WO2018174508A1 - 반도체 도너 기판, 시스템 및 유기 발광 장치의 제조 방법 - Google Patents

반도체 도너 기판, 시스템 및 유기 발광 장치의 제조 방법 Download PDF

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WO2018174508A1
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organic material
semiconductor donor
semiconductor
substrate
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박선순
이해룡
지성훈
홍원의
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주식회사 다원시스
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Definitions

  • the present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor donor substrate, a system and an organic light emitting device, and more particularly, to a method for manufacturing a semiconductor donor substrate, a system and an organic light emitting device that can deposit organic materials on a target substrate using Joule heating. It is about.
  • OLED organic light emitting diode
  • Such an organic light emitting device can be driven at low voltage by using various phosphor organic compounds such as red, yellow, and blue having self-luminous functions to manufacture a lighting device or a display flat plate, and can achieve ultra-thin design of the product. There is an advantage that does not require the configuration of a backlight (backlight device) to reduce the color.
  • the organic light emitting device is being applied to various industries as well as the electric and electronic fields due to the convenience of use and the efficiency of the produced product, and to produce a lighting device or a display device using the organic light emitting device.
  • Various methods have been proposed.
  • such a donor substrate for an organic light emitting device is generally made by adhering a heat generating layer to a glass substrate or a ceramic substrate, and the organic material applied on the heat generating layer is guided toward the target substrate to be transferred in place.
  • this bonding process has a problem that the fine pattern of the heating layer is difficult, and even if a fine pattern of the heating layer is formed, a separate mask must be used, such as a fine pattern is difficult.
  • the conventional donor substrate for an organic light emitting device requires a lot of cumbersome separate manufacturing processes such as adhesive coating and curing of the adhesive, which wastes manufacturing cost and manufacturing time, and thermal expansion of the glass material forming the substrate and the metal material forming the heat generating layer. Due to the difference in coefficient and the nature of the adhesive, there was a problem in that the durability and reliability of the product were deteriorated, such that the heating layer was easily broken or peeled off when the Joule was heated for a long time at high temperature.
  • the string heat generated in the heat generating layer is easily transferred to the barrier rib made of a synthetic resin, so that the barrier rib is easily damaged, such as outgassing.
  • the precision of the deposition pattern is reduced, and the damaged barrier rib component is used for the organic material and the target substrate.
  • problems such as pollution, the luminous efficiency is lowered, and a bad phenomenon occurs.
  • the idea of the present invention is to solve these problems, it is possible to facilitate the formation of fine patterns using the body and the groove of the semiconductor material without using a separate mask or adhesive using a semiconductor wafer and a semiconductor process,
  • the semi-permanent groove structure of the semiconductor material can accurately guide the transfer direction of the organic material, and it is possible to reduce the manufacturing cost and manufacturing time since there is no need to use the existing adhesive or the synthetic resin partition wall. It is very strong thermally and mechanically, which can greatly improve the durability and reliability of the product, and can prevent the contamination caused by the partition material of the conventional broken synthetic resin material, thereby improving luminous efficiency and producing high quality products.
  • Provided is a method of manufacturing an organic light emitting device using a semiconductor donor substrate. There.
  • these problems are exemplary, and the scope of the present invention is not limited thereby.
  • the semiconductor donor substrate according to the idea of the present invention for solving the above problems the body made of a semiconductor material; And a groove formed in the surface portion of the body in a shape that can accommodate the organic material so that the organic material can be deposited on the target substrate for the organic light emitting device.
  • the semiconductor donor substrate according to the present invention may further include the organic material accommodated in the groove portion.
  • the body may be made of a semiconductor material having a crystal structure that is easily etched in the vertical direction.
  • the body may be a pure wafer doped with impurities or a bulk wafer doped with impurities.
  • the groove portion the receiving groove portion for receiving the organic material
  • a guide sidewall portion formed to be connected to the accommodation groove to guide the organic material accommodated in the accommodation groove toward the target substrate.
  • the semiconductor donor substrate system for solving the above problems, the body made of a semiconductor material; And a groove portion formed in the surface portion of the body to accommodate the organic substance so that the organic substance can be deposited on the target substrate for the organic light emitting device. And an electric field applying device capable of applying an electric field to the body such that the body of the semiconductor donor substrate is heated using Joule heating.
  • the semiconductor donor substrate system for solving the above problems, the body made of a semiconductor material; And a groove portion formed in the surface portion of the body to accommodate the organic substance so that the organic substance can be deposited on the target substrate for the organic light emitting device. And a heating plate in thermal contact with the body such that the body of the semiconductor donor substrate may be heated.
  • the organic light emitting device manufacturing method for solving the above problems is a semiconductor donor substrate preparing step of preparing a semiconductor donor substrate; A target substrate alignment step of aligning a target substrate to correspond to the semiconductor donor substrate; And a target substrate organic material deposition step of heating the semiconductor donor substrate to deposit the organic material on the target substrate.
  • the semiconductor donor substrate preparation step includes: a body preparation step of preparing a body made of a semiconductor material; A groove part forming step of forming a groove part on a surface of the body to accommodate the organic material; And a semiconductor donor substrate organic material forming step of forming the organic material in the groove portion.
  • the target substrate organic material deposition step the body using a field applying apparatus that can apply an electric field to the body of the semiconductor donor substrate so that the body can be heated using Joule heating It can be heated as a whole.
  • the target substrate organic material deposition step the body of the semiconductor donor substrate may be heated as a whole using a heating plate in thermal contact with the body so that the body can be heated.
  • the semiconductor donor substrate organic material forming step may include a crucible deposition step of depositing the organic material on the body of the semiconductor donor substrate using a crucible.
  • the semiconductor donor substrate organic material forming step may include an inkjet printing step of printing the organic material in the groove portion using an inkjet printer.
  • the semiconductor donor substrate organic material forming step may include a planar donor substrate organic material coating step of spray coating the organic material on a flat donor substrate; A plane donor substrate alignment step of aligning the plane donor substrate to correspond to the semiconductor donor substrate; And depositing a semiconductor donor substrate organic material by applying an electric field to the planar donor substrate to deposit the organic material on the semiconductor donor substrate in a planar manner.
  • the semiconductor donor substrate organic material forming step the organic material coating step of forming the organic material on the upper surface and the groove portion of the body; And an upper surface organic material removing step of removing the organic material located on the upper surface of the body.
  • light is irradiated only on the upper surface of the body, and irradiates the inclined irradiation light to be inclined at a first inclination angle with respect to the body so that light is not irradiated to a part of the groove part.
  • An organic material on the upper surface of the body may be removed using an inclined irradiation light generating device.
  • the transfer direction of organic material can be accurately guided, and there is no need to use the existing adhesive or synthetic bulkhead to reduce manufacturing cost and manufacturing time. It is thermally and mechanically very strong in nature, which can greatly improve the durability and reliability of the product, and can prevent the contamination caused by the bulkhead components of the conventional damaged synthetic resin material, thereby improving luminous efficiency, and producing high quality products. It has an effect. Of course, the scope of the present invention is not limited by these effects.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a semiconductor donor substrate in accordance with some embodiments of the present invention.
  • FIG. 2 to 5 are cross-sectional views sequentially illustrating a process of manufacturing the semiconductor donor substrate of FIG. 1.
  • 7 to 9 are cross-sectional views illustrating a manufacturing process of an organic light emitting device using the inverted semiconductor donor substrate of FIG. 6.
  • FIG. 10 is a flowchart illustrating a method of manufacturing an organic light emitting device according to some embodiments of the present invention.
  • FIG. 11 is a flowchart illustrating an example of a semiconductor donor substrate preparing step of FIG. 10 in more detail.
  • FIG. 12 is a flowchart illustrating another example of the semiconductor donor substrate preparing step of FIG. 10 in more detail.
  • FIG. 13 is a flowchart illustrating still another example of the semiconductor donor substrate preparing step of FIG. 10 in more detail.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view illustrating an example of a process for forming a semiconductor donor substrate organic material of FIG. 10.
  • FIG. 15 is a flowchart illustrating an example of forming a semiconductor donor substrate organic material of FIG. 10.
  • FIG. 16 is a cross-sectional view illustrating another example of the process of forming a semiconductor donor substrate organic material of FIG. 10.
  • FIG. 17 is a flowchart illustrating another example of the semiconductor donor substrate organic material forming step of FIG. 10.
  • 18 to 20 are cross-sectional views illustrating still another example of a process of forming a semiconductor donor substrate organic material of FIG. 11.
  • FIG. 21 is a flowchart illustrating still another example of the semiconductor donor substrate organic material forming step of FIG. 10.
  • 22 and 23 are cross-sectional views illustrating still another example of a process of forming a semiconductor donor substrate organic material of FIG. 11.
