KR100722100B1 - 유기 발광소자 및 그 제조방법 - Google Patents

유기 발광소자 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 유기 발광소자의 제1 전극층 상에 부착되는 이물질 파티클(particle)로 인해 유기층 및 제2 전극층에 급격한 단차부가 형성되는 것을 방지할 수 있는 유기 발광소자 및 그 제조방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 유기 발광소자는 기판 상에 형성되며, 표면에 공정상 발생되는 이물질 파티클이 착상되는 제1 전극층과, 상기 제1 전극층의 이물질 파티클의 쉐도우 부분에 형성되는 평탄화재와, 상기 제1 전극층 상에 형성되며, 상기 제1 전극층을 적어도 부분적으로 노출시키는 개구부가 형성된 화소정의막과, 상기 제1 전극층과, 쉐도우 부분에 평탄화재가 형성된 상기 이물질 파티클 및 상기 화소정의막의 일영역 상에 형성되는 유기층 및 상기 유기층과 상기 화소정의막 상에 상기 유기층 및 상기 화소정의막의 형상에 맞추어 형성되는 제2 전극층을 포함한다. 이러한 구성에 의하여, 이물질 파티클에 의해 형성되는 단차부에서 발생하는 누설전류 및 암점이 발현하는 것을 방지할 수 있다.
이물질 파티클, 평탄화재, 누설전류, 암점, 제1 전극층

Description

유기 발광소자 및 그 제조방법 {Organic light emitting diode and method for fabricating the same}
도 1은 종래기술에 따른 유기 발광표시장치를 나타내는 단면도.
도 2는 본 발명에 따른 유기 발광표시장치를 나타내는 단면도.
도 3a 내지 도 3h는 본 발명의 일실시예에 따른 유기 발광소자의 제조단계별 단면도.
♣ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ♣
209, 309 : 제1 전극층 215, 317 : 제2 전극층
214, 311 : 포토레지스트 211, 310 : 이물질 파티클
210, 314 : 화소정의막 212, 315 : 유기층
본 발명은 유기 발광소자 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 유기 발광소자의 제1 전극층 상에 부착된 이물질 파티클(particle)로 인해 유기층및 제2 전극층에 급격한 단차부가 생기는 것을 방지하여, 유기층 및 제2 전극층을 완만하게 형성함으로써, 이물질 파티클의 단차부에서 발생하는 누설전류 및 암점이 발현하는 것을 방지할 수 있는 유기 발광소자 및 그 제조방법에 관한 것이다.
최근에, 음극선관(CRT:Cathode Ray Tube)의 무게와 크기의 문제점을 해결하여 소형 경량화의 장점을 가지고 있는 평판표시장치(FPD:Flat Panel Display)가 주목받고 있다. 이러한 평판표시장치는 액정표시장치(LCD:Liquid Crystal Display), 발광표시장치(LED:Light Emitting Diode), 전계방출표시장치(FED:Field Emitter Display) 및 플라즈마 표시장치(PDP:Plasma Display Panel) 등이 있다.
그리고, 이와 같은 평판표시장치 중에서도 발광표시장치는 다른 평판표시장치보다 사용온도 범위가 넓고, 충격이나 진동에 강하며, 시야각이 넓고, 응답속도가 빨라 깨끗한 동화상을 제공할 수 있다는 등의 장점을 가지고 있어서 향후 차세대 평판표시장치로 주목받고 있다.
이러한 발광표시장치로는 유기 발광소자를 이용한 유기 발광표시장치와 무기 발광소자를 이용한 무기 발광표시장치가 있다. 유기 발광소자는 애노드 전극, 캐소드 전극 및 이들 사이에 위치하여 전자와 정공의 결합에 의하여 발광하는 유기발광층을 포함한다. 무기 발광소자는 유기 발광소자와 달리 무기물인 발광층, 일례로 PN 접합된 반도체로 이루어진 발광층을 포함한다.
이하에서는 도면을 참조하여 종래의 유기 발광표시장치를 구체적으로 설명한다.
도 1은 종래기술에 따른 유기 발광표시장치를 나타내는 단면도이다.
