KR20030081736A

KR20030081736A - 글래스 쉐도우 마스크 및 그를 이용한 유기 ｅｌ 표시소자

Info

Publication number: KR20030081736A
Application number: KR1020020020101A
Authority: KR
Inventors: 김창남
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2002-04-12
Filing date: 2002-04-12
Publication date: 2003-10-22

Abstract

본 발명은 글래스 쉐도우 마스크 및 그를 이용한 유기 EL 표시소자를 제공하기 위한 것으로서, 규칙적으로 배열된 홀 패턴을 갖는 글래스 판으로 제조되고, 상기 홀 패턴 사이의 글래스 상부면 폭이 글래스 하부면 폭보다 넓도록 경사진 구조를 가짐으로써, 유기 EL 표시소자 등의 평판 디스플레이 패널의 기판과 얼라인시켜 발광층을 형성할 때, 글래스의 두께로 인한 쉐도우 현상을 줄이고, 마스크 쳐짐 및 변형 현상을 방지한다.

Description

글래스 쉐도우 마스크 및 그를 이용한 유기 ＥＬ 표시소자{Glass Shadow Mask and Organic Electroluminescence Display Device Using the same}

본 발명은 평판 디스플레이 (flat panel display) 패널용, 풀칼라(Full-color) 유기 EL(electroluminescence) 소자에 관한 것으로, 특히 유기 EL 표시소자에 유기발광층을 형성시에 사용되는 글래스 쉐도우 마스크(shadowmask)의 구조에 관한 것이다.

풀칼라 유기 EL 표시소자를 만드는데 있어서 R, G, B 화소들을 형성하기 위한 방법 중에 가장 발광효율을 개선할 수 있는 방법은 도1a와 같이 쉐도우 마스크를 이용하는 방법이 있다.

쉐도우 마스크를 이용하여 풀칼라 유기 EL소자를 제조하는 방법을 도1a를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 글래스 기판(1) 상에 양극을 인가하기 위한 투명 전극인 ITO 스트립(2)을 형성한다.

그리고 그 상부에 절연막(3) 및 이후 형성될 음극 스트립을 절연하기 위해 격벽(4)을 형성한다.

그리고, 쉐도우 마스크(6)를 이용하여 R, G, B 공통발광층(5)을 증착하고, R, G, B 유기발광층(5-1, 5-2, 5-3)을 해당 R, G, B 공통발광층(5) 상에 각각 형성한다.

그리고, 전면을 금속으로 덮고, 이때 상기 격벽(6)에 의해 분리되도록 음극(미도시)을 형성한다.

도1b 내지 도1d는 도1a와 같은 방법으로 화소 어레이 방식에 따라 구분되는 풀칼라 유기 EL 표시 소자 및 유기발광층을 형성하기 위한 쉐도우 마스크를 도시한 도면이다.

상기와 같이 쉐도우 마스크를 이용하여 유기발광층을 형성하는 방법에는 화소의 어레이 방식에 따라 도1b와 같은 스트립 방법과, 도1c와 같은 델타(delta)방법과, 도1d의 적색(R) 발광효율을 보완하기 위해 R 화소의 면적을 녹색(G) 또는 청색(B) 화소보다 크게 형성한 어레이 방법이 있다.

상기 세가지 화소 어레이 방법 중 개구율이나 ITO 스트립(양극) 저항면에서 스트립 타입이 가장 우수하다. 즉, 스트립 형태로 ITO 스트립이 형성되므로 저항이 적어 적은 구동전압으로도 구동이 가능한 장점이 있다.

반면 도1b의 방식의 문제점은 쉐도우 마스크(6)가 스트립형태로 만들어져야 한다는 점인데, 이런 경우 외부 인장력에 대한 쉐도우 마스크(6)의 변형 및 쉐도우 마스크(6)의 쳐짐현상이 심각하게 일어나 유기발광층 증착시 쉐도우 효과가 일어나, 원하는 화소 영역에만 증착되지 않고 색 번짐이 심해지게 된다.

따라서, 도1b와 같은 스트립 형태의 화소 어레이 구조를 가지면서, 쉐도우 마스크의 변형 및 처짐현상을 제거하기 위한 방법으로, 도2a에 도시된 바와 같이 교대로 마스크 홀이 뚫린 쉐도우 마스크를 이용하는 것이다.

도2a 내지 도2d에 도시된 바와 같이, 이러한 쉐도우 마스크 구조를 이용한 풀칼라 유기 EL 표시소자의 유기발광층 증착 공정을 도시한 도면이다.

그러나 이 방법은 R, G, B 하나의 칼라를 내는 유기발광층을 2번에 걸쳐 형성해야 하므로, 총 6번의 얼라인 후 6번 증착을 해야 하는 단점이 있다.

