KR20150145835A - 디스플레이 장치의 열처리 장치 및 이를 이용한 열처리 방법 - Google Patents

디스플레이 장치의 열처리 장치 및 이를 이용한 열처리 방법 Download PDF

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Abstract

디스플레이 장치의 열처리 장치 및 이를 이용한 열처리 방법을 개시한다. 본 발명은 억셉터 기판을 기판 스테이지 상에 장착하는 단계;와, 억셉터 기판 상에 전사층을 가지는 패턴 마스크를 설치하는 단계;와, 복수의 플래시 램프로부터 패턴 마스크를 향하여 플래시 광을 조사하는 단계;와, 전사층이 억셉터 기판에 전사되는 단계;를 포함하되, 복수의 플래시 램프는 억셉터 기판에 대하여 대칭적으로 설치되어서 플래시 광을 조사한다.

Description

디스플레이 장치의 열처리 장치 및 이를 이용한 열처리 방법{Thermal treatment device for display apparatus and thermal treatment method using the same}
본 발명은 디스플레이 장치의 열처리 장치 및 이를 이용한 열처리 방법에 관한 것이다.
통상적으로, 유기 발광 디스플레이 장치(organic light emitting display device)와 같은 디스플레이 장치는 스마트 폰, 태블릿 퍼스널 컴퓨터, 랩 탑, 디지털 카메라, 캠코더, 휴대 정보 단말기와 같은 모바일 기기용 디스플레이 장치나, 초박형 텔레비전과 같은 전자/전기 제품에 이용할 수 있다.
최근 들어서는, 보다 슬림화된 디스플레이 장치를 제조하기 위하여 연구중이다. 이중에서, 휴대하기가 용이하고, 다양한 형상의 장치에 적용할 수 있도록 플렉서블 디스플레이 장치(Flexible display device)가 차세대 디스플레이 장치로 각광받고 있다. 이중에서, 유기 발광 디스플레이 기술을 기반으로 하는 플렉서블 디스플레이 장치가 가장 유력한 디스플레이 장치로 유력시되고 있다.
한편, 디스플레이 장치는 풀 컬러(full color)를 구현하기 위하여 발광층을 패터닝시켜야 한다.
본 발명의 실시예들은 디스플레이 장치의 열처리 장치 및 이를 이용한 열처리 방법를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 디스플레이 장치의 열처리 방법은,
억셉터 기판을 기판 스테이지 상에 장착하는 단계;
상기 억셉터 기판 상에 전사층을 가지는 패턴 마스크를 설치하는 단계;
복수의 플래시 램프로부터 상기 패턴 마스크를 향하여 플래시 광을 조사하는 단계; 및
상기 전사층이 상기 억셉터 기판에 전사되는 단계;를 포함하되,
복수의 플래시 램프는 상기 억셉터 기판에 대하여 대칭적으로 설치되어서 플래시 광을 조사한다.
일 실시예에 있어서, 복수의 플래시 램프는 순차적으로 플래시 광을 조사한다.
일 실시예에 있어서, 복수의 플래시 램프는 발광 시간을 교차하여 플래시 광을 조사한다.
일 실시예에 있어서, 하나의 플래시 램프가 플래시 광을 조사할때에 다른 하나의 플래시 램프는 다음 발광을 위한 충전을 수행한다.
일 실시예에 있어서, 복수의 플래시 램프는 억셉터 기판의 전체 영역에 걸쳐서 플래시 광을 조사한다.
일 실시예에 있어서, 복수의 플래시 램프는 기판이 일 방향으로 이동하는 동안에 억셉터 기판의 처리 영역별로 플래시 광을 교대로 조사한다.
일 실시예에 있어서, 상기 복수의 플래시 램프는 상기 억셉터 기판의 인접한 처리 영역에 대하여 대칭적으로 배열된다.
일 실시예에 있어서, 복수의 플래시 램프의 후방에는 각각 리플렉터가 더 설치된다.
일 실시예에 있어서, 상기 패턴 마스크는 마스크 기판 상에 플래시 광을 흡수하는 광 흡수부와, 플래시 광을 반사하는 광 반사부를 가지는 광 패턴부를 형성하고, 상기 광 패턴부 상에 전사층을 형성한다.
일 실시예에 있어서, 상기 전사층이 억셉터 기판에 접촉한다.
일 실시예에 있어서, 상기 광 흡수부와 대응되는 영역에 형성되는 전사층의 부분이 용융되어서, 억셉터 기판 상에 박막층을 형성한다.
일 실시예에 있어서, 상기 억셉터 기판은, 기판 상에 형성되는 적어도 하나의 박막 트랜지스터; 및 상기 박막 트랜지스터와 전기적으로 연결되며, 제 1 전극, 제 2 전극, 및 제 1 전극과 제 2 전극 사이에 형성된 유기 발광층을 구비하는 중간층을 가지는 유기 발광 소자;을 포함하되, 상기 전사층은 상기 유기 발광층을 형성하는 물질을 포함한다.
본 발명의 다른 측면에 따른 디스플레이 장치의 열처리 장치는,
전사층을 가지는 패턴 마스크가 설치된 억셉터 기판을 지지하는 기판 스테이지; 및
상기 기판 스테이지 상에 설치된 복수의 플래시 램프;를 포함하되,
복수의 플래시 램프는 상기 억셉터 기판에 대하여 대칭적으로 설치된다.