도 1에서 보는 바와 같이, 종래의 유기 발광표시장치는 기판(101)과, 상기 기판(101) 상에 형성된 버퍼층(102), 상기 버퍼층(102)의 일영역 상에 형성된 액티 브층(103a) 및 오믹콘택층(103b)으로 형성된 반도체층(103), 상기 반도체층(103) 상에 형성된 게이트 절연층(104)이 있다. 그리고, 상기 게이트 절연층(104)의 일영역 상에 형성된 게이트 전극(105) 및 상기 게이트 전극(105) 상에 층간절연층(106)이 형성되어 있다. 상기 층간절연층(106)의 일영역 상에 형성된 소스 및 드레인 전극(107a, 107b)은 상에는 오믹콘택층(103b)이 노출된 일영역과 연결되도록 형성되어 있으며, 상기 소스 및 드레인 전극(107a, 107b) 상에 평탄화층(108)이 형성되어 있다.
상기 평탄화층(108)의 일영역 상에 형성된 제1 전극층(109)은 상기 소스 및 드레인 전극(107a, 107b)이 노출된 일영역과 연결되도록 형성되어 있으며, 상기 제1 전극층(109) 상에는 구 형태를 띠는 적어도 하나의 이물질 파티클(111)이 착상되어 있다. 그리고, 평탄화층(108) 및 상기 이물질 파티클(111)이 착상된 상기 제1 전극층(109) 상에는 상기 제1 전극층(109)의 적어도 일영역을 노출시키는 개구부(113)가 구비된 화소정의막(110)이 형성되어 있다. 상기 제1 전극층(109) 상에는 상기 이물질 파티클이 부착되어 급격한 단차부가 생긴 상기 제1 전극층(109)의 형상에 따라 유기층(112)이 형성된다. 또한, 상기 유기층(112) 및 상기 화소정의막(110) 상에 형성되는 제2 전극층(114) 역시 급격한 단차부가 생기게 된다.
상기 유기층 및 상기 제2 전극층을 증착법으로 적층할 경우에 상기 단차부는 더 커지게 되어 진행성 암점이 발현되거나, 상기 이물질 파티클이 부착된 상기 단차부에서 발생하는 누설전류로 인해 암점이 발현하게 되는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 전술한 종래의 문제점들을 해결하기 위해 고안된 발명으로, 본 발명의 목적은 유기 발광소자의 제1 전극층 상에 부착된 이물질 파티클(particle)로 인해 유기층에 급격한 단차부가 생기는 것을 방지할 수 있는 유기 발광소자 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.
상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따르면, 유기 발광소자는 기판 상에 형성되며, 표면에 공정상 발생되는 이물질 파티클이 착상되는 제1 전극층과, 상기 제1 전극층의 이물질 파티클의 쉐도우 부분에 형성되는 평탄화재와, 상기 제1 전극층 상에 형성되며, 상기 제1 전극층을 적어도 부분적으로 노출시키는 개구부가 형성된 화소정의막과, 상기 제1 전극층과, 쉐도우 부분에 평탄화재가 형성된 상기 이물질 파티클 및 상기 화소정의막의 일영역 상에 형성되는 유기층 및 상기 유기층과 상기 화소정의막 상에 상기 유기층 및 상기 화소정의막의 형상에 맞추어 형성되는 제2 전극층을 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 유기 발광소자의 제조방법에 따르면, 기판 상에 공정상 발생되는 이물질 파티클이 표면에 착상된 제1 전극층을 형성하는 단계와, 상기 제1 전극층 상에 포토레지스트를 도포하는 단계와, 상기 포토레지스트 상에 패턴이 형성된 마스크를 위치시키고, 광원을 조사하는 단계와, 상기 포토레지스트를 식각, 세척하여 상기 제1 전극층을 패터닝하는 단계와, 상기 이물질 파티클의 쉐도우 부분에 상기 포토레지스트가 남겨지도록 형성하는 단계와, 상기 제1 전극층 상에, 상기 제1 전극층을 적어도 부분적으로 노출시키는 개구부가 형성된 화소정의막을 형성하는 단계와, 상기 제1 전극층과, 쉐도우 부분에 평탄화재가 형성된 상기 이물질 파티클 및 상기 화소정의막의 일영역 상에 유기층을 형성하는 단계 및 상기 유기층 및 상기 화소정의막 상에 상기 유기층 및 상기 화소정의막의 형상에 맞추어 제2 전극층을 형성하는 단계를 포함한다.
