KR20120042521A - 레이저 열전사 장치, 레이저 열전사 방법, 및 그를 이용한 유기 발광 표시장치의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전사 불량을 줄이기 위한 것으로, 기판이 놓여지는 스테이지와, 상기 스테이지와 상대적으로 이동하여 레이저빔을 스캔하는 것으로, 상기 스테이지 상의 기판과 이격된 레이저 빔 조사 유닛을 포함하고, 상기 레이저 빔 조사 유닛은, 선형의 레이저 빔을 생성하는 빔 생성부와, 상기 레이저 빔의 경로 상에 배치되고 복수의 개구를 갖는 마스크를 포함하며, 상기 마스크의 개구의 배열 방향과 상기 선형의 레이저 빔의 길이 방향이 일치하고, 상기 레이저 빔의 스캔 방향과 상기 마스크의 개구의 배열 방향이 90 내지 180도의 각도를 이루는 것을 특징으로 하는 레이저 열전사 장치, 레이저 열전사 방법, 및 그를 이용한 유기 발광 표시장치의 제조 방법에 관한 것이다.

Description

레이저 열전사 장치, 레이저 열전사 방법, 및 그를 이용한 유기 발광 표시장치의 제조 방법{LITI apparatus, method of LITI and fabricating method of using the same }

본 발명은 레이저 열전사 장치, 레이저 열전사 방법, 및 그를 이용한 유기 발광 표시장치의 제조 방법에 관한 것으로, 더 상세하게는 전사 불량을 줄일 수 있는 레이저 열전사 장치, 레이저 열전사 방법, 및 그를 이용한 유기 발광 표시장치의 제조 방법에 관한 것이다.

유기발광표시장치는 고속의 응답속도를 가지며, 소비 전력이 낮고, 넓은 시야각을 가져 동화상 표시 매체로서 장점이 있다. 또한, 저온 제작이 가능하고, 기존의 반도체 공정 기술을 바탕으로 제조 공정이 간단하므로 향후 차세대 평판 표시 장치로 주목받고 있다.

상기 유기 발광표시장치의 유기발광막 패터닝 방법으로, 레이저 열전사법(LITI : Laser Induced Thermal Imaging)이 있다.

레이저 열전사법이란 광원에서 나오는 레이저를 열에너지로 변환하고, 이 열 에너지에 의해 패턴 형성 물질을 대상 기판으로 전사시켜 패턴을 형성하는 방법으로, 이와 같은 방법을 위해서는 전사층이 형성된 도너 필름과 광원, 피사체인 기판이 필요하다.

상기 레이저 열전사법은 도너 필름이 리셉터인 상기 기판 전체를 덮고 있는 형태를 가지고, 상기 도너 필름과 기판은 스테이지 상에서 고정된다. 그리고, 상기 도너 필름 상에 레이저 전사를 수행하여 패터닝을 완성하게 된다.

그런데 이러한 레이저 열전사법은 전체 디스플레이 영역에 대해 일회의 레이저 빔 스캔으로 전사를 완료할 수 없기 때문에 하나의 기판에 대해 레이저 빔을 복수 회 스캔하여 패터닝을 완성한다. 이 때, 레이저 빔 스캔 폭의 경계 부근에서는 인접한 레이저 빔 스캔에 영향을 받아 소위 스티치(stitch) 불량이라고 하는 전사 불량이 발생될 수 있다.

