KR20050068860A - 듀얼 플레이트 유기전계 발광소자용 상부기판 및 그의제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 유기전계발광소자에 관한 것이며, 특히 듀얼 플레이트(dual plate) 구조의 유기전계 발광소자에 관한 것이다.
듀얼 플레이트 유기전계발광소자에 있어 적, 녹, 청색의 발광층을 형성하기 위해서는 이웃하는 화소와 화소 사이에 역테이퍼형 격벽을 형성하고 유기 발광물질을 도포함으로써 발광층을 형성한다. 또한, 역테이퍼형 격벽대신 소수성의 버퍼층을 형성하여 유기 발광물질을 화소영역에만 형성한다. 그러므로, 상기 격벽 및 소수성 버퍼층은 발광층 형성시 이웃하는 화소로 색이 다른 유기물질이 침범하는 것을 방지할수 있다.
또한, 본 발명에서는 마스크를 이용하여 제 2 전극들 사이에 산화막을 형성하여주거나, 레이저 애블레이션(laser ablation) 방법을 이용하여 화소단위로 제 2 전극을 형성하여 줌으로써, 신뢰성 및 안전성이 향상된 듀얼 플레이트 구조의 유기전계 발광소자를 제작할 수 있음은 물론, 제조공정의 단축, 생산성 향상 및 재료비 절감의 효과를 얻을 수 있다.
Description
본 발명은 유기전계 발광소자(Organic Electroluminescent Device)에 관한 것으로, 특히 공정이 단순화된 유기전계 발광소자 및 그 제조방법에 관한 것이다.
상기 유기전계발광소자를 포함한 평판디스플레이(FPD ; Flat Panel Display) 분야에서, 지금까지는 가볍고 전력소모가 적은 액정표시장치(LCD ; Liquid Crystal Display Device)가 가장 주목받는 디스플레이 소자였지만, 상기 액정표시장치는 발광소자가 아니라 수광소자이며 밝기, 콘트라스트(contrast), 시야각, 그리고 대면적화 등에 기술적 한계가 있기 때문에 이러한 단점을 극복할 수 있는 새로운 평판디스플레이 소자에 대한 개발이 활발하게 전개되고 있다.
새로운 평판디스플레이 중 하나인 상기 유기전계발광소자는 자체발광형이기 때문에 액정표시장치에 비해 시야각, 콘트라스트 등이 우수하며, 백라이트가 필요하지 않기 때문에 경량, 박형이 가능하고, 소비전력 측면에서도 유리하다. 그리고, 직류저전압 구동이 가능하고 응답속도가 빠르며 전부 고체이기 때문에 외부충격에 강하고 사용온도범위도 넓으며 특히 제조비용 측면에서도 저렴한 장점을 가지고 있다.
특히, 상기 유기전계발광소자의 제조공정에는, 액정표시장치나 PDP(Plasma Display Panel)와 달리 증착 및 봉지(encapsulation) 장비가 전부라고 할 수 있기 때문에, 공정이 매우 단순하다.
한편, 이러한 유기전계발광소자의 구동방식으로는 별도의 박막 트랜지스터를 구비하지 않는 패시브 매트릭스(passive matrix)방식이 주로 이용되었지만, 상기 패시브 매트릭스 방식은 해상도나 소비전력, 수명 등에 많은 제한적인 요소를 가지고 있기 때문에, 최근에는 고해상도나 대화면을 요구하는 차세대 디스플레이 제조를 위한 액티브 매트릭스형 유기전계발광 소자가 연구 개발되고 있다.
상기 패시브 매트릭스 방식에서는 주사선(scan line)과 신호선(signal line)이 교차하면서 매트릭스 형태로 소자를 구성하는 반면, 액티브 매트릭스 방식에서는, 각 화소(pixel)를 개폐하는 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor)가 화소마다 구비되고, 이 박막트랜지스터가 스위치 역할을 하여, 제 1 전극은 화소단위로 온/오프(on/off)를 시키고, 이 제 1 전극과 대향하는 제 2 전극은 공통전극으로 사용한다.
이하, 도 1은 일반적인 유기전계발광소자에 대한 밴드 다이어그램(band diagram)을 나타낸 도면이다.
도시한 바와 같이, 유기전계발광 소자는 양극(anode electrode, 1)과 음극( cathode electrode, 7) 사이에 발광층(emission layer, 4)으로 구성된다. 이때, 보다 발광 효율을 높이고자 상기 양극(1)과 발광층(4) 사이에 정공수송층(hole transporting layer,3)과 발광층(4)과 음극(7) 사이에 전자수송층(electron transporting layer)(5)을 더욱 구성할 수도 있다.
상기 양극(1)으로부터 발광층(4)으로 주입된 정공과, 음극(7)으로부터 주입된 전자는 여기자(exciton)를 형성하게 되는데, 이 여기자가 기저상태로 바뀌면서 그 에너지 차에 해당하는 빛이 발산(發散)하게 된다.
상기 양극(1)은 일함수 값이 높은 투명 도전성 물질에서 선택되어, 양극(1)쪽으로 빛이 나오게 된다. 한편, 음극(7)은 일함수 값이 낮고 화학적으로 안정된 금속 중에서 선택된다.
이러한 유기전계 발광소자에 대해, 좀더 구체적으로 설명하도록 한다.
도 2는 일반적인 하부발광식 유기전계 발광소자의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도시한 바와 같이, 일반적인 유기전계 발광소자는 투명하고 유연성이 있는 제 1 기판(10)의 상부에 박막트랜지스터(T)를 포함하는 어레이부(14)와, 상기 박막트랜지스터 어레이부(14)의 상부에 화소(P)마다 독립적으로 패턴된 제 1 전극(16)과, 유기 발광층(18)과, 유기 발광층 상부의 기판의 전면에 제 2 전극(20)으로 구성한다.
이때, 상기 발광층(18)은 적(R), 녹(G), 청(B)의 컬러를 표현하게 되는데, 일반적인 방법으로는 상기 각 부화소(sub-pixel)(P)마다 적(R), 녹(G), 청(B)색을 발광하는 별도의 유기물질을 패턴하여 사용한다.
상기 제 1 기판(10)은 흡습제(22)가 부착된 제 2 기판(28)과 실런트(26)를 통해 합착됨으로서 유기전계 발광소자(10)가 완성된다.
이때, 상기 흡습제(22)는 제 1 및 제 2 기판(12, 28)이 이룬 캡슐(capsule)내부에 침투할 수 있는 수분을 제거하기 위한 것이며, 제 2 기판(28)의 일부를 식각하고 식각된 부분에 분말형태의 흡습제(22)를 채우고 테이프(tape)(25)를 부착함으로서 흡습제(22)를 고정한다.
전술한 바와 같은 유기전계 발광소자의 한 화소에 대한 구성을 이하, 도 2의 등가회로도를 참조하여 상세히 설명한다.
도 3는 종래의 유기전계 발광소자의 하나의 화소(pixel)(P)에 해당하는 등가회로도이다.
도시한 바와 같이, 기판(10)의 일 방향으로 게이트 배선(GL)과 이와는 수직하게 교차하는 데이터 배선(DL)이 구성된다.
상기 데이터 배선(DL)과 게이트 배선(GL)의 교차지점에는 스위칭 소자(TS)가 구성되고, 상기 스위칭 소자(TS)와 전기적으로 연결된 구동소자(TD)가 구성된다. 상기 구동소자(TD)는 유기 발광부(E)와 전기적으로 접촉하도록 구성한다.
전술한 구성에서, 상기 스위칭 소자(TS)의 드레인 단자(S6)와 전원배선(PL) 사이에 스토리지 캐패시터(CST)가 구성된다.
상기 발광부(E)는 상기 구동소자(TD)의 드레인 단자(D6)와 접촉하는 제 1 전극과, 유기 발광층과, 유기 발광층의 상부에 구성된 제 2 전극으로 구성된다.
전술한 바와 같이 구성된 유기전계 발광소자의 동작특성을 이하, 간략히 설명한다.
먼저, 상기 스위칭 소자(TS)의 게이트 단자(S2)에 게이트배선(GL)으로부터 게이트 신호가 인가되면 상기 데이터 배선(DL)을 흐르는 전류 신호는 상기 스위칭 소자(TS)를 통해 전압 신호로 바뀌어 구동 소자(TD)의 게이트 단자(D2)에 인가된다.
이때, 상기 구동 소자(TD)가 동작되어 상기 발광부(E)에 흐르는 전류의 레벨이 정해지며 이로 인해 유기 발광층(E)은 그레이 스케일(grey scale)을 구현할 수 있게 된다.
이때, 상기 스토리지 캐패시터(CST)에 저장된 신호는 상기 게이트 단자(D2)의 신호를 유지하는 역할을 하기 때문에, 상기 스위칭 소자(TS)가 오프 상태가 되더라도 다음신호가 인가될 때까지 상기 발광부(E)에 흐르는 전류의 레벨을 일정하게 유지할 수 있게 된다.
상기 구동소자(TD)와 스위칭 소자(TS)는 비정질 박막트랜지스터로 구성할 수 있다.
전술한 바와 같은 유기전계발광소자에 있어서, 풀컬러(full-color)를 구현하기 위해서는 화소별로 적(R), 녹(G), 청(B)색의 컬러를 가지는 발광층을 형성해야 한다. 따라서, 상기 발광층 형성을 위해 격벽을 이용하는 방법이 주로 이용된다. 상기 격벽을 이용하게 되면 유기발광 물질의 안정된 도포가 가능하게 된다.
이러한 격벽구조를 가지는 액티브 매트릭스형 유기전계발광 소자에서는 잉크타입의 유기전계발광물질 용액을 이용하여 드롭핑(dropping)/인젝팅(injecting) 방식으로 격벽 사이 구간에 형성하는 방법이 주로 이용되고 있다.
도 4a 내지 4f는 잉크젯 프린팅(ink-jet printing) 방식을 이용한 종래의 유기전계발광소자의 제조 공정을 단계별로 나타낸 제조 공정 단면도이다.
도 4a를 참조하면, 발광 영역(C) 및 발광 영역(C)의 주변부를 이루는 비발광 영역(D)이 정의된 기판(30) 상에 제 1 전극인 양극(32)이 형성되어 있고, 상기 양극(32) 상부의 비발광 영역(D)에는 버퍼층(34)이 각각 형성되어 있다. 상기 버퍼층(34)을 이루는 물질은 실리콘 산화막(SiO2)이 주로 이용된다. 상기 양극(32)을 형성하는 투명도전성 물질층의 하부에는 각 화소(P)별로 스위칭 소자인 박막 트랜지스터(T)가 형성되어 있다. 도 4a에는 나타나지 않지만 도 3에서 설명한 바와 같이, 상기 양극(32)을 형성하는 투명도전성 물질층은 상기 박막 트랜지스터(T)의 구성요소 중 드레인 전극(도 3의 D6)과 접촉하고 있다.
