KR100779948B1 - Method for fabricating auxiliary electrode in organic luminescent emitting device - Google Patents
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Abstract
본 발명의 유기 전계 발광 소자의 보조전극 형성방법은, 기판 위에 어느 한 방향으로 뻗어 있는 양전극층 패턴을 형성하는 단계; 양전극층 패턴의 말단부 위에 알루미늄 합금을 포함하는 다층 금속막으로 이루어지는 보조전극 패턴을 형성하는 단계; 보조전극 패턴을 포함하는 기판을 세정조에 로딩하는 단계; 및 세정조에 서로 다른 함량의 아민(amine)과 초순수를 혼합한 두 종류 이상의 세정액을 순차 공급하여 다층 금속막으로 이루어지는 보조전극 패턴의 측면 프로파일을 동일하게 형성하는 단계를 포함한다.A method of forming an auxiliary electrode of an organic EL device according to the present invention may include forming a positive electrode layer pattern extending in one direction on a substrate; Forming an auxiliary electrode pattern formed of a multilayer metal film including an aluminum alloy on the distal end of the positive electrode layer pattern; Loading a substrate including an auxiliary electrode pattern into a cleaning bath; And sequentially supplying two or more types of cleaning liquids in which different amounts of amine and ultrapure water are mixed to the cleaning tank to form the same side profile of the auxiliary electrode pattern formed of the multilayer metal film.
보조전극, 보이드, 아민 Auxiliary electrode, void, amine
Description
도 1 내지 도 3은 종래 기술에 따른 유기 전계 발광 소자의 보조전극을 나타내보인 도면들이다.1 to 3 are views illustrating auxiliary electrodes of an organic EL device according to the prior art.
도 4는 본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자의 보조전극 형성방법을 설명하기 위해 나타내보인 흐름도이다. 4 is a flowchart illustrating a method of forming an auxiliary electrode of an organic EL device according to the present invention.
도 5 내지 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 유기 전계 발광 소자의 보조전극 형성방법을 설명하기 위하여 나타내 보인 도면들이다.5 to 8 are views for explaining the method of forming the auxiliary electrode of the organic EL device according to an embodiment of the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
200 : 제1 금속막 202 : 알루미늄을 포함하는 금속 합금막200: first metal film 202: metal alloy film containing aluminum
204 : 제2 금속막 206 : 보조전극 패턴 204: second metal film 206: auxiliary electrode pattern
본 발명은 유기 전계 발광 소자에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 유기 전계 발광 소자의 보조전극 형성시, 보조전극의 프로파일 및 스텝 커버리지 특성을 향상시킬 수 있는 유기 전계 발광 소자의 보조전극 형성방법에 관한 것이다.The present invention relates to an organic electroluminescent device, and more particularly, to a method of forming an auxiliary electrode of an organic electroluminescent device which can improve the profile and step coverage characteristics of the auxiliary electrode when the auxiliary electrode is formed. .
일반적으로 유기 전계 발광 소자는 빛의 투과성을 가지는 투명 전도성 물질, 예를 들어 인듐 주석 산화물(ITO; Indium Tin Oxide) 또는 인듐 아연 산화물(IZO; Indium Zinc Oxide)을 양전극층용 물질로 이용하고 있다. 그러나 이러한 투명 전도성 물질은 큰 저항 값을 가지고 있고, 이와 같이 저항 값이 커지면 유기 전계 발광 소자의 전기적 특성이 저하되는 문제가 발생할 수 있다. 이에 따라 저항 값이 작은 금속, 예를 들어 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo) 또는 알루미늄(Al)을 포함하는 보조전극용 금속막을 양전극층의 에지(edge)에 형성하여 보조전극으로 이용하고 있다. 이와 같이, 저항 값이 작은 금속을 포함하는 보조전극을 양전극층 상에 형성하면 저항이 증가하는 현상을 감소시킬 수 있어 유기 전계 발광 소자의 전기적 특성을 향상시킬 수 있다. In general, an organic electroluminescent device uses a transparent conductive material having light transmittance, such as indium tin oxide (ITO) or indium zinc oxide (IZO) as a material for a positive electrode layer. However, such a transparent conductive material has a large resistance value, and as the resistance value increases, a problem may occur in that electrical characteristics of the organic EL device are degraded. Accordingly, an auxiliary electrode metal film including a metal having a small resistance value, for example, chromium (Cr), molybdenum (Mo), or aluminum (Al), is formed at the edge of the positive electrode layer and used as the auxiliary electrode. As such, when the auxiliary electrode including the metal having a small resistance value is formed on the positive electrode layer, a phenomenon in which resistance is increased can be reduced, thereby improving electrical characteristics of the organic EL device.
