KR100796598B1 - 유기전계발광소자의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 식각효율을 높일 수 있는 유기전계발광소자의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 소자가 구비된 기판을 형성하는 단계; 상기 기판 상에 ITO/은(Ag) 또는 은의 합금(Ag-alloy)/ITO로 이루어진 제 1전극을 형성하는 단계; 상기 제 1전극 상에 포토레지스트 패턴을 형성하여 하부의 상기 제 1전극의 표면 중 일부를 노출시키는 단계; 상기 제 1전극의 노출된 표면을 EUV로 표면처리하는 단계; 및 상기 제 1전극을 식각하는 단계; 를 포함하는 유기전계발광소자의 제조방법을 제공한다.
EUV 전처리, 에천트, 유기전계발광소자

Description

유기전계발광소자의 제조방법{Fabricating method of Electro luminescence Device}
도 1은 종래기술에 따른 반사형 제 1전극을 구비하는 유기전계발광소자의 제조방법을 설명하기 위한 단면도이다.
도 2a 및 2b는 종래의 기술에 따른 ITO, 은(Ag) 또는 은의 합금(Ag-alloy), ITO 구조의 제 1전극의 주사전자현미경 사진이다.
도 3은 본 발명에 따른 반사형 제 1전극을 구비하는 유기전계발광소자의 제조방법을 설명하기 위한 단면도이다.
도 4a 및 4b는 본 발명에 따른 ITO, 은(Ag) 또는 은의 합금(Ag-alloy), ITO 구조의 제 1전극의 주사전자현미경 사진이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10, 100. 기판 12a, 12b, 112a, 112b. ITO막
14. 은 16, 110. 제 1전극
114. 반사금속막 120. 화소정의막
130. 유기막 140. 제 2전극
150. 개구부
본 발명은 유기전계발광소자에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 ITO/은(Ag) 또는 은의 합금(Ag-alloy)/ITO의 구조를 가지는 제 1전극을 습식 식각할 때 EUV로 전처리를 해줌으로써, ITO막과 은(Ag) 또는 은의 합금(Ag-alloy)과의 식각 속도 차이에 의한 은(Ag) 또는 은의 합금(Ag-alloy)이 부식되는 것을 방지하며 직진성을 고르게 할 수 있고 식각 효율을 높일 수 있는 유기전계발광소자의 제조방법에 관한 것이다.
일반적인 유기전계발광소자는 제 1전극, 상기 제 1전극 상에 위치하는 적어도 유기발광층을 포함하는 유기막층 및 상기 유기막층 상에 위치하는 제 2전극을 포함한다. 상기 유기전계발광소자에 있어서, 상기 제 1전극과 상기 제 2전극 간에 전압을 인가하면 정공은 상기 제 1전극으로부터 상기 유기막층 내로 주입되고, 전자는 상기 제 2전극으로부터 상기 유기막층 내로 주입된다. 상기 유기막층 내로 주입된 정공과 전자는 상기 유기막층 내의 유기발광층에서 재결합하여 엑시톤(exiton)을 생성하고, 이러한 엑시톤이 여기상태에서 기저상태로 전이하면서 빛을 방출하게 된다.
이러한 유기전계발광소자에 있어서, 상기 제 1전극은 반사형 즉, 빛을 반사하도록 형성하고 상기 제 2전극은 투과형 즉, 빛을 투과하도록 형성함으로써, 상기 유기막층으로부터 방출되는 빛을 상기 제 2전극 방향으로 방출시키는 유기전계발광 소자를 제조할 수 있다.
이때, 상기 반사형 제 1전극으로는 반사특성이 우수하고 적절한 일함수를 가지는 도전물질이 적당하나, 이러한 특성들을 동시에 만족하고 적용 가능한 단일물질은 현재 없다고 보여진다. 따라서, 현재 상기 반사형 제 1전극을 다층구조로 형성함으로써, 상기 특성들을 만족시키고 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 반사형 제 1전극을 구비하는 유기전계발광소자의 제조방법을 설명하기 위한 단면도이다.