다음, 도 4b와 도 4c에 도시한 바와 같이, 상기 양극(32)과 버퍼층(34)이 형성되어 있는 기판(30) 전면에 유기물질을 도포하여 유기막(40)을 형성하고, 상기 유기막(40) 위로 포토레지스트(45)를 전면에 도포하고, 감광성 무질을 이용한 노광, 현상 등 일련의 공정에 의해 패터닝하는 공정인 사진식각공정법(photolithography)을 적용하여 격벽이 형성되어야 할 모양대로 투과부분(M1)과 차단부분(M2)으로 형성된 마스크(Mask)(50)를 상기 포토레지스트(45)가 도포된 기판(10) 상에 일정간격 이격하여 위치시키고, 자외선(UV)을 상기 마스크(50) 위로 조사한다. 이때 포토레지스트(45)의 성질에 따라 마스크(50)의 투과영역(M1)을 통과하여 자외선(UV)이 조사된 부분이 현상 시 제거되거나, 반대로 마스크(50)의 차단영역(M2)에 의해 가려져 자외선이 조사되지 않은 부분이 현상 시 제거되기도 한다. 도 4b에서는 네가티브 타입의 포토레지스트를 사용하였으므로 빛을 받은 부분이 현상 시 패터닝되어 남아있게 되어 포토레지스트 패턴(46)을 형성한다.
다음으로 도 4d에 도시한 바와 같이, 상기 자외선 노광 후 격벽의 형태대로 형성된 포토레지스트 패턴(도 4c의 46) 하부로 노출된 유기막(도 4c의 40)을 에칭하여 제거하고, 남아있는 격벽 형태의 포토레지스트 패턴(도 4c의 46)을 스트립(strip)함으로써 격벽(41)을 형성한다. 상기 격벽(41)은 적, 녹, 청색 유기발광물질의 패턴 형성 시 이웃하는 패턴에 색을 달리하는 유기발광물질이 흘러넘치는 것을 방지함으로서, 원하는 픽셀에 원하는 색의 유기발광물질만 채워지도록 한다.
다음, 도 4e에 도시한 바와 같이, 상기 격벽(41)이 형성된 기판(30) 상에 잉크젯 프린팅(ink-jet printing) 방식에 의해, 발광 영역(C)별로 적(R), 녹(G), 청(B)색의 유기발광물질을 도포하여 각각 색을 달리하는 발광층(42a, 42b, 42c)을 형성한다. 즉, 상기 격벽(46) 사이로 잉크 타입의 각 컬러별 유기발광물질을 잉크젯 노즐(nozzle)을 이용하여 드롭핑(dropping)함으로써 적(R), 녹(G), 청(B)색의 발광층(42a, 42b, 42c)을 형성한다. 화소(P)과 이웃하는 화소(P) 사이의 경계부분 즉, 발광영역(C)과 발광영역(C) 사이의 비발광 영역(D)에 유기물질로 이루어지 격벽(41)이 형성되어 있으므로 잉크젯 프린터에 의해 잉크 타입의 상기 적(R), 녹(G), 청(B)색의 유기 발광물질이 드롭핑되어 도포될 시 넘쳐흘러 화소(P)간에 혼색이 되는 것을 방지할 수 있다.
다음 도 4f에 도시한 바와 같이, 상기 각 컬러별 발광층(42a, 42b, 42c) 상부에 제 2 전극인 음극(44)을 형성한다. 상기 음극(44)은 일함수가 낮으며 반사특성을 가지는 금속물질을 이용하여 증착 공정을 통해 형성하게 된다. 상기 음극(44)은 일종의 공통전극에 해당함으로 별도의 패터닝 공정없이 기판(30) 전면에 형성한다.
전술한 바와 같이, 적, 녹, 청색의 유기전계발광층(42a, 42b, 42c) 형성 시 이웃하는 화소(P)에 발광물질이 흘러넘치는 것을 방지하고 원하는 화소(P)에 원하는 컬러의 발광층(42a, 42b, 42c)을 형성하기 위해서 화소(P) 사이에 유기물질을 이용하여 격벽(41)을 형성하였다.
하지만, 상기 유기발광물질을 이용하여 격벽을 형성하는 데에는 상기 유기물질을 도포하여 유기막을 형성하고, 상기 유기막에 노광, 현상 등의 사진식각공정 통해 상기 유기막을 패터닝하는 일련의 공정이 필요하게 되므로 제조 비용이 상승하게 되고, 상기 유기물질로 이루어진 격벽의 높이로 인해 격벽을 포함하여 유기전계발광층 상부에 금속물질을 증착하여 금속막으로 이루어지는 음극이 높은 격벽에 의해 끊어지는 영역이 발생할 수 있고, 이는 제품 불량을 초래하게 된다. 또한, 잉크젯 프린팅(ink-jet printing) 방법을 사용할 경우, 상기 격벽에서 잉크가 피닝(pinning)현상을 일으켜 격벽에 가까운 부분은 두껍게 형성되는 단점을 있다.
상기 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에서는 공정이 단순화된 유기전계발광소자 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 두개의 기판에 박막트랜지스터 어레이부와 유기전계 발광 다이오드가 각각 따로 형성되는 듀얼 플레이트(dual plate) 구조의 유기전계 발광소자를 제공하는데 그 목적이 있다. 또한, 듀얼 플레이트 유기전계 발광소자에서 상부기판에 유기전계 발광 다이오드를 형성하는 보다 개선된 방법을 제공함으로서, 공정 단순화를 꾀하고, 유기전계 발광소자의 안전성 및 신뢰성을 높이는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 듀얼 플레이트 구조의 유기전계 발광소자는 서로 마주보며 이격되고 다수의 화소영역이 정의된 된 제 1 기판 및 제 2 기판과; 상기 제 1 기판 상부에 화소영역 별로 박막트랜지스터를 포함하는 어레이부와; 상기 제 2 기판의 하부 전면에 형성된 제 1 전극과; 상기 제 1 전극 하부의 화소영영의 경계에 형성된 버퍼층과; 상기 버퍼층의 하부에 테이퍼 형상을 가지며 형성된 격벽과; 상기 격벽 사이의 화소영역에 형성된 유기 발광층과; 상기 유기 발광층의 하부의 화소영역에 형성된 제 2 전극과; 상기 제 2 전극과 상기 어레이부의 박막트랜지스터를 연결하는 연결전극과; 상기 제 1 및 제 2 기판의 가장자리에서 상기 제 1 및 제 2 기판을 합착하는 실런트를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 듀얼 플레이트 구조의 유기전계 발광소자는 상기 격벽의 상부 제 2 전극 사이에는 금속산화막을 더욱 포함한다. 상기 듀얼 플레이트 구조의 유기전계 발광소자에서, 상기 제 1 전극은 인듐-틴-옥사이드(ITO; Indium Tin Oxide), 인듐-징크-옥사이드(IZO; Indium Zinc Oxide), 인듐-틴-징크-옥사이드(ITZO; Indium Tin Zinc Oxide) 중에서 선택된 투명도전성 물질이다. 상기 버퍼층은 유기물질인 폴리이미드(polyimide)와 무기물질인 질화실리콘(SiNX) 및 산화실리콘(SiO2) 중에서 선택된 하나 이다. 상기 격벽은 유기 감광재가 사진식각공정에 의해 패턴되어 형성된다. 상기 유기 발광층은 잉크젯 헤드에서 액상의 잉크가 드롭(drop)되어 형성된다. 상기 제 2 전극은 티타늄(Ti), 몰리브디늄(Mo), 칼슘(Ca), 바륨(Ba) 등과 같은 금속물질 중 선택된 하나로 구성된다. 상기 제 2 전극은 레이저 애블레이션(laser ablation) 방법에 의해 형성된다.
본 발명에 따른 듀얼 플레이트 구조의 유기전계 발광소자는 서로 마주보며 이격되고 다수의 화소영역이 정의된 된 제 1 기판 및 제 2 기판과; 상기 제 1 기판 상부에 화소영역 별로 박막트랜지스터를 포함하는 어레이부와; 상기 제 2 기판의 하부 전면에 형성된 제 1 전극과; 상기 제 1 전극 하부의 화소영영의 경계에 형성된 소수성 버퍼층과; 상기 소수성 버퍼층 사이의 화소영역에 형성된 유기 발광층과; 상기 유기 발광층의 하부의 화소영역에 형성된 제 2 전극과; 상기 제 2 전극과 상기 어레이부의 박막트랜지스터를 연결하는 연결전극과; 상기 제 1 및 제 2 기판의 가장자리에서 상기 제 1 및 제 2 기판을 합착하는 실런트를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 듀얼 플레이트 구조의 유기전계 발광소자은 상기 소수성 버퍼층 상부 제 2 전극 사이에는 금속산화막을 더욱 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 듀얼 플레이트 구조의 유기전계 발광소자에서, 상기 제 1 전극은 인듐-틴-옥사이드(ITO; Indium Tin Oxide), 인듐-징크-옥사이드(IZO; Indium Zinc Oxide), 인듐-틴-징크-옥사이드(ITZO; Indium Tin Zinc Oxide) 중에서 선택된다. 상기 소수성 버퍼층은 유기물질인 폴리이미드(polyimide)와 무기물질인 질화실리콘(SiNX) 및 산화실리콘(SiO2) 중에서 선택된 하나이다. 상기 소수성 버퍼층은 극소수성 PDMS 몰드에 의해 소수성을 띠게 된다. 상기 유기 발광층은 잉크젯 헤드에서 액상의 잉크가 드롭(drop)되어 형성된다. 상기 제 2 전극은 티타늄(Ti), 몰리브디늄(Mo), 칼슘(Ca), 바륨(Ba) 등과 같은 금속물질 중 선택된 하나로 구성된다. 상기 제 2 전극은 레이저 애블레이션(laser ablation) 방법에 의해 형성된다.
