KR20140118004A - 도너 기판 제조방법 - Google Patents

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KR20140118004A KR20130033071A KR20130033071A KR20140118004A KR 20140118004 A KR20140118004 A KR 20140118004A KR 20130033071 A KR20130033071 A KR 20130033071A KR 20130033071 A KR20130033071 A KR 20130033071A KR 20140118004 A KR20140118004 A KR 20140118004A
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 도너 기판 제조 방법은 베이스 부재를 제공하는 단계; 상기 베이스 부재 일면에 코팅층을 형성하는 단계; 상기 코팅층을 경화하는 단계; 및 상기 베이스 부재로부터 상기 코팅층을 박리하는 단계;를 포함한다.

Description

도너 기판 제조방법{METHOD FOR MANUFACTURING DONOR SUBSTRATE}
본 발명은 도너 기판 제조방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 레이저 열전사법를 이용한 유기막층 패턴의 형성시 사용되는 도너 기판을 제조하는 방법에 관한 것이다.
유기 발광 표시장치(organic light emitting diode display)는 애노드 전극에서 주입되는 정공과 캐소드 전극에서 주입되는 전자가 유기 발광층에서 재결합하여 소멸하면서 빛을 내는 자발광형 표시장치이다. 또한, 유기 발광 표시장치는 낮은 소비 전력, 높은 휘도, 넓은 시야 각도 및 높은 반응 속도 등의 고품위 특성을 나타내므로 휴대용 전자 기기의 차세대 표시장치로 주목받고 있다.
유기 발광 표시 장치는 애노드 전극과 캐소드 전극 그리고, 상기 애노드 전극과 캐소드 전극 사이에 개재된 유기막층들을 포함한다. 유기막층들은 최소한 발광층을 포함하며, 발광층 외에도 정공주입층, 정공수송층, 전자수송층, 전자주입층을 더 포함할 수 있다. 이러한 유기 전계 발광 소자는 유기막층 특히, 발광층을 이루는 물질에 따라서 고분자 유기 전계 발광 소자와 저분자 유기 전계 발광 소자로 나뉘어진다.
이러한 발광층을 패터닝해야 하는데, 발광층을 패터닝하기 위한 방법으로 저분자 유기 전계 발광 소자의 경우 파인 메탈 마스크(fine metal mask)를 사용하는 방법이 있고, 고분자 유기 전계 발광 소자의 경우 잉크-젯 프린팅(ink-jet printing) 또는 레이저 열전사법(Laser Induced Thermal Imaging, LITI)이 있다. 이 중에서 레이저 열전사법은 레이저 빔 발생 장치로부터 발생된 레이저 빔을 마스크 패턴을 이용하여 패터닝하고, 패터닝된 레이저 빔을 전사층을 포함하는 도너 기판(donor substrate) 상에 조사하여 전사층의 일부를 유기 발광 표시 장치에 전사하여 유기 발광 표시 장치에 발광층을 형성하는 방법으로서, 유기막층을 미세하게 패터닝할 수 있고, 대면적에 사용할 수 있으며 고해상도에 유리하다는 장점이 있다.
이러한 레이저 열전사법을 이용하여 유기막층을 형성하는 방법에 있어서는, 적어도 광원, 억셉터 기판(유기 발광 소자 기판), 및 도너 기판을 필요로 한다. 도너 기판은 베이스 부재, 광-열 변환층(light to heat conversion layer: LTHC layer) 및 전사층으로 구성된다. 광원에서 방출된 빛은 도너 기판 상의 광-열 변환층에 흡수되어 열에너지로 변환되고, 변환된 열에너지는 광-열 변환층, 전사층 및 억셉터 기판 사이의 접착력(adhesion force)의 변화를 가져와, 도너 기판 상에 형성된 전사층을 이루는 물질이 억셉터 기판 상으로 전사되면서, 억셉터 기판 상에 유기 발광층이 패터닝된다.
광-열 변환층이 형성된 베이스 부재 상에 유기 물질 구성된 전사층을 형성하기 전에, 베이스 부재 상에 부착된 먼지를 제거하기 위해 세정 작업을 실시한다. 세정 작업을 하더라도 크기가 3 μm 이하의 미세 먼지는 제거하기 어려워서 전사층을 형성할 때, 전사층이 국부적으로 들뜨는 현상이 발생한다는 문제점이 있었다.
