KR100827617B1 - Fabricating Method for Organic Electroluminescence Device and Forming Method of polymer organic layer pattern - Google Patents
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Abstract
본 발명은 컬러 유기전계 발광소자에 관한 것으로, 특히 유기전계 발광소자에 구성되고 적색과 녹색과 청색을 발광하는 고분자 유기막을 패턴하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a color organic light emitting device, and more particularly, to a method of patterning a polymer organic film which is composed of an organic light emitting device and emits red, green, and blue light.
본 발명은 스템프(STAMP)를 이용한 리프트-업(lift-up)방식으로 상기 고분자 유기막을 패턴하는 방법을 제안한다.The present invention proposes a method of patterning the polymer organic film by a lift-up method using a stamp.
상기 리프트-업 방식은 고분자 유기막을 패턴하기 위한 별도의 노광공정과 식각공정을 생략할수 있으므로 재료비와 공정시간을 절약 할 수 있으므로 수율을 개선할 수 있는 장점이 있다.
Since the lift-up method can omit a separate exposure process and an etching process for patterning the polymer organic film, material cost and processing time can be saved, and thus the yield can be improved.
Description
도 1은 롤-코팅(Roll-coating)장치의 개략적인 단면도이고,1 is a schematic cross-sectional view of a roll-coating apparatus,
도 2a 내지 도 2e는 고분자 유기막 패턴공정을 본 발명의 제 1 실시예에 따른 공정 순서로 도시한 공정 단면도이고,2A through 2E are cross-sectional views illustrating a polymer organic film pattern process in a process sequence according to a first embodiment of the present invention;
도 3은 수동 매트릭스형 유기전계 발광소자의 개략적인 단면도이고,3 is a schematic cross-sectional view of a passive matrix organic electroluminescent device,
도 4a 내지 도 4e는 수동 매트릭스형 유기전계 발광소자의 제조공정을 본 발명의 제 2 실시예에 따른 공정 순서로 도시한 공정 단면도이고,4A to 4E are cross-sectional views illustrating a process of manufacturing a passive matrix organic light emitting diode in a process sequence according to a second embodiment of the present invention.
도 5는 능동 매트릭스형 유기전계 발광소자의 개략적인 단면도이고,5 is a schematic cross-sectional view of an active matrix organic light emitting diode,
도 6a 내지 도 6f는 능동 매트릭스형 유기전계 발광소자의 제조공정을 본 발명의 제 3 실시예에 따른 공정 순서로 도시한 공정 단면도이다.
6A through 6F are cross-sectional views illustrating a process of manufacturing an active matrix organic light emitting diode in a process sequence according to a third embodiment of the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 간단한 설명><Brief description of the main parts of the drawing>
100 : 기판 102 : 확산 방지턱100: substrate 102: diffusion barrier
104 : 고분자 유기막 106 : 스템프104: polymer organic film 106: stamp
108 : 제 1 고분자 유기막패턴108: first polymer organic film pattern
본 발명은 유기전계 발광소자에 관한 것으로 특히, 풀 컬러(full color)를 표현 할 수 있는 유기전계 발광소자의 발광층인 고분자 유기막을 패턴하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an organic light emitting device, and more particularly, to a method of patterning a polymer organic film that is a light emitting layer of an organic light emitting device capable of expressing full color.
일반적으로, 유기전계 발광소자는 전자(electron) 주입전극(cathode)과 홀(hole) 주입전극(anode)으로부터 각각 전자(electron)와 홀(hole)을 발광층 내부로 주입시켜, 주입된 전자(electron)와 홀(hole)이 결합한 엑시톤(exciton)이 여기상태로 부터 기저상태로 떨어질 때 발광하는 소자이다. In general, organic light emitting diodes inject electrons and holes into an emission layer from an electron injection electrode and a hole injection electrode, respectively, to inject the injected electrons. ) Is a device that emits light when an exciton combined with a hole falls from an excited state to a ground state.
이러한 원리로 인해 종래의 박막 액정표시소자와는 달리 별도의 광원을 필요로 하지 않으므로 소자의 부피와 무게를 줄일 수 있는 장점이 있다.Due to this principle, unlike the conventional thin film liquid crystal display device, since a separate light source is not required, there is an advantage in that the volume and weight of the device can be reduced.
전술한 바와 같은 동작특성을 가지는 유기전계 발광소자는 구동 방식에 따라, 수동 매트릭스형(passive matrix type)과 능동 매트릭스형(active matrix type)으로 나눌 수 있다.The organic light emitting diode having the above operating characteristics may be classified into a passive matrix type and an active matrix type according to a driving method.
상기 수동 매트릭스형 유기전계 발광소자는 그 구성이 단순하여 제조방법 또한 단순 하나 높은 소비전력과 표시소자의 대면적화에 어려움이 있으며, 배선의 수가 증가하면 할 수록 개구율이 저하되는 단점이 있다.The passive matrix type organic light emitting device has a simple structure and a simple manufacturing method. However, the passive matrix type organic light emitting device has a high power consumption and a large area of the display device, and the opening ratio decreases as the number of wirings increases.
따라서, 소형의 표시소자에 적용할 경우에는 수동 매트릭스형 유기전계 발광소자를 사용하는 반면, 대면적의 표시소자에 적용할 경우에는 능동 매트릭스형 유 기전계 발광소자를 사용한다.Therefore, passive matrix type organic light emitting diodes are used for small display devices, whereas active matrix type organic light emitting diodes are used for large area display devices.
전술한 유기전계 발광소자의 컬러표시를 실현하기 위한 방법으로, 주로 3 가지 방법이 제안되고 있다.As a method for realizing the color display of the aforementioned organic EL device, three methods are mainly proposed.
제 1 방법은 적색(RED)/녹색(GREEN)/청색(BLUE)을 표시하는 각 화소에 서로 다른 발광재료를 사용하여 적, 녹, 청색으로 발광하는 발광층을 형성하는 방법이고, 제 2 방법은 상기 발광층으로 백색발광을 실현하고 그것을 컬러필터(color filter)를 이용하여 3원색으로 나누는 방법이다.The first method is a method of forming a light emitting layer emitting red, green, and blue light by using different light emitting materials on each pixel displaying red, green, and blue colors. The light emitting layer realizes white light emission and divides it into three primary colors using a color filter.
