(57)【要約】【課題】  レーザービーム効率及び転写される有機膜層パターンの質が向上させ、有機膜層の損傷も減少されるレーザー照射装置及びそれを用いた有機電界発光素子の製造方法を提供する。【解決手段】  本発明に係る有機電界発光素子の製造方法は、画素電極が形成された基板を提供する段階と、前記基板全面にドナー基板をラミネーションする段階と、前記レーザー照射装置を用いて前記ドナー基板の所定領域にレーザービームをスキャンして前記基板上に有機膜層パターンを形成する段階と、を含むことを特徴とする。【選択図】  図４Ａ
2006093076.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザー発生器と、
前記レーザー発生器の下部に位置するマスクと、を含み、
前記マスクは、スキャン方向を基準としてマスクパターンの上部及び下部の長さが前記マスクパターンの中間部分の長さより長くパターニングされること
を特徴とするレーザー照射装置。
【請求項２】
前記マスクの下部に位置するプロジェクションレンズをさらに含むこと
を特徴とする請求項１に記載のレーザー照射装置。
【請求項３】
前記マスクパターンの模様は、Ｉ字形状であること
を特徴とする請求項１に記載のレーザー照射装置。
【請求項４】
前記マスクパターンの模様は、少なくても一側面がオープンされていること
を特徴とする請求項１に記載のレーザー照射装置。
【請求項５】
前記マスクパターンの模様は、・型、コ型、［数１］型又は［数２］型形状の中でいずれか一つの形状であること
を特徴とする請求項４に記載のレーザー照射装置。
【数１】
2006093076.tif 000009
【数２】
2006093076.tif 000010
【請求項６】
前記マスクは、前記マスクパターンの中間部分の中心部を除外してパターニングされていること
を特徴とする請求項１に記載のレーザー照射装置。
【請求項７】
画素電極が形成された基板を提供する段階と、
前記基板の全面にドナー基板をラミネーションする段階と、
請求項１の装置を用いて前記ドナー基板の所定領域にレーザービームをスキャンして前記基板上に有機膜層パターンを形成する段階と、を含むこと
を特徴とする有機電界発光素子の製造方法。
【請求項８】
前記マスクパターンの模様は、Ｉ字形状であること
を特徴とする請求項７に記載の有機電界発光素子の製造方法。
【請求項９】
前記マスクパターンの模様は、少なくても一側面がオープンされていること
を特徴とする請求項７に記載の有機電界発光素子の製造方法。
【請求項１０】
前記マスクパターンの模様は、・型、コ型、［数３］型又は［数４］型形状の中でいずれか一つの形状であること
を特徴とする請求項９に記載の有機電界発光素子の製造方法。
【数３】
2006093076.tif 000011
【数４】
2006093076.tif 000012
【請求項１１】
前記マスクは、前記マスクパターンの中間部分の中心部を除外してパターニングされていること
を特徴とする請求項７に記載の有機電界発光素子の製造方法。
【請求項１２】
前記画素電極上に有機膜層パターンを形成する段階は、Ｎ２雰囲気で行われること
を特徴とする請求項７に記載の有機電界発光素子の製造方法。
【請求項１３】
前記画素電極上に有機膜層パターンを形成する段階は、真空雰囲気で行われること
を特徴とする請求項７に記載の有機電界発光素子の製造方法。
【請求項１４】
前記有機膜層パターンは、発光層、正孔注入層、正孔伝達層、電子伝達層及び電子注入層よりなる群から選択される１種の単一層又は２種以上の多重層であること
