KR20100058223A - 유기전계 발광소자의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 다수의 화소영역이 정의된 제 1 기판과; 상기 제 1 기판 내측면 전면에 형성된 제 1 전극과; 상기 제 1 전극 하부로 각 화소영역의 경계에 형성된 버퍼패턴과; 상기 버퍼패턴 하부로 각 화소영역을 테두리하며 그 단면이 상기 제 1 기판을 기준으로 역테이퍼 형태를 가지며 형성된 격벽과; 상기 화소영역 내의 상기 제 1 전극 하부에 형성되며 적, 녹, 청색을 각각 발광하는 유기 발광패턴으로 이루어진 유기 발광층과; 상기 각 화소영역 내의 유기 발광층 하부로 상기 격벽에 의해 각 화소영역별로 분리 형성된 제 2 전극과; 상기 제 1 기판과 마주하는 제 2 기판과; 상기 제 2 기판 상에 상기 각 화소영역별로 형성된 스위칭 박막트랜지스터 및 이와 전기적으로 연결된 구동 박막트랜지스터와; 상기 스위칭 및 구동 박막트랜지스터를 덮으며 상기 구동 박막트랜지스터의 드레인 전극을 노출시키는 드레인 콘택홀을 구비하며 형성된 보호층과; 상기 보호층 위로 상기 각 화소영역별로 상기 구동 박막트랜지스터의 드레인 전극과 상기 드레인 콘택홀과 접촉하며 형성된 연결전극을 포함하며, 상기 제 2 전극과 상기 연결전극이 서로 접촉하며 구성되며, 상기 유기 발광패턴은 연속하는 2개의 화소영역에 대응하여 동일한 색을 발광하도록 형성되며, 상기 동일한 색을 발광하는 유기 발광패턴은 상기 연속하는 2개의 화소영역의 경계에 형성된 상기 격벽에 의해 분리되는 것이 특징인 유기전계 발광소자 및 이의 제조 방법을 제공한다.
유기전계 발광소자, 유기발광층, 고정세화, 쉐도우마스크
Description
본 발명은 유기전계 발광소자(Organic Electro luminescent Device)에 관한 것이며, 특히 해상도 한계치가 있는 쉐도우 마스크를 이용하여 고정세의 유기전계 발광소자를 제조하는 방법에 관한 것이다.
평판 디스플레이(FPD ; Flat Panel Display)중 하나인 유기전계 발광소자는 높은 휘도와 낮은 동작 전압 특성을 갖는다. 또한 스스로 빛을 내는 자체발광형이기 때문에 명암대비(contrast ratio)가 크고, 초박형 디스플레이의 구현이 가능하며, 응답시간이 수 마이크로초(㎲) 정도로 동화상 구현이 쉽고, 시야각의 제한이 없으며 저온에서도 안정적이고, 직류 5 내지 15V의 낮은 전압으로 구동하므로 구동회로의 제작 및 설계가 용이하다.
이러한 특성을 갖는 유기전계 발광소자는 크게 패시브 매트릭스 타입과 액티브 매트릭스 타입으로 나뉘어지는데, 패시브 매트릭스 방식에서는 주사선(scan line)과 신호선(signal line)이 교차하면서 매트릭스 형태로 소자를 구성하고, 각각의 픽셀을 구동하기 위하여 주사선을 시간에 따라 순차적으로 구동하므로, 요구되는 평균 휘도를 나타내기 위해서는 평균 휘도에 라인수를 곱한 것 만큼의 순간 휘도를 내야만 한다.
그러나, 액티브 매트릭스 방식에서는, 화소영역(pixel)을 온(on)/오프(off)하는 스위칭 소자인 박막트랜지스터(Thin Film Transistor)가 각 화소영역(pixel)별로 위치하고, 이러한 스위칭 박막트랜지스터의 일전극과 연결되며 구동 박막트랜지스터가 형성되고 있으며, 상기 구동 박막트랜지스터의 일전극과 연결되어 있는 애노드 전극은 각 화소영역 단위로 온(on)/오프(off)되고, 이러한 애노드 전극과 대향하여 캐소드 전극이 기판 전면에 형성되고 있다.
그리고, 상기 액티브 매트릭스 방식에서는 각 화소영역에 인가된 전압이 스토리지 캐패시터(storage capacitor)에 충전되어 있어, 그 다음 프레임(frame) 신호가 인가될 때까지 전원을 인가해 주도록 함으로써, 주사선 수에 관계없이 한 화면을 계속해서 구동한다. 따라서, 낮은 전류를 인가하더라도 동일한 휘도를 나타내므로 저소비전력, 고정세, 대형화가 가능한 장점을 가지므로 최근에는 액티브 매트릭스 방식의 유기전계 발광소자가 주로 이용되고 있다.
이하, 이러한 액티브 매트릭스형 유기전계 발광소자의 기본적인 구조 및 동작 특성에 대해서 도면을 참조하여 설명한다.
도 1은 일반적인 액티브 매트릭스형 유기전계 발광소자의 하나의 화소영역에 대한 간략한 회로도이다.
도시한 바와 같이 액티브 매트릭스형 유기전계발광 소자의 하나의 화소영역은 스위칭(switching) 박막트랜지스터(STr)와 구동(driving) 박막트랜지스터(DTr), 스토리지 커패시터(StgC), 그리고 유기전계발광 다이오드(E)로 이루어진다.
즉, 제 1 방향으로 게이트 배선(GL)이 형성되어 있고, 제 1 방향과 교차되는 제 2 방향으로 형성되어 화소영역(P)을 정의하며 데이터 배선(DL)이 형성되어 있으며, 상기 데이터 배선(DL)과 이격하며 전원전압을 인가하기 위한 전원배선(PL)이 형성되어 있다.
또한, 상기 데이터 배선(DL)과 게이트 배선(GL)이 교차하는 부분에는 스위칭 박막트랜지스터(STr)가 형성되어 있으며, 상기 스위칭 박막트랜지스터(STr)의 일전극과 전기적으로 연결되며 구동 박막트랜지스터(DTr)가 형성되어 있다.
이때, 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)는 유기전계 발광 다이오드(E)와 전기적으로 연결되고 있다. 즉, 상기 유기전계발광 다이오드(E)의 일측 단자인 제 1 전극은 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)의 드레인 전극과 연결되고, 타측 단자인 제 2 전극은 전원배선(PL)과 연결되고 있다. 이때, 상기 전원배선(PL)은 전원전압을 상기 유기전계 발광 다이오드(E)로 전달하게 된다.
또한, 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)의 게이트 전극과 드레인 전극 사이에는 스토리지 커패시터(StgC)가 형성되고 있다.
따라서, 상기 게이트 배선(GL)을 통해 신호가 인가되면 스위칭 박막트랜지스터(STr)가 온(on) 되고, 상기 데이터 배선(DL)의 신호가 스위칭 박막트랜지스터(STr)를 통해 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)의 게이트 전극에 전달되어 상기 구 동 박막트랜지스터(DTr)가 온(on) 되므로 유기전계발광 다이오드(E)를 통해 빛이 출력된다. 이때, 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)가 온(on) 상태가 되면, 전원배선(PL)으로부터 유기전계발광 다이오드(E)에 흐르는 전류의 레벨이 정해지며 이로 인해 상기 유기전계발광 다이오드(E)는 그레이 스케일(gray scale)을 구현할 수 있게 되며, 상기 스토리지 커패시터(StgC)는 스위칭 박막트랜지스터(STr)가 오프(off) 되었을 때, 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)의 게이트 전압을 일정하게 유지시키는 역할을 함으로써 상기 스위칭 박막트랜지스터(STr)가 오프(off) 상태가 되더라도 다음 프레임(frame)까지 상기 유기전계발광 다이오드(E)에 흐르는 전류의 레벨을 일정하게 유지할 수 있게 된다.
