KR100662622B1 - 유기 전계 발광 소자 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 발광 영역에서 발생된 빛이 비발광 영역으로 산란되지 않는 구조를 가짐으로서 선명도를 향상될 수 있는 유기 전계 발광 소자 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자의 제조 방법은 글라스 기판 상에 포토레지스트층을 형성한 후, 소정 부분을 제거하는 단계; 패터닝된 포토레지스트층을 마스크로 이용하여 글라스 기판을 과도 에칭하고, 포토레지스트층을 제거하여 글라스 기판을 발광 영역과 비발광 영역으로 구분하는 단계; 글라스 기판 상에 ITO층을 형성하고, 글라스 기판의 에칭된 부분에 대응하는 ITO층 상에 격벽을 형성하는 단계; 및 전체 구조 상에 절연층과 금속 전극을 형성하는 단계를 포함한다. 한편, 포토레지스트층을 제거한 후, 글라스 기판 상에 SiO2막을 형성하여 에칭된 글라스 기판 표면을 구형 곡면 처리한다. 본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자는 금속 전극 및 금속 전극 하부의 ITO층이 상향으로 볼록한 형태의 구형 구조를 갖기 때문에 전극에서 발생된 광이 비발광 영역으로 산란되지 않게 된다.
유기 전계 발광 소자

Description

유기 전계 발광 소자 및 그 제조 방법{Organic electroluminescent device and method for manufacturing the same }
도 1은 일반적인 유기 전계 발광 소자의 구성을 도시한 단면도.
도 2a 내지 도 2e는 본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자의 각 제조 단계를 나타내는 단면도.
본 발명은 유기 전계 발광 소자 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 특히 발광 영역의 면적을 최대화하여 선명도를 향상시킬 수 있는 유기 전계 발광 소자 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
유기 전계 발광은 유기물(저분자 또는 고분자) 박막에 음극과 양극을 통하여 주입된 전자와 정공(hole)이 재결합하여 여기자(exition)를 형성하고, 형성된 여기자로부터의 에너지에 의해 특정한 파장의 빛이 발생되는 현상이다.
이러한 현상을 이용한 유기 전계 발광 소자는 도 1에 도시된 바와 같은 기본적 구조를 갖고 있다. 유기 전계 발광 소자의 기본적인 구성은, 글라스 기판(1), 글라스 기판(1) 표면에 증착된 ITO 전극(2; 애노드 전극), ITO 전극 (2) 상에 일 정한 간격을 갖고 형성된 금속 전극들(3), 금속 전극들(3) 사이에 위치하는 다수의 격벽들(4)로 이루어진다. 각 금속 전극(3)은 캐소드 전극의 기능을 수행하며, 그 하부에는 절연층(3A)이 위치한다.
이러한 구조를 갖는 유기 전계 발광 소자는 다음의 단계들을 거쳐 제조된다. 먼저, 글라스 기판(1) 상에 진공 증착법을 이용하여 ITO(Indium-Tin-Oxide) 층을 증착하고, 이 ITO 층을 사진에칭법(photolithography)으로 패터닝하여 ITO 전극(2)을 형성한다. ITO 전극(2) 상에 다수의 격벽(4)을 형성한 후, 전체 구조 상부에 절연층(3A) 및 금속 전극(3)을 형성함으로서 도 1에 도시된 유기 전계 발광 소자가 구성된다.
