KR101292150B1

KR101292150B1 - 유기ｅｌ패널의 제조방법 및 검사시스템

Info

Publication number: KR101292150B1
Application number: KR1020060119377A
Authority: KR
Inventors: 박종현; 김영미; 양희석
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2006-11-29
Filing date: 2006-11-29
Publication date: 2013-08-09
Also published as: KR20080048885A

Abstract

본 발명은 대형의 유리기판(mother glass)에 형성되는 복수 개의 유기EL패널상에 별도로 준비된 자외선발생장치로부터 특정 파장대의 자외선을 조사함으로써 유기EL패널의 양호 및 불량상태를 한번에 확인하려는 유기EL패널의 검사 시스템에 관한 것으로서, 유리기판상에 형성되는 적어도 하나의 유기EL패널상에 특정 파장대의 자외선을 조사하는 단계; 및 상기 자외선이 조사된 유기EL패널로부터 발광하는 광을 관찰하여 유기발광패턴을 검사하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

자외선발생장치, 자외선램프

Description

유기ＥＬ패널의 제조방법 및 검사시스템{METHOD FOR FABRICATING AND SYSTEM FOR INSPECTING ORGANIC ELECTRO-LUMINESCENT PANEL}

도 1은 종래기술에 따른 유기EL패널의 검사방법을 나타내는 도면

도 2는 본 발명에 따른 유기EL패널의 검사시스템을 나타내는 흐름도

도 3은 도 2의 자외선발생장치를 사용한 검사단계를 구체적으로 구현해 나타내는 도면

본 발명은 유기EL패널(organic electro-luminescent panel)의 제조방법 및 검사시스템에 관한 것으로서, 더 상세하게는 대형의 유리기판(mother glass)상에 형성되는 복수 개의 유기EL패널상에 별도로 준비된 자외선발생장치로부터 특정 파장대의 자외선(ultraviolet ray)을 조사함으로써 유기EL패널의 양호 및 불량상태를 한번에 확인하려는 것에 관련된다.

유기EL패널은 저전압 구동, 높은 발광 효율, 넓은 시야각, 빠른 응답속도 등의 장점으로 인해 고화질의 동영상을 표현할 수 있는 차세대 평판디스플레이 기술 중 하나로서 현재에도 활발한 기술개발이 이루어지고 있다.

유기EL 디스플레이소자는 ITO(Indium Tin Oxide)와 같은 투명 전극인 애노드(anode)와 일함수(work function)가 낮은 금속(Ca, Li, Al: Li, Mg: Ag 등)을 사용한 캐소드(cathode) 사이에 유기 발광층이 있는 구조로 형성된다.

이러한 유기EL 디스플레이소자에 순방향의 전압을 인가하면 애노드와 캐소드에서 각각 정공(hole)과 전자(electron)가 주입된다. 그리고 그 주입된 정공과 전자는 결합하여 엑시톤(exciton)을 형성하고, 그 엑시톤이 방사 재결합(radiative recombination) 함으로써 전계발광 현상을 일으킨다.

그런데, 유기EL패널은 제조과정에서 셀의 불량으로 인해 제대로 발광이 되지 않는 경우가 발생하게 되는데, 이와 같은 불량을 검사하기 위하여 종래에는 다음과 같은 방법으로 검사가 이루어졌다.

도 1을 참조하면, 종래의 유기EL패널은 복수 개의 캐소드 라인(11∼17)이 일정 간격을 두고 횡렬(row)로 배열되고, 스크라이빙(scribing) 라인(40)의 외곽에서 그 한쪽 끝은 공통으로 테스트 패드에 연결된다. 각 캐소드 라인(11∼17)은 콘택부(41)에 의해 전극이 연결된다.

또한 애노드 라인(31∼36)이 캐소드 라인(11∼17)에 교차되게 종렬(column) 배열되며, 스크라이빙 라인(40)의 외곽에서 그 한쪽 끝이 공통으로 테스트 패드에 연결된다.

