KR100745335B1 - 레이저 열전사 장치 및 이를 이용한 유기발광소자의제조방법 - Google Patents

레이저 열전사 장치 및 이를 이용한 유기발광소자의제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 레이저 열전사 장치 및 이를 이용한 유기발광소자의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명의 일측면에 따른 유기발광소자의 발광층을 형성하는 레이저 열전사 장치는 제 1 서브화소, 제 2 서브화소, 및 2개의 제 3 서브화소가 하나의 화소를 이루는 화소정의영역이 형성된 어셉터기판 및 상기 화소정의영역으로 전사될 유기발광층을 구비하는 각 도너필름이 순차적으로 이송되어 적층되고, 자석을 포함하는 기판스테이지; 상기 도너필름에 레이저를 조사하는 레이저 발진기; 상기 기판스테이지와 상기 레이저 조사장치 사이에 설치되며, 레이저를 통과시키는 개구홈과, 상기 기판스테이지와 자기력을 형성하는 자석을 포함하는 밀착프레임; 및 상기 밀착프레임을 상기 기판스테이지 방향으로 왕복이동하게 하는 밀착프레임 이동수단;을 포함하여 구성되며, 상기 밀착프레임은 상기 제 1 서브화소 및 상기 제 2 서브화소를 형성하는 개구홈이 형성된 제 1 밀착프레임과, 상기 2개의 제 3 서브화소를 형성하는 개구홈이 형성된 제 2 밀착프레임이 번갈아 장착되면서 유기발광소자의 발광층을 형성하는 것을 특징으로 한다.
유기발광소자, 레이저 열전사, 도너필름, 어셉터기판, 자기력, 라미네이팅

Description

레이저 열전사 장치 및 이를 이용한 유기발광소자의 제조방법{Laser induced thermal imaging apparatus and preparing method of organic light emitting device using the same}
도 1은 종래기술에 따른 레이저 열전사 장치를 도시하는 단면도.
도 2는 본 발명에 따른 레이저 열전사 장치의 일실시예를 도시하는 사시도.
도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 레이저 열전사장치의 기판스테이지의 실시예를 도시하는 투시평면도.
도 4는 본 발명에 사용되는 레이저 열전사장치의 레이저 발진기의 일실시예를 보이는 구조도.
도 5a 및 도 5b는 각각 본 발명에 따른 레이저 열전사장치의 제 1 밀착프레임 및 제 2 밀착프레임의 일실시예를 보이는 평면도.
도 5c는 도 5a 및 도 5b에 의해 형성된 유기발광소자의 화소배열을 보이는 평면도.
도 5d 및 도 5e는 각각 본 발명에 따른 제 1 밀착프레임 및 제 2 밀착프레임의 다른 실시예를 보이는 평면도.
도 5f는 도 5d 및 도 5e에 의해 형성된 유기발광소자의 화소배열을 보이는 평면도.
도 6은 본 발명에 따른 본 발명에 따른 레이저 열전사 장치의 밀착판 이송수단을 보이는 사시도.
도 7은 본 발명에 따른 유기발광소자의 제작방법을 설명하는 공정도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100 : 레이저 열전사장치 110 : 기판스테이지
120 : 레이저 발진기 130 : 밀착프레임
133, 133a, 133b, 133c, 133d : 개구홈
140 : 밀착프레임 이동수단 150 : 챔버
200 : 도너필름 300 : 어셉터기판
본 발명은 레이저 열전사 장치 및 이를 이용한 유기발광소자의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 자기력을 이용하여 도너필름과 어셉터기판을 라미네이팅하는 공정을 포함하는 레이저 열전사 장치 및 상기 장치를 이용한 유기발광소자의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 적용분야는 특정 산업분야에 한정되는 것은 아니고, 다양하게 적용될 수 있지만, 유기발광소자 제작시 유기 발광층등을 형성하는 데 유용할 것으로 예상된다. 유기발광소자는 제 1 전극과 제 2 전극사이에 발광층을 형성하고, 전극 사이에 전압을 인가함으로써, 발광층에서 정공과 전자가 합쳐짐으로써 자체발광하 는 소자이다. 이하에서는 유기발광소자에 사용되는 레이저 열전사 장치를 기준으로 본 발명의 종래기술 및 본 발명의 구성등이 설명될 것이나 이에 한정되는 것은 아니다.
레이저 열전사법은 기재기판, 광열변환층, 및 전사층을 포함하는 도너기판에 레이저를 조사시켜 기재기판을 통과한 레이저를 광열변환층에서 열로 변화시켜 광열변환층을 변형팽창시킴으로써, 인접한 전사층을 변형팽창시켜, 어셉터기판에 전사층이 접착되어 전사되게 하는 방법이다.
레이저 열전사법을 실시할 경우, 전사가 이루어지는 챔버 내부는 발광소자 형성시의 증착공정과 동조되도록 하기위하여 진공상태가 이루어지는 것이 바람직하나, 종래에 진공상태에서 레이저 열전사를 행하는 경우 도너기판과 어셉터기판 사이에 이물질이나 공간이 생기게 되어 전사층의 전사가 잘 이루어지지 않는 문제점이 있다. 따라서, 레이저 열전사법에 있어서, 도너기판과 어셉터기판을 라미네이팅시키는 방법은 중요한 의미를 가지며 이를 해결하기 위한 여러가지 방안이 연구되고 있다.
