KR100467114B1 - 유기 일렉트로루미네선스 디스플레이 패널 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 유기 EL 층 상에 형성되는 제 2 전극간 또는 제 2 전극과 제 1 전극간의 절연성을 확보하고, 또한 유기 EL 소자의 밀봉을 박막으로 행하는 경우에도 발광에 기여하는 유기 EL 막의 밀봉을 확실하게 행하는 것을 가능하게 하는데 있다.
따라서, 유기 EL 디스플레이 패널 (1) 은 컬러필터 (2) 의 표면에 제 1 전극 (3) 이 복수, 평행한 스트라이프형상으로 형성되어 있다. 컬러필터 (2) 상에는 절연성 격벽 (4) 이 제 1 전극 (3) 상의 소정 위치에 복수의 유기 EL 소자 (5)를 형성하기 위한 영역을 남기고 제 1 전극 (3) 과 직교하는 평행한 스트라이프형상으로 형성되어 있다. 제 1 전극 (3) 및 격벽 (4) 상에 유기 EL 층 (6) 이 형성되며, 유기 EL 층 (6) 상에 제 2 전극 (7) 이 형성되어 있다. 격벽 (4) 은 포토레지스트에 의해 형성되며, 제 2 전극 (7) 과 평행하게 연장되는 2 개의 역테이퍼형상 돌조 (4a, 4b) 와 그 외측에 형성된 순테이퍼형상 절연층 (8) 으로 구성되어 있다.
Description
본 발명은, 유기 일렉트로루미네선스 (이하, 간단히 유기 EL 이라 함) 를 이용하여 유기 EL 재료의 박막으로 이루어지는 발광층을 구비한 유기 EL 소자를 매트릭스상으로 배치한 유기 EL 디스플레이 패널에 관한 것이다.
이러한 유기 EL 디스플레이 패널은, 제 1 전극(양극) 과 제 2 전극(음극) 사이에 유기 EL 층이 형성되어 있다. 유기 EL 층을 매트릭스상으로 배치한 구성으로 하기 위해서는, 유기 EL 층을 형성한 후에 제 2 전극을 제 1 전극과 교차(직교)하는 평행한 스트라이프형상으로 형성해야 한다. 그러나, 유기 EL 재료는 수분에 약하기 때문에 웨트 프로세스인 포토리소그래피법에 의해 제 2 전극을 형성할 수는 없어, 일반적으로 증착법에 의해 형성되고 있다. 이 때, 제 2 전극과 제 1 전극의 절연성 및 인접하는 제 2 전극들간의 절연성을 확보하기 위하여 제 2 전극과 평행하게 연장되는 복수의 격벽이 형성되어 있다.
예컨대, 일본 공개특허공보 평8-315981호에는, 도 4 에 나타낸 바와 같이 기판 (41) 상에 평행하게 형성된 양극 (42) 과 직교하는 방향 (도 4 의 지면과 수직방향) 으로 형성된 절연층 (43) 과 그 위에 형성된 역테이퍼형상의 격벽 (44) 을 형성하고, 유기 EL 층 (45) 상에 형성된 음극 (46) 들간 또는 음극 (46) 과 양극 (42) 의 절연성을 확보하는 것이 개시되어 있다.
또한, 유기 EL 재료는 산소나 수분과의 반응성이 높아 외기로부터 차단된 상태로 사용하지 않으면 대기중의 산소나 수분에 의해 화학열화가 생겨 다크 스폿이라 불리는 발광하지 않는 영역이 넓어진다는 문제가 있다. 이 문제를 방지하기 위해서는 유기 EL 소자를 밀봉할 필요가 있다. 그리고, 밀봉 방법으로는 도 5 의 (a) 에 나타내는 바와 같이 기판 (41) 상에 금속제 또는 유리제의 밀봉커버 (밀봉 캔 ; 47) 를 접착하여 유기 EL 소자 (48) 를 밀봉하는 방법이 있다. 또, 도 5 의 (b) 에 나타낸 바와 같이 질화규소(SiN) 등의 방습성이 우수한 물질을 사용하여 플라즈마 CVD 등의 방법으로 수천 ∼ 수만 ㎚ 두께의 방습막 (보호막 ; 49) 을 형성하여 유기 EL 소자 (48) 를 밀봉하는 방법도 있다.
