KR100710349B1 - 새도우 마스크 및 이를 이용한 풀칼라 유기ｅｌ 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 신뢰성 높은 유기EL 소자를 제조하기 위한 새도우 마스크를 제공하기 위한 것으로서, 표면에 요철부를 갖는 기판, 상기 소정영역의 요부의 하부면에 형성되는 개구부로 구성되는 것을 특징으로 한다. 이와 같은 새도우 마스크 및 이를 이용한 풀칼라 유기 EL의 제조방법은 새도우 마스크의 철부가 격벽들 사이의 픽셀 영역에 근접되어 유기EL층이 형성되기 때문에 새도우 마스크의 진동이 줄어들게 되어 격벽의 손상을 방지할 수 있다.

새도우 마스크, 스트립, 풀칼라 유기EL 소자

Description

새도우 마스크 및 이를 이용한 풀칼라 유기ＥＬ 제조방법{shadow mask and method for fabricating of full-color organic electroluminescence using the same}

도 1은 종래의 풀칼라 유기EL 소자의 평면도 및 단면도

도 2a 내지 도 2d는 종래의 풀칼라 유기EL 소자의 제조방법을 나타낸 도면

도 3은 종래의 새도우 마스크를 나타낸 도면

도 4는 본 발명에 따른 풀칼라 유기EL 소자의 평면도 및 단면도

도 5는 본 발명에 따른 새도우 마스크를 나타낸 도면

도 6a 내지 도 6d는 본 발명에 따른 풀칼라 유기EL 소자의 제조방법을 나타낸 단면도

도 7a 내지 도 7f는 본 발명에 따른 풀칼라 유기EL 소자의 제조방법을 나타낸 평면도

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

11: 글래스 기판 13: 제 1 전극

13-1: 제 1 전극용 배선 15: 버퍼층

17: 격벽 19: 새도우 마스크

21-1: 레드 발광체 21-2: 그린 발광체

21-3: 블루 발광체 23: 제 2 전극

23-1: 제 2 전극용 배선

본 발명은 유기 EL 소자에 관한 것으로, 특히 새도우 마스크를 이용한 풀칼라 유기 EL 소자의 제조방법에 관한 것이다.

유기 전계발광 디스플레이는 전자 주입 전극(음극)과 정공 주입 전극(양극) 사이에 형성된 유기 박막층에 전하를 주입하면 전자와 정공이 쌍을 이룬 후 소멸하면서 빛을 내는 소자이다. 플라스틱 같이 휠 수 있는 투명 기판 위에도 소자를 형성할 수 있을 뿐 아니라, PDP(plasma display panel)이나 무기 EL 디스플레이에 비해 낮은 전압에서(10V 이하) 구동이 가능하고, 또한 전력 소모가 비교적 적으며, 색감이 뛰어나다는 장점이 있다.

도 1은 종래의 풀칼라 유기 EL 소자를 나타낸 평면도 및 단면도이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 글래스 기판 위에 제 1 전극(양극)을 화학적인 에칭방법을 이용하여 띠형태로 패터닝하여 형성한 후, 그 위에 유기 EL층을 진공증착 방법으로 형성한다. 이어, 유기 EL층 위에 상기 제 1 전극과 수직방향이고, 띠모양으로 형성되도록 새도우 마스크를 사용하여 제 2 전극(음극)을 형성한다.

도 2a 내지 도 2d는 종래의 풀칼라 유기 EL 소자의 제조방법을 나타낸 단면도이다.

도 2a에 도시한 바와 같이, 글래스 기판 위에 투명 전극 ITO(제 1 전극 띠형태로 형성한 후, 제 2 전극띠를 형성하기 위해 상기 투명 전극과 수직방향으로 소정 간격을 갖는 격벽을 형성한다.

이때, 상기 격벽을 형성하기 전에 버퍼층을 형성할 수도 있다.

그리고, 상기 격벽 위에 소정 부분만 뚫려 있는 새도우 마스크를 이용하여 레드 발광체를 증착한다.

이어, 도 2b에 도시한 바와 같이, 상기 새도우 마스크를 이동시켜 그린 발광체를 형성하고, 도 2c에 도시한 바와 같이 동일한 방법으로 블루 발광체를 형성한다.

