KR100739144B1 - Front emitting oled device and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 전면 발광형 유기 발광 다이오드(OLED) 소자 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 종래 전면 발광형 AM OLED 패널 소자는 얇은 캐소드 막박을 공통 전극과 직접 연결하는 구조로 형성되므로, 캐소드 박막과 공통 전극이 연결되는 부분에 지속적으로 많은 전류가 흘러 캐소드 박막을 단락시키는 경우가 발생하며, 캐소드 박막을 두껍게 형성하면 이를 투과하여 외부로 방출되는 광의 휘도가 줄어 소자의 품질이 악화되기 때문에 소자의 수명과 휘도를 모두 만족시킬 수 없는 문제점이 있었다. 이와 같은 문제점을 감안한 본 발명은 캐소드 전극과 연결되는 공통 전극 상부에 애노드 전극 형성 공정에서 보조 캐소드 전극을 더 형성하도록 하며, 캐소드 전극은 상기 보조 캐소드 전극을 통해 상기 공통 전극과 연결되도록 구성함으로써, 실제 구동시 상기 보조 캐소드 전극에 전류가 집중시켜 상기 캐소드 전극을 대단히 얇게 형성하더라도 전류에 의한 손상이 발생되지 않도록 하여 수명과 신뢰성을 개선하고, 상기 캐소드 전극의 두께를 줄어 휘도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다. The present invention relates to a top-emitting organic light emitting diode (OLED) device and a method of manufacturing the same. Since a conventional top-emitting AM OLED panel device is formed in a structure in which a thin cathode film is directly connected to a common electrode, a cathode thin film and a common electrode A large amount of current continuously flows in this connecting portion, which short-circuits the cathode thin film. If the cathode thin film is formed thick, the luminance of light transmitted through the outside is reduced and the quality of the device is deteriorated. There was a problem that can not satisfy all. In view of the above problems, the present invention allows the auxiliary cathode electrode to be further formed in the anode electrode forming process on the common electrode connected to the cathode electrode, and the cathode electrode is configured to be connected to the common electrode through the auxiliary cathode electrode, When driving, the current is concentrated on the auxiliary cathode electrode, so that even if the cathode electrode is made very thin, damages caused by current are prevented from occurring, thereby improving lifetime and reliability, and reducing the thickness of the cathode electrode to improve luminance. have.
Description
도 1은 종래 전면 발광형 AM OLED의 구조를 보인 평면도.1 is a plan view showing the structure of a conventional top-emitting AM OLED.
도 2a 내지 도 2d는 종래 전면 발광형 AM OLED의 제조 과정을 보인 수순 단면도.Figure 2a to 2d is a cross-sectional view showing a manufacturing process of a conventional top-emitting AM OLED.
도 3a 내지 도 3d는 본 발명 일 실시예의 제조 과정을 보인 수순 단면도.Figure 3a to 3d is a cross-sectional view showing a manufacturing process of an embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명 일 실시예에 따른 전면 발광형 AM OLED 소자 평면도.4 is a plan view of a top-emitting AM OLED device according to an embodiment of the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
101: 기판 102: 반도체 활성층101: substrate 102: semiconductor active layer
103: 소스-드레인 영역 104: 게이트 절연막103: source-drain region 104: gate insulating film
105: 게이트 전극 106: 층간 절연막105: gate electrode 106: interlayer insulating film
107: 금속 전극 107':공통 전극107: metal electrode 107 ': common electrode
108: 제 1절연막 109: 애노드 전극108: first insulating film 109: anode electrode
109': 보조 캐소드 전극 110: 제 2절연막109 ': auxiliary cathode electrode 110: second insulating film
111: 정공 주입층 112: 정공 전달층111: hole injection layer 112: hole transport layer
113: 발광층 114: 전자 전달층113: light emitting layer 114: electron transport layer
115: 전자 주입층 116: 캐소드 전극115: electron injection layer 116: cathode electrode
117: 보호막117: shield
본 발명은 전면 발광형 유기 발광 다이오드(OLED) 소자 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 특히 전면 발광 능동(AM) OLED 소자에서 공통 전극에 연결되는 박막 캐소드 전극에 전류가 집중되어 손상되는 것을 방지하기 위해 공통 전극에 박막 캐소드 전극을 보조할 수 있는 보조 캐소드 전극 층을 기존 공정을 유지하면서 부가하도록 한 전면 발광형 유기 발광 다이오드(OLED) 소자 및 그 제조 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
최근, 음극선관(Cathode Ray Tube : CRT)의 단점인 무게와 부피를 줄일 수 있는 각종 평판 디스플레이 패널들이 개발되고 있다. 이러한 평판 디스플레이 패널에는 액정 표시 장치(LCD : Liquid Crystal Display), 전계 방출 표시 장치(FED : Field Emission Display) 및 플라즈마 표시 장치(PDP : Plasma Display Panel), 유기 EL(Organic Electro Luminescence)을 근간으로 하는 유기 전계 발광소자(Organic Light Emitting Diode) 디스플레이 등이 있다.Recently, various flat panel displays have been developed to reduce weight and volume, which are disadvantages of cathode ray tubes (CRTs). Such a flat panel display panel is based on a liquid crystal display (LCD), a field emission display (FED), a plasma display panel (PDP), and an organic electroluminescence (EL). Organic light emitting diode (OLED) displays; and the like.
