KR100570992B1

KR100570992B1 - Organic electroluminescence device and method for fabricating thereof

Info

Publication number: KR100570992B1
Application number: KR1020010000972A
Authority: KR
Inventors: 이원필; 엄그레고리에스; 이충훈; 오운철; 양선희
Original assignee: 삼성에스디아이 주식회사
Priority date: 2001-01-08
Filing date: 2001-01-08
Publication date: 2006-04-13
Also published as: KR20020059535A

Abstract

기판 상면에 패터닝된 애노드 전극의 상면 지정된 위치에 고분자 유기 전계발광 물질을 매트릭스 형태로 러프(rough)하게 분사 방식으로 형성한 후 기판의 전면적에 걸쳐 캐소드 전극을 형성한 후 건식 식각방식에 의하여 캐소드 전극 및 고분자 유기 전계발광 물질을 도트 형상으로 개별 패터닝한 후, 패터닝된 각 캐소드 전극에 전원을 개별적으로 인가함으로써 화상 디스플레이가 가능토록 한 유기 전계발광 디바이스 및 이의 제조 방법에 관한 것으로, 본 발명에 의하면, 고분자 유기 전계발광 물질을 분사 방식으로 지정된 위치에 매트릭스 형태로 한번에 형성한 후 그 위에 도전성 물질을 형성한 상태에서 건식 식각방식에 의하여 고분자 유기 전계 발광 물질 및 도전성 물질 중 불필요한 부분을 한번에 식각하여 제거함으로써 고분자 유기 전계 발광 물질층을 형성하는데 필요한 공정수를 획기적으로 감소시킬 수 있다.After the polymer organic electroluminescent material is formed in a roughly sprayed manner in a matrix form on the upper surface of the anode electrode patterned on the upper surface of the substrate, the cathode electrode is formed over the entire surface of the substrate, and then the cathode electrode by dry etching. And an organic electroluminescent device and a method for manufacturing the same, wherein the polymer organic electroluminescent material is individually patterned in a dot shape, and then image power is individually applied to each of the patterned cathode electrodes. By forming the polymer organic electroluminescent material in a matrix form at a designated position by the spray method at once and then removing unnecessary portions of the polymer organic electroluminescent material and the conductive material at once by dry etching in a state where the conductive material is formed thereon. Polymer Organic Electroluminescence It is possible to dramatically reduce the required number of steps in forming the jilcheung.

유기 전계발광 디바이스, 고분자 유기 전계발광 물질, 건식 식각방식Organic electroluminescent device, high molecular organic electroluminescent material, dry etching method

Description

Organic electroluminescent device and manufacturing method thereof

도 1은 본 발명을 구현하기 위하여 기판에 인듐 틴 옥사이드 박막을 형성한 것을 도시한 사시도.1 is a perspective view illustrating the formation of an indium tin oxide thin film on a substrate to implement the present invention.

도 2는 인듐 틴 옥사이드 박막을 스트라이프 형상으로 패터닝하여 애노드 전극을 형성한 것을 도시한 사시도.FIG. 2 is a perspective view illustrating an anode electrode formed by patterning an indium tin oxide thin film into a stripe shape. FIG.

도 3은 애노드 전극에 레드, 그린, 블루 유기 전계발광 물질을 분사 방식으로 형성하는 것을 도시한 공정도.3 is a process chart illustrating forming red, green, and blue organic electroluminescent materials on an anode electrode by spraying;

도 4는 도 3에 의하여 레드, 그린, 블루 유기 전계발광 물질을 분사 방식으로 형성한 것을 도시한 사시도.FIG. 4 is a perspective view illustrating a red, green, and blue organic electroluminescent material formed by spraying according to FIG. 3.

