KR20080003079A - 유기발광소자 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유기 발광소자 및 그 제조방법에 관한 것으로, 본 발명은, 절연기판상에 복수개의 반사전극을 형성하는 단계; 상기 복수개의 반사전극상에 서로 다른 두께를 가지고, 상기 복수개의 반사전극 일부를 노출시키는 콘택부를 가진 절연막을 형성하는 단계; 상기 복수개의 반사전극과 절연막상에 투명전극패턴을 형성하는 단계; 상기 투명전극패턴을 포함한 기판전체에 유기발광층을 형성하는 단계; 상기 유기발광층상에 캐소드전극을 형성하는 단계; 및 상기 절연기판상에 R, G, B 컬러필터층이 형성된 상부기판을 합착하는 단계;를 포함하여 구성된다.

미세공동(microcavity), 애노드전극, 캐소드전극, 유기발광소자(OLED)

Description

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

도 1은 일반적인 유기발광소자의 단면도.

도 2는 종래기술에 따른 유기발광소자의 단면도.

도 3a 내지 도 3e는 본 발명에 따른 유기발광소자의 제조공정 단면도.

** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 **

101 : 절연기판 103 : 애노드전극

105 : 제1절연막 107 : 감광막

109 : 하프톤마스크 109a : 투과부

109b : 반투과부 109c : 광차단부

111a : 제1콘택부 111b : 제2콘택부

113 : 투명전극 115 : 제2절연막

117 : 유기발광층 119 : 캐소드전극

121 : 공간부 131 : 상부기판

133 : 블랙매트릭스 135a : 적색필터층

135b : 녹색필터층 135c : 청색필터층

본 발명은 유기발광소자 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전면발광구조의 유기발광소자(OLED)에서 반사전극과 ITO전극사이에 실리콘산화막과 같은 절연막을 형성하여 R, G, B 각 화소별 파장의 길이를 다르게 하여 색순도 및 휘도를 향상시킬 수 있는 유기발광소자 및 그 제조방법에 관한 것이다.

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

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

도 1은 일반적인 유기발광소자의 구조 단면도이다.

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

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

이러한 유기발광소자는 저전압구동, 높은 발광효율, 넓은 시야각, 그리고 빠 른 응답속도 등의 장점을 가지고 있다.

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

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

도 2는 종래기술에 따른 유기발광소자의 단면도이다.

도 2를 참조하면, 종래기술에 따른 유기발광소자는, TFT 기판(51)상에 반사전극을 형성하기 위해 도전성 물질층을 증착한후 상기 도전성 물질층상에 제1감광막(미도시)을 도포한다.

그다음, 노광마스크를 이용한 포토리쏘그라피 공정기술을 통해 상기 제1감광막을 노광 및 현상공정을 거쳐 제1감광막패턴(미도시)을 형성한다.

이어서, 상기 제1감광막패턴(미도시)을 마스크로 상기 도전성 물질층을 선택적으로 제거하여 서로 일정간격만큼 이격된 복수개의 반사전극(53)을 형성한다.

그다음, 상기 제1감광막패턴(미도시)을 제거한후 상기 반사전극(53)을 포함한 TFT기판(51)전체에 제1 ITO층(55)을 증착한다.

이어서, 상기 제1 ITO층(55)상에 제2감광막(미도시)을 도포한후 노광마스크를 이용한 포토리쏘그라피 공정기술을 통해 상기 제2감광막을 노광 및 현상공정을 거쳐 제2감광막패턴(미도시)을 형성한다. 이때, 상기 제2감광막패턴(미도시)은 제1 반사전극(53a)상에만 남게 된다.

그다음, 상기 제2감광막패턴(미도시)을 포함한 기판전체에 제2 ITO(미도시)을 증착한후 상기 제2감광막패턴(미도시)을 제거한다.

이어서, 상기 제1 ITO층(미도시)과 제2 ITO층(미도시)상에 제3 감광막(미도시)를 도포한후 노광마스크를 이용한 포토리쏘그라피 공정기술을 통해 상기 제3감광막을 노광 및 현상공정을 거쳐 상기 제1반사전극(53a)과 제2반사전극(53b)상에만 제3감광막패턴(미도시)을 남게 한다.

그다음, 기판전체에 제3 ITO층(미도시)을 증착한후 상기 제3감광막패턴(미도시)을 제거한다.

이어서, 상기 제1 ITO층, 제2 ITO층 및 제3 ITO층상에 제4감광막(미도시)을 도포한후 노광마스크를 이용한 포토리쏘그라피 공정기술을 통해 상기 제4감광막을 노광 및 현상공정을 거쳐 상기 제1반사전극(53a)과 제2반사전극(53b) 및 제3반사전극(53c)상측에만 제4감광막패턴(미도시)을 남게 한다.