  • FIG. 24 is a flowchart illustrating still another example of the semiconductor donor substrate organic material forming step of FIG. 10.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a semiconductor donor substrate 100 in accordance with some embodiments of the present invention.
  • the semiconductor donor substrate 100 may include a body 10 and a groove 20.
  • the body 10 may be formed of a semiconductor material such as silicon. More specifically, for example, the body 10 may be at least a portion of a semiconductor wafer having a crystal structure that can be easily etched in a vertical direction.
  • the body 10 may refer to most of the semiconductor donor substrate 100, and the scope of the present invention is not limited to the shape or shape of the body 10.
  • the body 10 may be a pure wafer or a bulk wafer formed by cutting an ingot in which seed crystals are grown.
  • the groove 20 may also be formed of a semiconductor material.
  • the body 10 may be a pure wafer that is not doped with impurities, or a part or all of a bulk wafer or a bulk silicon-germanium wafer that is doped with a small amount of impurities.
  • the body 10 is made of a semiconductor material having a crystal structure that can be easily etched in a vertical direction, and the heating plate H of FIG. 9 to be described later in thermal contact with the body 10. It may be a pure wafer that is not doped with impurities or a bulk wafer that is doped with a small amount of impurities so as to be heated as a whole.
  • the body 10 is made of a semiconductor material having a crystal structure that can be easily etched in a vertical direction, and is doped with a small amount of impurities so as to be Joule heated by the electric field applying apparatus E of FIG. 9 to be described later. It may be a bulk wafer. The bulk wafer may be formed by doping impurities into the ingot as a whole during ingot manufacture.
  • the organic material 1 contained in the groove 20 is deposited in a deposition chamber (not shown), which will be described later with reference to FIG. 8.
  • the target substrate S may be transferred.
  • the body 10 is not necessarily limited to the above-described materials such as silicon, and all semiconductor materials made of a semiconductor material having electrical properties may be applied when impurities are doped.
  • the groove portion 20 is the shape that can accommodate the organic material 1 so that the organic material 1 can be deposited on the target substrate (S) for the organic light emitting device As formed in the surface portion of the body 10, for example, the groove portion 20 has a first width W1 and a first depth D1, and has a vertical sidewall 21 formed vertically. Can be.
  • groove 20 may be formed in various forms, such as but not limited to, to form inclined sidewalls.
  • the groove 20 may be formed on the surface of the body 10 through, for example, an etching process, a laser drilling, a sawing process, or the like, which is a kind of a semiconductor process. More specifically, for example, The groove part 20 is configured to guide the receiving groove part 20-1 in which the organic material 1 is accommodated and the organic material 1 accommodated in the receiving groove part 20-1 toward the target substrate S. It may include a guide side wall portion 20-2 formed in a shape connected to the receiving groove 20-1.
  • the organic material 1 may be accommodated in a portion of the groove portion 20, that is, the receiving groove portion 20-1, and when the heat generating region 30 generates heat, the guide sidewall is sublimed from a liquid to a gaseous state. It may be deposited on the target substrate S of FIG. 9 aligned vertically upwards or vertically downward in a state of being directed upward by the unit 20-2 and having a directivity.
  • the organic material 1 in a gaseous state is difficult to be deposited on the target substrate S while being dispersed in the left and right directions. Therefore, the precision and accuracy of the pattern of the organic material 1 deposited on the target substrate S may be greatly improved by using the guide sidewall portion 20-2.
  • the semiconductor donor substrate 100 may further include the organic material 1 for the organic light emitting device that is accommodated in the groove 20.
  • the organic material 1 is an organic light emitting device, that is, for example, a red light emitting organic material, a green light emitting organic material, a blue light emitting organic material, various hosts, which can form a light emitting device such as an organic light emitting device, an organic light emitting diode, an organic light emitting display, All organic materials for organic light emitting devices such as various dopants can be applied.
  • the semi-permanent semiconductor structure of the groove portion 20 can be used to accurately guide the transfer direction of the organic material 1, and there is no need to use an existing adhesive or a synthetic resin partition to reduce manufacturing cost and manufacturing time. Due to the nature of the silicon material, it is very robust thermally and mechanically, which greatly improves the durability and reliability of the product, and can prevent the contamination caused by the partition material of the conventional broken synthetic resin material, thereby improving the luminous efficiency. Produce quality products.
  • the body 10 may be heated using the above-described semiconductor donor substrate 100 and Joule heating.
  • An electric field applying device E capable of applying an electric field to the body 10 of the semiconductor donor substrate 100 may be included.
  • the electric field applying device E may include connection terminals such as electrode pads, which may be electrically connected to one side and the other side of the body 10, respectively.
  • a vacuum chamber or a loading and unloading device may be additionally installed.
  • the semiconductor donor substrate system according to some embodiments of the present invention is not necessarily limited thereto.
  • the above-described semiconductor donor substrate 100 and the body 10 of the semiconductor donor substrate 100 may be heated. It may include a heating plate (H) in thermal contact with the body 10 to be able to.
  • the heating plate (H) may be provided with a heater of various forms, such as a cartridge type heater.
  • FIG. 2 to 5 are cross-sectional views illustrating a process of manufacturing the semiconductor donor substrate 100 of FIG. 1.
  • a body 10 made of a semiconductor material is prepared. Can be.
  • the body 10 may be a pure wafer having a non-conducting property or a bulk wafer having a substantially non-conducting property formed by cutting an ingot in which seed crystals are grown.
  • the body 10 may have a crystal structure that is easily etched in a vertical direction.
  • a semiconductor wafer can be prepared.
  • an upper surface of the body 10 may be formed to form the groove 20 on the surface of the body 10 to accommodate the organic material 1 for the organic light emitting device.
  • the protective film PR may be partially formed in F).
  • the protective layer PR may be a photoresist, and may be formed by spin coating the upper surface of the body 10 and then exposing and developing the photomask.
  • the groove portion 20 may be formed by etching the surface portion of the body 10 exposed from the protective film PR using the protective film PR as an etching mask.
  • the groove portion 20 may dry-etch the body 10 using plasma or wet etching the body 10 using an etching solution.
  • a dry etching method may be advantageous for anisotropic etching for the groove part 20 to be made in the vertical direction.
  • the present invention is not necessarily limited thereto, and a wide variety of groove forming methods may be applied.
  • the guide sidewall portion 20-2 is formed to guide the organic material 1 toward the target substrate S, and finally, a receiving groove part for accommodating the organic material 1. (20-1) can be formed.
  • the groove 20 may be formed by a process such as laser drilling or sawing.
  • the semiconductor donor substrate 100 may be manufactured by removing the protective film PR.
  • a protective layer may be formed on at least one of the upper surface F of the body 10 and the inner surface of the groove 20. That is, the protective layer may be formed by heating the body 10 at a high temperature in an oxygen gas environment so that an oxide film or a high dielectric constant insulating film is formed. More specifically, for example, the protective layer may include an oxide film or a high dielectric constant insulating film.
  • the organic material 1 may be easily separated from the body 10 and the groove part 20 by evaporation of the organic material 1 by Joule heating of the organic material 1, and the body 10 may be evaporated. And, the strength and durability of the groove portion 20 can be improved.
  • the body 10 may be cut to form the disc-shaped body 10 in the form of a unit square substrate.
  • 6 to 9 are cross-sectional views illustrating a process of manufacturing an organic light emitting device by inverting the semiconductor donor substrate 100 of FIG. 5.
  • an organic material 1 may be formed on the semiconductor donor substrate 100.
  • the organic material 1 may be formed in various ways, and will be described in more detail below.
  • the target substrate S may be aligned to correspond to the semiconductor donor substrate 100.
  • the body 10 is heated on the semiconductor donor substrate 100 by using the electric field applying device E, and thus the organic material 1 is transferred to the target substrate S.
  • FIG. Can be deposited the organic material 1 is transferred to the target substrate S.
  • the present invention is not necessarily limited thereto, and as shown in FIG. 9, the heating plate H that is in thermal contact with the body 10 so that the body 10 of the semiconductor donor substrate 100 may be heated. It is also possible to heat the body 10 as a whole.
  • the electric field applying device (E) and the heating plate (H) are shown at the same time, preferably any one of them may be installed.
  • FIG. 10 is a flowchart illustrating a method of manufacturing an organic light emitting device according to some embodiments of the present invention.
  • a semiconductor donor substrate preparing step of preparing a semiconductor donor substrate 100 is performed. 8 and the target substrate alignment step S200 of aligning the target substrate S to correspond to the semiconductor donor substrate 100 and the semiconductor donor as shown in FIG. 9.
