KR100604274B1 - 유기 전계 발광 소자 및 그 제조방법 - Google Patents

유기 전계 발광 소자 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 마스크 공정 수를 줄일 수 있는 유기 전계발광소자 및 그 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 유기 전계발광소자의 제조방법은 기판 상에 투명도전층으로 이루어진 애노드전극, 그 애노드전극으로부터 신장되어 상기 투명도전층과 버스금속층으로 이루어진 애노드패드를 동시에 형성하는 단계와; 상기 애노드전극 및 애노드 패드가 형성된 기판 상에 절연막을 형성하는 단계와; 상기 절연막이 형성된 기판 상에 격벽을 형성하는 단계와; 상기 격벽이 형성된 기판 상에 유기층을 형성하는 단계와; 상기 유기층이 형성된 기판 상에 캐소드 전극을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

유기 전계 발광 소자 및 그 제조방법{Organic Electro Luminescence Device And Fabricating Method Thereof}
도 1은 종래 유기 전계 발광소자를 나타내는 평면도이다.
도 2는 도 1에서 선"Ⅱ-Ⅱ'"를 따라 절취한 유기 전계 발광소자를 나타내는 단면도이다.
도 3a 내지 도 3h는 도 2에 도시된 유기 전계 발광 소자의 제조방법을 나타내는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 유기 전계 발광 소자를 나타내는 평면도이다.
도 5는 도 4에서 선"Ⅴ-Ⅴ'"를 따라 절취한 유기 전계 발광 소자를 나타내는 단면도이다.
도 6a 내지 도 6c는 도 4 및 도 5에 도시된 유기 전계 발광 소자의 제조방법을 나타내는 단면도이다.
도 7a 내지 도 7e는 도 6a에 도시된 제1 마스크 공정을 상세히 나타내는 단면도이다.
도 8a 내지 도 8e는 도 6a에 도시된 제1 마스크 공정의 다른 실시 예를 나타 내는 단면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1,101 : 기판 4,104 : 애노드전극
6,106 : 절연막 8,108 : 격벽
10,110 : 유기발광층 12,112 : 캐소드 전극
20,120 : 애노드 패드 26,126 : 캐소드 패드 하부 전극
28,128 : 캐소드 패드 상부 전극 30,130 : 캐소드 패드
본 발명은 유기 전계 발광소자에 관한 것으로, 특히 마스크 공정 수를 줄일 수 있는 유기 전계발광소자 및 그 제조방법에 관한 것이다.
최근, 음극선관(Cathode Ray Tube)의 단점인 무게와 부피를 줄일 수 있는 각종 평판 표시장치들이 개발되고 있다. 평판 표시장치로는 액정 표시장치(Liquid Crystal Display : LCD), 전계 방출 표시장치(Field Emission Display : FED), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel : PDP) 및 전계 발광(Electro-luminescence : EL) 표시소자 등이 있다. PDP는 구조와 제조공정이 비교적 단순하 기 때문에 대화면화에 가장 유리하지만 발광효율과 휘도가 낮고 소비전력이 큰 단점이 있다. LCD는 반도체공정을 이용하기 때문에 대화면화에 어려움이 있지만 노트북 컴퓨터의 표시소자로 주로 이용되면서 수요가 늘고 있지만, 대화면화 어렵고 백라잇 유닛으로 인하여 소비전력이 큰 단점이 있다. 또한, LCD는 편광필터, 프리즘시트, 확산판 등의 광학소자들에 의해 광손실이 많고 시야각이 좁은 단점이 있다. 이에 비하여, EL 표시소자는 무기 EL과 유기 EL로 대별되며, 응답속도가 빠르고 발광효율, 휘도 및 시야각이 큰 장점이 있다. 유기 EL 표시소자는 대략 10[V] 정도의 전압으로 수만 [cd/㎡]의 높은 휘도로 화상을 표시할 수 있다.
도 1은 종래 유기 EL 표시소자를 나타내는 평면도이며, 도 2는 도 1에서 선 "Ⅱ-Ⅱ'"를 따라 절취한 유기 EL 표시소자를 나타내는 단면도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 종래 유기 EL 표시소자는 화상표시부에 위치하는 다수의 EL셀들과, EL 셀의 애노드전극(4)에 구동신호를 공급하기 위한 애노드 패드(20)와, EL 셀의 캐소드전극(12)에 구동신호를 공급하기 위한 캐소드 패드(30)를 구비한다.
