KR101030028B1 - 레이저 열전사 방법, 그를 이용한 유기막 패터닝 방법 및 유기전계발광표시장치의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 전사층이 형성된 기판을 제공하는 단계; 기재 필름 및 상기 기재 필름 상에 광-열 변환층을 포함하는 도너 기판을 제공하는 단계; 상기 기판과 상기 도너 기판을 얼라인하는 단계; 및 상기 도너 기판의 기재층 면에 레이저를 조사하는 단계를 포함하며, 상기 기재층 면에 레이저를 조사하는 것은 상기 기판 상에 형성하고자 하는 패턴에 대응되는 영역을 제외한 영역의 기재층 면에 레이저를 조사하는 것을 특징으로 하는 레이저 열전사 방법, 그를 이용한 유기막 패터닝 방법 및 유기전계발광표시장치의 제조방법을 제공한다.
따라서, 본 발명은 형성하고자 하는 패턴의 사이즈와 레이저의 빔 사이즈(폭)에 상관없이 스티칭 무라(Stitching Mura)가 발생하는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
레이저 전사, 역전사, 디라미네이션
Description
본 발명은 레이저 열전사 방법, 그를 이용한 유기막 패터닝 방법 및 유기전계발광표시장치의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 레이저 열전사 방법에서의 역전사 현상을 이용한 유기막의 패터닝 방법에 관한 것이다.
오늘날 고도의 정보화 시대가 도래함에 따라 신속, 정확한 정보를 손안에서 얻고자 하는 소비자의 요구가 많아지면서, 가볍고 얇아서 휴대하기가 편하고 정보 처리 속도가 빠른 디스플레이 장치에 대한 개발이 급속하게 이루어지고 있다. 그 중에 유기 전계 발광 소자는 유기 발광층을 포함한 유기막에 전압를 인가하여 줌으로써 전자와 정공이 유기 발광층내에서 재결합하여 빛을 발생하는 자체발광형으로서 LCD와 같은 백라이트가 필요하지 않아 경량 박형이 가능할 뿐만 아니라 공정을 단순화 시킬수 있으며, 응답속도 또한 CRT와 같은 수준이며, 저전압 구동, 높은 발 광 효율, 넓은 시야각으로 인하여 차세대 디스플레이로서 급상승하고 있다.
여기서, 상기 유기막, 특히 유기 발광층의 재료에 따라 저분자형 유기전계발광소자와 고분자형 유기전계발광소자로 분류되어진다.
상기 저분자형 유기전계발광소자는 양극과 음극사이에 정공주입층, 정공수송층, 발광층, 정공억제층, 전자주입층등의 기능이 각각 다른 다층의 유기막으로 형성되어 있어 전하들의 축적이 일어나지 않도록 도핑을 하거나 적절한 에너지 준위를 갖는 물질로 대체하여 줌으로써 조절이 가능하다. 여기서, 이와 같은 저분자형 유기막은 주로 진공 증착에 의해 형성이 되어지므로 대형화된 디스플레이를 구현하는데 어려움이 있다.
반면에, 상기 고분자형 유기전계발광소자는 양극과 음극사이에 유기발광층으로 이루어진 단층 구조이거나 정공수송층을 포함하는 이중구조로 이루어질 수 있어 두께가 얇은 층의 유기전계발광소자를 제조할 수 있으며, 또한 상기 유기막은 습식 코팅에 의해 형성되어지므로 상압하에서도 제작할 수 있어 생산 공정의 비용을 절감할 수 있을뿐더러 대면적화를 이루는데 용이하다.
여기서 단색 소자를 제작하는 경우에 있어서, 고분자를 이용한 유기전계발광소자는 스핀코팅공정을 이용하여 간단하게 소자를 제작할 수 있으나 저분자 유기전계발광소자보다 효율과 수명이 떨어진다는 단점이 있다. 또한 풀칼라 소자인 경우, 상기의 유기 전계 발광 소자에 R, G 및 B의 삼원색을 나타내는 발광층을 패터닝함으로서 풀칼라를 구현할 수 있다. 여기서, 저분자형 유기전계발광소자의 유기막 패터닝은 쉐도우 마스크를 이용한 증착에 의해 패터닝할 수 있으며, 고분자형 유기전 계발광소자의 유기막 패터닝은 잉크젯 프린팅 또는 레이저 열전사법(Laser Induced Thermal Imaging : LITI)에 의해 이루어질 수 있다. 이 중에서 레이저 열전사법은 스핀 코팅특성을 그대로 이용할 수 있어 대면적화를 이루었을 때 픽셀 내부 균일도가 우수하다. 또한 레이저 열전사법은 습식 공정이 아니라 건식 공정이므로 용매에 의한 수명이 저하되는 문제점을 해결할 수 있으며, 또한 상기 유기막을 미세하게 패터닝할 수 있다.
상기 레이저 열전사법을 적용하기 위해서는 기본적으로 광원, 유기전계발광소자 기판 즉, 기판 및 도너 기판을 필요로 하며, 상기 도너 기판은 기재층, 광-열 변환층 및 전사층으로 이루어진다. 상기 레이저 열전사법은 광원에서 빛이 나와 도너 기판의 광-열 변환층에 흡수되어 빛이 열에너지로 전환되고, 전환된 열에너지에 의해 전사층에 형성된 유기물질이 기판으로 전사되어 형성되어 진다.