도 1은 상술한 문제점을 해결하기 위한 종래기술에 따른 레이저 열전사 장치의 부분단면도이다. 이에 따르면, 레이저 열전사 장치(10)는 챔버(11) 내부에 위치하는 기판스테이지(12) 및 챔버(11) 상부에 위치한 레이저 조사장치(13)를 포함하여 구성된다.
기판스테이지(12)는 챔버(11)로 도입되는 어셉터기판(14)과 도너필름(15)을 각각 순차적으로 위치시키기위한 스테이지이다.
이 때, 어셉터기판(14)과 도너필름(15)이 그 사이에 이물질이나 공간없이 라미네이팅되게 하기 위하여, 이 경우 레이저 열전사가 이루어지는 챔버(11)내부를 진공으로 유지하지 않고, 기판스테이지(12) 하부에 호스(16)를 연결하여 진공펌프(P)로 빨아들여서, 어셉터기판(14)과 도너필름(15)을 합착시킨다.
그러나 이러한 종래기술에 있어서도 어셉터기판(14)과 도너필름(15) 사이의 이물질(1)과 공간이 발생하는 것을 완전히 방지하지 못하고, 더욱이 챔버(11) 내부의 진공상태를 유지하지 못하게 됨으로써, 제품의 신뢰성과 수명에 좋지 못한 영향을 미치는 것으로 알려져 있다.
본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하고, 본 출원인에 의해 제안된 기술적 사상을 보다 완전하게 하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 진공상태에서 자기력을 이용하여 어셉터기판과 도너기판을 라미네이팅시키고, 어셉터기판상의 특정 화소배열에 유리하게 사용되는 레이저 열전사 장치 및 이를 이용한 유기발광소자의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일측면에 따른 유기발광소자의 발광층을 형성하는 레이저 열전사 장치는 제 1 서브화소, 제 2 서브화소, 및 2개의 제 3 서브화소가 하나의 화소를 이루는 화소정의영역이 형성된 어셉터기판 및 상기 화소정의영역으로 전사될 유기발광층을 구비하는 각 도너필름이 순차적으로 이송되어 적층되고, 자석을 포함하는 기판스테이지; 상기 도너필름에 레이저를 조사하는 레이저 발진기; 상기 기판스테 이지와 상기 레이저 조사장치 사이에 설치되며, 레이저를 통과시키는 개구홈과, 상기 기판스테이지와 자기력을 형성하는 자석을 포함하는 밀착프레임; 및 상기 밀착프레임을 상기 기판스테이지 방향으로 왕복이동하게 하는 밀착프레임 이동수단;을 포함하여 구성되며, 상기 밀착프레임은 상기 제 1 서브화소 및 상기 제 2 서브화소를 형성하는 개구홈이 형성된 제 1 밀착프레임과, 상기 2개의 제 3 서브화소를 형성하는 개구홈이 형성된 제 2 밀착프레임이 번갈아 장착되면서 유기발광소자의 발광층을 형성하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 일측면에 따른 유기발광소자의 발광층을 형성하는 레이저 열전사 장치는 제 1 서브화소, 제 2 서브화소, 및 2개의 제 3 서브화소가 하나의 화소를 이루는 화소정의영역이 형성된 어셉터기판 및 상기 화소정의영역으로 전사될 유기발광층을 구비하는 각 도너필름이 순차적으로 이송되어 적층되고, 자석을 포함하는 기판스테이지; 상기 도너필름에 레이저를 조사하는 레이저 발진기; 상기 기판스테이지와 상기 레이저 조사장치 사이에 설치되며, 레이저를 통과시키는 개구홈과, 상기 기판스테이지와 자기력을 형성하는 자성체를 포함하는 밀착프레임; 및 상기 밀착프레임을 상기 기판스테이지 방향으로 왕복이동하게 하는 밀착프레임 이동수단;을 포함하여 구성되며, 상기 밀착프레임은 상기 제 1 서브화소 및 상기 제 2 서브화소를 형성하는 개구홈이 형성된 제 1 밀착프레임과, 상기 2개의 제 3 서브화소를 형성하는 개구홈이 형성된 제 2 밀착프레임이 번갈아 장착되면서 유기발광소자의 발광층을 형성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 측면에 따라 레이저 열전사법으로 유기발광소자를 제조하는 방법은 자석을 포함한 기판스테이지 상에 제 1 서브화소, 제 2 서브화소, 및 2개의 제 3 서브화소가 하나의 화소를 이루는 화소정의영역이 형성된 어셉터기판을 위치시키는 어셉터기판 이송단계; 상기 어셉터기판 상에 상기 제 1 서브화소에 전사될 제 1 색상 유기발광층을 구비하는 도너필름을 위치시키는 제 1 도너필름 이송단계; 