KR100683679B1 - Organic light emitting device - Google Patents
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Abstract
본 발명은 구조를 간단히 하고, 생산성을 향상시킬 수 있으며, 전극 접촉부에서의 콘택 저항을 줄일 수 있는 유기 발광 소자를 제공하는데 목적이 있다. 이를 위하여, 본 발명은, 서로 대향된 한 쌍의 전극 사이에, 발광층 및 게이트 전극을 갖는 반도체층이 개재된 유기 발광 트랜지스터와, 상기 유기 발광 트랜지스터의 게이트 전극에 연결되고, 상층전극, 하층전극, 및 그 사이에 개재된 절연층을 갖는 적어도 하나의 MIM 소자와, 상기 MIM 소자의 상층전극 및 하층전극 중 어느 하나와 상기 게이트 전극이 서로 연결되는 콘택부와, 상기 콘택부와 상기 게이트 전극의 사이에 개재된 제1도전막을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자를 제공한다.An object of the present invention is to provide an organic light emitting device which can simplify the structure, improve the productivity, and reduce the contact resistance at the electrode contact portion. To this end, the present invention is connected to an organic light emitting transistor having a semiconductor layer having a light emitting layer and a gate electrode interposed between a pair of electrodes opposed to each other, the gate electrode of the organic light emitting transistor, the upper electrode, the lower electrode, And at least one MIM element having an insulating layer interposed therebetween, a contact portion in which any one of an upper electrode and a lower electrode of the MIM element and the gate electrode are connected to each other, between the contact portion and the gate electrode. It provides an organic light emitting device comprising a first conductive film interposed therein.
Description
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 유기 발광 소자의 등가회로도,1 is an equivalent circuit diagram of an organic light emitting diode according to an embodiment of the present disclosure;
도 2는 도 1에 따른 유기 발광 소자의 레이아웃을 나타내는 평면도,2 is a plan view illustrating a layout of an organic light emitting diode according to FIG. 1;
도 3은 도 2의 Ⅰ-Ⅰ에 대한 일 예를 나타내는 단면도,FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating an example of II in FIG. 2;
도 4는 도 2의 Ⅰ-Ⅰ에 대한 다른 일 예를 나타내는 단면도,4 is a cross-sectional view showing another example of the II of FIG. 2;
도 5는 도 2의 Ⅰ-Ⅰ에 대한 또 다른 일 예를 나타내는 단면도.5 is a cross-sectional view showing still another example of the II of FIG. 2;
<도면의 주요부분에 대한 간단한 설명><Brief description of the main parts of the drawing>
10: 기판 11: 제1메탈층10: substrate 11: first metal layer
12: 제2메탈층 13: 절연층12: second metal layer 13: insulating layer
14: 제3메탈층 15: 제4메탈층14: third metal layer 15: fourth metal layer
16: 제5메탈층 17: 화소전극16: fifth metal layer 17: pixel electrode
18: 제1도전막 19: 제2도전막18: first conductive film 19: second conductive film
22: 평탄화막 24: 반도체층22
27: 게이트 전극 28: 유기 발광층27: gate electrode 28: organic light emitting layer
29: 대향전극29: counter electrode
MIM: MIM 소자 OLET: 유기 발광 트랜지스터MIM: MIM element OLET: organic light emitting transistor
Cs: 스토리지 커패시터 CT: 콘택부Cs: storage capacitor CT: contact
본 발명은 유기 발광 소자에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 스위칭 소자로 MIM(Metal Insulator Metal) 소자를 사용하는 유기 발광 소자에 관한 것이다. The present invention relates to an organic light emitting device, and more particularly, to an organic light emitting device using a metal insulator metal (MIM) device as a switching device.
액정 표시 소자나 유기 전계 발광 소자 또는 무기 전계 발광 소자 등 평판표시장치는 그 구동방식에 따라, 수동 구동방식의 패시브 매트릭스(Passive Matrix: PM)형과, 능동 구동방식의 액티브 매트릭스(Active Matrix: AM)형으로 구분된다. A flat panel display device such as a liquid crystal display device, an organic electroluminescent device, or an inorganic electroluminescent device has a passive matrix passive matrix type and an active matrix active matrix type AM depending on the driving method thereof. )
패시브 매트릭스형은 단순히 양극과 음극이 각각 컬럼(column)과 로우(row)로 배열되어 음극에는 로우 구동회로로부터 스캐닝 신호가 공급되고, 이 때, 복수의 로우 중 하나의 로우만이 선택된다. 또한, 컬럼 구동회로에는 각 화소로 데이터 신호가 입력된다. In the passive matrix type, the anode and the cathode are simply arranged in columns and rows, respectively, so that the cathode is supplied with a scanning signal from a row driving circuit, and only one row of the plurality of rows is selected. In addition, a data signal is input to each pixel in the column driving circuit.
한편, 액티브 매트릭스형은 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor, 이하, "TFT"라 함)를 이용해 각 화소 당 입력되는 신호를 제어하는 것으로 방대한 양의 신호를 처리하기에 적합하여 동영상을 구현하기 위한 디스플레이 장치로서 많이 사용되고 있다.On the other hand, the active matrix type is a display device for realizing a video by controlling a signal input for each pixel by using a thin film transistor (hereinafter referred to as "TFT") It is used a lot as.
