KR100705819B1 - 전계발광소자의 제조방법 및 전계발광소자 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전계발광소자의 제조방법 및 전계발광소자에 관한 것이다.

본 발명에 따른 전계발광소자의 제조방법은, 기판 상에 형성된 박막트랜지스터부에 평탄화막을 형성하고 박막트랜지스터부의 소스/드레인전극 상에 콘택홀을 뚫고 콘택홀 상에 콘택전극을 형성한다. 평탄화막 상에는 제1전극과 제2전극을 화소 내에 구분하여 분리 형성하고, 평탄화막 상에 절연막을 형성한다. 절연막의 상부에 화소 주위를 둘러싸도록 격벽을 형성하고, 제1전극 상에 하부 발광층을 형성하고, 하부 발광층 상에 제3전극을 형성하되, 콘택전극에 제3전극이 전기적으로 연결되도록 한다. 제3전극 상에 상부 발광층을 형성하고, 상부 발광층 상에 제4전극을 형성하되, 격벽의 하부에 노출된 제2전극에 제4전극이 전기적으로 연결되도록 한다.

전계발광소자, 양면발광, 콘택전극

Description

전계발광소자의 제조방법 및 전계발광소자{Method for Manufacturing Light Emitting Diode and Light Emitting Diode the same}

도 1 내지 도 3은 종래의 양면 발광형 유기전계발광소자의 구조를 나타낸 도면.

도 4a 내지 도 4f는 본 발명에 따른 전계발광소자의 제조방법을 개략적으로 나타낸 도면.

도 5는 본 발명에 따른 전계발광소자를 나타낸 도면.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

410,510: 기판 430,530: 박막트랜지스터부

441,541: 제1전극 442,542: 절연막

443,543: 하부 발광층 444,544: 제3전극

451,551: 제2전극 453,553: 상부 발광층

454,554: 제4전극 450,550: 평탄화막

480,580: 콘택전극 490,590: 격벽

본 발명은 전계발광소자의 제조방법 및 전계발광소자에 관한 것이다.

유기전계발광소자는 전자(electron) 주입전극(cathode)과 정공(hole) 주입전극(anode)으로부터 각각 전자와 정공을 발광층 내부로 주입시켜, 주입된 전자와 정공이 결합한 엑시톤(exciton)이 여기상태로부터 기저상태로 떨어질 때 발광하는 소자이다.

이러한, 유기전계발광소자는 구동방식에 따라 수동매트릭스형 유기전계발광소자(Passive Matrix Organic Light Emitting Diode: PMOLED)와 능동매트릭스형 유기전계발광소자(Active Matrix Organic Light Emitting Diode : AMOLED)로 구분된다.

일반적으로, 능동매트릭스형 유기전계발광소자는 높은 발광효율과 고화질을 제공할 수 있는 장점이 있고, 화소를 독립적으로 구동하기 위한 스위칭 소자로서 박막트랜지스터(Thin Film Transistor; TFT)를 이용한다.

이러한, 유기전계발광소자는 빛이 방출되는 방향에 따라 전면발광(Top-Emission) 방식, 배면발광(Bottom-Emission) 방식 및 양면발광(Dual-Emission) 방식이 있다.

여기서, 양면에서 화상 구현이 가능한 양면발광형 유기전계발광소자에는 연구되어야 할 과제가 많은바 이하에서는 이러한 양면발광형 유기전계발광소자의 종래 기술에 대한 문제를 설명한다.

도 1 내지 도 3은 종래의 양면 발광형 유기전계발광소자의 구조를 나타낸 도면이다.

도 1에 도시된 종래 유기전계발광소자는(100)는, 하부 발광형 발광소자를 접착시켜 양면 디스플레이가 가능하도록 제작된 것이다.

이와 같은 발광소자는, 제1 및 제2기판(110, 140) 상에 폴리실리콘 층을 형성시키고, 그 상부에 게이트전극을 형성시킨 후 게이트전극 상에 소스/드레인영역이 형성되어 있다. 게이트전극은 게이트절연막에 의해 절연되어 있다. 게이트절연막에 형성되어 있는 홀에 소스/드레인전극이 형성되어 제1 및 제2기판(110, 140) 상에는 구동소자(114, 144)가 형성되게 된다. 여기서, 구동소자(114, 144)의 상부에는 보호막 또는 평탄막이 형성되기도 한다.

구동소자(114, 144)의 상부에 형성되어 구동소자(114, 144)의 구동에 의해 발광되는 유기발광부(116, 146)는 소스/드레인전극과 전기적으로 연결된 제1전극(112, 142) 상부에 차례대로 유기발광부(116, 146)와 제2전극(118, 148)이 형성되어 있다. 일반적으로, 제1전극(112, 142)은 애노드전극이 되고, 제2전극(118, 148)은 캐소드전극이 된다.

한편, 위와 같은 유기전계발광소자(100)는, 실란트(117, 147)를 사용하여 글라스 캡 재질의 제3 및 제4기판(120, 150)을 소자에 부착하여 인캡슐레이션 시킨다. 이때 내부에는 게터(119, 149)가 부착되어 외부로부터 침투된 수분이나 산소를 흡습하게 된다.

