JP2007141807A - レーザ熱転写装置及びこれを利用したレーザ熱転写法 - Google Patents

Abstract

【課題】磁性体が具備された基板と、磁石を含む密着フレームを具備することで、アクセプタ基板とドナーフィルムの転写層の間に密着特性を高めることができるレーザ熱転写装置及びこれを利用したレーザ熱転写法を提供する。
【解決手段】レーザオシレータを利用してドナーフィルムの転写層を有機電界発光素子の発光層で形成するレーザ熱転写装置において、前記レーザ熱転写装置内に磁性体が具備されたアクセプタ基板が挿入され、前記アクセプタ基板上部と所定間隔離隔されて磁石を含むことを特徴とする密着フレームが具備される。
【選択図】図２

Description

本発明は、レーザ熱転写装置及びこれを利用したレーザ熱転写法に関し、より具体的には、磁性体が具備された基板と、磁石を含む密着フレームとを具備することで、アクセプタ基板とドナーフィルムの転写層の間の密着特性を高めることができるレーザ熱転写装置及びこれを利用したレーザ熱転写法に関する。

一般に、レーザ熱転写法（ＬＩＴＩ：Ｌａｓｅｒ Ｉｎｄｕｃｅｄ Ｔｈｅｒｍａｌ Ｉｍａｇｉｎｇ）を遂行するためには、少なくともレーザビーム、基板及びドナーフィルムを必要とする。ドナーフィルムは基材基板、光−熱変換層及び転写層を含む。

レーザ熱転写工程においては、転写層が基板に対向されるようにしてドナーフィルムを基板上にラミネーションした後、基材基板上にレーザビームを照射する。基材基板上に照射されたレーザビームは、光−熱変換層に吸収されて熱エネルギーに変換され、熱エネルギーによって転写層は基板上に転写される。

以下では図面を参照して従来の技術によるレーザ熱転写法を具体的に説明する。
図１は、従来の技術によるレーザ熱転写装置の断面図である。

図１を参照すれば、チャンバ１００内の下部にステージ１１０を用意する。前記ステージ１１０は、基板１４０とドナーフィルム１６０をそれぞれ整列されるようにするために第１整列ホーム１７０と第２整列ホーム１８０を形成する。前記第２整列ホーム１８０は、前記第１整列ホーム１７０と段差を成して形成される。前記ステージ１１０上に形成された第１整列ホーム１７０の形状に沿って前記基板１４０が位置され、前記ステージ１１０上に形成された第２整列ホーム１８０の形状に沿って前記ドナーフィルム１６０が位置される。

前記基板１４０上に前記ドナーフィルム１６０がラミネーションされた後、レーザオシレータ１９０を利用して前記ドナーフィルム１６０の上部にレーザを照射し、前記ドナーフィルム１６０の転写層（図示せず）を前記基板１４０上に転写する。

しかし、基板をドナーフィルムにラミネーションするために第１整列ホーム１７０及び第２整列ホーム１８０下部領域の一区間にホースを連結して真空ポンプを稼動するが、ドナーフィルム１６０の転写層と基板１４０との間に空隙または異物が含まれることがあり得る。
また、このような従来の技術は、有機発光素子を製作する他の工程が真空チャンバ内で進行されるのとは違って大気中で行われることにより、酸素及び水気などによって有機発光素子の信頼性、寿命及び素子特性の低下を惹起させる。

このような問題点を解消しようと有機発光素子の転写工程を真空チャンバ内で遂行するようにする。
しかし、有機発光素子の転写工程を真空チャンバ内で遂行する場合、有機発光表示素子の信頼性、寿命及び素子特性を向上することはできるが、転写層と基板との間に微細な空隙（孔）または異物などが発生されても真空ポンプまたは真空を利用したラミネーティング法を利用する工程を遂行することができず、転写層と基板の間の密着特性はさらに低下されるという問題点を持つ。

一方、前記従来のレーザ熱転写装置及びこれを利用したレーザ熱転写法に関する技術を記載した文献としては、下記特許文献１ないし３等がある。
特開２００４−２９６２２４号公報 特開２００４−３５５９４９号公報 米国特許第４，３７７，３３９号明細書

