KR20140133674A - 레이저 열전사 장치 및 그것을 사용한 레이저 열전사 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 열전사 장치는, 진공 챔버 내에서, 상기 도너 필름과 이격되며, 상기 도너 필름의 상면과 수직한 방향으로 상기 도너 필름의 상면에 불활성 기체를 발사하는 노즐부, 및 상기 도너 필름 상부에 상기 도너 필름과 접촉하며 상기 도너 필름의 둘레를 따라 제공된 차폐막을 포함한다. 또한 상기 레이저 열전사 장치는, 상기 도너 필름 상부에 위치하며 상기 도너 필름의 둘레를 따라 제공되며, 상기 기판과의 거리는 상기 차폐막과 상기 기판 사이의 거리보다 더 작은 히팅부를 더 포함한다.
Description
본 발명은 레이저 열전사 장치 및 그것을 사용한 레이저 열 전사 방법에 관한 것이다.
최근 휘도 특성 및 시야각 특성이 우수하고, 액정표시장치와 달리 별도의 광원부를 요구하지 않는 유기발광 표시장치(Organic Light Emitting Diode Display: OLED)가 차세대 표시장치로 주목받고 있다. 유기발광 표시장치는 별도의 광원을 필요로 하지 않아, 경량화 및 박형으로 제작될 수 있다. 유기발광 표시장치는 낮은 소비 전력, 높은 휘도 및 높은 반응 속도 등의 특성을 갖는다.상기 유기 발광 표시 장치는 애노드 전극, 유기 발광층 및 캐소드 전극을 포함하는 유기 발광 소자를 포함한다. 유기 발광 소자는 애노드 전극과 캐소드 전극으로부터 각각 정공 및 전자가 유기 발광층으로 주입되어 여기자(exciton)를 형성하고, 여기자가 바닥 상태로 전이하면서 발광 된다.
상기 유기 발광층들은 잉크젯 프린팅(Inkjet printing), 노즐 프린팅(Nozzle printing), 또는 레이저 열전사(LITI: Laser Induced Thermal Imaging) 방법 등에 의해 형성될 수 있다.
이중 상기 레이저 열전사 방법은 레이저로 유도된 이미징 프로세스로 고해상도의 패턴 형성, 필름 두께의 균일성, 멀티레이어 적층 능력, 대형 마더 글래스로의 확장성과 같은 고유한 이점을 가지고 있다.
상기 레이저 열전사 방법을 사용하는 레이저 열전사 공정은 도너 필름과 기판을 대상으로 수행되며, 상기 도너 필름은 유기층, 광-열 변환층, 및 기재 필름을 포함할 수 있다. 상기 레이저 열전사 공정을 수행하는 레이저 열전사 장치는 라미네이션 공정을 수행하는 라미네이션 장치 및 전사 공정을 수행하는 레이저 조사 장치를 포함한다.
상기 라미네이션 공정은 상기 유기층을 상기 기판에 대향하도록 하여 상기 도너 필름을 상기 기판 상에 밀착시키는 공정이다.
상기 전사 공정에서는 상기 라미네이션 된 상기 도너 필름의 상기 기재 필름 상에 레이저 빔을 조사한다. 상기 기재 필름 상에 조사된 빔은 상기 광-열 변환층에 흡수되어 열에너지로 변환되고, 상기 열에너지에 의해 상기 유기층은 상기 기판 상으로 전사된다. 그 결과, 상기 기판 상에 유기층 패턴이 형성되게 된다.
본 발명의 목적은 도너 필름을 기판 및 하부 필름에 균일하게 라미네이션 할 수 있는 레이저 열전사 장치 및 그것을 사용한 레이저 열 전사 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 열전사 장치는, 진공 챔버 내에서, 도너 필름과 이격되며, 상기 도너 필름 상에 위치하여 상기 도너 필름의 상면에 불활성 기체를 발사하는 노즐부, 및 상기 도너 필름의 상기 상면에 상기 도너 필름과 접촉하며 상기 도너 필름의 둘레를 따라 제공된 차폐막을 포함한다.
상기 레이저 열전사 장치는 상기 도너 필름 상에 위치하며 상기 도너 필름의 상기 둘레를 따라 상기 차폐막의 안쪽에 제공되는 히팅부를 더 포함한다.
상기 도너 필름은 하부 필름 및 상기 하부 필름 상의 기판을 커버하도록 제공되고, 상기 차폐막은 상기 도너 필름을 사이에 두고 상기 하부 필름 상에 제공된다.
상기 차폐막은 상기 도너 필름의 상기 상면과 수직한 방향으로 제공되거나 상기 수직한 방향으로부터 기울어져 제공된다.
상기 불활성 기체는 질소(N2) 또는 아르곤(Ar)이다.
상기 히팅부는 상기 도너 필름을 사이에 두고 상기 하부 필름 상에 제공되며, 상기 히팅부는 상기 도너 필름의 상기 상면과 상기 수직한 방향으로 제공된다.
