KR100784513B1 - 전계발광소자 및 그 제조방법 - Google Patents

전계발광소자 및 그 제조방법 Download PDF

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KR100784513B1
KR100784513B1 KR1020060060018A KR20060060018A KR100784513B1 KR 100784513 B1 KR100784513 B1 KR 100784513B1 KR 1020060060018 A KR1020060060018 A KR 1020060060018A KR 20060060018 A KR20060060018 A KR 20060060018A KR 100784513 B1 KR100784513 B1 KR 100784513B1
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구홍모
정석화
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엘지전자 주식회사
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Abstract

본 발명은 전계발광소자 및 그 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 전계발광소자는, 기판, 기판 상에 패턴된 제1전극들, 기판 상에 형성되어 제1전극들의 사이에 패턴된 제1격벽들, 기판 상에 형성되어 제1격벽들과 교차하도록 패턴된 제2격벽들, 제1전극들 상에 형성된 발광부들, 및 발광부들 상에 패턴된 제2전극들을 포함한다.
전계발광소자, 격벽, 절연막

Description

전계발광소자 및 그 제조방법{Light Emitting Device and Method for Manufacturing the same}
도 1a는 종래 전계발광소자의 평면도.
도 1b는 도 1a의 A-A까지의 단면도.
도 2a는 본 발명에 따른 전계발광소자의 평면도.
도 2b는 도 2a의 B-B까지의 단면도.
도 2c는 도 2a의 C-C까지의 단면도.
도 2d는 도 2a의 D-D까지의 단면도.
도 2e는 도 2a의 "E"영역의 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 전계발광소자의 격벽 구조도.
<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>
210: 기판 220: 제1전극들
230: 제1격벽들 240: 제2격벽들
250: 발광부들 260: 제2전극들
본 발명은 전계발광소자 및 그 제조방법에 관한 것이다.
전계발광표시장치에 사용되는 전계발광소자는 두 개의 전극 사이에 발광층이 형성된 자발광소자였다. 전계발광소자는 발광층의 재료에 따라 무기전계발광소자와 유기전계발광소자로 나눌 수 있었다.
또한, 전계발광소자는 빛이 방출되는 방향에 따라 전면발광(Top-Emission) 방식, 배면발광(Bottom-Emission) 방식 및 양면발광(Dual-Emission) 방식이 있고, 구동방식에 따라 수동매트릭스형(Passive Matrix)과 능동매트릭스형(Active Matrix)으로 나누어져 있다.
이하, 도시된 도면을 참조하여 종래 전계발광소자를 설명한다.
도 1a는 종래 전계발광소자를 나타낸 도면이고, 도 1b는 도 1a에 나타낸 A-A까지의 절단면도이다.
도 1a 및 도 1b를 참조하면, 종래 전계발광소자(100)는, 기판(110) 상에 애노드전극들(120)이 형성되어 있고, 애노드전극들(120)은 절연막(130)에 의해 절연되어 있다. 절연막(130)은 애노드전극들(120) 상에 오픈부들(135)이 형성되어 있으며, 오픈부들(135)과 구분하여 격벽들(140)이 형성되어 있다. 오픈부들(135)에는 유기 발광부들(150)이 형성되어 있고, 발광부들(150) 상에는 캐소드전극들(160)이 형성되어 있다.
이와 같은 종래 전계발광소자(100)는, 절연막(130)을 이용하여 애노드전극 들(120)의 도전성분을 절연하였다. 그러나 절연막(130)에 의해 기생 커패시턴스가 발생하여 프리차지에 의한 전력 소모를 유발하였다.
또한, 발광부들(150)을 형성할 때에는 부득이 서브픽셀의 크기에 대응하는 다수의 개구부를 갖는 마스크를 이용하여야 했는데, 이들은 마스크의 처짐 또는 얼라인의 오류 등에 의해 발광부들(150)이 손상되어 제품의 품질이나 수율이 저하되었다. 그리고 위와 같은 문제로 인해, 전계발광소자를 대형 사이즈로 형성하는데 많은 어려움을 주었다.
