KR101434365B1 - 유기 발광 소자의 제조방법 - Google Patents
유기 발광 소자의 제조방법 Download PDFInfo
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Abstract
유기발광소자의 패턴을 형성하는 방법에 관해 개시된다. 개시된 방법은 프리패턴된 발열체를 이용해 유기물질을 주어진 패턴 형상으로 증발시키고 이것을 피증착대상인 기판에 전사하는 방법을 이용한다. 즉, 다수의 기능층(Funtional layer)을 포함하는 유기 발광 소자의 적층 구조에 대응하는 패턴의 발열체를 갖는 템플리트를 준비하는 단계; 상기 발열체 위에 유기 물질층을 형성하는 단계; 유기 발광 소자용 기판을 상기 템플리트의 발열체에 근접시키는 단계; 그리고 발열체에 의해 발열체 위의 유기 물질층을 증발시켜 상기 타겟 기판에 전사하는 단계;를 포함한다.
유기 발광 소자, 전사, 발열체, 프리패턴
Description
본 발명은 마이크로 히팅 어레이(micro-heating array)에 의한 미세 구조전사 방법에 관한 것으로, 유기 전자 발광 요소(organic electroluminescent component)의 패턴(pattern) 또는 이미지(image)를 형성하기 위한 방법이다.
일반적으로, OLED는 애노드 전극으로부터 공급되는 홀(hole)과 캐소드 전극으로부터 공급되는 전자(electron)가 애노드 전극과 캐소드 전극 사이에 형성된 유기 발광층 내에서 결합하여 빛을 방출하는 소자이다. 이 OLED는 디스플레이 분야에서는 우수한 색 재현성, 빠른 응답 속도, 자발광, 초박형, 높은 대비비, 넓은 시야각, 저소비전력과 같은 우수한 특성을 나타내는 차세대 기술로서 TV, PC 모니터, 휴대전화기, MP3 및 자동차 네비게이션 등에 적용할 수 있는 기술이다. 또한 이러한 OLED는 자발광의 특징을 가지고 있어 색조절이 가능한 실내/외 조명이나 간판 등으로 이용이 가능하며 기존 조명보다 이산화탄소의 배출량을 줄일 수 있는 환경 친화적 소자이다.
이러한 유기발광소자의 제조방법은 다양한 발광구조 형성방법이 적용되는데, 이에는 섀도우 마스크를 이용한 증발법(evaporation), 잉크 젯을 이용한 인쇄법(printing), 레이어에 의한 국소적 전사법(thermal transfer). 섀도우 마스크에 의한 증발법은 섀도우 마스크에 의해 증착 패턴이 결정되며, 인쇄법은 주어진 영역에만 피증착물을 공급함으로써 목적하는 패턴을 형성하며, 국소적 전사법은 레이저로 목적하는 패턴으로 증착대상물을 가열시킴으로써 목적하는 패턴을 얻는다.
본 발명은 미세 패턴의 획득이 용이한 유기 발광 소자의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 예시적 실시예에 따르면, 다수의 기능층(Funtional layer)을 포함하는 유기 발광 소자의 적층 구조에 대응하는 패턴의 발열체를 갖는 템플리트를 준비하는 단계;
상기 발열체 위에 유기 물질층을 형성하는 단계;
상기 유기 발광 소자용 기판을 상기 템플리트의 발열체에 근접시키는 단계; 그리고
상기 발열체에 의해 발열체 위의 유기 물질층을 증발시켜 상기 타겟 기판에 전사하는 단계;를 포함하는 유기 발광 소자의 제조방법가 제공된다.
본 발명을 다른 실시예에 따르면, 상기 발열체 위에 유기 물질층을 형성하는 단계와 상기 유기물질층을 기판으로 전사하는 단계를 반복 수행하여, 서로 다른 유기물질층에 의한 적층 구조를 상기 기판에 형성한다.