일 실시예에 있어서, 상기 패턴 마스크는, 마스크 기판; 및 상기 마스크 기판 상에 형성되며, 플래시 광을 흡수하는 광 흡수부와, 상기 플래시 광을 반사하는 광 반사부를 가지는 광 패턴부;를 포함하되, 상기 전사층은 상기 광 패턴부 상에 형성된다.
일 실시예에 있어서, 복수의 플래시 램프의 후방에는 각각 리플렉터가 설치된다.
일 실시예에 있어서, 상기 리플렉터는 곡률을 가진다.
일 실시예에 있어서, 상기 리플렉터의 일면에는 광을 반사하는 광 패턴부가 형성된다.
일 실시예에 있어서, 각 리플렉터에는 복수의 플래시 램프가 배열되고, 복수의 플래시 램프는 상기 리플렉터의 곡률에 따라 이격되게 배열된다.
일 실시예에 있어서, 상기 리플렉터는 반사형 금속이다.
일 실시예에 있어서, 상기 리플렉터는 반사형 금속막이 코팅된 플라스틱이다.
이상과 같이, 본 발명의 일 측면에 따른 디스플레이 장치의 열처리 장치 및 이를 이용한 열처리 방법은 기판 상에 박막층을 패터닝하는 공정 시간이 단축된다.
본 발명의 효과는 상술한 내용 이외에도, 도면을 참조하여 이하에서 설명할 내용으로부터도 도출될 수 있음은 물론이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 열처리 장치를 도시한 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 억셉터 기판을 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전사층을 가지는 패턴 마스크를 도시한 단면도이다.
도 4는 도 3의 패턴 마스크에 플래시 광이 조사되는 상태를 도시한 단면도이다.
도 5a 내지 5d는 본 발명의 일 실시예에 따른 열처리 방법을 순차적으로 도시한 단면도로서,
도 5a는 도 2의 억셉터 기판이 준비된 이후의 상태를 도시한 단면도이다.
도 5b는 도 5a의 억셉터 기판 상에 패턴 마스크가 부착된 이후의 상태를 도시한 단면도이다.
도 5c는 도 5b의 패턴 마스크 상에 플래시 광이 조사된 이후의 상태를 도시한 단면도이다.
도 5d는 도 5c의 억셉터 기판 상에 밀봉부를 접합하기 위한 상태를 도시한 단면도이다.
도 6a 내지 도 6c는 본 발명의 다른 실시예에 따른 열처리 방법을 도시한 구성도로서,
도 6a는 기판 상에 제 1 플래시 램프로부터 플래시 광이 조사되는 상태를 도시한 구성도이다.
도 6b는 도 6a의 기판 상에 제 2 플래시 램프로부터 플래시 광이 조사되는 상태를 도시한 구성도이다.
도 6c는 도 6b의 기판 상에 박막층이 형성되는 상태를 도시한 구성도이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고, 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성 요소들은 용어들에 의하여 한정되어서는 안된다. 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, “포함한다” 또는 “가지다” 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 본 발명에 따른 디스플레이 장치의 열처리 장치 및 이를 이용한 열처리 방법의 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 열처리 장치(100)를 도시한 구성도이다.
도면을 참조하면, 상기 열처리 장치(100)는 패턴 마스크(103)가 설치된 억셉터 기판(102)을 지지하는 기판 스테이지(101)와, 상기 기판 스테이지(101) 상에 설치된 복수의 플래시 램프(flash lamp, 106)를 포함한다.
상기 기판 스테이지(101)는 상기 억셉터 기판(102)을 장착하기 위한 기판 받침대이다. 상기 기판 스테이지(101)는 일방향으로 이동할 수 있다.
상기 기판 스테이지(101) 상에는 억셉터 기판(102)이 장착된다. 상기 억셉터 기판(102)는 패터닝하고자 하는 박막층이 형성되는 기판이다.
상기 억셉터 기판(102) 상에는 패턴 마스크(103)가 장착된다. 상기 패턴 마스크(103)는 상기 억셉터 기판(102)에 대하여 면접촉할 수 있다. 상기 패턴 마스크(103)에는 상기 플래시 램프(106)로부터 조사되는 플래시 광을 흡수하는 광 흡수부(104)와, 플래시 광을 반사하는 광 반사부(105)가 형성되어 있다. 상기 광 흡수부(104)는 상기 억셉터 기판(102) 상에 형성시키고자 하는 박막층의 패턴과 동일한 패턴으로 형성될 수 있다.
상기 플래시 램프(106)는 상기 기판 스테이지(101)의 수직 상부 측에 설치될 수 있다. 상기 플래시 램프(106)는 복수의 램프를 포함한다. 본 실시예에 있어서, 상기 플래시 램프(106)는 제 1 플래시 램프(107)와, 제 2 플래시 램프(108)를 포함한다. 상기 플래시 램프(106)는 내부에 크세논 가스가 주입되며, 양 단부에 양극 및 음극이 설치된 방전관과, 방전관의 외주면에 설치된 트리거 전극과, 코일, 스위치, 콘덴서, 전원 장치 등을 포함한다.
상기 제 1 플래시 램프(107)와 제 2 플래시 램프(108)는 상기 억셉터 기판(102)에 대하여 대칭적으로 배열되어 있다. 예컨대, 상기 억셉터 기판(102)을 기준으로 하여 양쪽으로 동일한 위치에 제 1 플래시 램프(107)와, 제 2 플래시 램프(108)가 설치되어 있다. 상기 플래시 램프(106)는 대칭적으로 배열되는 구조라면, 그 개수는 한정되는 것은 아니다.
