KR20030021579A - Organic Electroluminescent Device and Method of Making the Same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 유기 전계 발광 소자 및 그의 제조 방법에 관한 것으로, 특히 음전극층을 보호막 내의 개구부를 통하여 유기 발광층과 음전극층을 전기적으로 연결시켜 소자의 특성을 개선한 유기 전계 발광 소자 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an organic electroluminescent device and a method of manufacturing the same, and more particularly, to an organic electroluminescent device and a method of manufacturing the organic electroluminescent device having improved characteristics of the device by electrically connecting the organic light emitting layer and the negative electrode layer through the opening in the protective film will be.
일반적으로 유기 전계 발광 소자는 평판 디스플레이 소자 중의 하나로 투명기판상의 양전극층과 음전극층 사이에 유기 전계 발광층을 개재하여 구성하며, 매우 얇은 매트릭스 형태로 형성할 수 있다. 15V 이하의 낮은 전압으로 구동이 가능하며 TFT-LCD에 비하여 휘도, 시야각, 응답속도 및 소비 전력 등에서 우수한 특성을 보이고 있다. 특히 다른 디스플레이 소자보다 우수한 유기 전계 발광 소자의 빠른 응답 속도로 인하여 동영상이 필수적인 IMT-2000용 휴대폰에 매우 적합한 소자이다.In general, the organic electroluminescent device is one of the flat panel display devices, and is formed between the positive electrode layer and the negative electrode layer on the transparent substrate through an organic electroluminescent layer, and can be formed in a very thin matrix. It can be driven with a low voltage below 15V and shows excellent characteristics in brightness, viewing angle, response speed and power consumption compared to TFT-LCD. In particular, due to the fast response speed of the organic electroluminescent device superior to other display devices, it is a very suitable device for the mobile phone for IMT-2000 where video is essential.
그러나 이와 같은 유기 전계 발광 소자은 제조 공정에서 많은 어려움이 있는데, 그 중에서 가장 어려운 공정이 픽셀레이션(pixellation) 또는 패터닝(patterning) 공정이다. 또한 유기 발광층 물질은 산소나 수분 등에 매우 취약하여 신뢰성을 확보하기 위하여 소자를 외부와 차단 및 밀폐시킴으로써 유기 발광층의 열화를 방지한다.However, such an organic electroluminescent device has many difficulties in the manufacturing process, the most difficult process is the pixelation (patterning) or patterning (patterning) process. In addition, the organic light emitting layer material is very vulnerable to oxygen, moisture and the like to prevent degradation of the organic light emitting layer by blocking and sealing the device to the outside in order to ensure reliability.
또한 유기물층 물질이 산소나 수분 등에 매우 취약하여 양전극층 형성 후의 모든 공정은 사진 석판 기술을 통하여 패턴을 형성하기 어렵다. 따라서 새도우 마스크(shadow mask)를 이용한 직접 픽셀레이션(direct pixellation)법이 널리 사용되었지만, 이 방법 역시 고해상도(high resolution)를 구현하기 위하여 픽셀 간의 피치(pitch) 즉 형성되는 각각의 유기물층 선과 선 사이의 간격을 줄이게 되면 사용하기가 어려웠다.In addition, since the organic material is very vulnerable to oxygen, moisture, etc., all processes after the formation of the positive electrode layer are difficult to form a pattern through the photolithography technique. Therefore, the direct pixelation method using a shadow mask is widely used, but this method also implements a pitch between pixels, i.e., each organic layer line formed between the lines to form a high resolution. Reducing the gap made it difficult to use.
산소나 수분에 노출이 쉬운 마스크와 식각 공정을 포함하는 사진 석판 기술을 사용하지 않는 유기물층의 패턴을 형성하는 또 하나의 방법은 전기적 절연이 가능한 물질로 격벽을 미리 형성하고 유기물층을 적층할 때 격벽에 의해 서로 구분된 유기물층 패턴을 얻을 수 있다.Another method of forming patterns of organic material layers that do not use photolithography techniques, including masks and etching processes that are easy to expose to oxygen or moisture, is to form barrier ribs with materials that can be electrically insulated, The organic material layer patterns separated from each other can be obtained.
그러나 격벽을 사용하는 데도 문제가 있다. 즉 전기적으로 절연이 가능한 격벽 물질로 감광성 재료를 주로 사용하며, 이 감광성 재료는 유기 전계 발광 소자가 구동함에 따라 온도 변화가 일어나고, 이 온도 변화에 따라 가스방출(out gasing) 등의 우려가 있고, 특히 유기 전계 발광 소자를 보호하는 봉지판(encapsulation plate)의 봉인(seal)이 파손되었을 경우 심각한 불량을 초래할 수 있다.But there are problems with the use of bulkheads. That is, the photosensitive material is mainly used as an electrically insulating partition material, and the photosensitive material has a temperature change as the organic electroluminescent element is driven, and there is a concern such as out gasing due to the temperature change. In particular, when the seal of the encapsulation plate protecting the organic EL device is broken, serious defects may be caused.
이하 첨부된 도면을 참고하여 종래 기술의 유기 전계 발광 소자 제조 방법에 대하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the organic electroluminescent device manufacturing method according to the related art will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 종래 기술의 유기 전계 발광 소자의 평면도이다.1 is a plan view of an organic electroluminescent device of the prior art.
도 1a)와 같이, 투명 기판(1)상에 ITO(indium tin oxide) 등으로 구성되는 복수의 제 1 전극(2)이 줄 무늬 형상(stripe type)으로 배열된다.As shown in FIG. 1A, a plurality of first electrodes 2 made of indium tin oxide (ITO) or the like is arranged on a transparent substrate 1 in a stripe type.
도 1b)와 같이, 제 1 전극(2) 사이와 제 1 전극(2)과 직교하는 영역상에 격자 형상의 절연층 패턴(3)이 제 1 전극(2)과 투명 기판(1)상에 적층된다.As shown in FIG. 1B, a lattice-shaped insulating layer pattern 3 is formed on the first electrode 2 and the transparent substrate 1 between the first electrode 2 and on an area orthogonal to the first electrode 2. Are stacked.
