KR20140056814A - 유기전계 발광소자의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 제 1 화소영역이 정의된 기판 상에 제 1 플라스틱 층을 전면에 형성하는 단계와; 상기 제 1 플라스틱 층을 패터닝하여 상기 제 1 화소영역에 제 1 개구를 형성하는 단계와; 상기 제 1 개구를 갖는 제 1 플라스틱 층 위로 전면에 제 1 유기 발광층을 형성하는 단계와; 상기 제 1 플라스틱 층을 상기 기판으로부터 탈착시켜 제거함으로서 상기 제 1 개구에 대해서 제 1 유기 발광패턴을 형성하는 단계를 포함하는 유기전계 발광소자의 제조 방법을 제공한다.
Description
본 발명은 유기전계 발광소자(Organic Electro luminescent Device)에 관한 것이며, 특히 250PPI(pixels per inch) 이상의 고해상도가 가능하고 대면적으로 구현이 가능한 고정세의 유기전계 발광소자를 제조하는 방법에 관한 것이다.
평판 디스플레이(FPD ; Flat Panel Display)중 하나인 유기전계 발광소자는 높은 휘도와 낮은 동작 전압 특성을 갖는다. 또한 스스로 빛을 내는 자체발광형이기 때문에 명암대비(contrast ratio)가 크고, 초박형 디스플레이의 구현이 가능하며, 응답시간이 수 마이크로초(㎲) 정도로 동화상 구현이 쉽고, 시야각의 제한이 없으며 저온에서도 안정적이고, 직류 5V 내지 15V의 낮은 전압으로 구동하므로 구동회로의 제작 및 설계가 용이하다.
따라서, 전술한 바와 같은 장점을 갖는 유기전계 발광소자는 최근에는 TV, 모니터, 핸드폰 등 다양한 IT기기에 이용되고 있다.
이하, 유기전계 발광 소자의 기본적인 구조에 대해서 조금 더 상세히 설명한다.
유기전계 발광소자는 크게 어레이 소자와 유기전계 발광 다이오드로 이루지고 있다. 상기 어레이 소자는 게이트 및 데이터 배선과 연결된 스위칭 박막트랜지스터와, 상기 유기전계 발광 다이오드와 연결된 구동 박막트랜지스터로 이루어지며, 상기 유기전계 발광 다이오드는 상기 구동 박막트랜지스터와 연결된 제 1 전극과 유기 발광층 및 제 2 전극으로 이루어지고 있다.
이러한 구성을 갖는 유기전계 발광소자는 상기 유기 발광층으로부터 발생된 빛은 상기 제 1 전극 또는 제 2 전극을 향해 출사됨으로써 화상을 표시하게 된다. 이러한 유기전계 발광소자는 개구율 등을 고려할 때, 통상 상기 제 2 전극을 향해 출사되는 빛을 이용하여 화상을 표시하는 상부 발광 방식으로 제조되고 있다.
그리고, 전술한 구성을 갖는 유기전계 발광소자는 이를 제조하는데 있어서 특히, 유기 발광층은 금속재질로 이루어진 쉐도우 마스크를 이용한 열증착 방법에 의해 형성되고 있다.
도 1은 종래의 쉐도우 마스크를 이용한 열증착 방법을 간략히 도시한 도면이다.
증착됨으로서 유기 발광층을 이루는 유기 발광 물질은 밑면 및 측면에 몸통 전체를 가열할 수 있는 가열수단(50)을 포함하는 몸통의 내부에 분말 상태로 위치하며, 진공이 유지되는 챔버(미도시) 내부에서 상기 증착장치(50)에 구비된 가열수단(미도시)이 가동하여 상기 증착장치(50)를 가열하게 되면, 상기 증착장치 내부에 위치하는 유기 발광 물질로 이루어진 증착원(51)에 열이 전도되며, 이렇게 전도되는 열에 의해 상기 분말 상태의 증착원(51)이 가열됨으로써 승화되며, 이렇게 승화된 유기 발광 물질 기체(52)는 상기 증착수단(50)의 배출구를 통해 배출되며, 상기 증착수단(50)의 배출구 상부에 위치하는 다수의 오픈부(OA1, OA2)를 갖는 쉐도우 마스크(30)를 통해 선택적으로 기판(70) 상에 증착됨으로서 유기 발광층(미도시)이 상기 기판(70) 상에 형성되는 것이다.
한편, 이렇게 유기 발광 물질을 증착하는데 사용되는 상기 쉐도우 마스크를 살펴보면, 차폐부(SA)를 이루는 금속판(미도시)에 대해 이의 상면 및 배면에 대해 포토레지스트의 도포, 노광, 현상 및 식각의 일련의 단위 공정을 포함하는 마스크 공정을 진행하여 패터닝하여 실질적으로 상면과 하면의 면적 크기가 다른 오픈부(OA1, OA2)를 형성하고 있다.
이렇게 패터닝을 진행하는 것은 쉐도우 마스크(30)를 이루는 금속재질의 식각속도 및 쉐도우 마스크(30)의 두께(t)와 관련이 있으며, 쉐도우 마스크(30)를 한 방향으로만 식각하는 경우 상기 쉐도우 마스크(30)를 관통하는 형태의 오픈부(OA1, OA2) 형성 시 상면 및 하면에 각각 구성되는 오픈부(OA1, OA2) 각각의 크기 차이가 심하게 발생되며, 위치별 오픈부(OA1, OA2) 간의 면적 차이로 인한 오차가 심하게 발생되므로 이를 방지하기 위해 상하면 동시 식각을 진행하는 것이다.
따라서, 이러한 형태의 오픈부(OA1, OA2) 형성에 의해 상기 오픈부(OA1, OA2)의 면적, 더욱 정확히는 그 폭(실제 기판과 마주하는 면의 개구부의 폭)이 제조 공정상 안정적으로 허용하는 오차범위 내에 들어오도록 하기 위해서는 최소 32㎛ 정도가 되어야 한다.
상기 쉐도우 마스크(30)에 있어서 기판과 마주하는 오픈부의 폭(A)을 32㎛보다 작게 하는 경우 쉐도우 마스크(30)의 두께(t)가 일정(일례로 t = 40㎛)하다고 가정했을 경우, 쉐도우 마스크(30)의 하면에 위치하는 오픈부(OA2)는 더 큰 면적이 되어야 한다. 이 경우 이웃하는 하면 오픈부(OA2)와 경계를 이루는 부분(이하 립부(rib)라 칭함)의 폭이 너무 작게되어 쉐도우 마스크(30) 자체의 강성을 저하시켜 쳐짐 발생 시 개구의 형태 변형을 일으키게 된다.
한편, 쉐도우 마스크(30)의 두께(t)를 줄이면 이러한 문제를 해결할 수 있지만, 금속재질로 이루어진 쉐도우 마스크(30)의 두께는 통상 40㎛가 한계치가 되며 이보다 더 얇은 두께로는 금속강판 자체가 생산되지 않고 있으므로 쉐도우 마스크(30) 제작이 거의 불가능한 실정이며, 더 작은 두께를 갖는다고 하더라도 각 오픈부(OA1, OA2) 사이에 지지력이 저하되어 40㎛보다 얇게 되면 오히려 중앙부에서의 쳐짐이 더욱 발생하는 문제가 발생된다.
나아가, 이러한 구성을 갖는 쉐도우 마스크(30)를 이용하여 기판(70) 상에 유기 발광물질을 열증착 하게 되면, 그림자 효과(shadow effect) 등에 의해 증착물의 번짐(쉐도우 마스크의 오픈부 영역보다 더 큰 영역에 유기 발광패턴이 형성되는 현상)이 발생되며, 증착 공정 진행 시 쉐도우 마스크(30)의 위치 변동 및 쉐도우 마스크(30) 내의 오픈부(OA1, OA2)의 피치 변동이 발생되므로 이러한 다양한 변도 인자를 감안할 때 유기 발광물질의 증착 시 유기 발광층이 형성되는 기판(70) 상에 상기 유기 발광층이 형성되는 주변에 즉 각 화소영역의 경계에 형성되는 뱅크(미도시) 또한 그 폭이 최소 12㎛ 이상의 크기를 가져가야 한다.
12㎛ 정도의 폭을 갖는 뱅크(미도시)를 형성하는 것은 각 화소영역간의 경계가 넓어지게 되며 이로 인해 표시소자의 해상도를 향상시키는 데에는 문제가 되고 있는 실정이다.
