KR100782322B1 - an active matrix organic electroluminescence display and a manufacturing method of the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 능동행렬 유기전기발광소자 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an active matrix organic electroluminescent device and a method of manufacturing the same.
종래의 능동행렬 유기전기발광소자에서는 보호층의 콘택홀 상부에 형성되는 제 1 전극이 콘택홀의 단차를 따라 이루어지므로, 거칠기가 좋지 않은 막질을 이루게 된다. 따라서, 제 1 전극 상부에 형성되는 유기 발광층의 두께도 균일하지 않기 때문에, 두께가 얇은 곳에서 제 1 전극과 제 2 전극 사이에 단락이 발생하게 된다.In the conventional active matrix organic electroluminescent device, since the first electrode formed on the contact hole of the protective layer is formed along the step of the contact hole, the film has poor roughness. Therefore, since the thickness of the organic light emitting layer formed on the first electrode is not uniform, a short circuit occurs between the first electrode and the second electrode at a thin thickness.
본 발명에 따른 능동행렬 유기전기발광소자에서는 제 1 전극이 콘택홀 내부를 매설하며 평탄한 표면을 가지도록 형성하여, 제 1 전극 상부의 유기 발광층의 두께가 균일하게 되도록 한다. 이에 따라, 유기 발광층의 표면 거칠기 및 두께 편차를 감소시키고, 제 1 전극과 제 2 전극 사이의 단락을 방지하여 소자의 수명을 향상시킬 수 있다.
In the active matrix organic electroluminescent device according to the present invention, the first electrode is formed to embed a contact hole and have a flat surface, so that the thickness of the organic light emitting layer on the first electrode is uniform. Accordingly, surface roughness and thickness variation of the organic light emitting layer can be reduced, and a short circuit between the first electrode and the second electrode can be prevented to improve the life of the device.
유기전기발광소자, 거칠기, 평탄화, 단락Organic electroluminescent element, roughness, planarization, short circuit
Description
도 1은 일반적인 능동행렬 유기전기발광소자의 한 화소에 대한 회로도.1 is a circuit diagram of one pixel of a typical active matrix organic electroluminescent device.
도 2는 종래의 능동행렬 유기전기발광소자에 대한 단면도.2 is a cross-sectional view of a conventional active matrix organic electroluminescent device.
도 3은 도 2에서 A 부분을 확대한 단면도.3 is an enlarged cross-sectional view of a portion A in FIG. 2;
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 능동행렬 유기전기발광소자에 대한 단면도.4 is a cross-sectional view of an active matrix organic electroluminescent device according to a first embodiment of the present invention.
도 5는 도 4에서 B 부분을 확대한 단면도.5 is an enlarged cross-sectional view of a portion B in FIG. 4.
도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 능동행렬 유기전기발광소자에 대한 단면도.6 is a cross-sectional view of an active matrix organic electroluminescent device according to a second embodiment of the present invention.
도 7은 도 6에서 C 부분을 확대한 단면도.
7 is an enlarged cross-sectional view of a portion C in FIG. 6.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>
172 : 드레인 전극 180 : 보호층172: drain electrode 180: protective layer
181 : 콘택홀 190 : 제 1 전극181: contact hole 190: first electrode
200 : 유기 발광층 210 : 제 2 전극200 organic
본 발명은 유기전기발광소자에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 박막 트랜지스터를 이용한 능동행렬 유기전기발광소자 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an organic electroluminescent device, and more particularly, to an active matrix organic electroluminescent device using a thin film transistor and a manufacturing method thereof.
현재 텔레비전이나 모니터와 같은 디스플레이 장치에는 음극선관(cathode ray tube : CRT)이 주된 장치로 이용되고 있으나, 이는 무게와 부피가 크고 구동전압이 높은 문제가 있다. 이에 따라, 박형화, 경량화, 저 소비전력화 등의 우수한 특성을 가지는 평판 표시 장치(flat panel display)의 필요성이 대두되었으며, 액정 표시 장치(liquid crystal display)와 플라즈마 표시 장치(plasma display panel), 전계 방출 표시 장치(field emission display), 그리고 전기 발광 표시 장치(또는 전기발광소자라고도 함 : electroluminescence display(ELD))와 같은 다양한 평판 표시 장치가 연구 및 개발되고 있다.Currently, a cathode ray tube (CRT) is used as a main device in a display device such as a television or a monitor, but this has a problem of weight and volume and high driving voltage. Accordingly, there is a need for a flat panel display having excellent characteristics such as thinness, light weight, and low power consumption, and has emerged, such as a liquid crystal display, a plasma display panel, and an electric field emission. Various flat panel display devices such as a field emission display and an electroluminescent display (or electroluminescence display (ELD)) have been researched and developed.
