KR20050068455A - 유기전계발광 소자 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 의한 유기전계발광 소자는, 화면이 구현되는 최소 단위 영역인 서브픽셀이 정의되어 있으며, 서로 일정간격 이격되어 대향되게 배치된 제 1, 2 기판과; 상기 제 1기판 내부면에 서브픽셀 단위로 형성된 박막트랜지스터를 가지는 어레이 소자와; 상기 제 2기판 하부에 위치하며, 청색 광을 적, 녹, 청 삼원색으로 변환시키는 적, 녹, 청색 변환층을 가지는 색변환부와; 상기 색변환부 하부에 형성되는 라미네이션 필름과; 상기 라미네이션 필름 하부에 위치하며, 투광성을 가지는 도전성 물질로 이루어진 제 1전극과; 상기 제 1전극 하부에 서브픽셀 단위로 형성된 유기전계발광층과; 상기 유기전계발광층 하부에서 서브픽셀 단위로 패턴화된 제 2전극과; 상기 각 서브픽셀 별로 구비된 상기 박막트랜지스터와 상기 제 2전극을 전기적으로 연결시키는 전기적 연결패턴이 포함됨을 특징으로 한다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 컬러필터 또는 색변환층을 포함하는 색변환부에서 방출되는 가스를 종래의 오버코트(overcoat)층 및 배리어(barrier)층에서 완전히 차단하지 못하는 문제점을 라미네이션 필름을 형성하여 극복함으로써, 소자의 수명을 연장시키고, 신뢰성 및 생산성이 향상된다.

Description

유기전계발광 소자 및 그 제조방법{Organic Electro luminescence Device and fabrication method of thereof}
본 발명은 유기전계발광 소자에 관한 것으로, 특히 듀얼 패널 타입의 유기전계발광 소자 및 그 제조방법에 관한 것이다.
새로운 평판 디스플레이(FPD : Flat Panel Display) 중 하나인 유기전계발광 소자는 자체 발광형이기 때문에 액정표시장치에 비해 시야각, 콘트라스트 등이 우수하며 백라이트가 필요 없어 경량 박형이 가능하고, 소비전력 측면에서도 유리하다.
또한, 직류 저전압 구동이 가능하고 응답속도가 빠르며 전부 고체이기 때문에 외부충격에 강하고 사용온도범위도 넓으며 특히 제조비용 측면에서도 저렴한 장점을 가지고 있다.
특히, 상기 유기전계발광 소자의 제조공정에는, 액정표시장치나 PDP(Plasma Display Panel)와 달리 증착(deposition) 및 인캡슐레이션(encapsulation) 장비가 전부라고 할 수 있기 때문에, 공정이 매우 단순하다.
종래에는 이러한 유기전계발광 소자의 구동방식으로 별도의 스위칭 소자를 구비하지 않는 패시브 매트릭스형(passive matrix)이 주로 이용됐었다.
그러나, 상기 패시브 매트릭스 방식에서는 주사선(scan line)과 신호선(signal line)이 교차하면서 매트릭스 형태로 소자를 구성하므로, 각각의 픽셀을 구동하기 위하여 주사선을 시간에 따라 순차적으로 구동하므로, 요구되는 평균 휘도를 나타내기 위해서는 평균 휘도에 라인수를 곱한 것 만큼의 순간 휘도를 내야만 한다.
그러나, 액티브 매트릭스 방식에서는, 픽셀(pixel)을 온/오프(on/off)하는 스위칭 소자인 박막트랜지스터(Thin Film Transistor)가 서브픽셀(sub pixel)별로 위치하고, 이 박막트랜지스터와 연결된 제 1 전극은 서브픽셀 단위로 온/오프되고, 이 제 1 전극과 대향하는 제 2 전극은 공통전극이 된다.
그리고, 상기 액티브 매트릭스 방식에서는 픽셀에 인가된 전압이 스토리지 캐패시터(CST ; storage capacitor)에 충전되어 있어, 그 다음 프레임(frame) 신호가 인가될 때까지 전원을 인가해 주도록 함으로써, 주사선 수에 관계없이 한 화면동안 계속해서 구동한다.