도 1을 참조하면, 소정의 소자가 구비된 기판(10) 상에 제 1전극(16) 물질인 은 또는 은의 합금(Ag, Ag-alloy:14)을 증착한다. 상기 은 또는 은의 합금(14)은 하부에 형성되어 있는 기판(10) 상의 물질, 예를 들면 평탄화막 등과 접착력이 좋지 않아 상기 은 또는 은의 합금(Ag, Ag-alloy:14) 하부에 ITO(indium tin oxide)막(12a)을 증착한다.
이어서, 상기 ITO막(12a)을 증착한 후, 상부에 은 또는 은의 합금(14)을 증착하고, 다시 일함수를 고려하여 상부에 ITO막(12b)을 차례로 형성한다.
상기 ITO막(12b) 상에 포토레지스트 패턴(도시하지 않음)을 형성하고, 상기 포토레지스트 패턴을 마스크로 하여 상부의 ITO막(12b)과 상기 은 또는 은의 합금(14) 및 하부의 ITO막(12a)을 에천트(etchant)를 이용하여 차례로 습식 식각한다. 이로써, 하부의 ITO막(12a)과 은 또는 은의 합금(14) 및 상부의 ITO막(12b)이 차례로 적층된 제 1전극(16)을 형성한다.
그 후, 상기 포토레지스트 패턴을 스트립용액을 사용하여 제거한다. 상기 제 1전극(16) 상에 적어도 유기발광층을 포함하는 유기막층을 형성하고 상기 유기발광층 상에 제 2전극을 형성함으로써, 유기전계발광소자를 제조한다.
도 2a는 종래의 기술에 의해 ITO, 은 또는 은의 합금, ITO 구조의 제 1전극을 식각했을 때의 주사전자현미경 사진을 나타낸다.
또한, 도 2b는 도 2a의 A영역을 확대한 주사전자현미경 사진이다.
도 2a 및 2b를 참조하면, ITO, 은 또는 은의 합금, ITO 구조의 제 1전극을 식각할 때 은 또는 은의 합금과 투명한 ITO막의 식각 속도의 차이에 의해 제 1전극의 은 또는 은의 합금의 측면(A)으로 많은 부식이 이루어진 것을 볼 수 있다.
그러나 종래의 하부 ITO막, 은 또는 은의 합금,상부 ITO막을 습식 식각할 때, ITO막과 은 또는 은의 합금의 식각 속도의 차이가 있고, 특히, 은 또는 은의 합금의 경우는 아주 짧은 시간에 식각이 이루어지게 된다 .따라서 하부 ITO막, 은 또는 은의 합금,상부 ITO막의 측면은 불균일하게 식각이 일어난다. 이로 인하여 ITO 막이 다른 픽셀의 영역에 침범하게 되어 픽셀과 픽셀 사이의 쇼트를 발생시킬 수 있고, 또한, 눈으로 보이는 화질이 패턴의 불균일에 따라 불균일하게 나타나는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, ITO, 은 (Ag)또는 은의 합금(Ag-alloy), ITO 구조를 가지는 제 1전극을 습식 식각하기 전에 EUV(Extreme Ultraviolet)로 상기 ITO의 표면을 처리한다. 이로 인하여, 식각 속도 차이에 의한 은 또는 은 합금이 부식되는 것을 방지하며 직진성을 고르게 할 수 있 다. 또한, 식각 효율을 높일 수 있는 유기전계발광소자를 얻을 수 있는데 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 유기전계발광소자의 제조방법은, 소자가 구비된 기판을 형성하는 단계; 상기 기판 상에 ITO/은(Ag) 또는 은의 합금(Ag-alloy)/ITO로 이루어진 제 1전극을 형성하는 단계; 상기 제 1전극 상에 포토레지스트 패턴을 형성하여 하부의 상기 제 1전극의 표면 중 일부를 노출시키는 단계; 상기 제 1전극의 노출된 표면을 EUV(Extreme Ultraviolet)로 표면 처리하는 단계; 및 상기 제 1전극을 습식 식각하는 단계를 포함하는 유기전계발광소자의 제조방법을 제공한다.
