KR101073559B1

KR101073559B1 - 도너 기판 및 그를 이용한 유기전계발광소자의 제조방법

Info

Publication number: KR101073559B1
Application number: KR1020090097435A
Authority: KR
Inventors: 박진우; 정명종; 표상우; 김효연; 김대훈; 강태민
Original assignee: 삼성모바일디스플레이주식회사
Priority date: 2009-10-13
Filing date: 2009-10-13
Publication date: 2011-10-17
Anticipated expiration: 2029-10-13
Also published as: KR20110040244A; JP5336437B2; US8575649B2; JP2011086607A; US20110084286A1

Abstract

본 발명은 기재 필름; 상기 기재 필름 상에 형성되는 광-열 변환층; 상기 광-열 변환층 상부에 형성되는 버퍼층; 및 상기 버퍼층 상에 형성되는 전사층을 포함하며, 상기 버퍼층은 마그네슘(Mg), 마그네슘 합금(Mg-Alloy) 또는 마그네슘 산화물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 레이저 전사용 도너 기판 및 상기 도너 기판을 이용한 유기전계발광소자의 제조방법을 제공한다.

따라서, 본 발명은 레이저 전사용 도너 기판에서 중간층과 전사층 또는 광열변환층과 전사층 사이에 버퍼층을 형성함으로써 도너 기판과 전사 물질의 표면 특성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

레이저 전사, 버퍼층, 마그네슘

Description

도너 기판 및 그를 이용한 유기전계발광소자의 제조방법{Donor substrate and method of fabricating OLED using the same}

본 발명은 도너 기판 및 그를 이용한 유기전계발광소자의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유기 전계 발광 소자의 유기층을 형성하기 위하여 사용되는 도너 기판 및 그를 이용한 유기전계발광소자의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 유기 전계 발광 소자는 양극 및 음극, 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층, 전자 주입층 등의 여러 층으로 구성된다. 유기 전계 발광 소자는 사용하는 재료에 따라 고분자와 저분자로 나뉘어지는데 저분자 유기 EL(Electroluminescene) 디바이스의 경우에는 진공 증착에 의하여 각 층을 도입하고, 고분자 유기 EL 디바이스의 경우에는 스핀 코팅 공정을 이용하여 발광 소자를 만들 수 있다.

단색 소자인 경우, 고분자를 이용한 유기 전계 발광 소자는 스핀 코팅 공정을 이용하여 간단하게 소자를 만들 수 있는데 저분자를 이용한 것보다 구동 전압은 낮지만 효율과 수명이 떨어지는 단점이 있다. 또한, 풀칼라 소자를 만들 때에는 각각 적색, 녹색, 청색의 고분자를 패터닝해야 하는데 잉크젯 기술이나 레이저 전사법을 이용할 때 효율과 수명 등 발광 특성이 나빠지는 문제점이 있다.

특히, 레이저 전사법을 이용하여 패터닝을 할 때에는 단일 고분자 재료로는 전사가 되지 않는 재료가 대부분이다. 레이저 열전사법에 의한 고분자 유기 전계 발광 소자의 패턴 형성 방법은 한국 특허 번호 1998-51844호에 개시되어 있으며, 또한 미국 특허 제5,998,085호, 6,214,520호 및 6,114,088호에 이미 개시되어 있다.

상기 열전사법을 적용하기 위해서는 적어도 광원, 전사 필름, 그리고 기판을 필요로 하며, 광원에서 나온 빛이 전사 필름의 빛 흡수층에 의하여 흡수되어 열에너지로 변환되어 이 열에너지에 의하여 전사 필름의 전사층 형성 물질이 기판으로 전사되어 원하는 이미지를 형성하여야 한다.

도 1은 통상의 풀칼라 유기 전계 발광 소자의 구조를 나타내는 단면도이다.

도 1을 참조하면, 절연 기판(100) 상에 제 1 전극(200)이 패터닝되어 형성되어 있다. 상기 제 1 전극(200)으로는 배면 발광 구조의 경우 투명 전극으로 형성되고 전면 발광 구조의 경우에는 반사막을 포함하는 도전성 금속으로 형성된다.

상기 제 1 전극(200) 상부에는 화소 영역을 정의하고 발광층 사이에 절연을 위하여 절연성 물질로 화소 정의막(PDL; 300)을 형성한다.

