KR101993285B1 - 도너필름, 이를 이용한 레이저 열전사 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 도너필름을 공개한다. 보다 상세하게는, 본 발명은 유기발광 표시장치의 기판 제조방법에 있어서 레이저 빔을 이용하여 대면적 기판상에 효율적으로 유기 발광층을 패터닝하기 위한 도너필름, 레이저 열전사 장치 및 방법에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 도너필름은, 적어도 하나의 자성물질을 포함하는 기재층과, 상기 기재층의 일면에 형성되어 입사되는 빛을 에너지로 전환하는 광-열 변환층과, 광-열 변환층의 일면에 형성되어 기판에 전사되는 전사층을 포함한다.
이에 따라, 본 발명은 레이저 열전사 장치에 이용되는 도너필름에 자성체를 포함하고, 자력을 통해 라미네이션 및 디라미네이션 공정을 진행함으로서 유기발광 표시장치의 유기발광층 형성공정을 개선할 수 있다.

Description

도너필름, 이를 이용한 레이저 열전사 장치 및 방법{DONER FLIM, LASER INDUCED THERMAL IMAGING DEVICE AND METHOD USING THE SAME}

본 발명은 도너필름에 관한 것으로, 특히 유기발광 표시장치의 기판 제조방법에 있어서 레이저 빔을 이용하여 대면적 기판상에 효율적으로 유기 발광층을 패터닝하기 위한 도너필름, 레이저 열전사 장치 및 방법에 관한 것이다.

유기발광 표시장치 Organic Light-Emitting Diode Display device)는, 표시패널에 구비되는 유기전계 발광다이오드가 높은 휘도와 낮은 동작 전압 특성을 가지며, 또한 스스로 빛을 내는 자체발광형이기 때문에 명암대비(contrast ratio)가 크고, 초박형 표시장치의 구현이 가능하다는 장점이 있어 차세대 표시장치로 각광받고 있다.

전술한 유기발광 표시장치를 제조하는 공정에는 R,G,B 삼원색을 구현하기 위한 유기발광층을 기판상에 패터닝하는 공정이 포함되며, 이러한 유기발광층을 기판에 패터닝하는 방법으로는 마스크 증착법 및 레이저 열전사법 등이 있다.

마스크 증착법은 기판 하부에 FMM(Fine Metal Mask)를 위치시키고 그 아래쪽에서 유기발광물질을 증발시킴으로써 FMM의 패턴에 대응되는 유기발광층을 기판 하부에 증착시키는 방식이다.

그러나, 이러한 마스크 증착법은 기판의 크기가 커짐에 따라 FMM의 크기가 커져야 하는데, FMM의 제조방법의 한계로 대면적과 고해상도의 패턴을 반영하기 어려우며, 또한 유기발광물질의 증착 과정에서 필연적으로 발생하는 그림자효과(Shadow effect)로 인해 유기발광물질의 균일한 증착이 어렵다는 한계가 있다.

한편, 레이저 열전사법은 레이저 장치, 도너 필름(doner film) 및 언더커버 필름(under cover film) 및 기판을 구비하고, 기판 상에 마스크를 통해 레이저 빔을 조사하여 조사된 빔이 도너 필름의 광-열 변환층에 흡수되어 열에너지로 변환되고, 열에너지에 의해 전사층을 이루는 물질이 기판 상으로 전사되면서 수행됨에 따라 유기발광층의 패턴을 형성하는 방식이다.

전술한 레이저 열전사법은 기판상에 유기막 층을 미세하게 패터닝할 수 있고, 대면적에 사용할 수 있으며 고해상도에 유리하다는 장점이 있어 마스크 증착법을 대체하는 기술로 각광받고 있다.

도 1은 레이저 열전사법을 이용하여 디스플레이 기판 상에 유기발광층을 패터닝하는 공정을 개략적으로 도시한 도면이다.

도시된 바와 같이, 레이저 열전사법은 진공챔버내 스테이지(10)상에 소정의 박막층(25)이 형성된 기판(20)을 준비하고, 그 상부로 전사층(미도시)이 박막층(25)을 향하도록 하여 기판(20)을 덮도록 도너필름(30)을 위치시킨다. 이때, 기판(20)의 하부로는 도너필름(30)에 대응하는 언더커버필름(40)를 배치한다.

