KR100560798B1 - 유기막층의 형성 방법 및 풀칼라 유기 전계 발광 소자의제조 방법 - Google Patents

유기막층의 형성 방법 및 풀칼라 유기 전계 발광 소자의제조 방법 Download PDF

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Abstract

유기막층의 형성 방법 및 풀칼라 유기 전계 발광 소자의 제조 방법을 제공한다. 상기 방법은 플렉시블(flexible) 기판 상에 패터닝된 마스크 필름을 라미네이션(lamination)하여 상기 플렉시블 기판 상에 유기막층을 형성하고, 상기 유기막층을 형성한 후 상기 패터닝된 마스크 필름을 디라미네이션(delamination)한 후 이동하여 상기 플렉시블 기판 상에 다른 유기막층을 선택적으로 형성하는 것을 특징으로 한다. 플렉시블 기판 상에 유기막층의 형성시 점착력이 없는 패터닝된 마스크 필름을 사용하고, 점착력이 없는 상기 패터닝된 마스크 필름을 이동함으로써 상기 유기막층을 선택적으로 형성할 수 있을 뿐만 아니라 롤 공정에서의 생산성을 높일 수 있는 유기막층의 형성 방법 및 풀칼라 유기 전계 발광 소자의 제조 방법을 제공하는 이점이 있다.
플렉시블(flexible) 기판, 라미네이션(lamination)

Description

유기막층의 형성 방법 및 풀칼라 유기 전계 발광 소자의 제조 방법{Method for forming organic layer and method for fabricating full color OLED}
도 1a 내지 도 1c는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유기막층의 형성 방법을 설명하는 공정순서도,
도 2a 내지 도 2d는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 풀칼라 유기 전계 발광 소자의 제조 방법을 설명하는 공정순서도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
110, 210 : 플렉시블 기판 120, 220 : 이송 롤러
130, 230 : 패터닝된 마스크 141, 241 : 제 1 증착 장치
142, 242 : 제 2 증착 장치 243 : 제 3 증착 장치
150, 250 : 진공 챔버 161 : 제 1 유기막층
162 : 제 2 유기막층 163 : 제 3 유기막층
170, 270 : 가압 롤러 261 : 제 1 발광층
262 : 제 2 발광층 263 : 제 3 발광층
본 발명은 유기막층의 형성 방법 및 풀칼라 유기 전계 발광 소자의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 점착력이 없는 패터닝된 마스크 필름을 사용하여 유기막층을 선택적으로 형성할 수 있는 유기막층의 형성 방법 및 풀칼라 유기 전계 발광 소자의 제조 방법에 관한 것이다.
디스플레이(display)란 전자기기와 사람과의 인터페이스로서, 각종 전자기기로부터 출력되는 전기적 정보신호를 광정보 신호로 변환하여, 인간이 시각을 통해 인식할 수 있는 숫자, 문자, 도형, 화상 등의 패턴화된 정보로 표시하는 장치를 말한다. 19세기 말에 발명된 CRT는 변혁이 빠른 전자업계에서 100여년이 지난 오늘날에도 대표적인 디스플레이 기술로 시장에 보급되었으나, 넓은 면적을 차지하기 때문에 공간 사용의 효율성이 떨어지고, 또한 소비전력이 많다는 등의 단점을 가지고 있다. 이러한 단점 때문에 CRT는 최근 다양한 시장에서 차세대 디스플레이로 대체되고 있으며, 이를 대체하고 있는 것이 소형, 경량, 저소비전력의 평판 표시 장치(Flat Panel Display: FPD)이다.
차세대 디스플레이로 불리우는 상기 평판 표시 장치에는 액정 표시 장치(liquid crystal display; LCD), 유기 전계 발광 표시 장치(organic light-emitting display device; OLED), 플라즈마 디스플레이(plasma display panel; PDP) 및 전계 방출 디스플레이(field emission display; FED) 등이 있다.
이러한 차세대 평판 표시 장치는 유리 기판을 사용하여 제작되는 경우가 일반적이다. 그러나, 미래에 요구되고 있는 두루마리 형태의 디스플레이, 전자책 등과 같은 디스플레이는 유리 기판을 가지고서는 실현하기 어렵다. 따라서, 플렉시블(flexible) 기판을 사용하여 유연한 디스플레이를 구현하고자 하는 연구가 진행중이다.
