KR20150002119A - 유기전계 발광소자 및 이의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 다수의 화소영역을 갖는 표시영역이 정의된 제 1 기판과; 상기 제 1 기판 상에 상기 각 화소영역 별로 형성된 제 1 전극과; 상기 표시영역에 상기 각 제 1 전극의 가장자리와 중첩하며 제 1 높이를 가지며 각 화소영역을 둘러싸는 형태로 형성된 뱅크와; 상기 뱅크로 둘러싸인 상기 각 제 1 전극 상부에 형성된 유기 발광층과; 상기 유기 발광층 상부로 상기 표시영역 전면에 끊김없이 제 1 두께를 가지며 형성되며 상기 뱅크에 대응하는 부분이 돌출된 구성을 이루는 제 2 전극과; 제 2 두께를 가지며, 상기 뱅크와 제 2 전극 사이 또는 상기 제 2 전극 위로 제 2 두께를 가지며 상기 뱅크로 인해 돌출된 부분에 대응하여 선택적으로 형성된 보조배선을 포함하는 유기전계 발광소자 및 이의 제조 방법을 제공한다.

Description

유기전계 발광소자 및 이의 제조 방법{Organic electro luminescent device and method of fabricating the same}

본 발명은 유기전계 발광소자(organic electro luminescent device)에 관한 것이며, 특히 상부발광 방식의 구조에서 저저항 특성을 유지하면서도 캐소드 전극의 투과율을 향상시킬 수 있는 유기전계 발광소자 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

평판 디스플레이(FPD; Flat Panel Display)중 하나인 유기전계 발광소자는 높은 휘도와 낮은 동작 전압 특성을 갖는다. 또한 스스로 빛을 내는 자체발광형이기 때문에 명암대비(contrast ratio)가 크고, 초박형 디스플레이의 구현이 가능하며, 응답시간이 수 마이크로초(㎲) 정도로 동화상 구현이 쉽고, 시야각의 제한이 없으며 저온에서도 안정적이고, 직류 5 내지 15V의 낮은 전압으로 구동하므로 구동회로의 제작 및 설계가 용이하다.

또한, 상기 유기전계 발광소자의 제조공정은 증착(deposition) 및 인캡슐레이션(encapsulation) 장비가 전부라고 할 수 있기 때문에 제조 공정이 매우 단순하다.

따라서, 전술한 바와 같은 장점을 갖는 유기전계 발광소자는 최근에는 TV, 모니터, 핸드폰 등 다양한 IT기기에 이용되고 있다.

이하, 유기전계 발광 소자의 기본적인 구조에 대해서 조금 더 상세히 설명한다.

유기전계 발광소자는 크게 어레이 소자와 유기전계 발광 다이오드로 이루지고 있다. 상기 어레이 소자는 게이트 및 데이터 배선과 연결된 스위칭 박막트랜지스터와, 상기 유기전계 발광 다이오드와 연결된 구동 박막트랜지스터로 이루어지며, 상기 유기전계 발광 다이오드는 상기 구동 박막트랜지스터와 연결된 제 1 전극과 유기 발광층 및 제 2 전극으로 이루어지고 있다.

이러한 구성을 갖는 유기전계 발광소자는 상기 유기 발광층으로부터 발생된 빛은 상기 제 1 전극 또는 제 2 전극을 향해 출사됨으로써 화상을 표시하게 된다. 이러한 유기전계 발광소자는 개구율 등을 고려할 때, 통상 상기 제 2 전극을 향해 출사되는 빛을 이용하여 화상을 표시하는 상부 발광 방식으로 제조되고 있다.

하지만, 유기전계 발광소자 제조 특성 상, 유기 발광층 상부에 위치하는 제 2 전극은 상기 유기 발광층의 손상 방지를 위해 일반적인 금속물질의 증착법인 스퍼터링법에 의해 형성될 수 없으며, 따라서 유기 발광층에 거의 손상을 주지 않는 진공 열 증착에 의해 형성되고 있는 실정이다.

한편, 상기 제 1 전극은 애노드 전극의 역할을 하도록 일함수 값이 높은 투명 도전성 물질인 인듐-틴-옥사이드(ITO)로 이루어지고 있으며, 제 2 전극은 캐소드 전극의 역할을 하도록 일함수 값이 낮은 금속물질로서 이루어지고 있다.

그러나, 캐소드 전극의 역할을 하는 상기 제 2 전극을 이루는 일함수 값이 낮은 금속물질은 불투명한 특성을 가지므로, 이러한 불투명한 금속을 일반적인 전극의 두께를 갖도록 즉, 1000Å 내지 4000Å의 두께로 형성하면 빛이 투과할 수 없다.

따라서, 낮은 일함수 값을 가지며 불투명한 금속물질로 이루어진 제 2 전극은 투명성을 확보하기 위해 불투명한 금속물질로 이루어지는 하부층을 10Å 내지 200Å정도의 두께를 갖도록 형성하고 있다.

이 경우, 상기 제 2 전극의 빛 투과도는 15% 이상이 되므로 일반적인 표시장치의 휘도 수준이 되고 있다.

하지만, 상기 제 2 전극을 10Å 내지 200Å 정도의 두께를 갖도록 형성하면, 그 면저항이 20Ω/□ 내지 1000Ω/□이 되며, 이 경우 상기 제 2 전극 자체의 면 저항이 높아 위치별 전압 강하 값이 차이가 커 최종적으로는 휘도 불균일 현상이 발생됨으로서 유기전계 발광소자의 표시품질을 저하시키는 문제가 발생되고 있다.

또한, 상기 제 2 전극의 높은 면적항에 의해 유기전계 발광소자 자체의 구동전압이 상대적으로 커지게 되므로 단위 시간당 소비전력이 증가되며 됨으로써 특히, 개인용 휴대 IT기기에 적용 시 빠른 배터리 소비를 야기시키는 문제가 발생되고 있는 실정이다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 상부 발광 방식의 유기전계 발광 소자에 있어 유기 발광층 상부에 형성되어 캐소드 전극의 역할을 하는 제 2 전극의 저항을 낮추며 동시에 투과율을 향상시킬 수 있는 유기전계 발광소자 및 이의 제조 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자는, 다수의 화소영역을 갖는 표시영역이 정의된 제 1 기판과; 상기 제 1 기판 상에 상기 각 화소영역 별로 형성된 제 1 전극과; 상기 표시영역에 상기 각 제 1 전극의 가장자리와 중첩하며 제 1 높이를 가지며 각 화소영역을 둘러싸는 형태로 형성된 뱅크와; 상기 뱅크로 둘러싸인 상기 각 제 1 전극 상부에 형성된 유기 발광층과; 상기 유기 발광층 상부로 상기 표시영역 전면에 끊김없이 제 1 두께를 가지며 형성되며 상기 뱅크에 대응하는 부분이 돌출된 구성을 이루는 제 2 전극과; 제 2 두께를 가지며, 상기 뱅크와 제 2 전극 사이 또는 상기 제 2 전극 위로 상기 뱅크로 인해 돌출된 부분에 대응하여 선택적으로 형성된 보조배선을 포함한다.

이때, 상기 제 1 전극은 반사성을 갖는 금속물질로 이루어진 하부층과 투명 도전성 물질로 이루어진 상부층의 이중층 구조를 이루는 것이 특징이다.

그리고 상기 제 2 전극은 상기 제 1 전극보다 작은 일함수 값을 갖는 금속물질인 알루미늄(Al), 알루미늄 합금(AlNd), 은(Ag), 마그네슘(Mg), 금(Au), 알루미늄마그네슘 합금(AlMg) 중 어느 하나 또는 둘 이상의 물질로 이루어진 것이 특징이며, 상기 보조배선은 저 저항 특성을 갖는 도전성 물질인 알루미늄(Al), 알루미늄합금(AlNd), 구리(Cu), 금(Au), 은(Ag) 중 어느 하나의 물질로 이루어진 것이 특징이다.

그리고 상기 제 1 높이는 1 내지 10㎛ 이며, 상기 제 1 두께는 10 내지 200Å이며, 상기 제 2 두께는 1000 내지 4000Å인 것이 특징이다.

또한, 상기 보조배선은 상기 표시영역 외측의 비표시영역까지 연장 형성되어 신호전압 인가를 위한 Vss배선과 연결된 구성을 이루는 것이 특징이다.

한편, 상기 제 1 전극 하부로, 상기 제 1 기판 상에는 서로 교차하여 상기 화소영역을 정의하는 게이트 및 데이터 배선과; 상기 게이트 배선 또는 데이터 배선이 형성된 동일한 층에 이들 배선과 나란하게 이격하며 형성된 전원배선과; 상기 각 화소영역에 구비되며, 상기 게이트 배선 및 데이터 배선과 연결된 스위칭 박막트랜지스터와 상기 전원배선 및 상기 스위칭 박막트랜지스터와 연결된 구동 박막트랜지스터와; 상기 표시영역 전면에 상기 스위칭 및 구동 박막트랜지스터를 덮으며 상기 구동 박막트랜지스터의 드레인 전극을 노출시키며 형성된 보호층을 포함하며, 상기 제 1 전극은 상기 보호층 위로 상기 각 화소영역 내에 상기 구동 박막트랜지스터의 드레인 전극과 접촉하며 형성된 것이 특징이다.

그리고 상기 제 1 기판에 대응하여 이와 마주하는 제 2 기판이 구비되거나, 또는 상기 보조배선 및 상기 제 2 전극과 접촉하며 상기 표시영역 전면을 덮는 형태로 상기 제 2 기판의 역할을 하는 인캡슐레이션막이 구비된 것이 특징이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 유기전계 발광소자의 제조 방법은, 다수의 화소영역을 갖는 표시영역이 정의된 제 1 기판 상에 상기 각 화소영역 별로 제 1 전극을 형성하는 단계와; 상기 표시영역에 상기 각 제 1 전극의 가장자리와 중첩하며 제 1 높이를 가지며 상기 각 화소영역을 둘러싸는 형태의 뱅크를 형성하는 단계와; 상기 뱅크로 둘러싸인 상기 각 제 1 전극 상부에 유기 발광층을 형성하는 단계와; 상기 유기 발광층 상부로 제 1 두께를 가지며 상기 표시영역 전면에 끊김없이 형성되며 상기 뱅크에 대응하는 부분이 돌출된 구성을 이루는 제 2 전극을 형성하는 단계와; 상기 제 2 전극 위로 제 2 두께를 가지며 상기 뱅크로 인해 돌출된 부분에 대응하여 선택적으로 보조배선을 형성하는 단계를 포함한다.