を特徴とする請求項７に記載の有機電界発光素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザー照射装置及びそれを用いた有機電界発光素子の製造方法に関し、より詳しくは、スキャン方向を基準としてマスクパターンの上部及び下部の長さが前記マスクパターンの中間部分より長くパターニングされたマスクを含むレーザーの照射装置及びそれを用いた有機電界発光素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、平板表示素子である有機電界発光素子は、アノード電極と、カソード電極と、前記アノード電極とカソード電極との間に介在された有機膜層と、含む。前記有機膜層は、発光層を含み、前記発光層の外にも正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層をさらに含むことができる。このような有機電界発光素子は、前記有機膜層、特に、前記発光層を形成する物質によって、高分子有機電界発光素子と低分子有機電界発光素子に分けられる。
【０００３】
このような有機電界発光素子においてフルカラー化を具現するためには前記発光層をパターニングしなければならない。前記発光層をパターニングするための方法として、低分子有機電界発光素子の場合には、シャドーマスク(shadow mask)を使用する方法があり、高分子有機電界発光素子の場合には、インクジェットプリンティング(ink-jet printing)又はレーザーによる熱転写法(Laser Induced Thermal Imaging; 以下、ＬＩＴＩと称する)がある。この中で、前記ＬＩＴＩは、前記有機膜層を微細にパターニングすることができ、大面積に使用することができ、高解像度に有利である長所があるだけではなく、前記インクジェットリンティングが湿式工程であることに比べてこれは乾式工程という長所がある。
【０００４】
図１は、ＬＩＴＩを用いた有機膜層パターンの形成方法を説明する断面図である。
【０００５】
図１に示したように、有機膜層１３０が形成されたドナー基板１２０を所定の素子が形成された基板１１０上にラミネーション(lamination)する。前記有機膜層１３０が形成された前記ドナー基板１２０の所定領域にレーザービーム１５０を照射すれば、前記レーザービームが前記ドナー基板１２０の光熱変換層に吸収されて熱エネルギーに変換され、前記熱エネルギーにより転写層をなす有機膜層１３０が前記基板１１０上に転写されながら有機膜層パターンが形成される。この時、前記有機膜層１３０は、熱エネルギーにより前記ドナー基板１２０から取り外し、有機膜層１３０内の結合が切れながら前記基板１１０上に転写される。前記有機膜層１３０内の結合を切るために必要なエネルギーは、前記有機膜層１３０を前記ドナー基板１２０から取り外して転写させるために必要なエネルギーより高いエネルギーが必要である。点線部分は、有機膜層１３０ 内の結合が切れる部分を示す。
【０００６】
図２Ａ〜図２Ｃは、従来のレーザー照射装置を用いた有機電界発光素子の製造方法を説明する模式図である。
【０００７】
図２Ａに示したように、画素電極が形成された基板１１０上に有機膜層１３０が形成されたドナー基板１２０がラミネーションされている。
【０００８】
レーザー照射装置２００は、レーザー発生器２４０と、パターニングされたマスク２６０と、プロジェクションレンズ２７０と、を含む。前記レーザー発生器２４０は、前記ドナー基板１２０の所定領域にレーザービーム２５０を照射し、矢印方向にスキャン(scan)する。
【０００９】
この時、レーザー発生器２４０から照射された前記レーザービーム２５０は、パターニングされているマスク２６０を通過し、前記通過したレーザービーム２５０は、プロジェクションレンズ２７０により集められて前記ドナー基板１２０に照射される。前記マスク２６０にパターニングにされなかった部分では前記レーザービーム２５０が遮断される。
【００１０】
図２Ｂに示したように、レーザービーム２５０は、画素電極２１０が形成された領域を含んでドナー基板１２０上にスキャンする。斜線部分は、前記レーザービーム２５０がスキャンする領域２５５を示す。
【００１１】
前記レーザービーム２５０のスキャンによりドナー基板１２０上の有機膜層１３０は、前記画素電極２１０が形成された基板１１０上に転写される。前記転写工程後に、前記形成された有機膜層パターン上にカソード電極を形成して有機電界発光素子を完成する。
【００１２】
