KR20110138020A - 전기광학장치 및 이의 제작 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 전기광학장치는 발광부와 비발광부로 나뉘어지고, 상기 발광부가 복수의 구동영역으로 분할되는 기판, 기판의 비발광부에 형성된 전극 패드, 일단이 전극 패드에 연결되고 타단이 복수의 구동영역 각각의 중앙에 연결된 복수의 보조 전극, 발광부에서 상기 복수의 보조 전극 상측에 형성된 투명 전극을 구비하는 전극부를 포함하고, 복수의 구동영역 각각의 면적은 전압 강하가 발생되지 않는 면적이 되도록하며, 상기 복수의 보조 전극의 길이가 동일하도록 제작된다.
따라서 본 발명에 의하면 전극 패드를 이용하여 복수의 보조 전극 각각의 일단에 전원을 공급하면, 전원이 복수의 보조 전극 각각의 타단에 동시에 전달된다. 따라서, 전극 패드와의 이격 겨리와 상관없이 복수의 구동영역 중앙부 각각에 전원이 동시에 공급된다. 또한, 전술한 바와 같이 발광부를 전압 강하가 발생되지 않는 복수의 구동영역으로 분할함으로써, 전압 강하 현상을 방지할 수 있다. 즉, 보조 전극과의 이격 거리에 상관없이 각각의 구동영역 전면에 균일한 전류가 흐르도록 할 수 있다. 따라서, 발광부 전체에 균일한 휘도 특성을 보이는 대면적의 유기발광장치를 제작할 수 있다.
따라서 본 발명에 의하면 전극 패드를 이용하여 복수의 보조 전극 각각의 일단에 전원을 공급하면, 전원이 복수의 보조 전극 각각의 타단에 동시에 전달된다. 따라서, 전극 패드와의 이격 겨리와 상관없이 복수의 구동영역 중앙부 각각에 전원이 동시에 공급된다. 또한, 전술한 바와 같이 발광부를 전압 강하가 발생되지 않는 복수의 구동영역으로 분할함으로써, 전압 강하 현상을 방지할 수 있다. 즉, 보조 전극과의 이격 거리에 상관없이 각각의 구동영역 전면에 균일한 전류가 흐르도록 할 수 있다. 따라서, 발광부 전체에 균일한 휘도 특성을 보이는 대면적의 유기발광장치를 제작할 수 있다.
Description
본 발명은 전기광학장치 및 이의 제작 방법에 관한 것으로, 균일한 휘도를 가지는 전기광학장치 및 이의 제작 방법에 관한 것이다.
일반적인 유기발광장치는 기판, 기판 상에 형성된 투명 전극, 투명 전극 상에 형성된 유기물층 및 유기물층 상에 형성된 음전극으로 이루어진다. 여기서 투명 전극은 양전극으로 사용된다. 또한, 기판의 일측에는 상기 투명 전극에 전원을 인가하는 양전극 패드 및 음전극에 전원을 인가하는 음전극 패드가 형성된다. 여기서 투명 전극은 ITO(Indium Tin Oxide) 및 IZO(Indium Zinc Oxide) 등의 투명 전도성 물질을 이용하여 형성하고, 음전극은 금속 재료를 이용하여 형성한다. 그리고 유기물층은 정공주입층, 정공수송층, 발광층, 전공수송층 등으로 구성된다. 이러한 유기발광장치의 구동 방식을 간략히 설명하면, 양전극 패드 및 음전극 패드를 통해 투명 전극 및 음전극 각각으로 전원이 인가되면, 투명 전극으로부터 정공이 정공주입층 및 정공수송층을 거쳐 발광층으로 이동하고, 음전극으로부터 전자가 전자수송층을 거쳐 발광층으로 이동한다. 이러한 정공 및 전자는 발광층 내에서 전자-정공 쌍(electron-hole pair)을 형성하고, 높은 에너지를 갖는 여기자를 생성하는데, 이러한 여기자가 낮은 에너지의 기저 상태로 떨어지면서 빛이 발생된다.
한편, 이러한 유기발광장치는 대면적으로 제작되어 조명으로 사용되어 지고 있다. 그리고 일반적인 투명 전도성 물질의 경우 금속 재료에 비해 비저항이 높은 특성이 있다. 이에, 대면적의 유기발광장치의 구동을 위해 양전극 패드를 이용하여 투명 전극에 전원을 인가하면, 상기 양전극 패드와 인접한 투명 전극에 비해 상기 양전극 패드와 멀리 떨어진 투명 전극에 낮은 전류가 공급된다. 즉, 전극 패드로부터 멀어질수록 전류 밀도가 낮아지는 전압 강하(IR DROP) 현상이 발생된다. 이러한 전압 강하는 대면적 유기발광장치에서 휘도 불균일 문제를 발생시키는 요인이 된다.