상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 전계발광소자를 용이하게 대형 사이즈로 제작할 수 있도록 한다.
또한, 발광층 또는 전극 형성시 얼라인의 오류 등의 발생을 해결하고 발광영역을 넓히며, 휘도를 증대시킬 수 있는 구조를 제공한다.
또한, 절연막을 제거하여 기생 커패시턴스 성분을 낮추어 프리차지 등에 의한 전력 소모를 해결한다.
상술한 과제를 해결하기 위해 본 발명에 따른 전계발광소자는, 기판, 기판 상에 패턴된 제1전극들, 기판 상에 형성되어 제1전극들의 사이에 패턴된 제1격벽들, 기판 상에 형성되어 제1격벽들과 교차하도록 패턴된 제2격벽들, 제1전극들 상에 형성된 발광부들, 및 발광부들 상에 패턴된 제2전극들을 포함한다.
여기서, 발광부들과 제2전극들은, 상호 교차 형성된 제1격벽들과 제2격벽들 에 의해 분리 형성된 것일 수 있다.
여기서, 발광부들은, 상호 교차 형성된 제1격벽들과 제2격벽들에 의해 노출된 제1전극들의 상부 전체 영역에 형성된 것일 수 있다.
여기서, 제1격벽들의 높이는 제2격벽들보다 상대적으로 낮은 것일 수 있다.
여기서, 제1격벽들 및 제2격벽들의 폭은 동일한 것일 수 있다.
여기서, 제1격벽들 및 제2격벽들 중 어느 하나의 폭은 다른 하나보다 상대적으로 좁은 것일 수 있다.
여기서, 제1격벽들은 직각이거나 상부영역이 정 테이퍼 형상이고, 제2격벽들은 역 테이퍼 형상인 것일 수 있다.
여기서, 제2격벽들은 양 끝쪽 말단 영역이 정 테이퍼 형상인 것일 수 있다.
여기서, 제1격벽들 및 제2격벽들 각각은 음성PR(포토레지스터) 또는 양성PR 중 어느 하나로 형성된 것일 수 있다.
여기서, 발광부들은 유기물로 형성된 발광층을 포함할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 전계발광소자의 제조방법은, 기판 상에 제1전극들을 형성하는 제1전극 형성단계, 기판 상에 형성하여 제1전극들 사이에 위치하도록 제1격벽들을 형성하는 제1격벽 형성단계, 기판 상에 형성하여 제1격벽들과 교차하도록 제2격벽들을 형성하는 제2격벽 형성단계, 제1전극들 상에 발광부들을 형성하는 발광부 형성단계, 및 발광부들 상에 제2전극들을 형성하는 제2전극 형성단계를 포함한다.
여기서, 제1격벽들은 직각이거나 상부영역이 정 테이퍼 형상이 되도록 형성 하고, 제2격벽들은 역 테이퍼로 형상으로 형성하는 것일 수 있다.
여기서, 제1격벽들의 높이는 제2격벽들보다 상대적으로 낮게 형성하며, 제1격벽들의 두께는 제2격벽들보다 상대적으로 얇게 형성하는 것일 수 있다.
여기서, 제1격벽들 및 제2격벽들은 각각 음성PR(포토레지스터) 또는 양성PR 중 어느 하나로 형성된 것일 수 있다.
여기서, 발광부 형성단계와 제2전극 형성단계에서, 발광부들과 제2전극들 각각은, 상호 교차 형성된 제1격벽들과 제2격벽들에 의해 분리 형성되는 것일 수 있다.
여기서, 발발광부들은 유기물로 형성된 발광층을 포함할 수 있다.
