KR20150007740A - 전사용 도너 기판 및 유기 발광 표시 장치의 제조 방법 - Google Patents
전사용 도너 기판 및 유기 발광 표시 장치의 제조 방법 Download PDFInfo
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Abstract
전사용 도너 기판을 제공한다. 본 발명의 일실시예에 따른 전사용 도너 기판은 지지층, 상기 지지층 위에 위치하는 제1 흡수층, 상기 제1 흡수층 위에 위치하는 버퍼층, 상기 버퍼층 위에 위치하는 제2 흡수층 그리고 상기 제2 흡수층 위에 위치하는 전사층을 포함하고, 상기 버퍼층은 투명한 산화막을 포함한다.
Description
본 발명은 전사용 도너 기판 및 유기 발광 표시 장치의 제조 방법에 관한 것이다.
표시 장치는 복수의 화소에서 방출되는 빛들의 조합으로 이미지를 표시한다. 유기 발광 표시 장치에서 각각의 화소는 화소 회로와, 화소 회로에 의해 동작이 제어되는 유기 발광 다이오드로 구성된다. 유기 발광 다이오드는 화소 전극과 유기 발광층 및 공통 전극을 포함한다.
화소 전극과 공통 전극 중 어느 하나는 정공 주입을 위한 애노드(anode)이고, 다른 하나는 전자 주입을 위한 캐소드(cathode)이다. 애노드로부터 주입된 정공과 캐소드로부터 주입된 전자가 유기 발광층에서 결합하여 여기자(exciton)를 생성하며, 여기자가 에너지를 방출하면서 발광이 이루어진다.
유기 발광층을 형성하는 방법에는 메탈 마스크를 이용한 증착법, 잉크젯 또는 노즐 프린트와 같은 인쇄법, 전사용 도너 기판을 이용한 열전사법 등이 있다. 이 가운데 열전사법은 비교적 공정이 간편한 장점이 있으나, 광-열 변환층을 형성하는 몰리브덴, 크롬과 같은 재료들은 낮게나마 반사율을 가지므로 광흡수율이 우수하지 않다.
따라서, 광-열 변환층은 광원으로부터 전달된 에너지를 충분히 흡수하지 못하여 유기 발광층 형성시 전사율이 떨어져 해상도가 저하되는 문제가 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 유기 재료의 전사율을 높이는 전사용 기판 및 유기 발광 표시 장치의 제조 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 전사용 도너 기판은 지지층, 상기 지지층 위에 위치하는 제1 흡수층, 상기 제1 흡수층 위에 위치하는 버퍼층, 상기 버퍼층 위에 위치하는 제2 흡수층 그리고 상기 제2 흡수층 위에 위치하는 전사층을 포함하고, 상기 버퍼층은 투명한 산화막을 포함한다.
상기 제2 흡수층 위에 위치하는 보호막을 더 포함할 수 있다.
상기 제1 흡수층과 상기 제2 흡수층은 몰리브덴, 크롬, 텅스텐 및 티타늄 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 버퍼층은 인듐-주석 산화막, 인듐-아연 산화막 또는 규소 산화막을 포함할 수 있다.
상기 전사층은 유기 발광 물질을 포함할 수 있다.
상기 지지층 위에 위치하는 반사층을 더 포함하고, 상기 반사층은 패턴화되어 개구부를 형성하고, 상기 제1 흡수층, 상기 버퍼층 및 상기 제2 흡수층을 포함하는 광흡수층은 상기 개구부 내에 위치할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 제조 방법은 지지층, 상기 지지층 위에 위치하는 제1 흡수층, 버퍼층 및 제2 흡수층을 포함하는 광흡수층 그리고 상기 광흡수층 위에 위치하는 전사층을 포함하는 도너 기판을 형성하는 단계, 전사 기판 위에 화소 전극과 화소 정의막을 형성하는 단계, 상기 전사층과 상기 화소 전극이 마주하도록 상기 전사 기판 위에 상기 도너 기판을 배치하는 단계 그리고 상기 전사 기판에 빛을 조사하고, 상기 광흡수층의 열에 의해 상기 전사층을 상기 화소 전극 위로 전사하여 유기 발광층을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 버퍼층은 투명한 산화막을 포함한다.
상기 도너 기판 위에 반사층을 형성하는 단계를 더 포함하고, 상기 반사층은 패턴화되어 개구부를 형성하고, 상기 광흡수층은 상기 개구부 내에 형성할 수 있다.
상기 광흡수층 위에 보호막을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 흡수층과 상기 몰리브덴, 크롬, 텅스텐 및 티타늄 중 적어도 하나로 형성할 수 있다.