이를 해결하기 위하여 투명 전극 상에 전기 전도성이 우수하며 비저항이 낮은 금속 재료를 이용하여 복수의 보조 전극을 형성하였다. 이때 복수의 보조 전극은 예를 들어, 투명 전극 상에서 상호 일정거리 이격되며 상호 교차하도록 형성된다. 이에, 투명 전극은 복수의 보조 전극에 의해 분할되는데, 하기에서는 복수의 보조 전극에 의해 분할된 하나의 영역을 하나의 발광영역이라 정의한다.이에, 전극 패드를 이용하여 복수의 보조 전극 각각에 전원을 인가하면, 먼저 저저항인 복수의 보조 전극을 따라 전류가 흐르고, 상기 전류는 복수의 보조 전극 하측에 배치된 투명 전극으로 전달된다. 하지만, 이때 보조 전극과 인접 배치된 투명 전극 영역으로 전달되는 전류 밀도가 상기 보조 전극과 멀리 떨어진 투명 전극 영역으로 전달되는 전류 밀도에 비해 크다. 즉, 보조 전극으로부터 멀어질수록 전류 밀도가 작아지는 전압 강하 현상이 여전히 발생된다. 이로 인해, 보조 전극과 인접 배치된 패널의 가장자리 영역에 비해 상기 보조 전극과 멀리 떨어진 발광영역의 중앙부의 휘도가 낮다. 따라서, 균일한 휘도를 가지는 대면적의 유리발광장치의 제작이 어렵다.
본 발명의 일 기술적 과제는 균일한 휘도를 가지는 전기광학장치 및 이의 제작 방법을 제공하는 데 있다.
또한 본 발명의 일 기술적 과제는 전압 강하 현상을 방지하여 투명 전극 전체에 균일한 전류가 흐르도록 하는 전기광학장치 및 이의 제작 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명에 따른 전기광학장치는 발광부와 비발광부로 나뉘어지고, 상기 발광부가 전압 강하가 발생되지 않는 복수의 구동영역으로 분할된 기판, 상기 기판의 비발광부에 형성된 전극 패드, 일단이 상기 전극 패드에 연결되고 타단이 복수의 구동영역 각각의 중앙부에 연결된 복수의 보조 전극 및 상기 발광부에서 상기 복수의 보조 전극 상측에 형성된 투명 전극을 포함한다.
상기 복수의 구동영역은 동일한 면적을 가지도록 제작되는 것이 바람직하다.
상기 복수의 보조 전극의 길이가 동일하도록 제작되는 것이 바람직하다.
상기 복수의 보조 전극 중 상기 전극 패드와 인접 배치된 보조 전극 일 수록 복수의 절곡부를 포함하도록 형성된다.
상기 보조 전극과 투명 전극 사이에 제 1 절연막이 형성되고, 상기 구동영역의 중앙부에 대응 위치하는 보조 전극의 상부의 적어도 일부를 개방하도록 컨택홀이 형성되며, 상기 컨택홀을 통해 투명 전극과 보조 전극이 접속된다.
상기 컨택홀 상측에 대응 배치된 투명 전극 상에 형성된 제 2 절연막을 포함한다.
상기 투명 전극 상에 형성된 유기물층 및 유기물층 상에 형성된 상부 전극을 포함한다.
본 발명에 따른 전기광학장치의 제작 방법은 기판의 발광부를 전압 강하가 발생되지 않는 복수의 구동영역으로 분할하는 단계, 상기 기판의 비발광부에 전극 패드를 형성하는 단계, 일단이 상기 전극 패드에 연결되고, 타단이 복수의 구동영역 각각의 중앙에 연결되도록 복수의 보조 전극을 형성하는 단계, 상기 발광부에서 상기 복수의 보조 전극 상측에 투명 전극을 형성하는 단계를 포함한다.
상기 복수의 보조 전극을 형성하는 단계에 있어서, 상기 보조 전극의 길이가 동일하도록 제작하는 것이 바람직하다.
상기 기판의 발광부를 전압 강하가 발생되지 않는 복수의 구동영역으로 분할하는 단계에 있어서, 상기 복수의 구동영역 각각의 면적이 동일하도록 제작된다.
상기 복수의 보조 전극 중 상기 전극 패드와 인접 배치된 보조 전극일 수록 복수의 절곡부를 포함하도록 형성된다.
상기 복수의 보조 전극을 형성하는 단계 후에, 상기 기판 및 보조 전극 상에 제 1 절연막을 형성하고, 상기 제 1 절연막의 일부를 제거하여, 상기 복수의 구동영역 각각의 중앙부에 배치된 보조 전극의 적어도 일부를 노출시키도록 컨택홀을 형성한다.
상기 컨택홀 상측에 대응 배치된 투명 전극 상에 제 2 절연막을 형성한다.
