KR20210145418A - Xfl 리프트 오프 장치 - Google Patents

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KR20210145418A
KR20210145418A KR1020200062270A KR20200062270A KR20210145418A KR 20210145418 A KR20210145418 A KR 20210145418A KR 1020200062270 A KR1020200062270 A KR 1020200062270A KR 20200062270 A KR20200062270 A KR 20200062270A KR 20210145418 A KR20210145418 A KR 20210145418A
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Abstract

본 발명은 상면에 대상체를 위치시킬 수 있는 스테이지부; 및 상기 스테이지부와 이격되어 위치하고, 상기 대상체를 향하여 광을 조사하는 하나 이상의 제논 플래쉬 램프(xenon flash lamp; XFL)를 포함하는 XFL모듈부; 를 포함하는 XFL 리프트 오프 장치를 제공한다.

Description

XFL 리프트 오프 장치{XFL lift off apparatus}
본 발명은 XFL(xenon flash lamp)를 이용한 리프트 오프 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 광열변환층을 포함하는 캐리어 플레이트로부터 플렉서블 기판을 분리하기 위하여, 상기 캐리어 플레이트의 상면 또는 하면에 XFL을 조사하여 면 스캔 할 수 있는 리프트 오프 장치에 관한 것이다.
플라스틱과 같은 플렉서블 기판은 유리와는 달리 가볍고 충격에 강하여 쉽게 깨질 염려가 없으며 휘어진 면에 부착할 수 있으며, 궁극적으로는 말거나 접을 수 있는 장점이 있다. 이에 의해, 이러한 플렉서블 기판을 포함하는 플렉서블 전자소자를 제조하게 되면 기존의 유리 기반 전자소자에 비하여 쉽게 깨지지 않고 가벼우므로 휴대용 전자소자로 사용할 수 있고, 사용자가 원하는 대로 설계할 수 있기 때문에, 매우 다양한 사용이 가능하다.
이러한 플렉서블 기판의 유연성은 상술한 바와 같이 여러 가지 장점을 가지고 있는 반면에, 실제 공정을 진행하는 과정에서 여러 가지 어려운 문제를 안고 있다. 우선, 플렉서블 기판은 쉽게 휘어지게 되므로 취급이 용이하지 않으며, 기판 자체가 열처리 공정에 의해 쉽게 휘어지게 되므로 플렉서블 기판의 편평도를 유지하는 것이 용이하지 않다. 특히, 플렉서블 전자소자에 이용되는 박막이 플렉서블 기판 상에 도포되는 경우에는 이러한 현상은 더 두드러지게 되므로, 후 공정을 진행하는 것이 어렵게 된다.
이러한 이유로, 플렉서블 전자소자 제조 기술을 사용하면서 플렉서블 기판을 사용하기 위해서는, 플렉서블 기판의 이용이 용이하고 취급이 용이하도록 플렉서블 기판의 하부에 플렉서블 기판을 충분히 지지해줄 수 있는 이송 가능한 지지기판을 부착하여 공정을 진행하게 된다. 최근에는 지지기판과 상기 플라스틱 등의 플렉서블 기판을 분리하기 위하여, 상기 플렉서블 기판의 하부에 희생층을 형성하거나, 레이저 리프트오프 장치를 이용하여, 플렉서블 기판을 분리하는 방법이 이용되고 있다.
상기 레이저 리프트오프 장치를 이용하여 상기 플렉서블 기판을 분리하는 경우, 고 에너지의 레이저 광을 플렉서블 기판 면에 조사하고, 상기 플렉서블 기판이 레이저 광을 흡수하여 열적 손상이 발생되어야 하므로, 상기 플렉서블 기판이 흡수할 수 있는 자외선 영역의 레이저 광이 필요하며 높은 공정 속도 확보를 위해서는 고 에너지의 레이저 광이 요구된다.
특히, 엑시머 레이저를 이용한 레이저리프트오프(LLO) 기술의 경우, 고출력을 용이하게 확보할 수 있다는 장점이 있으나, 초기 장비 투자비가 높고, 염소(Cl2), 제논(Xe)등의 고가의 가스가 필요하며 광 증폭 튜브와 고 반사율 등의 고가의 소모성 부품들이 소요되므로 유지 및 보수에 많은 비용이 요구된다는 단점이 있다.
플렉서블 전자소자를 제조하는 방법에 있어서, 고가의 장비를 사용하지 않아 제조비용 및 유지비용을 절감할 수 있고, 플렉서블 기판의 열적 손상을 줄일 수 있고, 높은 공정 속도가 확보되는 새로운 리프트오프 장치가 요구된다.
대한민국 등록특허 제10-1172791호
상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 상면에 대상체를 위치시킬 수 있는 스테이지부; 및 상기 스테이지부와 이격되어 위치하고, 상기 대상체를 향하여 광을 조사하는 하나 이상의 제논 플래쉬 램프(xenon flash lamp; XFL)를 포함하는 XFL모듈부; 를 포함하는 XFL 리프트 오프 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 대상체를 준비하는 단계; 스테이지에 상기 대상체를 위치시키는 단계; 상기 스테이지를 스테이지 고정장치에 고정하는 단계; 및 상기 대상체의 상면 또는 하면에 광을 조사하여, 상기 대상체를 리프트 오프 하는 단계; 를 포함하는 플렉서블 기판의 리프트 오프 방법을 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 양태는, 상면에 대상체를 위치시킬 수 있는 스테이지부; 및 상기 스테이지부와 이격되어 위치하고, 상기 대상체를 향하여 광을 조사하는 하나 이상의 제논 플래쉬 램프(xenon flash lamp; XFL)를 포함하는 XFL모듈부; 를 포함하는 XFL 리프트 오프 장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 스테이지부는, 제 1 관통 홀을 포함하고, 상기 제 1 관통 홀 하부에 윈도우를 거치할 수 있는 제 1 안착 홈 및 윈도우를 포함하고, 상기 윈도우 상부에 대상체를 위치시킬 수 있는 프레임 형태의 스테이지; 및 제 2 관통 홀을 포함하고, 상기 제 2 관통 홀 하부에 상기 스테이지를 거치할 수 있는 제 2 안착 홈을 포함하는 판 형태의 스테이지 고정장치;를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 윈도우는 100 nm 이상의 파장을 투과할 수 있는 투과성 물질을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 하나 이상의 제논플래쉬 램프는 다중열으로 배열될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 대상체는, 지지기판 및 상기 지지기판 상에 위치하는 광열변환층(light to heat conversion; LTHC)을 포함하는 캐리어 플레이트; 상기 캐리어 플레이트 상에 위치하는 플렉서블 기판; 및 상기 플렉서블 기판 상에 위치하는 전자소자층;을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 XFL 리프트 오프 장치는 면 스캔 하여 상기 캐리어 플레이트 및 플렉서블 기판을 분리할 수 있다.
