KR100466398B1 - 전계발광소자의 음극 전극 형성방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 미세패턴의 음극전극( cathode electrodes)을 형성할 수 있는 전계발광소자의 음극 전극 형성방법에 관해 개시한다.

개시된 본 발명의 전계발광소자의 음극전극 형성방법은 투명절연기판 상에 양극 전극을 형성하는 단계; 기판 상에 양극 전극과 교차하고 픽셀 형성 영역을 한정하는 스트라이프 구조의 절연격벽을 형성하는 단계;절연격벽을 사이에 두고 소정부분 이격된 유기박막 픽셀을 형성하는 단계; 상기 결과물 전면에 캐소드형 금속막을 증착하는 단계; 및 캐소드형 금속막에 레이저에 의한 식각 공정을 진행하여 절연격벽의 소정부분을 노출시키는 음극 전극을 형성하는 단계를 포함한다.

Description

전계발광소자의 음극 전극 형성방법{METHOD FOR MANUFACTURING CATHODE ELECTRODES OF ELECTROLUMINESCENT DISPLAY DEVICE}

본 발명은 전계발광소자의 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 미세패턴의 음극전극( cathode electrodes)을 형성할 수 있는 전계발광소자의 음극전극 형성방법에 관한 것이다.일반적으로 알려진 바와 같이, 차세대 영상표시장치로 각광받고 있는 자체발광소자인 유기 EL 소자는 투명기판 위에 양극전극, 유기 박막층 및 음극전극이 차례로 적층된 구조로 제작된다. 이러한 구조를 가지는 수동 매트릭스 패널(matrix pannel)에서 픽셀(pixel) 크기는 서로 교차하게 형성하는 음극전극과 양극전극(anode electrodes)의 선폭에 의해 정해지는데 고해상도 유기 EL 패널을 제작하기 위해서는 애노드형 화소전극 및 캐소드형 금속막의 미세패턴이 요구된다. 현재 화소전극의 미세패턴은 리소그라피(lithography) 공정에 의한 양극전극의 형성이 가능한 반면, 음극 전극의 경우, 쉐도우 마스크를 사용하거나, 음극분리격벽을 형성하여 마스크를 사용하지 않고 음극을 미세패턴하고 있다.그러나, 상기 음극분리격벽을 이용한 음극 형성 방법은 일본의 유기 EL 패널 메이커인 파이오니아가 특허권을 가지고 있어 이 기술에 의해 음극을 패터닝하는 경우 고액의 특허 사용료를 지불해야 하는 문제점이 있다.도 1a 및 도 1b는 종래 기술에 따른 전계발광소자의 음극 전극 형성방법을 설명하기 위한 단면도이다.종래기술에 따른 전계발광소자의 음극 전극 형성방법은, 도 1a에 도시된 바와 같이, 먼저 스트라이프 형태의 양극 전극(12)과 유기박막층(13)이 형성된 투명절연기판(11)이 제공된다. 그런 다음, 유기박막층(13)층 상부에 후속 음극 전극 패턴을 형성하기 위한 쉐도우 마스크(shadow mask)(14)를 설치한다.다음, 도 1b에 도시된 바와 같이, 상기와 같이 형성된 양극 전극(12) 및 유기박막층(13)을 포함하는 투명절연기판(11)을 유기박막층(13)이 아래방향으로 향하도록 하여 진공증착장비에 넣는다. 이어서, 진공증착장비 하부에 설치된 금속 소스부(S)로터 쉐도우 마스크(14)가 설치된 투명절연기판(11) 상에 기화된 금속이온을 증착하고 패턴 식각하여 음극전극 패턴(도시되지 않음)을 형성하여 유기 EL 소자인 전계발광소자의 음극 전극 형성을 완료한다.

