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KR100761111B1 - 탑―이미션 방식의 유기전계발광소자 및 그 제조방법 - Google Patents

탑―이미션 방식의 유기전계발광소자 및 그 제조방법 Download PDF

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KR100761111B1
KR100761111B1 KR1020050133292A KR20050133292A KR100761111B1 KR 100761111 B1 KR100761111 B1 KR 100761111B1 KR 1020050133292 A KR1020050133292 A KR 1020050133292A KR 20050133292 A KR20050133292 A KR 20050133292A KR 100761111 B1 KR100761111 B1 KR 100761111B1
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light emitting
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organic light
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cathode
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김홍규
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엘지전자 주식회사
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Abstract

본 발명은 유기전계발광소자의 투과율을 저하시키지 않으면서 전극의 단락, 산화 및 뭉침을 방지하여 유기전계발광소자의 수명 및 신뢰성을 향상시킬 수 있는 탑-이미션 방식의 유기전계발광소자 및 그 제조방법을 제공한다. 탑-이미션 방식의 유기전계발광소자는 기판 상에 패터닝된 박막트랜지스터의 드레인과 연결되는 애노드 전극, 애노드 전극 상의 발광 영역에 형성되는 유기 발광부, 유기 발광부 상에 전면적으로 배열되는 캐소드 전극, 및 캐소드 전극 상의 비발광 영역에 캐소드 전극보다 표면저항(sheet resistance)이 낮은 전극이 형성되는 보조전극을 포함한다.
탑-이미션(top-emission), 유기전계발광, 보조전극

Description

탑―이미션 방식의 유기전계발광소자 및 그 제조방법{Top―emittion OLED and Method of Manufacturing for the same}
도 1은 종래 탑―이미션 방식의 유기전계발광소자의 단면도.
도 2a 내지 도 2d는 종래 탑―이미션 방식의 유기전계발광소자의 공정도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 탑―이미션 방식의 유기전계발광소자의 단면도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 탑―이미션 방식의 유기전계발광소자의 평면도.
도 5a 내지 도 5f는 본 발명의 일실시예에 따른 탑―이미션 방식의 유기전계발광소자의 제조공정도.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 다른 실시예들에 따른 탑―이미션 방식의 유기전계발광소자의 평면도.
본 발명은 기판의 상부로 유기전계 발광하는 탑-이미션(top-emission) 방식의 유기전계발광소자 및 그 제조방법에 관한 것이다.
탑-이미션(top-emission) 방식의 액티브 매트릭스형 유기전계발광소자(Active Matrix Organic Light Emitting Diodes : AMOELD)의 화소 부분은 크게 각 화소 부분을 스위칭해주는 스위칭용 박막트랜지스터, 구동용 박막트랜지스터, 저장 커패시터(capacitor), 애노드 전극(anode), 유기 발광층, 캐소드 전극(cathode)으로 구성된다.
이 중 구동용 박막트랜지스터를 기준으로 종래 탑-이미션 방식의 유기전계발광소자에 따른 화소의 단면을 도 1에 도시하였다.
도 1을 참조하면, 종래의 유기전계발광소자는, 기판(1)상에 각각 다수 개로 형성된 애노드 전극(8) 및 캐소드 전극(메탈 전극(15) 및 투명 전극(16))이 교차하는 영역에 의해 정의되는 다수개의 화소에 형성되는 유기 발광층(12)과, 기판(1)상에 형성되며 그 드레인 전극이 애노드 전극(8)에 전기적으로 연결되는 박막트랜지스터(A)와, 애노드 전극(8)과 유기 발광층(12) 사이에 적층 형성된 정공주입층(10), 정공전달층(11)과, 유기 발광층(12)과 메탈 전극(15) 사이에 적층 형성된 전자 전달층(13), 전자 주입층(14)으로 구성되었다.
이 박막트랜지스터(A)는 기판(1)의 일 영역 상에 형성되어 소스-드레인 영역(2a)(2b) 및 채널 영역(2c)으로 구성되는 반도체층(2)과, 반도체층(2)을 포함한 기판(1) 전면에 형성되는 게이트 절연층(3)과, 채널 영역(2c) 상부의 게이트 절연층(3) 상에 형성되는 게이트 전극(4)으로 구성되었다.