현재 휴대폰에 채택되는 디스플레이의 경우 서브 패널(sub panel) 및 메인 패널(main panel)로 나뉘어져 있고, 도 1에 나타낸 바와 같은 하부 발광형 발광소자 두 개를 각각 따로 만든 후 모듈 킷(module kit)에 끼워 휴대폰에 장착하게 된 다.

이와 같은 경우, 두 개의 발광소자를 각각 제조하여 발광면이 서로 반대가 되도록 부착하여 휴대폰에 장착할 수밖에 없고, 모듈의 두께가 두꺼워진다는 문제점이 발생한다.

도 2는 또 다른 종래의 양면 발광형 유기전계발광소자의 구조를 나타낸 도면으로, 제1 및 제2기판(210, 220) 상에 폴리실리콘 층을 형성시키고, 그 상부에 게이트전극을 형성시킨 후 게이트전극 상에 소스/드레인영역이 형성되어 있다. 게이트전극은 게이트절연막에 의해 절연되어 있다. 게이트절연막에 형성되어 있는 홀에 소스/드레인전극이 형성되어 제1 및 제2기판(210, 220) 상에는 구동소자(214, 244)가 형성되게 된다. 여기서, 구동소자(214, 244)의 상부에는 보호막 또는 평탄막이 형성되기도 한다.

구동소자(214, 244)의 상부에 형성된 유기발광부(216, 226)는 소스/드레인전극과 전기적으로 연결된 제1전극(212, 222) 상부에 차례대로 유기발광부(216, 226)와 제2전극(218, 228)이 형성되어 있다. 일반적으로, 제1전극(212, 222)은 애노드전극이 되고, 제2전극(218, 228)은 캐소드전극이 된다.

위와 같은 유기전계발광소자(200)는, 실란트(217)를 사용하여 제1 및 제2기판(210, 220)을 인캡슐레이션 시킨다.

이와 같은 구조는 두 개의 소자를 각각 제조하여 발광면이 서로 반대가 되도록 실란트(217)를 사용하여 부착하여 양면 발광형 유기전계발광소자를 완성하게 된다. 그러나 도 2에 나타낸 양면 발광형 유기전계발광소자(200)도 각각 제조된 발광 소자를 인캡슐레이션 하는 단계를 생략하는 것을 제외하고는 도 1의 경우와 마찬가지로 각각 두 개의 발광소자를 만들어야 한다는 한계점이 있었다.

따라서 공정이 단축되고 소요 비용이 적으며 두께가 얇은 양면 발광형 유기전계발광소자는 구조적인 연구개발이 절실하였다. 덧붙여, 위와 같은 종래 양면 발광형 유기전계발광소자의 경우, 하부 발광형은 구동부인 박막트랜지스터에 의해 하부의 개구율이 제한되지만, 상부 발광형은 이러한 제한이 없다.

그러나 상부 발광부와 하부 발광부를 분리 배치함으로써 하나의 화소 내의 면적이 두 부분으로 분리되어 한 방향의 발광 측면을 보면 충분한 개구 면적을 확보하지 못하는 구조로 설계되어 효율 및 휘도 측면에서 많은 문제가 제기되었다.

도 3은 도 1과 도 2 보다 개량된 종래 양면 발광형 유기전계발광소자를 나타낸 도면으로, 제1기판(310) 상에 구동소자(314)를 형성하고, 구동소자(314) 소스/드레인전극 양쪽으로 애노드전극(312, 322)이 형성되어 있다. 애노드전극(312, 322) 상부에는 각각 제1 및 제2 유기발광층(316, 326)과 캐소드전극(318, 328)이 형성되어 있다. 여기서, 캐소드전극(318)은 알루미늄(Al)과 같은 재료를 이용하여 반사막을 형성하여 제1유기발광층(316)이 하부쪽으로 발광할 수 있도록 하며, 캐소드전극(328)은 투명 도전층인 (ITO)와 같은 재료를 이용하여 제2유기발광층(326)이 상부쪽으로 발광할 수 있도록 형성되어 있다.

그러나 위와 같은 종래 양면 발광형 유기전계발광소자의 경우, 하나의 구동소자(314)에 의해 양면으로 선택발광을 할 수는 있으나 하나의 화소 내의 면적이 두 부분으로 분리되어 개구면적이 너무 작아 효율 및 휘도 측면에서 바람직하지 못 한 구조이다.

상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 박막트랜지스터부 상에 형성된 평탄화막에 소스/드레인전극과 연결되는 콘택전극을 형성하고, 제1전극과 제2전극을 하나의 화소 내에 분리형성한다. 제1전극에 하부 발광층을 형성하고 하부 발광층 상에 제3전극을 형성하되, 콘택전극과 연결되도록 형성하고, 제3전극 상에 상부 발광층을 형성하고 상부 발광층 상에 제4전극을 형성하되, 제2전극과 연결되도록 형성한다. 이에 따라, 하나의 화소 내에 하부 및 상부 발광층이 하나의 구동소자를 공유하여 개구율을 높이는 동시에 제작공정을 단순화하여 수율을 향상시킬 수 있게 된다.

