KR20100091430A - 레이저 열전사용 도너 필름 및 이를 이용한 유기 발광 소자의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 기재층; 광에너지를 열에너지로 변환시키는 광-열 변환층; 및 안료 및 열가소성 저분자 폴리머를 포함한 전사층을 포함한 레이저 열전사용 도너 필름 및 이를 이용한 유기 발광 소자의 제조 방법에 관한 것이다. 상기 레이저 열전사용 도너 필름을 이용하면 우수한 해상도를 갖는 컬러 필터 패턴을 구비한 유기 발광 소자를 얻을 수 있다.
유기 발광 소자
Description
본 발명을 레이저 열전사용 도너 필름 및 유기 발광 소자의 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하기로는, 열가소성 저분자 폴리머를 포함한 전사층을 구비한 레이저 열전사용 도너 필름 및 이를 이용한 유기 발광 소자의 제조 방법에 관한 것이다.
유기 발광 소자는, 형광 또는 인광 유기막에 전류를 흘려주면, 전자와 정공이 유기층에서 결합하면서 빛이 발생하는 현상을 이용한 자발광형 소자로서, 경량이며, 부품이 간소하고 제작 공정이 비교적 간단한 구조를 갖고 있다. 또한 고화질 구현이 가능하며, 광시야각을 확보할 수 있으며, 동영상을 완벽하게 구현할 수 있다. 아울러, 고색순도 구현, 저소비전력, 저전압 구동이 가능하여, 휴대용 전자 기기에 적합한 전기적 특성을 갖고 있다.
상기 유기 발광 소자는 광원은 물론, 디스플레이로서도 사용될 수 있는데, 디스플레이로 사용되기 위하여는, 적색, 녹색 및 청색의 풀 컬러를 방출할 수 있는 구성이 필수적이다. 풀 컬러 유기 발광 소자는 다양한 소자 구성을 통하여 달성될 수 있는데, 예를 들면, 전면 발광형 백색-발광 유기 발광 소자를 준비한 다음, 백색광이 지나는 경로에 적색광을 통과시킬 수 있는 적색 컬러 필터층, 녹색광을 통과시킬 수 있는 녹색 펄러 필터층, 청색광을 통과시킬 수 있는 청색 컬러 필터층을 패터닝함으로써, 풀 컬러 유기 발광 소자를 제작할 수 있다.
상기 컬러 필터 패턴은 새도우 마스크를 이용한 진공증착법 또는 통상적인 광식각법을 이용하여 형성할 수 있으나, 진공 증착법을 이용할 경우에는 정밀한 컬러 필터 패턴을 형성하기 곤란하고, 광식각법인 경우에는 현상액 또는 식각액에 의해 하부의 유기 발광 소자가 손상될 우려가 있다.
상기 문제점을 해결하기 위한 방법으로 레이저 열전사법(Laser Induced Thermal Imaging : LITI)을 이용하여 컬러 필터 패턴을 형성하는 방식이 도입되었다.
상기 레이저 열전사법은 광원에서 방출된 빛이 도너 필름의 광-열 변환층에 흡수되어 빛이 열에너지로 전환되면, 전환된 열에너지에 의해 전사층 소정의 기판 상으로 전사됨으로써, 소정의 기판 상부에 유기층 패턴을 형성하는 방법으로서, 형성된 유기 물질이 필름으로 전사되어 유기층 패턴이 형성되는 방법으로서, 재료 손실이 적고, 공정이 간편하다는 장점이 있다.
그러나, 종래의 레이저 열 전사법용 도너 필름은, 광 조사시 전사층이 도너 필름으로부터 잘 분리되지 않거나, 전사 후 패턴의 해상도가 만족스럽지 못하였는 바, 이의 개선이 필요하다.
전술한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 열가소성 저분자 폴리머를 이용하여, 전사 후 패턴의 해상도를 향상시킬 수 있는 레이저 열전사용 도너 필름 및 이를 이용한 유기 발광 소자의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 본 발명의 과제를 이루기 위하여, 본 발명은, 기재층; 광에너지를 열에너지로 변환시키는 광-열 변환층; 및 안료 및 열가소성 저분자 폴리머를 포함한 전사층;을 포함한 레이저 열전사용 도너 필름을 제공한다.