이러한 유기전계 발광소자는 하나의 기판에 박막트랜지스터 등의 어레이 소자와 애노드 및 캐소드 전극과 유기 발광층을 포함하는 유기전계 발광 다이오드가 하나의 기판에 형성되는 것을 특징으로 하는 일반적인 유기전계 발광소자와, 어레이 소자와 유기전계 발광 다이오드가 각각 서로 다른 기판에 구성되어 이들을 기둥형태의 스페이서를 개재하여 연결전극으로 연결한 구조를 갖는 듀얼패널 타입 유기전계 발광소자가 제안되고 있다.
도 2는 종래의 듀얼패널 타입 유기전계 발광소자의 하나의 화소영역에 대한 단면도이다.
도시한 바와 같이, 하부의 어레이 기판(10)의 전면에 서로 교차하는 게이트 및 데이터 배선(미도시)이 형성되어 있다. 또한 상기 두 배선(미도시)이 교차하여 구획되는 각 화소영역(P)에는 스위칭 또는 구동 박막트랜지스터(미도시, DTr)가 형 성되어 있으며, 상기 스위칭 및 구동 박막트랜지스터(미도시, DTr)를 덮으며 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)의 소스 전극(18) 또는 드레인 전극(20)(도면에서는 드레인 전극(20)이 노출됨을 보이고 있음)을 노출시키는 콘택홀(27)을 갖는 보호층(25)이 형성되어 있다. 또한 상기 보호층(25)을 덮으며 상기 콘택홀(27)을 통해 노출된 상기 드레인 전극(20)과 접촉하며 연결전극(35)이 형성되어 있다.
전술한 구조를 갖는 어레이 기판(10)에 대응하는 유기전계 발광 다이오드 기판(50)의 내측면에는 제 1 전극(53)이 전면에 형성되어 있으며, 이때 상기 제 1 전극(53)의 도전 특성을 향상시키고자 상기 제 1 전극(53)과 상기 기판 사이에는 저저항 금속물질로 이루어진 보조전극(51)이 형성되고 있다. 또한 상기 제 1 전극(53) 하부로 각 화소영역(P)의 경계에 대응하여 버퍼패턴(57)이 형성되어 있으며, 각 화소영역(P)에는 기둥형태의 스페이서(55)가 형성되어 있다.
또한, 상기 버퍼패턴(57) 하부에는 그 단면이 상기 유기전계 발광 다이오드 기판(50)의 내측면을 기준으로 역테이퍼 구조로서 단일층의 격벽(60)이 형성되어 있으며, 각 화소영역(P)에는 상기 격벽(60)에 의해 각 화소영역(P)별로 분리되며 상기 제 1 전극(53) 위로 유기 발광물질로서 유기 발광층(65)과, 그 상부로 제 2 전극(70)이 형성되어 있다. 이때, 상기 제 1 전극(53)과 유기 발광층(65)과 제 2 전극(70)은 유기전계 발광 다이오드(E)를 이룬다.
그리고, 상기 두 기판(10, 50)의 가장자리부는 씰패턴(미도시)에 의해 봉지되고 있는데, 이때 상기 두 기판(10, 50)의 내부 영역은 수분 및 대기 중에 노출되지 않도록 불활성 기체나 또는 진공의 상태에서 합착되어 봉지되고 있다.
한편, 전술한 구조를 갖는 유기전계 발광소자(1)를 제조하는데 있어 유기 발광층(65)은 주로 쉐도우 마스크를 통한 증착을 통해 형성하고 있다. 하지만, 도 3 (쉐도우 마스크의 평면도)을 참조하면, 이러한 쉐도우 마스크(90)는 차폐부(SA)를 이루는 금속판(미도시)에 대해 포토레지스트의 도포, 노광, 현상 및 식각의 일련의 단위 공정을 포함하는 마스크 공정을 진행하여 패터닝하여 개구부(OA)를 형성하기 때문에 개구부(OA)의 면적, 더욱 정확히는 그 폭이 제조 공정상 안정적으로 허용하는 오차범위 내에 들어오도록 하기 위해서는 최소 45㎛ 내지 55㎛ 정도가 되어야 한다.
따라서, 이러한 크기의 폭을 갖는 개구부(OA)를 포함하는 쉐도우 마스크(90)를 이용하여 유기 발광층을 형성할 경우, 최소한 각 화소영역의 폭은 45㎛ 내지 55㎛ 정도가 되어야 하며, 이정도 크기의 폭을 갖는 화소영역으로 이루어진 유기전계 발광소자는 QVGA급이 되고 있다. 이러한 QVGA급의 유기전계 발광소자는 3-7인치 정도의 화상크기를 갖는 개인용 핸드폰 또는 PDA 등에 이용되고 있다.
최근에는 유기전계 발광소자가 적용되는 표시매체의 범위가 확장되고 있으며, 최근에는 10인치 이상의 크기를 갖는 휴대용 컴퓨터 및 모니터 등에까지 그 사용범위기 확대되고 있는 실정이다.
하지만, 이렇게 유기전계 발광소자가 10인치 이상의 대면적을 갖는 휴대용 컴퓨터 및 모니터로서 사용되기 위해서는 더욱 작은 화소영역 크기를 갖는 VGA급 이상의 고정세화가 요구되고 있는 실정이다. 이러한 비교적 큰 사이즈를 요구하는 휴대용 컴퓨터나 모니터 및 텔레비전에는 액정표시장치가 이미 널리 선점하고 있으 며, 이러한 액정표시장치는 화소영역의 폭이 18㎛ 내지 35㎛ 정도인 VGA급 이상의 표시품질을 갖는 제품을 생산함으로써 사용자에게 선명한 화질을 제공하고 있다. 따라서 이러한 액정표시장치가 선점하고 있는 제품분야에서 경쟁력을 갖기 위해서는 최소 액정표시장치와 동등한 수준의 고화질 제품을 제공해야 하므로 해상도의 한계치를 갖는 쉐도우 마스크를 이용하면서도 VGA급의 표시품질을 갖는 고정세의 유기전계 발광소자를 제조하는 것이 필요로 되고 있는 실정이다.
도 4는 종래의 개구부 폭이 45㎛ 내지 55㎛인 쉐도우 마스크와 대해 VGA급의 표시품질을 갖는 유기전계 발광소자의 각 화소영역 내에 형성된 유기 발광층을 대향한 것을 나타낸 도면이다.