이때, 상기 소스-드레인 영역(2a)(2b)과 채널 영역(2c)의 경계는 게이트 전극(4)의 양 에지와 얼라인(align)되었다.
그리고, 박막트랜지스터(A) 상에는 소스 영역(2a) 및 드레인 영역(2b)을 오픈하는 층간 절연층A(5)이 형성되어 있고 층간 절연층A(5)의 오픈 부위를 통해 소스-드레인 영역(2a)(2b)에 전기적으로 접속되는 금속 전극(6)이 형성되어 있었다.
그리고, 층간 절연층A(5) 및 금속 전극(6)을 포함한 전면에는 드레인 영역(2b)에 전기적으로 접속된 전극 라인(6)을 오픈하는 평탄화 절연층(7)이 형성되었다.
평탄화 절연층(7) 위에는 애노드 전극(8)이 형성되게 되는데, 애노드 전극(8)은 평탄화 절연층(7)의 오픈부위를 통해 박막트랜지스터(A)의 드레인 영역(2b)에 전기적으로 연결되게 되었다.
그리고, 이웃하는 애노드 전극(8) 사이에 애노드 전극(8)의 일부분이 덮이도록 절연층(9)이 형성되어 있다.
애노드 전극(8) 상에 순차적으로 정공 주입층(10) 및 정공 전달층(11)과 R, G, B 중 어느 하나의 유기 발광층(12)과 전자 전달층(13) 및 전자 주입층(14)이 형성되어 있었다.
캐소드 전극(15, 16)은 전자 주입층(14) 상에 적층된 메탈 전극(15)과 투명 전극(16)으로 구성되며, 투명 전극(16) 상에는 보호막(17)이 형성되어 있었다.
도 1에 도시한 종래 탑-이미션 방식의 유기전계발광소자의 제조방법을 도 2를 참조하여 설명한다.
도 2a 내지 도 2d는 종래 탑-이미션 방식의 유기전계발광소자의 공정도이다.
도 2a을 참조하면, 우선, 기판(1)상에 박막트랜지스터의 활성층으로 사용하기 위해 예를 들어, 다결정 실리콘 등을 이용하여 반도체층(2)을 형성하고 이후에 박막트랜지스터가 형성될 영역 즉, 박막트랜지스터 예정 영역에만 남도록 상기 반도체층(2)을 패터닝(patterning)하였다.
이어서, 전면에 게이트 절연층(3)과 게이트 전극용 도전막을 차례로 적층한 다음 패터닝된 반도체층(2)의 일 영역 상에 남도록 상기 게이트 전극용 도전막을 패터닝하여 게이트 전극(4)을 형성하였다.
그리고, 게이트 전극(4)을 마스크로 이용해 반도체층(2)에 보론(B)나 인(P) 등의 불순물을 주입한 후에 열처리하여 박막트랜지스터의 소스-드레인 영역(2a)(2b)을 형성하였다. 이때, 불순물 이온이 주입되지 않은 반도체층(2)은 채널 영역(2c)이 되었다.
이어서, 전면에 층간 절연층A(5)을 형성하고, 박막트랜지스터의 소스-드레인 영역(2a)(2b)이 노출되도록 층간 절연층A(5)과 게이트 절연층(3)을 선택적으로 제거하여 콘택홀을 형성하였다.
그리고, 제 1 금속막을 형성하고 콘택홀 및 그에 인접한 영역에만 남도록 제 1 금속막을 선택적으로 제거하여 소스-드레인 영역(2a)(2b)에 각각 전기적으로 연결되는 금속 전극(6)을 형성하였다.
그리고, 전면에 평탄화 절연층(7)을 형성하여 전면을 평탄화시키고 드레인 영역(2b)에 연결된 금속 전극(6)이 노출되도록 평탄화 절연층(7)을 선택적으로 제거하여 콘택홀을 형성한 다음, Cr, Al, Mo, Ag, Au 등과 같이 반사율과 일함수 (work function)값이 높은 제 2 금속막을 전면에 증착하였다.
이때, 콘택홀 내에도 제 2 금속막이 형성되어 제 2 금속막은 콘택홀 하부의 금속 전극(6)에 연결되게 되었다.