이 중에서도 상기 유기 전계 발광소자(이하 OLED라 칭함)는 전자 주입전극(캐소드 전극)과 정공 주입 전극(애노드 전극)으로부터 각각 전자와 정공을 발광층 내부로 주입시켜 주입된 전자와 정공이 결합한 엑시톤(exiton)이 여기 상태로부터 기저상태로 떨어질 때 발광하는 소자이다. Among these, the organic EL device (hereinafter referred to as OLED) is an exciton in which electrons and holes are injected by injecting electrons and holes into the light emitting layer from the electron injection electrode (cathode electrode) and the hole injection electrode (anode electrode), respectively. ) Emits light when it falls from the excited state to the ground state.
이러한 원리로 인해 종래 박형 표시소자로 사용되던 LCD와는 달리 별도의 광원을 필요로 하지 않으므로 소자의 부피와 무게를 줄일 수 있는 장점이 있으며, 반응속도가 LCD 대비 천배이상 빠르기 때문에 동영상을 표시할 때 잔상이 남지 않아 차세대 표시장치로 부각되고 있다. Due to this principle, unlike LCD, which is conventionally used as a thin display device, it does not need a separate light source, and thus has the advantage of reducing the volume and weight of the device. Since the reaction speed is 1000 times faster than LCD, afterimage display is performed. As a result, it is emerging as a next-generation display device.
이러한 OLED는 그 크기에 따라 다양한 구동 방식이 사용되고 있는데, 대표적으로 중대형의 OLED 디스플레이는 능동(Active) 매트릭스 구동 방식(AM 방식)이 주류를 이루고 있고, 소형 OLED 디스플레이에서는 능동 매트릭스 구동 방식과 수동(Passive) 매트릭스 구동 방식(PM 방식)이 혼재되어 사용된다.According to the size of these OLEDs, various driving methods are used. Typically, medium- and large-sized OLED displays have an active matrix driving method (AM method), and active matrix driving methods and passive (Passive) methods in small OLED displays. ) Matrix driving method (PM method) is used in combination.
초기 OLED 소자는 투명 기판을 이용하여 후면으로 광이 방출되는 후면 발광식 구조를 많이 사용했으나, 구동 소자가 각 셀마다 형성되어야 하는 AM OLED 소자의 경우 발광 영역의 크기가 줄어들게 되어 구동 소자를 하부층에 배치하고, 그 상부층에 발광부층을 형성함으로써 발광 영역을 증가시킬 수 있는 전면 발광형 AM OLED 구조들이 제시되고 있다. In the early OLED devices, many back-emitting structures in which light is emitted to the rear using a transparent substrate are used. However, in the case of AM OLED devices in which driving devices are to be formed in each cell, the size of the light emitting area is reduced, so that the driving devices are applied to the lower layer. Top emitting AM OLED structures are proposed that can increase the light emitting area by placing and forming a light emitting layer on the upper layer.
