KR100682835B1 - 유기 전계 발광 소자 및 그 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유기 EL층 형성 공정시 사용되는 마스크와 격벽의 접촉을 방지하여 격벽 손상 및 유기물 파티클 발생을 방지할 수 있는 구조를 갖는 유기 전계 발광 소자 및 그 제조 방법을 개시한다. 본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자는 기판 상에 형성된 복수개의 ITO 전극들; ITO 전극을 가로질러 형성된 복수개의 격벽들; ITO 전극들 사이의 영역에 형성된 보조 격벽들; 및 ITO 전극의 발광 영역 상에 순차적으로 형성된 유기 EL층 및 금속 전극을 포함한다.

유기 전계 발광 소자, 격벽

Description

유기 전계 발광 소자 및 그 제조 방법{Organic electroluminescent device and method for manufacturing the same}

도 1은 유기 전계 발광 소자의 평면도.

도 2는 도 1의 선 A-A를 따라 절취한 상태의 단면도.

도 3은 도 1의 선 B-B를 따라 절취한 상태의 단면도.

도 4는 본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자의 단면도로서, 도 1의 선 C-C를 따라 절취한 상태의 단면도와 대응하는 도면.

도 5는 본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자의 단면도로서, 도 1의 선 D-D를 따라 절취한 상태의 단면도와 대응하는 도면.

본 발명은 유기 전계 발광 소자 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 유기물층 형성 공정시 마스크와 격벽의 접촉을 방지할 수 있는 구조를 갖는 유기 전계 발광 소자 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

유기 전계 발광은 유기물(저분자 또는 고분자) 박막에 음극과 양극을 통하여 주입된 전자(electron)와 정공(hole)이 재결합하여 여기자(exciton)를 형성하고, 형성된 여기자로부터의 에너지에 의해 특정한 파장의 빛이 발생되는 현상이다. 이러한 현상을 이용한 유기 전계 발광 소자의 구조 및 제조 단계를 설명하면 다음과 같다.

도 1은 유기 전계 발광 소자의 평면도, 도 2는 도 1의 선 A-A를 따라 절취한 상태의 단면도로서, 유기 전계 발광 소자의 구성을 도시하고 있따.

유기 전계 발광 소자는 투명 기판(1) 상에 배열된 ITO 전극(2), ITO 전극(2) 상에 형성된 유기 전계 발광층(3; 이하 "유기 EL 층"이라 칭함), 유기 EL 층(3) 상에 형성된 금속 전극(4)으로 이루어진다.

유기 EL 층(3)은 정공 수송층, 발광층 및 전자 수송층이 적층되어 구성되며, 각 금속 전극(4; 유기 EL 층 포함)은 이웃하는 금속 전극과 일정한 간격을 유지한다. 여기서 기판(1) 상에 배열된 ITO 전극(2)은 애노드 전극의 기능을 수행하며, 각 금속 전극(4)은 캐소드 전극의 기능을 수행한다.

이웃하는 금속 전극(4)들 사이에 형성된 공간에는 금속 전극들(4)을 분리하기 위한 격벽(5)이 형성되며, 각 격벽(5)은 절연막(4a)을 통하여 ITO 전극(2)과 분리된 상태이다. 한편, 유기 EL 층 형성 공정 및 금속 전극 형성 공정 진행시 각 격벽(5)의 상부에도 유기 EL 층 및 금속 전극이 형성되나, 이 금속 전극은 캐소드 전극으로서의 기능을 수행하지는 않는다.

이상과 같은 구조를 갖는 유기 전계 발광 소자를 제조하는 각 단계를 도면을 통하여 간단히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 기판(1) 상에 복수개의 ITO 전극(2)을 형성하고, ITO 전극(2)의 일부 영역(발광 영역)을 제외한 전체 영역에 절연막(4a)을 형성한다. 그 후, ITO 전극(2)을 가로지르는 형태로 복수개의 격벽(5)를 형성하며, 이후 격벽(5)을 포함한 전체 구조 상부에 유기 EL층(3)과 금속 전극(4)을 순차적으로 형성한다.

한편, 유기 EL층(3)은 R, G 및 B 발광 영역 별로 서로 다른 종류의 유기물이 증착되어야 한다. 도 2에서는 2개의 격벽(5) 사이에 단일의 유기 EL층(3) 및 금속 층(4)이 도시되어 있으나, 그 양측에도 동일한 구조의 유기 EL층 및 금속 층이 형성되어 R, G 및 B 발광 영역들을 형성함은 물론이다.

각 픽셀 영역에 해당 유기물층을 형성하기 위한 공정에서는 금속 마스크를 이용하게 되며, 유기 EL층(3)을 형성하는 공정에서 마스크와 격벽(5)의 관계를 도 3을 통하여 설명하면 다음과 같다.