이때, 상기 제 2 전극 위로 제 2 두께를 가지며 상기 뱅크로 인해 돌출된 부분에 대응하여 선택적으로 보조배선을 형성하는 단계는, 스테이지와 그 표면에 블랭킷이 구비된 인쇄롤과 상기 인쇄롤에 도전성 잉크를 공급하는 잉크 공급 슬릿으로 구성된 롤 코팅 장치의 상기 스테이지 상에 상기 제 2 전극이 형성된 기판을 안착시키는 단계와; 상기 블랭킷 전면에 액체 상태의 도전성 잉크를 코팅하여 도전성 잉크층을 형성하는 단계와; 상기 스테이지를 일 방향으로 진행시킴과 동시에 상기 블랭킷을 상기 스테이지의 진행속도에 맞추어 일 방향으로 회전시켜 상기 도전성 잉크층과 상기 제 2 전극의 돌출된 부분과 접촉하도록 함으로서 상기 도전성 잉크층을 상기 제 2 기판의 돌출된 부분으로 전사시키는 단계와; 상기 제 2 전극 위로 전사된 도전성 잉크 패턴을 열 처리하여 경화시킴으로서 상기 보조배선을 형성하는 단계를 포함한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유기전계 발광소자의 제조 방법은, 다수의 화소영역을 갖는 표시영역이 정의된 제 1 기판 상에 상기 각 화소영역 별로 제 1 전극을 형성하는 단계와; 상기 표시영역에 상기 각 제 1 전극의 가장자리와 중첩하며 제 1 높이를 가지며 상기 각 화소영역을 둘러싸는 형태의 뱅크를 형성하는 단계와; 상기 뱅크로 둘러싸인 상기 각 제 1 전극 상부에 유기 발광층을 형성하는 단계와; 상기 유기 발광층 상부로 제 1 두께를 가지며 상기 표시영역 전면에 끊김없이 제 2 전극을 형성하는 단계를 포함하며, 상기 유기 발광층을 형성하기 전에 상기 뱅크에 대해서만 선택적으로 이의 상부로 제 2 두께를 갖는 보조배선을 형성하는 단계를 더 진행하는 것이 특징이다.

그리고 상기 뱅크에 대해서만 선택적으로 이의 상부로 제 2 두께를 갖는 보조배선을 형성하는 단계는, 스테이지와 그 표면에 블랭킷이 구비된 인쇄롤과 상기 인쇄롤에 도전성 잉크를 공급하는 잉크 공급 슬릿으로 구성된 롤 코팅 장치의 상기 스테이지 상에 상기 뱅크가 형성된 기판을 안착시키는 단계와; 상기 블랭킷 전면에 액체 상태의 도전성 잉크를 코팅하여 도전성 잉크층을 형성하는 단계와; 상기 스테이지를 일 방향으로 진행시킴과 동시에 상기 블랭킷을 상기 스테이지의 진행속도에 맞추어 일 방향으로 회전시켜 상기 도전성 잉크층과 상기 뱅크의 상면이 접촉하도록 함으로서 상기 도전성 잉크층을 상기 제 2 기판의 상기 뱅크 상면으로 전사시키는 단계와; 상기 뱅크의 상면으로 전사된 도전성 잉크 패턴을 열 처리하여 경화시킴으로서 상기 보조배선을 형성하는 단계를 포함한다.

한편, 상기 도전성 잉크는 도전성 물질인 알루미늄(Al), 알루미늄합금(AlNd), 구리(Cu), 금(Au), 은(Ag) 중 어느 하나의 물질로 이루어진 수 내지 수십 나노미터의 크기를 갖는 다수의 입자와 솔벤트로 이루어진 것이 특징이며, 상기 제 1 높이는 1 내지 10㎛ 이며, 상기 제 1 두께는 10 내지 200Å이며, 상기 제 2 두께는 1000 내지 4000Å인 것이 특징이다.

그리고 상기 제 1 전극을 형성하기 이전에, 상기 제 1 기판 상에 서로 교차하여 상기 화소영역을 정의하는 게이트 및 데이터 배선과, 상기 게이트 배선 또는 데이터 배선이 형성된 동일한 층에 형성된 전원배선과, 상기 각 화소영역에 구비되며, 상기 게이트 배선 및 데이터 배선과 연결된 스위칭 박막트랜지스터와 상기 전원배선 및 상기 스위칭 박막트랜지스터와 연결된 구동 박막트랜지스터와, 상기 표시영역 전면에 상기 스위칭 및 구동 박막트랜지스터를 덮으며 상기 구동 박막트랜지스터의 드레인 전극을 노출시키는 드레인 콘택홀을 갖는 보호층을 형성하는 단계를 더욱 진행하며, 상기 제 1 전극은 상기 보호층 위로 상기 각 화소영역 내에 상기 드레인 콘택홀을 통해 상기 구동 박막트랜지스터의 드레인 전극과 접촉하도록 형성하는 것이 특징이다.

본 발명에 따른 유기전계 발광 소자는, 상부발광 방식 유기전계 발광 소자는 상대적으로 낮은 일함수 값을 갖는 저 금속물질로 10Å 내지 200Å 정도의 두께를 가지며 형성되는 캐소드 전극을 형성함으로서 투명성을 확보하며, 나아가 표시영역 전면에 대응하여 상기 캐소드 전극 상부로 뱅크와 중첩하여 형성됨으로서 표시영역 전면에서 격자형태를 갖는 저저항 특성을 갖는 금속물질로 이루어진 보조배선이 구비됨으로서 상기 캐소드 전극 자체의 저항 특성을 저감시켜 위치 별 전압 강하를 억제시키는 동시에 전압 강하에 따른 휘도 불균일을 억제하여 표시품질을 향상시키는 효과가 있다.

도 1은 일반적인 유기전계 발광소자의 한 화소에 대한 회로도.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유기전계 발광소자의 표시영역 일부에 대한 단면도.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예의 일 변형예에 따른 유기전계 발광소자에 있어서 구동 박막트랜지스터에 대한 단면도.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예의 또 다른 변형예에 따른 유기전계 발광소자에 있어서 구동 박막트랜지스터에 대한 단면도.
도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유기전계 발광소자는 이의 평면 구성을 개략적으로 나타낸 평면도.
도 6은 비교예로서 보조전극 없는 종래의 유기전계 발광소자의 구성을 개략적으로 나타낸 평면도.
도 7a 내지 도 7h는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유기전계 발광소자의 제조 단계별 공정 도면.
도 8은 본 발명의 제 1 및 제 2 실시예에 따른 유기전계 발광소자를 제조하는데 이용되는 롤 코팅장치를 개략적으로 도시한 도면.
도 9는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 유기전계 발광소자의 표시영역 일부에 대한 단면도.
도 10a 내지 도 10e는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 유기전계 발광소자의 제조 단계별 공정 단면도.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

우선, 유기전계 발광소자의 기본적인 구조 및 동작특성에 대해서 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 일반적인 유기전계 발광소자의 한 화소에 대한 회로도이다.

도시한 바와 같이, 유기전계 발광소자에 있어 게이트 배선과 데이터 배선으로 둘러싸인 영역으로 정의되는 각 화소는 상기 게이트 배선과 데이터 배선 및 전원배선과, 스위칭(switching) 박막트랜지스터(STr) 및 구동(driving) 박막트랜지스터(DTr), 스토리지 커패시터(StgC) 그리고 유기전계 발광 다이오드(E)를 포함하여 구성되고 있다.

조금 더 상세히 유기전계 발광소자의 구성에 대해 설명하면, 제 1 방향으로 게이트 배선(GL)이 형성되어 있고, 이러한 제 1 방향과 교차되는 제 2 방향으로 형성되어 상기 각 화소영역(P)을 정의하며 데이터 배선(DL)이 형성되어 있으며, 상기 데이터 배선(DL)과 이격하며 전원전압을 인가하기 위한 전원배선(PL)이 형성되어 있다.

또한, 각 화소 내부에 있어 상기 데이터 배선(DL)과 게이트 배선(GL)이 교차하는 부분에는 스위칭 박막트랜지스터(STr)가 형성되어 있으며, 상기 스위칭 박막트랜지스터(STr)와 전기적으로 연결된 구동 박막트랜지스터(DTr)가 형성되어 있다.

이때, 상기 유기전계 발광 다이오드(E)의 일측 단자인 제 1 전극은 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)의 드레인 전극과 연결되고, 타측 단자인 제 2 전극은 전원배선(PL)과 연결되고 있으며, 이에 의해 상기 전원배선(PL)은 전원전압을 상기 유기전계발광 다이오드(E)로 전달하게 된다.

또한, 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)의 게이트 전극과 소스 전극 사이에는 스토리지 커패시터(StgC)가 형성되고 있다.

따라서, 상기 게이트 배선(GL)을 통해 신호가 인가되면 상기 스위칭 박막트랜지스터(STr)가 온(on) 되고, 상기 데이터 배선(DL)의 신호가 구동 박막트랜지스터(DTr)의 게이트 전극에 전달되어 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)가 온(on) 되므로 유기전계발광 다이오드(E)를 통해 빛이 출력된다.

이때, 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)가 온(on) 상태가 되면, 상기 전원배선(PL)으로부터 유기전계발광 다이오드(E)에 흐르는 전류의 레벨이 정해지며 이로 인해 상기 유기전계발광 다이오드(E)는 그레이 스케일(gray scale)을 구현할 수 있게 된다.

또한, 상기 스토리지 커패시터(StgC)는 스위칭 박막트랜지스터(STr)가 오프(off) 되었을 때, 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)의 게이트 전압을 일정하게 유지시키는 역할을 함으로써 상기 스위칭 박막트랜지스터(STr)가 오프(off) 상태가 되더라도 다음 프레임(frame)까지 상기 유기전계발광 다이오드(E)에 흐르는 전류의 레벨을 일정하게 유지할 수 있게 된다.

이후에는 이러한 구동에 의해 화상을 표시하는 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자의 구성에 대해 설명한다.

도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유기전계 발광소자의 표시영역 일부에 대한 단면도이다. 이때, 설명의 편의를 위해 각 화소영역 내에 스위칭 박막트랜지스터가 형성될 영역을 스위칭 영역, 구동 박막트랜지스터가 형성될 영역을 구동영역이라 정의하였으며, 구동 박막트랜지스터는 각 화소영역별로 형성되지만, 도면에 있어서는 하나의 화소영역에 대해서만 나타내었다.

도시한 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유기전계 발광소자(101)는 구동 및 스위칭 박막트랜지스터(DTr, 미도시)와 유기전계 발광 다이오드(E)가 구비되며 표시영역(AA)에 있어 상기 유기전계 발광 다이오드(E)의 제 2 전극(158) 위로 각 화소영역(P)에 경계를 따라 격자형태를 이루며 저 저항 특성을 갖는 금속물질로 이루어진 보조배선(168)이 형성된 제 1 기판(110)과, 상기 유기전계 발광 다이오드(E)의 보호 및 인캡슐레이션을 위한 제 2 기판(170)으로 구성되고 있다. 이때, 상기 제 2 기판(170)은 무기절연막 또는(및) 유기절연막 등으로 대체되거나 또는 필름이 부착됨으로써 생략될 수 있다.

우선, 구동 및 스위칭 박막트랜지스터(DTr, 미도시)와 유기전계 발광 다이오드(E)가 구비된 제 1 기판(110)의 구성에 대해 설명한다.