한편, 이러한 보조전극은 통상적으로 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al) 또는 이와 같은 금속의 합금(Alloy)을 포함하는 다층 금속막으로 이루어진다. On the other hand, such an auxiliary electrode is typically made of a multi-layer metal film containing chromium (Cr), molybdenum (Mo), aluminum (Al) or an alloy of such a metal (Alloy).
이러한 유기 전계 발광 소자의 보조 전극의 형성방법은, 비록 도면에 도시되지는 않았지만, 먼저 기판 상에 투명 전도성 물질을 포함하는 양전극층이 형성되고, 양전극층 위에 보조전극용 금속막이 형성된다. 다음에 보조전극용 금속막 위에 감광막을 도포 및 패터닝하여 감광막 패턴을 형성하고, 상기 감광막 패턴을 마스크로 한 식각공정을 진행하여 양전극층 패턴 및 보조전극 패턴을 형성한다. 그리고 감광막 패턴은 유기박리액을 이용하여 제거한다. 그러나 이러한 식각공정만으로 보조전극 패턴의 측면 프로파일(profile)을 제어하는데 어려움이 있다. In the method of forming the auxiliary electrode of the organic EL device, although not shown in the drawing, first, a positive electrode layer including a transparent conductive material is formed on a substrate, and a metal film for the auxiliary electrode is formed on the positive electrode layer. Next, a photoresist film is coated and patterned on the auxiliary electrode metal film to form a photoresist pattern, and an etching process using the photoresist pattern as a mask is performed to form a positive electrode layer pattern and an auxiliary electrode pattern. And the photoresist pattern is removed using an organic peel solution. However, it is difficult to control the side profile of the auxiliary electrode pattern only by the etching process.
도 1 내지 도 3은 종래 기술에 따른 유기 전계 발광 소자의 보조전극을 나타 내보인 도면들이다. 1 to 3 are diagrams illustrating auxiliary electrodes of the organic EL device according to the related art.
먼저 도 1을 참조하면, 보조전극 패턴(106)은 몰리브덴(Mo)막과 알루미늄(Al)을 포함하는 금속합금막을 포함하는 다층 구조로 이루어지는 금속막, 예를 들어 몰리브덴(Mo)막(100), 알루미늄(Al)을 포함하는 금속합금막(102), 몰리브덴(Mo)막(104)으로 형성될 수 있다. 이와 같은 보조전극 패턴(106)을 아민기(Amine)를 포함하는 세정액을 이용하여 감광막 패턴을 제거하고, 초순수를 이용한 린스세정을 실시할 경우, 알루미늄을 포함하는 금속합금막(102), 예를 들어 알루미늄-네오디뮴(AlNd)막이 몰리브덴(Mo)막(100)보다 식각 속도가 빠르기 때문에 아민기의 농도가 높은 경우에는 도 2에 도시된 바와 같이, 상부 몰리브덴(Mo)막(104)과 하부 몰리브덴(Mo)막(100) 사이에 보이드(void)(108)가 발생할 수 있다. 또한, 아민기의 농도를 낮출 경우에는 도 3에 도시된 바와 같이, 하부 몰리브덴(Mo)막(100)과 알루미늄(Al)을 포함하는 금속합금막(102) 사이에 보이드(void)(110)가 발생할 수 있다. 이렇게 발생된 보이드(108, 110)에 의해 보조전극 패턴(106)은 스텝 커버리지(step coverage) 특성이 불량한 구조의 프로파일(profile)로 형성될 수 있다. 그리고 이러한 구조의 프로파일로 보조전극 패턴이 형성되면 유기 전계 발광 소자의 전기적 특성이 저하될 수 있다.First, referring to FIG. 1, the
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 양전극층 상에 다층 금속으로 이루어진 보조전극 패턴의 프로파일 및 스텝 커버리지 특성을 향상시킬 수 있는 유기 전계 발광 소자의 보조전극 형성방법을 제공하는데 있다.An object of the present invention is to provide a method of forming an auxiliary electrode of an organic EL device capable of improving the profile and step coverage characteristics of an auxiliary electrode pattern made of a multilayer metal on a positive electrode layer.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자의 보조전극 형성방법은, 기판 위에 어느 한 방향으로 뻗어 있는 양전극층 패턴을 형성하는 단계; 상기 양전극층 패턴의 말단부 위에 알루미늄 합금을 포함하는 다층 금속막으로 이루어지는 보조전극 패턴을 형성하는 단계; 상기 보조전극 패턴을 포함하는 기판을 세정조에 로딩하는 단계; 및 상기 세정조에 서로 다른 함량의 아민(amine)과 초순수를 혼합한 두 종류 이상의 세정액을 순차 공급하여 상기 다층 금속막으로 이루어지는 보조전극 패턴의 측면 프로파일을 동일하게 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above technical problem, the auxiliary electrode forming method of the organic EL device according to the present invention, forming a positive electrode layer pattern extending in one direction on the substrate; Forming an auxiliary electrode pattern formed of a multilayer metal film including an aluminum alloy on a distal end of the positive electrode layer pattern; Loading a substrate including the auxiliary electrode pattern into a cleaning bath; And sequentially supplying two or more types of cleaning liquids in which different amounts of amine and ultrapure water are mixed to the cleaning tank to form the same side profile of the auxiliary electrode pattern formed of the multilayer metal film. .
