KR101448061B1 - 레이저를 이용한 조명장치의 제조방법 - Google Patents

레이저를 이용한 조명장치의 제조방법 Download PDF

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박홍진
이선필
김영관
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Abstract

본 발명은 레이저를 이용한 조명장치의 제조방법에 관한 것으로서, 기판 준비단계와, 제1조사단계와, 제2조사단계를 포함한다. 기판 준비단계는 표시영역과 표시영역을 둘러싸는 비표시영역으로 구획되며, 제1기판과, 제1기판의 상측에서 표시영역 및 비표시영역 전체에 형성된 유기막과, 유기막의 상측 중 비표시영역에 형성된 봉지재와, 봉지재의 상측에 배치된 제2기판을 포함하는 기판을 준비한다. 제1조사단계는 제1기판 측으로 제1파장을 가지는 제1레이저빔을 조사하여 비표시영역에 배치된 유기막을 제거한다. 제2조사단계는 제2기판 측으로 제1파장과 다른 제2파장을 가지는 제2레이저빔을 조사하여 봉지재를 용융하여 표시영역에 배치된 유기막을 밀봉한다.

Description

레이저를 이용한 조명장치의 제조방법{Method for manufacturing lighting device using laser}
본 발명은 레이저를 이용한 조명장치의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 유기 발광소자를 포함하는 조명장치에서 유기 발광소자를 외부로부터 밀봉하여 보호하는 레이저를 이용한 조명장치의 제조방법에 관한 것이다.
최근에, 고도 정보화 사회의 도래에 수반되어, 퍼스널 컴퓨터, 카 네비게이션 시스템(Car Navigation System), 휴대 정보 단말기, 정보 통신 기기 혹은 이들 복합 제품의 수요가 증대하고 있다. 이들 제품은 시인성이 좋은 것, 넓은 시각 특성을 갖는 것, 고속 응답으로 동화상을 표시할 수 있는 것 등의 특성을 요구하는데, 유기 발광장치가 이에 적합하여 향후 차세대 디스플레이로 주목받고 있다.
이러한 유기 발광장치는 제1기판 상에 제1전극, 정공 주입층, 정공 수송층, 유기 발광층, 전자 수송층, 전자 주입층 및 제2전극을 순서대로 적층해 형성한 유기 발광소자와, 유기 발광소자를 인캡슐레이션(Encapsulation)하기 위한 제2기판을 포함하여 이루어질 수 있다.
유기 발광소자는 유기 발광층 양단의 제1전극, 제2전극에 전계가 형성되어, 유기 발광층 내에 전자와 정공을 주입 및 전달시켜 서로 결합할 때의 결합 에너지에 의해 발광되는 전계 발광 현상을 이용한 것이다. 유기 발광층에서 전자와 정공이 쌍을 이룬 후 여기 상태로부터 기저 상태로 떨어지면서 발광한다.
유기 발광소자는 인가되는 전압에 따라 소자 내부에서 발생하는 빛의 양이 달라진다. 특히, 유기 발광소자를 조명장치의 광원으로 사용하는 조명용 유기 발광소자는 일반적인 유기 발광소자에 비해 높은 휘도를 요구한다.
도 1은 종래의 레이저를 이용한 조명장치의 제조방법의 일례를 순서적으로 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 유기 발광소자를 포함하는 조명장치의 기판(10)은, 표시영역(21)과, 표시영역(21)을 둘러싸는 비표시영역(22)으로 구획된다. 표시영역(21)은 제1기판(11)과 제2기판(14) 사이에서 유기막(12)이 배치되는 영역으로서, 조명장치로 이용될 때 유기막(12)에 의해 빛이 외부로 조사된다.
기판(10)은 제1기판(11)과, 제1기판(11)의 상측에서 표시영역(21)에 형성된 유기막(12)과, 제1기판(11)의 상측에서 비표시영역(22)에 형성된 봉지재(13)와, 봉지재(13)의 상측에 배치된 제2기판(14)을 포함한다.
유기 발광소자를 포함하는 조명장치의 기판(10)에서는, 표시영역(21)에만 유기막(12)을 형성해야 하므로, 유기막(12)을 제1기판(11)에 형성하는 과정에서 표시영역(21)은 개구되고, 비표시영역(22)은 폐쇄된 마스크(미도시)를 반드시 사용해야 하는 불편함이 있었다.