상기 제 1 색상 및 제 2 색상 유기발광층을 전사하기 위한 레이저가 통과되는 개구홈이 형성되고 자석을 포함하는 제 1 밀착프레임을 상기 제 1 도너필름에 자기적 인력으로 밀착하는 제 1 밀착프레임 밀착단계; 상기 제 1 밀착프레임의 개구홈을 통해 상기 제 1 도너필름 상으로 레이저를 조사하여 제 1 색상 유기발광층을 제 1 서브화소영역으로 전사하는 제 1 전사단계; 상기 제 1 밀착프레임을 상기 제 1 도너필름으로부터 분리하는 제 1 밀착프레임 분리단계; 상기 어셉터기판 상에 제 2 색상 유기발광층을 구비하는 제 2 도너필름을 상기 제 1 도너필름과 교환하여 위치시키는 제 2 도너필름 이송단계; 상기 제 1 밀착프레임을 상기 제 2 도너필름에 자기적 인력으로 재밀착하는 제 1 밀착프레임 재밀착단계; 상기 제 1 밀착프레임의 개구홈을 통해 상기 제 2 도너필름 상으로 레이저를 조사하여 제 2 색상 유기발광층을 제 2 서브화소영역으로 전사하는 제 2 전사단계; 상기 제 1 밀착프레임을 상기 제 2 도너필름으로부터 분리하고, 상기 제 3 도너필름의 제 3 색상 유기발광층을 전사하기 위한 레이저가 통과되는 개구홈이 형성되며, 자석을 포함한 제 2 밀착프레임으로 교환하는 제 2 밀착프레임 교환단계; 상기 어셉터기판 상에 제 3 색상 유기발광층을 구비하는 제 3 도너필름을 상기 제 2 도너필름과 교환하여 위치시키는 제 2 도너필름 이송단계; 상기 제 2 밀착프레임을 상기 제 3 도너필름에 자기적 인력으로 밀착하는 제 2 밀착프레임 밀착단계; 및 상기 제 2 밀착프레임의 개구홈을 통해 상기 제 3 도너필름 상으로 레이저를 조사하여 제 3 색상 유기발광층을 2개의 제 3 서브화소영역으로 전사하는 제 3 전사단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하면서 보다 상세히 설명한다. 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 레이저 열전사장치의 분해사시도이다. 이에 따르면, 레이저 열전사장치(100)는 기판스테이지(110), 레이저 발진기(120), 밀착프레임(130), 밀착프레임 이동수단(140), 및 챔버(150)를 포함하여 구성된다.
먼저, 챔버(150)는 통상의 레이저 열전사 장치(100)에서 사용되는 챔버(150)를 사용할 수 있고, 챔버(150) 내부에는 적어도 기판스테이지(110) 및 밀착프레임(130)등이 장착된다. 챔버(150) 내에는 도너필름(200) 및 어셉터기판(300)이 이송되며 이를 위하여 챔버(150) 외부에는 도너필름(200) 및 어셉터기판(300)을 챔버 (150)내부로 이송하기 위한 이송수단(미도시)이 구비된다.
기판스테이지(110)는 챔버(150)의 저면에 위치하며, 본 실시예에서 기판스테이지(110)에는 적어도 하나의 전자석(미도시)이 포함되어 있다. 다만, 전자석 대신에 영구자석 또는 자성체로 구현되는 다른 실시예를 당업자는 용이하게 추고할 수 있을 것이며, 본 발명의 범주에 포함된다.
기판스테이지에 포함된 전자석을 보다 상세하게 설명하기 위해 도 3a 및 도 3b를 참조한다. 도 3a 및 도 3b는 각각 기판스테이지(110) 내부에 전자석(113)이 동심원 및 복수의 열로 형성된 것을 보이는 투시평면도이다. 기판스테이지(110)의 전자석(113)이 도 3a와 같이 동심원상으로 배치될 경우, 가장 내부에 있는 동심원을 이루는 전자석에 먼저 전력을 인가하고, 그 상태에서 다음 외부에 있는 동심원을 이루는 전자석에 전력을 인가하고, 그 상태에서 다시 그 외부에 있는 동심원을 이루는 전자석에 전력을 인가함으로써 후술할 밀착프레임의 자석과 자기적 인력을 발생케 하여 도너기판과 어셉터기판 사이의 이물질이나 공간이 생성되는 것을 극소화하면서 라미네이팅할 수 있다.
또한, 기판스테이지의 전자석이 도 3b와 같이 가로 및 세로로 다수의 열을 형성하면서 배치될 경우, 레이저가 조사되는 전자석 또는 그 열의 전자석에만 전력을 인가하여, 후술할 밀착프레임의 자석과 자기적 인력을 발생케 하고, 레이저가 조사되는 부분에만 연속적으로 국소적인 라미네이팅이 이루어지게 함으로써 보다 이물질이나 공간이 생성되는 것을 줄이면서 라미네이팅할 수 있다. 한편, 도시되지는 않았으나 각 전자석에는 전력을 인가하는 전기배선이 형성된다.