본 발명에 있어서, 상기 보조전극 패턴은, Mo/Al/Mo, Mo/AlNd/Mo, MoW/AlNd/MoW 또는 MoNd/AlNd/MoNd을 포함하는 것이 바람직하다.In the present invention, the auxiliary electrode pattern, Mo / Al / Mo, Mo / AlNd / Mo, MoW / AlNd / MoW or preferably MoNd / AlNd / MoNd.
기판을 세정조에 로딩하는 단계는, 상기 보조전극 패턴을 위한 식각공정 후 세정단계 또는 포토레지스트 박리 후에 진행하는 것이 바람직하다.The loading of the substrate into the cleaning bath is preferably performed after the etching step for the auxiliary electrode pattern or after the photoresist stripping.
상기 둘 이상의 세정액은 각각 서로 다른 세정조에 수용되어 있고, 상기 보조전극 패턴의 측면 프로파일을 동일하게 형성하는 단계에서는, 상기 기판을 상기 서로 다른 세정조에 순차적으로 일정시간동안 로딩할 수 있다.Each of the two or more cleaning solutions may be accommodated in different cleaning baths, and in forming the side profile of the auxiliary electrode pattern in the same manner, the substrate may be sequentially loaded into the different cleaning baths for a predetermined time.
상기 농도가 각각 다른 아민을 포함하는 세정용액은 5vol% 내지 0.5vol%의 농도의 아민을 포함하는 것이 바람직하다.It is preferable that the cleaning solution containing amines having different concentrations includes an amine having a concentration of 5 vol% to 0.5 vol%.
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 4는 본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자의 보조전극 형성방법을 설명하기 위해 나타내보인 흐름도이다. 그리고 도 5 내지 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 유기 전계 발광 소자의 보조전극 형성방법을 설명하기 위하여 나타내 보인 도면들이다.4 is a flowchart illustrating a method of forming an auxiliary electrode of an organic EL device according to the present invention. 5 to 8 are diagrams for explaining a method of forming an auxiliary electrode of an organic light emitting diode according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 4 및 도 5를 참조하면, 먼저 기판(도시하지 않음) 위에 어느 한 방향으로 뻗어 있는 양전극층패턴(도시하지 않음) 및 상기 양전극층 패턴의 말단부 위에 알루미늄(Al)을 포함하는 금속합금막을 포함하는 보조전극 패턴(206)을 형성한다(단계 100).4 and 5, first, a positive electrode layer pattern (not shown) extending in one direction on a substrate (not shown) and a metal alloy layer including aluminum (Al) on an end of the positive electrode layer pattern The
이를 구체적으로 살펴보면, 비록 도면에 도시하지는 않았지만, 먼저 기판 위에 양전극층을 형성한다. 다음에 양전극층 위에 보조전극용 금속막을 형성한다. 여기서 양전극층은 인듐 주석 산화물(ITO; Indium Tin Oxide) 또는 인듐 아연 산화물(IZO; Indium Zinc Oxide) 등의 투명 전도성 물질을 포함하여 형성할 수 있다. 또한, 보조전극용 금속막은 알루미늄 합금을 포함하는 다층 금속막, 예를 들어 몰리브덴/알루미늄/몰리브덴(Mo/Al/Mo),몰리브덴/알루미늄-네오디뮴/몰리브덴(Mo/AlN d/Mo), 몰리브덴-텅스텐/알루미늄-네오디뮴/몰리브덴-텅스텐(MoW/AlNd/MoW) 또는 몰리브덴-네오디뮴/알루미늄-네오디뮴/몰리브덴-네오디뮴(MoNd/AlNd/MoNd)을 포함하여 형성할 수 있다. In detail, although not shown in the drawing, first, a positive electrode layer is formed on a substrate. Next, an auxiliary electrode metal film is formed on the positive electrode layer. The positive electrode layer may include a transparent conductive material such as indium tin oxide (ITO) or indium zinc oxide (IZO). Further, the metal film for the auxiliary electrode may be a multilayer metal film including an aluminum alloy, for example, molybdenum / aluminum / molybdenum (Mo / Al / Mo), molybdenum / aluminum-neodymium / molybdenum (Mo / AlN d / Mo), molybdenum- Tungsten / aluminum-neodymium / molybdenum-tungsten (MoW / AlNd / MoW) or molybdenum-neodymium / aluminum-neodymium / molybdenum-neodymium (MoNd / AlNd / MoNd).