EL 셀은 서로 절연되게 교차하는 애노드전극(4) 및 캐소드전극(12) 사이에 형성되는 절연막(6), 격벽(8) 및 유기층(10)을 포함한다.
애노드전극(4)에는 전자를 방출시키기 위한 제1 구동신호가 공급된다. 이러한 애노드 전극(4)은 투명도전층(22a)과, 그 투명도전층(22a)의 일측 상에 형성된 버스금속층(22b)으로 이루어진다.
절연막(6)은 애노드전극(4)이 형성된 기판(2) 상에 EL셀 영역마다 개구부가 노출되도록 격자형태로 형성된다.
격벽(8)은 애노드전극(4)과 교차되게 형성되고 캐소드전극(12)과 소정간격을 사이에 두고 나란하게 형성되어 인접한 EL셀을 구분하게 된다. 즉, 격벽(8)은 인접한 EL셀의 유기층(10) 및 캐소드전극(12)을 분리하게 된다. 또한, 격벽(8)은 상단부가 하단부보다 넓은 폭을 갖는 오버행(Overhang)구조로 형성된다.
유기층(10)은 절연막(6) 상에 유기화합물로 구성된다. 즉, 유기층(10)은 절연막(6) 상에 정공 수송층, 발광층 및 전자 수송층이 적층되어 형성된다.
캐소드전극(12)은 유기층(10) 상에 소정간격으로 이격되어 애노드전극(4)과 교차되게 다수개 형성된다. 또한, 캐소드전극(12)에는 정공 방출시키기 위한 제2 구동신호가 공급된다.
애노드 패드(20)는 애노드 구동 집적회로(도시하지 않음)로부터의 제1 구동신호를 각 애노드전극(4)에 공급한다. 이러한 애노드 패드(20)는 투명도전층(22a)과, 그 투명도전층(22a) 상에 적층된 버스금속층(22b)으로 이루어진다.
캐소드 패드(30)는 캐소드 구동 집적회로(도시하지 않음)로부터의 제2 구동신호를 각 캐소드전극(12)에 공급한다. 이러한 캐소드 패드(30)는 캐소드 패드 하부 전극(26)과, 그 캐소드 패드 하부 전극(26)에서 신장된 캐소드 패드 상부 전극(28)을 구비한다. 캐소드 패드 하부 전극(26)은 투명도전층(22a)과, 그 투명도전층(22a) 상에 적층된 버스금속층(22b)으로 이루어지며, 캐소드 패드 상부 전극(28)은 캐소드 전극(12)과 동일한 금속층으로 이루어진다.
이러한 유기 EL 소자는 애노드전극(4)에 애노드 패드(20)를 통해 제1 구동신 호가 인가되고, 캐소드전극(12)에 캐소드 패드(30)를 통해 제2 구동신호가 인가되면 전자와 정공이 방출된다. 이 전자와 정공은 유기층(10) 내에서 재결합하면서 가시광을 발생하게 된다. 이때, 발생된 가시광은 애노드전극(4) 및 기판(1)을 통하여 외부로 나오게 되어 소정의 화상 또는 영상을 표시하게 된다.
도 3a 내지 도 3h는 도 1 및 도 2에 도시된 유기 전계 발광 소자의 제조방법을 나타내는 단면도이다.
도 3a에 도시된 바와 같이 기판(1) 상에 ITO(Indium Tin Oxide), ITZO(Indium Tin Zinc Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide) 등과 같은 투명도전성물질(56)과 포토레지스트막(57)이 순차적으로 적층된다. 이 포토레지스트막(57)이 형성된 기판(1) 상부에 노광영역(S1)과 차단영역(S2)을 정의하는 제1 마스크(50)가 정렬된다. 제1 마스크(50)는 마스크 기판(52)과, 그 마스크 기판(52) 상에 형성된 차단부(54)를 구비한다. 이러한 제1 마스크(50)를 이용하여 포토레지스트막(57)이 노광 및 현상됨으로써 도 3b에 도시된 바와 같이 포토레지스트패턴(58)이 형성된다. 이 포토레지스트패턴(58)을 마스크로 투명도전성물질(56)이 식각됨으로써 도 3c에 도시된 바와 같이 기판(1) 상에 투명도전층(22a)이 형성된다.