상기 투명 전극 상에 형성된 유기물층을 형성하고, 상기 유기물층 상에 상부 전극을 형성한다.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시예들에서는 기판의 발광부를 전압 강하가 발생되지 않는 복수의 구동영역으로 분할한다. 그리고 일단이 전극 패드에 연결되고 타단이 복수의 구동영역 각각의 중앙부에 연결되도록 복수의 보조 전극을 형성한다. 이때, 복수의 보조 전극의 길이는 동일하도록 한다. 이에, 전극 패드를 이용하여 복수의 보조 전극 각각의 일단에 전원을 공급하면, 전원이 복수의 보조 전극 각각의 타단에 동시에 전달된다. 따라서, 전극 패드와의 이격 거리와 상관없이 복수의 구동영역 중앙부 각각에 전원이 동시에 공급된다. 또한, 전술한 바와 같이 발광부를 전압 강하가 발생되지 않는 복수의 구동영역으로 분할함으로써, 전압 강하 현상을 방지할 수 있다. 즉, 보조 전극과의 이격 거리에 상관없이 각각의 구동영역 전면에 균일한 전류가 흐르도록 할 수 있다. 따라서, 발광부 전체에 균일한 휘도 특성을 보이는 대면적의 유기발광장치를 제작할 수 있다.
도 1 내지 도 6은 기판 상에 본 발명의 실시예에 따른 전극부 제작 방법을 설명하기 위해 순서적으로 도시한 도면
도 1a는 실시예에 따른 기판을 복수의 구동영역으로 분할한 평면도이고, 도 1b는 도 1a의 A-A'를 따라 자른 단면도
도 2a는 기판 상에 실시예에 따른 보조 전극이 형성된 상면도이고, 도 2b는 도 2a의 B-B'를 따른 자른 단면도
도 7은 본 발명의 실시예의 변형예에 따른 전극부의 제작 방법을 도시한 도면
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 전극부를 이용하여 제작된 대면적의 전기광학장치를 도시한 단면도
도 1a는 실시예에 따른 기판을 복수의 구동영역으로 분할한 평면도이고, 도 1b는 도 1a의 A-A'를 따라 자른 단면도
도 2a는 기판 상에 실시예에 따른 보조 전극이 형성된 상면도이고, 도 2b는 도 2a의 B-B'를 따른 자른 단면도
도 7은 본 발명의 실시예의 변형예에 따른 전극부의 제작 방법을 도시한 도면
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 전극부를 이용하여 제작된 대면적의 전기광학장치를 도시한 단면도
이하 , 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
도 1 내지 도 6은 기판 상에 본 발명의 실시예에 따른 전극부 제작 방법을 설명하기 위해 순서적으로 도시한 도면이다. 여기서, 도 1a는 실시예에 따른 기판을 복수의 구동영역으로 분할한 평면도이고, 도 1b는 도 1a의 A-A'를 따라 자른 단면도이다. 도 2a는 기판 상에 실시예에 따른 보조 전극이 형성된 상면도이고, 도 2b는 도 2a의 B-B'를 따른 자른 단면도이다.
실시예에 따른 기판(100)은 대면적의 조명용 전기광학장치를 제작하기 위한 것으로, 실시예에서는 2인치 이상의 것을 사용한다. 여기서 기판(100)은 광 투과율이 80% 이상인 유리 기판, 플라스틱 기판(PE, PES, PEN 등) 중 어느 하나를 사용하는 것이 바람직하다. 하기에서는 후속 공정에 의해 투명 전극(240)이 형성되어 빛이 방출되는 영역을 발광부(110), 투명 전극(240)이 형성되지 않는 영역을 비발광부(120)라 정의한다. 그리고 실시예에서는 기판(100)의 중앙영역을 발광부(110)로 하고, 상기 기판(100)의 가장자리 영역을 비발광부(120)로 한다. 그리고 도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이 기판(100)의 발광부(120)를 복수의 영역으로 분할한다. 이때 복수의 영역 각각의 면적이 전압 강하가 발생되지 않는 면적이 되도록 발광부(110)를 복수의 영역으로 분할한다. 하기에서는 전압 강하가 발생되지 않는 복수의 영역 각각을 구동영역(111)이라 정의한다. 이때 복수의 구동영역(111) 각각의 면적은 전압 강하가 발생되지 않는 최대 면적이 되도록 하는 것이 바람직하며. 이때, 각각의 구동영역(111)의 면적은 모두 동일다. 물론 이에 한정되지 않고 전압 강하가 발생되지 않는 최대 면적에 비해 작은 사이즈로 구동영역(111)을 정의할 수도 있다.
