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KR20050118562A - 유기 전계발광 표시소자 및 그 제조방법 - Google Patents

유기 전계발광 표시소자 및 그 제조방법 Download PDF

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KR20050118562A
KR20050118562A KR1020040043716A KR20040043716A KR20050118562A KR 20050118562 A KR20050118562 A KR 20050118562A KR 1020040043716 A KR1020040043716 A KR 1020040043716A KR 20040043716 A KR20040043716 A KR 20040043716A KR 20050118562 A KR20050118562 A KR 20050118562A
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김광영
백광흠
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Abstract

본 발명은 발광휘도를 향상시킴과 아울러 소비전력을 저감시킬 수 있는 유기 전계발광표시소자 및 그 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 유기 전계발광표시소자는 다수의 애노드전극과; 도전성을 가지며 상기 애노드전극들 사이가 절연되도록 상기 애노드전극들 상에 독립패턴으로 형성되는 도전성 차광막을 구비하는 것을 특징으로 한다.

Description

유기 전계발광 표시소자 및 그 제조방법{Organic Electro-Luminescence Display Device And Fabricating Method Thereof}
본 발명은 유기 전계발광표시소자에 관한 것으로, 특히, 발광휘도를 향상시킴과 아울러 소비전력을 저감시킬 수 있는 유기 전계발광표시소자 및 그 제조방법에 관한 것이다.
최근, 음극선관(Cathode Ray Tube)의 단점인 무게와 부피를 줄일 수 있는 각종 평판 표시장치들이 개발되고 있다. 이러한 평판표시장치로는 액정표시장치(Liquid Crystal Display), 전계 방출 표시장치(Field Emission Display), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel) 및 전계발광표시소자(Electro Luminescence Display Device : 이하 "EL표시소자"라 함) 등이 있다. 특히 EL표시소자는 기본적으로 정공수송층, 발광층, 전자수송층으로 이루어진 유기 발광층의 양면에 전극을 붙인 형태의 것으로서, 넓은 시야각, 고개구율, 고색도 등의 특징 때문에 차세대 평판표시장치로서 주목받고 있다.
이러한 EL표시소자는 사용하는 재료에 따라 크게 무기 EL표시소자와 유기 EL표시소자로 나뉘어진다. 이 중 유기 EL표시소자는 정공 주입 전극과 전자 주입 전극 사이에 형성된 유기 EL 층에 전하를 주입하면 전자와 정공이 쌍을 이룬 후 소멸하면서 빛을 내기 때문에 무기 EL표시소자에 비해 낮은 전압으로 구동 가능하다는 장점이 있다. 또한, 유기 EL표시소자는 플라스틱같이 휠 수 있는(Flexible) 투명기판 위에도 소자를 형성할 수 있을 뿐 아니라, PDP나 무기 ELD에 비해 10V 이하의 낮은 전압에서 구동이 가능하고, 전력 소모가 비교적 작으며, 색감이 뛰어나다.
도 1은 종래의 유기 EL표시소자를 나타내는 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 유기 EL표시소자의 Ⅰ-Ⅰ' 선을 절취하여 나타내는 단면도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 유기 EL표시소자는 기판(2) 상에 애노드전극(4)과 캐소드전극(12)이 서로 교차하는 방향으로 형성된다.
애노드전극(4)은 기판(2) 상에 소정간격으로 이격되어 다수개 형성된다. 이러한 애노드전극(4)이 형성된 기판(2) 상에는 EL셀(P) 영역마다 개구부를 갖는 절연막(6)이 형성된다. 절연막(6) 상에는 그 위에 형성되어질 유기발광층(10) 및 캐소드전극(12)의 분리를 위한 격벽(8)이 위치한다. 격벽(8)은 애노드전극(4)을 가로지르는 방향으로 형성되며, 상단부가 하단부보다 넓은 폭을 가지게 되는 역 테퍼(taper) 구조를 갖게 된다. 격벽(8)이 형성된 절연막 상에는 유기화합물로 구성되는 유기발광층(10)과 캐소드전극(12)이 순차적으로 전면 증착된다. 유기발광층(10)은 정공주입층과 정공수송층을 포함하는 정공관련층(10a), 색을 구현하는 발광층(10c), 전자수송층과 전자주입층을 포함하는 전자관련층(10e)이 적층되어 형성된다.
이러한, 유기EL표시소자는 애노드 전극(4)과 캐소드 전극(12) 사이에 전압이 인가되면, 캐소드 전극(12)으로부터 발생된 전자는 전자 관련층(10e)을 통해 발광층(10c) 쪽으로 이동된다, 또한, 애노드 전극(4)으로 부터 발생된 정공은 정공관련층(10a)을 통해 발광층(10c) 쪽으로 이동한다. 이에 따라, 발광층(10c)에서는 전자 관련층(10e)과 정공 관련층(10a)으로부터 공급되어진 전자와 전공의 재결합으로 엑시톤(EXITON)이 형성되고, 이러한 엑시톤은 다시 기저상태로 여기되면서 일정한 에너지의 빛을 애노드 전극(4)을 통하여 외부로 방출하게 된다.