도 1c)와 같이, 제 1 전극(2)과 직교하는 절연층 패턴(3)상에 격벽(4)가 형성된다. 그리고 절연층 패턴(3) 및 격벽(4)을 포함하는 투명 기판(1)상에 적층되는 격벽, 유기 발광층, 그리고 제 2 전극(음전극층)은 도시하지 않았다.As shown in FIG. 1C, the partition wall 4 is formed on the insulating layer pattern 3 orthogonal to the first electrode 2. The partition wall, the organic light emitting layer, and the second electrode (cathode electrode layer) stacked on the transparent substrate 1 including the insulating layer pattern 3 and the partition wall 4 are not shown.
도 2는 도 1을 A-A'로 절단한 종래 기술의 유기 전계 발광 소자 제조 방법의 공정 단면도이다.FIG. 2 is a cross-sectional view of a method of manufacturing an organic light emitting device according to the related art, taken along the line AA ′ of FIG. 1.
도 2a)와 같이, 투명 기판(1)상에 ITO(indium tin oxide) 등으로 구성되는 양전극 물질층(도면에 도시하지 않음)을 스퍼터링(sputtering) 방법을 사용하여 적층한다. 양전극 물질층상에 감광막(도면에 도시하지 않음)을 도포하고, 노광 및 현상하여 줄무늬 형상(stripe type)의 감광막 패턴(도면에 도시하지 않음)을 형성한다. 감광막 패턴을 마스크로 이용하여 양전극 물질층을 식각하면, 줄무늬 형상의 제 1 전극(2)이 형성된다.As shown in FIG. 2A, a positive electrode material layer (not shown) made of indium tin oxide (ITO) or the like is laminated on the transparent substrate 1 using a sputtering method. A photoresist film (not shown) is applied on the positive electrode material layer, and exposed and developed to form a stripe type photoresist pattern (not shown). When the positive electrode material layer is etched using the photoresist pattern as a mask, the first electrode 2 having a stripe shape is formed.
도 2b)와 같이, 제 1 전극(2)을 포함하는 투명 기판(1)상에 전기적으로 절연시킬 수 있는 절연층(도면에 도시하지 않음)을 적층한다. 절연층으로는 유기물 또는 무기물을 이용할 수 있다. 유기물로는 아크릴(acryl)계 수지 또는 감광막을 이용하고, 무기물로는 실리콘 산화막(silicon oxide), 실리콘 질화막(silicon nitride), 실리콘 산화질화막(silicon oxinitride)등을 사용한다. 절연층을 패터닝하여 복수의 제 1 전극(2)사이와 제 1 전극(2)과 직교하며 일정 간격을 두고 배열되는 절연층 패턴(3)을 형성한다.As shown in FIG. 2B), an insulating layer (not shown) that can be electrically insulated is laminated on the transparent substrate 1 including the first electrode 2. Organic or inorganic materials can be used as the insulating layer. As an organic material, an acrylic resin or a photosensitive film is used, and as an inorganic material, a silicon oxide film, a silicon nitride film, a silicon oxynitride film, or the like is used. The insulating layer is patterned to form an insulating layer pattern 3 arranged at regular intervals between the plurality of first electrodes 2 and perpendicular to the first electrode 2.
도 2c)와 같이, 절연층 패턴(3)상에 전기적인 절연물질로 네가티브 타입(negative type)의 유기 감광막(도면에 도시하지 않음)을 적층하고 패터닝을실시하여 역경사를 가지는 격벽(4)을 형성한다. 그리고 새도우 마스크(도면에 도시하지 않음)를 이용하여 유기 발광층(5)과 제 2 전극(6)을 순차적으로 적층한다. 격벽(4)은 제 1 전극(2)과 직교하며 일정 간격을 두고 배열되며, 제 2 전극(6)이 인접 구성 요소와 단락이 되지 않도록 오버행(overhang)구조를 가진다.As shown in FIG. 2C, a partition 4 having an inclined surface is formed by stacking and patterning a negative type organic photosensitive film (not shown) with an electrically insulating material on the insulating layer pattern 3. To form. The organic light emitting layer 5 and the second electrode 6 are sequentially stacked using a shadow mask (not shown). The partition wall 4 is orthogonal to the first electrode 2 and arranged at regular intervals, and has an overhang structure so that the second electrode 6 is not shorted to an adjacent component.
유기 발광층(5)과 제 2 전극(6)을 증착한 후, 제 2 전극(6)을 포함한 전면에 유기 발광층(5)가 수분과 가스(gas) 등에 취약한 것을 보완하기 위하여 금속 또는 글라스(glass) 등으로 구성되는 봉지판(encapsulation plate)을 설치하여 외부와 차단시킨다.After depositing the organic light emitting layer 5 and the second electrode 6, the metal or glass (glass) to compensate for the weak organic light emitting layer 5 on the entire surface including the second electrode 6, such as moisture and gas (gas) Install an encapsulation plate composed of) and cut off from the outside.
도 3은 도 1을 B-B'로 절단한 종래 기술의 유기 전계 발광 소자 제조 방법의 공정 단면도이다.3 is a cross-sectional view of a method of manufacturing an organic light emitting device according to the related art, taken along the line BB ′ in FIG. 1.
이와 같은 종래 기술의 격벽을 사용하는 유기 전계 발광 소자 제조 방법은 다음과 같은 문제가 있다.The organic electroluminescent device manufacturing method using such a prior art partition has the following problems.
유기 전계 발광 소자의 제조 공정에서 절연막과 격벽으로 감광성 재료을 주로 사용한다. 그리고 소자를 구동할 때 온도 변화에 따라 가스방출(out gas)의 위험과 보호층의 봉인이 파손되었을 때 심각한 불량을 초래할 수 있다.In the manufacturing process of an organic electroluminescent element, a photosensitive material is mainly used as an insulating film and a partition. In addition, when the device is driven, the risk of outgassing due to the temperature change and serious failure may be caused when the sealing of the protective layer is broken.