본 발명의 일 양태는 대상체를 준비하는 단계; 스테이지에 상기 대상체를 위치시키는 단계; 상기 스테이지를 스테이지 고정장치에 고정하는 단계; 및 상기 대상체의 상면 또는 하면에 광을 조사하여, 상기 대상체를 리프트 오프 하는 단계; 를 포함하는 플렉서블 기판의 리프트 오프 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 리프트 오프 하는 단계는 스테이지부 또는 XLF 모듈부가 좌우로 이동하여 면 스캔하여 수행될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 스테이지부 또는 XFL 모듈부의 이동 속도는 1 mm/s 내지 500 mm/s일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 리프트 오프 하는 단계에서, 조사되는 광의 펄스 폭(pulse width)은 0.1 ms 내지 50 ms일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 리프트 오프 하는 단계에서, 조사되는 광의 펄스당 에너지는 1 J/cm2 내지 15 J/ cm2 일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 리프트 오프 하는 단계에서, 조사되는 광의 주파수는 1 Hz 내지 50 Hz일 수 있다.
상술한 본 발명의 XFL 리프트 오프 장치는, 종래 레이저 리프트 오프 장치에 비하여 저렴한바, 플렉서블 전자소자의 제조비용 및 유지비용을 절감할 수 있어 경제적인 장점이 있다.
또한, 본 발명의 XFL 리프트 오프 방법은, 캐리어 플레이트와 플렉서블 기판을 분리할 때, 상기 플렉서블 기판의 열적 손상을 줄일 수 있고, 레이저와 같은 라인 스캔 방식이 아닌 제논 플래시 램프(XFL)의 면 스캔 방식에 의하여 수행되는 바, 높은 공정 속도가 확보될 수 있다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1 및 도 2는 각각 본 발명의 XFL 리프트 오프 장치(1)의 정면도(도 1) 및 측면도(도 2)이다.
도 3은 본 발명의 XFL 리프트 오프 장치의 스테이지부의 모식도이다.
도 4는 본 발명의 XFL 리프트 오프 장치의 XFL 모듈부의 모식도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에서, XFL 리프트 오프 장치 구동시의 모식도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예의 대상체의 모식도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예의 캐리어 플레이트의 단면의 모식도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에서, 복소수 굴절율에서 흡수율을 나타낸 모식도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에서, 빛이 조사되는 경우 캐리어 플레이트 단면의 모식도 이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예의 전자소자층의 단면의 모식도이다.
도 11은 본 발명의 플렉서블 기판의 리프트 오프 방법의 흐름도이다.
도 12는 본 발명의 대상체를 준비하는 단계의 구체적인 공정의 흐름도이다.
도 13은 각각 본 발명의 플렉서블 기판을 형성하는 단계의 구체적인 공정의 흐름도(a) 및 전자소자층을 형성하는 단계의 구체적인 공정의 흐름도(b)이다.
도 14는 본 발명의 리프트 오프 하는 단계의 모식도이다.
도 15는 본 발명의 플렉서블 기판의 리프트 오프 방법에 있어서, 하향식 광 조사방법(a) 및 상향식 광 조사방법(b)의 모식도이다.
도 16 및 도 17은 본 발명의 일 실시예의 면 스캔을 통한 리프트 오프 공정의 모식도이다.
도 18은 본 발명의 일 실시예의 캐리어 플레이트의 모식도(a) 및 상기 캐리어 플레이트의 광 흡수 특성을 관찰한 그래프(b)이다.
도 19는 본 발명의 일 실시예의 캐리어 플레이트의 하면(a) 및 상면(b)의 사진, PI가 코팅된 캐리어 플레이트의 상면(c)의 사진 및 상기 리프트 오프 공정 후, 분리된 캐리어 플레이트의 상면 및 PI 필름의 사진(d)이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1 및 도 2는 각각 본 발명의 XFL 리프트 오프 장치(1)의 정면도(도 1) 및 측면도(도 2)이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 XFL 리프트 오프 장치(1)는 상면에 대상체(2)를 위치시킬 수 있는 스테이지부(100); 및 상기 스테이지부(100)와 이격되어 위치하고, 상기 대상체(2)를 향하여 광을 조사하는 하나 이상의 제논 플래쉬 램프(xenon flash lamp; XFL)(210)를 포함하는 XFL 모듈부(200);를 포함한다.
먼저, 본 발명의 XFL 리프트 오프 장치(1)는 XFL 리프트 오프 장치(1)는 상면에 대상체(2)를 위치시킬 수 있는 스테이지부(100)를 포함한다.
도 3은 본 발명의 XFL 리프트 오프 장치(1)의 스테이지부(100)의 모식도이다.
도 3을 참조하면, 상기 스테이지부(100)는 제 1 관통 홀(111)을 포함하고, 상기 제 1 관통 홀(111) 하부에 윈도우(113)를 거치할 수 있는 제 1 안착 홈(112) 및 윈도우(113)를 포함하고, 상기 윈도우(113) 상부에 대상체(2)를 위치시킬 수 있는 프레임 형태의 스테이지(110); 및 제 2 관통 홀(121)을 포함하고, 상기 제 2 관통 홀(121) 하부에 상기 스테이지(110)를 거치할 수 있는 제 2 안착 홈(122)을 포함하는 판 형태의 스테이지 고정장치(120);를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 스테이지부(100)는 대상체(2)를 위치시킬 수 있는 곳으로 상기 제 1 관통 홀(111) 및 제 2 관통 홀(121)을 포함하여 오픈형태인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 대상체(2)는 상기 스테이지(110)에 포함된 윈도우(113)의 상부에 위치하게 되는데, 상기 윈도우(113)는 후술하는 XFL 모듈부(200)에서 조사되는 광이 통과되어 상기 대상체(2)의 하부에 효과적으로 전달될 수 있기 위하여, 약 100 nm 이상의 파장을 투과할 수 있는 투과성 물질을 포함할 수 있다.
예를 들면, 상기 윈도우(113)를 구성하는 투과성 물질은 MgF2 또는 SiO2(석영)일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 스테이지부(100)는 대상체(2)의 종류에 따라 교환이 가능할 수 있다.
예를 들면, 상기 대상체(2)의 크기에 따라, 상기 스테이지(110)의 크기, 상기 스테이지(110)의 크기에 따라, 상기 제 1 관통홀(111), 제 2 관통홀(121), 스테이지 고정장치(120) 및 윈도우(113)의 크기가 달라 질 수 있다.
다음으로, 본 발명의 XFL 리프트 오프 장치(1)는 상기 스테이지부(100)와 이격되어 위치하고, 상기 대상체(2)를 향하여 광을 조사하는 하나 이상의 제논 플래쉬 램프(XFL)(210)를 포함하는 XFL 모듈부(200)를 포함한다.
도 4는 본 발명의 XFL 리프트 오프 장치(1)의 XFL 모듈부(200)의 모식도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예의 상기 XFL 모듈부(200)는 하나 이상의 제논 플래쉬 램프(XFL)(210)를 포함할 수 있고, 상기 XFL(210)은 다중열으로 배열될 수 있고, 상기 XFL(210)은 대상체에 조사되는 광 분포(211)가 겹쳐지는 광 겹침부(212)가 형성될 수 있도록 배열 될 수 있다.
