KR101097789B1 - Organic electroluminescence device having muti-electroluminescence layer and method for rabricating the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 복수의 발광층을 구비하는 유기전계발광표시장치 및 그 제조방법에 관한 것으로, 유기전계발광표시소자가 형성되는 제 1기판과, 구동트랜지스터가 제조되는 제 2 기판이 별도로 구성되며, 상기 유기전계발광표시소자는 두개의 발광층이 서로 병렬로 연결되어 휘도를 증가시키고, 단위면적당 발광층의 형성면적을 최대화할 수 있어 유기발광표시장치의 밝기 및 효율을 증대할 수 있다.The present invention relates to an organic light emitting display device having a plurality of light emitting layers and a method of manufacturing the same, wherein a first substrate on which an organic light emitting display device is formed and a second substrate on which a driving transistor is manufactured are separately configured. In the electroluminescent display device, two light emitting layers are connected to each other in parallel to increase brightness and maximize the formation area of the light emitting layer per unit area, thereby increasing the brightness and efficiency of the organic light emitting display device.
유기전계발광표시장치, 복수의 유기층, 제 1 양전극, 제 2 양전극An organic light emitting display device, a plurality of organic layers, a first positive electrode and a second positive electrode
Description
도 1은 일반적인 유기전계발광소자의 구조를 나타내는 개념도.1 is a conceptual diagram showing the structure of a general organic light emitting display device.
도 2는 일반적인 유기전계발광소자의 단위화소의 회로도.2 is a circuit diagram of a unit pixel of a general organic light emitting display device.
도 3은 일반적인 유기전계발광소자의 구조를 나타내는 단면도.3 is a cross-sectional view showing the structure of a general organic light emitting display device.
도 4는 본 발명의 유기전계발광소자의 구조를 나타내는 개념도.4 is a conceptual diagram showing the structure of an organic light emitting display device according to the present invention;
도 5a는 본 발명의 유기전계발광소자의 구조를 나타내는 평면도.5A is a plan view showing the structure of an organic light emitting display device according to the present invention;
도 5b는 본 발명의 유기전계발광소자의 구조를 나타내는 단면도.5B is a cross-sectional view illustrating a structure of an organic light emitting display device of the present invention.
도 6a~6e는 본 발명의 유기전계발광소자의 제조공정을 도시한 수순도.6a to 6e are water flow diagrams illustrating a manufacturing process of the organic light emitting display device of the present invention.
도 7은 본 발명의 유기전계발광소자와 구동트랜지스터의 접촉을 도시한 단면도.7 is a cross-sectional view showing the contact between the organic light emitting display device and the driving transistor of the present invention.
***** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ********** Explanation of symbols for main parts of drawing *****
401:제 1 양전극 402:제 2 양전극401: first positive electrode 402: second positive electrode
403:음전극 404:제 1 유기층403: negative electrode 404: first organic layer
405:제 2 유기층 404a,405e:정공주입층405: second
404b,405d:정공수송층 404c,405c:발광층404b, 405d:
404d,405b:전자수송층 404e,405a:전자주입층404d and 405b:
420:공통전압공급배선 410:컨택패드420: common voltage supply wiring 410: contact pad
본 발명은 유기전계발광소자(Organic Electroluminescence, 유기EL)의 구조 및 그 제조방법에 관한 것으로, 특히 복수의 유기발광층이 커버글래스(cover glass)에 형성되는 유기EL 표시장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a structure of an organic electroluminescent device (Organic Electroluminescence) and a method of manufacturing the same, and more particularly, to an organic EL display device having a plurality of organic light emitting layers formed on a cover glass and a method of manufacturing the same. .
21세기는 정보화 사회가 될 것으로 예상되는데, 이에 따라 어디에서나 손쉽게 정보를 얻을 필요가 있기 때문에 멀티미디어용 고성능 평판표시소자의 개발이 중요시되고 있다. 특히, 통신 및 컴퓨터에 관련하여 반도체와 표시장치의 소자개발에 관련한 기술개발이 중요시되고 있고 있는데, 그 중 천연색표시소자로써 주목받는 한 소자가 유기EL이다.It is expected that the 21st century will be an information society, and accordingly, it is important to develop a high performance flat panel display device for multimedia because it is necessary to easily obtain information from anywhere. In particular, technology development related to device development of semiconductors and display devices in relation to communication and computers is becoming important, and one of the devices that are attracting attention as a color display device is an organic EL.
유기EL표시장치는 구조에 따라 수동형유기발광소자(passive matrix organic light emitting device, PMOLED)과 능동형유기발광소자(active matrix organic light emitting device, AMOLED)로 구분될 수 있는데, 대면적 및 고해상도의 표시장치가 요구됨에 따라 AMOLED의 개발이 필수적이다.The organic EL display can be classified into a passive matrix organic light emitting device (PMOLED) and an active organic organic light emitting device (AMOLED) according to its structure. As is required, the development of AMOLED is essential.
전계발광소자(Electro Luminescence Display, ELD)란 형광성 유기화합물을 전기적으로 여기시켜 발광시키는 자발광형 표시장치로, 낮은 구동전압에서 구동이 가능하며, 박형을 제작할 수 있다는 장점이 있다. 또한, 광시야각, 응답속도등의 액정표시장치(LCD)에서의 문제점들을 해결할 수 있어 차세대 표시장치로 주목받고 있다.An electroluminescent display (ELD) is a self-luminous display device that electrically excites fluorescent organic compounds to emit light, and has an advantage of being capable of driving at a low driving voltage and manufacturing a thin film. In addition, since the problems in the liquid crystal display (LCD) such as wide viewing angle, response speed, etc. can be solved, it is attracting attention as a next generation display device.