본 발명의 또 다른 특징에 의한 듀얼 플레이트 구종용 유기전계 발광소자 제조방법은 제 1 및 제 2 기판에 다수의 화소영역을 정의하는 단계와; 상기 제 1 기판의 상부에 박막트랜지스터를 포함하는 어레이부를 형성하는 단계와; 상기 제 2 기판의 상부에 제 1 전극을 형성하는 단계와; 상기 제 1 전극의 상부에 버퍼층을 형성하는 단계와; 상기 버퍼층 상부에 테이퍼 형상의 격벽을 형성하는 단계와; 상기 격벽사이의 화소영역에 유기 발광층을 형성하는 단계와; 상기 격벽 및 유기 발광층이 형성된 기판의 전면에 금속층을 형성하는 단계와; 상기 유기 발광층 상부의 화소영역에 상기 금속층을 이용하여 제 2 전극을 형성하는 단계와; 상기 어레이부의 상부에 연결전극을 형성하는 단계와; 상기 제 2 전극이 연결전극과 접하도록 상기 제 1 기판과 제 2 기판을 실런트를 이용하여 합착시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 듀얼 플레이트 구조의 유기전계 발광소자 제조방법에서, 상기 제 2 전극을 형성하는 단계는 상기 격벽에 대응하는 투과부와 상기 화소영역에 대응하는 차단부를 포함하는 마스크를 금속층의 상부에 위치시키는 단계와; 상기 마스크에 빛을 조사하여 투과부를 통해 상기 금속층을 노출시키는 단계와; 상기 금속층 중 빛에 의해 노출된 부분을 산화시켜 산화막을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 마스크에 조사되는 빛은 자외선이다.
또한, 상기 듀얼 플레이트 구조의 유기전계 발광소자 제조방법에서, 상기 제 2 전극을 형성하는 단계는 상기 금속층 중 격벽에 대응하는 부분에 상기 금속층에 흡수되는 레이저를 조사하는 단계와, 상기 레이저에 의해 조사된 금속층의 일부를 연소시켜 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 듀얼 플레이트 구조의 유기전계 발광소자 제조방법에서, 상기 유기 발광층을 형성하는 단계는 잉크젯 헤드를 이용하여 잉크를 상기 격벽사이의 화소영역에 드롭(drop) 시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 버퍼층을 형성하는 단계는 유기물질인 폴리이미드(polyimide)와 무기물질인 질화실리콘(SiNX) 및 산화실리콘(SiO2) 중에서 선택된 하나를 사진식각공정으로 패턴하는 단계를 포함한다. 상기 제 1 전극을 형성하는 단계는 듐-틴-옥사이드(ITO; Indium Tin Oxide), 인듐-징크-옥사이드(IZO; Indium Zinc Oxide), 인듐-틴-징크-옥사이드(ITZO; Indium Tin Zinc Oxide) 중에서 선택된 투명도전성 물질을 증착하는 단계를 포함한다. 상기 격벽을 형성하는 단계는 유기 감광재를 도포하고 패턴하는 단계를 포함한다. 상기 금속층은 티타늄(Ti), 몰리브디늄(Mo), 칼슘(Ca), 바륨(Ba) 등과 같은 금속물질 중 선택된 하나이다.
본 발명의 또 다른 특징에 의한 듀얼 플레이트 구종용 유기전계 발광소자 제조방법은 제 1 및 제 2 기판에 다수의 화소영역을 정의하는 단계와; 상기 제 1 기판의 상부에 박막트랜지스터를 포함하는 어레이부를 형성하는 단계와; 상기 제 2 기판의 상부에 제 1 전극을 형성하는 단계와; 상기 제 1 전극의 상부에 소수성 버퍼층을 형성하는 단계와; 상기 소수성 버퍼층 사이의 화소영역에 유기 발광층을 형성하는 단계와; 상기 소수성 버퍼층 및 유기 발광층이 형성된 기판의 전면에 금속층을 형성하는 단계와; 상기 유기 발광층 상부의 화소영역에 상기 금속층을 이용하여 제 2 전극을 형성하는 단계와; 상기 어레이부의 상부에 연결전극을 형성하는 단계와; 상기 제 2 전극이 연결전극과 접하도록 상기 제 1 기판과 제 2 기판을 실런트를 이용하여 합착시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 듀얼 플레이트 구조의 유기전계 발광소자 제조방법에서, 상기 제 2 전극을 형성하는 단계는 상기 소수성 버퍼층에 대응하는 투과부와 상기 화소영역에 대응하는 차단부를 포함하는 마스크를 금속층의 상부에 위치시키는 단계와; 상기 마스크에 빛을 조사하여 투과부를 통해 상기 금속층을 노출시키는 단계와; 상기 금속층 중 빛에 의해 노출된 부분을 산화시켜 산화막을 형성하는 단계를 포함한다. 상기 마스크에 조사되는 빛은 자외선이다.
상기 제 2 전극을 형성하는 단계는 상기 금속층 중 소수성 버퍼층에 대응하는 부분에 상기 금속층에 흡수되는 레이저를 조사하는 단계와, 상기 레이저에 의해 조사된 금속층의 일부를 연소시켜 제거하는 단계를 포함한다. 상기 유기 발광층을 형성하는 단계는 잉크젯 헤드를 이용하여 잉크를 상기 소수성 버퍼층 사이의 화소영역에 드롭(drop) 시키는 단계를 포함한다. 상기 소수성 버퍼층을 형성하는 단계는 유기물질인 폴리이미드(polyimide)와 무기물질인 질화실리콘(SiNX) 및 산화실리콘(SiO2) 중에서 선택된 하나의 절연막을 사진식각공정으로 패턴하는 단계와; 상기 패턴된 절연막에 극소수성 PDMS 몰드를 접촉시키는 단계와; 상기 PDMS 몰드를 패턴된 절연막에 접촉시키고 상온 내지 100??의 온도범위에서 1 내지 10분 동안 유지시키는 단계를 포함한다. 상기 듀얼 플레이트 구조의 유기전계 발광소자 제조방법은 상기 절연막이 패턴된 기판의 전면에 진공 챔버 내에서 산소(O2) 플라즈마 처리를 하는 단계를 더욱 포함한다. 상기 제 1 전극을 형성하는 단계는 듐-틴-옥사이드(ITO; Indium Tin Oxide), 인듐-징크-옥사이드(IZO; Indium Zinc Oxide), 인듐-틴-징크-옥사이드(ITZO; Indium Tin Zinc Oxide) 중에서 선택된 투명도전성 물질을 증착하는 단계를 포함한다. 상기 금속층은 티타늄(Ti), 몰리브디늄(Mo), 칼슘(Ca), 바륨(Ba) 등과 같은 금속물질 중 선택된 하나이다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 5는 본 발명에 따른 듀얼 플레이트 (dual plate) 타입 유기전계 발광소자에 대한 단면도로서, 상판과 하판의 전기적 연결 구조를 중심으로 개략적으로 도시하였다.
도시한 바와 같이 듀얼 플레이트 타입(dual plate type) 유기전계 발광소자(100)에는, 화면을 구현하는 최소단위인 픽셀(P) 단위로 제 1 및 제 2 기판(110, 200)이 서로 일정간격을 유지하면서 대향되게 배치되어 있다.
상기 제 1 기판(110)의 내부면에는 서브픽셀 단위로 형성된 다수 개의 스위칭 박막트랜지스터 및 구동 박막트랜지스터를 포함하는 박막트랜지스터 어레이 소자층(TA)이 형성되어 있고, 어레이 소자층(TA) 상부에는 어레이 소자층(TA)의 구동 박막트랜지스터(미도시)와 연결된 연결 패턴(140)이 형성되어 있다.
상기 연결 패턴(140)은 전도성 물질에서 선택되며, 상기 연결 패턴(140)은 두께감 있게 형성되기 위해 절연물질을 포함하는 다층(多層)으로 형성될 수도 있고, 별도의 연결 전극을 통해 구동 박막트랜지스터와 연결될 수도 있다.
전술한 구성에서 상기 박막트랜지스터 어레이 소자층(TA)은 박막트랜지스터뿐만 아니라, 이들을 구동하기 위한 게이트 배선, 데이터 배선, 전원배선 및 스토리지 커패시터를 포함하고 있다. 상기 박막트랜지스터 어레이 소자층(TA)에 형성되는 박막트랜지스터는 비정질 실리콘 또는 다결정 실리콘을 포함할 수 있는데, 다결정 실리콘을 포함한 다결정 박막트랜지스터인 것이 바람직하다.
그리고, 상기 제 2 기판(200) 하부 내부면에는 제 1 전극(202)이 제 2 기판(200)의 전면에 형성되어 있고,
제 1 전극(202) 하부에는 서브픽셀 단위로 반복되게 배열되는 적, 녹, 청 발광층(210a, 210b, 210c)을 포함하는 유기전계발광층(210)이 형성되어 있고, 유기전계발광층(210) 하부에는 픽셀(P) 단위로 제 2 전극(220a)이 형성되어 있다. 제 1 전극(202)은 인듐-틴-옥사이드(indium-tin-oxide; ITO)나 인듐-징크-옥사이트(indium-zinc-oxide)와 같은 투명도전성 물질로 이루어지며, 제 2 전극(220a)은 불투명한 도전성 금속으로 이루어진다.
좀 더 상세히 설명하면, 도면에 제시하지 않았지만, 제 1 전극(202)의 하부의 유기발광층(210)은 격벽이나 소수성 버퍼층을 사용하여 픽셀단위로 형성하도록 한다. 또한, 하부의 제 2 전극(220b) 또한 픽셀(P)의 경계에 형성된 격벽을 이용하거나 레이저를 이용하여 픽셀레이션(pixellation) 되도록 한다. 상기 유기전계발광층(210)에는 제 1 전극(202) 하부 면과 접촉되는 제 1 캐리어 전달층(first carrier transporting layer)이 존재하며, 제 1 케리어 전달층 하부에는 실질적으로 적, 녹, 청색을 발광하는 주발광층이 위치하며, 주발광층 하부에는 제 2 전극(220a) 상부면과 접촉되는 제 2 캐리어 전달층(second carrier transporting layer)이 위치한다. 한 예로, 상기 제 1 전극(202)이 양극, 제 2 전극(220a)이 음극에 해당될 경우, 제 1 캐리어 전달층은 차례대로 정공주입층(hole injection layer; HIL) 및 정공수송층(hole transporting layer; HTL)을 포함하며, 제 2 캐리어 전달층은 차례대로 전자수송층(electron transporting layer; ETL) 및 전자주입층(electron injection layer; EIL)을 포함한다. 그리고, 상기 제 1 및 제 2 전극(202, 220a)과 이들 사이에 개재된 유기전계발광층(210)은 유기전계발광 다이오드(E)를 이루다.