마지막, 제 3 방법은 청색 발광층으로부터 광을 색변환층(color change medium)에서 3원색으로 변환하여 컬러를 표현하는 방법이다.Lastly, the third method is a method of expressing color by converting light from a blue light emitting layer into three primary colors in a color change medium.
전술한 3가지 방법 중 일반적으로 제 1 방법이 사용되며, 서로 다른 색을 발광하는 고분자 유기막 패턴을 형성하는 방식은 다양하게 실시되어 졌다.A first method is generally used among the above three methods, and various methods of forming a polymer organic film pattern emitting different colors have been performed.
예를 들어 롤-코팅(roll coating)방식이나 잉크-젯(ink-jet) 방식 등을 들 수 있으며, 이하 롤-코팅(roll coating)방식을 예를 들어 설명한다.For example, a roll coating method, an ink-jet method, etc. can be mentioned, A roll coating method is demonstrated below with an example.
도 1은 롤-코팅장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.1 is a cross-sectional view schematically showing a roll-coating device.
도시한 바와 같이, 롤-코팅방식은 복수개가 맞물려 돌아가는 롤(Roll)을 이용하여 유리기판(10)위에 소정 형상의 유기막 패턴(21)을 코팅하는 방식이다.As illustrated, the roll-coating method is a method of coating the
이를 위한 롤-코팅 장치는 개략적으로 닥터롤(doctor roll)(11), 아닐록스롤(anilox roll)(13), 인쇄롤(printing roll)(15)과 고무판(17)으로 구성된다.The roll-coating device for this is roughly composed of a
상기 복수개의 롤 중, 상기 닥터롤(11)은 상기 아닐록스롤(13)과 맞물려 돌 아가게 되어 있고, 상기 인쇄롤(15)은 상기 아닐록스롤(13)과 맞물려 돌아가도록 구성되어 있다.Of the plurality of rolls, the
아닐록스롤(13)의 측면은 도시한 바와 같이, 미세한 홈(13a)이 형성되어 있다.As shown in the side of the
또한, 상기 인쇄롤(15)의 한 면에는 임의의 패턴이 형성되어 있는 고무판(인쇄 마스크)(17)이 부착되어 있다.In addition, a rubber plate (print mask) 17 having an arbitrary pattern is attached to one surface of the
상기 고무판(17)의 패턴은 양각패턴으로서, 다수개의 화소로 정의된 기판(10)상에 적색과 녹색과 청색을 각각 발광하는 고분자 유기막 패턴을 직접 코팅하는 역할을 한다.The pattern of the
전술한 바와 같은 구성을 갖는 롤-코팅 장치를 이용하여 유리기판 위에 컬러 고분자 유기막을 코팅하는 방법을 살펴보면 아래와 같다.Looking at the method of coating a color polymer organic film on a glass substrate using a roll-coating device having the configuration as described above are as follows.
먼저 임의의 고정수단(12)에 유리기판(10)을 고정한다. First, the
다음으로, 전술한 구성에서 상기 아닐록스롤(13)에 디스펜서(19)를 이용하여 임의의 색을 발광하는 고분자 유기 물질을 전사한다. Next, in the above-described configuration, the
전술한 바와 같이 복수개의 롤(roll)로 구성된 인쇄장비가 동작되면, 상기 닥터롤(11)은 상기 아닐록스롤(13)과 맞붙어 돌아가면서 상기 아닐록스롤(13)에 분사된 고분자 유기물질을 상기 아닐록스롤(13)의 미세홈(13a)에 침적(沈積)시키게 되고, 연속으로 아닐록스롤(13) 내부에 침적된 고분자 유기물질은 아닐록스롤(13)과 인쇄롤(15)이 맞붙어 돌아가면서 인쇄롤(15)의 고무판(17)에 다시 전사(轉寫)된다.
As described above, when a printing apparatus composed of a plurality of rolls is operated, the
다음으로 상기 고무판(17)에 전사된 고분자 유기물질은 상기 인쇄롤(15)이 돌아가면서 다시 기판(10)위에 고무판(17)의 양각패턴대로 고분자 유기막(21)이 코팅된다.Next, the polymer organic material transferred to the
전술한 바와 같은 공정을 적색과 녹색과 청색을 표현하려는 각 서브화소에 대해 반복적으로 진행함으로써, 소정의 색을 발광하는 다수의 고분자 유기막 패턴을 형성할 수 있다.
By repeating the above-described process for each sub-pixel which intends to express red, green, and blue, a plurality of polymer organic film patterns emitting a predetermined color can be formed.
그러나, 종래의 롤-코팅 방식이나 잉크-젯 방식은 고분자 성막 시 고분자막의 두께를 고르게 맞추는 것이 어려우며, 고분자막의 두께를 원하는 대로 조절하는 것 또한 어려움이 있다.However, in the conventional roll-coating method or ink-jet method, it is difficult to uniformly adjust the thickness of the polymer film during polymer film formation, and it is also difficult to control the thickness of the polymer film as desired.
또한 기판과 고분자 사이의 접촉성도 떨어져 소자의 신뢰성에 치명적인 단점이 된다.In addition, the contact between the substrate and the polymer is also poor, which is a fatal disadvantage in the reliability of the device.
본 발명은 전술한 바와 같은 문제를 해결하기 위해 제안된 것으로, 고분자 유기막을 기판의 전면에 스핀코팅 방식으로 인쇄한 후, 스템프(stamp)를 이용한 리프트-업(lift-up)방식으로 불필요한 부분의 고분자 유기막을 제거하여 각 화소마다 특정한 색을 발광하는 고분자 유기막 패턴을 형성한다.The present invention has been proposed to solve the above problems, and after printing the polymer organic film on the front surface of the substrate by spin coating method, the unnecessary portion of the unnecessary part by the lift-up method using a stamp (stamp) The polymer organic film is removed to form a polymer organic film pattern that emits a specific color for each pixel.