상기 버퍼층은 인듐-주석 산화막, 인듐-아연 산화막 또는 규소 산화막으로 형성할 수 있다.
상기 전사층은 유기 발광 물질을 포함하도록 형성할 수 있다.
상기 전사 기판에 빛을 조사하는 단계에서 빛의 파장 범위는 400나노미터 내지 800나노미터일 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 복층의 광흡수층 구조를 형성하여 낮은 반사율을 가지는 광흡수층 사이에 투명 산화막을 삽입하여 흡수되지 않고 반사 또는 산란되는 빛의 재흡수를 통해 광흡수율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 도너 기판을 나타내는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 도너 기판을 나타내는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 제조 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 4 내지 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 제조 방법을 나타내는 단면도들이다.
도 8은 본 발명의 일실시예와 비교예에서 파장에 따른 광흡수율을 나타내는 그래프이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 버퍼층의 재료에 따른 광흡수율을 나타내는 그래프이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 도너 기판을 나타내는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 제조 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 4 내지 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 제조 방법을 나타내는 단면도들이다.
도 8은 본 발명의 일실시예와 비교예에서 파장에 따른 광흡수율을 나타내는 그래프이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 버퍼층의 재료에 따른 광흡수율을 나타내는 그래프이다.
첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
도면들에 있어서, 층 및 영역들의 두께는 명확성을 기하기 위하여 과장된 것이다. 또한, 층이 다른 층 또는 기판 "상"에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 층 또는 기판 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 층이 개재될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분들은 동일한 구성요소들을 의미한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 도너 기판을 나타내는 단면도이다.
도 1을 참고하면, 도너 기판(10)의 지지층(100) 위에 반사층(110), 광흡수층(120a, 120b), 버퍼층(125) 및 전사층(130a, 130b)이 형성될 수 있다.
지지층(100)은 광에 대한 투과성이 높은 재료, 예를 들면 유리 또는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 폴리에틸렌(PE), 폴리카보네이트(PC) 등의 투명한 고분자 물질을 포함할 수 있다.
반사층(110)은 예를 들면 은(Ag) 또는 은(Ag)을 포함하는 합금 등 반사율이 높은 금속 재료를 포함할 수 있다. 이 외에, 장파장 영역에 한해서는, 반사층(110)의 구성 재료는, 금(Au), 구리(Cu) 혹은 이것들을 포함하는 합금을 포함할 수도 있다.
광흡수층(120a, 120b)은 입사되는 광을 열로 변환시키는 기능을 하며, 예를 들면, 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti), 텅스텐, 알루미늄 산화물, 알루미늄 황화물 혹은 이것들을 포함하는 합금 등 광 흡수율이 높은 금속 재료를 포함할 수 있다. 또한, 광흡수층(120)은 탄소(C) 또는 적외선 염료를 포함할 수 있다.
광흡수층(120a, 120b)은 지지층(100) 위에 위치하는 제1 흡수층(120a)과 제1 흡수층(120a) 위에 위치하는 제2 흡수층(120b)을 포함하고, 제1 흡수층(120a)과 제2 흡수층(120b) 사이에는 버퍼층(125)이 위치한다.
버퍼층(125)은 투명한 산화막을 포함하고, 인듐-주석 산화막, 인듐-아연 산화막 또는 규소 산화막을 포함할 수 있다.
전사층(130a, 130b)은 광흡수층(120a, 120b)을 덮으면서 지지층(110)의 일면 전체에 형성될 수 있다. 전사층(130a, 130b)은 광흡수층(120a, 120b)으로부터 제공되는 열에너지에 의해 지지층(100)으로부터 분리되어 전사 대상 기판(유기 발광 표시 장치의 기판) 위에 전사되는 층이다. 전사층(130a, 130b)은 유기 발광 물질을 포함할 수 있다.
다른 실시예로 전사층(130a, 130b)은 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 수송층, 및 전자 주입층 가운데 어느 하나와 같은 물질로 형성될 수 있다. 이 경우 전사용 도너 기판(10)을 이용하여 전사 대상 기판 위에 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 수송층, 및 전자 주입층 가운데 어느 한 층을 형성할 수 있다.
반사층(110)은 전사용 도너 기판(10)으로 조사되는 빛을 반사시키는 기능을 한다. 반사층(110)은 알루미늄, 알루미늄 합금, 은, 또는 은 합금 등을 포함할 수 있다. 반사층(110)은 패턴화된 모양을 가지면서 지지층(100) 위에 개구부(115)를 형성한다. 개구부(115) 내에 제1 흡수층(120a), 버퍼층(125), 제2 흡수층(120b) 및 전사층(120b)이 위치한다.