다음으로, 배치된 도너필름(30) 상부로 기판(20)의 외측 4 방향에서 핫-바(hot-bar, 50)를 이용하여 가압함으로서 진공상태에서 도너필름(30)과 언더커버필름(40)을 봉합한다.

두 필름의 봉합 이후, 진공챔버내 기압을 진공상태에서 대기압상태(1 atom)로 조절하여, 도너필름(30) 및 언더커버필름(40)의 내외부의 기압차에 의해 도너필름(30)이 기판(20)에 밀착됨에 따라 박막층(25)의 상부로 도너필름(30)을 밀착시키는 라미네이션(lamination) 공정을 진행한다.

다음으로, 마스크, 레이저 장치 및 투영렌즈를 포함하는 레이저 조사장치(미도시)를 이용하여 도너필름(30)상에 레이저 빔을 조사하면, 도너필름(30)의 레이저 빔이 조사된 영역은 레이저 빔을 흡수하여 접착력에 변화가 생기고, 기판(20)상에 패터닝된 전사층 즉, 유기발광층(미도시)이 형성된다.

이후, 기판(20)상에 도너필름(30)을 제거하는 디라이미네이션 공정(delamination)을 진행하고 기판을 스테이지(10)상에서 취출함으로서 유기발광 표시장치의 표시패널상에 유기발광층의 패터닝 공정을 완료하게 된다.

여기서, 상기 디라미네이션 공정에서는 기판(20)상에서 전사된 도너필름(30)의 제거를 위해 진공챔버내에 제1 권취롤러(미도시)를 설치하고, 도너필름(30)상에 권취롤러를 부착시켜 그의 회전에 의해 도너필름(30)을 감아서 제거하고, 이송장치를 통해 레이저 열전사 공정이 완료된 기판(20)을 다음 공정으로 이송하게 된다. 또한, 스테이지 상에는 도너필름(30)과 봉합되었던 언더커버필름(30)이 남아 있으며, 언더커버필름(30)의 양 측단에 설치되는 제2 권취롤러(60)를 회전시켜 공정이 진행되지 않은 다른 영역이 스테이지(10)상에 위치하도록 조절하게 된다.

전술한 레이저 열전사법에 따른 라미네이션 및 디라미네이션 공정에서는 도너필름(20)과 언더커버필름(30)의 봉합, 도너필름(20)의 제거 및 언더커버필름(30)의 제거 등의 공정을 수행해야 함에 따른 다수의 장비가 이용되며, 이를 위해 진공챔버 내에 다수의 장비가 구비되어야 함에 따라 진공챔버의 크기가 상당해야 하며, 직접 유기발광층을 구성하는 것이 아닌 언더커버필름(30) 또한 봉합영역에 따라 재사용이 불가능하여 제2 권취롤러(60)를 이용하여 교체 해야하는 단점이 있다.

또한, 시간이 흐를수록 도너필름(30)과 제1 권취롤러간의 접착력이 변동 될 수 있어, 디라미네이션 공정에서 오차가 발생하는 문제가 있다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 레이저를 이용한 열전사 장치를 이용한 유기발광 표시장치의 제조공정 중, 라미네이션 및 디라미네이션 공정을 개선하여 제조공정의 비용을 절감하고, 공정을 단순화할 수 있는 도너필름, 레이저 열전사 장치 및 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

전술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 도너필름은, 적어도 하나의 자성물질을 포함하는 기재층; 상기 기재층의 일면에 형성되어 입사되는 빛을 에너지로 전환하는 광-열 변환층; 및 상기 광-열 변환층의 일면에 형성되어 기판에 전사되는 전사층을 포함한다.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 도너필름은, 기재층; 상기 기재층의 일면 상부에 형성되어 입사되는 빛을 에너지로 전환하는 광-열 변환층; 상기 광-열 변환층의 일면에 형성되어 기판에 전사되는 전사층; 및 상기 기재층과 광-열 변환층 사이에 개재되며 적어도 하나의 자성물질로 이루어지는 자성층을 포함한다.

상기 자성물질은, 반자성체, 강자성체 또는 상자성체 물질로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 전사층은, 적,녹,청 삼원색 중, 적어도 하나를 발광가능한 고분자 물질을 포함하는 것을 특징으로 한다.

