KR20080000300A - 유기전계발광 소자 및 그 제조방법 - Google Patents

유기전계발광 소자 및 그 제조방법 Download PDF

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이상근
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Abstract

본 발명에서는, 서로 대향되게 배치되며, 다수 개의 화소 영역을 가지는 제 1 영역과, 상기 제 1 영역의 주변부에 위치하고 다수 개의 더미화소 영역을 가지는 제 2 영역을 가지는 제 1, 2 기판과; 상기 제 1 기판 내부면에서, 상기 제 1 영역에 상기 화소 영역별로 형성된 다수 개의 박막트랜지스터와; 상기 박막트랜지스터와 상기 화소 영역별로 연결된 다수 개의 화소 전극과; 상기 제 2 기판 내부면에 형성된 유기전계발광 다이오드와; 상기 제 1, 2 기판 사이의 상기 제 1 영역에 위치하며, 상기 다수 개의 박막트랜지스터와 상기 유기전계발광 다이오드를 상기 화소 영역별로 연결시키는 다수 개의 전기적 연결패턴과; 상기 제 1, 2 기판 사이의 상기 제 2 영역에 상기 더미화소 영역별로 위치하는 다수 개의 더미 스페이서를 포함하며, 상기 더미 스페이서는 상기 제 1 영역과 인접한 적어도 하나의 더미화소 영역에서는 생략된 것을 특징으로 하는 유기전계발광 소자를 제공한다.

Description

유기전계발광 소자 및 그 제조방법{Organic Electroluminescent Device and Method of fabricating the same}
도 1은 일반적인 유기전계발광 소자의 기본화소 구조에 대한 도면.
도 2a 및 2b는 본 발명에 따른 듀얼패널타입 유기전계발광 소자의 단면도로서, 도 2A는 두 기판의 합착 전 도면이고, 도 2B는 두 기판의 합착 후 도면.
도 3a 및 3b는 본 발명의 일실시예에 따른 듀얼패널타입 유기전계발광 소자에 관한 단면도.
도 4a, 4b 그리고 4c는 본 발명의 일실시예에 따른 듀얼패널타입 유기전계발광 소자를 공정 순서에 따라 차례대로 도시한 도면.
도 5a 및 5b는 본 발명의 일실시예에 따른 듀얼패널타입 유기전계발광 소자에 대한 도면으로서, 도 5a는 한 화소부에 대한 평면도이고 도 5b는 제 1, 2 경계부에서의 단면도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉
210: 제 1 기판 220: 버퍼 패턴
230: 제 2 기판 240: 전기적 연결패턴
250: 더미 스페이서 I: 제 1 영역
II: 제 2 영역 IV: 제 2 영역과 인접한 제 1 영역부
AL: 어레이 소자층 DEL: 유기전계발광 다이오드
P: 화소 영역 T: 박막트랜지스터
본 발명은 유기전계발광 소자(Organic Electroluminescent Device)에 관한 것이며, 특히 듀얼패널타입 유기전계발광 소자 및 그 제조방법에 관한 것이다.
새로운 평판디스플레이 중 하나인 유기전계발광 소자는 자체발광형이기 때문에 액정표시장치에 비해 시야각, 대조비 등이 우수하며 백라이트가 필요하지 않기 때문에 경량박형이 가능하고, 소비전력 측면에서도 유리하여 최근 각광받고 있다.
도 1은 일반적인 유기전계발광 소자의 기본화소 구조에 대한 도면이다.
도시한 바와 같이, 게이트 배선(GL)과 데이터 배선(DL)이 서로 교차되게 형성되어 있고, 데이터 배선(DL)과 일정간격 이격되게 전력공급 배선(PL)이 형성되어 있다. 상기 게이트 배선(GL)과 데이터 배선(DL)이 교차되는 지점에는 이들과 연결되는 전압을 제어하는 역할의 스위칭 박막트랜지스터(Ts)가 형성되어 있고, 스위칭 박막트랜지스터(Ts) 및 전력공급 배선(PL)과 연결되어 전류원 소자(current source element)인 구동 박막트랜지스터(Td)가 형성되어 있다.
그리고, 상기 스위칭 박막트랜지스터(Ts) 및 구동 박막트랜지스터(Td)의 연결부 및 상기 전력공급 배선(PL)과 연결되어 전류원을 저장하는 역할의 스토리지 캐패시터(Cst)가 형성되어 있으며, 상기 구동 박막트랜지스터(Td)와 연결되어 정전류 구동방식이며, 애노드(anode), 유기전계발광층, 캐소드(cathode)로 이루어진 유기전계발광 다이오드(E)가 형성되어 있다. 한 예로, 도면으로 제시한 바와 같이 상기 구동 박막트랜지스터(Td)에는 애노드(anode)가 전기적으로 연결될 수 있다.
이하, 상기 유기전계발광 소자의 구동원리에 대해서 설명한다.
