KR100592388B1 - 유기 전계발광 표시소자 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 소자의 크기를 소형화할 수 있는 유기 전계발광 표시소자 및 그 제조방법에 관한 것이다.

본 발명에 따른 유기 전계발광 표시소자는 유기발광층을 사이에 두고 서로 교차되게 형성된 제1 및 제2 전극을 포함하는 유기전계발광어레이와; 상기 유기전계발광어레이에 구동신호를 공급하기 위한 신호공급패드와; 상기 유기전계발광어레이 상에 형성됨과 아울러 상기 제1 및 제2 전극 중 적어도 어느 하나의 일부를 노출시키는 적어도 한층의 보호막과; 적어도 일부가 상기 보호막 상에 형성되며 상기 전극 및 상기 신호공급패드에 각각 접속되는 신호라인을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

유기 전계발광 표시소자 및 그 제조방법{Organic Electro-Luminescence Display Device And Fabricating Method Thereof}

도 1은 종래의 유기 전계발광 표시소자를 개략적으로 도시하는 평면도이다.

도 2는 및 도 3은 도 1에 도시된 유기 전계발광 표시소자의 표시영역을 구체적으로 도시한 사시도 및 단면도이다.

도 4는 종래의 유기 전계발광 표시소자의 발광원리를 설명하기 위한 다이어 그램이다.

도 5는 본 발명에 실시예에 따른 유기 전계발광 표시소자를 나타내는 평면도이다.

도 6은 도 5에 도시된 유기 전계발광 표시소자의 Ⅱ-Ⅱ'선 및 Ⅲ-Ⅲ'선을 절단하여 도시한 단면도이다.

도 7a 내지 도 7i는 도 6에 도시된 유기 전계발광 표시소자의 제조방법을 순서적으로 설명하기 위한 단면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명>

2,102 : 기판 4,104 : 애노드 전극

12,112 : 캐소드 전극 10,110 : 유기발광층

6,106 : 절연막 8,108 : 격벽

52,125 : 제2 라인 54,154 : 제1 라인

142 : 제1 보호막 146 : 제2 보호막

본 발명은 유기 전계발광 표시소자에 관한 것으로, 특히 소자의 크기를 소형화할 수 있는 유기전계발광표시소자 및 그 제조방법에 관한 것이다.

최근, 음극선관(Cathode Ray Tube)의 단점인 무게와 부피를 줄일 수 있는 각종 평판표시장치들이 개발되고 있다. 이러한 평판표시장치는 액정표시장치(Liquid Crystal Display), 전계 방출 표시장치(Field Emission Display), 플라즈마 디스플레이 소자(Plasma Display Panel) 및 일렉트로 루미네센스(Electro-Luminescence, 전계 발광 : 이하 "EL"라 함) 표시 소자 등이 있다.

이와 같은 평판표시장치의 표시품질을 높이고 대화면화를 시도하는 연구들이 활발히 진행되고 있다. 이들 중 EL 표시 소자는 스스로 발광하는 자발광소자이다. EL 표시 소자는 전자 및 정공 등의 캐리어를 이용하여 형광물질을 여기 시킴으로써 비디오 영상을 표시하게 된다.

이 EL 표시소자는 사용하는 재료에 따라 무기 EL 표시소자과 유기 EL 표시소자로 크게 나뉘어진다. 유기 EL 표시소자는 100∼200V의 높은 전압을 필요로 하는 무기 EL 표시소자에 비해 5∼20V 정도의 낮은 전압으로 구동됨으로써 직류 저전압 구동이 가능하다. 또한, 유기 EL 표시소자는 넓은 시야각, 고속 응답성, 고 콘트라스트비(contrast ratio) 등의 뛰어난 특징을 갖고 있으므로 그래픽 디스플레이의 픽셀(pixel), 텔레비젼 영상 디스플레이나 표면 광원(Surface Light Source)의 픽셀로서 사용될 수 있으며, 얇고 가벼우며 색감이 좋기 때문에 차세대 평면 디스플레이에 적합한 소자이다.

도 1은 일반적인 유기EL표시소자를 개략적으로 도시하는 도면이고, 도 2 및 도 3은 도 1에 도시된 유기EL표시소자의 표시영역에 형성된 유기EL어레이를 구체적으로 나타내는 도면이다.

