KR100232173B1 - 전계 발광 디스플레이 패널 및 그 제조방법 - Google Patents

전계 발광 디스플레이 패널 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

전계 발광 디스플레이(Electroluminescence Display ; ELD) 패널 및 그 제조방법에 관한 것으로, 제 1 글래스판상에 매트릭스 형태로 형성되는 복수개의 기판과, 각 기판상에 일정 간격을 갖고 일 방향으로 형성되는 복수개의 제 1 전극과, 각 기판상의 제 1 전극 상부에 일정 간격을 갖고 제 1 전극에 수직한 방향으로 형성되는 복수개의 제 2 전극과, 각 기판상의 제 1 전극과 제 2 전극 사이에 형성되는 전계 발광층과, 각 기판상의 제 1, 제 2 전극의 양 끝과 제 1 글래스판의 하부와 전기적으로 연결되도록 기판 및 제 1 글래스판내에 형성되는 도전성 물질로 채워진 복수개의 비어홀과, 복수개의 기판을 갖는 제 1 글래스판 상부에 형성되는 제 2 글래스판으로 구성됨으로써, 전극 띠(strip) 방향으로 발생하는 전압 강하와 그에 따른 구동의 어려움을 해결할 수 있으며, 유기 전계 발광층의 두께가 일정하여 화면의 밝기가 균일하다.

Description

전계 발광 디스플레이 패널 및 그 제조방법
본 발명은 전계 발광 디스플레이(Electroluminescence Display ; ELD)에 관한 것으로, 특히 전계 발광 디스플레이 패널 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, 전계 발광 소자는 전계 발광을 이용한 발광체로써, 판 모양으로 성형한 발광층의 양면에 전극을 붙인 것이다.
이 전계 발광 소자는 넓은 시야각, 고속 응답성, 고 콘트라스트(contrast) 등의 뛰어난 특징을 갖고 있다.
또한, 얇고 가벼우며 색감이 좋기 때문에 차세대 평면 디스플레이에 적합한 소자이다.
그러나, 전계 발광 소자를 이용하여 대면적 평판 디스플레이를 제작함에 있어서는 두 가지의 문제점이 있다.
첫째는 전극 물질의 저항 때문에 전극 띠(strip) 방향으로 발생하는 전압 강하(voltage drop)와 그에 따른 구동의 어려움을 들 수 있고, 둘째는 유기 전계 발광층(organic electroluminescence layer)의 두께가 일정하지 않으므로, 밝기가 위치에 따라 일정하지 않은 점을 들 수 있다.
이러한, 문제점을 해결하기 위한 방법으로 먼저, 적절한 크기의 작은 패널(panel)을 여러개 제작한 후에 이 작은 패널들을 대면적 평판상에 벽에 타일을 붙이듯이 붙임으로써, 큰 디스플레이 패널을 만드는 방법을 사용하고 있다.
도 1 및 도 2는 종래 기술에 따른 전계 발광 디스플레이 패널을 보여주는 구조단면도로서, 도 1은 기판(1) 표면상에 형성되는 투명전극(2)과, 투명전극(2)상에 형성되는 정공운송층, 발광층, 전자운송층 등으로 이루어진 유기 전계 발광층(3)과, 유기 전계 발광층(3)상에 일정 간격으로 형성되는 금속전극(4)으로 구성된 각각의 패널들을 대면적 평판(5)상에 붙이고, 전도성을 갖는 접착물질을 사용하여 인접한 각 패널들의 투명전극(2) 측면을 전기적으로 연결하는 방법을 채택한 구조이다.
그리고, 도 2는 도 1과 구조는 동일하나, 도 1과 같이 인접한 각 패널들의 투명전극(2) 측면을 전기적으로 연결하지 않는 대신에 투명전극(2)의 밑면을 전기적으로 연결하는 방법을 채택한 구조이다.
이와 같이, 상기 도 1 및 도 2의 종래 기술에서는 전도성을 갖는 접착물질을 사용하여 패널들을 붙이는 방법을 채택하여, 대면적 평판 디스플레이 제작시 문제가 되었던 두 가지 문제중에서 유기 전계 발광층의 두께가 일정하지 않아서 발생되는 문제점은 해결되었으나, 전압 강하 문제 및 그에 따른 구동의 어려움은 해결하지 못하였다.
종래 기술에 따른 전계 발광 디스플레이 패널에 있어서는 다음과 같은 문제점이 있었다.
전극 물질의 저항으로 인하여 전극 띠(strip) 방향으로 전압 강하가 발생하고 그로 인하여 전계 발광 디스플레이의 구동이 어렵다.
