KR100504512B1 - Fabrication Method for Organic Electroluminescence of Top-Emission Type - Google Patents
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Abstract
본 발명은 탑-이미션 방식의 유기 EL 소자의 제조방법에 관한 것으로, 유리 기판상에 박막트랜지스터를 형성하는 단계와, 전면에 박막트랜지스터의 소오스/드레인 영역을 노출하는 콘택홀을 갖는 층간 절연막을 형성하는 단계와, 상기 콘택홀에 전극 라인을 형성하는 단계와, 전면에 상기 드레인 영역에 연결된 전극 라인을 노출하는 평탄화 절연막을 형성하는 단계와, 화소 부분에는 상기 노출된 전극 라인에 연결되는 화소전극을 형성하고 화소 전극 이외의 부분에는 보조 공통전극을 형성하는 단계와, 상기 화소전극과 보조 공통전극 사이에 절연막을 형성하는 단계와, 발광층 형성용 쉐도우 마스크를 이용하여 R, G, B 각각의 화소 영역에 공통 유기막층, 유기 발광층, 유기물층을 형성하는 단계와, 상기 보조 공통전극에 연결되는 투명 공통전극을 형성하는 단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.The present invention relates to a method of manufacturing an organic EL device having a top-imposition method, comprising: forming a thin film transistor on a glass substrate, and forming an interlayer insulating film having a contact hole exposing a source / drain region of the thin film transistor on a front surface thereof. Forming an electrode line in the contact hole, forming a planarization insulating film exposing an electrode line connected to the drain region on a front surface thereof, and a pixel electrode connected to the exposed electrode line in a pixel portion And forming an auxiliary common electrode in a portion other than the pixel electrode, forming an insulating film between the pixel electrode and the auxiliary common electrode, and using a shadow mask for forming an emission layer to form pixels of R, G, and B, respectively. Forming a common organic layer, an organic emission layer, and an organic layer in a region, and forming a transparent common electrode connected to the auxiliary common electrode Characterized in that it comprises a step.
Description
본 발명은 유기 전계 발광 소자에 관한 것으로 특히, 탑-이미션(top-emission) 방식의 유기 EL 소자에서 메탈 공통전극(cathode)의 두께를 줄여 투과율을 향상시킴과 동시에 공통전극에 과전류가 흐르지 않도록 하여 디바이스의 수명 및 신뢰성을 향상시킬 수 있으며, 대형화에 적합한 탑-이미션 방식의 유기 EL 소자의 제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an organic electroluminescent device. In particular, in a top-emission organic EL device, the thickness of a metal common electrode is reduced to improve transmittance and to prevent overcurrent from flowing through the common electrode. Therefore, the lifespan and reliability of the device can be improved, and the present invention relates to a method for manufacturing an organic EL device having a top emission method suitable for large size.
탑 이미션(top emission) 방식의 액티브 매트릭스형 유기 EL 소자(Active Matrix Organic ElectroLuminescence Device : AMOELD)의 화소 부분은 크게 각 화소 부분을 스위칭해주는 스위칭용 박막트랜지스터, 구동용 박막트랜지스터, 저장 커패시터(capacitor), 화소전극(anode), 유기물층, 공통전극(cathode)으로 구성된다.The pixel portion of the top emission type Active Matrix Organic Electroluminescence Device (AMOELD) is a switching thin film transistor that switches each pixel portion largely, a driving thin film transistor, and a storage capacitor. And a pixel electrode (anode), an organic material layer, and a common electrode (cathode).
이 중 구동용 박막트랜지스터를 기준으로 한 종래 기술에 따른 화소의 제조 공정 단면을 도 1a 내지 도 1d에 도시하였다.1A to 1D are cross-sectional views illustrating a manufacturing process of a pixel according to the related art based on a driving thin film transistor.
우선, 도 1a에 도시된 바와 같이 유리기판(1)상에 박막트랜지스터의 활성층으로 사용하기 위해 예를 들어, 다결정 실리콘 등을 이용하여 반도체층(2)을 형성하고 이후에 박막트랜지스터가 형성될 영역 즉, 박막트랜지스터 예정 영역에만 남도록 상기 반도체층(2)을 패터닝(patterning)한다.First, as shown in FIG. 1A, a semiconductor layer 2 is formed on a glass substrate 1 using, for example, polycrystalline silicon, for use as an active layer of a thin film transistor, and thereafter, a region in which the thin film transistor is to be formed. That is, the semiconductor layer 2 is patterned so as to remain only in the thin film transistor predetermined region.
이어, 상기 전면에 게이트 절연막(3)과 게이트 전극용 도전막을 차례로 적층한 다음 상기 패터닝된 반도체층(2)의 일영역상에 남도록 상기 게이트 전극용 도전막을 패터닝하여 게이트 전극(4)을 형성한다. Subsequently, the gate insulating film 3 and the gate electrode conductive film are sequentially stacked on the entire surface, and the gate electrode 4 is formed by patterning the conductive film for the gate electrode so as to remain on one region of the patterned semiconductor layer 2. .
