KR100884185B1 - 유기발광소자 및 그의 제조방법 - Google Patents

유기발광소자 및 그의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, (a) 하부전극 상에 실리콘 절연층을 형성하는 단계; (b) 상기 실리콘 절연층을 건식식각하여, 상기 실리콘 절연층의 상면으로부터 상기 하부전극에 이르는 개구부를 형성하는 단계로서, 최상측 둘레보다 최하측 둘레가 큰 오버행(overhang) 구조가 형성되도록 개구부를 형성하는 단계; (c) 상기 개구부 내부의 상기 하부전극 상부면, 상기 개구부 내부의 상기 실리콘 절연층 측벽, 및 상기 실리콘 절연층의 상부면에 전도층을 형성하는 단계; (d) 상기 개구부 내부에서 상기 하부전극 상부면에 형성된 전도층 위에 유기물층을 형성하는 단계; 및 (e) 상기 실리콘 절연층의 상부면에 위치한 전도층의 상부와 상기 유기물층 상부에 상부전극을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광소자의 제조방법, 이에 의해 제조된 유기발광소자 및 상기 유기발광소자를 포함하는 전자장치를 제공한다.
유기발광소자, 실리콘 절연층, 건식식각, 오버행(overhang) 구조

Description

유기발광소자 및 그의 제조방법{Organic Light Emitting Diode And Method For Preparing Thereof}
도 1은 종래 유기발광소자의 단면도,
도 2 내지 도 10은 본 발명의 일실시상태에 따른 유기발광소자의 제조공정도이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
20 : 하부전극 30 : 산화막
31 : 오버행 구조 32a, 32b : 개구부
40 : 실리콘 절연층 50a, 50b : 전도층
60 : 유기물층 70 : 상부전극
80 : 포토레지스트
본 발명은, 전도층을 포함하는 유기발광소자에서 전도층의 표면방향을 따라 누설전류가 흐르는 것을 방지할 수 있는 유기발광소자의 제조방법, 이에 의해 제조된 유기발광소자 및 상기 유기발광소자를 포함하는 전자장치에 관한 것이다.
유기발광현상을 이용하는 유기발광소자는 저전압으로 고휘도의 실현이 가능하다는 장점 때문에 각종 조명장치에 그 적용이 활발하고, 또한 저전압구동, 경량박형, 광시야각 그리고 고속응답 등의 장점으로 인해 디스플레이장치에 그 적용이 활발하다.
유기발광현상이란 유기물질을 이용하여 전기 에너지를 빛 에너지로 전환시켜 주는 현상을 말한다. 즉, 양극과 음극 사이에 유기물층을 위치시켰을 때, 두 전극 사이에 전압을 걸어주게 되면 양극에서는 정공이, 음극에서는 전자가 유기물층에 주입되게 된다. 이 주입된 정공과 전자가 만났을 때 여기자(exciton)가 형성되고 이 여기자가 다시 바닥상태로 떨어질 때 빛이 나게 되는 것이다.
종래 유기발광소자는 도 1에 도시된 바와 같이, 기판(미도시); 기판(미도시) 위에 형성된 하부전극(200); 하부전극(200) 위에 형성되며, 실질적인 발광 면적인 개구부(301)가 형성된 절연층(300); 개구부(301) 내부의 하부전극(200)의 상부면과 절연층(300)의 전영역에 걸쳐 형성된 전도층(500); 개구부(301) 내부에 위치한 전도층(500)의 상부면에 형성된 유기물층(미도시); 및 절연층(300)의 상부면에 위치한 전도층(500)의 상부면과 유기물층(미도시)의 상부면에 형성된 상부전극(미도시)을 포함한다.
여기서, 개구부(301) 하나가 하나의 발광 픽셀을 형성하게 되며, 하부전극(200) 위에는 동일한 형태로 여러 개의 발광 픽셀이 형성되어 있다.