한편, 상기 액티브 매트릭스형은 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor, 이하 "TFT"라 함)를 이용해 각 화소 당 입력되는 신호를 제어하는 것으로 방대한 양의 신호를 처리하기에 적합하여 동영상을 구현하기 위한 디스플레이 장치로서 많이 사용되고 있다.On the other hand, the active matrix type is a display device for realizing a video by controlling a signal input for each pixel by using a thin film transistor (hereinafter referred to as "TFT") It is used a lot as.
이처럼 액티브 매트릭스형 평판 표시장치의 TFT들은 고농도의 불순물로 도핑된 소스/드레인 영역과, 이 소스/드래인 영역의 사이에 형성된 채널 영역을 갖는 반도체 활성층을 가지며, 이 반도체 활성층과 절연되어 상기 채널 영역에 대응되는 영역에 위치하는 게이트 전극과, 상기 소스/드레인 영역에 각각 접촉되는 소스/드레인 전극을 갖는다.As described above, TFTs of an active matrix flat panel display have a source / drain region doped with a high concentration of impurities and a semiconductor active layer having a channel region formed between the source / drain regions and insulated from the semiconductor active layer. And a gate electrode positioned in an area corresponding to the source electrode and a source / drain electrode in contact with the source / drain region, respectively.
상기 반도체 활성층은 비정질 실리콘 또는 다결정질 실리콘으로 많이 사용되는 데, 비정질 실리콘은 저온 증착이 가능하다는 장점이 있으나, 전기적 특성과 신뢰성이 저하되고, 표시소자의 대면적화가 어려워 최근에는 다결정질 실리콘을 많이 사용하고 있다. 다결정질 실리콘은 수십 내지 수백 ㎠/V.s의 높은 전류 이동도를 갖고, 고주파 동작 특성 및 누설 전류치가 낮아 고정세 및 대면적의 평판표시장치에 사용하기에 매우 적합하다.The semiconductor active layer is widely used as amorphous silicon or polycrystalline silicon, but the amorphous silicon has the advantage of being capable of low temperature deposition, but the electrical properties and reliability are deteriorated, and the large area of the display device is difficult. I use it. Polycrystalline silicon has a high current mobility of tens to hundreds of cm 2 /V.s, and has a high frequency operation characteristic and a low leakage current value, making it suitable for use in high-definition and large-area flat panel display devices.
그런데, 다결정질 실리콘으로 반도체 활성층을 제조할 경우에는, 비정질 실리콘을 다결정질 실리콘으로 결정화하는 결정화공정이 필요한 데, 이 결정화에는 통상 300?? 이상의 고온 공정이 존재하게 된다. By the way, when the semiconductor active layer is manufactured from polycrystalline silicon, a crystallization step of crystallizing amorphous silicon into polycrystalline silicon is required. The above high temperature process exists.
한편, 최근의 평판 표시장치들은 동영상 등의 처리를 위해 매우 빠른 동작 속도와, 화질의 균일도를 필요로 한다. On the other hand, modern flat panel display devices require very fast operation speed and uniformity of image quality for processing a moving image.
특히, 유기 전계 발광 소자의 경우, 깨끗한 화질의 동영상 처리를 위해서는 기존의 액정 표시소자보다 더욱 높은 특성의 회로가 구현되어야 한다. 즉, 유기 전계 발광 소자의 경우에는, 화소의 스위칭을 위한 스위칭 소자 외에도 구동부인 EL 다이오드의 동작을 위한 구동 소자도 별도로 구비해야 하며, 이외에도 각종 보상회 로로 사용하기 위해 복수개의 TFT들을 더 구비하기도 한다. 뿐만 아니라, 이렇게 복잡한 회로 구현을 위해 커패시터 용량이 높아야 하고, 그 개수도 많이 필요하다.In particular, in the case of the organic light emitting device, a circuit having higher characteristics than that of a conventional liquid crystal display device must be implemented in order to process moving images of clean image quality. That is, in the case of the organic EL device, in addition to the switching device for switching the pixels, the driving device for the operation of the EL diode, which is the driving unit, must be separately provided. In addition, the TFT may further include a plurality of TFTs for use as various compensation circuits. . In addition, these capacitors require high capacitor capacities and a large number.
이렇게 유기 전계 발광 소자에 있어, 복잡한 회로를 각 화소에 구현하기 위해 회로가 구현되는 층의 상부에 발광부를 구현하고, 회로가 구현되는 층의 반대방향으로 화상이 구현되도록 하는 전면발광형이 개발되고 있으나, 이 때에도, 복잡한 구성으로 인해 공정이 복잡해지는 등의 문제가 있다.In the organic electroluminescent device as described above, a front light emitting type is developed to implement a light emitting part on an upper part of a layer on which a circuit is implemented, and to implement an image in a direction opposite to the layer on which a circuit is implemented to implement a complex circuit in each pixel. However, even at this time, there is a problem that the process is complicated due to the complicated configuration.