도 3a는 도 1의 선 B-B를 따라 절취한 상태의 단면도로서, 격벽(5)을 형성한 후 유기 EL층 형성 직전의 상태를 도시하고 있다.

전술한 바와 같이, 격벽(5)을 형성한 후, 유기 EL층(3)을 형성하기 위해서는 마스크(M)를 사용하게 되며, 이 마스크(M)는 격벽(5) 상에 위치하게 된다. 마스크(M)에는 기판(1) 하부에 설치된 자력체(도시되지 않음)에서 발생된 자력이 작용하며, 따라서 마스크(M)가 자력에 의하여 흔들림이 발생하지 않은 상태에서 유기 EL층 형성 공정이 진행된다.

유기 EL층 증착 공정 중에, 자력이 작용하는 마스크(M)는 자력에 의하여 기판(1)을 향하여 당겨지는 상태가 되며, 따라서 도 3b에 도시된 바와 같이 마스크(M)는 격벽(5)과 접촉하게 된다. 이와 같은 마스크(M)와 격벽(5)의 접촉은 격벽(5) 의 손상을 야기하며, 격벽 손상에 의한 파티클을 발생시키게 된다.

한편, 예를 들어, R 발광 영역에 해당 유기 EL층을 형성한 후, 인접하는 G 발광 영역 또는 B 발광 영역하기 위해서 해당 유기 EL층이 형성된다. 마스크를 이용하여 G 발광 영역 또는 B 발광 영역에 해당 유기 EL층을 형성하는 과정에서 마스크(M)는 자력에 의하여 도 3b와 같이 기판(1)을 향하여 처지게 된다.

따라서 도 3b에 도시된 바와 같이 마스크(M)와 R 발광 영역에 형성되어 있는 유기 EL층(3)이 접촉함으로서 유기 EL층(3)에 손상이 발생함은 물론 유기물 파티클이 발생하게 된다.

격벽 손상에 의하여 발생된 파티클 및 유기물 파티클이 유기 EL층에 존재하게 되며, 이러한 유기물 파티클은 소자 내의 누설 전류의 원인이 되어 제품의 불량을 야기하게 된다.

본 발명은 유기 전계 발광 소자의 유기 EL층 형성 공정에서 발생되는 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 유기 EL층 형성 공정시 사용되는 마스크와 격벽의 접촉을 방지하여 격벽 손상 및 유기물 파티클 발생을 방지할 수 있는 구조를 갖는 유기 전계 발광 소자 및 그 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상술한 목적을 실현하기 위한 본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자는 기판 상에 형성된 복수개의 ITO 전극들; ITO 전극을 가로질러 형성된 복수개의 격벽들; ITO 전극들 사이의 영역에 형성된 보조 격벽들; 및 ITO 전극의 발광 영역 상에 순차적으로 형성된 유기 EL층 및 금속 전극을 포함한다.

상술한 유기 전계 발광 소자를 제조하는, 본 발명에 따른 방법은 기판 상에 복수개의 ITO 전극을 형성하고, ITO 전극을 가로질러 복수개의 격벽들을 형성하는 단계; ITO 전극들 사이의 영역에 보조 격벽을 형성하는 단계; ITO 전극의 발광 영역 상에 마스크를 이용하여 유기 EL층 및 금속 전극을 순차적으로 형성하는 단계를 포함한다.

이하, 본 발명을 첨부한 도면을 참고하여 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자는 격벽 형성 후 실시되는 유기 EL층 형성 공정에서 사용되는 마스크의 처짐을 방지하는 구조를 갖는 것이 그 특징이며, 따라서 소자의 전체적인 구성은 도 1 및 도 2에 도시된 유기 전계 발광 소자의 구성과 동일하다.

따라서 본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자를 도 1 및 도 4를 통하여 설명한다. 도 4는 도 1의 선 C-C를 따라 절취한 상태의 단면도로서, 도 1에 도시된 유기 EL층 및 금속 전극은 도시하지 않았으며, 3개의 ITO 전극(2)만을 도시하고 있다. 한편, 도 4에서 도 1과 동일한 요소에는 동일한 도면 부호를 부여한다.

본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자의 가장 큰 특징은 유기 EL층 및 금속 전극이 형성되는 영역 중에서 ITO 전극(2) 사이의 영역(도 1의 점선 부분)에 소정 높이의 보조 격벽(50)을 형성하는 것이다. 본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자의 제조 단계를 도 1 및 도 4를 통하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 글라스 기판(1) 상에 복수개의 ITO 전극(2)들을 형성하고, 각 ITO 전극(2)의 소정 영역(즉, 발광 영역)을 제외한 영역에 절연막(4a)을 형성한다.