그리고, 상기 게이트 전극(4)을 마스크로 상기 반도체층(2)에 보론(B)나 인(P) 등의 불순물을 주입한 후에 열처리하여 박막트랜지스터의 소오스/드레인 영역(2a)(2b)을 형성한다.The source / drain regions 2a and 2b of the thin film transistor are then heat-treated by injecting impurities such as boron (B) or phosphorus (P) into the semiconductor layer 2 using the gate electrode 4 as a mask. Form.
이때, 상기 불순물 이온이 주입되지 않은 반도체층(2)은 채널 영역(2c)이다.At this time, the semiconductor layer 2 to which the impurity ions are not implanted is the channel region 2c.
이어, 전면에 층간절연막(5)을 형성하고, 상기 박막트랜지스터의 소오스/드레인 영역(2a)(2b)이 노출되도록 상기 층간절연막(5)과 게이트 절연막(3)을 선택적으로 제거하여 콘택홀을 형성한다. Next, a contact hole is formed by forming an interlayer insulating film 5 on the entire surface, and selectively removing the interlayer insulating film 5 and the gate insulating film 3 so that the source / drain regions 2a and 2b of the thin film transistor are exposed. Form.
그리고, 상기 콘택홀이 매립될 수 있는 정도의 충분한 두께로 제 1 금속막을 형성하고 상기 콘택홀 및 그에 인접한 영역에만 남도록 상기 제 1 금속막을 선택적으로 제거하여 소오스/드레인 영역(2a)(2b)에 각각 전기적으로 연결되는 전극 라인(6)을 형성한다.In addition, the first metal layer may be formed to a thickness sufficient to fill the contact hole, and the first metal layer may be selectively removed to remain only in the contact hole and the region adjacent to the contact hole, thereby forming a source metal layer 2a (2b). Each of the electrode lines 6 is electrically connected.
그 다음 전면에 평탄화 절연막(7)을 형성하여 전면을 평탄화시키고 상기 드레인 영역(2b)에 연결된 전극 라인(6)이 노출되도록 상기 평탄화 절연막(7)을 선택적으로 제거하여 콘택홀을 형성한 다음, Cr, Al, Mo, AgAu 등과 같이 반사율과 일함수(work function) 값이 높은 제 2 금속막을 형성한다.Next, the planarization insulating layer 7 is formed on the entire surface to planarize the entire surface, and the planarization insulating layer 7 is selectively removed so as to expose the electrode line 6 connected to the drain region 2b to form a contact hole. A second metal film having a high reflectance and a work function, such as Cr, Al, Mo, AgAu, or the like, is formed.
이때, 상기 콘택홀 내에도 제 2 금속막이 형성되어 상기 제 2 금속막은 콘택홀 하부의 전극 라인(6)을 통해 드레인 영역(2b)에 전기적으로 연결되게 된다.In this case, a second metal film is also formed in the contact hole so that the second metal film is electrically connected to the drain region 2b through the electrode line 6 under the contact hole.
이어, 화소 부분에만 남도록 상기 제 2 금속막을 선택적으로 제거하여 상기 전극 라인(6)을 통해 하부의 드레인 영역(2b)에 전기적으로 연결되는 화소전극(anode)(8)을 형성한다. Subsequently, the second metal film is selectively removed so as to remain only in the pixel portion to form a pixel electrode (anode) 8 electrically connected to the lower drain region 2b through the electrode line 6.
이어, 도 1b에 도시된 바와 같이 이웃하는 화소전극(8) 사이에 화소전극(8)의 일부분이 덮이게 절연막(9)을 형성한다. Subsequently, as shown in FIG. 1B, the insulating film 9 is formed to cover a portion of the pixel electrode 8 between the neighboring pixel electrodes 8.
그리고, 도 1c에 도시된 바와 같이 정공주입층(10), 정공전달층(11)을 공통유기막으로 증착하고, 쉐도우 마스크(Shadow mask)를 사용하여 R, G, B 발광층(12)을 각각 증착한다.As shown in FIG. 1C, the hole injection layer 10 and the hole transport layer 11 are deposited as a common organic film, and the R, G, and B light emitting layers 12 are respectively formed by using a shadow mask. Deposit.
이어, 전면에 전자전달층(13)과 전자주입층(14) 등의 유기물층을 차례로 형성한다.Subsequently, organic material layers such as the electron transport layer 13 and the electron injection layer 14 are sequentially formed on the entire surface.
그 다음에 도 1d에 도시된 바와 같이, 메탈 공통전극(cathode)(15)을 형성한다.Next, as shown in FIG. 1D, a metal common electrode 15 is formed.
이때, 상기 메탈 공통전극(15)은 알루미늄(Al)을 수 nm 증착한 다음 은(Ag)을 수 nm ~ 수십 nm 증착하거나, MgxAg1-x 등의 금속을 수 nm ~ 수십 nm 증착하여 형성한다.In this case, the metal common electrode 15 may be deposited by several nm of aluminum (Al), followed by several nm to several tens of nm of silver (Ag), or several nm to several tens of nm of a metal such as Mg x Ag 1-x . Form.