한편, 기판스테이지(110)는 이동되기 위한 구동수단(미도시)을 더 구비할 수 있다. 기판스테이지(110)가 이동될 경우 레이저 발진기(120)는 일방향으로만 레이저를 조사하도록 구성될 수 있다. 예컨데, 레이저가 세로방향으로 조사되고, 가로방향으로 기판스테이지(110)를 이동시키는 구동수단을 더 구비할 경우, 도너필름(200) 전면적에 대해 레이저가 조사될 수 있다.
또한, 기판스테이지(110)는 어셉터기판(300) 및 도너필름(200)을 수납하여 장착시키는 장착수단을 구비할 수 있다. 장착수단은 이송수단에 의해 챔버(150)내 로 이송되어온 어셉터기판(300) 및 도너필름(200)이 기판스테이지의 정해진 위치에 정확히 장착되도록 한다.
본 실시예에서, 장착수단은 관통홀(410, 510), 가이드바(420, 520), 이동플레이트(430, 530), 지지대(440, 540), 및 장착홈(450, 550)을 포함하여 구성될 수 있다. 이 때, 가이드바(420)는 이동플레이트(430) 및 지지대(440)와 동반하여 상승 또는 하강운동하는데, 가이드바(420)가 관통홀(410)을 통과하여 상승하면서 어셉터기판(300)을 수용하고, 하강하면서 어셉터기판(300)을 기판스테이지(110) 상에 형성된 장착홈(450)에 안착시키게 되는 구조이다. 상기 장착수단은 당업자에 의해 다양하게 변형실시될 수 있으므로 이에 대한 상세한 설명은 지면상 생략한다.
레이저 발진기(120)는 챔버(150)의 외부 또는 내부에 설치될 수 있으며, 레이저가 상부에서 비춰질 수 있도록 설치되는 것이 바람직하다. 레이저 발진기(120)의 개략적인 구성도인 도 4에 따르면, 본 실시예에서 레이저 발진기(120)는 CW ND:YAG 레이저(1604nm)를 사용하고, 2개의 갈바노미터 스캐너(121, 123)를 구비하며, 스캔렌즈(125) 및 실린더렌즈(127)를 구비하나 이에 제한되는 것은 아니다.
밀착프레임(130)은 전자석, 영구자석, 또는 자성체를 포함하여 구성되어, 기판스테이지의 자석과 자기력을 형성하여 기판스테이지(110)와 밀착프레임(130) 사이에 위치하는 도너필름(200)과 어셉터기판(300)을 강력하게 라미네이팅한다. 또한, 밀착프레임(130)은 레이저가 통과할 수 있는 개구홈(133)을 구비하는데, 이에 따라 밀착프레임(130)은 레이저가 소정위치에만 조사될 수 있는 마스크 역할을 동시에 수행할 수 있다. 한편, 본 실시예에서 자성체란 강자성체와 약자성체를 포함 하는 개념이며, Fe, Ni, Cr, Fe2O3, Fe3O4, CoFe2O4, 자성나노입자 및 그 혼합물등이 바람직하게 사용될 수 있다.
이 때, 밀착프레임(130)은 전사될 유기발광층에 따라 유기발광소자의 제 1 서브화소 및 제 2 서브화소를 형성하게될 적어도 하나의 개구홈(133)이 형성된 제 1 밀착프레임과, 2개의 제 3 서브화소를 형성하게될 적어도 하나의 개구홈(133)이 형성된 제 2 밀착프레임이 구비되며, 2 개의 제 1 밀착프레임과 제 2 밀착프레임은 서로 교환되면서 운전된다.
본 실시예에서와 같이 3개의 서브화소를 3장의 밀착프레임을 사용하지 않고, 2장의 밀착프레임으로 사용함으로써 밀착프레임의 교환을 1회 줄일 수 있어 공정상 유리하게 된다. 또한, 개구홈을 전면에 형성하고 하나의 밀착프레임을 사용하여 제조하는 공정도 불가능하지 않으나, 이 경우 밀착프레임에 자석이 테두리부에만 포함되어 도너기판과 어셉터기판 사이의 자력에 의한 라미네이팅이 실질적으로 일어나지 않는다. 따라서, 자석이 포함되는 면적은 밀착프레임의 적어도 50%이상인 것이 바람직하다.
도 5a, 도 5b는 서로 교환되면서 장착되는 제 1 밀착프레임(130a)과 제 2 밀착프레임(130b)의 일 실시예를 도시한다.
도 5a의 제 1 밀착프레임(130a)은 제 1 서브화소 및 제 2 서브화소를 형성하게될 개구홈(133a)이 복수로 형성되어 있고, 도 6b의 제 2 밀착프레임(130b)은 제 1 밀착프레임(130a)과 겹쳐질 경우 제 1 밀착프레임(130a) 개구홈(133a)의 하부에 위치되는 2개의 제 3 서브화소를 형성하게될 개구홈(133b)이 복수로 형성되어 있다. 이 때, 각 밀착프레임에는 자석 또는 자성체(137)가 포함되어 있다. 한편, 이에 의해 형성된 어셉터기판의 화소배열은 도 5c에 도시되어 있다.