그다음, 상기 제4감광막패턴(미도시)을 마스크로 상기 제1 ITO층(55a), 제2 ITO층(55b) 및 제3 ITO층(55c)을 순차적으로 제거하여 상기 제1반사전극(53a)과 제2반사전극(53b) 및 제3반사전극(53c)상에 각각 두께가 다른 제1, 2, 3 ITO층패턴(55a, 55b, 55c)을 형성한후 제4감광막패턴(미도시)을 제거한다. 이때, 상기 제1, 2, 3 ITO층패턴(55a, 55b, 55c)은 서로 일정간격만큼 이격되어 있다. 따라서, 상기 제1, 2, 3 반사전극(53a, 53b, 53c)으로부터 캐소드전극(61)까지의 광경로 길이(L1, L2, L3)는 각각 다르게 된다.

이어서, 상기 제1, 2, 3 ITO층패턴(55a, 55b, 55c)을 포함한 기판전체에 절연막(미도시)을 증착한후 상기 제1, 2, 3 ITO층패턴(55a, 55b, 55c)사이의 이격된 부분내에만 남도록 상기 절연막(미도시)을 선택적으로 제거하여 분리절연막패턴(57)을 형성한다.

그다음, 기판전체에 유기발광층(59)을 증착한후 상기 유기발광층(59)상에 반투과성 물질로 이루어진 캐소드전극(61)을 형성한다.

이어서, 상부기판(81)상에는 블랙매트릭스(83)을 형성한후 블랙매트릭스(83)사이의 공간에 적색필터층(85), 녹색필터층(87) 및 청색필터층(89)을 각각 형성한다.

이렇게 하여, 하부 절연기판(51)과 상부기판(81)을 합착하여 유기발광소자 제조를 완료한다.

상기한 바와같이, 반사전극상부의 ITO 전극의 두께를 다르게 하여 반사되어 방출되는 광패스를 화소별로 다르게 하므로서 미세공동(microcavity) 효과를 구현할 수 있다.

그러나, 종래기술에 의하면, ITO전극 구조의 두께를 다르게 하기 위해 여러번에 걸쳐 ITO를 증착해야 하며, 이를 패터닝하기 위한 포토마스크 및 에칭공정을 수행해야 하므로써 제조공정수가 증가하게 된다.

이에 본 발명은 상기한 바와 같은 종래기술의 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은 반사전극과 ITO전극사이에 실리콘산화막과 같은 절연막을 형 성하여 R, G, B 각 화소별 파장의 길이를 다르게 하여 색순도 및 휘도를 향상시킬 수 있는 유기발광소자 및 그 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 유기발광소자는, 절연기판; 상기 절연기판상에 형성된 복수개의 반사전극; 상기 복수개의 반사전극상에 서로 다른 두께로 형성되고, 상기 복수개의 반사전극 일부를 노출시키는 콘택부를 가진 절연막; 상기 복수개의 반사전극과 절연막상에 형성된 투명전극패턴; 상기 투명전극패턴을 포함한 기판전체에 형성된 유기발광층; 상기 유기발광층상에 형성된 캐소드전극; 및 상기 절연기판상에 합착되고, R, G, B 컬러필터층이 형성된 상부기판;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 유기 발광소자 제조방법은, 절연기판상에 복수개의 반사전극을 형성하는 단계; 상기 복수개의 반사전극상에 서로 다른 두께를 가지고, 상기 복수개의 반사전극 일부를 노출시키는 콘택부를 가진 절연막을 형성하는 단계; 상기 복수개의 반사전극과 절연막상에 투명전극패턴을 형성하는 단계; 상기 투명전극패턴을 포함한 기판전체에 유기발광층을 형성하는 단계; 상기 유기발광층상에 캐소드전극을 형성하는 단계; 및 상기 절연기판상에 R, G, B 컬러필터층이 형성된 상부기판을 합착하는 단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로한다.

이하, 본 발명에 따른 유기발광소자 및 그 제조방법에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 3a 내지 도 3d는 본 발명에 따른 유기발광소자의 제조공정 단면도이다.

도 3a를 참조하면, TFT기판(101)상에 반사형 애노드전극을 형성하기 위해 도전성 물질을 증착한후 상기 도전성 물질층상에 제1감광막(미도시)을 도포한다.

그다음, 상기 제1감광막(미도시)을 선택적으로 패터닝하여 제1감광막패턴(미도시)을 형성한후 이를 마스크로 상기 도전성물질층을 선택적으로 제거하여 반사형 애노드전극(103)을 형성한다.

이어서, 상기 제1감광막패턴(미도시)을 제거한후 상기 반사형 애노드전극(103)을 포함한 기판전체에 실리콘산화막 등과 같은 절연막(105)을 증착하고, 이어 상기 절연막(105)상에 제2감광막(107)을 도포한다.

그다음, 하프톤마스크(109)를 이용한 포토리쏘그라피공정기술을 적용하여 상기 제2감광막(107)을 노광 및 현상공정을 거쳐 제2감광막패턴(107a, 107b)를 형성한다. 이때, 상기 제2감광막패턴(107a) 부분은 하프톤마스크(109)의 반투과부(109b)를 통해 자외선광의 일부만이 투과되어 노광되므로써 일부두께만 남게 된다. 반면에, 제2감광막패턴(107b)부분은 하프톤마스크(109)의 광차단부(109c)를 통해 자외선광의 전부가 차단되므로써 전체가 남게 된다.

