KR20230136897A - 레이저 빔 조사 장치 - Google Patents

레이저 빔 조사 장치 Download PDF

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강구현
한규완
이혜숙
전진홍
조경석
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삼성디스플레이 주식회사
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Abstract

본 발명은 레이저 빔 조사 장치를 개시한다. 본 발명은 제1가우시안 빔을 생성하는 레이저 광원과, AOM(acusto optic modulator)을 포함하며, 상기 제1가우시간 빔이 입사되고, 상기 제1가우시간 빔의 에너지를 제어하여 제2가우시안 빔을 생성하는 제어부와, 상기 제어부를 통과한 상기 제2가우시안 빔의 형상을 조절하고, 상기 제어부를 통과한 상기 제2가우시안 빔이 직접 입사하며, 상기 제2가우시안 빔의 중앙 부분만 통과시키는 슬릿과, 상기 슬릿을 통과한 빔이 직접 입사하고, 상기 슬릿을 통과한 상기 빔의 단면의 크기를 줄이는 리듀서를 포함하는 제1 광학계와, 상기 리듀서를 통과한 상기 빔이 직접 입사하고, 상기 리듀서를 통과한 상기 빔의 진행 방향을 조절하는 스캐너와, 상기 스캐너를 통과한 빔을 축소시키는 에프시타 렌즈(F-theta lens)를 포함한다.

Description

레이저 빔 조사 장치{Laser beam irradiation apparatus}
본 발명의 실시예들은 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 레이저 빔 조사 장치에 관한 것이다.
근래에 디스플레이 장치는 휴대가 가능한 박형의 평판 디스플레이 장치로 대체되는 추세이다. 평판 디스플레이 장치 중에서도 전계 발광 디스플레이 장치는 자발광형 디스플레이 장치로서 시야각이 넓고 콘트라스트(contrast)가 우수할 뿐만 아니라 응답속도가 빠르다는 장점을 가지고 있어 차세대 디스플레이 장치로 주목을 받고 있다. 또한 발광층이 유기물로 구성되는 유기 발광 디스플레이 장치는 무기 발광 디스플레이 장치에 비해 휘도, 구동 전압 및 응답속도 특성이 우수하고 다색화가 가능하다는 점을 가진다.
통상적인 유기 발광 디스플레이 장치는 애노드 전극과 캐소드 전극 사이에 발광층을 포함한 적어도 하나 이상의 유기층이 개재된 구조를 가진다.
캐소드 전극의 두께가 얇아짐에 따라 캐소드 전극의 저항이 증가하여 IR Drop의 발생이 증가하여 휘도가 저하될 수 있다. 따라서 보조전극을 캐소드 전극과 연결하여 캐소드 저항을 감소시켜 IR Drop을 감소시키는 방법이 사용되고 있다.
본 발명의 실시예들은 레이저 빔 조사 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 실시예는, 제1가우시안 빔을 생성하는 레이저 광원과, AOM(acusto optic modulator)을 포함하며, 상기 제1가우시간 빔이 입사되고, 상기 제1가우시간 빔의 에너지를 제어하여 제2가우시안 빔을 생성하는 제어부와, 상기 제어부를 통과한 상기 제2가우시안 빔의 형상을 조절하고, 상기 제어부를 통과한 상기 제2가우시안 빔이 직접 입사하며, 상기 제2가우시안 빔의 중앙 부분만 통과시키는 슬릿과, 상기 슬릿을 통과한 빔이 직접 입사하고, 상기 슬릿을 통과한 상기 빔의 단면의 크기를 줄이는 리듀서를 포함하는 제1 광학계와, 상기 리듀서를 통과한 상기 빔이 직접 입사하고, 상기 리듀서를 통과한 상기 빔의 진행 방향을 조절하는 스캐너와, 상기 스캐너를 통과한 빔을 축소시키는 에프시타 렌즈(F-theta lens)를 포함하는 레이저 빔 조사 장치를 개시한다.