상기 제 1 플래시 램프(107)의 후방에는 제 1 리플렉터(109)가 설치되며, 상기 제 2 플래시 램프(108)의 후방에는 제 2 리플렉터(110)가 설치되어 있다. 상기 제 1 리플렉터(109)와, 제 2 리플렉터(110)는 상기 제 1 플래시 램프(107) 및 제 2 플래시 램프(108)로부터 조사되는 플래시 광을 상기 패턴 마스크(103) 쪽으로 반사시킨다.
상기 제 1 리플렉터(109)와, 제 2 리플렉터(110)는 소정의 곡률을 가지고 있다. 상기 제 1 리플렉터(109)와, 제 2 리플렉터(110)는 상기 제 1 플래시 램프(107)와, 제 2 플래시 램프(108)을 감싸도록 반원형으로 형성될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제 1 플래시 램프(107)와, 제 2 플래시 램프(108)와 마주보는 제 1 리플렉터(109)의 일면과, 제 2 리플렉터(110)의 일면에는 광을 보다 효율적으로 반사하기 위한 복수의 광 패턴부가 형성될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제 1 리플렉터(109)와, 제 2 리플렉터(110) 내에는 복수의 제 1 플래시 램프(107)와, 복수의 제 2 플래시 램프(108)가 각각 배열될 수 있다. 구체적으로, 복수의 제 1 플래시 램프(107)와, 복수의 제 2 플래시 램프(108)는 상기 제 1 리플렉터(109)와, 제 2 리플렉터(110)의 곡률을 따라 소정 간격 이격되게 각각 배열될 수 있다.
한편, 상기 제 1 리플렉터(109)와, 제 2 리플렉터(110)는 반사형 금속으로 형성될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 상기 제 1 리플렉터(109)와, 제 2 리플렉터(110)는 플라스틱으로 제조되고, 상기 플라스틱 내면에 반사율이 높은 반사형 금속막을 형성시킬 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 억셉터 기판(200)을 도시한 단면도이다.
본 실시예에 있어서, 디스플레이 장치는 유기 발광 디스플레이 장치(Organic light emitting display device, OLED)를 예를 들어 설명하나, 소정의 전원이 인가되어서 화상을 구현하는 디스플레이 장치, 예컨대, 액정 디스플레이 장치(Liquid crystal display device, LCD)나, 전계 방출 디스플레이 장치(Field emission display device, FED)나, 전자 종이 디스플레이 장치(Electronic paper display device, EPD) 등 어느 하나의 장치에 한정되는 것은 아니다.
본 실시예에 있어서, 상기 억셉터 기판(200)은 플래시 광을 조사하여 박막층을 형성시키기 위한 기판으로서, 복수의 박막층이 형성되어 있다.
도면을 참조하면, 기판(201)은 유연성을 가지는 절연성 소재나, 강성을 가지는 절연성 소재로 제조될 수 있다. 예컨대, 상기 기판(201)은 유연성을 가지는 필름이나, 강성을 가지는 글래스 기판이나, 폴리머 기판이나, 금속 기판이나, 이들의 복합 기판일 수 있다. 상기 기판(201)은 투명하거나, 반투명하거나, 불투명할 수 있다.
상기 기판(201) 상에는 배리어막(202)이 형성될 수 있다. 상기 배리어막(202)은 상기 기판(201)의 상부면을 전체적으로 커버할 수 있다. 상기 배리어막(202)은 무기막이나, 유기막을 포함한다.
이를테면, 상기 배리어막(202)은 실리콘 옥사이드(SiOx), 실리콘 나이트라이드(SiNx), 실리콘 옥시나이트라이드(SiON), 알루미늄 옥사이드(AlO), 알루미늄나이트라이드(AlON) 등의 무기물이나, 아크릴, 폴리이미드, 폴리에스테르 등의 유기물 중에서 선택된 어느 하나로 이루어질 수 있다. 상기 배리어막(202)은 단일막으로 형성되거나, 다층막으로 형성될 수 있다. 상기 배리어막(202)은 산소와 수분을 차단하는 역할을 수행하고, 기판(201) 상부를 평탄하게 한다.
상기 배리어막(202) 상에는 박막 트랜지스터(thin film transistor, TFT)가 형성될 수 있다. 본 실시예에 따른 박막 트랜지스터는 탑 게이트(top gate) 방식의 박막 트랜지스터를 예시하나, 바텀 게이트(bottom gate) 방식 등 다른 구조의 박막 트랜지스터가 구비될 수 있음은 물론이다.
상기 배리어막(202) 상에는 반도체 활성층(203)이 형성될 수 있다. 상기 반도체 활성층(203)에는 N형 불순물 이온이나, P형 불순물 이온을 도핑하는 것에 의하여 소스 영역(204)과, 드레인 영역(205)이 형성될 수 있다. 상기 소스 영역(204)과, 드레인 영역(205) 사이의 영역은 불순물이 도핑되지 않는 채널 영역(206)이다.
상기 반도체 활성층(203)은 비정질 실리콘(amorphous silicon) 또는 폴리 실리콘(poly silicon)과 같은 무기 반도체나, 유기 반도체가 사용될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 반도체 활성층(203)은 산화물 반도체로 형성될 수 있다. 예컨대, 산화물 반도체는 아연(Zn), 인듐(In), 갈륨(Ga), 주석(Sn), 카드뮴(Cd), 게르마늄(Ge), 하프늄(Hf)과 같은 4, 12, 13, 14족 금속 원소 및 이들의 조합에서 선택된 물질의 산화물을 포함한다.