상기 화소 정의막(PDL; 300)으로 정의된 화소 영역에 유기 발광층(33R, 33G, 33B)을 포함하는 유기막층을 형성하며, 상기 유기막층은 상기 유기 발광층(33R, 33G, 33B) 이외에도 정공 주입층, 정공 수송층, 정공 억제층, 전자 수송층 및 전자 주입층 중 1 이상의 층을 더욱 포함할 수 있다. 상기 유기 발광층으로는 고분자 물질 및 저분자 물질 모두 가능하다.

그리고 나서, 상기 유기막층(33) 상부에는 제 2 전극(400)을 형성한다. 상기 제 2 전극(400)은 제 1 전극(200)이 투명 전극인 경우에는 반사막을 포함하는 도전성 금속층으로 형성하고, 상기 제 1 전극이 반사막을 포함하는 도전성 금속층인 경우에는 투명전극으로 형성한다. 그리고 나서, 유기 전계 발광 소자를 봉지함으로써 유기 전계 발광 소자를 완성한다.

도 2는 종래의 레이저 전사용 도너 기판의 구성을 도시하는 단면도이다.

도 2를 참조하면, 종래의 종래의 레이저 전사용 도너 기판(34)은 기재 필름(31), 광-열 변환층(32) 및 전사층(33)으로 이루어져 있으며, 상기 광-열 변환층(32)으로부터 발생되는 오염이 유기막인 전사층(33)으로 전달되지 않도록 상기 광-열 변환층(32)과 전사층(33) 사이에 중간층(interlayer; 도 3의 35 참조)을 사용할 수 있다.

도 3은 종래의 도너 기판을 사용하는 경우의 전사 모델을 나타내는 단면도이다.

도 3을 참조하면, 레이저 조사시 광-열 변화층(32)이 팽창함에 따라 전사층(33)이 팽창하면서 도너 기판으로부터 분리되어 유기 전계 발광 소자의 기판으로 전사된다.

그러나, 도 3의 A 부분과 같이, 도너 기판 표면과 전사층(33) 사이의 접착력 이 좋지 않아 라미네이트 공정시 도너 기판 상의 유기물이 기판상으로 묻어 나는 현상이 발생한다. 따라서, 이로 인해 레이저로 전사할 영역 이외에도 원치 않는 유기물질이 기판 표면에 덮이게 되고 이는 직접적으로 소자의 성능을 떨어뜨린다는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반 단점과 문제점을 해결하기 위한 것으로, 유기 전계 발광 소자 제조시 발광층을 레이저 전사법으로 형성하는 경우 전사 불량을 방지할 수 있는 레이저 전사용 도너 기판을 제공하는데 목적이 있다.

전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 기재 필름; 상기 기재 필름 상에 형성되는 광-열 변환층; 상기 광-열 변환층 상부에 형성되는 버퍼층; 및 상기 버퍼층 상에 형성되는 전사층을 포함하며, 상기 버퍼층은 마그네슘(Mg), 마그네슘 합금(Mg-Alloy) 또는 마그네슘 산화물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 레이저 전사용 도너 기판을 제공한다.

또한, 본 발명은 기재 필름, 광-열 변환층, 버퍼층 및 전사층을 포함하는 레이저 전사용 도너 기판에 있어서, 상기 전사층은 상기 버퍼층 상에 형성되고, 상기 버퍼층은 마그네슘(Mg), 마그네슘 합금(Mg-Alloy) 또는 마그네슘 산화물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 레이저 전사용 도너 기판을 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 버퍼층은 두께가 1 ㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 레이저 전사용 도너 기판을 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 버퍼층은 레이저 빔 투과율이 20 % 이하인 것을 특징 으로 하는 레이저 전사용 도너 기판을 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 광-열 변환층 상에 형성되는 중간층을 더 포함하며, 상기 버퍼층은 상기 중간층 상에 형성되는 것을 특징으로 하는 레이저 전사용 도너 기판을 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 중간층은 아크릴 수지(acrylic resin) 또는 알키드 수지(alkyd resin)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 레이저 전사용 도너 기판을 제공한다.