상기 히팅부는 상기 도너 필름과 접촉되어 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 열전사 방법은, 진공 챔버 내에서, 도너 필름 상에 차폐막을 정렬 후 상기 도너 필름의 상면에 접촉시키는 단계, 및 상기 도너 필름과 이격되어 제공된 노즐부에서 상기 도너 필름의 상기 상면으로 불활성 기체가 발사되는 단계를 포함한다.
상기 레이저 열전사 방법은 상기 도너 필름 상에 상기 도너 필름의 둘레를 따라 히팅부를 정렬 후 열처리하는 단계를 더 포함한다.
본 발명의 레이저 열전사 장치 및 그것을 사용한 레이저 열 전사 방법은 도너 필름을 기판 및 하부 필름에 균일하게 라미네이션 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 열전사 장치를 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 도너 필름의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 열전사 방법의 순서도이다.
도 5 내지 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 열전사 방법을 공정 순서대로 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 도너 필름의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 열전사 방법의 순서도이다.
도 5 내지 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 열전사 방법을 공정 순서대로 나타낸 단면도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층의 "위(on)" 또는 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 소자 또는 층의 바로 위뿐만 아니라 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 소자가 "직접 위(directly on)" 또는 "바로 위"로 지칭되는 것은 중간에 다른 소자 또는 층을 개재하지 않은 것을 나타낸다. "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작 시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
비록 제 1, 제 2 등이 다양한 소자, 구성요소 및/또는 섹션들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 소자, 구성요소 및/또는 섹션들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 소자, 구성요소 또는 섹션들을 다른 소자, 구성요소 또는 섹션들과 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제 1 소자, 제 1 구성요소 또는 제 1 섹션은 본 발명의 기술적 사상 내에서 제 2 소자, 제 2 구성요소 또는 제 2 섹션일 수도 있음은 물론이다.
본 명세서에서 기술하는 실시 예들은 본 발명의 이상적인 개략도인 평면도 및 단면도를 참고하여 설명될 것이다. 따라서, 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시 예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다. 따라서, 도면에서 예시된 영역들은 개략적인 속성을 가지며, 도면에서 예시된 영역들의 모양은 소자의 영역의 특정 형태를 예시하기 위한 것이고, 발명의 범주를 제한하기 위한 것은 아니다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 보다 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 열전사 장치의 단면도이고, 도 2는 도너 필름(DFL)의 단면도이며, 도 3은 기판(SUB)의 단면도이다.
도 1, 도 2, 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 열전사 장치는 진공 챔버(CH), 노즐부(NZP), 차폐막(SH), 및 히팅부(HT)를 포함한다. 노즐부(NZP), 차폐막(SH), 및 히팅부(HT)는 진공 챔버(CH)내에 배치된다.
상기 레이저 열전사 장치는 도너 필름(DFL)을 기판(SUB)에 라미네이션(lamination)시킨 후 전사시키는 장치이다. 상기 레이저 열전사 장치는 상기 도너 필름(DFL), 상기 도너 필름(DFL)의 하부에 배치된 기판(SUB), 상기 기판(SUB)의 하부에 배치된 하부 필름(UFL)을 타겟으로 작동된다.
이 때, 본 명세서에서는 상기 하부 필름(UFL)으로부터 상기 노즐부(NZP)로의 연장 방향을 상부 방향, 상기 노즐부(NZP)로부터 상기 하부 필름(UFL)으로의 연장 방향을 하부 방향이라 정의하기로 한다.
상기 하부 필름(UFL)은 상기 진공 챔버(CH) 내의 하부에 배치된다. 상기 기판(SUB)은 상기 하부 필름(UFL) 상에 위치한다. 평면 상에서 상기 기판(SUB)의 면적은 상기 하부 필름(UFL)의 면적보다 작다. 본 발명의 레이저 열전사 장치가 작동하면, 상기 도너 필름(DFL)은 상기 하부 필름(UFL) 및 상기 기판(SUB)에 라미네이션 된다. 구체적으로, 상기 도너 필름(DFL)은 상기 기판(SUB)을 커버하도록 상기 하부 필름(UFL) 상에 배치된다. 따라서 상기 하부 필름(UFL) 및 상기 기판(SUB)에 라미네이션 된 상기 도너 필름(DFL)의 단면은 계단 형상일 수 있다. 즉, 상기 도너 필름(DFL)은 상기 기판(SUB)과 직접적으로 접촉하는 부분과, 상기 하부 필름(UFL)과 직접적으로 접촉하는 부분을 포함한다.
도 2에 도시된 상기 도너 필름(DFL)은 기재 필름(BFL), 기재 필름(BFL) 상에 배치된 광-열 변환층(TL), 및 광-열 변환층(TL) 상에 배치된 유기층(OL)을 포함할 수 있다.