마스크를 사용하게 되면 기판의 크기에 따라 별도의 마스크를 구비해야 하는데, 이는 마스크의 관리가 매우 힘들어지는 문제점을 발생시킨다. 또한, 유기 발광소자의 형상(또는 조명장치의 형상)이 변경되면 종전에 사용하던 마스크를 전량 폐기하고 새로운 마스크를 제작해야 하는데, 이는 비용 증가 문제를 발생시킨다.
더욱이, 유기 발광소자를 포함하는 조명장치가 대면적화되는 과정에서 마스크의 크기가 커짐에 따라 마스크의 처짐 등으로 인해 유기 발광소자의 제조 정밀도가 저하되는 문제점도 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 기판 전체, 즉 표시영역 및 비표시영역 모두에 유기막을 형성하고, 비표시영역에 레이저빔을 조사하여 비표시영역에 형성된 유기막을 제거 또는 분리함으로써, 표시영역에만 유기막을 형성하기 위한 마스크가 불필요하게 되어 마스크의 제작 비용 및 관리 비용을 대폭 절감할 수 있는 레이저를 이용한 조명장치의 제조방법을 제공함에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 레이저를 이용한 조명장치의 제조방법은, 표시영역과 상기 표시영역을 둘러싸는 비표시영역으로 구획되며, 제1기판과, 상기 제1기판의 상측에서 상기 표시영역 및 상기 비표시영역 전체에 형성된 유기막과, 상기 유기막의 상측 중 상기 비표시영역에 형성된 봉지재와, 상기 봉지재의 상측에 배치된 제2기판을 포함하는 기판을 준비하는 기판 준비단계; 상기 제1기판 측으로 제1파장을 가지는 제1레이저빔을 조사하여 상기 비표시영역에 배치된 유기막을 제거하는 제1조사단계; 및 상기 제2기판 측으로 상기 제1파장과 다른 제2파장을 가지는 제2레이저빔을 조사하여 상기 봉지재를 용융하여 상기 표시영역에 배치된 유기막을 밀봉하는 제2조사단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 레이저를 이용한 조명장치의 제조방법은, 표시영역과 상기 표시영역을 둘러싸는 비표시영역으로 구획되며, 제1기판과, 상기 제1기판의 상측에서 상기 표시영역 및 상기 비표시영역 전체에 형성된 유기막과, 상기 유기막의 상측 중 상기 비표시영역에 형성된 봉지재와, 상기 봉지재의 상측에 배치된 제2기판을 포함하는 기판을 준비하는 기판 준비단계; 상기 제2기판 측으로 레이저빔을 조사하여 상기 비표시영역에 배치된 유기막을 제거하면서 동시에 상기 봉지재를 용융하여 상기 표시영역에 배치된 유기막을 밀봉하는 조사단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
삭제
본 발명에 따른 본 발명의 레이저를 이용한 조명장치의 제조방법에 있어서, 바람직하게는, 상기 제1레이저빔의 제1파장은 자외선 영역의 파장 또는 적외선 영역 중 1064㎚ 파장이며, 상기 제2레이저빔의 제2파장은 적외선 영역 중 808㎚ 파장이다.
본 발명에 따른 본 발명의 레이저를 이용한 조명장치의 제조방법에 있어서, 바람직하게는, 상기 레이저빔은 적외선 영역의 파장을 가진다.
본 발명에 따른 본 발명의 레이저를 이용한 조명장치의 제조방법에 있어서, 바람직하게는, 상기 봉지재는 프릿(frit)이다.
삭제
본 발명의 레이저를 이용한 조명장치의 제조방법에 따르면, 표시영역에만 유기막을 형성하기 위한 마스크가 불필요하게 되어 마스크의 제작 비용 및 관리 비용을 대폭 절감할 수 있다.
또한, 본 발명의 레이저를 이용한 조명장치의 제조방법에 따르면, 유기 발광소자를 포함하는 조명장치의 제조공정을 간소화할 수 있다.
도 1은 종래의 레이저를 이용한 조명장치의 제조방법의 일례를 순서적으로 도시한 도면이고,
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 레이저를 이용한 조명장치의 제조방법을 순서적으로 도시한 도면이고,
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 레이저를 이용한 조명장치의 제조방법을 순서적으로 도시한 도면이고,
도 4는 본 발명의 제3실시예에 따른 레이저를 이용한 조명장치의 제조방법을 순서적으로 도시한 도면이다.