또한, 본 발명은 하부 전극이 형성된 소자 기판을 제공하는 단계; 상기 소자 기판으로부터 이격되어 위치하고, 기재 필름, 상기 기재 필름 상에 광-열 변환층, 버퍼층 및 전사층을 포함하는 도너 기판을 상기 전사층이 상기 소자 기판을 향하도록 배치하는 단계; 및 상기 도너 기판의 소정 영역에 레이저를 조사하여 상기 전사층을 상기 하부 전극 상으로 전사하여 상기 하부 전극 상에 유기막 패턴을 형성하는 단계를 포함하며, 상기 전사층은 상기 버퍼층 상에 형성되고, 상기 버퍼층은 마그네슘(Mg), 마그네슘 합금(Mg-Alloy) 또는 마그네슘 산화물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유기전계발광소자의 제조 방법을 제공한다.

따라서, 본 발명은 레이저 전사용 도너 기판에서 중간층과 전사층 또는 광열변환층과 전사층 사이에 버퍼층을 형성함으로써 도너 기판과 전사 물질의 표면 특성을 향상시킴으로써 전사 패턴 특성을 향상시키는 도너 기판을 제공할 수 있는 효 과가 있다.

또한, 본 발명은 전사 패턴 특성을 향상시켜 소자 특성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 상기 목적과 기술적 구성 및 그에 따른 작용효과에 관한 자세한 사항은 본 발명의 바람직한 실시 예를 도시하고 있는 도면을 참조한 이하 상세한 설명에 의해 보다 명확하게 이해될 것이다. 또한 도면들에 있어서, 층 및 영역의 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

도 4는 본 발명에 따라 레이저를 이용하여 유기 전계 발광 소자에 사용되는 발광 유기막을 전사 패터닝할 때의 전사 메카니즘을 도시한 도면이다.

통상 레이저를 이용하여 유기막(33)을 전사 패터닝할 때의 메카니즘은 도 4에서 알 수 있는 바와 같이, 기판 S1에 붙어 있던 유기막 S2(33)가 레이저의 작용으로 S1으로부터 떨어져 나와 기판 S3로 전사되면서 레이저를 받지 않은 부분과 분리가 일어나야 한다.

전사 특성을 좌우하는 인자는 기판 S1과 필름 S2와의 제 1 접착력(W12)과 필름끼리의 점착력(W22), 그리고 필름 S2와 기판 S3와의 제 2 접착력(W23)의 세 가지이다.

이러한 제 1, 제 2 접착력과 점착력을 각 층의 표면 장력(γ1, γ2, γ3)과 계면 장력(γ12, γ23)으로 표현하면 하기 식과 같이 표현된다.

W12 = γ1 + γ2 - γ12

W22 = 2γ2

W23 = γ2 + γ3 - γ23

레이저 전사 특성을 향상시키기 위해서는 필름끼리의 점착력이 각 기판과 필름 사이의 접착력보다 작아야 한다.

일반적으로 유기 전계 발광 소자에서는 각 층을 이루는 물질로 유기 물질을 사용하고 있으며, 유기 물질을 사용하는 경우에는 상기 제 1 및 제 2 접착력이 점착력보다 크기 때문에, 기재 필름(31) 및 광-열 변환층(Light-To-Heat Conversion layer; LTHC, 32)을 포함하는 도너 기판(34)으로부터 발광 물질을 유기 전계 발광 소자가 형성되는 기판(200)으로 전사시킴으로써 물질 전이(mass transition)가 일어나서 발광층의 미세 패턴을 형성할 수 있는 것이다. 이렇게 전사함으로써, 미세한 발광층의 패턴까지도 형성할 수 있으며 미스 얼라인(mis-alignment)이 발생할 가능성이 적어진다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 도너 기판 및 그의 제조방법을 설명하기 위한 단면도이다.

도 5를 참고하면, 기재 필름(31)을 제공하고, 상기 기재 필름(31) 상에 광-열 변환층(Light-To-Heat Conversion layer; LTHC, 32)을 형성한다.

상기 기재 필름(31)은 투명성 고분자로 이루어져 있는데, 이러한 고분자로는 폴레에틸렌 테레프탈레이트와 같은 폴리에스테르, 폴리아크릴, 폴리에폭시, 폴리에틸렌, 폴리스티렌 등을 사용한다. 그 중에서 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름을 주로 사용한다. 상기 기재 필름(31)은 지지 필름으로서의 광학적 성질과 기계적 안정성을 가져야 한다. 상기 기재 필름(31)의 두께는 10 내지 500 ㎛인 것이 바람직하다.