본 발명의 또 다른 실시예들에 따르면, 상기 기판과 발열체 상의 유기 물질층을 상호 접촉시킨 상태 또는 이격 시킨 상티에서 상기 유기 물질층을 상기 기판으로 전사한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유기 발광 소자의 제조방법은,
상기 발열체 위에 유기 물질층을 형성하는 단계와 유기 물질층을 기판으로 전사하는 단계를 반복 수행하여 복수의 유기 발광 소자의 적층 구조를 형성하되,
하나의 유기 발광 소자의 유기 물질층을 기판에 형성한 후 인접한 다른 유기 발광 소자의 유기 물질층을 형성하는 단계를 더 포함하여 상기 복수의 유기 발광 소자를 동시에 제조한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유기 발광 소자의 제조방법은,
상기 발열체 위에 유기 물질층을 형성하는 단계와 유기 물질층을 기판으로 전사하는 상기 과정을 반복 수행하여 복수의 유기 발광 소자의 적층 구조를 형성하되,
하나의 유기 발광 소자의 적층 구조를 완성한 후, 인접한 다른 유기 발광 소자의 적층 구조를 형성한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면,
상기 유기 물질층은 상기 유기 발광 소자의 기능층을 구성하는 복수 물질 중의 하나이며,
상기 복수 물질의 각각을 상기 과정을 통해 순차적으로 적층하여 하나의 기능층을 형성한다.
본 발명의 또 다른 실시예들에 따르면,
상기 템플리트를 준비하는 단계는 상기 기판에 다수의 유기 발광 소자들 각각에 대응하는 템플리트를 준비하며,
상기 발열체는 복수의 유기 발광 소자에 대응하게 형성하며,
상기 템플리트로 부터 이격시킨다.
또한 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 발열체의 하부에 발열체를 국부적으로 지지하는 지지체를 마련하며,
구체적인 실시예에 따르면, 상기 발열체 하부에 상기 지지체를 복수개 마련하며,
상기 지지체들 각각은 상호 이격되게 한다.
상기 기능층은 발광층(emission layer)과, 발광층(electric charge)에 전하를 공급하기 위한 전자 수송층, 전자 주입층, 정공 수송층, 정공 주입층 등을 포함한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 실시예들에 따른 유기 발광 소자의 제조방법을 설명한다.
도 1a 내지 도 1c는 본 발명에 따른 유기 발광 소자의 제조 방법의 기본 개념을 설명하는 도면이다.
도 1a에 도시된 바와 같이 히이터, 즉 템플리트 기판(10, 이하 템플리트)에 형성되는 소정 패턴의 발열체(11)의 일측면에 유기 물질층(12)을 형성한다. 이때에서 발열체(11)의 패턴은 특정한 패턴, 예를 들어 OLED의 평면적 패턴에 대응하는 형태를 가진다. 도 1a~1c에서는 본 발명의 쉬운 이해를 위해 발열체(11)가 단순하게 표현되었다.
도 1b에 도시된 바와 같이 발열체(11)에 형성된 유기 물질층(12) 가까이에 타겟 기판(13, 이하 기판)을 근접시킨 상태에서 발열체(13)를 발열시킨다. 상기 기판(13)은 OLED가 형성되는 기판일 수 있다.
도 1c에 도시된 바와 같이 발열체(11)에 피착되었던 유기물질층(12)을 증발시켜 발열체(10) 가까이에 근접해 있는 기판(13)으로 전사(transfer)한다. 전사된 유기물질층(11)은 OLED의 적층 구조가 가지는 패턴에 대응하는 형태를 가진다.
상기와 같은 과정, 즉 상기 유기물질층을 발열체 위에 형성한 후 이를 타겟 기판으로 전사하는 과정을 유기물질의 종류를 달리하면서 반복 수행하여 복수의 유기물질층(11)에 의한 적층 구조물을 형성한다.
도 1a 내지 도 1c에서는 기판(13)이 발열체(11)에 근접시키되, 발열체(11) 상의 피증착물질인 유기 물질층(12)과 기판(13) 사이에 유기 물질의 증발 갭이 존재하는 것으로 표현되었다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 기판(13)을 발열체(11)에 근접시켜 발열체(111) 상의 유기 물질층(12)을 기판(13)에 가볍게 접촉시킬 수 있다.
