KR100476107B1 - 유기 이엘 디스플레이 제조방법 - Google Patents

유기 이엘 디스플레이 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 유기 이엘 디스플레이 제조방법에 관한 것으로, 기판의 상부에 복수의 양극전극라인들을 형성하고, 그 양극전극라인들의 상부에 절연막에 의해 분리된 유기층을 복수로 형성하고, 그 유기층의 상부에 복수의 음극전극라인들을 형성하며, 상기 음극전극라인들의 사이 각각에 음극분리격벽을 형성하는 유기 이엘 디스플레이의 제조방법에 있어서, 상기 음극전극라인들과 음극분리격벽의 표면 형상을 따라 수분 및 산소의 침투를 방지하는 제 1 버퍼층을 형성하고; 상기 제 1 버퍼층의 표면 형상을 따라 제 2 버퍼층을 추가로 형성한다.
따라서, 본 발명은 외부 환경으로부터 침투되는 수분, 산소가스와 수소가스를 차단할 수 있어 디스플레이의 수명 및 특성을 향상시킬 수 있고, 서스캔(Sus Can) 구조를 사용한 디스플레이보다 상대적으로 박형으로 디스플레이를 제조할 수 있는 효과가 있다.

Description

유기 이엘 디스플레이 제조방법{Method for manufacturing organic electro luminescence display}
본 발명은 유기 이엘 디스플레이 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 음극전극라인들과 음극분리격벽의 표면 형상을 따라 제 1 버퍼층과 제 2 버퍼층을 순차적으로 형성함으로서, 외부 환경으로부터 침투되는 수분, 산소가스와 수소가스를 차단할 수 있어 디스플레이의 수명 및 특성을 향상시킬 수 있고, 서스캔(Sus Can) 구조를 사용한 디스플레이보다 상대적으로 박형으로 디스플레이를 제조할 수 있는 유기 이엘 디스플레이 제조방법에 관한 것이다.
최근, 유기 이엘 디스플레이는 넓은 시야각, 고속 응답성, 낮은 동작전압을 갖는 차세대 플랫 패널 디스플레이(FED, Flat Panel Display)로서 각광을 받고 있으며, 표면광원(surface light source)의 디스플레이 및 이동 통신 단말기의 디스플레이에 사용될 수 있다.
이러한 유기 이엘 디스플레이는 도 1에 도시된 바와 같이,
1. 기판(10)의 상부에 형성되어, 플러스(+) 전압을 인가하여 정공을 공급하는 양극전극(20),
2. 양극전극(20)으로부터 발광층(33)으로 정공을 원활히 공급하는 정공 주입층(31),
3. 정공 주입층(31)으로부터 공급된 정공을 발광층(33)으로 원활히 수송하고, 발광층(33)에서 결합하지 못한 전자의 손실을 방지하는 정공 수송층(32),
4. 음극전극(40)에서 공급된 전자와 양극에서 공급된 정공이 결합하여 물질의 특성에 따라 다양한 빛을 방출하는 발광층(33),
5. 음극전극(40)으로부터 공급되는 전자를 발광층(33)으로 원활히 수송하고, 발광층(33)에서 결합하지 못한 전자의 손실을 방지하는 전자수송층(34),
6. 음극전극(40)으로부터 전자의 주입을 하는 전자주입층(35),
7. 마이너스(-) 전압을 인가하여 전자를 공급하는 음극전극(40)으로 구성된다.
여기서, 정공주입층(31), 정공수송층(32), 발광층(33), 전자수송층(34)과 전자주입층(35)은 유기물로서 형성하므로, 통상 유기층(30)이라 한다.
이렇게 구성된 유기 이엘 디스플레이는 음극전극(40)과 양극전극(20)으로부터 각각 주입된 전자와 정공이 결합하여 생성된 엑사이톤(exciton)이 여기상태에서 기저상태로 떨어지면서 유기층(30)에서 발광하여 기판(10)을 통하여 광이 외부로 방출된다.
