KR101097308B1

KR101097308B1 - 유기 발광 디스플레이 장치의 제조 방법

Info

Publication number: KR101097308B1
Application number: KR1020090038454A
Authority: KR
Inventors: 유경태; 이창민
Original assignee: 삼성모바일디스플레이주식회사
Priority date: 2009-04-30
Filing date: 2009-04-30
Publication date: 2011-12-23
Also published as: KR20100119372A

Abstract

서로 대향하는 제1 기판과 제2 기판, 상기 제1 기판 상에 서로 대향된 제1 및 제2 전극, 상기 제1 및 제2 전극 사이에 구비된 유기막을 구비하는 유기 발광 디스플레이 장치의 제조 방법에 있어서, (a) 복수 개의 화소 영역을 구비하는 상기 제1 기판을 준비하는 단계와, (b) 상기 제1 기판 상에 상기 화소 영역들에 대응되도록 복수 개의 제1 전극을 형성하는 단계와, (c) 상기 제1 전극들을 구획하도록 화소 정의막을 형성하는 단계와, (d) 상기 제1 전극들 상에 제1 공통층을 형성하는 단계와, (e) 상기 제1 기판을 덮도록 필름을 부착하는 단계와, (f) 상기 화소 영역들에 대응되도록 상기 필름을 패터닝하는 단계와, (g) 상기 패터닝된 필름을 통하여 상기 화소 영역에 유기 발광층을 형성하는 단계와, (h) 상기 필름을 제거하는 단계를 구비하는 유기 발광 디스플레이 장치의 제조 방법을 제공한다.

Description

유기 발광 디스플레이 장치의 제조 방법{Organic light display apparatus}

본 발명은 유기 발광 디스플레이 장치의 제조 방법 및 그 제조 방법에 의해 제조된 유기 발광 디스플레이 장치에 관한 것이다. 상세하게는, 마스크를 이용하지 않고 유기 발광층을 형성함으로써 개구율이 향상되고 대면적의 유기 발광 디스플레이 장치를 제조할 수 있는 방법에 관한 것이다.

유기 발광 디스플레이 장치는 능동 발광형 표시 소자로서 시야각이 넓고 콘트라스트가 우수할 뿐만 아니라 응답속도가 빠르다는 장점을 가지고 있어 차세대 표시 소자로서 주목을 받고 있다.

유기 발광 디스플레이 장치는 유리나 그 밖의 투명한 절연기판 상에 소정 패턴으로 양극을 형성하고, 이 양극 상으로 유기재료 및 음극을 순차로 적층하여 형성한다.

상술한 바와 같이 구성된 유기 발광 디스플레이 장치의 양극 및 음극에 전압을 인가하면 양극으로부터 주입된 홀(hole)이 홀 수송층을 경유하여 발광층으로 이 동되고, 전자는 음극으로부터 전자 수송층을 경유하여 발광층으로 주입된다. 이 발광층에서 전자와 홀이 재결합하여 여기자(exiton)을 생성하고, 이 여기자가 여기 상태에서 기저 상태로 변화됨에 따라, 발광층의 유기 분자가 발광함으로써 화상이 구현된다.

풀 컬러(full color)를 구현할 수 있는 유기 발광 디스플레이 장치를 제조하기 위하여, 마스크를 이용하여 기판 상에 적(R), 녹(G), 청(B)의 각 부화소(subpixel)를 독립적으로 증착하여 각 단위 픽셀를 형성하는 방식이 일반적으로 사용되고 있다.

그러나, 마스크를 이용하는 경우 마스크 처짐 현상이 발생하여 기판과 마스크 사이에 이격이 발생할 수 있으며, 더욱이 유기 발광 디스플레이 장치의 대형화에 따라 마스크가 대면적화됨으로 따라 상기 마스크 쳐짐 현상이 심화되는 문제점이 있다.

