KR20140066820A

KR20140066820A - 탈착 장치 및 이를 이용한 유기전계 발광소자의 제조 방법

Info

Publication number: KR20140066820A
Application number: KR1020120132887A
Authority: KR
Inventors: 송헌일; 배효대; 고유리; 배경지; 윤경준
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2012-11-22
Filing date: 2012-11-22
Publication date: 2014-06-02
Also published as: KR102034070B1

Abstract

본 발명은, 진공 챔버와; 상기 진공 챔버 내부에 위치하며 기판이 안착되는 스테이지와; 상기 스테이지 상에 위치하며, 제 1 영역과 이의 양측으로 제 2 영역으로 이루어지며, 상기 제 2 영역에는 가열수단이 구비된 롤과; 상하 및 좌우로 이동이 가능하며 상기 기판 상에 부착된 필름의 일 끝단을 고정시키는 고정수단을 포함하는 탈착 장치 및 이를 이용한 유기전계 발광소자의 제조 방법을 제공한다.

Description

탈착 장치 및 이를 이용한 유기전계 발광소자의 제조 방법{Apparatus for film delamination and method of fabricating organic electro luminescent device using the same}

본 발명은 이물 불량 등을 야기하지 않는 탈착 장치와 이를 이용한 유기전계 발광소자의 제조방법에 관한 것이다.

평판 디스플레이(FPD ; Flat Panel Display) 중 하나인 유기전계 발광소자(organic electro luminescent device)는 높은 휘도와 낮은 동작 전압 특성을 갖는다.

또한, 상기 유기전계 발광소자는 스스로 빛을 내는 자체발광형이기 때문에 명암대비(contrast ratio)가 크고, 초박형 디스플레이의 구현이 가능하며, 응답시간이 수 마이크로초(㎲) 정도로 동화상 구현이 쉽고, 시야각의 제한이 없으며 저온에서도 안정적이고, 직류 5V 내지 15V의 낮은 전압으로 구동하므로 구동회로의 제작 및 설계가 용이하다.

따라서, 전술한 바와 같은 장점을 갖는 유기전계 발광소자는 최근에는 TV, 모니터, 핸드폰 등 다양한 IT기기에 이용되고 있다.

이하, 유기전계 발광 소자의 기본적인 구조에 대해서 조금 더 상세히 설명한다.

유기전계 발광소자는 크게 어레이 소자와 유기전계 발광 다이오드로 이루지고 있다. 상기 어레이 소자는 게이트 및 데이터 배선과 연결된 스위칭 박막트랜지스터와, 상기 유기전계 발광 다이오드와 연결된 구동 박막트랜지스터로 이루어지며, 상기 유기전계 발광 다이오드는 상기 구동 박막트랜지스터와 연결된 제 1 전극과 유기 발광층 및 제 2 전극으로 이루어지고 있다.

이러한 구성을 갖는 유기전계 발광소자는 상기 유기 발광층으로부터 발생된 빛은 상기 제 1 전극 또는 제 2 전극을 향해 출사됨으로써 화상을 표시하게 된다. 이러한 유기전계 발광소자는 개구율 등을 고려할 때, 통상 상기 제 2 전극을 향해 출사되는 빛을 이용하여 화상을 표시하는 상부 발광 방식으로 제조되고 있다.

그리고, 전술한 구성을 갖는 유기전계 발광소자는 이를 제조하는데 있어서 특히, 유기 발광층은 금속재질로 이루어진 쉐도우 마스크를 이용한 열증착 방법에 의해 형성되고 있다.

하지만, 최근 표시장치는 대면적화가 추세이며, 이러한 대면적을 갖는 표시장치를 제조하기 위해서는 장비의 대형화가 필수가 되고 있다.

이 경우, 상기 유기 발광층을 형성하는데 사용되며 상기 기판의 면적에 비례하여 상기 기판보다 큰 면적을 갖는 상기 쉐도우 마스크는 400Kg 이상의 무게를 갖게 됨으로써 이를 장착하거나, 세정 등을 진행하기 위해 다른 쉐도우 마스크로 교체 시 너무 많은 시간이 걸리고 있으며, 이를 이용한 증착 공정 진행에 있어서도 쳐짐 등이 발생하여 패터닝 오차가 심하게 발생하고 있는 실정이다.

따라서, 최근에는 쉐도우 마스크 없이 전사필름을 이용하여 유기 발광층을 형성하는 LITI(Laser Induced Thermal Imaging) 기술이 제안되고 있다.

이러한 LITI 기술은 전면에 유기 발광층이 형성된 전사기판을 이용하여 상기 유기 발광층을 전사할 기판에 대응하여 밀착시킨 후 레이저 빔을 조사함으로써 상기 전사기판에 형성된 상기 유기 발광층을 유기 발광층이 형성되어야 할 유기전계 발광소자용 기판 상에 전사시키는 방법이다.

도 1은 종래의 LITI 기술을 이용하여 유기전계 발광소자의 유기 발광층 형성을 형성 단계 중 일부를 나타낸 도면으로서 종래의 탈착 장치를 이용하여 열 전사 필름을 기판으로부터 탈착하는 단계를 나타낸 것이다.

우선, 도면에 나타나지 않았지만, 유기전계 발광소자용 기판(10) 상에 열 전사 필름(30)을 합착한다.

이때, 상기 유기전계 발광소자용 기판(10) 하부에는 상기 열 전사 필름(30)과 그 가장자리부가 접착된 상태의 버퍼필름(50)이 더욱 부착되고 있다.

