KR20050123489A

KR20050123489A - 전계 발광 소자 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR20050123489A
Application number: KR1020040048163A
Authority: KR
Inventors: 정인재; 채기성
Original assignee: 엘지.필립스 엘시디 주식회사
Priority date: 2004-06-25
Filing date: 2004-06-25
Publication date: 2005-12-29
Also published as: US8030107B2; US20090206751A1; US20050285507A1; KR101055197B1

Abstract

본 발명은 습식(wet)으로부터 형광물질층을 보호하여 수율을 향상시킴과 동시에 공정 재현성을 향상시키도록 한 전계 발광 소자 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 투명기판상에 일정한 간격을 갖고 형성되는 복수개의 블랙 매트릭스와, 상기 블랙 매트릭스의 사이에 형성되는 복수개의 색재현층과, 상기 각 색재현층을 포함한 투명기판의 전면에 형성되는 오버코트층과, 상기 오버코트층상에 상기 각 색재현층과 대응되게 형성되는 복수개의 제 1 전극과, 상기 제 1 전극과 일정한 간격을 갖고 상기 오버코트층의 양측 끝단에 형성되는 제 1, 제 2 패드용 단자와, 상기 제 1 전극들을 감싸고 형성되는 형광물질층과, 상기 제 1, 제 2 패드용 단자의 표면이 소정부분 노출되도록 상기 형광물질층을 포함한 투명기판상에 형성되는 절연막과, 상기 절연막상에 상기 제 1 전극들과 수직한 방향으로 일정한 간격을 갖고 형성되는 복수개의 제 2 전극을 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.

Description

전계 발광 소자 및 그 제조방법{electro luminescence device and method for manufacturing the same}

본 발명은 디스플레이 장치에 관한 것으로, 특히 수율 향상 및 공정 재현성을 갖도록 한 전계 발광 소자 및 그 제조방법에 관한 것이다.

최근 디스플레이 산업은 TFT-LCD의 TV 시장 진입, PDP TV의 본격 성장, 유기 EL과 같은 차세대 디스플레이의 등장 등으로 최고의 전성기를 맞고 있다. TV용이나 모바일 기기용을 중심으로 다양한 디스플레이들이 등장함에 따라 소비자들은 자신들의 기호에 맞는 디스플레이를 선택할 수 있는 폭이 점점 커지고 있다. 아직 시장 도입기 단계에 머물러 있는 유기 EL과 비슷한 구동 원리를 가지고 있는 무기 EL의 등장도 소비자들에게 또 다른 선택의 기회를 제공해 줄 것으로 예상된다.

일본 기업 중심으로 사업이 전개되고 있는 유기 EL은 2002년부터 휴대폰용 외부창으로 일반 소비자들에게 알려진 반면, 무기 EL은 아직까지 인지도가 거의 없는 상태이다. 유기 EL과 무기 EL은 제조공정 상의 차이와 발광물질이 유기물이냐 무기물이냐에 따라 구분되어질 뿐, 동일한 구동 메커니즘(전계에 의한 구동)을 가지고 있다.

그러나 무기 EL은 높은 구동전압으로 인한 쇼크의 위험이 있어 유기 EL과 달리 소형 디바이스(모바일 기기용)에는 적당하지 않으며, TFT(Thin Film Transistor)가 필요 없어 상대적으로 대형화가 용이하다는 특성을 가지고 있다. 또한 구동 방식에 있어 무기물을 발광시키기 위해서 높은 구동전압이 필요하다는 점에서 PDP와 유사한 기술적 구조를 가지고 있다.

타 디스플레이와 비교해 무기 EL의 두드러진 장점은 간단한 제조공정에 의한 낮은 원가와 극한 환경에서도 안정된 성능 구현이 가능하다는 것이다. 또한 제조공정 상에서 박막(Thin Film) 공정이 필요한 TFT-LCD, 유기 EL과는 달리 가격이 저렴한 후막(Thick Film) 공정으로 제품을 만들 수 있다는 점도 큰 장점이 있다.

도 1은 일반적인 EL 패널을 개략적으로 도시하는 도면이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 유리 기판(10)상에 서로 교차되게 배열되어진 게이트 라인들(GL1 내지 GLm) 및 데이터 라인(DL1 내지 DLn)과, 상기 게이트 라인들(GL1 내지 GLm)과 데이터 라인(DL1 내지 DLn)의 교차부들 각각에 배열되어진 화소 소자(PE)들을 구비한다.

여기서, 상기 화소 소자(PE) 각각은 게이트 라인들(GL1 내지 GLm)의 게이트 신호들이 인에이블될 때에 구동되어 데이터 라인(DL)상의 화소 신호의 크기에 상응하는 빛을 발생하게 된다.

이러한 EL 패널을 구동하기 위하여, 게이트 드라이버(12)가 게이트 라인들(GL1 내지 GLm)에 접속됨과 아울러 데이터 드라이버(14)가 데이터 라인들(DL1 내지 DLn)에 접속되게 된다.

여기서, 상기 게이트 드라이버(12)는 게이트 라인들(GL1 내지 GLm)을 순차적으로 구동시키게 된다. 또한, 상기 데이터 드라이버(14)는 데이터 라인들(DL1 내지 DLn)을 통해 화소들(PE)에 화소신호를 공급하게 된다.

이와 같이, 상기 게이트 드라이버(12) 및 데이터 드라이버(14)에 의해 구동되는 화소 소자들(PE)을 설명하면 다음과 같다.

도 2는 도 1의 EL 패널에서 하나의 화소 소자를 나타낸 도면이다.

