KR20040037662A

KR20040037662A - Organic Electro Luminescence Display Device, Method for manufacturing an Organic Electro Luminescence Display Device

Info

Publication number: KR20040037662A
Application number: KR1020020066240A
Authority: KR
Inventors: 이교웅
Original assignee: 주식회사 엘리아테크
Priority date: 2002-10-29
Filing date: 2002-10-29
Publication date: 2004-05-07

Abstract

PURPOSE: An organic electro luminescence display device and a method for manufacturing the same are provided to improve contrast by forming an insulating film with a predetermined thickness using a black matrix insulating material. CONSTITUTION: An organic electro luminescence display device comprises an anode electrode(21) formed on a substrate(20), an insulating film(22), a barrier rib(23) formed on the insulating film in a vertical direction, and an active layer(24) and a cathode(25) formed on the barrier rib. An insulation material for a black matrix is deposited on the anode electrode and the insulating film is patterned by forming a contact hole at a lighting pixel unit. The insulation material for the black matrix is metal oxide or metal nitride.

Description

Organic electroluminescent display device and method for manufacturing same {Organic Electro Luminescence Display Device, Method for manufacturing an Organic Electro Luminescence Display Device}

본 발명은 CrOx(x= 1, 2, 3)의 금속 산화물이나 CrNy(y= 1, 2, 3.....)의 금속 질화물과 같은 블랙 매트릭스 절연 물질을 이용해 소정의 두께만큼 절연막을 형성함으로써 소자의 콘트라스트(contrast)를 향상시키도록 한 유기 전계 발광 표시소자의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention forms an insulating film by a predetermined thickness using a black matrix insulating material such as a metal oxide of CrOx (x = 1, 2, 3) or a metal nitride of CrNy (y = 1, 2, 3 .....). The present invention relates to a method of manufacturing an organic electroluminescent display device which improves contrast of the device.

일반적으로, 블랙 매트릭스는 각 색의 번짐을 방지하기 위해, 컬러 필터의 서로 이웃하는 R, G, B 3원색의 각 컬러 화소의 표시부분 주변을 차광함으로써 색이 혼합되는 것을 방지하고, 컬러 표시의 콘트라스트를 향상시키며 표시 품질을 증가시키기 위해사용되고 있으며, 그 재료로는, 컬러 액정표시장치 제조공정에서 성막이 용이하고, 제조가 용이하게 행해지며 강한 막이 형성될 수 있고, 액정표시패널로서 안정하며 신뢰성이 높고, 충분한 차광 특성이 얻어질 수 있다는 이유로 인해, 금속 크롬막이 통상 사용되고 있는데, 이 금속 크롬막은, 비교적 얇은 막일지라도 차광도가 높고, 가시광 영역에서의 광학 농도(OD 값)가 4.5 정도 되는 높은 차광 특성을 비교적 용이하게 얻을 수 있으며, 시간에 따른 광학 농도의 변화가 미미하여 통상의 포토리소그라피에 의해 미세한 패턴을 형성할 수 있기 때문에, 일반적으로 널리 사용되고 있다.In general, the black matrix prevents color mixing by shielding the periphery of the display portion of each color pixel of neighboring R, G, and B primary colors of the color filter, in order to prevent bleeding of each color. It is used to improve contrast and to increase display quality. As the material, it is easy to form a film in a color liquid crystal display device manufacturing process, can be easily manufactured, a strong film can be formed, and is stable and reliable as a liquid crystal display panel. The metal chromium film is usually used because of its high and sufficient light shielding properties. The metal chromium film has a high light shielding degree even with a relatively thin film and a high optical density (OD value) of about 4.5 in the visible region. Shading characteristics can be obtained relatively easily, and the optical photolithography is insignificant due to a slight change in optical density over time. Since a fine pattern can be formed by, it is generally used widely.

한편, 유기 전계 발광 표시 소자(이하 "유기 EL 소자"로 약칭함)는 낮은 구동 전압, 넓은 시야각, 빠른 응답 속도 등의 장점을 가지고 있어 휴대용 단말기의 표시 장치나 차량 탑재용 표시장치, 휴대용 게임기의 표시장치 등과 같은 고화질의 동영상을 필요로 하는 표시 장치에 널리 사용 중이거나 사용될 추세이다.On the other hand, organic electroluminescent display elements (hereinafter, abbreviated as "organic EL elements") have advantages such as low driving voltage, wide viewing angle, and fast response speed. It is widely used or used for display devices requiring high quality video such as display devices.

