KR100768711B1 - Organic electro luminescent emitting device and the method for manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
본 발명의 유기 전계 발광 소자 및 그 제조방법은, 기판 상에 어느 한 방향으로 배열되는 제1 투명전극패턴을 형성하는 단계; 제1 투명전극패턴 위에 가시광이 50-80% 투과하는 절연층을 형성하는 단계; 제1 투명전극패턴 및 기판 위에 격자 형태로 절연층 패턴을 형성하여 제1 투명전극패턴 상에 화소개구부를 정의하는 단계; 제1 투명전극패턴과 직교하는 절연층 패턴 위에 격벽층을 형성하는 단계; 제1 투명전극패턴과 대응하는 영역의 화소 개구부 및 절연층 패턴위에 제2 투명전극패턴을 형성하는 단계; 제2 투명전극패턴 위에 유기 전계 발광층을 형성하는 단계; 및 유기 전계 발광층 위에 음전극층을 형성하는 단계를 포함한다.The organic electroluminescent device of the present invention and a method of manufacturing the same include: forming a first transparent electrode pattern arranged in one direction on a substrate; Forming an insulating layer on which the visible light transmits 50-80% on the first transparent electrode pattern; Forming a pixel opening on the first transparent electrode pattern by forming an insulating layer pattern on the first transparent electrode pattern and the substrate in a lattice form; Forming a barrier layer on an insulating layer pattern orthogonal to the first transparent electrode pattern; Forming a second transparent electrode pattern on the pixel opening and the insulating layer pattern in a region corresponding to the first transparent electrode pattern; Forming an organic EL layer on the second transparent electrode pattern; And forming a negative electrode layer on the organic electroluminescent layer.
투명전극, 이중 구조, 절연층 패턴 Transparent electrode, double structure, insulation layer pattern
Description
도 1은 종래 기술에 따른 유기 전계 발광 소자를 개략적으로 나타내보인 도면이다. 1 is a view schematically showing an organic EL device according to the prior art.
도 2는 본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자를 개략적으로 나타내보인 도면이다.2 is a view schematically showing an organic electroluminescent device according to the present invention.
도 3 내지 도 13은 본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자 및 그 제조방법을 설명하기 위하여 나타내 보인 도면들이다.3 to 13 illustrate the organic EL device and a method of manufacturing the same according to the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for main parts of the drawings>
200 : 기판 202 : 제1 투명전극패턴200: substrate 202: first transparent electrode pattern
204 : 절연층 패턴 208 : 제2 투명전극패턴 204: insulating layer pattern 208: second transparent electrode pattern
본 발명은 유기 전계 발광 소자에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 유기 전계 발광 소자의 발광면적을 증가하고, 휘도를 개선시킬 수 있는 유기 전계 발광 소자 및 그 제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an organic electroluminescent device, and more particularly, to an organic electroluminescent device capable of increasing the light emitting area of an organic electroluminescent device and improving luminance, and a method of manufacturing the same.
일반적으로, 유기 전계 발광 소자(OLED; Organic electro luminescent device)는 평판 디스플레이 소자 중 하나로 웨이퍼 상의 양전극층(anode layer)과 음전극층(cathode layer) 사이에 유기 전계 발광층을 개재하여 구성하며, 매우 얇은 두께의 매트릭스 형태를 이룬다.In general, an organic electroluminescent device (OLED) is one of the flat panel display devices, and is formed by interposing an organic electroluminescent layer between an anode layer and a cathode layer on a wafer and having a very thin thickness. Forms a matrix of.
이러한 유기 전계 발광 소자는 낮은 전압에서 구동이 가능하고, 박형 등의 장점이 있다. 또한, 좁은 광 시야각, 느린 응답 속도 등 종래에 LCD에서 문제로 지적되어 온 결점을 해결할 수 있으며, 다른 형태의 디스플레이와 비교하여, 특히, 중형 이하에서 다른 디스플레이, 예컨대, 'TFT LCD'와 동등하거나 그 이상의 화질을 가질 수 있을 뿐만 아니라, 제조 공정이 단순화하다는 점에서 차세대 평판 디스플레이로 주목받고 있다.The organic EL device can be driven at a low voltage, and has advantages such as thinness. In addition, it is possible to solve the drawbacks that have been conventionally pointed out as problems with LCDs such as narrow wide viewing angles and slow response speeds, and compared with other types of displays, in particular, below mid-size or other displays, such as 'TFT LCD' In addition to being able to have higher image quality, the manufacturing process has been attracting attention as a next-generation flat panel display.