이러한 구성을 갖는 유기 EL표시소자는 외부에서 입사되는 광이 애노드전극(4)과 유기발광층(10)을 거의 완전하게 투과한다. 그 결과, 유기발광층(10)으로부터 광이 발광되지 않을 때, 기판(2)의 표면으로부터 입사되는 외부광(40)은 투명도전성물질인 애노드전극(4)과 유기발광층(10)을 투과함과 아울러 도 3a에 도시된 바와 같이 금속전극인 캐소드전극(12)에 의해서 반사된다. 이에 따라, 콘트라스트비가 저하되는 문제점이 있다. 이러한, 문제점을 해결하기 위해 도 3b에 도시된 바와 같이 반사방지막(30)이 이용된다. 이러한 반사방지막(30)은 유기 EL표시소자의 기판(2)에 부착되어 외부로부터 외부광(40)이 조사된 후 그 조사된 외부광(40)이 반사되어 유기 EL표시소자 외부로 방출되는 것을 차단하게 된다. 여기서, 반사방지막(30)은 외부광(40)에서 특정 선편광을 투과시키고 그 이외의 편광성분을 차단하는 편광판(30a)과, 선편광을 원편광으로 변환하기 위한 λ/4 위상차판(30b)을 구비한다.
그러나, 이와 같이 편광판(30a)을 사용하게 되면 콘트라스트 비는 향상시킬 수 있으나 편광판(30a)의 광학적 특성 상 편광율이 99% 이상인 경우 투과율이 50%를 넘을 수 없기 때문에 유기 EL표시패널에서는 50% 이상의 휘도 손실이 발생하게 된다. 이에 따라, 유기 EL표시소자에서는 원하는 휘도를 내기 위해 소비전력을 증가시켜야 하는 문제가 발생된다.
따라서, 본 발명의 목적은 발광휘도를 향상시킴과 아울러 소비전력을 저감시킬 수 있는 유기 전계발광표시소자 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 유기 전계발광표시소자는 다수의 애노드전극과; 도전성을 가지며 상기 애노드전극들 사이가 절연되도록 상기 애노드전극들 상에 독립패턴으로 형성되는 도전성 차광막을 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 도전성 차광막은 상기 애노드 전극을 부분적으로 노출시켜 발광영역을 정의하는 것을 특징으로 한다.
상기 애노드전극 상에 형성된 유기발광층과; 상기 애노드 전극과 교차되게 형성된 격벽과; 상기 유기발광층을 사이에 두고 상기 애노드 전극과 교차되게 형성된 캐소드전극을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 도전성 차광막은 불투명물질을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 도전성 차광막의 저항율은 20~200[μΩ.㎝] 정도인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 유기 전계발광표시소자의 제조방법은 기판 상에 다수의 애노드전극을 형성하는 단계와; 상기 애노드전극이 형성된 기판 상에 도전성을 가지며 상기 애노드전극들 사이가 절연되도록 상기 애노드전극들 상에 독립패턴으로 도전성 차광막을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 도전성 차광막은 상기 애노드 전극을 부분적으로 노출시켜 발광영역을 정의하는 것을 특징으로 한다.
상기 애노드전극 상에 형성된 유기발광층을 형성하는 단계와; 상기 애노드 전극과 교차되도록 격벽을 형성하는 단계와; 상기 유기발광층을 사이에 두고 상기 애노드 전극과 교차되도록 캐소드전극을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 도전성 차광막은 불투명물질을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부도면을 참조한 실시 예들에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.
이하, 도 4 내지 도 6d를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명에 따른 유기 EL표시소자를 나타내는 단면도이다.
도 4에 도시된 유기 EL표시소자는 기판(102) 상에 유기발광층(110)을 사이에 두고 서로 교차되게 형성된 애노드전극(104)과 캐소드전극(112), 애노드 전극과 교차되게 형성됨과 아울러 캐소드 전극(112)과 나란하게 형성된 격벽(미도시), 애노드 전극(104) 상에서 발광영역을 정의함과 아울러 외부광을 차단하는 도전성 차광막(106)을 구비한다.
애노드전극(104)은 띠 형태로 기판(102) 상에 소정간격으로 이격되어 다수개 형성된다. 격벽(미도시)은 애노드전극(4)을 가로지르는 방향으로 형성되며, 상단부가 하단부보다 넓은 폭을 가지게 되는 역 테퍼(taper) 구조를 갖게 된다. 유기발광층(110)은 정공주입층과 정공수송층을 포함하는 정공관련층(110a), 색을 구현하는 발광층(110c), 전자수송층과 전자주입층을 포함하는 전자관련층(110e)이 적층되어 형성된다.
도전성 차광막(106)은 애노드 전극(104)을 부분적으로 노출시켜 발광영역을 정의함과 아울러 외부광을 차단 및 흡수함으로써 소자의 콘트라스트비를 향상시키는 역할을 한다.
또한, 차광막(106)은 도전성 물질로 형성됨으로써 애노드전극(104)의 도전성을 향상시킨다.
이를 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
도전성 차광막(106)은 도 5에 도시된 바와 같이 애노드 전극(104) 보다 넓은 폭으로 애노드 전극(104)을 덮도록 형성됨과 아울러 애노드 전극(104)을 부분적으로 노출시키는 개구부(106a)를 갖게 된다. 또한, 각각의 도전성 차광막(106)은 서로 전기적으로 분리되어 있음으로 애노드 전극(104)간에 도통되지 않게 된다.