전술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 레이저 열전사 장치는, 레이저 빔을 조사하는 레이저 발생장치; 상기 레이저 빔의 조사에 따라 기판상에 유기발광층을 패터닝하기 위한 마스크; 상기 마스크에 의해 패터닝되는 자성을 갖는 도너필름, 기판 및 언터커버필름이 안착되는 스테이지; 및 자성을 가지며, 패터닝된 도너필름을 상기 기판상에서 권취하는 권취롤러를 포함한다.

상기 도너필름은, 자성물질을 포함하는 기재층을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 도너필름은, 기재층을 포함하고, 자성물질로 이루어지는 자성층이 상기 기재층과 광-열 변환층 사이에 개재되는 것을 특징으로 한다.

상기 권취롤러는, 반자성체, 강자성체 또는 상자성체 물질로 이루어지는 자성물질을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 언더커버필름은, 자성물질 또는 상기 도너필름의 자력이 작용하는 금속물질을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 언더커버필름은, 기재층; 상기 기재층의 일면에 형성되고, 상기 자성물질 및 금속물질을 포함하는 자성층; 및 상기 자성층의 일면에 형성되는 보호층을 포함하는 것을 특징으로 한다.

전술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 레이저 열전사 방법은, 언더커버필름이 배치된 스테이지 상에 및 기판을 안착시키는 단계; 상기 기판상에 자성을 갖는 도너필름을 위치시켜 상기 언더커버필름과 도너필름을 밀착시키는 단계; 마스크를 통해 상기 기판상에 유기발광층을 패터닝하는 단계; 및 자성을 갖는 권취롤러를 통해 상기 도너필름을 제거하는 단계를 포함한다.

상기 언더커버필름은, 자성물질 또는 자력이 작용하는 금속물질을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 언더커버필름은, 기재층; 상기 기재층의 일면에 형성되고, 상기 자성물질 및 금속물질을 포함하는 자성층; 및 상기 자성층의 일면에 형성되는 보호층을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 레이저 열전사 장치에 이용되는 도너필름에 자성체를 포함하고, 자력을 통해 라미네이션 및 디라미네이션 공정을 진행함으로서 유기발광 표시장치의 유기발광층 형성공정을 개선할 수 있다. 따라서, 유기발광 표시장치 제조공정의 비용을 절감하고, 공정을 단순화할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 레이저 열전사법을 이용하여 디스플레이 기판 상에 유기발광층을 패터닝하는 공정을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 레이저 열전사 장치 및 방법을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 레이저 열전사 장치의 디라미네이션 공저을 나타낸 도면이다.
도 4a 내지 도 4b는 본 발명의 레이저 열전사 공정에 이용되는 도너필름의 단면구조의 일 예들을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 언더커버필름의 단면구조를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 레이저 열전사 방법을 통해 제조된 유기발광 표시장치의 일 예를 나타내는 도면이다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 도너필름, 이를 이용한 레이저 열전사 장치 및 방법을 설명한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 레이저 열전사 장치 및 방법을 나타내는 도면이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 레이저 열전사 장치 및 방법은 먼저, 진공챔버(vacuum chamber)내에 위치하는 스테이지(100)상에 소정의 박막층(125)이 형성된 기판(120)을 준비한다. 다음으로, 기판(120)의 상부로 기재층(131)상에 형성된 전사층(135)이 박막층(125)을 향하도록 하여 기판(120)을 덮도록 도너필름(130)을 위치시킨다. 이때, 도너필름(130)은 스테이지(100)에 인접하기 이전에 안착될 위치가 미리 정렬되어야 한다.

기판(120)은 단단한 재질의 유리기판 또는 유연한 재질의 플렉서블(flexible) 기판이 이용될 수 있다. 기판(120)상에는 소정의 박막층(125)이 형성되어 있으며, 이러한 박막층(125)는 유기발광 표시장치의 화소를 이루는 각종 신호배선 및 박막트랜지스터를 포함할 수 있다.

도너 필름(130)은 기재층(131) 및 전사층(135)이외에도 도시되지 않은 소정의 층을 포함하는 복층구조의 필름이다. 기재층(131)은 각 층의 지지체 역할을 하며, 전사층(135)은 기판(120)상에 패터닝하고자 하는 유기전계 발광다이오드의 유기발광층을 형성하기 위한 물질을 포함한다.