특히, OLED는 플라스틱 등 플렉시블 기판을 이용할 수 있어 가볍고 두루마리 형태의 디스플레이, 즉 플렉시블 디스플레이(Flexible Display)를 실현할 수 있는 가능성을 가지고 있다는 점에서 커다란 관심의 대상이 되고 있다.
이러한 플렉시블 기판을 이용하여 디스플레이를 제작하는 경우에 있어서는 유기막층 등을 형성할 때 부분적으로 선택하여 형성하여야 하는 경우가 많다. 특히, OLED의 경우에는 포토리소그래피에 의한 패터닝이 어렵다. 따라서, 플렉시블 기판 상에 유기막층을 형성하고자 할 때 마스크를 이용하여 형성하는 방법이 연구되어지고 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 점착력이 없는 패터닝된 마스크 필름을 사용하고 점착력이 없는 상기 패터닝된 마스크 필름의 이동으로 상기 유기막층을 선택적으로 형성할 수 있을 뿐만 아니라 롤 공정에서의 생산성을 높일 수 있는 유기막층의 형성 방법 및 풀칼라 유기 전계 발광 소자의 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 기술적 과제들을 이루기 위하여 본 발명은 유기막층의 형성 방법을 제공한다. 상기 방법은 플렉시블(flexible) 기판을 제공하는 단계, 상기 플렉시블 기판 상에 패터닝된 마스크 필름을 라미네이션(lamination)하는 단계, 상기 플렉시블 기판 상에 유기막층을 형성하는 단계, 상기 패터닝된 마스크 필름을 디라미네이션(lamination)하여 이동시킨 후 상기 플렉시블 기판 상에 라미네이션하는 단계 및 상기 플렉시블 기판 상에 다른 유기막층을 선택적으로 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 기술적 과제들을 이루기 위하여 본 발명은 또한 풀칼라 유기 전계 발광 소자의 제조 방법을 제공한다. 상기 방법은 소정의 소자가 형성된 플렉시블 기판을 제공하는 단계, 상기 플렉시블 기판 상에 패터닝된 마스크 필름을 라미네이션하는 단계, 상기 플렉시블 기판 상에 제 1 발광층을 형성하는 단계, 상기 패터닝된 마스크 필름을 디라미네이션하여 이동시킨 후 상기 플렉시블 기판 상에 라미네이션하는 단계, 상기 플렉시블 기판 상에 제 2 발광층을 형성하는 단계, 상기 패터닝된 마스크 필름을 디라미네이션하여 이동시킨 후 상기 플렉시블 기판 상에 라미네이션하는 단계 및 상기 플렉시블 기판 상에 제 3 발광층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 패터닝된 마스크 필름을 가압 롤러를 이용하여 상기 플렉시블 기판 상에 라미네이션할 수 있다.
상기 제 1, 제 2 및 제 3 발광층은 적색, 녹색 또는 청색 발광 물질로 이루어진 것일 수 있다.
상기 패터닝된 마스크 필름은 금속 박막일 수 있다.
상기 유기막층과 제 1, 제 2 및 제 3 발광층은 진공 증착 또는 습식 코팅법에 의해 형성할 수 있다.
상기 유기막층과 제 1, 제 2 및 제 3 발광층은 고분자 또는 저분자 물질로 이루어진 것일 수 있다.
이하, 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 참조 번호는 동일한 구성 요소를 나타낸다.
도 1a 내지 도 1c는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유기막층의 형성 방법을 설명하는 공정순서도이다.
도 1a를 참조하면, 플렉시블 기판(110)과 패터닝된 마스크(130)가 진공 챔버(150) 내에서 라미네이션되어 있는 상태의 단면을 나타내고 있다. 상기 패터닝된 마스크(130)는 점착력이 없어서 상기 플렉시블 기판(110) 상에서 이동 가능하다.