또한 격벽을 형성하는 공정이 일반적인 패터닝과 달리 역경사의 각도에 주의해야 하며, 공정 진행시 다른 요인에 의해 격벽이 파손될 경우 인접 화소와 단락이 발생할 가능이 높다. 그리고 격벽의 높이도 높아 전체 소자의 두께를 두껍게 한다.In addition, unlike the general patterning process of forming the partition wall, pay attention to the inclination angle, and if the partition wall is damaged by other factors during the process, there is a high possibility that a short circuit with adjacent pixels occurs. And the height of the bulkhead is high, which makes the entire device thick.
본 발명은 이와 같은 종래 기술의 유기 전계 발광 소자 제조 방법의 문제를해결하기 위한 것으로 유기 발광층상에 절연층으로 보호막을 적층하고 보호막내의 개구를 통하여 유기 발광층과 음전극층을 전기적으로 연결시키는 것으로, 상기와 같은 가스 방출 또는 물리적으로 손상 우려가 있는 격벽이 필요하지 않아 매우 안정한 특성을 얻을 수 있는 유기 전계 발광 소자 및 그의 제조 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.The present invention is to solve the problems of the prior art organic electroluminescent device manufacturing method by laminating a protective film with an insulating layer on the organic light emitting layer and electrically connecting the organic light emitting layer and the negative electrode layer through the opening in the protective film, It is an object of the present invention to provide an organic electroluminescent device and a method of manufacturing the same, which are capable of obtaining very stable characteristics without the need for such a gas release or physical damage.
도 1은 종래 기술의 유기 전계 발광 소자의 평면도1 is a plan view of an organic electroluminescent device of the prior art
도 2는 도 1을 A-A'로 절단한 종래 기술의 유기 전계 발광 소자 제조 방법의 공정 단면도FIG. 2 is a cross-sectional view of a method of manufacturing an organic EL device according to the related art, taken along line AA ′ of FIG. 1.
도 3은 도 1을 B-B'로 절단한 종래 기술의 유기 전계 발광 소자 제조 방법의 공정 단면도3 is a cross-sectional view of a method of manufacturing an organic electroluminescent device according to the related art obtained by cutting FIG. 1 into BB ′.
도 4는 본발명에 따른 유기 전계 발광 소자의 평면도4 is a plan view of an organic electroluminescent device according to the present invention.
도 5은 도 4를 A-A'로 절단한 본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자 제조 방법의 공정 단면도5 is a cross-sectional view of a method of manufacturing an organic EL device according to the present invention, taken along line AA ′ of FIG. 4.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for the main parts of the drawings
21 : 투명 기판 22 : 제 1 전극21 transparent substrate 22 first electrode
23 : 절연층 패턴 24 : 유기 발광층23: insulating layer pattern 24: organic light emitting layer
25 : 제 1 보호층 26 : 제 2 보호층25: first protective layer 26: second protective layer
27 : 감광막 패턴 28 : 제 1 개구부27 photosensitive film pattern 28 first opening
29 : 제 2 개구부 30 : 제 2 전극29: second opening 30: second electrode
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자는 투명 기판상의 줄 무늬 형상의 복수의 제 1 전극; 상기 복수의 제 1 전극상의 복수의 유기 발광층; 상기 복수의 유기 발광층상의 보호층; 상기 복수의 제 1 전극과 직교하며 상기 복수의 유기 발광층을 노출하는 상기 보호층 내의 경사면을 가진 복수의 개구부; 상기 복수의 개구부를 통하여 상기 복수의 유기 발광층과 전기적으로 연결되는 복수의 제 2 전극을 포함하는 것을 특징으로 한다.The organic electroluminescent device according to the present invention for achieving the above object comprises a plurality of first electrode of the stripe shape on the transparent substrate; A plurality of organic light emitting layers on the plurality of first electrodes; A protective layer on the plurality of organic light emitting layers; A plurality of openings having an inclined surface in the protective layer orthogonal to the plurality of first electrodes and exposing the plurality of organic light emitting layers; And a plurality of second electrodes electrically connected to the plurality of organic light emitting layers through the plurality of openings.
상기와 같은 유기 전계 발광 소자에 있어서, 상기 복수의 제 1 전극 사이와 상기 복수의 제 1 전극과 직교하는 상기 투명 기판상에 격자 형상의 절연층 패턴을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The organic electroluminescent device as described above, further comprising a lattice-shaped insulating layer pattern on the transparent substrate orthogonal to the plurality of first electrodes and the plurality of first electrodes.
상기와 같은 유기 전계 발광 소자에 있어서, 상기 유기 발광층과 상기 제 1 전극 사이에 정공 주입층과 정공 수송층을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The organic electroluminescent device as described above, further comprising a hole injection layer and a hole transport layer between the organic light emitting layer and the first electrode.
상기와 같은 유기 전계 발광 소자에 있어서, 상기 유기 발광층과 상기 제 2 전극 사이에 전자 수송층과 전자 주입층을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The organic electroluminescent device as described above, further comprising an electron transporting layer and an electron injection layer between the organic light emitting layer and the second electrode.
상기와 같은 유기 전계 발광 소자에 있어서, 상기 보호층은 상기 유기 발광층의 측면을 완전히 감싸도록 형성하는 것을 특징으로 한다.In the organic electroluminescent device as described above, the protective layer is formed so as to completely surround the side of the organic light emitting layer.
상기와 같은 유기 전계 발광 소자에 있어서, 상기 보호층은 제 1 보호층과 상기 제 1 보호층상의 제 2 보호층으로 구성된 것을 특징으로 한다.In the organic electroluminescent device as described above, the protective layer is characterized by consisting of a first protective layer and a second protective layer on the first protective layer.
상기와 같은 유기 전계 발광 소자에 있어서, 상기 제 1 보호층은 상기 제 2 보호층보다 두껍게 형성되는 것을 특징으로 한다.In the organic electroluminescent device as described above, the first protective layer is formed thicker than the second protective layer.
상기와 같은 유기 전계 발광 소자에 있어서, 상기 제 1 보호층은 측면에 경사면을 가진 것을 특징으로 한다.In the organic electroluminescent device as described above, the first protective layer is characterized in that it has an inclined surface on the side.