이러한 열 전사 필름(30)과 버퍼필름(50)의 합착은 합착 장치(미도시)를 통해 진공의 분위기에서 이루어지게 된다. 상기 버퍼필름(50)을 상기 유기전계 발광소자용 기판(10)의 저면에 부착하는 것은 레이저 빔 조사 등은 진공의 분위기가 아닌 상온의 분위기에서 진행되며, 나아가 상기 합착 장치(미도시)에서 레이저 조사 장치(미도시)로 상기 유기전계 발광소자용 기판(10)을 이송시켜야 하며, 나아가 레이저 빔 조사는 진공의 분위기에서 진행하는 것은 폭발의 위험성 등이 있어 일반 대기 분위기에서 진행한다.

하지만, 이 경우 상기 유기전계 발광소자용 기판(10)과 열 전사 필름(30)이 공기 중에 노출되면 상기 열 전사 필름(30)에 구비된 유기 발광층(34)이 공기와 접촉하여 공기 중의 수분과 산소 등이 침투하여 열화되므로 이를 방지하기 위해 공기 중에 노출되는 것을 방지하기 위해 상기 버퍼필름(50)이 더욱 구비되어 상기 열 전사 필름(30)과 가장자리부분이 접착되도록 하는 것이다.

한편, 이렇게 열 전사 필름(30)과 유기전계 발광소자용 기판(10)이 합착된 상태에 레이저 조사 장치(미도시)로 이송되고, 이후 레이저 빔을 상기 열 전사 필름(30)의 표면에 조사한다.

이후, 도 1에 도시한 바와같이, 레이저 빔이 조사된 열 전사 필름(30)과 유기전계 발광소자용 기판(10)은 진공 챔버를 구비한 탈착 장치(90)로 이송된 후, 상기 유기전계 발광소자용 기판(10)으로부터의 열 전사 필름(30)의 탈착을 진행하고 있다.

상기 탈착 장치(90)는 스테이지(91)와 롤(92)과 상기 열 전사 필름(30) 일끝단과 고정시키는 흡착수단 또는 지그 등의 고정수단(93)을 포함하여 구성되고 있으며, 상기 롤(92)을 통해 상기 열 전사 필름(30)을 가압하며 일방향으로 이동하고, 이때, 상기 열 전사 필름(30)의 일 끝단을 고정시킨 상기 고정수단(39)이 상기 롤(92)이 이동하는 방향을 따라 이동함으로서 상기 열 전사 필름(30)의 탈착이 이루어지게 된다.

하지만, 이러한 열 전사 필름(30)을 탈착시키는 과정에서 특히 상기 열 전사 필름(30)과 버퍼필름(50)의 접착된 부분을 물리적 힘에 의해 분리시키고 있으며, 이러한 과정에서 접착성 이물이 상기 유기전계 발광소자용 기판(10)에 떨어지거나, 또는 접착 경화된 상태를 물리적으로 분리하는 과정에서 발생되는 큰 진동에 의해 열 전사 필름(30)에 남게되는 유기 발광층을 이루는 물질로 이루어진 전사재료층(33) 물질이 상기 유기전계 발광소자용 기판(10)의 화소영역에 떨어져 이물화 됨으로서 최종적으로 완성된 유기전계 발광소자에 있어서 얼룩 불량을 야기하는 문제가 다발하고 있는 실정이다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명은 탈착 장치를 이용하여 열 전사 필름을 유기전계 발광소자용 기판으로부터 탈착시키는 과정에서 상기 열 전사 필름과 버퍼필름간의 물리적 분리 시 발생되는 큰 진동에 따른 이물 불량을 억제시킬 수 있는 탈착 장치와 이를 이용한 유기 발광소자의 제조 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 탈착 장치는, 진공 챔버와; 상기 진공 챔버 내부에 위치하며 기판이 안착되는 스테이지와; 상기 스테이지 상에 위치하며, 제 1 영역과 이의 양측으로 제 2 영역으로 이루어지며, 상기 제 2 영역에는 가열수단이 구비된 롤과; 상하 및 좌우로 이동이 가능하며 상기 기판 상에 부착된 필름의 일 끝단을 고정시키는 고정수단을 포함한다.

이때, 상기 제 1 영역은 비금속 물질로 이루어지며, 상기 제 2 영역은 금속물질로 이루어진 것이 특징이며, 상기 비 금속물질은 고무 또는 플라스틱인 것이 특징이다.

또한, 상기 가열수단은 열선인 것이 특징이다.

본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자의 제조방법은, 다수의 화소영역을 갖는 표시영역이 정의된 기판 상에 상기 각 화소영역 별로 제 1 전극을 형성하는 단계와; 상기 제 1 전극이 형성된 기판의 저면에 열 가소성 물질층이 구비된 버퍼필름을 위치시키고, 상면에 유기 발광물질로 이루어진 전사재료층을 구비한 열 전사 필름을 위치시킨 후, 상기 열 전사 필름과 상기 버퍼필름을 상기 기판의 외측에서 접착하는 동시에 상기 열 전사 필름과 기판이 밀착되도록 합착하는 단계와; 상기 열 전사 필름의 상부에서 레이저 빔을 조사하는 단계와; 상기 레이저 빔이 조사된 상기 기판을 상기 탈착 장치의 스테이지 상에 안착시키고, 상기 롤의 제 1 영역이 상기 기판과 대응되며 상기 제 2 영역이 상기 기판 외측에 위치하는 상기 열 전사 필름과 대응되도록 위치시키고, 상기 제 2 영역의 가열수단을 작동시켜 상기 버퍼필름의 열 가소성 물질층을 유리전이 온도 이상이 되도록 가열하며 상기 열 전사 필름을 탈착시킴으로서 상기 기판 상에 유기 발광층을 형성하는 단계와; 상기 유기 발광층 위로 상기 표시영역 전면에 제 2 전극을 형성하는 단계를 포함한다.

