KR100507463B1 - Flat panel display and method for forming a passivation layer in flat panel display - Google Patents
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Abstract
본 발명은 보호막의 구성원소를 포함하는 전구체들간의 표면화학반응을 통하여 원자층증착법으로 보호막을 형성하는 평판 디스플레이 소자 및 평판 디스플레이 소자의 보호막 형성 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a flat panel display device and a method for forming a protective film of a flat panel display device, which form a protective film by atomic layer deposition through surface chemical reactions between precursors including elements of the protective film.
본 발명은 평판 디스플레이 소자를 기판 상에 제조하는 단계, 보호막을 형성하기 위해 기판 상에 제조된 평판 디스플레이 소자를 챔버내에 배치하는 단계, 보호막을 구성하는 원소를 포함하는 전구체들을 상기 챔버에 주입하는 단계 및 전구체들간의 표면화학반응을 통하여 원자층증착법으로 20 내지 220℃ 의 온도에서 보호막을 형성하는 단계를 포함하는 평판 디스플레이 소자의 보호막 형성방법 및 그 평판 디스플레이 소자를 제공한다.The present invention provides a method of manufacturing a flat panel display device on a substrate, disposing a flat panel display device manufactured on the substrate in a chamber to form a protective film, and injecting precursors including elements constituting the protective film into the chamber. And forming a protective film at a temperature of 20 to 220 ° C. by atomic layer deposition through surface chemical reactions between the precursors, and a method for forming the protective film of the flat panel display device.
이러한 구성을 통하여, 저온에서 양질의 보호막을 비교적 간단한 공정으로 제조할 수 있어, 유기발광소자 또는 디지털페이퍼 등 수분 및 산소에 민감한 소자의 보호막으로 이용하면 소자의 수명을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.Through such a configuration, a high-quality protective film can be manufactured at a low temperature in a relatively simple process, and when used as a protective film for a moisture and oxygen sensitive device such as an organic light emitting device or a digital paper, the life of the device can be improved.
Description
본 발명은 평판 디스플레이 소자 및 평판 디스플레이 소자의 보호막 형성 방법에 관한 것으로, 특히 보호막의 구성원소를 포함하는 전구체(precursor)간의 표면화학반응을 통하여 원자층증착법으로 증착함으로써 저온 공정에서 보호막을 형성할 수 있도록 하는 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a flat panel display device and a method for forming a protective film for a flat panel display device. In particular, the protective film may be formed in a low temperature process by depositing by atomic layer deposition through a surface chemical reaction between precursors including components of the protective film. To ensure that
21세기 고도의 정보화 시대를 맞이하여 새로운 미래형 디스플레이(Display) 소자의 연구 개발은 무엇보다 중요시되고 있다. 특히 통신 및 컴퓨터에 관련한 반도체와 디스플레이 등의 소재 개발과 관련된 기술이 관건이 되고 있으며, 특히 천연색 표시 소자에 응용되는 면에서는 유기발광소자(Organic Electroluminescence; OEL 또는 Organic Light Emitting Diode; OLED)가 주목을 받고있다. In the high information age of the 21st century, the research and development of new futuristic display devices is of paramount importance. In particular, technology related to the development of materials such as semiconductors and displays related to communication and computers has become a key issue, and in particular, organic electroluminescence (OLED) or organic light emitting diode (OLED) is attracting attention in terms of application to color display devices. Getting
유기발광소자는 기존의 평판디스플레이 소자인 LCD(Liquid Crystal Display)와 FED (Field Emission Display) PDP(Plasma Display Panel) ELD (electroluminescent Display) 등과는 다른 특성을 가지는 것으로서, 차세대 디스플레이 소자인 두루마기형 디스플레이 기술을 구현할 수 있는 평판 디스플레이로 알려져 있다. 현재는 유리기판을 소재로 하여 LCD 백 라이트(Back-Light)나 휴대형 디스플레이소자로 실용화되고 있는 디스플레이이다. The organic light emitting device has different characteristics from the existing flat display devices such as LCD (Liquid Crystal Display) and FED (Field Emission Display) Plasma Display Panel (PDP) electroluminescent display (ELD), and is a next generation display device. It is known as a flat panel display that can implement. Currently, glass substrates are used as LCD back-lights or portable display devices.
유기발광소자는 전자(Electron)와 정공(Hole)이 반도체 안에서 전자-정공쌍(Electron-Hole Pair)을 생성하고, 그들이 재결합 과정을 통하여 발광하는 소자이다. 또한, 유기발광소자는 10V 이하의 낮은 구동 전압에서 빛의 삼원색 모두가 나오며, 유기 단분자의 경우 고해상도 및 천연색을 구현하는데 우수성을 보이고 있고, 유기 고분자의 경우 큰 면적을 저비용으로 제조할 수 있으며, 휘어질 수 있는 특성과 빠른 응답 속도(Response time)를 가지는 이점이 있다. An organic light emitting device is an element in which electrons and holes generate an electron-hole pair in a semiconductor, and they emit light through a recombination process. In addition, the organic light emitting device has all three primary colors of light at a low driving voltage of less than 10V, the organic monomolecule is excellent in achieving high resolution and natural colors, the organic polymer can be manufactured at a low cost, large area, This has the advantage of being flexible and having a fast response time.
이러한, 유기발광소자의 구조를 살펴 보면, 발광층과 수송층으로 제작된 주입형 박막 소자로, 무기 반도체와는 P-N 접합을 이용한 발광소자라는 공통점을 가지나, 접합 계면에서의 소수 캐리어의 주입에 의해 재결합(Recombination)이 지배되는 P-N 접합형 LED와는 다르게 유기발광소자의 경우, 발광에 기여하는 모든 캐리어들이 외부의 전극으로부터 주입된다는 점에서 약간의 차이가 있다. 즉, 캐리어 주입형 발광소자에서는 무엇보다 캐리어 주입과 이동이 용이한 유기 재료가 필요하다는 것이다. Looking at the structure of the organic light emitting device, an injection type thin film device manufactured with a light emitting layer and a transporting layer has a common point with an inorganic semiconductor as a light emitting device using a PN junction, but is recombined by injection of a small number of carriers at the junction interface. Unlike the PN junction type LED, which is governed by recombination, in the case of the organic light emitting device, there is a slight difference in that all the carriers that contribute to light emission are injected from an external electrode. That is, the carrier injection type light emitting device needs an organic material which is easy to inject and move carriers.
유기발광소자의 적층구조는 크게 단층(Single-Layer)과 다층(Multi-Layer)으로 분리할 수 있는데, 여기서는 다층 구조의 유기발광소자에 대해서 도 1 을 참조하여 설명한다. The stacked structure of the organic light emitting diode can be largely divided into a single layer and a multi-layer. Here, the organic light emitting diode having a multilayer structure will be described with reference to FIG. 1.
도 1 은 다층 구조의 유기발광소자를 설명하기 위해 도시한 유기발광소자의 단면도로서, 유기발광소자는 기판(10), 애노드 전극(12), 정공 주입층(14), 정공 수송층(16), 발광층(18), 전자 수송층(20), 전자 주입층(22) 및 캐소드 전극(24)의 적층 구조로 이루어진다. 1 is a cross-sectional view of an organic light emitting device shown in order to explain a multi-layered organic light emitting device, wherein the organic light emitting device includes a substrate 10, an anode electrode 12, a hole injection layer 14, a hole transport layer 16, The light emitting layer 18, the electron transport layer 20, the electron injection layer 22, and the cathode electrode 24 are laminated.