도 1은 이러한 일반적인 유기 EL 소자를 도시한 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing such a general organic EL device.

이에 도시된 바와 같이, 일반적인 유기 EL 소자는 먼저 유리(glass)나 필름(film)으로 제작된 기판(10)의 상면에 스퍼터링을 통해 금속 또는 ITO(Indium Tin Oxide)의 양극 전극(11)과 절연막(12)이 순차적으로 형성되며, 형성된절연막(12)은 발광 픽셀 단위로 패터닝되고, 그 상부에 향후 형성될 음극 전극들을 전기적으로 분리하기 위한 분리 격벽(13)이 수직 방향으로 형성된다.As shown in the drawing, a general organic EL device is formed by sputtering an upper surface of a substrate 10 made of glass or film, and an insulating film and an anode electrode 11 of metal or indium tin oxide (ITO). 12 are sequentially formed, and the formed insulating film 12 is patterned in units of light emitting pixels, and a separation partition 13 for electrically separating cathode electrodes to be formed later is formed in a vertical direction thereon.

그리고, 양극 전극(11), 절연막(12), 분리 격벽(13) 각각을 포함하여 상부 전면에 전자 주입층, 전자 수송층, 발광층, 및 정공 수송층, 정공 주입층이 순차적으로 적층되어 활성층(14)이 형성되고, 활성층(14) 상부에 캐소드용 전기 전도성 물질이 도포되어 음극 전극(15)이 형성되며, 상기 음극 전극(15)은 일함수가 적은 재료, 예를 들면 알칼리 금속 및 알칼리 토류금속을 기본으로 반응성이 높은 합금계 금속으로 형성된다.In addition, an electron injection layer, an electron transporting layer, a light emitting layer, and a hole transporting layer and a hole injection layer are sequentially stacked on the entire upper surface of the anode electrode 11, the insulating layer 12, and the separation partition 13, respectively. And a cathode electrically conductive material is coated on the active layer 14 to form a cathode electrode 15. The cathode electrode 15 is formed of a material having a low work function, for example, an alkali metal and an alkaline earth metal. It is basically formed of a highly reactive alloy metal.

이러한, 유기 EL 소자에 있어서, 특히 절연막은 일반적으로 포토레지스트(Photoresist)나 폴리이미드(Polyimide)를 마스크(mask)로 하여 발광 픽셀 단위마다 콘택트 홀이 형성되는데, 이렇게 형성되는 절연막은 발광 픽셀간의 간격을 줄이게 되어 활성층에서 발광되는 광이 옆으로 퍼지게 되고, 이로 인해 원하는 R/G/B 색의 구현이 어려워지게 된다.In such an organic EL device, in particular, an insulating film generally forms contact holes for each light emitting pixel unit using photoresist or polyimide as a mask, and the insulating film is formed between the light emitting pixels. Since the light emitted from the active layer is reduced to the side, it becomes difficult to implement the desired R / G / B color.

또한, 광이 옆으로 퍼지는 것을 방지하기 위해 설령, 기판 정면에 편광 필름을 이용해 반사 방지막을 적층한다고 하더라도, 활성층에서 발광된 빛의 50%이상이 그 편광 필름을 통과할 때 감소되어 휘도가 50%이상 낮아질뿐만 아니라, 낮아진 휘도를 높여주기 위해서는 구동전압을 높여야 하기 때문에 이로 인해 소자의 수명이 단축되는 문제점이 발생되게 된다.In addition, to prevent the light from spreading laterally, even if an antireflection film is laminated using a polarizing film on the front of the substrate, more than 50% of the light emitted from the active layer is reduced when passing through the polarizing film, so that the luminance is 50%. In addition to lowering the abnormality, the driving voltage must be increased in order to increase the lowered luminance, which causes a problem of shortening the life of the device.