그러나 이러한 종래 유기발광소자의 경우, 유기발광소자의 구동을 위해 전원을 인가하면 도 1에 도시된 바와 같이, 화살표 방향으로 누설전류가 흐르게 된다. 즉, 전도층(500)의 표면방향을 따라 누설전류가 흐르게 되고, 이 누설전류는 이웃한 다른 발광 픽셀로 유입되어 임의로 다른 발광 픽셀을 점등시키게 된다는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은, 전도층을 포함하는 유기발광소자에서 전도층의 표면방향을 따라 누설전류가 흐르는 것을 방지할 수 있는 유기발광소자의 제조방법, 이에 의해 제조된 유기발광소자 및 상기 유기발광소자를 포함하는 전자장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 하나의 실시 상태는 (a) 하부전극 상에 실리콘 절연층을 형성하는 단계; (b) 상기 실리콘 절연층을 건식식각하여, 상기 실리콘 절연층의 상면으로부터 상기 하부전극에 이르는 개구부를 형성하는 단계로서, 최상측 둘레보다 최하측 둘레가 큰 오버행(overhang) 구조가 형성되도록 개구부를 형성하는 단계; (c) 상기 개구부 내부의 상기 하부전극 상부면, 상기 개구부 내부의 상기 실리콘 절연층 측벽, 및 상기 실리콘 절연층의 상부면에 전도층을 형성하는 단계; (d) 상기 개구부 내부에서 상기 하부전극 상부면에 형성된 전도층 위에 유기물층을 형성하는 단계; 및 (e) 상기 실리콘 절연층의 상부면에 위치한 전도층의 상부와 상기 유기물층 상부에 상부전극을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광소자의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 다른 하나의 실시 상태는 하부전극; 상기 하부전극 상에 형성되며, 상기 하부전극의 판면에 대해 수직한 방향으로 형성된 개구부를 갖는 실리콘 절연층으로서, 상기 개구부의 최상측 둘레보다 최하측 둘레가 큰 오버행(overhang) 구조가 형성된 실리콘 절연층; 상기 개구부 내부의 상기 하부전극 상부면, 상기 개구부 내부의 상기 실리콘 절연층 측벽, 및 상기 실리콘 절연층의 상부면에 형성된 전도층; 상기 개구부 내부에서 상기 하부전극 상부면에 위치한 전도층 위에 형성된 유기물층; 및 상기 실리콘 절연층의 상부면에 위치한 전도층 상부와 상기 유기물층 상부에 형성된 상부전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광소자를 제공한다.
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본 발명의 또 다른 하나의 실시 상태는 상기 유기발광소자를 포함하는 전자장치를 제공한다.
이하에서 본 발명에 대해 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 유기발광소자의 제조방법은 (a) 하부전극 상에 실리콘 절연층을 형성하는 단계; (b) 상기 실리콘 절연층을 건식식각하여, 상기 실리콘 절연층의 상면으로부터 상기 하부전극에 이르는 개구부를 형성하는 단계로서, 최상측 둘레보다 최하측 둘레가 큰 오버행(overhang) 구조가 형성되도록 개구부를 형성하는 단계; (c) 상기 개구부 내부의 상기 하부전극 상부면, 상기 개구부 내부의 상기 실리콘 절연층 측벽, 및 상기 실리콘 절연층의 상부면에 전도층을 형성하는 단계; (d) 상기 개구부 내부에서 상기 하부전극 상부면에 형성된 전도층 위에 유기물층을 형성하는 단계; 및 (e) 상기 실리콘 절연층의 상부면에 위치한 전도층의 상부와 상기 유기물층 상부에 상부전극을 형성하는 단계를 포함한다.
여기서, 상기 (a) 단계 전에, 기판 상에 하부전극을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있고, 하부전극 자체가 기판의 역할을 겸할 수 있다.
상기 기판 상에 상기 하부전극을 형성하는 단계는 당 기술 분야에 알려진 방 법으로 수행될 수 있다. 예컨대 (ⅰ) 기판 위에 하부전극을 위한 박막을 증착하는 단계; 및 (ⅱ) 상기 박막을 패터닝하여 상기 기판 위에 하부전극을 형성하는 단계와 같이 수행될 수 있다.
상기 (ⅰ) 단계에서 사용되는 기판은 기판은 투명한 플라스틱으로 형성될 수도 있고, 금,은 및 알루미늄과 이들의 합금과 같은 금속으로 형성될 수도 있다.
하부전극으로 패터닝되는 박막은 마그네슘, 칼슘, 나트륨, 칼륨, 타이타늄, 인듐, 이트륨, 리튬, 가돌리늄, 알루미늄, 은, 주석 및 납과 같은 금속 또는 이들의 합금으로 형성될 수도 있고, 인듐주석산화물(ITO:Indium Tin Oxide), 인듐아연산화물 (IZO: Indium Zinc Oxide) 및 아연 산화물 (ZnO) 등과 같은 투명 전도성 산화물 (Transparent Conducting Oxide)로 형성될 수도 있다. 본 발명이 역(inverted) 구조의 유기발광소자에 적용되는 경우, 하부전극은 전술한 금속으로 형성된다.