도 2에 도시한 바와 같이, 접지전압라인(GND)에 접속되어진 EL 셀(OLED)과, 상기 EL 셀(OLED)을 구동하기 위한 셀 구동회로(16)로 구성된다.

즉, 게이트 라인(GL)과 데이터 라인(DL)의 교차부에 적용된 구동회로로 2개의 박막트랜지스터(Thin Film Transistor ; 이하 'TFT'라 함, T1,T2)로 구성된다.

여기서, 상기 EL 셀(OLED) 구동회로(16)는 EL 셀(OLED)과 공급전압라인(VDD)에 사이에 접속되어 구동역할을 하는 제 2 PMOS TFT(T2)와, 상기 데이터 라인(DL)과 제 2 PMOS TFT(T2)의 게이트 전극 사이에 접속되어 EL 셀(OLED)의 스위치 역할을 하는 제 1 PMOS TFT(T1)와, 상기 제 1 PMOS TFT(T1)의 드레인 전극과 공급전압라인(VDD) 사이에 접속되어진 스토리지 캐패시터(Cst)를 구비한다.

이하, 첨부된 도면을 참고하여 종래 기술에 의한 전계 발광 소자의 제조방법을 설명하면 다음과 같다.

도 3a 내지 도 3e는 종래 기술에 의한 전계 발광 소자의 제조방법을 나타낸 공정 단면도이다.

도 3a에 도시한 바와 같이, 투명기판(21)위에 금속입자가 포함된 유기물을 프린팅(printing) 방식으로 일정한 간격을 갖도록 칼럼(column) 방향으로 제 1 전극(22)들을 형성한다.

여기서, 상기 제 1 전극(22)은 반사율이 좋은 Al으로 형성되는 반사전극이다.

도 3b에 도시한 바와 같이, 상기 칼럼 방향으로 형성된 제 1 전극(22) 일측의 소정부분이 노출되도록 투명기판(22)의 전면에 프린팅 방식으로 절연막(23)을 형성한다.

여기서, 상기 절연막(23)에 의해 노출된 제 1 전극(22)은 제 1 패드용 단자이다.

도 3c에 도시한 바와 같이, 상기 절연막(23)이 형성된 투명기판(21)상에 섀도우 마스크(도시되지 않음)를 이용하여 형광물질(Blue phosphor)층(24)을 스퍼터링(sputtering) 방법으로 형성한다.

도 3d에 도시한 바와 같이, 상기 형광물질층(24)을 포함한 투명기판(21)의 전면에 투명한 금속(예를 들면, ITO 등)을 스퍼터링법을 증착하고, 상기 스퍼터링 방법으로 증착된 투명한 금속을 레이저 제거(laser ablation) 기술을 이용하여 선택적으로 제거하여 상기 제 1 전극(22)과 수직한 방향인 로우 방향으로 일정한 간격을 갖는 복수개의 제 2 전극(25)을 형성한다.

여기서, 상기 제 2 전극(25)은 투명전극이고, 상기 일측의 최외곽에 형성된 제 2 전극은 제 2 패드용 단자이다.

도 3e에 도시한 바와 같이, 상기 제 2 전극(25)을 포함한 그 주위에 적(R), 녹(G), 청(B)의 색재현층(26)을 프린팅 방식으로 형성한다.

한편, 상기와 같이 제작된 전계 발광 소자의 보호를 위하여 전면에 보호막(도시되지 않음)을 형성하고 실링(sealing)한 다음, 제 1, 제 2 패드용 단자를 통해 구동회로나 칩(chip)에 TCP를 이용하여 연결시킨다. 즉, 게이트 드라이버 및 데이터 드라이버에 연결되어 구동부로부터의 신호를 받아 화상을 표시한다.

그러나 상기와 같은 종래 기술에 의한 전계 발광 소자의 제조방법에 있어서 다음과 같은 문제점이 있었다.

첫째, 형광물질층위에 제 2 전극(투명전극)을 형성할 때 식각에 의해 형광물질층에 데미지(damage)가 발생하여 수율이 저하되고, 상기 데미지를 줄이기 위해 별도의 기능 보완이 필요하다. 특히, 상기 형광물질층은 습식에 대한 취약성 때문에 레이저 제거 기술 등을 사용하여 로우 방향을 갖는 전극을 형성하고 있다.

둘째, 기존 LCD 장비의 활용성이 저하된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로 습식으로부터 형광물질층을 보호하여 수율을 향상시킴과 동시에 공정 재현성을 향상시키도록 한 전계 발광 소자 및 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 전계 발광 소자는 투명기판상에 일정한 간격을 갖고 형성되는 복수개의 블랙 매트릭스와, 상기 블랙 매트릭스의 사이에 형성되는 복수개의 색재현층과, 상기 각 색재현층을 포함한 투명기판의 전면에 형성되는 오버코트층과, 상기 오버코트층상에 상기 각 색재현층과 대응되게 형성되는 복수개의 제 1 전극과, 상기 제 1 전극과 일정한 간격을 갖고 상기 오버코트층의 양측 끝단에 형성되는 제 1, 제 2 패드용 단자와, 상기 제 1 전극들을 감싸고 형성되는 형광물질층과, 상기 제 1, 제 2 패드용 단자의 표면이 소정부분 노출되도록 상기 형광물질층을 포함한 투명기판상에 형성되는 절연막과, 상기 절연막상에 상기 제 1 전극들과 수직한 방향으로 일정한 간격을 갖고 형성되는 복수개의 제 2 전극을 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.