상기 기재 필름(BFL)은 프레이밍이 된 것일 수 있으며, 유연성이 있는 재질 또는 단단한 재질을 가질 수 있다. 상기 기재 필름(BFL)이 너무 얇으면 핸들링하기 어렵고, 또 너무 두꺼우면 무거워서 도너 필름(DFL)의 이송에 문제가 발생할 수 있으므로, 상기 기재 필름(BFL)의 두께는 20㎛ 내지 200㎛일 수 있다.
상기 광-열 변환층(TL)은 상기 레이저 열전사 장치에서 추후 레이저가 조사될 때, 조사된 레이저를 열에너지로 변환시키는 역할을 수행하고, 상기 열에너지는 상기 유기층(OL)과 상기 광-열 변환층(TL) 사이의 접착력을 변화시킴으로써 상기 유기층(OL)을 상기 기판(SUB) 상으로 전사시키는 역할을 한다.
상기 유기층(OL)은 발광층을 포함하며, 상기 발광층 이외에도 서로 다른 기능을 하는 다수의 층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 유기층(OL)은 상기 광-열 변환층(TL) 상에 순차적으로 적층된 전자 주입층, 전자 수송층, 발광층, 정공 수송층, 및 정공 주입층을 포함할 수 있다. 또한 상기 전자 주입층, 상기 전자 수송층, 상기 전자 수송층, 상기 정공 수송층, 및 상기 정공 주입층 중 적어도 하나가 생략될 수 있다.
상기 도너 필름(DFL)은, 상기 유기층(OL)의 손상을 방지하고, 상기 유기층(OL)의접착력을 효과적으로 조절하기 위해 상기 광-열 변환층(TL)과 상기 유기층(OL) 사이에 버퍼막(미도시)을 더 포함할 수 있다.
상기 유기층(OL)은 상기 기판(SUB)과 대향되도록 배치된다. 따라서, 상기 도너 필름(DFL)의 상기 유기층(OL)이 상기 기판(SUB) 및 상기 하부 필름(UFL) 상에 접촉된다.
상기 도너 필름(DFL)이 상기 기판(SUB) 및 상기 하부 필름(UFL)에 라미네이션 된 후 레이저 열전사 공정이 수행되면, 상기 유기층(OL)이 상기 기판(SUB)에 전사된다.
도시하지 않았으나, 기판(SUB)은 실질적으로 복수의 화소 영역들 및 화소 영역들에 대응되는 박막 트랜지스터들을 포함한다. 화소 영역들은 각각 화소 전극들을 포함하고, 박막 트랜지스터들은 대응하는 화소 전극들에 각각 연결된다. 설명의 편의를 위해 도 3에는 하나의 박막 트랜지스터 및 박막 트랜지스터에 연결된 하나의 화소 전극만이 도시되었다.
도 3에 도시된 상기 기판(SUB)은 베이스 기판(BL), 및 베이스 기판(BL) 상에 배치된 버퍼층(BFR), 반도체층(SM), 게이트 절연막(GI), 소스 전극(SE), 드레인 전극(DE), 게이트 전극(GE), 층간 절연막(IL), 평탄화층(FL), 화소 전극(PE), 및 화소 정의막(PD)을 포함할 수 있다.
상기 버퍼층(BFR)은 상기 베이스 기판(BL) 상에 제공되며, 상기 반도체층(SM), 상기 소스 전극(SE), 상기 드레인 전극(DE), 및 상기 게이트 전극(GE)에 불순물이 확산되는 것을 막는다. 상기 버퍼층(BFR)은 질화규소(SiNx), 산화규소(SiOx), 혹은 질산화규소(SiOxNy)로 제공될 수 있으며, 상기 베이스 기판(BL)의 재료 및 공정 조건에 따라 생략될 수도 있다.
상기 반도체층(SM)은 상기 버퍼층(BFR) 상에 제공되며, 무기 반도체 또는 유기 반도체로부터 선택되어 제공될 수 있다. 예를 들어, 상기 반도체층(SM)은 산화물 반도체, 비정질 실리콘 반도체, 결정질 또는 다결정 실리콘 반도체 등으로 이루어질 수 있다. 상기 산화물 반도체는 인듐(In), 갈륨(Ga), 아연(Zn), 주석(Sn) 중에서 적어도 하나의 원소를 포함하는 산화물로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 상기 반도체층(SM)은 아연 산화물(zinc oxide), 주석 산화물(tin oxide), 인듐 산화물(indium oxide), 인듐-아연 산화물(In-Zn oxide), 인듐-주석 산화물(In-Sn oxide), 인듐-갈륨-아연 산화물(In-Ga-Zn oxide), 인듐-아연-주석 산화물(In-Zn-Sn oxide), 인듐-갈륨-아연-주석 산화물(In-Ga-Zn-Sn oxide) 등과 같은 산화물 반도체를 포함할 수 있다. 상기 반도체층(SM)의 소스 영역 및 드레인 영역은 n형 불순물 또는 p형 불순물이 도핑될 수 있다.