도시한 바와 같이, 쉐도우 마스크(90)는 그 개구부(OA) 폭(w1)이 45㎛ 내지 55㎛이 되므로 각 화소영역(P1, P2, P3)의 폭(w2, w3)이 18㎛ 내지 35㎛인 VGA급 표시품질을 갖는 유기전계 발광소자(1)의 상기 각 화소영역(P)보다 큰 개구부(OA)가 구비됨으로써 3개의 연속하는 화소영역(P)에 대해 적(R), 녹(G), 청(B)색의 유기 발광 패턴(65a, 65b, 65c)이 순차 반복하는 형태의 유기 발광층(65)이 형성되는 VGA급 고정세의 유기전계 발광소자는 도저히 제조할 수 없는 실정이다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 45㎛ 내지 55㎛의 개구부 폭을 갖는 쉐도우 마스크를 이용하면서도 그 폭이 18㎛ 내지 35㎛ 정도인 고정세의 화소영역을 갖는 것을 특징으로 한 유기전계 발광소자의 구조 및 이의 제조 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일실시예에 따른 유기전계 발광소자는, 다수의 화소영역이 정의된 제 1 기판과; 상기 제 1 기판 내측면 전면에 형성된 제 1 전극과; 상기 제 1 전극 하부로 각 화소영역의 경계에 형성된 버퍼패턴과; 상기 버퍼패턴 하부로 각 화소영역을 테두리하며 그 단면이 상기 제 1 기판을 기준으로 역테이퍼 형태를 가지며 형성된 격벽과; 상기 화소영역 내의 상기 제 1 전극 하부에 형성되며 적, 녹, 청색을 각각 발광하는 유기 발광패턴으로 이루어진 유기 발광층과; 상기 각 화소영역 내의 유기 발광층 하부로 상기 격벽에 의해 각 화소영역별로 분리 형성된 제 2 전극과; 상기 제 1 기판과 마주하는 제 2 기판과; 상기 제 2 기판 상에 상기 각 화소영역별로 형성된 스위칭 박막트랜지스터 및 이와 전기적으로 연결된 구동 박막트랜지스터와; 상기 스위칭 및 구동 박막트랜지스터를 덮으며 상기 구동 박막트랜지스터의 드레인 전극을 노출시키는 드레인 콘택홀을 구비하며 형성된 보호층과; 상기 보호층 위로 상기 각 화소영역별로 상기 구동 박막트랜지스터의 드레인 전극과 상기 드레인 콘택홀과 접촉하며 형성된 연결전극을 포함하며, 상기 제 2 전극과 상기 연결전극이 서로 접촉하며 구성되며, 상기 유기 발광패턴은 연속하는 2개의 화소영역에 대응하여 동일한 색을 발광하도록 형성되며, 상기 동일한 색을 발광하는 유기 발광패턴은 상기 연속하는 2개의 화소영역의 경계에 형 성된 상기 격벽에 의해 분리되는 것이 특징이다.
상기 2개의 연속하는 화소영역에 형성되는 유기 발광패턴은 적, 녹 및 청색을 발광하는 유기 발광패턴 모두인 것이 특징이며, 이때, 연속하는 6개의 화소영역에는 적/적/녹/녹/청/청색 또는 적/적/청/청/녹/녹색 발광하는 유기 발광패턴이 순차 반복하는 형태로 형성되며, 상기 각 화소영역의 단축 폭은 모두 18㎛ 내지 35㎛가 되어 고정세의 VGA급 표시품질을 갖는 것이 특징이다.
상기 2개의 연속하는 화소영역에 형성되는 유기 발광패턴은 적, 녹, 청색을 발광하는 패턴 중 적 및 녹색을 발광하는 유기 발광패턴인 것이 특징이며, 이때, 연속하는 5개의 화소영역에는 적/적/녹/녹/청색 또는 적/적/청/녹/녹색 발광하는 유기 발광패턴이 순차 반복하는 형태로 형성되며, 상기 화소영역 중 적 및 녹색을 발광하는 유기 발광패턴이 형성된 화소영역의 단축폭은 18㎛ 내지 35㎛가 되며, 상기 청색을 발광하는 유기 발광패턴이 형성된 화소영역의 단축폭은 45㎛ 내지 55㎛인 고정세의 VGA급 표시품질을 갖는 것이 특징이다.
본 발명의 일실시예에 따른 유기전계 발광소자의 제조 방법은, 다수의 화소영역이 정의된 제 1 기판 상의 전면에 제 1 전극을 형성하는 단계와; 상기 제 1 전극 상부로 절연물질을 증착하고 패터닝하여 상기 다수의 각 화소영역의 경계에 버퍼패턴을 형성하는 단계와; 상기 버퍼패턴 상부에 상기 버퍼패턴 표면을 기준으로 역테이퍼 형태를 갖는 격벽을 형성하는 단계와; 그 단축폭이 45㎛ 내지 55㎛인 개구부를 갖는 쉐도우 마스크를 이용하여 연속하는 2개의 화소영역에 대응하여 상기 개구부가 위치하도록 한 후, 적, 녹 및 청색을 발광하는 유기 발광 물질을 순차적 으로 열증착하여 연속하는 2개의 화소영역에 대응하여 이들 화소영역의 경계에 형성된 상기 격벽에 의해 자동 분리되는 동일한 색을 발광하는 유기 발광패턴을 갖는 유기 발광층을 형성하는 단계와; 상기 유기 절연층 상부로 상기 격벽에 의해 각 화소영역 별로 분리된 제 2 전극을 형성하는 단계를 포함한다.
상기 각 화소영역은 모두 동일한 단축폭을 가지며, 상기 단축폭은 18㎛ 내지 35㎛ 인 것이 특징이다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유기전계 발광소자의 제조 방법은, 다수의 화소영역이 정의된 제 1 기판 상의 전면에 제 1 전극을 형성하는 단계와; 상기 제 1 전극 상부로 절연물질을 증착하고 패터닝하여 상기 다수의 각 화소영역의 경계에 버퍼패턴을 형성하는 단계와; 상기 버퍼패턴 상부에 상기 버퍼패턴 표면을 기준으로 역테이퍼 형태를 갖는 격벽을 형성하는 단계와; 그 단축폭이 45㎛ 내지 55㎛인 개구부를 갖는 쉐도우 마스크를 이용하여 제 1 단축폭을 갖는 연속하는 2개의 화소영역에 대응하여 상기 개구부가 위치하도록 한 후, 적 및 녹색을 발광하는 유기 발광 물질을 순차적으로 열증착하여 연속하는 2개의 화소영역에 대응하여 이들 화소영역의 경계에 형성된 상기 격벽에 의해 자동 분리되는 동일한 색을 발광하는 적 및 녹색 유기 발광패턴을 형성하고, 청색을 발광하는 유기 발광물질은 상기 제 1 단축폭보다 큰 제 2 단축폭을 갖는 하나의 화소영역에 대응하여 상기 쉐도우 마스크의 개구부가 위치하도록 한 후 청색을 발광하는 유기 발광 물질을 열증착하여 청색 유기 발광패턴을 형성함으로써 연속하는 5개의 화소영역에 대해 적, 적, 녹, 녹, 청색의 유기 발광패턴을 갖는 유기 발광층을 형성하는 단계와; 상기 유기 절연 층 상부로 상기 격벽에 의해 각 화소영역 별로 분리된 제 2 전극을 형성하는 단계를 포함한다.
이때, 상기 제 1 단축폭은 18㎛ 내지 35㎛이며, 상기 제 2 단축폭은 45㎛ 내지 55㎛것이 특징이다.
상기 제 1 기판과 대향하는 제 2 기판의 내측면에 서로 교차하는 다수의 게이트 및 데이터 배선을 형성하는 단계와; 상기 다수의 게이트 및 데이터 배선의 교차하여 포획되는 영역에 스위칭 박막트랜지스터와 이와 연결된 구동 박막트랜지스터를 형성하는 단계와; 상기 스위칭 및 구동 박막트랜지스터를 덮으며, 상기 구동 박막트랜지스터의 일전극을 노출시키는 콘택홀을 갖는 보호층을 형성하는 단계와; 상기 보호층 위로 상기 콘택홀을 통해 상기 구동 박막트랜지스터의 일전극과 접촉하는 연결전극을 형성하는 단계와; 상기 제 2 전극과 상기 연결전극이 접촉하도록 상기 제 1 및 제 2 기판을 서로 대향시키고, 그 테두리에 씰패턴을 형성하여 합착하는 단계를 포함한다.