이하 상기 유기전계발광소자의 동작원리를 살펴본다.Hereinafter, the operation principle of the organic light emitting diode will be described.
전원으로부터 공급받는 전자는 음극을 통해 전자수송층의 도움으로 발광층으로 이동하고, 반면 양극에서는 정공(hole)이 정공수송층의 도움을 받아 발광층으로 이동한다. 상기 전자와 정공이 유기물질인 발광층에서 서로 결합하여 여기자(exciton)를 형성하는데, 상기 여기자가 낮은 에너지상태로 떨어지면서 빛을 발한다.Electrons supplied from the power source move to the light emitting layer through the cathode with the help of the electron transport layer, while holes in the anode move to the light emitting layer with the help of the hole transport layer. The electrons and holes combine with each other in the organic light emitting layer to form excitons, and the excitons fall into a low energy state to emit light.
상기 발생하는 빛은 유기물질이 무엇이냐에 따라 그 색깔이 달라질 수 있는데, 적, 녹, 청색의 빛을 내는 유기물질을 이용하여 천연색을 구현할 수 있다.The generated light may vary in color depending on what is an organic material, and may implement a natural color by using an organic material that emits red, green, and blue light.
상기 유기ELD의 구조를 살펴보면, 유기 ELD는 크게 싱글 레이어(single-layer)와 멀티레이어(multi-layer)로 나눌 수 있다. 싱글 레이어는 양전극과 음전극 사이에 유기층으로 하나의 발광층이 형성된 구조이며, 멀티레이어는 양전극과 음전극 사이에 발광층을 포함한 복수의 유기층이 형성되는 구조이다.Looking at the structure of the organic ELD, the organic ELD may be largely divided into a single layer and a multi-layer. The single layer has a structure in which one light emitting layer is formed as an organic layer between the positive electrode and the negative electrode, and the multilayer has a structure in which a plurality of organic layers including a light emitting layer are formed between the positive electrode and the negative electrode.
유기ELD 중 캐리어들이 직접 발광층에 주입되지 않아 구동전압을 낮출 수 있는 멀티레이어의 유기ELD가 널리 사용된다.Among organic ELDs, multilayer organic ELDs are widely used, in which carriers are not directly injected into the light emitting layer to lower driving voltages.
이하 도 1을 참조하여 멀티레이어를 가지는 유기ELD의 구조를 살펴본다.Hereinafter, a structure of an organic ELD having a multilayer will be described with reference to FIG. 1.
유기ELD은 두개의 전극과 그 사이에 유기EL층이 형성된다. 상기 두 전극은 양전극(102)와 음전극(101)이며, 상기 두 전극 사이에 유기EL층(110)이 구성된다.In the organic ELD, an organic EL layer is formed between two electrodes. The two electrodes are a
상기 양전극(102)은 주로 IT0(Indium Tin Oxide)등의 투명전극으로 구성되 며, 상기 음전극(101)은 알루미늄 등의 금속박막으로 구성되어 발광층에서 생성되는 빛이 한 방향으로 모일 수 있게 반사시켜 준다.The
한편, 상기 양전극(102)을 통해서는 정공이 발광층(104)으로 공급되고, 상기 음전극(101)을 통해서는 전자가 상기 발광층(104)으로 공급된다.On the other hand, holes are supplied to the
상기 유기EL층(110)은 상기 발광층(104)과 음전극(101)에 형성되는 전자수송층(electron transfer layer)(103)과, 발광층(104)과 양전극(102)사이에 형성되는 정공수송층(hole transfer layer)(105)과, 발광층(104)을 포함하여 구성된다.The
상기 유기EL층(110)은 투명한 유리등의 기판(107) 상에 형성되는데, 기판상에는 매트릭스 배열을 하는 단위화소가 형성되고 각 단위화소마다 상기 구조를 가지는 유기EL소자가 각각 형성되어 있다.The
상기 멀티레이어 유기ELD에서 상기 유기EL층은 더 많은 유기막층으로 구성될 수 있으며 전자주입층과 정공주입층이 더 포함되어 구동전압을 낮출 수 있다.In the multilayer organic ELD, the organic EL layer may include more organic film layers, and further include an electron injection layer and a hole injection layer to lower the driving voltage.
이하 도 2를 참조하여 상기 원리에 의해 구성되는 유기전계발광장치의 기본적 회로도를 살펴본다.Hereinafter, a basic circuit diagram of an organic light emitting display device constructed by the above principle will be described with reference to FIG. 2.
어레이기판에는 M ×N개의 단위화소가 정의되고 각 단위화소는 매트릭스 배열을 한다.M x N unit pixels are defined in the array substrate, and each unit pixel has a matrix arrangement.