본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위한 것으로, 구조를 간단히 하고, 생산성을 향상시킬 수 있으며, 전극 접촉부에서의 콘택 저항을 줄일 수 있는 유기 발광 소자를 제공하는데 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide an organic light emitting device capable of simplifying a structure, improving productivity, and reducing contact resistance at an electrode contact portion.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은,In order to achieve the above technical problem, the present invention,
서로 대향된 한 쌍의 전극 사이에, 발광층 및 게이트 전극을 갖는 반도체층이 개재된 유기 발광 트랜지스터;An organic light emitting transistor having a semiconductor layer having a light emitting layer and a gate electrode interposed between a pair of electrodes facing each other;
상기 유기 발광 트랜지스터의 게이트 전극에 연결되고, 상층전극, 하층전극, 및 그 사이에 개재된 절연층을 갖는 적어도 하나의 MIM 소자;At least one MIM element connected to a gate electrode of the organic light emitting transistor and having an upper electrode, a lower electrode, and an insulating layer interposed therebetween;
상기 MIM 소자의 상층전극 및 하층전극 중 어느 하나와 상기 게이트 전극이 서로 연결되는 콘택부; 및A contact unit to which any one of an upper electrode and a lower electrode of the MIM device and the gate electrode are connected to each other; And
상기 콘택부와 상기 게이트 전극의 사이에 개재된 제1도전막;을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자를 제공한다.And a first conductive layer interposed between the contact portion and the gate electrode.
상기 콘택부는 상기 MIM 소자의 상층전극 및 하층전극 중 어느 하나와 상기 게이트 전극의 사이에 개재된 도전 물질로 구비될 수 있다.The contact part may be formed of a conductive material interposed between any one of an upper electrode and a lower electrode of the MIM device and the gate electrode.
상기 콘택부는 상기 MIM 소자의 상층전극 및 하층전극 중 상기 게이트 전극과 연결되지 않은 전극과 동일한 물질로 구비될 수 있다.The contact part may be formed of the same material as an electrode that is not connected to the gate electrode among the upper and lower electrodes of the MIM device.
상기 유기 발광 트랜지스터는, The organic light emitting transistor,
화소전극;Pixel electrodes;
상기 화소전극에 대향된 대향전극;An opposite electrode facing the pixel electrode;
상기 화소전극과 대향전극의 사이에 개재되고, 상기 화소전극으로부터 상기 대향전극을 향하는 채널과, 상기 채널 내에 위치하는 게이트 전극을 갖는 반도체층; 및A semiconductor layer interposed between the pixel electrode and the counter electrode and having a channel facing the pixel electrode from the pixel electrode and a gate electrode located in the channel; And
상기 반도체층과 대향전극의 사이에 개재된 발광층;을 포함할 수 있다.And a light emitting layer interposed between the semiconductor layer and the counter electrode.
상기 반도체층은 제1반도체층, 및 제2반도체층을 포함하고, 상기 게이트 전극은 복수개의 그리드 전극의 형태로 상기 제1반도체층 및 제2반도체층 사이에 개재되며, 일단이 상기 MIM소자에 연결된 것일 수 있다.The semiconductor layer includes a first semiconductor layer and a second semiconductor layer, and the gate electrode is interposed between the first semiconductor layer and the second semiconductor layer in the form of a plurality of grid electrodes, one end of which is formed in the MIM device. It may be connected.
상기 화소전극과 상기 반도체층의 연결 부분에 개재된 제2도전막을 포함할 수 있다.A second conductive layer may be interposed between the pixel electrode and the semiconductor layer.
상기 제2도전막은 상기 제1도전막과 동일한 물질로 구비될 수 있다.The second conductive layer may be formed of the same material as the first conductive layer.
상기 화소전극은 상기 MIM 소자의 상층전극 및 하층전극 중 어느 한 전극과 동일한 물질로 구비될 수 있다.The pixel electrode may be formed of the same material as any one of an upper electrode and a lower electrode of the MIM device.
상기 유기 발광 트랜지스터의 게이트 전극에 연결된 스토리지 커패시터를 더 포함할 수 있다.The display device may further include a storage capacitor connected to the gate electrode of the organic light emitting transistor.
상기 스토리지 커패시터의 적어도 한 전극은 상기 MIM 소자의 상층 전극 및 하층 전극 중 적어도 한 전극과 동일한 층에 구비될 수 있다.At least one electrode of the storage capacitor may be provided on the same layer as at least one of an upper electrode and a lower electrode of the MIM device.
상기 스토리지 커패시터의 어느 한 전극은 상기 MIM 소자의 상층 전극 및 하층 전극 중 어느 한 전극과 연결된 것일 수 있다.One electrode of the storage capacitor may be connected to any one of an upper electrode and a lower electrode of the MIM device.
상기 스토리지 커패시터의 절연층은 적어도 두층으로 구비될 수 있다.The insulating layer of the storage capacitor may be provided in at least two layers.
상기 MIM 소자의 절연층은 적어도 두층으로 구비될 수 있다.The insulating layer of the MIM device may be provided in at least two layers.
