KR101516447B1 - 격납된 층을 제조하는 방법 - Google Patents

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Abstract

격납된 제2 층을 제1 층 위에 형성하는 방법이 제공되는데, 본 방법은 제1 표면 에너지 및 제1 유리 전이 온도를 갖는 제1 층을 형성하는 단계와; 제1 층 위에서 그리고 제1 층과 직접 접촉하게 중간 재료를 응축시켜 중간 층을 형성하는 단계 - 여기서, 상기 중간 층은 제1 표면 에너지보다 낮은 제2 표면 에너지를 가짐 - 와; 중간 층을 패턴화하여 제1 층의 비차폐 영역 및 제1 층의 차폐 영역을 형성하는 단계와; 격납된 제2 층을 제1 층의 비차폐 영역 위에 형성하는 단계를 포함한다. 유기 전자 소자를 제조하는 방법이 또한 제공된다.
중간 층, 표면 에너지, 유리 전이 온도, 패턴화, 응축, 표면 활성

Description

격납된 층을 제조하는 방법{PROCESS FOR MAKING CONTAINED LAYERS}
관련 출원 자료
본 출원은 전체적으로 본 명세서에 참고로 포함되는 2007년 5월 18일자 미국 가특허 출원 제60/938,794호로부터 35 U.S.C. § 119(e) 하에 우선권을 주장한다.
본 발명은 일반적으로 격납된 층을 제조하는 방법에 관한 것이다. 구체적으로, 이러한 층은 전자 소자에 유용하다. 본 발명은 또한 이 방법에 의해 제조된 소자에 관한 것이다.
유기 활성 재료를 이용하는 전자 소자는 많은 다양한 종류의 전자 장비 내에 존재한다. 그러한 소자에서, 유기 활성 층이 2개의 전극 사이에 개재된다.
일 유형의 전자 소자는 유기 발광 다이오드(OLED)이다. OLED는 그의 높은 전력 변환 효율 및 낮은 가공 비용으로 인해 디스플레이 응용에 대해 유망하다. 그러한 디스플레이는 휴대 전화, 개인 휴대용 정보 단말기, 핸드헬드(handheld) 개인용 컴퓨터, 및 DVD 플레이어를 포함한, 배터리 전원식 휴대용 전자 장치에 대해 특히 유망하다. 이러한 응용은 낮은 전력 소비에 더하여, 높은 정보 용량, 풀-컬러(full color), 및 빠른 비디오 속도 응답 시간을 갖는 디스플레이를 요구한다.
풀-컬러 OLED의 생산에 있어서의 현재의 연구는 컬러 픽셀(pixel)을 생산하 기 위한 비용 효율적이며 처리량이 높은 공정의 개발을 지향한다. 액체 가공에 의한 단색 디스플레이의 제조에 대해, 스핀 코팅 공정이 널리 채택되어 왔다 (예를 들어, 문헌[David Braun and Alan J. Heeger, Appl. Phys. Letters 58, 1982(1991)] 참고). 그러나, 풀-컬러 디스플레이의 제조는 단색 디스플레이의 제조에 사용되는 절차에 대한 어떤 수정을 필요로 한다. 예를 들어, 풀-컬러 영상을 갖는 디스플레이를 제조하기 위해, 각각의 표시 픽셀은 3원 표시 색상인 적색, 녹색 및 청색 중 하나를 각각 발광하는 3개의 서브픽셀(subpixel)로 분할된다. 풀-컬러 픽셀의 3개의 서브픽셀로의 이러한 분할은 액체 유색 재료(즉, 잉크)의 퍼짐 및 색 혼합을 방지하기 위해 현재의 공정을 수정할 필요성을 초래하였다.
잉크 격납(containment)을 제공하기 위한 여러 방법이 문헌에 설명되어 있다. 이는 격납 구조물, 표면 장력 불연속부, 및 이들 둘 모두의 조합에 기초한다. 격납 구조물은 퍼짐에 대한 기하학적 장애물: 픽셀 웰(pixel well), 뱅크(bank) 등이다. 효과적이기 위하여, 이러한 구조물은 침착된 재료의 습윤 두께에 비해 커야 한다. 방사성(emissive) 잉크가 이러한 구조물 내로 인쇄된 때, 잉크는 구조물 표면 상에서 습윤되어, 두께 균일성이 구조물 부근에서 감소된다. 따라서, 구조물은 불균일부가 동작시 보이지 않도록 방사성 "픽셀" 영역 외부로 이동되어야 한다. 디스플레이(특히, 고해상도 디스플레이) 상의 제한된 공간으로 인해, 이는 픽셀의 가용 방사성 영역을 감소시킨다. 실제적인 격납 구조물은 전하 주입 및 수송 층들의 연속 층들을 침착시킬 때 일반적으로 품질에 부정적인 영향을 미친다. 결과적으로, 모든 층들이 인쇄되어야 한다.