한 예로, 상기 액티브 매트릭스 방식에서는 선택신호에 따라 해당전극에 신호를 인가하면, 스위칭 박막트랜지스터(Ts)의 게이트가 온 상태(ON state)가 되고, 데이터 신호가 스위칭 박막트랜지스터(Ts)의 게이트를 통과하여, 구동 박막트랜지스터(Td)와 스토리지 캐패시터(Cst)에 인가되며, 구동 박막트랜지스터(Td)의 게이트가 온 상태로 되면, 전원공급 배선(PL)으로부터 전류가 구동 박막트랜지스터(Td)의 게이트를 통하여 유기전계발광층에 인가되어 발광하게 된다.
이때, 상기 데이터 신호의 크기에 따라, 구동 박막트랜지스터(Td)의 게이트의 개폐정도가 달라져서, 구동 박막트랜지스터(Td)를 통하여 흐르는 전류량을 조절하여 계조표시를 할 수 있게 된다.
그리고, 비선택 구간에는 스토리지 캐패시터(Cst)에 충전된 데이터가 구동 박막트랜지스터(Td)에 계속 인가되어, 다음 화면의 신호가 인가될 때까지 지속적으로 유기전계발광 소자를 발광시킬 수 있다.
그런데, 종래의 유기전계발광 소자는 박막트랜지스터를 포함하는 어레이 소자와 유기전계발광 다이오드 소자가 모두 형성된 기판과, 별도의 인캡슐레이션용 기판의 합착을 통해 소자를 제작하였다. 이에 따라, 어레이 소자의 수율과 유기전계발광 다이오드 소자 수율의 곱이 유기전계발광 소자의 수율을 결정하기 때문에, 종래에는 후반 공정에 해당되는 유기전계발광 다이오드 소자의 제조 공정에 의해 전체 공정 수율이 크게 제한되는 문제점이 있었다.
본 발명에서는, 전술한 종래 유기전계발광 소자의 생산 수율 및 광 효율 문제를 해결하여 고해상도/고개구율 구조 유기전계발광 소자를 제공하는 것을 목적으로 하며, 이를 위하여, 박막트랜지스터를 포함하는 어레이 소자와 유기전계발광 다이오드 소자를 서로 다른 기판에 형성하는 듀얼패널타입의 유기전계발광 소자를 제공하고자 한다.
본 발명의 또 다른 목적에서는, 듀얼패널타입 유기전계발광 소자의 경우 서로 다른 기판에 형성된 유기전계발광 다이오드의 어느 한 전극과 박막트랜지스터를 두 기판 사이에 위치하는 별도의 전기적 연결패턴으로 연결시킴에 따라 영역별 단차 발생에 의해 콘택 불량이 발생되는 것을 방지하는 것이다.
이를 위하여, 본 발명에서는 씰패턴이 둘러싸는 내부 영역에 있어서, 내부 영역의 전체적인 셀갭 유지를 위하여 외곽부에 서로 일정간격 이격되게 형성하는 더미 스페이서의 패턴 설계를 변경하고자 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 제 1 특징에서는 서로 대향되게 배치되며, 다수 개의 화소 영역을 가지는 제 1 영역과, 상기 제 1 영역의 주변부에 위치하고 다수 개의 더미화소 영역을 가지는 제 2 영역을 가지는 제 1, 2 기판과; 상기 제 1 기판 내부면에서, 상기 제 1 영역에 상기 화소 영역별로 형성된 다수 개의 박막트랜지스터와; 상기 박막트랜지스터와 상기 화소 영역별로 연결된 다수 개의 화소 전극과; 상기 제 2 기판 내부면에 형성된 유기전계발광 다이오드와; 상기 제 1, 2 기판 사이의 상기 제 1 영역에 위치하며, 상기 다수 개의 박막트랜지스터와 상기 유기전계발광 다이오드를 상기 화소 영역별로 연결시키는 다수 개의 전기적 연결패턴과; 상기 제 1, 2 기판 사이의 상기 제 2 영역에 상기 더미화소 영역별로 위치하는 다수 개의 더미 스페이서를 포함하며, 상기 더미 스페이서는 상기 제 1 영역과 인접한 적어도 하나의 더미화소 영역에서는 생략된 것을 특징으로 하는 유기전계발광 소자를 제공한다.
상기 유기전계발광 다이오드는, 제 1 기판 내부면에 형성된 제 1 전극과, 상기 제 1 전극 상에 형성된 유기전계발광층과, 상기 유기전계발광층 상에 위치하며 상기 화소 영역별로 형성된 다수 개의 제 2 전극으로 이루어진 것을 특징으로 하고, 상기 전기적 연결패턴은, 상기 제 2 전극과 상기 박막트랜지스터를 연결시키는 것을 특징으로 한다.
