KR100416290B1 - 유기 전계발광 소자의 제조방법 - Google Patents

유기 전계발광 소자의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자는, 기판 위에 접속부에 복수개의 도트형태의 제 1 도전체의 금속막을 형성하며, 상기 접속부의 도트 형태의 제1전도체의 금속막을 포함하는 기판위에 스트라이프 형태인 제 2 도전체의 투명막을 새도우 마크스를 이용하여 형성하며, 상기 기판 전면에 1층 이상의 유기물층을 형성하며, 상기 유기물층 전면에 상기 투명막과 직교하는 방향으로 배열된 스트라이프 형태의 음극층을 형성하는 것이 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 제조방법을 단순화 하고 제조시 정렬이 쉽고 명확하여 제조단가를 낮추면서도 수율을 향상 시킬 수 있다.

Description

유기 전계발광 소자의 제조방법 {Manufacturing Method of Organic Electroluminescence Device with Anode of Multi-Layer}
본 발명은 유기 전계발광 소자의 제조방법에 관한 것으로서, 특히 유기 전계발광 소자의 양극층을 섀도우마스크를 이용하여 다층구조 양극층으로 형성방법에 관한 것이다.
도 1은 종래의 제조방법에 따른 단순매트릭스형 유기 전계발광 표시소자를 설명하기 위한 단면도이다.
단순 매트릭스형의 유기 전계발광 소자는 글래스등의 투명기판(11) 상에 복수개의 스트라이프 상(stripe pattern)으로 상호 평행하게 배열한 투명한 도전막체인인듐 주석산화물(이하 ITO 이라 약함)은 접속부( C ) 내의 투명구동 양극층(12a)과 금속구동 양극층(12c), 그리고 표시부( D ) 내의 표시 양극층( 12b)으로 이루어지는 양극층, 양극층에 직교 평행하게 배열한 스트라이프 상(stripe pattern 의 복수개의 음극층(cathode layer, 18), 양극층과 음극층사이의 유기물층( organic film layers, 13, 14, 15, 17) 으로 구성된다. 표시부(D)내의 양극층(12b)과 음극층(18)의 교차 영역이 1 단위의 발광부(lighting-emitting area)로 즉 1 화소(picture element)를 형성한다. 화소가 복수개 배열된 영역이 표시부(D) 이며, 양극층 및 음극층은 양극층 및 음극층의 표시부(D) 로부터 외측의 기판주변으로 연장된 영역이 접속부( C ) 이다. 접속부 (C )를 거쳐 표시부(D)를 외부 구동회로에 접속함으로써 디스플레이 장치(display device)를 구성하며, 또한 양극층과 음극층은 배선(wirings) 역할도 한다.
양극층과 음극층사이의 유기물층(organic film layers)은 정공주입층(hole injection layer, 13), 정공수송층(hole transport layer, 14), 발광층(light-emitting layer, 15), 전자수송층(electron transport layer, 17)으로 구성된다. 구동전원 E가 양극층과 음극층에 접속된다.
양극층(12a,12b,12c)과 음극층(18)에 전압이 인가되면 음극층(18)과 2층 구조의 양극층(12a,12b,12c)은 전기적으로 연결되며, 이때 전류의 흐름에 의해 유기 전계발광층(15)이 발광하게 된다. 정공주입층(13), 정공수송층(14) 및 전자수송층(17)은 유기 전계발광 소자의 발광효율을 증가시키는 보조적 기능을 한다.
여기서 투명구동 양극층(12a) 및 표시 양극층(12b)은 같은 투명한 도전체인 ITO막으 로 동일한 공정에서 형성되며, 표시 양극층(12b)과 투명구동 양극층(12a)의 거리에 따라 저항이 증가하게 되어 유기 전계 발광 소자표시소자의 성능을 저하시키므로 접속부( C )내의 양극층을 저 저항 금속막을 적층한 다층구조의 양극층으로 하여 발광소자의 성능을 향상시킨다.