본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 전극의 전압 강하가 제어 가능한 범위에 들도록 작은 기판에 전계 발광 디스플레이 소자들을 형성한 후 복수의 기판들을 타일링하여 대면적 패널을 형성하되 기판 단위로 구동회로를 동작시키는 새로운 대면적 전계 발광 디스플레이 패널 및 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1 및 도 2는 종래 기술에 따른 전계 발광 디스플레이 패널을 보여주는 구조단면도
도 3은 본 발명에 따른 전계 발광 디스플레이 패널을 보여주는 평면도
도 4는 도 3의 I-I 선상에 따른 전계 발광 디스플레이 패널을 보여주는 단면도
도 5는 도 3의 패널들을 여러개 부착한 대면적 전계 발광 디스플레이 패널을 보여주는 평면도
도 6은 도 5의 대면적 전계 발광 디스플레이 패널을 보여주는 단면도
도 7은 도 6의 Ⅱ-Ⅱ선상에 따른 대면적 전계 발광 디스플레이 패널을 보여주는 단면도
도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
11 : 기판12 : 제 1 전극
13 : 제 2 전극14 : 전계 발광층
15 : 비어홀16 : 하부 글래스판
17 : 상부 글래스판18 : 구동회로
본 발명에 따른 전계 발광 디스플레이 패널 및 그 제조방법은 하부 글래스판상에 매트릭스 형태로 형성되는 복수개의 기판에서, 각 기판상의 제 1, 제 2 전극과 하부 글래스판의 하부와 전기적으로 연결되도록 기판 및 하부 글래스판내에 형성되는 도전성 물질로 채워진 복수개의 비어홀에 그 특징이 있다.
본 발명의 다른 특징은 각 기판의 비어홀을 기판 가장자리의 4변 영역에 서로 대칭되도록 일정 간격으로 형성하는데 있다.
본 발명의 또 다른 특징은 각 기판의 서로 마주보는 변에 위치한 비어홀에 제 1, 제 2 전극의 양 끝을 각각 연결하는데 있다.
본 발명의 또 다른 특징은 비어홀의 직경을 0.01∼0.5mm 로 형성하는데 있다.
상기와 같은 특징을 갖는 본 발명에 따른 전계 발광 디스플레이 패널 및 그 제조방법을 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명에 따른 전계 발광 디스플레이 패널을 보여주는 평면도이고 도 4는 도 3의 I-I 선상에 따른 전계 발광 디스플레이 패널을 보여주는 단면도이다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 전계 발광 디스플레이 패널의 구조를 살펴보면, 기판(11)상에 복수개의 제 1 전극(12)이 일정 간격을 갖고 일 방향으로 형성되고, 제 1 전극(12) 상부에 복수개의 제 2 전극(13)이 일정 간격을 갖고 제 1 전극(12)에 수직한 방향으로 형성된다.
그리고, 제 1 전극(12)과 제 2 전극(13) 사이에 전계 발광층(14)이 형성되며, 각 제 1, 제 2 전극(12,13)의 양 끝과 기판(11) 하부가 전기적으로 연결되도록 도전성 물질로 채워진 복수개의 비어홀(via hole)(15)이 기판(11)에 관통되어 형성된다.
이때, 비어홀(15)은 기판(11)의 가장자리 영역에 전극의 수 만큼 형성되며, 비어홀(15)내에는 은 또는 동과 같은 전도성이 좋은 물질로 채워져 있다.
도 5는 도 3의 패널들을 여러개 부착한 대면적 전계 발광 디스플레이 패널을 보여주는 평면도이고, 도 6은 도 5의 대면적 전계 발광 디스플레이 패널을 보여주는 단면도이며, 도 7은 도 6의 Ⅱ-Ⅱ선상에 따른 대면적 전계 발광 디스플레이 패널을 보여주는 단면도이다.
도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 대면적 전계 발광 디스플레이 패널은 도 3과 같이 전극들이 형성된 기판(11)들이 매트릭스(matrix) 형태로 대면적인 하부 글래스판(16)상에 부착되고, 복수개의 기판(11)들이 형성된 하부 글래스판(16)의 상부에 상부 글래스판(17)이 접합(sealing)된 구조로 이루어진다.
이때, 하부 글래스판(16)은 도 7에 도시된 바와 같이, 기판(11)에 뚫린 비어홀(15)과 동일하게 도전성 물질로 채워진 비어홀(15)을 형성하여, 기판(11)상의 전극들과 하부 글래스판(16)의 하부와 전기적으로 연결되도록 한다.
즉, 기판(11)상의 전극들은 인접한 기판(11)상의 전극들에 연결되지 않고 하부 글래스판(16)의 하부쪽으로 연결시켜 각각의 구동회로(18)에 연결된 구조로 이루어진다.
이와 같은 구조는 종래와 같이 인접한 각 기판의 전극들을 연결시킴으로써 전극 띠(strip) 방향으로 발생하는 전압 강하를 방지할 수 있는 잇점이 있다.