상세히 설명하면, 플렉시블 기판(110)을 제공한다. 본 발명에서는 통상적으로 사용하는 유리 기판 대신에 플렉시블 기판(110)을 사용한다. 상기 플렉시블 기판(110)은 이송 롤러(120)에 의해 이동하며, 상기 진공 챔버(150) 내로 제공된다.
이때, 점착력이 없는 상기 패터닝된 마스크 필름(130)도 마찬가지로 상기 이송 롤러(120)에 의해 이동하여 상기 진공 챔버(150) 내로 제공된다.
상기 진공 챔버(110)는 고진공을 유지하기 위하여 펌프(도면에 도시되지 않음)를 사용할 수 있으며, 상기 진공 챔버(110) 내의 공기를 배기함으로써 고진공을 유지할 수 있다. 후술할 증착 장치에 의한 유기막층을 형성함에 있어서, 불순물의 증착을 방지하는 등 고진공이 유리한바, 10-4torr 이하의 진공도를 유지하여 전사층을 형성하는 것이 바람직하다.
점착력이 없는 상기 패터닝된 마스크 필름(130)은 플렉시블하며, 금속 박막으로 이루어진 것을 사용할 수 있다. 상기 마스크 필름(130)은 원하는 모양의 유기막층을 형성할 수 있도록 미리 패터닝되어 있다.
또한, 상기 패터닝된 마스크 필름(130)은 점착력이 없다. 따라서, 상기 패터닝된 마스크 필름(130) 만을 이동시킬 수 있으며, 상기 플렉시블 기판(110) 만을 이동시킬 수 도 있다. 뿐만 아니라, 상기 패터닝된 마스크 필름(130) 및 상기 플렉시블 기판(110)을 모두 이동시킬 수도 있다.
이어서, 상기 진공 챔버(150) 내로 제공된 상기 플렉시블 기판(110) 상에 상기 패터닝된 마스크 필름(130)을 라미네이션한다.
이때, 가압 롤러(170)를 이용하여 상기 마스크 필름(130)과 상기 플렉시블 기판(110)을 가압하여 줌으로써 상기 마스크 필름(130)을 상기 플렉시블 기판(110) 상에 라미네이션한다.
상기 진공 챔버(150) 내에는 제 1 및 제 2 증착 장치(141, 142)가 형성되어 있다. 상기 제 1 및 제 2 증착 장치(141, 142)는 상기 패터닝된 마스크 필름(130) 하부에 형성되어 있고, 상기 진공 챔버(150) 내에 고정되어 있을 수 있고, 왕복 이동할 수도 있다. 상기 제 1 및 제 2 증착 장치(141, 142)는 저항가열식인 것을 사용할 수 있다.
도 1b를 참조하면, 상기 제 1 증착 장치(141)를 이용하여 상기 플렉시블 기판(110) 상에 제 1 유기막층(161)을 형성시킨다. 이때, 상기 증착 물질로서 저분자 또는 고분자 물질을 사용할 수 있다.
도 1c를 참조하면, 상기 제 1 유기막층(161)을 형성한 후 디라미네이션한 후 상기 패터닝된 마스크 필름(130)을 화살표 방향으로 이동시킨다. 상기 패터닝된 마스크 필름(130)은 점착력이 없으므로 이동이 가능하다. 이때, 다른 유기막층을 형성하고자 하는 위치에 선택하여 상기 패터닝된 마스크 필름(130)을 이동시킨다.
이후, 상기 가압 롤러(170)를 이용하여 상기 플렉시블 기판(110) 상에 상기 패터닝된 마스크 필름(130)을 다시 라미네이션한다.
이어서, 상기 제 2 증착 장치(142)를 이용하여 상기 플렉시블 기판(110) 상에 제 2 유기막층(162)를 형성한다. 즉, 점착력이 없는 패터닝된 마스크 필름을 사용함으로써, 유기막층 형성 후 상기 패터닝된 마스크를 원하는 부분으로 선택 이동하여 상기 형성한 유기막층과는 다른 유기막층을 형성할 수 있다.
따라서, 플렉시블 기판을 사용하는 롤형태의 공정에서 그 생산성을 향상시킬 수 있다.