본 발명의 일측면은 도너 기판의 베이스 부재에 미세 먼지를 제거하고, 전사층이 국부적으로 들뜨는 현상이 방지할 수 있는 도너 기판 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 도너 기판 제조 방법은 베이스 부재를 제공하는 단계; 상기 베이스 부재 일면에 코팅층을 형성하는 단계; 상기 코팅층을 경화하는 단계; 및 상기 베이스 부재로부터 상기 코팅층을 박리하는 단계;를 포함한다.
이때, 상기 코팅층을 형성하는 단계는 코팅 물질을 증착하여 이루어질 수 있다.
이때, 상기 코팅 물질은 아크릴계 수지일 수 있다.
이때, 상기 경화하는 단계는 자외선으로 경화할 수 있다.
이때, 상기 자외선의 파장은 200 ~ 400 nm 범위일 수 있다.
한편, 상기 코팅층의 두께는 10 μm 이상일 수 있다.
한편, 상기 코팅층을 박리하는 단계는 코팅층을 롤러에 권취하여 박리할 수 있다.
한편, 상기 각 단계는 진공 분위기에 행해질 수 있다.
한편, 상기 베이스 부재를 제공하는 단계 전에, 상기 베이스 부재의 표면 에너지를 낮추는 단계를 더 포함할 수 있다.
이때, 상기 표면 에너지를 낮추는 단계는 상기 베이스 부재 표면에 불소화 처리한다.
한편, 상기 코팅층을 박리하는 단계 이후, 상기 베이스 부재 표면에 전사층을 코팅하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면 도너 기판의 베이스 부재에 미세 먼지를 제거하고, 전사층이 국부적으로 들뜨는 현상이 방지할 수 있다.
이로써, 제조되는 도너 기판의 불량률을 줄이고, 전사 공정에서 도너 기판과 억셉터 기판 사이에 생길 수 있는 미세 공기 틈을 줄여 전사 효율을 높일 수 있다.
도 1 내지 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 도너 기판 제조방법을 순차적으로 나타내는 개략도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 도너 기판에 따른 제조방법으로 제조된 도너 기판의 측면도이다.
도 6a 내지 도 6c는 본 발명의 일 실시예에 따른 도너 기판의 제조방법으로 제조된 도너 기판으로 유기발광 표시장치를 제조하는 공정을 나타내는 공정도이다.
도 7은 도너 기판으로 제조된 유기발광 표시장치의 단면도이다.
이하에서는 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 도너 기판 제조방법에 관하여 구체적으로 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해, 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "상에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 상에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 또한, 명세서 전체에서, "~상에"라 함은 대상 부분의 위 또는 아래에 위치함을 의미하는 것이며, 반드시 중력 방향을 기준으로 상 측에 위치하는 것을 의미하는 것은 아니다.
또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 1 내지 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 도너 기판 제조방법을 순차적으로 나타내는 개략도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 도너 기판 제조방법은 베이스 부재 제공 단계; 코팅층 형성 단계; 코팅층 경화 단계; 및 코팅층 박리 단계;를 포함하여 구성된다.
먼저, 베이스 부재(200)를 제공한다. 베이스 부재(200)는 홀더(300)에 장착하여 고정한다. 베이스 부재(200)는 빛을 흡수하여 열 에너지로 변환하는 광-열 변환층 및 패터닝하고자 하는 물질로 구성된 전사층을 지지하기 위한 필름이다. 본 실시예에서 베이스 부재(200) 상에는 광-열 변환층이 형성되어 있을 수 있다.
베이스 부재(200)는 도 1에 도시된 바와 같이 처리 챔버(100) 내부로 반입하여, 처리 챔버(100) 내부에서 후술할 일련의 공정들을 수행할 수 있다. 처리 챔버(100)는 내부에 반응 공간을 구비하며, 피처리체를 반입 및 반출하는 게이트 밸브(미도시), 반응 공간의 기체를 배출시켜 내부의 압력을 낮추는 진공 펌프(미도시), 진공 챔버 내부로 일정한 기체를 주입하여 진공 챔버 내부의 압력을 높이는 벤팅 수단(미도시) 등의 구성을 더 구비할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 도너 기판 제조방법은 적절한 진공도가 유지되는 진공 분위기 내에서 행해질 수 있다.