도 2a 및 도 2b를 참조하면, 기판(100) 상에 전극 패드(300) 및 복수의 보조 전극(210)을 형성한다. 여기서 전극 패드(300)는 전기광학장치를 구동시키는 드라이버(미도시)와 연결되어, 복수의 보조 전극(210)에 전류 및 구동신호를 전달하는 역할을 한다. 그리고 복수의 보조 전극(210)은 전극 패드(300)로부터 공급되는 전원을 후속 공정에 의해 형성되는 투명 전극(240)에 전달하는 역할을 한다. 이러한 전극 패드(300)는 기판(100)의 발광부(110)의 일측에 배치된 비발광부(120)에 형성된다. 그리고 복수의 보조 전극(210) 각각은 전극 패드(300)와 복수의 구동영역(111)의 중앙부를 연결하도록 형성된다. 여기서 중앙부는 구동영영역(111)의 중앙 지점을 포함한 이와 인접한 영역을 의미한다. 이때, 보조 전극(210)은 발광부(110)를 분할하는 복수의 구동영역(111)의 개수와 대응하는 개수로 형성되는 것이 바람직하다. 이에, 복수의 보조 전극(210) 각각의 일단은 전극 패드(300)에 연결되고, 각각의 타단은 구동영역(111)의 중앙부에 연결된다. 이는 복수의 보조 전극(210) 각각의 타단이 각각의 구동영역(111) 중앙부에 위치하면, 상기 보조 전극(210)의 타단과 해당 구동영역(111)의 최외각과의 이격 거리가 유사하다. 이에, 구동영역(111)의 중앙부에 대응 배치된 보조 전극(210)의 타단으로부터 해당 구동영역(111)의 투명 전극(240)에 전원이 공급될때, 전류가 어느 한쪽으로 치우치지 않고 고르게 전달될 수 있다. 예를 들어 구동영역(111)의 중앙부가 아니라 어느 한쪽으로 치우쳐서 보조 전극(210)의 타단이 연결되어 있을 경우, 상기 보조 전극(210)의 타단으로 공급된 전원은 해당 구동영역(111)의 어느 한쪽으로 치우쳐서 전달되게 된다. 이에 해당 구동영역(111)의 투명 전극(240)에 전류가 균일하게 흐르지 않는다. 또한, 전극 패드(300)가 기판(100)의 발광부(110)의 일측에 배치된 비발광부(120)에 형성되므로, 상기 전극 패드(300)와 복수의 구동영역(111)의 중앙부와의 이격 거리가 서로 다르다. 따라서 실시예에서는 전극 패드(300)와 복수의 구동영역(111)의 중앙부와의 이격 거리에 상관없이 상기 복수의 구동영역(111) 각각의 중앙부에 동시에 전원이 공급될 수 있도록, 복수의 보조 전극(210)의 길이가 모두 동일하도록 제작한다. 즉, 복수의 보조 전극(210) 각각의 일단이 전극 패드(300)에 연결되고, 각각의 타단이 구동영역(111) 중앙부에 연결되도록 하되, 상기 보조 전극(210) 각각의 일단과 타단 사이의 거리가 동일하도록 한다. 이를 위해 복수의 보조 전극(210) 각각의 일단과 타단 사이 영역, 즉 상기 일단과 타단 사이의 경로를 다양하게 변화시켜, 보조 전극(210) 각각의 일단과 타단 사이의 거리가 동일하도록 한다. 예를 들어 도 2a에 도시된 바와 같이 보조 전극(210)을 라인(line) 형상으로 제작하되, 전극 패드(300)와 인접하도록 배치된 구동영역(111)에 연결된 보조 전극(210)일 수록 다수의 절곡부를 포함하도록 형성한다. 이에, 전극 패드(300)를 이용하여 복수의 보조 전극(210)의 일단 각각에 전원을 공급하면, 상기 전원이 복수의 보조 전극(210) 타단에 동시에 전달된다. 이는 복수의 보조 전극(210)의 길이가 동일하도록 함에 따라, 전원이 공급되는 경로의 길이가 동일하기 때문이다. 따라서, 복수의 구동영역(111) 중앙부 각각에 전원이 동시에 공급된다. 이러한 복수의 보조 전극(210)은 Au, Ag, Cu, Al 등과 같은 금속 재료 및 투명 전도성 물질 예를 들어, ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), ZnO(Zinc Oxide) 및 In2O3 중 어느 하나를 이용하여 형성할 수 있다. 실시예에서는 프린팅 방법으로 페이스트 형태의 Ag를 으로 프린팅한 후, 이를 건조시켜 복수의 보조 전극(210)을 형성한다. 또한, 이에 한정되지 않고 투명 전도성 물질 또는 금속 재료를 스퍼터링(sputtering), 빔 증착법(Ion Beam Deposition), 전자빔 증착법(Eloectron Vapor Depositon) 및 플라즈마 증차법(Plasma Beam Depositon) 중 어느 하나의 방법으로 기판(100) 상에 증착하여 복수의 보조 전극(210)을 형성할 수 있다. 그리고 이와 같이 복수의 보조 전극(210)을 형성하는 단계에서, 기판(100)의 비발광부(120)에 전극 패드(300)를 함께 형성한다. 즉, 동일한 물질 및 방법을 이용하여 복수의 보조 전극(210) 및 전극 패드(300)를 함께 형성한다. 물론 이에 한정되지 않고 전극 패드(300)를 형성한 후 복수의 보조 전극(210)을 형성하거나, 복수의 보조 전극(210)을 형성한 후 전극 패드(300)를 형성할 수도 있다.
