KR100955076B1

KR100955076B1 - 박막 ｅｌ발광소자 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR100955076B1
Application number: KR1020080065538A
Authority: KR
Inventors: 이택민; 조정대; 신동윤; 김충환; 김동수
Original assignee: 한국기계연구원
Priority date: 2008-07-07
Filing date: 2008-07-07
Publication date: 2010-04-28
Also published as: KR20100005487A

Abstract

본 발명은 기판과, 상기 기판의 일면에 차례로 적층 인쇄되는 하부전극과 유전체층 및 EL층과 광투과성 상부전극을 갖는 박막 EL발광소자에 관한 것으로서, 상기 기판에는 도전공들이 형성되어 있으며, 상기 기판의 배면에는 상기 도전공을 통해 각각 상기 하부전극과 상기 상부전극과 전기적으로 연결된 배면전극이 인쇄되어 있는 것을 특징으로 한다.

이에 의해, 단일의 EL발광소자를 포함하여 EL발광소자를 다수 배열하는 구조에서 EL발광소자의 인쇄를 위한 기판의 면적을 최소화하고, 다수의 EL발광소자가 인쇄 배열되는 유효면적은 증대되며, 전원공급도선인 배면전극의 레이아웃을 간단하게 구성할 수 있는 박막 EL발광소자 및 그 제조방법이 제공된다.

EL발광소자, 기판, 도전공, 하부전극, 상부전극, 배면전극, 연결전극

Description

박막 ＥＬ발광소자 및 그 제조방법{A thin film electro Luminance lighting element and manufacturing method thereof}

본 발명은 박막 EL발광소자 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전원의 연결 구조가 개선된 박막 EL발광소자 및 그 제조방법에 관한 것이다.

일렉트로 루미네센스(Electro Luminance) 발광소자(이하 "EL발광소자"라 함)는 각종 디스플레이 기기와 휴대폰의 키패드 등에서의 발광소자로서 널리 이용되고 있다.

최근에는 이러한 EL발광소자를 스크린 인쇄 기법이나 잉크젯 인쇄 기법 등의 다양한 인쇄기법을 이용하여 박막의 EL발광소자로 제조하는 기술이 개발되어 있으며, 이러한 기술을 응용하여 박막의 기판 상에 박막 EL발광소자를 소정의 미세패턴 구조로 인쇄함으로써, 박막 EL디스플레이 등과 같은 다양한 발광 기기를 제작할 수 있게 되었다.

인쇄기법에 의해 형성된 박막 EL발광소자(101)의 단면 구조를 간단히 살펴보면, 도 1에 도시된 바와 같이, 연질 또는 경질 재료로 마련되는 박막 기판(110) 상 에 하부전극(120)과 유전체층(130) 및 EL층(140)과 광투과성 상부전극(150)이 차례로 박막 적층 인쇄된 구조를 가지고 있다. 여기서, 하부전극(120)과 상부전극(150)은 버스전극(155) 및 전원공급도선(160)에 의해 외부 전원과 전기적으로 연결된다.

이러한 구조를 갖는 EL발광소자(101)는 하부전극(120)과 상부전극(150)으로 전원이 공급되어 전류가 흐르면, 유전체층(130)에 전하가 분포되면서 EL층(140)이 발광하게 된다.

한편, 도 2는 박막 EL발광소자를 응용한 발광 기기의 일 예로서 종래 박막 EL디스플레이(105)의 구조를 나타낸 도면이다. 이 도면에 도시된 바와 같이, 박막 EL발광소자(101)를 응용한 박막 EL디스플레이(105)의 경우 박막 기판(110) 상에 다수의 EL발광소자(101)가 픽셀 구조로 배열되어 있고, 각 EL발광소자(101)의 하부전극(120) 및 상부전극(150)은 기판(110) 상에 별도로 인쇄된 전원공급도선(160)에 의해 외부의 전원공급부(미도시)와 전기적으로 연결되어 있다.

그리고, 각 EL발광소자(101)와 전원공급부(미도시) 사이에는 각각의 픽셀 단위로 마련된 EL발광소자(101)의 발광을 제어하기 위한 제어부(미도시)가 마련되어 있다. 이 제어부(미도시)는 미리 입력된 입력 값이나 외부로부터 전송되는 전송신호에 따라서 각각의 EL발광소자(101)의 발광을 제어함으로써, 사용자가 요구하는 영역의 EL발광소자(101)들만 발광시킴으로써, 박막 EL디스플레이(105)에 소정의 발광패턴을 형성할 수 있다.

그런데, 이러한 종래의 박막 EL발광소자에 있어서는 상하부전극과 외부 전원을 전기적으로 연결하는 전원공급도선이 EL발광소자와 함께 기판의 상면에 인쇄되기 때문에, EL발광소자 주변에는 필연적으로 전원공급도선의 인쇄영역(C)이 확보되어야 한다.