특히, 본 발명의 실시예에 따른 도너 필름(130)은, 기재층(131)내 자성물질(magnetic force material)이 포함되어 있거나, 또는 기재층(131)과 전사층(135)사이에 자성층을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 기판(120)의 하부로는 도너필름(130)에 대응하는 언더커버필름(140)이 배치된다. 여기서, 언더커버필름(140)은 도너필름(130)과 마찬가지로 자성물질을 포함하거나, 또는 도너필름(130)의 자력이 작용하는 금속물질을 포함하고 있다.

따라서, 기판(120)상에 도너필름(130)을 위치시키면 도너필름(130)과 언더커버필름(140)이 자력에 의해 밀착됨에 따라, 종래 레이저 열전사 공정에서 핫-바(hot-bar)를 이용한 봉합단계가 생략된다.

다음으로, 진공챔버내의 기압을 진공상태에서 대기압상태(1 atom)로 조절하여, 밀착된 도너필름(130) 및 언더커버필름(140) 내부로 잔류하는 공기가 완전히 방출시켜 라미네이션(lamination) 공정을 완료한다.

이후, 도너필름(130)의 상부로 레이저 빔을 조사하여 기판(120)상에 전사층(135)을 패터닝한다. 이때, 전사층(135) 패터닝 공정은 진공 상태에서 진행할 수 있다. 여기서, 진공 상태는 10-2 Torr 이하의 압력으로 설정될 수 있다. 전술한 패터닝 공정을 진공상태에서 진행함에 따라, 패터닝 과정 중 상기 기판(120)상의 화소전극 및 유기층에 외부 오염물의 원인을 차단할 수 있는 장점이 있다.

전술한 패터닝 공정에 따라, 전사층(135)이 기판(120)상부에 형성된 박막층(125)상부로 전사된다. 여기서, 전사층(135)은 유기전계 발광다이오드의 발광층일 수 있으며, 구체적으로 정공주입층, 정공수송층, 정공억제층 및 전자주입층으로 이루어진 군에서 선택된 하나이상을 포함하여 형성될 수 있다.

패터닝 공정이 완료되면 도너필름(130)을 제거하는 디라미네이션 공정과, 스테이지(100)에서 패터닝된 기판(120)을 취출하는 공정이 진행된다. 이하, 도 3을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 레이저 열전사 장치에서 디라미네이션 공정을 설명한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 레이저 열전사 장치의 디라미네이션 공저을 나타낸 도면이다. 도시된 바와 같이, 디라미네이션 공정은 패터닝 공정이 완료된 도너필름(130)을 권취롤러(170)를 이용하여 제거하는 공정이다.

권취롤러(170)는 자성물질이 포함되어 있으며, 도너필름(130)에 포함된 자성물질과의 자력에 따라 강하게 접촉된다. 여기서, 권취롤러(170)의 자력은 적어도 도너필름(130)과 언더커버필름(140)사이에 작용하는 자력보다는 크게 형성되어야 한다. 권취롤러(170)를 스테이지(100)상의 도너필름(130)의 끝단에서부터 시작하여 타 방향으로 회전하며 이동시키며, 이에 따라 도너필름(130)은 권취롤러(170)에 감기면서 기판(120)상에서 떨어지게 된다.

도 3을 참조하면, 기판(120)의 박막층(125)상에는 전사층(135)에서 패터닝된 유기발광층(1351)이 남아있게 되고, 도너필름(130)은 기재층(131)을 내측으로 하여 자력에 의해 권취롤러(170)에 감기면서 기판(120)상에서 이탈된다.

권취롤러(170)에 의해 도너필름(130)의 제거가 완료되면, 로봇 암(미도시)등의 이송장치를 이용하여 기판(120)을 다음 단계의 공정장치로 이송한다.

이때, 스테이지(100)상에는 기판(120)하부에 배치된 언더커버 필름(140)은 다음 기판에 대한 레이저 열전사 공정을 위해 교체없이 유지한다. 종래의 레이저 열전사 방법에서는 언더커버필름(도 1의 40)과 도너필름(도 1의 30)과의 핫-바를 이용한 봉합공정에 따라, 접착부분이 오염되어 동일한 언더커버필름(도 1의 40)의 재사용이 불가하며, 교체롤러(도 1의 60)를 이용하여 스테이지상에 오염영역이 위치하지 않도록 교체한 후 공정을 진행하게 된다. 그러나, 본 발명의 실시예에 따른 레이저 열전사 방법에서는 핫-바를 이용한 봉합공정이 생략됨에 따라, 언더커버필름(140)의 접착부분에 오염이 발생하지 않으며, 따라서, 이후 다음기판의 공정에서도 교체없이 계속 라미네이션 공정을 진행 할 수 있다.