본 실시예에 있어서, 상기 에프시타 렌즈는 처리 표면에 입사하는 단일의 상기 빔이 감소된 상기 빔의 크기를 갖도록 상기 스캐너를 통과한 상기 빔의 스팟 크기를 줄일 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제어부는 상기 AOM으로 구성되며, 상기 레이저생성부에서 생성된 상기 제1 가우시안 빔이 직접 입사할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 스캐너는 갈바노 스캐너일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예는, 제1가우시안 빔을 생성하는 레이저 광원과, AOM(acusto optic modulator)을 포함하며, 상기 제1가우시간 빔이 입사되고, 상기 제1가우시간 빔의 에너지를 제어하여 제2가우시안 빔을 생성하는 제어부와, 상기 제어부를 통과한 상기 제2가우시안 빔의 형상을 조절하고, 상기 제어부를 통과한 상기 제2가우시안 빔이 직접 입사하며, 상기 제2가우시간 빔의 중앙 부분만 통과시키는 슬릿과, 상기 슬릿을 통과한 빔이 입사하고, 상기 슬릿을 통과한 상기 빔을 플랫탑 빔(Flat top beam)으로 가변시키는 호모지나이저 및 상기 호모지나이저와 함게 상기 슬릿을 통과한 상기 빔을 상기 플랫탑 빔으로 가변시키는 볼록렌즈를 포함하는 제1 광학계와, 상기 제1 광학계를 통과한 상기 빔의 진행 방향을 조절하는 스캐너와, 상기 스캐너를 통과한 빔을 축소시키는 에프시타 렌즈(F-theta lens)를 포함하는 레이저 빔 조사 장치를 개시한다.
본 실시예에 있어서, 상기 볼록렌즈는 상기 호모지나이저를 통과한 상기 빔이 직접 입사할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예는, 제1가우시안 빔을 생성하는 레이저 광원과, 상기 제1가우시간 빔이 입사되고, 상기 제1가우시간 빔의 에너지를 제어하여 제2가우시안 빔을 생성하는 제어부와, 상기 제어부를 통과한 상기 제2가우시안 빔의 형상을 조절하고, 상기 제어부로부터 상기 제2가우시안 빔이 직접 입사하며, 상기 제2가우시간 빔의 중앙 부분만 통과시키는 슬릿과, 상기 슬릿을 통과한 빔이 직접 입사하고, 상기 슬릿을 통과한 상기 빔의 단면의 크기를 조절하는 줌 빔 익스펜더를 포함하는 제1 광학계와, 상기 줌 빔 익스펜더를 통과한 상기 빔이 직접 입사하며, 상기 줌 빔 익스펜더를 통과한 상기 빔의 진행 방향을 조절하는 스캐너와, 상기 스캐너를 통과한 빔을 축소시키는 에프시타 렌즈(F-theta lens);를 포함하는 레이저 빔 조사 장치를 개시한다.
본 실시예에 있어서, 상기 제어부는 AOM(acusto optic modulator)을 포함할 수 있다.
본 실시예들에 있어서, 상기 제1 광학계, 상기 스캐너, 상기 에스시타 렌즈는 제1 세트를 구성하고, 상기 제1 세트는 복수개 배치되며, 상기 제어부와 복수개의 상기 제1 세트 사이에 빔분기 광학계가 배치되고, 상기 빔분기 광학계에 의해 분기된 각각의 광이 상기 각각의 제1 세트에 입사할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 빔분기 광학계는 적어도 하나 이상의 반투명거울을 포함할 수 있다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
본 발명의 실시예들에 관한 레이저 빔 조사 장치는 고품질의 레이저 빔을 조사할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 관한 유기 발광 디스플레이 장치의 제조 방법은 단순한 공정으로 보조전극을 형성할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 빔 조사 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 레이저 빔 조사 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 레이저 빔 조사 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 레이저 빔 조사 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5는 보조 전극이 형성된 유기 발광 디스플레이 장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 6a 내지 도 6d는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 디스플레이 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다.
이하의 실시예에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
이하의 실시예에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.
이하의 실시예에서, 막, 영역, 구성 요소 등의 부분이 다른 부분 위에 또는 상에 있다고 할 때, 다른 부분의 바로 위에 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 막, 영역, 구성 요소 등이 개재되어 있는 경우도 포함한다.
도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예들에 대하여 보다 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 빔 조사 장치(1)를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 일 실시예에 따른 레이저 빔 조사 장치(1)는 레이저 광원(110), 제어부(120), 제1 광학계(130), 스캐너(140) 및 에프시타 렌즈(F-theta lens)(150)를 포함할 수 있다.