여기서, 전기발광소자는 형광체에 일정 이상의 전기장이 걸리면 빛이 발생하는 전기발광(electroluminescence : EL) 현상을 이용한 표시 소자로서, 캐리어들의 여기를 일으키는 소스에 따라 무기(inorganic) 전기발광소자와 유기전기발광소자(organic electroluminescence display : OELD 또는 유기 ELD)로 나눌 수 있다.Here, the electroluminescent device is a display device using an electroluminescence (EL) phenomenon in which light is generated when a certain electric field is applied to a phosphor, and an inorganic electroluminescent device and an organic electroluminescent light depending on a source causing excitation of carriers. It can be divided into an organic electroluminescence display (OELD or organic ELD).
이중, 유기전기발광소자가 청색을 비롯한 가시광선의 모든 영역의 빛이 나오므로 천연색 표시 소자로서 주목받고 있으며, 높은 휘도와 낮은 동작 전압 특성을 가진다. 또한 자체 발광이므로 명암대비(contrast ratio)가 크고, 초박형 디스플레이의 구현이 가능하며, 공정이 간단하여 환경 오염이 비교적 적다. 한편, 응답시간이 수 마이크로초(㎲) 정도로 동화상 구현이 쉽고, 시야각의 제한이 없으며 저온에서도 안정적이고, 직류 5V 내지 15V의 낮은 전압으로 구동하므로 구동회로의 제작 및 설계가 용이하다.Among them, the organic electroluminescent device is attracting attention as a natural color display device because it emits light in all regions of visible light including blue, and has high luminance and low operating voltage characteristics. In addition, because of self-luminous, the contrast ratio is high, the ultra-thin display can be realized, and the process is simple, so that environmental pollution is relatively low. On the other hand, the response time is easy to implement a moving picture with a few microseconds, there is no restriction on the viewing angle, it is stable even at low temperatures, it is easy to manufacture and design a drive circuit because it is driven at a low voltage of DC 5V to 15V.
이러한 유기전기발광소자는 구조가 무기전기발광소자와 비슷하나, 발광원리는 전자와 정공의 재결합에 의한 발광으로 이루어지므로 유기 LED(organic light emitting diode : OLED)라고 부르기도 한다.The organic electroluminescent device has a structure similar to that of an inorganic electroluminescent device, but the light emitting principle is called organic light emitting diode (OLED) because the light emission is achieved by recombination of electrons and holes.
다수의 화소를 매트릭스 형태로 배열하고 각 화소에 박막 트랜지스터를 연결한 능동행렬(active matrix) 형태가 평판 표시 장치에 널리 이용되는데, 이를 유기전기발광소자에 적용한 능동행렬(active matrix) 유기전기발광소자에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.An active matrix type in which a plurality of pixels are arranged in a matrix form and thin film transistors are connected to each pixel is widely used in a flat panel display device, and an active matrix organic electroluminescent device is applied to an organic electroluminescent device. It will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 능동행렬 유기전기발광소자의 한 화소에 대한 회로 구조를 도시한 것으로서, 도시한 바와 같이 능동행렬 유기전기발광소자의 한 화소는 스위칭(switching) 박막 트랜지스터(4)와 드라이빙(driving) 박막 트랜지스터(5), 스토리지 커패시터(6), 그리고 발광 다이오드(7)로 이루어진다. FIG. 1 illustrates a circuit structure of one pixel of an active matrix organic electroluminescent device, and as illustrated, one pixel of the active matrix organic electroluminescent device includes a switching
