KR100667017B1 - 유기 전계 발광 소자의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 유기 전계 발광 소자의 공정 원가를 크게 감소시킬 수 있는 동시에, 절연막 및 격벽 내부에 잔존하는 유기 용매 또는 수분 등의 화소부로의 방출 및 이에 따른 화소부의 열화를 방지하여, 소자의 품질 및 신뢰성을 확보할 수 있는 유기 전계 발광 소자의 제조 방법에 관한 것이다. 이러한 본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자의 제조 방법은, 기판 상에 줄무늬 형상의 복수의 제 1 전극을 형성하는 단계; 상기 복수의 제 1 전극이 형성된 기판 전면에 포지티브 감광막을 형성하는 단계; 상기 복수의 제 1 전극과 직교하는 제 1 영역 및 상기 복수의 제 1 전극 사이의 제 2 영역에만 잔류하도록 상기 포지티브 감광막을 패터닝하는 단계; 상기 패터닝된 포지티브 감광막 중 상기 복수의 제 1 전극과 직교하는 제 3 영역에 제 1 노광하는 단계; 상기 제 1 노광된 포지티브 감광막의 상부 표면을 제 1 실릴화하는 단계; 상기 제 1 영역, 제 2 영역 및 제 3 영역의 포지티브 감광막을 산소 플라즈마로 애싱 처리하는 단계를 포함한다.
유기 전계 발광 소자, 절연막, 격벽, 아웃개싱, 실릴화
Description
도 1은 본 발명에 따라 제조된 유기 전계 발광 소자를 간략히 나타낸 평면도이다.
도 2a 내지 도 2f는 도 1을 A-A'로 절단한 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유기 전계 발광 소자 제조 방법의 공정 단면도이고,
도 3a 내지 도 3f는 도 1을 B-B'로 절단한 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유기 전계 발광 소자 제조 방법의 공정 단면도이다.
도 4a 내지 도 4g는 도 1을 A-A'로 절단한 본 발명의 제 2 실시예에 따른 유기 전계 발광 소자 제조 방법의 공정 단면도이고,
도 5a 내지 도 5g는 도 1을 B-B'로 절단한 본 발명의 제 2 실시예에 따른 유기 전계 발광 소자 제조 방법의 공정 단면도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
210 : 투명 기판 220 : 제 1 전극
231 : 포지티브 감광막(네거티브 감광막) 231a : 절연막
231b : 격벽 240 : 실리콘산화막
241 : 실릴화 반응막 250 : 개구부
260 : 유기 발광층 270 : 제 2 전극
"가" : 제 1 영역 "나" : 제 2 영역
"다" : 제 3 영역
본 발명은 유기 전계 발광 소자의 공정 원가를 크게 감소시킬 수 있는 동시에, 절연막 및 격벽 내부에 잔존하는 유기 용매 또는 수분 등의 화소부로의 방출 및 이에 따른 화소부의 열화를 방지하여, 소자의 품질 및 신뢰성을 확보할 수 있는 유기 전계 발광 소자의 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로 유기 전계 발광 소자는 평판 디스플레이 소자 중의 하나로 투명기판 상의 양전극층과 음전극층 사이에 유기 발광층을 개재하며, 매우 얇고, 매트릭스 형태로 형성할 수 있다.
이러한 유기 전계 발광 소자는 15V 이하의 낮은 전압으로 구동이 가능하고, 다른 디스플레이 소자, 예를 들어, TFT-LCD에 비해 휘도, 시야각, 응답속도 및 소비 전력 등에서 우수한 특성을 나타낸다. 더구나, 유기 전계 발광 소자는 다른 디스플레이 소자에 비해 1㎲의 빠른 응답 속도를 가지기 때문에 동영상 구현이 필수적인 차세대 멀티미디어용 디스플레이에 적합한 소자이다.
한편, 이와 같은 유기 전계 발광 소자는 일반적으로, 전기적 절연이 가능한 물질로 이루어진 절연막 및 격벽을 양전극층이 형성된 기판 위에 순차 형성하고, 이러한 격벽의 오버행(overhang) 구조를 통해 음전극층을 패터닝하여 제조된다.
여기서, 상기 절연막은 양전극층 위에 도트 형태의 개구부를 제외한 전 영역에 걸쳐 형성되어, 개구부에 의해 화소를 정의하며 양전극층의 단부에서의 누설 전류를 억제시키는 역할을 한다.
또한, 상기 절연막 위에 형성되는 격벽은 양전극층과 직교하도록 일정 간격을 가지게 배열되고 역경사를 유지하는 오버행 구조로 이루어지는 바, 인접 화소 간의 음전극층을 분리시키는 역할을 한다.
따라서, 안정적인 유기 전계 발광 소자를 제조하기 위해서는 절연막과 격벽을 모두 필요로 한다.
이 때문에, 종래부터 단순화된 공정을 통해 이러한 절연막 및 격벽을 형성할 수 있도록 하는 유기 전계 발광 소자의 제조 방법이 다수 제안된 바 있다.
우선, 미국 특허 제 5,701,055 호에는 2 층의 감광막에 대한 노광 및 현상 공정을 각각 별도로 진행하여 상기 절연막 및 격벽을 별개로 형성하는 유기 전계 발광 소자의 제조 방법이 개시된 바 있다.
이러한 종래 제 1 기술에 의한 유기 전계 발광 소자의 제조 방법을 간략히 살피면, 우선, 투명 기판 상에 ITO(indium tin oxide) 등으로 이루어진 양전극층을 복수의 평행한 줄무늬 형상으로 형성한다. 그리고 나서, 상기 양전극층이 형성된 투명 기판 상에 포지티브 감광막 등으로 이루어진 절연막을 적층한다.
이후, 노광 및 현상 공정을 포함하는 사진 석판 공정을 통해, 상기 양전극층 사이 및 양전극층과 직교하는 소정 영역에만 잔류하도록 상기 절연막을 패터닝한다. 그 결과, 패터닝된 절연막은 상기 양전극층 상의 도트 형태의 개구부를 제외한 나머지 모든 영역 상에 형성되어 격자 형태를 가지게 된다. 이러한 개구부가 바로 유기 전계 발광 소자의 화소를 정의한다.
그리고, 상기 패터닝된 절연막 위에 네가티브 감광막 등을 적층하고, 노광 및 현상 공정을 포함하는 사진 석판 공정을 통해 이를 패터닝하여 역경사를 가지는 격벽을 형성한다. 이 때, 격벽은 줄무늬 형상의 양전극층과 직교하고 도트 형태의 개구부 사이에 형성된 절연막 상에 일정 간격을 두고 배열되며, 추후에 형성될 음전극층이 인접 화소 간에 연결되어 단락되지 않도록 역경사를 유지하는 오버행 구조를 갖는다. 즉, 이러한 격벽은 네가티브 감광막의 특성을 이용하여 역경사가 항상 유지되도록 형성됨으로서, 인접 화소의 음전극층 간의 단락을 방지한다.
그리고 나서, 상기 절연막 및 격벽 내에 포함된 수분 또는 유기 용매 등을 제거하기 위해 하드베이크 공정을 진행한 후, 상기 격벽이 형성된 결과물의 전면에 메탈마스크를 이용하여 유기 발광층과 음전극층을 순차적으로 증착한다. 이 때, 개구부의 양전극층 상에 유기 발광층을 적층하면 격벽에 의한 그림자 효과로 인해 격벽 부근에서 유기 발광층의 두께가 얇아져 유기 발광층의 상부에 적층되는 음전극층이 하부의 양전극층과 단락될 가능성이 있는데, 이는 격벽 하부의 경사(positive profile)를 가지는 절연막에 의해 방지된다.
이와 같은 종래 제 1 기술에 의할 경우, 상기와 같이 각각 별도로 형성된 절 연막 및 격벽에 의해, 화소를 정의하고 유기 발광층 및 음전극층을 양호하게 패터닝하여 안정적인 특성을 가지는 유기 전계 발광 소자를 제조할 수 있다. 그러나, 이러한 종래 제 1 기술에서는, 상기 절연막 및 격벽을 형성하기 위하여, 2 층의 감광막을 사용하는 한편, 이들 각 층의 감광막에 대한 2 회의 완전히 분리된 사진 석판 공정을 각각 별도로 진행하여야 하기 때문에 유기 전계 발광 소자의 제조 공정이 매우 복잡해지고, 재료비 등의 공정 원가가 크게 증가하는 문제점이 있다.
더구나, 상기 절연막 및 격벽을 형성한 후 상기 하드베이크 공정을 진행하더라도 그 내부에 포함된 수분 및 유기 용매가 완전히 제거되지 않고 소량 잔류하기 때문에, 유기 전계 발광 소자의 구동시에 이러한 수분 및 유기 용매가 아웃개싱(outgassing)에 의해 화소부로 방출되어 화소부를 열화시킬 수 있다. 이에 따라, 유기 전계 발광 소자에서 흑점과 같은 불량이 발생되어 소자의 신뢰성을 저하시키고 소자의 수명을 단축시키는 주요인이 된다.
이러한 종래 제 1 기술의 문제점으로 인하여, 제조 공정이 단순화되고, 공정 원가가 감소되며, 상기 절연막 및 격벽에서 아웃개싱되는 수분 및 유기 용매에 의한 문제점을 방지할 수 있는 유기 전계 발광 소자의 제조 방법이 계속적으로 요구되어 왔다.
이러한 요구의 일부를 충족할 수 있는 것으로, 대한민국 특허 등록 제 408091 호에 개시된 유기 전계 발광 소자의 제조 방법이 있다.
이러한 종래 제 2 기술에 의한 제조 방법은, 2 회의 노광 공정, 하프톤 마스크를 이용한 1 회의 노광 공정 및 2 회의 현상 공정을 통해 단일층의 상변환 감광 막을 패터닝하여, 상기한 바와 같은 절연막과, 격벽 역할을 하는 역경사의 트렌치를 형성하는 것으로, 이의 구성에 대해 좀 더 상세히 살피면 다음과 같다.
우선, 종래 제 1 기술에서와 마찬가지로, 투명 기판 상에 ITO 등으로 이루어진 양전극층을 복수의 평행한 줄무늬 형상으로 형성한다. 그리고 나서, 상기 양전극층이 형성된 투명 기판 상에 상변환 감광막을 적층한다. 이후, 하프톤 마스크를 이용한 제 1 차 노광 및 현상 공정을 통해, 상기 양전극층 사이 및 양전극층과 직교하는 소정 영역에만 잔류하도록 상기 상변환 감광막을 패터닝한다. 그 결과, 패터닝된 상변환 감광막은 상기 양전극층 상의 도트 형태의 개구부를 제외한 나머지 모든 영역 상에 형성되어 격자 형태를 가지게 되고, 이러한 개구부가 화소를 정의한다.
