KR101039029B1 - Organic Light Emitting Display - Google Patents
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Abstract
본 발명은 유기 발광 디스플레이 제조방법을 개시한다. 개시된 발명은 기판상에 마스크 패턴을 이용하여 스트라이프 형태의 하부전극을 형성한 후 상기 하부전극상에 매트릭스 형태의 절연막어레이 패턴을 형성하는 단계; 상기 절연막을 상기 어레이 패턴의 각 단위 픽셀당 복수의 홀모양으로 식각하여 하부전극을 노출시키는 하부전극홀을 형성하는 단계; 상기 하부전극홀이 형성된 절연막상에 상부 전극을 형성하는 단계; 각 단위 픽셀당 제 1 상부전극 및 제 2 상부전극이 빗모양의 미세라인이 교차된 형태로 배열되되, 상기 제 1상부전극은 상기 하부전극홀과 콘택되는 위치에 배치되도록 마스크 패턴을 형성하여 상기 마스크 패턴을 마스크로 상부전극층을 식각하여 상부전극 미세라인 패턴을 형성하는 단계; 및 상기 절연막이 포함된 상부전극층상에 유기 화합물을 형성하는 단계;를 포함하여 구성된다.
The present invention discloses a method of manufacturing an organic light emitting display. The disclosed invention includes forming a stripe-type lower electrode using a mask pattern on a substrate, and then forming an insulating layer array pattern in a matrix shape on the lower electrode; Forming a lower electrode hole exposing the lower electrode by etching the insulating layer into a plurality of holes per unit pixel of the array pattern; Forming an upper electrode on the insulating layer on which the lower electrode hole is formed; The first upper electrode and the second upper electrode are arranged in the shape of comb-shaped fine lines intersecting for each unit pixel, and the first upper electrode is formed by forming a mask pattern so as to be disposed in contact with the lower electrode hole. Etching the upper electrode layer using the mask pattern as a mask to form an upper electrode fine line pattern; And forming an organic compound on the upper electrode layer including the insulating layer.
Description
도 1은 일반적인 유기 El소자의 형성과정을 설명하기 위한 공정단면도.1 is a cross-sectional view illustrating a process of forming a general organic EL device.
도 2는 유기 El소자의 발광 매커니즘을 나타낸 도면.2 is a view showing a light emitting mechanism of an organic El element.
도 3a 및 도 3b는 섀도우 마스크를 사용한 음극 전극 형성과정을 설명하기 위한 사시도 및 단면도.3A and 3B are a perspective view and a cross-sectional view illustrating a process of forming a cathode electrode using a shadow mask.
도 4a 내지 도 4d는 본 발명에 따른 유기 El소자의 형성과정을 설명하기 위한 평면도.4A to 4D are plan views illustrating a process of forming an organic El device according to the present invention.
도 5는 본 발명에 따른 유기EL소자의 증착과정을 설명하기 위한 공정 단면도.Figure 5 is a cross-sectional view for explaining the deposition process of the organic EL device according to the present invention.
-도면의 주요 부분에 대한 기호의 설명-Explanation of symbols on the main parts of the drawing
500 : 발광기판 510 : 하부전극500: light emitting substrate 510: lower electrode
520 : 절연막 530 : 상부전극520: insulating film 530: upper electrode
540 : 유기 화합물 550 : 발광540: organic compound 550: luminescence
본 발명은 유기발광디스플레이(Organic Light Emitting Display)의 형성방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전계가 형성되는 양극및 음극전극층을 같은 평면상에 형성함으로써 기존의 고분자 유기 EL공정과정을 개선할 수 있는 유기발광 디스플레이 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of forming an organic light emitting display, and more particularly, by forming an anode and a cathode electrode layer in which an electric field is formed on the same plane, an existing polymer organic EL process can be improved. An organic light emitting display method.
일반적으로, 노트북의 모니터와 같은 평판 디스플레이(Flat Panel Display)는 사용물질의 종류에 따라 유기물 소자와 무기물 소자로 구분된다. 무기물 소자로써는 플라즈마 디스플레이(Plasma Display)와 전계방출 디스플레이(Field Emission Display) 등이 있으며, 유기물 사용소자는 액정 디스플레이(Liquid Crystal Display)와 본 발명에서 사용되는 소자인 유기 발광 디스플레이(OLED: Organic Electro Light Emitting Display)등이 있다.In general, a flat panel display such as a notebook monitor is classified into an organic device and an inorganic device according to the type of material used. Inorganic devices include a plasma display and a field emission display, and an organic material using device is a liquid crystal display and an organic light emitting diode (OLED) which is a device used in the present invention. Emitting Display).
