KR100612131B1 - Organic electroluminescent device and method of manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 ITO 층 하부에 ITO 층의 저항을 낮추기 위한 보조 전극을 형성하되, 금속 보조 전극을 ITO 층과 동일한 형태로 패터닝함으로서 후속 공정을 통하여 ITO 층 상에 형성된 유기물 층에 대한 금속 입자의 영향을 방지할 수 있다. 본 발명에 따른 유기 전계 소자의 ITO 층 제조 방법은, 기판 전 표면상에 금속 보조 전극 형성용 금속층을 증착하는 단계; 금속층 상에 ITO 층을 증착하는 단계; 증착된 ITO 층에 포토레지스트를 전면 증착한 후 예비 열처리를 실시하는 단계; 포토마스크를 이용하여 포토레지스트를 노광시키는 단계; 노광된 포토레지스트를 현상시키는 단계; 포토레지스트의 패턴을 통해 ITO 층과 금속층을 선택적으로 에칭한 후, 잔류 포토레지스트를 제거하는 단계를 포함하여 기판 상에 패터닝된 보조 금속 전극 및 ITO 층을 순차적으로 형성시킨다. 이와 같은 방법으로 ITO 층 하부에 ITO 층의 저항을 낮추기 위한 보조 전극을 형성함으로서 후속 공정을 통하여 ITO 층 상에 형성된 유기물 층에 대한 금속 입자의 영향을 방지할 수 있다. The present invention forms an auxiliary electrode for lowering the resistance of the ITO layer under the ITO layer, but by patterning the metal auxiliary electrode in the same form as the ITO layer to effect the effect of the metal particles on the organic layer formed on the ITO layer through a subsequent process. You can prevent it. ITO layer manufacturing method of the organic field device according to the present invention comprises the steps of depositing a metal layer for forming a metal auxiliary electrode on the entire surface of the substrate; Depositing an ITO layer on the metal layer; Performing a preliminary heat treatment after depositing a photoresist on the deposited ITO layer; Exposing the photoresist using a photomask; Developing the exposed photoresist; After selectively etching the ITO layer and the metal layer through the pattern of the photoresist, the patterned auxiliary metal electrode and the ITO layer are sequentially formed on the substrate, including removing residual photoresist. In this way, by forming an auxiliary electrode for lowering the resistance of the ITO layer under the ITO layer, it is possible to prevent the influence of metal particles on the organic layer formed on the ITO layer through a subsequent process.
유기 전계 발광 소자Organic electroluminescent element
Description
도 1은 유기 전계 발광 소자의 기본적인 구조를 개략적으로 도시한 도면.1 is a view schematically showing the basic structure of an organic electroluminescent device.
도 2는 ITO 층 및 금속 보조 전극을 형성하는 각 단계를 도시하는 도면.2 shows each step of forming an ITO layer and a metal auxiliary electrode.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 ITO 층 및 금속 보조 전극을 형성하는 각 단계를 도시하는 도면.3 shows each step of forming an ITO layer and a metal auxiliary electrode according to the first embodiment of the present invention;
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 ITO 층 및 금속 보조 전극을 형성하는 각 단계를 도시하는 도면.4 shows each step of forming an ITO layer and a metal auxiliary electrode according to a second embodiment of the present invention.
본 발명은 유기 전계 발광 소자 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 특히 보조 금속 전극을 형성하기 위하여 사용되는 금속의 입자에 의한 유기물 층의 손상을 방지할 수 있는 유기 전계 발광 소자 및 그 제조 방법에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE
유기 전계 발광은 유기물(저분자 또는 고분자) 박막에 음극과 양극을 통하여 주입된 전자(electron)와 정공(hole)이 재결합(recombination)하여 여기자 (exition)를 형성하고, 형성된 여기자로부터의 에너지에 의해 특정한 파장의 빛이 발생되는 현상이다. Organic electroluminescence is recombination of electrons and holes injected through a cathode and an anode into an organic (low molecular or polymer) thin film to form an exciton, and is determined by energy from the excitons formed. It is a phenomenon that light of wavelength is generated.