이때, 상기 제 1 기판의 버퍼패턴과 접촉하며 기둥형태의 스페이서를 형성하거나, 또는 상기 제 2 기판의 상기 보호층과 접촉하며 기둥형태의 스페이서를 형성하는 단계를 포함함으로써 상기 제 2 전극과 상기 연결전극은 상기 스페이서를 개재하여 서로 접촉하는 것이 특징이다.
본 발명에 따른 유기전계 발광소자의 제조 방법은 45㎛ 내지 55㎛의 개구부 폭을 갖는 쉐도우 마스크를 이용하여 화소영역의 폭이 18㎛ 내지 35㎛ 정도인 VGA급 표시품질을 갖는 고정세의 유기전계 발광소자의 제조가 가능하도록 함으로써 상기 유기전계 발광소자를 대면적을 갖는 다양한 화상표시 제품에 적용시킬 수 있는 장점이 있다.
또한, VGA급의 고정세화를 실현시킴으로써 유기전계 발광소자의 표시품질을 향상시키는 효과가 있다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 5는 본 발명에 따른 VGA급의 표시품질을 갖는 유기전계 발광소자의 평면도 일부를 도시한 도면으로서 유기 발광층을 이루는 적, 녹, 청의 유기 발광패턴을 위주로 나타내었으며, 도 6은 본 발명에 따른 VGA급의 표시품질을 갖는 유기전계 발광소자와 이의 제조에 이용된 쉐도우 마스크를 대향하여 위치시킨 것을 도시한 평면도이며, 도 7은 도 5를 절단선 Ⅶ-Ⅶ를 따라 절단한 부분에 대한 단면도이다.
우선, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기전계 발광소자(101)는 도시한 바와 같이, 구동 및 스위칭 박막트랜지스터(DTr, 미도시)가 형성된 제 1 기판(110)과, 이와 대응하여 제 1 전극(153)과 유기 발광층(165)과 제 2 전극(170)이 형성된 제 2 기판(150)으로 구성되고 있으며, 상기 제 2 전극(170)과 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)의 드레인 전극(120)과 접촉하는 연결전극(138)은 스페이서(130)에 의해 서 로 접촉하고 있다. 이때 도 7에 있어서는 다수의 화소영역(P) 하나의 화소영역(P 대해서만 구동 박막트랜지스터(DTr)가 형성된 것을 보이고 있지만, 이는 편의를 위해 도면을 간소화하기 위한 것이며, 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)는 모든 화소영역(P) 각각에 대해 형성되고 있는 것이다.
한편, 상기 제 1 기판(110)에는 다수의 게이트 및 데이터 배선(미도시, 115)이 그 사이에 게이트 절연막(112)을 개재하여 교차하며 구성되고 있으며, 상기 데이터 배선(115)과 나란하게 전원배선(미도시)이 형성되고 있다. 이때 도면에서는 상기 데이터 배선(115) 하부에는 제 1 및 제 2 패턴(114a, 114b)으로 구성된 더미 반도체 패턴(114)이 형성되고 있음을 보이고 있지만, 이는 제조 방법에 따라 생략될 수도 있다.
또한, 상기 게이트 배선(미도시)과 데이터 배선(115)이 교차하는 부근에는 상기 스위칭 박막트랜지스터(미도시)가 구비되고 있으며, 상기 게이트 및 데이터 배선(미도시, 115)이 교차하여 정의되는 영역(이하 제 1 영역이라 칭함)에는 상기 스위칭 박막트랜지스터(미도시)와 연결되며 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)가 구비되고 있다.
이때, 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)는 게이트 전극(111)과, 상기 게이트 절연막(112)과, 액티브층(113a)과 서로 이격하는 오믹콘택층(113b)으로 이루어진 반도체층(113)과, 서로 이격하는 소스 및 드레인 전극(118, 120)을 포함하여 구성됨으로써 보텀 게이트 구조를 이루는 것을 일례로 나타내었지만, 폴리실리콘의 반도체층과, 게이트 절연막과, 게이트 전극과, 층간절연막과, 상기 반도체층과 각각 접촉하며 이격하는 소스 및 드레인 전극의 적층 구조를 갖는 탑 게이트 구조를 이룰 수도 있다. 이때, 도면에 나타나지 않았지만, 상기 스위칭 박막트랜지스터(미도시) 또한 상기 구동 박막트랜지스터(DTr) 동일한 구조를 이룬다.
한편, 전술한 구조를 갖는 스위칭 및 구동 박막트랜지스터(미도시, DTr)를 덮으며 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)의 드레인 전극(120)을 노출시키는 드레인 콘택홀(127)을 갖는 보호층(125)이 형성되어 있으며, 상기 보호층 상부로 각 화소영역(P)에는 기둥형태의 스페이서(130)가 형성되어 있다. 또한, 상기 보호층(125) 상부로 상기 스페이서(130)를 덮으며 상기 각 제 1 영역에 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)의 드레인 전극(120)과 상기 드레인 콘택홀(127)을 통해 접촉하며 연결전극(138)이 형성되어 있다.
이때 상기 보호층(125)은 유기절연물질로 이루어짐으로써 그 표면이 평탄한 형태를 갖는 것을 보이고 있지만, 무기절연물질로 이루어짐으로써 그 하부에 위치한 구성요소의 단차를 반영하여 형성될 수도 있다.
한편, 전술한 구조를 갖는 제 1 기판(110)과 대향하는 제 2 기판(150)의 내측면에는 다수의 화소영역(P)이 구성되고 있다. 또한 상기 다수의 각 화소영역(P)을 둘러싸며 그 각각의 단면이 역테이퍼 형태를 갖는 격벽(160)이 형성되어 있다. 이때, 상기 화소영역(P)은 그 각각이 직사각형 형태를 가져 전체적으로 격자 형태를 이룰 수도 있으며, 또는 도면으로 나타내지 않았지만, 길쭉한 육각형을 가져 전체적으로 벌집(honey comb) 형태를 가질 수도 있다.
또한, 상기 격벽(160)으로 둘러싸인 각 화소영역(P)에는 순차 적층되며 유기 발광층(165) 및 일함수 값이 비교적 낮은 금속물질로 이루어진 제 2 전극(170)이 형성되어 있다. 상기 유기 발광층(165)은 적, 녹, 청색을 발광하도록 서로 다른 유기 발광 물질로 이루어진 적, 녹, 청색 유기 발광패턴(165a, 165b, 165c)으로 구성되고 있다.
