KR20070024815A - 레이저 열 전사 장치 및 레이저 열 전사 방법 - Google Patents

레이저 열 전사 장치 및 레이저 열 전사 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 레이저 열 전사 장치 및 레이저 열 전사 방법에 관한 것으로 더욱 상세하게는, 밀착 프레임과 기판 스테이지에 전자석을 구비하여 기판과 도너 필름을 흡착하는 레이저 열 전사 장치 및 레이저 열 전사 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 레이저 열 전사 장치는 도너 필름 및 기판을 포함하여 상기 도너 필름을 상기 기판에 증착하는 공정을 실시하는 공정 챔버, 제 1 전자석을 구비하고, 상기 공정 챔버 내의 하부에 위치하여 상기 기판을 지지하는 기판 스테이지, 제 2 전자석을 구비하고, 상기 공정 챔버 내에 상기 도너 필름 및 상기 기판을 사이에 두고 상기 기판 스테이지보다 상부에 위치하는 밀착 프레임 및 상기 공정 챔버의 외부 또는 내부에 형성되는 레이저 발진기를 포함한다.
레이저 열 전사 장치, 레이저 열 전사 방법, 밀착 프레임, 전자석, 기판 스테이지

Description

레이저 열 전사 장치 및 레이저 열 전사 방법{Laser induced thermal imaging apparatus and Laser induced thermal imaging method}
도 1은 본 발명에 따른 레이저 열 전사 장치의 일례를 나타낸 도이다.
도 2a 내지 도 2e는 본 발명에 따른 레이저 열 전사 방법을 나타낸 도이다.
*** 도면의 주요 부호에 대한 설명 ***
100: 챔버 400: 레이저 발진기
200: 기판 스테이지 500a,500b: 승강부
300: 밀착 프레임
본 발명은 레이저 열 전사 장치 및 레이저 열 전사 방법에 관한 것으로 더욱 상세하게는 전자석으로 형성된 밀착 프레임과 전자석을 구비한 기판 스테이지를 이 용하여 기판과 도너 필름을 밀착하고, 레이저 열 전사 공정을 실시하는 레이저 열 전사 장치 및 레이저 열 전사 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 유기 발광 다이오드는 절연 기판상에 하부 전극인 애노드 전극이 형성되고, 애노드 전극 상에 유기 박막층이 형성되며, 유기 박막층 상에 상부 전극인 캐소드전극이 형성된다. 상기 유기 박막층은 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층, 정공 억제층, 전자 수송층 및 전자 주입층중 적어도 하나를 포함한다.
상기 유기 박막층을 형성하는 방법으로는 증착법과 리소그라피법이 있다. 증착법은 새도우 마스크를 이용하여 유기 발광물질을 진공 증착하여 유기 발광층을 형성하는 방법으로, 마스크의 변형 등에 의해 미세패턴을 형성하기 어렵고, 대면적 표시장치에 적용하기 어렵다. 리소 그라피법은 유기발광물질을 증착한 다음 포토레지스트를 이용하여 패터닝하여 유기 발광층을 형성하는 방법으로, 고정세의 미세패턴을 형성하는 것은 가능하지만, 포토 레지스트 패턴을 형성하기 위한 현상액 또는 유기발광물질의 식각액 등에 의해 유기 발광층의 특성이 저하되는 문제점이 있었다.
상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 직접 유기 발광층을 패터닝하는 잉크젯 방식이 제안되었다. 잉크젯 방식은 발광재료를 용매에 용해 또는 분산시켜 토출액으로써 잉크젯 프린트 장치의 헤드로부터 토출시켜 유기 발광층을 형성하는 방법이다. 상기 잉크젯 방식은 공정은 비교적 간편하지만, 수율 저하나 막두께의 불균일성이 발생되고, 대면적의 표시장치에 적용하기 어려운 문제점이 있었다.