図２Ｃは、ドナー基板１２０上に照射されたレーザービーム２５０のビームプロファイル(beam profile)２８０として、レーザービームがスキャンするうちにスキャン領域に照射されるエネルギー量を示している。Ｘ軸はレーザービームが照射された領域を示し、Ｙ軸はレーザービームのエネルギーを示す。詳しく説明すれば、ドナー基板１２０のスキャン領域に照射されたレーザービームのエネルギー量は均一である。即ち、ドナー基板１２０にレーザービームが照射される全領域にかけて同一量のエネルギーが照射されることが分かる。
【００１３】
図１に示したように、前記有機膜層１３０内の結合を切るためには、前記有機膜層１３０を前記ドナー基板１２０から取り外して転写させるために必要なエネルギーより高いエネルギーが必要である。結局、前記有機膜層１３０を転写させる場合、前記有機膜層１３０内の結合を切るために必要なエネルギー量を加えるようになる。即ち、有機膜層１３０を転写させるために必要以上のエネルギーを加えるようになって、転写された有機膜層が損傷される場合があり、また、転写された有機膜層パターンの質も低下される問題点があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
したがって、本発明は上述したような従来技術の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、ＬＩＴＩを用いて有機膜層パターンを形成する際に、低いエネルギーを有するレーザービームを使用して有機膜層の転写が可能であり、有機膜層の損傷を減少させ、転写される有機膜層パターンの質も向上させることができるレーザー照射装置及びそれを用いた有機電界発光素子の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
前記目的を達成するための本発明に係るレーザー照射装置は、レーザー発生器と、前記レーザー発生器の下部に位置するマスクと、を含み、前記マスクは、スキャン方向を基準としてマスクパターンの上部及び下部の長さが前記マスクパターンの中間部分の長さより長くパターニングされることを特徴とする。
【００１６】
好ましくは、前記マスクの下部に位置するプロジェクションレンズ(projection lens)をさらに含む。
【００１７】
本発明に係る有機電界発光素子の製造方法は、画素電極が形成された基板を提供する段階と、前記基板の全面にドナー基板をラミネーションする段階と、前記レーザー照射装置を用いて前記ドナー基板の所定領域にレーザービームをスキャンして前記基板上に有機膜層パターンを形成する段階と、を含むことを特徴とする。
【００１８】
好ましくは、前記有機膜層パターンは、発光層、正孔注入層、正孔伝達層、電子伝達層及び電子注入層よりなる群から選択される１種の単一層又は２種以上の多重層である。
【００１９】
好ましくは、前記マスクパターンの模様は、Ｉ字形状であり、少なくても一側面がオープンされている。より好ましくは、前記マスクパターンの模様は、・型、コ型、［数１］型又は［数２］型形状の中でいずれか一つの形状である。
【００２０】
【数１】
2006093076.tif 000003
【００２１】
【数２】
2006093076.tif 000004
【００２２】
好ましくは、前記マスクは、前記マスクパターンの中間部分の中心部を除外してパターニングされている。 
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、ＬＩＴＩを用いて有機膜層パターンを形成する際、スキャン方向を基準としてマスクパターンの上部及び下部の長さが前記マスクパターンの中間部分の長さより長くパターニングされたマスクを通じてレーザービームを照射する。したがって、低いエネルギーを有するレーザービームを使用して有機膜層の転写が可能であるので、レーザービーム効率を向上させることができる。また、有機膜層の損傷も減少され、転写される有機膜層パターンの質も向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお，本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については，同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００２５】
