KR20020037608A - 전계발광소자의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전계발광소자의 제조방법에 관한 것으로, 하부기판 상부에 복수개의 양극전극 패턴과 상기 양극전극 패턴 상부에 발광영역을 한정하는 절연격벽과 상기 절연격벽 상부에 형성되며 상기 양극전극 패턴과 교차하는 음극분리격벽과 상기 양극전극 패턴과 절연격벽과 음극분리격벽상에 형성되는 유기발광층과 상기 유기발광층 상부에 형성되는 음극전극패턴을 포함하여 구성되는 전계발광소자에 있어서, 상기 음극분리격벽 사이에 형성된 절연격벽 상부에 스페이서를 형성하는 단계를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 한다.

Description

전계발광소자의 제조방법{METHOD FOR MANUFACTURING ELECTROLUMINESCENT DISPLAY DEVICE}

본 발명은 전계발광소자의 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 전계발광소자의 외압 및 충격에 의한 손상을 방지할 수 있는 전계발광소자에 관한 것이다.

전계발광(Electroluminescent)소자 즉, 유기 EL 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.

도 1a는 종래의 전계발광소자의 단면도를 도시한 것으로, 전계발광소자는 절연기판(11)상에 ITO 로 된 양극(12), 유기박막층(13) 및 금속으로 된 음극(14)이 순차 적층된 구조를 갖는다. 또한, 종래의 유기 EL 소자는 소자내의 수분을 흡수하기 위한 무기박막 흡습층(도시되지않음)과, 외부로부터의 수분을 차단하고 절연기판(11)과 실링기판(16)과의 갭을 유지하기 위한 UV방수층(15)이 형성된 구조를 갖는다.

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.

일반적으로, 유기 EL 소자는 수분과 습기에 취약하여 양극(12), 유기박막층(13) 및 음극(14)을 형성하는 공정은 진공 시스템내에서 수행되어야 하며, 또한 아르곤 또는 질소 분위기에서 수행될 수 있다.

또한, 현재 화소전극의 미세패턴은 리소공정에 의한 양극 형성이 가능한 반면, 음극인 경우 쉐도우 마스크를 사용하거나, 도 1b에 도시된 바와같이 음극분리격벽(md)을 형성하여 마스크를 사용하지 않고 음극을 미세패턴하고 있다.

그러나, 상기와 같이 구성된 전계발광소자가 중형, 대형 크기로 확대될 경우 도 1c에 도시된 바와같이, 외부 압력 또는 충격이 가해질 때 외력을 받는 지점이 쉽게 압착되어지며 따라서 그 부분의 상하판 갭 유지가 어려워 패널 내부의 소자가 손상을 받을 수 있다. 손상을 입은 화소부는 전체적 또는 부분적으로 발광하지 못하는 등 그 고유기능을 상실하게 된다.

또한, 전계발광소자의 음극전극 패턴을 음극분리격벽을 이용하여 형성할 때, 도 1d에 도시된 바와같이, 음극분리격벽(md)은 역 삼격형 모양으로 하단부가 적은 면적으로 형성되고 재질 또한 포토 레지스트막이 주로 사용되므로, 외부의 압력이 증가하면 쉽게 손상되어 무너져 화소부를 압박하여 화소부에 좋지 않은 영향을 줄 수 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 스페이서를 이용하여 외부의 충격에도 상하판 갭 유지를 할 수 있도록 하는 전계발광소자의 제조방법을 제공하는 데에 그 목적이 있다,.

도 1a는 종래의 쉐도우 마스크를 이용하여 형성한 전계발광소자를 설명하기 위한 단면도.

도 1b는 종래의 음극분리격벽을 이용하여 형성한 전계발광소자를 설명하기 위한 단면도.

도 1c 내지 도 1d는 종래의 전계발광소자의 외력에 의한 손상을 설명하기 위한 단면도.

도 2a 내지 도 2c는 본 발명의 전계발광소자의 제조방법을 설명하기 위한 사시도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호설명 *

21 : 절연기판 22 : 양극전극 패턴

23 : 절연격벽 100 : 스페이서

md : 음극분리격벽

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 하부기판 상부에 복수개의 양극전극 패턴과 상기 양극전극 패턴 상부에 발광영역을 한정하는 절연격벽과 상기 절연격벽 상부에 형성되며 상기 양극전극 패턴과 교차하는 음극분리격벽과 상기 양극전극 패턴과 절연격벽과 음극분리격벽상에 형성되는 유기발광층과 상기 유기발광층 상부에 형성되는 음극전극패턴을 포함하여 구성되는 전계발광소자에 있어서, 상기 음극분리격벽 사이에 형성된 절연격벽 상부에 스페이서를 형성하는 단계를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 한다.

