KR20040085459A - 유기 전계 발광 표시 패널 및 그 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유기 전계 발광 표시 패널 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 화소에 해당하는 개구부만 제외하고 배선 라인인 양극 전극 상부 영역에 블랙 매트릭스로 사용되어 지는 전도성 금속으로 보조 전극을 형성함으로써, 양극 전극의 저항 차에 의한 특성 변화를 개선함과 동시에, 활성층에서 발광되는 R/G/B광의 색조대비를 명확히 하여 소자의 색 순도를 향상시키고, 외부광의 반사를 방지하여 소자의 콘트라스트를 향상시킨다.

Description

유기 전계 발광 표시 패널 및 그 제조 방법{Organic Electro Luminescent Display Panel, and Method for manufacturing the same}

본 발명은 화소에 해당하는 개구부만 제외하고 배선 라인인 양극 전극 상부 영역에 블랙 매트릭스로 사용되어 지는 전도성 금속으로 보조 전극을 형성함으로써, 보조 전극의 기능을 강화하여 화면 특성의 균일성을 강화함과 동시에 활성층에서 발광되는 R/G/B광의 색조대비를 명확히 하여 소자의 색 순도를 향상시키고, 외부광의 반사를 방지하여 소자의 콘트라스트를 향상시키도록 한, 유기 전계 발광 표시 패널 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

일반적으로 유기 전계 발광 표시 소자는 기본적으로 도 1에 도시된 바와 같이, 유리 기판(10)과, 플러스(+) 전압을 인가받아 정공을 공급하도록 유리 기판(10) 상부에 형성되는 양극 전극(11)과, 정공 주입층 및 정공 수송층과 발광층, 전자 주입층 및 전자 수송층으로 구성되어 양극 전극(11) 상부에 형성되는 활성층(12), 마이너스(-) 전압을 인가받아 전자를 공급하도록 활성층(12) 상부에 형성된 음극 전극(13)으로 이루어진다.

한편, 이렇게 이루어진 유기 전계 발광 표시 소자를 이용해 수동형(Passive Matrix)의 유기 전계 발광 표시 패널을 제작하기 위해서는, 양극 전극으로서 투명 전도막을 사용하여 세로줄(내지는 가로줄)을 형성하고, 음극 전극으로서 메탈을 사용하여 가로줄(내지는 세로줄)을 형성한다.

즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 기판(10) 위에 줄무늬 형태의 투명한 양극 전극(11)을 세로 방향으로 형성하고, 그 위에 도시되지 않은 활성층을 형성한 후, 활성층 위에 양극 전극(11)과 직교하는 줄무늬 형태의 음극 전극(12)을 형성한다.

이렇게 도 2와 같은 매트릭스 형태의 유기 전계 발광 표시 패널을 제조 할 경우, 양극 전극으로 사용하는 투명한 ITO(Indium Tin Oxide)의 비저항이 약 210Ω.cm로 ITO의 저항에 의하여 양극 전극 라인에서의 열발생과 신호 전송의 지연 현상과 같은 문제점이 발생된다.

예로 5' QVGA급의 수동형(Passive matrix) 유기 전계 발광 소자를 양극 전극으로 ITO를 사용하여 제작할 경우 ITO에 의한 전력의 손실은 약 21% 정도가 되고 발광의 균일도는 약 58% 정도의 차이를 보이게 된다.

또한, ITO에 의한 파워 손실분은 소자가 동작하는 동안에 열을 발생시키게 되어 활성층에 사용된 유기물의 열화를 초래함으로서 소자 전체의 수명을 단축시키게 된다.

이러한 문제를 해결하기 위하여 ITO와 같이 투명한 양극 전극의 일부에 전도성이 우수하며 저항값이 적은 Al등의 금속을 형성하여 이를 배선 라인으로 사용하려는 시도가 이루어져 왔으며, 그 결과 신호의 지연현상, 파워의 손실에 의한 발광휘도의 불균일성 및 양극 전극에서의 발열현상은 어느 정도 개선되어 졌다.

하지만, ITO와 같이 투명한 양극 전극의 일부에 Al등의 금속과 같은 보조 전극을 형성한다 하더라도, Al 계열의 금속을 주로 사용함에 따라 외부광이 Al에 의해 반사되어 패널의 색조대비가 저하된다.

또한, Al계열의 금속은 광반사율이 높아 활성층에서 발광하는 광을 기판 방향으로 반사시켜 효율을 증대할 수 있으나, 외부에서 반사되는 외부광도 함께 반사시키기 때문에 외부광이 밝은 경우에는 소자에서 발광되는 광과 반사된 외부광을 사용자가 같이 보게 되어 패널의 색조대비가 저하되는 문제점을 안고 있다.

