KR101483136B1

KR101483136B1 - 유기 전계 발광 디스플레이 디바이스 및 그를 제조하는 방법

Info

Publication number: KR101483136B1
Application number: KR20130109648A
Authority: KR
Inventors: 아키토 도요다; 고우지로우 다치; 마사유키 가타야마
Original assignee: 가부시키가이샤 덴소
Priority date: 2012-09-20
Filing date: 2013-09-12
Publication date: 2015-01-15
Also published as: JP5708602B2; KR20140038311A; US20140077197A1; JP2014063573A; US9040969B2

Abstract

유기 전계 발광 디스플레이 디바이스는 기저 기판(10)상에 적층부(80)를 가진다. 그 디바이스는 스크리닝 처리에 있어서 적층부의 일부를 파열시켜 형성된 공동부(90)를 가질 수 있다. 보호층(70)은 공동부를 정의하는 벽의 전체 표명을 덮도록 형성된다. 그러므로, 공기에 포함된 물체가 공동부를 적어도 부분적으로 정의하는 유기 전계 발광층에 접촉하지 못하게 한다. 공기중에 수분이 함유되어 있을지라도, 그 수분이 유기 전계 발광층에 의해 흡수되지 못하게 한다. 또한, 유기 전계 발광층에 의해 수분이 흡수되지 않기 때문에, 그 디바이스상의 불규칙한 스팟을 줄일 수 있다. 또한, 개방 결함부에서의 단락 회로를 줄일 수 있다.

Description

유기 전계 발광 디스플레이 디바이스 및 그를 제조하는 방법{ORGANIC ELECTROLUMINESCENCE DISPLAY DEVICE AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}

본 발명은 유기 전계 발광 디스플레이 디바이스 및 그 디바이스를 제조하는 방법에 관한 것이다. 유기 전계 발광 디스플레이 디바이스는 적어도 애노드(anode), 유기 전계 발광층(organic electroluminescence layer), 및 캐소드(cathode)를 포함하는 층들이 적층된 적층부를 가진다.

통상적으로, 유기 전계 발광 디바이스는 알려져 있다. 예를 들어, JPH11-312580A는 애노드, 유기 전계 발광층 및 캐소드가 이 순서로 기저 기판(base substrate)상에 적층되는 디바이스를 개시한다. 이 특허 문헌에서는, 유기 전계 발광 디바이스의 다수의 소자들이 기저 기판상에 형성된 이후, 그 디바이스내의 소자들중에서 누설부(leakage portion)를 전기적으로 복구하는 방법이 제안되어 있다. 그 방법은 누설부에 대한 자기 복구 방법(self-restoration method)이라 지칭될 수 있다.

이 방법에서는, 소자들이 형성되고, 이후, 소자들에게 전류를 공급함에 의해 소자들 중 누설부가 파손 또는 파괴되며, 그 다음에 누설부가 산화되고 절연된다. 그에 의해, 전기적 방식으로 누설부에 자기-복구가 실행되고 누설부가 비전도부(nonconductive portion)로 되게 할 수 있다.

이후, 소자들을 보호하기 위해 소자들상에 보호층이 형성된다. 그에 의해, 상부층, 예를 들어, 캐소드와 비전도부는 보호층으로 덮여진다. JP2009-211994A에는, 캐소드의 두께가 135nm(나노메타) 이상일 경우에 파손을 나타내는 순시 누설 전류를 검출함에 의해 결함 디바이스를 픽업(pick up)하는 방법이 개시되어 있다. 이러한 종래의 방법은 단지 결함 디바이스만을 픽업하는데, 그 이유는 파손부에 의해 생성된 개방 결함부(open defective portion)가 실제 이용시에 활성화되고 구동되는 경우, 그 개방 결함부가 단락 회로를 야기하기 때문이다.

그러한, 상술한 종래의 방법은, 소자들에게 전류를 공급함에 의해 누설부가 파손되는 경우에, 누설부의 파손 형상에 따라 그 누설부가 굴규칙적인 스팟(irregular spot)을 생성할 수 있는 단점이 있다. 불규칙적인 스팟은 다른 인접 소자들과는 다르게 광을 방출하는 다크 스팟(dark spot)이다. 유기 전계 발광층이 그 위의 층들을 밀어내도록 파열된 경우, 유기 전계 발광층 또는 상부 전극 중 적어도 하나에 의해, 예를 들어, 우산(umbrella)이라고 하는 불룩한 돌출부(overhang protrusion)가 형성될 수 있다. 그 경우, 불룩한 돌출부 아래에는 공동이 형성된다. 그 공동을 불룩한 돌출부 아래에 정의된 스페이스라고 한다. 불룩한 돌출부상에 기상 증착 방법에 의해 보호층이 형성되면, 보호층에 의해 공동이 부분적으로 폐쇄되지 않고 밀봉되지 않을 수 있다. 즉, 공동은 공기에 노출된다. 이 경우, 공기중의 물질은 공동으로 진행하여 유기 전계 발광층으로 흡수되어 불규칙적인 스팟을 생성할 수 있다. 예를 들어, 공기에 포함된 수분이 흡수될 수 있다. 그러므로, 폐쇄되지 않고 밀봉되지 않은 공동은 휘도가 낮은 다크 스팟을 생성할 수 있다.

본 개시의 목적은 개선된 품질을 가진 유기 전계 발광 디스플레이 디바이스를 제공하는데 있다. 본 개시의 목적은 개선된 품질을 가진 유기 전계 발광 디스플레이 디바이스를 제조하는 방법을 제공하는데 있다. 본 개시의 다른 목적은 유기 전계 발광 디스플레이 디바이스를 제공하고, 그 디바이스상의 불규칙적인 스팟을 줄일 수 있는, 유기 전계 발광 디스플레이 디바이스 제조 방법을 제공하는데 있다. 본 개시의 다른 목적은 유기 전계 발광 디스플레이 디바이스상의 불규칙적인 스팟을 줄이는 데 있다. 본 개시의 다른 목적은 이미 파손된 부분에서의 단락 회로를 줄이는데 있다. 본 개시의 다른 목적은 불룩한 돌출부 아래의 부분적으로 폐쇄되지 않고 밀봉되지 않은 공동을 줄이는데 있다.