더욱이, 10인치 이상의 대면적의 유기전계 발광소자의 형성 시에는 쉐도우 마스크(30)의 면적 또한 증가되어야 하며, 이 경우 금속재질로 이루어지는 쉐도우 마스크(30)는 그 무게 증가로 인해 특히 중앙부에서의 쳐짐이 심하게 발생되어 유기 발광층의 형성 오차가 더욱 심화되므로 유기전계 발광소자의 표시영역을 10인치 이상으로 대면적화 하면서 동시에 화소영역의 크기를 더욱 작게하여 250PPI(pixels per inch) 이상의 해상도 수준을 갖도록 하는 것은 쉐도우 마스크(30)를 이용하여 유기 발광층을 형성하는 방법을 통해서는 대응하기 어려운 실정이다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명은 250PPI(pixels per inch) 이상의 고해상도가 가능하고 대면적으로 구현이 가능한 고정세의 유기전계 발광소자의 제조 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 유기전계 발광소자의 제조 방법은, 제 1 화소영역이 정의된 기판 상에 제 1 플라스틱 층을 전면에 형성하는 단계와; 상기 제 1 플라스틱 층을 패터닝하여 상기 제 1 화소영역에 제 1 개구를 형성하는 단계와; 상기 제 1 개구를 갖는 제 1 플라스틱 층 위로 전면에 제 1 유기 발광층을 형성하는 단계와; 상기 제 1 플라스틱 층을 상기 기판으로부터 탈착시켜 제거함으로서 상기 제 1 개구에 대해서 제 1 유기 발광패턴을 형성하는 단계를 포함한다.
이때, 상기 기판은 제 2 및 제 3 화소영역을 포함하고, 상기 제 1 유기 발광패턴 위로 전면에 제 2 플라스틱 층을 형성하는 단계와; 상기 제 2 플라스틱 층을 패터닝하여 상기 제 2 화소영역에 대응하여 제 2 개구를 형성하는 단계와; 상기 제 2 개구를 갖는 상기 제 2 플라스틱 층 위로 전면에 제 2 유기 발광층을 형성하는 단계와; 상기 제 2 플라스틱 층을 상기 기판으로부터 탈착시켜 제거함으로서 상기 제 2 개구에 대해서 제 2 유기 발광패턴을 형성하는 단계와; 상기 제 2 유기 발광패턴 위로 전면에 제 3 플라스틱 층을 형성하는 단계와; 상기 제 3 플라스틱 층을 패터닝하여 상기 제 3 화소영역에 대응하여 제 3 개구를 형성하는 단계와; 상기 제 3 개구를 갖는 상기 제 3 플라스틱 층 위로 전면에 제 3 유기 발광층을 형성하는 단계와; 상기 제 3 플라스틱 층을 상기 기판으로부터 탈착시켜 제거함으로서 상기 제 3 개구에 대해서 제 3 유기 발광패턴을 형성하는 단계를 포함한다.
상기 제 1, 2, 3 플라스틱 층을 패터닝하여 각각 제 1, 2, 3 개구를 형성하는 것은 상기 제 1, 2, 3 플라스틱 층 각각에 레이저 빔을 조사하여 상기 제 1, 2, 3 플라스틱 층 각각을 선택적으로 연소시키거나 또는 노광 마스크를 이용하여 선택적인 노광 및 현상 공정을 진행하는 마스크 공정을 진행하는 것이 특징이다.
그리고, 상기 제 1, 2, 3 플라스틱 층 각각은 PET(Polyethylen Terephthalate), TAC(Triacetylcellulose), PC(Polycarbonate), PMMA(Poltmethylmethacrylate), PES(Polyether Sulfone), PI(Polyimide), COC(Cyclic Olefin Copolymer) 및 아크릴(Acryl) 계열의 물질 중 어느 하나 또는 둘 이상의 물질로 이루어지거나, 또는 이들 물질 중 어느 하나 둘 이상의 물질에 감광성 물질이 섞인 물질로 이루어진 것이 특징이다.
또한, 상기 제 1, 2, 3 플라스틱 층 각각의 탈착은 상기 기판의 배면으로 레이저 빔을 조사하여 박리시키거나 또는 지그를 이용하여 일 끝단을 고정시킨 후 상기 제 1, 2, 3 플라스틱 층 각각을 상기 기판으로부터 디라미네이션(de??lamination)시키는 것이 특징이다.
그리고, 상기 제 1, 2, 3 플라스틱 층을 각각 형성하기 이전에 상기 기판에 대해 상기 제 1, 2, 3 플라스틱 층과 접촉하는 면에 대해 표면처리를 진행할 수 있으며, 이때, 상기 기판의 표면처리는 수소 플라즈마 처리, 산소 플라즈마 처리, 애싱(ashing), 박막 표면 코팅 처리 중 어느 하나인 것이 특징이다.
그리고, 상기 제 1, 2, 3 플라스틱 층은 각각 액상의 플라스틱 물질을 도포하고 경화시켜 형성되거나, 또는 필름을 라미네이팅하여 형성되는 것이 특징이다.
한편, 상기 기판은 제 2 및 제 3 화소영역을 포함하고, 상기 제 1 유기 발광층을 형성한 후, 상기 제 2 화소영역에 대응하여 상기 제 1 유기 발광층과 상기 제 1 플라스틱 층을 패터닝하여 제 2 개구를 형성하는 단계와; 상기 제 2 개구가 형성된 상기 제 1 유기 발광층 위로 제 2 유기 발광층을 형성하는 단계와; 상기 제 3 화소영역에 대응하여 상기 제 2 유기 발광층과 제 1 유기 발광층 및 상기 제 1 플라스틱 층을 패터닝하여 제 3 개구를 형성하는 단계와; 상기 제 3 개구가 형성된 상기 제 2 유기 발광층 위로 제 3 유기 발광층을 형성하는 단계를 포함하며, 상기 제 1 플라스틱 층을 상기 기판으로부터 탈착시켜 제거함으로서 상기 제 1 개구에 대해서 제 1 유기 발광패턴을 형성하는 단계는 상기 제 2 개구에 제 2 유기 발광패턴과, 상기 제 3 개구에 제 3 유기 발광패턴을 형성하는 단계를 더 포함한다.
이때, 상기 제 1 플라스틱 층을 패터닝하여 각각 제 1, 2, 3 개구를 형성하는 것은 상기 제 1 화소영역에 대응해서는 상기 제 1 플라스틱 층, 상기 제 2 화소영역에 대응해서는 상기 제 1 유기 발광층, 상기 제 3 화소영역에 대응해서는 상기 제 2 유기 발광층에 각각에 레이저 빔을 조사하여 상기 1 플라스틱 층 단독, 상기 제 1 유기 발광층과 제 1 플라스틱 층, 상기 제 2 유기 발광층과 제 1 유기 발광층 및 제 1 플라스틱 층을 각각을 선택적으로 연소시킴으로 이루어지는 것이 특징이다.
또한, 상기 제 1 개구에는 상기 제 1 유기 발광패턴 상부로 순차적으로 제 2 및 제 3 유기 발광패턴이 더욱 형성되며, 상기 제 2 개구에는 상기 제 2 유기 발광패턴 상부로 제 3 유기 발광패턴이 더욱 형성되는 것이 특징이다.
그리고, 상기 제 1 유기 발광층 상부에 제 1 보조층을 형성하고, 상기 제 2 유기 발광층 상부에는 제 2 보조층을 형성하며, 상기 제 3 유기 발광층 상부에는 제 3 보조층을 형성하는 단계를 더 포함함으로서 상기 제 1, 2, 3 유기 발광패턴 상부에는 각각 제 1, 2, 3 보조패턴이 더 형성되며, 이때, 상기 제 1, 2, 3 보조패턴은 각각 상기 제 1, 2, 3 유기 발광 패턴 내부로 수분 및 산소 침투를 억제하기 위한 것으로 무기절연물질인 산화실리콘(SiO2) 또는 질화실리콘(SiNx)으로 이루어지는 것이 특징이다.
또한, 상기 기판은 제 2 및 제 3 화소영역을 포함하고, 상기 제 1 플라스틱 층을 패터닝하여 상기 제 1 화소영역에 제 1 개구를 형성하는 단계는 상기 제 1 플라스틱 층에 상기 제 2 및 제 3 화소영역에 대응하여 각각 제 2 및 제 3 개구를 형성하는 단계를 더 포함하며, 상기 제 1 개구를 갖는 제 1 플라스틱 층 위로 전면에 제 1 유기 발광층을 형성하는 단계는 상기 제 1 개구에 대응하여 오픈부를 갖는 쉐도우 마스크를 위치시킨 후, 상기 오픈부에 대응하는 제 1 개구에 상기 제 1 유기 발광층을 형성하는 단계와, 상기 쉐도우 마스크를 이동시키거나 교체하여 상기 제 2 개구에 오픈부가 대응하도록 하고 제 2 유기 발광층을 형성하고, 연속하여 상기 제 3 개구에 오픈부가 대응하도록 위치시킨 후 제 3 유기 발광층을 형성하는 단계를 포함하며, 제 1 플라스틱 층을 상기 기판으로부터 탈착시켜 제거함으로서 상기 제 1 개구에 대해서 제 1 유기 발광패턴을 형성하는 단계는 상기 제 2 개구에 대응해서는 제 2 유기 발광패턴을 형성하고, 상기 제 3 개구에 대응해서는 제 3 유기 발광패턴이 형성하는 단계를 포함한다.