이하, 본 발명에 따른 레이저를 이용한 조명장치의 제조방법의 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 레이저를 이용한 조명장치의 제조방법을 순서적으로 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 레이저를 이용한 조명장치의 제조방법은, 유기 발광소자를 포함하는 조명장치에서 유기 발광소자를 외부로부터 밀봉하여 보호하는 것으로서, 기판 준비단계(S11)와, 제1조사단계(S12)와, 제2조사단계(S13)를 포함한다.
상기 기판 준비단계(S11)는, 제1기판(11)과 제2기판(14) 사이에 유기막(12)과 봉지재(13)가 배치되는 기판(10)을 준비한다.
본 발명의 기판(10)은, 제1기판(11)과, 제1기판(11)의 상측에서 표시영역(21) 및 비표시영역(22) 전체에 형성된 유기막(12)과, 유기막(12)의 상측 중 비표시영역(22)에 형성된 봉지재(13)와, 봉지재(13)의 상측에 배치된 제2기판(14)을 포함한다.
기판(10)은 표시영역(21)과, 표시영역(21)을 둘러싸는 비표시영역(22)으로 구획된다. 표시영역(21)은 제1기판(11)과 제2기판(14) 사이에 최종적으로 유기막(12)이 남게 되는 영역으로서, 조명장치로 이용될 때 유기막(12)에 의해 빛이 외부로 조사된다. 비표시영역(22)은 제1기판(11)과 제2기판(14) 사이에 최종적으로 유기막(12)이 남지않게 되는 영역으로서, 표시영역(21)의 유기막(12)에 전압, 전류를 공급하는 각종 전기 부품들이 배치될 수 있다.
제1기판(11)의 상측에는 표시영역(21) 및 비표시영역(22) 전체에 걸쳐 유기막(12)이 형성된다. 유기 발광소자는 제1전극, 정공 주입층, 정공 수송층, 유기 발광층, 전자 수송층, 전자 주입층 및 제2전극이 순서대로 적층되어 형성되는데, 본 명세서는 이러한 유기 발광소자를 유기막(12)으로 기재한다.
유기막(12)의 상측 중 비표시영역(22)에는 봉지재(13)가 형성되는데, 본 실시예에서 봉지재(13)는 프릿(frit)인 것이 바람직하다. 일반적으로, 프릿(frit)은 분말 상태의 유리라는 의미로 사용되나, 본 발명에서의 프릿은 분말 상태에 유기물을 첨가한 젤 상태의 유리 및 레이저를 조사하여 경화되는 고체 상태의 유리를 통칭하여 사용한다.
제2기판(14)은 봉지재(13)의 상측에 배치되어 표시영역(21)에 남게 되는 유기막(12)을 보호한다.
상기 제1조사단계(S12)는, 레이저빔을 조사하여 비표시영역(22)에 배치된 유기막(12)을 제거한다. 도 2의 (b)에 도시된 바와 같이, 제1기판(11) 측으로 제1파장을 가지는 제1레이저빔(L1)을 비표시영역(22)의 유기막(12)에 조사하여, 비표시영역(22)에 배치되며 봉지재(13) 하측에 배치된 유기막(12)을 제거한다. 제1레이저빔(L1)이 조사된 영역에서 유기막(12)은 제1레이저빔(L1)에 의해 제거될 수도 있고, 좌우 방향으로 위치 변경될 수도 있다.
이때, 제1레이저빔(L1)의 제1파장은 자외선 영역 중 약 355㎚ 파장인 것이 바람직하다. 또는 제1레이저빔(L1)의 제1파장은 적외선 영역 중 약 1064㎚ 파장인 것이 바람직하다.
상기 제2조사단계(S13)는, 레이저빔을 조사하여 봉지재(13)를 용융함으로써 표시영역(21)에 배치된 유기막(12)을 밀봉한다. 제1조사단계(S12)에 의해 비표시영역(22)에서는 유기막(12)이 제거되어 봉지재(13)만 남게 된다. 도 2의 (c)에 도시된 바와 같이, 제2기판(14) 측으로 제1파장과 다른 제2파장을 가지는 제2레이저빔(L2)을 비표시영역(22)의 봉지재(13)에 조사하여, 비표시영역(22)에 배치된 봉지재(13)를 용융한다. 제2레이저빔(L2)의 조사가 완료되면 봉지재(13)가 경화되어 표시영역(21)에 배치된 유기막(12)을 밀봉하게 된다.