상기 반도체층(SM) 상에는 상기 게이트 절연막(GI)이 제공될 수 있다.
상기 반도체층(SM) 상에는 상기 소스 전극(SE) 및 상기 드레인 전극(DE)이 제공될 수 있으며, 상기 게이트 절연막(GI) 상에는 상기 게이트 전극(GE)이 제공될 수 있다.
상기 게이트 전극(GE) 상에는 층간 절연막(IL)이 제공될 수 있으며, 상기 소스 전극(SE) 및 상기 드레인 전극(DE) 상에는 평탄화층(FL)이 제공될 수 있다. 도시하지 않았으나, 상기 평탄화층(FL) 상에는 컬러 필터가 제공될 수 있다.
상기 평탄화층(FL) 상에는 화소 전극(PE)이 제공될 수 있다 상기 화소 전극(PE)은 상기 화소 정의막(PD)에 의해 일부 면적이 노출되며, 상기 도너 필름(DFL)이 라미네이션된 후, 노출된 상기 화소 전극(PE) 상에 유기층(OL)이 전사된다.
상기 화소 전극(PE)과 상기 유기층(OL)이 서로 대향되도록 상기 도너 필름(DFL)이 상기 기판(SUB) 및 상기 하부 필름(UFL)에 라미네이션 된다. 이후 레이저 열전사 공정이 수행되면, 상기 유기층(OL)은 상기 기판(SUB)의 상기 화소 전극(PE) 상으로 전사된다.
상기 노즐부(NZP)는 상기 도너 필름(DFL)과 대향하도록 상기 도너 필름(DFL)의 상부에 배치되며, 복수 개의 노즐(NZ)들을 포함할 수 있다. 각각의 상기 노즐(NZ)로부터 불활성 기체가 발사된다. 불활성 기체는 상기 도너 필름(DFL)의 상면으로 발사된다. 상기 노즐(NZ)에서 발사되는 상기 불활성 기체는 질소(N2) 또는 아르곤(Ar)일 수 있다. 상기 도너 필름(DFL)의 상면으로 발사되는 상기 불활성 기체에 의해 상기 도너 필름(DFL)의 상면이 가압된다. 따라서, 상기 도너 필름(DFL)이 상기 기판(SUB)에 밀착될 수 있다. 그 결과 상기 도너 필름(DFL)과 상기 기판(SUB) 사이에 발생할 수 있는 들뜸 현상이 방지될 수 있다.
상기 차폐막(SH)은 상기 도너 필름(DFL) 상부에서 상기 도너 필름(DFL)과 접촉하도록 제공된다. 상기 차폐막(SH)은 상기 도너 필름(DFL)의 둘레를 따라 제공된다. 상기 차폐막(SH)은 상기 하부 필름(UFL)과 직접 접촉하는 상기 도너 필름(DFL)의 상면에 제공된다.
상기 차폐막(SH)은 상기 도너 필름(DFL)의 상면과 수직한 방향으로 세워져 제공되고, 상부에서 소정의 각도로 꺽여 진공챔버 내벽에 접촉될 수 있다. 그러나 이에 한정되지 않고, 상기 차폐막(SH)은 상기 수직한 방향으로부터 소정의 각도를 갖고 기울어져 제공되고, 상부에서 소정의 각도로 꺽여 진공챔버 내벽에 접촉될 수 있다. 상기 차폐막(SH)은 상기 노즐부(NZP)에서 발사된 상기 불활성 기체가 상기 도너 필름(DFL)의 상면이 아닌 다른 영역으로 침투하는 것을 방지할 수 있다.
상기 히팅부(HT)는 상기 도너 필름(DFL) 상부에 상기 도너 필름(DFL)의 둘레를 따라 상기 차폐막(SH)의 안쪽에 제공된다.즉, 상기 히팅부(HT)와 상기 기판(SUB)과의 거리는 상기 차폐막(SH)과 상기 기판(SUB) 사이의 거리보다 작다.
상기 히팅부(HT)는 상기 하부 필름(UFL)과 직접 접촉하는 상기 도너 필름(DFL)의 상면에 제공되며, 상기 도너 필름(DFL)과 접촉되어 제공될 수 있다.