대상체(2)의 면적이 증가하는 경우, 광이 조사되는 면적에 따라 XFL(210)의 길이가 무한적으로 증가할 수 없는 한계가 존재할 수 있다. 이를 해결하기 위하여, 다중의 XFL(210)를 다중열으로 배치함으로써 대면적의 대상체(2)를 균일하게 스캔할 수 있게 된다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 스테이지부(100) 또는 XFL 모듈부(200)는 대면적 대상체(2)에 균일하게 XFL를 조사하여 균일한 스캔을 하기 위하여 좌우로 이동할 수 있다.
상기 스테이지부(100)는 상기 스테이지부(100)를 일정한 속도로 좌우로 이동시킬 수 있는 스테이지 구동부(미도시)를 더 포함할 수 있고, XFL 모듈부(200)는 상기 XFL의 펄스 및 주파수를 조절할 수 있는 제어부(미도시), 상기 XFL 모듈부(200)를 일정한 속도로 좌우로 이동시킬 수 있는 XFL 모듈 구동부(미도시) 및 상기 XFL에서 조사되는 광을 반사시키는 반사부(220)를 더 포함하여 구성될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예의 XFL 리프트 오프 장치(1) 구동시의 모식도이다.
도 5를 참조하면, 상기 XFL 모듈부(200)를 고정시키고, 상기 스테이지부(100)가 좌우로 이동하며, 대상체(2)의 하부가 면 스캔될 수 있고(도 5의 a), 또는 상기 스테이지부(100)를 고정시키고, 상기 XFL 모듈부(200)가 좌우로 이동하며, 대상체(2)의 하부가 면 스캔될 수 있다(도 5의 b).
도 5는 상기 스테이지부(100) 또는 XFL 모듈부(200)가 좌우로 이동하여 면 스캔하는 방식을 도시하였으나, 상기 스테이지부(100) 및 XFL 모듈부(200)는 이동이 가능한 것으로, 상술한 실시예에 제한되는 것은 아니다. 더욱 상세한 설명은 하기의 양태에서 설명한다.
도 6은 본 발명의 XFL 리프트 오프 장치(1)의 구동시 리프트 오프되는 대상체(2)의 모식도이다.
도 6을 참조하면, 상기 대상체(2)는 지지기판(11) 및 상기 지지기판(11) 상에 위치하는 광열변환층(light to heat conversion; LTHC)(12)을 포함하는 캐리어 플레이트(10); 상기 캐리어 플레이트(10) 상에 위치하는 플렉서블 기판(20); 및 상기 플렉서블 기판(20) 상에 위치하는 전자소자층(30)을 포함한다.
먼저 본 발명의 대상체(2)는 캐리어 플레이트(10)를 포함한다.
본 명세서에서, 캐리어 플레이트(10)란, 플렉서블 전자소자의 제작에 있어서, 플렉서블 기판(20)의 이용 및 취급이 용이하도록 상기 플렉서블 기판(20)과 합착되는 기판을 의미한다. 상기 캐리어 플레이트(10)는 상기 플렉서블 기판(20)을 충분히 지지할 수 있고 이송이 가능해야 하며, 본 발명의 일 실시예에서, 상기 캐리어 플레이트(10)는 본 발명의 XFL 리프트 오프 장치(1)의 구동 시 스캔되는 면으로, 상기 XFL 리프트 오프 장치(1)의 구동 결과 플렉서블 기판(20)과 분리되는 기판을 의미한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예의 캐리어 플레이트(10)의 단면의 모식도이다.
도 7의 a)를 참조하면, 상기 캐리어 플레이트(10)는 지지기판(11); 상기 지지기판(11) 상에 위치하는 광열변환층(12); 및 상기 광열변환층(12) 상에 위치하는 보호층(13)을 포함할 수 있다.
먼저, 상기 캐리어 플레이트(10)는 지지기판(11)을 포함한다. 상기 지지기판(11)은 상부에 광열변환층(12) 및 보호층(13)을 차례로 적층할 수 있고, 상기 지지기판(11)의 하부면은 XFL의 조사를 직접 받는 광 조사면에 해당된다. 따라서, 상기 지지기판(11)은 광 투과성을 가질 수 있고, 상기 지지기판(11)의 재질은 광이 투과하는 재질, 예를 들면 유리기판 또는 석영기판일 수 있다.
다음으로, 상기 캐리어 플레이트(10)는 광열변환층(12)을 포함한다. 상기 광열변환층(12)은 상기 지지기판(11)의 상부에 형성된 것으로, 상기 광열변환층(12)의 특정 지점에 광이 조사되면, 상기 광열변환층(12)에 광이 흡수되어 열이 발생할 수 있다. 예를 들면, 상기 광열변환층(12)은 본 발명의 XFL에서 조사되는 광의 90 % 이상을 흡수하여 열로 변환 시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 광열변환층(12)에 의하여 발생한 열은 플렉서블 기판(20) 및 상기 캐리어 플레이트(10)를 서로 분리시킬 수 있다.
도 7의 b)를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에서, 상기 광열변환층(12)은 금속층(12a)을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 광열변환층(12)은 금속층(12a)의 단층구조로 형성될 수 있다.
이때, 상기 금속층(12a)의 두께는 10 nm 내지 500 nm로 설정되는 것이 바람직하다. 상기 금속층(12a)의 두께가 10 nm 미만이면, 광 투과율이 높아 XFL에서 조사된 빛이 소자기판에 손상을 줄 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 금속층(12a)은 넓은 영역대(broadband)의 가시광(350 nm 내지 800 nm)을 흡수할 수 있는 금속, 예를 들면, 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr), 티탄(Ti), 주석(Sn), 텅스텐(W), 이리듐(Ir), 코발트(Co), 니켈(Ni) 및 이들 중 하나 이상의 금속을 포함하는 합금 중 어느 하나의 재질로 구성될 수 있다.
도 7의 c)를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에서, 상기 광열변환층(12)은 제 1 금속층(12b), 버퍼층(12c) 및 제 2 금속층(12d)이 차례로 적층된 구조를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 제 1 금속층(12b)의 두께는 상기 제 2 금속층(12d)의 두께보다 얇을 수 있고, 상기 제1 금속층(12b)과 제2 금속층(12d)은 복소수 굴절율에서 굴절률(n, refractive index)과 소멸계수(k, extinction coefficient)의 곱(n x k)이 550 nm 에서 2 이상일 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 제 1 금속층(12b) 및 제 2 금속층(12d)은 굴절률(n, refractive index)과 소멸계수(k, extinction coefficient)로 이루어진 복소수 굴절률(complex refractive index) = n + jk 값으로 나타낼 수 있다.
도 8은 550 nm 파장에서 각각 금속의 두께가 10 nm 일 때, 복소수 굴절율에서 흡수율을 나타낸다.