이하에서는 본 발명의 실시예를 도시한 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 유기 발광소자 및 그 제조방법을 구체적으로 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 유기 발광표시장치를 나타내는 단면도이다.
도 2에서 보는 바와 같이, 본 발명에 따른 유기 발광표시장치는 기판 상에 적어도 하나의 박막트랜지스터 및 발광부가 형성되어 있다.
기판(201) 상에 형성된 박막트랜지스터의 구조를 간단히 설명하면, 상기 기판(201) 상에 버퍼층(202)이 형성되고, 상기 버퍼층(202)의 일영역 상에 액티브 채널층(203a)과 오믹콘택층(203b) 사이에 LDD층(미도시)을 포함하는 반도체층(203)이 형성된다. 상기 반도체층(203) 상에는 게이트 절연막(204)과 게이트 전극(205)이 패터닝되어 순차적으로 형성된다. 상기 게이트 전극(205) 상에는 상기 반도체층(203) 중 오믹콘택층(203b)이 노출되도록 형성된 층간절연층(206)과, 노출된 상기 오믹콘택층(203b)에 접촉되도록 소스 및 드레인 전극(207a, 207b)이 상기 층간절연층(206)의 일영역 상에 형성된다.
그리고, 상기 박막트랜지스터 상에 평탄화막(208)을 형성하고, 상기 평탄화 막(208) 상에는 상기 평탄화막(208)의 일영역을 식각하여 상기 소스 및 드레인 전극(207a, 207b) 중 어느 하나가 노출되도록 형성된 비어홀을 통해, 상기 소스 및 드레인 전극(207a, 207b) 중 어느 하나와 제1 전극층(209)이 전기적으로 연결된다. 상기 제1 전극층(209) 상에는 상기 제1 전극층(209)을 패터닝할 때 사용한 포토레지스트 잔막(214)에 의해 완만한 굴곡을 가지는 적어도 하나의 이물질 파티클(211)이 부착되어 있다.
상기 이물질 파티클(211)은 구 형상을 띠며, 포토레지스트 잔막(214)은 상기 이물질 파티클(211)의 쉐도우 부분에 형성된다. 상기 제1 전극층(209)을 패터닝할 때 사용하는 포토레지스트(214)는 네가티브 포토레지스트를 사용하는데, 상기 네가티브 포토레지스트는 빛을 받지 않은 부분이 식각된다.
또한, 상기 평탄화막(208) 상에는 상기 제1 전극층(209)을 적어도 부분적으로 노출시키는 개구부(213)가 형성된 화소정의막(210)이 형성된다. 상기 제1 전극층(209)과, 상기 포토레지스트(214)로 둘러싸인 상기 이물질 파티클(211) 및 상기 화소정의막(210)의 일영역 상에는 유기층(212)이 형성되어 있으며, 화소정의막(210) 및 유기층(212) 상에는 제2 전극층(215)이 형성되어 있다. 상기 유기층(212) 및 상기 제2 전극층(215)은 상기 제1 전극층(209)을 패터닝할 때 사용한 포토레지스트 잔막이 쉐도우 부분에 남겨짐으로써, 완만한 굴곡을 가지는 상기 이물질 파티클(211)의 형상을 따라 완만한 굴곡을 가지도록 형성된다.
도 3a 내지 도 3h는 본 발명의 일실시예에 따른 유기 발광소자의 제조단계별 단면도로써, 설명의 편의상, 전술한 도 2와 동일한 구성요소에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
도 3a 내지 도 3h를 참조하여 본 발명에 따른 유기 발광소자의 제조단계를 설명하면, 상기 제1 전극층(309) 상에 적어도 하나의 이물질 파티클(310)이 부착되어 있다.(도 3a) 상기 이물질 파티클(310)은 구 형태를 띠고 있다.