그리고, 상기 제 1 플라스틱 층의 탈착은 상기 기판의 배면으로 레이저 빔을 조사하여 박리시키거나 또는 지그를 이용하여 일 끝단을 고정시킨 후 상기 제 1 플라스틱 층을 상기 기판으로부터 디라미네이션(de??lamination)시키는 것이 특징이다.
한편, 상기 제 1 플라스틱 층은 PET(Polyethylen Terephthalate), TAC(Triacetylcellulose), PC(Polycarbonate), PMMA(Poltmethylmethacrylate), PES(Polyether Sulfone), PI(Polyimide), COC(Cyclic Olefin Copolymer) 및 아크릴(Acryl) 계열의 물질 중 어느 하나 또는 둘 이상의 물질로 이루진 것이 특징이다.
그리고, 상기 제 1 플라스틱 층을 형성하기 이전에 상기 기판에 대해 상기 제 1 플라스틱 층과 접촉하는 면에 대해 표면처리를 진행하며, 이때, 상기 기판의 표면처리는 수소 플라즈마 처리, 산소 플라즈마 처리, 애싱(ashing), 박막 표면 코팅 처리 중 어느 하나인 것이 특징이다.
또한, 상기 제 1 플라스틱 층은 액상의 플라스틱 물질을 도포하고 경화시켜 형성되거나, 또는 필름을 라미네이팅하여 형성되는 것이 특징이다.
그리고, 상기 제 1 플라스틱 층을 형성하기 이전에 상기 기판 상의 제 1, 2, 3 화소영역의 경계에 뱅크를 형성하는 단계를 더 포함할 수 있으며, 이때, 상기 뱅크를 형성하기 이전에 상기 제 1, 2, 3 화소영역 각각의 내부에 제 1 전극을 형성하는 단계와; 상기 제 1, 2, 3 유기 발광패턴 상부로 제 2 전극을 형성하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 제 1, 2, 3 유기 발광패턴은 각각 적색, 녹색 및 청색을 발광하는 유기 발광 물질로 이루어진 것이 특징이다.
본 발명에 따른 유기전계 발광소자의 제조 방법은 유기 발광층 형성 전에 플라스틱 재질로서 다수의 개구를 갖는 패터닝 플라스틱 층을 기판 상에 형성하고, 이러한 플라스틱 층을 통해 유기 발광층을 형성한 후 상기 플라스틱 층을 탈착하여 제거하는 방법을 통해 유기 발광패턴을 세밀하게 형성할 수 있으므로 기판의 대면적화에 관계없이 250PPI 이상의 해상도를 갖는 유기전계 발광소자를 제조할 수 있는 효과가 있다.
나아가, 쉐도우 마스크를 이용하지 않으므로 쉐도우 마스크의 위치 변동과 유기 발광층의 증착 시의 그림자 효과 등이 발생되지 않고, 또는 쉐도우 마스크를 이용한다 하더라도 플라스틱 층의 탈착을 통해 각 개구에 형성되는 유기 발광패턴을 정밀히 패터닝할 수 있으므로 화소영역의 경계에 구비되는 뱅크의 폭을 12㎛보다 작게 형성할 수 있다. 따라서 더욱더 해상도를 향상시키며 개구율 또한 향상시키는 효과가 있다.
또한, 유기전계 발광소자가 250PPI 이상의 해상도를 갖게 됨으로서 유기전계 발광소자의 표시품질을 향상시키는 효과가 있다.
도 1 일반적인 쉐도우 마스크의 단면도.
도 2a 내지 도 2r은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유기전계 발광소자의 제조 단계별 공정 단면도
도 3a 내지 도 3l은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 유기전계 발광소자의 제조 단계별 공정 단면도
도 4a 내지 도 4j는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 유기전계 발광소자의 제조 단계별 공정 단면도
도 2a 내지 도 2r은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유기전계 발광소자의 제조 단계별 공정 단면도
도 3a 내지 도 3l은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 유기전계 발광소자의 제조 단계별 공정 단면도
도 4a 내지 도 4j는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 유기전계 발광소자의 제조 단계별 공정 단면도
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 2a 내지 도 2r은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유기전계 발광소자의 제조 단계별 공정 단면도로서, 스위칭 및 구동 박막트랜지스터가 형성된 기판 상에 유기 발광층을 형성하는 것을 나타낸 것이다. 이때, 상기 유기 발광층을 형성하기 이전까지의 제조 방법, 즉 구동 및 스위칭 박막트랜지스터를 형성하는 단계와, 상기 구동 박막트랜지스터의 드레인 전극과 연결된 제 1 전극을 각 화소영역에 형성하는 단계와, 상기 제 1 전극의 테두리와 중첩하면서 각 화소영역에 뱅크를 형성하는 단계는 통상적인 유기전계 발광소자의 제조 방법과 동일하게 진행되므로 이에 대해서는 설명을 생략하였다.
우선, 도 2a 및 도 2b에 도시한 바와 같이, 구동 박막트랜지스터(DTr)의 드레인 전극(미도시)과 연결되며 각 화소영역에 형성된 제 1 전극(150)과 화소영역의 주변으로 뱅크(153)가 형성된 기판(101) 상의 전면에 액상 상태의 플라스틱 물질을 바(bar) 코팅장치, 슬릿(slit) 코팅장치, 스핀(spin) 코팅장치 중 어느 하나의 코팅장치(미도시)를 이용하여 도포하고 열처리를 진행하여 경화시킴으로써 평탄한 표면을 갖는 제 1 플라스틱 층(160)을 형성한다. 이때, 상기 경화된 상태의 제 1 플라스틱 층(160)은 1㎛ 내지 100㎛ 정도의 두께를 갖는 것이 바람직하다. 상기 제 1 플라스틱 층(160)의 두께는 낮으면 낮을수록 미세 패턴 형성에 유리하지만, 너무 얇을 경우 추후 탈착 또는 박리하는 경우 찢김 등이 발생할 수 있으므로 전술한 바와같은 1㎛ 내지 100㎛ 정도의 두께를 갖는 것이 바람직하다.
이때, 상기 액상의 플라스틱 물질은 일례로 PET(Polyethylen Terephthalate), TAC(Triacetylcellulose), PC(Polycarbonate), PMMA(Poltmethylmethacrylate), PES(Polyether Sulfone), PI(Polyimide), COC(Cyclic Olefin Copolymer) 및 아크릴(Acryl) 계열의 물질 중 어느 하나 또는 둘 이상의 물질이 혼합된 물질이 될 수 있다.
한편, 제 1 실시예에 있어서는 상기 플라스틱 층(160)은 액상의 플라스틱 물질을 도포 후 경화함으로써 형성한 것을 일례로 보이고 있지만, 그 변형예로서 상기 플라스틱 층(160)은 전술한 동일한 물질로서 필름 형태로 제작된 것을 라미네이팅 함으로서 상기 기판(101) 상에 형성될 수도 있다.
다음, 도 2c에 도시한 바와같이, 경화된 상태의 상기 제 1 플라스틱 층(160)에 대해 레이저 장치(195)를 이용하여 적색을 발광하는 유기 발광층이 형성되어야 할 부분에 대응하여 적절한 수준의 에너지 밀도(상기 제 1 플라스틱 층을 연소시킬 수 있는 정도의 크기를 가짐)를 갖는 레이저 빔(LB)을 조사하여 연소시킴으로서 상기 제 1 플라스틱 층(160)을 선택적으로 제거한다.
이러한 과정에 의해 상기 제 1 플라스틱 층(120)에는 상기 레이저 빔(LB)이 조사된 부분에는 제 1 개구(OP1)가 형성된다.
한편, 도면에 있어서는 상기 플라스틱 층에 레이저 빔(LB)을 조사하여 상기 제 1 개구(OP1)를 형성한 것을 일례로 보이고 있지만, 레이저 빔(LB)을 조사하는 방법 이외에 일반적인 패터닝 방법 즉 상기 제 1 플라스틱 층(160) 상에 포토레지스트의 도포, 포토레지스트 에 대해 노광 마스크를 이용한 노광, 노광된 포토레지스트 현상, 현상 시 남게되는 포토레지스트를 이용한 상기 플라스틱 층의 식각, 포토레지스트의 스트립 등의 일련의 단위 공정을 포함하는 마스크 공정을 진행함으로써 상기 플라스틱 층에 제 1 개구(OP1)를 형성할 수도 있다.