상기 차폐막(SH)은 상기 불활성 기체가 상기 도너 필름(DFL)의 상면이 아닌 다른 영역으로 침투하는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 상기 불활성 기체는 상기 도너 필름(DFL)의 상면을 가압하는 역할만을 수행할 수 있다. 그 결과, 상기 도너 필름(DFL)과 상기 기판(SUB) 사이에 들뜸 현상이 발생하지 않고, 상기 도너 필름(DFL)은 상기 기판(SUB) 상에 균일하게 라미네이션 될 수 있다. 또한, 상기 도너 필름(DFL)은 상기 하부 필름(UFL)에도 균일하게 라미네이션 될 수 있다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 열전사 방법을 설명한다. 설명의 편의상 라미네이션 방법을 중심으로 설명하고, 기판(SUB) 제조 방법 및 전사 방법에 대한 설명은 생략된다. 또한, 도 1 내지 도 3에 도시된 구성 요소와 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일하거나 유사한 참조 번호를 부여하고, 그에 대한 구체적인 설명은 생략된다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 열전사 방법의 순서도이고, 도 5 내지 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 열전사 방법을 공정 순서대로 나타낸 단면도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 열전사 방법은, 하부 필름, 기판, 및 도너 필름 정렬 단계(S1), 차폐막 정렬 후 접촉 단계(S2), 노즐부에서 불활성 기체 발사 단계(S3), 히팅부 정렬 후 열처리 단계(S4), 및 히팅부 및 차폐막 제거 단계(S5)를 포함한다.
도 5를 참조하면, 상기 하부 필름, 기판, 및 도너 필름 정렬 단계(S1)에서는, 진공 상태에서 도너 필름(DFL)을 기판(SUB)과 하부 필름(UFL) 상에 정렬시킨다. 이 때, 상기 도너 필름(DFL)은 상기 기판(SUB) 및 상기 하부 필름(UFL)과 상부로 소정의 간격을 두고 배치된다.
상기 도너 필름(DFL)을 상기 기판(SUB) 및 상기 하부 필름(UFL) 상에 정렬 시킬 때는, 상기 기판(SUB)의 특정 영역, 즉 화소 전극(PE)에 상기 도너 필름(DFL)의 유기층(OL)이 전사될 것을 고려하여 상기 기판(SUB)과 상기 도너 필름(DFL)을 정렬시킨다. 또한, 상기 도너 필름(DFL)은 상기 기판(SUB) 및 상기 기판(SUB) 주변의 상기 하부 필름(UFL)을 커버하도록 정렬된다. 즉, 상기 도너 필름(DFL)이 정렬된 후 추후 상기 기판(SUB) 및 상기 하부 필름(UFL)에 라미네이션 되면, 상기 도너 필름(DFL)의 단면은 계단 형상일 수 있다.
상기 하부 필름(UFL)은 상기 기판(SUB)을 지지하며, 상기 도너 필름(DFL)의 일부는 상기 하부 필름(UFL)의 일부를 커버한다.
상기 기판(SUB)은 도 3에 도시된 유기 전계발광 표시 장치의 기판(SUB)일 수 있다.
도 6을 참조하면, 상기 차폐막 정렬 후 접촉 단계(S2)에서는, 차폐막(SH)을 상기 도너 필름(DFL)에 정렬시킨 후 상기 차폐막(SH)을 상기 도너 필름(DFL)에 접촉시킨다. 또한, 상기 차폐막(SH)은 소정의 각도로 꺽여 진공 챔버 내벽에 접촉될 수 있다. 이 때, 상기 차폐막(SH)이 상기 도너 필름(DFL)을 가압하는 것은 아니므로, 상기 하부 필름(UFL)과 직접 접촉하는 상기 도너 필름(DFL)의 상면은, 상기 하부 필름(UFL)에 밀착되어 있지 않고 상기 하부 필름(UFL)으로부터 일부 영역이 들떠 있게 된다.
상기 차폐막(SH)은 추후에 노즐부(NZP)에서 불활성 기체가 발사될 때, 상기 불활성 기체가 상기 도너 필름(DFL) 상부 이외의 어떠한 영역으로도 상기 불활성 기체가 임계량 이상만큼 새어나가지 않도록 상기 도너 필름(DFL) 상부를 차폐하는 역할을 한다.
여기서 임계량이란, 상기 불활성 기체가 하부 필름(UFL)과 도너 필름(DFL) 사이, 또는 기판(SUB)과 하부 필름(UFL) 사이로 들어가 상기 하부 필름(UFL) 및 상기 도너 필름(DFL) 사이, 또는 하부 필름(UFL) 및 기판(SUB) 사이의 들뜸을 유발함으로써 제품의 불량을 야기할 수 있는 상기 불활성 기체의 최소량을 말한다. 상기 불활성 기체가 상기 도너 필름(DFL) 상부 이외의 영역으로 상기 임계량 이상만큼 새어나가면, 상기 기판(SUB)과 상기 도너 필름(DFL) 사이, 상기 기판(SUB)과 하부 필름(UFL) 사이, 또는 상기 하부 필름(UFL)과 기판(SUB) 사이에 국부적으로 기포가 발생하여 추후 유기층(OL)의 전사불량을 유발할 수 있다.
상기 임계량은 상기 하부 필름(UFL), 상기 기판(SUB), 및 상기 도너 필름(DFL) 각각에 따라 달라질 수 있다.
