KR20020081055A - 유기 전계 발광 표시 소자의 제조 방법 - Google Patents

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KR20020081055A
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Abstract

본 발명은 대형 기판상에 복수 개의 유기 전계 발광 표시 소자의 전공정을 진행한 후 대형 기판을 분할하여 유기 전계 발광 소자의 후공정을 진행하여 생산효율을 증가시킨 유기 전계 발광 표시 소자의 제조 방법에 관한 것으로 대형 기판상에 제 1 전극층을 형성하는 단계와 상기 대형 기판을 분할하여 복수의 소형 기판을 마련하는 단계와 상기 소형 기판의 상기 제 1 전극층상에 유기 전계 발광층을 형성하는 단계와 상기 유기 전계 발광층상에 제 2 전극층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

유기 전계 발광 표시 소자의 제조 방법{Method of fabricating organic electroluminescent display}
본 발명은 유기 전계 발광 표시 소자에 관한 것으로, 특히 대형 기판상에 복수 개의 유기 전계 발광 표시 소자의 전공정을 진행한 후 대형 기판을 분할하여 유기 전계 발광 소자의 후공정을 진행하여 생산 효율을 증가시킨 유기 전계 발광 표시 소자의 제조 방법에 관한 것이다.
정보 통신 기술의 발달로, 다양화된 정보화 사회의 요구에 따라, 전자 디스플레이의 수요가 증가되고 있고, 디스플레이에 대한 요구도 다양해지고 있다. 이와 같이 다양화된 정보화 사회의 요구를 만족시키기 위하여, 전자 디스플레이 소자는 고정세화, 대형화, 저가격화, 고성능화, 박형화, 소형화 등의 특성을 가질 것이 요구되고 있으며, 이를 위해, 기존의 음극선관(Cathode Ray Tube) 이외에 새로운 평판 디스플레이(Flat Panel Display) 소자가 개발되고 있다.
현재 개발 또는 생산 중인 평판 디스플레이에는, 액정 표시 소자(Liquid Crystal Display), 전계 발광 표시 소자(Electroluminescence Display), 플라즈마 표시 소자(Plasma Display Panel), 전계 방출 표시 소자(Field Emission Display), 형광 표시관(Vacuum Fluorescence Display) 및 발광 다이오드(Light Emitting Display) 등이 있다.
전계 발광 표시 소자는, 액정 표시 소자와 같은 수광 형태의 소자에 비하여 응답 속도가 빠르고, 자체 발광 형태이므로 시야각이 넓으며, 구조가 간단하여 제조가 용이하고, 경량 박형의 장점을 가지고 있어 차세대 평판 디스플레이소자로 주목받고 있다. 전계 발광 표시 소자는, 액정 표시 소자의 백라이트(Back light), 휴대용 단말기, 자동차 항법 시스템(CNS, Car Navigation System), 노트북 컴퓨터 및 벽걸이용 TV 까지 그 용도가 다양하다.
전계 발광 표시소자는, 전계 발광층으로 사용하는 물질의 종류에 따라, 유기 전계 발광 표시 소자(Organic Electroluminescent Display, 이하 'OELD'라 한다.)와 무기 전계 발광 표시 소자(Inorganic Electroluminescent Display)로 분류된다. 무기 전계 발광 표시소자는 높은 전기장에 의하여 가속된 전자의 충돌을 이용하여발광하는 소자로서, 박막의 두께와 구동 방식에 따라, 교류 박막 전계 발광 표시 소자, 교류 후막 전계 발광 표시 소자 및 직류 후막 전계 발광 표시 소자 등으로 분류된다. 그리고 유기 전계 발광 표시 소자는 전류의 흐름에 의해 발광하는 소자로서, 발광층의 유기물질에 따라, 저분자 유기 전계 발광 표시소자와 고분자 유기 전계 발광 표시소자로 분류된다.
도 4는 종래의 유기 전계 발광 표시 소자의 개략도이다.
도 4를 참조하면, 유기 전계 발광 표시 소자는 투명 기판(11) 상에 투명 양극층(Anode layer)(12), 정공 주입층(Hole injection layer)(13), 정공 수송층 (Hole transport layer)(14), 유기 발광층(Organic emitting layer)(15), 전자 수송층(Electron transport layer)(17) 및 금속으로 된 음극층(Cathode layer)(18)이 순차적으로 적층된 구조를 갖으며, 전류의 흐름에 의해 유기 발광층(15)이 발광한다. 정공 주입층(13), 정공 수송층(14), 그리고 전자 수송층(17)은 유기 전계 발광 표시 소자(Organic electroluminescent display)의 발광 효율을 증가시키는 보조적 기능을 한다.