도 1 내지 도 3에 도시된 종래의 유기EL표시소자는 유기EL어레이가 형성된 표시영역(P1)과, 표시영역(P1)의 구동전극 들에 구동신호를 공급하는 패드부(25)가 위치하는 비표시영역(P2)을 구비한다.

표시영역(P1)에는 기판(2) 상에 형성된 애노드전극(4)과, 애노드 전극(4)과 교차하는 방향으로 형성된 캐소드 전극(12)이 형성된다.

애노드 전극(4)은 기판(2) 상에 소정간격으로 이격되어 다수개 형성된다. 이러한 애노드 전극(4)이 형성된 기판(2) 상에는 EL셀(EL) 영역마다 개구부를 갖는 절연막(6)이 형성된다. 절연막(6) 상에는 그 위에 형성되어질 유기발광층(10) 및 스캔라인(12)의 분리를 위한 격벽(8)이 위치한다. 격벽(8)은 애노드 전극(4)을 가로지르는 방향으로 형성되며, 상단부가 하단부보다 넓은 폭을 가지게 되는 오버행(Overhang) 구조를 갖게 된다. 격벽(8)이 형성된 절연막(6) 상에는 유기화합물로 구성되는 유기발광층(10)과 캐소드전극(12)이 순차적으로 전면 증착된다. 유기발광층(10)은 절연막(6) 상에 정공 수송층, 발광층 및 전자 수송층이 적층되어 형성된다.

비표시영역(P2)에는 표시영역(P1)의 애노드 전극(4)에서 신장된 제1 라인(54)과, 제1 라인(52)을 통해 애노드 전극(4)에 데이터 전압을 공급하는 데이터 패드들이 형성되고, 캐소드 전극(12)과 접속된 제2 라인(52)과, 제2 라인(52)을 통해 스캔전압을 공급하는 스캔패드가 마련된다.

데이터 패드는 데이터 전압을 생성하는 제1 구동회로가 실장된 TCP와 접속되어 각 애노드 전극(4)에 데이터 전압을 공급한다. 스캔패드는 데이터 패드의 양측에 형성된다. 이러한 스캔패드는 스캔전압을 생성하는 제2 구동회로가 실장된 TCP와 접속되어 각 캐소드 라인(12)에 스캔전압을 공급한다.

이와 같은 구조를 갖는 종래의 유기EL표시소자는 도 4에 도시된 바와 같이 애노드 전극(4)과 캐소드 전극(12) 사이에 전압이 인가되면, 캐소드 전극(12)으로부터 발생된 전자(또는 캐소드)는 전자 주입층(10a) 및 전자 수송층(10b)을 통해 발광층(10c) 쪽으로 이동된다. 또한, 애노드 전극(4)으로 부터 발생된 정공(또는 애노드)은 정공 주입층(10e) 및 정공 수송층(10d)을 통해 발광층(10c) 쪽으로 이동한다. 이에 따라, 발광층(10c)에서는 전자 수송층(10b)과 정공 수송층(10d)으로부터 공급되어진 전자와 정공이 충돌하여 재결합함으로써 빛이 발생하게 되고, 이 빛은 애노드 전극(4)을 통해 외부로 방출되어 화상이 표시되게 된다.

한편, 이러한 유기EL표시소자는 애노드 전극(4)과 데이터 패드를 전기적으로 연결시키는 제1 라인(54)은 데이터 패드와 직접 접속됨에 반해, 캐소드 전극(12)과 접속된 제2 라인(52)은 표시영역(P1) 좌우로 분산됨과 아울러 표시영역(P1)의 주위를 우회하여 비표시영역(P2)에 위치하는 스캔패드와 접속된다. 이에 따라, 제2 라인(52)이 차지하는 영역 만큼 유기EL표시소자 면적이 증가되는 문제가 된다.

따라서, 본 발명의 목적은 소자의 크기를 소형화할 수 있는 유기 전계발광 표시소자 및 그 제조방법을 제공하는 데 있다.

상기 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 유기 전계발광 표시소자는 유기발광층을 사이에 두고 서로 교차되게 형성된 제1 및 제2 전극을 포함하는 유기전계발광어레이와; 상기 유기전계발광어레이에 구동신호를 공급하기 위한 신호공급패드와; 상기 유기전계발광어레이 상에 형성됨과 아울러 상기 제1 및 제2 전극 중 적어도 어느 하나의 일부를 노출시키는 적어도 한층의 보호막과; 적어도 일부가 상기 보호막 상에 형성되며 상기 전극 및 상기 신호공급패드에 각각 접속되는 신호라인을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 신호라인은 상기 제1 전극 및 제2 전극 중 어느 하나와 동일물질인 것을 특징으로 한다.