따라서, 액티브 매트릭스 방식에 의하면 낮은 전류를 인가하더라도 동일한 휘도를 나타내므로 저소비전력, 고정세, 대형화가 가능한 장점을 가진다.
도 1은 종래의 하부발광방식 유기전계발광 소자에 대한 개략적인 단면도이다.
단, 이는 적, 녹, 청 서브픽셀로 구성되는 하나의 픽셀 영역을 중심으로 도시되었다.
도시된 바와 같이, 제 1, 2 기판(10, 30)이 서로 대향되게 배치되어 있고, 제 1, 2 기판(10, 30)의 가장자리부는 씰패턴(40 ; seal pattern)에 의해 봉지되어 있는 구조에 있어서, 제 1 기판(10)의 투명 기판(1) 상부에는 서브 픽셀별로 박막트랜지스터(T)가 형성되어 있고, 박막트랜지스터(T)와 연결되어 제 1 전극(12)이 형성되어 있고, 박막트랜지스터(T) 및 제 1 전극(12) 상부에는 박막트랜지스터(T)와 연결되어 제 1 전극(12)과 대응되게 배치되는 적(Red), 녹(Green), 청(Blue) 컬러를 띠는 발광물질을 포함하는 유기전계발광층(14)이 형성되어 있고, 유기전계발광층(14) 상부에는 제 2 전극(16)이 형성되어 있다.
상기 제 1, 2 전극(12, 16)은 유기전계발광층(14)에 전계를 인가해주는 역할을 한다.
그리고, 전술한 씰패턴(40)에 의해서 제 2 전극(16)과 제 2 기판(30) 사이는 일정간격 이격되어 있으며, 제 2 기판(30)의 내부면에는 외부로의 수분을 차단하는 흡습제(미도시) 및 흡습제와 제 2 기판(30)간의 접착을 위한 반투성 테이프(미도시)가 포함된다.
한 예로, 하부발광방식 구조에서 상기 제 1 전극(12)을 양극으로, 제 2 전극(16)을 음극으로 구성할 경우 제 1 전극(12)은 투명도전성 물질에서 선택되고, 제 2 전극(16)은 일함수가 낮은 금속물질에서 선택되며, 이런 조건 하에서 상기 유기전계발광층(14)은 제 1 전극(12)과 접하는 층에서부터 정공주입층(14a ; hole injection layer), 정공수송층(14b ; hole transporting layer), 발광층(14c ; emission layer), 전자수송층(14d ; electron transporting layer) 순서대로 적층된 구조를 이룬다.
이때, 상기 발광층(14c)은 서브픽셀별로 적, 녹, 청 컬러를 구현하는 발광물질이 차례대로 배치된 구조를 가진다.
이와 같은 종래의 유기전계발광 소자의 경우 상기 서브픽셀을 패터닝함에 있어서, 대면적에서의 적, 녹, 청색 화소들을 미세 패턴화하고, 재현성 있게 형성하는데는 한계가 있다.
예를 들어 상기 유기전계발광층(14)에 사용되는 유기 EL 물질은 용매나 수분에 취약하기 때문에 습식 에칭에 의해서는 패터닝 될 수 없다. 이 때문에 유기 EL 물질은 미세 패턴을 형성하는데 유리한 사진식각법(photolithography)으로 패터닝될 수 없다.
저분자 유기 EL 물질은 미세 패터닝된 새도우 마스크(shadow mask)를 기판 상에 설치한 후, 적, 녹, 청색 각각의 물질을 독립적으로 성막하는 방법을 이용하여 패터닝 할 수 있지만 새도우 마스크의 해상도가 일정 수준 이상으로 정밀하게 미세 패턴화하는데 한계가 있고, 새도우 마스크의 장력편차 등에 의해 고정세 대면적에서 적용되기 곤란하다.
또한, 고분자 유기 EL 물질 잉크젯 분사헤드를 이용하여 화소들을 패터닝하는 방법이 연구중이나 1000Å 이하의 핀홀 프리(pinhole free) 박막을 형성하기 어려운 단점이 있다.
