KR100359295B1 - 유기 전계 발광 표시장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유기 전계 발광 표시장치에 관한 것으로, 기판의 전면에 층간 절연막을 형성하고, 캐소드 전극들과 연결되는 캐소드측 리드 전극들 상에 증착 마스크의 흔들림 오차 범위 내에 층간 절연막을 이용하여 컨택홀을 형성함으로써, 화면표시영역의 일측과 타측에 형성되는 캐소드측 리드 전극들과 캐소드 전극의 접촉면적을 서로 동일하게 제어한다.

그러면, 화면표시영역의 일측에 형성된 캐소드측 리드 전극들과 연결되는 캐소드 전극들의 접촉 저항과 화면표시영역의 타측에 형성되는 캐소드측 리드 전극 들과 연결된 캐소드 전극들의 접촉 저항이 서로 동일하므로 유기 전계 발광 표시장치의 표시품위를 향상시킬 수 있고 소비전력을 감소시킬 수 있다.

Description

유기 전계 발광 표시장치{Organic electroluminescence display device}

본 발명은 유기 전계 발광 표시장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 리드 전극들을 덮도록 층간 절연막을 기판의 전면에 형성하고, 층간 절연막 중에서 화면표시영역의 양쪽에 형성되는 캐소드측 리드 전극들의 단부 소정부분에 컨택홀을 형성한 후에 캐소드 전극을 형성하여 컨택홀을 통해 캐소드측 리드 전극들과 캐소드 전극들을 전기적으로 연결시킴으로써, 화면표시영역의 양쪽으로 형성되는 캐소드측 리드 전극들의 접촉 면적을 서로 동일하게 제어하기 위한 유기 전계 발광 표시장치에 관한 것이다.

일반적으로 사용되고 있는 표시장치들 중의 하나인 CRT(Cathode Ray Tube)는 TV를 비롯해서 계측기기, 정보 단말기기 등의 모니터에 주로 이용되고 있으나, CRT의 자체 무게와 크기로 인해 전자 제품의 소형화, 경량화의 요구에 적극 대응할 수 없었다.

이러한, CRT를 대체하기 위해 경박단소화 및 저소비전력 등의 장점을 갖고 있는 평판 표시장치의 개발이 활발히 진행되고 있으며, 그 수요도 계속적으로 증가하고 있다. 현재까지는 평판 표시장치들 중에서 액정의 전기 광학적 성질을 이용하여 정보를 표시하는 액정표시장치의 수요가 가장 많으므로 액정표시장치 위주로 기술 개발이 이루어지고 있다.

그러나, 액정표시장치는 외부에서 들어오는 광의 양을 조절하여 화상을 표시하는 수광성 장치이기 때문에 구동이 복잡할 뿐만 아니라 액정패널에 광을 조사하기 위한 별도의 광원, 즉 백라이트 어셈블리가 반드시 필요하므로 액정표시장치의경박단소화 및 가격경쟁력 등 여러 가지 면에서 불리한 요소가 많다.

이로 인해 최근에는 액정표시장치에 비해 응답속도가 빠르고, 휘도가 우수하며, 구조가 간단하여 경박단소화 등을 용이하게 실현할 수 있는 자체 발광 소자인 유기 전계 발광 표시장치의 개발이 활발히 진행되고 있다. 이러한 유기 전계 발광 장치는 액정표시장치의 백라이트, 휴대용 단말기, 자동차 항법 시스템, 랩탑형 컴퓨터 및 벽걸이용 TV까지 그 용도가 다양하여 액정표시장치의 뒤를 이은 차세대 평판 표시장치로 주목받고 있다.

유기 전계 발광 표시장치는 플러스 전원이 인가되는 애노드 전극과 마이너스 전원이 인가되는 캐소드 전극 사이에 빛을 자체적으로 발산시키는 발광 소자층을 형성한 것으로, 애노드 전극에서 발광 소자층으로 전달된 정공과 캐소드 전극에서 발광 소자층으로 전달된 전자가 재결합하면 발광 소자층을 형성하는 유기 분자들이 여기되면서 여기자가 방사되고, 방사된 여기자가 비활성화되면서 발광층으로부터 빛이 발산된다.