본 발명은 또한 전술한 목적을 달성하기 위하여, In order to achieve the above object,
서로 대향된 한 쌍의 전극 사이에, 발광층 및 게이트 전극을 갖는 반도체층이 개재된 유기 발광 트랜지스터;An organic light emitting transistor having a semiconductor layer having a light emitting layer and a gate electrode interposed between a pair of electrodes facing each other;
상기 유기 발광 트랜지스터의 게이트 전극에 연결되고, 상층전극, 하층전극, 및 그 사이에 개재된 절연층을 갖는 적어도 하나의 MIM 소자; 및At least one MIM element connected to a gate electrode of the organic light emitting transistor and having an upper electrode, a lower electrode, and an insulating layer interposed therebetween; And
상기 유기 발광 트랜지스터의 어느 한 전극과 상기 반도체층 사이에 개재된 제2도전막;을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자를 제공한다.It provides a organic light-emitting device comprising a; a second conductive film interposed between any one electrode of the organic light emitting transistor and the semiconductor layer.
상기 유기 발광 트랜지스터는, The organic light emitting transistor,
화소전극;Pixel electrodes;
상기 화소전극에 대향된 대향전극;An opposite electrode facing the pixel electrode;
상기 화소전극과 대향전극의 사이에 개재되고, 상기 화소전극으로부터 상기 대향전극을 향하는 채널과, 상기 채널 내에 위치하는 게이트 전극을 갖는 반도체층; 및A semiconductor layer interposed between the pixel electrode and the counter electrode and having a channel facing the pixel electrode from the pixel electrode and a gate electrode located in the channel; And
상기 반도체층과 대향전극의 사이에 개재된 발광층;을 포함하고,And a light emitting layer interposed between the semiconductor layer and the counter electrode.
상기 제2도전막은 상기 화소전극과 상기 반도체층 사이에 개재된 것일 수 있다.The second conductive layer may be interposed between the pixel electrode and the semiconductor layer.
상기 반도체층은 제1반도체층, 및 제2반도체층을 포함하고, 상기 게이트 전극은 복수개의 그리드 전극의 형태로 상기 제1반도체층 및 제2반도체층 사이에 개재되며, 일단이 상기 MIM소자에 연결된 것일 수 있다.The semiconductor layer includes a first semiconductor layer and a second semiconductor layer, and the gate electrode is interposed between the first semiconductor layer and the second semiconductor layer in the form of a plurality of grid electrodes, one end of which is formed in the MIM device. It may be connected.
상기 화소전극은 상기 MIM 소자의 상층전극 및 하층전극 중 어느 한 전극과 동일한 물질로 구비될 수 있다.The pixel electrode may be formed of the same material as any one of an upper electrode and a lower electrode of the MIM device.
상기 유기 발광 트랜지스터의 게이트 전극에 연결된 스토리지 커패시터를 더 포함할 수 있다.The display device may further include a storage capacitor connected to the gate electrode of the organic light emitting transistor.
상기 스토리지 커패시터의 적어도 한 전극은 상기 MIM 소자의 상층 전극 및 하층 전극 중 적어도 한 전극과 동일한 층에 구비될 수 있다.At least one electrode of the storage capacitor may be provided on the same layer as at least one of an upper electrode and a lower electrode of the MIM device.
상기 스토리지 커패시터의 어느 한 전극은 상기 MIM 소자의 상층 전극 및 하층 전극 중 어느 한 전극과 연결된 것일 수 있다.One electrode of the storage capacitor may be connected to any one of an upper electrode and a lower electrode of the MIM device.
상기 스토리지 커패시터의 절연층은 적어도 두층으로 구비될 수 있다.The insulating layer of the storage capacitor may be provided in at least two layers.
상기 MIM 소자의 절연층은 적어도 두층으로 구비될 수 있다.The insulating layer of the MIM device may be provided in at least two layers.
이하, 첨부된 도면을 참조로, 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, it will be described in detail preferred embodiments of the present invention.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 유기 발광 소자의 등가 회로도 를 나타낸 것이다.1 illustrates an equivalent circuit diagram of an organic light emitting diode according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 상기 유기 발광 소자는, 유기 발광 트랜지스터(Organic Light Emitting Transistor: OLET), MIM 소자(Metal-Insulator-Metal) 및 스토리지 커패시터(storage capacitor: Cs)를 구비한다. Referring to FIG. 1, the organic light emitting diode includes an organic light emitting transistor (OLET), a metal-insulator-metal (MIM) element, and a storage capacitor (Cs).
유기 발광 트랜지스터(OLET)는 소스, 드레인 및 게이트 전극을 갖는 3전극형 발광체로서, 소스 전극(S)은 애노우드 기능을 하는 높은 구동 전원(ELVDD)에 연결되고, 드레인 전극(D)은 캐소오드 기능을 하는 낮은 구동 전원(ELVSS)에 연결된다. 그리고 게이트 전극(G)에 의한 신호에 의해 그 발광이 제어된다.The organic light emitting transistor OLED is a three-electrode light emitter having a source, a drain, and a gate electrode. The source electrode S is connected to a high driving power source ELVDD serving as an anode function, and the drain electrode D is a cathode. It is connected to a functioning low drive power supply (ELVSS). The light emission is controlled by the signal by the gate electrode G.