이에 의해, EL발광소자의 인쇄를 위한 기판의 면적이 증가되는 문제점이 발생하였다.

특히, EL발광소자를 다수 배열하여 구성되는 EL디스플레이의 경우에는 각 EL발광소자 간의 간격을 전원공급도선 인쇄를 고려하여 충분히 이격 시켜야 하기 때문에, 기판의 면적은 더욱더 커지는 반면에, EL발광소자들을 인쇄할 수 있는 유효면적은 축소되는 문제점이 발생한다. 또한, 다수의 전원공급도선이 상호 접촉되지 않고 배치되어야 하기 때문에, 전원공급도선의 레이아웃 설계에 어려움이 따르는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 단일의 EL발광소자를 포함하여 EL발광소자를 다수 배열하는 구조에서 EL발광소자의 인쇄를 위한 기판의 면적을 최소화하고, 다수의 EL발광소자가 인쇄 배열되는 유효면적은 증대되며, 전원의 공급 라인인 전원공급도선의 레이아웃을 간단하게 구성할 수 있는 박막 EL발광소자 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.

상기 목적은 본 발명에 따라서, 기판과, 상기 기판의 일면에 차례로 적층 인쇄되는 하부전극과 유전체층 및 EL층과 광투과성 상부전극을 갖는 박막 EL발광소자에 있어서, 상기 기판에는 도전공들이 형성되어 있으며, 상기 기판의 배면에는 상기 도전공을 통해 각각 상기 하부전극과 상기 상부전극과 전기적으로 연결된 배면전극이 인쇄되어 있는 것을 특징으로 하는 박막 EL발광소자에 의해 달성된다.

여기서, 상기 도전공 내부에는 연결전극이 마련되며, 상기 하부전극 및 상부전극과 상기 배면전극은 상기 연결전극에 전기적으로 연결되는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 상부전극으로부터 상기 EL층과 유전체층 외표면을 거쳐 상기 기판의 도전공을 통해 상기 배면전극과 전기적으로 연결되는 버스전극을 포함하는 것이 효과적이다.

또한, 상기 상부전극과 상기 배면전극 사이의 상기 도전공 일면의 상기 상부전극과 상기 배면전극을 전기적으로 연결시키는 상부연결전극이 인쇄되어 있는 것이 보다 바람직하다.

한편, 상기 목적은 본 발명의 다른 분야에 따라서, 기판과, 상기 기판의 일면에 차례로 적층 인쇄되는 하부전극과 유전체층 및 EL층과 광투과성 상부전극을 갖는 박막 EL발광소자의 제조방법에 있어서, 상기 기판에 도전공을 형성하는 단계와, 상기 기판의 일면에 상기 하부전극, 유전체층, EL층, 상부전극을 차례로 적층 인쇄하는 단계와, 상기 기판의 배면에 상기 도전공을 통해 상기 하부전극 및 상부전극과 전기적으로 연결되는 배면전극을 인쇄하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 박막 EL발광소자의 제조방법에 의해서도 달성된다.

여기서, 상기 도전공 내부에 상기 하부전극 및 상부전극과 상기 배면전극을 전기적으로 연결시키는 연결전극을 형성하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 하부전극과 함께 상기 상부전극과 상기 배면전극 사이의 상기 도전공 일면에 상기 상부전극과 상기 배면전극을 전기적으로 연결시키는 상부연결전극을 인쇄하는 단계를 더 포함하는 것이 효과적이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 박막 EL발광소자의 단면도이다. 이 도면에 도시된 바와 같이, 본 제1실시예에 따른 박막 EL발광소자(1)는 박막의 기판(10)과, 기판(10)의 일면에 차례로 적층 인쇄된 하부전극(20)과 유전체층(30) 및 EL층(40)과 광투과성 상부전극(50)을 가지고 있으며, 기판(10)의 배면에 인쇄되어 하부전극(20) 및 상부전극(50)과 전원공급부(미도시)를 전기적으로 연결시키는 배면전극(60)을 더 포함한다.

기판(10)은 종이나, 수지재 필름, 박막 유리 등의 박막 재료로 마련될 수 있으며, 섬유나 합성수지 등의 다양한 재료로 마련될 수도 있다.

이 기판(10)의 일면에는 전술한 바와 같이, 하부전극(20)과 유전체층(30) 및 EL층(40)과 광투과성 상부전극(50)이 적층 인쇄되며, 하부전극(20)과 상부전극(50)에 인접하는 기판(10)의 판면에는 배면전극(60)과 하부 및 상부전극(50)을 전기적으로 연결될 수 있도록 도전공(11)들이 형성되어 있다.