각각의 단위화소(210)는 스위칭 박막트랜지스터(220),구동 박막트랜지스터(230), 커패시터(240)와, 상기 구동박막트랜지스터(230)로 부터 신호를 인가받는 유기발광소자(250)를 구비한다. Each
상기 스위칭 박막트랜지스터(220)는 게이트라인(212)을 통해 게이트에 주사 신호가 입력되고 데이터라인(214)을 통해 소오스에 데이터신호가 입력된다. 그리고 드레인전극에 구동트랜지스터(230)의 게이트전극이 연결된다. In the switching
또한 구동트랜지스터(230)는 소오스전극이 제 1 전원선(216)의 제 1 전원공급단자(Vdd)와 연결되고 드레인전극이 상기 유기발광소자(250)의 양극과 연결되며 상기 유기발광소자(250)의 음극은 제 2 전원공급단자(Vss)와 연결된다.In addition, the
상기 유기발광소자(250)은 유기발광층을 포함하는 적어도 하나이상의 유기층을 구비한다.The organic
도 3은 어레이기판 상에 실질적으로 형성되는 유기발광소자와 상기 유기발광소자에 신호를 인가하는 구동박막트랜지스터의 구조를 나타내고 있다.3 illustrates the structure of an organic light emitting diode that is substantially formed on an array substrate and a driving thin film transistor that applies a signal to the organic light emitting diode.
도 3을 참조하면, 유기전계발광소자는 박막트랜지스터,유기발광소자, 그리고 커패시터를 포함하고 있다.Referring to FIG. 3, the organic light emitting diode includes a thin film transistor, an organic light emitting diode, and a capacitor.
도 3에는 하나의 박막트랜지스터만 도시되었지만, 실질적으로 단위화소마다 둘 또는 네개의 박막트랜지스터가 구성된다.Although only one thin film transistor is shown in FIG. 3, substantially two or four thin film transistors are formed per unit pixel.
박막트랜지스터는 액티브층(320) 및 소오스 / 드레인전극(360/350)을 구비하며, 상기 게이트전극(330)과 액티브층(320)사이에는 이들간의 절연을 위한 게이트절연막(323)이 형성되어 있다. 또한, 상기 액티브층(320)의 양쪽 가장자리에는 고농도의 불순물이 도핑된 소스 및 드레인영역(323B,323A)이 형성되며, 이들은 모두 투명한 기판(300)에 형성된 버퍼층(301) 상에 형성된다. 상기 드레인전극(350)과 소스전극(360)은 각각 액티브층(320)의 드레인 영역(323A) 과 소스 영역(323B)에 연결된다. The thin film transistor includes an active layer 320 and source / drain electrodes 360/350, and a gate insulating layer 323 is formed between the gate electrode 330 and the active layer 320 to insulate them. . In addition, source and drain regions 323B and 323A doped with a high concentration of impurities are formed at both edges of the active layer 320, all of which are formed on the buffer layer 301 formed on the transparent substrate 300. The drain electrode 350 and the source electrode 360 are connected to the drain region 323A and the source region 323B of the active layer 320, respectively.
유기발광소자는 드레인전극(150)과 접속되는 음전극(cathode,360)과, 기판의 맨 상층에 형성되는 양전극(anode,370), 그리고 상기 두 층사이에 형성되는 유기발광층(372)으로 구성되며, 상기 유기발광층(372)은 복수의 유기막으로 구성된다. 상기 유기발광층(372)이 멀티레이어로 구성될 때, 상기 유기발광층은 전자주입층(electron injecting layer), 전자수송층(electron transporting layer), 유기발광층, 정공주입층(hole injecting layer) 및 정공수송층(hole transporting layer)으로 구성될 수 있다.The organic light emitting diode is composed of a negative electrode (cathode, 360) connected to the
커패시터는 액티브층(320) 형성시 함께 형성되는 하부전극(321)과 소스 전극(360)에 접속되는 파워라인(340)과, 상기 두 전극사이에 형성되는 제 1 절연층(325)에 의해 형성된다. 또한 상기 양전극(375)하부에는 제 1,2 절연층(325,327) 및 패시베이션막(328)과 커패시터 상부에 형성되는 제 3 절연층이 더 형성된다. 상기 양전극(370)은 ITO등의 투명한 도전성 물질로 이루어진다.The capacitor is formed by the power line 340 connected to the lower electrode 321 and the source electrode 360 which are formed together when the active layer 320 is formed, and the first insulating layer 325 formed between the two electrodes. do. The first and second insulating layers 325 and 327, the passivation layer 328, and a third insulating layer formed on the capacitor are further formed below the positive electrode 375. The positive electrode 370 is made of a transparent conductive material such as ITO.
그런데 종래의 유기전계발광표시장치는 어레이기판상에 박막트랜지스터와 유기발광소자가 함께 형성되며 하나의 단위화소에 2개 또는 4개의 박막트랜지스터가 형성되고 그 나머지 영역에 유기발광층이 형성되므로, 실질적으로 빛을 제공하는 유기발광층이 형성될 면적이 줄어들게 되고 유기전계발광표시장치의 휘도를 감소시키는 원인이 된다.In the conventional organic light emitting display device, since the thin film transistor and the organic light emitting element are formed together on the array substrate, two or four thin film transistors are formed in one unit pixel, and the organic light emitting layer is formed in the remaining area. The area in which the organic light emitting layer for providing light is to be formed is reduced and causes the brightness of the organic light emitting display device to be reduced.
또한, 어레이기판상에 형성되는 발광층은 통상 하나의 발광층을 구비하므로 발광효율이 저하될 수 있다.In addition, since the light emitting layer formed on the array substrate generally includes one light emitting layer, the light emitting efficiency may be reduced.