또한, 도 5d, 도 5e는 서로 교환되면서 장착되는 제 1 밀착프레임과 제 2 밀착프레임의 다른 실시예를 도시하고, 도 5f는 제 1 밀착프레임(130a)와 제 2 밀착프레임(130b)에 의해 형성된 화소배열을 도시한다.다. 이에 따르면, 도 5c의 제 1 밀착프레임(130c)은 제 1 서브화소 및 제 2 서브화소를 형성하게될 개구홈(133c)이 복수로 형성되어 있고, 도 5d의 제 2 밀착프레임(130d)은 제 1 밀착프레임(130c)과 겹쳐질 경우 제 1 밀착프레임(130a)의 개구홈의 우측에 위치되는 2개의 제 3 서브화소를 형성하게될 개구홈(133d)이 복수로 형성되어 있다. 이 때, 각 밀착프레임에는 자석 또는 자성체(137)가 포함되어 있다. 한편, 이에 의해 형성된 어셉터기판의 화소배열은 도 5f에 도시되어 있다.
밀착프레임 이동수단(140)은 밀착프레임(130)을 기판스테이지 방향으로 왕복이동하게 하는 수단으로서, 다양하게 제작될 수 있으나, 도 6에 도시된 실시예에 따르면, 거치홈(142)을 구비한 거치대(141)와 챔버(150) 상면에서 거치대(141)에 연결되는 연결바(143) 및 연결바(143)와 이에 연결된 거치대(141)를 상하로 구동시키는 구동수단(미도시)을 포함한다. 이 때, 밀착프레임(130)은 도시된 바와 같이 이동수단에 의해 이동될 경우 거치돌부(134)를 구비한 트레이(135)에 장착되어 이동된다.
한편, 제 1 밀착프레임과 제 2 밀착프레임의 교환은 로봇팔등의 교환수단이 이용될 수 있다. 예컨데, 거치대 위에 놓여 있는 제 1 밀착프레임으로 제 1 서브화소 및 제 2 서브화소를 형성한 후, 로봇팔이 제 1 밀착프레임을 거치대로부터 외부로 이송시키고, 제 2 밀착프레임을 거치대에 위치시킴으로써 교환이 이루어질 수 있다.
다음으로, 도 2 및 도 7을 참조하면서, 전술한 레이저 열전사 장치에 의하여 유기발광소자를 형성하는 방법을 설명한다. 유기발광소자의 발광층을 형성하는 데 있어서, 전술한 레이저 열전사장치를 이용하는 방법은, 어셉터기판 이송단계(ST100), 제 1 도너필름 이송단계(ST200), 제 1 밀착프레임 밀착단계(ST300), 제 1 서브화소 전사단계(ST400), 제 1 밀착프레임 분리단계(ST500), 제 2 도너필름 이송단계(ST600), 제 1 밀착프레임 재밀착단계(ST700), 제 2 서브화소 전사단계(ST800), 제 2 밀착프레임 교환단계(ST900), 제 3 도너필름 이송단계(ST1000); 제 2 밀착프레임 밀착단계(ST1100), 제 3 서브화소 전사단계(ST1200)를 포함한다.
어셉터기판 이송단계(ST100)는 자석 또는 자성체를 포함하는 기판스테이지(110) 상에 유기발광층이 형성될 어셉터기판(300)을 위치하는 단계이다. 어셉터기판(300)에는 도너필름으로부터 전사될 발광층이 형성될 화소영역이 정의되어 있다. 어셉터기판(300)의 화소영역은 4개의 서브화소가 1개의 화소를 형성하도록 배열되어 있다.
제 1 도너필름 이송단계(ST200)는 어셉터기판(300) 상으로 전사될 발광층이 구비되어 있는 제 1 도너필름을 이송하는 단계이다. 이 때, 발광층은 어느 1 색상으로 구성될 수 있고, 예를 들어 R일 수 있다.
제 1 밀착프레임 밀착단계(ST300)는 제 1 도너필름의 제 1 색상 유기발광층을 전사하기 위한 레이저가 통과되는 개구홈이 형성되며 자석 또는 자성체를 포함하는 제 1 밀착프레임을 제 1 도너필름에 자기적 인력으로 밀착하는 단계이다. 이 때, 제 1 밀착프레임은 1차적으로는 밀착프레임 이동수단에 의해 밀착프레임을 기판스테이지 상으로 이동시켜서 밀착하고, 2차적으로 보다 강력하게 자기적 인력으로 밀착하는 것이 바람직하다.
제 1 전사단계(ST400)는 제 1 밀착프레임의 개구홈을 통해 제 1 도너필름 상으로 레이저를 조사하여, 제 1 도너필름에 구비된 제 1 색상 유기발광층을 팽창시켜 어셉터기판의 제 1 서브화소영역으로 전사하는 단계이다. 이 때, 개구홈 중 제 1 화소영역으로만 레이저가 조사될 수 있도록 레이저 조사범위가 조절된다.
제 1 밀착프레임 분리단계(ST500)는 제 1 밀착프레임을 1차적으로 자기적 척력으로 분리하고, 2차적으로 밀착프레임 이동수단에 의해 챔버 상부로 밀착프레임을 상승시켜 제 1 밀착프레임을 제 1 도너기판으로부터 분리하는 단계이다.