하부전극(20)은 전도성 잉크재료를 기판(10)의 일면에 인쇄한 후 경화시킴으로써 형성된다. 이때, 전도성 잉크재료로는 은, 금, 아연, 그래파이트, 구리, ITO, 카본, 카본나노튜브, 전도성 폴리머 등과 이들의 조합물로 이루어진 투명 혹은 반투명 혹은 불투명 혹은 반사성이 높은 전도성 잉크재료일 수 있다. 이 하부전극(20)의 전도성 잉크재료는 기판(10)에 인쇄된 후 UV경화나 열경화 또는 자연경화 방법에 의해 경화됨으로써 하부전극(20)으로 형성된다.

그리고, 하부전극(20)은 도전공(11)을 통해 배면전극(60)과 전기적으로 연결되는데, 그 구조는 하부전극(20)과 배면전극(60)을 각각 기판(10) 일면과 배면에 인쇄하는 과정에서 하부전극(20)과 배면전극(60)의 전도성 잉크재료 중 적어도 어느 일측의 전도성 잉크재료가 기판(10)의 도전공(11)에 충전되어 하부전극(20)과 배면전극(60)이 상호 전기적으로 연결된 상태로 경화되는 형태의 구조일 수 있다.

여기서, 하부전극(20)과 기판(10) 사이에는 도시하지 않은 보강층(미도시)을 형성할 수 있는데, 이 보강층(미도시)은 기판(10)이 종이 등의 흡수성을 갖는 재료로 마련될 때, 각 적층 구조를 형성하는 잉크재료가 기판(10)으로 흡수되는 것을 방지함과 동시에, 기판(10)과 하부전극(20) 등의 잉크재료 간의 적층 성능을 보강하기 위한 것이다. 이 보강층(미도시)은 전기적 특성이 없는 수지재료로 적층되며, 이러한 보강층(미도시)을 포함할 경우 도전공(11)은 기판(10)과 보강층(미도시)을 관통하도록 형성된다.

유전체층(30)은 일반적인 박막 EL발광소자와 마찬가지로 유전체층(30) 잉크재료를 하부전극(20) 상부에 적층 인쇄한 후 경화시킴으로써 형성된다. 이 유전체층(30) 역시 잉크재료가 하부전극(20) 상부에 인쇄된 후 UV경화나 열경화 또는 자연경화 방법에 의해 경화됨으로써 유전체층(30)으로 형성된다. 이 유전체층(30)에는 하부전극(20)과 상부전극(50)으로 전류가 흐르면 전하가 분포된다.

EL층(40) 역시 일반적인 박막 EL발광소자(1)와 마찬가지로 루미네선스 잉크재료를 유전체층(30) 상부에 적층 인쇄한 후 UV경화나 열경화 또는 자연경화 방법으로 경화시킴으로써 형성된다. 이 EL층(40)은 하부전극(20)과 상부전극(50)으로 흐르는 전류에 의해 유전체층(30)에 전하가 분포되면 발광하게 된다.

광투과성 상부전극(50)은 광투과성 전도성 잉크재료를 EL층(40) 상부에 적층 인쇄한 후 전술한 경화방법으로 경화시킴으로써 형성된다. 이때, 광투과성 전도성 잉크재료는 미립자의 은, 금, 아연, 그래파이트, 구리, ITO, 카본, 카본나노튜브가 포함된 전도성 잉크재료나, 전도성 폴리머 등과 이들의 조합물로 이루어진 투명 혹은 반투명의 광투과성을 갖는 전도성 잉크재료를 이용한다.

이 상부전극(50)은 도전공(11)을 통해 배면전극(60)과 전기적으로 연결되는데, 그 구조는 상부전극(50)과 배면전극(60)을 각각 기판(10) 일면과 배면에 인쇄하는 과정에서 상부전극(50)과 배면전극(60)의 전도성 잉크재료 중 적어도 어느 일측의 전도성 잉크재료가 기판(10)의 도전공(11)에 충전되어 상부전극(50)과 배면전극(60)이 상호 전기적으로 연결된 상태로 경화되는 형태의 구조일 수 있다.

여기서, 상부전극(50)은 그 일측이 기판(10)에 형성된 도전공(11)까지 하향 연장되는 형태로 인쇄 후 경화될 수 있는데, 이 경우에는 하부전극(20)과의 접촉에 의한 쇼트를 방지하기 위해 하부전극(20)의 상부를 유전체층(30)이 덮는 구조로 하고, 상부전극(50)이 EL층(40)과 유전체층(30) 외표면을 통해 하향 연장된 상태에서 기판(10)의 도전공(11)까지 하향 연장되도록 한다.

또는, 도 4에 도시된 바와 같이, 상부전극(50)과 배면전극(60)은, 상부전극(50)으로부터 EL층(40)과 유전체층(30) 외표면을 거쳐 기판(10)의 도전공(11)까지 하향 연장되도록 별도로 인쇄되는 버스전극(55)에 의해 상호 전기적으로 연결될 수 있다.