도 2a 내지 2d는 일반적인 풀 칼라(Full Color) 유기 이엘 디스플레이의 제조공정 사시도로서, 먼저, 기판(10)의 상부에 ITO 양극전극(20)을 형성하고(도 2a), 그 후에 복수의 개구(91)들(향후, 이엘 디스플레이의 픽셀(Pixel)이 됨.)이 상기 양극전극(20)의 상부에 형성되도록, 상기 기판(10)의 상부에 절연막(21)을 증착한다.(도 2b)
연이어, 상기 양극전극(20)을 교차하는 절연막(21)의 상부, 즉 개구들의 사이의 절연막(21) 상부에 복수의 음극 분리 격벽(22)을 형성한다.(도 2c)
그 다음, 새도우 마스크로 마스킹하여, 상기 개구들에 정공주입층, 정공수송층, RGB발광체, 전자수송층과 전자주입층을 순차적으로 증착하고, 상기 격벽과 격벽의 사이에 음극전극(40)을 형성한다.(도 2d)
이렇게 제조된 종래의 유기 이엘 디스플레이는 도 3에 도시된 바와 같은 단면으로 제조되며, 제조공정 중, 음극전극(40)에는 핀홀(Pin hole)이 형성되어 음극전극(40)의 표면에는 다아크 스팟(Dark spot)이 존재하게 된다.
이 다아크 스팟은 디스플레이 화면의 품위를 저하시키고, 수분 및 가스의 침투로 디스플레이 패널의 수명을 감소시키게 된다.
더불어, 절연층, 음극전극과 유기물 계면을 따라 수분이 침투되어 디스플레이 패널의 특성을 저하시키는 문제점이 발생하였다.
이에 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 음극전극라인들과 음극분리격벽의 표면 형상을 따라 제 1 버퍼층과 제 2 버퍼층을 순차적으로 형성함으로서, 외부 환경으로부터 침투되는 수분, 산소가스와 수소가스를 차단할 수 있어 디스플레이의 수명 및 특성을 향상시킬 수 있고, 서스캔(Sus Can) 구조를 사용한 디스플레이보다 상대적으로 박형으로 디스플레이를 제조할 수 있는 유기 이엘 디스플레이 제조방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 바람직한 양태(樣態)는, 기판의 상부에 복수의 양극전극라인들을 형성하고, 그 양극전극라인들의 상부에 절연막에 의해 분리된 유기층을 복수로 형성하고, 그 유기층의 상부에 복수의 음극전극라인들을 형성하며, 상기 음극전극라인들의 사이 각각에 음극분리격벽을 형성하는 유기 이엘 디스플레이의 제조방법에 있어서,
상기 음극전극라인들과 음극분리격벽의 표면 형상을 따라 수분 및 산소의 침투를 방지하는 제 1 버퍼층을 형성하고;
상기 제 1 버퍼층의 표면 형상을 따라 제 2 버퍼층을 추가로 형성하는 것을 특징으로 하는 유기 이엘 디스플레이 제조방법이 제공된다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.
도 4a와 4b는 본 발명에 따른 유기 이엘 디스플레이에 수분 및 가스의 침투를 방지하는 버퍼층을 형성하는 공정순서도로서, 기판(10)의 상부에 복수의 양극전극(20)라인들을 형성하고, 그 양극전극(20)라인들의 상부에 절연막(21)에 의해 분리된 유기층(30)을 복수로 형성하고, 그 유기층(30)의 상부에 복수의 음극전극(40)라인들을 형성하며, 상기 음극전극(40)라인들의 사이 각각에 음극분리격벽(22)을 형성하는 제조방법에 의해서 형성된 유기 이엘 디스플레이에, 음극전극(40)과 음극분리격벽(22)의 스텝 커퍼리지(Step coverage) 형상으로, 즉, 상기 음극전극라인들과 음극분리격벽의 표면 형상을 따라 수분 및 산소의 침투를 방지하는 제 1 버퍼층(41)을 형성한다.(도 4a)
여기서, 상기 제 1 버퍼층(41)은 음극전극(40)라인의 상부에 대략 5000Å의 두께로 형성하는 것이 바람직하다.
이 때, 상기 제 1 버퍼층(41)은 금속 유기 화합물로 형성한다.
이 금속 유기 화합물은,
Alq3 : tris(8-hydroxyquinolino)aluminum,
Almq3 tris(8-hydroxy-4-methyl-chinolinato)aluminum,
Alpq3 : tris(8-hydroxy-4-phenyl-chinolinato)aluminum,
BeBq2 : bis(10-hydroxybenzo[h]quinolinato)beryllium,
Beq2 : bis(10-quinolinato)beryllium,
BeMq2 : bis(2-methyl-8-hydroxyquinolino)beryllium,
ZnBq2 : bis(10-hydroxybenzo[h]quinolinato)zinc,
Znq2 : bis(8-quinolinolato)zinc,
ZnMq2 : bis(2-methyl-8-hydroxyquinolino)zinc,
ZnAc2 : bis(4-hydroxyacridinato)zinc,
MgMq2 : bis(2-methyl-8-hydroxyquinolino)magnesium,
CuPc : Copper Phthalocyanine와
LiF 중 선택된 어느 하나로 형성하는 것이 바람직하다.