즉, R, G, B 유기발광층을 형성함에 있어 도1b, 도1c, 도1d의 쉐도우 마스크(6)를 이용하는 경우 상기 쉐도우 마스크를 3번 얼라인하여 3번을 증착하면 되지만, 도2a에 도시된 쉐도우 마스크를 이용하는 경우, 6번 얼라인하여 6번을 증착해야 하는 단점이 있다.

여기에서, 도1a 내지 도1d에 사용되는 쉐도우 마스크는 통상 금속 재질을 사용하였고, 사용되는 금속은 가공성을 고려하여 얇은 박판을 사용하기 때문에, 마스크가 처지는 현상이 발생하게 된다.

이러한 마스크의 쳐짐을 마스크의 재료를 개선함으로써 극복한 방법으로 글래스 재질의 마스크를 사용하는 방법이 대두되었다.

글래스 재질의 마스크는 수십~수백 ㎛의 두께를 패턴닝할 수 있으므로, 또한 금속박판보다 쳐짐에서 우수하나, 증착시 마스크가 두꺼움으로 인하여 쉐도우 효과가 발생하게 된다.

이상에서 설명한 종래 기술에 따른 풀칼라 유기 EL 표시소자 제작에 이용되는 쉐도우 마스크로 글래스 재질의 마스크를 사용함에 있어서, 증착시 마스크가 두꺼움으로 인하여 쉐도우 효과가 발생하게 되는 문제점이 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 풀칼라 유기 EL 패널의 유기발광층 형성시 글래스 재질의 쉐도우 마스크(shadowmask)를 이용하도, 이때 두꺼운 재질의 글래스로 인해 생기는 쉐도우 현상을 해결하기 위해 마스크 홀의 단면을 적당하게 비스듬하게 형성함으로써, 이 쉐도우 현상을 해결하는데 있다.

도1a 내지 도1d는 화소 어레이 방식에 따른 풀칼라 유기 EL 표시소자 및 종래의 쉐도우 마스크를 도시한 도면이다.

도2a 내지 도2d는 종래 기술에 따른 쉐도우 마스크 구조를 이용한 풀칼라 유기 EL 표시소자의 유기발광층 증착 공정을 도시한 도면이다.

도3a 내지 도3d는 본 발명에 따른 글래스 쉐도우 마스크 구조를 이용한 풀칼라 유기 EL 표시소자의 유기발광층 증착 공정도이다.

도4의 (A) 및 (B)는 본 발명에 따른 글래스 쉐도우 마스크를 도시한 것이다.

도5는 상기 도4의 (A)의 Ⅰ-Ⅰ' 단면 중 'A' 부분을 도시한 것이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 투명기판 20 : 제1전극

30 : 절연막 60-1 : R 유기발광층

60-2 : G 유기발광층 60-3 : B 유기발광층

70 : 격벽 80 : 글래스

80-1 : 홀 패턴 80-2 : 얼라인키

90 : 반사막 100, 200 : 글래스 쉐도우 마스크

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 글래스 쉐도우 마스크의 특징은 규칙적으로 배열된 홀 패턴을 갖는 글래스 판으로 제조되고, 상기 홀 패턴 사이의 글래스 상부면 폭이 글래스 하부면 폭보다 넓도록 경사지게 형성되는데 있다.

그리고, 상기 경사지는 각도는 상기 글래스 판의 수직방향을 기준으로 5°~60° 범위를 갖고, 상기 글래스 판의 상부면의 두께는 0~1000㎛로 얇게 형성하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 글래스 쉐도우 마스크를 이용한 유기 EL 표시소자의 특징은 투명기판 상에 제1전극 및 제2전극이 교차하는 영역에 의해 정의되는 다수개의 화소에 유기발광층이 형성되는 유기 EL 표시소자에 있어서, 상기 유기 EL 표시소자의 기판은, 규칙적으로 배열된 홀 패턴을 갖는 글래스 판으로 제조되고, 상기 홀 패턴 사이의 글래스 상부면 폭이 글래스 하부면 폭보다 넓도록 경사진 구조를 갖는 글래스 쉐도우 마스크와 얼라인하여 상기 화소에 유기발광층을 형성하는데 있다.

본 발명의 특징에 따른 작용은 쉐도우 마스크의 인장력에 대한 변형 및 쳐짐을 방지하기 위해 글래스 재질의 쉐도우 마스크를 이용하고, 글래스의 두께로 인한쉐도우 현상을 줄이기 위해 글래스 쉐도우 마스크의 단면을 기울여 형성함으로써 쉐도우 현상을 최소화할 수 있다.

본 발명의 다른 목적, 특성 및 잇점들은 첨부한 도면을 참조한 실시예들의 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.