제 2 도너필름 이송단계(ST600)는 제 1 도너필름을 어셉터기판상에서 챔버 외부로 이송하고, 어셉터기판 상에 제 2 색상 유기발광층을 구비하는 제 2 도너필름을 이송하는 단계이다. 즉, 제 1 도너필름이 도너필름 이송수단에 의해서 제 2 도너필름으로 교환되는 단계이다.
제 1 밀착프레임 재밀착단계(ST700)는 제 1 밀착프레임 분리단계(ST500)에서 도너기판으로부터 분리된 제 1 밀착프레임을 다시 제 2 도너필름에 자기적 인력으로 밀착하는 단계이다. 이 때, 제 1 밀착프레임은 1차적으로는 밀착프레임 이동수 단에 의해 밀착프레임을 기판스테이지 상으로 이동시켜서 밀착하고, 2차적으로 보다 강력하게 자기적 인력으로 밀착하는 것이 바람직하다.
제 2 전사단계(ST800)는 제 1 밀착프레임의 개구홈을 통해 제 2 도너필름 상으로 레이저를 조사하여, 제 2 도너필름에 구비된 제 2 색상 유기발광층을 팽창시켜 어셉터기판의 제 2 서브화소영역으로 전사하는 단계이다. 이 때, 개구홈 중 제 2 화소 영역만으로 레이저가 조사될 수 있도록 레이저 조사범위를 조절한다.
제 2 밀착프레임 교환단계(ST900)에서는 제 1 밀착프레임과 기판스테이지 사이의 자기력을 없애거나, 자기적 척력을 발생하여 제 1 밀착프레임을 제 2 도너필름으로부터 분리한 후, 제 1 밀착프레임을 제 3 도너필름의 제 3 색상 유기발광층을 전사하기 위한 레이저가 통과되는 개구홈이 형성되며, 자석 또는 자성체가 포함된 제 2 밀착프레임으로 교환한다.
제 3 도너필름 이송단계(ST1000)는 제 2 도너필름을 어셉터기판상에서 챔버 외부로 이송하고, 어셉터기판 상에 제 3 색상 유기발광층을 구비하는 제 3 도너필름을 이송하는 단계이다. 즉, 제 1 도너필름이 도너필름 이송수단에 의해서 제 2 도너필름으로 교환되는 단계이다.
제 2 밀착프레임 밀착단계(ST1100)는 제 3 도너필름의 제 3 색상 유기발광층을 전사하기 위한 레이저가 통과되는 개구홈이 형성되며 자석 또는 자성체를 포함하는 제 2 밀착프레임을 제 3 도너필름에 자기적 인력으로 밀착하는 단계이다. 이 때, 제 1 밀착프레임은 1차적으로는 밀착프레임 이동수단에 의해 밀착프레임을 기판스테이지 상으로 이동시켜서 밀착하고, 2차적으로 보다 강력하게 자기적 인력으 로 밀착하는 것이 바람직하다.
제 3 전사단계(ST1200)는 제 2 밀착프레임의 개구홈을 통해 제 3 도너필름 상으로 레이저를 조사하여, 제 3 도너필름에 구비된 제 3 색상 유기발광층을 팽창시켜 어셉터기판의 제 3 서브화소영역으로 전사하는 단계이다. 이 때, 레이저가 제 2 밀착프레임의 전영역에 조사될 수 있도록 레이저 조사범위를 조절한다.
한편, 각 전사단계에서 유기발광층은 화소정의영역에 다양하게 전사될 수 있다. 되는 유기발광층은 의 전사의 배열에 따라서, 레이저 조사방법은 달라질 수 있다. 예컨데, 네개의 서브화소가 2×2 화소를 이루는 경우, 제 1 전사단계에서 제 1 서브화소는 좌상단의 화소영역에 형성되고, 제 2 전사단계에서 제 2 서브화소는 제 1 서브화소의 오른 쪽에 형성되도록 전사하고, 제 3 전사단계에서 제 3 서브화소는 제 1 서브화소 및 제 2 서브화소의 아래에 하나씩 형성되도록 전사할 수 있다. 또는, 제 1 전사단계에서 제 1 서브화소는 좌상단의 화소영역에 형성되고, 제 2 전사단계에서 제 2 서브화소는 제 1 서브화소의 아래에 형성되도록 전사하고, 제 3 전사단계에서 제 3 서브화소는 제 1 서브화소 및 제 2 서브화소의 오른쪽에 하나씩 형성되도록 전사할 수 있다.
이 때, 2개의 서브화소를 이루는 색상은 B가 바람직하다. 예컨데, 각 전사단계에서 상기 제 1 전사단계에서 전사되는 제 1 색상 발광층의 색상은 R이고, 상기 제 2 전사단계에서 전사되는 제 2 색상 발광층의 색상은 G이며, 상기 제 3 전사단계에서 전사되는 제 3 색상 발광층의 색상은 B인 것으로 제조될 수 있다. 또는, 제 1 전사단계에서 전사되는 제 1 색상 발광층의 색상은 G이고, 상기 제 2 전사단 계에서 전사되는 제 2 색상 발광층의 색상은 R이며, 상기 제 3 전사단계에서 전사되는 제 3 색상 발광층의 색상은 B인 것으로 제조될 수 있다.
