KR100705312B1

KR100705312B1 - 유기 전계발광소자 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR100705312B1
Application number: KR1020040019293A
Authority: KR
Inventors: 박종현
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2004-03-22
Filing date: 2004-03-22
Publication date: 2007-04-10
Also published as: EP1580812A2; US7714499B2; CN1674741A; KR20050094151A; JP2005276827A; EP1580812A3; CN1674741B; US20050206307A1; JP4803479B2; EP1580812B1

Abstract

본 발명은 정확한 위치에 유기발광층을 형성함으로써 화질저하를 방지 할 수 있는 유기 전계발광소자 및 그 제조방법에 관한 것이다.

본 발명에 따른 유기 전계발광소자는 기판 상에 형성된 애노드 전극과; 상기 애노드 전극과 교차되는 캐소드 전극과; 상기 애노드 전극과 캐소드 전극 사이에 위치하는 유기발광층과; 상기 애노드 전극과 교차됨과 아울러 동일색을 구현하는 유기발광층 사이에 형성된 제1 격벽과; 서로 다른 색을 구현하는 유기발광층 사이에 위치함과 아울러 상기 제1 격벽과 비접촉되는 제2 격벽을 구비하는 것을 특징으로 한다.

Description

유기 전계발광소자 및 그 제조방법{Organic Electro Luminescence Device And Fabricating Method Thereof}

도 1은 종래의 유기 전계발광소자를 개략적으로 나타내는 도면이다.

도 2a 내지 도 2d는 종래의 유기 전계발광소자의 제조방법을 나타내는 도면이다.

도 3은 종래의 유기발광층 형성불량을 나타내는 도면이다.

도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 유기 전계발광소자를 개략적으로 나타내는 도면이다.

도 5는 도 4에 도시된 유기발광층의 정상적인 형성을 나타내는 도면이다.

도 6a 내지 도 6e는 본 발명에 따른 유기 전계발광소자의 제조방법을 나타내는 도면이다.

도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 유기전계발광소자의 일부를 나타내는 도면이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

2,102 : 기판 4,104 : 애노드전극

6,106 : 절연막 8 : 격벽

10,110 : 유기전계발광층 12,112 : 캐소드 전극

22,122 : 섀도우 마스크 20,120 : 가열용기

108 : 제1 격벽 130 : 제2 격벽

본 발명은 유기 전계발광소자에 관한 것으로, 특히, 정확한 위치에 유기발광층을 형성함으로써 화질저하를 방지 할 수 있는 유기 전계발광소자 및 그 제조방법에 관한 것이다.

최근, 음극선관(Cathode Ray Tube)의 단점인 무게와 부피를 줄일 수 있는 각종 평판 표시장치들이 개발되고 있다. 이러한 평판표시장치로는 액정표시장치(Liquid Crystal Display), 전계 방출 표시장치(Field Emission Display), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel) 및 전계발광소자(Electro Luminescence Device : 이하 "ELD"라 함) 등이 있다. 특히 ELD는 기본적으로 정공수송층, 발광층, 전자수송층으로 이루어진 유기 발광층의 양면에 전극을 붙인 형태의 것으로서, 넓은 시야각, 고개구율, 고색도 등의 특징 때문에 차세대 평판표시장치로서 주목받고 있다.

이러한 ELD는 사용하는 재료에 따라 크게 무기 ELD와 유기 ELD로 나뉘어진 다. 이 중 유기 ELD는 정공 주입 전극과 전자 주입 전극 사이에 형성된 유기 EL 층에 전하를 주입하면 전자와 정공이 쌍을 이룬 후 소멸하면서 빛을 내기 때문에 무기 ELD에 비해 낮은 전압으로 구동 가능하다는 장점이 있다. 또한, 유기 ELD는 플라스틱같이 휠 수 있는(Flexible) 투명기판 위에도 소자를 형성할 수 있을 뿐 아니라, PDP나 무기 ELD에 비해 10V 이하의 낮은 전압에서 구동이 가능하고, 전력 소모가 비교적 작으며, 색감이 뛰어나다.

도 1은 종래의 유기 ELD를 나타내는 사시도이다.

도 1에 도시된 유기 ELD는 기판(2) 상에 애노드전극(4)과 캐소드전극(12)이 서로 교차하는 방향으로 형성된다.