상기 제 1 및 제 2 유기막층은 용매에 용해하여 용액 상태로 도포하는 습식 코팅법에 의해 형성할 수도 있다. 상기 습식 코팅법으로는 스핀 코팅법, 딥 코팅 법, 스프레이법, 스크린 인쇄법 및 잉크젯 프린팅법 등이 사용될 수 있으며, 이 외에도 이 분야에서 사용되는 통상적인 방법이 가능하다.
도 2a 내지 도 2d는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 풀칼라 유기 전계 발광 소자의 제조 방법을 설명하는 공정순서도이다.
도 2a를 참조하면, 소정의 소자가 형성된 플렉시블 기판(210)을 제공한다. 상기 소정의 소자로는 박막트랜지스터, 화소전극, 정공주입층 및 정공수송층 중 하나 이상의 소자를 의미한다. 또한, 상기 화소 전극 상에 정공주입층 및 정공수송층이 순차적으로 형성되어 있을 수 있다.
상기 플렉시블 기판(210)은 이송 롤러(220)에 의해 이동하며, 상기 진공 챔버(250) 내로 제공된다.
이때, 점착력이 없는 상기 패터닝된 마스크 필름(230)도 마찬가지로 상기 이송 롤러(220)에 의해 이동하여 상기 진공 챔버(250) 내로 제공된다.
이어서, 상기 진공 챔버(250) 내로 제공된 상기 플렉시블 기판(210) 상에 상기 패터닝된 마스크 필름(230)을 라미네이션한다. 이때, 가압 롤러(270)를 이용하여 상기 마스크 필름(230)과 상기 플렉시블 기판(210)을 가압하여 줌으로써 상기 마스크 필름(230)을 상기 플렉시블 기판(210) 상에 라미네이션한다.
상기 진공 챔버(250) 내에는 제 1, 제 2 및 제 3 증착 장치(241, 242, 243)가 형성되어 있다. 상기 제 1, 제 2 및 제 3 증착 장치(241, 242, 243)는 상기 패터닝된 마스크 필름(230) 하부에 형성되어 있고, 상기 진공 챔버(250) 내에 고정되어 있을 수 있고, 왕복 이동할 수도 있다.
도 2b를 참조하면, 상기 제 1 증착 장치(241)를 이용하여 상기 플렉시블 기판(210) 상에 제 1 발광층(261)을 형성시킨다.
도 2c를 참조하면, 상기 제 1 발광층(261)을 형성한 후 상기 패터닝된 마스크 필름(230)을 디라미네이션한 후 화살표 방향으로 이동시킨다. 상기 패터닝된 마스크 필름(230)은 점착력이 없으므로 이동이 가능하다. 이때, 제 2 발광층을 형성하고자 하는 위치를 선택하여 상기 패터닝된 마스크 필름(230)을 이동시킨다.
이후, 상기 가압 롤러(270)를 이용하여 상기 플렉시블 기판(210) 상에 상기 패터닝된 마스크 필름(230)을 다시 라미네이션한다.
이어서, 상기 제 2 증착 장치(242)를 이용하여 상기 플렉시블 기판(210) 상에 제 2 발광층(262)을 형성한다.
도 2d를 참조하면, 상기 제 2 발광층(262)을 형성한 후 상기 패터닝된 마스크 필름(230)을 디라미네이션하여 화살표 방향으로 이동시킨다. 이때, 제 3 발광층을 형성하고자 하는 위치를 선택하여 상기 패터닝된 마스크 필름(230)을 이동시킨다.
이후, 상기 가압 롤러(270)를 이용하여 상기 플렉시블 기판(210) 상에 상기 패터닝된 마스크 필름(230)을 다시 라미네이션한다.
이어서, 상기 제 3 증착 장치(243)를 이용하여 상기 플렉시블 기판(210) 상에 제 3 발광층(263)을 형성한다.
이때, 상기 형성된 제 1, 제 2 및 제 3 발광층은 적색, 녹색 또는 청색 발광 물질 중 어느 하나로 이루어진 것일 수 있으며, 저분자 또는 고분자 물질일 수 있 다.
상기 제 1, 제 2 및 제 3 발광층은 용매에 용해하여 용액 상태로 도포하는 습식 코팅법에 의해 형성할 수 있다.