상기 더미 스페이서는 상기 전기적 연결패턴과 대응되는 두께를 가지는 것을 특징으로 하고, 상기 제 1 기판 내부면의 상기 제 2 영역에는, 상기 더미화소 영역 별로 형성된 버퍼패턴을 더 포함하며, 상기 버퍼 패턴은 상기 더미 스페이서와 대응되게 위치하는 것을 특징으로 한다.
상기 제 1, 2 기판 사이에 위치하며, 상기 제 1 기판은 상기 제 2 영역의 주변부에 위치하는 제 3 영역을 더 포함하며, 상기 제 2, 3 영역의 경계부를 둘러싸며, 상기 제 1, 2 기판을 합착시키는 씰패턴을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 박막트랜지스터와 연결되며, 서로 교차되어 상기 화소 영역을 정의하는 다수 개의 게이트 배선 및 데이터 배선과, 상기 게이트 배선 및 데이터 배선 중 어느 한 배선과 일정간격 이격되게 형성되는 전력공급 배선을 다수 개 더 포함하는 것을 특징으로 하고, 상기 더미 스페이서는 상기 제 2 영역 중 어느 한 영역에서 상기 유기전계발광 다이오드의 한 전극과 상기 전력공급 배선을 전기적으로 연결시키는 것을 특징으로 한다.
상기 박막트랜지스터는, 상기 게이트 배선과 연결되는 게이트 전극과, 상기 데이터 배선과 연결되는 소스 전극과, 상기 소스 전극과 이격되는 드레인 전극을 포함하며, 실질적으로 상기 드레인 전극과 상기 제 2 전극이 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 2 특징에서는, 다수 개의 화소 영역을 가지는 제 1 영역과, 상기 제 1 영역의 주변부에 위치하며 다수 개의 더미화소 영역을 가지는 제 2 영역과, 상기 제 2 영역의 주변부를 두르는 영역에 위치하는 제 3 영역을 가지는 제 1 기판 상에, 상기 화소 영역별로 박막트랜지스터와 상기 박막트랜지스터와 연결되는 화소 전극을 다수 개 형성하는 단계와; 상기 제 1 기판과 대응되는 제 1, 2 영역을 가지는 제 2 기판 상에, 제 1 전극, 유기전계발광층, 상기 화소 영역별로 위치하는 다수 개의 제 2 전극을 포함하는 유기전계발광 다이오드를 형성하는 단계와; 상기 제 1, 2 기판 중 어느 한 기판의 제 1 영역 상에 상기 화소 영역별로 상기 박막트랜지스터와 상기 유기전계발광 다이오드를 연결시키기 위한 다수 개의 전기적 연결 패턴을 형성하는 단계와; 상기 제 1, 2 기판 중 어느 한 기판의 제 2 영역 상에, 상기 더미화소 영역별로 더미 스페이서를 다수 개 형성하는 단계와; 상기 제 1, 2 기판을 합착하여, 상기 전기적 연결패턴에 의해 상기 박막트랜지스터와 상기 제 2 전극을 전기적으로 연결시키는 단계를 포함하며, 상기 더미 스페이서는 상기 제 1 영역과 인접한 적어도 하나의 더미화소 영역에서 생략되는 것을 특징으로 하는 유기전계발광 소자의 제조방법을 제공한다.
상기 더미 스페이서는 상기 전기적 연결패턴과 동일 공정에서 동일 물질로 형성되는 것을 특징으로 하고, 상기 박막트랜지스터를 형성하는 단계에서, 상기 제 2 영역에 상기 더미화소 영역별로 다수 개의 버퍼 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 버퍼 패턴은 상기 더미 스페이서와 대응된 영역에 위치하는 것을 특징으로 하고, 상기 박막트랜지스터를 형성하는 단계에서는, 서로 교차되어 상기 화소 영역을 정의하는 다수 개의 게이트 배선 및 데이터 배선을 형성하는 단계와, 상기 게이트 배선 및 데이터 배선 중 어느 한 배선과 일정간격 이격되게 형성되는 전력공급 배선을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하며, 상기 제 2 영역의 어느 한 부분에 위치하는 상기 더미 스페이서는 상기 유기전계발광 다이오드와 상기 전력공급 배선을 전기적으로 연결시키는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 2a 및 2b는 본 발명의 일실시예에 따른 듀얼패널타입 유기전계발광 소자의 단면도로서, 도 2a는 두 기판의 합착 전 도면이고, 도 2b는 두 기판의 합착 후 도면이다.
도시한 바와 같이, 서로 대향되게 배치되며, 다수 개의 화소 영역(P)으로 구성되는 제 1 영역(I)과, 제 1 영역(I)의 외곽에 위치하는 제 2 영역(II)을 가지는 제 1, 2 기판(110, 130)이 배치되어 있고, 제 1 기판(110) 내부면의 제 1 영역(I)에는 다수 개의 박막트랜지스터(T)가 화소 영역별(T)로 형성되어 있고, 제 2 기판(130) 내부면의 제 1 영역(I)에는 유기전계발광 다이오드(DEL)가 형성되어 있다. 도면으로 제시하지 않았지만, 상기 유기전계발광 다이오드(DEL)는 제 1 전극, 유기전계발광층 그리고 제 2 전극이 차례대로 형성된 구조로 이루어질 수 있다.
