雷射照射裝置和利用該裝置製造有機發光顯示器的方法
2023-10-05 15:22:34
專利名稱：雷射照射裝置和利用該裝置製造有機發光顯示器的方法
技術領域：
本發明涉及雷射照射裝置和利用該裝置製造有機發光顯示器的方法，更特別地涉及包括一個具有用於改變雷射發生器發射雷射束的傳播路徑的掩膜(mask)的雷射照射裝置和利用該裝置製造有機發光顯示器的方法。
本申請要求享有於2004年9月23日遞交的韓國專利申請2004-0076666的優先權，所公開的內容在此全部引入作為參考。
背景技術：
通常，作為平板顯示器的有機發光顯示器包括陽極、陰極和陽極與陰極之間的有機層。所述有機層包括至少一個發光層。除所述發光層外，該有機層進一步包括空穴注入層，空穴傳輸層，電子傳輸層，電子注入層。根據所述有機層，特別是形成發光層的材料，可將有機發光顯示器可以分為聚合物有機光顯示器和小分子有機發光顯示器。
為了實現全色有機發光顯示器，需要構圖所述發光層。構圖發光層的方法包括在小分子有機發光顯示器中利用蔭罩(shadow mask)的方法和在聚合物有機發光顯示器中的噴墨列印方法或雷射致熱成像(在下文，稱作「LITI」)法。利用LITI方法，可精細構圖所述有機層。LITI法適用於大尺寸顯示器並具有解析度高的優點。有利地，所述LITI法是幹處理，而噴墨列印是溼處理。
圖1是解釋利用LITI方法形成有機層圖案的方法的橫截面圖。
參照圖1，形成有有機層130的供體襯底120被層疊在形成有預定元件的襯底110上。當雷射束150照射在具有有機層130的供體襯底120的預定區域上時，雷射束150被供體襯底120的光-熱轉換層吸收並被轉換成熱能，其允許形成一轉移層的有機層130被轉移到襯底110上，進而在襯底110上構圖該有機層。在這種情況下，由於熱能使得所述有機層130與供體襯底120分開，並被轉移到襯底110上而打破有機層130內的接合(bonding)。打破有機層130內的接合所需的能量應該比允許有機層130從供體襯底120上斷開並轉移所需的能量高。虛線部分指示有機層130內的接合斷開的部分。
圖2A和2B是解釋利用常規的雷射照射裝置製造有機發光顯示器的方法的示意圖和光束輪廓。
參照圖2A，具有有機層130的供體襯底120被層疊在具有預定元件的襯底110上。雷射照射裝置200包括一個雷射發生器240，一個構圖掩膜(patterned mask)260和一個投影透鏡(projection len)270。從雷射發生器240射出的雷射束250照射到供體襯底120的預定區域。此時，從雷射發生器240射出的雷射束250通過構圖掩膜260並被投影透鏡270折射而照射到供體襯底120上。所述雷射束250在掩膜260的未構圖部分處被阻擋。
在供體襯底120上的有機層130被雷射束250轉移到襯底110上。在轉移工序之後，在所形成的有機層圖案上形成陰極以完成一有機發光顯示器。
參照圖2B，說明了照射到供體襯底120上的雷射束250的光束輪廓280。X-軸表示雷射束照射區域，而y軸表示雷射束的強度。觀察光束輪廓，能夠注意到以均勻的強度將雷射束照射在所述照射區域上。打破有機層130內接合所需的雷射束強度應該比從供體襯底120分離轉移到襯底110上的有機層130而所需的能量高。最後，如果用於轉移所述有機層的具有過高強度的雷射束被照射到有機層上時，則可能毀壞所述有機層，進而降低轉移有機層圖案的質量。
發明內容
由此，本發明通過提供能夠利用低強度雷射束進行轉移，並減少使用LITI方法形成有機層圖案時對有機層的損壞的雷射照射裝置及使用該裝置製造有機發光顯示器的方法，解決上述常規顯示裝置中存在的問題，並提高轉移有機層圖案質量。
在本發明的一示意性實施例中，雷射照射裝置包括雷射發生器。所述雷射照射裝置包括一個位於雷射發生器下面並具有用於改變雷射發生器照射的雷射束的傳播路徑的裝置的掩膜。投影透鏡位於該掩膜(mask)的下面。因此，可使用低強度雷射束進行轉移工序，以便提高雷射束效率。