유기 전계 발광 표시 소자의 정공 주입층(13), 정공 수송층(14), 유기 발광층(15), 그리고 전자 수송층(17)은 저분자 물질의 경우 새도우 마스크를 사용하여 진공 증착 공정으로 형성하거나 고분자 물질의 경우 잉크젯 혹은 인쇄 방법으로 형성하는데, 증착 혹은 인쇄 장비의 한계로 인해 기판의 크기가 제한을 받는다. 현재 증착 혹은 인쇄 장비로 증착 혹은 인쇄 공정을 수행할 수 있는 기판의 크기는 최대 370mm X 470mm 또는 400mm X 400mm이다.
유기 전계 발광 표시 소자의 경우 발광 물질의 종류에 따라, 유기 전계 발광층(15)을 미국특허 U.S Patent No. 4,769,292 호와 5,294,870 호에서 언급되어 있는 알루미늄 트리스(8-히드록시퀴놀린) (Aluminum tris(8-hydroxyquinoline), Alq3), 페릴렌 (Perylene)등의 형광 발광 물질(Fluorescent Emitting Material)을 사용한 형광 표시소자와 미국특허 U.S. Patent No. 6,097,147 호에서 언급되어 있는 2,3,7,8,12,12,17,18-옥타에틸-21H,23H-포핀플라티늄(Platinum 2,3,7,8,12,12,17,18-octaethyl-21H,23H-porphine platinum, PtOEP), 이리디움 착물(Iridium complex,ex)Ir(PPy)3)와 같은 인광 발광 물질(Phosphorescent Emitting Material) 및 정공수송층(14)와 전자수송층(16)사이에 바쏘큐프로인(Bathocuproine, BCP), 카바졸 비페닐(Carbazole biphenyl, CBP), N,N'-디페닐-N,N'-비스-알파-나프틸벤질리덴(N,N'-diphenyl-N,N'-bis-alpha-napthylbenzidine, NPD)와 같은 블러킹층(Blocking layer)을 사용한 인광 OELD소자가 있다. 특히, 고분자 OELD의 경우에는 투명 양극층(12)과 음극층(18)사이에 정공수송층(14)과 전계발광층(15)의 2층형 구조를 가지며, 그 소자에 사용되는 물질은 U.S. Patent No.5,399,502 호 및 5,807,627 호에서 사용한 컨쥬게이티드 폴리머(Conjugated polymer)의 일종인 폴리 페닐렌비닐렌 (Poly(p-phenylenevinylene),PPV), 폴리싸이오핀(Poly(thiophene)), 폴리에틸헥실옥시비닐렌(Poly(2,5-dialkoxyphenylenevinylene), PDMeOPV)등의 전도성 고분자를 사용한다.
이들 유기 발광물질들 가운데 대표적인 유기전계발광물질의 전계 발광 파장은 표 1과 같다.
[표 1]
이러한 유기 전계 발광 표시 소자는 구동방식에 따라서 능동형(Active Type)과 수동형(Passive Type)으로 구분된다. 수동형 유기 전계 발광 표시 소자는 전류구동방식이므로, 패널(Panel)의 사이즈가 증가함에 따라, 소비 전력 효율이 낮아지고 소자의 신뢰성이 떨어지는 문제점이 있다. 이러한 문제를 해결하기 위하여, 패널의 대각선 직경이 10" 이상이 되는 경우에는, 다결정 실리콘-박막 트랜지스터 (Poly-Si Thin Film Transistor)를 구동소자로 이용하는 능동형 유기 전계 발광 표시 소자가 사용되고 있다.
이와 같은 종래 기술의 유기 전계 발광 소자는 다음과 같은 문제가 있다.
유기 전계 발광 표시 소자의 전계 발광층은 새도우 마스크를 사용하여 증착 혹은 인쇄 공정으로 형성한다. 따라서 증착 혹은 인쇄 장비의 한계로 인해 기판의 크기가 제한을 받는 다. 현재 증착 혹은 인쇄 장비로 증착 혹은 인쇄 공정을 수행할 수 있는 기판의 크기는 최대 370mm X 470mm 또는 400mm X 400mm이다.
상기와 같이 기판 크기의 제한으로 인해 유기 전계 발광 표시 소자의 생산성이 제한된다. 그리고 생산량을 증가시키기 위해서는 증착 혹은 인쇄 공정은 물론 다른 공정에 필요한 장비도 중복 설치하여 제조 원가가 상승되는 문제가 있다.
본 발명은 이와 같은 종래 기술의 유기 전계 발광 표시 소자의 문제를 해결하기 위한 것으로, 대형 기판상에 복수 개의 유기 전계 발광 표시 소자의 전공정을 진행한 후 대형 기판을 분할하여 유기 전계 발광 소자의 후공정을 진행하여 생산 효율을 증가시킨 유기 전계 발광 표시 소자의 제조 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 수동형 유기 전계 발광 표시 소자의 사시도 및 공정 단면도
도 2는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 수동형 유기 전계 발광 표시 소자의 사시도 및 공정 단면도
도 3은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 능동형 유기 전계 발광 표시 소자의 공정 단면도
도 4는 종래의 유기 전계 발광 표시 소자의 개략도
이와 같은 목적은 다음과 같은 구성에 의해 달성된다.
