KR102104359B1 - 포토 레지스트 필름 및 이를 이용하는 유기발광디스플레이장치의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 지지 필름과, 상기 지지필름의 일면에 형성되며, 빛에 의해 반응을 나타내는 광팽창층과, 메인 바인더와, 상기 메인 바인더에 비해 높은 내열 특성을 갖는 보조 바인더를 포함하며, 상기 광팽창층을 덮도록 형성되는 포토 레지스트층을 포함하는 포토 레지스트 필름을 제공한다.
Description
본 발명은 포토 레지스터 층이 형성된 포토 레지스트 필름과 이를 이용하는 유기발광디스플레이장치의 제조 방법에 관한 것이다.
유기발광디스플레이장치(Organic Light Emitting Display Device, 이하 OLED 장치)는 유기물에서 전자와 정공의 재결합이 일어나도록 함으로써 빛을 발광시켜 화면을 표현하는 장치이다.
이러한 역할을 하는 유기물은 OLED 장치에 형성된 각각의 단위 화소 영역에 대응하도록 패턴된 것으로, 습식, 또는 건식 패턴 공정을 통해 패터닝된다.
이 중, 건식 패턴 공정에 적용 가능한 비가시광선 반응형 포토 레지스트가 도포된 포토 레지스트 필름이 제안되었는데, 이는 아래 도 1을 들어 설명하도록 한다.
도 1은 감광형 네거티브 포토 레지스트가 도포된 포토 레지스트 필름의 구조를 나타낸 단면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 감광형 네거티브 포토 레지스트(13)가 도포된 포토 레지스트 필름(10)은 상부에 지지 필름(11)이 위치하고, 하면에 유기 마스크 형태의 물질에 해당하는 감광형 네거티브 타입의 포토 레지스트(13)가 도포되어 있으며, 지지 필름(11)과 포토 레지스트(13) 사이에 광-열전환층, 열차단층과 같은 부속층(12)이 위치한다.
이러한 포토 레지스트 필름(10)을 사용하여 OLED 장치를 패터닝 하기 위해서는 OLED 장치의 뱅크 상부에 포토 레지스트 필름(10)을 안착시킨 후, 유기물을 증착하고자 하는 영역을 제외한 나머지 영역에 레이저를 조사하여 포토 레지스트(13)를 팽창시켜 고정하고, 비가시광선을 투과하여 포토 레지스트(13)를 수축 및 경화시켜 탈착이 용이하도록 고체화 한 후에 포토 레지스트 필름(10)을 제거해야한다.
한편, 이러한 방식의 패터닝은 최초 레이저 조사시, 레이저 조사 양에 따라 포토 레지스트 필름(10)의 포토 레지스트(13)가 열에 의해 연화되어 쳐지는 현상이 발생하고, 유기물의 증착을 방해하여 장치의 불량을 유도할 수 있는데, 이는 아래 도 2를 도시하여 설명하도록 한다.
도 2a 및 도 2b는 레이저 조사에 따른 포토 레지스트의 처짐 현상을 나타낸 도면이다.
도 2a에 도시된 바와 같이, 정상 부착 영역(C)에서는 포토 레지스트 필름(10)의 포토 레지스트(13)가 레이저 조사에 의해 어노드 전극(23)과 이격되며, 두 뱅크(21)의 상부에 부착되는 것을 나타낸다.
그리고, 제 1 비정상 부착 영역(V1)은 포토 레지스트 필름(10)의 포토 레지스트(13)가 레이저 조사에 의해 과팽창되어 포토 레지스트(13)의 조성물이 뱅크(21)의 양 측면으로 밀려나 접착되는 현상이 발생하는 것을 나타내고 있다.
그리고, 제 2 비정상 부착 영역(V2)은 제 1 비정상 부착 영역(V1)의 과팽창된 포토 레지스트(13) 제거를 위해 비가시광선을 조사한 것을 나타내고 있다.
팽창되었던 포토 레지스트(13)는 비가시광선에 의해 수축 및 경화되면서 포토 레지스트 필름(10)에 척력을 가하게 되고, 이에 의해 포토 레지스트(13)가 포토 레지스트 필름(10)에서 떨어지게 된다.
광팽창층(10)으로부터 떨어진 포토 레지스트(13)는 지탱력을 잃고 쳐지게 되어 어노드 전극(23)에 부착되는 문제를 발생시킨다.
이 경우, 포토 레지스트 필름(10)을 제거하더라도 포토 레지스트(13)는 포토 레지스트 필름(10)에서 떨어져 어노드 전극(23)에 부착된 상태이므로, 추후 어노드 전극(23)상에 유기물을 증착할 경우, 어노드 전극(23)에 잔류한 포토 레지스트(13)가 유기물의 증착을 방해하게 된다.
이에 따라 유기물이 어노드 전극(23)과 정상적인 증착이 이뤄지지 않아 불량이 발생하게 된다.
또한, 이와 같이 어노드 전극(23)상에 잔류한 포토 레지스트는 도 2b에 도시된 바와 같이 OLED 장치상에 잔막(L)을 형성하는 원인이 될 수 있다.
상기 잔막(L)은 포토 레지스트 필름의 제거시 발생하는 것으로, 어노드 전극에 접착된 포토 레지스트의 응력이 포토 레지스트 필름 제거시 가해지는 힘에 비해 높을 경우에 발생한다.