이어서, 상기 제2감광막패턴(107a, 107b)을 마스크로 상기 절연막(105)을 선택적으로 제거하여 제1애노드전극과 제2애노드전극의 일부를 각각 노출시키는 제1콘택부(111a)와 제2콘택부(111b)를 형성한다. 이때, B영역의 절연막은 완전 에칭하고, G영역의 절연막은 하프톤마스크를 이용하여 일부의 절연막을 남기며 제1콘택부(111a)를 동시에 형성한다. 또한, R영역은 절연막을 에칭하지 않고 제2콘택 부(111b)만 형성한다.

그다음, 도 3c를 참조하면, 상기 제2감광막패턴(107a)(107b)를 제거한후 기판전체에 ITO층(미도시)을 증착한후 상기 ITO층(미도시)상에 제3감광막(미도시)을 도포한다.

이어서, 상기 제3감광막을 선택적으로 패터닝하여 제3감광막패턴(미도시)을 형성한후 상기 제3감광막패턴을 마스크로 상기 ITO층을 선택적으로 패터닝하여 ITO층패턴(113)을 형성한다. 이때, B영역은 반사전극과 직접 접촉하며, G, R영역은 제1, 2 콘택부를 통해 반사전극과 접촉한다.

그다음, 상기 제3감광막패턴을 제거한후 기판전체에 절연막(미도시)을 증착한후 이들 ITO층패턴사이에 뱅크(bank)(115)를 형성한다.

이어서, 기판전체에 유기발광층(117)과 투명재질로 캐소드전극(119)을 형성한다.

그다음, 블랙매트릭스(133)과 복수개의 컬러필터층(135a, 135b, 135c)이 적층된 상부기판(131)을 상기 절연기판(101)에 합착하여 미세공동 구조를 갖는 전면발광용 AMOLED 구조를 형성한다.

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

본 발명에 따른 유기 발광소자 및 그 제조방법에 의하면, 1개의 마스크(즉, 하프톤마스크)를 이용하여 R, G, B 각 화소별 광패스 길이가 다른 구조를 형성할 수 있어 제조공정을 단순화시킬 수 있다.

또한, 전면발광구조의 OLED에서 반사전극과 ITO애노드사이에 실리콘산화막과 같은 절연막을 형성하여 R, G, B 각 화소별 파장의 길이를 다르게 하여 색순도 및 휘도를 향상시킬 수 있다.

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

Claims (12)

1. 절연기판;

   상기 절연기판상에 형성된 복수개의 반사전극;

   상기 복수개의 반사전극상에 서로 다른 두께로 형성되고, 상기 복수개의 반사전극 일부를 노출시키는 콘택부를 가진 절연막;

   상기 복수개의 반사전극과 절연막상에 형성된 투명전극패턴;

   상기 투명전극패턴을 포함한 기판전체에 형성된 유기발광층;

   상기 유기발광층상에 형성된 캐소드전극; 및

   상기 절연기판상에 합착되고, R, G, B 컬러필터층이 형성된 상부기판;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로하는 유기발광소자.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 절연막은 실리콘산화막을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광소자.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 투명전극패턴 재질로는 ITO이 사용되는 것을 특징으로 하는 유기발광소자.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 투명전극패턴사이에 뱅크가 형성된 것을 특징으로 하는 유기발광소자.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 반사전극과 캐소드전극간 광패스 길이는 R, G, B 화소영역에 따라 서로 다른 것을 특징으로하는 유기발광소자.
6. 절연기판상에 복수개의 반사전극을 형성하는 단계;

   상기 복수개의 반사전극상에 서로 다른 두께를 가지고, 상기 복수개의 반사전극 일부를 노출시키는 콘택부를 가진 절연막을 형성하는 단계;

   상기 복수개의 반사전극과 절연막상에 투명전극패턴을 형성하는 단계;

   상기 투명전극패턴을 포함한 기판전체에 유기발광층을 형성하는 단계;

   상기 유기발광층상에 캐소드전극을 형성하는 단계; 및

   상기 절연기판상에 R, G, B 컬러필터층이 형성된 상부기판을 합착하는 단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로하는 유기발광소자 제조방법.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 절연막은 실리콘산화막을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광소자 제조방법.
8. 제 6 항에 있어서, 상기 투명전극패턴 재질은 ITO를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광소자 제조방법.
9. 제 6 항에 있어서, 상기 투명전극패턴사이에 뱅크를 형성하는 단계를 더 포 함하는 것을 특징으로 하는 유기발광소자 제조방법 .
10. 제 6 항에 있어서, 상기 반사전극과 캐소드전극간 광패스 길이는 R, G, B 화소영역에 따라 서로 다른 것을 특징으로하는 유기발광소자 제조방법.
11. 제 6 항에 있어서, 상기 절연막은 하프톤마스크 또는 회절마스크를 이용하여 패터닝하는 것을 특징으로 하는 유기발광소자 제조방법.
12. 제 6 항에 있어서, 상기 캐소드전극 재질로는 Al, Ca를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광소자 제조방법.

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