도 1a 내지 도 1b는 종래의 레이저 열전사법에 의하여 유기 전계 발광 소자를 제조하는 공정을 설명하기 위한 단면도이다.
도 1a에서와 같이, 절연기판(101)이 제공되고 상기 절연기판 상에 제 1전극(102)을 패터닝하여 형성한다.
이어서, R, G, B 화소영역을 정의하는 화소정의막(103)을 형성하여, 기판(100)을 제조한다.
한편, 기재층(31)상에 광-열 변환층(32) 및 전사층(33)을 순차적으로 적층하여 도너 기판(30)을 제조한다.
이후, 상기 기판(100)의 화소영역과 도너 기판의 전사층을 서로 마주보게 얼 라인(align)한 후, 상기 도너 기판의 기재층 면에 전사하고자 하는 영역에 레이저를 조사한다.
이어서, 도 1b에서와 같이, 상기 기판(100)의 화소영역에 유기발광물질이 전사되면, 상기 도너 기판(30)을 제거함으로서 유기발광층 패턴(33')을 형성할 수 있다.
이후에 도 1c에서와 같이, 상기 유기막상에 제 2전극(104)을 형성하여, 유기 전계 발광 소자를 제조할 수 있다.
즉, 종래의 레이저 열전사법에 의한 유기 전계 발광 소자의 제조는 전사하고자 하는 영역의 기재층 면에 레이저를 조사하여, 기판의 화소영역에 유기발광물질을 전사하였다.
하지만, 레이저의 빔 사이즈(폭)의 한계로 인하여, 1회의 전사공정에 의해 전사할 수 있는 패턴의 사이즈의 한계가 발생하게 되고, 레이저 빔의 폭과 폭 사이에 스티칭 무라(Stitching Mura)가 발생하는 문제점이 있다.
도 2는 종래의 레이저 열전사법에 의해 제조된 유기 전계 발광 소자의 스티칭 무라(Stitching Mura)를 나타내는 사진으로, 도 2를 참조하면, 레이저 빔 사이즈의 한계로 인하여, 레이저 빔 폭과 폭 사이에 스티칭 무라(Stitching Mura)가 발생함을 알 수 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반 단점과 문제점을 해결하기 위한 것으로, 레이저의 빔 사이즈(폭)의 한계로 인한 레이저 빔의 폭과 폭 사이에 발생되는 스티칭 무라(Stitching Mura)의 발생을 방지할 수 있는 유기막의 패터닝 방법을 제공하는데 목적이 있다.
전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 전사층이 형성된 기판을 제공하는 단계; 기재 필름 및 상기 기재 필름 상에 광-열 변환층을 포함하는 도너 기판을 제공하는 단계; 상기 기판과 상기 도너 기판을 얼라인하는 단계; 및 상기 도너 기판의 기재층 면에 레이저를 조사하는 단계를 포함하며, 상기 기재층 면에 레이저를 조사하는 것은 상기 기판 상에 형성하고자 하는 패턴에 대응되는 영역을 제외한 영역의 기재층 면에 레이저를 조사하는 것을 특징으로 하는 레이저 열전사 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 유기막이 형성된 기판을 제공하는 단계; 기재 필름 및 상기 기재 필름 상에 광-열 변환층을 포함하는 도너 기판을 제공하는 단계; 상기 기판과 상기 도너 기판을 얼라인하는 단계; 및 상기 도너 기판의 기재층 면에 레이저를 조사하는 단계를 포함하며, 상기 기재층 면에 레이저를 조사하는 것은 상기 기판 상에 형성하고자 하는 패턴에 대응되는 영역을 제외한 영역의 기재층 면에 레이저를 조사하는 것을 특징으로 하는 유기막 패터닝 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 레이저의 전사 에너지 인텐시티(Intensity)가 5kW/㎠ 내지 40kW/㎠인 것을 특징으로 하는 레이저 열전사 방법 및 유기막 패터닝 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 기판과 상기 도너 기판을 얼라인 하는 단계 이후, 상기 도너 기판과 상기 기판을 라미네이션하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 열전사 방법 및 유기막 패터닝 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 도너 기판의 기재층 면에 레이저를 조사하는 단계이후, 상기 도너 기판을 상기 기판으로부터 디라미네이션하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 열전사 방법 및 유기막 패터닝 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 디라미네이션에 의하여, 기판 상에 형성하고자 하는 패턴 대응되는 영역을 제외한 영역의 전사층은 도너기판 측에 접착되어 분리되는 것을 특징으로 하는 레이저 열전사 방법 및 유기막 패터닝 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 기판 상에 제 1 전극층을 형성하는 단계; 상기 제 1 전극층 상부에 제 1 화소영역, 제 2 화소영역 및 제 3 화소 영역을 정의하기 위한 절연막층을 형성하는 단계; 상기 제 1 화소영역, 제 2 화소영역 및 제 3 화소 영역을 포함하는 기판 전면에 제 1 발광 물질을 도포하는 단계; 기재 필름 및 상기 기재 필름 상에 광-열 변환층을 포함하는 도너 기판을 제공하는 단계; 상기 기판과 상기 도너 기판을 얼라인하는 단계; 및 상기 도너 기판의 기재층 면에 레이저를 조사하는 단계를 포함하며, 상기 기재층 면에 레이저를 조사하는 것은 상기 