KR100612118B1 - Organic electroluminescence device having multiple partition structures and fabricating method thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은 다층 구조의 격벽 구조물을 포함하는 유기 전계발광소자 및 그의 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명의 유기 전계발광소자는 다층 구조의 격벽 구조물을 형성함으로써 플라즈마 전처리 공정시 격벽 표면의 손상을 방지하여 소자의 신뢰성을 확보할 수 있고, 오버행 구조의 격벽 형성시 공정을 용이하게 할 수 있다. The present invention relates to an organic electroluminescent device comprising a multi-layered barrier rib structure and a method of manufacturing the same. The organic electroluminescent device of the present invention can form a multi-layered barrier rib structure to prevent damage to the surface of the barrier rib during the plasma pretreatment process to ensure the reliability of the device, and to facilitate the process of forming the barrier rib of the overhang structure.

유기 전계발광소자, 다층, 격벽 구조물Organic electroluminescent device, multi-layer, bulkhead structure

Description

다층 구조의 격벽 구조물을 포함하는 유기 전계발광소자 및 그의 제조 방법{Organic electroluminescence device having multiple partition structures and fabricating method thereof}Organic electroluminescent device having multi-layered barrier rib structure and manufacturing method thereof

도 1 및 도 2는 종래 기술에 따른 격벽을 갖는 유기 전계발광소자를 나타내는 개략 단면도.1 and 2 are schematic cross-sectional views showing an organic electroluminescent device having a partition wall according to the prior art.

도 3은 본 발명의 일예에 따른 유기 전계발광소자의 격벽 제조공정을 나타내는 개략 단면도.3 is a schematic cross-sectional view showing a partition wall manufacturing process of an organic electroluminescent device according to one embodiment of the present invention;

도 4는 도 3의 공정으로 제조한 격벽을 갖는 유기 전계 발광소자를 나타내는 개략 단면도.4 is a schematic cross-sectional view showing an organic EL device having a partition wall manufactured by the process of FIG. 3.

*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ****** Explanation of symbols for the main parts of the drawing ***

1, 101 : 투명기판 3, 103 : 제1 전극1, 101: transparent substrate 3, 103: first electrode

5, 111 : 유기층 7 : 격벽5, 111: organic layer 7: partition wall

9, 105 : 절연막 11, 113 : 제2 전극 9, 105: insulating film 11, 113: second electrode

107 : 하부 격벽 109 : 상부 격벽107: lower partition 109: upper partition

본 발명은 다층 구조의 격벽 구조물을 포함하는 유기 전계발광소자(organic electroluminescence device : OELD, 이하, "유기 EL 소자"라 함) 및 그의 제조 방법에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an organic electroluminescence device (OELD, hereinafter referred to as an "organic EL device") including a partition structure of a multi-layer structure, and a manufacturing method thereof.

최근 표시장치(디스플레이)의 대형화에 따라 공간 점유가 적은 평면표시소자의 요구가 증대되고 있다. 이러한 문제를 해결할 가능성이 있는 디스플레이로서 최근 유기 발광 재료를 사용한 유기 EL 소자가 많은 주목을 받고 있다.In recent years, as the size of a display device (display) increases, the demand for a flat display device having less space is increasing. As a display capable of solving such a problem, an organic EL device using an organic light emitting material has recently attracted much attention.

유기 EL 소자는 저전압구동, 자기발광, 높은 발광 효율, 경량박형, 넓은 시야각 및 빠른 응답속도 등의 장점을 가지고 있고, 발광물질을 선택하여 풀 칼라 발광이 가능하여 차세대 평판 디스플레이 기술 중의 하나로서 기술개발이 활발하게 진행되고 있다. The organic EL device has advantages such as low voltage driving, self-luminous, high luminous efficiency, light weight, wide viewing angle and fast response speed. This is actively going on.

그러나, 이와 같은 유기 EL 소자는 제작시에 많은 어려움이 있으며, 그 중에서도 가장 어려운 공정인 픽셀레이션(pixellation) 및 패터닝(patterning)공정이다. However, such an organic EL device has many difficulties in fabrication, and is a pixelation and patterning process, which is the most difficult process.