이러한 도전성 차광막(106)은 불투명도전성 물질로 형성됨으로써 투명한 기판(102) 및 애노드전극(104)을 통과하여 입사되는 외부광을 차단하거나 흡수하는 역할을 하게 된다. 이에 따라, 종래 대비 편광판이 필요없게 됨으로써 소자발광시 투과율이 증가되어 휘도가 향상되고 소비전력을 절감할 수 있게 된다.
또한, 도전성 차광막(106)은 도전성물질로 형성됨과 아울러 20[μΩ.㎝]~200[μΩ.㎝] 정도의 저항율을 갖는 물질로 형성됨으로써 투명전극 물질로 형성된 애노드 전극(104)의 도전성을 향상시켜 주는 역할을 한다. 이에 따라, 애노드 전극(104)에서 필요로 하는 전압이 낮아지게 됨으로써 소비전력을 절감할 수 있게 된다. 여기서, 도전성 차광막(106)의 물질로는 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 니켈(Ni),구리(Cu), 은(Ag), 금(Au), 인듐(In), 주석(Sn), 아연(Zn) 등의 금속 또는 이들의 화합물이 이용된다.
이러한, 유기 EL표시소자는 애노드 전극(104)과 캐소드 전극(112) 사이에 전압이 인가되면, 캐소드 전극(112)으로부터 발생된 전자는 전자 관련층(110e)을 통해 발광층(10c) 쪽으로 이동된다, 또한, 애노드 전극(4)으로 부터 발생된 정공은 정공관련층(110a)을 통해 발광층(110c) 쪽으로 이동한다. 이에 따라, 발광층(110c)에서는 전자 관련층(110e)과 정공 관련층(110a)으로부터 공급되어진 전자와 전공의 재결합으로 엑시톤(EXITON)이 형성되고, 이러한 엑시톤은 다시 기저상태로 여기되면서 일정한 에너지의 빛을 애노드 전극(104)을 통하여 외부로 방출하게 된다.
이하, 도 6a 내지 도 6d를 참조하여 본 발명에 따른 유기 EL표시소자의 제조방법에 관하여 설명하면 다음과 같다.
먼저, 소다라임(Sodalime) 또는 경화유리를 이용하여 형성된 기판(102) 상에 금속투명도전성물질이 증착된 후 포토리쏘그래피공정과 식각공정에 의해 패터닝됨으로써 도 6a에 도시된 바와 같이 애노드전극(104)이 형성된다. 여기서, 금속물질로는 인듐-틴-옥사이드(Indium-Tin-Oxide) 또는 SnO2 등이 이용된다.
애노드전극(104)이 형성된 기판(102) 상에 불투명 도전성금속물질이 증착된 후 포토리쏘그래피공정과 식각공정에 의해 패터닝됨으로써 도 6b에 도시된 바와 같이 애노드 전극(104) 보다 넓은 폭으로 애노드 전극(104)을 덮도록 형성됨과 아울러 애노드 전극(104)을 부분적으로 노출시키는 개구부(106a)를 갖는 도전성 차광막(106)이 형성된다. 여기서, 불투명 도전성금속물질로는 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 구리(Cu), 은(Ag), 금(Au), 인듐(In), 주석(Sn), 아연(Zn) 등의 금속 또는 이들의 화합물이 이용되고, 각각의 애노드전극(104)을 덮도록 형성된 도전성 차광막(106)은 전기적으로 분리되어 있다.
도전성 차광막(106)이 형성된 기판(104) 상에 감광성유기물질이 증착된 후 포토리쏘그래피공정 등에 의해 패터닝됨으로써 격벽(미도시)이 형성된다.
격벽이 형성된 기판(102) 상에 공통 마스크 및 메탈(또는 섀도우) 마스크를 이용한 열증착, 진공증착 등의 증착방식에 의해 도 6c에 도시된 바와 같이 유기발광층(110)이 형성된다.
유기발광층(110)이 형성된 기판(102) 상에 금속물질이 증착됨으로써 도 6d에 도시된 바와 같이 캐소드전극(112)이 형성된다.
이와 같이, 본 발명에 따른 유기 EL표시소자 및 그 제조방법은 종래의 반사방지막이 제거됨과 아울러 종래의 절연막 대신 도전성 차광막(106)이 형성된다. 이에 따라, 소자발광시의 광투과율이 향상됨으로써 휘도가 증가된다.
또한, 도전성 차광막(106)은 도전성을 갖는 물질로 형성됨으로써 애노드 전극(104)의 도전성을 향상시킨다. 이에 따라, 애노드 전극(104)에 인가되는 전압이 낮아지게 됨으로써 소비전력을 절감할 수 있게 된다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 유기 전계발광표시소자는 종래의 반사방지막이 제거되고 도전성 차광막을 형성함으로써 휘도가 향상됨과 아울러 소비전력이 절감된다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
도 1은 종래의 유기 전계발광표시소자를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1의 Ⅰ- Ⅰ'선을 절취하여 도시한 단면도이다.
도 3a는 유기 전계발광표시소자의 외부광에 의한 반사를 설명하기 위한 도면이다.
도 3b는 외부광에 의한 반사를 방지하기 위한 반사방지막을 설명하기 위한 위한 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 유기 전계발광표시소자를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 5는 도 4에 도시된 도전성 차광막을 구체적으로 나타내는 도면이다.
도 6a 내지 도 6d는 도 4에 도시된 유기 전계발광표시소자의 제조방법을 단계적으로 나타내는 도면이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
2,102 : 기판 4,104 : 애노드전극
8 : 격벽 10,110 : 유기발광층
12,112 : 캐소드 전극 106 : 도전성 차광막