그런데, 유기 EL 소자 (48) 를 밀봉 커버 (47) 로 밀봉하면, 유기 EL 디스플레이 패널의 두께가 매우 (최저라 해도 2㎜ 정도) 증대하여 박형화에 지장을 초래한다. 한편, 방습막 (49) 으로 밀봉하는 경우는, 박형화에 관해서는 문제는 없으나 격벽 (44) 의 역테이퍼부가 가린 부분에는 막형성되기 어려워, 도 6 에 나타낸 바와 같이 유기 EL 층 (45) 의 단부의 밀봉이 불충분해진다는 문제가 있다.
본 발명은 상기 종래의 문제를 감안하여 완성된 것으로, 그 목적은 유기 EL 층 상에 형성되는 제 2 전극간 또는 제 2 전극과 제 1 전극간의 절연성을 확보하며, 또한 유기 EL 소자의 밀봉을 박막으로 행하는 경우, 발광에 기여하는 유기 EL 층의 밀봉을 확실하게 행할 수 있게 되는 유기 EL 디스플레이 패널을 제공하는 것에 있다.
도 1 의 (a) 는 일 실시형태의 유기 EL 디스플레이 패널의 보호막을 생략한 개략부분사시도, (b) 는 보호막이 있는 상태의 부분 모식단면도,
도 2 는 유기 EL 디스플레이 패널의 기판의 개략부분사시도,
도 3 의 (a) 및 (b) 는 유기 EL 디스플레이 패널의 제조공정에서의 부분 모식단면도,
도 4 는 종래 기술의 유기 EL 디스플레이 패널의 부분 모식단면도,
도 5 의 (a) 는 밀봉 커버로서 밀봉 캔을 형성한 유기 EL 디스플레이 패널의 모식단면도, (b) 는 마찬가지로 방습막을 형성한 경우의 모식단면도,
도 6 은 방습막을 형성한 경우의 모식단면도.
※도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명※
1 : 유기 EL 디스플레이 패널 2 : 기판으로서의 컬러필터
3 : 제 1 전극 4 : 격벽
4a, 4b : 돌조 5 : 유기 EL 소자
6 : 유기 EL 층 7 : 제 2 전극
8 : 절연층 10 : 보호막
상기한 목적을 달성하기 위해 청구항 1 에 기재된 발명에서는, 유기 일렉트로루미네선스 재료의 박막으로 이루어지는 발광층을 구비한 유기 일렉트로루미네선스 소자를 매트릭스상으로 배치한 유기 일렉트로루미네선스 디스플레이 패널로서, 제 1 전극이 표면에 평행한 스트라이프형상으로 형성된 기판과, 상기 제 1 전극상의 소정 위치에 복수의 상기 유기 일렉트로루미네선스 소자를 형성하기 위한 영역을 남기고 상기 제 1 전극과 교차하는 상태로 형성된 절연성 격벽과, 상기 영역상에 형성된 유기 일렉트로루미네선스층과, 적어도 상기 유기 일렉트로루미네선스층을 덮음과 동시에 평행한 스트라이프형상으로 형성된 제 2 전극을 구비하며, 상기 절연성 격벽은 상기 제 1 전극에 가까워질수록 폭이 좁아지는 역테이퍼형상으로 형성된 2개의 돌조와, 양 돌조의 외측을 따라 저면측이 폭이 넓어지는 테이퍼형상으로 형성된 절연층으로 구성되어 있다.