따라서, 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 밀착 프레임과 기판 지지대 간의 자력을 이용하여 도너 필름과 기판을 합착하는 공정을 통해 유기 발광층을 형성하는 레이저 열 전사 장치 및 레이저 열 전사 방법을 제공하는 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위한 기술적 수단으로 본 발명의 일측면은 도너 필름 및 기판을 포함하여 상기 도너 필름을 상기 기판에 증착하는 공정을 실시하는 공정 챔버, 제 1 전자석을 구비하고, 상기 공정 챔버 내의 하부에 위치하여 상기 기판을 지지하는 기판 스테이지, 제 2 전자석을 구비하고, 상기 공정 챔버 내에 상기 도너 필름 및 상기 기판을 사이에 두고 상기 기판 스테이지보다 상부에 위치하는 밀착 프레임 및 상기 공정 챔버의 외부 또는 내부에 형성되는 레이저 발진기를 포함하는 레이저 열 전사 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 측면은 (a) 기판 스테이지와 밀착 프레임 사이에 위치하는 기판과 도너 필름을 합착하는 단계, (b) 상기 기판 스테이지 및 상기 밀착 프레임에 전류를 공급하여 상기 전류의 흐름에 의해 상기 기판 스테이지 및 상기 밀착 프레임에 자력을 형성하는 단계 및 (C) 상기 자력에 의해 상기 기판과 상기 도너 필름이 밀착되는 단계를 포함하는 레이저 열 전사 방법을 제공하는 것이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 따른 레이저 열 전사 장치의 일례를 나타낸 도이다.
도 1을 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 레이저 열 전사 장치는 챔버(100), 기판 스테이지(200), 밀착 프레임(300), 레이저 발진기(400) 및 승강부(500a, 500b)를 포함한다.
챔버(100)에서는 기판(250) 상에 소정의 유기물을 전사하기 위한 증착원인 도너 필름(350)을 합착(lamination)하는 공정을 실시한다. 따라서, 챔버(100) 내부에는 기판(250)과 도너 필름(350)의 합착 공정을 실시하기 위한 수단으로 적어도 기판 스테이지(200)와 밀착 프레임(300)이 포함되어 있다. 이때, 챔버(100)는 진공 상태이다.
기판 스테이지(200)는 기판(250)과 도너 필름(350)을 각각 정렬하는 제 1 정렬홈(202a)과 제 2 정렬홈(202b)으로 구성된다. 일반적으로, 도너 필름(350)은 기판(250)보다 그 면적이 넓으므로, 제 2 정렬홈(202b)은 제 1 정렬홈(202a)의 외주에 도너 기판(350)의 형상을 따라 형성된다. 이때, 제 1 정렬홈(202a)과 제 2 정렬홈(202b)은 소정의 단차를 가지고 형성되며, 제 2 정렬홈(202b)이 제 1 정렬홈(202a)보다 소정의 높이만큼 높게 형성된다. 또한, 기판 스테이지(200)는 적어도 하나의 제 1 전자석(210)을 포함한다. 이때, 제 1 전자석(210)은 하나의 평면으로 배치될 수 있으나, 복수의 제 1 전자석(210)을 구비하여 동심 원형 또는 가로 및 세로의 복수 열로 형성하는 것이 바람직하다.
밀착 프레임(300)은 제 2 전자석(310)을 구비하며, 챔버(100) 내에 기판(250) 및 도너 필름(350)을 사이에 두고 기판 스테이지(200) 보다 상부에 위치한다. 그리고, 밀착 프레임(300)에는 도너 필름(350)의 전사될 부분에 대응하는 패턴의 개구부(311)가 형성된다. 즉, 기판(250)상에 유기물을 전사하기 위한 전사원으로 도너 필름(350)을 사용하기 때문에 기판(250)상에 전사될 유기물의 크기만큼의 도너 필름(350)이 전사되어야 한다. 따라서, 밀착 프레임(300)에 소정 패턴의 개구부(311)를 형성하여 원하는 면적의 도너 필름(350)을 기판(250)상에 전사한다. 한편, 밀착 프레임(300)은 그 자체가 제 2 전자석(310)으로 형성될 수 있으며, 밀착 프레임(300)의 상부 또는 하부에 제 2 전자석(310)을 부착하여 형성될 수도 있다. 그리고, 밀착 프레임(300)은 밀착 프레임 프레임(301)에 의해 고정되어 상, 하 구동될 수 있다.