상술한 바와 같은 유기발광소자는 음극 전극의 산소에 의한 열화, ITO로 부터의 산소에 의한 발광층의 열화, 발광층-계면간의 반응에 의한 열화등 내적 요인에 의한 열화가 있는 동시에 외부의 수분, 산소, 자외선 및 소자의 제작 조건 등 외적 요인에 의해 쉽게 열화가 일어나는 단점을 가지고 있다. 특히 외부의 산소와 수분은 소자의 수명에 치명적인 영향을 주므로 유기발광소자의 패키징이 매우 중요하다. As described above, the organic light emitting device has a deterioration due to internal factors such as deterioration due to oxygen of the cathode electrode, deterioration of the light emitting layer due to oxygen from ITO, and deterioration due to reaction between the light emitting layer and the interface. It has a disadvantage in that deterioration is easily caused by external factors such as UV and device manufacturing conditions. In particular, the packaging of the organic light emitting device is very important because the external oxygen and moisture have a fatal effect on the life of the device.
유기발광소자의 패키징에 대한 기술에 대해서는 거의 보고된 것이 없지만 현재 가장 많이 사용하는 기술 중의 하나는 도 1에 도시된 바와 같이 보호용 금속캔(Passivation Metal Can; 26)을 음극 전극 쪽으로 덮는 구조이다. Although there is little report on the technology of the packaging of the organic light emitting diode, one of the most used technologies is a structure that covers the passivation metal can 26 as shown in FIG. 1 toward the cathode electrode.
또 다른 유기발광소자의 패키징법에 대한 기술은 1997년 3월 18로 등록된 미국 특허 제 5,952,778호('Encapsulated organic light emitting device')에 개시되어 있다. 미국 특허 제 5,952,778호의 기술은 유기발광소자 음극 전극 상에 수분이나 산소에 상대적으로 덜 민감한 금속, 예를 들면 Al 또는 전이 금속 등을 음극 전극과 같은 마스크를 이용하여 진공 상태에서 연속적으로 증착한 후에 다시 이온빔 증착법(Ion Beam Deposition), 전자빔 증착법(Electron Beam Deposition), 플라즈마 증착법(Plasma Beam Deposition) 또는 화학 증착법(Chemical Vapor Deposition) 등을 이용하여 실리콘 산화막(Silicon Oxide) 또는 실리콘 질화막(Silicon Nitride) 등의 무기 절연막을 형성하고 그 상에 폴리실옥세인(Polysiloxane), 폴리 테트라플루에틸렌(Polytetrafluethtylene) 등의 친유기(Hydrophobic) 폴리머를 형성하여 유기발광소자를 인캡슐레이션(Encaplsulation) 시키는 방법이다.Another technique for packaging an organic light emitting device is disclosed in US Patent No. 5,952,778 ('Encapsulated organic light emitting device'), registered March 18,1997. The technique of U.S. Patent No. 5,952,778 discloses that metals less sensitive to moisture or oxygen, such as Al or transition metals, on the organic light emitting diode cathode are continuously deposited in a vacuum state using a mask such as a cathode electrode. Ion Beam Deposition, Electron Beam Deposition, Plasma Beam Deposition, or Chemical Vapor Deposition, etc., using a silicon oxide film or a silicon nitride film, etc. An inorganic insulating film is formed and an organic light emitting device is encapsulated by forming a lipophilic polymer such as polysiloxane and polytetrafluethtylene.
그러나, 상기 기술에 의한 무기 절연막법은 증착 온도가 높아야 하고, 또한 박막의 커버력이 우수하지 않으며, 박막의 밀도가 치밀하지 못한 단점을 갖고 있어 좀 더 낮은 온도에서 우수한 성능의 무기 절연막을 형성할 수 있는 제조 방법이 필요하다.However, the inorganic insulating film method according to the above technique has a disadvantage in that the deposition temperature must be high, and the coverage of the thin film is not excellent, and the density of the thin film is not dense, so that an inorganic insulating film of excellent performance can be formed at a lower temperature. There is a need for a manufacturing method.
또한, 미국 특허 제 5,496,597호의 기술은 원자층증착법을 이용하여 제조한 무기 절연 박막에 대한 기술로서, 전계발광소자의 절연막을 형성하기 위해 다양한 유기금속화합물을 이용하는 새로운 방법을 제시하고 있는데, 이 기술은 특히 파괴전압을 높이고, 누설전류가 낮아야 하는 재료의 특성을 요구하는 관계로 모두 고온 공정법에 대해서만 제시하고 있고, 저온 공정법에 대해서는 전혀 개시된 바가 없다.In addition, US Pat. No. 5,496,597 describes an inorganic insulating thin film manufactured by atomic layer deposition, and proposes a new method using various organometallic compounds to form an insulating film of an electroluminescent device. In particular, since the breakdown voltage is high and the leakage current is required, all of them are proposed only for the high temperature process method, and the low temperature process method is not disclosed at all.
또한, 1997년 'S.J.Yun'에 의해 'J.Vac.Sci.Technol.A'에 게제된 'Dependence of atomic layer-deposited Al2O3 films characteristics on growth temperature and Al precusor of Al(CH3)3 and AlCl3'의 선행논문은 알루미늄옥사이드 절연막 형성에 있어 Al의 전구체의 종류와 성장 온도에 따른 특성의 변화에 관한 기술로서, 마찬가지로 250oC 이상의 고온 공정에 관한 기술이다.In addition, 'Dependence of atomic layer-deposited Al 2 O 3 films characteristics on growth temperature and Al precusor of Al (CH 3 ) 3 and' published in 'J.Vac.Sci.Technol.A' in 1997 by 'SJYun'. prior paper of AlCl 3 'is in the aluminum oxide insulating film is formed as a description of the change in the characteristic according to the type and the growth temperature of the Al precursor, a technique related to the above 250 o C high temperature process as well.
상기에서 설명한 바와 같이, 지금까지 제시된 종래 기술들에 의한 무기 절연막 제조 방법은 증착 온도가 높고, 박막의 커버력이 우수하지 않으며, 박막의 밀도가 치밀하지 못한 단점을 갖고 있어, 좀 더 낮은 온도에서 우수한 성능의 무기 절연막을 형성할 수 있는 제조법이 필요하다. 특히, 현대 사회가 급속도로 정보화 사회로 발전함에 따라 디스플레이 기술에 대한 요구도 날로 고급화, 다양화 되어가고 있으며, 이에 따라 두루마리 디스플레이(Foldable Display 또는 Flexible display)에 대한 요구가 더욱 커지고 있는 이 시점에서 유기발광소자를 포함하여 디지털 페이퍼 등 플라스틱 기판을 사용하는 디스플레이의 제작에 있어서 값싼 플라스틱이 변성되지 않도록 저온으로 무기 절연막을 형성하는 것은 필수적이다.As described above, the inorganic insulating film manufacturing method according to the related arts presented so far has a disadvantage that the deposition temperature is high, the coverage of the thin film is not excellent, and the density of the thin film is not dense, which is excellent at a lower temperature. There is a need for a production method capable of forming an inorganic insulating film of performance. In particular, as the modern society rapidly develops into an information society, the demand for display technology is becoming more sophisticated and diversified. As a result, the demand for a rollable display (Foldable Display or Flexible display) is increasing. In manufacturing a display using a plastic substrate such as a digital paper, including a light emitting device, it is essential to form an inorganic insulating film at a low temperature so that cheap plastic is not denatured.
따라서, 본 발명의 목적은 상기의 문제를 해결하기 위해, 평판 디스플레이 소자를 보호하기 위한 보호막을 저온에서 형성할 수 있도록 하는 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to make it possible to form a protective film for protecting a flat panel display device at a low temperature in order to solve the above problem.