또한, 이와 같은 종래의 하부발광방식 유기전계발광 소자는, 어레이 소자 및 유기전계발광 다이오드가 형성된 제 1기판(10)과 별도의 인캡슐레이션용 제 2기판(30)의 합착을 통해 소자를 제작하였다.
이 경우, 어레이 소자의 수율과 유기전계발광 다이오드의 수율의 곱이 유기전계발광 소자의 수율을 결정하기 때문에, 기존의 유기전계발광 소자 구조에서는 후반 공정에 해당되는 유기전계발광 다이오드 공정에 의해 전체 공정 수율이 크게 제한되는 문제점이 있었다.
예를 들어, 어레이 소자가 양호하게 형성되었다 하더라도, 1000Å 정도의 박막을 사용하는 유기전계발광층의 형성시 이물이나 기타 다른 요소에 의해 불량이 발생하게 되면, 유기전계발광 소자는 불량 등급으로 판정된다.
이로 인하여, 양품의 어레이 소자를 제조하는데 소요되었던 제반 경비 및 재료비 손실이 초래되고, 생산수율이 저하되는 문제점이 있었다.
그리고, 하부발광방식은 인캡슐레이션에 의한 안정성 및 공정이 자유도가 높은 반면 개구율의 제한이 있어 고해상도 제품에 적용하기 어려운 문제점이 있다.
본 발명은 CCM(Color Conversion Medium) 방식으로 컬러를 구현하는 듀얼 패널 타입의 유기전계발광 소자에 있어서, 색 변환부와 제 1전극 사이에 라미네이션 필름(lamination film)을 형성함으로써, 상기 색 변환부에서 방출되는 가스로부터 제 1전극 및 유기전계발광층을 보호하는 유기전계발광 소자 및 그 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 유기전계발광 소자는, 화면이 구현되는 최소 단위 영역인 서브픽셀이 정의되어 있으며, 서로 일정간격 이격되어 대향되게 배치된 제 1, 2 기판과; 상기 제 1기판 내부면에 서브픽셀 단위로 형성된 박막트랜지스터를 가지는 어레이 소자와; 상기 제 2기판 하부에 위치하며, 청색 광을 적, 녹, 청 삼원색으로 변환시키는 적, 녹, 청색 변환층을 가지는 색변환부와; 상기 색변환부 하부에 형성되어 상기 적, 녹, 청색 변환층에서 방출되는 가스 및 수분을 차단하는 라미네이션 필름과; 상기 라미네이션 필름 하부에 위치하며, 투광성을 가지는 도전성 물질로 이루어진 제 1전극과; 상기 제 1전극 하부에 서브픽셀 단위로 형성된 유기전계발광층과; 상기 유기전계발광층 하부에서 서브픽셀 단위로 패턴화된 제 2전극과; 상기 각 서브픽셀 별로 구비된 상기 박막트랜지스터와 상기 제 2전극을 전기적으로 연결시키는 전기적 연결패턴이 포함됨을 특징으로 한다.
여기서, 상기 라미네이션 필름은 수분에 대한 투습성이 적은 재질의 얇은 필름을 두 종류 이상 맞붙임으로써 형성되고, 상기 라미네이션 필름은 30 ~ 100nm의 두께를 갖으며, 라미네이팅 공법을 이용하여 상기 색변환부가 형성된 제 2기판 전면에 형성됨을 특징으로 한다.