したがって、本発明は前記従来の問題点を解消するために導出された発明で、真空チャンバ内に磁性体が具備されるアクセプタ基板と磁石を含む密着フレームとを具備することでアクセプタ基板とドナーフィルムの転写層との間の密着特性を高めることができるレーザ熱転写装置及びこれを利用したレーザ熱転写法を提供することにその目的がある。

前記目的を果たすための本発明の一側面によれば、本発明のレーザ熱転写装置は、レーザオシレータを利用してドナーフィルムの転写層を有機電界発光素子の発光層で形成するレーザ熱転写装置において、前記レーザ熱転写装置内に磁性体が具備されたアクセプタ基板が挿入され、前記アクセプタ基板上部と所定間隔離隔されて磁石を含む密着フレームが具備される。

好ましくは、前記磁石と前記磁性体の間には磁気力が作用し、前記磁石は前記密着フレームの上下部または前記密着フレームの内部に形成されるか、前記磁石は密着フレーム自体であり、前記密着フレームには前記ドナーフィルムの転写される部分に対応するパターンの開口部が形成される。

また、前記磁石は、電磁石または永久磁石からなり、前記電磁石には電圧を印加するための電気配線が含まれる。
また、前記永久磁石は少なくとも一本の棒または円筒状に形成される。

以上のように、本発明によれば、真空下で磁力を利用してドナーフィルムとアクセプタ基板をラミネーティングできるようになって、有機発光素子の従来工程と同じ真空状態を維持することができるだけでなく、ドナーフィルムとアクセプタ基板の間に異物や空隙が発生することを防止することができる。よって、有機発光素子の寿命、歩留まり及び信頼性を維持することができる。

以下、本発明による実施例を示した図面を参照し、本発明をより具体的に説明する。
図２は、本発明によるレーザ熱転写装置の斜視図である。

図２を参照すれば、レーザ熱転写装置２００は、レーザオシレータ２２０を利用して基板ステージ２６０上に位置されるアクセプタ基板２５０と、前記アクセプタ基板２５０上部に位置されるドナーフィルム２４１と、前記ドナーフィルム２４１上部に位置される磁石を含む密着フレーム２３２を含む。この時、前記アクセプタ基板２５０の下部面には磁性体２５１が付着される。

前記レーザ熱転写装置２００のプロセスチャンバ２１０下部には、基板ステージ２６０が具備される。前記基板ステージ２６０は、前記プロセスチャンバ２１０内に導入される前記アクセプタ基板２５０と前記ドナーフィルム２４１をそれぞれ順次位置させるためのステージで、プロセスチャンバ２１０の底面に位置する。

前記磁性体２５１は、前記アクセプタ基板２５０の上部面及び下部面に形成されうるが、本実施例では、説明の便宜上前記磁性体２５１を前記アクセプタ基板２５０の下部面に形成する。前記磁性体２５１は、磁石にくっつく一般的な物質からなり、例えば、鉄、ニッケル、クロム及びこれらの合金（Ｆｅ_３Ｏ_４、ＣｏＦｅＯ_４、ＭｎＦｅＯ_４）、または磁石にくっつくすべての無機・有機物質の中で少なくとも一つの物質からなることが可能である。

前記アクセプタ基板２５０及び前記アクセプタ基板２５０下部面に形成された前記磁性体２５１は、前記基板支持台２６４上に位置される。前記アクセプタ基板２５０は、前記基板ステージ２６０内部に形成された所定数の第１整列ホーム２６１を通じて上部方向に上昇された前記基板支持台２６４上に安着された後、前記アクセプタ基板２５０が安着された基板支持台２６４を下部方向に下降させて前記アクセプタ基板２５０及び前記磁性体２５１を前記基板ステージ２６０上に安着させる。

前記基板支持台２６４は、前記基板ステージ２６０内部に形成された第１整列ホーム２６１を通じて上部または下部に移動する。この時、前記アクセプタ基板２５０には、サブピクセル単位に形成された薄膜トランジスタ（図示せず）が所定数具備される。