또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 전계 발광 소자의 제조방법은 투명기판상에 일정한 간격을 갖도록 복수개의 블랙 매트릭스를 형성하는 단계, 상기 블랙 매트릭스층의 사이에 색재현층들을 형성하는 단계, 상기 각 색재현층을 포함한 투명기판의 전면에 오버코트층을 형성하는 단계, 상기 오버코트층상에 상기 각 색재현층과 대응되게 복수개의 제 1 전극들을 형성함과 최외각의 양측에 제 1, 제 2 패드용 단자를 형성하는 단계, 상기 제 1 전극들을 감싸도록 상기 투명기판상에 형광물질층을 형성하는 단계, 상기 제 1, 제 2 패드용 단자가 노출되도록 상기 형광물질층을 포함한 투명기판의 전면에 절연막을 형성하는 단계, 상기 절연막상에 상기 제 1 전극들과 수직한 방향으로 일정한 간격을 갖는 복수개의 제 2 전극들을 형성하는 단계를 포함하여 형성함을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 의한 전계 발광 소자 및 그 제조방법을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 의한 전계 발광 소자를 나타낸 구조 단면도이다.

도 4에 도시한 바와 같이, 투명기판(51)상에 일정한 간격을 갖고 크롬 등의 금속 박막이나 카본(carbon) 계통의 유기 재료로 형성되는 복수개의 블랙 매트릭스(52)와, 상기 블랙 매트릭스(52) 사이사이에 차례로 형성되는 RGB의 색재현층(53)과, 상기 색재현층(53)을 포함한 투명기판(51)의 전면에 형성되는 오버코트층(54)과, 상기 오버코트층(54)상에 일정한 간격을 갖고 칼럼 방향으로 형성되는 복수개의 제 1 전극(55)들과, 상기 제 1 전극(55)들과 일정한 간격을 갖고 상기 오버코트층(54)의 양측 끝단에 형성되는 제 1, 제 2 패드용 단자(55a,55b)와, 상기 제 1 전극(55)들을 감싸고 형성되는 형광물질층(56)과, 상기 제 1, 제 2 패드용 단자(55a,55b)가 소정부분 노출되도록 상기 형광물질층(56)을 포함한 투명기판(51)상에 형성되는 절연막(57)과, 상기 절연막(57)상에 상기 제 1 전극(55)과 수직한 방향인 로우 방향으로 일정한 간격을 갖고 형성되는 제 2 전극(58)을 포함하여 이루어져 있다.

여기서, 상기 색재현층(53)은 일반적으로 LCD에서 사용되는 컬러필터들을 사용할 수 있고, 상기 형광물질층(56)이 블루 형광물질층일 경우에는 색재현층(53)으로 색변환층인 CCM(Color Changing Medium)를 사용할 수 있다.

여기서, 상기 제 1 전극(55)은 상기 색재현층(53)과 대응되게 형성되어 있고, 상기 제 1 전극(55)은 투명한 도전물질 예를 들면, ITO(Indium Tin Oxide) 또는 IZO(Indium Zinc Oxide)로 이루어져 있다.

또한, 상기 제 2 전극(58)은 반사율이 좋은 Al 등의 금속으로 이루어져 있다.

도 5a 내지 도 5e는 본 발명의 제 1 실시예에 의한 전계 발광 소자의 제조방법을 나타낸 공정단면도이다.

도 5a에 도시한 바와 같이, 투명기판(51)상에 컬러필터 패턴의 셀 사이의 구분과 광차단 역할을 하는 블랙 매트릭스(Black Matrix)(52)를 형성한다.

여기서, 상기 블랙 매트릭스(52)의 재질로는 크롬 등의 금속 박막이나 카본(carbon) 계통의 유기 재료가 사용된다.

이어, 상기 블랙 매트릭스(52) 사이에 적(R), 녹(G), 청(B)의 색재현층(53)을 형성한다.

여기서, 상기 색재현층(53)의 형성방법으로는 염색법, 인쇄법, 전착법, 안료분산법, 필름전사법 등을 사용할 수 있다.

한편, 상기 안료분산법은 안료가 감광성수지인 포토레지스트막에 분산된 재료를 사용하여 코팅, 노광, 현상, 소성 등의 단계적 공정을 통하여 제작하는 방법으로 이러한 방법으로 각 색재현층(R, G, B)을 각각 형성한다.

즉, 상기 블랙 매트릭스(52)가 형성된 투명기판(51)상에 스핀코팅 방식으로 감광성 컬러수지를 도포하고, 노광 및 현상 공정을 수행하여 R, G, B에 해당하는 각각의 색재현층(53)을 형성한다.

또한, 상기 색재현층(53)은 적(Red), 녹(Green), 청(Blue) 세 가지 모양이 형성된 각각의 스크린(screen) 마스크를 이용하여 형성되며, 동일 공정을 통하여 적(Red), 녹(Green), 청(Blue) 세 가지 형태의 색재현층(53)을 형성할 수도 있다.

그리고, 상기 색재현층(53)을 포함한 투명기판(51)의 전면에 절연 및 평탄화 역할을 하는 보호막인 오버코트층(54)을 형성한다.

도 5b에 도시한 바와 같이, 상기 오버코트층(54)이 형성된 투명기판(51)상에 ITO (Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), ITZO(Indium Tin Zinc Oxide)와 같은 투명 금속을 섀도우 마스크를 이용하여 칼럼 방향으로 일정한 간격을 갖도록 복수개의 제 1 전극(55)을 형성함과 동시에 양측의 최외각에 제 1, 제 2 패드용 단자(55a,55b)를 형성한다.