도 1은 종래 일반적인 전면 발광형 AM OLED의 소자 구조를 보인 평면도로서, 구동을 위한 소자들이 형성된 영역을 포괄하는 영역에 발광 영역이 형성되며, 복수의 소자들을 능동 매트릭스형으로 구동시키기 위한 공통 전극(접지 전극)이 셀 측면에 형성되어 캐소드 전극과 연결되어 있다. 비록 도시되지는 않았지만, 스위칭 트랜지스터, 구동 트랜지스터, 저장 커패시터 등이 발광부 및 비발광부에 형성되어 있다는데 주의한다.1 is a plan view showing a device structure of a conventional general top-emitting AM OLED, in which a light emitting area is formed in an area covering an area in which driving devices are formed, and a common electrode for driving a plurality of devices in an active matrix type; A ground electrode) is formed on the side of the cell and connected to the cathode electrode. Although not shown, it is noted that switching transistors, driving transistors, storage capacitors, and the like are formed in the light emitting portion and the non-light emitting portion.
도 2a 내지 도 2d는 상기 도 1의 A-A'단면 부분과 구동 소자들이 형성된 B- B' 부분의 단면을 기준으로 하는 종래 제조 과정에 대한 수순 단면도를 도시한 것으로, 적층식으로 형성되는 소자의 구조를 정확히 설명하기 위해서 두 부분의 단면도를 함께 나타낸 것이다. 2A to 2D illustrate a cross-sectional view of a conventional manufacturing process based on a cross-sectional view of the A-A 'section of FIG. In order to accurately explain the structure of the two sections are shown together.
먼저 도 2a에 도시된 바와 같이 기판(1) 상에 기본적인 구동 소자들을 먼저 형성한 다음 애노드 전극을 형성한다. 즉, 기판(1) 상에 박막 트랜지스터의 활성층으로 사용할 다결정 실리콘 등의 반도체 물질 패턴(2)을 형성하고, 그 상부에 게이트 절연막(4) 및 게이트 전극(5)을 형성한 후 상기 반도체 물질 패턴(2)의 일부 영역들이 노출되도록 게이트 절연막(4)을 식각한다. 그리고, 상기 노출된 반도체 물질 패턴(2)에 B, P와 같은 불순물을 주입하고 열처리하여 해당 부분을 소스-드레인 영역(3)으로 사용하는 트랜지스터를 형성한다. 그리고, 상기 구조물 상부 전면에 층간 절연막(6)을 증착하고, 상기 반도체 물질의 소스-드레인 영역(3) 상부의 게이트 절연막(4) 및 층간 절연막(6)을 일부 식각하여 콘택홀을 만든 후 금속을 증착 및 패터닝하여 금속 전극(7)과 접지 전극으로 사용되는 공통 전극(7')을 동시에 형성한다. 이후, 상기 형성된 구조물 상부에 제 1절연막(8)을 높이 형성한 후 평탄화하고 드레인 영역의 금속 전극(7)이 노출되도록 상기 제 1절연막(8)을 식각한 다음 그 상부에 애노드 전극(9)을 형성한다.First, as shown in FIG. 2A, basic driving elements are first formed on the
그리고, 도 2b에 도시된 바와 같이 상기 구조물 상부 전면에 제 2절연막(10)을 형성한 후 패터닝하여 상기 애노드 전극(9)을 일부 노출시킨다. 이때, 상기 공통 전극(7') 상부에는 제 2절연막(10)이 잔류하지 않도록 한다.As shown in FIG. 2B, a second