이에 본 발명은 상기한 문제점을 해소시키기 위하여 개발된 것으로, CrOx(x=1, 2, 3)의 금속 산화물이나 CrNy(y= 1, 2, 3.....)의 금속 질화물과 같은 블랙 매트릭스용 절연 물질을 이용해 소정의 두께만큼 절연막을 형성함으로써 소자의 콘트라스트(contrast)를 향상시키도록 한 유기 전계 발광 표시 소자의 제조 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.Therefore, the present invention was developed to solve the above-mentioned problems, such as black metal such as metal oxide of CrOx (x = 1, 2, 3) or metal nitride of CrNy (y = 1, 2, 3 .....) It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing an organic light emitting display device in which the contrast of the device is improved by forming an insulating film by a predetermined thickness using an insulating material for a matrix.

이를 위해 본 발명은, 양극 전극 상부에 절연 물질을 도포하고, 발광 픽셀 단위로 콘택트 홀이 형성되도록 패터닝하여 절연막을 형성하되, 상기 절연 물질을 블랙 매트릭스(Black matrix)용 절연성 물질 예컨대, CrOx(x= 1, 2, 3)와 같은 금속 산화물이나 CrNy(y= 1, 2, 3.....)와 같은 금속 질화물을 사용하도록 하고, 그 두께는 10 옹스트롬 ~ 10, 000옹스트롬 범위 내의 값을 가지도록 한다.To this end, the present invention is coated with an insulating material on the anode electrode, and patterned to form a contact hole in the unit of the light emitting pixel to form an insulating film, the insulating material for the black matrix (Matrix for insulating material, for example, CrOx (x) Use metal oxides such as = 1, 2, 3) or metal nitrides such as CrNy (y = 1, 2, 3 .....), and the thickness should be in the range of 10 angstroms to 10,000 angstroms. Have it.

도 1은 일반적인 유기 전계 발광 표시 소자의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이고,1 is a view for explaining a method of manufacturing a general organic electroluminescent display device,

도 2a 내지 도 2d는 본 발명에 따른 유기 전계 발광 표시 소자를 제조하기 위한 방법을 순서대로 도시한 공정 순서도이다.2A to 2D are process flowcharts sequentially illustrating a method for manufacturing an organic light emitting display device according to the present invention.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

20 : 기판 21 : 양극 전극20 substrate 21 anode electrode

22 : 절연막 23 : 분리 격벽22 insulating film 23 separation partition

24 : 활성층 25 : 음극 전극24 active layer 25 cathode electrode

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 살펴보면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

먼저, 본 발명은 도 2a에 도시된 바와 같이, 기판(20) 상부에 전극용 물질을 도포하고 스트라이프(stripe) 형태로 패터닝하여 양극 전극(21)을 형성하는데, 이 때, 상기 기판은 글래스(glass)나 쿼츠 유리 또는 투명 플라스틱 수지 중에서 선택된 어느 하나를 사용하는 것이 바람직하다.First, the present invention, as shown in Figure 2a, by applying a material for the electrode on the substrate 20 and patterned in the form of a stripe (stripe) to form the anode electrode 21, wherein the substrate is a glass ( It is preferable to use any one selected from glass), quartz glass or transparent plastic resin.

그리고, 상기 전극용 물질은 일 함수가 큰 금속이나 합금, 또는 전기전도성 화합물 및 그 혼합물을 사용하는 것이 바람직하고, 구체적으로는 인듐 주석 산화물(ITO), 인듐동, 주석, 산화아연, 금, 백금, 팔라듐 중에서 선택된 어느 하나를 사용하거나 2종이상을 조합하여 사용한다.In addition, the electrode material is preferably a metal or alloy having a large work function, or an electrically conductive compound and a mixture thereof. Specifically, indium tin oxide (ITO), indium copper, tin, zinc oxide, gold, platinum Use any one selected from palladium, or use a combination of two or more.

또한, 상기 양극 전극(21)의 두께는 100 옹스트롬 ~ 10, 000옹스트롬 범위내의 값으로 하는 것이 바람직하고, 특히 100옹스트롬 ~ 2,000옹스트롬 범위 내의 값으로 하는 것이 가장 바람직하다.The thickness of the anode electrode 21 is preferably in the range of 100 angstroms to 10,000 angstroms, and most preferably in the range of 100 angstroms to 2,000 angstroms.