도 5는 레드, 그린, 블루 유기 전계발광 물질을 분사 방식으로 형성한 후 그 상면에 도전성 박막 및 포토레지스트 박막 패턴을 형성한 것을 도시한 공정도.FIG. 5 is a process diagram illustrating that a conductive thin film and a photoresist thin film pattern are formed on an upper surface of a red, green, and blue organic electroluminescent material by spraying;

도 6, 도 7은 도전성 박막 및 레드, 그린, 블루 유기 전계발광 물질을 건식 식각방식에 의하여 패터닝하여 유기 전계발광 디바이스를 제작하는 것을 도시한 공정도.FIG. 6 and FIG. 7 are process charts illustrating fabricating an organic electroluminescent device by patterning a conductive thin film and red, green, and blue organic electroluminescent materials by dry etching.

본 발명은 유기 전계발광 디바이스 및 이의 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기판 상면에 패터닝된 애노드 전극의 상면, 지정된 위치에 고분자 유기 전계발광 물질을 매트릭스 형태로 러프(rough)하게 분사 방식으로 형성한 후 기판의 전면적에 걸쳐 캐소드 전극을 형성한 후 건식 식각방식에 의하여 캐소드 전극 및 고분자 유기 전계발광 물질을 도트 형상으로 개별 패터닝한 후, 패터닝된 각 캐소드 전극에 전원을 개별적으로 인가함으로써 화상 디스플레이가 가능토록 한 유기 전계발광 디바이스 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an organic electroluminescent device and a method of manufacturing the same, and more particularly, to form a matrix of a polymer organic electroluminescent material roughly in the form of a matrix on a top surface of an anode electrode patterned on a substrate and a designated position. After the cathode is formed over the entire surface of the substrate, the cathode and the polymer organic electroluminescent material are individually patterned in a dot shape by dry etching, and then the image display is applied by individually applying power to each patterned cathode. The present invention relates to an organic electroluminescent device and a method of manufacturing the same.

일반적으로, 유기 전계발광 디바이스는 2 개의 전극 사이에 전계에 의하여 발광하는 유기 발광물질을 소정 두께로 형성한 상태에서 2 개의 전극에 전원을 인가하는 방식으로 화상을 구성하는 디스플레이 장치의 하나로 최근 들어 그 개발 및 보급이 활발히 진행되고 있다.In general, an organic electroluminescent device is one of the display apparatuses constituting an image by applying power to two electrodes in a state in which an organic light emitting material that emits light by an electric field is formed in a predetermined thickness between two electrodes. Development and dissemination are actively underway.

이와 같은 유기 전계발광 디바이스에서 실제로 빛을 발생하는 부분인 유기 발광물질은 주로 고분자 유기 발광 물질과 저분자 유기 발광 물질로 구성된다.In the organic electroluminescent device, the organic light emitting material, which actually generates light, mainly consists of a polymer organic light emitting material and a low molecular weight organic light emitting material.

이때, 저분자 유기 발광 물질을 애노드 전극의 상면에 형성하기 위해서는 저분자 유기 발광 물질을 전면적에 걸쳐 스핀 코팅한 후, 원하는 부분만을 패터닝하는 방법이 주로 사용된다.In this case, in order to form the low molecular weight organic light emitting material on the upper surface of the anode electrode, a method of spin coating the low molecular weight organic light emitting material over the entire area and then patterning only a desired portion is mainly used.

특히, 고분자 유기 발광 물질은 레드 유기 전계발광 물질을 레드 유기 전계발광층이 형성될 위치에 선택적으로 분사한 후, 이들을 패터닝하여 레드 유기 전계 발광층을 형성한 후, 다시 그린 유기 전계 발광 물질을 그린 유기 전계 발광층이 형성될 위치에 선택적으로 분사한 후, 이들을 패터닝하여 레드 유기 전계 발광층을 형성하고, 마지막으로 블루 유기 전계 발광 물질을 블루 유기 전계 발광층이 형성될 위치에 선택적으로 분사한 후, 이들을 패터닝하여 블루 유기 전계 발광층을 형성한다.In particular, the polymer organic light emitting material selectively sprays the red organic electroluminescent material at a position where the red organic electroluminescent layer is to be formed, and then patterning the red organic electroluminescent material to form a red organic electroluminescent layer, and then again draws the green organic electroluminescent material. After selectively spraying at the position where the light emitting layer is to be formed, they are patterned to form a red organic electroluminescent layer, and finally, the blue organic electroluminescent material is selectively sprayed at the position where the blue organic electroluminescent layer is to be formed, and then patterned by them. An organic electroluminescent layer is formed.