상기 제 1 기판(110) 상에는 각 화소영역(P) 내에 순수 폴리실리콘으로 이루어지며 그 중앙부는 채널이 형성되는 제 1 영역(113a), 그리고 상기 제 1 영역(113a) 양측면으로 고농도의 불순물이 도핑된 제 2 영역(113b)으로 구성된 반도체층(113)이 형성되어 있다.

상기 반도체층(113)과 상기 제 1 기판(110) 사이에는 전면에 무기절연물질 예를들면 산화실리콘(SiO₂) 또는 질화실리콘(SiNx)으로 이루어진 버퍼층(미도시)이 더욱 형성될 수도 있다.

상기 버퍼층(미도시)은 상기 반도체층(113)의 결정화시 상기 제 1 기판(110) 내부로부터 나오는 알카리 이온의 방출에 의한 상기 반도체층(113)의 특성 저하를 방지하기 위함이다.

또한, 상기 반도체층(113)을 덮으며 전면에 게이트 절연막(116)이 형성되어 있으며, 상기 게이트 절연막(116) 위로는 상기 반도체층(113)의 제 1 영역(113a)에 대응하여 게이트 전극(120)이 형성되어 있다.

그리고 상기 게이트 절연막(116) 위로는 스위칭 박막트랜지스터(미도시)의 게이트 전극(미도시)과 연결되며 일 방향으로 연장하며 게이트 배선(미도시)이 형성되어 있다. 이때, 상기 구동 및 스위칭 박막트랜지스터(DTr, 미도시)를 이루는 게이트 전극(120, 미도시)과 게이트 배선(미도시)은 저저항 특성을 갖는 금속물질 예를들면 알루미늄(Al), 알루미늄합금(AlNd), 구리(Cu), 구리합금, 몰리브덴(Mo), 몰리브덴합금(MoTi) 중 어느 하나 또는 둘 이상의 물질로 이루어져 단일층 또는 다중층 구조를 이룬다.

또한, 상기 게이트 전극(120, 미도시)과 게이트 배선(미도시) 위로 전면에 층간절연막(123)이 형성되어 있다. 이때, 상기 층간절연막(123)과 그 하부의 게이트 절연막(116)은 상기 제 1 영역(113a) 양측면에 위치한 상기 제 2 영역(113b) 각각을 노출시키는 반도체층 콘택홀(125)이 형성되어 있다.

다음, 상기 반도체층 콘택홀(125)을 포함하는 층간절연막(123) 상부에는 상기 게이트 배선(미도시)과 교차하여 각 화소영역(P)을 정의하는 데이터 배선(130)이 형성되고 있다.

또한, 상기 층간절연막(123) 위로 각 구동영역(DA) 및 스위칭 영역(미도시)에는 각각 서로 이격하며 상기 반도체층 콘택홀(125)을 통해 노출된 제 2 영역(113b)과 각각 접촉하며 소스 및 드레인 전극(133, 136)이 형성되어 있다.

이때, 상기 소스 및 드레인 전극(133, 136)과, 이들 전극(133, 136)과 접촉하는 제 2 영역(113b)을 포함하는 반도체층(113)과, 상기 반도체층(113) 상부에 형성된 게이트 절연막(116) 및 게이트 전극(120)은 각각 구동 박막트랜지스터(DTr) 및 스위칭 박막트랜지스터(미도시)를 이룬다.

상기 데이터 배선(130)과 서로 이격하는 소스 및 드레인 전극(133, 136) 또한 저저항 특성을 갖는 금속물질 예를들면 알루미늄(Al), 알루미늄합금(AlNd), 구리(Cu), 구리합금, 몰리브덴(Mo), 몰리브덴합금(MoTi) 중 어느 하나 또는 둘 이상의 물질로 이루어져 단일층 또는 다중층 구조를 이룬다.

한편, 상기 스위칭 박막트랜지스터(미도시)는 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)와 게이트 배선(미도시) 및 데이터 배선(130)과 전기적으로 연결되고 있으며, 상기 데이터 배선(130)은 상기 스위칭 박막트랜지스터(미도시)의 소스 전극(미도시)과 연결되며, 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)는 상기 전원배선(미도시)과 유기전계 발광 다이오드(E)와 연결되고 있다.

본 발명의 제 1 실시예에 따른 유기전계 발광소자(101)에 있어서는 상기 구동 박막트랜지스터(DTr) 및 스위칭 박막트랜지스터(미도시)는 폴리실리콘의 반도체층(113)을 가지며 탑 게이트 타입(Top gate type)으로 구성된 것을 일례로 보이고 있지만, 상기 구동 및 스위칭 박막트랜지스터(DTr, 미도시)는 도 3(본 발명의 제 1 실시예의 일 변형예에 따른 유기전계 발광소자에 있어서 구동 박막트랜지스터에 대한 단면도) 및 4(본 발명의 제 1 실시예의 또 다른 변형예에 따른 유기전계 발광소자에 있어서 구동 박막트랜지스터에 대한 단면도)에 각각 도시한 바와같이, 비정질 실리콘의 반도체층(도 3의 220) 또는 산화물 반도체 물질로 이루어진 반도체층(320)을 갖는 보텀 게이트 타입(Bottom gate type)으로 구성될 수도 있다.

상기 구동 및 스위칭 박막트랜지스터가 보텀 게이트 타입으로 구성되는 경우, 도 3에 도시한 바와같이, 게이트 전극(215)과, 게이트 절연막(218)과, 순수 비정질 실리콘의 액티브층(220a)과 서로 이격하며 불순물 비정질 실리콘의 오믹콘택층(220b)으로 이루어진 반도체층(220)과, 서로 이격하는 소스 및 드레인 전극(233, 236)의 적층구조를 갖거나, 또는 도 4에 도시한 바와같이, 게이트 전극(315)과, 게이트 절연막(318)과, 산화물 반도체층(320)과, 에치스토퍼(322)와, 상기 에치스토퍼(322) 상에서 서로 이격하며 각각 상기 산화물 반도체층(320)과 접촉하는 소스 및 드레인 전극(333, 336)의 적층구조를 갖는다.

이러한 보텀 게이트 타입의 구동 및 스위칭 박막트랜지스터(DTr, 미도시)가 형성된 제 1 기판(도 3의 210, 도 4의 310)의 경우, 상기 게이트 배선(미도시)은 상기 게이트 전극(도 3의 215, 도 4의 315)이 형성된 동일한 층에 상기 스위칭 박막트랜지스터(미도시)의 게이트 전극(미도시)과 연결되도록 형성되며, 상기 데이터 배선(미도시)은 상기 스위칭 박막트랜지스터(미도시)의 소스 전극(미도시)이 형성된 동일한 층에 상기 소스 전극(미도시)과 연결되도록 형성된 구성을 이루게 된다.

한편, 도 2를 참조하면, 비록 도면에 나타나지 않았지만, 상기 게이트 배선(미도시)이 형성된 동일한 층 또는 상기 데이터 배선(130)이 형성된 동일한 층에는 전원배선(미도시)이 형성되고 있으며, 이러한 전원배선(미도시)은 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)의 일 전극과 연결되고 있다.

또한, 상기 구동 및 스위칭 박막트랜지스터(DTr, 미도시) 위로는 상기 제 1 기판(110) 전면에 보호층(140)이 형성되어 있다. 이때, 상기 보호층(140)에는 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)의 드레인 전극(136)을 노출시키는 드레인 콘택홀(143)이 형성되어 있다.

상기 드레인 콘택홀(143)을 구비한 보호층(140) 위로는 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)의 드레인 전극(136)과 상기 드레인 콘택홀(143)을 통해 접촉되며, 각 화소영역(P) 별로 제 1 전극(147)이 형성되어 있다.

이러한 제 1 전극(147)은 이중층 구조로서 상부층(147b)은 애노드 전극의 역할을 하며, 하부층(147a)은 반사판의 역할을 하도록 형성된다.

즉, 상기 제 1 전극(147)의 상부층(147b)은 애노드 전극의 역할을 하도록 일함수 값이 비교적 큰 투명 도전성 물질 예를들면 인듐-틴-옥사이드(ITO) 또는 인듐-징크-옥사이드(IZO)로 이루어지고 있으며, 상기 제 1 전극(147)의 하부층(147a)은 반사효율이 우수한 금속물질 예를들면 알루미늄(Al) 또는 은(Ag)으로 이루어짐으로써 상기 제 1 전극(147) 상부에 형성되는 유기 발광층(155)으로부터 발광된 빛을 상부로 반사시켜 재활용함으로서 발광효율을 향상시키는 역할을 하게 된다.

본 발명의 제 1 실시예에 따른 유기전계 발광소자(101)는 상부발광 방식이 되고 있으며, 유기 발광층(155)으로부터 발광된 빛 중 상기 제 1 기판(110) 쪽으로 출사되는 빛은 실질적으로 사용자가 느끼지 못하며, 사라지게 되므로 이러한 빛을 재활용함으로서 휘도 특성을 향상시키고 나아가 제조공정 단순화를 구현할 수 있도록 상기 제 1 전극(147)을 반사 능력이 우수한 금속물질로 이루어진 하부층(147a)을 포함하여 이중층 구조를 갖도록 형성한 것이다.

다음, 상기 이중층 구조를 갖는 제 1 전극(147) 위로 각 화소영역(P)의 경계에는 각 화소영역(P)을 둘러싸는 형태로 상기 제 1 전극(147)의 테두리와 중첩하도록 상기 제 1 전극(150)의 중앙부를 노출시키며 1 내지 10㎛ 정도의 높이를 갖는 뱅크(150)가 형성되어 있다.

이때, 상기 뱅크(150)는 일반적인 투명한 유기절연물질 예를들면 폴리이미드(poly imide), 포토아크릴(Photo acryl), 벤조사이클로뷰텐(BCB) 중 어느 하나로 이루어질 수도 있으며, 또는 블랙을 나타내는 물질 예를들면 블랙수지로 이루어질 수도 있다.

또한, 상기 뱅크(150)로 둘러싸인 각 화소영역(P)에 있어 상기 제 1 전극(147) 위로는 적, 녹, 청색 중 어느 하나의 색을 발광하는 것을 특징으로 하는 유기 발광층(155)이 형성되고 있다.

이때, 상기 유기 발광층(155)은 전술한 적, 녹, 청색을 발광하는 발광 물질 이외에 화이트를 발광하는 물질로 이루어진 것을 더욱 포함하여 적, 녹, 청 및 화이트를 발광하는 구성을 이룰 수도 있다.

도면에 있어서는 일례로 적, 녹, 청색을 발광하는 유기 발광층(155)이 형성된 것을 도시하였다.

상기 유기 발광층(155) 상부에는 표시영역 전면에는 캐소드 전극의 역할을 하며 투명성을 유지하는 것을 특징으로 하는 제 2 전극(158)이 형성되어 있다. 이때, 상기 제 1, 2 전극(147, 158)과 그 사이에 형성된 유기 발광층(155)은 유기전계 발광 다이오드(E)를 이루게 된다.

