JP2014157809A - ドナーフィルム、その製造方法、及びそれを用いる有機発光表示装置の製造方法 - Google Patents

ドナーフィルム、その製造方法、及びそれを用いる有機発光表示装置の製造方法 Download PDF

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河珍 宋
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相雨 李
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▲ヘ▼娟 沈
Heun-Seung Lee
欣承 李
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Abstract

【課題】精密な転写パターンを形成できるドナーフィルム及びそのドナーフィルムを用いる有機発光表示装置を提供する。
【解決手段】ドナーフィルムは、ベースフィルム、光−熱変換パターン、反射膜及び転写層を含む。前記ベースフィルムは第1領域と前記第1領域を囲むとともに有機物に対する結合特性が前記第1領域とは異なる第2領域と、を備える。前記光−熱変換パターンは前記ベースフィルム上の前記第1領域に配置される。前記反射膜は前記ベースフィルム上の前記第2領域に配置される。前記転写層は前記光−熱変換パターン及び前記反射膜上に配置される。
【選択図】図2

Description

本発明は、ドナーフィルム、その製造方法及びそれを用いる有機発光表示装置の製造方法に関し、さらに詳しくは、精密な転写パターンを形成することができるドナーフィルム、その製造方法及びそれを用いる有機発光表示装置の製造方法に関する。
一般に有機発光表示装置は薄膜トランジスタ基板、対向基板及び前記薄膜トランジスタ基板と前記対向基板との間に配置される複数の有機発光素子を備える。各有機発光素子は画素定義膜によって一部が露出されるアノード電極上に有機膜が配置され、前記有機膜上にカソード電極が配置される構造を有する。前記有機発光素子は正孔(hole)と電子(electron)が前記アノード電極と前記カソード電極から前記有機膜に注入され、前記電子と前記正孔は前記有機膜で再結合して励起子(exciton)を生成する。前記励起子は励起状態(excited state)から基底(ground)状態に落ちるとき放出されるエネルギーを光の形で放出する。
一方、前記有機膜は様々な方法を用いて形成できる。例えば、前記有機膜は蒸着法、印刷法、転写法のうちいずれか一つの方法により形成できる。
最近では、ドナーフィルムを用いて前記有機膜を微細パターン状に形成できる転写法の研究が進められている。
米国特許第5,858,607号明細書
本発明の一目的は精密な転写パターンを形成できるドナーフィルムを提供することである。
また、本発明の他の目的は前記ドナーフィルムの製造方法を提供することである。
また、本発明の更なる他の目的は前記ドナーフィルムを用いる有機発光表示装置の製造方法を提供することである。
本発明の一目的を達成するためのドナーフィルムはベースフィルム、光−熱変換パターン、反射膜及び転写層を含む。前記ベースフィルムは第1領域と、前記第1の領域を囲むとともに有機物に対する結合特性が前記第1領域とは異なる第2領域と、を備える。前記光−熱変換パターンは前記ベースフィルム上の前記第1領域に配置できる。前記反射膜は前記ベースフィルム上の前記第2領域に配置できる。前記転写層は前記光−熱変換パターン及び前記反射膜上に配置できる。
前記ベースフィルムの前記第1領域の表面は親液性を有し、前記ベースフィルムの前記第2領域の表面は撥液性を有する。
前記光−熱変換パターンは有機バインダーと、前記有機バインダー内に分散された光吸収物質と、を含み、前記光吸収物質はカーボンブラックからなる。
前記反射膜はアルミニウム(Al)、アルミニウム合金(Al alloy)、銀(Ag)、銀合金(Ag alloy)、マグネシウム(Mg)及びマグネシウム合金(Mg alloy)のうちいずれか一つを含む。
前記転写層と前記光−熱変換パターン及び前記反射膜との間に配置される中間層をさらに含む。
本発明の他の目的を達成するためのドナーフィルムの製造方法は、ベースフィルムの表面に親液性を有する第1領域及び前記第1領域を囲むとともに撥液性を有する第2領域を形成する段階、前記ベースフィルム上に有機バインダー及び前記有機バインダー内に分散された光吸収物質を含む混合物を塗布して、前記ベースフィルム上の前記第1領域に光−熱変換パターンを形成する段階、前記ベースフィルム上の前記第2領域に反射膜を形成する段階、前記光−熱変換パターン及び前記反射膜上に転写層を形成する段階を含む。