또한, 표면 장력 불연속부는 표면 장력이 낮은 재료로 인쇄되거나 증착된 영역이 있을 때 얻어진다. 이러한 표면 장력이 낮은 재료는 일반적으로 픽셀 영역 내에 제1 유기 활성 층을 인쇄하거나 코팅하기 전에 적용되어야 한다. 일반적으로, 이러한 처리의 사용은 연속적인 비방사성(non-emissive) 층들을 코팅할 때 품질에 영향을 주며, 따라서 모든 층들이 인쇄되어야 한다.
두 가지 잉크 격납 기술의 조합의 일례는 포토레지스트 뱅크 구조물(픽셀 웰, 채널)의 CF4-플라즈마 처리이다. 일반적으로, 활성 층들 모두는 픽셀 영역 내에서 인쇄되어야 한다.
모든 이러한 격납 방법은 연속적인 코팅을 방해한다는 결점을 갖는다. 하나 이상의 층들의 연속적인 코팅은 수율을 높이고 장비 비용을 낮출 수 있으므로 바람직하다. 그러므로, 전자 소자를 형성하기 위한 개선된 방법에 대한 필요성이 존재한다.
발명의 개요
본 발명은 제1 층 위에 격납된 제2 층을 형성하는 방법을 제공하는데,
이 방법은 제1 표면 에너지 및 제1 유리 전이 온도를 갖는 제1 층을 형성하는 단계와;
제1 층 위에서 그리고 제1 층과 직접 접촉하게 중간 재료를 응축시켜 중간 층을 형성하는 단계 - 여기서, 상기 중간 층은 제1 표면 에너지보다 낮은 제2 표면 에너지를 가짐 - 와;
중간 층을 패턴화하여 제1 층의 비차폐 영역 및 제1 층의 차폐 영역을 형성하는 단계와; 격납된 제2 층을 제1 층의 비차폐 영역 위에 형성하는 단계를 포함한다.
본 발명은 전극 위에 위치하는 제1 유기 활성 층 및 제2 유기 활성 층을 포함하는 유기 전자 소자를 제조하는 방법을 또한 제공하는데, 이 방법은
제1 표면 에너지 및 제1 유리 전이 온도를 갖는 제1 유기 활성 층을 전극 위에 형성하는 단계와;
제1 유기 활성 층 위에서 그리고 제1 유기 활성 층과 직접 접촉하게 중간 재료를 응축시켜 중간 층을 형성하는 단계 - 여기서, 상기 중간 층은 제1 표면 에너지보다 낮은 제2 표면 에너지를 가짐 - 와;
중간 층을 패턴화하여 제1 유기 활성 층의 비차폐 영역 및 제1 유기 활성 층의 차폐 영역을 형성하는 단계와;
격납된 제2 유기 활성 층을 제1 유기 활성 층의 비차폐 영역 위에 형성하는 단계를 포함한다.
상기의 일반적인 설명 및 하기의 상세한 설명은 단지 예시적이고 설명적이며, 첨부된 청구의 범위에서 한정되는 본 발명을 제한하지 않는다.
본 명세서에 나타낸 개념의 이해를 증진시키기 위해 실시 형태가 첨부 도면에 도시되어 있다.
도 1은 접촉각을 설명하는 도면.
도 2는 유기 전자 소자의 도면.
도 3은 실시예 2에 기술된 본 방법의 일 실시 형태를 위한 장치의 도면.
도 4는 실시예 3에 기술된 본 방법의 일 실시 형태를 위한 장치의 도면.
숙련자는 도면 내의 대상이 간결하고 명료하게 예시되고 반드시 일정 척도로 그려질 필요가 없다는 것을 이해한다. 예를 들어, 도면 내의 대상들 중 일부의 치수는 실시 형태의 이해를 증진시키는 것을 돕기 위해 다른 대상에 비해 과장될 수도 있다.
제1 층 위에 격납된 제2 층을 형성하는 방법이 제공되는데, 본 방법은
제1 표면 에너지 및 제1 유리 전이 온도를 갖는 제1 층을 형성하는 단계와;
제1 층 위에서 그리고 제1 층과 직접 접촉하게 중간 재료를 응축시켜 중간 층을 형성하는 단계 - 여기서, 상기 중간 층은 제1 표면 에너지보다 낮은 제2 표면 에너지를 가짐 - 와;
중간 층을 패턴화하여 제1 층의 비차폐 영역 및 제1 층의 차폐 영역을 형성하는 단계와;
격납된 제2 층을 제1 층의 비차폐 영역 위에 형성하는 단계를 포함한다.
많은 태양 및 실시 형태가 위에서 설명되었으며, 이는 단지 예시적이며 제한적인 것은 아니다. 본 명세서를 읽은 후에, 숙련자는 다른 태양 및 실시 형태가 본 발명의 범주로부터 벗어남이 없이 가능함을 이해한다.