또한, 언더커버필름(140)의 교체과정이 생략됨에 따라 언더커버필름(140)의 교체를 위한 교체롤러(도 1의 60)이 설치되지 않으며, 따라서 진공챔버의 크기도 축소할 수 있다는 장점이 있다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 도너필름 및 언더커버필름의 구조를 설명한다.

도 4a 내지 도 4b는 본 발명의 레이저 열전사 공정에 이용되는 도너필름의 단면구조의 일 예들을 나타내는 도면이다. 또한, 도 5는 본 발명의 언더커버필름의 단면구조를 나타내는 도면이다.

먼저 도 4a를 참조하면, 본 발명의 도너필름은 적어도 하나의 자성물질을 포함하는 기재층(131)과, 기재층(131) 의 일면에 형성되어 입사되는 빛을 에너지로 전환하는 광-열 변환층(133) 및 광-열 변환층(135)의 일면에 형성되어 기판에 전사되는 전사층(135)을 포함한다.

기재층(131)은, 상부의 광-열 변환층(133), 전사층(135)의 지지체 역할을 한다. 특히 기재층(131)은 레이저 장치로부터 조사되는 빛이 광-열 변환층(133)에 제대로 전달될 수 있도록 빛의 투과성이 높은 재질로 이루어지며, 광투과율이 90% 이상인 물질로 제조될 수 있다. 일 예로서, 가공성, 열에 의한 안정성 및 투과성이 높은 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET)가 이용될 수 있다.

특히, 본 발명의 실시예에 따른 기재층(131)은 반자성체, 강자성체 또는 상자성체 물질 중 어느 하나로 이루어지는 자성물질을 더 포함한다. 기재층(131)에 포함되는 반자성체 물질로는 구리, 게르마늄, 금 또는 은 등 중 어느 하나일 수 있으며, 상자성체 물질은 알루미늄, 마그네슘 또는 텅스텐 등에 자성을 갖도록 조성변화를 가한 것일 수 있다. 또한, 강자성체 물질은 철, 니켈 또는 코발트 등에 자성을 갖도록 조성변화를 가한 것일 수 있다.

이러한 기재층(131)에 의해, 본 발명의 도너필름(130)은 자력이 작용하는 본 발명의 언더커버 필름(도 3의 140) 및 권취롤러(170)에 용이하게 부착가능한 특징이 있다.

광-열 변환층(133)은 기재층(131)의 상부면에 형성되며, 레이저 장치로분터 입사되는 빛의 에너지를 열 에너지를 전환하는 역할을 한다. 이러한 광-열 변환층(133)은 빛을 열로 전환하는 물질과, 이를 분산시키는 용매 및 기재층에 도포를 위한 바인더 수지를 주로 포함하는 수지 조성물을 기재층(131)에 도포하는 공정을 통해 제조될 수 있다.

상기의 수지조성물에 포함된 물질 중 빛을 열로 전환하는 물질에는 가시광선 염료, 자외선 염료, 적외선 염료 및 형광염료와, 안료, 금속, 금속 화합물, 금속 필름 및 다른 적합한 흡수 재료가 포함될 수 있다.

전사층(135)는 광-열 변환층(133)의 상부면에 고분자용액을 수용액에 분산시켜 제조한 에멀젼 형태의 유기물질을 이용하여 형성될 수 있다. 상기 고분자용액을 구성하는 고분자 물질은 발광 가능한 고분자 물질이 이용된다. 이러한 전사층(135)은 제조하고자 하는 유기발광 표시장치의 특성에 맞도록 발광물질, 홀 전달성 유기물질 및 전자 전달성 유기물질 중에서 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있다. 또한, 비발광 저분자 물질, 비발광 전하전달 고분자 물질 및 경화 가능 유기바인더 물질 중 적어도 하나의 화합물을 포함할 수 있다.

또한, 도시되지는 않았지만, 도너필름(130)은 광-열 변환층(133)과 전사층(135)사이에 개재되는 차단층(미도시)를 포함할 수 있다. 이러한 차단층은 광-열 변환층(133)에 포함된 물질이 전사층(135)에 전이되는 것을 최소화하는 역할을 한다. 상세하게는, 차단층은 전사층(135)의 전사되는 부분의 손상 및 오염을 최소화하기 위해 추가되는 것으로, 전사층(135)의 전사되는 부분에서의 왜곡을 감소시키는 역할도 한다. 이러한 차단층(310)은 높은 내열성을 갖는 물질로 이루어 질 수 있다.