포토 레지스트 필름 제거시 가해지는 힘에 비해 높은 응력을 갖는 포토 레지스트는, 어노드 전극에 증착된 포토 레지스트의 일 부분에서 포토 레지스트 필름에 접착되어 있던 포토 레지스트층의 방향으로 찢어짐이 발생하고, 이러한 찢김은 연속적으로 발생하여 이웃한 영역의 포토 레지스트층에 영향을 가하게 되어 결과적으로 일정 범위의 포토 레지스트가 정상적으로 탈착이 되지 않고 잔막(L)을 형성하는 불량이 발생하게 된다.
본 발명에 따른 포토 레지스트 필름 및 이를 이용하는 유기발광디스플레이장치의 제조 방법은 전술한 바와 같이 레이저 조사에 의해 포토 레지스트가 과팽창하는 문제와, 과팽창한 포토 레지스트에 비가시광이 투과하여 포토 레지스트에 수축이 일어날 때 포토 레지스트가 포토 레지스트 필름에서 떨어져 어노드 전극으로 쳐지는 문제와, 포토 레지스트 필름 탈착시 어노드 전극 상부에 포토 레지스트가 남는 문제 및 이로 인한 잔막이 형성되는 문제를 해결하고자 한다.
본 발명은, 상기한 문제를 해결하기 위해서, 지지 필름과, 상기 지지필름의 일면에 형성되며, 빛에 의해 반응을 나타내는 광팽창층과, 메인 바인더와, 상기 메인 바인더에 비해 높은 내열 특성을 갖는 보조 바인더를 포함하며, 상기 광팽창층을 덮도록 형성되는 포토 레지스트층을 포함하는 포토 레지스트 필름을 제공한다.
그리고, 상기 포토 레지스트층의 두께가 1 내지 5㎛로 형성되는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 포토 레지스트층은 이를 형성하는 상기 보조 바인더의 구성비가 메인 바인더:보조 바인더 = 10:3인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 포토 레지스트층은 상기 메인 바인더와 보조 바인더가 3~15%로 구성되고, 동일한 계열의 모노머가 2~6%, 용매가 50~95%로 구성되며, 이에 개시제 및 기타 첨가제를 더욱 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 메인 바인더는 아크릴레이트, 우레탄, 리액티브, 폴리올 계열 중 선택된 어느 하나이거나 두 가지 물질 이상이 혼합된 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 보조 바인더는 상기 메인 바인더와 동일 계열의 물질로 선택되는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 광팽창층은 카본 블랙이나 흑연 안료 또는 적외선(IR)염료와 같은 유기화합물과, 알루미늄(Al), 주석(Sn), 티타늄(Ti) 등과 같은 금속 또는 그 산화물 및 이들의 화합물로 형성되어 상기 포토 레지스트층의 접착 반응을 개시하는 것을 포함한다.
한편, 본 발명은, 지지 필름과, 상기 지지필름의 일면에 형성되며, 빛에 의해 반응을 나타내는 광팽창층과, 바인더를 포함하고, 상기 바인더와 같은 계열이거나 반응성을 나타내지 않는 물질로 형성된 전단 물질을 포함하며, 상기 광팽창층을 덮도록 형성되는 포토 레지스트층을 포함하는 포토 레지스트 필름을 제공한다.
그리고, 상기 포토 레지스트층은 상기 전단 물질을 적어도 20 중량%를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 전단 물질은 상기 바인더와 동일한 계열의 물질이거나, 폴리염화비닐(PVA 또는 PVAc를 포함), 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리스틸렌(PS), 폴리비닐알코올(PMMA), 폴리메탈크릴산 메틸(PMMA), 또는 실리카(Silica), 퓸드 실리카(Fumed Silica), 이산화 티타늄(TiO2), 산화 제 2 철(Fe2O3) 중 선택된 어느 하나, 또는 두 가지 이상이 혼합되어 구 형을 나타내는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 포토 레지스트층의 두께가 1 내지 5㎛로 형성되는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 포토 레지스트층은 이를 형성하는 상기 보조 바인더의 구성비가 적어도 메인 바인더:보조 바인더 = 10:3인 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 광팽창층은 카본 블랙이나 흑연 안료 또는 적외선(IR)염료와 같은 유기화합물과, 알루미늄(Al), 주석(Sn), 티타늄(Ti) 등과 같은 금속 또는 그 산화물 및 이들의 화합물로 형성되어 상기 포토 레지스트층의 접착 반응을 개시하는 것을 포함한다.
또한, 본 발명은, 어노드 전극과 뱅크가 형성된 유기발광디스플레이장치의 제조 방법에 있어서, 상기 포토 레지스트 필름을 상기 뱅크에 안착하는 단계와, 상기 포토 레지스트 필름에 레이저 광을 조사하는 단계와, 상기 포토 레지스트 필름에 비가시광을 조사하는 단계와, 상기 포토 레지스트 필름을 제거하는 단계를 포함하는 유기발광디스플레이장치의 제조 방법을 제공한다.
