KR20060068677A - 유기 전계발광표시소자의 제조장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 공정을 단순화할 수 있는 유기 전계발광표시소자의 제조장치 및 방법에 관한 것이다.
본 발명의 유기 전계발광표시소자의 제조장치는 기판 상에 정렬되며 상기 기판과 대향하는 면에 컬러수지가 부착된 베이스 필름과; 상기 베이스 필름을 사이에 두고 상기 기판과 반대방향에 위치하여 상기 베이스 필름에 레이저를 조사하여 상기 컬러수지를 상기 기판 상에 전사시키는 레이저 장치를 구비하는 것을 특징으로 한다.

Description

유기 전계발광표시소자의 제조장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR FABRICATING ORGANIC ELECTRO LUMINESCENCE DISPLAY DEVICE}
도 1은 종래의 컬러필터를 구비하는 유기 전계발광표시소자를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1의 선Ⅰ-Ⅰ'을 절단하여 도시한 하나의 EL셀을 나타내는 단면도이다.
도 3a 내지 도 3c는 종래의 컬러필터의 제조방법을 단계적으로 나타내는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 유기 전계발광표시소자의 제조장치를 나타내는 도면이다.
도 5는 도 4에 제조장치를 이용하여 기판 상에 컬러수지가 전사됨으로 나타내는 도면이다.
도 6a 내지 도 6e는 본 발명의 실시예에 따른 유기 전계발광표시소자의 제조방법을 단계적으로 나타내는 도면이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
2,102 : 기판 4,104 : 제1 전극
10,110 : 유기발광층 12,112 : 제2 전극
6,106 : 절연막 14, 114 : 컬러필터
120 : 레이저 장치 132 : 베이스 필름
140 : 컬러 수지 134 : 이형지
본 발명은 유기 전계발광표시소자에 관한 것으로, 특히, 공정을 단순화할 수 있는 유기 전계발광표시소자의 제조 장치 및 방법에 관한 것이다.
최근, 음극선관(Cathode Ray Tube)의 단점인 무게와 부피를 줄일 수 있는 각종 평판 표시장치들이 개발되고 있다. 이러한 평판표시장치로는 액정표시장치(Liquid Crystal Display), 전계 방출 표시장치(Field Emission Display), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel) 및 전계발광표시소자(Electro Luminescence Display Device : 이하 "EL표시소자"라 함) 등이 있다. 특히 EL표시소자는 기본적으로 정공수송층, 발광층, 전자수송층으로 이루어진 유기 발광층의 양면에 전극을 붙인 형태의 것으로서, 넓은 시야각, 고개구율, 고색도 등의 특징 때문에 차세대 평판표시장치로서 주목받고 있다.
이러한 EL표시소자는 사용하는 재료에 따라 크게 무기 EL표시소자와 유기 EL 표시소자로 나뉘어진다. 이 중 유기 EL표시소자는 정공 주입 전극과 전자 주입 전극 사이에 형성된 유기 EL 층에 전하를 주입하면 전자와 정공이 쌍을 이룬 후 소멸하면서 빛을 내기 때문에 무기 EL표시소자에 비해 낮은 전압으로 구동 가능하다는 장점이 있다. 또한, 유기 EL표시소자는 플라스틱같이 휠 수 있는(Flexible) 투명기판 위에도 소자를 형성할 수 있을 뿐 아니라, PDP나 무기 EL표시소자에 비해 10V 이하의 낮은 전압에서 구동이 가능하고, 전력 소모가 비교적 작으며, 색감이 뛰어나다.
도 1은 종래의 컬러필터를 구비하는 유기 EL표시소자를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 선Ⅰ-Ⅰ'을 절단하여 도시한 하나의 유기전계발광셀(이하 "EL셀" 이라 함)을 나타내는 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 유기 EL표시소자는 유기발광층(10)을 사이에 두고 서로 교차되게 형성된 제1 전극(또는 애노드전극)(4)과 제2 전극(또는 캐소드전극)(12), 애노드 전극(4)과 기판(102) 사이에 형성되는 컬러필터(14)를 구비한다.
애노드전극(4)은 컬러필터(14) 상에 위치하며 소정간격으로 이격되어 다수개 형성된다. 이러한 애노드전극(4)이 형성된 기판(2) 상에는 EL셀(EL) 영역마다 개구부를 갖는 절연막(6)이 형성된다. 절연막(106)이 형성된 기판(102) 상에 유기발광층(10)이 형성된다. 유기발광층(10)은 도 2에 도시된 바와 같이 전자주입층(10a), 전자수송층(10b), 발광층(10c), 정공수송층(10d), 정공주입층(10e)을 포함한다. 여기서, 발광층(10c)은 백색(white)를 구현하는 발광물질이 이용된다.
컬러필터(14)는 기판(2) 상에 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 별로 형성되어 R, G, B 색상을 구현한다.
이러한, 유기EL표시소자는 애노드 전극(4)과 캐소드 전극(12) 사이에 전압이 인가되면, 캐소드 전극(12)으로부터 발생된 전자는 전자 주입층(10a) 및 전자 수송층(10b)을 통해 발광층(10c) 쪽으로 이동된다. 또한, 애노드 전극(4)으로 부터 발생된 정공은 정공 주입층(10e) 및 정공 수송층(10d)을 통해 백색 발광층(10c) 쪽으로 이동한다. 이에 따라, 발광층(10c)에서는 전자수송층(10b)과 정공수송층(10d)으로부터 공급되어진 전자와 전공의 재결합으로 엑시톤(EXITON)이 형성되고, 이러한 엑시톤은 다시 기저상태로 여기되면서 일정한 에너지의 빛을 애노드 전극(4) 및 R,G,B 컬러필터(114)를 통하여 외부로 방출됨으로써 화상이 표시되게 된다.
도 3a 내지 도 3c는 도 1에 도시된 컬러필터의 제조방법을 단계적으로 설명하기 위한 도면이다.
기판(2) 상에 적색수지가 증착된 후 노광공정 및 현상공정을 포함하는 포토리쏘그래피 공정 등에 의해 적색수지(R)가 패터닝됨으로써 도 3a에 도시된 바와 같이 적색 컬러필터(R)가 형성된다.
적색 컬러필터(R)가 형성된 기판(2) 상에 녹색수지가 증착된 후 노광공정 및 현상공정을 포함하는 포토리쏘그래피 공정 등에 의해 녹색수지가 패터닝됨으로써 도 3b에 도시된 바와 같이 녹색 컬러필터(G)가 형성된다. 녹색 컬러필터(G)가 형성된 기판(2) 상에 청색수지가 증착된 후 노광공정 및 현상공정을 포함하는 포토리쏘그래피 공정 등에 의해 청색수지가 패터닝됨으로써 도 3c에 도시된 바와 같이 청색 컬러필터(3B)가 형성된다. 이에 따라, 적색, 녹색 및 청색을 구현하는 컬러필터(14)가 형성된다.
그러나, 이와 같이 종래의 컬러필터(14)를 형성하기 위해서는 적어도 3번의 포토공정이 필요하게 된다. 특히, 각 포토공정에는 각각 포토마스크가 필요하며 노광공정 및 현상공정을 포함하는 다수의 공정이 실시됨으로써 제조공정이 복잡해지고 비용이 증가되는 문제가 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 공정을 단순화할 수 있는 유기 전계발광표시소자의 제조 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 유기 전계발광표시소자의 제조장치는 기판 상에 정렬되며 상기 기판과 대향하는 면에 컬러수지가 부착된 베이스 필름과; 상기 베이스 필름을 사이에 두고 상기 기판과 반대방향에 위치하여 상기 베이스 필름에 레이저를 조사하여 상기 컬러수지를 상기 기판 상에 전사시키는 레이저 장치를 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 컬러수지는 적색, 녹색 및 청색 중 어느 하나의 색상을 구현하는 것을 특징으로 한다.
상기 컬러수지와 상기 베이스 필름 사이에 위치하여 상기 컬러수지를 보호하 는 이형지를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 베이스 필름과 상기 레이저 장치 사이에 위치하여 상기 레이저의 조사 경로를 가이드 하는 마스크를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 유기 전계발광표시소자의 제조방법은 기판 상에 상기 기판과 대향하는 면에 컬러수지가 부착된 베이스 필름을 정렬시키는 단계와; 상기 베이스 필름을 사이에 두고 상기 기판과 반대방향에 레이저 장치를 정렬시키는 단계와; 상기 베이스 필름에 레이저를 조사하여 상기 컬러수지를 상기 기판 상에 전사시켜 컬러필터를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 컬러필터를 형성하는 단계는 적색, 청색 및 녹색 컬러수지를 순차적으로 상기 기판 상에 전사시켜 적색, 청색 및 녹색 컬러필터를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 컬러필터를 형성하는 단계는 상기 베이스 필름과 상기 레이저 장치 사이에 위치하는 마스크를 이용하여 상기 레이저의 조사 경로를 가이드하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 컬러필터 상에 제1 전극을 형성하는 단계와; 상기 컬러필터 및 제1 전극이 형성된 기판 상에 상기 제1 전극을 부분적으로 노출시키는 절연막을 형성하는 단계와; 상기 절연막이 형성된 기판 상에 백색을 구현하는 발광층을 포함하는 유기층을 형성하는 단계와; 상기 유기층 상에 제2 전극을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부도면을 참조한 실시 예들에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.
이하, 도 4 내지 도 6e를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 유기 EL표시소자의 제조장치를 나타내는 도면이다.
도 4에 도시된 유기 EL표시소자의 제조장치는 기판(102) 상에 정렬되며 컬러수지(140)가 부착된 베이스 필름(132)과, 베이스 필름(132)을 사이에 두고 기판(102)의 반대방향에 위치하는 레이저 장치(120)를 구비한다.
베이스 필름(132)에 부착된 컬러수지(140)는 적색, 청색 및 녹색 중 어느 하나의 색상을 구현하며, 기판(102) 상에 전사됨으로써 컬러필터가 된다. 베이스 필름(132)과 컬러수지(140) 사이에는 컬러수지(140)를 보호함과 아울러 베이스 필름(132)에서 컬러수지(140)가 용이하게 분리될 수 있도록 하는 이형지(134)가 더 구비된다.
레이저 장치(120)는 베이스 필름(132) 상에 정렬되어 베이스 필름(132)에 레이저(126)를 조사한다. 레이저(126)는 소정의 열을 수반함으로써 레이저(126)가 조사된 영역에 대응되는 컬러수지(140)를 기판(102) 상에 전사시키는 역할을 한다.
레이저 장치(120)와 베이스필름(132) 사이에는 레이저(126)의 조사경로에 대응되는 홀(124)을 가지는 마스크(122)가 위치하게 된다. 마스크(122)는 레이저 장치(120)의 일측에 고정될 수 도 있고 별도의 구동수단에 의해 이동할 수 도 있다. 이러한, 마스크(122)는 레이저(126)를 자신의 홀(124) 내로 통과시켜 레이저(126) 의 조사 경로를 가이드 하는 역할을 하게 된다.
이와 같은 유기 EL표시소자의 제조장치의 동작과정을 도 5를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 5를 참조하면, 유기 EL표시소자의 박막 들이 형성될 기판(102)이 마련된 후 기판(102)과 대향하는 면에 컬러수지(140)가 부착된 베이스 필름(132)이 정렬된다. 이후, 베이스 필름(132)을 사이에 두고 기판(102)과 반대방향에 레이저 장치(126)가 정렬된 후 베이스 필름(132)에 레이저(126)가 조사된다. 이 때, 레이저(126)는 레이저 장치(120)와 베이스 필름(132) 사이에 위치하는 마스크(122)에 의해 가이드 된다. 즉, 레이저 장치(120)가 이동하면서 컬러수지가 전사될 영역에 대응되는 베이스 필름(132) 상에 레이저(126)를 스캐닝하는 경우 마스크(122) 또한 레이저 장치(120)를 따라 이동하게 되고, 레이저(126)는 마스크(122)에 마련된 홀(124)을 경유함으로써 원하는 특정 영역에 정확히 조사되게 되게 된다. 여기서, 레이저(126)에 의해 조사된 영역에 대응되는 컬러수지(140)에 소정의 열이 전달됨으로써 컬러수지(140)가 기판(102) 상에 전사되게 된다. 이후, 건조 공정이 실시됨으로써 기판(102) 상에 적색, 녹색 및 적색 중 어느 하나 예를 들어 적색 컬러필터가 형성된다. 이와 같은 전사방식을 이용하여 녹색 및 청색 컬러수지를 순차적으로 기판(102) 상에 전사시킴으로써 적색, 녹색 및 청색 컬러필터가 형성된다.
이와 같이 본 발명의 실시예에 따른 유기 EL표시패널의 제조장치는 기판(102) 상에 정렬되며 상기 기판(102)과 대향하는 면에 컬러수지(140)가 부착된 베이스 필름(132)과, 베이스 필름(132)을 사이에 두고 상기 기판(102)과 반대방향에 위치하는 레이저 장치(120)가 구비된다. 이러한, 제조장치를 이용하여 컬러수지(140)가 기판(102) 상에 전사됨으로써 컬러필터가 형성된다. 이에 따라, 종래의 포토공정에 비해 컬러필터 제조 공정이 단순화된다.
도 6a 내지 도 6e는 본 발명의 실시예에 따른 유기 EL표시소자의 제조방법을 단계적으로 설명하기 의한 도면이다.
먼저, 소다라임(Sodalime) 또는 경화유리를 이용하여 형성된 기판(102) 상에 도 4에 도시된 제조장치 즉, 그의 일면에 컬러수지(140)가 부착된 베이스 필름(132) 및 레이저 장치(126)를 이용하여 예를 들어, 적색 컬러수지(140)가 기판(102)상에 전사된다. 이후, 전사된 적색 컬러필터(140)가 건조 또는 소성됨으로써 적색 컬러필터가 형성된다. 이후, 녹색 컬러수지가 부착된 베이트 필름 및 청색 컬러수지가 부착된 베이스 필름을 마련한 후 동일한 전사 방식으로 녹색 및 청색 컬러수지 각각이 기판(102) 상에 전사되고 건조 또는 소성됨으로써 도 6a에 도시된 바와 같이 컬러필터(114)가 형성된다.
이후, 투명도전성물질이 증착된 후 포토리쏘그래피공정과 식각공정에 의해 패터닝됨으로써 도 6b에 도시된 바와 같이 컬러필터(114) 상에 제1 전극(또는 애노드전극)(104)이 형성된다. 여기서, 투명도전성물질로는 인듐-틴-옥사이드(Indium-Tin-Oxide) 또는 SnO2 등이 이용된다.
애노드전극(104)이 형성된 기판(102) 상에 감광성절연물질 예를 들어, 폴리이미드 등의 물질이 스핀코팅(Spin-Coating)법에 의해 코팅된 후 포토리쏘그래피공정 등에 의해 패터닝됨으로써 도 6c에 도시된 바와 같이 애노드 전극을 부분적으로 노출시켜 발광영역을 정의하는 절연막(106)이 형성된다.
절연막(106)이 형성된 기판(102) 상에 열증착, 진공증착 등의 방식에 의해 도 6d에 도시된 바와 같이 유기발광층(110)이 형성된다. 여기서, 유기발광층(110)은 정공주입층(110e), 정공수송층(110d), 백색을 구현하는 화이트 발광층(110c), 전자수송층(110b) 및 전자주입층(110a)이 순차적으로 증착됨으로서 완성된다.
이후, 유기발광층(110)이 형성된 기판(102) 상에 금속물질이 증착됨으로써 도 6e에 도시된 바와 같이 캐소드전극(112)이 형성된다. 한편, 캐소드 전극(112)이 형성되기 전에 캐소드전극(12)의 분리를 위한 격벽이 형성될 수 도 있고 별도의 패터닝공정에 의해 캐소드전극(112)을 형성하는 경우 격벽이 존재하지 않을 수 있다. 한편, 액티브형(박막 트랜지스터 어레이를 포함하는 모델) 유기 EL표시소자의 경우에는 캐소드 전극(112) 들이 일체화되게 형성될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 유기 EL표시소자의 제조장치 및 방법은 컬러수지가 부착된 베이스 필름과, 베이스 필름에 레이저가 조사되어 기판 상에 컬러수지가 전사됨으로써 컬러필터가 형성된다. 이에 따라, 종래의 노광공정 및 현상공정 등 다수의 공정을 포함하는 포토리쏘그래피 공정보다 단순한 전사공정에 의해 컬러필터가 형성됨으로써 제조공정이 단순화된다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명 의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.

Claims (8)

  1. 기판 상에 정렬되며 상기 기판과 대향하는 면에 컬러수지가 부착된 베이스 필름과;
    상기 베이스 필름을 사이에 두고 상기 기판과 반대방향에 위치하여 상기 베이스 필름에 레이저를 조사하여 상기 컬러수지를 상기 기판 상에 전사시키는 레이저 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 유기 전계발광표시소자의 제조장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 컬러수지는 적색, 녹색 및 청색 중 어느 하나의 색상을 구현하는 것을 특징으로 하는 유기 전계발광표시소자의 제조장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 컬러수지와 상기 베이스 필름 사이에 위치하여 상기 컬러수지를 보호하는 이형지를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 유기 전계발광표시소자의 제조장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 베이스 필름과 상기 레이저 장치 사이에 위치하여 상기 레이저의 조사 경로를 가이드 하는 마스크를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 유기 전계발광표시소자의 제조장치.
  5. 기판 상에 상기 기판과 대향하는 면에 컬러수지가 부착된 베이스 필름을 정렬시키는 단계와;
    상기 베이스 필름을 사이에 두고 상기 기판과 반대방향에 레이저 장치를 정렬시키는 단계와;
    상기 베이스 필름에 레이저를 조사하여 상기 컬러수지를 상기 기판 상에 전사시켜 컬러필터를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 전계발광표시소자의 제조방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 컬러필터를 형성하는 단계는
    적색, 청색 및 녹색 컬러수지를 순차적으로 상기 기판 상에 전사시켜 적색, 청색 및 녹색 컬러필터를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 전계발광표시소자의 제조방법.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 컬러필터를 형성하는 단계는
    상기 베이스 필름과 상기 레이저 장치 사이에 위치하는 마스크를 이용하여 상기 레이저의 조사 경로를 가이드하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 전계발광표시소자의 제조방법.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 컬러필터 상에 제1 전극을 형성하는 단계와;
    상기 컬러필터 및 제1 전극이 형성된 기판 상에 상기 제1 전극을 부분적으로 노출시키는 절연막을 형성하는 단계와;
    상기 절연막이 형성된 기판 상에 백색을 구현하는 발광층을 포함하는 유기층을 형성하는 단계와;
    상기 유기층 상에 제2 전극을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 전계발광표시소자의 제조방법.
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