상기 제 1, 2 기판(110, 130) 사이의 제 1 영역(I)에는 상기 화소 영역(P)별로 상기 박막트랜지스터(T)와 유기전계발광 다이오드(DEL)를 연결시키는 전기적 연결패턴(140)이 형성된다.
한편, 상기 제 2 영역(II)에는, 상기 전기적 연결패턴(140)과 동일 공정에서 동일 물질로 이루어진 더미 스페이서(150)가 기판 외곽부의 셀갭을 일정하게 유지하기 위한 목적으로 더미 스페이서(150)가 형성되고, 상기 더미 스페이서(150)와 대응된 제 1 기판(110) 내부면에는 버퍼 패턴(120)이 형성되어 있다. 상기 더미 스페이서(150)와 버퍼 패턴(120)은 더미화소 영역(DP) 단위로 형성될 수 있다.
도면으로 상세히 제시하지 않았지만, 상기 버퍼 패턴(120)은 상기 제 1 기판의 제 1 영역(I)에 위치하는 어레이 소자층(AL)을 이루은 게이트 배선, 반도체층, 데이터 배선 그리고 기타 절연물질층 등이 차례대로 적층된 구조로 상기 어레이 소자층(AL)의 제조 공정에서 동시에 형성될 수 있고, 실질적으로, 상기 더미 스페이서 (150) 중에서 어느 한 외곽부에 위치하는 더미 스페이서(150)는 상기 유기전계발광 다이오드(DEL)의 기판 전면에 형성되는 전극에 상기 제 1 기판(110)의 파워 전압을 인가하기 위한 목적으로, 상기 전극과 제 1 기판(110)의 전원공급 배선을 전기적으로 연결시키는 구조를 가진다.
그리고, 제 2 기판(130)의 제 2 영역(II)에는 여러 가지 공정조건 등을 고려하여 유기전계발광 다이오드(DEL)를 이루는 패턴을 포함하지 않는 것이 보통이다. 따라서, 제 2 영역(II)과 제 1 영역(I)에는 단차를 가지게 된다.
도면으로 제시하지 않았지만, 경우에 따라서는 상기 제 2 기판(130)의 제 2 영역(II)에 선택적으로 외부 구동회로와의 연결 등을 위해 배선 재료들이 선택적으로 형성될 수 있기 때문에 이러한 이유등에 의해서도 제 1, 2 영역(I, II) 간에는 단차발생부(III)를 가지게 된다.
도 2b에서 도시한 바와 같이, 이러한 단차 발생은 제 1, 2 기판(110, 130)을 합착하는 단계에서, 합착 압력은 아무래도 제 2 영역(II)의 외곽부를 둘러싸는 씰 패턴(미도시)을 중심으로 가해지게 되는데 제 1, 2 영역(I, II) 간에 단차가 발생하게 되면 해당 영역에서 기판 휨이 발생하게 된다.
이때, 단차 발생부(III)에서는 기판에 많은 스트레스가 가해지고 되고 제 1 영역(I) 내에서의 전기적 접촉도 완전히 이루어지지 않아 화질 불량이 유발될 수 있다. 특히, 단차 발생부(III)와 인접한 제 1 영역부 (IV)에 위치하는 전기적 연결패턴(140)과 박막트랜지스터(T)간의 전기적 접촉이 제대로 이루어지지 않을 수 있다.
만약, 전기적 연결패턴(140)이 제 1 기판(110)에 형성된 경우라면, 전기적 연결패턴(140)과 유기전계발광 다이오드(DEL) 간의 전기적 접촉이 제대로 이루어지지 않을 것이다.
또한, 도면으로 제시하지 않았지만, 상기 제 2 기판(130)의 제 2 영역(II)에는 별도로 패턴들이 형성될 수 있으며, 이러한 패턴에 의해 제 1, 2 영역(I, II) 간의 단차 발생은 불가피 할 수 밖에 없게 된다.
도 3a 및 3b는 본 발명의 일실시예에 따른 듀얼패널타입 유기전계발광 소자에 관한 단면도로서, 상기 도 2a 및 2b와 구별되는 특징적인 부분을 중심으로 설명한다.
도시한 바와 같이, 본 실시예에 따른 더미 스페이서(250)를 제 2 영역(II)의 더미화소 영역(DP)에 형성함에 있어서, 상기 제 1 영역(I)과 가장 인접한 적어도 하나의 더미화소 영역(DP)에서는 생략되는 것을 특징으로 한다. 실제로, 도면에서 는 제 1 영역(I)과 인접한 두개의 더미화소 영역(DP)에서 더미 스페이서(250)의 형성이 생략되었고, 도면으로 제시하지 않았지만, 평면적으로 봤을 때 네 개의 변에 대해서 이러한 구성이 균일하게 적용될 수 있다.
