KR100570992B1 - 유기 전계발광 디바이스 및 이의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

기판 상면에 패터닝된 애노드 전극의 상면 지정된 위치에 고분자 유기 전계발광 물질을 매트릭스 형태로 러프(rough)하게 분사 방식으로 형성한 후 기판의 전면적에 걸쳐 캐소드 전극을 형성한 후 건식 식각방식에 의하여 캐소드 전극 및 고분자 유기 전계발광 물질을 도트 형상으로 개별 패터닝한 후, 패터닝된 각 캐소드 전극에 전원을 개별적으로 인가함으로써 화상 디스플레이가 가능토록 한 유기 전계발광 디바이스 및 이의 제조 방법에 관한 것으로, 본 발명에 의하면, 고분자 유기 전계발광 물질을 분사 방식으로 지정된 위치에 매트릭스 형태로 한번에 형성한 후 그 위에 도전성 물질을 형성한 상태에서 건식 식각방식에 의하여 고분자 유기 전계 발광 물질 및 도전성 물질 중 불필요한 부분을 한번에 식각하여 제거함으로써 고분자 유기 전계 발광 물질층을 형성하는데 필요한 공정수를 획기적으로 감소시킬 수 있다.

유기 전계발광 디바이스, 고분자 유기 전계발광 물질, 건식 식각방식

Description

유기 전계발광 디바이스 및 이의 제조 방법{Organic electroluminescence device and method for fabricating thereof}

도 1은 본 발명을 구현하기 위하여 기판에 인듐 틴 옥사이드 박막을 형성한 것을 도시한 사시도.

도 2는 인듐 틴 옥사이드 박막을 스트라이프 형상으로 패터닝하여 애노드 전극을 형성한 것을 도시한 사시도.

도 3은 애노드 전극에 레드, 그린, 블루 유기 전계발광 물질을 분사 방식으로 형성하는 것을 도시한 공정도.

도 4는 도 3에 의하여 레드, 그린, 블루 유기 전계발광 물질을 분사 방식으로 형성한 것을 도시한 사시도.

도 5는 레드, 그린, 블루 유기 전계발광 물질을 분사 방식으로 형성한 후 그 상면에 도전성 박막 및 포토레지스트 박막 패턴을 형성한 것을 도시한 공정도.

도 6, 도 7은 도전성 박막 및 레드, 그린, 블루 유기 전계발광 물질을 건식 식각방식에 의하여 패터닝하여 유기 전계발광 디바이스를 제작하는 것을 도시한 공정도.

본 발명은 유기 전계발광 디바이스 및 이의 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기판 상면에 패터닝된 애노드 전극의 상면, 지정된 위치에 고분자 유기 전계발광 물질을 매트릭스 형태로 러프(rough)하게 분사 방식으로 형성한 후 기판의 전면적에 걸쳐 캐소드 전극을 형성한 후 건식 식각방식에 의하여 캐소드 전극 및 고분자 유기 전계발광 물질을 도트 형상으로 개별 패터닝한 후, 패터닝된 각 캐소드 전극에 전원을 개별적으로 인가함으로써 화상 디스플레이가 가능토록 한 유기 전계발광 디바이스 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 유기 전계발광 디바이스는 2 개의 전극 사이에 전계에 의하여 발광하는 유기 발광물질을 소정 두께로 형성한 상태에서 2 개의 전극에 전원을 인가하는 방식으로 화상을 구성하는 디스플레이 장치의 하나로 최근 들어 그 개발 및 보급이 활발히 진행되고 있다.

이와 같은 유기 전계발광 디바이스에서 실제로 빛을 발생하는 부분인 유기 발광물질은 주로 고분자 유기 발광 물질과 저분자 유기 발광 물질로 구성된다.

이때, 저분자 유기 발광 물질을 애노드 전극의 상면에 형성하기 위해서는 저분자 유기 발광 물질을 전면적에 걸쳐 스핀 코팅한 후, 원하는 부분만을 패터닝하는 방법이 주로 사용된다.

특히, 고분자 유기 발광 물질은 레드 유기 전계발광 물질을 레드 유기 전계발광층이 형성될 위치에 선택적으로 분사한 후, 이들을 패터닝하여 레드 유기 전계 발광층을 형성한 후, 다시 그린 유기 전계 발광 물질을 그린 유기 전계 발광층이 형성될 위치에 선택적으로 분사한 후, 이들을 패터닝하여 레드 유기 전계 발광층을 형성하고, 마지막으로 블루 유기 전계 발광 물질을 블루 유기 전계 발광층이 형성될 위치에 선택적으로 분사한 후, 이들을 패터닝하여 블루 유기 전계 발광층을 형성한다.

이후, 애노드 전극의 상면에 캐소드 전극을 형성함으로써 고분자 유기 전계발광 물질을 매개로 하는 유기 전계발광 디바이스의 제작이 완료된다.