도 1에서, 각 격벽(4)은 다수의 금속 전극(3)을 각각의 픽셀(pixel)로 구분하기 위한 것으로서, 전체 구조 중에서 금속 전극(3)이 형성된 부분은 애노드 전극과 캐소드 전극의 상호 작용에 의하여 광이 발생되는 발광 영역이며, 금속 전극(3)이 형성되지 않은 부분, 즉 격벽(4)이 형성된 부분은 비발광 영역이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 금속 전극(3)이 반복적으로 형성되어 있는 단위 공간 내에서 비발광 영역을 제외한 발광 영역은 한정되어 있으며, 또한 평면 구조의 각 금속 전극(3)이 형성된 발광 영역에서는 방향성이 없는 빛(도 1에서 화살표로 도시됨)을 발광하게 된다. 따라서, 각 발광 영역에서 발생된 광은 인접한 비발광 영역으로 산란되며, 이러한 현상으로 인하여 외부에서 글라스 기판(1)을 통하여 소자를 관측하는 경우 산란된 광에 의하여 선명도가 떨어지게 된다.
본 발명은 유기 전계 발광 소자가 발광 영역과 비발광 영역으로 구분되는 구조로 인하여 발생하는 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 발광 영역에서 발생된 빛이 비발광 영역으로 산란되지 않는 구조로 이루어짐으로서 선명도를 향상될 수 있는 유기 전계 발광 소자 및 그 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상술한 목적을 실현하기 위한 본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자의 제조 방법은 글라스 기판 상에 포토레지스트층을 형성한 후, 소정 부분을 제거하는 단계; 패터닝된 포토레지스트층을 마스크로 이용하여 글라스 기판을 과도 에칭하고, 포토레지스트층을 제거하여 글라스 기판을 발광 영역과 비발광 영역으로 구분하는 단계; 글라스 기판 상에 ITO층을 형성하고, 글라스 기판의 에칭된 부분에 대응하는 ITO층 상에 격벽을 형성하는 단계; 및 전체 구조 상에 절연층과 금속 전극을 형성하는 단계를 포함한다. 한편, 본 발명의 목적을 이루기 위하여 포토레지스트층을 제거한 후, 글라스 기판 상에 SiO2막을 형성하여 에칭된 글라스 기판 표면을 구형 곡면 처리하는 것이 바람직하다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 유기 전계 발광 소자는 기판; 상기 기판 상부에 형성되는 SiO2막; 상기 SiO2막 위에 형성되며, 애노드 전극으로 사용되는 ITO층; 및 상기 ITO층 상부에 순차적으로 형성된 절연층 및 금속 전극을 포함한다. 여기서, 상기 ITO층, 상기 SiO2막 및 상기 금속 전극이 상향으로 볼록한 구형 형태로 이루어진다.
이와 같은 방법으로 제조된 유기 전계 발광 소자는 금속 전극 및 금속 전극 하부의 ITO층이 상향으로 볼록한 형태의 구형 구조를 갖기 때문에 전극에서 발생된 광이 비발광 영역으로 산란되지 않게 된다.
이하, 본 발명을 첨부한 도면을 통하여 상세히 설명한다.
도 2a 내지 도 2e는 본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자의 각 제조 단계를 나타내는 단면도로서, 도면의 간략화를 위하여 각 부분을 단면 처리하지 않은 상태로 도시하였다.
이하, 본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자의 제조 공정을 도면을 통하여 각 단계 별로 설명하면 다음과 같다.
도 2a는 글라스 기판(10) 상에 포토레지스트층(11)이 형성되어 있는 상태를 도시하고 있으며, 이후 마스크(도시되지 않음)를 이용한 노광 공정을 통하여 포토레지스트층(11)의 일부를 제거한다(도 2b의 상태).
패터닝된 포토레지스트층(11)을 마스크로 이용하여 글라스 기판(10)에 대한 에칭 공정을 실시한 후, 포토레지스트층을 제거한다(도 2c의 상태). 한편, 본 발명에서는 글라스 기판(10)에 대하여 과도 에칭(over-etching)을 실시하게 되며, 에칭 공정 후, 글라스 기판(10) 표면에 SiO2막(12)을 형성하여 에칭된 글라스 기판(10)의 표면을 구형 곡면 처리한다.
