KR100685840B1 - 유기전계발광소자 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 외부로부터 수분 및 산소를 효과적으로 차단할 수 있는 유기전계발광소자 및 그 제조방법에 관한 것이다.
본 발명은 기판; 상기 기판 상에 위치하는 반도체층; 상기 반도체층 상에 위치하는 게이트 절연막; 상기 게이트 절연막 상에 위치하는 게이트 전극; 상기 게이트 전극 상에 위치하는 층간 절연막; 상기 층간 절연막 상에 위치하는 소스/드레인 전극; 상기 층간 절연막 및 소스/드레인 전극 상에 위치하는 평탄화막; 상기 평탄화막 상에 위치하는 제 1 전극; 상기 평탄화막 및 제 1 전극 상에 위치하며, 상기 제 1 전극의 일부영역을 노출시키는 화소정의막; 상기 노출된 제 1 전극 상에 위치하는 유기막층; 상기 화소정의막 및 유기막층 상에 위치하고, 상기 화소정의막의 측부 및 상기 평탄화막의 측부를 모두 덮으며 상기 층간 절연막 또는 게이트 절연막에 연결되는 제 2 전극; 상기 제 2 전극 상에 위치하고, 상기 제 2 전극을 모두 덮으며 상기 층간 절연막 또는 게이트 절연막에 연결되는 무기막층;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
유기전계발광소자, 무기막

Description

유기전계발광소자 및 그 제조방법{Organic Electroluminescence Device And Method For Fabricating Of The Same}
도 1은 종래 유기전계발광소자의 단면도.
도 2a 및 2b는 유기전계발광소자의 화소축소현상을 나타낸 평면도.
도 3 내지 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 유기전계발광소자의 단면도.
<도면 주요부호에 대한 부호의 설명>
100 : 기판 110 : 버퍼층
120 : 반도체층 130 : 게이트 절연막
140 : 게이트 전극 150 : 층간 절연막
151,152 : 소스/드레인 전극
160 : 평탄화막 171 : 제 1 전극
175 : 화소정의막 180 : 유기막층
190 : 제 2 전극 200 : 무기막층
본 발명은 유기전계발광소자 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 자세하게는 외부로부터 수분 및 산소를 효과적으로 차단할 수 있는 유기전계발광소자 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 유기전계발광소자는 형광성 유기막층에 전류를 흘려주면 전자와 정공이 유기막층에서 재합하면서 빛을 발생하는 현상을 이용한 자발광형 표시소자이다. 이러한 유기전계발광소자는 구조적으로 박형, 경량으로 부품이 간소하고, 제조공정이 간단한 장점을 갖는다. 또한, 광시야각 확보, 완벽한 동영상과 고색순도구현으로 고화질 표시소자에 적용가능하며, 저소비전력, 저전압 직류전압구동으로 모바일(Mobile)소자에 적합한 전기적 특성을 갖는다.
이러한 유기전계발광소자의 유기막층은 대기중의 수분 및 산소에 의하여 쉽게 열화되어 소자의 특성이 저하되게 된다. 최근에는 유기막층이 쉽게 열화되는 것을 방지하기 위한 방법이 모색되고 있다.
도 1은 종래 유기전계발광소자의 단면도이다.
도 1을 참조하면, 기판(100) 상에 버퍼층(110)을 형성한다. 상기 버퍼층(110) 상에 반도체층(120)을 형성하고, 상기 기판(100) 전면에 게이트 절연막(130)을 형성하고, 상기 게이트 절연막(130) 상에 게이트 전극(140)을 형성한다.
이어서, 상기 기판(100) 전면에 층간 절연막(150)을 형성한다. 상기 층간 절연막(150) 상에 소스/드레인 전극(151,152)을 형성하고, 상기 소스/드레인 전극 (151,152) 상에 평탄화막(160)을 형성한다. 상기 평탄화막(160)은 상기 소스/드레인 전극(151,152)중 어느 하나를 노출시키는 비어홀을 구비한다.
상기 평탄화막(160) 상에 반사막(170)을 형성하고, 상기 반사막(170) 및 평탄화막(160) 상에 제 1 전극(171)을 형성한다. 상기 제 1 전극(171) 상에 화소정의막(175)을 형성하고, 상기 제 1 전극(171)을 노출시키는 개구부를 형성한다.
이후에, 상기 개구부를 통해 노출된 제 1 전극(171) 상에 적어도 발광층을 포함하는 유기막층(180)을 형성한다. 상기 유기막층(180) 상에 제 2 전극(190)을 형성하고, 상기 기판(100) 상에 실런트(200)을 도포하여, 투명흡습제(220)를 구비하는 봉지기판(210)을 얼라인하고 합착하여 종래 유기전계발광소자를 완성한다.