MIM 소자(MIM)는 상기 유기 발광 트랜지스터(OLET)의 스위칭 소자로서 작용하는 데, 스캔 라인(SCAN)과 유기 발광 트랜지스터(OLET)의 게이트 전극(G)에 각각 연결되어, 스캔 신호에 따라 게이트 전극(G)을 ON/OFF시킨다.The MIM device MIM functions as a switching device of the organic light emitting transistor OLED, and is connected to the scan line SCAN and the gate electrode G of the organic light emitting transistor OLED, respectively, and according to a scan signal, the gate electrode. Turn (G) ON / OFF.
MIM 소자(MIM)는, 전기적으로 동일한 특성을 나타내는, 소정의 저항성분 및 소정의 커패시터성분의 병렬연결회로로 등가치환될 수 있다. 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 상기 MIM 소자(MIM)는 제 1 MIM소자(MIM1)와, 제 2 MIM소자(MIM2)의 2개의 MIM 소자가 직렬 연결될 수 있는 데, 그 수는 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.The MIM element MIM may be equivalently substituted with a parallel connection circuit of a predetermined resistance component and a predetermined capacitor component, which exhibit electrical same characteristics. According to a preferred embodiment of the present invention, the MIM device MIM may have two MIM devices, a first MIM device MIM1 and a second MIM device MIM2, connected in series. It is not limited.
제1MIM 소자(MIM1)는 서로 병렬 연결된 제1커패시터성분(CMIM1) 및 제1저항성분(RMIM1)으로 구비되고, 제2MIM 소자(MIM2)는 서로 병렬 연결된 제2커패시터성분(CMIM2) 및 제2저항성분(RMIM2)으로 구비된다.The first MIM element MIM1 includes a first capacitor component C MIM1 and a first resistance component R MIM1 connected in parallel with each other, and the second MIM element MIM2 includes a second capacitor component C MIM2 connected in parallel with each other. It is provided with the 2nd resistance component R MIM2 .
제1커패시터성분(CMIM1) 및 제1저항성분(RMIM1)의 일단은 스캔라인(Scan)에 연결되고, 타단은 제2커패시터성분(CMIM2) 및 제2저항성분(RMIM2)의 일단에 공통으로 연결된다. 제2커패시터성분(CMIM2) 및 제2저항성분(RMIM2)의 타단은 유기 발광 트랜지스터(OLET)의 게이트 전극(G)에 연결된다. One end of the first capacitor component C MIM1 and the first resistance component R MIM1 is connected to the scan line, and the other end thereof has one end of the second capacitor component C MIM2 and the second resistance component R MIM2 . Are connected in common. The other ends of the second capacitor component C MIM2 and the second resistance component R MIM2 are connected to the gate electrode G of the organic light emitting transistor OLED.
한편, 스토리지 커패시터(Cs)는 데이터 라인(Data) 및 유기 발광 트랜지스터(OLET)에 연결되어, 유기 발광 트랜지스터(OLET)의 게이트 전극(G)에 입력되는 데이터 신호를 한 프레임동안 저장한다.The storage capacitor Cs is connected to the data line Data and the organic light emitting transistor OLED to store a data signal input to the gate electrode G of the organic light emitting transistor OLED for one frame.
도 2는 상기와 같은 회로를 구현하기 위한 유기 발광 소자의 레이아웃이며, 도 3은 도 2의 Ⅰ-Ⅰ에 대한 단면도이다. FIG. 2 is a layout of an organic light emitting device for implementing the circuit as described above, and FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line II of FIG. 2.
먼저, 도 3에서 볼 수 있듯이, 기판(10) 상에 소정 패턴의 제1메탈층(11)과, 제2메탈층(12)이 형성된다. 상기 제1메탈층(11)은 스캔 라인(SCAN)과 일체로 연결되어 있다. 이들 제1메탈층(11)과 제2메탈층(12)은 동일한 물질로 형성되며, 알루미늄, 은, 마그네슘 등의 금속 물질로 형성될 수 있는 데, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 다양한 종류의 금속 물질이 사용될 수 있고, 이 외에도 전도성 산화물이나, 전도성 폴리머 등도 사용 가능하다.First, as shown in FIG. 3, the
이러한 제1메탈층(11)과 제2메탈층(12)을 덮도록 절연층(13)이 형성되고, 이 절연층 상부에 소정 패턴의 제3메탈층(14)과 제4메탈층(15)이 형성된다. An insulating
