KR20050122455A - 접착형 oled 제작 방법 - Google Patents

접착형 oled 제작 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 충격 또는 구동에 의한 발열에 물리적인 접촉이 강화된 접착형 OLED를 제작하기 위한 것으로서, 접착형 OLED는 화소 스위치 소자, 화소 구동용 소자 등이 형성되어 있는 하판과, 유기물이 적층되어 있는 상판으로 구성되어, 상기 상판, 하판을 서로 접착시켜 전기적으로 도통하게 하는 접착형 OLED 제작 방법에 있어서, 상기 전기적으로 도통되게 서로 접착되는 상판 및 하판의 접촉면 중 적어도 하나 이상에 융착용 금속박막을 형성하는 단계와, 상기 형성된 융착용 금속박막을 통해 상판과 하판을 접촉시켜 서로 전기적으로 도통시키는 단계와, 소정 시간동안 접촉된 두 기판을 50~250℃로 가열하여 상기 융착용 금속박막을 융착시키는 단계를 포함하여 이루어지는데 있다.

Description

접착형 OLED 제작 방법{method for fabrication OLED of adhesion type}
본 발명은 접착형 액티브 매트릭스형 유기 EL 디스플레이에 관한 것으로, 특히 저온에서 융착이 가능한 금속전극을 접촉지점에 도입 제작하여 열응력에 의한 결점(defect)을 최소화하는 OLED 제작방법에 관한 것이다.
일반적으로 접착형 유기 EL 디스플레이(AM OLED)는 화소 스위칭 소자, 화소 구동용 소자 등이 형성되어 있는 하판과 유기물이 적층되어 있는 상판으로 구성되어 있고, 이 상판 및 하판을 서로 접착시켜 전기적으로 도통하게 하여 디스플레이를 구현하고 있다.
이때, 능동 구동형 접착형의 유기 EL 디스플레이(AM OLED)의 하판은 크게 각 화소 부분을 스위칭해주는 스위칭용 박막 트랜지스터와 구동용 박막트랜지스터, 저장 커패시터 및 화소전극으로 구성되어 있다.
도 1(a) 내지 도 1(e)은 종래 기술에 따른 접착형 OLED 제작 방법을 나타낸 도면으로, 도 1(c)에서 화소 부분의 평면도를 나타낸 것으로, 단면 A-A'를 기준으로 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1(a)은 종래의 접착형 OLED 제작에 있어서 구동용 박막트랜지스터가 내장되어 있는 하판 제작 과정을 설명한 도면이다.
도 1(a)과 같이, 유리와 같은 투명기판(10)위에 박막트랜지스터의 활성층으로 사용할 실리콘과 같은 반도체 물질(20)을 형성하고 패터닝한다. 그 위에 게이트 절연막(40)을 형성한 다음, 게이트 전극(50)을 증착한 후 패터닝한다. 그리고 상기 반도체층(20)의 일부분에 P와 같은 불순물을 주입하고 열처리하여 박막트랜지스터와 소스-드레인 영역(30)을 형성하여 N-MOS를 형성한다.
이어 상기 게이트 전극(50)위에 층간 절연막(60)을 증착하고, 트랜지스터의 소스-드레인 영역(30) 위의 게이트 절연막(40), 층간 절연막(60)의 일부분을 에칭하여 콘택홀을 형성한 다음 금속(metal)을 증착하고 패터닝하여 금속전극(70)과 화소전극(70')을 형성함으로써, 하판 제작을 완료한다.
다음으로 도 1(b)을 참조하여 상판 제작을 설명하면 다음과 같다.
도 1(b)은 종래의 접착형 OLED 제작에 있어서 상판의 제작 과정을 설명한 도면이다.
도 1(b)과 같이, 유리와 같은 투명 기판(80)위에 ITO, IZO와 같은 일함수가 높고, 투명한 전도성 물질을 에노드 전극(90)으로 형성한다. 그리고 상기 에노드 전극(90)위의 일부분에 폴리이미드(polyimide)와 같은 절연성 물질을 사용하여 절연막(100)을 형성한 후 상기 절연막(100) 위에 격벽(110)을 형성한다.