다음, 양극 전극(21)이 형성되면, 형성된 양극 전극(21) 상부에 절연성 물질을 도포하고 미리 구비된 소정의 마스크(mask)에 따라 발광 픽셀 단위로 콘택트 홀(contact hole)을 패터닝시켜 절연막(22)을 형성한다.Next, when the anode electrode 21 is formed, an insulating material is coated on the formed anode electrode 21, and a contact hole is patterned in units of light emitting pixels according to a predetermined mask provided in advance to form an insulating film ( 22).

이 때, 상기 절연 물질은 블랙 매트릭스(Black Matrix) 형성시 사용되는 물질 예를 들면, CrOx(x= 1, 2, 3)와 같은 금속 산화물이나 CrNy(y= 1, 2, 3.....)와 같은 금속 질화물을 사용하되, 그 두께는 10 옹스트롬 ~ 10, 000옹스트롬 범위 내의 값을 가지도록 하는 것이 바람직하다.In this case, the insulating material is a material used for forming a black matrix, for example, a metal oxide such as CrOx (x = 1, 2, 3) or CrNy (y = 1, 2, 3 .... Metal nitride, such as.), But preferably has a thickness in the range of 10 angstroms to 10,000 angstroms.

그 다음, 상기 스트라이프(stripe) 형태의 양극 전극(21) 상부에 블랙 매트릭스 형성시 사용되는 절연성 물질을 도포하고 발광 픽셀 단위로 콘택트 홀을 패터닝시켜 절연막(22)이 형성되면, 상기 절연막(22) 상부에 포토 레지스트나 폴리이미드와 같은 격벽 물질을 도포한다.Next, when an insulating material 22 is formed by applying an insulating material used for forming a black matrix on the stripe-shaped anode electrode 21 and patterning a contact hole in units of light emitting pixels, the insulating film 22 is formed. A barrier material such as photoresist or polyimide is applied on top.

이어, 도포한 격벽 물질을 미리 구비된 소정의 마스크(mask)에 따라, 향후 형성될 음극 전극들 상호간의 전기적 분리를 위해, 수직 방향으로 에칭(etching)시켜 분리 격벽(23)을 형성한다.Subsequently, the coated partition material is etched in a vertical direction to form electrical separation between cathode electrodes to be formed in accordance with a predetermined mask provided in advance, thereby forming a separation partition 23.

그리고, 상기 절연막(22) 상부에 수직 방향으로 분리 격벽(23)이 형성되면, 상기 양극 전극(21)과 절연막(22) 및 분리 격벽을 포함하는 상부 전면에, 전자 주입층, 전자 수송층, 발광층, 및 정공 수송층, 정공 주입층을 순차적으로 적층시켜 활성층(24)을 형성하고, 형성한 활성층 상부에 음극 전극용 전기 전도성 물질을 도포하고 패터닝하여 캐소드인 음극 전극(25)을 형성한다.When the separation barrier 23 is formed in the vertical direction on the insulating layer 22, the electron injection layer, the electron transport layer, and the emission layer are formed on the entire upper surface including the anode electrode 21, the insulation layer 22, and the separation barrier. , And a hole transport layer and a hole injection layer are sequentially stacked to form an active layer 24, and the cathode electrode 25 as a cathode is formed by applying and patterning an electrically conductive material for a cathode electrode on the formed active layer.

이 때, 상기 음극 전극용 전기 전도성 물질은 일 함수가 작은 금속, 합금, 전기전도성 화합물 또는 그 혼합물을 사용하는 것이 바람직하고, 구체적으로는 알루미늄, 인듐, 리튬, 나트륨 중에서 선택된 어느 하나 또는 2종 이상을 조합하여 사용하는 것이 바람직하다.In this case, it is preferable to use a metal, an alloy, an electrically conductive compound or a mixture thereof having a small work function as the electrically conductive material for the negative electrode, and specifically one or two or more selected from aluminum, indium, lithium, and sodium. It is preferable to use in combination.

그리고, 상기 음극전극(25)의 두께는 100옹스트롬 ~ 10, 000옹스트롬 범위내의 값으로 하는 것이 바람직하고, 특히 100옹스트롬 ~ 2,000옹스트롬 범위내의 값으로 하는 것이 가장 바람직하다.The thickness of the cathode electrode 25 is preferably in the range of 100 angstroms to 10,000 angstroms, and most preferably in the range of 100 angstroms to 2,000 angstroms.