상기 광-열 변환층(32)은 적외선-가시광선 영역의 빛을 흡수하여 상기 빛의 일부를 열로 변환시키는 층으로, 광학 밀도(optical density)를 가져야 하고 광흡수성 물질을 포함한다. 상기 광-열 변환층(32)에는 예를 들어, 알루미늄 산화물 또는 알루미늄 황화물을 상기 광흡수성 물질로 포함하는 금속막, 카본 블랙, 흑연이나, 적외선 염료를 상기 광흡수성 물질로 포함하는 고분자 유기막이 있다. 이때, 상기 금속막의 경우는 진공 증착법, 전자빔 증착법 또는 스퍼터링을 이용하여 100 내지 5,000Å 두께로 형성하는 것이 바람직하며, 상기 유기막의 경우는 일반적인 필름코팅 방법인 롤코팅(roll coating), 그라비아(gravure), 압출(extrusion), 스핀(spin) 및 나이프(knife) 코팅 방법을 이용하여 0.1 내지 10㎛ 두께로 형성하는 것이 바람직하다.

이어서, 상기 광-열 변환층(32) 상에 중간층(interlayer; 35)을 형성할 수 있다. 상기 중간층(35)은 상기 광-열 변환층(32)에 포함된 상기 광흡수성 물질, 예를 들어, 카본 블랙이 후속하는 공정에서 형성되는 전사층(33)을 오염시키는 것을 방지하는 역할을 한다. 상기 중간층(35)은 아크릴 수지(acrylic resin) 또는 알키 드 수지(alkyd resin)로 형성할 수 있다. 상기 중간층(35)의 형성은 용매 코팅 등의 일반적인 코팅과정과 자외선 경화과정 등의 경화과정을 거쳐 수행된다.

이어서, 상기 광-열 변환층(32) 상에, 또는, 중간층(35)이 형성된 경우는 상기 중간층(35) 상에 버퍼층(36)을 형성한다. 상기 버퍼층(36)은 전사물질, 즉, 전사층(33)에 형성된 유기막 등의 손상을 방지하고, 상기 전사층(33)과 상기 도너 기판(34), 즉, 광-열 변환층(32)과 전사층(33), 또는, 중간층(35)이 형성된 경우에는 상기 중간층(35)과 전사층(33)의 접착력을 효과적으로 조절하기 위해 형성된다.

상기 버퍼층(36)은 금속층, 금속 산화물층으로 형성할 수 있는데, 금속층인 경우에는 진공 증착법, 전자빔 증착법 또는 스퍼터링을 이용하여 형성하며, 금속산화물층인 경우에는 일반적인 필름코팅 방법인 압출(extrusion), 스핀(spin) 및 나이프(knife) 코팅 방법을 이용하여 형성하거나, 상기 금속층을 형성한 후 표면을 산화시켜 형성할 수 있다.

이때, 본 발명에서는 상기 버퍼층(36)은 금속인 경우 마그네슘(Mg) 또는 마그네슘 합금(Mg-Alloy)으로 형성하며, 금속 산화물인 경우 마그네슘 산화물(MgO)로 형성하는 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 버퍼층(36)은 레이저 빔 투과율이 20 %이하인 금속 또는 금속 산화물을 사용하며, 또한, 상기 버퍼층(36)의 두께는 1 ㎛ 이하로 형성한다.

상기 버퍼층(36)은 레이저 광의 에너지 및 광-열 변환층(32)의 열 에너지를 전사층(33)의 재료에 전달되지 않아 재료의 열적 변형을 막아줄 수 있을 정도이면 되고, 너무 두꺼우면 광-열 변환층이 팽창시 금속층이 팽창되지 않아 전사 특성에 영향을 줄 수 있기 때문이다.

이때, 상기 버퍼층은 전사층(33)과 도너 기판(34)과의 접착력을 향상시켜 전사층(33)이 전사할 영역 이외에도 묻어나는 것을 방지할 수 있다.

이어서, 상기 버퍼층(36) 상에 전사층(33)을 형성한다.