図３は、本発明に係るレーザー照射装置を説明する模式図である。
【００２６】
図３に示したように、レーザー照射装置３００は、レーザー発生器３４０と、前記レーザー発生器３４０の下部に位置したパターニングされたマスク３６０と、プロジェクションレンズ３７０と、を含む。前記レーザー発生器３４０と前記パターニングされたマスク３６０との間に前記レーザー発生器３４０から照射されるレーザービームを均一化させるビームシェイピング(beam shaping)装置をさらに付加できる。
【００２７】
前記マスク３６０は、スキャン方向を基準として前記マスクパターンの上部及び下部の長さが前記マスクパターンの中間部分の長さより長くパターニングされている。
【００２８】
その詳細な説明は、図４Ａ〜図４Ｈにより後術する。
【００２９】
図４Ａ〜図４Ｈは、本発明に係るレーザー照射装置に具備された多様なパターン模様を有するマスクの平面図である。
【００３０】
図４Ａ及び図４Ｂに示したように、マスクはＩ字形状にパターニングされている。マスクパターンは、上部(Ａ)、下部(Ｂ) 及び中間部分(Ｃ)に分けられる。スキャン方向の垂直方向を基準として、前記マスクパターンの中間部分(Ｃ)の長さは、ＬＩＴＩを用いた有機膜層を形成する際に、転写しようとする領域の長さより長く形成することが望ましい。
【００３１】
スキャン方向を基準として、前記マスクパターンの上部と下部の長さ(ａ、ｂ)が前記マスクパターンの中間部分の長さ(c)より長くパターニングされている。したがって、後述するレーザービームのスキャンのうちマスクパターンの上部(Ａ)及び下部(Ｂ)に照射されるレーザービームのエネルギー量は、マスクパターンの中間部分(Ｃ)に照射されるレーザービームのエネルギー量より多いエネルギーを照射することができる。
【００３２】
斜線部分４２０は、レーザービームが通過しないで遮断される領域を示し、パターニングされた領域４１０に前記レーザービームが通過して照射される。
【００３３】
パターニングされたマスク４６０に三つのマスクパターンが形成されている。これは例示的な数に過ぎなくて必要な数のマスクパターンを形成して使うことができる。
【００３４】
図４Ｂに示されたＩ字形状のマスクパターンは、マスクパターンの上部(Ａ)及び下部(Ｂ)が斜線にパターニングされている。その以外は、図４Ａに示されたマスクパターンと同一である。
【００３５】
図４Ｃ〜図４Ｆに示したように、マスクは、平面的な側面で少なくとも一側面はオープンされている。好ましくは、前記マスクは、・型、コ型、［数３］型又は［数４］型形状にパターニングされている。
【００３６】
【数３】
2006093076.tif 000005
【００３７】
【数４】
2006093076.tif 000006
【００３８】
図４Ｃ及び図４Ｄについて説明すれば、スキャン方向を基準として、マスクパターンの中間部分の長さ(ｃ)が前記マスクパターンの上部と下部の長さ(ａ、ｂ)より短いが、前記マスクパターンの中間部分の長さ(ｃ)の中で一側部分だけが短くて・型、コ型形状を取っている。
【００３９】
図４Ｅ及び図４Ｆについて説明すれば、スキャン方向を基準として、マスクパターンの中間部分の長さ(c)の総合が前記マスクパターンの上部と下部の長さ(ａ、ｂ)より短く形成された［数５］型又は［数６］型形状を取っている。
【００４０】
【数５】
2006093076.tif 000007
【００４１】
【数６】
2006093076.tif 000008
【００４２】
その以外は、図４Ａに示されたマスクパターンと同一である。
【００４３】
図４Ｇ及び図４Ｈについて説明すれば、マスクは、前記マスクパターンの中間部分(Ｃ)の中心部(Ｄ)を除外してパターニングされている。スキャン方向を基準として、前記マスクパターンの上部と下部の長さ(ａ、ｂ)は、前記マスクパターンの中間部分の長さ(ｃ)の総合より長くパターニングされている。図４Ｇでは、前記マスクパターンの中間部分(Ｃ)の中心部(Ｄ)が直四角形を取っており、図４Ｈでは、菱形を取っている。その以外は、図４Ａに示されたマスクパターンと同一である。