그리고, 도 2d에 도시한 바와 같이, 레드, 그린, 블루 픽셀 영역에 발광체를 모두 형성한 후 새도우 마스크를 제거하고, 전체 픽셀 영역을 포함한 전면에 제 2 전극(음극)을 형성한다.

도 3은 종래의 새도우 마스크를 나타낸 평면도 및 단면도이다.

도 3에 도시한 바와 같이, 유기EL층을 형성하기 위해 사용되는 새도우 마스크는 소정 영역만 뚫려 있어 상기 새도우 마스크를 이동시키면서 각각의 레드, 그린, 블루 발광체를 증착할 수 있다.

그러나 이상에서 설명한 종래 기술에 따른 풀칼라 유기 EL 소자는 새도우 마스크를 사용하여 유기막을 증착할 때 기판과 새도우 마스크 체결시 충격에의해 마스크가 진동하게 됨으로써 격벽에 손상을 준다.

또한, 새도우 마스크가 격벽에 손상주는 것을 줄이기 위해 기판과 마스크와의 간격을 넓게 하면 증착되는 물질이 다른 픽셀에도 영향을 주게 되어 발광효율이 떨어진다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 새도우 마스크에 스트립(strip)을 형성함으로써 새도우 마스크에 의한 격벽의 손상을 막을 수 있고, 새도우 효과를 최소화하는 새도우 마스크를 이용한 풀칼라 유기 EL 소자의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 새도우 마스크 및 이를 이용한 풀칼라 유기 EL 소자의 제조방법은 표면에 요철부를 갖는 기판, 상기 소정영역의 요부의 하부면에 형성되는 개구부로 구성되는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 개구부는 상기 기판의 일측으로부터 2n번째(n은 자연수)에 위치하는 요부에 형성되고, 상기 요철이 형성된 기판 표면의 가장자리에 지지대가 형성된다.

그리고, 요철부 및 개구부를 갖는 새도우 마스크를 이용한 풀칼라 유기EL 제조방법에 있어서, 기판 위에 제 1 전극을 띠형태로 패터닝하여 형성하는 제 1 단계, 상기 제 1 전극 상에 소정 간격을 갖는 격벽들을 형성하는 제 2 단계, 상기 새도우 마스크의 철부가 상기 기판의 픽셀영역에 위치하도록 상기 새도우 마스크를 상기 기판에 근접시키는 제 3 단계, 상기 새도우 마스크의 개구부를 통해 상기 기판의 픽셀 영역에 적어도 하나 이상의 유기 발광층을 순차적으로 형성하는 제 4 단 계, 상기 새도우 마스크의 개구부를 상기 인접 픽셀 영역으로 이동시켜 상기 제 3, 제 4 단계를 반복하는 제 5 단계, 그리고 상기 새도우 마스크를 제거한 후, 상기 유기 발광층을 포함한 전면에 제 2 전극을 형성하는 제 6 단계를 포함하여 이루어진다.

여기서, 상기 새도우 마스크의 철부는 상기 격벽 높이 이내에 위치한다.

본 발명의 다른 목적, 특성 및 이점들은 첨부한 도면을 참조한 실시예들의 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.

본 발명에 따른 새도우 마스크 및 이를 이용한 풀칼라 유기 EL 소자의 제조방법의 바람직한 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 4는 본 발명에 따른 새도우 마스크를 나타낸 평면도 및 단면도이다.

도 4에 도시한 바와 같이, 새도우 마스크 하부면에 소정 간격을 갖도록 스트립(strip)이 형성되어 있다. 즉, 상기 새도우 마스크는 요철모양을 갖는다.

그리고, 상기 새도우 마스크는 스트립이 형성되지 않은 요부 부분에 개구부가 형성된다.

여기서, 상기 새도우 마스크의 철부는 스트립(strip) 형태뿐만 아니라 도트(dot) 형태로 될 수도 있다.

이때, 상기 새도우 마스크 하부면의 가장자리에 지지대가 형성되어 상기 새도우 마스크를 얼라인할 때 마스크가 진동하는 것을 줄일 수 있다.

도 5a 내지 도 5d는 본 발명의 따른 풀칼라 유기EL 소자를 나타낸 평면도 및 단면도이다.