제 1 화소영 역에 대응되는 영역을 제외한 영역의 기재층 면에 레이저를 조사하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광표시장치의 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 제 1 화소영역에 대응되는 영역을 제외한 영역의 기재층 면에 레이저를 조사하는 단계이후, 상기 도너 기판을 상기 기판으로부터 디라미네이션하는 단계를 포함하며, 상기 디라미네이션에 의하여, 제 1 화소영역에 대응되는 영역을 제외한 영역의 제 1 발광물질은 도너기판 측에 접착되어 분리되고, 제 1 화소영역에 대응되는 영역의 제 1 발광물질은 기판 측에 잔류하여 제 1 발광물질 패턴을 형성하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광표시장치의 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 제 1 발광물질 패턴을 포함하는 기판 전면에 제 2 발광 물질을 도포하는 단계; 기재 필름 및 상기 기재 필름 상에 광-열 변환층을 포함하는 도너 기판을 제공하는 단계; 상기 기판과 상기 도너 기판을 얼라인하는 단계; 및 상기 도너 기판의 기재층 면에 레이저를 조사하는 단계를 포함하며, 상기 기재층 면에 레이저를 조사하는 것은 상기 제 2 화소영역에 대응되는 영역을 제외한 영역의 기재층 면에 레이저를 조사하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광표시장치의 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 제 2 화소영역에 대응되는 영역을 제외한 영역의 기재층 면에 레이저를 조사하는 단계이후, 상기 도너 기판을 상기 기판으로부터 디라미네이션하는 단계를 포함하며, 상기 디라미네이션에 의하여, 제 2 화소영역에 대응되는 영역을 제외한 영역의 제 2 발광물질은 도너기판 측에 접착되어 분리되고, 제 2 화소영역에 대응되는 영역의 제 2 발광물질은 기판 측에 잔류하여 제 2 발광물질 패턴을 형성하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광표시장치의 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 제 1 발광물질 패턴 및 상기 제 2 발광물질 패턴을 포함하는 기판 전면에 제 3 발광 물질을 도포하는 단계; 기재 필름 및 상기 기재 필름 상에 광-열 변환층을 포함하는 도너 기판을 제공하는 단계; 상기 기판과 상기 도너 기판을 얼라인하는 단계; 및 상기 도너 기판의 기재층 면에 레이저를 조사하는 단계를 포함하며, 상기 기재층 면에 레이저를 조사하는 것은 상기 제 3 화소영역에 대응되는 영역을 제외한 영역의 기재층 면에 레이저를 조사하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광표시장치의 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 제 3 화소영역에 대응되는 영역을 제외한 영역의 기재층 면에 레이저를 조사하는 단계이후, 상기 도너 기판을 상기 기판으로부터 디라미네이션하는 단계를 포함하며, 상기 디라미네이션에 의하여, 제 3 화소영역에 대응되는 영역을 제외한 영역의 제 3 발광물질은 도너기판 측에 접착되어 분리되고, 제 3 화소영역에 대응되는 영역의 제 3 발광물질은 기판 측에 잔류하여 제 3 발광물질 패턴을 형성하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광표시장치의 제조방법을 제공한다.
따라서, 본 발명은 기판 상에 형성하고자 하는 패턴에 대응되는 영역을 제외 한 영역에 레이저를 조사하기 때문에, 형성하고자 하는 패턴의 사이즈와 레이저의 빔 사이즈(폭)에 상관없이 스티칭 무라(Stitching Mura)가 발생하는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 상기 목적과 기술적 구성 및 그에 따른 작용효과에 관한 자세한 사항은 본 발명의 바람직한 실시 예를 도시하고 있는 도면을 참조한 이하 상세한 설명에 의해 보다 명확하게 이해될 것이다. 또한 도면들에 있어서, 층 및 영역의 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 3은 LITI에 의한 일반적인 유기막의 전사과정에 있어서 전사 메카니즘을 설명하기 위한 단면도이다.
도 3에서와 같이, 통상 레이저를 이용하여 유기막을 전사 패터닝할 때의 메카니즘은 기판 S1에 붙어 있던 유기막 S2(13)가 레이저의 작용으로 S1으로부터 떨어져 나와 기판 S3으로 전사되면서 레이저를 받지 않은 부분과 분리가 일어나야 한다.
전사 특성은 기판 S1과 필름 S2와의 제 1 접착력(W12)과 필름끼리의 점착력(W22), 그리고 필름 S2와 기판 S3와의 제 2 접착력(W23)에 의해서 정해진다.
이러한 제 1, 제 2 접착력과 점착력을 각 층의 표면 장력(γ1, γ2, γ3)과 계면 장력(γ12, γ23)으로 표현하면 하기 식과 같이 표현된다.
W12 = γ1 + γ2 - γ12
W22 = 2γ2
W23 = γ2 + γ3 - γ23
레이저 전사 특성을 향상시키기 위해서는 필름끼리의 점착력이 각 기판과 필름 사이의 접착력보다 작아야 한다.