前記第1領域及び前記第2領域を形成する段階は、開口を有するマスクを使用してベースフィルムに光を照射して前記開口に対応する前記ベースフィルムの領域、即ち、前記第1領域が親液性を有するようにする。
本発明の更なる他の目的を達成するための有機発光表示装置の製造方法は、薄膜トランジスタ基板及び前記薄膜トランジスタ基板上に配置される第1電極を備えるアクセプタ基板を準備する段階と、前記アクセプタ基板上にドナーフィルムを配置する段階と、前記ドナーフィルムにレーザーを照射して、前記第1電極上に有機膜を形成する段階と、前記有機膜上に第2電極を形成する段階と、を含む。
前記のようなドナーフィルムは光−熱変換パターンが配置されていない領域に反射膜を備えて、精密な転写パターンを具現できる。従って、前記ドナーフィルムを用いる有機発光表示装置の製造方法は転写された有機膜が精密なパターン形状を有する。
本発明の一実施形態によるドナーフィルムを説明するための平面図である。 図1のI−I’線に沿った断面図である。 図1及び図2に示したドナーフィルムの製造方法を説明するための工程断面図である。 図1及び図2に示したドナーフィルムの製造方法を説明するための工程断面図である。 図1及び図2に示したドナーフィルムの製造方法を説明するための工程断面図である。 図1及び図2に示したドナーフィルムの製造方法を説明するための工程断面図である。 図1及び図2に示したドナーフィルムの製造方法を説明するための工程断面図である。 図1及び図2に示したドナーフィルムを用いる有機発光表示装置の製造方法を説明するための工程断面図である。 図1及び図2に示したドナーフィルムを用いる有機発光表示装置の製造方法を説明するための工程断面図である。 図1及び図2に示したドナーフィルムを用いる有機発光表示装置の製造方法を説明するための工程断面図である。
本発明は、様々な変更を加えることができ、様々な形態を有することができるので、特定の実施形態を図面に例示して詳しく説明する。しかし、これは本発明を特定の開示形態に限定するものではなく、本発明の思想及び技術範囲に含まれるすべての変更、均等物乃至代替物を含むものと理解されるべきである。
各図面の説明において、類似な参照符号は類似な構成要素について使用した。添付された図面において、構造物の寸法は本発明の明確性のために実際より拡大して示した。第1、第2などの用語は様々な構成要素を説明するために使用されるが、前記構成要素は前記用語によって限定されてはならない。前記用語は一つの構成要素を他の構成要素から区別する目的だけで使用される。例えば、本発明の権利範囲から外れなく、第1構成要素は第2構成要素として命名でき、同様に第2構成要素も第1構成要素として命名できる。単数の表現は、文脈上明らかに違わない限り複数の表現を含む。
本出願では、“含む”または“有する”などの用語は明細書上に記載された特徴、数字、段階、動作、構成要素、部品またはこれらを組み合わせたものが存在することを指定するもので、一つ以上の他の特徴や数字、段階、動作、構成要素、部分品、またはこれらを組み合わせたものの存在または付加可能性を予め排除してはならない。また、層、膜、領域、板などの部分が他の部分の“上に”あるものとすれば、これは他の部分の“すぐ上に”ある場合だけではなく、その中間に他の部分がある場合も含む。逆に、層、膜、領域、板などの部分が他の部分の“下に”あるものとすれば、これは他の部分の“すぐ下に”ある場合だけではなく、その中間に他の部分がある場合も含む。
以下、添付図面を参照して、本発明の好ましい実施形態をより詳しく説明する。
図1は本発明の一実施形態によるドナーフィルムを説明するための平面図であり、図2は図1のI−I’線に沿った断面図である。
図1及び図2を参照すると、ドナーフィルム100は、ベースフィルム110、光−熱変換パターン120、反射膜130、中間層140及び転写層150を含む。
ベースフィルム110は光、例えば、レーザーに対する透過度及び耐熱性の高い材料を含む。例えば、ベースフィルム110はポリエチレンテレフタレート(polyethylene terephthalate、PET)フィルム、ポリエチレンナフタレート(polyethylene naphtalate、PEN)フィルムからなる。また、ベースフィルム110の厚さは10〜500μmである。