다음에 보조전극용 금속막 위에 감광막을 도포 및 패터닝하여 감광막 패턴을 형성하고, 상기 감광막 패턴을 마스크로 식각공정을 진행한다. 그러면 도 5에 도시한 바와 같이, 기판(미도시함) 위에 어느 한 방향으로 뻗어 있는 양전극층 패턴(미도시함) 및 상기 양전극층 패턴의 말단부 위에 알루미늄(Al)을 포함하는 금속합금막을 포함하는 다층 구조의 보조전극 패턴(206)이 형성된다. 여기서 보조전극 패턴(206)은 몰리브덴(Mo)을 포함하는 하부의 제1 금속막(200), 알루미늄을 포함하는 금속 합금막(202), 그리고 몰리브덴(Mo)을 포함하는 상부의 제2 금속막(204)이 순차적으로 적층된 구조로 이루어진다. Next, a photoresist film is coated and patterned on the auxiliary electrode metal film to form a photoresist pattern, and an etching process is performed using the photoresist pattern as a mask. Then, as shown in FIG. 5, a positive electrode layer pattern (not shown) extending in one direction on the substrate (not shown) and a metal alloy film including aluminum (Al) on the end of the positive electrode layer pattern The
다음에 상기 보조전극 패턴(206)을 포함하는 기판은 세정조에 로딩된다(단계110). 여기서 종래의 경우에는 세정액을 초순수로 단순 세정을 실시하게 됨으로 보조전극 패턴의 측면 프로파일을 개선하기 위해서는 건식식각(Dry Etch)등의 추가 공정이 수행되어야 하는 문제점과 몰리브덴(Mo)막과 알루미늄을 포함하는 금속합금막 사이에 보이드(void)가 발생하는 문제점을 가지고 있었다. 따라서 본 발명에서는 보조전극의 패턴(식각)후 보조전극의 프로파일 개선을 위한 추가의 공정 없이 식각후 세정 공정에서 아민의 농도와 초순수로 구성되는 세정액의 농도를 조절함으로써 알루미늄(Al)의 갈바닉현상(Galvanic Corrosion)을 이용하여 보조전극 패턴(206)의 측면 프로파일을 제어하고자 한다.Next, the substrate including the
이와 같이 세정액의 농도를 조절하여 보조전극 패턴의 프로파일을 제어하기 위해, 상기 보조전극 패턴에 서로 다른 함량의 아민(amine)과 초순수를 혼합한 두 종류 이상의 세정액을 이용한다(단계 120). As described above, in order to control the profile of the auxiliary electrode pattern by adjusting the concentration of the cleaning solution, two or more types of cleaning solutions in which different amounts of amine and ultrapure water are mixed with the auxiliary electrode pattern are used (step 120).