여기서, 스위칭 박막 트랜지스터(4)의 게이트 전극은 게이트 배선(1)과 연결되고, 소스 전극은 데이터 배선(2)과 연결되어 있다. 스위칭 박막 트랜지스터(4)의 드레인 전극은 드라이빙 박막 트랜지스터(5)의 게이트 전극과 연결되어 있고, 드라이빙 박막 트랜지스터(5)의 드레인 전극은 발광 다이오드(7)의 애노드(anode) 전극 과 연결되어 있다. 드라이빙 박막 트랜지스터(5)의 소스 전극은 파워라인(3)과 연결되어 있고, 발광 다이오드(7)의 캐소드(cathode) 전극은 접지되어 있다. 다음, 스토리지 커패시터(6)가 드라이빙 박막 트랜지스터(5)의 게이트 전극 및 소스 전극과 연결되어 있다.Here, the gate electrode of the switching
따라서, 게이트 배선(1)을 통해 신호가 인가되면 스위칭 박막 트랜지스터(4)가 온(on) 되고, 데이터 배선(2)으로부터의 화상 신호가 스위칭 박막 트랜지스터(4)를 통해 스토리지 커패시터(6)에 저장된다. 이 화상 신호는 드라이빙 박막 트랜지스터(5)의 게이트 전극에 전달되어 드라이빙 박막 트랜지스터(5)를 작동시켜 발광 다이오드(7)를 통해 빛이 출력되는데, 이때 발광 다이오드(7)에 흐르는 전류를 제어함으로써 휘도를 조절한다. 여기서, 스위칭 박막 트랜지스터(4)가 오프(off)되더라도 스토리지 커패시터(6)에 저장된 전압 값에 의해 드라이빙 박막 트랜지스터(5)를 구동하기 때문에, 다음 화면의 화상 신호가 들어올 때까지 계속적으로 전류가 발광 다이오드(7)로 흘러 빛을 발하게 된다.Therefore, when a signal is applied through the
이와 같이 박막 트랜지스터를 이용한 종래의 능동행렬 유기 LED의 단면을 도 2에 도시하였는데, 도 2는 드라이빙 박막 트랜지스터와 발광 다이오드 및 스토리지 커패시터에 대한 단면도이다.As such, a cross-section of a conventional active matrix organic LED using a thin film transistor is illustrated in FIG. 2, which is a cross-sectional view of a driving thin film transistor, a light emitting diode, and a storage capacitor.
도시한 바와 같이, 기판(10) 위에 버퍼층(buffer layer)(11)이 형성되어 있고, 그 위에 아일랜드(island) 형태를 가지는 제 1 및 제 2 다결정 실리콘층(12a, 12b, 12c, 13a)이 형성되어 있다. 제 1 다결정 실리콘층(12a, 12b, 12c)은 박막 트랜지스터의 액티브층(12a)과 불순물이 도핑된 드레인 영역(12b)과 소스 영역(12c) 으로 나누어지고, 제 2 다결정 실리콘층(13a)은 커패시터 전극이 된다.As shown, a
다음, 액티브층(12a) 상부에는 게이트 절연막(14)이 형성되어 있고, 그 위에 게이트 전극(15)이 형성되어 있다. Next, a
이어, 게이트 전극(15) 위에 제 1 층간 절연막(16)이 형성되어 게이트 전극(15)과 소스 및 드레인 영역(12c, 12b) 그리고 커패시터 전극(13a)을 덮고 있으며, 커패시터 전극(13a) 상부의 제 1 층간 절연막(16) 위에는 파워라인(17)이 형성되어 있다. 여기서, 파워라인(17)은 배선의 형태를 가지고 일 방향으로 길게 연장되어 있다. Subsequently, a first
다음, 파워라인(17) 상부에는 제 2 층간 절연막(18)이 형성되어 있는데, 제 2 층간 절연막(18)은 제 1 층간 절연막(16)과 함께 드레인 영역(12b)과 소스 영역(12c)의 일부를 각각 드러내는 제 1 및 제 2 콘택홀(18a, 18b)을 가지며, 또한 파워라인(17)을 일부 드러내는 제 3 콘택홀(18c)을 가진다.Next, a second
다음, 제 2 층간 절연막(18) 상부에는 드레인 전극(19a)과 소스 전극(19b)이 형성되어 있다. 여기서, 드레인 전극(19a)은 제 1 콘택홀(18a)을 통해 드레인 영역(12b)과 연결되고, 소스 전극(19b)은 제 2 및 제 3 콘택홀(18b, 18c)을 통해 소스 영역(12c) 및 파워라인(17)과 각각 연결되어 있다. Next, a
이어, 드레인 전극(19a)과 소스 전극(19b) 상부에는 보호층(20)이 형성되어 있고, 보호층(20)은 드레인 전극(19a)을 일부 드러내는 제 4 콘택홀(20a)을 가진다. Subsequently, a