이러한 유기 전계 발광 표시장치의 구조를 첨부된 도면 도 1을 참조하여 개략적으로 설명하면 다음과 같다.

먼저, 빛을 투과시키는 투명한 기판(10) 상에 ITO를 증착시킨 후에 ITO를 패터닝하여 화면이 표시되는 부분인 화면 표시영역에는 플러스 전원이 인가되는 애노드 전극들(20)을 형성하고, 화면 표시영역의 바깥쪽에는 애노드측 리드 전극들(도시 안됨)과 캐소드측 리드 전극들(65a,65b)을 형성한다. 여기서, 애노드측 리드 전극들은 애노드 전극들(20)의 일측단부에서 연장 형성되고, 캐소드측 리드전극들(65a,65b)은 애노드 전극(20)의 폭방향에 일측에 위치하며 애노드 전극(20)과 소정간격 이격되어 형성된다. 제품의 사양에 따라서는 도 1에 도시된 바와 같이 화면표시영역의 양쪽으로 캐소드측 리드 전극들(65a,65b)을 형성하는 경우가 있으며 여기서는 화면표시영역의 양쪽에 캐소드측 리드 전극들(65a,65b)이 형성된 유기 전계 발광 표시장치(1)에 대해서 설명한다.

이와 같이 애노드 전극들(20)과 애노드측 리드 전극들 및 캐소드측 리드 전극들(65a,65b)이 기판(10) 상에 형성되면 애노드측 리드 전극들과 캐소드측 리드 전극들(65a,65b)이 외부환경에 의해 부식되는 것을 방지하고 적절한 전기적 특성을 얻을 수 있도록 Cr, Ni, Ag, Au, Mo 등의 금속을 이용하여 도 1에 도시된 바와 같이 애노드측 리드 전극들과 캐소드측 리드 전극들(65a,65b)의 상부면에만 보호전극(21)을 형성한다.

이어, 하부층과 상부층을 절연시키는 층간 절연막(30)을 화면표시영역에만 형성하고, 층간 절연막(30) 중 빛이 발광되어 화면이 표시될 부분(픽셀부분)에만 컨택홀을 형성하여 애노드 전극들(20)의 소정부분을 층간 절연막(30)의 외부로 노출시킨다.

이후, 기판(10)의 전면에 포토레지스트를 두껍게 코팅하고, 포토 리소그레피 공정과 식각 공정을 거쳐 캐소드측 리드 전극들(65a) 소정부분으로부터 화면표시영역을 가로질러 반대편 캐소드측 리드 전극들(65b) 소정부분까지 연장되는 음극 분리 격벽들(40)을 캐소드측 리드 전극들(65a,65b) 사이의 공간에 형성한다.

이어, 화면표시영역과 대응되는 부분이 개구되고 나머지 영역은 폐쇄된 마스크(도시 안됨)를 기판(10)에 밀착시키고, 화면 표시영역에 유기 물질을 증착시켜 전류의 흐름에 의해 빛을 발산시키는 발광 소자층(50)을 형성한다.

계속해서, 화면표시영역과 캐소드측 리드 전극들(65a,65b)의 일측단부 소정부분이 노출될 수 있도록 개구된 마스크(도시 안됨)를 기판(10)에 밀착시킨 상태에서 캐소드 메탈을 증착시킴으로써, 음극 분리 격벽들(40) 사이의 공간에 애노드 전극들(20)과 교차되는 캐소드 전극들(60)을 형성한다. 이때, 마스크의 개구부가 캐소드측 리드 전극들(65a,65b)의 일측단부 소정부분까지 노출시키도록 형성되기 때문에 캐소드 메탈이 기판(10) 상에 증착되면 캐소드측 리드 전극들(65a,65b)과 캐소드 전극들(60)은 자연스럽게 연결된다.