在根據本發明的另一個示意性實施例中，製造有機發光顯示器的方法包括提供具有像素電極的襯底和在該襯底整個表面引入供體襯底。所述方法包括利用雷射照射裝置在供體襯底的預定區域上照射雷射束，以便在所述襯底上形成有機層圖案，並在供體襯底上的照射區域邊緣處照射高強度雷射束。因此，可利用低強度雷射束進行轉移過程，以提高轉移有機層圖案的質量。
用於改變雷射束傳播路徑的裝置可以是投射部件。所述投影部件可以是透鏡，並且所述透鏡優選是凸透鏡。
所述凸透鏡可形成在掩膜下表面或上表面，或可形成在上下表面。
所述投射部件可以被拋光以具有透鏡形狀，並且所述透鏡形狀優選被拋光以具有凸透鏡形狀。
所述掩膜可由透明材料製成，並且所述透明材料可使用玻璃或塑料。
所述雷射照射裝置可以以步進(step-and-step)方式照射雷射束。
結合附圖，根據本發明一些示意性實施例描述本發明的上述或其它特徵，在所述附圖中圖1是解釋利用LITI方法形成有機層圖案的方法的橫截面視圖。
圖2A和2B是解釋利用常規的雷射照射裝置製造有機發光顯示器的方法的示意圖和光束輪廓。
圖3是根據本發明的雷射照射裝置的示意圖。
圖4A-4D是包括在根據本發明的雷射照射裝置中的各種凸透鏡和具有凸透鏡形狀的掩膜的截面圖。
圖5A-5B是解釋利用根據本發明實施例的雷射照射裝置製造有機發光顯示器的方法的示意圖和光束輪廓。
具體實施例方式
現在根據附圖更詳細地描述本發明，在附圖中示出了本發明的優選實施例。然而，本發明可以以不同的形式實現而不應解釋為限制為在此闡述的實施例。相同的參考標記在全文中指示相同的元件。
圖3是根據本發明的雷射照射裝置的示意圖。
參照圖3，雷射照射裝置300包括一個雷射發生器340，位於雷射發生器下面並具有用於改變雷射束的傳播路徑的裝置的掩膜360和投影透鏡370。雷射照射裝置300可以更進一步包括設置在雷射發生器340與構圖掩膜360之間的光束成形裝置，使得從雷射發生器340射出的雷射束均勻。
作為用於改變雷射束傳播路徑的裝置的凸面體形成在掩膜360上，並且透鏡可用作所述凸面體。在這個實施例裡，凸透鏡附貼在掩膜360上。此外，凸透鏡被附貼在掩膜360的下表面。從雷射發生器340射出的雷射束的傳播路徑被該凸透鏡折射。
作為改變雷射束的傳播路徑的裝置的凹面體可形成在掩膜360上。
掩膜可以採用透明材料。例如掩膜可以由透明玻璃或塑料製成。通常，使用由玻璃製成的掩膜，並利用能阻擋雷射束的材料來構圖掩膜。
然而，本實施例利用由玻璃製成的掩膜，並利用能改變雷射束的傳播路徑的裝置390，以便在不單獨構圖所述掩膜的情況下使光束照射到將進行構圖的部分。即，雷射束傳輸通過未形成有用於改變雷射束傳播方向的裝置的部分，並且雷射束在形成有用於改變雷射束傳播方向的裝置的部分處被折射，進而雷射束被引至透射透鏡370中。
由此，在本發明中，雷射束被照射通過用於改變雷射束傳播路徑的裝置，使得被常規掩膜阻擋的雷射束可用於轉移工序中，進而使用低能量雷射束進行轉移工序。
用於改變雷射束的傳播路徑的裝置390可具有各種類型，結合圖4A-4D對其進行描述。
雷射照射裝置300可以以步進方式照射雷射束。即，在一個步驟中利用雷射照射裝置300照射雷射束，並然後使雷射照射裝置300進入到下一步以在預定區域上照射雷射束。
圖4A-4D是解釋包括在根據本發明的雷射照射裝置中的各種凸面體和具有凸透鏡形狀的掩膜的橫截面圖。
參照圖4A，在由玻璃製成的掩膜460上形成用於改變雷射束的傳播路徑的裝置490，用作裝置460的凸透鏡被附貼到由玻璃製成的掩膜460的頂表面。
參照圖4B，用作用於改變雷射束的傳播路徑的裝置460的凸透鏡被附貼到由玻璃製成的掩膜460的頂面和底面。
參照圖4C和圖4D，說明了將掩膜460加工成用作用於改變雷射束的傳播路徑的裝置490的凸透鏡形狀的實施例。
圖4C解釋了掩膜的底面被加工成凸透鏡形狀的實施例，而圖4D解釋掩膜460的頂面和底面被加工成凸透鏡形狀的實施例。
參照圖5A和5B是解釋利用根據本發明實施例的雷射照射裝置製造有機發光顯示器方法的示意圖和光束輪廓。
