KR101085273B1

KR101085273B1 - 유기발광소자의 제조방법

Info

Publication number: KR101085273B1
Application number: KR1020050006741A
Authority: KR
Inventors: 허진우; 장지훈; 김동혁
Original assignee: 사천홍시현시기건유한공사
Priority date: 2005-01-25
Filing date: 2005-01-25
Publication date: 2011-11-22
Also published as: KR20060086008A

Abstract

본 발명은 유기발광소자의 제조방법을 개시한다. 이에 의하면, 투명한 절연기판의 발광소자형성부와 배선형성부 상에 각각 애노드전극용 투명 도전층과 배선용 투명 도전층의 패턴을 형성하고, 상기 배선용 투명 도전층 상에 저저항 합금층의 패턴을 형성하고, 상기 발광소자형성부의 애노드전극과 배선형성부를 분리시키기 위해 상기 절연기판 상에 절연막을 형성하고, 캐소드전극간의 전기적 분리를 위해 격벽을 형성한다. 그런 다음에 상기 저저항 합금층을 어닐링하고, 그 다음에 유기발광막과 캐소드전극을 형성하는 공정을 진행한다. 따라서, 본 발명은 포토패턴공정이 다 종료된 후 어닐링을 실시함으로써 상기 투명 도전층 상에 산화막이 형성되는 것을 방지하여 투명 도전층의 투과도를 향상시키고 또한 투명 도전층과 저저항 합금층의 저항치를 저감시킬 수가 있다. 그 결과, 유기발광소자의 특성이 향상된다. 또한, 상기 절연막과 격벽 생성시의 큐어링 공정을 어닐링 공정으로 사용하여, 절연막과 격벽으로부터 배출되는 가스(outgas)를 제거함으로써 상기 저저항 배선의 신뢰성을 향상시킬 수가 있다.

유기발광소자, 저저항 합금층, 투명 도전층, 어닐링

Description

유기발광소자의 제조방법{Method For Manufacturing organic light emitting diode}

도 1은 본 발명에 의한 유기발광소자의 제조방법에 적용된, 일반적인 유기발광소자(organic light emitting diode: OLED)의 구조를 나타낸 단면도.

도 2는 본 발명에 의한 유기발광소자의 제조방법에 적용된, 변형된 유기발광소자의 구조를 나타낸 단면도.

도 3은 본 발명에 의한 유기발광소자의 제조방법을 나타낸 플로우차트.

본 발명은 유기발광소자(organic light emitting diode: OLED)에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 저저항 합금층의 어닐링(annealing) 공정 순서를 변경시킴으로써 저저항 합금층의 저항치를 저감시키고 안정화시키도록 한 유기발광소자의 제조방법에 관한 것이다.

최근에 들어, 기존의 음극선관(cathode ray tube: CRT)의 단점인 무거운 무 게와 큰 부피를 해결하기 위해 각종 평판 표시장치가 개발되고 있다. 이러한 평판 표시장치 중에는 액정표시장치(liquid crystal display: LCD), 전계방출표시장치(field emission display: FED), 플라즈마 디스플레이 패널(plasma display panel: PDP), 유기발광소자(organic light emitting device: OLED) 등이 있다. 특히, 유기발광소자는 정공수송층, 발광층, 전자수송층을 갖는 전계발광층의 양면에 전극을 형성한 형태로, 넓은 시야각, 고개구율, 고색도 등의 특징 때문에 차세대 평판 표시장치로서 주목받고 있다. 상기 유기발광소자는 구동방식에 따라 수동형 유기발광소자(passive matrix OLED: PMOLED)와 능동형 유기발광소자(active matrix OLED: AMOLED)로 구분된다.