한편, 도면에 나타나지 않았지만, 상기 제 1 전극(147)과 유기 발광층(155) 사이 및 상기 유기 발광층(155)과 제 2 전극(158) 사이에는 각각 상기 유기 발광층(155)의 발광 효율 향상을 위해 다층 구조의 제 1 발광보상층(미도시)과 제 2 발광보상층(미도시)이 더욱 형성될 수도 있다.

이때, 다층의 상기 제 1 발광보상층(미도시)은 상기 제 1 전극(147)으로부터 순차 적층되며 정공주입층(hole injection layer)과 정공수송층(hole transporting layer)으로 이루어질 수 있으며, 상기 제 2 발광보상층(미도시)은 상기 유기 발광층(155)으로부터 전자수송층(electron transporting layer)과 전자주입층(electron injection layer)으로 이루어질 수 있다.

한편, 상기 유기 발광층(155) 상부에 형성된 상기 제 2 전극(158)은 캐소드 전극의 역할을 하도록 일함수 값이 비교적 낮은 금속물질 예를들면 알루미늄(Al), 알루미늄 합금(AlNd), 은(Ag), 마그네슘(Mg), 금(Au), 알루미늄마그네슘 합금(AlMg) 중 어느 하나 또는 둘 이상의 물질로 이루어지고 있다.

이때, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유기전계 발광소자(101)가 상부발광 방식으로 구동되는 특성 상 상기 제 2 전극(158)은 빛의 투과가 원활하게 이루어져 투광성이 유지되는 두께인 10Å 내지 200Å 정도가 되는 것이 특징이다.

한편, 캐소드 전극의 역할을 하는 상기 제 2 전극(158)은 상부발광 방식의 유기전계 발광소자(101) 특성 상 투광성 유지를 위해 10Å 내지 200Å 정도의 두께를 갖도록 형성되는 경우, 일반적인 전극으로서의 역할을 하기 위한 충분한 두께가 되지 않으므로 면저항이 증가하여 위치별로 전압 강하량이 틀려 최종적으로는 유기 발광층(155)으로부터의 발광된 빛의 휘도 특성을 다르게 함으로서 위치별 휘도 불균일 현상이 초래된다.

즉, 상기 제 2 전극(158)은 표시영역 전면에 형성되며 상기 제 2 전극(158)으로의 신호전압은 표시영역 외측의 비표시영역에 구비된 배선을 통해 이루어지게 되므로 신호전압이 최초 인가되는 부분을 기준으로 거리차에 의해 전압 강하량의 차이가 발생되며, 특히 표시영역의 자장자리 부분과 중앙부에서의 전압 강하량이 큰 차이를 갖게 됨으로서 휘도 불균일 현상이 발생된다.

따라서 이러한 휘도 불균일 현상 억제를 위해 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유기전계 발광소자(101)에 있어 가장 특징적인 구성 중 하나로서 상기 제 2 전극(158) 위로 저 저항 특성을 갖는 금속물질 예를들면 알루미늄(Al), 알루미늄 합금(AlNd), 은(Ag), 금(Au), 구리(Cu) 중 어느 하나 또는 둘 이상의 물질로 이루어지며 충분한 두께를 가져 내부 저항에 의해 전압 강하가 작은 보조배선(168)이 상기 표시영역 전면에 대해 격자형태로 형성되고 있는 것이 특징이다.

나아가 상기 보조배선(168)은 격자형태를 이루면서도 각 화소영역(P)의 경계에 대응하여 형성된 뱅크(150)와 중첩하도록 형성되고 있는 것이 또 다른 특징이다.

이때, 이러한 보조배선(168)은 뱅크(150) 하부에 위치하는 게이트 배선(미도시) 또는(및) 데이터 배선(130)의 폭과 같거나 또는 이 보다 더 큰 폭을 가지며, 그 두께는 상기 게이트 배선(미도시) 또는 데이터 배선(130)과 동일한 수준 즉 1000Å 내지 4000Å가 되고 있다.

이렇게 보조배선(168)이 각 화소영역(P)을 정의하는 게이트 배선(미도시) 또는 데이터 배선(130)과 유사한 폭 및 두께 수준이 되는 경우 그 자체에 의한 표시영역 전면에서 위치별 전압 강하량이 매우 미약한 수준이 되며, 따라서 이러한 보조배선(168)을 통해 신호전압이 인가되는 경우 이와 접촉하는 제 2 전극(158)에 있어서도 위치별 전압 강하가 거의 발생되지 않으므로 신호전압 크기 차이에 의해 휘도 불균일 현상을 억제시킬 수 있다.

이러한 구조를 갖는 상기 보조배선(168)은 마스크 공정을 진행하여 패터닝됨으로서 형성되는 것이 아니라 롤 프린팅 장치를 통해 타영역 대비 큰 단차를 가지며 형성된 뱅크(150)에 대응하여 선택적으로 프린팅 되어 형성되는 것이 특징이며, 이러한 보조배선(168)의 형성은 추후 제조 방법을 통해 상세히 설명한다.

한편, 상기 제 1 기판(110) 상에 순차 형성된 상기 제 1 전극과 유기 발광층(155)과 제 2 전극(158)은 유기전계 발광 다이오드(E)를 이룬다.

한편, 전술한 구성을 갖는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유기전계 발광소자(101)의 제 1 기판(110)에 대응하여 인캡슐레이션을 위한 제 2 기판(170)이 구비되고 있다.

상기 제 1 기판(110)과 제 2 기판(170)은 그 가장자리를 따라 실란트 또는 프릿(frit)으로 이루어진 접착제(미도시)가 구비되고 있으며, 이러한 접착제(미도시)에 의해 상기 제 1 기판(110)과 제 2 기판(170)이 합착되어 패널상태를 유지하고 있다.

이때, 서로 이격하는 상기 제 1 기판(110)과 제 2 기판(170) 사이에는 진공의 상태를 갖거나 또는 불활성 기체로 채워짐으로써 불활성 가스 분위기를 가질 수 있다.

한편, 상기 인캡슐레이션을 위한 상기 제 2 기판(170)은 유연한 특성을 갖는 플라스틱으로 이루어질 수도 있으며, 또는 유리기판으로 이루어질 수도 있다.

한편, 전술한 제 1 실시예에 따른 유기전계 발광소자(101)는 제 1 기판(110)과 마주하여 이격하는 형태로 인캡슐레이션을 위한 제 2 기판(170)이 구비된 것을 일례로 나타내고 있지만, 변형예로서 상기 제 2 기판(170)은 점착층을 포함하는 필름 형태로 상기 제 1 기판(110)의 최상층에 구비된 상기 제 2 전극(158)과 접촉하도록 구성될 수도 있다.

또한, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 또 다른 변형예로서 상기 제 2 전극(158) 상부로 유기절연막(미도시) 또는 무기절연막(미도시)이 더욱 구비되어 캡핑막이 형성될 수 있으며, 상기 유기절연막(미도시) 또는 무기절연막(162)은 그 자체로 인캡슐레이션 막(미도시)으로 이용될 수도 있으며, 이 경우 상기 제 2 기판(170)은 생략될 수도 있다.

한편, 이러한 구성을 갖는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유기전계 발광소자(101)는 이의 평면 구성을 개략적으로 나타낸 평면도인 도 5를 참조하면, 표시영역(AA) 외측의 비표시영역(NA) 중 상기 표시영역(AA)을 사이에 두고 서로 마주하는 제 1 및 제 2 비표시영역(NA1, NA2)에 각각 구비된 Vss 배선(Vss)과 상기 보조배선(168)이 연결된 구성을 가지며, 구동회로부를 포함하는 인쇄회로기판(190)으로부터 인가된 신호전압은 상기 Vss 배선(Vss)을 통해 이와 연결된 상기 보조배선(168)을 매개 수단으로 하여 상기 표시영역 전면에 형성된 제 2 전극(158)으로 인가된다.

이때, 상기 Vss 배선(Vss)으로 인가된 신호전압은 표시영역(AA) 전면에 형성된 제 2 전극(158)으로 상기 제 2 전극(158) 자체를 이용하여 전달되지 않고, 단위 면적당 내부 저항값이 낮아 거의 전압 강하가 발생되지 않는 상기 보조배선(168)을 통해 상기 제 2 전극(158)으로 전달되므로 제 2 전극(158)이 대면적을 갖는다 하더라도 그 위치별 전압 강하량이 달라 신호 전압의 크기가 달라짐에 기인하는 유기전계 발광소자(101)의 위치별 휘도 불균일 현상을 억제할 수 있음을 알 수 있다.

즉, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유기전계 발광소자(101)의 경우 신호전압은 보조배선(168)을 통해 제 2 전극(158)을 전달되므로 상기 보조배선(168)을 통해서 이동되는 신호전압은 낮은 내부 저항에 의해 거의 그 크기가 변하지 않는다.

따라서 이러한 보조배선(168)을 통해 제 2 전극(158) 중 표시영역(AA)의 가장자리 부분이나, 표시영역(AA)의 중앙부에 위치하는 부분에는 거의 유사한 크기를 갖는 신호접압이 인가될 수 있다.

그리고 이러한 신호전압은 제 2 전극(158)을 통해 이동하는 실질적인 거리는 제 2 전극(158)의 위치별 차이 없이 서로 이웃하는 보조배선(168) 간의 이격간격인 화소영역(P)의 폭이 되므로 제 2 전극(158) 자체의 면저항이 큼에 기인하는 전압 강하는 거의 발생되지 않음으로 제 2 전극(158)의 위치별 휘도 불균일 현상은 원천적으로 억제될 수 있는 것이다.

한편, 비교예로서 도 6(비교예로서 보조전극 없는 종래의 유기전계 발광소자(101)의 구성을 개략적으로 나타낸 평면도)을 참조하면, 보조배선(도 5의 168) 없이 투명성 유지를 위해 10Å 내지 200Å 정도의 두께를 갖는 제 2 전극(58)이 구비된 유기전계 발광소자(1)의 경우, 구동회로부를 포함하는 인쇄회로기판(90)으로부터 인가된 신호전압은 상기 Vss 배선(Vss)을 통해 이와 연결된 직접 접촉하며 연결된 제 2 전극(58)으로 인가된다.

이 경우, 상기 제 2 전극(58)은 투명성 유지를 위해 일함수 값이 비교적 낮은 금속물질로 10Å 내지 200Å 정도의 두께를 갖도록 형성되었으므로 면저항이 상대적으로 매우 크다.

따라서 Vss 배선(Vss)과 인접하는 제 2 전극(58) 부분(제 2 전극(58)의 가장자리 부분)과 Vss 배선(Vss)으로부터 가장 먼 곳에 위치하는 제 2 전극(58) 부분(제 2 전극(58)의 중앙부) 간에는 상기 제 2 전극(58) 자체의 큰 면저항 특성에 의해 신호전압의 이동 거리에 비례하여 의해 전압강하가 발생된다.