상기 신호라인과 나란하게 형성되어 상기 신호라인을 분리시키는 격벽을 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 신호라인 및 격벽은 절곡되게 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 신호라인 및 격벽은 "L"자형으로 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 보호막은 상기 제1 및 제2 전극 중 적어도 어느 하나의 끝단을 노출시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 유기전계발광표시소자의 제조방법은 유기발광층을 사이에 두고 서로 교차되게 형성되는 제1 및 제2 전극을 포함하는 유기전계발광어레이를 형성하는 단계와; 상기 유기전계발광어레이에 구동신호를 공급하기 위한 신호공급패드를 형성하는 단계와; 상기 유기전계발광어레이 상에 형성됨과 아울러 상기 제1 및 제2 전극 중 적어도 어느 하나의 일부를 노출시키는 적어도 한층의 보호막을 형성하는 단계와; 적어도 일부가 상기 보호막 상에 형성되며 상기 전극 및 상기 신호공급패드과 각각 접속되는 신호라인을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 신호라인은 상기 제1 전극 및 제2 전극 중 적어도 어느 하나와 동일물질로 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 신호라인과 나란하게 형성되어 상기 신호라인을 전기적으로 분리시키는 격벽을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 제1 및 제2 전극은 마스크를 이용한 포토리쏘그래피 공정 및 식각공정에 의해 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부한 설명 예들에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.

이하, 도 5 내지 도 7i를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하기로 한다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 유기 EL 표시소자를 나타내는 평면도이고, 도 6은 도 5에 도시된 유기 EL 표시소자의 Ⅱ-Ⅱ"선 및 Ⅲ-Ⅲ'선을 절취하여 나타내는 단면도이다.

도 5 및 6에 도시된 유기 EL 표시소자의 표시영역(P1)에는 기판(102) 상에 띠 형태로 배열된 애노드 전극(104)과, 기판(102) 상의 발광 영역을 제외한 영역에 형성된 절연막(106)과, 절연막(106)에 의해 정의된 발광 영역 상에 형성된 유기발광층(110)과, 유기발광층(110)과 대응하도록 기판(102) 상에 애노드전극(104)과 교차하도록 형성된 캐소드 전극(112)과, 캐소드 전극(112)을 보호하기 위해 캐소드 전극(112)과 대응하도록 형성된 제1 보호층(142)과, 절연막(106) 및 제1 보호층(142)을 덮도록 기판(102) 전면에 형성된 제2 보호층(146)을 구비한다. 제2 보호층(146)은 표시영역(P1)의 좌우측 외곽에서 캐소드전극(112)을 일부, 즉, 캐소드 전극(112)의 끝단부를 노출시킨다. 오버행(Overhang) 구조로 형성됨과 아울러 제2 보호층(146) 상에 절곡지게 예를 들어, "L" 자형으로 형성된 격벽(108)과, 격벽(108)에 의해 분리됨과 아울러 캐소드 전극(112)과 접속된 제2 라인(152)이 구비된다.

비표시영역(P2)에는 표시영역(P1)의 애노드 전극(104)에서 신장된 제1 라인(154)과, 제1 라인(154)을 통해 애노드 전극(104)에 데이터 전압을 공급하는 데이터 패드들이 형성되고, 캐소드 전극(112)과 접속된 제2 라인(152)을 통해 스캔전압을 공급하는 스캔패드가 마련된다.

데이터 패드는 데이터 전압을 생성하는 제1 구동회로가 실장된 TCP와 접속되어 각 애노드 전극(104)에 데이터 전압을 공급한다. 스캔패드는 데이터 패드의 양측에 형성된다. 이러한 스캔패드는 스캔전압을 생성하는 제2 구동회로가 실장된 TCP와 접속되어 각 캐소드 라인(112)에 스캔전압을 공급한다.