그러므로 본 발명은 유기전계발광표시장치의 단위화소마다 복수의 유기발광층을 구비하는 유기발광소자를 형성함으로서 발광효율을 증대시키는 것을 목적으로 한다. 또한 유기발광소자의 형성면적을 증대시키기 위해 본 발명의 유기전계표시장치는 박막트랜지스터가 형성되는 어레이기판과, 유기발광층이 형성되는 상부 기판을 별도로 제작하고 합착단계를 진행함으로써 단위화소당 형성되는 유기발광층의 면적을 최대화하여 휘도를 증대시키는 것을 목적으로 한다. Therefore, an object of the present invention is to increase the luminous efficiency by forming an organic light emitting device having a plurality of organic light emitting layers for each unit pixel of an organic light emitting display device. In addition, in order to increase the formation area of the organic light emitting device, the organic light emitting display device according to the present invention is manufactured by forming an array substrate on which a thin film transistor is formed and an upper substrate on which the organic light emitting layer is formed and proceeding the bonding step, thereby forming organic per unit pixels. It is an object to maximize the area of the light emitting layer to increase the luminance.
상기 목적을 위해 본 발명의 유기전계발광표시장치는 제 1 기판과; 상기 제 1 기판상에 매트릭스 배열을 하며 단위화소마다 형성되는 제 1 양전극과; 상기 제 1 양전극 상에 형성되며 제 1 발광층을 포함하는 제 1 유기층과; 상기 제 1 유기층상에 형성되는 음전극과; 상기 음전극 상에 형성되며 제 2 발광층을 포함하는 제 2 유기층과; 상기 제 2 유기층상에 형성되는 제 2 양전극과; 제 2 기판과; 상기 제 2 기판상에서 매트릭스 배열을 하며 상기 음전극과 전기적으로 연결되는 구동트랜지스터를 구비하는 것을 특징으로 한다. The organic light emitting display device of the present invention for the above purpose is a first substrate; A first positive electrode formed on each of the unit pixels in a matrix arrangement on the first substrate; A first organic layer formed on the first positive electrode and including a first light emitting layer; A negative electrode formed on the first organic layer; A second organic layer formed on the negative electrode and including a second light emitting layer; A second positive electrode formed on the second organic layer; A second substrate; And a driving transistor arranged in a matrix on the second substrate and electrically connected to the negative electrode.
또한 본 발명의 유기전계발광표시장치는 복수의 유기층을 구비하는 유기전계발광소자가 단위화소마다 형성되는 제 1 기판과; 상기 유기전계발광소자와 전기적으로 연결되는 구동트랜지스터가 단위화소마다 형성되어 매트릭스 배열을 하는 제 2 기판이 서로 합착되어 이루어지는 것을 특징으로 한다.In addition, the organic light emitting display device according to the present invention comprises: a first substrate having an organic light emitting display device having a plurality of organic layers formed for each unit pixel; A driving transistor electrically connected to the organic light emitting diode is formed for each unit pixel, and the second substrate constituting the matrix array is bonded to each other.
또한 본 발명의 유기전계발광표시장치의 제조방법은 제 1 기판상에 매트릭스 배열을 하는 단위화소마다 형성되며 서로 전기적으로 연결되는 제 1 양전극을 형성 하는 단계; 상기 제 1 양전극 상에 발광층을 구비하는 제 1 유기층을 형성하는 단계; 상기 제 1 유기층상에 투명한 음전극을 형성하는 단계; 상기 음전극 상에 발광층을 구비하는 제 2 유기층을 형성하는 단계; 상기 제 2 유기층상에 제 2 양전극을 형성하는 단계; 및 상기 제 1 기판과 대응되며 상기 음전극과 전기적으로 연결되는 구동트랜지스터가 매트릭스배열을 하는 단위화소마다 형성되는 제 2 기판을 상기 음전극과 상기 구동트랜지스터가 서로 전기적으로 연결되도록 제 1 기판과 합착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the manufacturing method of the organic light emitting display device of the present invention comprises the steps of forming a first positive electrode which is formed for each unit pixel in a matrix arrangement on the first substrate and electrically connected to each other; Forming a first organic layer including a light emitting layer on the first positive electrode; Forming a transparent negative electrode on the first organic layer; Forming a second organic layer including a light emitting layer on the negative electrode; Forming a second positive electrode on the second organic layer; And bonding a second substrate corresponding to the first substrate and electrically connected to the negative electrode to a second substrate formed for each unit pixel of matrix array, so that the negative electrode and the driving transistor are electrically connected to each other. Characterized in that it comprises a.
본 발명은 유기전계발광표시장치는 유기전계발광소자를 구성함에 있어 복수의 발광층을 구비하는 것을 특징으로 한다. 복수의 발광층을 구비함으로써 유기전계발광소자는 하나의 발광층을 구비하는 유기전계발광소자에 비해 뛰어난 휘도를 나타낼 수 있다.The present invention is characterized in that the organic light emitting display device includes a plurality of light emitting layers in forming an organic light emitting display device. By providing a plurality of light emitting layers, the organic light emitting display device can exhibit excellent luminance compared to the organic light emitting display device having one light emitting layer.
또한 본 발명의 유기전계발광표시장치는 상기 복수의 유기전계발광소자를 형성함에 있어 발광층이 병렬로 연결되는 유기전계발광소자를 구성함으로써 휘도가 향상되면서도 구동전압을 줄일 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the organic light emitting display device of the present invention is configured to reduce the driving voltage while improving luminance by configuring the organic light emitting display device in which the light emitting layers are connected in parallel in forming the plurality of organic light emitting display devices. .
