KR20010003749A - 유기 전계발광 표시소자 및 그의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 음극전극으로 일함수가 낮은 물질과 안정된 물질을 사용하여 소자의 신뢰성 및 장수명를 얻을 수 있는 유기EL 소자에 관한 것이다.
본 발명의 유기 EL 소자의 제조방법은 투명한 절연기판상에 양극과 음극의 제1부분을 형성하는 공정과; 상기 양극을 포함한 기판상에 유기박막층을 형성하는 공정과; 유기 박막층상에 상기 제1부분과 콘택되는 제2부분을 형성하여 음극을 형성하는 공정과; 상기 양극의 일부분, 유기박막층 및 상기 음극의 제2부분을 덮도록 보호막을 형성하는 공정을 포함한다.
Description
본 발명은 평판 디스플레이장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 소자의 신뢰성을 향상시키고 장수명화를 얻을 수 있는 유기 전계발광 표시소자(OELD, Organic Electroluminescent Display Device)에 관한 것이다.
전계발광(Electroluminescent) 소자는 액정표시소자(LCD)와 같은 수광형태의 소자에 비하여 응답속도가 빠르고, 자체발광형태이므로 휘도가 우수하며, 구조가 간단하여 생산시 제조가 용이하고, 경량박형의 장점을 가지고 있어 차세대 평판 디스플레이소자로 주목받고 있다. EL 소자는 LCD 백라이트, 휴대용 단말기, 자동차 항법 시스템(CNS, Car Navigation System), 노트북 컴퓨터 및 벽걸이용 TV 까지 그 용도가 다양하다.
EL 소자는 크게 발광층으로 사용하는 물질의 종류에 따라 유기 EL소자와 무기 EL소자로 분류한다. 유기 EL소자는 그 구동방식에 따라 도트(dot) 구동방식, 패시브 매트릭스(passive matrix) 구동방식, 액티브 매트릭스(active matrix) 구동방식 등으로 분류된다. 도트구동방식은 가장 간단한 구동방식이지만, 고품위 구동이 어려운 문제점이 있어 거의 채택되지 않고 있다. 패시브 매트릭스 구동방식은 제조공정이 단순하고 비교적 구동이 용이하여 중소형의 디스플레이구동에 많이 사용되고 있다. 그러나, 패시브 매트릭스 구동방식은 대면적 및 고정세의 디스플레이장치를 구동하는 데에는 한계가 있어 액티브 매트릭스 방식이 검토되고 있다.
도 1은 종래의 유기 EL소자의 단면도를 도시한 것이다. 도 1의 유기 EL 소자는 절연기판(11)상에 ITO 로 된 양극(12), 유기박막층(13) 및 금속으로 된 음극(14)이 순차 적층된 구조를 갖는다. 또한, 유기박막층(13), 음극(14) 및 양극(11)이 외부로 노출되는 것을 방지하기 위한 보호막(16)이 형성된 구조를 갖는다.
이때, 기판(11)은 양극(12)과 음극(14)사이에 가해진 전압에 의하여 유기층에서 발광하는 빛을 투과하여 볼수 있도록 투명하여야 한다. 유기박막층(13)은 발광층을 포함하며, 발광층과 양극사이에 정공주입층 및 정공수송층을 구비하고, 발광층과 음극(14)사이에 전자수송층 및 전자주입층을 구비할 수도 있다. 전자를 공급하여 주는 음극(14)은 전자를 원할하게 공급하기 위하여 일함수가 낮은 전극물질을 사용하여야 한다.
상기한 바와같은 구조를 갖는 유기 EL소자는 양극(12)에 (+) 전압이 인가되고, 음극(14)에 (-)전압이 인가되면 양극(12)으로부터 유기박막층(13)으로 정공이 주입되고, 음극(14)으로는 전자가 주입된다. 이와같이 유기 박막층(13)으로 주입된 전자와 정공은 재결합하여 빛을 발하여 디스플레이하게 된다.
도 2A 내지 도 2C는 종래의 유기 EL 소자의 제조공정을 설명하기 위한 평면구조를 도시한 것이다.
도 2A와 같이 투명한 절연기판(11)상에 (+) 전압을 인가하기 위한 양극(12)이 스트라이프 형태로 형성되고, 도 2B에 도시된 바와같이 양극(12)이 형성된 기판(11)상에 발광층을 포함하는 유기박막층(13)을 형성한다.
도 2C와 같이 유기박막층(13)상에 상기 양극(12)과 교차하는 스트라이브 형태의 음극(14)을 형성하고, 도 2D와 같이 소자를 보호하기 위하여 음극(14)을 형성한 다음에 패시베이션막(passivation) (16)을 형성하여 EL 소자를 제조한다.