그리고, 도시하지는 않았지만, 광투과성 상부전극(50)의 상부에는 EL발광소자(1)를 보호하기 위한 적절한 강도를 갖는 광투과성 수지재료를 이용하여 보호층(미도시)을 적층 형성할 수 있다.

한편, 배면전극(60)은 기판(10)의 배면에서 도전공(11)으로부터 전원공급부(미도시)를 향하는 기판(10)의 일 영역까지 전원공급경로를 형성하도록 전도성 잉크재료로 인쇄되어 있다.

이 배면전극(60)은 하부전극(20) 및 상부전극(50)과 도전공(11)을 통해 전기적으로 연결되는 것으로서, 배면전극(60)의 전도성 잉크재료는 은, 금, 아연, 그래파이트, 구리, ITO, 카본, 카본나노튜브, 전도성 폴리머 등과 이들의 조합물로 이루어진 투명 혹은 반투명 혹은 불투명 혹은 반사성이 높은 전도성 잉크재료일 수 있다. 또한, 전술한 하부전극(20) 및 상부전극(50)의 전도성 잉크재료와 동일한 재료를 이용하여 기판(10)의 배면에 인쇄된 후, UV경화나 열경화 또는 자연경화 방법에 의해 경화되는 것이 바람직하다.

여기서, 배면전극(60)은 기판(10)의 일면에 하부전극(20)과 유전체층(30) 및 EL층(40)과 광투과성 상부전극(50)이 먼저 적층 인쇄된 상태에 기판(10)의 배면에 배면전극(60)을 인쇄하는 순서로 인쇄될 수 있다. 물론, 배면전극(60)을 기판(10)의 배면에 미리 인쇄한 후, 기판(10)의 일면에 하부전극(20)과 유전체층(30) 및 EL층(40)과 광투과성 상부전극(50)을 적층 인쇄할 수도 있다.

이러한 구성을 갖는 본 발명에 따른 박막 EL발광소자(1)는 하부전극(20)과 상부전극(50)을 전원공급부(미도시)와 연결하는 배면전극(60)이 기판(10)의 배면에 인쇄됨으로써, EL발광소자(1)가 인쇄되는 기판(10)의 일면에 배면전극(60)의 인쇄 영역을 확보할 필요가 없게 된다. 이에 의해, EL발광소자(1)의 인쇄를 위한 기판(10)의 면적을 최소화 할 수 있다.

한편, 도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 박막 EL발광소자의 단면도이다. 이 도면에 도시된 바와 같이, 본 제2실시예에 따른 박막 EL발광소자(1)는 전술한 제1실시예의 박막 EL발광소자(1)와 마찬가지로, 도전공(11)들이 형성되어 있는 박막의 기판(10)과, 기판(10)의 일면에 차례로 적층 인쇄된 하부전극(20)과 유전체층(30) 및 EL층(40)과 광투과성 상부전극(50), 그리고, 기판(10)의 배면에 인쇄되는 배면전극(60)을 가지고 있으며, 기판(10)의 도전공(11)에 충전되어 하부전극(20) 및 상부전극(50)과 배면전극(60)을 전기적으로 연결시키는 연결전극(70)을 더 포함하고 있다.

본 제2실시예의 박막 EL발광소자(1)는 연결전극(70)을 제외한 나머지 구성이 전술한 제1실시예와 동일하므로, 이하에서는 연결전극(70)에 대해서만 상세히 설명한다.

연결전극(70)은 전도성 잉크재료를 기판(10)의 도전공(11)에 충전한 후 경화시킴으로써 형성된다. 이때, 전도성 잉크재료로는 은, 금, 아연, 그래파이트, 구리, 납, 무연솔더, ITO, 카본, 카본나노튜브, 전도성 폴리머 등과 이들의 조합물로 이루어진 투명 혹은 반투명 혹은 불투명 혹은 반사성이 높은 전도성 잉크재료일 수 있다. 그리고, 연결전극(70)의 상하 양단부는 기판(10)의 도전공(11) 양측 둘레면에 퍼져있는 리벳형상의 구조를 갖는 것이 바람직하다. 이 연결전극(70)의 상하 양단부는 기판(10)의 일면과 배면에 각각 인쇄 경화되는 상하부전극(20,50)과 배면전극(60)에 전기적으로 연결된다.

이러한 본 제2실시예에 따른 박막 EL발광소자(1)는 전술한 제1실시예와 마찬가지로 EL발광소자(1)의 인쇄를 위한 기판(10)의 면적을 최소화함과 동시에, 기판(10)의 도전공(11)에 별도의 연결전극(70)을 마련함으로써, 상하부전극(20,50)과 배면전극(60)의 전기적 연결이 보다 확실하게 이루어진다. 이에 의해, 상하부전극(20,50)과 배면전극(60)의 전기적 접속불량을 방지할 수 있다.