이어서, 화소 부분에만 남도록 제 2 금속막을 선택적으로 제거하여 금속 전극(6)을 통해 하부의 드레인 영역(2b)에 전기적으로 연결되는 애노드 전극(8, anode)을 형성하였다.
도 2b를 참조하면, 이웃하는 애노드 전극(8) 사이에 애노드 전극(8)의 일부분이 덮이게 절연층(9)을 형성하였다.
도 2c를 참조하면, 정공 주입층(10), 정공 전달층(11)을 공통유기막으로 증착하고, 쉐도우 마스크(shadow mask)를 사용하여 R, G, B 유기 발광층(12)을 각각 증착하였다. 이어서, 전면에 전자 전달층(13)과 전자 주입층(14)등의 유기 발광층을 차례로 형성하였다.
도 2d를 참조하면, 유기 발광층(10 내지 14)을 형성한 후, 그 위에 메탈 전극(15, cathode)을 형성하였다. 이때, 메탈 전극(15)은 알루미늄(Al)을 수 nm 증착한 다음 은(Ag)을 수 nm ~ 수십 nm 증착하여 형성하거나, MgxAg1-x 등의 금속을 수 nm ~ 수십 nm 증착하여 형성하였다.
그리고, 메탈 전극(15) 상에 ITO, IZO 등의 투명 전도성 물질을 이용하여 투명 전극(16)을 형성하였다.
마지막으로, 유기 발광층(10 내지 14)을 산소나 수분으로부터 보호하기 위하 여 보호막(17)을 형성한 후, 봉지재(sealant)와 투명 기판을 사용하여 보호캡을 장착하여 탑-이미션(top-emission) 방식의 액티브 매트릭스형 유기전계발광소자를 완성했다.
이와 같은 탑-이미션 방식의 액티브 매트릭스형 유기전계발광소자는 기판의 하부로 유기전계 발광하는 바텀-이미션(bottom-emission) 방식과는 달리 유기 발광층에서 정공과 전자의 재결합에 의해 발생한 빛이 메탈전극(15) 방향으로 나와야 한다. 따라서, 메탈 전극(15)으로 사용되는 금속막의 두께를 투과율 문제로 인하여 두껍게 형성할 수 없으며, 보통 수nm ~ 수십 nm로 형성하였다.
그러나, 유기전계발광소자의 특성상 지속적으로 많은 양의 전류가 메탈 전극(15)을 통해서 흘러야 하는데, 메탈전극(15)이 얇으면 지속적으로 많은 양의 전류가 흐를 경우 열을 받아 단락(Short)되거나 산화되는 문제점이 있었다.
특히, 메탈 전극(15)으로 은(Ag)을 이용하는 경우에는 은(Ag) 원자의 이동(migration)이 일어나 뭉치는 현상이 발생될 수 있는데, 이로 인하여 소자의 수명이 단축되게 되고 신뢰성이 저하되는 문제점이 있었다.
반대로, 소자의 수명 단축 및 신뢰성 저하 문제를 해결하기 위해, 메탈 전극(15)의 두께가 10~15㎚, 심하면 20㎚가 되도록 두껍게 형성할 수 밖에 없었다. 메탈 전극(15)의 두께가 두꺼워지면 투과율이 급격하게 떨어지기 때문에 발광효율이 현저하게 저하되어 현실적으로 사용하기 어려운 문제점이 있었다.
이상의 문제점을 해결하기 위해 본 발명은 유기전계발광소자의 투과율을 저 하시키지 않고 전극의 단락, 산화 및 뭉침을 방지하여 유기전계발광소자의 수명 및 신뢰성을 향상시킬 수 있는 탑-이미션 방식의 유기전계발광소자 및 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 제조공정이 단순하며 제조공정수가 적어 제조단가가 적고 수율이 높은 탑-이미션 방식의 유기전계발광소자 및 그 제조방법을 제공하는데 또다른 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 탑-이미션 방식의 유기전계발광소자는 기판 상에 패터닝된 박막트랜지스터의 드레인과 연결되는 애노드 전극, 상기 애노드 전극 상의 발광 영역에 형성되는 유기 발광부, 상기 유기 발광부 상에 전면적으로 배열되는 캐소드 전극, 및 상기 캐소드 전극 상의 발광 영역과 인접하여 구분되는 비발광 영역에 상기 캐소드 전극보다 표면저항(sheet resistance)이 낮은 전극이 형성되는 보조전극을 포함한다.
