KR20030024565A - Organic electroluminescence display 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 한층의 절연층 패턴으로 기존의 절연층과 격벽의 기능이 모두 가능한 패턴을 형성함으로써 제조 공정을 단순화하고, 개구율을 증가시켜 화면 품위를 높이고, 제조 원가를 절감시킬 수 있는 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 in particular, by forming a pattern in which a function of both the existing insulating layer and the partition wall can be formed by using a single insulating layer pattern, the manufacturing process is simplified, and the aperture ratio is increased to improve screen quality. The present invention relates to an organic electroluminescent device capable of increasing the manufacturing cost and reducing the manufacturing cost thereof, and a manufacturing method thereof.
일반적으로 유기 전계 발광 소자는 평판 디스플레이 소자 중의 하나로 기판상의 양극층(anode layer)과 음극층(cathode layer) 사이에 유기 전계 발광층을 개재하여 구성하며, 매우 얇고, 매트릭스 형태로 형성할 수 있다. 유기 전계 발광 소자는 발광형 표시 소자(emissive display)로서, 또 다른 발광형 표시 소자로서 200V이상의 높은 구동 전압을 요구하는 플라즈마 패널(PDP, plasma display panel)과는 달리 15V 이하의 낮은 전압으로 구동이 가능하여 휴대용으로 적합하고, 수광형 표시 소자(non-emissive display)인 TFT-LCD에 비하여 높은 휘도와 넓은 시야각을 가지며 약 1 ㎛의 짧은 응답속도 등의 우수한 특성을 갖는다. 특히 다른 평판 디스플레이 소자보다 우수한 유기 전계 발광 소자의 빠른 응답 속도로 인하여 동영상이 필수적인 IMT-2000용 휴대폰에 매우 적합한 소자이다.In general, an organic electroluminescent device is one of flat panel display devices, which is formed between an anode layer and a cathode layer on a substrate through an organic electroluminescent layer, and can be formed in a very thin and matrix form. The organic electroluminescent device is an emissive display, and is another emissive display, unlike a plasma display panel (PDP) that requires a high driving voltage of 200V or more. It is possible to be portable because it is possible, and has high brightness and wide viewing angle, and has excellent characteristics such as a short response speed of about 1 μm, compared to a TFT-LCD which is a non-emissive display. In particular, due to the fast response speed of the organic electroluminescent device superior to other flat panel display devices, it is a very suitable device for mobile phones for IMT-2000 where video is essential.
그러나 이와 같은 유기 전계 발광 소자는 유기 발광층 및 음극층의 경우 산소 및 수분에 매우 취약하여, 유기 전계 발광 소자의 신뢰성을 확보하기 위해서는 제조 공정 중에 외부의 공기에 대한 노출을 차단해야만 하기 때문에, 일반적으로 픽셀레이션(pixellation) 또는 패터닝(patterning) 공정에 사용하는 사진석판기술 (phtolithography)을 사용할 수 없다.However, such an organic electroluminescent device is very vulnerable to oxygen and moisture in the organic light emitting layer and the cathode layer, and in order to ensure the reliability of the organic electroluminescent device, exposure to external air during the manufacturing process is generally required. Photolithography (phtolithography) used in pixellation or patterning processes cannot be used.
따라서, 유기 전계 발광 소자의 유기물층 및 음극층의 픽셀레이션은 산소나 수분에 노출하는 마스크와 식각 공정을 포함하는 사진 석판 기술을 사용하지 않고, 쉐도우 마스크(shadow mask)를 이용한 직접 픽셀레이션(direct pixellation)법이널리 사용되고 있지만, 이 방법은 고해상도(high resolution)를 구현하기 위하여 픽셀 간의 피치(pitch) 즉 형성되는 각각의 유기물층 및 음극층 선과 선 사이의 간격이 줄어들게 되면 사용하기가 어렵다.Therefore, the pixelation of the organic material layer and the cathode layer of the organic EL device does not use photolithography including a mask and an etching process exposed to oxygen or moisture, and uses direct pixelation using a shadow mask. Although the method is widely used, this method is difficult to use when the pitch between pixels is reduced, that is, the distance between each organic layer and the cathode layer line and line to be formed is reduced to achieve high resolution.
유기 전계 발광 소자를 패터닝하는 또 다른 방법은 전기적 절연이 가능한 물질로 절연층(insulator layer) 및 격벽(separator)을 양전극층 및 기판 위에 미리 형성하고, 형성된 격벽에 의해 음전극층을 패터닝하는 방법이다.Another method of patterning an organic electroluminescent device is a method of forming an insulating layer and a separator on a positive electrode layer and a substrate in advance by using an electrically insulating material, and patterning the negative electrode layer by the formed partition wall.
상기의 절연층은 양전극층 위에 도트(dot) 형태의 개구부(open area)를 제외한 전영역에 걸쳐 형성한다. 이때 절연층은 개구부에 의해 화소(pixel)를 정의해주고, 양전극의 단부(edge)에서의 누설 전류를 억제시키고, 음전극층의 패터닝을 위해 형성되는 양전극층과 직교하는 방향의 격벽에 의한 그림자 효과(shadow effect)에 의해 적층되는 유기물층이 격벽부근에서 얇아져 음전극층이 양전극층과 경계부에서 단락(short)되는 것을 방지하도록 하는 역할을 한다.The insulating layer is formed over the positive electrode layer over the entire area except for an open area having a dot shape. In this case, the insulating layer defines a pixel by an opening, suppresses leakage current at the edge of the positive electrode, and shadows due to partition walls perpendicular to the positive electrode layer formed for patterning the negative electrode layer. The organic material layer stacked by the shadow effect is thinned near the partition wall to prevent the negative electrode layer from being shorted at the positive electrode layer and the boundary portion.
절연층 상에 형성되는 격벽은 양전극층과 직교하며 일정 간격을 두고 배열되며, 음전극층이 인접 구성 요소와 단락이 되지 않도록 오버행(overhang)구조를 가지도록 형성한다. 특히 인접하는 음전극층 라인들 간의 단락을 방지하기 위해서 일반적인 패터닝(patterning) 공정과 달리 항상 역경사(negative profile)를 유지해야 하며, 격벽이 결손 될 경우 인접 화소와 단락될 가능성도 있다.The partition wall formed on the insulating layer is orthogonal to the positive electrode layer and is arranged at regular intervals, and the negative electrode layer is formed to have an overhang structure so that the negative electrode layer is not short-circuited with adjacent components. In particular, unlike a general patterning process, a negative profile must be maintained at all times in order to prevent a short circuit between adjacent negative electrode layer lines, and if a partition wall is missing, there may be a short circuit with an adjacent pixel.
따라서 유기 전계 발광 소자의 안정적 제조를 위해서는 절연층과 격벽을 모두 필요로 하는데, 각 공정이 각각 사진석판공정이 필요하기 때문에 공정이 복잡하고, 유기 전계 발광 소자의 제조 원가가 상승된다.Therefore, both the insulating layer and the partition wall are required for the stable manufacturing of the organic electroluminescent device. Since each process requires a photolithography process, the process is complicated and the manufacturing cost of the organic electroluminescent device is increased.
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 줄무늬 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 in a stripe type on the transparent substrate 1.
도 1b)와 같이, 제 1 전극(2) 사이와 제 1 전극(2)과 직교하는 영역상에 제 1 전극(2) 상에 도트 형태의 개구부를 제외한 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 excluding a dot-shaped opening is formed on the first electrode 2 between the first electrode 2 and the region orthogonal to the first electrode 2. It is laminated on the first electrode 2 and the transparent substrate 1.
도 1c)와 같이, 제 1 전극(2)과 직교하며 도트 형태의 개구부 사이에 절연층 패턴(3)상에 격벽(4)이 형성된다. 그리고 절연층 패턴(3) 및 격벽(4)을 포함하는 제 1 전극(2)상에 적층되는 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 between the openings in the shape of orthogonal to the first electrode 2. The organic light emitting layer and the second electrode (negative electrode layer) stacked on the first electrode 2 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 양전극층(도면에 도시하지 않음)을 스퍼터링(sputtering)법을 사용하여 일정한 두께로 적층한다. 전면 증착된 양전극층상에 감광막(도면에 도시하지 않음)을 도포하고, 마스크를 이용해 노광(expose)한 후 현상(develop)하여 줄무늬 형상(stripe type)의 감광막 패턴(도면에 도시하지 않음)을 형성한다. 형성된 감광막 패턴을 이용하여 전면 증착된 양전극층을 식각(etch)하고, 감광막을 제거(strip)하면, 줄무늬 형상의 제 1 전극(2)의 패턴이 형성된다.As shown in FIG. 2A, a positive electrode layer (not shown) made of indium tin oxide (ITO) or the like is laminated on the transparent substrate 1 to a predetermined thickness by using a sputtering method. Applying a photoresist film (not shown in the figure) on the front-deposited positive electrode layer, exposing with a mask and then developing to form a stripe type photoresist pattern (not shown in the figure). do. When the positive electrode layer deposited on the entire surface is etched using the formed photoresist pattern, and the photoresist is stripped, a pattern of the stripe-shaped first electrode 2 is formed.
도 2b)와 같이, 제 1 전극(2)을 포함하는 투명 기판(1)상의 전면에 전기적으로 절연시킬 수 있는 절연층(도면에 도시하지 않음)을 적층한다. 절연층으로는 유기물 또는 무기물을 이용할 수 있다. 유기물로는 아크릴(acrylic)계, 노보락(novolac)계, 에폭시(epoxy)계 등을 포함하는 수지 및 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 제 1 전극(2) 상에 도트 형태의 개구부를 제외한 격자 형상의 절연층 패턴(3)이 제 1 전극(2)과 투명 기판(1)상에 적층된다.As shown in FIG. 2B, an insulating layer (not shown) that can be electrically insulated is laminated on the entire surface on the transparent substrate 1 including the first electrode 2. Organic or inorganic materials can be used as the insulating layer. As the organic material, a resin and a photosensitive film including acrylic, novolac, epoxy, etc. are used. As the inorganic material, silicon oxide, silicon nitride, and silicon are used. An oxynitride film (silicon oxinitride) is used. The insulating layer is patterned so that a lattice-shaped insulating layer pattern 3 is formed between the plurality of first electrodes 2 and orthogonal to the first electrode 2, except for openings in the form of dots on the first electrode 2. It is laminated on the electrode 2 and the transparent substrate 1.
도 2c)와 같이, 절연층 패턴(3)상에 전기적인 절연물질로 네가티브 타입 (negative type)의 유기 감광막(도면에 도시하지 않음)을 적층하고 패터닝을 실시하여 역경사를 가지는 격벽(4)을 형성한다 이때, 격벽(4)은 제 1 전극(2)과 직교하며 도트 형태의 개구부 사이의 절연층 패턴(3)상에 일정 간격을 두고 배열되며, 제 2 전극(6)이 인접 구성 요소와 단락이 되지 않도록 오버행(overhang)구조를 가진다. 그리고 쉐도우 마스크(도면에 도시하지 않음)를 이용하여 유기 발광층(5)과 제 2 전극(6)을 순차적으로 적층한다.As shown in FIG. 2C, a partition 4 having a reverse slope is formed by stacking and patterning an organic photoresist film (not shown) of a negative type with an electrically insulating material on the insulating layer pattern 3. In this case, the partition wall 4 is orthogonal to the first electrode 2 and arranged at regular intervals on the insulating layer pattern 3 between the openings in the form of dots, and the second electrode 6 is an adjacent component. It has an overhang structure so that it does not become a short circuit with. The organic light emitting layer 5 and the second electrode 6 are sequentially stacked using a shadow mask (not shown in the figure).