상기 반도체 활성층(203) 상에는 게이트 절연막(207)이 증착될 수 있다. 상기 게이트 절연막(207)은 실리콘 산화물이나, 실리콘 질화물과 같은 무기막을 포함한다. 상기 게이트 절연막(209)은 단일층, 또는, 다층일 수 있다.
상기 게이트 절연막(207) 상의 소정 영역에는 게이트 전극(208)이 형성된다. 상기 게이트 전극(208)은 Au, Ag, Cu, Ni, Pt, Pd, Al, Mo, Cr 등의 단일막, 또는, 다층막을 포함하거나, Al:Nd, Mo:W 와 같은 합금을 포함한다.
상기 게이트 전극(208) 상에는 층간 절연막(209)이 형성된다. 상기 층간 절연막(209)은 실리콘 산화물, 또는, 실리콘 질화물 등과 같은 무기막으로 형성될 수 있다. 대안으로는, 상기 층간 절연막(209)은 유기막 등으로 형성될 수 있다.
상기 층간 절연막(209) 상에는 소스 전극(210)과, 드레인 전극(211)이 형성된다. 구체적으로, 상기 게이트 절연막(207) 및 층간 절연막(209)을 선택적으로 제거하는 것에 의하여 콘택 홀이 형성되고, 콘택 홀을 통하여 소스 영역(204)에 대하여 소스 전극(210)이 전기적으로 연결되고, 드레인 영역(205)에 대하여 드레인 전극(211)이 전기적으로 연결되어 있다.
상기 소스 전극(210)과, 드레인 전극(211) 상에는 수분과 산소로부터 소스 전극(210)과, 드레인 전극(211)의 부식을 방지할 수 있는 보호막(패시베이션막 및/또는 평탄화막, 212)이 형성될 수 있다.
상기 보호막(212)은 하부의 박막층을 보호하고, 평탄화시킨다. 상기 보호막(212)은 다양한 형태로 구성될 수 있는데, BCB(Benzocyclobutene)나, 아크릴(Acryl) 등과 같은 유기물이나, SiNx와 같은 무기물로 형성될 수 있다. 상기 보호막(212)은 단층, 또는 다층으로 구성될 수 있다.
상기 박막 트랜지스터의 상부에는 유기 발광 소자(OLED)를 형성할 수 있다.
상기 보호막(212) 상에는 이를 관통하여 상기 소스 전극(210)이나, 드레인 전극(211)에 접속하는 제 1 전극(213)이 형성된다. 상기 제 1 전극(213)은 애노우드로 기능하는 것으로서, 다양한 도전성 소재로 형성될 수 있다. 상기 제 1 전극(213)은 투명 전극이나, 반사형 전극으로 형성될 수 있다.
이를테면, 상기 제 1 전극(213)이 투명 전극으로 사용시, 상기 제 1 전극(213)은 ITO, IZO, ZnO, In2O3 등의 투명 도전막을 포함한다. 상기 제 1 전극(213)이 반사형 전극으로 사용시, 상기 제 1 전극(213)은 Ag, Mg, Al, Pt, Pd, Au, Ni, Nd, Ir, Cr 및 이들의 화합물 등으로 반사막을 형성하고, 이후, 상기 반사막의 상부에 ITO, IZO, ZnO, In2O3 등의 투명 도전막을 형성할 수 있다.
픽셀 정의막(214)은 보호막(212) 및 제 1 전극(213)의 일부를 커버한다. 상기 픽셀 정의막(214)은 픽셀 영역(pixel area, PA)과 비픽셀 영역(non-pixel area, NPA)을 정의한다. 상기 픽셀 정의막(214)은 유기물, 또는 무기물로 형성하게 된다. 이를테면, 상기 픽셀 정의막(214)은 폴리이미드, 폴리아마이드, 벤조사이클로부텐, 아크릴 수지, 페놀 수지 등과 같은 유기물이나, SiNx와 같은 무기물로 형성할 수 있다. 상기 픽셀 정의막(214)은 단일막, 또는, 다중막으로 구성될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제 1 전극(213) 상에 플래시 광을 조사하는 것에 의하여 중간층, 이를테면, 유기 발광층을 형성하게 된다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전사층을 가지는 패턴 마스크(300)를 도시한 단면도이다.
도면을 참조하면, 상기 패턴 마스크(300)는 마스크 기판(301)과, 상기 마스크 기판(301) 상에 형성되는 광 패턴부(302)를 포함한다.
상기 마스크 기판(301)은 플래시 광이 투과될 수 있는 투명한 절연성 소재, 예컨대, 글래스 기판이나, 석영 기판일 수 있다.
상기 마스크 기판(301) 상에는 플래시 램프(도 1의 106 참조)로부터 조사되는 플래시 광에 의하여 선택적으로 열을 흡수 또는 반사할 수 있는 광 패턴부(302)가 형성된다. 상기 광 패턴부(302)는 플래시 광을 흡수하는 광 흡수부(304)와, 플래시 광을 반사하는 광 반사부(305)를 포함한다.