그런데, 상기 유기발광소자의 배선으로는 주로 크롬(Cr), 몰리브데늄(Mo) 등과 같은 금속이 사용된다. 상기 크롬, 몰리브데늄과 같은 금속의 비저항은 비교적 크기 때문에 상기 유기발광소자를 이용한 표시장치의 대화면화에 따라 해상도가 저하될 수밖에 없다. 그러므로, 상기 유기발광소자를 이용한 표시장치의 대화면화에 따른 해상도의 저하를 해결하기 위해 배선의 저저항화가 더욱 요구된다. 상기 배선의 저저항화가 해결되지 않으면, 배선저항에 의한 전압강하 때문에 휘도가 감소되고 불균일해질 뿐만 아니라 소비전력이 증가한다. 그 결과, 상기 유기발광소자를 이용한 표시장치는 표시장치로서의 기능을 제대로 발휘할 수가 없다.

그래서, 최근에는 상기 크롬, 몰리브데늄보다 훨씬 저항이 낮은 저저항 합금층, 예를 들어 알루미늄(Al), 구리(Cu) 또는 은(Ag)의 합금층을 저저항 배선으로 사용하고 있으며, 상기 저저항 합금층과 애노드전극용 ITO의 투명 도전층의 접착력 을 강화시키고 안정된 저저항화를 위해 어닐링(annealing)이 필요하다.

그러나, 종래에는 상기 저저항 합금층을 증착한 직후에 어닐링하고 그 다음에 상기 저저항 합금층의 패턴을 형성한다. 그러므로, 투명한 절연기판 상의 도전층, 예를 들어 ITO, 크롬(Cr), 몰리브데늄(Mo) 등과, 저저항 합금층의 접촉부에서의 반응으로 인하여 이들 층간의 계면에서 산화막이 형성된다. 상기 산화막은 어두운 갈색으로서, 상기 저저항 합금층의 패턴이 형성되기 전에 생성되었다면, 상기 저저항 합금층의 패턴이 형성될 때에 완전히 제거되지 않고 상기 투명 도전층 상에 일부 잔존한다. 이는 발광소자형성영역의 ITO의 투과도를 40% 이하로 저항시키는 등 유기발광소자의 특성을 악화시키는 원인으로 작용한다.

따라서, 본 발명의 목적은 도전층의 투과도를 향상시키는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 합금층과 투명 도전층의 접착력을 강화시키는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 저저항 합금층 및 투명 도전층의 저항을 낮추는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 포토기판에서 배출될 수 있는 가스(outgas)를 제거시키는데 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 유기발광소자의 제조방법은 투명한 절연기판의 발광소자형성부와 배선형성부 상에 각각 애노드전극용 투명 도전층의 패턴과 배선용 투명 도전층의 패턴을 형성하는 단계; 상기 배선형성부의 투명 도전층의 패턴 상에 저저항 합금층의 패턴을 형성하는 단계; 상기 절연기판 상에 절연막을 형성함으로써 상기 발광소자형성부의 애노드전극과 배선형성부를 분리시키는 단계; 캐소드전극간의 전기적 절연을 위해 격벽을 형성하는 단계; 및 상기 저저항 합금층을 어닐링하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 어닐링을 상기 절연막과 격벽의 큐어링과 함께 진행할 수 있다.

바람직하게는, 상기 어닐링을 진공챔버에서 250℃ 이상의 온도로 30분 이상 진행할 수 있다.

이하, 본 발명에 의한 유기발광소자의 제조방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 의한 유기발광소자의 제조방법에 적용된, 일반적인 유기발광소자의 구조를 나타낸 단면도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 투명한 절연기판(10)의 발광소자형성부(11) 상에 투명 도전층(21)의 애노드전극이 형성되고, 상기 절연기판(10)의 배선형성부(13) 상에 배선의 투명 도전층(22)과 저저항 합금층(25)의 적층구조를 갖는 배선층이 배선패턴으로 형성된다. 상기 배선의 투명 도전층(22)은 상기 절연기판(10)의 패드형성부(15)까지 연장하여 형성된다. 상기 저저항 합금층(25)은 상기 배선형성부(13)의 투명 도전층(22) 상의 대부분 상에 형성된다. 상기 저저항 합금층(25)을 보호하고 발광소자형성부(11)의 애노드전극과 배선형성부를 분리시키기 위해 상기 저저항 합금층(25)을 포함한 절연기판(10)의 발광소자형성부(11)와 배선형성부(13) 상에 절연막(27)이 형성된다. 상기 애노드전극의 투명 도전층(21)과, 상기 저저항 합금층(25) 외측의 투명 도전층(22)의 일부분을 노출시키도록 상기 절연막(27)의 접촉창이 형성되고, 상기 노출된 애노드전극의 투명 도전층(21) 상에 유기발광막(29)이 형성되고, 상기 유기발광막(29)과 투명 도전층(22)에 공통으로 접촉하도록 상기 절연막(27) 상에 캐소드전극(31)이 형성된다.