【００４４】
図５Ａ〜図５Ｄは、本発明に係るレーザー照射装置を用いた有機電界発光素子の製造方法を説明する模式図である。
【００４５】
図５Ａ及び図５Ｂに示したように、画素電極が形成された基板１１０上に有機膜層１３０が形成されたドナー基板１２０がラミネーションされている。
【００４６】
レーザー照射装置５００は、レーザー発生器５４０と、パターニングされたマスク５６０と、プロジェクションレンズ５７０と、を含む。前記レーザー発生器５４０は、前記ドナー基板１２０の所定領域にレーザービーム５５０を照射し、矢印方向にスキャンする。この時、レーザー発生器５４０から照射された前記レーザービーム５５０は、パターニングされているマスク５６０を通過し、前記通過したレーザービーム５５０は、プロジェクションレンズ５７０によろ集められて前記ドナー基板１２０に照射される。前記マスク５６０にパターニングにならなかった部分では前記レーザービーム５５０が遮断される。
【００４７】
前記パターニングされたマスク５６０は、スキャン方向を基準として、マスクパターンの上部と下部の長さ(ａ、ｂ)が前記マスクパターンの中間部分の長さ(ｃ)より長くパターニングされている。
【００４８】
図５Ｃに示したように、レーザービーム５５０は、画素電極５１０が形成された領域を含んでドナー基板１２０上にスキャンをする。斜線部分は前記レーザービーム５５０がスキャンする領域５５５を示す。
【００４９】
前記レーザービーム５５０のスキャンによりドナー基板１２０上の有機膜層１３０は、前記画素電極５１０が形成された基板１１０上に転写される。
【００５０】
前記有機膜層パターンを形成する工程は、Ｎ２雰囲気で行うことができる。一般大気中には酸素成分が存在して転写される前記有機膜層パターンが酸化される恐れがあるので、酸素成分を除去した窒素雰囲気で前記転写工程を実行する。
【００５１】
また、前記転写工程は、真空雰囲気で行うことができる。この場合、前記ドナー基板を前記基板の全面にラミネーションする工程のうち前記ドナー基板と前記基板との間からの気泡発生を抑制することができる。
【００５２】
前記形成された有機膜層パターンは、発光層、正孔注入層、正孔伝達層、電子伝達層及び電子注入層よりなる群から選択される１種の単一層又は２種以上の多重層により形成できる。
【００５３】
前記転写工程後に、前記形成された有機膜層パターン上にカソード電極を形成して有機電界発光素子を完成する。
【００５４】
図５Ｄは、ドナー基板１２０上に照射されたレーザービーム５５０のビームプロファイル５８０として、レーザービームがスキャンするうちにスキャン領域に照射されるエネルギー量を示している。Ｘ軸はレーザービームが照射された領域を示し、Ｙ軸はレーザービームのエネルギーを示す。詳しく説明すれば、ドナー基板１２０のスキャン領域に照射されたレーザービームのエネルギー量は不均一である。即ち、前記レーザービーム５５０が前記マスクパターンの上部(Ａ)と下部(Ｂ)を通じてスキャンされた領域でのエネルギー量が、前記マスクパターンの中間部分(Ｃ)を通じてスキャンされた領域でのエネルギー量より多いことが分かる。前記マスクパターンの上部(Ａ)と下部(Ｂ)を通じてスキャンされた領域でのエネルギーは、前記有機膜層１３０内の結合を切るために使われ、前記マスクパターンの中間部分(Ｃ)を通じてスキャンされた領域でのエネルギーは、前記有機膜層１３０を前記ドナー基板１２０から取り外して転写させるために使われる。
【００５５】
図１に示したように、前記有機膜層１３０内の結合を切るために必要なエネルギーは、前記有機膜層１３０を前記ドナー基板１２０から取り外して転写させるために必要なエネルギーより高いエネルギーが必要である。
【００５６】
したがって、前記有機膜層１３０を前記ドナー基板１２０から取り外して転写させるために必要なエネルギーだけ前記ドナー基板１２０に加えれば、前記有機膜層１３０内の結合を切りながら前記有機膜層１３０を前記ドナー基板１２０から取り外して転写させることができる。即ち、低いエネルギーを有するレーザービームを使用して有機膜層パターンを形成することができ、これによってレーザービームの効率が向上される。また、有機膜層に低いエネルギーを加えるので、形成される有機膜層パターンのレーザービームによる損傷が減少される。