이때 다층 구조의 양극층을 형성하는 방법은 투명기판(11)상에 ITO 막을 리 쏘그래피(lithography)방법으로 투명구동 양극층(12a) 및 표시 양극층(12b)을 형성한 후, 금속막을 진공증착 하여 리쏘그래피(lithography)방법으로 패터닝(Patterning)하여 금속구동 양극층(12c)을 형성한다.
그러나 상기의 종래의 방법에 따른 제조공정에서는 투명기판상에 ITO막의 투명 양극층를 먼저 형성한후, 그 위에 금속 양극층을 형성하므로 빛의 반사를 이용하여 정렬(align)을 하는 제조장비에서는 정확한 정렬을 하는 것이 어려워 수율이 낮아지며 수율을 높이기 위하여 별도의 정렬 마크(alignment mark)를 투명기판에 형성하여야 한다. 또한 투명 양극층과 금속 양극층의 패터닝은 모두 리쏘그래피(lithography)방법으로 제조 공정이 복잡하고 제조 비용이 많이 드는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 제조방법을 단순화 하고 제조시 정렬이 쉽고 명확하게 하여 제조 비용을 낮추면서도 생산 수율을 향상 시킬 수 있는 다층 구조의 양극층을 갖는 유기 전계발광 소자의 형성방법을 제공하는데 있다.
도 1은 종래의 제조방법에 따른 유기 전계발광 소자를 설명하기 위한 단면도,
도 2a는 본발명에 따른 유기 전계발광 소자를 설명하기 위한 부분파단사시도,
도 2b는 도2 의 A - A' 단면도.
도 3a 내지 도 3b는 본 발명에 따른 유기 전계발광 소자의 제조방법을 설명하기 위한 개략도.
도 4는 단순 매트릭스형 유기 발광소자를 설명하기 위한 투시 평면도,
〈 도면의 주요 부분에 대한 참조번호의 설명 〉
11, 111 : 투명기판 12a, 112a : 투명구동양극층
12b, 112b : 표시 양극층 12c, 112c : 금속구동 양극층
13, 113 : 정공주입층 14, 114 : 정공수송층
15, 115 : 유기 전계발광층 17, 117 : 전자수송층
18, 118 : 음극층 19, 119 : 봉지피막
PR : 포토레지스트 MM : 새도우 마스크
본 발명의 유기 전계발광 소자의 다층 구조 양극층 형성방법은 투명기판(111)상부 전면에 금속층(metal layer)을 증착하며, 상기 금속층위에 도포된 포토레지스트(photo resist)를 리쏘그래피(lithography)방법으로 접속부의 금속구동 양극층(112c)을 형성하며, 상기 금속구동 양극층(112c)을 정렬 마크로 하여 새도우 마스크(shadow mask)를 이용하여 ITO막을 상기 투명기판위에 증착하여 접속부의 투명구동 양극층(112a) 및 표시부의 표시 양극층(112b)을 형성한다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 유기 전계발광 소자의 다층 구조 양극층 형성방법을 상세히 설명한다.
도 2a는 본 발명에 따른 유기 전계발광 소자의 2층 구조 양극층을 설명하기위한 부분파단사시도이고, 도 2b는 도2a 의 A - A' 단면도이다.
본 발명에 따른 유기 전계발광 소자는 투명기판(111) 상의 일 측인 접속부( C )에 금속구동 양극층(112c)이 형성되고, 금속구동 양극층(112c)상에는 ITO막의 투명구동 양극층(112a)이 형성되고, 동시에 상부 투명기판(111)의 다른 일 측인 표시부(D)에는 ITO막의 표시 양극층(112b)이 형성되고, 이후 정공주입층(hole injection layer, 113), 정공수송층(hole transport layer, 114), 유기 전계발광층(organic emitting layer, 115), 전자수송층(electron transport layer, 117) 및 음극층(cathode layer, 118)이 순차 적층된 구조를 갖으며, 구동전원 E가 상기 양극층과 상기 음극층에 접속되여 상기 양극층(112a,112b,112c)과 상기 음극층(118)에 전압이 인가되면 상기 음극층(118)과 상기 양극층(112a,112b,112c)은 전기적으로 연결되며, 이때 전류의 흐름에 의해 유기 전계발광층(115)이 발광하게 된다. 여기서 상기 정공주입층(113), 상기 정공수송층(114) 및 상기 전자수송층(117)은 유기 전계발광 소자의 발광효율을 증가시키는 보조적 기능을 한다.