또한, 상기 색변환부에는 적, 녹, 청 컬러필터가 포함될 수 있으며, 상기 유기전계발광층은 적, 녹, 청색 컬러 중 가장 높은 에너지를 가지는 청색 컬러 발광물질이 포함되도록 구성됨을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 의한 유기전계발광 소자의 제조방법에 의하면, 적, 녹, 청 서브픽셀로 구성되는 픽셀이 정의된 제 1, 2기판을 구비하는 단계와; 상기 제 1기판의 상부에 서브픽셀별로 스위칭 소자를 가지는 어레이 소자를 형성하는 단계와; 상기 제 2 기판 하부에 서브픽셀 단위로 적, 녹, 청 색변환층 및 상기 색변환층의 경계부에 게재된 블랙매트릭스를 포함하는 색변환부를 형성하는 단계와; 상기 색변환부가 형성된 제 2기판 전면에 라미네이션 필름을 형성하는 단계와; 상기 라미네이션 필름 하부에 투광성을 가지는 도전성 물질로 이루어진 제 1전극을 형성하는 단계와; 상기 제 1전극 하부에 유기전계발광층을 형성하는 단계와; 상기 유기전계발광층 하부에 서브픽셀 단위로 제 2전극을 형성하는 단계와; 상기 제 1, 2기판을 전기적 연결패턴으로 연결하는 단계와; 상기 제 1, 2기판을 합착하는 단계가 포함되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 라미네이션 필름은 라미네이팅 공법에 의해 형성되고, 수분에 대한 투습성이 적은 재질의 필름을 사용하며, 30 ~ 100nm의 두께를 갖음을 특징으로 한다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 컬러필터 또는 색변환층을 포함하는 색변환부에서 방출되는 가스를 종래의 오버코트(overcoat)층 및 배리어(barrier)층에서 완전히 차단하지 못하는 문제점을 라미네이션 필름을 형성하여 극복함으로써, 소자의 수명을 연장시키고, 신뢰성 및 생산성이 향상된다.
본 발명의 설명에 앞서 CCM(Color Conversion Medium) 방식으로 컬러를 구현하는 듀얼 패널 타입의 유기전계발광 소자에 대해 설명하도록 한다.
도 2는 CCM(Color Conversion Medium) 방식으로 컬러를 구현하는 듀얼 패널 타입의 유기전계발광 소자의 개략적인 단면도로서, 설명의 편의상 하나의 픽셀 영역을 중심으로 도시하였다.
도 2를 참조하면, 제 1, 2 기판(110, 130)이 서로 대향되게 배치되어 있으며, 상기 제 1, 2 기판은 씰패턴(160)에 의해 합착된다.
여기서, 상기 제 1 기판(110)의 투명 기판(100) 상부에는 어레이 소자(112)가 형성되어 있다.
또한, 상기 제 2 기판(130)의 투명 기판(101) 하부에는 서브픽셀 단위로 적, 녹, 청 색변환층(132a, 132b, 132c)이 차례대로 배열되어 있고, 상기 적, 녹, 청 색변환층(132a, 132b, 132c)의 컬러별 경계부에는 컬러별 색간섭 및 빛샘 현상을 방지하기 위한 블랙매트릭스(134 ; black matrix)가 형성되어 있으며, 이러한 상기 적, 녹, 청 색변환층(132a, 132b, 132c) 및 블랙매트릭스(134)는 색변환부(136)를 구성한다.
상기 색변환부(136) 하부에는 오버코트층(138)이 형성되어 있고, 오버코트층(138) 하부에는 공통 전극으로 이용되며 투과성을 가지는 도전성 물질로 이루어진 제 1 전극(140)이 형성되어 있다.
또한, 상기 제 1 전극(140) 하부에는 서브픽셀간 경계부에 절연물질로 이루어진 사다리꼴 형상의 격벽(142 ; electrode separator)이 형성되어 있으며, 이웃하는 격벽(142) 사이구간으로 정의되는 서브픽셀 영역내에는 유기전계발광층(144) 및 제 2 전극(146)이 서브픽셀 단위로 독립되게 위치한다.
그리고, 전술한 색변환부(136)에는 적, 녹, 청 컬러필터(color filter)가 포함될 수 있다.
상기 격벽(142)은 제 2 전극(146)을 서브픽셀별로 패턴화하기 위한 구조물에 해당되므로, 제 2 전극(146)에서 제 1 전극(140) 쪽으로 상광하협(上廣下狹) 구조를 가지는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 제 1, 2 기판(110, 130)의 가장자리부에는 제 1, 2 기판(110, 130) 간에 일정한 셀갭을 유지하며, 두 기판을 합착시키기 위해 씰패턴(160)이 위치한다.
