KR100880936B1 - 유기 전계발광표시소자 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 유기 전계발광표시소자 제조시 전극 패드부의 실링 효과를 높임으로써 수명을 향상시킬 수 있도록 한 유기 전계발광표시소자에 관한 것이다.
본 발명에 따른 유기 전계 발광소자는 표시소자의 기포 또는 수분의 침투를 방지하기 위한 실링 공정을 위한 실런트가 도포되는 유기 전계발광표시소자의 가장자리 영역에 있어서, 상기 표시소자 내부에 기포 또는 수분을 침투시키지 않기 위하여 표시소자 가장자리 영역에 평탄면을 가지도록 형성되는 보호층과, 상기 보호층 상에 기포 또는 수분의 침투를 방지하도록 실런트가 도포되는 시일재를 구비하되, 상기 실런트가 도포되는 가장자리 영역에서 인쇄회로기판과 전기적으로 접촉하는 전도층이 위치하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 유기 EL표시소자 가장자리의 실런트가 도포되는 영역의 층간절연층 및 보호층 등으로 구성되는 절연층을 평탄화 하여 기포 또는 수분의 침투 경로를 차단함으로써 기판 자체의 굴곡에 의한 소자의 열화를 최소화하고 수명을 향상시킬 수 있게 된다.

Description

유기 전계발광표시소자{Organic Electro-Luminescence Display Device}
도 1은 일반적인 유기 전계발광표시소자를 개략적으로 도시하는 도면.
도 2는 종래 기술에 따른 유기 EL 디스플레이 패널과 구동회로와의 연결 방식을 보여주는 도면.
도 3a 및 도 3b는 유기 EL 디스플레이 패널과 구동회로를 연결시키는 고분자 필름들을 보여주는 도면.
도 4는 도 2에서 선 "A-A'"을 따라 절취한 종래기술에 따른 EL표시소자의 단면을 나타내는 도면.
도 5는 도 2에서 선 "B-B'"을 따라 절취한 종래기술에 따른 EL표시소자의 단면을 나타내는 도면.
도 6은 도 2에서 선 "A-A'"을 따라 절취한 본 발명의 제1 실시예에 따른 EL표시소자의 단면을 나타내는 도면.
도 7은 도 2에서 선 "B-B'"을 따라 절취한 본 발명의 제2 실시예에 따른 EL표시소자의 단면을 나타내는 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명>
1,10,40 : 투명 기판 2 : 애노드
3 : 캐소드 4 : EL 층
12,42 : 버퍼절연층 14,44 : 게이트절연층
16,46 : 게이트라인 18,20,48,50 : 층간절연층
22,52 : 보호층 24,54 : 전도층
26,56 : 접촉홀
본 발명은 유기 전계발광표시소자에 관한 것으로, 특히 유기 전계발광표시패널 제조시 전극 패드부의 실링 효과를 높임으로써 수명을 향상시킬 수 있도록 한 유기 전계발광표시소자에 관한 것이다.
최근 표시장치의 대형화에 따라 공간 점유가 적은 평면표시소자의 요구가 증대되고 있는데, 이러한 평면표시소자 중 하나로서 전계발광(ElectroLuminescene ; 이하, "EL"라 함) 표시소자가 주목되고 있다.
이 EL표시소자는 사용하는 재료에 따라 무기 EL표시소자와 유기 EL표시소자로 크게 나뉘어진다. 무기 EL표시소자는 일반적으로 발광부에 높은 전계를 인가하고 전자를 이 높은 전계 중에서 가속하여 발광 중심으로 충돌시켜 이에 의해 발광 중심을 여기함으로써 발광하는 소자이다. 또한, 유기 EL표시소자는 전자주입전극(Cathode)과 정공주입전극(Anode)으로부터 각각 전자와 정공을 발광부 내로 주입시켜 주입된 전자와 정공이 결합하여 생성된 엑시톤(Exciton)이 여기상태로부터 기저상태로 떨어질 때 발광하는 소자이다.