기존에는 이러한 공정에 사진식각법(photolithography)법을 사용하였지만, 이 방법으로 소자의 유기막을 패터닝할 경우, 사용하는 용매(solvent)의 영향으로유기막이 그 특성을 잃게 되는 문제점이 있었다. 또한 새도우 마스크(shadow mask)를 이용한 직접적인 픽셀레이션법도 고 해상도를 구현하기에 문제점이 많았다. Conventionally, the photolithography method is used in such a process, but when the organic film of the device is patterned by this method, there is a problem that the organic film loses its characteristics due to the solvent used. In addition, direct pixelation using shadow masks has many problems in achieving high resolution.

따라서, 이러한 문제점을 해결하기 위해 도 1 및 도 2와 같이 격벽을 이용하여 픽셀레이션하는 방법이 사용하게 되었다. Therefore, in order to solve this problem, a method of pixelating using partition walls as shown in FIGS. 1 and 2 has been used.

도 1은 투명기판(1)위에 스트라이프(stripe) 형태의 양극의 제1 전극(3)을 형성하고, 상기 제1 전극(3)위에 제2 전극(11)의 전기적인 절연을 위하여 미리 소정 간격을 갖는 격벽(7)을 형성한 다음, 전면에 유기층(5)을 형성하고, 소정 각도 만큼 증착 각도를 주여 제2 전극(11)을 형성함으로써 소자를 제작한다. FIG. 1 illustrates a first electrode 3 of a stripe type anode formed on a transparent substrate 1, and a predetermined interval in advance for electrical insulation of the second electrode 11 on the first electrode 3. After the partition wall 7 having the structure is formed, the organic layer 5 is formed on the entire surface, and the second electrode 11 is formed by giving the deposition angle by a predetermined angle to fabricate the device.

그러나, 상기 방법은 제2 전극(11) 형성시 소정 각도만큼 기울여서 증착하기 때문에 막의 균일성에 문제가 있고, 공정이 까다로운 단점이 있었다. However, the method has a problem in that the uniformity of the film and the process is difficult because the deposition is inclined by a predetermined angle when forming the second electrode (11).

한편, 도 2의 제조공정은 제1 전극(3) 간의 전기적 절연을 위하여 격벽(7)을 역삼각형 형태나 또는 오버행(overhang) 형태로 형성하여 소자를 제작한다. 상기 격벽은 통상 네가티브(negative)형태의 포토레지스트(photoresist: 이하, "PR"라 함)를 사용하여 제조한다. 또한 격벽(7) 하부에는 절연막(9)을 형성한다. 상기 절연막(9)을 형성하는 이유는 유기층(5)과 제2 전극(11)을 증착하면 제2 전극(11)이 유기층(5)보다 바깥 쪽으로 증착될 수 있어, 제2 전극(11)과 제1 전극(3)이 서로 접촉될 가능성이 매우 크기 때문이다. Meanwhile, in the manufacturing process of FIG. 2, the partition wall 7 is formed in an inverted triangle shape or an overhang shape for the electrical insulation between the first electrodes 3 to manufacture the device. The barrier rib is usually manufactured using a negative photoresist (hereinafter, referred to as "PR"). In addition, an insulating film 9 is formed under the partition 7. The reason why the insulating layer 9 is formed is that when the organic layer 5 and the second electrode 11 are deposited, the second electrode 11 may be deposited outward from the organic layer 5. This is because the possibility that the first electrodes 3 are in contact with each other is very large.

상기 방법은 격벽으로 사용되는 포토레지스트가 특수 제작된 네가티브 PR을 사용하므로 값이 비싸고, 작업 조건에 따라 오버행 구조가 형성되지 않을 수가 있으므로 공정 조건의 창출이 매우 어렵다. The method is expensive because the photoresist used as the partition wall uses a specially produced negative PR, and the overhang structure may not be formed according to the working conditions.

