KR102005392B1 - 유기전계 발광소자의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 다수의 화소영역을 갖는 표시영역이 정의된 기판 상에 상기 각 화소영역 별로 제 1 전극을 형성하는 단계와; 열 가소성 고분자 물질층과 UV 광에 반응하지 않는 이형성 물질 입자를 구비하고, 상기 이형성 물질 입자가 상기 열 가소성 고분자 물질층 내부에서 고르게 분포되는 버퍼필름을 상기 제 1 전극이 형성된 기판의 저면에 위치시키고, 상기 기판의 상면에 유기 발광물질로 이루어진 전사재료층을 구비한 열 전사필름을 위치시킨 후, 진공의 분위기에서 상기 열 전사필름과 상기 버퍼필름을 상기 기판의 외측에서 열 가압을 통해 접착하는 동시에 상기 열 전사필름과 기판이 밀착되도록 합착하여 진공 밀봉 기판을 구현하는 단계와; 상기 진공 밀봉 기판에 대해 상기 열 전사필름의 상부에서 레이저 빔을 조사하는 단계와; 상기 레이저 빔이 조사된 상기 진공 밀봉 기판을 탈착 장치를 이용하여 상기 열 전사필름을 상기 버퍼필름 및 기판으로부터 탈착시킴으로서 상기 기판 상에 유기 발광층을 형성하는 단계와; 상기 유기 발광층 위로 상기 표시영역 전면에 제 2 전극을 형성하는 단계를 포함하는 유기전계 발광소자의 제조 방법을 제공한다.
Description
본 발명은 탈착 시 이물 불량을 억제할 수 있는 버퍼필름을 이용한 유기전계 발광소자의 제조방법에 관한 것이다.
평판 디스플레이(FPD ; Flat Panel Display) 중 하나인 유기전계 발광소자(organic electro luminescent device)는 높은 휘도와 낮은 동작 전압 특성을 갖는다.
또한, 상기 유기전계 발광소자는 스스로 빛을 내는 자체발광형이기 때문에 명암대비(contrast ratio)가 크고, 초박형 디스플레이의 구현이 가능하며, 응답시간이 수 마이크로초(㎲) 정도로 동화상 구현이 쉽고, 시야각의 제한이 없으며 저온에서도 안정적이고, 직류 5V 내지 15V의 낮은 전압으로 구동하므로 구동회로의 제작 및 설계가 용이하다.
따라서, 전술한 바와 같은 장점을 갖는 유기전계 발광소자는 최근에는 TV, 모니터, 핸드폰 등 다양한 IT기기에 이용되고 있다.
이하, 유기전계 발광 소자의 기본적인 구조에 대해서 조금 더 상세히 설명한다.
유기전계 발광소자는 크게 어레이 소자와 유기전계 발광 다이오드로 이루지고 있다. 상기 어레이 소자는 게이트 및 데이터 배선과 연결된 스위칭 박막트랜지스터와, 상기 유기전계 발광 다이오드와 연결된 구동 박막트랜지스터로 이루어지며, 상기 유기전계 발광 다이오드는 상기 구동 박막트랜지스터와 연결된 제 1 전극과 유기 발광층 및 제 2 전극으로 이루어지고 있다.
이러한 구성을 갖는 유기전계 발광소자는 상기 유기 발광층으로부터 발생된 빛은 상기 제 1 전극 또는 제 2 전극을 향해 출사됨으로써 화상을 표시하게 된다. 이러한 유기전계 발광소자는 개구율 등을 고려할 때, 통상 상기 제 2 전극을 향해 출사되는 빛을 이용하여 화상을 표시하는 상부 발광 방식으로 제조되고 있다.
그리고, 전술한 구성을 갖는 유기전계 발광소자는 이를 제조하는데 있어서 특히, 유기 발광층은 금속재질로 이루어진 쉐도우 마스크를 이용한 열 증착 방법에 의해 형성되고 있다.
하지만, 최근 표시장치는 대면적화가 추세이며, 이러한 대면적을 갖는 표시장치를 제조하기 위해서는 장비의 대형화가 필수가 되고 있다.
이 경우, 상기 유기 발광층을 형성하는데 사용되며 상기 기판의 면적에 비례하여 상기 기판보다 큰 면적을 갖는 상기 쉐도우 마스크는 400Kg 이상의 무게를 갖게 됨으로써 이를 장착하거나, 세정 등을 진행하기 위해 다른 쉐도우 마스크로 교체 시 너무 많은 시간이 걸리고 있으며, 이를 이용한 증착 공정 진행에 있어서도 쳐짐 등이 발생하여 패터닝 오차가 심하게 발생하고 있는 실정이다.
따라서, 최근에는 쉐도우 마스크 없이 전사필름을 이용하여 유기 발광층을 형성하는 LITI(Laser Induced Thermal Imaging) 기술이 제안되고 있다.
이러한 LITI 기술은 전면에 유기 발광층이 형성된 전사필름을 이용하여 상기 유기 발광층을 전사할 기판에 대응하여 밀착시킨 후 레이저 빔을 조사함으로써 상기 전사필름에 형성된 상기 유기 발광층을 유기 발광층이 형성되어야 할 유기전계 발광소자용 기판 상에 전사시키는 방법이다.
도 1은 종래의 LITI 기술을 이용하여 유기전계 발광소자의 유기 발광층 형성을 형성 단계 중 일부를 나타낸 도면으로서 열 전사필름을 유기전계 발광소자용 기판 및 버퍼필름으로부터 탈착하는 단계를 나타낸 도면이다.
우선, 도면에 나타나지 않았지만, 유기전계 발광소자용 기판(10) 상에 열 전사필름(30)을 합착한다.
이때, 상기 유기전계 발광소자용 기판(10) 하부에는 상기 열 전사필름(30)과 그 가장자리부가 접착된 상태의 버퍼필름(50)이 더욱 부착되고 있다.
이러한 종래의 열 전사필름(30)과 버퍼필름(50)의 합착은 합착 장치(미도시)를 통해 진공의 분위기에서 이루어지게 된다. 상기 버퍼필름(50)을 상기 유기전계 발광소자용 기판(10)의 저면에 부착하는 것은 레이저 빔 조사 등은 진공의 분위기가 아닌 상온의 분위기에서 진행되며, 나아가 상기 합착 장치(미도시)에서 레이저 조사 장치(미도시)로 상기 유기전계 발광소자용 기판(10)을 이송시켜야 하며, 나아가 레이저 빔 조사는 진공의 분위기에서 진행하는 것은 폭발의 위험성 등이 있어 일반 대기 분위기에서 진행한다.
하지만, 이 경우 상기 유기전계 발광소자용 기판(10)과 열 전사필름(30)이 공기 중에 노출되면 상기 열 전사필름(30)에 구비된 유기 발광층(34)이 공기와 접촉하여 공기 중의 수분과 산소 등이 침투하여 열화되므로 이를 방지하기 위해 공기 중에 노출되는 것을 방지하기 위해 상기 버퍼필름(50)이 더욱 구비되어 상기 열 전사필름(30)과 가장자리부분이 접착되도록 하는 것이다.
한편, 이렇게 열 전사필름(30)과 유기전계 발광소자용 기판(10)이 합착된 상태에 레이저 조사 장치(미도시)로 이송되고, 이후 레이저 빔을 상기 열 전사필름(30)의 표면에 조사한다.
이후, 도 1에 도시한 바와같이, 레이저 빔이 조사된 열 전사필름(30)과 유기전계 발광소자용 기판(10)은 진공 챔버를 구비한 탈착 장치(90)로 이송된 후, 상기 유기전계 발광소자용 기판(10)으로부터의 열 전사필름(30)의 탈착을 진행하고 있다.
상기 탈착 장치(90)는 스테이지(91)와 롤(92)과 상기 열 전사필름(30) 일끝단과 고정시키는 흡착수단 또는 지그 등의 고정수단(93)을 포함하여 구성되고 있다.
이러한 구성을 갖는 탈착장치에 있어서 상기 롤(92)을 통해 상기 열 전사필름(30)을 가압하며 일방향으로 이동하고, 이때, 상기 열 전사필름(30)의 일 끝단을 고정시킨 상기 고정수단(93)이 상기 롤(92)이 이동하는 방향을 따라 이동함으로서 상기 열 전사필름(30)의 탈착이 이루어지게 된다.