前記ドナーフィルム２４１が具備されたドナーフィルムトレイ２４０を前記アクセプタ基板２５０上部に位置させる。前記ドナーフィルム２４１が具備されたドナーフィルムトレイ２４０は、前記基板ステージ２６０内部に形成された所定数の第２整列ホーム２６２を通じて上部方向に上昇された前記ドナーフィルム支持台２６５上に安着された後、前記ドナーフィルム支持台２６５を下部方向に下降させて前記ドナーフィルム２４１が具備されたドナーフィルムトレイ２４０を前記基板ステージ２６０上に安着させる。

前記ドナーフィルムトレイ２４０の中心には開口部が形成されており、前記開口部には前記ドナーフィルム２４１が介在されている。前記ドナーフィルム２４１は少なくとも基材基板、光−熱変換層及び転写層を具備し、光−熱変換層と転写層の間に中問層がさらに具備されうる。前記ドナーフィルム２４１が前記アクセプタ基板２５０上に位置される時、前記ドナーフィルムの転写層が前記アクセプタ基板２５０と対向されるように位置させる。

前記磁石２３４を含む密着フレーム２３２は、前記アクセプタ基板２５０下部面に形成された磁性体２５１と磁気力を形成して前記アクセプタ基板２５０と前記ドナーフィルム２４１を力強くラミネーティングする。前記密着フレーム２３２に含まれる磁石２３４は、電磁石または永久磁石からなることができるし、前記密着フレーム２３２の上部、下部、内部に形成されるか、または前記密着フレーム２３２自体が磁石２３４で形成されうる。また、前記磁石２３４が電磁石で形成される場合、前記電磁石上に電圧を印加させるための電気配線が形成される。

また、前記密着フレーム２３２には、レーザが通過されうる開口ホーム２３３が具備される。前記開口ホーム２３３が形成されることによって前記レーザオシレータ２２０から照射されるレーザが前記ドナーフィルム２４１上に照射される。前記開口ホーム２３３は、前記ドナーフィルム２４１の転写される領域に対応する大きさのホームが形成される。

前記密着フレーム移動手段２３１は、前記密着フレーム２３２が介在された前記密着フレームトレイ２３０を前記基板ステージ２６０方向に往復移動させる手段である。

前記レーザオシレータ２２０は、前記プロセスチャンバ２１０上部に位置される。前記レーザオシレータ２２０は、前記プロセスチャンバ２１０の外部または内部に設置されうるし、前記レーザオシレータ２２０から発生するレーザが前記ドナーフィルム２４１上部から転写されうるように設置されることが好ましい。

図３は、本発明によるレーザオシレータを示した構成図である。
前記レーザオシレータ２２０は、前記ドナーフィルム２４１上部に位置される。前記レーザオシレータ２２０は、チャンバの外部または内部に設置されうるし、前記レーザオシレータ２２０から発生するレーザがドナーフィルム上部から照らされることができるように設置されることが好ましい。また、前記レーザオシレータ２２０の概略的な構成図である図３によれば、本実施例でレーザオシレータは、ＣＷＮＤ：ＹＡＧレーザ（１６０４ｎｍ）を使って、２個のガルバノメートルスキャナ２２１、２２２を具備し、スキャンレンズ２２３及びシリンダレンズ２２４を具備するが、これに制限されるのではない。前記レーザオシレータ２２０によって発生されたレーザビームは、前記プロジェクションレンズ２２４を通過して前記アクセプタ基板２５０上にラミネーションされた前記ドナーフィルム２４１上部から照射される。

図４ａないし図４ｆは、本発明のレーザ熱転写装置によるレーザ熱転写法の段階別断面図で、図５は、本発明によるレーザ熱転写法を示すブロック図である。

図４ａを参照すれば、本レーザ熱転写法を説明するためには、まず、移送チャンバ４００内にロボットアーム４２０とエンドエフェクター（ｅｎｄ−ｅｆｆｅｃｔｏｒ）４１０をローディングする。前記移送チャンバ４００は、真空雰囲気を維持することが好ましい。前記移送チャンバ４００内にローディングされた前記エンドエフェクター４１０上に前記磁性体２５１が付着されたアクセプタ基板２５０を安着させる（Ｓ１参照）。