상기 발열체(11)는 유기 발광 소자의 픽셀(pixel)들의 배열에 대응하는 형태로 다수 배치된 어레이, 즉 마이크로 히팅 어레이(micro-heating array)를 가질 수 있다. 픽셀은 유기 발광 다이오드(OLED)에 의한 발광부와 이를 구동하는 복수 트랜지스터를 포함하는 구동 회로를 포함한다. 본 발명에 따른 제조방법은 전술한 바와 같이 특정 형태의 발열체(11), 즉 프리-패턴(pre-patterned)된 발열체(11)를 이용해 유기물 박막을 유기 발광 소자의 기판에 형성하며, 따라서 종래와 같은 별도의 패터닝 장치나 과정이 필요없다. 다수의 픽셀에 대응하게 배치된 미세 발열체 배열, 즉 마이크로 히팅 어레이는 자체의 발열 또는 이로부터 방출되는 IR(Infra-red) 적외선 또는 가시광선으로 그 표면에 형성된 유기물질을 증발시켜 기판으로 전사한다. OLED는 중합체(PLED) 또는 저분자(SMOLED) 유기 물질로 제조될 수 있다. 이러한 본 발명에 따르면 종래의 열전사 방법과 달리 도너 필름이 필요없고, 메탈 섀도우 마스크와 같은 유기물 패터닝 마스크가 없이도 고해상도의 픽셀 형성이 가능하다. 히팅 어레이의 적절한 설계에 의해서 화면의 대면적화가 용이하다. 또한, 픽셀이 형성되는 기판이 유기물 형성과정에서 직접 가열되지 않기 때문에 유리기판 및 플라스틱 기판 등에 널리 적용될 수 있다.
이러한 본 발명에 따른 유기 발광소자의 제조방법을 정리하면,
유기 발광 소자의 유기물 적층 구조에 대응하는 패턴을 갖는 발열체 또는 마이크 히팅 어레이를 템플리트에 형성하는 단계;
상기 템플리트의 발열체 위에 유기 물질층을 형성하는 단계;
상기 유기 발광 소자용 기판을 상기 템플리트의 발열체에 근접시키는 단계; 그리고
상기 발열체로 부터 열을 발생시켜 발열체 위에 형성된 유기 물질층을 증발시켜 상기 타겟 기판에 전사하는 단계;가 포함된다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 기판에 전사되는 유기물질층은 유기 발광소자의 어느 한 기능층을 구성하는 다수 물질 중 적어도 하나의 물질로 형성된다.
본 발명이 또 다른 실시예에 따르면, 상기 템플리트를 형성하는 단계에서 상 호 패턴을 달리하는 발열체를 갖는 템프리트를 복 수개 형성하고, 상기 기판에 상기 템플리트들을 이용해 서로 다른 패턴의 유기물질층을 전사하는 단계를 더 포함된다.
또한, 하나의 적층, 예를 들어 발광층, 전자 수송층, 전자 주입층, 정공 수송층, 정공 주입층 등 각 기능층은 하나 이상의 유기 물질을 포함한다. 각 기능층을 구성하는 여러 유기물질을 혼합하지 않고 개별적으로 전사함으로써 타겟 기판에 대해 별개의 막으로 형성함으로써 타겟 기판에서 하나의 물질로 혼합되게 할 수 있다.
도 2a 내지 도 2c는 어레이 형태로 배치된 다수 발열체(11)를 이용한 본 발명에 따른 유기 적층 구조를 형성하는 방법을 예시한다.
도 2a에 도시된 바와 같이 템플리트(10)에 다수의 발열체(11)가 소정 간격으로 배치되어 있다. 발열체(11)들은 유기발광 디스플레이의 각 픽셀에 대응하는 크와 간격으로 배치된다. 상기 발열체(11)들 각각의 폭은 유기발광소자의 폭과 일치하며 이들 간의 피치 역시 픽셀의 피치에 일치한다.
도 2b에 도시된 바오 같이 상기 템플리트(10)에 소정의 유기물질을 증착하여 발열체(11)에 유기물질층(12a)을 형성한다. 이때에 템플리트(10)의 표면에도 유기물질층(12b)이 형성된다.
도 2c에 도시된 바와 같이 기판(13)을 상기 발열체(11)에 근접시킨다. 이때에 도 2c에 도시된 바와 같이 유기물질층(12a)이 기판(13)과 좁은 갭을 유지할 수 도 있으며, 도 2d에 도시된 바와 같은 다른 실시예에 따르면 접촉할 수 있다.
도 2e에 도시된 바와 같이 상기 발열체(11)를 이용해 발열체(11) 표면의 유기물질층(12a)을 증발시켜 기판(13)으로 전사한다. 도 2e는 도 2c에 도시된 바와 같이 유기물질층(12a)과 기판(13)이 이격된 상태에서 유기 물질층(12a)의 전사가 완료된 상태를 보인다.