상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 전계발광소자의 제조방법은, 기판 상에 형성된 박막트랜지스터부에 평탄화막을 형성하고 박막트랜지스터부의 소스/드레인전극 상에 콘택홀을 뚫고 콘택홀 상에 콘택전극을 형성하는 콘택전극 형성단계; 평탄화막 상에 형성하며 콘택전극과 이격되도록 제1전극과 제2전극을 화소 내에 구분하여 분리 형성하는 제1 및 제2전극 형성단계; 평탄화막 상에 절연막을 형성하고 패터닝하여 제1 및 제2전극의 일부가 화소 내에 노출되도록 하는 절연막 형성단계; 절연막의 상부에 격벽을 형성하되, 콘택전극의 일부를 가리고 화소 주위를 둘러싸도록 하는 격벽 형성단계; 제1전극 상에 발광층을 형성하는 하부 발광층 형성단계; 격벽을 이용하여 하부 발광층 상에 제3전극을 형성하되, 콘택전극에 제3 전극이 전기적으로 연결되도록 하는 제3전극 형성단계; 제3전극 상에 발광층을 형성하는 상부 발광층 형성단계; 및 격벽을 이용하여 상부 발광층 상에 제4전극을 형성하되, 격벽의 하부에 노출된 제2전극에 제4전극이 전기적으로 연결되도록 하는 제4전극 형성단계를 포함한다.

여기서, 제1 및 제2전극 형성단계에서, 제1전극은 콘택전극과 이격되어 화소 내의 전면에 형성하고, 제2전극은 콘택전극이 형성된 영역 일측에 형성되어 화소의 경계선 양쪽에 형성하는 것이다.

여기서, 절연막 형성단계에서, 절연막은 화소를 구획화하며 화소의 경계선을 구분하여 화소 간의 전기적 간섭을 없애도록 경사진 마름모 형태로 형성하는 것이다.

여기서, 격벽 형성단계에서, 격벽은 콘택전극과 제2전극의 일부를 동시에 가릴 수 있도록 그 하부폭이 좁은 역테이퍼 형태로 절연막의 상부에 형성하는 것이다.

여기서, 하부 발광층 형성단계와 상부 발광층 형성단계에서, 하부 및 상부 발광층은 진공챔버와 섀도 마스크를 이용하여 형성하며 화소 주위를 둘러싼 격벽에 의해 화소별로 구분되어 증착된 유기발광층이다.

여기서, 제3전극 형성단계에서, 제3전극은 에버포레이션(evaporation)을 이용한 경사증착법으로 제3전극이 콘택전극의 일부에 접촉되도록 형성하는 것이다.

여기서, 제4전극 형성단계에서, 제4전극은 에버포레이션(evaporation)을 이용한 경사증착법으로 제4전극이 제2전극의 일부에 접촉되도록 형성하는 것이다.

여기서, 제4전극 형성단계 이후, 기판 전면에는 보호막을 형성하여 박막트랜지스터부, 하부 및 상부 발광층 및 격벽을 모두 둘러싸며 평탄화막 보다 더 넓게 형성하는 보호막 형성단계를 추가로 더 포함한다.

여기서, 제1, 제2 및 제4전극은 애노드전극으로써, 일함수가 큰 금속이나 일함수가 크면서 투명한 도전층으로 형성하는 것이다.

여기서, 제3전극은 공통 캐소드전극으로써, 불투명한 금속성 재질로 형성하여 빛을 반사할 수 있는 반사막 기능을 하는 것이다.

여기서, 전계발광소자는 기판의 어느 한쪽에 형성된 구동부와 박막트랜지스터부가 연결되어 있으며, 구동부와 제3전극이 연결되어 있고, 제1전극 또는 제2전극 중 어느 하나에 선택적으로 연결되어 제1전극 또는 제2전극 중 어느 하나와 제3전극에 전압이 인가되면, 상부 또는 하부 쪽으로 선택 발광하는 것이다.

한편, 본 발명에 따른 전계발광소자는, 기판; 기판 상에 형성된 박막트랜지스터부의 소스/드레인전극 상에 콘택홀을 갖고 형성된 평탄화막; 평탄화막 상에 일부 형성되어 콘택홀을 통해 박막트랜지스터부의 소스/드레인전극과 전기적으로 연결되도록 형성된 콘택전극; 평탄화막 상에 형성되며 콘택전극과 이격되어 화소 내에 분리 형성된 제1 및 제2전극; 평탄화막 상에 형성되며 화소 내에 제1 및 제2전극의 일부가 노출되도록 형성된 절연막; 절연막의 상부에 형성되어 콘택전극과 제2전극의 일부를 가리고 화소의 주위를 둘러싸도록 역테이퍼 형상으로 형성된 격벽; 제1전극 상에 형성된 하부 발광층; 하부 발광층 상에 형성되어 격벽에 의해 화소별로 분리 형성되며 콘택전극에 전기적으로 연결되도록 형성된 제3전극; 제3전극 상 에 형성된 상부 발광층; 및 상부 발광층 상에 형성되어 격벽에 의해 화소별로 분리 형성되며 제2전극에 전기적으로 연결되도록 형성된 제4전극을 포함한다.

여기서, 제1전극은 콘택전극과 이격되어 화소 내의 전면에 형성되어 있고, 제2전극은 콘택전극이 형성된 영역 일측에 형성되어 화소의 경계선 양쪽에 걸쳐 형성된 것이다.