도 8을 참조하면, 복소수 굴절율에서 굴절률(n, refractive index)과 소멸계수(k, extinction coefficient)의 곱 (n x k) 이 클 수록 광 흡수율이 증가하고 넓은 영역대(broadband)의 가시광(350 nm 내지 800 nm)에서 높은 광 흡수율 특성을 가지는 것을 알 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 제1 금속층(12b) 및 제2 금속층(12d)은 복소수 굴절율에서 굴절률(n, refractive index)과 소멸계수(k, extinction coefficient)의 곱 (n x k) 이 550 nm 에서 2 이상일 수 있고, 이로 인해 높은 광 흡수율의 특성을 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 제 1금속층(12b) 및 제 2 금속층(12d)의 두께는 각각 1 nm 내지 20 nm일 수 있고, 제 2 금속층(12d)의 두께는 반사역할을 위해서 제 1 금속층(12b) 보다 두께가 두꺼울 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 제 1 금속층(12b) 및 제 2 금속층(12d)은 넓은 영역대(broadband)의 가시광(350 nm 내지800 nm)을 흡수할 수 있는 금속, 예를 들면, 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr), 티탄(Ti), 주석(Sn), 텅스텐(W), 이리듐(Ir), 코발트(Co), 니켈(Ni) 및 이들 중 하나 이상의 금속을 포함하는 합금 중 어느 하나의 재질로 구성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 제 1 금속층(12b) 및 제 2 금속층(12d)은 같은 재질의 금속을 포함할 수 있으나, 다른 종류의 금속을 포함하여도 무방하다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 제 1 금속층(12b) 및 제 2 금속층(12d)의 사이에 버퍼층(12c)을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 버퍼층(12c)은 투명한 산화물, 예를 들면, 실리콘 산화막, 실리콘 질화막 또는 실리콘 산질화막, 산화알루미늄(Al2O3), ITO 및 이들의 조합으로 구성된 군으로부터 선택되는 어느 하나를 포함할 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에서, 빛이 조사되는 경우 캐리어 플레이트(10)의 단면의 모식도이다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에서, 상기 광열변환층(12)은 광 간섭 (optical interference), 금속층의 흡수(absorption) 및 분산(dispersion)의 최적 조건에서 광 흡수를 최대로 만들 수 있다.
예를 들면, 상기 제 2 금속층(12d)은 상기 제 1 금속층(12b)에 비하여 두꺼운 금속층으로 주로 반사 역할을 하며, 버퍼층(13)은 phase-matching층으로 제2 금속층에서 반사된 빛의 위상(phase)을 조절하는 역할을 할 수 있다. 이때, 제 1 금속층(12b)은 제 2 금속층(12d)에 비하여 얇은 금속층으로 투과, 반사 및 흡수가 일어날 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 제1금속층(12b)에서 반사된 빛(도 9의 ① 및 ②)의 세기와 제 2 금속층(12d)에서 반사된 빛(도 9의 ③)의 세기를 동일하게 만들고, 버퍼층(13)의 두께 조절을 통해서 위상차를 180 도로 만들어 제 1 금속층(12b)과 지지기판(11) 사이에 반사된 빛의 세기를 최소화, 예를 들면, 0으로 만들 수 있고, 이를 통해 광 흡수를 최대로 할 수 있다.
도 7의 d)를 참조하면, 상기 광열변환층(12)은 지지기판(11) 및 제 1 금속층(12b) 사이에 패턴층(12e)을 포함할 수 있다.
상기 패턴층(12e)는 본 발명의 XFL 리프트 오프 장치(1)의 구동 시, 대면적 리프트 오프의 균일도를 향상시키기 위한 것으로, 알루미늄(Al) 또는 은(Ag)으로 패턴을 형성할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
다음으로, 상기 캐리어 플레이트(10)는 보호층(13)을 포함한다. 상기 보호층(13)의 상면은 플렉서블 기판(20)이 직접 코팅되어 상기 플렉서블 기판(20)의 하부층의 손상을 방지한다.
또한, 상기 보호층(13)은 상기 광열변환층(12)의 상면에 적층되고, 상기 광열변환층(12)의 표면이 노출되어 산화되는 것을 방지한다. 따라서, 상기 캐리어 플레이트(10)는 재사용(recycle)이 가능 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 보호층(13)은 예를 들면, 실리콘 산화막, 실리콘 질화막 또는 실리콘 산질화막, 산화알루미늄(Al2O3), ITO 및 이들의 조합으로 구성된 군으로부터 선택되는 어느 하나를 포함할 수 있다.
다음으로 본 발명의 대상체(2)는 상술한 캐리어 플레이트(10) 상에 위치하는 플렉서블 기판(20)을 포함한다. 상기 플렉서블 기판(20)은 박형 유리 기판, 메탈호일 기판 또는 고분자(플라스틱) 기판일 수 있고, 예를 들면, PET(polyethylene terephthalate), 폴리에스테르(polyester), PC(Polycarbonate), PI(polyimide), PEN(polyethylene naphthalate), PEEK(polyether ether ketone), PAR(polyarylate), PCO(polycylicolefin), 폴리노보넨(polyorbornene), PES(polyethersulphone) 및 COP(cycloolefin polyer)로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나의 고분자를 포함할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
다음으로 본 발명의 대상체(2)는 상기 플렉서블 기판(20) 상에 위치하는 전자소자층(30)을 포함한다.
도 10은 본 발명의 일 실시예의 전자소자층(30)의 단면의 모식도이다.
도 10을 참조하면, 상기 대상체(2)는 OLED 전자소자를 포함하는 전자소자층(30)일 수 있고, 상기 전자소자층(30)은 배리어층(31), TFT층(32), OLED층(33) 및 TFE층(34)을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 배리어층(31)은 대기중의 산소, 수분, 질소 산화물, 황 산화물 또는 오존의 투과를 방지하는 갖는 층을 의미할 수 있다. 상기 배리어층(31)의 재료는 수분 및 산소 등의 소자 열화를 촉진하는 물질들이 소자로 들어가는 것을 방지하는 기능을 갖는 재료일 수 있으며, 예를 들면, In, Sn, Pb, Au, Cu, Ag, Al, Ti 및 Ni 등의 금속; TiO, TiO2, Ti3O3, Al2O3, MgO, SiO, SiO2, GeO, NiO, CaO, BaO, Fe2O3, Y2O3, ZrO2, Nb2O3 및 CeO2및 등의 금속 산화물; SiN 등의 금속 질화물; SiON 등의 금속 산질화물; MgF2, LiF, AlF3 및 CaF2등의 금속 불화물; 을 포함할 수 있다. 상기 배리어층(3a)의 두께는 특별히 제한되지 않으며, 의도된 용도에 따라 적합하게 선택될 수 있다.
또한, 상기 TFT층(32)의 상기 TFT(Thin Film Transistor)는 박막 트랜지스터를 의미한다. 상기 TFT는 작은 반도체의 일종으로 전기적인 신호를 제어하여 스위치 역할을 하는 소자를 의미하고, 예를 들면, 픽셀전극을 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 상기 OLED층(33)의 상기 OLED(Organic Light Emitting Diodes)는 디스플레이의 기본 단위인 픽셀에 유기 발광 물질을 사용해 이미지를 표현하는 소자를 의미하며, 전류가 흐를 때 스스로 빛을 내는 유기 물질을 활용하여 빛을 내는 방식을 사용한다.