(1) 본 발명에 따른 유기 전계 발광 표시 소자의 제조 방법은 대형 기판상에 제 1 전극층을 형성하는 단계; 상기 대형 기판을 분할하여 복수의 소형 기판을 마련하는 단계; 상기 소형 기판의 상기 제 1 전극층상에 유기 전계 발광층을 형성하는 단계; 상기 유기 전계 발광층상에 제 2 전극층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
(2) 상기 (1)과 같은 유기 전계 발광 표시 소자의 제조 방법에 있어서, 상기대형 기판을 분할하기 전에, 상기 대형 기판상에 제 1 전극층으로 ITO층을 형성하는 단계; 상기 ITO층을 노출시키는 복수의 개구를 가지는 절연막을 형성하는 단계; 상기 ITO층과 직교하는 상기 절연막상에 복수의 격벽을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
(3) 상기 (1)과 같은 유기 전계 발광 표시 소자의 제조 방법에 있어서, 상기 대형 기판의 크기는 740mm X 940mm이고, 상기 대형 기판을 절단한 소형 기판의 크기는 370mm X 470mm인 것을 특징으로 한다.
(4) 상기 (1)과 같은 유기 전계 발광 표시 소자의 제조 방법에 있어서, 상기 대형 기판은 레이져(laser), 초음파, 그리고 다이아몬드 중 하나를 선택하여 절단하는 것을 특징으로 한다.
(5) 상기 (1)과 같은 유기 전계 발광 표시 소자의 제조 방법에 있어서, 상기 대형 기판을 절단한 후 세정 공정을 실시하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
(6) 상기 (1)과 같은 유기 전계 발광 표시 소자의 제조 방법에 있어서, 상기 제 1 전극층은 양극층으로 사용하고, 상기 제 2 전극층은 음극층으로 사용하거나, 또는 상기 제 1 전극층을 음극층으로 사용하고, 상기 제 2 전극층은 양극층으로 사용하는 것을 특징으로 한다.
(7) 상기 (1)과 같은 유기 전계 발광 표시 소자의 제조 방법에 있어서, 상기 제 1 전극층 위에 또는 상기 제 1 전극층 아래에 보조 전극층을 형성하는 것을 특징으로 한다.
(8) 상기 (1)과 같은 유기 전계 발광 표시 소자의 제조 방법에 있어서, 상기 유기 전계 발광층은 정공 주입층, 정공 수송층, 전계 발광층, 전자 수송층, 그리고 전자 주입층을 포함하는 것을 특징으로 한다.
(9) 상기 (1)과 같은 유기 전계 발광 표시 소자의 제조 방법에 있어서, 상기 제 2 전극층 위에 인켑슐레이션이나 보호층을 포함하는 것을 특징으로 한다.
(10) 본 발명에 따른 유기 전계 발광 표시 소자의 제조 방법은 대형 기판상에 복수의 트랜지스터와 한 개 이상의 캐패시터로 구성되고 제 1 전극층을 가지는 구동부를 형성하는 단계; 상기 대형 기판을 분할하여 복수의 소형 기판을 마련하는 단계; 상기 소형 기판의 상기 구동부의 상기 제 1 전극층상에 유기 전계 발광층을 형성하는 단계; 상기 유기 전계 발광층상에 제 2 전극층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
(11) 상기 (10)과 같은 유기 전계 발광 표시 소자의 제조 방법에 있어서, 상기 대형 기판을 절단하기 위한 절단 영역을 확보하며, 상기 절단 영역은 50 μm ∼ 1 mm 폭을 가지는 것을 특징으로 한다.
(12) 상기 (10)과 같은 유기 전계 발광 표시 소자의 제조 방법에 있어서, 상기 대형 기판상에 형성되는 상기 구동부는 드라이빙 트랜지스터, 스위칭 트랜지스터, 그리고 캐패시터로 구성되는 것을 특징으로 한다.