그러나, 이와 같은 방법에 의하여 고분자 유기 전계 발광 물질로 유기 전계발광 디바이스를 제작할 경우, 레드, 그린, 블루 유기 전계 발광층을 3 번에 나누어 형성해야 하기 때문에 제작 공정수가 지나치게 증가되는 문제점을 갖는다.

따라서, 본 발명은 이와 같은 종래 문제점을 감안한 것으로써, 본 발명의 목적은 레드, 그린 블루 유기 전계 발광층을 이용한 풀-컬러 유기 전계 발광 디바이스를 제작하면서도 유기 전계 발광 디바이스의 제조 공정을 크게 단축시킴에 있다.

본 발명의 다른 목적은 상세하게 후술될 본 발명의 상세한 설명에 의하여 보다 명확해질 것이다.

이와 같은 본 발명의 목적을 구현하기 위한 유기 전계발광 디바이스는 소정 의 면적을 갖는 기판과, 상기 기판의 상면에 적어도 1 개 열 이상이 배열된 애노드 전극과, 애노드 전극의 상면에 상호 소정 간격을 갖도록 적어도 1 개 이상이 도트 형상으로 패터닝된 제 1, 제 2, 제 3 고분자 유기 전계 발광 물질층과, 고분자 유 기 전계 발광 물질층의 상면에 고분자 유기 전계 발광 물질층과 동일한 형태로 형성된 캐소드 전극을 포함한다.

또한, 본 발명의 목적을 구현하기 위한 유기 전계 발광 디바이스의 제조 방법은 소정의 면적을 갖는 기판의 상면에 애노드 전극을 패터닝하여 형성하는 단계와, 애노드 전극의 지정된 위치에 레드, 그린, 블루 고분자 유기 전계발광물질이 상호 소정 간격을 갖도록 분사하는 단계와, 기판의 전면적에 걸쳐 도전성 물질을 소정 두께로 형성하는 도전성 박막층 형성단계와, 도전성 박막층 중 애노드 전극의 상면에 해당하는 부분이 픽셀의 형상대로 남아 있도록 패터닝하여 캐소드 전극을 형성하는 단계 및 캐소드 전극을 패터닝하면서 캐소드 전극에 의하여 가려지지 않고 노출된 잔여 레드, 그린, 블루 고분자 유기 전계발광물질을 건식 식각방식에 의하여 패터닝하는 식각 단계를 포함한다.

상기 기판의 상면에 형성되는 적어도 1 개 열 이상 형성되는 애노드 전극의 패터닝 형상은 스트라이프 형태가 바람직하며, 애노드 전극의 패터닝 형태는 다양하게 변형될 수 있다.

이하, 본 발명에 의한 유기 전계발광 디바이스 및 이의 제조 방법을 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

첨부된 도 1 이하에는 본 발명에 의한 유기 전계발광 디바이스의 제조 방법이 도시되어 있는 바, 유기 전계발광 디바이스의 제조 방법을 설명한 후 유기 전계발광 디바이스를 설명하기로 한다.

먼저, 첨부된 도 1에 도시된 바와 같이 기판, 예를 들면, 투명 유리 기판(100)의 일측면에는 소정 두께로 투명하면서 전기적 저항이 낮은 인듐 틴 옥사이드(Indium Tin Oxide) 물질로 인듐 틴 옥사이드 박막층(200)이 형성된다.

이와 같이 투명 유리 기판(100)에 형성된 인듐 틴 옥사이드 박막층(200)은 다시 사진 식각 공정에 의하여 도 2에 도시된 바와 같이 스트라이프 형상으로 패터닝 되는 바, 이와 같이 패터닝된 인듐 틴 옥사이드 박막층(200)을 이하, "애노드 전극(250)"이라 정의하기로 한다.

이와 같이 형성된 애노드 전극(250)의 상면에는 매트릭스 형태를 갖도록 고분자 유기 전계 발광층이 형성된다.

구체적으로 고분자 유기 전계 발광층(310,320,330)은 도 3, 도 4에 도시된 바와 같이 매트릭스 형태로 배열되어 레드 고분자 유기 전계 발광물질(310), 그린 고분자 유기 전계 발광물질(320), 블루 고분자 유기 전계 발광물질(330)을 매트릭스 형태로 분사하는 분사 노즐(410)을 갖는 유기 전계발광 물질 분사 장치(400)에 의하여 스프레이 형태로 한번에 모두 분사된다.

이와 같이 분사 방식에 의하여 형성된 고분자 유기 전계 발광층(310,320,330)은 유기 전계발광 디바이스의 해상도가 높을수록 도 4에 도시된 바와 같이 원하는 애노드 전극(250)의 면적 보다 다소 크게 형성된다.

이와 같은 상태에서 투명 유리 기판(100)의 상면에는 다시 도 5에 도시된 바와 같이 전면적에 걸쳐 도전성 박막(500)이 소정 두께로 형성되고, 도전성 박막(500)의 상면에는 다시 전면적에 걸쳐 포토레지스트 박막(600)이 스핀 코팅 등의 방법에 의하여 형성된다.

이후, 도전성 박막(500)의 상면에 형성된 포토레지스트 박막(600)은 도 5에 도시된 바와 같이 다시 사진 식각 공정에 의하여 패터닝이 수행되는 바, 패터닝된 포토레지스트 박막은 애노드 전극(250)의 상면에 위치하며 상호 소정 간격을 갖도록, 즉, 픽셀이 형성될 위치에만 사각 도트(dot) 형상으로 남게 된다.

이후, 투명 유리 기판(100)은 드라이 에칭 설비로 이송되고, 드라이 에칭 설비에 의하여 도 6 또는 도 7에 도시된 바와 같이 패터닝된 포토레지스트 박막(600)에 의하여 보호받지 못하는 도전성 박막(500)은 모두 제거되고, 도전성 박막(500)이 제거됨에 따라 포토레지스트 박막(600)에 의하여 보호받지 못하고 노출된 고분자 유기 전계발광층(310,320,330)의 일부 역시 드라이 에칭 설비에 의하여 모두 제거된다.

이하, 패터닝되어 도트 형상으로 남겨진 도전성 박막(500)을 캐소드 전극(550)이라 정의하기로 한다.

이로써, 고분자 유기 전계발광 물질층(310,320,330)중 화상이 디스플레이되는 영역 이외의 영역에까지 형성되었던 고분자 유기 전계발광 물질층은 드라이 에칭에 의하여 깨끗하게 제거되고, 패터닝을 위해 캐소드 전극(550)의 상면에 남겨진 포토레지스트 박막은 애싱(ashing) 공정 등에 의하여 깨끗하게 제거된다.

이후, 이 유기 전계발광 디바이스가 정확한 구동을 위해서는 캐소드 전극(550)에 필요한 전원이 인가되어야 하는 바, 이는 각 캐소드 전극(550)을 전원공급장치에 개별적으로 배선함으로써 구현되는 바, 이는 반도체 제조 공정 중 메탈 공정 등에 의하여 구현된다.

본 발명에서는 애노드 전극을 스트라이프 형상으로 패터닝한 것을 예로서 설명하였으나, 애노드 전극의 패터닝 형상은 다양하게 변형될 수 있음은 자명한 것이다.

이상에서 상세하게 설명한 바에 의하면, 고분자 유기 전계발광 물질을 분사 방식으로 지정된 위치에 매트릭스 형태로 한번에 형성한 후 그 위에 도전성 물질을 형성한 상태에서 고분자 유기 전계 발광 물질 및 도전성 물질 중 불필요한 부분을 한번에 식각하여 제거함으로써 고분자 유기 전계 발광 물질층을 형성하는데 필요한 공정수를 획기적으로 감소시킬 수 있는 효과를 갖는다.

Claims (4)

1. 소정의 면적을 갖는 기판과;

   상기 기판의 상면에 적어도 1 개 열 이상이 배열된 애노드 전극과;

   상기 애노드 전극의 상면에 상호 소정 간격을 갖도록 적어도 1 개 이상이 도트 형상으로 패터닝된 제 1, 제 2, 제 3 고분자 유기 전계 발광 물질층과;

   상기 고분자 유기 전계 발광 물질층의 상면에 상기 고분자 유기 전계 발광 물질층과 동일한 형태로 형성된 캐소드 전극을 포함하는 유기 전계발광 디바이스.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 고분자 유기 전계 발광 물질층은 레드 유기 전계 발광 물질층이고, 상기 제 2 고분자 유기 전계 발광 물질층은 그린 유기 전계 발광 물질층이고, 상기 제 3 고분자 유기 전계 발광 물질층은 블루 유기 전계 발광 물질층인 유기 전계발광 디바이스.
3. 레드, 그린, 블루 고분자 유기 전계발광 물질로 풀 컬러(full-color) 유기 전계 발광 디바이스를 제조하는 방법에 있어서,

   소정의 면적을 갖는 기판의 상면에 애노드 전극을 패터닝하여 형성하는 단계와;

   상기 애노드 전극의 지정된 위치에 레드, 그린, 블루 고분자 유기 전계발광물질이 상호 소정 간격을 갖도록 분사하는 단계와;

   상기 기판의 전면적에 걸쳐 도전성 물질을 소정 두께로 형성하는 도전성 박막층 형성단계와;

   상기 도전성 박막층 중 애노드 전극의 상면에 해당하는 부분이 픽셀의 형상대로 남아 있도록 패터닝하여 캐소드 전극을 형성 및 상기 캐소드 전극을 패터닝하면서 상기 캐소드 전극에 의하여 가려지지 않고 노출된 잔여 레드, 그린, 블루 고분자 유기 전계발광물질을 패터닝하는 식각 단계를 포함하는 유기 전계발광 디바이스의 제조 방법.
4. 제3항에 있어서, 상기 잔여 레드, 그린, 블루 고분자 유기 전계발광물질을 패터닝하는 식각 단계는 건식 식각방식인 것을 특징으로 하는 유기 전계발광 디바이스의 제조방법.

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