이때, 본원발명의 가장 특징적인 것으로써 연속하는 5개의 화소영역(P(P1, P2, P3, P4, P5)에 대해 각각 적(R)/적(R)/청(B)/녹(G)/녹(G)색의 순으로 유기 발광 패턴(165a, 165a, 165c, 165c, 165b)이 형성되거나 또는 적(R)/적(R)/녹(G)/녹(G)/청(B)색의 순으로 유기 발광 패턴(165a, 165a, 165b, 165b, 165c)이 형성되고 있는 것이다. 이 경우, 상기 적(R)색 및 녹(G)색 유기 발광패턴(165a, 165b)이 형성된 화소영역((P1, P2), (P4, P5))은 그 폭(w4)이 VGA급인 18㎛ 내지 35㎛ 정도가 되며, 상기 청(B)색 유기 발광패턴(165c)이 형성된 화소영역(P3)은 그 폭(w5)이 QVGA급인 45㎛ 내지 55㎛ 정도가 되는 것이 특징이다. 이 경우 상기 적(R)색 및 녹색(G)의 유기 발광패턴(165a, 165b)은 그 폭이 18㎛ 내지 35㎛ 정도의 크기가 되지만, 이들 유기 발광패턴(165a, 165b) 각각은 이웃한 화소영역((P1, P2), (P4, P5))에 연속하여 형성됨으로써 연속된 2개의 화소영역((P1, P2), (P4, P5))의 폭은 36㎛ 내지 70㎛의 크기가 되며, 이웃한 2개의 화소영역(P1, P2), (P4, P5)간의 경계에 형성된 격벽(160)의 폭을 포함하면 실질적으로는 45㎛ 내지 80㎛ 정도의 폭을 갖게 됨을 알 수 있다.
따라서, 전술한 바와 같은 유기 발광 패턴(165a, 165b, 165c)의 배치 구조에 의해 해상도의 한계인 45㎛ 내지 55㎛ 정도 또는 이보다 더 큰 폭(w6)의 개구 부(OA)를 갖는 쉐도우 마스크(190)를 이용하여 고정세의 VGA급의 표시품질을 갖는 화소영역(P(P1, P2, P3, P4, P5))을 갖는 유기전계 발광소자(101)의 제조가 가능해짐을 알 수 있다.
이 경우 서로 이웃한 적(R)색과 적(R)색 또는 녹(G)색과 녹(G)색의 유기 발광 패턴(165a, 165b)은 이들 화소영역((P1, P2), (P4, P5))의 경계에 역테이퍼 형태를 하며 형성된 격벽(160)에 의해 자동적으로 분리됨으로써 각 화소영역(P)별 발광이 가능하도록 한 것이 특징이다. 따라서, 서로 색을 달리하는 화소영역(P1, P2, P3, P4, P5)간의 경계에 위치하는 격벽(160)에 대응해서는 쉐도우 마스크(190)의 차폐부(SA)가 위치하도록 함으로써 상기 격벽(160) 상에는 더미 발광패턴(166)이 형성되지 않지만, 서로 이웃하는 동일한 색을 발광하는 유기 발광패턴((P1, P2), (P4, P5)) 사이 즉, 적(R)색과 적(R)색 유기 발광패턴(165a) 사이에 위치하는 격벽(160) 또는 녹(G)색과 녹(G)색 유기 발광패턴(165b) 사이에 위치하는 격벽(160)에 대응해서는 적색 또는 녹색 유기 발광 물질로써 더미 발광패턴(166)이 형성되는 것이 특징이다.
한편, 적(R)색 및 녹(G)색 유기 발광 패턴(165a, 165b)과 청(B)색의 유기 발광 패턴(165c)의 크기를 달리 형성한 이유는, 청(B)색 유기 발광 패턴(165c)을 이루는 유기 발광 물질이 다른 두색의 유기 발광 물질보다 그 수명이 짧기에 다른 색을 발광하는 유기 발광 패턴(165a, 165b)과의 수명 밸런스를 맞추고자 상기 청(B)색 유기 발광 패턴(165c)에 대해서는 저전류 구동을 하여 발광효율을 낮추는 대신 다른 두 색의 유기발광 패턴(165a, 165b)과 휘도 수준을 맞추기 위함이며, 따라서 그 면적을 적(R) 및 녹(G)색의 유기 발광 패턴(165a, 165b)대비 크게 형성한 것이다.
하지만, 이러한 청(B)색 유기 발광패턴(165c) 또한 적(R)색 및 녹(G)색 발광패턴(165a, 165b)과 동일한 면적 및 폭을 갖도록 형성할 수도 있으며, 이 경우 상기 청(B)색 유기 발광패턴(165c) 또한 연속한 2개의 화소영역(미도시)에 대해 형성함으로써 고정세의 유기전계 발광소자를 제조할 수 있다. 즉, 이웃한 6개의 연속되는 화소영역(미도시)에 대해 적(R)/적(R)/녹(G)/녹(G)/청(B)/청(B) 또는 적(R)/적(R)/청(B)/청(B)/녹(G)/녹(G)의 형태를 갖도록 유기 발광패턴(미도시)을 형성함으로써 45㎛ 내지 55㎛ 정도의 개구부 폭을 갖는 쉐도우 마스크를 이용하여 VGA급의 고정세의 유기 발광 소자를 형성할 수 있다. 이때, 상기 쉐도우 마스크의 개구부의 폭 제한에 의해 45㎛ 내지 55㎛정도의 폭을 갖는 적(R), 녹(G) 및 청(B)색 유기 발광패턴이 형성된다 하더라도 상기 각 색의 유기 발광패턴은 2개의 화소영역에 걸쳐 형성되며 이들 연속한 2개의 화소영역 사이 즉, 화소영역의 경계에 위치하는 역테이퍼 구조의 격벽에 의해 자동적으로 각 화소영역별로 분리됨으로써 각 화소영역 내에 18㎛ 내지 35㎛의 폭을 갖는 유기 발광패턴을 형성할 수 있는 것이다.
한편, 상기 적, 녹, 청색의 유기 발광 패턴(165a, 165b, 165c)으로 이루어진 유기 발광층(165)은 도면에서는 단일층 구조로 도시되고 있지만, 발광 효율을 높이기 위해 다층 구조로 형성될 수도 있다. 예를들어 전자 주입층, 전자 수송층, 유기 발광 물질층, 정공 수송층 및 정공 주입층의 5중층 구조로 이루어질 수도 있으며, 또는 3중층 구조로 이루어질 수도 있다.
또한, 상기 제 2 기판(150) 내측면 전면에는 일함수 값이 비교적 높은 도전성 물질로 이루어진 제 1 전극(153)이 형성되어 있다. 상기 제 2 기판(150)의 내측면을 기준으로 순차 적층된 상기 제 1 전극(153)과 유기 발광층(165)과 제 2 전극(170)은 유기전계 발광 다이오드(E)를 이룬다. 이때, 상기 각 화소영역(P)의 경계에는 상기 전면에 형성되는 상기 제 1 전극(153)의 전도성을 높이기 위해 저저항 금속물질로써 격자형태의 보조전극(미도시)이 더욱 형성될 수도 있다. 이때 상기 제 1 전극(153)은 일함수 값이 비교적 높은 투명 도전성 물질로 상기 제 2 전극(170)은 일함수 값이 비교적 낮은 금속물질로 이루어진다고 언급하고 있지만, 상기 제 1 및 제 2 전극(153, 170)을 이루는 물질은 서로 바뀌어 형성될 수도 있다.