종래의 유기 EL 소자는 음극(14)과 양극(12)에 각각 (-) 전압과 (+)전압을 인가하면 두 전극이 교차하는 부분에서 빛이 발광하게 되는데, 음극(14)과 양극(12)이 전체적으로 패시베이션되는 것이 아니라 에지부분이 노출되게 된다.
이때, 양극(12)은 ITO 막으로 이루어지는데, 이 ITO 막은 대기중에 노출되더라도 안정된 물질로서 소자의 특성에 별다른 영향을 주지 않게 된다.
그러나, 전자를 원활히 공급하기 위하여 일함수가 작은 금속들, 예를 들면 Li, Ca 등으로 이루어진 음극(14)은 대기중에서 노출시 산소 및 수분등과 반응하여 산화 및 부식이 쉽게 일어나 전기적인 특성이 저하되거나 또는 소자의 수명을 단축시키는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기한 바와같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 음극중 외부에 노출되는 부분은 안정된 물질로 형성하고 보호막에 의해 노출되지 않는 부분은 일함수가 낮은 물질로 형성함으로써, 소자의 특성을 향상시키고 장수명화를 꾀할 수 있는 유기 EL 소자 및 그의 제조방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
도 1은 종래의 유기 EL 소자의 단면 구조도,
도 2A 내지 도 2D는 종래의 유기 EL 소자의 제조공정을 설명하기 위한 평면도,
도 3A 내지 도 3D 는 본 발명의 실시예에 따른 유기 EL 소자의 제조공정을 설명하기 위한 평면도,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 유기 EL 소자의 단면도,
(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)
21 : 기판 22 : 양극전극(ITO)
24a, 24b, 24 : 음극 23 : 유기박막층
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 기판상에 양극전극, 정공수송층, 발광층 및 전자수송층으로된 유기막과 음극전극 및 외부의 노출을 차단하기 위한 보호막이 순차 형성된 유기 EL 소자에 있어서, 상기 음극전극은 기판상에 형성된, 외부 노출에 대한 안정한 물질로 이루어진 제1부분과; 상기 유기박막층상에 형성되어 상기 제1부분과 콘택되는 일함수가 낮고 전자공급능력이 우수한 물질로 이루어진 제2부분을 포함하는 유기 EL 소자를 제공하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 음극의 제1부분은 양극물질과 동일한 물질, 예를 들면 ITO, Cu, Ag, Au, Ni, Pd, Pt, Al 중 하나로 이루어지고, 제2부분은 K, Na, Ca, Li, Mg, In, Ta 중 하나로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 투명한 절연기판상에 양극과 음극의 제1부분을 형성하는 공정과; 상기 양극을 포함한 기판상에 유기박막층을 형성하는 공정과; 유기 박막층상에 상기 제1부분과 콘택되는 제2부분을 형성하여 음극을 형성하는 공정과; 상기 양극의 일부분, 유기박막층 및 상기 음극의 제2부분을 덮도록 보호막을 형성하는 공정으로 이루어진 유기 EL 소자를 제공하는 것을 특징으로 한다.
이하 첨부한 도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시예를 자세히 설명하도록 한다.
도 3A 내지 도 3D는 본 발명의 실시예에 따른 유기 EL 소자의 제조공정도를 도시한 것이다.
도 3A를 참조하면, 유리기판과 같은 투명한 절연기판(21)상에 양극물질을 증착한 다음 패터닝하여 스트라이프형태의 양극(22)을 형성한다. 도 3A에서 점선의 A 부분은 후속공정에서 보호막이 형성될 부분이고, 일점쇄선의 B 부분은 후속공정에서 유기박막층이 형성될 부분이다.
이때, 상기 양극(22) 형성을 위한 양극물질의 패터닝시 음극중 외부로 노출될 부분(24a)을 동시에 형성한다. 즉, 상기 양극(22)과 교차하는 방향으로 양극과 동일한 물질, 예를 들면 대기중에 노출되어도 안정성을 유지할 수 있는 ITO 막과 같은 물질로 된 음극부분(24a)을 형성한다.
상기 양극(22) 및 음극부분(24a)을 위한 안정된 물질로는, ITO막외에 Cu, Ag, Au, Ni, Pd, Pt, Al 등이 사용될 수도 있다.
도 3B와 같이, 기판상에 정공수송층, 활성층 및 전자수송층등의 유기물질을 증착한 다음 패터닝하여 유기박막층(23)을 형성한다.
도 3C와 같이, 유기박막층(23)이 형성된 기판(21)상에 일함수가 낮고 우수한 전자공급능력을 갖는 음극물질, 예를 들면 K, Na, Ca, Li, Mg, In, Ta 등중 하나를 증착한 다음 패터닝하여 상기 양극(22)과는 서로 교차하고 상기 기판(21)상에 형성된 제1부분(24a)과는 콘택되도록 제2부분(24b)을 형성하여 음극(24)을 형성한다.