이러한 현상을 이용한 유기 전계 발광 소자는 도 1에 도시된 바와 같은 기본적인 구조를 갖고 있다. 유기 전계 발광 소자의 기본적인 구성은, 유리 기판(1), 유리 기판(1) 상부에 형성되어 애노드(anode) 전극으로 사용되는 인듐 주석 산화물층(2; Indium Tin Oxide film ; 이하, "ITO 층"이라 칭함), 절연층, 유기물층(3) 및 캐소드(cathode) 전극인 금속 전극(4)이 순서적으로 적층된 구조이다.The organic EL device using this phenomenon has a basic structure as shown in FIG. 1. The basic configuration of the organic electroluminescent element is an indium
유기물층(3)은, 소자 내에 정공의 주입이 원활하게 하기 위한 정공 주입층(3A; hole injection layer); 애노드 전극(1; ITO 층)으로부터 주입된 정공을 발광층으로 수송하는 정공 수송층 (3B; hole transport layer); 캐소드 전극(4)과 애노드 전극(1)으로부터 공급된 전자와 정공의 재결합이 이루어지면서 발광이 일어나는 영역인 발광층(3C; emitting layer); 및 캐소드 전극(4)으로부터 공급되는 전자의 원활한 수송을 위한 전자 수송층(3D; electron transport layer)이 순차적으로 적층된 구조를 갖는다.The organic layer 3 includes a hole injection layer 3A for smoothly injecting holes into the device; A hole transport layer (3B) for transporting holes injected from the anode electrode (ITO layer) to the light emitting layer; An emitting layer (3C) emitting region (3C), which emits light while recombination of electrons and holes supplied from the
이러한 구조를 갖는 유기 전계 발광 소자는 다음의 단계들을 거쳐 제조된다. 먼저, 유리 기판 상에 진공 증착법을 이용하여 ITO 층을 증착하고, 이 ITO 층을 사진식각법(photolithography)으로 패터닝(patterning)한다. An organic electroluminescent device having such a structure is manufactured through the following steps. First, an ITO layer is deposited on a glass substrate using a vacuum deposition method, and the ITO layer is patterned by photolithography.
여기서, 애노드 전극으로서의 투과성을 만족시키는 금속으로서는 산화 인듐(In2S3)에 산화 주석(SnO2)을 도핑한 ITO가 적합하나, 이 ITO는 저항이 높다는 문제가 있다. As a metal satisfying the permeability as an anode electrode, ITO in which tin oxide (SnO 2 ) is doped with indium oxide (In 2 S 3 ) is suitable, but this ITO has a problem of high resistance.
따라서 ITO 층의 안정화, 즉 ITO 층의 저항을 낮추기 위한 한 방안으로서 ITO 층상에 보조 금속 전극을 형성하는 방법이 이용되고 있다. 이 보조 금속 전극은 패터닝된 ITO 층 상에 금속 재료층을 증착한 후, 사진식각법으로 패터닝함으로서 형성된다. 이후, 패터닝된 ITO 층 및 보조 금속 전극 상에 절연막과 격벽을 사진식각법으로 형성하고, 절연벽과 격벽을 형성한 후, 위에서 설명한 유기물층을 증착하고, 이 유기물층 상에 캐소드 전극용 금속 전극을 전면 증착함으로서 소자의 형성이 완료된다. Therefore, a method of forming an auxiliary metal electrode on the ITO layer is used as a method for stabilizing the ITO layer, that is, lowering the resistance of the ITO layer. This auxiliary metal electrode is formed by depositing a metal material layer on the patterned ITO layer and then patterning by photolithography. Subsequently, an insulating film and a partition wall are formed by a photolithography method on the patterned ITO layer and the auxiliary metal electrode, an insulating wall and a partition wall are formed, and then the organic material layer described above is deposited, and the metal electrode for the cathode electrode is formed on the organic material layer. Deposition completes the formation of the device.
도 2는 ITO 층 및 금속 보조 전극을 형성하는 각 단계를 도시하는 도면으로서, 위에서 설명한 ITO 층 및 금속 보조 전극 형성 과정을 도 2를 참고하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다. FIG. 2 is a diagram illustrating each step of forming an ITO layer and a metal auxiliary electrode, which will be described in more detail with reference to FIG. 2.