그리고, 도 2c에 도시한 바와 같이 상기 구조물 상부 전면에 유기 공통막으 로 정공 주입층(11), 정공 전달층(12)을 형성하고, 쉐도우 마스크 등을 이용하여 R, G, B 발광층(13)을 영역별로 증착한 다음, 그 상부 전면에 유기 공통막으로 전자 전달층(14), 전자 주입층(15)을 형성한다. 상기 공정 과정 중에 상기 노출된 공통 전극(7')의 노출을 그대로 유지하도록 한다.As shown in FIG. 2C, a
그리고, 도 2d에 도시한 바와 같이 캐소드 전극(16)을 그 전면에 형성하여 발광 영역을 완성하고, 전압을 제공하기 위해 공통 전극(7')과 전기적으로 접촉하도록 하며, 그 상부 전면에 보호막(17)을 형성한 후 평탄화 한다. 상기 공통 전극(7')은 패드부와 연결되어 스캔 전극으로 사용될 수 있다. As shown in FIG. 2D, the
상기 설명한 종래 구조는 캐소드 전극(16)이 공통 전극(7)과 직접 연결되는 구조이기 때문에, 박막으로 형성되는 캐소드 전극(16)에 지속적으로 많은 양의 전류가 흘러 그로 인해 발생 되는 열에 의해 캐소드 전극(16)이 손상되는 경우가 발생하기 쉽다. Since the above-described conventional structure is a structure in which the
실제로, 캐소드 전극(16)은 보통 10~15㎚ 정도의 두께를 가지게 되는데, 이는 전면 발광형 소자의 특성상 발생 되는 광이 상기 캐소드 전극(16)을 투과하여 방출되므로 캐소드 전극(16)의 두께를 일정 수준 이상 증가시킬 수 없기 때문이다. 따라서, 높은 전도도를 가지는 Ag를 이용하기도 하는데, 박막에 많은 전류가 지속적으로 흘러 열이 발생되면 Ag 원자의 이동이 발생 되어 뭉치게 되는 현상이 발생 될 수도 있어 내구성이 낮아지게 된다.In practice, the
따라서, 종래 구조에서는 캐소드 전극(16)이 공통 전극(7')과 연결되는 부분에 많은 전류가 지속적으로 흐르기 때문에 캐소드 전극(16)의 두께를 일정 수준이 하로 줄일 수 없으며, 이는 투과 특성 저하로 인한 휘도 하락을 의미하게 된다. 따라서, 종래에는 적절한 휘도와 수명을 모두 고려하여 10~20㎚ 두께의 캐소드 전극(16)을 형성하고 있으며, 이는 반대로 수명과 휘도 모두가 불만족스러운 결과를 야기하게 된다.Therefore, in the conventional structure, since a large amount of current continuously flows in the portion where the
상기한 바와 같이 종래 전면 발광형 AM OLED 패널 소자는 얇은 캐소드 막박을 공통 전극과 직접 연결하는 구조로 형성되므로, 캐소드 박막과 공통 전극이 연결되는 부분에 지속적으로 많은 전류가 흘러 캐소드 박막을 단락시키는 경우가 발생하며, 캐소드 박막을 두껍게 형성하면 이를 투과하여 외부로 방출되는 광의 휘도가 줄어 소자의 품질이 악화되기 때문에 소자의 수명과 휘도를 모두 만족시킬 수 없는 문제점이 있었다.As described above, the conventional top emission type AM OLED panel device has a structure in which a thin cathode film is directly connected to the common electrode, so that a large amount of current continuously flows to the portion where the cathode thin film and the common electrode are connected to short the cathode thin film. When the cathode thin film is formed thick, the quality of the device is deteriorated because the luminance of light emitted through the outside is reduced and thus the quality of the device is deteriorated.
