공부와 생각들/디스플레이 공부 200

5-12) OLED, 제조, 봉지, 하이브리드 방식

하이브리드 봉지 방식은 기본적으로 OLED 소자 위, 즉 음극 위에 무기 보호막들을 형성하고, 위에 밀봉 성능을 갖춘 또 다른 봉지용 판(cover plate)를 고분자 접착 물질을 이용, 합착하는 것을 특징으로 합니다. 물론 봉지용 판은 유리로 될 수 있고, 경우에 따라서는 금속판도 될 수 있지만, 주로 봉지막이 사전에 형성된 플라스틱을 적용하고 있죠. 이러한 하이브리드 봉지 방식은 다양한데, 크게는 dam & fill 방식과 필름 라미네이팅(film laminating)으로 구분합니다. Dam & fill 방식은 이름 그대로 보호막이 코팅된 OLED 셀 주위에 댐을 먼저 쌓고 이 안에 경화성 수지(curable resin)을 채운 뒤, 봉지용 판과 합착을 하죠. 필름 라미네이팅 방식은 역시 보호막들이..

5-11) OLED, 제조, 봉지, 캔 방식

OLED 소자를 금속이나 유리 뚜껑으로 밀봉하는 기술은 가장 먼저 사용된 봉지 방식입니다. 금속은 캔(can), 유리는 리드(lid)로 표현하기도 하죠. 두 경우 모두 가공된 금속이나 유리 구조물에 흡습제(desiccant 혹은 getter)를 부착하고, 밀봉제(sealant)를 둘러서 OLED 소자 기판과 합착하는 방식을 취하였습니다. 물론 흡습제는 밀봉제를 통하여 조금씩 유입될 수도 있는 산소와 수분을 머금도록 하기 위해서이죠. 이 후로 기술이 발달하면서 저융점 유리인 유리 프릿(glass frit, glass paste)을 캔의 봉지 구조물의 가장자리에 두르고 레이저 등을 이용, 프릿 부분을 국부적으로 가열한 뒤, 저융점 유리 소재가 살짝 녹은 상태에서 OLED 기판과 합착 후 굳히는 방식이 많이 ..

5-10) OLED, 제조, 봉지

OLED 제조에 있어서 봉지 공정은 특히 수명과 생산성에 큰 영향을 미칩니다. 즉, 산소와 습기가 유기물로 침투하게 되면, 산소와 금속간의 반응으로 인한 전극 표면의 산화, 수소 기체 발생으로 인한 금속 전극, 주로 음극과 유기층과의 분리 등으로 인하여 빛이 만들어지지 못하는 영역인 암점(dark spot)이 생기죠. 이러한 암점들은 시간이 경과할수록 커지면서 발광 영역을 줄여 OLED 소자의 수명을 단축시킵니다. 따라서, OLED 소자 내부로 산소와 습기가 침투하는 것을 막기 위한 봉지 공정이 필요하게 되죠. 이러한 봉지 공정들은 산소와 습기의 투과도를 낮추거나 억제하면서 OLED 소자의 성능에 영향을 주지 않도록 다양한 기술로 발전하여 왔습니다. 이들을 크게 분류하면 금속이나 유리로 만든 뚜껑(can..

5-9) OLED, 제조, 증착, 컬러 패터닝

OLED에서 컬러를 구현하는 방식들은 다양하게 개발되었지만, 현재 제품에 적용되고 있거나, 적용될 방식은 세가지로 분류됩니다. 빨강, 초록, 파랑 부화소들을 별도로 구성하는 방식(RGB OLED), 백색 OLED위에 RGB 컬러 필터를 설치하는 방식(White OLED+Color Filter, WOLED+CF), 그리고 청색 OLED 위에 빨강과 초록용 색 변환층을 설치하는 방식(Blue OLED+Color Conversion Layer, BOLED+CCL)으로 구분되죠. 이들 중에서 RGB OLED 방식은 현재 소형과 중형 모바일 기기, WOLED+CF 방식은 대형 TV에 주로 적용이 되고 있죠. BOLED+CCL 방식은 특히 색 변환층에 양자점을 적용하여 현재, 중대형 TV 라인이 설치 중이며 2~3..

5-8) OLED, 제조, 증착

TFT 백플레인이 설치되고, 이 위에 양극으로 사용될 ITO 막의 증착과 패터닝이 된 기판은 OLED 소자용 유기물 증착을 위해 증착기 안으로 들어갑니다. 증착되는 유기층들이 특히 산소와 습기 등과는 접촉할 경우, 전극과 유기층 사이에서 산화, 수소 발생 등으로 저항이 커지거나 전극과 유기물의 들뜸이 생겨 암점(dark spot)이 발생, 소자의 고장과 수명 저하의 원인이 됩니다. 따라서, 진공 분위기 내로 반입된 기판은 유기층들의 연속적인 증착 후, 음극까지 설치된 상태에서 산소와 습기를 차단할 수 있는 보호 구조가 형성되고 나서야 밖으로 나올 수 있죠. 이러한 보호 구조를 형성하는 과정을 봉지 공정이라고 하며, 따라서 증착기는 유기물 증착, 음극 증착, 그리고 봉지 공정 부분까지 연이어 각각의 클러스..