이러한 열 전사필름(30)을 탈착시키는 과정에서 특히 상기 열 전사필름(30)과 버퍼필름(50)의 접착된 부분을 물리적 힘에 의해 분리시키고 있다.
이러한 열 전사필름(30)의 탈착과정에서 상기 열 전사필름(30)으로부터 접착성 이물이 상기 유기전계 발광소자용 기판(10)에 떨어지거나, 또는 열 전사필름(30)과 버퍼필름(50)이 접착 경화된 상태를 물리적으로 분리하는 과정에서 발생되는 큰 진동에 의해 상기 열 전사필름(30)에 남게되는 유기 발광 물질로 이루어진 전사재료층(33) 물질이 상기 유기전계 발광소자용 기판(10)의 화소영역에 떨어져 이물화 됨으로서 최종적으로 완성된 유기전계 발광소자에 있어서 얼룩 불량을 야기하는 문제가 다발하고 있는 실정이다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 열 전사필름을 버퍼필름 및 기판으로부터 탈착시키는 과정에서 상기 열 전사필름과 버퍼필름간의 물리적 분리 시 발생되는 큰 진동에 따른 이물 불량을 억제시킬 수 있는 버퍼필름 및 이를 이용한 유기전계 발광소자의 제조 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 유기전계 발광소자의 제조 방법은, 다수의 화소영역을 갖는 표시영역이 정의된 기판 상에 상기 각 화소영역 별로 제 1 전극을 형성하는 단계와; 열 가소성 고분자 물질층과 UV 광에 반응하지 않는 이형성 물질 입자를 구비하고, 상기 이형성 물질 입자가 상기 열 가소성 고분자 물질층 내부에서 고르게 분포되는 버퍼필름을 상기 제 1 전극이 형성된 기판의 저면에 위치시키고, 상기 기판의 상면에 유기 발광물질로 이루어진 전사재료층을 구비한 열 전사필름을 위치시킨 후, 진공의 분위기에서 상기 열 전사필름과 상기 버퍼필름을 상기 기판의 외측에서 열 가압을 통해 접착하는 동시에 상기 열 전사필름과 기판이 밀착되도록 합착하여 진공 밀봉 기판을 구현하는 단계와; 상기 진공 밀봉 기판에 대해 상기 열 전사필름의 상부에서 레이저 빔을 조사하는 단계와; 상기 레이저 빔이 조사된 상기 진공 밀봉 기판을 탈착 장치를 이용하여 상기 열 전사필름을 상기 버퍼필름 및 기판으로부터 탈착시킴으로서 상기 기판 상에 유기 발광층을 형성하는 단계와; 상기 유기 발광층 위로 상기 표시영역 전면에 제 2 전극을 형성하는 단계를 포함한다.
이때, 상기 버퍼필름은, 투명한 베이스 필름과, 상기 베이스 필름 상에 상기 열 가소성 고분자 물질층이 구비된 구성을 이루거나, 또는 투명한 베이스 필름과, 상기 베이스 필름 상에 프라이머층이 형성되며, 상기 프라이머층 상에 상기 열 가소성 고분자 물질층이 구비된 적층 구성을 이루는 것이 특징이다.
그리고 상기 베이스 필름은 PET 재질로 이루어지며, 상기 프라이머층은 아크릴레이트 계열의 물질로 이루어진 것이 특징이다.
또한, 상기 열 가소성 고분자 물질층은, 열 가소성 고분자 물질인 에틸렌초산 아세테이트(ethylene vinyl acetate), ABS(acrylonitrile butadiene-styrene copolymer), 아크릴(Acryl), 셀루로오스에스텔(cellulosics), 불소(fluoroplastic), 폴리카보네이트(Polycarbonate), 폴리에틸렌(polyethylene), 폴리이미드(polyimde), 폴리페닐렌옥사이드(polyphenylene oxide), 폴리프로필렌(polypropylene), 폴리스티렌(polystyrene), 폴리술폰(polysulfone), 염화비닐(polyvinyl chloride) 중 어느 하나, 또는 둘 이상의 물질로 이루어진 물질층과, 상기 물질층 내부에 UV광에 반응하지 않는 특징을 갖는 실리콘계 또는 불소계 물질로 이루어진 상기 다수의 이형성 물질 입자가 고른 분포를 가지며 산포된 상태를 이루는 것이 특징이다.
그리고 상기 열 가소성 고분자 물질층은 5 내지 50㎛의 두께를 갖는 것이 특징이다.
또한, 상기 열 가소성 고분자 물질이 97 내지 99 w%, 상기 이형성 물질 입자가 3 내지 1w%인 함량비를 가짐으로서 상기 열 가소성 고분자 물질층은 경화된 상태에서 100 내지 150 gf/inch의 접착력을 갖는 것이 특징이다.
그리고 상기 이형성 물질 입자는, 폴리디메틸 실록산(Polydimethyl siloxane)으로서 폴리에테르 또는 폴리에스테르로 유기 변성된 물질이거나, 불소계 물질인 tri-n-butylmethylammonium bis-(trifluoromethanesulfonyl)imide 또는 (n-C4H9)3(CH3)N+-N(SO2CF3)2 인 것이 특징이다.
또한, 상기 열 전사필름과 버퍼필름을 합착하는 단계 이전에 상기 기판 상에 상기 제 1 전극의 가장자리와 중첩하는 버퍼패턴을 형성하는 단계를 포함하며, 상기 제 1 전극을 형성하기 이전에 상기 기판 상에 절연층을 사이에 두고 서로 교차하여 상기 화소영역을 정의하는 게이트 배선 및 데이터 배선을 형성하고, 상기 데이터 배선과 나란하게 전원배선을 형성하며, 상기 각 화소영역에 상기 게이트 및 데이터 배선과 연결된 스위칭 박막트랜지스터와, 상기 스위칭 박막트랜지스터 및 상기 전원배선과 연결된 구동 박막트랜지스터를 형성하는 단계를 포함하며, 상기 제 1 전극은 상기 구동 박막트랜지스터의 일 전극과 연결되도록 형성하는 것이 특징이다.
상기 전사재료층은 유기 발광물질로 이루어진 단일층 구조를 이루거나, 또는 상기 유기 발광물질로 이루어진 물질층의 상부 또는 하부로 정공주입층(hole injection layer), 정공수송층(hole transporting layer), 전자수송층(electron transporting layer) 및 전자주입층(electron injection layer)을 이루는 어느 하나 이상의 물질로 이루어진 물질층이 더욱 구비되어 복수층 구조를 이루는 것이 특징이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유기전계 발광소자의 제조 방법은, UV광에 영향이 없는 이형성 물질 입자가 고르게 분포된 열 가소성 고분자 물질층이 구비된 버퍼패턴에 의해 열 전사필름과의 접착력이 100 내지 150 gf/inch이 됨으로서 안정적으로 종래의 버퍼필름과 열 전사필름의 탈착 시 대비 상대적으로 적은 물리적 힘이 작용하더라도 쉽게 탈착되며, 따라서 상기 열 전사필름에 있어서도 진동이 발생되지 않으므로 버퍼필름으로부터 열 전사필름의 탈착 시 발생되는 진동에 의해 열 전사필름에 구비된 전사재료층의 성분을 갖는 이물이 상기 기판으로 떨어지는 현상을 억제하는 효과를 갖는다.
나아가 본 발명의 일 실시예에 따른 유기전계 발광소자의 제조 방법은, 열 전사필름에 구비된 전사재료층의 성분을 갖는 이물이 상기 기판으로 떨어지는 현상이 억제할 수 있으므로 유기전계 발광소자의 이물 불량을 저감시켜 제조 수율을 향상시키는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기전계 발광소자의 제조 방법은, 상기 버퍼필름과 열 전사필름은 특징적인 구성인 열 가소성 고분자 물질층이 100 내지 150 gf/inch의 접착력을 갖게 됨으로서 이동 시 충격 등이 발생된다 하더라도 진공 밀봉된 상태를 그대로 안정적으로 유지할 수 있으므로 기판은 안정적으로 진공의 분위기에 노출된 상태를 유지할 수 있는 장점을 갖는다.