이와 같은 문제점을 감안한 본 발명은 캐소드 전극과 연결되는 공통 전극 상부에 애노드 전극 형성 공정에서 보조 캐소드 전극을 더 형성하도록 하며, 캐소드 전극은 상기 보조 캐소드 전극을 통해 상기 공통 전극과 연결되도록 구성하는 것으로, 실제 구동시 상기 보조 캐소드 전극에 전류가 집중되어 상기 캐소드 전극을 대단히 얇게 형성하더라도 전류에 의한 손상이 발생되지 않도록 한 전면 발광형 OLED 소자 및 그 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.In view of the above problems, the present invention is to form an auxiliary cathode electrode in the anode electrode forming process on the common electrode connected to the cathode electrode, the cathode electrode is configured to be connected to the common electrode through the auxiliary cathode electrode, It is an object of the present invention to provide a top-emitting OLED device and a method of manufacturing the same, in which current is concentrated on the auxiliary cathode electrode during actual driving so that damage caused by current does not occur even when the cathode electrode is made very thin.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 기판 상에 형성된 구동 소자 및 공통 전극과; 상기 구조물 상부에 형성되며 상기 구동 소자의 일부 및 상기 공통 전극의 일부를 노출시키는 홀이 각각 형성된 절연층과; 상기 절연층의 홀에 의해 노출된 구동소자의 일부와 연결되면서 절연층 상에 발광 영역을 정의하도록 형성된 애노드 전극과; 상기 절연층의 홀에 의해 노출된 공통 전극 및 절연층 상부 일부에 형성된 보조 캐소드 전극과; 상기 애노드 전극 상부에 차례로 형성된 복수의 유기물층과; 상기 유기물층 상부에 형성되며 상기 보조 캐소드 전극과 연결되는 캐소드 전극을 포함하는 것을 특징으로 한다. In order to achieve the above object, the present invention provides a driving device and a common electrode formed on a substrate; An insulating layer formed on the structure and having holes for exposing a portion of the driving element and a portion of the common electrode; An anode electrode formed to define a light emitting region on the insulating layer while being connected to a part of the driving element exposed by the hole of the insulating layer; A common electrode exposed by the hole of the insulating layer and an auxiliary cathode electrode formed on a part of the insulating layer; A plurality of organic material layers sequentially formed on the anode electrode; It is characterized in that it comprises a cathode electrode formed on the organic material layer and connected to the auxiliary cathode electrode.
또한, 본 발명은 기판 상에 반도체 소자 및 절연층을 형성하는 단계와; 상기 절연층 상에 공통 전극을 형성하고 소자 전면에 평탄화막을 형성하는 단계와; 상기 평탄화막을 일부 식각하여 상기 공통 전극 및 상기 형성된 소자의 일부를 노출시키는 단계와; 상기 노출된 공통 전극 및 상기 평탄화막 상부 일부에 금속 물질을 형성하여 보조 캐소드 전극을 형성하면서, 상기 노출된 소자 및 상기 평탄화막 상부 일부에 금속 물질을 형성하여 애노드 전극을 형성하는 단계와; 상기 애노드 전극 상부에 차례로 복수의 유기물층을 형성하는 단계와; 상기 유기물층 상부 및 상기 보조 캐소드 전극 상에 캐소드 전극을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. In addition, the present invention comprises the steps of forming a semiconductor device and an insulating layer on a substrate; Forming a common electrode on the insulating layer and forming a planarization film on the entire surface of the device; Partially etching the planarization layer to expose the common electrode and a portion of the formed device; Forming an anode electrode by forming a metal material on the exposed common electrode and a portion of the planarization layer to form an auxiliary cathode, and forming a metal material on the exposed element and a portion of the planarization layer; Forming a plurality of organic material layers in order on the anode electrode; And forming a cathode on the organic material layer and on the auxiliary cathode.
이하 발명의 바람직한 실시예에 따른 구성 및 작용을 첨부한 도면들을 참조하여 설명한다.Hereinafter, a configuration and an operation according to a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 3a 내지 도 3d는 본 발명 일 실시예의 제조 과정을 보인 수순 단면도로서, 도시한 바와 같이 실제 제조 공정 순서는 종래와 동일하지만, 제조 공정 시 마스크를 수정하는 것으로 공통 전극과 캐소드 전극의 접점부의 전류 흐름이 캐소드 전극에 집중되지 않도록 공통 전극과 캐소드 전극 사이에 캐소드 보조 전극을 더 형성할 수 있도록 한 것이다. 물론, 추가적인 공정을 사용할 수도 있으며 이는 본 발명의 기술적 특징에 대한 설명을 통해 용이하게 이해할 수 있을 것이다. 3A to 3D are cross-sectional views illustrating a manufacturing process of an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 3A to 3D, the actual manufacturing process sequence is the same as in the prior art. The cathode auxiliary electrode may be further formed between the common electrode and the cathode electrode so that the flow is not concentrated on the cathode electrode. Of course, additional processes may be used, which will be readily understood through the description of the technical features of the present invention.