여기서, 상기 제 1 전극(55)들은 상기 색재현층(53)과 대응되게 형성된다.

한편, 상기 제 1 전극(55)은 섀도우 마스크를 이용하여 형성하는 공정을 설명하고 있지만, 스퍼터링 공정을 통해 증착한 후 포토 및 식각 공정을 통해 형성할 수 있고, 레이저 제거 기술을 이용하여 투명 금속을 선택적으로 제거하여 형성할 수도 있다.

도 5c에 도시한 바와 같이, 상기 제 1 전극(55)이 형성된 투명기판(51)상에 형광물질층(56)을 스핀 코팅(spin coating) 또는 프린팅 방식으로 형성한다.

여기서, 상기 형광물질층(56)을 형성할 때 상기 제 1, 제 2 패드용 단자(55a,55b)는 마스킹하고 있다.

또한, 상기 형광물질층(56)으로 블루 형광물질층을 사용할 경우에는 상기 색재현층(53)으로 색변환층인 CCM(Color Changing Medium)를 사용할 수 있다.

도 5d에 도시한 바와 같이, 상기 제 1, 제 2 패드용 단자(55a,55b) 부분이 소정부분 노출되도록 상기 투명기판(51)상에 프린팅 방식으로 절연막(57)을 형성한다.

여기서, 상기 절연막(57)을 형성할 때 프린팅 방식을 설명하고 있지만, 전면에 절연막(57)을 스퍼터링 또는 CVD법으로 증착하고, 포토 및 식각 공정을 통해 원하는 부분을 선택적으로 제거할 수도 있다.

도 5e에 도시한 바와 같이, 상기 절연막(57)을 포함한 투명기판(51)의 전면에 Al/Ti막이 적층된 금속막을 증착하고, 포토 및 식각 공정을 통해 상기 금속막을 선택적으로 제거하여 상기 제 1 전극(55)과 수직한 방향으로 일정한 간격을 갖는 복수개의 제 2 전극(58)을 형성한다.

여기서, 상기 제 2 전극(58)을 형성하기 위한 식각 공정시에 습식 식각을 실시하더라도 상기 절연막(57)이 상기 형광물질층(56)을 덮고 있기 때문에 형광물질층(56)의 데미지를 방지할 수 있다.

한편, 상기 제 2 전극(58)을 형성할 때 섀도우 마스크를 사용한 프린팅 방식으로 형성할 수도 있다.

또한, 상기 제 2 전극(58)으로 사용되는 금속막으로서, 반사율이 좋은 Al, Ag 등을 사용할 수도 있다.

또한, 상기 제 2 전극(58)은 상기 제 1 패드용 단자(55a)와 연결되어 있고, 상기 제 1, 제 2 패드용 단자(55a,55b)는 외부의 구동회로와 TCP(도시되지 않음)와 전기적으로 연결되어 신호를 인가 받는다.

도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 전계 발광 소자를 나타낸 구조 단면도이다.

도 6에 도시한 바와 같이, 투명기판(71)상에 일정한 간격을 갖고 크롬 등의 금속 박막이나 카본(carbon) 계통의 유기 재료로 형성되는 복수개의 블랙 매트릭스(72)와, 상기 각 블랙 매트릭스(72) 사이에 형성되는 색재현층(73)과, 상기 색재현층(73)을 포함한 투명기판(71)의 전면에 형성되는 오버코트층(74)과, 상기 색재현층(73)과 대응되게 상기 오버코트층(74)상에 칼럼 방향으로 일정한 간격을 갖고 Mo막(76)과 투명 금속막(75)의 이중 구조로 형성되는 복수개의 제 1 전극(78)과, 상기 제 1 전극(78)들과 일정한 간격을 갖고 양측의 최외각에 형성되는 제 1, 제 2 패드용 단자(78a,78b)와, 상기 제 1 전극(78)들을 감싸고 상기 투명기판(71)상에 형성되는 형광물질층(79)과, 상기 형광물질층(79)을 포함한 상기 제 1, 제 2 패드용 단자(78a,78b)의 일부를 덮고 상기 투명기판(71)상에 형성되는 절연막(80)과, 상기 절연막(80)상에 상기 제 1 전극(78)과 수직한 로우 방향으로 일정한 간격을 갖고 제 1 패드용 단자(78a)와 연결되어 형성되는 복수개의 제 2 전극(81)을 포함하여 이루어져 있다.

여기서, 상기 제 1 전극(78)은 Mo막(76)과 투명 금속막(75)의 이중 구조로 이루어져 있지만, 상기 투명 금속막(75)상에 형성된 Mo막(76)은 상기 투명 금속막(75)을 완전히 덮지 않고 상기 투명 금속막(75)의 개구(빛이 투과하는 영역) 부위를 제외한 영역에만 형성되어 있다.

또한, 상기 제 1, 제 2 패드용 단자(78a,78b)는 TCP 본딩(bonding)되는 부분으로서 투명 금속막(75)이 노출되어 있다.

또한, 상기 색재현층(73)은 이웃하는 블랙 매트릭스(72)의 양단에 걸쳐서 형성되고 적(R), 녹(G), 청(B)의 컬러필터가 차례로 일정한 간격을 갖고 형성되어 있다.

또한, 상기 색재현층(73)은 일반적으로 LCD에서 사용되는 컬러필터들을 사용할 수 있고, 상기 형광물질층(79)이 블루 형광물질층일 경우에는 색재현층(73)으로 색변환층인 CCM(Color Changing Medium)를 사용할 수 있다.