여기서, 상기 투명 도전층(21),(22)은 예를 들어 ITO, IZO, ZnO, SnO 또는 In₂O₃ 등으로 형성될 수 있다. 상기 저저항 합금층(25)은 알루미늄, 구리 또는 은(Ag)의 합금층 또는 상기 저저항 합금층 상부 및 하부에 버퍼층(Cr, Mo...등의 고융점 금속)이 형성된 다층박막 등으로 형성될 수 있다. 상기 캐소드전극(31)은 알루미늄, 알루미늄합금 등으로 형성될 수 있다. 도면에 도시하지 않았지만, 상기 캐소드전극(31)간의 전기적 절연을 위해 격벽이 설치된다. 상기 유기발광막(29)은 도면에 도시하지 않았지만, 정공주입층, 정공수송층, 유기 발광층, 전자주입층, 전자수송층 등의 적층 구조로 형성할 수 있다.

도 2는 본 발명에 의한 유기발광소자의 제조방법에 적용된, 변형된 유기발광소자의 구조를 나타낸 단면도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 유기발광소자는, 절연막(27)의 접촉창이 저저항 합금층(25)의 일부분을 노출시킬 수 있도록 저저항 합금층(25)이 상기 접촉창의 하부까지 더 연장하여 형성된 것을 제외하면 도 1에 도시된 유기발광소자와 동일한 구조를 갖는다.

이와 같이 구성되는 유기발광소자의 제조방법을 도 3을 참조하여 설명하기로 한다. 도 3은 본 발명에 의한 유기발광소자의 제조방법을 나타낸 플로우차트이다. 설명의 편의상 도 1 내지 도 3을 연관하여 설명하기로 한다.

도 3을 참조하면, 단계(S10)에서, 먼저, 투명한 절연기판(10)의 전역 상에 예를 들어 스퍼터링공정 등에 의해 투명 도전층을 증착한다. 상기 투명 도전층은 예를 들어 ITO, IZO, ZnO, SnO 또는 In₂O₃ 등으로 형성될 수 있다.

그런 다음, 사진식각공정을 이용하여 상기 투명 도전층을 패터닝함으로써 상기 발광소자형성부(11)와 배선형성부(13)의 정해진 영역 상에 각각 투명 도전층(21),(22)을 애노드전극과 배선의 패턴으로 형성한다. 상기 투명 도전층(22)은 상기 절연기판(10)의 패드형성부(15)까지 연장하여 형성된다.

단계(S20)에서, 이어서, 상기 절연기판(10) 상에 저저항 합금층(25)을 증착한 후 사진식각공정을 이용하여 상기 저저항 합금층(25)을 상기 배선형성부(13)의 투명 도전층(22) 상에 배선의 패턴으로 형성한다. 이때, 도 1에 도시된 바와 같이, 후속의 공정 즉 절연막(27)의 접촉창을 형성하는 공정에서 상기 접촉창을 통하여 상기 투명 도전층(22)을 노출시키기 위해, 상기 저저항 합금층(25)을 상기 접촉창 의 형성 영역 아래까지 연장하지 않는 짧은 패턴으로 형성할 수 있다. 또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 후속의 공정 즉 절연막(27)의 접촉창을 형성하는 공정에서 상기 접촉창을 통하여 상기 저저항 합금층(25)을 노출시키기 하기 위해, 상기 저저항 합금층(25)을 상기 접촉창의 형성 영역 아래까지 연장하는 긴 패턴으로 형성할 수 있다. 여기서, 상기 저저항 합금층(25)을, 알루미늄(Al), 구리(Cu) 또는 은(Ag) 등의 합금층으로 형성할 수 있다.