즉, 상기 제 2 전극(58)을 이용하여 신호전압이 이동하는 거리는 위치별로 실질적으로 최대 표시영역 폭의 1/2 정도의 차이를 갖게 되므로 제 2 전극(58)의 위치별 전압 강하량은 큰 차이를 갖게 된다.

따라서 이러한 구성을 갖는 비교예에 따른 유기전계 발광소자(1)는 위치별 전압 강하량 차이에 의해 특히 Vss 배선(Vss)과 인접하는 표시영역(AA)의 가장자리부분과 상대적으로 먼 거리에 위치하는 표시영역(AA)의 중앙부 간에는 휘도 불균일이 심하게 발생됨을 알 수 있다.

이후에는 전술한 구성을 갖는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유기전계 발광소자(101)의 제조 방법에 대해 설명한다.

도 7a 내지 도 7h는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유기전계 발광소자의 제조 단계별 공정 도면이다. 이때, 본 발명의 제 1 실시예 및 이의 변형예들에 따른 유기전계 발광소자(101)에 있어 구동 및 스위칭 박막트랜지스터를 포함하여 유기전계 발광다이오드의 제 1 전극을 형성하는 단계까지의 제조 방법은 일반적인 유기전계 발광소자의 제조 방법과 동일하므로 이들 구성요소를 형성하는 방법에 대해서는 상세한 설명을 생략하며, 이후 뱅크를 형성하는 단계를 포함하여 상기 유기전계 발광 다이오드 형성한 이후의 단계부터 상세히 설명하도록 한다.

우선, 도 7a에 도시한 바와같이, 투명한 절연기판(101) 예를들면 유리 또는 플렉서블한 특성을 갖는 플라스틱 재질의 기판 상에 서로 교차하여 화소영역(P)을 정의하는 게이트 배선(미도시) 및 데이터 배선(130)과, 전원배선(미도시)을 형성하고, 각 화소영역(P) 내에 스위칭 및 구동 박막트랜지스터(미도시, DTr)를 형성한다.

이때, 이러한 구동 및 스위칭 박막트랜지스터(DTr, 미도시)는 본 발명의 제 1 실시예에서와 같이 탑 게이트 구조를 이루는 경우, 순수 폴리실리콘의 제 1 영역(113a)과 이의 양측에 불순물이 도핑된 폴리실리콘의 제 2 영역(113b)으로 이루어진 폴리실리콘의 반도체층(113)과, 게이트 절연막(116)과, 상기 제 1 영역(113a)과 중첩하여 형성된 게이트 전극(120)과, 상기 제 2 영역(113b)을 노출시키는 반도체층 콘택홀(125)을 갖는 층간절연막(123)과, 상기 반도체층 콘택홀(125)을 통해 각각 상기 소스 및 드레인 영역(113b)과 접촉하며 서로 이격하는 소스 및 드레인 전극(133, 136)의 적층 구조를 갖도록 형성하다.

또한, 상기 구동 및 스위칭 박막트랜지스터(DTr, 미도시)가 변형예와 같이 보텀 게이트 구조를 이루는 경우는, 도 3에 도시한 바와같이, 게이트 전극(215)과, 게이트 절연막(218)과, 순수 비정질 실리콘의 액티브층(220a)과 서로 이격하며 불순물 비정질 실리콘의 오믹콘택층(220b)으로 이루어진 반도체층(220)과, 서로 이격하는 소스 및 드레인 전극(233, 236)의 적층구조를 갖도록 형성하거나, 또는 도 4에 도시한 바와같이, 게이트 전극(315)과, 게이트 절연막(318)과, 산화물 반도체층(320)과, 에치스토퍼(322)와, 상기 에치스토퍼(322) 상에서 서로 이격하며 각각 상기 산화물 반도체층(320)과 접촉하는 소스 및 드레인 전극(333, 336)의 적층구조를 갖도록 형성한다.

다음, 다시 도 7a를 참조하면, 상기 스위칭 및 구동 박막트랜지스터(미도시, DTr) 위로 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)의 드레인 전극(136)을 노출시키는 드레인 콘택홀(143)을 갖는 보호층(140)을 형성한다.

이후, 상기 보호층(140) 위로 상기 각 화소영역(P)별로 판 형태를 가지며 반사 능률이 우수한 금속물질 예를들념 알루미늄(Al) 또는 은(Ag)으로 이루어진 하부층(147a)과 일함수 값이 비교적 높은 투명 도전성 물질인 인듐-틴-옥사이드(ITO)로 이루어진 상부층(147b)의 이중층 구조를 갖는 제 1 전극(147)을 형성한다.

다음, 도 7b에 도시한 바와같이, 상기 제 1 전극(147) 위로 유기물질 바람직하게는 감광성 특성과 더불어 소수성 특성을 갖는 고분자 물질 예를들면 불소(F)가 함유된 폴리이미드(poly imide), 스티렌(styrene), 메틸마사크릴레이트(methyl mathacrylate), 폴리테트라플로우틸렌(polytetrafluoroethylene) 중 어느 하나 또는 둘 이상이 혼합된 물질을 코팅하여 수 ㎛ 더욱 정확히는 1 내지 10㎛ 정도의 두께를 갖는 유기 물질층(미도시)을 형성한다.

이때 상기 유기 물질층(미도시)이 감광성 특성을 갖게 됨으로서 이 자체를 노광하여 패터닝이 가능하므로 패터닝을 위해 별도의 포토레지스트층의 도포와 식각 공정을 생략할 수 있는 장점을 갖는다.

이후, 상기 유기 물질층(미도시)에 대해 노광 마스크를 이용한 노광, 상기 유기 물질층의 현상을 포함하는 마스크 공정을 진행하여 패터닝함으로서 각 화소영역(P)의 경계 즉 상기 게이트 배선(미도시)과 데이터 배선(130)과 중첩하며 상기 각 화소영역(P)에 구비된 제 1 전극(147)의 가자자리 부분의 소정폭과 중첩하도록 뱅크(150)를 형성한다.

이러한 뱅크(150)는 상기 보호층(140)으로부터 1 내지 10㎛ 정도의 높이를 가지며, 표시영역 전면에 격자형태를 가져 각 화소영역(P)에 있어서는 제 1 전극(147)의 중앙부를 노출시키는 형태를 이루는 것이 특징이다.

다음, 도 7c에 도시한 바와같이, 표시영역에 있어 격자형태를 갖는 상기 뱅크(150)가 형성된 상기 제 1 기판(110)에 대응하여 잉크젯 장치(195) 또는 노즐 코팅장치(미도시)를 이용하여 액상의 유기 발광 물질을 상기 뱅크(150)로 둘러싸인 영역에 대응하여 분사 또는 드롭핑 함으로서 상기 각 화소영역(P) 내의 상기 제 1 전극(150) 상부에 유기 발광 물질층(미도시)을 형성한다.

이때, 상기 뱅크(150)가 소수성 특성을 갖는 유기물질로 이루어지게 됨으로서, 액상의 유기 발광 물질을 분사 또는 드롭핑 하는 단계에서 상기 액상의 유기 발광 물질은 각 화소영역(P) 내에 분사 또는 드롭핑되면 상기 잉크젯 장치(195) 또는 노즐 코팅 장치(미도시)의 자체 오차에 의해 분사 또는 드롭핑 위치가 치우쳐 상기 뱅크(150) 상에 드롭핑 된다 하더라도 상기 뱅크(150)는 소수성 특성을 가지므로 상기 뱅크(150) 상에 드롭핑 된 유기 발광 물질은 상기 뱅크(150)로부터 상기 뱅크(150)로 둘러싸인 각 화소영역(P) 내부로 흘러가게 되므로 분사 및 드롭핑에 의한 불량을 억제할 수 있다.

또한, 상기 각 화소영역(P) 내에 분사되는 액상의 유기 발광 물질의 분사량이 조금 많더라도 소수성 특성 상 유기 발광 물질을 밀어내는 경향을 가지므로 각 화소영역(P)에서 흘러 넘침을 방지할 수 있는 장점을 갖게 된다.

이러한 상태에서 상기 유기 발광 물질층(미도시)에 대해 건조 및 경화공정을 진행하여 솔벤트를 제거함으로서 각 화소영역(P) 내에 경화된 상태의 유기 발광층(155)을 형성할 수 있다.

한편, 도면에 있어서는 상기 제 1 전극(150) 위로 단일층 구조를 갖는 유기 발광층(155)만이 형성된 것을 일례로 보이고 있지만, 상기 유기 발광층(155)이 다중층으로 이루어질 수도 있다.

즉, 이 경우, 상기 다중층 구조를 갖는 유기 발광층(155)은 상기 단일층의 유기 발광층(155)을 형성한 동일한 방법을 진행함으로서 상기 유기 발광층(155)의 하부 또는 상부에 보조층으로 정공주입층(hole injection layer)(미도시), 정공수송층(hole transporting layer)(미도시), 전자수송층(electron transporting layer)(미도시) 및 전자주입층(electron injection layer)(미도시) 중 어느 하나 이상을 선택적으로 더욱 형성함으로서 구성할 수 있다.

다음, 도 7d에 도시한 바와같이, 상기 유기 발광층(155) 위로 일함수 값이 비교적 낮은 금속물질 예를들면 알루미늄(Al), 알루미늄 합금(AlNd), 은(Ag), 마그네슘(Mg), 금(Au), 알루미늄마그네슘 합금(AlMg) 중 어느 하나 또는 둘 이상을 혼합하여 진공의 분위기에서 열증착을 진행함으로서 표시영역 전면에 10 내지 200Å 정도의 두께를 갖는 제 2 전극(158)을 형성한다.

이러한 열 증착에 의해 형성되는 제 2 전극(158)의 경우 상기 유기 발광층(155)을 포함하여 상기 뱅크(150)의 상면 및 측면까지 표시영역 전면에 끊김없이 연결된 상태로 형성되는 것이 특징이다.

이때, 각 화소영역(P) 내에 순차 적층된 상기 제 1 전극(150)과 유기 발광층(155)과 제 2 전극(158)은 유기전계 발광 다이오드(E)를 이룬다.

다음, 도 7e와 도 8(본 발명의 제 1 실시예에 따른 유기전계 발광소자를 제조하는데 이용되는 롤 코팅장치를 개략적으로 도시한 도면)에 도시된 바와같이, 기판이 안착되는 스테이지(410)와, 블랭킷(415)으로 덮인 인쇄롤(420)과, 상기 인쇄롤(420) 상의 블랭킷(415)에 액상의 도전성 잉크를 공급하여 코팅하는 잉크 공급 슬릿(430)을 포함하여 구성된 롤 코팅 장치(401)의 상기 스테이지(410) 상에 상기 표시영역 전면에 제 2 전극(158)이 형성된 제 1 기판(110)을 안착시킨다.