  • the target substrate organic material deposition step (S300) of heating the substrate 100 to deposit the organic material 1 on the target substrate S may be included.
  • the semiconductor donor substrate 100 may be heated so that the body 100 may be heated using Joule heating.
  • the body 10 may be heated as a whole by using an electric field applying device E capable of applying an electric field to the body 10.
  • the body 10 can be heated as a whole.
  • FIG. 11 is a flowchart illustrating a step of preparing a semiconductor donor substrate (S100) in accordance with some embodiments of the present invention.
  • the semiconductor donor substrate preparation step S100 may be performed by preparing a body 10 made of a semiconductor material, as shown in FIG. 2. 3 and 4, as shown in FIGS. 3 and 4, a groove part is formed to form a groove part 20 on the surface of the body 10 to accommodate the organic material 1 for the organic light emitting device.
  • the semiconductor donor substrate organic material forming step S3 of forming the organic material 1 in the groove 20 may be included.
  • FIG. 12 is a flowchart illustrating a step of preparing a semiconductor donor substrate (S100) in accordance with some other embodiments of the inventive concept.
  • the body preparation step S1 may include a semiconductor wafer preparation step of preparing a semiconductor wafer W having a crystal structure that is easily etched in a vertical direction. It may include (S11).
  • the protective film forming step S21 partially forming the protective film PR on the upper surface F of the body 10 and the protective film PR are used as an etching mask. And etching the surface portion of the body 10 exposed from the protective film PR to form the groove portion 20.
  • FIG. 13 is a flowchart illustrating a step S100 of preparing a semiconductor donor substrate in accordance with some other embodiments of the inventive concept.
  • the groove forming step S2 may guide the organic material 1 accommodated in the groove 20 toward the target substrate S.
  • FIG. It further includes a guide sidewall forming step (S23) to form a guide sidewall portion 20-2 so that the receiving groove portion forming step (S24) to form a receiving groove portion 20-1 for accommodating the organic material (1) can do.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view illustrating an example of a semiconductor donor substrate organic material forming process of FIG. 11, and FIG. 15 is a flowchart illustrating an example of the semiconductor donor substrate organic material forming step S3 of FIG. 11.
  • the semiconductor donor substrate organic material forming step S3 may be applied to the semiconductor donor substrate 100.
  • Deposition of the organic material (1) including the crucible deposition step (S31) of depositing the organic material (1) on the body 10 of the semiconductor donor substrate 100 using a crucible (C) of the line source type can do.
  • the crucible (C) is a heating means is formed around the cylinder or duct-shaped body made of a heat-resistant material such as graphite, ceramic, metal, such as titanium, the line source type crucible (C) is to be deposited in a large area
  • the organic discharge port of the crucible (C) is formed to have a long rectangular shape, and to be installed relatively movable, so that the crucible (C) of a wide variety of forms, such as a point source type can be applied.
  • organic materials can be rapidly deposited in large areas with a relatively simple method and low cost.
  • FIG. 16 is a cross-sectional view illustrating another example of the semiconductor donor substrate organic material forming process of FIG. 11, and FIG. 17 is a flowchart illustrating another example of the semiconductor donor substrate organic material forming step S3 of FIG. 11.
  • the organic material 1 may be formed in the groove 20 of the semiconductor donor substrate 100 using an inkjet printer P.
  • FIG. It may include an inkjet printing step (S32) for printing.
  • the inkjet printer P is a device capable of spraying and printing organic materials at a desired position, and various types of printing apparatuses having a head having an inkjet nozzle, a head transfer device, or the like may be applied.
  • the inkjet may be supplied only to a desired position, that is, inside the groove 20, so that an expensive organic material may be saved, and a pattern having a higher resolution may be formed.
  • FIG. 18 to 20 are cross-sectional views illustrating still another example of the semiconductor donor substrate organic material forming process of FIG. 11, and FIG. 21 is a flowchart illustrating still another example of the semiconductor donor substrate organic material forming step S3 of FIG. 11.
  • the semiconductor donor substrate organic material forming step S3 may be described.
  • the planar donor substrate alignment step S34 for aligning the planar donor substrate D to correspond to the semiconductor donor substrate 100 is followed by an electric field on the planar donor substrate D.
  • the semiconductor donor substrate organic material deposition step (S35) may be applied to deposit the organic material 1 on the semiconductor donor substrate 100 in a planar manner.
  • the organic material 1 having a large area can be deposited simultaneously on a surface, a large screen can be realized relatively quickly, and organic material having a uniform film quality can be deposited, and a pattern with higher resolution can be formed.
  • FIG. 22 and 23 are cross-sectional views illustrating still another example of the process of forming the semiconductor donor substrate organic material of FIG. 11, and FIG. 24 is a flowchart illustrating another example of the semiconductor donor substrate organic material forming step S3 of FIG. 11.
  • the semiconductor donor substrate organic material forming step S3 may include the organic material as shown in FIG. 22.
  • An upper surface organic material removing step S37 for removing the organic material 1 positioned on the upper surface F may be included.
  • the organic coating step S36 may be a solution process such as spin coating or spray coating.
  • the upper organic material removing step S37 may include the body. Light is irradiated only on the upper surface F of 10, and a part of the groove 20 is inclined at a first inclination angle A1 with respect to the body 10 so that light is not irradiated. The organic material 1 of the upper surface F of the body 10 may be removed using the inclined irradiation light generating device 30 that irradiates the light.
  • the inclined irradiation light (L) may be applied to a variety of laser devices, lamps, broadband lamps and the like that can generate light such as ultraviolet rays, infrared rays, visible light.
  • the organic material 1 may remain only in the groove portion 20 to which the inclined irradiation light L is not irradiated, and the organic material 1 thus retained is deposited on the target substrate S to form a pattern. Can be formed.
  • various bypass filters or reflectors may be additionally installed.
  • the oblique irradiation light generating device 30 may be an IPL (Intense Pulsed Light) generating device having a wavelength range of 100 nm to 1200 nm.
  • IPL Intelligent Pulsed Light
  • the production process and the production time can be reduced by optimizing the process, and a high quality organic light emitting device such as a large area organic light emitting device or an organic light emitting display device can be manufactured at low cost.
  • the present invention made as described above, it is possible to facilitate the formation of a fine pattern using the body and the groove of the semiconductor material without using a separate mask or adhesive using a semiconductor wafer and a semiconductor process
  • the semi-permanent groove structure of the semiconductor material can accurately guide the transfer direction of the organic material, and it is possible to reduce the manufacturing cost and manufacturing time since there is no need to use the existing adhesive or the synthetic resin partition.

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  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)

Abstract

본 발명은 줄 가열을 이용하여 대상 기판에 유기물을 증착시킬 수 있게 하는 반도체 도너 기판, 시스템 및 유기 발광 장치의 제조 방법에 관한 것으로서, 반도체 도너 기판을 준비하는 반도체 도너 기판 준비 단계; 상기 반도체 도너 기판과 대응되도록 대상 기판을 정렬시키는 대상 기판 정렬 단계; 및 상기 반도체 도너 기판을 가열하여 상기 유기물을 상기 대상 기판에 증착시키는 대상 기판 유기물 증착 단계;를 포함하고, 상기 반도체 도너 기판 준비 단계는, 반도체 재질로 이루어지는 몸체를 준비하는 몸체 준비 단계; 상기 유기물을 수용할 수 있도록 상기 몸체의 표면부에 홈부를 형성하는 홈부 형성 단계; 및 상기 홈부에 상기 유기물을 형성하는 반도체 도너 기판 유기물 형성 단계;를 포함할 수 있다.

Description

반도체 도너 기판, 시스템 및 유기 발광 장치의 제조 방법
본 발명은 반도체 도너 기판, 시스템 및 유기 발광 장치의 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 줄 가열을 이용하여 대상 기판에 유기물을 증착시킬 수 있게 하는 반도체 도너 기판, 시스템 및 유기 발광 장치의 제조 방법에 관한 것이다.
유기 발광 장치란 유기 발광 다이오드(OLED)라고 지칭되는 것이 보통으로 평판 디스플레이 기술에서 외부 빛이 있어야 동작하는 수광형의 문제를 극복하여 자체적으로 빛을 낼 수 있는 발광형 제품을 말하는 것이다.
이러한 유기 발광 장치는 자체 발광기능을 가진 적색, 황색, 청색 등 여러 가지의 형광체 유기화합물을 사용하여 조명 장치나 디스플레이 평판의 제조를 이루도록 함으로써 낮은 전압에서도 구동이 가능하고, 제품의 초박형 설계를 이룰 수 있는 것이며, 색감을 떨어뜨리는 백라이트(후광장치)의 구성이 필요 없는 장점이 있는 것이다.