이 경우, 상기 마스크 공정은 상기 제 1 플라스틱 층(160)이 전술한 PET(Polyethylen Terephthalate), TAC(Triacetylcellulose), PC(Polycarbonate), PMMA(Poltmethylmethacrylate), PES(Polyether Sulfone), PI(Poly imide), COC(Cyclic Olefin Copolymer) 및 아크릴(Acryl) 계열의 물질 중 어느 하나 또는 둘 이상의 물질과 감광성 특성을 갖는 물질이 혼합되어 감광성 특성을 갖는 경우, 상기 제 1 플라스틱 층(160)에 대해 포토레지스트 도포없이 노광을 실시하고 현상하는 공정을 진행함으로서 패터닝하여 상기 제 1 개구(OP1)를 형성할 수도 있다.
다음, 도 2d에 도시한 바와같이, 상기 제 1 개구(OP1)가 형성된 상기 제 1 플라스티 층(160)에 대해 쉐도우 마스크 없이 전면에 적색을 발광하는 유기 발광 물질을 진공의 분위기에서 열증착 함으로서 적색 유기 발광층(171)을 형성한다.
다음, 도 2e에 도시한 바와같이, 상기 제 1 플라스틱 층(160) 위로 전면에 형성된 상기 적색 유기 발광층(171) 위로 상기 적색 유기 발광층(171)의 보호와 외부로부터의 수분 또는 산소의 침투를 방지하기 위해 무기절연물질인 산화실리콘(SiO2) 또는 질화실리콘(SiNx)을 증착함으로써 제 1 보조층(173)을 형성한다. 이러한 제 1 보조층(173)은 반드시 무기절연물질로 형성할 필요는 없으며 상기 산소와 수분 침투를 방지할 수 있는 유기절연물질로 형성되어도 무방하다.
또한, 상기 제 1 보조층(173)은 반드시 형성할 필요는 없으며, 생략될 수도 있다.
다음, 도 2f 및 도 2g에 도시한 바와같이, 상기 적색 유기 발광층(171)과 제 1 보조층(173)이 형성된 기판(101)에 있어 상기 제 1 플라스틱 층(160)을 탈착 또는 박리하여 제거함과 동시에 상기 제 1 개구(OP1)를 제외한 영역에 형성된 상기 적색 유기 발광층(171)과 제 1 보조층(173)을 함께 제거한다.
이 경우, 상기 적색 유기 발광층(171)과 제 1 보조층(173)은 상기 제 1 플라스틱 층(160)이 상기 기판(101)으로부터 탈착되는 과정에서 자연적으로 이와 함께 제거되는 것이 특징이다.
그리고 상기 제 1 플라스틱 층(160)의 탈착은 상기 기판(101)의 배면으로 상기 제 1 플라스틱 층(160)을 향해 적절한 에너지 밀도(상기 제 1 플라스틱 층에 개구를 형성할 수 있는 정도의 에너지 밀도보다 작고, 상기 제 1 전극 또는 뱅크와의 계면에서 상태 변화를 일으킬 수 있는 정도의 크기) 갖는 레이저 빔을 조사하거나, 또는 상기 기판(101)의 꼭지점 또는 모서리 부분에서 흡착이 가능한 지그 등을 이용하여 상기 제 1 플라스틱 층(160)의 일끝단을 흡착하여 상기 지그(미도시)에 고정된 상태에서 상기 지그(미도시)를 일 방향으로 서서히 힘을 가하여 디라미네이션(de??lamination)을 진행함으로써 이루어지는 것이 특징이다.
한편, 상기 제 1 플라스틱 층(160)이 상기 기판(101)으로부터 잘 탈착 또는 박리될 수 있도록 상기 제 1 플라스틱 층(160)을 형성하기 이전에 상기 뱅크(153)와 제 1 전극(150)에 대해 표면처리 공정 예를들면 수소 플라즈마 공정, 산소 플라즈마 공정, 애싱(ashing), 박막 표면 코팅 공정(일례로 상기 기판을 불소에 노출시킴) 중 어느 하나의 공정을 진행함으로써 상기 제 1 플라스틱 층(160)과 기판(101)간의 접합력이 저감되도록 할 수도 있다.
전술한 바와같이 기판(101)으로부터 플라스틱 층의 탈착에 의해 상기 기판(101)상에는 제 1 개구(OP1)에 대응하여 적색 유기 발광패턴(172)과 이의 상부로 상기 적색 유기 발광패턴(172)의 보호를 위한 제 1 보조패턴(174)이 형성된 상태를 이루게 된다. 그리고, 상기 제 1 개구(OP1) 이외의 영역에 있어서는 제 1 전극(150)과 이를 테두리하는 뱅크(153)가 노출된 상태를 이루게 된다.
다음, 도 2h에 도시한 바와같이, 상기 제 1 개구(OP1)에 대응하여 적색 유기 발광패턴(172)과 제 1 보조패턴(174)이 형성된 상태의 기판(101) 상의 전면에 전술한 액상의 플라스틱 물질을 또 다시 코팅장치(미도시)를 이용하여 도포하고 열처리를 통해 경화시키거나, 또는 필름을 라미네이팅 시킴으로서 제 2 플라스틱 층(161)을 형성한다.
이때, 상기 제 1 보조패턴(174) 위로 상기 플라스틱 물질을 도포하기 전에 상기 제 1 보조패턴(174)과 뱅크(153) 및 제 1 전극(150)이 노출된 상태의 기판(101)에 대해 표면처리 공정을 더욱 진행할 수도 있다.
다음, 도 2i에 도시한 바와같이, 상기 제 2 플라스틱 층(161)에 대해서도 레이저 장치(195)를 이용하여 적절한 에너지 밀도를 갖는 레이저 빔(LB)을 조사하여 상기 제 2 플라스틱 층(161)을 연소시켜 제거하거나, 또는 마스크 공정을 진행하여 패터닝함으로서 추후 녹색을 발광하는 유기 발광패턴(이하 녹색 유기 발광패턴이라 칭함)이 형성될 부분에 대응하여 제 2 개구(OP2)를 형성한다.
이러한 제 2 플라스틱 층(161)에 대해 레이저 빔(LB) 조사나 마스크 공정을 통한 패터닝 방법은 이미 제 1 플라스틱 층에 제 1 개구(OP1)를 형성 시 설명한 동일한 방법이므로 이하 설명은 생략한다.
다음, 도 2j에 도시한 바와같이, 상기 제 2 개구(OP2)가 형성된 상기 제 2 플라스틱 층(161) 위로 진공의 분위기에서 쉐도우 마스크 없이 열증착 공정을 진행하여 녹색 유기 발광층(175)을 형성하고, 연속하여 상기 녹색 유기 발광층(175) 위로 제 2 보조층(177)을 형성한다.
이후, 도 2k에 도시한 바와같이, 상기 제 2 플라스틱 층(161)에 대해 레이저 빔을 상기 기판(101)의 배면을 통해 조사하거나, 또는 디라미네이션을 진행하여 상기 기판(101)으로부터 상기 제 2 플라스틱 층(161)을 탈착시킴으로서 상기 제 2 개구(OP2)영역에 대응해서만 녹색 유기 발광패턴(176)과 이의 상부로 제 2 보조패턴(178)을 형성하게 된다.
이러한 레이저 빔(LB) 조사 또는 디라미네이션을 통한 제 2 플라스틱 층(161)의 탈착은 제 1 플라스틱 층(도 2f의 160)의 탈착과 동일하게 진행되므로 상세한 설명은 생략한다.
다음, 상기 제 2 개구(OP2)에 대응하여 녹색 유기 발광패턴(176)과 제 2 보조패턴(178)이 형성된 기판(101)에 대해서 도 2l 내지 도 2q에 도시한 바와같이, 전술한 적색 유기 발광패턴(172)과 제 1 보조패턴(174) 또는 녹색 유기 발광패턴(176)과 제 2 보조패턴(178)을 형성한 동일한 방법을 진행함으로써 제 3 개구(OP3)에 대응하여 청색 유기 발광패턴(181) 및 이의 상부로 제 3 보조패턴(183)을 형성한다.
다음, 도 2r에 도시한 바와같이, 외부로 노출된 상기 제 1, 2, 3 보조패턴(174, 178, 183) 위로 표시영역 전면에 제 2 전극(190)을 형성함으로서 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유기전계 발광소자용 기판(101)을 완성한다.