도 1에서 반사층(110) 위에 제1 흡수층(120a), 버퍼층(125) 및 제2 흡수층(120b)과 동일한 물질층이 형성되는 것으로 도시하였으나, 제조 방법에 따라서 이들을 생략하고 반사층(110) 위에 전사층(130a)이 바로 위치할 수도 있다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 도너 기판을 나타내는 단면도이다.
도 2에서 설명하는 실시예는 도 1에서 설명한 실시예와 대체로 동일한 구조를 갖는다. 다만, 본 실시예에서는 제2 흡수층(120b)과 전사층(130b) 사이에 보호막(150)이 위치하는 점에 차이가 있다. 보호막(150)은 투명한 산화막을 포함하고, 인듐-주석 산화막, 인듐?-연 산화막 또는 규소 산화막을 포함할 수 있다. 보호막(150)은 제2 흡수층(120b)의 변성을 막는 역할을 한다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 제조 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 3을 참고하면, 본 발명의 일실시예에 따른 유기 발광 표시 장치는 도너 기판에 반사층 및 광흡수층을 형성하는 단계(S10)와 반사층과 광흡수층 표면에 전사층을 형성하는 단계(S20)를 포함한다.
예를 들어, 도너 기판에는 발광부에서 방출되는 광을 반사시키는 반사층을 포토 공정 등을 통해 개구부를 갖도록 형성할 수 있다. 개구부는 전사 기판의 화소 패턴에 대응하도록 형성할 수 있다.
그리고, 개구부에는 발광부에서 방출되는 광을 흡수하여 열에너지로 전환하는 광흡수층 및 그 위에 전사층을 형성할 수 있다. 광흡수층은 도 1 및 도 2에서 설명한 바와 같이 2개의 흡수층 사이에 투명한 산화막을 포함하는 버퍼층이 위치하도록 형성할 수 있다.
전사 기판 위에 화소 전극 및 화소 정의막을 형성하는 단계를 포함한다(S30).
화소 전극은 도너 기판에서 개구부에 형성된 전사층에 대응하도록 형성되어 있고, 화소 정의막은 도너 기판의 반사층에 대응하도록 위치하고, 화소 전극 사이에서 화소 영역을 구획하는 격벽으로 형성할 수 있다.
그 다음, 도너 기판의 전사층과 전사 기판의 화소 영역이 대응하도록 도너 기판과 전사 기판을 배치하는 단계를 포함한다(S40).
그 다음, 도너 기판의 배면에 발광부를 배치하고 발광부에서 발광된 빛이 도너 기판에 조사되도록 하여 전사 기판에 전사층을 전사하는 단계를 포함한다(S50).
전사 기판에 전사된 전사층을 유기 발광 표시 장치의 발광층을 형성한다.
이하에서는 도너 기판과 전사 기판을 배치하고 전사층을 전사 기판에 전사하는 방법에 대해 도 4 내지 도 7을 참고하여 설명하기로 한다.
도 4 내지 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 제조 방법을 나타내는 단면도들이다.
도 4를 참고하면, 지지층(110) 위에 반사 물질을 형성한 후에 패터닝하여 개구부(115)가 형성된 반사층(110)을 형성한다. 반사층(110)은 도 1 및 도 2에서 설명한 바와 같이 은(Ag) 또는 은(Ag)을 포함하는 합금 등 반사율이 높은 금속 재료로 형성할 수 있다.
도 5를 참고하면, 개구부(115) 내에 제1 흡수층(120a), 버퍼층(125) 및 제2 흡수층(120b)을 포함하는 광흡수층을 형성한다. 도 5에서는 개구부(115) 내에 광흡수층이 형성될 뿐만 아니라 반사층(110) 위에도 광흡수층과 동일한 물질층이 형성되도록 도시하였으나, 반사층(110) 위의 광흡수층과 동일한 물질층은 식각하여 제거하는 것도 가능하다.
반사층(110) 및 제2 흡수층(120b) 위에 전사층(130a, 130b)을 형성한다.
제1 흡수층(120a) 및 제2 흡수층(120b)은 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti), 텅스텐, 알루미늄 산화물, 알루미늄 황화물 혹은 이것들을 포함하는 합금 등 광 흡수율이 높은 금속 재료를 포함할 수 있고, 버퍼층(125)은 인듐-주석 산화막, 인듐-아연 산화막 또는 규소 산화막 등의 투명한 산화막을 포함할 수 있다.