이하, 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시 예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 도면들에 있어서, 층이 다른 층 또는 기판 “상”에 있다고 언급되어지는 경우에 그것은 다른 층 또는 기판 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 층이 개재될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소를 나타낸다.
도 3은 본 발명에 따른 반사형 제 1전극을 구비하는 유기전계발광소자의 제조방법을 설명하기 위한 단면도이다.
도 3을 참조하면, 기판(100)을 제공한다. 상기 기판(100)은 적어도 하나 이 상의 박막트랜지스터를 포함할 수도 있다.
상기 기판(100) 상에 ITO(indium tin oxide)막(112a)을 형성한다. 상기 ITO막(112a) 상에 광을 반사시키는 반사 금속막으로 은 또는 은의 합금(Ag, Ag-alloy:114)을 형성한다. 상기 은 또는 은의 합금(114)은 직접 평탄화막 등의 상부에 형성하는 경우 접착력이 좋지 않기 때문에, 상기 기판(100) 상의 물질, 예를 들면 평탄화막(도시하지 않음)과 상기 은 또는 은의 합금(114) 사이에 상기 ITO막(112a)을 형성한다.
상기 은 또는 은의 합금(114)은 스퍼터링을 사용하여 형성할 수 있다. 또한, 상기 은 또는 은의 합금(114))은 500Å 이상의 두께를 갖도록 형성하는 것이 바람직하다. 상기 은 또는 은의 합금(114)이 500Å 미만의 두께를 갖는 경우 적절한 반사특성을 나타낼 수 없기 때문이다.
이어서, 상기 은 또는 은의 합금(114) 상에 투명도전막인 ITO막(112b)을 형성한다. 상기 ITO막(112b)은 50 내지 200Å의 두께를 갖도록 형성하는 것이 바람직하다.
이어서, 상기 ITO막(112b) 상에 포토레지스트 패턴(도시하지 않음)을 형성한다. 상기 포토레지스트가 형성된 상기 ITO막(112b)을 포함하는 기판 상에 10~15㎚의 파장을 가지는 EUV(extreme ultraviolet)를 20~60초 동안 조사하여 표면 처리한다. 더욱 바람직하게는 상기 ITO막(112b)에 30초 동안 EUV를 조사하여 표면 처리한다. 상기 EUV를 상기 ITO막(112b) 상에 조사하는 시간이 20초 이하일 경우 EUV를 상기 ITO막(112b)에 조사하는 효과를 얻을 수 없고, 60초 이상으로 조사할 경우 공 정시간이 증가하는 문제점이 있다.
이어서, 상기 포토레지스트 패턴을 마스크로 하여 상기 ITO막(112a), 은 또는 은의 합금(114), ITO막(112b)을 차례로 에천트(etchant)를 이용하여 습식 식각한다. 상기 에천트로는 인산, 질산 및 초산으로 구성된 에천트를 사용하는 것이 바람직하다.
이어서, 상기 ITO막(112a), 은 또는 은의 합금(114), ITO막(112b)이 차례로 적층된 반사형 제 1전극(110)을 형성한다.
이어서, 상기 ITO막(112b) 상에 화소정의막(pixel defined layer:120)을 형성한다. 상기 화소정의막(120)은 포토마스크를 사용하여 노광함으로써, 상기 화소정의막(120) 내에 상기 제 1전극(110)의 소정 영역을 노출시키는 개구부(150)를 형성한다. 상기 개구부(150)에 의해 유기전계발광소자의 발광영역이 정의된다. 상기 화소정의막(120)은 BCB(benzocyclobutene), 아크릴계 포토레지스트, 폴리이미드계 포토레지스트로 이루어진 군에서 선택되는 하나로 형성할 수 있다.
이어서, 상기 노출된 제 1전극(110) 상에 적어도 유기발광층을 포함하는 유기막층(130)을 형성한다. 상기 유기막층(110)은 정공주입층, 정공수송층, 유기발광층, 전자수송층 및 전자주입층으로 이루어진 군에서 선택되는 하나의 단층막 또는 하나 이상의 다층막으로 이루어질 수 있다.