이후 도면에 나타내지 않았지만, 전술한 구성을 갖는 유기전계 발광소자용 기판(101)에 대응하여 대향기판(미도시)을 마주하도록 하고 이들 두 기판(101, 미도시)을 테두리를 따라 씰패턴(미도시)을 형성하고 진공의 분위기에서 합착하거나, 또는 이들 두 기판(101, 미도시) 사이에 페이스 씰(미도시)을 개재하여 접착하거나, 또는 페이스 씰(미도시)을 개재하여 플렉서블한 특성을 필름(미도시)을 부착함으로써 유기전계 발광소자(미도시)를 완성한다.
한편, 본 발명의 제 1 실시예에 있어서는 제 1 개구(OP1)에는 적색 유기 발광패턴(172)이, 제 2 및 3 개구(OP2, OP3)에는 각각 녹색 및 청색 유기 발광패턴(176, 181)이 형성됨을 보이고 있지만, 상기 적, 녹, 청색 유기 발광 패턴의 순서는 자유롭게 바꿀 수 있음은 자명하다 할 것이다.
전술한 바와같이 본 발명의 제 1 실시예에 따라 제조되는 유기전계 발광소자는 개구의 폭 또는 개구간의 폭에 제한이 있으며 대면적 대응 시 처짐이 심하게 발생되는 금속재질로 이루어진 쉐도우 마스크 없이 플라스틱 물질을 이용하여 도포 후 경화하거나 또는 필름을 라미네이팅하여 플라스틱 층을 형성하고, 이를 레이저 빔 조사 또는 패터닝 정밀도가 높은 마스크 공정을 통해 패터닝하여 형성되는 제 1, 2, 3 개구(OP1, OP2, OP3)에 대응하여 각각 전면 열증착을 통해 적, 녹, 청색 유기 발광층을 형성한 후, 제 1, 2, 3 플라스틱 층(160, 161, 162)을 탈착함으로서 적, 녹, 청색 유기 발광패턴(172, 176, 181)을 형성한다.
따라서, 정밀하게 콘트롤하여 보다 정확한 부분에 적, 녹, 청색 유기 발광패턴(172, 176, 181)을 형성할 수 있으므로 쉐도우 마스크 이용 시 발생되는 그림자 효과에 의한 색번짐과 쉐도우 마스크의 처짐에 의한 유기 발광패턴(172, 176, 181)의 패터닝 오차가 발생되지 않으므로 250PPI 이상의 해상도를 갖는 유기전계 발광소자의 제조가 가능하다.
나아가 적, 녹, 청색 유기 발광패턴(172, 176, 181)의 위치 오차가 작아짐에 의해 각 화소영역의 테두리에 구비되는 뱅크(153)의 폭 또한 쉐도우 마스크를 이용하여 형성하는 종래의 유기전계 발광소자 대비 작게 할 수 있으므로 개구율을 향상시키는 효과가 있다.
도 3a 내지 도 3l은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 유기전계 발광소자의 제조 단계별 공정 단면도로서, 스위칭 및 구동 박막트랜지스터가 형성된 기판 상에 유기 발광층을 형성하는 것을 나타낸 것이다.
우선, 도 3a 및 도 3b에 도시한 바와 같이, 구동 박막트랜지스터(미도시)의 드레인 전극(미도시)과 연결되며 각 화소영역에 형성된 제 1 전극(250)과 화소영역의 주변으로 뱅크(253)가 형성된 기판(201) 상의 전면에 액상 상태의 플라스틱 물질을 바(bar) 코팅장치, 슬릿(slit) 코팅장치, 스핀(spin) 코팅장치 중 어느 하나의 코팅장치(미도시)를 이용하여 도포하고 열처리를 진행하여 경화시키거나, 또는 플라스틱 재질의 필름을 라미네이팅함으로써 평탄한 표면을 갖는 플라스틱 층(260)을 형성한다.
이때, 상기 경화된 상태의 플라스틱 층(260)은 1㎛ 내지 100㎛ 정도의 두께를 갖는 것이 바람직하다.
한편, 상기 액상의 플라스틱 물질 또는 플라스틱 재질은 일례로 PET(Polyethylen Terephthalate), TAC(Triacetylcellulose), PC(Polycarbonate), PMMA(Poltmethylmethacrylate), PES(Polyether Sulfone), PI(Polyimide), COC(Cyclic Olefin Copolymer) 및 아크릴(Acryl) 계열의 물질 중 어느 하나 또는 둘 이상의 물질이 혼합된 물질이 될 수 있다.
다음, 도 3c에 도시한 바와같이, 경화된 상태의 상기 플라스틱 층(260)에 대해 레이저 장치(295)를 이용하여 적색을 발광하는 유기 발광층이 형성되어야 할 부분에 대응하여 적절한 수준의 에너지 밀도를 갖는 레이저 빔(LB)을 조사하여 상기 플라스틱 층(260)을 국부적으로 연소시켜 선택적으로 제거한다.
이러한 과정에 의해 상기 플라스틱 층(260)에는 상기 레이저 빔(LB)이 조사된 부분에는 제 1 개구(OP1)가 형성된다.
다음, 도 3d에 도시한 바와같이, 상기 제 1 개구(OP1)가 형성된 플라스틱 층(260)에 대해 쉐도우 마스크 없이 전면에 적색을 발광하는 유기 발광 물질을 진공의 분위기에서 열증착 함으로서 상기 플라스틱 층(260) 위로 전면에 적색 유기 발광층(271)을 형성한다.
다음, 도 3e에 도시한 바와같이, 상기 플라스틱 층(260) 위로 전면에 형성된 상기 적색 유기 발광층(271) 위로 상기 적색 유기 발광층(271)의 보호와 외부로부터의 수분 또는 산소의 침투를 방지하기 위해 무기절연물질인 산화실리콘(SiO2) 또는 질화실리콘(SiNx)을 증착함으로써 제 1 보조층(273)을 형성한다. 이러한 제 1 보조층(273)은 반드시 무기절연물질로 형성할 필요는 없으며 상기 산소와 수분 침투를 방지할 수 있는 유기절연물질로 형성되어도 무방하다.
다음, 도 3f에 도시한 바와같이, 상기 적색 유기 발광층(271)과 제 1 보조층(273)이 전면에 형성된 기판(201)에 있어 상기 제 1 보조층(273) 위로 레이저 장치(295)를 위치시킨 후, 추후 녹색을 발광해야 하는 화소영역에 대응하여 적절한 에너지 밀도를 갖는 레이저 빔(LB)을 조사함으로써 상기 제 1 보조층(273)과 이의 하부에 위치하는 적색 유기 발광층(271) 및 플라스틱 층(260)을 순차적으로 연소시켜 제거함으로서 상기 제 1 전극(250)을 노출시키는 제 2 개구(OP2)를 형성한다.
다음, 도 3g에 도시한 바와같이, 새롭게 상기 제 2 개구(OP2)가 형성된 플라스티 층(260)에 대해 쉐도우 마스크 없이 전면에 녹색을 발광하는 유기 발광 물질을 진공의 분위기에서 열증착 함으로서 상기 제 1 보조층(2741) 위로 전면에 녹색 유기 발광층(275)을 형성하고, 이후 상기 녹색 유기 발광층(275) 위로 이의 보호와 외부로부터의 수분 또는 산소의 침투를 방지하기 위해 무기절연물질인 산화실리콘(SiO2) 또는 질화실리콘(SiNx)을 증착하거나 또는 유기절연물질을 도포함으로써 제 2 보조층(277)을 형성한다.
다음, 도 3h에 도시한 바와같이, 상기 녹색 유기 발광층(275)과 제 2 보조층(277)이 전면에 형성된 기판(201)에 있어 상기 제 2 보조층(277) 위로 레이저 장치(295)를 위치시킨 후, 추후 청색을 발광해야 하는 화소영역에 대응하여 적절한 에너지 밀도를 갖는 레이저 빔(LB)을 조사함으로써 상기 제 2 보조층(277)과 이의 하부에 위치하는 녹색 유기 발광층(275), 제 1 보조층(273), 적색 유기 발광층(271) 및 플라스틱 층(260)을 순차적으로 연소시켜 제거함으로서 상기 제 1 전극(250)을 노출시키는 제 3 개구(OP3)를 형성한다.
다음, 도 3i에 도시한 바와같이, 새롭게 상기 제 3 개구(OP3)가 형성된 플라스티 층(260)에 대해 또 다시 쉐도우 마스크 없이 전면에 청색을 발광하는 유기 발광 물질을 진공의 분위기에서 열증착 함으로서 상기 제 2 보조층(277) 위로 전면에 청색 유기 발광층(280)을 형성하고, 연속하여 상기 청색 유기 발광층(280) 위로 무기절연물질을 증착하거나 또는 유기절연물질 도포함으로서 제 3 보조층(282)을 형성한다.