도 1은 종래의 LITI 기술을 이용하여 유기전계 발광소자의 유기 발광층 형성을 형성 단계 중 일부를 나타낸 도면으로서 열 전사필름을 유기전계 발광소자용 기판 및 버퍼필름으로부터 탈착하는 단계를 나타낸 도면.
도 2a 및 2b는 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자를 제조하는데 이용되는 버퍼필름의 적층 구조를 나타낸 단면도.
도 3은 제 1 비교예에 따른 버퍼필름의 단면도로서 UV에 반응하는 이형성 물질을 포함하는 열 가소성 고분자 물질층을 구비한 버퍼필름의 단면도.
도 4는 제 2 비교예로서 유기전계 발광소자를 제조하는 데 이용되는 종래의 버퍼필름에 대한 단면도.
도 5a 내지 도 5i는 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자용 어레이 기판을 제조하는 단계별 공정도.
도 2a 및 2b는 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자를 제조하는데 이용되는 버퍼필름의 적층 구조를 나타낸 단면도.
도 3은 제 1 비교예에 따른 버퍼필름의 단면도로서 UV에 반응하는 이형성 물질을 포함하는 열 가소성 고분자 물질층을 구비한 버퍼필름의 단면도.
도 4는 제 2 비교예로서 유기전계 발광소자를 제조하는 데 이용되는 종래의 버퍼필름에 대한 단면도.
도 5a 내지 도 5i는 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자용 어레이 기판을 제조하는 단계별 공정도.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
우선, 본 발명에 따른 유기전계 발광소자의 제조에 이용되는 특징적인 구성을 갖는 버퍼필름의 구조에 대해 설명한다.
도 2a 및 2b는 유기전계 발광소자를 제조하는데 이용되는 본 발명의 실시예에 따른 버퍼필름의 적층 구조를 각각 나타낸 단면도이다.
도 2a에 도시한 바와같이, 본 발명의 실시예에 따른 버퍼필름(101)은 투명한 베이스 필름(102)과, 프라이머층(103)과, 이형성 물질 입자(105b)를 포함하는 열 가소성 고분자 물질층(105)을 포함하여 구성되고 있으며, 이때, 상기 열 가소성 고분자 물질층(105)은 100 내지 150 gf/inch의 접착력을 갖는 것이 특징이다.
한편, 상기 투명한 베이스 필름(102)은 내열성이 우수하여 열 전사필름(미도시)과의 합착 시 가해지는 소정의 열에 대해 변형이 거의 발생되지 않으며, 열 전사 기판(미도시)과의 탈착 시 물질적으로 가해지는 힘에 의해 찢김 등이 발생되지 않는 물질 예를들면 PET 재질로 이루어지며 일정한 두께를 갖는 것이 특징이다.
또한, 상기 프라이머층(103)은 상기 베이스 필름(102)과 열 가소성 고분자 물질층(105)간의 강한 접착력을 유지시키기 위해 구비된 것으로, 상기 열 가소성 고분자 물질층(105)이 상기 베이스 필름(102) 상에 접착된 상태를 지속적으로 유지시키는 역할을 한다.
이러한 프라이머층(103)은 PET 재질의 베이스 필름(102) 및 열 가소성 고분자 물질층(105) 모두와 접착성이 우수한 재질인 아크릴레이트 계열의 물질로 이루어지는 것이 특징이다.
한편, 이러한 프라이머층(103)은 버퍼필름(101)에 있어서 도 2b에 도시한 바와같이 반드시 형성될 필요는 없으며, 상기 베이스 필름(102)과 열 가소성 고분자 물질층(105) 간의 접착력이 우수한 경우 생략될 수도 있다.
그리고 본 발명의 실시예에 따른 버퍼필름(101)에 있어서 가장 특징적인 구성인 열 가소성 고분자 물질층(105)은 유리전이온도 이상의 열이 가해지면 유동 점도가 상승되어 접착력이 약해지고, 유리전이온도보다 낮은 온도 상태가 되면 경화되어 피착제와 합착되는 열 가소성 고분자 물질 예를들면 에틸렌초산 아세테이트(ethylene vinyl acetate), ABS(acrylonitrile butadiene-styrene copolymer), 아크릴(Acryl), 셀루로오스에스텔(cellulosics), 불소(fluoroplastic), 폴리카보네이트(Polycarbonate), 폴리에틸렌(polyethylene), 폴리이미드(polyimde), 폴리페닐렌옥사이드(polyphenylene oxide), 폴리프로필렌(polypropylene), 폴리스티렌(polystyrene), 폴리술폰(polysulfone), 염화비닐(polyvinyl chloride) 중 어느 하나, 또는 둘 이상의 물질로 이루어진 고분자층(105a)에 이형성 물질 예를들면 UV광에 반응하지 않는 특징을 갖는 실리콘계 또는 불소계 물질로 이루어진 입자(105b)가 고른 분포를 가지며 산포된 상태의 구성을 갖는다.
이때, 상기 UV광에 반응하지 않는 특징을 갖는 실리콘계 물질은 폴리디메틸 실록산(Polydimethyl siloxane)으로서 폴리에테르 또는 폴리에스테르로 유기 변성된 물질이며, 상기 UV광에 반응하지 않는 특징을 갖는 불소계 물질은 tri-n-butylmethylammonium bis-(trifluoromethanesulfonyl)imide 또는 (n-C4H9)3(CH3)N+-N(SO2CF3)2 인 것이 특징이다.
한편, 상기 열 가소성 고분자 물질층(105)은 5 내지 50㎛정도의 두께를 가지며, 열 가소성 고분자 물질이 97 내지 99 w%, 상기 이형성 물질 입자(105b)가 3 내지 1w%인 함량비를 가짐으로서 경화된 상태에서 100 내지 150 gf/inch의 접착력을 갖는 것이 특징이다.
한편, 상기 열 가소성 고분자 물질층(105)이 전술한 바와 같은 함량비를 갖는 것은 아래와 같은 문제를 극복하기 위함이다.
즉, 상기 열 가소성 고분자 물질층(105)에 상기 이형성 물질 입자(105b)가 3w% 보다 큰 함량비를 가지며 함유되는 경우, 유기전계 발광소자용 기판(미도시)을 사이에 두고 상기 버퍼필름(101)과 열 전사필름(미도시)의 합착 시 이들 두 필름(101, 미도시)간의 충분한 접착력이 형성되지 않아 이들 두 구성요소에 의해 구현되는 진공 상태가 유지되지 않는 문제가 발생된다.
그리고 상기 열 가소성 고분자 물질로 이루어진 고분자층(105a)에 상기 이형성 물질의 입자(105b)가 1w% 보다 작은 함량비를 가지며 함유되는 경우, 그 함량이 너무 낮아 이형성 특성이 발현되지 않아 종래 기술에서 언급한 열 전사필름(미도시)의 탈착 시 이물 불량 등의 문제가 발생한다.
따라서 본 발명의 실시예에 따른 버퍼필름(101)은 이러한 문제를 억제하기 위해 상기 열 가소성 고분자 물질층(105)은 열 가소성 고분자 물질이 97 내지 99 w%, 상기 이형성 물질 입자(105b)가 3 내지 1 w%인 함량비를 갖도록 이루어진 것이다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 버퍼필름(101)에 있어 상기 열 가소성 고분자 물질층(105)에 함유되는 상기 이형성 물질 입자(105b)가 UV광에 반응하지 않는 물질로 이루어지고 있는 것 또한 특징적인 구성이며, 이는 상기 버퍼필름(101)과 열 전사필름(미도시)간의 박리력 및 접착력에 큰 영향을 주는 요소가 되기 때문이다.