따라서, 도 3b에서 도시한 바와 같이, 합착 단계에서 기판의 스트레스를 줄여 제 2 영역(II)과 인접한 제 1 영역부(VI)에서의 전기적 접촉이 원활히 이루어지도록 하여 화질 불량을 개선할 수 있다. 즉, 다시 말하면, 제 1, 2 영역(I, II) 간에 불가피하게 존재하는 단차에 의해 영역간 경계부에서의 전기적 접촉특성이 저하되는 것을 방지하기 위해 경계부 영역에서의 기판의 휨 마진을 어느정도 확보하기 위한 목적으로 제 1 영역(I)과 인접한 제 2 영역(II)부에 위치하는 더미 스페이서(250)를 생략하고자 하는 것이다.
이하, 공정 도면을 통해서 좀더 상세히 설명하도록 한다.
도 4a, 4b 그리고 4c는 본 발명의 일실시예에 따른 듀얼패널타입 유기전계발광 소자를 공정 순서에 따라 차례대로 도시한 도면이다.
도 4a에 도시한 바와 같이, 다수 개의 화소 영역(P)이 정의된 제 1 영역(I)과, 상기 제 1 영역(I)의 주변부에 위치하며 다수 개의 더미화소 영역(DP)가 정의된 제 2 영역(II)을 가지는 제 1 기판(210) 상의 제 1 영역(I)에 상기 화소 영역(P)별로 다수 개의 박막트랜지스터(T) 및 어레이층(AL)을 형성하고, 제 2 영역(II)에는 어레이층(AL)과 동일 공정에서 동일 물질들로 이루어지는 버퍼 패턴(220)을 상기 다수 개의 더미화소 영역(DP)별로 다수 개 형성하는 단계이다.
도면으로 제시하지 않았지만, 상기 제 1 기판(210)에는 서로 교차되게 형성되는 게이트 배선 및 데이터 배선과, 상기 게이트 배선 및 데이터 배선 중 어느 한 배선과 이격되게 위치하는 전원공급 배선을 형성하는 단계를 포함한다.
그리고, 상기 박막트랜지스터(T)를 형성하는 단계는, 상기 게이트 배선 및 데이터 배선이 교차되는 지점에 형성되는 스위칭 박막트랜지스터를 형성하는 단계와, 상기 스위칭 박막트랜지스터 및 상기 전원공급 배선과 연결되는 구동 박막트랜지스터를 형성하는 단계를 포함한다. 실질적으로, 상기 도면에 제시한 박막트랜지스터(T)는 이중에서 구동 박막트랜지스터에 해당될 수 있다.
도 4b에 도시한 바와 같이, 상기 제 1 기판(도 4A의 210)에서와 같이 다수 개의 화소 영역(P)을 가지는 제 1 영역(I) 및 제 1 영역(I)의 외곽부에 위치하는 제 2 영역(II)을 가지는 제 2 기판(230) 상에 유기전계발광 다이오드(DEL)를 형성하는 단계와, 유기전계발광 다이오드(DEL) 상부의 제 1 영역(I)에 전기적 연결패턴(240)을 형성하고, 제 2 영역(II)에 더미 스페이서(250)를 동시에 형성하는 단계를 포함한다.
도면으로 제시하지 않았지만, 상기 유기전계발광 다이오드(DEL)를 형성하는 단계는 제 1 전극, 유기전계발광층, 그리고 제 2 전극을 차례대로 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 유기전계발광층 및 제 2 전극을 형성하기 전에 이들 패턴을 화소 영역(P)별로 자동적으로 패터닝할 목적으로 화소 영역(P)별 경계부에 격벽을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있고, 상기 전기적 연결패턴(240) 의 경우 유기전계발광 다이오드(DEL)와 박막트랜지스터(T)를 전기적으로 연결하기 위해 적어도 그 겉표면이 전도성 물질로 이루어져야 하므로, 자체적으로 전도성을 가지거나 또는 제 1 전극을 형성한 다음, 상기 전기적 연결패턴(240)을 형성하고, 상기 전기적 연결패턴(240)을 덮도록 유기전계발광층 및 제 2 전극을 형성할 수도 있다.
그리고, 상기 전기적 연결패턴(240) 및 더미 스페이서(250)는 경우에 따라서는 상기 제 1 기판(210) 상에 형성될 수도 있다.
이때, 상기 제 2 기판(230)의 제 1 전극에 제 1 기판(210)의 파워 전압을 인가하기 위해서, 상기 제 2 기판(230)의 어느 한 제 2 영역부에서 상기 더미 스페이서(250)는 제 1 전극과 제 1 기판(210)의 미도시한 전원공급배선을 연결시키게 된다.