그러나, 종래의 유기전계발광소자는 외부의 수분 및 산소가 봉지기판에 위치한 흡습제가 흡수하는 속도에 비해 많은 양이 들어오면, 유기물의 경우에 투습방지를 하지 못하므로 패널의 액티브영역의 외각에 노출된 유기물로 이루어진 화소정의막이나 평탄화막을 통해 외부의 수분 및 산소가 침투하게 된다.
따라서, 도 2a 및 도 2b의 유기전계발광소자의 화소축소현상을 나타낸 평면도에 도시된 바와 같이, 패널 최외각 픽셀부터 수분 및 산소에 의해 열화되어 화소축소현상(pixel shrinkage)이 나타나는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반단점과 문제점을 해결하기 위한 것으로, 외부의 수분 및 산소를 효과적으로 차단 할 수 있는 유기전계발광소 자 및 그 제조방법을 제공함에 본 발명의 목적이 있다.
본 발명의 상기 목적은 기판; 상기 기판 상에 위치하는 반도체층; 상기 반도체층 상에 위치하는 게이트 절연막; 상기 게이트 절연막 상에 위치하는 게이트 전극; 상기 게이트 전극 상에 위치하는 층간 절연막; 상기 층간 절연막 상에 위치하는 소스/드레인 전극; 상기 층간 절연막 및 소스/드레인 전극 상에 위치하는 평탄화막; 상기 평탄화막 상에 위치하는 제 1 전극; 상기 평탄화막 및 제 1 전극 상에 위치하며, 상기 제 1 전극의 일부영역을 노출시키는 화소정의막; 상기 노출된 제 1 전극 상에 위치하는 유기막층; 상기 화소정의막 및 유기막층 상에 위치하고, 상기 화소정의막의 측부 및 상기 평탄화막의 측부를 모두 덮으며 상기 층간 절연막 또는 게이트 절연막에 연결되는 제 2 전극; 및 상기 제 2 전극 상에 위치하고, 상기 제 2 전극을 모두 덮으며 상기 층간 절연막 또는 게이트 절연막에 연결되는 무기막층;을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광소자에 의해 달성된다.
또한, 본 발명의 상기 목적은 기판을 제공하는 단계; 상기 기판 상에 반도체층을 형성하는 단계; 상기 반도체층 상에 게이트 절연막을 형성하는 단계; 상기 게이트 절연막 상에 게이트 전극을 형성하는 단계; 상기 게이트 전극 상에 층간 절연막을 형성하는 단계; 상기 층간 절연막 상에 소스/드레인 전극을 형성하는 단계; 상기 층간 절연막 및 소스/드레인 전극 상에 평탄화막을 형성하는 단계; 상기 평탄화막 상에 제 1 전극을 형성하는 단계; 상기 제 1 전극 상에 상기 제 1 전극의 일 부영역을 노출시키는 화소정의막을 형성하는 단계; 상기 노출된 제 1 전극 상에 유기막층을 형성하는 단계; 상기 화소정의막 및 유기막층 상에 상기 화소정의막의 측부 및 상기 평탄화막의 측부를 모두 덮으며 상기 층간 절연막 또는 게이트 절연막에 연결되는 제 2 전극을 형성하는 단계; 및 상기 제 2 전극 상에 제 2 전극을 모두 덮으며 상기 층간 절연막 또는 게이트 절연막에 연결되는 무기막층을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광소자의 제조방법에 의해서도 달성된다.
본 발명의 상기 목적과 기술적 구성 및 그에 따른 작용효과에 관한 자세한 사항은 본 발명의 바람직한 실시예를 도시하고 있는 도면을 참조한 이하 상세한 설명에 의해 보다 명확하게 이해될 것이다. 또한 도면들에 있어서, 층 및 영역의 길이, 두께등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 3 내지 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 유기전계발광소자의 단면도이다.
도 3을 참조하면, 기판(300)을 제공한다. 상기 기판(300) 상에 버퍼층(310)을 형성한다. 상기 버퍼층(310)은 실리콘 산화막, 실리콘 질화막 또는 이들의 다중층일 수 있다.
상기 버퍼층(310) 상에 반도체층(320)을 형성한다. 상기 반도체층(320)은 비정질 실리콘막 또는 비정질 실리콘막을 결정화한 다결정 실리콘막일 수 있다. 상기 반도체층(320) 상에 게이트 절연막(330)을 형성한다. 상기 게이트 절연막(330)은 실리콘 산화막, 실리콘 질화막 또는 이들의 다중층일 수 있다.