그리고, 상기 메탈 공통전극(15)상에 ITO, IZO 등의 투명 전도성 물질을 재료로 투명 공통전극(16)을 형성한다.The transparent common electrode 16 is formed on the metal common electrode 15 using a transparent conductive material such as ITO or IZO.
이어, 상기 유기물층(전자 전달층(13), 전자 주입층(14))을 산소나 수분으로부터 보호하기 위하여 보호막(17)을 형성한 다음 도면에는 도시하지 않았지만 봉지재(sealant)와 투명 기판을 사용하여 보호캡을 장착하여 탑-이미션(top-emission) 방식의 액티브 매트릭스 유기 EL 소자를 완성한다.Subsequently, the protective layer 17 is formed to protect the organic layer (the electron transport layer 13 and the electron injection layer 14) from oxygen or moisture, and then, although not shown in the drawing, a sealant and a transparent substrate are used. By attaching a protective cap to complete the active matrix organic EL device of the top-emission method.
이와 같은 탑-이미션 방식의 액티브 매트릭스 유기 EL 소자는 바텀 이미션(bottom emission) 방식과는 달리 공통전극(cathode) 쪽으로 빛이 나와야 한다. In the top-emission type active matrix organic EL device, unlike the bottom emission method, light must be emitted toward the common electrode.
따라서, 메탈 공통전극(15)으로 사용되는 금속의 두께를 투과율 문제로 인하여 두껍게 형성할 수 없으며, 보통 수 nm ~ 수십 nm로 형성하고 있다.Therefore, the thickness of the metal used as the metal common electrode 15 cannot be formed thick due to a problem of transmittance, and is usually formed in several nm to several tens of nm.
그러나, 유기 EL 디바이스의 특성상 지속적으로 많은 양의 전류가 공통전극을 통해서 흘러야 하는데 상기 메탈 공통전극(15)이 얇으면 지속적으로 많은 양의 전류가 흐를 경우 열을 받아 단락(Short)되거나 산화되게 된다. However, due to the characteristics of the organic EL device, a large amount of current must continuously flow through the common electrode. If the metal common electrode 15 is thin, a large amount of current continuously causes heat or short or oxidation. .
특히, 메탈 공통전극(15)으로 은(Ag)을 이용하는 경우에는 은(Ag) 원자의 이동(migration)이 일어나 뭉치는 현상이 발생될 수 있는데, 이로 인하여 디바이스의 수명이 단축되게 되고, 신뢰성이 저하되게 된다.In particular, when silver (Ag) is used as the metal common electrode 15, migration of silver (Ag) atoms may occur and agglomeration may occur. As a result, the lifespan of the device may be shortened and reliability may be reduced. Will be degraded.
이 같은 디바이스 수명이 단축 및 신뢰성 저하 문제를 해결하기 위해 메탈 공통전극(15)의 두께를 두껍게 형성하게 되면 투과율이 급격하게 떨어지기 때문에 효율이 심하게 저하되어 현실적으로 사용하기 어렵다.When the thickness of the metal common electrode 15 is formed thick in order to solve such a problem of shortening the device life and reducing the reliability, the transmittance sharply drops, so that the efficiency is severely lowered and it is difficult to use it in reality.
본 발명은 상기한 문제점들을 해결하기 위하여 안출한 것으로 디바이스의 투과율을 저하시키지 않고서 메탈 공통전극의 단락, 산화 및 뭉침을 방지하여 디바이스의 수명 및 신뢰성을 향상시킬 수 있는 탑-이미션 방식의 유기 EL 소자의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and it is a top-mission organic EL which can improve the life and reliability of the device by preventing short-circuit, oxidation and aggregation of the metal common electrode without lowering the transmittance of the device. Its purpose is to provide a method for manufacturing a device.
본 발명의 다른 목적은 유기 EL 표시 패널의 대형화에 적합한 탑-이미션 방식의 유기 EL 소자의 제조방법을 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a method for producing an organic EL device of a top emission method suitable for the enlargement of an organic EL display panel.