도 1c 및 도 1d는 종래 기술에 따른 전계발광소자의 음극 전극 형성방법에 대한 문제점을 설명하기 위한 단면도이다.상기 종래의 전계발광소자의 음극 형성 방법은 다음과 같은 문제점이 있다.첫째, 쉐도우 마스크를 이용하여 음극 전극을 형성하는 방법은 쉐도우 마스크의 얼라인 및 투명절연기판과 쉐도우 마스크와의 정확한 콘택이 요구된다. 따라서, 화소 크기가 작아지고 패널이 중대형화될수록 쉐도우 마스크의 미스 얼라인 및 투명절연기판과 쉐도우 마스크 간의 부정확한 콘택의 발생으로 사용상 한계가 있었다.둘째, 도 1c에 도시된 바와같이, 상기 미스 얼라인으로 인해 기화된 금속이온이 쉐도우 마스크(14)와 유기박막층(13) 사이(L)로 흘러 들어가서 양극 전극(12)과 쇼트될 우려가 있었다.셋째, 도 1d에 도시된 바와같이, 쉐도우 마스크(14)가 설치된 투명절연기판(11)을 진공증착장비에 삽입할 경우, 패널의 중대형화로 인해 쉐도우 마스크(14)의 중앙부분이 아래로 처지는 현상이 발생하여 음극 전극과 양극 전극 간에 쇼트를 유발시킬 수 있다. 이런 경우 투명절연기판과 쉐도우 마스크 콘택 문제를 해결하기 위해서는 쉐도우 마스크의 재질을 자석에 잘 붙는 재질을 사용하여 제작하고, 쉐도우 마스크를 사방에서 팽팽하게 당길수 있는 부가적인 장치를 추가 설치해야 하는 문제점이 발생되었다.이에 따라, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 레이저를 이용하여 간단하게 미세 패턴의 음극 전극을 형성할 수 있는 전계발광소자의 음극 전극 형성방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

도 1a 및 도 1b는 종래의 전계발광소자의 제조방법을 설명하기 위한 단면도.도 1c 및 도 1d는 종래의 전계발광소자의 제조방법에 대한 문제점을 설명하기 위한 단면도.

도 2는 본 발명의 전계발광소자의 전체 단면도.

도 3a 내지 도 3e는 본 발명의 전계발광소자의 제조방법을 설명하기 위한 단면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호설명 *

21 : 투명절연기판 22 : 양극 전극 패턴

23 : 절연격벽 24 : 유기박막픽셀

25a : 음극전극 패턴 26 : 흡수층

27 : UV 경화성 수지 28 : 캡슐

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 전계발광소자의 음극전극 형성방법은 투명절연기판 상에 양극 전극을 형성하는 단계; 기판 상에 양극 전극과 교차하고 픽셀 형성 영역을 한정하는 스트라이프 구조의 절연격벽을 형성하는 단계;절연격벽을 사이에 두고 소정부분 이격된 유기박막 픽셀을 형성하는 단계; 상기 결과물 전면에 캐소드형 금속막을 증착하는 단계; 및 캐소드형 금속막에 레이저에 의한 식각 공정을 진행하여 절연격벽의 소정부분을 노출시키는 음극 전극을 형성하는 단계를 포함한 것을 특징으로 한다.상기 레이저에 의한 식각 공정은 레이저가 회전방식으로 제어되고 수평축에서 하방으로 0 ~ 180도 범위로 회전하면서 캐소드형 금속막을 제거하는 것을 특징으로 한다.상기 레이저에 의한 식각 공정은 레이저가 수직하방에 고정된 채 전후로 이동하면서 캐소드형 금속막을 제거하는 것을 특징으로 한다.상기 흡수제는 옥사이드 게열의 BaO 또는 Y₂0₃중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.

상기 음극 전극을 형성한 후에, 절연격벽 상에 음극 전극 사이의 공간에 잔류되도록 수분방지용 흡수제를 형성하는 단계; 절연격벽의 외곽 가장자리 상부에 보호용 UV 경화성 수지를 도포하는 단계; 및 UV 경화성 수지 상부에 캡슐을 형성하는 단계를 추가한 것을 특징으로 한다.(실시예)