또한, 상기 제 1 전극(153)을 덮으며 각 화소영역(P)의 경계에는 상기 보조전극(미도시)과 중첩하며 절연물질로 이루어진 버퍼패턴(156)이 상기 격벽(160)보다 넓은 폭을 가지며 상기 격벽(160)과 제 1 전극(153) 사이에 형성되고 있다. 이때 상기 버퍼패턴(156)은 각 화소영역(P) 내에서 상기 제 1 전극(153)을 노출시키며 형성되고 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 있어서는 상기 스페이서(130)는 제 1 기판(110)의 보호층(125) 상부에 형성된 것을 보이고 있지만, 변형예로서 상기 스페이서(130)는 상기 제 2 기판(150)의 상기 버퍼패턴(156) 표면과 접촉하며 형성될 수도 있다. 이 경우, 도면에 나타내지는 않았지만, 상기 스페이서는 상기 유기 발광층(165)과 상기 제 2 전극(170)보다는 먼저 형성됨으로써 그 표면에 상기 유기 발광층(165) 및 제 2 전극(170)이 형성되며, 이러한 스페이서 표면에 형성된 제 2 전극(170)은 하 부의 제 1 기판(110)의 연결전극(138)과 접촉함으로써 구동 박막트랜지스터(DTr)와 전기적으로 연결될 수도 있다.
전술한 구성을 갖는 제 1 기판(110)과, 제 2 기판(150)은 서로 대향하며 각 화소영역(P)에 형성된 상기 연결전극(138)과 상기 제 2 전극(170)이 서로 접촉하도록 배치되고, 상기 표시영역의 외측으로 상기 표시영역을 테두리하며 상기 두 기판(110, 150)의 사이에 형성된 씰패턴(미도시)에 의해 진공의 분위기 또는 불활성 기체 분위기에서 접착됨으로써 본 발명에 따른 유기전계 발광 소자(101)를 이루고 있다. 이때, 상기 제 2 기판(150)의 상기 제 2 전극(170) 표면에는 각 화소영역(P)별로 습기 제거를 위한 흡습물질로 이루어진 게터패턴(미도시)이 더욱 형성될 수도 있다. 이 경우 상기 게터패턴(미도시)은 상기 씰패턴(미도시)의 내측으로 상기 표시영역을 테두리하는 형태로 형성될 수도 있다.
이후에는 간략하게 전술한 구조를 갖는 유기전계 발광소자의 제조 방법에 대해 설명한다. 이때 상기 어레이 기판의 제조는 일반적인 어레이 기판의 제조 방법과 동일하고, 본 발명은 유기전계 발광 다이오드가 형성되는 제 2 기판에 특징적인 부분이 있으므로 상기 유기전계 발광 다이오드가 형성되는 제 2 기판의 제조 방법을 위주로 형성한다.
도 8a 내지 도 8g는 본 발명에 따른 유기전계 발광소자의 제조 단계별 공정 단면도를 도시한 것으로, 본 발명의 가장 특징이 있는 유기전계 발광 다이오드가 형성된 제 2 기판에 대한 제조 단계별 공정 단면도이다.
우선, 도 8a에 도시한 바와 같이, 투명한 기판(150) 상에 투명 도전성 물질 이며, 일함수가 상대적으로 타 금속대비 높은 물질 중 하나인 인듐-틴-옥사이드(ITO)를 전면에 증착함으로써 상기 기판 전면에 제 1 전극(153)을 형성한다.
한편, 도면에 나타나지 않았지만, 상기 제 1 전극(153) 위로 저저항 금속물질 예를들면 알루미늄(Al), 알루미늄 합금(AlNd), 구리(Cu), 구리합금 및 크롬(Cr) 중 하나의 금속물질을 증착하고, 이를 포토레지스트의 도포, 노광, 현상 및 식각을 포함하는 마스크 공정을 통해 패터닝함으로써 상기 각 화소영역(P)의 경계에 보조전극(미도시)을 형성할 수도 있다. 이때 상기 보조전극(미도시)은 표시영역 전체에 대해 격자형태 또는 벌집 형태를 이룰 수도 있으며, 또는 일방향으로 배선 형태를 갖도록 형성될 수도 있다. 이러한 보조전극(미도시)은 그 하부에 형성된 상기 제 1 전극(153)의 전도성을 향상시켜 전면에 위치별 차이없이 고른 전압이 인가되도록 하기 위함이다. 이때 상기 보조전극(미도시)은 전술한 바와 같이, 상기 제 1 전극(153)을 형성한 이후에 형성함으로써 상기 제 1 전극(153) 상부에 형성되는 것을 일례로 나타내었으나. 상기 보조전극(미도시)은 상기 제 1 전극(153) 형성 전에 상기 기판(150) 상에 형성할 수도 있으며, 또는 도시한 바와 같이 생략될 수 있다.
다음, 도 8b에 도시한 바와 같이, 상기 제 1 전극(153)(또는 상기 보조전극(미도시)) 위로 무기절연물질 예를들면 산화실리콘(SiO2) 또는 질화실리콘(SiNx)을 증착하여 무기절연층(미도시)을 형성하고, 이를 마스크 공정을 진행하여 패터닝함으로써 각 화소영역(P)의 경계에 상기 보조전극(미도시)을 완전히 덮는 형태로 버퍼패턴(156)을 형성한다.
다음, 도 8c에 도시한 바와 같이, 상기 버퍼패턴(156) 위로 유기절연물질을 도포하여 제 1 유기절연물질층(미도시)을 형성하고, 이를 패터닝함으로써 상기 각 화소영역(P)의 경계를 따라 그 단면이 역테이퍼 형태를 갖는 격벽(160)을 형성한다.
이러한 역테이퍼 구조를 갖는 격벽(158)의 형성은 네가티브(negative)의 감광성 특징을 갖는 유기절연물질을 이용함으로써 가능하다. 빛을 받은 부분이 현상 시 남게되는 네가티브(negative) 감광성 물질은 조사되는 영역에 있어 빛이 조사되는 량과 시간에 따라 빛과의 화학적 반응이 강하게 발생하여 현상 시에 제거되지 않게 되는 것인데, 상기 제 1 유기절연물질층(미도시)에 빛이 조사되는 경우 그 표면과 그 저면에 도달하는 빛량의 차이가 발생한다. 따라서 이러한 특성에 의해 노광 후 현상하면 빛과의 반응 정도 차에 의해 그 단면 구조가 역테이퍼 구조를 갖게 되는 것이다.
다음, 도 8d에 도시한 바와 같이, 상기 격벽(160) 위로 45㎛ 내지 55㎛ 정도의 폭을 갖는 개구부(OA)를 구비한 쉐도우 마스크(190)를 위치시키고 적색의 유기 발광 물질을 열증착하여 도시한 바와 같이 연속하는 두 개의 제 1 및 제 2 화소영역(P1, P2)에 대응하여 위치하는 상기 쉐도우 마스크(190) 개구부(OA)를 통해 적색의 유기 발광 패턴(165a)을 형성한다. 이 경우 상기 두 개의 연속하는 제 1 및 제 2 화소영역(P1, P2)의 경계에 위치하는 격벽(160)에 대응해서도 상기 적색의 유기 발광 물질이 열증착되는 바, 상기 격벽(160)의 상부에도 상기 적색의 유기 발광 물질로 이루어진 더미 유기 발광패턴(166)이 형성된다.
다음, 도 8e에 도시한 바와 같이, 상기 적(R)색 유기 발광 패턴(165a)이 형성된 기판(150)에 대해 상기 적(R)색 유기발광 패턴을 형성한 바와 동일한 과정을 진행함으로서 상기 연속하는 제 4 및 5 화소영역(P4, P5)에 녹(G)색 유기 발광패턴(165b)을 형성한다. 이 경우 상기 제 4 및 제 4 화소영역(P4, P5) 경계에 위치한 격벽(160)의 상부에는 녹(R)색의 더미 발광패턴(166)이 형성된다.