그 다음으로 또 다른 절연 물질을 사용하여 섬 형상의 스페이서(spacer)(120)를 화소 영역 내부에 형성한 후, 상기 에노드 전극(90) 위에 정공주입층(130), 정공전달층(140), 발광층(150), 전자전달층(160), 전자주입층(170) 등의 유기물을 차례로 증착한다.
이어 상기 캐소드 전극(180)으로 알루미늄과 같은 일함수가 낮은 전도성 물질을 증착하여 상판 제작을 완료한다.
이와 같이 상판 및 하판의 제작이 완료되면, 도 1(d)과 같이 상기 제작한 두 디스플레이를 서로 붙여서 합착한다.
도 1(d)은 제작된 상판 및 하판의 합착을 통해 접착형 OLED 제작 방법을 타나낸 도면이다.
도 1(d)과 같이, 상판 및 하판의 합착시에 스페이서(120)위에 형성된 캐소드(180)가 상기 하판에 형성한 화소전극(70')과 접촉되게 하고, 이것을 통해 서로 전기적으로 도통되도록 형성한다.
이때, 상판, 하판을 합착하는 방법은 도 1(e)과 같이, 내부를 진공으로 만든 다음 봉합제(sealant)(190)를 사용하여 실링(sealing)하게 된다.
이와 같이 상판 및 하판을 진공 합착하여 물리적인 접촉을 유지할 경우, 모든 픽셀에 동일한 접촉 강도를 갖도록 균일성(uniformity)을 확보하는 것이 매우 중요해진다.
그러나, 한 개의 디스플레이 모듈만 하더라도 2"에서 개의 서브 픽셀을 갖는 것이 보통이므로 모든 픽셀이 지속적으로 일정한 접촉 강도에 따른 전류 특성이 유지되기 어려워질 수 있다.
따라서, 충격 또는 구동에 의한 발열이 심할 경우 물리적인 접촉 강도가 낮은 서브 픽셀의 경우, 접촉이 떨어져 데드 픽셀(dead pixel)이 생기는 문제점을 갖게 된다.
따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 충격 또는 구동에 의한 발열에 물리적인 접촉이 강화된 접착형 OLED를 제작하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 접촉하는 두 전극부위에 열융착 또는 초음파 융착이 가능한 낮은 녹는점을 갖는 금속 박막을 도입하여 합착 후 융착시켜서 열응력에 의한 화소의 결점(defect) 발생을 최소화하는 OLED를 제작하는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 접착형 OLED 제작 방법의 특징은 접착형 OLED는 화소 스위치 소자, 화소 구동용 소자 등이 형성되어 있는 하판과, 유기물이 적층되어 있는 상판으로 구성되어, 상기 상판, 하판을 서로 접착시켜 전기적으로 도통하게 하는 접착형 OLED 제작 방법에 있어서, 상기 전기적으로 도통되게 서로 접착되는 상판 및 하판의 접촉면 중 적어도 하나 이상에 융착용 금속박막을 형성하는 단계와, 상기 형성된 융착용 금속박막을 통해 상판과 하판을 접촉시켜 서로 전기적으로 도통시키는 단계와, 소정 시간동안 접촉된 두 기판을 50~250℃로 가열하여 상기 융착용 금속박막을 융착시키는 단계를 포함하여 이루어지는데 있다.
이때, 상기 융착용 금속 박막은 250℃이하의 녹는점을 갖는 금속으로, In, Sn인 것이 바람직하다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 접착형 OLED 제작 방법의 다른 특징은 투명기판 위에 구동용 박막트랜지스터가 내장되고 전면에 절연막이 증착된 하판을 제작하는 단계와, 상기 절연막 위에 제 1 융착 금속박막을 형성하는 단계와, 화소 영역내부에 섬 형상의 스페이서(spacer)를 형성하고, 전면에 정공주입층, 정공전달층, 발광층, 전자전달층, 전자주입층의 유기물을 차례로 증착하여 상판을 제작하는 단계와, 상기 전자주입층 위에 제 2 융착 금속박막을 형성하는 단계와, 상기 하판 및 상판을 합착하여, 전자주입층 위에 형성된 제 2 융착용 금속박막이 상기 하판에 형성한 제 1 융착용 금속박막과 접촉되게 하여 서로 전기적으로 도통시키는 단계를 포함하여 이루어지는데 있다.
