KR100768707B1 - 유기 발광 소자의 제조 방법 - Google Patents

유기 발광 소자의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 양전극층 및 보조 전극 상의 유기 오염 물질과 함께 산화막을 효과적으로 제거할 수 있도록 하는 유기 발광 소자의 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명에 의한 유기 발광 소자의 제조 방법은 투명 기판 위에 양전극층 및 보조 전극을 형성하는 단계; 상기 양전극층 또는 보조 전극을 습식 세정 또는 산소 플라즈마 세정하는 단계; 및 상기 양전극층 또는 보조 전극을 환원 가스의 플라즈마로 처리하는 단계를 포함한다.
유기 발광 소자, 환원 가스, 플라즈마, 세정

Description

유기 발광 소자의 제조 방법{MANUFACTURING PROCESS OF ORGANIC LIGHT EMITTING DIODE}
도 1은 통상적인 유기 발광 소자에서 양전극층 및 보조 전극까지를 형성한 모습을 나타내는 평면도이다.
본 발명은 양전극층 및 보조 전극 상의 유기 오염 물질과 함께 산화막을 효과적으로 제거할 수 있도록 하는 유기 발광 소자의 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 유기 발광 소자는 평판 디스플레이 소자의 하나로서 양전극층과 음전극층 사이에 유기 발광층을 포함하는 유기 박막층 등을 개재하여 구성하며, 매우 얇은 두께의 매트릭스 형태를 이룬다.
이러한 유기 발광 소자는 15V 이하의 낮은 전압으로 구동이 가능하고, 다른 디스플레이 소자, 예를 들어, TFT-LCD에 비해 휘도, 시야각 및 소비 전력 등에서 우수한 특성을 나타낸다. 더구나, 유기 발광 소자는 다른 디스플레이 소자에 비해 1㎲의 빠른 응답 속도를 가지기 때문에 동영상 구현이 필수적인 차세대 멀티미디어용 디스플레이에 적합한 소자이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 종래 기술에 의한 유기 발광 소자의 제조 방법 및 그 문제점에 대해 설명하기로 한다.
도 1은 통상적인 유기 발광 소자에서 양전극층 및 보조 전극까지를 형성한 모습을 나타내는 평면도이다.
도 1을 참조하면, 종래 기술에 따라 유기 발광 소자를 제조함에 있어서는, 우선, 투명 기판(100)의 전면에 ITO 또는 IZO 등의 투명 도전 물질 및 크롬 등의 저저항 금속 물질을 순차적으로 증착 형성한다. 그리고 나서, 상기 저저항 금속 물질 위에 보조 전극 형성 영역을 정의하는 감광막 패턴을 형성하고, 이러한 감광막 패턴을 마스크로 상기 저저항 금속 물질을 패터닝하여 보조 전극(104)을 형성한다.
계속하여, 상기 감광막 패턴을 제거하고, 상기 보조 전극(104)을 형성한 것과 마찬가지 방법으로, 양전극층 형성 영역을 정의하는 감광막 패턴을 통해 상기 투명 도전 물질을 패터닝함으로서 양전극층(102)을 형성하고, 상기 양전극층 형성 영역을 정의하는 감광막 패턴을 제거한다.
이상의 공정을 진행하면, 투명 기판(100)의 활성 영역('가')에는 어느 한 방향으로 배열된 복수의 양전극층(102)이 형성되고, 상기 투명 기판(100)의 패드 영역('나')에는 상기 양전극층(102) 및 보조 전극(104)이 순차 적층된 복수의 배선 패턴이 형성된다. 또한, 도 1에는 도시하지 않았으나, 상기 활성 영역('가')의 양전극층(102) 상에도 추후에 정의될 화소 개구부를 제외한 일부 영역에 보조 전극이 형성될 수 있다.
한편, 상기 양전극층(102) 및 보조 전극(104)을 형성한 후에는, 격자 형태의 절연막을 형성하는 등의 방법으로 상기 양전극층(102) 상에 복수의 화소 개구부를 정의하고, 상기 화소 개구부의 상기 양전극층(102) 상에 유기 박막층 및 음전극층을 순차 형성함으로서 최종적으로 유기 발광 소자를 제조한다.