도 2b 에서 도 2e 까지의 과정은 하나의 기능층 또는 하나의 기능층을 구성하는 단위 적층의 형성 과정으로서 다수회 반복됨으로써 복수의 기능층을 가지는 OLED를 형성할 수 있다.
어레이 형태로 배치된 미소 크기의 발열체, 마이크로 히팅 어레이에 의해 기판으로 전사되는 피전사층인 유기물질층은 기판에 대해 수직적으로 적층되는 OLED의 기능층, 예를 들어 정공주입층, 정공수송층, 발광층 및 전자수송층, 전자주입층, 정공 저지층, 또는 전자 저지층을 포함할 수 있다. 이들 기능층들을 전술한 바와 본 발명의 전사방법을 통해 하나의 적층을 이루며, 따라서 이를 통해 목적하는 OLED를 얻을 수 있다.
템플리트(10)에 형성되는 발열체(11)에 대한 유기물질층(12) 형성에는 스퍼터링법, 전자빔 증착법(e-beam deposition), 증착법(thermal deposition) 등과 같은 다양하게 알려진 공지의 증착법이 이용될 수 있다. 발열체(11)는 전압에 의해 발열하며, 발열체(11)로 부터의 전도열 및 복사열이 발열체(11) 표면의 유기 물질층(12)에 흡수되고 따라서 유기 물질층(12)이 증발하여 기판(13)으로 전사된다. 이러한 방법은 타겟 기판이 직접 가열되지 않고, 발열체(11)에 형성된 유기 물질층(12)만 가열된다.
상기 기판(10)은 유리 또는 플라스틱으로 제조될 수 있으며, 따라서 SOG(System on glass), SOP(System on plastic)에 본 발명의 제조방법을 적용할 수 있다. 상술한 바와 같은 단순한 공정을 이용하여 매우 빠르고 OLED의 경제적으로 형성할 수 있다. 연속적인 영역에서 다른 유기층들이 도포되면, 칼라 디스플레이를 위한 R(적색), G(녹색), B(청색) OLED를 형성할 수 있다. 이들 각 색상의 OLED를 하나의 기판에 제조함에 있어서, R,G,B OLED를 개별적으로 하나씩 형성할 수 도 있고, 다른 실시예에 따르면 R,G,B OLED 를 동시에 제조할 수 도 있다.
도 3a 내지 도 3f는 하나의 기판(13)에 R, G, B OLED를 동시에 형성하는 방법으로서 각 OLED의 단위 유기물질층을 순차적으로 형성하는 과정을 예시적으로 설명하는 공정도이다.
도 3a에 도시된 바와 같이, R, G, B OLED의 배열에 대응하게 배열된 발열체(11)가 템플리트(10)의 일면에 형성되어 있다. 발열체(11)들의 피치는 디스플레이에서 동일 색상 화소의 피치에 대응한다.
도 3b에 도시된 바와 같이, 상기 템플리트(10)에 유기 물질층(12R, 12R')을 형성한 후, 템플리트(10)에 기판(13)을 접근시킨다. 이때에 유기 물질층(12R)은 예를 들어 R-OLED의 한 기능층에 해당한다.
도 3c에 도시된 바와 같이 발열체(11)를 발열시켜 발열체(11) 표면의 유기물질층(12R)을 기판(13)으로 전사한다. 유기물질층(12R)이 전사된 부분은 기판(13)에서 적색 발광영역으로 획정(劃定, defined)된 부분이다.
도 3d에 도시된 바와 같이 템플리트(10)를 세정한 후, 예를 들어 G-OLED의 한 기능층으로 이용될 유기 물질층(12G)을 템플리트(10)에 증착한 상태에서 기판(13)을 템플리트(10)에 접근시킨다. 이때에 발열체(12)가 전단계의 공정에서 형성되는 유기 물질층(12R)의 영역에 겹치지 않게 획정된 녹색 발광 영역에 대면하도록 위치시킨다.
도 3e에 도시된 바와 같이 발열체(12)를 발열시켜 발열체(12) 표면의 유기물질층(12G)을 기판(13)의 녹색 발광영역으로 획정된 부분에 전사한다.