이때, 제2레이저빔(L2)의 제2파장은 적외선 영역 중 808㎚ 파장인 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서 유기막(12)을 제거하거나 또는 봉지재(13)를 용융하기 위하여, 레이저빔(L)을 이동시키면서 조사한다. 레이저빔(L)은 갠트리 구조물 등에 설치된 레이저 헤드부(미도시)로부터 조사되며, 레이저 헤드부는 이송유닛에 의해 이송될 수 있다. 레이저빔(L)을 조사하는 레이저 헤드부를 이송시키는 이송유닛은, 리니어 모터, 회전모터와 볼 스크류를 조합한 구성 등 통상의 기술자에게 잘 알려진 구성을 채용할 수 있으므로, 더 이상의 상세한 설명은 생략한다.
한편, 도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 레이저를 이용한 조명장치의 제조방법을 순서적으로 도시한 도면이다.
본 실시예에 따른 레이저를 이용한 조명장치의 제조방법은, 기판 준비단계(S11)와, 조사단계(S22)를 포함한다.
상기 기판 준비단계(S11)는, 제1실시예의 기판 준비단계와 실질적으로 동일하므로, 상세한 설명은 생략한다.
상기 조사단계(S22)는, 레이저빔을 조사하여 유기막(12)의 제거와 봉지재(13)의 용융을 동시에 수행한다.
도 3의 (b)에 도시된 바와 같이, 제2기판(14) 측으로 레이저빔(L)을 비표시영역(22)의 봉지재(13)에 조사하여, 비표시영역(22)에 배치되며 봉지재(13) 하측에 배치된 유기막(12)을 제거하면서 동시에 비표시영역(22)에 배치된 봉지재(13)를 용융한다. 레이저빔(L)의 조사가 완료되면 봉지재(13) 하측에 배치된 유기막(12)은 제거된 상태이며, 봉지재(13)가 경화되어 표시영역(21)에 배치된 유기막(12)을 밀봉하게 된다.
이때, 레이저빔(L)은 적외선 영역 중 약 808㎚ 파장을 가지는 것이 바람직하다.
한편, 도 4는 본 발명의 제3실시예에 따른 레이저를 이용한 조명장치의 제조방법을 순서적으로 도시한 도면이다.
본 실시예에 따른 레이저를 이용한 조명장치의 제조방법은, 제1준비단계(S31)와, 제1조사단계(S32)와, 제2준비단계(S33)와, 합착단계(S34)와, 제2조사단계(S35)를 포함한다.
상기 제1준비단계(S31)는, 표시영역(21)과 표시영역(21)을 둘러싸는 비표시영역(22)으로 구획되는 기판(10)에서, 유기막(12)이 형성된 제1기판(11)을 준비한다. 제1준비단계(S31)에서 준비하는 제1기판(11)의 상측에는 표시영역(21) 및 비표시영역(22) 전체에 걸쳐 유기막(12)이 형성되어 있다.
상기 제1조사단계(S32)는, 레이저빔을 조사하여 비표시영역(22)에 배치된 유기막(12)을 제거한다. 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이, 제1파장을 가지는 제1레이저빔(L1)을 유기막(12)의 비표시영역(22)에 조사하여, 비표시영역(22)에 배치된 유기막(12)을 제거한다. 제1레이저빔(L1)이 조사된 영역에서 유기막(12)은 제1레이저빔(L1)에 의해 제거될 수도 있고, 좌우 방향으로 위치 변경될 수도 있다.
이때, 제1레이저빔(L1)의 제1파장은 자외선 영역 중 약 355㎚ 파장인 것이 바람직하다. 또는 제1레이저빔(L1)의 제1파장은 적외선 영역 중 약 1064㎚ 파장인 것이 바람직하다.
상기 제2준비단계(S33)는, 표시영역(21)과 비표시영역(22)으로 구획되는 기판(10)에서, 봉지재(13)가 형성된 제2기판(14)을 준비한다. 제2준비단계(S33)에서 준비하는 제2기판(14)의 하측에는 비표시영역(22)에 봉지재(13)가 형성되어 있다.
상기 합착단계(S34)는, 비표시영역(22)의 유기막(12)이 제거된 제1기판(11)과, 비표시영역(22)에 봉지재(13)가 형성된 제2기판(14)을 합착한다. 제1기판(11)의 비표시영역(22)에는 이미 유기막(12)이 제거된 상태이며, 제2기판(14)의 봉지재(13)가 제1기판(11)의 비표시영역(22)으로 안착되면서 제1기판(11)과 제2기판(14)의 합착이 이루어진다.