본 발명의 주된 목적은 마스크를 사용하지 않고 유기 발광층을 형성함으로써 개구율을 향상시키고 유기 발광 디스플레이 장치의 대형화를 이룰 수 있는 유기 발광 디스플레이 장치의 제조 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 디스플레이 장치의 제조 방법은, 서로 대향하는 제1 기판과 제2 기판, 상기 제1 기판 상에 서로 대향된 제1 및 제2 전극, 상기 제1 및 제2 전극 사이에 구비된 유기막을 구비하는 유기 발광 디스플레이 장치의 제조 방법에 있어서, (a) 복수 개의 화소 영역을 구비하는 상기 제1 기판을 준비하는 단계와, (b) 상기 제1 기판 상에 상기 화소 영역들에 대응되도록 복수 개의 제1 전극을 형성하는 단계와, (c) 상기 제1 전극들을 구획하도록 화소 정의막을 형성하는 단계와, (d) 상기 제1 전극들 상에 제1 공통층을 형성하는 단계와, (e) 상기 제1 기판을 덮도록 필름을 부착하는 단계와, (f) 상기 화소 영역들에 대응되도록 상기 필름을 패터닝하는 단계와, (g) 상기 패터닝된 필름을 통하여 상기 화소 영역에 유기 발광층을 형성하는 단계와, (h) 상기 필름을 제거하는 단계를 구비한다.

본 발명에 있어서, 상기 제1 공통층은 상기 제1 전극 상에 순차적으로 형성된 정공 주입층과 정공 수송층일 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 (e) 단계는, (e1) 상기 제1 기판 상에 상기 필름을 배치하는 단계와, (e2) 상기 필름을 상기 제1 기판에 부착하는 단계를 구비할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 (e2) 단계는 정전기력을 이용하여 상기 필름을 상기 제1 기판에 부착할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 (e2) 단계는, 상기 필름을 롤 투 롤(Roll to Roll)을 이용하여 상기 제1 기판에 부착할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 (f) 단계는, (f1) 레이저 빔을 이용하여 상기 화소 영역들에 대응되도록 상기 필름을 커팅하는 단계와, (f2) 상기 커팅된 필름을 제거하는 단계를 구비할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 (f2) 단계는 진공 플레이트를 이용하여 상기 커팅된 필름을 제거할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 (g) 단계는 상기 패터닝된 필름을 통하여 상기 화소 영역에 상기 유기 발광층을 증착할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 (h) 단계 이후, 상기 유기 발광층 상에 제2 공통층을 형성하는 단계를 더 구비할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 제2 공통층은 상기 유기 발광층 상에 순차적으로 형 성된 전자수송층(ETL: electron transport layer), 전자주입층(EIL: electron injection layer), 및 정공저지층(HBL; hole blocking layer)일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 디스플레이 장치는 상기 방법에 의해 제조된다.

상기와 같이 이루어진 본 발명의 유기 발광 디스플레이 장치의 제조 방법 및 상기 방법에 의해 제조되는 유기 발광 디스플레이 장치에 의하면, 필름을 이용하여 유기 발광층을 형성하므로 고정세의 대형화된 유기 발광 디스플레이 장치를 제조할 수 있다.

이하, 첨부된 도면에 도시된 본 발명의 실시예를 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다. 그러나. 본 발명은 이 밖에도 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면 상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다.

도 1 내지 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 디스플레이 장치의 제조 공정을 개략적으로 도시한 도면이다.

우선, 도 1에 도시된 바와 같이 제1 기판(101)을 준비한다. 제1 기판(101)은 글라스재 또는 플라스틱재 등과 같은 다양한 재료로 형성될 수 있으며, 금속판으로도 이루질 수 있다.

다음으로, 제1 기판(101) 상에는 제1 전극(102)이 형성된다. 다만, 제1 기판(101) 상에 제1 전극(102)을 형성하기에 앞서 제1 기판(101) 상에 박막 트랜지스터 어레이를 형성하는 등의 공정을 거칠 수 있다. 물론 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 디스플레이 장치의 제조 방법은 각 화소에 박막 트랜지스터가 구비된 능동 구동형 유기 발광 디스플레이 장치의 제조 방법에 국한되는 것은 아니며, 수동 구동형 유기 발광 디스플레이 장치의 제조에도 적용될 수 있는 등 다양한 변형이 가능함은 물론이다.