도 3a 내지 도 3b는 본 발명에 따른 유기 전계발광 소자의 다층 구조 양극층 형성방법을 설명하기 위한 개략도이다.
본 발명의 유기 전계발광 소자의 다층 구조 양극층 형성방법은 도 3a에 도시된 바와 같이 투명기판(111) 상부 전면에 크롬(Cr)등의 저저항 금속막을 스퍼터링, 진공증착법등으로 금속층(metal layer)을 형성한 후 상기 금속층(metal layer)전면에 도포된 포토레지스트(photo resist)를 리쏘그래피(lithography)방법을 이용하여 접속부의 금속구동 양극층(112c)을 형성한다.
상기에서 크롬(Cr)은 투명전도막인 ITO막보다 저항률이 상당히 낮으며, 그 값은 1/10 의 값을 갖는다.
도 3b에 도시된 바와 같이 상기 금속구동 양극층(112c)을 새도우마스크와 기판의 정확한 정렬을 위한 정렬 마크로 한다. 그리고 새도우 마스크(shadow mask)를 이용하여 ITO막을 상기 투명기판(111)위에 증착하여 접속부의 투명구동 양극층(112a) 및 표시부의 표시 양극층(112b)을 형성한다.
이때 형성되는 상기 투명구동 양극층(112a)은 상기 금속구동 양극층(112c)의 상부면 및 측면과의 접촉면을 충분히 덮도록 구성된 2층 구조로 형성하고 상기 표시 양극층(112b)은 상기 투명기판(111)상에 형성된다.
또한 2층 구조가 아닌 3층 구조 이상의 다층구조 양극층을 형성하는데 있어서도 상술한 형성방법과 같이 크롬(Cr)과 같은 저저항 금속막을 최초의 막으로 하여 금속구동 양극층을 리쏘그래피방법으로 형성하고, 이후 형성되는 다층 구조의 양극층은 모두 새도우 마스크를 이용하여 형성한다.
이때 먼저 형성된 상기 금속구동 양극층(112c)을 정렬 마크로 사용하거나 상기 금속구동 양극층(112c)의 패터닝 공정과 동일한 공정 스텝에서 상부 투명기판상의 정렬 기구(alignment structure)를 위한 부위(Area)에 별도의 정렬 마크를 추가하여 형성할 수도 있다.
따라서, 본 발명은 유기 전계 발광소자의 접속부내의 다층 구조 양극층의 하부층을 크롬(Cr)등의 저저항 금속막으로 이루어진 금속구동 양극층을 형성함으로써이후 공정의 기준 마크(reference mark)로 사용함으로 정밀한 정렬(fine alignment)이 가능하게 하며 구동 양극층은 저저항 금속막을 ITO막의 투명구동 양극층과 적층함으로써 구동 양극층의 저항을 낮추어 유기 전계발광 소자의 발광효율을 높이며, 소비전력을 낮춘다. 그리고 투명구동 양극층인 ITO막을 고가의 공정인 리쏘그래피 방법대신에 저가의 새도우 마스크를 이용하여 패터닝함으로 제조 가격을 현저하게 낮출 수 있다.

Claims (3)

  1. 유기전계 발광 소자에 있어서,
    기판 위에 복수개의 제 1 도전체의 금속막을 형성하는 단계;
    상기 도트형태의 제 1 도전체의 금속막을 포함하는 기판 위에 새도우마스크를 이용하여 스트라이프 형태인 제 2 도전체의 투명막을 형성하는 단계;
    상기 스트라이프 형태의 제 2 도전체의 투명막을 포함하는 기판 전면에 1층 이상의 유기물층을 형성하는 단계;
    상기 유기물층 전면에 상기 투명막과 직교하는 방향으로 배열된 스트라이프 형태의 음극층을 형성하는 것을 특징으로 하는 유기 전계발광 소자의 제조방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 금속막은 상기 투명막보다 저항률이 낮은 크롬(Cr) 인 것을 특징으로 하는 유기 전계발광 소자의 제조방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 유기전계 발광 소자는 투명막과 상기 음극층의 교차영역인 표시부와 상기 표시부에 연결된 접속부로 구성되며, 상기 접속부의 양극층은 상기 제 1 도전체 및 상기 제 2 도전체로 구성된 다층구조로 형성되는 것을 특징으로 하는 유기 전계발광 소자의 제조방법.
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