투명도전층(22a)이 형성된 기판(1) 상에 도 3d에 도시된 바와 같이 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 은(Ag) 등과 같은 저저항금속층(66)과 포토레지스트막(67)이 순차적으로 적층된다. 이 포토레지스트막(67)이 형성된 기판(1) 상부에 노광영역(S1)과 차단영역(S2)을 정의하는 제2 마스크(60)가 정렬된다. 제2 마스크(60)는 마스크 기판(62)과, 그 마스크 기판(62) 상에 형성된 차단부(64)를 구 비한다. 이러한 제2 마스크(60)를 이용하여 포토레지스트막(67)이 노광 및 현상됨으로써 도 3e에 도시된 바와 같이 포토레지스트패턴(68)이 형성된다. 이 포토레지스트패턴(68)을 마스크로 저저항금속층(66)이 식각됨으로써 도 3f에 도시된 바와 같이 투명도전층(22a)이 형성된 기판(1) 상에 버스금속층(22b)이 형성된다. 이 버스금속층(22b)과 투명도전층(22a)으로 이루어진 애노드전극(4), 애노드패드(20) 및 캐소드 패드 하부 전극(26)이 기판(1) 상에 형성된다.
애노드전극(4)과 애노드 패드(20) 및 캐소드 패드 하부 전극(26)이 형성된 기판(1) 상에 질화실리콘(SiNx) 또는 산화실리콘(SiOx) 등과 같은 무기 절연 물질 또는 BCB, 아크릴계 수지 등과 같은 유기 절연 물질이 도포된 후 제3 마스크를 이용한 포토리소그래피공정과 식각공정에 의해 절연 물질이 패터닝된다. 이에 따라, 도 3g에 도시된 바와 같이 애노드전극(4)과 애노드 패드(20) 및 캐소드 패드 하부 전극(26)이 형성된 기판(1) 상에 절연막(6)이 형성된다.
절연막(6)이 형성된 기판(2) 상에 무기 절연 물질 또는 유기 절연 물질이 도포된 후 제4 마스크를 이용한 포토리소그래피공정과 식각공정에 의해 절연물질이 패터닝된다. 이에 따라, 도 3h에 도시된 바와 같이 절연막(6)이 형성된 기판(1) 상에 격벽(8)이 형성된다. 격벽(8)이 형성된 기판(1) 상에 적색, 녹색 및 청색 EL 셀별로 해당 유기층(10)이 형성된다. 유기층(10)이 형성된 기판(1) 상에 금속층이 증착됨으로써 캐소드전극(12) 및 캐소드 패드 하부 전극(28)이 형성된다. 캐소드전극(12) 및 캐소드 패드 하부 전극(28)은 오버행 구조로 형성된 격벽(8)에 의해 셀간 분리되게 형성된다.
이러한 유기 전계 발광 소자를 형성하기 위해서는 4마스크공정이 필요하다. 즉, 제1 마스크공정으로 애노드전극, 애노드 패드 및 캐소드 패드 하부 전극 각각의 투명도전층이 형성되고, 제2 마스크공정으로 애노드전극, 애노드 패드 및 캐소드 패드 하부 전극 각각의 버스금속층이 형성되고 제3 마스크공정으로 절연막이 형성되고, 제4 마스크공정으로 격벽, 유기층 및 캐소드 전극 및 캐소드 패드 상부 전극이 형성된다. 이와 같이, 유기 전계 발광 소자는 다수의 마스크 공정이 필요함에 따라 제조 공정이 복잡하여 제조 단가 상승의 중요 원인이 되고 있다. 이는 하나의 마스크 공정이 박막 증착 공정, 세정 공정, 포토리소그래피 공정, 식각 공정, 포토레지스트 스트립 공정, 검사 공정 등과 같은 많은 공정을 포함하고 있기 때문이다. 이에 따라, 최근에 유기 전계 발광 소자는 제조 공정을 더욱 단순화하여 제조 단가를 더욱 줄일 수 있는 방안이 요구된다.
