KR20130117211A - 레이저 버닝을 이용한 유기발광소자의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유기발광소자(OLED)의 제조방법에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는, 유기발광소자 제작공정에서, 유기물층이 레이저에 의해 재증발될 수 있는 성질을 이용하여 필요에 따라 증착된 유기물층을 재증발시켜가며 유기발광소자를 제작하는 방법에 관한 것이다.
즉, 본 발명은, 종래 유기물층 용 마스크와 금속전극용 마스크 두 종류의 마스크를 각 층 증착 단계마다 교체 사용하던 것과 달리, 개구부가 더 큰 금속전극용 마스크 하나만 가지고 유기물층과 금속전극을 모두 형성하고, 다만, 금속전극에 비해 면적이 더 작아야 하는 유기물층에 대하여는 증착 후, 레이저를 이용하여 재증발(Re-evaporation;버닝(burning)과 같은 의미)시켜 제거하도록 하는 공정을 제공한다.

Description

레이저 버닝을 이용한 유기발광소자의 제조방법{METHOD FOR MANUFACTURING OLED USING LASER BURNING}

본 발명은 유기발광소자(OLED)의 제조방법에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는, 유기발광소자 제작공정에서, 유기물 층이 레이저에 의해 재증발될 수 있는 성질을 이용하여 필요에 따라 증착된 유기물 층을 재증발시켜가며 유기발광소자를 제작하는 방법에 관한 것이다.

유기발광소자 제작공정에 있어서, 유기물 층을 증착한 후, 금속전극 층을 증착하게 된다. 유기물 층의 면적에 비해, 금속전극 층의 면적은 좀 더 넓게 형성하는 것이 일반이며, 그에 따라 증착 공정에 필요한 마스크는 유기물용 마스크와 이 보다 개구부가 큰 금속전극용 마스크로 두 종류를 사용하고 있다. 마스크를 정렬하고 부착하는 공정은 정밀도를 요하여 상당히 까다로운 기술에 해당하여, 마스크를 교체하게 되는 공정은 그만큼 전체 생산공정을 까다롭게 만들며, 시간이 지체되므로 생산성을 해하는 요인이 된다. 즉, 사용한 마스크를 초기 마스크 투입 위치로 반송하는 장치를 요하며, 마스크는 소모성 부품으로 생산 비용에 포함되며, 마스크를 반복적으로 사용하기 위해서는 유기물과 금속물질의 증착 공정을 20 내지 300회 정도 실시한 후, 세정공정을 하여야 한다. 따라서 마스크에 의한 비용과 노력을 줄일 수 있는 방안이 있다면 생산성 향상 및 생산단가 절감 차원에서 매우 유리하여 진다.

한편, OLED 제작공정에서 캐소드의 발열에 의해, 소자 열화로 암점이 생기는 것을 방지하게 위해, 캐소드용 보조 전극을 애노드 위의 절연막 위에 형성하여 유기물층을 캐소드용 보조 전극의 컨택부를 제외한 면 위에 형성하고, 유기물층 위에 캐소드를 형성하여 캐소드가 캐소드용 보조전극의 컨택부에 접촉함으로써 캐소드의 전기저항을 줄여 발열을 감소하게 하고 있다.

상기 공정에서, 캐소드용 보조전극의 컨택부에 유기물층을 증착시키지 않기 위해, 특수한 형상의 마스크를 별도로 제작하여 사용하거나, 캐소드용 보조전극의 컨택부에 별도의 마스크를 덮어 두고 유기물층을 증착하거나 하고 있다. 이러한 공정 역시 마스크 제작비를 올려 상기한 문제점을 더욱 가중시키고 있다.

따라서 본 발명의 목적은 OLED 제작공정에서 사용하는 마스크의 수를 반 이상 줄일 수 있는 새로운 OLED 제작공정을 제공하고자 하는 것이다.

그에 따라 본 발명은, 종래 유기물층 용 마스크와 금속전극용 마스크 두 종류의 마스크를 각 층 증착 단계마다 교체 사용하던 것과 달리, 개구부가 더 큰 금속전극용 마스크 하나만 가지고 유기물층과 금속전극을 모두 형성하고, 다만, 금속전극에 비해 면적이 더 작아야 하는 유기물층에 대하여는 증착 후, 레이저를 이용하여 재증발(Re-eavporation;버닝(burning)과 같은 의미)시켜 제거하도록 하는 공정을 제공한다.