계속하여, 상기 형성된 제 1, 제 2 및 제 3 발광층 상에 필요한 소정의 소자를 형성하여 풀칼라 유기 전계 발광 소자를 완성한다.
상술한 것을 제외하고는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유기막층의 형성 방법과 동일하다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 플렉시블 기판 상에 유기막층의 형성시 점착력이 없는 패터닝된 마스크 필름을 사용하고, 점착력이 없는 상기 패터닝된 마스크 필름을 이동함으로써 상기 유기막층을 선택적으로 형성할 수 있을 뿐만 아니라 롤 공정에서의 생산성을 높일 수 있는 유기막층의 형성 방법 및 풀칼라 유기 전계 발광 소자의 제조 방법을 제공하는 이점이 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이다.

Claims (15)

  1. 플렉시블(flexible) 기판을 제공하는 단계;
    상기 플렉시블 기판 상에 패터닝된 마스크 필름을 라미네이션(lamination)하는 단계;
    상기 플렉시블 기판 상에 유기막층을 형성하는 단계;
    상기 패터닝된 마스크 필름을 디라미네이션(delamination)하여 이동시킨 후 상기 플렉시블 기판 상에 라미네이션하는 단계; 및
    상기 플렉시블 기판 상에 다른 유기막층을 선택적으로 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기막층의 형성 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 패터닝된 마스크 필름을 가압 롤러를 이용하여 상기 플렉시블 기판 상에 라미네이션하는 것을 특징으로 하는 유기막층의 형성 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 패터닝된 마스크 필름은 금속 박막인 것을 특징으로 하는 유기막층의 형성 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 유기막층은 진공 증착에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 유기막층의 형성 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 유기막층은 습식 코팅법에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 유기막층의 형성 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 유기막층은 고분자 또는 저분자 물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 유기막층의 형성 방법.
  7. 소정의 소자가 형성된 플렉시블 기판을 제공하는 단계;
    상기 플렉시블 기판 상에 패터닝된 마스크 필름을 라미네이션하는 단계;
    상기 플렉시블 기판 상에 제 1 발광층을 형성하는 단계;
    상기 패터닝된 마스크 필름을 디라미네이션하여 이동시킨 후 상기 플렉시블 기판 상에 라미네이션하는 단계;
    상기 플렉시블 기판 상에 제 2 발광층을 형성하는 단계;
    상기 패터닝된 마스크 필름을 디라미네이션하여 이동시킨 후 상기 플렉시블 기판 상에 라미네이션하는 단계; 및
    상기 플렉시블 기판 상에 제 3 발광층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 풀칼라 유기 전계 발광 소자의 제조 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 패터닝된 마스크 필름을 가압 롤러를 이용하여 상기 플렉시블 기판 상에 라미네이션하는 것을 특징으로 하는 풀칼라 유기 전계 발광 소자의 제조 방법.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 1 발광층은 적색, 녹색 및 청색 발광 물질 중 어느 하나로 이루어진 것을 특징으로 하는 풀칼라 유기 전계 발광 소자의 제조 방법.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 2 발광층은 적색, 녹색 및 청색 발광 물질 중 어느 하나로 이루어진 것을 특징으로 하는 풀칼라 유기 전계 발광 소자의 제조 방법.
  11. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 3 발광층은 적색, 녹색 및 청색 발광 물질 중 어느 하나로 이루어진 것을 특징으로 하는 풀칼라 유기 전계 발광 소자의 제조 방법.
  12. 제 7 항에 있어서,
    상기 패터닝된 마스크 필름은 금속 박막인 것을 특징으로 하는 풀칼라 유기 전계 발광 소자의 제조 방법.
  13. 제 7 항에 있어서,
    상기 발광층은 진공 증착에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 풀칼라 유기 전계 발광 소자의 제조 방법.
  14. 제 7 항에 있어서,
    상기 발광층은 습식 코팅법에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 풀칼라 유기 전계 발광 소자의 제조 방법.
  15. 제 7 항에 있어서,
    상기 발광층은 고분자 또는 저분자 물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 풀칼라 유기 전계 발광 소자의 제조 방법.
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