도 3을 참조하면, 복수이 보조 전극(210)이 형성된 기판(100) 상에 제 1 절연막(220)을 형성한다. 이때, 도시되지는 않았지만 전극 패드(300)의 적어도 일부는 개방되도록 하는 것이 바람직하다. 이를 위해 기판(100) 전체에 제 1 절연막(220)을 형성한 후, 식각 공정을 통해 전극 패드(300)의 적어도 일부를 노출시킨다. 물론 이에 한정되지 않고, 전극 패드(300)의 적어도 일부를 개방하는 쉐도우 마스크를 기판(100) 상에 배치시킨 후, 증착공정을 통해 절연물질을 증착하여 제 1 절연막(220)을 형성할 수도 있다. 여기서, 제 1 절연막(220)은 알루미나(Al2O3)와 같은 산화물 또는 질화물과 같은 무기질 중 적어도 어느 하나를 이온빔 증착법(Ion Beam Deposition), 전자빔 증착법(Eloectron Vapor Depositon), 플라즈마 증차법(Plasma Beam Depositon) 또는 화학 기상 증착법(Chemical Vapor Depositon) 중 어느 하나의 방법으로 기판(100) 상에 증착하여 형성할 수 있다. 물론 이에 한정되지 않고, 액상 및 페이스트상 중 어느 하나의 상태를 가지며, 광 경화성 또는 열 경화성 물질 예를 들어 PR(Photoresist)를 이용하여 제 1 절연막(220)을 형성할 수도 있다.
도 4를 참조하면, 제 1 절연막(220)의 일부를 제거하여, 보조 전극(210)의 적어도 일부를 노출시키는 컨택홀(contact hole)(230)을 형성한다. 이때, 복수의 구동영역(111)의 중앙부에 대응 배치된 각 보조 전극(210)의 상부를 노출시키도록 컨택홀(230)을 형성한다. 실시예에서는 레이저 스카라이빙(Laser scribing) 공정을 이용하여 컨택홀(230)을 형성한다. 이를 간략히 설명하면, 먼저 복수의 구동영역(111) 각각의 중앙부에 대응 배치된 복수의 보조 전극(210)의 적어도 일부를 개방하는 개방부를 가지는 식각 마스크를 기판(100) 상측에 배치시킨다. 그리고 식각 마스크의 개방 영역에 상측에서 레이저를 조사하여, 제 1 절연막(220)을 제거한다. 이를 통해 도 4에 도시된 바와 같이 복수의 구동영역(111) 각각의 중앙부에 대응 배치된 보조 전극(210)의 상부를 노출시키는 컨택홀(230)이 형성된다. 이때, 레이저 스크라이빙 공정에 사용되는 레이저로는 Nd:YLF(Nd:LiYF4), Nd:YAG(Nd:Y3Al5O12), Nd:YVO(Nd:YVO4), Nd:LSB(Nd:LaSc3(BO3)4), Nd:NNO(Nd:NiNbO3) 중 어느 하나를 사용할 수 있다. 이후 레이저 스크라이빙 공정 중에 발생된 파티클을 건식 세정 방식인 석션(suction) 장치를 이용하여 제거한다. 컨택홀(230)을 형성하는 방법은 이에 한정되지 않고, 포토리소그라피(photolithography), 식각 용액을 이용한 습식 식각 방법 및 반응성 이온 에칭(Reactive Ion Etching: RIE)과 드라이 에칭(dry etching)과 같은 다양한 방법을 이용하여 형성할 수 있다.
도 5를 참조하면, 기판(100)의 발광부(110)에 위치하는 제 1 절연막(220) 및 보조 전극(210) 상에 투명 전극(240)을 형성한다. 이때, 복수의 구동영역(111) 각각의 중앙부에 배치된 보조 전극(210)의 상부는 컨택홀(230)을 통해 노출되어 있으므로, 상기 컨택홀(230)을 통해 투명 전극(240)의 일부와 복수의 보조 전극(210)이 접속된다. 실시예에서는 스퍼터링 공정을 이용하여 투명 전도성 물질 중 하나인 ITO를 증착하여 투명 전극(240)을 형성한다. 물론 이에 한정되지 않고 IZO(Indium Zinc Oxide), ZnO(Zinc Oxide) 및 In2O3 등의 다양한 투명 전도성 물질을 이용할 수도 있다. 또한, 스퍼터링 공정 이외에 다양한 공정을 이용하여 투명 전극(240)을 형성할 수 있다.
이후, 도 6에 도시된 바와 같이 컨택홀(230) 상측에 대응 배치된 투명 전극(240) 상에 제 2 절연막(250)을 형성한다. 여기서 제 2 절연막(250)은 컨택홀(230)에 의해 평탄하게 형성되지 않은 투명 전극(240)의 상부를 커버하여 절연시킴으로써, 상기 컨택홀(230)이 형성된 영역에서 빛이 발광하지 않도록 하기 위함이다. 즉, 컨택홀(230)의 상측에 투명 전극(240)이 형성되면, 상기 컨택홀(230)에 의해 투명 전극(240)이 평탄하지 않을 수 있으며, 이로 인해 이후 휘도 불균일 현상이 나타날 수 있다. 따라서, 실시예에서는 컨택홀(230) 상측에 제 2 절연막(250)을 형성하여, 상기 컨택홀(230)의 상측에 대응 형성되는 투명 전극(240)과 후속 공정에 의해 형성되는 유기물층(400) 사이를 절연시킨다. 실시예에서는 PR(Photoresist)을 컨택홀(230) 상측에 대응 배치된 투명 전극(240) 상에 프린팅하고, 이를 광 경화시켜 제 2 절연막(250)을 형성한다. 제 2 절연막(250)의 재료는 이에 한정되지 않고 산화물 또는 질화물과 같은 다양한 무기질을 증착하여 형성할 수도 있다.
