KR20040037664A - 유기 전계 발광 표시 패널 및 그 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 외부의 수분이나 산소의 침투를 봉지하기 위해 유기 전계 발광 표시 소자를 봉지하는데 있어서, 종래의 서스 캔(sus can)을 이용하는 대신 패시베이션 기능을 수행하는 단일막 또는 다층막의 박막 형태로 소자를 봉지하도록 함으로써, 패널의 대면적화에 따른 무게 및 두께를 감소시켜 패널 단가를 낮출수 있을 뿐만 아니라, 패널의 크기 변화에 따라 새도우 마스크만 새로 제작하면 되기 때문에 소자 제조 시간과 비용을 줄인다.
Description
본 발명은 유기 전계 발광 표시 소자 상부에 패시베이션(passivation)역할을수행하는 단일 박막 또는 다층막의 봉지막을 형성하여 소자에 대한 산소나 수분의 침투를 방지하도록 하는 유기 전계 발광 표시 패널 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로 유기 전계 발광 표시 패널(이하 "유기 EL 패널"로 약칭함)은 낮은 구동 전압, 넓은 시야각, 빠른 응답 속도 등의 장점을 가지고 있어 휴대용 단말기의 표시 장치나 차량 탑재용 표시장치, 휴대용 게임기의 표시장치 등과 같은 고화질의 동영상을 필요로 하는 표시 장치에 널리 사용 중이거나 사용될 추세이다.
도 1은 이러한 일반적인 유기 EL 패널을 도시한 단면도이다.
이에 도시된 바와 같이, 일반적인 유기 EL 패널은 먼저 유리(glass)나 필름(film)으로 제작된 기판(10)의 상면에 스퍼터링을 통해 금속 또는 ITO(Indium Tin Oxide)의 양극 전극(11)과 절연막(12)이 순차적으로 형성되며, 형성된 절연막(12)은 발광 픽셀 단위로 패터닝되고, 그 상부에 향후 형성될 음극 전극들을 분리하기 위한 분리 격벽(13)이 수직 방향으로 형성된다.
그리고, 양극 전극(11), 절연막(12), 분리 격벽(13) 각각의 상부에 전자 주입층, 전자 수송층, 발광층, 및 정공 수송층, 정공 주입층이 순차적으로 적층된 활성층(14)이 형성되고, 활성층(14) 상부에 캐소드인 음극 전극(15)이 형성된다.
이 때, 음극 전극(15)은 일함수가 적은 재료, 예를 들면 알칼리 금속 및 알칼리 토류금속을 기본으로 반응성이 높은 합금계 금속으로 형성되며, 이러한 금속은 산소나 수분에 의해 쉽게 산화되어 이로 인해 소자의 특성을 악화시키거나 소자의 수명을 단축시키며, 활성층(14)에 사용되는 유기 화합물 역시 산소와 수분에 열화되기 쉽다.
그래서, 이러한 산소와 수분으로부터 보호하기 위하여 유리나 SUS캔 등을 이용해 봉지시켜 유기 EL 패널을 제작하게 되는데, 그 봉지 방법은 음극 전극 상부를 유리 또는 SUS 캔의 캡슐(Encapsulation)과 같은 보호막(16)으로 감싸고, 보호막(16)과 양극 전극(11) 사이에 밀봉재(sealant)(17)를 빈틈없이 개재하여 그 보호막(16)을 양극 전극(11)과 접착시키며, 캡슐 내부에는 질소 또는 아르곤과 같은 불활성 가스를 일정한 압력으로 충진시키는 것이다.
하지만 이러한 봉지방법을 통해 제작된 유기 EL 패널은, 캡슐로 봉지되기 때문에 산소와 수분에 대해 우수한 차폐 효과를 가진다는 장점은 있으나, 이로 인해 패널의 두께가 두꺼워지고 이러한 패널을 이용해 표시 장치를 제조할 경우, 그 표시 장치의 무게가 무거워져 휴대하기가 불편하다는 단점이 있다.