상기와 같은 유기 전계 발광 소자에 있어서, 상기 제 1 보호층 및 상기 제 2 보호층은 실리콘계 화합물을 사용하는 것을 특징으로 한다.In the organic electroluminescent device as described above, the first protective layer and the second protective layer are characterized by using a silicon compound.
상기와 같은 유기 전계 발광 소자에 있어서, 상기 제 1 보호층 및 상기 제 2 보호층은 각각 실리콘 산화막, 실리콘 질화막, 실리콘 탄화막, 비정질 실리콘, 그리고 실리콘 산화질화막 중 하나를 선택하여 사용하는 것을 특징으로 한다.In the organic electroluminescent device as described above, the first protective layer and the second protective layer may be selected from one of a silicon oxide film, a silicon nitride film, a silicon carbide film, an amorphous silicon, and a silicon oxynitride film, respectively. do.
상기와 같은 유기 전계 발광 소자에 있어서, 상기 제 1 보호층 및 상기 제 2 보호층은 서로 식각 선택비가 큰 절연 물질을 사용하는 것을 특징으로 한다.In the organic electroluminescent device as described above, the first protective layer and the second protective layer are characterized by using an insulating material having a large etching selectivity.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자는 투명 기판상의 제 1 전극; 상기 제 1 전극상의 유기 발광층; 상기 유기 발광층상의 보호층; 상기 제 1 전극상에 적층되며, 상기 유기 발광층을 노출하는 상기 보호층 내의 경사면을 가진 개구부; 상기 개구부를 통하여 상기 유기 발광층과 전기적으로 연결되는 제 2 전극을 포함하는 것을 특징으로 한다.The organic electroluminescent device according to the present invention for achieving the above object comprises a first electrode on a transparent substrate; An organic light emitting layer on the first electrode; A protective layer on the organic light emitting layer; An opening having an inclined surface in the protective layer stacked on the first electrode and exposing the organic light emitting layer; And a second electrode electrically connected to the organic light emitting layer through the opening.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자의 제조 방법은 투명 기판상에 줄 무늬 형상의 복수의 제 1 전극을 형성하는 단계; 상기 복수의 제 1 전극상에 복수의 유기 발광층을 형성하는 단계; 상기 복수의 유기 발광층상에 보호층을 형성하는 단계; 상기 복수의 제 1 전극과 직교하며 상기 복수의 유기 발광층을 노출하는 상기 보호층 내에 경사면을 가진 복수의 개구부을 형상하는 단계; 상기 복수의 개구부를 통하여 상기 복수의 유기 발광층과 전기적으로 연결되는 복수의 제 2 전극을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.The organic electroluminescent device manufacturing method according to the present invention for achieving the above object comprises the steps of forming a plurality of first electrode of the stripe shape on the transparent substrate; Forming a plurality of organic light emitting layers on the plurality of first electrodes; Forming a protective layer on the plurality of organic light emitting layers; Forming a plurality of openings having an inclined surface in the protective layer orthogonal to the plurality of first electrodes and exposing the plurality of organic light emitting layers; And forming a plurality of second electrodes electrically connected to the plurality of organic light emitting layers through the plurality of openings.
상기와 같은 유기 전계 발광 소자의 제조 방법에 있어서, 상기 복수의 제 1 전극 사이와 상기 복수의 제 1 전극과 직교하는 상기 투명 기판상에 격자 형상의 절연층 패턴을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The method of manufacturing an organic electroluminescent device as described above, further comprising forming a lattice-shaped insulating layer pattern between the plurality of first electrodes and on the transparent substrate orthogonal to the plurality of first electrodes. It features.
상기와 같은 유기 전계 발광 소자의 제조 방법에 있어서, 상기 유기 발광층과 상기 제 1 전극 사이에 정공 주입층과 정공 수송층을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The method of manufacturing the organic electroluminescent device as described above, further comprising forming a hole injection layer and a hole transport layer between the organic light emitting layer and the first electrode.
상기와 같은 유기 전계 발광 소자의 제조 방법에 있어서, 상기 유기 발광층과 상기 제 2 전극 사이에 전자 수송층과 전자 주입층을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The method of manufacturing an organic electroluminescent device as described above, further comprising forming an electron transporting layer and an electron injection layer between the organic light emitting layer and the second electrode.
상기와 같은 유기 전계 발광 소자의 제조 방법에 있어서, 상기 보호층은 상기 유기 발광층의 측면을 완전히 감싸도록 형성하는 것을 특징으로 한다.In the method of manufacturing an organic electroluminescent device as described above, the protective layer is formed so as to completely surround the side surface of the organic light emitting layer.
상기와 같은 유기 전계 발광 소자의 제조 방법에 있어서, 상기 보호층은 제 1 보호층과 상기 제 1 보호층상의 제 2 보호층으로 구성된 것을 특징으로 한다.In the above method of manufacturing an organic EL device, the protective layer is characterized by consisting of a first protective layer and a second protective layer on the first protective layer.
상기와 같은 유기 전계 발광 소자의 제조 방법에 있어서, 상기 제 1 보호층은 상기 제 2 보호층보다 더 두껍게 형성하는 것을 특징으로 한다.In the method of manufacturing an organic electroluminescent device as described above, the first protective layer is formed to be thicker than the second protective layer.
상기와 같은 유기 전계 발광 소자의 제조 방법에 있어서, 상기 복수의 개구부를 형성하는 단계는, 상기 제 2 보호층상에 상기 복수의 제 1 전극과 직교하는 복수의 감광막 패턴을 형성하는 단계; 상기 복수의 감광막 패턴을 마스크로 상기 제 2 보호층을 식각하여 복수의 제 1 개구부를 형성하는 단계; 상기 감광막 패턴을 제거하는 단계; 상기 제 2 보호층을 마스크로 상기 제 1 보호층을 경사 식각하여 제 2 개구부를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the method of manufacturing an organic electroluminescent device as described above, the forming of the plurality of openings includes: forming a plurality of photoresist patterns on the second protective layer orthogonal to the plurality of first electrodes; Etching the second protective layer using the plurality of photoresist patterns as a mask to form a plurality of first openings; Removing the photoresist pattern; And obliquely etching the first protective layer using the second protective layer as a mask to form a second opening.