이때, 상기 열 전사 필름과 버퍼필름을 합착하는 단계 이전에 상기 기판 상에 상기 제 1 전극의 가장자리와 중첩하는 버퍼패턴을 형성하는 단계를 더 포함한다.

그리고, 상기 열 전사 필름을 상기 기판 및 버퍼필름으로부터 탈착하는 단계는, 상기 탈착 장치의 고정수단을 상기 열 전사 필름의 일끝단에 고정시키는 단계와; 상기 롤 상부로 상기 고정수단을 위치시키는 단계와; 상기 롤과 상기 고정수단을 상기 기판의 장축 또는 단축방향으로 이동시키는 단계를 포함한다.

또한, 상기 합착단계는 진공 챔버 내에서 상기 기판의 외측에 위치하는 상기 열 전사 필름에 대해 열 가압 수단을 이용하여 열 가압을 진행하는 것이 특징이다.

또한, 상기 롤의 제 2 영역의 가열은 상기 열 가소성 물질층의 유리전이 온도보다 20 내지 30℃ 더 높은 것이 특징이다.

그리고, 상기 전사재료층은 유기 발광물질로 이루어진 단일층 구조를 이루거나, 또는 상기 유기 발광물질로 이루어진 물질층의 상부 또는 하부로 정공주입층(hole injection layer), 정공수송층(hole transporting layer), 전자수송층(electron transporting layer) 및 전자주입층(electron injection layer)을 이루는 어느 하나 이상의 물질로 이루어진 물질층이 더욱 구비되어 복수층 구조를 이루는 것이 특징이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 탈착 장치를 이용하여 유기전계 발광소자를 제조함에 있어 열 전사 필름과 버퍼필름간에 부착된 부분은 가열수단이 구비된 상기 롤의 제 2 영역에 의해 가열되어 액상을 이루거나 또는 유동성 있는 상태가 되어 접착력이 경화된 상태의 1/10 수준인 0.1 kgf/inch 정도가 되므로, 종래대비 적은 물리적 힘이 작용하더라도 쉽게 탈착되며, 나아가 탈착되는 상기 열 전사 필름에 있어서도 진동이 발생되지 않는다.

따라서, 열 전사 필름의 탈착 시 발생되는 진동에 의해 열 전사 필름에 구비된 전사재료층의 성분을 갖는 이물 또는 열 가소성층의 성분을 갖는 이물이 상기 기판으로 떨어지는 현상을 억제할 수 있으며, 이에 의해 유기전계 발광소자용 기판 상에 이물 개입이 없게 되므로 이물에 따른 얼룩 불량을 억제하여 종래대비 표시품질을 향상시키는 효과가 있다.

도 1은 종래의 LITI 기술을 이용하여 유기전계 발광소자의 유기 발광층 형성을 형성 단계 중 일부를 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 탈착 장치의 개략적인 도면.
도 3a 내지 도 3i는 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자를 제조하는 단계별 공정도.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 탈착 장치의 개략적인 도면이다.

도시한 바와같이, 본 발명의 실시예에 따른 탈착 장치(190)는 진공 챔버(191)와, 상기 진공 챔버(191) 내에 위치하는 스테이지(192)와, 상기 스테이지(192) 상부에 위치하는 롤(193)과, 열 전사 필름의 일 끝단을 고정시키는 고정수단(197)을 포함하여 구비되고 있다. 이때, 상기 고정수단(197)은 상기 롤(193)이 이동하는 방향으로 이동할 수 있도록 구성되고 있으며, 상기 고정수단(197)은 흡착수단 또는 클램프 등을 구비한 지그가 될 수 있다.

이러한 구성을 갖는 본 발명의 실시예에 따른 탈착 장치(190)에 있어서 가장 특징적인 것은 상기 롤(193)의 양끝단의 소정폭에 대응해서는 그 내부에 열선 등의 가열수단(미도시)이 구비되어 이와 접촉하는 구성물을 소정의 온도로 가열할 수 있는 구성을 이루는 것이다.

즉, 상기 롤(193)은 가열수단이 없어 그 표면이 외부의 온도 즉 상온과 유사한 수준이 되는 제 1 영역(193a)과 상기 제 1 영역(193a)의 양측으로 그 내부에 상기 가열수단(미도시)이 구비되어 상기 상온보다 높은 온도로 가변시킬 수 있는 제 2 영역(193b)으로 구성되는 것이 특징이다.

이때, 상기 롤(193)에 있어 상기 제 1 영역(193a)과 제 2 영역(193b)은 그 자체를 이루는 물질이 다른 것이 특징이다. 상기 스테이지(192) 상에서 기판(미도시)과 중첩하게 되는 제 1 영역(193a)은 열전도율이 낮은 비금속 물질 예를들면 고무 또는 플라스틱 재질로 이루어지며, 상기 제 1 영역(193a)의 양측단에 형성된 제 2 영역(193b)은 열전도율이 높은 금속물질로 이루어지는 것이 특징이다.

한편, 상기 제 2 영역(193b)은 각각 상기 스테이지 상에 유기전계 발광소자용 기판(미도시)이 안착되었을 때, 상기 유기전계 발광 소자용 기판(미도시) 외측으로 노출되는 열 전사 필름(미도시) 및 버퍼필름(미도시)과 중첩하는 부분이 된다.

이렇게 본 발명의 실시예에 따른 탈착 장치(190)에 있어서 롤(193)을 제 1 및 제 2 영역(193a, 193b)으로 나누어 상기 제 2 영역(193b)이 가열 기능을 갖도록 한 것은 유기전계 발광소자용 기판(미도시)이 공기 중에 노출되는 것을 방지하기 위해 버퍼필름(미도시)과 열 전사 필름(미도시)을 부착하였는데, 이러한 버퍼필름(미도시)과 열 전사 필름(미도시)의 접착된 상태를 진동없이 용이하게 탈착시키기 위함이다.