(13) 상기 (10)과 같은 유기 전계 발광 표시 소자의 제조 방법에 있어서, 상기 구동부를 형성하는 단계는 상기 대형 기판상에 절연막과 상기 절연막상에 활성층을 형성하는 단계; 상기 절연막 및 상기 활성층상에 게이트 절연막을 형성하는단계; 상기 활성층과 대응되는 상기 게이트 절연막상에 게이트 전극을 형성하는 단계; 상기 활성층에 소오스 및 드레인을 형성하는 단계; 상기 게이트 절연막 및 상기 게이트 전극을 포함하는 상기 대형 기판상에 제 2 절연막을 형성하는 단계; 상기 소오스 및 상기 드레인에 대응하는 상기 제 2 절연막과 상기 게이트 절연막을 선택적으로 식각하여 콘택 홀(Contact Hole)을 형성하는 단계; 상기 드라이빙 트랜지스터의 소오스에 대응하는 콘택 홀에 버스전극과 드레인에 대응하는 콘택 홀에 제 1 전극층을 형성하는 단계; 상기 스위칭 트랜지스터 소오스의 버스 전극상에 시그널 라인과 상기 드라이빙 트랜지스터의 상기 게이트 전극 및 상기 스위칭 트랜지스터의 상기 드레인에 상기 캐패시터와 연결되는 저장 전극을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
(14) 상기 (10)과 같은 유기 전계 발광 표시 소자의 제조 방법에 있어서, 상기 제 1 전극층은 양극층으로 사용하고, 상기 제 2 전극층은 음극층으로 사용하거나, 또는 상기 제 1 전극층을 음극층으로 사용하고, 상기 제 2 전극층은 양극층으로 사용하는 것을 특징으로 한다.
(15) 상기 (10)과 같은 유기 전계 발광 표시 소자의 제조 방법에 있어서, 상기 유기 전계 발광층은 정공 주입층, 정공 수송층, 전계 발광층, 전자 수송층, 그리고 전자 주입층을 포함하는 것을 특징으로 한다.
(16) 상기 (10)과 같은 유기 전계 발광 표시 소자의 제조 방법에 있어서, 상기 제 2 전극층 위에 인켑슐레이션이나 보호층을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 1 실시예에 따른 수동형 유기 전계 발광 표시 소자의 제조 방법에 대하여 설명하면 다음과 같다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 수동형 유기 전계 발광 표시 소자의 사시도 및 공정 단면도이다
도 1a를 참조하면, 740mm X 940mm 크기의 투명 플라스틱 또는 유리로 이루어진 대형 기판(100)상에 ITO(Indium tin oxide)층(도면에 도시하지 않음)를 적층한다. ITO층상에 감광막(Photo Resist)을 도포(Coating)하고 현상(Developing)한 후, ITO층을 식각(Etching)하여 줄무늬(stripe) 형상의 양극층(200)을 형성한다.
그리고 양극층(200)상에 절연층(710)을 형성한 후, 절연층(710)을 패터닝하기 위한 감광막(도면에 도시하지 않음)을 도포하고, 감광막을 노광 및 현상하여 감광막 패턴(도면에 도시하지 않음)을 형성한다. 감광막 패턴을 이용하여 절연층(710)을 식각하면 양극층(200)의 소정 영역이 노출되는 복수의 개구(210)가 형성된다. 양극층(710)상의 복수의 개구(210)는 서로 절연층(710)을 개재하여 일정 간격 이격된다.
이어서 절연층(710)상에 격벽용 감광제을 도포한다. 그리고 격벽용 감광제를 노광 및 현상하고 고온의 소성공정을 수행하여 양극층(200)과 직교하는 절연층(710)상에 복수의 격벽(720)을 형성한다.
여기서 양극층(200), 절연층(710), 그리고 복수의 격벽(720)을 형성할 때, 대형 기판(100)을 절단하기 위한 절단영역(scribing lane)(도면에 도시하지 않음)을 확보한다. 절단 영역의 폭은 50 μm ∼ 1 mm 이다.
740mm X 940mm의 대형 기판(100)을 증착 공정에 적합한 크기인 370mm X470mm로 절단하여 4 장의 소형 기판(100')을 마련한다. 대형 기판(100)의 절단은 레이져(laser), 초음파, 그리고 다이아몬드 등을 이용한다. 그리고 대형 기판(100)을 절단하는 과정에서 발생하는 미립자(Particle) 등을 제거하기 위해, 습식 세정법 플라즈마 또는 UV 등을 이용한 건식 세정법을 단독 혹은 복합적으로 사용하여 세정을 실시한다.
도 1b를 참조하면, 370mm X 470mm의 소형 기판(100')상에 복수의 개구(210)을 통하여 노출된 양극층(200)상에 새도우 마스크(Shadow Mask)를 사용하여 CuPC, m-MTDATA 등으로 정공 주입층(310)을 형성하고, 정공 주입층(310)상에 새도우 마스크를 사용하여 NPB로 정공 수송층(320)을 형성한다.
이어서 정공 수송층(320) 상에 새도우 마스크를 사용하여 Alq3+DCJTB 등을 사용하여 적색 화소, Alq3+Qd2 등을 사용하여 녹색 화소, 그리고 Blq+Perylene 등을 사용하여 청색 화소의 유기 전계 발광층(400)을 형성한다. 그리고 유기 전계 발광층(400)상에 새도우 마스크를 사용하여 Alq3등과 같은 물질로 전자 수송층(330)을 형성한다.