또한, 상기 제 1 기판(110)의 어레이 소자(112)는 스위칭 소자인 박막트랜지스터(112a)와, 박막트랜지스터(112a)와 연결된 제 2 전극 연결패턴(112b)가 포함되어 구성된다.
또한, 상기 제 1 기판(110)의 제 2 전극 연결패턴(112b)과, 상기 제 2 기판(130)의 제 2 전극(146)을 전기적으로 연결시키기 위한 전기적 연결패턴(148)이 서브픽셀 단위로 제 2 전극 연결패턴(112b)과 제 2 전극(146)이 서로 대응되는 위치에 형성된다.
여기서, 상기 제 2 전극 연결패턴(112b)은 박막트랜지스터(112a)를 이루는 소스 전극(미도시) 또는 드레인 전극(미도시) 중 어느 한 전극에 해당되거나 또는 별도의 전도성 물질로 이루어질 수 있으며, 상기 박막트랜지스터(112a)는 유기전계발광 다이오드(E)와 연결되는 구동용 박막트랜지스터에 해당된다.
상기 제 1, 2 전극(140, 146)과, 제 1, 2 전극(140, 146) 사이에 개재된 유기전계발광층(144)은 유기전계발광 다이오드(E)를 구성하며, 유기전계발광층(144)은 적, 녹, 청색 컬러중 가장 높은 에너지를 가지는 청색 컬러 발광물질을 포함하도록 구성될 수 있다.
상기 유기전계발광층(144)의 다층구조는 양극 및 음극의 배치구조에 따라 정해지는 것으로, 한 예로, 제 1 전극(140)을 양극, 제 2 전극(146)을 음극으로 구성하는 경우에는, 제 1 전극(140)과 접하는 층에서부터 정공주입층(hole injection layer), 정공수송층(hole transporting layer), 발광층(emission layer), 전자수송층(electron transporting layer), 전자주입층(electron injection layer)이 차례대로 위치하는 다층 구조를 갖는다.
그리고, 상기 제 2 전극(146)과 제 2 전극 연결패턴(112b) 사이 구간에는 제 2 전극(146)과 박막트랜지스터(112a)를 연결시키는 전기적 연결패턴(148)이 형성되어 있다.
상기 전기적 연결패턴(148)은 전도성 물질에서 선택되며, 바람직하기로는 연성을 띠고, 비저항값이 낮은 금속물질에서 선택되는 것이 바람직하다. 이러한 전기적 연결패턴(148)은 제 1 기판(110)의 어레이 소자(112) 공정에서 형성할 수 있다.
상기와 같은 듀얼 패널 타입의 유기전계발광 소자는, 유기전계발광층(144)에서 발광된 빛을 제 2 기판(130) 쪽으로 발광시키는 상부발광방식이며, 이에 따라, 상기 제 1 전극(140)은 투광성을 가지는 도전성 물질에서 선택되고, 상기 유기전계발광층(144)과 접하는 음극용 제 2 전극(146)의 물질층은 발광 방향의 후면에 위치하는 전극이기 때문에, 일함수값이 낮은 불투명 금속물질을 박막으로 형성하는 것이 바람직하다.
상기 불투명 금속물질로는 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg)과 알루미늄의 합금(이하, 마그네슘:알루미늄으로 표시함), 알루미늄:리튬(Li), 알루미늄:벤조네이트(benzonate) 중 어느 하나에서 선택되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제 1, 2 기판(110, 130)간의 이격공간(I)은 불활성 기체 분위기를 이루는 것이 바람직하다.
상기와 같은 구조의 유기전계발광 소자에 의하면 종래의 유기전계발광 소자의 문제점 즉, 유기전계발광소자에 미세패턴의 화소들을 형성할 수 없다는 점과, 하부발광방식 구조에서의 수율 저하 및 개구율 한계의 문제점을 극복할 수 있게 된다.
단, 상기 구조에 있어서, 색을 구현하기 위한 수단으로 사용되는 색변환층 또는 컬러필터는 스핀 코팅(spin coating), 슬릿 코팅(slit coating), 분출 코팅(extrusion coating) 등의 방식으로 형성되는 것으로, 이는 용매 기반(solvent base)으로 되어 있으며 베이킹(baking) 공정을 거침으로서 최종 형성된다.