도 5a는 본 발명에 따른 새도우 마스크가 기판 상부에 얼라인된 평면도이다.

도 5b는 도 5a에서 Ⅰ-Ⅰ′의 단면도이다.

도 5b에 도시한 바와 같이, 글래스 기판(11) 위에 형성된 제 1 전극(13)과, 상기 제 1 전극의 소정 영역 위에 형성된 격벽들(17)이 있다.

이때, 상기 제 1 전극의 특정 영역 위에 절연물질의 버퍼층(15)을 형성할 수도 있다.

그리고, 요철부 및 개구부를 갖는 새도우 마스크(19)의 철부는 상기 기판(11)의 픽셀 영역에 근접한다. 상기 새도우 마스크(19)의 개구부는 유기EL층을 증착하고자 하는 발광 픽셀 영역 위에 얼라인된다.

이어, 상기 새도우 마스크의 개구부를 통해 상기 기판의 픽셀 영역에 레드 발광체(21-1)가 증착된다.

도 5c는 도 5a에서 상기 제 1 전극(13)이 형성되지 않은 영역 Ⅱ-Ⅱ′의 단면도이다.

도 5d는 도 5a에서 Ⅲ-Ⅲ′의 단면도이다.

도 6a 내지 도 6d는 본 발명에 따른 풀칼라 유기EL 소자의 제조방법을 나타낸 단면도이다.

도 6a에 도시한 바와 같이, 글래스 기판(11) 위에 제 1 전극(13)을 형성한 후 일반적인 포토리소그래피 공정을 써서 제 1 전극(13)을 띠(stripe) 모양으로 패터닝한다. 이때 제 1 전극(13)의 재질은 대개 ITO(Indium Tin Oxide)이다.

그리고, 상기 제 1 전극(13) 위에 상기 제 1 전극(13)과 수직방향으로 소정 간격으로 갖도록 격벽들(17)을 형성한다.

여기서, 상기 격벽들(17)을 형성하기 전에 상기 제 1 전극(13)의 소정 영역위에 버퍼층(15)을 형성할 수도 있다.

이어, 개구부 및 요철부를 갖는 새도우 마스크(19)의 철부가 기판(11)의 픽셀영역에 위치하도록 얼라인하여 근접시킨다.

이때, 상기 새도우 마스크(19)의 철부는 상기 격벽 높이 이내에 위치하도록 한다. 상기 새도우 마스크의(19)의 개구부는 레드 픽셀 위에 위치하도록 상기 새도우 마스크(19)를 얼라인한다.

즉, 상기 새도우 마스크(19)를 얼라인할 때 상기 새도우 마스크의 스트립이 형성되지 않은 영역은 상기 격벽(17)과 접촉되지 않는다.

이와 같은 새도우 마스크(19)의 철부는 새도우 마스크(19)가 얼라인할 때 진동으로 인해 상기 격벽(17)이 손상되는 것을 방지한다. 이때, 상기 새도우 마스크(19) 하부 가장자리에 지지대를 형성함으로써 상기 새도우 마스크(19)의 진동을 줄일 수 있다.

그리고, 상기 새도우 마스크(19)의 개구부를 통하여 상기 제 1 전극(13) 위에 레드 발광체(21-1)를 형성한다.

이어, 도 6b에 도시한 바와 같이, 상기 새도우 마스크(19)의 개구부를 인접 픽셀로 이동시킨 후 상기 레드 발광체(21-1)를 형성하는 방법과 같은 방법으로 그린 발광체(21-2)를 형성한다.

그리고, 도 6c에 도시한 바와 같이, 상기 6b와 동일한 방법으로 블루 발광체(21-3)를 형성한다.

이어, 도 6d에 도시한 바와 같이, 상기 새도우 마스크(19)를 제거한 후, 상기 유기 발광층을 포함한 전면에 제 2 전극(23)을 형성한다.

도 7a 내지 도 7f는 본 발명에 따른 풀칼라 유기EL 소자의 제조방법을 나타낸 평면도이다.

도 7a 내지 도 7f는 도 6a 내지 도 6d의 제조방법을 나타낸 평면도이다.