이어서, 상기 게이트 절연막(330) 상에 게이트 전극물질을 적층하고 패터닝하여 상기 반도체층(320)의 일부영역과 대응되는 영역에 게이트 전극(340)을 형성한다.
상기 기판(300) 상에 층간 절연막(350)을 형성한다. 상기 층간 절연막(350)은 실리콘 산화막, 실리콘 질화막 또는 이들의 다중층일 수 있다. 상기 층간 절연막(350) 상에 상기 반도체층(320)을 노출시키는 콘택홀들을 형성한다. 상기 콘택홀들이 형성된 상기 기판(300) 상에 도전막을 적층한 후, 패터닝하여 소스/드레인 전극(351,352)을 형성한다. 상기 소스 전극 및 드레인 전극(351,352)은 상기 콘택홀을 통해 상기 반도체층(320)에 연결된다.
상기 소스/드레인 전극(351,352)과 층간 절연막(350) 상에 평탄화막(360)을 형성하고, 상기 평탄화막(360)을 식각하여 비어홀을 형성한다.
상기 평탄화막(360)은 전면발광일 경우에 유기물인 아크릴계 수지 또는 폴리이미드계 수지로 형성할 수 있고, 배면발광일 경우에는 무기물인 실리콘산화막, 실리콘질화막 또는 이들의 다중층일 수 있다.
상기 평탄화막(360) 상에 반사막(370)을 형성한다. 상기 반사막(370)은 Ag, Al 또는 이들의 합금일 수 있다. 또한, 상기 반사막(370)은 배면발광일 경우에는 형성하지 않을 수 있다.
이어, ITO와 같은 투명도전막을 상기 기판(300) 상에 적층한 후, 투명도전막을 패터닝하여 상기 반사막(370)을 포함하는 제 1 전극(371)을 형성한다. 상기 제 1 전극(371)은 ITO 또는 IZO를 사용할 수 있다.
상기 기판(300) 전면에 개구부를 구비한 화소 정의막(375)을 형성한다. 상기 화소 정의막(375)은 아크릴계 수지 또는 폴리이미드계 수지로 이루어진 유기막일 수 있고, SOG(Spin On Glass)와 같은 무기막으로 형성할 수 있다.
상기 개구부를 통해 노출된 제 1 전극(371) 상에 유기막층(380)을 형성한다. 상기 유기막층(380)은 적어도 유기발광층을 포함하며 그 외에 정공주입층, 정공수송층, 전자수송층 및 전자주입층 중 어느 하나 이상의 층을 추가로 포함할 수 있다.
상기와 같이, 유기막층(380), 화소정의막(375) 및 평탄화막(360)은 패널의 외곽에 실런트가 형성되는 영역에서 실런트와의 접착력이 나쁘기 때문에 유기물로 이루어진 상기 화소정의막(375) 및 평탄화막(360)이 존재하지 않도록 식각되므로 상기 화소정의막(375) 및 평탄화막(360)의 측면이 노출된다.
따라서, 이와 같이 노출된 화소정의막(375) 및 평탄화막(360)의 측면을 따라 외기가 소자 내부로 유입될 수 있다.
본 발명에서는 이와 같은 외기의 유입을 방지하기 위해, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 화소정의막(375) 및 유기막층(380) 상에 위치하고, 상기 화소정의막(375)의 측부 및 상기 평탄화막(360)의 측부를 모두 덮으며 상기 층간 절연막(350) 또는 게이트 절연막(330)에 연결되는 제 2 전극(390)을 형성한다. 상기 제 2 전극(390)은 전면발광일 경우에는 Mg, Ag, Al, Ca 및 이들의 합금을 얇게 형성하여 사용할 수 있고, 배면발광일 경우에는 두껍게 형성할 수 있다. 또한, 상기 제 2 전극 (390)은 스퍼터링방법 등을 이용하여 형성할 수 있다.
이후에, 도 5를 참조하면, 상기 제 2 전극(390) 상에 위치하며, 상기 제 2 전극(390)을 모두 덮으며 상기 게이트 절연막(330) 또는 상기 층간 절연막(350)에 연결되는 무기막층(400)을 형성한다. 상기 무기막층(400)은 실리콘 산화막, 실리콘 질화막 또는 이들의 다중층일 수 있고, CVD법 등을 이용하여 형성할 수 있다.
상기와 같이, 상기 화소정의막(375) 및 평탄화막(360)으로 외기가 침투하는 것을 방지하기 위해 상기 화소정의막(375) 및 평탄화막(360)의 측부까지 모두 덮고 있는 상기 제 2 전극(390)을 또 한번 상기 무기막층(400)으로 덮어줌으로써, 보다 우수한 투습방지효과를 나타낼 수 있다.