즉, 전술한 구성을 갖는 버퍼필름(101)을 제조하는 과정에서 열 가소성 고분자 물질층(105)에 대해 열 가소성 고분자 물질 분자와 이형성 물질 입자(105b)를 이루는 분자간의 결합을 위해 UV광을 조사하는 과정을 진행하게 되며, 이렇게 버퍼필름(101) 상에 최초로 형성되는 상기 열 가소성 고분자 물질층(105)에 대해 UV광이 조사되면, 도 3(제 1 비교예에 따른 버퍼필름의 단면도로서, UV에 반응하는 이형성 물질을 포함하는 열 가소성 고분자 물질층을 구비한 버퍼필름의 단면도)에 도시한 바와같이, UV광에 반응하는 이형성 물질 입자(205b)가 포함된 버퍼필름(205)의 경우, 상기 열 가소성 고분자 물질로 이루어진 고분자층(205a) 내부에서 상기 UV광에 반응하는 이형성 물질로 이루어진 입자(205b)들이 거의 100% 표면으로 이동하여 최종적으로 열 가소성 고분자 물질로 이루어진 상기 고분자층(205b)의 표면에 집중적으로 분포하게 된다.
이렇게 이형성 물질로 이루어진 입자(205b)가 상기 열 가소성 고분자 물질로 이루어진 고분자층(205b) 표면에만 집중적으로 분포하게 된 열 가소성 고분자 물질층(205)이 구비된 버퍼필름(201)의 경우, 이형성 특성이 강하게 발현되어 상기 열 가소성 고분자 물질층(205)의 접착성이 현저히 저감되어 열 전사필름(미도시)과의 접착 시 내부의 진공의 분위기를 유지할 수 없는 정도의 접착성을 가지며 됨으로서 유기전계 발광소자용 기판(미도시)이 진공의 분위기 내에 유지되도록 하는 역할을 하지 못하게 된다.
즉, 유기전계 발광소자용 기판(미도시)을 개재하여 열 전사필름(미도시)과 버퍼필름(201)을 합착 시 상기 유기전계 발광소자용 기판(미도시)이 개재된 상기 열 전사필름(미도시)과 버퍼필름(201)의 내부가 진공의 분위기를 유지시키기 위해 요구되는 버퍼필름(201)의 접착력은 70 gf/inch 정도가 되고 있다.
이때, 이러한 크기의 접착력은 내부의 진공의 분위기를 유지시키기 위한 최소한의 크기이며, 실질적으로 유기전계 발광소자의 제조를 위해서는 단위 공정 진행을 위해 단위 공정 장비로 이동되며, 단위 공정 장비로 유기전계 발광소자용 기판(미도시)을 개재하여 합착된 상태의 버퍼필름(201)과 열 전사필름(미도시)을 로딩(loading) 및 언로딩(unloading) 시키는 과정에서 충격이 가해지며, 이러한 외부로부터 가해지는 충격에 의해서도 내부 진공의 분위기를 안정적으로 유지하며, 나아가 전사 공정 진행시에도 안정적인 내부 진공의 분위기 유지시키기 위해서는 100 gf/inch 정도의 합착력이 요구되고 있다.
하지만, UV광에 반응하는 이형성 물질로 이루어진 입자(205b)를 포함하는 열 가소성 고분자 물질층(205)을 구비한 버퍼필름(201)의 경우 70 gf/inch 보다 작은 접착력을 갖게 됨으로 열 전사필름(미도시)과의 합착 후 내부 진공의 분위기가 안정적으로 이루어지지 않는다.
하지만, 본 발명의 실시예에 따른 버퍼필름(101)의 경우, 도 2a 및 2b를 참조하면, 상기 열 가소성 고분자 물질로 이루어진 고분자층(105a)에 함유된 이형성 물질 입자(105b)는 UV광에 반응하지 않는 특성을 가지므로 버퍼필름(101) 상에 최초로 열 가소성 고분자 물질층(105)의 형성 시 UV 광에 노출되더라도 그 특성 상 UV광에 반응하여 유동이 발생되지 않으므로, 표면으로 이동하여 열 가소성 고분자 물질로 이루어진 고분자층(105a)의 표면에 집중적으로 분포한 상태를 이루지 않고, 상기 열 가소성 고분자 물질로 이루어진 고분자층(105a) 내부에 고르게 분포된 상태를 유지하게 된다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 버퍼필름(101)에 있어 UV광에 반응하지 않는 이형성 물질 입자(105b)는 열 가소성 고분자 물질로 이루어진 고분자층(105a) 내에서 고른 분포 특성을 가지므로 열 가소성 고분자 물질층(105)의 본연의 접착력을 적절히 저감시키는 역할을 하게 됨으로서 버퍼필름(101)과 열 전사필름(미도시) 간에 100 내지 150 gf/inch 정도의 접착력을 갖도록 하여 내부 진공 분위기를 안정적으로 유지시키고, 나아가 상기 버퍼필름(101)과 열 전사필름(미도시)의 물리적인 탈착 시에도 이형성 물질 입자를 포함하지 않는 열 가소성 고분자 물질층을 구비한 종래의 버퍼필름(도 4의 50) 대비 용이하게 박리되는 특성을 갖게 된다.
도 4는 제 2 비교예로서 유기전계 발광소자를 제조하는 데 이용되는 종래의 버퍼필름에 대한 단면도이다.
제 2 비교예에 따른 버퍼필름(50)의 경우는 열 가소성 고분자 물질층(55)은 열 가소성 고분자 물질만으로 이루어지고 있으며, 이형성 물질 입자는 포함되지 않고 있다.
이렇게 이형성 물질 입자없이 열 가소성 고분자 물질만으로 이루어진 열 가소송 고분자 물질층(55)을 구비한 제 1 비교예에 따른 버퍼필름(50)의 경우, 상기 열 가소성 고분자 물질층(55)의 접착력은 상기 본 발명의 일 실시예에 따른 버퍼패턴(도 2a의 101)에 구비된 열 가소성 고분자 물질층(도 2a의 105)과 동일한 두께를 가질 경우 150 gf/inch 보다 큰 정도 200 gf/inch 이상이 되고 있다.
따라서, 이러한 200 gf/inch 이상의 접착력을 갖는 제 2 비교예에 따른 버퍼필름(50)을 이용하여 열 전사필름(미도시)과 합착 시는 내부 진공도는 안정적으로 유지되지만, 열 전사필름(미도시)과 상기 버퍼필름(50)간의 탈착 시는 상기 열 가소성 고분자 물질층(55)의 너무 강한 접착력에 의해 열 전사필름(미도시)의 물리적 탈착이 용이하지 않으며, 상대적으로 탈착되는 상기 열 전사필름(미도시)에 큰 진동이 발생됨으로서 열 전사필름(미도시)에 구비된 유기 발광 물질로 이루어진 전사재료층(미도시)으로부터 이물 등이 유기전계 발광소자용 기판(미도시) 상에 떨어지게 되어 종래기술에서 설명한 바와같은 이물 불량 등의 문제점이 발생하게 된다.
하지만, 도 2a 및 도 2b를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 버퍼필름(101)은 그 내부에 UV광에 반응하지 않는 이형성 물질 입자(105b)가 고르게 분포된 열 가소성 고분자 물질층(105)이 구비됨으로서 열 전사필름(미도시)과의 합착력이 100 내지 150 gf/inch 정도가 되어 열 전사필름(미도시)과의 합착 시 단위 공정간 이동시에도 안정적인 내부 진공 분위기를 유지할 수 있으며, 나아가 버퍼필름(101)과 열 전사필름(미도시)간의 물리적 탈착 시에도 열 전사필름에 큰 진동 발생없이 비교적 용이하게 박리가 이루어질 수 있으므로 열 전상 필름(미도시)의 진동에 의해 발생되는 이물 불량 등을 억제할 수 있다.
이후에는 전술한 적층 구조를 갖는 본 발명의 실시예에 따른 버퍼필름(101)을 이용하는 것을 특징으로 하는 유기전계 발광소자의 제조 방법에 대해 설명한다.
도 5a 내지 도 5i는 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자용 어레이 기판을 제조하는 단계별 공정도이다. 이때, 설명의 편의를 위해 유기발광 소자용 기판에 구성되는 구성물을 도시한 것과 생략하여 도시하지 않는 도면을 함께 나타내었으며, 본 발명의 특징적인 구성인 버퍼필름을 이용하여 이의 열 전사필름과의 합착, 레이저 빔을 이용한 열 전사에 의한 유기 발광층의 형성 및 열 전사필름과 버퍼필름의 탈착 단계를 위주로 설명한다.