그러나, 상기 베이킹 공정을 거치는 경우에도 잔존하는 용매(solvent)를 완전히 제거하는가 용이하지 않고, 설령 이를 완전히 제거한다 하더라도 그에 따른 시간 손실은 생산성 악화에 큰 영향을 미치게 한다.
그에 따라 도 2에 도시된 바와 같이 색변환층(132a, 132b, 132c) 등에 잔존하는 용매 또는 수분 등이 침투하는 것을 방지하기 위해, 상기 오버코트(overcoat)층(138)과 제 1 전극(140) 사이에 배리어(barrier)층(139)을 더 형성하는 구조로 사용하고 있다.
그러나, 이와 같이 배리어층(139)을 더 형성하는 경우에도 상기 색변환층 등에 잔존하는 핀 홀(pin hole) 또는 이물질에 의한 수분 침투 경로 등이 잔존하기 때문에 상기 수분 및 용매를 완전히 차단하는 것은 어렵다.
이와 같은 수분 및 용매 등의 침투는 상기 유기전계발광층(144)에 영향을 미쳐 흑점(dark spot)을 형성시키고, 이에 상기 제 1, 2전극(140, 146)에 전계가 인가되면 상기 흑점이 성장하게 되어 결과적으로 상기 구조에 의한 소자의 신뢰성 및 수명에 치명적인 영향을 미치게 된다는 단점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 극복하기 위해 창출된 것으로 이하 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하도록 한다.
도 3은 본 발명에 의한 유기전계발광 소자의 개략적인 단면도로서, 설명의 편의상 하나의 픽셀 영역을 중심으로 도시하였다.
단, 도 2에 도시된 CCM(Color Conversion Medium) 방식으로 컬러를 구현하는 듀얼 패널 타입의 유기전계발광 소자와 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호를 사용하며, 그에 대한 설명을 생략하도록 한다.
본 발명은 앞서 설명한 CCM(Color Conversion Medium) 방식으로 컬러를 구현하는 듀얼 패널 타입의 유기전계발광 소자에 있어서, 색변환부(136)와 제 1전극(140) 사이에 오버코트층(도 2의 138) 및 배리어층(도 2의 139) 대신 라미네이션 필름(lamination film)(300)을 형성함을 그 특징으로 한다.
이 때 상기 라미네이션 필름(300)은 소정 재질의 얇은 필름을 두 종류 이상 맞붙임으로써 형성될 수 있으며, 상기 라미네이션 필름(300)을 상기 색변환부(136)와 제 1전극(140) 사이에 게재함으로써, 도 2에 도시된 오버코트층 및 배리어층에서 완전히 수분을 차단하지 못하는 문제점을 극복할 수 있다.
이 때 상기 라미네이션 필름(300)은 수분에 대한 투습성이 적은 재질의 필름을 사용하며, 상기 본 발명에 적용되는 라미네이션 필름(300)은 30 ~ 100nm의 두께를 갖음을 그 특징으로 한다.
또한, 상기 라미네이션 필름(300)은 색변환부(136)가 형성된 제 2기판(130) 전면에 라미네이팅 공법에 의해 형성된다.
이와 같이 충분한 두께와 수분에 대한 투습성이 적은 라미네이션 필름(300)을 색변환부(136)가 형성된 제 2기판(130) 전면에 라미네이팅 공법에 의해 형성하게 되면, 그 후 상기 라이네이션 필름(300) 상에 제 1전극(140) 및 유기전계발광층(144), 제 2전극(146)을 형성함에 있어서, 도 2에 도시된 베리어층(139)의 역할인 수분에 대한 내성과 오버코트층(138)의 역할인 평탄성을 동시에 수행할 수 있게 되어, 결과적으로 공정의 단순화 및 수명의 향상을 꾀할 수 있게 되는 것이다.