한편, 상기 하프톤 마스크를 이용한 패터닝 공정에서, 양전극층 사이 영역의 상변환 감광막은 하프톤 마스크의 하프톤 패턴을 통해 제 1 차 노광되어 양전극층과 직교하는 영역보다 낮은 두께로 형성된다.
이후, 격벽 역할을 할 트렌치의 영역을 차폐하는 노광 마스크를 통해 상기 양전극층과 직교하는 영역의 상변환 감광막을 제 2 차 노광하고, 상변환 베이크 공정 및 제 3 차 노광 공정(전면 노광 공정)을 실시하여 상변환 감광막의 특성을 변화시킨다. 상변환 감광막의 특성 상, 상기 상변환 베이크를 진행하면, 제 2 차 노광된 부분이 가교되어 전면 노광의 영향을 받지 않고 추후의 제 2 차 현상 공정에서 잔류하게 되며, 제 2 차 노광에서 비노광된 트렌치 영역의 상변환 감광막은 오히려 본래의 포지티브 감광막 특성을 그대로 유지하여, 전면 노광에 의해 추후의 제 2 차 현상 공정에서 제거될 수 있는 상태로 된다. 이때, 전면 노광량을 조절하여 트렌치 영역의 상변환 감광막의 상부 일부만 노광함으로서, 추후의 제 2 차 현상시에 이러한 상변환 감광막의 상부 일부만이 제거되어 소정 깊이의 트렌치가 형성될 수 있도록 한다.
이후, 제 2 차 현상 공정을 진행하면, 상기 양전극층과 직교하는 영역의 감광막 상에, 격벽 역할을 할 수 있는 오버행 구조의 역경사 트렌치가 형성된다. 그리고 나서, 이러한 역경사 트렌치가 형성된 감광막 내부에 잔류하는 수분 및 유기 용매를 제거하기 위하여 하드베이크 공정을 진행한다.
즉, 상기와 같은 제조 방법에 따라, 화소를 정의하는 절연막을 상변환 감광막으로 형성할 수 있는 동시에, 양전극층과 직교하는 절연막 상에 격벽 역할을 하는 트렌치를 형성할 수 있게 된다.
이후에 진행되는 유기 발광층 및 음전극층의 형성 공정 등은 종래 제 1 기술의 제조 방법과 같다.
이러한 종래 제 2 기술의 제조 방법에 따르면, 단일층의 상변환 감광막, 하프톤 마스크(제 1 노광 마스크) 및 차폐 마스크(제 2 노광 마스크)를 이용하여, 절연막과 격벽 역할을 하는 트렌치를 형성할 수 있으므로, 종래 제 1 기술에 비해 공정 단계가 간단해지고, 감광막의 사용량이 적어져 재료비 등의 공정 원가를 일부 절감할 수 있다.
그러나, 이는 고가의 하프톤 마스크 및 상변환 마스크의 사용을 필요로 하기 때문에 유기 전계 발광 소자의 전체적인 공정 원가가 여전히 높게 되며, 또한, 하 프톤 마스크의 설계가 매우 어려워서 제조 공정 자체도 쉽지 않은 문제점이 있다.
더구나, 이러한 종래 제 2 기술에 의하더라도, 상기 절연막 및 트렌치를 형성하는 감광막 내의 수분 및 유기 용매가 상기 하드베이크 공정에 의해 완전히 제거되지 않고 소량 잔류하기 때문에, 이러한 수분 및 유기 용매가 아웃개싱(outgassing)에 의해 화소부로 방출되어 화소부를 열화시키는 문제점이 여전히 존재한다. 이 때문에, 최종 제조된 유기 전계 발광 소자의 화소부에서 흑점 등의 불량이 발생하여, 소자의 신뢰성이 저하되고 수명 역시 단축된다.
그러므로, 이러한 문제점을 해결할 수 있는 유기 전계 발광 소자의 제조 방법이 계속적으로 요구되어 왔으며, 이러한 문제점의 일부를 해결할 수 있는 유기 전계 발광 소자의 제조 방법이 본 발명자들의 PCT/KR2004/002366 호에 개시된 바 있다. 이러한 제 3 종래 기술에 의한 제조 방법은 일반적인 노광마스크를 사용하여 3 회의 노광 공정 및 2 회의 현상 공정을 통해 단일층의 상변환 감광막을 패터닝하여, 절연막과 격벽을 형성하는 것으로, 이의 구성에 대해 좀 더 상세히 살피면 다음과 같다.
우선, 종래 제 1 기술 및 종래 제 2 기술에서와 마찬가지로, 투명 기판 상에 ITO 등으로 이루어진 양전극층을 복수의 평행한 줄무늬 형상으로 형성한다. 그리고 나서, 상기 양전극층이 형성된 투명 기판 상에 상변환 감광막을 적층한다. 이후, 일반적인 노광 마스크를 이용한 제 1 차 노광 및 현상 공정을 통해, 상기 양전극층 사이 및 양전극층과 직교하는 소정 영역에만 잔류하도록 상기 상변환 감광막을 패터닝한다.
이후, 격벽이 형성될 영역을 정의하는 노광 마스크를 통해 상기 양전극층과 직교하는 영역의 상변환 감광막을 제 2 차 노광하고, 상변환 베이크하여 상변환 감광막의 특성을 변화시킨 후, 전면 노광(제 3 차 노광)을 실시한다. 상변환 감광막의 특성 상, 상기 상변환 베이크를 진행하면, 격벽이 형성될 영역의 제 2 노광된 상변환 감광막이 가교되어 전면 노광의 영향을 받지 않고 추후의 제 2 차 현상 공정에서 잔류하게 되며, 제 2 차 노광에서 비노광된 상변환 감광막은 오히려 본래의 포지티브 감광막 특성을 그대로 유지하여, 전면 노광에 의해 추후의 제 2 차 현상 공정에서 제거될 수 있는 상태로 된다.
또한, 상기 전면 노광 공정은 노광 에너지량을 조절하여, 제 2 차 노광에서 비노광된 상변환 감광막이 추후의 제 2 차 현상 공정에서 완전히 제거되지 않고 다만 격벽보다 낮은 두께로 잔류함으로서, 화소를 정의하는 절연막의 역할을 할 수 있도록 한다.
그리고 나서, 제 2 차 현상 공정을 진행하면, 제 2 차 노광에서 노광된 상변환 감광막이 잔류하여 역경사를 가지는 오버행 구조의 격벽을 형성하며, 또한, 비노광된 나머지 상변환 감광막은 전면노광에 의해 현상시에 소정 두께가 제거되어 상기 격벽보다 낮은 두께로 잔류함으로서 화소를 정의하는 절연막을 형성한다. 이후, 상기 절연막 및 격벽 내에 포함된 수분 또는 유기 용매 등을 제거하기 위해 하드베이크 공정을 진행한다.
이후에 진행되는 유기 발광층 및 음전극층의 형성 공정 등은 종래 제 1 기술 및 종래 제 2 기술의 제조 방법과 같다.
상기와 같은 제조 방법에 따르면, 설계가 매우 어려우며, 고가인 하프톤 마스크를 사용하지 않고도 단일층의 상변환 감광막을 이용하여 절연막 및 격벽을 형성할 수 있으므로, 상기 종래 제 2 기술의 문제점 중 일부를 해결할 수 있다.
그러나, 종래 제 3 기술에 의하더라도, 고가의 상변환 감광막을 여전히 사용하고 있으므로, 유기 전계 발광 소자의 공정 원가가 높아지는 문제점을 완전히 해결하지는 못하고 있으며, 더구나, 상기 하드베이크 공정에 의해 완전히 제거되지 않고 상기 절연막 및 격벽 내에 잔류하는 수분 및 유기 용매가 아웃개싱에 의해 화소부를 오염시켜 유기 전계 발광 소자의 품질을 저하시키고 수명을 단축시키는 문제점은 전혀 해결될 수 없다.
이에 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여, 단일층의 일반적인 포지티브 또는 네가티브 감광막을 이용하여 절연막 및 격벽을 모두 형성할 수 있어서 공정 원가가 크게 절감되면서도, 상기 절연막 및 격벽에 잔류하는 수분 또는 유기 용매의 아웃개싱에 의해 화소부가 열화되는 종래 기술의 문제점을 해결할 수 있는 유기 전계 발광 소자의 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 실시예에 따라, 기판 상에 줄무늬 형상의 복수의 제 1 전극을 형성하는 단계; 상기 복수의 제 1 전극이 형성된 기판 전면에 포지티브 감광막을 형성하는 단계; 상기 복수의 제 1 전극과 직교하는 제 1 영역 및 상기 복수의 제 1 전극 사이의 제 2 영역에만 잔류하도록 상기 포지티브 감광막을 패터닝하는 단계; 상기 패터닝된 포지티브 감광막 중 상기 복수의 제 1 전극과 직교하는 제 3 영역에 제 1 노광하는 단계; 상기 제 1 노광된 포지티브 감광막을 제 1 실릴화하는 단계; 상기 제 1 영역, 제 2 영역 및 제 3 영역의 포지티브 감광막을 산소 플라즈마로 애싱 처리하는 단계; 및 애싱 처리된 결과물을 하드베이크하는 단계를 포함하는 유기 전계 발광 소자의 제조 방법이 제공된다.
이러한 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유기 전계 발광 소자의 제조 방법에 있어서, 상기 애싱 처리된 결과물을 하드베이크하는 단계 후에는, 상기 포지티브 감광막 전면에 제 2 노광하는 단계; 상기 제 2 노광된 포지티브 감광막을 제 2 실릴화하는 단계; 및 상기 제 2 실릴화된 포지티브 감광막을 산소 플라즈마로 처리하는 단계를 더 진행함이 바람직하다.
이러한 유기 전계 발광 소자의 제조 방법에 있어서, 상기 산소 플라즈마 애싱 처리 단계 또는 산소 플라즈마 처리 단계까지를 진행하면, 경사(positive profile)를 가지는 절연막과 그 상부의 역경사를 가진 오버행 구조의 격벽이 동시에 형성되는 한편, 이러한 절연막과 격벽 표면의 일부 또는 전부에 실리콘 산화막이 형성된다. 이후, 상기 복수의 제 1 전극 위에 유기 발광층 및 제 2 전극을 순차 형성하는 단계를 더 진행하면, 최종적으로 유기 전계 발광 소자가 제조된다.