한편, 도너기판(14)에서 기판(22)로의 전사층(13)을 전사함에 있어서, 일반적인 전사 메카니즘의 개념은 기재층(11) 상에 레이저가 조사되고, 상기 기재층(11) 상에 형성된 광열변환층(12)에 의해 조사된 레이저가 열에너지로 변환되어, 상기 열에너지에 의해 상기 전사층(13)과 상기 광열변환층(12) 간의 접착력이 변화됨으로써, 상기 레이저가 조사된 영역에 위치하는 전사층을 기판 상에 전사하는 것이다.
하지만, 본 발명자들은 레이저 전사 에너지의 인텐시티(Intensity)가 일정 크기 이상인 경우, 또는 기판(22)으로부터 도너기판(14)를 제거하는 디라미네이션(Delamination)의 속도가 빠른 경우에, 레이저가 조사된 영역에 위치하는 전사층이 기판 상에 전사되지 않고, 오히려 레이저가 조사된 영역에 위치하는 전사층이 도너기판 측에 잔류하여 디라미네이션(Delamination)되는 역전사 현상이 발생함을 인지하였다.
즉, 상기 역전사 현상이란 레이저 조사 후, 기판(22)과 전사층(13)의 접착력(W23)보다 도너기판의 광열변환층(12)과 전사층(13)의 접착력(W12)이 더 클때 일 어나는 현상으로, 본 발명자들은 상기 역전사 현상이 레이저 전사 에너지의 인텐시티(Intensity)가 일정 크기 이상인 경우에 발생함을 인지하여 본 발명에 따른 새로운 유기막의 패터닝 방법을 발명하였다.
이하에서는 본 발명에 따른 유기막의 패터닝 방법을 설명하기로 한다.
도 4a 내지 도 4g는 본 발명의 유기막의 패터닝 방법에 따른 풀칼라 유기 전계 발광 소자를 제조하는 공정을 설명하기 위한 단면도이다.
다만, 설명의 편의를 위하여 풀칼라 유기 전계 발광 소자를 제조하는 공정을 예를 들어 설명하였을 뿐, 본 발명에 따른 유기막의 패터닝 방법을 통하여 제조할 수 있는 유기막층에 제한을 두는 것은 아니다.
먼저, 도 4a를 참조하면, 제 1 화소영역, 제 2 화소영역 및 제 3 화소 영역을 포함하는 절연기판(200)을 제공하고, 상기 기판(200) 상에 투명 전극 물질 또는 금속 전극 물질을 증착 및 패터닝 하여, 제 1 화소영역, 제 2 화소영역 및 제 3 화소 영역에 각각 제 1 전극층(211R, 211G, 211B)을 형성한다. 상기 제 1 전극층(211R, 211G, 211B)은 전면발광 구조의 경우에는 반사막인 금속막을 사용하고, 배면발광 구조의 경우에는 투명전극인 ITO 또는 IZO 등을 사용하며, 이때, 후술하는 제 2 전극층(230)은 전면발광 구조의 경우 투명전극으로 형성되고, 배면발광 구조의 경우 반사막인 금속 물질 또는 반사판 상부에 투명 전극물질이 적층된 구조로 형성된다. 또한, 상기 제 1 전극층(211R, 211G, 211B)이 캐소드 전극인 경우에는 제 2 전극층(230)은 애노드 전극층이 되고, 제 1 전극층(211R, 211G, 211B)이 애노 드 전극층인 경우에는 제 2 전극층(230)은 캐소드 전극층이 된다.
다음으로, 상기 제 1 전극층(211R, 211G, 211B) 상에 적색, 녹색 및 청색의 화소 영역(R, G, B)을 정의하기 위한 절연막층(210)을 형성한다.
이때, 제 1 화소영역은 적색 화소 영역, 제 2 화소영역은 녹색 화소 영역, 제 3 화소 영역은 청색 화소영역에 대응될 수 있다.
다음으로, 도 4b를 참조하면, 상기 절연막층을 포함하는 기판 전면에 전사층으로 적색 발광 물질(220R)을 도포한다.
즉, 종래의 레이저 열전사법에 의한 유기 전계 발광 소자의 제조는 전사하고자 하는 층, 즉, 전사층을 도너기판 측에 형성하였으나, 본 발명에서는 전사층을 기판(200) 측에 형성하는 것을 특징으로 한다.
상기 적색 발광 물질(220R)을 도포하는 것은 용매에 용해하여 용액 상태로 도포하는 습식 코팅 방법에 의해 형성된다. 상기 습식 코팅 방법으로는 스핀 코팅, 딥 코팅, 스프레이법, 스크린 인쇄법 및 잉크젯 프린팅법 등이 사용될 수 있으며, 이 외에도 이 분야에서 사용되는 통상적인 방법이 가능하다.
다음, 도 4c를 참조하면, 상기 적색 발광 물질(220R) 상부로 도너 기판(40)을 얼라인한다.
상기 도너 기판(40)은 기재층(41) 및 광-열 변환층(42)이 순차적으로 적층되어 있다.