본 발명의 또다른 목적은 평판 디스플레이 소자의 보호막 형성 공정을 단순화하면서 막질이 치밀하여 특성이 우수한 보호막을 형성할 수 있도록 하는 것이다.It is still another object of the present invention to simplify the process of forming a protective film of a flat panel display device, and to form a protective film having excellent characteristics by dense film quality.
본 발명의 또다른 목적은 유기발광소자 및 디지털페이퍼 등에 이용되는 플렉시블 기판을 사용하는 소자의 보호막 형성을 위한 무기 절연막을 낮은 온도에서 제공하는 것이다. It is another object of the present invention to provide an inorganic insulating film for forming a protective film of a device using a flexible substrate used for an organic light emitting device, a digital paper, or the like at a low temperature.
상술한 문제점을 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명의 일측면은 평판 디스플레이 소자를 기판 상에 제조하는 단계와, 보호막을 형성하기 위해 상기 기판 상에 제조된 평판 디스플레이 소자를 챔버내에 배치하는 단계와, 보호막을 구성하는 원소를 포함하는 전구체들을 상기 챔버에 주입하는 단계와 전구체들간의 표면화학반응을 통하여 원자층증착법으로 20 내지 220℃ 의 온도에서 무기 절연막의 보호막을 형성하는 단계를 포함하는 평판 디스플레이 소자의 보호막 형성방법을 제공한다.As a means for solving the above-described problems, one aspect of the present invention provides a method for manufacturing a flat panel display device on a substrate, disposing the flat panel display device manufactured on the substrate in a chamber to form a protective film; Injecting precursors containing elements constituting a protective film into the chamber and forming a protective film of an inorganic insulating film at a temperature of 20 to 220 ° C. by atomic layer deposition through a surface chemical reaction between the precursors. It provides a method of forming a protective film.
또한, 본 발명의 다른 측면은 보호막을 형성하기 위해 기판을 챔버내에 배치하는 단계와, 보호막을 구성하는 원소를 포함하는 전구체들을 상기 챔버에 주입하는 단계와, 전구체들간의 표면화학반응을 통하여 원자층증착법으로 20 내지 220℃ 의 온도에서 무기절연막의 보호막을 형성하는 단계와, 보호막이 형성된 상기 기판 상에 평판 디스플레이 소자를 제조하는 단계를 포함하여, 상기 기판의 상, 하 및 측면들 모두 또는 일부분을 포함하는 면에 형성하는 평판 디스플레이 소자의 보호막 형성 방법을 제공한다.In addition, another aspect of the present invention is to arrange the substrate in the chamber to form a protective film, injecting precursors containing the elements constituting the protective film into the chamber, and the atomic layer through the surface chemical reaction between the precursors Forming a protective film of an inorganic insulating film at a temperature of 20 to 220 ° C. by a vapor deposition method, and manufacturing a flat panel display element on the substrate on which the protective film is formed, all or part of the top, bottom, and side surfaces of the substrate. Provided are a method of forming a protective film for a flat panel display element formed on a surface including the same.
바람직하게는, 평판 디스플레이 소자는 기판 상에 제 1 전극, 발광층 및 제 2 전극을 포함하여 제조된 유기발광소자이고, 기판을 통과하여 발광하거나, 탑에미션 방식으로 상부로 발광할 수도 있다. Preferably, the flat panel display device is an organic light emitting device manufactured by including a first electrode, a light emitting layer, and a second electrode on the substrate, and may emit light through the substrate or emit light upward in a top emission method.
또한, 무기절연막을 형성하기 전 및/또는 후에, 유기절연막을 형성하는 단계가 추가로 포함하는 것이 가능하고, 무기 절연막은 알루미늄옥사이드, 징크옥사이드 , 타이타늄옥사이드, 탄탈륨옥사이드, 지르코늄옥사이드, 하프늄옥사이드, 실리콘옥사이드, 알루미늄 나이트라이드, 알루미늄옥시나이트라이드 중 어느 하나이며, 유기 절연막은 TCVDPF(Thermal Chemical-Vapor-Deposition Polymer)박막일 수 있다. In addition, before and / or after forming the inorganic insulating film, it is possible to further include forming an organic insulating film, the inorganic insulating film is aluminum oxide, zinc oxide, titanium oxide, tantalum oxide, zirconium oxide, hafnium oxide, silicon One of oxide, aluminum nitride, and aluminum oxynitride, and the organic insulating layer may be a TCVDPF (Thermal Chemical-Vapor-Deposition Polymer) thin film.
한편, 유기 절연막과 무기 절연막은 각각 1 이상의 층으로 포함하여 다중적층 구조로 형성하는 것이 가능하다.On the other hand, the organic insulating film and the inorganic insulating film can be formed in a multi-layered structure by including each of one or more layers.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예를 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시예들은 여러가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들로 인하여 한정되는 식으로 해석되어 져서는 안된다. 본 발명의 실시예들은 당업계에서 평균적 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되어 지는 것이다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described an embodiment of the present invention; However, embodiments of the present invention may be modified in various forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited by the embodiments described below. Embodiments of the present invention are provided to more fully describe the present invention to those skilled in the art.
"평판 디스플레이 소자"라 함은 유리기판, 플라스틱 기판 또는 실리콘 기판 등을 이용하여 제조되는 디스플레이 소자는 모두 포함하는 의미로, 예를 들어, 유기발광소자, 전계방출소자, 액정표시소자, 디지털페이퍼 등이다. 다만, 본 실시예에서 채용한 평판 디스플레이 소자는 유기발광소자이다. The term "flat display element" includes all display elements manufactured using a glass substrate, a plastic substrate, or a silicon substrate. For example, an organic light emitting diode, a field emission device, a liquid crystal display, a digital paper, and the like. to be. However, the flat panel display element employed in this embodiment is an organic light emitting element.
(제 1 실시예)(First embodiment)
도 2a는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유기발광소자의 보호막 형성방법을 설명하기 위해 도시한 유기발광소자의 단면도로서, 도 2a는 하부로 빛이 발광하는 유기발광소자를 도시한 단면도이다. FIG. 2A is a cross-sectional view of an organic light emitting diode shown in order to explain a method of forming a protective film of an organic light emitting diode according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2A is a cross-sectional view of an organic light emitting diode emitting light downward.
먼저, 도 2a를 참조하여 하부로 빛을 발광하는 유기발광소자를 설명한다. 유리 기판 또는 플라스틱 등으로 이루어지는 투명 기판(100) 상에 애노드 전극(102), 정공 주입층(104), 정공 수송층(106), 발광층(108), 전자 수송층(110), 전자 주입층(112) 및 캐소드 전극(114)이 적층된 유기발광소자를 형성한다. First, an organic light emitting diode that emits light downward will be described with reference to FIG. 2A. The anode electrode 102, the hole injection layer 104, the hole transport layer 106, the light emitting layer 108, the electron transport layer 110, the electron injection layer 112 on the transparent substrate 100 made of a glass substrate or plastic, etc. And an organic light emitting diode in which the cathode electrode 114 is stacked.
그 후, 이러한 유기발광소자를 보호하기 위해 상기 캐소드 전극(114)보다 산소 또는 수분에 상대적으로 잘 견디는 Al 또는 전이 금속 등으로 이루어진 금속막(116)을 상기 캐소드 전극(114) 상에 형성하고, 유기발광소자의 액티브층을 보호하기 위해 무기 절연막으로 보호막(118)을 형성한다. 또한, 상술한 보호막(118)은 유기보호막과 무기보호막의 이중층으로 형성할 수도 있으며, 무기 보호막과 유기 보호막을 각 1 층 이상씩 포함하는 다층구조로 형성할 수도 있다. Thereafter, in order to protect the organic light emitting diode, a metal film 116 made of Al, a transition metal, or the like, which is more resistant to oxygen or moisture than the cathode electrode 114, is formed on the cathode electrode 114, In order to protect the active layer of the organic light emitting diode, a protective film 118 is formed of an inorganic insulating film. In addition, the above-described passivation layer 118 may be formed of a double layer of an organic passivation layer and an inorganic passivation layer, or may be formed in a multilayer structure including at least one inorganic passivation layer and an organic passivation layer.