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전술한 탑-이미션 방식의 유기전계발광소자는 캐소드 전극의 두께가 상기 보조전극의 두께보다 작은 것을 특징으로 한다.
또한, 전술한 탑-이미션 방식의 유기전계발광소자는 상기 보조전극은 상기 캐소드 전극보다 전극의 비저항이 낮은 물질인 것을 특징으로 한다.
전술한 캐소드 전극과 보조전극은 LiF, ITO, IZO 중 어느 하나이거나, Ag, Al, Au, Cu, Mg, Cr, Mo 중 어느 하나 또는 어느 하나 이상을 포함하는 합금인 것 을 특징으로 한다.
전술한 탑-이미션 방식의 유기전계발광소자는 캐소드 전극과 보조전극 상에 형성된 보호막을 추가로 포함할 수 있다.
또한, 전술한 탑-이미션 방식의 유기전계발광소자는 캐소드 전극과 보조전극 사이에 투명 전극을 추가로 포함할 수 있다.
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다른 측면에서, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 탑-이미션 방식의 유기전계발광소자의 제조방법은, 기판 상에 패터닝된 박막트랜지스터의 드레인과 연결되는 애노드 전극을 형성하는 애노드 전극 형성 단계, 상기 애노드 전극 상의 발광 영역에 유기 발광부를 형성하는 발광부 형성 단계, 상기 유기 발광부 상에 전면적으로 캐소드 전극을 형성하는 캐소드 전극 형성 단계, 및 상기 캐소드 전극 상의 발광 영역과 인접하여 구분되는 비발광 영역에 상기 캐소드 전극에 비해 표면 저항이 낮은 보조 전극을 형성하는 보조전극 형성 단계를 포함한다.
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이하, 본 발명의 일실시예가 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 탑-이미션 방식의 유기전계발광소자의 단면도이다.
도 3을 참조하면, 기판(21) 상에 형성된 다수 개의 애노드 전극(28)과 캐소드 전극(35)의 사이에서 전술한 애노드 전극(28)과 캐소드 전극(35)이 교차하는 영역에 의해 정의되는 다수 개의 화소 상에 형성되는 유기 발광층(32)과, 기판(21) 상에 형성되며 그 드레인 전극이 애노드 전극(28)에 전기적으로 연결되는 박막트랜지스터부(B)와, 화소 이외의 부분에 형성되며 캐소드 전극(35)에 전기적으로 연결되어 캐소드 전극(35)에 흐르는 전류를 외부로 빼내는 보조전극(37)을 갖는다.
박막트랜지스터부(B)는 기판(21) 상에 전술한 화소에 대응되게 패터닝 되며, 소스-드레인 영역(22a)(22b) 및 채널 영역(22c)으로 구성되는 반도체층(22)과, 반도체층(22)을 포함한 기판(21) 전면에 형성되는 게이트 절연층(23)과, 채널 영역(22c) 상부의 게이트 절연층(23) 상에 형성되는 게이트 전극(24)으로 구성된다.
이때, 소스-드레인 영역(22a)(22b)과 채널 영역(22c)의 경계는 게이트 전극(24)의 양 에지(edge)와 얼라인(align)된다.
그리고, 박막트랜지스터부(B) 상에는 소스 영역(22a) 및 드레인 영역(22b)을 노출시키는 층간 절연층A(25)가 형성되고, 층간 절연층A(25)의 오픈 부위를 통해 소스-드레인 영역(22a)(22b)에 전기적으로 접속되는 금속 전극(26)이 형성된다.
그리고, 층간 절연층A(25) 및 금속 전극(26)을 포함한 전면에는 드레인 영역(22b)에 전기적으로 접속된 금속 전극(26)을 오픈하는 평탄화 절연층(27)으로 평탄화된다.
평탄화 절연층(27) 상의 화소 영역 상에는 애노드 전극(28)이 형성되는데, 애노드 전극(28)은 평탄화 절연층(27)의 오픈 부위를 통해 박막트랜지스터부(B)의 드레인 영역(22b)에 전기적으로 연결된다.