여기에서, 봉인 라인(42)(seal-line) 내부가 실제 유기EL패널이 형성되는 영역이고, 실제 화면이 나타나는 영역은 액티브 어레이(43) 영역이 된다.

그리고 유기EL패널은 테스트 패드들을 포함하여 제조되며 테스트가 완료된 후 스크라이빙 라인(40)의 외부 영역은 커팅(cutting)되고, 내부 영역이 제품화에 이용된다.

이와 같이 유기EL패널은 애노드 라인(31∼36)과 캐소드 라인(11∼17)이 각각 한쪽 방향에서 공통 연결되어 있다.

그러므로, 공정에서 오류로 인하여 각각의 애노드 라인(31∼36) 및 캐소드 라인(11∼17) 사이에 전기적 절연 등의 문제가 생기면, 공통으로 연결된 패드들에 전압을 인가함으로써 전체의 동작 상태를 판단하여 불량을 검출할 수 있다.

그러나 종래의 이와 같은 유기EL패널의 검사방법은 개별 단위의 유기EL패널에 대하여 검사를 수행하게 되므로, 최근의 급격하게 진보하는 기술발전에 적절하게 대처하지 못하게 됨으로써 이에 따른 많은 시간과 노력을 소요하게 된다.

예컨대, 하나의 대형 유리기판(mother glass)상에 박막트랜지스터를 형성하고, 그 박막트랜지스터상에 애노드와 캐소드 패턴 및 그 사이의 유기 발광층을 형성한 다수의 유기EL패널을 형성할 수 있는 단계에까지 이르게 됨으로써 이에 따라 더더욱 신속한 검사방법이 요구되어 지고 있다.

따라서, 본 발명은 위와 같이 급격하는 기술발전에 대응하기 위하여 자외선발생장치로부터의 특정 파장대의 자외선을 다수개의 유기EL패널상에 조사한 후, 그 발광하는 광을 현미경으로 관찰하는 등의 방법을 통하여 그 양호 및 불량 상태를 신속하게 파악할 수 있는 검사시스템 및 제조방법을 제안하려는데 그 목적이 있다.

그리고 이와 같은 목적 달성은 본 발명에 의하여 더욱더 구체화될 수 있다. 즉 본 발명에 따른 유기EL패널의 검사시스템은 유리기판상에 형성되어 각각 R(Red), G(Green), B(Blue)의 컬러를 발광하는 R, G, B 유기발광층을 포함하는 적어도 하나의 유기EL패널상에 상기 R,G,B의 컬러에 대응하는 파장대의 자외선을 조사하는 자외선발생장치; 및상기 R,G,B의 컬러에 대응하는 자외선이 조사된 유기EL패널로부터 발광하는 R,G,B광을 촬영하여 유기발광패턴을 검사하는 검사장치로 이루어진다.

또한, 본 발명에 따른 유기EL패널의 제조방법은 구동소자가 형성된 유리기판을 제공하는 단계; 상기 유리기판상에 R(Red) 컬러를 발광하는 R 유기 발광층을 형성하는 단계; 상기 유리기판상에 R 컬러에 대응하는 파장대를 갖는 자외선을 조사하여, 조사된 유리기판으로부터 발광하는 광을 관찰하여 R 유기발광층의 패턴을 검사하는 단계; 상기 유리기판상에 G(Green) 컬러를 발광하는 유기 발광층을 형성하는 단계; 상기 유리기판상에 G 컬러에 대응하는 파장대를 갖는 자외선을 조사하여, 조사된 유리기판으로부터 발광하는 광을 관찰하여 G 유기발광층의 패턴을 검사하는 단계; 상기 유리기판상에 B(Blue) 컬러를 발광하는의 유기 발광층을 형성하는 단계; 및 상기 유리기판상에 B 컬러에 대응하는 파장대는 갖는 자외선을 조사하여, 조사된 유리기판으로부터 발광하는 광을 관찰하여 B 유기발광층의 패턴을 검사하는 단계로 구성된다.