도 3f에 도시된 바와 같이 템플리트(10)를 세정한 후, 예를 들어 B-OLED의 한 기능층으로 이용될 또 다른 유기물질층(12B)를 템플리트(10)에 증착하고, 기판(13)을 템플리트(10)에 접근시킨다. 이때에 발열체(12)가 전단계의 공정에서 형성된 유기 물질층(12R, 12G)와는 겹쳐지지 않게 청색 발광영역으로 획정된 부분에 대면하게 위치시킨다.
도 3g에 도시된 바와 같이, 발열체(12)에 의해 이 표면에 형성되는 유기 물질층(12B)을 증발시켜 기판(13)의 청색 발광 영역에 전사한다.
도 3h는 위와 같은 과정을 통해 얻어진 기판(13) 상의 유기 물질층(12R, 12G, 12B)의 배치를 보인다. 이들 유기물질층(12R, 12G, 12B)을 얻은 후 색상별 발광 영역의 물질층(12R, 12G, 12B)들 위에 해당 색상의 OLED의 다른 유기물질층을 각각 전사하는 과정이 진행되는데, 이를 위하여 전술한 과정을 반복한다.
위의 과정에서는 각 픽셀의 유기 물질층을 한 단계씩 같이 쌓아 올리는 방법이 설명되었는데, 이와 달리 한 색상 영역에 대해 OLED를 완성한 후 다음 색상영역의 OLED의 형성하도록 하는 것도 가능하다. 즉, 도 2a 내지 도 2d에 도시된 과정을 유기 물질층을 바꾸어가면서 반복 실시하여 하나의 OLED를 완성하고, 이에 이어 전사 위치를 바꾸어 다른 OLED의 형성하는 방법을 적용할 수 있다.
도 3a 내지 도 3h의 과정에서 발열체(12) 상의 유기 물질층과 기판이 접촉되지 않고 일정한 갭이 유지되는 것으로 설명되었다. 그러나, 본 발명의 다른 실시예에 따르면 전술한 실시예에서와 같이 접촉되게 할 수 도있다.
한편, 전술한 실시예들의 설명에 관련된 도면들에는 발열체(11)가 템플리트(10)에 접촉된 상태로 도시되어 있다. 이 경우 발열체(11)로 부터의 열이 템플리트(10)에 의해 흡수되며 따라서 유기 물질층의 증발을 위해서는 템플리트에 의한 열 손실이 감안한 발열이 요구된다. 템플리트의 열흡수에 의한 발열체의 열손실을 억제하기 위하여 발열체를 템플리트로부터 이격 시킬 수 있다.
도 4a는 템플리트(10)로 부터 이격된 발열체(11)의 배치구조를 보인 횡단면도이며, 도 4b는 발열체(11)와 이를 지지하는 지지대(10a)를 발췌해 보인 평면도, 그리고 도 4c는 사시도이며, 도 5는 실제로 제작된 템플리트(10)의 부분 발췌 사진이다. 템플리트(10)에 지지대(10a)가 적정 간격으로 형성되고 이 위에 발열체(11)가 형성된다. 즉, 발열체(11)는 지지대(10a)에 의해 템플리트(10)의 표면으로 부터 소정 높이 현수되어 있는 구조를 갖는다. 발열체(11)이 양단에는 전극(11a)이 형성되며(도면에는 일측 전극만 도시됨), 이를 하부에서 받치는 지지대(10a)는 등간격으로 배치되는데 이 간격은 유기 발광 디스플레이에서 한 화소의 길이에 대응할 수 있다. 본 발명의 구체적인 실시예에 따르면, 발열체(11)의 폭은 약 10㎛, 발열체(11)를 가로지르는 지지체(10a)의 폭은 약 5㎛이며, 지지체(10a)간의 간격은 약 100㎛ 정도이다. 지지체(10a)는 발열체(11) 하부에서 약 50㎛ 정도의 좁은 폭을 가지며 그 양단에는 20㎛ 정도 직경의 보강부(10b)가 마련된다. 이러한 보강부(10b)를 갖는 지지체(10a)의 구조적으로 발열체(11)로 부터의 열흡수를 줄이면서 기계적으로는 보강부(10b)에 의해 견고하게 유지되도록 하고 있다.
이와 같이 되면 발열체(11)로부터의 열은 일부가 지지대(10a)에 의해 흡수되나 대부분 유기물질층의 증발에 이용되며 따라서 효과적으로 유기물질층의 전사를 수행할 수 있다.