또한, 소자 제작을 위해 제1 전극(3)인 ITO층의 표면의 전처리 공정에서 사용하게 되는 플라즈마(통상 O2/Ar Plasma)에 의해 유기물로 형성되어있는 격벽 표면이 손상을 입게 된다. 이로 인해 발생하는 부산물에 의해 제1 전극 표면이 재오염 될 가능성이 있으며, 격벽구조물이 식각되어 버릴 수 있는 문제점이 있다.In addition, the surface of the partition wall formed of the organic material is damaged by plasma (usually O 2 / Ar Plasma) used in the pretreatment process of the surface of the ITO layer, which is the first electrode 3, for device fabrication. As a result, there is a possibility that the surface of the first electrode may be recontaminated by the by-products generated, and the barrier rib structure may be etched.

이에 본 발명자들은 상기 문제점을 해결하기 위해 예의 연구를 거듭한 결과, 격벽 구조물 형성시에 다층 구조의 격벽을 사용하여 유기 EL 소자를 제조할 경우, 종래 기술의 모든 문제점이 해결됨을 확인하여 본 발명을 완성하기에 이르렀다. Accordingly, the present inventors have made intensive studies to solve the above problems, and when the organic EL device is manufactured using a multi-layered barrier rib when forming the barrier rib structure, all the problems of the prior art are solved. It was completed.

따라서, 본 발명은 상기의 종래 유기 EL 소자 제조 공정의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 다층 구조의 격벽 구조물을 형성함으로써 플라즈마 전처리 공정시 격벽 표면의 손상을 방지할 수 있고, 오버행 구조의 격벽 형성시 공정을 용이하게 할 수 있는 유기 EL 소자 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems of the conventional organic EL device manufacturing process, by forming a barrier rib structure of a multi-layer structure to prevent damage of the barrier rib surface during the plasma pretreatment process, forming a barrier rib of the overhang structure It is an object of the present invention to provide an organic EL device and a method of manufacturing the same, which can facilitate a process step.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 투명기판; 상기 투명기판 상에 형성된 스트라이프 형태의 제1 전극; 상기 제1 전극 상의 소정의 위치에 형성된 절연막; 상기 절연막 위에 형성된 다층 구조의 격벽; 상기 절연막 사이에 형성된 유기 전계발광층; 및 상기 유기 전계발광층 상에 형성된 제2 전극을 구비하는 유기 전계발광소자를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention is a transparent substrate; A first electrode having a stripe shape formed on the transparent substrate; An insulating film formed at a predetermined position on the first electrode; Barrier ribs formed on the insulating layer; An organic electroluminescent layer formed between the insulating films; And it provides an organic electroluminescent device having a second electrode formed on the organic electroluminescent layer.

본 발명에 있어서, 상기 다층 구조의 격벽은 2중, 3중, 4중 등으로 제조할 수 있고, 특히 2중으로 하는 것이 비용적인 면이나 공정의 편리함에서 적합하다. In the present invention, the barrier rib of the multilayer structure can be produced in double, triple, quadruple, etc., and in particular, the double wall is suitable for cost and the convenience of the process.

상기 격벽은 상부 층에 사용하는 재질이 하부 층에 사용하는 재질보다 밀도 및/또는 강도가 높은 재질인 것이 바람직하다. 상부 재질은 특히 무기물 또는 금 속, 예컨대, SiO2, SiNx, 또는 나이트라이드계 물질을 사용하는 것이 바람직하며, 하부 재질은 통상의 네가티브 형태의 PR, 예컨대, 폴리아크릴계, 폴리 이미드계 물질을 사용하는 것이 바람직하다. The barrier rib is preferably made of a material having a higher density and / or strength than a material used for the upper layer. The upper material is particularly preferably inorganic or metallic, such as SiO 2 , SiN x , or nitride-based material, and the lower material uses conventional negative forms of PR, such as polyacrylic, polyimide-based materials. It is desirable to.