기판(100)의 종류는 특별히 한정되지 않고 다양하게 가능하며, 예를 들어 유리(Glass)기판, 플라스틱 기판 또는 탑에미션(Top emission)타입의 EL에 주로 적용되는 실리콘 기판 등이 가능하다. The type of the substrate 100 is not particularly limited and can be variously used. For example, a glass substrate, a plastic substrate, or a silicon substrate mainly applied to an EL of a top emission type may be used.
애노드 전극(102)은 정공주입을 위한 전극으로 일함수가 높고, 발광된 빛이 소자 밖으로 나올수 있도록 투명 금속 산화물을 사용하며, 가장 널리 사용되는 정공 주입전극으로는 ITO(Iindium Tin Oxide)로써 두께는 약 50 내지 200nm정도 이다. ITO의 경우 광학적 투명성(Optical Transparency)에 대한 장점을 가지는 반면, 제어가 쉽지않다는 단점을 가진다. 따라서, 최근 주위에 대한 안정성면에서 장점을 보이는 PT(Polythiophene) 등을 포함한 화학적-도핑(chemically-doping)된 공액 고분자(Conjugated Polymer) 들이 정공 주입전극으로 사용이 고려되고 있다. 이때 애노드 전극(102) 물질로 높은 일함수를 갖는 금속을 사용함으로써 애노드 전극(102)에서의 비발광 재결합을 통한 효율 감소를 막을 수 있다.The anode electrode 102 has a high work function as an electrode for hole injection, uses a transparent metal oxide so that emitted light can come out of the device, and the most widely used hole injection electrode is ITO (Iindium Tin Oxide). About 50 to 200 nm. ITO has the advantage of optical transparency, but has the disadvantage of not easy to control. Therefore, recently, chemically-doped conjugated polymers including polythiophene (PT), etc., which have advantages in terms of stability to the surroundings, have been considered to be used as hole injection electrodes. In this case, by using a metal having a high work function as the anode electrode 102 material, it is possible to prevent a decrease in efficiency through non-luminescence recombination in the anode electrode 102.
전공주입층(104)은 애노드전극(102)으로부터 공급되는 정공을 정공 수송층으로 공급하는 역할을 하며, 한편, 정공 수송층(106)은 다이아민(Diamine) 유도체인 TPD와 광전도성 고분자인 poly(9-vinylcarbazole)을 사용하고, 전자 수송층(110)은 옥사디에졸(Oxadiazole) 유도체 등을 사용하며, 이러한 수송층의 조합을 통해 양자효율(Photons Out Per Charge Injected)을 높이고, 캐리어들이 직접 주입되지 않고 수송층 통과의 2단계 주입과정을 통해 구동전압을 낮출 수 있다. 아울러, 발광층(108)에 주입된 전자와 정공이 발광층(108)을 거쳐 반대편 전극으로 이동시 반대편 수송층에 막힘으로써 재결합 조절이 가능하다. 이를 통해 발광 효율을 향상시킬 수 있다. 전자와 정공의 재결합에 의해 생성되는 단일 엑시톤(Singlet Exciton)이 전극과 발광층 사이의 경계면에서 형성되어 퀀칭(Quenching)(발광 분자들이 가까워짐으로써 물질의 발광이 감속하는 현상)하는 것을 막는다. The hole injection layer 104 serves to supply holes supplied from the anode electrode 102 to the hole transport layer, while the hole transport layer 106 is a TPD which is a diamine derivative and poly (9) which is a photoconductive polymer. -vinylcarbazole, and the electron transport layer 110 uses an oxadiazole derivative, and the like, and the combination of these transport layers increases the quantum efficiency (Photons Out Per Charge Injected), and the carrier layer is not directly injected. The driving voltage can be lowered through a two-stage injection process. In addition, when the electrons and holes injected into the light emitting layer 108 move to the opposite electrode through the light emitting layer 108, the recombination can be controlled by blocking the opposite transport layer. Through this, the luminous efficiency can be improved. Single excitons generated by the recombination of electrons and holes are formed at the interface between the electrode and the light emitting layer to prevent quenching (the phenomenon that the light emission of the material slows down as the light emitting molecules near each other).
발광층(108)은 Alq3, 안트라센(Anthracene) 등의 단분자 유기 EL과 PPV(poly(p-phenylenevinylene)), PT(polythiophene) 등 또는 이들의 유도체들인 고분자 유기 EL물질들이 많이 사용되며, 낮은 구동 전압에서의 전하 방출을 위해 발광층(EML, 18)의 얇은 박막화(예를 들어, 100nm)에 대한 연구가 진행되고 있다.The light emitting layer 108 is made of mono-molecular organic EL materials such as Alq 3 , anthracene, etc., and polymer organic EL materials such as poly (p-phenylenevinylene) (PPV), polythiophene (PT), or derivatives thereof. In order to discharge charges at a voltage, a study on thinning of the light emitting layer (EML) 18 (for example, 100 nm) is underway.
전자수송층(110)과 전자주입층(112)은 발광층(108)을 사이에 두고 정공주입층(104) 및 정공 수송층(106)과 반대편에 형성하며, 유기발광소자의 애노드전극(102)은 정공수송층(104)을 통해 발광층(108)에 정공을 주입시켜주고, 캐소드전극(114) 은 전자주입층을 통해 발광층(108)에 전자를 주입시켜 줌으로써 발광층(108)에서 전자-정공이 쌍을 이루고 있다가 결합되면서 에너지를 방사함으로써 빛이 방출된다. The electron transport layer 110 and the electron injection layer 112 are formed on the opposite side to the hole injection layer 104 and the hole transport layer 106 with the light emitting layer 108 interposed therebetween, and the anode electrode 102 of the organic light emitting device Holes are injected into the light emitting layer 108 through the transport layer 104, and the cathode electrode 114 injects electrons into the light emitting layer 108 through the electron injection layer to form electron-hole pairs in the light emitting layer 108. As they are combined, light is emitted by radiating energy.
캐소드 전극(114)은 전자 주입을 위한 전극으로 작은 일함수를 갖는 금속인 Ca, Mg, Al 등이 사용된다. 이러한, 일함수가 낮은 금속을 전자 주입전극으로 사용하는 이유는 캐소드 전극(114)과 발광층(108) 사이에 형성되는 배리어(Barrier)를 낮춤으로써 전자 주입에 있어 높은 전류 밀도(Current Density)를 얻을 수 있기 때문이다. 따라서, 가장 낮은 일함수를 갖는 Ca의 경우 높은 효율을 보이는 반면, Al의 경우 상대적으로 높은 일함수를 가지므로 낮은 효율을 갖게 된다. 그러나, Ca는 공기중의 산소나 수분에 의해 쉽게 산화되는 문제를 가지며, Al은 상대적으로 공기에 안정한 특성을 갖는다. Cathode electrode 114 is used as the electrode for electron injection, Ca, Mg, Al and the like having a small work function. The reason for using the metal having a low work function as the electron injection electrode is to obtain a high current density in electron injection by lowering a barrier formed between the cathode electrode 114 and the emission layer 108. Because it can. Therefore, while Ca having the lowest work function shows high efficiency, Al has a relatively high work function and thus has low efficiency. However, Ca has a problem of being easily oxidized by oxygen or moisture in the air, and Al has a relatively stable property in air.