상기 무기물 소자들은 견고성이나 넓은 온도범위에서의 사용이 가능하며, 대형 평판기능을 할 수 있는 장점을 가진 반면 높은 구동전압이나, 청색발광에서의 낮은 효율성등으로 인해 디스플레이 소자로써 상용화되지 못하고 있는 실정이다. The inorganic devices can be used in a robust or wide temperature range, and have the advantage of functioning as a large flat plate, but are not commercialized as display devices due to high driving voltage or low efficiency in blue light emission. .
상기 유기물 소자중 특히, 유기 EL소자는 현재 사용되는 액정 디스플레이 보다 약 3만배 정도 빠른 응답 속도를 갖고 있어, 동영상 구현이 가능하고, 상기 액정디스플레이는 스스로 빛을 발할 수 없지만, 상기 유기 EL소자는 자체 발광소자이므로 광시야각및 고휘도구현에 기여할 수 있다.In particular, the organic EL device has a response speed of about 30,000 times faster than the liquid crystal display currently used, and thus, a video can be realized, and the liquid crystal display cannot emit light by itself. Since it is a light emitting device, it can contribute to wide viewing angle and high brightness.
이하에서 기존의 유기EL소자의 형성방법을 도면을 참조하여 간략하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a method of forming an existing organic EL device will be briefly described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 종래 기술에 따른 유기 EL형성과정을 설명하기 위한 공정단면도이 다.1 is a process cross-sectional view for explaining an organic EL forming process according to the prior art.
도 1에 도시된 바와 같이, 글래스 기판상(100)에 양극전극층(110)으로 사용되는 ITO전극을 형성한 다음, 상기 양극전극층(110)상에 유기 화합물(120)을 형성하는 공정을 실시한다.As shown in FIG. 1, an ITO electrode used as the
이어서, 상기 유기 화합물(120)상에 음극전극(130)을 형성하여 양극에 전류를 흘려주면 상기 유기 화합물(120)에 전류가 흐르면서 발광하게 된다.Subsequently, when the
도 2는 상기 유기 화합물(120)의 발광메커니즘을 설명하기 위한 도면이다.2 is a view for explaining the light emitting mechanism of the
도 2에 도시된 바와 같이, 유기화합물(120)은 각 전극의 일함수의 차이(Φ(+)-Φ(-))에 의해 전위차가 생기면, 양극전극 및 음극전극으로부터 공급되는 전자 (-) 및 정공(+)을 전송하거나 이들을 재결합(Recombination)하여 빛을 발산함으로써 우리 눈으로 관측할수 있게된다. 이때, 사용되는 유기 화합물로써 EIL(Electron Injection Layer), EML(Emitting Material Layer),HTL(Hole Injection layer)과 같은 물질이 사용된다.As shown in FIG. 2, when the potential difference occurs due to the difference in the work function of each electrode (Φ (+) −Φ (−) ), the
또한, 상기 유기 화합물층(120)은 고분자를 사용한 유기EL과 저분자를 사용한 유기 EL로 크게 구분되는데, 특히 고분자를 사용한 유기 EL은 유기층 형성시 진공증착법을 주로 사용한다. In addition, the
도 3a는 종래의 고분자 유기EL소자를 형성하는 방법을 설명하기 위한 공정을 나타낸 사시도이고, 도 3b는 상기 공정과정을 측면에서 본 단면도이다.Figure 3a is a perspective view showing a process for explaining a conventional method for forming a polymer organic EL device, Figure 3b is a cross-sectional view of the process from the side.