다음, 도 3j 및 도 3k에 도시한 바와같이, 상기 플라스틱 층(260)의 탈착 공정을 진행한다. 이 경우, 상기 제 1 내지 제 3 개구(OP1, OP2, OP3) 이외에 뱅크(253)와 중첩되는 영역에 위치하는 플라스틱 층(260)과 이와 중첩하며 이의 상부에 순차적으로 위치하는 적색 유기 발광층(271)과 제 1 보조층(273)과 녹색 유기 발광층(275)과 제 2 보조층(277)과 청색 유기 발광층(280)과 제 3 보조층(282)이 함께 제거되며, 제 1, 2, 3 개구(OP1, OP2, OP3)에 대응하는 부분에 대응해서만이 적, 녹, 청색 유기 발광패턴(271, 275, 280)이 이와 각각 중첩하는 제 1, 2, 3 보조패턴(272, 276, 282)이 형성된다.
이때, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 제조 방법의 특성 상, 제일 먼저 형성된 제 1 개구(OP1)에 대응해서는 상기 제 1 전극(250) 위로 적색 유기 발광패턴(272)과 제 1 보조패턴(274)과 녹색 유기 발광패턴(276)과 제 2 보조패턴(278)과 청색 유기 발광패턴(281)과 제 3 보조패턴(283)이 적층 형성된 구성을 갖는다.
또한, 제 2 개구(OP2)에 대응해서는 제 1 전극(250) 위로 녹색 유기 발광패턴(276)과 제 2 보조패턴(278)과 청색 유기 발광패턴(281)과 제 3 보조패턴(283)이 적층 형성된 구성을 가지며, 제일 마지막으로 형성된 제 3 개구(OP3)에 대응해서는 상기 제 1 전극(250) 상부로 청색 유기 발광패턴(281)과 제 3 보조패턴(283)만이 적층 형성된 구성을 갖는다.
다음, 도 3l에 도시한 바와같이, 외부로 노출된 상기 제 3 보조패턴(283) 위로 표시영역 전면에 제 2 전극(290)을 형성함으로서 본 발명의 제 2 실시예에 따른 유기전계 발광소자용 기판(201)을 완성한다.
이후 대향기판(미도시) 또는 필름(미도시)을 구비하여 유기전계 발광소자를 제조하는 공정은 전술한 제 1 실시예와 동일하므로 그 설명은 생략한다.
한편, 이러한 본 발명의 제 2 실시예에 따른 유기전계 발광소자의 제조 방법 또한 1회의 플라스틱 층을 형성 후 정밀한 조절이 가능한 레이저 장치를 통해 제 1, 2, 3 개구를 형성한 한 후 쉐도우 마스크를 이용하지 않고, 전면 열증착을 통해 적, 녹, 청색 유기 발광층을 형성하고, 플라스틱 층을 탈착시킴으로서 제 1 실시예에 따른 제조 방법에 의한 동일한 효과를 갖게 된다.
나아가 본 발명의 제 2 실시예의 경우, 제 1 실시예 대비 플라스틱 층을 단 1 회 형성하고 이의 탈착 또한 1회 진행됨을 특징으로 함으로서 3회의 플라스틱 층을 형성하는 제 1 실시예 대비 공정을 단축하는 동시에 생산성을 향상시키는 효과가 있다.
한편, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 제조 방법에 의해 제조되는 유기전계 발광소자의 경우, 제 1 개구(OP1)에는 적, 녹, 청색 유기 발광패턴(272, 276, 281)이 모두 구비되며, 제 2 개구(OP2)에는 녹색 및 청색 유기 발광패턴(276, 281)이 구비되고, 제 3 개구(OP3)에는 청색 유기 발광패턴(281)이 구조를 이루게 됨으로서 제 1 개구(OP1)에서는 적, 녹, 청색이 합쳐진 화이트가 발광되는 것처럼 보이고, 제 2 개구(OP2)에 대해서는 녹색과 청색이 합쳐진 색이 발광되는 것처럼 보이는 구성을 이루고 있다.
하지만, 유기전계 발광소자 특성 상, 적, 녹, 청색 유기 발광 패턴(272, 276, 281)이 모두 형성되었다 하더라도 이를 이루는 재료적 특성과 적층되는 각 색의 유기 발광패턴의 두께 등을 조절하면 비록 하나의 개구에 적, 녹, 청색 유기 발광 패턴이 모두 형성되었다 하더라도 이들 중 어느 하나의 색을 발광하도록 할 수 있다.
따라서, 제 1 개구(OP1)에서는 적, 녹, 청색 유기 발광패턴(272, 276, 281)이 중첩 형성되고 있고, 제 2 개구(OP2)에서는 녹색 및 청색 유기 발광패턴(272, 276, 281)이 중첩 형성되어 있다 하더라도 제 1 개구(OP1)에서는 적색이 제 2 개구(OP2)에서는 녹색이 발광하는 데에는 문제되지 않는다.
도 4a 내지 도 4j는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 유기전계 발광소자의 제조 단계별 공정 단면도로서, 스위칭 및 구동 박막트랜지스터가 형성된 기판 상에 유기 발광층을 형성하는 것을 나타낸 것이다.
도 4a, 도 4b 및 도 4c에 도시한 바와같이, 스위칭 및 구동 박막트랜지스터(미도시)와 제 1 전극(350) 및 뱅크(353)가 형성된 기판(301) 상에 플라스틱 층(360)을 형성하고 이에 대해 마스크 공정을 진행하여 패터닝 하거나 또는 레이저 조사 장치를 이용하여 레이저 빔(LB)을 선택적으로 조사함으로써 각 화소영역 내의 제 1 전극(350)을 노출시키는 제 1, 2, 3 개구(OP1, OP2, OP3)를 형성한다.
이때, 이러한 플라스틱 층(360)을 형성하고 패터닝하여 제 1, 2, 3 개구(OP1, OP2, OP3)를 형성하는 단계까지는 제 1 실시예와 동일하므로 그 설명은 생략한다. 단 제 1 실시예와 차이가 있는 것은 제 1 실시예의 경우는 제 1 개구(OP1)만을 형성하고 있는데 반해 본 발명의 제 3 실시예의 경우는 제 1 개구(OP1)를 비롯하여 제 2 및 제 3 개구(OP2, OP3)까지 동시에 형성하고 있다는 것이다.
다음, 도 4d 및 도 4e를 참조하면, 상기 제 1 내지 제 3 개구(OP1, OP2, OP3)가 형성된 기판(301)에 대응하여 상기 제 1 개구(OP1)에 대응해서만 오픈부을 갖는 쉐도우 마스크를 위치시키고, 상기 제 2 및 제 3 개구(OP2, OP3)부를 가린 상태에서 적색 유기 발광물질을 진공의 분위기에서 열증착함으로서 상기 제 1 개구(OP1)에 대응하여 적색 유기 발광패턴(372)을 형성한다.
이후 도 4f와 도 4g 및 4h에 도시한 바와같이, 상기 쉐도우 마스크(397)를 순차적으로 상기 제 2 또는 제 3 개구(OP2, OP3)에 대해서만 오픈부(OA)를 갖는 쉐도우 마스크(397)로 교체하던가 아니면 상기 기판(301) 상에서 상기 오픈부(OA)가 상기 제 2 또는 제 3 개구(OP2, OP3)에 순차적으로 대응하도록 한 상태에서 녹색 및 청색 유기 발광물질을 진공의 분위기에서 열증착함으로써 제 2 개구(OP2)에 대해서는 녹색 유기 발광패턴(376)을 형성하고, 상기 제 3 개구(OP3)에 대해서는 청색 유기 발광패턴(381)을 형성한다.
이러한 적, 녹, 청색 유기 발광패턴(372, 376, 381)의 형성은 실질적으로 쉐도우 마스크(397)를 이용함으로써 쉐도우 마스크(397)의 처짐 발생 및 그림자 효과로 인한 색번짐이 발생될 수 있지만, 본 발명의 제 3 실시예의 경우 이후 공정 진행에 의해 전술한 쉐도우 마스크(397)를 이용함으로서 발생되는 문제는 해소할 수 있으므로 문제되지 않는다.
본 발명의 제 3 실시예의 경우, 전술한 바와같이 쉐도우 마스크(397)를 이용하여 제 1, 2, 3 개구(OP1, OP2, OP3)에 각각 대응하여 적, 녹, 청색 유기 발광패턴(372, 376, 381)을 형성한 후에는 도 4i에 도시한 바와같이, 상기 플라스틱 층(360)에 대해 레이저 빔을 상기 기판(301)의 배면을 통해 조사하거나 또는 디라미네이션을 진행하여 상기 기판(301)으로부터 탈착 또는 박리시킨다.