상기와 같은 유기 전계 발광 소자의 제조 방법에 있어서, 상기 제 1 보호층 및 상기 제 2 보호층은 실리콘계 화합물을 사용하는 것을 특징으로 한다.In the method of manufacturing an organic electroluminescent device as described above, the first protective layer and the second protective layer are characterized by using a silicon compound.
상기와 같은 유기 전계 발광 소자의 제조 방법에 있어서, 상기 제 1 보호층 및 상기 제 2 보호층은 각각 실리콘 산화막, 실리콘 질화막, 실리콘 탄화막, 비정질 실리콘, 그리고 실리콘 산화질화막 중 하나를 선택하여 사용하는 것을 특징으로 한다.In the method of manufacturing an organic electroluminescent device as described above, the first protective layer and the second protective layer are each one selected from a silicon oxide film, a silicon nitride film, a silicon carbide film, an amorphous silicon, and a silicon oxynitride film. It is characterized by.
상기와 같은 유기 전계 발광 소자의 제조 방법에 있어서, 상기 제 1 보호층 및 상기 제 2 보호층은 서로 식각 선택비가 큰 절연 물질을 사용하는 것을 특징으로 한다.In the method of manufacturing the organic electroluminescent device as described above, the first protective layer and the second protective layer are characterized by using an insulating material having a large etching selectivity with each other.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자의 제조 방법은 투명 기판상에 제 1 전극을 형성하는 단계; 상기 제 1 전극상에 유기 발광층을 형성하는 단계; 상기 유기 발광층상에 보호층을 형성하는 단계; 상기 제 1 전극상에 적층되며, 상기 유기 발광층을 노출하는 상기 보호층 내에 경사면을 가진개구부을 형성하는 단계; 상기 개구부를 통하여 상기 유기 발광층과 전기적으로 연결되는 제 2 전극을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.The organic electroluminescent device manufacturing method according to the present invention for achieving the above object comprises the steps of forming a first electrode on a transparent substrate; Forming an organic emission layer on the first electrode; Forming a protective layer on the organic light emitting layer; Forming an opening having an inclined surface in the protective layer stacked on the first electrode and exposing the organic light emitting layer; And forming a second electrode electrically connected to the organic light emitting layer through the opening.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자 제조 방법에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the organic electroluminescent device manufacturing method according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 4는 본발명에 따른 유기 전계 발광 소자의 평면도이다.4 is a plan view of an organic EL device according to the present invention.
도 4a)와 같이, 투명 기판(21)상에 ITO(indium tin oxide) 등으로 구성되는 복수의 제 1 전극(22)이 줄 무늬 형상(stripe type)으로 배열된다.As shown in FIG. 4A, a plurality of first electrodes 22 made of indium tin oxide (ITO) or the like is arranged on a transparent substrate 21 in a stripe type.
도 4b)와 같이, 제 1 전극(22) 사이와 제 1 전극(22)과 직교하는 영역상에 격자 형상의 절연층 패턴(23)이 제 1 전극(22)과 투명 기판(21)상에 적층된다.As shown in FIG. 4B, a lattice-shaped insulating layer pattern 23 is formed on the first electrode 22 and the transparent substrate 21 between the first electrodes 22 and on the region orthogonal to the first electrodes 22. Are stacked.
도 4c)와 같이, 제 1 전극(22)과 절연층 패턴(23)을 포함하는 투명 기판(21)상에 유기 발광층(도면에 도시하지 않음)과 유기 발광층상에 제 1 보호층(도면에 도시하지 않음)과 제 2 보호층(도면에 도시하지 않음)이 적층되고, 제 1 전극(22)과 직교하는 방향의 절연층 패턴(23)과 대응되는 제 2 보호층상에 복수의 감광막 패턴(27)이 형성된다. 그리고 복수의 감광막 패턴(27) 사이의 제 2 보호층을 식각하여 제 1 개구부(28)와, 제 1 개구부(28)와 대응되는 영역의 제 1 보호층을 식각하여 제 2 개구부(도면에 도시하지 않음)을 형성한다. 제 1 개구부(28)와 제 2 개구부를 통하여 제 2 전극층(도면에 도시하지 않음)과 유기 발광층(도면에 도시하지 않음)을 전기적으로 연결한다.As shown in FIG. 4C, the organic light emitting layer (not shown) on the transparent substrate 21 including the first electrode 22 and the insulating layer pattern 23 and the first protective layer (not shown) on the organic light emitting layer And a second passivation layer (not shown) are stacked and a plurality of photoresist patterns (on the second passivation layer corresponding to the insulating layer pattern 23 in the direction orthogonal to the first electrode 22) 27) is formed. The second protective layer between the plurality of photoresist patterns 27 is etched to etch the first opening 28 and the first protective layer in the region corresponding to the first opening 28 to form a second opening (shown in the drawing). Not). A second electrode layer (not shown) and an organic light emitting layer (not shown) are electrically connected through the first opening 28 and the second opening.
도 5은 도 4를 A-A'로 절단한 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유기 전계 발광소자 제조 방법의 공정 단면도이다.5 is a cross-sectional view illustrating a method of manufacturing an organic EL device according to a first embodiment of the present invention, taken along line AA ′ of FIG. 4.
도 5a)와 같이, 투명 기판(21)을 준비한다. 본 발명에서 투명 기판(21)으로 투명한 석영 글라스 기판을 이용한다. 투명 기판(21)상에 ITO(indium tin oxide) 등으로 구성되는 양전극 물질층(도면에 도시하지 않음)을 1,000 ∼ 2,000 Å 두께로 적층한다. 양전극 물질층의 면저항(sheet resistance)은 10Ω/□이하가 되도록 한다. 양전극 물질층은 세정한 투명 기판(21)상에 스퍼터링(sputtering) 방법을 사용하여 적층하고, 양전극 물질층상에 감광막(도면에 도시하지 않음)을 도포하고, 노광 및 현상하여 줄무늬 형상(stripe type)의 감광막 패턴(도면에 도시하지 않음)을 형성한다. 감광막 패턴을 마스크로 이용하여 양전극 물질층을 식각하면, 줄무늬 형상의 제 1 전극(22)이 형성된다.As shown in FIG. 5A, a transparent substrate 21 is prepared. In the present invention, a transparent quartz glass substrate is used as the transparent substrate 21. On the transparent substrate 21, a positive electrode material layer (not shown) made of indium tin oxide (ITO) or the like is laminated to a thickness of 1,000 to 2,000 Å. The sheet resistance of the positive electrode material layer should be 10 Ω / □ or less. The positive electrode material layer is laminated on the cleaned transparent substrate 21 using a sputtering method, a photosensitive film (not shown) is applied on the positive electrode material layer, and exposed and developed to form a stripe type. A photosensitive film pattern (not shown) is formed. When the positive electrode material layer is etched using the photoresist pattern as a mask, the first electrode 22 having a stripe shape is formed.