이에 따라, 유기 발광 장치는, 사용 상의 편의성과 생산된 제품의 효율성으로 인하여 전기, 전자 분야는 물론이고 다양한 산업에 적용하여 이용되고 있는 것이며 이러한 유기 발광 장치를 이용한 조명 장치 또는 디스플레이 장치를 생산하기 위한 다양한 방법이 제안되고 있다.
이러한 종래의 유기 발광 장치의 제조 방법은 대상 기판에 유기물의 증착 과정이 손쉽게 이루어지기 어렵고, 원하는 패턴으로 박막을 형성하기 어려워서 최근에는 증착용 도너 기판 전계를 인가하여 발생되는 줄 열을 이용하여 대상 기판에 유기물을 면상으로 편리하게 증착시키는 방법이 제안되었다.
그러나, 이러한 종래의 유기 발광 장치용 도너 기판은 일반적으로 유리 기판이나 세라믹 기판에 발열층을 접착하여 이루어지고, 발열층 상에 도포된 유기물을 대상 기판 방향으로 안내되어 정위치에 전사될 수 있도록 별도의 합성 수지 재질의 격벽 구조물을 형성하는 것으로서, 이러한 접착 공정은 발열층의 미세 패턴이 어렵고, 비록 발열층의 미세 패턴을 형성하더라도 별도의 마스크가 사용되어야 하는 등 미세 패턴이 어렵다는 문제점이 있었다.
또한, 종래의 유기 발광 장치용 도너 기판은, 접착제 도포 및 접착제 경화 등 번거로운 별도의 제조 공정이 많이 소요되어 제조 비용과 제조 시간이 낭비되고, 기판을 이루는 유리 재질과 발열층을 이루는 금속 재질의 열팽창 계수의 차이 및 접착제의 특성상 고온으로 장시간의 줄 가열시 발열층이 쉽게 파손되거나 박리되는 등 제품의 내구성과 신뢰도가 떨어지는 문제점들이 있었다.
또한, 발열층에서 발생되는 줄 열이 합성 수지 재질인 격벽으로 쉽게 전달되어 아웃개싱이 발생하는 등 격벽이 쉽게 손상되고, 이로 인하여 증착 패턴의 정밀도가 떨어지며, 파손된 격벽 성분이 유기물 및 대상 기판을 오염시켜서 발광 효율이 떨어지고, 불량 현상이 발생되는 등 많은 문제점들이 있었다.
본 발명의 사상은, 이러한 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 반도체 웨이퍼 및 반도체 공정을 이용하여 별도의 마스크나 접착제를 사용하지 않고도 반도체 재질의 몸체와 홈부를 이용하여 미세 패턴 형성을 용이 하게 할 수 있으며, 반영구적인 반도체 재질의 홈부 구조를 이용하여 유기물의 전사 방향을 정확하게 안내할 수 있고, 기존의 접착제나 합성 수지 재질의 격벽을 사용할 필요가 없어서 제조 비용과 제조 시간을 절감할 수 있으며, 실리콘 재질의 특성상 열적, 기계적으로 매우 견고하여 제품의 내구성과 신뢰도를 크게 향상시킬 수 있고, 종래의 파손된 합성 수지 재질의 격벽 성분으로 인한 오염을 방지하여 발광 효율을 높일 수 있으며, 양질의 제품을 생산할 수 있게 하는 반도체 도너 기판을 이용한 유기 발광 장치의 제조 방법을 제공함에 있다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로서, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 사상에 따른 반도체 도너 기판은, 반도체 재질로 이루어지는 몸체; 및 유기물이 유기 발광 장치용 대상 기판에 증착될 수 있도록 상기 유기물을 수용할 수 있는 형상으로 상기 몸체의 표면부에 형성되는 홈부;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 반도체 도너 기판은, 상기 홈부의 내부에 수용되는 상기 유기물;을 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 몸체는, 수직 방향으로 식각이 용이한 결정 구조를 갖는 반도체 재질로 이루어질 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 몸체는, 불순물이 도핑되지 않은 퓨어 웨이퍼 또는 불순물이 도핑된 벌크 웨이퍼일 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 홈부는, 상기 유기물이 수용되는 수용홈부; 및 상기 수용홈부에 수용된 상기 유기물을 상기 대상 기판 방향으로 안내할 수 있도록 상기 수용홈부와 연결되는 형상으로 형성되는 안내 측벽부;를 포함할 수 있다.
한편, 상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 사상에 따른 반도체 도너 기판 시스템은, 반도체 재질로 이루어지는 몸체; 및 유기물이 유기 발광 장치용 대상 기판에 증착될 수 있도록 상기 유기물을 수용할 수 있도록 상기 몸체의 표면부에 형성되는 홈부;를 포함하는 반도체 도너 기판; 및 줄 가열을 이용하여 상기 반도체 도너 기판의 상기 몸체가 발열될 수 있도록 상기 몸체에 전계를 인가할 수 있는 전계 인가 장치;를 포함할 수 있다.
한편, 상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 사상에 따른 반도체 도너 기판 시스템은, 반도체 재질로 이루어지는 몸체; 및 유기물이 유기 발광 장치용 대상 기판에 증착될 수 있도록 상기 유기물을 수용할 수 있도록 상기 몸체의 표면부에 형성되는 홈부;를 포함하는 반도체 도너 기판; 및 상기 반도체 도너 기판의 상기 몸체가 가열될 수 있도록 상기 몸체와 열적으로 접촉되는 히팅 플레이트;를 포함할 수 있다.
한편, 상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 사상에 따른 유기 발광 장치의 제조 방법은, 반도체 도너 기판을 준비하는 반도체 도너 기판 준비 단계; 상기 반도체 도너 기판과 대응되도록 대상 기판을 정렬시키는 대상 기판 정렬 단계; 및 상기 반도체 도너 기판을 가열하여 상기 유기물을 상기 대상 기판에 증착시키는 대상 기판 유기물 증착 단계;를 포함하고, 상기 반도체 도너 기판 준비 단계는, 반도체 재질로 이루어지는 몸체를 준비하는 몸체 준비 단계; 상기 유기물을 수용할 수 있도록 상기 몸체의 표면부에 홈부를 형성하는 홈부 형성 단계; 및 상기 홈부에 상기 유기물을 형성하는 반도체 도너 기판 유기물 형성 단계;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 대상 기판 유기물 증착 단계는, 줄 가열을 이용하여 상기 몸체가 발열될 수 있도록 상기 반도체 도너 기판의 상기 몸체에 전계를 인가할 수 있는 전계 인가 장치를 이용하여 상기 몸체를 전체적으로 가열할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 대상 기판 유기물 증착 단계는, 상기 반도체 도너 기판의 상기 몸체가 가열될 수 있도록 상기 몸체와 열적으로 접촉되는 히팅 플레이트를 이용하여 상기 몸체를 전체적으로 가열할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 반도체 도너 기판 유기물 형성 단계는, 도가니를 이용하여 상기 반도체 도너 기판의 상기 몸체에 상기 유기물을 증착시키는 도가니 증착 단계;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 반도체 도너 기판 유기물 형성 단계는, 잉크젯 프린터를 이용하여 상기 홈부에 상기 유기물을 프린팅하는 잉크젯 프린팅 단계;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 반도체 도너 기판 유기물 형성 단계는, 평면 도너 기판에 상기 유기물을 스프레이 코팅하는 평면 도너 기판 유기물 코팅 단계; 상기 반도체 도너 기판과 대응되도록 상기 평면 도너 기판을 정렬시키는 평면 도너 기판 정렬 단계; 및 상기 평면 도너 기판에 전계를 인가하여 상기 유기물을 상기 반도체 도너 기판에 면상으로 증착시키는 반도체 도너 기판 유기물 증착 단계;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 반도체 도너 기판 유기물 형성 단계는, 상기 유기물을 상기 몸체의 상면과 상기 홈부에 형성하는 유기물 코팅 단계; 및 상기 몸체의 상면에 위치되는 상기 유기물을 제거하는 상면 유기물 제거 단계;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 상면 유기물 제거 단계는, 상기 몸체의 상면에만 빛이 조사되고, 상기 홈부의 일부에는 빛이 조사되지 않도록 상기 몸체를 기준으로 제 1 경사각도로 경사지게 경사 조사광을 조사하는 경사 조사광 발생 장치를 이용하여 상기 몸체의 상면의 유기물을 제거할 수 있다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 반도체 웨이퍼 및 반도체 공정을 이용하여 별도의 마스크나 접착제를 사용하지 않고도 반도체 재질의 몸체와 홈부를 이용하여 미세 패턴 형성을 용이 하게 할 수 있으며, 반영구적인 반도체 재질의 홈부 구조를 이용하여 유기물의 전사 방향을 정확하게 안내할 수 있고, 기존의 접착제나 합성 수지 재질의 격벽을 사용할 필요가 없어서 제조 비용과 제조 시간을 절감할 수 있으며, 실리콘 재질의 특성상 열적, 기계적으로 매우 견고하여 제품의 내구성과 신뢰도를 크게 향상시킬 수 있고, 종래의 파손된 합성 수지 재질의 격벽 성분으로 인한 오염을 방지하여 발광 효율을 높일 수 있으며, 양질의 제품을 생산할 수 있는 효과를 갖는 것이다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 반도체 도너 기판을 나타내는 단면도이다.