<일실시예>
도 2a는 본 발명에 따른 전계발광소자의 평면도이고, 도 2b는 도 2a의 B-B까지의 단면도이며, 도 2c는 도 2a의 C-C까지의 단면도이며, 도 2d는 도 2a의 D-D까지의 단면도이며, 도 2e는 도 2a의 "E"영역의 단면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 전계발광소자의 격벽 구조도 이다.
도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 전계발광소자(200)는, 기판(210) 상에는 제1전극들(220)이 패턴된다. 기판(210) 상에는 제1전극들(220)의 사이에 제1격벽들(230)이 패턴된다. 기판(210) 상에는 제1격벽들(230)과 교차하도록 제2격벽들(240)이 패턴된다. 제1전극들(220) 상에는 발광부들(250)이 형성된다. 발광부들(250) 상에는 제2전극들(260)이 패턴된다.
제1전극들(220)은 일반적으로 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), ITZO(Indium Tin Zinc Oxide) 등으로 형성되나, 발광 방향이나 목적 및 효과에 따라 다른 재질로도 형성가능하다. 그리고 제2전극들(260)은 일반적으로 알루미늄(Aluminum) 등으로 형성되나 이에 한정되지는 않으며, 제1전극들(220)과 제2전극들(260)에는 보조전극 등을 형성할 수도 있다.
기판(210) 상에는 도시되어 있진 않지만, 제1전극들(220)과 제2전극들(260)에 각각 연결된 스캔배선과 데이터배선이 형성되며, 구동부로부터 공급된 스캔신호와 데이터신호에 의해 전계발광소자는 디스플레이를 할 수 있게 된다.
발광부들(250)은 일반적으로 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 수송층, 전자 주입층 중 어느 하나 이상이 포함되어 그 내부에 발광층이 내재된 것일 수 있으며, 발광층은 특히 유기물로 형성하나 무기물로도 형성 가능하며 이에 한정되지 않는다.
한편, 상호 교차 형성된 제1격벽들(230)과 제2격벽들(240)을 더욱 자세하게 설명하면 다음과 같다.
제1격벽들(230)의 높이는 제2격벽들(260)보다 상대적으로 낮게 형성될 수 있다. 이는, 제1격벽들(230)의 사이에 형성된 제1전극들(220), 발광부들(250) 각각이 상호 분리될 수 있을 정도의 높이로 형성되도록 하는 것이 바람직하다. 그리고 발광부들(250) 상에 형성된 제2전극들(260)이 제1격벽들(230)의 단차에 의해 단락되지 않도록 하는 것이 바람직하다.
덧붙여, 제1격벽들(230) 및 제2격벽들(240)의 폭은 동일하게 형성될 수 있 다. 이와 같이, 제1격벽들(230) 및 제2격벽들(240)의 폭을 동일하게 형성하면, 발광부들(250)의 면적을 동일하게 형성할 수 있게 되어 해상도(Resolution)를 높일 수 있는 이점을 얻을 수 있다.
덧붙여, 제1격벽들(230) 및 제2격벽들(240) 중 어느 하나의 폭은 다른 하나보다 상대적으로 좁게 형성될 수도 있다.
여기서, 제2격벽들(240)의 폭 보다 제1격벽들(230)의 폭을 좁게 형성하면, 발광부들(250)의 면적을 더욱 넓게 형성할 수 있게 되어 해상도(Resolution)를 높일 수 있고, 이에 따른 부수적인 효과가 나타날 수도 있다.

한편, 수치적으로는 제1격벽들(230)의 폭은 15 ~ 25 ㎛의 범위를 갖고, 제2격벽들(240)의 폭은 20 ~ 28 ㎛의 범위를 갖는 것일 수 있다. 제1 및 제2격벽들(230,240)의 폭을 위의 수치와 같이 형성하면 발광부들(250)의 면적을 더욱 넓게 형성할 수 있는데, 앞서 언급한 폭의 수치는 가장 넓은 최 외곽의 폭에 기준 할 수 있다.