도 4b는 본 발명의 도너필름의 다른 일 예를 나타내고 있다. 도 4b를 참조하면, 도너필름(230)은 기재층(231)과, 기재층(231)의 일면 상부에 형성되어 입사되는 빛을 에너지로 전환하는 광-열 변환층(233)과, 광-열 변환층(233)의 일면에 형성되어 기판에 전사되는 전사층(235)와, 기재층(231)과 광-열 변환층(233) 사이에 개재되며 적어도 하나의 자성물질로 이루어지는 자성층(232)를 포함한다. 이하의 설명에서 개시하는 도너필름(230)의 기재층(231), 광-열 변환층(233), 전사층(235)은 전술한 구조의 도너필름(130)과 그 구성물질이 동일할 수 있으며, 동일한 재질에 대한 설명은 생략한다.

기재층(231)은, 상부의 자성층(232), 광-열 변환층(233) 및 전사층(235)의 지지체 역할을 한다. 이러한 기재층(231)은 레이저 장치로부터 조사되는 빛이 자성층(232)을 통과하여 광-열 변환층(233)에 제대로 전달될 수 있도록 빛의 투과성이 높은 재질로 이루어진다.

자성층(232)은 투명재질로 이루어지며, 자성을 갖고 있어 도너필름(230)이 언더커버필름(도 3의 140) 및 권취롤러(도3 의 170)와 자력이 작용하여 합착되도록 하는 역할을 한다. 이러한 자성층(232)은 반자성체, 강자성체 또는 상자성체 물질 중 어느 하나로 이루어지는 자성물질을 더 포함한다. 자성층(232)에 포함되는 반자성체 물질로는 구리, 게르마늄, 금 또는 은 등 중 어느 하나일 수 있으며, 상자성체 물질은 알루미늄, 마그네슘 또는 텅스텐 등에 자성을 갖도록 조성변화를 가한 것일 수 있다. 또한, 강자성체 물질은 철, 니켈 또는 코발트 등에 자성을 갖도록 조성변화를 가한 것일 수 있다.

광-열 변환층(233)은 자성층(232)의 상부면에 형성되며, 레이저 장치로분터 입사되는 빛의 에너지를 열 에너지를 전환하는 역할을 한다. 이러한 광-열 변환층(233)은 빛을 열로 전환하는 물질과, 이를 분산시키는 용매 및 기재층에 도포를 위한 바인더 수지를 주로 포함하는 수지 조성물을 자성층(232)이 형성된 기재층(231)에 도포하는 공정을 통해 제조될 수 있다.

전사층(235)는 광-열 변환층(233)의 상부면에 고분자용액을 수용액에 분산시켜 제조한 에멀젼 형태의 유기물질을 이용하여 형성될 수 있다. 상기 고분자용액을 구성하는 고분자 물질은 발광 가능한 고분자 물질이 이용된다. 또한, 본 실시예에 따른 자성층(232)을 갖는 도너필름(230)에서도 광-열 변환층(233)과 전사층(235)사이에 개재되는 차단층(미도시)를 포함할 수 있다.

전술한 도너필름(130, 230)은 레이저 열전사 방법에서 라이네이션 공정시, 기판 하부에 배치되는 언더커버필름과 자력에 의해 합착된다. 도 5는 이러한 언더커버필름의 일 예를 나타내고 있다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 언더커퍼필름(140)은 기재층(142)과, 기재층(142)의 일면에 형성되고, 자성물질 및 금속물질을 포함하는 자성층(143)과, 자성층(143)의 일면에 형성되는 보호층(144)을 포함한다.

기재층(142)은 상부의 광-열 변환층(143) 및 전사층(144)의 지지체 역할을 한다. 이러한 기재층(142)은 전술한 도너필름(도 4의 130)과 동일하게 가공성 및 열에 의한 안정성이 높은 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET)가 이용될 수 있으나, 광 투과정도가 고려되지는 않는다.

기재층(142)의 상부로는 자성층(143)이 형성된다. 자성층(143)은 도너필름(도 4a의 130)과 자력이 작용하여 합착되도록 하는 역할을 한다. 이러한 자성층(143)은 반자성체, 강자성체 또는 상자성체 물질 중 어느 하나로 이루어지는 자성물질을 더 포함할 수 있다.

