KR101322310B1

KR101322310B1 - 유기전기발광소자 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR101322310B1
Application number: KR1020060061612A
Authority: KR
Inventors: 오일수; 김종성; 유홍우; 이광연
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2006-06-30
Filing date: 2006-06-30
Publication date: 2013-10-25
Also published as: US8944874B2; CN101097946B; CN101097946A; KR20080003074A; US8686629B2; US20080018241A1; US20140154829A1

Abstract

본 발명은 유기전기발광소자 및 그 제조방법에 관한 것으로, 본 발명은 투명기판; 상기 투명기판상에 형성된 제1전극; 상기 제1전극상에 형성된 제1테이퍼구조와 제2테이퍼구조로 구성된 격벽; 및 상기 격벽양측아래의 제1전극상에 형성된 유기발광층과 제2전극;을 포함하여 구성되며, 본 발명에 따른 유기전기발광소자 제조방법은 투명기판상에 제1전극을 형성하는 단계; 상기 제1전극상에 제1테이퍼구조와 제2테이퍼구조로 구성된 격벽을 형성하는 단계; 및 상기 격벽양측아래의 제1전극상에 유기발광층과 제2전극을 차례로 형성하는 단계를 포함하여 구성된다.

제1, 2 테이퍼구조, 격벽, 애노드전극, 캐소드전극, 유기전기발광소자(OLED)

Description

유기전기발광소자 및 그 제조방법{ORGANIC LIGHT EMITTING DISPLAY DEVICE AND AND METHOD FOR FABRICATING THE SAME}

도 1은 일반적인 유기전기발광소자의 단면도.

도 2는 종래기술에 따른 유기전기발광소자의 단면도.

도 3a 내지 도 3d는 종래기술에 따른 유기전기발광소자의 제조공정 단면도.

도 4는 본 발명에 따른 유기전기발광소자의 단면도.

도 5a 내지5d는 본 발명에 따른 유기전기발광소자의 제조공정 단면도.

** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 **

101 : 투명기판 103 : 제1전극

105 : 제1실리콘질화막 107 : 제2실리콘질화막

109 : 감광막 111 : 노광마스크

113 : 자외선광 115 : 식각공정

117 : 격벽 119 : 유기발광층

121 : 제2전극

본 발명은 유기전기발광소자 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 소자 구동시에 나타나는 패드-아웃(fade-out) 현상을 제거하고 소자의 화질을 개선시킬 수 있는 격벽구조를 구비한 유기전기발광소자(OLED; organic light emitting display device) 및 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 유기전기 발광은 양극사이에 유기전계 발광층을 형성하고, 양극에 전하를 주입하면 전자(electron)와 정공(hole)이 결합하여 여기자(exciton)을 형성하고 이렇게 형성된 여기자로부터 특정한 파장의 빛이 발생되는 것이다.

이러한 유기전기발광소자에 대해 도 1을 참조하여 개략적으로 설명하면 다음과 같다.

도 1은 일반적인 유기전기발광소자의 구조 단면도이다.

도 1을 참조하면, 유기전기발광소자는, 유리기판(11)상에 투명전극이며 양극으로 사용되는 에노드전극(13)이 형성되어 있으며, 상기 에노드전극(13)상에는 정공주입층(15), 발광층(17), 전자주입층(19)이 차례로 적층되어 있으며, 상기 전자주입층(19)상에는 음극으로 사용되는 캐소드전극(21)이 형성되어 있다.

이렇게 구성되는 유기전기발광소자는, 애노드전극(13)과 캐소드전극(21)에 구동전압이 인가되면, 정공주입층(15)내의 정공과 전자주입층(19)내의 전자는 각각 발광층(17)쪽으로 이동하여 발광층(17)내의 형광물질을 여기시키게 된다.

이러한 유기전기발광소자는 저전압구동, 높은 발광효율, 넓은 시야각, 그리고 빠른 응답속도 등의 장점을 가지고 있다.

유기전기 발광소자로 사용되는 유기재료는 종류에 따라 유기 단분자와 고분 자로 나눌 수 있으며, 사용되는 유기재료에 따라 유기 단분자를 사용하는 단분자 유기전기 발광소자와 고분자를 사용하는 고분자전기 발광소자, 그리고 고분자/단분자를 동시에 사용하는 혼성 유기전기 발광소자로 구분할 수 있다.

이러한 관점에서, 종래기술에 따른 유기전기발광소자에 대해 도 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 2는 종래기술에 따른 유기전기발광소자의 단면도이다.