상기 절연층(13)은 실리콘 옥사이드나, 실리콘 나이트라이드 등의 무기물로 형성될 수도 있고, 절연성 유기물로 형성될 수도 있다.The insulating
상기 제4메탈층(15)은 도 2에서 볼 수 있듯이, 데이터 라인(DATA)과 일체로 연결되어 있다. 그리고, 제3메탈층(14)과 제4메탈층(15)은 동일한 물질로 형성될 수 있으며, 제1메탈층(11)과 제2메탈층(12)과 동일한 물질로 형성될 수도 있다.As shown in FIG. 2, the
그러나, 후술하는 바와 같이, 화소전극(17)과 동일한 물질로 형성될 경우에는, 일함수가 높은 Au, Pt 등의 귀한 금속으로 형성하거나, 도전성인 금속 산화물로 형성할 수도 있다.However, as described later, when formed of the same material as the
스캔 라인(SCAN)에 연결된 상기 제1메탈층(11)과, 절연층(13)과, 제3메탈층(14)에 의해 제1MIM소자(MIM1)가 형성된다. 즉, 스캔 라인(SCAN)으로부터 연장된 제1메탈층(11)이 제1MIM소자(MIM1)의 하층 전극이 되고, 절연층(13)을 사이에 두고 이 제1메탈층(11)에 중첩된 제3 메탈층(14)의 부분이 제1MIM소자(MIM1)의 상층 전극이 되어 제1MIM 소자(MIM1)를 구성하게 된다.A first MIM device MIM1 is formed by the
그리고, 제3메탈층(14)의 하부로 연장된 제2메탈층(12)의 부분과, 절연층(13)과, 제3메탈층(14)에 의해 제2MIM 소자(MIM2)가 형성된다. 즉, 제3메탈층(14)의 하부로 연장된 제2메탈층(12)의 부분이 제2MIM소자(MIM2)의 하층 전극이 되고, 절연층(13)을 사이에 두고 이 제2메탈층(12)의 부분에 중첩된 제3 메탈층(14)의 부분이 제2MIM소자(MIM2)의 상층 전극이 되어 제2MIM 소자(MIM2)를 구성하게 된다.The second MIM element MIM2 is formed by the portion of the
이들 제1MIM 소자(MIM1)와, 제2MIM 소자(MIM2)는 제3메탈층(14)을 그 상층전극으로 공유함으로써 서로 직렬 연결되어 있다.These first MIM elements MIM1 and the second MIM elements MIM2 are connected in series by sharing the
한편, 제2MIM 소자(MIM2)의 하층 전극에 연결되어 있는 제2메탈층(12)의 나머지 부분은 도 2에서 볼 수 있듯이, 데이터 라인(DATA)에 연결되어 있는 제4메탈 층(15)과 절연층(13)을 사이에 두고 서로 대향되어 스토리지 커패시터(Cs)를 구성한다. 제4메탈층(15)은 제3메탈층(14)과 동일한 재질로 형성될 수 있으며, 이에 따라 MIM 소자(MIM)의 제3메탈층(14) 형성과 동일한 공정에서 진행할 수 있다.Meanwhile, as shown in FIG. 2, the remaining portion of the
본 발명은 이처럼 스위칭 소자로서 2전극 소자인 MIM 소자(MIM)를 사용함으로써, 스토리지 커패시터(Cs)와 동일 공정에서 형성할 수 있고, 이에 따라 매스크의 개수, 및 공정 수를 줄일 수 있다.The present invention can be formed in the same process as the storage capacitor (Cs) by using the MIM element (MIM), which is a two-electrode element as a switching element, thereby reducing the number of masks and the number of processes.
한편, 상기 절연층(13) 상에는 이 밖에도 소정 패턴의 화소 전극(17)이 형성될 수 있다. 상기 화소 전극(17)은 높은 구동전원(ELVDD)과 연결되어 유기 발광 트랜지스터(OLET)의 애노우드 기능을 할 수 있다.In addition, the
이 화소 전극(17)도 제3메탈층(14)과 동일한 재질로 형성될 수 있으며, 이에 따라 MIM 소자(MIM)의 제3메탈층(14) 형성과 동일한 공정에서 진행할 수 있다.The
본 발명에 의하면, 이처럼 MIM 소자(MIM), 스토리지 커패시터(Cs), 및 화소전극(17)의 형성을 동일 공정에서 행할 수 있기 때문에, 매스크의 개수, 및 공정 수를 줄일 수 있다.According to the present invention, since the formation of the MIM element MIM, the storage capacitor Cs, and the
이러한 MIM 소자(MIM), 스토리지 커패시터(Cs), 및 화소전극(17) 상부로는 절연체로 평탄화막(22)이 구비되는 데, 이 평탄화막(22)은 아크릴, 폴리이미드, BCB 등의 유기물로 형성될 수 있고, 이 외에도 실리콘 나이트라이드, 실리콘 옥사이드 등의 무기물로 형성될 수 있다.The
평탄화막(22)에는 소정의 개구(22a)가 형성되고, 이 개구(22a)를 덮도록 반도체층(24)이 구비되며, 반도체층(24) 상부로는 유기 발광층(28) 및 대향전극(29) 이 순차로 구비되어 유기 발광 트랜지스터(OLET)를 형성한다.A
상기 반도체층(24)은 화소전극(17)과 대향전극(29)의 방향으로 채널을 형성하고 있는 것으로, 이 채널 내에 게이트 전극(27)이 도 2에서 볼 수 있는 그리드 전극의 형태로 존재하게 된다.The
이 반도체층(24)은 상기 화소전극(17), 및 대향전극(29)을 각각 소스 전극 및 드레인 전극으로 한 SIT(Static Induction Transistor)구조를 갖는 것으로, 반도체층(24)에는 화소전극(17)과 대향전극(29)의 방향으로 채널이 기본적으로 형성되어 있기 때문에, 게이트 전극(27)에 전압이 인가되지 않으면, 화소전극(17)에서 대향전극(29)의 방향으로 일정한 전류가 흐르게 된다. The
그러나 게이트 전극(27)에 일정한 전압이 인가되면 게이트 전극(27)으로부터 공핍 영역(depletion area)이 확장되어 전류가 흐르는 채널의 폭을 감소시키고, 결국 화소전극(17) 및 대향전극(29) 사이를 흐르는 전류가 줄어들게 된다. 게이트 전극(27)에 걸린 전압이 일정한 문턱전압(threshold voltage) 넘게 되면, 인접한 그리드 전극들로부터 확장되어온 공핍 영역이 서로 만나게 되어 화소전극(17) 및 대향전극(29) 사이의 채널이 끊어지게 되어 더 이상 전류가 흐르지 않게 된다. However, when a constant voltage is applied to the