여기서, 상기 설명하지 않는 화살표는 형광물질층으로부터 발생되는 적색(Red), 녹색(Green) 및 청색(Blue)의 가시광선이 제 1 전극을 통해 밖으로 빠져 원리를 나타낸 것이다.

도 7a 내지 도 7h는 본 발명의 제 2 실시예에 의한 전계 발광 소자의 제조방법을 나타낸 공정단면도이다.

도 7a에 도시한 바와 같이, 투명기판(71)상에 컬러필터 패턴의 셀 사이의 구분과 광차단 역할을 하는 블랙 매트릭스(Black Matrix)(72)를 형성한다.

여기서, 상기 블랙 매트릭스(72)의 재질로는 크롬 등의 금속 박막이나 카본(carbon) 계통의 유기 재료가 사용된다.

도 7b에 도시한 바와 같이, 상기 블랙 매트릭스(72) 사이에 적(R), 녹(G), 청(B)의 색재현층(73)을 형성한다.

여기서, 상기 색재현층(73)의 형성방법으로는 염색법, 인쇄법, 전착법, 안료분산법, 필름전사법 등을 사용할 수 있다.

한편, 상기 안료분산법은 안료가 감광성수지인 포토레지스트막에 분산된 재료를 사용하여 코팅, 노광, 현상, 소성 등의 단계적 공정을 통하여 제작하는 방법으로 이러한 방법으로 각 컬러층들(R, G, B)을 각각 형성한다.

즉, 상기 블랙 매트릭스(72)가 형성된 투명기판(71)상에 스핀코팅 방식으로 감광성 컬러수지를 도포하고, 노광 및 현상 공정을 수행하여 R, G, B에 해당하는 각각의 색재현층(73)을 형성한다.

또한, 상기 색재현층(73)은 적(Red), 녹(Green), 청(Blue) 세 가지 모양이 형성된 각각의 스크린(screen) 마스크를 이용하여 형성되며, 동일 공정을 통하여 적(Red), 녹(Green), 청(Blue) 세 가지 형태의 색재현층(73)을 형성할 수도 있다.

그리고, 상기 색재현층(73)을 포함한 투명기판(71)의 전면에 절연 및 평탄화 역할을 하는 보호막인 오버코트층(74)을 형성한다.

도 7c에 도시한 바와 같이, 상기 오버코트층(74)이 형성된 투명기판(71)상에 ITO (Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), ITZO(Indium Tin Zinc Oxide)와 같은 투명 금속막(75) 및 Mo막(76)을 차례로 형성한다.

이어, 상기 Mo막(76)상에 포토레지스트(77)를 도포한 후, 회절 노광 및 현상 공정으로 상기 포토레지스트(77)를 패터닝한다.

여기서, 상기 회절 노광은 상기 포토레지스트(77)의 상부에 슬릿 영역, 차단영역, 투과영역을 갖는 회절 마스크를 사용하여 전면에 노광을 실시할 때, 상기 투과영역에 해당하는 부분은 완전히 노광이 이루어지고, 차단영역은 노광이 이루어지지 않는다. 한편, 상기 슬릿영역은 부분적으로 노광이 이루어지면서 현상 공정시에 다른 부분보다 얇은 두께를 갖는 포토레지스트(77)가 잔류하게 된다.

도 7d에 도시한 바와 같이, 상기 패터닝된 포토레지스트(77)를 마스크로 이용하여 상기 Mo막(76) 및 투명 금속막(75)을 선택적으로 제거하여 칼럼 방향으로 일정한 간격을 갖는 복수개의 제 1 전극(78)을 형성한다.

이때 상기 복수개의 제 1 전극(78) 중 양측의 최외각 부분에는 제 1 전극(78)을 형성할 때 제 1, 제 2 패드용 단자(78a,78b)도 동시에 형성한다.

여기서, 상기 제 1, 제 2 패드용 단자(78a,78b)는 외부의 구동회로로부터 신호를 인가하기 위해 TCP 본딩이 이루어지는 부분이다.

또한, 상기 제 1 전극(78)들은 상기 색재현층(73)과 대응되게 형성된다.

도 7e에 도시한 바와 같이, 상기 포토레지스트(77)를 애싱하여 상기 포토레지스트(77)의 폭과 두께를 줄인다.

즉, 상기 애싱처리에 의해 슬릿영역에 대응된 포토레지스트(77)가 제거되고 나머지의 부분은 소정두께만큼 잔류하게 된다.

이어, 상기 애싱처리된 포토레지스트(77)를 마스크로 이용하여 상기 제 1 전극(78)으로 사용되는 투명 금속막(75)과 Mo막(76) 중 상부에 형성된 Mo막(76)을 선택적으로 제거하여 투명 금속막(75)의 표면을 노출시킨다.

여기서, 상기 Mo막(76)은 건식 식각(dry etch)을 통해 제거하고, 상기 Mo막(76)이 제거되고 노출된 투명 금속막(75)의 부분은 개구 영역(빛이 투과하는 영역)이다.

그리고 상기 제 1 전극(78)을 형성하기 위해 마스크로 사용된 상기 포토레지스트(77)를 제거한다.

도 7f에 도시한 바와 같이, 상기 제 1 전극(78)이 형성된 투명기판(71)상에 형광물질층(79)을 스핀 코팅(spin coating) 또는 프린팅 방식으로 형성한다.

여기서, 상기 형광물질층(79)을 형성할 때 상기 제 1, 제 2 패드용 단자(78a,78b)는 마스킹하고 있다.

