KR102188032B1 - 유기 발광 표시 장치의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예는 박막트랜지스터에 형성된 버블에 레이저를 크로스 방향으로 조사하여 제거하는 유기 발광 표시 장치의 제조방법을 개시한다.

Description

유기 발광 표시 장치의 제조방법{A flexible organic light emitting display device and the manufacturing method thereof}
본 발명은 유기 발광 표시 장치의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 유기 발광 표시 장치는 어느 한 쪽이 박막트랜지스터(TFT)에 연결된 두 전극 사이에 유기물로 이루어진 발광층이 개재된 구조의 디스플레이부를 구비하고 있다. 이 두 전극 사이에 상기 박막트랜지스터를 통해 전압이 인가되면, 한 쪽 전극에서 주입된 정공(hole)과 다른 쪽 전극에서 주입된 전자가 발광층에서 재결합하여 여기자(exciton)를 생성하며, 이 여기자가 여기상태에서 기저상태로 변할 때 발광이 일어면서 화상이 구현된다.
본 발명의 실시예들은 유기 발광 표시 장치의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 실시예는 기판 상에 박막트랜지스터를 포함한 디스플레이부를 형성하는 단계와, 상기 박막트랜지스터에 형성된 버블을 레이저로 제거하는 단계를 포함하며, 상기 버블 제거 시, 상기 레이저를 상기 버블 상에 크로스 방향으로 조사한다.
상기 레이저 조사 시, 상기 버블을 가로지르는 제1방향을 따라 상기 레이저를 조사하는 단계와, 상기 제1방향과 수직인 제2방향을 따라 상기 버블에 상기 레이저를 조사하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제1방향은 상기 버블 면적 중 최소 지름 방향이며, 상기 레이저를 상기 최소 지름의 크기만큼 조사할 수 있다.
상기 제2방향으로도 상기 레이저를 상기 최소 지름의 크기만큼 조사할 수 있다.
상기 레이저 조사 전에, 상기 버블의 위치를 이미지검출기로 촬영하여 상기 레이저가 조사될 좌표를 산출하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 박막 트랜지스터는 상기 기판 상에 형성된 활성층과, 제1절연막을 사이에 두고 상기 활성층과 대면하는 게이트전극과, 상기 게이트전극과 제2절연막을 사이에 두고 배치되어 상기 활성층과 연결되는 소스전극 및 드레인전극을 포함하며, 상기 버블 제거 단계는 상기 활성층에 형성된 버블을 제거하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 활성층 형성 시 탈수소를 위한 열처리 단계를 거치며, 상기 활성층의 버블은 상기 탈수소 열처리 시 형성될 수 있다.
상기 버블 제거 단계는 상기 제2절연막에 형성된 버블을 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 제2절연막의 버블은 상기 활성층의 상기 소스전극 및 드레인전극과 연결될 부위를 활성화시키는 열처리 시 형성될 수 있다.
상기 버블의 형상은 원형, 타원형, 이중 원형 중 어느 한 형상을 포함할 수 있다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 제조방법에 의하면, 제조과정 중 내부에 형성되는 버블을 효과적으로 제거할 수 있게 되어, 제품의 수명과 신뢰도를 크게 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 디스플레이부를 도시한 단면도이다.
도 2a 내지 도 2c는 도 1에 도시된 디스플레이부의 제조 과정 중 생길 수 있는 버블의 형태를 예시한 도면이다.
도 3a 내지 도 3h는 도 1에 도시된 디스플레이부의 제조 과정을 차례로 도시한 도면이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
이하의 실시예에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
이하의 실시예에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.
이하의 실시예에서, 막, 영역, 구성 요소 등의 부분이 다른 부분 위에 또는 상에 있다고 할 때, 다른 부분의 바로 위에 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 막, 영역, 구성 요소 등이 개재되어 있는 경우도 포함한다.
도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
어떤 실시예가 달리 구현 가능한 경우에 특정한 공정 순서는 설명되는 순서와 다르게 수행될 수도 있다. 예를 들어, 연속하여 설명되는 두 공정이 실질적으로 동시에 수행될 수도 있고, 설명되는 순서와 반대의 순서로 진행될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 디스플레이부를 도시한 것이다.
도시된 바와 같이 본 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 디스플레이부는 박막트랜지스터(TFT)와 유기발광소자(EL)를 구비하고 있다.