여기서, 절연막은 화소를 구획화하며 화소의 경계선을 구분하여 화소 간의 전기적 간섭을 없애도록 경사진 마름모 형태로 형성된 것이다.

여기서, 기판 전면에는 보호막을 형성하여 박막트랜지스터부, 하부 및 상부 발광층 및 격벽을 모두 감싸며 평탄화막 보다 더 넓게 형성하는 보호막 형성단계를 추가로 더 포함한다.

여기서, 제1, 제2 및 제4전극은 애노드전극으로써, 일함수가 큰 금속이나 일함수가 크면서 투명한 도전층으로 형성된 것이다.

여기서, 제3전극은 공통 캐소드전극으로써, 불투명한 금속성 재질로 형성되어 빛을 반사할 수 있는 반사막 기능을 하는 것이다.

여기서, 전계발광소자는 기판의 어느 한쪽에 형성된 구동부와 박막트랜지스터부가 연결되어 있으며, 구동부와 제3전극이 연결되어 있고, 제1전극 또는 제2전극 중 어느 하나에 선택적으로 연결되어 제1전극 또는 제2전극 중 어느 하나와 제3전극에 전압이 인가되어 상부 또는 하부 쪽으로 선택 발광하는 것이다.

여기서, 하부 및 상부 발광층은 유기물로 형성된 것이다.

기타 실시 예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있 다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.

<전계발광소자의 제조방법>

도 4a 내지 도 4f는 본 발명에 따른 전계발광소자의 제조방법을 개략적으로 나타낸 도면이다.

먼저, 도 4a는 콘택전극 형성단계를 나타낸 것으로, 기판(410) 상에 형성된 박막트랜지스터부(430)에 평탄화막(450)을 형성하고 박막트랜지스터부(430)의 소스/드레인전극(435, 436) 상에 콘택홀을 뚫고 콘택홀 상에 콘택전극(480)을 형성하는 단계이다.

여기서, 기판(410) 상에 형성된 박막트랜지스터부(430)는, 게이트(431)가 형성되어 있고, 게이트(431)를 절연하는 게이트 절연막(432)이 형성되어 있다. 게이트 절연막(432) 상에는 액티브층(433)이 형성되어 있고, 액티브층(433)의 상부에는 게이트(431) 양쪽으로 오믹콘택층(434)이 형성되어 있다. 게이트(431) 양쪽에 형성된 오믹콘택층(434) 상에는 소스/드레인전극(435, 436)이 각각 형성되어 박막트랜지스터부(430)를 이루게 된다. 그러나 위에서 설명한 박막트랜지스터부(430)의 구조는 이에 한정되지 않는다.

이와 같은 박막트랜지스터부(430) 상에 평탄화막(450)이 박막트랜지스터부(430)를 덮도록 형성하고, 소스/드레인전극(435, 436) 상의 평탄화막(450)에 콘택홀을 뚫는다. 콘택홀은 포토리소그라피 공정 등을 이용하여 비아-홀(Via-Hole)과 같이 구멍을 형성하고, 이후 평탄화막(450)에 형성된 콘택홀 상에 스퍼터링방법 등을 이용하여 콘택전극(480)을 형성한다. 여기서, 콘택전극(480)은 이후 형성하는 전극과 같은 재료를 이용하여 형성하는 것이 바람직하다.

이어서, 도 4b는 제1 및 제2전극 형성단계로, 평탄화막(450) 상에 콘택전극(480)과 이격되도록 제1전극(441)과 제2전극(451)을 화소 내에 구분하여 분리 형성하는 단계이다.

여기서, 평탄화막(450) 상에 형성된 콘택전극(480)과 일정 공간 이격되도록 평탄화막(450) 전면에 제1전극(441)을 형성하고, 콘택전극(480)이 형성된 영역 일측인 화소의 경계선 양쪽에 걸치도록 제2전극(451)을 형성한다. 여기서, 제1 및 제2전극(441, 451)은 애노드전극으로써, 일함수가 큰 금속이나 일함수가 크면서 투명한 도전층으로 형성한다.

이에 따라, 하나의 화소 내에 제1전극(441)과 제2전극(451)은 구분되어 분리 형성되는데, 화소가 형성된 영역 이외에는 제1전극(441)과 제2전극(451)을 배선(Line)과 같이 길게 형성하여 제1전극(441)과 제2전극(451)이 패널 전체에서 각각 연결될 수 있도록 하여, 이후 신호를 선택적으로 인가할 수 있게 된다.

이어서, 도 4c는 절연막 형성단계로, 평탄화막(450) 상에 절연막(442)을 형성하고 패터닝하여 제1 및 제2전극(441, 451)의 일부가 화소 내에 노출되도록 하는 단계이다.

여기서, 절연막(442)은 화소를 구획화하며 화소의 경계선을 구분하여 화소 간의 전기적 간섭을 없애도록 경사진 마름모 형태로 형성한다.

이에 따라, 절연막(442)은 화소를 구획화하고, 화소 내에는 제1전극(441)이 노출되어 이후 발광층이 제1전극(441) 상에 형성될 수 있게 된다. 한편, 제2전극(451)은 화소와 화소 간의 경계선 양쪽에 걸쳐져 있도록 가장자리 일부만 절연막(442)에 의해 절연된다.