제1 전극(102)은 제1 기판(101) 상에 증착 또는 스퍼터링 등의 다양한 방법으로 형성될 수 있다. 제1 기판 상에 형성되는 제1 전극(102)은 투명전극 또는 반사전극으로 형성될 수 있다. 투명전극으로 형성할 때는 ITO, IZO, ZnO 또는 In₂O₃로 형성할 수 있고, 반사전극으로 형성할 때에는 Ag, Mg, Al, Pt, Pd, Au, Ni, Nd, Ir, Cr 및 이들의 화합물 등으로 반사막을 형성한 후, 그 위에 ITO, IZO, ZnO 또는 In₂O₃로 막을 형성함으로써 형성할 수 있다.

다음으로, 화소 영역을 구획하도록 화소 정의막(103)을 형성한다. 도 2를 참조하면, 화소 영역에 대응되는 부분에 제1 전극(102)이 형성된다. 따라서, 화소 정의막(103)은 제1 전극(102)이 노출되도록 형성되어 화소 영역을 정의한다. 화소 정의막(103)은 폴리이미드, 실리콘나이트라이드 또는 실리콘옥사이드 등과 같은 다양 한 절연성 물질을 증착하여 형성하거나 포토리소그래피법 등을 이용하여 형성할 수 있다. 화소 정의막(103)은 각 화소를 정의하는 것으로, 유기 발광 소자의 제조에 있어서 마스크 등이 부착될 때 스페이서와 같은 역할을 하기도 한다. 따라서, 그러한 스페이서의 역할까지 수행할 수 있도록 화소 정의막(103)은 대략 5000Å 이상의 두께를 가지며 제1 전극(102)의 가장자리를 덮도록 형성된다.

화소 정의막(103) 형성한 후, 제1 공통층(104)을 형성한다. 제1 공통층(104)은 제1 전극(102) 상에 형성된다. 제1 공통층(104)은 증착을 통해 이루어진다. 저분자 물질로 제1 공통층(104)을 형성하는 경우, 제1 공통층(104)은 정공주입층(HIL: hole injection layer) 및 정공수송층(HTL: hole transport layer)으로 이루어질 수 있다. 제1 공통층(104)으로 사용 가능한 유기 재료로는 구리 프탈로시아닌(CuPc: copper phthalocyanine), N,N-디(나프탈렌-1-일)-N,N'-디페닐-벤지딘 (N,N'-Di(naphthalene-1-yl)-N,N'-diphenyl-benzidine: NPB), 트리스-8-하이드록시퀴놀린 알루미늄(tris-8-hydroxyquinoline aluminum)(Alq3) 등을 비롯해 다양하게 적용 가능하다.

제1 공통층(104) 형성 후에는 제1 기판(101)을 덮도록 필름(110)을 부착한다. 도 3 및 도 4를 참조하면, 제1 공통층(104)과 화소 정의막(103)이 형성된 제1 기판(101)의 일면에 필름(110)을 부착한다. 필름(110)은 화소 정의막(103)이 형성된 제1 기판(101)의 일면을 덮을 수 있도록 제1 기판(101) 상에 배치된다. 제1 기판(101) 상에 배치된 필름(110)을 제1 기판(101)의 일면에 부착한다. 필름(110)은 정전기력에 의해 제1 기판(101)의 일면에 부착된다. 그 후, 롤 투 롤(Roll to Roll) 기법을 이용하여 필름(110)을 제1 기판(101)의 일면에 부착시킨다.

필름(110)을 제1 기판(101)의 일면에 부착한 후, 화소 영역에 대응되도록 필름(110)을 패터닝한다. 도 5 및 도 6을 참조하면, 필름(110)의 패터닝에는 레이저 빔(130)을 이용한다. 즉, 레이저 빔(130)을 조사하여 화소 영역에 대응되는 필름 부분(110a)을 커팅한다.

레이저 빔(130)으로 화소 영역에 대응되는 필름 부분을 커팅한 후, 커팅된 필름 부분들(110a)을 제거한다. 커팅된 필름 부분들(110a)을 제거함에 있어서, 진공 플레이트를 이용한다. 레이저 빔(130)으로 조사하여 커팅된 필름 부분들(110a)은 커팅되지 않은 필름 부분(110b)과 함께 있으므로 진공 플레이트를 필름 상에 배치하여 커팅된 필름 부분(110a)을 진공으로 흡착하여 커팅되지 않은 필름 부분(110b)에서 제거한다. 커팅된 필름 부분(110a)이 제거된 필름은 화소 영역이 패터닝된 형성(110b)을 갖는다.