이후, 애노드 전극의 상면에 캐소드 전극을 형성함으로써 고분자 유기 전계발광 물질을 매개로 하는 유기 전계발광 디바이스의 제작이 완료된다.Thereafter, the cathode is formed on the upper surface of the anode electrode, thereby fabricating the organic electroluminescent device via the polymer organic electroluminescent material.

그러나, 이와 같은 방법에 의하여 고분자 유기 전계 발광 물질로 유기 전계발광 디바이스를 제작할 경우, 레드, 그린, 블루 유기 전계 발광층을 3 번에 나누어 형성해야 하기 때문에 제작 공정수가 지나치게 증가되는 문제점을 갖는다.However, when the organic electroluminescent device is manufactured from the polymer organic electroluminescent material by the above method, the number of manufacturing steps is excessively increased because the red, green, and blue organic electroluminescent layers must be formed in three portions.

따라서, 본 발명은 이와 같은 종래 문제점을 감안한 것으로써, 본 발명의 목적은 레드, 그린 블루 유기 전계 발광층을 이용한 풀-컬러 유기 전계 발광 디바이스를 제작하면서도 유기 전계 발광 디바이스의 제조 공정을 크게 단축시킴에 있다.Accordingly, the present invention has been made in view of such a conventional problem, and an object of the present invention is to significantly shorten the manufacturing process of the organic electroluminescent device while manufacturing a full-color organic electroluminescent device using the red and green blue organic electroluminescent layers. have.

본 발명의 다른 목적은 상세하게 후술될 본 발명의 상세한 설명에 의하여 보다 명확해질 것이다.Other objects of the present invention will become more apparent from the following detailed description of the invention.

이와 같은 본 발명의 목적을 구현하기 위한 유기 전계발광 디바이스는 소정 의 면적을 갖는 기판과, 상기 기판의 상면에 적어도 1 개 열 이상이 배열된 애노드 전극과, 애노드 전극의 상면에 상호 소정 간격을 갖도록 적어도 1 개 이상이 도트 형상으로 패터닝된 제 1, 제 2, 제 3 고분자 유기 전계 발광 물질층과, 고분자 유 기 전계 발광 물질층의 상면에 고분자 유기 전계 발광 물질층과 동일한 형태로 형성된 캐소드 전극을 포함한다.An organic electroluminescent device for realizing the object of the present invention comprises a substrate having a predetermined area, an anode electrode having at least one column arranged on the upper surface of the substrate, and a predetermined interval on the upper surface of the anode electrode. At least one cathode pattern formed in the same shape as the polymer organic electroluminescent material layer on the upper surface of the first, second, third polymer organic electroluminescent material layer patterned in a dot shape and the polymer organic electroluminescent material layer Include.

