专利名称：激光诱导热成像的方法和制造有机发光显示器的方法
技术领域：
本发明涉及一种激光诱导热成像方法，并尤其涉及一种包括控制装置中气体环境并退火转移层的激光诱导热成像方法。本发明涉及一种用于制造有机发光(EL)显示装置的激光诱导热成像。
背景技术：
在平板显示装置中，有机发光显示器(“OLED”)具有低于1ms的高响应速度，功率消耗低，并且因自发射特性没有视角问题，所以无论装置尺寸，作为移动图像介质具有优势。而且，基于现有的半导体工艺技术，有机发光显示器能够以一种简化的制造工艺被制造，因此它吸引着公众的注意。
根据OLED显示装置的材料和工艺，它分为采用湿法-干法刻蚀技术的聚合物型装置和采用沉积技术的单体型装置。
在聚合物或单体发光层的构图方法中，喷墨印刷方法存在如下缺点除发光层外的其它有机层的材料受到限制，并需要在基板上形成喷墨印刷的结构。而且，如果发光层的构图采用沉积工艺，由于使用金属罩，制造大尺寸的装置有困难。
作为此种构图方法的替代技术，激光诱导热成像(laser induced thermalimaging，，“LITI”)最近得到了发展。
LITI是这样的技术从激光源产生的激光被转化成热能，并且利用该热能将图案形成材料转移到目标基板，从而形成图案。为了LITI，需要其上形成有转移层的施主元件和作为接受对象(subject)的基板。在LITI中，施主膜覆盖受主基板，并且施主膜和基板被固定到台(stage)。
转移层由有机层形成，并具有对氧气和水蒸气敏感的特性。也就是说，如果有机层暴露于氧气和水蒸气中，则有机层的寿命降低，或者如果有机层包括发光层，其发光效率和寿命降低，从而导致OLED的寿命和发光效率降低。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种激光诱导热成像(“LITI“)方法，其通过在LITI工艺期间控制装置内的气体可以改善OLED的寿命和发光效率。
本发明的另一个目的是提供一种LITI的方法，其通过对转移的有机层退火改善OLED的寿命和发光效率。
本发明的第一个方面提供一种激光诱导热成像方法，包括制备施主元件和基板；将所述施主元件的转移层朝向所述基板，然后将所述转移层构图到所述基板上；及退火所述被构图的基板。
本发明的第二个方面提供一种激光诱导热成像的方法，包括制备施主元件和基板；将所述施主元件的转移层朝向所述基板，然后将所述转移层构图到所述基板上；及在惰性气体环境退火所述被构图的基板。
本发明的第三个方面提供一种激光诱导热成像的方法，包括制备施主元件和基板；将所述施主元件的转移层朝向所述基板，然后在惰性气体环境下将所述转移层构图到所述基板上；及对所述被构图的基板在惰性气体环境下进行退火。
本发明的第四个方面提供一种制造有机发光显示器的方法，包括在施主元件上形成转移层；在基板上形成具有薄膜晶体管、电容器和线路的层；形成与每个薄膜晶体管接触的像素电极；将所述施主元件和所述基板层叠后将所述转移层构图在所述基板上；退火所述被构图的转移层；及在所述已退火的转移层上形成对电极。
通过参照附图对优选实施例的详述，本发明的特征和优点对于本领域的技术人员来说将变得十分明显，附图中图1为说明根据本发明一实施例的激光诱导热成像(“LITI”)工艺的流程图；图2为说明施主元件的横截面图；图3为说明基板的单位像素的横截面图，该基板具有形成于其上的预定层；图4为说明通过LITI形成的单位像素的横截面图；及图5为说明根据本发明的OLED的特性的曲线图。
具体实施例方式
本发明将在下文中参照附图进行详述，附图示出本发明的优选实施例。然而，本发明可能以其它不同形式实现，并不仅限于这里提出的实施例。更确切地，提供这些实施例的目的是使得本公开彻底而完整，并向本领域的技术人员充分传达本发明的范围。为清晰起见，图中层的厚度和区域(region)被夸大。整个说明书中相同的附图标记表示相同的元件。
图1为根据本发明一实施例的激光诱导热成像(“LITI”)工艺的流程图。
参照图1，制备具有转移层的施主元件a和具有预定层的基板b。施主元件的转移层设置为朝向基板的预定层，然后在激光照射装置中对转移层进行构图，从而进行激光诱导热成像工艺c。构图后，带有转移层的施主元件被除去，并对基板退火。在退火工艺之后，有机层或对电极被形成在带有转移层的基板上并密封，从而完成OLED。