금속막(116)은 캐소드 전극(114)보다 산소 또는 수분에 상대적으로 잘 견디는 Al 또는 전이 금속 등으로 이루어진다.The metal film 116 is made of Al, a transition metal, or the like, which is more resistant to oxygen or moisture than the cathode electrode 114.
이와 같은 과정을 통해서 유기발광소자가 형성된 다음으로, 전술한 유기발광소자 들을 보호하기 위한 보호막이 형성된다. 보호막(118)은 무기절연막에 유기절연막, 보호막용 금속막을 등을 부가하여 형성할 수 있다. 또한, 보호막용 금속막과 무기 절연막을 트레블링 타입, 또는 플라즈마 타입 등의 원자층 증착법을 이용하여 연속으로 다층구조로 형성할 수도 있다. 보호막용 금속막은 Al, W, TaN 또는 TiN 등과 같은 물질이 바람직하다. After the organic light emitting device is formed through the above process, a protective film for protecting the aforementioned organic light emitting devices is formed. The protective film 118 may be formed by adding an organic insulating film, a protective film metal film, or the like to the inorganic insulating film. In addition, the protective film metal film and the inorganic insulating film may be continuously formed in a multilayer structure by using an atomic layer deposition method such as a traveling type or a plasma type. The metal film for the protective film is preferably a material such as Al, W, TaN or TiN.
이하에서는 보호막(118)의 형성에 대해 상세히 설명한다. Hereinafter, the formation of the protective film 118 will be described in detail.
보호막(118)은 유기발광소자가 손상받지 않으면서 박막이 형성가능한 온도, 즉 20 내지 220oC 에서 원자층 증착법을 이용하여 무기절연막을 성장시켜 형성할 수 있다. 무기절연막은 알루미늄옥사이드, 징크옥사이드 (ZnO) 타이타늄옥사이드(Titanium Oxide), 탄탈륨옥사이드 (Tantalum Oxide), 지르코늄옥사이드(ZrO2), 하프늄옥사이드(HfO2), 실리콘옥사이드(SiO2), 실리콘나이트라이드 (Si3N4), 알루미늄나이트라이드(AlN), 알루미늄옥시나이트라이드(AlON)등 원자층 증착법으로 증착가능한 절연막이 바람직하다. 이하에서는 알루미늄 옥사이드를 성장시켜 형성한다. 이때, 알루미늄의 전구체로는 주로 안정적이고 비교적 저가인 트리메틸알루미늄 (trimethylaluminum) 또는 트리에틸알루미늄(triethylaluminum)을 사용하거나, 이 외에도 다른 유기금속 알루미늄 전구체를 사용할 수 있다. 또한, 산소의 전구체로는 예들 들어 메탄올, 에탄올, 이소프로필 알코올 등의 알코올 종류, 물 또는 오존(O3)을 이용하고 플라즈마 증착의 경우는 산소, 물 또는 알코올 플라즈마를 이용한다. 알루미늄나이트라이드의 경우는 알루미늄의 전구체로는 주로 안정적이고 비교적 저가인 트리메틸알루미늄 (trimethylaluminum) 또는 트리에틸알루미늄(triethylaluminum)을 사용하거나, 이 외에도 다른 유기금속 알루미늄 전구체를 사용할 수 있고, 질소의 전구체로 암모니아 (NH3) 혹은 질소 (N2) 플라즈마를 이용하여 증착할 수 있다.The protective film 118 may be formed by growing an inorganic insulating film using an atomic layer deposition method at a temperature at which a thin film can be formed without damaging the organic light emitting device, that is, 20 to 220 ° C. Inorganic insulating films include aluminum oxide, zinc oxide (ZnO) titanium oxide, tantalum oxide, zirconium oxide (ZrO 2 ), hafnium oxide (HfO 2 ), silicon oxide (SiO 2 ), silicon nitride ( An insulating film which can be deposited by atomic layer deposition such as Si 3 N 4 ), aluminum nitride (AlN), and aluminum oxynitride (AlON) is preferable. Hereinafter, it is formed by growing aluminum oxide. In this case, as a precursor of aluminum, trimethylaluminum or triethylaluminum, which is mainly stable and relatively inexpensive, may be used, or other organometallic aluminum precursors may be used. In addition, as a precursor of oxygen, for example, alcohol type such as methanol, ethanol, isopropyl alcohol, water or ozone (O 3 ) is used, and in the case of plasma deposition, oxygen, water or alcohol plasma is used. In the case of aluminum nitride, a stable and relatively inexpensive trimethylaluminum or triethylaluminum may be used as a precursor of aluminum, or other organometallic aluminum precursors may be used, and ammonia may be used as a precursor of nitrogen. It can be deposited using (NH 3 ) or nitrogen (N 2 ) plasma.
또한, 본 발명의 원자층 증착법은 특별히 한정되지 않는다. 원자층증착법에 대해 설명하면, 크게 트레블링 웨이브 리액터형 증착법(Traveling wave reactor type)과 플라즈마 인핸스드 원자층 증착법(Plasma-enhanced atomic layer deposition)으로 나뉘어진다. 후자의 경우 플라즈마 발생장치에 따라 리모트 플라즈마 원자층 증착법(Remote plasma atomic layer deposition)과, 다이렉트 플라즈마 원자층 증착법(Direct plasma atomic layer deposition)으로 나뉘어진다. 따라서, 본 실시예에서는 트레블링 웨이브 리액터형 증착법으로 예컨대 트리메틸알루미늄 (trimethyaluminum)과 수증기(water)를 이용하여 상온 내지 220℃ 에서 알루미늄 옥사이드 박막을 증착한다. In addition, the atomic layer vapor deposition method of this invention is not specifically limited. The atomic layer deposition method is largely divided into a traveling wave reactor type method and a plasma-enhanced atomic layer deposition method. In the latter case, the plasma generator is divided into a remote plasma atomic layer deposition method and a direct plasma atomic layer deposition method. Therefore, in the present embodiment, the aluminum oxide thin film is deposited at room temperature to 220 ° C. using, for example, trimethaluminum and water using a traveling wave reactor type deposition method.
이하, 이와 같은 무기절연막의 보호막(118)을 증착하는 과정을 도 3을 참조하여 상세히 설명한다. Hereinafter, a process of depositing the protective film 118 of the inorganic insulating film will be described in detail with reference to FIG. 3.
먼저, 무기 절연막의 보호막(118)을 제외한 모든 액티브층이 형성된 유기발광소자를 내부 온도가 예컨대 150oC로 유지되는 반도체 증착 장비의 챔버로 배치시킨 상태에서(S101), 챔버 안으로 질소 또는 아르곤 등과 같은 운반 기체(Carrier Gas)와 함께 트리메틸알루미늄 증기를 챔버 내로 주입한다(S103). 이로써, Al-전구체 반응물이 유기발광소자의 표면에 흡착된다.First, an organic light emitting diode having all active layers except the passivation layer 118 of the inorganic insulating layer is disposed in a chamber of a semiconductor deposition apparatus having an internal temperature of 150 ° C. (S101), and nitrogen or argon into the chamber. Trimethylaluminum vapor is injected into the chamber together with the same carrier gas (S103). As a result, the Al-precursor reactant is adsorbed on the surface of the organic light emitting device.
다음으로, 챔버의 가스 밸브를 열고 질소 또는 불활성 기체를 주입한다(S105). 이와 같은 공정에 의해, Al-전구체 반응물 중 유기발광소자의 표면에 흡착되지 않은 분자들은 모두 제거된다. Next, the gas valve of the chamber is opened and nitrogen or inert gas is injected (S105). By this process, all of the molecules which are not adsorbed on the surface of the organic light emitting element in the Al-precursor reactant are removed.