본 발명에 따른 포토 레지스트 필름 및 이를 이용하는 유기발광디스플레이장치의 제조 방법은 메인 바인더와 상기 메인 바인더에 비해 내열 특성이 높은 보조 바인더를 혼합하고, 이를 이용하여 종래에 비해 두꺼운 포토 레지스트를 형성하여 포토 레지스트 필름에 적용함으로써, 레이저 광 조사에 의한 광 팽창 및 이로 인한 처짐의 발생률이 감소하는 포토 레지스트를 형성할 수 있다.
또한, 상기 포토 레지스트에 메인 바인더와 동일한 계열이거나 반응성이 매우 낮은 구 형의 전단 물질을 더욱 포함함으로써 포토 레지스트의 강도는 유지하고, 전단 특성만을 향상시켜 잔막을 방지하는 효과가 있다.
도 1은 감광형 네거티브 포토 레지스트가 도포된 필름의 구조를 나타낸 단면도이다.
도 2a 및 도 2b는 레이저 조사에 따른 포토 레지스트의 처짐 현상을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 포토 레지스트 필름을 나타낸 도면이다.
도 4a 내지 도 4e는 제 1 비교예에 따른 포토 레지스트 필름과 본 발명의 제 1 내지 4 실시예에 따른 포토 레지스트 필름이 레이저에 의해 접착된 것을 촬영한 사진이다.
도 5a 및 도 5b는 제 1 비교예에 따른 포토 레지스트 필름 제거시의 OLED 장치와 제 4 실시예에 따른 포토 레지스트 필름 제거시의 OLED 장치를 촬영한 사진이다.
도 6은 본 발명의 제 5 실시예에 따른 씨-아일랜드 구조 포토 레지스트를 나타낸 단면도이다.
도 7a 내지 도 7d는 제 2 비교예 및 본 발명의 제 5 실시예에 따른 아일랜드의 제 1 함량 내지 제 3 함량에 따른 포토 레지스트가 적용된 포토 레지스트 필름을 OLED 장치에 부착 후 제거한 결과를 촬영한 사진이다.
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 제 5 실시예의 제 3 함량에 따른 포토 레지스트가 적용된 포토 레지스트 필름으로 유기발광디스플레이장치를 제조하는 공정을 촬영한 사진이다.
도 2a 및 도 2b는 레이저 조사에 따른 포토 레지스트의 처짐 현상을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 포토 레지스트 필름을 나타낸 도면이다.
도 4a 내지 도 4e는 제 1 비교예에 따른 포토 레지스트 필름과 본 발명의 제 1 내지 4 실시예에 따른 포토 레지스트 필름이 레이저에 의해 접착된 것을 촬영한 사진이다.
도 5a 및 도 5b는 제 1 비교예에 따른 포토 레지스트 필름 제거시의 OLED 장치와 제 4 실시예에 따른 포토 레지스트 필름 제거시의 OLED 장치를 촬영한 사진이다.
도 6은 본 발명의 제 5 실시예에 따른 씨-아일랜드 구조 포토 레지스트를 나타낸 단면도이다.
도 7a 내지 도 7d는 제 2 비교예 및 본 발명의 제 5 실시예에 따른 아일랜드의 제 1 함량 내지 제 3 함량에 따른 포토 레지스트가 적용된 포토 레지스트 필름을 OLED 장치에 부착 후 제거한 결과를 촬영한 사진이다.
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 제 5 실시예의 제 3 함량에 따른 포토 레지스트가 적용된 포토 레지스트 필름으로 유기발광디스플레이장치를 제조하는 공정을 촬영한 사진이다.
이하, 본 발명에 따른 포토 레지스트 필름 및 이를 이용하여 제조된 유기발광디스플레이장치는 제 1 내지 제 4 실시예와 아래 도면을 참조하여 상세하게 설명하도록 한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 포토 레지스트 필름을 나타낸 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 포토 레지스트 필름(100)은 OLED 장치의 뱅크층 상부에 위치할 경우, 처짐 현상이 발생하는 것을 방지하고, 다리 형상을 유지하는 것을 목적으로 하는 것으로, 지지 필름(110)과, 광팽창층(120)과, 포토 레지스트층(130)으로 형성된다.
여기서, 지지 필름(110)은 레이저 조사 및 비가시광의 투과가 가능하도록 형성된 것으로서, 폴리에스테르(PS) 필름, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 필름 또는 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN) 필름과 같은 고분자 물질로 형성될 수 있다.
또한, 상기 지지 필름(110)은 필요에 따라 유리와 같은 투명한 물질을 사용하여 기판 형태로도 형성할 수 있다.
광팽창층(120)은 지지 필름(110)의 하부에 형성되어 포토 레지스트층(130)이 OLED 장치의 뱅크 상부에 부착되도록 돕는 것으로, 적외선 영역의 광만을 선택적으로 흡수하여 상기 광을 열로 변환시킨 후 제공된 열 에너지에 의해 팽창되며, 포토 레지스트층(130)의 접착 반응이 활성화되도록 개시하는 역할을 한다.
광팽창층(120)은 적외선 영역의 광을 흡수하는 성질이 우수하며 광 에너지를 열 에너지로 변환하는 능력이 큰 물질, 예를 들면 카본 블랙이나 흑연 안료 또는 적외선(IR)염료와 같은 유기화합물과, 알루미늄(Al), 주석(Sn), 티타늄(Ti) 등과 같은 금속, 또는 그 산화물 및 이들의 화합물을 포함하여 형성될 수 있다.