한편, 도 6 및 도 7은 본 발명의 제3실시예에 따른 박막 EL발광소자의 단면도이다. 이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 제2실시예에 따른 박막 EL발광소자(1)는 전술한 제2실시예의 박막 EL발광소자(1)와 마찬가지로, 도전공(11)들이 형성되어 있는 박막의 기판(10)과, 기판(10)의 일면에 차례로 적층 인쇄된 하부전극(20)과 유전체층(30) 및 EL층(40)과 광투과성 상부전극(50), 그리고, 기판(10)의 배면에 인쇄되는 배면전극(60)과, 기판(10)의 도전공(11)에 충전되어 하부전극(20) 및 상부전극(50)과 배면전극(60)을 전기적으로 연결시키기 위한 연결전극(70)을 가지고 있으며, 기판(10)의 도전공(11) 상면에 인쇄되는 상부전극(50)과 연결전극(70) 을 연결시키는 상부연결전극(80)을 더 포함하고 있다.

본 제3실시예의 박막 EL발광소자(1)는 상부연결전극(80)을 제외한 나머지 구성이 전술한 제2실시예와 동일하므로, 이하에서는 상부연결전극(80)에 대해서만 상세히 설명한다.

상부연결전극(80)은 전도성 잉크재료를 이용하여 하부전극(20)을 인쇄할 때 함께 형성되는 것으로서, 상부전극(50)과 배면전극(60)을 연결시킬 도전공(11)의 상면에 인쇄된다. 이때, 하부전극(20)의 일측은 하부전극(20)과 배면전극(60)을 연결시킬 또 다른 도전공(11) 상면에 위치하게 된다.

이 상태에서 하부전극(20) 상부에 차례로 유전체층(30) 및 EL층(40)과 광투과성 상부전극(50)을 적층 인쇄하게 되는데, 상부전극(50)은 도 6에 도시된 바와 같이, 일측이 EL층(40)과 유전체층(30)의 외표면을 거쳐 하향 연장되어 상부연결전극(80)과 전기적으로 연결될 수도 있으며, 도 7에 도시된 바와 같이, 상부전극(50)과, 상부연결전극(80)을 별도의 버스전극(55)으로 연결시킬 수도 있다.

한편, 상부연결전극(80)과 하부전극(20)은 각각의 도전공(11)에 충전되는 연결전극(70)에 의해 기판의 배면에 인쇄되는 배면전극(60)과 전기적으로 연결된다.

이러한 본 제3실시예에 따른 박막 EL발광소자(1)는 전술한 제1 및 제2실시예와 마찬가지로 EL발광소자(1)의 인쇄를 위한 기판(10)의 면적을 최소화함과 동시에, 기판(10) 상에 하부전극(20)과 함께 인쇄되는 별도의 상부연결전극(80)을 마련 함으로써, 상부전극(50)과 배면전극(60) 및 연결전극(70)의 전기적 연결이 보다 확실하게 이루어진다. 이에 의해, 상하부전극(20,50)과 배면전극(60)의 전기적 접속불량을 더욱 효과적으로 방지할 수 있다.

이하에서는 본 발명에 따른 박막 EL발광소자(1)의 제조방법에 대해 도면을 참고하여 상세히 설명한다.

먼저, 도 8은 본 발명의 따른 박막 EL발광소자의 제조 공정 일 예를 간략하게 나타낸 공정도이다. 이 도면에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 박막 EL발광소자(1)의 제조 공정은 기판(10)에 도전공(11)을 형성하는 단계(S01)와, 기판(10)의 일면에 하부전극(20), 유전체층(30), EL층(40), 상부전극(50)을 차례로 적층 인쇄하는 단계(S02)와, 기판(10)의 배면에 배면전극(60)을 인쇄하는 단계(S03)를 포함한다.

기판(10)에 도전공(11)을 형성하는 단계(S01)는 천공기 등을 이용하여 박막의 기판(10)에 다수의 도전공(11)을 천공하는 단계로서, 각 도전공(11)들은 기판(10)의 일면에 인쇄될 EL발광소자(1)의 하부전극(20) 및 상부전극(50)에 대응하는 위치에 형성된다.

기판(10)의 일면에 하부전극(20), 유전체층(30), EL층(40), 상부전극(50)을 차례로 적층 인쇄하는 단계(S02)는 패드 프린팅이나 스크린 프린팅(P2)과 잉크젯 프린팅(P3) 또는 그라비어 프린팅과 플렉소 프린팅 등의 각종 인쇄방법을 이용하여 전도성 잉크재료와 유전체층(30) 잉크재료 및 루미네선스 잉크재료를 기판(10)의 일면에 차례로 적층 인쇄한 후 경화시키는 단계이다.