ITO 전극(2)을 가로질러 복수개의 격벽들(5)을 형성하며, 이후 ITO 전극(2) 사이의 영역에 보조 격벽(50)을 형성한다. 이 때, 도 1에 도시된 바와 같이 각 보조 격벽(50)은 격벽(5)과 이격된 상태이다. 여기서, 보조 격벽(50)은 격벽 형성 공정시 보조 격벽 형성용 패턴이 형성된 마스크를 이용하여 격벽(5)과 함께 형성하는 것이 공정의 단축을 위하여 바람직하다.

이후, 마스크(M)를 이용하여 격벽(5) 및 보조 격벽들(50)을 포함한 전체 구조 상부에 유기 EL층(R, G 및 B) 및 금속 전극을 형성한다.

위와 같은 공정중에서, 절연막(4a) 상에 보조 격벽(50)을 형성한 후, 마스크(M)를 이용하여 유기 EL층을 형성할 경우, 기판(1) 하부에 위치한 자성체의 자력이 마스크(M)에 작용할지라도 마스크(M)는 도 1에 도시된 바와 같은 ITO 전극(2)을 가로지르는 격벽(5) 및 도 4에 도시된 바와 같은 ITO 전극(2) 사이에 형성된 보조 격벽(50)에 의하여 처짐이 발생되지 않는다.

특히, ITO 전극(2)을 가로지르는 격벽(5)들 사이에 복수개의 보조 격벽(50)들이 위치하기 때문에 ITO 전극(2)을 가로지르는 격벽(5)들 사이의 간격이 넓더라도 도 3b에 도시된 바와 같은 마스크(M)의 처짐은 발생되지 않는다.

도 5는 도 1의 선 D-D를 따라 절취한 상태의 단면도로서, 도 1에 도시된 유기 EL층 및 금속 전극은 도시하지 않았으며, 도 1과 동일한 요소에는 동일한 도면 부호를 부여한다.

도 5는 ITO 전극(2)을 가로지르는 격벽(5)과 ITO 전극(2) 사이에 형성된 보 조 격벽(50)의 관계를 도시하고 있다. 도 5에 도시된 바와 같이 ITO 전극(2)을 가로지르는 격벽(5)들 사이에 보조 격벽(50)들이 위치하기 때문에 자력에 의한 유기 EL층 형성용 마스크(M)의 처짐은 일어나지 않는다.

이상과 같은 본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자에서는 유기 EL층 형성 공정에서 사용된 마스크에 자력이 작용하더라도 보조 전극에 의하여 처짐이 발생하지 않으며, 따라서 격벽의 손상 및 유기물 파티클의 발생을 예방할 수 있는 효과가 있다.

위에 설명된 예시적인 실시예는 제한적이기보다는 본 발명의 모든 관점들 내에서 설명적인 것이 되도록 의도되었다. 따라서 본 발명은 본 기술 분야의 숙련된 자들에 의하여 본 명세서 내에 포함된 설명으로부터 얻어질 수 있는 많은 변형과 상세한 실행이 가능하다. 다음의 청구범위에 의하여 한정된 바와 같이 이러한 모든 변형과 변경은 본 발명의 범위 및 사상 내에 있는 것으로 고려되어야 한다.

Claims (3)

1. 유기 전계 발광 소자에 있어서,

   기판 상에 형성된 복수개의 ITO 전극들;

   ITO 전극을 가로질러 형성된 복수개의 격벽들;

   ITO 전극들 사이의 영역에 형성된 보조 격벽들; 및

   ITO 전극의 발광 영역 상에 순차적으로 형성된 유기 EL층 및 금속 전극을 포함하는 유기 전계 발광 소자.
2. 유기 전계 발광 소자 제조 방법에 있어서,

   기판 상에 복수개의 ITO 전극을 형성하고, ITO 전극의 발광 영역을 제외하고 절연막을 형성하는 단계;

   ITO 전극을 가로지르는 복수개의 격벽들을 형성하는 단계;

   ITO 전극들 사이의 영역에 보조 격벽을 형성하는 단계;

   ITO 전극의 발광 영역 상에 마스크를 이용하여 유기 EL층 및 금속 전극을 순차적으로 형성하는 단계를 포함하는 유기 전계 발광 소자 제조 방법.
3. 유기 전계 발광 소자 제조 방법에 있어서,

   기판 상에 복수개의 ITO 전극을 형성하고, ITO 전극의 발광 영역을 제외하고 절연막을 형성하는 단계;

   ITO 전극을 가로지르는 복수개의 격벽들 및 ITO 전극들 사이의 영역에 보조 격벽을 함께 형성하는 단계;

   ITO 전극의 발광 영역 상에 마스크를 이용하여 유기 EL층 및 금속 전극을 순차적으로 형성하는 단계를 포함하는 유기 전계 발광 소자 제조 방법.

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