이후, 상기 잉크 공급 슬릿(425)을 통해 상기 인쇄롤(420)의 최외각에 구성된 블랭킷(415)에 저저항 도전성 물질 예를들면 알루미늄(Al), 알루미늄 합금(AlNd), 은(Ag), 금(Au), 구리(Cu) 중 어느 하나 또는 둘 이상의 물질로 이루어진 수 내지 수십 나노미터 수준의 크기를 갖는 미세입자와 솔벤트가 섞여 액상을 이루는 저저항 도전성 잉크를 적정량 드롭하며 상기 인쇄롤(420)을 일 방향으로 회전시킴으로써 상기 블랭킷(415) 전면에 저저항 도전성 잉크를 일정 두께로 코팅하여 도전성 잉크층(430)을 형성한다.

이때, 상기 전도성 잉크는 그 표면 에너지가 인쇄롤(420)에 구비된 블랭킷(415)의 표면 에너지 보다는 크고, 상기 제 1 기판(110)에 구비되는 제 2 전극(158)의 표면 에너지 보다는 작은 범위를 갖는 것이 바람직하다.

상기 블랭킷(415)은 일례로 PDMS(polydimethylsiloxane)로 이루어지며, 이 경우 상기 블랭킷(415)의 표면에너지는 통상 PDMS로 이루어진 재질 특성 상 20mJ/㎡ 보다 작은 값을 가지며, 상기 제 1 기판(110)에 형성된 제 2 전극(158)은 금속물질이 되고 있으므로 금속재질로 이루어진 특성 상 그 표면에너지는 통상 50mJ/㎡보다는 큰 값을 가지므로, 상기 도전성 잉크는 그 표면 에너지가 20mJ/㎡ 내지 50mJ/㎡의 범위를 갖는 것이 바람직하다.

상기 저저항 도전성 잉크의 표면 에너지가 상기 블랭킷(415)의 표면에너지 보다 작게 되거나, 또는 상기 제 2 전극(158)의 표면에너지보다 크게 되면 상기 전도성 잉크층(430)의 전사 특성이 현격히 줄어들게 되어 상기 블랭킷(415)에서 제 1 기판(110) 상의 제 2 전극(158)의 표면으로 전사가 원활하게 이루어지지 않게 되는 문제가 발생될 수 있으며, 이러한 문제를 발생을 원천적으로 억제하고자 상기 전도성 잉크는 20mJ/㎡ 내지 50mJ/㎡ 정도의 표면 에너지를 갖도록 한 것이다.

다음, 도 7f에 도시한 바와 같이, 상기 블랭킷(415) 전면에 도전성 잉크층(430)이 형성된 상기 인쇄롤(420)을 상기 제 1 기판(110)의 일 끝단과 접촉한 상태에서 일 방향으로 상기 제 1 기판(110)이 안착된 상기 스테이지(410)를 이동하는 동시에 상기 인쇄롤(420)을 상기 스테이지(410)의 이동속도에 맞게 회전시킴으로써 상기 블랭킷(415) 상의 도전성 잉크층(430) 중 상기 제 1 기판(110) 상에 구비되는 뱅크(150)와 중첩 형성된 제 2 전극(158)과 접촉이 이루어지는 부분만이 상기 제 1 기판(110) 상으로 전사되도록 한다.

즉, 상기 전도성 잉크층(430)은 상기 블랭킷(415) 및 제 2 전극(158)간의 표면 에너지 차이에 의해 상기 제 2 전극(158)과의 접착력이 상대적으로 크게 되므로 상기 블랭킷(415)의 표면으로부터 떨어져 나와 상기 제 1 기판(110)의 제 2 전극(158)의 표면으로 전사될 수 있는 것이다.

상기 제 1 기판(110) 상에 형성된 제 2 전극(158)은 그 하부에 구성된 뱅크(150)에 의해 상기 뱅크(150)와 중첩하는 부분은 타 영역 대비 돌출됨으로서 볼록부를 이루게 되며, 상기 유기 발광층(155)과 중첩하는 부분은 오목부를 이루는 것이 특징이다.

따라서 상기 제 2 전극(158)의 이러한 구조적 특징에 의해 상기 블랭킷(415) 표면에 형성된 전도성 잉크층(430)은 상기 제 1 기판(110)에 형성된 제 2 전극(158) 중 선택적으로 상기 뱅크(150)와 중첩되는 부분에 대해서만 접촉이 이루어져 이 부분에 대해서만 전사되어 전도성 잉크 패턴(165)을 이루게 되며, 이렇게 제 1 기판(110)상의 제 2 전극(158) 상부로 전사된 전도성 잉크 패턴(165)은 상기 뱅크(150)가 형성된 부분에 대해서만 이와 중첩하며 동일한 평면 형태로 형성됨으로 표시영역에 있어 격자형태를 이루게 된다.

이렇게 제 1 기판(110) 상에 전사됨으로써 격자형태로 이루어진 전도성 잉크 패턴(165)은 상기 뱅크(150)와 동일한 폭을 가짐으로서 이와 중첩하는 게이트 배선(미도시) 및(또는) 데이터 배선(130)의 폭보다 큰 폭을 갖는 것이 특징이다.

다음, 도 7g에 도시한 바와 같이, 상기 도전성 잉크 패턴(도 7f의 165)이 형성된 상기 제 1 기판(110)을 경화수단 예를들면 퍼나스 또는 오븐을 이용하여 열처리 하여 상기 도전성 잉크 패턴 (도 7f의 165)내에 솔벤트를 제거함으로서 저저항 금속물질 만으로 이루어져 저저항 특성을 갖는 격자형태의 보조배선(168)을 이루도록 함으로서 본 발명의 제 1 실시예에 따른 제 1 기판(110)을 완성한다.

이때 상기 보조배선(168)은 그 두께가 게이트 배선(미도시) 또는 데이터 배선(130)과 유사한 수준인 1000 내지 4000Å 정도의 두께를 갖도록 함으로써 단위 면적당 내부 저항이 작아 저저항 배선 특성이 발현되도록 하여 신호전압 인가 시 내부 저항에 의한 전압 강하가 거의 발생되지 않도록 하는 것이 바람직하다.

실질적으로 이러한 두께를 갖는 보조배선(168) 또한 내부저항에 의해 신호전압 인가 시 전압강하가 발생하지만 그 전압강하의 발생 정도가 20 내지 200Å 정도의 두께를 갖는 제 2 전극(158)보다는 수 배 내지 수 십배 정도로 현저히 작은 수준이 되어 상기 보조배선(168)을 통해 인가되는 신호전압의 강하는 무시할 정도가 되므로 상기 보조배선(168)을 통해서는 전압강하가 거의 발생되지 않는다고 언급한 것이다.

한편, 전술한 롤 코팅 장치를 통해 뱅크(150)와 중첩하는 형태로 보조배선(168)을 형성하는 경우, 별도의 패터닝을 위한 마스크 공정 즉, 포토레지스트의 도포, 노광 마스크를 이용한 노광, 노광된 포토레지스트의 현상, 식각 및 포토레지스트의 스트립 등의 공정을 진행하지 않아도 되므로 공정 단순화의 효과를 구현하는 장점을 갖는다.

다음, 도 7h에 도시한 바와 같이, 상기 제 1 기판(110)과 대응하여 상기 유기발광 다이오드(E)의 인캡슐레이션을 위해 투명한 절연재질로 이루어진 제 2 기판(170)을 대향하여 위치시키고, 상기 제 1 기판(110)과 제 2 기판(170)의 사이에는 투명하며 접착 특성을 갖는 프릿(Frit), 유기절연물질, 고분자 물질 중 어느 하나로 이루어진 페이스 씰(미도시)을 상기 제 1 기판(110)의 전면에 코팅한 상태에서 상기 제 1 기판(110)과 제 2 기판(170)을 합착하거나, 또는 진공 혹은 불활성 가스 분위기에서 상기 제 1 기판(110)의 가장자리를 따라 씰패턴(미도시)을 형성한 후 상기 제 1 및 제 2 기판(110, 170)을 합착함으로서 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유기전계 발광소자(101)를 완성한다.

한편, 상기 제 1 기판(110)의 상기 제 2 전극(158) 위로 무기절연물질 또는 유기절연물질을 증착 또는 도포하거나, 또는 점착층(미도시)을 재개하여 필름(미도시)을 부착함으로써 인캡슐레이션 막(미도시)으로 이용할 경우, 상기 제 2 기판(170)은 생략될 수 있다.

도 9는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 유기전계 발광소자의 표시영역 일부에 대한 단면도이다. 이때, 설명의 편의를 위해 각 화소영역 내에 스위칭 박막트랜지스터가 형성될 영역을 스위칭 영역, 구동 박막트랜지스터가 형성될 영역을 구동영역이라 정의하였으며, 구동 박막트랜지스터는 각 화소영역별로 형성되지만, 도면에 있어서는 하나의 화소영역에 대해서만 나타내었다. 그리고, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 유기전계 발광소자의 경우, 보조배선의 형성 위치만이 다를 뿐 그 이외의 구성요소는 제 1 실시예에 따른 유기전계 발광소자와 동일하므로 차별점이 있는 부분을 위주로 설명하며, 이때, 제 1 실시예와 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호를 부여하였으며, 단지 유기전계 발광소자만을 400 더하여 도면 부호를 부여하였다.

본 발명의 제 2 실시예에 따른 유기전계 발광소자(501)는 구동 및 스위칭 박막트랜지스터(DTr, 미도시)와 유기전계 발광 다이오드(E) 및 표시영역(AA)에 상기 유기전계 발광 다이오드(E)의 제 2 전극(158)과 뱅크 사이에 화소영역(P)에 경계를 따라 격자형태를 이루며 저 저항 특성을 갖는 금속물질로 이루어진 보조배선(168)이 형성된 제 1 기판(110)과, 상기 유기전계 발광 다이오드(E)의 보호 및 인캡슐레이션을 위한 제 2 기판(170)으로 구성되고 있다. 이때, 상기 제 2 기판(170)은 무기절연막 또는(및) 유기절연막 등으로 대체되거나 또는 필름이 부착됨으로써 생략될 수 있다.

우선, 구동 및 스위칭 박막트랜지스터(DTr, 미도시)와 유기전계 발광 다이오드(E) 및 보조배선(168)이 구비된 제 1 기판(110)의 구성에 대해 설명한다.

상기 제 1 기판(110) 상에는 서로 교차하여 화소영역(P)을 정의하는 게이트 및 데이터 배선(미도시, 130)과, 이들 두 배선(미도시, 130) 중 어느 하나의 배선과 나란하게 연장하며 전원배선(미도시)이 형성되고 있다.

그리고 각 화소영역(P) 내부에는 구동 및 스위칭 박막트랜지스터(DTr, 미도시)가 구비되고 있다. 이때 상기 구동 및 스위칭 박막트랜지스터(DTr, 미도시)의 구조에 대해서는 제 1 실시예 및 이의 변형예들을 통해 설명하였으므로 생략한다.

또한, 상기 구동 및 스위칭 박막트랜지스터(DTr, 미도시) 위로는 상기 제 1 기판(110) 전면에 대응하여 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)의 드레인 전극(136)을 노출시키는 드레인 콘택홀(143)이 구비된 보호층(140)이 형성되어 있다.