먼저, 도 3a에 도시한 바와 같이 기판(101) 상에 기본적인 구동 소자들, 공통 전극 및 애노드 전극(109)을 형성하면서 보조 캐소드 전극(109')을 더 형성한다. 즉, 기판(101) 상에 박막 트랜지스터의 활성층으로 사용할 다결정 실리콘 등의 반도체 물질 패턴(102)을 형성하고, 그 상부에 게이트 절연막(104) 및 게이트 전극(105)을 형성한 후 상기 반도체 물질 패턴(102)의 일부 영역들이 노출되도록 게이트 절연막(104)을 식각한다. 그리고, 해당 반도체 물질 패턴(102)에 B, P와 같은 불순물을 주입하고 열처리하여 해당 부분을 소스-드레인 영역(103)으로 사용하는 트랜지스터를 형성한다. 그 다음, 상기 구조물 상부 전면에 층간 절연막(106)을 증착하고, 상기 반도체 물질의 소스-드레인 영역(103) 상부의 게이트 절연막(104) 및 층간 절연막(106)을 일부 식각하여 콘택홀을 만든 후 금속을 증착 및 패터닝하여 금속전극(107)을 형성한다. 이때, 공통 전극(107')도 함께 형성된다. 상기 공통 전극(107')은 OLED의 캐소드 전극이 연결되는 버스로 사용되며, 주로 접지 전극과 연결되는데, 복수의 OLED의 캐소드가 동일한 공통 전극(107')과 일괄적으로 연결되어 동시에 구동할 수 있는 OLED 소자들을 결정하기도 하며, 이때 상기 공통 전극(107')은 스캔 전극으로 동작하게 된다. 그 다음, 상기 형성된 구조물 상부에 제 1절연막(108)을 높이 형성한 후 평탄화하고 드레인 영역의 금속 전극(107) 및 공통 전극(107')이 노출되도록 상기 제 1절연막(108)을 식각한 다음 그 상부에 금속 전극을 성막 후 패터닝하여 애노드 전극(109) 및 보조 캐소드 전극(109')을 형성한다. 여기서, 상기 금속 전극(107)은 상기 제1절연막(108)에 형성된 제1홀(108a)을 통해 노출되고, 상기 공통 전극(107')은 상기 제2절연막(108)에 형성된 제2홀(108b)에 의해 노출된다. 상기 제1절연막(108)은 평탄화 및 절연을 위해 사용되므로 평탄화막이라 할 수도 있다. First, as shown in FIG. 3A, the
상기 구조에서 볼 수 있듯이, 본 발명의 실시예에서는 기존에 단순 노출시키고 차후에 캐소드 전극과 직접 연결시키던 공통 전극(107') 상부에 애노드 전극(109)과 동일한 물질로 보조 캐소드 전극(109')을 더 형성하도록 한 것이며, 이때 상기 보조 캐소드 전극(109')은 상기 제2홀(108b)의 측벽과 상기 공통 전극(107')의 상부 및 제 1절연막(108)의 상부 일부에 형성된다. 보다 구체적으로는, 상기 제 1절연막(108) 상부에 형성되는 보조 캐소드 전극(109')은 이후 형성될 발광 구조물의 발광 영역과 인접한 위치까지 연장되도록 형성하면서도 전기적인 절연은 유지하도록 함으로써, 박막의 캐소드 전극이 형성될 경우, 발광 영역 외부로 연장되는 캐소드 전극이 대부분 상기 보조 캐소드 전극(109') 상에 위치하도록 하여 주로 캐소드 전극과 공통 전극의 연결 부분에 집중되던 전류가 캐소드 전극이 아닌 보조 캐소드 전극(109')을 통해 흐르도록 한다. 이는 상기 보조 캐소드 전극(109')에 의해 상기 캐소드 전극의 두께가 기존의 경우보다 훨씬 얇아질 수 있다는 것을 의미하게 되는데, 이러한 박막의 캐소드 전극은 소자의 광 방출면 투명도를 향상시켜 광 효율을 높이는 효과를 가지게 된다. As can be seen from the above structure, in the exemplary embodiment of the present invention, the auxiliary cathode electrode 109 'is made of the same material as the