상기와 같은 구조를 갖는 전계 발광 디스플레이 패널의 제조 방법은 다음과 같다.
먼저, 각 기판의 가장자리 영역에 직경 약 0.01∼0.5mm의 비어홀(via hole)을 필요한 전극의 수 만큼 뚫는다.
예를 들면, 전극의 수가 128×128인 경우에는 각 기판의 4변에 서로 대칭되도록 일정 간격으로 각각 128개씩의 비어홀을 뚫는다.
그리고, 일렉트로플레이팅(electroplating) 또는 일렉트로리스 플레이팅(electroless plating) 등의 방법으로 비어홀내에 은 또는 동과 같은 전도성이 좋은 금속을 채운다.
이어, 상기와 같이 비어홀들이 형성된 기판들이 타일링(tiling)될 대면적 하부 글래스판에도 동일한 방법으로 비어홀들을 뚫고 전도성 물질을 채운다.
그리고, 비어홀들이 형성된 각 기판상에 Mg-Ag 또는 Al-Li 등의 금속물질을 입히고 패터닝하여 띠모양의 제 1 전극들을 형성한다.
이때, 각각의 제 1 전극의 양 끝은 전도성 물질로 채워진 각 비어홀에 연결되도록 형성한다.
이어, 제 1 전극이 형성된 기판상에 포토레지스트(photoresist)를 형성하고 패터닝하여 제 2 전극과 연결될 비어홀들 영역에만 포토레지스트를 남긴다.
그리고, 패터닝된 포토레지스트를 포함한 기판상에 전자운송층, 발광층, 정공운송층 등으로 이루어진 전계 발광층을 형성하고, 남아있는 포토레지스트 및 포토레지스트상의 전계 발광층을 제거하여 제 2 전극과 연결될 비어홀들을 노출시킨다.
이어, 전계 발광층상에 ITO(Indium Tin Oxide)와 같은 투명 전극 물질을 입히고 패터닝하여 띠모양의 제 2 전극들을 형성한다.
이때, 제 2 전극들은 제 1 전극들과 수직한 방향으로 형성되며, 각 제 2 전극의 양 끝은 노출된 전도성 물질로 채워진 비어홀들에 연결되도록 형성한다.
이와 같이 완성된 각 기판들을 애폭시 등의 접착제를 이용하여 대면적의 하부 글래스판상에 타일링(tiling)한다.
이때, 기판을 하부 글래스판에 타일링할 때, 기판의 비어홀들과 하부 글래스판의 비어홀들이 연결되도록 타일링한다.
그리고, 복수개의 기판들을 수분 및 산소로부터 차단하기 위하여 불활성 분위기 아래에서 하부 글래스판과 상부 글래스판을 접합한다.
이어, 기판상의 각 전극들은 각 기판 및 하부 글래스판에 형성된 비어홀의 전도성 물질을 통해 하부 글래스판의 밑면으로 연결되어 있으므로 하부 글래스판의 밑면에 각 패널의 구동회로를 연결함으로써, 대면적 전계 발광 디스플레이 패널을 완성한다.
본 발명에 따른 전계 발광 디스플레이 패널 및 그 제조방법에 있어서는 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 적절한 크기의 여러 패널들을 결합하여 큰 디스플레이를 제작함으로써, 전계 발광층의 두께를 균일하게 할 수 있어 화면의 밝기가 균일하다.
둘째, 종래와 같이 인접한 각 패널의 전극들을 연결시키지 않고, 각 패널의 전극들을 하부 글래스판의 밑면으로 빼냄으로써, 전극 띠방향으로 발생하는 전압 강하 현상 및 그에 따른 구동의 어려움을 해결할 수 있다.

Claims (13)

  1. 기판;
    상기 기판상에 일정 간격을 갖고 일 방향으로 형성되며, 상기 기판 하부에 전기적으로 연결되는 복수개의 제 1 전극;
    상기 제 1 전극 상부에 일정 간격을 갖고 제 1 전극에 수직한 방향으로 형성되며, 상기 기판 하부에 전기적으로 연결되는 복수개의 제 2 전극;
    상기 제 1 전극과 제 2 전극 사이에 형성되는 전계 발광층으로 구성됨을 특징으로 하는 전계 발광 디스플레이 패널.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1, 제 2 전극은 상기 기판을 관통하는 도전성 물질을 통해 기판 하부와 전기적으로 연결됨을 특징으로 하는 전계 발광 디스플레이 패널.