도 1은 종래 기술에 따른 유기 전계 발광 소자를 개략적으로 나타내보인 도면이다. 1 is a view schematically showing an organic EL device according to the prior art.
도 1을 참조하면, 기판(100) 위에 줄무늬 형태(Stripe Type)로 배열된 투명전극패턴(102)이 형성되어 있으며, 투명전극패턴(102) 및 기판(100) 위에는, 평면으로 볼 때 격자 형상의 절연막 패턴(104)이 형성되어 상기 투명전극패턴(102) 상에 복수의 화소 개구부(A)를 정의하고 있다. 그리고 투명전극패턴(102)과 직교하는 상기 절연막 패턴(104) 위에는, 격벽층(106)이 형성되어 있으며 투명전극패턴(102)이 배열된 방향을 따라 서로 인접하는 화소 개구부(A) 간의 음전극층의 단락을 방지하는 역할을 한다. 화소 개구부(A)의 투명전극패턴(102) 위에는 유기 전계 발광층(108)이 형성되어 있으며, 유기 전계 발광층(108) 위에는 음전극층 패턴(110)이 형성되어 있다. 여기서 투명전극패턴(102)은 빛이 투과되는 투명 전극물질로 이루어져 있으며, 절연막 패턴(104)은 포토레지스트막으로 이루어져 있다.Referring to FIG. 1, the
이러한 유기 전계 발광 소자에 있어서, 투명전극패턴(102)의 일부 영역(B)은 절연층 패턴(104)에 의해 덮여지게 된다. In the organic electroluminescent device, a portion B of the
이와 같이 절연층 패턴(104)에 의해 덮여지는 투명전극패턴(102)의 일부 영역(B)은 유기 전계 발광층(108)과 접촉하지 않는 상태가 되면서 화소 개구부(A)와 달리 발광하지 않고, 절연층 패턴(104)에 의해 정의되어 있는 화소 개구부(A)를 통해서만 빛이 투과되어 발광 부위가 제한될 수 있다. As described above, the partial region B of the
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 절연층 패턴에 의해 덮여지는 투명전극패턴의 일부 영역을 유기 전계 발광층과 보다 넓게 접촉하도록 개선하여 발광 부위를 증가시킬 수 있고, 휘도를 개선할 수 있는 유기 전계 발광 소자 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.The technical problem to be achieved by the present invention is to improve a part of the region of the transparent electrode pattern covered by the insulating layer pattern to be in contact with the organic electroluminescent layer more broadly to increase the emission area, the organic electroluminescence that can improve the brightness The present invention provides a device and a method of manufacturing the same.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명에 유기 전계 발광 소자의 제조방법은, 기판 상에 어느 한 방향으로 배열되는 제1 투명전극패턴을 형성하는 단계; 상기 제1 투명전극패턴 위에 가시광이 50-80% 투과하는 절연층을 형성하는 단계; 상기 제1 투명전극패턴 및 기판 위에 격자 형태로 절연층 패턴을 형성하여 상 기 제1 투명전극패턴 상에 화소개구부를 정의하는 단계; 상기 제1 투명전극패턴과 직교하는 절연층 패턴 위에 격벽층을 형성하는 단계; 상기 제1 투명전극패턴과 대응하는 영역의 화소 개구부 및 절연층 패턴위에 제2 투명전극패턴을 형성하는 단계; 상기 제2 투명전극패턴 위에 유기 전계 발광층을 형성하는 단계; 및 상기 유기 전계 발광층 위에 음전극층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above technical problem, the present invention provides a method of manufacturing an organic electroluminescent device comprising the steps of forming a first transparent electrode pattern arranged in any direction on a substrate; Forming an insulating layer on which the visible light transmits 50-80% on the first transparent electrode pattern; Defining a pixel opening on the first transparent electrode pattern by forming an insulating layer pattern on the first transparent electrode pattern and the substrate in a lattice form; Forming a barrier layer on an insulating layer pattern orthogonal to the first transparent electrode pattern; Forming a second transparent electrode pattern on the pixel opening and the insulating layer pattern in a region corresponding to the first transparent electrode pattern; Forming an organic electroluminescent layer on the second transparent electrode pattern; And forming a negative electrode layer on the organic electroluminescent layer.
본 발명에 있어서, 상기 절연층은 폴리이미드계 또는 아크릴계 물질을 포함하는 것이 바람직하다.In the present invention, the insulating layer preferably comprises a polyimide or acrylic material.