본 발명에 따른 탑-이미션 방식의 유기 EL 소자의 제조방법은 유리 기판상에 박막트랜지스터를 형성하는 단계와, 전면에 박막트랜지스터의 소오스/드레인 영역을 노출하는 콘택홀을 갖는 층간 절연막을 형성하는 단계와, 상기 콘택홀에 전극 라인을 형성하는 단계와, 전면에 상기 드레인 영역에 연결된 전극 라인을 노출하는 평탄화 절연막을 형성하는 단계와, 화소 부분에는 상기 노출된 전극 라인에 연결되는 화소전극을 형성하고 화소 전극 이외의 부분에는 보조 공통전극을 형성하는 단계와, 상기 화소전극과 보조 공통전극 사이에 절연막을 형성하는 단계와, 발광층 형성용 쉐도우 마스크를 이용하여 R, G, B 각각의 화소 영역에 공통 유기막층, 유기 발광층, 유기물층을 형성하는 단계와, 상기 보조 공통전극에 연결되는 투명 공통전극을 형성하는 단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.A method of manufacturing a top-emitting organic EL device according to the present invention comprises the steps of forming a thin film transistor on a glass substrate, and forming an interlayer insulating film having a contact hole exposing a source / drain region of the thin film transistor on the front surface thereof. Forming an electrode line in the contact hole, forming a planarization insulating film exposing an electrode line connected to the drain region on the front surface, and forming a pixel electrode connected to the exposed electrode line in the pixel portion And forming an auxiliary common electrode in a portion other than the pixel electrode, forming an insulating film between the pixel electrode and the auxiliary common electrode, and applying a shadow mask for forming an emission layer to each pixel region of R, G, and B. Forming a common organic layer, an organic emission layer, and an organic material layer, and forming a transparent common electrode connected to the auxiliary common electrode; And it characterized by including yirueojim.
바람직하게, 상기 투명 공통전극을 형성하기 전에 메탈 금속전극을 형성하는 단계를 더 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.Preferably, the method further comprises forming a metal metal electrode before forming the transparent common electrode.
바람직하게, 상기 R, G, B 각각의 화소 영역에 공통 유기막층, 유기 발광층, 유기물층을 형성하는 단계는 발광층 형성용 쉐도우 마스크의 개구부를 R 화소 영역에 맞추고 공통 유기막층, R 발광층, 유기물층을 적층하는 제 1 단계와, 상기 쉐도우 마스크를 쉬프트시켜 개구부를 B 화소 영역에 맞추고, 공통 유기막층, B 발광층, 유기물층을 적층하는 제 2 단계와, 상기 쉐도우 마스크를 쉬프트시켜 개구부를 G 화소 영역에 맞추고 공통 유기막층, G 발광층, 유기물층을 적층하는 제 3 단계를 포함하여 이루어지며, 상기 제 1 내지 제 3 단계의 공정 순서를 바꾸어서 진행하여도 무방한 것을 특징으로 한다.Preferably, the forming of the common organic layer, the organic emission layer, and the organic layer in each of the R, G, and B pixel areas is such that the openings of the shadow mask for forming the emission layer are aligned with the R pixel area, and the common organic layer, the R emission layer, and the organic material layer are stacked. A second step of shifting the shadow mask to align the openings to the B pixel region, and a second step of stacking the common organic film layer, the B light emitting layer, and the organic material layer, and shifting the shadow mask to align the openings to the G pixel region and And a third step of stacking the organic layer, the G emission layer, and the organic material layer, and may be performed by changing the process order of the first to third steps.
바람직하게, 상기 투명 공통전극을 형성한 다음에 보호막을 형성하는 단계와, 보호캡을 장착하는 단계를 더 포함하여 형성함을 특징으로 한다.Preferably, the method may further include forming a protective film after forming the transparent common electrode, and mounting a protective cap.
바람직하게, 상기 공통 보조전극은 화소 전극과 동일한 재료를 이용하여 형성함을 특징으로 한다.Preferably, the common auxiliary electrode is formed using the same material as the pixel electrode.
바람직하게, 상기 보조 공통전극은 반사율과 일함수 값이 높은 금속을 이용하여 형성함을 특징으로 한다.Preferably, the auxiliary common electrode is formed using a metal having a high reflectance and a work function.
바람직하게, 상기 보조 공통전극은 상기 박막트랜지스터의 게이트 전극의 길이 방향과 나란한 스트라이프 형태로 형성하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the auxiliary common electrode is formed in a stripe shape parallel to the longitudinal direction of the gate electrode of the thin film transistor.
본 발명의 다른 목적, 특징 및 이점들은 첨부한 도면을 참조한 실시예들의 상세한 설명을 통해 명백해 질 것이다.Other objects, features and advantages of the present invention will become apparent from the following detailed description of embodiments taken in conjunction with the accompanying drawings.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 2a 내지 도 2f는 본 발명에 따른 유기 EL 소자의 제조공정 단면도이다.2A to 2F are sectional views of the manufacturing process of the organic EL device according to the present invention.
우선, 도 2a에 도시된 바와 같이 유리 기판(21)상에 박막트랜지스터의 활성층으로 사용하기 위해 예를 들어, 다결정실리콘층 등으로 반도체층(22)을 형성하고 박막 트랜지스터 예정 영역에만 남도록 상기 반도체층(22)을 패터닝한다.First, as shown in FIG. 2A, the semiconductor layer 22 is formed of, for example, a polysilicon layer on the glass substrate 21 as an active layer of the thin film transistor, and the semiconductor layer remains only in a predetermined region of the thin film transistor. Pattern (22).