삭제
도 2c와 도 2d를 참조하면, 제1격벽들(230)은 직각이거나 상부영역이 정 테이퍼 형상일 수 있고, 제2격벽들(240)은 역 테이퍼 형상일 수 있다.
도 2e를 참조하면, 제2격벽들(240)의 양 끝쪽 말단 영역은 역 테이퍼 형상이 아닌 정 테이퍼 형상으로도 형성가능하다.
일반적으로 제2격벽들(240)과 같은 목적으로 형성된 종래 격벽들의 양 끝쪽 말단 영역은 역 테이퍼 형상이었다. 그러다 보니 모세관현상 등에 의해 실란트가 소자 내부로 쉽게 인입되는 현상이 발생하였다.
그러나 본 발명에서 와 같이, 제2격벽들(240)의 양 끝쪽 말단 영역을 정 테이퍼 형상으로 형성하면 위와 같은 현상을 저지할 수 있는 효과가 있을 것이다.
한편, 제1격벽들(330)이 반드시 직각이거나 상부영역이 정 테이퍼 형상일 필요는 없다. 도 3에 도시된 P영역과 같이 상부영역이 정 테이퍼 형상을 갖게 되면, 발광부들(250)이 제1전극들(320) 상에 용이하게 증착 형성될 수 있고, 제1전극들(320)과 제2전극들(60) 간의 상호 쇼트가 유발되지 않도록 분리 형성될 수 있기 때문이다.
덧붙여, 도시된 Z영역과 같이 제1격벽들(330)과 교차되는 제2격벽들(340)은 제1격벽들(230)의 높이 만큼 돌출될 수 있다. Z영역은 제1격벽들(330) 또는 제2격벽들(340) 중 어느 하나를 형성할 때 추가현상 공정으로 돌출 부위를 제거할 수 있으나, 이를 반드시 제거해야 하는 것은 아니다.
한편, 제1격벽들(330) 및 제2격벽들(340) 각각은 음성PR(포토레지스터) 또는 양성PR 중 어느 하나로 형성될 수 있으나 이에 한정되진 않는다. 다만, 바람직하게는 제1격벽들(330)을 음성PR로 형성하고 제2격벽들(340)을 양성PR로 형성하는 것이 유리할 수도 있음을 설명한다.
위와 같은 구조에 따라, 제1격벽들(230)은 제1전극들(220)의 도전성분을 분리하고, 제2격벽들(240)과 상호 교차 형성된 구조에 의해 발광부들(250)과 제2전극 들(260)이 제1전극들(220) 상에 용이하게 분리 형성된다. 이는, 증착 공정 시 각 서브픽셀에 대응되는 크기의 R,G,B 마스크를 이용하지 않아도 됨으로써, 마스크의 처짐 또는 얼라인의 오류 등에 의해 제품의 품질이나 수율이 저하되는 문제를 해결할 수 있게 되고, 전계발광소자를 대형 크기로 용이하게 형성할 수도 있게 된다.
한편, 종래와 같이 제1전극들(230) 상에 절연막을 두고 오픈부(개구부) 등을 형성하여 발광부들(250)을 형성하지 않기 때문에, 제1전극들(230)의 상부 전체 영역에 발광부들(250)을 형성할 수 있게 되어 발광영역을 넓힐 수 있게 된다. 이에 따라, 휘도가 증대되어 발광효율을 높일 수도 있는 효과가 있다.
그리고 절연막을 대체하는 격벽들에 의해 서브픽셀 간의 피치(pitch) 간격을 종래에 비하여 현저히 줄일 수 있고, 서브픽셀 간의 누설전류로 인한 크로스토크(cross-talk) 등은 교차되는 격벽 구조에 의해 차단될 수도 있다.
그리고 절연막을 제거하였기 때문에, 기생 커패시턴스 성분을 낮추어 프리차지 등에 따른 전력소모를 줄일 수도 있다.
<제조방법>
본 발명에 따른 전계발광소자의 제조방법은 다음과 같다.
제1전극 형성단계는 기판 상에 제1전극들을 형성하는 단계이다.