본 개시에 따르면, 유기 전계 발광 디스플레이 디바이스 및 그 디바이스를 제조하는 방법이 제공된다. 일 실시 예는 기저 기판, 기저 기판상에 형성된 적층부 및 적층부 상에 형성된 보호층을 구비하는 유기 전계 발광 디스플레이 디바이스를 제공한다. 적층부는 하부 전극, 유기 전계 발광층 및 상부 전극을 포함하는 층들을 구비한다. 적층부중에서 유기 전계 발광층 및 상부층의 적어도 일부는 파열되어 외부와 통하는 공동을 정의하는 공동부를 형성한다.

보호층은 공동에 노출된 공동부의 벽의 전체 표면을 덮도록 형성된다.

공동부의 공동내에 포함된 물체가, 예를 들어, 유기 전계 발광층 및 상부층과 같은 층과 접촉하는 것을 방지할 수 있다. 그러므로, 공동내에 포함된 물체가 불규칙한 스팟을 생성할지라도, 물체가 그 층내에 흡수되는 것을 피할 수 있고 불규칙한 스팟을 줄일 수 있다. 또한, 상부 전극과 하부 전극간의 단락 회로가 방지될 수 있다. 하부 전극과 상부 전극간에 전압을 인가함으로써 누설 전류에 의해 유기 전계 발광 디스플레이 디바이스를 검사하는 스크리닝 처리(screening processing)에 의해 공동부가 형성될 수 있다.

보호층은 적층부로부터 유기 물질층과 무기 물질층이 그 순서대로 적층된 적어도 2개층을 포함할 수 있다. 본 실시 예에 따르면, 유기 물질층보다 더 단단한 무기 물질층으로부터의 응력이 유기 물질층에 의해 완화될 수 있는 구성을 제공할 수 있다.

실시 예에 따르면, 유기 전계 발광 디스플레이 디바이스는 그 디바이스를 제조하는 방법에 의해 제조된다. 그 방법은 준비된 기저 기판상에 적층부를 형성하는 단계와, 적층부 형성 이후에, 공동에 노출된 공동부의 벽의 전체 표면을 덮는 보호층을 적층부상에 형성하는 단계를 구비한다.

공동내에 포함된 물체가 불규칙한 스팟을 생성할지라도, 물체가 그 층내에 흡수되는 것을 피할 수 있고 불규칙한 스팟을 줄일 수 있다. 또한, 상부 전극과 하부 전극간의 단락 회로가 방지될 수 있다.

본 개시의 상술한 목적 및 다른 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 이루어진 이하의 상세한 설명으로부터 더욱 명확해질 것이다.
도면에 있어서:
도 1은 본 개시의 실시 예에 따른 유기 전계 발광 디스플레이 디바이스의 평면도,
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ 라인에서의 단면도,
도 3은 도 1의 Ⅲ-Ⅲ라인에서의 단면도,
도 4는 도 1의 Ⅳ-Ⅳ라인에서의 단면도,
도 5a는 제조 방법에 있어서 중간 제품의, 도 4에 대응하는 단면도,
도 5b는 제조 방법에 있어서 중간 제품의, 도 4에 대응하는 단면도,
도 5c는 제조 방법에 있어서 중간 제품의, 도 4에 대응하는 단면도,
도 6은 본 개시의 다른 실시 예에 따른 유기 전계 발광 디스플레이 디바이스의 확대 단면도이다.

이하에서는, 본 개시에 의해 제공된 실시 예가 첨부 도면을 기초로 하여 설명된다. 부품 및 그 부품에 대응하는 부분, 상술한 설명에서 설명한 부분들은 동일 참조 번호에 의해 표시되고 중복적으로 설명하지 않을 것이다. 부분 또는 부품의 일부가 설명되는 경우, 다른 설명에서의 그 부분 및 부품의 잔여 부분에 대한 다른 설명이 합체될 수 있다. 실시 예들은 이하의 설명에서 명확하게 특정된 일부 형태들로 서로 간에 부분적으로 조합 및 교체될 수 있다. 또한, 문제가 없다면, 그 실시 예들은 이하의 설명에서 명확하게 특정되지 않은 일부 형태들로 서로 간에 부분적으로 조합 및 교체될 수 있다.

제 1 실시 예

본 개시의 제 1 실시 예는 첨부된 도면을 참조하여 설명된다. 본 실시 예의 유기 전계 발광 디스플레이 디바이스(이하에서는 OLED라 함)의 구성은 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명된다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, OLED는 기저 기판(10), 애노드(20), 제 1 절연층(30), 제 2 절연층(40), 유기 전계 발광층(50), 캐소드(60) 및 보호층(70)을 가진다. 이들 중에서, 기저 기판(10)은 투명 유리 기판등이다.

애노드(20)는 ITO로 이루어진 전도성 산화막과 같은 전도성 물질에 의해 소정 층으로 형성된 하부 전극이다. 애노드(20)는 정공(hole) 주입 전극으로서 작용한다. 애노드(20)는 데이터 라인(data line)이라고 한다. 애노드(20)는 기저 기판(10)상에 스트라이프 형상(stripe-shape)으로 형성되어 도면에 도시된 Y-축을 따라 연장된다. 애노드(20)는 전도성 막으로 된 다수의 스트라이프에 의해 제공된다. 애노드(20)는, 예를 들어, ITO(Indium Oxide, Tin-doped Indium Oxide)와 같은 전도성 산화막으로 이루어진다. 애노드(20)는 대략 50nm의 두께를 가진다. 애노드(20)는 스패터링 방법(spattering method)에 의해 형성될 수 있다.