격벽형성시 상부층이 하부층보다 밀도 및/또는 강도가 더 높기 때문에 상부층보다 하부층이 많이 식각되어 자연스럽게 오버행 구조가 형성되어 종래의 공정의 까다로움을 개선할 수 있다. 또한 상부층에 사용되는 재질은 플라즈마에 노출시, 식각되지 않는 재질을 사용하였기 때문에 기존의 격벽 표면이 식각되는 문제를 해결할 수 있다. 3중으로 격벽을 제조할 경우, 중간 층은 상부 및 하부층의 중간의 밀도 또는 강도를 갖는 물질을 사용하면 된다. Since the upper layer has a higher density and / or strength than the lower layer when forming the barrier rib, the lower layer is etched more than the upper layer to naturally form an overhang structure, thereby improving the difficulty of the conventional process. In addition, since the material used for the upper layer is a material that is not etched when exposed to the plasma, it is possible to solve the problem of etching the existing partition surface. When the bulkhead is manufactured in triple, the intermediate layer may be made of a material having a density or strength in the middle of the upper and lower layers.

본 발명의 격벽의 상부층과 하부층의 두께는 특히 제한되지는 않지만, 통상 2층 구조인경우 상부 층과 하부 층의 두께비는 1: 3으로 하는 것이 바람직하다. The thickness of the upper layer and the lower layer of the partition wall of the present invention is not particularly limited, but in the case of a two-layer structure, the thickness ratio of the upper layer and the lower layer is preferably 1: 3.

본 발명은 또한 투명기판 상에 스트라이프 형태로 제1 전극을 형성하는 단계; 상기 제1 전극 상의 소정의 위치에 절연막을 형성하는 단계; 상기 절연막 상에 하부 격벽층을 형성하는 단계; 상기 하부 격벽층상에 하부 격벽층에 사용된 물질보다 밀도 또는 강도가 높은 재질로 이루어진 상부 격벽층을 형성하는 단계; 상기 하부 및 상부 격벽층을 일정 패턴을 갖는 마스크를 사용하여 일정 영역만을 노광 및 현상하여 오버행 형태의 다층 구조의 격벽을 형성하는 단계; 상기 격벽 사이의 제1 전극 상에 유기 전계발광층을 형성하는 단계; 및 상기 유기 전계발광층 상에 제2 전극을 형성하는 단계를 포함하는 것을 유기 전계발광소자의 제조방법을 제공한다.The present invention also includes forming a first electrode in the form of a stripe on a transparent substrate; Forming an insulating film at a predetermined position on the first electrode; Forming a lower partition layer on the insulating layer; Forming an upper barrier layer made of a material having a higher density or strength than a material used for the lower barrier layer on the lower barrier layer; Exposing and developing only a predetermined region of the lower and upper barrier rib layers using a mask having a predetermined pattern to form a barrier rib having a multi-layered structure; Forming an organic electroluminescent layer on the first electrode between the barrier ribs; And it provides a method of manufacturing an organic electroluminescent device comprising the step of forming a second electrode on the organic electroluminescent layer.

이하, 도 3을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명하지만, 이들에 의해 본 발명의 범위가 어떤 식으로든 제한되는 것은 아니다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to FIG. 3 through a preferred embodiment, but the scope of the present invention is not limited in any way by these.

우선, 투명기판(101)상에 일방향으로 배열된 스트라이프 형태의 제1 전극(103)을 형성한다. 그리고, 투명기판(101) 위에 각각의 화소의 전기적 절연을 위한 절연막(105)을 사진식각법에 의해 띠 형태로 형성한다. First, a first electrode 103 having a stripe shape arranged in one direction on the transparent substrate 101 is formed. Then, an insulating film 105 for electrical insulation of each pixel is formed on the transparent substrate 101 in a band form by a photolithography method.