또한, 캐소드용 보조전극의 컨택부에 유기물층을 증착시키지 않기 위해, 특수한 형상의 마스크를 별도로 제작하여 사용하던 것을 개선하여, 금속전극용 마스크만으로 유기물층을 증착한 후, 캐소드용 보조전극의 컨택부에 증착된 유기물층을 레이저를 이용하여 재증발시켜 제거하고, 이후 금속전극을 증착할 때, 금속물질이 레이저로 뚫어놓은 통공을 통해 캐소드용 보조전극의 컨택부에 증착되어 캐소드와 연결되게 하는 공정을 제공한다.

본 발명에 따르면, OLED 제작공정에서 사용하는 마스크의 수를 반 이상 줄일 수 있고, 마스크 교체 공정 등을 실시하지 않아 공정속도가 크게 향상된다.

도 1은 본 발명의 단일 마스크 사용 및 레이저 버닝에 대한 개요를 나타내는 제작공정 중인 OLED 단면도 및 공정 사시도 이다.
도 2는 기존의 OLED 제작공정에서 사용하는 두 종류의 마스크와 기판을 보여주는 단면도이다.
도 3은 금속전극용 마스크로 유기물층을 증착한 것을 나타내는 단면도이다.
도 4는 도 3에서 형성된 유기물층의 일부를 레이저 버닝으로 제거하는 것을 보여주는 단면도이다.
도 5는 도 4의 결과에 따라 형성된 유기물층의 형상을 나타내는 단면도이다.
도 6은 도 5의 상태에서 금속전극층을 형성한 것을 나타내는 단면도이다.
도 7은 캐소드용 보조전극 컨택부까지 유기물층이 증착된 것을 나타내는 단면도이다.
도 8은 캐소드용 보조전극 컨택부를 레이저로 버닝시키는 것을 나타내는 단면도이다.
도 9는 도 8의 결과 형성된 통공을 나타내는 단면도이다.
도 10은 금속전극층 형성으로 상기 통공을 통해 캐소드가 캐소드용 보조전극 컨택부와 접속된 것을 나타내는 단면도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여, 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1에는, 본 발명의 단일 마스크(200)를 사용하여 유기물층과 금속전극 층을 증착하고, 유기물층(300)을 형성한 후 제거해야하는 제거부(500)를 레이저 버닝하여 제거하는 기술에 대한 개요를 나타내는 단면도와 이러한 레이저 버닝 공정을 상방향 또는 하방향으로 실시할 수 있음을 보여주는 공정 사시도가 나와 있다.

기판(100) 위에 금속전극용 마스크(200)를 정렬하여 배치한 후 유기물층(300)을 증착하면, 실제 유기물층(300)의 면적보다 큰 면적으로 증착된다. 이는 본래 마스크(200)가 도 2의 유기물용 마스크(250)가 아닌 금속전극용 마스크(200)이기 때문이다. 도 2에서와 같이 유기물용 마스크(250)의 개구 면적이 금속전극용 마스크(250)에 비해 더 좁다. 따라서 금속전극용 마스크(250)를 부착하여 유기물층(300)을 증착하면 도 3과 같이 된다. 이에 대해, 도 4에서와 같이, 본래 유기물층(300) 면적에 대한 잉여 면적을 제거부(500)로 하여, 상기 제거부(500)에 레이저 조사장치(400)로 레이저를 조사한다. 레이저의 출력에 의해 제거부(500)의 유기물층은 다시 증발되어 사라진다(도 5 참조). 이와 같은 레이저 버닝 공정은 기판(100) 아래로부터 레이저를 조사하여 실시할 수도 있고, 위에서 조사하여 실시할 수도 있다. 제거부(500)를 제거한 다음, 동일한 마스크(200)가 부착된 상태에서 그대로 금속전극 층(600)을 증착하면 도 6과 같이 되고, 이 상태에서 마스크(200)를 탈착하면, 본래 의도하던 대로 OLED 소자가 만들어지는 것이다.

상기와 같이 하여 하나의 마스크만을 부착하여 유기물층(300)과 금속전극층(600)을 모두 증착시킬 수 있으므로 사용되는 마스크의 수를 반으로 줄일 수 있고, 마스크 교체 공정이 없어 신속하고 편리하다.

상기에서 사용될 수 있는 마스크는 금속 프레임 마스크, 스틱형 마스크, 밴드형 마스크, 필름형 마스크, 와이어 마스크 등 제한이 없으며, 이에 대해 본 출원인의 특허출원 제10-2011-0027956 등을 참조할 수 있다.