위와 같은 본 발명의 방법에 의해 소정 패턴의 발열체에 의해 유기물질층을 전사함에 있어서, 전술한 바와 같이 기판에 발열체 상의 유기물질층을 접촉시킨 상태에서 전사를 수행할 수 있으며, 또는 발열체 상의 유기물질층과 기판을 이격시켜서 전사를 수행할 수 있다. 후자의 경우 유기물질층과 기판의 갭이 너무 크면 증발된 유기물질층의 확산에 의해 기판 상에 확산된 유기물질층의 형성이 이루어 질 것이다. 목적하는 패턴의 유기물질층을 기판에 형성하기 위해서는 유기 물질층의 증발 거리인 유기물질층과 기판 간의 적절한 갭 조정이 필요하다. 이러한 갭 조정은 적정한 설계와 약간의 일상적 시행착오적인 조정에 의해 용이하게 이룰 수 있을 것이다.
한편, 상기와 같은 본 발명의 실시예 들에 따른 공정이 실시되는 기판은 유기 발광 디스플레이의 기판이며, 따라서, 상기와 같은 과정의 전사가 실시되는 기판에는 유기 발광 디스플레이의 화소 구동 회로부가 형성되어 있을 수 있고, 따라서 유기물질층의 전사는 상기 화소 구동 회로부 위에 이루어 질 수 있다.
본 발명에 의해서 전사되는 OLED의 각 기능층에는 발광층, 발광층 일측의 전자 주입층, 전자 수송층, 발광층 타측의 정공 주입층, 정공 수송층 등 일반적인 OLED의 모든 구성요소가 포함될 수 있다.
이러한 본 발명의 실시예들에 의하면, 종래 열전사 방법에 사용되던 도너 필름이 없이, 특정 패턴의 발열체에 의해 증발하는 유기 물질층이 발열체의 특정 패턴에 의해 기판에 대한 전사 패턴이 결정되므로 발열체의 적절한 디자인에 의해 높은 해상도의 유기전계발광소자를 얻을 수 있고, 발열체의 적절한 최적 설계에 따라 대면적 유기전계발광소자를 제조할 수 있다. 상기 각 기능층의 물질은 공지의 물질이 이용될 수 있으며, 대표적인 각 기능층의 물질은 다음과 같다.
상기 정공주입층 물질로서, 예를 들어, 구리프탈로시아닌 등의 프탈로시아닌 화합물, 스타버스트형 아민 유도체류인 TCTA, m-MTDATA, m-MTDAPB, MoO3, 용해성이 있는 전도성 고분자인 Pani/DBSA(Polyaniline/ Dodecylbenzenesulfonic acid: 폴리아닐린/도데실벤젠술폰산) 또는 PEDOT/PSS(Poly(3,4-ethylenedioxythiophene)/ Poly(4-styrenesulfonate):폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)/폴리(4-스티렌술포네이트)), Pani/CSA(Polyaniline/Camphor sulfonicacid:폴리아닐린/캠퍼술폰산) 또는 PANI/PSS(Polyaniline)/Poly(4-styrenesulfonate)(폴리아닐린)/폴리 (4-스티렌술포네이트)) 등과 같은 공지된 정공주입 물질을 사용할 수 있다.
상기 정공주입층의 두께는 약 100Å 내지 10000Å, 바람직하게는 100Å 내지 1000Å일 수 있다. 상기 정공주입층의 두께가 100Å 미만인 경우, 정공주입 특성이 저하될 수 있으며, 상기 정공주입층의 두께가 10000Å를 초과하는 경우, 구동 전압이 상승할 수 있기 때문이다.
상기 정공수송층(202)을 이루는 물질은 예를 들어,
N-페닐카르바졸, 폴리비닐카르바졸 등의 카르바졸 유도체,
N,N'-비스(3-메틸페닐)-N,N'-디페닐-[1,1-비페닐]-4,4'-디아민(TPD),
N,N'-디(나프탈렌-1-일)-N,N'-디페닐 벤지딘(α-NPD) 등의 방향족 축합환을 가지는 통상적인 아민 유도체 등과 같은 공지된 정공수송 물질을 사용할 수 있다.