이때, 상기 플라스틱 층(360)에 형성된 적, 녹, 청색 유기 발광층(385)은 상기 플라스틱 층(360)이 탈착되어 제거됨에 의해 동시에 제거되며, 따라서 적, 녹, 청색 유기 발광패턴(372, 376, 381)은 정확히 제 1, 2, 3 개구(OP1, OP2, OP3)에 대응해서만이 형성된다.
이 경우, 상기 쉐도우 마스크(도 3g의 397)를 이용하여 제 1, 2, 3 개구(OP1, OP2, OP3)에 각각 적, 녹, 청색 유기 발광패턴(372, 376, 381)을 형성 시 쉐도우 마스크(도 3g의 397)의 처짐 또는 그림자 효과에 의해 각 개구(OP1, OP2, OP3)의 주변영역까지 소정폭 침범하여 형성되었다 하더라도 상기 플라스틱 층(360)의 탈착에 의해 상기 플라스틱 층(360)에 의해 구현된 각 개구(OP1, OP2, OP3)의 측면에 위치하는 적, 녹, 청색 유기 발광패턴(372, 376, 381)까지 함께 마치 리프트 오프가 되듯이 함께 제거되므로 쉐도우 마스크(도 3g의 397) 사용으로 인한 적, 녹, 청색 유기발광 패턴(372, 376, 381)의 위치 오차 및 색번짐 불량은 어느 정도 해소되는 것이 특징이다.
다음, 도 4j에 도시한 바와같이, 상기 플라스틱 층이 탈착되어 제거됨으로 상기 제 1, 2, 3 개구(OP1, OP2, OP3)에 대응하여 각각 적, 녹, 청색 유기 발광패턴만(372, 376, 381)이 남게된 기판(301)에 대해 상기 적, 녹, 청색 유기 발광패턴(372, 376, 381) 위로 표시영역 전면에 제 2 전극(390)을 형성함으로서 본 발명의 제 3 실시예에 따른 유기전계 발광소자용 기판(301)을 완성한다.
이후 대향기판 또는 필름을 구비하여 유기전계 발광소자를 제조하는 공정은 전술한 제 1 실시예와 동일하므로 그 설명은 생략한다.
한편, 전술한 본 발명의 제 1, 2, 3 실시예에 있어, 구동 및 스위칭 박막트랜지스터와 제 1 전극이 구비된 기판에 대해 상기 제 1 전극 위로 적, 녹, 청색 유기 전계 발광패턴을 형성하는 것을 일례로 보이고 있지만, 유기전계 발광소자는 구동 및 스위칭 소자와 유기 발광패턴을 이원화하여 서로 대향하는 기판에 구성하는 듀얼 패널 타입 유기전계 발광소자도 있으며, 상기 플라스틱 층을 이용한 유기전계 발광소자의 제조는 투명한 기판상에 형성되거나 또는 투명한 기판 상에 표시영역 전면에 제 1 전극이 형성된 상태에서 진행될 수도 있음은 자명하다 할 것이다.
전술한 본 발명의 제 1, 2, 3 실시예에 따른 제조방법에 의해 제조된 유기전계 발광소자는 플라스틱 층을 레이저 빔을 조사하거나 또는 패터닝하여 개구를 형성하고, 이에 대해 유기 발광층을 형성한 후, 최종적으로 플라스틱 층을 제거하는 단계를 진행하게 됨으로서 위치 정밀도가 매우 우수하게 되므로 250PPI 이상의 고해상의 표시품질을 구현할 수 있다.
나아가, 각 개구의 주면에 형성되는 뱅크에 있어 그 폭을 쉐도우 마스크의 처짐과 각 오픈부의 크기 오차와, 정렬오차, 그림자 효과 등을 고려하여 이들에 의해 발생되는 적, 녹, 청색의 최대 위치 오차를 커버할 수 있도록 충분히 큰 크기(통상 12㎛ 이상이 됨)가 되도록 형성할 필요가 없이 패터닝 오차와 레이저 조사 장치의 이동 시 위치 오차만을 고려하게 되므로 종대대비 10?? 60% 정도 더 작을 폭을 갖도록 형성해도 무방하다. 따라서 종래대비 뱅크 폭이 작아짐에 의해 개구율을 향상시키거나, 또는 화소영역의 크기를 줄이는 효과에 의해 PPI를 늘릴 수 있으므로 해상도를 더욱 향상시키는 효과가 있다.
나아가 기판이 10인치 이상으로 대면적화 되더라도 쉐도우 마스크 자체를 이용하지 않거나(제 1 및 제 2 실시예의 경우) 또는 쉐도우 마스크를 이용하더라도 추후 플라스틱 층 탈착에 의해 형성된 적, 녹, 청색 유기 발광 패턴이 패터닝되는 효과에 의해 쉐도우 마스크로 인해 발생되는 오차를 줄일 수 있으므로 대면적 기판에 대응할 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 이상 다양한 변화와 변형이 가능하다.
101 : 기판
150 : 제 1 전극
153 : 뱅크
172 : 적색 유기 발광패턴
174 : 제 1 보조패턴
160 : 제 1 플라스틱 층
171 : 적색 유기 발광층
173 : 제 1 보조층
DTr : 구동 박막트랜지스터
OP1 : 제 1 개구
150 : 제 1 전극
153 : 뱅크
172 : 적색 유기 발광패턴
174 : 제 1 보조패턴
160 : 제 1 플라스틱 층
171 : 적색 유기 발광층
173 : 제 1 보조층
DTr : 구동 박막트랜지스터
OP1 : 제 1 개구
Claims (22)
- 제 1 화소영역이 정의된 기판 상에 제 1 플라스틱 층을 전면에 형성하는 단계와;
상기 제 1 플라스틱 층을 패터닝하여 상기 제 1 화소영역에 제 1 개구를 형성하는 단계와;
상기 제 1 개구를 갖는 제 1 플라스틱 층 위로 전면에 제 1 유기 발광층을 형성하는 단계와;
상기 제 1 플라스틱 층을 상기 기판으로부터 탈착시켜 제거함으로서 상기 제 1 개구에 대해서 제 1 유기 발광패턴을 형성하는 단계
를 포함하는 유기전계 발광소자의 제조 방법.
- 제 1 항에 있어서,
상기 기판은 제 2 및 제 3 화소영역을 포함하고,
상기 제 1 유기 발광패턴 위로 전면에 제 2 플라스틱 층을 형성하는 단계와;
상기 제 2 플라스틱 층을 패터닝하여 상기 제 2 화소영역에 대응하여 제 2 개구를 형성하는 단계와;
상기 제 2 개구를 갖는 상기 제 2 플라스틱 층 위로 전면에 제 2 유기 발광층을 형성하는 단계와;
상기 제 2 플라스틱 층을 상기 기판으로부터 탈착시켜 제거함으로서 상기 제 2 개구에 대해서 제 2 유기 발광패턴을 형성하는 단계와;
상기 제 2 유기 발광패턴 위로 전면에 제 3 플라스틱 층을 형성하는 단계와;
상기 제 3 플라스틱 층을 패터닝하여 상기 제 3 화소영역에 대응하여 제 3 개구를 형성하는 단계와;
상기 제 3 개구를 갖는 상기 제 3 플라스틱 층 위로 전면에 제 3 유기 발광층을 형성하는 단계와;
상기 제 3 플라스틱 층을 상기 기판으로부터 탈착시켜 제거함으로서 상기 제 3 개구에 대해서 제 3 유기 발광패턴을 형성하는 단계
를 포함하는 것이 특징인 유기전계 발광소자의 제조 방법.
- 제 2 항에 있어서,
상기 제 1, 2, 3 플라스틱 층을 패터닝하여 각각 제 1, 2, 3 개구를 형성하는 것은 상기 제 1, 2, 3 플라스틱 층 각각에 레이저 빔을 조사하여 상기 제 1, 2, 3 플라스틱 층 각각을 선택적으로 연소시키거나 또는 노광 마스크를 이용하여 선택적인 노광 및 현상 공정을 진행하는 마스크 공정을 진행하는 유기전계 발광소자의 제조 방법.
- 제 2 항에 있어서,
상기 제 1, 2, 3 플라스틱 층 각각은 PET(Polyethylen Terephthalate), TAC(Triacetylcellulose), PC(Polycarbonate), PMMA(Poltmethylmethacrylate), PES(Polyether Sulfone), PI(Polyimide), COC(Cyclic Olefin Copolymer) 및 아크릴(Acryl) 계열의 물질 중 어느 하나 또는 둘 이상의 물질로 이루어지거나, 또는 이들 물질 중 어느 하나 둘 이상의 물질에 감광성 물질이 섞인 물질로 이루어진 것이 특징인 유기전계 발광소자의 제조 방법.