이어서, 도 4d는 격벽 형성단계로, 절연막(442)의 상부에 격벽(490)을 형성하되, 콘택전극(480)의 일부를 가리고 화소 주위를 둘러싸도록 하는 단계이다.

여기서, 격벽(490)은 콘택전극(480)과 제2전극(451)의 일부를 동시에 가릴 수 있도록 그 하부폭이 좁은 역테이퍼 형태로 절연막(442)의 상부에 형성하는데, 격벽(490)은 절연막(442)의 상부와 제2전극(451)의 일부에도 형성할 수 있다.

참고로, 위에 설명한 공정은 주로 스퍼터링 증착, 스핀코팅(spin coating), 포토리소그라피 및 현상(develop) 등의 일반적인 방법을 이용하여 형성을 하고, 이후 공정은 진공분위기하에서 유기 발광층, 전극 증착 및 보호막 형성 공정 등을 하게 된다.

이어서, 도 4d는 하부 발광층 형성단계를 도시하는데, 하부 발광층 형성단계는 제1전극(441) 상에 하부 발광층(443)을 형성하는 단계이다.

여기서, 하부 발광층(443)은 진공챔버와 섀도 마스크를 이용하여 형성하며 화소 주위를 둘러싼 격벽(490)에 의해 화소별로 구분되어 증착된 유기발광층이다.

이어서, 도 4e는 제3전극 형성단계로, 격벽(490)을 이용하여 하부 발광층(443) 상에 제3전극(444)을 형성하되, 콘택전극(480)에 제3전극(444)이 전기적으로 연결되도록 하는 단계이다. 도 4e의 (C)영역을 참조하면 제3전극(444)이 콘택전극 (480)의 일부에 형성됨을 알 수 있다.

여기서, 제3전극(444)은 에버포레이션(evaporation)(E)을 이용한 경사증착법으로 제3전극(444)이 콘택전극(480)의 일부에 접촉되도록 형성하는 것이다. 도면에 나타나 있듯이 제3전극(444)을 형성하기 위한 경사증착법에 의해 콘택전극(480)이 형성되어 있는 방향으로 경사증착을 한다. 여기서, 제3전극(444)은 공통 캐소드전극으로써, 불투명한 금속성 재질로 형성하여 빛을 반사할 수 있는 반사막 기능을 하게 된다.

이어서, 도 4f는 상부 발광층 형성단계로, 제3전극(444) 상에 상부 발광층(453)을 형성하는 단계이다.

여기서, 상부 발광층(453)은 진공챔버와 섀도 마스크를 이용하여 형성하며 화소 주위를 둘러싼 격벽(490)에 의해 화소별로 구분되어 증착된 유기발광층이다.

이어서, 도 4f는 제4전극 형성단계로, 격벽(490)을 이용하여 상부 발광층(453) 상에 제4전극(454)을 형성하되, 격벽(490)의 하부에 노출된 제2전극(451)에 제4전극(454)이 전기적으로 연결되도록 하는 단계이다. 도 4f의 (A)영역을 참조하면 제4전극(454)이 제2전극(451)의 일부에 형성됨을 알 수 있다.

여기서, 제4전극(454)은 애노드전극으로써, 일함수가 큰 금속이나 일함수가 크면서 투명한 도전층으로 형성한다. 여기서, 제4전극(454)은 에버포레이션(evaporation)을 이용한 경사증착법으로 제4전극(454)이 제2전극(451)의 일부에 접촉되도록 형성하는 것이다. 도면에 나타나 있듯이 제4전극(454)을 형성하기 위한 경사증착법에 의해 제2전극(451)이 형성되어 있는 방향으로 경사증착을 한다.

위와 같은 제조방법에 의해 하나의 화소 내에 형성된 하나의 구동소자에 의해 하부 발광층과 상부 발광층이 선택 발광하는 전계발광소자가 제조되어 개구율을 높이는 동시에 제작공정을 단순화하여 수율을 향상시키는 효과가 있게 된다.

한편, 제4전극 형성단계 이후, 도시되어 있지는 않지만, 기판(410) 전면에는 박막트랜지스터부(430), 하부 및 상부 발광층(443, 453) 및 격벽(490)을 모두 둘러싸며 평탄화막(450)보다 더 넓게 보호막을 형성하는 보호막 형성단계를 추가로 더 포함하여 보호막을 형성할 수 있다. 그리고 커버 기판을 구비하고 기판(410)과 밀봉하여 수분이나 산소로부터 소자를 보호할 수 있다.

한편, 위와 같은 전계발광소자는 기판(410)의 어느 한쪽에 형성된 구동부(미도시)와 박막트랜지스터부(430)가 연결되어 있으며, 구동부(미도시)와 제3전극(444)이 연결되어 있고, 제1전극(441) 또는 제2전극(451) 중 어느 하나에 선택적으로 연결되어 제1전극(441) 또는 제2전극(451) 중 어느 하나와 제3전극(444)에 전압이 인가되면, 상부 또는 하부 쪽으로 선택 발광하는 것이다. 이것은 제1전극(441)과 박막트랜지스터부(430)를 통해 공통 캐소드전극인 제3전극(444)이 연결되어 신호가 인가되면 하부 발광층(443)이 발광을 하게 되고, 반대로 제4전극(454)과 박막트랜지스터부(430)를 통해 공통 캐소드전극인 제3전극(444)이 연결되어 신호가 인가되면 상부 발광층(453)이 발광을 하게 됨을 뜻한다.

