KR20100124013A - Method for flexible ito treating substrates - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A flexible ITO substrate processing method is provided to improve the property of a flexible display device by effectively removing the moisture and impurities included in an ITO substrate within a short time. CONSTITUTION: A flexible substrate(10) is plasma-cured in the oxygen atmosphere. The oxygen gas used for the oxygen atmosphere is a one among O2, O3, and N2O. An ITO layer is formed by depositing it using the high frequency in 1KW~10KW, oxygen, and argon gas on the upper ITO target of the flexible substrate. The pressure of a furnace is 0.1torr~3torr. The heating temperature is 25°C~100°C.

Description

플렉시블 아이티오 기판 처리 방법{METHOD FOR FLEXIBLE ITO TREATING SUBSTRATES}Flexible ITIO substrate processing method {METHOD FOR FLEXIBLE ITO TREATING SUBSTRATES}

본 발명은 플렉시블 ITO 기판 처리 방법에 관한 것으로, 상세하게는 환원 가스인 H2 또는 NH3를 이용한 플라즈마(Plasma) 처리로 플렉시블 기판에 포함된 수분(水分)과 물순물을 짧은 시간에 신속하면서 효과적으로 제거함으로써 플렉시블 디스플레이 소자의 특성과 생산성이 크게 향상되도록 한 것이다.The present invention relates to a method for processing a flexible ITO substrate, and in detail, plasma and plasma treatment using H 2 or NH 3 , which is a reducing gas, can be used to quickly and effectively remove moisture and water impurities contained in a flexible substrate in a short time. By eliminating this, the characteristics and productivity of the flexible display device are greatly improved.

일반적으로 차세대 평판 디스플레이로 기대되고 있는 유기전계 발광 소자는 OLED(Organic Light Emitting Diode 또는 Organic Electroluminescent Display)로도 불리며, 자체 발광 특성과 함께 시야각이 넓고, 고선명, 고화질, 고속응답성 등의 장점을 갖고 있어 소형 디스플레이에 많이 적용되고 있다.In general, organic light emitting diodes, which are expected to be the next generation of flat panel displays, are also called OLEDs (Organic Light Emitting Diodes or Organic Electroluminescent Displays), and have the advantages of self-luminous characteristics, wide viewing angles, high definition, high definition, and high-speed response It is widely applied to small displays.

유기전계 발광 소자는 기판상에 양극(anode), 정공 주입층(hole injection layer), 정공 운송층(hole transfer layer), 발광층(emitting layer), 전자 운송층(eletron transfer layer), 전자 주입층(eletron injection layer), 음극(cathode)이 순서대로 적층되어 형성된다. 양극으로는 면저항이 작고 투과성이 좋은 ITO(Indium Tin Oxide)가 주로 사용되고, 발광층으로 사용되는 유기물질은 Alq3, TPD, PBD, m-MTDATA, TCTA 등이다. 음극으로는 LiF-Al 금속막이 사용된다.The organic light emitting device includes an anode, a hole injection layer, a hole transfer layer, an emitting layer, an electron transfer layer, and an electron injection layer on a substrate. An eletron injection layer and a cathode are stacked in this order. Indium Tin Oxide (ITO), which has a small sheet resistance and good permeability, is mainly used as an anode, and an organic material used as a light emitting layer is Alq3, TPD, PBD, m-MTDATA, TCTA, and the like. As the cathode, a LiF-Al metal film is used.

또한, 유기 박막은 공기 중의 수분과 산소에 매우 약하므로 소자의 수명(life time)을 증가시키기 위해 봉합하는 봉지막이 필요하다. 이 봉합하는 공정 중에 봉지막과 기판을 붙이기 위하여 프릿 글래스(frit glass) 및 여러 종류의 밀봉제(sealant) 등이 쓰이고 있다. 이러한 재료를 스핀코터, 스크린 프린터, 디스펜서를 이용하여 봉지막 위에 도포를 하고 상ㆍ하판을 붙이는 과정에 자외선(UV) 혹은 열을 가함으로서 완전한 밀폐효과를 얻어내고 있다.In addition, since the organic thin film is very weak against moisture and oxygen in the air, an encapsulation film that is sealed to increase the life time of the device is required. In order to adhere the sealing film and the substrate during this sealing process, frit glass and various kinds of sealants are used. Such a material is applied onto the encapsulation film using a spin coater, a screen printer, and a dispenser, and ultraviolet light (UV) or heat is applied to the upper and lower plates to achieve a perfect sealing effect.