하부전극을 위한 박막 형성은, 스퍼터링법, 열증착(thermal evaporation)법, 원자층 증착(Atomic layer deposition)법, 화학 증착(Chemical vapor deposition)법 및 이-빔 증착(e-beam evaporation)법 등 당 기술 분야에 알려진 전극 형성 방법을 사용할 수 있다.
상기 (ⅱ) 단계에서는 레지스트패턴을 마스크로 하여 상기 박막을 습식식각 또는 건식식각하여 패터닝함으로써, 하부전극을 형성할 수 있다. 여기서, 사용되는 레지스트패턴은 리소그래피(lithography)법에 의해 형성될 수 있다.
그리고, 기판 상에 하부전극에 형성하는 단계와 상기 (a) 단계 사이에, 즉 상기 하부전극 상에 실리콘 절연층을 형성하기 전에, 상기 하부전극 상에 산화막을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
산화막은 (b) 단계에서 실리콘 절연층을 건식식각 할 때 하부전극을 보호하는 역할과, 실리콘 절연층 건식식각 시 발생하는 후술할 노치(notch) 현상을 증대시키는 역할을 한다.
산화막은 산화 실리콘(SiO2)으로 형성할 수 있다. 또한 상기 산화막으로는 절연막의 재료로 사용되는 TiO2, ZrO2, HfO2, Ta2O5 등의 전이금속 산화물을 사용할 수 있다.
여기서, PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition), 열증착(thermal evaporation)법, 원자층 증착(Atomic layer deposition)법, 화학 증착(Chemical vapor deposition)법 및 이-빔 증착(e-beam evaporation)법 등 당 기술 분야에 알려진 방법을 사용하여 상기 산화막을 형성할 수 있다.
상기 (a) 단계에서는 하부전극 상에 실리콘 절연층을 형성한다.
상기 실리콘 절연층은 발광 픽셀(RGB)이 각각 개별 동작할 수 있도록 발광 픽셀(RGB) 각각을 전기적으로 단절시키는 역할을 한다.
상기 실리콘 절연층은 비정질 실리콘(Amorphous Silicon) 또는 다결정 실리콘(Polycrystalline Silicon)으로 형성할 수 있다.
여기서, PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition), 열증착(thermal evaporation)법, 원자층 증착(Atomic layer deposition)법, 화학 증착 (Chemical vapor deposition)법 및 이-빔 증착(e-beam evaporation)법 등 당 기술 분야에 알려진 방법을 사용하여 상기 실리콘 절연층을 형성할 수 있다.
상기 (b) 단계에서는 상기 실리콘 절연층을 건식식각하여, 상기 실리콘 절연층의 상면에서 상기 하부전극에 이르는 개구부(발광면적)를 형성한다.
이러한 개구부를 형성하는 방법의 한 예로는, 상기 실리콘 절연층의 상부면 중 상기 개구부를 형성하기 위한 건식식각 영역을 제외한 영역에 포토레지스트를 패터닝하고, 상기 건식식각영역을 건식식각한 후, 상기 포토레지스트를 제거하여 상기 개구부를 형성할 수 있다.
상기 실리콘 절연층을 건식식각하게 되면 상기 하부전극과 인접한 상기 실리콘 절연층의 하부영역에 최상측 둘레보다 최하측 둘레가 큰 오버행(overhang) 구조가 형성되면서 개구부가 형성된다.
상기 실리콘 절연층을 건식식각 시 식각가스로는 Cl2, BCl3, HBr, NF3, CF4, 및 SF6 중 선택된 1종 이상의 가스 또는 Cl2, BCl3, HBr, NF3, CF4, 및 SF6 중 선택된 1종 이상의 가스와 He, O2, 및 H2 중 하나 이상을 혼합한 혼합 가스를 사용할 수 있다. 상기 실리콘 절연층을 건식식각 시 Cl2 가스를 사용하는 것이 바람직하며, Cl2가스 사용시 식각 조건은 압력 500 mTorr, power 300W, Cl2의 유량 100 sccm인 것이 바람직하다.