즉, 이러한 제 1 실시예에 의한 유기 전계 발광 소자의 제조 방법에 따르면, 단일층의 일반적인 포지티브 감광막을 사용하여 절연막 및 격벽을 동시에 형성할 수 있으므로, 고가의 상변환 감광막 등을 사용하는 종래 제 3 기술 등에 비해 소자의 공정 원가가 크게 절감된다. 더구나, 절연막 및 격벽 표면에 소수성(hydrophobic)의 치밀한 실리콘 산화막이 형성됨에 따라, 공정 중에 상기 절연막 또는 격벽으로의 수분의 침투나 흡착이 방지되는 동시에, 공정시 완전히 제거되지 못하여 절연막 및 격벽 내에 잔존하는 수분이나 유기 용매가 그 외부로 방출되기 어렵게 된다. 따라서, 유기 전계 발광 소자의 구동 중에 상기 절연막 및 격벽 내의 수분이나 유기 용매가 아웃개싱에 의해 방출되어 화소부를 열화시키는 종래 기술의 문제점을 해결할 수 있다.
상기 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유기 전계 발광 소자의 제조 방법에 있어서, 상기 제 1 노광 단계는, 상기 제 1 영역의 패터닝된 포지티브 감광막의 상부 폭보다 좁은 상기 제 3 영역을 투광 영역으로 구비한 노광 마스크를 이용하여 진행할 수 있으며, 이러한 노광 마스크는 투광 영역인 상기 제 3 영역의 중심이 상기 제 1 영역의 패터닝된 포지티브 감광막 중심과 일치하도록 정렬됨이 바람직하다.
여기서, 상기 제 3 영역은 추후에 격벽이 형성될 영역을 정의하고, 제 1 영역은 그 하부의 절연막이 형성될 영역을 정의하는 바, 제 3 영역이 상기 제 1 영역의 패터닝된 포지티브 감광막의 상부 폭보다 넓게 되는 경우, 격벽 하부의 경사(positive profile)를 가지는 절연막이 아주 좁게 형성되거나 제대로 형성될 수 없고, 제 3 영역의 중심이 상기 제 1 영역의 패터닝된 포지티브 감광막 중심과 일치하지 않는 경우, 격벽 하부의 절연막이 비대칭적으로 형성될 우려가 있다.
또한, 상기 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유기 전계 발광 소자에 있어서, 상기 제 1 실릴화 단계 및 상기 제 2 실릴화 단계는, 상기 제 1 노광된 포지티브 감광막 또는 제 2 노광된 포지티브 감광막의 표면을, 트리메틸실릴디에틸아민, N, N-디메틸아미노트리메틸실란, 1, 1, 3, 3-테트라메틸디실란, 디메틸실릴디메틸아민, 디메틸실릴디에틸아민, 헥사메틸시클로트리실라진 및 비스(N, N-디메틸아미노)메틸실란으로 이루어진 그룹에서 선택된 어느 하나 이상의 실릴 화합물과 반응시키는 단계를 통해 진행할 수 있다.
상기 실릴 화합물은 노광된 포지티브 감광막 내의 광활성 화합물(Photo Active Compound)과 반응하여, 광활성 화합물의 산 발생 작용기를 실릴화시킬 수 있다. 즉, 이러한 과정에 의해 노광된 포지티브 감광막의 표면에 실릴화 반응막이 형성될 수 있으며, 이러한 실릴화 반응막을 산소 플라즈마로 처리하면, 상기 실릴화 반응막의 실릴기가 산소와 반응하여, 상기 노광된 포지티브 감광막의 표면에 소수성의 실리콘 산화막이 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 제 2 실시예에 따라, 기판 상에 줄무늬 형상의 복수의 제 1 전극을 형성하는 단계; 상기 복수의 제 1 전극이 형성된 기판 전면에 네가티브 감광막을 형성하는 단계; 상기 복수의 제 1 전극과 직교하는 제 1 영역의 상기 네거티브 감광막에 제 1 노광하는 단계; 상기 제 1 노광된 네가티브 감광막을 제 1 차 베이크하는 단계; 상기 제 1 노광 단계에서 비노광된 네거티브 감광막을 현상해 제거하되, 상기 비노광된 네거티브 감광막의 일부 두께만을 제거하여 나머지 두께가 잔류하도록 하는 단계; 상기 복수의 제 1 전극과 직교하는 제 2 영역 및 상기 복수의 제 1 전극 사이의 제 3 영역을 제외한 나머지 영역의 상기 네거티브 감광막에 제 2 노광하는 단계; 상기 제 2 노광된 네거티브 감광막을 제 2 차 베이크하는 단계; 상기 네거티브 감광막의 전면에 제 3 노광하는 단계; 상기 제 3 노광된 네거티브 감광막을 제 1 실릴화하는 단계; 상기 네거티브 감광막의 전면을 산소 플라즈마로 애싱 처리하는 단계; 및 상기 애싱 처리된 결과물을 하드베이크하는 단계를 포함하는 유기 전계 발광 소자의 제조 방법이 제공된다.
이러한 본 발명의 제 2 실시예에 따른 유기 전계 발광 소자의 제조 방법에 있어서, 상기 애싱 처리된 결과물을 하드베이크하는 단계 후에는, 상기 네거티브 감광막 전면에 제 4 노광하는 단계; 상기 제 4 노광된 네거티브 감광막을 제 2 실릴화하는 단계; 및 상기 제 2 실릴화된 네거티브 감광막을 산소 플라즈마로 처리하는 단계를 더 진행할 수 있다.
이러한 유기 전계 발광 소자의 제조 방법에 있어서, 상기 산소 플라즈마 애싱 처리 단계 또는 산소 플라즈마 처리 단계까지를 진행하면, 경사(positive profile)를 가지는 절연막과 그 상부의 역경사를 가진 오버행 구조의 격벽이 동시에 형성되는 한편, 상기 절연막 표면의 일부 또는 전부에 실리콘 산화막이 형성된다. 이후, 상기 복수의 제 1 전극 위에 유기 발광층 및 제 2 전극을 순차 형성하는 단계를 더 진행하면, 최종적으로 유기 전계 발광 소자가 제조된다.
즉, 이러한 제 2 실시예에 의한 유기 전계 발광 소자의 제조 방법에 따르더라도, 단일층의 일반적인 네거티브 감광막을 사용하여 절연막 및 격벽을 동시에 형성할 수 있으므로, 고가의 상변환 감광막 등을 사용하는 종래 제 3 기술 등에 비해 소자의 공정 원가가 크게 절감된다. 또한, 절연막 표면에 소수성(hydrophobic)의 치밀한 실리콘 산화막이 형성됨에 따라, 상기 절연막으로의 수분의 침투나 흡착이 방지되는 동시에, 절연막 내에 잔존하는 수분이나 유기 용매가 그 외부로 방출되기 어렵게 되어, 상기 절연막 내의 수분이나 유기 용매가 아웃개싱에 의해 방출되어 화소부를 열화시키는 종래 기술의 문제점을 상당 부분 해결할 수 있다.
상기 본 발명의 제 2 실시예에 따른 유기 전계 발광 소자의 제조 방법에 있어서, 상기 제 2 노광 단계는, 상기 제 1 영역보다 넓은 폭의 상기 제 2 영역과, 상기 제 3 영역을 차광 영역으로 구비한 격자 형상의 노광 마스크를 이용하여 진행할 수 있으며, 이러한 노광 마스크는 이에 의해 차폐되는 상기 제 2 영역의 중심이 상기 제 1 영역의 네거티브 감광막 중심과 일치하도록 정렬됨이 바람직하다.
여기서, 상기 제 1 영역은 추후에 격벽이 형성될 영역을 정의하고, 제 2 영역은 그 하부의 절연막이 형성될 영역을 정의하는 바, 제 1 영역이 상기 제 2 영역보다 넓은 폭을 가지게 되는 경우, 격벽 하부의 경사(positive profile)를 가지는 절연막이 아주 좁게 형성되거나 제대로 형성될 수 없고, 제 2 영역의 중심이 상기 제 1 영역의 네거티브 감광막 중심과 일치하지 않는 경우, 격벽 하부의 절연막이 비대칭적으로 형성될 우려가 있다.
또한, 상기 본 발명의 제 2 실시예에 따른 유기 전계 발광 소자에 있어서, 상기 제 1 실릴화 단계 및 상기 제 2 실릴화 단계는, 상기 제 3 노광된 네거티브 감광막 또는 제 4 노광된 네거티브 감광막의 표면을, 트리메틸실릴디에틸아민, N, N-디메틸아미노트리메틸실란, 1, 1, 3, 3-테트라메틸디실란, 디메틸실릴디메틸아민, 디메틸실릴디에틸아민, 헥사메틸시클로트리실라진 및 비스(N, N-디메틸아미노)메틸실란으로 이루어진 그룹에서 선택된 어느 하나 이상의 실릴 화합물과 반응시키 는 단계를 통해 진행할 수 있다.
상기 실릴 화합물은 노광된 네거티브 감광막 내의 주 중합체와 반응하여, 주 중합체의 수산화(-OH) 작용기를 실릴화시킬 수 있다. 즉, 이러한 과정에 의해 노광된 네거티브 감광막의 표면에 실릴화 반응막이 형성될 수 있으며, 이러한 실릴화 반응막을 산소 플라즈마로 처리하면, 상기 실릴화 반응막의 실릴기가 산소와 반응하여, 상기 노광된 네거티브 감광막의 표면에 소수성의 실리콘 산화막이 형성될 수 있다.
이하 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.
이하, 본 발명에 따라 제조된 유기 전계 발광 소자의 구조를 간략히 설명한 후, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유기 전계 발광 소자의 제조 방법에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따라 최종 제조된 유기 전계 발광 소자를 간략히 나타낸 평면도이며(다만, 도시의 편이를 위하여 유기 발광층 및 제 2 전극은 도시 생략), 도 2g는 본 발명의 제 1 실시예에 따라 최종 제조된 유기 전계 발광 소자의 단면도 로서 도 1을 A-A'로 절단한 모습을 나타낸 단면도이고, 도 3g는 본 발명의 제 1 실시예에 따라 최종 제조된 유기 전계 발광 소자의 단면도로서 도 1을 B-B'로 절단한 모습을 나타낸 단면도이다.