본 발명에서는, 상기 연결패턴(140)의 최상부면이 제 2 전극(220a) 하부면과 연결되어, 상기 박막트랜지스터 어레이 소자층(TA)로부터 공급되는 전류가 연결패턴(140)을 통해 제 2 전극(220a)으로 전달되는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 제 1 및 제 2 기판(110, 220a)의 가장자리부에는 씰패턴(150)이 위치하여, 상기 제 1 및 제 2 기판(110, 220a)을 합착시키며, 본 발명에 따른 듀얼 플레이트 타입 유기전계 발광소자(100)를 완성한다.
본 발명에서는, 유기전계발광 다이오드(E)와 박막트랜지시트 어레이 소자층(TA)을 서로 다른 기판에 형성하되, 전기적 연결패턴(140)을 이용하여 두 소자를 연결시키는 방식의 듀얼 플레이트 타입(dual plate type)으로 구성하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 듀얼 플레이트 타입 유기전계 발광소자는 도면 상의 발광 방향과 같이 상부발광방식이기 때문에, 박막트랜지스터 설계가 용이해지고 고개구율/고해상도 구현이 가능한 장점을 가진다.
이하의 설명에서는 상기 듀얼 플레이트 타입 유기전계 발광소자의 유기 발광층이 형성된 상부기판의 본 발명에 따른 제조공정을 설명한다.
도 6a 내지 6e는 본 발명에 따른 유기전계 발광소자의 상부기판의 제조 공정을 본 발명의 제 1 실시예에 따라 단계별로 나타낸 공정 단면도이다.
도 6a에 도시한 바와 같이, 기판(200) 상에 제 1 전극(202)을 형성한다. 이때 상기 제 1 전극(202)을 이루는 물질은 일함수 값이 큰 물질인 투명 도전성 물질로 예를들어 인듐-틴-옥사이드(ITO; Indium Tin Oxide), 인듐-징크-옥사이드(IZO; Indium Zinc Oxide), 인듐-틴-징크-옥사이드(ITZO; Indium Tin Zinc Oxide) 중에서 선택되는 것이 바람직하다. 다음으로, 화소영역(P)의 경계에 버퍼층(204)을 형성한다. 상기 버퍼층(204)는 화소영역(P)의 경계를 구분지어 주는 역할을 하며, 유기물질 예를 들어 폴리이미드(polyimide)를 제 1 전극(202)에 도포하고 사진식각공정(photolithography)을 진행하여 패터닝(patterning)함으로써 형성할 수 있다. 또한, 상기 버퍼층(204)은 질화실리콘(SiNX) 또는 산화실리콘(SiO2)과 같은 무기절명물질로 사진식각공정을 통해 형성할 수 있다.
다음으로 상기 버퍼층(204)의 상부에 격벽(206)을 형성한다. 상기 격벽을 형성할 때에는, 빛에 반응하는 유기 감광재료를 전면에 도포한 후, 마스크를 이용하여 노광, 현상함으로써 형성된 유기 감광재로 이루어진 패턴인 격벽(206)을 형성할 수 있다. 이때, 상기 격벽(206)은 역 테이퍼(taper) 모양을 가지도록 형성하는데, 역 테이퍼 구조는 노광하는 빛과 유기 감광재의 종류에 의해 가능하다.
다음으로, 격벽(206)이 형성된 기판(200)의 상부에 잉크젯 헤드(ink-jet head)(300)를 위치시킨다. 잉크젯 헤드(300)에서는 용액상태인 잉크(302)를 노즐(nozzle)을 통해 분사하여 화소영역(P)에 도포한다. 이때, 잉크젯 헤드(300)는 상기 잉크(302)를 각 격벽(206) 사이의 화소영역(P)에 드롭핑(dropping) 한다.
그러므로 도 6b에 도시한 바와 같이, 적(R), 녹(G) 청(B)색을 발광하는 발광층(210)을 화소영역(P)에 형성한다. 화소영역(P) 사이의 경계부분에는 격벽(206)이 형성되어 있으므로, 잉크젯 헤드(300)에 의해 잉크(302)가 드롭핑(dropping) 되어 도포되더라도 도포될 시 잉크(302)가 넘쳐흘러 이웃한 화소영역(P) 간에 혼색이 되는 것을 방지할 수 있다.
다음으로 도 6c에 도시한 바와 같이, 각 컬러별 유기 발광층(210)의 상부 및 각 격벽(206)의 상부 전면에 금속층(220)을 형성한다. 상기 금속층(220)은 일함수가 낮으며 반사특성을 가지는 금속물질을 이용하여 증착 공정을 통해 형성하게 된다. 예를 들어, 티타늄(Ti), 몰리브디늄(Mo), 칼슘(Ca), 바륨(Ba) 등과 같은 금속물질을 상기 기판(200)의 전면에 증착하여 형성한다.
상기 역 테이퍼 형상을 가지는 격벽(206)을 사용할 경우에는 상기 금속층(220)은 증착과 동시에 화소영역(P) 단위로 픽셀레이션(pixellation) 되도록 한다. 즉, 격벽(206)의 역 테이퍼 형상은 그 상부에 티타늄(Ti), 몰리브디늄(Mo), 칼슘(Ca), 바륨(Ba) 등과 같은 금속물질이 증착될 경우 이 같은 금속이 화소영역(P) 단위로 분리하도록 하는 역할을 수행한다.
그러나, 잉크젯(ink-jet)과 같이 용액을 화소영역(P)에 드롭핑(dropping)하여 유기 발광층(210)을 형성할 경우에는, 각 격벽(206) 주변에 잉크용액이 두껍게 형성되는 피닝(pinning)현상이 나타난다. 그러므로, 격벽(206)의 역 테이퍼 형상이 유지되지 않는 문제점이 생길 수 있으며, 전술한 금속을 증착하여 금속층(220)을 형성 시 금속층(220)이 격벽(206)에 의해 화소영역(P) 별로 분리되지 않고 서로 연결되는 현상이 나타난다.
그러므로 도 6d에 도시한 바와 같이 마스크(M)와 자외선(UV)을 이용하여 금속층을 화소영역(P) 별로 분리하는 공정을 실시해준다.
도 6d에 도시한 바와 같이, 금속층(220) 상부에 투과부(M1)과 차단부(M2)로 구성된 마스크(mask)(M)를 위치시킨 다음 상기 마스크(M)의 전면에 원하는 파장의 빛(예를 들어 자외선(UV))을 조사한다. 상기 마스크(M)의 투과부(M1)는 빛을 완전히 투과시키는 영역으로 상기 격벽(206)에 대응하는 위치에 구성되며, 상기 차단부(M2)는 상기 화소영역(P)에 대응하는 영역이다. 상기 마스크(M)를 위치시키고 빛을 투과시키는 이유는 하부에 구성된 금속층(220)을 화소영역(P) 단위로 분리하여 유기전계 발광 다이오드의 제 2 전극을 형성하기 위함이다.
즉, 도 6e에 도시한 바와 같이, 전술한 마스크(M)를 이용하여 빛을 조사하게 되면, 금속층(220)의 상기 투과부(M1)에 대응하는 부분은 빛에 의해 산화되어 산화막(220b)을 형성한다. 또한, 상기 차단부(M2)에 대응하는 금속층(220)의 일부는 전도성을 그대로 유지하여 유기전계 발광 다이오드의 제 2 전극(220a)이 된다. 결과적으로 상기 격벽(206)에 대응하는 금속층(220)의 일부는 산화막(220b)이 되어 제 2 전극(220a)이 각각의 화소영역(P)에 픽셀레이션(pixellation) 되도록 하는 역할을 수행 한다. 즉, 화소영역(P) 별로 위치하게 된 전도성막이 유기전계 발광 다이오드의 제 2 전극(220a)의 역할을 하게 되며, 상기 산화막(220b)은 절연체로서의 화소영역(P) 단위로 형성된 제 2 전극(220a)이 서로 단락되는 것을 방지해 주는 역할을 수행한다.
전술한 바와 같은 공정에서, 역테이퍼 구조의 격벽과 격벽의 상부에 형성된 금속층의 일부를 산화시킴으로써, 제 2 전극이 화소영역(P) 별로 패턴된 것과 같은 효과를 얻을 수 있다. 따라서, 신뢰성이 향상된 유기전계 발광소자를 얻을 수 있다.
도 7a 내지 7g는 본 발명에 따른 유기전계 발광소자의 상부기판의 제조 공정을 본 발명의 제 2 실시예에 따라 단계별로 나타낸 공정 단면도이다.
도 7a에 도시한 바와 같이, 기판(200) 상에 제 1 전극(202)을 형성한다. 이때 상기 제 1 전극(202)을 이루는 물질은 일함수 값이 큰 물질인 투명 도전성 물질로 예를들어 인듐-틴-옥사이드(ITO; Indium Tin Oxide), 인듐-징크-옥사이드(IZO; Indium Zinc Oxide), 인듐-틴-징크-옥사이드(ITZO; Indium Tin Zinc Oxide) 중에서 선택되는 것이 바람직하다. 다음으로, 화소영역(P)의 경계에 버퍼층(208a)을 형성한다. 상기 버퍼층(208a)는 화소영역(P)의 경계를 구분지어 주는 역할을 하며, 유기물질 예를 들어 폴리이미드(polyimide)를 제 1 전극(202)에 도포하고 사진식각공정(photolithography)을 진행하여 패터닝(patterning)함으로써 형성할 수 있다. 또한, 상기 버퍼층(208a)은 질화실리콘(SiNX) 또는 산화실리콘(SiO2)과 같은 무기절명물질로 사진식각공정을 통해 형성할 수 있다.
다음으로, 버퍼층(208a)이 형성된 기판(200)의 전면에 산소(O2) 플라스마 처리하여 노출된 상기 제 1 전극(202)이 친수성을 갖도록 한다.
상기 기판(200) 상부의 제 1 전극(202)의 표면에 친수성을 부여하기 위한 산소(O2)플라스마 처리공정에 구체적인 방법은 도시하지 않았지만, 진공 챔버 내에 상기 버퍼층(208a) 및 제 1 전극(202)이 형성된 기판(200)을 배치하는 단계와, 상기 진공 챔버 내에 캐리어 가스(carrier gas)인 아르곤(Ar)과 플라스마 가스(plasma gas)인 산소(02)의 유량비를 8 : 2로 하고, 파워 전원을 1,000 W, 전압을 50V로 하여 대략 30초 동안 플라스마 처리함으로서 형성할 수 있다.
