OLED는 어떻게 만들어질까? (How to made by the OLED?)

OLED TV는 아래와 같은 순서로 제작 됩니다.

 

셀(Cell) -> 패널(Panel) -> 모듈(Modeul) -> 세트(Set)

 

셀과 패널은 유리기판 위에 만들어진 "빛"을 나오게 하는 부분이고

모듈은 패널(셀)에 회로를 붙인 것 (PCB (Primted Circuric Board)위에 만들어진 회로들을 붙이거나 전원을 연결시키는 것)

세트는 모듈을 가져와 완제품을 만드는 것입니다. (ex. TV, Smartphone)

 

OLED에서 셀과 패널 제작 과정을 들여다 보면 크게 3가지로 나뉩니다.

 

1. TFT (Thin Film Trasnistor) Backplane 제작

2. OLED 형성

3. 봉지(Encapsulation) 처리

 

각각의 공정은 아래와 같은 순서로 진행 됩니다.

[그림1. OLED 공정 별 제작과정]

 

*Storage capacitor란, Vgl(gate-pixel 사이)나 common 전극과 pixel전극 사이에 형성되는 Capacitor. 보조 Capacitance로서 CLC(액정 용량)와 병렬 연결되며, VST 전압이 유기되어 TFT OFF Time 동안에 VLC 전압의 변동을 줄여 주는 역할을 한다. Cst는 고정된 값을 가짐. pixel charging 특성과 holding ratio 등을 결정짓는 요소. 아래 Storage Capacitor 구조에서 Cst 로 표시됨 부분. 위 storage capacitor 구조에서 (a)는 gate on common 구조이며, 개구율 감소의 담점이 있다. (b)는 (a)의 단점을 보완하기 위해 storage ongate 구조로 Cst를 형성하였으며, 개구율 증가의 장점과 gate load 증가의 단점이 있다. (c)는 light shield와 storage를 병행한 구조이다. 개구율 감소의 단점이 있다. 출처 : 한국디스플레이산업협회

 

OLED Cell제조는 하나의 진공 클러스터 안에서 이루어지기 때문에 OLED 증착기 한 대가 OLED 생산라인 하나와 견줄 수 있습니다.

[그림2. Cluster type]

 

 

[그림3. OLED 개략도]

 

OLED 제작 과정 완벽 분석: 단계별 상세 설명 및 핵심 기술

OLED (Organic Light Emitting Diode, 유기 발광 다이오드)는 스스로 빛을 내는 유기 물질을 사용하여 만든 디스플레이입니다. 기존 LCD와 달리 백라이트가 필요 없어 더욱 얇고 가벼우며, 뛰어난 화질과 다양한 장점을 가지고 있어 차세대 디스플레이로 주목받고 있습니다.

1. OLED 제작 과정 개요

OLED 제작 과정은 크게 기판 준비, 박막 형성, 패터닝, 유기층 증착, 전극 형성, 봉지, 검사 단계로 나눌 수 있습니다. 각 단계별로 다양한 기술과 공정이 사용되며, OLED의 종류와 특성에 따라 공정 과정이 달라지기도 합니다.

2. 단계별 상세 설명

2.1. 기판 준비

• 기판 선택: OLED 기판은 유리, 플라스틱, 금속 등 다양한 재료를 사용할 수 있습니다. 기판은 OLED 소자를 지지하고 보호하는 역할을 하며, 투명 기판을 사용하는 경우 빛이 기판을 통해 외부로 방출됩니다.
• 기판 세정: 기판 표면에 있는 불순물을 제거하고 깨끗하게 세척합니다.
• 기판 처리: 필요에 따라 기판 표면을 화학적으로 처리하여 OLED 박막의 접착력을 높이거나 표면 특성을 개선합니다.

2.2. 박막 형성

• TFT (Thin Film Transistor, 박막 트랜지스터) 형성: AMOLED (Active Matrix OLED)의 경우 각 픽셀을 구동하기 위한 TFT를 기판 위에 형성합니다. TFT는 반도체 박막을 이용하여 트랜지스터를 만들고, 이를 통해 각 픽셀에 흐르는 전류를 제어합니다.
• 절연막 형성: TFT 위에 절연막을 형성하여 TFT와 유기층을 분리하고 보호합니다.

2.3. 패터닝

• 노출 및 식각: 원하는 패턴 모양으로 마스크를 사용하여 빛을 쪼여 감광액을 경화시킨 후, 경화되지 않은 부분을 제거하는 식각 과정을 통해 패턴을 형성합니다.
• 다양한 패터닝 기술: 포토 리소그래피, 레이저 패터닝 등 다양한 패터닝 기술을 사용하여 OLED 소자의 각 층을 원하는 모양으로 만듭니다.

2.4. 유기층 증착

• 진공 증착: 진공 상태에서 유기 물질을 가열하여 증발시킨 후, 기판 위에 얇게 쌓는 방법입니다.
• 용액 공정: 유기 물질을 용액에 녹여 기판 위에 도포하는 방법입니다.
• 다양한 유기층: OLED는 발광층, 전자 수송층, 정공 수송층 등 다양한 유기층으로 구성되며, 각 층은 OLED의 성능에 중요한 영향을 미칩니다.

2.5. 전극 형성

• 음극 형성: 유기층 위에 금속 또는 투명 전도 물질을 증착하여 음극을 형성합니다.
• 양극 형성: 기판 아래쪽에 투명 전도 물질을 증착하여 양극을 형성합니다.

2.6. 봉지 (Encapsulation)

• 봉지 공정: 외부 환경으로부터 OLED 소자를 보호하고 수명을 연장하기 위해 봉지재를 사용하여 OLED 소자를 밀봉합니다.
• 다양한 봉지 기술: 유리 기판 봉지, 박막 봉지 등 다양한 봉지 기술이 사용됩니다.

2.7. 검사

• OLED 소자 검사: 제작된 OLED 소자의 성능을 검사하고 불량 여부를 판단합니다.
• 화질 검사: 색 재현율, 명암비, 시야각 등 화질 관련 특성을 검사합니다.

3. 핵심 기술

OLED 제작 과정에는 다양한 핵심 기술이 적용됩니다.

• 유기 물질 합성 기술: OLED의 성능을 결정하는 핵심 요소인 유기 물질을 합성하는 기술입니다.
• 박막 증착 기술: 유기층, 전극 등 다양한 박막을 균일하고 정밀하게 증착하는 기술입니다.
• 패터닝 기술: 원하는 패턴을 정확하게 형성하는 기술입니다.
• 봉지 기술: 외부 환경으로부터 OLED 소자를 보호하고 수명을 연장하는 기술입니다.

4. OLED 제작 기술의 발전

OLED 제작 기술은 지속적으로 발전하고 있습니다.

• 대면적 OLED 제작 기술: 대형 OLED 디스플레이를 생산하기 위한 기술입니다.
• 플렉서블 OLED 제작 기술: 휘어지거나 접을 수 있는 OLED 디스플레이를 제작하기 위한 기술입니다.
• 고효율 OLED 제작 기술: 소비 전력을 줄이고 수명을 연장하는 기술입니다.

5. 결론

OLED는 복잡하고 정밀한 과정을 거쳐 제작됩니다. OLED 제작 기술은 끊임없이 발전하고 있으며, 앞으로 더욱 다양한 분야에서 OLED 디스플레이를 만나볼 수 있을 것으로 기대됩니다.

6. 참고 자료

• LG디스플레이 OLED: https://www.youtube.com/watch?v=ecGjr06xGqc
• 삼성디스플레이 OLED: https://www.samsungdisplay.com/