그 후, 제 2 전극(6)을 포함한 전면에 수분과 산소 등에 취약한 유기 발광층(5) 및 제 2 전극(음전극층) 등을 보호하기 위하여 금속 또는 글라스(glass) 등으로 구성되는 보호층(encapsulation layer) 또는 무기 및 유기물로 구성된 보호막층(passivation layer)을 설치하여 유기 전계 발광 소자를 외부와 차단시킨다.Thereafter, an encapsulation made of metal or glass to protect the organic light emitting layer 5 and the second electrode (negative electrode layer) and the like which are vulnerable to moisture and oxygen on the entire surface including the second electrode 6. a layer or a passivation layer made of an inorganic material and an organic material is provided to block the organic EL device 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.
도 4는 또 다른 종래 기술의 유기 전계 발광 소자의 평면도이다.4 is a plan view of another prior art organic electroluminescent device.
도 4a)와 같이, 투명 기판(1)상에 ITO(indium tin oxide) 등으로 구성되는 복수의 제 1 전극(2)이 줄무늬 형상(stripe type)으로 배열된다.As shown in FIG. 4A, a plurality of first electrodes 2 made of indium tin oxide (ITO) or the like is arranged on the transparent substrate 1 in a stripe type.
도 4b)와 같이, 투명 기판(1)과 제 1 전극(2)상의 제 1 전극(2)과 직교하는 영역상에 줄무늬 형상의 절연층 패턴(3)이 적층된다.As shown in FIG. 4B, a stripe-shaped insulating layer pattern 3 is laminated on the transparent substrate 1 and the region orthogonal to the first electrode 2 on the first electrode 2.
도 4c)와 같이, 제 1 전극(2)과 절연층 패턴(3)을 포함하는 투명 기판(1)상에 감광막(7)이 적층된다. 감광막(7)은 제 1 전극(2)을 노출시키는 개구부(open region)(8)와 절연층 패턴(3)과 동일한 방향을 가지는 절연층 패턴(3)의 중심부를 노출시킨다. 절연층 패턴(3)의 중심부는 절연층 패턴(3)의 일정 두께를 식각하여 구(trench)(9)를 형성한다. 전체적으로 감광막(7)은 제 1 전극(2)상에 개구부를 노출시켜 격자 형상으로 구성되어 있다. 그리고 개구부(8)를 포함하는 제 1 전극(2)상에 적층되는 유기 발광층, 그리고 제 2 전극(음전극층)은 도시하지 않았다.As shown in FIG. 4C, a photosensitive film 7 is laminated on the transparent substrate 1 including the first electrode 2 and the insulating layer pattern 3. The photosensitive film 7 exposes an opening region 8 exposing the first electrode 2 and a central portion of the insulating layer pattern 3 having the same direction as the insulating layer pattern 3. A central portion of the insulating layer pattern 3 is etched to form a trench 9 by etching a predetermined thickness of the insulating layer pattern 3. As a whole, the photosensitive film 7 is formed in a lattice shape by exposing an opening on the first electrode 2. The organic light emitting layer and the second electrode (negative electrode layer) stacked on the first electrode 2 including the opening 8 are not shown.
도 5는 도 4를 A-A'로 절단한 또 다른 종래 기술의 유기 전계 발광 소자 제조 방법의 공정 단면도이다.FIG. 5 is a cross-sectional view of another method of manufacturing an organic EL device according to another art taken along the line AA ′ of FIG. 4.
도 5a)와 같이, 투명 기판(1)상에 ITO(indium tin oxide) 등으로 구성되는 양전극층(도면에 도시하지 않음)을 스퍼터링(sputtering)법을 사용하여 일정한 두께로 적층한다. 양전극층 상의 전면에 감광막(도면에 도시하지 않음)을 도포하고,마스크를 사용하여 노광한 후, 현상하여 줄무늬 형상(stripe type)의 감광막 패턴(도면에 도시하지 않음)을 형성한다. 형성된 감광막 패턴을 양전극층을 식각하고 감광막을 제거(strip)하여, 줄무늬 형상의 제 1 전극(2)의 패턴을 형성한다.As shown in FIG. 5A, a positive electrode layer (not shown) made of indium tin oxide (ITO) or the like is laminated on the transparent substrate 1 to a predetermined thickness by using a sputtering method. A photosensitive film (not shown in the figure) is applied to the entire surface on the positive electrode layer, exposed using a mask, and then developed to form a stripe type photosensitive film pattern (not shown in the figure). The formed photoresist pattern is etched from the positive electrode layer and the photoresist is stripped to form a pattern of the first electrode 2 having a stripe shape.
그리고 제 1 전극(2)을 포함하는 투명 기판(1)상에 전기적으로 절연시킬 수 있는 절연층(도면에 도시하지 않음)을 적층한다. 절연층 물질로는 실리콘 산화막 (silicon oxide), 실리콘 질화막(silicon nitride), 실리콘 산화질화막(silicon oxinitride) 등을 스퍼터링법, 화학기상증착법등의 진공 증착법을 사용하여 적층한다. 전면에 증착된 절연층을 사진석판기술로 패터닝하여 복수의 제 1 전극(2)과 직교하며 일정 간격을 두고 배열되는 절연층 패턴(3)을 형성한다.Then, an insulating layer (not shown) that can be electrically insulated is laminated on the transparent substrate 1 including the first electrode 2. As the insulating layer material, a silicon oxide film, a silicon nitride film, a silicon oxynitride film, or the like is laminated using a vacuum deposition method such as sputtering or chemical vapor deposition. The insulating layer deposited on the entire surface is patterned by photolithography to form an insulating layer pattern 3 that is orthogonal to the plurality of first electrodes 2 and is arranged at regular intervals.
도 5b)와 같이, 절연층 패턴(3)상에 전기적인 절연물질로 포지티브 타입 (positive type)의 감광막(7)을 적층하고 노광 및 현상 공정을 실시하여 패터닝한다. 감광막(7)의 패턴닝에 의해 제 1 전극(2)이 노출되는 개구부(8)가 형성되고, 절연층 패턴(3)과 평행하며 절연층 패턴(3)의 중심부가 노출된다.As shown in FIG. 5B), a positive type photosensitive film 7 is laminated on the insulating layer pattern 3 with an electrical insulating material and subjected to exposure and development processes and patterning. By the patterning of the photosensitive film 7, an opening 8 through which the first electrode 2 is exposed is formed, parallel to the insulating layer pattern 3, and the center portion of the insulating layer pattern 3 is exposed.
도 5c)와 같이, 패턴이 형성된 감광막(7)을 사용하여 절연층 패턴(3)의 중심부를 일정 깊이로 식각하여 구(trench)(9)를 형성한다. 구(9)의 단면은 4각 형상으로 보이지만 대체로 사다리꼴 또는 반원주 형상이다. 그리고 구(9)의 구조물로 인접한 제 2 전극(음전극층)들 간의 단락을 방지하는 기능을 한다.As illustrated in FIG. 5C, a trench 9 is formed by etching a central portion of the insulating layer pattern 3 to a predetermined depth using the photosensitive film 7 having the pattern formed thereon. The cross section of the sphere 9 looks square but generally trapezoidal or semicircular. The structure of the sphere 9 serves to prevent short circuits between adjacent second electrodes (negative electrode layers).
계속해서 유기 발광층(도면에 도시하지 않음)과 제 2 전극(도면에 도시하지 않음)을 순차적으로 적층한다. 그 후, 제 2 전극을 포함한 전면에 유기 발광층 및 제 2 전극(음전극층)등이 수분과 산소 등에 취약한 것을 보완하기 위하여 금속 또는 글라스(glass) 등으로 구성되는 보호층(encapsulation layer) 또는 유기물 및 무기물로 구성된 보호막층(passivation layer)을 설치하여 외부와 차단시킨다.Subsequently, an organic light emitting layer (not shown) and a second electrode (not shown) are sequentially stacked. Then, an encapsulation layer or organic material composed of metal or glass, etc., to compensate for the weakness of the organic light emitting layer, the second electrode (negative electrode layer), and the like on the front surface including the second electrode, and the like; A passivation layer made of inorganic materials is installed to block the outside.
이와 같은 종래 기술의 유기 전계 발광 소자 제조 방법은 다음과 같은 문제가 있다.Such a conventional method of manufacturing an organic EL device has the following problems.
유기 전계 발광 소자의 화소를 정의하며 양전극층의 단부(edge)에서 누설전류의 발생을 억제하고, 양전극층상에 유기 발광층을 적층할 때 격벽부근에서 격벽에 의한 그림자효과(shadow effect)에 의해 유기 발광층의 두께가 얇아지게 됨으로써 양전극층과 음전극층의 경계부에서의 단락 가능성을 방지하기 위해 절연층의 패턴이 요구된다. 또한, 음전극층의 패턴닝을 위해서 격벽을 필요로 하는데, 특히 이웃하는 음전극층 패턴간의 단락을 방지하기 위해서 일정각도 이상의 역경사가 요구된다. 상기의 절연층 과 격벽공정 각각은 사진석판공정을 이용해서 패턴닝을 해야만 하기 때문에 공정이 복잡하고, 제조 원가가 높다.Define the pixel of the organic electroluminescent element, suppress the occurrence of leakage current at the edge of the positive electrode layer, and when the organic light emitting layer is laminated on the positive electrode layer, the organic light emitting layer due to the shadow effect by the partition wall near the partition wall As the thickness of the thin film becomes thinner, a pattern of the insulating layer is required to prevent a possibility of short circuit at the boundary between the positive electrode layer and the negative electrode layer. In addition, a partition wall is required for the patterning of the negative electrode layer. In particular, a reverse inclination of a predetermined angle or more is required to prevent a short circuit between adjacent negative electrode layer patterns. Each of the insulation layer and the partition wall process has to be patterned using a photolithography process, which is complicated and expensive to manufacture.
본 발명은 이와 같은 종래 기술의 유기 전계 발광 소자의 제조 방법의 문제를 해결하기 위한 것으로 한 층의 절연층으로 기존의 절연층과 격벽의 기능이 모두 가능한 패턴을 형성함으로써 제조 공정을 단순화하여 공정시간을 줄이고, 개구율을 증가시키며, 제조 원가를 절감시킬 수 있는 유기 전계 발광 소자 및 그의 제조 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.The present invention is to solve the problem of the conventional method of manufacturing an organic EL device of the prior art by forming a pattern capable of both the function of the existing insulating layer and the partition wall as a single insulating layer to simplify the manufacturing process process time SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an organic electroluminescent device and a method of manufacturing the same, which can reduce the amount, increase the aperture ratio, and reduce the manufacturing cost.