다음으로 도 7b는 도 7a에서 산소(O2)플라스마 처리된 기판(200) 상의 버퍼층(208a)의 표면에 소수성을 갖도록 하기 위해 상기 버퍼층(208a) 표면에 극소수성을 갖는 몰드(mold)(400)를 접촉시키는 단계이다.
상기 몰드(400)는 버퍼층(208a)과 대응되는 부분을 볼록한 형태로 형성하고, 버퍼층(208a) 사이의 화소영역(P)과 대응되는 부분은 오목한 형태로 형성되어 있다. 즉, 상기 몰드(400)는 탄력(flexible)이 있는 일종의 마스크로서 주형에 의해 제작될 수 있다.
주형을 이용하여 상기 몰드(400)를 제작할 경우, 주형틀에 일예로 PDMS(polydimethylsiloxane)를 이용하여 몰드(400)를 제작할 경우, PDMS(polydimethylsiloxane) 및 약 10 중량%의 경화제를 혼합한 액체를 채우고, 상기 PDMS(polydimethylsiloxane) 및 경화제를 함유한 액체를 담은 주형틀을 대략 90??에서 적정시간동안 열처리하여 상기 액체를 경화시켜 제작한다. 이같이 제작된 몰드를 극소수성의 PDMS 몰드라 한다. 본 발명에서 상기 몰드(400)는 PDMS 몰드를 의미한다.
한편, 버퍼층(208a)에 접촉하는 상기 PDMS 몰드(400)를 제작할 때, 상기 몰드(400)의 볼록부는 접촉하게 되는 버퍼층(208a)의 폭보다 약간 작은 폭을 갖도록 형성되는 것이 바람직하다. 이는 상기 버퍼층 양끝 일부에는 친수성을 갖도록 하기 위함이다.
이외에도, 상기 몰드(400)는 PDMS(polydimethylsiloxane) 이외의 소수성을 띠는 물질인 폴리우레탄 고무(polyurethane rubber) 등의 엘라스토머(Elastomer) 물질 중에서 선택되는 하나로 제작할 수도 있다.
전술한 방법대로 제작된 극소수성의 몰드(400)를 버퍼층(208a)에 접촉시킨 상태에서 상기 버퍼층(208a)이 소수성을 가지도록 상온 내지 100??의 온도범위에서 적정시간 바람직하게는 1 ~ 10분 동안 유지시킨다. 다음으로, 상기 전술한 조건동안 기판(200)상의 버퍼층(208a)과 접촉된 상태를 유지한 몰드(400)를 버퍼층(208a) 표면으로부터 떼어내어 몰드(400)와 접촉되었던 버퍼층(208a) 표면영역이 소수성 갖게 된다.
다음으로 도 7c에 도시한 바와 같이, 소수성 버퍼층(208b)이 형성된 기판의 상부에 잉크젯 헤드(ink-jet head)(300)를 위치시킨다. 잉크젯 헤드(300)는 용액상태인 잉크(302)를 노즐(nozzle)을 통해 분사하여 화소영역(P)에 도포한다. 이때, 잉크젯 헤드(300)는 상기 잉크(302)를 소수성 버퍼층(208b) 사이의 화소영역(P)에 드롭핑(dropping) 한다. 상기 버퍼층(208b)은 소수성이므로, 상기 잉크(302)는 자연적으로 상기 화소영역(P)에만 형성된다.
그러므로 도 7d에 도시한 바와 같이, 적(R), 녹(G) 청(B)색을 발광하는 발광층(210)을 화소영역(P)에 형성한다. 화소영역(P) 사이의 경계부분에는 소수성 버퍼층(208b)이 형성되어 있으므로, 잉크젯 헤드(300)에 의해 잉크(302)가 드롭핑(dropping) 되어 버퍼층(208b)에 도포되더라도 버퍼층(208b)의 소수성 성질 때문에 잉크는 화소영역(P)으로 밀려나게 된다. 즉, 도포될 시 잉크(302)가 이웃한 화소영역(P) 으로 흘러가 혼색이 되는 것을 방지할 수 있다.
잉크젯 프린터 또는 노즐 코팅 장치를 이용한 유기 발광층(210)의 형성 단계에서는 적, 녹, 청 컬러 발광물질이 연속적으로 잉크젯 헤드(300) 또는 노즐 코팅 장치의 노즐을 통해서 기판(200) 과 일정간격 이격된 상태에서 발광물질을 기판(200) 상에 도포하게 된다. 이때, 화소영역(P)의 노출된 제 1 전극(202)은 친수성을 띠고 있고, 버퍼층(208b) 표면은 극소수성 몰드(도 7b의 400)와의 접촉에 의한 소수성을 갖도록 하였기 때문에 노즐코팅 또는 잉크젯법에 의한 발광물질을 기판(200)에 도포 시 상기 발광물질이 친수성을 갖는 화소영역(P) 내에만 코팅된다. 즉, 소수성을 갖는 버퍼층(208b) 상에는 코팅되지 않는다. 따라서, 이웃하는 화소(P)에 있어 서로 다른 컬러 즉 적, 녹, 청색 간의 섞임을 방지할 수 있다.
좀더 자세히 설명하면, 잉크젯 프린팅 방식이나 노즐코팅 방식에 의한 발광층의 코팅은 잉크젯 헤드(300) 또는 노즐로부터 액체상태의 발광물질을 상기 잉크젯 헤드(300) 또는 노즐이 직선운동을 하며 동일한 색상이 종방향으로 일렬로 배열되는 스트라이프 타입의 화소영역(P)에 차례대로 도포하게 된다. 이때 도포되는 발광물질 양을 잘 조절함으로써 격벽의 형성없이 제 1 전극(202)의 친수성 성질과 버퍼층(208b)의 소수성 성질에 의해 화소영역(P)에만 각 색의 발광물질이 화소간 침범없이 도포되어 패턴을 형성한다.
다음으로 도 7e에 도시한 바와 같이, 각 컬러별 유기 발광층(210)의 상부 및 각 버퍼층(208b)의 상부 전면에 금속층(220)을 형성한다. 상기 금속층(220)은 일함수가 낮으며 반사특성을 가지는 금속물질을 이용하여 증착 공정을 통해 형성하게 된다. 예를 들어, 티타늄(Ti), 몰리브디늄(Mo), 칼슘(Ca), 바륨(Ba) 등과 같은 금속물질을 상기 기판(200)의 전면에 증착하여 형성한다.
다음으로 도 7f에 도시한 바와 같이 마스크(M)와 자외선(UV)을 이용하여 금속층을 화소영역(P) 별로 분리하는 공정을 실시해준다. 즉, 금속층(220) 상부에 투과부(M1)과 차단부(M2)로 구성된 마스크(mask)(M)를 위치시킨 다음 상기 마스크(M)의 전면에 원하는 파장의 빛(예를 들어 자외선(UV))을 조사한다. 상기 마스크(M)의 투과부(M1)는 빛을 완전히 투과시키는 영역으로 상기 소수성 버퍼층(208b)에 대응하는 위치에 구성되며, 상기 차단부(M2)는 상기 화소영역(P)에 대응하는 영역이다. 상기 마스크(M)를 위치시키고 빛을 투과시키는 이유는 하부에 구성된 금속층(220)을 화소영역(P) 단위로 분리하여 유기전계 발광 다이오드의 제 2 전극을 형성하기 위함이다.
즉, 도 7g에 도시한 바와 같이, 전술한 마스크(M)를 이용하여 빛을 조사하게 되면, 금속층(220)의 상기 투과부(M1)에 대응하는 부분은 빛에 의해 산화되어 산화막(220b)을 형성한다. 또한, 상기 차단부(M2)에 대응하는 금속층(220)의 일부는 전도성을 그대로 유지하여 유기전계 발광 다이오드의 제 2 전극(220a)이 된다. 결과적으로 상기 소수성 버퍼층(208b)에 대응하는 금속층(220)의 일부는 산화막(220b)이 되어 제 2 전극(220a)이 각각의 화소영역(P)에 픽셀레이션(pixellation) 되도록 하는 역할을 수행 한다. 즉, 화소영역(P) 별로 위치하게 된 전도성막이 유기전계 발광 다이오드의 제 2 전극(220a)의 역할을 하게 되며, 상기 산화막(220b)은 절연체로서의 기능을 화소영역(P) 단위로 형성된 제 2 전극(220a)이 서로 단락되는 것을 방지해 주는 역할을 수행한다.
전술한 바와 같은 제 2 실시예에서는, 제 1 실시예와는 달리 역테이퍼 구조의 격벽을 사용하지 않으며, 소수성 버퍼층을 사용하여 유기 발광층을 각 화소영역에 형성되도록 한다. 또한, 소수성 버처층 상에 형성되는 금속층의 일부를 산화시킴으로써, 제 2 전극이 화소영역(P) 별로 패턴된 것과 같은 효과를 얻을 수 있다. 따라서, 신뢰성 및 안전성이 향상된 유기전계 발광소자를 얻을 수 있고, 유기전계 발광소자의 상부기판을 제조하는 공정단계를 단축시킬 수 있다. 결과적으로, 제품 생산성의 향상 및 재료비를 절감하는 효과를 얻을 수 있다.
도 8a 내지 8e는 본 발명에 따른 유기전계 발광소자의 상부기판의 제조 공정을 본 발명의 제 3 실시예에 따라 단계별로 나타낸 공정 단면도이다.
도 8a에 도시한 바와 같이, 기판(200) 상에 제 1 전극(202)을 형성한다. 이때 상기 제 1 전극(202)을 이루는 물질은 일함수 값이 큰 물질인 투명 도전성 물질로 예를들어 인듐-틴-옥사이드(ITO; Indium Tin Oxide), 인듐-징크-옥사이드(IZO; Indium Zinc Oxide), 인듐-틴-징크-옥사이드(ITZO; Indium Tin Zinc Oxide) 중에서 선택되는 것이 바람직하다. 다음으로, 화소영역(P)의 경계에 버퍼층(204)을 형성한다. 상기 버퍼층(204)는 화소영역(P)의 경계를 구분지어 주는 역할을 하며, 유기물질 예를 들어 폴리이미드(polyimide)를 제 1 전극(202)에 도포하고 사진식각공정(photolithography)을 진행하여 패터닝(patterning)함으로써 형성할 수 있다. 또한, 상기 버퍼층(204)은 질화실리콘(SiNX) 또는 산화실리콘(SiO2)과 같은 무기절명물질로 사진식각공정을 통해 형성할 수 있다.