또한, 본 발명의 목적을 구현하기 위한 유기 전계 발광 디바이스의 제조 방법은 소정의 면적을 갖는 기판의 상면에 애노드 전극을 패터닝하여 형성하는 단계와, 애노드 전극의 지정된 위치에 레드, 그린, 블루 고분자 유기 전계발광물질이 상호 소정 간격을 갖도록 분사하는 단계와, 기판의 전면적에 걸쳐 도전성 물질을 소정 두께로 형성하는 도전성 박막층 형성단계와, 도전성 박막층 중 애노드 전극의 상면에 해당하는 부분이 픽셀의 형상대로 남아 있도록 패터닝하여 캐소드 전극을 형성하는 단계 및 캐소드 전극을 패터닝하면서 캐소드 전극에 의하여 가려지지 않고 노출된 잔여 레드, 그린, 블루 고분자 유기 전계발광물질을 건식 식각방식에 의하여 패터닝하는 식각 단계를 포함한다.In addition, a method of manufacturing an organic electroluminescent device for realizing the object of the present invention comprises the step of forming an anode electrode on the upper surface of the substrate having a predetermined area and forming a red, green, blue polymer organic at a designated position of the anode electrode Spraying the electroluminescent materials at predetermined intervals, forming a conductive thin film layer having a predetermined thickness over the entire surface of the substrate, and a portion of the conductive thin film layer corresponding to the upper surface of the anode electrode remains in the shape of a pixel Patterning the cathode to form a cathode electrode and etching the remaining red, green, and blue polymer organic electroluminescent material exposed by the dry etching method without being covered by the cathode while patterning the cathode electrode.

상기 기판의 상면에 형성되는 적어도 1 개 열 이상 형성되는 애노드 전극의 패터닝 형상은 스트라이프 형태가 바람직하며, 애노드 전극의 패터닝 형태는 다양하게 변형될 수 있다.The patterning shape of the anode electrode formed on at least one column formed on the upper surface of the substrate is preferably a stripe shape, the patterning shape of the anode electrode may be variously modified.

이하, 본 발명에 의한 유기 전계발광 디바이스 및 이의 제조 방법을 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, an organic electroluminescent device and a method of manufacturing the same according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

첨부된 도 1 이하에는 본 발명에 의한 유기 전계발광 디바이스의 제조 방법이 도시되어 있는 바, 유기 전계발광 디바이스의 제조 방법을 설명한 후 유기 전계발광 디바이스를 설명하기로 한다.1 or less, a method of manufacturing an organic electroluminescent device according to the present invention is illustrated, and then an organic electroluminescent device will be described after describing a method of manufacturing an organic electroluminescent device.

먼저, 첨부된 도 1에 도시된 바와 같이 기판, 예를 들면, 투명 유리 기판(100)의 일측면에는 소정 두께로 투명하면서 전기적 저항이 낮은 인듐 틴 옥사이드(Indium Tin Oxide) 물질로 인듐 틴 옥사이드 박막층(200)이 형성된다.First, as shown in FIG. 1, an indium tin oxide thin film layer made of an indium tin oxide material having a predetermined thickness and low electrical resistance on one side of a substrate, for example, the transparent glass substrate 100. 200 is formed.

이와 같이 투명 유리 기판(100)에 형성된 인듐 틴 옥사이드 박막층(200)은 다시 사진 식각 공정에 의하여 도 2에 도시된 바와 같이 스트라이프 형상으로 패터닝 되는 바, 이와 같이 패터닝된 인듐 틴 옥사이드 박막층(200)을 이하, "애노드 전극(250)"이라 정의하기로 한다.As such, the indium tin oxide thin film layer 200 formed on the transparent glass substrate 100 is again patterned into a stripe shape as shown in FIG. 2 by a photolithography process. Thus, the patterned indium tin oxide thin film layer 200 is formed. Hereinafter, the "anode electrode 250" will be defined.

이와 같이 형성된 애노드 전극(250)의 상면에는 매트릭스 형태를 갖도록 고분자 유기 전계 발광층이 형성된다.The polymer organic electroluminescent layer is formed on the upper surface of the anode electrode 250 thus formed to have a matrix form.

구체적으로 고분자 유기 전계 발광층(310,320,330)은 도 3, 도 4에 도시된 바와 같이 매트릭스 형태로 배열되어 레드 고분자 유기 전계 발광물질(310), 그린 고분자 유기 전계 발광물질(320), 블루 고분자 유기 전계 발광물질(330)을 매트릭스 형태로 분사하는 분사 노즐(410)을 갖는 유기 전계발광 물질 분사 장치(400)에 의하여 스프레이 형태로 한번에 모두 분사된다.Specifically, the polymer organic electroluminescent layers 310, 320, and 330 are arranged in a matrix form as shown in FIGS. 3 and 4 to form a red polymer organic electroluminescent material 310, a green polymer organic electroluminescent material 320, and a blue polymer organic electroluminescence. The organic electroluminescent material spraying apparatus 400 having the spray nozzle 410 for spraying the material 330 in a matrix form is sprayed all at once in the form of a spray.