우선, 도 5a에 도시한 바와 같이, 투명한 절연재질의 기판(110) 예를들면 플라스틱 또는 유리재질의 절연기판 상에 서로 교차하여 화소영역(P)을 정의하는 게이트 배선(미도시) 및 데이터 배선(130)을 형성하고, 상기 데이터 배선(130)과 나란한 전원배선(미도시)을 형성한다.
그리고, 상기 각 화소영역(P) 내의 게이트 배선(미도시) 및 데이터 배선(130)이 교차하는 부근의 스위칭 영역(미도시)에는 이들 두 배선(미도시, 130)과 연결된 스위칭 박막트랜지스터(미도시)를 형성하고, 동시에 각 화소영역(P) 내의 구동영역(DA)에는 상기 스위칭 박막트랜지스터(미도시)의 일 전극 및 전원배선(미도시)과 연결되는 구동 박막트랜지스터(DTr)를 형성한다.
이때, 상기 구동 및 스위칭 박막트랜지스터(DTr, 미도시)는 각각 상기 기판 (110)면으로부터 순차 적층된 게이트 전극(115)과 게이트 절연막(118)과, 산화물 반도체층(120)과, 에치스토퍼(122)와, 상기 에치스토퍼(122) 상에서 서로 이격하며 각각 상기 산화물 반도체층(120)과 접촉하는 소스 및 드레인 전극(133, 136)을 포함하여 구성된다.
상기 기판(110) 상에 이러한 게이트 배선(미도시)과 데이터 배선(130)과 전원배선(미도시)과 스위칭 및 구동 박막트랜지스터(미도시, DTr)를 형성하는 것은 일반적인 유기전계 발광소자의 제조 방법과 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.
한편, 도면에 있어서 상기 구동 및 스위칭 박막트랜지스터(DTr, 미도시)는 각각 단일층 구조를 가지며 산화물 반도체 물질로 이루어진 산화물 반도체층(120)이 구비된 것을 일례로 보이고 있지만, 상기 스위칭 및 구동 박막트랜지스터(미도시, DTr)는 각각 게이트 전극과, 게이트 절연막과, 순수 비정질 실리콘의 액티브층과 불순물 비정질 실리콘의 오믹콘택층으로 구성된 반도체층과, 상기 반도체층 상에서 서로 이격하는 소스 및 드레인 전극의 구성을 갖도록 형성될 수도 있다.
또한, 상기 스위칭 및 구동 박막트랜지스터(DTr, 미도시)는 게이트 전극이 최하부에 위치하는 보텀 게이트 구조를 이루는 것을 보이고 있지만, 반도체층(폴리실리콘으로 이루어진 반도체층)이 최하부에 위치하며 이의 상부에 게이트 전극이 형성된 탑 게이트 구조를 이루도록 형성할 수도 있다.
즉, 상기 스위칭 및 구동 박막트랜지스터(미도시, DTr)는 상기 기판 상의 최하부에 폴리실리콘의 반도체층을 구비하여 탑 게이트 구조를 갖도록 형성될 수도 있다.
이러한 경우, 상기 스위칭 및 구동 박막트랜지스터(미도시, DTr) 각각은 상기 기판 상에 순수 폴리실리콘의 액티브영역과 이의 양측에 불순물이 도핑된 폴리실리콘의 소스 및 드레인 영역으로 이루어진 폴리실리콘 반도체층과, 게이트 절연막과, 상기 액티브영역과 중첩하여 형성되는 게이트 전극과, 상기 소스 및 드레인 영역을 각각 노출시키는 반도체층 콘택홀을 갖는 층간절연막과, 상기 반도체층 콘택홀을 통해 각각 상기 소스 및 드레인 영역과 접촉하며 서로 이격하는 소스 및 드레인 전극의 적층 구조를 갖도록 형성될 수도 있다.
이렇게 상기 구동 및 스위칭 박막트랜지스터(DTr, 미도시)가 폴리실리콘의 반도체층을 구비하여 탑 게이트 구조를 이루는 경우, 보텀 게이트 구조 대비 층간절연막이 더욱 구비되며, 게이트 배선은 상기 게이트 절연막 상에 구비되며, 데이터 배선 및 전원배선은 상기 층간절연막 상에 형성된다.
다음, 상기 스위칭 및 구동 박막트랜지스터(미도시, DTr) 위로 유기절연물질 예를들면 포토아크릴을 도포함으로서 평탄한 표면을 갖는 보호층(140)을 형성하고, 이에 대해 마스크 공정을 진행하여 패터닝함으로써 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)의 드레인 전극(136)을 노출시키는 드레인 콘택홀(143)을 형성한다.
이후, 상기 드레인 콘택홀(143)을 구비한 보호층(140) 위로 일함수 값이 상대적으로 큰 투명 도전성 물질 예를들면 인듐-틴-옥사이드(ITO)를 증착하거나, 또는 반사율이 우수한 금속물질인 알루미늄(Al) 또는 알루미늄 합금(AlNd)을 우선 증착하여 금속층을 형성한 후, 상기 금속층 위로 일함수 값이 상대적으로 큰 투명 도전성 물질인 인듐-틴-옥사이드(ITO)를 증착하고, 이에 대해 마스크 공정을 진행하여 패터닝함으로서 각 화소영역(P) 별로 상기 드레인 콘택홀(143)을 통해 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)의 드레인 전극(136)과 접촉하는 제 1 전극(150)을 형성한다.
이때, 상기 반사율이 우수한 금속물질로 이루어진 금속층이 형성된 경우, 상기 제 1 전극(150) 하부에는 반사패턴(미도시)이 더욱 형성된다.
한편, 이러한 반사패턴(미도시)이 상기 제 1 전극(150) 하부에 형성되는 경우, 상기 제 1 전극(150)의 상부에 형성되는 유기 발광층(미도시)으로부터 발광된 빛이 상기 반사패턴(미도시)에 의해 반사되어 상기 유기 발광층(미도시)을 재입사됨으로서 빛을 재활용할 수 있으므로 유기 발광층(미도시)으로부터 발광된 빛의 이용 효율을 증대시켜 최종적으로 휘도 특성을 향상시키는 효과를 가지며, 이러한 구성을 이루는 유기전계 발광소자의 경우 상부발광 방식이 된다.
상기 반사패턴(미도시)이 생략된 경우 상기 유기 발광층(미도시)으로부터 발광된 빛은 상부 또는 하부로 출사될 수 있으며, 이 경우 선택적으로 상부발광 방식 또는 하부 발광방식의 유기전계 발광소자가 될 수 있다.
도면에 있어서는 상기 반사패턴(미도시) 없이 제 1 전극(150)만이 형성된 것을 일례로 나타내었다.
다음, 도 5b에 도시한 바와같이, 상기 제 1 전극(150)의 외부로 노출된 상기 보호층(140)과 상기 제 1 전극(150)의 테두리 상부에 상기 게이트 배선(미도시)과 데이터 배선(130)에 대응하여 즉, 각 화소영역(P)의 경계에 버퍼패턴(153)을 형성한다.
상기 버퍼패턴(153)은 각 화소영역(P)을 포획하는 형태가 되며, 상기 버퍼패턴(153)으로 둘러싸인 화소영역(P)에 있어서는 상기 제 1 전극(150)이 노출되고 있다.
이러한 버퍼패턴(153)은 추후 형성될 제 2 전극(미도시)과 상기 제 1 전극(150)간의 쇼트를 방지하기 위해 형성하는 것으로, 열 전사필름(미도시)을 이용한 전사법을 통해 유기 발광층(미도시)이 형성되는 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자의 제조 방법의 특성 상 상기 유기 발광층(미도시)이 상기 제 1 전극(150)을 완전히 덮도록 형성하는 경우 생략될 수도 있다.
다음, 도 5c에 도시한 바와같이, 상기 제 1 전극(150)과 선택적으로 화소영역(P)의 경계에 상기 제 1 전극(150)의 가장자리와 중첩하며 형성된 버퍼패턴(153)이 구비된 기판(110)을 합착장치의 진공 챔버(180) 내부로 이동시킨다.