도 5b)와 같이, 제 1 전극(22)을 포함하는 투명 기판(21)상에 전기적으로 절연시킬 수 있는 절연층(도면에 도시하지 않음)을 형성한다. 이러한 절연층은 제 1 전극(22)와 나중에 형성되는 제 2 전극(음전극층) 사이의 전기적 단락을 방지하기 위하여 적층하는 것이다. 본 발명에서는 무기질의 절연층을 2,000 ∼ 4,000 Å 정도 바람직하게는 3,000 Å 정도의 두께로 형성한다. 그리고 무기질의 절연층은 실리콘 산화막(silicon oxide), 실리콘 질화막(silicon nitride), 그리고 실리콘 산화질화막(silicon oxynitride) 중 하나를 선택하여 사용하며, 스퍼터링(sputtering) 방법 또는 화학 기상 증착 방법을 사용하여 적층한다.As shown in FIG. 5B, an insulating layer (not shown) that can be electrically insulated is formed on the transparent substrate 21 including the first electrode 22. This insulating layer is laminated to prevent electrical short between the first electrode 22 and the second electrode (negative electrode layer) formed later. In the present invention, the inorganic insulating layer is formed to a thickness of about 2,000 to 4,000 Pa, preferably about 3,000 Pa. The inorganic insulating layer may be selected from silicon oxide, silicon nitride, and silicon oxynitride, and may be stacked using a sputtering method or a chemical vapor deposition method. do.
이어서, 나중에 형성되는 유기 발광층이 제 1 전극(22)과 전기적으로 직접 접촉하기 위해서, 화소 영역이 형성되는 제 1 전극(22)의 일부를 노출시키기 위해 절연층을 식각하는 공정을 진행한다. 절연층을 식각하기 위해서, 절연층상에 감광막(도면에 도시하지 않음)을 도포하고 노광 및 현상 공정을 거쳐 제 1 전극(22) 사이와 제 1 전극(22)과 직교하는 영역상에 격자 형상의 감광막 패턴(도면에 도시하지 않음)을 형성한다. 계속해서 감광막 패턴을 마스크로 건식각 또는 습식각으로 절연층을 식각하여 격자 형상의 절연층 패턴(23)을 형성한다. 즉 감광막 패턴을 절연층에 전사시키는 것이다. 절연층의 식각하는 데 있어서, 건식각의 경우는 CHF 가스 그리고 습식각의 경우는 HF와 NH4F를 혼합한 용액에서 실시한다. 본 발명에서는 건식각 방법으로 절연층을 식각하고 패터닝한다.Subsequently, in order for the organic light emitting layer formed later to be in direct contact with the first electrode 22, a process of etching the insulating layer is performed to expose a part of the first electrode 22 on which the pixel region is formed. In order to etch the insulating layer, a photosensitive film (not shown) is applied on the insulating layer, and a lattice shape is formed between the first electrode 22 and the area orthogonal to the first electrode 22 through an exposure and developing process. A photosensitive film pattern (not shown) is formed. Subsequently, the insulating layer is etched by dry etching or wet etching using the photosensitive film pattern as a mask to form a lattice-shaped insulating layer pattern 23. In other words, the photosensitive film pattern is transferred to the insulating layer. In etching the insulating layer, CHF gas is used for dry etching and HF and NH 4 F are mixed for wet etching. In the present invention, the insulating layer is etched and patterned by a dry etching method.
절연층 패턴(23)을 형성한 후, 절연층 패턴(23)를 포함하는 투명 기판(21)을 세정제를 포함한 순수를 이용하여 세정한다.After the insulating layer pattern 23 is formed, the transparent substrate 21 including the insulating layer pattern 23 is washed with pure water containing a cleaning agent.
도 5c)와 같이, 세정한 투명 기판(21)을 유기 발광층(24)을 형성하는 진공 증착 장치 내로 이동하고, 절연층 패턴(23)을 포함하는 투명 기판(21)상에 유기 발광층(24)을 적층한다. 여기서 유기 전계 발광층(24)의 재료로는 Alq3, Anthrancene 등의 단분자 유기 물질과 PPV((p-phenylenevinylene)), PT(polythiophene)등과 그들의 유도체들인 고분자 유기 발광 물질 등을 사용한다. 저분자계 유기물질은 챔버(chamber)내에 새도우마스크를 설치한 진공증착(evaporation)방법을 이용하여 원하는 곳에 패턴을 형성한다. 고분자계 유기물질은 감광막과 같이 회전도포(spin coating), 전사법, 잉크젯트(ink jet) 방법을 사용하여 원하는 위치에 패턴을 형성한다.As shown in FIG. 5C, the cleaned transparent substrate 21 is moved into a vacuum deposition apparatus for forming the organic light emitting layer 24, and the organic light emitting layer 24 is disposed on the transparent substrate 21 including the insulating layer pattern 23. Laminated. The organic electroluminescent layer 24 is made of a monomolecular organic material such as Alq 3 , Anthrancene, PPV ((p-phenylenevinylene)), PT (polythiophene), and a polymer organic light emitting material such as derivatives thereof. The low molecular weight organic material forms a pattern where desired by using an evaporation method in which a shadow mask is installed in a chamber. The polymer-based organic material forms a pattern at a desired position by using a spin coating, a transfer method, or an ink jet method like a photosensitive film.