또한 본 발명의 유기전계발광표시장치는 구동트랜지스터가 형성되는 어레이기판과 별도의 상판에 유기전계발광소자를 형성함으로써 단위화소당 발광층이 형성될 수 있는 면적을 증가시켜 유기전계발광표시장치의 밝기를 향상시킬 수 있다.In addition, the organic light emitting display device of the present invention increases the area in which the light emitting layer can be formed per unit pixel by forming an organic light emitting display device on a top plate separate from the array substrate on which the driving transistor is formed, thereby increasing the brightness of the organic light emitting display device. Can be improved.
또한 본 발명의 유기전계발광표시장치는 구동트랜지스터와 컨택하는 컨택패드를 상판의 단위화소마다 형성하고 상기 컨택패드와 음전극을 연결시킴으로써 구동트랜지스터와 별도의 기판에 형성되는 유기전계발광소자를 서로 연결하기 용이하 도록 구성한다.In addition, the organic light emitting display device according to the present invention forms a contact pad contacting the driving transistor for each unit pixel of the upper plate, and connects the contact pad and the negative electrode to connect the organic light emitting display device formed on the separate substrate with the driving transistor. Easy to configure
이하, 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 의한 유기전계발광소자의 구성의 개념을 살펴본다.Hereinafter, a concept of the structure of the organic light emitting display device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 4.
본 발명은 스위칭박막트랜지스터 및 구동박막트랜지스터가 형성되는 어레이기판과 합착되는 별도의 제 1 기판에 복수의 유기전계발광소자를 구성한다.The present invention constitutes a plurality of organic light emitting diodes on a separate first substrate bonded to an array substrate on which a switching thin film transistor and a driving thin film transistor are formed.
도 4를 참조하여 설명되는 유기전계발광소자는 상기 제 1 기판에 형성된다.An organic light emitting display device described with reference to FIG. 4 is formed on the first substrate.
도 4를 참조하면, 본 발명의 유기전계발광소자는 서로 대향하는 두개의 양전극(401,402)과 그 사이에 형성되는 음전극(403)을 구비한다.Referring to FIG. 4, the organic light emitting display device of the present invention includes two
상기 양전극은 정공이 주입되는 제 1 양전극(401)과 제 2 양전극(402)으로 구성되며, 상기 제 1 양전극(401)과 상기 음전극(403)사이에는 제 1 유기층(404)이 형성되며, 상기 음전극(403)과 제 2 양전극(402)사이에는 제 2 유기층(405)이 형성된다.The positive electrode includes a first
상기 제 1 유기층(404)은 상기 제 1 양전극(401)과 접하는 정공주입층(404a)과, 정공수송층(404b)과, 제 1 발광층(404c)과, 전자수송층(404d)과, 전자주입층(404e)이 순차로 적층되어 이루어지며, 상기 제 2 유기층(405)은 상기 음전극(403)과 접하는 전자주입층(405a)과, 전자수송층(405b)과, 제 2 발광층(405c)과,정공수송층(405d)과, 정공주입층(405e)이 순차로 적층되어 이루어진다.The first
본 발명의 유기전계발광소자를 더 상세히 살펴보면, 상기 제 1 양전극(401)은 ITO 등의 투명전도층과 상기 투명전도층상에 수십Å내외의 얇은 알루미늄, 마그네슘, 칼슘 등 금속박막을 증착하여 이루어질 수 있다. 보통의 금속층은 불투명하 기 때문에 본 발명의 음전극을 일함수값이 낮은 금속층이면서도 광이 투과할 수 있게 수십Å범위로 매우 얇게 형성한다. 이러한 일함수값이 낮은 금속층을 음전극에 사용하는 이유는 음전극과 유기층 사이에 형성되는 에너지장벽(barrier)을 낮춤으로써 전자주입을 활발히 할 수 있기 때문이다. 이를 통해 소자의 발광효율을 증대시킬 수 있다.Looking at the organic electroluminescent device of the present invention in more detail, the first
낮은 일함수값을 가지는 칼슘이나 마그네슘을 음전극으로 사용함으로써 알루미늄에 비해 발광효율을 높일 수 있지만, 칼슘은 공기 중에서 쉽게 산화되고 발광층 내로 쉽게 확산되어 들어가 발광층을 도핑시킴으로써 누설전류를 흐르게 하는 문제가 있어 공기 중에서 안전한 알루미늄을 채택할 수 있다. 그러나, 음전극으로 칼슘막이 배제되는 것은 아니다.Luminous efficiency can be improved compared to aluminum by using calcium or magnesium with low work function as negative electrode, but calcium is easily oxidized in air and diffuses easily into light emitting layer and doping light emitting layer to flow leakage current. In the safe aluminum can be adopted. However, the calcium film is not excluded from the negative electrode.
한편, 상기 발광층들(404c,405c)은 전자와 정공의 결합에 의해 여기자(exiton)가 만들어지는 곳인데, 상기 발광층들의 재료로는 알루미키노륨 복합제(Alq3), 안트라센(Anthracene)등의 고분자 유기EL과 PPV(poly(p-phenylenevinylene)), PT(polythiophene)등과 그들의 유도체인 고분자 유기EL물질 등이 사용될 수 있다.Meanwhile, the
상기 전자수송층들(404d,405b)은 옥사디아졸(oxadiazole)유도체등을 사용할 수 있으며 음전극(403)과 발광층들(404c,405c)사이의 일함수값을 낮추어 전자가 원활히 발광층으로 유입될 수 있도록 돕는다. 상기 전자수송층들(404d, 405b)과 음전극(403)사이에 형성될 수 있는 전자주입층(404e,405a)도 전자수송층들(404d, 405b)과 마찬가지로 음전극(403)과 발광층들(404c,405c)사이의 일함수값을 낮추는 역할 을 한다.The
그러므로 경우에 따라 상기 음전극과 발광층사이에는 전자수송층만 형성될 수 도 있다.Therefore, in some cases, only the electron transport layer may be formed between the negative electrode and the light emitting layer.