따라서, 전술한 바와 같은 본 발명에 따른 고분자 유기막패턴 형성방법은 재료비 절감과 공정시간 단축으로 인한 수율개선을 목적으로 한다.
Therefore, the method of forming the polymer organic film pattern according to the present invention as described above aims to improve the yield due to the reduction of material cost and process time.
전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 유기전계 발광소자용 유기막 패턴 형성방법은 투명한 절연기판에 적, 녹, 청색을 나타내는 제 1, 제 2, 제 3 화소를 다수개 정의하는 단계와; 상기 화소가 정의된 기판의 전면을 산소 플라즈마 처리한 후, 적색을 발광하는 제 1 고분자 유기막을 형성하는 단계와; 상기 제 1 고분자 유기막이 형성된 기판의 전면에 오목부와 볼록부로 구성된 스템프의 볼록부를 상기 제 2 화소와 제 3 화소에 구성된 제 1 고분자 유기막에 접촉한 후 리프트-업(lift-up) 하여 제거하는 단계와; 상기 제 1 화소에 제 1 고분자 유기막 패턴이 남겨진 기판의 전면을 플라즈마 처리한 후, 녹색을 발광하는 제 2 고분자 유기막을 형성하는 단계와; 오목부와 볼록부로 구성된 스템프의 볼록부를 상기 제 2 고분자 유기막 중 ,제 1 화소와 제 3 화소에 구성된 제 2 고분자 유기막에 접촉한 후 리프트-업 하여 제거하는 단계와; 상기 제 1 고분자 유기막 패턴과 제 2 고분자 유기막 패턴이 형성된 기판의 전면을 산소 플라즈마 처리한 후, 녹색을 발광하는 제 3 고분자 유기막을 형성하는 단계와; 오목부와 볼록부로 구성된 스템프의 볼록부를 상기 제 3 고분자 유기막 중 ,제 1 화소와 제 2 화소에 구성된 제 3 고분자 유기막에 접촉한 후 리프트-업 하여 상기 제 3 화소에만 제 3 고분자 유기막 패턴을 형성하는 단계를 포함한다.The organic film pattern forming method for an organic light emitting device according to the present invention for achieving the above object is a step of defining a plurality of first, second, and third pixels representing red, green, blue on a transparent insulating substrate Wow; Forming a first polymer organic film emitting red light after oxygen plasma treatment of the entire surface of the substrate in which the pixel is defined; The convex portion of the stamp formed of the concave portion and the convex portion on the entire surface of the substrate on which the first polymer organic film is formed is contacted with the first polymer organic film formed on the second pixel and the third pixel, and then lifted up to remove it. Making a step; Plasma processing the entire surface of the substrate on which the first polymer organic film pattern is left in the first pixel, and then forming a second polymer organic film emitting green light; Removing the convex portion of the stamp including the concave portion and the convex portion from the second polymer organic film by contacting the second polymer organic film formed on the first pixel and the third pixel, and then lifting the up portion; Forming a third polymer organic film emitting green light after oxygen plasma treatment of the entire surface of the substrate on which the first polymer organic film pattern and the second polymer organic film pattern are formed; The convex portion of the stamp composed of the concave portion and the convex portion is contacted with a third polymer organic film composed of the first pixel and the second pixel of the third polymer organic film, and then lifted up to form a third polymer organic film only on the third pixel. Forming a pattern.
본 발명에 따른 수동 매트릭스형 유기전계 발광소자 제조방법은 적, 녹, 청색을 나타내는 제 1, 제 2, 제 3 화소를 다수개 정의한 투명한 절연기판 상에 제 1 전극을 형성하는 단계와; 상기 제 1 전극의 상부에 소정간격 이격된 확산 방지턱을 형성하는 단계와; 상기 확산 방지턱이 형성된 기판의 전면을 산소 플라즈마 처리한 후, 적색을 발광하는 제 1 고분자 유기막을 형성하는 단계와; 상기 제 1 고분자 유기막이 형성된 기판의 전면에 오목부와 볼록부로 구성된 스템프의 볼록부를 상기 제 2 화소와 제 3 화소에 구성된 제 1 고분자 유기막에 접촉한 후 리프트-업(lift-up) 하여 제거하는 단계와; 상기 제 1 화소에 제 1 고분자 유기막 패턴이 남겨진 기판의 전면을 플라즈마 처리한 후, 녹색을 발광하는 제 2 고분자 유기막을 형성하는 단계와; 오목부와 볼록부로 구성된 스템프의 볼록부를 상기 제 2 고분자 유기막 중 ,제 1 화소와 제 3 화소에 구성된 제 2 고분자 유기막에 접촉한 후 리프트-업 하여 제거하는 단계와; 상기 공정을 반복하여, 상기 다수의 화소에 각각 적색, 청색, 녹색을 발광하는 제 1, 제 2, 제 3 고분자 유기막 패턴을 형성하는 단계와; 상기 제 1, 제 2 , 제 3 고분자 유기막패턴이 형성된 기판의 전면에 각 화소마다 독립적으로 구성된 제 2 전극을 형성하는 단계를 포함한다.A method of manufacturing a passive matrix organic light emitting device according to the present invention includes the steps of: forming a first electrode on a transparent insulating substrate defining a plurality of first, second, and third pixels representing red, green, and blue; Forming diffusion barriers on the first electrode at predetermined intervals; Forming a first polymer organic film emitting red light after oxygen plasma treatment of the entire surface of the substrate on which the diffusion barrier is formed; The convex portion of the stamp formed of the concave portion and the convex portion on the entire surface of the substrate on which the first polymer organic film is formed is contacted with the first polymer organic film formed on the second pixel and the third pixel, and then lifted up to remove it. Making a step; Plasma processing the entire surface of the substrate on which the first polymer organic film pattern is left in the first pixel, and then forming a second polymer organic film emitting green light; Removing the convex portion of the stamp including the concave portion and the convex portion from the second polymer organic film by contacting the second polymer organic film formed on the first pixel and the third pixel, and then lifting the up portion; Repeating the above steps to form first, second and third polymer organic film patterns emitting red, blue and green light on the plurality of pixels, respectively; And forming a second electrode configured independently for each pixel on the entire surface of the substrate on which the first, second, and third polymer organic film patterns are formed.