이때, 종래와는 달리 상기 저저항 합금층(25)의 증착 단계에서 상기 저저항 합금층(25)의 어닐링을 진행하지 않고, 단계(S40)에서 상기 저저항 합금층(25)의 어닐링을 진행한다. 이는 종래에서 발생하던 문제점을 해결하기 위함이다.

단계(S30)에서, 이후, 상기 저저항 도전층(25)을 보호하고, 상기 발광소자형성부(11)의 애노드전극과 배선형성부를 분리하기 위해, 사진공정을 이용하여 상기 절연기판(10)의 발광소자형성부(11)와 배선형성부(13) 상에 절연막(27)을 형성한다. 이때, 상기 애노드전극의 투명 도전층(21)을 노출시키는 접촉창(미도시)을 형성한다. 그 다음에, 단계(S60)에서 형성될 캐소드전극(31)간의 전기적 절연을 위해 격벽(미도시)을 형성한다. 여기서, 상기 절연막(27)과 격벽은 통상적인 사진공정에 의해 형성되는 감광성 수지로 구성될 수 있다.

여기서, 상기 절연막(27) 및 격벽은 각각 그 공정에 큐어링 공정(250℃, 30분)이 포함되는데, 이 때 어닐링을 상기 큐어링 공정시에 실시한다. 단계(S40)에서, 상기 어닐링은, 상기 절연기판(10)을 통상적인 어닐링용 장치(미도시), 예를 들어 진공챔버 내에 장착하고, 250℃ 이상의 온도로 30분 이상 진행한다. 이때, 상 기 절연막(27)과 격벽의 감광성 수지도 함께 큐어링(curing)됨에 따라 잔존하는 가스(outgas)도 제거되게 된다.

따라서, 본 발명은 상기 저저항 합금층(25)의 패턴 형성 후에, 더욱 바람직하게는 상기 절연막(27)과 상기 격벽의 형성을 위한 사진공정 후에 상기 저저항 합금층(25)의 어닐링을 진행하여, 어닐링시 상기 투명 도전층에 저저항 합금층이 제거된 상태이므로 접촉부에서 반응에 의한 산화막이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 그러므로, 본 발명은 종래의 어닐링으로 인하여 발생하던 문제점을 해결할 수가 있다. 더욱이, 본 발명은 상기 투명 도전층(21),(22)의 저항치를 저감시키고 투명도를 증가시킬 수 있을 뿐만 아니라 상기 저저항 합금층(25)의 저항치도 저감시킬 가 있다. 또한, 상기 절연막(27)과 격벽으로부터 배출되는 가스(outgas)를 제거함으로써 상기 유기발광소자의 수명을 연장시킬 수가 있다.

반면에, 종래에는 저저항 합금층을 증착한 직후에 어닐링하기 때문에, 상기 어닐링을 진행하였을 경우에 투명 도전층과 저저항 합금층의 접촉부에서의 반응으로 인하여 이들 막의 계면에서 산화막이 발생하고, 그로 인하여 상기 저저항 합금층의 패턴이 형성될 때 상기 산화막이 완전히 제거되지 않고 상기 투명 도전층 상에 일부 잔존하여 상기 발광소자형성부의 투명 도전층의 투과도를 40% 이하로 감소시키고 나아가 유기발광소자의 특성을 악화시킨다.