또한, 밀봉재가 개재된 캡슐과 양극 전극의 접착 부위엔 수분이나 산소를 차단시키는 효과(Shield effect)가 충분치 않아 장시간 방치시 또는 고온 고습환경 하에서는 다크 스팟(dark spot)의 경시적 증대로 인해 패널의 발광 특성을 악화시키거나 그 수명을 단축시키는 문제점이 있었다.
이에 본 발명은 상기한 문제점을 해소시키기 위하여 개발된 것으로, 종래의 유리나 SUS캔 대신에 패시베이션(passivation)역할을 수행하는 단일 박막 또는 다층막의 봉지막을 이용해 산소나 수분의 침투를 방지하도록 하는 유기 전계 발광 표시 패널 및 그 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
이를 위해, 본 발명은 유기 EL 패널 상부에 얇은 두께를 가진 소정의 단일 박막(Film)과 고분자 수지 박막을 순차적으로 적층하여 봉지막을 형성하거나 또는, 이렇게 형성한 봉지막 상부에 다층막과 고분자 수지 박막을 순차적으로 더 적층하며, 상기 단일 박막과 다층막은 SiO, SiO2, SiNx, SiNxOy의 무기물을 이용하며, 상기 고분자 수지는 우레탄, 실리콘, 테플론(teflon) 또는 에폭시 계열의 고분자 수지 등을 이용하도록 한다.
도 1은 일반적인 유기 전계 발광 표시 패널을 도시한 단면도이고,
도 2a는 본 발명에 따른 유기 전계 발광 표시 패널의 제 1 실시예를 도시한 단면도이고,
도 2b는 본 발명에 따른 유기 전계 발광 표시 패널의 제 2 실시예를 도시한 단면도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
20 : 기판 21 : 양극 전극
22 : 절연막 23 : 분리 격벽
24 : 활성층 25 : 음극 전극
26 : 무기박막 27 : 고분자 수지 박막
28 : 다층박막
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 본 발명의 제 1 실시예는 도 2a에 도시된 바와 같이, 기판(20) 상부에 금속의 양극 전극(21)을 형성하며, 양극 전극 상부에 포토 레지스트를 도포하고 마스크 패턴으로 패터닝시켜 발광 픽셀 단위로 콘택트 홀이 형성된 절연막(22)을 형성한다.
이 때, 상기 기판(20)은 글래스나 쿼츠 유리 또는 투명 플라스틱 수지 중에서 선택된 어느 하나를 사용하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 양극 전극(21)은 일 함수가 큰 금속, 합금, 전기전도성 화합물 또는 그 혼합물을 사용하는 것이 바람직하고, 구체적으로 인듐 주석 산화물(ITO), 인듐동, 주석, 산화아연, 금, 백금, 팔라듐 중에서 선택된 어느 하나를 사용하거나 2종이상을 조합하여 사용한다.
또한, 그 양극 전극(21)의 두께는 100 옹스트롬 ~ 10, 000옹스트롬 범위내의값으로 하는 것이 바람직하고, 특히 100옹스트롬 ~ 2,000옹스트롬 범위내의 값으로 하는 것이 가장 바람직하다.
이어, 상기 절연막(22) 상부에 향후에 형성될 음극 전극을 분리하기 위한 분리 격벽(23)을 수직 방향으로 패터닝하여 형성하고, 양극 전극(21)과 절연막(22) 및 분리 격벽 각각의 상부에, 전자 주입층, 전자 수송층, 발광층, 및 정공 수송층, 정공 주입층을 순차적으로 적층시킨 활성층(24)과 캐소드인 음극 전극(25)을 순차적으로 형성한다.
이 때, 상기 음극 전극(25)은 일 함수가 작은 금속, 합금, 전기전도성 화합물 또는 그 혼합물을 사용하는 것이 바람직하고, 구체적으로는 알루미늄, 인듐, 리튬, 나트륨 중에서 선택된 어느 하나 또는 2종 이상을 조합하여 사용하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 음극전극(25)의 두께는 100옹스트롬 ~ 10, 000옹스트롬 범위내의 값으로 하는 것이 바람직하고, 특히 100옹스트롬 ~ 2,000옹스트롬 범위내의 값으로 하는 것이 가장 바람직하다.