레이저 발진기(400)는 챔버(100)의 외부 또는 내부에 형성될 수 있으며, 바람직하게는 밀착 프레임(300)의 상부에 위치하여 밀착 프레임(300)상에 레이저를 전사할 수 있도록 한다.
승강부(500a, 500b)는 제 1 승강부(500a)와 제 2 승강부(500b)로 구분할 수 있다. 그리고, 제 1 승강부(500a)는 제 1 핀(550a)을 구비하여 기판(250)을 상, 하 구동하고, 제 2 승강부(500b)는 제 2 핀(550b)을 구비하여 도너 필름(350)을 상, 하 구동한다. 일례로, 먼저 제 1 승강부(500a)를 상승시켜 이동 수단(미도시)로부터 기판(250)을 전달받아 다시 하강하여 제 1 정렬홈(202a)에 정렬한다. 그 다음 제 2 승강부(500b)를 상승시켜 이동 수단(미도시)로부터 도너 필름(350)을 전달 받아 다시 하강하여 제 2 정렬홈(202b)에 정렬한다. 이와 같은 동작으로 기판(250)과 도너 필름(350)을 합착시킨다. 이때, 도너 필름(350)은 필름 프레임(301)에 의해 고정되어 승강한다.
상술한 본 발명에 따른 레이저 열 전사 장치는, 승강 구동부(미도시)를 더욱 구비하여 밀착 프레임(300)과 연결하고, 승강 구동부에 의해 밀착 프레임(300)이 상, 하 구동된다. 즉, 밀착 프레임(300)은 제 2 전자석(310)으로 형성되기 때문에 밀착 프레임(300)에 소정의 전류를 흘려주게 되면 자기장이 생겨 자석이 된다. 따라서, 승강 구동부는 밀착 프레임(300)에 전류를 공급하는 소정의 수단(미도시)과 접속되어 전류의 양과 방향에 따라 밀착 프레임(300)의 밀착 강도와 동작이 조절될 수 있도록 한다.
도 2a 내지 도 2e는 본 발명에 따른 레이저 열 전사 방법을 나타낸 도이다.
도 2a 내지 도 2e를 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 레이저 열 전사 방법은 먼저, 소정의 챔버(100)를 구비하고, 엔드 이펙터(700)를 이용하여 기판 스테이지(200)의 제 1 정렬홈(202a) 상에 기판(250)을 정렬한다. 이때, 제 1 승강부(500a)를 상승시켜 제 1 승강부(500a)에 구비된 제 1 핀(550a)을 이용하여 엔드 이펙터(700)로부터 기판(250)을 전달받아 지지한다. (도 2a) 그리고 나서, 엔드 이펙터(700)를 챔버(100)의 외부로 빼낸다. (도 2b)
그 다음 공정으로 엔드 이펙터(700)를 이용하여 기판 스테이지(200)의 제 2 정렬홈(202b) 상에 도너 필름(350)을 정렬한다. 이때, 제 2 승강부(500b)를 상승 시켜 제 2 승강부(500b)에 구비된 제 2 핀(550b)을 이용하여 엔드 이펙터(700)로부터 도너 필름(350)을 전달받아 지지한다.(도 2c) 그리고 나서, 미리 배치되어 있는 기판(250)상에 도너 필름(350)을 합착한다. 이때, 도너 필름(350)은 필름 프레임(351)에 의해 고정되어 있는 형태로 제 2 정렬홈(202b) 상에 정렬된다. (도 2d)
그 다음, 밀착되어 있는 기판(250)과 도너 필름(350) 사이에 미세한 공극이 생기지 않도록 밀착 강도를 조절하여 밀착 프레임(300)을 도너 필름(350) 상에 밀착 한다. 이때, 밀착 프레임(300)은 밀착 프레임 프레임(301)에 의해 고정된 상태로 하강한다. 그리고, 기판 스테이지(200)의 내부에 전자석(310)이 구비되어 있기 때문에 밀착 프레임(300)과 기판 지지대(200)의 밀착 강도를 조절하여 기판(250)과 도너 필름(350)의 접착특성을 향상시킬 수 있다. 후속 공정으로 레이저 발진기(400)를 이용하여 소정 패턴의 개구부(미도시)가 구비된 밀착 프레임(300) 상에 레이저 전사 공정을 실시한다. 이때, 도너 필름(350)은 기판(250)에 유기물을 전사할 전사원 이므로 소정의 패턴으로 기판(250) 상에 전사된다. 따라서, 밀착 프레임(300)에 소정 패턴의 개구부를 구비하고, 밀착 프레임(300) 상에 레이저를 조사함으로써 소정 패턴의 유기물이 기판(250)상에 전사되게 된다. 즉, 밀착 프레임(300)은 레이저가 소정의 영역에만 조사될 수 있는 마스크로서의 역할을 할 수 있다. (도 2e)
상술한 본 발명에 따른 레이저 열 전사 방법에 의하면, 기판(250)과 도너 필름(350)을 합착시킨 후 밀착 프레임(300)으로 밀착하는 공정에서 기판(250)을 지지하는 기판 스테이지(200)는 고정하고, 밀착 프레임(300)을 하강하여 상술한 공정을 진행할 수 있다. 그리고, 도 3e에 도시된 공정이 완료되면, 승강 구동부(미도시)를 이용하여 밀착 프레임(300)을 다시 상승하여 원위치 시킨다.