따라서 도 2c에 도시된 바와 같이, 글라스 기판(10) 중에서 포토레지스트와 대응한 부분, 즉 에칭되지 않는 부분은 상향으로 볼록한 구면(球面) 형상을 갖게 된다. 한편, 후술하는 바와 같이, 글라스 기판(10) 중 에칭되지 않는 부분은 발광 영역, 에칭된 부분은 비발광 영역으로 구분된다.
글라스 기판(10)에 대한 에칭 공정 및 SiO2층(12) 형성 공정 후, 전체 구조 상에 ITO층(13)을 형성(도 2d)한다.
글라스 기판(10)의 에칭된 부분에 대응하는 ITO층(13) 상에 격벽(W)을 형성한다. 이후, 전체 구조 상에 절연층과 금속 전극(14;도 2e에서는 절연층과 금속 전 극을 구분하지 않은 상태로 도시함)을 순차적으로 형성함으로서 도 2e에 도시된 바와 같은 유기 전계 소자가 구성된다.
도 2e에 도시된 바와 같이, 발광 영역(EA)을 형성하는 금속 전극(14)과 ITO층(13)이 위로 볼록한 상태의 구면 형상으로 이루어지기 때문에 평면 전극과 비교하여 단위 투영 면적당 발광 면적이 넓어지게 된다. 특히 발광 영역(EA)에서 방향성이 없는 빛이 발광될지라도 상향으로 볼록한 구조로 형성된 금속 전극(13) 및 ITO 층(13)에 의하여 빛은 비발광 영역(NEA)으로 산란되지 않는다.
이상과 같은 본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자는 글라스 기판을 과도 에칭함으로서 발광 영역을 구성하는 ITO층과 금속 전극을 상향으로 볼록한 구면 형태로 구성함으로서 투영 면적과 비교하여 발광 면적이 증가되며, 특히 발광 영역에서 발생한 광이 비발광 영역으로 산란되지 않아 소자의 선명도가 향상된다.
위에 설명된 예시적인 실시예는 제한적이기보다는 본 발명의 모든 관점들 내에서 설명적인 것이 되도록 의도되었다. 따라서 본 발명은 본 기술 분야의 숙련된 자들에 의하여 본 명세서 내에 포함된 설명으로부터 얻어질 수 있는 많은 변형과 상세한 실행이 가능하다. 다음의 청구범위에 의하여 한정된 바와 같이 이러한 모든 변형과 변경은 본 발명의 범위 및 사상 내에 있는 것으로 고려되어야 한다.

Claims (3)

  1. 기판, 기판 상부에 형성되어 애노드 전극으로 사용되는 ITO 층, 패터닝된 ITO 전극 상부에 순차적으로 형성된 절연층 및 금속 전극을 포함하는 유기 전계 발광 소자 제조 방법에 있어서,
    글라스 기판 상에 포토레지스트층을 형성한 후, 소정 부분을 제거하는 단계;
    패터닝된 포토레지스트층을 마스크로 이용하여 글라스 기판을 과도 에칭하고, 포토레지스트층을 제거하여 글라스 기판을 위를 향하여 볼록한 구면 형태의 발광 영역과 비발광 영역으로 구분하는 단계;
    글라스 기판 상에 ITO층을 형성하고, 글라스 기판의 에칭된 부분에 대응하는 ITO층 상에 격벽을 형성하는 단계; 및
    전체 구조 상에 절연층과 금속 전극을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 포토레지스트층을 제거한 후, SiO2막을 형성하여 에칭된 글라스 기판 표면을 구형 곡면 처리하는 단계를 더 포함하는 유기 전계 발광 소자 제조 방법.
  3. 기판;
    상기 기판 상부에 형성되는 SiO2막;
    상기 SiO2막 위에 형성되며, 애노드 전극으로 사용되는 ITO층; 및
    상기 ITO층 상부에 순차적으로 형성된 절연층 및 금속 전극을 포함하되,
    상기 ITO층, 상기 SiO2막 및 상기 금속 전극이 상향으로 볼록한 구형 형태로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자.
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