다음으로 상기 버퍼층(204)의 상부에 격벽(206)을 형성한다. 상기 격벽을 형성할 때에는, 빛에 반응하는 유기 감광재료를 전면에 도포한 후, 마스크를 이용하여 노광, 현상함으로써 형성된 유기 감광재로 이루어진 패턴인 격벽(206)을 형성할 수 있다. 이때, 상기 격벽(206)은 역 테이퍼(taper) 모양을 가지도록 형성하는데, 역 테이퍼 구조는 노광하는 빛과 유기 감광재의 종류에 의해 가능하다.
다음으로, 격벽(206)이 형성된 기판(200)의 상부에 잉크젯 헤드(ink-jet head)(300)를 위치시킨다. 잉크젯 헤드(300)에서는 용액상태인 잉크(302)를 노즐(nozzle)을 통해 분사하여 화소영역(P)에 도포한다. 이때, 잉크젯 헤드(300)는 상기 잉크(302)를 각 격벽(206) 사이의 화소영역(P)에 드롭핑(dropping) 한다.
그러므로 도 8b에 도시한 바와 같이, 적(R), 녹(G) 청(B)색을 발광하는 발광층(210)을 화소영역(P)에 형성한다. 화소영역(P) 사이의 경계부분에는 격벽(206)이 형성되어 있으므로, 잉크젯 헤드(300)에 의해 잉크(302)가 드롭핑(dropping) 되어 도포되더라도 도포될 시 잉크(302)가 넘쳐흘러 이웃한 화소영역(P) 간에 혼색이 되는 것을 방지할 수 있다.
다음으로 도 8c에 도시한 바와 같이, 각 컬러별 유기 발광층(210)의 상부 및 각 격벽(206)의 상부 전면에 금속층(220)을 형성한다. 상기 금속층(220)은 일함수가 낮으며 반사특성을 가지는 금속물질을 이용하여 증착 공정을 통해 형성하게 된다. 예를 들어, 티타늄(Ti), 몰리브디늄(Mo), 칼슘(Ca), 바륨(Ba) 등과 같은 금속물질을 상기 기판(200)의 전면에 증착하여 형성한다.
상기 역 테이퍼 형상을 가지는 격벽(206)을 사용할 경우에는 상기 금속층(220)은 증착과 동시에 화소영역(P) 단위로 픽셀레이션(pixellation) 되도록 한다. 즉, 격벽(206)의 역 테이퍼 형상은 그 상부에 티타늄(Ti), 몰리브디늄(Mo), 칼슘(Ca), 바륨(Ba) 등과 같은 금속물질이 증착될 경우 이 같은 금속이 화소영역(P) 단위로 분리하도록 하는 역할을 수행한다.
그러나, 잉크젯(ink-jet)과 같이 용액을 화소영역(P)에 드롭핑(dropping)하여 유기 발광층(210)을 형성할 경우에는, 각 격벽(206) 주변에 잉크용액이 두껍게 형성되는 피닝(pinning)현상이 나타난다. 그러므로, 격벽(206)의 역 테이퍼 형상이 유지되지 않는 문제점이 생길 수 있으며, 전술한 금속을 증착하여 금속층(220)을 형성 시 금속층(220)이 격벽(206)에 의해 화소영역(P) 별로 분리되지 않고 서로 연결되는 현상이 나타난다.
그러므로 도 8d에 도시한 바와 같이 레이저(L)를 상기 금속층(220)에 가해주어 레이저 애블레이션(laser ablation) 공정을 실시한다. 상기 레이저(L)는 상기 금속층(220)에 흡수되는 파장을 가지고 있으며, 상기 격벽(206)의 상부에만 조사해 준다. 그러므로 조사된 부분(격벽의 상부)의 금속층(220)의 일부는 순간적으로 고온으로 되어 용융되고 결국에는 이 용융된 부분이 연소되어 없어지게 된다.
이 같은 공정의 레이저 애블레이션(laser ablation) 공정을 거쳐, 도 8e에 도시한 바와 같이 상기 금속층(220)을 화소영역(P) 단위로 패턴된 제 2 전극(220a)을 형성한다. 결과적으로 상기 격벽(206)에 대응하는 금속층(220)의 일부는 레이저(도 8d의 L)에 의해 산화되어 제거되고, 제 2 전극(220a)이 각각의 화소영역(P)에 픽셀레이션(pixellation) 되도록 형성된다. 즉, 제 1 실시예와는 달리, 격벽(206)의 상부에는 산화막(도 6e의 220b)이 존재하지 않으며, 단지 제 2 전극(220a)이 각 화소영역(P)에 위치하게 된다.
전술한 바와 같은 공정에서, 역테이퍼 구조의 격벽과 격벽의 상부에 형성된 금속층의 일부를 레이저를 이용해 제거해 줌으로써, 제 2 전극이 화소영역(P) 별로 패턴된 것과 같은 효과를 얻을 수 있다. 따라서, 신뢰성이 향상된 유기전계 발광소자를 얻을 수 있다. 또한, 제 1 실시예와는 달리 마스크를 이용하여 제 2 전극을 형성하는 공정이 없으므로, 제조공정을 단축시킬 수 있고 제품의 생산성 향상 및 재료비 절감의 효과를 얻을 수 있다.
도 9a 내지 9g는 본 발명에 따른 유기전계 발광소자의 상부기판의 제조 공정을 본 발명의 제 4 실시예에 따라 단계별로 나타낸 공정 단면도이다.
도 9a에 도시한 바와 같이, 기판(200) 상에 제 1 전극(202)을 형성한다. 이때 상기 제 1 전극(202)을 이루는 물질은 일함수 값이 큰 물질인 투명 도전성 물질로 예를들어 인듐-틴-옥사이드(ITO; Indium Tin Oxide), 인듐-징크-옥사이드(IZO; Indium Zinc Oxide), 인듐-틴-징크-옥사이드(ITZO; Indium Tin Zinc Oxide) 중에서 선택되는 것이 바람직하다. 다음으로, 화소영역(P)의 경계에 버퍼층(208a)을 형성한다. 상기 버퍼층(208a)는 화소영역(P)의 경계를 구분지어 주는 역할을 하며, 유기물질 예를 들어 폴리이미드(polyimide)를 제 1 전극(202)에 도포하고 사진식각공정(photolithography)을 진행하여 패터닝(patterning)함으로써 형성할 수 있다. 또한, 상기 버퍼층(208a)은 질화실리콘(SiNX) 또는 산화실리콘(SiO2)과 같은 무기절명물질로 사진식각공정을 통해 형성할 수 있다.
다음으로, 버퍼층(208a)이 형성된 기판(200)의 전면에 산소(O2) 플라스마 처리하여 노출된 상기 제 1 전극(202)이 친수성을 갖도록 한다.
상기 기판(200) 상부의 제 1 전극(202)의 표면에 친수성을 부여하기 위한 산소(O2)플라스마 처리공정에 구체적인 방법은 도시하지 않았지만, 진공 챔버 내에 상기 버퍼층(208a) 및 제 1 전극(202)이 형성된 기판(200)을 배치하는 단계와, 상기 진공 챔버 내에 캐리어 가스(carrier gas)인 아르곤(Ar)과 플라스마 가스(plasma gas)인 산소(O2)의 유량비를 8 : 2로 하고, 파워 전원을 1,000 W, 전압을 50V로 하여 대략 30초 동안 플라스마 처리함으로서 형성할 수 있다.
다음으로 도 9b는 도 9a에서 산소(O2)플라스마 처리된 기판(200) 상의 버퍼층(208a)의 표면에 소수성을 갖도록 하기 위해 상기 버퍼층(208a) 표면에 극소수성을 갖는 몰드(mold)(400)를 접촉시키는 단계이다.
상기 몰드(400)는 버퍼층(208a)과 대응되는 부분을 볼록한 형태로 형성하고, 버퍼층(208a) 사이의 화소영역(P)과 대응되는 부분은 오목한 형태로 형성되어 있다. 즉, 상기 몰드(400)는 탄력(flexible)이 있는 일종의 마스크로서 주형에 의해 제작될 수 있다.
주형을 이용하여 상기 몰드(400)를 제작할 경우, 주형틀에 예를 들어PDMS(polydimethylsiloxane)를 이용하여 몰드(400)를 제작할 경우, PDMS(polydimethylsiloxane) 및 약 10 중량%의 경화제를 혼합한 액체를 채우고, 상기 PDMS(polydimethylsiloxane) 및 경화제를 함유한 액체를 담은 주형틀을 대략 90??에서 적정시간동안 열처리하여 상기 액체를 경화시켜 제작한다. 이같이 제작된 몰드를 극소수성의 PDMS 몰드라 한다. 본 발명에서 상기 몰드(400)는 PDMS 몰드를 의미한다.
한편, 버퍼층(208a)에 접촉하는 상기 PDMS 몰드(400)를 제작할 때, 상기 몰드(400)의 볼록부는 접촉하게 되는 버퍼층(208a)의 폭보다 약간 작은 폭을 갖도록 형성되는 것이 바람직하다. 이는 상기 버퍼층 양끝 일부에는 친수성을 갖도록 하기 위함이다.
이외에도, 상기 몰드(400)는 PDMS(polydimethylsiloxane) 이외의 소수성을 띠는 물질인 폴리우레탄 고무(polyurethane rubber) 등의 엘라스토머(Elastomer) 물질 중에서 선택되는 하나로 제작할 수도 있다.
전술한 방법대로 제작된 극소수성의 몰드(400)를 버퍼층(208a)에 접촉시킨 상태에서 상기 버퍼층(208a)이 소수성을 가지도록 상온 내지 100??의 온도범위에서 적정시간 바람직하게는 1 ~ 10분 동안 유지시킨다. 다음으로, 상기 전술한 조건동안 기판(200)상의 버퍼층(208a)과 접촉된 상태를 유지한 몰드(400)를 버퍼층(208a) 표면으로부터 떼어내어 몰드(400)와 접촉되었던 버퍼층(208a) 표면영역이 소수성 갖게 된다.
다음으로 도 9c에 도시한 바와 같이, 소수성 버퍼층(208b)이 형성된 기판의 상부에 잉크젯 헤드(ink-jet head)(300)를 위치시킨다. 잉크젯 헤드(300)는 용액상태인 잉크(302)를 노즐(nozzle)을 통해 분사하여 화소영역(P)에 도포한다. 이때, 잉크젯 헤드(300)는 상기 잉크(302)를 소수성 버퍼층(208b) 사이의 화소영역(P)에 드롭핑(dropping) 한다. 상기 버퍼층(208b)은 소수성이므로, 상기 잉크(302)는 자연적으로 상기 화소영역(P)에만 형성된다.