이때, 하부전극(20)과 상부전극(50)의 일 영역은 도전공(11)을 통해 기판(10)의 배면에 인쇄되는 배면전극(60)과 전기적으로 연결되는데, 그 연결구조는 전술한 바와 같이, 상하부전극(20,50)과 배면전극(60)을 각각 기판(10) 일면과 배면에 인쇄하는 과정에서 상하부전극(20,50)과 배면전극(60)의 전도성 잉크재료 중 적어도 어느 일측의 전도성 잉크재료가 기판(10)의 도전공(11)에 충전되어 상하부전극(20,50)과 배면전극(60)이 상호 전기적으로 연결된 상태로 경화되는 형태의 구조일 수 있다.

여기서, 하부전극(20), 유전체층(30), EL층(40), 상부전극(50)의 인쇄방법은 전술한 인쇄방법들 중 어느 하나의 인쇄방법만을 이용하거나 인쇄방법들을 복합적으로 이용할 수 있다. 물론, 전술한 인쇄방법 이외의 다양한 인쇄방법을 이용하여 기판(10)의 일면에 하부전극(20), 유전체층(30), EL층(40), 상부전극(50)을 차례로 적층 인쇄할 수 있다.

한편, 기판(10)의 배면에 배면전극(60)을 인쇄하는 단계(S03)는 기판(10)의 배면에서 도전공(11)으로부터 전원공급부(미도시)를 향하는 기판(10)의 일 영역까지 전원공급경로를 형성하도록 전도성 잉크재료를 기판(10)의 배면에 인쇄한 후 경 화시키는 단계이다.

이 배면전극(60)은 전술한 바와 같이, 하부전극(20) 및 상부전극(50)과 도전공(11)을 통해 전기적으로 연결되는 것으로서, 배면전극(60)의 전도성 잉크재료는 은, 금, 아연, 그래파이트, 구리, ITO, 카본, 카본나노튜브, 전도성 폴리머 등과 이들의 조합물로 이루어진 투명 혹은 반투명 혹은 불투명 혹은 반사성이 높은 전도성 잉크재료일 수 있다. 또한, 전술한 하부전극(20) 및 상부전극(50)의 전도성 잉크재료와 동일한 재료를 이용하여 기판(10)의 배면에 인쇄된 후, UV경화나 열경화 또는 자연경화 방법에 의해 경화되는 것이 바람직하다.

여기서, 배면전극(60)의 인쇄순서는 기판(10)의 일면에 하부전극(20)과 유전체층(30) 및 EL층(40)과 광투과성 상부전극(50)을 먼저 인쇄하기 전, 후에 선택적으로 이루어질 수 있다.

이러한 제조 공정으로 제조된 박막 EL발광소자(1)는 하부전극(20)과 상부전극(50)을 전원공급부(미도시)와 연결하는 배면전극(60)이 기판(10)의 배면에 인쇄됨으로써, EL발광소자(1)가 인쇄되는 기판(10)의 일면에 배면전극(60)의 인쇄영역을 확보할 필요가 없게 된다. 이에 의해, EL발광소자(1)의 인쇄를 위한 기판(10)의 면적을 최소화 할 수 있다.

한편, 도 9는 본 발명의 다른 예에 따른 박막 EL발광소자의 제조 공정을 간략하게 나타낸 공정도이다. 이 도면에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 박막 EL발광소자(1)의 제조 공정은 기판(10)에 도전공(11)을 형성하는 단계(S01')와, 기판(10)의 도전공(11)에 연결전극(70)을 형성하는 단계(S02')와, 기판(10)의 일면에 하부전극(20), 유전체층(30), EL층(40), 상부전극(50)을 차례로 적층 인쇄하는 단계(S03')와, 기판(10)의 배면에 배면전극(60)을 인쇄하는 단계(S04')를 포함한다.

본 실시예에 따른 박막 EL발광소자(1)의 제조 공정은 기판(10)의 도전공(11)에 연결전극(70)을 형성하는 단계(S02')를 제외한 나머지 공정이 전술한 도 8의 제조공정 예와 동일하다. 이에 따라, 이하에서는 기판(10)의 도전공(11)에 연결전극(70)을 형성하는 단계(S02')에 대해서만 상세히 설명한다.

기판(10)의 도전공(11)에 연결전극(70)을 형성하는 단계(S02')는 기판(10)에 형성되어 있는 도전공(11)들에 연결전극(70)의 재료인 전도성 잉크재료를 충전한 후 경화시키는 단계이다. 이때, 연결전극(70)의 전도성 잉크재료는 은, 금, 아연, 그래파이트, 구리, 납, 무연솔더, ITO, 카본, 카본나노튜브, 전도성 폴리머 등과 이들의 조합물로 이루어진 투명 혹은 반투명 혹은 불투명 혹은 반사성이 높은 전도성 잉크재료일 수 있다.