また、ベースフィルム110の一面はマトリックスの形で配列されている第1領域FA及び前記第1領域FAを含み、第1領域FAと、有機物に対する結合特性が第1領域FAとは異なる第2領域SAとに区分される。ここで、第1領域FAのベースフィルム110の表面は親液性を有し、前記第2領域SAの前記ベースフィルム110の表面は撥液性を有する。
光−熱変換パターン120はベースフィルム110上の第1領域FAに配置できる。従って、光−熱変換パターン120はベースフィルム110上にマトリックスの形で配列される。また、光−熱変換パターン120は有機バインダー(binder)及び有機バインダー内に分散された光吸収物質を含む。光吸収物質は外部から照射される光を吸収して熱に変換させる。例えば、光吸収物質はカーボンブラック(Carbon Black)からなる。
反射膜130はベースフィルム110上の第2領域SAに配置できる。即ち、反射膜130はベースフィルム110上の光−熱変換パターン120が配置されていない領域に配置され、光−熱変換パターン120を囲む形態をなす。また、反射膜130は光反射特性を有し、ドナーフィルム100に入射される光を反射させる。例えば、反射膜130はアルミニウム(Al)、アルミニウム合金(Al alloy)、銀(Ag)、銀合金(Ag alloy)、マグネシウム(Mg)及びマグネシウム合金(Mg alloy)のうちいずれか一つを含む。
中間層140は光−熱変換パターン120及び反射膜130上に配置される。中間層140は光−熱変換パターン120に含まれた光吸収物質が前記転写層150を汚染することを防ぐ。また、中間層140は光−熱変換パターン120から発生するアウトガスを遮断することができる。中間層140は熱耐性の高い物質を含み、転写層150との接着力を有する。また、中間層140は有機膜、無機膜および有機・無機複合層のうちいずれか一つである。有機膜はアクリル樹脂またはアルキド樹脂を含む高分子フィルムからなる。無機膜は金属酸化膜からなる。
転写層150は中間層140上に配置される。また、転写層150は有機発光表示装置の製造工程のうち、第1領域FAに対応する部分が転写されて有機膜として作用する。従って、転写層150は少なくとも発光層EMLを含み、一般的に多層薄膜構造を有する。例えば、転写層150は正孔注入層(hole injection layer、HIL)、正孔輸送層(hole transport layer、HTL)、発光層EML、正孔抑制層(hole blocking layer、HbL)、電子輸送層(electron transport layer、ETL)及び電子注入層(electron injection layer、EIL)を備える。正孔注入層は発光層に正孔を注入する。正孔輸送層は正孔の輸送性が優れており、発光層から正孔と結合していない電子の移動を抑制する。従って、正孔輸送層は正孔と電子の再結合の機会を増加させる。発光層は注入された電子と正孔の再結合によって光を放出する。正孔抑制層は発光層から結合していない正孔の移動を抑制する。電子輸送層は電子を発光層に円滑に輸送する。電子注入層は発光層に電子を注入する。
ドナーフィルム100は第2領域SAに反射膜130を備える。従って、ドナーフィルム100に光が供給されても、第2領域SAに照射された光は反射膜130によって反射される。従って、ドナーフィルム100は第1領域FAに対応する転写層150だけがアクセプタ基板(図示せず)に転写される。従って、アクセプタ基板上に転写された転写層150のパターン形状を精密にすることができる。
以下、図3乃至図7を参照して、ドナーフィルムの製造方法を説明する。
図3乃至図7は、図1及び図2に示したドナーフィルムの製造方法を説明するための工程断面図である。
まず、図3を参照すると、ベースフィルム110を用意する。ベースフィルム110は光、例えば、レーザーに対する透過度及び耐熱性の高い材料を含む。例えば、ベースフィルム110はポリエチレンテレフタレート(polyethylene terephthalate、PET)フィルム、ポリエチレンナフタレート(polyethylene naphtalate、PEN)フィルムのうちいずれか一つである。また、ベースフィルム110は表面処理によって撥液性を有することができる。の表面処理はプラズマ処理やフッ素処理方法を利用できる。