포토 레지스트층(130)은 광팽창층(120)의 하부에 위치하며, 광 경화성을 나타내는 광 감응성 네거티브 포토 레지스터 조성물로 형성되는 것으로, OSM(Object Substitution Masking)으로 대체하여 사용될 수 있으며, 바인더, 모노머, 용매를 비롯하여 포토 레지스트층(130)의 안정성 및 특성을 개선시키기 위한 첨가제를 포함할 수 있다.
여기서, 첨가제는 광개시제나 광 산 발생제등을 뜻하며, 광개시제로는 아세토페논(Acetophenone), 벤조페논(Benzophenone) 또는 옥심(Oxime) 등이 해당될 수 있으며, 광 산 발생제는 트리아릴술포늄염(Triarylsulfonium Salts), 디아릴이오도늄염(Diaryliodonium Salts), 술포네이트(Sulfonates) 또는 이들의 혼합물이 해당될 수 있다.
이때, 포토 레지스트층(130)에 적용되는 바인더는 점착 및 레이저 전사 특성을 결정하는 메인 바인더와, 내열 특성 및 기타 특성을 부여하기 위한 보조 바인더로 구분될 수 있는데, 메인 바인더의 경우, 아크릴레이트(Acrylate) 계열의 바인더를 사용하는 것이 바람직하나, 우레탄 아크릴레이트(Urethane Acrylate) 계열의 바인더, 리액티브 아크릴레이트(Reactive Acrylate) 계열의 바인더 및 폴리올(Polyol) 계열의 바인더 등을 사용할 수 있다.
그리고, 보조 바인더의 경우, 메인 바인더와 같은 계열로 이루어질 수 있는데, 포토 레지스트층(130)이 열에 의해 과팽창하는 것을 방지하기 위하여 메인 바인더와 동일한 계열 내에서 메인 바인더에 비해 높은 내열 특성을 갖는 바인더를 사용하는 것이 바람직하다.
한편, 포토 레지스트층(130)은 이를 구성하는 물질의 비율 중 바인더의 함량이 증가하면 강도가 감소하고, 함량이 감소하면 강도가 증가하는 특징이 있다.
가령, 제 1 함량의 바인더를 포함하는 포토 레지스트가 나타내는 강도가 196kgf/㎟를 나타내는 경우, 제 1 함량의 바인더 대비 20% 낮은 제 2 함량의 바인더를 포함하는 포토 레지스트가 나타내는 강도는 263kgf/㎟이고, 제 1 함량의 바인더 대비 20% 높은 제 3 함량의 바인더를 포함하는 포토 레지스트가 나타내는 강도는 163kgf/㎟로 측정된다.
이러한 결과에 따라, 본 발명의 실시예에 따르는 포토 레지스트층(130)은 바인더를 적게 포함함으로써 처짐 현상을 더욱 방지할 수 있다.
상기한 구성을 갖는 포토 레지스트 필름은 포토 레지스트를 구성하는 물질에 따라 특성이 크게 변하게 된다. 이는 아래 도 4a 내지 도 4e를 들어 설명하도록 한다.
도 4a 내지 도 4e는 제 1 비교예에 따른 포토 레지스트 필름과 본 발명의 제 1 내지 4 실시예에 따른 포토 레지스트 필름이 레이저에 의해 접착된 것을 촬영한 사진이다.
도 4a 내지 도 4e에 도시된 제 1 비교예 및 본 발명의 제 1 내지 4 실시예에 따른 포토 레지스트는 본 발명의 대표적인 예인 아크릴레이트 계열의 바인더 및 모노머를 사용한 포토 레지스트 필름이 레이저 광 조사에 의해 박막 트랜지스터(미도시) 및 어노드 전극(150)과 뱅크(140)가 형성된 OLED 장치에 광팽창층(120)과 포토 레지스트(130)를 포함하는 포토 레지스트 필름이 부착된 형태를 촬영한 것으로, 각각에 따른 포토 레지스트의 구성비는 아래와 같다.
제 1 비교예 :
아크릴레이트 계열의 바인더(3~15%) + 아크릴레이트 계열의 모노머(2~6%) + 용매(50~95%) + 개시제 및 기타 첨가제
제 1 실시예 :
아크릴레이트 계열의 메인 바인더: 동일 계열의 보조 바인더(10:0.5, 3~15%) + 아크릴레이트 계열의 모노머(2~6%) + 용매(50~95%) + 개시제 및 기타 첨가제
제 2 실시예 :
아크릴레이트 계열의 메인 바인더: 동일 계열의 보조 바인더(10:2, 3~15%) + 아크릴레이트 계열의 모노머(2~6%) + 용매(50~95%) + 개시제 및 기타 첨가제
제 3 실시예 :
아크릴레이트 계열의 메인 바인더: 동일 계열의 보조 바인더(10:3, 3~15%) + 아크릴레이트 계열의 모노머(2~6%) + 용매(50~95%) + 개시제 및 기타 첨가제
제 4 실시예 :
아크릴레이트 계열의 메인 바인더: 동일 계열의 보조 바인더(10:4, 3~15%) + 아크릴레이트 계열의 모노머(2~6%) + 용매(50~95%) + 개시제 및 기타 첨가제
제 1 비교예에 따른 포토 레지스트(130)는 종래의 구성비를 갖는 것으로, 이를 포함하는 포토 레지스트 필름을 사용한 OLED 장치를 나타낸 도 4a에 도시된 바와 같이, 포토 레지스트(130)가 보조 바인더 없이 아크릴레이트 계열의 바인더로만 형성되는 경우, 열에 대해 내성이 없어 심하게 팽창되어 A와 같이 광팽창층(120)으로부터 이격되며, 뱅크(140)를 덮게 된다.
