KR20060030438A - 유기 ｅｌ 소자의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 유기 EL 소자의 제조 방법에 관한 것으로, 특히, 유기 EL 소자의 절연층 또는 격벽 형성 공정 시, 액상 레지스트가 아닌 보호막과 커버막 사이에 레지스트막이 삽입되어 있는 드라이 필름을 이용함으로써, 레지스트막의 평탄화 특성을 향상시켜 소자의 대면적화를 가능하게 하는 동시에, 레지스트막을 이용한 절연층 또는 격벽의 전반적인 제조 공정을 단순화하여 소자의 수율을 높일 수 있다.
유기EL, 레지스트막, 절연층, 격벽층, 드라이필름, 스핀코팅
Description
도 1은 종래 스핀 공정에 의해 웨이퍼 위에 형성된 레지스트막의 문제점을 나타낸 도면이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 EL 소자의 제조 방법에 의해 제조된 유기 EL 소자의 배치도이고,
도 3은 도 2의 유기 EL 소자를 III-III'선을 따라 잘라 도시한 단면도이고,
도 4는 도 2 및 도 3에 도시한 유기 EL 소자를 제조하는 방법 중 양전극층을 형성하는 단계의 배치도이고,
도 5는 도 4의 V-V'선을 따라 잘라 도시한 단면도이고,
도 6은 도 2 및 도 3에 도시한 유기 EL 소자를 제조하는 방법 중 도 4의 다음 단계에서의 배치도이고,
도 7은 도 6의 VII-VII'선을 따라 잘라 도시한 단면도이고,
도 8은 도 2 및 도 3에 도시한 유기 EL 소자를 제조하는 방법 중 도 6의 다음 단계에서의 배치도이고,
도 9는 도 8의 IX-IX'선을 따라 잘라 도시한 단면도이고,
도 10은 도 2 및 도 3에 도시한 유기 EL 소자를 제조하는 방법 중 도 8의 다음 단계에서의 배치도이고,
도 11은 도 10의 XI-XI'선을 따라 잘라 도시한 단면도이고,
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 드라이 필름을 이용한 레지스트막의 형성 공정을 개략적으로 도시한 단면도이다.
- 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 -
100 : 기판 110 : 양전극층
120 : 드라이 필름 130 : 절연층
135 : 레지스트막 140 : 격벽
150 : 유기 박막층 160 : 음전극층
본 발명은 유기 EL 소자의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 레지스트막을 이용하여 유기 EL 소자의 절연층 또는 격벽을 형성할 때, 레지스트막의 평탄화 특성을 향상시키는 동시에, 유기 EL 소자의 전체적인 제조 공정을 간단히 할 수 있는 유기 EL 소자의 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 유기 EL 소자는 평판 디스플레이 소자 중 하나로 웨이퍼 상에 양극층(anode layer)과 음극층(cathode layer) 사이에 유기 전계 발광층을 개재하여 구성하며, 매우 얇은 두께의 매트릭스 형태를 이룬다.
이러한 유기 EL 소자는 낮은 전압에서 구동이 가능하고, 박형 등의 장점이 있다. 또한, 좁은 광 시야각, 느린 응답 속도 등 종래에 LCD에서 문제로 지적되어 온 결점을 해결할 수 있으며, 다른 형태의 디스플레이와 비교하여, 특히, 중형 이하에서 다른 디스플레이와 동등하거나(예를 들어, "TFT LCD") 그 이상의 화질을 가질 수 있을 뿐만 아니라, 제조 공정이 단순화하다는 점에서, 차세대 평판 디스플레이로 주목받고 있다.
한편, 종래 기술에 따르면 이와 같은 유기 EL 소자는, 전기적 절연이 가능한 물질로 절연층(insulator layer) 및 격벽(separator)을 양전극층 및 웨이퍼 위에 미리 순차 형성하고, 형성된 격벽에 의해 음전극층을 패터닝하여 이루어진다.
여기서, 상기 절연층은 양전극층 위에 도트(dot) 형태의 개구부(open area)를 제외한 전영역에 걸쳐 형성하고, 개구부에 의해 화소(pixel)를 정의해주고, 양전극의 단부(edge)에서의 누설 전류를 억제시키는 역할을 한다.
또한, 상기 절연층 위에 형성되는 격벽은 양전극층과 직교하며 일정 간격을 가지게 배열하고, 인접 화소 간의 음전극층을 분리시키는 역할을 한다.