한편, 플렉시블 디스플레이(Flexible Display) 또는 터치 스크린(Touch Screen)등에 주로 사용되는 플렉시블(Flexible) 기판은 수분을 잘 흡수하기 때문에 많은 수분을 포함하고 있다. 따라서 플렉시블 기판에 함유된 수분을 제거하지 않으면 후속 공정을 진행할 때 Outgasing에 의한 소자의 열화 현상이 발생된다. Meanwhile, a flexible substrate mainly used for a flexible display or a touch screen includes a lot of moisture because it absorbs moisture well. Therefore, if the moisture contained in the flexible substrate is not removed, deterioration of the device due to outgasing occurs during the subsequent process.

따라서 종래에는 열을 이용하여 플렉시블 기판에 존재하는 수분을 제거시켜 후속 공정을 진행하면서 발생하는 아웃가싱(Outgasing)된 가스를 줄이는 방법으로 플렉시블 디스플레이 소자의 특성을 개선시키고 있으나, 이는 플렉시블 기판에 존재하는 수분을 완전히 제거하기에 효과적이지 못할 뿐 아니라 장시간의 열에 노출시켜야 하므로 제조시간이 과다 소요되고 소비전력이 증가하여 생산성이 크게 떨어지는 문제점이 있었다.Therefore, in the related art, the characteristics of the flexible display device are improved by removing the moisture present in the flexible substrate using heat to reduce the outgassed gas generated during the subsequent process. Not only is not effective to completely remove the water, but also need to be exposed to heat for a long time, there is a problem that the production time is excessive and the power consumption is increased to significantly reduce the productivity.

본 발명은 환원 가스인 H2 또는 NH3를 이용한 Plasma로 플렉시블 기판을 처리함으로써 플렉시블 기판에 함유되어 있는 수분(水分)과 불순물을 짧은 시간에 신속히, 보다 효과적으로 제거시켜 플렉시블 소자의 특성과 생산성을 크게 향상시킨 플렉시블 ITO 기판 처리 방법을 제공함에 목적이 있다.The present invention treats a flexible substrate with a plasma using H 2 or NH 3 , which is a reducing gas, to quickly and more effectively remove moisture and impurities contained in the flexible substrate in a short time, thereby improving the characteristics and productivity of the flexible device. It is an object to provide an improved flexible ITO substrate processing method.

본 발명의 다른 목적은 플렉시블 기판의 수분 및 불순물을 제거 한 후 손상된 부분이 있을 수 있으므로 ITO층을 형성하기 전에 플렉시블 기판을 산소 분위기에서 소정시간 Plasma Curing 함을 특징으로 한다.Another object of the present invention is characterized in that the flexible substrate is plasma cured for a predetermined time in an oxygen atmosphere before forming the ITO layer because there may be a damaged part after removing moisture and impurities of the flexible substrate.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 산소분위기에 사용되는 산소가스는 O2, O3, N2O 중 어느 하나를 선택하여 사용하는 것을 특징으로 한다.Another object of the present invention is characterized in that the oxygen gas used in the oxygen atmosphere is selected from any one of O 2 , O 3 , N 2 O.

본 발명의 또 다른 목적은 플렉시블 기판 위에 증착하는 ITO 박막은 ITO 타겟(target)에 1Kw ~ 10kW의 고주파와 산소와 아르곤 가스를 사용하여 소정시간 증착하는 것을 그 특징으로 한다. Another object of the present invention is characterized in that the ITO thin film deposited on the flexible substrate is deposited for a predetermined time by using a high frequency of 1Kw ~ 10kW and oxygen and argon gas to the ITO target (target).

본 발명은 플렉시블 디스플레이 기판 또는 플렉시블 디스플레이 기판에 하드코팅되어 있는 소재에 수분이나 불순물을 제거하기 위해 플라즈마(Plasma) 처리하는 공정과 이를 Curing하는 공정과 ITO 박막을 증착하는 공정을 포함한다.The present invention includes a process of plasma treatment to remove moisture or impurities on a flexible display substrate or a material hard coated on the flexible display substrate, a process of curing the same, and a process of depositing an ITO thin film.