도 2 내지 도 5는 도 1의 반도체 도너 기판의 제조 과정을 단계적으로 나타내는 단면도들이다.
도 7 내지 도 9는 도 6의 반전된 반도체 도너 기판을 이용한 유기 발광 장치의 제조 과정을 단계적으로 나타내는 단면도들이다.
도 10은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 유기 발광 장치의 제조 방법을 나타내는 순서도이다.
도 11은 도 10의 반도체 도너 기판 준비 단계의 일례를 보다 상세하게 나타내는 순서도이다.
도 12는 도 10의 반도체 도너 기판 준비 단계의 다른 일례를 보다 상세하게 나타내는 순서도이다.
도 13은 도 10의 반도체 도너 기판 준비 단계의 또 다른 일례를 보다 상세하게 나타내는 순서도이다.
도 14는 도 10의 반도체 도너 기판 유기물 형성 과정의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 15는 도 10의 반도체 도너 기판 유기물 형성 단계의 일례를 나타내는 순서도이다.
도 16은 도 10의 반도체 도너 기판 유기물 형성 과정의 다른 일례를 나타내는 단면도이다.
도 17은 도 10의 반도체 도너 기판 유기물 형성 단계의 다른 일례를 나타내는 순서도이다.
도 18 내지 도 20은 도 11의 반도체 도너 기판 유기물 형성 과정의 또 다른 일례를 나타내는 단면도들이다.
도 21은 도 10의 반도체 도너 기판 유기물 형성 단계의 또 다른 일례를 나타내는 순서도이다.
도 22 및 도 23는 도 11의 반도체 도너 기판 유기물 형성 과정의 또 다른 일례를 나타내는 단면도들이다.
도 24는 도 10의 반도체 도너 기판 유기물 형성 단계의 또 다른 일례를 나타내는 순서도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 여러 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려 이들 실시예들은 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다. 또한, 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및/또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다.
이하, 본 발명의 실시예들은 본 발명의 이상적인 실시예들을 개략적으로 도시하는 도면들을 참조하여 설명한다. 도면들에 있어서, 예를 들면, 제조 기술 및/또는 공차(tolerance)에 따라, 도시된 형상의 변형들이 예상될 수 있다. 따라서, 본 발명 사상의 실시예는 본 명세서에 도시된 영역의 특정 형상에 제한된 것으로 해석되어서는 아니 되며, 예를 들면 제조상 초래되는 형상의 변화를 포함하여야 한다.
이하, 본 발명의 여러 실시예들에 따른 반도체 도너 기판, 반도체 도너 기판 시스템 및 유기 발광 장치의 제조 방법을 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 반도체 도너 기판(100)을 나타내는 단면도이다.
먼저, 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 반도체 도너 기판(100)은, 크게 몸체(10) 및 홈부(20)를 포함할 수 있다.
예컨대, 상기 몸체(10)는 실리콘 등의 반도체 재질로 이루어지는 것으로서, 더욱 구체적으로 예를 들면, 상기 몸체(10)는, 수직 방향으로 식각이 용이한 결정 구조를 갖는 반도체 웨이퍼의 적어도 일부일 수 있다.
이러한 상기 몸체(10)는 반도체 도너 기판(100)의 대부분을 지칭할 수 있고, 본 발명의 범위는 상기 몸체(10)의 모양이나 형상에 제한되지 않는다.
예컨대, 상기 몸체(10)는 시드의 결정을 성장시킨 잉곳을 절단하여 이루어지는 퓨어 웨이퍼 또는 벌크 웨이퍼일 수 있다. 또한, 상기 홈부(20) 역시, 반도체 물질로 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 몸체(10)는 불순물이 도핑되지 않은 퓨어 웨이퍼나, 소량의 불순물이 도핑된 벌크 웨이퍼 또는 벌크 실리콘-게르마늄 웨이퍼의 일부 또는 전체일 수 있다.
더욱 구체적으로 예를 들면, 상기 몸체(10)는, 수직 방향으로 식각이 용이한 결정 구조를 갖는 반도체 재질로 이루어지고, 상기 몸체(10)와 열적으로 접촉되는 후술될 도 9의 히팅 플레이트(H)에 의해 전체적으로 가열될 수 있도록 불순물이 도핑되지 않은 퓨어 웨이퍼 또는 불순물이 미량으로 도핑된 벌크 웨이퍼일 수 있다.
따라서, 상기 몸체(10)가 상기 히팅 플레이트(H)에 의해 전체적으로 가열되면 상기 홈부(20)의 내부에 수용된 유기물(1)이 증착 챔버(미도시) 내부에서 증착되어 후술될 도 8의 대상 기판(S)으로 전사될 수 있다.
이외에도, 상기 몸체(10)는, 수직 방향으로 식각이 용이한 결정 구조를 갖는 반도체 재질로 이루어지고, 후술될 도 9의 전계 인가 장치(E)에 의해 줄 가열될 수 있도록 불순물이 미량으로 도핑된 벌크 웨이퍼일 수 있다. 이러한 상기 벌크 웨이퍼는 잉곳 제조사에서 잉곳 제조시에 잉곳에 전체적으로 불순물을 도핑하여 형성될 수 있다.
따라서, 상기 몸체(10)가 상기 전계 인가 장치(E)에 의해 전체적으로 줄 가열되면 상기 홈부(20)의 내부에 수용된 유기물(1)이 증착 챔버(미도시) 내부에서 증착되어 후술될 도 8의 대상 기판(S)으로 전사될 수 있다.
그러나, 이러한 상기 몸체(10)는 실리콘 등 상술된 재질에 반드시 국한되지 않고, 불순물이 도핑되면 전기적 성질을 갖는 반도체 재질로 제조되는 모든 반도체 물질이 모두 적용될 수 있다.
한편, 예컨대, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 홈부(20)는 유기물(1)이 유기 발광 장치용 대상 기판(S)에 증착될 수 있도록 상기 유기물(1)을 수용할 수 있는 형상으로 상기 몸체(10)의 표면부에 형성되는 것으로서, 예를 들면, 상기 홈부(20)는, 제 1 폭(W1)과 제 1 깊이(D1)를 갖고, 수직으로 형성되는 수직 측벽(21)을 가질 수 있다.
그러나, 이에 반드시 국한되지 않고, 경사 측벽을 형성하는 등 매우 다양한 형태의 상기 홈부(20)가 형성될 수 있다.
이러한 상기 홈부(20)는 예컨대, 반도체 공정의 일종인 식각 과정이나, 레이저 천공이나, 소윙 공정 등을 통해서 상기 몸체(10)의 표면부에 형성될 수 있는 것으로서, 더욱 구체적으로 예를 들면, 상기 홈부(20)는, 상기 유기물(1)이 수용되는 수용홈부(20-1) 및 상기 수용홈부(20-1)에 수용된 상기 유기물(1)을 상기 대상 기판(S) 방향으로 안내할 수 있도록 상기 수용홈부(20-1)와 연결되는 형상으로 형성되는 안내 측벽부(20-2)를 포함할 수 있다.
따라서, 상기 유기물(1)은 상기 홈부(20)의 일부분, 즉 상기 수용홈부(20-1)에 수용될 수 있고, 상기 발열 영역(30)이 발열되면 액체에서 기체 상태로 승화되면서 상기 안내 측벽부(20-2)에 의해 수직 상방으로 안내되어 방향성을 갖는 상태로 수직 상방 또는 수직 하방에 정렬된 도 9의 대상 기판(S)에 증착될 수 있다.
만약, 상술된 상기 안내 측벽부(20-2)가 없다면 기체 상태의 상기 유기물(1)은 좌우 방향으로도 분산되면서 상기 대상 기판(S)에 정확한 패턴으로 증착되기 어렵다. 따라서, 이러한 상기 안내 측벽부(20-2)를 이용하여 상기 대상 기판(S)에 증착되는 상기 유기물(1) 패턴의 정밀도와 정확도를 크게 향상시킬 수 있다.