필름을 패터닝함에 있어서, 적색 유기 발광(105R)층이 형성될 수 있는 화소 영역을 먼저 패터닝한다. 일반적으로 RGB 유기 발광 디스플레이 장치에서는 적색 유기 발광층, 녹색 유기 발광층, 청색 유기 발광층이 형성되는데, 먼저 적색 유기 발광층을 형성하기 위해 적색 유기 발광층을 형성시키기 위한 적색 화소 영역에 대응되는 필름 부분을 패터닝한다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 화이트 유기 발광 디스플레이 장치(WOLED)인 경우에는 적색 화소 영역, 녹색 화소 영역, 청색 화소 영역에 대응되는 필름 부분을 모두 패터닝한다.

필름을 패터닝한 후에는 화소 영역에 유기 발광층(EML: emissive layer)을 형성한다. 패터닝된 필름은 화소 영역에 대응되는 부분이 제거되어 제1 전극(102)이 노출된다. 패터닝된 필름 상에 유기 발광층을 증착하면 제1 전극(102) 상에 유기 발광층이 형성된다. 도 7을 참조하면, 상술한 바와 같이, RGB 유기 발광 디스플레이 장치의 경우 먼저 적색 화소 영역에 대응되는 필름 부분을 패터닝하므로 적색 유기 발광층(105R)을 증착한다. 적색 유기 발광층(105R)을 증착하는 경우, 패터닝된 부분은 제1 전극(102)이 노출되므로 제1 전극(102) 상에 적색 유기 발광층(105R)이 형성된다. 또한, 패터닝되지 않은 필름 부분에도 적색 유기 발광층(105R)이 형성된다. 그러나, 화이트 유기 발광 디스플레이 장치(WOLED)인 경우에는 유기 발광층이 적색 화소 영역, 녹색 화소 영역, 청색 화소 영역에 형성된다.

도 8을 참조하면, 유기 발광층을 증착한 후에는 패터닝된 필름을 제거한다. 패터닝된 필름을 제거한 후에는 적색 화소 영역에 대응되는 제1 전극(102) 상에는 적색 유기 발광층(105R)이 증착된 상태이다. 적색 화소 영역 이외의 다른 화소 영역들(녹색 화소 영역, 청색 화소 영역)은 패터닝되지 않은 필름 부분에 의해 유기 발광층이 증착되지 않게 된다.

적색 유기 발광층(105R) 형성 후에는, 상술한 바와 공정을 반복하여 녹색 유기 발광층(105G)을 증착한다. 즉, 필름을 제1 기판(101) 상에 부착하고, 레이저 빔(130)으로 녹색 화소 영역에 대응되는 필름 부분을 패터닝하고, 녹색 유기 발광층(105G)을 증착한 후, 패터닝된 필름을 제거한다.

이후, 청색 유기 발광층(105B)을 형성하기 위하여 적색 유기 발광층을 형성했던 공정을 반복하여 실행한다. 도 9는 적색, 녹색, 청색 유기 발광층(105R, 105G, 105B)이 형성된 유기 발광 디스플레이 장치의 단면도이다.

이와 같은 방법으로 유기 발광층을 증착하는 경우 마스크를 사용함으로써 발생할 수 있는 문제점을 제거할 수 있다. 종래의 유기 발광층을 증착하기 위해서는 금속 마스크를 사용하였다. 상기 금속 마스크는 유기 발광 디스플레이 장치가 대형화되고 고정세화되면서 정밀한 제작이 용이하지 않으며 마스크 처짐에 의해 증착 얼라인이 곤란하다는 문제점이 있었다.