도 7a에 도시한 바와 같이, 글래스 기판(11) 위에 띠형태의 제 1 전극(13)이 형성되고, 상기 제 1 전극(13)의 일측에는 상기 제 1 전극용 배선들(13-1)형성되며, 또 다른 일측에는 제 2 전극용 배선들(23-1)이 형성된다.

도 7b에 도시한 바와 같이, 상기 제 1 전극(13)과 수직방향으로 소정 간격을 갖도록 격벽들(17)을 형성한다.

이때, 도 7b의 a,b,c는 레드, 그린, 블루 각각의 픽셀의 위치이다.

이어, 도 7c에 도시한 바와 같이, 요철부 및 개구부를 갖는 새도우 마스크(19)를 도 6a와 동일한 방법으로 얼라인한 후 레드 발광체(21-1)를 형성한다.

여기서, 상기 새도우 마스크(19)의 개구부는 상기 기판의 일측으로부터 2n번째(n은 자연수)에 위치하는 요부에 형성되고, 상기 개구부는 원형, 다각형, 스트립 형태 등이다.

그리고, 도 7d에 도시한 바와 같이, 도 6b와 동일한 방법으로 상기 새도우 마스크(19)를 이동시킨 후 그린 발광체(21-2)를 형성하고, 도 7e에 도시한 바와 같 이 블루 발광체(21-3)를 형성한다.

이어, 도 7f에 도시한 바와 같이, 도 6d와 동일한 방법으로 상기 유기 발광층(21-1, 21-2, 21-3) 전면에 제 2 전극(23)을 형성한다.

이때, 제 2 전극은 Mg-Ag 합금, Al 등과 같은 도전성 물질이다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 새도우 마스크 및 이를 이용한 풀칼라 유기 EL의 제조방법은 새도우 마스크의 철부가 격벽들 사이의 픽셀 영역에 근접되어 유기EL층이 형성되기 때문에 새도우 마스크의 진동으로부터 격벽의 손상을 방지할 수 있다.

또한, 새도우 마스크가 격벽을 보호하면서 기판과 최대한 밀착되어 유기발광층이 형성되기 때문에 인접 픽셀과 색이 섞이지 않아 고품질을 소자를 얻을 수 있다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 이탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다.

따라서, 본 발명의 기술적 범위는 실시예에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의하여 정해져야 한다.

Claims (7)

1. 요부와 철부를 갖는 기판으로 구성되며,

   상기 기판의 요부에 개구부가 형성되고, 상기 기판은 상기 개구부가 형성된 요부와 상기 개구부가 형성되지 않은 요부가 번갈아 위치하는 것을 특징으로 하는 새도우 마스크.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 철부는 스트립(strip) 형태 또는 도트(dot) 형태인 것을 특징으로 하는 새도우 마스크.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 개구부는 원형, 다각형, 스트립 형태 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 새도우 마스크.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 요철이 형성된 기판 표면의 가장자리에 지지대가 형성되는 것을 특징으 로 하는 새도우 마스크.
6. 요철부 및 개구부를 갖는 새도우 마스크를 이용한 풀칼라 유기EL 제조방법에 있어서,

   기판 위에 제 1 전극을 띠형태로 패터닝하여 형성하는 제 1 단계;

   상기 제 1 전극 상에 소정 간격을 갖는 격벽들을 형성하는 제 2 단계;

   상기 새도우 마스크의 철부가 상기 기판의 픽셀영역에 위치하도록 상기 새도우 마스크를 상기 기판에 근접시키는 제 3 단계;

   상기 새도우 마스크의 개구부를 통해 상기 기판의 픽셀 영역에 적어도 하나 이상의 유기 발광층을 순차적으로 형성하는 제 4 단계;

   상기 새도우 마스크의 개구부를 상기 인접 픽셀 영역으로 이동시켜 상기 제 3, 제 4 단계를 반복하는 제 5 단계; 그리고,

   상기 새도우 마스크를 제거한 후, 상기 유기 발광층을 포함한 전면에 제 2 전극을 형성하는 제 6 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 새도우 마스크를 이용한 풀칼라 유기EL의 제조방법.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 새도우 마스크의 철부는 상기 격벽 높이 이내에 위치하는 것을 특징으로 하는 새도우 마스크를 이용한 풀칼라 유기EL의 제조방법.

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