이와 같이 실시예에서는 기판(100)의 발광부(110)를 전압 강하가 발생되지 않는 복수의 구동영역(111)으로 분할한다. 또한, 상기 복수의 보조 전극(210) 각각의 타단은 복수의 구동영역(111)의 중앙부에 연결된다. 그리고, 전극 패드(300)로부터 복수의 구동영역(111)의 중앙으로 각기 연결되는 복수의 보조 전극(210)의 길이를 동일하도록 한다. 이에, 전극 패드(300)를 이용하여 복수의 보조 전극(210)의 일단 각각에 전원을 공급하면, 상기 전원이 복수의 보조 전극(210) 타단에 동시에 전달된다. 따라서, 복수의 구동영역(111) 각각의 중앙부에 전원이 동시에 공급된다. 또한, 복수의 구동영역(111) 각각의 중앙부에 대응 위치하는 보조 전극(210)의 타단에 전원이 공급되면, 상기 전원이 어느 한쪽으로 치우치지 않고 해당 구동영역(111)의 투명 전극(240)에 고르게 전류가 전달된다. 그리고, 전술한 바와 같이 기판(100)의 발광부(100)가 전압 강하가 발생되지 않는 복수의 구동영역(111)으로 분할되어 있으므로, 보조 전극(320)과의 이격 거리에 상관없이 각각의 구동영역(111) 전면에 균일한 전류가 흐른다.
상기에서는 기판(100)의 발광부(110)를 분할하는 복수의 구동영역(111) 각각의 형상이 사각형의 형상이 되도록 하였다. 하지만 이에 한정되지 않고, 각각의 구동영역(111)의 형상은 원 또는 다각형 구조 등의 다양한 형상으로 제작될 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시예의 변형예에 따른 전극부의 제작 방법을 도시한 도면이다.
도 2a에 도시된 실시예에서는 기판 상에 하나의 전극 패드(300)가 형성되는 것을 설명하였다. 하지만 이에 한정되지 않고, 기판(100)의 사이즈가 더욱 대면적화되고, 이에 실시예에 비해 많은 보조 전극(210)이 필요하다. 예를 들어, 도 7에 도시된 변형예에서와 같이 기판 상에 4개의 전극 패드(300)를 형성하고, 상기 각각의 전극 패드(300)에 보조 전극(210)이 연결되도록 할 수 있다. 이때, 복수의 전극 패드(300) 각각에 연결되는 보조 전극(210)의 개수가 동일하도록 하는 것이 효과적이다. 그리고 4개의 전극 패드(300)로부터 복수의 구동 영역(111)의 중앙으로 각기 연결되는 복수의 보조 전극(210)의 길이가 동일하다. 이에, 복수의 전극 패드(300)를 이용하여 상기 복수의 전극 패드(300) 각각에 연결된 복수의 보조 전극(210)의 일단 각각에 전원을 공급하면, 상기 전원이 복수의 보조 전극(210) 타단에 동시에 전달된다. 따라서, 복수의 구동영역(111) 각각의 중앙부에 전원이 동시에 공급된다. 또한, 복수의 구동영역(111) 각각의 중앙부에 대응 위치하는 보조 전극(210)의 타단에 전원이 공급되면, 상기 전원이 어느 한쪽으로 치우치지 않고 해당 구동영역(111)의 투명 전극(240)에 고르게 전류가 전달된다. 그리고, 전술한 바와 같이 기판(100)의 발광부(100)가 전압 강하가 발생되지 않는 복수의 구동영역(111)으로 분할되어 있으므로, 보조 전극(320)과의 이격 거리에 상관없이 각각의 구동영역(111) 전면에 균일한 전류가 흐른다. 비교예에서는 4개의 전극 패드(300)가 마련되는 것으로 설명하였으나, 이에 한정되지 않고 4개 이하 또는 4개 이상의 전극 패드(300)가 마련될 수 있다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 전극부를 이용하여 제작된 대면적의 전기광학장치를 도시한 단면도이다. 하기에서는 도 1 내지 도 6 및 도 8을 참조하여 실시예에 따른 대면적의 전기광학장치의 제작 방법을 설명한다. 이때 상기에서 설명한 내용과 중복되는 내용은 생략하거나 간략히 서술한다.