상기와 같은 동작원리를 갖는 무기 EL표시소자는 높은 전계가 필요하기 때문에 구동전압으로서 100∼200V의 높은 전압을 필요로 하는 반면에 유기 EL표시소자는 5∼20V 정도의 낮은 전압으로 구동할 수 있다는 장점이 있어 연구가 활발하게 진행되고 있다.
또한, 유기 EL표시소자는 넓은 시야각, 고속 응답성, 고 콘트라스트비(contrast ratio) 등의 뛰어난 특징을 갖고 있으므로 그래픽 디스플레이의 픽셀(pixel), 텔레비젼 영상 디스플레이나 표면 광원(Surface Light Source)의 픽셀로서 사용될 수 있으며, 얇고 가벼우며 색감이 좋기 때문에 차세대 평면 디스플레이에 적합한 소자이다.
도 1은 유기 EL소자를 제작하는 방법을 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 유기 EL소자는 투명 기판(1) 위에 투명 전극인 ITO(Indium Tin Oxide)를 화학적 식각(chemical etching) 방법으로 띠(stripe) 형태의 애노드(anode)(2)를 형성하고, 그 위에 유기 EL 층(4)을 진공 증착 방법으로 입힌다음, 띠 형태의 애노드(2)와 수직 방향으로 캐소드(cathode)(3)를 입혀 소자를 제작한다.
이와 같이 제작된 소자의 보호를 위하여 보호막을 입히고 실링(sealing)한 다음, 소자의 전극들을 구동 회로나 또는 칩(chip)에 연결시킨다. 즉, 게이트 드 라이버 및 데이터 드라이버에 연결되어 구동부로부터 신호를 받아 화상을 표시하게 된다.
여기서, 연결 방법은 도 2에 도시된 바와 같이 고분자 필름(film) 사이에 금속 라인을 형성하여 한쪽은 유기 EL 디스플레이 패널의 전극에 연결하고, 다른 한쪽은 인쇄회로기판(Printed Circuit Board ; 이하 "PCB"라 함)의 커넥터(connector)에 연결한다.
이때 사용되는 필름은 도 3a에 도시된 FPC(Flexible Print Circuit)나 또는 도 3b에 도시된 TCP(Tape Carrier Package)를 사용한다.
도 4는 도 2에서 선 "A-A'"을 따라 절취한 EL표시소자의 단면을 나타내는 도면으로서, 특히 게이트 드라이버와의 연결부분을 나타내는 도면이다.
도 4를 참조하면, EL표시소자는 투명기판(10) 상에 형성되어 된 버퍼절연층(12)과, 버퍼절연층(12) 상에 적층된 게이트절연층(14)과, 게이트절연층(14) 상에 라인형태로 패터닝되어 형성된 게이트라인(16)과, 게이트라인(16) 전면에 증착되는 제1 층간절연층(18)과, 제1 층간절연층(18) 상에 형성된 전압공급라인(도시하지 않음)을 덮도록 투명기판(10) 상에 전면 증착되는 제2 층간절연층(20)과, 제1 및 제2 층간절연층(18,20)의 소정 영역에 콘택홀(도시하지 않음)을 형성하고 콘택홀에 소스 및 드레인전극(도시하지 않음)을 형성한 후 상기 소스 및 드레인전극을 덮도록 투명기판 전면에 증착되는 보호층(22)을 구비한다. 이와 같이 형성된 제1 층간절연층(18), 제2 층간절연층(20) 및 보호층(22)은 이방식각을 포함하는 포토리쏘그래피방법으로 게이트라인(16)이 노출되도록 패터닝된다. 제1 층간절연층(18), 제2 층간절연층(20) 및 보호층(22)은 노출되게 패터닝됨으로써 접촉홀(26)이 형성된다. 이후 게이트라인(16)과 게이트라인(16)을 구동하기 위한 게이트 구동회로가 실장된 PCB를 연결하기 위해 사용되는 FPC(Flexible Print Circuit) 또는 TCP(Tape Carrier Package) 등의 필름과 전기적으로 접속되게 하는 ITO나 알루미늄(Al) 및 구리(Cu) 등의 도전성 물질로 구성된 전도층(24)이 증착된다. 이 때 증착된 전도층(24)은 접촉홀(26)을 통하여 게이트라인(16)과 접촉된다.