다음으로, 챔버의 가스 밸브를 열고 H2O 기체를 주입한다(S107). 이 때, H2O 기체가 기판에 흡착되어 있는 Al-전구체 반응물과 표면 반응하여 알루미늄옥사이드박막이 성장되어 휘발성 부산물이 생성된다.Next, the gas valve of the chamber is opened and H 2 O gas is injected (S107). At this time, the H 2 O gas is surface-reacted with the Al-precursor reactant adsorbed on the substrate to grow an aluminum oxide thin film to generate volatile byproducts.
계속하여, 챔버의 가스 밸브를 열고 질소 또는 불활성 기체를 주입한다(S109). S20 단계에서 설명한 바와 마찬가지로, 이 단계에서 여분의 H2O분자들을 포함한 Al-전구체와 H2O 간의 휘발성 반응 생성물이 제거된다.Subsequently, the gas valve of the chamber is opened and nitrogen or an inert gas is injected (S109). As described in step S20, this step removes the volatile reaction product between the Al-precursor containing H 2 O molecules and H 2 O.
바람직하게는, 상술한 일련의 공정(S103 내지 S109)을 수회 반복하여 실시함으로써 원하는 알루미늄옥사이드 박막을 얻을 수 있다. Preferably, the desired aluminum oxide thin film can be obtained by repeating the above-described series of steps (S103 to S109) several times.
즉, 이와 같은 반응 과정에 따라, 원자층 증착법의 경우 한층/한사이클(One Monolayer/One Cycle) 이하의 증착 속도로 박막을 성장할 수 있어 원자들의 구성비가 잘 맞고, 핀홀(Pin-Hole)이 거의 없으며, 커버력이 우수한 알루미늄옥사이드 박막을 성장할 수있다. That is, according to this reaction process, in the case of atomic layer deposition, the thin film can be grown at a deposition rate of less than one monolayer / one cycle, so that the ratio of atoms is well matched, and the pinholes are almost No, it can grow aluminum oxide thin film with excellent coverage.
이하에서는, 상술한 실시예에 따라서 제조된 보호막의 특성을 살펴본다. 150℃에서 TMA와 물을 전구체로 사용하여 성장한 알루미늄옥사이드 박막은 0.90 내지 1.3Å/cycle의 성장 속도로 성장되어 632.8nm파장에서, 막 두께가 189.9nm 인 경우, 굴절율이 1.618, 130℃에서 성장된 막 두께가 211.3nm 인 알루미늄옥사이드 박막의 경우, 굴절율이 1.605로 측정되었다. 이와 같은 굴절율은 박막의 치밀도를 나타내는 것으로, 참고로 350℃에서 성장된 박막의 굴절율이 1.647로 측정된 것과 비교하여, 고온의 원자증착법으로 진행된 보호막의 경우와 유사한 정도의 특성을 나타내고 있다. 또한, RBS(Rutherford Backscattering Spectrometer) 분석에 의한 Al:O의 조성비는 35:65로서 40:60의 이상적인 비율에 비해 산소의 함량이 다소 많은 것으로 분석되었다. 오존이나 산소 플라즈마를 전구체로 사용하는 플라즈마-인핸스드 원자층 증착법(Plasma-enhanced ALD)으로 성장한 Al과 O의 조성이 더 잘 맞는 박막을 얻을 수 있다. 한편, 상술한 결과와 더불어, 저온에서 성장한 알루미늄옥사이드 박막의 표면 사진도 350℃에서 성장한 것과 거의 동일한 특성을 보여주고 있음을 확인하였다. 특히, 플라스틱 기판상에 제조된 알루미늄옥사이드 등의 UV-Vis 스펙트럼을 측정시 굴절율에 의해 플라스틱 기판 자체보다도 더 우수한 투과도를 보여줌으로써 디스플레이 소자의 보호막으로서 적절한 특성을 보여준다. 따라서, 상술한 바와 같은 저온 공정의 보호막의 특성은 유기발광소자의 보호막으로 채용하기에는 충분한 특성이다.Hereinafter, the characteristics of the protective film manufactured according to the above-described embodiment will be described. The aluminum oxide thin film grown using TMA and water as a precursor at 150 ° C was grown at a growth rate of 0.90 to 1.3 Å / cycle, and at 632.8 nm wavelength, when the film thickness was 189.9 nm, the refractive index was grown at 1.618 and 130 ° C. In the case of the aluminum oxide thin film having a film thickness of 211.3 nm, the refractive index was measured to be 1.605. Such a refractive index represents the density of the thin film. For reference, the refractive index of the thin film grown at 350 ° C. is measured at 1.647, and exhibits characteristics similar to those of the protective film advanced by high temperature atomic vapor deposition. In addition, the composition ratio of Al: O by Rutherford Backscattering Spectrometer (RBS) analysis was 35:65, which was analyzed to be somewhat higher than that of 40:60. It is possible to obtain a thin film having better composition of Al and O grown by plasma-enhanced ALD using ozone or oxygen plasma as a precursor. On the other hand, in addition to the above results, it was confirmed that the surface photograph of the aluminum oxide thin film grown at low temperature also shows almost the same characteristics as grown at 350 ℃. In particular, the UV-Vis spectrum of aluminum oxide or the like produced on a plastic substrate shows a better transmittance than that of the plastic substrate itself by refractive index, thereby showing suitable properties as a protective film of the display device. Therefore, the characteristic of the protective film of the low temperature process mentioned above is a characteristic sufficient to employ | adopt as a protective film of an organic light emitting element.
한편, 알루미늄옥사이드막을 성장시키는 온도를 변화시켜 감에 따른 박막의 특성을 살펴보면, 물전구체를 사용하는 경우 70℃ 미만의 경우는 알루미늄옥사이드막이 성장되지 않음이 관찰된 반면, 플라즈마 전구체를 사용하는 경우는 상온에서도 알루미늄 옥사이드막이 성장됨을 관찰하였고, 220℃를 초과하는 경우는 평판 디스플레이 소자를 보호하기 절연막으로 사용하기에는 다소 부적절하다. 즉, 플라스틱 기판 등의 경우 220℃를 초과하는 공정을 채용하는 것은 바람직하지 않다. 따라서, 바람직한 공정 온도는 상온 내지 220℃이다. On the other hand, when the temperature of the aluminum oxide film is grown to examine the characteristics of the thin film, the aluminum oxide film is not grown when the water precursor is less than 70 ℃, while the plasma precursor is used when It was observed that the aluminum oxide film was grown even at room temperature, and when it exceeds 220 ° C, it is somewhat inappropriate to be used as an insulating film to protect the flat panel display device. That is, in the case of a plastic substrate etc., it is not preferable to employ | adopt a process exceeding 220 degreeC. Therefore, the preferred process temperature is from room temperature to 220 ° C.