베이스 부재(200)를 처리 챔버(100)에 반입하기에 앞서, 베이스 부재(200)의 표면 에너지를 낮추는 것이 바람직하다. 베이스 부재(200)의 표면 에너지를 낮추면, 후속 공정에서 베이스 부재(200)의 표면에 형성된 코팅층(204)을 베이스 부재(200)로부터 박리하는 것이 용이하기 때문이다. 표면 에너지를 낮추는 공정은 베이스 부재(200) 표면에 불소화 처리하는 것이 바람직하다.
베이스 부재(200) 일면에 코팅층(204)을 형성한다. 코팅층(204)은 베이스 부재(200) 일면에 부착된 이물질(202)들을 포집하여 제거하기 위한 수단으로서, 고상 또는 액상의 코팅 물질을 가열하고 기화하여 베이스 부재(200) 일면에 증착시킬 수 있다.
예를 들면, 도 2에 도시된 바와 같이 코팅 물질을 분사하는 증착 장치(400)를 이물질(202)를 제거하고자 하는 베이스 부재(200) 일면에 대향하도록 배치하고, 코팅 물질을 기화하여 베이스 부재(200) 일면에 증착시킬 수 있다. 베이스 부재(110) 상에 광-열 변환층이 구비된 경우, 광-열 변환층이 구비된 일면이 증착 장치(400)에 대향하도록 배치한다.
증착 장치(400)는 유기물을 기화하여 기판에 유기 박막을 형성하기 위한 증착원을 이용할 수 있다. 이러한 증착원은 내부에 유기물과 같은 증착 물질을 수납할 수 있는 수납 공간이 구비된다. 수납 공간 외면에는 외면을 둘러싸면서, 수납된 증착 물질을 가열 및 기화시키는 히터가 구비될 수 있다.
본 실시예에서는 코팅 물질이 베이스 부재(200) 일면에 증착되어 코팅층(204)을 형성하면서, 코팅층(204)에 이물질(202)이 포집된다.
코팅층(204)의 두께는 10 μm 이상인 것이 바람직하다. 코팅층(204)의 두께가 10 μm 미만인 경우에는 3 μm 이상의 이물질(202)을 제거하기 어려우며, 코팅층(204)을 박리할 때 코팅층(204)이 파손되어 베이스 부재(200)로부터 깔끔하게 제거하기 어렵다.
다음으로, 베이스 부재(200) 일면에 형성된 코팅층(204)을 경화한다. 이는 이물질(202)을 포집한 코팅층(204)을 베이스 부재(200)로부터 용이하게 제거하기 위함이다.
코팅층(204)을 이루는 코팅 물질은 아크릴계 수지를 포함할 수 있다. 이때, 자외선을 조사하여 코팅층을 경화시킬 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이 코팅층(204)에 대향하도록 자외선 조사장치(500)를 배치하고 코팅층(204)에 자외선을 조사할 수 있다. 이 때 아크릴계 수지를 경화시키기 위해 자외선의 파장은 200 ~ 400 nm 범위인 것이 바람직하다.
다음으로, 코팅층(204)을 경화한 후, 베이스 부재(200)로부터 코팅층(204)을 박리하여 제거한다. 베이스 부재(200) 표면에 부착된 이물질(202)은 코팅층(204) 내로 포집되기 때문에, 코팅층(204)의 박리에 의해 제거된다.
도 4에 도시된 바와 같이, 코팅층(204)의 박리는 코팅층(204)을 박리 롤러(600)에 권취하여 박리할 수 있다.
이때, 코팅층(204)의 일단부를 박리 롤러(600)에 고정한 후, 코팅층(204)의 일단부부터 타단부까지 권취하면서 코팅층(204)을 순차적으로 박리한다. 코팅층(204)이 일단부부터 순차적으로 제거되므로, 코팅층(204)이 박리 도중 파손되는 것을 방지할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 도너 기판에 따른 제조방법으로 제조된 도너 기판의 측면도이다.
다음으로, 코팅층(204)을 박리한 후, 베이스 부재(200) 표면에 전사층(220)을 코팅할 수 있다. 코팅층(204)의 박리와 함께 베이스 부재(200) 표면에 부착된 이물질(202)이 제거되었으므로, 전사층(220)이 베이스 부재(200) 표면에 들뜨는 것을 방지할 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이 베이스 부재(200)와 전사층(220) 사이에는 광-열 변환층(210)이 개재될 수 있다. 광-열 변환층(210) 상에 전사층(220)을 형성하여 도너 기판(20)을 완성한다. 전사층(220)은 일반적인 코팅 방법인 압출, 스핀, 나이프 코팅 방법, 진공 증착법 등의 방법을 이용하여 형성할 수 있다.