도 3a에 도시된 바와 같이, 글래스 기판(300)상에 투명 양극전극(310)을 스 트라이프 형태로 형성한 후, 상기 양극전극층(310)상에 유기 화합물층(320)을 단일층 내지 2~3 개의 다층 화합물로 증착한다.As shown in FIG. 3A, after the
그다음, 상기 유기화합물층상에 상기 양극전극과 직교하는 스트라이프 형의 섀도우 마스크 패턴(330)을 형성하여 상기 마스크 패턴(330)을 마스크로 음극전극 (340)을 증착한다. 상기와 같은 방식은 주로 고분자 유기 El소자를 제작시에 사용되며, 저분자 유기EL소자는 고정세의 화소를 구현하기 위하여 주로 음극형성용 분리격벽을 형성한 후 음극전극을 진공증착한다.Next, a stripe
이때, 저분자 유기 El소자를 형성시 섀도우 마스크를 사용하지 않는 이유는 섀도우 마스크 자체의 미세 패턴이 종래의 기술로는 한계가 있기 때문에 사용중 메탈라인 단선, 마스크의 늘어짐등의 문제가 발생하기 때문이다.In this case, the reason why the shadow mask is not used when forming the low-molecular organic EL device is that the fine pattern of the shadow mask itself is limited in the prior art, causing problems such as disconnection of the metal line and sagging of the mask.
그럼에도 불구하고, 고분자 유기 EL이 섀도우 마스크를 사용하는 이유는, 저분자 유기 EL과는 달기 유기용제를 사용하여 유기층을 형성하기 때문에 기판상에 음극형성용 분리 격벽을 형성할 수가 없기 때문이다. 그러나 고분자 유기EL은 저전압구동, 고효율 발광, 단일 유기층 사용가능등의 장점이 많기 때문에 섀도우 마스크로 인한 고해상도 화상구현이 어렵다는 문제점이 해결된다면 제조 및 생산수율을 향상시킬 수 있을 것이다.Nevertheless, the reason why the polymer organic EL uses the shadow mask is that it is not possible to form the separation partition for forming the cathode on the substrate because the organic layer is formed using the organic solvent in addition to the low molecular organic EL. However, since polymer organic EL has many advantages such as low voltage driving, high efficiency light emission, and use of a single organic layer, it is possible to improve manufacturing and production yields if the problem of high resolution image due to shadow mask is difficult to be solved.
또한, 중소형 유기 EL패널의 경우, 양극라인의 저항이 높아지게 되는데 이를 낮추기 위해 보조전극을 사용하고 있다. 이러한 경우 상기 보조전극을 형성하기위한 공정과정추가와 원가상승 문제가 발생된다.In addition, in the case of the small and medium organic EL panel, the resistance of the anode line becomes high, and an auxiliary electrode is used to reduce it. In this case, additional process and cost increase problem for forming the auxiliary electrode occurs.
그리고, 양방향으로 디스플레이를 할 경우,투명한 ITO음극전극을 유기화합물 층에 형성시켜야 하는데, 이때 ITO전극을 형성하기 위한 방법은 Sputter법을 사용하게 되어 유기층 표면에 많은 손상을 주는 문제점이 있다.In addition, when displaying in both directions, the transparent ITO cathode electrode should be formed on the organic compound layer. In this case, the method for forming the ITO electrode has a problem of causing a lot of damage to the surface of the organic layer by using the Sputter method.
이에 본 발명은 상기 종래기술의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 종래의 상하 전극구조와는 달리 기판상에 양극 및 음극전극을 동일 평면상에 서로 수평 교차하도록 배열하는 평행전극 배열구조(In Plane Electrode: 이하 IPE라 칭함)로 패널을 형성한 후 유기 화합물을 그 위에 도포하는 방법을 이용함으로써 섀도우 마스크를 사용하지 않고도 음극 전극을 형성할 수 있으며, 투명전극을 사용하지 않고도 상하 양쪽으로 발광이 가능한 유기 발광 디스플레이 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems of the prior art, unlike the conventional upper and lower electrode structure parallel electrode array structure for arranging the anode and cathode electrodes on the same plane horizontally cross each other (In Plane Electrode (hereinafter referred to as IPE) is used to form a panel and apply an organic compound thereon to form a cathode electrode without using a shadow mask, and to emit light up and down without using a transparent electrode. It is an object of the present invention to provide a method of manufacturing an organic light emitting display.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 유기 발광 디스플레이 제조방법은, 기판상에 마스크 패턴을 이용하여 스트라이프 형태의 하부전극을 형성한 후 상기 하부전극상에 매트릭스 형태의 절연막어레이 패턴을 형성하는 단계; 상기 절연막을 상기 어레이 패턴의 각 단위 픽셀당 복수의 홀모양으로 식각하여 하부전극을 노출시키는 하부전극홀을 형성하는 단계; 상기 하부전극홀이 형성된 절연막상에 상부 전극을 형성하는 단계; 각 단위 픽셀당 제 1 상부전극 및 제 2 상부전극이 빗모양의 미세라인이 교차된 형태로 배열되되, 상기 제 1상부전극은 상기 하부전극홀과 콘택되는 위치에 배치되도록 마스크 패턴을 형성하여 상기 마스크 패턴을 마스크로 상부전극층을 식각하여 상부전극 미세라인 패턴을 형성하는 단계; 및 상기 절 연막이 포함된 상부전극층상에 유기 화합물을 형성하는 단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing an organic light emitting display, comprising: forming a stripe-type lower electrode using a mask pattern on a substrate, and then forming an insulating layer array pattern in a matrix shape on the lower electrode; Forming a lower electrode hole exposing the lower electrode by etching the insulating layer into a plurality of holes per unit pixel of the array pattern; Forming an upper electrode on the insulating layer on which the lower electrode hole is formed; The first upper electrode and the second upper electrode are arranged in the shape of comb-shaped fine lines intersecting for each unit pixel, and the first upper electrode is formed by forming a mask pattern so as to be disposed in contact with the lower electrode hole. Etching the upper electrode layer using the mask pattern as a mask to form an upper electrode fine line pattern; And forming an organic compound on the upper electrode layer including the insulating film.