図４ｂを参照すれば、前記エンドエフェクター４１０上に安着された前記アクセプタ基板２５０及び前記磁性体２５１を前記プロセスチャンバ２１０内に移送させるために、前記エンドエフェクター４１０を前記プロセスチャンバ２１０内に移送させる。

その後、前記エンドエフェクター４１０上に安着された前記アクセプタ基板２５０及び前記磁性体２５１を前記基板ステージ２６０内部に形成された所定数の貫通ホールを通じて上部方向に上昇された前記基板支持台２６４上に安着させる。前記基板支持台２６４は、前記基板ステージ２６０の貫通ホールを通じて上部または下部に移動することができる。

その後、前記アクセプタ基板２５０及び前記磁性体２５１を前記基板ステージ２６０上に安着させるために、前記基板支持台２６４を下部方向に下降させて前記アクセプタ基板２５０及び前記磁性体２５１を前記基板ステージ２６０上に安着させる。この時、前記プロセスチャンバ２１０は真空雰囲気を維持することが好ましい（Ｓ２参照）。

図４ｃを参照すれば、前記エンドエフェクター４１０上に安着された前記アクセプタ基板２５０及び前記磁性体２５１を前記基板支持台２６４上に安着させた後、前記エンドエフェクター４１０を前記移送チャンバ４００内に移送させる。

以後、前記エンドエフェクター４１０上にドナーフィルム２４１が介在されたドナーフィルムトレイ２４０を位置させる。前記ドナーフィルム２４１には、基材基板、光−熱変換層、中問層及び転写層が含まれる。

図４ｄを参照すれば、前記エンドエフェクター４１０上に安着された前記ドナーフィルム２４１が介在されたドナーフィルムトレイ２４０を前記プロセスチャンバ２１０内に移動させる。前記プロセスチャンバ２１０内に移動された前記ドナーフィルムトレイ２４０は、前記ドナーフィルム支持台２６５上に安着される。また、前記ドナーフィルム２４１の転写層は、前記アクセプタ基板２５０上部に対向されるように位置させる（Ｓ３参照）。

図４ｅを参照すれば、前記ドナーフィルムトレイ２４０を前記ドナーフィルム支持台２６５上に安着させた後、前記エンドエフェクター４１０を前記移送チャンバ４００内に移送する。

その後、前記ドナーフィルム支持台２６５上に安着された前記ドナーフィルムトレイ２４０のドナーフィルム２４１を前記アクセプタ基板２５０上にラミネーションさせるために、前記密着フレーム移送手段２３１を下部方向に下降させて前記ドナーフィルム２４１を前記アクセプタ基板２５０上にラミネーションさせる。この時、前記アクセプタ基板２５０下部面に形成された前記磁性体２５１と前記磁石２３４を含む前記密着フレーム２３２の間に磁気力が作用することで、前記アクセプタ基板２５０と前記ドナーフィルム２４１の転写層の間に密着特性はさらに向上する（Ｓ４参照）。

図４ｆを参照すれば、前記ドナーフィルム２４１の転写層を前記アクセプタ基板２５０上に転写させるために前記移送チャンバ４００と前記プロセスチャンバ２１０の間に形成されたゲートバルブ３００を閉じる。この時、前記プロセスチャンバ２１０内部または外部に形成されたレーザオシレータ２２０が作動して前記ドナーフィルム２４１上にレーザを照射させる。前記レーザオシレータ２２０は、前記転写層が転写されるライン別に移送可能である。これによって、前記転写層は、前記アクセプタ基板２５０上部に転写されて有機電界発光素子の発光層を形成する（Ｓ５参照）。

以上添付した図面を参照して本発明について詳細に説明したが、これは例示的なものに過ぎず、当該技術分野における通常の知識を有する者であれば、多様な変形及び均等な他の実施形態が可能であるということを理解することができる。