그러면, 도 2 및 도 3을 참조하여 위의 방법과 관련해 구체적으로 살펴보고자 한다. 도 2는 본 발명에 따른 유기EL패널의 검사시스템을 나타내는 흐름도이고, 도 3은 도 2의 특정 파장대의 자외선을 조사하여 유기EL패널의 패턴상태를 검사하는 장비를 나타내는 도면이다.

먼저, 대형의 유리기판상에 다수 개의 유기EL패널(110a)을 형성하게 된다. 다수 개의 유기EL패널(110a)은 대형의 유리기판(110)상에 게이트 전극과, 게이트 전극상에 형성되고 SiOx와 SiOxNy 및 SiNy가 순차적으로 적층되어 구성되는 게이트 절연막과, 게이트 절연막상에 형성된 소오스/드레인 전극과, 소스/드레인 전극을 포함하는 기판 전면에 도포된 보호막과, 보호막상에 형성된 유기ELD 소자를 포함하여 이루어지게 된다.

여기에서, 유기ELD 소자는 캐소드 전극과 애노드 전극, 그리고 그 사이에 개재되어 실질적으로 빛을 발광시키는 유기 발광층으로 구성되어 있는데, 여기에서 유기 발광층은 도면에 별도로 나타내지는 않았지만 전자주입층과 유기 발광층과 홀주입층으로 구성된다.

캐소드 전극은 전자주입층에 전자를 주입시키는 전자주입전극으로서 위의 드레인전극에 연결되어 전류를 인가받으며 알루미늄, 칼슘, 마그네슘을 포함하는 일함수가 낮은 도전성 금속 그룹 중 선택된 하나로 형성된다.

애노드 전극은 홀주입층에 홀을 주입하는 홀주입전극으로서 기판상에 별도로 구성된 공통배선(미도시)에 연결되어 있으며 인듐 틴 옥사이드(indium tin oxide)와 인듐 징크 옥사이드(indium zinc oxide)와 같은 일함수가 높은 투명한 도전성 물질로 형성된다.

이와 같은 구조를 갖는 유기ELD 소자는 게이트 전극에 신호가 인가되면 소스전극과 드레인 전극사이의 액티브층을 경유하여 전류가 흐르게 된다. 이때 흐르는 전류는 드레인 전극을 통하여 유기ELD 소자의 캐소드 전극에 인가되면, 그 전류량에 따라 유기ELD 소자로부터 발광되는 빛의 휘도가 결정된다.

이와 같은 다수개의 유기EL패널(110a)이 형성된 대형의 유리기판(110)은 고 정테이블(100)상에 놓여 검사가 진행된다. 다시 말해, 대형의 유리기판(110) 상측의 자외선램프(120a)를 포함하는 자외선발생장치(120)로부터 특정 파장대의 자외선을 조사한 후(S101), 유기EL패널(110a)상의 R(적), G(녹), B(청)의 유기 발광층을 발광시켜 유기 발광층의 패턴 증착 상태를 확인하게 된다(S102).

먼저, 디페닐아민루브렌(1-diphenylamine rubrene)을 포함한 적색 발광 도펀트(dopant) 물질로 형성된 R의 유기 발광층을 발광시키기 위하여 580㎚ 파장대의 자외선을 자외선발생장치(120)로부터 조사하게 되면(S101), R의 유기 발광층은 그 자외선을 흡수하여 가시광선영역에 해당하는 R의 광을 발광하게 되는데, 이때 현미경을 통하여 그 발광하는 빛을 관찰하게 됨으로써 R의 유기 발광층의 패턴의 증착 상태를 확인할 수 있다(102). 가령, 정상적인 R의 유기 발광층이 형성되었다면 붉은색의 광을 발광하겠지만, 비정상적인 경우에는 분홍색을 발광할 수 있고, 또한 그 부위에서의 얼룩(mura) 등도 관찰할 수 있게 된다.

