KR100504530B1 - 유기 전계 소자 및 그 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유기 전계 소자에 관한 것으로, 특히 상기 유기 전계 소자의 발광 효율을 높이는 것에 관한 것이다. 본 발명에 따른 유기 전계 소자는 트랜지스터를 포함하는 엑티브 메트릭스 기판을 제작하는 단계와, 상기 기판 상부에 평탄화막을 형성하는 단계와, 상기 평탄화막에 마스크를 이용하여 UV 노광 처리하는 단계와, 상기 UV 노광 처리된 기판에 현상액을 이용하여 패턴을 형성하는 단계와, 상기 형성된 패턴을 녹여 요철 형태로 만드는 단게와, 상기 형성된 요철 상부에 제 1 전극, 절연막, 제 2 전극을 순차적으로 형성하는 단계로 제작되어 상기 제 1 전극의 반사면이 넓어짐으로써 반사 효과를 높여 상기 유기 EL 소자의 효율을 극대화 시키는 효과가 있다.

Description

유기 전계 소자 및 그 제조 방법{Organic electroluminescence device and Fabrication method of the same}

본 발명은 엑티브 메트릭스 유기 전계 표시 소자에 관한 것으로, 특히 엑티브 메트릭스 유기 전계 소자를 이용한 평판 디스플레이 패널(flat panel display)의 제작 방법에 관한 것이다.

패시브 메트릭스(Passive matrix) 유기 전계 소자와 달리 엑티브 메트릭스(Active matrix) 유기 전계 소자의 경우 유리 기판 쪽으로 발광 시킬 경우(통상 하부발광(bottom emission)이라 함) 트랜지스터에 발광면이 가려진다.

이를 첨부한 도면을 통해 자세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 일반적인 엑티브 메트릭스 기판에서 하부 발광 방식을 나타낸 도면이다.

도 1과 같이, 유리로된 기판(1) 상부에 트랜지스터 영역(2)과, 트랜지스터 영역을 제외한 부분인 발광 영역이 있다. 통상 발광 영역 상부에 제 1 전극(에노드(보통 투명한 ITO 전극을 사용한다))(3)를 형성하고, 상기 트랜지스터 영역(2) 상부쪽에는 절연막(4)을 형성하게 된다. 상기 절연막(4)과 제 1 전극(3) 위로 유기 EL 층(5)을 형성하고 상기 유기 EL 층 상부(5)에 제 2 전극(6)을 형성하게 된다.

상기 유기 EL 층(5)에서 발광된 빛은 투명한 제 1 전극(3) 쪽으로 진행하여 상기 유리로된 기판(1)으로 투과된다. 이때, 그 구조상 어쩔수 없이 상기 트랜지스터 영역(2)에 방해를 받게 된다.

이때, 트랜지스터의 크기나 수가 많아지면 많아질수록 개구율이 기하급수적으로 줄어들어 디스플레이 소자로서 사용이 어렵게 된다.

이러한 문제점을 극복하기 위하여 기판에 형성되는 트랜지스터와 상관없이 유리 기판 반대면으로 발광시키는 방식(상부 발광(Top emission))이 대두되었다.

도 2a 내지 2f는 상기 상부 발광 방식의 유기 EL 소자를 제작하는 단계를 나타낸 도면이다.

도 2a와 같이, 기판(1)상에 트랜지스터 영역(2)을 형성한다. 그 후에 도 2b와 같이 평탄화막(7)을 깔아준다. 상기 평탄화막(7)은 말 그대로 평평한 막으로 상기 트랜지스 영역(2)으로 인해 굴곡이 생긴 부분을 평평하게 하기 위해 형성한다.

상기 평탄화막(7) 상부에 도 2c와 같이 제 1 전극(3)을 형성한다. 상부 발광 방식의 경우 상기 제 1 전극(3)은 하부 발광 방식과는 달리 반사막 역할을 한다. 그 후에 도 2d와 같이 절연막(4)을 형성하고, 상기 절연막(4) 상부 및 제 1 전극(3) 상부에 도 2e와 같이 유기 EL 층(5)을 형성한다.