그리고, 상기 전면에 게이트 절연막(23)과 게이트 전극용 물질을 차례로 적층한 다음 상기 패터닝된 반도체층(22)의 일영역상에 남도록 상기 게이트 전극용 물질을 패터닝하여 게이트 전극(24)을 형성한다. In addition, the gate insulating film 23 and the gate electrode material are sequentially stacked on the front surface, and the gate electrode material is formed by patterning the gate electrode material so as to remain on one region of the patterned semiconductor layer 22. .
이어, 상기 게이트 전극(24)을 마스크로 상기 반도체층(22)에 P, B 등의 불순물을 주입하고 열처리하여 박막트랜지스터의 소오스/드레인 영역(22a)(22b)을 형성한다.Subsequently, impurities such as P and B are implanted into the semiconductor layer 22 using the gate electrode 24 as a mask, and then heat-treated to form source / drain regions 22a and 22b of the thin film transistor.
그 다음에 전면에 층간 절연막(25)을 형성하고 상기 박막 트랜지스터의 소오스/드레인 영역(22a)(22b)의 표면이 노출되도록 상기 층간 절연막(25)과 게이트 절연막(23)을 선택적으로 제거하여 콘택홀을 형성한다.Then, the interlayer insulating film 25 is formed on the entire surface, and the interlayer insulating film 25 and the gate insulating film 23 are selectively removed so that the surfaces of the source / drain regions 22a and 22b of the thin film transistor are exposed. Form a hole.
이어, 상기 콘택홀이 매립되도록 전면에 제 1 금속막을 증착하고, 상기 콘택홀 및 그에 인접한 영역상에만 남도록 상기 제 1 금속막을 선택적으로 제거하여 상기 콘택홀을 통해 소오스/드레인 영역(22a)(22b)에 전기적으로 연결되는 전극 라인(26)을 형성한다.Subsequently, a first metal film is deposited on the entire surface to fill the contact hole, and the source / drain regions 22a and 22b are selectively removed through the contact hole by selectively removing the first metal film so as to remain only on the contact hole and a region adjacent thereto. ) To form an electrode line 26 electrically connected thereto.
그리고, 전면에 평탄화 절연막(27)을 형성하여 전면을 평탄화시킨 다음에 상기 드레인 영역(22b)에 연결된 전극 라인(26)의 표면이 노출되도록 상기 평탄화 절연막(27)을 일부 제거한 다음 Cr, Al, Mo, AgAu 등과 같이 반사율과 일함수(work function) 값이 높은 제 2 금속막을 형성한다.Then, the planarization insulating layer 27 is formed on the entire surface to planarize the entire surface, and then the planarization insulating layer 27 is partially removed to expose the surface of the electrode line 26 connected to the drain region 22b. A second metal film having a high reflectance and a work function, such as Mo or AgAu, is formed.
이때, 상기 콘택홀 내에도 제 2 금속막이 형성되어 상기 제 2 금속막은 콘택홀 하부의 전극 라인(26)에 연결되게 된다.In this case, a second metal film is also formed in the contact hole so that the second metal film is connected to the electrode line 26 under the contact hole.
이어, 상기 제 2 금속막을 선택적으로 패터닝하여 화소 영역에는 상기 전극 라인(26)을 통해 하부의 드레인 영역(22b)에 전기적으로 연결되는 화소전극(anode)(28)을 형성하고, 화소 영역 이외의 부분에는 보조 공통전극(29)을 형성한다.Subsequently, the second metal film is selectively patterned to form a pixel electrode (anode) 28 electrically connected to the lower drain region 22b through the electrode line 26 in the pixel region. The auxiliary common electrode 29 is formed in the portion.
상기 보조 공통전극(29)은 화소 전극(28)과는 소정 거리를 갖고 이격되며 상기 박막트랜지스터(B)의 게이트 전극(24)의 길이 방향에 나란한 스트라이프 형태로 형성된다.The auxiliary common electrode 29 is spaced apart from the pixel electrode 28 by a predetermined distance and is formed in a stripe shape parallel to the length direction of the gate electrode 24 of the thin film transistor B.
그 다음, 도 2b에 도시된 바와 같이 상기 형성한 화소전극(28)과 보조 공통전극(29) 사이에 화소전극(28)과 보조 공통전극(29)의 일부분이 덮이게 절연막(30)을 형성한다.Next, as shown in FIG. 2B, an insulating film 30 is formed between the pixel electrode 28 and the auxiliary common electrode 29 to cover a portion of the pixel electrode 28 and the auxiliary common electrode 29. do.
이어서, 화소 영역에 유기물층을 형성한다.Next, an organic layer is formed in the pixel region.
상기 유기물층을 형성하는 가장 간단한 방법으로는 상기 보조 공통전극(29)의 상부를 막는 쉐도우 마스크를 이용하여 나머지 부분에 정공주입층, 정공전달층, 유기발광층, 전자전달층, 전자주입층을 형성하는 방법이 있다.In the simplest method of forming the organic material layer, a hole injection layer, a hole transport layer, an organic light emitting layer, an electron transport layer, and an electron injection layer are formed in the remaining portions by using a shadow mask covering the upper portion of the auxiliary common electrode 29. There is a way.