본 발명에서는, 서로 평행한 제 2 전극들간의 절연이 격벽을 구성하는 역테이퍼형상의 2개의 돌조에 의해 확보된다. 또, 상기 2개의 돌조의 외측에 형성된 테이퍼형상의 절연층이 존재하기 때문에 유기 EL 소자의 밀봉에 SiN 등의 박막을 사용한 경우, 표시부로서 기능하는 부분의 유기 EL 층을 상기 박막으로 확실히 덮을 수 있다.
청구항 2 에 기재된 발명에서는, 청구항 1 에 기재된 발명에 있어서, 상기 절연층은 포지티브형 레지스트로 형성되어 있다. 따라서, 본 발명에서는, 네가티브형 레지스트를 사용한 경우에 비하여 역테이퍼형상 돌조가 가린 부분에도 절연층을 형성하기 쉬워진다.
청구항 3 에 기재된 발명에서는, 청구항 1 또는 청구항 2 에 기재된 발명에 있어서, 상기 유기 일렉트로루미네선스 소자를 덮는 보호막이 형성되어 있다. 본 발명에서는, 유기 EL 소자의 밀봉에 보호막이 사용되고 있기 때문에 금속제나 유리제의 밀봉 커버로 밀봉하는 구성에 비하여 유기 EL 디스플레이 패널의 박형화가 가능해진다.
(발명의 실시형태)
이하, 본 발명을 구체화한 일 실시형태를 도 1 ∼ 도 3 에 따라 설명한다.
도 1 의 (a) 에 나타낸 바와 같이, 유기 EL 디스플레이 패널 (1) 은 예컨대 기판으로서의 컬러필터 (2) 의 표면에 제 1 전극(양극 ; 3) 이 복수, 평행한 스트라이프형상으로 형성되어 있다. 제 1 전극 (3) 은 ITO (인듐주석 산화물) 등으로 이루어진다. 또한, 컬러필터 (2) 상에는 절연성 격벽 (4) 이 제 1 전극 (3) 상의 소정 위치에 복수의 유기 EL 소자 (5) 를 형성하기 위한 영역을 남기고 제 1 전극 (3) 과 직교하는 평행한 스트라이프형상으로 형성되어 있다. 컬러필터 (2) 상에는 격벽 (4) 에 인접하여 유기 EL 층 (6) 이 형성되며, 유기 EL 층 (6) 상에 제 2 전극 (7 ; 음극) 이 형성되어 있다.
유기 EL 층 (6) 은, 예컨대 제 1 전극 (3) 측에서 순서대로 적층된 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층 및 전자수송층의 4층으로 구성되어 있다. 그리고, 유기 EL 층 (6), 유기 EL 층 (6) 을 사이에 두고 양측에 형성된 제 1 전극 (3) 및 제 2 전극 (7) 에 의해 1개의 유기 EL 소자 (5) 가 구성되어 있다. 제 1 전극 (3) 및 제 2 전극 (7) 은 각각 복수의 평행한 스트라이프형상으로 형성됨과 동시에서로 직교하는 상태로 배치되어 있기 때문에, 유기 EL 소자 (5) 는 양전극 (3, 7) 의 교차부분에 있어서 컬러필터 (2) 상에 매트릭스상으로 배치되게 된다.
격벽 (4) 은 제 1 전극 (3) 과 대향하는 측일수록 폭이 좁아지는 역테이퍼형상으로 형성된 2개의 돌조 (4a, 4b) 와, 양 돌조 (4a, 4b) 의 외측을 따라 저면측의 폭이 넓어지는 테이퍼형상으로 형성된 절연층 (8) 으로 구성되어 있다. 양 돌조 (4a, 4b) 는 네가티브형 포토레지스트에 의해 형성되고, 절연층 (8) 은 포지티브형 포토레지스트에 의해 형성되어 있다.
그리고, 유기 EL 층 (6) 및 제 2 전극 (7) 이 절연층 (8) 과 대응하는 부분에 있어서는 격벽 (4) 을 따라 테이퍼형상으로 형성되어 있다. 또, 유기 EL 층 (6) 중 표시부로서 기능하는 부분은 인접하는 격벽 (4) 사이에 위치하는 평면부분 (9) 이며, 격벽 (4) 및 절연층 (8) 과 대응하는 부분은 표시기능은 필요로 하지 않는다.