次に、ベースフィルム110の一面にマトリックスの形で配列される開口OPを有するマスクMを使用して紫外線を照射する。紫外線によって開口OPに対応するベースフィルム110の領域は親液性を有する。従って、ベースフィルム110は親液性を有する第1領域FAと撥液性を有する第2領域SAに区分される。
図4を参照すると、紫外線を照射した後にベースフィルム110上の第1領域FAに光−熱変換パターン120を形成する。
これをより詳しく説明すると、ベースフィルム110上に有機バインダーおよび有機バインダー内に分散された光吸収物質を含む混合物を塗布する。光吸収物質はカーボンブラックからなる。また、混合物を塗布する方法はスリットコーティング、スピンコーティング、インクジェット印刷法などを使用して行うことができる。
第1領域FAは親液性を有し、第2領域SAは撥液性を有するので混合物は親液性を有する第1領域FAにのみ配置される。つまり、別のパターニング工程を実行しなくても混合物が第1領域FAにのみ配置されて、光−熱変換パターン120が第1領域FAのベースフィルム110上に配置される。
図5を参照すると、光−熱変換パターン120を形成した後、ベースフィルム110上の第2領域SAに反射膜130を形成する。反射膜130は光反射特性を有する物質を含む。例えば、反射膜130はアルミニウム(Al)、アルミニウム合金(Al alloy)、銀(Ag)、銀合金(Ag alloy)、マグネシウム(Mg)及びマグネシウム合金(Mg alloy)のうちいずれか一つを含む。
一方、マグネシウムは有機バインダーを含む光−熱変換パターン120と結合されない特性を持つ。従って、反射膜130がマグネシウムを含む場合、別のマスクを使用せずに蒸着によって第2領域SAに反射膜130を形成することができる。
図6を参照すると、反射膜130を形成した後、光−熱変換パターン120及び反射膜130上に中間層140を形成する。中間層140は有機膜、無機膜または有機・無機複合層からなる。有機膜はアクリル樹脂及びアルキド樹脂のうちいずれか一つを含む高分子フィルムである。無機膜は金属酸化膜からなる。
中間層140は光−熱変換パターン120に含まれる光吸収物質が転写層150を汚染することを防止できる。また、中間層140は光−熱変換パターン120から発生するアウトガスを遮断する。
図7を参照すると、中間層140を形成した後、中間層140上に転写層150を形成する。
転写層150は少なくとも発光層EMLを含み、一般的に多層薄膜構造を有する。例えば、転写層150は正孔注入層(hole injection layer、HIL)、正孔輸送層(hole transport layer、HTL)、発光層EML、正孔抑制層(hole blocking layer、HbL)、電子輸送層(electron transport layer、ETL)及び電子注入層(electron injection layer、EIL)を備える。
転写層150を形成した後、転写層150上に転写層150が汚染されることを防止する保護フィルム(図示せず)を付着する。
図8から図10は、図1及び図2に示したドナーフィルムを用いる有機発光表示装置の製造方法を説明するための工程断面図である。有機発光表示装置は背面発光型有機発光表示装置、前面発光型有機発光表示装置、両面発光型有機発光表示装置などあるが、背面発光型有機発光表示装置を例として説明する。
図8を参照すると、まず、アクセプタ基板ASを用意する。アクセプタ基板ASは、薄膜トランジスタ基板210と、薄膜トランジスタ基板210上に配置される第1電極220を含む。
薄膜トランジスタ基板210は複数の画素領域を備える。また、薄膜トランジスタ基板210はベース基板(図示せず)及びベース基板上に配置される薄膜トランジスタ(図示せず)を備える。ベース基板はガラスや透明なプラスチックなどの高分子からなるリジッドタイプ(rigid type)の絶縁基板である。ここで、ベース基板がプラスチック基板からなる場合、ベース基板はポリエチレンテレフタレート(Polyethylene terephthalate、PET)、繊維強化プラスチック(fiber reinforced plastic)またはポリエチレンナフタレート(Polyethylene Naphthalate、PEN)などからなる。また、ベース基板は透明フレキシブルタイプ(flexible type)の絶縁基板から構成できる。