따라서, 본 발명의 목적은 마스크 공정수를 줄일 수 있는 유기 전계 발광 소자 및 그 제조방법에 관한 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자의 제조방법은 기판 상에 투명도전층으로 이루어진 애노드전극, 그 애노드전극으로부터 신장되어 상기 투명도전층과 버스금속층으로 이루어진 애노드패드를 동시에 형성하는 단계와; 상기 애노드전극 및 애노드 패드가 형성된 기판 상에 절연막을 형성하는 단계와; 상기 절연막이 형성된 기판 상에 격벽을 형성하는 단계와; 상기 격벽이 형성된 기판 상에 유기층을 형성하는 단계와; 상기 유기층이 형성된 기판 상에 캐소드 전극을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 기판 상에 투명도전층으로 이루어진 애노드전극, 그 애노드전극으로부터 신장되어 상기 투명도전층과 버스금속층으로 이루어진 애노드패드를 형성하는 단계는 상기 기판 전면 상에 투명도전층을 형성하는 단계와; 상기 유기층이 형성된 화상표시부를 제외한 상기 애노드패드를 포함하는 패드영역의 상기 투명도전층 상에 버스금속층을 형성하는 단계와; 상기 버스금속층이 형성된 기판 상에 포토레지스트패턴을 형성하는 단계와; 상기 포토레지스트패턴을 마스크로 상기 화상표시부의 투명도전층과 상기 패드영역의 투명도전층과 버스금속층을 식각하여 애노드전극 및 애노드패드를 형성하는 단계와; 상기 포토레지스트패턴을 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 기판 상에 투명도전층으로 이루어진 애노드전극, 그 애노드전극으로부터 신장되어 상기 투명도전층과 버스금속층으로 이루어진 애노드패드를 형성하는 단계는 상기 기판 상에 투명도전층, 버스금속층 및 포토레지스트막을 순차적으로 적층하는 단계와; 상기 포토레지스트막을 부분 노광 마스크를 이용한 노광 및 현상공정에 의해 상기 유기층이 형성된 화상표시부보다 상기 애노드패드가 형성된 패드영역에서 높이가 높은 단차진 포토레지스트패턴을 형성하는 단계와; 상기 포토레지스트패턴을 이용하여 상기 투명도전층과 버스금속층을 식각하여 상기 투명도전층과 버스금속층으로 이루어진 애노드전극과 애노드패드를 형성하는 단계와; 상기 포토레지스트패턴을 에싱하여 상기 애노드전극의 버스금속층을 노출시키는 단계와; 상기 에싱된 포토레지스트패턴을 마스크로 상기 노출된 애노드전극의 버스금속층을 식각하는 단계와; 상기 포토레지스트패턴을 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 유기 전계 발광 소자의 제조방법은 상기 캐소드전극으로부터 신장된 캐소드패드를 상기 캐소드전극과 동일한 금속으로 형성하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 유기 전계 발광 소자의 제조방법은 상기 투명도전층, 그 투명도전층 상에 형성된 버스금속층으로 이루어진 캐소드 패드 하부 전극을 형성하는 단계와; 상기 캐소드 패드 하부 전극 상에 상기 캐소드전극과 동일한 금속으로 이루어진 캐소드 패드 상부 전극을 형성하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 투명도전층은 인듐 틴 옥사이드(ITO), 인듐 징크 옥사이드(IZO) 및 인듐 틴 징크 옥사이드(ITZO) 중 적어도 어느 하나로 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 버스금속층은 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr), 은(Ag) 및 구리(Cu) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 저저항금속으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자는 기판 상에 투명도전층으로 이루어진 애노드전극과; 상기 애노드전극과 교차하는 캐소드전극과; 상기 애노드전극 및 캐소드전극의 교차부에 위치하는 유기층과; 상기 캐소드전극으로부터 신장되는 캐소드패드와; 상기 애노드전극으로부터 신장되어 상기 투명도전층과 버스금속층으로 이루어진 애노드패드를 구비하며; 상기 애노드전극과 애노드패드는 동일한 마스크공정으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 투명도전층은 인듐 틴 옥사이드(ITO), 인듐 징크 옥사이드(IZO) 및 인듐 틴 징크 옥사이드(ITZO) 중 적어도 어느 하나로 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 버스금속층은 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr), 은(Ag) 및 구리(Cu) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 저저항금속으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 캐소드 패드는 상기 캐소드전극과 동일한 금속으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 캐소드 패드는 상기 투명도전층, 그 투명도전층 상에 형성되는 버스금속층으로 이루어진 캐소드 패드 하부 전극과; 상기 캐소드 패드 하부 전극 상에 상기 캐소드 전극과 동일한 금속으로 이루어진 캐소드 패드 상부 전극을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부도면을 참조한 실시 예들에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.
이하, 도 4 내지 도 8e를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명에 따른 유기 전계 발광소자를 나타내는 평면도이며, 도 5는 도 4에서 선 "Ⅴ-Ⅴ'"를 따라 절취한 유기 전계 발광소자를 나타내는 단면도이다.
도 4 및 도 5에 도시된 본 발명의 제1 실시 예에 따른 유기 전계 발광 소자는 화상표시부에 위치하는 다수의 EL셀들과, EL 셀의 애노드전극(104)에 구동신호 를 공급하기 위한 애노드 패드(120)와, EL 셀의 캐소드전극(112)에 구동신호를 공급하기 위한 캐소드 패드(130)를 구비한다.