한편, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 반도체 도너 기판(100)은, 상기 홈부(20)의 내부에 수용되는 유기 발광 장치용 상기 유기물(1)을 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 유기물(1)은 유기 발광 장치, 즉 유기 발광 소자나 유기 발광 조명, 유기 발광 디스플레이 등의 발광 장치를 형성할 수 있는 예컨대, 레드 발광 유기물, 그린 발광 유기물, 블루 발광 유기물, 각종 호스트, 각종 도펀트 등의 유기 발광 장치용 모든 유기물이 적용될 수 있다.
그러므로, 반도체 웨이퍼 및 반도체 공정을 이용하여 별도의 마스크나 접착제를 사용하지 않고도 상기 몸체(10)와 상기 홈부(20)를 이용하여 상기 대상 기판(S)에 미세 패턴 형성을 용이 하게 할 수 있으며, 반영구적인 반도체 재질의 상기 홈부(20) 구조를 이용하여 상기 유기물(1)의 전사 방향을 정확하게 안내할 수 있고, 기존의 접착제나 합성 수지 재질의 격벽을 사용할 필요가 없어서 제조 비용과 제조 시간을 절감할 수 있으며, 실리콘 재질의 특성상 열적, 기계적으로 매우 견고하여 제품의 내구성과 신뢰도를 크게 향상시킬 수 있고, 종래의 파손된 합성 수지 재질의 격벽 성분으로 인한 오염을 방지하여 발광 효율을 높일 수 있으며, 양질의 제품을 생산할 수 있다.
한편, 도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 반도체 도너 기판 시스템은, 상술된 반도체 도너 기판(100) 및 줄 가열을 이용하여 상기 몸체(10)가 발열될 수 있도록 상기 반도체 도너 기판(100)의 상기 몸체(10)에 전계를 인가할 수 있는 전계 인가 장치(E)를 포함할 수 있다.
이러한 상기 전계 인가 장치(E)는 상기 몸체(10)의 일측과 타측에 각각 전기적으로 연결될 수 있는 전극 패드 등의 접속 단자들을 포함할 수 있다.
이외에도 도시하지 않았지만, 진공 챔버나, 로딩 및 언로딩 장치 등이 추가로 설치될 수 있다. 그러나, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 반도체 도너 기판 시스템은 이에 반드시 국한되지 않는다.
예컨대, 도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 반도체 도너 기판 시스템은, 상술된 반도체 도너 기판(100) 및 상기 반도체 도너 기판(100)의 상기 몸체(10)가 가열될 수 있도록 상기 몸체(10)와 열적으로 접촉되는 히팅 플레이트(H)를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 히팅 플레이트(H)는 내부에 카트리지 방식의 히터 등 다양한 형태의 히터가 설치될 수 있다.
도 2 내지 도 5는 도 1의 반도체 도너 기판(100)의 제조 과정을 단계적으로 나타내는 단면도들이다.
도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 도 1의 반도체 도너 기판(100)의 제조 과정을 단계적으로 설명하면, 먼저, 도 2에 도시된 바와 같이, 반도체 재질로 이루어지는 몸체(10)를 준비할 수 있다.
이 때, 상기 몸체(10)는 시드의 결정을 성장시킨 잉곳을 절단하여 이루어지는 부도체 성질인 퓨어 웨이퍼 또는 거의 부도체 성질인 벌크 웨이퍼일 수 있는 것으로서, 예컨대, 수직 방향으로 식각이 용이한 결정 구조를 갖는 반도체 웨이퍼를 준비할 수 있다.
이어서, 도 3에 도시된 바와 같이, 유기 발광 장치용 유기물(1)을 수용할 수 있도록 상기 몸체(10)의 표면부에 홈부(20)를 형성할 수 있도록, 상기 몸체(10)의 상면(F)에 부분적으로 보호막(PR)을 형성할 수 있다.
이 때, 예컨대, 상기 보호막(PR)은 포토레지스트(photoresist)일 수 있고, 상기 몸체(10)의 상면에 스핀 코팅된 후, 포토 마스크를 이용한 노광 과정 및 현상 과정을 거쳐서 형성될 수 있다.
이어서, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 보호막(PR)을 식각 마스크로 이용하여 상기 보호막(PR)으로부터 노출된 상기 몸체(10)의 상기 표면부를 식각하여 상기 홈부(20)를 형성할 수 있다.
이 때, 이러한 상기 홈부(20)는 플라즈마를 이용하여 상기 몸체(10)를 건식 식각하거나, 에칭액을 이용하여 상기 몸체(10)를 습식으로 식각할 수 있다. 이 중에서 상기 홈부(20)가 수직 방향으로 이루어지기 위한 이방성 식각을 위해 건식 식각 방식이 유리할 수 있다. 그러나, 반드시 이에 국한되지 않고 매우 다양한 홈 형성 방식이 모두 적용될 수 있다.
여기서, 식각하는 과정에서 먼저, 상기 유기물(1)을 상기 대상 기판(S) 방향으로 안내할 수 있도록 안내 측벽부(20-2)를 형성하고, 마지막으로 상기 유기물(1)을 수용하는 수용홈부(20-1)를 형성할 수 있다. 이외에도 상기 홈부(20)는 식각은 물론이고, 레이저 천공이나 소윙 등의 공정으로도 형성할 수 있다.
이어서, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 보호막(PR)을 제거하여 본 발명의 일 실시예들에 따른 반도체 도너 기판(100)을 제조할 수 있다.
이 때, 도시하지 않았지만, 상기 몸체(10)의 상면(F) 및 상기 홈부(20)의 내면 중 어느 하나 이상에 보호층(미도시)을 형성할 수 있다. 즉, 산화막 또는 고유전율 절연막이 형성되도록 산소 가스 환경에서 상기 몸체(10)를 고온 가열하여 상기 보호층을 형성할 수 있다. 더욱 구체적으로 예를 들면, 상기 보호층은 산화막 또는 고유전율 절연막을 포함할 수 있다.
따라서, 상기 보호층을 이용하여 상기 유기물(1)의 줄 가열시 상기 유기물(1)을 상기 몸체(10)와, 상기 홈부(20)로부터 쉽게 분리되어 증발될 수 있게 하고, 상기 몸체(10)와, 상기 홈부(20)의 강도 및 내구성을 향상시킬 수 있다.
이어서, 도시하지 않았지만, 원판 형상의 상기 몸체(10)를 단위 사각 기판 형태로 형성할 수 있도록 상기 몸체(10)를 절단할 수 있다.
도 6 내지 도 9는 도 5의 반도체 도너 기판(100)를 반전시켜서 유기 발광 장치를 제조하는 과정을 단계적으로 나타내는 단면도들이다.
도 6 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 반도체 도너 기판(100)을 이용한 유기 발광 장치의 제조 과정을 설명하면, 먼저, 도 6에 도시된 바와 같이, 반전된 도 5의 반도체 도너 기판(100)을 준비할 수 있다.
이어서, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 반도체 도너 기판(100)에 유기물(1)을 형성할 수 있다. 이러한 상기 유기물(1)은 다양한 방식으로 형성될 수 있는 것으로서, 이하 보다 상세하게 설명하도록 한다.
이어서, 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 반도체 도너 기판(100)과 대응되도록 대상 기판(S)을 정렬시킬 수 있다.
이어서, 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 반도체 도너 기판(100)에 상기 전계 인가 장치(E)를 이용하여 상기 몸체(10)를 발열시키고, 이를 통해서 상기 유기물(1)을 상기 대상 기판(S)에 증착시킬 수 있다.
그러나, 이에 반드시 국한되지 않고, 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 반도체 도너 기판(100)의 상기 몸체(10)가 가열될 수 있도록 상기 몸체(10)와 열적으로 접촉되는 히팅 플레이트(H)를 이용하여 상기 몸체(10)를 전체적으로 가열하는 것도 가능하다.
이 때, 도면에서는 상기 전계 인가 장치(E)와 상기 히팅 플레이트(H)가 동시에 도시되어 있으나, 바람직하기로는 둘 중 어느 하나만 설치될 수도 있다.
여기서, 설명을 위해서 도 5의 반도체 도너 기판(100)을 반전시킨 상태가 도시되었으나, 이외에도, 도 5의 반도체 도너 기판(100)을 반전시키지 않고 상기 반도체 도너 기판(100)의 상방에 정렬된 대상 기판에 증착시키는 것도 가능함은 물론이다.
도 10은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 유기 발광 장치의 제조 방법을 나타내는 순서도이다.
도 6 내지 도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 유기 발광 장치의 제조 방법은, 도 5에 도시된 바와 같이, 반도체 도너 기판(100)을 준비하는 반도체 도너 기판 준비 단계(S100)와, 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 반도체 도너 기판(100)과 대응되도록 대상 기판(S)을 정렬시키는 대상 기판 정렬 단계(S200) 및 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 반도체 도너 기판(100)을 가열하여 상기 유기물(1)을 상기 대상 기판(S)에 증착시키는 대상 기판 유기물 증착 단계(S300)를 포함할 수 있다.