한편, 상기 제 1 발광층(404c)과 제 1 양전극(401)사이 및 제 2 발광층(405c)과 제 2 양전극(402)사이에는 양전극으로부터 유입되는 정공(hole)을 발광층들(404c,405c)으로 전달하는 정공수송층들(404b,405d)이 형성되는 데, 상기 정공수송층들(404b,405d)은 디아민(diamine)유도체인 TPD와 광전도성 구분자인 폴리비닐카바졸(poly(9-vinylcarbazole)이 사용될 수 있다. 상기 정공수송층들(404b,405d)은 양전극들(401,402)과 발광층들(404c,405c)사이의 일함수값을 낮추어 발광층으로의 정공의 유입을 원활히 한다.On the other hand, holes introduced from the positive electrode between the first
이러한 수송층의 조합에 의해 양자효율을 높이고, 케리어(carrier)들이 직접 발광층에 주입되지 않고 수송층을 통과하는 2단계 주입과정을 통해 구동전압을 낮출 수 있다.By combining the transport layers, the quantum efficiency can be increased, and the driving voltage can be lowered through a two-step injection process through which the carriers pass through the transport layer instead of being directly injected into the light emitting layer.
한편, 상기 제 2 양전극(402)은 정공을 제 2 발광층(405c)에 공급하는 동시에 제 2 발광층(405c)에서 생성되는 빛을 전면으로 반사하는 반사판의 기능도 함께 한다. 그러므로 상기 제 2 양전극(402)은 반사특성이 우수한 전도성의 물질을 사용할 수 있다. 본 실시 예에서는 상기 제 2 양전극(402)으로 알루미늄층 또는 백금층을 수천Å으로 두껍게 형성함으로써 불투명의 반사특성이 우수한 전도성의 양전극을 형성할 수 있다. 또한 상기 음전극은 투명한 도전층으로 구성하여 제 2 발광층에서 생성된 빛을 상부로 방출할 수 있게 한다.Meanwhile, the second
또한 상기 제 1 양전극(401) 및 제 2 양전극(402)에는 공통전압이 인가되고 상기 음전극에는 구동전압이 인가되어 두개의 유기전계발광소자가 병렬로 연결된 구조를 하게 한다. 본 발명의 유기전계발광소자는 발광층이 병렬로 연결되어 있어 휘도를 증가시킴에도 구동전압을 낮출 수 있는 효과를 얻을 수 있다.In addition, a common voltage is applied to the first
이하 도 5a 및 5b를 참조하여 실지로 본 발명의 유기전계발광소자가 제 1 기판상에 형성되는 구조를 살펴본다.Hereinafter, the structure in which the organic light emitting display device of the present invention is formed on the first substrate will be described with reference to FIGS. 5A and 5B.
도 5a는 본 발명의 일 실시 예에 의한 유기전계발광소자의 단위화소부의 평면구조를 나타내며, 도 5b는 그 절단면도이다.5A illustrates a planar structure of a unit pixel part of an organic light emitting display device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5B is a cross-sectional view thereof.
도 5a를 참조하면, 기판(미도시)상에는 투명도전층으로 구성되는 제 1 양전극(401)이 서로 물리적으로 연결되면서 최종적으로는 기판의 외측에 형성되는 공통전압공급배선(420)에 연결되어 있다. 화소마다 형성되는 상기 제 1 양전극(401)은 서로 배선에 의해 연결될 수도 있으며, 사진식각공정에 의해 패터닝되어 이루어질 수도 있다. 그러나 본 실시 예에서는 상기 제 1 양전극(401)을 연결하는 배선 및 공통전압공급배선(420)은 기판상에 투명도전층을 증착한 후, 사진식각공정을 통해 일체로 형성하여 구성된다.Referring to FIG. 5A, a first
상기 제 1 양전극(401)상에는 제 1 유기층(404)이 형성되어 있다. 상기 제 1 유기층(404)은 상기 도 4를 참조하여 설명된 바와 같이, 전자수송층, 발광층 및 정공수송층을 구비하는 복수의 유기층일 수 있다. 상기 제 1 유기층(404)은 화소마다 형성되는 제 1 양전극(401)을 덮어, 이후 형성되는 음전극과 제 1 양전극의 단락을 방지한다.The first
한편, 상기 단위화소에는 제 1 양전극(401)과 동일한 물질로 구성될 수 있고 상기 제 1 양전극(401)과 분리되는 아일랜드형의 컨택패드(410)가 각각 형성되어 있다. 상기 컨택패드(410)는 향후 어레이기판에 형성되는 구동트랜지스터와 연결되어 구동전압을 유기전계발광소자에 공급하는 역할을 수행한다. 그러므로 어레이기판의 구동박막트랜지스터와 접촉이 용이하도록 돌출되어 형성되는 것이 바람직하다.On the other hand, the unit pixel may be formed of the same material as the first
또한, 상기 1 유기층(404)상에는 투명한 도전성의 음전극(403)이 형성되어 있다. 상기 음전극(403)은 제 1 유기층(404)상에 형성되면서 연장되어 상기 컨택패드(410)와도 연결된다.In addition, a transparent conductive
한편, 상기 음전극(403)상에는 상기 음전극을 완전히 덮도록 제 2 발광층을 구비하는 제 2 유기층(405)이 형성되어 있다. On the other hand, a second
상기 제 2 유기층(405)상에는 단위화소마다 형성되며 횡으로 형성되는 제 2 유기층을 모두 연결하는 불투명의 반사특성을 가지는 제 2 양전극(402)이 형성된다. 상기 제 2 양전극(402)은 상기 공통전압공급배선(420)과 연결되어 제 1 양전극과 동일한 공통전압을 인가받을 수 있게 된다.A second