EL 셀은 서로 절연되게 교차하는 애노드전극(104) 및 캐소드전극(112) 사이에 형성되는 절연막(106), 격벽(108) 및 유기층(110)을 포함한다.
애노드전극(104)에는 애노드패드(120)를 통해 전자를 방출시키기 위한 제1 구동신호가 공급된다. 이러한 애노드 전극(104)은 인듐 틴 옥사이드(Indium Tin Oxide; ITO), 인듐 징크 옥사이드(Indium Zinc Oxide; ITO), 인듐 틴 옥사이드(Indium Tin Zinc Oxide; ITZO) 등과 같은 투명도전층(122a)으로 형성된다.
절연막(106)은 애노드전극(104)이 형성된 기판(101) 상에 EL셀 영역마다 개구부가 노출되도록 격자형태로 형성된다.
격벽(108)은 애노드전극(104)과 교차되게 형성되고 캐소드전극(112)과 소정간격을 사이에 두고 나란하게 형성되어 인접한 EL셀을 구분하게 된다. 즉, 격벽(108)은 인접한 EL셀의 유기층(110) 및 캐소드전극(112)을 분리하게 된다. 또한, 격벽(108)은 상단부가 하단부보다 넓은 폭을 갖는 오버행(Overhang)구조로 형성된다.
유기층(110)은 절연막(106) 상에 유기화합물로 구성된다. 즉, 유기층(110)은 절연막(106) 상에 정공 수송층, 발광층 및 전자 수송층이 적층되어 형성된다.
캐소드전극(112)은 유기층(110) 상에 소정간격으로 이격되어 애노드전극(104)과 교차되게 다수개 형성된다. 또한, 캐소드전극(112)에는 정공을 방출시키기 위한 제2 구동신호가 공급된다.
애노드 패드(120)는 애노드 구동 집적회로(도시하지 않음)로부터의 제1 구동신호를 각 애노드전극(104)에 공급한다. 이 애노드 패드(120)는 투명도전층(122a)과, 그 투명도전층(122a) 상에 적층된 버스금속층(122b)으로 이루어진다.
캐소드 패드(130)는 캐소드 구동 집적회로(도시하지 않음)로부터의 제2 구동신호를 각 캐소드전극(112)에 공급한다. 이를 위해, 캐소드 패드(130)는 캐소드 패드 하부 전극(126)과, 그 캐소드 패드 하부 전극(126)과 접속되며 캐소드 전극(112)으로부터 신장된 캐소드 패드 상부 전극(128)을 구비한다. 캐소드 패드 하부 전극(126)은 투명도전층(122a)과, 그 투명도전층(122a) 상에 적층된 버스금속층(122b)으로 이루어지며, 캐소드 패드 상부 전극(128)은 캐소드 전극(112)과 동일한 금속층으로 이루어진다. 이외에도 캐소드 패드(130)는 캐소드 전극과 동일한 금속으로 캐소드 패드 상부 전극만으로 형성될 수도 있다.
이러한 유기 EL 소자는 애노드전극(104)에 애노드 패드(120)를 통해 제1 구동신호가 인가되고, 캐소드전극(112)에 캐소드 패드(130)를 통해 제2 구동신호가 인가되면 전자와 정공이 방출되고, 애노드전극(104) 및 캐소드전극(112)에서 방출된 전자와 정공은 유기층(110) 내에서 재결합하면서 가시광을 발생하게 된다. 이때, 발생된 가시광은 애노드전극(104)을 통하여 외부로 나오게 되어 소정의 화상 또는 영상을 표시하게 된다.
이와 같이, 본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자는 애노드 전극(104)이 투명도전층(122a)으로 형성되고 애노드 패드(120) 및 캐소드 패드 하부 전극(126)이 투명도전층(122a)과 버스금속층(122b)으로 형성된다. 즉, 버스금속층(122b)은 화상 표시부를 제외한 패드영역에만 형성된다. 이에 따라, 본 발명은 종래 애노드 전극 상에 형성된 버스금속층으로 인한 개구율 저하를 방지할 수 있다.
도 6a 내지 도 6c는 도 4 및 도 5에 도시된 유기 전계 발광 소자의 제조방법을 나타내는 단면도이다.
도 6a를 참조하면, 기판(101) 상에 제1 마스크를 이용한 포토리소그래피공정과 식각공정에 의해 애노드 전극(104), 애노드 패드(120) 및 캐소드 패드 하부 전극(126)이 형성된다. 이에 대한 상세한 설명은 도 7a 내지 도 7e와 도 8a 내지 도 8e를 결부하여 추후에 하기로 한다.