그리고, 제 1 실시예에 따라 10:0.5의 비율로 메인 바인더와, 동일한 계열의 보조 바인더가 혼합된 포토 레지스트(130)가 형성된 포토 레지스트 필름을 사용한 OLED 장치를 나타낸 도 4b의 경우, 포토 레지스트(130)는 열에 내성이 있는 보조 바인더를 포함하고 있으나 그 조성비가 작아 B와 같이 광팽창층(120)과 이격되며, a와 같이 어노드 전극(150)에 닿도록 팽창된 것을 보여준다.
또한, 제 2 실시예에 따라 10:2의 비율로 메인 바인더와, 동일한 계열의 보조 바인더가 혼합된 포토 레지스트(130)가 형성된 포토 레지스트 필름을 사용한 OLED 장치를 나타낸 도 4c의 경우도 포토 레지스트(130)는 열에 내성이 있는 보조 바인더를 포함하고 있으나 그 조성비가 작아 C와 같이 광 팽창층(120)과 이격된 것을 보여준다.
제 3 실시예에 따라 10:3의 비율로 메인 바인더와, 동일한 계열의 보조 바인더가 혼합된 포토 레지스트(130)가 형성된 포토 레지스트 필름을 사용한 OLED 장치를 나타낸 도 4d의 경우, 포토 레지스트(130)는 열에 의한 팽창이 적게 발생하여 뱅크(140)의 상부에 위치하고, 광팽창층(120)과 접착이 유지되며, D와 같이 어노드 전극(150)과 분리된 것을 나타내고 있다.
제 4 실시예의 경우에도 10:4의 비율로 메인 바인더와, 동일한 계열의 보조 바인더가 혼합된 포토 레지스트(130)가 형성된 포토 레지스트 필름을 사용한 OLED 장치를 나타낸 도 4e의 경우, 포토 레지스트(130)는 열에 의한 팽창이 적게 발생하여 D와 같이 어노드 전극(150)과 분리되어 있으나, E와 같이 광 팽창층(120)과 이격이 발생하며, 포토 레지스트(130)가 제 3 실시예에 비해 하부로 흐른 것을 나타내고 있다.
상기의 결과에 따라, 메인 바인더와 보조 바인더의 조성비가 10:3인 경우 포토 레지스트가 내열 특성을 나타내어 팽창이 적게 발생하고, 이에 따라 수축시 발생하는 처짐 현상이 적어지는 것을 알 수 있다.
한편, 상기 지지 필름, 광팽창층, 포토 레지스트층으로 형성되는 포토 레지스트 필름은 레이저 광 조사시 포토 레지스트층의 처짐 현상이 발생하는 것을 방지하기 위해서 포토 레지스트층의 단면 계수값을 높일 수 있다.
포토 레지스트층의 단면 계수값은 
(w= 단면 길이, h= 단면 두께)에 따라 변하는 것으로, 두께가 두꺼워질수록 단면 계수값이 높아지고, 처짐은 감소하게 된다.
그러나, 바인더를 적게 포함하여 강도를 높임으로써 처짐 현상을 방지하는 본 발명의 포토 레지스트층은, 단면 계수값이 증가할 경우 처짐 현상은 방지할 수 있으나 전단 특성이 낮아지는 문제가 발생하므로, 포토 레지스트층 두께는 잔막 형성을 방지하기 위하여 최소 1㎛으로 형성되어야 하고, 전단 특성을 높이기 위하여 최대 5㎛의 두께로 형성되어야 하며, 바람직하게는 이들의 중간값인 3㎛로 형성되어야 한다.
상기 제 3 실시예에 따른 포토 레지스트가 3㎛ 두께로 형성된 포토 레지스트 필름은 뱅크 상의 포토 레지스트가 처지는 현상을 방지할 뿐만 아니라 포토 레지스트 필름 제거시에도 잔막의 형성을 방지하게 되는데, 이는 아래 도 5a 및 도 5b를 들어 설명하도록 한다.
도 5a 및 도 5b는 제 1 비교예에 따른 포토 레지스트 필름 제거시의 OLED 장치과 제 3 실시예에 따른 포토 레지스트 필름 제거시의 OLED 장치를 촬영한 사진이다.
도 5a에 도시된 바와 같이, 제 1 비교예에 따른 포토 레지스트 필름 제거시 불량이 발생한 포토 레지스트에 의해 OLED 장치의 상부에 잔막(L)을 형성하여 이후 공정에 지장을 주게 된다.