이후에, 도 6을 참조하면, 상기 기판(300) 상에 형성되어 있는 무기물로 이루어진 층간 절연막(350), 게이트 절연막(330) 또는 버퍼층(310) 상에 실런트(410)를 도포한다.
이어서, 봉지기판(420)의 일면에 투명흡습제(430)를 형성한다. 상기 투명흡습제(430)는 배면발광일 경우에는 투명한 성질이 없는 흡습제를 형성할 수 있다.
이후에, 상기 기판(300)과 봉지기판(420)을 얼라인하고, 합착하여 본 발명의 실시 예에 따른 유기전계발광소자를 완성한다.
상기와 같이, 유기물로 이루어진 평탄화막 및 화소정의막을 모두 덮도록 제 2 전극을 형성하고, 상기 제 2 전극을 모두 덮도록 무기막층을 형성함으로써, 종래 패널의 액티브영역의 외각에 노출되는 유기물로 이루어진 평탄화막 및 화소정의막으로 침투하는 외부의 수분 및 산소를 차단할 수 있는 이점이 있다.
본 발명은 이상에서 살펴본 바와 같이 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시 예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.
따라서, 본 발명의 유기전계발광소자 및 그 제조방법은 외부의 수분 및 산소를 차단하여 소자의 신뢰성을 높일 수 있는 효과가 있다.

Claims (8)

  1. 기판;
    상기 기판 상에 위치하는 반도체층;
    상기 반도체층 상에 위치하는 게이트 절연막;
    상기 게이트 절연막 상에 위치하는 게이트 전극;
    상기 게이트 전극 상에 위치하는 층간 절연막;
    상기 층간 절연막 상에 위치하는 소스/드레인 전극;
    상기 층간 절연막 및 소스/드레인 전극 상에 위치하는 평탄화막;
    상기 평탄화막 상에 위치하는 제 1 전극;
    상기 평탄화막 및 제 1 전극 상에 위치하며, 상기 제 1 전극의 일부영역을 노출시키는 화소정의막;
    상기 노출된 제 1 전극 상에 위치하는 유기막층;
    상기 화소정의막 및 유기막층 상에 위치하고, 상기 화소정의막의 측부 및 상기 평탄화막의 측부를 모두 덮으며 상기 층간 절연막 또는 게이트 절연막에 연결되는 제 2 전극; 및
    상기 제 2 전극 상에 위치하고, 상기 제 2 전극을 모두 덮으며 상기 층간 절연막 또는 게이트 절연막에 연결되는 무기막층;을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광소자.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 평탄화막은 유기막 또는 무기막으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유기전계발광소자.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 화소 정의막은 유기막 또는 무기막으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유기전계발광소자.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 무기막층은 실리콘 나이트라이드 또는 실리콘 옥사이드로 이루어지는것을 특징으로 하는 유기전계발광소자.
  5. 기판을 제공하는 단계;
    상기 기판 상에 반도체층을 형성하는 단계;
    상기 반도체층 상에 게이트 절연막을 형성하는 단계;
    상기 게이트 절연막 상에 게이트 전극을 형성하는 단계;
    상기 게이트 전극 상에 층간 절연막을 형성하는 단계;
    상기 층간 절연막 상에 소스/드레인 전극을 형성하는 단계;
    상기 층간 절연막 및 소스/드레인 전극 상에 평탄화막을 형성하는 단계;
    상기 평탄화막 상에 제 1 전극을 형성하는 단계;
    상기 제 1 전극 상에 상기 제 1 전극의 일부영역을 노출시키는 화소정의막을 형성하는 단계;
    상기 노출된 제 1 전극 상에 유기막층을 형성하는 단계;
    상기 화소정의막 및 유기막층 상에 상기 화소정의막의 측부 및 상기 평탄화막의 측부를 모두 덮으며 상기 층간 절연막 또는 게이트 절연막에 연결되는 제 2 전극을 형성하는 단계; 및
    상기 제 2 전극 상에 제 2 전극을 모두 덮으며 상기 층간 절연막 또는 게이트 절연막에 연결되는 무기막층을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광소자의 제조방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 평탄화막은 유기막 또는 무기막으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유기전계발광소자의 제조방법.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 화소 정의막은 유기막 또는 무기막으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유기전계발광소자의 제조방법.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 무기막층은 실리콘 나이트라이드 또는 실리콘 옥사이드로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유기전계발광소자의 제조방법.
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