다음, 보호층(20) 상부에는 투명 도전 물질로 이루어진 애노드 전극(21)이 형성되어 있다. 애노드 전극(21)은 인듐-틴-옥사이드(indium-tin-oxide : 이하 ITO라고 한다)와 같은 물질로 이루어질 수 있다.Next, an
다음, 애노드 전극(21) 상부에는 유기 발광층(22)이 형성되어 있고, 그 위에 금속과 같은 불투명 도전 물질로 이루어진 캐소드 전극(23)이 형성되어 있다. 여기서, 캐소드 전극(23)은 기(10)판 전면에 형성되어 있다. Next, an
도 2의 능동행렬 유기 LED에서는 애노드 전극(21)이 투명 도전 물질로 이루어지고, 캐소드 전극(23)은 불투명 도전 물질로 이루어지므로, 유기 발광층(22)에서의 빛은 애노드 전극(21)을 통해 하부로 방출되게 된다. 따라서, 후면 발광(bottom emission)을 이루게 된다.In the active matrix organic LED of FIG. 2, since the
앞서 언급한 바와 같이, 능동행렬 유기전기발광소자에서는 데이터 신호를 애노드 전극(21)에 전달하기 위해 드레인 전극(19a) 상부의 보호층(20)에 콘택홀(20a)을 형성하게 된다. 이러한 콘택홀(20a)이 형성된 부분에 대하여 도 3에 도시하였는데, 도 3은 도 2에서 A 부분을 확대한 단면에 해당한다.As mentioned above, in the active matrix organic electroluminescent device, the
도 3에 도시한 바와 같이, 보호층(20)에 콘택홀(20a)을 형성할 경우 콘택홀(20a)은 측면이 경사를 이루게 되는데, 이러한 콘택홀(20a) 상부에 형성되는 애노드 전극(21)은 평탄한 면에 비해 거칠기(roughness)가 좋지 않은 막질을 이루게 된다. 따라서, 애노드 전극(21) 상부에 형성되는 유기 발광층(22)도 애노드 전극의 단차를 따라 막을 이루게 되므로, 위치마다 유기 발광층(22)의 두께가 달라지게 된다. 이때, 유기 발광층(22)의 두께가 얇은 곳에서는 전계의 집중 현상이 생기게 되어, 애노드 전극(21)과 캐소드 전극(23) 사이에 단락(short)이 일어날 수 있 다. 이로 인해 소자의 수명을 단축시키는 문제가 발생하게 된다.
As shown in FIG. 3, when the
본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 유기 발광층의 두께 편차를 감소시켜 단락을 방지하고, 수명을 향상시킬 수 있는 능동행렬 유기전기발광소자 및 그의 제조 방법을 제공하는 것이다.
The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, an object of the present invention is to reduce the thickness variation of the organic light emitting layer to prevent short-circuit, and to improve the lifetime of the active matrix organic electroluminescent device and its manufacturing method To provide.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 능동행렬 유기전기발광소자에서는 기판 상부에 박막 트랜지스터가 형성되어 있고, 그 위에 박막 트랜지스터를 덮고 있으며, 박막 트랜지스터의 일부를 드러내는 콘택홀을 가지는 보호층이 형성되어 있다. 보호층 상부에는 콘택홀을 통해 박막 트랜지스터와 연결되어 있는 제 1 전극이 형성되어 있고, 제 1 전극 상부에는 유기 발광층이 형성되어 있다. 이어, 유기 발광층 상부에 제 2 전극이 형성되어 있다. 여기서, 제 1 전극 콘택홀을 채우며 평탄한 표면을 가진다.In the active matrix organic electroluminescent device according to the present invention for achieving the above object, a thin film transistor is formed on a substrate, a protective layer is formed on the thin film transistor, and has a contact hole exposing a part of the thin film transistor. It is. A first electrode connected to the thin film transistor through a contact hole is formed on the passivation layer, and an organic emission layer is formed on the first electrode. Subsequently, a second electrode is formed on the organic emission layer. Here, the first electrode contact hole is filled and has a flat surface.