본 발명은 상기한 문제 및 이 외의 문제를 해결하기 위한 것으로, 전사 불량을 줄일 수 있는 레이저 열전사 장치, 레이저 열전사 방법, 및 그를 이용한 유기 발광 표시장치의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일 측면에 의하면, 기판이 놓여지는 스테이지와, 상기 스테이지와 상대적으로 이동하여 레이저빔을 스캔하는 것으로, 상기 스테이지 상의 기판과 이격된 레이저 빔 조사 유닛을 포함하고, 상기 레이저 빔 조사 유닛은, 선형의 레이저 빔을 생성하는 빔 생성부와, 상기 레이저 빔의 경로 상에 배치되고 복수의 개구를 갖는 마스크를 포함하며, 상기 마스크의 개구의 배열 방향과 상기 선형의 레이저 빔의 길이 방향이 일치하고, 상기 레이저 빔의 스캔 방향과 상기 마스크의 개구의 배열 방향이 90 내지 180도의 각도를 이루는 것을 특징으로 하는 레이저 열전사 장치를 제공한다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 빔 생성부와 상기 마스크는 상기 스캔 방향을 따라 이동하면서 상기 레이저 빔을 스캔할 수 있다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 마스크의 개구는 도트 패턴일 수 있다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 마스크의 개구는 상기 레이저 빔의 스캔 방향과 평행한 한 쌍의 제1변과, 상기 마스크의 개구의 배열 방향과 평행한 한 쌍의 제2변을 포함할 수 있다.

본 발명은 또한 전술한 목적을 달성하기 위하여, 기판 상에 도너 필름을 위치시키는 단계와, 상기 기판을 스테이지 상에 위치시키는 단계와, 선형의 레이저 빔을 생성하는 단계와, 상기 레이저 빔이 복수의 개구를 갖는 마스크를 통과해 상기 도너 필름 상에 조사되는 단계와, 상기 레이저 빔을 스캔하여 선형의 패턴을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 마스크의 개구의 배열 방향과 상기 선형의 레이저 빔의 길이 방향이 일치하고, 상기 레이저 빔의 스캔 방향과 상기 마스크의 개구의 배열 방향이 90 내지 180도의 각도를 이루는 것을 특징으로 하는 레이저 열전사 방법을 제공한다.

본 발명의 다른 특징에 의하면, 상기 마스크는 상기 스캔 방향을 따라 이동할 수 있다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 마스크의 개구는 도트 패턴일 수 있다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 마스크의 개구는 상기 레이저 빔의 스캔 방향과 평행한 한 쌍의 제1변과, 상기 마스크의 개구의 배열 방향과 평행한 한 쌍의 제2변을 포함할 수 있다.

본 발명은 또한, 기판 상에 도너 필름을 위치시키는 단계와, 상기 기판을 스테이지 상에 위치시키는 단계와, 선형의 레이저 빔을 생성하는 단계와, 상기 레이저 빔이 복수의 개구를 갖는 마스크를 통과해 상기 도너 필름 상에 조사되는 단계와, 상기 레이저 빔을 스캔하여 선형의 유기막 패턴을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 마스크의 개구의 배열 방향과 상기 선형의 레이저 빔의 길이 방향이 일치하고, 상기 레이저 빔의 스캔 방향과 상기 마스크의 개구의 배열 방향이 90 내지 180도의 각도를 이루는 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시장치의 제조방법을 제공한다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 마스크는 상기 스캔 방향을 따라 이동하는 것일 수 있다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 마스크의 개구는 도트 패턴일 수 있다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 마스크의 개구는 상기 레이저 빔의 스캔 방향과 평행한 한 쌍의 제1변과, 상기 마스크의 개구의 배열 방향과 평행한 한 쌍의 제2변을 포함할 수 있다.

상기와 같은 본 발명에 따른 레이저 열전사 장치, 레이저 열전사 방법, 및 그를 이용한 유기 발광 표시장치의 제조 방법에 따르면, 피처리체인 기판에 대한 레이저 빔으로 인한 열적 불균형을 방지할 수 있어 전사 불량을 방지할 수 있고, 특히 유기 발광층의 형성 시 불량을 줄일 수 있기 때문에 유기 발광 장치의 품질을 더욱 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 레이저 열전사 장치의 개략적 구성을 도시한 구성도이다.
도 2는 도 1의 레이저 열전사 장치의 마스크의 다른 일 실시예를 도시한 평면도이다.
도 3은 도 1에 따른 레이저 열전사 장치에 의해 형성된 유기막 패턴의 평면도이다.
도 4는 도 3의 Ⅳ-Ⅳ의 단면도이다.