상기 애노드 전극(109)은 빛이 방출되는 OLED 소자의 전극으로 사용됨과 아울러 전면 방출형 OLED의 특성 상 빛을 반사시켜 캐소드 방향으로 빛을 집중시켜야 하기 때문에 반사도 및 일함수 값이 높고 전도도가 우수한 Cr, Al, Mo, Ag, Au등이 사용될 수 있으며, 그와 동일한 금속 공정에서 동시에 형성되는 보조 캐소드 전극(109') 역시 해당 특성을 그대로 유지하게 되어 높은 전도도를 요구하는 보조 캐소드 전극(109')으로 사용되기에 적당하다. 물론, 상이한 금속 공정을 통해 상기 보조 캐소드 전극(109')을 다른 재질 및 두께로 형성할 수도 있으나, 단일 공정을 통해 기존의 공정을 변화시키지 않으면서 보조 캐소드 전극(109')을 형성할 수 있는 본 실시예의 방식이 바람직하다. 여기서, 상이한 금속 공정이란, 시간상으로 애노드 전극(109) 형성 공정과 다른 공정을 의미하며, 애노드 전극(109)의 형성 공정과 동일한 종류의 공정으로 보조 캐소드 전극(109')을 형성할 수 있다. 또한 상이한 재질(또는 소재)의 금속은 Cr, Al, Mo, Ag, Au 중 애노드 전극(109)의 재질과 다른 금속일 수 있다.The
후속하는 공정들은 기존의 공정들과 유사한 방법을 따르며, 상기 형성된 보조 캐소드 전극(109')을 캐소드 전극이 형성될 때까지 지속적으로 노출시키도록 한다.Subsequent processes follow a similar method to existing processes and allow the formed auxiliary cathode electrode 109 'to be continuously exposed until the cathode is formed.
이후 공정은, 도 3b에 도시한 바와 같이 상기 애노드 전극(109) 및 보조 캐소드 전극(109')이 형성된 평탄화된 제 1절연막(108) 상부에 제 2절연막(110)을 형성한 후 패터닝하여 상기 애노드 전극(109)을 일부 노출시키고 상기 보조 캐소드 전극(109')은 모두 노출시킨다. Thereafter, as shown in FIG. 3B, the second insulating
그리고, 도 3c에 도시한 바와 같이 상기 구조물 상부 전면에 유기 공통막으로 정공 주입층(111), 정공 전달층(112)을 형성하고, 쉐도우 마스크 등을 이용하여 R, G, B 발광층(113)을 영역별로 증착한 다음, 그 상부 전면에 유기 공통막으로 전자 전달층(114), 전자 주입층(115)을 형성한다. 이때, 상기 발광층(113)은 발광 영역에만 형성되며, 구동 소자가 형성된 부분에는 형성되지 않는다.As shown in FIG. 3C, the
그리고, 도 3d에 도시한 바와 같이 상기 구조물 상부에 캐소드 전극(116)을 형성한다. 이때, 상기 캐소드 전극(116)은 발광 영역 전체와 비 발광 영역 일부 및 보조 캐소드 전극(109') 상에 형성되며, 수㎚의 알루미늄을 증착한 후 그 상부에 역시 수㎚의 Ag를 증착하거나 Mg:Ag 같은 금속을 수㎚ 두께로 증착하여 형성할 수 있다. 이는 종래의 캐소드 전극 재질을 그대로 이용하는 경우이며, 본 발명의 실시예에서는 5㎚ 이하의 두께로 형성할 수 있다. 종래에는 작게는 10㎚에서 많게는 20㎚두께를 가지도록 캐소드 전극을 형성하여 공통 전극과의 접촉 부분에서 지속적으로 발생되는 전류흐름을 감당하도록 하였으나, 본 실시예에서는 이러한 취약 부분을 보조 캐소드 전극(109')을 이용하여 보강했기 때문에 캐소드 전극(116)의 두께를 충분히 얇게 형성할 수 있다. 다른 예로는, 상기 캐소드 전극(116)을 LiF/Al을 1㎚ 정도 형성하고, 그 상부에 투명 전도성막(ITO 등)을 형성하도록 하여 투과율을 비약적으로 증가시키면서도 지속적인 전류 흐름에 따른 캐소드 전극(116)의 손상을 방지할 수 있다. 상기 도시된 도면의 상부에 표시된 A-A', B-B'는 후속하는 도 4의 평면도에서 상기 단면도의 위치를 나타내는 것이라는데 주의한다.As shown in FIG. 3D, the
상기와 같은 구조물을 형성한 후 그 상부에 보호막, 접착층 및 캡을 더 형성할 수도 있다.After forming the structure as described above, a protective film, an adhesive layer and a cap may be further formed thereon.