본 발명에서 유기 발광층은 균일한 두께를 가진다.In the present invention, the organic light emitting layer has a uniform thickness.
또한, 제 1 전극은 투명 도전 물질로 이루어질 수 있으며, 인듐-틴-옥사이드로 이루어질 수 있다. 이때, 제 2 전극은 불투명 도전 물질로 이루어질 수 있는데, 알루미늄과 알루미늄 합금, 칼슘 중의 어느 하나로 이루어질 수 있다.In addition, the first electrode may be made of a transparent conductive material, and may be made of indium tin oxide. In this case, the second electrode may be made of an opaque conductive material, and may be made of any one of aluminum, aluminum alloy, and calcium.
한편, 제 2 전극은 투명 도전 물질로 이루어질 수 있고, 인듐-틴-옥사이드로 이루어질 수도 있다. 이때, 제 1 전극은 불투명 도전 물질로 이루어질 수 있으며, 알루미늄과 알루미늄 합금, 칼슘 중의 어느 하나로 이루어질 수 있다.On the other hand, the second electrode may be made of a transparent conductive material, it may be made of indium tin oxide. In this case, the first electrode may be made of an opaque conductive material, and may be made of any one of aluminum, aluminum alloy, and calcium.
본 발명에 따른 능동행렬 유기전기발광소자의 제조 방법에서는 기판 상부에 박막 트랜지스터를 형성하고, 그 위에 박막 트랜지스터의 일부를 드러내는 콘택홀을 가지는 보호층을 형성한다. 다음, 보호층 상부에 콘택홀을 매설하고 평탄한 표면을 가지며, 박막 트랜지스터와 연결되는 제 1 전극을 형성한다. 이어, 제 1 전극 상부에 유기 발광층을 형성하고, 유기 발광층 상부에 제 2 전극을 형성한다.In the method of manufacturing an active matrix organic electroluminescent device according to the present invention, a thin film transistor is formed on the substrate, and a protective layer having a contact hole exposing a part of the thin film transistor is formed thereon. Next, a contact hole is buried in the upper portion of the protective layer and has a flat surface to form a first electrode connected to the thin film transistor. Next, an organic light emitting layer is formed on the first electrode, and a second electrode is formed on the organic light emitting layer.
여기서, 제 1 전극을 형성하는 단계는 도금법으로 이루어질 수 있고, 섀도우 마스크를 이용한 스퍼터링 방법으로 이루어질 수도 있다.The forming of the first electrode may be performed by a plating method, or may be performed by a sputtering method using a shadow mask.
본 발명에서, 제 1 전극은 투명 도전 물질로 이루어질 수 있으며, 인듐-틴-옥사이드로 이루어질 수 있다. 이때, 제 2 전극은 불투명 도전 물질로 이루어질 수 있는데, 알루미늄과 알루미늄 합금, 칼슘 중의 어느 하나로 이루어질 수 있다.In the present invention, the first electrode may be made of a transparent conductive material, and may be made of indium tin oxide. In this case, the second electrode may be made of an opaque conductive material, and may be made of any one of aluminum, aluminum alloy, and calcium.
한편, 제 2 전극은 투명 도전 물질로 이루어질 수 있고, 인듐-틴-옥사이드로 이루어질 수도 있다. 이때, 제 1 전극은 불투명 도전 물질로 이루어질 수 있으며, 알루미늄과 알루미늄 합금, 칼슘 중의 어느 하나로 이루어질 수 있다.On the other hand, the second electrode may be made of a transparent conductive material, it may be made of indium tin oxide. In this case, the first electrode may be made of an opaque conductive material, and may be made of any one of aluminum, aluminum alloy, and calcium.