다음, 도 8f에 도시한 바와 같이, 상기 적(R) 및 청(B)색 유기 발광패턴(165a, 165b)이 형성된 기판(150)에 대응하여 45㎛ 내지 55㎛ 정도의 폭을 갖는 개구부(OA)를 구비한 쉐도우 마스크(190)를 이용하여 순차적으로 제 3 화소영역(P3)에 대응하여 청색 유기 발광 물질을 열증착함으로써 청(B)색 유기 발광패턴(165c)을 형성한다. 이 경우 상기 청색 유기 발광패턴(165c)에 대응하는 상기 제 3 화소영역(P)은 그 폭이 45㎛ 내지 55㎛ 정도가 되도록 구성됨으로써 상기 쉐도우 마스크(190)의 개구부(OA)가 이웃하는 타 화소영역(P2, P4)으로 침범하지 않고 상기 제 3 화소영역(P)에 대해서만 대응되므로 하나의 제 3 화소영역(P3)에 대해서만 청(B)색 유기 발광패턴(165c)이 형성되게 된다. 이때 변형예로서 도면에 나타내지 않았지만, 상기 청색 유기 발광패턴이 형성되는 화소영역 또한 고정세의 폭을 갖도록 형성할 수도 있으며, 이 경우 상기 청색 유기 발광 패턴 또한 이웃한 2개의 화소영역에 걸쳐 형성되게 된다.
한편, 전술한 실시예에 있어서는 적(R), 녹(G), 청(B)색의 순으로 유기 발광패턴(165a, 165b, 165c)을 형성한 것을 보이고 있지만, 어느 색의 유기 발광패턴(165a, 165b, 165c)을 먼저 형성해도 무방하다.
한편, 도면에 나타내지 않았지만, 스페이서(미도시)가 상기 제 2 기판(150)에 형성되는 경우, 상기 격벽(160) 형성 후 상기 유기 발광패턴(165a, 165b, 165c)을 형성하기 전에 상기 격벽(160) 위로 전면에 포지티브 감광성 특성을 갖는 유기절연물질을 도포하여 제 2 유기절연층(미도시)을 형성하고, 이에 대해 노광을 실시하고 현상함으로써 상기 버퍼패턴(156) 표면으로부터 그 상부로 갈수록 점점 그 단면적인 작아지는 즉, 테이퍼 구조를 갖는 기둥형태의 스페이서(미도시)를 형성할 수도 있다.
다음, 도 8g 도시한 바와 같이, 상기 적(R), 녹(G), 청(B)색의 유기 발광패턴(165a, 165b, 165c)을 포함하는 유기 발광층(165) 위로 일함수가 낮은 금속물질 예를들면 알루미늄(Al) 또는 알루미늄합금(AlNd)을 전면에 증착하여 상기 격벽( 160)에 의해 각 화소영역(P)별로 분리된 형태의 제 2 전극(170)을 형성함으로써 본 발명에 따른 제 2 기판(150)을 완성한다.
다음, 선택적으로 상기 제 2 전극(170) 위로 흡습물질을 쉐도우 마스크(미도시)를 이용하여 증착함으로써 각 화소영역(P) 내에 게터패턴(미도시)을 형성할 수도 있다. 이러한 게터패턴(미도시)은 상기 제 2 전극(170) 상부에 형성할 수도 있고, 또는 추후에 상기 제 2 기판(150)과 구도 박막트랜지스터 등이 구비된 제 1 기판(미도시)의 합착 시 표시영역의 테두리를 따라 형성되는 씰패턴(미도시)의 내측에 형성할 수도 있다.
한편, 도 7을 참조하면, 전술한 바와 같이 제작된 제 2 기판(120)과, 일반적인 제조 방법에 의해 제작된 스위칭 및 구동 박막트랜지스터(미도시, DTr)와 상 기 구동 박막트랜지스터(DTr)의 드레인 전극(120)과 접촉하는 연결전극(138)을 포함하는 상기 제 1 기판(110)을 서로 마주하도록 위치시킨 후, 상기 제 1 기판(110)의 상기 스페이서(130) 상부에 연장 형성된 상기 연결전극(138)과 상기 제 2 기판(150)의 제 2 전극(170)이 접촉하도록 한 후, 상기 두 기판(110, 150)의 테두리를 따라 씰패턴(미도시)을 형성하고, 진공의 분위기 또는 불활성 기체의 분위기에서 상기 두 기판(110, 150)을 합착함으로써 본 발명에 따른 유기전계 발광소자(101)를 완성한다.
도 1은 일반적인 액티브 매트릭스형 유기전계 발광소자의 하나의 화소영역에 대한 간략한 회로도.
도 2는 종래의 듀얼패널 타입 유기전계 발광소자의 하나의 화소영역에 대한 단면도.
도 3 일반적인 쉐도우 마스크의 평면도.
도 4는 종래의 개구부 폭이 45㎛ 내지 55㎛인 쉐도우 마스크와 대해 VGA급의 표시품질을 갖는 유기전계 발광소자의 각 화소영역 내에 형성된 유기 발광층을 대향한 것을 나타낸 도면.
도 5는 본 발명에 따른 VGA급의 표시품질을 갖는 유기전계 발광소자의 평면도 일부를 도시한 도면.
도 6은 본 발명에 따른 VGA급의 표시품질을 갖는 유기전계 발광소자와 이의 제조에 이용된 쉐도우 마스크를 대향하여 위치시킨 것을 도시한 평면도.
도 7은 도 5를 절단선 Ⅶ-Ⅶ를 따라 절단한 부분에 대한 단면도.
도 8a 내지 도 8g는 본 발명에 따른 유기전계 발광소자의 제조 단계별 공정 단면도를 도시한 것으로, 본 발명의 가장 특징이 있는 유기전계 발광 다이오드가 형성된 제 2 기판에 대한 제조 단계별 공정 단면도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉
101 : 유기전계 발광소자 160 : 격벽
165 : 유기 발광패턴 165a : 적색 유기 발광패턴
165b : 녹색 유기 발광패턴 165c : 청색 유기 발광패턴
190 : 쉐도우 마스크 OA : 개구부
P1, P2, P3, P4, P5 : 제 1,2,3,4,5 화소영역
w4 : 적 및 녹색 유기 발광 패턴이 형성되는 화소영역의 폭
w5 : 청색 유기 발광 패턴이 형성되는 화소영역의 폭
w6 : 쉐도우 마스크의 개구부 폭
Claims (13)
- 다수의 화소영역이 정의된 제 1 기판과;상기 제 1 기판 내측면 전면에 형성된 제 1 전극과;상기 제 1 전극 하부로 각 화소영역의 경계에 형성된 버퍼패턴과;상기 버퍼패턴 하부로 각 화소영역을 테두리하며 그 단면이 상기 제 1 기판을 기준으로 역테이퍼 형태를 가지며 형성된 격벽과;상기 화소영역 내의 상기 제 1 전극 하부에 형성되며 적, 녹, 청색을 각각 발광하는 유기 발광패턴으로 이루어진 유기 발광층과;상기 각 화소영역 내의 유기 발광층 하부로 상기 격벽에 의해 각 화소영역별로 분리 형성된 제 2 전극과;상기 제 1 기판과 마주하는 제 2 기판과;상기 제 2 기판 상에 상기 각 화소영역별로 형성된 스위칭 박막트랜지스터 및 이와 전기적으로 연결된 구동 박막트랜지스터와;상기 스위칭 및 구동 박막트랜지스터를 덮으며 상기 구동 박막트랜지스터의 드레인 전극을 노출시키는 드레인 콘택홀을 구비하며 형성된 보호층과;상기 보호층 위로 상기 각 화소영역별로 상기 구동 박막트랜지스터의 드레인 전극과 상기 드레인 콘택홀과 접촉하며 형성된 연결전극을 포함하며, 상기 제 2 전극과 상기 연결전극이 서로 접촉하며 구성되며, 상기 유기 발광패턴은 연속하는 2개의 화소영역에 대응하여 동일한 색을 발광하도 록 형성되며, 상기 동일한 색을 발광하는 유기 발광패턴은 상기 연속하는 2개의 화소영역의 경계에 형성된 상기 격벽에 의해 분리되는 것이 특징인 유기전계 발광소자.