그리고, 애노드 전극(28) 상에는 박막트랜지스터부(B)에 대응되는 영역과 애노드 전극(28) 상호 간 구분되는 영역을 포함하는 영역 및 평단화 절연층(27)의 일부 상에는 층간 절연층(29)이 형성된다.
애노드 전극(28)과 층간 절연층(29) 상에는 정공주입층(30), 정공전달층(31)이 차례로 적층되고, 정공전달층(31) 상의 화소부위에는 R, G, B 중 어느 하나의 유기 발광층(32)이 형성되어 있다. 유기 발광층(32) 및 정공전달층(31) 상에는 전자 전달층(33)과 전자 주입층(34)이 형성된다.
이때, 층간 절연층(29)은 R, G, B 중 어느 하나의 유기 발광층(32)과 인접한 다른 유기 발광층을 전기적으로 절연하는 역할을 한다.
한편, 전자 주입층(34) 상에는 캐소드 전극(35)이 형성되어 있으며, 유기 발광층(32)이 형성되는 화소 영역 이외의 부분(비발광 영역)에 스트라이프 형태의 보조전극(37)이 형성되어 있다. 이 캐소드 전극(35)과 보조전극(37) 상에는 보호층(38)과 밀봉층(39)이 형성되어 있다.
이때, 캐소드 전극(35)의 재료는 은(Ag) 또는 MgXAg1 -X 이고, 그 두께는 1~20nm이다. 그리고, 캐소드 전극(35)은 예를 들어, LiF, ITO, IZO 중 어느 하나이거나, Ag, Al, Au, Cu, Mg, Cr, Mo 중 어느 하나 또는 어느 하나 이상을 포함하는 합금일 수 있다.
한편, 보조전극(37)의 재료는 캐소드 전극(35)보다 저항이 낮은 물질, 예를 들면 알루미늄(Al)을 사용하고, 두께는 캐소드 전극(35)보다 두껍게, 예를 들면 10~150nm인 것이 바람직하다.
만약, 캐소드 전극(35)보다 비저항이 높은 물질을 사용할 경우 두께를 충분히 두껍게 하여(예를 들면 100~300nm) 표면 저항(sheet resistance)을 낮게 하여 사용할 수 있다.
이와 같이, 박막트랜지스터부(B) 상의 영역을 일부 포함하는 화소영역 이외의 영역(비발광 영역)에 보조전극(37)을 형성하므로 발광영역의 개구율에 영향을 주지않게 된다.
또한, 캐소드 전극(35)보다 두께가 두껍고, 저항이 낮은 물질을 사용하여 보조전극(37)을 형성하므로 캐소드 전극(35)에 흐르던 전류의 대부분이 보조전극(37)에 흐르게 되어 캐소드 전극(35)이 과열로 단락되거나 Ag 원자의 이동이 일어나 뭉치는 현상이 발생하지 않게 된다.
도 4를 참조하되 도 3을 추가로 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 탑-이미션 방식의 유기전계발광소자는 기판(21) 상의 유기 발광부(30 내지 34) 상에 캐소드 전극(35)이 형성되어 있다.
또한, R, G, B 유기 발광층(32)이 형성되지 않는 비발광 영역상에 스트라이프 형태로 보조전극(37)이 형성되어 있다.
따라서, 보조전극(37)은 유기 발광층(32)의 개구율에 영향을 주지 않으며 캐소드 전극(35)에 흐르던 전류의 대부분을 흐르게 하므로 본 발명의 일실시예에 따른 탑-이미션 방식의 유기전계발광소자는 캐소드 전극(35)이 과열되어 단락되거나 Ag 원자의 이동이 일어나 뭉치는 현상을 방지할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 탑-이미션 방식의 유기전계발광소자의 제조방법을 도 5를 참조하여 설명한다.
도 5a 내지 도 5f는 본 발명의 일실시예에 따른 탑-이미션 방식의 유기전계발광소자의 공정도이다.
도 5a를 참조하면, 기판(21)상에 박막트랜지스터의 활성층으로 사용하기 위해 예를 들어, 다결정 실리콘층 등의 반도체층(22)을 형성하고 박막 트랜지스터 예정 영역 상에만 남도록 상기 반도체층(22)을 패터닝한다.