여기서, 상기 형광물질층(79)이 블루 형광물질층을 사용할 경우에는 색재현층(73)으로 색변환층인 CCM(Color Changing Medium)를 사용할 수 있다.

도 7g에 도시한 바와 같이, 상기 형광물질층(79)이 형성된 투명기판(71)상에 상기 제 1, 제 2 패드용 단자(78a,78b)의 소정부분 노출되도록 프린팅 방식으로 절연막(80)을 형성한다.

여기서, 상기 절연막(80)을 형성할 때 프린팅 방식을 설명하고 있지만, 전면에 절연막(80)을 스퍼터링 또는 CVD법으로 증착하고, 포토 및 식각 공정을 통해 제 1, 제 2 패드용 단자(78a,78b)가 노출되도록 선택적으로 제거할 수도 있다.

도 7h에 도시한 바와 같이, 상기 절연막(80)을 포함한 투명기판(71)의 전면에 Al/Ti막이 적층된 금속막을 증착하고, 포토 및 식각 공정을 통해 상기 금속막을 선택적으로 제거하여 상기 제 1 전극(78)과 수직한 방향으로 일정한 간격을 갖는 복수개의 제 2 전극(81)을 형성한다.

이때 상기 제 2 전극(81)은 상기 제 1 패드용 단자(78a)와 전기적으로 연결되고, 상기 제 2 전극(81)과 연결되는 제 1 패드용 단자(78a)는 투명 금속막(75)과 Mo막(76)의 이중 구조로 이루어져 있는데, 그 중에서 Mo막(76)과 전기적으로 연결되어 있다.

한편, 상기 제 2 전극(81)과 전기적으로 연결되지 않는 제 1 패드용 단자(78a)의 투명 금속막(75)은 외부의 신호를 인가하기 위한 TCP와 연결되는 부분이다.

여기서, 상기 제 2 전극(81)을 형성하기 위한 식각 공정시에 습식 식각을 실시하더라도 상기 절연막(80)이 상기 형광물질층(79)을 덮고 있기 때문에 형광물질층(79)의 데미지를 방지할 수 있다.

한편, 상기 제 2 전극(81)을 형성할 때 섀도우 마스크를 사용한 프린팅 방식으로 형성할 수도 있다.

또한, 상기 제 2 전극(81)으로 사용되는 금속막으로서, 반사 및 신호전달이 좋은 Al, Ag 등을 사용할 수도 있다.

한편, 이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 전계 발광 소자 및 그 제조방법은 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 형광물질층을 형성한 후 절연막을 통해 보호함으로써 형광물질층이 후속 공정 중 필요한 각종 약액에 노출되는 것을 막고, 대기로부터 습기 침해에 대해 보호를 할 수 있어 수율을 향상시킬 수 있다.

둘째, 로우 방향으로 형성되는 제 2 전극(반사전극)이 Mo막과 투명 금속막의 이중 구조로 이루어진 패드에 전기적 접촉이 이루어짐으로써 접촉 저항 문제를 해결할 수 있고, 식각 과정에서 발생 가능한 전식(電蝕)을 방지할 수 있다.

셋째, LCD의 컬러필터(color filter) 제조 기술을 이용함으로써 장비의 활용성을 높일 수 있다.

도 1은 일반적인 EL 패널을 개략적으로 도시하는 도면

도 2는 도 1의 EL 패널에서 하나의 화소 소자를 나타낸 도면

도 3a 내지 도 3e는 종래 기술에 의한 전계 발광 소자의 제조방법을 나타낸 공정 단면도

도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 의한 전계 발광 소자를 나타낸 구조 단면도

도 5a 내지 도 5e는 본 발명의 제 1 실시예에 의한 전계 발광 소자의 제조방법을 나타낸 공정단면도

도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 의한 전계 발광 소자를 나타낸 구조 단면도

도 7a 내지 도 7h는 본 발명의 제 2 실시예에 의한 전계 발광 소자의 제조방법을 나타낸 공정단면도

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

51 : 투명기판 52 : 블랙 매트릭스

53 : 색재현층 54 : 오버코트층

55 : 제 1 전극 56 : 형광물질층

57 : 절연막 58 : 제 2 전극

Claims

투명기판상에 일정한 간격을 갖고 형성되는 복수개의 블랙 매트릭스와,

상기 블랙 매트릭스의 사이에 형성되는 복수개의 색재현층과,

상기 각 색재현층을 포함한 투명기판의 전면에 형성되는 오버코트층과,

상기 오버코트층상에 상기 각 색재현층과 대응되게 형성되는 복수개의 제 1 전극과,

상기 제 1 전극과 일정한 간격을 갖고 상기 오버코트층의 양측 끝단에 형성되는 제 1, 제 2 패드용 단자와,

상기 제 1 전극들을 감싸고 형성되는 형광물질층과,

상기 제 1, 제 2 패드용 단자의 표면이 소정부분 노출되도록 상기 형광물질층을 포함한 투명기판상에 형성되는 절연막과,

상기 절연막상에 상기 제 1 전극들과 수직한 방향으로 일정한 간격을 갖고 형성되는 복수개의 제 2 전극을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 전계 발광 소자.
제 1 항에 있어서, 상기 제 1 전극과 제 1, 제 2 패드용 단자는 동일한 금속층으로 이루어진 것을 특징으로 하는 전계 발광 소자.
제 1 항에 있어서, 상기 제 1 전극은 투명한 금속으로 이루어진 것을 특징으로 하는 전계 발광 소자.
제 1 항에 있어서, 상기 제 2 전극은 Al-Ti로 이루어진 것을 특징으로 하는 전계 발광 소자.
제 1 항에 있어서, 상기 형광물질층은 블루 형광물질층인 것을 특징으로 하는 전계 발광 소자.
제 1 항에 있어서, 상기 색재현층은 컬러필터층인 것을 특징으로 하는 전계 발광 소자.
제 1 항에 있어서, 상기 색재현층은 색변환층인 것을 특징으로 하는 전계 발광 소자.
투명기판상에 일정한 간격을 갖고 형성되는 복수개의 블랙 매트릭스와,