한편, 상기 고정수단(197)은 상기 스테이지(192) 상에 기판(미도시)이 안착되며 상기 기판(미도시)을 덮고 있는 열 전사 필름(미도시)의 일측 끝단에 부착 고정되며, 이렇게 상기 열 전사 필름(미도시)의 일끝 단에 고정된 상태에서 상기 열 전사 필름(미도시)의 일 끝단을 상부 방향으로 당겨 상기 롤(193)이 위치한 부분까지 이동하여 위치함으로서 상기 열 전사 필름(미도시)의 일 끝단을 상기 유기전계 발광소자용 기판(미도시)에서 서서히 탈착시키는 역할을 하며, 이렇게 상기 고정수단(197)이 상기 롤(193)의 상부까지 상하운동을 실시한 후에는 상기 롤(193)의 이동방향으로 상기 롤(193)의 상부에서 직선 운동하는 것이 특징이다.

상기 고정수단(197)의 이러한 운동에 의해 상기 열 전사 필름(미도시)의 외측면에 상기 롤(193)에 의해 지지된 상태에서 상기 고정수단(197)에 의해 당겨짐에 의해 상기 열 전사 필름(미도시)은 상기 기판(미도시) 및 버퍼필름(미도시)으로부터 탈착되게 된다.

이후에는 전술한 구성을 갖는 탈착 장치와 레이저 조사 장치를 이용하여 유기 발광층을 전사시키는 단계를 포함하는 유기전계 발광소자를 제조하는 방법에 대해 설명한다.

도 3a 내지 도 3i는 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자를 제조하는 단계별 공정도이다. 이때, 설명의 편의를 위해 유기발광 소자용 기판에 구성되는 구성물을 도시한 것과 생략하여 도시하지 않는 도면을 함께 나타내었으며, 본 발명의 특징적인 구성인 열 전사 필름을 이용하여 유기 발광층을 형성하는 단계를 위주로 설명한다.

우선, 도 3a에 도시한 바와 같이, 투명한 절연재질의 기판(110) 예를들면 플라스틱 또는 유리재질의 절연기판 상에 서로 교차하여 화소영역(P)을 정의하는 게이트 배선(미도시) 및 데이터 배선(130)을 형성하고, 상기 데이터 배선(130)과 나란한 전원배선(미도시)을 형성한다.

그리고, 상기 게이트 배선(미도시) 및 데이터 배선(130)이 교차하는 부근의 스위칭 영역(미도시)에는 이들 두 배선(미도시)과 연결된 스위칭 박막트랜지스터(미도시)를 형성하고 동시에 구동영역(DA)에는 상기 스위칭 박막트랜지스터(미도시)의 일 전극과 연결되는 구동 박막트랜지스터(DTr)를 형성한다.

이때, 상기 구동 및 스위칭 박막트랜지스터(DTr, 미도시)는 각각 상기 기판 (110)면으로부터 순차 적층된 게이트 전극(115)과 게이트 절연막(118)과, 산화물 반도체층(120)과, 에치스토퍼(122)와, 상기 에치스토퍼(122) 상에서 서로 이격하며 각각 상기 산화물 반도체층(120)과 접촉하는 소스 및 드레인 전극(133, 136)을 포함하여 구성된다.

상기 기판(110) 상에 이러한 게이트 배선(미도시)과 데이터 배선(130)과 전원배선(미도시)과 스위칭 및 구동 박막트랜지스터(미도시, DTr)를 형성하는 것은 일반적인 유기전계 발광소자의 제조 방법과 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.

한편, 도면에 있어서 상기 구동 및 스위칭 박막트랜지스터(DTr, 미도시)는 각각 단일층 구조를 가지며 산화물 반도체 물질로 이루어진 산화물 반도체층(120)이 구비된 것을 일례로 보이고 있지만, 상기 스위칭 및 구동 박막트랜지스터(미도시, DTr)는 각각 게이트 전극과, 게이트 절연막과, 순수 비정질 실리콘의 액티브층과 불순물 비정질 실리콘의 오믹콘택층으로 구성된 반도체층과, 상기 반도체층 상에서 서로 이격하는 소스 및 드레인 전극의 구성을 갖도록 형성될 수도 있다.

또한, 상기 스위칭 및 구동 박막트랜지스터(DTr, 미도시)는 게이트 전극이 최하부에 위치하는 보텀 게이트 구조를 이루는 것을 보이고 있지만, 반도체층이 최하부에 위치하며 이의 상부에 게이트 전극이 형성된 탑 게이트 구조를 이루도록 형성할 수도 있다.

즉, 상기 스위칭 및 구동 박막트랜지스터(미도시, DTr)는 상기 기판 상의 최하부에 폴리실리콘의 반도체층을 구비하여 탑 게이트 구조를 갖도록 형성될 수도 있다.

이러한 경우, 상기 스위칭 및 구동 박막트랜지스터(미도시, DTr) 각각은 상기 기판 상에 순수 폴리실리콘의 액티브영역과 이의 양측에 불순물이 도핑된 폴리실리콘의 소스 및 드레인 영역으로 이루어진 폴리실리콘 반도체층과, 게이트 절연막과, 상기 액티브영역과 중첩하여 형성되는 게이트 전극과, 상기 소스 및 드레인 영역을 각각 노출시키는 반도체층 콘택홀을 갖는 층간절연막과, 상기 반도체층 콘택홀을 통해 각각 상기 소스 및 드레인 영역과 접촉하며 서로 이격하는 소스 및 드레인 전극의 적층 구조를 갖도록 형성될 수도 있다.

이렇게 상기 구동 및 스위칭 박막트랜지스터(DTr, 미도시)가 탑 게이트 구조를 이루는 경우, 보텀 게이트 구조 대비 층간절연막이 더욱 구비되며, 게이트 배선은 상기 게이트 절연막 상에 구비되며, 데이터 배선(130)은 상기 층간절연막 상에 형성된다.