본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술 분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 변형 예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 레이저 열 전사 장치 및 레이저 열 전사 방법에 의하면, 도너 필름을 기판상에 증착할 때 도너 필름과 기판 사이에 미세한 공극이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 기판과 도너 필름간의 접합특성을 향상시킬 수 있고, 결과적으로 소자의 수명, 수율 및 신뢰도를 향상시키는 효과가 있다.

Claims (12)

  1. 도너 필름 및 기판을 구비하여 상기 도너 필름을 상기 기판에 합착하는 공정을 실시하는 챔버;
    제 1 전자석을 구비하고, 상기 챔버 내에 위치하여 상기 기판을 지지하는 기판 스테이지;
    제 2 전자석을 구비하고, 상기 챔버 내에 상기 도너 필름 및 상기 기판을 사이에 두고 상기 기판 스테이지보다 상부에 위치하는 밀착 프레임; 및
    상기 챔버의 외부 또는 내부에 형성되는 레이저 발진기를 포함하는 레이저 열 전사 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 밀착 프레임은 그 자체가 상기 제 2 전자석으로 형성될 수 있는 레이저 열 전사 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 밀착 프레임의 상부 또는 하부에 상기 제 2 전자석이 부착되는 레이저 열 전사 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 밀착 프레임은 상기 도너 필름의 전사될 부분에 대응하는 패턴의 개구부가 형성되는 레이저 열 전사 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 밀착 프레임과 연결되어 상기 밀착 프레임의 상, 하 구동을 조절하는 승강 구동부을 더욱 구비하는 레이저 열 전사 장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 승강 구동부는 상기 밀착 프레임에 전류를 공급하는 소정의 수단을 포함하는 레이저 열 전사 장치.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 승강 구동부는 상기 도너 필름과 상기 기판의 밀착 강도를 조절할 수 있는 레이저 열 전사 장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 전자석은 상기 기판 스테이지의 내부에 포함되는 레이저 열 전사 장치.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 레이저 발진기는 상기 밀착 프레임 보다 상부에 위치하는 레이저 열 전사 장치.
  10. (a) 기판 스테이지와 밀착 프레임 사이에 위치하는 기판과 도너 필름을 합착하는 단계;
    (b) 상기 기판 스테이지 및 상기 밀착 프레임에 전류를 공급하여 상기 전류의 흐름에 의해 상기 기판 스테이지 및 상기 밀착 프레임에 자력을 형성하는 단계; 및
    (C) 상기 자력에 의해 상기 기판과 상기 도너 필름이 밀착되는 단계를 포함하는 레이저 열 전사 방법.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 (b) 단계는 상기 밀착 프레임을 하강하여 밀착하는 단계인 레이저 열 전사 방법.
  12. 제 10항에 있어서,
    상기 (c) 단계 실시 후 상기 밀착 프레임을 상승하여 원위치 시키는 단계를 더욱 포함하는 레이저 열 전사 방법.
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