상기 차폐막(SH)은 상기 불활성 기체가 상기 도너 필름(DFL) 상부 이외의 어떠한 영역으로도 임계량 이상만큼 새어나가지 않도록 하는 형상과 구조라면 어떤 것이든 가능하다. 예시적인 실시 예로서, 상기 차폐막(SH)은 상기 도너 필름(DFL)의 둘레에 맞추어 제작되고 상부 방향으로 연장된 사각 틀 형상의 제1 부재 및 사각 틀 형상의 부재의 상부 경계면에 소정의 각도를 갖고 진공 챔버을 향해 연장되어 상기 제1 부재에 연결된 제2 부재를 포함할 수 있다.
또한, 상기 차폐막(SH)의 높이를 결정할 때에는 상기 불활성 기체 분자의 개수 중 상기 도너 필름(DFL) 상부 이외의 영역에 존재할 수 있는 개수를 계산하여, 상기 도너 필름(DFL) 상부 이외의 영역에 존재할 수 있는 상기 불활성 기체 분자의 개수가 상기 임계량 미만이 되도록 상기 차폐막(SH)의 높이를 결정할 수 있다.
도 7을 참조하면, 상기 노즐부에서 불활성 기체 발사 단계(S3)에서는, 상기 노즐부(NZP)로부터 상기 도너 필름(DFL) 상부를 향해 상기 불활성 기체가 발사된다.
상기 노즐부(NZP)는 복수 개의 노즐(NZ)들을 포함할 수 있다. 각각의 상기 노즐(NZ)에서 상기 도너 필름(DFL)의 상면으로 불활성 기체가 발사된다. 상기 노즐(NZ)에서 발사되는 상기 불활성 기체는 질소(N2) 또는 아르곤(Ar)일 수 있다. 상기 노즐(NZ)로부터 발사되는 기체는 불활성 기체이므로, 상기 도너 필름(DFL)과 상기 기체가 반응하지 않을 수 있다. 만약 상기 도너 필름(DFL)과 상기 기체가 반응하면, 상기 도너 필름(DFL)이 손상되어 전사불량을 유발할 수 있다.
상기 불활성 기체가 발사되기 전에는 상기 도너 필름(DFL)의 상부는 진공 상태이고, 상기 불활성 기체가 상기 노즐(NZ)로부터 상기 도너 필름(DFL) 상부를 향해 발사됨에 따라 상기 불활성 기체가 상기 도너 필름(DFL) 상부를 가압한다.
상기 불활성 기체가 상기 도너 필름(DFL) 상부를 가압하면서, 상기 도너 필름(DFL)이 상기 기판(SUB)에 라미네이션 된다. 그러나, 상기 도너 필름(DFL)과 상기 하부 필름(UFL) 사이에는 상기 불활성 기체가 임계량 미만 침투하여 기포가 어느 정도 남아 있기 때문에, 상기 도너 필름(DFL)과 상기 하부 필름(UFL) 사이는 밀착되지 않고 들떠 있다.
도 8을 참조하면, 상기 히팅부 정렬 후 열처리(S4) 단계에서는, 상기 히팅부(HT)를 상기 하부 필름(UFL)상에 배치된 상기 도너 필름(DFL)의 상면에 정렬한 후 상기 도너 필름(DFL)에 열처리한다. 상기 히팅부(HT)는 상기 도너 필름(DFL) 상부에 상기 도너 필름(DFL)의 둘레를 따라 상기 차폐막(SH)의 안쪽에 제공된다. 즉, 상기 히팅부(HT)와 상기 기판(SUB)과의 거리는 상기 차폐막(SH)과 상기 기판(SUB) 사이의 거리보다 더 작다.
상기 히팅부(HT)는 상기 하부 필름(UFL)과 직접 접촉하는 상기 도너 필름(DFL)의 상면에 제공되며, 상기 도너 필름(DFL)과 접촉되어 제공될 수 있다.
상기 히팅부(HT)는 상기 도너 필름(DFL)의 둘레에 맞추어 제작된 사각 틀 형상으로 제공될 수 있다. 도시되지 않았으나, 상기 히팅부(HT)는 4개의 바 형태를 갖고, 4개의 바들이 평면상에서 사각형 형상을 갖도록 서로 연결되어 상기 도너 필름(DFL) 상에 제공될 수 있다. 또한, 도시하지 않았으나, 상기 히팅부(HT)에는 상기 도너 필름(DFL)을 열처리시킬 수 있는 열선을 포함할 수 있다.
상기 히팅부(HT)가 상기 도너 필름(DFL)의 상면을 열처리함으로써, 상기 도너 필름(DFL)과 상기 하부 필름(UFL)이 라미네이션 된다.
도 9를 참조하면, 상기 히팅부(HIT) 및 차폐막 제거(S5) 단계에서는, 상기 히팅부(HT) 및 상기 차폐막(SH)이 상기 도너 필름(DFL)으로부터 제거된다. 따라서, 상기 도너 필름(DFL)을 상기 기판(SUB) 및 상기 하부 필름(UFL)에 부착시키는 라미네이션 공정이 완료된다.