도 1, 도 2g 및 도 3g를 참조하면, 투명 기판(210) 상에 ITO(indium tin oxide), IZO(indium-doped zinc oxide or IXO) 등으로 구성되는 복수의 제 1 전극(220)이 양전극층으로서 줄무늬 형상으로 배열된다. 복수의 제 1 전극(220) 사이 및 복수의 제 1 전극(220)과 직교하는 영역의 상기 제 1 전극(220)과 투명 기판(210) 상에는, 감광막(포지티브 감광막 또는 네거티브 감광막)으로 이루어진 격자 형상의 절연막(231a)이 형성되며, 상기 복수의 제 1 전극(220)과 직교하는 상기 절연막(231a) 위에는 유기 발광층(260) 및 제 2 전극 (270)을 패터닝하기 위한 격벽(231b)이 형성된다. 상기 격자 형상의 절연막(231a)은 제 1 전극(220) 상에 화소 영역을 노출시키는 개구부(250)를 정의하며, 상기 격벽(231b)은 각 화소의 유기 발광층 및 제 2 전극을 패터닝하는 역할을 한다.
한편, 본 발명에 따라 최종 제조된 유기 전계 발광 소자에 있어서는, 상기 절연막(231a) 및 격벽(231b) 표면의 일부 또는 전부가 실릴화되어 실릴화 반응막(241)이 형성되어 있고, 또한, 실릴화 반응막(241)의 표면에는 소정 두께의 소수성의 실리콘 산화막(240)이 형성되어 있다. 즉, 절연막(231a) 및 격벽(231b)의 표면에 상기 실릴화 반응막(241) 및 치밀한 실리콘 산화막(240)이 형성되어, 상기 치밀한 소수성의 실리콘 산화막(240)에 의해, 공정 중에 절연막(231a) 및 격벽(231b)으 로의 수분의 침투나 흡착이 방지되고, 공정시 완전히 제거되지 못하여 절연막(231a) 및 격벽(231b) 내부에 잔류하는 수분 또는 유기 용매 등이 방출되기 어렵게 된다. 이에 따라, 유기 전계 발광 소자의 구동 중에 상기 수분 또는 유기 용매에 의해 화소부가 열화되어 흑점 등의 불량이 발생하는 문제점을 완전히 발생할 수 있으므로, 유기 전계 발광 소자의 신뢰성이 크게 향상된다.
또한, 상기 개구부(250)의 제 1 전극(220) 상에는 유기 발광층(260) 및 제 2 전극(270)이 순차 형성된다.
이러한 구조의 유기 전계 발광 소자를 제조하기 위한, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 제조 방법을 상술하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 따라 제조된 유기 전계 발광 소자를 간략히 나타낸 평면도이다(다만, 도시의 편이를 위하여 유기 발광층 및 제 2 전극은 도시 생략).
도 2a 내지 도 2g는 도 1을 A-A'로 절단한 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유기 전계 발광 소자 제조 방법의 공정 단면도이고, 도 3a 내지 도 3g는 도 1을 B-B'로 절단한 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유기 전계 발광 소자 제조 방법의 공정 단면도이다.
상기 본 발명의 제 1 실시예에 따라 유기 전계 발광 소자를 제조함에 있어서는, 우선, 투명한 글라스 또는 플라스틱 등으로 이루어진 투명 기판(210) 상에 ITO, IZO(또는 IXO) 등의 제 1 전극 형성 물질을 1,000 ~ 3,000 Å의 두께로 전면 증착한다. 이러한 제 1 전극 형성 물질은 세정한 투명 기판(210) 상에 스퍼터링 방법을 사용하여 증착하고, 증착된 제 1 전극 형성 물질의 면저항이 10 Ω/■ 이하로 되게 한다. 그리고, 감광막(도시 생략)에 대한 노광 및 현상 공정을 포함하는 사진 석판 공정을 통하여, 상기 제 1 전극 형성 물질을 복수의 줄무늬 형상으로 패터닝함으로서, 제 1 전극(220)을 양전극층으로서 형성한다.
그리고 나서, 상기 줄무늬 형상의 복수의 제 1 전극(220)이 형성된 투명 기판(210) 전면에 포지티브 감광막(231)을 적층한다. 상기 포지티브 감광막(231)으로는, 반도체의 제조 및 각종 디스플레이 소자의 제조 공정에 사용되는 통상적인 포지티브 감광막(231)을 모두 사용할 수 있으며, 자외선광원을 사용하고, 폴리이미드계 포지티브 감광막을 사용하는 것이 바람직하다(이하에서는, 이러한 폴리이미드계 포지티브 감광막을 사용한 구성에 대해 기술하기로 한다.). 이러한 포지티브 감광막(231)의 적층 두께는 1 ~ 5 ㎛로 함이 바람직하고, 3 ~ 5 ㎛로 함이 더욱 바람직하다.
상기 포지티브 감광막(231)을 적층한 후에는, 120 ℃의 온도에서 약 120초 동안 프리베이크(prebake) 공정을 진행하여 상기 포지티브 감광막(231)이 적층된 결과물을 건조시키고 나서, 노광 및 현상을 포함하는 사진 석판 공정을 진행하여, 상기 복수의 제 1 전극(220)과 직교하는 제 1 영역("가") 및 상기 복수의 제 1 전극 사이의 제 2 영역("나")에만 잔류하도록 상기 포지티브 감광막(231)을 패터닝한다. 이 때, 상기 노광은 300~600mJ/cm2의 노광 에너지로 진행하며, 상기 현상은 염기성의 현상액을 사용하여 약 60 초 동안 진행한다. 그 결과, 상기 포지티브 감광막(231)이 각 화소의 개구부(250)를 정의하는 격자 형상으로 패터닝된다. 이상의 공정 구성은 상변환 감광막 대신 포지티브 감광막을 사용한 것 외에는 상기 제 2 종래 기술 및 제 3 종래 기술과 대동소이하다.
이후, 도 2a 및 도 3a에서 볼 수 있는 바와 같이, 상기 패터닝된 포지티브 감광막(231) 중 상기 복수의 제 1 전극(220)과 직교하는 제 3 영역("다")에 대한 제 1 노광 공정을 진행한다. 이러한 제 1 노광 공정은 추후에 오버행 구조의 격벽이 형성될 영역을 정의하는 제 3 영역("다")의 포지티브 감광막(231) 내에 산을 발생시켜, 이후에 진행되는 제 1 실릴화 공정을 가능케 하기 위한 것으로, 상기 포지티브 감광막(231)을 격자 형상으로 패터닝하기 위한 노광과 마찬가지로, 300~600mJ/cm2의 노광 에너지로 진행한다. 이러한 노광 공정의 결과, 하기 반응식 1에서 볼 수 있는 바와 같이, 노광된 제 3 영역("다")의 포지티브 감광막(231) 내에 포함된 광활성 화합물이 -COOH의 산성 작용기를 가진 화합물로 변화됨으로서 산을 발생시키며, 이에 따라, 추후에 실릴화 반응이 일어날 수 있는 상태로 되는 것이다.
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한편, 이러한 제 1 노광 단계는, 상기 제 1 영역("가")의 패터닝된 포지티브 감광막(231)의 상부 폭보다 좁은 상기 제 3 영역("다")을 투광 영역으로 구비한 노광 마스크를 이용하여 진행할 수 있으며, 이러한 노광 마스크는 투광 영역인 상기 제 3 영역("다")의 중심이 상기 제 1 영역("가")의 패터닝된 포지티브 감광막(231) 중심과 일치하도록 정렬됨이 바람직하다.
여기서, 상기 제 3 영역("다")은 추후에 오버행 구조의 격벽이 형성될 영역을 정의하고, 제 1 영역("가")은 그 하부의 경사(positive profile)를 가지는 절연막이 형성될 영역을 정의하는 바, 제 3 영역("다")이 상기 제 1 영역("가")의 패터닝된 포지티브 감광막(231)의 상부 폭보다 넓게 되는 경우, 격벽 하부의 경사(positive profile)를 가지는 절연막이 아주 좁게 형성되거나 제대로 형성될 수 없고, 제 3 영역("다")의 중심이 상기 제 1 영역("가")의 패터닝된 포지티브 감광막 중심(231)과 일치하지 않는 경우, 격벽 하부의 절연막이 비대칭적으로 형성될 우려가 있다.
상기 제 1 노광 공정을 진행한 후에는, 도 2b 및 도 3b에서 볼 수 있는 바와 같이, 상기 제 1 노광된 포지티브 감광막(231)에 대한 제 1 실릴화 공정을 진행한다. 이러한 제 1 실릴화 공정은 상기 제 1 노광된 포지티브 감광막의 표면을, 트리메틸실릴디에틸아민, N, N-디메틸아미노트리메틸실란, 1, 1, 3, 3-테트라메틸디실란, 디메틸실릴디메틸아민, 디메틸실릴디에틸아민, 헥사메틸시클로트리실라진 및 비스(N, N-디메틸아미노)메틸실란으로 이루어진 그룹에서 선택된 어느 하나 이상의 실릴 화합물과 반응시킴으로서 진행할 수 있다. 또한, 이러한 실릴 화합물과의 반 응 과정에서, 반응 온도는 90℃로 함이 바람직하고, 반응 압력은 약 250 Torr로 함이 바람직하다. 그리고, 상기 실릴 화합물은 기체 또는 액체 상태로 상기 제 1 노광된 포지티브 감광막(231) 상에 가하게 된다.
이러한 제 1 실릴화 공정의 결과, 상기 제 1 노광된 제 3 영역("다")의 포지티브 감광막(231) 표면에서는, 상기 반응식 1에서 볼 수 있는 바와 같이, 상기 산성 작용기를 가진 화합물과 실릴 화합물 사이의 반응이 일어나, 이러한 산성 작용기의 -OH가 -Osilyl 작용기로 실릴화되며, 이에 따라, 상기 제 1 노광된 포지티브 감광막(231)의 상부 표면에는 약 3000Å 이내의 실릴화 반응막(241)이 형성된다. 이에 비해, 상기 제 1 노광 단계에서 비노광된 나머지 영역의 포지티브 감광막은 이에 포함된 광활성 화합물이 원래의 형태를 그대로 유지하여, 상기 실릴 화합물과 반응을 일으킬 수 없으며, 이에 따라, 표면에 실릴화 반응막(241)이 형성되지 않은 원래의 상태를 유지한다.