그리고, 도 4b에서, 상기 제 1 버퍼층(41)의 표면 형상을 따라 CaO, MgO, Y2O3, Al2O3, SiO2, SiNx와 같은 무기막으로 제 2 버퍼층(42)을 증착함으로서, 유기 이엘 디스플레이의 외부 환경으로부터 수분, 산소가스와 수소가스의 침투를 차단할 수 있어, 디스플레이의 수명을 연장할 수 있게 된다.
더불어, 통상적으로 수분 및 가스의 침투를 차단하기 위한 서스캔(Sus Can) 구조를 사용하지 않고 디스플레이의 패널을 제조할 수 있으므로, 상대적으로 박형의 디스플레이 패널을 제조할 수 있어 원가절감을 수행할 수 있게 된다.
도 5는 본 발명에 따른 열 및 이빔(E-Beam) 이베퍼레이팅(Evaporating) 장치의 구성도로서, 열 및 이빔 이베퍼레이팅 장치에는 우선, 진공유지 챔버(100)가 구비되며, 챔버(100) 내부 일측에는 증착소스(120)와 이 증착소스(120)를 지지하는 지지부(110)가 장착되어 있고, 상기 챔버(100) 내부 타측에는 증착소스(120)와 이격되어 동일축상으로 메인 수직축(150)이 설치되고, 이 메인 수직축(150)의 축방향과 90°로 연장된 수평축(160)이 연결되어 있고, 이 수평축(160)의 일측 단부에는 상기 메인 수직축(150)과 동일축상으로 보조 수직축(170)이 연결되어 있고, 상기 보조 수직축(170)에는 패널고정용 홀더(180)가 상기 수평축(160)으로부터 1 ~ 80°로 기울어져 장착되어 있으며, 상기 패널고정용 홀더(180)에는 양극전극, 유기층, 음극전극, 절연층과 음극분리격벽이 형성된 유기 이엘 디스플레이 패널이 장착되어 있다.
여기서, 상기 메인 수직축(150)과 보조 수직축(170)은 회전을 하고, 상기 패널고정용 홀더(180)가 기울어져 있기 때문에, 증착소스(120)로부터 기화되는 제 1, 2 버퍼물질은 유기 이엘 디스플레이 패널의 음극전극과 음극분리격벽의 표면 형상을 따라 일정하게 형성될 수가 있다.
도 6은 본 발명에 따른 열 및 이빔(E-Beam) 이베퍼레이팅(Evaporating) 장치의 다른 구성도로서, 도 5를 참조하여, 보조 수직축(170)에는 패널고정용 홀더(180)가 수평축(160)과 평행하게 장착되어 있고, 상기 수평축(160)으로부터 기울어져 있는 복수의 지지부들(110a,110b)을 챔버(100)에 장착하고, 마찬가지로 지지부들(110a,110b)의 상부에는 복수의 증착소스들(120a,120b)을 위치시켜, 유기 이엘 디스플레이 패널에 제 1, 2 버퍼층을 증착시킴으로서, 음극전극과 음극분리격벽의 표면 형상을 따라 제 1, 2 버퍼층이 일정하게 형성되어 스텝커퍼리지(Step coverage)가 우수하게 된다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은 음극전극라인들과 음극분리격벽의 표면 형상을 따라 제 1 버퍼층과 제 2 버퍼층을 순차적으로 형성함으로서, 외부 환경으로부터 침투되는 수분, 산소가스와 수소가스를 차단할 수 있어 디스플레이의 수명 및 특성을 향상시킬 수 있고, 서스캔(Sus Can) 구조를 사용한 디스플레이보다 상대적으로 박형으로 디스플레이를 제조할 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 구체적인 예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.
도 1은 일반적인 유기 이엘 소자의 구조도이다.
도 2a 내지 2d는 일반적인 풀 칼라(Full Color) 유기 이엘 디스플레이의 제조공정 사시도이다.
도 3은 종래의 유기 이엘 디스플레이 단면도이다.
도 4a와 4b는 본 발명에 따른 유기 이엘 디스플레이에 수분 및 가스의 침투를 방지하는 버퍼층을 형성하는 공정순서도이다.
도 5는 본 발명에 따른 열 및 이빔(E-Beam) 이베퍼레이팅(Evaporating) 장치의 구성도이다.
