WO2019009587A1 - 광열 변환층과 소수성 박막 패턴을 구비한 도너 기판, 광열 변환 패턴과 소수성 박막 패턴을 구비한 도너 기판 및 도너 기판을 이용한 발광 패턴 형성방법 - Google Patents

광열 변환층과 소수성 박막 패턴을 구비한 도너 기판, 광열 변환 패턴과 소수성 박막 패턴을 구비한 도너 기판 및 도너 기판을 이용한 발광 패턴 형성방법 Download PDF

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layer
light
thin film
hydrophobic thin
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조관현
강경태
황준영
이상호
강희석
이호년
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한국생산기술연구원
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    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Definitions

  • the present invention relates to a method of forming a light emission pattern using a donor substrate and a donor substrate, and more particularly to a method of forming a light emission pattern of a light emitting diode such as an organic light emitting diode, a quantum dot light emitting diode, a perovskite light emitting diode And a donor substrate for forming a light emission pattern.
  • a light emitting diode such as an organic light emitting diode, a quantum dot light emitting diode, a perovskite light emitting diode
  • a donor substrate for forming a light emission pattern.
  • fine metal mask FMM
  • LITI laser induced thermal image
  • ink-jet ink-jet
  • white OLED + color filter methods are used to form pixels of organic light emitting diodes have.
  • the FMM method is a method of depositing an organic material on a target substrate through a thin metal mask (see FIG. 1).
  • the FMM method is a method of forming pixels one by one by depositing an organic material in a vacuum atmosphere, and has already undergone much research. Therefore, according to the FMM method, an OLED having generally excellent quality can be produced.
  • the organic material does not move vertically to the target substrate when moving toward the target substrate (Glass) for deposition, a dead space may occur (see Fig. 2 (a)).
  • the metal mask is large, the large metal mask is likely to be warped (see Fig. 2 (b)). When the metal mask is warped, it is difficult to form a pixel at a desired position, and the yield of OLED is lowered. That is, it is difficult to manufacture a large-area OLED by the FMM method.
  • the LITI method is a method in which a laser is irradiated onto a film containing an organic substance and the organic substance is transferred from the film to the target substrate.
  • the edge portions of the transferred organic pattern are not uniform (edge roughness), and it is difficult to form a high resolution pixel (refer to FIG. 3 (a)).
  • the organic material is less transferred at the boundary of the pixel portion (Edge open, see Fig. 3 (b)).
  • the ink-jet method is a printing method in which an organic light-emitting ink is dropped onto a target substrate.
  • Ink-jet process is advantageous for large-area OLED manufacturing because it does not require vacuum, complicated process, or many facilities.
  • it is difficult to control the spreading of the dropped ink, and it is difficult to form fine pixels.
  • the degree of spread of the ink dropped depending on the surface state of the target substrate is different, and it is difficult to form a uniform pixel (see FIG. 4). Therefore, it is difficult to form high-resolution pixels by the ink-jet method.
  • White OLED + Color Filter method is to form an OLED (white OLED) emitting white light and then place a color filter on the white OLED like LCD. White light passes through a color filter to show a specific color.
  • White OLED + Color Filter method is not a method to directly form pixels with organic materials, but it can manufacture large area OLED and high resolution pixel formation. However, in order to form a white OLED, a process for forming a highly complicated laminated structure is required (see FIG. 5), and a large amount of organic materials must be used. And White OLEDs have low power efficiency. In addition, the brightness of the white light falls after passing through the color filter.
  • QLED quantum dot light emitting diode
  • PeLED Perovskite Light Emitting Diode
  • Perovskite materials are expected to be advantageous for large-area display production because of their ease of synthesis and high extinction coefficient.
  • Patent Document 1 Registration No. 10-1182442 (Registered on Mar. 09, 2012)
  • An object of the present invention is to provide a donor substrate having a photothermal conversion layer and a hydrophobic thin film pattern to form a precise and uniform light emission pattern on a target substrate.
  • the present invention is constructed as follows.
  • the base substrate may include at least one material selected from the group consisting of glass, quartz, and synthetic resin.
  • the photo-thermal conversion layer may comprise at least one material selected from the group consisting of molybdenum, chromium, titanium, tin, tungsten, and alloys thereof.
  • the photothermal conversion layer may include a carbon or an infrared dye.
  • the photo-thermal conversion layer is disposed on the upper surface of the base substrate, and includes a first metal layer including a metal; A transparent buffer layer located on the first metal layer; And a second metal layer located on the upper surface of the buffer layer and including a metal.
  • the first metal layer may be thinner than the second metal layer.
  • the first metal layer and the second metal layer may include at least one material selected from the group consisting of molybdenum, chromium, titanium, tin, tungsten, and alloys thereof.
  • the buffer layer may comprise at least one material selected from the group consisting of silicon oxide, silicon nitride, silicon oxynitride, aluminum oxide, zinc oxide, and indium tin oxide.
  • the groove pattern layer may be a hydrophilic material.
  • the groove pattern layer may include an inorganic material or an organic material.
  • the inorganic material may include at least one material selected from the group consisting of silicon oxide, silicon nitride, silicon oxynitride, aluminum oxide, zinc oxide, and indium tin oxide.
  • the organic material is selected from the group consisting of a polyacrylic resin, an epoxy resin, a phenol resin, a polyamide resin, a polyimide resin, an unsaturated polyester resin, a polyphenylene resin, a polyphenylene sulfide resin, and benzocyclobutene And may include at least one material.
  • the hydrophobic thin film pattern may include at least one of a fluorine-based polymer and gold (Au).
  • Preparing the donor substrate Dropping the light emitting ink on the prepared donor substrate so that the light emitting ink is injected into the groove pattern; Covering the donor substrate with a target substrate; And a step of irradiating the light to the lower portion of the base substrate so as to allow light to reach the photo-thermal conversion layer, thereby transferring the light emission ink to the target substrate. do.
  • the light emission ink dropped on the surface of the hydrophobic thin film pattern can be moved to the recess pattern by the repulsive force and the capillary force with the hydrophobic thin film pattern, and can be seated in the recess pattern.
  • the target substrate may be a substrate including a thin film transistor for driving a light emitting diode, and red light emission ink, green light emission ink, and blue light emission ink may be sequentially transferred to the target substrate.
  • a light emission pattern formed by the light emission pattern formation method is provided.
  • a light emitting diode including the light emitting pattern.
  • the light emission ink is transferred to the target substrate in a shape corresponding exactly to the recess pattern. Therefore, the precision of the light emission pattern formed by the light emission ink transfer is high.
  • the emission ink is transferred in a state in which the target substrate and the donor substrate are in close contact with each other, so that the edge portions of the plurality of emission patterns to be formed are uniform. Therefore, the uniformity of the light emission pattern formed by the light emission ink transfer is high.
  • the precision and the uniformity of the light emission pattern to be formed are high, so that it is possible to form a high-resolution pixel and manufacture a large area light emitting diode.
  • the structure of the donor substrate is simple and easy to manufacture.
  • the light emitting ink dropped on the surface of the hydrophobic thin film pattern is moved in a recessed pattern along the surface of the hydrophobic thin film pattern and the surface of the recessed pattern by the repulsive force and capillary force with the hydrophobic thin film pattern, It seats. Therefore, the light emitting ink is located only inside the recessed pattern.
  • a light emission pattern is formed only in a shape corresponding to the shape of the recessed pattern. Therefore, a conventional barrier rib layer or a light reflection layer for irradiating light to a donor substrate in a specific pattern is unnecessary.
  • the light emitting ink deposited on one side of the donor substrate and seated inside the one groove pattern is extended toward the groove pattern side along the groove pattern by the capillary force. Therefore, additional equipment for extending the light emission ink from one side of the groove pattern to the other side is unnecessary.
  • the photo-thermal conversion pattern is located on the upper surface of the base substrate and the recess pattern is located on the photo-thermal conversion pattern so as to correspond to the photo-thermal conversion pattern, heat is intensively transferred to the light- Thus, not only a more precise and uniform light emission pattern is formed, but also the evaporation of the hydrophobic thin film pattern by heat is prevented.
  • the donor substrate can be recycled.
  • the photo-thermal conversion layer since the photo-thermal conversion layer has a multi-layer structure, the light absorption coefficient of the photo-thermal conversion layer is high. Further, when the first metal layer is thinner than the second metal layer, the light absorption rate of the photo-thermal conversion layer is further improved. Due to such a photo-thermal conversion layer, a large amount of luminescent ink is transferred per unit time, and the transfer efficiency is high.
  • FIG. 1 is a conceptual view showing a conventional FMM method.
  • FIG. 2 is a view showing a problem of the conventional FMM method.
  • 3 is a view showing a problem of the conventional LITI method.
  • FIG. 4 is a conceptual view showing a conventional Ink-jet method.
  • FIG. 5 is a structural view showing a complicated laminate used in the conventional white OLED + color filter method.
  • FIG. 6 is a schematic view illustrating a method of forming a light emission pattern according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating a method of forming a light emission pattern according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a view for explaining the movement of the dropped light emission ink into the recessed pattern by the repulsive force and the capillary force with the hydrophobic thin film pattern.
  • FIG. 9 is a view for explaining that the dropped light-emitting ink is expanded from one side of the groove pattern to the other side by the capillary force.
  • FIG. 10 is a schematic diagram illustrating a target substrate according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a schematic view showing a process of forming an RGB emission pattern according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a schematic view illustrating a process of forming an RGB emission pattern according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a schematic view showing a photo-thermal conversion layer according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 is a schematic view showing a donor substrate according to an embodiment of the present invention.
  • 15 is a schematic view illustrating a method of forming a light emission pattern according to an embodiment of the present invention.
  • 16 is a schematic view showing a donor substrate according to an embodiment of the present invention.
  • a donor substrate (hereinafter referred to as a " donor substrate ") having a photothermal conversion layer and a hydrophobic thin film pattern according to an embodiment of the present invention.
  • a donor substrate 1 according to an embodiment of the present invention includes a base substrate 11, a photo-thermal conversion layer 12, a groove pattern layer 13, and a hydrophobic thin film pattern 14, .
  • a groove pattern (P) and a protrusion pattern (D) are formed in the groove pattern layer (13).
  • a method of forming a light emission pattern using the donor substrate 1 will be described in detail.
  • a light emitting ink is injected into the recessed pattern (P).
  • the donor substrate 1 is covered with the target substrate.