본 발명에서 반응로의 압력은 0.1torr ~ 3torr로 유지하며, 반응로의 온도는 25℃ ~ 100℃로 유지하고, 반응가스로 H2 또는 NH3 가스를 각각 30sccm ~ 1000sccm 사용하며, 플라즈마(Plasma) 여기시 고주파 출력(RF Power)은 20Watt ~ 10kWatt로 유지 하여 소정시간 플라즈마 처리하여 수분과 불순물을 제거한다.In the present invention, the pressure of the reactor is maintained at 0.1torr ~ 3torr, the temperature of the reactor is maintained at 25 ℃ ~ 100 ℃, using a gas of H 2 or NH 3 gas 30sccm ~ 1000sccm, respectively, plasma (Plasma ) At the time of excitation, RF power is maintained at 20Watt ~ 10kWatt to remove moisture and impurities by plasma treatment for a predetermined time.

본 발명에서 플렉시블 기판의 수분 및 불순물을 제거 한 후 기판이 손상된 부분이 있을 수 있으므로 ITO층을 형성하기 전에 플렉시블 기판을 산소분위기에서 소정시간 Plasma Curing 하며, 상기 산소분위기에 사용되는 산소가스는 O2, O3, N2O 중 어느 하나를 선택하거 소정 비율로 혼합 사용 함을 특징으로 한다.In the present invention, since the substrate may be damaged after removing moisture and impurities, the flexible substrate is plasma-cured for a predetermined time in an oxygen atmosphere before forming the ITO layer, and the oxygen gas used in the oxygen atmosphere is O 2. , O 3 , N 2 O is selected or used in a predetermined ratio.

본 발명은 플렉시블 기판 위에 증착하는 ITO 박막은 ITO 타겟(target)에 1Kw~10kW(RF Power)의 고주파와 산소와 아르곤 가스를 사용하여 소정시간 증착하는 것을 그 특징으로 한다. The present invention is characterized in that the ITO thin film deposited on the flexible substrate is deposited on the ITO target using a high frequency of 1Kw ~ 10kW (RF Power), oxygen and argon gas for a predetermined time.

본 발명에서 플렉시블 기판은 휘어질 수 있는 소재인 PET, PC, PI, PES, PE 등을 사용된다.In the present invention, the flexible substrate may be a flexible material such as PET, PC, PI, PES, PE and the like.

본 발명은 플렉시블(Flexible) 기판을 처리할 때, 환원 가스인 H2 또는 NH3를 이용한 Plasma로 ITO 기판을 처리함으로써 ITO 기판에 포함되어 있는 수분(水分)과 불순물이 짧은 시간(신속히)에 보다 효과적으로 제거되어 플렉시블 디스플레이 소자의 특성이 개선되고 생산성이 크게 향상되는 등의 효과가 있으며, 플렉시블 디스플레이 기판을 사용하는 모든 제품에 적용할 수 있는 등의 효과가 있는 매우 유용한 발명이다.When treating a flexible substrate, the present invention treats the ITO substrate with a plasma using H 2 or NH 3 , which is a reducing gas, so that moisture and impurities contained in the ITO substrate are shorter (quickly). Effectively removed, the characteristics of the flexible display device is improved, the productivity is greatly improved, etc., and is very useful invention that can be applied to all products using the flexible display substrate.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예들을 첨부한 도면에 따라 상세히 설명하고자 한다. 본 발명의 실시 예들을 설명함에 있어 도면들 중 동일한 구성 요소들은 가능한 한 동일 부호로 기재하고, 관련된 공지구성이나 기능에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지가 모호해지지 않도록 생략한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In describing the embodiments of the present invention, the same components in the drawings are denoted by the same reference numerals as much as possible, and detailed descriptions of related known configurations or functions will be omitted so as not to obscure the subject matter of the present invention.

본 발명을 구현하기 위한 H2 Plasma 또는 NH3 Plasma를 이용한 플렉시블 ITO 기판 처리 방법은 반응가스를 이용하여 플렉시블 기판에 포함된 수분(水分)과 불순물을 제거하고, 산소 분위기에서 소정시간 플라즈마 Curing을 실시한 다음 플렉시블 기판(10) 상부에 ITO층(20)을 박막 증착하게 되며, 이하에서 보다 자세히 설명된다.Flexible ITO substrate processing method using H 2 Plasma or NH 3 Plasma to implement the present invention is to remove the moisture and impurities contained in the flexible substrate by using a reaction gas, and plasma curing for a predetermined time in an oxygen atmosphere Next, a thin film of ITO layer 20 is deposited on the flexible substrate 10, which will be described in more detail below.