그리고 상기 드레인 콘택홀(143)을 구비한 보호층(140) 위로는 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)의 드레인 전극(136)과 상기 드레인 콘택홀(143)을 통해 접촉되며, 각 화소영역(P) 별로 상부층(147b)은 애노드 전극의 역할을 하며, 하부층(147a)은 반사판의 역할을 하는 이중층 구조의 제 1 전극(147)이 형성되어 있다.

다음, 상기 이중층 구조를 갖는 제 1 전극(147) 위로 각 화소영역(P)의 경계에는 각 화소영역(P)을 둘러싸는 형태로 상기 제 1 전극(147)의 테두리와 중첩하도록 상기 제 1 전극(150)의 중앙부를 노출시키며 뱅크(150)가 형성되어 있다.

한편, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 유기전계 발광소자(501)에 있어서 가장 특징적인 구성으로서 상기 뱅크(150) 상부에는 이와 직접 접촉하며 저저항 도전성 물질로 알루미늄(Al), 알루미늄 합금(AlNd), 은(Ag), 금(Au), 구리(Cu) 중 어느 하나 또는 둘 이상의 물질로 이루어진 보조배선(168)이 형성되고 있는 것이 특징이다. 이러한 보조배선(168)은 상기 뱅크(150)에 대응해서만이 선택적으로 형성됨으로서 표시영역에 있어서 격자형태를 이루는 것이 특징이다.

제 1 실시예에 따른 유기전계 발광소자(도의 101)의 경우, 상기 보조배선(도 2의 168)은 제 2 전극(도 2의 158)의 상부에 형성되었지만, 제 2 실시예에 따른 유기전계 발광소자(501)의 경우, 상기 제 2 전극(158)이 형성되기 이전에 우선적으로 먼저 상기 뱅크(150)에 대응하여 형성되었기 때문에 상기 제 2 전극(158) 하부에 위치하는 것이 특징이다.

이때, 이러한 보조배선(168)은 뱅크(150) 하부에 위치하는 게이트 배선(미도시) 또는(및) 데이터 배선(130)의 폭과 같거나 또는 이 보다 더 큰 폭을 가지며, 그 두께는 상기 게이트 배선(미도시) 또는 데이터 배선(130)과 동일한 수준 즉 1000Å 내지 4000Å가 되고 있다.

그리고, 상기 뱅크(150)로 둘러싸인 각 화소영역(P)에 있어 상기 제 1 전극(147) 위로는 유기 발광층(155)이 형성되고 있다.

그리고, 상기 유기 발광층(155)과 상기 보조배선(168)의 상부에는 상기 표시영역 전면에 캐소드 전극의 역할을 하며 투명성을 유지하는 것을 특징으로 하는 상기 제 2 전극(158)이 형성되어 있다. 이때, 상기 제 1, 2 전극(147, 158)과 그 사이에 형성된 유기 발광층(155)은 유기전계 발광 다이오드(E)를 이루게 된다.

그리고 전술한 구성을 갖는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 유기전계 발광소자(501)의 제 1 기판(110)에 대응하여 인캡슐레이션을 위한 제 2 기판(170)이 구비되고 있다.

이때, 상기 제 2 기판(170)은 상기 제 2 전극 위로 유기절연막(미도시) 또는 무기절연막(미도시)이 더욱 구비되어 캡핑막을 이룰 수도 있으며, 상기 유기절연막(미도시) 또는 무기절연막(162)은 그 자체로 인캡슐레이션 막(미도시)으로 이용될 수도 있으며, 이 경우 상기 제 2 기판(170)은 생략될 수도 있다.

한편, 이러한 구성을 갖는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 유기전계 발광소자(501) 또한 제 1 실시예에 따른 유기전계 발광소자(도 2의 101)와 동일하게 휘도 불균일을 개선하여 표시품질을 향상시키는 효과를 구현할 수 있음은 자명하다 할 것이다.

이후에는 전술한 구성을 갖는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 유기전계 발광소자(501)의 제조 방법에 대해 간단히 설명한다. 이때, 제 2 실시예에 따른 유기전계 발광소자(501)의 제조 방법은 제 1 실시예와 대부분이 유사하므로 제 2 실시예와 차별점이 있는 부분을 위주로 설명한다.

도 10a 내지 도 10e는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 유기전계 발광소자의 제조 단계별 공정 단면도이다.

도시한 바와같이, 제 1 실시예에 제시된 동일한 방법을 진행하여 제 1 기판(101) 상에 서로 교차하여 화소영역(P)을 정의하는 게이트 및 데이터 배선(미도시, 130)과, 이들 두 배선 중 어느 하나의 배선(미도시, 130)과 나란하게 연장하며 전원배선(미도시)을 형성하고, 각 화소영역(P) 내부에는 구동 및 스위칭 박막트랜지스터(DTr, 미도시)를 형성한다.

이후, 상기 구동 및 스위칭 박막트랜지스터(DTr, 미도시) 위로 보호층(140)을 형성하고, 상기 보호층(140) 위로 각 화소영역(P)에 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)의 드레인 전극(136)과 접촉하며 이중층 구조를 갖는 제 1 전극(147)을 형성한다.

그리고, 연속하여 상기 제 1 전극(147) 위로 상기 제 1 전극(147)의 가장자리 부분과 소정폭 중첩하며 각 화소영역(P)의 경계에 1 내지 10㎛ 정도의 높이를 갖는 뱅크(150)를 형성한다.

이러한 뱅크(150)를 형성하는 단계까지는 제 1 실시예와 동일하게 진행된다.

다음, 도 10b에 도시한 바와같이, 상기 뱅크(150)가 형성된 상태의 제 1 기판(110)을 롤 코팅 장치(도 8의 401)의 스테이지(410) 상에 안착시키고, 롤 코팅을 진행함으로서 타영역 대비 돌출된 볼록부를 이루는 상기 뱅크(150)에 대응해서만 선택적으로 도전성 잉크패턴(165)을 형성한다.

이때, 상기 뱅크(150)는 상기 도전성 잉크 패턴(165)을 이루는 도전성 잉크의 표면에너지보다 큰 값을 갖는 유기물질로 이루어지도록 함으로서 인쇄롤(420)의 블랭킷(415) 표면에 형성된 도전성 잉크층(430)이 상기 제 1 기판(110)상의 상기 뱅크(150) 상부로 원활하게 전사될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

이후, 도 10c에 도시한 바와같이,상기 제 1 기판(110)의 상기 뱅크(150) 상에 형성된 도전성 잉크 패턴(미도시)에 대해 열처리를 진행함으로서 경화시켜 보조배선(168)을 이루도록 한다. 이러한 보조배선(168)은 표시영역 내에서 격자형태를 이루는 것이 특징이다.

이러한 롤 코팅 장치(도 8의 401)를 통해 보조배선(168)을 형성하는 방법은, 제 2 전극(도 2의 158) 상부에 형성되는 것이 아니라 상기 뱅크(150) 상에 형성되는 것만을 달리할 뿐 실질적인 보조배선(168) 자체의 형성방법은 제 1 실시예와 동일하게 진행되며, 이러한 롤 코팅 장치(도 8의 401)를 통해 보조배선(도 2의 168)의 형성 방법은 제 1 실시예를 통해 이미 상세히 설명하였으므로 이하 그 설명을 생략한다.

다음, 도 10d에 도시한 바와같이, 상기 뱅크(150) 상에 상기 뱅크(150)와 직접 접촉하며 표시영역에 격자형태로 형성된 상기 보조배선(168)이 구비된 제 1 기판(110)에 대응하여 잉크젯 장치(195) 또는 노즐 코팅장치(미도시)를 이용하여 액상의 유기 발광 물질을 상기 뱅크(150)로 둘러싸인 영역에 대응하여 분사 또는 드롭핑 함으로서 상기 각 화소영역(P) 내의 상기 제 1 전극(150) 상부에 유기 발광 물질층(미도시)을 형성하고, 이를 건조 및 경화시켜 솔벤트를 제거함으로서 각 화소영역(P) 내에 경화된 상태의 유기 발광층(155)을 형성한다.

다음, 도 10e에 도시한 바와같이, 상기 보조배선(168) 및 유기 발광층(155)이 형성된 상기 제 1 기판(110)에 대해 일함수 값이 비교적 낮은 금속물질 예를들면 알루미늄(Al), 알루미늄 합금(AlNd), 은(Ag), 마그네슘(Mg), 금(Au), 알루미늄마그네슘 합금(AlMg) 중 어느 하나 또는 둘 이상을 혼합하여 진공의 분위기에서 열증착을 진행함으로서 상기 보조배선(168)과 유기 발광층(155) 상부로 상기 표시영역 전면에 10 내지 200Å 정도의 두께를 갖는 제 2 전극(158)을 형성한다.

이후, 도 10f에 도시한 바와같이, 제 1 실시예에 언급된 동일한 방법을 진행하여 상기 제 2 전극(158)에 형성된 제 1 기판(110)에 대응하여 제 2 기판(170)을 형성하거나, 또는 인캡슐레이션 막을 형성함으로서 본 발명의 제 2 실시예에 따른 유기전계 발광소자(501)를 완성한다.

이러한 본 발명의 제 2 실시예에 따른 제조 방법에 의해 제조되는 유기전계 발광소자의 경우도 제 1 실시예와 유사하게 뱅크와 중첩하며 동시에 제 2 전극과 접촉하는 형태로 저저항 도전성 물질로 이루어진 보조배선이 구비됨으로서 상기 제 2 전극으로 인가되는 신호전압은 상기 보조배선을 따라 제 2 전극 내부를 이동하게 되므로 제 2 전극 내에서의 위치별 전압강하를 억제하여 휘도 불균일 현상을 방지하는 효과를 갖는다.

나아가 이러한 제 2 실시예에 따른 유기전계 발광소자의 제조방법의 경우, 뱅크를 형성한 후 유기발광층의 형성 전에 롤 코팅 장치를 통해 보조배선을 형성하게 되므로, 유기 발광층과 제 2 전극을 형성 후 보조배선을 형성하는 제 1 실시예 대비 오차에 기인하는 제 2 전극 및 유기 발광층의 손상을 억제하는 효과를 더욱 갖는다.

즉, 롤 코팅 장치 특성상 제 1 기판과 롤 간의 접촉이 이루어지며, 이때 제 1 기판에는 물리력이 가해지게 되는데, 제 1 실시예의 경우 이러한 롤 코팅 장치에 의해 가해지는 물리력에 의해 제 2 전극 및 유기 발광층이 손상될 가능성이 발생하지만 제 2 실시예에 따른 제조 방법의 경우, 제 1 전극 상부로 유기 발광층과 제 2 전극이 형성되지 않고 뱅크만이 형성된 상태에 우선적으로 상기 뱅크 상에 보조배선을 형성하게 됨으로서 롤 코팅 시 물리력이 가해진다 하더라도 유기 발광층과 제 2 전극은 전혀 손상될 여지가 없다.