  • light is irradiated to the lower portion of the base substrate 11.
  • the irradiated light reaches the photo-thermal conversion layer 12, and the photo-thermal conversion layer 12 converts light into heat.
  • the heat converted by the photo-thermal conversion layer 12 is transferred to the groove pattern layer 13, and the transferred heat evaporates the light emitting ink in the groove pattern P.
  • a light emission pattern is formed on the target substrate.
  • the base substrate 11 is a light-transmitting substrate when considering the above-described light emission pattern forming process.
  • the base substrate 11 may include at least one material selected from the group consisting of glass, quartz, and synthetic resin.
  • the synthetic resin may include at least one material selected from the group consisting of polyester, polyacrylic, polyepoxy, polyethylene, polystyrene, and polyethylene terephthalate.
  • the photo-thermal conversion layer 12 is disposed on the upper surface of the base substrate 11 and converts the light irradiated to the lower portion of the base substrate 11 into heat. Accordingly, the photo-thermal conversion layer 12 may include at least one material selected from the group consisting of molybdenum, chromium, titanium, tin, tungsten, and alloys thereof.
  • the light-to-heat conversion layer 12 may include carbon or an infrared dye.
  • the photo-thermal conversion layer 12 may have a multi-layer structure.
  • 13 is a schematic view showing a photo-thermal conversion layer according to an embodiment of the present invention.
  • the photothermal conversion layer 12 includes a first metal layer 121 located on the upper surface of the base substrate 11, a buffer layer 122 located on the upper surface of the first metal layer 121, And a second metal layer 123 located on the upper surface of the second metal layer 122.
  • the first metal layer 121 and the second metal layer 123 include a metal having a high light absorptivity.
  • the first metal layer 121 and the second metal layer 123 may include at least one material selected from the group consisting of molybdenum, chromium, titanium, tin, tungsten, and alloys thereof.
  • the buffer layer 122 includes ceramics. Specifically, the buffer layer 122 may include at least one material selected from the group consisting of silicon oxide, silicon nitride, silicon oxynitride, aluminum oxide, zinc oxide, and indium tin oxide.
  • Light irradiated to the lower portion of the base substrate 11 passes through the base substrate 11 and reaches the first metal layer 121.
  • the first metal layer 121 absorbs, reflects, and transmits the arriving light.
  • the light transmitted through the first metal layer 121 passes through the buffer layer 122 and reaches the second metal layer 123. In this process, some light is reflected toward the buffer layer 122 from the lower surface of the second metal layer 123.
  • the reflected light causes destructive interference in the buffer layer 122. Accordingly, the light absorptivity of the photo-thermal conversion layer 12 can be improved.
  • the photothermal conversion layer 12 may be formed by depositing the above materials through physical vapor deposition (electron beam deposition, thermal deposition, sputtering, etc.) or chemical vapor deposition, whether a single-layer structure or a multi-layer structure.
  • physical vapor deposition electron beam deposition, thermal deposition, sputtering, etc.
  • chemical vapor deposition whether a single-layer structure or a multi-layer structure.
  • the first metal layer 121 may be thinner than the second metal layer 123.
  • the thickness of the first metal layer 121 may be 1 to 5 nm, and the thickness of the second metal layer 123 may be 80 to 120 nm. In this case, the light absorption rate of the photo-thermal conversion layer 12 can be further improved.
  • the groove pattern layer 13 is located on the upper surface of the photo-thermal conversion layer 12.
  • a groove pattern (P) and a protrusion pattern (D) are formed on the groove pattern layer (13).
  • the protruding pattern D is adjacent to the groove pattern P, and defines the groove pattern P.
  • the groove pattern P and the protrusion pattern D can be formed by a known photolithography process.
  • the groove pattern layer 13 may include an inorganic material or an organic material.
  • the groove pattern layer 13 needs to be made of a material that can be used in a micro electro mechanical system (MEMS) process in terms of forming the groove pattern P and the protrusion pattern D. Further, the groove pattern layer 13 is preferably made of a material that prevents outgassing when heat is transferred from the photo-thermal conversion layer 12.
  • MEMS micro electro mechanical system
  • the inorganic substance is at least one selected from the group consisting of silicon oxide, silicon nitride, silicon oxynitride, aluminum oxide, zinc oxide, and indium tin oxide ≪ / RTI >
  • the organic material may be a polyacrylate resin, an epoxy resin, a phenolic resin, a polyamide resin, A polyimide resin, a unsaturated polyester resin, a poly (phenylene ether) resin, a poly (phenylene sulfide) resin, a polyimide resin, And at least one material selected from the group consisting of benzocyclobutene (BCB).
  • a polyacrylate resin an epoxy resin, a phenolic resin, a polyamide resin, A polyimide resin, a unsaturated polyester resin, a poly (phenylene ether) resin, a poly (phenylene sulfide) resin, a polyimide resin, And at least one material selected from the group consisting of benzocyclobutene (BCB).
  • BCB benzocyclobutene
  • the groove pattern layer 13 can be formed by depositing the above material through physical vapor deposition or chemical vapor deposition or by coating the photo-thermal conversion layer 12 with a liquid phase material.
  • the hydrophobic thin film pattern 14 is located on the upper surface of the protruding pattern D of the groove pattern layer 13.
  • the hydrophobic thin film pattern 14 is formed by subjecting the surface of the protruding pattern D to hydrophobic treatment.
  • the hydrophobic thin film pattern 14 may include at least one of a fluorine-based polymer and (Au) gold.
  • the hydrophobic thin film pattern 14 is located on the upper surface of the protruding pattern D. Even when the surface of the hydrophobic thin film pattern 14 located on the upper surface of the protruding pattern D is irradiated with the luminescent ink, the luminescent ink is irradiated with the hydrophobic thin film pattern 14 and the surface of the hydrophobic thin film pattern 14 by the repulsive force with the hydrophobic thin film pattern 14, Can be moved into the groove pattern P along the surface.
  • the groove pattern layer 13 may be a hydrophilic material.
  • the protruding pattern D portion is hydrophobic and the recessed pattern P portion is hydrophilic, the light emission ink can be smoothly seated in the recessed pattern P.
  • the present invention does not exclude that the protruding pattern (D) portion is hydrophilic and the recessed pattern (P) portion is hydrophobic.
  • the donor substrate 1 according to an embodiment of the present invention may further include a buffer layer 15 located on the upper surface of the base substrate 11.
  • the photo-thermal conversion layer 12 is located on the upper surface of the buffer layer 15.
  • the buffer layer 15 prevents the heat converted by the photo-thermal conversion layer 12 from being excessively transferred to the base substrate 11.
  • the buffer layer 15 is light-transmissive so that light irradiated to the lower portion of the base substrate 11 reaches the photo-thermal conversion layer 12.
  • the thermal conductivity of the buffer layer 15 is lower than that of the photo-thermal conversion layer 12. Accordingly, the heat converted by the photo-thermal conversion layer 12 is transmitted more intensively to the groove pattern layer 13 than to the bottom of the photo-thermal conversion layer 12.
  • the thermal conductivity of the buffer layer 15 is preferably 1.5 W / m ⁇ K or less.
  • the buffer layer 15 may comprise at least one material selected from the group consisting of titanium oxide, silicon oxide, silicon nitride oxide, zirconium oxide, silicon carbide, and silicon nitride.
  • the buffer layer 15 may be formed by depositing the above material through physical vapor deposition or chemical vapor deposition. Hereinafter, a method of forming a light emission pattern using the donor substrate 1 described so far will be described.
  • FIG. 6 is a schematic view illustrating a method of forming a light emission pattern according to an embodiment of the present invention.
  • 7 is a flowchart illustrating a method of forming a light emission pattern according to an embodiment of the present invention. Referring to Figs. 6 and 7, a method of forming a luminescent pattern using a donor substrate (hereinafter referred to as " luminescent pattern forming method ") according to an embodiment of the present invention will be described.
  • &quot luminescent pattern forming method &quot
  • the donor substrate 1 is prepared (S1, Fig. 6 (a)). The contents of the donor substrate 1 have been described above.
  • the light emission ink L1 is dropped onto the donor substrate 1 (S2).
  • the dropped light emitting ink L1 is injected into the recessed pattern P of the recessed pattern layer 13 (Fig. 6 (b)).
  • the light emitting ink L1 may be an organic light emitting ink, a quantum dot ink, or a perovskite precursor solution, but is not limited thereto.
  • the perovskite precursor solution refers to a solution containing perovskite, solvent, etc., such as MAPbX 3 (CH 3 NH 3 PbX 3 , where X is a halogen element).
  • step S2 the light emission ink L1 is dripped onto the entire surface of the donor substrate 1. A part of the dropped light emission ink L1 is directly injected into the recessed pattern P of the recessed pattern layer 13.
  • the remaining luminescent ink L1 is dropped on the surface of the hydrophobic thin film pattern 14 and buried on the surface of the hydrophobic thin film pattern 14 (Fig. 8 (b)).
  • the light emission ink L1 adhering to the surface of the hydrophobic thin film pattern 14 flows into the inside of the inside of the inside of the inside of the inside of the inside of the inside of the inside of the inside of the inside of the inside of the inside of the inside of the inside of the inside of the inside of the inside of the inside of the inside of the inside of the inside of the inside of the inside of the inside of the inside.
  • a repulsive force acts between the hydrophobic thin film pattern 14 and the light emission ink L1 and the adhesion between the light emission ink L1 and the recessed pattern layer 13 is stronger than the cohesion force of the light emission ink L1.
  • the light emission ink L1 adhering to the surface of the hydrophobic thin film pattern 14 is reflected by the surface of the hydrophobic thin film pattern 14 and the surface of the recessed pattern P by a repulsive force and a capillary force with the hydrophobic thin film pattern 14 And is then moved to the recessed pattern (P). As a result, the light emitting ink L1 is seated in the recessed pattern P.
  • step S2 it is important in step S2 that the dropped light emitting ink L1 is placed in the recessed pattern P without touching the protruded pattern D portion. Therefore, the hydrophobic thin film pattern 14 is located on the upper surface of the protruding pattern D. Even when the luminous ink L1 adheres to the surface of the hydrophobic thin film pattern 14 located on the upper surface of the protruding pattern D, the luminous ink L1 is reflected by the hydrophobic thin film pattern 14 And the surface of the recessed pattern (P).
  • the recessed pattern layer 13 is preferably hydrophilic in terms of the seating of the light emitting ink L1.