그 후, 도 3a에 도시된 바와 같이, 투명기판(101) 전면에 하부 격벽층(107)을 형성한다. 여기서 하부 격벽층 형성 물질은 제한되는 것은 아니지만, 통상의 네가티브 형태의 PR, 예컨대, 폴리아크릴계 물질로 이루어진 물질을 사용할 수 있다. 그 다음에, 상기 하부 격벽층상에 하부 격벽층에 사용된 물질보다 밀도 및/또는 강도가 높은 재질로 이루어진 상부 격벽층(109)을 하부 격벽층(107)의 두께의 1/3로 형성한다. 상기 상부 격벽층(109)의 재질은 제한되지는 않지만, 무기물 또는 금속, 예컨대, SiO2, SiNx, 또는 나이트라이드계 물질을 사용할 수 있다. 그 후, 상부 격벽층(109)을 일정 패턴을 갖는 마스크(110)를 사용하여 노광 및 현상하여 패턴화 한다. 그리고, 도 3b와 같이, 계속하여 하부 격벽층(107)을 상기 마스크(110)를 사용하여 일정 영역만을 노광 및 현상하여 오버행 형태의 2중 구조의 격벽을 형성한다. 자외선의 파장은 약 365nm, 405nm, 436nm 중 어느 하나로 하고, 자외선 에너지는 약 50∼500mJ/㎠로 한다. Thereafter, as shown in FIG. 3A, the lower partition wall layer 107 is formed on the entire surface of the transparent substrate 101. The lower partition layer forming material is not limited here, but may be made of a conventional negative type PR, such as a material made of a polyacrylic material. Next, an upper partition layer 109 made of a material having a higher density and / or strength than a material used for the lower partition layer is formed on the lower partition layer to 1/3 of the thickness of the lower partition layer 107. The material of the upper partition layer 109 is not limited, but an inorganic material or a metal such as SiO 2 , SiN x , or a nitride based material may be used. Thereafter, the upper partition wall layer 109 is exposed and developed using a mask 110 having a predetermined pattern to form a pattern. 3B, the lower partition layer 107 is subsequently exposed and developed using only the mask 110 to form a barrier rib having a double structure. The wavelength of the ultraviolet ray is any one of about 365 nm, 405 nm, and 436 nm, and the ultraviolet energy is about 50 to 500 mJ / cm 2.

도 3c와 같이, 하부 격벽층을 식각하는 과정에서 상부 격벽층이 더 밀도 및/ 또는 강도가 높기 때문에, 상부 격벽층(109A)보다 하부 격벽층(107A)이 많이 식각되어 자연스럽게 오버행 구조가 형성되므로, 종랙기술에 있어서의 오버행 형성에 따른 특정의 공정 조건을 찾을 필요가 없어 매우 공정이 간편하다. 3C, since the upper partition layer has a higher density and / or strength in the process of etching the lower partition layer, since the lower partition layer 107A is more etched than the upper partition layer 109A, an overhang structure is naturally formed. As a result, there is no need to find specific process conditions due to the formation of overhangs in the vertical rack technique.

그리고, 현상된 2중 구조의 격벽을 60∼150℃의 온도에서 5초∼12시간 동안 열처리하여 경화한다. Then, the developed double-structured partition wall is cured by heat treatment at a temperature of 60 ~ 150 ℃ for 5 seconds to 12 hours.

그 다음으로, 도 4에 도시한 바와 같이, 격벽들이 형성된 투명기판(101) 전면에 유기 전계발광층(정공수송층, 유기 발광층, 전자 수송층 등, 111)을 형성하고, 상기 전계발광층(111) 상에 제2 전극(113)을 형성하여 본 발명의 유기 EL 소자를 제조한다. Next, as shown in FIG. 4, an organic electroluminescent layer (hole transport layer, organic light emitting layer, electron transport layer, etc.) 111 is formed on the transparent substrate 101 on which the partitions are formed, and on the electroluminescent layer 111. The second electrode 113 is formed to manufacture the organic EL device of the present invention.

상기와 같이 제조된 유기 EL 소자는 플라즈마 전처리 공정시 무기질 또는 금속으로 이루어진 상부 격벽층에 의해 격벽 표면의 손상이 전혀 발견되지 않았다. 또한, 오버행 구조의 격벽 형성시 공정을 매우 용이하게 하여 작업 공정의 신속화 및 가격의 저렴화를 달성할 수 있다. In the organic EL device manufactured as described above, no damage of the partition surface was found by the upper partition layer made of inorganic or metal during the plasma pretreatment process. In addition, it is possible to achieve a very easy process when forming the partition wall of the overhang structure, and to achieve a rapid work process and a low cost.