이에 본 발명은 상기한 문제점을 해소시키기 위하여 개발된 것으로, 양극 전극을 투명 전극인 IZO로 사용하여 표면 조도에 따른 결함 발생을 억제하고, 블랙매트릭스용 전극 물질을 화소 영역을 제외한 양극 전극 상부 영역에 전체적으로 도포하여 활성층에서 발광되는 R/G/B광의 색조대비를 명확히 해서 소자의 색 순도를 향상시키며, 외부광의 반사를 방지해 소자의 콘트라스트를 향상시키도록 한 유기 전계 발광 표시 패널 및 그 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

이를 위해, 본 발명은 기판 상부에 스트라이프 형태의 양극 전극을 일정 이격 거리를 두고 반복적으로 형성하는 단계;

상기 양극 전극 상부 전면에 보조 전극을 형성하는 단계;

상기 보조 전극의 일부를 개구시켜 화소 영역에 해당하는 양극 전극의 일부를 노출시키는 단계;

상기 기판, 양극 전극 및 보조 전극을 포함하는 상부에 절연층을 형성하는 단계;

상기 절연층의 일부를 개구시켜 상기 화소 영역에 해당하는 양극 전극의 일부를 노출시키는 단계;

상기 절연층 상부에 양극 전극과 수직하는 방향으로 일정 이격 거리를 두고 반복적으로 분리 격벽을 형성하는 단계;

상기 양극 전극, 절연층 및 분리 격벽을 포함하는 상부에 활성층과 음극 전극을 순차적으로 형성하는 단계를 통해 본 발명의 유기 전계 발광 표시 패널을 제조하도록 한다.

도 1은 일반적인 유기 전계 발광 표시 소자의 기본 구조를 도시한 도면,

도 2는 일반적인 유기 전계 발광 표시 소자로 구성한 패널을 도시한 도면,

도 3a 내지 도 3f는 본 발명에 따른 유기 전계 발광 표시 패널의 제조 방법을 도시한 공정 순서도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

30 : 기판 31 : 양극 전극

32 : 보조 전극 33 : 절연층

34 : 분리 격벽 35 : 활성층

36 : 음극 전극

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 본 발명의 제조 방법에 대해 도 3a 내지 도 3f를 참조하여 설명하는데, 상기 도 3a내지 도 3f는 본 발명에 따른 유기 전계 발광 표시 패널의 제조 방법을 도시한 공정 순서도이다.

우선, 본 발명은, 상기 도 3a에 도시된 바와 같이, 기판(30) 상부에 스트라이프 형태의 양극 전극(31)을 일정 이격 거리를 두고 반복적으로 형성한다.

즉, 기판(30) 상부에 전극용 물질을 도포하고 스트라이프(stripe) 형태로 패터닝하여 양극 전극(31)을 형성하는데, 이 때, 상기 기판(30)은 글래스(glass)나 쿼츠 유리 또는 투명 플라스틱 수지 중에서 선택된 어느 하나를 사용하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 전극용 물질은 일 함수가 큰 금속이나 합금, 또는 전기전도성 화합물 및 그 혼합물을 사용하는 것이 바람직한데, 특히, 표면 조도가 우수한 IZO를 사용하는 것이 가장 바람직하다.

또한, 상기 양극 전극(31)의 두께는 100 옹스트롬 ~ 10, 000옹스트롬 범위내의 값으로 하는 것이 바람직하고, 특히 100옹스트롬 ~ 2,000옹스트롬 범위 내의 값으로 하는 것이 가장 바람직하다.

한편, 양극 전극(31)이 형성되면, 형성된 양극 전극(31) 상부 전면에 보조 전극용 물질을 도포하여 보조 전극(32)을 형성한 다음(도 3b), 화소 영역이 개구되도록 보조 전극(32)의 일부를 제거하여 상기 화소 영역마다 양극 전극(31)의 일부가 노출되도록 한다(도 3c).

즉, 화소 영역에 대응되는 개구부만 제외하고 배선 라인인 양극 전극(31) 상부 영역에 보조 전극(32)을 형성한다.

이 때, 상기 보조 전극용 물질은 블랙 매트릭스(BM)로 사용되어지는 전도성 금속을 사용하는 것이 바람직한데, 구체적으로는 Cr, Pt, Au, Cu, Al, Ag 중에서 어느 하나 또는 2종 이상이 혼합된 것을 사용하는 것이 바람직하다.