따라서, 안정적인 유기 EL 소자를 제조하기 위해서는 절연층과 격벽을 모두 필요로 한다.
그런데, 상기 절연층과 격벽은 일반적으로 액상 레지스트를 이용하여 형성하고 바, 스핀 코팅 방법에 의해 웨이퍼 전체에 액상 레지스트를 도포한 다음 도포된 액상 레지스트를 고체화시켜야 하는 베이크(bake)나 큐어링(curing) 공정이 필요하기 때문에 공정이 복잡하고, 유기 EL 소자의 제조 원가가 상승하는 문제가 있다.
또한, 액상 레지스트 도포 및 형성을 위한 스핀 코팅의 과정에서 액상 레지스트의 평탄화 특성이 저하되는 바, 최종 형성된 레지스트막의 평탄화 특성을 보상하기 위한 별도의 평탄화 공정이 필요하며, 이는 소자의 전반적인 제조 공정 시간을 길어지게 하여 소자의 수율을 감소시키는 문제가 있다.
이하, 도 1을 참조하여 종래에 유기 EL 소자의 절연층 또는 격벽을 형성하기 위해 스핀 코팅 방법에 의해 형성된 레지스트막의 문제점을 구체적으로 설명한다.
도 1은 종래 스핀 공정에 의해 웨이퍼 위에 형성된 레지스트막의 문제점을 나타낸 도면이다.
먼저, 유기 EL 소자의 절연층 또는 격벽을 형성하기 위한 고체 레지스트막은 액상 레지스트 용액을 노즐을 통해 웨이퍼 위에 분사한 다음, 스핀 코팅을 실시하여 웨이퍼 전체에 도포한다.
그리고, 웨이퍼 전체에 도포된 액상 레지스트막을 베이크(bake)나 큐어링(curing) 공정에 통해 고체화한다.
그러나, 상기와 같은 종래 기술에 의해 형성된 고체 레지스트막은 도 1에 도시한 바와 같이, 스핀 코팅에 의한 회전력으로 인하여 웨이퍼 에지(edge) 부분으로 밀리게 되는 바, 웨이퍼의 중심 부분과 에지 부분에 있어서 레지스트막의 두께 편차가 발생한다. 즉, 웨이퍼의 에지 부분에 비드(bead)가 형성되며, 이 비드는 웨이퍼 카세트 등과 접촉 시, 파손되어 분진(particle)이 발생되어 웨이퍼 카세트 또는 후속 공정의 장비를 오염시킨다.
이에 따라, 종래에는 이러한 비드를 제거하기 위한 에지 비드 제거(edge bead removal, EBR)를 행해야 하며, 그 결과, 제조 공정이 복잡하고 길어지는 문제가 발생한다. 즉, 레지스트막으로 이루어진 절연층 및 격벽을 포함하는 유기 EL 소자의 전반적인 제조 공정 시간이 길어지게 되고, 그 결과 유기 EL 소자의 제조 원가가 상승하는 동시에 수율이 낮아지는 문제가 있다.
본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 고체 레지스트막을 포함하는 드라이 필름을 이용하여 절연층 또는 격벽을 형성함으로써, 유기 EL 소자의 전반적인 제조 공정을 단순화 시키고, 레지스트막의 평탄화 특성을 향상시키도록 하는 유기 EL 소자의 제조 방법을 제공하는 데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 기판 위에 양전극을 형성하는 단계와, 상기 양전극 위에 제1 레지스트막을 형성하는 단계와, 상기 제1 레지스트막을 선택적 사진 식각하여 상기 양전극 및 상기 기판의 소정 영역에 절연층을 형성하는 단계와, 상기 절연층이 형성된 기판 위에 제2 레지스트막을 형성하는 단계와, 상기 제2 레지스트막을 선택적 사진 식각하여 상기 절연층 위에 격벽을 형성하는 단계와, 상기 격벽이 형성된 기판의 양전극층 위에 유기 박막층 및 음전극층을 순차 형 성하는 단계를 포함하고, 상기 제1 레지스트막 및 상기 제2 레지스트막은 보호막과 고체 레지스트막 및 커버막이 순차 적층되어 있는 드라이 필름을 이용하여 형성하는 유기 EL 소자의 제조 방법을 제공한다.