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 또 다른 종래 기술의 유기 전계 발광 소자의 평면도4 is a plan view of another conventional organic electroluminescent device
도 5는 도 4를 A-A'로 절단한 종래 기술의 유기 전계 발광 소자 제조 방법의 공정 단면도5 is a cross-sectional view of a method of manufacturing an organic light emitting device according to the related art, taken along line AA ′ of FIG. 4.
도 6은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유기 전계 발광 소자의 평면도6 is a plan view of an organic electroluminescent device according to a first embodiment of the present invention.
도 7은 도 6을 A-A'로 절단한 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유기 전계 발광 소자 제조 방법의 공정 단면도7 is a cross-sectional view of a method of manufacturing an organic EL device according to a first embodiment of the present invention, taken along line AA ′ of FIG. 6.
도 8은 도 6을 B-B'로 절단한 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유기 전계 발광 소자 제조 방법의 공정 단면도8 is a cross-sectional view of a method of manufacturing an organic light emitting diode according to a first exemplary embodiment of the present invention, taken along the line BB ′ of FIG. 6.
도 9는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 유기 전계 발광 소자의 평면도9 is a plan view of an organic electroluminescent device according to a second embodiment of the present invention.
도 10은 도 9를 A-A'로 절단한 본 발명의 제 2 실시예에 따른 유기 전계 발광 소자 제조 방법의 공정 단면도10 is a cross-sectional view of a method of manufacturing an organic EL device according to a second embodiment of the present invention, taken along line AA ′ of FIG. 9.
도 11은 도 9를 B-B'로 절단한 본 발명의 제 2 실시예에 따른 유기 전계 발광 소자 제조 방법의 공정 단면도FIG. 11 is a cross-sectional view of a method of manufacturing an organic light emitting diode according to a second exemplary embodiment of the present invention, taken along the line BB ′ in FIG. 9.
도 12는 본 발명의 제 1 실시예 및 제 2 실시예에 따른 유기 전계 발광 소자의 제조 방법에 사용하는 노광 마스크의 평면도이다.12 is a plan view of an exposure mask used in the method of manufacturing the organic electroluminescent device according to the first and second embodiments of the present invention.
도 13은 본 발명의 제 1 실시예 및 제 2 실시예에 따른 유기 전계 발광 소자를 제조 방법에 사용하는 쉐도우 마스크(shadow mask)의 평면도이다.FIG. 13 is a plan view of a shadow mask using the organic electroluminescent device according to the first and second embodiments of the present invention in a manufacturing method. FIG.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for the main parts of the drawings
21, 41 : 투명 기판 22, 42 : 제 1 전극21, 41: transparent substrate 22, 42: first electrode
23, 43 : 절연층 패턴 24, 44 : 하프톤 패턴23, 43: insulation layer pattern 24, 44: halftone pattern
25, 45 : 개구부 26, 46 : 구25, 45 opening 26, 46
27, 47 : 유기 발광층 28, 48 : 제 2 전극27, 47: organic light emitting layer 28, 48: second electrode
49 : 제 1 쉐도우 마스크 50 : 제 2 쉐도우 마스크49: first shadow mask 50: second shadow mask
52, 53, 59, 61 : 차폐 영역 51, 55 : 투광 영역52, 53, 59, 61: shielding area 51, 55: light transmitting area
54 : 하프톤 영역 60, 62 : 증착물 투과 영역54: halftone region 60, 62: deposit transmission region
이와 같은 목적은 다음과 같은 구성에 의해 달성된다.This object is achieved by the following configuration.
(1) 본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자는 투명 기판상의 줄무늬 형상의 복수의 제 1 전극; 상기 투명 기판과 상기 복수의 제 1 전극 상에 적층되며 상기 복수의 제 1 전극과 직교하는 영역상의 절연층 패턴; 상기 절연층 패턴 사이와 상기 복수의 제 1 전극 사이의 상기 투명 기판 상에 적층되는 절연물질의 하프톤 패턴; 상기 복수의 제 1 전극상의 복수의 유기 발광층; 상기 복수의 유기 발광층상의 복수의 제 2 전극을 포함하는 것을 특징으로 한다.(1) The organic electroluminescent device according to the present invention comprises: a plurality of first electrodes of stripe shape on a transparent substrate; An insulating layer pattern stacked on the transparent substrate and the plurality of first electrodes and on an area perpendicular to the plurality of first electrodes; A halftone pattern of an insulating material stacked on the transparent substrate between the insulating layer patterns and the plurality of first electrodes; A plurality of organic light emitting layers on the plurality of first electrodes; And a plurality of second electrodes on the plurality of organic light emitting layers.
(2) 상기 (1)과 같은 유기 전계 발광 소자에 있어서, 상기 복수의 제 1 전극에 수직한 상기 절연층 패턴의 상층 중심부에 상기 복수의 제 1 전극과 수직하게 달리는 구(trench)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.(2) The organic electroluminescent device as described in (1), further comprising a trench running perpendicular to the plurality of first electrodes at the center of the upper layer of the insulating layer pattern perpendicular to the plurality of first electrodes. Characterized in that.
(3) 상기 (2)와 같은 유기 전계 발광 소자에 있어서, 상기 절연층 패턴의 상층 중심부에 형성되는 구(trench)의 측면은 오버행(overhang) 또는 역경사 구조를 가지는 것을 특징으로 한다.(3) In the organic electroluminescent device as described in (2), the side of the trench formed in the upper center portion of the insulating layer pattern has an overhang or reverse slope structure.
(4) 상기 (1)와 같은 유기 전계 발광 소자에 있어서, 상기 절연층 패턴은 전기적으로 절연 특성을 가진 감광 물질을 사용하는 것을 특징으로 한다.(4) The organic electroluminescent device as described in (1), wherein the insulating layer pattern is characterized by using a photosensitive material having electrical insulating properties.
(5) 상기 (1)과 같은 유기 전계 발광 소자에 있어서, 상기 복수의 제 1 전극과 평행하는 상기 하프톤 패턴은 상기 복수의 제 1 전극에 직교하는 상기 절연층 패턴보다 낮은 두께인 것을 특징으로 한다.(5) The organic electroluminescent device as described in (1), wherein the halftone pattern parallel to the plurality of first electrodes is lower than the insulating layer pattern orthogonal to the plurality of first electrodes. do.
(6) 상기 (5)와 같은 유기 전계 발광 소자에 있어서, 상기 복수의 제 1 전극과 직교하는 상기 절연층 패턴은 3 ∼ 5 ㎛이고, 상기 복수의 제 1 전극에 평행하는 상기 하프톤 패턴은 약 2 ㎛이하인 것을 특징으로 한다.(6) In the organic electroluminescent element as described in (5), the insulating layer pattern orthogonal to the plurality of first electrodes is 3 to 5 탆, and the halftone pattern parallel to the plurality of first electrodes is It is characterized by less than about 2 ㎛.
(7) 상기 (2)와 같은 유기 전계 발광 소자에 있어서, 상기 구(trench)의 깊이는 상기 유기 발광층과 상기 제 2 전극의 합친 두께의 2배 이상이며, 구(trench) 하단에는 0.5 ㎛ 이상의 절연층이 잔류하는 것을 특징으로 한다.(7) In the organic electroluminescent device as described in (2), the depth of the trench is at least two times the combined thickness of the organic light emitting layer and the second electrode, and at the bottom of the trench is 0.5 µm or more. An insulating layer remains.
(8) 상기 (2)와 같은 유기 전계 발광 소자에 있어서, 상기 구(trench)의 깊이는 약 2 ㎛ 정도인 것을 특징으로 한다.(8) In the organic electroluminescent device as described in (2), the depth of the trench is about 2 µm.
(9) 본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자는 투명 기판상의 줄무늬 형상의 복수의 제 1 전극; 상기 투명 기판과 상기 제 1 전극 상에 적층되며 상기 복수의 제 1 전극에 직교하는 영역상의 제 1 절연층 패턴; 상기 투명 기판과 상기 복수의 제 1 전극 상에 적층되며, 상기 제 1 절연층 패턴의 두께보다 낮게 형성되는 상기 복수의 제 1 전극과 평행하는 영역상의 제 2 절연층 패턴; 상기 복수의 제 1 전극상의 복수의 유기 발광층; 상기 복수의 유기 발광층상의 복수의 제 2 전극을 포함하는 것을 특징으로 한다.(9) The organic electroluminescent device according to the present invention comprises: a plurality of first electrodes of stripe shape on a transparent substrate; A first insulating layer pattern stacked on the transparent substrate and the first electrode and on a region orthogonal to the plurality of first electrodes; A second insulating layer pattern stacked on the transparent substrate and the plurality of first electrodes and parallel to the plurality of first electrodes formed to be lower than a thickness of the first insulating layer pattern; A plurality of organic light emitting layers on the plurality of first electrodes; And a plurality of second electrodes on the plurality of organic light emitting layers.
(10) 본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자는 투명 기판상의 줄무늬 형상의 복수의 제 1 전극; 상기 투명 기판과 상기 복수의 제 1 전극 상에 적층되며 상기 복수의 제 1 전극과 직교하는 영역과 상기 복수의 제 1 전극 사이의 상기 투명 기판 상에 적층되는 격자 형상의 절연층 패턴; 상기 복수의 제 1 전극에 수직한 상기 절연층 패턴의 상층 중심부에 상기 복수의 제 1 전극과 수직하게 달리는 구 (trench): 상기 복수의 제 1 전극상의 복수의 유기 발광층; 상기 복수의 유기 발광층상의 복수의 제 2 전극을 포함하는 것을 특징으로 한다.(10) The organic electroluminescent device according to the present invention comprises: a plurality of first electrodes of stripe shape on a transparent substrate; A lattice-shaped insulating layer pattern stacked on the transparent substrate and the plurality of first electrodes and stacked on the transparent substrate between a region orthogonal to the plurality of first electrodes and the plurality of first electrodes; A trench running perpendicular to the plurality of first electrodes at a central portion of the insulating layer pattern perpendicular to the plurality of first electrodes: a plurality of organic light emitting layers on the plurality of first electrodes; And a plurality of second electrodes on the plurality of organic light emitting layers.
(11) 본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자의 제조 방법은 투명 기판상에 줄무늬 형상의 복수의 제 1 전극을 형성하는 단계; 상기 복수의 제 1 전극과 직교하는 제 1 영역과 상기 복수의 제 1 전극과 평행하는 제 2 영역 상에 절연층 패턴을 적층하되, 상기 제 2 영역 상에는 하프톤 패턴을 형성하는 단계; 상기 복수의 제 1 전극 상에 복수의 유기 발광층을 형성하는 단계; 상기 복수의 유기 발광층 상에 복수의 제 2 전극을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.(11) A method of manufacturing an organic electroluminescent device according to the present invention comprises the steps of: forming a plurality of streaked first electrodes on a transparent substrate; Stacking an insulating layer pattern on a first region perpendicular to the plurality of first electrodes and a second region parallel to the plurality of first electrodes, and forming a halftone pattern on the second region; Forming a plurality of organic light emitting layers on the plurality of first electrodes; And forming a plurality of second electrodes on the plurality of organic light emitting layers.