레이저 광원(110)에서 레이저 광이 생성될 수 있다.
제어부(120)는 레이저 광원(110)에서 발진된 광의 에너지를 제어한다. 제어부(120)는 AOM(acusto optic modulator)를 포함할 수 있다. 레이저 가공 시 AOM의 인가전압으로 레이저 에너지의 정밀 변환, 고속 제어 및 실시간 제어가 가능하다.
제1 광학계(130)는 제어부(120)를 통과한 광의 형상을 조절할 수 있다. 제1 광학계(130)는 제1 슬릿(131) 및 리듀서(Reducer)(132)를 포함할 수 있다. 제1 슬릿(131)은 제어부(120)를 통과한 광의 일부 영역을 투과시킨다. 제1 슬릿(131)은 제어부(120)에 의해 에너지가 제어된 가우시안 빔을 플랫 라이크 빔(flat-like beam)으로 만들기 위해 가우시안 빔 중심의 일정 영역만 투과시킨다. 리듀서(132)는 제1 슬릿(131)을 통과한 광의 단면 크기를 축소시킨다.
스캐너(140)는 제1 광학계(130)을 통과한 광의 조사 방향을 조절한다. 스캐너(140)는 2개의 반사미러로 구성된 갈바노 스캐너일 수 있다. 스캐너(140)는 입사되는 빔의 x방향 및 y방향을 제어하여, 가공부에서의 가공 포인트(point)를 결정할 수 있다.
에프시타 렌즈(150)는 스캐너(140)를 통과한 빔을 축소시킨다. 에프시타 렌즈(150)를 통과한 빔은 가공단에 전달된다. 에프시타 렌즈(150)가 배치됨에 따라, 스캐너(140)에 의해 에프시타 렌즈(150)에 대한 입사각이 바뀌어도 수차에 의한 필드 커버처(field curvature)를 보상할 수 있다. 에프시타 렌즈(150)에 의해 넓은 스캔 필드(scan field)를 가지는 전 스캔 영역에서 빔 퀄리티(beam quality) 차이가 없어질 수 있다.
에프시타 렌즈(150)를 통과한 레이저 빔(L1)이 가공단에 전달되어 레이저 드릴링(laser drilling)이 행해질 수 있다. 레이저 빔(L1)은 유기층에 전달되어 유기층에 컨택홀을 형성할 수 있다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 레이저 빔 조사 장치(2)를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 일 실시예에 따른 레이저 빔 조사 장치(2)는 레이저 광원(110), 제어부(120), 제1 광학계(130), 스캐너(140) 및 에프시타 렌즈(F-theta lens)(150)를 포함할 수 있다.
레이저 광원(110)에서 레이저 광이 생성될 수 있다.
제어부(120)는 레이저 광원(110)에서 발진된 광의 에너지를 제어한다. 제어부(120)는 AOM(acusto optic modulator)를 포함할 수 있다. 레이저 가공 시 AOM의 인가전압으로 레이저 에너지의 정밀 변환, 고속 제어 및 실시간 제어가 가능하다.
제1 광학계(130)는 제어부(120)를 통과한 광의 형상을 조절할 수 있다. 제1 광학계(130)는 제2 슬릿(133), 호모지나이저(homogenizer)(134) 및 볼록 렌즈(135)를 포함할 수 있다. 제2 슬릿(133)은 제어부(120)를 통과한 광의 일부 영역을 투과시킨다. 호모지나이저(134)와 볼록 렌즈(135)에 의해 제2 슬릿(133)을 통과한 광을 플랫탑 빔(flat top beam)으로 변환시킬 수 있다. 제1 광학계(130)에 의해 플랫탑 빔을 만들어 레이저 드릴링 가공시 가공 영역에서 레이저 에너지를 균일하게 하여 가공 품질을 향상시킬 수 있다.
스캐너(140)는 제1 광학계(130)을 통과한 광의 조사 방향을 조절한다. 스캐너(140)는 2개의 반사미러로 구성된 갈바노 스캐너일 수 있다. 스캐너(140)는 입사되는 빔의 x방향 및 y방향을 제어하여, 가공부에서의 가공 포인트(point)를 결정할 수 있다.