상기 전사층(33)은 발광층, 정공주입층, 정공수송층, 전자주입층, 전자수송층 등의 유기막으로 이루어진 군에서 선택되는 하나의 단층막 또는 하나 이상의 다층막으로 형성할 수 있다. 바람직하게는 상기 유기막들은 각각 저분자 물질을 포함하는 유기막들이다. 상기 저분자 물질을 포함하는 유기막은 일반적으로 접착력이 양호하지 않은데, 상기 버퍼층(36)의 도입으로 인해 전사특성이 개선된다. 또한, 상기 저분자 물질 중에는 열적 안정성이 낮은 경우가 있어 상기 저분자 물질을 포함하는 전사층(33)의 경우, LITI에 의한 전사 과정에서 상기 광-열 변환층(32)에서 발생되는 열에 의해 상기 전사층(33)이 손상되는 현상이 있을 수 있으나, 상기 버퍼층(36)은 상기 열을 조절할 수 있으므로 이러한 열손상도 방지할 수 있다.

상기 발광층, 정공주입층, 정공수송층, 전자주입층, 전자수송층 등의 유기막들은 일반적으로 사용되는 재료이면 모두 가능하다.

바람직하게는 상기 발광층으로는 적색발광재료인 Alq3(호스트)/DCJTB(형광도펀트), Alq3(호스트)/DCM(형광도펀트) 또는 CBP(호스트)/PtOEP(인광 유기금속 착체) 등의 저분자 물질과 PFO계 고분자, PPV계 고분자 등의 고분자물질을 사용할 수 있으며, 녹색발광재료인 Alq3, Alq3(호스트)/C545t(도펀트) 또는 CBP(호스트)/IrPPy(인광 유기금속 착체) 등의 저분자 물질과 PFO계 고분자, PPV계 고분자 등의 고분자물질을 사용할 수 있다. 또한, 청색발광재료인 DPVBi, 스피로-DPVBi, 스피로-6P, 디스틸벤제(DSB) 또는 디스티릴아릴렌(DSA) 등의 저분자 물질과 PFO계 고분자, PPV계 고분자 등의 고분자물질을 사용할 수 있다.

상기 정공주입층으로는 CuPc, TNATA, TCTA 또는 TDAPB와 같은 저분자와 PANI, PEDOT와 같은 고분자물질을 사용할 수 있으며, 정공수송층으로는 아릴아민계 저분자, 히드라존계 저분자, 스틸벤계 저분자, 스타버스트계 저분자로 NPB, TPD, s-TAD 또는 MTADATA 등의 저분자와 카바졸계 고분자, 아릴아민계 고분자, 페릴렌계 및 피롤계 고분자로 PVK와 같은 고분자물질을 사용할 수 있다.

상기 전자수송층으로는 PBD, TAZ, spiro-PBD와 같은 고분자와 Alq3, BAlq, SAlq와 같은 저분자 물질을 사용할 수 있다. 또한, 상기 전자주입층으로는 Alq3, 갈륨 혼합물(Ga complex), PBD와 같은 저분자 물질이나 옥사디아졸계 고분자 물질을 사용할 수 있다.

상기 전사층(33)의 형성은 일반적인 코팅 방법인 압출, 스핀, 나이프 코팅 방법, 진공 증착법 또는 CVD 등의 방법을 이용하여 100 내지 50,000Å 두께로 코팅한다.

이하, 도 6을 참조하여 본 발명에 따른 도너 기판을 사용하여 유기 전계 발광 소자의 유기 박막의 미세패턴을 형성하는 방법을 상세히 설명한다. 이하의 설명에서는 설명의 편의를 위하여 본 발명의 도너 기판이 적용되는 한 예로 유기 전계 발광 소자를 언급하였으나 본 발명의 도너 기판이 적용되는 것은 유기 전계 발광 소자에 한정되는 것은 아니다.

도 6은 본 발명에 따른 도너 기판을 사용하여 전사하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 6을 참조하면, 먼저, 소자 기판인 투명 기판(100) 상에 하부 전극층(200)을 형성한다. 이와 별도로 기재필름(31) 상에 광-열 변환층(32), 중간층(35), 버퍼층(36)을 도포한 도너 기판(34) 및 상기 도너 기판(34) 상부에 전사층(33)이 형성되어 있다. 다만, 도면에는 도시되지는 않았으나, 상기 중간층(35)을 형성함이 없이 상기 광-열 변환층(32) 상에 버퍼층(36)을 형성할 수 있다.