图2至图4是说明根据本发明的LITI工艺的各步骤的横截面图。
图2为施主元件的横截面图，其在图1中被标记为“a”。
参照图2，施主100具有多个层形成于底部基板(base substrate)110上的结构。也就是说，施主元件包括底部基板110和形成于底部基板110上的光-到-热转换层120和转移层140。
底部基板110可以是加框的(framed)并且可具有柔性(flexible)或硬的(hard)材料。如果底部基板110太薄，它将难以处理，而如果太厚，由于其重量会具有传送施主膜的困难。优选地，底部基板110的厚度在20到200微米范围内。
光-到-热转换层120形成在底部基板110上，并且转移层140形成在光-到-热转换层120上。
光-到-热转换层120用于将从激光照射装置照射的激光转换成热能，并且热能改变转移层140和光-到-热转换层120之间的附着力，从而将转移层140转移到下面的基板。
为了防止转移材料的损坏和有效地控制施主膜的附着力，可以在光-到-热转换层120和转移层140之间设置缓冲层130。
转移层140可以是OLED的发光层。转移层140可以是从空穴注入层、空穴传输层、空穴阻挡层和电子发射层构成的组中选择的一种。
转移层140可以是单体有机层。
图3为说明基板的单位像素(unit pixel)的横截面图，该基板具有形成于其上的预定层，该基板在图1中标记为“b”。
参照图3，在基板210上形成预定层的工艺可包括形成薄膜晶体管(“TFT“)，该TFT具有栅电极250、源电极270a和漏电极270b；形成连接到TFT的像素电极层290；及形成像素限定层295。
更详细地，半导体层230形成在基板210上。为防止基板210上存在的杂质进入半导体层230中，可以在半导体层230和基板210之间形成缓冲层220。栅绝缘层240形成在半导体层230上，栅电极250形成在栅绝缘层240上。在栅电极250上使用常规材料形成层间绝缘层260，形成接触孔从而暴露半导体层230的源区和漏区。导电材料层形成在层间绝缘层260上并被构图从而形成源电极270a和漏电极270b，源电极和漏电极分别与源区和漏区相连。
平坦化层280形成在具有源电极270a和漏电极270b的基板210上，并且通孔形成于平坦化层280中从而露出部分漏电极270b。在形成平坦化层280之前可以形成无机钝化层从而保护下面的层不受湿气、杂质和湿法刻蚀工艺影响。导电材料层沉积在具有通孔的平坦化层280上并被构图从而形成像素电极290。形成像素限定层295从而暴露部分像素电极290，从而限定单位像素将形成于其上的有机层的区域。
图4是说明通过LITI形成的单位像素的横截面图，其在图1中标记为“c”。
激光600照射在基板200和施主元件100上的将被构图的区域。
在进行LITI工艺之前，施主元件100和基板200可经受层压工艺(lamination process)。由于层压工艺，施主元件100和基板200被固定，并且施主元件100和基板200之间的气泡通过用于层压工艺的加压工艺(pressurizing process)除去。因此，优选进行层压工艺。
照射激光600后，转移层140a和像素电极290之间的附着力强于转移层140和缓冲层130之间的附着力，激光600照射的区域的转移层140a脱离缓冲层130并被构图，也就是被构图到像素电极290上。根据单位像素类型，被构图的转移层140a可以被构图为条型(stripe type)或三角型(delta type)。
将转移层构图到基板上可以在小于10-2托(torr)的真空状态中进行。转移层140a可以是单体有机层。
由于在真空状态中进行构图，所以能够防止构图工艺期间可能出现在像素电极和有机层上的污染物质，从而提高包括发光层的有机层的寿命。
在构图工艺之后，基板200从施主膜100除去。
已构图的基板的转移层可以进行退火。
退火工艺可以在惰性气体环境下进行。
优选地，在控制水蒸气的密度到10ppm以下之后进行惰性气体环境下的退火工艺。另外，优选地在控制氧气密度到50ppm以下之后进行惰性气体环境下的退火工艺。这是因为，即使其中进行退火的装置具有惰性气体环境，但由于难以完全阻止外部的氧气和水蒸气进入，所以如上所述优选地控制其中进行退火工艺的装置中的氧气或水蒸气的流入量。
