분야
hwp◈ OLED 공정
OLED 소자의 제작을 위한 공정은 크게 순서에 따라 pattern형성공정, 박막 증착공정, 봉지공정, 모듈조립공정 등 크게 4가지 공정으로 나뉘어 진다. pannel을 제작하는데 있어서 중요한 것은 OLED에 적합한 photolithograpy기술, 재료의 박막화 기술과 유기, 무기, 산화막의 박막간 hybrid화 기술 등이다. 특히 유기층의 형성에는 재료의 특성에 따라 진공 증착 방식과 spin coating방식으로 나누어지게 된다. 소자제작을 위한 필수요소 기술분야로는 OLED용 PR pattern 형성 기술, 기판 전처리 기술, 유기재료 박막형성 기술, 봉지기술, 재료정제기술 등이 있다.
1. pattern형성 공정
1) ITO박막
caier 주입효율을 향상시키기 위해서는 ITO의 저 저항화와 ITO/유기박막 접합계면의 일함수 값의 적절한 균형이 중요하다 통상 LCD용으로 제작되는 ITO박막은 유리기판 위에 형성이 되는데 이러한 박막 형성방식을 적용할 경우 저 저항을 얻기 위해 다결정의 표면 균일도가 20nm 정도가 되어야 기판을 사용하여 제작되는 디스플레이에서 항상 문제가 되는 dark spot의 발생을 억제할 수 있다.
OLED 발광소자는 caier 주입형 발광소자이기 때문에 hetero 계면간 caier 주입효율이 소자의 성능에 가장 큰 영향을 주는 요인이다. 따라서 sputtering이나 ion planting과 같은 기술을 이용하여 OLED 전용 ITO 기판을 플라즈마와 같은 적절한 표면처리를 통해 저항 특성을 개선하여 풀칼라용 passive matrix 대면적 기판에서도 저항값이 10Ω이하의 성막조건을 확립해야한다.
2) ITO Patterning
저분자 혹은 고분자물질을 적용한 모든 OLED 소자들은 상업적으로 용이하게 구할 수 있는 ITO가 Coating된 유리기판을 사용하고 있다.
OLED 소자내에서의 전체적인 발광영역은 대략 100nm 정도 두께의 유기물 층에 한정되는 이러한 박막구조 상에서는 ITO의 Coating이 표면 균일도나 유기층과의 접촉특성이 소자의 발광특성에 커다란 영향을 미치게 된다. 따라서 광투과 정도, 정공수송층으로의 전하전달 특성 등이 우수한 양극전극으로서의 ITO 특성이 충분히 고려되어야 한다 OLED 소자제작 공정은 기본적으로 박막이 도포되는 영역에 기준하여 진행이 되므로 Plastic 기판상에서도 적용이 가능한 장점을 가지고 있으나 이는 장래의 기술적인 과제로 두어야 한다. OLED의 pattern 형성을 위한 공정은 각 단위 공정이 각종 오염에 대해 매우 취약하고 이로 인해 전체 수율의 감소를 유발하는데 상당한 영향을 끼치게 됨에 따라 청정한 공정 환경과 재료의 순도유지 및 장비의 적정관리가 중요하다. ITO 유리기판에 묻어있는 유분이나 particle을 제거하기 위하여 ITO glass를 알칼리 또는 중성세제를 사용하여 puddling이나 ultra sonic처리를 해준 다음 DI water로 세척하고 IR/UV광원을 조사시켜 고온에서 완전히 건조시킨다. 과정이 끝나면 photoresist를 roll coater 또는 spin coater를 사용하여 ITO 전면에 균일하게 도포한다. 이때 사용되는 PR의 두께는 설계된 소자특성에 따라 다르나 어떤한 경우에도 ITO glass 전면에 형성된 박막의 두께 균일도를 5% 이하로 유지하여야한다. 기판위의 PR film에 원하는 pattern의 photomask를 통하여 UV광을 선택적으로 투과시키어 노광시키고 PR film에 UV의 선택적인 노광을 거치면서 감광된 부분의 PR이 분자 결함구조를 변화시키게 되고 이에 따라 알칼리 성분 수용약인 현상액이 용해된다. UV 노광을 통한 광화학 반응에 의해 분자구조가 변화된 PR을 유기용매를 이용해 용해시키는 과정을 현상이라 한다. 이 공정을 통해 용해되는 PR film은 PR의 type에 따라서 크게 positive와 negative PR 두 종류로 분류된다.
그림) ITO patterning을 위한 노광공정