그런데, 상기 종래 기술에 의한 유기 발광 소자의 제조 방법에서는, 상기 양 전극층(102) 및 보조 전극(104)의 형성 공정, 절연막의 형성 공정 또는 유기 박막층의 형성 공정 등의 여러 가지 공정을 진행하는 과정에서, 감광막 잔류물 또는 유기물 잔류물 등 여러 가지 유기 오염 물질이 상기 양전극층(102) 또는 보조 전극(104)의 표면을 오염시킬 수 있다. 이에 종래에는 유기 발광 소자의 제조 공정 중에 상기 유기 오염 물질을 제거하기 위해 상기 양전극층(102) 또는 보조 전극(104)의 표면을 습식 세정하거나 산소 플라즈마 세정하는 공정을 적어도 1회 이상 진행하였다.
그러나, 상기 양전극층(102) 또는 보조 전극(104)의 표면을 산소 플라즈마로 세정하면, 이들의 표면에 얇은 산화막이 형성되어 저항이 증가하고 전기적 특성이 저하되는 문제점이 발생하였다. 또한, 상기 양전극층(102) 또는 보조 전극(104)을 습식 세정하더라도, 습식 챔버로의 이동 과정 등에서 상기 투명 기판(100)이 외부의 산소에 노출됨으로서, 상기 양전극층(102) 또는 보조 전극(104)의 표면에 얇은 산화막이 형성되어 마찬가지 문제점이 발생하였다.
이에 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하여, 양전극층 및 보조 전극 상의 유기 오염 물질과 함께 산화막을 효과적으로 제거할 수 있도록 하는 유기 발광 소자의 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 투명 기판 위에 양전극층 및 보조 전극을 형성하는 단계; 상기 양전극층 또는 보조 전극을 습식 세정 또는 산소 플라즈마 세정하는 단계; 및 상기 양전극층 또는 보조 전극을 환원 가스의 플라즈마로 처리하는 단계를 포함하는 유기 발광 소자의 제조 방법을 제공한다.
상기 본 발명에 의한 유기 발광 소자의 제조 방법에 있어서, 상기 환원 가스의 플라즈마는 수소 플라즈마를 포함할 수 있으며, 이 경우, 상기 환원 가스의 플라즈마 처리 단계에서는, 수소, 헬륨 및 아르곤의 혼합 가스의 플라즈마로 상기 양전극층 또는 보조 전극을 처리할 수 있다.
또한, 상기 본 발명에 의한 유기 발광 소자의 제조 방법에서, 상기 산소 플라즈마 세정 단계에서는, 산소와 아르곤의 혼합 가스의 플라즈마로 상기 양전극층 또는 보조 전극을 세정할 수 있다.
그리고, 상기 본 발명에 의한 유기 발광 제조 방법에서, 상기 양전극층은 ITO 또는 IZO로 이루어지고, 상기 보조 전극은 Cr, Mo, AlNd 또는 Cu 합금으로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 본 발명에 의한 유기 발광 소자의 제조 방법에서, 상기 습식 세정 또는 산소 플라즈마 세정 단계와 상기 환원 가스 플라즈마 처리 단계는, 유기 발광 소자의 유기 박막층을 형성하기 직전 또는 직후에 실시하거나, 유기 발광 소자를 봉지한 후에 실시할 수도 있다.
이하 첨부한 도면을 참고로 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 소자의 제조 방법에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.
다만, 본 실시예에 따른 유기 발광 소자의 제조 방법은 전체적으로 통상적인 유기 발광 소자 제조 방법의 공지된 구성과 동일하고, 다만, 양전극층 또는 보조 전극을 세정하는 공정의 구성에 있어서만 상기 공지된 구성과 상이하므로, 이하에서는 상기 공지된 구성과 상이한 세정 공정에 대해 상세히 설명하고 이를 제외한 나머지 공정에 대해서는 간략히 설명하기로 한다.
도면에서는 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 또한, 본 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.
도 1은 통상적인 유기 발광 소자에서 양전극 및 보조 전극까지를 형성한 모습을 나타내는 평면도이다.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 따라 유기 발광 소자를 제조함에 있어서는, 우선, 투명 기판(100)의 전면에 ITO 또는 IZO 등의 투명 도전 물질 및 Cr, Mo, AlNd 또는 Cu 합금 등의 저저항 금속 물질을 순차적으로 증착 형성한다. 그리고 나서, 상기 저저항 금속 물질 위에 보조 전극 형성 영역을 정의하는 감광막 패턴을 형성하고, 이러한 감광막 패턴을 마스크로 상기 저저항 금속 물질을 패터닝하여 보조 전극(104)을 형성한다.
계속하여, 상기 감광막 패턴을 제거하고, 상기 보조 전극(104)을 형성한 것 과 마찬가지 방법으로, 양전극층 형성 영역을 정의하는 감광막 패턴을 통해 상기 투명 도전 물질을 패터닝함으로서 양전극층(102)을 형성하고, 상기 양전극층 형성 영역을 정의하는 감광막 패턴을 제거한다.