- 제 1 항에 있어서,상기 2개의 연속하는 화소영역에 형성되는 유기 발광패턴은 적, 녹 및 청색을 발광하는 유기 발광패턴 모두인 것이 특징인 유기전계 발광소자.
- 제 2 항에 있어서,연속하는 6개의 화소영역에는 적/적/녹/녹/청/청색 또는 적/적/청/청/녹/녹색 발광하는 유기 발광패턴이 순차 반복하는 형태로 형성되는 것이 특징인 유기전계 발광소자.
- 제 2 항에 있어서,상기 각 화소영역의 단축 폭은 모두 18㎛ 내지 35㎛가 되어 고정세의 VGA급 표시품질을 갖는 것이 특징인 유기전계 발광소자.
- 제 1 항에 있어서,상기 2개의 연속하는 화소영역에 형성되는 유기 발광패턴은 적, 녹, 청색을 발광하는 패턴 중 적 및 녹색을 발광하는 유기 발광패턴인 것이 특징인 유기전계 발광소자.
- 제 5 항에 있어서,연속하는 5개의 화소영역에는 적/적/녹/녹/청색 또는 적/적/청/녹/녹색 발광하는 유기 발광패턴이 순차 반복하는 형태로 형성되는 것이 특징인 유기전계 발광소자.
- 제 5 항에 있어서,상기 화소영역 중 적 및 녹색을 발광하는 유기 발광패턴이 형성된 화소영역의 단축폭은 18㎛ 내지 35㎛가 되며, 상기 청색을 발광하는 유기 발광패턴이 형성된 화소영역의 단축폭은 45㎛ 내지 55㎛인 고정세의 VGA급 표시품질을 갖는 것이 특징인 유기전계 발광소자.
- 다수의 화소영역이 정의된 제 1 기판 상의 전면에 제 1 전극을 형성하는 단계와;상기 제 1 전극 상부로 절연물질을 증착하고 패터닝하여 상기 다수의 각 화소영역의 경계에 버퍼패턴을 형성하는 단계와;상기 버퍼패턴 상부에 상기 버퍼패턴 표면을 기준으로 역테이퍼 형태를 갖는 격벽을 형성하는 단계와;그 단축폭이 45㎛ 내지 55㎛인 개구부를 갖는 쉐도우 마스크를 이용하여 연속하는 2개의 화소영역에 대응하여 상기 개구부가 위치하도록 한 후, 적, 녹 및 청색을 발광하는 유기 발광 물질을 순차적으로 열증착하여 연속하는 2개의 화소영역에 대응하여 이들 화소영역의 경계에 형성된 상기 격벽에 의해 자동 분리되는 동일한 색을 발광하는 유기 발광패턴을 갖는 유기 발광층을 형성하는 단계와;상기 유기 절연층 상부로 상기 격벽에 의해 각 화소영역 별로 분리된 제 2 전극을 형성하는 단계를 포함하는 유기전계 발광소자의 제조 방법.
- 제 8 항에 있어서,상기 각 화소영역은 모두 동일한 단축폭을 가지며, 상기 단축폭은 18㎛ 내지 35㎛ 인 것이 특징인 유기전계 발광소자의 제조 방법.
- 다수의 화소영역이 정의된 제 1 기판 상의 전면에 제 1 전극을 형성하는 단계와;상기 제 1 전극 상부로 절연물질을 증착하고 패터닝하여 상기 다수의 각 화소영역의 경계에 버퍼패턴을 형성하는 단계와;상기 버퍼패턴 상부에 상기 버퍼패턴 표면을 기준으로 역테이퍼 형태를 갖는 격벽을 형성하는 단계와;그 단축폭이 45㎛ 내지 55㎛인 개구부를 갖는 쉐도우 마스크를 이용하여 제 1 단축폭을 갖는 연속하는 2개의 화소영역에 대응하여 상기 개구부가 위치하도록 한 후, 적 및 녹색을 발광하는 유기 발광 물질을 순차적으로 열증착하여 연속하는 2개의 화소영역에 대응하여 이들 화소영역의 경계에 형성된 상기 격벽에 의해 자동 분리되는 동일한 색을 발광하는 적 및 녹색 유기 발광패턴을 형성하고, 청색을 발광하는 유기 발광물질은 상기 제 1 단축폭보다 큰 제 2 단축폭을 갖는 하나의 화소영역에 대응하여 상기 쉐도우 마스크의 개구부가 위치하도록 한 후 청색을 발광하는 유기 발광 물질을 열증착하여 청색 유기 발광패턴을 형성함으로써 연속하는 5개의 화소영역에 대해 적, 적, 녹, 녹, 청색의 유기 발광패턴을 갖는 유기 발광층을 형성하는 단계와;상기 유기 절연층 상부로 상기 격벽에 의해 각 화소영역 별로 분리된 제 2 전극을 형성하는 단계를 포함하는 유기전계 발광소자의 제조 방법.
- 제 10 항에 있어서,상기 제 1 단축폭은 18㎛ 내지 35㎛이며, 상기 제 2 단축폭은 45㎛ 내지 55㎛것이 특징인 유기전계 발광소자의 제조 방법.
- 제 8 항 또는 제 10 항에 있어서,상기 제 1 기판과 대향하는 제 2 기판의 내측면에 서로 교차하는 다수의 게이트 및 데이터 배선을 형성하는 단계와;상기 다수의 게이트 및 데이터 배선의 교차하여 포획되는 영역에 스위칭 박막트랜지스터와 이와 연결된 구동 박막트랜지스터를 형성하는 단계와;상기 스위칭 및 구동 박막트랜지스터를 덮으며, 상기 구동 박막트랜지스터의 일전극을 노출시키는 콘택홀을 갖는 보호층을 형성하는 단계와;상기 보호층 위로 상기 콘택홀을 통해 상기 구동 박막트랜지스터의 일전극과 접촉하는 연결전극을 형성하는 단계와;상기 제 2 전극과 상기 연결전극이 접촉하도록 상기 제 1 및 제 2 기판을 서로 대향시키고, 그 테두리에 씰패턴을 형성하여 합착하는 단계를 포함하는 유기전계 발광소자의 제조 방법.
- 제 12 항에 있어서,상기 제 1 기판의 버퍼패턴과 접촉하며 기둥형태의 스페이서를 형성하거나, 또는 상기 제 2 기판의 상기 보호층과 접촉하며 기둥형태의 스페이서를 형성하는 단계를 포함함으로써 상기 제 2 전극과 상기 연결전극은 상기 스페이서를 개재하여 서로 접촉하는 것이 특징인 유기전계 발광소자의 제조 방법.
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