이와 같이 분사 방식에 의하여 형성된 고분자 유기 전계 발광층(310,320,330)은 유기 전계발광 디바이스의 해상도가 높을수록 도 4에 도시된 바와 같이 원하는 애노드 전극(250)의 면적 보다 다소 크게 형성된다.As described above, the polymer organic electroluminescent layers 310, 320, and 330 formed by the spraying method are formed to be somewhat larger than the area of the desired anode electrode 250 as shown in FIG. 4 as the resolution of the organic electroluminescent device is higher.

이와 같은 상태에서 투명 유리 기판(100)의 상면에는 다시 도 5에 도시된 바와 같이 전면적에 걸쳐 도전성 박막(500)이 소정 두께로 형성되고, 도전성 박막(500)의 상면에는 다시 전면적에 걸쳐 포토레지스트 박막(600)이 스핀 코팅 등의 방법에 의하여 형성된다.In this state, the conductive thin film 500 is formed on the upper surface of the transparent glass substrate 100 to have a predetermined thickness over the entire surface as shown in FIG. 5, and the photoresist is formed on the upper surface of the conductive thin film 500. The thin film 600 is formed by a method such as spin coating.

이후, 도전성 박막(500)의 상면에 형성된 포토레지스트 박막(600)은 도 5에 도시된 바와 같이 다시 사진 식각 공정에 의하여 패터닝이 수행되는 바, 패터닝된 포토레지스트 박막은 애노드 전극(250)의 상면에 위치하며 상호 소정 간격을 갖도록, 즉, 픽셀이 형성될 위치에만 사각 도트(dot) 형상으로 남게 된다.Thereafter, the photoresist thin film 600 formed on the top surface of the conductive thin film 500 is patterned again by a photolithography process as shown in FIG. 5, and the patterned photoresist thin film is the top surface of the anode electrode 250. In order to be located at and to have a predetermined distance from each other, that is, only the position where the pixel is to be formed in a square dot (dot) shape.

이후, 투명 유리 기판(100)은 드라이 에칭 설비로 이송되고, 드라이 에칭 설비에 의하여 도 6 또는 도 7에 도시된 바와 같이 패터닝된 포토레지스트 박막(600)에 의하여 보호받지 못하는 도전성 박막(500)은 모두 제거되고, 도전성 박막(500)이 제거됨에 따라 포토레지스트 박막(600)에 의하여 보호받지 못하고 노출된 고분자 유기 전계발광층(310,320,330)의 일부 역시 드라이 에칭 설비에 의하여 모두 제거된다.Thereafter, the transparent glass substrate 100 is transferred to a dry etching facility, and the conductive thin film 500 which is not protected by the photoresist thin film 600 patterned as shown in FIG. 6 or 7 by the dry etching facility is As all of the conductive thin film 500 is removed, some of the exposed polymer organic electroluminescent layers 310, 320, and 330 that are not protected by the photoresist thin film 600 are also removed by dry etching equipment.

이하, 패터닝되어 도트 형상으로 남겨진 도전성 박막(500)을 캐소드 전극(550)이라 정의하기로 한다.Hereinafter, the conductive thin film 500 patterned and left in a dot shape will be defined as a cathode electrode 550.