이 방법의 장점은 상기 5개의 레이어 중 유기발광층을 제외한 나머지 층들을 R, G, B 화소의 구분없이 동시에 형성할 수 있어 공정을 단순화시킬 수 있는 점이다. The advantage of this method is that the remaining layers except the organic light emitting layer among the five layers can be formed simultaneously without distinguishing the R, G, and B pixels, thereby simplifying the process.
그러나, 이 방식의 문제점은 쉐도우 마스크는 보조 공통전극(29)의 상부를 덮을 수 있도록 도 4에 도시된 바와 같이 스트라이프(Stripe) 형태로 만들어져야 한다는 점인데, 이런 경우 외부 인장력에 대한 쉐도우 마스크의 변형 및 쉐도우 마스크의 쳐짐 현상이 심각하게 일어나 원하는 영역에 증착되지 않게 된다.However, a problem with this method is that the shadow mask must be made in a stripe shape as shown in FIG. 4 so as to cover the top of the auxiliary common electrode 29. In this case, Deformation and sagging of the shadow mask occur seriously and do not deposit in the desired area.
이러한 쉐도우 마스크의 변형 및 쳐짐 현상은 유기 EL 표시 패널이 대형일수록 더욱 심각하다.Such deformation and deflection of the shadow mask is more serious as the organic EL display panel is larger.
이에 본 발명에서는 도 5와 같이 발광 영역이 오픈된 쉐도우 마스크를 이용한다.Accordingly, in the present invention, as shown in FIG. 5, a shadow mask in which the emission region is opened is used.
이 쉐도우 마스크를 이용하면 R, G, B 화소 영역별로 정공주입층, 정공전달층, 전자전달층, 전자주입층을 따로 형성해야 하는 단점이 있으나, 쉐도우 마스크의 변형 및 쳐짐 현상을 막을 수 있어 유기 EL 표시 패널의 대형화에 유리한 장점을 갖는다.The shadow mask has a disadvantage in that a hole injection layer, a hole transport layer, an electron transport layer, and an electron injection layer must be separately formed for each of the R, G, and B pixel areas, but the shadow mask can be deformed and sag. It has the advantage that it is advantageous for the enlargement of the EL display panel.
이러한 쉐도우 마스크를 적용한 본 발명의 유기 EL 소자의 제조방법을 상기 공정에 연속하여 설명하면 다음과 같다.The manufacturing method of the organic electroluminescent element of this invention which applied such a shadow mask is demonstrated continuously to the said process, as follows.
도 2c에 도시된 바와 같이 발광 영역이 오픈되어 있는 쉐도우 마스크(31)의 개구부를 R 화소영역에 맞추고 정공주입층(32), 정공전달층(33), R 유기발광층(34), 전자전달층(35), 전자주입층(36)등의 유기물을 차례로 증착한다.As shown in FIG. 2C, the opening of the shadow mask 31 in which the emission region is opened is aligned with the R pixel region, and the hole injection layer 32, the hole transfer layer 33, the R organic emission layer 34, and the electron transfer layer are formed. (35) and organic substances such as the electron injection layer 36 are sequentially deposited.
그 다음 도 2d에 도시된 바와 같이, 상기 쉐도우 마스크(31)를 쉬프트(shift)시켜 그 개구부가 G 화소 영역을 노출하게 하고 정공주입층(32), 정공전달층(33), G 유기발광층(34'), 전자전달층(35), 전자주입층(36)등의 유기물을 차례로 증착한다.2D, the shadow mask 31 is shifted so that the opening exposes the G pixel region, the hole injection layer 32, the hole transport layer 33, and the G organic light emitting layer ( 34 '), the organic material such as the electron transport layer 35, the electron injection layer 36 and the like are sequentially deposited.
그리고 도시하진 않았지만, 상기 쉐도우 마스크(31)를 다시 쉬프트시켜 그 개구부가 B 화소영역을 노출하게 하고 정공주입층(32), 정공전달층(33), B 유기발광층(34''), 전자전달층(35), 전자주입층(36)등의 유기물을 차례로 증착한다.Although not shown, the shadow mask 31 is shifted again so that the opening exposes the B pixel region, the hole injection layer 32, the hole transport layer 33, the B organic light emitting layer 34 ″, and the electron transport. Organic materials such as the layer 35 and the electron injection layer 36 are sequentially deposited.
상기에서는 R 화소영역에 유기물층을 형성한 다음에 G 화소 영역, B 화소 영역 순으로 유기물층을 형성하는 경우를 나타내었으나, 순서를 바꾸어서 진행하여도 무방하다.In the above description, the organic layer is formed in the R pixel region and then the G pixel region and the B pixel region in this order. However, the order may be reversed.
그 다음 공정으로 도 2e에 도시된 바와 같이 전표면상에 메탈 공통전극(37)을 형성하고, 상기 메탈 공통전극(37)상에 ITO, IZO 등의 투명 전극을 이용하여 투명 공통전극(38)을 적층한다.Next, as shown in FIG. 2E, the metal common electrode 37 is formed on the entire surface, and the transparent common electrode 38 is formed on the metal common electrode 37 by using a transparent electrode such as ITO or IZO. Laminated.