상기 (b) 단계에서 개구부를 형성하기 위해 실리콘 절연층을 식각하는 경우, 노치(notch) 현상이 발생하게 되고, 이 노치 현상을 이용하여 상기 오버행 구조를 유도할 수 있게 되는 것이다.
노치 현상은, 건식식각 공정 예컨대 플라즈마 건식식각 공정 동안 발생된 양이온들이 하부전극 위 에 축적(charging)되고, 축적된 양이온들에 의해 플라즈마는 직진성을 잃고 측면으로 휘게 됨에 따라, 실리콘 절연층의 하부영역에 오버행 구조를 형성하게 된다.
한편, 하부전극과 실리콘 절연층 사이에, 실리콘 절연층을 건식식각 할 때 하부전극을 보호하는 역할과 실리콘 절연층 건식식각 시 발생하는 후술할 노치(notch)현상을 증대역할을 하는 산화막이 형성되어 있는 경우, 플라즈마 건식식각 공정 동안 발생된 양이온들이 하부전극 위의 산화막에 축적(charging)되고, 축적된 양이온들에 의해 플라즈마는 직진성을 잃고 측면으로 휘게 됨에 따라, 실리콘 절연층의 하부영역에 오버행 구조를 형성하게 된다.(도 5 참조)
상기 (b) 단계는, 이와 같이 하부전극과 실리콘 절연층 사이에 산화막이 형성된 경우, 상기 실리콘 절연층을 건식식각 한 후에, 상기 산화막을 건식식각하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 산화막의 건식식각 시, CF4, CHF3, NF3, SF6 , BCl3, 및 HBr 중에서 선택된 1종 이상의 가스 또는 CF4, CHF3, NF3, SF6 , BCl3, 및 HBr 중에서 선택된 1종 이상의 가스와 He, O2, 및 H2 중 하나 이상을 혼합한 혼합 가스를 사용할 수 있다.
상기 산화막의 건식식각 시, CF4 를 사용하는 것이 바람직하며, CF4 가스 사 용시 식각 조건은 압력 50 mTorr, Power 1200W, CHF3 의 유량70sccm, O2의 유량 50 sccm인 것이 바람직하다. 상기 산화막이 전이금속 산화물일 경우 식각 가스로 BCl3, HBr를 사용하는 것이 바람직하며, BCl3 사용시 조건은 압력 500 mTorr, power 300W, BCl3의 유량 100 sccm, He 80 sccm인 것이 바람직하다.
그리고, 상기 산화막을 건식식각하는 단계 후, 개구부를 형성하기 위해 실리콘 절연층 상부에 형성한 상기 포토레지스트를 제거할 수도 있다.
상기 (c) 단계는 상기 개구부 내부의 상기 하부전극 상부와 상기 실리콘 절연층에 전도층을 형성한다.
전도층은 하부전극의 표면에 산화막이 형성되어 전자의 이동이 저해되는 것을 방지하고자 전도성 물질을 증착하여 형성한다.
여기서, 전도성 물질로는 금속 또는 전도성이 우수한 유기물을 사용하는 것이 바람직하다.
예컨대, 하부전극이 알루미늄일 경우 하부 및 상부절연층 식각 후 또는 대기중 노출에 의해 자연산화막이 형성되므로 전자주입이 방해 받아 동작전압이 상승하고 발광 효율이 급격히 떨어지는 현상이 발생할 수 있다. 이 문제를 개선하기 위해 금속 또는 전도성이 좋은 유기물을 하부전극 위를 포함하여 상부절연층 위까지 전영역에 걸쳐 증착한다.
증착 가능한 금속은 마그네슘, 칼슘, 나트륨, 칼륨, 타이타늄, 인듐, 이트륨, 리튬, 가돌리늄, 알루미늄, 은, 주석 및 납과 같은 금속 또는 이들의 합금을 예로 들 수 있다.
전도성이 우수한 유기물로는 통상적으로 전자주입층(EIL), 정공주입층(HIL)을 형성하기 위해 사용되는 물질이 사용될 수 있으며, 전자수송층(ETL)과 전자주입층 또는 정공수송층(HTL)과 정공주입층과의 복합물을 사용할 수도 있다.
역(inverted)구조의 유기발광체 제작 시 전자주입층으로 사용되는 알카리 금속, 알카리 토금속 또는 이들의 혼합물로 전도층을 형성할 수도 있고, 정구조 제작시 정공주입층으로 사용되는 하기 화학식1 (한국 특허 출원 제10-2002-3025)의 화합물(헥사니트릴헥사아자트리페닐렌, HAT)로 전도층을 형성할 수도 있다.