이와 같이 형성된 EL표시소자를 산소와 물로부터 차폐하여 소자가 구동 신뢰성을 갖게 하기 위하여 쉴드 글래스(Shield Glass)와 접착시킨다. 이 때 일정한 방향으로 실런트(Sealant)를 도포함으로써 실링(Sealing)된다.
도 5는 EL 표시소자에 있어서 게이트 구동회로가 실장된 PCB를 연결하기 위해 사용되는 FPC(Flexible Print Circuit) 또는 TCP(Tape Carrier Package) 등의 필름과 전기적으로 접속되게 하는 전도층이 형성되지 않은 선 "B-B'"을 따라 절취한 EL표시소자의 단면을 나타내는 도면이다.
그러나, 종래기술의 경우에는 실런트 등이 도포되는 영역이 층간절연층 및 보호층 등으로 인하여 굴곡이 많음으로 인하여 굴곡 부분에 기포 등이 발생하여 수분의 침투 경로를 제공하게 된다. 유기 EL소자는 수분에 아주 취약한 소자이기 때문에 아주 적은 량의 수분이 침투하여도 수명이 저하되는 단점이 있다. 또한 대화면 고정쇄의 경우 더욱 굴곡이 많아 짐으로 인하여 더욱 수분이 많아지게 되는 문제점이 있게 된다.
따라서, 본 발명의 목적은 실런트가 도포되는 영역에 보호층을 배치함으로써 소자의 열화를 최소화하고 수명을 향상시킬 수 있도록 한 유기 전계발광표시소자 및 제조방법을 제공하는 데 있다.
상기 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 유기 전계 발광소자는 표시소자의 기포 또는 수분의 침투를 방지하기 위한 실링 공정을 위한 실런트가 도포되는 유기 전계발광표시소자의 가장자리 영역에 있어서, 상기 표시소자 내부에 기포 또는 수분을 침투시키지 않기 위하여 표시소자 가장자리 영역에 평탄면을 가지도록 형성되는 보호층과, 상기 보호층 상에 기포 또는 수분의 침투를 방지하도록 실런트가 도포되는 시일재를 구비하되, 상기 실런트가 도포되는 가장자리 영역에서 인쇄회로기판과 전기적으로 접촉하는 전도층이 위치하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 경우 투명기판 상에 형성되는 버퍼절연층과, 상기 버퍼절연층 상에 적층된 게이트절연층과, 상기 게이트절연층 상에 라인형태로 패터닝되어 형성된 게이트라인과, 상기 게이트라인 전면에 증착되는 제1 층간절연층과, 상기 제1 층간절연층 상에 형성된 전압공급라인을 덮도록 상기 투명기판 상에 전면 증착되는 제2 층간절연층을 추가로 구비한다.
삭제
본 발명에서의 보호층은 BCB(Benzocyclobutene) 또는 Acryl계의 유기막 또는 무기계의 막으로 구성되어지며, 무기계의 막은 CMP(chemical mechanical polishing) 공정 및 이방성 식각 공정에 의한 것을 특징으로 한다.
상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부한 설명 예들에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.
이하, 도 6 및 도 7을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하기로 한다.
도 6은 도 2에서 선 "A-A'"를 따라 절취한 본 발명에 따른 EL표시소자의 단면을 나타내는 도면으로서, EL표시소자를 구동시키는 구동회로가 실장된 인쇄회로기판과 연결시키는 FPC 또는 TCP 등의 필름이 부착되기 전의 실런트가 부착되는 영역을 나타낸다.