상기 절연격벽 상부에 형성된 스페이서 하측의 넓이가 상측의 넓이보다 적어도 넓게 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 스페이서는 상기 음극분리격벽보다 1 ~ 3um정도 낮게 형성되거나, 용도 및 형태에 다라 그 높이가 상기 음극 분리격벽보다 높게 형성될 수 있다.

한편, 상기 스페이서는 바람직하게 고분자 감광성 수지, 아크릴계 고분자 수지 또는 폴리 이미드 등을 선택하여 포토리소 공정을 이용하여 형성될 수 있고, 또한 스크린 프린트 공정을 이용하여 형성될 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 하부기판 상부에 복수개의 양극전극 패턴과 상기 양극전극 패턴 상부에 발광영역을 한정하는 절연격벽과 상기 양극전극 패턴과 절연격벽상에 형성되는 유기발광층과 상기 유기발광층 상부에 형성되는 음극전극패턴을 포함하여 구성되는 전계발광소자에 있어서, 상기 절연격벽 상부에 스페이서를 형성하는 단계를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 한다.

(실시예)

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 전계발광소자 제조방법의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 2는 음극분리격벽을 이용한 본 발명의 전계발광소자의 제조방법을 도시한 것으로, 도 2a를 참조하면, 절연기판(21) 상부에 화소전극을 스트라이프 형태로 패터닝하여 양극전극 패턴(22)을 형성한다. 상기 양극전극 패턴(22)은 리소 공정에 의해 형성된다.

다음, 도 2b를 참조하면, 상기 양극전극 패턴(22)을 포함하는 절연기판(21) 상부에 화소영역을 한정하는 절연격벽(23)을 형성한다. 상기 절연격벽(23)에 의해 개구된 양극전극 패턴(22a)은 실제 발광하는 화소의 화소영역을 한정된다. 또한 상기 절연격벽(23)은 산화막, 고분자 절연막 또는 포토레지스트막 등을 사용하여 양극전극 패턴(22)과 이후 형성되는 음극전극 패턴과의 단락을 방지하기 위해 형성된다.

이어서, 외압에 의한 소자의 파손을 방지하기 위하여 상기 양극전극 패턴(22) 영역 이외의 절연격벽(23) 상부에 고분자 감광성 수지, 아크릴계 고분자 수지 또는 폴리 이미드 등을 사용하여 직접 노광 또는 포토 리소 공정을 이용함으로써 스페이서(100)를 형성한다. 또한, 상기 스페이서(100)는 고정세의 패턴이 아닐 경우에는 스크린 프린터를 사용하여 형성할 수도 있다.

상기 스페이서(100)는 약 수 um 정도의 높이로 이후 형성될 음극분리격벽의 높이보다 약간 낮으며, 스페이스 하단부 영역은 이후 형성될 음극분리격벽 사이의 공간과 화소의 개구율에 따라 정해진다. 이것은 외부의 외압이 전계발광소자의 가해졌을 때, 1차 지지대인 음극분리격벽이 파괴되고 연속하여 스페이서가 압력을 받으면 스페이서(100)와 이후 형성되는 실링기판과 맞닿는 부분에 음극 전극이 손상을 입게 되지만 더 이상의 피해는 스페이서에 의해 발생하지 않으므로 패널 화소만큼은 전혀 손상을 입지 않게 된다.

또한 상기 스페이서(100)는 외압에 의한 상하판 합착시 스페이서 상에 증착된 음극이 크게 손상되지 않는 형태의 경우에 음극분리격벽보다 약간 높게 형성될 수도 있다.

상기 스페이서(100)는 하부 절연격벽(23)과 접착성이 좋으며 안정성이 뛰어나도록 절연격벽(23)과 접촉되는 스페이서의 하측 넓이를 상측의 넓이와 같거나 넓게 형성한다.

다음, 도 2c를 참조하면, 스페이서(100) 형성후, 음극분리격벽(md)을 상기 양극전극 패턴(22)을 가로지르도록 절연격벽(23) 상부에 증착한다. 상기 음극분리격벽(md)은 일본의 유기 EL 패널 메이커인 파이오니아가 특허권을 갖고있다. 상기 음극분리격벽(md)을 형성한 후, 진공, 아르곤 또는 질소 분위기에서 유기박막층 및 음극전극 패턴(도시되지 않음)을 형성하고, 이어서 패널실링(도시되지 않음)을 함으로써 전계발광소자를 형성한다.

한편,상기 유기박막층 증착시 R.G.B 유기층을 각각 증착할 경우, 유기층 증착용 쉐도우 마스크 공정시에도 본 발명의 실시예서와 같이 스페이서(100)를 음극 분리격벽보다 미세하게 낮은 높이로 형성하여 음극분리격벽(md)이 쉐도우 마스크와의 접촉에 의하여 약간 손상될 지라도 스페이서가 기판과 쉐도우 마스크 간의 간격을 유지시켜주므로 음극분리격벽의 더이상의 변형없이 유기 박막층 증착이 가능하다.