한편, 상기 제 1 실릴화 공정을 진행한 후에는, 도 2c 및 도 3c에서 볼 수 있는 바와 같이, 상기 제 1 영역("가"), 제 2 영역("나") 및 제 3 영역("다")의 포지티브 감광막을 산소 플라즈마로 애싱 처리한다. 이 때, 상기 산소 플라즈마는 약 5-10ml의 양으로 가함이 바람직하다.
이러한 산소 플라즈마 애싱 처리 공정을 진행하면, 상기 제 3 영역("다")의 상부 표면에 형성되어 있는 실릴화 반응막(241)의 표면에서 실릴기와 산소 플라즈마 사이의 반응이 일어나, 상기 실릴화 반응막(241)의 표면에 소정 두께, 예를 들어, 약 50-200Å 두께의 실리콘 산화막(240)이 형성된다. 이에 비해, 상기 제 3 영 역("다")을 제외한 나머지 제 1 영역("가") 및 제 2 영역("나")의 포지티브 감광막(231)에는, 표면에 상기 실릴화 반응막(241)이 형성되어 있지 않으므로, 이러한 실리콘 산화막(240)이 형성될 수 없으며, 오히려, 이러한 영역의 포지티브 감광막(231)의 소정 두께가 상기 산소 플라즈마 애싱 처리에 의해 건식 식각된다. 이 때, 이러한 애싱 처리의 산소 플라즈마 조건 등을 조절하여, 이러한 영역의 포지티브 감광막(231)이 완전히 제거되지 않고 소정 두께가 잔류하도록 한다.
이러한 산소 플라즈마 애싱 처리까지를 진행하면, 도 2c 및 도 3c에서 볼 수 있는 바와 같이, 상기 복수의 제 1 전극(220)과 직교하는 제 3 영역("다")에 그대로 남아있는 포지티브 감광막(231)이 바로 오버행 구조의 격벽으로 형성되며, 상기 복수의 제 1 전극(220)과 직교하는 제 1 영역("가") 및 복수의 제 1 전극(220) 사이의 제 2 영역("나")에 낮은 두께로 잔류하는 포지티브 감광막(231)이 화소 형성 영역의 개구부(250)를 정의하는 격자 형상의 절연막으로 형성된다. 또한, 상기 격벽을 형성하는 상기 제 3 영역("다")의 포지티브 감광막(231) 상부 표면에는, 소수성의 실리콘 산화막(240) 및 실릴화 반응막(241)이 형성됨으로서, 상기 포지티브 감광막(231) 내에 잔류하는 유기 용매 또는 수분이 유기 전계 발광 소자의 구동 중에 아웃개싱에 의해 화소부로 방출되는 것을 차단할 수 있다.
한편, 상기 산소 플라즈마 애싱 처리 공정을 진행한 후에는, 통상적인 하드베이크 공정을 진행하여, 상기 포지티브 감광막(231) 내에 잔류하는 수분이나 유기 용매 등을 대부분 제거한다(상기 실리콘 산화막(240) 등이 형성되어 있지 않은 포지티브 감광막(231)의 표면을 통해 제거됨.). 이 때, 이러한 하드베이크 공정을 진 행하더라도, 이러한 유기 용매 및 수분이 완전히 제거되지 않고 상기 포지티브 감광막(231) 내에 일부 잔류할 수 있으나, 상기한 바와 같이, 본 실시예에 따른 유기 전계 발광 소자에서는 이러한 포지티브 감광막(231)의 표면에 소수성의 치밀한실리콘 산화막(240) 등이 형성되므로, 이에 의해 공정 중에 수분의 침투나 흡착이 방지되고, 공정시 완전히 제거되지 못하여 상기 포지티브 감광막(231) 내에 잔류하는 수분이나 유기 용매가 화소부로 방출되는 것을 방지할 수 있다.
한편, 이러한 하드베이크 공정을 진행한 후에는, 도 2d 및 도 3d에 도시된 바와 같이, 상기 포지티브 감광막(231)의 전면에 제 2 노광 공정을 진행한다. 이는 모든 영역의 포지티브 감광막(231) 내에 산을 발생시켜 추후의 제 2 실릴화 공정을 가능케 하기 위한 것으로, 상기 제 1 노광 공정 등과 마찬가지로 약 300~600mJ/cm2의 노광 에너지로 진행한다. 이러한 제 2 노광 공정(전면 노광 공정)의 결과, 모든 영역의 포지티브 감광막(231) 내에서 상기 반응식 1 및 제 1 노광 공정과 마찬가지 과정을 통해 광활성 화합물이 -COOH의 산성 작용기를 가진 화합물로 변화됨으로서 산이 발생하며, 이에 따라, 추후에 실릴화 반응이 일어날 수 있는 상태로 된다.
계속하여, 도 2e 및 도 3e에서 볼 수 있는 바와 같이, 상기 제 2 노광된 포지티브 감광막(231)에 대한 제 2 실릴화 공정을 진행한다. 이러한 제 2 실릴화 공정의 구체적인 진행 방법은 상술한 제 1 실릴화 공정과 대동소이하므로, 이에 대한 더 이상의 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
이러한 제 2 실릴화 공정을 진행하면, 이미 실리콘 산화막(240) 및 실릴화 반응막(241)이 형성되어 있는 포지티브 감광막(231)의 상부 표면을 제외한 나머지 모든 표면에서, 상기 제 1 실릴화 공정에서와 마찬가지로, 포지티브 감광막(231) 내의 산성 작용기를 가진 화합물과 실릴 화합물 사이의 반응이 일어나, 이러한 산성 작용기의 -OH가 -Osilyl 작용기로 실릴화되며, 이에 따라, 상기 포지티브 감광막(231)의 상부 표면을 제외한 모든 표면에 약 3000Å 이내의 실릴화 반응막(241)이 형성된다.
한편, 상기 실릴화 공정을 진행한 후에는, 도 2f 및 도 3f에서 볼 수 있는 바와 같이, 상기 제 2 실릴화된 포지티브 감광막(231)의 표면을 산소 플라즈마로 처리한다. 이 때, 상기 산소 플라즈마는 약 5-10ml의 양으로 가함이 바람직하다.
이러한 산소 플라즈마 처리 공정을 진행하면, 이미 실리콘 산화막(240)이 형성되어 있는 포지티브 감광막(231)의 상부 표면을 제외한 나머지 모든 표면에서, 실릴화 반응막(241)의 실릴기와 산소 플라즈마 사이의 반응이 일어나, 상기 실릴화 반응막(241)의 표면에 소정 두께, 예를 들어, 약 50-200Å 두께의 실리콘 산화막(240)이 형성된다.
결국, 이러한 제 2 실릴화 단계까지를 진행하면, 상기 포지티브 감광막(231)으로 이루어진 경사(positive profile)를 가지는 절연막(231a)과 오버행 구조의 격벽(231b)이 최종 형성되며, 특히, 본 실시예에서는 상기 절연막(231a) 및 격벽(231b)의 모든 표면에 소수성의 치밀한 실리콘 산화막(240)이 형성되어 상기 절연막(231a) 및 격벽(231b)이 일체형 구조로 된다.
이후, 도 2g 및 도 3g에 도시된 바와 같이, 상기 절연막(231a) 및 격벽 (231b)이 형성된 투명 기판 상의 상기 복수의 제 1 전극(220) 위에, 통상의 구성에 따라 유기 발광층(260) 및 음전극층으로서 제 2 전극(270)을 형성하면, 최종적인 유기 전계 발광 소자가 제조된다.
즉, 이러한 제 1 실시예에 의한 유기 전계 발광 소자의 제조 방법에 따르면, 비교적 고가의 상변환 감광막 등을 사용하지 않고도, 단일층의 일반적인 포지티브 감광막을 사용하여, 경사(positive profile)를 가지는 절연막(231a) 및 오버행 구조의 격벽(231b)을 동시에 형성할 수 있으므로, 유기 전계 발광 소자의 공정 원가를 크게 절감할 수 있으며, 이와 동시에, 상기 절연막(231a) 및 격벽(231b)의 표면에 소수성의 실리콘 산화막(240) 등을 형성함으로서, 절연막(231a) 및 격벽(231b)의 내부에 잔류하는 수분 또는 유기 용매 등이 소자 구동 중에 아웃개싱에 의해 절연막(231a) 및 격벽(231b)의 외부, 즉, 화소부로 방출되는 것을 완전히 방지할 수 있다.
더 나아가, 본 실시예에 의하면, 상기 소수성의 실리콘 산화막(240) 등에 의해, 상기 유기 전계 발광 소자의 제조 공정 중 외부로부터 수분이 절연막(231a) 및 격벽(231b)으로 침투 또는 흡착되어 이를 오염시키는 문제점 역시 완전히 방지할 수 있다.
다음으로, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 유기 전계 발광 소자의 제조 방법을 상술하기로 한다.
도 4a 내지 도 4i는 도 1을 A-A'로 절단한 본 발명의 제 2 실시예에 따른 유 기 전계 발광 소자 제조 방법의 공정 단면도이고, 도 5a 내지 도 5i는 도 1을 B-B'로 절단한 본 발명의 제 2 실시예에 따른 유기 전계 발광 소자 제조 방법의 공정 단면도이다.
상기 제 2 실시예에 따라 유기 전계 발광 소자를 제조함에 있어서는, 우선, 투명 기판(210) 상에 줄무늬 형상의 복수의 제 1 전극(220)을 형성하고, 이러한 복수의 제 1 전극(220)이 형성된 투명 기판(210)의 전면에 네거티브 감광막(231)을 형성한다. 다만, 이상의 공정은 포지티브 감광막 대신 네거티브 감광막을 사용한 것 이외에는 상기 제 1 실시예와 동일한 구성을 가지므로, 이에 관한 더 이상의 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
한편, 상기 네거티브 감광막(231)으로는, 반도체의 제조 및 각종 디스플레이 소자의 제조 공정에 사용되는 통상적인 네거티브 감광막(231)을 모두 사용할 수 있으며, 자외선광원을 사용하고, 노볼락계 네거티브 감광막을 사용하는 것이 바람직하다(이하에서는, 이러한 노볼락계 네거티브 감광막을 사용한 구성에 대해 기술하기로 한다.). 이러한 네가티브 감광막(231)의 적층 두께는 1 ~ 5 ㎛로 함이 바람직하고, 3 ~ 5 ㎛로 함이 더욱 바람직하다.