또한, 상기 TFE층(34)은 유기층 및 무기층을 다층 구조로 적층한 형태의 구조일 수 있고, 이때 유기층은 아크릴레이트(Acrylate) 계열의 재질, 무기층은, SiO₂, SiNx 및 Al₂O₃ 중에서 선택된 하나의 재질일 수 있다.
본 발명의 일 양태는 플렉서블 기판(20)의 리프트 오프 방법을 제공한다.
도 11은 본 발명의 플렉서블 기판(20)의 리프트 오프 방법의 흐름도이다.
도 11을 참조하면, 본 발명의 플렉서블 기판(20)의 리프트 오프 방법은 대상체(2)를 준비하는 단계(S100); 스테이지(110)에 상기 대상체(2)를 위치시키는 단계(S200); 상기 스테이지(110)를 스테이지 고정장치(120)에 고정하는 단계(S300); 및 상기 대상체(2)의 상면 또는 하면에 광을 조사하여, 상기 대상체(2)를 리프트 오프 하는 단계(S400);를 포함한다.
먼저, 본 발명의 플렉서블 기판(20)의 리프트 오프 방법은 대상체(2)를 준비하는 단계(S10)를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 대상체(2)는 상기 양태에서 설명한 대상체(2)일 수 있고, 예를 들면, OLED층(33)을 포함하여 OLED 소자의 제작을 위한 것일 수 있다.
도 12는 상기 대상체(2)를 준비하는 단계(S100)의 구체적인 공정의 흐름도이다.
도 12를 참조하면, 상기 대상체(2)를 준비하는 단계(S100)는 캐리어 플레이트(10)를 제공하는 단계(S110); 플렉서블 기판(20)을 형성하는 단계(S120); 전자소자층(30)을 형성하는 단계(S130)을 포함한다.
먼저, 대상체(2)를 준비하는 단계(S100)는 캐리어 플레이트(10)를 제공하는 단계(S110)를 포함한다.
상기 캐리어 플레이트(10)란, 플렉서블 전자소자의 제작에 있어서, 플렉서블 기판(20)의 이용 및 취급이 용이하도록 상기 플렉서블 기판(20)과 합착되는 기판을 의미한다. 상기 캐리어 플레이트(10)는 상기 플렉서블 기판(20)을 충분히 지지할 수 있고 이송이 가능해야 하며, 본 발명의 일 실시예에서, 상기 캐리어 플레이트(10)는 본 발명의 XFL 리프트 오프 장치(1)의 구동 시 스캔되는 면으로, 상기 XFL 리프트 오프 장치(1)의 구동 결과 플렉서블 기판(20)과 분리되는 기판을 의미한다.
도 7의 a)를 참조하면, 상기 캐리어 플레이트(10)는 지지기판(11); 상기 지지기판(11) 상에 위치하는 광열변환층(12); 및 상기 광열변환층(12) 상에 위치하는 보호층(13)을 포함할 수 있다.
상기 캐리어 플레이트(10)의 각각의 구성에 대한 상세한 설명은 상기 양태에서 설명한 것으로 갈음한다.
다음으로, 상기 대상체(2)를 준비하는 단계(S100)는 상기 캐리어 플레이트(10) 상면에 플렉서블 기판(20)을 형성하는 단계(S120)를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 플렉서블 기판(20)은 본 발명의 일 실시예에 의하여 리프트 오프되어 제조된 전자소자의 기판에 해당할 수 있고, 상기 플렉서블 기판(20)은 예를 들면, 박형 유리 기판, 메탈호일 기판 또는 고분자(플라스틱) 기판일 수 있고, 예를 들면, PET(polyethylene terephthalate), 폴리에스테르(polyester), PC(Polycarbonate), PI(polyimide), PEN(polyethylene naphthalate), PEEK(polyether ether ketone), PAR(polyarylate), PCO(polycylicolefin), 폴리노보넨(polyorbornene), PES(polyethersulphone) 및 COP(cycloolefin polyer)로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나의 고분자를 포함할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
도 13의 a)는 상기 플렉서블 기판(20)을 형성하는 단계(S120)의 구체적인 공정의 흐름도이다.
도 13의 a)를 참조하면, 상기 플렉서블 기판(20)을 형성하는 단계(S120)는 액상의 고분자를 코팅하는 단계(S121) 및 상기 코팅된 액상의 고분자를 경화하는 단계(S122)를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 플렉서블 기판은 예를 들면, PI를 포함할 수 있고, 예를 들면, 상기 캐리어 플레이트(20)의 상면에 PAA(poly amic acid)를 직접 코팅한 후, 이를 이미드 경화하여 PI를 포함한 플렉서블 기판(20)을 형성할 수 있다.
상기 PI는 비교적 결정화도가 낮거나 대부분 비결정성 구조를 가지고, 합성이 용이하고 박막형 필름을 만들 수 있으며 경화를 위한 가교기가 필요하지 않은 장점뿐 아니라 투명성, 강직한 사슬구조에 의해 뛰어난 내열성과 내화학성, 우수한 기계적 물성, 전기적 특성 및 치수안정성을 갖고 있는 고분자 재료이다.
본 발명의 구체적인 실시예에서, 상기 PAA는 다이아민 단량체 및 다이안하이드라이드 단량체를 약 1.0: 1.05의 몰비로 상온에서 반응시켜 수득할 수 있다.
발명의 구체적인 실시예에서, 상기 수득한 PAA를 상기 캐리어 플레이트(10)의 상면에 코팅 할 수 있고, 상기 PAA가 코팅된 캐리어 플레이트(10)의 상면을 열처리 하여 이미드 경화하여, 상면에 플렉서블 기판(20)이 코팅된 캐리어 플레이트(10)를 수득할 수 있다.
다음으로, 상기 대상체(2)를 준비하는 단계(S100)는 상기 플렉서블 기판(10) 상에 전자소자층(30)을 형성하는 단계(S130)를 포함한다. 본 발명의 일 실시예에서, 리프트 오프 되어 제조되는 플렉서블 전자소자는 유기발광다이오드(OLED)일 수 있다.
도 13의 b)는 상기 전자소자층(30)을 형성하는 단계(S130)의 구체적인 공정의 흐름도이다.
도 13의 b)를 참조하면, 상기 전자소자층(30)을 형성하는 단계(S130)는, 상기 플렉서블 기판(20) 상에 배리어(barrier)층(31)을 형성하는 단계(S131); 상기 배리어층(31) 상에 TFT층(32)을 형성하는 단계(S132); 상기 TFT층(32) 상에 OLED층(33)을 형성하는 단계(S133); 상기 OLED층(33) 상에 TFE층(34)을 형성하는 단계(S134); 를 포함할 수 있다.
먼저, 상기 전자소자층(30)를 형성하는 단계(S130)는 상기 플렉서블 기판(20) 상에 배리어층(31)을 형성하는 단계(S131)를 포함할 수 있다.
상기 배리어층(31)을 형성하는 단계(S131)는 예를 들면, 스퍼터링, PECVD, ALD 등의 공정에 의해 이루어 질 수 있으나, 본 명세서가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이라면, 이를 한정하지 않는다.