대면적의 조명용 정기광학장치를 제작하기 위하여 2인치 이상의 대면적의 기판(100)을 마련한다. 그리고 기판(100) 상에 실시예에 따른 전극부(200)를 형성한다. 이를 위해 도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이 기판(100)의 발광부(110)를 동일한 면적을 가지는 복수의 구동영역(111)으로 분할한다. 이후, 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 기판(100) 상에 전극 패드(300) 및 복수의 보조 전극(210)을 형성한다. 여기서, 전극 패드(300)는 기판(100)의 발광부(110)에 일측 즉, 비발광부(120)에 형성된다. 그리고 복수의 보조 전극(210)을 형성한다. 이때, 복수의 보조 전극(210) 각각의 일단이 전극 패드(300)에 연결되고 각각의 타단이 복수의 구동영역(111)의 중앙부에 각기 연결되도록 형성한다. 그리고 이러한 복수의 보조 전극(210)의 길이가 동일하도록 제작한다. 실시예에서는 페이스트 형태의 Ag를 프린팅하고 이를 경화시켜, 복수의 보조 전극(210) 및 전극 패드(300)를 형성한다. 그리고 도시 되지는 않았지만 기판(100)의 비발광부(120)의 다른 일측에 후속 공정에 의해 형성되는 상부 전극(500)에 전원을 인가하는 상부 전극용 전극 패드(미도시)가 형성될 수 있다. 이어서, 도 3에 도시된 바와 같이 기판(100) 전체에 제 1 절연막(220)을 형성한다. 이때, 기판(100)의 비발광부(120)에 형성된 전극 패드(300)의 적어도 일부가 노출되도록 제 1 절연막(220)을 형성한다. 그리고, 각 구동영역(111)의 중앙부에 대응 배치된 보조 전극(210)의 상부의 적어도 일부를 노출하도록 컨택홀(230)을 형성한다. 그리고 도 5에 도시된 바와 같이, 제 1 절연막(220) 및 보조 전극(210) 상에 투명 전도성 물질 예를 들어, ITO를 증착하여 투명 전극(240)을 형성한다. 이때, 보조 전극(210)의 상부는 컨택홀(230)을 통해 투명 전극(240)과 접속된다. 이어서, 도 6에 도시된 바와 같이 컨택홀(230) 상측에 대응 위치하는 투명 전극(240) 상에 제 2 절연막(250)을 형성한다.
이어서, 도 8에 도시된 바와 같이 제 2 절연막(250)이 형성되지 않은 투명 전극(240) 상에 유기물층(400)을 형성한다. 여기서 유기물층(400)은 정공주입층(Hole Injection Layer)(401), 정공수송층(Hole Transport Layer: HTL)(402), 발광층(Emitting Layer: EML)(403) 및 전자수송층(Electron Transport Layer: ETL)(404)을 포함한다. 여기서 유기물층(400)은 정공주입층(401), 정공수송층(402), 발광층(403) 및 전자수송층(404)을 순차적으로 적층하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 투명 전극(240) 상에 CuPc, 2-TNATA 및 MTDATA 중 어느 하나를 사용하여 정공주입층(401)을 형성한다. 이어서, 정공주입층(401) 상에 NPB 및 TPD 등의 정공을 효율적으로 전달할 수 있는 재료를 사용하여 정공수송층(402)을 형성한다. 그리고 정공수송층(402) 상에 발광층(403)을 형성한다. 실시예에서는 백색을 구현하는 조명용 유기발광장치를 제작하기 위하여, DPVBi에 Rubrene을 도핑하여 발광층(403)을 형성한다. 물론 이에 한정되지 않고, 백색을 구현할 수 있는 다양한 발광재료가 사용될 수 있다. 또한, Alq3: C545T으로 구성된 녹색발광층, DPVBi로 구성된 청색발광층 및 CBP:Ir(acac)으로 구성된 적색발광층 및 이들로 구성된 구룹 등의 발광 특성이 우수한 재료를 이용하여 발광층(403)을 형성할 수 있다. 이어서, 발광층(403) 상에 Alq3, Bebq2 등의 물질을 사용하여 전자수송층(404)을 형성한다. 이러한 유기물층(400)은 열 증착 방식으로 증착하여 형성한다. 그리고 유기물층(400) 상에 상부 전극(500)을 형성한다. 실시예에서는 생성된 빛이 투명 전극(240)이 배치된 방향으로 방출되는 후면발광방식으로 제작한다. 따라서, 유기물층(400) 상에 예를 들어 LiF-Al, Mg:Ag 등의 금속을 수 nm이상으로 증착하여 반사율이 높은 상부 전극(500)을 형성한다. 이는 발광층(403)에서 생성된 광이 상부 전극(500)이 형성된 방향으로 투과되지 않고 투명 전극(240)이 배치된 방향으로 방출될 수 있도록 하기 위함이다. 물론 이에 한정되지 않고, 투명 전극(240) 및 상부 전극(500)이 배치된 양 방향으로 광이 투과되는 양면발광방식으로 제작할 수 있다. 이를 위해, Mg:Ag, Ca:Ag 등을 수 ㎛ 이하로 증착하여 광이 투과될 수 있도록 상부 전극(500)을 형성할 수 있다. 그리고 도시되지는 않았지만 상부 전극(500) 상측에 밀봉재가 도포된 봉지 기판(100)을 배치하고, 기판(100)과 봉지 기판(100)을 접합하여 봉지한다.