상기 이물질 파티클(310)이 부착되어 있는 상기 제1 전극층(309) 상에 포토레지스트(311)를 도포한다.(도 3b) 본 발명에서는 네가티브 포토레지스트를 사용한다.
상기 네가티브 포토레지스트(311)를 도포한 뒤, 상기 네가티브 포토레지스트(311) 상에 패턴이 형성된 마스크(312)를 위치시킨다.(도 3c) 여기서, 상기 마스크(312)는 상기 제1 전극층(309)의 패턴이 형성될 부분이 뚫려있는 형상을 가진다.
그 다음, 상기 마스크(312) 상에서 광원(316)을 수직으로 조사한다.(도 3d) 상기 광원(316)은 별도의 이동 수단에 장착되어 이동하면서 상기 마스크(312) 및 상기 제1 전극층(309)에 광원(316)을 조사하게 된다. 또는, 적어도 하나의 광원(316)을 구비하여 상기 마스크(312) 및 상기 제1 전극층(309)에 광원(316)을 조사한다. 여기서, 상기 광원은 수직으로 조사된다.
그리고 나서, 상기 마스크(312) 및 광원(316)을 제거하고, 상기 포토레지스트(311)를 식각하면, 패터닝된 상기 제1 전극층(309) 및 상기 제1 전극층(309) 상에 포토레지스트(311)가 남게 된다.(도 3e) 네가티브 포토레지스트(311)를 사용하였으므로, 마스크(312)에 가려졌던 부분의 포토레지스트(311)가 식각되게 된다. 여기서, 상기 포토레지스트(311) 식각 용액으로는 KOH를 사용한다.
그 상태에서, 상기 제1 전극층(309) 상에 남아있는 포토레지스트(311)를 세척하여 제거한다. 이때, 상기 이물질 파티클(310)의 둥근 형상에 따라 상기 이물질 파티클(310)의 하부에 쉐도우(shadow)가 형성되는 부분에 도포된 포토레지스트(311)는 세척되지 않고, 남겨지게 된다.(도 3f)
식각시에 상기 제1 전극층(309) 상에 상기 포토레지스트(311)가 남겨진 부분은 상기 포토레지스트(311)가 남겨지지 않은 부분에 비해 식각이 덜 이루어지므로, 패터닝된 상기 제1 전극층(309)을 얻을 수 있다. 따라서, 상기 이물질 파티클(310)의 쉐도우 부분에 세척이 덜 이루어진 포토레지스트(311) 잔막에 의해 완만한 굴곡을 가지는 적어도 하나의 이물질 파티클(310)이 부착된 제1 전극층(309)이 형성된다.
이후, 상기 제1 전극층(309) 상에, 상기 제1 전극층(309)을 적어도 부분적으로 노출시키는 개구부(313)가 형성된 화소정의막(314)을 형성한다.(도 3g) 그리고, 상기 화소정의막(314)의 상기 개구부(313) 상의 일영역에 상기 제1 전극층(309)의 형상에 맞추어 유기층(315)을 형성하고, 마지막으로, 상기 유기층(315) 및 상기 화소정의막(314) 상에 상기 유기층(315) 및 상기 화소정의막(314)의 형상에 맞추어 제2 전극층(317)을 형성한다.(도 3h)
따라서, 상기 이물질 파티클에 의해 급격한 경사가 생기는 것을 방지함으로써, 누설전류의 발생을 막아 암점이 생기는 것을 방지할 수 있다.
전술한 실시예에서는 둥근 형상의 이물질 파티클이 제1 전극층에 부착된 것 을 설명하였지만, 쉐도우가 생길 수 있는 형상의 이물질 파티클이면, 쉐도우 부분에 포토레지스트 잔막을 남겨 제1 전극층을 완만하게 형성할 수 있음은 물론이다.
본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주지해야 한다. 또한, 본 발명의 기술분야에서 당업자는 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 유기 발광소자의 제1 전극층 상에 착상된 이물질 파티클의 하부 영역인 쉐도우 부분에 제1 전극층을 패터닝할 때 사용한 포토레지스트가 남겨짐으로써, 제1 전극층 상에 형성되는 유기층 및 제2 전극층을 완만하게 형성할 수 있게 되어 이물질 파티클의 단차부에서 발생하는 누설전류 및 암점이 발현하는 것을 방지할 수 있다.