(12) 상기 (11)과 같은 유기 전계 발광 소자의 제조 방법에 있어서, 상기 하프톤 패턴을 형성하기 위해 사용하는 마스크의 하프톤 영역은 슬릿 형상, 격자 형상, 그리고 골(chevron) 형상 중 하나를 선택하여 사용하는 것을 특징으로 한다.(12) In the method of manufacturing an organic electroluminescent element as in (11), the halftone region of the mask used to form the halftone pattern is one of a slit shape, a lattice shape, and a chevron shape. It is characterized by using it.
(13) 상기 (11)과 같은 유기 전계 발광 소자의 제조 방법에 있어서, 상기 하프톤 패턴을 형성하기 위해 사용하는 마스크의 하프톤 영역은 투과율이 낮은 반투과 물질로 패턴을 형성하는 것을 특징으로 한다.(13) The method of manufacturing an organic electroluminescent device as described in (11), wherein the halftone region of the mask used to form the halftone pattern is formed of a semi-transmissive material having a low transmittance. .
(14) 상기 (11)과 같은 유기 전계 발광 소자의 제조 방법에 있어서, 상기 복수의 제 1 전극과 직교하는 상기 절연층 패턴의 상층 중심부에 상기 복수의 제 1 전극과 수직하게 달리는 구(trench)를 형성하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.(14) A method of manufacturing an organic electroluminescent element as in (11), wherein a trench running perpendicular to the plurality of first electrodes at a central portion of an upper layer of the insulating layer pattern orthogonal to the plurality of first electrodes. It characterized in that it further comprises forming.
(15) 상기 (14)와 같은 유기 전계 발광 소자의 제조 방법에 있어서, 상기 구 (trench)의 측면은 오버행(overhang) 또는 역경사 구조를 가지는 것을 특징으로 한다.(15) The method of manufacturing an organic electroluminescent element as in (14), wherein the side surfaces of the trench have an overhang or reverse slope structure.
(16) 상기 (15)과 같은 유기 전계 발광 소자의 제조 방법에 있어서, 상기 구(trench)를 형성하는 마스크(mask)의 패턴은 노말톤(normal tone) 형태 또는 하프톤(half tone)형태를 가지는 것을 특징으로 한다.(16) In the method of manufacturing an organic electroluminescent element as in (15), the pattern of a mask forming the trench has a normal tone shape or a half tone shape. It is characterized by having.
(17) 상기 (11)과 같은 유기 전계 발광 소자의 제조 방법에 있어서, 상기 절연층 패턴을 제 1 쉐도우 마스크의 지지대로 사용하여 상기 복수의 제 1 전극상에 상기 복수의 유기 발광층을 형성하는 단계; 상기 절연층 패턴을 제 2 쉐도우 마스크의 지지대로 사용하여 상기 복수의 유기 발광층상에 상기 복수의 제 2 전극을 사용하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.(17) A method of manufacturing an organic electroluminescent device as described in (11), wherein forming the plurality of organic light emitting layers on the plurality of first electrodes by using the insulating layer pattern as a support of a first shadow mask. ; The method may further include using the plurality of second electrodes on the plurality of organic light emitting layers by using the insulating layer pattern as a support of the second shadow mask.
(18) 상기 (17)과 같은 유기 전계 발광 소자의 제조 방법에 있어서, 상기 제 1 쉐도우 마스크 및 상기 제 2 쉐도우 마스크는 소자 영역이 오픈(open)된 구조를 사용하는 것을 특징으로 한다.(18) The method of manufacturing an organic electroluminescent device as described in (17), wherein the first shadow mask and the second shadow mask use a structure in which an element region is open.
(19) 상기 (17)과 같은 유기 전계 발광 소자의 제조 방법에 있어서, 상기 제 1 쉐도우 마스크 및 상기 제 2 쉐도우 마스크는 복수의 줄무늬 형상의 패턴을 가지는 것을 특징으로 한다.(19) The method for manufacturing an organic electroluminescent element as in (17), wherein the first shadow mask and the second shadow mask have a plurality of striped patterns.
(20) 상기 (19)과 같은 유기 전계 발광 소자의 제조 방법에 있어서, 상기 제 1 쉐도우 마스크 및 상기 제 2 쉐도우 마스크의 상기 복수의 줄무늬 형상의 패턴은 상기 복수의 제 1 전극과 직교하는 상기 절연층 패턴과 대응되는 것을 특징으로 한다.(20) The method of manufacturing an organic electroluminescent element as in (19), wherein the plurality of striped patterns of the first shadow mask and the second shadow mask are orthogonal to the plurality of first electrodes. It is characterized by corresponding to the layer pattern.
(21) 상기 (11)와 같은 유기 전계 발광 소자의 제조 방법에 있어서, 상기 절연층 패턴을 형성하는 단계는 상기 복수의 제 1 전극을 포함하는 투명 기판상에 전기적으로 절연 특성을 가지는 감광막을 도포하는 단계; 제 1 마스크로 상기 감광막을 노광 및 현상하여, 상기 제 1 영역과 상기 제 2 영역상에 감광막 패턴을 형성하는 단계; 제 2 마스크로 상기 감광막 패턴을 노광하고 상기 감광막 패턴을 상반전시킨 후 현상하여 상기 제 1 영역의 감광막 패턴의 상층 중심부에 상기 제 1 전극과 수직하게 달리는 구(trench)를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.(21) In the method of manufacturing an organic electroluminescent element as in (11), the forming of the insulating layer pattern includes applying a photosensitive film having electrical insulating properties on a transparent substrate including the plurality of first electrodes. Doing; Exposing and developing the photoresist film with a first mask to form a photoresist pattern on the first region and the second region; Exposing the photoresist pattern with a second mask, inverting the photoresist pattern, and developing the photoresist pattern, thereby forming a trench running perpendicular to the first electrode at the center of the upper layer of the photoresist pattern of the first region. It is characterized by.
(22) 상기 (21)와 같은 유기 전계 발광 소자의 제조 방법에 있어서, 상기 감광막은 110℃ 이상의 온도로 열을 가한 후 전면 노광(flood exposure)하면 포지티브에서 네가티브로 특성이 변환되는 것을 특징으로 한다.(22) The method of manufacturing an organic electroluminescent device as described in (21), wherein the photosensitive film is characterized by converting positive to negative characteristics when the surface is exposed to heat after being heated to a temperature of 110 ° C. or higher. .
(23) 상기 (21)와 같은 유기 전계 발광 소자의 제조 방법에 있어서, 상기 감광막을 도포한 후 100℃에서 60초 정도 프리베이크(pre bake)를 실시하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.(23) The method of manufacturing an organic electroluminescent device as described in (21), further comprising the step of prebaking at 100 ° C. for about 60 seconds after applying the photosensitive film.
(24) 상기 (21)와 같은 유기 전계 발광 소자의 제조 방법에 있어서, 상기 감광막 패턴을 노광 후 120℃에서 140초 정도의 베이크(reversal bake) 공정을 실시하고 전면 노광(flood exposure)하여 상반전시키는 것을 특징으로 한다.(24) In the method of manufacturing an organic electroluminescent element as in (21), the photosensitive film pattern is subjected to a baking process for about 140 seconds at 120 ° C. after exposure, followed by full exposure and phase inversion. It is characterized by.
(25) 본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자의 제조 방법은 투명 기판상에 줄무늬 형상의 복수의 제 1 전극을 형성하는 단계; 상기 복수의 제 1 전극을 포함하는 상기 투명 기판상에 절연층 패턴을, 상기 복수의 제 1 전극과 직교하는 제 1 영역과 상기 복수의 제 1 전극과 평행하는 제 2 영역 상에 적층하며, 상기 제 2 영역상의 상기 절연층 패턴은 상기 제 1 영역상의 절연층 패턴보다 두께가 낮도록 형성하는 단계, 상기 복수의 제 1 전극상에 복수의 유기 발광층을 형성하는 단계; 상기 복수의 발광층상의 복수의 제 2 전극을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.(25) A method of manufacturing an organic electroluminescent device according to the present invention comprises the steps of: forming a plurality of stripes-shaped first electrodes on a transparent substrate; An insulating layer pattern is laminated on the transparent substrate including the plurality of first electrodes on a first region orthogonal to the plurality of first electrodes and a second region parallel to the plurality of first electrodes, and Forming the insulating layer pattern on the second region to have a lower thickness than the insulating layer pattern on the first region, and forming a plurality of organic light emitting layers on the plurality of first electrodes; And forming a plurality of second electrodes on the plurality of light emitting layers.
(26) 상기 (25)와 같은 유기 전계 발광 소자의 제조 방법에 있어서, 상기 제 2 영역의 상기 절연층 패턴은 노광 마스크내의 하프톤 패턴에 의해 노광량을 조절하여 상층의 일부분이 현상되어 제거되고 하층의 일부분이 잔류하여 선택적으로 낮은 두께를 갖도록 형성되는 것을 특징으로 한다.(26) The method of manufacturing an organic electroluminescent element as in (25), wherein the insulating layer pattern of the second region is controlled by the exposure amount by the halftone pattern in the exposure mask, and a part of the upper layer is developed and removed, and the lower layer is A portion of the remaining is characterized in that it is formed to have a selectively low thickness.
(27) 상기 (25)와 같은 유기 전계 발광 소자의 제조 방법에 있어서, 상기 제 1 영역상의 상기 절연층 패턴을 제 1 쉐도우 마스크의 지지대로 사용하여 상기 복수의 제 1 전극상에 상기 복수의 유기 발광층을 형성하는 단계; 상기 제 1 영역상의 상기 절연층 패턴을 제 2 쉐도우 마스크의 지지대로 사용하여 상기 복수의 유기 발광층상에 상기 복수의 제 2 전극을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.(27) The method of manufacturing an organic electroluminescent element as in (25), wherein the plurality of organic layers are formed on the plurality of first electrodes by using the insulating layer pattern on the first region as a support of a first shadow mask. Forming a light emitting layer; The method may further include forming the plurality of second electrodes on the plurality of organic light emitting layers by using the insulating layer pattern on the first region as a support of the second shadow mask.
(28) 본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자의 제조 방법은 투명 기판상에 줄무늬 형상의 복수의 제 1 전극을 형성하는 단계; 상기 복수의 제 1 전극과 직교하는 제 1 영역과 상기 복수의 제 1 전극과 평행하는 제 2 영역상에 절연층 패턴을 적층하되, 상기 제 2 영역 상에는 하프톤 패턴을 가지도록 형성하는 단계; 상기 제 1 영역상의 상기 절연층 패턴을 제 1 쉐도우 마스크의 지지대로 사용하여 상기 복수의 제 1 전극상에 복수의 유기 발광층을 형성하는 단계; 상기 제 1 영역상의 상기 절연층 패턴을 제 2 쉐도우 마스크의 지지대로 사용하여 상기 복수의 유기 발광층상에 복수의 제 2 전극을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.(28) A method of manufacturing an organic electroluminescent device according to the present invention comprises the steps of: forming a plurality of stripes-shaped first electrodes on a transparent substrate; Stacking an insulating layer pattern on a first region orthogonal to the plurality of first electrodes and a second region parallel to the plurality of first electrodes, and having a halftone pattern on the second region; Forming a plurality of organic light emitting layers on the plurality of first electrodes using the insulating layer pattern on the first region as a support of a first shadow mask; And forming a plurality of second electrodes on the plurality of organic light emitting layers by using the insulating layer pattern on the first region as a support of a second shadow mask.