이어서, 상기 유기막층(130) 상에 제 2 전극(140)을 형성한다. 상기 제 2전극(140)은 Mg, Ca, Al, Ag, Ba 및 이들의 합금으로 이루어진 군에서 선택되는 하나의 금속을 사용하여 형성하되, 빛을 투과시킬 수 있을 정도의 두께로 형성하는 것 이 바람직하다.
이로써, 상기 반사형 제 1전극(110), 상기 제 2전극(140) 및 이들 사이에 개재된 유기막층(130)을 구비하는 유기전계발광소자를 제조할 수 있다. 상기 유기전계발광소자의 구동에 있어서, 상기 유기막층(130)에서 방출된 빛은 상기 제 2전극(140)을 통해 외부로 방출되고, 또한 상기 제 1전극(110)의 상기 반사금속막(114)에서 반사되어 상기 제 2전극(140)을 통해 외부로 방출된다.
도 4a 본 발명에 따른 ITO, 은(Ag) 또는 은의 합금(Ag-alloy), ITO 구조의 제 1전극의 주사전자현미경 사진이다.
또한 도 4b는 도 4a의 B영역을 확대한 주사전자현미경 사진이다.
도 4a 및 도 4b를 참조하면, ITO(112a)/은 또는 은의 합금(114)/ITO(112a) 으로 이루어진 제 1 전극(110)을 EUV로 표면 처리 후 습식 식각한 상기 제 1 전극(110)의 측면의 사진이다. 상기 제 1 전극(110)의 측면은 매끄럽게 형성되어 있다.
본 발명은 ITO, 은 또는 은의 합금(Ag 또는 Ag-alloy), ITO 구조를 가지는 제 1전극을 습식 식각하기 전에 EUV로 상기 ITO의 표면을 처리함으로써, 식각 속도 차이에 의한 은 또는 은의 합금(Ag 또는 Ag-alloy)이 부식되는 것을 방지하며 직진성을 고르게 할 수 있다. 또한, 식각 효율을 높일 수 있기 때문에 유기전계발광소자의 신뢰성을 더욱 향상시킬 수 있다.
본 발명은 이상에서 살펴본 바와 같이 바람직한 실시 예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시 예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.
상기한 바와 같이 본 발명에 따르면, ITO, 은 또는 은의 합금(Ag 또는 Ag-alloy), ITO 구조를 가지는 제 1전극을 습식 식각하기 전에 EUV로 상기 ITO의 표면을 처리함으로써, 식각 속도 차이에 의한 은(Ag) 또는 은의 합금(Ag-alloy)이 부식되는 것을 방지하며 직진성을 고르게 할 수 있고 식각 효율을 높일 수 있기 때문에 유기전계발광소자의 신뢰성을 더욱 향상시킬 수 있다.

Claims (5)

  1. 기판을 형성하는 단계;
    상기 기판 상에 ITO/은(Ag) 또는 은 합금(Ag-alloy)/ITO로 이루어진 제 1전극을 형성하는 단계;
    상기 제 1전극 상에 포토레지스트 패턴을 형성하여 하부의 상기 제 1전극의 표면 중 일부를 노출시키는 단계;
    상기 제 1전극의 노출된 표면을 EUV(Extreme Ultra Violet)로 표면처리하는 단계; 및
    상기 제 1전극을 식각하는 단계; 를 포함하는 유기전계발광소자의 제조방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 표면처리하는 단계는 EUV를 제 1 전극 상에 20~60초 동안 조사하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광소자의 제조방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1전극을 식각하는 단계는 질산, 인산 및 초산이 혼합된 에천트( etchant)를 이용하여 습식 식각하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광소자의 제조방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 유기전계발광소자는 하나 이상의 박막트랜지스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광소자의 제조방법.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 EUV의 파장은 10~15㎚ 인 것을 특징으로 하는 유기전계발광소자의 제조방법.
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