이때 형성되는 메탈 공통전극(37)은 상기 보조 공통전극(29)에 접촉되게 된다.In this case, the metal common electrode 37 formed is in contact with the auxiliary common electrode 29.
상기 메탈 공통전극(37)은 예를 들어, 알루미늄(Al)을 수 nm 증착한 후 Ag를 수 nm~15nm로 증착하여 형성하거나, MgxAg1-x 등의 메탈을 수 nm~15nm 정도 증착하여 형성한다.For example, the metal common electrode 37 may be formed by depositing several nm of aluminum (Al) and then depositing Ag by several nm to 15 nm, or by depositing a metal such as Mg x Ag 1-x by several nm to 15 nm. To form.
또한, 상기 메탈 공통전극(37)을 5nm이하로 얇게 형성하는 것도 가능하여 LiF를 약 0.5nm로 증착한 다음 알루미늄(Al)을 약 1nm로 증착하여 형성하여 5nm 이하의 두께로 형성하여도 된다.In addition, the metal common electrode 37 may be formed as thin as 5 nm or less, and may be formed by depositing LiF at about 0.5 nm and then depositing aluminum (Al) at about 1 nm to form a thickness of 5 nm or less.
또한, 상기 메탈 공통전극(37)을 형성하지 않고 투명 공통전극(38)이 상기 보조 공통전극(29)과 접촉되게 형성하여도 무방하다.In addition, the transparent common electrode 38 may be formed in contact with the auxiliary common electrode 29 without forming the metal common electrode 37.
따라서, 상기 공통전극(37)(38)에 흐르는 대부분의 전류가 저항이 낮은 보조 공통전극(29)을 통해 외부로 흐르게 되며, 이로 인해 공통전극의 저항 문제는 해결되게 된다.Therefore, most of the current flowing through the common electrodes 37 and 38 flows out through the auxiliary common electrode 29 having low resistance, thereby solving the resistance problem of the common electrode.
그리고, 공통전극의 저항 문제가 해결되어 메탈 공통전극(37)을 얇게 형성하는 것이 가능하며 경우에 따라서는 메탈 공통 전극을 형성하지 않아도 되므로 투과율이 증가되어 같은 전류에서 기존의 방식에 비해 휘도가 크게 증가한다.In addition, since the resistance problem of the common electrode is solved, it is possible to form a thin metal common electrode 37. In some cases, the metal common electrode is not required to be formed. Therefore, the transmittance is increased and the luminance is greater than that of the conventional method at the same current. Increases.
그리고, 도 2f에 도시된 바와 같이 상기 형성한 유기물층들을 산소나 수분으로부터 보호하기 위한 보호막(39)을 형성한 다음 도면에는 도시하지 않았지만, 접착재(Sealant)와 투명 기판을 사용하여 보호캡을 붙여 본 발명에 따른 탑-이미션 방식의 액티브 매트릭스 유기 EL 소자를 완성한다.And, as shown in Figure 2f to form a protective film 39 for protecting the formed organic material layer from oxygen or moisture, but not shown in the figure, but the adhesive cap (Sealant) and a transparent substrate using a protective cap The active matrix organic EL device of the top emission method according to the present invention is completed.
상기와 같은 본 발명의 탑-이미션 방식의 유기 EL 소자의 제조방법은 다음과 같은 효과가 있다.The manufacturing method of the organic EL device of the top emission method as described above has the following effects.
종래 기술에서 사용되는 메탈 공통전극의 두께는 보통 10~15nm, 심한 경우 약 20nm 정도인데, 이렇게 할 경우 투과율이 매우 낮다. 본 발명에서는 보조 공통전극을 이용하여 메탈 공통전극에 흐르는 전류를 빼내기 메탈 공통전극을 두껍게 형성할 필요가 없으므로 5nm 이하의 매우 얇은 두께로 디바이스 제작이 가능해 진다. 따라서, 투과율을 크게 증가되어 휘도가 향상되는 효과가 있다.The thickness of the metal common electrode used in the prior art is usually about 10 to 15 nm, in severe cases about 20 nm, in which case the transmittance is very low. In the present invention, since the current flowing through the metal common electrode is subtracted by using the auxiliary common electrode, it is not necessary to form a thick metal common electrode, so that the device can be manufactured with a very thin thickness of 5 nm or less. Therefore, the transmittance is greatly increased, thereby improving the luminance.
또한, 투과율 문제로 인해 메탈 공통전극을 얇게 형성할 경우 종래 기술에서는 메탈 공통전극이 지속적으로 많은 양의 전류가 흘러 메탈 공통전극이 열을 받아 단락되거나, 특히 Ag와 같은 경우 Ag 원자의 이동(migration)이 일어나 뭉치는 현상이 발생되는 등의 이유로 장수명의 고신뢰성을 갖는 디바이스의 제작이 어려웠다.In addition, when the metal common electrode is thinly formed due to a transmittance problem, in the prior art, a large amount of current continuously flows in the metal common electrode, causing the metal common electrode to be shorted due to heat, or in particular, in the case of Ag, migration of Ag atoms (migration). It is difficult to manufacture a device having a long life and high reliability due to the occurrence of) and agglomeration.