(실시예)
이하 본 발명에 따른 유기 발광 디스플레이 제조방법에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 4a 내지 도 4d는 본 발명에 따른 IPE구조의 유기EL소자의 제조방법을 나타낸 평면도이다.
도 4a에 도시된 바와 같이, 기판(400) 위에 하부 전극층을 증착한 다음, 마스크 패턴(미도시)을 마스크로 하부 전극층을 식각공정하여 스트라이프 형태의 하부 전극(410)을 형성한다. 이때, 하부 전극(410)은 투명한 금속으로 형성하고, 불투명한 금속을 사용해도 무방하다. 또한, 하부 전극(410)의 두께는 수백 옹스트롱 단위에서 수천 옹스트롱 단위이며, 물성 및 공정특성에 따라 다양하게 변화된다.
그 다음, 도 4b에 도시된 바와같이, 하부 전극(410) 상에 어레이 패턴(420)을 형성한 후 절연막(430)을 증착하고, 하부전극(410)을 노출시키기 위해 절연막(430)을 식각하여 복수의 전극홀(440)을 형성한다. 이때, 복수의 전극홀(440)은 어레이패턴(420)의 단위 픽셀(450) 내부 가장자리에 규칙적으로 배열된다.
또한, 절연막(430)은 후술할 하부 전극(410)과 다른 전위를 가지는 상부 전극(460)과의 절연 역할을 함과 동시에 전극홀(440)을 통하여 연결된 제 1 상부 전극(462)과 하부 전극(410)과의 콘택을 하는 역할을 한다.
이어서, 도 4c에 도시된 바와 같이, 전극홀(440)이 형성된 절연막(430) 상에 상부 전극층을 증착한 다음 패터닝하여 각 단위 픽셀당 제 1 상부전극(462)과 제 2 상부 전극(464)을 형성한다. 제1 전극(462)와 제2 상부 전극(464)은 각각 미세라인을 가지고 미세 라인은 각각 빗 모양으로 서로 교차된 형태를 이룬다. 상부 전극층(460)은 이방성 식각 기술로 건식 식각한다, 이때, 이방성 건식 식각기술을 사용하는 이유는, 제1 상부 전극(462)과 제2 상부 전극(464) 의 미세 라인폭을 균일 하게 형성시켜 전류를 가할때 발생하는 저항을 낮추고 구동전압이 상승되는 것을 방지하기 위함이다. 그러나, 유기층의 고른 도포를 위해 습식식각으로 테이퍼를 10°90°에 이르기까지 형성시킬 수도 있다.
셀 확대도에 도시된 바와 같이, 제 1 상부 전극(462)은 전극홀(440)을 통해서 하부 전극(410)과 전기적으로 연결된다. 따라서, 하부 전극(410)에 인가되는 전류는 전극홀(440)을 통해 제 1 상부 전극(462)으로 전달된다. 제1 상부 전극(462) 및 제 2 상부 전극(464)의 미세 라인은 하부 전극(410)과 직교하는 형태로 배열되고, 제2 상부 전극(464)은 제1 상부 전극(462)과 다른 전위를 가진다.
또한, 제 2 상부 전극(464)과 제 1상부 전극(462)은 음극 전극 및 양극 전극으로 고정시키지 않고 어느 전극으로 사용해도 무방하다.