도너 기판(20)은 베이스 부재(200), 광-열 변환층(210) 및 전사층(220) 이외에도, 버퍼층(미도시)과 같은 다양한 기능을 보유한 다수의 층들이 더 구비될 수 있다.
진공 증착법을 이용하여 베이스 부재(200) 표면에 전사층(220)을 형성하는 경우, 본 실시예에서의 처리 챔버(100)에서 베이스 부재(200)를 반출하지 않고, 진공을 해제하지 않은 상태에서 전사층(220) 구성 물질을 베이스 부재(200) 표면에 증착하여 전사층(220)을 형성할 수 있다.
도 6a 내지 도 6c는 본 발명의 일 실시예에 따른 도너 기판의 제조방법으로 제조된 도너 기판으로 유기발광 표시장치를 제조하는 공정을 나타내는 공정도이다.
도 6a에 도시된 바와 같이, 제 1 전극층(12)이 형성된 억셉터 기판(10)을 마련한다. 이 때, 억셉터 기판(10) 상에는 구동 트랜지스터, 보호막, 제 1 전극층(12) 등이 적층될 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은 후술하기로 한다.
도너 기판(20)은 도 6b에 도시된 바와 같이 베이스 부재(200)에 광-열 변환층(210) 및 전사층(220)이 순차적으로 적층되어 있다.
이때, 전사층(220)은 열전사 방식에 의해 억셉터 기판 상에 형성되는 유기물질로서, 적색(G), 녹색(G) 및 청색(B)의 유기발광재료 중 하나 일 수 있다. 그리고, 전사층(220)은 각 색의 유기발광재료와 함께, 정공 수송성 재료, 전자 수송성 재료, 및 양쪽 전하 수송성 재료 중 적어도 1종을 더 포함할 수 있다.
또한, 전사층(220)은 압출, 스핀코팅, 나이프코팅, 진공증착 및 CVD(Chemical Vapor Deposition)으로 이루어진 군에서 선택된 하나의 방법을 사용하여 형성된다.
한편, 도너 기판(20)에 형성된 전사층(220)은 억셉터 기판(10)에 형성된 제 1 전극층(12)과 서로 마주 보도록 배치될 수 있다. 이때, 전사층(220)은 제 1 전극층(12)으로부터 일정 거리만큼 이격된 위치에서 전사되거나, 제 1 전극층(12)과 서로 밀착된 위치에서 전사될 수 있다.
도 6c에 도시된 바와 도너 기판(20)의 소정 영역에 레이저를 조사한다. 조사된 레이저는 도너 기판(20)의 광-열 변환층(210)에 흡수되어 열을 발생시키고, 발생된 열은 전사층(220)과 광-열 변환층(210)의 접착력을 감소시켜, 전사층(220)을 억셉터 기판(10) 상으로 전사한다.
그 결과 억셉터 기판(10)의 제 1 전극층(12) 상에 전사층 패턴(14)이 형성된다. 전사 공정은 N2 또는 진공 분위기에서 수행될 수 있다. 일반 대기 중에는 수분 및 산소 성분이 존재하므로, 유기물로 구성된 전사층 패턴(14)이 열화될 수 있기 때문이다.
전사 공정에서 형성되는 유기막 패턴(14)은 발광층, 정공 주입층, 정공 전달층, 전자 전달층 및 전자 주입층으로 이루어진 군에서 선택되는 1종의 단일층일 수 있으며 또한, 2종 이상의 다중층일 수도 있다. 전사 공정 후에, 유기막 패턴 상에 제 2 전극을 형성하여 유기 발광 소자를 완성한다.
도 7은 도너 기판으로 제조된 유기발광 표시장치의 단면도이다.
도 7을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 도너 기판으로 제조된 유기발광 표시 장치에 대해 상술하기로 한다.도 7을 참조하면, 투명한 유리 또는 플라스틱 따위로 만들어질 수 있는 표시 기판(123) 위에 구동 트랜지스터(Qd)가 형성되어 있다. 이때, 도 6에 도시된 억세텁 기판(10)은 도 7의 표시 기판(123)에 해당된다.
이때, 구동 트랜지스터(Qd) 위에는 무기물 또는 유기물로 만들어질 수 있는 보호막(122b)이 형성되어 있다. 보호막(122b)이 유기물로 만들어진 경우 그 표면은 평탄할 수 있다.