이때, 상기 합착장치의 진공 챔버(180) 내부에는 스테이지(182)가 구비되고 있으며, 상기 스테이지(182) 상에는 본 발명의 실시예에 따른 베이스 필름(102)과, 선택적으로 프라이머층(103)과, 열 가소성 고분자 물질로 이루어진 고분자층(105a)에 적정 함량비(1 내지 3w%)를 가지며 UV광과 반응하지 않은 이형성 물질로 이루어진 다수의 입자(105b)가 고르게 분포된 것을 특징으로 하는 열 가소성 고분자 물질층(105)을 포함하는 버퍼필름(101)이 준비되어 안착된 상태를 이루고 있으며, 상기 버퍼필름(101) 상에 더욱 정확히는 상기 버퍼필름(101)의 최상층에 구비된 열 가소성 고분자 물질층(105) 상에 상기 제 1 전극(150) 및 선택적으로 버퍼패턴(153)이 형성된 기판(110)을 안착시킨다.
이때, 상기 버퍼필름(101)은 상기 기판(110)보다 넓은 면적을 가지며, 상기 기판(110)이 안착된 상태에서 상기 버퍼필름(101)의 최상층에 위치하는 열 가소성 고분자 물질층(105)의 가장자리의 소정폭이 상기 기판(110)의 외측으로 노출된 상태를 이루게 되는 것이 특징이다.
도 5d에 도시한 바와 같이, 상기 버퍼필름(101) 상에 상기 기판(110)이 안착된 상태에서 상기 기판(110) 위로 상기 기판(110)과 접촉하도록 열 전사필름(170)을 안착시킨다.
이때, 상기 열 전사필름(170) 또한 상기 기판(110)보다 넓은 면적을 가져 상기 기판(110)의 외측으로 가장자리의 소정폭이 노출된 구성을 이루며, 이러한 구성에 의해 상기 기판(110) 외측으로 노출된 상기 버퍼필름(101)의 열 가소성 고분자 물질층(105)과 접촉하는 것이 특징이다.
한편, 상기 열 전사필름(170)은 베이스를 이루는 지지필름(172)과, 상기 지지필름(172) 내측면 전면에 광열변환층(174)이 구비되고 있으며, 상기 광열변환층(174) 위로 전면에 전사재료층(176)이 형성되어 있다.
이때, 상기 전사재료층(176)은 단일층 또는 복수층이 될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유기전계 발광소자의 제조 방법에 이용되는 상기 열 전사필름(170)의 경우 상기 전사재료층(176)은 유기 발광물질 단독으로 이루어져 단일층 구조의 유기 발광 물질층이 됨을 일례로 보이고 있지만, 상기 전사재료층(176)이 복수층의 구성을 이루는 경우, 상기 전사재료층(176)은 상기 유기 발광 물질층(미도시)의 상부 또는(및) 하부에 각각 발광 효율을 극대화하기 위해 정공 주입 물질층(미도시), 정공 수송 물질층(미도시), 전자 수송 물질층(미도시) 및 전자 주입 물질층(미도시) 중 어느 하나 이상의 물질층이 더욱 구성될 수 있다.
다음, 5d에 도시한 바와 같이, 상기 열 전사필름(170)이 상기 기판(110) 상에 안착되고 상기 기판(110) 외측으로 노출된 상기 버퍼필름(101)과 열 전사필름(170)이 서로 접촉된 상태에서 상기 합착장치의 스테이지(180) 상부에 위치한 열 가압 수단(184) 예를들면 히팅 바(heating bar)를 이용하여 상기 기판 외측으로 노출된 열 전사필름(170) 부분에 대해 열 가압을 진행함으로서 상기 기판(110) 외측으로 노출된 열 전사필름(170)과 버퍼필름(101)을 합착시킨다.
조금 더 상세히 설명하면, 상기 열 가압 수단(184)은 상기 기판(110)의 외측으로 상기 기판(110)을 테두리 하는 형태를 가지며, 상기 기판(110) 외측으로 노출된 부분의 열 전사필름(170)과 접촉하여 가열 가압함으로서 상기 버퍼필름(101)의 최상층에 구비된 열 가소성 고분자 물질층(105)에 상기 열 가소성 고분자 물질층(105)의 유리전이온도보다 큰 열이 공급되도록 한다.
이때, 상기 열 가소성 고분자 물질층(105)은 상기 열 가압 수단(184)에 의해 공급된 유리전이온도보다 큰 열에 의해 순간적으로 고체 상태에서 고 점성을 갖는 액체 또는 겔 상태로 변하게 된다.
이러한 과정에서 점성이 큰 액체 또는 겔 상태의 열 가소성 고분자 물질층(105)은 상기 열 전사필름(170)과 접착되게 되게 된다.
한편, 상기 접착 특성을 갖게 된 점성이 큰 액체 또는 겔 상태의 열 가소성 고분자 물질층(105)이 상기 열 전사필름(170)과 접착된 상태에서 상기 열 가압 수단(184)을 이동시켜 가열 가압된 상태를 제거되면 점성이 큰 액체 또는 겔 상태의 열 가소성 고분자 물질층(105)은 경화됨으로서 상기 버퍼필름(101)과 열 전사필름(170)은 합착된 상태를 이루게 된다.
이때, 본 발명의 실시예에 따른 상기 버퍼필름(101)의 특성 상 상기 열 가소성 고분자 물질층(105)에는 그 내부에 고른 분포를 갖는 이형성 물질 입자(105b)가 구비됨으로서 상기 열 전사필름(170)과 접착된 상태에서 경화 시 100 내지 150 gf/inch의 접착력을 갖는 것이 특징이다.
그리고 이러한 과정에 의해 상기 버퍼필름(101)과 열 전사 필름(170)은 상기 기판(110)을 완전히 밀봉한 상태가 되며, 상기 기판(110)이 위치하는 상기 버퍼필름(101)과 열 전사필름(170)의 내부는 진공의 분위기를 이루게 된다.
그리고, 전술한 단계 진행에 의해 상기 열 전사필름(170)의 전사재료층(176)은 상기 기판(110) 상의 상기 제 1 전극(150)과 접촉한 상태를 이루게 된다.
설명의 편의를 위해 상기 열 전사필름(170)과 버퍼필름(101) 사이에 개재된 기판(110)으로 구성되며, 서로 가장자리부가 상기 기판(110)의 외측에서 접착되어 밀봉되어 상기 열 전사필름(170)과 버퍼필름(101) 내부는 진공의 분위기를 이루는 유기전계 발광소자의 중간 단계의 구성을 이하 '진공 밀봉 기판'(200)이라 칭한다.
다음, 5e에 도시한 바와 같이, 상기 진공 밀봉 기판(200)을 레이저 조사 장치(미도시)로 이동시킨 후 레이저 조사장치(미도시)의 스테이지(186) 상에 안착시킨다.
한편, 상기 진공 밀봉 기판(200)은 이렇게 합착장치(미도시)로부터 레이저 조사장치(미도시)로 이동 시 상기 버퍼필름(101)과 열 전사필름(170)은 본 발명의 특징적인 구성인 열 가소성 고분자 물질층(105)이 100 내지 150 gf/inch의 접착력을 갖게 됨으로서 이동 시 충격 등이 발생된다 하더라도 밀봉된 상태를 그대로 안정적으로 유지할 수 있으므로 상기 기판(110)은 안정적으로 진공의 분위기에 노출된 상태를 유지할 수 있는 것이 특징이다.
나아가, 상기 기판(110)은 상기 버퍼필름(101)과 열 전사필름(170) 사이에 밀봉된 상태이므로 상기 합착장치의 진공챔버(도 5d의 180) 내부에서 상기 레이저 조사장치(미도시)로 이송되는 과정에서 대기 중에 노출된다 하더라도 상기 열 전사필름(170) 내에 구비된 전사재료층(176)이 공기 중에 노출되지 않는 것이 또 다른 특징이 되고 있다.