도 2를 참조하면, 종래기술에 따른 유기전기발광소자는, 유리기판(51)상에 애노드전극으로 사용하기 위한 제1전극(53)이 형성되어 있으며, 상기 제1전극(53)상에는 역테이퍼진 형상의 격벽(55a)이 형성되어 있다.

또한, 상기 역테이퍼진 형상의 상기 격벽(55a)의 양측아래의 제1전극(53)상에는 유기발광층(67)과 캐소드전극으로 사용하기 위한 제2전극(67)이 적층되어 있다.

한편, 이러한 구조로 이루어진 유기전기발광소자 제조방법에 대해 도 3a-3d를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 3a 내지 도 3d는 종래기술에 따른 유기전기발광소자의 제조공정 단면도이다.

도 3a를 참조하면, 먼저 유리기판(51)상에 ITO 등의 투명 전극재질로 된 투명전극층(53)을 스퍼터링방법에 의해 형성한다. 이때, 상기 투명전극층(53)은 캐소드전극용 제1전극으로 사용한다.

그다음, 상기 투명전극층(53) 상에 실리콘질화막 예를들어 SiNx와 같은 유기절연막(55)을 적층한후 상기 유기절연막(55) 상에 포지티브형 감광막(57)을 도포하고 이어 프리베이크 공정을 실시한다.

이어서, 격벽 형성용 노광마스크(59)을 이용한 포토리쏘그라피 공정기술을 통해 상기 포지티브형 감광막(57)에 자외선광(61)을 조사하여 노광시키고 이어 상기 노광된 포지트브형 감광막(57)을 현상하여 도 3b에서와 같이 감광막패턴(57a)을 형성한다.

그다음, 도 3b를 참조하면, 상기 감광막패턴(57a)을 마스크로하여 에천트를 이용한 식각공정을 실시하여 상기 유기절연막(55)을 선택적으로 제거하여 상기 투명전극층(53)상에 도 3c에서와 같이 격벽(55a)을 형성한다.

이어서, 상기 격벽(55a)상에 잔류하는 감광막패턴(57a)을 제거한후 상기 투명전극층(53)과 격벽(55a)상에 유기발광층(65)과 캐소드전극으로 사용하기 위해 Al과 같은 도전물질을 구성된 제2전극(67)을 순차적으로 적층 형성한다. 이때, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 유기발광층(65)의 하부 및 상부에 각각 정공주입층과 전자주입층이 적층되어 있다.

그러나, 상기 종래기술에 따른 유기전기발광소자 및 그 제조방법에 의하면 다음과 같은 문제점이 있다.

도면에는 도시하지 않았지만, 일반적인 유기전기발광소자(OLED)의 제조공정에서, 유기물패턴은 포토공정을 사용할 수 없기 때문에 새도우 마스크(shadow mask)를 이용한 열증착방법으로 유기물을 증착하게 된다.

그런데, 새도우 마스크를 사용하여 증착하게 되면, 유기물 마운트(mount)를 형성하게 되는 새도우(shadow) 현상이 나타나게 된다.

따라서, 소자 구동시에 픽셀의 가장자리부분에 유기물 새도우(shadow) 현상이 일어나 소자의 휘도 뿐만 아니라 도 2의 "A"에서와 같이 영상구동시 영상이 흐리게 나타나는 패드-아웃(fade-out) 현상을 일으키게 되는 문제점을 가지고 있다.

이에 본 발명은 상기한 바와 같은 종래기술의 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은 소자 구동시에 나타나는 패드-아웃(fade-out) 현상을 제거하고 소자의 화질을 개선시킬 수 있는 유기전기발광소자 및 그 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 유기전기발광소자는, 투명기판과, 상기 투명기판상에 형성된 제1전극과, 상기 제1전극상에 형성된 제1테이퍼구조와 제2테이퍼구조로 구성된 격벽과, 상기 격벽양측아래의 제1전극상에 적층된 유기발광층과 제2전극을 포함하여 구성되는 것을 특징으로한다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 유기전기발광소자 제조방법은 투명기판상에 제1전극을 형성하는 단계와, 상기 제1전극상에 제1테이퍼구조와 제2테이퍼구조로 구성된 격벽을 형성하는 단계와, 상기 격벽양측아래의 제1전극상에 유기발광층과 제2전극을 차례로 형성하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로한다.

이하, 본 발명에 따른 유기전기발광소자 및 그 제조방법에 대해 첨부된 도면 을 참조하여 상세히 설명한다.

도 4는 본 발명에 따른 유기전기발광소자의 단면도이다.