계속해서 전자 수송층(330)상에 전자 주입층(Electron Injection Layer)(340)을 형성하고, Al과 같은 금속을 진공 증착하여 음극층(500)을 순차적으로 형성한다. 여기서, 전자 주입층은 발광효율이 증가시키기 위해 주입한 정공이 음극으로 흐르는 것을 방지하고, 음극층으로 부터의 전자 주입 효율을 개선시킨다. 그리고 도시되지 않았지만 음극층(500)상에 유기물 혹은 무기물로로 보호층을 형성하거나 또는 흡습제를 부착한 금속 또는 유리 캡을 설치할 수 있다.
또한 고분자 물질을 이용한 유기 전계 발광 표시 소자의 경우에 유기 전계 발광층 및 보조층을 잉크젯이나 프린팅법, 스핀 코팅법 등으로 박막을 형성하는데, 그 물질의 실예는 앞에서 언급한 유기 전계 발광 및 보조층용 물질들을 사용하며, 저분자 물질들의 경우도 종전 사용 물질들이 포함된다.
본 발명의 제 1 실시예에서 양극층(200) 대신 음극층(500)을 먼저 형성하고, 나중에 양극층(200)을 형성할 수도 있다.
본 발명의 제 2 실시예에 따른 보조 전극이 설치된 수동형 유기 전계 발광 표시 소자의 제조 방법에 대하여 설명하면 다음과 같다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 수동형 유기 전계 발광 표시 소자의 사시도 및 공정 단면도이다. 여기서 도 2a는 기판을 절단하기 전의 공정 사시도이고 도 2b는 도 2a의 a-a'로 절단한 유기 전계 발광 표시 소자의 단면도이다. 그리고 도 2b는 격벽을 도시하지 않았다.
도 2a를 참조하면, 740mm X 940mm 크기의 투명한 플라스틱 또는 유리로 이루어진 대형 기판(100)을 세정하고, 대형 기판(100)상에 스퍼터링(Sputtering) 방식으로 크롬(Cr), 텅스텐(W), 몰리브덴(Mo), 몰리브덴 텅스텐(MoW), 알루미늄(Al), 알루미늄 합금 등과 같은 금속층을 증착한다. 그리고 금속층상에 감광제을 도포하고 노광 및 현상하여 감광막 패턴을 형성하고, 감광막 패턴을 마스크로 사용하여 금속층을 식각하여 줄 무늬 형상의 보조 전극(600)을 형성한다. 보조 전극(600)은 후술하는 양극층(200)의 저항을 낮추기 위하여 설치한다.
계속해서 보조 전극(600)을 포함하는 기판(100)상에 ITO층을 형성하고, ITO층상에 감광막을 도포하고 노광 및 현상하여 감광막 패턴을 형성한다. 감광막 패턴을 이용하여 ITO층을 식각하여 보조 전극(600)상에 양극층(200)을 형성한다. 양극층(200)은 보조 전극(600)과 같은 방향의 줄 무늬 형상으로 형성한다.
그리고 제 1 실시예와 같은 방법으로 양극층(200)을 포함하는 대형 기판(100)상에 절연층(710)과 격벽(720)을 순차적으로 형성하고, 대형 기판(100)을 절단하기 위한 절단영역(scribing lane)(도면에 도시하지 않음)을 확보한다. 절단 영역의 폭은 50 μm ∼ 1 mm 이다.
740mm X 940mm의 대형 기판(100)을 증착 공정에 적합한 크기인 370mm X 470mm로 절단하여 4 장의 소형 기판(100')을 마련한다. 대형 기판(100)의 절단은 레이져(laser), 초음파, 그리고 다이아몬드 등을 이용한다. 그리고 대형 기판(100)을 절단하는 과정에서 발생하는 미립자(Particle) 등을 제거하기 위해, 습식 세정법 플라즈마 또는 UV 등을 이용한 건식 세정법을 단독 혹은 복합적으로 사용하여 세정을 실시한다.
계속해서 제 1 실시예와 같이 370mm X 470mm의 소형 기판(100')상에 정공 주입층(310), 정공 수송층(320), 전계 발광층(400), 전자 수송층(330), 전자 주입층(340)을 저분자의 경우 진공 증착법으로, 그리고 고분자의 경우 잉크젯, 프린팅 혹은 스핀코팅법으로 형성하고, 전자 주입층상에 음극층(500)을 진공 증착법으로 형성하고, 인캡슐레이션(Encapsulation) 또는 보호막(Passivation layer)을 형성한다.