이와 같이 실시예에서는 기판(100)의 발광부(110)를 전압 강하가 발생되지 않는 복수의 구동영역(111)으로 분할한다. 또한, 상기 복수의 보조 전극(210) 각각의 타단은 복수의 구동영역(111)의 중앙부에 연결된다. 그리고 전극 패드(300)로부터 복수의 구동영역(111)의 중앙으로 각기 연결되는 복수의 보조 전극(210)의 길이를 동일하도록 제작한다. 이에, 전극 패드(300)를 이용하여 복수의 보조 전극(210)의 일단 각각에 전원을 공급하면, 보조 전극(320)과의 이격 거리에 상관없이 각각의 구동영역(111) 전면에 균일한 전류가 흐른다. 그리고, 복수의 구동영역(111) 각각의 중앙부에 대응 위치하는 보조 전극(210)의 타단에 전원이 공급되면, 상기 전원이 어느 한쪽으로 치우치지 않고 해당 구동영역(111)의 투명 전극(240)에 고르게 전류가 전달된다. 또한, 전술한 바와 같이 복수의 보조 전극(210)의 길이가 동일하므로, 복수의 구동영역(111) 각각의 중앙부에 전원이 동시에 공급된다. 따라서, 발광부(110) 전체에 균일한 휘도 특성을 보이는 대면적의 유기발광장치를 제작할 수 있다.
상기에서는 유기발광장치를 예를 들어 설명하였으나, 이에 한정되지 않고 투명 전극을 이용하는 다양한 전기광학소자에 적용될 수 있다.
100: 기판 110: 발광부
111: 구동영역 120: 비발광부
210: 보조 전극 240: 투명 전극
111: 구동영역 120: 비발광부
210: 보조 전극 240: 투명 전극
Claims (14)
- 발광부와 비발광부로 나뉘어지고, 상기 발광부가 전압 강하가 발생되지 않는 복수의 구동영역으로 분할된 기판;
상기 기판의 비발광부에 형성된 전극 패드;
일단이 상기 전극 패드에 연결되고 타단이 복수의 구동영역 각각의 중앙부에 연결된 복수의 보조 전극;
상기 발광부에서 상기 복수의 보조 전극 상측에 형성된 투명 전극을 포함하는 전기광학장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 복수의 구동영역은 동일한 면적을 가지는 전기광학장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 복수의 보조 전극의 길이가 동일한 전기광학장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 복수의 보조 전극 중 상기 전극 패드와 인접 배치된 보조 전극 일 수록 복수의 절곡부를 포함하도록 형성되는 전기광학 장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 보조 전극과 투명 전극 사이에 제 1 절연막이 형성되고, 상기 구동영역의 중앙부에 대응 위치하는 보조 전극의 상부의 적어도 일부를 개방하도록 컨택홀이 형성되며, 상기 컨택홀을 통해 투명 전극과 보조 전극이 접속되는 전기광학장치. - 청구항 5에 있어서,
상기 컨택홀 상측에 대응 배치된 투명 전극 상에 형성된 제 2 절연막을 포함하는 전기광학장치. - 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 투명 전극 상에 형성된 유기물층 및 유기물층 상에 형성된 상부 전극을 포함하는 전기광학장치. - 기판의 발광부를 전압 강하가 발생되지 않는 복수의 구동영역으로 분할하는 단계;
상기 기판의 비발광부에 전극 패드를 형성하는 단계;
일단이 상기 전극 패드에 연결되고, 타단이 복수의 구동영역 각각의 중앙에 연결되도록 복수의 보조 전극을 형성하는 단계;
상기 발광부에서 상기 복수의 보조 전극 상측에 투명 전극을 형성하는 단계를 포함하는 전기광학장치의 제작 방법. - 청구항 8에 있어서,
상기 복수의 보조 전극을 형성하는 단계에 있어서, 상기 복수의 보조 전극의 길이가 동일하도록 제작하는 전기광학장치의 제작 방법. - 청구항 8에 있어서,
상기 기판의 발광부를 전압 강하가 발생되지 않는 복수의 구동영역으로 분할하는 단계에 있어서,
상기 복수의 구동영역 각각의 면적이 동일하도록 하는 전기광학장치의 제작 방법. - 청구항 9에 있어서,
상기 복수의 보조 전극 중 상기 전극 패드와 인접 배치된 보조 전극일 수록 복수의 절곡부를 포함하도록 형성하는 전기광학장치의 제작 방법. - 청구항 8에 있어서,
상기 복수의 보조 전극을 형성하는 단계 후에, 상기 기판 및 보조 전극 상에 제 1 절연막을 형성하고, 상기 제 1 절연막의 일부를 제거하여, 상기 복수의 구동영역 각각의 중앙부에 배치된 보조 전극의 적어도 일부를 노출시키도록 컨택홀을 형성하는 전기광학장치의 제작 방법. - 청구항 12에 있어서,
상기 컨택홀 상측에 대응 배치된 투명 전극 상에 제 2 절연막을 형성하는 전기광학장치의 제작 방법. - 청구항 8 내지 청구항 13 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 투명 전극 상에 형성된 유기물층을 형성하고, 상기 유기물층 상에 상부 전극을 형성하는 전기광학장치의 제작 방법.
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