본 발명에 따른 더미 스페이서(250)는 상기 제 1 영역과 가장 인접한 적어도 하나의 더미화소 영역(DP)에서는 생략되어 있는 것을 특징으로 한다.
즉, 상기 제 2 영역(II)과 인접한 영역에 형성된 전기적 연결패턴(240)을 이용한 전기적 접촉특성 향상을 위해서 해당영역에서 더미 스페이서(250)의 형성이 생략된 것이다.
또한, 한 예로, 이 단계에서는 상기 제 2 기판(230)의 제 2 영역(II) 외곽부에는 씰패턴(미도시)이 형성되는 단계를 포함할 수 있다.
도 4c에 도시한 바와 같이, 상기 제 1, 2 기판을 합착하는 단계로서, 상기 전기적 연결패턴에 의해 상기 제 1, 2 기판이 전기적으로 연결되도록 하는 단계이다.
상기 합착 단계는 진공상태에서 이루어지며, 씰패턴을 중심으로 합착 압력이 가해지게 된다. 이때 본 발명에 따른 제 2 기판(230)에는 제 1 영역(I)과 가장 인접한 적어도 하나의 더미화소 영역(DP)에는 더미 스페이서(250)가 생략됨에 이와 인접한 영역에서의 전기적 연결패턴(240)의 접촉력도 기판 내부와 동일한 수준으로 개선될 수 있기 때문에 기판 전체적으로 전기적 접촉 특성을 향상시킬 수 있다.
다시 말해서, 상기 더미 스페이서(250)를 제 1 영역(I)과 가장 인접한 제 2 영역(II)의 더미화소 영역(DP)에서는 생략함에 따라, 제 1, 2 영역(I, II) 간의 불가피한 단차로 인한 제 2 영역(II)과 인접한 제 1 영역부(IV)에서의 전기적 접촉 불량을 방지할 수 있는 것을 특징으로 한다.
도 5a 및 5b는 본 발명의 일실시예에 따른 듀얼패널타입 유기전계발광 소자에 대한 도면으로서, 도 5a는 한 화소부에 대한 평면도이고 도 5b는 제 1, 2 경계부에서의 단면도이다.
도 5a 및 5b에 도시한 바와 같이, 제 1 방향으로 게이트 배선(GL)이 형성되어 있고, 제 1 방향과 교차되는 제 2 방향으로 데이터 배선(DL)이 형성되어 있으며, 상기 제 2 방향으로 데이터 배선(DL)과 일정간격 이격되게 전력공급 배선(PL)이 형성되어 있다. 상기 게이트 배선(GL) 및 데이터 배선(DL)이 교차되는 영역은 화소 영역(P)으로 정의된다. 상기 게이트 배선(GL) 및 데이터 배선(DL)이 교차되는 지점에는 스위칭 박막트랜지스터(Ts)가 형성되어 있고, 스위칭 박막트랜지스 터(Ts) 및 전력공급 배선(PL)과 연결되어 구동 박막트랜지스터(Td)가 형성되어 있다. 그리고, 상기 스위칭 박막트랜지스터(Ts) 및 구동 박막트랜지스터(Td)와 연결되어 전류원을 저장하는 역할을 하는 스토리지 캐패시터(Cst)가 형성되어 있다. 그리고, 상기 구동 박막트랜지스터(Td)의 드레인 전극(324)을 일부 노출시키는 영역에는 드레인 콘택홀(332)을 형성되어 있어서, 상기 드레인 콘택홀(332)을 통해 드레인 전극(324)과 연결되어 전기적 연결패턴(340)이 형성된다.
상기 구동박막트랜지스터부를 중심으로 제 1, 2 영역(I, II)간 경계부에서의 단면구조에 대해서 설명하면 다음과 같다.
서로 대향되게 제 1, 2 기판(310, 330)이 배치되어 있고, 제 1 기판(310) 상의 제 1 영역(I)에는 게이트 전극(314)이 형성되어 있고, 게이트 전극(314)을 덮는 영역에는 게이트 절연막(316)이 형성되어 있으며, 게이트 절연막(316) 상부의 게이트 전극(314)을 덮는 영역에는 액티브층(318a), 오믹콘택층(318b)이 차례대로 적층된 구조로 반도체층(318)이 형성되어 있고, 반도체층(318) 상부에는 서로 이격되게 소스 전극(322) 및 드레인 전극(324)이 형성되어 있다. 상기 게이트 전극(314), 반도체층(318), 소스 전극(322) 및 드레인 전극(324)은 박막트랜지스터(T)를 이룬다. 실질적으로, 상기 박막트랜지스터(T)는 전류원 소자인 구동 박막트랜지스터에 해당된다. 상기 박막트랜지스터(T)를 덮는 영역에는 드레인 전극(324)을 일부 노출시키는 드레인 콘택홀(332)을 가지는 보호층(328)이 형성되어 있다. 그리고, 상기 제 1 기판(310)의 제 2 영역(II)의 더미화소 영역(DP) 별로 상기 게이트 전극(314), 반도체층(318), 소스 전극(322) 및 드레인 전극(324)과 동일 공정에서 형 성된 패턴들이 차례대로 적층된 구조로 이루어진 버퍼 패턴(320)이 다수 개 형성된다.