  • the protruding pattern D portion is hydrophobic and the recessed pattern P portion is hydrophilic, the light emission ink L1 can be smoothly seated in the recessed pattern P.
  • the present invention does not exclude that the protruding pattern (D) portion is hydrophilic and the recessed pattern (P) portion is hydrophobic.
  • FIG. 9 is a view for explaining that the dropped light-emitting ink is expanded from one side of the groove pattern to the other side by the capillary force.
  • Fig. 9 (a) can be the same as Fig. 8 (c).
  • 9 (a) is a front view
  • FIG. 9 (b1) is a plan view of FIG. 9 (a).
  • the light emission ink L1 may be dropped onto one side of the donor substrate 1.
  • the light emission ink L1 can be seated inside one side of the groove pattern P by the repulsive force with the hydrophobic thin film pattern 14 and the capillary force (Figs.
  • the light emission ink L1 can be extended to the other side of the recessed pattern P along the recessed pattern P by the capillary force (Fig. 9 (b2)). Accordingly, the light emission ink L1 can be uniformly filled from one side of the inside of the groove pattern P to the other side.
  • the donor substrate 1 is covered with the target substrate 2 (S3, Fig. 6 (c)).
  • the donor substrate 1 and the target substrate 2 are brought into close contact with each other, and the target substrate 2 particularly covers the upper portion of the groove pattern P.
  • the donor substrate 1 and the target substrate 2 are closely contacted while being aligned. This means that the uniformly filled light emitting ink L1 in the groove pattern P is aligned so as to be transferred to a predetermined position of the target substrate 2.
  • the predetermined position may be between the pixel defining films of the target substrate 2 and will be confirmed later.
  • the donor substrate 1 and the target substrate 2 can be aligned using an alignment mark written on the donor substrate 1 and the target substrate 2 respectively.
  • the light emission ink L1 remaining on the surface of the hydrophobic thin film pattern 14 can be removed.
  • the light source 3 is positioned below the base substrate 11 and the base substrate 11 can be irradiated with light (Fig. 6 (c)).
  • the light source 3 may be a xenon lamp for irradiating the xenon light.
  • the irradiated light passes through the base substrate 11 and reaches the photo-thermal conversion layer 12.
  • the photo-thermal conversion layer 12 converts the arrived light into heat.
  • the converted heat is transferred to the groove pattern layer 13.
  • the transferred heat evaporates the light emission ink L1 in the recessed pattern P toward the target substrate 2 covering the upper portion of the recessed pattern P.
  • a luminescent pattern L2 is formed on the target substrate 2 (Fig. 6 (d)). In other words, the light emission ink L1 is transferred to the target substrate 2.
  • the light emission pattern L2 formed in step S4 is a component included in the light emitting diode.
  • the light emitting pattern L2 includes a hole injection layer (HIL), a hole transport layer (HTL), a light emitting layer (EML) Layer, an electron transfer layer (ETL), or an electron injection layer (EIL).
  • HIL hole injection layer
  • HTL hole transport layer
  • EML light emitting layer
  • ETL electron transfer layer
  • EIL electron injection layer
  • the light emitting pattern L2 may be a quantum dot light emitting layer included in the quantum dot light emitting diode.
  • the luminescent ink L1 is a perovskite precursor solution
  • the luminescent pattern L2 may be a perovskite luminescent layer included in the perovskite light emitting diode.
  • a target substrate 2 includes a substrate 21, a buffer layer 22, a thin film transistor for driving a light emitting diode, a gate insulating film 27, an interlayer insulating film 28, A passivation film 29, a pixel defining layer 30, a pixel electrode 31, and an organic layer 32.
  • the thin film transistor includes a semiconductor layer 23, a gate electrode 24, a source electrode 25, and a drain electrode 26.
  • the substrate 21 may be a rigid substrate such as glass or a flexible substrate such as a polymer film.
  • the buffer layer 22 is formed on the upper surface of the substrate 21.
  • the buffer layer 22 is made of an inorganic material. Specifically, the buffer layer 22 may include SiO 2 or SiN x.
  • the buffer layer 22 provides a flat surface for forming a pixel circuit, and inhibits moisture and foreign matter from penetrating into the pixel circuit.
  • the thin film transistor and a capacitor are formed on the buffer layer 22.
  • the semiconductor layer 23 may be formed of polysilicon or an oxide semiconductor.
  • the semiconductor layer 23 includes a channel region that is not doped with an impurity, and a source region and a drain region that are doped with an impurity.
  • the gate insulating film 27 is formed between the semiconductor layer 23 and the gate electrode 24.
  • the interlayer insulating film 28 is formed between the gate electrode 24 and the source / drain electrodes 45 and 46.
  • the passivation film 29, the pixel defining layer 30, the pixel electrode 31 and the organic layer 32 are formed on the source / drain electrodes 45 and 46.
  • a light emission pattern is formed between the pixel defining layer 30 and the surface of the organic layer 32.
  • FIG. 11 is a schematic view showing a process of forming an RGB emission pattern according to an embodiment of the present invention.
  • the target substrate 2 shown in Figs. 11 (a) and 11 (b) is the same as the target substrate 2 shown in Fig. 11, when steps S2 through S4 are performed using a red light emitting ink L11, a green light emitting ink L12, and a blue light emitting ink L13, A pattern L21, a green light emission pattern L22, and a blue light emission pattern L23 are formed on the target substrate 2.
  • the embodiment shown in FIG. 11 does not mean that the red light emission pattern L21, the green light emission pattern L22, and the blue light emission pattern L23 must be formed at the same time.
  • the red light emission pattern L21, the green light emission pattern L22, and the blue light emission pattern L23 may be sequentially formed.
  • the red light-emitting ink L11, the green light-emitting ink L12, and the blue light-emitting ink L13 can be sequentially transferred to the target substrate 2.
  • FIG. 12 is a schematic view illustrating a process of forming an RGB emission pattern according to an embodiment of the present invention.
  • a red light emission pattern L21 may be formed.
  • a green light emission pattern L22 may be formed adjacent to the red light emission pattern L21 (FIG. 12 (b)).
  • the blue light emission pattern L23 may be formed adjacent to the green light emission pattern L22 (FIG. 12 (c)).
  • the red light emission pattern L21 may be formed in a large amount as shown in FIG. 12, instead of forming the three light emission patterns L21, L22, and L23 simultaneously as shown in FIG. 11, (L22, L23) may be more efficient in the actual process.
  • the target substrate 2 is separated from the donor substrate 1 (Fig. 6 (d)), and the donor substrate 1 can be recycled. This is because all the light emission ink L1 is transferred to the target substrate 2 in step S4.
  • step S4 the emission pattern L2 is formed in a shape corresponding to the recessed pattern P. As shown in FIG. 1 (d), if the recessed pattern P is engraved in a concave shape, the formed light emitting pattern L2 becomes a convex shape corresponding to the shape.
  • the light emission ink L1 is transferred to the target substrate 2 in a shape corresponding exactly to the shape of the groove pattern P in step S4. Therefore, a separate mask for forming a light emission pattern is not required, and the precision of the light emission pattern formed by the light emission ink transfer is high.
  • step S3 Since the target substrate 2 and the donor substrate 1 are closely contacted in step S3 and the emission ink L1 is transferred in a state in which the target substrate 2 and the donor substrate 1 are closely contacted in step S4, The edge portions of the light emission pattern L2 are all uniform. Therefore, the uniformity of the light emission pattern formed by the light emission ink transfer is high.
  • the precision and uniformity of the light emission pattern to be formed are high, it is possible to form a high-resolution pixel and manufacture a large area light emitting diode.
  • step S2 the dropped ink L1 is applied to the hydrophobic thin film pattern 14 along the surface of the hydrophobic thin film pattern 14 and the surface of the hydrophobic thin film pattern 14 by the repulsive force and the capillary force with the hydrophobic thin film pattern 14 And is placed in the recessed pattern (P).
  • steps S2 and S3 the light emission ink L1 remaining on the surface of the hydrophobic thin film pattern 14 can be removed. As a result, the light emitting ink L1 is located only inside the groove pattern P.
  • the light emission pattern L2 is formed only in the shape corresponding to the shape of the groove pattern P . Therefore, a conventional barrier rib layer or a light reflection layer for irradiating light to a donor substrate in a specific pattern is unnecessary.
  • step S2 the light emitting ink L1 deposited on one side of the donor substrate 1 and seated in one side of the concave pattern P is extended to the other side of the concave pattern P along the concave pattern P by the capillary force . Therefore, additional equipment for extending the light emission ink from one side of the groove pattern to the other side is unnecessary.
  • Fig. 15A is a schematic diagram showing a donor substrate (hereinafter referred to as " donor substrate ") having a photo-thermal conversion pattern and a hydrophobic thin film pattern according to an embodiment of the present invention.
  • a donor substrate 1 according to an embodiment of the present invention includes a base substrate 11, a photo-thermal conversion pattern 16, a recessed pattern layer 13, and a hydrophobic thin film pattern 14, .
  • the photo-thermal conversion pattern 16 is located on the upper surface of the base substrate 11.
  • the photo-thermal conversion pattern 16 is obtained by patterning the photo-thermal conversion layer of the first embodiment. Therefore, the function and constituent material of the photo-thermal conversion pattern 16 are the same as those of the photo-thermal conversion layer of the first embodiment.
  • the photo-thermal conversion pattern 16 may include a first metal layer 121, a buffer layer 122, and a second metal layer 123 as the photo-thermal conversion layer 12 of the first embodiment 13).
  • the photo-thermal conversion pattern 16 transfers heat more intensively to the light-emitting ink injected into the groove pattern P of the groove pattern layer 13 than the photo-thermal conversion layer of the first embodiment.
  • the groove pattern layer 13 is located on the upper surface of the base substrate 11 while covering the photo-thermal conversion pattern 16.
  • the hydrophobic thin film pattern 14 is located on the upper surface of the protruding pattern D of the groove pattern layer 13.
  • the concave pattern P of the concave pattern layer 13 is located above the light heat conversion pattern 16 so as to correspond to the light heat conversion pattern 16.
  • the groove pattern P is positioned vertically above the photo-thermal conversion pattern 16.
  • the donor substrate 1 may have a structure similar to that of the buffer layer of Embodiment 1.
  • [ 16 shows a buffer pattern 17 located on the upper surface of the base substrate 11 and on the lower surface of the photo-thermal conversion pattern 16.