상기 정공수송층의 두께는 약 50Å 내지 1000Å, 바람직하게는 100Å 내지 600Å일 수 있다. 상기 정공수송층의 두께가 50Å 미만인 경우, 정공수송 특성이 저하될 수 있으며, 상기 정공수송층의 두께가 1000Å를 초과하는 경우, 구동 전압이 상승할 수 있기 때문이다.
상기 전자수송층을 이루는 재료는 음극으로부터 주입된 전자를 안정하게 수송하는 기능을 하는 것으로서 옥사졸계 화합물, 이소옥사졸계 화합물, 트리아졸계 화합물, 이소티아졸(isothiazole)계 화합물, 옥사디아졸계 화합물, 티아다아졸(thiadiazole)계 화합물, 페릴렌(perylene)계 화합물, 알루미늄 착물(예: Alq3(트리스(8-퀴놀리놀라토)-알루미늄(tris(8-quinolinolato)-aluminium) BAlq, SAlq, Almq3, 갈륨 착물(예: Gaq'2OPiv, Gaq'2OAc, 2(Gaq'2))등과 같은 공지의 재료를 사용할 수도 있다.
상기 전자주입층 물질로는 캐소드 전극으로부터 전자의 주입을 용이하게 하는 기능을 가지는 물질이면 특별히 재료가 제한되지 않는다. 상기 전자주입층 으로 서는 LiF, NaCl, CsF, Li2O, BaO, BaF2, CsCO3와 BCP 혼합체 등과 같은 전자주입층 형성 재료로서 공지된 임의의 물질을 이용할 수 있다. 상기 전자주입층의 증착조건은 사용하는 화합물에 따라 다르지만, 일반적으로 정공주입층의 형성과 거의 동일한 조건범위 중에서 선택된다.
녹색 PL 발광층으로서 기능을 하는 OPCL이나 HIL에 포함되는 인광 도펀트로는 특별히 제한되지 않으며, 녹색 도펀트로는 [Coumarin 6], Ir(PPy)3(PPy=2-phenylpyridine) 등이, 적색 도펀트로서 [4-(dicyanomethylene)-2-t-butyl-6-(1,1,7,7- tetramethyljulolidyl-9-enyl)-4H-pyran (4-(dicyanomethylene)-2-t-butyl-6-(1,1,7, 7-tetramethyljulolidyl-9-enyl)- 4H-pyran;DCJTB)], PtOEP, UDC사의 RD 61, RD15, Merck 사의 TER021 등이 사용될 수 있다. 그리고 그 외에 녹색 발광을 위한 여타의 공지 PL 물질도 사용가능하다.
EL 발광부의 청색 발광물질로에 사용되는 청색 도펀트로는 특별히 제한되지 않으며, DPAVBi, DPAVBi 유도체, 디스티릴아릴렌(DSA), 디스티릴아릴렌 유도체, 디스티릴벤젠(DSB), 디스티릴벤젠 유도체, 스피로-DPVBi 및 스피로-6P(스피로-섹시페닐) 등을 들 수 있다. 적색 발광층에 사용되는 적색 도펀트로는 특별히 제한되지 않으며, 4-(디시아노메틸렌)-2-t-부틸-6-(1,1,7,7-테트라메틸줄롤리딜-9-에닐)-4H-피란(4-(dicyanomethylene)-2-t-butyl-6-(1,1,7,7-tetramethyljulolidyl-9-enyl)-4H-pyran;DCJTB), PtOEP, UDC사의 RD 61 등을 들 수 있다. 녹색 발광층에 사용되는 녹색 도펀트로는 특별히 제한되지 않으며, 쿠마린, Ir(PPy)3(PPy=2- phenylpyridine) 등을 들 수 있다.
또한, EL 발광부의 적색 인광물질로는 다음물질 중의 어느 하나를 적용할 수 있다.
Tris(dibenzoylmethane)phenanthroline europium(III), Bis(2-benzo[b]thiophen-2-yl-pyridine)(acetylacetonate)iridium (III), Tris(1-phenylosoquinoline)iridium(III), Bis(1-phenlisoquinoline)(acetylacetonate) iridium(III), Bis([1-(9,9-dimethyl-9H-fluoren-2-yl)-isoquinoline] (acetylacetonate)iridium(III), Bis[3-(9,9-dimethyl-9H-fluoren-2-yl)-isoquinoline](acetylacetonate)iridium(III), Tris[4,4'-di-tert-butyl-(2,2')-bipyridine]ruthenium(III) complex, Tris(2-phenylquinoline)iridium(III)
그리고, 적색 형광물질로는 다음 물질 중의 어느 하나가 사용될 수 있다.