상기 본 발명의 다른 과제를 이루기 위하여, 본 발명은, 전술한 바와 같은 제1항 또는 제2항의 레이저 열전사용 도너 필름을 준비하는 단계; 기판과 상기 상기 레이저 열전사용 도너 필름의 전사층이 서로 대향되도록 배치하는 단계; 및 상기 도너 필름에 레이저를 조사하여, 상기 레이저 열전사용 도너 필름의 전사층을 상기 기판 상부로 전사함으로써, 상기 기판 상에 컬러 필터 패턴을 형성하는 단계;를 포함하는 유기 발광 소자의 제조 방법을 제공한다.
상술한 바와 같은 레이저 열전사용 도너 필름을 이용하면, 전사 후 패턴, 특히, 전사 후 컬러 필터 패턴의 해상도가 향상될 수 있는 바, 고품질의 유기 발광 소자를 제작할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 레이저 열전사용 도너 필름(10)의 단면도를 개략적으로 도시한 것이다. 도 1의 레이저 열전사용 도너 필름(10)은 기재층(11), 광-열 변환층(13) 및 전사층(15)이 차례로 적층된 것이다.
상기 기재층(11)은 광-열 변환층(13)에 빛을 전달하기 위하여 투명성을 가져야 하며, 적당한 광학적 성질과 충분한 기계적 안정성을 가진 물질로 이루어질 수 있다. 이를테면, 폴리에스테르, 폴리아크릴, 폴리에폭시, 폴리에틸렌, 폴리스티렌 및 폴리에틸렌테레프탈레이트로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 고분자 물질이거나 유리로 이루어질 수 있다.
상기 광-열 변환층(13)은 적외선-가시광선 영역의 빛을 흡수하여 상기 빛의 일부 이상을 열로 변환시키는 층으로서, 적당한 광학밀도(optical density)를 가져야 하며, 빛을 흡수하기 위한 광흡수성 물질을 포함하는 것이 바람직하다. 여기서, 상기 광-열 변환층(13)은 Al, Ag 및 이들의 산화물 및 황화물로 이루어진 금속막이거나 카본 블랙, 흑연 또는 적외선 염료를 포함하는 고분자로 이루어진 유기막으로 이루어질수 있다. 상기 광-열 변환층(13)은, 진공 증착법, 전자빔 증착법 또는 스퍼터링을 이용하여 형성할 수 있으며, 이와는 달리, 롤 코팅, 그라비아, 압출, 스핀 코팅 및 나이프 코팅법과 같은 통상의 코팅법을 이용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 전사층(15)은 광-열 변환층(13)으로부터 전달받은 열 에너지에 의하여, 레이저 열전사용 도너 필름(10)으로부터 분리되어, 소정의 기판으로 전사되는 층이 다. 바람직하게, 상기 전사층(15)은 소정의 기판으로 전사되어 유기 발광 소자의 컬러 필터 패턴이 될 수 있다. 따라서, 상기 전사층(15)가 전사되는 기판은, 바람직하게는 컬러 필터 패턴이 형성될 영역을 구비한 지지체로서, 예를 들면, 전면 발광형 백색-발광 유기 발광 소자를 덮는 봉지 기판 상부 등일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 전사층(15)은 안료 및 열가소성 저분자 폴리머를 포함한다.
상기 안료는 유기 발광 소자의 컬러 필터용으로 사용가능한 공지된 안료 중 에서 임의로 선택될 수 있으며, 이는 당업자에게 용이하게 인식될 수 있는 것이다.
상기 열가소성 저분자 폴리머는, 열에너지를 공급받아 가열되면 유연성이 증가하고, 열에너지가 차단되고 냉각되면 강도가 다시 증가하는 "열가소성" 특성을 갖는 폴리머이다. 따라서, 상기 열가소성 저분자 폴리머를 포함한 전사층(15)은, 광-열 변환층(13)으로부터 전달받은 열 에너지에 의하여 광-열 변환층(13)으로부터 효과적으로 분리될 수 있고, 전사층(15)이 기판에 전사되는 동안 끊어지지 않아, 고 해상도의 전사 패턴을 형성할 수 있다.
상기 열가소성 저분자 폴리머의 중량 평균 분자량은 100 내지 10000, 바람직하게는 800 내지 5000 미만일 수 있다. 상기 열가소성 저분자 폴리머의 중량 평균 분자량이 100 미만일 경우, 전사 패턴, 즉 컬러 필터 패턴이 흐르거나 고정되지 않을 수 있고, 상기 열가소성 저분자 폴리머의 중량 평균 분자량이 10000을 초과할 경우, 전사가 효과적으로 이루어지지 않을 수 있다.