제 1 절연층(30)은 X-축과 Y-축을 따라 연장되도록 형성된다. 제 1 절연층(30)은 애노드(20) 위에 형성되어, 애노드(20)의 일부를 덮고, 그 디바이스의 화소에 대응하는 애노드(20)의 다른 부분을 노출시킨다. X-축을 따르는 방향과 관련하여, 제 1 절연층(30)은 Y-축을 따라 연장되는 애노드(20)와 교차하도록 형성된다. Y-축을 따르는 방향과 관련하여, 제 1 절연층(30)은 애노드(20)의 스트라이프들 사이에 배치된 기저 기판(10) 위에 배치되어 X-축에 대응하는 폭을 가진 애노드(20)의 스트라이프의 종단 테두리(end rim)을 덮도록 형성된다.

제 2 절연층(40)은 캐소드(60)를 X-축을 따라 연장되는 다수의 스트라이프로 분할하는 절연막이다. 제 2 절연층(40)은 제 1 절연층(30) 위에 형성된다.

절연층(30,40)은, 전기적 절연 성질을 가진 수지 물질, 예를 들어, 네거티브 유형의 감광 수지 레지스트 물질(negative type photosensitive resin resist material)등으로 된 절연층이다.

유기 전계 발광층(이하에서는, OELL이라 함)(50)은 광 방출을 위한 층이다. OELL(50)은 도시되지 않은 다수의 층들로 형성된다. OELL(50)은 정공 주입 및 운송층, 발광층, 전자 주입 및 운송층등과 같은 층들을 포함하며, 그들은 적층 방식에 있어서 상기 순서대로 형성된다. OELL(50)은 애노드(20), 제 1 절연층(30) 및 제 2 절연층(40) 위에 형성된다. OELL(50)은 거의 균일한 두께를 가진다. OELL(50)에 있어서, 그 층들은 기상 증착 및 잉크-젯 인쇄(ink-jet printing)와 같은 방법을 이용하여 형성된다.

캐소드(60)는 알루미늄 및 알루미늄 합금과 같은 광 반사 물질로 된 상부 전극이다. 캐소드(60)는 전자 주입 전극으로서 작용한다. 캐소드(60)는 스캐닝 라인(scanning line)이라고 한다. 캐소드(60)를 제공하는 광 반사 물질은 135nm 이상, 예를 들어, 200nm의 두께를 가진다. 캐소드(60)는, 예를 들어, 기상 증착 방법에 의해 형성된다.

도 1에 있어서, 캐소드(60)는 단일의 연속층으로 도시된다. 그러나, 캐소드(60)는 도 3에 도시된 바와 같이, Y-축을 따르는 방향에 대하여, X-축을 따라 더 길게 연장되는 다수의 스트라이프로 분할된다.

그 구성에 따르면, 애노드(20)와 캐소드(60)는, Y-축과 X-축을 따라 각각 더 길게 연장되는 다수의 스트라이프로 형성된다. 애노드(20)의 스트라이프와 캐소드(60)의 스트라이프는 겹치는 부분에서 서로 교차하도록 배열된다. 도 1에는 6개의 교차점이 도시된다. 적층부(80)는 각 교차점 위에 배열된다. 적층부(80)는 기저 기판(10)위에 배열된다. 적층부(80)는 형성된 기판(10) 위에 애노드(20), OELL(50) 및 캐소드(60)를 이 순서로 적층함으로써 형성된다. 각각의 교차점 위에 배치된 적층부들(80)의 한 적층부는 OELD의 픽셀에 대응하며 그 픽셀을 제공한다.

보호층(70)은 적층부(80)상에 형성된 층이다. 특히, 보호층(70)은 캐소드(60)와 OELL(50)의 일부인 부분으로서 스크리닝 처리에 의해 파열된 부분을 덮는 층이다. 캐소드(60)와 OELL(50)의 일부인 부분으로서 스크리닝 처리에 의해 파열된 부분은, 누설 전류 측정 처리에서 사전 설정된 값 이상의 누설 전류가 관측된 부분에 대응한다. 누설 전류 측정 처리에서는, 결함 제품을 판정하기 위해, 예를 들어, 28μs 이하의 사전 설정된 시간 간격 "S"으로 애노드(20)와 캐소드(60) 사이에 흐르는 누설 전류가 측정되고, 분석된다. 누설 전류 측정 처리는 이하에서 설명하겠다.

도 4에 도시된 바와 같이, 누설 전류 측정 처리를 실행함으로써, 적층부(80)상에 공동부(90)가 형성될 수 있다. 공동부(90)는 적어도 캐소드(60)와 OELL(50)의 일부를 파열시킴에 의해 형성된다. 공동부(90)는 전기적으로 개방된 결함 부분이다. 공동부(90)는 OELD에 대한 개방 결함부라고 지칭될 수 있다. 공동부(9)의 공동(91)은 공동부(90)의 외부와 통한다. 공동부(90)의 벽(92)은 파열에 의해 노출된 OELL(50) 및 캐소드(6)에 의해 제공되고 파열 부분에서 노출된다.

스크리닝 처리시에, 공동부(90)가 형성되면, 공동부(90)는 여러 형상을 갖게 된다. 예를 들어, 파열의 에너지가 작으면, OELL(50) 및 캐소드(60)는 공동부(90)에서 우산 형상 또는 꽃눈(flower bud) 형상으로 될 수 있다. 파열 에너지가 크면, OELL(50) 및 캐소드(60)는 강력하게 터져서(burst vigorously) 만개한 꽃 형상으로 된다. 그러므로, 공동부(90)는 보다 길게 연장된 공동을 형성하는 동굴 형상에 제한되지 않는다. 공동부(90)는 형상 그 자체에 제한되지 않는다. 공동부(90)는 OELL(50) 및 캐소드(60)에 대한 파열에 의해 형성된 생성부(creator) 또는 함몰 부위의 상당한 형상 변형을 의미하며 그러한 변형을 포함한다.

상술한 바와 같이, 캐소드(60)에 대한 물질로서 알루미늄 및 알루미늄 합금을 이용하고 캐소드(60)의 두께를 135nm 이상으로 설정함으로써, 스크리닝 처리시에 OELL(50) 및 캐소드(60)의 파열을 검출할 수 있다. 다시 말해, 누설 전류를 측정하고 분석함에 의해 스크리닝 처리시에 OELL(50) 및 캐소드(60)의 파열을 검출할 수 있다. 비록 파열에 의해 유발된 형상이 크게 변형되지만, 도 4에는 공동부(90)의 예시가 도시된다. 이 예시에서, 공동부(90)는 만개한 꽃 형상이 아니며, 오히려 파열 부분의 잔여 필릿(remaining fillet)에 의해 덮여지는 형상이다.