  3. 기판;
    상기 기판상에 일정 간격을 갖고 일 방향으로 형성되는 복수개의 제 1 전극;
    상기 제 1 전극 상부에 일정 간격을 갖고 제 1 전극에 수직한 방향으로 형성되는 복수개의 제 2 전극;
    상기 제 1 전극과 제 2 전극 사이에 형성되는 전계 발광층;
    상기 각각의 제 1, 제 2 전극의 양 끝과 기판 하부와 전기적으로 연결되도록 기판내에 형성되는 도전성 물질로 채워진 복수개의 비어홀로 구성됨을 특징으로 하는 전계 발광 디스플레이 패널.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 전계 발광층은 상기 제 2 전극의 양 끝과 연결되는 복수개의 비어홀 영역에는 형성되지 않음을 특징으로 하는 전계 발광 디스플레이 패널.
  5. 제 1 글래스판;
    상기 제 1 글래스판상에 매트릭스 형태로 형성되는 복수개의 기판;
    상기 각 기판상에 일정 간격을 갖고 일 방향으로 형성되는 복수개의 제 1 전극;
    상기 각 기판상의 제 1 전극 상부에 일정 간격을 갖고 제 1 전극에 수직한 방향으로 형성되는 복수개의 제 2 전극;
    상기 각 기판상의 제 1 전극과 제 2 전극 사이에 형성되는 전계 발광층;
    상기 각 기판상의 제 1, 제 2 전극의 양 끝과 상기 제 1 글래스판의 하부와 전기적으로 연결되도록 상기 기판 및 제 1 글래스판내에 형성되는 도전성 물질로 채워진 복수개의 비어홀;
    상기 복수개의 기판을 갖는 제 1 글래스판 상부에 형성되는 제 2 글래스판으로 구성됨을 특징으로 하는 전계 발광 디스플레이 패널.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 전계 발광층은 상기 제 2 전극의 양 끝과 연결되는 복수개의 비어홀 영역에는 형성되지 않음을 특징으로 하는 전계 발광 디스플레이 패널.
  7. 복수개의 기판 및 하나의 제 1, 제 2 글래스판을 준비하는 스텝;
    상기 각 기판 및 제 1 글래스판의 소정영역에 복수개의 비어홀을 형성하는 스텝;
    상기 비어홀내에 전도성 물질을 채우는 스텝;
    상기 각 기판의 비어홀에 연결되도록 상기 각 기판상에 복수개의 제 1 전극을 형성하는 스텝;
    상기 각 기판상의 제 1 전극상에 전계 발광층을 형성하는 스텝;
    상기 각 기판의 비어홀에 연결되도록 상기 각 기판상의 전계 발광층상에 복수개의 제 2 전극을 형성하는 스텝;
    상기 각 기판의 비어홀과 제 1 글래스판의 비어홀이 일치되도록 상기 제 1, 제 2 전극 및 전계 발광층이 형성된 각 기판을 상기 제 1 글래스판상에 매트릭스 형태로 부착하는 스텝; 그리고
    상기 복수개의 기판이 부착된 제 1 글래스판과 상기 제 2 글래스판을 접합하는 스텝으로 이루어짐을 특징으로 하는 전계 발광 디스플레이 패널의 제조방법.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 각 기판의 비어홀은 기판의 가장자리 영역에 서로 대칭되도록 일정 간격으로 형성함을 특징으로 하는 전계 발광 디스플레이 패널의 제조방법.
  9. 제 7 항에 있어서, 상기 각 기판의 서로 마주보는 변에 위치한 비어홀에 상기 제 1, 제 2 전극의 양 끝을 각각 연결함을 특징으로 하는 전계 발광 디스플레이 패널의 제조방법.
  10. 제 7 항에 있어서, 상기 비어홀의 직경은 0.01∼0.5mm 로 형성함을 특징으로 하는 전계 발광 디스플레이 패널의 제조방법.
  11. 제 7 항에 있어서, 상기 제 1, 제 2 전극은 서로 수직으로 교차되도록 형성함을 특징으로 하는 전계 발광 디스플레이 패널의 제조방법.
  12. 제 7 항에 있어서, 상기 전계 발광층은
    제 1 전극이 형성된 기판 전면에 포토레지스트를 형성하는 스텝;
    상기 포토레지스트를 패터닝하여 제 2 전극에 연결될 비어홀 영역에만 남기는 스텝;
    상기 패터닝된 포토레지스트를 포함한 제 1 전극상에 전계 발광층을 형성하는 스텝;
    상기 남아있는 포토레지스트 및 포토레지스트상의 전계발광층을 제거하는 스텝을 더 포함함을 특징으로 하는 전계 발광 디스플레이 패널의 제조방법.
  13. 제 7 항에 있어서, 상기 제 1 글래스판과 제 2 글래스판의 접합시 불활성 분위기 아래에서 접합함을 특징으로 하는 전계 발광 디스플레이 패널의 제조방법.
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