상기 제 1 전극은 인듐-틴-옥사이드(ITO)로 형성한 양극전극이다.The first electrode is an anode formed of indium tin oxide (ITO).
상기 제 2 전극은 알루미늄(Al)과 칼슘(Ca)과 마그네슘(Mg)중 선택된 하나로 형성하는 것을 특징으로 한다.The second electrode may be formed of one selected from aluminum (Al), calcium (Ca), and magnesium (Mg).
상기 제 1 전극과 제 1, 제 2 , 제 3 고분자 유기막패턴 사이에 고분자 유기물질로 홀 수송층을 형성하는 단계를 더욱 포함한다.The method may further include forming a hole transport layer using a polymer organic material between the first electrode and the first, second, and third polymer organic film patterns.
상기 제 2 전극과 제 1, 제 2, 제 3 고분자 유기막패턴 사이에 고분자 유기물질로 전자 수송층을 더욱 형성하는 단계를 포함한다.And forming an electron transport layer between the second electrode and the first, second, and third polymer organic film patterns using a polymer organic material.
상기 스템프는 소수성(疏水性) 고분자 물질로 제작되는 것을 특징으로 한다. The stamp is characterized in that it is made of a hydrophobic (疏水 性) polymer material.
상기 제 1, 제 2, 제 3 고분자 유기막은 소수성(疏水性)인 것을 특징으로 한다.The first, second and third polymer organic films are characterized in that they are hydrophobic.
본 발명에 따른 능동 매트릭스형 유기전계 발광소자의 제조방법은 투명한 절연기판 상에 적, 녹, 청색을 나타내는 제 1, 제 2, 제 3 화소를 다수개 정의 한 후, 상기 각 화소에 게이트전극과 액티브층과 소스전극 및 드레인 전극으로 구성된 구동소자를 형성하는 단계와; 상기 구동소자의 드레인 전극과 접촉하고 각 화소마다 독립적으로 구성된 제 1 전극을 형성하는 단계와; 상기 제 1 전극이 형성된 기판 중, 각 화소의 둘레에 확산 방지턱을 형성하는 단계와; 상기 확산 방지턱이 형성된 기판의 전면을 산소 플라즈마 처리한 후, 적색을 발광하는 제 1 고분자 유기막을 형성하는 단계와; 상기 제 1 고분자 유기막이 형성된 기판의 전면에 오목부와 볼록부로 구성된 스템프의 볼록부를 상기 제 2 화소와 제 3 화소에 구성된 제 1 고분자 유기막에 접촉한 후 리프트-업 하여 제거하는 단계와; 상기 제 1 화소에 제 1 고분자 유기막패턴이 남겨진 기판의 전면을 플라즈마 처리한 후, 녹색을 발광하는 제 2 고분자 유기막을 형성하는 단계와; 오목부와 볼록부로 구성된 스템프의 볼록부를 상기 제 2 고분자 유기막 중 ,제 1 화소와 제 3 화소에 코팅된 제 2 고분자 유기막에 접촉한 후 리프트-업 하여 제거하는 단계와; 상기 공정을 반복하여, 상기 다수의 화소에 각각 적색, 녹색, 청색을 발광하는 제 1, 제 2, 제 3 고분자 유기막 패턴을 형성하는 단계와; 상기 제 1, 제 2 , 제 3 고분자 유기막패턴이 형성된 기판의 전면에 제 2 전극을 형성하는 단계를 포함한다.In the method of manufacturing an active matrix organic light emitting device according to the present invention, after defining a plurality of first, second, and third pixels representing red, green, and blue on a transparent insulating substrate, a gate electrode and Forming a driving element composed of an active layer, a source electrode and a drain electrode; Forming a first electrode in contact with the drain electrode of the driving element and configured independently for each pixel; Forming a diffusion barrier around each pixel of the substrate on which the first electrode is formed; Forming a first polymer organic film emitting red light after oxygen plasma treatment of the entire surface of the substrate on which the diffusion barrier is formed; Removing the convex portions of the stamp including concave portions and convex portions on the front surface of the substrate on which the first polymer organic film is formed are contacted with the first polymer organic film formed on the second pixel and the third pixel and then lift-up to remove them; Plasma-processing the entire surface of the substrate on which the first polymer organic film pattern is left in the first pixel, and then forming a second polymer organic film emitting green light; Removing the convex portion of the stamp including the concave portion and the convex portion from the second polymer organic film by contacting the second polymer organic film coated on the first pixel and the third pixel and then lifting up the second polymer organic film; Repeating the above steps to form first, second and third polymer organic film patterns emitting red, green and blue light on the plurality of pixels, respectively; And forming a second electrode on an entire surface of the substrate on which the first, second and third polymer organic film patterns are formed.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
-- 제 1 실시예 --First Embodiment
본 발명은 컬러 유기전계 발광소자에 스템프(stamp)를 이용한 리프트-업(lift-up)방식으로 적색(RED),녹(GREEN),청색(BLUE)을 각각 발광하는 고분자 유기막을 패턴하는 것을 특징으로 한다.The present invention is characterized by patterning a polymer organic film emitting red, green, and blue light, respectively, in a color organic electroluminescent device by a lift-up method using a stamp. It is done.
이하, 도 2a 내지 도 2e는 고분자 유기막 패턴을 본 발명의 공정 순서에 따라 도시한 공정 단면도이다.Below, 2A to 2E are cross-sectional views illustrating polymer organic film patterns according to a process sequence of the present invention.