에프시타 렌즈(150)는 스캐너(140)를 통과한 빔을 축소시킨다. 에프시타 렌즈(150)를 통과한 빔은 가공단에 전달된다. 에프시타 렌즈(150)가 배치됨에 따라, 스캐너(140)에 의해 에프시타 렌즈(150)에 대한 입사각이 바뀌어도 수차에 의한 필드 커버처(field curvature)를 보상할 수 있다. 에프시타 렌즈(150)에 의해 넓은 스캔 필드(scan field)를 가지는 전 스캔 영역에서 빔 퀄리티(beam quality) 차이가 없어질 수 있다.
에프시타 렌즈(150)를 통과한 레이저 빔(L2)이 가공단에 전달되어 레이저 드릴링(laser drilling)이 행해질 수 있다. 레이저 빔(L2)은 유기층에 전달되어 유기층에 컨택홀을 형성할 수 있다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 레이저 빔 조사 장치(3)를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 또 다른 실시예에 따른 레이저 빔 조사 장치(3)는 레이저 광원(110), 제어부(120), 제1 광학계(130), 스캐너(140) 및 에프시타 렌즈(F-theta lens)(150)를 포함할 수 있다.
*
*
*레이저 광원(110)에서 레이저 광이 생성될 수 있다.
제어부(120)는 레이저 광원(110)에서 발진된 광의 에너지를 제어한다. 제어부(120)는 AOM(acusto optic modulator)를 포함할 수 있다. 레이저 가공 시 AOM의 인가전압으로 레이저 에너지의 정밀 변환, 고속 제어 및 실시간 제어가 가능하다.
제1 광학계(130)는 제어부(120)를 통과한 광의 형상을 조절할 수 있다. 제1 광학계(130)는 제3 슬릿(136) 및 줌 빔 익스펜더(zoom beam expander)(137)을 포함한다. 제3 슬릿(136)은 제어부(120)를 통과한 광의 일부 영역을 투과시킨다. 줌 빔 익스펜더(137)는 제3 슬릿(136)을 통과한 광의 단면 크기를 조절한다. 줌 빔 익스펜더(137)에 의해 가공단에 전달되는 레이저 빔(L3)의 크기(size)를 조절할 수 있다. 사용하는 줌 빔 익스펜더(137)의 배율에 따라 레이저 빔(L3)의 크기 조절 범위가 달라질 수 있다. 이에 따라 레이저 드릴링 가공시 레이저 빔(L3)의 크기에 대한 유연성을 확보할 수 있다.
스캐너(140)는 제1 광학계(130)을 통과한 광의 조사 방향을 조절한다. 스캐너(140)는 2개의 반사미러로 구성된 갈바노 스캐너일 수 있다. 스캐너(140)는 입사되는 빔의 x방향 및 y방향을 제어하여, 가공부에서의 가공 포인트(point)를 결정할 수 있다.
에프시타 렌즈(150)는 스캐너(140)를 통과한 빔을 축소시킨다. 에프시타 렌즈(150)를 통과한 빔은 가공단에 전달된다. 에프시타 렌즈(150)가 배치됨에 따라, 스캐너(140)에 의해 에프시타 렌즈(150)에 대한 입사각이 바뀌어도 수차에 의한 필드 커버처(field curvature)를 보상할 수 있다. 에프시타 렌즈(150)에 의해 넓은 스캔 필드(scan field)를 가지는 전 스캔 영역에서 빔 퀄리티(beam quality) 차이가 없어질 수 있다.
에프시타 렌즈(150)를 통과한 레이저 빔(L3)이 가공단에 전달되어 레이저 드릴링(laser drilling)이 행해질 수 있다. 레이저 빔(L3)은 유기층에 전달되어 유기층에 컨택홀을 형성할 수 있다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 레이저 빔 조사 장치(4)를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4를 참조하면, 또 다른 실시예에 따른 레이저 빔 조사 장치(4)는 레이저 광원(110), 제어부(120), 제1 광학계(130), 스캐너(140), 에프시타 렌즈(F-theta lens)(150) 및 빔분기 광학계(160)를 포함할 수 있다.
레이저 광원(110)에서 레이저 광이 생성될 수 있다.
제어부(120)는 레이저 광원(110)에서 발진된 광의 에너지를 제어한다. 제어부(120)는 AOM(acusto optic modulator)를 포함할 수 있다. 레이저 가공 시 AOM의 인가전압으로 레이저 에너지의 정밀 변환, 고속 제어 및 실시간 제어가 가능하다.