5-7) OLED, 제조, TFT 백플레인

일반적으로, OLED 패널 제조 과정에서 첫 번째 과정은 백플레인 공정입니다. 백플레인 위에 OLED 소자가 올라가고 끝으로 봉지 공정이 이루어지죠. 백플레인 공정의 경우 TFT의 종류 등에 따라 세부적으로는 달라지겠지만, 기본적으로는 증착과 패터닝, 그리고 식각 공정의 반복으로 이루어집니다. 현재, 중소형 OLED에는 LTPS-TFT, 중대형 OLED에는 산화물 TFT가 주로 적용되고 있죠. LTPS-TFT 백플레인 공정은 오랜 기간에 걸쳐 비교적 잘 확립이 되어 있습니다. 기본적으로는 기판 위에 비정질 실리콘층을 증착하고, 레이저 결정화 공정을 통해 다결정 실리콘을 형성한 후, 절연막과 전극 증착 후 패터닝 과정, 이온 도핑 과정 등을 통하여 LTPS-TFT를 완성합니다. 산화물 TFT의 경우, 아직..

5-6) OLED, 제조

OLED 패널의 기본적인 제조는 TFT 백플레인 설치, OLED 형성, 그리고 봉지 공정으로 구분됩니다. 즉, 먼저 기판 위에 백플레인을 설치하고, 다음으로 양극에 해당하는 ITO 막을 증착, 패터닝한 뒤 증착기 내로 이동하여 유기막들을 순차적으로 형성하고, 끝으로 봉지 공정으로 마무리하죠. 편광판, 터치 센서 패널이나 커버 글라스 등의 부가 공정들은 제조 라인이나 모델들마다 다양한 공정과 설계가 적용되죠. 따라서 제조 라인도 TFT 백플레인 라인, OLED 증착 라인, 그리고 봉지 라인으로 이루어지며, 특히 증착 라인과 봉지 라인을 구성하는 각각의 클러스터가 진공 상태에서 운반될 수 있게 인 라인(in-line)으로 연결되어 있어서, 유기물이 증착된 후에 봉지 공정까지 완료되고서야 패널이 외부로 반출됩..

쉬어가기) 능동 구동

능동 구동 꺼지지 않는 열정, 물들지 않는 소신으로 자신만의 컬러를 가지자 넓은 세상에서의 한점, 숱한 사람들 중의 한명일지라도 자신만의 의미를 위하여 Active matrix; is a type of addressing scheme used in flat panel displays. In this method of switching individual elements (pixel), each pixel is attached to a capacitor and transistor actively maintaining the pixel state while other pixels are being addressed, in contrast with the older passive matrix technolog..

5-5) OLED, 분류, 배면 발광과 전면 발광

배면 발광(bottom emission)과 전면 발광(top emission)은 용어 그대로 빛이 나오는 방향을 일컫습니다. 즉, 배면 발광은 뒷면, 혹은 아래에 해당하는 기판 쪽으로, 전면 발광은 윗쪽으로 빛이 나오게 되죠. 후면 발광 OLED가 기본적인 제조 공정을 따르며 제작도 상대적으로 용이합니다. 투명 전극인 양극, ITO 전극을 먼저 형성하기 때문이죠. 일반적으로 ITO의 전도성을 높이기 위해서는 공정 온도, 열처리 온도가 높아 전극의 결정질이 우수하여야 하며, 또한 평탄도도 좋아야 하는데, 전면 발광에서는 유기물 위에 투명 전극을 형성하기가 만만치 않습니다. 추가로 유기물 위에 ITO를 형성할 경우, 스퍼터링 작용으로 인하여 유기물의 변형을 야기할 수 있는 문제도 존재합니다. 따라서, 지금까..

5-4) OLED, 분류, 수동 구동과 능동 구동

OLED 역시, LCD와 마찬가지로 수동 구동과 능동 구동으로 구분됩니다. 수동 구동의 경우 가로 라인과 세로 라인, 즉, 행과 열의 교차점에 전류가 흘러 구동이 되며, 능동 구동의 경우에는 각 부화소마다 스위칭 소자인 TFT와 전하 저장 소자인 커패시터(storage capacitor)가 내장되어 있죠. 수동 구동 OLED는 구조 및 제조 방법이 간단하고 가격이 저렴하지만 화소들이 전극을 통하여 상시 연결되어 있어 서로 신호가 넘어가면서 화소들간의 간섭이 일어나기도 하고, 또한 스캔 신호가 인가될 때만 화소가 한 라인 단위로 작동하면서 화소들이 작동되는 시간이 짧아집니다. 이러한 현상들은 해상도를 높이기 위해 화소 크기를 줄이거나 혹은 화면의 크기를 키우면서 영상의 품질과 밝기가 저하되는 원인이 됩니다..