그러나, 캐소드 메탈을 증착시켜 캐소드 전극들(60)을 형성함과 아울러 캐소드 전극들(60)과 캐소드측 리드 전극들(65)을 연결하는 공정에서 기계적인 마스크의 흔들림으로 인해 도 1에 도시된 바와 같이 화면표시영역의 일측에 형성되는 캐소드측 리드 전극들(65a)의 접촉면적(ℓ)과 반대쪽에 형성되는 캐소드측 리드 전극들(65b)의 접촉면적(ℓ′)이 서로 다르게 된다.

화면표시영역을 기준으로 화면표시영역의 양측에 형성되는 캐소드측 리드 전극들의 접촉면적이 서로 다를 경우에 접촉저항도 달라지므로 휘도 불균일이 발생되고, 소비전력이 증가하므로 소자의 특성이 저하되는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 마스크의 흔들림에도 불구하고 화면표시영역을 기준으로 화면표시영역의 일측에 형성되는 캐소드측 리드 전극들의 접촉면적과 화면표시영역의 타측에 형성되는 캐소드측 리드 전극들의 접촉면적을 동일하게 제어하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 다음의 상세한 설명과 첨부된 도면으로부터 보다 명확해 질 것이다.

도 1은 종래의 유기 전계 발광 표시장치의 구조를 개략적으로 나타낸 단면도.

도 2a와 도 2b는 본 발명에 의한 유기 전계 발광 표시장치에서 애노드 전극과 리드 전극들을 형성하는 과정을 나타낸 도면.

도 3a와 도 3b는 본 발명에 의한 유기 전계 발광 표시장치에서 층간 절연막과 층간 절연막에 컨택홀을 형성하는 과정을 도시한 도면.

도 4는 본 발명에 의한 유기 전계 발광 표시장치에서 음극 분리 격벽들이 형성된 상태를 나타낸 단면도.

도 5는 본 발명에 의한 유기 전계 발광 표시장치에서 발광 소자층이 형성된 상태를 나타낸 단면도.

도 6a와 도 6b는 도 3b를 A-A로 자른 상태에서 캐소드 전극을 형성하고, 캐소드 전극과 캐소드측 리드 전극들을 연결시키는 과정을 나타낸 단면도.

도 7a와 도 7b는 도 3b를 B-B로 자른 상태에서 캐소드 전극을 형성하고, 캐소드 전극과 캐소드측 리드 전극들을 연결시키는 과정을 나타낸 단면도.

이와 같은 목적을 달성하기 위해서 본 발명은 애노드 전극들과 화면표시영역의 양쪽으로 캐소드 리드 전극들이 형성된 기판의 전면에 층간 절연막을 형성하고, 층간 절연막 중에서 픽셀이 형성될 부분과 캐소드 리드 전극들의 일측 단부에 소정크기의 컨택홀을 형성한 후에 발광 소자층을 형성하고, 화면표시영역을 포함하여 컨택홀이 형성된 캐소드측 리드 전극들의 단부 소정부분을 노출시키는 개구가 형성된 마스크를 기판에 밀착시킨 후에 캐소드 메탈을 증착시킴으로써 캐소드 전극을 형성함과 아울러 캐소드측 리드 전극들의 단부에 형성된 컨택홀을 통해 캐소드 전극들과 캐소드측 리드 전극들을 전기적으로 연결시킨다.

이하, 본 발명에 의한 유기 전계 발광 표시장치에 대해서 첨부된 도면 도 2a 내지 도 7b를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

유기 전계 발광 표시장치는 도 2a와 도 7a 및 도 7b에 도시된 바와 같이 빛을 투과시키는 기판(110), 기판(110)의 상부면 중에서 화면표시영역에 형성되며 플러스 전원이 공급되는 애노드 전극들(120), 화면표시영역의 바깥쪽에 형성되며 외부의 구동장치(도시 안됨)와 전극들을 전기적으로 연결시키는 리드 전극들(125)(165a,165b), 픽셀이 형성될 부분과 리드 전극들(165a,165b)의 단부 소정부분에 컨택홀(127)(167a,167b)이 형성되며 애노드 전극들(120)과 애노드 전극들(120)의 상부에 형성될 다른 전극들을 절연시키는 층간 절연막(130), 리드 전극들(165a,165b)의 소정부분으로부터 화면표시영역까지 연장되어 형성되는 음극 분리 격벽들(140), 음극분리 격벽들(140) 사이에 형성되어 전류의 흐름에 의해 빛을 자체적으로 발생시키는 발광 소자층(150) 및 발광 소자층(150)의 상부면에 애노드 전극들(120)과 교차되도록 형성되고 컨택홀(167a,167b)을 통해 리드 전극들(165a,165b)과 연결되는 캐소드 전극들(160)로 구성된다.