먼저, 도 2a에 도시한 바와 같이, 투명한 절연 기판(100)상에 녹색과 청색과 적색을 표현하기 위한 제 1, 제 2, 제 3 화소(Rp,Gp,Bp)를 다수 개 정의한다.First, as illustrated in FIG. 2A, a plurality of first, second, and third pixels Rp, Gp, and Bp for expressing green, blue, and red are defined on the transparent
상기 정의된 각 화소(Rp,Gp,Bp)의 경계에는 확산 방지턱(102)을 형성한다.A
상기 확산 방지턱(102)은 고분자 물질로 제작하며, 대표적인 고분자 물질로 폴리이미드(polyimide)를 들 수 있다.The
다음으로, 상기 확산 방지턱(102)이 형성된 기판(100)의 전면을 산소 플라즈마(oxygen plasma) 처리하여 기판(100)의 표면이 친수성(親水性)이 되도록 한다.Next, the entire surface of the
연속하여, 상기 산소 플라즈마 처리한 기판(100)에 적색(RED)과 녹색(GREEN)과 청색(BLUE)을 발광하는 고분자 물질 중 하나를 선택한 후, 스핀 코팅(spin-coating)방식으로 도포하여 고분자 유기막(104)을 형성한다. 이때 코팅된 고분자 유기막(104)은 일반적으로 소수성(疏水性)의 특성을 가지며 상기 확산 방지턱(102)사이에 존재하게 된다.Subsequently, one of the polymer materials emitting red, green, and blue light is selected on the
다음으로, 도 2b에 도시한 바와 같이, 상기 고분자 유기막(104)이 코팅된 기판(100)의 상부에 표면이 요철형상으로 성형된 스탬프(stamp)(106)를 위치시킨다.
Next, as shown in FIG. 2B, a
상기 스탬프(106)는 소수성(疏水性)의 고분자 물질로 제작된 것이며, 요철형상 중 볼록패턴(A)은 기판(100)에 코팅된 고분자 유기막 중 불필요한 부분을 제거하는 부분이다.The
상세히 설명하면, 기판(100)에 정의된 다수의 화소 중 고분자 유기막이 제거될 부분에 스템프(106)의 볼록패턴(A)을 눌러 위로 올리는 방법(이하,"lift-up 방법"이라 칭함)을 사용하면, 불필요한 고분자 유기막(104a)이 스탬프(106)에 부착된 상태로 기판(100)으로부터 제거된다.In detail, a method of pushing up the convex pattern A of the
이때, 기판(100)은 친수성(親水性)을 가지고 있고 고분자 유기막(104)은 소수성(疏水性)을 가지고 있으므로 서로 분리되기 쉽다.At this time, since the
(본 공정에서는 녹색, 청색, 적색의 순서로 고분자 유기막 코팅공정을 진행하는 것으로 한다.)(In this step, the polymer organic film coating process is performed in the order of green, blue, and red.)
따라서, 상기 제 2 화소(Gp)에만 제 1 고분자 유기막 패턴(108)이 남게 되고 나머지 부분에서는 제거된다.Therefore, the first polymer
다음으로, 도 2c에 도시한 바와 같이, 상기 제 1 고분자 유기막 패턴(108)이 형성된 기판(100)의 전면을 산소 플라즈마(oxygen plasma)처리하여, 상기 노출된 기판(100)의 표면과 제 1 고분자 유기막 패턴(108)의 표면을 친수성(親水性)을 띄도록 한다.Next, as shown in FIG. 2C, an entire surface of the
다음으로, 도 2d에 도시한 바와 같이, 산소 플라즈마 처리된 기판(100)의 전면에 청색을 발광하는 고분자 유기물질을 스핀 코팅(spin coating)하여, 제 1 고분자 유기막 패턴(108)을 포함한 기판(100)의 전면에 고분자 유기막(110)을 형성한 다. Next, as shown in FIG. 2D, a substrate including the first polymer
연속하여, 상기 제 2 화소(Gp)와 제 1 화소(Rp)에 스템프(106)의 볼록패턴(B)이 위치하도록 한 후 리프트-업(lift-up)공정을 진행하게 되면, 제 2 화소(Gp)와 제 3 화소(Bp)에만 고분자 유기막 패턴(108, 110)이 남게 된다.Subsequently, when the convex pattern B of the
전술한 바와 같은 공정을 반복하면 도 2e에 도시한 바와 같이, 제 1 , 제 2, 제 3 화소(Rp,Gp,Bp,)에 각각 제 3 고분자 유기막 패턴(112)과, 제 1 고분자 유기막 패턴(108)과, 제 2 고분자 유기막 패턴(110)이 형성되는 결과를 얻을 수 있다. If the above-described process is repeated, as shown in FIG. 2E, the third polymer
전술한 바와 같은 본 발명에 따른 고분자 유기막 패턴 형성방법은, 유기전계 발광소자를 제작하는데 있어서, 공정을 단순화 할 수 있고 별도의 사진 식각공정을 필요로 하지 않기 때문에 재료비를 절약할 수 있다.As described above, the method of forming the polymer organic film pattern according to the present invention can simplify the process in manufacturing the organic light emitting device and can save the material cost because it does not require a separate photo etching process.
전술한 바와 같은 고분자 유기막 패턴 형성방법을 도입하여 형성한 본 발명에 따른 수동 매트릭스형 유기전계 발광소자와 능동 매트릭스형 유기전계 발광소자의 제작 공정을 이하, 제 2 실시예와 제 3 실시예를 통해 설명한다.
The fabrication process of the passive matrix organic light emitting device and the active matrix organic light emitting device according to the present invention formed by introducing the polymer organic film pattern forming method as described above will be described below. Explain through.
-- 제 2 실시예 --Second Embodiment
이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 수동 매트릭스형 유기전계 발광소자의 구성을 설명하다. Hereinafter, a configuration of a passive matrix organic light emitting device according to the present invention will be described with reference to the drawings.
도 3은 본 발명에 따른 수동 매트릭스형 유기전계 발광소자의 단면을 도시한 단면도이다.3 is Sectional drawing showing the cross section of the passive matrix organic electroluminescent element which concerns on this invention.