또한, 유기 EL 소자 (5) 의 표면은 보호막 (10) 으로 피복되어 있다. 보호막 (10) 의 재질로는, 예컨대 방습성이 우수한 이산화규소 (SiO2) 나 질화규소 (SiN) 가 사용되고, 플라즈마 CVD 법에 의해 보호막 (10) 이 형성되어 있다. 또, 도 1 의 (a) 에 있어서는 보호막 (1O) 의 도시를 생략하고 있다.
다음으로, 상기한 바와 같이 구성된 유기 EL 디스플레이 패널 (1) 의 제조방법을 설명한다.
먼저 패터닝 공정에 있어서, 도 2 에 나타낸 바와 같이 컬러필터 (2) 상의유기 EL 층 (6) 을 형성해야 할 위치와 대응하는 곳에 복수의 제 1 전극 (3) 이 스트라이프형상으로 형성된다. 제 1 전극 (3) 은 증착에 의해 형성된다.
다음으로 격벽 형성공정에 의해 제 1 전극 (3) 상의 소정 위치에 유기 EL 소자 (5) 를 형성하기 위한 영역을 남기게 하여 격벽 (4) 이 제 1 전극 (3) 과 직교하는 스트라이프형상으로 형성된다. 먼저, 격벽 (4) 을 구성하는 돌조 (4a, 4b) 가 네가티브 타입 포토레지스트를 사용한 포토리소그래피법에 의해 형성된다. 즉, 포토레지스트 용액을 스핀 코트 등의 방법으로 도포하여 열처리에 의해 용제를 건조시킨 후, 마스킹하여 돌조 (4a, 4b) 를 형성해야 할 부분만을 자외선 노광한다. 그 후, 적절한 테이퍼형상이 얻어지도록 조정한 열처리 조건으로 열처리한 후 현상함으로써, 도 3 의 (a) 에 나타낸 바와 같이 역테이퍼형상의 돌조 (4a, 4b) 가 소정의 간격 (예컨대, 1O ㎛ 정도) 을 두고 형성된다.
다음으로 포지티브형 포토레지스트를 스핀 코트 등의 방법으로 도포하여 열처리에 의해 용제를 건조시킨 후, 마스킹하여 양 돌조 (4a, 4b) 의 양 외측부와 대응하는 부분을 차광하여 자외선을 조사한 후 현상함으로써, 도 3 의 (b) 에 나타낸 바와 같이 절연층 (8) 이 형성된다. 포토레지스트액을 도포할 때, 표면장력의 작용에 의해 돌조 (4a, 4b) 부근에는 도 3 의 (a) 에 쇄선으로 나타낸 바와 같이 레지스트층 (11) 이 두껍게 도포된 상태가 된다. 그 결과, 통상의 노광, 현상을 함으로써 도 3 의 (b) 에 나타내는 바와 같은 순테이퍼형상의 절연층 (8) 이 형성된다.
다음으로 격벽 (4) 이 잘 건조된 후, 발광층 형성공정 (유기 EL 층 형성공정) 에 의해 유기 EL 층 (6) 이 형성된다. 유기 EL 층 (6) 은 유기 EL 층 (6) 을 구성하는 각 층이 진공증착에 의해 순서대로 형성됨으로써 형성된다. 각 층의 두께는 10∼300㎚ 이다. 유기 EL 층 (6) 을 형성할 때는 마스킹 없이 진공증착이 행해지므로 유기 EL 층 (6) 을 형성할 필요가 없는 절연층 (8) 및 돌조 (4a, 4b) 상에도 유기 EL 층이 형성된다.