또한 알루미늄퀴놀레이트(Alq3)를 포함한 녹색 발광 도펀트 물질로 형성된 G의 유기 발광층은 460㎚ 파장대의 자외선을 조사함으로써(S101), 위와 동일 과정으로 그 패턴의 증착 상태가 확인가능하게 된다.

그리고, 디나프틸안트라센(9, 10-dinaphtylantracene)을 포함한 청색 발광 도펀트 물질로 형성된 B의 유기 발광층은 340㎚ 파장대의 자외선을 조사한 후(S101), 현미경을 통하여 그 패턴의 증착 상태를 확인할 수 있다(S102).

이와 같은 방법을 통하여 양호 혹은 불량의 유기EL패널을 판별하고 나면, 이어서는 개별 단위의 유기EL패널로 출하하기 위한 스크라이빙(scribing), 브레이 킹(breaking) 및 그라인딩(grinding)의 부가적인 과정이 추가된다.

여기에서 스크라이빙은 대형 유리기판상에 형성되어 있는 적어도 하나의 유기EL패널(110a)을 개별 단위로 출하하기 위하여 다이아몬드 휠(Diamond Wheel)과 같은 절삭 기구를 사용하여 스크라이빙 라인을 따라 절삭하게 된다.

그런 다음, 브레이킹을 한 후에 개별 유기EL패널(110a)의 모서리를 연마시켜 우려되는 파손에 대한 내력을 향상시키기 위한 그라인딩을 수행하게 된다.

그리고 개별 단위의 유기EL패널을 출하하는 단계를 수행한다. 다시 말해, 모듈 공정으로 작업 절차가 옮아가게 됨을 의미하는 것으로서, 이와 같은 과정을 통하여 유기EL표시장치는 완성되는 것이다.

도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 검사장비는 다수 개의 유기EL패널이 형성되는 대형의 유리기판(110)을 고정하기 위한 고정테이블(100) 및 대형의 유리기판(110)의 상측에서 특정 파장대의 자외선을 조사하여 유기EL패널의 양호 및 불량상태를 검사하기 위한 자외선발생장치(120)에 의하여 이루어질 수 있다. 여기에서의 자외선발생장치(120)는 내부에 자외선램프(120a)를 포함하여 구성될 뿐만 아니라, 자외선 발생장치(120)에는 별도의 현미경을 결합되거나, 혹은 CCD 카메라를 결합하여 구성할 수도 있다.

그러므로 앞서와 같이 현미경의 관찰은 더 나아가서 자외선발생장치(120)에 장착된 CCD 카메라를 통하여 그 영상이 외부의 개별 컴퓨터로 보내어지고, 이를 통해 대형 유리기판(110)상의 다수 개의 유기EL패널(110a)을 관찰함으로써 그 R, G, B의 유기 발광층의 발광상태를 검사할 수 있다.

다른 한편으로 이와 같은 검사방법은 각각의 R, G, B의 유기 발광층을 형성할 때마다, 개별적으로 이루어질 수 있다.

구체적으로 말해, 대형의 유리기판(110)상에 R의 유기 발광층을 형성하고 난 후, 그 발광상태를 관찰하기 위하여 580㎚ 파장대의 자외선을 자외선발생장치(120)로부터 조사한 후, 그 발광하는 광을 현미경을 통하여 관찰함으로써 그 패턴의 증착 상태를 확인한다.

이어 유리기판(110)상에 G의 유기 발광층을 증착하고 난 후, 그 G의 유기 발광층의 발광상태를 점검하기 위하여 460㎚ 파장대의 자외선을 조사함으로써 위의 동일과정으로 그 패턴의 증착 상태가 확인가능하게 된다.

또한, 유리기판(110)상에 B의 유기 발광층을 증착하고 난 후, 그 발광상태를 관찰하기 위하여 340㎚ 파장대의 자외선을 차례를 조사한 후, 현미경을 통하여 그 패턴의 증착 상태를 확인할 수 있을 것이다.