상기 네거티브 감광막(231)을 적층한 후에는, 110 ℃의 온도에서 약 90초 동안 프리베이크(prebake) 공정을 진행하여 상기 네거티브 감광막(231)이 적층된 결과물을 건조시키고 나서, 도 4a 및 도 5a에서 볼 수 있는 바와 같이, 상기 복수의 제 1 전극과 직교하는 제 1 영역("가")의 네거티브 감광막(231)에 대한 제 1 노광 공정을 진행한다. 이는 오버행 구조로 형성될 격벽을 패터닝하기 위한 것으로, 약 100~200mJ/cm2의 노광 에너지로 진행하며, 이에 따라 상기 격벽이 형성될 영역의 네거티브 감광막(231) 전부가 노광된다.
한편, 이러한 제 1 노광 공정의 결과, 상기 제 1 노광된 영역의 네거티브 감광막(231) 내에서 산이 발생하여 베이크 공정을 진행하면 가교 반응이 일어날 수 있는 상태로 되는 바, 이러한 제 1 노광 공정을 진행한 후에는, 상기 제 1 노광된 네거티브 감광막(231)에 대한 제 1 차 베이크 공정을 진행한다. 이러한 제 1 차 베이크 공정은 노볼락계 네거티브 감광막을 가교시키기 위한 통상의 베이크 공정의 구성을 통해 진행할 수 있다.
이러한 제 1 차 베이크 공정을 진행하면, 상기 제 1 노광된 네거티브 감광막(231), 즉, 상기 복수의 제 1 전극과 직교하는 제 1 영역("가")의 네거티브 감광막(231)이 가교된다. 이에 비해, 상기 제 1 노광 공정에서 비노광된 나머지 영역의 상기 네거티브 감광막(231)에서는 산이 발생하지 않았으므로, 제 1 차 베이크 공정을 진행하더라도 가교 반응이 일어나지 않으며, 네거티브 감광막(231)의 일반적인 특성에 따라 현상액에 의해 제거될 수 있는 원래의 상태를 유지한다.
이후, 현상액을 이용하여 현상 공정을 진행하면, 도 4b 및 도 5b에서 볼 수 있는 바와 같이, 상기 제 1 노광 공정에서 비노광된 영역, 즉, 상기 가교된 제 1 영역("가")을 제외한 나머지 영역의 네거티브 감광막(231)이 현상 제거된다. 이 때, 상기 현상 공정 조건을 조절하여 약 20-40 초 동안 진행하면, 상기 비노광된 영역의 네거티브 감광막(231)이 전부 제거되지 않고 소정 두께가 잔류하게 된다. 이 는 추후에 경사(positive profile)를 가지는 절연막으로 형성될 네거티브 감광막(231)을 포함한다.
결과적으로, 상기 현상 공정까지를 진행하면, 오버행 구조의 격벽이 패터닝 되는 동시에, 나머지 모든 영역의 네거티브 감광막(231)이 얇은 두께로 잔류하게 된다.
상기 현상 공정을 진행한 후에는, 도 4c 및 도 5c에서 볼 수 있는 바와 같이, 상기 복수의 제 1 전극과 직교하는 제 2 영역("나") 및 상기 복수의 제 1 전극 사이의 제 3 영역("다")을 제외한 나머지 영역의 상기 네거티브 감광막(231)에 대한 제 2 노광 공정을 진행한다. 이 때, 상기 제 2 영역("나") 및 제 3 영역("다")은 추후에 각 화소의 개구부를 정의하는 격자 형상의 절연막이 형성될 영역을 정의하는 바, 결국, 상기 제 2 노광 공정에서는, 이러한 절연막 형성 영역을 제외한 나머지 영역, 즉, 각 화소의 개구부가 형성될 영역의 네거티브 감광막(231)에 대한 노광을 진행하게 된다. 이러한 제 2 노광 공정은 50-100mJ/cm2의 노광 에너지로 진행함이 바람직하다.
이러한 제 2 노광 공정의 결과, 상기 제 2 노광된 영역의 네거티브 감광막(231) 내에서 산이 발생하여, 추후의 제 2 차 베이크 공정을 진행하면 가교 반응이 일어날 수 있는 상태로 되며, 비노광된 나머지 영역, 즉, 상기 제 2 영역("나") 및 제 3 영역("다")의 네거티브 감광막(231)은 아무런 변화가 없어 추후에 제 2 차 베이크 공정을 진행하더라도 가교 반응이 일어날 수 없다. 다만, 상기 비노광된 영역 중 상기 복수의 제 1 전극과 직교하는 제 1 영역("가")의 네거티브 감광막(231)은, 상기 제 1 노광 공정 및 제 1 차 베이크 공정에서 이미 가교된 상태를 유지하고 있다.
한편, 상기 제 2 노광 단계는, 상기 제 1 영역("가")보다 넓은 폭의 상기 제 2 영역("나")과, 상기 제 3 영역("다")을 차광 영역으로 구비한 격자 형상의 노광 마스크를 이용하여 진행할 수 있으며, 이러한 노광 마스크는 이에 의해 차폐되는 상기 제 2 영역("나")의 중심이 상기 제 1 영역("가")의 네거티브 감광막 중심과 일치하도록 정렬됨이 바람직하다.
여기서, 상기 제 1 영역("가")은 추후에 오버행 구조의 격벽이 형성될 영역을 정의하고, 제 2 영역("나")은 그 하부의 절연막이 형성될 영역을 정의하는 바, 제 1 영역("가")이 상기 제 2 영역("나")보다 넓은 폭을 가지게 되는 경우, 격벽 하부의 경사(positive profile)를 가지는 절연막이 아주 좁게 형성되거나 제대로 형성될 수 없고, 제 2 영역("나")의 중심이 상기 제 1 영역("가")의 네거티브 감광막(231) 중심과 일치하지 않는 경우, 격벽 하부의 절연막이 비대칭적으로 형성될 우려가 있다.
상기 제 2 노광 공정을 진행한 후에는, 상기 제 2 노광된 네거티브 감광막(231)에 대한 제 2 차 베이크 공정을 진행한다. 이러한 제 2 차 베이크 공정 역시, 상기 제 1 차 베이크 공정과 마찬가지로 노볼락계 네거티브 감광막을 가교시키기 위한 통상의 베이크 공정의 구성을 통해 진행할 수 있다.
이러한 제 2 차 베이크 공정을 진행하면, 상기 제 2 노광된 네거티브 감광막 (231), 즉, 제 2 영역("나") 및 제 3 영역("다")을 제외한 각 화소의 개구부가 형성될 영역의 네거티브 감광막(231)이 가교됨으로서, 추후의 제 1 실릴화 공정 등에서 실릴 화합물이 침투할 수 없는 치밀한 구조로 변화된다. 이에 비해, 상기 제 2 노광 공정에서 비노광된 상기 제 2 영역("나") 및 제 3 영역("다")의 상기 네거티브 감광막(231)은, 베이크 공정을 진행하더라도 가교 반응이 일어나지 않아 원래의 상태를 유지한다. 다만, 상기한 바와 같이, 상기 제 1 영역("가")의 네거티브 감광막(231)은, 이미 제 1 노광 공정 및 제 1 차 베이크 공정에서 가교된 상태를 유지하고 있으므로, 제 2 노광 공정 및 제 2 차 베이크 공정과 무관하게 추후의 제 1 실릴화 공정 등에서 실릴 화합물이 침투할 수 없는 치밀한 구조로 되어 있다.
한편, 이러한 제 2 차 베이크 공정을 진행한 후에는, 도 4d 및 도 5d에서 볼 수 있는 바와 같이, 상기 네거티브 감광막(231)의 전면에 제 3 노광 공정을 진행한다. 이는 네거티브 감광막(231) 내에 산을 발생시켜 추후의 제 1 실릴화 공정을 가능케 하기 위한 것으로, 상기 제 2 노광 공정과 마찬가지로 약 50-100mJ/cm2의 노광 에너지로 진행한다.
이러한 제 3 노광 공정(전면 노광 공정)의 결과, 상기 제 2 영역("나") 및 제 3 영역("다")에 소정의 얇은 두께로 잔류하고 있는 네거티브 감광막(231) 내에서는, 노광에 의해 발생된 산이 작용하여 노볼락계 주 중합체가, 예를 들어, -OH의 수산화 작용기를 가지는 중합체로 변화됨으로서, 추후에 실릴화 반응이 일어날 수 있는 상태로 된다. 이에 비해, 상기 제 2 노광된 영역의 네거티브 감광막(231)[ 즉, 상기 제 2 영역("나") 및 제 3 영역("다")을 제외한 각 화소의 개구부가 형성될 영역의 네거티브 감광막(231)]과, 상기 제 1 영역("가")에 그대로 남아 있는 격벽 형태의 네거티브 감광막(231)은, 이미 이전의 제 1 차 및 제 2 차 베이크 공정에 의해 가교되어 강하게 결합되어 있으므로, 이러한 제 3 노광 공정(전면 노광 공정)을 진행하더라도, 내부에서 산이 거의 발생하지 않고 원래의 가교된 상태를 유지한다.
상기 제 3 노광 공정을 진행한 후에는, 도 4e 및 도 5e에서 볼 수 있는 바와 같이, 상기 제 3 노광된 네거티브 감광막(231)에 대한 제 1 실릴화 공정을 진행한다. 이러한 제 1 실릴화 공정은 상기 제 3 노광된 네가티브 감광막의 표면을, 트리메틸실릴디에틸아민, N, N-디메틸아미노트리메틸실란, 1, 1, 3, 3-테트라메틸디실란, 디메틸실릴디메틸아민, 디메틸실릴디에틸아민, 헥사메틸시클로트리실라진 및 비스(N, N-디메틸아미노)메틸실란으로 이루어진 그룹에서 선택된 어느 하나 이상의 실릴 화합물과 반응시킴으로서 진행할 수 있다. 또한, 이러한 실릴 화합물과의 반응 과정에서, 반응 온도는 90℃로 함이 바람직하고, 반응 압력은 약 250 Torr로 함이 바람직하다. 그리고, 상기 실릴 화합물은 기체 또는 액체 상태로 상기 제 3 노광된 네거티브 감광막(231) 상에 가하게 된다.