상기 기재층(41)은 상기 기재층의 상에 레이저가 조사되어 상기 광-열 변환층(42)으로 전달되어 지므로 투명성의 물질로 이루어지는 것이 바람직하다. 이를테 면, 폴리에스테르, 폴리아크릴, 폴리에폭시, 폴리에틸렌 및 폴리스틸렌으로 이루어진 군에서 선택된 하나이상의 고분자 물질이거나 유리기판일 수 있다. 더욱 바람직하게는 상기 기재층(41)은 폴리에틸렌테레프탈레이트를 사용할 수 있다.
상기 기재층(41)의 상에 형성되는 상기 광-열 변환층(42)은 적외선-가시광선 영역의 빛을 흡수하여 상기 빛의 일부분을 열로 변환시키는 층으로서, 적당한 광학밀도(optical density)를 가져야 하며, 빛을 흡수하기 위한 광흡수성 물질을 포함하는 것이 바람직하다. 여기서, 상기 광-열 변환층(42)는 Al, Ag 및 이들의 산화물 및 황화물로 이루어진 금속막이거나 카본 블랙, 흑연 또는 적외선 염료를 포함하는 고분자로 이루어진 유기막으로 이루어질수 있다. 여기서, 상기 금속막은 진공 증착법, 전자빔 증착법 또는 스퍼터링을 이용하여 형성할 수 있으며, 상기 유기막은 통상적인 필림 코팅 방법으로서, 롤 코팅, 그라비아, 압출, 스핀 코팅 및 나이프 코팅 방법 중에 하나의 방법에 의해 형성될 수 있다.
다음, 상기 도너 기판(40)과 기판(200)을 라미네이션 공정을 수행한다. 상기 라미네이션 공정을 통해 상기 도너 기판(40)과 상기 기판(200)이 고정되고, 라미네이션을 위한 가압의 공정을 거침으로써, 상기 도너 기판(40)과 기판(200) 사이의 버블을 제거할 수 있다.
이후, 상기 도너 기판의 기재층 면에 레이저를 조사한다.
이때, 본 발명에서는 상기 기재층 면에 레이저를 조사함에 있어서, 종래와는 달리, 기판(200) 상에 형성하고자 하는 패턴에 대응되는 영역을 제외한 영역의 기재층 면에 레이저를 조사한다.
즉, 종래의 레이저 열전사법에 의한 유기 전계 발광 소자의 제조는 전사하고자 하는 영역의 기재층 면에 레이저를 조사하여, 기판의 화소영역에 유기발광물질을 전사하였다.
하지만, 본 발명에서는 기판(200) 측에 전사하고자 하는 층의 물질을 전면적으로 형성한 후, 도너기판(40)과 기판(200)을 얼라인 하고, 이들을 라미네이션 공정을 수행한 후에, 도너기판 측의 기재층 면에 레이저를 조사하며, 이때, 레이저를 조사함에 있어서, 기판(200) 상에 형성하고자 하는 패턴에 대응되는 영역을 제외한 영역의 기재층 면에 레이저를 조사한다. 따라서, 현 단계에서는 전사하고자 하는 층의 물질이 적색 발광 물질이므로, 적색 화소 영역에 대응되는 영역을 제외한 영역의 기재층 면에 레이저를 조사한다.
즉, 상술한 바와 같은 역전사 현상을 이용하여 유기막을 패터닝한 것으로, 기재층 상에 형성된 광열변환층에 의해 조사된 레이저가 열에너지로 변환되고, 상기 열에너지에 의해 적색 발광 물질(220R) 층과 광열변환층 간의 접착력이 발생하게 되고, 상기 발생된 접착력은 기판(200)과 적색 발광 물질(220R) 층간의 접착력보다 더 크게 된다.
이때, 상기와 같은 역전사 현상이 일어나기 위해서는 레이저 전사 에너지의 인텐시티(Intensity)가 일정 크기 이상인 경우이어야 하며, 본 발명에서는 상기 레이저 전사 에너지 인텐시티(Intensity)가 5kW/㎠ 이상인 것이 바람직하다.
상기 레이저 전사 에너지 인텐시티(Intensity)가 5kW/㎠ 미만인 경우에도 역전사 현상이 일어나는 경우는 있었으나, 효율적인 전사품질을 위하여 레이저 전사 에너지 인텐시티(Intensity)가 5kW/㎠ 이상인 것이 바람직하다.
한편, 상기 레이저 전사 에너지 인텐시티(Intensity)가 40kW/㎠ 이하인 것이 바람직하며, 상기 레이저 전사 에너지 인텐시티(Intensity)가 40kW/㎠를 초과하는 경우에는 유기막에 손상이 발생하는 문제가 있다.
계속해서, 도 4d를 참조하면, 도너기판(40)을 기판(200)으로부터 분리하는 디라미네이션 공정을 실시하여, 기판(200) 측에 적색 발광 물질 패턴(220R')을 형성한다.
즉, 도너기판(40)을 기판(200)으로부터 분리하는 디라미네이션 공정을 실시하는 경우, 기판 상에 형성하고자 하는 패턴 대응되는 영역을 제외한 영역은 레이저의 조사에 의해 광열변환층 간의 접착력이 발생하여, 도너기판 측에 접착되어 분리되며, 기판 상에 형성하고자 하는 패턴 대응되는 영역은 레이저가 조사되지 않아 접착력에 변화가 없어, 그대로 기판 측에 잔류하게 된다.