한편, 상술한 바와 같은 무기절연막에 부가하여 유기절연막을 무기 절연막의 상부 및/또는 하부에 형성하여 무기절연막과 유기절연막의 다중 구조 형식으로 보호막을 형성할 수도 있다. 이러한 구조는 예를 들어 금속막(116) 상에 유기절연막과 무기절연막을 각각 N회 반복적으로 적층하여 형성할 수 있다. 유기 절연막은 진공 증착법과 스핀코팅법을 이용하는 것이 가능하고, 예를 들어, 모노머를 열적으로 증기화하고 진공증착하여 TCVDPF(Thermal Chemical-Vapor-Deposition Polymer)박막을 형성한다. 폴리머의 종류로는 특별히 한정되지 않고 다양한 종류가 가능하며 예를 들어 PPX(parylene(poly-p-xylylene), PCPX(poly-2-chloro-p-xylylene), poly[2-methoxy-5-(2'-ethyhexyl loxy)-1,4-phenylene vinylene]등이다. 한편, 폴리머의 종류로는 테프론 계열이 이용될 수도 있다. 유기 절연막의 두께는 대략 0.5 내지 수 ㎛ 정도로 형성한다. On the other hand, in addition to the above-described inorganic insulating film, an organic insulating film may be formed on the upper and / or lower portion of the inorganic insulating film to form a protective film in a multi-structure type of the inorganic insulating film and the organic insulating film. Such a structure can be formed, for example, by repeatedly laminating an organic insulating film and an inorganic insulating film on the metal film 116 N times. The organic insulating film can use a vacuum deposition method and a spin coating method. For example, a thermal chemical vaporization of a monomer and vacuum deposition forms a TCVDPF (Thermal Chemical-Vapor-Deposition Polymer) thin film. The type of polymer is not particularly limited and various types are possible. For example, PPX (parylene (poly-p-xylylene), PCPX (poly-2-chloro-p-xylylene), poly [2-methoxy-5- ( 2'-ethyhexyl loxy) -1,4-phenylene vinylene], etc. On the other hand, Teflon series may be used as a kind of polymer, and the thickness of an organic insulating film is formed to about 0.5 to several micrometers.
또한, 무기 절연막상에 보호막용 금속막을 부가할 수도 있다. 즉, 금속막(116) 상부에 무기 절연막과 Al, W, TaN 또는 TiN 등의 보호막용 금속막을 형성할 수도 있다. 이 때, 무기절연막과 보호막용 금속막은 각각 1개 이상씩 포함하여 적층한 형태인 다중 적층구조로 형성할 수 있다. 보호막용 금속막은 열증착법 (thermal evaporation), 스퍼터링 및 원자층 증착법등을 이용하여 예를 들어 1000Å 정도로 증착 가능하다. 이와 같은 보호막용 금속막을 부가하면 수분 보호 특성을 증가시킬 수 있는 효과가 있어, 보호막의 특성을 향상시킬 수 있다.In addition, a protective film metal film may be added on the inorganic insulating film. That is, an inorganic insulating film and a protective film metal such as Al, W, TaN or TiN may be formed on the metal film 116. In this case, the inorganic insulating film and the protective film metal film may be formed in a multi-layered structure in which one or more metal films are stacked. The metal film for the protective film can be deposited by, for example, about 1000 mW using thermal evaporation, sputtering, and atomic layer deposition. The addition of such a protective film metal film has the effect of increasing the moisture protective properties, it is possible to improve the properties of the protective film.
또한, 필요에 따라서는 금속막(116)과의 접착문제 등의 이유로 인해서 유기 절연막을 무기절연막 상에 형성하는 것도 가능하고, 보호막용 금속막과 무기절연막 사이에 형성할 수도 있다. 특히, 유기발광 소자의 활성층의 에지 등과 보호막이 접촉되는 구조로 보호막을 형성시에는 알루미늄옥사이드의 전구체로서 물, 산소 또는 오존 등을 사용하는 경우, 이 전구체들이 유기발광소자의 활성층 등에 직접 접촉하는 것을 방지하기 위해서 유기 절연막을 먼저 형성하는 것이 바람직하다. If necessary, the organic insulating film may be formed on the inorganic insulating film due to adhesion problems with the metal film 116, or may be formed between the protective film and the inorganic insulating film. Particularly, when water, oxygen, or ozone is used as the precursor of aluminum oxide when forming the protective film in a structure in which the protective layer is in contact with the edge of the active layer of the organic light emitting device, the precursors are in direct contact with the active layer of the organic light emitting device. In order to prevent it, it is preferable to form an organic insulating film first.
또한, 유기절연막/무기절연막/보호막용 금속막 삼중구조를 형성할 수도 있다. 따라서, 이를 정리하면, 유기절연막, 무기절연막 및 보호막용 금속막 중 적어도 무기절연막을 포함하여 2중층, 3중층 또는 이러한 적층구조를 1 내지 5회 반복하여 적층한 다층구조로 형성할 수 있다. In addition, a metal film triple structure for an organic insulating film / inorganic insulating film / protective film may be formed. Therefore, in summary, a double layer, a triple layer, or at least one of the organic insulating film, the inorganic insulating film, and the protective film metal film including the inorganic insulating film can be formed in a multilayer structure in which the laminated structure is repeatedly repeated one to five times.
(제 2 실시예) (Second embodiment)
도 2b는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 유기발광소자의 보호막 형성방법을 설명하기 위해 도시한 유기발광소자의 단면도로서, 도 2b는 상부로 빛이 발광하는 탑에미션 방식의 유기발광소자를 도시한 단면도이다. FIG. 2B is a cross-sectional view of the organic light emitting device shown in order to explain a method of forming a protective film of the organic light emitting device according to the second embodiment of the present invention. FIG. 2B is a top emission type organic light emitting device that emits light upward. It is sectional drawing.
도 2a에 도시된 유기발광소자와 달리 상부로 빛을 발광하기 위해 예를 들어 Si 등의 불투명 기판(200) 상에 캐소드 전극(114), 전자 주입층(112), 전자 수송층(110), 발광층(108), 정공 수송층(106), 정공 주입층(104) 및 애노드 전극(102)으로 적층된 구조로 유기발광소자가 형성된다. 또 다른 유기발광 소자의 구조로는 하부로 발광하는 경우와 동일한 형태로 적층하되 상부 금속 전극(캐소드)를 투명하도록 증착한 후, 투명전극을 그 상부에 형성하는 구조도 가능하다. Unlike the organic light emitting device illustrated in FIG. 2A, a cathode electrode 114, an electron injection layer 112, an electron transport layer 110, and an emission layer are disposed on an opaque substrate 200 such as Si, for emitting light upward. An organic light emitting device is formed in a structure in which the structure 108 is stacked with the hole transport layer 106, the hole injection layer 104, and the anode electrode 102. Another organic light emitting device may have a structure in which the upper metal electrode (cathode) is deposited to be transparent, and then the transparent electrode is formed thereon in the same form as the case of emitting light downward.
이와 같이 제조된 유기발광소자를 보호하기 위해 무기 절연막으로 보호막(118)을 형성한다. 이 경우, 보호막으로 무기 절연막을 형성하는 방법 등에 관해서는 제 1 실시예의 경우와 동일하므로 설명의 편의를 위해서 생략한다.A protective film 118 is formed of an inorganic insulating film to protect the organic light emitting device manufactured as described above. In this case, the method of forming the inorganic insulating film with the protective film and the like are the same as in the case of the first embodiment and are omitted for convenience of explanation.
한편, 도 2b에서 설명한 바와 같이, 캐소드 전극(114)이 기판(200)에 인접한 하부 전극으로 사용되고, 애노드 전극(102)이 상부 전극으로 사용된 유기발광소자의 경우 상부 전극으로 ITO, ZnO:Al등의 투명옥사이드 전극을 증착하는 경우는 따로 금속막없이 연속으로 절연막 형성이 가능하여 패키징 공정을 간단하게 할 수도 있다. Meanwhile, as described with reference to FIG. 2B, in the case of the organic light emitting device in which the cathode electrode 114 is used as the lower electrode adjacent to the substrate 200 and the anode electrode 102 is used as the upper electrode, ITO, ZnO: Al as the upper electrode. In the case of depositing a transparent oxide electrode such as an insulating film, the insulating film can be continuously formed without a metal film, thereby simplifying the packaging process.