한편, 음극 전극(25)이 형성되고 나면, 외부의 물리적인 충격으로부터 보호하고 산소와 수분 등의 침투를 방지하기 위해, 상기 음극 전극(25) 상부에 플라즈마 화학 기상 증착법(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition ; PECVD)을 통해 플라즈마상에서 패시베이션의 기능을 수행하는 박막을 형성하거나, 또는 유리나 SUS캔 등을 이용해 보호막을 형성한다.On the other hand, after the cathode electrode 25 is formed, in order to protect it from external physical shocks and prevent penetration of oxygen and moisture, plasma enhanced chemical vapor deposition (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) on the cathode electrode 25; PECVD) to form a thin film to perform the function of passivation on the plasma, or to form a protective film using a glass or SUS can.

즉, 상기 활성층 상부에 음극 전극(25)이 형성되면, 형성된 음극 전극을 포함한 소자를 유리 또는 SUS 캔의 캡슐(Encapsulation)과 같은 보호막으로 감싸고, 보호막과 양극 전극 사이에 밀봉재(sealant)를 빈틈없이 개재하여 그 보호막을 양극 전극과 접착시키며, 캡슐 내부에는 질소 또는 아르곤과 같은 불활성 가스를 일정한 압력으로 충진시켜, 유기 EL 소자를 외부의 물리적인 충격으로부터 보호하고 산소와 수분 등의 침투를 방지하도록 한다.That is, when the cathode electrode 25 is formed on the active layer, the device including the formed cathode electrode is covered with a protective film such as encapsulation of glass or SUS can, and a sealant is seamlessly spaced between the protective film and the anode electrode. The protective film is adhered to the positive electrode through the inside, and the inside of the capsule is filled with an inert gas such as nitrogen or argon at a constant pressure to protect the organic EL device from external physical shocks and to prevent infiltration of oxygen and moisture. .

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 유기 전계 발광 표시 소자의 제조 방법은, CrOx(x= 1, 2, 3)의 금속 산화물이나 CrNy(y= 1, 2, 3.....)의 금속 질화물과 같은 블랙 매트릭스 절연 물질을 이용해 소정의 두께만큼 절연막을 형성함으로써 활성층에서 발광된 광이 옆으로 퍼지는 것을 줄여 소자의 콘트라스트(contrast)를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.As described in detail above, the method of manufacturing the organic electroluminescent display device according to the present invention is a metal oxide of CrOx (x = 1, 2, 3) or CrNy (y = 1, 2, 3 ....) By forming an insulating layer having a predetermined thickness using a black matrix insulating material such as a metal nitride of, the light emitted from the active layer is spread sideways, thereby improving the contrast of the device.

본 발명은 기재된 구체적인 예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.Although the invention has been described in detail only with respect to the specific examples described, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations are possible within the spirit of the invention, and such modifications and variations belong to the appended claims.

Claims

An anode electrode formed on the substrate;

An insulating film formed by coating an insulating material for a black matrix on the anode electrode and patterning the contact hole in light emitting pixels;

A separation barrier formed in a vertical direction on the insulating layer;

And an active layer and a cathode electrode sequentially formed on the entire upper surface of the cathode including the anode electrode, the insulating layer, and the separation partition.

The method of claim 1, wherein the insulating material for the black matrix comprises;

An organic electroluminescent display, characterized in that it is a metal oxide or metal nitride.

The method of claim 1 or 2, wherein the insulating film;

An organic light emitting display device, characterized in that the thickness has a value in the range of 10 angstroms to 10,000 angstroms.

Forming a positive electrode on the substrate;

A second step of applying an insulating material for a black matrix on the anode electrode formed in the first step;

A third step of forming an insulating film by patterning the insulating material coated in the second step so that contact holes are formed in light emitting pixels;

A fourth step of forming a separation partition wall in a vertical direction on the insulating film formed in the third step;

And a fifth step of sequentially forming an active layer and a cathode electrode on each of the formed anode electrode, insulating film, and separation partition wall.