보호층(144)은 자성층(143)의 상부면에 형성되며, 하부의 자성층(143) 및 기재층(142)을 외부의 스트레스로부터 보호하는 역할을 한다. 이러한 보호층(144)은 내크래킹성, 내충격성이 높은 에틸렌초산비닐(etylene vinyle acetate, EVA)로 이루어질 수 있다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 레이저 열전사 방법을 통해 제조된 유기발광 표시장치의 구조를 설명한다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 레이저 열전사 방법을 통해 제조된 유기발광 표시장치의 일 예를 나타내는 도면이다.

도면을 참조하면, 본 발명에 따라 패터닝된 유기발광 표시장치는 기판(300)상에 각 화소(PX)내에 포함된 유기전계 발광다이오드를 제어하기 위한 적어도 하나의 박막트랜지스터(TR)가 형성되어 있다. 박막트랜지스터(TR)는 순수 폴리실리콘으로 이루어지며 그 중앙부는 채널을 이루는 제1 영역(303a) 그리고, 제1 영역(303a) 양 측면으로 고농도의 불순물이 도핑된 제2 영역(303b, 303c)으로 구성된 반도체층(303)이 형성되어 있다.

반도체층(303)을 포함한 버퍼층 상에는 게이트 절연막(305)이 형성되어 있으며, 게이트 절연막(305)의 상부로는 박막트랜지스터(TR)에 있어 반도체층(303)의 제1 영역(303a)에 대응하여 제1 금속물질로 이루어지는 게이트 전극(307)이 형성된다.

그리고, 게이트 전극(307)을 포함한 기판의 전면에는 절연물질, 예를 들어 무기절연물질인 산화실리콘(SiO₂) 또는 질화 실리콘(SiNx)으로 이루어진 절연막(309)이 형성된다. 여기서, 절연막(309)과 그 하부의 게이트 절연막(305)에는 각 반도체층(303)의 제3 영역(303a) 양 측으로 위치한 제3 영역(303b, 303c) 각각을 노출시키는 반도체층 콘택홀(미도시)이 형성되어 있다.

그리고, 절연막(309) 상의 박막트랜지스터에는 서로 이격하며, 반도체층 콘택홀(미도시)을 통해 노출된 제2 영역(303b, 303c)과 각각 접촉하며 제2 금속물질로 이루어진 소스전극(313a) 및 드레인 전극(313b)이 형성되어 있다. 이에 따라, 적층된 반도체층(303)과 게이트 절연막(305) 및, 게이트 전극(307)과 절연막(309)과 서로 이격하며 형성된 소스전극(313a) 및 드레인 전극(313b)은 하나의 박막트랜지스터(TR)를 이루게 된다.

또한, 박막트랜지스터(TR)의 상부로는 드레인 전극(313b)을 노출시키는 드레인 콘택홀(미도시)을 갖는 층간 절연막(315)이 적층되어 있다. 이때, 층간 절연막(315)으로는 절연물질, 예를 들어 무기절연물질인 산화실리콘(SiO₂) 또는 질화실리콘(SiNx)이 사용된다.

또한, 층간 절연막(315) 상부로는 구동 박막트랜지스터(TR)의 드레인 전극(313c)과 드레인 콘택홀(미도시)을 통해 접촉되며, 각 화소별로 분리된 형태를 가지는 제1 전극(321)이 형성되어 있다.

그리고, 제1 전극(321)의 상부로는 절연물질, 특히 벤소사이클로부텐(BCB), 폴리 이미드(Poly-Imide) 또는 포토아크릴(photo acryl)로 이루어진 뱅크(323)가 형성되어 있다.

또한, 뱅크(323)로 둘러싸인 각 화소내의 제1 전극(321)의 상부로는 본 발명의 레이저 열전사 방법에 의해 패터닝되어 적, 녹 및 청색을 발광하는 유기발광층(325)이 형성되어 있다. 유기 발광층(325)은 유기 발광물질로 이루어진 단일층으로 구성될 수도 있으며, 또는 도면에 나타나지 않았지만 발광 효율을 높이기 위해 정공주입층(hole injection layer), 정공수송층(hole transporting layer), 발광 물질층(emitting material layer), 전자 수송층 (electron transporting layer) 및 전자 주입층(electron injection layer)의 다중층으로 구성될 수도 있다.