또한, 제 1 실시예의 경우와 마찬가지로, 무기절연막에 부가하여 유기절연막을 무기 절연막의 상부 및/또는 하부에 형성하여 무기절연막과 유기절연막의 다중 구조 형식으로 보호막을 형성할 수도 있다. 즉, 무기 절연막과 유기절연막을 각각 1개 이상씩 포함하여 적층한 형태인 다중 적층구조로 형성할 수 있다. 특히, 전술한 바와 같이 상부 전극으로 ITO, ZnO:Al등의 투명옥사이드 전극을 증착하는 경우는 투명 옥사이드 전극과 무기 절연막의 접착상태가 비교적 양호하여 무기 절연막과 유기절연막 중 어느 것이 먼저 증착하더라도 양호한 접착 특성을 나타낸다. In addition, as in the case of the first embodiment, in addition to the inorganic insulating film, the organic insulating film may be formed on the upper and / or lower portion of the inorganic insulating film to form a protective film in a multi-structure type of the inorganic insulating film and the organic insulating film. That is, it may be formed in a multi-layered structure in which one or more inorganic insulating films and one organic insulating film are included and stacked. In particular, in the case of depositing a transparent oxide electrode such as ITO or ZnO: Al with the upper electrode as described above, the adhesion state between the transparent oxide electrode and the inorganic insulating film is relatively good, so that any of the inorganic insulating film and the organic insulating film may be deposited first. Characteristics.
본 발명에 의한 다른 실시예에서는, 기판의 전부 또는 일부를 전술한 실시예에서 설명한 바와 같은 저온 공정의 무기절연막 (알루미늄옥사이드, 징크옥사이드 (ZnO) 타이타늄옥사이드(Titanium Oxide), 탄탈륨옥사이드 (Tantalum Oxide), 지르코늄옥사이드(ZrO2), 하프늄옥사이드(HfO2), 실리콘옥사이드(SiO2), 실리콘나이트라이드 (Si3N4) 알루미늄나이트라이드(AlN), 알루미늄옥시나이트라이드(AlON))을 증착할 수 있다. 즉, 기판의 상면, 하면 및 측면을 모두 또는 일부분(예를 들어 소자가 형성될 기판의 상면에만 형성하는 경우 등)에 기판을 보호할 목적으로 또는 기판의 불순물이 소자에 침입하는 것을 막을 목적으로 이용될 수 있다.In another embodiment according to the present invention, the inorganic insulating film (aluminum oxide, zinc oxide (ZnO) titanium oxide, tantalum oxide) in a low temperature process as described in the above embodiment, all or part of the substrate , Zirconium oxide (ZrO 2 ), hafnium oxide (HfO 2 ), silicon oxide (SiO 2 ), silicon nitride (Si 3 N 4 ) aluminum nitride (AlN), aluminum oxynitride (AlON)) can be deposited have. That is, for the purpose of protecting the substrate on all or part of the top, bottom, and side surfaces of the substrate (e.g., only on the top surface of the substrate on which the element is to be formed, etc.) or for the purpose of preventing impurities from entering the element. Can be used.
특히, 알루미늄옥사이드 등의 UV-Vis 스펙트럼을 측정한 결과 굴절율에 의해 플라스틱 기판 자체보다도 더 우수한 투과도를 보여줌으로써 디스플레이 소자의 보호막으로서 적절한 특성을 보여준다. 따라서, 이러한 특성을 이용하여 기판 전체를 보호막으로 형성하는것이 가능하게 된다. 필요에 따라서는 무기 절연막 또는 유기보호막을 다중구조로 적층할 수 있음은 물론이다. 또한, 무기절연막과 보호막용 금속막이 다층구조로 형성되고 이 구조와 다시 유기 절연막이 다층 구조로 형성되는 것도 가능하다. 다만, 보호막용 금속막이 부가되는 경우는 막의 두께에 따라서 불투명해질 수 있으므로, 탑에미션 구조로 발광하는 경우에 채용하는 것이 바람직하다. In particular, UV-Vis spectra of aluminum oxide and the like show better transmittance than the plastic substrate itself by refractive index, thereby showing suitable characteristics as a protective film of a display device. Therefore, it is possible to form the whole substrate as a protective film by using such a characteristic. If necessary, it is a matter of course that the inorganic insulating film or the organic protective film can be laminated in a multiple structure. It is also possible that the inorganic insulating film and the protective film metal film are formed in a multi-layered structure, and the organic insulating film is formed in a multi-layered structure. However, when the protective film metal film is added, the film may become opaque depending on the thickness of the film. Therefore, the protective film is preferably employed when emitting light with a top emission structure.
결론적으로, 본 발명의 기술적 사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술 분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.In conclusion, although the technical spirit of the present invention has been described in detail according to the above-described preferred embodiment, it should be noted that the above-described embodiment is for the purpose of description and not of limitation. In addition, those skilled in the art will understand that various embodiments are possible within the scope of the technical idea of the present invention.
상술한 바와 같이, 본 발명은 박막 구성 원소를 포함하는 전구체들의 표면 및 기상의 화학반응을 이용하여 절연막을 제조 공정시, 저온에서 특성이 우수한 보호막을 제조할 수 있을 뿐만 아니라 이를 유기발광소자뿐만 아니라 디지털페이퍼, 그외의 수분 및 산소에 민감한 소자의 보호막으로 이용하여 소자의 수명과 특성을 유지할 수 있는 효과가 있다.As described above, the present invention not only can produce a protective film having excellent characteristics at low temperatures during the manufacturing process of the insulating film by using the chemical reaction of the surface and the vapor phase of the precursors including the thin film constituent elements, and the organic light emitting device as well as It can be used as a protective film of digital paper and other moisture and oxygen sensitive devices to maintain the life and characteristics of the device.
본 발명에 의한 절연막은 낮은 온도의 공정을 통해서 증착되므로 발광소자로 이용되는 플라스틱 기판에 포함되어 있는 수분, 산소 등을 기판 위에 제조되는 소자와 효과적으로 차단하기 위한 보호막으로 사용하여 유기발광소자나 디지털페이퍼 등의 휘는 소자(Flexible Device)의 수명을 늘릴 수 있는 효과가 있다. Since the insulating film according to the present invention is deposited through a low temperature process, an organic light emitting device or a digital paper is used by using a protective film for effectively blocking moisture, oxygen, and the like contained in a plastic substrate used as a light emitting device with a device manufactured on the substrate. There is an effect that can extend the life of the flexible device such as.
도 1은 일반적인 다층 구조의 유기발광소자를 설명하기 위해 도시한 유기발광소자의 단면도이다.1 is a cross-sectional view of an organic light emitting device shown to explain a general organic light emitting device having a multilayer structure.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일실시예에 따른 유기발광소자의 보호막 형성방법을 설명하기 위해 도시한 유기발광소자의 단면도이다. 2A and 2B are cross-sectional views of an organic light emitting diode shown in order to explain a method of forming a protective film of an organic light emitting diode according to an embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 유기발광소자의 보호막 형성방법을 설명하기 위해 도시한 흐름도의 일예이다.3 is an example of a flowchart illustrating a method of forming a protective film of an organic light emitting diode according to an embodiment of the present invention.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings
10, 100, 200 : 기판 12, 102 : 애노드 전극10, 100, 200: substrate 12, 102: anode electrode
14, 104 : 정공 주입층 16, 106 : 정공 수송층14, 104: hole injection layer 16, 106: hole transport layer
18, 108 : 발광층 20, 110 : 전자 수송층18, 108 light emitting layer 20, 110 electron transport layer
22, 112 : 전자 주입층 24, 114 : 캐소드 전극22, 112: electron injection layer 24, 114: cathode electrode
26 : 보호용 금속캔 118 : 보호막26: protective metal can 118: protective film
116 : 금속막 116: metal film
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Payment date: 20120730 Year of fee payment: 8 |
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