보호층(70)은, 공동(91)을 정의하는 공동부(90)의 벽(92)의 전체 표면을 덮도록 형성된다. 다시 말해, 보호층(70)은 공동부(90)의 공동(91)을 폐쇄하여 밀봉하도록 형성되는 것이 아니다. 보호층(70)은 벽(92)의 표면을 완전하게 덮어서, 공동(92)에 포함된 공기가 공동부(90)의 벽(92)의 표면과 접촉하지 못하게 한다.

따라서, 공동부(90)의 벽(92)의 전체 표면이 보호층(70)에 의해 전체적으로 덮여지기 때문에, 공동부(90)의 공동(91)에 존재하는 공기는 공동부(90)를 정의하는 OELL(50) 또는 캐소드(60)와 접촉하지 않는다. 그러므로, 공동(91)에 있는 공기에 함유된 수분이 OELL(50)로 흡수되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 공동(91)에 있는 공기에 함유된 수분을 흡수하는 OELL(50)의 일부에 의해 생성될 수 있는 다크 스팟의 생성을 줄일 수 있다.

공동부(90)의 벽(92)의 전체 표면이 비전도성 부재인 보호층(70)으로 덮여지기 때문에, 공동부(90)를 정의하는 OELL(50) 및 캐소드(60)가 노화성 열화로 인해 늘어지는 것(hanging down)을 방지할 수 있다. 이러한 이유 때문에, 벽(92)의 표면상의 애노드(20)와 캐소드(60)는 서로 직접적인 접촉을 하지 않게 되고, 단락 회로로 되지도 않는다.

그러한 보호층(70)은 유기 물질층(71)과 무기 물질층(72)을 포함하는 2개의 층이 이 순서대로 적층부(80)로부터 적층된 층이다. 유기 물질층(71)은 분자층 증착법(Molecular Layer Deposition: MLD) 또는 원자층 증착법(Atomic Layer Deposition: ALD)을 이용하여 형성된 초박막이다.

무기 물질층(72)은 원자층 증착법을 이용하여 형성된 초박막이다. 유기 물질층(71)과 무기 물질층(72)의 두께는 수 나노메터(nm) 내지 수십 나노메터의 범위 이내로 설정될 수 있다.

무기 물질층(72)은 유기 물질층(71)보다 더 단단한 막이다. 그러므로, 보다 부드러운 유기 물질층(71)이 OELL(50)과 캐소드(60)상에 형성된다. 즉, 유기 물질층(71)은 무기 물질층(72)에 적용될 수 있는 응력을 완화시키는 작용을 한다. 유기 물질층(71)은 트리메틸알루미늄(Trimethylaluminum: TMA, Al(CH₃)₃), 에타놀라민(Ethanolamine: EA, HO-CH₂CH₂-NH₂) 및 말레산무수물(Maleicanhydride: MA, C₄H₂O₃)과 같은 폴리머 물질로 이루어질 수 있다. 무기 물질층(72)은 Al₂O₃등으로 이루어질 수 있다.

도면에 도시되어 있지 않지만, Y-축 방향으로의 애노드(20)의 단부는 컬럼 배선(column wiring)인 리드 배선(lead wiring)에 접속된다. 유사하게, X-축 방향으로의 캐소드(60)의 단부는 로우 배선(row wiring)인 리드 배선에 접속된다.

그 다음 보호층(70)의 형성 방법은 도 5a 내지 도 5c를 참조하여 설명된다. 도 5a 내지 도 5c는 도 4에 대응하는 단면에 있어서 단면 형상의 과도(transition)를 나타낸다.

도 5a에 도시된 공정 단계에 있어서, 애노드(20), OLED(50) 및 캐소드(60)는 그 순서대로 기저 기판(10) 상에 형성된다. 이 단계에서, 상술한 바와 같이, 캐소드(60)는 알루미늄이나 알루미늄 합금을 이용하여 형성되며, 135nm 이상의 두께를 갖도록 형성된다.

그 다음, 도 5b에 도시된 공정 단계에서, 스크리닝 처리가 수행된다. 이 단계에서, 애노드(20)와 캐소드(60)간에 사전 설정된 전압이 인가되며, OELL(50)로 전류가 공급된다. 이 단계에서, 전류를 모니터링하고 전류를 분석함에 의해, OELL(50)상의 누설 부분에서의 파손이나 파열이 검출된다.

스크리닝 처리는 OELD를 제조하는 제조 공정에서 단계들의 일부로서 실행된다. 노화 처리가 실행된다. 노화 처리에 있어서, 적층부(80)상의 결함 부분을 명확하게 하는 공정이 실행된다. 노화 처리에 있어서, 전극(20)과 전극(60)간에 역바이어스 전압이 인가된다. 역바이어스 전압은, OELD가 이용되는 경우, OELD에 인가된 전압과 반대의 전압이다. 노화 처리에 있어서, 역바이어스 전압은 애노드(20)와 캐소드(60)간에 인가된다. 노화 처리에 있어서, 음의 전극으로서 애노드(20)가 이용되고, 양의 전극으로서 캐소드(60)가 이용된다. 누설 전류 측정 처리는 노화 처리에 있어서의 전체 전압 인가 기간 동안에 실행된다. 누설 전류 측정 처리에 있어서, 애노드(20)와 캐소드(60) 사이에 흐르는 누설 전류의 값이 측정되고 분석된다. 즉, 그 디바이스는 노화 처리하에 놓이게 되고, 동시에 누설 전류가 측정된다.