먼저, 상기 유기발광소자(EL)는 전류의 흐름에 따라 적, 녹, 청색의 빛을 발광하여 소정의 화상 정보를 표시하는 것으로, 박막트랜지스터(TFT)에 연결된 화소전극(61)과, 전체 화소를 덮도록 형성된 대향전극(63) 및, 이 두 전극(61)(63) 사이에서 발광하는 발광층(62)을 구비하고 있다. 따라서, 상기 화소전극(61)과 대향전극(63) 사이에 적정한 전압이 인가되면 상기 발광층(62)이 발광하면서 화상을 구현하게 된다.
여기서, 상기 발광층(62)과 인접하여 홀 주입층(HIL: Hole Injection Layer), 홀 수송층(HTL: Hole Transport Layer), 전자 수송층(ETL: Electron Transport Layer), 전자 주입층(EIL: Electron Injection Layer) 등이 적층될 수도 있다.
참고로 발광층(62)은 적색, 녹색, 청색의 빛을 방출하는 화소들이 모여서 하나의 단위 픽셀을 이루도록 각 화소마다 분리돼서 형성될 수 있다. 또는, 화소의 위치에 관계없이 전체 화소 영역에 걸쳐서 공통으로 발광층이 형성될 수도 있다. 이때, 발광층은 예컨대 적색, 녹색 및 청색의 빛을 방출하는 발광 물질을 포함하는 층이 수직으로 적층되거나 혼합되어 형성될 수 있다. 물론, 백색광을 방출할 수 있다면 다른 색의 조합이 가능함은 물론이다. 또한, 상기 방출된 백색광을 소정의 컬러로 변환하는 색변환층이나, 컬러 필터를 더 구비할 수 있다.
그리고, 상기 박막트랜지스터(TFT)는 전술한 바와 같이 상기 유기발광소자(EL)의 화소전극(61)과 연결되어 전압을 인가하는 것으로, 기판(10) 상에 여러 층의 박막이 적층된 구조로 이루어져 있다. 이 여러 층의 박막을 적층해 나가는 과정에서 버블이 발생할 수 있는데, 이렇게 버블이 생기면 박막트랜지스터(TFT)의 기능에 문제가 생길 수 있으므로 제거할 필요가 있다. 본 실시예는 이 버블을 레이저를 이용하여 효과적으로 제거하는 방법을 제공한다. 그 자세한 방법에 대해서는 후술하기로 하고, 먼저 박막트랜지스터(TFT)의 구조를 살펴보면 다음과 같다.
우선, 기판(10) 상의 버퍼층(11) 위에 활성층(20)이 형성되어 있는데, 이 활성층(20)은 N형 또는 P형 불순물이 고농도로 도핑된 소스 및 드레인영역(20a)(20b)을 갖는다. 선택적으로는 이 활성층(20)을 산화물 반도체로 형성할 수도 있다. 예를 들어, 산화물 반도체는 아연(Zn), 인듐(In), 갈륨(Ga), 주석(Sn) 카드뮴(Cd), 게르마늄(Ge), 또는 하프늄(Hf) 과 같은 12, 13, 14족 금속 원소 및 이들의 조합에서 선택된 물질의 산화물을 포함할 수 있다. 예를 들면 반도체 활성층(212)은 G-I-Z-O[(In2O3)a(Ga2O3)b(ZnO)c](a, b, c는 각각 a≥0, b≥0, c>0의 조건을 만족시키는 실수)을 포함할 수 있다.
상기 활성층(20)의 상부에는 제1절연막(31)을 개재하여 게이트 전극(40)이 형성되어 있다.
그리고, 게이트전극(40)의 상부에는 소스전극(51)과 드레인전극(52)이 형성되어 있고, 게이트전극(40)과 소스전극(51) 및 드레인전극(52)의 사이에는 제2절연막(32)이 형성되어 있다.
상기 소스전극(51)과 드레인전극(52) 중 드레인전극(52)이 상기 유기발광소자(EL)의 화소전극(61)과 연결되며, 소스전극(51) 및 드레인전극(52)과 상기 화소전극(61) 사이에는 패시베이션막(33)이 개재되어 있다.
참조부호 34는 화소정의막을 나타낸다. 그리고, 상기 대향전극(63) 위에는 유기막과 무기막이 교대로 적층된 박막봉지층(미도시)이 더 형성될 수 있다.
상기와 같은 구조의 박막트랜지스터(TFT)에서 특히 상기 활성층(20)과 상기 제2절연막(32)에서 버블이 발생하기 쉽다. 왜냐하면, 버블은 해당 층이 가열될 때 생기기 쉬운데, 상기 활성층(20)과 제2절연막(32)의 경우 제조 과정 중 열처리 과정을 거치기 때문이다. 버블은 대개 도 2a 내지 도 2c에 도시된 바와 같은 형태로 생성된다. 즉, 도 2a와 같은 원형 버블(B1)이 생길 수도 있고, 도 2b와 같은 타원형 버블(B2)이 생길 수도 있으며, 또는 도 2c와 같은 이중원형 버블(B3)이 생길 수도 있다. 이때, 본 실시예에서는 각 버블(B1)(B2)(B3)에 도면과 같이 레이저(L)를 크로스 형태로 조사한다. 그러면, 부풀어 올라있던 버블(B1)(B2)(B3)들이 터지면서 가라앉게 되고, 이후에는 이 버블(B1)(B2)(B3)들에 의한 문제는 생기지 않게 된다.