- 제 2 항에 있어서,
상기 제 1, 2, 3 플라스틱 층 각각의 탈착은 상기 기판의 배면으로 레이저 빔을 조사하여 박리시키거나 또는 지그를 이용하여 일 끝단을 고정시킨 후 상기 제 1, 2, 3 플라스틱 층 각각을 상기 기판으로부터 디라미네이션(de??lamination)시키는 것이 특징인 유기전계 발광소자의 제조 방법.
- 제 2 항에 있어서,
상기 제 1, 2, 3 플라스틱 층을 각각 형성하기 이전에 상기 기판에 대해 상기 제 1, 2, 3 플라스틱 층과 접촉하는 면에 대해 표면처리를 진행하는 유기전계 발광소자의 제조 방법.
- 제 6 항에 있어서,
상기 기판의 표면처리는 수소 플라즈마 처리, 산소 플라즈마 처리, 애싱(ashing), 박막 표면 코팅 처리 중 어느 하나인 것이 특징인 유기전계 발광소자의 제조 방법.
- 제 2 항에 있어서,
상기 제 1, 2, 3 플라스틱 층은 각각 액상의 플라스틱 물질을 도포하고 경화시켜 형성되거나, 또는 필름을 라미네이팅하여 형성되는 것이 특징인 유기전계 발광소자의 제조 방법.
- 제 1 항에 있어서,
상기 기판은 제 2 및 제 3 화소영역을 포함하고,
상기 제 1 유기 발광층을 형성한 후,
상기 제 2 화소영역에 대응하여 상기 제 1 유기 발광층과 상기 제 1 플라스틱 층을 패터닝하여 제 2 개구를 형성하는 단계와;
상기 제 2 개구가 형성된 상기 제 1 유기 발광층 위로 제 2 유기 발광층을 형성하는 단계와;
상기 제 3 화소영역에 대응하여 상기 제 2 유기 발광층과 제 1 유기 발광층 및 상기 제 1 플라스틱 층을 패터닝하여 제 3 개구를 형성하는 단계와;
상기 제 3 개구가 형성된 상기 제 2 유기 발광층 위로 제 3 유기 발광층을 형성하는 단계
를 포함하며, 상기 제 1 플라스틱 층을 상기 기판으로부터 탈착시켜 제거함으로서 상기 제 1 개구에 대해서 제 1 유기 발광패턴을 형성하는 단계는 상기 제 2 개구에 제 2 유기 발광패턴과, 상기 제 3 개구에 제 3 유기 발광패턴을 형성하는 단계를 더 포함하는 유기전계 발광소자의 제조 방법.
- 제 9 항에 있어서,
상기 제 1 플라스틱 층을 패터닝하여 각각 제 1, 2, 3 개구를 형성하는 것은 상기 제 1 화소영역에 대응해서는 상기 제 1 플라스틱 층, 상기 제 2 화소영역에 대응해서는 상기 제 1 유기 발광층, 상기 제 3 화소영역에 대응해서는 상기 제 2 유기 발광층에 각각에 레이저 빔을 조사하여 상기 1 플라스틱 층 단독, 상기 제 1 유기 발광층과 제 1 플라스틱 층, 상기 제 2 유기 발광층과 제 1 유기 발광층 및 제 1 플라스틱 층을 각각을 선택적으로 연소시킴으로 이루어지는 것이 특징인 유기전계 발광소자의 제조 방법.
- 제 9 항에 있어서,
상기 제 1 개구에는 상기 제 1 유기 발광패턴 상부로 순차적으로 제 2 및 제 3 유기 발광패턴이 더욱 형성되며,
상기 제 2 개구에는 상기 제 2 유기 발광패턴 상부로 제 3 유기 발광패턴이 더욱 형성되는 것이 특징인 유기전계 발광소자의 제조 방법.
- 제 2 항 또는 제 9 항에 있어서,
상기 제 1 유기 발광층 상부에 제 1 보조층을 형성하고, 상기 제 2 유기 발광층 상부에는 제 2 보조층을 형성하며, 상기 제 3 유기 발광층 상부에는 제 3 보조층을 형성하는 단계를 더 포함함으로서 상기 제 1, 2, 3 유기 발광패턴 상부에는 각각 제 1, 2, 3 보조패턴이 더 형성되는 유기전계 발광소자의 제조 방법.
- 제 12 항에 있어서,
상기 제 1, 2, 3 보조패턴은 각각 상기 제 1, 2, 3 유기 발광 패턴 내부로 수분 및 산소 침투를 억제하기 위한 것으로 무기절연물질인 산화실리콘(SiO2) 또는 질화실리콘(SiNx)으로 이루어지는 것이 특징인 유기전계 발광소자의 제조 방법.
- 제 1 항에 있어서,
상기 기판은 제 2 및 제 3 화소영역을 포함하고,
상기 제 1 플라스틱 층을 패터닝하여 상기 제 1 화소영역에 제 1 개구를 형성하는 단계는 상기 제 1 플라스틱 층에 상기 제 2 및 제 3 화소영역에 대응하여 각각 제 2 및 제 3 개구를 형성하는 단계를 더 포함하며,
상기 제 1 개구를 갖는 제 1 플라스틱 층 위로 전면에 제 1 유기 발광층을 형성하는 단계는 상기 제 1 개구에 대응하여 오픈부를 갖는 쉐도우 마스크를 위치시킨 후, 상기 오픈부에 대응하는 제 1 개구에 상기 제 1 유기 발광층을 형성하는 단계와, 상기 쉐도우 마스크를 이동시키거나 교체하여 상기 제 2 개구에 오픈부가 대응하도록 하고 제 2 유기 발광층을 형성하고, 연속하여 상기 제 3 개구에 오픈부가 대응하도록 위치시킨 후 제 3 유기 발광층을 형성하는 단계를 포함하며,
제 1 플라스틱 층을 상기 기판으로부터 탈착시켜 제거함으로서 상기 제 1 개구에 대해서 제 1 유기 발광패턴을 형성하는 단계는 상기 제 2 개구에 대응해서는 제 2 유기 발광패턴을 형성하고, 상기 제 3 개구에 대응해서는 제 3 유기 발광패턴이 형성하는 단계를 포함하는 유기전계 발광소자의 제조 방법.
- 제 9 항 또는 제 14 항에 있어서,
상기 제 1 플라스틱 층의 탈착은 상기 기판의 배면으로 레이저 빔을 조사하여 박리시키거나 또는 지그를 이용하여 일 끝단을 고정시킨 후 상기 제 1 플라스틱 층을 상기 기판으로부터 디라미네이션(de-lamination)시키는 것이 특징인 유기전계 발광소자의 제조 방법.
- 제 9 항 또는 제 14 항에 있어서,
상기 제 1 플라스틱 층은 PET(Polyethylen Terephthalate), TAC(Triacetylcellulose), PC(Polycarbonate), PMMA(Poltmethylmethacrylate), PES(Polyether Sulfone), PI(Polyimide), COC(Cyclic Olefin Copolymer) 및 아크릴(Acryl) 계열의 물질 중 어느 하나 또는 둘 이상의 물질로 이루진 것이 특징인 유기전계 발광소자의 제조 방법.
- 제 9 항 또는 제 14 항에 있어서,
상기 제 1 플라스틱 층을 형성하기 이전에 상기 기판에 대해 상기 제 1 플라스틱 층과 접촉하는 면에 대해 표면처리를 진행하는 유기전계 발광소자의 제조 방법.
- 제 17 항에 있어서,
상기 기판의 표면처리는 수소 플라즈마 처리, 산소 플라즈마 처리, 애싱(ashing), 박막 표면 코팅 처리 중 어느 하나인 것이 특징인 유기전계 발광소자의 제조 방법.
- 제 9 항 또는 제 14 항에 있어서,
상기 제 1 플라스틱 층은 액상의 플라스틱 물질을 도포하고 경화시켜 형성되거나, 또는 필름을 라미네이팅하여 형성되는 것이 특징인 유기전계 발광소자의 제조 방법.
- 제 2 항, 제 9 항 및 제 14 항 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 제 1 플라스틱 층을 형성하기 이전에 상기 기판 상의 제 1, 2, 3 화소영역의 경계에 뱅크를 형성하는 단계를 더 포함하는 유기전계 발광소자의 제조 방법.
- 제 20 항에 있어서,
상기 뱅크를 형성하기 이전에 상기 제 1, 2, 3 화소영역 각각의 내부에 제 1 전극을 형성하는 단계와;
상기 제 1, 2, 3 유기 발광패턴 상부로 제 2 전극을 형성하는 단계
를 포함하는 유기전계 발광소자의 제조 방법.
- 제 2 항, 제 9 항 및 제 14 항 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 제 1, 2, 3 유기 발광패턴은 각각 적색, 녹색 및 청색을 발광하는 유기 발광 물질로 이루어진 것이 특징인 유기전계 발광소자의 제조 방법.
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