예를 들면, 상기 배리어층(31)은 대기중의 산소, 수분, 질소 산화물, 황 산화물 또는 오존의 투과를 방지하는 갖는 층을 의미할 수 있다. 상기 배리어층(31)의 재료는 수분 및 산소 등의 소자 열화를 촉진하는 물질들이 소자로 들어가는 것을 방지하는 기능을 갖는 재료일 수 있으며, 예를 들면, In, Sn, Pb, Au, Cu, Ag, Al, Ti 및 Ni 등의 금속; TiO, TiO2, Ti3O3, Al2O3, MgO, SiO, SiO2, GeO, NiO, CaO, BaO, Fe2O3, Y2O3, ZrO2, Nb2O3 및 CeO2및 등의 금속 산화물; SiN 등의 금속 질화물; SiON 등의 금속 산질화물; MgF2, LiF, AlF3 및 CaF2등의 금속 불화물; 을 포함할 수 있다. 상기 배리어층(31)의 두께는 특별히 제한되지 않으며, 의도된 용도에 따라 적합하게 선택될 수 있다.
다음으로, 본 발명의 상기 전자소자층(30)을 형성하는 단계(S130)는 상기 배리어층(31) 상에 TFT층(32)을 형성하는 단계(S132)를 포함할 수 있다.
상기 TFT(Thin Film Transistor)는 박막 트랜지스터를 의미한다. 상기 TFT는 작은 반도체의 일종으로 전기적인 신호를 제어하여 스위치 역할을 하는 소자를 의미하고, 예를 들면, 픽셀전극을 포함하여 구성될 수 있다.
상기 TFT층(32)을 형성하는 단계(S132)는 본 명세서가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이라면, 이를 한정하지 않는다.
다음으로, 본 발명의 상기 전자소자층(30)을 형성하는 단계(S130)는 상기 TFT층(32) 상에 OLED층(33)을 형성하는 단계(S133)를 포함한다.
상기 OLED(Organic Light Emitting Diodes)는 디스플레이의 기본 단위인 픽셀에 유기 발광 물질을 사용해 이미지를 표현하는 소자를 의미하며, 전류가 흐를 때 스스로 빛을 내는 유기 물질을 활용하여 빛을 내는 방식을 사용한다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 OLED층(33)을 형성하는 단계(S133)는 상기 TFT층(32)의 픽셀전극에 유기형광물질을 Evaporation 공정법으로 증착하여 형성 될 수 있으나, 본 명세서가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이라면, 이를 한정하지 않는다.
다음으로, 본 발명의 상기 전자소자층(30)을 형성하는 단계(S130)는 상기 OLED층(33) 상에 TFE층(34)을 형성하는 단계(S134)를 포함한다.
상기 TFE층(34)을 형성하는 단계는 캡슐화공정(Encapsulation)을 통하여 수행된다. 상기 캡슐화 공정은 상기 OLED층(33)을 형성하는 단계(S133)에서 형성된 OLED소자를 감싸서 내부의 유기물질과 전극을 대기중의 산소와 수분으로부터 보호하기 위한 공정이다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 TFE층(34)은 유기층 및 무기층을 다층 구조로 적층한 형태의 구조일 수 있고, 이때 유기층은 아크릴레이트(Acrylate) 계열의 재질, 무기층은, SiO₂, SiNx 및 Al₂O₃ 중에서 선택된 하나의 재질일 수 있다.
상기 TFE층(34)을 형성하는 단계(S134)는 ALD를 통하여 수행될 수 있으나, 본 명세서가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이라면, 이를 한정하지 않는다.
다음으로, 본 발명의 플렉서블 기판(20)의 리프트 오프 방법은 스테이지(110)에 상기 대상체(2)를 위치시키는 단계(S200); 상기 스테이지(110)를 스테이지 고정장치(120)에 고정하는 단계(S300) 및 대상체(2)의 상면 또는 하면에 광을 조사하여 상기 대상체(2)를 리프트 오프 하는 단계(S400)를 포함한다.
도 14는 본 발명의 리프트 오프 하는 단계(S400)의 모식도이고, 도 15는 본 발명의 플렉서블 기판의 리프트 오프 방법에 있어서, 하향식 광 조사방법(a) 및 상향식 광 조사방법(b)의 모식도이다.
도 14를 참조하면, 본 발명의 XFL 리프트 오프 장치(1)의 XFL 모듈부(200)에 포함된 XFL(210)가 상기 대상체(2)의 캐리어 플레이트(10)의 플렉서블 기판(20)이 적층되는 면의 반대 면을 향하여 광을 조사하면, 상기 대상체(2)에서 상기 플렉서블 기판(20)이 캐리어 플레이트(10)로부터 분리 될 수 있다.
도 15를 참조하면, 상기 리프트 오프 하는 단계(S400)에서, 광 조사방법은 하향식(도 15의 a) 또는 상향식(도 15의 b)으로 수행될 수 있는데, 상기 광 조사방법에 따라 상기 스테이지(110)에 상기 대상체(2)를 위치시키는 단계(S200)에서, 상기 대상체(2)가 상기 스테이지(110)에 위치되는 방법이 달라질 수 있다.
예를 들면, 상기 대상체(2)의 상기 캐리어 플레이트(10)의 플렉서블 기판(20)이 적층되는 면이 상기 스테이지(110)의 하부에 위치하도록 하여 위치시킬 수 있다. 이러한 형태로 대상체(2)를 상기 스테이지(110)에 위치시키면, 상기 대상체(2)에 하향식 광 조사방법을 통하여 광을 균일하게 조사하여 면 스캔이 가능할 수 있다(도 15의 a).
또 다른 예를 들면, 상기 대상체(2)는 상기 캐리어 플레이트(10)에서, 플렉서블 기판(20)이 적층되는 면의 반대 면이 상기 스테이지(110)의 하부에 위치하도록 하여 위치시킬 수 있다. 이러한 형태로 대상체(2)를 상기 스테이지(110)에 위치시키면, 상기 대상체(2)에 상향식 광 조사방법을 통하여 광을 균일하게 조사하여 면 스캔이 가능할 수 있다(도 15의 b).
상기 캐리어 플레이트(10)는 본 발명의 XFL 리프트 오프 장치(1)의 구동 시 스캔되는 면을 의미한다.
따라서, 상기 리프트 오프 하는 단계(S400)에서, 대상체(2)의 상면은 상기 일 실시예에서, 캐리어 플레이트(10)의 플렉서블 기판(20)이 적층되는 면이 상기 스테이지(110)의 하부에 위치되는 경우, 하향식 광 조사방법에 의하여 조사되는 광에 노출되는 캐리어 플레이트(10)면일 수 있다.
또한, 상기 리프트 오프 하는 단계(S400)에서, 상기 대상체(2)의 하면은 상기 또 다른 실시예에서, 캐리어 플레이트(10)의 플렉서블 기판(20)이 적층되는 면의 반대 면이 상기 스테이지(110)의 하부에 위치되는 경우, 스테이지(110)의 윈도우(113)를 통과하여 상향식 광 조사방법에 의하여 조사되는 광에 노출되는 캐리어 플레이트(10)면일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 리프트 오프 하는 단계(S400)는 XFL의 열에너지로 인하여 수행될 수 있다.