도시한 바와 같이 제 1, 제 2, 제 3 화소(Rp,Gp,Bp)가 정의된 투명한 절연 기판(200)상에 제 1 전극(202)을 구성하고, 제 1 전극(202)의 상부에는 소정의 높이(H)를 가지는 확산 방지턱(204)을 구성한다.As illustrated, the
상기 각 화소(Rp,Gp,Bp)에는 적색과 녹색과 청색을 발광하는 고분자 유기막패턴(210,216,214)을 형성하며, 상기 각 고분자 유기막패턴(210,216,214)의 상부에는 각 화소(Rp,Gp,Bp)마다 전기적으로 독립된 제 2 전극(220)을 구성한다.Polymer
전술한 구성에서, 상기 제 1 전극(202)은 상기 고분자 유기막패턴(210,216,214)에 홀(hole)을 주입하는 홀 주입전극(anode electrode)이고, 상기 제 2 전극(220)은 상기 유기막(210,216,214)에 전자(electron)를 주입하는 전자 주입전극(cathode electrode)의 기능을 한다.In the above-described configuration, the
상기 확산 방지턱(204)은 일반적인 사진식각 공정(photo-lithography)을 사용하지 않고 각 화소(P)에 구성된 제 2 전극(220)을 독립적으로 형성하기 위한 목적과, 각 화소에 형성되는 고분자 물질의 확산을 방지하기 위한 목적으로 구성한다.The
상기 각 고분자 유기막패턴(210,216,214)의 하부와 상부에는 각각 홀(hole)수송층(203)과 전자 수송층(218)을 더욱 구성한다.Hole transport layers 203 and
상기 홀 수송층(203)과 전자 수송층(218)을 구성하게 되면, 캐리어(carrier)들이 직접 주입되지 않고 수송층 통과의 2단계 주입과정을 통해 양자효율(photon out per charge injected)를 높일 수 있으므로 구동전압을 낮출 수 있는 장점이 있다.When the
상기 제 2 전극(220)을 증착 할 경우에는 증착 방향을 제어하면 되는데, 대 표적인 방법으로 증착방향을 소정의 기울기로 기울여 증착공정을 진행(이와 같은 공정은 금속을 증착하기 위한 타깃(target)의 위치를 제어하거나, 또는 기판을 기울여 증착함)하게 되면 도시한 바와 같이, 확산 방지턱(204)의 상부 및 일 측과 상기 각 화소의 유기막패턴(210,216,214)상부에만 제 2 전극(220)을 증착할 수 있다.In the case of depositing the
전술한 구성에서, 상기 각 고분자 유기막패턴(210,216,214)은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 고분자 유기막 형성방법을 도입 형성할 수 있으며, 이를 이하 도 4a 내지 도 4e를 참조하여 설명한다.In the above-described configuration, each of the polymer
도 4a 내지 도 4e는 수동 매트릭스형 유기전계 발광소자의 제조방법을 본 발명의 제 1 실시예에 따른 공정순서로 도시한 공정 단면도이다.4A through 4E are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a passive matrix organic light emitting device in a process sequence according to a first embodiment of the present invention.
먼저, 도 4a에 도시한 바와 같이, 적색과 녹색과 청색을 표현하는 다수의 제1, 제 2, 제 3 화소(Rp,Gp,Bp)가 정의된 투명한 절연 기판(200)상에 제 1 전극(202)을 형성한다. First, as illustrated in FIG. 4A, a first electrode is formed on a transparent insulating
상기 제 1 전극(202)은 양극 전극(anode)으로서 일반적으로 일 함수(work function)가 높은 인듐-틴-옥사이드(ITO)와 인듐-징크-옥사이드(IZO)를 포함하는 투명한 도전성 물질 그룹 중 선택된 하나로 형성한다.
다음으로, 상기 제 1 전극(202)이 형성된 기판(200)의 상부에 폴리이미드(polyimide)와 같은 고분자 물질로 확산 방지턱(204)을 형성한다.The
Next, the
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연속하여, 상기 확산 방지턱(204)의 상부에 고분자 유기물질인 홀 수송층(203)을 스핀-코팅방법으로 형성한다.Subsequently, a
다음으로, 상기 홀 수송층(203)이 형성된 기판(200)의 전면을 산소 플라즈마(oxygen plasma)처리하여, 상기 전공 수송층(203)의 표면이 친수성(親水 性)을 가지도록 한다.Next, an oxygen plasma treatment is performed on the entire surface of the
도 4b에 도시한 바와 같이, 상기 홀 수송층(203)이 형성된 기판(200)의 전면에 적색을 발광하는 고분자 유기물질을 스핀-코팅(spin-coating)방법으로 도포하여 고분자 유기막(206)을 형성한다.As shown in FIG. 4B, a polymer
다음으로, 고분자 유기막(206)이 형성된 기판(200)의 상부에 표면이 요철형상인 스템프(208)를 위치시킨다.Next, a
상기 스템프(208)의 볼록부(C)는 제 1 화소(Rp)를 제외한 나머지 제 2, 제 3화소(Gp,Bp)에 대응하여 위치하도록 한다.The convex portion C of the
연속하여, 상기 스템프(208)를 기판(200)에 찍은 후 올리게 되면(lift-up) 상기 제 2 화소(Gp)와 제 3 화소(Bp)에 코팅된 고분자 유기막이 상기 볼록 패턴(C)의 표면에 부착되기 때문에 기판(200)으로부터 불필요한 부분의 고분자 유기막을 제거할 수 있다.Subsequently, when the
결과적으로, 제 1 화소(Rp)에만 적색을 발광하는 제 1 고분자 유기막 패턴(210)이 남게 된다.As a result, the first polymer