도 6을 참조하면, 실런트가 도포되는 영역의 EL표시소자는 투명기판(40) 상에 형성된 버퍼절연층(42)과, 버퍼절연층(42) 상에 적층된 게이트절연층(44)과, 게이트절연층(44) 상에 라인형태로 패터닝되어 형성된 게이트라인(46)과, 게이트라인(46) 전면에 증착되는 제1 층간절연층(48)과, 제1 층간절연층(48) 상에 형성된 전압공급라인(도시하지 않음)을 덮도록 투명기판(40) 상에 전면 증착되는 제2 층간절연층(50)과, 제1 및 제2 층간절연층(48,50)의 소정 영역에 콘택홀(도시하지 않음)을 형성하고 콘택홀에 소스 및 드레인전극(도시하지 않음)을 형성한 후 상기 소스 및 드레인전극을 덮도록 투명기판 전면에 평탄한 면을 가지도록 증착되는 보호층(52)을 구비한다.
이 때 평탄면을 가지는 보호층(52)은 제2 층간절연층(50) 상에 드레인 전극 및 소스 전극을 덮도록 질화실리콘 또는 산화실리콘등의 무기절연물질 또는 아크릴계(acryl) 유기화합물, 테프론(Teflon), BCB(benzocyclobutene), 사이토프(cytop) 또는 PFCB(perfluorocyclobutane) 등의 유전상수가 작은 유기절연물을 증착하여 형성된다. 먼저 상기 유전상수가 작은 유기절연물을 증착하여 1차 보호층을 형성한다. 이 때 형성되는 1차 보호층은 일정의 굴곡을 가진다. 이후 CMP(chemical mechanical polishing) 공정 또는 이방성 식각 공정에 의해 1차 보호층을 평탄화 함으로써 평탄면을 가지는 보호층(52)을 완성한다. 여기서 CMP(Chemical Mechanical Polishing) 공정은 일반적으로 연마포(Pad)상에 연마제(Abrasive)가 포함된 수용액(Slurry)을 흘리면서 기판 표면을 가공하는 것이다.
도 7은 본 발명에 따른 유기 전계발광표시소자에 따른 보호층을 PCB와 연결하기 위해 사용되는 FPC 또는 TCP 등의 필름과 접속되는 영역까지 적용할 경우 도 2에서의 선 "B-B'"를 따라 절취한 EL표시소자의 단면을 나타내는 도면이다.
EL표시소자는 투명기판(40) 상에 형성된 버퍼절연층(42)과, 버퍼절연층(42) 상에 적층된 게이트절연층(44)과, 게이트절연층(44) 상에 라인형태로 패터닝되어 형성된 게이트라인(46)과, 게이트라인(46) 전면에 증착되는 제1 층간절연층(48)과, 제1 층간절연층(48) 상에 형성된 전압공급라인을 덮도록 투명기판(40) 상에 전면 증착되는 제2 층간절연층(50)과, 제1 및 제2 층간절연층(48,50)의 소정 영역에 콘택홀(도시하지 않음)을 형성하고 콘택홀에 소스 및 드레인전극(도시하지 않음)을 형성한 후 상기 소스 및 드레인전극을 덮도록 투명기판 전면에 평탄한 면을 가지도록 증착되는 보호층(52)을 구비한다. 이 때 평탄면을 가지는 보호층(52)은 제2 층간절연층(50) 상에 드레인 전극 및 소스 전극을 덮도록 질화실리콘 또는 산화실리콘등의 무기절연물질 또는 아크릴계(acryl) 유기화합물, 테프론(Teflon), BCB(benzocyclobutene), 사이토프(cytop) 또는 PFCB(perfluorocyclobutane) 등의 유전상수가 작은 유기절연물을 증착하여 형성된다. 먼저 상기 유전상수가 작은 유기절연물을 증착하여 1차 보호층을 형성한다. 이 때 형성되는 1차 보호층은 일정의 굴곡을 가진다. 이후 CMP(chemical mechanical polishing) 공정 또는 이방성 식각 공정에 의해 1차 보호층을 평탄화 함으로써 평탄면을 가지는 보호층(52)을 완성한다. 여기서 CMP(Chemical Mechanical Polishing) 공정은 일반적으로 연마포(Pad)상에 연마제(Abrasive)가 포함된 수용액(Slurry)을 흘리면서 기판 표면을 가공하는 것이다. 