상기 광 흡수부(304)는 반사율이 낮으면서, 고융점을 가지는 소재, 예컨대, Mo, Cr, Ti, W나, 이들의 합금일 수 있다. 상기 광 반사부(305)는 반사율이 높은 소재, 이를테면, Al, 또는 Al 합금일 수 있다. 일 실시예에 있어서, 상기 광 패턴부(302)는 실리콘 옥사이드와 같은 절연성 소재를 적어도 일 영역에 형성시킬 수 있다.
상기 광 흡수부(304)는 억셉터 기판(도 2의 200) 상에 형성시키고 하는 유기 발광층을 구비하는 중간층과 실질적으로 동일한 패턴으로 형성될 수 있다.
상기 광 패턴부(302) 상에는 전사층(305)이 형성된다.
상기 전사층(305)은 상기 억셉터 기판(200) 상에 형성시키고자 하는 중간층의 원소재를 포함한다. 본 실시예에 있어서, 상기 전사층(305)은 중간층에 구비된 유기 발광층을 형성하기 위한 물질이 적용되지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 전사층(305)은 노즐을 이용하여 상기 광 패턴부(302) 상에 증착시킬 수 있다. 상기 전사층(305)은 상기 패턴 마스크(301)의 전 영역에 걸쳐서 증착될 수 있다.
도 4는 도 3의 패턴 마스크(300)에 플래시 광이 조사되는 상태를 도시한 단면도이다.
도면을 참조하면, 상기 억셉터 기판(200) 상에는 패턴 마스크(300)가 부착된다. 상기 패턴 마스크(300)는 마스크 기판(301) 상에 광 패턴부(302)가 형성되고, 상기 광 패턴부(302) 상에 전사층(305)이 증착되어 있다. 상기 전사층(305)은 상기 억셉터 기판(302)의 표면에 직접적으로 접촉하여 부착될 수 있다.
플래시 램프(도 1의 106 참조)로부터 조사된 플래시 광은 투명한 마스크 기판(301)을 통과하여, 광 흡수부(303)에서는 플래시 광을 흡수하여 가열되고, 광 반사부(304)에서는 플래시 광을 반사하게 된다. 상기 광 흡수부(303)가 가열되면, 이와 대응되는 영역에 형성된 전사층(305)의 일 부분은 용융되어 증발하게 된다. 증발된 전사층(305)의 일 부분은 상기 억셉터 기판(200)의 소망하는 영역 상에 코팅된다.
이상과 같이, 도 1 의 열처리 장치(100)를 이용하여 본 발명의 일 실시예에 따른 열처리 방법을 도 5a 내지 도 5d를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 5a를 참조하면, 억셉터 기판(200)을 준비하게 된다.
기판(201) 상에는 박막 트랜지스터(TFT)가 형성되어 있다. 상기 박막 트랜지스터(TFT)는 반도체 활성층(203), 게이트 전극(208), 소스 전극(210), 및 드레인 전극(211)을 포함한다. 상기 박막 트랜지스터(TFT) 상에는 유기 발광 소자의 제 1 전극(213)이 형성되고, 상기 제 1 전극(213)의 가장자리는 픽셀 정의막(214)이 커버하고, 상기 제 1 전극(213)의 적어도 일 영역이 외부로 노출되어 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 억셉터 기판(200)은 상기 기판 스테이지(101) 상에 장착될 수 있다. 상기 기판 스테이지(100)는 일 방향으로 이동할 수 있다.
도 5b를 참조하면, 상기 억셉터 기판(200) 상에 패턴 마스크(300)를 부착시킨다. 상기 기판(201)의 픽셀 정의막(214) 상에는 패턴 마스크(300) 상에 형성된 전사층(305)이 밀착된다. 상기 억셉터 기판(200)과 패턴 마스크(300) 사이의 밀착이 좋을수록 전사층(305)의 전사 효율이 향상될 수 있다. 따라서, 상기 패션 마스크(300)에 소정의 압력을 인가할 수 있다.
이어서, 상기 패션 마스크(300) 상에 플래시 광을 조사하게 된다.
구체적으로, 도 1의 제 1 플래시 램프(107)와, 제 2 플래시 램프(108)로부터 조사된 플래시 광이 상기 패턴 마스크(300)에 조사된다. 상기 제 1 플래시 램프(107)와 제 2 플래시 램프(108)로부터 조사된 플래시 광은 투명한 마스크 기판(301)을 통과하고, 광 흡수부(303)에서 선택적으로 플래시 광을 흡수하게 된다. 일 실시예에 있어서, 상기 제 1 플래시 램프(107)와 제 2 플래시 램프(108)로부터 조사된 플래시 광은 상기 억셉터 기판(200)의 전체 영역을 커버한다.
상기 제 1 플래시 램프(107)와 제 2 플래시 램프(108)로부터 조사된 플래시 광은 상기 패턴 마스크(300)에 복수회에 걸쳐서 조사할 수 있다. 이때, 상기 제 1 플래시 램프(107)와 제 2 플래시 램프(108)는 1회 조사후, 다음 발광을 위해서는 긴 충전 시간(charging time)이 요구된다. 일 실시예에 있어서, 상기 제 1 플래시 램프(107)와 제 2 플래시 램프(108)는 상기 억셉터 기판(200)을 기준으로 대칭적으로 배열되어 있다.
상기 제 1 플래시 램프(107)와 제 2 플래시 램프(108)는 상기 억셉터 기판(200)에 대하여 동시에 플래시 광을 조사하는 것이 아니라, 순차적으로 플래시 광을 조사하게 된다.