도 6b를 참조하면, 애노드전극(104)과 애노드 패드(120) 및 캐소드 패드 하부 전극(126)이 형성된 기판(101) 상에 절연막(106)이 형성된다.
이를 위해, 애노드전극(104)과 애노드 패드(120) 및 캐소드 패드 하부 전극(126)이 형성된 기판(101) 상에 질화실리콘(SiNx) 또는 산화실리콘(SiOx) 등과 같은 무기절연물질 또는 BCB, 아크릴계 수지 등과 같은 유기절연물질이 도포된 후 제2 마스크를 이용한 포토리소그래피공정과 식각공정에 의해 절연물질이 패터닝된다. 이에 따라, 애노드전극(104)과 애노드 패드(120) 및 캐소드 패드 하부 전극(126)이 형성된 기판(101) 상에 절연막(106)이 형성된다.
도 6c를 참조하면, 절연막(106)이 형성된 기판(101) 상에 격벽(108); 유기층(110); 및 캐소드전극(102)과 캐소드 패드 상부 전극(128)이 순차적으로 형성된다.
이를 위해, 절연막(106)이 형성된 기판(101) 상에 무기절연물질 또는 유기절연물질이 도포된 후 제3 마스크를 이용한 포토리소그래피공정과 식각공정에 의해 절연물질이 패터닝된다. 이에 따라, 절연막(106)이 형성된 기판(101) 상에 격벽(108)이 형성된다. 격벽(108)이 형성된 기판(101) 상에 적색, 녹색 및 청색 EL 셀별로 해당 유기층(110)이 형성된다. 유기층(110)이 형성된 기판(101) 상에 금속층이 증착됨으로써 캐소드전극(112)이 형성된다. 캐소드전극(112)은 오버행 구조로 형성된 격벽(108)에 의해 셀간 분리되게 형성된다.
이와 같이, 본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자는 버스금속층(122b)이 패드영역에 선택적으로 증착된 후 버스금속층(122b)과 투명도전층(122a)이 동일한 마스크를 이용하여 패터닝된다. 이에 따라, 본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자는 3마스크공정에 의해 형성될 수 있어 제조공정수를 줄임과 아울러 제조원가를 줄일 수 있다.
도 7a 내지 도 7e은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 유기 전계 발광 소자의 제1 마스크공정의 일 실시 예를 나타내는 단면도이다.
도 7a에 도시된 바와 같이 소다라임(sodalime) 또는 경화유리로 된 기판(101) 상에 투명도전층(122a), 예를 들어 ITO, IZO, ITZO 등이 전면 증착된다. 이 투명도전층(122a)이 형성된 기판(101)의 패드영역 상에 도 7b에 도시된 바와 같이 스크린마스크(도시하지 않음)를 이용한 증착공정으로 버스금속층(122b), 예를 들어 몰리브덴(Mo), 구리(Cu), 은(Ag), 크롬(Cr) 등이 선택적으로 증착된다. 이 버스금속층(122b)이 형성된 기판(101) 상에 도 7c에 도시된 바와 같이 포토레지스트막(156)이 도포된다. 이 포토레지스트막(156)이 형성된 기판(101) 상부에 제1 마스크(150)가 정렬된다. 제1 마스크(150)는 마스크기판(152)과, 그 마스크기판(152) 상의 차단영역(S2)에 형성된 차단부(154)를 구비한다. 노광영역(S1)은 마스크기판(152)이 그대로 노출된 영역이다. 이 제1 마스크(150)를 이용한 노광 및 현상에 의해 도 7d에 도시된 바와 같이 포토레지스트패턴(158)이 형성된다. 이 포토레지스트패턴(158)을 마스크로 이용한 식각공정에 의해 도 7e에 도시된 바와 같이 투명도전층(122a)과 버스금속층(122b)이 선택적으로 식각된다. 이에 따라, 버스금속층(122b)과 투명도전층(122a)이 적층된 패드영역에서는 이들이 식각됨으로써 투명도전층(122a)과 버스금속층(122b)으로 이루어진 애노드 패드(120) 및 캐소드 패드 하부 전극(126)이 형성된다. 투명도전층(122a)만 적층된 화상표시영역에서는 투명도전층(122a)이 식각됨으로써 투명도전층(122a)으로 이루어진 애노드전극(104)이 형성된다. 식각공정은 버스금속층(122b)이 식각된 후 투명도전층(122a)이 식각되거나 투명도전층(122a)과 버스금속층(122b)이 그들 각각과 반응하는 식각가스 또는 식각액을 이용하여 동시에 식각된다. 그리고, 애노드전극(104), 애노드 패드(120) 및 캐소드 패드 하부 전극(126) 상에 잔존하는 포토레지스트패턴(158)은 스트립공정에 의해 제거된다.
