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오늘은 지난시간에 이어 OLED(Organic Light-Emitting Diode)의 핵심 제조공정 중 하나인 ‘증착’에 대한 이야기를 이어가겠습니다. 지난 시간 ‘증착 Part.1’ 에서는 증착의 개념과 원리를 다루었고, 이번에는 증착 공정 프로세스(순서)에 대한 이야기를 나누어 보겠습니다.

OLED 증착 공정은 우선 LTPS(저온폴리실리콘)를 기초로 둔 상태에서 그 위에 유기물 층을 형성합니다. LTPS가 디스플레이의 픽셀을 컨트롤 하는 스위치 역할을 한다는 것 기억하시나요? OLED에서 픽셀은 유기물 재료로 이루어져 있고, 이 유기물이 전기적 신호에 의해 빛과 색을 내게 됩니다. 그리고 이러한 전기적 신호는 LTPS가 담당하게 되기 때문에, 당연히 LTPS와 접점을 가지고 OLED 층을 형성해야 합니다. 그리고 형성 방법은 바로 ‘증착’법을 사용합니다.

이해를 돕기 위해 공정이 마무리 된 LTPS의 모습을 다시 한번 떠올려 보겠습니다.
※ 참고 : [디스플레이 톺아보기] ⑧ LTPS(저온폴리실리콘) 제조 공정 Part.2

위 그림처럼 LTPS의 Anode(양극) 위에 EML(Emissive Layer, 발광층)이 존재합니다. 그림에서는 Red 색을 내는 서브픽셀(Sub-Pixel, 부화소)만 예를 들어 표현했습니다. 이 구조를 자세히 들여다 보면 EML의 발광 효율을 높이기 위해 보조층들이 EML 위 아래로 존재하는 것을 알 수 있습니다.

Cathode(음극)에서 EIL(전자주입층)에 전자가 주입되고 ETL(전자수송층)을 거쳐 EML에 도달합니다. 마찬가지로 반대편에 있는 Anode(양극)에서 정공이 HIL(정공주입층)에 주입되고, HTL(정공수송층)을 거쳐 EML에 도달합니다. EML에서 전자와 정공이 만나면 빛이 나게 되고 이 원리는 앞선 ‘OLED의 원리와 구조편‘에서 다룬 적이 있습니다.

같은 구조로 Red뿐만 아니라, Green, Blue의 유기발광층이 모두 만들어지면, 이것이 조합해 하나의 픽셀로서의 역할을 하게 됩니다.

그럼 유기발광층이 어떤 순서로 구성되는지, 그림을 통해 프로세스를 살펴보겠습니다.

※ 실제 공정 구조와 순서는 다를 수 있음

기본적인 OLED 증착 프로세스는 우선 LTPS(Anode포함) 기판의 잔막과 불순물을 제거하는 작업부터 시작합니다. 기판을 세정하고 건조한 후, 플라즈마를 이용해 Anode(양극)부에 남아있는 잔막을 제거하고 Anode에서 HIL로의 정공 주입 특성을 개선시킵니다.

그리고 HIL(정공주입층)을 전체에 공통으로 증착하고, 그 다음 HTL(정공수송층)을 마찬가지로 전체적으로 증착해서 정공이 지나가는 보조층을 형성합니다.

다음으로 실제로 빛을 내는 EML을 Mask를 이용해 원하는 위치에 선택적으로 증착합니다.

이어서 ETL(전자수송층)과 EIL(전자주입층)을 증착해 전자가 이동하는 보조층을 형성한 후, Cathode(음극)을 증착하면 유기발광층의 전체적인 증착 프로세스는 마무리됩니다.

오늘은 ‘OLED 증착 공정 프로세스’를 살펴봤습니다. 다음 시간에는 이렇게 증착된 유기물층을 안전하게 덮어주는 봉지(Encapsulation) 공정의 개념에 대해서 알아보겠습니다.

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  1. 하유경 says:

    blue eml의 경우 red나 green에 비해서 수명이 짧은것으로 알고있는데 어떻게 개선했는지 궁금해요