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 전계발광소자의 제조방법을 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전계발광소자의 단면구조를 도시한 것이다.본 발명의 실시예에 따른 전계발광소자는, 도 2에 도시된 바와 같이, 투명절연기판(21) 상부에 복수개의 스트라이프 구조의 양극전극 패턴(22)이 형성되어져 있다.상기 양극 전극 패턴(22)을 포함한 투명절연기판(21) 상에 상기 양극전극 패턴(22)과 교차되도록 양극 전극 과 음극 전극 간의 쇼트를 방지하기 위한 절연격벽(23)이 형성되어져 있으며, 상기 절연격벽에 의해 노출된 투명절연기판(21) 상에는 정공수송층, 발광층 및 전자수송층으로 이루어진 유기박막 픽셀(24)이 형성되어져 있다.또한, 상기 유기박막 픽셀(24) 상부에는 음극전극 패턴(25a)이 형성되어 있으며, 상기 음극전극 패턴(25a) 사이의 절연격벽(23) 상부에 수분방지용 흡수층(26)이 형성되어져 있다.상기 절연격벽(23) 외곽 가장자리 상부에는 보호용 UV(UV:Ultra Violet) 경화성 수지(27)가 도포되어져 있으며, 상기 UV 경화성 수지(27) 상부에 캡슐(28)이 형성되어져 있다.이때, 상기 흡수층(26)은 옥사이드 계열의 BaO, Y203 등 중 하나로 형성된다.상기와 같은 구조를 갖는 본 발명에 따른 전계발광소자는, 음극 전극(25a)에 (-)의 전압을, 양극전극(22)에 (+)의 전압을 인가하면, 절연격벽(23) 사이의 화소의 발광영역(LR)을 통해 발광하게 된다.도 3c와 도 3d는 레이저 조사에 의해 캐소드형 금속막의 식각 공정을 진행한 음극전극 패턴 방식을 도시한 것이다.도 3c는 레이저의 한쪽 끝을 고정하고 수평축을 기준으로 수평하방으로 0 ~ 180도 범위에서 일정 각도(Θ)로 레이저를 회전시키면서 음극 전극을 패턴하는 방식이고, 도 3d는 수직하방으로 고정된 레이저를 수평방향으로 이동시키면서 음극전극을 패턴하는 방식이다.상기와 같은 방법은 음극 전극을 패턴할 때 레이저의 파워와 이동속도에 따라 식각 두께의 조절이 가능하고 레이저의 조사 각도를 조절하여 음극전극의 패턴 폭을 조절할 수 있다.그 다음, 도 3e에 도시된 바와 같이, 음극 전극 패턴(25a) 사이의 절연격벽(23) 상부에 수분방지용 흡수층(26)을 형성한다.상기 흡수층(26)은 각 화소의 안정성을 높이기 위해 수분 침투 방지 및 완벽한 금속라인의 쇼트 방지를 위한 것이다. 이 때, 상기 흡수층(26)은 옥사이드 계열의 BaO, Y₂O₃등 중 어느 하나를 이용한다.이 후, 상기 절연격벽(23) 외곽 가장자리 상부에 보호용 UV 경화성 수지(27)를 도포하고, 상기 UV 경화성 수지(27) 상부에 캡슐(28)을 형성하여 본 발명에 따른 전계발광소자의 제조를 완료한다.

이상에서 자세히 설명한 바와같이, 본 발명에서는 레이저를 이용하여 캐소드형 금속막을 식각하여 전계발광소자의 음극 전극 패턴을 형성할 경우, 별도의 쉐도우 마스크가 필요없으므로 기판 크기와 상관없이 대응 가능하다.또한, 쉐도우 마스크를 사용하지 않음에 따라, 쉐도우 마스크를 사용할 때 발생하는 콘택 불량에 인한 전극 간의 쇼트 불량을 방지할 수 있고, 쉐도우 마스크를 교체할 때 발생하는 챔버의 오염을 방지할 수 있으며, 제조 공정이 단축되고 생산 비용이 절감된다.그리고 레이저를 이용하여 음극 전극 패턴을 형성한 후, 식각된 부분에 흡습제를 삽입시킴으로써, 픽셀 내로 수분이 침투되는 것을 방지함에 따라, 소자의 신뢰성이 향상된다.

Claims (4)

1. 투명절연기판 상에 양극 전극을 형성하는 단계; 상기 기판 상에 상기 양극전극과 교차하고 픽셀 형성 영역을 한정하는 스트라이프 구조의 절연격벽을 형성하는 단계; 상기 절연격벽을 사이에 두고 소정부분 이격된 유기박막 픽셀을 형성하는 단계; 상기 결과물 전면에 캐소드형 금속막을 증착하는 단계; 및 상기 캐소드형 금속막에 레이저에 의한 식각 공정을 진행하여 상기 절연격벽의 소정부분을 노출시키는 음극 전극을 형성하는 단계를 포함한 전계발광소자의 음극 전극 형성방법에 있어서,

   상기 레이저에 의한 식각 공정은

   상기 레이저가 회전방식으로 제어되고 수평축에서 하방으로 0 ~ 180도 범위로 회전하면서 상기 캐소드형 금속막을 제거하는 방식 및 상기 레이저가 수직하방에 고정된 채 전후로 이동하면서 상기 캐소드형 금속막을 제거하는 방식 중 어느 하나를 이용하는 것을 특징으로 하는 전계발광소자의 음극 전극 형성방법.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1항에 있어서, 상기 음극 전극을 형성한 후에,

   상기 절연격벽 상에 상기 음극 전극 사이의 공간에 잔류되도록 옥사이드 게열의 BaO 또는 Y₂0₃중 어느 하나인 수분방지용 흡수제를 형성하는 단계;

   상기 절연격벽의 외곽 가장자리 상부에 보호용 UV 경화성 수지를 도포하는 단계; 및

   상기 UV 경화성 수지 상부에 캡슐을 형성하는 단계를 추가한 것을 특징으로 하는 전계발광소자의 음극 전극 형성방법.