이와 같이, 본 발명에 따른 능동행렬 유기전기발광소자에서는 제 1 전극이 콘택홀 내부를 매설하며 평탄한 표면을 가지도록 형성하여, 제 1 전극 상부의 유기 발광층의 두께가 균일하게 되도록 한다. 이에 따라, 유기 발광층의 표면 거칠기 및 두께 편차를 감소시키고, 제 1 전극과 제 2 전극 사이의 단락을 방지하여 소자의 수명을 향상시킬 수 있다. As described above, in the active matrix organic electroluminescent device according to the present invention, the first electrode is formed to have a flat surface by embedding the inside of the contact hole, so that the thickness of the organic light emitting layer on the first electrode is uniform. Accordingly, surface roughness and thickness variation of the organic light emitting layer can be reduced, and a short circuit between the first electrode and the second electrode can be prevented to improve the life of the device.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 능동행렬 유기전기발광소자에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, an active matrix organic electroluminescent device according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
먼저, 도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 능동행렬 유기전기발광소자에 대한 단면도이다.4 is a cross-sectional view of an active matrix organic electroluminescent device according to a first embodiment of the present invention.
도시한 바와 같이, 절연 기판(100) 위에 실리콘 산화막과 같은 물질로 이루어진 버퍼층(110)이 형성되어 있고, 그 위에 아일랜드 형태를 가지는 제 1 및 제 2 다결정 실리콘층(121, 122, 123, 125)이 형성되어 있다. 제 1 다결정 실리콘층(121, 122, 123)은 박막 트랜지스터의 액티브층(121)과 불순물이 도핑된 드레인 영역(122)과 소스 영역(123)으로 나누어지고, 제 2 다결정 실리콘층(125)은 커패시터 전극이 된다.As shown, a
다음, 액티브층(121) 상부에는 실리콘 산화막과 같은 물질로 이루어진 게이트 절연막(130)이 형성되어 있고, 그 위에 게이트 전극(131)이 형성되어 있다. Next, a
이어, 게이트 전극(131) 위에는 제 1 층간 절연막(140)이 형성되어 게이트 전극(131)과 소스 및 드레인 영역(122, 123) 그리고 커패시터 전극(125)을 덮고 있으며, 커패시터 전극(125) 상부의 제 1 층간 절연막(140) 위에는 파워라인(151)이 형성되어 있다. 여기서, 파워라인(151)은 배선의 형태를 가지고 일 방향으로 길게 연장되어 있으며, 커패시터 전극(125)과 함께 스토리지 커패시터를 이룬다.Subsequently, a first
다음, 파워라인(151) 상부에는 제 2 층간 절연막(160)이 형성되어 있는데, 제 2 층간 절연막(160)은 제 1 층간 절연막(140)과 함께 제 1 및 제 2 콘택홀(161, 162)을 가지며, 또한 파워라인(151)을 일부 드러내는 제 3 콘택홀(163)을 가진다. 여기서, 제 1 콘택홀(161)은 소스 영역(123)을 드러내고, 제 2 콘택홀(162)은 드레인 영역(122)을 드러낸다.Next, a second
다음, 제 2 층간 절연막(160) 상부에는 소스 전극(171)과 드레인 전극(172)이 형성되어 있다. 여기서, 소스 전극(171)은 제 1 콘택홀(161)을 통해 소스 영역(123)과 연결되고, 제 3 콘택홀(163)을 통해 파워라인(151)과 연결되며, 드레인 전극(172)은 제 2 콘택홀(162)을 통해 드레인 영역(122)과 연결되어 있다. Next, a
이어, 소스 및 드레인 전극(171, 172) 상부에는 제 1 보호층(180)이 형성되어 있고, 제 1 보호층(180)은 드레인 전극(172)을 일부 드러내는 제 4 콘택홀(181)을 가진다. Subsequently, a
다음, 제 1 보호층(180) 상부에는 제 1 전극(190)이 형성되어 있는데, 제 1 전극(190)은 제 4 콘택홀(181)을 통해 드레인 전극(172)과 연결되어 있다. 여기서, 제 1 전극(190)은 ITO와 같은 투명 도전 물질로 이루어질 수 있다. Next, a
다음, 제 1 전극(190) 위에는 유기 발광층(200)이 형성되어 있고, 그 위에 제 2 전극(210)이 형성되어 있다. 여기서, 제 2 전극(210)은 기판(100) 전면에 형성되어 있으며, 알루미늄(Al)이나 알루미늄 합금, 또는 칼슘(Ca)과 같은 불투명 도전 물질로 이루어질 수 있다.Next, the
이와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에서는 제 1 전극이 불투명 도전 물질로 이루어지고 제 2 전극은 투명 도전 물질로 이루어지므로, 유기 발광층에서의 빛이 제 1 전극을 통해 하부로 방출하는 후면 발광을 이루게 된다. As described above, in the first embodiment of the present invention, since the first electrode is made of an opaque conductive material and the second electrode is made of a transparent conductive material, back light emission of light emitted from the organic light emitting layer downward through the first electrode is prevented. Is achieved.