제1전극들(220)은 일반적으로 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), ITZO(Indium Tin Zinc Oxide) 등을 이용하여 스트라이프 형태로 패터닝 한다. 재료는 발광 방향이나 목적 및 효과에 따라 다른 재질로도 형성가능하며, 제1 전극들에는 보조전극 등을 형성할 수도 있다.
제1격벽 형성단계는 기판 상에 형성하여 제1전극들 사이에 위치하도록 제1격벽들을 형성하는 단계이다.
제2격벽 형성단계는 기판 상에 형성하여 제1격벽들과 교차하도록 제2격벽들을 형성하는 단계이다.
제1격벽들 및 제2격벽들 각각은 음성PR(포토레지스터) 또는 양성PR 중 어느 하나로 형성할 수 있으나 이에 한정되진 않는다. 다만, 바람직하게는 제1격벽들을 음성PR로 형성하고 제2격벽들을 양성PR로 형성하는 것이 유리하다.
제1격벽들은 직각이거나 상부영역이 정 테이퍼 형상이 되도록 형성하고, 제2격벽들은 역 테이퍼로 형상으로 형성한다.
그러나 제1격벽들은 반드시 직각이거나 상부영역이 정 테이퍼 형상일 필요는 없다. 다만, 발광부들이 제1전극들 상에 용이하게 증착 형성되기 위함과, 이후 형성되는 제2전극들 과의 상호 쇼트가 유발되지 않도록 하기 위함이다.
제1격벽들의 높이는 제2격벽들보다 상대적으로 낮게 형성하며, 제1격벽들의 두께는 제2격벽들보다 상대적으로 얇게 형성한다.
제1격벽들은 발광부들 각각이 상호 분리될 수 있을 정도의 높이로 형성하는 것이 바람직하며, 이후 형성되는 제2전극들이 제1격벽들의 단차에 의해 단락되지 않도록 하는 것이 바람직하다. 제1격벽들의 두께를 얇게 형성하면 발광영역을 더 넓힐 수 있는 효과가 있게 된다.
발광부 형성단계는 제1전극들 상에 발광부들을 형성하는 단계이다.
발광부들은 일반적으로 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 수송층, 전자 주입층 중 어느 하나 이상이 포함되어 그 내부에 발광층이 내재된 것일 수 있으며, 발광층은 특히 유기물로 형성하나 무기물로도 형성 가능하며 이에 한정되지 않는다.
제2전극 형성단계는 발광부들 상에 제2전극들을 형성하는 단계이다.
제2전극들은 일반적으로 알루미늄(Aluminum) 등으로 형성되나 이에 한정되지는 않으며, 발광 방향이나 목적 및 효과에 따라 다른 재질로도 형성가능하며, 제2전극들에는 보조전극 등을 형성할 수도 있다.
위와 같은 전계발광소자 및 그 제조방법은, 전계발광소자를 용이하게 대형 사이즈로 제작할 수 있게 된다. 또한, 발광층 또는 전극 형성시 얼라인의 오류 등의 발생을 해결하고 발광영역을 넓히며, 휘도를 증대시킬 수 있는 구조를 제공할 수 있게 된다. 또한, 절연막을 제거하여 기생 커패시턴스 성분을 낮추어 프리차지 등에 의한 전력 소모를 해결할 수 있게 된다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 한다. 아울러, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어진다. 또한, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모 든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
상술한 본 발명의 구성에 따르면, 전계발광소자를 용이하게 대형 사이즈로 제작할 수 있도록 하는 효과가 있다.
또한, 발광층 또는 전극 형성시 얼라인의 오류 등의 발생을 해결하고, 발광영역을 넓히며, 휘도를 증대시킬 수 있는 구조를 제공하는 효과가 있다.
또한, 절연막을 제거하여 기생 커패시턴스 성분을 낮추어 프리차지 등에 의한 전력 소모를 해결할 수 있는 효과가 있다.