상기 유기 EL 층(5) 상부에는 도 2f와 같이 제 2 전극(6)을 형성하게 된다. 상기 제 2 전극(6)용 물질에는 투명한 ITO(Indium Tin Oxide) 전극을 사용함으로써 상기 유기 EL 층(5)에서 발광된 빛이 제 1 전극(3)에서 반사되어 제 2 전극(6)쪽으로 투과되는 것이다.

따라서, 상부 발광 방식의 유기 EL 소자를 제작하기 위해서는 평탄화막의 사용이 필수적이다.

그러나, 종래 기술에 따른 평탄화막은 평평하게 제작되므로, 그 위에 형성되는 반사막도 평평하게 되어 소자 밖으로 나오는 빛의 효율이 좋지 않다는 문제가 있다. 이는 반사면의 표면적이 크지 않아 생기는 문제이다.

따라서, 본 발명의 목적은 앞서 설명한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 평탄화막을 울퉁불퉁하게 요철 형태로 만들어 그 위에 형성되는 반사판도 요철 형태가 되게 함으로써 제 1 전극용 반사막의 표면적을 넓혀 반사 효율을 높임으로써 고효율의 유기 EL 소자를 제작하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 유기 전계 소자의 제조 방법은 트랜지스터를 포함하는 엑티브 메트릭스 기판을 제작하는 단계와, 상기 기판 상부에 평탄화막을 형성하는 단계와, 상기 평탄화막에 마스크를 이용하여 UV 노광 처리하는 단계와, 상기 UV 노광 처리된 기판에 현상액을 이용하여 패턴을 형성하는 단계와, 상기 형성된 패턴을 녹여 요철 형태로 만드는 단게와, 상기 형성된 요철 상부에 제 1 전극, 절연막, 유기 EL 층, 제 2 전극을 순차적으로 형성하는 단계로 이루어짐을 특징으로 한다.

상기 패턴의 형상은 꼭지점이 세 개 이상인 다각형, 혹은 타원이나 원형 중 어느 한 형상으로 제작되는 것이 바람직하다.

상기 패턴은 가로, 세로의 길이 및 상기 패턴간의 거리 모두 1cm 미만이 되도록 제작되는 것이 바람직하다.

상기와 같은 단계로 제작된 본 발명에 따른 유기 전계 소자는, 상기 유기 전계 소자의 평탄화막, 제 1 전극, 제 2 전극이 요철 형태로 구성됨을 특징으로 한다.

이하 발명의 바람직한 실시예에 따른 구성 및 작용을 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.

도 3a 내지 3i는 본 발명에 따른 유기 EL 소자를 제작하는 단계를 나타낸 도면이다.

도 3a와 같이, 트랜지스터(2) 및 기타 cap.들이 형성된 기판 위에 도 3b와 같이 평탄화막(7) 재료를 스핀 코팅 및 프리 베이크(spin coating ＆ pre-bake)한 후 도 3c와 같이 마스크(mask)(8)를 이용하여 UV 노광을 실시한다. 상기 UV 노광을 실시한 기판에 현상액을 이용하여 패턴을 형성하면 도 3d와 같은 형상이 된다.

이때, 구멍(via hole)만 뚫는 것이 아니라 발광 셀 부분(7-1)도 일정한 패턴을 형성하게 된다.

도 4는 상기의 패턴을 나타낸 도면이다.

도 4와 같이 각 발광 셀(7-1)은 일정한 간격을 갖고 배열되게 된다. 즉, 각 발광 셀(7-1)의 가로 세로 길이 및 각 발광 셀(7-1)간의 거리는 모두 1cm 미만이 되도록 배열 되는 것이다. 도 4에서 보면 0<a<1cm, 0<b<1cm, 0<c<1cm, 0<d<1cm 가 된다.

상기 패턴의 모양은 도 4와 같이 사각형 형상일 필요는 없다. 꼭지점이 3개(삼각형) 이상의 다각형이면 되며, 타원이나 원, 기타 기하학적 모양도 상관없다. 이를 도 5에 나타내었다.

