KR100770581B1 - 유기 발광 소자의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 보다 증가된 수율로 양호한 유기 발광 소자를 제공할 수 있도록 하는 유기 발광 소자의 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명에 의한 유기 발광 소자의 제조 방법은, 투명 기판 위에 양전극층 및 보조 전극층을 순차 형성하는 단계; 상기 보조 전극층 위에 네가티브 감광막을 형성하는 단계; 상기 네가티브 감광막을 패터닝하여 보조 전극 형성 영역을 정의하는 감광막 패턴을 형성하는 단계; 및 상기 감광막 패턴을 마스크로 상기 보조 전극층을 패터닝하는 단계를 포함한다.
유기 발광 소자, 네가티브 감광막, 보조 전극층

Description

유기 발광 소자의 제조 방법{MANUFACTURING PROCESS FOR ORGANIC LIGHT EMITTING DIODE}
도 1은 통상적인 유기 발광 소자에서 양전극 및 보조 전극까지를 형성한 모습을 나타내는 평면도이고,
도 2a 및 도 2b는 종래 기술에 따른 유기 발광 소자의 제조 방법을 간략하게 나타내는 공정 순서도이고,
도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 소자의 제조 방법을 간략하게 나타내는 공정 순서도이며,
도 4는 통상적인 공정 조건 하에서 패터닝된 네가티브 감광막의 역경사 프로파일을 나타내는 SEM 사진이고,
도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 일 실시예에 따라 공정 조건을 조절하여 패터닝된 네가티브 감광막의 정경사 프로파일을 나타내는 SEM 사진이다.
본 발명은 보다 증가된 수율로 양호한 유기 발광 소자를 제공할 수 있도록 하는 유기 발광 소자의 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 유기 발광 소자는 평판 디스플레이 소자의 하나로서 양전극과 음전극 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 양전극 및 보조 전극까지를 형성한 모습을 나타내는 평면도이고, 도 2a 및 도 2b는 종래 기술에 따른 유기 발광 소자의 제조 방법을 간략하게 나타내는 공정 순서도이다.
우선, 도 1을 참조하면, 통상적인 유기 발광 소자에서는 유리 등으로 이루어진 투명 기판(100)이 활성 영역('가')과 패드 영역('나')으로 구분되어 있으며, 상기 투명 기판(100)의 활성 영역('가')에는 어느 한 방향으로 배열된 복수의 양전극(102)이 형성되어 있다. 상기 복수의 양전극(102)은 그 위에 형성될 유기 발광층( 미도시)에서 발생한 빛이 복수의 양전극(102) 및 투명 기판(100)을 통하여 각 화소에서 발광될 수 있도록, ITO 또는 IZO 등의 투명 도전 물질로 이루어져 있다.
또한, 상기 투명 기판(100)의 패드 영역('다')에는, 상기 복수의 양전극(102) 및 상기 복수의 양전극(102)과 직교하는 방향으로 형성될 음전극(미도시)에 각각 연결되어, 이들 양전극(102)과 음전극에 전기적 신호를 인가하기 위한 패드 패턴이 형성되어 있는데, 이러한 패드 패턴은 상기 양전극(102) 및 보조 전극(104)이 순차 적층된 구조를 포함하고 있다. 상기 보조 전극(104)은 상기 패드 패턴에서 양전극(102)의 저항을 보다 낮추어 주는 역할을 한다.
이러한 유기 발광 소자에서는 상기 양전극(102) 및 보조 전극(104)이 순차 적층된 패드 패턴으로부터 활성 영역('가')의 양전극(102) 및 음전극으로 전기적 신호가 인가되면, 양전극(102)으로부터의 정공과 음전극으로부터의 전자가 상기 양전극(102) 및 음전극 사이에 형성되어 있는 유기 발광층(미도시)에서 서로 만나 빛을 발생시키며, 이러한 빛이 각 화소에서 투명한 양전극(102) 및 투명 기판(100)을 통과하여 발광하게 된다.
한편, 종래에는 이하의 제조 방법을 통해 투명 기판(100) 위에 활성 영역('가')의 양전극(102)과, 패드 영역('나')의 패드 패턴, 즉, 양전극(102)과 보조 전극(104)의 순차 적층 구조를 형성하고, 이후의 공정을 진행하여 최종적으로 유기 발광 소자를 형성하였다.
우선, 도 2a를 참조하면, 투명 기판(100)의 전면에 ITO 또는 IZO 등의 투명 도전 물질로 이루어진 양전극층(112) 및 크롬 등의 저저항 금속 물질로 이루어진 보조 전극층(114)을 순차 형성한다. 계속하여, 상기 보조 전극층(114) 위에 포지티브 감광막(106)을 형성한다.