Claims (16)

  1. 기판;
    상기 기판 상에 패턴된 제1전극들;
    상기 기판 상에 형성되어 상기 제1전극들의 사이에 패턴된 제1격벽들;
    상기 기판 상에 형성되어 상기 제1격벽들과 교차하도록 패턴된 제2격벽들;
    상기 제1전극들 상에 형성된 발광부들; 및
    상기 발광부들 상에 패턴된 제2전극들을 포함하는 전계발광소자.
  2. 제1항에 있어서, 상기 발광부들과 상기 제2전극들은,
    상호 교차 형성된 상기 제1격벽들과 상기 제2격벽들에 의해 분리 형성된 것을 특징으로 하는 전계발광소자.
  3. 제1항에 있어서, 상기 발광부들은,
    상호 교차 형성된 상기 제1격벽들과 상기 제2격벽들에 의해 노출된 상기 제1전극들의 상부 전체 영역에 형성된 것을 특징으로 하는 전계발광소자.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1격벽들의 높이는 상기 제2격벽들보다 상대적으로 낮은 것을 특징으로 하는 전계발광소자.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1격벽들 및 상기 제2격벽들의 폭은 동일한 것을 특징으로 하는 전계발광소자.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1격벽들 및 상기 제2격벽들 중 어느 하나의 폭은 다른 하나보다 상대적으로 좁은 것을 특징으로 하는 전계발광소자.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1격벽들은 직각이거나 상부영역이 정 테이퍼 형상이고,
    상기 제2격벽들은 역 테이퍼 형상인 것을 특징으로 하는 전계발광소자.
  8. 제1항에 있어서, 상기 제2격벽들은,
    양 끝쪽 말단 영역이 정 테이퍼 형상인 것을 특징으로 하는 전계발광소자.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1격벽들 및 상기 제2격벽들 각각은 음성PR(포토레지스터) 또는 양성PR 중 어느 하나로 형성된 것을 특징으로 하는 전계발광소자.
  10. 제1항에 있어서, 상기 발광부들은,
    유기물로 형성된 발광층을 포함하는 전계발광소자.
  11. 기판 상에 제1전극들을 형성하는 제1전극 형성단계;
    상기 기판 상에 형성하여 상기 제1전극들 사이에 위치하도록 제1격벽들을 형성하는 제1격벽 형성단계;
    상기 기판 상에 형성하여 상기 제1격벽들과 교차하도록 제2격벽들을 형성하는 제2격벽 형성단계;
    상기 제1전극들 상에 발광부들을 형성하는 발광부 형성단계; 및
    상기 발광부들 상에 제2전극들을 형성하는 제2전극 형성단계를 포함하는 전계발광소자의 제조방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1격벽들은 직각이거나 상부영역이 정 테이퍼 형상이 되도록 형성하고, 상기 제2격벽들은 역 테이퍼로 형상으로 형성하는 것을 특징으로 하는 전계발광소자의 제조방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 제1격벽들의 높이는 상기 제2격벽들보다 상대적으로 낮게 형성하며,
    상기 제1격벽들의 두께는 상기 제2격벽들보다 상대적으로 얇게 형성하는 것 을 특징으로 하는 전계발광소자의 제조방법.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 제1격벽들 및 상기 제2격벽들은 각각 음성PR(포토레지스터) 또는 양성PR 중 어느 하나로 형성된 것을 특징으로 하는 전계발광소자의 제조방법.
  15. 제11항에 있어서, 상기 발광부 형성단계와 상기 제2전극 형성단계에서,
    상기 발광부들과 상기 제2전극들 각각은, 상호 교차 형성된 상기 제1격벽들과 상기 제2격벽들에 의해 분리 형성되는 것을 특징으로 하는 전계발광소자의 제조방법.
  16. 제11항에 있어서, 상기 발광부들은,
    유기물로 형성된 발광층을 포함하는 전계발광소자의 제조방법.
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