본 발명은 상기 실시예를 기준으로 주로 설명되어졌으나, 발명의 요지와 범위를 벗어나지 않고 많은 다른 가능한 수정과 변형이 이루어 질 수 있다. 예컨데, 4개의 서브화소로 하나의 화소를 경우 대각선으로 동일한 색상을 전사하는 밀착프레임, 레이저 발진기 종류의 변경, 각종 이동수단, 교환수단의 변경등은 당업자가 용이하게 도출할 수 있는 변경일 것이다.
본 발명에 따른 레이저 열전사장치에 따르면, 진공하에서 자력을 이용하여 도너기판과 어셉터기판을 라미네이팅 할 수 있게 되어 유기발광소자의 이전 공정과 동일하게 진공상태를 유지할 수 있을 뿐만아니라, 도너기판과 어셉터기판 사이에 이물질이나 빈공간을 생기게 하지 않으면서 라미네이팅하여 유기발광소자의 발광층 전사가 보다 효율적으로 이루어지게 하는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 유기발광소자의 제조방법에 따르면, 3색상의 서브화소를 형성하는데 2개의 밀착프레임을 사용함으로써, 3개의 밀착프레임이나 1개의 밀착프레임을 사용하는 것보다 공정 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
전술한 발명에 대한 권리범위는 이하의 청구범위에서 정해지는 것으로써, 명세서 본문의 기재에 구속되지 않으며, 청구범위의 균등범위에 속하는 변형과 변경은 모두 본 발명의 범위에 속할 것이다.

Claims (13)

  1. 유기발광소자의 발광층을 형성하는 레이저 열전사 장치에 있어서,
    제 1 서브화소, 제 2 서브화소, 및 2개의 제 3 서브화소가 하나의 화소를 이루는 화소정의영역이 형성된 어셉터기판 및 상기 화소정의영역으로 전사될 유기발광층을 구비하는 각 도너필름이 순차적으로 이송되어 적층되고, 자석을 포함하는 기판스테이지;
    상기 도너필름에 레이저를 조사하는 레이저 발진기;
    상기 기판스테이지와 상기 레이저 발진기 사이에 설치되며, 레이저를 통과시키는 개구홈과, 상기 기판스테이지와 자기력을 형성하는 자석을 포함하는 밀착프레임; 및
    상기 밀착프레임을 상기 기판스테이지 방향으로 왕복이동하게 하는 밀착프레임 이동수단;을 포함하여 구성되며,
    상기 밀착프레임은 상기 제 1 서브화소 및 상기 제 2 서브화소를 형성하는 개구홈이 형성된 제 1 밀착프레임과, 상기 2개의 제 3 서브화소를 형성하는 개구홈이 형성된 제 2 밀착프레임이 번갈아 장착되면서 유기발광소자의 발광층을 형성하는 레이저 열전사 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    적어도 상기 기판스테이지와 상기 밀착프레임을 내부에 포함하는 챔버를 포 함하여 구성되는 레이저 열전사 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판스테이지를 이동시키는 구동수단이 더 구비되는 레이저 열전사 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 각 밀착프레임에 상기 자석이 포함되는 면적은 상기 밀착프레임의 면적의 적어도 50%이상인 것을 특징으로 하는 레이저 열전사 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 밀착프레임의 자석 또는 기판스테이지의 자석 중 적어도 하나는 전자석인 것을 특징으로 하는 레이저 열전사 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판스테이지의 자석 또는 상기 밀착프레임의 자석 중 적어도 하나는 영구자석인 것을 특징으로 하는 레이저 열전사 장치.