  • the function and constituent material of the buffer pattern 17 are the same as those of the buffer layer of the embodiment 1 and the constituent materials.
  • FIGs. 15 (a) to 15 (d) are schematic diagrams showing a method of forming a luminescent pattern using the donor substrate 1.
  • the light emission pattern forming method shown in Figs. 15 (a) to 15 (d) is the same as the light emission pattern forming method of the first embodiment except that the photo-thermal conversion layer is changed to the photo-thermal conversion pattern.
  • a photo-thermal conversion pattern 16 is disposed on the upper surface of the base substrate 11 and an upper surface of the photo-thermal conversion pattern 16 is formed to correspond to the photo-thermal conversion pattern 16 . That is, the photo-thermal conversion pattern 16 is not located on the upper surface of the base substrate 11 but is located on the upper surface of the base substrate 11 but only at a position corresponding to the lower portion of the groove pattern P. Accordingly, when light is irradiated to the lower portion of the base substrate 11 and the light irradiated with the photo-thermal conversion pattern 16 is converted into heat, the converted heat is intensively transmitted to the light emission ink L1 in the groove pattern P.
  • a more precise and uniform light emission pattern L2 can be formed than the first embodiment.
  • the hydrophobic thin film pattern on the upper surface of the protruding pattern can be evaporated by heat emitted from the photo-thermal conversion layer.
  • the hydrophobic thin film pattern 14 is prevented from being evaporated by heat.
  • the irradiated light can reach the target substrate 2 through the protruding pattern D.
  • the light reaching the target substrate 2 may damage the light emission pattern L2. Therefore, the hydrophobic thin film pattern 14 is preferably a material that reflects or absorbs light.
  • the hydrophobic thin film pattern 14 may be made of gold (Au).
  • first metal layer 122 buffer layer 123: second metal layer

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Abstract

본 발명은 유기 발광 다이오드, 양자점 발광 다이오드, 페로브스카이트 발광 다이오드 등과 같은 발광 다이오드의 화소를 이루는 발광 패턴을 형성하는 방법과 발광 패턴 형성을 위한 도너 기판에 관한 것으로, 광 투과성이 있는 베이스 기판; 상기 베이스 기판 상면에 위치한 광열 변환층; 상기 광열 변환층 상면에 위치하고, 요홈 패턴 및 상기 요홈 패턴에 인접하고 상기 요홈 패턴을 구획하는 돌출 패턴이 형성된 요홈 패턴층; 및 상기 요홈 패턴층의 상기 돌출 패턴 상면에 위치한 소수성 박막 패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는, 광열 변환층과 소수성 박막 패턴을 구비한 도너 기판을 제공한다.

Description

광열 변환층과 소수성 박막 패턴을 구비한 도너 기판, 광열 변환 패턴과 소수성 박막 패턴을 구비한 도너 기판 및 도너 기판을 이용한 발광 패턴 형성방법
본 발명은 도너 기판 및 도너 기판을 이용한 발광 패턴 형성방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 유기 발광 다이오드, 양자점 발광 다이오드, 페로브스카이트 발광 다이오드 등과 같은 발광 다이오드의 화소를 이루는 발광 패턴을 형성하는 방법과 발광 패턴 형성을 위한 도너 기판에 관한 것이다.
일반적으로 OLED(Organic Light Emitting Diode, 유기 발광 다이오드)의 화소를 형성하는 방법에는 FMM(Fine Metal Mask)법, LITI(Laser Induced Thermal Image)법, Ink-jet법, White OLED+Color Filter법 등이 있다.
FMM법은 얇은 금속 마스크(mask)를 통해 유기물을 타겟 기판(Glass)에 증착하는 방법이다(도 1 참조). FMM법은 진공 분위기에서 유기물을 증착하여 화소를 하나하나씩 형성하는 방법으로, 이미 많은 연구가 진행된 방법이다. 따라서 FMM법에 따르면, 일반적으로 품질이 우수한 OLED가 제조될 수 있다. 그러나 유기물이 증착을 위해 타겟 기판(Glass)을 향해 이동할 때 타겟 기판에 수직으로 이동하지 않으므로, Dead Space가 생길 수 있다(도 2(a) 참조). 또한, 금속 마스크가 대형인 경우, 그 대형 금속 마스크는 휘어지기 쉽다(도 2(b) 참조). 금속 마스크가 휘어지면, 원하는 위치에 화소를 형성하기 어려워 OLED 수율이 떨어지게 된다. 즉, FMM법으로는 대면적 OLED를 제조하기 어렵다.
LITI법은 레이저를 유기물이 포함된 필름에 조사하여, 유기물을 필름에서 타겟 기판으로 전사하는 방법이다. 그러나 LITI법에 따르면, 전사된 유기물 패턴의 에지(edge) 부분이 균일하지 못해(Edge roughness), 고해상도 화소 형성이 어렵다(도 3(a) 참조). 또한, 유기물이 화소부 경계에서는 덜 전사된다(Edge open, 도 3(b) 참조).
Ink-jet법은 유기 발광 잉크를 타겟 기판에 적하하는 프린팅 방법이다. Ink-jet법은 진공, 복잡한 공정, 또는 많은 설비를 요하지 않으므로 대면적 OLED 제조에 유리하다. 그러나 Ink-jet법에 따르면, 적하된 잉크가 퍼지는 것을 제어하기 어려워 미세한 화소를 형성하기 어렵다. 또한 적하된 잉크가 타겟 기판의 표면 상태에 따라 퍼지는 정도가 달라, 균일한 화소를 형성하기 어렵다(도 4 참조). 따라서 Ink-jet법으로는 고해상도 화소 형성이 어렵다.
White OLED+Color Filter법은 백색광을 내는 OLED(White OLED)를 형성한 다음, White OLED 상부에 LCD의 경우처럼 Color Filter를 위치시키는 방법이다. 백생광은 Color Filter를 통과하여 특정 색상을 나타낸다. White OLED+Color Filter법은 유기물로 직접 화소를 형성하는 방법은 아니나, 대면적 OLED 제조와 고해상도 화소 형성이 가능하다. 그러나 White OLED를 형성하기 위해서는 상당히 복잡한 적층 구조를 형성하는 공정이 필요하고(도 5 참조), 많은 양의 유기물이 사용되어야 한다. 그리고 White OLED는 전력 효율이 낮다. 또한 백색광은 Color Filter 통과 후 휘도가 떨어진다.
한편, 최근에는 양자점(Quantum Dot) 물질을 발광 소자로 이용하는 QLED(Quantum dot Light Emitting Diode, 양자점 발광 다이오드)에 대한 연구가 진행되고 있다. 유기물을 발광 소자로 이용하는 OLED의 경우, 여러 가지 색상을 나타내기 위해 유기물의 종류가 바뀌어야 하는 반면, QLED의 경우, 양자점의 크기 변경만으로도 다양한 색상이 구현될 수 있다.
또한, 최근에는 태양전지에서 사용되는 페로브스카이트 재료를 발광 소자로 이용하는 PeLED(Perovskite Light Emitting Diode, 페로브스카이트 발광 다이오드)에 대한 연구가 진행되고 있다. 페로브스카이트 재료는 합성이 용이하고 흡광 계수가 높기 때문에, 대면적 디스플레이 생산에 유리할 것으로 예측되고 있다.
QLED나 PeLED의 화소 형성에 있어서도, OLED의 경우와 마찬가지로, 상술된 문제점들이 나타날 수 있다.
[선행기술문헌]
(특허문헌 1) 등록특허 제10-1182442호(2012. 09. 06. 등록)
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 광열 변환층과 소수성 박막 패턴을 구비한 도너 기판을 이용하여, 타겟 기판에 정밀하고 균일한 발광 패턴을 형성하는 것이다.
그러나 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 위에서 기술된 과제로 제한되지 않으며, 기술되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은 다음과 같다.
광 투과성이 있는 베이스 기판; 상기 베이스 기판 상면에 위치한 광열 변환층; 상기 광열 변환층 상면에 위치하고, 요홈 패턴 및 상기 요홈 패턴에 인접하고 상기 요홈 패턴을 구획하는 돌출 패턴이 형성된 요홈 패턴층; 및 상기 요홈 패턴층의 상기 돌출 패턴 상면에 위치한 소수성 박막 패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는, 광열 변환층과 소수성 박막 패턴을 구비한 도너 기판이 제공된다.
상기 베이스 기판은 유리, 석영, 및 합성수지로 구성된 군으로부터 선택된 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있다.
상기 광열 변환층은 몰리브데넘, 크로뮴, 타이타늄, 주석, 텅스텐, 및 이들의 합금으로 구성된 군으로부터 선택된 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있다.
상기 광열 변환층은 탄소 또는 적외선 염료를 포함할 수 있다.
상기 광열 변환층은 상기 베이스 기판 상면에 위치하고, 금속을 포함하는 제1금속층; 상기 제1금속층 상면에 위치하고, 투명한 버퍼층; 및 상기 버퍼층 상면에 위치하고, 금속을 포함하는 제2금속층을 포함할 수 있다.
상기 제1금속층은 상기 제2금속층보다 두께가 얇을 수 있다.
상기 제1금속층 및 상기 제2금속층은 몰리브데넘, 크로뮴, 타이타늄, 주석, 텅스텐, 및 이들의 합금으로 구성된 군으로부터 선택된 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있다.
상기 버퍼층은 산화 규소, 질화 규소, 산질화 규소, 산화 알루미늄, 산화 아연, 및 산화 인듐 주석으로 구성된 군으로부터 선택된 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있다.
상기 요홈 패턴층은 친수성 재질일 수 있다.
상기 요홈 패턴층은 무기물 또는 유기물을 포함할 수 있다.
상기 무기물은 산화 규소, 질화 규소, 산질화 규소, 산화 알루미늄, 산화 아연, 및 산화 인듐 주석으로 구성된 군으로부터 선택된 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있다.
상기 유기물은 폴리아크릴계 수지, 에폭시 수지, 페놀 수지, 폴리아미드계 수지, 폴리이미드계 수지, 불포화 폴리에스테르계 수지, 폴리페닐렌계 수지, 폴리페닐렌설파이드계 수지, 및 벤조사이클로부텐으로 구성된 군으로부터 선택된 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있다.
상기 소수성 박막 패턴은 불소계 고분자 및 금(Au) 중 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있다.