이를 위해 본 발명의 반도체층(24)은 평탄화막(22) 위에 제1반도체층(25) 및 제2반도체층(26)이 순차로 형성되도록 하고, 그 사이에 게이트 전극(27)이 개재되도록 한다. 이 게이트 전극(27)은 알루미늄 등의 도전성 금속으로 형성될 수 있는 데, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 다양한 종류의 금속, 전도성 산화물, 및 전도성 폴리머 등이 사용 가능하다. 상기 게이트 전극(27)이 개재되는 제1반도체층 (25) 및 제2반도체층(26)은 같은 종류의 물질로 형성되는 것이 바람직하다.To this end, in the
한편, 상기 게이트 전극(27)은 도 2 및 도 3에서 볼 수 있듯이, 콘택부(CT)를 통해 상기 MIM 소자(MIM)와 연결된다. As shown in FIGS. 2 and 3, the
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 상기 콘택부(CT)는 제2MIM 소자(MIM2)의 하층 전극이 되는 제2메탈층(12)과 게이트 전극(27)의 사이에 개재된 제5메탈층(16)으로 구비될 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, the contact portion CT is a fifth metal layer interposed between the
이 제5메탈층(16)은 절연층(13) 상에 형성되며, 절연층(13)에 콘택 홀을 형성하여, 제2메탈층(12)과 콘택된다. The
상기 제5메탈층(16)은 제3메탈층(14)과 동일한 금속 물질로 형성될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 금속 물질 외에도 다양한 도전물질로 형성 가능하다.The
상기 제5메탈층(16)과 게이트 전극(27)과의 사이에는 게이트 전극(27)과의 오믹(ohmic) 콘택을 도와주기 위해 제1도전막(18)을 형성한다. 이 제1도전막(18)은 ITO, IZO, ZnO, 및 In2O3의 산화물로 구비될 수 있다.A first
그런데, 이러한 제1도전막(18)은 공정 편의상 반드시 제5메탈층(16) 상에만 형성될 필요는 없으며, 도 3에서 볼 수 있듯이, 제3메탈층(14) 및 제4메탈층(15) 상에도 더 형성할 수 있다.However, the first
상기 화소전극(17)과 반도체층(24)의 사이에도, 반도체층(24)과 화소전극(17)과의 오믹(ohmic) 콘택을 도와주기 위해 제2도전막(19)을 형성할 수 있다. 이 제2도전막(19)도 제1도전막(18)과 마찬가지로 ITO, IZO, ZnO, 및 In2O3의 산화물로 구비될 수 있다.A second
상기 반도체층(24) 상에는 유기 발광층(28)이 구비되는 데, 이 유기 발광층(28)은 OLED(Organic Light Emitting Diode)의 유기 발광층과 동일한 재료가 사용될 수 있다.An organic
예를 들어, 저분자의 경우 홀 주입층(HIL: Hole Injection Layer), 홀 수송층(HTL: Hole Transport Layer), 발광층(EML: Emission Layer), 전자 수송층(ETL: Electron Transport Layer), 전자 주입층(EIL: Electron Injection Layer) 등이 단일 혹은 복합의 구조로 적층되어 형성될 수 있으며, 사용 가능한 유기 재료도 구리 프탈로시아닌(CuPc: copper phthalocyanine), N,N-디(나프탈렌-1-일)-N,N'-디페닐-벤지딘 (N,N'-Di(naphthalene-1-yl)-N,N'-diphenyl-benzidine: NPB) , 트리스-8-하이드록시퀴놀린 알루미늄(tris-8-hydroxyquinoline aluminum)(Alq3) 등을 비롯해 다양하게 적용 가능하다. 이들은 진공증착의 방법으로 형성될 수 있다.For example, in the case of small molecules, a hole injection layer (HIL), a hole transport layer (HTL), an emission layer (EML), an electron transport layer (ETL), an electron injection layer ( Electron Injection Layer (EIL) and the like may be formed by stacking a single or complex structure, and the usable organic materials may be copper phthalocyanine (CuPc), N, N-di (naphthalen-1-yl) -N, N'-diphenyl-benzidine (N, N'-Di (naphthalene-1-yl) -N, N'-diphenyl-benzidine: NPB), tris-8-hydroxyquinoline aluminum It can be applied in various ways, including (Alq3). These can be formed by the method of vacuum deposition.
고분자의 경우에는 대개 홀 수송층(HTL) 및 발광층(EML)으로 구비된 구조를 가질 수 있으며, 이 때, 상기 홀 수송층으로 PEDOT를 사용하고, 발광층으로 PPV(Poly-Phenylenevinylene)계 및 폴리플루오렌(Polyfluorene)계 등 고분자 유기물질을 사용하며, 이를 스크린 인쇄나 잉크젯 인쇄방법 등으로 형성할 수 있다.In the case of the polymer, it may have a structure which is usually provided as a hole transport layer (HTL) and a light emitting layer (EML), wherein PEDOT is used as the hole transport layer, and poly-phenylene vinylene (PPV) and polyfluorene (PV) as the light emitting layer. Polymer organic materials such as polyfluorene) may be used and may be formed by screen printing or inkjet printing.