계속해서, 도 4e를 참조하면, 적색 발광 물질 패턴(220R')을 포함하는 기판 전면에, 녹색 발광 물질(220G)을 도포한다.
상기 녹색 발광 물질(220G)을 도포하는 것은 용매에 용해하여 용액 상태로 도포하는 습식 코팅 방법에 의해 형성된다. 상기 습식 코팅 방법으로는 스핀 코팅, 딥 코팅, 스프레이법, 스크린 인쇄법 및 잉크젯 프린팅법 등이 사용될 수 있으며, 이 외에도 이 분야에서 사용되는 통상적인 방법이 가능하다.
이후, 상기 녹색 발광 물질(220G)의 상부로 도너 기판(40)을 얼라인하고, 상기 도너 기판(40)과 기판(200)을 라미네이션 공정을 수행한다. 또한, 상기 도너 기 판의 기재층 면에 레이저를 조사하며, 이때, 녹색 발광 물질(220G) 층에 레이저를 조사하는 것은 적색 발광 물질(220R)에 레이저를 조사하는 것과 동일하게 기판(200) 상에 형성하고자 하는 패턴에 대응되는 영역을 제외한 영역의 기재층 면에 레이저를 조사한다. 한편, 따라서, 현 단계에서는 전사하고자 하는 층의 물질이 녹색 발광 물질이므로, 녹색 화소 영역에 대응되는 영역을 제외한 영역의 기재층 면에 레이저를 조사한다.
계속해서, 도 4f를 참조하면, 도너기판(40)을 기판(200)으로부터 분리하는 디라미네이션 공정을 실시하여, 기판(200) 측에 녹색 발광 물질 패턴(220G')을 형성한다.
이때, 녹색 발광 물질 패턴(220G')을 형성하는 것은 적색 발광 물질 패턴(220R')을 형성하는 것과 동일한 원리이므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
한편, 녹색 발광 물질 패턴(220G')을 형성하기 위하여, 녹색 발광 물질(220G)을 기판 전면에 형성함에 있어서, 상기 기판은 적색 발광 물질 패턴(220R')을 포함하고 있고, 따라서, 상기 녹색 발광 물질(220G)은 적색 발광 물질 패턴(220R') 상에도 형성되게 된다.
이 경우, 녹색 발광 물질 패턴(220G')을 형성하기 위하여 도너기판(40)을 기판(200)으로부터 분리하는 디라미네이션 공정에서 적색 발광 물질 패턴(220R')도 함께 제거될 수 있는 우려가 있다.
따라서, 적색 발광 물질 패턴(220R')을 형성한 이후에, 상기 적색 발광 물질 패턴(220R')을 포함하는 기판을 건조하기 위하여 열처리를 실시하는 것이 바람직하 다.
즉, 적색 발광 물질 패턴(220R')을 형성한 후에는 전사된 물질을 고형화, 고착화시키기 위하여 열처리하는 공정을 거치게 되며, 이로써, 적색 발광 물질 패턴(220R')의 계면특성이 변화하여, 적색 발광 물질 패턴(220R')과 녹색 발광 물질(220G)층 간의 접착 강도가 약해지게 되며, 따라서, 도너기판(40)을 기판(200)으로부터 분리하는 디라미네이션 공정에서 녹색 발광 물질(220G)층이 적색 발광 물질 패턴(220R') 상에서 용이하게 분리할 수 있다.
다만, 상기와 같은 우려는 기판 상에 서로 다른 유기막을 패터닝하는 경우에 발생될 수 있는 것으로, 본 발명의 유기막 패터닝 방법을 통하여 기판 상에 단일 물질층을 형성하는 경우에는 이러한 우려는 발생되지 않는다.
계속해서, 도 4g를 참조하면, 녹색 발광 물질 패턴(220G')을 형성하는 방법과 동일하게, 적색 발광 물질 패턴(220R') 및 녹색 발광 물질 패턴(220G')을 포함하는 기판 전면에 청색 발광 물질을 도포한 후, 상술한 바와 같은 패터닝 방법에 의하여 청색 발광 물질 패턴(220B')을 형성할 수 있으며, 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
이후, 적색 발광 물질 패턴(220R'), 녹색 발광 물질 패턴(220G') 및 청색 발광 물질 패턴(220B')을 포함하는 기판 전면에 제 2 전극층(230)을 형성한 다음, 통상의 봉지 공정을 거쳐 본 발명의 일 실시예에 따른 풀칼라 유기전계발광소자를 제조할 수 있다.
이때, 본 발명에 따른 풀칼라 유기전계발광소자의 유기막층은 제 1 전극 층(211)과 제 2 전극층(230) 사이에 추가로 정공주입층(HIL), 정공전달층(HTL), 정공억제층(HBL), 전자전달층(ETL) 및 전자주입층(EIL)을 더욱 포함할 수 있으며, 상기 정공주입층(HIL), 정공전달층(HTL), 정공억제층(HBL), 전자전달층(ETL) 및 전자주입층(EIL)을 형성하는 것은 상술한 바와 같은 본 발명에 따른 유기막 패터닝 방법에 의해 형성할 수 있다.