상기와 같은 구성을 갖는 유기 EL 표시소자는 캐소드 전극(112)과 스캔패드를 전기적으로 접속시키기 위한 제2 라인(152)이 표시영역(P1)내에 형성된다. 이에 따라, 종래와 비교하여 제2 라인(52)이 차지하던 면적을 줄일 수 있게 됨으로써 소자의 크기를 소형화 할 수 있게 된다.

도 7a 내지 도 7i는 도 6에 도시된 유기 EL 표시소자의 제조방법을 순서적으로 설명하는 도면이다.

먼저, 도 7a 내지 도 7e에 나타낸 제조방법은 선출된 발명 출원번호 제10-2002-21874에서 제안된 방식과 동일한 제조방법이 이용된다.

소다라임(Sodalime) 또는 경화유리를 이용하여 형성된 기판(102) 상에 금속투명도전성물질이 증착된 후 포토리쏘그래피공정과 식각공정에 의해 패터닝됨으로써 도 7a에 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 감광성절연물질이 스핀코팅(Spin- Coating)법에 의해 코팅된 후 포토리쏘그래피공정 및 식각공정에 의해 패터닝됨으로써 도 7b에 도시된 바와 같이 발광영역이 노출되도록 절연막(106)이 형성된다.

패터닝된 절연막(106)에 의해 정의된 홈 형태의 발광영역에는 도 7c에 도시된 바와 같이 유기 발광층(110)이 형성된다. 이 때 유기발광층(110)은 애노드 전극(104)으로부터 순차적으로 정공주입층, 정공수송층, 발광층, 전자수송층, 전자주입층 등이 적층되어 형성된다.

유기 발광층(110)이 형성된 기판(102) 전면에 도 7d에 도시된 바와 같이 알루미늄(Al), 알루미륨계 합금, 크롬(Cr) 등의 캐소드 전극물질이 증착된다.

캐소드 전극(112)물질이 형성된 기판(102) 상에 도 7e에 도시된 바와 같이 저온 공정으로 형성된 무기박막층으로 구성된 제1 보호층(142)이 형성된다. 이후, 제1 보호층(142)은 캐소드 전극(112)을 패터닝하기 위한 포토리쏘그래피 공정 및 식각공정에서 캐소드전극(112)의 표면이 손상되는 것을 방지하는 역할을 한다.

제1 보호층(142) 상에 희생층 예를 들어, AZ1512, AZ5214, AZ4533, AZ4562 등의 포토 레지스트(Photo Resist) 등이 형성된 후, 도 7f에 도시된 바와 같이 포토리쏘그래피 공정 및 식각공정에 의해 제1 보호층(142)을 패터닝한다. 제1 보호층(142)은 발광 영역 상에만 존재하도록 건식 식각 방법인 반응 이온 에칭(Reactive Ion Etching ; 이하 "RIE"라 함) 방법을 이용하여 식각된다. 이 때 패터닝된 희생층은 RIE 방법에 의해 소정 두께 만큼 식각된다. RIE 방법은 스텝 커버리지(Step Coverage)가 좋아 미세한 패턴 식각에 사용된다.

제1 보호층(142)이 식각되면 잔존하는 희생층을 다시 마스크로 이용하여 캐소드전극(112)물질을 패터닝함으로써 7f에 도시된 바와 같이 애노드 전극(104)과 교차함과 아울러 유기발광층(110)과 중첩되는 캐소드 전극(112)이 형성된다. 여기서, 캐소드전극(112) 또한 RIE 방법에 의해 패터닝된다. 이어서, 희생층은 스트립공정에 의해 제거된다.

제1 보호층(142) 및 캐소드 전극(112)이 형성된 기판(102) 전면에 플라즈마 화학기상 증착법(PECVD) 및 물리기상 증착(Physical Vapor Deposition, PVD) 등을 이용하여 질화실리콘(SiNx) 및 산화실리콘(SiO₂) 등의 무기절연물질 또는 아크릴계 수지 등의 유기절연물질 중 어느 하나가 증착된다. 이후, 마스크를 이용한 포토리쏘그래피 공정 및 식각공정에 의해 절연물질이 패터닝됨으로써 도 7g에 도시된 바와 같이 캐소드 전극(112)을 일부, 즉, 캐소드 전극(112)의 끝단부를 노출시키는 제2 보호층(146)이 형성된다.

특히, 제1 및 제2 보호층(142,146) 증착시 플라즈마 화학기상 증착법(PECVD)은 약 400℃ 이하의 낮은 공정 온도에서 막을 형성함으로써 유기 발광층(110) 및 캐소드전극(112)에 손상을 주는 것을 방지한다.