여기에서 전사층(33)은 유기박막 형성용 물질을 코팅함으로써 제조되며, 이때, 여러 가지 특성을 개선하기 위하여, 소정 함량의 첨가물질을 첨가하여도 무방하다. 예를 들어, 발광층의 효율을 높이기 위하여 도판트(dopant)를 첨가하여도 된다. 그리고, 전사층(33)을 형성하는 방법으로는 상술한 바와 같이, 일반적인 필름 코팅방법인 압출(extrusion), 스핀(spin) 및 나이프(knife) 코팅방법을 사용한다.

이때, 본 발명에서 상기 버퍼층(36)은 금속인 경우 마그네슘(Mg) 또는 마그네슘 합금(Mg-Alloy)으로 형성하며, 금속 산화물인 경우 마그네슘 산화물(MgO)로 형성하는 것을 특징으로 한다.

상기 전사층(33)으로는 앞서 설명한 바와 같이 유기 물질을 사용하여 하나의 층만이 아니라 2 이상의 층을 필요에 따라 적층할 수 있다.

그리고 나서, 하부 전극층(200)이 형성된 기판(100)과 소정 간격만큼 이격된 위치에 상기 도너 기판(34)을 배치한 다음, 상기 도너 기판(34)에 에너지원(57)을 조사한다.

상기 에너지원(57)은 전사 장치를 거쳐서 기재 필름(33)을 통과하여 광-열 변환층(32)을 활성화시키고, 열분해반응에 의하여 열을 방출한다.

이렇게 방출된 열로 인하여 상기 도너 기판의 광-열 변환층(32)이 팽창되면서 상기 전사층(33)이 도너 기판(34)으로부터 분리되어 유기 전계 발광 소자의 기판(100) 상부에 화소 정의막에 의하여 정의된 화소 영역 상에 전사물질인 발광층이 원하는 패턴과 두께로 전사되게 된다.

본 발명에서와 같이 버퍼층(36)을 도입하여, 레이저 전사할 때 도너 기판(34)과 전사층(33) 사이의 표면 특성, 특히, 접착력을 향상시켜 기판에 저분자 물질이 묻어나지 않도록 전사 패턴 특성을 향상시킬 수 있다.

본 발명에서 사용하는 에너지원은 레이저, 크세논(Xe) 램프 그리고 플래쉬(flash) 램프 등이 가능하다. 그 중에서도 레이저가 가장 우수한 전사 효과를 얻을 수 있어서 바람직하다. 이때 레이저로는 고체, 가스, 반도체, 염료 등의 모든 범용적인 레이저를 모두 사용할 수 있으며, 레이저 빔의 모양도 원형의 빔 또는 다른 가능한 모양의 빔이 사용 가능하다.

상기한 바와 같은 전사 과정을 거친 후에는 전사된 물질을 고형화, 고착화시키기 위하여 열처리하는 공정을 거치게 된다.

여기에서 전사물질의 전사는 한번 또는 다단계를 거쳐 이루어질 수 있다. 즉, 전사하고자 하는 저분자 유기 박막층의 두께에 있어서는 한번에 필요한 두께를 전사할 수 있고, 여러 번 반복에 의하여 전사할 수도 있다. 그러나, 공정의 편의성 및 안정성을 고려한다면 한번에 전사 물질을 전사시키는 것이 바람직하다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예 및 비교예를 기재한다. 그러나 하기한 실시예는 본 발명의 바람직한 일 실시예 일뿐 본 발명이 하기한 실시예에 한정되는 것은 아니다.

[실시예]

먼저, 도 6에 도시된 바와 같이, 투명 기판 상에 하부 전극층을 형성하고, 이와 별도로 기재필름 상에 광-열 변환층, 중간층, 버퍼층을 도포한 도너 기판 및 상기 도너 기판 상부에 전사층을 형성하였다.

이때, 상기 버퍼층은 금속인 마그네슘(Mg)을 사용하였으며, 스퍼터링 법에 의하여 80Å의 두께로 형성하였다.

이후, 투명 전극층이 형성된 기판과 소정 간격만큼 이격된 위치에 상기 도너 기판을 배치한 다음, 상기 도너 기판에 에너지원을 조사하여, 전사물질인 전사층을 투명전극층 상에 전사하였다.

[비교예]

상기 버퍼층을 금속인 알루미늄(Al)을 사용하여 300Å의 두께로 형성한 것을 제외하고는 상기 실시예와 동일하게 실시하였다.