Claims (9)

  1. 다수의 애노드전극과;
    도전성을 가지며 상기 애노드전극들 사이가 절연되도록 상기 애노드전극들 상에 독립패턴으로 형성되는 도전성 차광막을 구비하는 것을 특징으로 하는 유기 전계발광표시소자.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 도전성 차광막은 상기 애노드 전극을 부분적으로 노출시켜 발광영역을 정의하는 것을 특징으로 하는 유기 전계발광표시소자.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 애노드전극 상에 형성된 유기발광층과;
    상기 애노드 전극과 교차되게 형성된 격벽과;
    상기 유기발광층을 사이에 두고 상기 애노드 전극과 교차되게 형성된 캐소드전극을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 전계발광표시소자.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 도전성 차광막은 불투명물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 전계발광표시소자.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 도전성 차광막의 저항율은 20~200[μΩ.㎝] 정도인 것을 특징으로 하는 유기 전계발광표시소자.
  6. 기판 상에 다수의 애노드전극을 형성하는 단계와;
    상기 애노드전극이 형성된 기판 상에 도전성을 가지며 상기 애노드전극들 사이가 절연되도록 상기 애노드전극들 상에 독립패턴으로 도전성 차광막을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 전계발광표시소자의 제조방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 도전성 차광막은 상기 애노드 전극을 부분적으로 노출시켜 발광영역을 정의하는 것을 특징으로 하는 유기 전계발광표시소자의 제조방법.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 애노드전극 상에 형성된 유기발광층을 형성하는 단계와;
    상기 애노드 전극과 교차되도록 격벽을 형성하는 단계와;
    상기 유기발광층을 사이에 두고 상기 애노드 전극과 교차되도록 캐소드전극을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 전계발광표시소자의 제조방법.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 도전성 차광막은 불투명물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 전계발광표시소자의 제조방법.
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