다음으로, 상기 제 1 고분자 유기막 패턴(210)이 형성된 기판(200)의 전면을 산소 플라즈마 처리(미도시)한 후, 도 4c에 도시한 바와 같이, 청색을 발광하는 고분자 유기물질을 스핀-코팅방식으로 기판의 전면에 도포하여 고분자 유기막(212)을 형성한다.Next, after oxygen plasma treatment (not shown) on the entire surface of the
연속하여, 상기 스템프(208)를 기판(200)에 찍은 후 올리게 되면(lift-up) 상기 제 1 화소(Rp)와 제 2 화소(Gp)에 코팅된 고분자 유기막이 상기 볼록 패턴(C) 의 표면에 부착되기 때문에 기판(200)으로부터 불필요한 부분의 고분자 유기막을 제거할 수 있다.Subsequently, when the
결과적으로, 적색을 발광하는 제 1 고분자 유기막 패턴(210)과 청색을 발광하는 제 2 유기막 패턴만(214)이 남게 된다.As a result, only the first polymer
전술한 바와 같은 공정을 한번 더 반복하면, 도 4d에 도시한 바와 같이, 제 1, 제 2, 제 3 화소(Rp,Gp,Bp)에 각각 제 1 고분자 유기막 패턴(210)과 제 3 고분자 유기막 패턴(216)과 제 2 고분자 유기막 패턴(214)이 형성되는 결과를 얻을 수 있으며, 이러한 유기막 패턴은 전계가 인가되면 적색과 청색과 녹색으로 발광하는 특성을 가진다.When the above-described process is repeated once more, as shown in FIG. 4D, the first polymer
다음으로, 도 4e에 도시한 바와 같이, 상기 다수의 유기막 패턴이 형성된 기판(200)의 전면에 고분자 유기물질을 코팅하여 전자 수송층(218)을 형성한다.Next, as illustrated in FIG. 4E, a polymer organic material is coated on the entire surface of the
연속하여, 상기 전자 수송층(218)을 포함하는 기판(200)의 전면에 도전성 금속을 증착하여 제 2 전극(220)인 음극 전극(cathode electrode)을 형성한다.Subsequently, a conductive metal is deposited on the entire surface of the
상기 제 2 전극(220)은 일 함수(work function)가 낮은 알루미늄(Al)과 마그네슘(Mg), 칼슘(Ca)중 선택된 하나로 형성한다.The
전술한 바와 같은 공정을 통해 본 발명에 따른 수동 매트릭스형 유기전계 발광소자를 제작할 수 있다.Through the process as described above it is possible to manufacture a passive matrix organic light emitting device according to the present invention.
이하, 제 3 실시예에서는 본 발명에 따른 능동 매트릭스형 유기전계 발광소자와 그 제조방법을 설명한다.
Hereinafter, in the third embodiment, an active matrix organic light emitting diode according to the present invention and a manufacturing method thereof will be described.
--- 제 3 실시예 ------ Third Embodiment ---
도 5는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 능동 매트릭스형 유기전계 발광소자를 개략적으로 도시한 단면도이다.5 is a schematic cross-sectional view of an active matrix organic light emitting display device according to a third exemplary embodiment of the present invention.
도시한 바와 같이, 기판(300)상에 정의된 다수의 제 1, 제 2, 제 3 화소(Rp,Gp,Bp)마다 게이트전극(304)과 액티브층(302)과 소스 전극(306)및 드레인 전극(308)을 포함하는 박막트랜지스터(T)를 구성한다.As illustrated, the
상기 화소영역(P)에는 드레인 전극(306)과 접촉하고 유기막에 홀을 주입하는 제 1 전극(312)과, 상기 제 1 전극(312)의 상부에는 홀 수송층(316)(Hole Transporting Layer)과 발광특성을 가지는 고분자 유기막 패턴(322, 326, 328)과, 각 고분자 유기막 패턴(322,326,328)의 상부에는 전자 수송층(Electron Transporting Layer : ETL)(330)을 차례로 구성한다.A
연속하여, 상기 전자 수송층(330)의 상부에는 기판의 전면에 대해 제 2 전극(332)을 구성한다.Subsequently, a
전술한 구성에서, 상기 다수의 제 1, 제 2, 제 3화소영역(Rp,Gp,Bp)의 둘레에는 확산 방지턱(314)을 구성하며, 이는 코팅된 고분자 물질이 근접한 화소로 확산되는 것을 방지하기 위한 목적이다.In the above-described configuration, a
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 제 3 실시예에 따른 능동 매트릭스형 유기전계 발광소자의 제조 공정을 설명한다.Hereinafter, a manufacturing process of an active matrix organic electroluminescent device according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
도 6a 내지 도 6f는 능동 매트릭스형 유기전계 발광소자의 제조 공정을 본 발명의 공정순서에 따라 도시한 공정 단면도이다. 6A through 6F are cross-sectional views illustrating a process of manufacturing an active matrix organic light emitting diode according to a process sequence of the present invention.