도 2a와 같은 원형 버블(B1)의 경우에는 먼저 중심을 지나는 가로방향으로 레이저(L)를 조사한 다음, 그와 수직인 세로방향으로 다시 레이저(L)를 조사하여 버블(B1)을 제거한다.
도 2b와 같은 타원형 버블(B2)의 경우에는, 최소 지름 방향을 따라 먼저 레이저(L)를 조사한 후, 그와 수직방향으로 레이저(L)를 조사하는데, 이때 최소 지름 방향으로 조사한 거리만큼 수직방향으로도 레이저(L)를 조사한다. 즉, 굳이 장축방향 전체를 다 조사하지 않아도 크로스 방향으로 레이저(L)를 조사하면 버블(B2)은 충분히 가라앉게 된다.
또, 도 2C와 같은 이중원형의 버블(B3)인 경우에는 외곽원의 지름을 따라 가로, 세로의 크로스 방향으로 레이저(L)를 조사한다.
이렇게 하면, 버블(B1)(B2)(B3)들의 정확한 외곽선을 따라 레이저를 조사하는 것이 아니라 최소 지름에 맞춰서 중앙에 크로스 방향으로만 레이저를 조사하는 것이므로, 아주 효과적이면서도 신속하게 버블(B1)(B2)(B3)을 제거할 수 있다.
이와 같은 버블(B1)(B2)(B3) 제거 공정을 포함한 유기 발광 표시 장치의 제조과정은 다음과 같이 진행될 수 있다.
먼저, 도 3a에 도시된 바와 같이 기판(10) 상에 버퍼층(11)을 형성하고, 그 위에 상기한 활성층(20)을 형성한다. 그리고, 이 활성층(20)에 대한 탈수소 열처리를 수행하는데, 이때 활성층(20) 상에 여러 형태의 버블(B1)(B2)(B3)들이 생길 수 있다. 이를 제거하기 위해 도면과 같이 이미지검출기(1)로 활성층(20) 위를 촬영하여 버블(B1)(B2)(B3)들의 존재 여부를 검출하고 그 좌표를 산출한다.
그리고는, 도 3b와 같이 그 산출된 좌표로 레이저장치(2)를 보내서 해당 위치에 대한 레이저(L) 조사 작업을 진행시킨다. 이때 만일 검출된 버블이 원형 버블(B1)인 경우라면, 도 3c에 도시된 바와 같이 먼저 원형 버블(B1)의 지름을 따라 가로방향으로 레이저(L)를 조사한다. 이어서 그와 수직인 세로방향으로 버블(B1)의 지름을 따라 레이저(L)를 조사한다. 그러면, 해당 버블(B1)은 크로스 형태로 조사된 레이저(L)에 의해 터지면서 효과적으로 신속하게 제거된다.
여기서, 상기 탈수소 열처리는 활성층(20)이 정확한 모양으로 패터닝되기 전 즉, 버퍼층(11) 위에 넓게 성막된 상태에서 수행되며, 상기 버블(B1)(B2)(B3) 제거는 활성층(20)이 도 3a와 같은 형태로 패터닝 된 후에 진행된다.
이렇게 활성층(20)의 형성과 버블 제거 작업이 완료되면, 도 3d와 같이 그 위에 제1절연막(31)과 게이트전극(40)을 차례로 형성한다. 이때, 게이트전극(40)은 활성층(20)의 중앙부와 대면하게 되는데, 이 상태에서 게이트전극(40)을 마스크 삼아 활성층(20)에 n형 또는 p형의 불순물을 도핑하여 활성층(20)의 가장자리에 소스영역(20a)과 드레인영역(20b)을 형성한다.
이어서, 도 3e와 같이 제2절연막(32)을 형성한 후, 상기 활성층(20)의 소스영역(20a) 및 드레인영역(20b)과 연결되는 컨택홀(C)을 형성한다. 그리고는, 이 소스영역(20a) 및 드레인영역(20b)을 활성화시키기 위한 열처리를 수행하는데, 마찬가지로 이때 제2절연막(32)에 버블이 생길 수 있다. 이때 만일 제2절연막(32)에서 검출된 버블이 타원형 버블(B2)인 경우라면, 도 3f에 도시된 바와 같이 먼저 타원형 버블(B2)의 최소 지름을 따라 레이저(L)를 조사한다. 이어서 그와 수직인 방향으로 최소 지름만큼 레이저(L)를 조사한다. 그러면, 해당 버블(B1)은 크로스 형태로 조사된 레이저(L)에 의해 터지면서 효과적으로 신속하게 제거된다.