유기발광층(325)의 형성공정 이후, 유기발광층(325)과 뱅크(323)의 상부로는 제2 전극(327)이 형성되어 있다. 이에 따라, 제1 전극(321)과 제2 전극(327) 및 이들 두 전극(321, 327) 사이에 개재된 유기발광층(325)은 유기전계 발광다이오드를 이룬다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 유기발광 표시장치는 제1 및 제2 전극사이에 형성되는 유기발광층의 제조공정을 자성을 갖는 도너필름을 이용하여 레이저 열전사 방법으로 진행함으로서, 유기발광 표시장치 제조공정의 비용을 절감하고, 공정을 단순화할 수 있는 장점이 있다.

전술한 설명에 많은 사항이 구체적으로 기재되어 있으나 이것은 발명의 범위를 한정하는 것이라기보다 바람직한 실시예의 예시로서 해석되어야 한다. 따라서 발명은 설명된 실시예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위와 특허청구범위에 균등한 것에 의하여 정하여져야 한다.

100 : 스테이지 120 : 기판
130 : 도너필름 131 : 기재층
135 : 전사층 140 : 언더커버필름

Claims (14)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 스테이지;
   자성을 가지며, 상기 스테이지 위에 배치되어 상부에 기판이 안착되는 언더커버필름;
   상기 기판 위에 배치되고 전사층이 형성된 도너필름;
   상기 도너필름 상부에 배치된 마스크;
   상기 마스크 상부에 배치되어 상기 도너필름에 레이저 빔을 조사하여 전사층을 기판에 전사하는 레이저 발생장치; 및
   자성을 가지는 권취롤러로 구성되며,
   상기 언더커버필름과 상기 도너필름은 자력에 의해 서로 접촉하여 밀착되며, 상기 전사층의 전사후 상기 권취롤러 및 상기 도너필름의 자력에 의해 상기 도너필름이 상기 권취롤러에 권취되어 제거되는 것을 특징으로 하는 레이저 열전사 장치.
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 도너필름은,
   자성물질을 포함하는 기재층을 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 열전사 장치.
7. 제 5 항에 있어서,
   상기 도너필름은,
   기재층을 포함하고, 자성물질로 이루어지는 자성층이 상기 기재층과 광-열 변환층 사이에 개재되는 것을 특징으로 하는 레이저 열전사 장치.
8. 제 5 항에 있어서,
   상기 권취롤러는,
   반자성체, 강자성체 또는 상자성체 물질로 이루어지는 자성물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 열전사 장치.
9. 제 5 항에 있어서,
   상기 언더커버필름은,
   자성물질 또는 상기 도너필름의 자력이 작용하는 금속물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 열전사 장치.
10. 제 9 항에 있어서,
    상기 언더커버필름은,
    기재층;
    상기 기재층의 일면에 형성되고, 상기 자성물질 및 금속물질을 포함하는 자성층; 및
    상기 자성층의 일면에 형성되는 보호층
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 열전사 장치.
11. 자성을 가진 언더커버필름이 배치된 스테이지 상에 기판을 안착시키는 단계;
    상기 기판상에 자성을 갖는 도너필름을 위치시켜 자력에 의해 상기 언더커버필름과 상기 도너필름을 밀착시키는 단계;
    마스크를 통해 레이저를 조사하여 상기 기판상에 전사층을 전사하는 단계; 및
    자성을 갖는 권취롤러와 상기 도너필름 사이의 자력에 의해 상기 도너필름을 상기 권취롤러에 권취하여 제거하는 단계
    를 포함하는 레이저 열전사 방법.
12. 제 11 항에 있어서,
    상기 언더커버필름은,
    자성물질 또는 자력이 작용하는 금속물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 열전사 방법.
13. 제 12 항에 있어서,
    상기 언더커버필름은,
    기재층;
    상기 기재층의 일면에 형성되고, 상기 자성물질 및 금속물질을 포함하는 자성층; 및
    상기 자성층의 일면에 형성되는 보호층
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 열전사 방법.
14. 제 5 항에 있어서, 상기 권취롤러와 상기 도너필름 사이의 자력이 상기 도너필름과 상기 언더커버필름 사이의 자력 보다 큰 것을 특징으로 하는 레이저 열전사장치.
    

Images