본 발명의 일 실시예에 따라 레이저 열전사 방법을 수행할 경우, 상기 도너 필름(DFL)이 상기 기판(SUB) 및 상기 하부 필름(UFL)에 균일하게 라미네이션 되어 상기 도너 필름(DFL)과 상기 기판(SUB) 사이의 들뜸 현상이 방지될 수 있다.
상기 히팅부(HT)로 상기 하부 필름(UFL) 상의 상기 도너 필름(DFL)의 상면을 열처리하여, 상기 도너 필름(DFL)과 상기 하부 필름(UFL)을 먼저 라미네이션 시킨 후, 상기 불활성 기체로 상기 도너 필름(DFL)의 상면을 가압하여 상기 도너 필름(DFL)과 상기 기판(SUB)을 라미네이션 시킬 경우, 상기 도너 필름(DFL)과 상기 기판(SUB) 사이에는 들뜸 현상이 발생되거나, 상기 기판(SUB)이 상기 도너 필름(DFL)에 찍히는 현상이 발생하게 된다.
이는 상기 도너 필름(DFL)과 상기 기판(SUB)을 라미네이션 시키기 전에 먼저 상기 도너 필름(DFL)과 상기 하부 필름(UFL)을 먼저 라미네이션 시키면, 상기 도너 필름(DFL)이 상기 기판(SUB) 상에 부분적으로 들떠 있거나, 상기 도너 필름(DFL)에 하부 방향으로 주름이 생겨 부분적으로 눌려 있는 상태에서 상기 도너 필름(DFL)과 상기 기판(SUB)이 라미네이션 되기 때문이다. 상기 도너 필름(DFL)이 상기 기판(SUB) 상에 부분적으로 들떠 있거나 부분적으로 눌린 상태에서 상기 불활성 기체가 상기 도너 필름(DFL) 상부를 가압하여 상기 도너 필름(DFL) 상부의 전면적에 균일한 압력이 인가된다고 가정할 때, 상기 도너 필름(DFL)은 상기 기판(SUB)에 완전히 밀착된 형태로 라미네이션 되지 않는다. 이러한 경우, 상기 도너 필름(DFL)의 일부 영역은 상기 기판(SUB)으로부터 들떠 있거나 상기 기판(SUB)의 일부 영역이 상기 도너 필름(DFL)에 찍힌 상태로 라미네이션 된다.
이러한 현상은 상기 도너 필름(DFL)이 상기 기판(SUB)에 라미네이션 되기 전에 상기 도너 필름(DFL)과 상기 하부 필름(UFL)이 먼저 단단하게 밀착되어 있기 때문에 더욱 심해진다. 상기 도너 필름(DFL)과 상기 기판(SUB) 사이의 들뜨거나 찍힌 영역이 상기 들뜨거나 찍힌 영역의 면적만큼 상기 기판(SUB) 밖으로 밀려나야 하는데, 상기 도너 필름(DFL)과 상기 하부 필름(UFL)이 단단하게 밀착된 상태에서는 상기 면적이 상기 기판(SUB) 밖으로 밀려나가는 것이 어렵기 때문이다.
따라서 상기 도너 필름(DFL)을 먼저 상기 기판(SUB) 상에 라미네이션 시킨 후, 상기 도너 필름(DFL)과 상기 하부 필름(UFL)을 라미네이션 시키는 것이 바람직하다. 또한, 상기 도너 필름(DFL)을 상기 기판(SUB) 상에 라미네이션 시킬 때, 상기 도너 필름(DFL) 상면에 차폐막(SH)을 제공하여 상기 도너 필름(DFL)과 상기 하부 필름(UFL) 사이로 상기 불활성 기체가 상기 임계량 이상 침투하지 못하도록 한다.
이러한 경우, 상기 도너 필름(DFL)이 상기 기판(SUB)에 부분적으로 들떠 있거나 부분적으로 눌린 상태였다 하더라도, 상기 불활성 기체가 상기 도너 필름(DFL) 상부를 가압시에 상기 도너 필름(DFL)이 상기 기판(SUB) 밖으로 밀려날 수 있다. 따라서 상기 도너 필름(DFL)과 상기 기판(SUB) 사이의 들뜨거나 찍힌 영역 없이 상기 도너 필름(DFL)과 상기 기판(SUB)이 균일하게 라미네이션 될 수 있다.
또한, 상기 차폐막(SH)이 상기 불활성 기체가 상기 도너 필름(DFL)과 상기 하부 필름(UFL) 틈으로 침투하지 못하도록 하기 때문에, 상기 도너 필름(DFL)과 상기 하부 기판(SUB)을 라미네이션 시킬 때에도 들뜨거나 찍히는 영역 없이 균일하게 라미네이션 시킬 수 있다.