(29) 상기 (28)과 같은 유기 전계 발광 소자의 제조 방법에 있어서, 상기 복수의 제 1 전극과 직교하는 상기 절연층 패턴의 상층 중심부에 상기 복수의 제 1전극과 수직하게 달리는 구(trench)를 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.(29) A method of manufacturing an organic electroluminescent element as in (28), wherein a trench running perpendicular to the plurality of first electrodes at a central portion of an upper layer of the insulating layer pattern orthogonal to the plurality of first electrodes. It characterized in that it further comprises the step of forming.
(30) 상기 (29)와 같은 유기 전계 발광 소자의 제조 방법에 있어서, 상기 절연층 패턴의 상층 중심부에 형성되는 구(trench)는 역경사 형상을 가지며, 상기 절연층 패턴은 상 반전(image reversal) 특성을 갖는 감광제를 사용하는 것을 특징으로 한다.(30) In the method of manufacturing an organic electroluminescent element as in (29), the trenches formed in the center of the upper layer of the insulating layer pattern have a reverse inclination shape, and the insulating layer pattern is image reversal. It is characterized by using a photosensitive agent having a) characteristic.
(31) 상기 (30)와 같은 유기 전계 발광 소자에 있어서, 상기 구(trench)를 형성하는 마스크(mask)의 패턴은 노말톤(normal tone) 형태 또는 하프톤(half tone)형태를 가지는 것을 특징으로 한다.(31) The organic electroluminescent device as in (30), wherein the pattern of the mask forming the trench has a normal tone shape or a half tone shape. It is done.
(32) 본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자의 제조 방법은 투명 기판상의 줄무늬 형상의 복수의 제 1 전극을 형성하는 단계; 상기 투명 기판과 상기 복수의 제 1 전극 상에 적층되며 상기 복수의 제 1 전극과 직교하는 영역과 상기 복수의 제 1 전극 사이의 상기 투명 기판 상에 적층되는 격자 형상의 절연층 패턴을 형성하는 단계; 상기 복수의 제 1 전극에 수직한 상기 절연층 패턴의 상층 중심부에 상기 복수의 제 1 전극과 수직하게 달리는 구(trench)를 형성하는 단계: 상기 복수의 제 1 전극상의 복수의 유기 발광층을 형성하는 단계; 상기 복수의 유기 발광층상의 복수의 제 2 전극을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.(32) A method of manufacturing an organic electroluminescent device according to the present invention comprises the steps of: forming a plurality of first electrodes of stripe shape on a transparent substrate; Forming a lattice-shaped insulating layer pattern stacked on the transparent substrate and the plurality of first electrodes and laminated on the transparent substrate between a region orthogonal to the plurality of first electrodes and the plurality of first electrodes. ; Forming a trench that runs perpendicular to the plurality of first electrodes at a central portion of the insulating layer pattern perpendicular to the plurality of first electrodes: forming a plurality of organic emission layers on the plurality of first electrodes step; And forming a plurality of second electrodes on the plurality of organic light emitting layers.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유기 전계 발광 소자 제조 방법에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a method of manufacturing an organic EL device according to a first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 6은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유기 전계 발광 소자의 평면도이다.6 is a plan view of an organic EL device according to a first embodiment of the present invention.
도 6a)와 같이, 도 12a)의 노광 마스크를 이용하여 투명 기판(21)상에 ITO(indium tin oxide) 등으로 구성되는 복수의 제 1 전극(22)이 줄무늬 형상 (stripe type)으로 배열된다.As shown in FIG. 6A, a plurality of first electrodes 22 made of indium tin oxide (ITO) or the like are arranged on the transparent substrate 21 using the exposure mask of FIG. 12A) in a stripe type. .
도 6b)와 같이, 도 12b)의 하프톤 노광 마스크를 이용하여 복수의 제 1 전극 (22) 사이와 복수의 제 1 전극(22)과 직교하는 영역의 절연층 패턴(23)이 제 1 전극(22)과 투명 기판(21)상에 형성하여, 복수의 제 1 전극(22)상에 화소가 형성되는 영역을 노출시키는 개구부(25)가 형성된다. 화소가 형성되는 개구부(25)가 노출된 절연층 패턴(23)은 격자 형상이다.As shown in FIG. 6B), the insulating layer pattern 23 in the region between the plurality of first electrodes 22 and orthogonal to the plurality of first electrodes 22 is formed using the halftone exposure mask of FIG. 12B). Openings 25 are formed on the 22 and the transparent substrate 21 to expose regions where pixels are formed on the plurality of first electrodes 22. The insulating layer pattern 23 in which the openings 25 in which the pixels are formed is exposed is in a lattice shape.
그리고 복수의 제 1 전극(22)과 평행한 방향으로 형성된 절연층 패턴(23)은 하프톤 패턴(half tone pattern)(24)으로 형성된다. 하프톤 패턴(24)은 복수의 제 1 전극(22)과 수직한 방향의 노말톤(normal tone)의 노광 마스크를 사용하는 절연층 패턴(23) 보다는 낮은 두께를 가진다.The insulating layer pattern 23 formed in a direction parallel to the plurality of first electrodes 22 is formed of a half tone pattern 24. The halftone pattern 24 has a lower thickness than the insulating layer pattern 23 using an exposure mask of normal tone in a direction perpendicular to the plurality of first electrodes 22.
상기와 같이 하프톤 패턴(24)를 형성하는 이유는 복수의 제1전극의 단부 (edge)에서의 발생하는 누설 전류를 억제하고, 복수의 제 1 전극(22)에 대해 직교하는 방향으로 형성되는 제 2 전극이 감광막의 단부와 제 1 전극(22)의 경계부에서 제 2 전극을 증착할 때, 막 두께가 얇아져 단절이 발생할 가능성을 배제하기 위함이다.The reason for forming the halftone pattern 24 as described above is that the leakage current generated at the edges of the plurality of first electrodes is suppressed and is formed in a direction orthogonal to the plurality of first electrodes 22. When the second electrode deposits the second electrode at the edge of the photosensitive film and the boundary of the first electrode 22, the film thickness is thinned to exclude the possibility of breakage.
도 6c)와 같이, 도 12c)의 노말톤(normal tone) 노광 마스크나 바람직하게는 하프톤(half tone) 노광 마스크를 사용하여 복수의 제 1 전극(22)과 직교하는 방향으로 적층된 절연층 패턴(23)의 중심부에 구(trench)(26)를 형성하는데 현상 후에감광막의 일정 부분을 남긴다. 여기서 노말톤(normal tone) 노광 마스크를 사용할 경우는 현상하는 시간을 조절하여 감광막의 일정 부분을 남기도록 한다.6C), an insulating layer laminated in the direction orthogonal to the plurality of first electrodes 22 using the normal tone exposure mask or preferably halftone exposure mask of FIG. 12C). A trench 26 is formed in the center of the pattern 23, but after development, a portion of the photoresist film is left. In the case of using a normal tone exposure mask, the developing time is controlled to leave a portion of the photoresist film.
구(26)는 상호 인접한 제 2 전극의 단락을 방지하는 기능을 한다. 여기서 개구부(25)를 포함하는 제 1 전극(22)상에 적층되는 유기 발광층, 그리고 제 2 전극 (음전극층)은 도시하지 않았다.The sphere 26 functions to prevent shorting of the mutually adjacent second electrodes. Here, the organic light emitting layer and the second electrode (negative electrode layer) stacked on the first electrode 22 including the opening 25 are not shown.
도 7은 도 6을 A-A'로 절단한 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유기 전계 발광 소자 제조 방법의 공정 단면도이다.FIG. 7 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. 6.
절단선이 개구부(25)를 지나기 때문에 도 7b) 및 도 7c)와 같은 단면도에서 개구(25) 영역에서 하프톤 패턴(24)은 나타나지 않는다.Since the cutting line passes through the opening 25, the halftone pattern 24 does not appear in the opening 25 region in the cross-sectional view as shown in FIGS. 7B and 7C.
도 7a)와 같이, 투명 기판(21)을 준비한다. 본 발명에서 투명 기판(21)으로 글라스, 석영, 플라스틱등의 기판을 이용한다. 투명 기판(21)상에 ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide or IXO) 등의 양전극층을 1,000 ~ 3,000 Å 두께로 적층한다. 양전극층의 면저항(sheet resistance)은 10 Ω/□이하가 되도록 한다.As shown in FIG. 7A, a transparent substrate 21 is prepared. In the present invention, a substrate made of glass, quartz, plastic, or the like is used as the transparent substrate 21. A positive electrode layer such as indium tin oxide (ITO) or indium zinc oxide or IXO (IZO) is laminated on the transparent substrate 21 to a thickness of 1,000 to 3,000 Å. Sheet resistance of the positive electrode layer is set to 10 Ω / □ or less.
양전극 층은 세정한 투명 기판(21)상에 스퍼터링(sputtering), 화학기상증착법등의 진공증착법을 사용하여 적층한다. 양전극층 상에 감광막(도면에 도시하지 않음)을 도포하고, 양전극 패턴 마스크를 사용해 노광한 후, 현상하여 줄무늬 형상(stripe type)의 감광막 패턴(도면에 도시하지 않음)을 형성하고, 감광막 패턴을 이용해 양전극층을 식각하고 감광막을 제거(strip)하면, 줄무늬 형상의 제 1 전극(22)이 형성된다.The positive electrode layer is laminated on the cleaned transparent substrate 21 using vacuum deposition such as sputtering and chemical vapor deposition. A photoresist film (not shown) is applied on the positive electrode layer, exposed using a positive electrode pattern mask, and then developed to form a stripe type photoresist pattern (not shown), and the photoresist pattern is formed. When the positive electrode layer is etched to remove the photoresist film, the first electrode 22 having a stripe shape is formed.
도 7b)와 같이, 제 1 전극(22)의 단부(edge)에서 누설 전류(leak current)를억제하고 제 1 전극(22)과 나중에 형성되는 제 2 전극(28)과의 단락 가능성을 방지하며 제 2 전극(28)과 이웃하는 다른 패턴 간의 단락을 방지하기 위하여 절연층 형성 공정을 진행한다. 본 발명에서는 제 1 전극(22)과 나중에 형성되는 제 2 전극 (28)과의 전기적 연결을 방지하기 위하여 전기적으로 절연특성을 가지는 감광막(도면에 도시하지 않음)을 사용한다.As shown in FIG. 7B, the leakage current at the edge of the first electrode 22 is suppressed and the possibility of a short circuit between the first electrode 22 and the second electrode 28 formed later is prevented. In order to prevent a short circuit between the second electrode 28 and another neighboring pattern, an insulating layer forming process is performed. In the present invention, a photosensitive film (not shown) having an electrically insulating property is used to prevent electrical connection between the first electrode 22 and the second electrode 28 formed later.