이와 같이 형성된 제1 층간절연층(48), 제2 층간절연층(50) 및 보호층(52)은 이방식각을 포함하는 포토리쏘그래피방법으로 게이트라인(46)이 노출되도록 패터닝된다. 제1 층간절연층(48), 제2 층간절연층(50) 및 보호층(52)은 노출되게 패터닝됨으로써 접촉홀(56)이 형성된다. 이후 게이트라인(46)과 게이트라인(46)을 구동하기 위한 게이트 구동회로가 실장된 PCB를 연결하기 위해 사용되는 FPC 또는 TCP 등의 필름과 전기적으로 접속되게 하는 ITO나 알루미늄(Al) 및 구리(Cu) 등의 도전성 물질로 구성된 전도층(54)이 증착된다. 이 때 증착된 전도층(54)은 접촉홀(56)을 통하여 게이트라인(46)과 접촉된다.
이와 같이 EL표시소자 가장자리 영역에 산소와 물로부터 차폐하기 위하여 실 런트가 도포될 경우에 층간절연층 및 보호층으로 구성되는 절연층이 상기에서와 같이 평탄면을 가질 경우 고르게 실런트 도포됨으로 인하여 기포 또는 수분 침입의 여지가 없어지게 된다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 유기 전계발광표시소자는 유기 EL표시소자 가장자리의 실런트가 도포되는 영역의 층간절연층 및 보호층 등으로 구성되는 절연층을 평탄화 하여 기포 또는 수분의 침투 경로를 차단함으로써 기판 자체의 굴곡에 의한 소자의 열화을 최소화하고 수명을 향상시킬 수 있게 된다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 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 (6)

  1. 표시소자의 기포 또는 수분의 침투를 방지하기 위한 실링 공정을 위한 실런트가 도포되는 유기 전계발광표시소자의 가장자리 영역에 있어서,
    상기 표시소자 내부에 기포 또는 수분을 침투시키지 않기 위하여 표시소자 가장자리 영역에 평탄면을 가지도록 형성되는 보호층과,
    상기 보호층 상에 기포 또는 수분의 침투를 방지하도록 실런트가 도포되는 시일재를 구비하되,
    상기 실런트가 도포되는 가장자리 영역에서 인쇄회로기판과 전기적으로 접촉하는 전도층이 위치하는 것을 특징으로 하는 유기 전계발광표시소자.
  2. 제 1 항에 있어서,
    투명기판 상에 형성되는 버퍼절연층과,
    상기 버퍼절연층 상에 적층된 게이트절연층과,
    상기 게이트절연층 상에 라인형태로 패터닝되어 형성된 게이트라인과,
    상기 게이트라인 전면에 증착되는 제1 층간절연층과,
    상기 제1 층간절연층 상에 형성된 전압공급라인을 덮도록 상기 투명기판 상에 전면 증착되는 제2 층간절연층을 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 유기 전계발광표시소자.
  3. 삭제
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 전도층은 인듐틴옥사이드(ITO), 알루미늄(Al), 구리(Cu) 중 적어도 어느 하나로 구성되는 것을 특징으로 하는 유기 전계발광표시소자.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 보호층은 상기 전도층이 형성되는 영역까지 연장되는 것을 특징으로 하는 유기 전계발광표시소자.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 보호층은 BCB(Benzocyclobutene) 또는 아크릴(Acryl)계의 유기막 또는 무기계의 막으로 구성되어지며, 무기계의 막은 CMP(chemical mechanical polishing) 공정 및 이방성 식각 공정에 의한 것을 특징으로 하는 유기 전계발광표시소자.
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