參照圖5A，具有有機層130的供體襯底120被層疊在具有像素電極的襯底110上。雷射照射裝置500將雷射束照射到供體襯底120上，以便在具有像素電極的襯底110上形成有機層圖案。此時，在供體襯底120上的照射區域的邊緣部分處照射高強度的雷射束。即，為了打破有機層130內的接合，在所述邊緣部分處照射高強度的雷射束。
此外，為了在供體襯底120上的照射區域的邊緣部分處照射高強度的雷射束，雷射照射器500包括雷射發生器540，具有用於改變雷射束傳播路徑的裝置590的掩膜和投影透鏡570。掩膜560可以由玻璃製成。作為用於改變雷射束傳播路徑的裝置590的凸透鏡可被附貼在掩膜560的底表面上。雷射照射裝置500與圖3所示的雷射照射裝置300相似。
雷射發生器540將雷射束照射到供體襯底120的預定區域上。此時，從雷射發生器540射出的雷射束550經過由玻璃製成的掩膜560。雷射束徑直地經過掩膜560中未附貼有凸透鏡的部分，並且經過掩膜560的雷射束551，552，553和554被引導到投影透鏡570。由投影透鏡570折射的雷射束551，552，553和554照射到供體襯底120上。
雷射束傳播路徑在掩膜中附貼有凸透鏡的部分處被折射，並且被折射的雷射束經過投影透鏡570被折射並照射到供體襯底120上。特別說明，經過凸透鏡的雷射束555和556被凸透鏡折射而被引入到投影透鏡570。引入到投影透鏡570的雷射束555和556由投影透鏡570折射而照射到供體襯底120的這樣的區域上，即經過掩膜560的不具有凸透鏡的區域的雷射束552和553所分別照射的區域。
也就是說，用於改變雷射束傳播路徑的裝置未阻擋地折射被常規掩膜阻擋的雷射束，以便用於轉移工序中。
投影透鏡可以包括多個以不同方式設置的透鏡以便折射各個方向上的雷射束。
參照圖5B，說明了照射在供體襯底120上的雷射束的光束輪廓580。X-軸表示被雷射束照射區域，而y-軸表示雷射束的強度。觀察光束輪廓，值得注意的是在供體襯底120的區域上照射不規則強度的雷射束，其兩邊具有高強度光束輪廓。即，通過形成在掩膜560上的凸透鏡的雷射束555和556被折射以照射在這樣的照射區域，即通過掩膜560上沒有凸透鏡的部分的雷射束552和553所照射的區域，由此具有高強度輪廓。
在高強度區域裡的雷射束用於打破有機層130內的接合，而在低強度區域裡的雷射束用於使有機層130與供體襯底120分開而轉移有機層130。
如圖1所示，所需打破有機層內接合的雷射束強度比從供體襯底120分離有機層130而轉移有機層130所需的能量高。
因此，當具有從襯底120上分離有機層130以轉移有機層130的所需強度的雷射束被照射到供體襯底120上時，由於高強度雷射束被集中照射在所述區域的邊緣處，所以雷射束能夠打破有機層中的接合而分離供體襯底120與有機層130以便將有機層130轉移到襯底上。即，通過利用常規掩膜阻擋的雷射束，使得低強度雷射束可用於形成有機層圖案進而提高雷射效率。此外，由於在有機層上照射低強度雷射束，能夠減少由於雷射束引起的形成的有機層圖案上的損壞。
利用LITI法形成有機層的轉移過程可以在氮氣中進行。由於通常的空氣中含有氧氣成分以至於轉移的有機層圖案被氧化，轉移過程優選在無氧成分的氮氣中進行。
此外，轉移過程可以在真空裡進行，尤其是當供體襯底層疊在襯底的整個表面上時，能夠有利地抑制在供體襯底與襯底之間氣泡的產生。
雷射照射裝置300可以以步進的方式照射雷射束550。觀察這種方式，在一個步驟中利用雷射照射裝置500照射雷射束550以形成有機層圖案，並隨後將雷射照射裝置300移到下一步，以便在預定區域上照射雷射束550而形成另一有機層圖案。重複這過程，有機層圖案可被形成以所需的圖案。
有機層圖案可以是選自於發光層、空穴注入層、空穴傳輸層、電子傳輸層和電子注入層的單層或至少兩層的多層。
在轉移工序之後，在有機層圖案上形成陰極而完成有機發光顯示器。