상기와 같이, 화소에 해당하는 개구부만 제외하고 배선 라인인 양극 전극 상부 영역에 블랙 매트릭스로 사용되어지는 전도성 금속으로 보조 전극을 형성하게 되면, 소자의 배경을 어둡게 유지하기 때문에 활성층에서 발광되는 R/G/B광의 색조대비를 명확히 할 수 있어 소자의 색 순도를 향상시키고, 또한, 외부광의 반사를 방지하고 그 광을 오히려 흡수할 수 있게 되어 소자의 콘트라스트를 향상시킬 수가 있게 된다.

또한, 상기 보조전극(32)은 크롬층에 Pt, Au, Cu, Ag 등의 전도성이 우수한 물질중 선택된 하나 이상의 물질을 더 포함하여 다층 구조(도시하지 않음)로 제작할 수도 있는 바, 이는 상기와 같은 전도성이 우수한 물질을 보조 전극에 첨가하면색조대비를 이루면서도 전도도를 동시에 높일 수 있기 때문이다.

한편, 화소에 해당하는 개구부만 제외하고 배선 라인인 양극 전극(31) 상부 영역에 보조 전극(32)이 형성되면, 이렇게 형성된 소자, 즉 상기 기판, 양극 전극 및 보조 전극을 포함하는 소자의 상부에 절연 물질을 증착하여 절연층(33)을 형성한 다음, 이렇게 형성한 절연층을 패터닝하여 상기 화소 영역에 해당하는 양극 전극(31)의 상면이 노출되도록 개구부를 형성한다(도 3d).

다음, 절연층(33)에 개구부가 형성되어 화소 영역에 해당하는 양극 전극(31)의 일부가 노출되면, 상기 절연층 상면 일부에 상기 양극 전극(31)과 수직하는 방향으로 일정 이격 거리를 두고 반복적으로 분리 격벽(34)을 형성한다(도 3e).

즉, 개구부를 포함한 절연층(33) 상부 전면에 분리 격벽 물질을 도포하고 상기 양극 전극(31)과 수직하는 방향으로 일정 이격 거리를 두고 반복적으로 패터닝하여 향후 음극 전극들 상호간을 전기적으로 분리시키기 위한 분리 격벽(34)을 형성하는데, 상기 분리 격벽용 물질은 포토 레지스트나 폴리이미드를 사용하는 것이 바람직하다.

다음, 상기 절연층(33) 상면 일부에 분리 격벽(34)이 형성되면, 상기 노출된 양극 전극(31)과, 절연층(33) 및 분리 격벽(34)을 포함하는 상부 전면에, 전자 주입층, 전자 수송층, 발광층, 및 정공 수송층, 정공 주입층을 순차적으로 적층시켜 활성층(35)을 형성하고, 형성한 활성층(35) 상부에 음극 전극용 전기 전도성 물질을 도포하고 패터닝하여 캐소드인 음극 전극(36)을 형성한다(도 3f).

이 때, 상기 음극 전극용 전기 전도성 물질은 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(36)의 두께는 100옹스트롬 ~ 10, 000옹스트롬 범위내의 값으로 하는 것이 바람직하고, 특히 100옹스트롬 ~ 2,000옹스트롬 범위내의 값으로 하는 것이 가장 바람직하다.

한편, 이렇게 형성된 유기 전계 발광 표시 소자는 도 3f에 도시된 바와 같이, 기판(30)과, 상기 기판(30) 상부에 일정 이격 거리를 두고 스트라이프 형태로 반복적으로 형성된 양극 전극(31)과, 상기 양극 전극(31)의 상부 영역 중에서 화소 영역을 제외한 나머지 영역에 형성된 보조 전극(32)과, 상기 기판(30)과 보조 전극을 포함하는 상부에 형성된 절연층(33)과, 상기 절연층(33) 상부에 양극 전극(32)과 수직하는 방향으로 일정 이격 거리를 두고 반복적으로 형성된 분리 격벽(34)과, 상기 양극 전극(31), 절연층(330 및 분리 격벽(34)을 포함하는 상부에 순차적으로 형성된 활성층(35) 및 음극 전극(36)으로 이루어진다.

그리고, 이렇게 이루어진 유기 전계 발광 표시 패널에서 상기 양극 전극(31)은 IZO 투명 전극을 사용하고, 상기 보조 전극(32)은 블랙 매트릭스용 전도성 금속 예컨대, Cr, Pt, Au, Cu, Al, Ag 중에서 어느 하나 또는 2종 이상이 혼합된 것을 사용하며, 또한, 상기 보조 전극은 Cr층에 Pt, Au, Cu, Al, Ag 중에서 선택된 어느 하나 이상의 물질을 더 포함하여 다층 구조로 형성되도록 하는 것이 바람직하다.