다음, 상기 스위칭 및 구동 박막트랜지스터(미도시, DTr) 위로 유기절연물질 예를들면 포토아크릴을 도포함으로서 평탄한 표면을 갖는 보호층(140)을 형성하고, 이에 대해 마스크 공정을 진행하여 패터닝함으로써 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)의 드레인 전극(136)을 노출시키는 드레인 콘택홀(143)을 형성한다.

이후, 상기 드레인 콘택홀(143)을 구비한 보호층(140) 위로 일함수 값이 상대적으로 큰 투명 도전성 물질 예를들면 인듐-틴-옥사이드(ITO)를 증착하거나, 또는 반사율이 우수한 금속물질인 알루미늄(Al) 또는 알루미늄 합금(AlNd)을 우선 증착 후 이의 상부로 상기 인듐-틴-옥사이드(ITO)를 증착하고, 이에 대해 마스크 공정을 진행하여 패터닝함으로서 각 화소영역(P) 별로 상기 드레인 콘택홀(143)을 통해 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)의 드레인 전극(136)과 접촉하는 제 1 전극(150)을 형성한다.

이때, 상기 반사율이 우수한 금속물질이 증착된 경우, 상기 제 1 전극(150) 하부에는 반사층(미도시)이 더욱 형성되게 된다.

한편, 이러한 반사층(미도시)이 상기 제 1 전극(150) 하부에 형성되는 경우, 상기 제 1 전극(150)의 상부에 형성되는 유기 발광층(155)으로부터 발광된 빛이 상기 반사층(미도시)을 통해 반사되어 상부로 반사시킴으로서 발광된 빛의 이용 효율을 증대시켜 최종적으로 휘도 특성을 향상시키는 효과를 갖게 된다.

다음, 상기 제 1 전극(150)의 외부로 노출된 상기 보호층(140)과 상기 제 1 전극(150)의 테두리 상부에 상기 게이트 배선(미도시)과 데이터 배선(130)에 대응하여 즉, 각 화소영역(P)의 경계에 버퍼패턴(153)을 형성한다.

상기 버퍼패턴(153)은 각 화소영역(P)을 포획하는 형태가 되며, 상기 버퍼패턴(153)으로 둘러싸인 화소영역(P)에 있어서는 상기 제 1 전극(150)이 노출되고 있다.

이러한 버퍼패턴(153)은 추후 형성될 제 2 전극(미도시)과 상기 제 1 전극(153)간의 쇼트를 방지하기 위해 형성하는 것으로, 열 전사 필름을 이용한 전사법을 통해 유기 발광층이 형성되는 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자는 상기 유기 발광층(미도시)이 상기 제 1 전극(150)을 완전히 덮도록 형성하는 경우 생략될 수도 있다.

다음, 도 3c에 도시한 바와같이, 상기 제 1 전극(150)과 선택적으로 화소영역(P)의 경계에 상기 제 1 전극(150)의 가장자리와 중첩하며 형성된 버퍼패턴(153)이 구비된 기판(110)을 합착장치의 진공 챔버(200) 내부로 이동시킨다.

이때, 상기 합착장치의 진공 챔버(200)내부에는 스테이지(205)가 구비되고 있으며, 상기 스테이지(205) 상에는 버퍼필름(250)이 준비되어 안착된 상태를 이루며, 상기 버퍼필름(250) 상에 상기 기판(110)을 안착시킨다.

상기 버퍼필름(250)은 상기 기판(110)보다 넓은 면적을 가지며 상기 기판(110)이 안착된 상태에서 버퍼필름(250)의 가장자리의 소정폭이 상기 기판(110)의 외측으로 노출된 상태를 이루게 된다.

한편, 상기 버퍼필름(250)은 일례로 PET 재질로 이루어지며 125 내지 150㎛ 정도의 두께를 갖는 베이스 필름(252)과 상기 베이스 필름(252) 위로 전면에 열가소성 고분자 물질 예를들면 EVA(ethylene vinyl acetate) 또는 폴리에틸렌(polyethylene)으로 이루어지며 50 내지 75㎛정도의 두께를 갖는 열 가소성 물질층(254)이 구비되고 있는 것이 특징이다.

이렇게 열 가소성 물질층(254)이 형성된 것은 합착공정 진행 시 열 전사 필름과 접착되도록 하기 위함이다. 이때, 상기 열 가소성 물질층(254)과 상기 베이스 필름(252) 사이에 상기 열 가소성 물질층(254)과 베이스 필름(252)의 접착력 강화를 위해 접착강화층(미도시)이 더욱 구비될 수도 있다.

한편, 상기 버퍼필름에 있어 상기 베이스 필름(252) 상에 열 가소성 물질층(254)을 50 내지 75㎛ 정도의 두께를 갖도록 형성한 것은 상기 열 가소성 물질층(254)의 두께가 50㎛ 보다 얇을 경우, 접착력이 저하되는 문제가 있고, 75㎛ 보다 두꺼울 경우 상기 열 가소성 물질층(254)을 유리전이 온도 이상으로 만들기 위한 가열 시간이 상대적으로 오래 걸리며 유리전이 온도 이상으로 가열 시 상기 버퍼필름(250) 외측으로 흘려내려 탈착 장치의 스테이지를 오염시키는 문제가 발생되므로 이러한 문제가 발생되지 않도록 하기 위함이다.

도 3d에 도시한 바와 같이, 상기 버퍼필름(250) 상에 기판(110)이 안착된 상태에서 상기 기판(110) 위로 상기 기판(110)과 접촉하도록 열 전사 필름(230)을 안착시킨다. 이때, 상기 열 전사 필름(230) 또한 상기 기판(110)보다 넓은 면적을 가지며 상기 기판(110) 외측으로 노출된 상기 버퍼필름(250)의 표면과도 접촉하는 것이 특징이다.