이로써, 고분자 유기 전계발광 물질층(310,320,330)중 화상이 디스플레이되는 영역 이외의 영역에까지 형성되었던 고분자 유기 전계발광 물질층은 드라이 에칭에 의하여 깨끗하게 제거되고, 패터닝을 위해 캐소드 전극(550)의 상면에 남겨진 포토레지스트 박막은 애싱(ashing) 공정 등에 의하여 깨끗하게 제거된다.As a result, the polymer organic electroluminescent material layer formed in the polymer organic electroluminescent material layers 310, 320, 330 up to an area other than the region where the image is displayed is removed by dry etching, and left on the upper surface of the cathode electrode 550 for patterning. The photoresist thin film is cleanly removed by an ashing process or the like.

이후, 이 유기 전계발광 디바이스가 정확한 구동을 위해서는 캐소드 전극(550)에 필요한 전원이 인가되어야 하는 바, 이는 각 캐소드 전극(550)을 전원공급장치에 개별적으로 배선함으로써 구현되는 바, 이는 반도체 제조 공정 중 메탈 공정 등에 의하여 구현된다.Afterwards, the organic electroluminescent device needs to be supplied with the power required for the cathode electrode 550 for accurate driving, which is realized by individually wiring each cathode electrode 550 to a power supply, which is a semiconductor manufacturing process. It is implemented by a heavy metal process.

본 발명에서는 애노드 전극을 스트라이프 형상으로 패터닝한 것을 예로서 설명하였으나, 애노드 전극의 패터닝 형상은 다양하게 변형될 수 있음은 자명한 것이다.Although the present invention has been described as an example of patterning the anode electrode in a stripe shape, it is apparent that the patterning shape of the anode electrode can be variously modified.

이상에서 상세하게 설명한 바에 의하면, 고분자 유기 전계발광 물질을 분사 방식으로 지정된 위치에 매트릭스 형태로 한번에 형성한 후 그 위에 도전성 물질을 형성한 상태에서 고분자 유기 전계 발광 물질 및 도전성 물질 중 불필요한 부분을 한번에 식각하여 제거함으로써 고분자 유기 전계 발광 물질층을 형성하는데 필요한 공정수를 획기적으로 감소시킬 수 있는 효과를 갖는다.As described in detail above, unnecessary portions of the polymer organic electroluminescent material and the conductive material are etched at once in a state in which the polymer organic electroluminescent material is formed in a matrix form at a designated position by the spray method and then the conductive material is formed thereon. By removing it, the number of processes required to form the polymer organic electroluminescent material layer can be drastically reduced.

Claims

A substrate having a predetermined area;

An anode electrode on which at least one column is arranged on an upper surface of the substrate;

At least one first, second, and third polymer organic electroluminescent material layer patterned in a dot shape on the upper surface of the anode so as to have a predetermined distance from each other;

An organic electroluminescent device comprising a cathode electrode formed on the upper surface of the polymer organic electroluminescent material layer in the same form as the polymer organic electroluminescent material layer.

The method of claim 1, wherein the first polymer organic electroluminescent material layer is a red organic electroluminescent material layer, the second polymer organic electroluminescent material layer is a green organic electroluminescent material layer, and the third polymer organic electroluminescent material. The layer is an organic electroluminescent device, which is a blue organic electroluminescent material layer.

1. A method of manufacturing a full-color organic electroluminescent device from red, green and blue polymeric organic electroluminescent materials,

Patterning and forming an anode electrode on an upper surface of the substrate having a predetermined area;

Spraying red, green, and blue polymer organic electroluminescent materials at predetermined positions of the anode with a predetermined distance from each other;

A conductive thin film layer forming step of forming a conductive material to a predetermined thickness over the entire surface of the substrate;

The remaining red, green, and blue polymer organic material is exposed without being covered by the cathode while patterning the cathode to form a cathode electrode by patterning a portion corresponding to an upper surface of an anode electrode of the conductive thin film layer to remain in the shape of a pixel. A method of making an organic electroluminescent device comprising an etching step of patterning the electroluminescent material.

The method of claim 3, wherein the etching of the remaining red, green, and blue polymer organic electroluminescent materials is a dry etching method.