그러나, 본 발명의 유기 발광 디스플레이 장치의 제조 방법에서는 마스크를 이용하지 않고 필름을 이용하여 유기 발광층을 증착하기 때문에 마스크 처짐 형상이 발생하지 않으며, 레이저 빔(130)을 이용하여 필름을 화소 영역에 따라 패터닝하기때문에 보다 정밀한 고정세화된 화소 패턴이 가능하다. 또한, 고가의 마스크를 이용하지 않으므로 제작 비용을 절감할 수 있다.

도 10을 참조하면, 유기 발광층 형성 후에는 상에 제2 공통층(106)이 형성된다. 제2 공통층(106)은 전자수송층(ETL: electron transport layer), 전자주입층(EIL: electron injection layer), 및 정공저지층(HBL; hole blocking layer)으로 이루어질 수 있다.

도 11을 참조하면, 제2 공통층(106)을 형성한 후에는 제2 전극(107)을 형성하고 제2 기판(108)으로 봉지한다.

본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 하며, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.

도 1 내지 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 디스플레이 장치의 제조 공정을 나타내는 도면이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

101: 제1 기판 102: 제1 전극

103: 화소 정의막 104: 제1 공통층

105R: 적색 유기 발광층 105G: 녹색 유기 발광층

105B: 청색 유기 발광층 106: 제2 공통층

107: 제2 전극 108: 제2 기판

110: 필름 130: 레이저

Claims

서로 대향하는 제1 기판과 제2 기판, 상기 제1 기판 상에 서로 대향된 제1 및 제2 전극, 상기 제1 및 제2 전극 사이에 구비된 유기막을 구비하는 유기 발광 디스플레이 장치의 제조 방법에 있어서,

(a) 복수 개의 화소 영역을 구비하는 상기 제1 기판을 준비하는 단계;

(b) 상기 제1 기판 상에 상기 화소 영역들에 대응되도록 복수 개의 제1 전극을 형성하는 단계;

(c) 상기 제1 전극들을 구획하도록 화소 정의막을 형성하는 단계;

(d) 상기 제1 전극들 상에 제1 공통층을 형성하는 단계;

(e) 상기 제1 기판을 덮도록 필름을 부착하는 단계;

(f) 상기 화소 영역들에 대응되도록 상기 필름을 패터닝하는 단계;

(g) 상기 패터닝된 필름을 통하여 상기 화소 영역에 유기 발광층을 형성하는 단계; 및

(h) 상기 필름을 제거하는 단계;를 구비하며,

상기 (e) 단계는,

(e1) 상기 제1 기판 상에 상기 필름을 배치하는 단계; 및

(e2) 정전기력을 이용하여 상기 필름을 상기 제1 기판에 부착한 후 상기 필름은 롤 투 롤(Roll to Roll) 기법에 의해 상기 제1 기판에 부착하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 디스플레이 장치의 제조 방법.
제1항에 있어서,

상기 제1 공통층은 상기 제1 전극 상에 순차적으로 형성된 정공 주입층과 정공 수송층인 것을 특징으로 하는 유기 발광 디스플레이 장치의 제조 방법.
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삭제
제1항에 있어서,

상기 (f) 단계는,

(f1) 레이저 빔을 이용하여 상기 화소 영역들에 대응되도록 상기 필름을 커팅하는 단계; 및

(f2) 상기 커팅된 필름을 제거하는 단계;를 구비하는 것을 특징으로 하는 유 기 발광 디스플레이 장치의 제조 방법.
제6항에 있어서,

상기 (f2) 단계는 진공 플레이트를 이용하여 상기 커팅된 필름을 제거하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 디스플레이 장치의 제조 방법.
제1항에 있어서,

상기 (g) 단계는 상기 패터닝된 필름을 통하여 상기 화소 영역에 상기 유기 발광층을 증착하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 디스플레이 장치의 제조 방법.
제1항에 있어서,

상기 (h) 단계 이후, 상기 유기 발광층 상에 제2 공통층을 형성하는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 디스플레이 장치의 제조 방법.
제9항에 있어서,

상기 제2 공통층은 상기 유기 발광층 상에 순차적으로 형성된 전자수송층(ETL: electron transport layer), 전자주입층(EIL: electron injection layer), 및 정공저지층(HBL; hole blocking layer)인 것을 특징으로 하는 유기 발광 디스플레이 장치의 제조 방법.
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