본 발명의 제 2 실시예에서, 대형 기판(100)상에 양극층(200)을 먼저 형성하고 양극층(200)상에 보조 전극(600)을 형성할 수도 있다.
본 발명의 제 1 및 제 2 실시예에 의한 수동형 유기 전계 발광 표시 소자의 동작은 양극 및 음극에 전압이 가하면, 두 전극 사이에 존재하는 정공 수송층을 통하여 주입된 정공과 전자 수송층을 통해 주입된 전자가 전계 발광층에서 만나 재결합하고 여기된 전자가 바닥 상태로 떨어지면서 빛을 방출한다.
본 발명의 제 1 및 제 2 실시예에서 740mm X 940mm 크기의 대형 기판으로 부터 분할된 370mm X 470mm의 소형 기판상에 유기 전계 발광 표시 소자의 크기에 따라 한 개 또는 복수 개를 제조한다.
그리고 본 발명의 제 1 및 제 2 실시예에서 사용하는 대형 기판의 크기는 740mm X 940mm 보다 작거나 클 수 있으며, 대형 기판으로부터 분할된 소형 기판의 크기도 증착 혹은 인쇄 장비를 고려하여 370mm X 470mm 보다 작거나 클 수 있다. 또한 대형 기판으로부터 분할하는 소형 기판의 개수는 반드시 4 장일 필요는 없으며, 4 장 이하 또는 그 이상일 수 있다. 또한 기판은 투명 기판 이외에 웨이퍼 등도 사용가능하다.
본 발명의 제 3 실시예에 따른 능동형 유기 전계 발광 표시 소자의 제조 방법에 대하여 설명하면 다음과 같다.
능동형 유기 전계 발광 표시 소자는 그 구성 방법에 따라 트랜지스터와 캐패시터의 수와 배열이 달라진다. 다음은 드라이빙 트랜지스터, 스위칭 트랜지스터, 그리고 캐패시터로 구성되는 능동형 유기 전계 발광 표시 소자의 제조 방법에 대하여 설명한다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 능동형 유기 전계 발광 표시 소자의 공정 단면도이다.
대형 기판(100)상에 산화 실리콘(SiO2)으로 절연막(도면에 도시하지 않음)과 절연막상에 다결정 실리콘층으로 이루어진 활성층(810)을 형성한다. 여기서 절연막은 스퍼터링(Sputtering) 또는 화학 기상 증착(Chemical vaper deposition)방법으로 형성한다. 그리고 활성층(810)은 실리콘층을 스퍼터링 또는 화학 기상 증착 방법으로 형성하고 레이져 열처리(laser annealing)방법을 이용하여 다결정 실리콘층으로 형성한다.
활성층(810)을 사진 석판 기술을 이용하여 섬(Island)모양으로 패터닝한다. 그리고 활성층(810) 및 절연막상에 스퍼터링 또는 화학 기상 증착 방법을 이용하여 게이트 절연막(820)을 형성한다. 게이트 절연막(820)상에 스퍼터링 또는 화학기상 증착방법을 이용하여 금속층을 형성하고, 금속층을 패터닝하여 게이트 전극(830)을 형성한다, 게이트 전극(830)은 활성층(810)과 대응되는 게이트 절연막(820)상에만 적층된다.
활성층(810)에 소오스(source) 및 드레인(drain)영역(도면에 도시하지 않음)을 정의하기 위하여 이온 도핑한 후 열처리를 통하여 활성화시킨다. 이어서 제 2 절연막(840)을 게이트 절연막(820) 및 게이트 전극(830)을 포함하는 기판(100)상에 형성하고, 소오스 및 드레인 영역에 대응하는 제 2 절연막(840)과 게이트절연막(820)을 선택적으로 식각하여 콘택 홀(Contact Hole)을 형성한다.
계속해서 드라이빙 박막 트랜지스터(Driving thin film transistor)의 소오스 영역에 대응하는 콘택홀에 버스전극(900)과, 드레인 영역에 대응하는 콘택홀에 ITO 전극(200)을 설치한다. 그리고 스위칭 박막 트랜지스터(Switch thin film transistor) 소오스 영역의 버스전극(900)상에 시그널 라인(Signal line)을 설치하며, 드라이빙 소자의 게이트 전극 및 스위칭 소자의 드레인 영역에는 캐패시터(Capacitor)와 연결되는 저장전극(Storage electrode)을 설치한다. 여기서 ITO 전극(200)을 유기 전계 발광을 위한 양극층으로 사용한다.
계속해서, 제조되어진 구동부 상에 표시부를 형성하는 방법을 설명하면, 구동부가 형성된 결과물 상면에 보호층(710)을 형성하고, ITO 전극(200)의 소정영역이 노출되도록 보호층(710)의 소정영역을 식각한다.