도 4는 본 발명에 의한 유기전계발광 소자 제조 공정의 일 실시예에 대한 공정흐름도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, ST1에서는, 제 1 기판(110)의 투명기판(100) 상에 어레이 소자(112)를 형성하는 단계로서, 이 단계에서는 투명 기판 상에 버퍼층을 형성하는 단계와, 버퍼층 상부에 반도체층 및 캐패시터 전극을 형성하는 단계와, 반도체층 상부에 게이트 전극, 소스 및 드레인 전극을 형성하는 단계와, 상기 캐패시터 전극 상부에 위치하며, 상기 소스 전극과 연결되는 파워 전극을 형성하는 단계를 포함한다.
이 단계에서는, 후속 공정에서 제 1, 2 기판 간의 전기적 연결을 위한 전기적 연결패턴이 형성될 수도 있다.
다음으로 ST2를 참조하면, 상기 제 2 기판(130)의 투명 기판(101) 하부에 서브픽셀 단위로 적, 녹, 청 색변환층(132a, 132b, 132c)을 차례대로 형성하고, 상기 적, 녹, 청 색변환층의 컬러별 경계부에는 컬러별 색간섭 및 빛샘 현상을 방지하기 위한 블랙매트릭스(134 ; black matrix)를 형성한다. 이러한 상기 적, 녹, 청 색변환층(132a, 132b, 132c) 및 블랙매트릭스(134)는 색변환부(136)를 구성한다.
ST3에서는, 상기 색변환부(136)가 형성된 제 2기판(130) 전면에 라미네이션 필름(300)이 라미네이팅 공법에 의해 형성됨을 나타내고 있다.
이 때 상기 라미네이션 필름(300)은 수분에 대한 투습성이 적은 재질의 필름을 사용하며, 상기 본 발명에 적용되는 라미네이션 필름(300)은 30 ~ 100nm의 두께를 갖음을 그 특징으로 한다.
다음으로 ST 4에서는 라미네이션 필름(300) 하부에는 공통 전극으로 이용되며 투과성을 가지는 도전성 물질로 이루어진 제 1 전극(140)이 형성된다.
그 후 상기 제 1 전극(140) 하부에는 서브픽셀간 경계부에 절연물질로 이루어진 사다리꼴 형상의 격벽(142 ; electrode separator)이 형성되며, 이웃하는 격벽(142) 사이구간으로 정의되는 서브픽셀 영역내에는 유기전계발광층(144) 및 제 2 전극(146)이 서브픽셀 단위로 독립되도록 순차적으로 형성된다. 이는 ST5, ST6을 통해 설명되고 있다.
ST7은, 상기 제 1, 2 기판(110, 130)을 전기적 연결패턴(148)를 이용하여 전기적으로 연결시키는 단계로서, 좀 더 상세하게는 제 1 기판(110) 상의 박막트랜지스터(112a) 또는 박막트랜지스터 연결된 제 2 전극 연결패턴(112b)을 이용하여 제 1, 2 기판(110, 130)을 전기적으로 연결하는 단계이다. 즉, 상기 전기적 연결패턴(148)을 제 1 기판(110) 상에 형성된 구동용 박막트랜지스터(112a)와 제 2 기판(130)의 유기전계발광 다이오드(E)를 연결하는 역할을 한다.
ST8에서는, 제 1, 2 기판(110, 130)을 인캡슐레이션하는 단계로서, 제 1, 2 기판의 어느 한 기판의 가장자리부에 씰패턴(160)을 형성하여, 제 1, 2 기판을 합착하는 단계이며, 이 단계에서는 제 1, 2 기판 간의 이격 공간을 질소 분위기로 만드는 단계를 포함한다.
본 발명에 의한 유기전계발광 소자 및 그 제조방법에 의하면, 컬러필터 또는 색변환층을 포함하는 색변환부에서 방출되는 가스를 종래의 오버코트(overcoat)층 및 배리어(barrier)층에서 완전히 차단하지 못하는 문제점을 라미네이션 필름을 형성하여 극복함으로써, 소자의 수명을 연장시키고, 신뢰성 및 생산성을 향상시키게 되는 장점이 있다.
도 1은 종래의 하부발광방식 유기전계발광 소자에 대한 개략적인 단면도.
도 2는 CCM(Color Conversion Medium) 방식으로 컬러를 구현하는 듀얼 패널 타입의 유기전계발광 소자의 개략적인 단면도.