상기 도너 기판을 준비하는 단계; 상기 요홈 패턴 내에 발광 잉크가 주입되도록, 상기 준비된 도너 기판에 상기 발광 잉크를 적하하는 단계; 상기 도너 기판을 타겟 기판으로 덮는 단계; 및 상기 광열 변환층에 광이 도달하도록 상기 베이스 기판 하부에 상기 광을 조사하여, 상기 발광 잉크를 상기 타겟 기판에 전사하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 도너 기판을 이용한 발광 패턴 형성방법이 제공된다.
상기 발광 잉크를 적하하는 단계에서, 상기 소수성 박막 패턴 표면에 적하된 발광 잉크는 상기 소수성 박막 패턴과의 반발력 및 모세관력에 의해 상기 요홈 패턴으로 이동되어 상기 요홈 패턴 내에 안착할 수 있다.
상기 타겟 기판은 발광 다이오드 구동을 위한 박막 트랜지스터를 포함하는 기판일 수 있고, 레드 발광 잉크, 그린 발광 잉크, 및 블루 발광 잉크가 순차적으로 상기 타겟 기판에 전사될 수 있다.
상기 발광 패턴 형성방법으로 형성된 발광 패턴이 제공된다.
상기 발광 패턴을 포함하는 발광 다이오드가 제공된다.
상기와 같은 구성을 가지는 본 발명의 일 실시예에 따르면, 요홈 패턴에 정확히 대응하는 형상으로 발광 잉크가 타겟 기판에 전사된다. 따라서 발광 잉크 전사로 형성되는 발광 패턴의 정밀도가 높다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 타겟 기판과 도너 기판이 밀착된 상태에서 발광 잉크가 전사되므로, 형성되는 복수 개의 발광 패턴의 에지 부분이 모두 균일하다. 따라서 발광 잉크 전사로 형성되는 발광 패턴의 균일도가 높다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 형성되는 발광 패턴의 정밀도 및 균일도가 높아, 고해상도 화소 형성과 대면적 발광 다이오드 제조가 가능하다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 도너 기판의 구조가 단순하여 제조가 용이하다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 소수성 박막 패턴 표면에 적하된 발광 잉크가 소수성 박막 패턴과의 반발력 및 모세관력에 의해 소수성 박막 패턴 표면 및 요홈 패턴 표면을 따라 요홈 패턴으로 이동되어 요홈 패턴 내에 안착한다. 따라서 발광 잉크는 요홈 패턴 내부에만 위치하게 된다. 이에 따라, 베이스 기판 전체에 광이 조사되고 광열 변환층 전면이 광을 열로 변환하더라도, 요홈 패턴 형상에 대응하는 형상으로만 발광 패턴이 형성된다. 따라서 도너 기판에 특정 패턴으로 광을 조사하기 위한 종래의 격벽층이나 광반사층이 불필요하다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 도너 기판의 일측에 적하되어 요홈 패턴 일측 내부에 안착한 발광 잉크가 모세관력에 의해 요홈 패턴을 따라 요홈 패턴 타측으로 확장된다. 따라서 발광 잉크를 요홈 패턴 일측에서 타측으로 확장하기 위한 추가 장비가 불필요하다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 베이스 기판 상면에 광열 변환 패턴이 위치하고 요홈 패턴이 광열 변환 패턴에 대응하도록 광열 변환 패턴 상부에 위치하므로, 열이 요홈 패턴 내 발광 잉크에 집중적으로 전달된다. 이에 따라, 더욱 정밀하고 균일한 발광 패턴이 형성될 뿐만 아니라, 열에 의해 소수성 박막 패턴이 증발되는 것이 방지된다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 적하된 발광 잉크가 모두 타겟 기판으로 전사되므로, 도너 기판이 재활용될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 광열 변환층이 다층 구조여서 광열 변환층의 광흡수율이 높다. 또한, 제1금속층이 제2금속층보다 얇은 경우 광열 변환층의 광흡수율이 더욱 향상된다. 이러한 광열 변환층으로 인해, 단위 시간당 많은 양의 발광 잉크가 전사되어, 전사 효율이 높다.
도 1은 종래의 FMM법을 나타낸 개념도이다.
도 2는 종래의 FMM법의 문제점을 나타낸 도면이다.
도 3은 종래의 LITI법의 문제점을 나타낸 도면이다.
도 4는 종래의 Ink-jet법을 나타낸 개념도이다.
도 5는 종래의 White OLED+Color Filter법에 사용된 복잡한 적층체를 나타낸 구조도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 패턴 형성방법을 나타낸 모식도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 패턴 형성방법을 나타낸 흐름도이다.
도 8은 적하된 발광 잉크가 소수성 박막 패턴과의 반발력 및 모세관력에 의해 요홈 패턴 내로 이동하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 적하된 발광 잉크가 모세관력에 의해 요홈 패턴 일측에서 타측으로 확장되는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 타겟 기판을 나타낸 모식도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 RGB 발광 패턴 형성 공정을 나타낸 모식도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 RGB 발광 패턴 형성 공정을 나타낸 모식도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 광열 변환층을 나타낸 모식도이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 도너 기판을 나타낸 모식도이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 패턴 형성방법을 나타낸 모식도이다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 도너 기판을 나타낸 모식도이다.
이하에서는 첨부된 도면이 참조되어 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예가 상세히 설명될 것이다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있고 여기에서 설명되는 실시예에 한정되어 이해되어서는 안 된다.
본 발명의 실시예의 명확한 설명을 위해, 첨부된 도면에서 설명과 관계없는 부분은 생략된다. 그리고 본 명세서 전체에서 유사한 부분에는 유사한 도면 부호가 붙는다.
본 명세서에서 사용되는 용어는 다양한 실시예를 설명하기 위한 것이지, 본 발명을 한정하기 위한 것이 아니다. 제1구성요소가 제2구성요소에 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 표현될 때, 이는 상기 제1구성요소가 상기 제2구성요소에 "직접적으로 연결"되거나 또는 제3구성요소를 통해 "간접적으로 연결"될 수 있다는 것을 의미한다. 단수의 표현은, 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현들을 포함한다. 또한, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품, 또는 이들을 조합한 것이 존재한다는 것을 의미하지, 하나 또는 그 이상의 다른, 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품, 또는 이들을 조합한 것의 존재 또는 부가 가능성이 배제된다는 것을 의미하지 않는다.
[실시예 1]
도 6(a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 광열 변환층과 소수성 박막 패턴을 구비한 도너 기판(이하, “도너 기판”)을 나타낸 모식도이다. 도 6(a)를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 도너 기판(1)은 베이스 기판(11), 광열 변환층(12), 요홈 패턴층(13), 및 소수성 박막 패턴(14)을 포함한다. 상기 요홈 패턴층(13)에는 요홈 패턴(P)과 돌출 패턴(D)이 형성되어 있다.
뒤에서 더 상세히 설명될 것이나, 상기 도너 기판(1)을 이용한 발광 패턴 형성방법은 다음과 같다. 먼저, 요홈 패턴(P) 내에 발광 잉크가 주입된다. 다음, 상기 도너 기판(1)이 타겟 기판으로 덮인다. 다음, 상기 베이스 기판(11) 하부에 광이 조사된다. 조사된 광은 상기 광열 변환층(12)에 도달하고, 상기 광열 변환층(12)은 광을 열로 변환한다. 상기 광열 변환층(12)에 의해 변환된 열은 상기 요홈 패턴층(13)에 전달되고, 전달된 열이 요홈 패턴(P) 내의 발광 잉크를 증발시킨다. 이에 따라, 타겟 기판에 발광 패턴이 형성된다.
상기 베이스 기판(11)은 상술된 발광 패턴 형성 공정을 고려할 때 광 투과성이 있는 기판이다. 구체적으로, 상기 베이스 기판(11)은 유리, 석영, 및 합성수지로 구성된 군으로부터 선택된 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있다. 상기 합성수지는 폴리에스테르, 폴리아크릴, 폴리에폭시, 폴리에틸렌, 폴리스티렌, 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트로 구성된 군으로부터 선택된 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있다.
상기 광열 변환층(12)은 상기 베이스 기판(11) 상면에 위치하여, 상기 베이스 기판(11) 하부에 조사된 광을 열로 변환한다. 따라서 상기 광열 변환층(12)은 몰리브데넘, 크로뮴, 타이타늄, 주석, 텅스텐, 및 이들의 합금으로 구성된 군으로부터 선택된 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있다. 또한 상기 광열 변환층(12)은 탄소 또는 적외선 염료를 포함할 수 있다.
상기 광열 변환층(12)은 다층 구조일 수 있다. 도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 광열 변환층을 나타낸 모식도이다. 도 13을 참조하면, 상기 광열 변환층(12)은 상기 베이스 기판(11) 상면에 위치하는 제1금속층(121), 상기 제1금속층(121) 상면에 위치하는 버퍼층(122), 및 상기 버퍼층(122) 상면에 위치하는 제2금속층(123)을 포함할 수 있다.
상기 제1금속층(121) 및 상기 제2금속층(123)은 광흡수율이 높은 금속을 포함한다. 구체적으로, 상기 제1금속층(121) 및 상기 제2금속층(123)은 몰리브데넘, 크로뮴, 타이타늄, 주석, 텅스텐, 및 이들의 합금으로 구성된 군으로부터 선택된 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있다.
상기 버퍼층(122)은 세라믹을 포함한다. 구체적으로, 상기 버퍼층(122)은 산화 규소, 질화 규소, 산질화 규소, 산화 알루미늄, 산화 아연, 및 산화 인듐 주석으로 구성된 군으로부터 선택된 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있다.
상기 베이스 기판(11) 하부에 조사된 광은 상기 베이스 기판(11)을 통과하여 상기 제1금속층(121)에 도달한다. 상기 제1금속층(121)은 도달한 광을 흡수, 반사, 및 투과시킨다. 상기 제1금속층(121)을 투과한 광은 상기 버퍼층(122)을 통과하여 상기 제2금속층(123)에 도달한다. 이 과정에서, 상기 제2금속층(123) 하면에서 일부 광이 상기 버퍼층(122)을 향하여 반사된다. 반사된 광은 상기 버퍼층(122) 내에서 상쇄 간섭을 일으킨다. 이에 따라, 상기 광열 변환층(12)의 광흡수율이 향상될 수 있다.