  7. 유기발광소자의 발광층을 형성하는 레이저 열전사 장치에 있어서,
    제 1 서브화소, 제 2 서브화소, 및 2개의 제 3 서브화소가 하나의 화소를 이루는 화소정의영역이 형성된 어셉터기판 및 상기 화소정의영역으로 전사될 유기발광층을 구비하는 각 도너필름이 순차적으로 이송되어 적층되고, 자석을 포함하는 기판스테이지;
    상기 도너필름에 레이저를 조사하는 레이저 발진기;
    상기 기판스테이지와 상기 레이저 발진기 사이에 설치되며, 레이저를 통과시키는 개구홈과, 상기 기판스테이지와 자기력을 형성하는 자성체를 포함하는 밀착프레임; 및
    상기 밀착프레임을 상기 기판스테이지 방향으로 왕복이동하게 하는 밀착프레임 이동수단;을 포함하여 구성되며,
    상기 밀착프레임은 상기 제 1 서브화소 및 상기 제 2 서브화소를 형성하는 개구홈이 형성된 제 1 밀착프레임과, 상기 2개의 제 3 서브화소를 형성하는 개구홈이 형성된 제 2 밀착프레임이 번갈아 장착되면서 유기발광소자의 발광층을 형성하는 레이저 열전사 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 자성체는 Fe, Ni, Cr, Fe2O3, Fe3O4, CoFe2O4, 자성나노입자 및 그 혼합물로 구성되는 군에서 선택되는 하나인 레이저 열전사 장치.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항의 레이저 열전사 장치에 의해 전극 사이의 발광층이 형성되는 유기발광소자를 제조하는 방법에 있어서,
    자석을 포함한 기판스테이지 상에 제 1 서브화소, 제 2 서브화소, 및 2개의 제 3 서브화소가 하나의 화소를 이루는 화소정의영역이 형성된 어셉터기판을 위치시키는 어셉터기판 이송단계;
    상기 어셉터기판 상에 상기 제 1 서브화소에 전사될 제 1 색상 유기발광층을 구비하는 도너필름을 위치시키는 제 1 도너필름 이송단계;
    상기 제 1 색상 및 제 2 색상 유기발광층을 전사하기 위한 레이저가 통과되는 개구홈이 형성되고 자석을 포함하는 제 1 밀착프레임을 상기 제 1 도너필름에 자기적 인력으로 밀착하는 제 1 밀착프레임 밀착단계;
    상기 제 1 밀착프레임의 개구홈을 통해 상기 제 1 도너필름 상으로 레이저를 조사하여 제 1 색상 유기발광층을 제 1 서브화소영역으로 전사하는 제 1 전사단계;
    상기 제 1 밀착프레임을 상기 제 1 도너필름으로부터 분리하는 제 1 밀착프레임 분리단계;
    상기 어셉터기판 상에 제 2 색상 유기발광층을 구비하는 제 2 도너필름을 상기 제 1 도너필름과 교환하여 위치시키는 제 2 도너필름 이송단계;
    상기 제 1 밀착프레임을 상기 제 2 도너필름에 자기적 인력으로 재밀착하는 제 1 밀착프레임 재밀착단계;
    상기 제 1 밀착프레임의 개구홈을 통해 상기 제 2 도너필름 상으로 레이저를 조사하여 제 2 색상 유기발광층을 제 2 서브화소영역으로 전사하는 제 2 전사단계;
    상기 제 1 밀착프레임을 상기 제 2 도너필름으로부터 분리하고, 제 3 도너필름이 구비한 제 3 색상 유기발광층을 전사하기 위한 레이저가 통과되는 개구홈이 형성되며, 자석을 포함한 제 2 밀착프레임으로 교환하는 제 2 밀착프레임 교환단계;
    상기 어셉터기판 상에 제 3 색상 유기발광층을 구비하는 상기 제 3 도너필름을 상기 제 2 도너필름과 교환하여 위치시키는 제 3 도너필름 이송단계;
    상기 제 2 밀착프레임을 상기 제 3 도너필름에 자기적 인력으로 밀착하는 제 2 밀착프레임 밀착단계; 및
    상기 제 2 밀착프레임의 개구홈을 통해 상기 제 3 도너필름 상으로 레이저를 조사하여 제 3 색상 유기발광층을 2개의 제 3 서브화소영역으로 전사하는 제 3 전사단계;를 포함하여 구성되는 유기발광소자의 제조방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 서브화소, 제 2 서브화소, 및 두개의 제 3 서브화소가 2×2 행렬을 이루며 하나의 화소를 형성하고, 상기 제 1 전사단계에서 제 1 색상 유기발광층은 상기 화소 내의 좌상단에 형성되도록 전사되고, 상기 제 2 전사단계에서 제 2 색상 유기발광층은 상기 제 1 서브화소의 우측에 형성되도록 전사하고, 상기 제 3 전사단계에서 제 3 색상 유기발광층은 상기 제 1 서브화소 및 상기 제 2 서브화소의 아래에 각각 하나씩 형성되도록 전사하는 것을 특징으로 하는 유기발광소자의 제조방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 네개의 서브화소가 2×2 행렬을 이루며 하나의 화소를 형성하고, 상기 제 1 전사단계에서 제 1 색상 유기발광층은 상기 화소 내의 좌상단에 형성되도록 전사되고, 상기 제 2 전사단계에서 제 2 색상 유기발광층은 상기 제 1 서브화소의 아래측에 형성되도록 전사하고, 상기 제 3 전사단계에서 제 3 색상 유기발광층은 상기 제 1 서브화소 및 상기 제 2 서브화소의 각 우측에 형성되도록 전사하는 것을 특징으로 하는 유기발광소자의 제조방법.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 1 전사단계에서 전사되는 제 1 색상 발광층의 색상은 R이고, 상기 제 2 전사단계에서 전사되는 제 2 색상 발광층의 색상은 G이며, 상기 제 3 전사단계에서 전사되는 제 3 색상 발광층의 색상은 B인 유기발광소자의 제조방법.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 1 전사단계에서 전사되는 제 1 색상 발광층의 색상은 G이고, 상기 제 2 전사단계에서 전사되는 제 2 색상 발광층의 색상은 R이며, 상기 제 3 전사단계에서 전사되는 제 3 색상 발광층의 색상은 B인 유기발광소자의 제조방법.
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