여기서 대형 기판(100)상에 활성층(810), 게이트 절연막(820), 그리고 게이트 전극(830) 등을 형성할 때, 대형 기판(100)을 절단하기 위한 절단 영역 (scribing lane)(도면에 도시하지 않음)을 확보한다. 절단 영역의 폭은 50 μm ∼ 1 mm 이다.
740mm X 940mm의 대형 기판(100)을 증착 공정에 적합한 크기인 370mm X 470mm로 절단하여 4 장의 소형 기판(100')을 마련한다. 이때, 대형 기판(100)의 절단은 레이져(laser), 초음파, 그리고 다이아몬드 등을 이용한다. 그리고 대형 기판(100)을 절단하는 과정에서 발생하는 미립자(Particle) 등을 제거하기 위해, 습식 세정법 플라즈마 또는 UV 등을 이용한 건식 세정법을 단독 혹은 복합적으로사용하여 세정을 실시한다.
그리고 제 1 및 제 2 실시예와 같이 370mm X 470mm인 소형 기판(100')상의 양전극으로 사용하는 ITO 전극(200)상에 정공 주입층(310), 정공 수송층(320), 전계 발광층(400), 전자 수송층(330), 그리고 전자 주입층(340)은 저분자 물질의 경우 진공 증착법으로 순차적으로 형성하고 고분자의 경우 잉크젯, 프린팅, 혹은 스핀 코팅법으로 형성한 후, 전자 주입층(340)상에 음전극(500)을 진공 증착법으로 형성하고, 보호막(Passivation layer) 혹은 인캡슐레이션을 행함으로써 도 3b와 같이 구동부가 각각 형성된 능동형 유기 전계 발광 표시 소자를 제조한다.
본 발명의 제 3 실시예에서 740mm X 940mm 크기의 대형기판으로 부터 분할된 370mm X 470mm의 소형 기판상에 능동형 유기 전계 발광 표시 소자의 크기에 따라 한 개 또는 복수 개를 제조한다.
그리고 본 발명의 제 3 실시예에서 사용하는 대형 기판의 크기는 740mm X 940mm 보다 작거나 클 수 있으며, 대형 기판으로부터 분할된 소 기판의 크기도 증착 장비를 고려하여 370mm X 470mm 보다 작거나 클 수 있다. 또한 대형 기판으로부터 분할하는 소형 기판의 개수는 반드시 4 장일 필요는 없으며, 4 장 이하 또는 그 이상일 수 있다.
또한 양극층으로 사용된 ITO 전극(200) 대신 음극층(500)을 먼저 형성하고, 나중에 양극층(200)을 형성할 수도 있다. 그리고 기판은 투명 기판 이외에 실리콘 웨이퍼 등을 사용할 수 있다.
본 발명의 제 3 실시예에 의한 능동형 유기 전계 발광 표시 소자는 박막 트랜지스터를 이용하여 선택적인 위치의 한 픽셀(Pixel)의 양전극과 음전극에 전압이 인가되면, 두 전극 사이에 존재하는 정공 수송층을 통하여 주입된 정공과 전자 수송층을 통해 주입된 전자가 전계 발광층에서 만나 재결합되면서 전자가 여기된 후에 바닥상태로 떨어지면서 빛을 방출한다.
이와 같은 본 발명에 따른 유기 전계 발광 표시 소자의 제조 방법은 다음과 같은 효과가 있다.
유기 전계 발광 표시 소자의 제조 방법을 유기발광층 및 그 보조층의 형성에 필요한 증착 혹은 인쇄 장비가 필요하지 않은 전공정과 유기발광층 및 그 보조층의 형성에 필요한 증착 혹은 인쇄 장비가 필요한 후공정으로 구분한다. 그리고 대형 기판을 준비하여 전공정을 진행한 후, 증착 혹은 인쇄 장비가 필요한 전계 발광층과 그 보조층을 형성하기 위하여 대형 기판을 증착 혹은 인쇄 공정을 진행하기 위한 크기로 절단하여 소형 기판을 마련한다. 계속해서 소형 기판상에 증착 혹은 인쇄 공정에 의해 전계 발광층과 그 보조층을 형성한다.
상기와 같은 유기 전계 발광 표시 소자의 제조 방법은 증착 혹은 인쇄 장비의 챔버 크기에 따른 기판 크기의 제한을 극복하여 대형 기판에서 전공정을 진행할 수 있어 생산성을 향상시키고 제조 비용을 절감할 수 있다.