상기 각 블랙 매트릭스 사이에 형성되는 색재현층과,

상기 색재현층을 포함한 투명기판의 전면에 형성되는 오버코트층과,

상기 색재현층과 대응되게 상기 오버코트층상에 제 1 방향으로 일정한 간격을 갖고 제 1 금속막과 제 2 금속막의 이중 구조로 형성되는 복수개의 제 1 전극과,

상기 제 1 전극들과 일정한 간격을 갖고 양측의 최외각에 형성되는 제 1, 제 2 패드용 단자와,

상기 제 1 전극들을 감싸고 상기 투명기판상에 형성되는 형광물질층과,

상기 형광물질층을 포함하여 상기 제 1, 제 2 패드용 단자의 일부를 덮고 상기 투명기판상에 형성되는 절연막과,

상기 절연막상에 상기 제 1 전극과 수직한 제 2 방향으로 일정한 간격을 갖고 제 1 패드용 단자와 연결되어 형성되는 복수개의 제 2 전극을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 전계 발광 소자.
제 8 항에 있어서, 상기 제 1 금속막은 투명 금속막인 것을 특징으로 하는 전계 발광 소자.
제 8 항에 있어서, 상기 제 2 금속막은 Mo막인 것을 특징으로 하는 전계 발광 소자.
제 8 항에 있어서, 상기 제 1 금속막상에 형성된 제 2 금속막은 상기 제 1 금속막을 완전히 덮지 않고 상기 제 1 금속막의 소정부위에만 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전계 발광 소자.
제 8 항에 있어서, 상기 제 1, 제 2 패드용 단자는 TCP 본딩되는 부분으로서 제 1 금속막의 표면이 노출되어 있는 것을 특징으로 하는 전계 발광 소자.
제 8 항에 있어서, 상기 색재현층은 이웃하는 블랙 매트릭스의 양단에 걸쳐서 형성되는 것을 특징으로 하는 전계 발광 소자.
제 8 항에 있어서, 상기 제 2 전극은 Al인 것을 특징으로 하는 전계 발광 소자.
제 9 항에 있어서, 상기 투명 금속막은 ITO, IZO, ITZO 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 전계 발광 소자.
제 8 항에 있어서, 상기 블랙 매트릭스는 크롬 등의 금속 박막이나 카본 계통의 유기 재료로 이루어진 것을 특징으로 하는 전계 발광 소자.
제 8 항에 있어서, 상기 색재현층은 컬러필터층인 것을 특징으로 하는 전계 발광 소자.
제 8 항에 있어서, 상기 색재현층은 색변환층인 것을 특징으로 하는 전계 발광 소자.
투명기판상에 일정한 간격을 갖도록 복수개의 블랙 매트릭스를 형성하는 단계;

상기 블랙 매트릭스층의 사이에 색재현층들을 형성하는 단계;

상기 각 색재현층을 포함한 투명기판의 전면에 오버코트층을 형성하는 단계;

상기 오버코트층상에 상기 각 색재현층과 대응되게 복수개의 제 1 전극들을 형성함과 최외각의 양측에 제 1, 제 2 패드용 단자를 형성하는 단계;

상기 제 1 전극들을 감싸도록 상기 투명기판상에 형광물질층을 형성하는 단계;

상기 제 1, 제 2 패드용 단자가 노출되도록 상기 형광물질층을 포함한 투명기판의 전면에 절연막을 형성하는 단계;

상기 절연막상에 상기 제 1 전극들과 수직한 방향으로 일정한 간격을 갖는 복수개의 제 2 전극들을 형성하는 단계를 포함하여 형성함을 특징으로 하는 전계 발광 소자의 제조방법.
제 19 항에 있어서, 상기 색재현층은 염색법, 인쇄법, 전착법, 안료분산법, 필름전사법 중에서 어느 하나를 사용하여 형성함을 특징으로 하는 전계 발광 소자의 제조방법.
제 19 항에 있어서, 상기 제 1 전극은 ITO, IZO, ITZO와 같은 투명 금속을 섀도우 마스크를 이용하여 형성하는 것을 특징으로 하는 전계 발광 소자의 제조방법.
제 19 항에 있어서, 상기 제 1 전극은 상기 투명기판상에 투명 금속막을 증착하고, 포토 및 식각 공정을 통해 상기 투명 금속막을 선택적으로 제거하여 형성하는 것을 특징으로 하는 전계 발광 소자의 제조방법.
제 19 항에 있어서, 상기 제 1 전극은 상기 투명기판상에 투명 금속막을 증착하고, 레이저 제거 기술을 이용하여 상기 투명 금속막을 선택적으로 제거하여 형성하는 것을 특징으로 하는 전계 발광 소자의 제조방법.
제 19 항에 있어서, 상기 형광물질층은 스핀 코팅 또는 프린팅 방식으로 형성하는 것을 특징으로 하는 전계 발광 소자의 제조방법.
제 19 항에 있어서, 상기 절연막은 프린팅 방식으로 형성하는 것을 특징으로 하는 전계 발광 소자의 제조방법.
제 19 항에 있어서, 상기 제 2 전극은 Al/Ti막이 적층된 금속막을 증착하고, 포토 및 식각 공정을 통해 상기 금속막을 선택적으로 제거하여 형성하는 것을 특징으로 하는 전계 발광 소자의 제조방법.
제 26 항에 있어서, 상기 금속막은 습식 식각으로 제거하는 것을 특징으로 하는 전계 발광 소자의 제조방법.
제 19 항에 있어서, 상기 제 2 전극은 섀도우 마스크를 사용한 프린팅 방식으로 형성하는 것을 특징으로 하는 전계 발광 소자의 제조방법.
제 19 항에 있어서, 상기 제 2 전극은 Al 또는 Ag로 형성하는 것을 특징으로 하는 전계 발광 소자의 제조방법.
제 19 항에 있어서, 상기 색재현층은 컬러필터층으로 형성하는 것을 특징으로 하는 전계 발광 소자의 제조방법.
제 19 항에 있어서, 상기 색재현층은 색변환층으로 형성하는 것을 특징으로 하는 전계 발광 소자의 제조방법.
제 19 항에 있어서, 상기 형광물질층은 블루 형광물질층을 사용하는 것을 특징으로 하는 전계 발광 소자의 제조방법.
투명기판상에 일정한 간격을 갖는 복수개의 블랙 매트릭스를 형성하는 단계;