이때, 상기 절연막과 제 1 융착 금속박막 사이에 금속전극 및 화소전극 중 어느 하나를 형성하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 전자주입층과 제 2 융착 금속박막 사이에 캐소드 전극을 형성하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.
이때, 상기 전기적으로 도통시키는 단계는 상판 및 하판의 합착시 내부의 진공 상태에서 봉합제(sealant)를 사용하여 실링하는 단계와, 가열판이나 기타 제어된 가열방법을 이용하여 일정한 시간동안 합착된 두 기판을 50~250℃ 정도로 가열하여 제 1, 2 융착용 금속박막을 융착하는 단계를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.
또한, 상기 전기적으로 도통시키는 단계는 상판 및 하판의 합착시 내부의 진공 상태에서 봉합제(sealant)를 사용하여 실링하는 단계와, 상판 및 하판 양단에 초음파를 가해 제 1, 2 융착용 금속박막의 접촉부위에 국부적인 마찰열을 발생시켜 융착하는 단계를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 목적, 특성 및 이점들은 첨부한 도면을 참조한 실시예들의 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.
본 발명에 따른 접착형 OLED 제작 방법의 바람직한 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 이때, 상기 종래 기술에 따른 도면에서 사용된 명칭이 본 발명의 설명과 동일한 경우 동일한 첨부 번호를 사용한다.
본 발명에 따른 접착형 OLED는 화소 스위치 소자, 화소 구동용 소자 등이 형성되어 있는 하판과, 유기물이 적층되어 있는 상판으로 구성되어 있고, 이 상판, 하판을 서로 접착시켜 전기적으로 도통하게 하여 디스플레이를 구현하고 있다.
이때, 능동 구동형 접착형의 유기 EL 디스플레이(AM OLED)의 하판은 크게 각 화소 부분을 스위칭해주는 스위칭용 박막트랜지스터와 구동용 박막 트랜지스터, 저장 커패시터 및 화소전극으로 구성되어 있다.
도 2(a) 내지 2(f)는 본 발명에 따른 접착형 OLED 제작 방법을 나타낸 도면이다.
도 2(a)와 같이, 먼저 유리와 같은 투명기판(10)위에 박막트랜지스터의 활성층으로 사용할 실리콘과 같은 반도체 물질(20)을 형성하고 패터닝한다. 그 위에 게이트 절연막(40)을 형성한 다음 게이트 전극(50)을 증착한 후 반도체 물질(20) 위에만 형성되도록 패터닝한다. 그리고 상기 반도체 물질(20)의 일부분에 박막트랜지스터의 소스-드레인 영역(30)을 각각 형성한다.
상기 게이트 전극(50)위에 층간 절연막(60)을 증착하고, 상기 박막트랜지스터의 소스-드레인 영역(30) 위에 게이트 절연막(40), 층간 절연막(60)의 일부분을 에칭하여 콘택혹을 형성한 다음 금속을 증착하고 패터닝하여 금속전극(70)과 화소전극(70')을 형성한 후 융착을 위한 금속박막(200')을 추가함으로써 하판 제작을 완료한다.
이때, 사용될 수 있는 금속 종류는 250℃이하의 녹는점을 갖는 금속을 사용하며, 그 실예로는 In, Sn 등이 가능하다.
다음으로 능동 구동형 접착형의 유기 EL 디스플레이(AM OLED)의 상판은 먼저 유리와 같은 투명 기판(80)위에 섬모양으로 절연물질을 사용하여 스페이서(120)를 형성한다. 그 다음으로 ITO, IZO와 같은 일함수가 높고, 투명한 전도성 물질을 에노드 전극(90)으로 형성한 후 패터닝한다.
이어 상기 에노드 전극(90) 가장자리와 상기 형성한 스페이서(120) 주변 일부분에 폴리이미드와 같은 절연성 물질을 사용하여 절연막(100)을 형성한다.
그리고 상기 에노드 전극(90) 위에 정공주입층(130), 정공전달층(140), 발광층(150), 전자전달층(160), 전자주입층(170)등의 유기물을 차례로 증착한다.