제1 광학계(130), 스캐너(140) 및 에프타시터 렌즈(150)는 제1 세트(S)를 구성할 수 있다. 제1 세트(S)는 복수개 배치될 수 있다.
빔분기 광학계(160)가 제어부(120)와 제1 세트(S) 사이에 배치될 수 있다. 빔분기 광학계(160)에 의해 제어부(120)를 통과한 광이 분기될 수 있다. 분기된 각각의 광은 각각의 제1 세트(S)에 입사할 수 있다. 빔분기 광학계(160)는 반사거울(161) 및 적어도 하나 이상의 반투명거울(162)을 포함할 수 있다. 제어부(120)를 통과한 광은 반사거울(161)에 의해 반사된 후 각각의 반투명거울(162)에 의해 각각의 제1 세트(S)에 입사할 수 있다. 하나의 반투명거울(162)에 하나의 제1 세트(S)가 대응되도록 배치될 수 있다.
제1 세트(S)를 통과한 분기된 레이저 빔이 가공단에 전달되어 레이저 드릴링(laser drilling)이 행해질 수 있다. 분기된 레이저 빔은 유기층에 전달되어 유기층에 컨택홀을 형성할 수 있다. 레이저 빔을 분기하여 복수의 빔으로 가공을 함에 따라 생산성을 향상시킬 수 있고 공정시간을 단축시킬 수 있다.
도 5는 보조전극(40)이 형성된 유기 발광 디스플레이 장치(100)를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 5를 참조하면, 본 실시예에 따른 유기 발광 디스플레이 장치(100)는 캐소드 전극(23) 및 보조전극(40)을 포함한다.
기판(101) 상에는 유기 발광 소자(20) 및 유기 발광 소자(20)에 접속된 박막 트랜지스터(TFT; thin film transistor)(10)가 구비된다. 상기 도면에는 하나의 유기 발광 소자와 하나의 TFT(10)가 도시되어 있지만, 이는 설명의 편의를 위한 것으로 본 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 일부는 복수 개의 유기 발광 소자(20)와 복수 개의 TFT(10)를 포함할 수 있음은 물론이다.
각 유기 발광 소자(20)의 구동을 TFT로 제어하는지 여부에 따라 수동 구동 형(PM: passive matrix) 및 능동 구동형(AM: active matrix)으로 나뉠 수 있다. 본 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치는 능동 및 수동 구동형 어느 경우에도 적용될 수 있다. 이하에서는 능동 구동형 유기 발광 표시 장치를 일 예로 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.
기판(101) 상에는 기판(101)을 평탄화하고, 기판(101)으로부터 불순 원소가 침투하는 것을 차단하기 위하여 SiO2 및/또는 SiNx 등으로 형성된 버퍼층(31)이 구비될 수 있다.
버퍼층(31) 상에는 TFT(10)의 활성층(11)이 반도체 재료로 형성된다. 활성층(11)은 다양한 물질을 함유하도록 형성할 수 있다. 예를들면 활성층(11)은 비정질 실리콘 또는 결정질 실리콘과 같은 무기 반도체 물질을 함유할 수 있다. 다른 예로서 활성층(11)은 산화물 반도체를 함유할 수 있다. 또 다른 예로서 활성층(11)은 유기 반도체 물질을 함유할 수 있다.
활성층(11)을 덮도록 게이트 절연막(32)이 형성된다. 게이트 절연막(32) 상에는 게이트 전극(12)이 구비되고, 이를 덮도록 층간 절연막(33)이 형성된다. 그리고 층간 절연막(33) 상에는 소스 전극(13) 및 드레인 전극(14)이 구비되며, 이를 덮도록 패시베이션막(34) 및 평탄화막(35)이 순차로 구비된다.
상기의 게이트 절연막(32), 층간 절연막(33), 패시베이션막(34), 및 평탄화막(35)은 절연체로 구비될 수 있으며, 무기물, 유기물, 또는 유/무기 복합물로 단층 또는 복수층의 구조로 형성될 수 있다. 한편, 상술한 TFT(10) 적층 구조는 일 예시이며, 이외에도 다양한 구조의 TFT가 모두 적용 가능하다.