본 발명에 따른 글래스 쉐도우 마스크 및 그를 이용한 유기 EL 표시소자의 바람직한 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도3a 내지 도3d는 본 발명에 따른 새도우 마스크 구조를 이용한 풀칼라 유기 EL 표시소자의 유기발광층 증착 공정도이다.

투명기판(10) 위에 투명전극물질로 제1전극(20) 패턴을 형성한다. 제1전극(20)의 저항을 줄이기 위해 보조전극을 사용할 수도 있다.

이 보조전극으로 쓰이는 물질은 상기 제1전극(20)보다 상대적으로 저항이 작은 금속을 쓰면 된다. 예를 들어 Cr, Al, Cu, W, Au, Ni, Ag 등이다.

그 위에 절연막(30)을 형성한다. 절연막(30)으로 쓰이는 물질은 무기물, 유기물이든 상관없이 절연체이면 된다.

그 위에 제2전극(미도시) 사이의 절연을 위해 격벽(70)을 형성한다.

투명기판(10) 상에 제1전극(20) 및 제2전극(미도시)이 교차하는 영역에 의해 정의되는 다수개의 화소에 글래스 쉐도우 마스크를 이용하여 R, G, B 유기발광층을 증착한다.

그리고, 도5는 상기 도4의 (A)의 Ⅰ-Ⅰ' 단면 중 'A' 부분을 도시한 것이다.

도4의 (A) 및 (B), 그리고 도5를 참조하면, 본 발명에 따른 글래스 쉐도우 마스크(100, 200)는 규칙적으로 배열된 홀 패턴(80-1)을 갖는 글래스(80) 판으로 제조되고, 상기 홀 패턴(80-1) 사이의 글래스 상부면(B) 폭(x1)이 글래스 하부면(C) 폭(x2)보다 넓도록 경사지게 형성된다.

즉, 유기 EL 표시소자의 유기발광층을 형성하기 위한 증착 소스(source) 방향을 기준으로 각도를 경사지게 만든 것이다.

그리고, 경사각도(Θ)는 상기 글래스(80) 판의 수직방향, 즉 증착 소스 방향을 기준으로 5°~60° 범위를 갖고, 상기 글래스(80) 판의 상부면(B)의 두께(t)는 0~1000㎛로 얇게 형성한다.

그리고, 상기 경사각도(Θ)는 글래스(80) 판의 두께에 따라 조정이 가능하다.

예를 들어, 글래스(80) 판의 두께가 두꺼우면 쉐도우 현상이 두드러지므로 경사각도를 크게 하여 쉐도우를 작게 하고, 글래스(80) 판의 두께가 얇으면 쉐도우 현상이 약하므로 경사각도를 작게 형성할 수도 있다.

그리고, 상기 경사각도(Θ)는 글래스(80) 판의 상부면(B)의 두께(t)에 따라 조정이 가능하다.

예를 들어, 상부면(B)의 두께(t)가 두꺼우면 쉐도우 현상이 두드러지므로 경사각도를 크게 하여 쉐도우를 작게 하고, 상부면(B)의 두께(t)가 얇으면 쉐도우 현상이 약하므로 경사각도를 작게 형성할 수도 있다.

상부면(B)의 두께(t)를 종래의 금속 박막의 쉐도우 마스크와 같이 얇게 형성되도록 글래스 쉐도우 마스크(100, 200)를 가공함으로써, 종래의 금속 쉐도우 마스크와 같이 쉐도우 현상을 줄이는 효과를 얻는다.

따라서, 본 발명에 의한 글래스 쉐도우 마스크(100, 200)는 증착 소스를 유기 EL 소자의 기판의 위에서 뿌려줄 때 쉐도우가 진 부분에 증착이 잘 되지 않는 점을 줄여준다.

또한 글래스 쉐도우 마스크(100, 200)는 금속 박막에 비해 마스크가 처지는 현상을 방지한다.

그리고, 도4의 (B)에 도시된 글래스 쉐도우 마스크(200)는 도4의 (A)에 도시한 글래스 쉐도우 마스크(100)에 고반사율을 갖는 반사막을 형성한 구조이다.

도4의 (A)는 글래스(glass, 80)에 R, G, B 화소 형성을 위한 유기발광층 소스가 분사되는 홀(hole) 패턴(80-1)을 형성하고, 홀 패턴(80-1) 형성시 홀을 갖도록 유리 기판을 뚫어 얼라인키(align key, 80-2)를 함께 형성한 것이다.

그리고, 도4의 (B)는 글래스(80)의 전체 부분에 광반사율이 높은 물질의 반사막(90)을 얇게 0.01~100㎛ 정도로 형성한 것이고, 또한 글래스(80)의 일부분, 예를 들어 얼라인키(80-2) 부분에 형성하여도 된다.