상 반전(image reversal) 특성을 가지는 감광막을 제 1 전극(22)이 형성된 투명 기판(21)상에 도포한다. 감광막의 두께는 1 ~ 5 ㎛ 정도이고, 바람직하게는 3 ~ 5 ㎛ 정도를 사용한다. 감광막으로는 AZ 5214E를 사용한다. 이 감광막은 기본적으로 포지티브(positive) 감광 물질의 성질을 가지고 있지만, 도포된 감광막을 일정한 온도, 일반적으로 110℃ 이상으로 열을 가한 후 전면 노광(flood exposure)을 하면 네가티브(negative) 감광 물질의 성질로 전환되는 특성을 가진다.A photosensitive film having an image reversal characteristic is applied onto the transparent substrate 21 on which the first electrode 22 is formed. The thickness of the photosensitive film is about 1-5 micrometers, Preferably about 3-5 micrometers is used. AZ 5214E is used as the photoresist. The photoresist film is basically a positive photoresist material, but when the applied photoresist is heated to a constant temperature, generally 110 ° C. or more, the surface exposure is followed by negative photoresist properties. Has the property of being converted to
감광막 도포한 후, 100 ℃에서 60초 정도 프리베이크(prebake)를 실시하여 감광막을 건조시키고, 도 12b)와 같은 하프톤 노광 마스크를 사용하여 절연층 패턴 (23)을 형성한다. 이 때 도 6b)와 같이 복수의 제 1 전극(22)과 평행한 방향의 절연층 패턴(23)은 하프톤 패턴(half tone pattern)(24)이며 일정 간격을 두고 존재하도록 선택적으로 형성한다. 하프톤 패턴(half tone pattern)(24)은 절연층 패턴 (23)의 다른 부분 보다는 낮은 두께로 형성되는데, 약 2 ㎛ 이하가 적당하다. 하프톤 패턴(half tone pattern)(24)의 두께는 도 12b)와 같은 하프톤 노광 마스크에 묘사되어 있는 하프톤 영역의 개구율을 조정하여 두께를 조절할 수 있다.After application of the photoresist film, the photoresist film is dried by prebaking at 100 ° C. for about 60 seconds to form an insulating layer pattern 23 using a halftone exposure mask as shown in FIG. 12B). In this case, as shown in FIG. 6B, the insulating layer pattern 23 in a direction parallel to the plurality of first electrodes 22 is a half tone pattern 24 and is selectively formed to exist at a predetermined interval. The half tone pattern 24 is formed to a lower thickness than the other parts of the insulating layer pattern 23, and about 2 mu m or less is appropriate. The thickness of the halftone pattern 24 can be adjusted by adjusting the aperture ratio of the halftone region depicted in the halftone exposure mask as in FIG. 12B).
제 1 전극(22)과 평행한 방향의 절연층은 하프톤 패턴(half tonepattern)(24)으로 형성하여 감광막의 두께를 낮춘다. 그 이유는 복수의 제 1 전극 (22)에 대해 직교하는 방향으로 형성되는 제 2 전극(28)이 감광막의 단부와 제 1 전극(22)의 경계부에서 제 2 전극(28)의 증착시 막두께가 얇아져 단절이 발생할 가능성을 배제하기 위함이다. 노광이 끝나면 현상을 실시하여 절연층 패턴(23)을 구현한다.The insulating layer in the direction parallel to the first electrode 22 is formed by a half tone pattern 24 to lower the thickness of the photosensitive film. The reason is that the film thickness of the second electrode 28 formed in the direction orthogonal to the plurality of first electrodes 22 when the second electrode 28 is deposited at the edge of the photosensitive film and the boundary between the first electrode 22. This is to rule out the possibility of breakage due to thinning. After the exposure is completed, development is performed to implement the insulating layer pattern 23.
도 7c)와 같이, 현상 공정이 완료되고 나서 투명 기판(21)을 에어 나이프 (air knife) 또는 스핀 드라이(spin dry)와 같은 100 ℃ 미만의 건조 공정을 진행하고, 도 12c)와 같은 제 2 전극 분리용 구 형성 마스크를 이용하여 두 번째 노광공정을 실시한다. 노광이 끝나면 120℃에서 140 초 정도 베이크(reversal bake)를 실시하고 전면 노광(flood exposure)을 실시하여 감광막의 특성을 변화시킨다. 상반전을 위한 노광 후 베이크(reversal bake)와 전면 노광(flood exposure)을 실시하였기 때문에, 감광막은 노광 부분이 잔류하고 비노광 부분이 현상되는 성질로 변한다.As shown in FIG. 7C, after the development process is completed, the transparent substrate 21 is subjected to a drying process of less than 100 ° C., such as an air knife or spin dry, and a second process such as FIG. 12C). A second exposure step is performed using a sphere-forming mask for electrode separation. After the exposure, the bake is performed at 120 ° C. for about 140 seconds and the surface exposure is performed to change the characteristics of the photoresist film. Since post-exposure bake and float exposure for phase inversion are performed, the photosensitive film is changed to a property in which an exposed portion remains and a non-exposed portion develops.
두 번째 노광 공정에서, 복수의 제 1 전극(22)과 직교한 방향으로 적층된 절연층 패턴(23)의 중심부는 절연층 패턴(23)의 폭보다 작은 너비의 폭으로 비노광되거나 하프톤 마스크를 사용할 경우 소량의 노광이 이루어지고, 다른 부분의 절연층 패턴(23)은 노광된다.In the second exposure process, the central portion of the insulating layer pattern 23 stacked in the direction orthogonal to the plurality of first electrodes 22 may be unexposed or a halftone mask having a width smaller than the width of the insulating layer pattern 23. Is used, a small amount of exposure is achieved, and the insulating layer pattern 23 of the other portion is exposed.
현상 공정에 의해 복수의 제 1 전극(22)과 직교하는 방향으로 적층된 절연층 패턴(23)의 중심부에 인접 화소 분리를 위한 구(trench)(26)가 형성된다. 인접 화소 분리를 위한 구(26)를 형성할 때, 인접 화소와의 단락의 가능성을 배제하기 위해서는 구(26)의 깊이가 나중에 적층되는 유기 발광층(27)과 제 2 전극(28)의 합친 증착 두께 보다는 커야만 좋다. 구체적으로는 유기 발광층(27)과 제 2 전극(28)의 합친 두께는 2배 이상이 바람직하다. 본 발명에서는 구(26)의 깊이를 약 2 ㎛정도 형성한다.In the developing process, a trench 26 for separating adjacent pixels is formed at the center of the insulating layer pattern 23 stacked in the direction orthogonal to the plurality of first electrodes 22. When forming the spheres 26 for separating adjacent pixels, in order to eliminate the possibility of a short circuit with adjacent pixels, the combined deposition of the organic light emitting layer 27 and the second electrode 28 in which the depths of the spheres 26 are later stacked. It should be larger than thickness. Specifically, the combined thickness of the organic light emitting layer 27 and the second electrode 28 is preferably two or more times. In the present invention, the depth of the sphere 26 is about 2 μm.
또한 구(trench) 내부에 증착되는 제 2 전극의 금속에 의해 제 1 전극간의 단락을 방지하기 위해서는 구 하단에 일정량의 감광막이 남아 있어야 한다. 따라서 구(trench)를 형성하는 마스크(mask)의 패턴은 하프톤(half tone)형태를 가지는 것이 바람직하며 노말톤(normal tone)형태일 경우는 현상시간을 조절하여 감광막의 일정 부분을 남긴다. 잔류하는 감광막의 두께는 0.5 ㎛ 이상이 바람직하다.In addition, in order to prevent a short circuit between the first electrodes by the metal of the second electrode deposited inside the trench, a certain amount of photoresist film should be left at the bottom of the sphere. Therefore, the pattern of the mask forming the trench has a half tone shape, and in the case of the normal tone shape, the development time is adjusted to leave a portion of the photoresist film. The thickness of the remaining photosensitive film is preferably 0.5 µm or more.
계속해서, 포스트 베이크(post bake) 공정을 거쳐 투명 기판(21)을 유기 발광층(27)을 형성하는 진공 증착 장치 내로 이동하고, 절연층 패턴(23)을 포함하는 투명 기판(21)상에 유기 발광층(27)을 적층한다. 여기서 유기 발광층(27)의 재료로는 Alq3, Anthrancene 등의 형광 저분자 물질, Ir(ppy)3와 같은 이리듐착물 및 그의 유도체등과 같은 인광 저분자 물질, PPV((poly(phenylenevinylene)), PT(polythiophene)등과 그들의 유도체들인 고분자 유기 발광 물질 등을 사용한다. 저분자계 유기물질은 챔버(chamber)내에 쉐도우 마스크(shadow mask)를 설치한 열 증착(thermal evaporation)법을 이용하여 패터닝한다. 고분자계 유기물질은 회전 도포(spin coating), 전사법, 잉크젯트(ink jet) 방법을 사용하여 원하는 위치에 패턴을 형성한다.Subsequently, the transparent substrate 21 is moved into the vacuum deposition apparatus for forming the organic light emitting layer 27 through a post bake process, and the organic substrate is transferred onto the transparent substrate 21 including the insulating layer pattern 23. The light emitting layer 27 is laminated. The organic light emitting layer 27 may be formed of a fluorescent low molecular material such as Alq 3 or Anthrancene, an iridium complex such as Ir (ppy) 3, and a phosphorescent low molecular material such as a derivative thereof, PPV ((poly (phenylenevinylene)), PT ( polythiophene) and derivatives thereof, such as polymer organic light emitting materials, etc. The low molecular weight organic materials are patterned by thermal evaporation method in which a shadow mask is provided in a chamber. The material forms a pattern at a desired location using spin coating, transfer, and ink jet methods.
여기서 저분자 계열의 경우, 유기 발광층(27)의 형성 전에 정공 주입층과 정공 주입층상에 정공 수송층을 형성하여 양극으로부터의 정공의 주입 및 수송 효율을 높이고, 유기 발광층상에 전자 수송층과 전자 주입층을 형성하여 음극으로부터의 전자의 주입 효율을 개선한다. 정공 주입층은 일함수(work function)가 큰 정공주입 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 유기 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 유기 박막층이다.In the case of the low molecular series, a hole transport layer is formed on the hole injection layer and the hole injection layer before the organic light emitting layer 27 is formed to increase the injection and transport efficiency of holes from the anode, and the electron transport layer and the electron injection layer on the organic light emitting layer. To improve the injection efficiency of electrons from the cathode. When the hole injection electrode uses a hole injection electrode having a large work function, a large amount of holes can be injected and the injected holes must be able to move in the layer, and even if the electron injection is difficult and can be injected, the hole injection layer It is an organic thin film layer which has a property which is 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 an organic thin film layer which has.
고분자 계열의 경우, 저분자 계열과는 달리 양전극층과 음전극층사이에 버퍼층 및 유기 발광층의 이중 구조로 구성되어 있다.Unlike the low molecular series, the polymer series has a double structure of a buffer layer and an organic light emitting layer between the positive electrode layer and the negative electrode layer.