여기서, 상기 제1 레지스트막 및 상기 제2 레지스트막을 형성하는 단계는 상기 드라이 필름을 롤링하여 기판 위에 증착하되, 드라이 필름 중 커버막을 제거하여 고체 레지스트막이 기판의 표면과 접하도록 하는 단계와, 상기 기판 위에 증착된 상기 드라이 필름의 보호막을 제거하는 단계를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.
이하 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.
이제 본 발명의 실시예에 따른 유기 EL 소자의 제조 방법에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.
먼저, 도 2 및 도 3을 참고로 하여, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 유기 EL 제조 방법에 의해 제조된 유기 EL 소자에 대하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 EL 소자의 제조 방법에 의해 제조된 유기 EL 소자의 배치도이고, 도 3은 도 2의 유기 EL 소자를 III-III'선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 투명 기판(100) 위에 복수의 양전극층(110)이 형성되어 있다. 양전극층(110)은 ITO와 같은 투명 전극으로 이루어져 있으며, 줄무늬 형상(stripe type)을 가진다.
상기 양전극층(110)과 기판(100)의 일부분 즉, 복수의 양전극층(110) 사이 및 복수의 양전극층(110)과 직교하는 영역 위에 절연층(130)이 형성되어 있다. 절연층(130)은 개구부를 가지고 격자 형상을 가지고, 이 개구부는 양전극층(110)의 노출된 부분으로 화소 형성 영역을 정의한다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 절연층(130)은 레지스트막으로 이루어지되, 액상 레지스트가 아닌 고체 레지스트막을 가지는 드라이 필름을 이용하여 형성되는 바, 레지스트막의 평탄화 특성이 우수하여 유기 EL 소자의 대면적화가 가능하다. 또한, 드라이 필름을 이용한 레지스트막의 제조 공정은 액상 레지스트를 이용한 공정에 비하여 매우 단순하기 때문에 유기 EL 소자의 전반적이 제조 공정 또한 단순화시켜 유기 EL 소자의 제조 수율을 향상시킬 수 있다.
그리고, 상기 절연층(130) 위에는 전기적인 절연 물질 즉, 본원 발명에서는 레지스트막으로 이루어진 격벽(140)이 형성되어 있다. 이때, 격벽(140)은 양전극층(110)과 직교하며 도트 형태의 개구부 사이의 절연층(130) 위에 일정 간격을 두고 배열되어 있으며, 측벽이 역경사를 가지게 형성되어 있다. 이는 후술하는 음전극층 (160)이 인접 구성 요소와 단락되는 것을 방지하기 위함이다.
한편, 상기 격벽 또한, 본 발명의 실시예에 따른 절연층(130)과 마찬가지로 고체 레지스트막을 가지는 드라이 필름을 이용하여 형성하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 절연층(130)에 의해 노출된 양전극층(110) 위에는 음전극층(160)이 형성되어 있으며, 양전극층(110)과 음전극층(160) 사이에는 유기 전계 발광층인 유기 박막층(150)이 삽입되어 있다.
그러면, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 EL 소자의 제조 방법에 대하여 도 4 내지 도 12와 상술한 도 2 및 도 3을 참고로 하여 상세히 설명한다.
도 4 내지 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 EL 소자의 제조 방법을 설명하기 위해 순차적으로 나타낸 공정 단면도이고, 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 드라이 필름을 이용한 레지스트막의 형성 공정을 개략적으로 도시한 단면도이다.
먼저, 도 4 및 도 5에 도시한 바와 같이, 투명 기판(100) 위에 양전극 형성 물질인 ITO(indium tin oxide) 등의 투명 물질을 일정한 두께로 적층한 다음, 사진 식각 공정을 진행하여 줄무늬 형상(stripe type)의 양전극층(110)을 형성한다.
그리고, 도 6 및 도 7에 도시한 바와 같이, 상기 양전극층(110)이 형성된 기판(100) 전면에 제1 레지스트막(135)을 형성한다. 이때, 제1 레지스트막(135)은 고체 레지스트막을 가지는 드라이 필름(dry film)을 이용하여 형성한다.
그러면, 도 12를 참고로 하여 드라이 필름을 이용한 레지스트막의 형성방법에 대하여 구체적으로 설명한다.
먼저, 보호막(121)과 커버막(129) 사이에 고체 레지스트막(125)이 삽입되어 있는 구조의 드라이 필름(120)을 준비한다. 그리고, 상기 드라인 필름(120)을 기판(100)에 롤링하여 부착하되, 상부의 커버막(129)을 제거하면서 고체 레지스트막(125)이 직접 기판(100)의 표면과 접하게 부착한 다음, 고체 레지스트막(125) 위에 위치하는 보호막(121)은 제거한다.