그러므로 도 9d에 도시한 바와 같이, 적(R), 녹(G) 청(B)색을 발광하는 발광층(210)을 화소영역(P)에 형성한다. 화소영역(P) 사이의 경계부분에는 소수성 버퍼층(208b)이 형성되어 있으므로, 잉크젯 헤드(300)에 의해 잉크(302)가 드롭핑(dropping) 되어 버퍼층(208b)에 도포되더라도 버퍼층(208b)의 소수성 성질 때문에 잉크는 화소영역(P)으로 밀려나게 된다. 즉, 도포될 시 잉크(302)가 이웃한 화소영역(P) 으로 흘러가 혼색이 되는 것을 방지할 수 있다.
잉크젯 프린터 또는 노즐 코팅 장치를 이용한 유기 발광층(210)의 형성 단계에서는 적, 녹, 청 컬러 발광물질이 연속적으로 잉크젯 헤드(300) 또는 노즐 코팅 장치의 노즐을 통해서 기판(200) 과 일정간격 이격된 상태에서 발광물질을 기판(200) 상에 도포하게 된다. 이때, 화소영역(P)의 노출된 제 1 전극(202)은 친수성을 띠고 있고, 버퍼층(208b) 표면은 극소수성 몰드(도 9b의 400)와의 접촉에 의한 소수성을 갖도록 하였기 때문에 노즐코팅 또는 잉크젯법에 의한 발광물질을 기판(200)에 도포 시 상기 발광물질이 친수성을 갖는 화소영역(P) 내에만 코팅된다. 즉, 소수성을 갖는 버퍼층(208b) 상에는 코팅되지 않는다. 따라서 이웃하는 화소(P)에 있어 서로 다른 컬러 즉 적, 녹, 청색 간의 섞임을 방지할 수 있다.
좀더 자세히 설명하면, 잉크젯 프린팅 방식이나 노즐코팅 방식에 의한 발광층의 코팅은 잉크젯 헤드(300) 또는 노즐로부터 액체상태의 발광물질을 상기 잉크젯 헤드(300) 또는 노즐이 직선운동을 하며 동일한 색상이 종방향으로 일렬로 배열되는 스트라이프 타입의 화소영역(P)에 차례대로 도포하게 된다. 이때 도포되는 발광물질 양을 잘 조절함으로써 격벽의 형성없이 제 1 전극(202)의 친수성 성질과 버퍼층(208b)의 소수성 성질에 의해 화소영역(P)에만 각 색의 발광물질이 화소간 침범없이 도포되어 패턴을 형성한다.
다음으로 도 9e에 도시한 바와 같이, 각 컬러별 유기 발광층(210)의 상부 및 각 버퍼층(208b)의 상부 전면에 금속층(220)을 형성한다. 상기 금속층(220)은 일함수가 낮으며 반사특성을 가지는 금속물질을 이용하여 증착 공정을 통해 형성하게 된다. 예를 들어, 티타늄(Ti), 몰리브디늄(Mo), 칼슘(Ca), 바륨(Ba) 등과 같은 금속물질을 상기 기판(200)의 전면에 증착하여 형성한다.
다음으로 도 9f에 도시한 바와 같이 레이저(L)를 상기 금속층(220)에 가해주어 레이저 애블레이션(laser ablation) 공정을 실시한다. 상기 레이저(L)는 상기 금속층(220)에 흡수되는 파장을 가지고 있으며, 상기 소수성 버퍼층(208b)의 상부에만 조사해 준다. 그러므로 조사된 부분(소수성 버퍼층의 상부)의 금속층(220)의 일부는 순간적으로 고온으로 되어 용융되고 결국에는 이 용융된 부분이 연소되어 없어지게 된다.
이 같은 공정의 레이저 애블레이션(laser ablation) 공정을 거쳐, 도 9g에 도시한 바와 같이 상기 금속층(220)을 화소영역(P) 단위로 패턴된 제 2 전극(220a)을 형성한다. 결과적으로 상기 소수성 버퍼층(208b)에 대응하는 금속층(220)의 일부는 레이저(도 9f의 L)에 의해 산화되어 제거되고, 제 2 전극(220a)이 각각의 화소영역(P)에 픽셀레이션(pixellation) 되도록 형성된다. 즉, 제 2 실시예와는 달리, 소수성 버퍼층(208b)의 상부에는 산화막(도 9g의 220b)이 존재하지 않으며, 단지 제 2 전극(220a)이 각 화소영역(P)에 위치하게 된다.
전술한 바와 같은 제 4 실시예에서는, 제 3 실시예와는 달리 역테이퍼 구조의 격벽을 사용하지 않으며, 소수성 버퍼층을 사용하여 유기 발광층을 각 화소영역에 형성되도록 한다. 또한, 소수성 버처층 상에 형성되는 금속층의 일부를 레이저를 이용하여 제거하여 줌으로써, 제 2 전극이 화소영역(P) 별로 패턴된 것과 같은 효과를 얻을 수 있다. 또한, 제 2 실시예 와는 달리 마스크를 이용하여 제 2 전극을 형성하는 공정이 없으므로, 제조공정을 단축시킬 수 있고 제품의 생산성 향상 및 재료비 절감의 효과를 얻을 수 있다.
이상과 같이, 본 발명에 따른 유기 발광층 형성발식에 있어서, 적, 녹, 청색 발광층을 형성시 역테이퍼 구조의 격벽을 이용하거나 소수성 버퍼층을 이용함으로서, 제조 공정의 단출 및 생산성 향상과 재료비 절감의 효과를 얻을 수 있다. 또한, 유기전계 발광 다이오드의 제 2 전극을 형성 시, 마스크를 이용한 금속막의 산화나 레이저 애블레이션(laser ablation) 공정을 이용함으로서, 제조공정을 현저히 단축하는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 전술한 일련의 공정은 보다 신뢰성 및 안전성이 향상된 듀얼 플레이트 타입의 유기전계 발광소자를 제작할 수 있게 해준다.
도 1은 일반적인 유기전계발광소자에 대한 밴드 다이어그램(band diagram)을 나타낸 도면이고,
도 2는 일반적인 하부발광식 유기전계 발광소자의 구성을 개략적으로 도시한 도면이고,
도 3는 종래의 유기전계 발광소자의 하나의 화소(pixel)(P)에 해당하는 등가회로도이고,
도 4a 내지 4f는 잉크젯 프린팅(ink-jet printing) 방식을 이용한 종래의 유기전계발광소자의 제조 공정을 단계별로 나타낸 제조 공정 단면도이고,
도 5는 본 발명에 따른 듀얼 플레이트 (dual plate) 타입 유기전계 발광소자에 대한 단면도로서, 상판과 하판의 전기적 연결 구조를 중심으로 개략적으로 도시한 도면이고,
도 6a 내지 6e는 본 발명에 따른 유기전계 발광소자의 상부기판의 제조 공정을 본 발명의 제 1 실시예에 따라 단계별로 나타낸 공정 단면도이고,
도 7a 내지 7g는 본 발명에 따른 유기전계 발광소자의 상부기판의 제조 공정을 본 발명의 제 2 실시예에 따라 단계별로 나타낸 공정 단면도이고,
도 8a 내지 8e는 본 발명에 따른 유기전계 발광소자의 상부기판의 제조 공정을 본 발명의 제 3 실시예에 따라 단계별로 나타낸 공정 단면도이고,
도 9a 내지 9g는 본 발명에 따른 유기전계 발광소자의 상부기판의 제조 공정을 본 발명의 제 4 실시예에 따라 단계별로 나타낸 공정 단면도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100 : 유기전계 발광소자 110 : 제 1 기판
140 : 연결전극 150 : 실런트
200 : 제 2 기판 202 : 제 1 전극
204 : 버퍼층 206 : 격벽
208b : 소수성 버퍼층 210 : 유기 발광층
220 : 금속층 220a : 제 2 전극
220b : 산화막 300 : 잉크젯 헤드(ink-jet head)
302 : 잉크(ink) 400 : 몰드(mold)
L : 레이저 TA : 박막트랜지스터 어레이부
E : 유기전계 발광 다이오드 P : 화소영역
Claims (34)
- 서로 마주보며 이격되고 다수의 화소영역이 정의된 된 제 1 기판 및 제 2 기판과;상기 제 1 기판 상부에 화소영역 별로 박막트랜지스터를 포함하는 어레이부와;상기 제 2 기판의 하부 전면에 형성된 제 1 전극과;상기 제 1 전극 하부의 화소영영의 경계에 형성된 버퍼층과;상기 버퍼층의 하부에 테이퍼 형상을 가지며 형성된 격벽과;상기 격벽 사이의 화소영역에 형성된 유기 발광층과;상기 유기 발광층의 하부의 화소영역에 형성된 제 2 전극과;상기 제 2 전극과 상기 어레이부의 박막트랜지스터를 연결하는 연결전극과;상기 제 1 및 제 2 기판의 가장자리에서 상기 제 1 및 제 2 기판을 합착하는 실런트를 포함하는 듀얼 플레이트 구조의 유기전계 발광소자.
- 제 1 항에 있어서,상기 격벽의 상부 제 2 전극 사이에는 금속산화막을 더욱 포함하는 듀얼 플레이트 구조의 유기전계 발광소자.
- 제 1 항에 있어서,상기 제 1 전극은 인듐-틴-옥사이드(ITO; Indium Tin Oxide), 인듐-징크-옥사이드(IZO; Indium Zinc Oxide), 인듐-틴-징크-옥사이드(ITZO; Indium Tin Zinc Oxide) 중에서 선택된 투명도전성 물질인 듀얼 플레이트 구조의 유기전계 발광소자.
- 제 1 항에 있어서,상기 버퍼층은 유기물질인 폴리이미드(polyimide)와 무기물질인 질화실리콘(SiNX) 및 산화실리콘(SiO2) 중에서 선택된 하나인 듀얼 플레이트 구조의 유기전계 발광소자.
- 제 1 항에 있어서,상기 격벽은 유기 감광재가 사진식각공정에 의해 패턴되어 형성된 듀얼 플레이트 구조의 유기전계 발광소자.
- 제 1 항에 있어서,상기 유기 발광층은 잉크젯 헤드에서 액상의 잉크가 드롭(drop)되어 형성된 듀얼 플레이트 구조의 유기전계 발광소자.
- 제 1 항에 있어서,상기 제 2 전극은 티타늄(Ti), 몰리브디늄(Mo), 칼슘(Ca), 바륨(Ba) 등과 같은 금속물질 중 선택된 하나로 구성된 듀얼 플레이트 구조의 유기전계 발광소자.