도 6a에 도시한 바와 같이, 플라스틱 또는 유리와 같이 투명한 절연기판(300)에 적색과 녹색과 청색을 각각 나타내는 제 1, 제 2, 제 3 화소(Rp,Gp,Bp)를 정의하고, 상기 각 화소(Rp,Gp,Bp)마다 액티브층(302)과 게이트 전극(304)과 소스 전극(306)및 드레인 전극(308)으로 구성된 박막트랜지스터(T)를 형성한다.As shown in FIG. 6A, first, second, and third pixels Rp, Gp, and Bp respectively representing red, green, and blue colors are defined on an insulating
상기 박막트랜지스터(T)의 상부에 벤조사이클로부텐(BCB)과 아크릴(acryl)계 수지(resin)를 포함한 투명한 유기절연물질 그룹 중 선택된 하나를 증착하고 패턴하여, 상기 드레인 전극(308)의 일부를 노출하는 보호막(310)을 형성한다.Deposition and pattern one selected from the group of transparent organic insulating materials including benzocyclobutene (BCB) and acrylic resin (resin) on the thin film transistor (T), and a part of the
다음으로, 도 6b에 도시한 바와 같이, 상기 노출된 드레인전극(308)과 접촉한 제 1 전극(312)을 화소(Rp,Gp,Bp)마다 독립적으로 형성한다.Next, as shown in FIG. 6B, the
상기 제 1 전극(312)은 양극전극(anode electrode)으로서, 일 함수가 높은 금속을 사용하며 대표적으로 투명전극인 인듐-틴-옥사이드(ITO)를 들 수 있다. The
상기 각 화소(Rp,Gp,Bp)의 주변에 폴리이미드와 같은 고분자를 사용하여 확산 방지턱(314)을 형성한다.A
연속하여, 상기 확산 방지턱(314)과 제 1 전극(312)이 형성된 기판(300)의 전면에 고분자 물질을 코팅하여 홀 수송층(316)을 형성한다. Subsequently, the
연속하여, 상기 홀 수송층(316)이 형성된 기판(300)의 전면을 산소 플라즈마 (oxygen plasma)처리하여, 상기 홀 수송층(316)의 표면이 친수성(親水性)을 가지도록 한다.Subsequently, an oxygen plasma treatment is performed on the entire surface of the
다음으로 도 6c에 도시한 바와 같이, 상기 산소 플라즈마 처리한 기판(300) 의 전면에 적색을 발광하는 고분자 유기물질을 스핀-코팅(spin-coating)방법으로 도포하여 고분자 유기막(318)을 형성한다.Next, as shown in FIG. 6C, a polymer organic material emitting red light is coated on the entire surface of the oxygen plasma treated
다음으로, 고분자 유기막(318)이 형성된 기판(300)의 상부에 표면이 요철형상인 스템프(320)를 위치시킨다.Next, a
상기 스템프(320)의 볼록부(D)는 적색을 표현하려는 제 1 화소(Rp)를 제외한 나머지 화소(Gp,Bp)에 대응하여 위치하도록 한다.The convex portion D of the
연속하여, 상기 스템프(320)를 기판(300)에 찍은 후 올리게 되면(lift-up) 상기 제 2 화소(Gp)와 제 3 화소(Bp)에 코팅된 고분자 유기막이 상기 볼록 패턴(D)의 표면에 부착되기 때문에 기판(300)으로부터 불필요한 부분의 고분자 유기막을 제거할 수 있다.Subsequently, when the
결과적으로, 제 1 화소(Rp)에 적색을 발광하는 제 1 고분자 유기막 패턴(322)이 남게 된다.As a result, the first polymer
다음으로, 도 6d에 도시한 바와 같이, 상기 제 1 고분자 유기막 패턴(322)이 형성된 기판(300)의 전면을 산소 플라즈마 처리(미도시)한 후, 청색을 발광하는 고분자 유기물질을 스핀-코팅방식으로 도포하여 고분자 유기막(324)을 형성한다.Next, as illustrated in FIG. 6D, after the entire surface of the
연속하여, 상기 스템프(320)를 기판(300)에 찍은 후 올리게 되면(lift-up) 상기 제 1 화소(Rp)와 제 2 화소(Gp)에 코팅된 고분자 유기막이 상기 볼록 패턴(D)의 표면에 부착되기 때문에 기판(300)으로부터 불필요한 부분의 고분자 유기막을 제거할 수 있다.Subsequently, when the
결과적으로, 적색을 발광하는 제 1 고분자 유기막 패턴(322)과 청색을 발광 하는 제 2 유기막 패턴만(326)이 남게 된다.As a result, only the first polymer
전술한 바와 같은 공정을 한번 더 반복하면, 도 6e에 도시한 바와 같이, 제 1 화소(Rp)와 제 3 화소(Bp)와 제 2 화소(Gp)에 각각 제 1 고분자 유기막 패턴(322)과 제 2 고분자 유기막 패턴(326)과 제 3 고분자 유기막 패턴(328)이 형성되는 결과를 얻을 수 있으며, 이러한 유기막 패턴은 전계가 인가되면 적색과 청색과 녹색으로 발광하는 특성을 가진다.When the process as described above is repeated once more, as illustrated in FIG. 6E, the first polymer
다음으로, 도 6f에 도시한 바와 같이, 상기 다수의 유기막 패턴이 형성된 기판(300)의 전면에 고분자 유기물질을 코팅하여 전자 수송층(330)을 형성한다.Next, as shown in FIG. 6F, a polymer organic material is coated on the entire surface of the
연속하여, 상기 전자 수송층(330)을 포함하는 기판의 전면에 도전성 금속을 증착하여 제 2 전극(332)인 음극 전극(cathode electrode)을 형성한다.Subsequently, a conductive metal is deposited on the entire surface of the substrate including the
상기 제 2 전극(332)은 일 함수(work function)가 낮은 알루미늄(Al)과 마그네슘(Mg), 칼슘(Ca)중 선택된 하나로 형성한다.The
전술한 바와 같은 공정을 통해 본 발명에 따른 유기막 패턴 형성방법을 이용한 수동 매트릭스형 유기전계 발광소자와 능동 매트릭스형 유기전계 발광소자를 제작 할 수 있다.
Through the process as described above, it is possible to manufacture a passive matrix type organic light emitting device and an active matrix organic light emitting device using the organic film pattern forming method according to the present invention.
전술한 바와 같은 본 발명에 따른 유기막 패턴 방법을 도입하여 유기전계 발광소자를 제작하게 되면, 각 화소마다 빛을 발광하는 고분자 유기막을 패턴을 형성할 때, 사진식각 공정을 사용하지 않기 때문에 재료비를 절감할 수 있고, 공정이 단순하므로 공정 시간을 단축할 수 있어 수율을 개선하는 효과가 있다.When the organic light emitting device is manufactured by introducing the organic film pattern method according to the present invention as described above, when forming the pattern of the polymer organic film that emits light for each pixel, the photolithography process is not used. It can be reduced, and the process is simple, so that the process time can be shortened, thereby improving the yield.
또한, 기존의 롤-코팅 방식과 잉크젯 방식에 비해 고분자 유기막패턴의 접촉특성이 개선되는 효과가 있다.
In addition, there is an effect that the contact characteristics of the polymer organic film pattern is improved compared to the conventional roll-coating method and the inkjet method.
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