도 6은 본 발명에 따른 열 및 이빔(E-Beam) 이베퍼레이팅(Evaporating) 장치의 다른 구성도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10 : 기판 20 : 양극전극
21 : 절연막 22 : 음극분리격벽
30 : 유기층 40 : 음극전극
41 : 제 1 버퍼층 42 : 제 2 버퍼층
100 : 챔버 110 : 지지부
120 : 증착소스 150 : 수직축
160 : 수평축 170 : 보조수직축
180 : 패널고정용 홀더

Claims (7)

  1. 기판의 상부에 복수의 양극전극라인들을 형성하고, 그 양극전극라인들의 상부에 절연막에 의해 분리된 유기층을 복수로 형성하고, 그 유기층의 상부에 복수의 음극전극라인들을 형성하며, 상기 음극전극라인들의 사이 각각에 음극분리격벽을 형성하는 유기 이엘 디스플레이의 제조방법에 있어서,
    상기 음극전극라인들과 음극분리격벽의 표면 형상을 따라 수분 및 산소의 침투를 방지하는 제 1 버퍼층을 형성하고;
    상기 제 1 버퍼층의 표면 형상을 따라 CaO, MgO, Y2O3, Al2O3, SiO2와 SiNx 중 선택된 어느 하나로 형성된 제 2 버퍼층을 추가로 형성하는 것을 특징으로 하는 유기 이엘 디스플레이의 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 버퍼층은,
    Alq3 : tris(8-hydroxyquinolino)aluminum,
    Almq3 tris(8-hydroxy-4-methyl-chinolinato)aluminum,
    Alpq3 : tris(8-hydroxy-4-phenyl-chinolinato)aluminum,
    BeBq2 : bis(10-hydroxybenzo[h]quinolinato)beryllium,
    Beq2 : bis(10-quinolinato)beryllium,
    BeMq2 : bis(2-methyl-8-hydroxyquinolino)beryllium,
    ZnBq2 : bis(10-hydroxybenzo[h]quinolinato)zinc,
    Znq2 : bis(8-quinolinolato)zinc,
    ZnMq2 : bis(2-methyl-8-hydroxyquinolino)zinc,
    ZnAc2 : bis(4-hydroxyacridinato)zinc,
    MgMq2 : bis(2-methyl-8-hydroxyquinolino)magnesium,
    CuPc : Copper Phthalocyanine와
    LiF 중 선택된 어느 하나로 형성하는 것을 특징으로 하는 유기 이엘 디스플레이의 제조방법.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    제 1 버퍼층과 제 2 버퍼층은 50 ~ 20000Å의 두께로 형성하는 것을 특징으로 하는 유기 이엘 디스플레이의 제조방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 버퍼층과 제 2 버퍼층은,
    상기 제 1 버퍼층과 제 2 버퍼층을 증착하는 소스로부터 이격되어 동일축상으로 메인 수직축(150)이 형성되고, 이 메인 수직축(150)의 축방향과 90°로 연장된 수평축(160)의 일측단부에 상기 메인 수직축(150)과 동일축상으로 보조 수직축(170)이 형성되며, 이 보조 수직축(170)에 패널고정용 홀더(180)가 상기 수평축(160)으로부터 일정각도로 기울어져 장착되어 있는 챔버에서, 상기 메인 수직축(150)과 보조 수직축(170)을 각각 회전시키며 형성하는 것을 특징으로 하는 유기 이엘 디스플레이의 제조방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 패널고정용 홀더(180)는 상기 보조 수직축(170)에 1~80°각도로 기울어져 장착되어 있으며,
    상기 메인 수직축(150)과 보조 수직축(170)은 5~3000rpm으로 회전되는 것을 특징으로 하는 유기 이엘 디스플레이의 제조방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 버퍼층과 제 2 버퍼층은,
    챔버의 상부에 메인 수직축(150)이 형성되고, 이 메인 수직축(150)의 축방향과 90°로 연장된 수평축(160)의 일측단부에 상기 메인 수직축(150)과 동일축상으로 보조 수직축(170)이 형성되며, 이 보조 수직축(170)에 패널고정용 홀더(180)가 장착되어 있으며, 챔버의 하부에 복수의 지지부들(110a,110b)을 장착하고, 상기 복수의 지지부들(110a,110b)의 상에 복수의 증착소스들(120a,120b)을 위치시켜, 상기 메인 수직축(150)과 보조 수직축(170)을 각각 회전시키며 상기 제 1 버퍼층과 제 2 버퍼층이 형성되는 것을 특징으로 하는 유기 이엘 디스플레이의 제조방법.
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