이어서, 도 4d에 도시된 바와 같이, 제 1 및 제 2 상부 전극(462, 464)이 형성된 절연막(430) 상에 유기 화합물(470)을 도포한다.
상기도 4a 내지 도 4d의 공정 과정으로 제조된 유기EL소자의 구조는, 도 5에 도시된 바와 같이, 기판(400) 상에 하부 전극(410)및 절연층(430)이 차례로 형성되어 있고, 절연층(430)상에 서로 다른 전위를 갖는 상부 전극(460)이 교차로 형성되어 있다.
또한, 상부 전극(460)상에 유기 화합물(470)이 도포되어, 전류를 흘려주면 상부 전극(460)의 미세 라인 사이로 전류가 흐르면서 발광(550)하게 된다. 여기서, 유기 화합물(470)로는 고분자 및 고효율의 단분자가 사용되며, 고분자 재료로는 정공 및 전자 수송층에 발광첨가물을 혼합한 용매 및 단층발광재료인 PPV,MEH-PPV,Polythiophene, PolyPyrrole,OC1C10등의 재료가 사용된다. 즉, 상기와 같이 평행하게 배열된 양 전극 상에 유기 화합물을 증착하게 되면, 기존의 음극 형성의 공정기술에 사용되었던 섀도우 마스크를 사용하지 않아도 되며, 종전의 투명 전극을 사용해야 하는 제약이 없이 고효율의 다양한 금속 전극을 사용할 수 있다. 제1 상부 전극 및 제2 상부 전극의 미세 전극사이를 통해 발광되므로, 하부전극 및 기판을 투명한 재료로 사용하게 되면 양방향으로 디스플레이를 할 수 있게 된다.(Example)
Hereinafter, a method of manufacturing an organic light emitting display according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
4A to 4D are plan views illustrating a method of manufacturing an organic EL device having an IPE structure according to the present invention.
As shown in FIG. 4A, the lower electrode layer is deposited on the
Next, as shown in FIG. 4B, after forming the
In addition, the
Subsequently, as illustrated in FIG. 4C, an upper electrode layer is deposited on the
As shown in the enlarged view of the cell, the first
In addition, the second
Subsequently, as illustrated in FIG. 4D, the
In the structure of the organic EL device manufactured by the process of FIGS. 4A to 4D, as shown in FIG. 5, the
In addition, when the
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이상에서와 같이, 본 발명에 따른 유기 발광 디스플레이 제조방법에 의하면, 평행전극 배열구조(IPE)로 전계를 형성함으로써, 종래의 ITO 투명전극을 사용하여 발광을 관측하였던 방법과 달리, 음극전극상에 유기 화합물을 증착시킴으로써 투명전극을 사용할 필요가 없으며, 양방향으로 발광을 관측할 수 있다. As described above, according to the method of manufacturing an organic light emitting display according to the present invention, unlike the method of observing light emission using a conventional ITO transparent electrode by forming an electric field in a parallel electrode array structure (IPE), on the cathode electrode By depositing an organic compound, it is not necessary to use a transparent electrode, and light emission can be observed in both directions.
그리고, 하부전극 및 상부전극이 음극 및 양극전극으로 고정되지 않고 각 전위를 전환하여 사용할 수 있으므로 어느 전극이 우선 형성되어야 하는지 고려할 필요가 없다. In addition, since the lower electrode and the upper electrode can be used by switching each potential without being fixed to the cathode and the anode electrode, there is no need to consider which electrode should be formed first.
또한, 양극전극을 형성할 때 저항이 높은 ITO재료를 사용하지 않고도 일함수가 높은 다양한 금속전극 및 불투명 전극을 사용해 고효율의 유기EL패널을 제조할 수 있으며, 기존의 섀도우 마스크를 형성하지 않고 음극전극을 형성할 수 있으므로 상기 섀도우 마스크를 사용함으로써 발생되었던 소자수율 감소가 해결된다.In addition, a highly efficient organic EL panel can be manufactured using various metal electrodes and opaque electrodes having a high work function without using a high resistance ITO material when forming the anode electrode, and without forming a conventional shadow mask, a cathode electrode As a result, the reduction in device yield caused by using the shadow mask is solved.
더우기, 양방향으로 발광관측이 가능하므로 휴대폰및 기타 소형 PDA패널에 사용될수 있다.Moreover, the light emission can be observed in both directions, which can be used for mobile phones and other small PDA panels.
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