구체적으로, 노화 처리는 전극(20)과 전극(60)간에 역바이어스 전압 "V"를 인가함에 의해 실행된다. 역바이어스 전압 "V"는 적층부(80)에 존재할 수 있는 결함부를 명확하게 하는 전압이다. 실시 예에 있어서, 역바이어스 전압 "V"는 OELD가 통상적으로 이용될 때 인가되는 전압보다 높게 설정된다. 이러한 역바이어스 전압 "V"의 설정은 OELL(50)과 캐소드(60)가 파열되는 부분인 개방 결함부의 실현을 증진시킨다. 역바이어스 전압 "V"는 도시되지 않은 DC 전원 공급을 이용하여 인가될 수 있다. DC 전원 공급은 도시되지 않은 제어기에 의해 제어될 수 있다. 이 경우, 예를 들어, DC 전원 공급은 도 1에 도시된 상부 전극(20) 및 하부 전극(60)의 각각과 접속될 수 있다. DC 전원 공급은 적층부(80)들의 모두에 역바이어스 전압 "V"을 동시에 인가함에 의해 제어된다. 그에 의해, 다수의 픽셀에 대한 검사 처리를 한번에 실행할 수 있게 된다. 검사 처리에 있어서, 개방 결함부가 존재하는지의 여부가 검사된다. 단기간에 검사 처리를 실행할 수 있다. 대안적으로, 역바이어스 전압 "V"이 순차적인 방식으로 각 픽셀에 인가될 수 있다.

전극(20)과 전극(60)간에 흐르는 누설 전류의 측정은 역바이어스 전압 "V"이 인가되면 시작된다. 누설 전류를 측정하기 위해, 직류 전류를 측정하는 전류 측정 디바이스(도시되지 않음)가 캐소드(60)와 DC 전압 공급 사이 또는 애노드(20)와 DC 전압 공급 사이에 배치된다. 적층부(80)에 역바이어스 전압 "V"이 인가되면, 제어기는 전류 측정 디바이스를 제어하여 적층부(80)를 통해 흐르는 누설 전류의 값을 검출하고 측정한다. 제어기는 전류 측정 디바이스에 의해 측정된 누설 전류의 값을 수신한다. 제어기는 누설 전류의 값을 분석하여 개방 결함부를 검출한다. 예를 들어, 제어기는 누설 전류의 값과 사전 설정된 임계값을 비교하고, 측정된 값이 임계치를 초과하면 개방 결함부를 검출한다.

제어기는 전류 측정 디바이스를 제어하여 사전 설정된 시간 간격 "S"으로 측정된 값의 데이터를 획득한다. 그에 따라, 제어기에 의해 제어되는 전류 측정 디바이스는 역바이어스 전압 "V"이 인가되는 동안 사전 설정된 시간 간격 "S"으로 누설 전류를 간헐적으로 측정한다. 다시 말해, 누설 전류는 샘플링 방식으로 측정된다. 순시 스파크 전류(spike current)를 측정할 확률은 시간 간격 "S"이 짧을수록 증가될 수 있다. 시간 간격 "S"이 짧을수록, 순시 스파크 전류를 측정할 확률은 커진다. 그러나, 시간 간격 "S"이 짧을수록 데이터의 개수가 증가하기 때문에, 검사 디바이스에 대한 원가가 증가할 것이다. 그러므로, 본 실시 예에 있어서, 시간 간격 "S"는 28마이크로초 이하로 설정된다. 그에 의해, 순시 스파크 전류, 즉, 개방 결함부를 확실하게 검출할 수 있다. 본 실시 예에 있어서, 시간 간격 "S"는 관측된 순시 스파크 전류 폭의 절반값에 대응하도록 설정된다.

역바이어스 전압 "V"의 인가와 누설 전류의 측정은, 역바이어스 전압 "V"의 인가 시작에서부터의 경과 시간이 결함부를 명확하게 하는데 요구되는 사전 설정된 임계 시간에 도달할 때까지, 실행된다. 결함부를 명확하게 하는데 요구되는 사전 설정된 임계 시간이 역바이어스 전압 "V"의 값에 의거하여 가변하기 때문에, 사전 설정된 임계 시간은 인가된 역바이어스 전압 "V"의 값에 따라 적절하게 설정될 수 있다. 예를 들어, 역바이어스 전압 "V"은 28V로 설정될 수 있다. 역바이어스 전압 "V"을 인가하는 사전 설정된 인가 시간은 60초로 설정될 수 있다. 역바이어스 전압 "V"는 사전 설정된 인가 시간 동안에 계속 인가된다. 그 다음, 사전 설정된 인가 시간이 경과했으면, 역바이어스 전압의 인가 및 누설 전류의 측정이 종료된다. 상기에 의해, 노화 단계 및 누설 전류 측정 단계가 실행되고 완료될 수 있다.

그 다음, 누설 전류 측정 단계에서 측정된 누설 전류에 기초하여 픽셀의 품질이 판정된다. 본 실시 예에 있어서, 상술한 바와 같이, 전류 측정 디바이스에 의해 측정된 누설 전류는 제어기에 의해 사전 설정된 임계값과 비교된다. 제어기는 적어도 하나의 개방 결함부를 가진 OELD를 판정하고 픽업한다. OELD에 대한 누설 전류 측정 단계동안 누설 전류의 측정값이 임계치를 순간적으로 초과하면, 이 OELD는 적어도 하나의 개방 결함부를 갖는 것으로 고려될 수 있다. 또한, 누설 전류의 측정값이 일단 임계값을 초과하고, 이후 역바이어스 전압 "V"의 인가가 완료될 때 까지 임계값을 계속적으로 초과하면, 검사된 OELD는 애노드(20)와 캐소드(60)가 단락 회로로 된 결함 디바이스인 것으로 고려된다. 누설 전류의 측정값이 임계값 이하를 유지하면, 검사된 OELD는 단락 회로 및 개방 결함부가 없는 양호한 제품인것으로 고려된다. OELD의 양호한 제품에 대해 관측된 누설 전류의 값은 적층부(80)의 구조에 의거하여 가변할 수 있다. 또한, 순시 스파크 전류의 피크치(peak value)는 역바이어스 전압 "V"의 값에 의거하여 가변할 수 있다. 그러므로, 개방 결함부를 판정하는데 이용되는 임계치는 여러 파라메타 및 조건에 따라 적절하게 설정될 수 있다. 상술한 바와 같이, OELD가 실제적인 사용시에 단락 회로를 유발할 수 있는 적어도 하나의 개방 결함부를 가지는 지를 판정할 수 있다.