상기 반사막(90)은 통상의 금속이나, 또는 금속들의 합금을 사용하며, 무기물과, 금속과 무기물의 혼합물 등을 사용해도 된다.

그리고, 상기 금속에는 Cr, Al, Cu, W, Au, Ni, Ag, Ti 등이 있다.

그리고, 기판 위에 RGB에 공통으로 사용되는 R, G, B 공통 유기발광층은 전체 발광영역을 다 증착시킬 수 있는 블랭크 마스크(blanck mask)를 이용하여 한번에 증착시킨다.

물론 R, G, B 공통 유기발광층을 발광 영역 전체에 증착시키지 않고 글래스 쉐도우 마스크(100)를 이용하여 R, G, B 각 화소에 각각 형성할 수도 있다.

그런 다음, 상기 도4의 (B)에 도시된 글래스 쉐도우 마스크(100)를 이용하여, 도3b 내지 도3d와 같이, 글래스 쉐도우 마스크(100)를 3번 얼라인(align)하여 R, G, B 각 유기발광층(60-1, 60-2, 60-3)이 교대로 열방향으로 배열되도록 화소에 R, G, B 유기발광층(60-1, 60-2, 60-3)을 형성한다.

그 다음 블랭크 마스크를 이용하여 음극 물질(Mg-Ag 합금, Al 또는 기타 도전성 물질)층을 형성하여 제2전극을 형성한다.

그 위에 보호막층(산소 흡착층, 수분 흡착층, 방습층 등)을 형성시키고, 인캡슐레이션을 실시한다.

또한, 도4의 (A) 및 (B)에 도시된 글래스 쉐도우 마스크(100)는 스트립 형태이지만, 본 발명은 스트립 형태 이외에, 풀칼라 유기 EL 표시소자의 화소 어레이 방식에 따라 스트립 형태, 델타(delta) 형태, 적색(R) 발광효율을 보완하기 위해 R 화소의 면적을 녹색(G) 또는 청색(B) 화소보다 크게 형성한 형태의 경우에 적합한 형태의 마스크 형태에도 적용가능하다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 글래스 쉐도우 마스크 및 그를 이용한 유기 EL 표시소자는 다음과 같은 효과가 있다.

풀-칼라 유기 EL 표시소자를 만드는데 필요한 글래스 쉐도우 마스크에 있어서, 마스크 쳐짐에 유리한 글래스 재질을 사용할 경우, 두께로 인한 쉐도우 현상을 줄이기 위해 단면을 기울여 형성함으로써 쉐도우 현상을 최소화하는 효과가 있다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 이탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다.

따라서, 본 발명의 기술적 범위는 실시예에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의하여 정해져야 한다.

Claims

규칙적으로 배열된 홀 패턴을 갖는 글래스 판으로 제조되고, 상기 홀 패턴 사이의 글래스 상부면 폭이 글래스 하부면 폭보다 넓도록 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 글래스 쉐도우 마스크.
제1항에 있어서, 상기 경사지는 각도는 상기 글래스 판의 수직방향을 기준으로 5°~60° 범위를 가지는 것을 특징으로 하는 글래스 쉐도우 마스크.
제1항에 있어서, 상기 글래스 판의 상부면의 두께는 0~1000㎛인 것을 특징으로 하는 글래스 쉐도우 마스크.
투명기판 상에 제1전극 및 제2전극이 교차하는 영역에 의해 정의되는 다수개의 화소에 유기발광층이 형성되는 유기 EL 표시소자에 있어서,

상기 유기 EL 표시소자의 기판은, 규칙적으로 배열된 홀 패턴을 갖는 글래스 판으로 제조되고, 상기 홀 패턴 사이의 글래스 상부면 폭이 글래스 하부면 폭보다 넓도록 경사진 구조를 갖는 글래스 쉐도우 마스크와 얼라인하여 상기 화소에 유기발광층을 형성하는 것을 특징으로 하는 글래스 쉐도우 마스크를 이용한 유기 EL 표시소자.
제4항에 있어서, 상기 경사지는 각도는 상기 글래스 판의 수직방향을 기준으로 5°~60° 범위를 가지는 것을 특징으로 하는 글래스 쉐도우 마스크를 이용한 유기 EL 표시소자.
제4항에 있어서, 상기 글래스 판의 상부면의 두께는 0~1000㎛인 것을 특징으로 하는 글래스 쉐도우 마스크.
제4항에 있어서, 상기 글래스 쉐도우 마스크는 얼라인키(align key)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 글래스 쉐도우 마스크를 이용한 유기 EL 표시소자.
제4항에 있어서, 상기 유기 EL 표시소자는 R, G, B 유기발광층을 갖는 풀컬러로 구현되는 것을 특징으로 하는 글래스 쉐도우 마스크를 이용한 유기 EL 표시소자.