第1電極220は各画素領域に配置され、薄膜トランジスタと電気的に接続される。第1電極220は透明導電膜からなる。例えば、第1電極220はITO(Indium Tin oxide)、IZO(Indium Zinc oxide)、AZO(aluminum Zinc oxide)、GZO(gallium doped zinc oxide)、ZTO(zinc tin oxide)、GTO(Gallium tin oxide)、FTO(fluorine doped tin oxide)のうちいずれか一つの透明導電性酸化物を含む。
一方、第1電極220は画素定義膜PDLによって露出される。
アクセプタ基板ASを準備した後、アクセプタ基板AS上にドナーフィルム100を用意する。ドナーフィルム100はベースフィルム110、光−熱変換パターン120、反射膜130、中間層140及び転写層150を含む。
ベースフィルム110はポリエチレンテレフタレート(polyethylene terephthalate、PET)フィルム、ポリエチレンナフタレート(polyethylene naphtalate、PEN)フィルムのうちいずれか一つである。
光−熱変換パターン120はベースフィルム110上にマトリックスの形で配列される。また、光−熱変換パターン120は有機バインダー及び有機バインダー内に分散される光吸収物質を含む。光吸収物質は外部から照射される光を吸収して熱に変換する。例えば、光吸収物質はカーボンブラック(Carbon Black)からなる。
反射膜130はベースフィルム110上の光−熱変換パターン120が配置されていない領域に配置されて、光−熱変換パターン120を囲む形状を有する。反射膜130はアルミニウム(Al)、アルミニウム合金(Al alloy)、銀(Ag)、銀合金(Ag alloy)、マグネシウム(Mg)及びマグネシウム合金(Mg alloy)のいずれかを含み、ドナーフィルム100に入射される光を反射させる。
中間層140は光−熱変換パターン120及び反射膜130上に配置される。中間層140は光−熱変換パターン120に含まれる光吸収物質が転写層150を汚染することを防止できる。また、中間層140は光−熱変換パターン120から発生するアウトガスを遮断する。
転写層150は中間層140上に配置される。転写層150は少なくとも発光層EMLを含み、一般的に多層薄膜構造を持つ。例えば、転写層150は正孔注入層(hole injection layer、HIL)、正孔輸送層(hole transport layer、HTL)、発光層EML、正孔抑制層(hole blocking layer、HbL)、電子輸送層(electron transport layer、ETL)及び電子注入層(electron injection layer、EIL)を備える。
ドナーフィルム100を準備した後、アクセプタ基板AS上にドナーフィルム100を配置する。ここで、第1電極220及び転写層150は互いに向かい合い、光−熱変換パターン120と第1電極220が対応するように配置される。
図9を参照すると、アクセプタ基板AS上にドナーフィルム100を配置した後、ドナーフィルム100のベースフィルム110に向かって光、例えば、レーザーを照射する。
ベースフィルム110に照射されたレーザーはベースフィルム110を透過して、光−熱変換パターン120及び反射膜130に照射される。光−熱変換パターン120はレーザーを吸収して熱に変換させる。また、反射膜130は前記レーザーを反射させて転写層150にレーザーが照射されることを防止する。
光−熱変換パターン120から発生した熱は中間層140及び転写層150との間の接着力を低下させる。従って、転写層150は光−熱変換パターン120と同じ形状を有する状態で、アクセプタ基板ASの第1電極220上に転写される。第1電極220上に転写された転写層150は有機発光表示装置の有機膜230からなる。
図10を参照すると、有機膜230上に第2電極240を形成する。
第2電極240は第1電極220に比べて仕事関数が小さい物質を含む。例えば、第2電極240はMo、W、Ag、Mg、Al、Pt、Pd、Au、Ni、Nd、Ir、Cr、Li、Ca及びこれらの合金のうち少なくとも一つを含む。また、第2電極240上には第2電極240の電圧降下(IR−drop)を防止するために導電膜(図示せず)をさらに構成する。
第2電極240を形成した後、一般的な封止工程を経て有機発光表示装置を製造する。例えば、第2電極240の上部に透明な絶縁物質を含む封止基板(図示せず)を配置し、薄膜トランジスタ基板210と封止基板を合着して、有機発光表示装置を製造する。
また、第2電極240の上部に絶縁膜(図示せず)を形成し、絶縁膜の下部構造を外部環境から隔離されるようにして有機発光表示装置を製造することもできる。