애노드전극(4)은 기판(2) 상에 소정간격으로 이격되어 다수개 형성된다. 이러한 애노드전극(4)이 형성된 기판(2) 상에는 EL셀(EL) 영역마다 개구부를 갖는 절연막(미도시)이 형성된다. 절연막 상에는 그 위에 형성되어질 유기발광층(10) 및 캐소드전극(12)의 분리를 위한 격벽(8)이 위치한다. 격벽(8)은 애노드전극(4)을 가로지르는 방향으로 형성되며, 상단부가 하단부보다 넓은 폭을 가지게 되는 역 테퍼(taper) 구조를 갖게 된다. 격벽(8)이 형성된 절연막 상에는 유기화합물로 구성되는 유기발광층(10)과 캐소드전극(12)이 순차적으로 전면 증착된다. 유기발광층(10)은 절연막 상에 정공 수송층, 발광층 및 전자 수송층이 적층되어 형성된다. 이러한 수동형 ELD는 애노드전극(4)과 캐소드전극(12)에 구동신호가 인가되면 전자와 정공이 방출되고, 애노드전극(4) 및 캐소드전극(12)에서 방출된 전자와 정공은 유기발광층(10) 내에서 재결합하면서 가시광을 발생하게 된다. 이때, 발 생된 가시광은 애노드전극(4)을 통하여 외부로 나오게 되어 소정의 화상 또는 영상을 표시하게 된다.

이하, 도 2a 내지 도 2d를 참조하여 종래 유기 ELD의 제조방법에 관하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 소다라임(Sodalime) 또는 경화유리를 이용하여 형성된 기판(2) 상에 금속투명도전성물질이 증착된 후 포토리쏘그래피공정과 식각공정에 의해 패터닝됨으로써 도 2a에 도시된 바와 같이 애노드전극(4)이 형성된다. 여기서, 금속물질로는 인듐-틴-옥사이드(Indium-Tin-Oxide) 또는 SnO2 등이 이용된다.

애노드전극(4)이 형성된 기판(2) 상에 감광성절연물질이 스핀코팅(Spin-Coating)법에 의해 코팅된 후 포토리쏘그래피공정 및 식각공정에 의해 패터닝됨으로써 발광영역이 노출되도록 절연막(미도시)이 형성된다.

절연막 상에 감광성유기물질이 증착된 후 포토리쏘그래피공정 및 식각공정에 의해 패터닝됨으로써 도 2b에 도시된 바와 같이 격벽(8)이 형성된다. 격벽(8)은 화소를 구분해주기 위해 다수개의 애노드전극(4)과 교차되도록 비발광영역에 형성된다.

격벽(8)이 형성된 기판(2) 상에 도 2c에 도시된 바와 같이 섀도우(shadow) 마스크(미도시)를 이용하여 유기발광층(10)을 형성한다.

유기발광층(10)이 형성된 기판(2) 상에 금속물질이 증착됨으로써 도 2d에 도시된 바와 같이 캐소드전극(12)이 형성된다.

한편, 종래의 섀도우 마크스를 이용하여 유기발광층(10)을 형성하는 경우에 섀도우 마스크의 슬롯을 통과한 유기발광물질이 정확한 위치에 안착되지 않게 됨으로서 유기발광층(10)의 형성 불량이 발생되어 화질이 저하되는 문제가 발생된다.

이를 도 3을 참조하여 보다 상세히 설명하면, 특정 유기물질{예를 들어, 적색(R)을 구현하는 발광물질(21)}이 담겨있는 가열용기(20)를 가열하면 가열용기(20) 내의 특정 유기물질(얘를 들어, 적색(R)을 구현하는 발광물질)(21)이 승화되면서 애노드 전극(4) 상에 증착된다. 여기서, 섀도우 마스크(22)는 기판(2) 상에 격벽(8)이 형성됨에 따라 애노드 전극(4)과는 소정 간격을 두고 이격되게 위치하게 됨과 아울러 섀도우 마스크(22)의 제조시 공정편차 등이 발생됨에 따라 섀도우 마스크(22)의 슬롯(24)을 통과한 특정 유기물질(R)(21)이 넓게 퍼지면서 이웃하는 서로 다른 색을 구현하는 서브픽셀(녹색(G) 또는 청색(B)을 구현하는 서브픽셀)에도 증착되는 일이 빈번히 일어난다.

이에 따라, 각각의 서브 픽셀(R,G,B서브픽셀)에 서로 다른 색의 유기발광물질이 섞이거나 적절한 양의 유기발광물질이 형성되지 않게 되는 등의 유기발광층(10) 형성불량이 발생되어 유기ELD발광시 화질이 불균일하는 등의 화질저하 문제가 발생된다.