연결전극(70)의 양측은 기판(10)의 일면에 하부전극(20), 유전체층(30), EL층(40), 상부전극(50)을 차례로 적층 인쇄하는 단계와, 기판(10)의 배면에 배면전극(60)을 인쇄하는 단계에서 상하부전극(20,50) 및 배면전극(60)과 전기적으로 연 결된다.

이러한 제조 공정에 의해 제조된 박막 EL발광소자(1)는 기판(10)의 도전공(11)에 별도의 연결전극(70)을 마련함으로써, 상하부전극(20,50)과 배면전극(60)의 전기적 연결이 보다 확실하게 이루어진다. 이에 의해, 상하부전극(20,50)과 배면전극(60)의 전기적 접속불량을 방지할 수 있다.

한편, 도 10은 본 발명의 또 다른 예에 따른 박막 EL발광소자의 제조 공정을 간략하게 나타낸 공정도이다. 이 도면에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 박막 EL발광소자(1)의 제조 공정은 기판(10)에 도전공(11)을 형성하는 단계(S01")와, 기판(10)의 도전공(11)에 연결전극(70)을 형성하는 단계(S02")와, 기판(10)의 일면에 하부전극(20)과 상부연결전극(80)을 인쇄하는 단계와(S03"), 하부전극(20) 상에 유전체층(30)과 EL층(40) 및 상부전극(50)을 차례로 적층 인쇄하는 단계(S04")와, 기판(10)의 배면에 배면전극(60)을 인쇄하는 단계(S05")를 포함한다.

본 실시예에 따른 박막 EL발광소자(1)의 제조 공정은 기판(10) 상에 하부전극(20)과 함께 상부연결전극(80)을 인쇄하는 단계(S03")를 제외한 나머지 공정이 전술한 도 9의 제조공정 예와 동일하다. 이에 따라, 이하에서는 기판(10) 상에 하부전극(20)과 함께 상부연결전극(80)을 형성하는 단계(S03")에 대해서만 상세히 설명한다.

기판(10) 상에 하부전극(20)과 함께 상부연결전극(80)을 형성하는 단계(S03")는 전도성 잉크재료를 이용하여 하부전극(20)을 인쇄할 때, 상부전극(50)과 배면전극(60)을 연결시킬 도전공(11)의 상면에 상부연결전극(80)도 함께 인쇄하는 단계이다. 이때, 하부전극(20)의 일측은 하부전극(20)과 배면전극(60)을 연결시킬 도전공(11) 상면에 위치하게 된다.

이 상태에서 하부전극(20) 상부에 차례로 유전체층(30) 및 EL층(40)과 광투과성 상부전극(50)을 적층 인쇄(S04")하게 되는데, 상부전극(50)은 도 6에 도시된 바와 같이, 일측이 EL층(40)과 유전체층(30)의 외표면을 거쳐 하향 연장되어 상부연결전극(80)과 전기적으로 연결될 수도 있으며, 도 7에 도시된 바와 같이, 상부전극(50)과, 상부연결전극(80)을 별도의 버스전극(55)으로 연결시킬 수도 있다.

한편, 상부연결전극(80)과 하부전극(20)은 도전공(11)에 충전되는 연결전극(70)에 의해 기판의 배면에 인쇄되는 배면전극(60)과 전기적으로 연결된다.

이러한 제조 공정에 의해 제조된 박막 EL발광소자(1)는 기판(10) 상에 하부전극(20)과 함께 인쇄되는 별도의 상부연결전극(80)을 마련함으로써, 상부전극(50)과 배면전극(60) 및 연결전극(70)의 전기적 연결이 보다 확실하게 이루어진다. 이에 의해, 상하부전극(20,50)과 배면전극(60)의 전기적 접속불량을 더욱 효과적으로 방지할 수 있다.

한편, 도 11은 본 발명에 따른 박막 EL발광소자와 그 제조방법을 이용하여 제조된 박막 EL디스플레이의 간략한 사시도이고, 도 12a 및 도 12b는 도 11의 A영역 기판 일면과 배면의 확대도이다. 이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 박막 EL발광소자(1)와 그 제조방법을 이용하여 제조된 박막 EL디스플레이(5)는 기판(10)의 일면에 EL발광소자(1)들을 픽셀 형태로 배열하고, 기판(10)의 배면에 도전공(11)을 통해 각 EL발광소자(1)들의 상하부전극(20,50)과 전기적으로 연결되는 배면전극(60)을 기판(10)의 일 영역에 형성된 전원연결부(7)까지 인쇄함으로써, 기판(10)의 일면에 픽셀 형태로 인쇄되는 EL발광소자(1)들 간의 간격(B)이 최소한으로 유지된다.