이와 같은, 본 발명의 유기 전계 발광 표시 소자는, 화소에 해당하는 개구부만 제외하고 배선 라인인 양극 전극 상부 영역에 블랙 매트릭스로 사용되어 지는 전도성 금속을 보조 전극을 형성하게 되면, 소자의 배경을 어둡게 유지하기 때문에 활성층에서 발광되는 R/G/B광의 색조대비를 명확히 할 수 있어 소자의 색 순도를 향상시키고, 또한, 외부광의 반사를 방지하고 그 광을 오히려 흡수할 수 있게 되어 소자의 콘트라스트를 향상시킬 수가 있게 된다.

이러한, 본 발명을 이용하게 되면 휴대용 전자제품의 표시부를 외부에서 사용시 색조대비를 명확하게 할 수 있고, 또한 햇빛 반사율을 줄여 보다 선명하게 화면을 볼 수 있도록 하는 장점이 있다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명의 유기 전계 발광 표시 패널 및 그 제조 방법은, 화소에 해당하는 개구부만 제외하고 배선 라인인 양극 전극 상부 영역에 블랙 매트릭스로 사용되어 지는 전도성 금속을 보조 전극을 형성하게 되면, 소자의 배경을 어둡게 유지하기 때문에 활성층에서 발광되는 R/G/B광의 색조대비를 명확히 할 수 있어 소자의 색 순도를 향상시키고 또한, 외부광의 반사를 방지하고 그 광을 오히려 흡수할 수 있게 되어 소자의 콘트라스트를 향상시킬 수 있는 효과가 있으며 나아가 이러한, 본 발명을 이용하게 되면 휴대용 전자제품의 표시부를 외부에서 사용시 색조대비를 명확하게 할 수 있고, 또한 햇빛 반사율을 줄여 보다 선명하게 화면을 볼 수 있게 되는 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 (6)

1. 기판 상부에 스트라이프 형태의 양극 전극을 일정 이격 거리를 두고 반복적으로 형성하는 단계;

   상기 양극 전극 상부 전면에 보조 전극을 형성하는 단계;

   상기 보조 전극의 일부를 제거하여 화소 영역에 해당하는 양극 전극의 일부를 노출시키는 단계;

   상기 기판과 양극 전극 및 보조 전극을 포함하는 상부에 절연층을 형성하는 단계;

   상기 절연층의 일부를 제거하여 상기 화소 영역에 해당하는 양극 전극의 일부를 노출시키는 단계;

   상기 절연층 상부에 양극 전극과 수직하는 방향으로 일정 이격 거리를 두고 반복적으로 분리 격벽을 형성하는 단계;

   상기 노출된 양극 전극, 절연층 및 분리 격벽을 포함하는 상부에 활성층과 음극 전극을 순차적으로 형성하는 단계로 이루어지는, 유기 전계 발광 표시 패널의 제조 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 양극 전극은;

   IZO 투명 전극인 것을 특징으로 하는, 유기 전계 발광 표시 패널의 제조 방법.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 보조 전극은;

   블랙 매트릭스용 전도성 금속을 사용해 형성된 것을 특징으로 하는, 유기 전계 발광 표시 패널의 제조 방법.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 블랙 매트릭스용 전도성 금속은;

   Cr, Pt, Au, Cu, Ag 중에서 어느 하나 또는 2종 이상이 혼합된 것을 특징으로 하는, 유기 전계 발광 표시 패널의 제조 방법.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 보조 전극은;

   Cr층에 Pt, Au, Cu, Ag 중에서 선택된 어느 하나 이상의 물질을 더 포함하여 다층 구조로 형성된 것을 특징으로 하는, 유기 전계 발광 표시 패널의 제조 방법.
6. 기판;

   상기 기판 상부에 일정 이격 거리를 두고 스트라이프 형태로 반복적으로 형성된 양극 전극;

   상기 양극 전극의 상부 영역 중에서 화소 영역을 제외한 나머지 영역에 형성된 보조 전극;

   상기 기판과, 보조 전극의 상부에 형성된 절연층;

   상기 절연층 상부에 양극 전극과 수직하는 방향으로 일정 이격 거리를 두고 반복적으로 형성된 분리 격벽;

   상기 양극 전극, 절연층 및 분리 격벽 상부에 순차적으로 형성된 활성층 및 음극 전극으로 이루어지는, 유기 전계 발광 표시 패널.