이어서, 유기 발광층(27)을 포함한 투명 기판(21)상에 도 13a)의 소자 영역이 오픈(open)된 패턴을 가지는 쉐도우 마스크(shadow mask)인 프레임 마스크 (frame mask)를 사용하여 제 2 전극(28)을 형성한다. 제 2 전극(28)은 전기 전도도가 양호한 금속, 예를 들면 Al, Li/Al, MgAg, Ca 등을 주로 사용하며 스퍼터링, 전자빔법(e-beam), 열증착(thermal evaporation)등과 같은 진공 증착법에 의해 적층한다. 그리고 제 2 전극(28)을 포함한 투명 기판(21)상에 유기 발광층(27)이 수분과 산소등에 취약한 것을 보완하기 위하여 금속 또는 글라스(glass) 등으로 구성되는 보호층(encapsulation layer)이나 무기물 및 유기물로 구성된 보호막층 (passivation layer)을 설치하여 외부와 차단시킨다.Subsequently, the second electrode is formed on the transparent substrate 21 including the organic light emitting layer 27 by using a frame mask, which is a shadow mask having a pattern in which the device region of FIG. 13A is opened. Form 28. The second electrode 28 mainly uses a metal having good electrical conductivity, for example, Al, Li / Al, MgAg, Ca, and the like, and vacuum deposition such as sputtering, e-beam, thermal evaporation, and the like. By lamination. In order to compensate for the organic light emitting layer 27 being vulnerable to moisture, oxygen, etc. on the transparent substrate 21 including the second electrode 28, an encapsulation layer or inorganic material composed of metal, glass, or the like; A passivation layer composed of organic materials is installed to block the outside.
도 8은 도 6를 B-B'로 절단한 본 발명의 유기 전계 발광 소자 제조 방법의 공정 단면도이다.FIG. 8 is a cross-sectional view of the method of manufacturing the organic electroluminescent device of the present invention, taken along the line BB ′ in FIG. 6.
도 7)과는 달리 절단선이 개구부(25)를 지나지 않기 때문에 도 8b) 및 도 8c)와 같은 단면도에서는, 다른 절연층 패턴(23)의 두께보다 낮은 하프톤 패턴(24)이 나타난다.Unlike in FIG. 7, since the cutting line does not pass through the opening 25, in the cross-sectional views such as FIGS. 8B) and 8C), the halftone pattern 24 lower than the thickness of the other insulation layer pattern 23 appears.
본 발명의 제 2 실시예에 따른 유기 전계 발광 소자 제조 방법에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the organic electroluminescent device manufacturing method according to the second embodiment of the present invention will be described in detail.
도 9는 본 발명의 제 2실시예에 따른 유기 전계 발광 소자의 평면도이다.9 is a plan view of an organic EL device according to a second embodiment of the present invention.
도 9a)와 같이, 도 12a)의 노광 마스크를 이용하여 투명 기판(41)상에 ITO(indium tin oxide) 등으로 구성되는 복수의 제 1 전극(42)이 줄무늬 형상 (stripe type)으로 배열된다.As shown in FIG. 9A, a plurality of first electrodes 42 made of indium tin oxide (ITO) or the like are arranged on the transparent substrate 41 using the exposure mask of FIG. 12A) in a stripe type. .
도 9b)와 같이, 도 12b)의 하프톤 노광 마스크를 이용하여 복수의 제 1 전극 (42) 사이와 복수의 제 1 전극(42)과 직교하는 영역의 제 1 전극의 절연층 패턴 (43)이 제 1 전극(42)과 투명 기판(41)상에 적층되고, 복수의 제 1 전극(42)상에 화소가 형성되는 영역을 노출시키는 개구부(45)가 형성된다. 화소가 형성되는 개구부(45)가 노출된 절연층 패턴(43)은 격자 형상이다.As shown in FIG. 9B), the insulating layer pattern 43 of the first electrode in the region orthogonal to the plurality of first electrodes 42 and the plurality of first electrodes 42 using the halftone exposure mask of FIG. 12B). An opening 45 is formed on the first electrode 42 and the transparent substrate 41 to expose a region where pixels are formed on the plurality of first electrodes 42. The insulating layer pattern 43 in which the opening 45 in which the pixel is formed is exposed is in a lattice shape.
그리고 복수의 제 1 전극(42)과 평행한 방향으로 적층된 절연층 패턴(43)은 하프톤 패턴(44)으로 형성한다. 하프톤 패턴(44)은 절연층 패턴(43)의 다른 부분 보다는 낮은 두께를 갖는다. 그 이유는 복수의 제 1 전극(42)에 대해 직교하는 방향으로 형성되는 제 2 전극(도면에 도시하지 않음)이 감광막의 단부와 제 1 전극(42)의 경계부에서 제 2 전극의 증착 시 막 두께가 얇아져 단절이 발생할 가능성을 배제하기 위함이다.In addition, the insulating layer patterns 43 stacked in a direction parallel to the plurality of first electrodes 42 are formed as halftone patterns 44. The halftone pattern 44 has a lower thickness than other portions of the insulating layer pattern 43. The reason for this is that a second electrode (not shown) formed in a direction orthogonal to the plurality of first electrodes 42 is formed upon deposition of the second electrode at the edge of the photosensitive film and the boundary of the first electrode 42. This is to eliminate the possibility of breakage due to the thin thickness.
도 10은 도 9를 A-A'로 절단한 본 발명의 제 2 실시예에 따른 유기 전계 발광 소자 제조 방법의 공정 단면도이다.FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating a method of manufacturing an organic EL device according to a second embodiment of the present invention, taken along line AA ′ of FIG. 9.
절단선이 개구부(45)를 지나기 때문에 도 10b) 및 도 10c)와 같은 단면도에서 개구부(45) 영역에서 하프톤 패턴(44)은 나타나지 않는다.Since the cutting line passes through the opening 45, the halftone pattern 44 does not appear in the opening 45 region in the cross-sectional view as shown in FIGS. 10B and 10C.
도 10a)와 같이, 투명 기판(41)을 준비한다. 본 발명에서 투명 기판(41)으로 투명한 글라스, 석영, 플라스틱 기판을 이용한다. 투명 기판(41)상에 ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide or IXO) 등으로 구성되는 양전극층(도면에 도시하지 않음)을 1,500 ~ 2,000 Å 두께로 적층한다. 양전극층의 면저항(sheet resistance)은 10 Ω/□이하가 되도록 한다. 양전극층은 세정한 투명 기판(41)상에 스퍼터링(sputtering)법등을 사용하여 일정한 두께로 적층한다. 양전극층상에 감광막(도면에 도시하지 않음)을 도포하고, 마스크를 이용하여 노광한 후, 현상하여 줄무늬 형상(stripe type)의 감광막 패턴(도면에 도시하지 않음)을 형성한다. 감광막 패턴을 이용하여 양전극층을 식각하고 감광막을 제거(strip)하면, 줄무늬 형상의 제 1 전극(42)이 형성된다.As shown in Fig. 10A, a transparent substrate 41 is prepared. In the present invention, a transparent glass, quartz, or plastic substrate is used as the transparent substrate 41. A positive electrode layer (not shown) made of indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide or IXO (IZO), or the like is laminated on the transparent substrate 41 to a thickness of 1,500 to 2,000 m 3. Sheet resistance of the positive electrode layer is set to 10 Ω / □ or less. The positive electrode layer is laminated on the cleaned transparent substrate 41 with a constant thickness using a sputtering method or the like. A photosensitive film (not shown) is applied on the positive electrode layer, exposed using a mask, and then developed to form a stripe type photosensitive film pattern (not shown). When the positive electrode layer is etched using the photoresist pattern and stripped, the first electrode 42 having a stripe shape is formed.
도 10b)와 같이, 제 1 전극(42)의 단부(edge)에서 누설 전류(leak current)를 억제하고, 제 1 전극(42)과 나중에 형성되는 제 2 전극(48)과의 전기적 연결을 방지하며, 또한 제 2 전극(48) 간의 전기적 연결을 방지하기 위하여 절연특성을 가지는 감광막(도면에 도시하지 않음)으로 절연층 형성 공정을 진행한다.As shown in FIG. 10B, leakage current at the edge of the first electrode 42 is suppressed and electrical connection between the first electrode 42 and the second electrode 48 formed later is prevented. In addition, in order to prevent electrical connection between the second electrodes 48, an insulating layer forming process is performed with a photosensitive film having an insulating property (not shown).
상기의 절연층을 형성하기 위하여 감광막을 투명 기판(41)상에 도포한다. 감광막의 두께는 1 ~ 5 ㎛ 정도이고, 바람직하게는 3 ~ 5 ㎛ 정도를 사용한다. 하프톤 노광 마스크(도면에 도시하지 않음)를 사용하여 절연층 패턴(43)을 형성한다. 이 때 도 9b)와 같이 복수의 제 1 전극(42)과 평행한 방향으로 적층된 절연층 패턴 (43)은 하프톤 패턴(44)으로 선택적으로 형성한다. 그리고 하프톤 패턴(44)은 하프톤 마스크를 이용하여 노광량을 조절함으로써 다른 부분의 절연층 패턴(43) 보다는 낮은 두께로 형성된다. 하프톤 패턴(44)의 두께는 약 2 ㎛ 이하가 적당하다. 하프톤 패턴(44)의 두께는 노광 마스크에 묘사되어 있는 마스크내에 개제되어있는 패턴에 의해 하프톤 영역의 개구율을 조정하여 노광량을 조절함으로써 조절할 수 있다.In order to form the above insulating layer, a photosensitive film is coated on the transparent substrate 41. The thickness of the photosensitive film is about 1-5 micrometers, Preferably about 3-5 micrometers is used. The insulating layer pattern 43 is formed using a halftone exposure mask (not shown). In this case, as shown in FIG. 9B, the insulating layer patterns 43 stacked in a direction parallel to the plurality of first electrodes 42 are selectively formed of the halftone patterns 44. The halftone pattern 44 is formed to have a lower thickness than the insulating layer pattern 43 of other portions by adjusting the exposure amount using a halftone mask. As for the thickness of the halftone pattern 44, about 2 micrometers or less are suitable. The thickness of the halftone pattern 44 can be adjusted by adjusting the exposure amount by adjusting the aperture ratio of the halftone region by the pattern interposed in the mask depicted in the exposure mask.
제 1 전극(42)과 평행한 방향의 절연층을 하프톤 패턴(44)으로 감광막의 두께를 낮추는 이유는 복수의 제 1 전극(42)에 대해 수직한 방향으로 형성되는 제 2 전극(도면에 도시하지 않음)이 감광막의 단부와 제 1 전극(42)의 경계부에서 제 2전극(도면에 도시하지 않음)의 증착 시 막 두께가 얇아져 단절이 발생할 가능성을 배제하기 위함이다.The reason why the thickness of the photosensitive film is reduced by using the halftone pattern 44 with the insulating layer in the direction parallel to the first electrode 42 is because the second electrode is formed in a direction perpendicular to the plurality of first electrodes 42 (as shown in FIG. (Not shown) is to eliminate the possibility of breakage due to a thin film thickness when the second electrode (not shown) is deposited at the end of the photosensitive film and the boundary between the first electrode 42.