이들 구성요소들 중에서 애노드 전극들(120)은 도 2a에 도시된 바와 같이 서로 소정간격 이격되어 기판(110)의 세로방향을 따라 스트라이프 형상으로 형성된다.

그리고, 리드 전극들(125)(165a,165b)은 도 2a에 도시된 바와 같이 애노드측 리드 전극들(125)과 캐소드측 리드 전극들(165a,165b)로 구성된다. 애노드측 리드 전극들(125)은 애노드 전극들(120)과 연결되어 애노드 전극들(120)에 플러스 전원을 공급하는 것으로, 애노드 전극들(120)의 일측단부로부터 기판(110)의 세로방향을 따라 소정 길이만큼 연장되어 형성된다.

그리고, 캐소드측 리드 전극들(165a,165b)은 컨택홀(167a,167b)을 통해 캐소드 전극들(160)과 연결되어 캐소드 전극들(160)에 마이너스 전원을 공급하는 것으로, 화면표시영역의 가로방향 일측과 타측에 각각 형성되며, 애노드 전극(120)으로부터 소정간격 이격되어 있다.

도 2b에 도시된 바와 같이 애노드측 리드 전극들(125)과 캐소드측 리드 전극들(165a,165b)의 상부면에는 리드 전극들이 외부환경에 의해 부식되는 것을 방지하고 전기적 특성을 향상시키기 위한 보호전극(121)이 형성된다.

한편, 층간 절연막(130)은 애노드 전극들(120)과 캐소드 전극들(160)을 전기적으로 절연시키는 것으로, 기판(110)의 전면에 형성된다. 그리고, 컨택홀들(127) (167a,167b)은 앞에서 설명한 바와 같이 픽셀이 형성될 부분과 캐소드측 리드 전극들(165a,165b)의 일측단부에 각각 형성되어 애노드 전극들(120)의 소정부분과 캐소드측 리드 전극들(165a,165b)의 소정부분을 층간 절연막(130)의 외부로 노출시킨다.

바람직하게, 캐소드측 리드 전극들(165a,165b)에 형성되는 컨택홀들(167a,167b)은 화면표시영역의 일측에 형성되는 캐소드측 리드 전극들(165a)과 캐소드 전극들(160)의 접촉면적이 화면표시영역의 타측에 형성되는 캐소드측 리드 전극들(165b)의 캐소드 전극들(160)의 접촉면적과 동일할 수 있도록 마스크(200; 도 6a, b 참조)가 기계적 공차에 의해 흔들리는 범위 내에 형성한다.

음극 분리 격벽들(140)은 발광 소자층(150)을 깨끗하게 분리시키고, 서로 인접하는 캐소드 전극들(160)이 단락되는 것을 방지하기 위한 것으로, 리드 전극들 중에서 캐소드측 리드 전극들(165a,165b)의 사이의 공간에 역사다리꼴 형상으로 형성된다.

이와 같이 구성된 유기 전계 발광소자의 제조 방법을 첨부된 도면 도 2a내지 도 7b를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 기판(110)의 상부면에 빛을 투과시키는 투명한 금속, 예를 들어 ITO를 증착시킨 후에 포토 리소그래피 기술과 식각 기술을 이용하여 ITO를 패터닝한다. 그러면, 기판(110)의 상부면 중에서 화면표시영역에는 애노드 전극들(120)이 서로 소정간격 이격되어 기판(110)의 세로방향을 따라 스트라이프 형상으로 형성되고, 화면 표시영역의 바깥쪽에는 리드 전극들(125)(165a,165b)이 형성된다.