従来の技術によるレーザ熱転写装置の断面図である。 本発明によるレーザ熱転写装置の斜視図である。 本発明によるレーザオシレータを示した構成図である。 本発明のレーザ熱転写装置によるレーザ熱転写法の段階別断面図である。 本発明のレーザ熱転写装置によるレーザ熱転写法の段階別断面図である。 本発明のレーザ熱転写装置によるレーザ熱転写法の段階別断面図である。 本発明のレーザ熱転写装置によるレーザ熱転写法の段階別断面図である。 本発明のレーザ熱転写装置によるレーザ熱転写法の段階別断面図である。 本発明のレーザ熱転写装置によるレーザ熱転写法の段階別断面図である。 本発明によるレーザ熱転写法を示すブロック図である。

符号の説明

２１０ プロセスチャンバ
２２０ レーザオシレータ
２３０ 密着フレームトレイ
２４０ ドナーフィルムトレイ
２５０ アクセプタ基板
２６０ 基板ステージ

Claims (15)

1. レーザオシレータを利用してドナーフィルムの転写層を有機電界発光素子の発光層で形成するレーザ熱転写装置において、
   前記レーザ熱転写装置内に磁性体が具備されたアクセプタ基板が挿入され、
   前記アクセプタ基板上部と所定間隔離隔されて磁石を含むことを特徴とする密着フレームが具備されるレーザ熱転写装置。
2. 前記磁石と前記磁性体との間には磁気力が作用することを特徴とする請求項１に記載のレーザ熱転写装置。
3. 前記磁石は、
   前記密着フレームの上下部または前記密着フレームの内部に形成されることを特徴とする請求項１に記載のレーザ熱転写装置。
4. 前記磁石は、
   前記密着フレーム自体であることを特徴とする請求項１に記載のレーザ熱転写装置。
5. 前記密着フレームは、
   前記ドナーフィルムの転写される部分に対応するパターンの開口部が形成されることを特徴とする請求項１に記載のレーザ熱転写装置。
6. 前記磁石は、
   電磁石または永久磁石からなることを特徴とする請求項１に記載のレーザ熱転写装置。
7. 前記電磁石は、
   電圧を印加するための電気配線が含まれることを特徴とする請求項６に記載のレーザ熱転写装置。
8. 前記永久磁石は、
   少なくとも一本の棒または円筒状に形成されることを特徴とする請求項６に記載のレーザ熱転写装置。
9. 前記永久磁石は、
   磁性ナノパーティクルからなることを特徴とする請求項６に記載のレーザ熱転写装置。
10. 前記磁性ナノパーティクルは、
    スピンコーティング、電子ビーム蒸着またはインクジェット工程を利用することを特徴とする請求項９に記載のレーザ熱転写装置。
11. 前記磁性体は、
    鉄、ニッケル、クロムまたは磁性を持つ有機物、無機物及び磁性ナノ粒子の中の少なくとも一つの物質で形成されることを特徴とする請求項１に記載のレーザ熱転写装置。
12. 前記磁性体は、
    前記アクセプタ基板の少なくとも一面に形成されることを特徴とする請求項１１に記載のレーザ熱転写装置。
13. 基板ステージは、
    所定数の貫通ホールを通じて前記アクセプタ基板を上部または下部に移動させる基板支持台をさらに具備することを特徴とする請求項１に記載のレーザ熱転写装置。
14. チャンバ内の基板ステージ上に少なくとも一面に磁性体を具備するアクセプタ基板を位置させる段階と、
    前記アクセプタ基板の上部に少なくとも基材基板、光−熱変換層及び転写層が具備されたドナーフィルムを位置させる段階と、
    前記ドナーフィルム上部に磁石が具備された密着フレームを位置させる段階と、
    前記ドナーフィルムを前記アクセプタ基板上にラミネーションする段階と、
    前記ドナーフィルム上にレーザビームを照射して前記ドナーフィルムの転写層の一部を前記アクセプタ基板上に転写させる段階と、
    を含むことを特徴とするレーザ熱転写装置を利用したレーザ熱転写法。
15. 前記チャンバは、
    真空チャンバであることを特徴とする請求項１４に記載のレーザ熱転写装置を利用したレーザ熱転写法。

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