그리고, 상기 제 2 기판(330) 내부면의 제 1 영역(I)에는 제 1 전극(336)이 형성되어 있고, 제 1 전극(336) 하부의 화소 영역(P)별 경계부에는 격벽(338)이 형성되어 있으며, 화소 영역(P) 내에는 전기적 연결패턴(340)이 형성되어 있고, 전기적 연결패턴(340)을 덮는 영역에는 유기전계발광층(342) 및 제 2 전극(344)이 격벽(338)에 의해서 화소 영역(P)별로 분리된 패턴 구조로 형성되어 있다. 즉, 상기 제 2 전극(344)은 전기적 연결패턴(340)에 의해 볼록패턴 구조를 가지며 상기 드레인 콘택홀(332)을 통해 상기 드레인 전극(324)과 전기적으로 연결될 수 있다. 즉, 상기 전기적 연결패턴(340)을 덮는 영역에는 제 2 전극(344)이 위치하므로 그 자체는 절연물질로 이루어질 수 있다. 그리고, 상기 제 2 기판(330)의 제 2 영역(II)의 더미화소 영역(DP) 별로 상기 전기적 연결패턴(340)과 동일 물질로 이루어진 더미 스페이서(350)가 형성되어 있는데, 특히, 상기 제 1 영역(I)과 가장 인접한 적어도 하나의 더미화소 영역(DP)에서는 생략된 것을 특징으로 한다. 즉, 상기 제 1, 2 영역(I, II)간에는 위치적 특성에 따라서 상기 제 1 영역(I)에서의 제 1 전극(336), 유기전계발광층(342), 제 2 전극(344)으로 이루어진 유기전계발광 다이오드(DEL)의 두께만큼의 단차를 가질 수 있는데 이로인해 제 1, 2 영역(I, II) 간에 휨이 발생되어 제 2 영역(II)과 인접한 제 1 영역부(VI)에서의 전기적 접촉 불량이 발생되는 것을 방지하기 위한 목적으로 해당 영역에서는 더미 스페이서(350)의 형 성을 생략한 것을 특징으로 한다.
도면 상에서는, 상기 버퍼 패턴(320)이 더미화소 영역(DP)에 모두 형성되어 일부는 더미 스페이서(350)와 대응되게 위치하고 일부는 더미 스페이서(350) 부재로 단독으로 형성되어 있는데, 공정 조건에 따라 경우에 따라서는 더미 스페이서(350)가 생략된 더미 화소영역(P)에서는 상기 버퍼 패턴(320)도 생략가능하다.
그러나, 본 발명은 전술한 실시예 들로 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 취지에 벗어나지 않는 한도 내에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명에 따른 유기전계발광 소자 및 그 제조방법에 의하면,
첫째, 듀얼패널타입으로 어레이 소자와 유기전계발광 다이오드 소자를 서로 다른 기판 상에 형성하기 때문에 생산수율 및 생산관리 효율을 향상시키고, 제품수명을 늘릴 수 있다.
둘째, 표시 영역 외곽부에 더미 스페이서가 형성되어 기판 전체 셀갭을 일정하게 유지할 수 있다.
셋째, 표시 영역과 인접한 외곽부에서는 더미 스페이서 형성되지 않도록 하여, 표시 영역과 외곽부 간의 불가피한 단차로 인한 외곽부와 인접한 표시 영역부에서의 전기적 접촉 불량을 효과적으로 방지하여 화질 특성을 개선할 수 있다.