다음, 상기 레이저 조사장치(미도시)의 스테이지(188) 상에 안착된 진공 밀봉된 기판(110)에 대해 상기 열 전사필름(170)의 상부에서 빔 발생부(186)를 통해 상기 열 전사필름(170)의 표면을 향해 레이저 빔(LB)을 선택적으로 조사한다.
즉, 상기 열 전사필름(170)의 전사재료층(176)이 상기 기판(110) 상에 전사되어야 할 화소영역(P)에 대응하여 레이저 빔(LB)을 조사한다.
일반적으로 유기전계 발광소자의 경우, 적, 녹, 청색을 발광하는 유기 발광층이 화소영역(P)별로 선택적으로 구비되어야 하므로 상기 전사재료층(176)이 적색을 발광하는 유기 발광 물질을 포함하는 경우 적색을 발광해야 할 상기 기판(110) 상의 화소영역(P)에 대응해서 레이저 빔(LB)을 조사한다.
이때, 레이저 빔(LB)이 조사된 부분에서는 상기 열 전사필름(230) 내의 광열변환층(174)이 레이저 빔(LB)의 빛 에너지를 열에너지로 변환시켜 발열하게 됨으로서 상기 광열변환층(174) 표면에 부착되어 있던 상기 전사재료층(176)의 접착성이 제거된 상태가 되며, 동시에 상기 전사재료층(176)은 상기 기판(110) 상의 제 1 전극(150)과 접착된 상태가 강화되게 된다.
즉, 상기 레이저 빔(LB)이 조사되는 부분은 광열변환층(174)의 역할 수행에 의해 광열변환층(174)과 접촉하는 부분의 전사재료층(176)과의 접착력은 약화시키고, 동시에 상기 전사재료층(176)과 제 1 전극(150)과의 접착력은 더욱 강화시켜 최종적으로 레이저 빔(LB)이 조사된 부분에 대응되는 상기 광열변환층(174)과 전사재료층(176)의 접착력보다 전사재료층(176)과 제 1 전극(150)과의 접착력이 더 큰 상태를 이루게 되는 것이다.
이때, 레이저 빔(LB)이 조사되지 않은 부분은 여전히 광열변환층(174)와 전사재료층(176)과의 접착력이 전사재료층(176)과 제 1 전극(150)과의 밀착력보다 훨씬 큰 상태를 이룬 상태를 유지하게 된다.
다음, 도 5f에 도시한 바와같이, 상기 레이저 조사장치(미도시)를 통해 레이저 빔(도 5e의 LB) 조사가 완료 진공 밀봉된 기판(도 5e의 200)을 탈착 장치로 이송시킨 후, 상기 탈착 장치(190)의 진공 챔버(191) 내부의 스테이지(192) 상에 안착시킨다.
이후, 상기 탈착 장치(190)의 고정수단(197)을 상기 열 전사필름(170)의 일측 끝단에 고정시키고, 동시에 상기 열 전사필름(170)의 폭 보다 더 큰 길이를 갖는 롤(193)을 상기 열 전사필름(170) 상에 이와 접촉하도록 위치시킨다.
다음, 상기 고정수단(197)을 상기 기판(110)면의 법선 방향으로 상기 롤(193)의 상부에 위치하도록 이동시킨다.
이후, 상기 롤(193)을 일 방향(상기 기판(110)의 단축 또는 장축 방향)을 서서히 이동시키는 동시에 상기 롤(193)의 이동방향으로 상기 고정수단(197)을 서서히 상기 롤(193)과 함께 이동시킴으로서 상기 열 전사필름(170)과 상기 버퍼필름(101)을 접착된 부분을 탈착시키는 동시에 상기 열 전사필름(170)이 상기 기판(110)의 표면에서도 탈착되도록 한다.
이 경우, 상기 버퍼필름(101)은 UV광이 반응하지 않는 이형성 물질 입자(105b)가 고른 분포 특성을 가지며 함유된 열 가소성 고분자 물질층(105)이 구비됨으로서 100 내지 150 gf/inch의 접착력을 가짐으로 종래의 200gf/inch 보다 큰 접착력을 갖는 제 2 비교예에 따른 종래의 버퍼필름(도 3의 201)의 탈착 시 대비 상대적으로 작은 물리적 힘에 의해 열 전사필름(170)과 버퍼필름(101)간의 박리가 이루어지게 된다.
따라서, 열 전사필름(170)으로 가해지는 힘이 상대적으로 작게 되며, 이에 의해 열 전사필름(170)을 잡아 당기는 힘이 줄어듦에 의해 진동 발생이 억제됨으로서 열 전사필름(170)에 형성되고 상기 기판(110)으로의 전사가 이루어지지지 않은 전사재료층(176)으로부터의 이물이 상기 기판(110)으로 떨어지게 되는 발생되는 이물 불량을 억제할 수 있는 것이다.
한편, 이러한 과정에 의해 상기 열 전사필름(170)이 상기 기판(110)으로부터 박리되게 되면, 상기 열 전사필름(170)에 구비된 전사재료층(176) 중 레이저 빔(도 5e의 LB)이 조사된 부분에 대응되는 부분은 접착력 차이에 의해 상기 기판(110) 상에 접착된 상태가 됨으로서 상기 기판(110) 상에 전사되며, 상기 열 전사필름(170)에 구비된 전사재료층(176) 중 레이저 빔(도 5e의 LB)이 조사되지 않은 부분에 대응되는 부분은 여전히 열 전사필름(170) 상에 남게 되어 상기 기판(110) 상에 전사되지 않는다.
이때, 상기 기판(110) 상에 전사된 전사재료층(176)은 상기 기판(110) 상에서 유기 발광층(155)을 이루게 된다.
한편, 상기 전사재료층(176)이 복수층을 이루는 경우, 상기 기판(110) 상에 전사된 유기 발광층(155)은 상기 제 1 전극(150) 상부로부터 순차적으로 정공주입층(hole injection layer), 정공수송층(hole transporting layer), 유기 발광 물질층(emitting material layer), 전자수송층(electron transporting layer) 및 전자주입층(electron injection layer)의 5중층 구조가 될 수도 있으며, 또는 정공수송층(hole transporting layer), 유기 발광 물질층(emitting material layer), 전자수송층(electron transporting layer) 및 전자주입층(electron injection layer)의 4중층 구조가 될 수도 있으며, 나아가 정공수송층(hole transporting layer), 유기 발광 물질층(emitting material layer), 전자수송층(electron transporting layer)의 3중층 구조를 이룰 수도 있다.
다음, 도 5g에 도시한 바와같이, 녹 및 청색을 발광하는 유기 발광물질로 이루어진 전사재료층(176)을 구비한 열 전사필름(170)에 대해서도 전술한 적색을 발광하는 유기 발광물질로 이루어진 전사재료층(176)을 구비한 열 전사필름(170)의 버퍼필름(101)과의 합착 단계, 레이저 빔 조사를 통한 전사재료층(176)의 기판(110)으로의 전사 단계, 탈착 장치를 이용한 열 전사필름(170)과 버퍼필름(101)의 탈착 단계를 동일하게 반복 진행함으로서 최종적으로 상기 기판(110) 상에 화소영역(P)별로 순차 반복하여 적, 녹, 청색을 발광하는 유기 발광층(155)을 형성한다.
다음, 도 5h에 도시한 바와같이, 상기 유기 발광층(155) 위로 일함수 값이 비교적 낮은 금속물질 예를들면 알루미늄(Al), 알루미늄 합금(AlNd), 은(Ag), 마그네슘(Mg), 금(Au), 알루미늄마그네슘 합금(AlMg) 중 어느 하나 또는 둘 이상을 혼합하여 표시영역 전면에 증착하여 제 2 전극(160)을 형성함으로서 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자용 기판(110)을 완성한다.
이때, 전술한 방법에 의해 각 화소영역(P) 내에 순차 적층된 상기 제 1 전극(150)과 유기 발광층(155)과 제 2 전극(160)은 유기전계 발광 다이오드(E)를 이룬다.