그리고 나서, 상기 패드 영역('나')의 보조 전극(104)이 형성될 영역(도 1 참조)을 차단하고 나머지 영역을 개방하는 포토 마스크(108)를 통해, 상기 포지티브 감광막(106)에 대한 노광 공정을 진행하고, 계속하여 상기 노광된 포지티브 감광막(106)에 대한 현상 공정을 진행하여, 상기 포지티브 감광막(106)을 패터닝한다. 그 결과, 상기 패드 영역('나')의 보조 전극 형성 영역을 정의하는 감광막 패턴이 형성된다.
그런데, 상기 포지티브 감광막(106)에 대한 노광 공정을 진행하는 과정에서, 상기 포토 마스크(108)의 개방 영역 또는 이에 대응하는 영역의 포지티브 감광막(106) 상에 이물(110)이 존재하는 경우, 해당 영역의 포지티브 감광막(106)에 대한 노광이 제대로 이루어지지 않아서, 실제 포지티브 감광막(106)이 제거되어야 하는 일부 영역에서 포지티브 감광막(106)이 여전히 잔류하는 감광막 패턴의 불량이 나타날 수 있다. 특히, 상술한 노광 공정에서는, 상가 포토 마스크(108)가 활성 영역('가') 전체의 광대한 영역을 모두 개방 영역으로 포함하고 있기 때문에, 상기 광대한 활성 영역('가')에서, 포토 마스크(108) 또는 포지티브 감광막(106) 상의 이물(110)로 인해 포지티브 감광막(106)이 여전히 잔류하는 상기 감광막 패턴의 불량이 나타나는 경우가 많다.
한편, 상기 감광막 패턴을 형성한 후에는, 도 2b에 도시된 바와 같이, 상기 감광막 패턴을 마스크로 보조 전극층(114)을 식각하여 패드 영역('나')의 투명 기 판(100) 상에 보조 전극(104)을 형성하고, 상기 감광막 패턴을 제거한다. 이후, 통상적인 유기 발광 소자의 제조 방법에 따라, 상기 투명 기판(100) 위의 양전극층(112)을 패터닝하여 양전극(102)을 형성하고, 계속하여 유기 발광층 형성 공정 및 음전극의 형성 공정 등의 이후 공정을 진행하여 최종적으로 유기 발광 소자를 형성한다.
그런데, 상기 종래 기술에 의한 유기 발광 소자의 제조 방법에서, 상술한 바와 같은 이물(110)에 의한 감광막 패턴의 불량이 발생한 경우, 이러한 감광막 패턴을 마스크로 보조 전극층(114)을 패터닝하여 보조 전극(104)을 형성하면, 실제 보조 전극층(114)이 제거되어야 하는 일부의 영역에서 여전히 보조 전극층(114)이 잔류하는 문제점이 나타날 수 있다.
특히, 상기 이물(110)에 의한 감광막 패턴의 불량은, 이미 상술한 바와 같이, 포토 마스크(108)에 의한 개방 영역이 좁은 패드 영역('나')보다도 광대한 활성 영역('가')에서 많이 발생하게 되는데, 이러한 경우, 보조 전극층(114)이 상기 활성 영역('가')에서 완전히 제거되어야 함에도 불구하고, 상기 활성 영역('가')의 일부 영역에 여전히 잔류하는 문제점이 다수 나타나게 된다(도 1 및 도 2b의 "A" 참조).
상기 활성 영역('가')의 일부 영역에 잔류하는 보조 전극층은 유기 발광 소자의 화소를 가려서 유기 발광 소자의 전체적인 발광 효율을 떨어뜨리거나, 결함으로 작용하여 유기 발광 소자의 전체적인 수율을 떨어뜨릴 수 있다.
이에 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하여, 보다 증가된 수율로 양호한 유기 발광 소자를 제공할 수 있도록 하는 유기 발광 소자의 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 투명 기판 위에 양전극층 및 보조 전극층을 순차 형성하는 단계; 상기 보조 전극층 위에 네가티브 감광막을 형성하는 단계; 상기 네가티브 감광막을 패터닝하여 보조 전극 형성 영역을 정의하는 감광막 패턴을 형성하는 단계; 및 상기 감광막 패턴을 마스크로 상기 보조 전극층을 패터닝하는 단계를 포함하는 유기 발광 소자의 제조 방법을 제공한다.
상기 본 발명에 의한 유기 발광 소자의 제조 방법에서, 상기 감광막 패턴을 형성하는 단계는, 90-110℃의 온도에서 100-200초 동안 상기 네가티브 감광막을 소프트 베이크하는 단계; 보조 전극 형성 영역을 정의하는 포토마스크를 통해 상기 네가티브 감광막에 노광하는 단계; 110-130℃의 온도에서 100-200초 동안 상기 네가티브 감광막을 노광 후 베이크하는 단계; 상기 네가티브 감광막을 현상하는 단계; 및 120-140℃의 온도에서 100-200초 동안 상기 네가티브 감광막을 하드 베이크하는 단계를 포함함이 바람직하다.