이에 의해, EL발광소자(1)의 인쇄를 위한 기판(10)의 면적은 최소한으로 하면서, EL발광소자(1)들을 인쇄할 수 있는 기판(10)의 유효면적은 증대된다.

또한, 배면전극(60)을 기판(10)의 배면에 인쇄함으로써, EL발광소자(1)의 위치와 상관없이 넓은 면적에 전원공급도선인 배면전극(60)의 레이아웃을 보다 쉽고 간단하게 구성할 수 있다.

여기서, 본 발명에 따른 박막 EL발광소자와 그 제조방법을 이용한 기기로서 박막 EL디스플레이를 예로 설명하였지만, 본 발명에 따르면, 박막 EL세그먼트나, 박막 EL엔터테인먼트 시스템 등 다양한 박막 EL 기기에 본 발명을 적용할 수 있음은 물론이다.

이와 같이, 본 발명에 따르면, 단일의 EL발광소자를 포함하여 EL발광소자를 다수 배열하는 구조에서 EL발광소자의 인쇄를 위한 기판의 면적을 최소화하고, 다수의 EL발광소자가 인쇄 배열되는 유효면적은 증대되며, 전원공급도선인 배면전극의 레이아웃을 간단하게 구성할 수 있는 박막 EL발광소자 및 그 제조방법이 제공된다.

도 1은 종래 박막 EL발광소자의 단면도,

도 2는 도 1의 박막 EL발광소자를 응용한 박막 EL디스플레이의 간략한 사시도,

도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 박막 EL발광소자의 단면도,

도 4는 도 3의 박막 EL발광소자의 다른 예를 나타낸 단면도,

도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 박막 EL발광소자의 단면도,

도 6 및 도 7은 본 발명의 제3실시예에 따른 박막 EL발광소자의 단면도,

도 8은 본 발명의 따른 박막 EL발광소자의 제조 공정 일 예를 간략하게 나타낸 공정도,

도 9는 본 발명의 다른 예에 따른 박막 EL발광소자의 제조 공정을 간략하게 나타낸 공정도,

도 10은는 본 발명의 또 다른 예에 따른 박막 EL발광소자의 제조 공정을 간략하게 나타낸 공정도,

도 11은 본 발명에 따른 박막 EL발광소자와 그 제조방법을 이용하여 제조된 박막 EL디스플레이의 간략한 사시도,

도 12a 및 도 12b는 도 11의 A영역 기판 일면과 배면의 확대도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : EL발광소자 10 : 기판

11 : 도전공 20 : 하부전극

30 : 유전체층 40 : EL층

50 : 상부전극 60 : 배면전극

70 : 연결전극 80 : 상부연결전극

Claims

기판과, 상기 기판의 일면에 차례로 적층 인쇄되는 하부전극과 유전체층 및 EL층과 광투과성 상부전극을 갖는 박막 EL발광소자에 있어서,

상기 기판에는 도전공들이 형성되어 있으며, 상기 기판의 배면에는 상기 도전공을 통해 각각 상기 하부전극 및 상기 상부전극과 전기적으로 연결된 배면전극이 인쇄되되,

상기 상부전극으로부터 상기 EL층과 유전체층 외표면을 거쳐 상기 기판의 도전공을 통해 상기 배면전극과 전기적으로 연결되는 버스전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 박막 EL발광소자.
제1항에 있어서,

상기 도전공 내부에는 연결전극이 마련되며, 상기 하부전극 및 상부전극과 상기 배면전극은 상기 연결전극에 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 박막 EL발광소자.
삭제
제1항에 있어서,

상기 상부전극과 상기 배면전극 사이의 상기 도전공 일면의 상기 상부전극과 상기 배면전극을 전기적으로 연결시키는 상부연결전극이 인쇄되어 있는 것을 특징으로 하는 박막 EL발광소자.
기판과, 상기 기판의 일면에 차례로 적층 인쇄되는 하부전극과 유전체층 및 EL층과 광투과성 상부전극을 갖는 박막 EL발광소자의 제조방법에 있어서,

상기 기판에 도전공을 형성하는 단계와,

상기 기판의 일면에 상기 하부전극, 유전체층, EL층, 상부전극을 차례로 적층 인쇄하는 단계와,

상기 기판의 배면에 상기 도전공을 통해 상기 하부전극 및 상부전극과 전기적으로 연결되는 배면전극을 인쇄하는 단계와,

상기 하부전극과 함께 상기 상부전극과 상기 배면전극 사이의 상기 도전공 일면에 상기 상부전극과 상기 배면전극을 전기적으로 연결시키는 상부연결전극을 인쇄하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 박막 EL발광소자의 제조방법.
제5항에 있어서,

상기 도전공 내부에 상기 하부전극 및 상부전극과 상기 배면전극을 전기적으로 연결시키는 연결전극을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 박막 EL발광소자의 제조방법.
삭제