- 제 1 항에 있어서,상기 제 2 전극은 레이저 애블레이션(laser ablation) 방법에 의해 형성된 듀얼 플레이트 구조의 유기전계 발광소자.
- 서로 마주보며 이격되고 다수의 화소영역이 정의된 된 제 1 기판 및 제 2 기판과;상기 제 1 기판 상부에 화소영역 별로 박막트랜지스터를 포함하는 어레이부와;상기 제 2 기판의 하부 전면에 형성된 제 1 전극과;상기 제 1 전극 하부의 화소영영의 경계에 형성된 소수성 버퍼층과;상기 소수성 버퍼층 사이의 화소영역에 형성된 유기 발광층과;상기 유기 발광층의 하부의 화소영역에 형성된 제 2 전극과;상기 제 2 전극과 상기 어레이부의 박막트랜지스터를 연결하는 연결전극과;상기 제 1 및 제 2 기판의 가장자리에서 상기 제 1 및 제 2 기판을 합착하는 실런트를 포함하는 듀얼 플레이트 구조의 유기전계 발광소자.
- 제 9 항에 있어서,상기 소수성 버퍼층 상부 제 2 전극 사이에는 금속산화막을 더욱 포함하는 듀얼 플레이트 구조의 유기전계 발광소자.
- 제 9 항에 있어서,상기 제 1 전극은 인듐-틴-옥사이드(ITO; Indium Tin Oxide), 인듐-징크-옥사이드(IZO; Indium Zinc Oxide), 인듐-틴-징크-옥사이드(ITZO; Indium Tin Zinc Oxide) 중에서 선택된 투명도전성 물질인 듀얼 플레이트 구조의 유기전계 발광소자.
- 제 1 항에 있어서,상기 소수성 버퍼층은 유기물질인 폴리이미드(polyimide)와 무기물질인 질화실리콘(SiNX) 및 산화실리콘(SiO2) 중에서 선택된 하나인 듀얼 플레이트 구조의 유기전계 발광소자.
- 제 1 항에 있어서,상기 소수성 버퍼층은 극소수성 PDMS 몰드에 의해 소수성을 띠게 되는 듀얼 플레이트 구조의 유기전계 발광소자.
- 제 9 항에 있어서,상기 유기 발광층은 잉크젯 헤드에서 액상의 잉크가 드롭(drop)되어 형성된 듀얼 플레이트 구조의 유기전계 발광소자.
- 제 9 항에 있어서,상기 제 2 전극은 티타늄(Ti), 몰리브디늄(Mo), 칼슘(Ca), 바륨(Ba) 등과 같은 금속물질 중 선택된 하나로 구성된 듀얼 플레이트 구조의 유기전계 발광소자.
- 제 9 항에 있어서,상기 제 2 전극은 레이저 애블레이션(laser ablation) 방법에 의해 형성된 듀얼 플레이트 구조의 유기전계 발광소자.
- 제 1 및 제 2 기판에 다수의 화소영역을 정의하는 단계와;상기 제 1 기판의 상부에 박막트랜지스터를 포함하는 어레이부를 형성하는 단계와;상기 제 2 기판의 상부에 제 1 전극을 형성하는 단계와;상기 제 1 전극의 상부에 버퍼층을 형성하는 단계와;상기 버퍼층 상부에 테이퍼 형상의 격벽을 형성하는 단계와;상기 격벽사이의 화소영역에 유기 발광층을 형성하는 단계와;상기 격벽 및 유기 발광층이 형성된 기판의 전면에 금속층을 형성하는 단계와;상기 유기 발광층 상부의 화소영역에 상기 금속층을 이용하여 제 2 전극을 형성하는 단계와;상기 어레이부의 상부에 연결전극을 형성하는 단계와;상기 제 2 전극이 연결전극과 접하도록 상기 제 1 기판과 제 2 기판을 실런트를 이용하여 합착시키는 단계를 포함하는 듀얼 플레이트 구조의 유기전계 발광소자 제조방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 제 2 전극을 형성하는 단계는상기 격벽에 대응하는 투과부와 상기 화소영역에 대응하는 차단부를 포함하는 마스크를 금속층의 상부에 위치시키는 단계와;상기 마스크에 빛을 조사하여 투과부를 통해 상기 금속층을 노출시키는 단계와;상기 금속층 중 빛에 의해 노출된 부분을 산화시켜 산화막을 형성하는 단계를 포함하는 듀얼 플레이트 구조의 유기전계 발광조자 제조방법.
- 제 18 항에 있어서,상기 마스크에 조사되는 빛은 자외선인 듀얼 플레이트 구조의 유기전계 발광소자 제조방법.
- 제 17 항에 있어서,상기 제 2 전극을 형성하는 단계는 상기 금속층 중 격벽에 대응하는 부분에 상기 금속층에 흡수되는 레이저를 조사하는 단계와, 상기 레이저에 의해 조사된 금속층의 일부를 연소시켜 제거하는 단계를 포함하는 듀얼 플레이트 구조의 유기전계 발광소자 제조방법.
- 상기 17항에 있어서,상기 유기 발광층을 형성하는 단계는 잉크젯 헤드를 이용하여 잉크를 상기 격벽사이의 화소영역에 드롭(drop) 시키는 단계를 포함하는 듀얼 플레이트 구조의 유기전계 발광소자 제조방법.
- 제 17 항에 있어서,상기 버퍼층을 형성하는 단계는 유기물질인 폴리이미드(polyimide)와 무기물질인 질화실리콘(SiNX) 및 산화실리콘(SiO2) 중에서 선택된 하나를 사진식각공정으로 패턴하는 단계를 포함하는 듀얼 플레이트 구조의 유기전계 발광소자 제조방법.
- 제 17 항에 있어서,상기 제 1 전극을 형성하는 단계는 듐-틴-옥사이드(ITO; Indium Tin Oxide), 인듐-징크-옥사이드(IZO; Indium Zinc Oxide), 인듐-틴-징크-옥사이드(ITZO; Indium Tin Zinc Oxide) 중에서 선택된 투명도전성 물질을 증착하는 단계를 포함하는 듀얼 플레이트 구조의 유기전계 발광소자 제조방법.
- 제 17 항에 있어서,상기 격벽을 형성하는 단계는 유기 감광재를 도포하고 패턴하는 단계를 포함하는 듀얼 플레이트 구조의 유기전계 발광소자 제조방법.
- 제 17 항에 있어서,상기 금속층은 티타늄(Ti), 몰리브디늄(Mo), 칼슘(Ca), 바륨(Ba) 등과 같은 금속물질 중 선택된 하나인 듀얼 플레이트 구조의 유기전계 발광소자.
- 제 1 및 제 2 기판에 다수의 화소영역을 정의하는 단계와;상기 제 1 기판의 상부에 박막트랜지스터를 포함하는 어레이부를 형성하는 단계와;상기 제 2 기판의 상부에 제 1 전극을 형성하는 단계와;상기 제 1 전극의 상부에 소수성 버퍼층을 형성하는 단계와;상기 소수성 버퍼층 사이의 화소영역에 유기 발광층을 형성하는 단계와;상기 소수성 버퍼층 및 유기 발광층이 형성된 기판의 전면에 금속층을 형성하는 단계와;상기 유기 발광층 상부의 화소영역에 상기 금속층을 이용하여 제 2 전극을 형성하는 단계와;상기 어레이부의 상부에 연결전극을 형성하는 단계와;상기 제 2 전극이 연결전극과 접하도록 상기 제 1 기판과 제 2 기판을 실런트를 이용하여 합착시키는 단계를 포함하는 듀얼 플레이트 구조의 유기전계 발광소자 제조방법.
- 제 26 항에 있어서,상기 제 2 전극을 형성하는 단계는상기 소수성 버퍼층에 대응하는 투과부와 상기 화소영역에 대응하는 차단부를 포함하는 마스크를 금속층의 상부에 위치시키는 단계와;상기 마스크에 빛을 조사하여 투과부를 통해 상기 금속층을 노출시키는 단계와;상기 금속층 중 빛에 의해 노출된 부분을 산화시켜 산화막을 형성하는 단계를 포함하는 듀얼 플레이트 구조의 유기전계 발광조자 제조방법.
- 제 27 항에 있어서,상기 마스크에 조사되는 빛은 자외선인 듀얼 플레이트 구조의 유기전계 발광소자 제조방법.
- 제 26 항에 있어서,상기 제 2 전극을 형성하는 단계는 상기 금속층 중 소수성 버퍼층에 대응하는 부분에 상기 금속층에 흡수되는 레이저를 조사하는 단계와, 상기 레이저에 의해 조사된 금속층의 일부를 연소시켜 제거하는 단계를 포함하는 듀얼 플레이트 구조의 유기전계 발광소자 제조방법.
- 상기 26항에 있어서,상기 유기 발광층을 형성하는 단계는 잉크젯 헤드를 이용하여 잉크를 상기 소수성 버퍼층 사이의 화소영역에 드롭(drop) 시키는 단계를 포함하는 듀얼 플레이트 구조의 유기전계 발광소자 제조방법.
- 제 26 항에 있어서,상기 소수성 버퍼층을 형성하는 단계는유기물질인 폴리이미드(polyimide)와 무기물질인 질화실리콘(SiNX) 및 산화실리콘(SiO2) 중에서 선택된 하나의 절연막을 사진식각공정으로 패턴하는 단계와;상기 패턴된 절연막에 극소수성 PDMS 몰드를 접촉시키는 단계와;상기 PDMS 몰드를 패턴된 절연막에 접촉시키고 상온 내지 100??의 온도범위에서 1 내지 10분 동안 유지시키는 단계를 포함하는 듀얼 플레이트 구조의 유기전계 발광소자 제조방법.
- 제 31 항에 있어서,상기 절연막이 패턴된 기판의 전면에 진공 챔버 내에서 산소(O2) 플라즈마 처리를 하는 단계를 더욱 포함하는 듀얼 플레이트 구조의 유기전계 발광소자 제조방법.
- 제 26 항에 있어서,상기 제 1 전극을 형성하는 단계는 듐-틴-옥사이드(ITO; Indium Tin Oxide), 인듐-징크-옥사이드(IZO; Indium Zinc Oxide), 인듐-틴-징크-옥사이드(ITZO; Indium Tin Zinc Oxide) 중에서 선택된 투명도전성 물질을 증착하는 단계를 포함하는 듀얼 플레이트 구조의 유기전계 발광소자 제조방법.
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