상기 열가소성 저분자 폴리머로는, 광학적으로 투명한 열가소성 고분자를 사 용할 수 있다. 이의 비제한적인 예로서, 폴리스티렌(PS), 폴리메틸아크릴레이트, 폴리에틸아크릴레이트, 폴리프로필아크릴레이트, 폴리이소프로필아크릴레이트, 폴리n-부틸아크릴레이트, 폴리sec-부틸아크릴레이트, 폴리이소부틸아크릴레이트, 폴리tert-부틸아크릴레이트, 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 폴리에틸메타크릴레이트, 폴리n-부틸메타크릴레이트, 폴리n-데실메타크릴레이트, 폴리염화비닐(PVC), 폴리염화비닐리덴(PVDC) 또는 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 삼중합체(ABS)를 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 이 중, 2 이상의 조합을 사용하는 것도 가능하다.
상기 전사층(15)은 안료 및 열가소성 저분자 폴리머 외에, 에폭시 수지 바인더를 더 포함할 수 있다. 상기 에폭시 수지 바인더는 전사된 컬러 필터 패턴의 강도를 향상시킬 수 있다. 상기 에폭시 수지 바인더의 중량 평균 분자량은, 예를 들면, 1000 내지 10000, 바람직하게는 1000 내지 2000 정도일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 전사층(15) 중 에폭시 수지 바인더의 함량은 전사된 컬러 필터 패턴의 강도를 향상시킬 수 있으면서 동시에 전사된 컬러 필터 패턴의 해상도도 향상시킬 수 있는 범위 내에서 선택될 수 있다.
상기 전사층(15)는 분산제를 더 포함할 수 있다. 상기 분산제에 의하여 전사층(15)에 포함되는 성분들, 즉, 안료, 열가소성 저분자 폴리머 등이 균일하게 혼합될 수 있다.
도 2a 내지 2c는 본 발명의 일 구현예에 따라 유기 발광 소자를 제조하는 방 법을 개략적으로 설명한 도면이다.
먼저, 도 2a와 같이, 컬러 필터 형성 영역 정의막(34)을 구비한 기판(32)을 준비한다. 상기 기판(32)은 예를 들면, 유리 재질의 봉지 기판일 수 있으며, 그 하부에는 전면 발광형 백색-발광 유기 발광 소자가 구비된 것일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 도 1에서 설명한 바와 같이, 기재층(111), 광-열 변환층(113) 및 전사층(115)이 차례로 적층된 구조를 갖는 레이저 열전사용 도너 필름(110)을 준비한다. 여기서, 상기 전사층(115)은 전술한 바와 같이 안료 및 열가소성 저분자 폴리머를 포함하며, 필요에 따라 에폭시 수지 바인더를 더 포함할 수 있다. 상기 레이저 열전사용 도너 필름(110)의 각 층에 대한 상세한 설명은 전술한 바를 참조한다.
이어서, 레이저 열전사용 도너 필름(110)의 전사층(115)과 기판(32)이 서로 대향되도록 이들을 배치한다. 이 때, 기판(32)과 레이저 열전사용 도너 필름(110)을 균일하게 접착(lamination)하여, 이들을 고정시킬 수 있다.
이후, 도 2b에서와 같이, 상기 기판(32)에 밀착되어 있는 상기 레이저 열전사용 도너 필름(110)의 기재층(111) 상부에 레이저를 조사하여 전사층(115)이 상기 기판(32)에 전사되도록 함으로써, 컬러 필터 패턴(115a)을 형성한다.
이 때, 레이저 열전사용 도너 필름(110)의 전사층(115)은 열가소성 저분자 폴리머를 포함하므로, 기판(32) 상부에 상기 컬러 필터 패턴(115a)은 정밀하고 정확하게 형성될 수 있다. 따라서, 본 발명의 유기 발광 소자의 제조 방법에 따르면, 우수한 해상도를 갖는 컬러 필터 패턴을 얻을 수 있다. 이로써, 고품질의 유 기 발광 소자를 얻을 수 있다.
그리고 나서, 도 2c에 도시한 바와 같이, 컬러 필터 패턴(115a) 상부에 투명 보호층(36) 등을 추가로 형성할 수 있다.