여기서 유기 발광층(24)의 형성 전에 정공 주입층과 정공 주입층상에 정공수송층을 형성할 수 있다. 또한 유기 발광층(24)상에 전자 수송층과 전자 주입층을 형성할 수 있다. 정공 주입층은 일함수(work function)가 큰 정공 주입 전극을 이용하는 경우, 다량의 정공이 주입 가능하며 주입된 정공이 층중을 이동할 수 있어야 하고, 전자의 주입은 어렵고 주입이 가능하다 하여도 층중을 이동하기 어려운 성질을 가지는 박막층이다. 또한 전자 수송층은 일함수가 적은 전자 주입 전극을 이용하는 경우에 다량의 전자가 주입 가능하며 주입된 전자가 층중을 이동할 수 있어야 하고, 정공의 주입은 어렵고 주입이 가능하다 하여도 층중을 이동하기 어려운 성질을 가지는 박막층이다.Here, the hole transport layer may be formed on the hole injection layer and the hole injection layer before the organic light emitting layer 24 is formed. In addition, an electron transport layer and an electron injection layer may be formed on the organic emission layer 24. In the hole injection layer, when a hole injection electrode having a large work function is used, a large amount of holes can be injected and the injected holes must be able to move in the layer. It is a thin film layer having a property of being hard to move. In addition, the electron transport layer is capable of injecting a large amount of electrons when using an electron injection electrode having a low work function, and the injected electrons must be able to move in the layer, and the hole injection is difficult and difficult to move even if the injection is possible. It is a thin film layer having.
도 5d)와 같이, 유기 발광층(24)상에 제 1 보호층(25)을 형성하고, 제 1 보호층(25)상에 제 2 보호층(26)을 형성한다. 제 1 보호층(25) 및 제 2 보호층(26)은 무기물을 스퍼터링 방법 또는 화학 기상 증착 방법을 사용하며 적층한다.As shown in FIG. 5D, the first passivation layer 25 is formed on the organic light emitting layer 24, and the second passivation layer 26 is formed on the first passivation layer 25. The first protective layer 25 and the second protective layer 26 are laminated with an inorganic material using a sputtering method or a chemical vapor deposition method.
여기서 주의할 점은 유기 발광층(24)은 제 1 보호층(25) 및 제 2 보호층(26)에 의해 완전히 감싸져 외부로 노출되지 않도록 하는 것이다. 그리고 기밀을 유지하고 부착 강도가 강해야 한다. 그리고 하층의 유기 발광층(24) 또는 제 1 전극(21)등에 손상을 주지 않고 형성할 수 있어야 하고, 감광막 패턴의 형성 또는 건식각(dry etching)등에 대해서 내구성을 가져야 한다. 제 1 보호층(25) 및 제 2 보호층(26)의 물질로는 실리콘 계열의 화합물을 사용한다. 실리콘 계열의 화합물로 실리콘 산화막, 실리콘 질화막, 실리콘 탄화물(SiC), 비정질 실리콘, 그리고 실리콘 산화질화막을 이용할 수 있다.Note that the organic light emitting layer 24 is completely covered by the first protective layer 25 and the second protective layer 26 so as not to be exposed to the outside. It should be kept airtight and have strong adhesive strength. And it should be possible to form without damaging the organic light emitting layer 24 or the first electrode 21 of the lower layer, and must have durability against the formation of the photosensitive film pattern or dry etching (dry etching). As the material of the first protective layer 25 and the second protective layer 26, a silicon-based compound is used. As the silicon-based compound, a silicon oxide film, a silicon nitride film, silicon carbide (SiC), amorphous silicon, and a silicon oxynitride film may be used.
또한 제 1 보호층(25)과 제 2 보호층(26)은 식각 선택비가 큰 물질로 적층하고, 제 1 보호층(25)은 제 2 보호층(26) 보다는 두꺼워야 한다. 이것은 나중에 형성되는 제 1 개구부(28)와 제 2 개구부(29)를 통하여 유기 발광층(24)와 연결되는 제 2 전극(음전극층)(30)이 서로 단락되지 않도록 제 2 개구부(29) 내에 제 2 전극(30)을 위치시켜야 하기 때문이다.In addition, the first passivation layer 25 and the second passivation layer 26 should be laminated with a material having a high etching selectivity, and the first passivation layer 25 should be thicker than the second passivation layer 26. This is done in the second opening 29 so that the second electrode (negative electrode layer) 30 connected to the organic light emitting layer 24 through the first opening 28 and the second opening 29 formed later is not shorted to each other. This is because the two electrodes 30 must be positioned.
도 5e)와 같이, 나중에 형성되는 제 2 전극(30)과 유기 발광층(24)을 전기적으로 연결하기 위하여 제 2 보호층(26) 내에 개구부를 형성하여야 한다. 우선 제 2 보호층(26)을 포함하는 투명 기판(21)상에 감광막을 도포하고 노광 및 현상하여 제 1 전극(22)와 직교하며 제 2 전극(30)과 연결되는 부분이 노출되는 복수의 줄 무늬형상의 감광막 패턴(27)을 형성한다. 그리고 제 2 보호층(26) 내에 형성되는 제 1 개구부(28)의 측면은 수직에 가까워야 한다. 이는 제 2 전극(30)을 형성할 때 제 1 개구부(28)의 측면에 증착되어, 유기 발광층(24)상의 제 2 전극(30)과 제 2 보호층(26)상의 제 2 전극(30)의 단락을 방지하기 위해서다.As shown in FIG. 5E, an opening is formed in the second passivation layer 26 to electrically connect the second electrode 30 and the organic light emitting layer 24 formed later. First, a photosensitive film is coated on the transparent substrate 21 including the second protective layer 26, and then exposed and developed to expose a portion orthogonal to the first electrode 22 and a portion connected to the second electrode 30. A stripe photosensitive film pattern 27 is formed. And the side of the first opening 28 formed in the second protective layer 26 should be close to the vertical. This is deposited on the side of the first opening 28 when the second electrode 30 is formed, so that the second electrode 30 on the organic light emitting layer 24 and the second electrode 30 on the second protective layer 26 are formed. To prevent short circuit.