먼저, 유리 기판(10; glass substrate) 상에 ITO 층(12)을 전면 증착하며(도 2a), ITO 층(12) 상에 포토레지스트(13)를 전면 증착한다(도 2b). 포토마스크 (P1)를 이용하여 노출된 포토레지스트(13)를 광(예를 들어, U. V.(자외선))에 노출시키는 노광 공정(도 2c), 노광 공정을 통하여 분자 구조가 변화된 포토레지스트 (13)를 유기 용매를 이용하여 용해시키는 현상 공정(도 2d) 및 포토레지스트 패턴(13A)을 통해 ITO 층(12)을 선택적으로 제거하는 에칭 공정(도 2e)을 순차적으로 실시한 후, 잔류하는 포토레지스트 패턴(13A)을 제거함으로서 유리 기판(11) 상에 패터닝된 ITO 층(12A)이 형성된다(도 2f).First, an
패터닝된 ITO 층(12A) 상에 보조 전극용 금속 재료(14)를 전면 증착하고(도 2g), 금속층(14) 상에 포토레지스트(15)를 도포한다(도 2h). 포토마스크(P2)를 이 용한 노광 공정(도 2i), 현상 공정(도 2J) 및 금속층에 대한 에칭 공정(도 2k)을 순차적으로 실시한 후, 잔류 포토레지스트 패턴(15A)을 제거함으로서 도 2l에 도시된 바와 같이 패터닝된 ITO 층(12A) 상에 패터닝된 보조 금속 전극(14A)이 형성된다.A
그러나, 보조 금속 전극(14A)을 형성하는 공정(도 2g 내지 도 2l) 과정에서는 금속 전극(14A)을 형성하기 위하여 사용되는 금속 재료의 입자가 잔존하게 되며, 이러한 잔존 금속 입자는 후에 형성될 유기물층을 손상시키는 요인으로 작용하게 된다. 따라서, ITO 층의 저항을 낮추면서도 유기물층에 영향을 주지 않은 방안이 요구된다. However, in the process of forming the
이밖에도 금속 보조 전극을 형성하는 방법은 그 형성 공정이 복잡하기 때문에 생산성이나 비용적인 측면에서 바람직하지 않다. In addition, the method of forming the metal auxiliary electrode is not preferable in terms of productivity and cost since the formation process is complicated.
따라서 본 발명은 ITO 층의 안정화를 위하여 보조 금속 전극을 형성할 때 발생되는 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 금속 입자에 의한 유기물 층의 손상을 방지할 수 있는 유기 전계 발광 소자 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다. Accordingly, the present invention is to solve the above-mentioned problems generated when forming the auxiliary metal electrode for stabilization of the ITO layer, an organic electroluminescent device and a method of manufacturing the same that can prevent damage to the organic layer by the metal particles. Its purpose is to provide.
상술한 목적을 실현하기 위한 본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자는 ITO 층의 하부에 ITO 층의 저항을 낮추기 위한 보조 전극을 형성하였으며, 이 금속 보조 전극은 ITO 층과 동일한 형태로 패터닝되어 있어 후속 공정을 통하여 ITO 층 상에 형성된 유기물층에 대한 금속 입자의 영향을 방지할 수 있다. The organic electroluminescent device according to the present invention for achieving the above object is formed an auxiliary electrode for lowering the resistance of the ITO layer in the lower portion of the ITO layer, this metal auxiliary electrode is patterned in the same form as the ITO layer, the subsequent process It is possible to prevent the influence of the metal particles on the organic material layer formed on the ITO layer through.
본 발명에 따른 유기 전계 소자의 ITO 층 제조 방법은, 기판 전 표면상에 금속 보조 전극 형성용 금속층을 증착하는 단계; 금속층 상에 ITO 층을 증착하는 단계; 증착된 ITO 층에 포토레지스트를 전면 증착한 후 예비 열처리를 실시하는 단계; 포토마스크를 이용하여 포토레지스트를 노광시키는 단계; 노광된 포토레지스트를 현상시키는 단계; 포토레지스트의 패턴을 통해 ITO 층과 금속층을 선택적으로 에칭한 후, 잔류 포토레지스트를 제거하는 단계를 포함하여 기판 상에 패터닝된 보조 금속 전극 및 ITO 층을 순차적으로 형성시킨다. 이와 같은 방법으로 하여 ITO 층 하부에 ITO 층의 저항을 낮추기 위한 보조 전극을 형성함으로서 후속 공정을 통하여 ITO 층 상에 형성된 유기물층에 대한 금속 입자의 영향을 방지할 수 있다. ITO layer manufacturing method of the organic field device according to the present invention comprises the steps of depositing a metal layer for forming a metal auxiliary electrode on the entire surface of the substrate; Depositing an ITO layer on the metal layer; Performing a preliminary heat treatment after depositing a photoresist on the deposited ITO layer; Exposing the photoresist using a photomask; Developing the exposed photoresist; After selectively etching the ITO layer and the metal layer through the pattern of the photoresist, the patterned auxiliary metal electrode and the ITO layer are sequentially formed on the substrate, including removing residual photoresist. In this way, by forming an auxiliary electrode for lowering the resistance of the ITO layer under the ITO layer, it is possible to prevent the influence of metal particles on the organic material layer formed on the ITO layer through a subsequent process.