이와 같이 패턴이 형성되면 Meltbaking을 실시한다. 상기 Meltbaking이란 막이 경화(curing)되지 않는 다소 낮은 온도에서 굽게(baking) 되면 패턴이 녹아 흘러내리게 되는데 이러한 공정을 Meltbaking이라 한다.

상기 Meltbaking을 실시하면 도 3e와 같이 요철이 형성되게 된다.

상기 요철이 형성된 기판 상부에 도 3f와 같이 제 1 전극용 반사막(3) 및 도 3g와 같이 절연막(9)을 형성한다. 상기 반사막(3)으로 사용되는 물질은 크롬(Cr), 구리(Cu), 텅스텐(W), 금(Au), 니켈(Ni), 은(Ag), 티타늄(Ti), 탄탈(Ta)등의 금속이나, 이들의 합금 또는 멀티 레이어(multi-layer)를 사용해도 된다.

상기 절연막(9)까지 형성된 기판 상부에 도 3h 및 도 3i와 같이 유기 EL 층(5) 및 제 2 전극(6)을 형성한다. 이와 같이 형성함으로써, 반사면이 넓어져 많은 빛을 발광시키게 된다.

미도시하였지만, 그 위에 passivation을 실시하고, encapsulation(안해도 무방)을 함으로써 유기 EL 소자를 제작하게 된다.

이상의 설명에서와 같이 본 발명에 따른 유기 EL 소자 제작 방법은 상부 발광 방식의 유기 EL 소자를 만드는데 있어서 평탄화막을 요철 형태로 만들어 제 1 전극의 면적을 넓여 반사 효과를 높임으로서 상기 유기 EL 소자의 효율을 극대화하는 효과가 있다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다.

따라서, 본 발명의 기술적 범위는 실시예에 기재된 내용으로 한정하는 것이 아니라 특허 청구 범위에 의해서 정해져야 한다.

도 1은 일반적인 하부 발광 방식의 유기 전계 소자를 나타낸 단면도

도 2a 내지 2f는 일반적인 상부 발광 방식의 유기 전계 소자의 제작 단계를 나타낸 단면도

도 3a 내지 3i는 본 발명에 따른 유기 전계 소자의 제작 단계를 나타낸 단면도

도 4는 본 발명에 따른 패턴간의 거리를 나타낸 평면도

도 5는 본 발명에 따른 패턴들의 모양을 나타낸 평면도

- 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 -

1 : 기판 2 : 트랜지스터 영역

3 : 제 1 전극 4 : 절연막

5 : 유기 EL 층 6 : 제 2 전극

7 : 평탄화막 8 : 마스크

Claims (4)

1. 트랜지스터를 포함하는 엑티브 메트릭스 기판을 제작하는 단계와,

   상기 기판 상부에 평탄화막을 형성하는 단계와,

   상기 평탄화막에 마스크를 이용하여 UV 노광 처리하는 단계와,

   상기 UV 노광 처리된 기판에 현상액을 이용하여 패턴을 형성하는 단계와,

   상기 형성된 패턴을 녹여 요철 형태로 만드는 단계와,

   상기 형성된 요철 상부에 제 1 전극, 절연막, 유기 EL 층, 제 2 전극을 순차적으로 형성하는 단계로 이루어짐을 특징으로 하는 유기 전계 소자 제조 방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 패턴의 형상은 꼭지점이 세 개 이상인 다각형, 혹은 타원이나 원형 중 어느 한 형상으로 제작됨을 특징으로 하는 유기 전계 소자 제조 방법.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 패턴은 가로, 세로의 길이 및 상기 패턴간의 거리 모두 1cm 미만이 되도록 제작됨을 특징으로 하는 유기 전계 소자 제조 방법.
4. 상부 발광 방식의 유기 전계 소자에 있어서,

   상기 유기 전계 소자의 평탄화막, 제 1 전극, 제 2 전극이 요철 형태로 구성됨을 특징으로 하는 유기 전계 소자.