여기서, 애노드 전극들(120)의 길이방향 일측에는 애노드측 리드 전극들(125)이 애노드 전극들(120)과 연결되어 형성되고, 애노드 전극(120)의 폭방향 일측에는 캐소드측 리드 전극들(165a,165b)이 일렬로 형성되는데, 캐소드측 리드 전극들(165a,165b)은 서로 대향되는 화면표시영역의 일측과 타측에 각각 형성되며 애노드 전극들(120)과는 분리되어 있다.

이와 같이 애노드 전극들(120)과 리드 전극들(126)(165a,165b)이 형성되면, 소정의 메탈을 기판(110) 상에 증착시킨 후에 소정의 메탈을 패터닝하여 도 2b에 도시된 바와 같이 리드 전극들(125)(165a,165b)의 상부면에만 보호전극(121)을 형성한다.

바람직하게는 ITO와 소정의 메탈을 기판(110) 상에 차례대로 증착시킨 후에, 소정의 메탈을 패터닝하여 리드 전극들(125)(165a,165b)이 형성될 부분에 보호막(121)을 형성한 후에 ITO를 패터닝하여 애노드 전극들(120)과 리드 전극들(125)(165a,165b)을 형성하여도 무방하다.

앞에서 설명한 공정에 의해 보호전극(121)이 형성되면, 도 3a에 도시된 바와 같이 소정의 절연물질을 기판의 전면에 도포하여 층간 절연막(130)을 형성하고, 도 3b에 도시된 바와 같이 캐소드측 리드 전극들(165a,165b)의 일측단부와 애노드 전극들(120) 중에서 정보를 표시하는 픽셀들이 형성될 부분에 소정크기를 갖는 컨택홀들(127)(167a,167b)을 형성하여 캐소드측 리드 전극들(165a,165b)과 애노드 전극들(120)의 소정부분을 층간 절연막(130)의 외부로 노출시킨다.

이후에 포토레지스트를 두껍게 도포하고 포토 리소그래피 공정과 식각 공정을 거쳐 도 4에 도시된 바와 같이 캐소드측 리드 전극들(165a,165b) 사이의 공간에 애노드 전극들(120)과 교차되는 음극 분리 격벽들(140)을 형성하는데, 음극 분리 격벽들(140)은 역사다리꼴 형상으로 형성되며, 화면표시영역의 일측에 형성된 캐소드측 리드 전극들(165a)의 소정부분에서부터 화면표시영역을 가로질러 반대편에 형성된 캐소드측 리드 전극들(165b) 소정부분까지 연장되어 형성된다.

이어, 화면표시영역만을 노출시키고 나머지는 폐쇄시키는 마스크(도시 안됨)를 기판(110)에 밀착시킨 후에 소정 색을 발광시키는 유기물질을 증착시켜 전류의 흐름에 의해 빛을 발산시키는 발광 소자층(150)을 도 5에 도시된 바와 같이 화면표시영역에 형성한다.

계속해서, 도 6a와 도 6b에 도시된 바와 같이 화면표시영역을 포함하여 컨택홀들(167a,167b)이 형성된 캐소드측 리드 전극들(165a,165b)의 소정부분까지 노출시키도록 개구부(210)가 형성되고 나머지 부분은 폐쇄된 마스크(200)를 기판(110)에 밀착시킨 상태에서 캐소드 메탈을 증착시킨다. 그러면, 음극 분리 격벽들(140) 사이의 공간에 도 7a와 도 7b에 도시된 바와 같이 애노드 전극들(120)과 교차되는 캐소드 전극들(160)이 형성될 뿐만 아니라 캐소드 전극들(160)과 캐소드측 리드 전극들(165a,165b)이 컨택홀들(167a,167b)을 통해 연결된다.

캐소드 전극들(160)을 형성하는 공정에서 기준점 a와 a'에 위치해야할 개구부(210)의 끝점이 증착 마스크(200)의 흔들림으로 인해 기준점 a와 a'의 바깥쪽과 안쪽으로 이동된다. 즉, 기준점 a에 위치해야할 개구부(210)의 끝점은 도 6a에 도시된 바와 같이 기준점 a의 바깥쪽으로 소정 길이만큼 나가게 되고, 기준점 a'에 위치해야할 개구부(210)의 끝점은 도 6b에 도시된 바와 같이 기준점 a'의 안쪽으로 소정길이만큼 들어오게 된다.

그러나 캐소드측 리드 전극들(165a,165b)의 일단부에 형성된 컨택홀들(167a,167b)이 마스크의 흔들림 오차 범위 내에 형성되기 때문에 도 7a와 도 7b에 도시된 바와 같이 캐소드 메탈이 컨택홀들(167a,167b)을 완전히 채우게된다.

따라서, 마스크(200)의 흔들림에도 불구하고 화면표시영역의 일측에 형성되는 캐소드측 리드 전극들(165a)과 캐소드 전극들(160)의 접촉면적은 화면표시영역의 타측에 형성되는 캐소드측 리드 전극들(165b)과 캐소드 전극들(160)의 접촉면적과 동일하게 된다. 이는 캐소드측 리드 전극들(165a,165b)의 일단부에 형성된 컨택홀들(167a,167b)의 면적이 전부 동일하게 형성되기 때문이다.

이상에서 설명한 바와 같이 기판의 전면에 층간 절연막을 형성하고, 캐소드 전극들과 연결되는 캐소드측 리드 전극들 중에서 증착 마스크의 기계적인 흔들림 오차 범위 내에 컨택홀을 형성함으로써, 화면표시영역의 일측과 타측에 형성되는 캐소드측 리드 전극들과 캐소드 전극의 접촉면적을 서로 동일하게 제어한다.

그러면, 화면표시영역의 일측에 형성된 캐소드측 리드 전극들과 연결되는 캐소드 전극들의 접촉저항과 화면표시영역의 타측에 형성되는 캐소드측 리드 전극들과 연결된 캐소드 전극들의 접촉저항이 서로 동일하므로 유기 전계 발광 표시장치의 표시품위를 향상시킬 수 있고 소비전력을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 빛을 투과시키는 기판;

   상기 기판의 상부면 중에서 화면이 표시되는 부분인 화면표시영역에 서로 소정간격 이격되어 복수개 형성되는 애노드 전극들;

   상기 화면표시영역의 외측에 형성되고 상기 애노드 전극들의 일단과 연결되어 상기 애노드 전극들 각각에 전원을 인가하는 애노드측 리드 전극들;

   상기 화면표시영역의 외측 중에서 서로 마주보는 상기 화면표시영역의 일측과 타측에 각각 형성되며 상기 애노드 전극들과 분리되는 캐소드측 리드 전극들;

   상기 기판의 전면을 덮으며, 상기 화면표시영역과 인접하는 상기 캐소드측 리드 전극들의 일단부 소정부분과 상기 애노드 전극들 중에서 화상을 표시하는 픽셀들이 형성될 소정부분에 컨택홀들이 형성된 층간 절연막;

   상기 화면표시영역 중에서 상기 캐소드측 리드 전극들과 동일선상에 형성되어 소정 색의 빛을 발생시키는 발광 소자층 및

   상기 화면표시영역 중에서 상기 캐소드측 리드 전극들과 동일선상에 상기 애노드 전극들과 교차되도록 형성되며 상기 컨택홀들을 통해서 상기 캐소드측 리드 전극들과 연결되는 캐소드 전극들을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 표시장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 캐소드측 리드 전극들에 형성된 컨택홀들의 면적은서로 동일하며, 상기 캐소드 전극들을 형성할 때 사용되는 마스크의 흔들림 오차 범위 내에 상기 컨택홀들이 형성되는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 표시장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 화면표시영역의 일측에 형성된 상기 캐소드측 리드 전극들의 소정부분으로부터 상기 화면표시영역을 가로질러 상기 화면표시영역의 타측에 형성되는 상기 캐소드측 리드 전극들의 소정부분까지 연장되는 음극 분리 격벽들이 상기 캐소드측 리드 전극들 사이의 공간에 더 형성되는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 표시장치.