화학식 1
Figure 112006053460402-pat00001
또한, 전자주입층으로 사용되는 LiF, CsF, CaF2, MgF2 등의 알카리금속, 토금속 플로라이드류 및 금속으로 전도층을 형성할 수 있고, 정공주입층으로 사용되는 CuPc (Copper phthalocyanine)으로 전도층을 형성할 수도 있다.
상기 (d) 단계에서는 상기 개구부 내부에서 상기 하부전극 상부에 위치한 전도층 위에 유기물층을 형성한다.
예컨대, 증착마스크를 사용하여 진공증착법으로 상기 개구부의 내부에 유기물층을 형성할 수도 있고, 스핀 코팅, 딥 코팅, 닥터 블레이딩, 스크린 프린팅, 잉크젯 프린팅, 또는 열 전사법 등을 사용할 수도 있다.
이러한, 유기물층은 단층으로 구성될 수도 있으나, 2층 이상, 예컨대 정공주입층, 정공전달층, 발광층 및 전자전달층으로 구성될 수 있다.
상기 (e) 단계에서는 상기 실리콘절연층 상부에 위치한 전도층 상부와 상기 유기물층 상부에 상부전극을 형성한다.
예컨대, 스퍼터링법, 열증착(thermal evaporation)법, 원자층 증착(Atomic layer deposition)법, 화학 증착(Chemical vapor deposition)법 및 이-빔 증착(e-beam evaporation)법 등 당 기술 분야에 알려진 방법을 사용하여 상기 상부전극을 형성할 수 있다.
여기서, 상부전극은 인듐주석산화물(ITO:Indium Tin Oxide), 인듐아연산화물 (IZO: Indium Zinc Oxide) 및 아연 산화물 (ZnO) 등과 같은 투명 전도성 산화물 (Transparent Conducting Oxide)로 형성될 수 있고, 마그네슘, 칼슘, 나트륨, 칼륨, 타이타늄, 인듐, 이트륨, 리튬, 가돌리늄, 알루미늄, 은, 주석 및 납과 같은 금속 또는 이들의 합금으로 형성될 수도 있다. 본 발명이 역(inverted) 구조의 유기발광소자에 적용되는 경우, 상부전극은 투명한 인듐주석산화물(ITO:Indium Tin Oxide)으로 형성된다.
이와 같이, 본 발명의 일실시상태에 따른 유기발광소자의 제조방법에 따르면, 실리콘 절연층을 건식식각 시 발생하는 노치 현상을 이용하여, 하부전극과 인 접한 상기 실리콘 절연층의 하부영역에 상기 개구부의 최상측 둘레보다 최하측 둘레가 큰 오버행(overhang) 구조가 형성됨에 따라, 전도층의 표면방향을 따라 흐르는 누설전류의 이동 경로(도 1의 화살표 참조)를 단절시킬 수 있어, 누설전류가 이웃한 다른 발광 픽셀로 유입되어 임의로 다른 발광 픽셀을 점등시키는 것을 방지할 수 있게 된다. 또한, 오버행 구조를 형성하기 위한 식각공정이 빠르고, 단순화되며, 오버행 구조의 크기를 용이하게 제어할 수 있게 된다.
한편, 본 발명에 따른 유기발광소자는 하부전극; 상기 하부전극 상에 형성되며, 상기 하부전극의 판면에 대해 수직한 방향으로 형성된 개구부를 갖는 실리콘 절연층으로서, 상기 개구부의 최상측 둘레보다 최하측 둘레가 큰 오버행(overhang) 구조가 형성된 실리콘 절연층; 상기 개구부 내부의 상기 하부전극 상부면, 상기 개구부 내부의 상기 실리콘 절연층 측벽, 및 상기 실리콘 절연층의 상부면에 형성된 전도층; 상기 개구부 내부에서 상기 하부전극 상부면에 위치한 전도층 위에 형성된 유기물층; 및 상기 실리콘 절연층의 상부면에 위치한 전도층 상부와 상기 유기물층 상부에 형성된 상부전극을 포함한다.
이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.
본 발명의 일실시상태에 따른 유기발광소자는, 도 10에 도시된 바와 같이, 기판(미도시); 기판 위에 형성된 하부전극(20); 하부전극(20) 상에 형성된 실리콘 절연층(40); 실리콘 절연층(40)의 상부면으로부터 하부전극(20)에 이르는 개구부(32a,32b); 개구부(32a,32b) 내부의 하부전극(20) 상부면, 개구부(32a,32b) 내부의 실리콘 절연층(40) 측벽, 및 실리콘 절연층(40)의 상부면에 형성된 전도층(50a,50b); 개구부(32a,32b) 내부에서 하부전극(20) 상부에 형성된 전도층(50a) 위에 형성된 유기물층(60); 및 전도층(50b) 상부와 유기물층(60) 상부에 형성된 상부전극(70)을 포함한다. 그리고, 하부전극(20)과 실리콘 절연층(40) 사이에 형성된 산화막(30)을 더 포함할 수 있다.
하부전극(20)은 금속으로 형성된 음극이고, 상부전극(70)은 투명한 인듐주석산화물(ITO:Indium Tin Oxide)으로 형성된 양극이다.
전도층(50a,50b)은 개구부(32a,32b)의 내부에서 하부전극(20) 위에 형성된 제1전도층(50a) 및 실리콘 절연층(40)의 상부면과 실리콘 절연층(40)의 개구부(32a,32b)의 상부영역(32a) 둘레면 상에 형성된 제2전도층(50b)을 포함한다.
유기물층(60)은 개구부(32a,32b) 내에서 제1전도층(50a) 위에 형성되어 있으며, 도 10에 구체적으로 도시되어 있지 않으나, 정공주입층, 정공전달층, 발광층 및 전자전달층으로 구성될 수 있다.
실리콘 절연층(40)과 산화막(30)에는 실리콘 절연층(40)에서 산화막(30)을 거쳐 하부전극(20)에 이르는 개구부(32a,32b)가 형성되어 있다.
산화막(30)과 인접한 실리콘 절연층(40)의 하부영역에는 개구부(32a,32b)의 최상측 둘레보다 최하측 둘레가 큰 오버행(overhang) 구조(31)가 형성되어 있다. 이 오버행 구조(31)에 의해 개구부(32a,32b)의 상부영역(32a) 둘레보다 하부영역(32b)의 둘레가 큰 형태를 띠게 된다.
이하에서는 도 2 내지 도 10을 참조하여, 본 발명에 따른 유기발광소자의 제조방법에 대해 설명하기로 한다.
본 발명에 따른 유기발광소자의 제조방법은, (a) 하부전극(20) 상에 실리콘 절연층(40)을 형성하는 단계; (b) 실리콘 절연층(40)을 건식식각하여, 실리콘 절연층(40)의 상면으로부터 하부전극(20)에 이르는 개구부(32a,32b)를 형성하는 단계로서, 최상측 둘레보다 최하측 둘레가 큰 오버행(overhang) 구조(31)가 형성되도록 개구부(32a,32b)를 형성하는 단계; (c) 개구부(32a,32b) 내부의 하부전극(20) 상부면, 개구부(32a,32b) 내부의 실리콘 절연층(40) 측벽, 및 실리콘 절연층(40)의 상부면에 전도층(50a,50b)을 형성하는 단계; (d) 개구부(32a,32b) 내부에서 하부전극(20) 상부에 형성된 제1전도층 (50a)위에 유기물층(60)을 형성하는 단계; 및 (e) 제2전도층(50b) 상부와 유기물층(60) 상부에 상부전극(70)을 형성하는 단계를 포함한다.
그리고, 상기 (a) 단계 전에, 하부전극(20) 상에 산화막(30)을 형성하는 단계; 상기 (b) 단계에서 실리콘 절연층(40)을 건식식각 한 후에, 산화막(30)을 건식식각하는 단계를 더 포함할 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 하부전극(20) 상에 산화실리콘(SiO2)으로 산화막(30)을 형성하게 된다.
(a) 단계에서는 도 3에 도시된 바와 같이, 산화막(30) 위에 비정질 실리콘으로 실리콘 절연층(40)을 형성한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 실리콘 절연층(40)의 상부면 중 상기 개구부(32a,32b)를 형성하기 위한 건식식각 영역을 제외한 영역에 포토레지스트(80)를 패터닝한다.
(b) 단계에서는 포토레지스트(80)를 마스크로 하여 실리콘 절연층(40)을 Cl2가스로 건식 식각하게 되면, 도 5에 도시된 바와 같이 실리콘 절연층(40)의 하부영 역에는 오버행 구조(31)가 형성된다.
도 6에 도시된 바와 같이, 다음으로 산화막(30)을 CF4 가스로 건식식각 한 후, 포토레지스트(80)을 제거하게 되면, 도 7에 도시된 바와 같이 실리콘 절연층(40)에서 산화막(30)을 거쳐 하부전극(20)에 이르는 개구부(32a,32b)가 형성된다.
(c) 단계에서는 전도층(50a,50b)를 형성하기 위해, 도 7에 도시된 상태로 상부에서 금속재질 또는 전도성을 갖는 유기물질을 증착하게 되면, 도 8에 도시된 바와 같이, 개구부(32a,32b) 내부에서 하부전극(20) 상부면, 실리콘 절연층(40)의 상부면, 및 개구부(32a,32b) 내부에서 실리콘 절연층(40)의 측벽에 해당하는 실리콘 절연층(40) 중 개구부(32a,32b)의 상부영역(32a) 둘레면에만 전도층(50a,50b)이 형성된다.
실리콘 절연층(40)에 오버행 구조(31)가 형성되어 있음에 따라, 개구부(32a,32b) 내부에서 하부전극(20) 상부면에 형성된 제1전도층(50a)과, 개구부(32a,32b) 내부의 실리콘 절연층(40) 측벽 및 실리콘 절연층(40)의 상부면에 형성된 제2전도층(50b)이 단절되게 형성된다.
(d) 단계에서는 도 9에 도시된 바와 같이, 개구부(32a,32b) 내부에서 하부전극(20) 상부에 형성된 제1전도층 (50a)위에 유기물층(60)을 형성한다.
(e) 단계에서는 도 10에 도시된 바와 같이, 제2전도층(50b) 상부와 유기물층(60) 상부에 상부전극(70)을 형성한다.
이와 같이, 전술한 제조방법에 따르면, 하부전극(20) 위에 배치되는 실리콘 절연층(40)를 건식식각 할 때 발생하는 노치 현상을 이용하여 오버행(overhang) 구 조(31)를 형성할 수 있으므로, 종래에 전도층(500)의 표면방향으로 흐르는 누설전류의 이동 경로(도 1의 화살표 참조)를 단절시킬 수 있음에 따라, 누설전류가 전도층(50a,50b)의 표면방향을 따라 이웃한 다른 발광 픽셀로 유입되어 임의로 다른 발광 픽셀을 점등시키는 것을 방지할 수 있게 된다.
또한, 오버행 구조를 형성하기 위한 식각공정이 빠르고, 단순화되며, 오버행 구조의 크기를 용이하게 제어할 수 있게 된다.
이상 설명한 바와 같이, 종래에 전도층 표면방향으로 흐르는 누설전류의 이동 경로를 단절시킬 수 있음에 따라, 누설전류가 전도층 표면방향을 따라 이웃한 다른 발광 픽셀로 유입되어 임의로 다른 발광 픽셀을 점등시키는 것을 방지할 수 있게 된다.
또한, 오버행 구조를 형성하기 위한 식각공정이 빠르고, 단순화되며, 오버행 구조의 크기를 용이하게 제어할 수 있게 된다.

Claims (14)

  1. (a) 하부전극 상에 실리콘 절연층을 형성하는 단계;
    (b) 상기 실리콘 절연층을 건식식각하여, 상기 실리콘 절연층의 상면으로부터 상기 하부전극에 이르는 개구부를 형성하는 단계로서, 상기 개구부의 내부에서 상기 실리콘 절연층 측벽이 최상측 둘레보다 최하측 둘레가 큰 오버행(overhang) 구조를 포함하는 개구부를 형성하는 단계;
    (c) 상기 실리콘 절연층의 상부면, 상기 개구부 내부에서 상기 실리콘 절연층 측벽 중 상기 오버행 구조를 제외한 측벽, 및 상기 개구부 내부에서 상기 하부전극 상부면 중 상기 오버행 구조에 대응하는 영역을 제외한 상부면에 전도층을 형성하는 단계;
    (d) 상기 개구부 내부에서 상기 하부전극 상부면에 형성된 전도층 위에 유기물층을 형성하는 단계; 및
    (e) 상기 실리콘 절연층의 상부면에 위치한 전도층의 상부와 상기 유기물층 상부에 상부전극을 형성하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광소자의 제조방법.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 (a) 단계에서 상기 실리콘 절연층은 비정질 실리콘으로 형성하는 것을 특징으로 하는 유기발광소자의 제조방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 (b) 단계에서는 상기 실리콘 절연층의 상부면 중 상기 개구부를 형성하기 위한 건식식각 영역을 제외한 영역에 포토레지스트를 패터닝하고, 상기 건식식 각영역을 건식식각한 후, 상기 포토레지스트를 제거하여 상기 개구부를 형성하는 것을 특징으로 하는 유기발광소자의 제조방법.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 (b) 단계에서 상기 실리콘 절연층은 Cl2, BCl3, HBr, NF3, CF4, 및 SF6 중 선택된 1종 이상의 가스 또는 Cl2, BCl3, HBr, NF3, CF4, 및 SF6 중 선택된 1종 이상의 가스와 He, O2, 및 H2 중 하나 이상을 혼합한 혼합 가스로 건식식각하는 것을 특징으로 하는 유기발광소자의 제조방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 (a) 단계 전에 상기 하부전극 상에 산화막을 형성하는 단계;
    상기 (b) 단계에서 상기 실리콘 절연층을 건식식각 한 후, 상기 산화막을 건식식각하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광소자의 제조방법.