한편, 음극 전극(25)이 형성되고 나면, 외부의 물리적인 충격으로부터 보호하고 산소와 수분 등의 침투를 방지하기 위해, 상기 음극 전극(25) 상부에 플라즈마 화학 기상 증착법(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition ; PECVD)을 통해 플라즈마상에서 패시베이션의 기능을 수행하는 무기 박막(26)을 형성한다.
상기 무기 박막(26)은 수분이나 산소를 차단하는 데 사용되는 무기물은 SiO,SiO2, SiNx, SiNxOy와 같은 재질을 사용하되, 그 두께는 0.2 ~ 0.5㎛로 하는 것이 바람직하다.
그 다음, 수분이나 산소의 차폐 효과를 더욱 증대시키기 위하여, 상기 무기 박막(26) 상부에 광 경화성 고분자 수지를 사용해 고분자 수지 박막(27)을 형성한다.
예컨대, 스크린 프린팅(Screen printing)기법을 이용해 광 경화성 고분자 수지를 도포하고, 도포한 광 경화성 수지에 자외선(Ultra Violet)광을 조사하여 경화시켜 고분자 수지 박막(27)을 형성한다.
이 때, 상기 고분자 수지 박막(27)은 수분이나 산소를 차단하는 2차 보호막으로서의 역할뿐만 아니라, 상기 다층 박막과의 접착을 위해 광 경화성 우레탄(Urethane)이나, 테플론(teflon), 실리콘(silicon) 또는 에폭시(epoxy)고분자 수지를 사용하는 것이 바람직하다.
그리고, 그 두께는 10㎛이하로 하며 부피 수축율(volume shrinkage)은 1%를 넘지 않도록 하는 것이 바람직한데, 이는 광 경화시 부피 수축으로 인한 소자의 영향을 최소화하기 위함이며 0%에 가까울수록 가장 바람직한 양태가 된다.
또한, 상기 스크린 프린팅 기법은 박막을 형성하기 위한 방법의 일실시예에 불과하며, 닥터 블레이드(doctor blade), 스핀 코팅(spin coating) 또는 스프레이(spray)에 의한 박막의 형성도 가능하며, 이들을 이용한 박막의 형성은 일반적인 것으로 여기서는 그에 대한 설명을 생략한다.
한편, 본 발명의 제 2 실시예는 도 2b에 도시된 바와 같이, 상기 본 발명의 제 1 실시예에서 사용된 고분자 수지 박막(27) 상부에 다층 박막(28)을 추가로 형성하여, 수분이나 산소의 차폐 효과를 더욱 증대시키도록 한 것이다.
즉, 상기 도 2b에 도시된 바와 같이, 제 1 차 보호막의 역할을 하는 상기 무기 박막(26)의 상부에 본 발명의 제 1 실시예와 같이, 스크린 프린팅(Screen printing)기법을 이용해 광 경화성 고분자 수지를 도포하고, 도포한 광 경화성 수지에 자외선(Ultra Violet)광을 조사하여 경화시켜 고분자 수지 박막(27)이 형성되면, 형성된 고분자 수지 박막(27) 상부에 다층 박막(28)을 형성한다.
이 때, 상기 고분자 수지 박막 상부에 형성되는 다층 박막(28)은 무기 박막과 금속 박막을 순차적으로 적층하여 형성하며, 이 때 적층되는 순서는 상관없는데, 예컨대, 고분자 수지 박막 상부에, 무기 박막과 금속 박막을 순차적으로 적층하거나, 금속 박막과 무기박막을 순차적으로 적층한다.
그리고, 상기 무기 박막은 SiO, SiO2, SiNx, SiNxOy등의 무기물을 사용하고, 이를 플라즈마 화학 기상 증착법(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition ; PECVD)등을 통해 플라즈마상에서 증착하고 성막하는데, 성막할 두께는 가능한 얇을수록 바람직하며, 0.2㎛ 내지 0.5㎛ 범위가 가장 바람직하다.