그러나, 도 5b에 도시된 바와 같이, 제 3 실시예에 따른 포토 레지스트 필름 제거시에는 포토 레지스트가 처지는 불량이 발생하지 않으며, 종래에 비해 포토 레지스트의 두께가 증가하여 레이저에 조사되지 않은 영역 전체에 잔막이 형성되지 않도록 제거할 수 있고, 후속 공정인 유기물 증착이 가능하도록 형성된다.
즉, 메인 바인더와, 내열 특성이 메인 바인더보다 높은 보조 바인더를 10:3의 비율로 혼합하여 사용하는 경우, 레이저 조사에 의한 열에 포토 레지스트가 뱅크의 하면까지 과팽창하지 않게 되고, 이후 수축에 의해 어노드 전극에 접착되는 문제 또한 사라지게 되어 유기물 증착 불량 문제가 해결되며, 포토 레지스트 찢김 현상에 의해 발생하던 잔막 현상 또한 감소하게 되어 뱅크와 뱅크의 이격 거리가 짧은 고해상도 OLED 장치를 패터닝하는 경우에도 본 발명의 제 3 실시예에 따른 포토 레지스트 필름을 사용할 수 있게 된다.
한편, 상기와 같은 효과를 나타내기 위해, 종래의 포토 레지스트에 본 발명의 씨-아일랜드(Sea-Island) 구조를 적용하면 포토 레지스트의 강도는 유지하고, 전단 저항력은 더욱 낮출 수 있는데, 이는 아래 도 6을 들어 설명하도록 한다.
도 6은 본 발명의 제 5 실시예에 따른 씨-아일랜드 구조 포토 레지스트를 나타낸 단면도이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 제 5 실시예에 따른 씨-아일랜드 구조 포토 레지스트는 바인더로 형성된 포토 레지스트 구조에 바인더와 동일한 계열, 또는 반응성이 매우 낮거나 없는 전단 물질을 추가하는 것으로, 씨(230, Sea)는 포토 레지스트 구조를, 아일랜드(235, Island)는 바인더의 전단 물질을 나타내는 것이다.
이때, 상기 포토 레지스트는 두께가 1 내지 5㎛인 것을 예로 한다.
씨(230)는 유기물, 또는 무기물로 형성될 수 있는데, 유기물의 경우, 폴리올(Polyol) 계열, 아크릴레이트(Acrylate) 계열, 우레탄 아크릴레이트(Urethane Acrylate) 계열, 리액티브 아크릴레이트(Reactive Acrylate) 계열과 같은 물질을 바인더로 사용하는 것이 해당된다.
아일랜드(235)는 상기와 같이 씨(230)와 동일한 계열이거나, 씨(230)에 대하여 반응성이 매우 낮거나 없는 물질을 재료로 사용할 수 있는 것으로, 폴리염화비닐(PVA 또는 PVAc를 포함), 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리스틸렌(PS), 폴리비닐알코올(PMMA), 폴리메탈크릴산 메틸(PMMA)과 같이 반응성이 매우 낮거나 없는 물질, 또는 폴리올(Polyol) 계열, 아크릴레이트(Acrylate) 계열, 우레탄 아크릴레이트(Urethane Acrylate) 계열, 리액티브 아크릴레이트(Reactive Acrylate) 계열과 같이 메인 바인더로 적용된 계열의 유기 물질, 또는 실리카(Silica), 퓸드 실리카(Fumed Silica), 이산화 티타늄(TiO2), 산화철(Fe2O3)과 같은 무기 물질을 사용할 수 있는 것으로, 주로 구형을 나타내는 것을 사용하는 것이 바람직하나, 상기 언급한 물질과 형태로 한정되지 않는다.
이와 같이 형성하는 경우, 전단 저항력이 반응성이 낮은 아일랜드(235)에 의해 씨(230) 내부에 비어있는 공간이 형성된 효과가 나타나여 강도는 유지되고, 전단 저항력은 감소되어 전단 특성이 높아지게 된다. 이의 효과는 아래 도 7a 내지 도 7d를 들어 설명하도록 한다.
도 7a 내지 도 7d는 제 2 비교예 및 본 발명의 제 5 실시예에 따른 아일랜드의 제 1 함량 내지 제 3 함량에 따른 포토 레지스트가 적용된 포토 레지스트 필름을 OLED 장치에 부착 후 제거한 결과를 촬영한 사진이다.
도 7a 내지 도 7d에 도시된 제 2 비교예 및 본 발명의 제 5 실시예에 따른 아일랜드의 제 1 함량 내지 제 3 함량에 따른 포토 레지스트가 적용된 포토 레지스트 필름의 결과 사진은 포토 레지스트에 구 형의 폴리스틸렌을 첨가하여 나타낸 것으로, 동일 광량의 레이저를 조사한 것이며, 각각에 따른 포토 레지스트의 구성비는 아래와 같다.