상기 열 전사 필름(230)은 베이스를 이루는 지지필름(232)과, 상기 지지필름(232) 내측면 전면에 광열변환층(234)이 형성되고 있으며, 상기 광열변환층(234) 위로 전면에 전사재료층(236)이 형성되어 있다.

이때, 상기 전사재료층(236)은 단일층 또는 복수층이 될 수 있다.

본 발명의 실시예의 경우, 상기 전사재료층(236)은 유기 발광물질 단독으로 이루어진 단일층 구조의 유기 발광 물질층이 될 수 있다.

나아가 상기 유기 발광 물질층의 상부 또는(및) 하부에 각각 발광 효율을 극대화하기 위해 정공 주입 물질층(미도시), 정공 수송 물질층(hole transporting layer), 전자 수송 물질층(미도시) 및 전자 주입 물질층(electron injection layer) 중 어느 하나 이상의 물질층이 더욱 구성될 수도 있다.

도면에 있어서는 상기 전사재료층(236)은 단일층 구조의 유기 발광 물질층으로 이루어진 것을 일례로 도시하였다.

다음, 3e에 도시한 바와 같이, 상기 열 전사 필름(230)이 상기 기판(110) 상에 안착된 상태에서 상기 스테이지(205) 상부에 위치한 열 가압 수단(210) 예를들면 히팅 바(heating bar)를 이용하여 열 가압을 진행함으로서 상기 기판(110) 외측으로 노출된 열 전사 필름(230)과 버퍼필름(250)을 부착시킨다.

상기 열 가압 수단(210)은 상기 기판(110)의 외측으로 상기 기판(110)을 테두리 하는 형태를 가지며 상기 기판(110) 외측으로 노출된 열 전사 필름(230)과 접촉하여 가열 가압함으로서 상기 버퍼필름(250)에 구비된 열 가소성 물질층(254)에 열이 공급하게 된다.

이때, 상기 열 가소성 물질층(254)은 상기 열 가압 수단(210)에 의해 공급된 열에 의해 순간적으로 상기 열 가압된 부분이 고체 상태에서 고 점성을 갖는 액체 또는 겔 상태로 변하게 되며, 이러한 과정에서 접착력을 갖게되어 상기 열 전사 필름(230)과 접착하게 된다. 이 상태에서 상기 열 가압 수단(210)이 제거되면 경화됨으로서 강한 접착력을 갖게 되며, 상기 버퍼필름(250)과 열 전사 기판(110)은 기판(110)을 밀봉한 상태를 갖게 된다.

한편, 이러한 과정을 통해 상기 열 가소성 물질층(254)이 경화된 상태에서 상기 열 전사 필름(230)과 버퍼필름(250)간의 접착력은 1kgf/inch 정도가 됨을 측정을 통해 알 수 있었다.

한편, 이러한 과정에서 상기 열 전사 필름(230)의 전사재료층(236)은 상기 기판(110) 상의 상기 제 1 전극(150)과 접촉한 상태가 된다.

다음, 3e에 도시한 바와 같이, 상기 열 전사 필름(230)과 버퍼필름(250)의 가장자리 부분이 접착되어 이들 두 필름(230, 250) 내에 밀봉된 상태의 기판(110)을 레이저 조사 장치(미도시)로 이동시킨 후 레이저 조사장치(미도시)의 스테이지(270) 상에 안착시킨다.

이때, 상기 기판(110)은 상기 버퍼필름(250)과 열 전사 필름(230) 사이에 밀봉된 상태이므로 상기 합착장치의 진공 챔버(도 3d의 200) 내부에서 상기 레이저 조사장치(미도시)로 이송되는 과정에서 대기 중에 노출된다 하더라도 상기 열 전사 필름(230) 내에 구비된 전사재료층(236)이 공기 중에 노출되지 않는 것이 특징이다.

이후, 상기 레이저 조사장치(미도시)의 스테이지(270) 상에 안착된 기판(110)에 대해 상기 열 전사 필름(230)의 상부에서 빔 발생부(275)를 통해 상기 열 전사 필름(230)의 표면을 향해 레이저 빔(LB)을 선택적으로 조사한다.

즉, 상기 열 전사 필름(230)의 전사재료층(236)이 기판(110) 상에 전사되어야 할 화소영역(P)에 대응하여 레이저 빔(LB)을 조사한다.

유기전계 발광소자의 경우, 적, 녹, 청색을 발광하는 유기 발광층이 화소영역(P)별로 선택적으로 구비되어야 하므로 상기 전사재료층(236)이 적색을 발광하는 유기 발광 물질층을 포함하는 경우 적색을 발광해야 할 화소영역(P)에 대응해서 레이저 빔(LB)을 조사한다.

이때, 레이저 빔(LB)이 조사된 부분에서는 상기 열 전사 필름(230) 내의 광열변환층(234)이 레이저 빔(LB)의 빛 에너지를 열에너지로 변환시켜 발열하게 됨으로서 상기 광열변환층(234) 표면에 부착되어 있던 상기 전사재료층(236)의 접착성이 제거된 상태가 되며, 나아가 상기 전사재료층(236)은 상기 기판(110) 상의 제 1 전극과 접착된 상태가 강화되게 된다.

다음, 도 3f에 도시한 바와같이, 상기 레이저 조사장치(미도시)를 통해 레이저 빔(도 3e의 LB) 조사가 완료 기판(110)을 탈착 장치로 이송시킨 후, 상기 탈착 장치(190)의 진공 챔버(191) 내부의 스테이지(192) 상에 안착시킨다.