도 10c)와 같이, 투명 기판(41)을 진공 증착 장치 내로 이동하고, 절연층 패턴(43)을 제 1 쉐도우 마스크(shadow mask)(49)의 지지대로 이용하여 개구부(45)를 통한 복수의 제 1 전극(42)상에 유기 발광층(47)을 형성한다 절연층 패턴(43)을 지지대로 사용하여 제 1 전극(42)의 손상없이 제 1 쉐도우 마스크(shadow mask)(49)와 밀착이 가능하여 유기 발광층(47)의 측면 확산도 방지할 수 있다.As shown in FIG. 10C, the transparent substrate 41 is moved into the vacuum deposition apparatus, and the insulating layer pattern 43 is used as the support of the first shadow mask 49 so that the plurality of openings 45 may be opened. An organic light emitting layer 47 is formed on the first electrode 42. The insulating layer pattern 43 is used as a support to closely adhere to the first shadow mask 49 without damaging the first electrode 42. It is possible to prevent side diffusion of the organic light emitting layer 47.
여기서 유기 발광층(47)의 재료로는 Alq3, Anthrancene 등의 형광 저분자 물질, Ir(ppy)3등의 이리듐착물 및 그의 유도체와 같은 인광 저분자 물질, PPV((poly(phenylenevinylene)), PT(polythiophene)등과 그들의 유도체들인 고분자 유기 발광 물질 등을 사용한다.The organic light emitting layer 47 may be formed of a fluorescent low molecular material such as Alq 3 or Anthrancene, an iridium complex such as Ir (ppy) 3 and a phosphorescent low molecular material such as a derivative thereof, PPV ((poly (phenylenevinylene)), and PT (polythiophene). ) And derivatives thereof such as high molecular weight organic light emitting materials.
유기 발광층(47)의 형성 전에 정공 주입층과 정공 주입층상에 정공 수송층을 형성할 수 있다. 또한 유기 발광층상에 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.Before forming the organic emission layer 47, a hole transport layer may be formed on the hole injection layer and the hole injection layer. In addition, an electron transport layer and an electron injection layer may be formed on the organic emission layer. 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 10d)와 같이, 절연층 패턴(43)을 도 14b)의 줄무늬 형상의 전극패턴을 갖는 제 2 쉐도우 마스크(shadow mask)(50)의 지지대로 사용하여 유기 발광층(47)상에 제 2 전극(48)을 형성한다. 절연층 패턴(43)을 지지대로 사용하여 유기 발광층 (47)의 손상없이 제 2 쉐도우 마스크(shadow mask)(50)와 밀착이 가능하여 제 2 전극(48)의 측면 확산도 방지할 수 있다.As shown in FIG. 10D), the second electrode on the organic light emitting layer 47 is formed by using the insulating layer pattern 43 as a support of the second shadow mask 50 having the striped electrode pattern of FIG. 14B. Form 48. By using the insulating layer pattern 43 as a supporter, the insulating layer pattern 43 may be adhered to the second shadow mask 50 without damaging the organic light emitting layer 47, thereby preventing side diffusion of the second electrode 48.
제 2 전극(48)은 전기 전도도가 양호한 금속, 예를 들면 Al, Li/Al, MgAg, Ca등을 주로 사용하며 스퍼터링법, 전자빔법(e-beam), 열증착법(thermal evaporation)과 같은 진공 증착법에 의해 적층한다. 그리고 제 2 전극층(48)을 포함한 전면에 유기 전계 발광층(47)이 수분과 산소 등에 취약한 것을 보완하기 위하여 금속 또는 글라스(glass) 등으로 구성되는 보호층(encapsulation layer) 또는 유기물 및 무기물로 구성된 보호막층(passivation layer)을 설치하여 외부와 차단시킨다.The second electrode 48 mainly uses a metal having good electrical conductivity, for example, Al, Li / Al, MgAg, Ca, and the like, and the vacuum such as sputtering, e-beam, and thermal evaporation. It laminates by the vapor deposition method. An encapsulation layer made of metal or glass, or a protective film made of organic material and inorganic material to compensate for the weakness of the organic electroluminescent layer 47 on the front surface including the second electrode layer 48, or the like. A passivation layer is provided to isolate it from the outside.
도 11은 도 9를 B-B'로 절단한 본 발명의 제 2 실시예에 따른 유기 전계 발광 소자 제조 방법의 공정 단면도이다.FIG. 11 is a cross-sectional view illustrating a method of manufacturing an organic EL device according to a second exemplary embodiment of the present invention, taken along the line BB ′ of FIG. 9.
도 10)과 같이 절단선이 개구부(45)를 지나지 않고 하프톤 패턴(44)을 지나기 때문에 도 11b) ~ 도 11d)의 단면도에서, 절연층 패턴(43)의 두께보다 낮은 하프톤 패턴(44)이 보여진다.In the cross-sectional views of FIGS. 11B) to 11D), the halftone pattern 44 lower than the thickness of the insulating layer pattern 43 is because the cut line passes through the halftone pattern 44 instead of the opening 45 as shown in FIG. 10). ) Is shown.
도 12는 본 발명의 제 1 실시예 및 제 2 실시예에 따른 유기 전계 발광 소자의 제조 방법에 사용하는 노광 마스크의 평면도이다.12 is a plan view of an exposure mask used in the method of manufacturing the organic electroluminescent device according to the first and second embodiments of the present invention.
도 12a)는 투명 기판(21,41)상에 ITO(indium tin oxide) 등으로 구성되는 복수의 제 1 전극(22,42)을 줄무늬 형상(stripe type)으로 배열시키는 노광 마스크이며, 제 1 전극(22,42)을 형성하기 위한 투광 영역(51)과 차폐 영역(52)로 구성된다.FIG. 12A is an exposure mask for arranging a plurality of first electrodes 22, 42 made of indium tin oxide (ITO) or the like on a transparent substrate 21, 41 in a stripe type. It consists of a transmissive area 51 and a shielding area 52 for forming (22, 42).
도 12b)는 복수의 제 1 전극(22,42) 사이와 복수의 제 1 전극(22,42)과 직교하는 영역 상에 격자 형상의 절연층 패턴(23,43)을 형성시키는 하프톤 노광 마스크이며, 제 1 전극(22,42)과 수직하는 차폐 영역(53), 투광 영역(55), 그리고 제 1 전극(22,42)과 평행한 하프톤 영역(54)로 구성된다. 하프톤 영역(54)은 격자 (Rectangular)(56) 또는 슬릿(slit)(57) 형태의 패턴으로 구성된다.12B) a halftone exposure mask for forming a lattice-shaped insulating layer pattern 23, 43 between a plurality of first electrodes 22, 42 and a region orthogonal to the plurality of first electrodes 22, 42. And a shielding region 53 perpendicular to the first electrodes 22 and 42, a light transmitting region 55, and a halftone region 54 parallel to the first electrodes 22 and 42. The halftone region 54 is composed of a pattern in the form of a lattice 56 or a slit 57.
도 12c)는 복수의 제 1 전극(22)과 직교하는 방향으로 적층된 절연층 패턴 (23)의 중심부에 구(trench)(26)를 형성하기 위한 노광 마스크이며, 하프톤 영역 (57)과 투광 영역(58)으로 구성된다.12C is an exposure mask for forming a trench 26 in the center of the insulating layer pattern 23 stacked in the direction orthogonal to the plurality of first electrodes 22, and is a halftone region 57; It is composed of a light transmitting region 58.
도 13은 본 발명의 제 1 실시예 및 제 2 실시예에 따른 유기 전계 발광 소자의 제조 방법에 사용하는 쉐도우 마스크(shadow mask)의 평면도이다.FIG. 13 is a plan view of a shadow mask used in the method of manufacturing the organic EL device according to the first and second embodiments of the present invention. FIG.
도 13a)는 본 발명의 제 1 실시예에서 사용하는 쉐도우 마스크(shadow mask)패턴의 평면도이며, 차폐 영역(59)과 증착물 투과 영역(60)으로 구성된다.FIG. 13A is a plan view of a shadow mask pattern used in the first embodiment of the present invention, and is composed of a shielding region 59 and a deposit transmitting region 60. FIG.
도 13b)는 본 발명의 제 2 실시예에서 사용하는 쉐도우 마스크(shadow mask)패턴의 평면도이며, 차폐 영역(61)과 증착물 투과 영역(62)으로 구성된다.FIG. 13B) is a plan view of a shadow mask pattern used in the second embodiment of the present invention, and is composed of a shielding region 61 and a deposit transmitting region 62. FIG.
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.
절연 특성을 가지는 한 개의 감광층으로 양전극층의 단부(edge)의 누설전류 (leakage current)를 억제하고, 양전극층과 이후로 적층되는 음전극층의 경계부에서의 단락을 방지하고, 또한 음전극층내의 이웃하는 패턴간의 단락을 방지하는 기능을 만족시킴으로써 제조공정을 단순화하여 공정시간을 줄이고, 제조 원가를 절감하는 효과가 있다.One photosensitive layer with insulating properties suppresses leakage current at the edge of the positive electrode layer, prevents short circuit at the boundary between the positive electrode layer and the negative electrode layer subsequently stacked, and also the neighbors in the negative electrode layer. By satisfying the function of preventing a short circuit between the patterns to simplify the manufacturing process has the effect of reducing the process time, manufacturing cost.
특히, 투명 기판상에 형성되는 절연층 패턴이 양전극층과 평행하는 영역에 형성되는 절연층 패턴이 다른 부분의 절연층 패턴의 두께보다 낮아서 음전극층의 단절이 발생할 가능성을 배제하도록 한다.In particular, the insulating layer pattern formed on the transparent substrate is formed in a region parallel to the positive electrode layer is less than the thickness of the insulating layer pattern of the other portion to exclude the possibility of disconnection of the negative electrode layer.
또한 양전극층과 직교하는 방향의 구(trench)를 형성하기 위해서 절연층을 포지티브에서 네가티브로 상반전이 가능한 유기물질을 사용함으로써 한층의 감광층으로 격벽 및 절연층의 기능을 모두 수행하는 절연층의 형성이 가능하다.In addition, to form a sphere in a direction orthogonal to the positive electrode layer, the insulating layer is formed of an insulating layer that performs both the partition and the insulating layer as a single photosensitive layer by using an organic material that can be reversed from positive to negative. Formation is possible.
또한 절연층과 격벽의 기능을 모두 갖는 하나의 절연층을 형성하기 때문에 격벽과 절연층을 각각 형성하는 기존의 유기 전계 발광 소자에 비해 개구율이 증가된다.In addition, since one insulating layer having both functions of the insulating layer and the partition wall is formed, the opening ratio is increased as compared with the existing organic electroluminescent device forming the partition and the insulating layer, respectively.
음전극층 형성시 절연층 패턴을 쉐도우 마스크의 지지대로 사용하기 때문에 유기 발광층의 손상없이 쉐도우 마스크와 밀착이 가능하며, 또한 음전극층의 측면확산을 방지할 수 있다.Since the insulating layer pattern is used as a support of the shadow mask when forming the negative electrode layer, the organic light emitting layer can be closely adhered to the shadow mask without damaging the organic light emitting layer, and side diffusion of the negative electrode layer can be prevented.
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