이렇게 제2절연막(32)에 대한 버블 제거 작업이 끝나면, 도 3g와 같이 제2절연막(32) 위에 소스전극(51)과 드레인전극(52)을 형성하여, 상기 컨택홀(C)을 통해 활성층(20)의 소스영역(20a) 및 드레인영역(20b)과 연결되게 한다.
이후, 화소전극(61)과 발광층(62) 및 대향전극(63)을 포함한 유기발광소자(EL)를 형성하면, 도 3h와 같은 디스플레이부가 제조된다.
한편, 상기 제조과정에서는 원형 버블(B1)과 타원형 버블(B2)이 생긴 경우를 예시하였는데, 도 2c에 도시된 바와 같은 이중원형 버블(B3)이 형성된 경우에도 동일하게 레이저(L)를 외곽원의 지름을 따라 크로스 형태로 조사하면 효과적이면서도 신속하게 버블(B3)을 제거할 수 있다.
그러므로, 이와 같은 유기 발광 표시 장치의 제조방법에 의하면 제조과정 중 내부에 형성되는 버블을 효과적으로 제거할 수 있게 되며, 따라서 제품의 수명과 신뢰도를 크게 향상시킬 수 있다.
이와 같이 본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 하여 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
1:이미지검출기 2:레이저장치
10:기판 11:버퍼층
20:활성층 31,32:제1,2절연막
40:게이트 전극 51:소스전극
52:드레인전극 61:화소전극
62:발광층 63:대향전극

Claims (10)

  1. 기판 상에 박막트랜지스터를 포함한 디스플레이부를 형성하는 단계와, 상기 박막트랜지스터에 형성된 버블을 레이저로 제거하는 단계를 포함하며,
    상기 버블 제거 시, 상기 레이저를 상기 버블 상에 크로스 방향으로 조사하고,
    상기 레이저 조사 시, 상기 버블을 가로지르는 제1방향을 따라 상기 레이저를 조사하는 단계와, 상기 제1방향과 수직인 제2방향을 따라 상기 버블에 상기 레이저를 조사하는 단계를 포함하는 유기 발광 표시 장치의 제조방법.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1방향은 상기 버블 면적 중 최소 지름 방향이며, 상기 레이저를 상기 최소 지름의 크기만큼 조사하는 유기 발광 표시 장치의 제조방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제2방향으로도 상기 레이저를 상기 최소 지름의 크기만큼 조사하는 유기 발광 표시 장치의 제조방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 레이저 조사 전에, 상기 버블의 위치를 이미지검출기로 촬영하여 상기 레이저가 조사될 좌표를 산출하는 단계를 더 포함하는 유기 발광 표시 장치의 제조방법.
  6. 기판 상에 박막트랜지스터를 포함한 디스플레이부를 형성하는 단계와, 상기 박막트랜지스터에 형성된 버블을 레이저로 제거하는 단계를 포함하며,
    상기 버블 제거 시, 상기 레이저를 상기 버블 상에 크로스 방향으로 조사하고,
    상기 박막 트랜지스터는 상기 기판 상에 형성된 활성층과, 제1절연막을 사이에 두고 상기 활성층과 대면하는 게이트전극과, 상기 게이트전극과 제2절연막을 사이에 두고 배치되어 상기 활성층과 연결되는 소스전극 및 드레인전극을 포함하며,
    상기 버블 제거 단계는 상기 활성층에 형성된 버블을 제거하는 단계를 포함하는 유기 발광 표시 장치의 제조방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 활성층 형성 시 탈수소를 위한 열처리 단계를 거치며,
    상기 활성층의 버블은 상기 탈수소 열처리 시 형성되는 유기 발광 표시 장치의 제조방법.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 버블 제거 단계는 상기 제2절연막에 형성된 버블을 제거하는 단계를 더 포함하는 유기 발광 표시 장치의 제조방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제2절연막의 버블은 상기 활성층의 상기 소스전극 및 드레인전극과 연결될 부위를 활성화시키는 열처리 시 형성되는 유기 발광 표시 장치의 제조방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 버블의 형상은 원형, 타원형, 이중 원형 중 어느 한 형상을 포함하는 유기 발광 표시 장치의 제조방법.
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