Claims (11)

  1. 기판 상에 형성되며, 표면에 공정상 발생되는 이물질 파티클이 착상되는 제1 전극층;
    상기 제1 전극층의 이물질 파티클의 쉐도우 부분에 형성되는 평탄화재;
    상기 제1 전극층 상에 형성되며, 상기 제1 전극층을 적어도 부분적으로 노출시키는 개구부가 형성된 화소정의막;
    상기 제1 전극층과, 쉐도우 부분에 평탄화재가 형성된 상기 이물질 파티클 및 상기 화소정의막의 일영역 상에 형성되는 유기층; 및
    상기 유기층과 상기 화소정의막 상에 상기 유기층 및 상기 화소정의막의 형상에 맞추어 형성되는 제2 전극층;
    을 포함하는 유기 발광소자.
  2. 제1항에 있어서, 상기 이물질 파티클은 구 형상이고, 상기 평탄화재는 상기 이물질 파티클의 쉐도우 부분에 형성되는 것을 특징으로 하는 유기 발광소자.
  3. 제1항에 있어서, 상기 평탄화재는 상기 제1 전극층을 식각할 때 사용되는 포토레지스트인 것을 특징으로 하는 유기 발광소자.
  4. 제3항에 있어서, 상기 포토레지스트는 네가티브 포토레지스트인 것을 특징으로 하는 유기 발광소자.
  5. 기판 상에 공정상 발생되는 이물질 파티클이 표면에 착상된 제1 전극층을 형성하는 단계;
    상기 제1 전극층 상에 포토레지스트를 도포하는 단계;
    상기 포토레지스트 상에 패턴이 형성된 마스크를 위치시키고, 광원을 조사하는 단계;
    상기 포토레지스트를 식각, 세척하여 상기 제1 전극층을 패터닝하는 단계;
    상기 이물질 파티클의 쉐도우 부분에 상기 포토레지스트가 남겨지도록 형성하는 단계;
    상기 제1 전극층 상에, 상기 제1 전극층을 적어도 부분적으로 노출시키는 개구부가 형성된 화소정의막을 형성하는 단계;
    상기 제1 전극층과, 쉐도우 부분에 평탄화재가 형성된 상기 이물질 파티클 및 상기 화소정의막의 일영역 상에 유기층을 형성하는 단계; 및
    상기 유기층 및 상기 화소정의막 상에 상기 유기층 및 상기 화소정의막의 형상에 맞추어 제2 전극층을 형성하는 단계;
    를 포함하는 유기 발광소자의 제조방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 이물질 파티클이 상기 제1 전극층에 착상되는 단계에서, 상기 이물질 파티클은 구 형상을 띠고, 상기 이물질 파티클의 쉐도우 부분에 상기 포토레지스트 잔막이 남겨지는 것을 특징으로 하는 유기 발광소자의 제조방법.
  7. 제5항에 있어서, 상기 포토레지스트를 도포하는 단계에서, 상기 포토레지스트는 네가티브 포토레지스트인 것을 특징으로 하는 유기 발광소자의 제조방법.
  8. 제5항에 있어서, 상기 포토레지스트를 식각하는 단계에서, 상기 포토레지스트 식각 용액은 KOH인 것을 특징으로 하는 유기 발광소자의 제조방법.
  9. 제5항에 있어서, 상기 광원을 조사하는 단계에서, 상기 광원을 이동하면서 조사하는 것을 특징으로 하는 유기 발광소자의 제조방법.
  10. 제5항에 있어서, 상기 광원을 조사하는 단계에서, 적어도 하나의 광원을 구비하는 것을 특징으로 하는 유기 발광소자의 제조방법.
  11. 제5항에 있어서, 상기 광원을 조사하는 단계에서, 상기 광원을 수직으로 조사하는 것을 특징으로 하는 유기 발광소자의 제조방법.
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