결과적으로, 본 발명의 레이저 열전사 장치 및 그것을 사용한 레이저 열 전사 방법은 도너 필름을 기판 및 하부 필름에 균일하게 라미네이션 할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술 분야에 통상의 지식을 갖는 자라면, 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
CH: 진공 챔버 DFL: 도너 필름 SUB: 기판
UFL: 하부 필름 NZP: 노즐부 NZ: 노즐
HT: 히팅부 SH: 차폐막 OL: 유기층
TL: 광-열 변환층 BFL: 기재 필름 BL: 베이스 기판
BFR: 버퍼층 SM: 반도체층 GI: 게이트 절연막
GE: 게이트 전극 IL: 층간 절연막 SE: 소스 전극
DE: 드레인 전극 FL: 평탄화층 PE: 화소 전극
PD: 화소 정의막
UFL: 하부 필름 NZP: 노즐부 NZ: 노즐
HT: 히팅부 SH: 차폐막 OL: 유기층
TL: 광-열 변환층 BFL: 기재 필름 BL: 베이스 기판
BFR: 버퍼층 SM: 반도체층 GI: 게이트 절연막
GE: 게이트 전극 IL: 층간 절연막 SE: 소스 전극
DE: 드레인 전극 FL: 평탄화층 PE: 화소 전극
PD: 화소 정의막
Claims (19)
- 진공 챔버 내에서, 도너 필름과 이격되며, 상기 도너 필름 상에 위치하여 상기 도너 필름의 상면에 불활성 기체를 발사하는 노즐부; 및
상기 도너 필름의 상기 상면에 상기 도너 필름과 접촉하며 상기 도너 필름의 둘레를 따라 제공된 차폐막을 포함하는 레이저 열전사 장치. - 제1 항에 있어서,
상기 도너 필름 상에 위치하며 상기 도너 필름의 상기 둘레를 따라 상기 차폐막의 안쪽에 제공되는 히팅부를 더 포함하는 레이저 열전사 장치. - 제2 항에 있어서,
상기 도너 필름은 하부 필름 및 상기 하부 필름 상의 기판을 커버하도록 제공된 레이저 열전사 장치. - 제3 항에 있어서,
상기 차폐막은 상기 도너 필름을 사이에 두고 상기 하부 필름 상에 제공된 레이저 열전사 장치. - 제4 항에 있어서,
상기 차폐막은 상기 도너 필름의 상기 상면과 수직한 방향으로 제공되거나 상기 수직한 방향으로부터 기울어져 제공되는 레이저 열전사 장치. - 제5 항에 있어서,
상기 불활성 기체는 질소(N2) 또는 아르곤(Ar)인 레이저 열전사 장치. - 제6 항에 있어서,
상기 히팅부는 상기 도너 필름을 사이에 두고 상기 하부 필름 상에 제공된 레이저 열전사 장치. - 제7 항에 있어서,
상기 히팅부는 상기 도너 필름의 상기 상면과 상기 수직한 방향으로 제공되는 레이저 열전사 장치. - 제8 항에 있어서,
상기 히팅부는 상기 도너 필름과 접촉되어 제공되는 레이저 열전사 장치. - 진공 챔버 내에서, 도너 필름 상에 차폐막을 정렬 후 상기 도너 필름의 상면에 접촉시키는 단계; 및
상기 도너 필름과 이격되어 제공된 노즐부에서 상기 도너 필름의 상기 상면으로 불활성 기체가 발사되는 단계를 포함하는 레이저 열전사 방법. - 제10 항에 있어서,
상기 도너 필름 상에 상기 도너 필름의 둘레를 따라 히팅부를 정렬 후 열처리하는 단계를 더 포함하는 레이저 열전사 방법. - 제11 항에 있어서,
상기 도너 필름은 하부 필름 및 상기 하부 필름 상의 기판을 커버하도록 제공된 레이저 열전사 방법. - 제12 항에 있어서,
상기 차폐막은 상기 도너 필름을 사이에 두고 상기 하부 필름 상에 제공된 레이저 열전사 방법. - 제13 항에 있어서,
상기 차폐막은 상기 도너 필름의 상기 상면과 수직한 방향으로 제공되거나 상기 수직한 방향으로부터 기울어져 제공되는 레이저 열전사 방법. - 제14 항에 있어서,
상기 불활성 기체는 질소(N2) 또는 아르곤(Ar)인 레이저 열전사 방법. - 제15 항에 있어서,
상기 히팅부는 상기 도너 필름을 사이에 두고 상기 하부 필름 상에 제공된 레이저 열전사 방법. - 제16 항에 있어서,
상기 히팅부와 상기 기판과의 거리는 상기 차폐막과 상기 기판과의 거리보다 더 작은 레이저 열전사 방법. - 제17 항에 있어서,
상기 히팅부는 상기 도너 필름의 상면과 상기 수직한 방향으로 제공되는 레이저 열전사 방법. - 제18 항에 있어서,
상기 히팅부는 상기 도너 필름과 접촉되어 제공되는 레이저 열전사 방법.
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2013
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