다음, 도 5i에 도시한 바와 같이, 상기 제 2 전극(160)이 형성된 기판(110)과 대응하여 상기 유기발광 다이오드(E)의 인캡슐레이션을 위해 투명한 재질로 이루어진 대향기판(165)을 위치시키고, 상기 기판(110)과 대향기판(165)의 사이에 투명하며 접착 특성을 갖는 프릿(Frit), 유기절연물질, 고분자 물질 중 어느 하나로 이루어진 페이스 씰(미도시)을 상기 기판(110)의 전면에 코팅한 상태에서 상기 기판(110)과 대향기판(165)을 합착하거나, 또는 진공 혹은 불활성 가스 분위기에서 상기 기판(110)의 가장자리를 따라 씰패턴(미도시)을 형성한 후 상기 기판(110)과 대향기판(165)을 합착함으로서 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자(100)를 완성한다.
한편, 상기 기판(110)의 상기 제 2 전극(160) 위로 무기절연물질 또는 유기절연물질을 증착 또는 도포하거나 또는 점착층(미도시)을 재개하여 필름(미도시)을 부착함으로서 인캡슐레이션 막(미도시)으로 이용할 경우, 상기 대향기판(165)은 생략될 수도 있다.
본 발명은 전술한 실시예 및 변형예로 한정되지 않고, 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 한도내에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다.
101 : 버퍼필름
102 : 베이스 필름
103 : 프라이머층
105 : 열 가소성 고분자 물질층
105a : 고분자층
105b : UV광에 영향을 받지 않는 이형성 물질 입자
110 : 기판
155 : 유기 발광층
170 : 열 전사필름
172 : 지지필름
174 : 광열변환층
176 : 전사재료층
190 : 탈착장치
191 : (탈착장치의)진공 챔버
192 : (탈착장치의)스테이지
193 : 롤
197 : 고정수단
200 : 진공 밀봉 기판
102 : 베이스 필름
103 : 프라이머층
105 : 열 가소성 고분자 물질층
105a : 고분자층
105b : UV광에 영향을 받지 않는 이형성 물질 입자
110 : 기판
155 : 유기 발광층
170 : 열 전사필름
172 : 지지필름
174 : 광열변환층
176 : 전사재료층
190 : 탈착장치
191 : (탈착장치의)진공 챔버
192 : (탈착장치의)스테이지
193 : 롤
197 : 고정수단
200 : 진공 밀봉 기판
Claims (11)
- 다수의 화소영역을 갖는 표시영역이 정의된 기판 상에 상기 각 화소영역 별로 제 1 전극을 형성하는 단계와;
열 가소성 고분자 물질층과 UV 광에 반응하지 않는 이형성 물질 입자를 구비하고, 상기 이형성 물질 입자가 상기 열 가소성 고분자 물질층 내부에서 고르게 분포되는 버퍼필름을 상기 제 1 전극이 형성된 기판의 저면에 위치시키고, 상기 기판의 상면에 유기 발광물질로 이루어진 전사재료층을 구비한 열 전사필름을 위치시킨 후, 진공의 분위기에서 상기 열 전사필름과 상기 버퍼필름을 상기 기판의 외측에서 열 가압을 통해 접착하는 동시에 상기 열 전사필름과 기판이 밀착되도록 합착하여 진공 밀봉 기판을 구현하는 단계와;
상기 진공 밀봉 기판에 대해 상기 열 전사필름의 상부에서 레이저 빔을 조사하는 단계와;
상기 레이저 빔이 조사된 상기 진공 밀봉 기판을 탈착 장치를 이용하여 상기 열 전사필름을 상기 버퍼필름 및 기판으로부터 탈착시킴으로서 상기 기판 상에 유기 발광층을 형성하는 단계와;
상기 유기 발광층 위로 상기 표시영역 전면에 제 2 전극을 형성하는 단계
를 포함하는 유기전계 발광소자의 제조 방법.
- 제 1 항에 있어서,
상기 버퍼필름은,
투명한 베이스 필름과, 상기 베이스 필름 상에 상기 열 가소성 고분자 물질층이 구비된 구성을 이루는 것이 특징인 유기전계 발광소자의 제조 방법.
- 제 1 항에 있어서,
상기 버퍼필름은, 투명한 베이스 필름과, 상기 베이스 필름 상에 프라이머층이 형성되며, 상기 프라이머층 상에 상기 열 가소성 고분자 물질층이 구비된 적층 구성을 이루는 것이 특징인 유기전계 발광소자의 제조 방법.
- 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
상기 베이스 필름은 PET 재질로 이루어진 것이 특징인 유기전계 발광소자의 제조 방법.
- 제 3 항에 있어서,
상기 프라이머층은 아크릴레이트 계열의 물질로 이루어진 것이 특징인 유기전계 발광소자의 제조 방법.
- 제 1 항에 있어서,
상기 열 가소성 고분자 물질층은,
열 가소성 고분자 물질인 에틸렌초산 아세테이트(ethylene vinyl acetate), ABS(acrylonitrile butadiene-styrene copolymer), 아크릴(Acryl), 셀루로오스에스텔(cellulosics), 불소(fluoroplastic), 폴리카보네이트(Polycarbonate), 폴리에틸렌(polyethylene), 폴리이미드(polyimde), 폴리페닐렌옥사이드(polyphenylene oxide), 폴리프로필렌(polypropylene), 폴리스티렌(polystyrene), 폴리술폰(polysulfone), 염화비닐(polyvinyl chloride) 중 어느 하나, 또는 둘 이상의 물질로 이루어진 물질층과, 상기 물질층 내부에 UV광에 반응하지 않는 특징을 갖는 실리콘계 또는 불소계 물질로 이루어진 상기 다수의 이형성 물질 입자가 고른 분포를 가지며 산포된 상태를 이루는 것이 특징인 유기전계 발광소자의 제조 방법.
- 제 6 항에 있어서,
상기 열 가소성 고분자 물질층은 5 내지 50㎛의 두께를 갖는 것이 특징인 유기전계 발광소자의 제조 방법.
- 제 7 항에 있어서,
상기 열 가소성 고분자 물질이 97 내지 99 w%, 상기 이형성 물질 입자가 3 내지 1w%인 함량비를 가짐으로서 상기 열 가소성 고분자 물질층은 경화된 상태에서 100 내지 150 gf/inch의 접착력을 갖는 것이 특징인 유기전계 발광소자의 제조 방법.
- 제 1 항에 있어서,
상기 이형성 물질 입자는, 폴리디메틸 실록산(Polydimethyl siloxane)으로서 폴리에테르 또는 폴리에스테르로 유기 변성된 물질이거나, 불소계 물질인 tri-n-butylmethylammonium bis-(trifluoromethanesulfonyl)imide 또는 (n-C4H9)3(CH3)N+-N(SO2CF3)2 인 것이 특징인 유기전계 발광소자의 제조 방법.
- 제 1 항에 있어서,
상기 열 전사필름과 버퍼필름을 합착하는 단계 이전에 상기 기판 상에 상기 제 1 전극의 가장자리와 중첩하는 버퍼패턴을 형성하는 단계를 포함하며,
상기 제 1 전극을 형성하기 이전에 상기 기판 상에 절연층을 사이에 두고 서로 교차하여 상기 화소영역을 정의하는 게이트 배선 및 데이터 배선을 형성하고, 상기 데이터 배선과 나란하게 전원배선을 형성하며, 상기 각 화소영역에 상기 게이트 및 데이터 배선과 연결된 스위칭 박막트랜지스터와, 상기 스위칭 박막트랜지스터 및 상기 전원배선과 연결된 구동 박막트랜지스터를 형성하는 단계를 포함하며,
상기 제 1 전극은 상기 구동 박막트랜지스터의 일 전극과 연결되도록 형성하는 유기전계 발광소자의 제조 방법.
- 제 1 항에 있어서,
상기 전사재료층은 유기 발광물질로 이루어진 단일층 구조를 이루거나,
또는 상기 유기 발광물질로 이루어진 물질층의 상부 또는 하부로 정공주입층(hole injection layer), 정공수송층(hole transporting layer), 전자수송층(electron transporting layer) 및 전자주입층(electron injection layer)을 이루는 어느 하나 이상의 물질로 이루어진 물질층이 더욱 구비되어 복수층 구조를 이루는 것이 특징인 유기전계 발광소자의 제조 방법.
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-
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