더욱 구체적으로 예를 들면, 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 대상 기판 유기물 증착 단계(S300)는, 줄 가열을 이용하여 상기 몸체(100)가 발열될 수 있도록 상기 반도체 도너 기판(100)의 상기 몸체(10)에 전계를 인가할 수 있는 전계 인가 장치(E)를 이용하여 상기 몸체(10)를 전체적으로 가열할 수 있다.
이외에도, 상기 대상 기판 유기물 증착 단계(S300)는, 상기 반도체 도너 기판(100)의 상기 몸체(10)가 가열될 수 있도록 상기 몸체(10)와 열적으로 접촉되는 히팅 플레이트(H)를 이용하여 상기 몸체(10)를 전체적으로 가열할 수 있다.
도 11은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 반도체 도너 기판 준비 단계(S100)를 나타내는 순서도이다.
도 1 내지 도 11에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 반도체 도너 기판 준비 단계(S100)는, 크게 도 2에 도시된 바와 같이, 반도체 재질로 이루어지는 몸체(10)를 준비하는 몸체 준비 단계(S1)와, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 유기 발광 장치용 유기물(1)을 수용할 수 있도록 상기 몸체(10)의 표면부에 홈부(20)를 형성하는 홈부 형성 단계(S2) 및 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 홈부(20)에 상기 유기물(1)을 형성하는 반도체 도너 기판 유기물 형성 단계(S3)를 포함할 수 있다.
도 12는 본 발명의 일부 다른 실시예들에 따른 반도체 도너 기판 준비 단계(S100)를 나타내는 순서도이다.
도 1 내지 도 12에 도시된 바와 같이, 더욱 구체적으로 예를 들면, 상기 몸체 준비 단계(S1)는, 수직 방향으로 식각이 용이한 결정 구조를 갖는 반도체 웨이퍼(W)를 준비하는 반도체 웨이퍼 준비 단계(S11)를 포함할 수 있다.
이어서, 상기 홈부 형성 단계(S2)는, 상기 몸체(10)의 상면(F)에 부분적으로 보호막(PR)을 형성하는 보호막 형성 단계(S21) 및 상기 보호막(PR)을 식각 마스크로 이용하여 상기 보호막(PR)으로부터 노출된 상기 몸체(10)의 상기 표면부를 식각하여 상기 홈부(20)를 형성하는 식각 단계(S22)를 포함할 수 있다.
도 13은 본 발명의 일부 또 다른 실시예들에 따른 반도체 도너 기판 준비 단계(S100)를 나타내는 순서도이다.
도 1 내지 도 13에 도시된 바와 같이, 더욱 구체적으로 예를 들면, 상기 홈부 형성 단계(S2)는, 상기 홈부(20)에 수용된 상기 유기물(1)을 상기 대상 기판(S) 방향으로 안내할 수 있도록 안내 측벽부(20-2)를 형성하는 안내 측벽부 형성 단계(S23) 및 상기 유기물(1)을 수용하는 수용홈부(20-1)를 형성하는 수용홈부 형성 단계(S24)를 더 포함할 수 있다.
도 14는 도 11의 반도체 도너 기판 유기물 형성 과정의 일례를 나타내는 단면도이고, 도 15는 도 11의 반도체 도너 기판 유기물 형성 단계(S3)의 일례를 나타내는 순서도이다.
도 14 및 도 15에 도시된 바와 같이, 도 11의 반도체 도너 기판 유기물 형성 단계(S3)의 일례를 설명하면, 상기 반도체 도너 기판 유기물 형성 단계(S3)는, 상기 반도체 도너 기판(100)에 상기 유기물(1)을 증착시키는 것으로서, 라인 소스 타입의 도가니(C)를 이용하여 상기 반도체 도너 기판(100)의 상기 몸체(10)에 상기 유기물(1)을 증착시키는 도가니 증착 단계(S31)를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 도가니(C)는 흑연이나 세라믹이나 티타늄 등 금속 등의 내열성 재질로 이루어지는 실린더나 덕트 형상의 몸체 주변에 가열 수단이 형성되는 것으로서, 라인 소스 타입의 도가니(C)는 넓은 면적에 증착시킬 수 있도록 상기 도가니(C)의 유기물 토출구를 장방형으로 길게 형성하고, 상대적으로 움직일 수 있게 설치하는 것으로서, 이에 반드시 국한되지 않고 포인트 소스 타입 등 매우 다양한 형태의 도가니(C)가 모두 적용될 수 있다.
따라서, 비교적 간단한 방법과 적은 비용으로도 넓은 면적에 유기물을 신속하게 증착시킬 수 있다.
도 16은 도 11의 반도체 도너 기판 유기물 형성 과정의 다른 일례를 나타내는 단면도이고, 도 17은 도 11의 반도체 도너 기판 유기물 형성 단계(S3)의 다른 일례를 나타내는 순서도이다.
도 16 및 도 17에 도시된 바와 같이, 상기 반도체 도너 기판 유기물 형성 단계(S3)는, 잉크젯 프린터(P)를 이용하여 상기 반도체 도너 기판(100)의 상기 홈부(20)에 상기 유기물(1)을 프린팅하는 잉크젯 프린팅 단계(S32)를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 잉크젯 프린터(P)는 유기물을 원하는 위치에 분사하여 프린팅할 수 있는 장치로서, 잉크젯 노즐을 갖는 헤드나 헤드 이송 장치 등을 갖는 다양한 형태의 프린팅 장치가 적용될 수 있다.
따라서, 비교적 간단한 방법과 적은 비용으로도 넓은 면적에 유기물을 신속하게 프린팅시킬 수 있다. 또한, 이 경우, 원하는 위치, 즉 상기 홈부(20)의 내부에만 잉크젯을 공급할 수 있어서 고가인 유기물을 절감할 수 있고, 보다 해상도가 높은 패턴 형성이 가능할 수 있다.
도 18 내지 도 20은 도 11의 반도체 도너 기판 유기물 형성 과정의 또 다른 일례를 나타내는 단면도들이고, 도 21은 도 11의 반도체 도너 기판 유기물 형성 단계(S3)의 또 다른 일례를 나타내는 순서도이다.
도 18 내지 도 21에 도시된 바와 같이, 반도체 도너 기판 유기물 형성 단계(S3)의 또 다른 일례를 설명하면, 상기 반도체 도너 기판 유기물 형성 단계(S3)는, 먼저, 도 18에 도시된 바와 같이, 분사 노즐(N)을 이용하여 전열층(L)이 형성된 평면 도너 기판(D)에 상기 유기물(1)을 스프레이 코팅하는 평면 도너 기판 유기물 코팅 단계(S33)와, 이어서, 도 19에 도시된 바와 같이, 상기 반도체 도너 기판(100)과 대응되도록 상기 평면 도너 기판(D)을 정렬시키는 평면 도너 기판 정렬 단계(S34) 및 이어서, 도 20에 도시된 바와 같이, 상기 평면 도너 기판(D)에 전계를 인가하여 상기 유기물(1)을 상기 반도체 도너 기판(100)에 면상으로 증착시키는 반도체 도너 기판 유기물 증착 단계(S35)를 포함할 수 있다.
따라서, 대면적의 상기 유기물(1)을 면상으로 동시에 증착시킬 수 있기 때문에 비교적 신속하게 대화면을 구현할 수 있고, 균일한 막질의 유기물 증착이 가능하여 보다 해상도가 높은 패턴 형성이 가능할 수 있다.
도 22 및 도 23은 도 11의 반도체 도너 기판 유기물 형성 과정의 또 다른 일례를 나타내는 단면도들이고, 도 24는 도 11의 반도체 도너 기판 유기물 형성 단계(S3)의 또 다른 일례를 나타내는 순서도이다.
도 22 내지 도 24에 도시된 바와 같이, 반도체 도너 기판 유기물 형성 단계(S3)의 또 다른 일례를 설명하면, 상기 반도체 도너 기판 유기물 형성 단계(S3)는, 도 22에 도시된 바와 같이, 상기 유기물(1)을 상기 반도체 도너 기판(100)의 상면(F)과 홈부(20)에 코팅하는 유기물 코팅 단계(S36) 및 이어서, 도 23에 도시된 바와 같이, 상기 반도체 도너 기판(100)의 상기 상면(F)에 위치되는 상기 유기물(1)을 제거하는 상면 유기물 제거 단계(S37)를 포함할 수 있다.