以上の詳細な説明は、本発明を例示して説明するものである。また、前述した内容は本発明の好ましい実施形態を示して説明するものに過ぎず、前述したように本発明は様々な組み合わせ、変更及び環境で使用することができ、本明細書に開示された発明の概念の範囲、開示内容と均等な範囲及び/または当業界の技術や知識の範囲内で変更または修正が可能である。従って、本発明の詳細な説明は開示された実施の状態に本発明を制限する意図はない。また、添付の特許請求の範囲は他の実施状態も含むものと解釈されるべきである。
100・・・ドナーフィルム
110・・・ベースフィルム
120・・・光−熱変換パターン
130・・・反射膜
140・・・中間層
150・・・転写層
210・・・薄膜トランジスタ基板
220・・・第1電極
230・・・有機膜
240・・・第2電極
FA・・・第1領域
SA・・・第2領域
M・・・マスク
OP・・・開口
AS・・・アクセプタ基板
PDL・・・画素定義膜

Claims (10)

  1. 第1領域と、前記第1領域を囲むとともに有機物に対する結合特性が前記第1領域とは異なる第2領域と、を備えるベースフィルムと、
    前記ベースフィルム上の前記第1領域に配置される光−熱変換パターンと、
    前記ベースフィルム上の前記第2領域に配置される反射膜と、
    前記光−熱変換パターン及び前記反射膜上に配置される転写層と、を含むことを特徴とするドナーフィルム。
  2. 前記ベースフィルムの前記第1領域の表面は親液性を有し、前記ベースフィルムの前記第2領域の表面は撥液性を有することを特徴とする請求項1に記載のドナーフィルム。
  3. 前記光−熱変換パターンは有機バインダー及び前記有機バインダーに分散される光吸収物質を含むことを特徴とする請求項2に記載のドナーフィルム。
  4. 前記光吸収物質はカーボンブラックであることを特徴とする請求項3に記載のドナーフィルム。
  5. 前記反射膜はアルミニウム(Al)、アルミニウム合金(Al alloy)、銀(Ag)、銀合金(Ag alloy)、マグネシウム(Mg)及びマグネシウム合金(Mg alloy)のうちいずれか一つを含むことを特徴とする請求項3に記載のドナーフィルム。
  6. 前記転写層と前記光−熱変換パターン及び前記反射膜との間に配置される中間層をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載のドナーフィルム。
  7. ベースフィルムの表面に親液性を有する第1領域及び前記第1領域を囲むとともに撥液性を有する第2領域を形成する段階と、
    前記ベースフィルム上に有機バインダー及び前記有機バインダー内に分散される光吸収物質を含む混合物を塗布して、前記ベースフィルム上の前記第1領域に光−熱変換パターンを形成する段階と、
    前記ベースフィルム上の前記第2領域に反射膜を形成する段階と、
    前記光−熱変換パターン及び前記反射膜上に転写層を形成する段階と、を含むことを特徴とするドナーフィルムの製造方法。
  8. 前記第1領域及び前記第2領域を形成する段階は、開口を有するマスクを使用してベースフィルムに光を照射して前記開口に対応する前記ベースフィルムの領域が親液性を有するようにすることを特徴とする請求項7に記載のドナーフィルムの製造方法。
  9. 前記転写層と前記光−熱変換パターン及び前記反射膜との間に配置される中間層を形成する段階をさらに含むことを特徴とする請求項7に記載のドナーフィルムの製造方法。
  10. 薄膜トランジスタ基板及び前記薄膜トランジスタ基板上に配置される第1電極を備えるアクセプタ基板を準備する段階と、
    前記アクセプタ基板上にドナーフィルムを配置する段階と、
    前記ドナーフィルムにレーザーを照射して、前記第1電極上に有機膜を形成する段階と、
    前記有機膜上に第2電極を形成する段階と、を含み、
    前記ドナーフィルムは、
    親液性を有する第1領域及び前記第1領域を囲むとともに撥液性を有する第2領域を備えるベースフィルムと、
    前記ベースフィルム上の前記第1領域に配置される光−熱変換パターンと、
    前記ベースフィルム上の前記第2領域に配置される反射膜と、
    前記光−熱変換パターン及び前記反射膜上に配置される転写層と、を含むことを特徴とする有機発光表示装置の製造方法。
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