이에 따라, 하부 발광층(443)과 상부 발광층(453)은 동시에 구동되지 않고, 번갈아 구동하는 것이 가능하여 휴대폰 양면 창(양면 디스플레이)과 같은 용도에 적합하다.

<전계발광소자>

도 5는 본 발명에 따른 전계발광소자를 나타낸 도면이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 전계발광소자(500)는, 기판(510) 상에 형성된 박막트랜지스터부(530)는, 게이트(531)가 형성되어 있고, 게이트(531)를 절연하는 게이트 절연막(532)이 형성되어 있다. 게이트 절연막(532) 상에는 액티브층(533)이 형성되어 있고, 액티브층(533)의 상부에는 게이트(531) 양쪽으로 오믹콘택층(534)이 형성되어 있다. 게이트(531) 양쪽에 형성된 오믹콘택층(534) 상에는 소스/드레인전극(535, 536)이 각각 형성되어 박막트랜지스터부(530)를 이루게 된다. 그러나 위에서 설명한 박막트랜지스터부(530)의 구조는 이에 한정되지 않는다.

박막트랜지스터부(530) 상에는 평탄화막(550)이 박막트랜지스터부(530)를 덮도록 형성되어 있고, 소스/드레인전극(535, 536) 상의 평탄화막(550)에는 콘택홀이 형성되어 있다. 평탄화막(550)에 형성된 콘택홀 상에는 박막트랜지스터부(530)의 소스/드레인전극(535, 536)과 전기적으로 연결되도록 콘택전극(580)이 형성되어 있다.

평탄화막(550) 상에는 콘택전극(580)과 이격되어 화소 내에 분리 형성된 제1 및 제2전극(541, 551)이 형성되어 있다. 제1전극(541)은 평탄화막(550) 상에 형성된 콘택전극(580)과 일정 공간 이격되도록 평탄화막(550) 전면에 형성되어 있고, 제2전극(551)은 콘택전극(580)이 형성된 영역 일측인 화소의 경계선 양쪽에 걸치도록 형성되어 있다. 여기서, 제1 및 제2전극(541, 551)은 애노드전극으로써, 일함수가 큰 금속이나 일함수가 크면서 투명한 도전층으로 형성되어 있다.

평탄화막(550) 상에는 화소 내에 제1 및 제2전극(541, 551)의 일부가 노출되도록 절연막(542)이 형성되어 있다. 절연막(542)은 화소를 구획화하며 화소의 경계선을 구분하여 화소 간의 전기적 간섭을 없애도록 경사진 마름모 형태로 형성되어 있어 있다. 한편, 제2전극(551)은 화소와 화소 간의 경계선 양쪽에 걸쳐져 있도록 가장자리 일부만 절연막(542)에 의해 절연된다.

절연막(542)의 상부에는 콘택전극(580)과 제2전극(551)의 일부를 가리고 화소의 주위를 둘러싸도록 역테이퍼 형상으로 격벽(590)이 형성되어 있다.

제1전극(541) 상에는 유기물로 증착된 하부 발광층(543)이 형성되어 있다.

하부 발광층(543) 상에는 격벽(590)에 의해 화소별로 분리 형성되며 콘택전극(580)에 전기적으로 연결되도록 제3전극(544)이 형성되어 있다. 제3전극(544)은 경사증착법에 의해 콘택전극(580)이 형성되어 있는 방향으로 경사증착 되어 콘택전극(580)의 일부와 연결된다. 여기서, 제3전극(544)은 공통 캐소드전극으로써, 불투명한 금속성 재질로 형성하여 빛을 반사할 수 있는 반사막 기능을 하게 된다.

제3전극(544) 상에는 유기물로 증착된 상부 발광층(553)이 형성되어 있다.

상부 발광층(553) 상에는 격벽(590)에 의해 화소별로 분리 형성되며 제2전극(551)에 전기적으로 연결되도록 제4전극(554)이 형성되어 있다. 제4전극(554)은 경사증착법에 의해 제2전극(551)이 형성되어 있는 방향으로 경사증착 되어 제2전극(551)의 일부와 연결된다. 여기서, 제4전극(554)은 애노우드전극으로써, 일함수가 큰 금속이나 일함수가 크면서 투명한 도전층으로 형성되어 있다.

기판(510) 전면에는 박막트랜지스터부(530), 하부 및 상부 발광층(543, 553) 및 격벽(590)을 모두 둘러싸며 평탄화막(550)보다 더 넓게 보호막(585)이 형성되어 있고, 커버 기판(520)을 구비하고 기판(510)과 밀봉되어 있어 수분이나 산소로부터 소자를 보호할 수 있다.