그리고, 구조 전면에 게이트 절연층(23)과 게이트 전극용 물질을 차례로 적층한 다음 패터닝된 반도체층(22)의 일 영역 상에 남도록 상기 게이트 전극용 물질을 패터닝하여 게이트 전극(24)을 형성한다.
이어서, 게이트 전극(24)을 마스크로 반도체층(22)에 P, B 등의 불순물을 주입하고 열처리하여 박막트랜지스터의 소스-드레인 영역(22a)(22b)을 형성한다.
그 다음에 전면에 층간 절연층A(25)를 형성하고 상기 박막 트랜지스터(B)의 소스-드레인 영역(22a)(22b)의 표면이 노출되도록 층간 절연층A(25)와 게이트 절연층(23)을 선택적으로 제거하여 콘택홀을 형성한다.
이어서, 콘택홀이 매립되도록 전면에 제 1 금속막을 증착하고, 콘택홀 및 그에 인접한 영역 상에만 남도록 제 1 금속막을 선택적으로 제거하여 콘택홀을 통해 소스-드레인 영역(22a)(22b)에 전기적으로 연결되는 금속 전극(26)을 형성한다.
그리고, 전면에 평탄화 절연층(27)을 형성하여 전면을 평탄화시킨 다음에 드레인 영역(22b)에 연결된 금속 전극(26)의 표면이 노출되도록 평탄화 절연층(27)을 일부 제거한 다음 Cr, Al, Mo, Ag, Au 등과 같이 반사율과 일함수(work function)값이 높은 제 2 금속막 혹은 이들의 합금막을 형성한다.
이때, 콘택홀 내에도 제 2 금속막이 형성되어 제 2 금속막은 콘택홀 하부의 금속 전극(26)에 연결되게 된다.
이어서, 제 2 금속막을 선택적으로 제거하여 화소 영역에는 애노드 전극(28)을 형성한다.
도 5b를 참조하면, 애노드 전극(28)의 일부분과 그 이웃하는 애노드 전극(28)의 사이 및 그에 인접하는 평탄화 절연층(27)의 일부분 상에 층간 절연층(29)을 형성한다.
도 5c를 참조하면, 층간 절연층(29)과 애노드 전극(28) 상에 정공주입층(30), 정공전달층(31)을 차례로 적층하여 공통유기막을 형성한다. 정공전달층(31) 위에 발광 영역을 형성하기 위해 쉐도우 마스크(Shadow mask)를 사용하여 R, G, B 유기발광층(32)을 각각 형성하고, 그 위에 전자 전달층(33)과 전자 주입층(34)을 형성하여 유기 발광부(30 내지 34)를 형성하게 된다.
도 5d를 참조하면, 전자 주입층(34) 상에 캐소드 전극(35)을 형성한다.
이때, 캐소드 전극(35)은 은(Ag) 또는 MgXAg1 -X를 1~5nm로 증착하여 형성한다. 한편, 캐소드 전극(35)은 예를 들어, LiF, ITO, IZO 중 어느 하나이거나, Ag, Al, Au, Cu, Mg, Cr, Mo 중 어느 하나 또는 어느 하나 이상을 포함하는 합금일 수 있다.
도 5e를 참조하면, 보조전극(37)은 스트라이프(stripe) 형태의 패턴이 형성된 쉐도우마스크(36, shadow mark)를 이용하여 박막트랜지스터부(B)가 형성된 화소 영역 이외의 부분에 캐소드 전극(35)보다 저항이 낮은 물질, 예를 들면 알루미늄(Al)을 10~150nm로 캐소드 전극(35)보다 두껍게 진공 증착하여 형성한다.
도 5f를 참조하면, 유기 발광층(30 내지 34)을 산소나 수분으로부터 보호하기 위하여 봉지재(39, sealant) 및 투명 기판(40)을 이용하여 보호막(38)을 형성함으로 본 발명의 일실시예에 따른 탑-이미션(top-emission) 방식의 액티브 매트릭스형 유기전계발광소자를 완성한다.
또한, 완성된 유기전계발광소자에 회로기판과 제어부를 결합하여 휴대폰이나 컴퓨터, HDTV 등에 사용할 수 있는 유기전계발광패널이 완성된다.