전사층(130a, 130b)은 유기 발광 물질을 포함할 수 있다.
도 6을 참고하면, 전사 기판(20) 위에 화소 정의막(PDL)을 형성하고, 도시하지 않았으나, 화소 정의막(PDL)은 화소 영역을 구획하고 화소 영역에는 화소 전극이 형성될 수 있다.
도너 기판의 전사층(130b)이 전사 기판(20)의 화소 영역에 대응하도록 도너 기판과 전사 기판(20)을 배열한다. 이후, 발광부(미도시)에서 발생한 빛이 도너 기판에 조사되도록 한다. 이 때, 반사층(110)에서 빛은 반사되고, 개구부(115) 내에 형성된 제1 흡수층(120a), 버퍼층(125), 제2 흡수층(120b)을 빛이 통과하면서 빛이 흡수되거나 일부는 반사, 산란된다. 구체적으로, 제1 흡수층(120a)에서 흡수되지 못하고 반사, 산란된 빛은 버퍼층(125)을 통과하여 제2 흡수층(120b)으로 이동하여 흡수되거나 재반사되어 제1 흡수층(120a)으로 흡수되어 광흡수율을 향상시킬 수 있다.
도 7을 참고하면, 제1 흡수층(120a), 버퍼층(125) 및 제2 흡수층(120b)을 통과하면서 빛에너지가 열에너지로 전환되고, 이 때 전화된 열에너지에 의해 전사층의 물질이 전사 기판(20)으로 전사되어 발광층(130b')을 형성한다.
도 8은 본 발명의 일실시예와 비교예에서 파장에 따른 광흡수율을 나타내는 그래프이다.
도 8에서 비교예는 몰리브덴 100nm/ITO 10nm의 단층으로 광흡수층을 형성한 경우이고, 실시예 1은 몰리브덴 15nm/ITO 50nm/몰리브덴 25nm의 복층으로 광흡수층을 형성한 경우이다. 또한, 실시예 2는 몰리브덴 4nm/ITO 70nm/몰리브덴 35nm/ITO 10nm의 복층으로 광흡수층을 형성한 경우이고, 실시예 3은 몰리브덴 4nm/ITO 60nm/몰리브덴 35nm/ITO 10nm의 복층으로 광흡수층을 형성한 경우이며, 실시예 4는 몰리브덴 4nm/ITO 55nm/몰리브덴 35nm/ITO 10nm의 복층으로 광흡수층을 형성한 경우이다.
도 8을 참고하면, 비교예의 단층 구조의 광흡수층 대비하여 실시예 1의 복층 구조의 광흡수층일 때, 빛의 파장 범위 400nm 내지 800nm의 대부분에서 광흡수율이 더 우수한 것을 확인할 수 있다. 또한,각 광흡수층의 두께를 최적화하기 위한 실험을 진행한 결과, 실시예 4의 경우에 광흡수율 최대치가 86.3%인 점에서 비교예 대비하여 대략 25% 이상 상승함을 확인할 수 있다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 버퍼층의 재료에 따른 광흡수율을 나타내는 그래프이다.
본 발명의 일실시예에 따른 버퍼층은 인듐-주석 산화막 또는 인듐-아연 산화막으로 형성할 수 있다. 또한, 본 발명의 일실시예에 따른 버퍼층은 규소 산화막(SiO2)으로 형성할 수도 있다. 도 9에서는 제1 흡수층과 제2 흡수층을 몰리브덴으로 형성하고, 보호막을 ITO로 형성하면서 버퍼층을 ITO로 형성한 실시예 A(A1-A4)와 버퍼층을 규소 산화막으로 형성한 실시예 B(B1-B4)에 따른 광흡수율을 나타낸다.
구체적으로, 실시예 A1은 몰리브덴 4nm/ITO 55nm/몰리브덴 35nm/ITO 10nm의 복층으로 광흡수층을 형성한 경우이고, 실시예 A2는 몰리브덴 6nm/ITO 55nm/몰리브덴 35nm/ITO 10nm의 복층으로 광흡수층을 형성한 경우이며, 실시예 A3는 몰리브덴 4nm/ITO 45nm/몰리브덴 70nm/ITO 10nm의 복층으로 광흡수층을 형성한 경우이고, 실시예 A4는 몰리브덴 4nm/ITO 45nm/몰리브덴 30nm/ITO 10nm의 복층으로 광흡수층을 형성한 경우이다. 실시예 B1은 몰리브덴 4nm/SiO2 55nm/몰리브덴 35nm/ITO 10nm의 복층으로 광흡수층을 형성한 경우이고, 실시예 B2는 몰리브덴 6nm/SiO2 55nm/몰리브덴 35nm/ITO 10nm의 복층으로 광흡수층을 형성한 경우이며, 실시예 B3는 몰리브덴 4nm/SiO2 45nm/몰리브덴 70nm/ITO 10nm의 복층으로 광흡수층을 형성한 경우이고, 실시예 B4는 몰리브덴 4nm/SiO2 45nm/몰리브덴 30nm/ITO 10nm의 복층으로 광흡수층을 형성한 경우이다.