도 8a 내지 도 8e은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 유기 전계 발광 소자의 제1 마스크공정의 다른 실시 예를 나타내는 단면도이다.
도 8a에 도시된 바와 같이 소다라임(sodalime) 또는 경화유리로 된 기판(101) 상에 투명도전층(122a), 버스금속층(122b) 및 포토레지스트막(168)이 순차적으로 형성된다. 여기서, 투명도전층(122a)은 ITO, IZO, ITZO 등으로 이루어지며, 버스금속층(122b)은 몰리브덴(Mo), 구리(Cu), 은(Ag), 크롬(Cr) 등으로 이루어진 다.
포토레지스트막(168)이 형성된 기판(101) 상부에 도 8b에 도시된 바와 같이 부분 노광 마스크인 제1 마스크(160)가 정렬된다. 제1 마스크(160)는 투명한 재질인 마스크 기판(162)과, 마스크 기판(162)의 차단 영역(S2)에 형성된 차단부(164)와, 마스크 기판(162)의 부분 노광 영역(S3)에 형성된 회절 노광부(166)(또는 반투과부)를 구비한다. 여기서, 마스크 기판(162)이 노출된 영역은 노광 영역(S1)이 된다. 이러한 제1 마스크(160)를 이용하여 포토레지스트막(168)을 노광한 후 현상함으로써 도 8b에 도시된 바와 같이 단차를 갖는 포토레지스트패턴(170)이 형성된다. 즉, 부분 노광 영역(S3)에 형성된 포토레지스트 패턴(170)은 차단 영역(S2)에서 형성된 포토레지스트 패턴(170)보다 낮은 높이를 갖게 된다.
이러한 포토레지스트 패턴(170)을 마스크로 이용한 식각 공정으로 투명도전층(122a)과 버스금속층(122b)이 순차적으로 패터닝되거나 동시에 패터닝됨으로써 애노드전극(104), 애노드 패드(120) 및 캐소드 패드 하부 전극(126)이 형성된다.
이어서, 산소(O2) 플라즈마를 이용한 에싱(Ashing) 공정으로 부분 노광 영역(S3)에 위치하는 포토레지스트 패턴(170)은 도 8c에 도시된 바와 같이 제거되고, 차단 영역(S2)에 위치하는 포토레지스트 패턴(170)은 최초의 높이보다 높이가 낮아진 상태가 된다. 이러한 포토레지스트 패턴(170)을 이용한 식각 공정으로 부분 노광 영역(S3), 즉 화상표시부의 애노드 전극(104) 상에 위치하는 버스금속층(122b)이 제거됨으로써 도 8d에 도시된 바와 같이 투명도전층(122a)이 노출된다. 그리 고, 애노드 패드(120) 및 캐소드 패드 하부 전극(126) 상에 남아 있는 포토레지스트 패턴(170)은 도 8e에 도시된 바와 같이 스트립 공정으로 제거된다.
상술한 바와 같이 제1 마스크공정으로 애노드 전극, 애노드 패드 및 캐소드 패드 하부 전극이 형성된 기판 상에는 도 6b에 도시된 제2 마스크공정으로 절연막이 형성되고, 도 6c에 도시된 제3 마스크공정으로 격벽, 유기층, 캐소드 전극 및 캐소드 패드 상부 전극이 형성된다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자 및 그 제조방법은 버스금속층과 투명도전층이 동일한 마스크를 이용하여 패터닝된다. 이에 따라, 본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자는 3마스크공정에 의해 형성될 수 있어 제조공정수를 줄임과 아울러 제조원가를 줄일 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자 및 그 제조방법은 버스금속층이 패드영역에만 위치하므로 종래 화상표시부에 위치하는 버스금속층에 의한 개구율 저하를 방지할 수 있다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.