예를 들면, 상기 대상체(2)에 XFL(210)에 의한 광이 조사되면, 상기 광을 상기 대상체(2)가 포함하는 광열변환층(12)이 열에너지로 변환하게 되고, 상기 열에너지는 상기 보호층(13) 상면에 적층된 플렉서블 기판(20)을 가열 하게 되고, 상기 가열로 인하여, 순간적으로 상기 플렉서블 기판(20)은 상기 캐리어 플레이트(10)로부터 분리 될 수 있게 된다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 조사되는 광의 구동 파형을 조절하여, 상기 캐리어 플레이트(10)와 상기 플렉서블 기판(20)을 분리할 수 있다. 예를 들면, 조사되는 XFL의 펄스 폭(pulse width)은 0.1 ms 내지 50 ms 일 수 있고, 이때, 펄스당 에너지는 1 J/cm2 내지 15 J/ cm2 일 수 있고, 주파수는 1 Hz 내지 50 Hz일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 리프트 오프 하는 단계(S400)는 스테이지부(100) 또는 XLF 모듈부(200)가 좌우로 이동하여 면 스캔하여 수행될 수 있고, 이때, 상기 XFL 모듈부(200) 또는 스테이지부(100)의 이동 속도는 1 mm/s 내지 500 mm/s 일 수 있다.
도 16 및 도 17은 본 발명의 일 실시예의 면 스캔을 통한 리프트 오프 공정의 모식도이다.
구체적으로, 도 16은 상향식 방법으로 광을 조사하고, XFL모듈부(200)를 고정하고, 스테이지부(100)를 이동시키는 경우의 모식도로, 상기 XFL모듈부(200)는 3 개의 XFL(210a, 210b 및 220c)를 포함할 수 있고, 스테이지부(100)는 대상체(2)를 포함할 수 있고, 상기 대상체(2)는 A1, A2 및 A3의 리프트오프 되는 구역 및 각각의 광 분포(211)가 오버랩(overlap) 되는 광 겹침부(212)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 도 16은 XFL 리프트 오프장치(1)를 측면에서 바라본 모식도로, 하기의 상면 및 하면은 XFL 리프트 오프장치(1)를 정면에서 바라보는 경우 좌우방향에 해당할 수 있다.
상기 도 16을 참조하여 본 발명의 리프트 오프 방법을 구체적으로 설명하면, 상기 스테이지부(100)가 도 16을 기준으로 하여 상면으로 1 mm/s 내지 500 mm/s의 속도로 이동함과 동시에, XFL(210a)가 1 Hz 내지 50 Hz의 주파수로 광을 조사하게 되면 상기 조사되는 광은 A1 구역에 걸쳐 광 분포(211)를 가지게 되고 상기 대상체(2)의 A1 구역은 리프트 오프 공정이 진행될 수 있다.
이어서, 상기 스테이지부(100)가 도 16을 기준으로 하여 하면으로 1 mm/s 내지 500 mm/s의 속도로 이동함과 동시에 XFL(210b)가 1 Hz 내지 50 Hz의 주파수로 광을 조사하게 되면 상기 조사되는 광은 A2 구역에 걸쳐 광 분포(211)를 가지게 되고 상기 대상체(2)의 A2 구역은 리프트 오프 공정이 진행될 수 있다.
이어서, 상기 스테이지부(100)가 도 16을 기준으로 하여 상면으로 1 mm/s 내지 500 mm/s의 속도로 이동함과 동시에, 상기 XFL(210c)가 1 Hz 내지 50 Hz의 주파수로 광을 조사하게 되면 상기 조사되는 광은 A3 구역에 걸쳐 광 분포(211)를 가지게 되고 상기 대상체(2)의 A3 구역은 리프트 오프 공정이 진행될 수 있다.
이때, A1 과 A2, A-2 와 A3는 조사되는 광이 오버랩(overlap)되는 광 겹침부(212)를 포함하는 것이 바람직하며, 각각의 XFL(210a, 210b 및 210c)는 상기 리프트 오프 하는 단계(S400)에서, 상기 대상체(2)가 상기 광 겹침부(212)를 포함하도록 위치할 수 있다.
구체적으로, 도 17은 하향식 방법으로 광을 조사하고, XFL모듈부(200)를 고정하고, 스테이지부(100)를 이동시키는 경우의 모식도로, 상기 XFL모듈부(200)는 1 개의 XFL(210)를 포함할 수 있고, 스테이지부(100)는 대상체(2)를 포함할 수 있고, 상기 대상체(2)는 B1, B2, B3 및 B4의 리프트오프 되는 구역 및 각각의 광 분포(211)가 오버랩(overlap) 되는 광 겹침부(212)를 포함할 수 있다.
상기 도 17을 참조하여 본 발명의 리프트 오프 방법을 구체적으로 설명하면, 먼저 상기 B1 구역이 상기 XFL모듈부(200)의 하면에 위치하도록 상기 스테이지부(100)를 위치시킨 후, XFL에서 광을 조사하기 시작하면서, 상기 스테이지부(100)를 도 17을 기준으로 좌측으로 이동시켜 상기 대상체(2)의 B1, B2, B3 및 B4 구역이 상기 XFL모듈부(200)의 하면에 차례대로 위치하도록 하여, 상기 B1, B2, B3 및 B4 구역에 차례대로 광이 조사되고, 리프트 오프되게 하여 수행 될 수 있다.
이때, B1과 B2, B-2와 B3 및 B3와 B4는 조사되는 광이 오버랩(overlap)되는 광 겹침부(212)를 포함하는 것이 바람직하며, 상기 광 겹침부(212)를 포함하기 위하여, 상기 XFL이 조사하는 광의 광 분포(211) 너비가 예를 들어, D mm인 경우, 상기 스테이지부(100)의 이동 속도는 d mm/s(이때, D > d)일 수 있다.
종래에는 플렉서블 전자소자를 제조하기 위한 캐리어 플레이트(10) 및 플렉서블 기판(20) 분리공정에서, 상기 플렉서블 기판(20)의 하부에 희생층을 형성하거나, 레이져, UV등을 조사하는 방법을 수행하였다.
본 발명의 리프트 오프 방법은 본 발명의 XFL 리프트 오프 장치(1)를 사용하여, 대면적 조사가 가능 하고, 광열변환층(12)을 이용하여 빠르게 분리할 수 있다. 또한, 본 발명의 방법을 통하여 플렉서블 기판(20)과 분리된 캐리어 플레이트(10)는 보호층(13)으로 인하여 상기 광열변환층(12)이 외부에 노출되는 것을 방지 할 수 있고, 이로 인하여, 상기 캐리어 플레이트(10)를 재사용(recycle)할 수 있다.
따라서, 본 발명의 XFL 리프트 오프 장치(1)는 종래 레이저 리프트 오프 장치에 비하여 저렴한바, 플렉서블 전자소자의 제조비용 및 유지비용을 절감할 수 있어 경제적인 장점이 있고, 본 발명의 XFL 리프트 오프 방법은, 캐리어 플레이트(10)와 플렉서블 기판(20)을 분리할 때, 상기 플렉서블 기판(10)의 열적 손상을 줄일 수 있고, 레이저와 같은 라인 스캔 방식이 아닌 제논 플래시 램프(210)의 면 스캔 방식에 의하여 수행되는 바, 높은 공정 속도가 확보될 수 있다.