상기 제2 투명전극패턴은, 상기 절연층 패턴의 경사면 및 절연층 패턴 상부의 일부분을 덮도록 형성하는 것이 바람직하다.The second transparent electrode pattern may be formed to cover the inclined surface of the insulating layer pattern and a portion of the upper portion of the insulating layer pattern.
상기 제1 투명전극패턴 또는 제2 투명전극패턴은 ITO 또는 IZO를 포함하는 것이 바람직하다.The first transparent electrode pattern or the second transparent electrode pattern preferably includes ITO or IZO.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명에 유기 전계 발광 소자는, 투명 기판; 상기 기판 위에 어느 한 방향으로 배열되어 있는 제1 투명전극패턴; 상기 제1 투명전극패턴 상에 복수의 화소 개구부를 정의하도록 상기 제1 투명전극패턴 및 기판 위에 격자 형태로 형성되어 있으며, 가시광이 50-80% 투과하는 물질을 포함하는 절연층 패턴; 상기 제1 투명전극패턴과 직교하는 절연층 패턴 위에 형성되어 있는 격벽층; 상기 제1 투명전극패턴과 대응하는 영역의 화소 개구부 및 절연층 패턴위에 형성되어 있는 제2 투명전극패턴; 그리고 상기 제2 투명전극패턴 위에 순차적으로 형성되어 있는 유기 전계 발광층 및 음전극층 패턴을 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above technical problem, the organic electroluminescent device in the present invention, a transparent substrate; A first transparent electrode pattern arranged in one direction on the substrate; An insulating layer pattern formed in a lattice shape on the first transparent electrode pattern and the substrate so as to define a plurality of pixel openings on the first transparent electrode pattern, and including a material that transmits 50-80% of visible light; A barrier layer formed on the insulating layer pattern perpendicular to the first transparent electrode pattern; A second transparent electrode pattern formed on the pixel opening and the insulating layer pattern of a region corresponding to the first transparent electrode pattern; And an organic electroluminescent layer and a negative electrode layer pattern sequentially formed on the second transparent electrode pattern.
본 발명에 있어서, 상기 절연층 패턴은 폴리이미드계 또는 아크릴계 물질을 포함하는 것이 바람직하다.In the present invention, the insulating layer pattern preferably comprises a polyimide or acrylic material.
상기 제2 투명전극패턴은, 상기 절연층 패턴의 경사면 및 절연층 패턴 상부의 일부분을 덮도록 형성하는 것이 바람직하다.The second transparent electrode pattern may be formed to cover the inclined surface of the insulating layer pattern and a portion of the upper portion of the insulating layer pattern.
상기 제1 투명전극패턴 및 제2 투명전극패턴은 ITO 또는 IZO를 포함하는 것이 바람직하다.The first transparent electrode pattern and the second transparent electrode pattern preferably include ITO or IZO.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 설명하고자 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention. In the drawings, the thickness of layers, films, panels, regions, etc., are exaggerated for clarity. Like parts are designated by like reference numerals throughout the specification.
도 2는 본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자를 개략적으로 나타내보인 도면이다.2 is a view schematically showing an organic electroluminescent device according to the present invention.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자는 기판(200)과, 기판(200) 위에 어느 한 방향으로 뻗어 있는 스프라이트 형태로 배열되어 있는 제1 투명전극 패턴(202)과, 제1 투명전극패턴(202) 상에 복수의 화소 개구부를 정의하도록 상기 제1 투명전극패턴(202) 및 기판(200) 위에 격자 형태로 형성되어 있으며, 가시광이 50-80%로 투과하는 물질을 포함하는 절연층 패턴(204)과, 제1 투명전극패턴(202)과 직교하는 절연층 패턴(204) 위에 형성되어 있는 격벽층(206)과, 상 기 제1 투명전극패턴(202)과 대응하는 영역의 화소 개구부 및 절연층 패턴(204)위에 형성되어 있는 제2 투명전극패턴(208)과, 그리고 상기 제2 투명전극패턴(208) 위에 순차적으로 형성되어 있는 유기 전계 발광층(210) 및 음전극층(212)을 포함하여 이루어진다. 여기서 절연층 패턴(204)은 폴리이미드(polyimid)계 또는 아크릴(acrylic)계 물질을 포함하여 이루어지며, 제1 투명전극패턴(202) 및 제2 투명전극패턴(208)은 ITO(Indium tin oxide)층 또는 IZO(Indium zinc oxide) 등의 투명 전도성 물질을 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.Referring to FIG. 2, an organic electroluminescent device according to the present invention includes a
이하 도면을 참조하여 본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자의 제조방법에 대해 설명하기로 한다. Hereinafter, a method of manufacturing an organic EL device according to the present invention will be described with reference to the drawings.