아울러 본 발명의 바람직한 실시예들은 예시의 목적을 위해 개시된 것이며, 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가등이 가능할 것이며, 이러한 수정 변경등은 이하의 특허 청구 범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다

Claims (16)

  1. 대형 기판상에 제 1 전극층을 형성하는 단계;
    상기 대형 기판을 분할하여 복수의 소형 기판을 마련하는 단계;
    상기 소형 기판의 상기 제 1 전극층상에 유기 전계 발광층을 형성하는 단계;
    상기 유기 전계 발광층상에 제 2 전극층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 표시 소자의 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 대형 기판을 분할하기 전에,
    상기 대형 기판상에 제 1 전극층으로 ITO층을 형성하는 단계;
    상기 ITO층을 노출시키는 복수의 개구를 가지는 절연막을 형성하는 단계;
    상기 ITO층과 직교하는 상기 절연막상에 복수의 격벽을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 표시 소자의 제조 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 대형 기판의 크기는 740mm X 940mm이고, 상기 대형 기판을 절단한 소형 기판의 크기는 370mm X 470mm인 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 표시 소자의 제조 방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 대형 기판은 레이져(laser), 초음파, 그리고 다이아몬드 중 하나를 선택하여 절단하는 것을 특징으로 하는 것을 유기 전계 발광 표시소자의 제조 방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 대형 기판을 절단한 후 세정 공정을 실시하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 표시 소자의 제조 방법.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 전극층은 양극층으로 사용하고, 상기 제 2 전극층은 음극층으로 사용하거나, 또는 상기 제 1 전극층을 음극층으로 사용하고, 상기 제 2 전극층은 양극층으로 사용하는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 표시 소자의 제조 방법.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 전극층 위에 또는 상기 제 1 전극층 아래에 보조 전극층을 형성하는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 표시 소자의 제조 방법.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 유기 전계 발광층은 정공 주입층, 정공 수송층, 전계 발광층, 전자 수송층, 그리고 전자 주입층을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 표시 소자의 제조 방법.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 전극층 위에 인켑슐레이션이나 보호층을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 표시 소자의 제조 방법.
  10. 대형 기판상에 복수의 트랜지스터와 한 개 이상의 캐패시터로 구성되고 제 1 전극층을 가지는 구동부를 형성하는 단계;
    상기 대형 기판을 분할하여 복수의 소형 기판을 마련하는 단계;
    상기 소형 기판의 상기 구동부의 상기 제 1 전극층상에 유기 전계 발광층을 형성하는 단계;
    상기 유기 전계 발광층상에 제 2 전극층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 표시 소자의 제조 방법.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 대형 기판을 절단하기 위한 절단 영역을 확보하며, 상기 절단 영역은 50 μm ∼ 1 mm 폭을 가지는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 표시 소자의 제조 방법.
  12. 제 10 항에 있어서, 상기 대형 기판상에 형성되는 상기 구동부는 드라이빙 트랜지스터, 스위칭 트랜지스터, 그리고 캐패시터로 구성되는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 표시 소자의 제조 방법.
  13. 제 8 항에 있어서, 상기 구동부를 형성하는 단계는
    상기 대형 기판상에 절연막과 상기 절연막상에 활성층을 형성하는 단계;
    상기 절연막 및 상기 활성층상에 게이트 절연막을 형성하는 단계;
    상기 활성층과 대응되는 상기 게이트 절연막상에 게이트 전극을 형성하는 단계;
    상기 활성층에 소오스 및 드레인을 형성하는 단계;
    상기 게이트 절연막 및 상기 게이트 전극을 포함하는 상기 대형 기판상에 제 2 절연막을 형성하는 단계;
    상기 소오스 및 상기 드레인에 대응하는 상기 제 2 절연막과 상기 게이트 절연막을 선택적으로 식각하여 콘택 홀(Contact Hole)을 형성하는 단계;
    상기 드라이빙 트랜지스터의 소오스에 대응하는 콘택 홀에 버스전극과 드레인에 대응하는 콘택 홀에 제 1 전극층을 형성하는 단계;
    상기 스위칭 트랜지스터 소오스의 버스 전극상에 시그널 라인과 상기 드라이빙 트랜지스터의 상기 게이트 전극 및 상기 스위칭 트랜지스터의 상기 드레인에 상기 캐패시터와 연결되는 저장 전극을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 표시 소자의 제조 방법.
  14. 제 10 항에 있어서, 상기 제 1 전극층은 양극층으로 사용하고, 상기 제 2 전극층은 음극층으로 사용하거나, 또는 상기 제 1 전극층을 음극층으로 사용하고, 상기 제 2 전극층은 양극층으로 사용하는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 표시 소자의 제조 방법.
  15. 제 10 항에 있어서, 상기 유기 전계 발광층은 정공 주입층, 정공 수송층, 전계 발광층, 전자 수송층, 그리고 전자 주입층을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기전계 발광 표시 소자의 제조 방법.
  16. 제 10 항에 있어서, 상기 제 2 전극층 위에 인켑슐레이션이나 보호층을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 표시 소자의 제조 방법.
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