【００５７】
以上、添付の図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は係る例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】ＬＩＴＩを用いた有機膜層パターンの形成方法を説明する断面図である。
【図２Ａ】従来のレーザーの照射装置を用いた有機電界発光素子の製造方法を説明する模式図である。
【図２Ｂ】従来のレーザーの照射装置を用いた有機電界発光素子の製造方法を説明する模式図である。
【図２Ｃ】従来のレーザーの照射装置を用いた有機電界発光素子の製造方法を説明する模式図である。
【図３】本発明に係るレーザー照射装置を説明する模式図である。
【図４Ａ】本発明に係るレーザー照射装置に具備された多様なパターン模様を有するマスクの平面図である。
【図４Ｂ】本発明に係るレーザー照射装置に具備された多様なパターン模様を有するマスクの平面図である。
【図４Ｃ】本発明に係るレーザー照射装置に具備された多様なパターン模様を有するマスクの平面図である。
【図４Ｄ】本発明に係るレーザー照射装置に具備された多様なパターン模様を有するマスクの平面図である。
【図４Ｅ】本発明に係るレーザー照射装置に具備された多様なパターン模様を有するマスクの平面図である。
【図４Ｆ】本発明に係るレーザー照射装置に具備された多様なパターン模様を有するマスクの平面図である。
【図４Ｇ】本発明に係るレーザー照射装置に具備された多様なパターン模様を有するマスクの平面図である。
【図４Ｈ】本発明に係るレーザー照射装置に具備された多様なパターン模様を有するマスクの平面図である。
【図５Ａ】本発明に係るレーザー照射装置を用いた有機電界発光素子の製造方法を説明する模式図である。
【図５Ｂ】本発明に係るレーザー照射装置を用いた有機電界発光素子の製造方法を説明する模式図である。
【図５Ｃ】本発明に係るレーザー照射装置を用いた有機電界発光素子の製造方法を説明する模式図である。
【図５Ｄ】本発明に係るレーザー照射装置を用いた有機電界発光素子の製造方法を説明する模式図である。
【符号の説明】
【００５９】
１１０  基板
１２０  ドナー基板
１３０  有機膜層
１５０、２５０、５５０  レーザービーム
２００、３００、５００  レーザー照射装置
２４０、３４０、５４０  レーザー発生器
２６０、３６０、４６０、５６０  パターニングされたマスク
２７０、３７０、５７０  プロジェクションレンズ
２８０、５８０  ビームプロファイル
Ａ  マスクパターンの上部
Ｂ  マスクパターンの下部
Ｃ  マスクパターンの中間部分
Ｄ  マスクパターンの中心部
ａ  マスクパターンの上部の長さ
ｂ  マスクパターンの下部の長さ
ｃ  マスクパターンの中間部分の長さ
【図１】
2006093076.tif 000013
【図２Ａ】
2006093076.tif 000014
【図２Ｂ】
2006093076.tif 000015
【図２Ｃ】
2006093076.tif 000016
【図３】
2006093076.tif 000017
【図４Ａ】
2006093076.tif 000018
【図４Ｂ】
2006093076.tif 000019
【図４Ｃ】
2006093076.tif 000020
【図４Ｄ】
2006093076.tif 000021
【図４Ｅ】
2006093076.tif 000022
【図４Ｆ】
2006093076.tif 000023
【図４Ｇ】
2006093076.tif 000024
【図４Ｈ】
2006093076.tif 000025
【図５Ａ】
2006093076.tif 000026
【図５Ｂ】
2006093076.tif 000027
【図５Ｃ】
2006093076.tif 000028
【図５Ｄ】
2006093076.tif 000029