도 3 내지 도 13은 본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자 및 그 제조방법을 설명하기 위하여 나타내 보인 도면들이다. 여기서 도 4, 도 6, 도 8 그리고 도 10은 도 3, 도 5, 도 7 그리고 도 9를 X-X'축을 따라 잘라내 보인 도면들이다. 또한, 도 11 및 도 13은 도 9 및 도 12를 Y-Y'축을 따라 잘라내어 나타내보인 도면들이다.3 to 13 illustrate the organic EL device and a method of manufacturing the same according to the present invention. 4, 6, 8, and 10 are diagrams of FIGS. 3, 5, 7, and 9 taken along the line X-X '. 11 and 13 are cutaway views of FIGS. 9 and 12 along the Y-Y 'axis.
먼저 도 3 및 도 4를 참조하면, 기판(200) 상에 투명 금속 산화물을 스퍼터링(sputtering) 방법 등을 사용하여 적층하여 제1 투명전극층(도시하지 않음)을 형성한다. 여기서, 기판(200)은 일반적으로 글래스(glass)를 사용하며, 제1 투명전극층은 ITO(Indium tin oxide)층 또는 IZO(Indium zinc oxide) 등의 투명 전도성 물질을 사용한다. 이때, 제1 투명전극층은 저저항 금속 물질이 단일층 또는 두개 이상의 층을 가지는 복수층으로 이루어질 수 있으며, 복수층으로 이루어질 경우에는 하부층은 콘트라스트를 증가시키기 위해 저저항 금속 물질로 이루어질 수도 있다. 다음에 제1 투명전극층 상에 감광막(도면에 도시하지 않음)을 도포하고, 노광 및 현상하여 감광막 패턴(도면에 도시하지 않음)을 형성한다. 계속해서 감광막 패턴을 마스크로 제1 투명전극층을 식각하여 어느 한 방향으로 길게 뻗어 있는 줄무늬 형상(stripe type)의 제1 투명전극패턴(202)을 형성한다. First, referring to FIGS. 3 and 4, a first transparent electrode layer (not shown) is formed by stacking a transparent metal oxide on a
다음에 도 5 및 도 6을 참조하면, 제1 투명전극패턴(202) 위에 가시광이 50-80%로 투과하는 물질을 포함하는 절연층(도시하지 않음)을 형성한다. 여기서 절연층은 폴리이미드(polyimide)계 또는 아크릴(acrylic)계 물질을 포함하는 것이 바람직하다. Next, referring to FIGS. 5 and 6, an insulating layer (not shown) including a material that transmits 50-80% of visible light is formed on the first
다음에 절연층을 패터닝하여 제1 투명전극패턴(202)을 노출하는 개구부(a)를 가지며, 평면으로 볼 때 격자 형상으로 이루고 있는 절연층 패턴(204)을 형성한다. 이때, 절연층 패턴(204)이 이루는 개구부(a)는 화소의 형성영역을 정의한다. 여기서 절연층 패턴(204)을 가시광이 50-80% 투과하는 물질, 예를 들어 폴리이미드(polyimide)계 또는 아크릴(acrylic)계 물질을 포함하여 형성함으로써 가시광이 투과되는 영역이 확장되어 발광부위가 증가한다.Next, the insulating layer is patterned to form an
다음에 도 7 및 도 8을 참조하면, 기판(200) 전면에 감광막을 도포한 후, 노광 및 현상을 실시하여 역경사(negative profile) 형상을 가지는 격벽층(206)을 형성한다. 격벽층(206)은 제1 투명전극패턴(202)과 직교하여 일정 간격을 두고 평행하게 배열되며, 이후 공정에서 형성되는 음전극층이 인접 구성 요소와 단락이 되지 않도록 오버행(overhang)구조를 가진다. Next, referring to FIGS. 7 and 8, after the photoresist is coated on the entire surface of the
다음에 도 9 내지 도 11을 참조하면, 기판(200)에 제1 투명전극패턴(202)과 대응되도록 화소 개구부 및 절연층 패턴(204)의 일부 영역을 덮는 제2 투명전극패턴(208)을 형성한다. 여기서 제2 투명전극패턴(208)은 ITO(Indium tin oxide)층 또는 IZO(Indium zinc oxide) 등의 투명 전도성 물질을 포함하여 형성할 수 있다. 9 to 11, a second
이를 위해 도면에 도시하지는 않았지만, 기판(200) 상에 화소 개구부 및 절연층 패턴(204)의 일부 영역을 노출시키는 마스크막 패턴을 형성한다. 다음에 마스크막 패턴을 이용하여 제2 투명전극용 물질, 예컨대 ITO 또는 IZO를 증착하면, 화소 개구부(a), 절연층 패턴(204)의 측면 경사부(b) 및 절연층 패턴(204) 상부의 일부 영역(c) 위에 제2 투명전극패턴(208)이 형성된다. For this purpose, although not shown in the drawing, a mask layer pattern is formed on the