상술한 방법에 따르면, 135nm 이상의 두께를 가진 캐소드(60)를 가진 OELD에 대한 개방 결함부 및 단락 회로 결함부는 그 위에 제공된 전극(20,60)에 역바이어스 전압 "V"을 인가함에 의해 명확해질 수 있다. 결함부를 명확하게 하면서, 역바이어스 전압 "V"을 인가하는 동안에 누설 전류의 측정값에 기초하여 픽셀이 양호한지 불량인지를 판정할 수 있다.

누설 전류의 사전 설정된 검출이 존재하는 경우, OELL(50) 및 캐소드(60)에 대한 파열의 형상은 캐소드(60)의 물질 및 두께의 영향으로 인해 개화된 꽃과 같이 된다. 그에 의해 개방 결함부내에 파열 부분이 형성된다. 도 5b에 있어서, 도 4에 도시된 예시와 유사하게 공동부(90)의 적어도 일부를 덮도록 공동부(90)의 위에 파열의 나머지가 여전히 배치된다.

누설부를 파열시킴으로써, 즉, 누설부를 개방 결함부로 전환함에 의해 적층부(80)상에 공동부(90)가 생성된다. 다시 말해, 누설부에 존재하는 것이 분명한 OELL(50)와 같은 층들이 파괴되고 파열되기 때문에, 함몰 또는 구멍인 공동부(90)가 파괴된 부분상에 형성된다.

그 다음, 도 5c에 도시된 공정 단계에서, 분자층 증착 방법에 의해 유기 물질층(71)이 형성된다. 이 방법에서는, 도 5b에 도시된 공정 단계를 완료한 기저 기판(10)이 도시되지 않은 유기 물질층 형성 디바이스에 배치되고, 그 기저 기판(10)은 그 머신(machine)내의 하나 이상의 유형의 기상 반응 물질(gas phase reaction substance)에 노출된다. 이러한 공정에 의해, 유기 물질층(71)과 같은 유기 폴리머가 적층부(80)상에 형성된다.

이러한 분자층 증착 방법을 이용함으로써, 기상 반응 물질인 유기 폴리머는 기판(10) 및 적층부(80)와 같은 부재들의 표면상의 작용기(functional group) 또는 성장하는 폴리머 체인(polymer chain)의 작용기와 반응한다. 유기 폴리머는 기저 기판 및 적층부(80), 또는 성장하는 폴리머 체인과 같은 부재의 표면과 결합한다. 즉, 기상 반응 물질이 적층부(80)의 표면 또는 성장하는 폴리머 체인과 단일 작용성(single functionality)에 의해서만 반응하기 때문에, 그 위에 분자층이 농축될 수 있다.

여기에서, 도 5c에 도시된 바와 같이 캐소드(60)에 의해 우산과 같은 부분이 형성된다 할지라도, 그 방법이 기상 반응 물질을 이용하기 때문에, 그 기상 반응 물질은 공동부(90)에 들어갈 수 있다. 이러한 이유 때문에, 공동부(90)의 벽(92)의 전체 표면이 유기 물질층(71)으로 덮여지도록 유기 물질층(71)이 형성될 수 있다. 즉, 공동부(90)의 벽(92)의 표면으로부터 공기와 접촉할 수 있는 부분을 제거하기 위해 유기 물질층(71)에 의해 전체적으로 덮여질 수 있다.

다음, 유기 물질층(71)위에 무기 물질층(72)이 형성된다. 본 실시 예에 있어서, 무기 물질층(72)은 단일 물질로 이루어진 단일층으로 형성되는 것은 아니다. 그 층은 적어도 유기 물질층(71) 및 무기 물질층(72)의 일부를 포함하는 나노-복합층(nano-composite layer)으로 형성된다. 즉, 폴리머 증착을 위한 MLD의 방식을 무기 물질을 성장시키기 위한 ALD와 조합함에 의해 유기-무기 복합 물질이 형성된다.

여기에서, 유기-무기 복합 물질은, 유기 물질층(71)의 다수의 층들을 증착하고, 그 다음 계속하여 무기 물질층(72)을 증착함에 의해 형성된다. 상술한 바와 같이, 단일 유기 물질층(71)과 단일 무기 물질층(72)에 의해 보호층(70)이 형성되는 구조가 도 4와 도 5a 내지 도 5c에 도시되었지만, 유기 물질층(71)과 무기 물질층(72)은 여러회 교번적으로 그들을 적층함에 의해 구성될 수도 있다.

유기-무기 나노-복합층은 유기 폴리머층과 알루미늄층을 교번적으로 증착함에 의해 형성된다. 유기 폴리머층은 트리메틸알루미늄 등에 의해 제공될 수 있다. 유기 폴리머층을 증착한 후, 알루미늄 층(Al₂O₃)이 무기 물질층으로서 증착되는데 이것은, 그 알루미늄층을 트리메틸알루미늄(TMA) 및 물에 이 순서대로 담금으로써 이루진다. 이때, 무기 물질층(72)이 유기 물질층(71)상에 증착되기 때문에, 공동부(90)의 벽(92)의 표면상에 형성된 유기 물질층(71)상에 무기 물질층(72)을 형성할 수 있다. 그 결과, 도 1 내지 도 4에 도시된 구조가 제공된다.

또한, 유기 폴기머/Al₂O₃의 이중 또는 삼중 계층 구조가 형성될 수 있다. 예를 들어, 상술한 알루미늄층을 증착한 후 추가 유기 폴리머층이 증착될 수 있으며, 그 다음에, 추가 유기 폴리머층상에 추가 알루미늄층이 증착될 수 있다. 적층부(80)를 덮도록 보호층(70)이 형성되지만, 그 보호층(70)은 애노드(20)와 캐소드(60)상의 접촉부(contact portions)를 노출시키도록 형성되어야 한다.