이상의 공정을 진행하면, 투명 기판(100)의 활성 영역('가')에는 어느 한 방향으로 배열된 복수의 양전극층(102)이 형성되고, 상기 투명 기판(100)의 패드 영역('나')에는 상기 양전극층(102) 및 보조 전극(104)이 순차 적층된 복수의 배선 패턴이 형성된다. 상기 배선 패턴은 상기 활성 영역('가')의 상기 복수의 양전극층(102) 및 추후에 형성될 음전극층과 각각 연결되어 이들에 전기적 신호를 인가하는 역할을 하며, 또한, 최종 제조된 유기 발광 소자를 구동하기 위한 FPC와 연결된다. 또한, 도 1에는 도시하지 않았으나, 상기 활성 영역('가')의 양전극층(102) 상에도 추후에 정의될 화소 개구부를 제외한 일부 영역에 보조 전극이 형성될 수 있다. 상기 패드 영역('나')과 선택적으로 상기 활성 영역('가')에 형성된 상기 보조 전극(104)은 양전극층(102)의 저항을 낮추는 역할을 한다.
한편, 상기 양전극층(102) 및 보조 전극(104)을 형성한 후에는, 격자 형태의 절연막을 형성하는 등의 방법으로 상기 양전극층(102) 상에 복수의 화소 개구부를 정의하고, 상기 화소 개구부의 상기 양전극층(102) 상에 유기 박막층 및 음전극층을 순차 형성함으로서 최종적으로 유기 발광 소자를 제조한다. 상기 유기 발광 소자를 제조한 후에는, 외부의 수분 등으로부터 상기 유기 발광 소자를 보호하기 위해, 상기 투명 기판(100)을 봉지캡 등으로 덮는 봉지 공정을 실시한다.
그런데, 상술한 유기 발광 소자의 제조 방법에서는, 상기 양전극층(102) 및 보조 전극(104)의 형성 공정, 절연막의 형성 공정 또는 유기 박막층의 형성 공정 등의 여러 가지 공정을 진행하는 과정에서, 감광막 잔류물 또는 유기물 잔류물 등 여러 가지 유기 오염 물질이 상기 양전극층(102) 또는 보조 전극(104)의 표면을 오염시키게 된다.
이에 본 실시예에 따른 유기 발광 소자의 제조 방법에서는, 상기 양전극층(102) 및 보조 전극(104)을 형성하고 나서, 이하에 설명하는 세정 공정을 1회 이상 진행하게 된다.
우선, 상기 양전극층(102) 또는 보조 전극(104)을 습식 세정 또는 산소 플라즈마 세정한다. 보다 구체적으로, 상기 산소 플라즈마로 상기 양전극층(102) 또는 보조 전극(104)을 세정함에 있어서는, 아르곤 등의 비활성 기체와 산소의 혼합 가스의 플라즈마로 상기 양전극층(102) 또는 보조 전극(104)을 세정할 수 있다. 또한, 상기 양전극층(102) 또는 보조 전극(104)을 습식 세정함에 있어서는, 불산(HF) 또는 황산(H2SO4) 등을 포함하는 약액으로 상기 양전극층(102) 또는 보조 전극(104)을 세정할 수 있다.
상기 산소 플라즈마 세정 또는 습식 세정 공정을 진행하면, 상기 양전극층(102) 또는 보조 전극(104) 상의 유기 오염 물질이 상기 산소 플라즈마 또는 약액과 반응하여 제거될 수 있다.
다만, 상기 양전극층(102) 또는 보조 전극(104)의 표면을 산소 플라즈마로 세정하면, 이들의 표면에 얇은 산화막이 형성되어 저항이 증가하고 전기적 특성이 저하될 수 있다. 또한, 상기 양전극층(102) 또는 보조 전극(104)을 습식 세정하더라도, 습식 챔버로의 이동 과정 등에서 상기 투명 기판(100)이 외부의 산소에 노출됨으로서, 상기 양전극층(102) 또는 보조 전극(104)의 표면에 얇은 산화막이 형성되어 마찬가지로 전기적 특성이 저하될 수 있다.
이에 본 실시예에서는, 상기 산소 플라즈마 세정 또는 습식 세정을 진행한 후에, 상기 양전극층(102) 또는 보조 전극(104)을 환원 가스의 플라즈마로 처리한다. 보다 구체적으로, 상기 환원 가스의 플라즈마는 수소 플라즈마를 포함할 수 있으며, 이 경우, 상기 환원 가스의 플라즈마 처리 단계에서는, 수소, 헬륨 및 아르곤의 혼합 가스의 플라즈마로 상기 양전극층(102) 또는 보조 전극(104)을 처리할 수 있다.