따라서, 제 2 실시예에 따른 유기전계 발광소자의 제조 방법이 제 1 실시예에 따른 유기전계 발광소자의 제조방법 대비 유기발광층 및 제 2 전극의 손상 방지 측면에서 더욱 유리하다 할 것이다.

본 발명은 전술한 실시예 및 변형예로 한정되지 않고, 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 한도내에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다.

101 : 유기전계 발광소자 110 : 제 1 기판
113 : 반도체층 113a : 제 1 영역
113b : 제 2 영역 116 : 게이트 절연막
120 : (구동 박막트랜지스터의)게이트 전극
123 : 층간절연막 125 : 반도체층 콘택홀
133 : (구동 박막트랜지스터의)소스 전극
136 : (구동 박막트랜지스터의)드레인 전극
140 : 보호층 143 : 드레인 콘택홀
147 : 제 1 전극 147a : (제1전극의)하부층
147b : (제1전극의)상부층 150 : 뱅크
155 : 유기 발광층 158 : 제 2 전극
168 : 보조배선 170 : 제 2 기판
180 : 보호필름 DTr : 구동 박막트랜지스터
E: 유기전계 발광 다이오드 P : 화소영역

Claims (15)

1. 다수의 화소영역을 갖는 표시영역이 정의된 제 1 기판과;
   상기 제 1 기판 상에 상기 각 화소영역 별로 형성된 제 1 전극과;
   상기 표시영역에 상기 각 제 1 전극의 가장자리와 중첩하며 제 1 높이를 가지며 각 화소영역을 둘러싸는 형태로 형성된 뱅크와;
   상기 뱅크로 둘러싸인 상기 각 제 1 전극 상부에 형성된 유기 발광층과;
   상기 유기 발광층 상부로 상기 표시영역 전면에 끊김없이 제 1 두께를 가지며 형성되며 상기 뱅크에 대응하는 부분이 돌출된 구성을 이루는 제 2 전극과;
   제 2 두께를 가지며, 상기 뱅크와 제 2 전극 사이 또는 상기 제 2 전극 위로 상기 뱅크로 인해 돌출된 부분에 대응하여 선택적으로 형성된 보조배선
   을 포함하는 유기전계 발광소자.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 1 전극은 반사성을 갖는 금속물질로 이루어진 하부층과 투명 도전성 물질로 이루어진 상부층의 이중층 구조를 이루는 것이 특징인 유기전계 발광소자.
   
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 2 전극은 상기 제 1 전극보다 작은 일함수 값을 갖는 금속물질인 알루미늄(Al), 알루미늄 합금(AlNd), 은(Ag), 마그네슘(Mg), 금(Au), 알루미늄마그네슘 합금(AlMg) 중 어느 하나 또는 둘 이상의 물질로 이루어진 것이 특징인 유기전계 발광소자.
   
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 보조배선은 저 저항 특성을 갖는 도전성 물질인 알루미늄(Al), 알루미늄합금(AlNd), 구리(Cu), 금(Au), 은(Ag) 중 어느 하나의 물질로 이루어진 것이 특징인 유기전계 발광소자.
   
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 제 1 높이는 1 내지 10㎛ 이며, 상기 제 1 두께는 10 내지 200Å이며, 상기 제 2 두께는 1000 내지 4000Å인 것이 특징인 유기전계 발광소자.
   
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 보조배선은 상기 표시영역 외측의 비표시영역까지 연장 형성되어 신호전압 인가를 위한 Vss배선과 연결된 구성을 이루는 유기전계 발광소자.
   
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 1 전극 하부로,
   상기 제 1 기판 상에는 서로 교차하여 상기 화소영역을 정의하는 게이트 및 데이터 배선과;
   상기 게이트 배선 또는 데이터 배선이 형성된 동일한 층에 이들 배선과 나란하게 이격하며 형성된 전원배선과;
   상기 각 화소영역에 구비되며, 상기 게이트 배선 및 데이터 배선과 연결된 스위칭 박막트랜지스터와 상기 전원배선 및 상기 스위칭 박막트랜지스터와 연결된 구동 박막트랜지스터와;
   상기 표시영역 전면에 상기 스위칭 및 구동 박막트랜지스터를 덮으며 상기 구동 박막트랜지스터의 드레인 전극을 노출시키며 형성된 보호층
   을 포함하며, 상기 제 1 전극은 상기 보호층 위로 상기 각 화소영역 내에 상기 구동 박막트랜지스터의 드레인 전극과 접촉하며 형성된 것이 특징인 유기전계 발광소자.
   
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 1 기판에 대응하여 이와 마주하는 제 2 기판이 구비되거나, 또는 상기 보조배선 및 상기 제 2 전극과 접촉하며 상기 표시영역 전면을 덮는 형태로 상기 제 2 기판의 역할을 하는 인캡슐레이션막이 구비된 것이 특징인 유기전계 발광소자.
   
9. 다수의 화소영역을 갖는 표시영역이 정의된 제 1 기판 상에 상기 각 화소영역 별로 제 1 전극을 형성하는 단계와;
   상기 표시영역에 상기 각 제 1 전극의 가장자리와 중첩하며 제 1 높이를 가지며 상기 각 화소영역을 둘러싸는 형태의 뱅크를 형성하는 단계와;
   상기 뱅크로 둘러싸인 상기 각 제 1 전극 상부에 유기 발광층을 형성하는 단계와;
   상기 유기 발광층 상부로 제 1 두께를 가지며 상기 표시영역 전면에 끊김없이 형성되며 상기 뱅크에 대응하는 부분이 돌출된 구성을 이루는 제 2 전극을 형성하는 단계와;
   상기 제 2 전극 위로 제 2 두께를 가지며 상기 뱅크로 인해 돌출된 부분에 대응하여 선택적으로 보조배선을 형성하는 단계
   를 포함하는 유기전계 발광소자의 제조 방법.
   
10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 2 전극 위로 제 2 두께를 가지며 상기 뱅크로 인해 돌출된 부분에 대응하여 선택적으로 보조배선을 형성하는 단계는,
    스테이지와 그 표면에 블랭킷이 구비된 인쇄롤과 상기 인쇄롤에 도전성 잉크를 공급하는 잉크 공급 슬릿으로 구성된 롤 코팅 장치의 상기 스테이지 상에 상기 제 2 전극이 형성된 기판을 안착시키는 단계와;
    상기 블랭킷 전면에 액체 상태의 도전성 잉크를 코팅하여 도전성 잉크층을 형성하는 단계와;
    상기 스테이지를 일 방향으로 진행시킴과 동시에 상기 블랭킷을 상기 스테이지의 진행속도에 맞추어 일 방향으로 회전시켜 상기 도전성 잉크층과 상기 제 2 전극의 돌출된 부분과 접촉하도록 함으로서 상기 도전성 잉크층을 상기 제 2 기판의 돌출된 부분으로 전사시키는 단계와;
    상기 제 2 전극 위로 전사된 도전성 잉크 패턴을 열 처리하여 경화시킴으로서 상기 보조배선을 형성하는 단계
    를 포함하는 유기전계 발광소자의 제조 방법.
    
11. 다수의 화소영역을 갖는 표시영역이 정의된 제 1 기판 상에 상기 각 화소영역 별로 제 1 전극을 형성하는 단계와;
    상기 표시영역에 상기 각 제 1 전극의 가장자리와 중첩하며 제 1 높이를 가지며 상기 각 화소영역을 둘러싸는 형태의 뱅크를 형성하는 단계와;
    상기 뱅크로 둘러싸인 상기 각 제 1 전극 상부에 유기 발광층을 형성하는 단계와;
    상기 유기 발광층 상부로 제 1 두께를 가지며 상기 표시영역 전면에 끊김없이 제 2 전극을 형성하는 단계
    를 포함하며, 상기 유기 발광층을 형성하기 전에 상기 뱅크에 대해서만 선택적으로 이의 상부로 제 2 두께를 갖는 보조배선을 형성하는 단계를 더 진행하는 것이 특징인 유기전계 발광소자의 제조 방법.
    
12. 제 11 항에 있어서,
    상기 뱅크에 대해서만 선택적으로 이의 상부로 제 2 두께를 갖는 보조배선을 형성하는 단계는,
    스테이지와 그 표면에 블랭킷이 구비된 인쇄롤과 상기 인쇄롤에 도전성 잉크를 공급하는 잉크 공급 슬릿으로 구성된 롤 코팅 장치의 상기 스테이지 상에 상기 뱅크가 형성된 기판을 안착시키는 단계와;
    상기 블랭킷 전면에 액체 상태의 도전성 잉크를 코팅하여 도전성 잉크층을 형성하는 단계와;
    상기 스테이지를 일 방향으로 진행시킴과 동시에 상기 블랭킷을 상기 스테이지의 진행속도에 맞추어 일 방향으로 회전시켜 상기 도전성 잉크층과 상기 뱅크의 상면이 접촉하도록 함으로서 상기 도전성 잉크층을 상기 제 2 기판의 상기 뱅크 상면으로 전사시키는 단계와;
    상기 뱅크의 상면으로 전사된 도전성 잉크 패턴을 열 처리하여 경화시킴으로서 상기 보조배선을 형성하는 단계
    를 포함하는 유기전계 발광소자의 제조 방법.
    
13. 제 10 항 또는 제 12 항에 있어서,
    상기 도전성 잉크는 도전성 물질인 알루미늄(Al), 알루미늄합금(AlNd), 구리(Cu), 금(Au), 은(Ag) 중 어느 하나의 물질로 이루어진 수 내지 수십 나노미터의 크기를 갖는 다수의 입자와 솔벤트로 이루어진 유기전계 발광소자의 제조 방법.
    
14. 제 9 항 또는 제 11 항에 있어서,
    상기 제 1 높이는 1 내지 10㎛ 이며, 상기 제 1 두께는 10 내지 200Å이며, 상기 제 2 두께는 1000 내지 4000Å인 것이 특징인 유기전계 발광소자의 제조 방법.
    
15. 제 9 항 또는 제 11 항에 있어서,
    상기 제 1 전극을 형성하기 이전에,
    상기 제 1 기판 상에 서로 교차하여 상기 화소영역을 정의하는 게이트 및 데이터 배선과, 상기 게이트 배선 또는 데이터 배선이 형성된 동일한 층에 형성된 전원배선과, 상기 각 화소영역에 구비되며, 상기 게이트 배선 및 데이터 배선과 연결된 스위칭 박막트랜지스터와 상기 전원배선 및 상기 스위칭 박막트랜지스터와 연결된 구동 박막트랜지스터와, 상기 표시영역 전면에 상기 스위칭 및 구동 박막트랜지스터를 덮으며 상기 구동 박막트랜지스터의 드레인 전극을 노출시키는 드레인 콘택홀을 갖는 보호층을 형성하는 단계를 더욱 진행하며,
    상기 제 1 전극은 상기 보호층 위로 상기 각 화소영역 내에 상기 드레인 콘택홀을 통해 상기 구동 박막트랜지스터의 드레인 전극과 접촉하도록 형성하는 것이 특징인 유기전계 발광소자의 제조 방법.

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