Claims (16)

  1. 서로 대향되게 배치되며, 다수 개의 화소 영역을 가지는 제 1 영역과, 상기 제 1 영역의 주변부에 위치하고 다수 개의 더미화소 영역을 가지는 제 2 영역을 가지는 제 1, 2 기판과;
    상기 제 1 기판 내부면에서, 상기 제 1 영역에 상기 화소 영역별로 형성된 다수 개의 박막트랜지스터와;
    상기 박막트랜지스터와 상기 화소 영역별로 연결된 다수 개의 화소 전극과;
    상기 제 2 기판 내부면에 형성된 유기전계발광 다이오드와;
    상기 제 1, 2 기판 사이의 상기 제 1 영역에 위치하며, 상기 다수 개의 박막트랜지스터와 상기 유기전계발광 다이오드를 상기 화소 영역별로 연결시키는 다수 개의 전기적 연결패턴과;
    상기 제 1, 2 기판 사이의 상기 제 2 영역에 상기 더미화소 영역별로 위치하는 다수 개의 더미 스페이서
    를 포함하며, 상기 더미 스페이서는 상기 제 1 영역과 인접한 적어도 하나의 더미화소 영역에서는 생략된 것을 특징으로 하는 유기전계발광 소자.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 유기전계발광 다이오드는, 제 1 기판 내부면에 형성된 제 1 전극과, 상 기 제 1 전극 상에 형성된 유기전계발광층과, 상기 유기전계발광층 상에 위치하며 상기 화소 영역별로 형성된 다수 개의 제 2 전극으로 이루어진 것을 특징으로 하는 유기전계발광 소자.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 전기적 연결패턴은, 상기 제 2 전극과 상기 박막트랜지스터를 연결시키는 것을 특징으로 하는 유기전계발광 소자.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 더미 스페이서는 상기 전기적 연결패턴과 대응되는 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 유기전계발광 소자.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 기판 내부면의 상기 제 2 영역에는, 상기 더미화소 영역별로 형성된 버퍼패턴을 더 포함하는 유기전계발광 소자.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 버퍼 패턴은 상기 더미 스페이서와 대응되게 위치하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광 소자.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1, 2 기판 사이에 위치하며, 상기 제 1 기판은 상기 제 2 영역의 주변부에 위치하는 제 3 영역을 더 포함하며, 상기 제 2, 3 영역의 경계부를 둘러싸며, 상기 제 1, 2 기판을 합착시키는 씰패턴을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광 소자.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 박막트랜지스터와 연결되며, 서로 교차되어 상기 화소 영역을 정의하는 다수 개의 게이트 배선 및 데이터 배선과, 상기 게이트 배선 및 데이터 배선 중 어느 한 배선과 일정간격 이격되게 형성되는 전력공급 배선을 다수 개 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광 소자.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 더미 스페이서는 상기 제 2 영역 중 어느 한 영역에서 상기 유기전계발광 다이오드의 한 전극과 상기 전력공급 배선을 전기적으로 연결시키는 것을 특징으로 하는 유기전계발광 소자.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 박막트랜지스터는, 상기 게이트 배선과 연결되는 게이트 전극과, 상기 데이터 배선과 연결되는 소스 전극과, 상기 소스 전극과 이격되는 드레인 전극을 포함하며, 실질적으로 상기 드레인 전극과 상기 제 2 전극이 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 유기전계발광 소자.
  11. 다수 개의 화소 영역을 가지는 제 1 영역과, 상기 제 1 영역의 주변부에 위치하며 다수 개의 더미화소 영역을 가지는 제 2 영역과, 상기 제 2 영역의 주변부를 두르는 영역에 위치하는 제 3 영역을 가지는 제 1 기판 상에, 상기 화소 영역별로 박막트랜지스터와 상기 박막트랜지스터와 연결되는 화소 전극을 다수 개 형성하는 단계와;
    상기 제 1 기판과 대응되는 제 1, 2 영역을 가지는 제 2 기판 상에, 제 1 전 극, 유기전계발광층, 상기 화소 영역별로 위치하는 다수 개의 제 2 전극을 포함하는 유기전계발광 다이오드를 형성하는 단계와;
    상기 제 1, 2 기판 중 어느 한 기판의 제 1 영역 상에 상기 화소 영역별로 상기 박막트랜지스터와 상기 유기전계발광 다이오드를 연결시키기 위한 다수 개의 전기적 연결 패턴을 형성하는 단계와;
    상기 제 1, 2 기판 중 어느 한 기판의 제 2 영역 상에, 상기 더미화소 영역별로 더미 스페이서를 다수 개 형성하는 단계와;
    상기 제 1, 2 기판을 합착하여, 상기 전기적 연결패턴에 의해 상기 박막트랜지스터와 상기 제 2 전극을 전기적으로 연결시키는 단계
    를 포함하며, 상기 더미 스페이서는 상기 제 1 영역과 인접한 적어도 하나의 더미화소 영역에서 생략되는 것을 특징으로 하는 유기전계발광 소자의 제조방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 더미 스페이서는 상기 전기적 연결패턴과 동일 공정에서 동일 물질로 형성되는 것을 특징으로 하는 유기전계발광 소자.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 박막트랜지스터를 형성하는 단계에서, 상기 제 2 영역에 상기 더미화소 영역별로 다수 개의 버퍼 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광소자의 제조방법.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 버퍼 패턴은 상기 더미 스페이서와 대응된 영역에 위치하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광 소자의 제조방법.
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 박막트랜지스터를 형성하는 단계에서는, 서로 교차되어 상기 화소 영역을 정의하는 다수 개의 게이트 배선 및 데이터 배선을 형성하는 단계와, 상기 게이트 배선 및 데이터 배선 중 어느 한 배선과 일정간격 이격되게 형성되는 전력공급 배선을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광 소자의 제조방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 제 2 영역의 어느 한 부분에 위치하는 상기 더미 스페이서는 상기 유기전계발광 다이오드와 상기 전력공급 배선을 전기적으로 연결시키는 것을 특징으로 하는 유기전계발광 소자의 제조방법.
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