이를 위해 먼저, 상술한 바와 같이, 기판 상에 양전극층 패턴 및 상기 양전극층 패턴의 말단부에 알루미늄 합금을 포함하여 다층 금속막으로 이루어지는 보조전극 패턴(206)을 형성한다. 다음에 몰리브덴(Mo)을 포함하는 하부의 제1 금속막(200), 알루미늄을 포함하는 금속 합금막(202), 그리고 몰리브덴(Mo)을 포함하는 상부의 제2 금속막(204)이 순차적으로 적층된 구조로 이루어진 보조전극 패턴(206)을 포함하는 기판을 세정조에 로딩한다. 여기서 세정조는 도 8에 도시한 바와 같이, 아민(Amine)의 함량이 5vol%부터 0.5vol%까지 각각 다르게 구성되어 있는 복수의 세정조로 이루어지는 것이 바람직하다. To this end, first, as described above, the
도 8을 참조하면, 아민(Amine)의 함량이 각각 다르게 구성되어 있는 복수의 세정조 가운데, 먼저 아민의 함량이 5vol%로 설정되어 있는 제1 세정조에 기판을 로딩하고, 40초가량이 지난 후 자동 반송되어 아민의 함량이 3vol%로 설정되어 있는 제2 세정조에 기판을 로딩하고, 100초 동안 세정을 진행한다. 다음에 아민의 함량이 1vol%로 설정되어 있는 제3 세정조에서 180초 동안 세정을 진행한 다음, 자동으로 반송되어 아민의 함량이 0.5vol%로 설정되어 있는 제4 세정조에서 240초 동안 세정을 진행한다. 그러면 세정을 진행하는 동안 도 6에 도시한 바와 같이, 아민과 초순수를 포함하는 세정용액이 알루미늄을 포함하는 금속 합금막(202)과 화학반응, 예컨대 알루미늄의 갈바닉(Galvanic)현상 및 산화(Corrosion) 현상이 진행되면서 도 7에 도시한 바와 같이, 보조전극 패턴(206)의 스텝커버리지 특성이 양호한 프로파일을 형성할 수 있다.Referring to FIG. 8, among a plurality of cleaning tanks in which the amine content is configured differently, first, the substrate is loaded into the first cleaning tank having the amine content set to 5 vol%, and after about 40 seconds, the automatic The substrate is loaded into a second cleaning bath in which the amine content is set to 3 vol%, and the cleaning is performed for 100 seconds. Next, washing was performed for 180 seconds in the third washing tank in which the amine content was set to 1 vol%, and then automatically returned to wash in the fourth washing tank in which the amine content was set to 0.5 vol% for 240 seconds. Proceed. Then, during the cleaning process, as shown in FIG. 6, the cleaning solution containing amine and ultrapure water is chemically reacted with the
다음에 세정조에 초순수를 공급하여 기판을 세정 및 건조시키고(단계 130, 도 4참조), 기판을 세정조, 건조조로부터 언로딩시킨다(단계 140). 여기서 제1 세정조로부터 제4 세정조까지 세정이 진행되는 시간은 240초가 넘지 않도록 하는 것이 바람직하다.Next, ultrapure water is supplied to the cleaning bath to clean and dry the substrate (
이때 세정조는 하나의 세정조 내에 기판을 로딩하고, 공급펌프를 이용하여 아민(Amine)의 함량을 5vol%부터 0.5vol%까지 각각 다르게 세정조 내에 공급할 수도 있다.In this case, the cleaning tank may load the substrate into one cleaning tank, and may supply the amine content from 5 vol% to 0.5 vol% differently in the cleaning tank by using a supply pump.
이와 같이, 아민의 함량이 각각 다르게 설정되어 있는 복수의 세정조에 기판을 로딩한 다음 세정을 진행하고, 자동반송되면서 세정이 진행될 경우, 아민과 초순수를 혼합한 세정액의 농도를 주기적으로 조절할 수 있어 도 6 및 도 7에 도시한 바와 같이, 몰리브덴(Mo)을 포함하는 하부의 제1 금속막(200'), 알루미늄을 포함하는 금속 합금막(202'), 그리고 몰리브덴(Mo)을 포함하는 상부의 제2 금속막(204')이 순차적으로 적층된 구조로 이루어진 보조전극 패턴(206')의 측면 프로파일을 균일하게 제어할 수 있다. As described above, when the substrate is loaded into a plurality of cleaning tanks in which the amine content is set differently, the cleaning is performed, and when the cleaning is performed while being automatically transported, the concentration of the cleaning liquid mixed with amine and ultrapure water may be periodically adjusted. 6 and 7, the lower first metal film 200 'including molybdenum (Mo), the metal alloy film 202' including aluminum, and the upper including molybdenum (Mo). The side profile of the auxiliary electrode pattern 206 'having the structure in which the second metal film 204' is sequentially stacked may be uniformly controlled.
지금까지 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자의 보조전극 형성방법에 의하면, 양전극층의 말단부에 형성되는 다층 금속막을 포함하는 보 조전극 패턴 형성시, 습식식각 공정 후 세정공정 또는 포토레지스트의 박리 후 세정공정에서 선택적으로] 세정액의 아민 농도를 조절하여 공급함으로써 보조전극 패턴의 프로파일 및 스텝 커버리지 특성을 향상시킬 수 있다.As described above, according to the method of forming the auxiliary electrode of the organic electroluminescent device according to the present invention, in the formation of the auxiliary electrode pattern including the multilayer metal film formed at the end of the positive electrode layer, the cleaning process or the photoresist after the wet etching process is performed. In the cleaning step after peeling off, by selectively adjusting the amine concentration of the cleaning liquid, it is possible to improve the profile and step coverage characteristics of the auxiliary electrode pattern.
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