1. 플렉시블 기판(10) 내에 포함된 불순물과 수분(水分) 처리.1. Impurity and moisture treatment included in the flexible substrate 10.

ITO 박막을 증착하기 전에 플렉시블 기판(10) 내에 포함된 불순물과 수분(水分) 처리 방법은 다음과 같다.Impurities contained in the flexible substrate 10 and a water treatment method before depositing the ITO thin film are as follows.

도 1은 휘어질 수 있는 소재인 PET, PC, PI, PES, PE 중 어느 하나이거나 이들의 혼합 소재로 구성되는 플렉시블 기판(10)을 반응로에 삽입 시킨 후, 상기 플렉시블 기판(10)의 상부면을 노출시킨 후 H2 Plasma 또는 NH3 Plasma를 소정 조건으로 소정시간 접촉시켜 처리하게 되며, 이 때, 1 is a flexible substrate 10 composed of any one of the flexible materials PET, PC, PI, PES, PE, or a mixture of these materials after being inserted into the reactor, the upper portion of the flexible substrate 10 After exposing the surface, H 2 Plasma or NH 3 Plasma is treated by contacting for a predetermined time under a predetermined condition.

a). 반응로에 투입되는 반응가스은 H2 또는 NH3 이며, 그 투입량은 각각 30sccm ~ 1000sccm이다.a). The reaction gas into the reactor is H 2 or NH 3 , and the input amount is 30sccm ~ 1000sccm, respectively.

상기 H2 또는 NH3 가스는 산소를 효과적으로 환원시키는 가스로 반도체 공정에 많이 사용되고 있다.The H 2 or NH 3 gas is a gas that effectively reduces oxygen, and is widely used in semiconductor processes.

b). 플라즈마(Plasma) 여기시 고주파 출력(RF Power)은 20Watt ~ 10kWatt이고,b). RF power is 20Watt ~ 10kWatt when plasma is excited.

c). 반응로의 압력은 0.1torr ~ 3torr이고,c). The pressure of the reactor is 0.1torr ~ 3torr,

d). 반응로의 내부 히팅 온도는 25℃ ~ 100℃의 조건에서 수행된다.d). The internal heating temperature of the reactor is carried out under the conditions of 25 ℃ to 100 ℃.

이에 따라 플렉시블 기판(10)에 포함된 불순물과 수분(水分)이 신속히 처리 된다.As a result, impurities and moisture included in the flexible substrate 10 are rapidly processed.

2. 플라즈마 Curing.2. Plasma Curing.

불순물과 수분이 제거된 플렉시블 기판(10)에 손상된 부분이 있을 수 있으므로 후속 공정을 진행하기 전에 도 2와 같이 플렉시블 기판(10)을 산소 분위기에서 소정시간 플라즈마 Curing을 실시한다. Since there may be a damaged portion of the flexible substrate 10 from which impurities and moisture have been removed, plasma curing of the flexible substrate 10 is performed for a predetermined time in an oxygen atmosphere as shown in FIG. 2 before proceeding to the subsequent process.

상기 산소 분위기에 사용되는 가스는 O2, O3, N2O 중 어느 하나를 선택하여 사용하며, 경우에 따라 O2, O3, N2O를 적어도 하나 이상 적정한 부피비율, 또는 무게비율로 혼합 사용할 수 있다.Gas used in the oxygen atmosphere is a O 2, O 3, N 2 O either select to use and, in some cases, O 2, O 3, at least one of N 2 O suitable volume ratio or weight ratio of Can be mixed.

3. ITO층 형성3. ITO layer formation

다음은 플렉시블 기판(10) 상부에 ITO층(20)을 박막 증착을 한다. Next, a thin film is deposited on the ITO layer 20 on the flexible substrate 10.

상기 ITO층(20)은 ITO 타겟(target)에 산소와 아르곤 가스를 사용하여 1Kw ~ 10kW의 고주파(RF Power)로 소정시간 증착시켜 플렉시블 ITO 기판이 처리된다.The ITO layer 20 is deposited on the ITO target using oxygen and argon gas at a high frequency of 1 Kw to 10 kW for a predetermined time to process the flexible ITO substrate.

본 발명은 플렉시블 ITO 기판을 사용하는 모든 제품에 적용할 수 있으며, 터치스크린 제조에 우선 적용할 수 있다.The present invention can be applied to all products using a flexible ITO substrate, and may be applied first to touch screen manufacturing.