이하, 첨부된 도면들에 도시된 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다.

먼저, 도 1을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 열전사 장치를 설명한다.

도 1에 따른 레이저 열전사 장치는 스테이지(50) 및 레이저 빔 조사유닛(30)을 포함한다.

상기 스테이지(50)는 그 위에 기판(10)이 놓여지는 것으로, 스테이지(50) 자체가 이동하거나 고정될 수 있다.

상기 기판(10) 상에는 도너 필름(20)이 놓여진다. 상기 도너 필름(20)은 상기 기판(10)과 맞닿게 위치하는 전사층(23), 상기 전사층(23)과 대향된 베이스 필름(21) 및 상기 베이스 필름(21)과 전사층(23)의 사이에 배치되는 광열변환층(22)을 포함한다. 상기 도너 필름(20)의 베이스 필름(21) 상으로 레이저 빔(35)이 조사됨에 따라 상기 광열변환층(22)이 빛에너지를 열에너지로 변환시켜 전사층(23)을 기판(10) 상에 전사시키는 것이다.

상기 레이저 빔 조사 유닛(30)은 레이저 빔을 발진시키는 레이저 발진 장치(31)와, 제1광학계(32), 마스크(33) 및 제2광학계(34)를 포함한다.

상기 레이저 발진 장치(31)는 YAG 레이저 장치 또는 엑시머 레이저 장치 등이 사용될 수 있다.

상기 제1광학계(32)는 빔 형상을 선형으로 형성하고 균질화하기 위한 것이다. 상기 제2광학계(34)는 상기 레이저 빔의 초점을 맞추기 위한 것이다. 도 1에 도시된 것과는 달리, 상기 제2광학계(34)는 상기 레이저 빔(35)을 반전시킬 수도 있다. 그리고 도면으로 도시하지 않았지만 상기 레이저 빔 조사 유닛(30)은 이 외에도 다양한 미러 및 광학계를 더 포함할 수 있다.

제1광학계(32)와 제2광학계(34)의 사이에는 마스크(33)가 개재된다.

상기 마스크(33)는 상기 레이저 빔(35)의 광경로 상에 배치되어 상기 레이저 빔(35)을 일부 투과 및 일부 차폐한다.

상기 마스크(33)는 차폐부(331)에 복수의 개구(332)가 형성된 구조를 갖는다. 상기 개구(332)는 도트 패턴으로 배열되어 있는 데, 이 개구(332)의 배열 방향(41)과 마스크(33)에 조사된 레이저 빔(35)의 선형 모양(351)의 길이 방향이 서로 일치하도록 한다.

그리고, 이 상태에서 상기 레이저 빔 조사 유닛(30)을 도 1의 스캔 방향(42)으로 이동시키면서 도너 필름(20)을 향해 레이저 빔을 조사하게 된다.

이 때, 상기 마스크(33)의 개구들(332)은 그 개구(332)의 배열 방향(41)이 상기 스캔 방향(42)과 90도 내지 180도의 각도(43)를 이루도록 배열시키는 것이 바람직하다. 즉, 상기 마스크(33)의 개구들(332)의 배열 방향이 상기 스캔 방향(42)에 대해 비스듬하게 되도록 하는 것이다.

이에 따라 도너 필름(20)에 조사되는 레이저 빔 도트(352)들도 도 1에서 볼 수 있듯이 스캔 방향(42)에 대해 비스듬한 각도, 즉, 90도 내지 180도의 각도를 이루게 된다.