도 9를 참고하면, 버퍼층으로 ITO를 사용한 실시예 A보다 SiO2를 사용한 실시예 B의 경우가 좀 더 광흡수율이 우수한 것을 확인할 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
10 : 도너 기판 20 : 전사 기판
100 : 기판 110 : 반사층
120a, 120b : 흡수층 125 : 버퍼층
130a, 130b : 전사층 150 : 보호막
100 : 기판 110 : 반사층
120a, 120b : 흡수층 125 : 버퍼층
130a, 130b : 전사층 150 : 보호막
Claims (13)
- 지지층,
상기 지지층 위에 위치하는 제1 흡수층,
상기 제1 흡수층 위에 위치하는 버퍼층,
상기 버퍼층 위에 위치하는 제2 흡수층 그리고
상기 제2 흡수층 위에 위치하는 전사층을 포함하고,
상기 버퍼층은 투명한 산화막을 포함하는 전사용 도너 기판. - 제1항에서,
상기 제2 흡수층 위에 위치하는 보호막을 더 포함하는 전사용 도너 기판. - 제2항에서,
상기 제1 흡수층과 상기 제2 흡수층은 몰리브덴, 크롬, 텅스텐 및 티타늄 중 적어도 하나를 포함하는 전사용 도너 기판. - 제3항에서,
상기 버퍼층은 인듐-주석 산화막, 인듐-아연 산화막 또는 규소 산화막을 포함하는 전사용 도너 기판. - 제4항에서,
상기 전사층은 유기 발광 물질을 포함하는 전사용 도너 기판. - 제1항에서,
상기 지지층 위에 위치하는 반사층을 더 포함하고,
상기 반사층은 패턴화되어 개구부를 형성하고, 상기 제1 흡수층, 상기 버퍼층 및 상기 제2 흡수층을 포함하는 광흡수층은 상기 개구부 내에 위치하는 전사용 도너 기판. - 지지층, 상기 지지층 위에 위치하는 제1 흡수층, 버퍼층 및 제2 흡수층을 포함하는 광흡수층 그리고 상기 광흡수층 위에 위치하는 전사층을 포함하는 도너 기판을 형성하는 단계,
전사 기판 위에 화소 전극과 화소 정의막을 형성하는 단계,
상기 전사층과 상기 화소 전극이 마주하도록 상기 전사 기판 위에 상기 도너 기판을 배치하는 단계 그리고
상기 전사 기판에 빛을 조사하고, 상기 광흡수층의 열에 의해 상기 전사층을 상기 화소 전극 위로 전사하여 유기 발광층을 형성하는 단계를 포함하고,
상기 버퍼층은 투명한 산화막을 포함하는 유기 발광 표시 장치의 제조 방법. - 제7항에서,
상기 도너 기판 위에 반사층을 형성하는 단계를 더 포함하고,
상기 반사층은 패턴화되어 개구부를 형성하고, 상기 광흡수층은 상기 개구부 내에 형성하는 유기 발광 표시 장치의 제조 방법. - 제8항에서,
상기 광흡수층 위에 보호막을 형성하는 단계를 더 포함하는 유기 발광 표시 장치의 제조 방법. - 제9항에서,
상기 제1 흡수층과 상기 몰리브덴, 크롬, 텅스텐 및 티타늄 중 적어도 하나로 형성하는 유기 발광 표시 장치의 제조 방법. - 제10항에서,
상기 버퍼층은 인듐-주석 산화막, 인듐-아연 산화막 또는 규소 산화막으로 형성하는 유기 발광 표시 장치의 제조 방법. - 제11항에서,
상기 전사층은 유기 발광 물질을 포함하도록 형성하는 유기 발광 표시 장치의 제조 방법. - 제7항에서,
상기 전사 기판에 빛을 조사하는 단계에서 빛의 파장 범위는 400나노미터 내지 800나노미터인 유기 발광 표시 장치의 제조 방법.
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