도 5f)와 같이, 감광막 패턴(27)을 마스크로 하여 제 2 보호층(26)을 건식각(dry etching) 또는 습식각(wet etching)을 실시하여 제 1 보호층(25)의 표면이 노출되도록 식각하여 제 1 개구부(28)을 형성한다. 제 1 개구부(28)을 형성할 때, 제 1 보호층(25)이 식각되지 않도록 주의해야 하므로 제 1 보호층(25)과 제 2 보호층(26)은 서로 식각 선택비가 다른 물질을 사용한다. 예를 들면 제 1 보호층(25)을 실리콘 산화막으로 형성하였다면 제 2 보호층(26)은 실리콘 산화막과 식각 선택비가 높은 실리콘 질화막을 사용한다.As shown in FIG. 5F, the surface of the first protective layer 25 is exposed by dry etching or wet etching the second protective layer 26 using the photoresist pattern 27 as a mask. It is etched to form a first opening 28. When forming the first opening 28, care must be taken not to etch the first passivation layer 25, so that the first passivation layer 25 and the second passivation layer 26 use materials different in etching selectivity from each other. . For example, if the first protective layer 25 is formed of a silicon oxide film, the second protective layer 26 uses a silicon oxide film and a silicon nitride film having a high etching selectivity.
도 5g)와 같이, 제 2 보호층(26)상의 감광막 패턴(27)을 제거한다. 감광막패턴(27)을 제거하는 이유는 제 1 보호층(25)을 식각하여 제 2 개구부(29)을 형성한 후 감광막 패턴(27)을 제거하면, 감광막의 잔존물질 또는 감광막을 게거하기 위한 화학적 물질이 유기 발광층(24)상에 혼입되어, 유기 발광층(24)을 열화시킬 수 있기 때문이다.As shown in FIG. 5G, the photosensitive film pattern 27 on the second protective layer 26 is removed. The reason why the photoresist layer pattern 27 is removed is that the first protective layer 25 is etched to form the second openings 29, and then the photoresist layer pattern 27 is removed to remove the residual material or the photoresist layer. This is because a substance may be mixed on the organic light emitting layer 24 to deteriorate the organic light emitting layer 24.
도 5h)와 같이, 유기 발광층(24)이 노출되는 제 2 개구부(29)을 형성하기 위해, 제 2 보호층(26)을 마스크로 이용하여 제 1 보호층(25)을 등방성 식각한다. 제 1 보호층(25)의 식각은 건식각을 사용한다. 제 1 보호층(25)을 등방성 식각하는 것은 제 2 개구부(29)의 측면이 경사면을 가지도록 하기 위해서다. 제 2 개구부(29) 측면의 경사면은 제 1 개구부(28)과 제 2 개구부(29) 내에 적층되며 유기 발광층(24)과 전기적으로 연결되는 줄 무늬 형상의 제 2 전극(30)이 서로 전기적으로 단락되지 않도록 하는 기능을 한다.As shown in FIG. 5H, the first protective layer 25 is isotropically etched using the second protective layer 26 as a mask to form the second openings 29 through which the organic light emitting layer 24 is exposed. The etching of the first protective layer 25 uses dry etching. Isotropic etching of the first protective layer 25 is such that the side surface of the second opening 29 has an inclined surface. The inclined surface of the side of the second opening 29 is stacked in the first opening 28 and the second opening 29 and the stripe-shaped second electrode 30 electrically connected to the organic light emitting layer 24 is electrically connected to each other. It prevents short circuits.
도 5i)와 같이, 제 1 전극(22)와 직교하며 유기 발광층(24)과 전기적으로 연결되는 줄 무늬 형상의 제 2 전극층(30)을 형성한다. 제 2 전극층(28)은 전기 전도도가 양호한 금속, 예를 들면 Al등을 주로 사용하며 진공증착(evaporation) 또는 스퍼터링 방법에 의해 적층한다.As illustrated in FIG. 5I, the second electrode layer 30 having a stripe shape is formed to be perpendicular to the first electrode 22 and electrically connected to the organic light emitting layer 24. The second electrode layer 28 mainly uses a metal having good electrical conductivity, such as Al, and is laminated by a vacuum evaporation or sputtering method.
이와 같은 본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자 및 그의 제조 방법은 다음과 같은 효과가 있다.Such an organic EL device and a method of manufacturing the same according to the present invention have the following effects.
유기 발광층상에 절연층으로 보호막을 적층하고 보호막내의 측면에 개구를 유기 발광층과 음전극층을 전기적으로 연결시킴으로써,By laminating a protective film on the organic light emitting layer with an insulating layer and electrically connecting the organic light emitting layer and the negative electrode layer with openings on the side surfaces of the protective film,
첫 번째 상당한 높이를 차지하는 격벽을 형성하지 않아 전체 소자의 두께를 감소시킬 수 있고,The first does not form a bulkhead, which occupies a significant height, which can reduce the thickness of the whole device,
두 번째 격벽이 형성되지 않아 공정 진행시 격벽의 파손에 의한 인접 화소의 단락 위험을 방지하며,Since the second partition is not formed, the risk of short circuit of adjacent pixels due to the breakage of the partition during the process is prevented.
세 번째 감광성 물질로 형성되는 격벽에 의한 가스 방출 또는 보호층의 봉인의 파손에 의한 소자의 불량을 방지할 수 있어 매우 안정한 특성을 가질 수 있고,It is possible to prevent the failure of the device due to the gas discharge by the partition formed of the third photosensitive material or the damage of the sealing of the protective layer can have a very stable characteristics
네 번째 개구부 상부의 수직면과 하부의 경사면에 의해 음전극층간의 단락을 방지하는 효과가 있다.The vertical surface of the fourth opening and the inclined surface of the lower portion prevent the short circuit between the negative electrode layers.
아울러 본 발명의 바람직한 실시예들은 예시의 목적을 위해 개시된 것이며, 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가등이 가능할 것이며, 이러한 수정 변경등은 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다In addition, preferred embodiments of the present invention are disclosed for the purpose of illustration, those skilled in the art will be able to various modifications, changes, additions, etc. within the spirit and scope of the present invention, these modifications and changes should be seen as belonging to the following claims. something to do
Claims (13)
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