상기 광열 변환층(12)은 단층 구조이든 다층 구조이든, 상술된 물질들이 물리 기상 증착법(전자빔 증착, 열 증착, 스퍼터링 등) 또는 화학 기상 증착법을 통해 증착되어, 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제1금속층(121)은 상기 제2금속층(123)보다 두께가 얇을 수 있다. 구체적으로, 상기 제1금속층(121) 두께는 1 내지 5nm인 반면, 상기 제2금속층(123)의 두께는 80 내지 120nm일 수 있다. 이 경우, 상기 광열 변환층(12)의 광흡수율이 더욱 향상될 수 있다.
상기 요홈 패턴층(13)은 상기 광열 변환층(12) 상면에 위치한다. 상기 요홈 패턴층(13)에는 요홈 패턴(P) 및 돌출 패턴(D)이 형성되어 있다. 도 6(a)에 보이듯이, 돌출 패턴(D)은 요홈 패턴(P)에 인접하여, 요홈 패턴(P)을 구획한다. 이러한 요홈 패턴(P) 및 돌출 패턴(D)은 알려진 포토리소그래피 공정으로 형성될 수 있다.
상기 요홈 패턴층(13)은 무기물 또는 유기물을 포함할 수 있다. 상기 요홈 패턴층(13)은 요홈 패턴(P) 및 돌출 패턴(D) 형성 측면에서 MEMS(Micro Electro Mechanical System) 공정에 이용될 수 있는 재질로 이루어질 필요가 있다. 또한, 상기 요홈 패턴층(13)은 상기 광열 변환층(12)으로부터 열을 전달받을 때 아웃개싱(outgassing)을 방지하는 재료가 적합하다.
이러한 점을 고려할 때, 상기 요홈 패턴층(13)이 무기물을 포함하는 경우, 상기 무기물은 산화 규소, 질화 규소, 산질화 규소, 산화 알루미늄, 산화 아연, 및 산화 인듐 주석으로 구성된 군으로부터 선택된 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있다.
한편, 상기 요홈 패턴층(13)이 유기물을 포함하는 경우, 상기 유기물은 폴리아크릴계 수지(polyacrylate resin), 에폭시 수지(epoxy resin), 페놀 수지(phenolic resin), 폴리아미드계 수지(polyamide resin), 폴리이미드계 수지(polyimide resin), 불포화 폴리에스테르계 수지(unsaturated polyester resin), 폴리페닐렌에테르계 수지(poly(phenylene ether) resin), 폴리페닐렌설파이드계 수지(poly(phenylene sulfide) resin), 및 벤조사이클로부텐(benzocyclobutene, BCB)으로 구성된 군으로부터 선택된 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있다.
상기 요홈 패턴층(13)은, 위 물질을 물리 기상 증착법 또는 화학 기상 증착법을 통해 증착하거나 광열 변환층(12)을 액상의 위 물질로 코팅함으로써, 형성될 수 있다.
상기 소수성 박막 패턴(14)은 상기 요홈 패턴층(13)의 돌출 패턴(D) 상면에 위치한다. 상기 소수성 박막 패턴(14)은 돌출 패턴(D) 표면이 소수성 처리되어 형성된다. 상기 소수성 박막 패턴(14)은 불소계 고분자 및(Au) 금 중 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있다.
뒤에서 설명될 것이나, 발광 잉크가 도너 기판(1)에 적하될 때, 적하된 발광 잉크가 돌출 패턴(D) 부분에 묻지 않고 요홈 패턴(P) 내에 안착하는 것이 중요하다. 따라서 돌출 패턴(D) 상면에 소수성 박막 패턴(14)이 위치한다. 돌출 패턴(D) 상면에 위치한 소수성 박막 패턴(14) 표면에 발광 잉크가 묻더라도 발광 잉크는 상기 소수성 박막 패턴(14)과의 반발력에 의해 상기 소수성 박막 패턴(14) 표면 및 요홈 패턴(P) 표면을 따라 요홈 패턴(P) 내부로 이동될 수 있다. 이러한 측면에서, 상기 요홈 패턴층(13)은 친수성 재질일 수 있다. 즉, 돌출 패턴(D) 부분이 소수성이고 요홈 패턴(P) 부분이 친수성이면, 발광 잉크가 원활하게 요홈 패턴(P) 내에 안착할 수 있다. 그러나, 본 발명이 돌출 패턴(D) 부분이 친수성이고 요홈 패턴(P) 부분이 소수성인 것을 배제하는 것은 아니다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 도너 기판을 나타낸 모식도이다. 도 14를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 도너 기판(1)은 베이스 기판(11) 상면에 위치하는 완충층(15)을 더 포함할 수 있다. 이 경우, 광열 변환층(12)은 완충층(15) 상면에 위치한다. 상기 완충층(15)은 상기 광열 변환층(12)에 의해 변환된 열이 상기 베이스 기판(11)으로 과도하게 전달되는 것을 방지한다.
상기 완충층(15)은 광 투과성이 있어, 상기 베이스 기판(11) 하부에 조사된 광이 상기 광열 변환층(12)에 도달되게 한다. 다만, 상기 완충층(15)의 열전도율은 상기 광열 변환층(12)의 열전도율보다 낮다. 따라서 상기 광열 변환층(12)에 의해 변환된 열은 상기 광열 변환층(12) 하부로 내려오기 보다는 상기 요홈 패턴층(13)에 더 집중적으로 전달된다. 구체적으로, 상기 완충층(15)의 열전도율은 1.5W/m·K 이하인 것이 바람직하다. 이러한 맥락에서, 상기 완충층(15)은 산화 타이타늄, 산화 규소, 질화 산화 규소, 산화 지르코늄, 탄화 규소, 및 질화 규소로 구성된 군으로부터 선택된 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있다. 상기 완충층(15)은 위 물질이 물리 기상 증착법 또는 화학 기상 증착법을 통해 증착되어, 형성될 수 있다. 이하에서는 지금까지 설명된 도너 기판(1)을 이용한 발광 패턴 형성방법이 설명된다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 패턴 형성방법을 나타낸 모식도이다. 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 패턴 형성방법을 나타낸 흐름도이다. 도 6 및 도 7이 참조되어, 본 발명의 일 실시예에 따른 도너 기판을 이용한 발광 패턴 형성방법(이하, “발광 패턴 형성방법”)이 설명된다.
먼저, 도너 기판(1)이 준비된다(S1, 도 6(a)). 도너 기판(1)에 대한 내용은 전술되었다.
다음, 도너 기판(1)에 발광 잉크(L1)가 적하된다(S2). 적하된 발광 잉크(L1)는 요홈 패턴층(13)의 요홈 패턴(P) 내에 주입된다(도 6(b)). 발광 잉크(L1)는 유기 발광 잉크, 양자점 잉크, 또는 페로브스카이트 전구체 용액일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 페로브스카이트 전구체 용액은 MAPbX3(CH3NH3PbX3, X는 할로겐 원소)와 같은 페로브스카이트, 용매 등을 포함하는 용액을 말한다. S2 단계에서 작용하는 메커니즘은 다음과 같다.
도 8은 적하된 발광 잉크가 소수성 박막 패턴과의 반발력 및 모세관력에 의해 요홈 패턴 내로 이동하는 것을 설명하기 위한 도면이다. 도 8(a)를 참조하면, S2 단계에서 발광 잉크(L1)가 도너 기판(1) 표면 전체에 적하된다. 적하된 발광 잉크(L1) 중 일부는 곧바로 요홈 패턴층(13)의 요홈 패턴(P) 내로 주입된다.
그러나 나머지 발광 잉크(L1)는 소수성 박막 패턴(14) 표면에 적하되어 소수성 박막 패턴(14) 표면에 묻는다(도 8(b)). 소수성 박막 패턴(14) 표면에 묻은 발광 잉크(L1)는 요홈 패턴(P) 내부로 흘러 들어가 요홈 패턴(P) 내부에 안착한다(도 8(c)). 이는 소수성 박막 패턴(14)과 발광 잉크(L1) 간에 반발력이 작용하고, 발광 잉크(L1)의 응집력보다 발광 잉크(L1)와 요홈 패턴층(13) 간 부착력이 더 강하기 때문이다. 즉, 소수성 박막 패턴(14) 표면에 묻은 발광 잉크(L1)는 소수성 박막 패턴(14)과의 반발력 및 모세관력(capillary force)에 의해 소수성 박막 패턴(14) 표면 및 요홈 패턴(P) 표면을 따라 요홈 패턴(P)으로 이동된다. 그 결과 발광 잉크(L1)는 요홈 패턴(P) 내에 안착한다.
S2 단계에서, 적하된 발광 잉크(L1)가 돌출 패턴(D) 부분에 묻지 않고 요홈 패턴(P) 내에 안착하는 것이 중요하다. 따라서 돌출 패턴(D) 상면에 소수성 박막 패턴(14)이 위치한다. 돌출 패턴(D) 상면에 위치한 소수성 박막 패턴(14) 표면에 발광 잉크(L1)가 묻더라도 발광 잉크(L1)는 상기 소수성 박막 패턴(14)과의 반발력에 의해 상기 소수성 박막 패턴(14) 표면 및 요홈 패턴(P) 표면을 따라 요홈 패턴(P) 내부로 이동될 수 있다. 한편 요홈 패턴층(13)은, 소수성 박막 패턴(14)과는 달리, 친수성인 것이 발광 잉크(L1)의 안착 측면에서 바람직하다. 즉, 돌출 패턴(D) 부분이 소수성이고 요홈 패턴(P) 부분이 친수성이면, 발광 잉크(L1)가 원활하게 요홈 패턴(P) 내에 안착할 수 있다. 그러나, 본 발명이 돌출 패턴(D) 부분이 친수성이고 요홈 패턴(P) 부분이 소수성인 것을 배제하는 것은 아니다.
요홈 패턴(P) 내에 안착한 발광 잉크(L1)는 요홈 패턴(P) 내에서 확장될 수 있다. 도 9는 적하된 발광 잉크가 모세관력에 의해 요홈 패턴 일측에서 타측으로 확장되는 것을 설명하기 위한 도면이다. 도 9(a)는 도 8(c)와 동일한 도면일 수 있다. 도 9(a)가 정면도라면, 도 9(b1)은 도 9(a)에 대한 평면도이다. S2 단계에서 발광 잉크(L1)는 도너 기판(1)의 일측에 적하될 수 있다. 그 결과, 상술된 바와 같이, 발광 잉크(L1)는 소수성 박막 패턴(14)과의 반발력 및 모세관력에 의해 요홈 패턴(P)의 일측 내부에 안착할 수 있다(도 9(a), 도 9(b1)). 이후, 발광 잉크(L1)는 모세관력에 의해 요홈 패턴(P)을 따라 요홈 패턴(P)의 타측으로 확장될 수 있다(도 9(b2)). 이에 따라, 요홈 패턴(P) 내부 일측에서 타측까지 발광 잉크(L1)가 균일하게 채워질 수 있다.