Claims (12)

  1. 기판 상에 투명도전층으로 이루어진 애노드전극, 그 애노드전극으로부터 신장되어 상기 투명도전층과 버스금속층으로 이루어진 애노드패드를 동시에 형성하는 단계와;
    상기 애노드전극 및 애노드 패드가 형성된 기판 상에 절연막을 형성하는 단계와;
    상기 절연막이 형성된 기판 상에 격벽을 형성하는 단계와;
    상기 격벽이 형성된 기판 상에 유기층을 형성하는 단계와;
    상기 유기층이 형성된 기판 상에 캐소드 전극을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자의 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판 상에 투명도전층으로 이루어진 애노드전극, 그 애노드전극으로부터 신장되어 상기 투명도전층과 버스금속층으로 이루어진 애노드패드를 형성하는 단계는
    상기 기판 전면 상에 투명도전층을 형성하는 단계와;
    상기 유기층이 형성된 화상표시부를 제외한 상기 애노드패드를 포함하는 패드영역의 상기 투명도전층 상에 스크린마스크를 이용하여 버스금속층을 형성하는 단계와;
    상기 버스금속층이 형성된 기판 상에 포토레지스트패턴을 형성하는 단계와;
    상기 포토레지스트패턴을 마스크로 상기 화상표시부의 투명도전층과 상기 패드영역의 투명도전층과 버스금속층을 식각하여 애노드전극 및 애노드패드를 형성하는 단계와;
    상기 포토레지스트패턴을 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자의 제조방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판 상에 투명도전층으로 이루어진 애노드전극, 그 애노드전극으로부터 신장되어 상기 투명도전층과 버스금속층으로 이루어진 애노드패드를 형성하는 단계는
    상기 기판 상에 투명도전층, 버스금속층 및 포토레지스트막을 순차적으로 적층하는 단계와;
    상기 포토레지스트막을 부분 노광 마스크를 이용한 노광 및 현상공정에 의해 상기 유기층이 형성된 화상표시부보다 상기 애노드패드가 형성된 패드영역에서 높이가 높은 단차진 포토레지스트패턴을 형성하는 단계와;
    상기 포토레지스트패턴을 이용하여 상기 투명도전층과 버스금속층을 식각하여 상기 투명도전층과 버스금속층으로 이루어진 애노드전극과 애노드패드를 형성하는 단계와;
    상기 포토레지스트패턴을 에싱하여 상기 애노드전극의 버스금속층을 노출시 키는 단계와;
    상기 에싱된 포토레지스트패턴을 마스크로 상기 노출된 애노드전극의 버스금속층을 식각하는 단계와;
    상기 포토레지스트패턴을 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자의 제조방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 캐소드전극으로부터 신장된 캐소드패드를 상기 캐소드전극과 동일한 금속으로 형성하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자의 제조방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 투명도전층, 그 투명도전층 상에 형성된 버스금속층으로 이루어진 캐소드 패드 하부 전극을 형성하는 단계와;
    상기 캐소드 패드 하부 전극 상에 상기 캐소드전극과 동일한 금속으로 이루어진 캐소드 패드 상부 전극을 형성하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로하는 유기 전계 발광 소자의 제조방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 투명도전층은 인듐 틴 옥사이드(ITO), 인듐 징크 옥사이드(IZO) 및 인 듐 틴 징크 옥사이드(ITZO) 중 적어도 어느 하나로 형성되는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자의 제조방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 버스금속층은 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr), 은(Ag) 및 구리(Cu) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 저저항금속으로 형성되는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자의 제조방법.
  8. 기판 상에 투명도전층으로 이루어진 애노드전극과;
    상기 애노드전극과 교차하는 캐소드전극과;
    상기 애노드전극 및 캐소드전극의 교차부에 위치하는 유기층과;
    상기 캐소드전극으로부터 신장되는 캐소드패드와;
    상기 애노드전극으로부터 신장되어 상기 투명도전층과 버스금속층으로 이루어진 애노드패드를 구비하며;
    상기 애노드전극과 애노드패드는 동일한 마스크공정으로 형성되는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 투명도전층은 인듐 틴 옥사이드(ITO), 인듐 징크 옥사이드(IZO) 및 인듐 틴 징크 옥사이드(ITZO) 중 적어도 어느 하나로 형성되는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 버스금속층은 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr), 은(Ag) 및 구리(Cu) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 저저항금속으로 형성되는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 캐소드 패드는
    상기 캐소드전극과 동일한 금속으로 형성되는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자.
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 캐소드 패드는
    상기 투명도전층, 그 투명도전층 상에 형성되는 버스금속층으로 이루어진 캐소드 패드 하부 전극과;
    상기 캐소드 패드 하부 전극 상에 상기 캐소드 전극과 동일한 금속으로 이루어진 캐소드 패드 상부 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자.
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