제 2 비교예 :
아크릴레이트 계열, 또는 폴리올 계열 포토 레지스트(100 중량%)
제 5 실시예의 제 1 함량 :
아크릴레이트 계열, 또는 폴리올 계열 포토 레지스트(95 중량%) + 아일랜드(5 중량%)
제 5 실시예의 제 2 함량 :
아크릴레이트 계열, 또는 폴리올 계열 포토 레지스트(90 중량%) + 아일랜드(10 중량%)
제 5 실시예의 제 3 함량 :
아크릴레이트 계열, 또는 폴리올 계열 포토 레지스트(80 중량%) + 아일랜드(20 중량%)
상기와 같은 구성비에서, 포토 레지스트가 분리될 때의 응력은 아래와 같은 것으로, 동적 기계 분석기(DMA, Dynamic Machanical Analyer)로 측정한 것이다.
| 첨가 비율 | 제 2 비교예 | 제 1 함량 | 제 2 함량 | 제 3 함량 |
| 강도(25℃) | 23.6Mpa | 16.7Mpa | 11.9Mpa | 5.1Mpa |
제 2 비교예에 따른 포토 레지스트는 종래의 구성비를 갖는 것으로, 이를 포함하는 포토 레지스트 필름을 사용한 OLED 장치를 나타낸 도 7a에 도시된 바와 같이, 아일랜드 없이 아크릴레이트 계열의 바인더로만 형성되는 경우, 응력이 23.6Mpa로 제 5 실시예의 제 1 내지 3 함량으로 형성된 포토 레지스트에 비해 전단 특성이 낮아 부착된 포토 레지스트가 임의의 방향으로 찢어짐이 발생하면서 기준 화소 라인(SL)을 따라 분리되지 않고 잔막(L)이 형성되는 것을 볼 수 있다.
그리고, 제 5 실시예의 제 1 함량에 따라 포토 레지스트에 아일랜드를 5 중량%(전단 물질 기준)혼합한 경우에도 응력이 16.7Mpa를 나타내어 도 7b에 도시된 바와 같이 잔막(L)이 발생하였으나, 제 2 비교예에 따른 포토 레지스트에서 발생한 잔막(L)에 비해 비교적 기준 화소 라인(SL)을 따라 분리되어 제 2 비교예에 따른 포토 레지스트에 비해 전단 특성이 향상된 것을 알 수 있다.
제 5 실시예의 제 2 함량에 따라 포토 레지스트에 아일랜드를 10 중량%(전단 물질 기준) 혼합한 경우에는 응력이 11.9Mpa를 나타내는 것으로, 기준 화소 라인(SL)에 이웃한 일부 영역에서 도 7c와 같이 잔막(L)이 발생하였으나, 그 폭이 제 2 비교예 및 제 5 실시예의 제 1 함량에 따른 포토 레지스트에 비해 비교적 기준 화소 라인(SL)을 따라 분리되어 전단 특성이 향상된 것을 알 수 있다.
제 5 실시예의 제 3 함량에 따라 포토 레지스트에 아일랜드를 20중량%(전단 물질 기준) 혼합한 경우에는 응력이 5.1Mpa를 나타내고 있으며, 도 7d와 같이 기준 화소 라인(SL)을 따라 포토 레지스트가 제거된 것을 통해 전단 특성이 매우 향상된 것을 확인할 수 있다.
제 5 실시예의 제 3 함량과 같이 전단 특성이 향상되는 경우, 화소의 영역이 협소화되는 고해상도 장치의 제작시에도 적용 가능하게 되는데, 이는 아래 도 8을 들어 설명하도록 한다.
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 제 5 실시예의 제 3 함량에 따른 포토 레지스트가 적용된 포토 레지스트 필름으로 유기발광디스플레이장치를 제조하는 공정을 촬영한 사진이다.
도 8a에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 5 실시예의 제 3 함량에 따른 포토 레지스트가 적용된 포토 레지스트 필름을 이용하여 타겟 영역(T)을 제외한 논 타겟 영역(NT)에 포토 레지스트를 형성시킨 후, 포토 레지스트 필름을 떼어낸 것을 알 수 있다.
이때, 타겟 영역(T)의 폭은 20.24㎛이고, 논 타겟 영역(NT)의 폭은 39.10㎛으로, 전단 특성이 향상된 포토 레지스트 필름은 고 해상도의 화소 영역까지 패터닝이 가능함을 알 수 있다.
이러한 패터닝에 따른 OLED 장치는 도 8b에 도시되어 있는데, 이는 포토 레지스트가 형성된 OLED 장치를 도시하는 상기 도 8a에서 유기물과 캐소드 전극을 비롯한 OLED 장치 구성 요소를 추가로 형성한 완성된 장치로써, 5인치 크기에 440개의 화소가 형성되어 있다.
상기 OLED 장치에 본 발명의 제 5 실시예의 제 3 함량의 포토 레지스트 증착 후 유기물 증착 이후의 공정을 진행할 경우에도, 유기물에서 전자와 정공의 재결합이 정상적으로 이뤄져 디스플레이 장치가 정상적으로 동작하는 것을 도시하고 있다.
이와 같이, 제 5 실시예의 제 3 함량에 따른 포토 레지스트가 형성된 포토 레지스트 필름을 이용할 경우, 높은 해상도를 나타내는 OLED 장치의 제조 또한 가능하게 되며, 포토 레지스트 자체의 강도는 유지하며 전단 특성만 향상시킬 수 있어 잔막 또한 형성되지 않기 때문에, 유기물 증착시에도 포토 레지스트에 의한 불량을 감소시킬 수 있다.
또한, 이의 구조를 전술한 제 3 및 4 실시예에 적용할 경우, 포토 레지스트의 처짐, 잔류 및 잔막 발생과 같은 문제가 더욱 감소할 것을 예측할 수 있다.