제2 보호층(146)이 형성된 기판(142) 상에 감광성유기물질이 증착된 후 포토리쏘그래피공정 및 식각공정에 의해 패터닝됨으로써 도 7h에 도시된 바와 같이 오버행구조의 격벽(108)이 형성된다. 이러한, 격벽(108)은 제2 보호층(146) 상에 절곡되게 예를 들어, "L" 자형으로 형성된다.

격벽(108)이 형성된 기판(102) 전면에 이-빔 증착등의 증착방법에 의해 알루미늄(Al) 등의 금속물질이 전면 증착된다. 이 알루미늄(Al) 등의 금속물질이 격벽(108)에 의해 분리됨으로써 도 7i에 도시된 바와 같이 캐소드 전극(112)과 접속되는 제2 라인(152)이 형성된다.

이와 같이, 본 발명에 따른 유기 EL 표시소자 및 그 제조방법은 캐소드 전극(112)과 스캔패드를 전기적으로 접속시키기 위한 제2 라인(152)을 표시영역(P1) 내에 형성한다. 이에 따라, 종래의 제2 라인(152)이 차지하던 면적을 줄일 수 있게 됨으로써 소자의 크기를 소형화 할 수 있게 된다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 유기 EL 표시소자 및 그 제조방법은 캐소드 전극과 스캔패드를 전기적으로 접속시키기 위한 제2 라인을 표시영역의 내에 형성한다. 이에 따라, 종래의 제2 라인이 차지하던 면적을 줄일 수 있게 됨으로써 소자의 크기를 소형화 할 수 있게 된다.

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.

Claims (10)

1. 유기발광층을 사이에 두고 서로 교차되게 형성된 제1 및 제2 전극을 포함하는 유기전계발광어레이와;

   상기 유기전계발광어레이에 구동신호를 공급하기 위한 신호공급패드와;

   상기 유기전계발광어레이 상에 형성됨과 아울러 상기 제1 및 제2 전극 중 적어도 어느 하나의 일부를 노출시키는 적어도 한층의 보호막과;

   적어도 일부가 상기 보호막 상에 형성되며 상기 전극 및 상기 신호공급패드에 각각 접속되는 신호라인을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광표시소자.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 신호라인은 상기 제1 전극 및 제2 전극 중 어느 하나와 동일물질인 것을 특징으로 하는 유기전계발광표시소자.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 신호라인과 나란하게 형성되어 상기 신호라인을 분리시키는 격벽을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광표시소자.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 신호라인 및 격벽은 절곡되게 형성된 것을 특징으로 하는 유기전계발광 표시소자.
5. 제 3 항에 있어서,

   상기 신호라인 및 격벽은 "L"자형으로 형성된 것을 특징으로 하는 유기전계발광표시소자.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 보호막은 상기 제1 및 제2 전극 중 적어도 어느 하나의 끝단을 노출시키는 것을 특징으로 하는 유기전계발광표시소자.
7. 유기발광층을 사이에 두고 서로 교차되게 형성되는 제1 및 제2 전극을 포함하는 유기전계발광어레이를 형성하는 단계와;

   상기 유기전계발광어레이에 구동신호를 공급하기 위한 신호공급패드를 형성하는 단계와;

   상기 유기전계발광어레이 상에 형성됨과 아울러 상기 제1 및 제2 전극 중 적어도 어느 하나의 일부를 노출시키는 적어도 한층의 보호막을 형성하는 단계와;

   적어도 일부가 상기 보호막 상에 형성되며 상기 전극 및 상기 신호공급패드와 각각 접속되는 신호라인을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광표시소자의 제조방법.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 신호라인은 상기 제1 전극 및 제2 전극 중 적어도 어느 하나와 동일물질로 형성된 것을 특징으로 하는 유기전계발광표시소자의 제조방법.
9. 제 7 항에 있어서,

   상기 신호라인과 나란하게 형성되어 상기 신호라인을 전기적으로 분리시키는 격벽을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광표시소자의 제조방법.
10. 제 7 항에 있어서,

    상기 제1 및 제2 전극은 마스크를 이용한 포토리쏘그래피 공정 및 식각공정에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 유기전계발광표시소자의 제조방법.

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