도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 유기전기발광소자는 절연성 투명기판(101)상에 형성되어 있는 제1전극(103)과, 상기 제1전극(103)상에 형성되어 있는 제1테이퍼구조(105a)와 제2테이퍼구조(107a)로 이루어진 격벽(117)과, 상기 격벽(117)양측아래의 제1전극(103)상에 적층되어 있는 유기발광층(119)과 제2전극(121)을 포함하여 구성되어 있다.

여기서, 상기 격벽(117)을 구성하는 제1테이퍼구조(105a)는 순방향 테이퍼 형상으로 되어 있고, 제2테이퍼구조(107a)는 역방향 테이퍼 형상으로 되어 있다.

또한, 상기 제2테이퍼구조(107a)의 두께는 상기 제1테이퍼구조(105a)의 두께보다 두껍게 형성되어 있다.

그리고, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 유기발광층(119)의 하부 및 상부에는 각각 정공주입층과 전자주입층이 형성되어 있다.

한편, 상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 유기전기발광소자 제조방법에 대해 도 5a 내지 도 5d를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 5a 내지 도 5d는 본 발명에 따른 유기전기발광소자의 제조공정 단면도이다.

도 5a를 참조하면, 먼저 투명기판(101)상에 ITO 등의 투명 전극재질로 된 투명전극층(103)을 스퍼터링방법에 의해 형성한다. 이때, 상기 투명전극층(103)은 캐소드전극용 제1전극으로 사용한다.

그다음, 상기 투명전극층(103상에 제1 실리콘질화막(SiNx)(105)과 제2 실리콘질화막(SiNx)(107)을 순차적으로 적층한다. 이때, 상기 실리콘질화막(105)과 제2 실리콘질화막(107) 증착시에 실리콘(Si)과 질소(Nx)의 조성비가 서로 다르게 증착한다. 또한, 상기 제1 실리콘질화막(105)과 제2 실리콘질화막(107)의 형성물질로는, 실리콘질화막 이외에 실리콘산화막, 또는 무기물이나 아크릴계 유기물을 사용할 수도 있다.

이어서, 상기 제2실리콘질화막(107)상에 포지티브형 감광막(109)을 도포하고 이어 프리베이크 공정을 실시한다. 이때, 상기 포지티브형 감광막(109)대신에 네거티브형 감광막을 이용할 수도 있다.

그다음, 격벽 형성용 노광마스크(111)을 이용한 포토리쏘그라피 공정기술을 통해 상기 포지티브형 감광막(109)에 자외선광(113)을 조사하여 노광시키고 이어 상기 노광된 포지트브형 감광막(109)을 현상하여 도 5b에서와 같이 감광막패턴(109a)을 형성한다.

이어서, 도 5b를 참조하면, 상기 감광막패턴(109a)을 마스크로 건식식각공정(115)을 실시하여 실리콘(Si)과 질소(Nx) 조성비가 다르게 구성된 상기 제2실리콘질화막(107)과 제1실리콘질화막(105)을 선택적으로 제거하여 상기 투명전극층(103)상에 도 5c에서와 같이 제1실리콘질화막패턴(105a)과 제2실리콘질화막패턴(107a)으로 구성된 격벽(117)을 형성한다. 이때, 상기 격벽(117)을 구성하는 상부의 제2실리콘질화막패턴(107a)은 역 테이퍼 형상으로 되어 있으며, 하부의 제1실리콘질화막패턴(105a)은 순방향 테이퍼 형상으로 되어 있다. 이는 제1실리콘질화막(105)과 제2실리콘질화막(107)을 구성하는 실리콘(Si)과 질소(Nx)의 조성비가 다르기 때문에 건식식각시에 서로 다른 프로파일 형태가 나타나게 된다.

또한, 상기 격벽(117)을 구성하는 제2실리콘질화막패턴(107a)은 후속공정에서 형성될 제2전극을 분리시키는 역할을 하기 위해 역테이퍼 형태로 형성하며, 상기 격벽(117)을 구성하는 제1실리콘질화막패턴(105a)은 격벽(117)과 인접한 부분의 유기물의 두께를 균일하게 형성하기 위하여 역 테이퍼 형태로 형성한다.

그리고, 상기 제1실리콘질화막(105)과 제2실리콘질화막(107)의 식각시에 이들 제1실리콘질화막(105)과 제2실리콘질화막(107)의 경계면부분부터 식각이 진행되면서 결국 도 5c에서와 같이 제1실리콘질화막(105)과 제2실리콘질화막(107)이 순방향 테이퍼 형태와 역방향 테이퍼 형태로 형성된다.