도 3은 본 발명에 의한 유기전계발광 소자의 개략적인 단면도.
도 4는 본 발명에 의한 유기전계발광 소자 제조 공정의 일 실시예에 대한 공정흐름도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
300 : 라미네이션 필름

Claims (10)

  1. 화면이 구현되는 최소 단위 영역인 서브픽셀이 정의되어 있으며, 서로 일정간격 이격되어 대향되게 배치된 제 1, 2 기판과;
    상기 제 1기판 내부면에 서브픽셀 단위로 형성된 박막트랜지스터를 가지는 어레이 소자와,
    상기 제 2기판 하부에 위치하며, 청색 광을 적, 녹, 청 삼원색으로 변환시키는 적, 녹, 청색 변환층을 가지는 색변환부와,
    상기 색변환부 하부에 형성되는 라미네이션 필름과,
    상기 라미네이션 필름 하부에 위치하며, 투광성을 가지는 도전성 물질로 이루어진 제 1전극과;
    상기 제 1전극 하부에 서브픽셀 단위로 형성된 유기전계발광층과,
    상기 유기전계발광층 하부에서 서브픽셀 단위로 패턴화된 제 2전극과,
    상기 각 서브픽셀 별로 구비된 상기 박막트랜지스터와 상기 제 2전극을 전기적으로 연결시키는 전기적 연결패턴이 포함됨을 특징으로 하는 유기전계발광 소자.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 라미네이션 필름은 수분에 대한 투습성이 적은 재질의 얇은 필름을 두 종류 이상 맞붙임으로써 형성됨을 특징으로 하는 유기전계발광 소자.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 라미네이션 필름은 30 ~ 100nm의 두께를 갖음을 특징으로 하는 유기전계발광 소자.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 라미네이션 필름은 라미네이팅 공법을 이용하여 상기 색변환부가 형성된 제 2기판 전면에 형성됨을 특징으로 하는 유기전계발광 소자.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 색변환부에는 적, 녹, 청 컬러필터가 포함될 수 있음을 특징으로 하는 유기전계발광 소자.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 유기전계발광층은 적, 녹, 청색 컬러 중 가장 높은 에너지를 가지는 청색 컬러 발광물질이 포함되도록 구성됨을 특징으로 하는 유기전계발광 소자.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 라미네이션 필름은 색변환부 하부에 형성되어 상기 적, 녹, 청색 변환층에서 방출되는 가스 및 수분을 차단하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광 소자.
  8. 적, 녹, 청 서브픽셀로 구성되는 픽셀이 정의된 제 1, 2기판을 구비하는 단계와;
    상기 제 1기판의 상부에 서브픽셀별로 스위칭 소자를 가지는 어레이 소자를 형성하는 단계와;
    상기 제 2 기판 하부에 서브픽셀 단위로 적, 녹, 청 색변환층 및 상기 색변환층의 경계부에 게재된 블랙매트릭스를 포함하는 색변환부를 형성하는 단계와,
    상기 색변환부가 형성된 제 2기판 전면에 라미네이션 필름을 형성하는 단계와,
    상기 라미네이션 필름 하부에 투광성을 가지는 도전성 물질로 이루어진 제 1전극을 형성하는 단계와;
    상기 제 1전극 하부에 유기전계발광층을 형성하는 단계와;
    상기 유기전계발광층 하부에 서브픽셀 단위로 제 2전극을 형성하는 단계와;
    상기 제 1, 2기판을 전기적 연결패턴으로 연결하는 단계와;
    상기 제 1, 2기판을 합착하는 단계가 포함되는 것을 특징으로 하는 유기전계발광 소자의 제조방법.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 라미네이션 필름은 라미네이팅 공법에 의해 형성됨을 특징으로 하는 유기전계발광 소자의 제조방법.
  10. 제 8항에 있어서,
    상기 라미네이션 필름은 수분에 대한 투습성이 적은 재질의 필름을 사용하며, 30 ~ 100nm의 두께를 갖음을 특징으로 하는 유기전계발광 소자의 제조방법.
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