보호막(122b)에는 구동 트랜지스터(Qd)의 일부를 드러내는 비아홀(122a)이 형성되어 있다.
그리고, 보호막(122b) 위에는 제 1 전극(122d)이 형성되어 있다. 이때, 제 1 전극(122d)은 도 6의 제 1 전극층(12)에 해당된다. 제 1 전극(122d)은 반사 전극과 그 위에 형성된 투명 전극을 포함할 수 있다. 반사 전극은 은(Ag) 또는 알루미늄(Al) 따위의 반사도가 높은 금속, 또는 이들의 합금 등으로 만들어질 수 있으며, 투명 전극은 ITO(indium tin oxide) 또는 IZO(indium zinc oxide) 따위의 투명한 도전성 산화물 등으로 만들어질 수 있다.
이때, 보호막(122b) 위에는 제 1 전극(122d)의 가장자리 주변을 덮으며 화소 정의막(122c)이 형성되어 있다.
도 7을 참조하면, 제 1 전극(122d) 위에는 유기 발광층(122e)이 형성되어 있다. 이때, 유기 발광층(122e)은 도 6에 도시된 도너 기판의 전사층(220)이 전사되어 형성될 수 있다.
그리고, 유기 발광층 (122e) 및 화소 정의막(122c) 위에 제 2 전극(122f)이 형성되어 있다.
유기 발광층(122e)은 실제 발광이 이루어지는 발광층(도시하지 않음) 이외에 정공 또는 전자의 캐리어를 발광층까지 효율적으로 전달하기 위한 유기층들(도시하지 않음)을 더 포함할 수 있다. 이 유기층들은 제 1 전극(122d)과 발광층 사이에 위치하는 정공 주입층 및 정공 수송층과, 공통 전극(122f)과 발광층 사이에 위치하는 전자 주입층 및 전자 수송층일 수 있다.
또한, 공통 전극(122f) 위에는 공통 전극(122f)을 덮어 보호하는 캡핑층(190)이 유기막으로 형성될 수 있다.
캡핑층(190) 위에는 박막 봉지층(121)이 형성되어 있다. 박막 봉지층(121)은 기판(123)에 형성되어 있는 유기 발광 소자(LD)와 구동 회로부를 외부로부터 밀봉시켜 보호한다.
박막 봉지층(121)은 서로 하나씩 교대로 적층되는 봉지 유기막(121a, 121c)과 봉지 무기막(121b, 121d)을 포함한다. 도 3에서는 일례로 2개의 봉지 유기막(121a, 121c)과 2개의 봉지 무기막(121b, 121d)이 하나씩 교대로 적층되어 박막 봉지층(121)을 구성하는 경우를 도시하였으나, 이에 한정되지 않는다.
본 실시예 및 본 명세서에 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 명확하게 나타내고 있는 것에 불과하며, 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 다양한 변형 예와 구체적인 실시 예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것이 자명하다고 할 것이다.
100 : 처리 챔버 200 : 베이스 부재
300 : 홀더 400 : 증착 장치
500 : 자외선 조사 장치 600 : 박리 롤러

Claims (11)

  1. 베이스 부재를 제공하는 단계;
    상기 베이스 부재 일면에 코팅층을 형성하는 단계;
    상기 코팅층을 경화하는 단계; 및
    상기 베이스 부재로부터 상기 코팅층을 박리하는 단계;를 포함하는 도너 기판 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 코팅층을 형성하는 단계는
    코팅 물질을 증착하여 이루어지는 도너 기판 제조방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 코팅 물질은 아크릴계 수지인 도너 기판 제조방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 경화하는 단계는
    자외선으로 경화하는 도너 기판 제조방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 자외선의 파장은 200 ~ 400 nm 범위인 도너 기판 제조방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 코팅층의 두께는 10 μm 이상인 도너 기판 제조방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 코팅층을 박리하는 단계는 코팅층을 롤러에 권취하여 박리하는 도너 기판 제조방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 각 단계는 진공 분위기에 행해지는 도너 기판 제조방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 베이스 부재를 제공하는 단계 전에,
    상기 베이스 부재의 표면 에너지를 낮추는 단계를 더 포함하는 도너 기판 제조방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 표면 에너지를 낮추는 단계는 상기 베이스 부재 표면에 불소화 처리하는 도너 기판 제조방법.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 코팅층을 박리하는 단계 이후,
    상기 베이스 부재 표면에 전사층을 코팅하는 단계;를 더 포함하는 도너 기판 제조방법.
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