그러나, 상기 제 2 양전극의 구성은 모든 제 2 유기층을 지나는 도 5a에 도시된 바와 같은 배선 또는 연결패턴(401a)형일 필요는 없고, 각 단위화소마다 형성되되 상기 제 1 양전극과 전기적으로 연결되는 임의의 방법으로 구성할 수 있다. 즉, 제 2 양전극은 단위화소마다 아일랜드형으로 형성되면서 상기 연결패턴(401a)에서 제 1 양전극과 서로 연결될 수 있다. 이렇게 함으로써 제 1 양전극에 인가되 는 공통전압을 제 2 양전극이 동일하게 공급받을 수 있다.However, the configuration of the second positive electrode does not have to be a wiring or
한편, 상기 음전극(403)과 제 1 양전극(401)은 제 1 유기층(404)에 의해 절연되고 음전극(403)과 제 2 양전극(402)은 제 2 유기층(405)에 의해 절연된다.Meanwhile, the
상기에서 상술된 바와 같이, 상기 실시 예에 의한 유기전계발광표시장치는 하나의 화소마다 복수의 발광층을 구비하는 유기발광소자를 구비하며, 상기 유기발광소자는 복수의 유기층을 구비하면서도 서로 병렬로 연결되어 하나의 발광층을 구동하는 구동전압만으로도 구동이 가능하다. As described above, the organic light emitting display device according to the embodiment includes an organic light emitting element having a plurality of light emitting layers for each pixel, and the organic light emitting element is provided with a plurality of organic layers and connected in parallel with each other. Therefore, it is possible to drive only with a driving voltage for driving one light emitting layer.
또한 복수의 발광층을 구비하기 때문에 단위화소에서 발생하는 빛의 세기를 증가시켜 더욱 선명한 유기전계발광표시장치를 구현할 수 있다. 또한 상기 실시 예에 의한 유기발광표시소자는 어레이기판과 별도의 기판에 형성되고 합착에 의해 완성이 되기 때문에 구동트랜지스터 또는 스위칭트랜지스터를 피하여 형성할 필요가 없어 단위화소에 최대한 크게 유기전계발광소자를 형성할 수 있다.In addition, since a plurality of light emitting layers is provided, a more clear organic light emitting display device may be realized by increasing the intensity of light generated from a unit pixel. In addition, since the organic light emitting display device according to the above embodiment is formed on a separate substrate from the array substrate and is completed by bonding, the organic light emitting display device does not need to be formed to avoid driving transistors or switching transistors. can do.
이하, 도 6a~6e를 참조하여 상기 실시 예의 유기전계발광소자의 제조공정을 살펴본다.Hereinafter, a manufacturing process of the organic light emitting display device of the embodiment will be described with reference to FIGS. 6A to 6E.
도 6a에 도시된 바와 같이, 제 1 기판상에 ITO등의 투명도전층과 빛이 투과될 수 있도록 알루미늄등의 금속박막을 스퍼터링방법에 의해 제 1기판 전면에 형성한다. 상기 투명도전층은 약 1000Å의 두께로 증착할 수 있고, 상기 금속박막은 수십Å의 두께로 증착할 수 있다. 상기 두 도전층은 연속하여 형성한다. As shown in FIG. 6A, a metal thin film such as aluminum is formed on the entire surface of the first substrate by a sputtering method so that a transparent conductive layer such as ITO and light can pass on the first substrate. The transparent conductive layer may be deposited to a thickness of about 1000 kW, and the metal thin film may be deposited to a thickness of several tens of kW. The two conductive layers are formed in succession.
이어서, 포토리소그래피공정을 통해, 단위화소마다 제 1 양전극(401)과, 상기 제 1 양전극(401)을 서로 연결하는 연결패턴(401a)과, 상기 연결패턴을 서로 연 결하여 양전극에 공통전압을 인가하는 공통전압공급배선(420)과, 단위화소마다 형성되며 상기 제 1 양전극(401)과 분리되어 아일랜드형으로 형성되는 컨택패드(410)를 형성한다.Subsequently, through a photolithography process, a common voltage is applied to both electrodes by connecting the first
이어서, 도 6b를 참조하면, 상기 제 1 양전극(401) 상에 제 1 양전극(401)을 완전히 덮고 단위화소마다 형성되는 제 1 유기층(404)을 형성한다. 상기 제 1 유기층(404)은 정공주입층 형성단계, 정공수송층형성단계, 제 1 발광층 형성단계, 전자수송층형성단계 및 전자주입층 형성단계가 순차로 이루어지면서 완성될 수 있다.6B, a first
또한, 상기 제 1발광층은 적,녹,청색의 발광중심을 가지는 것으로 적,녹,청색의 서브단위화소가 일조를 이루어 단위화소를 구성함으로 발광층 형성공정은 3번에 걸쳐 이루어질 수 있다.In addition, the first light emitting layer has a light emitting center of red, green, and blue, and the light emitting layer forming process may be performed three times by forming a unit pixel of red, green, and blue subunit pixels.