본 발명에서는 보조 공통전극을 이용하여 메탈 공통전극의 전류를 빼내기 때문에 메탈 공통전극이 단락되거나 Ag 원자 이동으로 인한 뭉침 현상을 방지할 수 있어 장수명의 고신뢰성을 갖는 디바이스 제작이 가능해진다.In the present invention, since the current of the metal common electrode is drawn out by using the auxiliary common electrode, the metal common electrode may be short-circuited or aggregated due to the movement of the Ag atoms, thereby making it possible to manufacture a device having a long life and high reliability.
또한, 유기물층을 형성할 때 이용하는 쉐도우 마스크로 상기 보조 공통전극의 상부를 막는 스트라이프 형태인 것(도 4 참조)을 이용하는 경우에는 외부 인장력에 대한 쉐도우 마스크 변형 및 쉐도우 마스크의 쳐짐 현상이 심각하게 일어나 원하지 않는 영역에 유기물층이 증착되게 되는 불량이 발생한다. In addition, in the case of using a stripe form (see FIG. 4) to block the upper part of the auxiliary common electrode as a shadow mask used when forming the organic layer, the shadow mask deformation and external deflection of the shadow mask due to external tension are severely generated. The defect that causes the organic material layer to be deposited in the unoccupied area occurs.
특히, 이러한 쉐도우 마스크의 변형 및 쳐짐 현상은 유기 EL 표시 패널이 대형인 경우일수록 더욱 심각하다.In particular, the deformation and sagging of the shadow mask is more serious when the organic EL display panel is large.
이에, 본 발명에서는 발광 영역이 오픈되어 있는 쉐도우 마스크를 이용하여 쉐도우 마스크의 변형 및 쳐짐 현상이 방지되므로 원하지 않는 영역에 유기물층이 증착되는 불량을 방지할 수 있는 효과가 있고, 특히 유기 EL 표시 패널의 대형화에 유리한 장점을 갖는다.Accordingly, in the present invention, since the deformation and sagging of the shadow mask are prevented by using the shadow mask in which the light emitting region is open, a defect in which an organic layer is deposited on an undesired region can be prevented, and in particular, the organic EL display panel It has the advantage of being large in size.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 이탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다.Those skilled in the art will appreciate that various changes and modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
따라서, 본 발명의 기술적 범위는 실시예에 기재된 내용으로 한정하는 것이 아니라 특허 청구범위에 의해서 정해져야 한다.Therefore, the technical scope of the present invention should not be limited to the contents described in the examples, but should be defined by the claims.
도 1a 내지 도 1d는 종래 기술에 따른 유기 EL 소자의 제조공정 단면도1A to 1D are cross-sectional views of a manufacturing process of an organic EL device according to the prior art.
도 2a 내지 도 2f는 본 발명에 따른 유기 EL 소자의 제조공정 단면도2A to 2F are sectional views of the manufacturing process of the organic EL device according to the present invention.
도 3은 본 발명에 따른 유기 EL 소자의 평면도3 is a plan view of an organic EL device according to the present invention;
도 4는 공통유기막 및 유기물층의 패터닝에 이용하는 쉐도우 마스크의 평면도4 is a plan view of a shadow mask used for patterning a common organic film and an organic material layer;
도 5는 본 발명에서 공통유기막 및 유기물층의 패터닝에 이용하는 쉐도우 마스크의 평면도5 is a plan view of a shadow mask used for patterning the common organic film and the organic material layer in the present invention;
**도면의 주요 부분에 대한 부호 설명**** Description of the symbols for the main parts of the drawings **
21 : 유리기판 22 : 반도체층21: glass substrate 22: semiconductor layer
22a, 22b : 소오스/드레인 영역 22c : 채널영역22a, 22b: source / drain region 22c: channel region
23 : 게이트 절연막 24 : 게이트 전극23 gate insulating film 24 gate electrode
25 : 층간절연막 26 : 전극 라인25 interlayer insulating film 26 electrode line
27 : 평탄화절연막 28 : 화소전극27 planarization insulating film 28 pixel electrode
29 : 보조 공통전극 30 : 절연막29: auxiliary common electrode 30: insulating film
31 : 쉐도우 마스크 32 : 정공주입층31: shadow mask 32: hole injection layer
33 : 정공전달층 34, 34', 34'' : R, B, G 유기발광층33: hole transport layer 34, 34 ', 34' ': R, B, G organic light emitting layer
35 : 전자전달층 36 : 전자주입층35: electron transport layer 36: electron injection layer
37 : 메탈 공통전극 38 : 투명 공통전극37 metal common electrode 38 transparent common electrode
39 : 보호막39: protective film
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