본 발명은 상기 실시예 및 실시예에 따른 재료로 한정되지 않고, 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다.
100 : 포토 레지스트 필름 110 : 지지 필름
120 : 광팽창층 130 : 포토 레지스트
120 : 광팽창층 130 : 포토 레지스트
Claims (16)
- 지지 필름과;
상기 지지필름의 일면에 형성되며, 빛에 의해 반응을 나타내는 광팽창층과;
메인 바인더와, 상기 메인 바인더에 비해 높은 내열 특성을 갖는 보조 바인더를 포함하며, 상기 광팽창층을 덮도록 형성되는 포토 레지스트층
을 포함하고,
상기 보조 바인더는 상기 메인 바인더와 동일 계열의 물질로 선택되는
포토 레지스트 필름.
- 제 1 항에 있어서,
상기 포토 레지스트층의 두께가 1 내지 5㎛로 형성되는 것을 특징으로 하는 포토 레지스트 필름.
- 제 1 항에 있어서,
상기 포토 레지스트층은 이를 형성하는 상기 보조 바인더의 구성비가 메인 바인더:보조 바인더 = 10:3인 것을 특징으로 하는 포토 레지스트 필름.
- 제 3 항에 있어서,
상기 포토 레지스트층은 상기 메인 바인더와 보조 바인더가 3~15%로 구성되고, 동일한 계열의 모노머가 2~6%, 용매가 50~95%로 구성되며, 이에 개시제 및 기타 첨가제를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 포토 레지스트 필름.
- 제 1 항에 있어서,
상기 메인 바인더는 아크릴레이트, 우레탄, 리액티브, 폴리올 계열 중 선택된 어느 하나이거나 두 가지 물질 이상이 혼합된 것을 특징으로 하는 포토 레지스트 필름.
- 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 광팽창층은 카본 블랙이나 흑연 안료 또는 적외선(IR)염료와 같은 유기화합물과, 알루미늄(Al), 주석(Sn), 티타늄(Ti) 등과 같은 금속 또는 그 산화물 및 이들의 화합물로 형성되어 상기 포토 레지스트층의 접착 반응을 개시하는 것을 포함하는 포토 레지스트 필름.
- 지지 필름과;
상기 지지필름의 일면에 형성되며, 빛에 의해 반응을 나타내는 광팽창층과;
바인더를 포함하고, 상기 바인더와 같은 계열이거나 반응성을 나타내지 않는 물질로 형성된 전단 물질을 포함하며, 상기 광팽창층을 덮도록 형성되는 포토 레지스트층
을 포함하는 포토 레지스트 필름.
- 제 8 항에 있어서,
상기 포토 레지스트층은 상기 전단 물질을 적어도 20 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 포토 레지스트 필름.
- 제 8 항에 있어서,
상기 전단 물질은 상기 바인더와 동일한 계열의 물질이거나, 폴리염화비닐(PVA 또는 PVAc를 포함), 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리스틸렌(PS), 폴리비닐알코올(PMMA), 폴리메탈크릴산 메틸(PMMA), 또는 실리카(Silica), 퓸드 실리카(Fumed Silica), 이산화 티타늄(TiO2), 산화 제 2 철(Fe2O3) 중 선택된 어느 하나, 또는 두 가지 이상이 혼합되어 구 형을 나타내는 것을 특징으로 하는 포토 레지스트 필름.
- 제 8 항에 있어서,
상기 포토 레지스트층의 두께가 1 내지 5㎛로 형성되는 것을 특징으로 하는 포토 레지스트 필름.
- 제 8 항에 있어서,
상기 바인더는 메인 바인더와 보조 바인더를 포함하며,
상기 포토 레지스트층은 이를 형성하는 상기 보조 바인더의 구성비가 적어도 메인 바인더:보조 바인더 = 10:3인 것을 특징으로 하는 포토 레지스트 필름.
- 제 8 항에 있어서,
상기 광팽창층은 카본 블랙이나 흑연 안료 또는 적외선(IR)염료와 같은 유기화합물과, 알루미늄(Al), 주석(Sn), 티타늄(Ti) 등과 같은 금속 또는 그 산화물 및 이들의 화합물로 형성되어 상기 포토 레지스트층의 접착 반응을 개시하는 것을 포함하는 포토 레지스트 필름.
- 어노드 전극과 뱅크가 형성된 유기발광디스플레이장치의 제조 방법에 있어서,
제 1 항 내지 제 5 항과 제 7 항 내지 제 13 항 중 선택된 어느 한 항을 포함하는 포토 레지스트 필름을 상기 뱅크에 안착하는 단계와;
상기 포토 레지스트 필름에 레이저 광을 조사하는 단계와;
상기 포토 레지스트 필름에 비가시광을 조사하는 단계와;
상기 포토 레지스트 필름을 제거하는 단계
를 포함하는 유기발광디스플레이장치의 제조 방법.
- 제 1 항에 있어서,
상기 포토 레지스트층은 네거티브 포토 레지스트층인
포토 레지스트 필름.
- 제 12 항에 있어서,
상기 보조 바인더는 상기 메인 바인더와 동일 계열의 물질로 선택되는
포토 레지스트 필름.
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