作为本发明的另一个实施例，无论将转移层构图到基板上的工艺期间的环境，已构图的基板的转移层可以在惰性气体环境下退火。转移层140a可以是单体有机层。
优选地，在控制水蒸气的密度到10ppm以下之后进行惰性气体环境下的退火工艺。另外，优选地在控制氧气密度到50ppm以下之后进行惰性气体环境下的退火工艺。
由于退火处理，残留在已转移的有机层上的惰性气体如氩和氮被除去。而且，通过控制退火工艺期间氧气和水蒸气的分压，有机层的特性进一步改善。所以，有机层的寿命增加，并且OLED的寿命特性得到改善。
作为本发明的另一个实施例，将转移层构图到基板上的工艺可以在惰性气体环境下进行。转移层140a可以是单体有机层。
优选地，在控制水蒸气的密度到10ppm以下之后进行惰性气体环境下的退火工艺。另外，优选地在控制氧气密度到50ppm以下之后进行惰性气体环境下的退火工艺。所以，通过控制构图工艺中氧气和水蒸气的分压，在构图工艺期间基板上的像素电极和有机层可以得到保护，所以包括发光层的有机层的寿命得到提高。
在构图工艺之后，基板200从施主膜100上除去。
其上形成有转移层140a的基板200可以在惰性气体环境下退火。
优选地，在控制水蒸气的密度到10ppm以下之后进行惰性气体环境下的退火工艺。另外，优选地在控制氧气密度到50ppm以下之后进行惰性气体环境下的退火工艺。
由于退火处理，残留在已转移的有机层上的惰性气体如氩和氮被除去。而且，通过控制退火工艺期间氧气和水蒸气的分压，有机层的特性进一步改善。所以，有机层的寿命增加，并且OLED的寿命特性得到改善。
在上述描述的三个实施例中，为了保护转移层，在惰性气体环境下退火已构图基板的转移层优选地在低于玻璃转变温度的温度范围内进行。
对电极形成在构图后的有机层上并且然后密封，从而完成OLED。
图5是说明根据本发明的OLED的特性的曲线图。图5显示亮度随时间的变化。
参照图5，“1”表示进行在N2环境下的发光层的构图工艺和其后的退火工艺后亮度的变化，“2”表示进行在真空状态中的发光层的构图工艺和其后的退火工艺后亮度的变化，以及“3”表示进行在常规气体环境中的发光层的构图工艺和其后的退火工艺后亮度的变化。“4”和“5”表示不进行退火工艺的情况，其中“4”表示发光层在常规气体环境下进行构图的情况。
可以看出，在对发光层进行构图后经历退火工艺的OLED的发光特性是无论构图工艺的环境，1000小时过后初始亮度的50％以上依然维持。也就是，经历退火工艺的发光层的寿命较未经退火工艺的发光层的寿命得到更大改善。
N2环境下构图工艺后进行退火工艺与真空状态中进行构图工艺在发光特性上相似。所以，可以看出，本发明的OLED的寿命与传统OLED相比具有更长的寿命。
如上所述，通过在真空状态中进行构图工艺，激光诱导热成像可以保护像素电极和转移的有机层免于从外部流入装置内的气体的影响，并能够提高依此制造的OLED的包括发光层的有机层的寿命。
而且，无论构图工艺的环境，通过对转移的有机层进行退火，转移的有机层上残留的气体被除去，并通过控制退火工艺期间氧气和水蒸气的分压，有机层的特性能够得到显著改善。
另外，通过在惰性气体环境下进行整个构图和退火工艺并控制氧气和水蒸气的分压，有机层的寿命特性可以得到显著改善。
所以，OLED的寿命特性可以得到显著改善。
尽管已经参照本发明的典型实施例具体示出和描述了对本发明，然而本领域的普通技术人员会理解在不偏离本发明的权利要求所限定的精神和范围的情况下，可以在其中做出各种形式和细节上的改变。
本申请要求2004年8月30日提交的韩国专利申请第2004-68769号的权利，本申请引用该申请文件的全文作为参考。
权利要求
1.一种激光诱导热成像方法，包括制备施主元件和基板；将所述施主元件的转移层朝向所述基板，然后将所述转移层构图到所述基板上；及退火所述被构图的基板。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述步骤在真空状态中进行。
3.如权利要求2所述的方法，其中所述真空状态具有10-2托的真空度。
4.如权利要求1所述的方法，其中所述转移层是单体有机层。