이러한 능동행렬 유기전기발광소자에서 제 4 콘택홀 부분에 대한 확대도를 도 5에 도시하였는데, 도 5는 도 4에서 B 부분을 확대한 도면에 해당한다. An enlarged view of the fourth contact hole portion in the active matrix organic electroluminescent device is illustrated in FIG. 5, which corresponds to an enlarged view of portion B in FIG. 4.
도시한 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에서는 제 1 전극(190)이 제 4 콘택홀(181) 내부를 모두 채우고 있으며, 제 4 콘택홀(181) 상부에 위치하는 제 1 전극(190)의 상부면이 제 1 보호층(180) 상부에 위치하는 상부면과 거의 동일한 높이를 가지므로, 제 1 전극(190)은 평탄도가 높은 면을 이룬다. 따라서, 제 1 전극(190) 상부에 위치하는 유기 발광층(200)도 균일한 두께를 가지게 되어, 표면 거칠기 및 두께 편차가 줄어 들고, 이에 따라 제 1 전극(190)과 제 2 전극(210) 사이의 단락도 방지할 수 있다.As shown, in the first embodiment of the present invention, the
이러한 제 1 전극(190)으로 사용되는 ITO와 같은 물질은 일반적으로 스퍼터링(sputtering)과 같은 방법으로 증착하여 형성하는데, 본 발명에서와 같이 콘택홀(181) 부분을 매설하기 위해서는 제 4 콘택홀(181) 부분과 제 1 보호층(180) 상부의 제 1 전극(190) 두께가 달라져야 한다. 따라서, 도금(plating)법을 이용하거나, 새도우 마스크(shadow mask)를 이용하여 스퍼터링 방법으로 증착함으로써, 선택적으로 증착되는 박막 두께를 조절하여 평탄한 표면을 가지는 전극층을 형성할 수 있다.A material such as ITO used as the
앞선 실시예에서는 후면 발광되는 경우에 대하여 설명하였으나, 빛이 제 2 전극 방향으로 방출되는 전면 발광(top emission)에도 적용할 수 있다.In the above-described embodiment, the case in which the rear light is emitted has been described. However, the present invention may also be applied to top emission in which light is emitted toward the second electrode.
이러한 본 발명의 제 2 실시예에 따른 능동행렬 유기전기발광소자에 대하여 도 6 및 도 7에 도시하였는데, 도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 능동행렬 유기전기발광소자에 대한 단면도이고, 도7은 도 6에서 C부분을 확대한 단면도이다.6 and 7 illustrate an active matrix organic electroluminescent device according to a second embodiment of the present invention. FIG. 6 is a cross-sectional view of an active matrix organic electroluminescent device according to a second embodiment of the present invention. FIG. 7 is an enlarged cross-sectional view of part C in FIG. 6.