이와 같이, 예를 들어, 수소 플라즈마를 포함하는 환원 가스의 플라즈마로 상기 양전극층(102) 또는 보조 전극(104) 처리하면, 이전의 습식 세정 또는 산소 플라즈마 세정 공정에서 상기 양전극층(102) 또는 보조 전극(104)의 표면에 형성된 얇은 산화막이 환원 제거될 수 있다. 따라서, 본 실시예에 따르면, 상기 얇은 산화막에 의해 상기 양전극층(102) 또는 보조 전극(104)의 저항이 증가하고 전기적 특성이 저하되는 문제점을 최소화할 수 있다.
한편, 상기 산소 플라즈마 세정 또는 습식 세정 공정과 상기 환원 가스 플라즈마 처리 공정은 서로 연결된 두 개의 챔버에서 각각 연속적으로 진행될 수 있으며, 예를 들어, 109-1012 cm-3의 플라즈마 밀도, 30mTorr-760Torr의 압력 및 10- 300sccm의 가스 유량의 조건 하에서 진행될 수 있다. 또한, 상기 투명 기판(100)과 플라즈마를 발생시키기 위한 전극의 거리를 10-50mm로 유지할 수 있다.
그리고, 상기 산소 플라즈마 세정 또는 습식 세정 공정과 상기 환원 가스 플라즈마 처리 공정은, 일단 투명 기판(100) 위에 양전극층(102) 및 보조 전극(104)의 형성하고 나서 1회 이상 진행될 수 있는데, 예를 들어, 유기 발광층 등을 포함하는 유기 박막층을 형성하기 직전 또는 직후에 진행되거나, 상기 봉지 공정을 실시한 후에 진행될 수도 있다. 상기 산소 플라즈마 세정 또는 습식 세정 공정과 상기 환원 가스 플라즈마 처리 공정을 상기 봉지 공정 후에 진행하면, 상기 패드 영역('나')의 배선 패턴을 이루는 양전극층(102) 또는 보조 전극(104) 표면의 유기 오염 물질 및 얇은 산화막을 효과적으로 제거할 수 있으므로, 상기 배선 패턴에 유기 발광 소자를 구동하기 위한 FPC를 접착하는 과정에서, 상기 배선 패턴과 FPC 간의 접착력이 저하되는 것을 또한 최소화할 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.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 양전극층 또는 보조 전극 표면의 유기 오염 물질 및 얇은 산화막을 효과적으로 제거할 수 있으며, 이에 따라, 상기 얇은 산화막 등에 의해 상기 양전극층 또는 보조 전극의 저항이 증가하거나 전기적 특성이 저하되는 것을 최소화할 수 있다.
또한, 패드 영역의 배선 패턴과 유기 발광 소자를 구동하기 위한 FPC가 잘 접착되게 할 수 있다.
결국, 본 발명에 따르면, 보다 향상된 신뢰성 및 품질을 나타내는 유기 발광 소자를 제조할 수 있게 된다.

Claims (7)

  1. 투명 기판위에 양전극층 및 보조 전극을 형성하는 단계;
    상기 양전극층 또는 보조전극을 습식 세정하는 단계;
    상기 양전극층 또는 보조전극을 환원 가스의 플라즈마로 처리하는 단계를 포함하는 유기 발광 소자의 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 환원 가스의 플라즈마는 수소 플라즈마를 포함하는 유기 발광 소자의 제조 방법.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 환원 가스의 플라즈마 처리 단계에서는,
    수소, 헬륨 및 아르곤의 혼합 가스의 플라즈마로 상기 양전극층 또는 보조 전극을 처리하는 유기 발광 소자의 제조 방법.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 양전극층은 ITO 또는 IZO로 이루어지고, 상기 보조 전극은 Cr, Mo, AlNd 또는 Cu 합금으로 이루어지는 유기 발광 소자의 제조 방법.
  6. 제 1 항, 제 2 항, 제 3 항 또는 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 습식 세정하는 단계와 상기 환원 가스 플라즈마 처리 단계는,
    유기 발광 소자의 유기 박막층을 형성하기 직전 또는 직후에 실시하는 유기 발광 소자의 제조 방법.
  7. 제 1 항, 제 2 항, 제 3 항 또는 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 습식 세정하는 단계와 상기 환원 가스 플라즈마 처리 단계는,
    유기 발광 소자를 봉지한 후에 실시하는 유기 발광 소자의 제조 방법.
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