5.如权利要求1所述的方法，其中所述施主元件是加框的元件。
6.如权利要求1所述的方法，还包括在对所述转移层构图之前层叠所述施主元件和所述基板。
7.如权利要求1所述的方法，其中所述转移层是有机发光显示器的发光层。
8.如权利要求1所述的方法，其中所述退火工艺在惰性气体环境下进行。
9.如权利要求8所述的方法，其中在所述惰性气体环境下的所述退火工艺在控制所述惰性气体中的水蒸气密度到10ppm以下之后进行。
10.如权利要求8所述的方法，其中在所述惰性气体环境下的所述退火工艺在控制所述惰性气体中的氧气密度到50ppm以下之后进行。
11.如权利要求8所述的方法，其中在所述惰性气体环境下的所述退火工艺在低于所述转移层的玻璃转变温度的温度范围内进行。
12.一种激光诱导热成像的方法，包括制备施主元件和基板；将所述施主元件的转移层朝向所述基板，然后将所述转移层构图到所述基板上；及在惰性气体环境退火所述被构图的基板。
13.如权利要求12所述的方法，其中在所述惰性气体环境下的所述退火处理在控制所述惰性气体中的水蒸气密度到10ppm以下之后进行。
14.如权利要求12所述的方法，其中在所述惰性气体环境下的所述退火处理在控制所述惰性气体中的氧气密度到50ppm以下之后进行。
15.如权利要求12所述的方法，其中在所述惰性气体环境下的所述退火工艺在低于所述转移层的玻璃转变温度的温度范围内进行。
16.如权利要求12所述的方法，其中所述施主元件是加框的元件。
17.如权利要求12所述的方法，还包括在对所述转移层构图之前层叠所述施主元件和所述基板。
18.如权利要求12所述的方法，其中所述转移层是有机发光显示器的发光层。
19.一种激光诱导热成像的方法，包括制备施主元件和基板；将所述施主元件的转移层朝向所述基板，然后在惰性气体环境下将所述转移层构图到所述基板上；及对所述被构图的基板在惰性气体环境下进行退火。
20.如权利要求19所述的方法，其中在所述惰性气体环境下的所述退火处理在控制所述惰性气体中的水蒸气密度到10ppm以下之后进行。
21.如权利要求19所述的方法，其中在所述惰性气体环境下的所述退火处理在控制所述惰性气体中的氧气密度到50ppm以下之后进行。
22.如权利要求19所述的方法，其中在所述惰性气体环境下的所述退火工艺在低于所述转移层的玻璃转变温度的温度范围内进行。
23.如权利要求19所述的方法，其中所述施主元件是加框的元件。
24.如权利要求19所述的方法，还包括在对所述转移层构图之前层叠所述施主元件和所述基板。
25.如权利要求19所述的方法，其中所述转移层是有机发光显示器的发光层。
26.如权利要求25所述的方法，其中所述转移层包括从空穴注入层、空穴传输层、空穴阻挡层和电子发射层构成的组中选择的的一种或多种。
27.一种制造有机发光显示器的方法，包括在施主元件上形成转移层；在基板上形成具有薄膜晶体管、电容器和线路的层；形成与每个薄膜晶体管接触的像素电极；将所述施主元件和所述基板层叠后将所述转移层构图在所述基板上；退火所述被构图的转移层；及在所述已退火的转移层上形成对电极。
28.如权利要求27所述的方法，其中所述步骤在真空状态中进行。
29.如权利要求27所述的方法，其中所述退火工艺在惰性气体环境下进行。
30.如权利要求27所述的方法，其中所述构图工艺在惰性气体环境下进行。
31.如权利要求27所述的方法，其中在所述惰性气体环境下的所述退火处理在控制所述惰性气体中的水蒸气密度到10ppm以下之后进行。
32.如权利要求27所述的方法，其中在所述惰性气体环境下的所述退火处理在控制所述惰性气体中的氧气密度到50ppm以下之后进行。
33.如权利要求27所述的方法，其中在所述惰性气体环境下的所述退火工艺在低于所述转移层的玻璃转变温度的温度范围内进行。
全文摘要
本发明涉及一种激光诱导热成像方法。该激光诱导热成像方法包括制备施主元件和基板；将施主元件的转移层朝向基板，然后将转移层构图到基板上；然后退火已构图的基板。
文档编号H01L27/32GK1744777SQ200410094219
公开日2006年3月8日 申请日期2004年12月31日 优先权日2004年8月30日
发明者金茂显, 陈炳斗, 宋明原, 李城宅 申请人:三星Sdi株式会社