이를테면, 상기 제 1 플래시 램프(107)로부터 상기 억셉터 기판(200) 상에 플래시 광을 조사하는 동안, 상기 제 2 플래시 램프(108)는 플래시 광을 조사하지 않고, 대기 상태가 된다. 대기중, 상기 제 2 플래시 램프(108)는 이에 구비된 제 2 콘덴서에 발광에 필요한 전하를 축적하게 된다.
상기 제 1 플래시 램프(107)의 조사 공정이 완료되면, 충전이 완료된 제 2 플래시 램프(108)로부터 상기 억셉터 기판(200) 상에 플래시 광을 조사하게 된다. 이때, 상기 제 1 플래시 램프(107)는 대기 상태가 된다. 대기중, 상기 제 1 플래시 램프(107)는 이에 구비된 제 1 콘덴서에 다음 발광에 필요한 전하를 축적하게 된다.
이와 같이, 하나의 플래시 램프(107)로부터 플래시 광을 조사할 때, 다른 하나의 플래시 램프(108)는 대기하면서 다음 발광을 위한 충전 공정을 수행하게 된다.
또한, 상기 제 1 플래시 램프(107)와 제 2 플래시 램프(108)는 상기 억셉터 기판(200)의 대응되는 전사 영역, 예컨대, 유기 발광층을 구비한 중간층이 형성되는 영역에 대하여 발광 시간을 교차로 하여 플래시 광을 조사할 수 있다.
이처럼, 상기 제 1 플래시 램프(107) 및 제 2 플래시 램프(108)로부터 순차 발광을 하는 것에 의하여 상기 광 흡수부(303)가 가열되면, 이와 대응되는 곳의 전사층(305)의 일 부분은 용융되어 증발하게 된다.
한편, 상기 제 1 플래시 램프(107) 및 제 2 플래시 램프(108)의 후방에는 제 1 리플렉터(109) 및 제 2 리플렉터(110)가 설치되어 있다. 상기 제 1 리플렉터(109) 및 제 2 리플렉터(100)는 상기 억셉터 기판(200)에 인가되는 에너지를 균일하게 공급할 수 있도록 설계되어 있다. 상기 제 1 플래시 램프(107)와 제 2 플래시 램프(108)로부터 플래시 광이 조사하게 되면, 상기 제 1 리플렉터(109) 및 제 2 리플렉터(110)는 플래시 광을 상기 억셉터 기판(200)으로 반사시키게 된다.
도 5c를 참조하면, 증발된 전사층(305)의 일 부분은 노출된 제 1 전극(213) 상에 전사된다. 이렇게 상기 억셉터 기판(200) 상에 유기 발광층을 구비하는 중간층(222)의 전사가 완료되면, 억셉터 기판(200)에 대하여 패턴 마스크(300)를 분리하게 된다.
분리된 억셉터 기판(200) 상에는 픽셀 정의막(214)의 적어도 일 영역 및 노출된 제 1 전극(213) 상의 영역에 유기 발광층을 구비하는 중간층(222)이 형성될 수 있다. 상기 패턴 마스크(300) 상에는 플래시 광이 조사된 영역의 전사층(305)의 일부는 전사되고, 전사층(305)의 나머지 부분은 상기 패턴 마스크(300) 상에 남아 있게 된다.
상기 억셉터 기판(200) 상에 유기 발광층을 구비하는 중간층(222)이 형성된 다음에는 도 5d에 도시된 것처럼, 상기 유기 발광층을 구비하는 중간층(222) 상에 제 2 전극(215)을 형성하고, 밀봉부(216)를 형성하게 된다.
본 실시예에 있어서, 상기 중간층(222)은 유기 발광층을 구비하는 것을 예를 들어 설명하지만, 선택적인 다른 예로서, 상기 중간층(222)은 유기 발광층(emissive layer)을 구비하고, 그 외에 정공 주입층(hole injection layer, HIL), 정공 수송층(hole transport layer, HTL), 전자 수송층(electron transport layer, ETL), 전자 주입층(electron injection layer, EIL)중 적어도 어느 하나를 더 구비할 수 있다. 본 실시예에서는 이에 한정되지 않고, 상기 중간층(222)이 유기 발광층을 구비하고, 기타 다양한 기능층을 더 구비할 수 있다.
제 2 전극(215)은 유기 발광 소자의 캐소우드로 기능할 수 있다. 상기 제 2 전극(215)은 제 1 전극(213)과 마찬가지로 투명 전극, 또는, 반사형 전극으로 형성될 수 있다.
예컨대, 상기 제 2 전극(215)이 투명 전극으로 사용시, 일 함수가 작은 금속, 즉, Li, Ca, LiF/Ca, LiF/Al, Al, Mg 및 이들의 화합물이 중간층(222) 상에 증착되고, 이후, 상기 금속 및 이들의 화합물 위에 ITO, IZO, ZnO, In2O3 등의 투명 도전막이 더 형성할 수 있다. 상기 제 2 전극(215)이 반사형 전극으로 사용시, Li, Ca, LiF/Ca, LiF/Al, Al, Mg 및 이들의 화합물로 형성할 수 있다.
상기 제 1 전극(213)은 애노우드로, 상기 제 2 전극(215)은 캐소우드로 기능할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들면, 제 1 전극(213)이 캐소우드로, 제 2 전극(215)이 애노우드로 기능할 수 있다.