전술한 평탄화막(35) 상부에는 유기 발광 소자(20)의 애노드 전극(21)이 형성되고, 이를 덮도록 절연물로 화소 정의막(36)(pixel defining layer)이 형성된다. 화소 정의막(36)에 애노드 전극(21)의 일부를 노출하는 소정의 개구부를 형성한 후, 이 개구부로 한정된 영역 내에 유기 발광 소자의 중간층(22)이 형성된다. 그리고, 전체 화소들을 모두 덮도록 유기 발광 소자(20)의 캐소드 전극(23)이 형성된다. 물론 애노드 전극(21)과 캐소드 전극(23)의 극성은 서로 반대로 바뀌어도 무방하다.
애노드 전극(21)은 투명전극 또는 반사전극으로 구비될 수 있다. 투명전극으로 구비될 때에는 ITO, IZO, ZnO 또는 In2O3로 형성될 수 있고, 반사전극으로 구비될 때에는 Ag, Mg, Al, Pt, Pd, Au, Ni, Nd, Ir, Cr 또는 이들의 화합물 등으로 형성된 반사막과, 그 위에 ITO, IZO, ZnO 또는 In2O3로 형성된 막을 구비할 수 있다. 캐소드 전극(23)은 투명전극 또는 반사전극으로 구비될 수 있는데, 투명전극으로 구비될 때는 Li, Ca, LiF/Ca, LiF/Al, Al, Ag, Mg, Yb 및 이들의 화합물이 중간층(22)을 향하도록 증착된 막으로 형성될 수 있다. 그리고 반사형 전극으로 구비될 때에는 Li, Ca, LiF/Ca, LiF/Al, Al, Mg 또는 이들의 화합물을 소정의 두께로 증착함으로써 구비될 수 있다.
유기 발광 디스플레이 장치(100)가 전면 발광형일 때는 캐소드 전극(23)이 투명전극으로 구비될 수 있다. 이때 캐소드 전극(23)의 두께는 매우 얇게 형성될 수 있다. 캐소드 전극(23)의 두께는 1Å 이상 200Å 이하일 수 있다. 캐소드 전극(23)이 얇게 형성됨에 따라 캐소드 전극(23)의 저항이 증가하고, 이에 따라 IR Drop의 발생이 증가할 수 있다. 따라서 보조전극(40)을 통해 캐소드 전극(23)의 저항을 감소시킬 수 있다.
보조전극(40)은 평탄화막(35) 상에 형성될 수 있다. 보조전극(40)은 애노드 전극(21)과 같은 물질로 같은 공정에 의해 형성될 수 있다. 보조전극(40)은 캐소드 전극(23)과 접촉할 수 있다. 보조전극(40)은 중간층(22)에 형성된 컨택홀(H)을 통해 캐소드 전극(23)과 접촉할 수 있다. 이에 따라 캐소드 전극(23)의 저항을 감소시켜서 IR Drop의 발생을 감소시킬 수 있다.
애노드 전극(21)과 캐소드 전극(23) 사이에 구비되는 중간층(22)은 저분자 또는 고분자 유기물로 구비될 수 있다. 저분자 유기물을 사용할 경우 중간층(22)을 사이에 두고, 홀 주입층(HIL: hole injection layer)(미도시), 홀 수송층(HTL: hole transport layer)(미도시), 전자 수송층(ETL: electron transport layer)(미도시), 전자 주입층(EIL: electron injection layer)(미도시) 등이 단일 혹은 복합의 구조로 적층되어 형성될 수 있다.
고분자 유기물의 경우 중간층(22)으로부터 애노드 전극 측으로 홀 수송층(HTL)(미도시)이 더 구비된 구조를 가질 수 있다.
중간층(22)에는 캐소드 전극(23)과 보조전극(40)의 접촉을 위한 컨택홀(H)이 형성될 수 있다.
상술한 실시예에서는 중간층(22)이 개구 내부에 형성되어 각 픽셀별로 별도의 발광 물질이 형성된 경우를 예로 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 중간층(22)은 픽셀의 위치에 관계 없이 화소 정의막(36) 전체에 공통으로 형성될 수 있다. 이때, 유기 발광층은 예를 들어, 적색, 녹색 및 청색의 빛을 방출하는 발광 물질을 포함하는 층이 수직으로 적층되거나 혼합되어 형성될 수 있다. 물론, 백색광을 방출할 수 있다면 다른 색의 조합이 가능함은 물론이다. 또한, 상기 방출된 백색광을 소정의 컬러로 변환하는 색변환층이나, 컬러 필터를 더 구비할 수 있다.