한편, 위와 같은 전계발광소자(500)는 기판(510)의 어느 한쪽에 형성된 구동부(미도시)와 박막트랜지스터부(530)가 연결되어 있으며, 구동부(미도시)와 제3전극(544)이 연결되어 있고, 제1전극(541) 또는 제2전극(551) 중 어느 하나에 선택적으로 연결되어 제1전극(541) 또는 제2전극(551) 중 어느 하나와 제3전극(544)에 전압이 인가되면, 상부 또는 하부 쪽으로 선택 발광할 수 있게 된다. 이것은 제1전극(541)과 박막트랜지스터부(530)를 통해 공통 캐소드전극인 제3전극(544)이 연결되어 신호가 인가되면 하부 발광층(543)이 발광을 하게 되고, 반대로 제4전극(554)과 박막트랜지스터부(530)를 통해 공통 캐소드전극인 제3전극(544)이 연결되어 신호가 인가되면 상부 발광층(553)이 발광을 하게 됨을 뜻한다.

이에 따라, 하부 발광층(543)과 상부 발광층(553)은 동시에 구동되지 않고, 번갈아 구동하는 것이 가능하여 휴대폰 양면 창(양면 디스플레이)과 같은 용도에 적합하다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하였지만, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 한다. 아울러, 본 발 명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어진다. 또한, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

상술한 본 발명의 구성에 따르면, 박막트랜지스터부 상에 형성된 평탄화막에 소스/드레인전극과 연결되는 콘택전극을 형성하고, 제1전극과 제2전극을 하나의 화소 내에 분리형성한다. 제1전극에 하부 발광층을 형성하고 하부 발광층 상에 제3전극을 형성하되, 콘택전극과 연결되도록 형성하고, 제3전극 상에 상부 발광층을 형성한다. 상부 발광층 상에는 제4전극을 형성하되, 제2전극과 연결되도록 형성하여 하나의 화소 내에 하부 및 상부 발광층이 하나의 구동소자를 공유하여 개구율을 높이는 동시에 제작공정을 단순화하여 수율을 향상시키는 효과가 있게 된다.

Claims (19)

1. 기판 상에 형성된 박막트랜지스터부에 평탄화막을 형성하고 상기 박막트랜지스터부의 소스/드레인전극 상에 콘택홀을 뚫고 상기 콘택홀 상에 콘택전극을 형성하는 콘택전극 형성단계;

   상기 평탄화막 상에 형성하며 상기 콘택전극과 이격되도록 제1전극과 제2전극을 화소 내에 구분하여 분리 형성하는 제1 및 제2전극 형성단계;

   상기 평탄화막 상에 절연막을 형성하고 패터닝하여 상기 제1 및 제2전극의 일부가 상기 화소 내에 노출되도록 하는 절연막 형성단계;

   상기 절연막의 상부에 격벽을 형성하되, 상기 콘택전극의 일부를 가리고 상기 화소 주위를 둘러싸도록 하는 격벽 형성단계;

   상기 제1전극 상에 발광층을 형성하는 하부 발광층 형성단계;

   상기 격벽을 이용하여 상기 하부 발광층 상에 제3전극을 형성하되, 상기 콘택전극에 상기 제3전극이 전기적으로 연결되도록 하는 제3전극 형성단계;

   상기 제3전극 상에 발광층을 형성하는 상부 발광층 형성단계; 및

   상기 격벽을 이용하여 상기 상부 발광층 상에 제4전극을 형성하되, 상기 격벽의 하부에 노출된 상기 제2전극에 상기 제4전극이 전기적으로 연결되도록 하는 제4전극 형성단계를 포함하는 전계발광소자의 제조방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2전극 형성단계에서,

   상기 제1전극은 상기 콘택전극과 이격되어 상기 화소 내의 전면에 형성하고, 상기 제2전극은 상기 콘택전극이 형성된 영역의 일측인 상기 화소의 경계선 양쪽에 걸쳐 형성하는 것을 특징으로 하는 전계발광소자의 제조방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 절연막 형성단계에서,

   상기 절연막은 상기 화소를 구획화하며 상기 화소의 경계선을 구분하여 상기 화소 간의 전기적 간섭을 없애도록 경사진 마름모 형태로 형성하는 것을 특징으로 하는 전계발광소자의 제조방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 격벽 형성단계에서,

   상기 격벽은 상기 콘택전극과 상기 제2전극의 일부를 동시에 가릴 수 있도록 그 하부폭이 좁은 역테이퍼 형태로 상기 절연막의 상부에 형성하는 것을 특징으로 하는 전계발광소자의 제조방법.
5. 제1항에 있어서, 상기 하부 발광층 형성단계와 상기 상부 발광층 형성단계에서,

   상기 하부 및 상부 발광층은 진공챔버와 섀도 마스크를 이용하여 형성하며 상기 화소 주위를 둘러싼 상기 격벽에 의해 화소별로 구분되어 증착된 유기발광층인 것을 특징으로 하는 전계발광소자의 제조방법.
6. 제1항에 있어서, 상기 제3전극 형성단계에서,

   상기 제3전극은 에버포레이션(evaporation)을 이용한 경사증착법으로 상기 제3전극이 상기 콘택전극의 일부에 접촉되도록 형성하는 것을 특징으로 하는 전계발광소자의 제조방법.
7. 제1항에 있어서, 상기 제4전극 형성단계에서,