상기에서 기재된 가스량들은 막 두께를 최적화 하기 위한 조건이고, 고주파의 출력(RF Power)과 반응로의 압력은 플라즈마를 형성하기 위한 조건들이다. 히팅 온도 범위를 25℃ ~ 100℃로 한 것은 저온에서 플라즈마 반응 불량을 막고 고온에서 플렉시블 기판(10)의 손상을 방지하기 위함이다.The gas amounts described above are conditions for optimizing the film thickness, and RF power and pressure in the reactor are conditions for forming plasma. The heating temperature range is 25 ° C. to 100 ° C. to prevent plasma reaction failure at low temperatures and to prevent damage to the flexible substrate 10 at high temperatures.

이상과 같이 설명한 본 발명은 본 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러가지 치환, 변형 및 변경이 가능하며, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 자명한 것이다.The present invention as described above is not limited to the present embodiment and the accompanying drawings, various substitutions, modifications and changes are possible within the scope without departing from the technical spirit of the present invention, which is usually in the art It is self-evident for those who have knowledge.

도 1 : 본 발명에서 플라즈마 처리과정을 도시한 도면. 1 is a view showing a plasma treatment process in the present invention.

도 2 : 본 발명에서 산소 분위기 처리과정을 도시한 도면.2 is a view showing an oxygen atmosphere process in the present invention.

도 3 : 본 발명에서 플렉시블 기판 상부에 ITO층을 증착한 상태의 도면.3 is a view of a state in which an ITO layer is deposited on a flexible substrate in the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

(10)--플렉시블 기판(10)-flexible substrate

(20)--ITO층(20)-ITO Layer

Claims (5)

반응로를 이용하여 플렉시블 ITO 기판을 처리하는 방법에 있어서; A method of treating a flexible ITO substrate using a reactor; H2 또는 NH3 중 어느 하나를 이용한 Plasma로 플렉시블 기판을 소정시간 처리하여 플렉시블 기판에 함유되어 있는 수분(水分)과 불순물을 신속히 제거시켜 플렉시블 디스플레이 소자의 특성과 생산성을 크게 향상시키도록 함을 특징으로 하는 플렉시블 ITO 기판 처리 방법.Plasma using either H 2 or NH 3 can be used to process the flexible substrate for a predetermined time to quickly remove moisture and impurities contained in the flexible substrate, thereby greatly improving the characteristics and productivity of the flexible display device. Flexible ITO substrate processing method. 청구항 1에 있어서; The method according to claim 1; 플렉시블 기판을 산소 분위기에서 소정시간 Plasma Curing 함을 특징으로 하는 플렉시블 ITO 기판 처리 방법.A method for processing a flexible ITO substrate, wherein the flexible substrate is plasma-cured for a predetermined time in an oxygen atmosphere. 청구항 2에 있어서; The method according to claim 2; 산소 분위기에 사용되는 산소가스는 O2, O3, N2O 중 어느 하나임을 특징으로 하는 플렉시블 ITO 기판 처리 방법.Oxygen gas used in the oxygen atmosphere is a flexible ITO substrate processing method characterized in that any one of O 2 , O 3 , N 2 O. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서; The method according to claim 1 or 2; 플렉시블 기판의 상부 ITO 타겟(target)에 1Kw ~ 10kW의 고주파 및 산소와 아르곤 가스를 사용하여 소정시간 증착함으로써 ITO층을 형성함을 특징으로 하는 플렉시블 ITO 기판 처리 방법.A method for processing a flexible ITO substrate, comprising: forming an ITO layer on a top ITO target of a flexible substrate using a high frequency of 1 Kw to 10 kW and using oxygen and argon gas for a predetermined time. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서;The method according to claim 1 or 2; 반응로의 압력은 0.1torr ~ 3torr이고, 히팅 온도는 25℃ ~ 100℃이고, 반응가스량은 H2 또는 NH3 가 각각 30sccm ~ 1000sccm이고, 고주파 출력(RF Power)은 20Watt ~ 10kWatt 임을 특징으로 하는 플렉시블 ITO 기판 처리 방법.The pressure of the reactor is 0.1torr ~ 3torr, the heating temperature is 25 ℃ ~ 100 ℃, the reaction gas amount is H 2 or NH 3 30sccm ~ 1000sccm, respectively, the high frequency output (RF Power) is characterized in that 20Watt ~ 10kWatt Flexible ITO Substrate Processing Method.
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