이러한 유기 발광 소자(20)는 수분 또는 산소 등과 같은 물질에 의해 쉽게 열화되기 때문에, 유기 발광 소자(20)를 덮도록 봉지층(미도시)이 배치될 수 있다.
도 6a 내지 도 6d는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 디스플레이 장치(100)의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도이다.
먼저 도 6a에 도시된 바와 같이, 보조전극(40)을 형성한다. 보조전극(40)은 평탄화막(35) 상에 형성될 수 있다. 보조전극(40)은 애노드 전극(21)과 동일한 물질로 형성될 수 있다. 보조전극(40)은 애노드 전극(21)과 동일한 공정에서 형성될 수 있다.
다음으로, 도 6b에 도시된 바와 같이, 보조전극(40) 상에 중간층(22)을 형성한다. 보조전극(40) 상에 보조전극(40)의 단부를 덮는 화소 정의막(36)을 형성한 후 그 위에 중간층(22)을 형성할 수 있다.
다음으로, 도 6c에 도시된 바와 같이, 중간층(22)에 컨택홀(H)을 형성한다. 컨택홀(H)은 레이저 빔(L)을 조사하여 형성할 수 있다. 레이저 빔(L)은 앞에서 설명한 레이저 빔 조사 장치에 의해 조사될 수 있다.
레이저 광원(도 1, 110), 상기 레이저 광원(110)에서 발진된 광의 에너지를 제어하는 제어부(도 1, 120), 상기 제어부(120)를 통과한 광의 형상을 조절하는 제1 광학계(도 1, 130), 상기 제1 광학계(130)를 통과한 광의 조사 방향을 조절하는 스캐너(140) 및 상기 스캐너(140)를 통과한 빔을 축소시키는 에프시타 렌즈(F-theta lens)(도 1, 150);를 포함하는 레이저 빔 조사 장치를 이용하여 레이저 빔(L)을 조사하여 컨택홀(H)을 형성함으로써, 레이저 빔(L)을 조사하는 과정에서 발생하는 입자(221)가 가스 형태로 방출될 수 있다. 이에 따라 입자(221)에 따른 컨택홀(H) 주변의 오염을 방지하고, 캐소드 전극(23)과 접촉하는 보조전극(40)을 형성하는 공정이 단순화될 수 있다. 레이저 빔(L)을 조사하는 과정에서 발생하는 입자(221)의 크기는 가스 형태로 방출될 수 있는 정도의 크기일 수 있다. 레이저 빔(L)을 조사하는 과정에서 발생하는 입자(221)의 크기는 20nm 미만일 수 있다. 중간층(22)에 레이저 빔(L)을 조사하여 컨택홀(H)을 형성하는 단계는 진공에서 이루어질 수 있다. 레이저 빔(L)을 조사하는 과정에서 발생하는 입자(221)가 가스 형태로 방출될 수 있으므로, 진공에서 소자의 오염을 최소화하여 컨택홀(H)을 형성할 수 있다.
다음으로, 도 6d에 도시된 바와 같이, 중간층(22) 상에 캐소드 전극(23)을 형성한다. 캐소드 전극(23)은 컨택홀(H)을 통해 보조전극(40)과 접촉할 수 있다. 캐소드 전극(23)은 Li, Ca, LiF/Ca, LiF/Al, Al, Ag, Mg, Yb 및 이들의 화합물을 포함할 수 있다. 캐소드 전극(23)의 두께는 1Å 이상 200Å 이하일 수 있다.