지금까지의 구성 결과, 본 발명에 따른 유기EL패널의 제조방법 및 검사시스템은 대형의 유리기판상에 R, G, B 각각의 유기 발광층을 형성할 때마다, 그 패턴 상태를 검사할 수 있게 됨으로써 마스크의 결함상태를 단시간 내에 판별할 수 있고, 또한 불량 패널상에 계속해서 이루지는 공정으로 인해 발생할 수 있는 재료의 낭비를 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 대형의 유리기판상에 형성되는 다수개의 유기EL패널을 동시에 검사할 수 있게 됨으로써 그 그 검사시간을 상당히 단축할 수 있다.

Claims

유리기판상에 형성되어 각각 R(Red), G(Green), B(Blue)의 컬러를 발광하는 R, G, B 유기발광층을 포함하는 적어도 하나의 유기EL패널상에 상기 R,G,B의 컬러에 대응하는 파장대의 자외선을 조사하는 자외선발생장치; 및

상기 R,G,B의 컬러에 대응하는 자외선이 조사된 유기EL패널로부터 발광하는 R,G,B광을 촬영하여 유기발광패턴을 검사하는 검사장치로 이루어지는 유기EL패널의 검사시스템.
제1항에 있어서, 상기 검사장치는,

적어도 하나의 유기EL패널이 형성된 대형의 유리기판을 고정하는 고정테이블;

상기 자외선발생장치에 부착되어 하측에 위치하는 유기EL패널의 R, G, B유기 발광층의 발광상태를 촬영하는 CCD 카메라; 및

상기 CCD 카메라의 영상 데이터를 전송받아 구현하는 컴퓨터를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 유기EL패널의 검사시스템.
제1항에 있어서, R 컬러에 대응하는 자외선의 파장대는 580㎚인 것을 특징으로 하는 유기EL패널의 검사시스템.
제1항에 있어서, G 컬러에 대응하는 자외선의 파장대는 460㎚인 것을 특징으로 하는 유기EL패널의 검사시스템.
제1항에 있어서, B 컬러에 대응하는 자외선의 파장대는 340㎚인 것을 특징으로 하는 유기EL패널의 검사시스템.
구동소자가 형성된 유리기판을 제공하는 단계;

상기 유리기판상에 R(Red) 컬러를 발광하는 R 유기 발광층을 형성하는 단계;

상기 유리기판상에 R 컬러에 대응하는 파장대를 갖는 자외선을 조사하여, 조사된 유리기판으로부터 발광하는 광을 관찰하여 R 유기발광층의 패턴을 검사하는 단계;

상기 유리기판상에 G(Green) 컬러를 발광하는 유기 발광층을 형성하는 단계;

상기 유리기판상에 G 컬러에 대응하는 파장대를 갖는 자외선을 조사하여, 조사된 유리기판으로부터 발광하는 광을 관찰하여 G 유기발광층의 패턴을 검사하는 단계;

상기 유리기판상에 B(Blue) 컬러를 발광하는의 유기 발광층을 형성하는 단계; 및

상기 유리기판상에 B 컬러에 대응하는 파장대는 갖는 자외선을 조사하여, 조사된 유리기판으로부터 발광하는 광을 관찰하여 B 유기발광층의 패턴을 검사하는 단계를 포함하여 이루어지는 유기EL패널의 제조방법.
삭제
제6항에 있어서, 상기 R 컬러에 대응하는 자외선의 파장대는 580㎚인 것을 특징으로 하는 유기EL패널의 제조방법.
제6항에 있어서, 상기 G 컬러에 대응하는 자외선의 파장대는 460㎚인 것을 특징으로 하는 유기EL패널의 제조방법.
제6항에 있어서, 상기 B 컬러에 대응하는 자외선의 파장대는 340㎚인 것을 특징으로 하는 유기EL패널의 제조방법.
제6항에 있어서, 구동소자가 형성된 유리기판을 제공하는 단계는,

상기 구동소자는 상기 유리기판상에 다수 개의 박막트랜지스터를형성하는 단계; 및

상기 상기 유리기판상에 애노드 전극을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기EL패널의 제조방법.