사용되는 레이저 조사장치(400)는 생산성을 고려하여 다수 배치하거나 레이저 발생원이 제거부 영역에 맞추어 다수 배치되어 있는 프레임을 사용할 수 있다. 또는, 비용절감을 위해 고가인 레이저 발생원을 다수 구비하는 대신, 최소한의 레이저 발생원을 사용하고, 레이저 발생원의 출력부에 광 분배기(beam splitter) 및 분배용 광섬유 라인을 장착하여 나누어진 레이저 빔들을 이용하여 다수의 제거 라인을 동시에 제거할 수 있도록 하여 생산성 확보와 동시에 제작비용을 절감하고, 유연한 장치 구성이 가능한 구조를 사용할 수도 있다.

다음은, 캐소드용 보조전극(700)의 전기 접속에 대해 레이저 버닝을 응용하여 마스크를 간소화하는 방법에 대하여 도 7 내지 도 10을 참조하여 설명한다.

먼저, 캐소드용 보조전극(700)이 형성된 기판(100)에 유기물층(300)을 증착한다. 이때, 앞서 설명한 바와 같이 금속전극용 마스크를 사용하고 캐소드용 보조전극(700)의 컨택부를 특별히 차단하는 형상의 마스크는 사용하지 않는다. 그에 따라 캐소드용 보조전극(700)의 컨택부까지 모두 유기물층(300)으로 덮여지게 된다(도 7 참조).

다음, 레이저를 이용하여 유기물층(300)으로 덮여진 캐소드용 보조전극(700)의 컨택부를 버닝하여 그 자리의 유기물층(300)을 증발시켜 통공(800)을 만든다(도 8 및 도 9 참조).

다음, 그 상태에서 금속전극층(600)을 증착하면, 상기 통공(800)에도 금속물질이 증착으로 충진 되고, 금소전극 층(600), 즉, 캐소드가 형성되어, 캐소드는 캐소드 보조전극과 컨택부(통공의 위치)에서 전기적으로 접속되어 저항을 낮출 수 있다.

이와 같이 하여, 컨택부에 유기물층을 적층하지 않도록 하는 복잡한 형상의 마스크를 제작할 필요도 없고, 컨택부를 덮어놓는 별도의 마스크를 사용할 필요도 없이 레이저 버닝을 이용하면 간편하게 캐소드를 캐소드 보조전극에 접속시킬 수 있다.

본 발명의 권리는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.

100: 기판
200: 마스크
300: 유기물층
400: 레이저 조사장치
500: 제거부
600: 금속전극 층
700: 캐소드 용 보조전극
800: 통공

Claims (4)

1. 마스크를 이용하여 유기발광소자의 유기물층과 금속전극을 형성함에 있어서,
   기판에 형성될 금속전극의 면적에 맞는 개구부를 가진 마스크를 부착하는 단계;
   상기 단계 이후, 상기 마스크가 부착된 상태에서 유기물층을 증착하여 본래 형성되어야 하는 유기물층의 면적보다 더 넓은 면적으로 증착하는 단계;
   상기 단계 이후, 본래 형성되어야 하는 유기물층의 면적에 대한 잉여의 유기물층 면적에 레이저 조사(照射)장치로 레이저를 조사하여 재증발시켜 제거하는 단계; 및
   상기 단계 이후, 금속전극 층을 증착하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광소자의 제조방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 마스크는 프레임 마스크, 스틱형 마스크, 밴드형 마스크, 필름형 마스크 및 와이어 마스크를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광소자의 제조방법.
3. 캐소드용 보조전극이 형성된 기판에 상기 캐소드용 보조전극의 컨택부를 마스킹하지 않고 유기물층을 증착하는 단계;
   상기 단계 이후, 상기 유기물층 중, 캐소드용 보조전극의 컨택부에 증착된 유기물층 부위에 레이저 조사장치로 레이저를 조사하여 재증발시켜 제거하여 통공을 형성하는 단계; 및
   상기 단계 이후, 상기 유기물층 위에 금속전극을 증착하여, 레이저로 뚫어놓은 통공을 통해 캐소드용 보조전극의 컨택부에 금속전극물질이 증착되어 캐소드와 연결되게 하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광소자의 제조방법.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 레이저 조사장치는 다수의 레이저 발생원을 구비하거나, 레이저가 조사되어야 할 위치에 다수의 레이저 발생원이 설치되어 있거나, 하나 이상의 레이저 발생원과 다수의 광 분배기 또는 분배용 광섬유 라인을 구비하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 유기발광소자의 제조방법.
   

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