다음, 도너 기판(1)이 타겟 기판(2)으로 덮인다(S3, 도 6(c)). 이에 따라, 도너 기판(1)과 타겟 기판(2)이 밀착되고, 타겟 기판(2)은 특히 요홈 패턴(P) 상부를 덮는다. S3 단계에서, 도너 기판(1)과 타겟 기판(2)은 정렬되면서 밀착된다. 이는 요홈 패턴(P) 내 균일하게 채워진 발광 잉크(L1)가 타겟 기판(2)의 사전 결정된 위치에 전사될 수 있도록 정렬되는 것을 의미한다. 사전 결정된 위치는 타겟 기판(2)의 화소 정의막 사이가 될 수 있으며, 뒤에서 확인될 것이다. 도너 기판(1)과 타겟 기판(2)은 도너 기판(1) 및 타겟 기판(2) 각각에 기입된 얼라인 마크(align mark)를 이용하여, 정렬될 수 있다.
S2 단계와 S3 단계 사이에, 소수성 박막 패턴(14) 표면에 잔류하는 발광 잉크(L1)가 제거될 수 있다.
다음, 베이스 기판(11) 하부에 광이 조사되어, 발광 잉크(L1)가 타겟 기판(2)에 전사된다(S4). 광원(3)이 베이스 기판(11) 하부에 위치하여, 베이스 기판(11)에 광을 조사할 수 있다(도 6(c)). 상기 광원(3)은 제논광을 조사하는 제논 램프일 수 있다. 조사된 광은 베이스 기판(11)을 통과하여 광열 변환층(12)에 도달한다. 광열 변환층(12)은 도달한 광을 열로 변환한다. 변환된 열은 요홈 패턴층(13)에 전달된다. 전달된 열은 요홈 패턴(P) 내부의 발광 잉크(L1)를 요홈 패턴(P) 상부를 덮는 타겟 기판(2)을 향해 증발시킨다. 발광 잉크(L1)가 증발함에 따라, 타겟 기판(2)에 발광 패턴(L2)이 형성된다(도 6(d)). 다시 말해, 발광 잉크(L1)가 타겟 기판(2)에 전사된다.
S4 단계에서 형성되는 발광 패턴(L2)은 발광 다이오드에 포함된 구성 요소이다. 발광 잉크(L1)가 유기 발광 잉크인 경우, 발광 패턴(L2)은 유기 발광 다이오드에 포함된 정공주입층(HIL, Hole Injection Layer), 정공수송층(HTL, Hole Transfer Layer), 발광층(EML, Emission Layer), 전자수송층(ETL, Electron Transfer Layer), 또는 전자주입층(EIL, Electron Injection Layer)일 수 있다. 발광 잉크(L1)가 양자점 잉크인 경우, 발광 패턴(L2)은 양자점 발광 다이오드에 포함된 양자점 발광층일 수 있다. 발광 잉크(L1)가 페로브스카이트 전구체 용액인 경우, 발광 패턴(L2)은 페로브스카이트 발광 다이오드에 포함된 페로브스카이트 발광층일 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 타겟 기판을 나타낸 모식도이다. 도 10을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 타겟 기판(2)은 기판(21), 버퍼층(22), 발광 다이오드 구동을 위한 박막 트랜지스터, 게이트 절연막(27), 층간 절연막(28), 패시베이션막(29), 화소 정의막(30), 화소 전극(31), 및 유기층(32)을 포함한다. 상기 박막 트랜지스터는 반도체층(23), 게이트 전극(24), 소스 전극(25), 및 드레인 전극(26)을 포함한다.
상기 기판(21)은 유리와 같은 강성(rigid) 기판 또는 고분자 필름과 같은 가요성(flexible) 기판일 수 있다.
상기 버퍼층(22)은 상기 기판(21) 상면에 형성된다. 상기 버퍼층(22)은 무기물로 구성된다. 구체적으로, 상기 버퍼층(22)은 SiO2 또는 SiNx를 포함할 수 있다. 상기 버퍼층(22)은 화소 회로를 형성하기 위한 평탄면을 제공하고, 화소 회로로 수분과 이물질이 침투하는 것을 억제한다.
상기 박막 트랜지스터 및 커패시터(미도시)가 상기 버퍼층(22) 상부에 형성된다.
상기 반도체층(23)은 폴리실리콘 또는 산화물 반도체로 구성될 수 있다. 또한, 상기 반도체층(23)은 불순물로 도핑되지 않은 채널 영역과, 불순물로 도핑된 소스 영역 및 드레인 영역을 포함한다.
상기 게이트 절연막(27)은 상기 반도체층(23)과 상기 게이트 전극(24) 사이에 형성된다.
상기 층간 절연막(28)은 상기 게이트 전극(24)과 상기 소스·드레인 전극(45, 46) 사이에 형성된다.
상기 패시베이션막(29), 상기 화소 정의막(30), 상기 화소 전극(31), 및 상기 유기층(32)은 상기 소스·드레인 전극(45, 46) 상부에 형성된다. 상기 화소 정의막(30) 사이, 그리고 상기 유기층(32) 표면에는 발광 패턴이 형성된다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 RGB 발광 패턴 형성 공정을 나타낸 모식도이다. 도 11(a) 및 도 11(b)에 도시된 타겟 기판(2)은 도 10에 도시된 타겟 기판(2)과 동일하다. 도 11을 참조하면, 레드(Red) 발광 잉크(L11), 그린(Green) 발광 잉크(L12), 및 블루(Blue) 발광 잉크(L13)를 사용하여 S2 단계 내지 S4 단계가 수행되면, 레드 발광 패턴(L21), 그린 발광 패턴(L22), 및 블루 발광 패턴(L23)이 타겟 기판(2)에 형성된다. 다만, 도 11에 도시된 실시예가 레드 발광 패턴(L21), 그린 발광 패턴(L22), 및 블루 발광 패턴(L23)이 반드시 동시에 형성되어야 한다는 것을 의미하진 않는다.
레드 발광 패턴(L21), 그린 발광 패턴(L22), 및 블루 발광 패턴(L23)은 순차적으로 형성될 수 있다. 다시 말해, 레드 발광 잉크(L11), 그린 발광 잉크(L12), 및 블루 발광 잉크(L13)는 순차적으로 타겟 기판(2)에 전사될 수 있다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 RGB 발광 패턴 형성 공정을 나타낸 모식도이다. 도 12(a)에 보이듯이, S1 내지 S4단계가 수행되면, 레드 발광 패턴(L21)이 형성될 수 있다. 이후, 그린 발광 잉크(L12)를 사용하여 S2 내지 S4 단계가 수행되면, 그린 발광 패턴(L22)이 레드 발광 패턴(L21)에 인접하여 형성될 수 있다(도 12(b)). 이후, 블루 발광 잉크(L13)를 사용하여 S2 내지 S4 단계가 수행되면, 블루 발광 패턴(L23)이 그린 발광 패턴(L22)에 인접하여 형성될 수 있다(도 12(c)).
도 11에 도시된 바와 같이 세 가지 발광 패턴(L21, L22, L23)을 동시에 형성하는 것보다는, 도 12에 도시된 바와 같이 레드 발광 패턴(L21)을 대량으로 형성한 후, 그린, 블루 발광 잉크(L22, L23)을 순차적으로 대량으로 형성하는 것이 실제 공정상 더 효율적일 수 있다.
S4 단계 이후, 타겟 기판(2)은 도너 기판(1)으로부터 분리되며(도 6(d)), 도너 기판(1)은 재활용될 수 있다. 이는 S4 단계에서 발광 잉크(L1)가 모두 타겟 기판(2)으로 전사되기 때문이다.
S4 단계에서 발광 패턴(L2)은 요홈 패턴(P)에 대응하는 형상으로 형성된다. 도 1(d)에 보이듯이, 요홈 패턴(P)이 요(凹)형으로 음각되어 있으면, 형성되는 발광 패턴(L2)은 요형에 대응하는 형상인 철(凸)형이 된다.
이와 같이 S4 단계에서 요홈 패턴(P) 형상에 정확히 대응하는 형상으로 발광 잉크(L1)가 타겟 기판(2)에 전사된다. 따라서 발광 패턴 형성을 위한 별도의 마스크가 필요하지 않으며, 발광 잉크 전사로 형성되는 발광 패턴의 정밀도가 높다.
또한, S3 단계에서 타겟 기판(2)과 도너 기판(1)이 밀착되고, S4 단계에서 타겟 기판(2)과 도너 기판(1)이 밀착된 상태에서 발광 잉크(L1)가 전사되므로, 형성되는 발광 패턴(L2)의 에지 부분이 모두 균일하다. 따라서 발광 잉크 전사로 형성되는 발광 패턴의 균일도가 높다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 형성되는 발광 패턴의 정밀도 및 균일도가 높으므로, 고해상도 화소 형성과 대면적 발광 다이오드 제조가 가능하다.
또한, S2 단계에서, 적하된 발광 잉크(L1)가 소수성 박막 패턴(14)과의 반발력 및 모세관력에 의해 소수성 박막 패턴(14) 표면 및 요홈 패턴(P) 표면을 따라 요홈 패턴(P)으로 이동되어 요홈 패턴(P) 내에 안착한다. 또한, S2 단계와 S3 단계 사이에, 소수성 박막 패턴(14) 표면에 잔류하는 발광 잉크(L1)가 제거될 수 있다. 결국 발광 잉크(L1)는 요홈 패턴(P) 내부에만 위치하게 된다. 이에 따라, S4 단계에서, 베이스 기판(11) 전체에 광이 조사되고 광열 변환층(12) 전면이 광을 열로 변환하더라도, 요홈 패턴(P) 형상에 대응하는 형상으로만 발광 패턴(L2)이 형성된다. 따라서 도너 기판에 특정 패턴으로 광을 조사하기 위한 종래의 격벽층이나 광반사층이 불필요하다.
또한, S2 단계에서 도너 기판(1)의 일측에 적하되어 요홈 패턴(P) 일측 내부에 안착한 발광 잉크(L1)가 모세관력에 의해 요홈 패턴(P)을 따라 요홈 패턴(P) 타측으로 확장된다. 따라서 발광 잉크를 요홈 패턴 일측에서 타측으로 확장하기 위한 추가 장비가 불필요하다.