즉, 상기에서는 기판 상에 형성되는 전사층으로 적색 발광 물질, 녹색 발광 물질 및 청색 발광물질과 같은 발광층 물질을 예를 들어 설명하였으나, 본 발명에서 기판 상에 형성되는 전사층은 발광층, 정공주입층, 정공수송층, 전자주입층 및 전자수송층의 유기막으로 이루어진 군에서 선택되는 하나의 단층막 또는 둘 이상의 다층막으로 형성될 수 있다.
따라서, 본 발명에서는 역전사 효과를 이용하여 유기막을 패터닝하기 때문에, 기판 상에 형성하고자 하는 패턴에 대응되는 영역을 제외한 영역의 기재층 면에 레이저를 조사하게 된다.
즉, 종래에는 기판 상에 형성하고자 하는 패턴에 대응되는 영역에 레이저를 조사하였기 때문에, 형성하고자 하는 패턴이 레이저의 빔 사이즈(폭) 보다 큰 경우에 1회의 전사공정에 의해 전사가 불가능하여 수회의 전사공정을 통하여 패턴을 형성하였기 때문에, 레이저 빔의 폭과 폭 사이에 스티칭 무라(Stitching Mura)가 발생하는 문제점이 있었으나, 본 발명에서는 기판 상에 형성하고자 하는 패턴에 대응되는 영역을 제외한 영역에 레이저를 조사하기 때문에, 형성하고자 하는 패턴의 사이즈와 레이저의 빔 사이즈(폭)에 상관없이 스티칭 무라(Stitching Mura)가 발생하 는 것을 방지할 수 있다.
본 발명은 이상에서 살펴본 바와 같이 바람직한 실시 예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시 예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.
도 1a 내지 도 1c는 종래의 레이저 열전사법에 의하여 유기 전계 발광 소자를 제조하는 공정을 설명하기 위한 단면도,
도 2는 종래의 레이저 열전사법에 의해 제조된 유기 전계 발광 소자의 스티칭 무라(Stitching Mura)를 나타내는 사진,
도 3은 LITI에 의한 일반적인 유기막의 전사과정에 있어서 전사 메카니즘을 설명하기 위한 단면도,
도 4a 내지 도 4g는 본 발명의 유기막의 패터닝 방법에 따른 풀칼라 유기 전계 발광 소자를 제조하는 공정을 설명하기 위한 단면도이다.
Claims (20)
- 전사층이 형성된 기판을 제공하는 단계;기재 필름 및 상기 기재 필름 상에 광-열 변환층을 포함하는 도너 기판을 제공하는 단계;상기 기판과 상기 도너 기판을 얼라인하는 단계; 및상기 도너 기판의 기재층 면에 레이저를 조사하는 단계를 포함하며,상기 기재층 면에 레이저를 조사하는 것은 상기 기판 상에 형성하고자 하는 패턴에 대응되는 영역을 제외한 영역의 기재층 면에 레이저를 조사하는 것을 특징으로 하는 레이저 열전사 방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 레이저의 전사 에너지 인텐시티(Intensity)가 5kW/㎠ 내지 40kW/㎠인 것을 특징으로 하는 레이저 열전사 방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 기판과 상기 도너 기판을 얼라인 하는 단계 이후, 상기 도너 기판과 상기 기판을 라미네이션하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 열전사 방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 도너 기판의 기재층 면에 레이저를 조사하는 단계이후, 상기 도너 기판을 상기 기판으로부터 디라미네이션하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 열전사 방법.
- 제 4 항에 있어서,상기 디라미네이션에 의하여, 기판 상에 형성하고자 하는 패턴 대응되는 영역을 제외한 영역의 전사층은 도너기판 측에 접착되어 분리되는 것을 특징으로 하는 레이저 열전사 방법.
- 유기막이 형성된 기판을 제공하는 단계;기재 필름 및 상기 기재 필름 상에 광-열 변환층을 포함하는 도너 기판을 제공하는 단계;상기 기판과 상기 도너 기판을 얼라인하는 단계; 및상기 도너 기판의 기재층 면에 레이저를 조사하는 단계를 포함하며,상기 기재층 면에 레이저를 조사하는 것은 상기 기판 상에 형성하고자 하는 패턴에 대응되는 영역을 제외한 영역의 기재층 면에 레이저를 조사하는 것을 특징으로 하는 유기막 패터닝 방법.
- 제 6 항에 있어서,상기 레이저의 전사 에너지 인텐시티(Intensity)가 5kW/㎠ 내지 40kW/㎠인 것을 특징으로 하는 유기막 패터닝 방법.
- 제 6 항에 있어서,상기 기판과 상기 도너 기판을 얼라인 하는 단계 이후, 상기 도너 기판과 상기 기판을 라미네이션하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기막 패터닝 방법.
- 제 6 항에 있어서,상기 도너 기판의 기재층 면에 레이저를 조사하는 단계이후, 상기 도너 기판을 상기 기판으로부터 디라미네이션하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기막 패터닝 방법.
- 제 9 항에 있어서,상기 디라미네이션에 의하여, 기판 상에 형성하고자 하는 패턴 대응되는 영역을 제외한 영역의 유기막은 도너기판 측에 접착되어 분리되는 것을 특징으로 하는 유기막 패터닝 방법.