이어서 제 2 전극 형성공정에 의해 유기 EL 층 (6) 을 덮음과 동시에 제 1 전극 (3) 과 직교하는 평행한 스트라이프형상 제 2 전극 (7) 이 형성된다. 제 2 전극 (7) 은 Al (알루미늄) 을 진공증착함으로써 형성된다. Al 을 진공증착할 때에도 마스킹 없이 행해지기 때문에, 제 2 전극 (7) 을 형성할 필요가 없는 격벽 (4) 상에도 Al 피막이 형성된다.
다음으로 플라즈마 CVD 장치를 사용하여 소정의 막형성 조건으로 제 2 전극 (7) 이나 유기 EL 층 (6) 전체를 피복하도록 보호막 (10) 이 형성된다. 보호막 (10) 을 플라즈마 CVD 법으로 형성한 경우는, 진공증착법으로 형성한 경우와 달리 보호막 (10) 이 유기 EL 층 (6) 이나 제 2 전극 (7) 의 단부에서 둘러싸듯이 부착되기 때문에, 유기 EL 층 (6) 의 단면도 보호막 (10) 으로 피복된다.
이 실시형태에서는 이하의 효과를 갖는다.
(1) 제 1 전극 (3) 상에 형성된 유기 EL 층 (6) 상에 제 1 전극 (3) 과 직교하도록 형성된 스트라이프형상의 제 2 전극 (7) 들간을 절연하기 위한 격벽 (4) 이 역테이퍼형상으로 형성된 2개의 돌조 (4a, 4b) 를 구비하고 있다. 따라서, 제 2 전극 (7) 이 진공증착법에 의해 형성될 때, 인접하는 돌조 (4a, 4b) 사이에 증착층이 걸쳐지는 것이 방지되어 제 2 전극 (7) 들간의 단락이 방지된다.
(2) 격벽 (4) 은 각 돌조 (4a, 4b) 의 외측을 따라 형성된 순테이퍼형상의 절연층 (8) 을 구비하고 있다. 따라서, 평면부분 (9) 으로부터 격벽 (4) 에 연속해 있는 유기 EL 층 (6) 및 그 위에 적층형성된 제 2 전극 (7) 을 덮도록 보호막 (10) 을 형성할 때, 보호막 (10) 이 얇더라도 확실하게 유기 EL 소자 (5) 를 밀봉할 수 있다. 즉, 유기 EL 소자 (5) 의 밀봉에 SiN 등의 박막을 사용한 경우, 표시부로서 기능하는 평면부분 (9 ; 발광에 기여하는 부분) 의 유기 EL 층 (6) 을 상기 박막으로 확실히 덮을 수 있어 수분 등에 의한 열화에 대한 신뢰성이 향상된다.
(3) 절연층 (8) 은 포지티브형 레지스트로 형성되어 있다. 네가티브형 레지스트를 사용한 경우는, 현상전 레지스트층 (11) 에 대하여 절연층 (8) 을 형성해야 할 부분을 확실히 노광해야 하지만, 역테이퍼형상의 돌조 (4a, 4b) 가 가린 부분의 노광이 어렵고, 노광에 의한 경화가 불충분해지기 쉽다. 그러나, 포지티브형 레지스트를 사용함으로써 네가티브형 레지스트에 비하여 역테이퍼형상의 돌조 (4a, 4b) 가 가린 부분에도 절연층 (8) 을 형성하기 쉬워진다.
(4) 유기 EL 소자 (5) 를 덮는 보호막 (10) 을 형성하여 유기 EL 소자 (5) 를 밀봉하고 있다. 따라서, 금속제나 유리제의 밀봉 커버로 밀봉하는 구성에 비하여 유기 EL 디스플레이 패널 (1) 의 박형화가 가능해진다.
실시형태는 상기한 것에 한정되지 않으며, 예컨대 다음과 같이 구성해도 된다.
ｏ 돌조 (4a, 4b) 를 포지티브형 레지스트로 형성해도 된다. 그러나, 네가티브형 레지스트를 사용하는 것이 역테이퍼형상의 돌조 (4a, 4b) 를 형성하기 쉽다.