4-(Dicyanomethylene)-2-tert-butyl-6-(1,1,7,7-tetramethyljulolidin-4-yl-vinyl)-4H-pyran, Tetraphenylnaphthancene, Bis(2-phenylquinoline) (acetylacetonate)iridium (III)
도 1a 내지 도 1c는 본 발명에 따른 일 실시예에 따른 유기 발광 소자의 제조방법에서 유기물질층 전사 과정을 보이는 공정도이다.
도 2a 내지 도 2는 본 발명에 따른 다른 실시예에 따른 유기 발광 소자의 제조방법에서 유기물질층 전사 과정을 보이는 공정도이다.
도 3a 내지 도 3는 본 발명에 따른 또 다른 실시예에 따른 유기 발광 소자의 제조방법에서 유기물질층 전사 과정을 보이는 공정도이다.
도 4a 내지 도 4는 본 발명에 따른 유기 발광 소자의 제조 방법에 이용되는 템플리트의 구조를 보이는 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 유기 발광 소자의 제조 방법에 이용되는 실제 템플리트의 구조를 보이는 평면 사진이다.
Claims (11)
- 다수의 기능층(Funtional layer)을 포함하는 유기 발광 소자의 적층 구조에 대응하는 패턴의 발열체를 갖는 템플리트를 준비하는 단계;상기 발열체 위에 유기 물질층을 형성하는 단계;상기 유기 발광 소자용 기판을 상기 템플리트의 발열체에 근접시키는 단계; 그리고상기 발열체에 의해 발열체 위의 유기 물질층을 증발시켜 상기 기판에 전사하는 단계;를 포함하며,상기 발열체를 국부적으로 지지하는 지지체를 이용하여 상기 템플리트에 지지시켜 상기 발열체를 상기 템플리트로 부터 이격시키는, 유기 발광 소자의 제조방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 발열체 위에 유기 물질층을 형성하는 단계와 상기 유기물질층을 기판으로 전사하는 단계를 반복 수행하여, 서로 다른 유기물질층에 의한 적층 구조를 상기 기판에 형성하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자의 제조방법.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,상기 기판과 발열체 상의 유기 물질층을 상호 접촉시킨 상태에서 상기 유기 물질층을 상기 기판으로 전사하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자의 제조방법.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,상기 기판과 발열체 상의 유기 물질층을 이격시킨 상태에서 상기 유기 물질층을 상기 기판으로 전사하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자의 제조방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 발열체 위에 유기 물질층을 형성하는 단계와 유기 물질층을 기판으로 전사하는 단계를 반복 수행하여 복수의 유기 발광 소자의 적층 구조를 형성하되,하나의 유기 발광 소자의 유기 물질층을 기판에 형성한 후 인접한 다른 유기 발광 소자의 유기 물질층을 형성하는 단계를 더 포함하여 상기 복수의 유기 발광 소자를 동시에 제조하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자의 제조방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 발열체 위에 유기 물질층을 형성하는 단계와 유기 물질층을 기판으로 전사하는 상기 단계를 반복 수행하여 복수의 유기 발광 소자의 적층 구조를 형성하되,하나의 유기 발광 소자의 적층 구조를 완성한 후, 인접한 다른 유기 발광 소자의 적층 구조를 형성하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자의 제조방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 유기 물질층은 상기 유기 발광 소자의 기능층을 구성하는 복수 물질 중의 하나이며,상기 복수 물질의 각각을 순차적으로 적층하여 하나의 기능층을 형성하는 유기 발광 소자의 제조방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 템플리트를 준비하는 단계는 상기 기판에 다수의 유기 발광 소자들 각각에 대응하는 템플리트를 준비하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자의 제조방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 발열체는 복수의 유기 발광 소자에 대응하게 형성하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자의 제조방법.
- 삭제
- 제 1 항에 있어서,상기 발열체 하부에 상기 지지체를 복수개 마련하며,상기 지지체들 각각은 상호 이격되게 하는 것을 특징으로 유기 발광 소자의 제조방법.
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