상기 밀봉부(216)는 유기막, 또는, 무기막이 각각 적어도 한 층 적층된 구조일 수 있다.
예컨대, 상기 밀봉부(216)는 실리콘 옥사이드(SiO2), 실리콘 나이트 라이드(SiNx), 알루미늄 옥사이드(Al2O3), 티타늄 옥사이드(TiO2), 지르코늄 옥사이드(ZrOx), 징크 옥사이드(ZnO) 등과 같은 적어도 하나의 무기막(217)(218)(219)과, 에폭시, 폴리이미드, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌, 폴리아크릴레이트 등과 같은 적어도 하나의 유기막(220)(221)이 적층된 구조일 수 있다.
상기 밀봉부(140)는 무기막(217)(218)(219)이 적어도 2층의 구조이고, 유기막(220)(221)이 적어도 1층의 구조를 가질 수 있다. 상기 밀봉부(216)중 외부로 노출된 최상층(219)은 유기 발광 소자에 대한 투습을 방지하기 위하여 무기막으로 형성시킬 수 있다.
상기와 같은 구조를 가지는 디스플레이 장치는 기판에 대하여 대칭적으로 배열된 제 1 플래시 램프(107)와 제 2 플래시 램프(108)으로부터 순차적인 플래시 광을 조사하게 되므로, 상기 제 1 플래시 램프(107)와 제 2 플래시 램프(108)의 충전 시간이 최대 1/2 감소할 수 있다.
본 출원인의 실험에 따른 펄스가 유지되는 시간(pulse duration)과, 에너지 밀도(energy density)를 조사한 결과는 표 1과 같다.
비교예 실시예
펄스유지시간 에너지밀도(max) 펄스유지시간 에너지밀도(max)
3.0 msec 40 J/cm2 1.5 msec 40 J/cm2
1.3 msec 20 J/cm2 0.75 msec 20 J/cm2
680 μsec 9 J/cm2 340 μsec 9 J/cm2
300 μsec 5 J/cm2 150 μsec 5 J/cm2
여기서, 비교예는 종래의 복수의 플래시 램프로부터 동시에 발광하는 경우이고, 실시예는 도 1의 경우처럼, 플래시 램프(107)(108)가 대칭적으로 배열되며, 순차적으로 발광하는 경우이다.
표 1을 참조하면, 비교예에 있어서, 펄스 유지 시간이 각각 3.0 msec, 1.3 msec, 680 μsec, 300 μsec일 때, 에너지 밀도는 각각 40 J/cm2, 20 J/cm2, 9 J/cm2, 5 J/cm2을 나타내 보였다. 반면에 실시예에 있어서, 펄스 유지 시간이 각각 1.5 msec, 0.75 msec, 340 μsec, 150 μsec일 때, 에너지 밀도는 각각 40 J/cm2, 20 J/cm2, 9 J/cm2, 5 J/cm2을 나타내 보였다.
이처럼, 비교예의 경우보다, 실시예는 양쪽 플래시 램프를 이용하여 순차 발광을 하게 되면, 하나의 플래시 램프가 발광하는 동안에 다른 하나의 플래시 램프는 다음 발광을 위한 충전 공정을 수행함에 따라 동일한 에너지에서 빠른 충전 시간을 확보할 수 있다. 따라서, 제조 공정 시간이 단축된다.
도 6a 내지 도 6c는 본 발명의 다른 실시예에 따른 열처리 방법을 도시한 것이다.
본 실시예의 경우, 상기 억셉터 기판(603)이 대형 기판일 때, 한번에 플래시 광을 조사하지 못하고, 기판의 처리 영역별로 구획하여 조사하는 경우이다.
도 6a를 참조하면, 기판 스테이지(601) 상에 억셉터 기판(602)이 장착된다. 상기 기판 스테이지(601)는 일방향으로 이동가능하다. 상기 억셉터 기판(602) 상에는 전사층을 가지는 패턴 마스크(603)가 설치된다. 상기 기판 스테이지(601)의 상부에서는 복수의 플래시 램프(604)가 설치된다.
상기 플래시 램프(604)는 제 1 플래시 램프(605)와, 제 2 플래시 램프(606)를 포함한다. 상기 제 1 플래시 램프(605) 및 제 2 플래시 램프(606)의 후방에는 제 1 리플렉터(607) 및 제 2 리플렉터(608)가 각각 설치된다.
제 1 플래시 램프(605)로부터 상기 억셉터 기판(602)의 제 1 처리 영역에 대하여 플래시 광을 조사하게 된다.
상기 억셉터 기판(602)의 제 1 처리 영역에 대한 플래시 광의 조사가 완료된 다음에는 도 6b에 도시된 바와 같이 제 1 처리 영역에는 소망하는 박막층(609)이 형성된다. 상기 억셉터 기판(602)은 소정 간격 이동하게 되고, 상기 제 2 플래시 램프(606)로부터 상기 억셉터 기판(602)의 제 1 처리 영역과 바로 인접한 제 2 처리 영역에 대하여 플래시 광을 조사하게 된다. 상기 제 2 플래시 램프(606)로부터 플래시 광을 억셉터 기판(602)에 조사하는 동안, 상기 제 1 플래시 램프(605)는 제 2 처리 영역에 바로 인접한 제 3 처리 영역에 대한 조사를 위한 충전 공정을 수행하게 된다.