이와 같이 형성되는 도 7의 제1 레지스트막(135)은 종래 스핀 코팅 방법에 의해 형성되는 액상 레지스트막(도 1 참조)에 비하여 평탄화 특성이 우수하며, 그 결과 유기 EL 소자의 대면적화를 가능하게 할 뿐만 아니라, 제조 공정 또한 간편하여 유기 EL 소자의 제조 공정을 단순화하여 소자의 제조 수율을 향상 시킬 수 있다.
이어, 도 8 및 도 9에 도시한 바와 같이, 상기 기판(100)과 양전극층(110) 위에 형성된 제1 레지스트막(135)를 노광 및 현상하여 패터닝함으로써, 제1 레지스트막으로 이루어진 절연층(130)을 형성한다.
그 후, 도 10 및 도 11에 도시한 바와 같이, 상기 절연층(130)이 형성된 기판(100) 위에 제2 레지스트막(도시하지 않음)을 형성한 다음, 이를 노광 및 현상하여 제2 레지스트막으로 이루어진 격벽(140)을 형성한다. 이때, 제2 레지스트막은 앞서 설명한 제1 레지스트막과 동일한 방법에 의해 제조하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 격벽(140)은 그 측벽이 역경사면를 가지게 형성하여 후속 공정에 의해 형성하는 음전극층이 인접하는 구성 요소와 단락되는 것을 방지하는 것이 바람직하다.
이어, 상기 격벽(140)이 형성된 기판(100) 전체에 유기 박막층(150) 및 일함수가 낮은 금속인 Ca, Li, Al/Li, Mg/Ag 등으로 이루어진 음전극층(160)을 순차 형성한다(도2 및 도 3 참조).
앞서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 유기 EL 소자의 제조 방법은 절연층 또는 격벽을 형성하기 위한 레지스트막을 액상 레지스트가 아닌 보호막과 커버막 사이에 고체 레지스트막이 삽입되어 있는 드라이 필름을 이용함으로써, 레지스트막의 평탄화 특성을 향상시켜 소자의 대면적화를 가능하게 하는 동시에, 레지스트막을 이용한 절연층 또는 격벽의 전반적인 제조 공정을 단순화하여 소자의 수율을 높일 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
상기한 바와 같이, 본 발명은 절연층과 격벽을 형성하기 위한 레지스트막의 우수한 평탄화 특성을 확보하여 유기 EL 소자의 대면적화를 실현할 수 있으며, 또한, 고체 레지스트막을 가지는 드라이 필름에 의한 간단한 레지스트막 제조 공정으로 인하여 유기 EL 소자의 전반적인 제조 공정 단계를 단순화시킬 수 있다.
따라서, 유기 EL 소자의 전반적인 제조 공정의 경제성 및 수율 향상에 크게 기여할 수 있다.
Claims (2)
- 기판 위에 양전극을 형성하는 단계와,상기 양전극 위에 제1 레지스트막을 형성하는 단계와,상기 제1 레지스트막을 선택적 사진 식각하여 상기 양전극 및 상기 기판의 소정 영역에 절연층을 형성하는 단계와,상기 절연층이 형성된 기판 위에 제2 레지스트막을 형성하는 단계와,상기 제2 레지스트막을 선택적 사진 식각하여 상기 절연층 위에 격벽을 형성하는 단계와,상기 격벽이 형성된 기판의 양전극층 위에 유기 박막층 및 음전극층을 순차 형성하는 단계를 포함하고,상기 제1 레지스트막 및 상기 제2 레지스트막은 보호막과 고체 레지스트막 및 커버막이 순차 적층되어 있는 드라이 필름을 이용하여 형성하는 유기 EL 소자의 제조 방법.
- 제1항에 있어서,상기 제1 레지스트막 및 상기 제2 레지스트막을 형성하는 단계는 상기 드라이 필름을 롤링하여 기판 위에 증착하되, 드라이 필름 중 커버막을 제거하여 고체 레지스트막이 기판의 표면과 접하도록 하는 단계와, 상기 기판 위에 증착된 상기 드라이 필름의 보호막을 제거하는 단계를 포함하는 유기 EL 제조 방법.
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