도시한 바와 같이, 절연 기판(300) 위에 버퍼층(310)이 형성되어 있고, 그 위에 다결정 실리콘으로 이루어진 박막 트랜지스터의 액티브층(321)과 불순물이 도핑된 드레인 영역(322)과 소스 영역(323) 및 커패시터 전극(325)이 형성되어 있다.As shown, a
다음, 액티브층(321) 상부에는 게이트 절연막(330)이 형성되어 있고, 그 위에 게이트 전극(331)이 형성되어 있다. 게이트 전극(331) 위에는 제 1 층간 절연막(340)이 형성되어 게이트 전극(331)과 소스 및 드레인 영역(322, 323) 그리고 커패시터 전극(325)을 덮고 있으며, 커패시터 전극(325) 상부의 제 1 층간 절연막(340) 위에는 파워라인(351)이 형성되어 있다. 여기서, 파워라인(351)은 커패시터 전극(325)과 함께 스토리지 커패시터를 이룬다.Next, a
다음, 파워라인(351) 상부에는 제 2 층간 절연막(360)이 형성되어 있는데, 제 2 층간 절연막(360)은 제 1 층간 절연막(340)과 함께 제 1 및 제 2 콘택홀(361, 362)을 가지며, 또한 파워라인(351)을 일부 드러내는 제 3 콘택홀(363)을 가진다. 여기서, 제 1 콘택홀(361)은 소스 영역(323)을 드러내고, 제 2 콘택홀(362)은 드레인 영역(322)을 드러낸다.Next, a second
다음, 제 2 층간 절연막(360) 상부에는 소스 전극(371)과 드레인 전극(372)이 형성되어 있다. 여기서, 소스 전극(371)은 제 1 콘택홀(361)을 통해 소스 영역(323)과 연결되고, 제 3 콘택홀(363)을 통해 파워라인(351)과 연결되며, 드레인 전극(372)은 제 2 콘택홀(362)을 통해 드레인 영역(322)과 연결되어 있다. Next, a
이어, 소스 및 드레인 전극(371, 372) 상부에는 제 1 보호층(380)이 형성되어 있고, 제 1 보호층(380)은 드레인 전극(372)을 일부 드러내는 제 4 콘택홀(381)을 가진다.
Subsequently, a
다음, 제 1 보호층(380) 상부에는 제 1 전극(390)이 형성되어 있는데, 제 1 전극(390)은 제 4 콘택홀(381)을 통해 드레인 전극(372)과 연결되어 있다. 여기서, 제 1 전극(390)은 불투명한 도전 물질로 이루어지는 것이 바람직하고, 알루미늄이나 알루미늄 합금, 또는 칼슘과 같은 물질로 이루어질 수 있다.Next, a
다음, 제 1 전극(390) 위에는 유기 발광층(400)이 형성되어 있고, 그 위에 제 2 전극(410)이 형성되어 있다. 여기서, 제 2 전극(410)은 기판 전면에 형성되어 있으며, ITO와 같은 투명 도전 물질로 이루어진다.Next, an
여기서, 제 1 전극(390)은 제 4 콘택홀(381)을 채우고 있으며, 평탄한 표면을 가진다. 따라서, 상부의 유기 발광층(400) 두께도 균일하게 되므로, 제 1 및 제 2 전극(390, 410) 간의 단락을 방지하여 소자의 수명을 향상시킬 수 있다.Here, the
이때, 제 1 전극(390)은 앞선 제 1 실시예와 마찬가지로 도금법이나 섀도우 마스크를 이용한 스퍼터링 방법에 의해 형성할 수 있다.In this case, the
이러한 본 발명의 제 2 실시예에서는 제 1 전극(390)이 불투명한 물질로 이루어지고 제 2 전극(410)이 투명한 물질로 이루어져, 유기 발광층(400)으로부터 나온 빛이 제 2 전극(410)을 통해 상부면으로 방출되는 전면 발광을 하게 된다.In the second embodiment of the present invention, the
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 이상 다양한 변화와 변형이 가능하다.
The present invention is not limited to the above embodiments, and various changes and modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
본 발명에 따른 능동행렬 유기전기발광소자에서는 제 1 전극이 콘택홀 내부 를 매설하며 표면을 평탄하게 형성하여, 제 1 전극 상부의 유기 발광층이 균일한 두께를 가지도록 한다. 따라서, 유기 발광층의 표면 거칠기 및 두께 편차가 줄어 들고, 제 1 전극과 제 2 전극 사이의 단락도 방지하여 소자의 수명을 향상시킬 수 있다.
In the active matrix organic electroluminescent device according to the present invention, the first electrode embeds the contact hole and has a flat surface, so that the organic light emitting layer on the first electrode has a uniform thickness. Therefore, surface roughness and thickness variation of the organic light emitting layer are reduced, and short circuit between the first electrode and the second electrode can be prevented, thereby improving the life of the device.
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