또한, 상기 본 발명에 의한 유기 발광 소자의 제조 방법에서, 상기 양전극층은 ITO로 이루어지고, 상기 보조 전극층은 크롬으로 이루어질 수 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.
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 평면도이고, 도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 소자의 제조 방법을 간략하게 나타내는 공정 순서도이다.
본 실시예에서는 이하의 제조 방법을 통해, 투명 기판(100) 위에 활성 영역('가')의 양전극(102)과, 패드 영역('나')의 패드 패턴, 즉, 양전극(102)과 보조 전극(104)의 순차 적층 구조를 형성하고(도 1 참조), 이후의 공정을 진행하여 최종적으로 유기 발광 소자를 형성한다.
우선, 도 3a를 참조하면, 투명 기판(100)의 전면에 ITO 또는 IZO 등의 투명 도전 물질로 이루어진 양전극층(112) 및 크롬 등의 저저항 금속 물질로 이루어진 보조 전극층(114)을 순차 형성한다. 계속하여, 상기 보조 전극층(114) 위에 네가티브 감광막(116)을 형성한다. 상기 네가티브 감광막(116)은, 예를 들어, 약 2μm의 두께로 형성할 수 있다. 상기 네가티브 감광막(116)은 당업자에게 자명하게 알려진 바와 같이, 노광된 영역에서 가교 결합이 형성되어 네가티브 감광막(116)이 잔류하고, 나머지 비노광된 영역에서 현상 공정에 의해 네가티브 감광막(116)이 제거되는 특성을 갖는다.
그리고 나서, 도 3b에 도시된 바와 같이, 상기 패드 영역('나')의 보조 전극(104)이 형성될 영역(도 1 참조)을 개방하고 나머지 영역을 차단하는 포토 마스크(118)를 통해, 상기 네가티브 감광막(116)에 대한 노광 공정을 진행하고, 계속하여 상기 노광된 네가티브 감광막(116)에 대한 현상 공정을 진행하여, 상기 네가티브 감광막(116)을 패터닝한다. 그 결과, 도 3c에 도시된 바와 같이, 상기 포토 마스크(118)의 개방 영역과 대응하는 영역, 즉, 상기 패드 영역('나')의 보조 전극 형성 영역에 네가티브 감광막(116)이 잔류하고, 상기 포토 마스크(118)의 차단 영역에 대응하는 나머지 영역에서 상기 네가티브 감광막(116)이 제거되어, 상기 보조 전극 형성 영역을 정의하는 감광막 패턴(120)이 형성된다.
그런데, 상기 네가티브 감광막(116)에 대한 노광 공정에서는, 상술한 바와 같은 네가티브 감광막(116)의 특성으로 인해, 상기 포토 마스크(118)의 개방 영역이 상기 패드 영역('나')의 보조 전극 형성 영역에 대응하게 비교적 좁게 되며, 상기 포토 마스크(118)의 차단 영역이 이를 제외한 나머지 영역, 특히, 광대한 활성 영역('가')에 대응하게 된다.
이 때문에, 상기 광대한 활성 영역('가')에 대응하는 포토 마스크(118)의 차단 영역 상에 이물(110)이 존재하더라도, 해당 영역에서는 어차피 빛이 차단되어야 하기 때문에, 상기 활성 영역('가')에서는 상기 이물(110)에 의한 감광막 패턴 (120)의 불량이 발생하지 않게 된다. 또한, 상기 활성 영역('가')의 네가티브 감광막(116) 상에 이물이 존재하더라도, 이러한 이물 역시 노광 및 현상 공정을 진행하는 과정에서, 현상액 등에 의해 상기 활성 영역('가')의 네가티브 감광막(116)과 함께 제거될 수 있게 된다. 결국, 본 실시예에서는, 포토 마스크(118) 또는 네가티브 감광막(116) 상에 이물(110)이 존재하는 경우에도, 유기 발광 소자의 광대한 활성 영역('가')에는 상기 보조 전극 형성 영역을 정의하는 감광막 패턴(120)의 불량이 발생하지 않게 된다.
한편, 상기 보조 전극 형성 영역을 정의하는 감광막 패턴(120)을 형성하는 공정에서는, 상기 노광 공정 전에, 90-110℃의 온도에서 100-200초 동안 상기 네가티브 감광막(116)을 소프트 베이크하는 공정을 진행하고, 상기 현상 공정 전에, 110-130℃의 온도에서 100-200초 동안 상기 네가티브 감광막(116)을 노광 후 베이크하는 공정을 진행하며, 상기 현상 공정 후에, 120-140℃의 온도에서 100-200초 동안 상기 네가티브 감광막을 하드 베이크하는 공정을 진행함이 바람직하다.
원래, 상기 네가티브 감광막(116)에 대한 노광 및 현상 공정을 진행해 이를 패터닝하면, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 감광막 패턴(120)이 단면에서 보아 역경사 프로파일을 가지도록 형성된다. 그런데, 상기 보조 전극 형성 영역을 정의하는 감광막 패턴(120)이 이러한 역경사 프로파일을 가지게 형성되면, 추후에 상기 감광막 패턴(120)을 이용하여 보조 전극층(114)을 패터닝하는 공정에서 공정 마진이 감소할 수 있으며, 특히, 이러한 문제점은 패드 영역('나')에 형성될 보조 전극의 선폭이 미세화될 수록 더욱 크게 나타난다.
그런데, 상술한 공정 조건으로, 상기 네가티브 감광막(116)에 대한 소프트 베이크 공정, 노광 후 베이크 공정 및 하드 베이크 공정을 진행하면, 도 5a 내지 도 5c에 도시된 바와 같이, 상기 감광막 패턴(120)이 단면에서 보아 정경사 프로파일을 가지도록 형성될 수 있는 바, 이로서 상기 보조 전극층(114)을 패터닝하는 공정에서 공정 마진이 감소하는 문제점을 해결할 수 있다.
한편, 상기 감광막 패턴(120)을 형성한 후에는, 도 3d에 도시된 바와 같이, 상기 감광막 패턴(120)을 마스크로 보조 전극층(114)을 식각하여 패드 영역('나')의 투명 기판(100) 상에 보조 전극(104)을 형성하고, 상기 감광막 패턴(120)을 제거한다. 이후, 통상적인 유기 발광 소자의 제조 방법에 따라, 상기 투명 기판(100) 위의 양전극층(112)을 패터닝하여 양전극(102)을 형성하고, 계속하여 유기 발광층 형성 공정 및 음전극의 형성 공정 등의 이후 공정을 진행하여 최종적으로 유기 발광 소자를 형성한다.
그런데, 상기 본 실시예에 따른 유기 발광 소자의 제조 방법에서는, 상기 활성 영역('가')의 일부 영역에 감광막 패턴(120)이 잔류하는 감광막 패턴(120)의 불량이 발생할 우려가 없으므로, 상기 감광막 패턴(120)을 통해 상기 보조 전극층(114)을 패터닝해 상기 패드 영역('나')의 보조 전극(104)을 형성하는 과정에서, 활성 영역('가')에 보조 전극층(114)이 잔류하는 문제점이 발생하지 않는다.
따라서, 본 실시예에 따르면, 상기 활성 영역('가')의 일부 영역에 잔류하는 보조 전극층이 유기 발광 소자의 화소를 가려서 유기 발광 소자의 전체적인 발광 효율을 떨어뜨리거나, 결함으로 작용하여 유기 발광 소자의 전체적인 수율을 떨어 뜨리는 종래 기술의 문제점을 완전히 해결할 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, 유기 발광 소자의 활성 영역 중 일부 영역에 보조 전극층이 잔류하여 유기 발광 소자의 전체적인 발광 효율 또는 수율을 떨어뜨리는 종래 기술의 문제점을 해결할 수 있다.
따라서, 본 발명에 따르면, 보다 증가된 수율로 양호한 유기 발광 소자를 제조할 수 있게 된다.

Claims (3)

  1. 투명 기판 위에 양전극층 및 보조 전극층을 순차 형성하는 단계;
    상기 보조 전극층 위에 네가티브 감광막을 형성하는 단계;
    상기 네가티브 감광막을 패터닝하여 보조 전극 형성 영역을 정의하는 감광막 패턴을 형성하는 단계; 및
    상기 감광막 패턴을 마스크로 상기 보조 전극층을 패터닝하는 단계를 포함하는 유기 발광 소자의 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 감광막 패턴을 형성하는 단계는,
    90-110℃의 온도에서 100-200초 동안 상기 네가티브 감광막을 소프트 베이크하는 단계;
    보조 전극 형성 영역을 정의하는 포토마스크를 통해 상기 네가티브 감광막에 노광하는 단계;
    110-130℃의 온도에서 100-200초 동안 상기 네가티브 감광막을 노광 후 베이크하는 단계;
    상기 네가티브 감광막을 현상하는 단계; 및
    120-140℃의 온도에서 100-200초 동안 상기 네가티브 감광막을 하드 베이크하는 단계를 포함하는 유기 발광 소자의 제조 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 양전극층은 ITO로 이루어지고, 상기 보조 전극층은 크롬으로 이루어지는 유기 발광 소자의 제조 방법.
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KR20060106308A (ko) * 2005-04-07 2006-10-12 삼성전자주식회사 표시 패널과, 이를 구비한 표시 장치 및 구동 방법

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국내공개특허공보 10-2006-0106308

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