[실시예 2]
도 15(a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 광열 변환 패턴과 소수성 박막 패턴을 구비한 도너 기판(이하, “도너 기판”)을 나타낸 모식도이다. 도 15(a)를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 도너 기판(1)은 베이스 기판(11), 광열 변환 패턴(16), 요홈 패턴층(13), 및 소수성 박막 패턴(14)을 포함한다.
상기 광열 변환 패턴(16)은 상기 베이스 기판(11) 상면에 위치한다. 상기 광열 변환 패턴(16)은 실시예 1의 광열 변환층이 패턴화된 것이다. 따라서 상기 광열 변환 패턴(16)의 기능 및 구성 물질은 실시예 1의 광열 변환층의 기능 및 구성 물질과 동일하다. 예를 들어, 상기 광열 변환 패턴(16)은 실시예 1의 광열 변환층(12)과 같이 제1금속층(121), 버퍼층(122), 및 제2금속층(123)을 포함할 수 있다(도 13 참조). 다만, 상기 광열 변환 패턴(16)은 상기 요홈 패턴층(13)의 요홈 패턴(P)에 주입된 발광 잉크에 실시예 1의 광열 변환층보다 더 집중적으로 열을 전달한다.
상기 요홈 패턴층(13)은 상기 광열 변환 패턴(16)을 덮으면서 상기 베이스 기판(11) 상면에 위치한다.
상기 소수성 박막 패턴(14)은 상기 요홈 패턴층(13)의 돌출 패턴(D) 상면에 위치한다.
상기 요홈 패턴층(13)의 요홈 패턴(P)은 상기 광열 변환 패턴(16)에 대응하도록 상기 광열 변환 패턴(16) 상부에 위치한다. 다시 말해, 요홈 패턴(P)은 상기 광열 변환 패턴(16)의 연직 상방에 위치한다.
상기 도너 기판(1)은 실시예 1의 완충층과 유사한 구성을 가질 수 있다. 도 16은 상기 베이스 기판(11) 상면과 상기 광열 변환 패턴(16) 하면에 위치하는 완충 패턴(17)을 도시한다. 상기 완충 패턴(17)의 기능 및 구성 물질은 실시예 1의 완충층의 기능 및 구성 물질과 동일하다.
도 15(a) 내지 도 15(d)는 상기 도너 기판(1)을 이용한 발광 패턴 형성방법을 나타낸 모식도이다. 도 15(a) 내지 도 15(d)에 나타난 발광 패턴 형성방법은 광열 변환층이 광열 변환 패턴으로 바뀐 것을 제외하고 실시예 1의 발광 패턴 형성방법과 동일하다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 베이스 기판(11) 상면에 광열 변환 패턴(16)이 위치하고, 요홈 패턴(P)이 광열 변환 패턴(16)에 대응하도록 광열 변환 패턴(16) 상부에 위치한다. 즉, 광열 변환 패턴(16)이 베이스 기판(11) 상부 전면에 위치하는 것이 아니라, 베이스 기판(11) 상면에 위치하되 요홈 패턴(P)의 하부에 해당하는 지점에만 위치한다. 따라서 베이스 기판(11) 하부에 광이 조사되고, 광열 변환 패턴(16)이 조사된 광을 열로 변환하면, 변환된 열이 요홈 패턴(P) 내 발광 잉크(L1)에 집중적으로 전달된다. 이에 따라, 실시예 1보다 더욱 정밀하고 균일한 발광 패턴(L2)이 형성될 수 있다. 또한, 실시예 1에서는 광열 변환층이 방출하는 열에 의해 돌출 패턴 상면의 소수성 박막 패턴이 증발될 수 있는데 반해, 실시예 2에서는 열에 의해 소수성 박막 패턴(14)이 증발되는 것이 방지된다.
실시예 2에 따르면, 조사된 광이 돌출 패턴(D)을 투과하여 타겟 기판(2)에 도달할 수 있다. 타겟 기판(2)에 도달한 광은 발광 패턴(L2)을 손상시킬 수 있다. 따라서 소수성 박막 패턴(14)은 광을 반사하거나 흡수하는 재질인 것이 바람직하다. 이러한 측면에서, 소수성 박막 패턴(14)은 금(Au)으로 이루어질 수 있다.
실시예 2에서 설명되지 않은 내용은 실시예 1에서 설명되었다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예가 참조되어 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.
[부호의 설명]
1 : 도너 기판
11 : 베이스 기판
12 : 광열 변환층
121 : 제1금속층 122 : 버퍼층 123 : 제2금속층
13 : 요홈 패턴층
14 : 소수성 박막 패턴
15 : 완충층
16 : 광열 변환 패턴
17 : 완충 패턴
2 : 타겟 기판
3 : 광원

Claims (17)

  1. 광 투과성이 있는 베이스 기판;
    상기 베이스 기판 상면에 위치한 광열 변환층;
    상기 광열 변환층 상면에 위치하고, 요홈 패턴 및 상기 요홈 패턴에 인접하고 상기 요홈 패턴을 구획하는 돌출 패턴이 형성된 요홈 패턴층; 및
    상기 요홈 패턴층의 상기 돌출 패턴 상면에 위치한 소수성 박막 패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는, 광열 변환층과 소수성 박막 패턴을 구비한 도너 기판.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 베이스 기판은 유리, 석영, 및 합성수지로 구성된 군으로부터 선택된 적어도 하나의 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는, 광열 변환층과 소수성 박막 패턴을 구비한 도너 기판.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 광열 변환층은 몰리브데넘, 크로뮴, 타이타늄, 주석, 텅스텐, 및 이들의 합금으로 구성된 군으로부터 선택된 적어도 하나의 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는, 광열 변환층과 소수성 박막 패턴을 구비한 도너 기판.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 광열 변환층은 탄소 또는 적외선 염료를 포함하는 것을 특징으로 하는, 광열 변환층과 소수성 박막 패턴을 구비한 도너 기판.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 광열 변환층은
    상기 베이스 기판 상면에 위치하고, 금속을 포함하는 제1금속층;
    상기 제1금속층 상면에 위치하고, 투명한 버퍼층; 및
    상기 버퍼층 상면에 위치하고, 금속을 포함하는 제2금속층을 포함하는 것을 특징으로 하는, 광열 변환층과 소수성 박막 패턴을 구비한 도너 기판.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1금속층은 상기 제2금속층보다 두께가 얇은 것을 특징으로 하는, 광열 변환층과 소수성 박막 패턴을 구비한 도너 기판.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 제1금속층 및 상기 제2금속층은 몰리브데넘, 크로뮴, 타이타늄, 주석, 텅스텐, 및 이들의 합금으로 구성된 군으로부터 선택된 적어도 하나의 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는, 광열 변환층과 소수성 박막 패턴을 구비한 도너 기판.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 버퍼층은 산화 규소, 질화 규소, 산질화 규소, 산화 알루미늄, 산화 아연, 및 산화 인듐 주석으로 구성된 군으로부터 선택된 적어도 하나의 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는, 광열 변환층과 소수성 박막 패턴을 구비한 도너 기판.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 요홈 패턴층은 친수성 재질인 것을 특징으로 하는, 광열 변환층과 소수성 박막 패턴을 구비한 도너 기판.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 요홈 패턴층은 무기물 또는 유기물을 포함하는 것을 특징으로 하는, 광열 변환층과 소수성 박막 패턴을 구비한 도너 기판.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 무기물은 산화 규소, 질화 규소, 산질화 규소, 산화 알루미늄, 산화 아연, 및 산화 인듐 주석으로 구성된 군으로부터 선택된 적어도 하나의 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는, 광열 변환층과 소수성 박막 패턴을 구비한 도너 기판.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 유기물은 폴리아크릴계 수지, 에폭시 수지, 페놀 수지, 폴리아미드계 수지, 폴리이미드계 수지, 불포화 폴리에스테르계 수지, 폴리페닐렌계 수지, 폴리페닐렌설파이드계 수지, 및 벤조사이클로부텐으로 구성된 군으로부터 선택된 적어도 하나의 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는, 광열 변환층과 소수성 박막 패턴을 구비한 도너 기판.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 소수성 박막 패턴은 불소계 고분자 및 금(Au) 중 적어도 하나의 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는, 광열 변환층과 소수성 박막 패턴을 구비한 도너 기판.
  14. 광 투과성이 있는 베이스 기판;
    상기 베이스 기판 상면에 위치한 광열 변환 패턴;
    상기 광열 변환 패턴을 덮으면서 상기 베이스 기판 상면에 위치하고, 요홈 패턴 및 상기 요홈 패턴에 인접하고 상기 요홈 패턴을 구획하는 돌출 패턴이 형성된 요홈 패턴층; 및
    상기 요홈 패턴층의 상기 돌출 패턴 상면에 위치한 소수성 박막 패턴을 포함하고,
    상기 요홈 패턴은 상기 광열 변환 패턴에 대응하도록 상기 광열 변환 패턴 상부에 위치하는 것을 특징으로 하는, 광열 변환 패턴과 소수성 박막 패턴을 구비한 도너 기판.
  15. 제1항 또는 제14항의 도너 기판을 준비하는 단계;
    상기 요홈 패턴 내에 발광 잉크가 주입되도록, 상기 준비된 도너 기판에 상기 발광 잉크를 적하하는 단계;
    상기 도너 기판을 타겟 기판으로 덮는 단계; 및
    상기 광열 변환층에 광이 도달하도록 상기 베이스 기판 하부에 상기 광을 조사하여, 상기 발광 잉크를 상기 타겟 기판에 전사하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 도너 기판을 이용한 발광 패턴 형성방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 발광 잉크를 적하하는 단계에서,
    상기 소수성 박막 패턴 표면에 적하된 발광 잉크는 상기 소수성 박막 패턴과의 반발력 및 모세관력에 의해 상기 요홈 패턴으로 이동되어 상기 요홈 패턴 내에 안착하는 것을 특징으로 하는, 도너 기판을 이용한 발광 패턴 형성방법.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 타겟 기판은 발광 다이오드 구동을 위한 박막 트랜지스터를 포함하는 기판이고;
    레드 발광 잉크, 그린 발광 잉크, 및 블루 발광 잉크가 순차적으로 상기 타겟 기판에 전사되는 것을 특징으로 하는, 도너 기판을 이용한 발광 패턴 형성방법.
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