도 7은 본 발명의 비교예에 따른 도너 기판을 사용하여 전사한 경우의 전사특성을 설명하기 위한 도면이다.

도 7을 참조하면, 버퍼층을 금속인 알루미늄(Al)을 사용한 비교예의 경우, 상술한 도 3의 A 부분과 같이, 도너 기판 표면과 전사층 사이의 접착력이 좋지 않아 라미네이트 공정시 도너 기판 상의 유기물이 기판상으로 묻어남에 의한 원치 않는 유기물질이 기판 표면에 덮이게 되는 문제점은 해결되었음을 알 수 있다.

즉, 버퍼층을 도입함으로써, 레이저 전사할 때 도너 기판과 전사층 사이의 표면 특성, 특히, 접착력을 향상시켜 기판에 저분자 물질이 묻어나지 않도록 전사 패턴 특성을 향상시킬 수 있었다.

하지만, 알루미늄(Al)을 사용한 경우, 버퍼층과 전사층간의 접착력이 지나치게 향상되어, 도 7의 B 부분에 도시된 바와 같이, 오히려 전사하고자 하는 영역의 전사층의 물질이 도너 기판에 일부 잔류하게 되고, 이로 인하여, 도 7의 C 부분에 도시된 바와 같이, 전사된 패턴의 상부 표면에 크랙이 형성되는 문제점이 발생하였다.

도 8 및 도 9는 본 발명의 비교예에 따른 도너 기판을 사용하여 전사한 경우의 전사특성을 설명하기 위한 사진이다.

먼저, 도 8은 레이저 전사 후의 도너 기판을 나타내는 것으로, 도 8의 D 영역을 참조하면, 상술한 도 7의 B 부분에 도시된 바와 같은 전사하고자 하는 영역의 전사층의 물질이 도너 기판에 일부 잔류함을 알 수 있다.

다음으로, 도 9는 레이저 전사 후의 전사 패턴이 형성된 소자 기판을 나타내는 것으로, 도 9의 E 영역을 참조하면, 상술한 도 7의 C 부분에 도시된 바와 같은 전사된 패턴의 상부 표면에 크랙이 형성됨을 알 수 있다.

한편, 도 10 및 도 11은 본 발명의 실시예에 따른 도너 기판을 사용하여 전사한 경우의 전사특성을 설명하기 위한 사진이다. 즉, 도 10 및 도 11은 버퍼층을 금속인 마그네슘(Mg)을 사용한 경우의 전사 특성을 나타내는 사진이다.

먼저, 도 10은 레이저 전사 후의 도너 기판을 나타내는 것으로, 도 10의 F 영역을 참조하면, 상술한 도 7의 B 부분에 도시된 바와 같은 전사하고자 하는 영역의 전사층의 물질이 도너 기판에 일부 잔류함이 없이 전사 물질이 깨끗하게 전사되었음을 알 수 있다.

다음으로, 도 11은 레이저 전사 후의 전사 패턴이 형성된 소자 기판을 나타내는 것으로, 도 11의 G 영역을 참조하면, 상술한 도 7의 C 부분에 도시된 바와 같은 전사된 패턴의 상부 표면에 크랙이 형성됨이 없이, 전사 물질이 깨끗하게 패터닝되었음을 알 수 있다.

따라서, 본 발명에서는 버퍼층을 도입함으로써, 레이저 전사할 때 도너 기판과 전사층 사이의 표면 특성, 특히, 접착력을 향상시켜 기판에 저분자 물질이 묻어나지 않도록 전사 패턴 특성을 향상시킬 수 있으며, 특히, 상기 버퍼층을 마그네슘(Mg), 마그네슘 합금(Mg-Alloy) 또는 마그네슘 산화물을 사용함으로써, 전사하고자 하는 영역의 전사층의 물질이 도너 기판에 일부 잔류함이 없고, 전사된 패턴의 상부 표면에 크랙이 형성됨이 없이, 전사 물질을 깨끗하게 패터닝할 수 있다.

본 발명은 이상에서 살펴본 바와 같이 바람직한 실시 예를 들어 도시하고 설 명하였으나, 상기한 실시 예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.