실시 예에 따르면, 공동부(90)는 간단한 분화구(crater) 형상이 아니다. 공동부(90)는, 적층부(80)의 무결부(flawless part)에 접속되고, 방사상의 외부 테두리(radial outside rim)으로부터 공동부(90)의 내부로 연장되는 필릿을 가진다. 그 필릿은 분화구 위에 연장되어 돌출부를 형성한다. 도시된 공동부(90)는 작은 유입구를 가지며 그 유입구에 비해 큰 용적(volume)을 제공하는 공동을 정의한다. 공동부(90)는, OLED의 평판면, 즉 X-축 및 Y-축에 의해 정의된 평면에 평행한 방향을 따라 연장되는 공동을 정의한다. 보호층(70)은 OELD상의 모든 적층부들(80)을 덮는다. 보호층(70)은 결함 적층부(80)상의 파열 부분상에 형성된 전체 표면을 덮는다.

공동부(90) 형성 단계는, 공동부(90)가 적층부(80)의 일부를 파열시킴에 의해 형성된 불룩한 돌출부를 갖도록 실행된다. 불룩한 돌출부는, 불룩한 돌출부 아래의 적층부(80)의 잔여 부분과 불룩한 돌출부 사이에 공동(91)을 정의하도록 돌출된다. 보호층 형성 단계는, 보호층(70)이 불록한 돌출부의 상부 표면과 하부 표면을 덮도록 실행된다. 보호층 형성 단계는, 보호층(70)이 불룩한 돌출부 아래에 배치된 적층부(80)의 잔여 부분의 표면을 덮도록 실행된다. 그 결과, 보호층(70)은 OELL(50)을 형성하는 물질과 공기의 직접적인 접촉을 허용하는 밀봉되지 않은 공동을 형성하지 않고 공동부(90)의 전체 표면을 덮는다.

제조 공정에 이용되는 제어기는 전기 제어 유닛(Electrical Control Unit: ECU)이다. 제어기는 적어도 하나의 프로세싱 유닛(CPU) 및 프로그램과 데이터 세트를 저장하는 저장 매체로서 제공된 적어도 하나의 메모리 디바이스를 가진다. 제어기는 컴퓨터가 독출할 수 있는 저장 매체를 가진 마이크로 컴퓨터를 구비한다. 저장 매체는 컴퓨터가 독출할 수 있는 프로그램을 저장하는 지속성 저장 매체(non-transitory storage medium)이다. 저장 매체는 고체 상태 메모리 디바이스 및 자기 디스크 메모리와 같은 디바이스에 의해 제공될 수 있다. 제어기는 하나의 컴퓨터 또는 데이터 통신 디바이스에 의해 링크되는 컴퓨터 리소스 세트(a set of computer resources)를 구비한다. 프로그램은, 제어기에 의해 실행될 때, 제어기가 본 명세서에서 설명한 디바이스들로서 기능하고 본 명세서에서 설명한 방법을 실행하게 한다. 제어기는 다수의 여러 소자들을 제공한다. 이들 소자들의 적어도 일부는 기능을 실행하는 수단이라고 지칭될 수 있으며, 다른 측면에서는 이들 소자들의 적어도 일부가 구조 블럭 또는 모듈이라고 지칭될 수 있다.

상술한 바와 같이, 적층부(80)들 중에서 적어도 공동부(90)가 형성되는 부분위에 보호층(70)이 형성되어 공동부(90)의 벽(92)의 전체 표면을 덮는다. 공동부(90)상의 벽(92)을 통해 수분을 흡수함으로써 유발되는 OELL(50)의 열화를 줄일 수 있다. OELL(50)의 악화에 의해 유발되는 다크 스팟의 생성을 줄일 수 있다. 개방 결함부가 단락 회로로 전환되는 경우를 줄일 수 있다.

제 2 실시 예

이하의 설명에서는, 상술한 실시 예와의 차이를 주로 설명하겠다. 이 실시 예에서는, 도 6에 도시된 바와 같이, 보호층(70)이 3 계층 구조를 가진다. 상세하게, 보호층(70)은 적어도 Al₂O₃로 된 제 1 층(73)과, 유기 물질로 된 제 2 층(71) 및 AlTiO로 된 제 3 층(74)이 이 순서대로 적층부(80)로부터 적층된 3개층을 포함한다. 유기 물질층(71)은 제 1 실시 예에서 설명된 것과 동일한 물질로 이루어진다. 따라서, 보호층(70)은 3개층일 수 있다.

다른 실시 예

상기에서 실시 예로서 보여준 유기 전계 발광 디스플레이 디바이스의 구성은 단지 예시를 제공하기 위한 것이다. 유기 전계 발광 디스플레이 디바이스의 구성은 그 실시 예에 국한되는 것은 아니며, 본 개시를 실현할 수 있는 다른 구성에 의해 제공될 수도 있다. 예를 들어, 제 1 실시 예에서, 보호층(70)은 단일 유기 물질층(71)과 단일 무기 물질층(72)으로 이루어진다. 대안적으로, 보호층(70)은 유기 물질층(71)과 무기 물질층(72)의 둘 이상의 쌍을 적층함에 의해 제공될 수 있다.

제 2 실시 예에서, 보호층(70)은 최상부층으로서 AlTiO로 이루어진 제 3 층(74)을 가진다. 대안적으로 제 3 층(74)은 TiO₂로 이루어질 수 있다. 즉, 보호층(70)은 적어도 Al₂O₃로 된 제 1 층(73)과, 유기 물질로 된 제 2 층(71) 및 제 3 층(74)이 이 순서대로 적층부(80)로부터 적층된 3개층을 포함한다. 제 3 층은 AlTiO 또는 TiO₂로 이루어진다.

본 개시가 그의 실시 예들을 참조하여 설명되었지만, 그 개시가 상기 실시 예 및 구성으로 제한되는 것은 아님을 알 것이다. 본 개시는 여러 수정 및 등가 배열을 포함하기 위한 것이다. 또한, 여러 조합 및 구성이 바람직하지만, 보다 많거나 적거나 또는 단일의 소자만을 포함하는 다른 조합 및 구성이 본 개시의 사상 및 범주내에 있다.