상기 각 블랙 매트릭스 사이에 색재현층을 형성하는 단계;

상기 색재현층을 포함한 투명기판의 전면에 오버코트층을 형성하는 단계;

상기 색재현층과 대응되게 상기 오버코트층상에 제 1 방향으로 일정한 간격을 갖고 제 1 금속막과 제 2 금속막의 이중 구조로 이루어진 복수개의 제 1 전극을 형성하는 단계;

상기 제 1 전극들과 일정한 간격을 갖고 양측의 최외각에 제 1, 제 2 패드용 단자를 형성하는 단계;

상기 제 1 전극들을 감싸도록 상기 투명기판상에 형광물질층을 형성하는 단계;

상기 형광물질층을 포함하여 상기 제 1, 제 2 패드용 단자의 일부를 덮도록 상기 투명기판상에 절연막을 형성하는 단계;

상기 절연막상에 상기 제 1 전극과 수직한 제 2 방향으로 일정한 간격을 갖고 제 1 패드용 단자와 연결되는 복수개의 제 2 전극을 형성하는 단계를 포함하여 형성함을 특징으로 하는 전계 발광 소자의 제조방법.
제 33 항에 있어서, 상기 블랙 매트릭스는 크롬 등의 금속 박막이나 카본 계통의 유기 재료로 형성하는 것을 특징으로 하는 전계 발광 소자의 제조방법.
제 33 항에 있어서, 상기 제 1 전극 및 제 1, 제 2 패드용 단자는 동시에 형성하는 것을 특징으로 하는 전계 발광 소자의 제조방법.
제 33 항에 있어서, 상기 제 1 전극을 형성하는 단계는

상기 투명기판상에 투명 금속막 및 Mo막을 차례로 형성하는 단계;

상기 Mo막상에 포토레지스트를 도포한 후, 회절 노광 및 현상 공정으로 상기 포토레지스트를 패터닝하는 단계;

상기 패터닝된 포토레지스트를 마스크로 이용하여 상기 Mo막 및 투명 금속막을 선택적으로 제거하여 제 1 방향으로 일정한 간격을 갖는 복수개의 제 1 전극을 형성하는 단계;

상기 포토레지스트를 애싱하는 단계;

상기 애싱처리된 포토레지스트를 마스크로 이용하여 상기 제 1 전극으로 사용되는 투명 금속막과 Mo막 중 상부에 형성된 Mo막을 선택적으로 제거하여 투명 금속막의 표면을 노출시키는 단계;

상기 포토레지스트를 제거하는 단계로 이루어짐을 특징으로 하는 전계 발광 소자의 제조방법.
제 36 항에 있어서, 상기 Mo막은 건식 식각으로 제거하는 것을 특징으로 하는 전계 발광 소자의 제조방법.
제 33 항에 있어서, 상기 형광물질층은 스핀 코팅 또는 프린팅 방식으로 형성하는 것을 특징으로 하는 전계 발광 소자의 제조방법.
제 33 항에 있어서, 상기 절연막은 프린팅 방식으로 형성하는 것을 특징으로 하는 전계 발광 소자의 제조방법.
제 33 항에 있어서, 상기 제 2 전극은 섀도우 마스크를 사용한 프린팅 방식으로 형성하는 것을 특징으로 하는 전계 발광 소자의 제조방법.
제 33 항에 있어서, 상기 제 2 전극은 상기 투명기판상에 Al막을 증착하고, 소정부분을 마스킹한 후 습식 식각으로 상기 Al막을 선택적으로 제거하여 형성하는 것을 특징으로 하는 전계 발광 소자의 제조방법.
제 33 항에 있어서, 상기 색재현층은 컬러필터층으로 형성하는 것을 특징으로 하는 전계 발광 소자의 제조방법.
제 33 항에 있어서, 상기 색재현층은 색변환층으로 형성하는 것을 특징으로 하는 전계 발광 소자의 제조방법.
제 33 항에 있어서, 상기 형광물질층은 블루 형광물질층을 사용하는 것을 특징으로 하는 전계 발광 소자의 제조방법.