이 상태에서 레이저 빔 조사 유닛(30)이 상기 스캔 방향(42)으로 이동하면서 스캐닝하게 되면, 각 레이저 빔 도트(352)들의 좌우(스캔 방향에 직각인 방향)가 레이저 빔을 맞고 있는 상태가 아니기 때문에 레이저 빔의 도너 필름(20)에의 조사로 인한 도너 필름(20) 상에서의 열분포가 전체적으로 균일하게 되어, 열적 불균일로 인한 전사 불량이 발생되지 않게 된다.

상기 마스크(33)의 개구(332)는 도 2에서 볼 수 있듯이, 상기 레이저 빔의 스캔 방향(42)과 평행한 한 쌍의 제1변(333)과, 상기 마스크의 개구의 배열 방향(41)과 평행한 한 쌍의 제2변(334)을 포함하는 사각형 형태로 형성될 수 있다.

이 경우, 레이저 빔에 의해 기판 및 도너 필름에 가해지는 열적 불균형을 더욱 방지할 수 있어, 전사 불량을 더욱 줄일 수 있게 된다.

도 3은 상기와 같이 형성된 전사 패턴의 일 예를 도시한 것이고, 도 4는 도 3의 Ⅳ-Ⅳ의 단면도이다.

상술한 바와 같은 열전사 장치는 유기 발광 표시장치의 유기 발광층 패턴에 사용될 수 있다.

즉, 도 4에서 볼 수 있듯이, 베이스 기판(11) 상에 픽셀 전극(12)이 형성되고, 이 픽셀 전극(12)의 적어도 일부를 노출시키는 개구(14)를 갖는 절연막(13)이 베이스 기판(11) 상에 형성된다. 상기 베이스 기판(11)은 박막 트랜지스터를 포함한 픽셀 회로를 포함할 수 있으며, 이 픽셀 회로는 상기 픽셀 전극(12)에 전기적으로 연결될 수 있다.

상기와 같이 베이스 기판(11), 픽셀 전극(12) 및 절연막(13)을 갖춘 기판(10) 상에 유기 발광층을 형성하기 위한 도너 필름(20)을 얹고 레이저 빔을 조사하며 스캔한다. 그러면 도 4에서 볼 수 있듯이, 도너 필름(20)의 전사층(23)이 전사되어 픽셀 전극(12) 상에 제1유기 발광층(231)이 형성된다.

도 4에는 도시하지 않았지만, 상기 유기 발광층(231)과 픽셀 전극(12)의 사이에는 HTL, HIL과 같은 공통층이 더 형성되어 있을 수 있다.

이렇게 형성되는 제1유기 발광층(231)은 도 3에서 볼 수 있듯이, 서로 이격된 스트라잎 패턴을 형성한다. 그리고 각 제1유기 발광층(231)의 사이에는 전술한 전사 과정을 반복하여 다른 색상을 갖는 제2유기 발광층(232) 및 제3유기 발광층(233)이 형성될 수 있다.

상기 제1유기 발광층(231) 내지 제3유기 발광층(233)은 서로 다른 색상이며, 적색, 녹색, 및 청색의 유기 발광층이 될 수 있다. 그리고, 각각 하나의 색상에 대한 전사가 끝난 후에 다른 색상의 전사가 이루어지도록 한다.

전술한 바와 같은 본 발명에 따르면 도 3 및 도 4에 따른 유기 발광층의 패턴을 할 때에 단일 기판 면적에 대하여 복수 회 스캔하여 유기 발광층의 전사를 완료하는 경우라도 기판의 전체 면적에 대한 레이저 빔으로 인한 열적 상태가 동일하게 되어 열적 평형이 이루어지고, 이에 따라 전사 불량이 발생되지 않게 된다.