이처럼, 도 6c에 도시된 바와 같이, 상기 기판 스테이지(601)가 일 방향으로 이동하는 동안 억셉터 기판(602)의 인접한 처리 영역에 대하여 대칭적으로 배치된 제 1 플래시 램프(605)와 제 2 플래시 램프(606)로부터 플래시 광을 순차적으로 각 처리 영역별로 조사하게 된다. 따라서, 하나의 플래시 램프가 충전하는 동안에 억셉터 기판(602)이 이동하고, 소망하는 박막층을 형성함에 따라 제조 공정 시간을 단축시킬 수 있다.
100...열처리 장치 101...기판 스테이지
102...억셉터 기판 103...패턴 마스크
104...광 흡수부 105...광 반사부
106...플래시 램프 107...제 1 플래시 램프
108...제 2 플래시 램프 109...제 1 리플렉터
110...제 2 리플렉터

Claims (20)

  1. 억셉터 기판을 기판 스테이지 상에 장착하는 단계;
    상기 억셉터 기판 상에 전사층을 가지는 패턴 마스크를 설치하는 단계;
    복수의 플래시 램프로부터 상기 패턴 마스크를 향하여 플래시 광을 조사하는 단계; 및
    상기 전사층이 상기 억셉터 기판에 전사되는 단계;를 포함하되,
    복수의 플래시 램프는 상기 억셉터 기판에 대하여 대칭적으로 설치되어서 플래시 광을 조사하는 디스플레이 장치의 열처리 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    복수의 플래시 램프는 순차적으로 플래시 광을 조사하는 디스플레이 장치의 열처리 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    복수의 플래시 램프는 발광 시간을 교차하여 플래시 광을 조사하는 디스플레이 장치의 열처리 방법.
  4. 제 2 항에 있어서,
    하나의 플래시 램프가 플래시 광을 조사할때에 다른 하나의 플래시 램프는 다음 발광을 위한 충전을 수행하는 디스플레이 장치의 열처리 방법.
  5. 제 2 항에 있어서,
    복수의 플래시 램프는 억셉터 기판의 전체 영역에 걸쳐서 플래시 광을 조사하는 디스플레이 장치의 열처리 방법.
  6. 제 2 항에 있어서,
    복수의 플래시 램프는 기판이 일 방향으로 이동하는 동안에 억셉터 기판의 처리 영역별로 플래시 광을 교대로 조사하는 디스플레이 장치의 열처리 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 복수의 플래시 램프는 상기 억셉터 기판의 인접한 처리 영역에 대하여 대칭적으로 배열되는 디스플레이 장치의 열처리 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    복수의 플래시 램프의 후방에는 각각 리플렉터가 더 설치되는 디스플레이 장치의 열처리 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 패턴 마스크는 마스크 기판 상에 플래시 광을 흡수하는 광 흡수부와, 플래시 광을 반사하는 광 반사부를 가지는 광 패턴부를 형성하고,
    상기 광 패턴부 상에 전사층을 형성하는 디스플레이 장치의 열처리 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 전사층이 억셉터 기판에 접촉하는 디스플레이 장치의 열처리 방법.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 광 흡수부와 대응되는 영역에 형성되는 전사층의 부분이 용융되어서, 억셉터 기판 상에 박막층을 형성하는 디스플레이 장치의 열처리 방법.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 억셉터 기판은,
    기판 상에 형성되는 적어도 하나의 박막 트랜지스터; 및
    상기 박막 트랜지스터와 전기적으로 연결되며, 제 1 전극, 제 2 전극, 및 제 1 전극과 제 2 전극 사이에 형성된 유기 발광층을 구비하는 중간층을 가지는 유기 발광 소자;을 포함하되,
    상기 전사층은 상기 유기 발광층을 형성하는 물질을 포함하는 디스플레이 장치의 열처리 방법.
  13. 전사층을 가지는 패턴 마스크가 설치된 억셉터 기판을 지지하는 기판 스테이지; 및
    상기 기판 스테이지 상에 설치된 복수의 플래시 램프;를 포함하되,
    복수의 플래시 램프는 상기 억셉터 기판에 대하여 대칭적으로 설치된 디스플레이 장치의 열처리 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 패턴 마스크는,
    마스크 기판; 및
    상기 마스크 기판 상에 형성되며, 플래시 광을 흡수하는 광 흡수부와, 상기 플래시 광을 반사하는 광 반사부를 가지는 광 패턴부;를 포함하되,
    상기 전사층은 상기 광 패턴부 상에 형성된 디스플레이 장치의 열처리 장치.
  15. 제 13 항에 있어서,
    복수의 플래시 램프의 후방에는 각각 리플렉터가 설치된 디스플레이 장치의 열처리 장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 리플렉터는 곡률을 가지는 디스플레이 장치의 열처리 장치.
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 리플렉터의 일면에는 광을 반사하는 광 패턴부가 형성된 디스플레이 장치의 열처리 장치.
  18. 제 15 항에 있어서,
    각 리플렉터에는 복수의 플래시 램프가 배열되고,
    복수의 플래시 램프는 상기 리플렉터의 곡률에 따라 이격되게 배열된 디스플레이 장치의 열처리 장치.
  19. 제 15 항에 있어서,
    상기 리플렉터는 반사형 금속인 디스플레이 장치의 열처리 장치.
  20. 제 15 항에 있어서,
    상기 리플렉터는 반사형 금속막이 코팅된 플라스틱인 디스플레이 장치의 열처리 장치.
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