단계(S50)에서, 계속하여, 상기 절연막(27)의 접촉창 내에 노출된 투명 도전층(21) 상에 유기발광막(29)을 증착한다. 이때, 새도우 마스크를 사용함으로써 상기 접촉창 내의 투명 도전층(21) 상에 상기 유기발광막(29)을 형성할 수가 있다. 한편, 상기 유기발광막(29)은 도면에 도시하지 않았지만, 정공주입층, 정공수송층, 유기 발광층, 전자주입층, 전자수송층 등의 적층 구조로 형성할 수 있다. 설명의 편의상, 이에 대한 부분은 본 발명의 요지에 관련성이 적으므로 설명을 생략하기로 한다.

단계(S60)에서, 이후, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 저저항 도전층(25)을 형성하였을 경우, 상기 절연막(27)에, 상기 유기발광막(29)과, 상기 배선형성부(13)의 투명 도전층(22)의 일부분, 즉 상기 저저항 도전층(25) 외측의 투명 도전층(22)을 각각 노출시키는 접촉창을 각각 형성한다. 그리고 나서, 상기 유기발광막(29)과 투명 도전층(22)을 포함하여 상기 절연막(27)의 일부분 상에 캐소드전극(31)을 형성하여 본 발명의 유기발광소자의 제조공정을 완료된다.

한편, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 저저항 도전층(25)을 형성하였을 경우, 상기 절연막(27)에, 상기 유기발광막(29)과, 상기 배선형성부(13)의 상기 저저항 도전층(25)을 각각 노출시키는 접촉창을 각각 형성한다. 그리고 나서, 상기 유기발광막(29)과 저저항 합금층(25)을 포함하여 상기 절연막(27)의 일부분 상에 캐소드전극(31)을 형성하여 본 발명의 유기발광소자의 제조공정을 완료된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 유기발광소자의 제조방법은 투명한 절연기판의 발광소자형성부와 배선형성부 상에 각각 애노드전극용 투명 도전층과 배선용 투명 도전층의 패턴을 형성하고, 상기 배선용 투명 도전층 상에 저저항 합금층의 패턴을 형성하고, 상기 발광소자형성부의 애노드전극과 배선형성부를 분리시키기 위해 상기 절연기판 상에 절연막을 형성하고, 캐소드전극간의 전기적 분리를 위해 격벽을 형성한다. 그런 다음에 상기 저저항 합금층을 어닐링하고, 그 다음에 유기발광막과 캐소드전극을 형성하는 공정을 진행한다.

따라서, 본 발명은 상기 투명 도전층 상에 산화막이 형성되는 것을 방지하여 투명 도전층의 투과도를 향상시키고 또한 투명 도전층과 저저항 합금층의 저항치를 저감시킬 수가 있다. 그 결과, 유기발광소자의 특성이 향상된다. 또한, 상기 절연막과 격벽으로부터 배출되는 가스(outgas)를 제거함으로써 상기 저저항 배선의 신뢰성을 향상시킬 수가 있다.

한편, 본 발명은 도시된 도면과 상세한 설명에 기술된 내용에 한정하지 않으며 본 발명의 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 변형도 가능함은 이 분야에 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 사실이다.

Claims

투명한 절연기판의 발광소자형성부와 배선형성부 상에 각각 애노드전극용 투명 도전층의 패턴과 배선용 투명 도전층의 패턴을 형성하는 단계;

상기 배선형성부의 투명 도전층의 패턴 상에 저저항 합금층의 패턴을 형성하는 단계;

상기 절연기판 상에 절연막을 형성함으로써 상기 발광소자형성부의 애노드전극과 배선형성부를 분리시키는 단계;

캐소드전극간의 전기적 절연을 위해 격벽을 형성하는 단계; 및

상기 저저항 합금층을 어닐링하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 유기발광소자의 제조방법.
제 1 항에 있어서, 상기 어닐링을 상기 절연막과 격벽의 큐어링과 함께 진행하는 것을 특징으로 하는 유기발광소자의 제조방법.
제 2 항에 있어서, 상기 어닐링을 진공챔버에서 250℃ 이상의 온도로 30분 이상 진행하는 것을 특징으로 하는 유기발광소자의 제조방법.