이후, 상기 탈착 장치(191)의 고정수단(197)을 상기 열 전사 필름(230)의 일측 끝단에 고정시키고, 제 1 영역(193a)과 가열수단(미도시)이 구비된 제 2 영역(193b)으로 이루어진 롤(193)을 상기 열 전사 필름(230) 상에 이와 접촉하도록 위치시킨다.

이때 상기 롤(193)의 제 2 영역(193b)은 상기 기판(110) 외측으로 노출된 열 전사 필름(230) 부분과 접촉한 상태가 되며, 상기 제 2 영역(193b)에 구비된 가열수단을 동작시킴으로서 상기 열 전사 필름(230)을 가열시킨다.

이 경우, 상기 롤의 제 2 영역(193b)은 그 표면 온도가 상기 열 가소성 물질층(254)이 유동 가능한 상태를 이루는 유리전이 온도(고분자 물질이 온도에 의해 분자들이 활성을 가지며 움직이기 시작하는 시점의 온도 : Tg 온도) 이상 보다 바람직하게는 상기 열 가소성 물질층(254)의 유리 전이 온도보다 20 내지 30℃ 더 높은 것이 특징이다.

이후, 상기 롤(193)을 일 방향(상기 기판(110)의 단축 또는 장축 방향)을 서서히 이동시키는 동시에 상기 고정수단(197)을 상기 기판(110)면의 법선 방향으로 상기 롤(193)의 상부에 위치하도록 이동시키고, 이후 상기 롤(193)의 이동방향으로 서서히 상기 롤(193)과 함께 이동시킴으로서 상기 열 전사 필름(230)과 상기 버퍼필름(250)을 접착된 부분을 탈착시키는 동시에 상기 기판(110)의 표면에서도 탈착되도록 한다.

전술한 방법으로 열 전사 필름(230)의 탈착이 진행되는 경우, 상기 열 전사 필름(230)과 버퍼필름(250)간에 부착된 부분은 가열수단(미도시)이 구비된 상기 롤(193)의 제 2 영역(193b)에 의해 가열되어 액상을 이루거나 또는 유동성 있는 겔 상태가 되어 접착력이 경화된 상태의 1/10 수준인 0.1 kgf/inch 정도가 되므로, 종래대비 적은 물리적 힘이 작용하더라도 쉽게 탈착되며, 나아가 탈착되는 상기 열 전사 필름(230)에 있어서도 진동이 발생되지 않는다.

따라서, 열 전사 필름(230)의 탈착 시 발생되는 진동에 의해 열 전사 필름(230)에 구비된 전사재료층(236)의 성분을 갖는 이물 또는 열 가소성 물질층(254)의 성분을 갖는 이물이 상기 기판(110)으로 떨어지는 현상을 억제할 수 있으며, 이에 의해 기판(110) 상에 이물 개입이 없게 되므로 이물에 따른 얼룩 불량을 억제하여 종래대비 표시품질을 향상시키는 효과를 갖는다.

이렇게 열 전사 필름(230)이 상기 기판(110)으로부터 탈착되게 되면, 레이저 빔이 조사된 부분에 대응되는 전사재료층(236)은 상기 기판(110)상에 부착된 상태가 됨으로서 기판(110)상에 전사된 상태를 유지하게 되며, 이렇게 기판(110) 상에 전사된 전사재료층(236)은 유기 발광층(155)을 이루게 된다.

이때, 상기 전사재료층(236)이 복수층을 이루는 경우, 상기 기판(110) 상에 전사된 유기 발광층(155)은 상기 제 1 전극(150) 상부로부터 순차적으로 정공주입층(hole injection layer), 정공수송층(hole transporting layer), 유기 발광 물질층(emitting material layer), 전자수송층(electron transporting layer) 및 전자주입층(electron injection layer)의 5중층 구조가 될 수도 있으며, 또는 정공수송층(hole transporting layer), 유기 발광 물질층(emitting material layer), 전자수송층(electron transporting layer) 및 전자주입층(electron injection layer)의 4중층 구조가 될 수도 있으며, 나아가 정공수송층(hole transporting layer), 유기 발광 물질층(emitting material layer), 전자수송층(electron transporting layer)의 3중층 구조를 이룰 수도 있다.

다음, 도 3g에 도시한 바와같이, 열 전사 필름을 바꾸어 가며 즉, 전사재료층에 있어 녹 및 청색을 발광하는 유기 발광물질로 이루어진 열 전사 필름(230)에 대해서도 전술한 열 전사 필름의 전사단계, 레이저 빔 조사단계, 본 발명에 따른 탈착 장치를 이용한 열 전사 필름의 탈착 단계를 반복함으로서 최종적으로 상기 기판(110) 상에 화소영역(P)별로 순차 반복하여 적, 녹, 청색을 발광하는 유기 발광층(155)을 형성한다.

다음, 도 3h에 도시한 바와같이, 상기 유기 발광층(155) 위로 일함수 값이 비교적 낮은 금속물질 예를들면 알루미늄(Al), 알루미늄 합금(AlNd), 은(Ag), 마그네슘(Mg), 금(Au), 알루미늄마그네슘 합금(AlMg) 중 어느 하나 또는 둘 이상을 혼합하여 표시영역 전면에 증착하여 제 2 전극(160)을 형성함으로서 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자용 기판(110)을 완성한다.

이때, 전술한 방법에 의해 각 화소영역(P) 내에 순차 적층된 상기 제 1 전극(150)과 유기 발광층(155)과 제 2 전극(160)은 유기전계 발광 다이오드(E)를 이룬다.

다음, 도 3i에 도시한 바와 같이, 상기 제 2 전극이 형성된 기판(110)과 대응하여 상기 유기발광 다이오드(E)의 인캡슐레이션을 위해 투명한 재질로 이루어진 대향기판(170)을 위치시키고, 상기 기판(110)과 대향기판(170)의 사이에 투명하며 접착 특성을 갖는 프릿(Frit), 유기절연물질, 고분자 물질 중 어느 하나로 이루어진 페이스 씰(미도시)을 상기 기판(110)의 전면에 코팅한 상태에서 상기 기판(110)과 대향기판(170)을 합착하거나, 또는 진공 혹은 불활성 가스 분위기에서 상기 기판(110)의 가장자리를 따라 씰패턴(미도시)을 형성한 후 상기 기판(110)과 대향기판을 합착함으로서 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자(100)를 완성한다.

한편, 상기 기판(110)의 상기 제 2 전극(160) 위로 무기절연물질 또는 유기절연물질을 증착 또는 도포하거나 또는 점착층(미도시)을 재개하여 필름(미도시)을 부착함으로서 인캡슐레이션 막(미도시)으로 이용할 경우, 상기 대향기판(170)은 생략될 수도 있다.

본 발명은 전술한 실시예 및 변형예로 한정되지 않고, 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 한도내에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다.

110 : 기판
155 : 유기 발광층
190 : 탈착장치
191 : (탈착장치의)진공 챔버
192 : (탈착장치의)스테이지
193 : 롤
193a, 193b : (롤의)제 1, 2 영역
193 : 고정수단
230 : 열 전사 필름
232 : 지지필름
234 : 광열변환층
236 : 전사재료층
250 : 버퍼필름
252 : 베이스 필름
254 : 열 가소성 물질층

Claims

진공 챔버와;
상기 진공 챔버 내부에 위치하며 기판이 안착되는 스테이지와;
상기 스테이지 상에 위치하며, 제 1 영역과 이의 양측으로 제 2 영역으로 이루어지며, 상기 제 2 영역에는 가열수단이 구비된 롤과;
상하 및 좌우로 이동이 가능하며 상기 기판 상에 부착된 필름의 일 끝단을 고정시키는 고정수단
을 포함하는 탈착 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 영역은 비금속 물질로 이루어지며, 상기 제 2 영역은 금속물질로 이루어진 것이 특징인 탈착 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 비 금속물질은 고무 또는 플라스틱인 것이 특징인 탈착 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 가열수단은 열선인 것이 특징인 탈착 장치.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 하나의 항의 기재에 따른 탈착 장치를 이용한 유기전계 발광소자의 제조방법에 있어서,
다수의 화소영역을 갖는 표시영역이 정의된 기판 상에 상기 각 화소영역 별로 제 1 전극을 형성하는 단계와;
상기 제 1 전극이 형성된 기판의 저면에 열 가소성 물질층이 구비된 버퍼필름을 위치시키고, 상면에 유기 발광물질로 이루어진 전사재료층을 구비한 열 전사 필름을 위치시킨 후, 상기 열 전사 필름과 상기 버퍼필름을 상기 기판의 외측에서 접착하는 동시에 상기 열 전사 필름과 기판이 밀착되도록 합착하는 단계와;
상기 열 전사 필름의 상부에서 레이저 빔을 조사하는 단계와;
상기 레이저 빔이 조사된 상기 기판을 상기 탈착 장치의 스테이지 상에 안착시키고, 상기 롤의 제 1 영역이 상기 기판과 대응되며 상기 제 2 영역이 상기 기판 외측에 위치하는 상기 열 전사 필름과 대응되도록 위치시키고, 상기 제 2 영역의 가열수단을 작동시켜 상기 버퍼필름의 열 가소성 물질층을 유리전이 온도 이상이 되도록 가열하며 상기 열 전사 필름을 탈착시킴으로서 상기 기판 상에 유기 발광층을 형성하는 단계와;
상기 유기 발광층 위로 상기 표시영역 전면에 제 2 전극을 형성하는 단계
를 포함하는 유기전계 발광소자의 제조 방법.
제 5 항에 있어서,
상기 열 전사 필름과 버퍼필름을 합착하는 단계 이전에 상기 기판 상에 상기 제 1 전극의 가장자리와 중첩하는 버퍼패턴을 형성하는 단계를 더 포함하는 유기전계 발광소자의 제조 방법.
제 5 항에 있어서,
상기 열 전사 필름을 상기 기판 및 버퍼필름으로부터 탈착하는 단계는,
상기 탈착 장치의 고정수단을 상기 열 전사 필름의 일끝단에 고정시키는 단계와;
상기 롤 상부로 상기 고정수단을 위치시키는 단계와;
상기 롤과 상기 고정수단을 상기 기판의 장축 또는 단축방향으로 이동시키는 단계를 포함하는 유기전계 발광소자의 제조 방법.
제 5 항에 있어서,
상기 합착단계는 진공 챔버 내에서 상기 기판의 외측에 위치하는 상기 열 전사 필름에 대해 열 가압 수단을 이용하여 열 가압을 진행하는 것이 특징인 유기전계 발광소자의 제조 방법.
제 5 항에 있어서,
상기 롤의 제 2 영역의 가열은 상기 열 가소성 물질층의 유리전이 온도보다 20 내지 30℃ 더 높은 것이 특징인 유기전계 발광소자의 제조 방법.
제 5 항에 있어서,
상기 전사재료층은 유기 발광물질로 이루어진 단일층 구조를 이루거나,
또는 상기 유기 발광물질로 이루어진 물질층의 상부 또는 하부로 정공주입층(hole injection layer), 정공수송층(hole transporting layer), 전자수송층(electron transporting layer) 및 전자주입층(electron injection layer)을 이루는 어느 하나 이상의 물질로 이루어진 물질층이 더욱 구비되어 복수층 구조를 이루는 것이 특징인 유기전계 발광소자의 제조 방법.