   상기 제4전극은 에버포레이션(evaporation)을 이용한 경사증착법으로 상기 제4전극이 상기 제2전극의 일부에 접촉되도록 형성하는 것을 특징으로 하는 전계발광소자의 제조방법.
8. 제1항에 있어서, 상기 제4전극 형성단계 이후,

   상기 기판 전면에는 보호막을 형성하여 상기 박막트랜지스터부, 상기 하부 및 상부 발광층 및 상기 격벽을 모두 둘러싸며 상기 평탄화막 보다 더 넓게 형성하는 보호막 형성단계를 추가로 더 포함하는 전계발광소자의 제조방법.
9. 제1항에 있어서,

   상기 제1, 제2 및 제4전극은 애노드전극으로써, 일함수가 큰 금속이나 일함수가 크면서 투명한 도전층으로 형성하는 것을 특징으로 하는 전계발광소자의 제조방법.
10. 제1항에 있어서,

    상기 제3전극은 공통 캐소드전극으로써, 불투명한 금속성 재질로 형성하여 빛을 반사할 수 있는 반사막 기능을 하는 것을 특징으로 하는 전계발광소자의 제조방법.
11. 제1항에 있어서,

    상기 전계발광소자는 상기 기판의 어느 한쪽에 형성된 구동부와 상기 박막트랜지스터부가 연결되어 있으며, 상기 구동부와 상기 제3전극이 연결되어 있고, 상기 제1전극 또는 상기 제2전극 중 어느 하나에 선택적으로 연결되어 상기 제1전극 또는 상기 제2전극 중 어느 하나와 상기 제3전극에 전압이 인가되면, 상부 또는 하부 쪽으로 선택 발광하는 것을 특징으로 하는 전계발광소자의 제조방법.
12. 기판;

    상기 기판 상에 형성된 박막트랜지스터부의 소스/드레인전극 상에 콘택홀을 갖고 형성된 평탄화막;

    상기 평탄화막 상에 일부 형성되며 상기 콘택홀을 통해 상기 박막트랜지스터부의 소스/드레인전극과 전기적으로 연결되도록 형성된 콘택전극;

    상기 평탄화막 상에 형성되며 상기 콘택전극과 이격되어 화소 내에 분리 형성된 제1 및 제2전극;

    상기 평탄화막 상에 형성되며 상기 화소 내에 상기 제1 및 제2전극의 일부가 노출되도록 형성된 절연막;

    상기 절연막의 상부에 형성되어 상기 콘택전극과 상기 제2전극의 일부를 가리고 상기 화소의 주위를 둘러싸도록 역테이퍼 형상으로 형성된 격벽;

    상기 제1전극 상에 형성된 하부 발광층;

    상기 하부 발광층 상에 형성되어 상기 격벽에 의해 화소별로 분리 형성되며 상기 콘택전극에 전기적으로 연결되도록 형성된 제3전극;

    상기 제3전극 상에 형성된 상부 발광층; 및

    상기 상부 발광층 상에 형성되어 상기 격벽에 의해 화소별로 분리 형성되며 상기 제2전극에 전기적으로 연결되도록 형성된 제4전극을 포함하는 전계발광소자.
13. 제12항에 있어서,

    상기 제1전극은 상기 콘택전극과 이격되어 상기 화소 내의 전면에 형성되어 있고, 상기 제2전극은 상기 콘택전극이 형성된 영역 일측에 형성되어 상기 화소의 경계선 양쪽에 걸쳐 형성된 것을 특징으로 하는 전계발광소자.
14. 제12항에 있어서,

    상기 절연막은 상기 화소를 구획화하며 상기 화소의 경계선을 구분하여 상기 화소 간의 전기적 간섭을 없애도록 경사진 마름모 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 전계발광소자.
15. 제12항에 있어서,

    상기 기판 전면에는 상기 박막트랜지스터부, 상기 하부 및 상부 발광층과 상기 격벽을 모두 둘러싸며 상기 평탄화막 보다 더 넓게 형성된 보호막을 추가로 더 포함하는 전계발광소자.
16. 제12항에 있어서,

    상기 제1, 제2 및 제4전극은 애노드전극으로써, 일함수가 큰 금속이나 일함수가 크면서 투명한 도전층으로 형성된 것을 특징으로 하는 전계발광소자.
17. 제12항에 있어서,

    상기 제3전극은 공통 캐소드전극으로써, 불투명한 금속성 재질로 형성되어 빛을 반사할 수 있는 반사막 기능을 하는 것을 특징으로 하는 전계발광소자.
18. 제12항에 있어서,

    상기 전계발광소자는 상기 기판의 어느 한쪽에 형성된 구동부와 상기 박막트랜지스터부가 연결되어 있으며, 상기 구동부와 상기 제3전극이 연결되어 있고, 상기 제1전극 또는 상기 제2전극 중 어느 하나에 선택적으로 연결되어 상기 제1전극 또는 상기 제2전극 중 어느 하나와 상기 제3전극에 전압이 인가되어 상부 또는 하부 쪽으로 선택 발광하는 것을 특징으로 하는 전계발광소자.
19. 제12항에 있어서,

    상기 하부 및 상부 발광층은 유기물로 형성된 것을 특징으로 하는 전계발광소자.

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