이와 같이 본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 하여 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
110: 레이저 광원 120: 제어부
130: 제1 광학계 140: 스캐너
150: 에프시타 렌즈

Claims (10)

  1. 제1가우시안 빔을 생성하는 레이저 광원;
    AOM(acusto optic modulator)을 포함하며, 상기 제1가우시간 빔이 입사되고, 상기 제1가우시간 빔의 에너지를 제어하여 제2가우시안 빔을 생성하는 제어부;
    상기 제어부를 통과한 상기 제2가우시안 빔의 형상을 조절하고, 상기 제어부를 통과한 상기 제2가우시안 빔이 직접 입사하며, 상기 제2가우시안 빔의 중앙 부분만 통과시키는 슬릿과, 상기 슬릿을 통과한 빔이 직접 입사하고, 상기 슬릿을 통과한 상기 빔의 단면의 크기를 줄이는 리듀서를 포함하는 제1 광학계;
    상기 리듀서를 통과한 상기 빔이 직접 입사하고, 상기 리듀서를 통과한 상기 빔의 진행 방향을 조절하는 스캐너; 및
    상기 스캐너를 통과한 빔을 축소시키는 에프시타 렌즈(F-theta lens);를 포함하는 레이저 빔 조사 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 에프시타 렌즈는 처리 표면에 입사하는 단일의 상기 빔이 감소된 상기 빔의 크기를 갖도록 상기 스캐너를 통과한 상기 빔의 스팟 크기를 줄이는 레이저 빔 조사 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 AOM으로 구성되며, 상기 레이저생성부에서 생성된 상기 제1 가우시안 빔이 직접 입사하는 레이저 빔 조사 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 스캐너는 갈바노 스캐너인 레이저 빔 조사 장치.
  5. 제1가우시안 빔을 생성하는 레이저 광원;
    AOM(acusto optic modulator)을 포함하며, 상기 제1가우시간 빔이 입사되고, 상기 제1가우시간 빔의 에너지를 제어하여 제2가우시안 빔을 생성하는 제어부;
    상기 제어부를 통과한 상기 제2가우시안 빔의 형상을 조절하고, 상기 제어부를 통과한 상기 제2가우시안 빔이 직접 입사하며, 상기 제2가우시간 빔의 중앙 부분만 통과시키는 슬릿과, 상기 슬릿을 통과한 빔이 입사하고, 상기 슬릿을 통과한 상기 빔을 플랫탑 빔(Flat top beam)으로 가변시키는 호모지나이저 및 상기 호모지나이저와 함게 상기 슬릿을 통과한 상기 빔을 상기 플랫탑 빔으로 가변시키는 볼록렌즈를 포함하는 제1 광학계;
    상기 제1 광학계를 통과한 상기 빔의 진행 방향을 조절하는 스캐너; 및
    상기 스캐너를 통과한 빔을 축소시키는 에프시타 렌즈(F-theta lens);를 포함하는 레이저 빔 조사 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 볼록렌즈는 상기 호모지나이저를 통과한 상기 빔이 직접 입사하는 레이저 빔 조사 장치.
  7. 제1가우시안 빔을 생성하는 레이저 광원;
    상기 제1가우시간 빔이 입사되고, 상기 제1가우시간 빔의 에너지를 제어하여 제2가우시안 빔을 생성하는 제어부;
    상기 제어부를 통과한 상기 제2가우시안 빔의 형상을 조절하고, 상기 제어부로부터 상기 제2가우시안 빔이 직접 입사하며, 상기 제2가우시간 빔의 중앙 부분만 통과시키는 슬릿과, 상기 슬릿을 통과한 빔이 직접 입사하고, 상기 슬릿을 통과한 상기 빔의 단면의 크기를 조절하는 줌 빔 익스펜더를 포함하는 제1 광학계;
    상기 줌 빔 익스펜더를 통과한 상기 빔이 직접 입사하며, 상기 줌 빔 익스펜더를 통과한 상기 빔의 진행 방향을 조절하는 스캐너; 및
    상기 스캐너를 통과한 빔을 축소시키는 에프시타 렌즈(F-theta lens);를 포함하는 레이저 빔 조사 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는 AOM(acusto optic modulator)을 포함하는 레이저 빔 조사 장치.
  9. 제 1 항 내지 제8항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 제1 광학계, 상기 스캐너, 상기 에스시타 렌즈는 제1 세트;를 구성하고,
    상기 제1 세트는 복수개 배치되며,
    상기 제어부와 복수개의 상기 제1 세트 사이에 빔분기 광학계가 배치되고,
    상기 빔분기 광학계에 의해 분기된 각각의 광이 상기 각각의 제1 세트에 입사하는 레이저 빔 조사 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 빔분기 광학계는 적어도 하나 이상의 반투명거울을 포함하는 레이저 빔 조사 장치.
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