이러한 제 1 실릴화 공정의 결과, 외부로 노출되어 있는 상기 제 2 영역("나") 및 제 3 영역("다")의 네거티브 감광막(231)의 표면에서는, 상기 수산화(-OH) 작용기를 가진 중합체와 실릴 화합물 사이의 반응이 일어나, 이러한 -OH가 -Osilyl 작용기로 실릴화되며, 이에 따라, 외부로 노출되어 있는 상기 제 2 영역("나") 및 제 3 영역("다")의 네거티브 감광막(231)의 표면에는 약 3000Å 이내의 실릴화 반응막(241)이 형성된다. 이에 비해, 상기 제 1 차 및 제 2 차 베이크 공정에서 이미 가교된 나머지 영역의 네거티브 감광막(231)에서는, 가교 결합의 치밀한 구조에 의해 실릴 화합물이 그 내부로 침투하지 못하므로, 표면에서 실릴화 반응이 전혀 일어나지 않으며, 이에 따라, 표면에 실릴화 반응막(241)이 형성되지 않은 원래의 상태로 남아있다.
한편, 상기 제 1 실릴화 공정을 진행한 후에는, 도 4f 및 도 5f에서 볼 수 있는 바와 같이, 상기 네거티브 감광막(231)의 전면을 산소 플라즈마로 애싱 처리한다. 이 때, 상기 산소 플라즈마는 약 5-10ml의 양으로 가함이 바람직하다.
이러한 산소 플라즈마 애싱 처리 공정을 진행하면, 상기 제 1 실릴화 공정에서 형성된 실릴화 반응막(241)의 표면에서 실릴기와 산소 플라즈마 사이의 반응이 일어나, 상기 실릴화 반응막(241)의 표면에 소정 두께, 예를 들어, 약 50-200Å 두께의 실리콘 산화막(240)이 형성된다. 이에 비해, 상기 제 2 영역("나") 및 제 3 영역("다")을 제외한 각 화소의 개구부가 형성될 영역과, 격벽 형태로 남아 있는 상기 제 1 영역("가")의 네거티브 감광막(231)에는, 표면에 상기 실릴화 반응막(241)이 형성되어 있지 않으므로, 이러한 실리콘 산화막(240)이 형성될 수 없다. 오히려, 이러한 영역의 네거티브 감광막(231)은 상기 산소 플라즈마 애싱 처리에 의해 건식 식각된다. 그 결과, 상기 제 2 영역("나") 및 제 3 영역("다")을 제외한 각 화소의 개구부가 형성될 영역의 네거티브 감광막(231)은 이러한 건식 식각에 의해 완전히 제거되며, 상기 제 1 영역("가")에 그대로 남아 있는 격벽 형태의 네거 티브 감광막(231) 역시 이러한 건식 식각에 의해 소정 두께(예를 들어, 각 화소의 개구부가 형성될 영역의 네거티브 감광막(231)이 제거된 두께)만큼 제거되어 그 높이가 낮아진다.
이러한 산소 플라즈마 애싱 처리까지를 진행하면, 도 4f 및 도 5f에서 볼 수 있는 바와 같이, 상기 복수의 제 1 전극(220)과 직교하는 제 1 영역("가")에 잔류하는 네거티브 감광막(231)이 바로 오버행 구조의 격벽으로 형성되며, 상기 복수의 제 1 전극(220)과 직교하는 제 2 영역("나") 및 복수의 제 1 전극(220) 사이의 제 3 영역("다")에 낮은 두께로 잔류하는 네거티브 감광막(231)이 화소 형성 영역의 개구부(250)를 정의하는 격자 형상의 절연막으로 형성된다. 또한, 상기 제 2 영역("나") 및 제 3 영역("다")의 네거티브 감광막(231) 중, 상기 제 2 영역("나")의 끝단부(도 4f의 "a" 부분)를 제외한 나머지 네거티브 감광막(231)의 표면에는, 소수성의 실리콘 산화막(240) 및 실릴화 반응막(241)이 형성됨으로서, 상기 네거티브 감광막(231) 내에 잔류하는 유기 용매 또는 수분이 유기 전계 발광 소자의 구동 중에 아웃개싱에 의해 화소부로 방출되는 것을 상당 부분 차단할 수 있다.
한편, 상기 산소 플라즈마 애싱 처리 공정을 진행한 후에는, 통상적인 하드베이크 공정을 진행하여, 상기 네거티브 감광막(231) 내에 잔류하는 수분이나 유기 용매 등을 대부분 제거한다(소수성의 실리콘 산화막(240) 및 실릴화 반응막(241)이 형성되지 않은 네거티브 감광막(231)의 표면을 통해 제거됨.). 이 때, 이러한 하드 베이크 공정을 진행하더라도, 이러한 유기 용매 및 수분이 완전히 제거되지 않고 상기 네거티브 감광막(231) 내에 일부 잔류할 수 있으나, 상기한 바와 같이, 본 실 시예에 따른 유기 전계 발광 소자에서는 이러한 네거티브 감광막(231)의 표면에 소수성의 치밀한 실리콘 산화막(240) 등이 형성되므로, 이에 의해 상기 네거티브 감광막(231) 내에 잔류하는 수분이나 유기 용매가 화소부로 방출되는 것을 대부분 방지할 수 있다.
한편, 이러한 하드베이크 공정을 진행한 후에는, 상기 네거티브 감광막(231)의 전면에 제 4 노광 공정을 진행한다. 이는 상기 제 2 영역("나") 및 제 3 영역("다")의 네거티브 감광막(231) 내에 추가적으로 산을 발생시켜, 상기 제 2 영역("나")의 네거티브 감광막(231) 끝단부 표면(도 4f의 "a" 부분)에 대한 추후의 제 2 실릴화 공정을 가능케 하기 위한 것으로, 상기 제 3 노광 공정 등과 마찬가지로 약 50-100mJ/cm2의 노광 에너지로 진행한다.
이러한 제 4 노광 공정(전면 노광 공정)의 결과, 상기 제 2 영역("나") 및 제 3 영역("다")의 네거티브 감광막(231) 내에서, 상기 제 3 노광 공정과 마찬가지 과정을 통해 주 중합체가 수산화(-OH) 작용기를 가진 중합체로 변화되어, 추후에 실릴화 반응이 일어날 수 있는 상태로 된다. 한편, 상기 복수의 제 1 전극(220)과 직교하는 제 1 영역("가")에 잔류하는 네거티브 감광막(231)은, 이미 이전의 제 1 차 베이크 공정에 의해 가교되어 강하게 결합되어 있으므로, 이러한 제 4 노광 공정(전면 노광 공정)을 진행하더라도, 내부에서 산이 거의 발생하지 않고 원래의 가교된 상태를 유지한다.
계속하여, 도 4g 및 도 5g에서 볼 수 있는 바와 같이, 상기 제 4 노광된 네 거티브 감광막(231)에 대한 제 2 실릴화 공정을 진행한다. 이러한 제 2 실릴화 공정의 구체적인 진행 방법은 상술한 제 1 실릴화 공정과 대동소이하므로, 이에 대한 더 이상의 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
이러한 제 2 실릴화 공정을 진행하면, 이미 소수성의 실리콘 산화막(240)이 형성되어 있는 부분과 가교되어 있는 부분을 제외하고, 상기 제 2 영역("나")의 네거티브 감광막(231) 끝단부 표면("a" 부분)에서, 상기 제 1 실릴화 공정에서와 마찬가지로, 네거티브 감광막(231) 내의 수산화 작용기를 가진 중합체와 실릴 화합물 사이의 반응이 일어난다. 이에 따라, 이러한 수산화 작용기의 -OH가 -Osilyl 작용기로 실릴화되어, 상기 제 2 영역("나")의 네거티브 감광막(231) 끝단부 표면("a" 부분)에 약 3000Å 이내의 실릴화 반응막(241)이 형성된다.
한편, 상기 제 2 실릴화 공정을 진행한 후에는, 도 4h 및 도 5h에서 볼 수 있는 바와 같이, 상기 제 2 실릴화된 네거티브 감광막(231)의 표면을 산소 플라즈마로 처리한다. 이 때, 상기 산소 플라즈마는 약 5-10ml의 양으로 가함이 바람직하다.
이러한 산소 플라즈마 처리 공정을 진행하면, 이미 실리콘 산화막(240)이 형성되어 있는 부분 및 가교되어 있는 부분을 제외한 네거티브 감광막(231)의 나머지 표면, 즉, 상기 제 2 영역("나")의 네거티브 감광막(231) 끝단부 표면("a" 부분)에서, 실릴화 반응막(241)의 실릴기와 산소 플라즈마 사이의 반응이 일어나, 상기 실릴화 반응막(241)의 표면에 소정 두께, 예를 들어, 약 50-200Å 두께의 치밀한 실리콘 산화막(240)이 형성된다.
결국, 이러한 제 2 실릴화 단계까지를 진행하면, 도 4h 및 도 5h에 도시된 바와 같이, 상기 네거티브 감광막(231)으로 이루어진 경사(positive profilr)를 가지는 절연막(231a)과 오버행 구조의 격벽(231b)이 최종 형성되며, 상기 절연막(231a)의 표면에 소수성의 치밀한 실리콘 산화막(240)이 형성된다.
이후, 도 4i 및 도 5i에 도시된 바와 같이, 상기 절연막(231a) 및 격벽(231b)이 형성된 투명 기판 상의 상기 복수의 제 1 전극(220) 위에, 통상의 구성에 따라 유기 발광층(260)과 음전극층으로서 제 2 전극(270)을 형성하면, 최종적인 유기 전계 발광 소자가 제조된다.
즉, 이러한 제 2 실시예에 의한 유기 전계 발광 소자의 제조 방법에 따르면, 고가의 상변환 감광막 등을 사용하지 않고도, 단일층의 일반적인 네거티브 감광막을 사용하여, 경사(positive profile)를 가지는 절연막(231a) 및 오버행 구조의 격벽(231b)을 동시에 형성할 수 있으므로, 유기 전계 발광 소자의 공정 원가를 크게 절감할 수 있다. 이와 동시에, 상기 절연막(231a)의 표면에 소수성의 실리콘 산화막(240) 등을 형성함으로서, 절연막(231a)의 내부에 잔류하는 수분 또는 유기 용매 등이 소자 구동 중에 아웃개싱에 의해 절연막(231a)의 외부, 즉, 화소부로 방출되는 것을 상당 부분 방지할 수 있다.