따라서, 본 발명의 목적은 정확한 위치에 유기발광층을 형성함으로써 화질저하를 방지 할 수 있는 유기 전계발광소자 및 그 제조방법에 관한 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 유기 전계발광소자는 기판 상에 형성된 애노드 전극과; 상기 애노드 전극과 교차되는 캐소드 전극과; 상기 애노드 전극과 캐소드 전극 사이에 위치하는 유기발광층과; 상기 애노드 전극과 교차됨과 아울러 동일색을 구현하는 유기발광층 사이에 형성된 제1 격벽과; 서로 다른 색을 구현하는 유기발광층 사이에 위치함과 아울러 상기 제1 격벽과 비접촉되는 제2 격벽을 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 제2 격벽은 상기 제1 격벽과 동일 물질인 것을 특징으로 한다.
상기 제2 격벽은 하부에서 상부 방향으로 갈수록 폭이 좁아지는 것을 특징으로 한다.
상기 제2 격벽은 하부에서 상부 방향으로 갈수록 폭이 넓어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 유기전계발광표시소자의 제조방법은 기판 상에 애노드 전극을 형성하는 단계와; 상기 애노드 전극을 노출시켜 발광영역을 정의하는 절연막을 형성하는 단계와; 상기 절연막 위에 위치함과 아울러 상기 애노드 전극과 교차되는 제1 격벽을 형성하고, 상기 제1 격벽들 사이에 위치하며 상기 제1 격벽과 비접촉되는 제2 격벽을 형성하는 단계와; 상기 발광영역에 유기발광층을 형성하는 단계와; 상기 애노드 전극과 교차되는 캐소드 전극을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

삭제

상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부도면을 참조한 실시 예들에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.

이하, 도 4 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하기로 한다.

도 4는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 ELD 나타내는 평면도이다.

도 4에 도시된 유기 ELD는 기판(102) 상에 애노드전극(104)과 캐소드전극(112)이 서로 교차하는 방향으로 형성된다.

애노드전극(104)은 기판(102) 상에 소정간격으로 이격되어 다수개 형성된다. 이러한 애노드전극(104)이 형성된 기판(102) 상에는 EL셀(EL) 영역마다 개구부를 갖는 절연막(미도시)이 형성된다. 절연막 상에는 그 위에 형성되어질 동일색을 구현하는 유기발광층(110) 및 캐소드전극(112)의 분리를 위한 제1 격벽(108)이 위치한다. 제1 격벽(108)은 애노드전극(104)을 가로지르는 방향으로 형성되며, 상단부가 하단부보다 넓은 폭을 가지게 되는 역 테퍼(taper)(하부에서 상부로 갈수록 폭이 넓어지는 형상) 구조를 갖게 된다.

제1 격벽(108)이 형성된 절연막 상에는 제1 격벽(108)과 직각방향을 이룸과 아울러 서로 다른색을 구현하는 유기발광층(110) 사이에 위치하는 정 테퍼(taper) 구조의 제2 격벽(130)이 형성된다. 이러한, 제2 격벽(130)은 서로 다른색을 구현하는 유기발광영역 사이에 위치함으로써 서로 다른 색을 구현하는 EL셀을 구분하여 정확한 위치에 유기발광층(110)이 형성되게 하는 역할을 한다.

이를 도 5를 참조하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

유기물질(121)이 담겨있는 가열용기(120)를 가열하면 가열용기(120) 내의 특정 유기물질(예들 들어, 적색(R)을 구현하는 발광물질)(121)이 승화되면서 애노드 전극(104) 상에 증착된다. 여기서, 섀도우 마스크(122)는 제1 격벽(108)의 높이 및 섀도우 마스크(122)의 제조시 공정편차 등에 의해 섀도우 마스크(122)의 슬롯(124)을 통과한 특정 유기물질(R)(121)이 넓게 퍼지게 되더라더 서로 다른 색을 구현하는 발광영역 사이에 위치하는 제2 격벽(130)에 의해 이웃하는 발광영역(녹색(G) 또는 청색(B)을 구현하는 발광영역)에 특정 유기물질(R을 구현하는 발광물질)(121)이 안착되는 것이 방지된다.

이로써, 유기발광층(110)이 정확한 위치에 형성됨으로써 화질 불균일 등의 화질저하가 방지된다.

제2 격벽(130)이 형성된 절연막 상에는 유기화합물로 구성되는 유기발광층(110)과 캐소드전극(112)이 순차적으로 전면 증착된다. 유기발광층(110)은 절연막 상에 정공 수송층, 발광층 및 전자 수송층이 적층되어 형성된다. 이러한 수동형 ELD는 애노드전극(104)과 캐소드전극(112)에 구동신호가 인가되면 전자와 정공이 방출되고, 애노드전극(104) 및 캐소드전극(112)에서 방출된 전자와 정공은 유기발광층(110) 내에서 재결합하면서 가시광을 발생하게 된다. 이때, 발생된 가시광은 애노드전극(104)을 통하여 외부로 나오게 되어 소정의 화상 또는 영상을 표시하게 된다.

도 6a 내지 도 6e는 본 발명에 따른 유기 ELD의 제조방법을 설명하게 위한 도면이다.

먼저, 소다라임(Sodalime) 또는 경화유리를 이용하여 형성된 기판(102) 상에 금속투명도전성물질이 증착된 후 포토리쏘그래피공정과 식각공정에 의해 패터닝됨으로써 도 6a에 도시된 바와 같이 애노드전극(104)이 형성된다. 여기서, 금속물질로는 인듐-틴-옥사이드(Indium-Tin-Oxide) 또는 SnO2 등이 이용된다.

애노드전극(104)이 형성된 기판(102) 상에 감광성절연물질이 스핀코팅(Spin-Coating)법에 의해 코팅된 후 포토리쏘그래피공정 및 식각공정에 의해 패터닝됨으로써 발광영역이 노출되도록 절연막(미도시)이 형성된다.

절연막 상에 감광성유기물질이 증착된 후 포토리쏘그래피공정 및 식각공정에 의해 패터닝됨으로써 도 6b에 도시된 바와 같이 제1 격벽(108)이 형성된다. 제1 격벽(108)은 화소를 구분해주기 위해 다수개의 애노드전극(104)과 교차되도록 비발광영역에 형성된다.

제1 격벽(108)이 형성된 기판(102) 상에 감광성유기물질이 증착된 후 포토리쏘그래피공정 및 식각공정에 의해 패터닝됨으로써 도 6c에 도시된 바와 같이 제1 격벽(108)과 직각방향(또는 애노드 전극(104)과 나란함)을 이룸과 아울러 서로 다른색을 구현하는 발광영역 사이에 정 테퍼(taper)(하부에서 상부로 갈수록 폭이 좁아지는 형상) 구조의 제2 격벽(130)이 형성된다.

제2 격벽(130)이 형성된 기판 상에 도 6d에 도시된 바와 같이 섀도우(shadow) 마스크(미도시)를 이용하여 유기발광층(110)을 형성한다.

유기발광층(110)이 형성된 기판(102) 상에 금속물질이 증착됨으로써 도 6e에 도시된 바와 같이 캐소드전극(112)이 형성된다.

이와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 유기ELD는 동일색을 구현하는 EL셀을 구분하기 위한 제1 격벽(108) 사이에 위치함과 아울러 서로 다른 색을 구현하는 EL셀를 사이에 위치하는 제2 격벽(130)을 구비함으로써 정확한 위치에 유기발광층(110)이 형성된다.

도 7은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 유기ELD의 일부분을 나타내는 도면이다.

도 7에 도시된 유기ELD는 도 4에 도시된 유기ELD와 대비하여 제1 및 제2 격벽(108,130)의 형태가 모두 역 테퍼(taper) 구조인 것을 제외하고는 동일한 구성요소를 가지게 되므로 도 4와 동일한 구성요소들에 대해서는 동일번호를 부여하고 상세한 설명은 생략하기로 한다.

제1 격벽(108)은 애노드전극(104)을 가로지르는 방향으로 형성되며 동일색을 구현하는 EL셀을 구분하는 역할을 하며, 제2 격벽은(130)은 제1 격벽(108)과 직각방향을 이룸과 아울러 서로 다른색을 구현하는 EL셀 사이에 형성됨으로써 정확한 위치에 유기발광층(110)이 형성될 수 있게 한다.

캐소드전극(112)은 역 테퍼(taper) 구조로 형성된 제2 격벽(130)에 의해 제2 격벽(130)과 대응되는 영역에서 단선되어 형성되지만 캐소드 전극(112)에 선폭(d1)이 제2 격벽(130)의 길이(d2)보다 넓게 형성됨으로써 제2 격벽(130)과 중첩된 영역을 제외한 영역에서 전기적으로 연결되게 된다.

본 발명의 제2 실시예에 따른 유기ELD의 제조방법은 도 6a 내지 도 6e와 비교하여 애노드 전극(104) 및 절연막이 형성된 기판 상에 감광성유기물질이 증착된 후 포토리쏘그래피공정 및 식각공정에 의해 패터닝됨으로써 역 테퍼(taper) 구조의 제1 격벽(108) 및 제2 격벽(130)이 동시에 형성되는 것을 제외하고는 동일한 제조방법에 의해 형성됨으로 상세한 설명은 생략하기로 한다.

이와 같이, 본 발명에 따른 유기전계발광소자 및 그 제조방법은 제1 격벽(108)과 직각을 이룸과 동시에 애노드 전극(104)과 나란하며 서로 다른색을 구현하는 서브픽셀 사이에 위치하는 정 테퍼(taper) 구조의 제2 격벽(130)이 형성된다. 이로써, 섀도우 마스크(122)의 슬롯(124)을 통과한 특정 유기물질(R)(121)이 넓게 퍼지게 되더라더 각 서브픽셀 사이에 위치하는 제2 격벽(130)에 의해 이웃하는 서브픽셀(녹색(G) 또는 청색(B)을 구현하는 발광영역)에 특정 유기물질(R)(121)이 안착되는 것이 방지된다. 이로써, 유기발광층(110)이 정확한 위치에 형성됨으로써 화질 불균일 등의 화질저하가 방지된다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 유기 전계발광소자 및 그 제조방법은 동일색을 구현하는 EL셀을 구분하기 위한 제1 격벽 사이에 위치함과 아울러 서로 다른 색을 구현하는 EL셀 사이에 위치하는 제2 격벽이 형성된다. 이러한, 제2 격벽은 특정EL셀에 대응되는 유기발광물질이 이웃하는 다른 EL셀에 안착되는 것을 방지할 수 있게 된다. 이에 따라, 적색, 녹색, 청색 유기발광층이 정확한 위치에 형성됨으로써 화질 저하가 방지된다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하 는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.

Claims

기판 상에 형성된 애노드 전극과;

상기 애노드 전극과 교차되는 캐소드 전극과;

상기 애노드 전극과 캐소드 전극 사이에 위치하는 유기발광층과;

상기 애노드 전극과 교차됨과 아울러 동일색을 구현하는 유기발광층 사이에 형성된 제1 격벽과;

서로 다른 색을 구현하는 유기발광층 사이에 위치함과 아울러 상기 제1 격벽과 비접촉되는 제2 격벽을 구비하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광소자.
제 1 항에 있어서,

상기 제2 격벽은 상기 제1 격벽과 동일 물질인 것을 특징으로 하는 유기전계발광소자.
제 1 항에 있어서,

상기 제2 격벽은 하부에서 상부 방향으로 갈수록 폭이 좁아지는 것을 특징으로 하는 유기전계발광소자.
제 1 항에 있어서,

상기 제2 격벽은 하부에서 상부 방향으로 갈수록 폭이 넓어지는 것을 특징으로 하는 유기전계발광소자.
기판 상에 애노드 전극을 형성하는 단계와;

상기 애노드 전극을 노출시켜 발광영역을 정의하는 절연막을 형성하는 단계와;

상기 절연막 위에 위치함과 아울러 상기 애노드 전극과 교차되는 제1 격벽을 형성하고, 상기 제1 격벽들 사이에 위치하며 상기 제1 격벽과 비접촉되는 제2 격벽을 형성하는 단계와;

상기 발광영역에 유기발광층을 형성하는 단계와;

상기 애노드 전극과 교차되는 캐소드 전극을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광소자 제조방법.
제 5 항에 있어서,

상기 제2 격벽은 상기 제1 격벽과 동일 물질로 동시에 형성되는 것을 특징으로 하는 유기전계발광소자의 제조방법.
제 5 항에 있어서,

상기 제2 격벽은 하부에서 상부 방향으로 갈수록 폭이 좁아지게 형성되는 것을 특징으로 하는 유기전계발광소자의 제조방법.
제 5 항에 있어서,

상기 제2 격벽은 하부에서 상부 방향으로 갈수록 폭이 넓어지게 형성되는 것을 특징으로 하는 유기전계발광소자의 제조방법.