이상, 본 발명을 도면을 참조하여 일실시예를 들어 설명하였으나 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
위 실시예에서, 보조전극(37)이 박막트랜지스터부(B)가 형성된 비발광 영역 또는 화소 이외의 영역에 형성되어 있다고 설명하였으나, 유기 발광층(32)이 형성된 발광영역 또는 화소 영역에 형성될 수도 있다.
이때, 개구율을 최대화하기 위해 유기 발광층(32)을 박막트랜지스터가 형성된 영역까지 일부 연장하여 형성하고 그 형성 영역의 가장자리에 보조전극(37)을 형성할 수도 있다.
위 실시예에서, 보조전극(37)이 캐소드 전극(35)보다 두껍다고 설명하였으나, 보조전극(37)이 캐소드 전극(35)과 동일한 두께를 가지거나 보다 얇을 수도 있 다. 또한, 보조전극(37)의 두께는 캐소드 전극(35)의 두께를 최소화하면서 캐소드 전극(35)이 전류 때문에 열화 되지않는 범위 내에서 임의의 수치로 형성 가능하다.
위 실시예에서, 보조전극(37)은 캐소드 전극(35)보다 저저항인 알루미늄(Al)인 것으로 설명하였으나, 캐소드 전극(35)과 동일한 재료를 사용할 수도 있다.
이때, 보조전극(37)과 캐소드 전극(35)에 동일한 재료를 사용하므로, 진공증착시 쉐도우마스크를 사용하지 않고 캐소드 전극(35)을 형성한 후 동일한 챔버에서 보조전극(37)을 형성하므로 제조공정을 단순화할 수 있다.
위 실시예에서, 도 4 및 도 6a에 도시한 바와 같이 보조전극(37)이 R, G, B 유기 발광층에 가로방향으로 형성된 것으로 설명하였으나, 도 6b에 도시한 바와 같이 보조전극(37)이 R, G, B 유기 발광층에 세로방향으로 형성될 수도 있다.
이때, R, G, B 유기 발광층은 세로방향으로 길게 형성하는 것이 바람직하다.
한편, 캐소드 전극(35)과 보조전극(37)은 예를 들어, LiF, ITO, IZO 중 어느 하나이거나, Ag, Al, Au, Cu, Mg, Cr, Mo 중 어느 하나 또는 어느 하나 이상을 포함하는 합금일 수 있다.
특히, ITO, IZO 등의 투명 전극으로 캐소드 전극(35)을 형성함으로 투과율을 극대화할 수 있고, LiF 등을 사용하여 캐소드 전극(35)의 두께를 최소 1㎚로 낮출 수 있다.
위 실시예에서, 탑-이미션(top-emission) 방식의 액티브 매트릭스형 유기전계발광소자(Active Matrix Organic ElectroLuminescenceDevice : AMOELD)를 예를 들어 설명하였으나, 본 발명은 탑-이미션 방식의 패시브 매트릭스형 유기전계발광 소자(Passive Matrix Organic ElectroLuminescenceDevice : PMOELD)의 경우에도 캐소드 전극의 상하에 저저항의 보조전극을 형성하여 저항에 의한 열화를 방지할 수 있다.
위 실시예에서, 보조전극(37)이 캐소드 전극(35)의 상부에 형성된 것으로 설명하였으나, 하부에 형성될 수도 있다. 이 경우, 보조전극(37)을 쉐도우 마스크를 이용하여 진공 증착한 후, 캐소드 전극(35)을 형성한다.
위 실시예에서, 캐소드 전극(37)과 보조전극(35) 상에 보호막(38)과 봉지재(39) 및 투명기판(40)이 형성되어 있는 것으로 설명하였으나, 보호막(38)이 캐소드 전극(37)과 보조전극(35) 상에 형성되지 않고, 글라스 투명기판이 밀봉제에 의해 하부기판(21)에 부착되어 있을 수도 있다.
이때, 수분과 산소를 제거하기 위한 흡습제가 투명기판(40)의 내부에 부착되어 있을 수 있다.
위에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 유기전계발광소자 및 그 제조방법은 캐소드 전극과 함께 보조전극을 형성하여 흐르는 전류를 분산시킴으로써 캐소드 전극이 열화되는 것을 억제할 수 있을 뿐만 아니라, 보조전극을 통해 전류를 추가로 더 흐르게 하여 캐소드 전극의 전류 투과율을 극대화할 수 있다.