상기 유기 발광층(28) 상부로는 전체 화소를 덮도록 대향전극(29)이 형성될 수 있는 데, 이 대향전극(29)에는 낮은 구동전원(ELVSS)이 연결된다.A
이러한 유기 발광 트랜지스터는 소스와 드레인 사이의 채널 길이가 상당히 짧기 때문에 구동 속도가 빠르며, 낮은 전압에서 구동이 가능하다. The organic light emitting transistor has a high driving speed because the channel length between the source and the drain is very short, and can be driven at a low voltage.
또한, 상기와 같은 구조의 유기 발광 소자의 경우에는 스위칭 소자인 MIM 소자(MIM), 스토리지 커패시터(Cs), 및 화소전극의 형성을 위한 공정 수를 줄일 수 있게 되어 생산성 및 수율을 더욱 향상시킬 수 있게 된다. In addition, in the case of the organic light emitting device having the above structure, the number of processes for forming the MIM device (MIM), the storage capacitor (Cs), and the pixel electrode, which are switching devices, can be reduced, thereby further improving productivity and yield. Will be.
도 4는 본 발명의 바람직한 다른 일 실시예를 도시한 것으로, 이도 역시 도 2의 Ⅰ-Ⅰ에 따른 단면도이다.Figure 4 shows another preferred embodiment of the present invention, which is also a cross-sectional view according to II of FIG.
이는 절연층(13)으로서, 제1절연층(13a), 및 제2절연층(13b)의 이중 절연층을 형성한 것으로, 기판(10)으로부터 모바일 차지 소스(mobile charge source)의 확산을 막기 위한 것이다. This is an insulating
제1절연층(13a), 및 제2절연층(13b) 중 적어도 한 층은 실리콘 나이트라이드로 구비될 수 있는 데, 하층인 제1절연층(13a)에 구비되는 것이 바람직하다.At least one of the first insulating
그 이외에는 전술한 도 3에 따른 실시예와 동일하므로, 상세한 설명은 생략토록 한다.Other than that is the same as the embodiment according to FIG. 3, detailed description thereof will be omitted.
도 5는 본 발명의 바람직한 또 다른 일 실시예를 도시한 것으로, 이도 역시 도 2의 Ⅰ-Ⅰ에 따른 단면도이다.Figure 5 shows another preferred embodiment of the present invention, which is also a cross-sectional view according to II of FIG.
이는 스토리지 커패시터(Cs)의 부분에서 누설전류(leakage current)를 줄이기 위해 제2메탈층(12)과 제4메탈층(15) 사이의 절연층을 이중층으로 형성한 것이다. 이를 위하여, 제3메탈층(14), 제5메탈층(16), 및 화소전극(17)을 형성한 후에 실리콘 나이트라이드나 실리콘 옥사이드, 또는 유기 절연물로 층간 절연막(23)을 형성하고, 이 층간 절연막 위에 제4메탈층(15)을 형성할 수 있다.This is to form a double layer of an insulating layer between the
그 이외에는 전술한 도 3에 따른 실시예와 동일하므로, 상세한 설명은 생략토록 한다.Other than that is the same as the embodiment according to FIG. 3, detailed description thereof will be omitted.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 유기 발광 소자에 따르면, 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.As described above, according to the organic light emitting diode according to the present invention, the following effects can be obtained.
첫째, 스위칭 소자인 MIM 소자와, 스토리지 커패시터와 화소전극의 형성을 동일 공정에서 행할 수 있기 때문에, 매스크의 개수, 및 공정 수를 줄일 수 있다.First, since the MIM element serving as the switching element, the storage capacitor and the pixel electrode can be formed in the same process, the number of masks and the number of processes can be reduced.
둘째, MIM 소자와 게이트 전극 간의 콘택 저항을 줄일 수 있다.Second, the contact resistance between the MIM element and the gate electrode can be reduced.
셋째, 유기 발광 트랜지스터에서, 화소전극과 반도체층과의 콘택 저항을 줄일 수 있다.Third, in the organic light emitting transistor, the contact resistance between the pixel electrode and the semiconductor layer can be reduced.
넷째, 이중 절연층에 의해, 기판으로부터 모바일 차지 소스(mobile charge source)의 확산을 막을 수 있다.Fourth, the double insulating layer can prevent the diffusion of the mobile charge source from the substrate.
다섯째, 스토리지 커패시터의 부분에서 누설전류(leakage current)를 줄일 수 있다.Fifth, leakage current at the portion of the storage capacitor can be reduced.
이상에서와 같이 도면과 명세서에서 최적 실시 예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.As described above, the optimum embodiment has been disclosed in the drawings and the specification. Although specific terms have been used herein, they are used only for the purpose of describing the present invention and are not intended to limit the scope of the invention as defined in the claims or the claims. Therefore, those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.
Claims (22)
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