- 제 6 항에 있어서,상기 유기막은 발광층, 정공주입층, 정공수송층, 전자주입층 및 전자수송층 으로 이루어진 군에서 선택되는 하나의 단층막 또는 둘 이상의 다층막으로 형성되는 것을 특징으로 하는 유기막 패터닝 방법.
- 기판 상에 제 1 전극층을 형성하는 단계;상기 제 1 전극층 상부에 제 1 화소영역, 제 2 화소영역 및 제 3 화소 영역을 정의하기 위한 절연막층을 형성하는 단계;상기 제 1 화소영역, 제 2 화소영역 및 제 3 화소 영역을 포함하는 기판 전면에 제 1 발광 물질을 도포하는 단계;기재 필름 및 상기 기재 필름 상에 광-열 변환층을 포함하는 도너 기판을 제공하는 단계;상기 기판과 상기 도너 기판을 얼라인하는 단계; 및상기 도너 기판의 기재층 면에 레이저를 조사하는 단계를 포함하며,상기 기재층 면에 레이저를 조사하는 것은 상기 제 1 화소영역에 대응되는 영역을 제외한 영역의 기재층 면에 레이저를 조사하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광표시장치의 제조방법.
- 제 12 항에 있어서,상기 제 1 화소영역에 대응되는 영역을 제외한 영역의 기재층 면에 레이저를 조사하는 단계이후, 상기 도너 기판을 상기 기판으로부터 디라미네이션하는 단계를 포함하며,상기 디라미네이션에 의하여, 제 1 화소영역에 대응되는 영역을 제외한 영역의 제 1 발광물질은 도너기판 측에 접착되어 분리되고, 제 1 화소영역에 대응되는 영역의 제 1 발광물질은 기판 측에 잔류하여 제 1 발광물질 패턴을 형성하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광표시장치의 제조방법.
- 제 13 항에 있어서,상기 제 1 발광물질 패턴을 포함하는 기판 전면에 제 2 발광 물질을 도포하는 단계;기재 필름 및 상기 기재 필름 상에 광-열 변환층을 포함하는 도너 기판을 제공하는 단계;상기 기판과 상기 도너 기판을 얼라인하는 단계; 및상기 도너 기판의 기재층 면에 레이저를 조사하는 단계를 포함하며,상기 기재층 면에 레이저를 조사하는 것은 상기 제 2 화소영역에 대응되는 영역을 제외한 영역의 기재층 면에 레이저를 조사하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광표시장치의 제조방법.
- 제 14 항에 있어서,상기 제 2 화소영역에 대응되는 영역을 제외한 영역의 기재층 면에 레이저를 조사하는 단계이후, 상기 도너 기판을 상기 기판으로부터 디라미네이션하는 단계를 포함하며,상기 디라미네이션에 의하여, 제 2 화소영역에 대응되는 영역을 제외한 영역의 제 2 발광물질은 도너기판 측에 접착되어 분리되고, 제 2 화소영역에 대응되는 영역의 제 2 발광물질은 기판 측에 잔류하여 제 2 발광물질 패턴을 형성하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광표시장치의 제조방법.
- 제 15 항에 있어서,상기 제 1 발광물질 패턴 및 상기 제 2 발광물질 패턴을 포함하는 기판 전면에 제 3 발광 물질을 도포하는 단계;기재 필름 및 상기 기재 필름 상에 광-열 변환층을 포함하는 도너 기판을 제공하는 단계;상기 기판과 상기 도너 기판을 얼라인하는 단계; 및상기 도너 기판의 기재층 면에 레이저를 조사하는 단계를 포함하며,상기 기재층 면에 레이저를 조사하는 것은 상기 제 3 화소영역에 대응되는 영역을 제외한 영역의 기재층 면에 레이저를 조사하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광표시장치의 제조방법.
- 제 16 항에 있어서,상기 제 3 화소영역에 대응되는 영역을 제외한 영역의 기재층 면에 레이저를 조사하는 단계이후, 상기 도너 기판을 상기 기판으로부터 디라미네이션하는 단계를 포함하며,상기 디라미네이션에 의하여, 제 3 화소영역에 대응되는 영역을 제외한 영역의 제 3 발광물질은 도너기판 측에 접착되어 분리되고, 제 3 화소영역에 대응되는 영역의 제 3 발광물질은 기판 측에 잔류하여 제 3 발광물질 패턴을 형성하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광표시장치의 제조방법.
- 제 12 항에 있어서,상기 레이저의 전사 에너지 인텐시티(Intensity)가 5kW/㎠ 내지 40kW/㎠인 것을 특징으로 하는 유기전계발광표시장치의 제조방법.
- 제 13 항에 있어서,상기 제 1 발광물질 패턴을 형성한 이후에, 상기 제 1 발광물질 패턴을 포함하는 기판을 건조하기 위하여 열처리를 실시하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광표시장치의 제조방법.
- 제 12 항에 있어서,상기 제 1 화소영역은 적색 화소 영역, 상기 제 2 화소영역은 녹색 화소 영역, 상기 제 3 화소 영역은 청색 화소영역인 것을 특징으로 하는 유기전계발광표시장치의 제조방법.
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