여기서, 도 22에 도시된 바와 같이, 상기 유기물 코팅 단계(S36)는 스핀 코팅 또는 스프레이 코팅 등의 용액 공정일 수 있고, 도 23에 도시된 바와 같이, 상기 상면 유기물 제거 단계(S37)는 상기 몸체(10)의 상면(F)에만 빛이 조사되고, 상기 홈부(20)의 일부에는 빛이 조사되지 않도록 상기 몸체(10)를 기준으로 제 1 경사각도(A1)로 경사지게 경사 조사광(L)을 조사하는 경사 조사광 발생 장치(30)를 이용하여 상기 몸체(10)의 상면(F)의 유기물(1)을 제거할 수 있다.
여기서, 상기 경사 조사광(L)은 자외선, 적외선, 가시광선 등의 빛을 발생시킬 수 있는 각종, 레이저 장치나, 램프, 광대역 램프 등이 적용될 수 있다.
따라서, 상기 경사 조사광(L)이 조사되지 않은 상기 홈부(20) 내부에만 상기 유기물(1)이 잔류할 수 있고, 이렇게 잔류된 상기 유기물(1)이 상기 대상 기판(S)에 증착되어 패턴을 형성할 수 있다. 이외에도, 각종 바이패스필터나 반사경 등이 추가로 설치될 수 있다.
예컨대, 이러한 상기 경사 조사광 발생 장치(30)는 100 nm 내지 1200 nm 파장 대역의 IPL(Intense Pulsed Light) 발생 장치일 수 있다.
따라서, 광대역 IPL을 이용하여 상면(F)에 도포된 각종 유기물(1)들만 효율적으로 제거하여 상기 홈부(20)에 잔류하던 상기 유기물(1)들만 상기 대상 기판(S)으로 전사시켜서 저비용으로도 대면적의 대상 기판에 정밀한 패턴을 형성할 수 있다.
그러므로, 상술된 바와 같이, 공정을 최적화하여 생산 비용과 생산 시간을 절감할 수 있고, 대면적의 유기 발광 조명 장치나 유기 발광 디스플레이 장치 등 고품질의 유기 발광 장치를 저렴하게 제조할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 반도체 웨이퍼 및 반도체 공정을 이용하여 별도의 마스크나 접착제를 사용하지 않고도 반도체 재질의 몸체와 홈부를 이용하여 미세 패턴 형성을 용이 하게 할 수 있으며, 반영구적인 반도체 재질의 홈부 구조를 이용하여 유기물의 전사 방향을 정확하게 안내할 수 있고, 기존의 접착제나 합성 수지 재질의 격벽을 사용할 필요가 없어서 제조 비용과 제조 시간을 절감할 수 있다.

Claims (16)

  1. 반도체 재질로 이루어지는 몸체; 및
    유기물이 유기 발광 장치용 대상 기판에 증착될 수 있도록 상기 유기물을 수용할 수 있는 형상으로 상기 몸체의 표면부에 형성되는 홈부;
    를 포함하는, 반도체 도너 기판.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 홈부의 내부에 수용되는 유기 발광 장치용 상기 유기물;
    을 더 포함하는, 반도체 도너 기판.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 몸체는, 수직 방향으로 식각이 용이한 결정 구조를 갖는 반도체 재질로 이루어지는, 반도체 도너 기판.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 몸체는, 불순물이 도핑되지 않은 퓨어 웨이퍼 또는 불순물이 도핑된 벌크 웨이퍼인, 반도체 도너 기판.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 홈부는,
    상기 유기물이 수용되는 수용홈부; 및
    상기 수용홈부에 수용된 상기 유기물을 상기 대상 기판 방향으로 안내할 수 있도록 상기 수용홈부와 연결되는 형상으로 형성되는 안내 측벽부;
    를 포함하는, 반도체 도너 기판.
  6. 반도체 재질로 이루어지는 몸체; 및 유기물이 유기 발광 장치용 대상 기판에 증착될 수 있도록 상기 유기물을 수용할 수 있는 형상으로 상기 몸체의 표면부에 형성되는 홈부;를 포함하는 반도체 도너 기판; 및
    줄 가열을 이용하여 상기 몸체가 발열될 수 있도록 상기 반도체 도너 기판의 상기 몸체에 전계를 인가할 수 있는 전계 인가 장치;
    를 포함하는, 반도체 도너 기판 시스템.
  7. 반도체 재질로 이루어지는 몸체; 및 유기물이 유기 발광 장치용 대상 기판에 증착될 수 있도록 상기 유기물을 수용할 수 있는 형상으로 상기 몸체의 표면부에 형성되는 홈부;를 포함하는 반도체 도너 기판; 및
    상기 반도체 도너 기판의 상기 몸체가 가열될 수 있도록 상기 몸체와 열적으로 접촉되는 히팅 플레이트;
    를 포함하는, 반도체 도너 기판 시스템.
  8. 반도체 도너 기판을 준비하는 반도체 도너 기판 준비 단계;
    상기 반도체 도너 기판과 대응되도록 대상 기판을 정렬시키는 대상 기판 정렬 단계; 및
    상기 반도체 도너 기판을 가열하여 상기 유기물을 상기 대상 기판에 증착시키는 대상 기판 유기물 증착 단계;를 포함하고,
    상기 반도체 도너 기판 준비 단계는,
    반도체 재질로 이루어지는 몸체를 준비하는 몸체 준비 단계;
    상기 유기물을 수용할 수 있도록 상기 몸체의 표면부에 홈부를 형성하는 홈부 형성 단계; 및
    상기 홈부에 상기 유기물을 형성하는 반도체 도너 기판 유기물 형성 단계;
    를 포함하는, 유기 발광 장치의 제조 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 대상 기판 유기물 증착 단계는,
    줄 가열을 이용하여 상기 몸체가 발열될 수 있도록 상기 반도체 도너 기판의 상기 몸체에 전계를 인가할 수 있는 전계 인가 장치를 이용하여 상기 몸체를 전체적으로 가열하는, 유기 발광 장치의 제조 방법.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 대상 기판 유기물 증착 단계는,
    상기 반도체 도너 기판의 상기 몸체가 가열될 수 있도록 상기 몸체와 열적으로 접촉되는 히팅 플레이트를 이용하여 상기 몸체를 전체적으로 가열하는, 유기 발광 장치의 제조 방법.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 반도체 도너 기판 유기물 형성 단계는,
    도가니를 이용하여 상기 반도체 도너 기판의 상기 몸체에 상기 유기물을 증착시키는 도가니 증착 단계;
    를 포함하는, 유기 발광 장치의 제조 방법.
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 반도체 도너 기판 유기물 형성 단계는,
    잉크젯 프린터를 이용하여 상기 홈부에 상기 유기물을 프린팅하는 잉크젯 프린팅 단계;
    를 포함하는, 유기 발광 장치의 제조 방법.
  13. 제 8 항에 있어서,
    상기 반도체 도너 기판 유기물 형성 단계는,
    평면 도너 기판에 상기 유기물을 스프레이 코팅하는 평면 도너 기판 유기물 코팅 단계;
    상기 반도체 도너 기판과 대응되도록 상기 평면 도너 기판을 정렬시키는 평면 도너 기판 정렬 단계; 및
    상기 평면 도너 기판에 전계를 인가하여 상기 유기물을 상기 반도체 도너 기판에 면상으로 증착시키는 반도체 도너 기판 유기물 증착 단계;
    를 포함하는, 유기 발광 장치의 제조 방법.
  14. 제 8 항에 있어서,
    상기 반도체 도너 기판 유기물 형성 단계는,
    상기 유기물을 상기 몸체의 상면과 상기 홈부에 형성하는 유기물 코팅 단계; 및
    상기 몸체의 상면에 위치되는 상기 유기물을 제거하는 상면 유기물 제거 단계;
    를 포함하는, 유기 발광 장치의 제조 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 상면 유기물 제거 단계는,
    상기 몸체의 상면에만 빛이 조사되고, 상기 홈부의 일부에는 빛이 조사되지 않도록 상기 몸체를 기준으로 제 1 경사각도로 경사지게 경사 조사광을 조사하는 경사 조사광 발생 장치를 이용하여 상기 몸체의 상면의 유기물을 제거하는, 유기 발광 장치의 제조 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 경사 조사광 발생 장치는, IPL(Intense Pulsed Light) 발생 장치인, 유기 발광 장치의 제조 방법.
PCT/KR2018/003204 2017-03-21 2018-03-20 반도체 도너 기판, 시스템 및 유기 발광 장치의 제조 방법 WO2018174508A1 (ko)

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WO2021013252A1 (zh) * 2019-07-24 2021-01-28 京东方科技集团股份有限公司 掩膜片及其制作方法、开口掩膜板及其使用方法、薄膜沉积设备及显示装置

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