본 발명에 따른 또다른 유기 전계 소자의 ITO 층 제조 방법은, 기판의 전 표면상에 제 1 ITO 층 및 금속층을 순차적으로 증착하는 단계; 금속층 상에 제 2 ITO 층을 증착하는 단계; 제 2 ITO 층에 포토레지스트를 증착한 후 예비 열처리를 실시하는 단계; 포토마스크를 이용하여 노출된 포토레지스트를 노광시키는 단계; 노광된 포토레지스트를 현상시키는 단계; 포토레지스트의 패턴을 통해 제 2 ITO 층, 금속층 및 제 1 ITO 층을 선택적으로 에칭한 후, 잔류 포토레지스트를 제거하는 단계를 포함하여 기판 상에 패터닝된 제 1 ITO 층, 보조 금속 전극 및 제 2 ITO 층을 순차적으로 형성한다. Another method of manufacturing an ITO layer of an organic field device according to the present invention comprises the steps of sequentially depositing a first ITO layer and a metal layer on the entire surface of the substrate; Depositing a second ITO layer on the metal layer; Depositing a photoresist on the second ITO layer and then performing a preliminary heat treatment; Exposing the exposed photoresist using a photomask; Developing the exposed photoresist; Selectively etching the second ITO layer, the metal layer and the first ITO layer through a pattern of photoresist, followed by removing residual photoresist, the patterned first ITO layer, auxiliary metal electrode and second The ITO layer is formed sequentially.
이하, 본 발명을 도면을 통한 바람직한 실시예의 설명을 통하여 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through the description of the preferred embodiment through the drawings.
제 1 실시예First embodiment
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 ITO 층 및 금속 보조 전극을 형성하는 각 단계를 도시하는 도면으로서, 제 1 실시예에 따른 ITO 층 및 금속 보조 전극 형성 공정을 단계별로 설명하면 다음과 같다.3 is a view illustrating each step of forming the ITO layer and the metal auxiliary electrode according to the first embodiment of the present invention. Referring to the process of forming the ITO layer and the metal auxiliary electrode according to the first embodiment step by step, same.
유리 기판(21) 전 표면상에 금속 보조 전극 형성용 금속층(22)을 스퍼터링 (sputtering) 증착하며(도 3a), 금속층(22) 상에 ITO 층(23)을 증착한다(도 3b). 증착된 ITO 층(23)에 포토레지스트(24)를 전면 증착한 후 예비 열처리(pre-baking)를 실시한다. The metal auxiliary electrode forming
이후, 포토마스크(P)를 이용하여 노출된 포토레지스트(24)를 광에 노출시키는 노광 공정(도 3c), 노광 공정을 통하여 분자 결합 구조가 변화된 포토레지스트 (24)를 유기 용매를 이용하여 용해시키는 현상 공정(도 3d)을 실시한다.Thereafter, the
이후, 포토레지스트 패턴(24A)을 통해 ITO 층(23)과 금속층(22)을 선택적으로 제거하는 에칭 공정을 순차적으로 실시한 후(도 3e의 상태), 잔류 포토레지스트 (24A)를 제거함으로서 유리 기판(21) 상에 패터닝된 보조 금속 전극(22A) 및 ITO 층(23A)이 순차적으로 형성된다(도 3f의 상태). 이후, 잔류 포토레지스트를 제거하기 위한 스트리핑(stripping) 공정을 실시한다. Thereafter, an etching process for selectively removing the
도 3f에 도시된 바와 같이, 보조 금속 전극(22A)은 ITO 층(23A)과 동일한 패턴을 갖고 형성되며, 따라서 보조 금속 전극(22A)은 그 상부에 형성된 ITO 층(23A)에 의하여 외부로 노출되지 않아 뒤이어 형성된 유기물 층은 금속 입자에 의하여 손상을 받을 우려가 없다. As shown in FIG. 3F, the
제 2 실시예Second embodiment
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 ITO 층 및 금속 보조 전극을 형성하는 각 단계를 도시하는 도면으로서, 제 2 실시예에 따른 ITO 층 및 금속 보조 전극 형성 공정을 단계별로 설명하면 다음과 같다.4 is a view illustrating each step of forming the ITO layer and the metal auxiliary electrode according to the second embodiment of the present invention. When the step of forming the ITO layer and the metal auxiliary electrode according to the second embodiment will be described below. same.