실시예
제조예 1.
유리기판인 지지기판의 상부에 제 1 금속층으로 Mo을 5 nm, 버퍼층으로 SiO2 를 90 nm, 제 2 금속층으로 Mo을 200 nm 및 보호층으로 200 nm를 차례로 적층하여 캐리어 플레이트를 제작하고, 모식도를 도 18의 a)에 도시하였다.
실험예 1. 광 흡수 특성
상기 제조예 1 에서 제조한 캐리어 플레이트의 광 흡수율을 측정하기 위하여, 파장을 달리하여 XFL을 조사하고, 파장에 따른 흡수율을 조사하고 결과를 도 18의 b)에 도시 하였다.
도 18의 b)를 참조하면, 약 450 nm이상의 파장의 광원을 조사하면, 약 90 % 이상의 광 흡수율을 보이고, 가시광 영역대 파장에서 광 흡수율이 95 %이상이 되는 것을 확인할 수 있었다. 따라서, 제 1 금속층과 지지기판 사이에 반사된 빛이 거의 0이 되고, 공기층(Air)과 지지기판 사이에 대략 4 % 정도의 반사율이 형성되는 것을 알 수 있었다.
실험예 2. 플렉서블 기판의 탈착
플렉서블 기판의 탈착여부를 실험하기 위하여, 상기 제조예 1에서 제조한 캐리어 플레이트에 PI를 코팅하고, 본 발명의 XFL 리프트 오프 장치를 이용하여 리프트 오프 공정을 수행하였다.
상기 PI가 코팅된 캐리어 플레이트의 지지기판면이 하면을 향하게 하여 스테이지에 위치시키고, 스테이지 고정장치에 고정한 후, 스테이지를 좌우로 이동시키며, XFL 모듈의 XFL을 상기 캐리어 플레이트의 하면을 향하여 하기의 조건으로 조사하여 면 스캔 하였다: Voltage: 500V, 펄스 폭: 5ms, 주파수: 1 Hz, 펄스 수: 1 EA
도 19은 제조예 1에서 제조된 캐리어 플레이트의 하면(a) 및 상면(b)의 사진, PI가 코팅된 캐리어 플레이트의 상면(c)의 사진 및 상기 리프트 오프 공정 후, 분리된 캐리어 플레이트의 상면 및 PI 필름의 사진(d)이다.
실험결과, 본 발명의 XFL 리프트 오프 공정 장치를 사용하여 리프트 오프 공정을 진행한 경우, 잔여물 없이 깨끗하게 캐리어 플레이트와 플렉서블 기판이 분리될 수 있는 것을 확인할 수 있었다.
상기에서 설명한 본 발명의 기술적 사상은 바람직한 실시예에서 구체적으로 기술되었으나, 상기 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술적 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
1: XFL 리프트 오프 장치
2: 대상체
10: 캐리어 플레이트
11: 지지기판
12: 광열변환층
13: 보호층
12a: 금속층
12b: 제 1 금속층
12c: 버퍼층
12d: 제 2 금속층
12e: 패턴층
20: 플렉서블 기판
30: 전자소자층
31: 배리어층
32: TFT층
33: OLED층
34: TFE층
100: 스테이지부
110: 스테이지
111: 제 1 관통 홀
112: 제 1 안착 홈,
113: 윈도우
120: 스테이지 고정장치
121: 제 2 관통 홀
122: 제 2 안착 홈
200: XFL 모듈부
210: 제논 플래쉬 램프(XFL)
211: 광 분포(XFL 유효 영역)
212: 광 겹침부
220: 반사부

Claims (12)

  1. 상면에 대상체를 위치시킬 수 있는 스테이지부; 및
    상기 스테이지부와 이격되어 위치하고, 상기 대상체를 향하여 광을 조사하는 하나 이상의 제논 플래쉬 램프(xenon flash lamp; XFL)를 포함하는 XFL모듈부;
    를 포함하는 XFL 리프트 오프 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 스테이지부는,
    제 1 관통 홀을 포함하고, 상기 제 1 관통 홀 하부에 윈도우를 거치할 수 있는 제 1 안착 홈 및 윈도우를 포함하고, 상기 윈도우 상부에 대상체를 위치시킬 수 있는 프레임 형태의 스테이지; 및
    제 2 관통 홀을 포함하고, 상기 제 2 관통 홀 하부에 상기 스테이지를 거치할 수 있는 제 2 안착 홈을 포함하는 판 형태의 스테이지 고정장치;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 XFL 리프트 오프 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 윈도우는 100 nm 이상의 파장을 투과할 수 있는 투과성 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 XFL 리프트 오프 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 제논플래쉬 램프는 다중열으로 배열된 것을 특징으로 하는 OLED 디스플레이 제조용 XFL 리프트 오프 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 대상체는,
    지지기판 및 상기 지지기판 상에 위치하는 광열변환층(light to heat conversion; LTHC)을 포함하는 캐리어 플레이트;
    상기 캐리어 플레이트 상에 위치하는 플렉서블 기판; 및
    상기 플렉서블 기판 상에 위치하는 전자소자층;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 XFL 리프트 오프 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    면 스캔 하여 상기 캐리어 플레이트 및 플렉서블 기판을 분리하는 것을 특징으로 하는 XFL 리프트 오프 장치.
  7. 제 1 항의 XFL 리프트 오프 장치를 이용한 리프트 오프 방법에 있어서,
    대상체를 준비하는 단계;
    스테이지에 상기 대상체를 위치시키는 단계;
    상기 스테이지를 스테이지 고정장치에 고정하는 단계; 및
    상기 대상체의 상면 또는 하면에 광을 조사하여, 상기 대상체를 리프트 오프 하는 단계;
    를 포함하는 플렉서블 기판의 리프트 오프 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 리프트 오프 하는 단계는 스테이지부 또는 XLF 모듈부가 좌우로 이동하여 면 스캔하여 수행되는 것을 특징으로 하는 플렉서블 기판의 리프트 오프 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 스테이지부 또는 XFL 모듈부의 이동 속도는 1 mm/s 내지 500 mm/s 인 것을 특징으로 하는 플렉서블 기판의 리프트 오프 방법.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 리프트 오프 하는 단계에서, 상기 조사되는 광의 펄스 폭(pulse wideth)은 0.1 ms 내지 50 ms 인 것을 특징으로 하는 플렉서블 기판의 리프트 오프 방법.
  11. 제 7 항에 있어서,
    상기 리프트 오프 하는 단계에서, 상기 조사되는 광의 펄스당 에너지는 1 J/cm2 내지 15 J/cm2인 것을 특징으로 하는 플렉서블 기판의 리프트 오프 방법.
  12. 제 7 항에 있어서,
    상기 리프트 오프 하는 단계에서, 상기 조사되는 광의 주파수는 1 Hz 내지 50 Hz인 것을 특징으로 하는 플렉서블 기판의 리프트 오프 방법.
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