10: 기저 기판
20: 애노드
30: 제 1 절연층
40: 제 2 절연층
50: 유기 전계 발광층
60: 캐소드
70: 보호층

Claims

유기 전계 발광 디스플레이 디바이스로서,
기저 기판(10)과;
상기 기저 기판상에 형성된 적층부(80); 및
상기 적층부상에 형성된 보호층(70)을 구비하되,
상기 적층부는, 하부 전극과, 유기 전계 발광층 및 상부 전극을 포함하는 층들을 구비하고,
상기 적층부의 유기 전계 발광층과 상기 상부 전극의 적어도 일부는 파열되어 외부로 통하는 공동을 정의하는 공동부(90)를 형성하고,
상기 보호층은 공동에 노출된 공동부의 벽의 전체 표면 - 상기 벽의 전체 표면은 상기 공동의 측 표면상의 상기 유기 전계 발광층과 상기 공동의 바닥상의 상기 하부 전극을 포함함 - 을 덮도록 형성되는
유기 전계 발광 디스플레이 디바이스.
제 1 항에 있어서,
상기 공동부는, 상기 하부 전극과 상기 상부 전극간에 전압을 인가함으로써 누설 전류에 의해 상기 유기 전계 발광 디스플레이 디바이스를 검사하는 스크리닝 처리(screening process)에 의해, 형성되는
유기 전계 발광 디스플레이 디바이스.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 보호층은 적어도 유기 물질층과 무기 물질층이 이 순서대로 상기 적층부로부터 적층되는 2개의 층을 포함하는
유기 전계 발광 디스플레이 디바이스.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 보호층은 적어도, Al₂O₃로 된 제 1 층과, 유기 물질로 된 제 2 층 및 제 3 층이 이 순서대로 상기 적층부로부터 적층된 3개층을 포함하고,
상기 제 3 층은 AlTiO 또는 TiO₂로 이루어지는,
유기 전계 발광 디스플레이 디바이스.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 하부 전극은 애노드이고, 상기 상부 전극은 캐소드이며,
상기 애노드와, 유기 물질층 및 캐소드는 이 순서대로 상기 기저 기판으로부터 적층되는
유기 전계 발광 디스플레이 디바이스.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 공동부는 상기 적층부의 일부를 파열시킴에 의해 형성되는 불룩한 돌출부를 가지며, 상기 불룩한 돌출부 아래의 적층부의 잔여 부분과 상기 불룩한 돌출부 사이에 공동을 정의하도록 돌출되어 있는
유기 전계 발광 디스플레이 디바이스.
제 6 항에 있어서,
상기 보호층은 상기 돌출부의 상부 표면과 하부 표면 및 상기 불룩한 돌출부 아래에 배치된 적층부의 상기 잔여 부분의 표면을 덮는
유기 전계 발광 디스플레이 디바이스.
기저 기판(10)과; 상기 기저 기판상에 형성된 적층부(80); 및 상기 적층부상에 형성된 보호층(70)을 구비하되, 상기 적층부는, 하부 전극과, 유기 전계 발광층 및 상부 전극을 포함하는 층들을 구비하고, 상기 적층부의 유기 전계 발광층과 상기 상부 전극의 적어도 일부는 외부로 통하는 공동을 정의하는 공동부(90)를 형성하도록 파열되는 유기 전계 발광 디스플레이 디바이스를 제조하는 방법으로서,
준비된 상기 기저 기판상에 상기 적층부를 형성하는 단계와,
상기 적층부가 형성된 후, 상기 공동에 노출된 공동부의 벽의 전체 표면 - 상기 벽의 전체 표면은 상기 공동의 측 표면상의 상기 유기 전계 발광층과 상기 공동의 바닥상의 상기 하부 전극을 포함함 - 을 덮도록 보호층을 형성하는 단계를 구비하는
유기 전계 발광 디스플레이 디바이스 제조 방법.
제 8 항에 있어서,
상기 적층부 형성 단계 이후 및 상기 보호층 형성 단계 전에,
상기 하부 전극과 상기 상부 전극간에 전압을 인가하여 누설 전류에 의해 상기 유기 전계 발광 디스플레이 디바이스를 검사하는 스크리닝 처리를 수행함으로써, 상기 적층부상에 상기 공동부를 형성하는 단계를 더 구비하는
유기 전계 발광 디스플레이 디바이스 제조 방법.
제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
상기 보호층 형성 단계는, 유기 물질층과 무기 물질층을 포함하는 적어도 2개의 층을 이 순서대로 상기 적층부로부터 적층하도록 실행되는
유기 전계 발광 디스플레이 디바이스 제조 방법.
제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
상기 보호층 형성 단계는, Al₂O₃로 된 제 1 층과, 유기 물질로 된 제 2 층 및 제 3 층을 포함하는 3개의 층을 이 순서대로 상기 적층부로부터 적층하도록 실행되고,
상기 제 3 층은 AlTiO 또는 TiO₂로 이루어지는,
유기 전계 발광 디스플레이 디바이스 제조 방법.
제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
상기 하부 전극은 애노드이고, 상기 상부 전극은 캐소드이며,
상기 애노드와, 유기 물질층 및 캐소드는 이 순서대로 상기 기저 기판으로부터 적층되는
유기 전계 발광 디스플레이 디바이스 제조 방법.
제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
상기 공동부 형성 단계는, 상기 공동부가 상기 적층부의 일부를 파열시킴에 의해 형성되는 불룩한 돌출부를 가지며, 상기 돌출부의 돌출이 상기 불룩한 돌출부 아래의 적층부의 잔여 부분과 상기 불룩한 돌출부 사이에 공동을 정의하도록 실행되는
유기 전계 발광 디스플레이 디바이스 제조 방법.
제 13 항에 있어서,
상기 보호층 형성 단계는, 상기 보호층이 상기 돌출부의 상부 표면과 하부 표면 및 상기 불룩한 돌출부 아래에 배치된 적층부의 상기 잔여 부분의 표면을 덮도록 실행되는
유기 전계 발광 디스플레이 디바이스 제조 방법.