그 다음 공정으로 커패시터 전극(180)으로 알루미늄과 같은 일함수가 낮은 전도성 물질을 증착한 후 융착을 위한 금속박막(200)을 추가함으로써 상판 제작을 완료한다.
이때 사용될 수 있는 금속 종류로는 250℃이하의 녹는점을 갖는 금속을 사용하며, 그 일 예로는 In, Sn 등이 사용 가능하다.
이때 섀도우 마스크를 사용하여 상기 형성한 스페이서(120)위에 형성된 융착용 금속 박막(200) 위에는 다른 물질이 증착되지 않도록 한다.
즉, 스페이서(120) 위에 형성된 금속 박막(200)이 노출되어 있도록 하여, 이 부분이 하판에 형성된 융착용 금속 박막(200')과 전기적인 접촉이 이루어질 수 있도록 한다.
이와 같이 상, 하판의 제작이 완료되면, 도 2(b)와 같이 제작된 두 디스플레이를 서로 붙여서 합착하여, 스페이서(120)위에 형성된 상판용 융착용 금속 박막(200)이 상기 하판에 형성한 하판용 금속 박막(200')과 접촉되게 하고, 이것을 통해 서로 전기적으로 도통하도록 한다.
이렇게 상판, 하판을 합착하는 방법은 내부를 진공으로 만든 다음 봉합제(sealant)(190)를 사용하여 실링하면 된다.
그 후 도 2(c)와 같이, 가열판(210)이나 기타 제어된 가열방법을 이용하여 일정한 시간동안 합착된 두 기판을 50~250℃ 정도로 가열하여 상판 및 하판용 융착용 금속박막(200)(200')이 융착되도록 한다(200").
이때, 또 다른 방법으로는 상판 및 하판의 합착시 내부의 진공 상태에서 봉합제(sealant)를 사용하여 실링한 후, 상판 및 하판 양단에 초음파를 가해 상판 및 하판용 융착용 금속박막(200)(200')의 접촉부위에 국부적인 마찰열을 발생시켜 융착되도록 한다(200").
다른 실시예로 도 2(d)와 같이 상판 융착용 금속전극(200)과 하판의 화소전극(70')이 접착력이 좋아 열 또는 초음파 융착시 일체화될 수 있는 경우 상판만 융착용 금속전극(200)을 형성한 후, 가열판(210)이나 기타 제어된 가열방법을 이용하여 일정한 시간동안 합착된 두 기판을 50~250℃ 정도로 가열하여 상판용 융착용 금속박막(200)이 융착되도록 한다.
또 다른 실시예로 도 2(e)와 같이 하판 융착용 금속전극(200')과 상판의 캐소드 전극(180)간 접착력이 좋아 열 또는 초음파 융착시 일체화될 수 있는 경우 하판만 융착용 금속전극(200')을 형성한 후, 가열판(210)이나 기타 제어된 가열방법을 이용하여 일정한 시간동안 합착된 두 기판을 50~250℃ 정도로 가열하여 상판용 융착용 금속박막(200')이 융착되도록 한다.
도 2(f)는 상판 융착용 금속전극(200) 및/또는 하판 융착용 금속전극(200')이 각각 상판의 캐소드 전극(180), 하판의 금속전극 및 화소전극(70)(70')과 전기 발광적인 특성이 유사할 경우 상판의 캐소드 전극(180) 및/또는 하판의 금속전극 및 화소전극(70)(70')층 중 적어도 하나 이상을 제외한 경우를 또 다른 실시예로 나타내고 있다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명의 기술적 범위는 실시예에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의하여 정해져야 한다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 접착형 OLED 제작방법은 상판, 하판을 진공 합착하여 물리적인 접촉을 유지할 경우, 모든 픽셀에 동일한 접촉 강도를 갖도록 균일성(uniformity)을 확보하는 것이 현실적으로 어려움이 많으나, 본 발명과 같이 제작할 경우, 진공에 의한 합착력 외에 열융착으로 접촉부위기 연성이 있는 금속의 형태로 일체화되어 있어서 합착을 유지하려는 성질을 보강해줄 수 있다. 결국, 충격 또는 구동에 의한 발열이 심할 경우라도 접촉이 떨어지거나 불완전하여 데드 픽셀(dead pixel)이 생기는 경우를 최소화할 수 있다.
도 1(a) 내지 도 1(e)은 종래 기술에 따른 접착형 OLED 제작 방법을 나타낸 도면
도 2(a) 내지 2(f)는 본 발명에 따른 접착형 OLED 제작 방법을 나타낸 도면
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10, 80 : 투명기판 20 : 반도체 물질
30 : 소스-드레인 영역 40 : 게이트 절연막
50 : 게이트 전극 60 : 층간 절연막
70 : 금속전극 70' : 화소전극
90 : 에노드 전극 100 : 절연막
110 : 격벽 120 : 스페이서
130 : 정공주입층 140 : 정공전달층
150 : 발광층 160 : 전자전달층
170 : 전자주입층 180 : 캐소드 전극
190 : 봉합제(sealant) 200, 200' : 융착용 금속박막
210 : 가열판

Claims (9)

  1. 접착형 OLED는 화소 스위치 소자, 화소 구동용 소자 등이 형성되어 있는 하판과, 유기물이 적층되어 있는 상판으로 구성되어, 상기 상판, 하판을 서로 접착시켜 전기적으로 도통하게 하는 접착형 OLED 제작 방법에 있어서,
    상기 전기적으로 도통되게 서로 접착되는 상판 및 하판의 접촉면 중 적어도 하나 이상에 융착용 금속박막을 형성하는 단계와,
    상기 형성된 융착용 금속박막을 통해 상판과 하판을 접촉시켜 서로 전기적으로 도통시키는 단계와,
    소정 시간동안 접촉된 두 기판을 50~250℃로 가열하여 상기 융착용 금속박막을 융착시키는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 접착형 OLED 제작 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 융착용 금속 박막은 250℃이하의 녹는점을 갖는 금속인 것을 특징으로 하는 접착형 OLED 제작 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 융착용 금속 박막은 In, Sn인 것을 특징으로 하는 접착형 OLED 제작 방법.
  4. 투명기판 위에 구동용 박막트랜지스터가 내장되고 전면에 절연막이 증착된 하판을 제작하는 단계와,
    상기 절연막 위에 제 1 융착 금속박막을 형성하는 단계와,
    화소 영역내부에 섬 형상의 스페이서(spacer)를 형성하고, 전면에 정공주입층, 정공전달층, 발광층, 전자전달층, 전자주입층의 유기물을 차례로 증착하여 상판을 제작하는 단계와,
    상기 전자주입층 위에 제 2 융착 금속박막을 형성하는 단계와,
    상기 하판 및 상판을 합착하여, 전자주입층 위에 형성된 제 2 융착용 금속박막이 상기 하판에 형성한 제 1 융착용 금속박막과 접촉되게 하여 서로 전기적으로 도통시키는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 접착형 OLED 제작 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 절연막과 제 1 융착 금속박막 사이에 금속전극 및 화소전극 중 어느 하나를 형성하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 접착형 OLED 제작 방법.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 전자주입층과 제 2 융착 금속박막 사이에 캐소드 전극을 형성하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 접착형 OLED 제작 방법.
  7. 제 4 항에 있어서, 상기 전기적으로 도통시키는 단계는
    상판 및 하판의 합착시 내부의 진공 상태에서 봉합제(sealant)를 사용하여 실링하는 단계와,
    가열판이나 기타 제어된 가열방법을 이용하여 일정한 시간동안 합착된 두 기판을 50~250℃ 정도로 가열하여 제 1, 2 융착용 금속박막을 융착하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 접착형 OLED 제작 방법.
  8. 제 4 항에 있어서, 상기 전기적으로 도통시키는 단계는
    상판 및 하판의 합착시 내부의 진공 상태에서 봉합제(sealant)를 사용하여 실링하는 단계와,
    상판 및 하판 양단에 초음파를 가해 제 1, 2 융착용 금속박막의 접촉부위에 국부적인 마찰열을 발생시켜 융착하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 접착형 OLED 제작 방법.
  9. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1, 2 융착용 금속박막은 250℃이하의 녹는점을 갖는 금속인 것을 특징으로 하는 접착형 OLED 제작 방법.
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