이어서, 도 6c를 참조하면, 상기 제 1 유기층(404)상에 투명도전층일 수 있는 음전극(403)을 형성한다. 상기 음전극(403)은 단위화소마다 형성되며, 상기 제 1 유기층(404)상에 형성되고 더 연장되어 컨택패드(410)와 연결된다. 그러므로 음전극(403)에는 상기 컨택패드(410)를 통해 향후 구동전압이 인가된다.6C, a
상기 음전극(403)을 형성함에 있어서, 상기 음전극(403)이 상기 제 1 양전극(401)과 전기적으로 분리될 수 있도록 제 1 유기층(404)위에 형성되도록 패터닝한다.In forming the
이어서, 도 6d를 참조하면, 상기 음전극(403)상에 제 2 유기층(405)을 형성한다. 상기 제 2 유기층(405)은 전자주입층 형성단계, 전자수송층 형성단계, 제 2 발광층 형성단계, 정공수송층 형성단계 및 정공주입층 형성단계를 포함하여 형성될 수 있다. 상기 복수의 유기막은 순차로 이루어진다. 그리고, 상기 제 2 발광층 형성단계는 적,녹,청색의 발광층 형성단계를 포함하여 이루어진다.6D, a second
상기 제 2 유기층(405)은 단위화소에서 상기 음전극(403) 전체를 덮도록 패터닝 된다.The second
이어서, 도 6e를 참조하면, 상기 제 2 유기층(405)상에 제 2 양전극(402)을 형성한다. 상기 제 2 양전극(402)은 횡으로 배열되는 단위화소의 모든 제 2 유기층(405)를 연결하면서 최종적으로 공통전압공급배선(420)에 연결된다. 또한 상기 제 2 양전극(402)은 제 2 유기층(405)에 의해 상기 음전극(403)과 전기적을 절연되도록 형성된다.Next, referring to FIG. 6E, a second
상기 제 2 양전극(402)은 불투명의 금속층으로 수천Å의 두께로 기판전면에 스퍼터링한 후, 포토리소그래피공정을 통해 패터닝함으로써 이루어질 수 있다.The second
이상의 공정을 통해 제 1 기판에 단위화소마다 두개의 발광층을 구비하고 상기 두개의 발광층은 서로 병렬적으로 연결되는 유기전계발광소자를 완성한다.Through the above process, two light emitting layers are provided for each unit pixel on the first substrate, and the two light emitting layers complete an organic light emitting diode connected in parallel with each other.
이이서, 상기 유기전계발광소자가 형성된 제 1 기판과, 이와 별도의 공정을 통해 형성되는 제 2 기판, 즉, 구동박막트랜지스터가 형성되는 제 2 기판과 합착공정을 통해 유기전계발광표시장치를 완성한다.Next, the organic light emitting display device is completed by bonding the first substrate on which the organic light emitting diode is formed and the second substrate formed through a separate process, that is, the second substrate on which the driving thin film transistor is formed. do.
도 7은 본 발명의 일실시예에 의한 유기전계발광소자가 형성된 제 1 기판(400)과, 구동박막트랜지스터(510)와, 커패시터(520)가 형성된 제 2 기판(500)의 대응모습을 도시하고 있다.FIG. 7 illustrates a correspondence view of a
상기 구동박막트랜지스터의 드레인전극(530)이 제 1 기판의 컨택패드와 접촉 하면서 음전극(403)에 구동전압을 인가한다.The
공통전압은 공통전압공급배선을 통해 제 1 양전극 및 제 2 양전극에 인가되어 전자 및 정공을 공급하여 발광층에서 빛을 발생하게 한다.The common voltage is applied to the first positive electrode and the second positive electrode through the common voltage supply wiring to supply electrons and holes to generate light in the light emitting layer.
그러므로 본 발명은 단위화소마다 두개의 발광층을 구비하므로써 유기전계발광표시장치의 휘도를 증가시킬 수 있다. 또한, 본 발명의 유기전계발광소자는 구동박막트랜지스터가 형성되는 어레이기판과 별도의 제 1 기판상에 형성되어 단위화소당 형성되는 면적을 최대화할 수 있어 휘도증가에 기여한다.Therefore, the present invention can increase the luminance of the organic light emitting display device by providing two light emitting layers for each unit pixel. In addition, the organic light emitting display device of the present invention may be formed on a first substrate separate from the array substrate on which the driving thin film transistor is formed, thereby maximizing the area formed per unit pixel, thereby contributing to the increase in luminance.
또한, 본 발명의 유기전계발광소자는 구동박막트랜지스터의 드레인전극과 연결이 용이하도록 기판에서 돌출되는 컨택패드부를 구비함으로써 합착공정시 용이하게 구동박막트랜지스터와 유기전계발광소자가 접촉할 수 있게 한다.In addition, the organic light emitting display device of the present invention includes a contact pad portion protruding from the substrate to facilitate connection with the drain electrode of the driving thin film transistor, so that the driving thin film transistor and the organic light emitting display device can easily contact each other during the bonding process.
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