상기 제2조사단계(S35)는, 레이저빔을 조사하여 봉지재(13)를 용융함으로써 표시영역(21)에 배치된 유기막(12)을 밀봉한다. 도 4의 (d)에 도시된 바와 같이, 제2기판(14) 측으로 제1파장과 다른 제2파장을 가지는 제2레이저빔(L2)을 비표시영역(22)의 봉지재(13)에 조사하여, 비표시영역(22)에 배치된 봉지재(13)를 용융한다. 제2레이저빔(L2)의 조사가 완료되면 봉지재(13)가 경화되어 표시영역(21)에 배치된 유기막(12)을 밀봉하게 된다.
이때, 제2레이저빔(L2)의 제2파장은 적외선 영역 중 808㎚ 파장인 것이 바람직하다.
본 실시예에 있어서, 제1준비단계(S31), 제1조사단계(S32), 제2준비단계(S33) 및 합착단계(S34)는 진공 챔버 내에서 수행된다. 제1준비단계(S31), 제1조사단계(S32), 제2준비단계(S33) 및 합착단계(S34)가 모두 하나의 진공 챔버 내에서 수행될 수 있다. 또한, 제1준비단계(S31)와 제1조사단계(S32)는 하나의 진공 챔버 내에서 수행된 후, 유기막(12)이 제거된 제1기판(11)이 이송되고, 제2준비단계(S33)와 합착단계(S34)는 다른 하나의 진공 챔버 내에서 수행될 수도 있다.
상술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 레이저를 이용한 조명장치의 제조방법은, 기판 전체, 즉 표시영역 및 비표시영역 모두에 유기막을 형성하고, 비표시영역에 레이저빔을 조사하여 비표시영역에 형성된 유기막을 제거 또는 분리함으로써, 표시영역에만 유기막을 형성하기 위한 마스크가 불필요하게 되어 마스크의 제작 비용 및 관리 비용을 대폭 절감할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 상술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 레이저를 이용한 조명장치의 제조방법은, 비표시영역에 형성된 유기막의 제거와 표시영역에 형성된 유기막의 밀봉을 동시에 수행함으로써, 유기 발광소자를 포함하는 조명장치의 제조공정을 간소화할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
본 발명의 권리범위는 상술한 실시예 및 변형례에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.
10 : 기판
11 : 제1기판
12 : 유기막
13 : 봉지재
14 : 제2기판
21 : 표시영역
22 : 비표시영역

Claims (7)

  1. 표시영역과 상기 표시영역을 둘러싸는 비표시영역으로 구획되며, 제1기판과, 상기 제1기판의 상측에서 상기 표시영역 및 상기 비표시영역 전체에 형성된 유기막과, 상기 유기막의 상측 중 상기 비표시영역에 형성된 봉지재와, 상기 봉지재의 상측에 배치된 제2기판을 포함하는 기판을 준비하는 기판 준비단계;
    상기 제1기판 측으로 제1파장을 가지는 제1레이저빔을 조사하여 상기 비표시영역에 배치된 유기막을 제거하는 제1조사단계; 및
    상기 제2기판 측으로 상기 제1파장과 다른 제2파장을 가지는 제2레이저빔을 조사하여 상기 봉지재를 용융하여 상기 표시영역에 배치된 유기막을 밀봉하는 제2조사단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 조명장치의 제조방법.
  2. 표시영역과 상기 표시영역을 둘러싸는 비표시영역으로 구획되며, 제1기판과, 상기 제1기판의 상측에서 상기 표시영역 및 상기 비표시영역 전체에 형성된 유기막과, 상기 유기막의 상측 중 상기 비표시영역에 형성된 봉지재와, 상기 봉지재의 상측에 배치된 제2기판을 포함하는 기판을 준비하는 기판 준비단계;
    상기 제2기판 측으로 레이저빔을 조사하여 상기 비표시영역에 배치된 유기막을 제거하면서 동시에 상기 봉지재를 용융하여 상기 표시영역에 배치된 유기막을 밀봉하는 조사단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 조명장치의 제조방법.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1레이저빔의 제1파장은 자외선 영역의 파장 또는 적외선 영역 중 1064㎚ 파장이며,
    상기 제2레이저빔의 제2파장은 적외선 영역 중 808㎚ 파장인 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 조명장치의 제조방법.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 레이저빔은 적외선 영역의 파장을 가지는 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 조명장치의 제조방법.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 봉지재는 프릿(frit)인 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 조명장치의 제조방법.
  7. 삭제
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2010092596A (ja) * 2008-10-03 2010-04-22 Canon Inc 有機ｅｌ表示装置の製造方法

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