如前所述，雷射束照射穿過具有用於改變雷射束傳播路徑的裝置的掩膜而利用LITI法形成有機層圖案。因此，低強度雷射束可完成轉移過程而提高雷射效率。此外，可減少有機層上的損壞，提高轉移有機層圖案的質量。
儘管參照本發明的一些示意性實施例已經描述了本發明，但本領域普通技術人員可以理解，在不脫離所附權利要求限定的本發明精神或範圍及其等同物的情況下，可對本發明進行各種修改和變型。
權利要求
1.一種雷射照射裝置，包括一雷射發生器；一掩模，其位於所述雷射發生器的下面並具有用於改變從所述雷射發生器射出的雷射束的傳播路徑的裝置；和位於所述掩膜下的一投影透鏡。
2.根據權利要求1所述的雷射照射裝置，其中用於改變雷射束傳播路徑的裝置是一凸起部分。
3.根據權利要求2所述的雷射照射裝置，其中所述凸起部分是一透鏡。
4.根據權利要求3所述的雷射照射裝置，其中所述透鏡是一凸透鏡。
5.根據權利要求4所述的雷射照射裝置，其中所述凸透鏡被形成在掩膜的下表面和上表面中的任何一個表面上。
6.根據權利要求4所述的雷射照射裝置，其中所述凸透鏡被形成在掩膜的下表面和上表面上。
7.根據權利要求2所述的雷射照射裝置，其中所述凸起部分被加工成透鏡形狀。
8.根據權利要求7所述的雷射照射裝置，其中所述透鏡具有凸透鏡形狀。
9.根據權利要求1所述的雷射照射裝置，其中所述掩膜由透明材料製成。
10.根據權利要求9所述的雷射照射裝置，其中所述透明材料是玻璃和塑料中的任何一種。
11.根據權利要求1所述的雷射照射裝置，以步進的方式發射雷射束。
12.一種製造有機發光顯示器的方法，包括提供具有像素電極的一襯底；在所述襯底的整個表面上層疊一供體襯底；並利用一雷射照射裝置在所述供體襯底的預定區域上照射雷射束，以便在所述襯底上形成有機層圖案，其中在所述供體襯底的發射區域的邊緣部分上照射高強度雷射束。
13.根據權利要求12所述的方法，其中所述雷射照射裝置包括一雷射發生器；一掩模，其位於所述雷射發生器的下面並具有用於改變所述雷射發生器發射的雷射束的傳播路徑的裝置；和位於所述掩膜的下面的一投影透鏡。
14.根據權利要求13所述的方法，其中所述用於改變雷射束傳播路徑的裝置是一凸起部分。
15.根據權利要求14所述的方法，其中所述凸起部分是一透鏡。
16.根據權利要求15所述的方法，其中所述透鏡是一凸透鏡。
17.根據權利要求16所述的方法，其中所述凸透鏡被形成在所述掩膜下表面和上表面中的任何一個表面上。
18.根據權利要求16所述的方法，其中所述凸透鏡被形成在所述掩膜的下表面和上表面上。
19.根據權利要求14所述的方法，其中所述凸起部分被加工成透鏡形狀。
20.根據權利要求19所述的方法，其中所述透鏡有凸透鏡形狀。
21.根據權利要求13所述的方法，其中所述掩膜由透明材料製成。
22.根據權利要求21所述的方法，其中所述透明材料是玻璃和塑料中的任何一種。
23.根據權利要求12所述的方法，其中所述雷射照射裝置以步進的方式照射雷射束。
24.根據權利要求12所述的方法，其中所述在像素電極上形成有機層圖案是在氮氣環境中進行的。
25.根據權利要求12所述的方法，其中所述在像素電極上形成有機層圖案是在真空環境中進行的。
26.根據權利要求12所述的方法，其中所述有機層圖案可以是選自於發光層、空穴注入層、空穴傳輸層、電子傳輸層和電子注入層的單層或至少兩層的多層。
全文摘要
提供一種雷射照射裝置和利用該裝置製造有機發光顯示器的方法。雷射照射裝置包括雷射發生器；位於雷射發生器的下面並具有用於改變雷射束傳播路徑的裝置的掩膜；和投影透鏡。製造有機發光顯示器的方法，包括使用雷射照射裝置在供體襯底的照射區域的邊緣上照射高強度雷射束，以便在襯底上形成有機層圖案。低強度雷射束能進行轉移處理以提高雷射束效率。此外，能夠降低有機層上的損壞和提高轉移的有機層圖案的質量。
文檔編號H05B33/12GK1753584SQ200410082068
公開日2006年3月29日 申請日期2004年12月31日 優先權日2004年9月23日
發明者李在濠, 姜泰旻, 李城宅 申請人:三星Sdi株式會社