  6. 청구항 5에 있어서, 상기 산화막은 SiO2, TiO2, ZrO2, HfO2, 및 Ta2O5 중 어느 하나로 형성하는 것을 특징으로 하는 유기발광소자의 제조방법.
  7. 청구항 5에 있어서, 상기 산화막은 CF4, CHF3, NF3, SF6 , BCl3, 및 HBr 중에서 선택된 1종 이상의 가스 또는 CF4, CHF3, NF3, SF6 , BCl3, 및 HBr 중에서 선택된 1종 이상의 가스와 He, O2, 및 H2 중 하나 이상을 혼합한 혼합 가스로 건식식각되는 것을 특징으로 하는 유기발광소자의 제조방법.
  8. 청구항 1에 있어서, 상기 (c) 단계에서 상기 전도층은 마그네슘, 칼슘, 나트륨, 칼륨, 타이타늄, 인듐, 이트륨, 리튬, 가돌리늄, 알루미늄, 은, 주석, 납 및 이들의 합금으로 이루어진 금속 그룹으로부터 선택된 하나 이상 또는 전도성을 갖는 유기물질로 형성되는 것을 특징으로 하는 유기발광소자의 제조방법.
  9. 하부전극;
    상기 하부전극 상에 형성되며, 상기 하부전극의 판면에 대해 수직한 방향으로 형성된 개구부를 갖는 실리콘 절연층으로서, 상기 개구부의 내부에서 상기 실리콘 절연층 측벽이 상기 개구부의 최상측 둘레보다 최하측 둘레가 큰 오버행(overhang) 구조를 포함하는 것인 실리콘 절연층;
    상기 실리콘 절연층의 상부면, 상기 개구부 내부에서 상기 실리콘 절연층 측벽 중 상기 오버행 구조를 제외한 측벽, 및 상기 개구부 내부에서 상기 하부전극 상부면 중 상기 오버행 구조에 대응하는 영역을 제외한 상부면에 형성된 전도층;
    상기 개구부 내부에서 상기 하부전극 상부면에 위치한 전도층 위에 형성된 유기물층; 및
    상기 실리콘 절연층의 상부면에 위치한 전도층 상부와 상기 유기물층 상부에 형성된 상부전극
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광소자.
  10. 청구항 9에 있어서, 상기 실리콘 절연층은 비정질 실리콘으로 이루어진 것을 특징으로 하는 유기발광소자.
  11. 청구항 9에 있어서, 상기 하부전극과 상기 실리콘 절연층 사이에 형성된 산화막을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광소자.
  12. 청구항 11에 있어서, 상기 산화막은 SiO2으로 이루어진 것을 특징으로 하는 유기발광소자.
  13. 청구항 9에 있어서, 상기 전도층은 마그네슘, 칼슘, 나트륨, 칼륨, 타이타늄, 인듐, 이트륨, 리튬, 가돌리늄, 알루미늄, 은, 주석, 납 및 이들의 합금으로 이루어진 금속 그룹으로부터 선택된 하나 이상 또는 전도성을 갖는 유기물질로 형성되는 것을 특징으로 하는 유기발광소자.
  14. 청구항 9 내지 청구항 13 중 어느 한 항에 따른 유기발광소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자장치.
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