도 4는 상기 도 3d에 도시한 공정이 완료된 후의 AM OLED 패널 구조를 보이는 평면도로서, 도시한 바와 같이 셀 영역 내에 형성된 발광 영역 및 상기 발광 영역 옆을 지나는 공통 전극, 공통 전극을 포함하는 영역에 형성된 보조 캐소드 전극 그리고 상기 발광 영역 및 보조 캐소드 전극 모두에 형성된 캐소드 전극의 배치를 확인할 수 있을 것이다. FIG. 4 is a plan view showing the structure of an AM OLED panel after the process illustrated in FIG. 3D is completed. FIG. 4D illustrates a light emitting region formed in a cell region, a common electrode passing through the light emitting region, and a region including a common electrode. The placement of the auxiliary cathode electrode and the cathode electrode formed in both the emission region and the auxiliary cathode electrode may be confirmed.
도시된 경우에서는, 상기 보조 캐소드 전극이 공통 전극으로부터 애노드 전극, 복수의 유기물 및 발광층으로 정의된 발광 영역의 주변까지 연장되어 배치되 며, 공통 전극 및 캐소드 전극과 충분히 연결되어 있음을 알 수 있다. 따라서, 공통 전극으로 흐르는 전류는 대부분 상기 보조 캐소드 전극으로 흐르며, OLED 소자 영역에 배치된 캐소드 전극에는 직접적으로 과도한 전류가 밀집되어 흐르지 않고 분산되게 되어 캐소드 전극의 수명이 연장되며 두께도 얇아질 수 있어 휘도 효율이 높아지게 된다. In the illustrated case, it can be seen that the auxiliary cathode electrode extends from the common electrode to the periphery of the light emitting region defined by the anode electrode, the plurality of organic materials and the light emitting layer, and is sufficiently connected to the common electrode and the cathode electrode. Therefore, most of the current flowing to the common electrode flows to the auxiliary cathode electrode, and the cathode electrode disposed in the OLED element region is dispersed without excessive current directly flowing to the cathode, thereby extending the life of the cathode electrode and making the thickness thinner. The luminance efficiency is increased.
또한, 이러한 보조 캐소드 전극을 형성하기 위해 별도의 층을 더 형성하지 않아도 되므로 공정의 변화가 작고, 소자의 전체 두께가 증가하지 않는다.In addition, since it is not necessary to further form a separate layer to form such an auxiliary cathode electrode, the change of the process is small and the overall thickness of the device does not increase.
이상의 설명에서와 같이 본 발명 전면 발광형 OLED 소자 및 그 제조 방법은 캐소드 전극과 연결되는 공통 전극 상부에 애노드 전극 형성 공정에서 보조 캐소드 전극을 더 형성하도록 하며, 캐소드 전극은 상기 보조 캐소드 전극을 통해 상기 공통 전극과 연결되도록 구성함으로써, 실제 구동시 상기 보조 캐소드 전극에 전류가 집중시켜 상기 캐소드 전극을 대단히 얇게 형성하더라도 전류에 의한 손상이 발생되지 않도록 하여 수명과 신뢰성을 개선하고, 상기 캐소드 전극의 두께를 줄어 휘도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다. As described above, the top-emitting OLED device of the present invention and a method of manufacturing the same may further form an auxiliary cathode electrode in an anode electrode forming process on a common electrode connected to the cathode electrode, and the cathode electrode may be formed through the auxiliary cathode electrode. By concatenating with the common electrode, the current concentrates on the auxiliary cathode electrode during actual driving so that the damage caused by the current is not generated even if the cathode electrode is made very thin, thereby improving the life and reliability and improving the thickness of the cathode electrode. There is an effect of reducing the brightness can be improved.
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