도 1은 통상의 풀칼라 유기 전계 발광 소자의 구조를 나타내는 단면도,

도 2는 종래의 레이저 전사용 도너 기판의 구성을 도시하는 단면도,

도 3은 종래의 도너 기판을 사용하는 경우의 전사 모델을 나타내는 단면도,

도 4는 본 발명에 따라 레이저를 이용하여 유기 전계 발광 소자에 사용되는 발광 유기막을 전사 패터닝할 때의 전사 메카니즘을 도시한 도면,

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 도너 기판 및 그의 제조방법을 설명하기 위한 단면도,

도 6은 본 발명에 따른 도너 기판을 사용하여 전사하는 방법을 설명하기 위한 도면,

도 7은 본 발명의 비교예에 따른 도너 기판을 사용하여 전사한 경우의 전사특성을 설명하기 위한 도면,

도 8 및 도 9는 본 발명의 비교예에 따른 도너 기판을 사용하여 전사한 경우의 전사특성을 설명하기 위한 사진,

도 10 및 도 11은 본 발명의 실시예에 따른 도너 기판을 사용하여 전사한 경우의 전사특성을 설명하기 위한 사진이다.

Claims

기재 필름;

상기 기재 필름 상에 형성되는 광-열 변환층;

상기 광-열 변환층 상부에 형성되는 버퍼층; 및

상기 버퍼층 상에 형성되는 전사층을 포함하며,

상기 버퍼층은 마그네슘(Mg), 마그네슘 합금(Mg-Alloy) 또는 마그네슘 산화물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 레이저 전사용 도너 기판.
제 1 항에 있어서,

상기 버퍼층은 두께가 0㎛보다 크고 1 ㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 레이저 전사용 도너 기판.
제 1 항에 있어서,

상기 버퍼층은 레이저 빔 투과율이 20 % 이하인 것을 특징으로 하는 레이저 전사용 도너 기판.
제 1 항에 있어서,

상기 광-열 변환층은 레이저광 흡수 물질이 포함되어 있는 유기막, 또는 금속, 금속의 산화물, 금속의 황화물 및 이들의 복합층으로 이루어진 금속화합물 중 1종의 물질인 것을 특징으로 하는 레이저 전사용 도너 기판.
제 1 항에 있어서,

상기 광-열 변환층 상에 형성되는 중간층을 더 포함하며, 상기 버퍼층은 상기 중간층 상에 형성되는 것을 특징으로 하는 레이저 전사용 도너 기판.
제 5 항에 있어서,

상기 중간층은 아크릴 수지(acrylic resin) 또는 알키드 수지(alkyd resin)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 레이저 전사용 도너 기판.
제 1 항에 있어서,

상기 전사층은 발광층, 정공주입층, 정공수송층, 전자주입층 및 전자수송층의 유기막으로 이루어진 군에서 선택되는 하나의 단층막 또는 하나 이상의 다층막으로 형성되는 것을 특징으로 하는 레이저 전사용 도너 기판.
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하부 전극이 형성된 소자 기판을 제공하는 단계;

상기 소자 기판으로부터 이격되어 위치하고, 기재 필름, 상기 기재 필름 상에 광-열 변환층, 버퍼층 및 전사층을 포함하는 도너 기판을 상기 전사층이 상기 소자 기판을 향하도록 배치하는 단계; 및

상기 도너 기판의 소정 영역에 레이저를 조사하여 상기 전사층을 상기 하부 전극 상으로 전사하여 상기 하부 전극 상에 유기막 패턴을 형성하는 단계를 포함하며,

상기 전사층은 상기 버퍼층 상에 형성되고, 상기 버퍼층은 마그네슘(Mg), 마그네슘 합금(Mg-Alloy) 또는 마그네슘 산화물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유기전계발광소자의 제조 방법.
제 15 항에 있어서,

상기 광-열 변환층 상에 형성되는 중간층을 더 포함하며, 상기 버퍼층은 상 기 중간층 상에 형성되는 것을 특징으로 하는 유기전계발광소자의 제조 방법.
제 16 항에 있어서,

상기 중간층은 아크릴 수지(acrylic resin) 또는 알키드 수지(alkyd resin)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유기전계발광소자의 제조 방법.
제 15 항에 있어서,

상기 전사층은 발광층, 정공주입층, 정공수송층, 전자주입층 및 전자수송층의 유기막으로 이루어진 군에서 선택되는 하나의 단층막 또는 하나 이상의 다층막으로 형성되는 것을 특징으로 하는 유기전계발광소자의 제조 방법.