도 3D와 같이, 노출되는 부분을 제외한 음극(24) 및 양극(22)과 유기 박막층(23)이 외부로 노출되는 것을 방지하기 위하여 보호막(passivation) (26)을 형성한다.
본 발명의 실시예에 따른 유기 EL 소자의 단면도가 도 4에 도시되어 있다. 도 4를 참조하면, 투명한 기판(21)상에 양극(22)이 형성되고, 그 위에는 유기 박막층(23) 및 양극(24)이 형성되고, 양극(22), 유기 박막층(23) 및 음극(24)이 외부로 노출되는 것을 방지하기 위한 보호막(26)이 형성된 구조를 갖는다.
본 발명의 유기 EL 소자에서, 음극(24)은 외부로 노출되는 부분(24a)과 보호막(26)에 의해 외부로 노출되지 않은 제2부분(24b)으로 이루어지고, 제1부분은 양극물질과 동일한 물질, 또는 대기중 노출에 안정되고 어느정도의 이상의 전자공급능력을 갖는 물질을 사용하고, 제2부분은 일함수가 낮고 전자공급능력이 우수한 물질을 사용한다.
상기한 바와같이 본 발명의 유기 EL 소자는 음극을 대기중에 노출되는 부분은 안정된 물질로 형성하고 보호막에 의해 차단되는 부분은 일함수가 낮고 전자공급능력이 우수한 물질을 사용하므로써, 종래에 사용되는 음극이 대기중에 노출시 부식 또는 산화되어 소자의 신뢰성이나 수명이 저하되는 문제점을 해결할 수 있게 된다.
이상에서 자세히 설명된 바와 같이, 본 발명에 따르면, 음극중 대기중에 노출되는 부분은 대기중 노출에 대해 안정한 물질을 사용하고 노출되지 않는 부분은 일함수가 낮고 전자공급능력이 우수한 물질을 사용함으로써, 시간이 경과함에 따라 대기중 노출에 따른 물질의 특성저하를 방지하여 일정한 특성을 유지할 수 있는 장수명의 유기 EL 소자를 제공하는 것이 가능한다. 이에 따라 소자 상품화의 가능성을 확보하여 휴대용 단말기 표시장치등의 응용분야에서의 시장성을 확대시킬 수 있는 이점이 있다.
기타, 본 발명은 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다.
Claims (8)
- 기판상에 양극전극, 정공수송층, 발광층 및 전자수송층으로된 유기막과 음극전극 및 외부의 노출을 차단하기 위한 보호막이 순차 형성된 유기 EL 소자에 있어서,상기 음극전극은 기판상에 형성된, 외부 노출에 대한 안정한 물질로 이루어진 제1부분과;상기 유기박막층상에 형성되어 상기 제1부분과 콘택되는 일함수가 낮고 전자공급능력이 우수한 물질로 이루어진 제2부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 EL 소자.
- 제1항에 있어서, 상기 음극의 제1부분은 양극물질과 동일한 물질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유기 EL 소자.
- 제2항에 있어서, 상기 제1부분은 ITO, Cu, Ag, Au, Ni, Pd, Pt, Al 중 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유기 EL 소자.
- 제1항에 있어서, 상기 음극의 제2부분은 K, Na, Ca, Li, Mg, In, Ta 중 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유기 EL 소자.
- 투명한 절연기판상에 양극과 음극의 제1부분을 형성하는 공정과;상기 양극을 포함한 기판상에 유기박막층을 형성하는 공정과;유기 박막층상에 상기 제1부분과 콘택되는 제2부분을 형성하여 음극을 형성하는 공정과;상기 양극의 일부분, 유기박막층 및 상기 음극의 제2부분을 덮도록 보호막을 형성하는 공정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유기 EL 소자의 제조방법.
- 제5항에 있어서, 상기 음극전극의 제1부분은 양극물질과 동일한 물질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유기 EL 소자의 제조방법.
- 제6항에 있어서, 상기 제1부분은 ITO, Cu, Ag, Au, Ni, Pd, Pt, Al 중 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유기 EL 소자의 제조방법.
- 제5항에 있어서, 상기 음극의 제2부분은 K, Na, Ca, Li, Mg, In, Ta 중 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유기 EL 소자의 제조방법.
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| KR100600844B1 (ko) * | 2001-04-04 | 2006-07-14 | 삼성에스디아이 주식회사 | 유기 전계 발광 표시장치의 제조 방법 |
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1999
- 1999-06-25 KR KR1019990024180A patent/KR20010003749A/ko not_active Application Discontinuation
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| KR100600844B1 (ko) * | 2001-04-04 | 2006-07-14 | 삼성에스디아이 주식회사 | 유기 전계 발광 표시장치의 제조 방법 |
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