이때, 종래의 경우에는 절연층 패턴을 감광막으로 형성함으로써 제1 투명전극패턴의 일부 영역이 절연층 패턴에 의해 덮여지고, 빛이 투과되는 영역이 상기 절연층 패턴에 의해 덮여지는 만큼 감소하게 되고 발광 부위가 제한될 수 있다. 이에 대하여 본 발명에서는, 절연층 패턴(204)을 가시광이 50-80% 투과하는 물질, 예를 들어 폴리이미드(polyimide)계 또는 아크릴(acrylic)계 물질을 포함하여 형성하며, 빛이 투과되는 영역을 확장하고, 이러한 확장영역에서 상기 제2 투명전극패턴(208)에 의한 발광이 가능케 함으로서 발광부위를 화소 개구부(a), 절연층 패턴(204)의 측면 경사부(b) 및 절연층 패턴(204) 상부의 일부 영역(c)까지 확장시킬 수 있다. At this time, in the conventional case, by forming the insulating layer pattern as a photosensitive film, a portion of the first transparent electrode pattern is covered by the insulating layer pattern, and a region through which light is transmitted is reduced as much as it is covered by the insulating layer pattern. Sites may be limited. In contrast, in the present invention, the insulating
다음에 도 12 내지 도 14를 참조하면, 제2 투명전극패턴(208) 위에 유기 전계 발광층(210) 및 음전극층 패턴(212)을 순차적으로 증착한다. 12 to 14, the
여기서 비록 도면에 도시하지는 않았지만, 유기 전계 발광층(210)은 제1 투명전극 패턴(202)으로부터의 정공과 음전극층으로부터의 전자가 전달되어 자체적으로 발광하는 유기 발광층, 제1 투명전극 패턴(202)으로부터 유기 발광층으로의 정공 전달을 보조하는 정공 주입층 및 정공 수송층, 그리고, 음전극층 패턴(212)으로부터 상기 유기 발광층으로의 전자 전달을 보조하는 전자 주입층 및 전자 수송층 등을 포함하여 이루어진다. 또한, 음전극층 패턴(212)은 제1 투명전극 패턴(202)과 직교하는 일 방향으로 배열된다. 이때, 음전극층 패턴(212)은 알루미늄(Al),구리(Cu) 또는 은(Ag)을 포함하는 일반적인 전극형성용 금속물질 또는 이들의 합금(alloy)으로 이루어질 수 있다.Although not shown in the drawings, the
본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자는, 가시광이 50-80% 투과하는 물질로 절연층 패턴을 형성하고, 투명 전극패턴을 이중 구조로 형성함에 따라 발광부위를 화소 개구부, 절연층 패턴의 측면 경사부 및 절연층 패턴 상부의 일부 영역까지 확장할 수 있다. 이에 따라 종래의 경우 절연층 패턴을 감광막 패턴으로 형성한 경우보다 약 20%가량 발광 면적이 증대하는 효과가 있다.In the organic electroluminescent device according to the present invention, the insulating layer pattern is formed of a material that transmits 50-80% of visible light, and the transparent electrode pattern is formed in a double structure, so that the light emitting portion is formed by the pixel opening and the side slope portion of the insulating layer pattern. And a portion of the upper portion of the insulating layer pattern. Accordingly, the light emitting area is increased by about 20% compared with the case of forming the insulating layer pattern in the conventional photosensitive film pattern.
지금까지 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자 및 그 제조방법에 의하면, 절연층 패턴을 가시광이 투과되는 물질로 형성하고, 투명 전극층을 이중구조로 형성하여 유기 전계 발광층과 보다 넓게 접촉하도록 개선함으로써 발광 부위를 증가시킬 수 있고, 휘도를 개선할 수 있다.As described above, according to the organic electroluminescent device and the manufacturing method thereof according to the present invention, the insulating layer pattern is formed of a material that transmits visible light, and the transparent electrode layer is formed in a double structure so as to be in wide contact with the organic electroluminescent layer. By improving, the emission site can be increased, and the luminance can be improved.
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