또한, 본 발명의 유기전계발광소자 및 그 제조방법은 보조전극을 화소 이외의 영역 또는 비발광 영역에 형성하므로 소자의 개구율을 극대화할 수 있다.
또한, 본 발명은 캐소드 전극의 형성 전후에 캐소드 전극 상하부에 보조전극 을 형성하므로 제조공정을 단순화하여 수율을 향상시킬 수 있다.
이에 따라, 본 발명은 수명 및 신뢰성이 향상된 탑-이미션 방식의 유기전계발광소자 및 그 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 제조공정이 단순하며 제조공정수가 적어 제조단가가 적고 수율이 높은 탑-이미션 방식의 유기전계발광소자 및 그 제조방법을 한다.

Claims (24)

  1. 기판 상에 패터닝된 박막트랜지스터의 드레인과 연결되는 애노드 전극;
    상기 애노드 전극 상의 발광 영역에 형성되는 유기 발광부;
    상기 유기 발광부 상에 전면적으로 배열되는 캐소드 전극; 및
    상기 캐소드 전극 상의 발광 영역과 인접하여 구분되는 비발광 영역에 상기 캐소드 전극보다 표면저항(sheet resistance)이 낮은 전극이 형성되는 보조전극
    을 포함하는 탑-이미션 방식의 유기전계발광소자.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 보조전극은 상기 캐소드 전극의 두께보다 두꺼운 것을 특징으로 하는 탑-이미션 방식의 유기전계발광소자.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 보조전극은 상기 캐소드 전극보다 전극의 비저항이 낮은 물질인 것을 특징으로 하는 탑-이미션 방식의 유기전계발광소자.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 캐소드 전극과 상기 보조전극은 LiF, ITO, IZO 중 어느 하나이거나, Ag, Al, Au, Cu, Mg, Cr, Mo 중 어느 하나 또는 어느 하나 이상을 포함하는 합금인 것을 특징으로 하는 탑-이미션 방식의 유기전계발광소자.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 캐소드 전극과 상기 보조전극 상에 형성된 보호막을 추가로 포함하는 탑-이미션 방식의 유기전계발광소자.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 캐소드 전극과 상기 보조전극 사이에 투명 전극을 추가로 포함하는 탑-이미션 방식의 유기전계발광소자.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 삭제
  20. 기판 상에 패터닝된 박막트랜지스터의 드레인과 연결되는 애노드 전극을 형성하는 애노드 전극 형성 단계;
    상기 애노드 전극 상의 발광 영역에 유기 발광부를 형성하는 발광부 형성 단계;
    상기 유기 발광부 상에 전면적으로 캐소드 전극을 형성하는 캐소드 전극 형성 단계; 및
    상기 캐소드 전극 상의 발광 영역과 인접하여 구분되는 비발광 영역에 상기 캐소드 전극에 비해 표면 저항이 낮은 보조 전극을 형성하는 보조전극 형성 단계
    를 포함하는 유기전계발광소자의 제조 방법.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 보조전극 형성 단계는, 상기 보조전극을 상기 캐소드 전극에 비해 비저항이 낮은 물질로 선택하는 것을 특징으로 하는 탑-이미션 방식의 유기전계발광소자의 제조방법.
  22. 제20항 또는 제21항에 있어서,
    상기 보조 전극 형성단계는, 상기 보조 전극의 두께를 상기 캐소드 전극의 두께보다 두껍게 형성하는 것을 특징으로 하는 탑-이미션 방식의 유기전계발광소자의 제조방법.
  23. 제20항에 있어서,
    상기 보조전극 형성단계는, 쉐도우마스크를 이용하여 보조전극을 진공 증착하는 것을 특징으로 하는 탑-이미션 방식의 유기전계발광소자의 제조방법.
  24. 제 20항에 있어서,
    상기 보조전극 형성 단계 후에, 상기 캐소드 전극과 상기 보조전극 상에 보호막을 형성하는 보호막 형성단계를 추가로 포함하는 탑-이미션 방식의 유기전계발광소자의 제조방법.
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