ｏ 절연층 (8) 을 네가티브형 레지스트로 형성해도 된다.
ｏ 레지스트로는 포토레지스트에 한정되지 않고 전자선 레지스트를 사용해도 된다.
ｏ 제 2 전극 (7) 은 제 1 전극 (3) 과 직교하는 구성에 한정되지 않으며 교차하는 구성이면 된다.
ｏ 유기 EL 층 (6) 은 반드시 4층 구성으로 한정되지 않는다.
ｏ 보호막 (10) 을 형성하여 유기 EL 소자 (5) 를 밀봉하는 대신에 금속제 또는 유리제의 밀봉 커버 등으로 밀봉하는 구성으로 해도 된다.
상기 실시형태로부터 파악할 수 있는 기술적 사상 (발명) 에 관해 이하에 기재한다.
(1) 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 기재된 발명에 있어서, 상기 돌조는 네가티브형 포토레지스트에 의해 형성되어 있다.
(2) 유기 EL 재료의 박막으로 이루어지는 발광층을 구비한 유기 EL 소자를 매트릭스상으로 배치한 유기 EL 디스플레이 패널의 제조방법으로서, 기판상에 상기 발광층에 대응하는 복수의 제 1 전극을 스트라이프형상으로 형성하는 패터닝 공정과, 상기 패터닝 공정후에 행해지며 상기 제 1 전극상의 소정 위치에 상기 유기 EL 소자를 형성하기 위한 영역을 남기게 하여 상기 제 1 전극과 교차함과 동시에 2개의 역테이퍼형상의 돌조와 그 외측에 형성된 순테이퍼형상의 절연층을 구비한 절연성 격벽을 형성하는 격벽 형성공정과, 상기 격벽 형성공정후에 행해지며 상기 영역상에 유기 EL 층을 형성하는 발광층 형성공정과, 상기 발광층 형성공정후에 행해지며 적어도 상기 유기 EL 층을 덮음과 동시에 상기 제 1 전극과 직교하는 평행한 스트라이프형상의 제 2 전극을 형성하는 공정을 갖는 유기 EL 디스플레이 패널의 제조방법.
이상 상술한 바와 같이 제 1 항 내지 제 3 항에 기재된 발명에서는, 유기 EL 층 상에 형성되는 제 2 전극간 또는 제 2 전극과 제 1 전극간의 절연성을 확보하며, 또한 유기 EL 소자의 밀봉을 박막으로 행하는 경우에 발광에 기여하는 유기 EL 막의 밀봉을 확실하게 하는 것이 가능해진다.
Claims (3)
- 유기 일렉트로루미네선스 재료의 박막으로 이루어지는 발광층을 구비한 유기 일렉트로루미네선스 소자를 매트릭스상으로 배치한 유기 일렉트로루미네선스 디스플레이 패널로서,제 1 전극이 표면에 평행한 스트라이프형상으로 형성된 기판과,상기 제 1 전극상의 소정 위치에 복수의 상기 유기 일렉트로루미네선스 소자를 형성하기 위한 영역을 남기고 상기 제 1 전극과 교차하는 상태로 형성된 절연성 격벽과,상기 영역상에 형성된 유기 일렉트로루미네선스층과,적어도 상기 유기 일렉트로루미네선스층을 덮음과 동시에 평행한 스트라이프형상으로 형성된 제 2 전극을 구비하며,상기 절연성 격벽은 상기 제 1 전극에 가까워질수록 폭이 좁아지는 역테이퍼형상으로 형성된 2 개의 돌조와, 양 돌조의 외측을 따라 저면측의 폭이 넓어지는 테이퍼형상으로 형성된 절연층으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 유기 일렉트로루미네선스 디스플레이 패널.
- 제 1 항에 있어서, 상기 절연층은 포지티브형 레지스트로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 유기 일렉트로루미네선스 디스플레이 패널.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 유기 일렉트로루미네선스 소자를 덮는 보호막이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 유기 일렉트로루미네선스 디스플레이 패널.
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