유리 기판(31)의 전 표면상에 제 1 ITO 층(32)을 증착하며(도 4a), 제 1 ITO 층(32) 상에 금속층(33)을 스퍼터링 증착한다(도 4b). 이후, 금속층(33) 상에 제 2 ITO 층(34)을 증착하며(도 4c). 증착된 제 2 ITO 층(34)에 포토레지스트를 전면 증착한 후 예비 열처리 (pre-baking)를 실시한다. A
이후, 포토마스크(P)를 이용하여 노출된 포토레지스트(35)를 광에 노출시키는 노광 공정(도 4d), 노광 공정을 통하여 분자 결합 구조가 변화된 포토레지스트 (35)를 유기 용매를 이용하여 용해시키는 현상 공정(도 4e)을 실시한다.Thereafter, the
이후, 포토레지스트 패턴(35A)을 통해 제 2 ITO 층(34), 금속층(33) 및 제 1 ITO 층(32)을 선택적으로 제거하는 에칭 공정을 실시한 후(도 4f), 잔류 포토레지스트(35A)를 제거함으로서 유리 기판(31) 상에 패터닝된 제 1 ITO 층(32A), 보조 금속 전극(33A) 및 제 2 ITO 층(34A)이 순차적으로 형성된다(도 4g). 이후, 잔류 포토레지스트를 제거하기 위한 스트리핑 공정을 실시한다. Thereafter, after performing an etching process to selectively remove the
도 4g에 도시된 바와 같이, 보조 금속 전극(33A)은 제 1 및 제 2 ITO 층(32A 및 34A)과 동일한 패턴을 갖고 형성되며, 따라서 보조 금속 전극(33A)은 그 상부에 형성된 제 2 ITO 층(34A)에 의하여 외부로 노출되지 않아 뒤이어 형성된 유기물 층은 금속 입자에 의하여 손상을 받을 우려가 없다. As shown in Fig. 4G, the
상술한 제 1 및 제 2 실시예에서, 보조 금속 전극을 형성하기 위하여 사용된 금속은 여러 종류의 금속이 이용될 수 있지만, 가장 바람직하기로는 몰리브덴 (Mo)이다. 또한 에칭 공정에서 사용하는 에칭액은 포토레지스트에는 영향을 미치지 않고 금속층(Mo)과 ITO 층을 제거할 수 있는 에칭액이 이용된다.In the above-described first and second embodiments, the metal used to form the auxiliary metal electrode may be various kinds of metals, but most preferably molybdenum (Mo). As the etchant used in the etching process, an etchant which can remove the metal layer Mo and the ITO layer without affecting the photoresist is used.
이상과 같은 본 발명은 ITO 층의 안정화(ITO 층의 저항 감소)를 위하여 보조 금속 전극을 형성하지 않거나, 또는 보조 금속 전극을 ITO 층에 의하여 외부로 노출시키지 않음으로서 후속 공정을 통하여 ITO 층 상에 형성되는 유기물 층이 금속 입자에 의하여 영향을 받지 않게 할 수 있는 효과를 얻을 수 있어 유기 전계 소자의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.As described above, the present invention does not form an auxiliary metal electrode for stabilization of the ITO layer (reduction of resistance of the ITO layer), or does not expose the auxiliary metal electrode to the outside by the ITO layer, thereby allowing the ITO layer to be formed on the ITO layer through a subsequent process. It is possible to obtain the effect that the organic layer formed is not affected by the metal particles can improve the reliability of the organic field device.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |