KR20100123326A - 유기전계 발광소자 및 그 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 다수의 화소영역으로 구성된 표시영역이 정의되며, 상기 표시영역에 서로 교차하는 게이트 및 데이터 배선과 전원배선이 구비되며, 상기 각 화소영역에 상기 게이트 및 데이터 배선과 연결된 스위칭 박막트랜지스터와 상기 스위칭 박막트랜지스터와 연결된 구동 박막트랜지스터와 상기 구동 박막트랜지스터와 연결된 제 1 전극과 유기 발광층이 구비되며, 상기 표시영역 전면에 제 2 전극이 형성된 투명한 제 1 기판과; 상기 제 1 기판과 마주하며 상기 제 2 전극과 공간없이 밀착되는 제 1 두께의 점착층과 이와 접착된 제 2 두께의 메탈포일로 이루어진 제 2 기판을 포함하며 상기 메탈포일은 자석에 붙는 성질을 갖는 것이 특징인 유기전계 발광소자를 제공한다.

유기전계발광소자, 인캡슐레이션 기판, 전자석, 얼라인, 지지기판

Description

유기전계 발광소자 및 그 제조 방법{Organic electro-luminescence device and method of fabricating the same}

본 발명은 유기전계 발광소자에 관한 것으로, 특히 경량 박형의 유기전계 발광소자 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로, 유기전계 발광소자는 전자(electron)를 주입하는 음극(cathode)과 정공(hole)을 주입하는 양극(anode)으로부터 이들 두 전극 사이에 개재된 유기 발광층 내부로 각각 전자와 정공을 주입시켜, 주입된 전자(electron)와 정공(hole)이 결합한 엑시톤(exciton)이 여기상태로부터 기저상태로 떨어질 때 발광하는 것을 이용한 표시소자이다.

이러한 원리에 의해 유기전계 발광소자가 구동되므로 인해 종래의 박막 액정표시소자와는 달리 별도의 광원을 필요로 하지 않으므로 소자의 부피와 무게를 줄일 수 있는 장점이 있으므로 최근 평판표시소자로써 주목받고 있다.

이하, 이러한 구조를 갖는 유기전계 발광소자의 기본적인 구조 및 동작특성 에 대해서 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 일반적인 액티브 매트릭스형 유기전계 발광소자의 한 화소에 대한 회로도이다.

도시한 바와 같이 액티브 매트릭스형 유기전계발광 소자의 하나의 화소는 스위칭 박막트랜지스터(STr)와 구동 박막트랜지스터(DTr), 스토리지 캐패시터(StgC), 그리고 유기전계발광 다이오드(E)로 이루어진다.

즉, 제 1 방향으로 게이트 배선(GL)이 형성되어 있고, 이 제 1 방향과 교차되는 제 2 방향으로 형성되어 화소영역(P)을 정의하며 데이터 배선(DL)이 형성되어 있으며, 상기 데이터 배선(DL)과 이격하며 전원전압을 인가하기 위한 전원배선(PL)이 형성되어 있다.

또한, 상기 데이터 배선(DL)과 게이트 배선(GL)이 교차하는 부분에는 스위칭 박막트랜지스터(STr)가 형성되어 있으며, 상기 스위칭 박막트랜지스터(STr)와 전기적으로 연결된 구동 박막트랜지스터(DTr)가 형성되어 있다.

이때, 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)는 유기전계발광 다이오드(E)와 전기적으로 연결되고 있다. 즉 상기 유기전계 발광 다이오드(E)의 일측 단자인 제 1 전극은 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)의 드레인 전극과 연결되고, 타측 단자인 제 2 전극은 전원배선(PL)과 연결되고 있다. 이때, 상기 전원배선(PL)은 전원전압을 상기 유기전계 발광 다이오드(E)로 전달하게 된다.

또한, 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)의 게이트 전극과 소스 전극 사이에는 스토리지 커패시터(StgC)가 형성되고 있다.

따라서, 상기 게이트 배선(GL)을 통해 신호가 인가되면 스위칭 박막트랜지스터(STr)가 온(on) 되고, 상기 데이터 배선(DL)의 신호가 구동 박막트랜지스터(DTr)의 게이트 전극에 전달되어 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)가 온(on) 되므로 유기전계 발광 다이오드(E)를 통해 빛이 출력된다. 이때, 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)가 온(on) 상태가 되면, 전원배선(PL)으로부터 유기전계 발광 다이오드(E)에 흐르는 전류의 레벨이 정해지며 이로 인해 상기 유기전계 발광 다이오드(E)는 그레이 스케일(gray scale)을 구현할 수 있게 되며, 상기 스토리지 커패시터(StgC)는 스위칭 박막트랜지스터(STr)가 오프(off) 되었을 때, 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)의 게이트 전압을 일정하게 유지시키는 역할을 함으로써 상기 스위칭 박막트랜지스터(STr)가 오프(off) 상태가 되더라도 다음 프레임(frame)까지 상기 유기전계발광 다이오드(E)에 흐르는 전류의 레벨을 일정하게 유지할 수 있게 된다.

도 2는 종래의 유기전계 발광소자에 대한 개략적인 단면도이다.

도시한 바와 같이, 종래의 유기전계 발광소자(1)는 통상적으로 유리재질로 이루어진 제 1 기판(3)과, 상기 제 1 기판(3)과 마주하며 유리재질 또는 금속재질의 인캡슐레이션을 위한 제 2 기판(31)이 서로 대향되게 배치되어 합착된 상태를 유지하고 있다.

또한, 상기 제 1, 2 기판(3, 31)의 가장자리부는 씰패턴(40)에 의해 봉지되어 있으며, 제 1 기판(3)의 상부에는 각 화소영역 구동 박막트랜지스터(DTr)가 형성되어 있고, 상기 각각의 구동 박막트랜지스터(DTr)와 연결되어 제 1 전극(12)이 형성되어 있고, 상기 제 1 전극(12) 상부에는 적, 녹, 청색을 각각 발광하는 발광 물질 패턴(14a, 14b, 14c)을 포함하는 유기 발광층(14)이 형성되어 있고, 상기 유기 발광층(14) 상부에는 전면에 제 2 전극(16)이 형성되어 있다. 이때, 상기 제 1, 2 전극(12, 16)은 상기 유기 발광층(14)에 전계를 인가해주는 역할을 하며, 이들 제 1, 2 전극(12, 16)과 그 사이에 형성된 유기 발광층(14)은 유기전계발광 다이오드(도 1의 E)를 이룬다.

그리고, 전술한 씰패턴(40)에 의해서 상기 제 1, 2 기판(3, 31)은 합착된 상태를 유지하며, 서로 이격하여 즉, 상기 제 1 기판(3) 상에 형성된 제 2 전극(16)과 상기 제 2 기판(31)은 일정간격 이격되어 있다. 또한, 상기 제 2 기판(31)의 내부면에는 외부로부터 투습된 수분을 흡습하는 특성을 갖는 바륨 옥사이드(BaO) 또는 칼슘 옥사이드(CaO)로 제작된 흡습제(32)가 형성되어 있다.

이렇게 흡습제(32)를 포함하는 제 2 기판(31)으로 인캡슐레이션 하는 이유는 상기 유기 발광층(14)은 산소 및 수분에 노출되면 쉽게 열화되는 특성이 있기 때문에 외부로부터 침투되는 산소 및 수분을 흡수하여 상기 산소 및 수분이 상기 유기 발광층(14)과의 접촉을 차단하기 위함이다.

한편, 전술한 구성을 갖는 종래의 유기전계 발광소자(1)에 있어 상기 인캡슐레이션을 위한 제 2 기판(31)은 금속재질 예를들면 스테인레스 스틸(SUS)로 이루어지거나 또는 투명한 유리재질로 이루어지고 있다.

하지만, 상기 제 2 기판(31)을 SUS 재질의 금속기판으로 형성하는 경우 금속기판 자체의 중량으로 인해 완성된 유기전계 발광소자(1)의 무게가 증가하며, SUS 재질의 금속기판은 그 자체 중량을 최소화하기 위해 그 두께를 얇게하는 박형화 공 정을 진행하는데 많은 제한(개발된 식각액이 없음, 기계적인 압연을 통해서는 그 특성상 연성력이 작아 두께를 얇게 하는데 공정적 한계가 있음)이 있다. 또한, 상기 제 2 기판(31)을 투명한 유리재질로 형성하는 경우, 금속재질의 기판보다는 가벼우나 경량의 현 추세를 반영하는데 있어서는 개선의 여지가 있으며, 투명한 특성에 의해 하부발광 방식으로 제작되는 경우 발광효율이 저감되므로 유기 발광층(14)으로부터 나온 빛을 다시 하부로 반사시키기 위한 별도의 반사층(미도시)을 형성해야 하며, 박형화 공정 진행시 유리재질 자체의 내구성에 의해 깨짐 및 크렉 등이 발생하는 문제가 있다. 더욱이, 흡습제(32)가 포획될 수 있도록 상기 제 2 기판(31) 내부면에 홈(aa)을 형성하는 경우, 상기 홈(aa)이 형성되는 부분은 더욱더 얇은 두께를 갖게되므로 깨짐 및 크렉에 더욱 취약한 구조가 되고 있다.

본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위한 것으로 인캡슐레이선을 위한 제 2 기판을 스테인레스 스틸 또는 유리재질 이외에 경량 박형화가 매우 용이한 재질로 이루어지 기판을 이용함으로서 유기전계 발광소자의 경량 박형화를 극대화 하는 것을 그 목적으로 한다.

전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 유기전계 발광소자 는, 다수의 화소영역으로 구성된 표시영역이 정의되며, 상기 표시영역에 서로 교차하는 게이트 및 데이터 배선과 전원배선이 구비되며, 상기 각 화소영역에 상기 게이트 및 데이터 배선과 연결된 스위칭 박막트랜지스터와 상기 스위칭 박막트랜지스터와 연결된 구동 박막트랜지스터와 상기 구동 박막트랜지스터와 연결된 제 1 전극과 유기 발광층이 구비되며, 상기 표시영역 전면에 제 2 전극이 형성된 투명한 제 1 기판과; 상기 제 1 기판과 마주하며 상기 제 2 전극과 공간없이 밀착되는 제 1 두께의 점착층과 이와 접착된 제 2 두께의 메탈포일로 이루어진 제 2 기판을 포함하며 상기 메탈포일은 자석에 붙는 성질을 갖는 것이 특징이다.

상기 점착층은 소수성을 갖거나, 또는 흡습물질인 바륨 옥사이드(BaO) 또는 칼슘 옥사이드(CaO)를 포함하는 것이 특징이다.

이때, 상기 제 1 두께는 50㎛ 내지 200㎛ 이며, 상기 제 2 두께는 10㎛ 내지 50㎛인 것이 특징이다.

본 발명에 따른 유기전계 발광소자의 제조 방법은, 다수의 화소영역을 포함하는 표시영역이 정의된 투명한 제 1 기판 상의 상기 표시영역에 서로 교차하는 게이트 및 데이터 배선과 전원배선을 형성하고, 상기 각 화소영역에 상기 게이트 및 데이터 배선과 연결된 스위칭 박막트랜지스터와 상기 스위칭 박막트랜지스터와 연결된 구동 박막트랜지스터를 형성하는 단계와; 상기 제 1 기판 상의 각 화소영역에 상기 구동 박막트랜지스터와 연결된 제 1 전극과, 상기 제 1 전극 상부로 유기 발광층을 형성하는 단계와; 상기 유기 발광층 위로 상기 표시영역 전면에 제 2 전극을 형성하는 단계와; 자석에 붙는 특성을 갖는 제 1 두께의 메탈포일과 제 2 두께의 점착층와 보호필름으로 구성된 인캡슐레이션 기판을 안착부와 상기 안착부를 테두리하며 일정한 두께를 가지며 형성된 지지수단으로 구성된 지지기판의 상기 안착부에 안착시키는 단계와; 상기 인캡슐레이션 기판이 안착된 상기 지지기판을 내부에 전자석이 구비된 합착 장치의 스테이지 상에 안착시키는 단계와; 상기 스테이지 상에 안착된 기기기판을 정렬시키기고 고정시키는 단계와; 흡착수단을 통해 상기 보호필름을 제거함으로써 상기 점착층을 노출시키는 단계와; 전자석에 전원을 인가하여 자성을 띠게 한 후, 상기 전자석을 일방향으로 이동시킴으로써 상기 인캡슐레이션 기판을 상기 안착부 내에서 이웃한 두 측면이 상기 지지수단의 이웃한 두 내측면과 접촉하도록 얼라인 하는 단계와; 상기 제 1 기판을 상기 스테이지 상부에 위치시킨 후, 상기 점착층과 상기 제 2 기판이 이격 공간없이 밀착하여 접착되도록 가압하여 패널을 이루도록 하는 단계와; 상기 전자석에 전원을 끊어 자성을 없앤 상태에서 상기 이격공간 없이 접착된 상태를 이루는 상기 패널을 상기 지지기판의 안착부에서 제거하는 단계를 포함한다.

상기 합착 장치의 스테이지는 상기 지지기판을 정 위치에 위치시키기 위한 정렬수단과, 상기 지지기판을 움직이지 않도록 고정시키기 위한 다수의 진공 흡착홀을 구비한 것이 특징이다.

이때, 상기 제 1 두께는 10㎛ 내지 50㎛이며, 상기 제 2 두께는 50㎛ 내지 200㎛ 인 것이 바람직하다.

또한, 상기 제 1 기판은 투명한 유리재질이며, 상기 지지기판은 유리재질로 이루어진 것이 특징이다.

상기 안착부의 각 변의 길이는 이에 안착되는 상기 인캡슐레이션 기판의 각 변의 길이보다 0.5mm 내지 3mm 더 크기 형성된 것이 특징이다.

전술한 바와 같은 본 발명에 따른 유기전계 발광소자는, 흡습 특성을 갖는 점착층을 포함하는 경량 박형의 메탈포일을 인캡슐레이션을 위한 제 2 기판으로 이용함으로서 최종 완성된 유기전계 발광소자의 경량 박형화를 극대화시키는 효과가 있다.

또한, 흡습 특성을 갖는 점착층을 이용하여 제 1 기판과 제 2 기판이 접착되는 구조를 이룸으로써 별도의 씰패턴을 필요로 하지 않으므로 재료비 저감의 효과가 있으며, 나아가 흡습제를 별도로 구성할 필요가 없으므로 제 1 기판과 제 2 기판 사이에 상기 흡습제를 형성하기 위한 이격공간이 필요 없으므로 더욱더 박형화의 효과가 있다.

또한, 흡습제를 포획하기 위해 제 2 기판 내부면에 홈을 형성할 필요가 없으므로 제 2 기판에 홈 형성을 위한 식각 공정을 진행할 필요가 없으므로 공정 수 단축에 의한 생산성을 향상시키는 효과가 있다.

금속포일을 인캡슐레이션을 위한 제 2 기판으로 이용할 수 있는 새로운 유기전계 발광소자의 제조 방법을 제공하며, 나아가 금속포일을 인캡슐레이션을 위한 제 2 기판으로 이용함으로써 발생하는 얼라인 불량 문제를 해결할 수 있는 공정 수단 및 얼라인 장치를 제공함으로써 얼라인 불량을 저감시켜 수율을 향상시키는 효 과가 있다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.

도 3a 내지 도 3h는 본 발명에 따른 유기전계 발광소자의 제조 단계별 공정 단면도이며, 도 4a와 도 4b는 본 발명에 따른 유기전계 발광소자의 제조 단계 중 지지기판 내의 안착부에 안착된 인캡슐레이션 기판을 합착 장치의 스테이지 상에서 얼라인 시키는 과정을 도시한 제조 평면도이다. 이때 본 발명은 인캡슐레이션을 위한 제 2 기판과 스위칭 및 구동 박막트랜지스터와 유기전계 발광 다이오드가 구비된 제 2 기판과의 합착에 특징이 있으므로 이를 위주로 설명한다.

우선, 도 3a에 도시한 바와 같이, 투명한 절연기판(110) 상의 표시영역(DA)에 서로 교차하는 게이트 배선(미도시) 및 데이터 배선(미도시)과 전원배선(미도시)을 형성하고, 각 화소영역(P)에 상기 게이트 및 데이터 배선(미도시)과 연결된 스위칭 박막트랜지스터(미도시)와 상기 스위칭 박막트랜지스터(미도시)와 연결된 구동 박막트랜지스터(DTr)를 형성한다. 이때 상기 스위칭 및 구동 박막트랜지스터(미도시, DTr)는 순수 폴리실리콘의 제 1 영역(113a)과 이의 양측에 불순물이 도핑된 제 2 영역(113b)으로 구성된 반도체층(113)과, 게이트 절연막(116)과, 상기 제 1 영역(113a)에 대응하여 형성된 게이트 전극(120)과 상기 반도체층(113)의 제 2 영역(113b)을 각각 노출시키는 반도체층 콘택홀(125)을 갖는 층간절연막(123)과, 반도체층 콘택홀(125)을 통해 상기 제 2 영역(113b)과 각각 접촉하며 이격하는 소 스 및 드레인 전극(133, 136)의 탑 게이트 구조로 이루어지거나, 또는 도면에 나타나지 않았지만 게이트 전극과, 게이트 절연막과, 순수 비정질 실리콘의 액티브층 및 불순물 비정질 실리콘의 오믹콘택층으로 이루어진 반도체층과, 서로 이격하는 소스 및 드레인 전극으로 구성된 보텀 게이트 구조로 이루어질 수도 있다.

다음, 상기 스위칭 및 구동 박막트랜지스터(미도시, DTr) 위로 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)의 드레인 전극(136)을 노출시키는 드레인 콘택홀(143)을 갖는 보호층(140)을 형성하고, 연속하여 상기 드레인 콘택홀(143)을 갖는 보호층(140) 위로 제 1 금속물질을 증착하고 이를 패터닝함으로써 각 화소영역(P)에 상기 드레인 콘택홀(143)을 통해 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)의 드레인 전극(136)과 접촉하는 제 1 전극(147)을 형성한다.

다음, 상기 제 1 전극(147) 위로 무기절연물질 예를들면 산화실리콘(SiO₂) 또는 질화실리콘(SiNx)을 증착하여 무기절연층(미도시)을 형성하고, 마스크 공정을 진행하여 패터닝함으로써 화소영역(P)을 둘러싸는 형태로 상기 제 1 전극(147)의 끝단부를 덮는 버퍼패턴(150)을 형성한다.

다음, 상기 버퍼패턴(150) 위로 각 화소영역(p)에 순차적으로 적, 녹 및 청색을 발광하는 유기 발광물질을 쉐도우 마스크(193)를 이용하여 증착함으로써 상기 제 1 전극(147) 위로 적, 녹, 청색의 유기 발광층(155)을 형성한다.

다음, 상기 유기 발광층(155) 위로 표시영역 전면에 제 2 금속물질을 증착함으로써 제 2 전극(158)을 형성함으로써 본 발명에 따른 유기전계 발광소자용 제 1 기판(110)을 완성한다. 이때 상기 제 1 전극(147)은 이를 구성하는 제 1 금속물질에 따라 캐소드 전극 또는 애노드 전극의 역할을 하도록 형성할 수 있으며, 상기 제 2 전극(158)은 상기 제 1 전극(147)이 애노드 전극의 역할을 하는 경우 캐소드 전극의 역할을 하도록, 상기 제 1 전극(147)이 캐소드 전극의 역할을 할 경우 애노드 전극의 역할을 하도록 형성한다. 상기 제 1 전극(147) 또는 제 2 전극(158)이 캐소드 전극의 역할을 하기 위해서는 일함수 값이 비교적 낮은 금속물질인 예를들면 알루미늄(Al), 알루미늄 합금(AlNd), 은(Ag), 마그네슘(Mg), 금(Au), 알루미늄마그네슘 합금(AlMg) 중에서 선택되는 하나의 물질로, 애노드 전극의 역할을 하기 위해서는 일함수 값이 비교적 큰 투명 도전성 물질 예를들면 인듐-틴-옥사이드(ITO) 또는 인듐-징크-옥사이드(IZO)로서 형성하는 것이 바람직하다.

도면에 나타나지 않았지만, 상기 적, 녹, 및 청색의 유기 발광층(155)을 형성하기 전에 표시영역(DA) 전면 또는 각 화소영역(P) 별로 상기 제 1 전극(147)이 애노드 전극의 역할을 하고, 상기 제 2 전극(158)이 캐소드 전극의 역할을 하도록 형성된 경우는 상기 제 1 전극(147) 위로 정공주입층(hole injection layer)과 정공수송층(hole transporting layer)을 더욱 형성할 수도 있으며, 상기 유기 발광층(155) 상부로 표시영역(DA) 전면 또는 각 화소영역(P)별로 전자수송층(electron transporting layer) 및 전자주입층(electron injection layer)을 더욱 형성할 수도 있다. 또한 상기 제 1 전극(147)이 캐소드 전극 상기 제 2 전극(158)이 애노드 전극의 역할을 하는 경우 상기 제 1 전극(147) 위로 전자주입층(electron injection layer)과 전자수송층(electron transporting layer)을 형성할 수 있으 며, 상기 유기 발광층(155) 위로 정공수송층(hole transporting layer)과 정공주입층(hole injection layer)을 형성할 수도 있다.

한편, 도면에 있어서는 상기 제 1 기판(110)상에 3개의 화소영역(P)만이 도시되고 있으나 이는 편의를 위해 3개의 화소영역만을 도시한 것이며 실질적으로는 수백에서 수천개의 화소영역이 구비된다.

다음, 도 3b에 도시한 바와 같이, 상기 유기전계 발광소자용 제 1 기판(도 3a의 110)을 완성한 후, 본 발명에 있어 가장 특징적인 공정으로써 최종적으로 유기전계 발광소자의 제 2 기판을 이루는 메탈 포일(171)과 점착층(173)과 보호필름(176)으로 구성된 인캡슐레이션 기판(170)을 지지기판(182)에 안착시키는 공정을 진행한다.

이때, 메탈 포일(171)은 그 두께가 10㎛ ~ 50㎛ 정도가 되므로 매우 유연한 특성을 갖는다. 따라서 단위 공정 진행으로 위해 그 자체만을 운송하는 경우 휨 또는 꺾임이 발생하므로 이러한 메탈 포일(171)을 평탄한 상태로 유지시키며 이동시키기 위해 상기 지지기판(182)을 필요로 한다.

본 발명에 따른 유기전계 발광소자의 제조에 이용되는 상기 지지기판(182)의 구조에 대해 설명한다.

상기 지지기판(182)은 유리재질로 이루어지며, 그 중앙부를 기준으로 상기 중앙부의 테두리를 따라 일정한 폭을 가지며 일정한 두께를 갖는 지지수단(184)이 구비된 것이 특징이다. 따라서 상기 지지수단(184)으로 둘러싸인 중앙부가 마치 홈이 형성된 것과 같이 형성되는 것이 특징이다. 이때 상기 일정한 두께를 갖는 지지 수단(184)으로 둘러싸인 부분은 인캡슐레이션 기판(170)이 안착되는 안착부(hm)를 이루며, 상기 안착부(hm)의 각 변의 길이는 상기 인캡슐레이션 기판(170)의 각 변의 길이보다 0.5mm 내지 3mm 정도 더 크게 형성됨으로써 상기 인캡슐레이션 기판(170)이 기계적 절단 오차 등이 발생하여 그 면적 및 크기가 오차범위(0.1mm 내지 0.5mm) 내에서 변한다 하더라도 충분히 안착되어 상기 지지수단(184)에 의해 지지될 수 있도록 구성되고 있다. 이때 상기 지지기판(170)을 유리재질로 형성한 것은 상기 제 1 기판(도 3a의 110)의 베이스를 이루는 투명한 절연기판(도 3a의 110)은 주로 유리재질로 이루어지며, 이의 제조를 위해 각 단위 공정에 이용되는 장치 및 운송 수단은 유리재질의 휨 정도, 무게 등을 반영하여 세팅이 되어 있으므로 이러한 운송 수단을 별다른 세팅없이 바로 이용하기 위함이다. 다른 재질로 상기 지지기판(170)을 구성할 경우 휨 정도가 틀려지므로 별도의 세팅을 필요로 하거나 또는 상기 지지기판(170)을 운송하기 위한 별도의 운송 수단 등을 갖추어야 하기 때문이다.

한편, 전술한 구조를 갖는 지지기판(170)의 상기 안착부(hm)에 10㎛ ~ 50㎛정도의 두께를 갖는 메탈 포일(171)과 그 상부에 50㎛ 내지 200㎛ 정도의 두께의 점착층(173)과 상기 점착층(173)의 보호를 위해 보호필름(176)이 구비된 인캡슐레이션 기판(170)을 안착시킨다. 이때 상기 메탈 포일(171)은 자석 붙는 강자성 특성을 갖는 것이 특징이다.

또한, 상기 점착층(173)은 소수성 특징을 갖거나, 또는 그 내부에 흡습 특성을 갖는 바륨 옥사이드(BaO) 또는 칼슘 옥사이드(CaO)가 포함되고 있는 것이 특징 이다. 따라서 상기 점착층(173)은 그 자체로 소수성을 띠게 되어 수분 침투를 방지하거나 또는 상기 점착층(173)으로 수분이 침투한다 하여도 흡습 특성에 의해 유기 발광층(도 3a의 155)과의 접촉을 방지할 수 있는 것이 특징이다.

다음, 도 3c에 도시한 바와같이, 상기 인캡슐레이션 기판(170)이 안착된 지지기판(182)을 합착 장치의 스테이지(190) 상에 위치시킨다. 이때 상기 합착 장치의 스테이지(190)는 그 표면에 다수의 진공홀(미도시)이 구비되며, 상기 지지기판(182)이 안착된 후 상기 지지기판(182)을 정확한 위치에 정렬시키기 위한 정렬수단(미도시)이 구비되며, 상기 스테이지(190) 내부에 강력한 자성을 가지며 상하좌우로 이동이 가능한 전자석(195)이 구비되고 있는 것이 특징이다. 이러한 전자석(195)은 전원 인가 유무에 따라서 자성을 가질 수도 또는 갖지 않을 수도 있는 것이 특징이다.

다음, 상기 지지기판(182)이 안착된 상기 합착 장치의 스테이지(190)에 구비된 정렬수단(미도시)이 작동하여 상기 지지기판(182)이 정 위치에 위치하도록 얼라인 한다.

이후, 상기 스테이지(190) 상에서 얼라인 되어 정 위치에 위치한 상기 지지기판(182)에 대해 진공홀(미도시)을 통해 진공흡입을 실시함으로써 상기 지지기판(182)의 저면이 상기 스테이지(190) 상에서 움직이지 않도록 고정시킨다.

도 3d에 도시한 바와같이, 상기 스테이지(190) 상에 정 위치에 고정된 상기 지지기판(182)에 안착된 상기 인캡슐레이션 기판(170)에 구비된 상기 보호필름(176)을 진공 흡입 장치(197)를 이용하여 제거함으로써 상기 점착층(173)을 노출 시킨다.

다음, 도 3e, 4a 및 4b에 도시한 바와 같이, 상기 보호필름(도 3d의 176)이 제거된 상태의 인캡슐레이션 기판(170)에 대해 상기 스테이지(190) 내부의 전자석(195)에 전원을 가함으로써 자성을 띠도록 한 후, 상기 전자석(195)을 상기 스테이지(190)의 꼭지점이 위치한 4개의 대각선 방향 중 어느 하나의 방향으로 이동시킴으로써 상기 인캡슐레이션 기판(170)의 서로 이웃한 두 측면이 상기 지지기판(182)의 테두리를 이루는 지지수단(184)의 서로 이웃한 두 내측면과 접촉하도록 위치시킨다.

상기 인캡슐레이션 기판(170)은 상기 지지기판(182) 내의 안착부(hm)에 안착 시 상기 안착부(hm)보다 작은 면적을 가지므로 안착시의 상황 또는 인캡슐레이션 기판(170) 형성시의 절단 오차 등에 의해 상기 안착부(hm)에 안착된 상태는 일정하지 않게 된다. 즉 안착부(hm)와 상기 인캡슐레이션 기판(170)의 유격에 의해 매번 다른 위치에 안착되게 된다. 따라서 이러한 상태에서 상기 인캡슐레이션 기판(170)의 점착층(173)과 상기 제 1 기판(도 3a의 110)과 합착을 실시하는 경우 위치 오차 발생에 의해 점착층(173)이 제 1 기판(도 3a의 110)의 표시영역(도 3a의 DA) 외측으로 노출되는 등의 문제가 발생하게 된다. 이 경우 상기 점착층(173) 외측으로 노출된 상기 표시영역(도 3a의 DA)에 위치하는 유기 발광층(도 3a의 155)은 점착층(173)에 의해 가려지지 않게 되므로 빠른 열화가 진행될 수 있다.

따라서 본 발명은 이러한 얼라인 오차에 따른 문제를 해결하기 위해 합착 장치에 상하좌우로 이동이 가능한 전자석(195)을 구비하여 상기 전자석(195)에 전원 을 인가하여 자성을 형성 후, 상기 메탈 포일(171)이 전자석(195)에 의해 붙는 성질 이용하여 상기 인캡슐레이션 기판(170)을 일측으로 이동시켜 지지수단(184)과 접촉하도록 하여 자동 얼라인시킴으로써 상기 인캡슐레이션 기판(170)이 상기 지지기판(182)의 안착부(hm)내에서 항상 동일 위치에 위치하도록 한 것이 특징이다. 다음, 도 3f에 도시한 바와같이, 상기 제 1 기판(110)을 상기 합착 장치의 스테이지(190) 상부로 이동 시킨다. 이후, 안착부(hm) 내에서 일측으로 얼라인된 인캡슐레이션 기판(170)의 상기 점착층(173)과 상기 제 1 기판(110)의 표시영역(DA) 내에 형성된 제 2 전극(158)이 마주하도록 위치시키고 얼라인을 실시한 후, 상기 점착층(173)과 상기 제 2 전극(158)이 완전히 밀착되도록 가압함으로써 상기 제 1 기판(110)과 상기 인캡슐레이션 기판(170)이 완전히 합착되어 패널 상태를 이루도록 한다. 이때 상기 인캡슐레이션 기판(170)은 유기전계 발광소자의 제 2 기판(170)을 이루게 된다.

다음, 도 3g에 도시한 바와같이, 상기 합착 장치의 스테이지(190)에 있어 전자석(195)에 인가되는 전원을 차단함으로서 자성을 갖지 않도록 한 후, 상기 전자석(195)을 원위치 시킨다. 이후, 상기 합착되어 패널 상태를 이루는 유기전계 발광소자의 상기 제 1 기판(110)의 외측면에 대해 진공 흡착 장치(197)를 부착시킨 후, 상기 지지기판(182)으로부터 이탈시킴으로써 도 3h에 도시한 바와같이 스위칭 및 구동 박막트랜지스터(미도시, DTy)와 제 1 전극(147)과 유기 발광층(155)과 제 2 전극(158)으로 이루어진 유기전계 발광 다이오드(E)를 구비한 제 1 기판(110)과, 경량 박형의 메탈 포일(171)과 점착층(173)을 구비한 제 2 기판(170)으로 이루어지 며, 상기 점착층(173)과 상기 제 2 전극(158)이 완전 밀착됨으로써 흡습제 구비를 위한 공간과 기판(110, 170)간 이격간격을 필요로 하지 않음으로써 경량 박형의 유기전계 발광소자(101)를 완성할 수 있다.

이렇게 완성된 본 발명에 따른 유기전계 발광소자(101)는 10㎛ 내지 20㎛ 정도의 두께를 갖는 메탈 포일(171)로 인캡슐레이션을 위한 제 2 기판(170)이 형성됨으로써 최소 0.1mm 내지 0.5mm정도의 두께를 요구하는 유리 또는 금속재질의 제 2 기판을 구비한 종래의 유기전계 발광소자 대비 월등히 그 두께가 줄어들며, 그 무게 또한 줄어들게 된다.

또한, 소수성을 갖거나 또는 흡습물질을 포함하는 점착층(173)을 개재하여 제 1 기판(110)과 제 2 기판(170)을 이격간격 없이 완전 밀착하여 합착함으로써 외부로부터 수분이 침투할 여지가 그 테두리를 따라 씰패턴을 통해 합착한 종래의 유기전계 발광소자 대비 월등히 작으므로 수분 침투에 의한 유기 발광층(155)의 열화를 효과적으로 방지할 수 있는 것이 특징이다.

나아가 본 발명은 박형의 메탈 포일(171)로 제 2 기판(170)을 형성 시 발생할 수 있는 자지기판(도 3e의 182) 내에서의 오차 발생의 문제를 그 내부에 전자석(도 3e의 195)을 구비한 스테이지(도 3e의 190)를 제시하여 상기 전자석(도 3e의195)을 이용하여 얼라인을 실시함으로써 해결한 것이 특징이라 할 것이다.

도 1은 일반적인 액티브 매트릭스형 유기전계발광 소자의 한 화소에 대한 회로도.

도 2는 종래의 유기전계 발광소자에 대한 개략적인 단면도.

도 3a 내지 도 3h는 본 발명에 따른 유기전계 발광소자의 제조 단계별 공정 단면도.

도 4a와 도 4b는 본 발명에 따른 유기전계 발광소자의 제조 단계 중 지지기판 내의 안착부에 안착된 인캡슐레이션 기판을 합착 장치의 스테이지 상에서 얼라인 시키는 과정을 도시한 제조 평면도.

<도면의 주요부분에 대한 간단한 설명>

170 : 인캡슐레이션 기판 182 : 지지기판

184 : 지지수단 190 : (합착 장치의)스테이지

192 : (지지기판의)정렬수단 195 : 전자석

hm : (지지기판의)안착부

Claims (8)

1. 다수의 화소영역으로 구성된 표시영역이 정의되며, 상기 표시영역에 서로 교차하는 게이트 및 데이터 배선과 전원배선이 구비되며, 상기 각 화소영역에 상기 게이트 및 데이터 배선과 연결된 스위칭 박막트랜지스터와 상기 스위칭 박막트랜지스터와 연결된 구동 박막트랜지스터와 상기 구동 박막트랜지스터와 연결된 제 1 전극과 유기 발광층이 구비되며, 상기 표시영역 전면에 제 2 전극이 형성된 투명한 제 1 기판과;

   상기 제 1 기판과 마주하며 상기 제 2 전극과 공간없이 밀착되는 제 1 두께의 점착층과 이와 접착된 제 2 두께의 메탈포일로 이루어진 제 2 기판

   을 포함하며 상기 메탈포일은 자석에 붙는 성질을 갖는 것이 특징인 유기전계 발광소자.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 점착층은 소수성을 갖거나, 또는 흡습물질인 바륨 옥사이드(BaO) 또는 칼슘 옥사이드(CaO)를 포함하는 것이 특징인 유기전계 발광소자.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 제 1 두께는 50㎛ 내지 200㎛ 이며,

   상기 제 2 두께는 10㎛ 내지 50㎛인 것이 특징인 유기전계 발광소자.
4. 다수의 화소영역을 포함하는 표시영역이 정의된 투명한 제 1 기판 상의 상기 표시영역에 서로 교차하는 게이트 및 데이터 배선과 전원배선을 형성하고, 상기 각 화소영역에 상기 게이트 및 데이터 배선과 연결된 스위칭 박막트랜지스터와 상기 스위칭 박막트랜지스터와 연결된 구동 박막트랜지스터를 형성하는 단계와;

   상기 제 1 기판 상의 각 화소영역에 상기 구동 박막트랜지스터와 연결된 제 1 전극과, 상기 제 1 전극 상부로 유기 발광층을 형성하는 단계와;

   상기 유기 발광층 위로 상기 표시영역 전면에 제 2 전극을 형성하는 단계와;

   자석에 붙는 특성을 갖는 제 1 두께의 메탈포일과 제 2 두께의 점착층와 보호필름으로 구성된 인캡슐레이션 기판을 안착부와 상안착부를 테두리하며 일정한 두께를 가지며 형성된 지지수단으로 구성된 지지기판의 상기 안착부에 안착시키는 단계와;

   상기 인캡슐레이션 기판이 안착된 상기 지지기판을 내부에 전자석이 구비된 합착 장치의 스테이지 상에 안착시키는 단계와;

   상기 스테이지 상에 안착된 기기기판을 정렬시키기고 고정시키는 단계와;

   흡착수단을 통해 상기 보호필름을 제거함으로써 상기 점착층을 노출시키는 단계와;

   전자석에 전원을 인가하여 자성을 띠게 한 후, 상기 전자석을 일방향으로 이동시킴으로써 상기 인캡슐레이션 기판을 상기 안착부 내에서 이웃한 두 측면이 상기 지지수단의 이웃한 두 내측면과 접촉하도록 얼라인 하는 단계와;

   상기 제 1 기판을 상기 스테이지 상부에 위치시킨 후, 상기 점착층과 상기 제 2 기판이 이격 공간없이 밀착하여 접착되도록 가압하여 패널을 이루도록 하는 단계와;

   상기 전자석에 전원을 끊어 자성을 없앤 상태에서 상기 이격공간 없이 접착된 상태를 이루는 상기 패널을 상기 지지기판의 안착부에서 제거하는 단계

   를 포함하는 유기전계 발광소자의 제조 방법.
5. 제 4 항에 있어서

   상기 합착 장치의 스테이지는 상기 지지기판을 정 위치에 위치시키기 위한 정렬수단과, 상기 지지기판을 움직이지 않도록 고정시키기 위한 다수의 진공 흡착홀을 구비한 것이 특징인 유기전계 발광소자의 제조 방법.
6. 제 4 항에 있어서,

   상기 제 1 두께는 10㎛ 내지 50㎛이며,

   상기 제 2 두께는 50㎛ 내지 200㎛ 인 것이 특징인 유기전계 발광소자의 제 조 방법.
7. 제 4 항에 있어서,

   상기 제 1 기판은 투명한 유리재질이며, 상기 지지기판은 유리재질로 이루어진 것이 특징인 유기전계 발광소자의 제조 방법.
8. 제 4 항에 있어서,

   상기 안착부의 각 변의 길이는 이에 안착되는 상기 인캡슐레이션 기판의 각 변의 길이보다 0.5mm 내지 3mm 더 크기 형성된 것이 특징인 유기전계 발광소자의 제조 방법.

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