또한, 상기 금속 박막은 스퍼터링(sputtering) 기법 등을 통해 형성하며, 재질로는 투습 효과가 낮은 금속 예컨대, Al이나 IZO 또는 산화금속인 Al2O3등을 사용하되, 그 박막의 두께는 0.2㎛ 내지 0.5㎛ 범위로 한다.
마지막으로, 상기 다층 박막(28) 상부에 에폭시, 우레탄, 아크릴레이트, 실리콘, 불소수지중에서 어느 하나를 선택해 전술한 스크린 프린틴 기법을 이용해 본 발명의 제 1 실시예에서 사용된 고분자 수지 박막(27)과 같은 고분자 수지 박막(도시하지 않음)을 형성하도록 하여 외부의 충격 등으로부터 보호하도록 하는 것이 바람직하다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명의 유기 전계 발광 표시 패널 및 그 제조 방법은 종래의 유리나 서스 캔(sus can)을 이용하는 대신 패시베이션 기능을 수행하는 단일 박막 또는 다층막의 박막 형태로 소자를 봉지하도록 함으로써, 패널의 대면적화에 따른 무게 및 두께를 감소시켜 패널 단가를 낮출수 있을 뿐만 아니라, 패널의 크기 변화에 따라 새도우 마스크만 새로 제작하면 되기 때문에 패널 제조 시간과 그 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 기재된 구체적인 예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.
Claims (9)
- 기판의 상부에 양극 전극 및 절연막, 분리 격벽과 활성층 및 음극 전극이 순차적으로 형성되고;상기 형성된 음극 전극 상부에 무기 박막이 증착되고;상기 증착된 무기 박막 상부에 고분자 수지 박막이 형성된, 유기 전계 발광 표시 패널.
- 제 1 항에 있어서, 상기 고분자 수지 박막 상부에;다층막이 형성된 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 표시 패널.
- 제 2 항에 있어서, 상기 다층막 상부에;고분자 수지 박막이 형성된 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 표시 패널.
- 기판의 상부에 양극 전극 및 절연막, 음극 전극 분리 격벽과 활성층 및 음극 전극을 순차적으로 형성하는 제 1 단계;상기 제 1 단계에서 형성한 음극 전극 상부에 무기 박막을 증착하는 제 2 단계;상기 제 2 단계에서 증착한 무기 박막에 고분자 수지 박막을 형성하는 제 3 단계로 이루어지는, 유기 전계 발광 표시 패널의 제조 방법.
- 제 4 항에 있어서, 상기 제 3 단계의 고분자 수지 박막 상부에;다층막을 형성하는 제 4 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, 유기 전계 발광 표시 패널의 제조 방법.
- 제 5 항에 있어서, 상기 제 4 단계의 다층막 상부에;고분자 수지가 코팅되어 고분자 수지 박막이 형성되는 단계를 추가로 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 유기 전계 발광 표시 패널의 제조 방법.
- 제 4 항 또는 제 6 항에 있어서, 상기 고분자 수지는;에폭시, 우레탄, 아크리레이트, 실리콘, 불소수지중에서 어느 하나인 것을 특징으로 하는, 유기 전계 발광 표시 패널의 제조 방법.
- 제 5 항에 있어서, 상기 다층막은;무기박막과 금속박막이 한번 이상 교대로 형성되되,상기 무기박막은;SiO, SiO2, SiNx, SiNxOy중에서 어느 하나를 사용해 형성되고,상기 금속박막은;Al, Al2O3, IZO 중에서 어느 하나를 사용해 형성되는 것을 특징으로 하는, 유기 전계 발광 표시 패널의 제조 방법.
- 제 8 항에 있어서, 상기 무기박막 및 금속박막 각각은;두께가 0.2㎛ ~ 0.5㎛ 인 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 표시 패널의 제조 방법.
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