이상에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 유기 전계발광소자는 다층 구조의 격벽 구조물을 형성함으로써 플라즈마 전처리 공정시 격벽 표면의 손상을 방지하여 소자의 신뢰성을 확보할 수 있고, 오버행 구조의 격벽 형성시 공정을 용이하게 할 수 있다. As can be seen from the above, the organic electroluminescent device of the present invention can form a multi-layered barrier rib structure to prevent damage to the surface of the barrier rib during plasma pretreatment process to ensure the reliability of the device, when forming an overhang barrier rib structure The process can be facilitated.

Claims (6)

투명기판;Transparent substrate; 상기 투명기판 상에 형성된 스트라이프 형태의 제1 전극;A first electrode having a stripe shape formed on the transparent substrate; 상기 제1 전극 상의 소정의 위치에 형성된 절연막;An insulating film formed at a predetermined position on the first electrode; 상기 절연막 위에 다층 구조로 형성되되, 상부 층에 사용하는 재질이 하부 층에 사용하는 재질보다 밀도 또는 강도가 높은 재질인 격벽;A barrier rib formed on the insulating layer in a multi-layer structure, wherein a material used for the upper layer has a higher density or strength than a material used for the lower layer; 상기 절연막 사이에 형성된 유기 전계발광층; 및 An organic electroluminescent layer formed between the insulating films; And 상기 유기 전계발광층 상에 형성된 제2 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 전계발광소자.An organic electroluminescent device comprising a second electrode formed on the organic electroluminescent layer. 제1항에 있어서, 상기 격벽이 2층 구조인 것을 특징으로 하는 유기 전계발광소자.The organic electroluminescent device according to claim 1, wherein the partition wall has a two-layer structure. 삭제delete 제1항에 있어서, 상부 격벽층에 사용하는 재질은 무기물 또는 금속인 것을 특징으로 하는 유기 전계발광소자.The organic electroluminescent device according to claim 1, wherein the material used for the upper partition layer is an inorganic material or a metal. 투명기판 상에 스트라이프 형태로 제1 전극을 형성하는 단계;Forming a first electrode in a stripe shape on the transparent substrate; 상기 제1 전극 상의 소정의 위치에 절연막을 형성하는 단계;Forming an insulating film at a predetermined position on the first electrode; 상기 절연막 상에 하부 격벽층을 형성하는 단계;Forming a lower partition layer on the insulating layer; 상기 하부 격벽층상에 하부 격벽층에 사용된 물질보다 밀도 또는 강도가 높은 재질로 이루어진 상부 격벽층을 형성하는 단계;Forming an upper barrier layer made of a material having a higher density or strength than a material used for the lower barrier layer on the lower barrier layer; 상기 하부 및 상부 격벽층을 일정 패턴을 갖는 마스크를 사용하여 일정 영역만을 노광 및 현상하여 오버행 형태의 다층 구조의 격벽을 형성하는 단계;Exposing and developing only a predetermined region of the lower and upper barrier rib layers using a mask having a predetermined pattern to form a barrier rib having a multi-layered structure; 상기 격벽 사이의 제1 전극 상에 유기 전계발광층을 형성하는 단계; 및 Forming an organic electroluminescent layer on the first electrode between the barrier ribs; And 상기 유기 전계발광층 상에 제2 전극을 형성하는 단계를 포함하는 것을 유기 전계발광소자의 제조방법.And forming a second electrode on the organic electroluminescent layer. 제5항에 있어서, 상부 격벽층에 사용하는 재질은 무기물 또는 금속인 것을 특징으로 하는 유기 전계발광소자의 제조방법.The method for manufacturing an organic electroluminescent device according to claim 5, wherein the material used for the upper partition layer is an inorganic material or a metal.
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