상기와같이 음극분리격벽을 사용하여 전계발광소자를 형성할 경우, 음극분리격벽만이 스페이서로 사용된다면 상기 설명되 있는 바와같이 패널에 대한 물리걱인 외부 압력이 클때 음극분리 격벽이 버티지 못하고 파괴되어 화소를 손상시킬 가능성이 있으나, 본 발명의 바람직한 실시예를 통하여 2차 지지대 역할을 하는 스페이서를 형성함으로써, 그 이상의 외압에 의한 패널 기판의 휘어짐이 방지되어 전계발광소자가 손상되어지는 것을 방지할 수 있다.

상술한 실시예에서 상기 스페이서(100)는 음극분리격벽(md)을 이용하여 음극을 분리하는 전계발광소자에 형성되지만, 쉐도우 마스크를 이용하여 음극을 분리하여 증착하는 전계발광소자에 있어서도 상기 스페이서(100)는 형성될 수 있다.

이상에서 자세히 설명한 바와같이, 화소영역 이외에 절연격벽 상부에 스페이서를 형성함으로써, 외부 충격에 대한 내구성 확보와 상기 내구성 향상으로 인한 수명의 연장과 보수비용 절감이 가능하고, 다양한 형태의 패널 제작이 가능할 수 있는 효과가 있다.

한편, 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위내에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다.

Claims (12)

1. 하부기판 상부에 복수개의 양극전극 패턴과 상기 양극전극 패턴 상부에 발광영역을 한정하는 절연격벽과 상기 절연격벽 상부에 형성되며 상기 양극전극 패턴과 교차하는 음극분리격벽과 상기 양극전극 패턴과 절연격벽과 음극분리격벽상에 형성되는 유기발광층과 상기 유기발광층 상부에 형성되는 음극전극패턴을 포함하여 구성되는 전계발광소자에 있어서,

   상기 음극분리격벽 사이에 형성된 절연격벽 상부에 스페이서를 형성하는 단계를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 전계발광소자의 제조방법.
2. 제 1항에 있어서, 상기 절연격벽 상부에 형성된 스페이서 하측의 넓이가 상측의 넓이보다 적어도 넓게 형성되는 것을 특징으로 하는 전계발광소자의 제조방법.
3. 제 1항에 있어서, 상기 스페이서는 상기 음극분리격벽보다 1 ~ 3um정도 낮게 형성되는 것을 특징으로 하는 전계발광소자의 제조방법.
4. 제 1항에 있어서, 상기 스페이서는 상기 음극 분리격벽보다 높게 형성될 수 있는 것을 특징으로 하는 전계발광소자의 제조방법.
5. 제 1항에 있어서, 상기 스페이서는 바람직하게 고분자 감광성 수지, 아크릴계 고분자 수지 또는 폴리 이미드 등을 선택하여 형성하는 것을 특징으로 하는 전계발광소자의 제조방법.
6. 제 1항에 있어서, 상기 스페이서는 포토리소 공정을 이용하여 형성되는 것을 특징으로 하는 전계발광소자의 제조방법.
7. 제 1항에 있어서, 상기 스페이서는 스크린 프린트 공정을 이용하여 형성되는 것을 특징으로 하는 전계발광소자의 제조방법.
8. 하부기판 상부에 복수개의 양극전극 패턴과 상기 양극전극 패턴 상부에 발광영역을 한정하는 절연격벽과 상기 양극전극 패턴과 절연격벽상에 형성되는 유기발광층과 상기 유기발광층 상부에 형성되는 음극전극패턴을 포함하여 구성되는 전계발광소자에 있어서,

   상기 절연격벽 상부에 스페이서를 형성하는 단계를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 전계발광소자의 제조방법.
9. 제 8항에 있어서, 상기 절연격벽 상부에 형성된 스페이서 하측의 넓이가 상측의 넓이보다 적어도 넓게 형성되는 것을 특징으로 하는 전계발광소자의 제조방법.
10. 제 8항에 있어서, 상기 스페이서는 바람직하게 고분자 감광성 수지, 아크릴계 고분자 수지 또는 폴리 이미드 등을 선택하여 형성하는 것을 특징으로 하는 전계발광소자의 제조방법.
11. 제 8항에 있어서, 상기 스페이서는 포토리소 공정을 이용하여 형성되는 것을 특징으로 하는 전계발광소자의 제조방법.
12. 제 8항에 있어서, 상기 스페이서는 스크린 프린트 공정을 이용하여 형성되는 것을 특징으로 하는 전계발광소자의 제조방법.