그다음, 도 5c를 참조하면, 상기 격벽(117)을 구성하는 제2실리콘질화막패턴(107a)상에 잔류하는 감광막패턴(109a)을 제거한후 상기 투명전극층(103)과 격벽(117)을 구성하는 제2실리콘질화막패턴(107a)상에 유기발광층(119)과 캐소드전극으로 사용하기 위해 Al과 같은 도전물질을 구성된 제2전극(121)을 순차적으로 적층 형성한다. 이때, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 유기발광층(119)의 하부 및 상부에 각각 정공주입층과 전자주입층이 적층되어 있다.

상기에서 설명한 바와같이, 본 발명에 따른 유기전기 발광소자 및 그 제조방법에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.

본 발명에 따른 유기전기 발광소자 및 그 제조방법에 의하면, 유기전기 발광 소자(OLED)용 격벽을 형성하기 위해 실리콘과 질소 조성비가 다른 실리콘질화막을 이중으로 형성시킨후 건식식각률 차이를 이용하여 서로 다른 테이퍼 형태로 구성되고 서로 다른 기능을 가진 이중 테이퍼구조의 격벽을 형성하므로써 패널 구동시에 나타나는 패드-아웃(fade-out) 현상을 제거하여 고화질의 유기전기발광소자(OLED)를 구현할 수 있다.

이상의 설명에서 본 발명은 특정의 실시예와 관련하여 도시 및 설명을 하였지만, 상기한 명세서는 본 발명의 권리를 한정하지 않으며, 본 발명에 따른 권리범위는 후술될 특허청구범위에 의해 결정되어져야 할 것이다.

Claims

투명기판;

상기 투명기판상에 형성된 제1전극;

상기 제1전극상에 형성되고, 제1테이퍼구조와 제2테이퍼구조로 구성된 격벽; 및

상기 격벽 양측 아래의 상기 제1전극 상에 형성된 유기발광층과 제2전극;을 포함하여 구성되며,

상기 제1 테이퍼구조는 상기 제1 테이퍼구조와 2 테이퍼구조 간의 경계면으로부터 순방향 테이퍼 형태를 가지며, 상기 제2 테이퍼구조는 상기 제1 테이퍼구조와 제2 테이퍼구조 간의 경계면으로부터 역방향 테이퍼 형태를 가지며,

상기 제1 테이퍼구조는 실리콘과 질소의 제1 조성비를 가지는 제1 실리콘질화막으로 구성되며, 상기 제2 테이퍼구조는 상기 제1 조성비와는 다른 실리콘과 질소의 제2 조성비를 갖는 제2 실리콘질화막으로 구성된 것을 특징으로하는 유기전기발광소자.
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제 1 항에 있어서, 상기 유기발광층의 상하부에 각각 정공주입층과 전자주입층이 형성된 것을 특징으로하는 유기전기발광소자.
투명기판상에 제1전극을 형성하는 단계;

상기 제1전극상에 실리콘과 질소의 제1 조성비를 갖는 제1 실리콘질화막과, 상기 제1 조성비와는 다른 실리콘과 질소의 제2 조성비를 갖는 제2 실리콘질화막을 차례로 형성하는 단계;

상기 제1 실리콘질화막과 상기 제2 실리콘질화막의 건식식각률 차이를 이용한 식각 공정을 통해 상기 제1 전극 상에 상기 제1 실리콘질화막으로 구성된 제1 테이퍼구조와 상기 제2 실리콘질화막으로 구성된 제2테이퍼구조로 구성된 격벽을 형성하는 단계; 및

상기 격벽양측아래의 상기 제1전극상에 유기발광층과 제2전극을 차례로 형성하는 단계를 포함하여 구성되며,

상기 제1 테이퍼구조는 상기 제1 테이퍼구조와 제2 테이퍼구조 간의 경계면으로부터 순방향 테이퍼 형태를 가지고, 상기 제2 테이퍼구조는 상기 제1 테이퍼구조와 제2 테이퍼구조 간의 경계면으로부터 역방향 테이퍼 형태를 가지며,

상기 순방향 테이퍼 형태의 제1 테이퍼 구조와 상기 역방향 테이퍼 형태의 제2 테이퍼구조는 상기 제1실리콘질화막과 제2실리콘질화막의 경계면부분부터 식각이 진행되면서 형성되는 것을 특징으로하는 유기전기발광소자 제조방법.
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제 6 항에 있어서, 상기 유기발광층의 상하부에 각각 정공주입층과 전자주입층이 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로하는 유기전기발광소자 제조방법.
삭제
제 6 항에 있어서, 상기 제1전극은 ITO 또는 투명재질로 형성하는 것을 특징으로 하는 유기전기발광소자 제조방법.
제 6 항에 있어서, 상기 제2전극은 Al 재질로 형성하는 것을 특징으로 하는 유기전기발광소자 제조방법.