더 나아가, 본 실시예에 의하면, 상기 소수성의 실리콘 산화막(240) 등에 의해, 상기 유기 전계 발광 소자의 제조 공정 중 외부에서 수분이 절연막(231a)으로 침투 혹은 흡착되는 문제점 역시 상당 부분 방지할 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
예를 들어, 상기 제 1 실시예 및 제 2 실시예에서는 상기 제 1 노광 공정을, 상기 제 3 영역(또는 제 2 실시예의 제 1 영역)의 포지티브 감광막(또는 제 2 실시예의 네거티브 감광막)에 대응하는 단일한 투광 영역을 구비한 노광 마스크를 이용하여 진행함으로서 오버행 구조의 격벽을 형성하였으나, 그 대신 상기 제 3 영역(또는 제 2 실시예의 제 1 영역) 중 중앙 소정부의 포지티브 감광막(또는 제 2 실시예의 네거티브 감광막)에 대응하는 차광 영역과, 상기 제 3 영역(또는 제 2 실시예의 제 1 영역) 중 상기 차광 영역의 주변부에 배치되는 투광 영역을 구비한 노광 마스크를 이용하여 진행할 수도 있다. 이에 따라, 상기 종래 제 2 기술과 마찬가지로, 제 1 전극과 수직하는 절연막 상에 격벽 역할을 하는 트렌치가 형성된다.
이후, 본 발명에 따르는 추후의 공정을 진행함으로서 유기 전계 발광 소자를 제조할 수 있으며, 이 또한 본 발명의 권리 범위 내에 포괄되는 것이다. 마찬가지로, 본 발명의 하기 청구항에 기재된 범위 내에서 당업자에게 자명하게 변형된 여러 가지 변형 형태 또는 개량 형태 역시 본 발명의 권리 범위 내에 포괄된다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 고가의 상변환 감광막 또는 하프톤 마 스크를 전혀 사용하지 않더라도, 단일층의 일반적인 포지티브 또는 네거티브 감광막을 사용하여 유기 전계 발광 소자의 절연막 및 격벽을 함께 형성할 수 있으므로, 종래 기술에 비해 소자의 전체적인 공정 원가가 크게 절감된다.
더구나, 최종 형성된 절연막 및 격벽 표면의 일부 또는 전부에 소수성의 치밀한 실리콘 산화막 등이 형성됨에 따라, 절연막 및 격벽 내에 잔류하는 수분 또는 유기 용매가 아웃개싱에 의해 이러한 절연막 및 격벽 외로 방출되기 어렵게 된다. 따라서, 유기 전계 발광 소자의 구동 중에, 상기 수분 또는 유기 용매에 의해 화소부가 열화되어 흑점 등의 불량을 발생시키는 문제점을 상당 부분 방지할 수 있으므로, 소자의 신뢰성을 크게 향상시킬 수 있는 동시에 수명 또한 연장시킬 수 있다.
그리고, 상기 소수성의 실리콘 산화막이 절연막 및 격벽 표면의 일부 또는 전부에 형성되어, 유기 전계 발광 소자의 제조 공정 중 외부로부터의 수분이 상기 절연막 및 격벽으로 침투 혹은 흡착되는 문제점 또한 방지할 수 있다.
Claims (14)
- 기판 상에 줄무늬 형상의 복수의 제 1 전극을 형성하는 단계;상기 복수의 제 1 전극이 형성된 기판 전면에 포지티브 감광막을 형성하는 단계;상기 복수의 제 1 전극과 직교하는 절연막 형성 영역을 정의하는 제 1 영역 및 상기 복수의 제 1 전극 사이의 절연막 형성 영역을 정의하는 제 2 영역에만 잔류하도록 상기 포지티브 감광막을 패터닝하는 단계;상기 패터닝된 포지티브 감광막 중 상기 복수의 제 1 전극과 직교하는 격벽 형성 영역을 정의하는 제 3 영역에 제 1 노광하는 단계;상기 제 1 노광된 포지티브 감광막을 제 1 실릴화하는 단계;상기 제 1 영역, 제 2 영역 및 제 3 영역의 포지티브 감광막을 산소 플라즈마로 애싱 처리하는 단계; 및상기 애싱 처리된 결과물을 하드베이크하는 단계를 포함하는 유기 전계 발광 소자의 제조 방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 애싱 처리된 결과물을 하드베이크하는 단계 후에,상기 포지티브 감광막 전면에 제 2 노광하는 단계;상기 제 2 노광된 포지티브 감광막을 제 2 실릴화하는 단계; 및상기 제 2 실릴화된 포지티브 감광막을 산소 플라즈마로 처리하는 단계를 더 포함하는 유기 전계 발광 소자의 제조 방법.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 애싱 처리된 결과물을 하드베이크 하는 단계 또는 산소 플라즈마 처리 단계 후에, 상기 복수의 제 1 전극 위에 유기 발광층 및 제 2 전극을 순차 형성하는 단계를 더 포함하는 유기 전계 발광 소자의 제조 방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 노광 단계는, 상기 제 1 영역의 패터닝된 포지티브 감광막의 상부 폭보다 좁은 상기 제 3 영역을 투광 영역으로 구비한 노광 마스크를 이용하여 진행하는 유기 전계 발광 소자의 제조 방법.
- 제 4 항에 있어서, 상기 제 1 노광 단계에서 노광되는 제 3 영역의 중심이 상기 제 1 영역의 패터닝된 포지티브 감광막 중심과 일치하도록 상기 노광 마스크를 정렬시키는 유기 전계 발광 소자의 제조 방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 실릴화 단계는상기 제 1 노광된 포지티브 감광막의 상부 표면을 트리메틸실릴디에틸아민, N, N-디메틸아미노트리메틸실란, 1, 1, 3, 3-테트라메틸디실란, 디메틸실릴디메틸아민, 디메틸실릴디에틸아민, 헥사메틸시클로트리실라진 및 비스(N, N-디메틸아미노)메틸실란으로 이루어진 그룹에서 선택된 어느 하나 이상의 실릴 화합물과 반응시키는 단계를 포함하는 유기 전계 발광 소자의 제조 방법.
- 제 2 항에 있어서, 상기 제 2 실릴화 단계는상기 제 2 노광된 포지티브 감광막의 전면을 트리메틸실릴디에틸아민, N, N-디메틸아미노트리메틸실란, 1, 1, 3, 3-테트라메틸디실란, 디메틸실릴디메틸아민, 디메틸실릴디에틸아민, 헥사메틸시클로트리실라진 및 비스(N, N-디메틸아미노)메틸실란으로 이루어진 그룹에서 선택된 어느 하나 이상의 실릴 화합물과 반응시키는 단계를 포함하는 유기 전계 발광 소자의 제조 방법.
- 기판 상에 줄무늬 형상의 복수의 제 1 전극을 형성하는 단계;상기 복수의 제 1 전극이 형성된 기판 전면에 네가티브 감광막을 형성하는 단계;상기 복수의 제 1 전극과 직교하는 격벽 형성 영역을 정의하는 제 3 영역의 상기 네거티브 감광막에 제 1 노광하는 단계;상기 제 1 노광된 네가티브 감광막을 제 1 차 베이크하는 단계;상기 제 1 노광 단계에서 비노광된 네거티브 감광막을 현상해 제거하되, 상기 비노광된 네거티브 감광막의 일부 두께만을 제거하여 나머지 두께가 잔류하도록 하는 단계;상기 복수의 제 1 전극과 직교하는 절연막 형성 영역을 정의하는 제 1 영역 및 상기 복수의 제 1 전극 사이의 절연막 형성 영역을 정의하는 제 2 영역을 제외한 나머지 영역의 상기 네거티브 감광막에 제 2 노광하는 단계;상기 제 2 노광된 네거티브 감광막을 제 2 차 베이크하는 단계;상기 네거티브 감광막의 전면에 제 3 노광하는 단계;상기 제 3 노광된 네거티브 감광막을 제 1 실릴화하는 단계;상기 네거티브 감광막의 전면을 산소 플라즈마로 애싱 처리하는 단계; 및상기 애싱 처리된 결과물을 하드베이크하는 단계를 포함하는 유기 전계 발광 소자의 제조 방법.
- 제 8 항에 있어서, 상기 애싱 처리된 결과물을 하드베이크하는 단계 후에,상기 네거티브 감광막 전면에 제 4 노광하는 단계;상기 제 4 노광된 네거티브 감광막을 제 2 실릴화하는 단계; 및상기 제 2 실릴화된 네거티브 감광막을 산소 플라즈마로 처리하는 단계를 더 포함하는 유기 전계 발광 소자의 제조 방법.
- 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서, 상기 애싱 처리된 결과물을 하드베이크 하는 단계 또는 산소 플라즈마 처리 단계 후에, 상기 복수의 제 1 전극 위에 유기 발광층 및 제 2 전극을 순차 형성하는 단계를 더 포함하는 유기 전계 발광 소자의 제조 방법.
- 제 8 항에 있어서, 상기 제 2 노광 단계는, 상기 제 3 영역보다 넓은 폭의 상기 제 1 영역과, 상기 제 2 영역을 차광 영역으로 구비한 격자 형상의 노광 마스크를 이용하여 진행하는 유기 전계 발광 소자의 제조 방법.
- 제 11 항에 있어서, 상기 제 2 노광 단계에서 차폐되는 제 1 영역의 중심이 상기 제 3 영역의 네거티브 감광막 중심과 일치하도록 상기 노광 마스크를 정렬시키는 유기 전계 발광 소자의 제조 방법.
- 제 8 항에 있어서, 상기 제 1 실릴화 단계는상기 제 3 노광된 네거티브 감광막의 표면을 트리메틸실릴디에틸아민, N, N-디메틸아미노트리메틸실란, 1, 1, 3, 3-테트라메틸디실란, 디메틸실릴디메틸아민, 디메틸실릴디에틸아민, 헥사메틸시클로트리실라진 및 비스(N, N-디메틸아미노)메틸 실란으로 이루어진 그룹에서 선택된 어느 하나 이상의 실릴 화합물과 반응시키는 단계를 포함하는 유기 전계 발광 소자의 제조 방법.
- 제 9 항에 있어서, 상기 제 2 실릴화 단계는상기 제 4 노광된 네거티브 감광막의 표면을 트리메틸실릴디에틸아민, N, N-디메틸아미노트리메틸실란, 1, 1, 3, 3-테트라메틸디실란, 디메틸실릴디메틸아민, 디메틸실릴디에틸아민, 헥사메틸시클로트리실라진 및 비스(N, N-디메틸아미노)메틸실란으로 이루어진 그룹에서 선택된 어느 하나 이상의 실릴 화합물과 반응시키는 단계를 포함하는 유기 전계 발광 소자의 제조 방법.
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Legal Events
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| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |