KR20050031182A - 이중 음극격벽 어레이 및 이를 적용한 유기 전기발광 소자 - Google Patents

Abstract

기판과 데이터라인의 상면에 스캔라인 방향의 스트라이프 형태로 형성되는 음극격벽 어레이에 있어서, 기판과 데이터라인이 중첩되지 않는 영역에서 음극격벽이 이중으로 형성되는 것을 특징으로 하는 이중 음극격벽 어레이가 제공된다.

또한, 기판과 데이터라인의 상면에 음극격벽 어레이가 형성되는 유기 전기발광 소자에 있어서, 기판과 데이터라인이 중첩되지 않는 영역에서 음극격벽이 이중으로 형성되는 것을 특징으로 하는 이중 음극격벽을 적용한 유기 전기발광 소자가 제공된다.

Description

이중 음극격벽 어레이 및 이를 적용한 유기 전기발광 소자 {Double cathode separator array and organic electro luminescence device using the same}

본 발명은 이중 음극격벽 어레이 및 이를 적용한 유기 전기발광 소자에 관한 것으로, 보다 상세하게는 발광영역 이외의 영역에서는 음극격벽을 이중으로 형성하여 격벽의 붕괴로 인한 불량을 최소화할 수 있는 이중 음극격벽 어레이 및 이를 적용한 유기 전기발광 소자에 관한 것이다.

유기 전기발광 소자는 캐리어 수송능력이 다른 유기물의 박막을 여러 층 적층한 것을 전극으로 하는 구조로, 무기 반도체의 발광다이오드와 유사한 동작기구를 가지며, 양극과 음극으로부터 주입된 정ㆍ부 캐리어가 발광층에서 재결합하여 여기된 형광체가 발광하는 캐리어 주입형 소자이다.

이러한 유기 전기발광 소자에 적용되는 구동방식에는 패시브 매트릭스와 액티브 매트릭스가 있다. 이들 중, 캐소드와 애노드의 연속배열 형태로 존재하는 패시브 매트릭스는 단색광 또는 풀칼라 유기 전기발광 디스플레이 모두에 적용이 가능한 장점이 있다.

패시브 매트릭스를 이용한 유기 전기발광 소자를 제작하기 위해서는 규칙적인 선형패턴을 갖는 음극전극의 형성이 필요한데, 유기재료의 특성상 일반적인 습식 에칭공정의 적용이 어려워, 유기물을 적층하기 이전에 음극분리 절연격벽을 형성하여 별도의 음극패턴을 형성하지 않아도 선형패턴을 갖는 음극전극을 형성할 수 있도록 하였다.

유기물 성막전의 기판상에 양극과 직교하도록 음극격벽을 형성한 후, 유기물과 음극을 증착하면 음극격벽이 마스크 역할을 하여 음극격벽과 인접하는 음극이 전기적으로 절연된다.

이러한 음극격벽은 수십 마이크로미터의 선폭을 갖는 스트라이프 형태로 역사다리꼴 형상의 단면으로 형성되기 때문에, 메탈 섀도우마스크 정렬 또는 캐소드 증착시 메탈 섀도우마스크와 접촉으로 인한 붕괴의 우려가 크다.

음극격벽이 붕괴되면 스캔라인이 전기적으로 쇼트회로를 구성하여 유기 전기발광 소자의 불량을 야기하게 되므로, 음극격벽의 붕괴를 방지하기 위한 다양한 방법들이 안출되었다.

이에, 본 출원인은 기출원된 특허출원 2003-0020069호와 같이 스캔라인 방향의 음극격벽을 데이터라인 방향으로 연결하여 이 연결부분이 메탈 섀도우마스크의 안착영역이 되도록 함으로써, 메탈 섀도우마스크 정렬시 메탈 섀도우마스크로 인한 격벽의 손상을 방지할 수 있는 유기 전기발광 디스플레이 소자의 음극격벽을 개발하였다.

그러나, 기출원된 음극격벽은 스캔라인 방향으로는 종래와 마찬가지로 하나의 음극격벽이 형성되어 모든 붕괴원인으로부터 안전하다고 할 수 없으므로, 격벽이 붕괴되었을 경우에 대처할 수 있는 방안이 요구된다.

따라서, 본 발명은 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로써, 본 발명의 목적은 발광영역을 제외한 영역의 음극격벽을 이중으로 형성하여 음극격벽 손상으로 인해 발생할 수 있는 유기 전기발광 소자의 불량을 최소화하고자 하는데 있다.

본 발명의 다른 목적과 특징들은 이하에 서술되는 바람직한 실시예를 통하여 보다 명확하게 이해될 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 기판과 데이터라인의 상면에 스캔라인 방향의 스트라이프 형태로 형성되는 음극격벽 어레이에 있어서, 기판과 데이터라인이 중첩되지 않는 영역에서 음극격벽이 이중으로 형성되는 것을 특징으로 하는 이중 음극격벽 어레이가 제공된다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 기판과 데이터라인의 상면에 스캔라인 방향의 스트라이프 형태로 형성되는 제 1 격벽과, 제 1 격벽들의 단부 사이에 위치하여 데이터라인 방향으로 제 1 격벽들과 연결되는 제 2 격벽으로 이루어지는 음극격벽 어레이에 있어서, 기판과 데이터라인이 중첩되지 않는 영역에서 제 1 격벽이 이중으로 형성되는 것을 특징으로 하는 이중 음극격벽 어레이가 제공된다.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 기판과 데이터라인의 상면에 음극격벽 어레이가 형성되는 유기 전기발광 소자에 있어서, 기판과 데이터라인이 중첩되지 않는 영역에서 음극격벽이 이중으로 형성되는 것을 특징으로 하는 이중 음극격벽을 적용한 유기 전기발광 소자가 제공된다.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 기판과 데이터라인의 상면에 스캔라인 방향의 스트라이프 형태로 형성되는 제 1 격벽과, 제 1 격벽들의 단부 사이에 위치하여 데이터라인 방향으로 제 1 격벽들과 연결되는 제 2 격벽으로 이루어지는 음극격벽 어레이가 형성되는 유기 전기발광 소자에 있어서, 기판과 데이터라인이 중첩되지 않는 영역에서 제 1 격벽이 이중으로 형성되는 것을 특징으로 하는 이중 음극격벽을 적용한 유기 전기발광 소자가 제공된다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 자세히 설명한다.

도 1은 일반적인 음극격벽을 설명하기 위한 단면도이다.

유기 전기발광 소자의 구조를 간략히 살펴보면, 기판(1)의 상면에 양극 전극(2)이 형성되고, 정공 주입층(Hole injection layer), 정공 수송층(Hole transport layer), 발광층(Emitting layer), 전자 수송층(Electron trasport layer) 등의 유기물 박막(3)이 순차적으로 형성된 후 음극 전극(4)이 형성된다.

이때, 선형패턴을 갖는 음극 전극(4)을 형성하기 위하여 기판(1)에 유기물 박막(3)과 음극 전극(4)을 형성하기 이전에 일반적으로 포토리소그래피(Photo-lithography)를 이용하여 역사다리꼴의 단면을 갖는 음극격벽(5)을 형성한다.

음극격벽(5)은 기판(1)과 데이터라인의 상면에 스캔라인 방향의 스트라이프 형태로 형성된다. 이와 같은 음극격벽(5)을 형성한 이후에 유기물 박막(3)과 음극 전극(4)을 형성하면, 음극격벽(5)이 마스크 역할을 수행하여 음극격벽(5)과 인접하는 음극 전극(4)이 전기적으로 절연되며, 유기 전기발광 소자에 손상을 주지 않으면서 음극의 패터닝이 가능하다.

도 2는 본 발명에 따른 이중 음극격벽 어레이를 보인 사시도이고, 도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ′를 따라 절단된 단면도이다.

제 1 격벽(10)은 데이터라인이 형성된 기판(20)에 스캔라인 방향의 스트라이프 형태로 형성되며, 수십 마이크로의 선폭으로 역사다리꼴 형상의 단면을 갖도록 형성된다.

또한, 제 1 격벽(10)은 기판(20)과 데이터라인이 중첩되지 않는 영역에서는 이중으로 형성된다. 즉, 기판(20)의 상면에서는 이중으로 형성되고, 기판(20)의 상면에 형성된 데이터라인에서는 하나로 병합된다.

제 2 격벽(12)은 메탈 섀도우마스크에 의한 제 1 격벽(10)의 손상을 방지하기 위한 것으로, 인접하는 제 1 격벽(10)들의 단부 사이에 위치하여 데이터라인 방향으로 제 1 격벽(10)들과 연결되고, 외부로 노출되는 단면이 제 1 격벽(10)의 단면과 평탄하도록 배열되며, 제 1 격벽(10) 형성시 제 1 격벽(10)과 동일한 높이로 동시에 형성된다.

또한, 제 2 격벽(12)의 단면은 제 1 격벽(10)의 단면과 마찬가지로 역사다리꼴 형상을 갖는다.

본 발명의 바람직한 일 실시예에서는 제 1 격벽(10)과 제 1 격벽(10)을 데이터라인 방향으로 묶어주는 제 2 격벽(12)으로 이루어지는 음극격벽을 예로 들어 도시하였으나, 도 1에 도시된 바와 같은 단면을 갖는 스트라이프 형태의 음극격벽(5)에도 적용이 가능하다.

이와 같은 경우에는 제 2 격벽(12)을 포함하지 않고 제 1 격벽(10)만으로 이루어지는 구조로, 상기한 바와 같이 기판(20)과 데이터라인이 중첩되지 않는 영역에서 음극격벽(5)을 이중으로 형성한다.

도 4는 기판에 형성된 이중 음극격벽 어레이를 보인 평면도이다.

기판(20)의 상면에 규칙적인 선형패턴을 갖는 데이터라인(data line; 40)을 형성한다. 데이터라인(40)은 홀이 주입되는 전극으로 양극 전극이며, 세그먼트라인(segment line) 전극이라고도 한다.

기판(20)과 데이터라인(40)의 상면에 포토리소그래피 공정을 통해 도 2에 도시된 바와 같은 제 1 격벽(10)과 제 2 격벽(12)을 형성한다.

이때, 기판(20)과 데이터라인(40)이 중첩되지 않는 영역에서 제 1 격벽(10)이 이중이 되도록 형성하되, 데이터라인(40)에서는 반드시 하나로 병합되도록 해야 한다. 만약, 데이터라인(40)에서도 제 1 격벽(10)이 이중으로 형성되면 제 1 격벽(10)에 의해 발광영역이 감소되는 결과를 초래한다.

제 1 격벽(10)과 제 2 격벽(12)을 형성한 후, 증착공정을 통해 다수의 유기물 박막과 스캔라인(scan line; 30)을 형성한다. 스캔라인(30)은 전자가 주입되는 전극으로 음극 전극이며, 공통라인(common ling) 전극이라고도 한다.

도시된 바와 같이, 데이터라인(40)과 스캔라인(30) 및 제 1 격벽(10)과 제 2 격벽(12)의 일부에 걸쳐 메탈 섀도우마스크(50)가 안착된다. 이때, 메탈 섀도우마스크(50)를 사용하여 자동 정렬 및 스캔라인(30)을 증착시, 제 1 격벽(10)과 메탈 섀도우마스크(50)의 접촉으로 인해 제 1 격벽(10)이 붕괴될 우려가 있으나, 제 2 격벽(12)에 의해 섀도우 마스크(50)의 안착영역이 형성되어 이를 해소하였다.

그러나, 제 2 격벽(12)에 의해 제 1 격벽(10)과 메탈 섀도우마스크(50)의 접촉으로 인한 붕괴의 가능성이 감소하였음에도 불구하고, 전공정 파티클 오염 등과 같은 다른 원인에 의해서도 제 1 격벽(10)이 붕괴될 수 있기 때문에, 본 발명의 바람직한 일 실시에에서는 제 1 격벽(10)을 이중으로 형성하여 이를 해소할 수 있다.

제 1 격벽(10)이 기판(20)과 데이터라인(40)이 중첩되지 않는 영역에서 이중으로 형성됨에 따라, 이중으로 형성된 제 1 격벽(10) 중 어느 하나가 단절되더라도 다른 하나에 의해 절연격벽의 역할이 유지된다.

전술한 바와 같이 형성되는 이중 음극격벽 어레이를 적용한 유기 전기발광 소자는 음극격벽의 단선에 의해 발생될 수 있는 불량 가능성이 최소화되어, 공정의 안정성을 확보할 수 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 중심으로 설명하였으나, 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 당업자에 의해 적절하게 변경하거나 변형할 수 있다. 이와 같은 변경이나 변형은 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 한, 본 발명의 권리범위에 속하는 것은 당연하다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 이하에 서술되는 특허의 청구범위에 의해 정해져야 한다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 이중 음극격벽 어레이 및 이를 적용한 유기 전기발광 소자는 발광영역을 제외한 영역의 음극격벽을 이중으로 형성함으로써, 하나의 음극격벽이 단선되더라도 다른 하나의 음극격벽에 의해 음극 전극의 절연이 유지되며, 이에 따라 음극격벽의 단선에 의해 발생할 수 있는 유기 전기발광 소자의 불량을 최소화할 수 있는 이점이 있다.

도 1은 일반적인 음극격벽을 설명하기 위한 단면도이다.

도 2는 본 발명에 따른 이중 음극격벽 어레이를 보인 사시도이다.

도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ′를 따라 절단된 단면도이다.

도 4는 기판에 형성된 이중 음극격벽 어레이를 보인 평면도이다.

Claims (4)

1. 기판과 데이터라인의 상면에 스캔라인 방향의 스트라이프 형태로 형성되는 음극격벽 어레이에 있어서,

   상기 기판과 상기 데이터라인이 중첩되지 않는 영역에서 상기 음극격벽이 이중으로 형성되는 것을 특징으로 하는 이중 음극격벽 어레이.
2. 기판과 데이터라인의 상면에 스캔라인 방향의 스트라이프 형태로 형성되는 제 1 격벽과, 상기 제 1 격벽들의 단부 사이에 위치하여 상기 데이터라인 방향으로 상기 제 1 격벽들과 연결되는 제 2 격벽으로 이루어지는 음극격벽 어레이에 있어서,

   상기 기판과 상기 데이터라인이 중첩되지 않는 영역에서 상기 제 1 격벽이 이중으로 형성되는 것을 특징으로 하는 이중 음극격벽 어레이.
3. 기판과 데이터라인의 상면에 음극격벽 어레이가 형성되는 유기 전기발광 소자에 있어서,

   상기 기판과 상기 데이터라인이 중첩되지 않는 영역에서 상기 음극격벽이 이중으로 형성되는 것을 특징으로 하는 이중 음극격벽 어레이를 적용한 유기 전기발광 소자.
4. 기판과 데이터라인의 상면에 스캔라인 방향의 스트라이프 형태로 형성되는 제 1 격벽과, 상기 제 1 격벽들의 단부 사이에 위치하여 상기 데이터라인 방향으로 상기 제 1 격벽들과 연결되는 제 2 격벽으로 이루어지는 음극격벽 어레이가 형성되는 유기 전기발광 소자에 있어서,

   상기 기판과 상기 데이터라인이 중첩되지 않는 영역에서 상기 제 1 격벽이 이중으로 형성되는 것을 특징으로 하는 이중 음극격벽 어레이를 적용한 유기 전기발광 소자.