도 2a 내지 도 2c는 도 1에 도시된 바와 같은 레이저 열전사용 도너 필름을 이용하여 유기 발광 소자의 컬러 필터 패턴을 형성하는 방법을 예시한 것이나, 이에 한정되는 것은 아니며, 다양한 변형이 가능하다.
도 3a 및 3b는 본 발명의 일 구현예를 따르는 레이저 열전사용 도너 필름(폴리에틸렌테레프탈레이트 기재층/광-열 변환층/전사층의 구조를 가지되, 상기 전사층은 중량 평균 분자량 2300의 폴리스티렌과 중량 평균 분자량 1000의 에폭시 수지를 1:1의 중량비로 포함하며, 적색 안료로서 적색 177호를 사용하였으며, 두께는 1㎛임)을 준비한 다음, 3인치 기판을 준비하고, 상기 레이저 열전사용 도너 필름의 전사층이 상기 기판과 대향되도록 상기 레이저 열전사용 도너 필름을 배치시킨 다음, Nd-YAG 레이저를 상기 도너 필름에 조사하여, 도너 필름의 전사층이 상기 기판에 전사되도록 함으로써 형성한 적색 컬러 필터 패턴을 각각 나타낸 사진(도 3a는 적색 컬러 필터 패턴을 현미경으로 관찰한 사진이고, 도 3b는 상기 기판에 전류를 인가하여 적색 발광이 되도록 한 후 이를 관찰한 현미경 사진임)
도 3a 및 3b로부터 본 발명의 일 구현예를 따르는 레이저 열전사용 도너 필름을 이용하면 우수한 패턴 해상도를 구현할 수 있음을 알 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 구현예를 따르는 레이저 열전사용 도너 필름을 개략적으로 나타낸 도면이고,
도 2a 내지 2c는 본 발명의 일 구현예를 따르는 유기 발광 소자의 제조 방법을 개략적으로 나타낸 도면이고,
도 3a 및 3b는 본 발명의 일 구현예를 따르는 레이저 열전사용 도너 필름을 이용하여 형성한 컬러 필터 패턴을 관찰한 사진이다.
<도면 중 주요 부분에 대한 부호 설명>
10...열전사용 도너 필름 11...기재층
13...열 변환층 15...전사층
Claims (7)
- 기재층;광에너지를 열에너지로 변환시키는 광-열 변환층; 및안료 및 열가소성 저분자 폴리머를 포함한 전사층;을 포함한 레이저 열전사용 도너 필름.
- 제1항에 있어서,상기 전사층이 바인더로서 에폭시 수지를 더 포함한 것을 특징으로 하는 도너 필름.
- 제1항 또는 제2항에 있어서,상기 열가소성 저분자 폴리머의 중량 평균 분자량이 100 내지 10000인 것을 특징으로 하는 도너 필름.
- 제1항 또는 제2항에 있어서,상기 열가소성 저분자 폴리머가 폴리스티렌(PS), 폴리메틸아크릴레이트, 폴리에틸아크릴레이트, 폴리프로필아크릴레이트, 폴리이소프로필아크릴레이트, 폴리n-부틸아크릴레이트, 폴리sec-부틸아크릴레이트, 폴리이소부틸아크릴레이트, 폴리tert-부틸아크릴레이트, 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 폴리에틸메타크릴레이트, 폴리n-부틸메타크릴레이트, 폴리n-데실메타크릴레이트, 폴리염화비닐(PVC), 폴리염화비닐리덴(PVDC) 및 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 삼중합체(ABS)로 이루어진 군으로부터 선택된 것을 특징으로 하는 도너 필름.
- 제1항 또는 제2항에 있어서,상기 전사층이 분산제를 더 포함한 것을 특징으로 하는 도너 필름.
- 제1항 또는 제2항에 있어서,상기 전사층이 전사 후 유기 발광 소자의 컬러 필터 패턴이 되는 것을 특징으로 하는 도너 필름.
- 제1항 또는 제2항의 레이저 열전사용 도너 필름을 준비하는 단계;기판과 상기 상기 레이저 열전사용 도너 필름의 전사층이 서로 대향되도록 배치하는 단계; 및상기 도너 필름에 레이저를 조사하여, 상기 레이저 열전사용 도너 필름의 전사층을 상기 기판 상부로 전사함으로써, 상기 기판 상에 컬러 필터 패턴을 형성하는 단계;를 포함하는 유기 발광 소자의 제조 방법.
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2009
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