본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

10: 기판 11: 베이스 기판
12: 픽셀 전극 13: 절연막
20: 도너 필름 21: 베이스 필름
22: 광열변환층 23: 전사층
30: 레이저 조사 유닛 31: 레이저 발진 장치
32: 제1광학계 33: 마스크
34: 제2광학계 35: 레이저 빔
331: 차폐부 332: 개구
333: 제1변 334: 제2변

Claims (12)

1. 기판이 놓여지는 스테이지; 및
   상기 스테이지와 상대적으로 이동하여 레이저빔을 스캔하는 것으로, 상기 스테이지 상의 기판과 이격된 레이저 빔 조사 유닛;을 포함하고,
   상기 레이저 빔 조사 유닛은,
   선형의 레이저 빔을 생성하는 빔 생성부; 및
   상기 레이저 빔의 경로 상에 배치되고 복수의 개구를 갖는 마스크;를 포함하며,
   상기 마스크의 개구의 배열 방향과 상기 선형의 레이저 빔의 길이 방향이 일치하고,
   상기 레이저 빔의 스캔 방향과 상기 마스크의 개구의 배열 방향이 90 내지 180도의 각도를 이루는 것을 특징으로 하는 레이저 열전사 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 빔 생성부와 상기 마스크는 상기 스캔 방향을 따라 이동하면서 상기 레이저 빔을 스캔하는 것을 특징으로 하는 레이저 열전사 장치.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 마스크의 개구는 도트 패턴인 것을 특징으로 하는 레이저 열전사 장치.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 마스크의 개구는 상기 레이저 빔의 스캔 방향과 평행한 한 쌍의 제1변과, 상기 마스크의 개구의 배열 방향과 평행한 한 쌍의 제2변을 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 열전사 장치.
5. 기판 상에 도너 필름을 위치시키는 단계;
   상기 기판을 스테이지 상에 위치시키는 단계;
   선형의 레이저 빔을 생성하는 단계;
   상기 레이저 빔이 복수의 개구를 갖는 마스크를 통과해 상기 도너 필름 상에 조사되는 단계; 및
   상기 레이저 빔을 스캔하여 선형의 패턴을 형성하는 단계;를 포함하고,
   상기 마스크의 개구의 배열 방향과 상기 선형의 레이저 빔의 길이 방향이 일치하고,
   상기 레이저 빔의 스캔 방향과 상기 마스크의 개구의 배열 방향이 90 내지 180도의 각도를 이루는 것을 특징으로 하는 레이저 열전사 방법.
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 마스크는 상기 스캔 방향을 따라 이동하는 것을 특징으로 하는 레이저 열전사 방법.
7. 제 5 항에 있어서,
   상기 마스크의 개구는 도트 패턴인 것을 특징으로 하는 레이저 열전사 방법.
8. 제 5 항에 있어서,
   상기 마스크의 개구는 상기 레이저 빔의 스캔 방향과 평행한 한 쌍의 제1변과, 상기 마스크의 개구의 배열 방향과 평행한 한 쌍의 제2변을 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 열전사 방법.
9. 기판 상에 도너 필름을 위치시키는 단계;
   상기 기판을 스테이지 상에 위치시키는 단계;
   선형의 레이저 빔을 생성하는 단계;
   상기 레이저 빔이 복수의 개구를 갖는 마스크를 통과해 상기 도너 필름 상에 조사되는 단계; 및
   상기 레이저 빔을 스캔하여 선형의 유기막 패턴을 형성하는 단계;를 포함하고,
   상기 마스크의 개구의 배열 방향과 상기 선형의 레이저 빔의 길이 방향이 일치하고,
   상기 레이저 빔의 스캔 방향과 상기 마스크의 개구의 배열 방향이 90 내지 180도의 각도를 이루는 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시장치의 제조방법.
10. 제 9 항에 있어서,
    상기 마스크는 상기 스캔 방향을 따라 이동하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시장치의 제조방법.
11. 제 9 항에 있어서,
    상기 마스크의 개구는 도트 패턴인 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시장치의 제조방법.
12. 제 9 항에 있어서,
    상기 마스크의 개구는 상기 레이저 빔의 스캔 방향과 평행한 한 쌍의 제1변과, 상기 마스크의 개구의 배열 방향과 평행한 한 쌍의 제2변을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시장치의 제조방법.

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