실시 형태들 중 임의의 하나 이상의 실시 형태의 다른 특징 및 효과가 하기의 상세한 설명 및 청구의 범위로부터 명백해질 것이다. 상세한 설명은 먼저 용어의 정의 및 해설과, 뒤이어 응축 단계, 재료, 공정, 유기 전자 소자, 및 마지막으로 실시예를 다룬다.
1. 용어의 정의 및 해설
이하에서 설명되는 실시 형태의 상세 사항을 다루기 전에, 몇몇 용어를 정의하거나 또는 명확히 하기로 한다.
층 또는 재료를 언급할 때 "활성"이라는 용어는 전자 특성 또는 전자-방사 특성을 나타내는 층 또는 재료를 의미하고자 한다. 전자 소자에서, 활성 재료는 소자의 동작을 전자적으로 촉진시킨다. 활성 재료의 예에는 전자 또는 정공일 수 있는 전하를 안내, 주입, 수송, 또는 차단하는 재료와, 방사를 방출하거나 또는 방사를 받은 때 전자-정공 쌍의 농도 변화를 나타내는 재료가 포함되지만 이로 한정되지 않는다. 불활성 재료의 예에는 평탄화 재료, 절연 재료, 및 환경 차단재가 포함되지만, 이들로 한정되지는 않는다.
"응축하는"이라는 용어 및 그의 임의의 술어 형태는, 실온에서 고체 또는 액체인 재료가 증기로 변환되고, 기재 위에 또는 응축되어 층을 형성하는 기재 상의 재료 위에 침착되는 공정을 의미하고자 한다.
층을 언급할 때 "격납된"(contained)이라는 용어는 층이 그것이 침착되는 영역을 상당히 지나서 퍼지지 않는 것을 의미하고자 한다. 층은 표면 에너지 효과 또는 표면 에너지 효과와 물리적 장벽 구조물의 조합에 의해 격납될 수 있다.
"전극"이라는 용어는 전자 구성요소 내에서 캐리어(carrier)를 수송하도록 구성된 부재 또는 구조물을 의미하고자 한다. 예를 들어, 전극은 애노드, 캐소드, 캐패시터 전극, 게이트 전극 등일 수 있다. 전극은 트랜지스터, 캐패시터, 저항기, 인덕터, 다이오드, 전자 구성요소, 전원, 또는 이들의 임의의 조합의 일부를 포함할 수 있다.
"유기 전자 소자"라는 용어는 하나 이상의 유기 도체 또는 반도체 층 또는 재료를 포함하는 소자를 의미하고자 한다. 유기 전자 소자는 (1) 전기 에너지를 방사선으로 변환시키는 소자 (예를 들어, 발광 다이오드, 발광 다이오드 디스플레이, 다이오드 레이저, 또는 조명 패널), (2) 전자 공정을 이용하여 신호를 검출하는 소자 (예를 들어, 광검출기, 광전도 셀, 광저항기, 광스위치, 광트랜지스터, 광전관(phototube), 적외선("IR") 검출기, 또는 바이오센서), (3) 방사선을 전기 에너지로 변환시키는 소자 (예를 들어, 광전지 소자 또는 태양 전지), (4) 하나 이상의 유기 반도체 층을 포함하는 하나 이상의 전자 요소를 포함하는 소자 (예를 들어, 트랜지스터 또는 다이오드), 또는 항목 (1) 내지 (4)의 소자들의 임의의 조합을 포함하지만, 이로 한정되지 않는다.
유기 화합물을 언급할 때 "플루오르화"라는 용어는 화합물 중의 하나 이상의 수소 원자가 불소로 치환되는 것을 의미하고자 한다. 이 용어는 부분적으로 그리고 완전히 플루오르화된 재료를 포함한다.
"방사하는/방사"라는 용어(들)은 그러한 방사가 선(ray), 파(wave), 또는 입자 형태인 것에 관계없이, 임의의 형태의 열, 전체적인 전자기 스펙트럼, 또는 아원자 입자(subatomic particle)를 포함하는 임의의 형태의 에너지를 부가하는 것을 의미한다.
"반응성 표면 활성 조성물"이라는 용어는 방사 감응성인 적어도 하나의 재료를 포함하는 조성물을 의미하고자 하며, 이 조성물이 층에 적용되면 그러한 층의 표면 에너지는 감소된다. 방사에 대한 반응성 표면 활성 조성물의 노출은 조성물의 적어도 하나의 물리적 특성의 변화를 일으킨다. 이 용어는 "RSA"로 약칭되고, 방사에 대한 노출 전후 모두에서의 조성물을 말한다.
재료를 언급할 때 "방사 감응성"이라는 용어는 방사에 대한 노출이 재료의 적어도 하나의 화학적, 물리적 또는 전기적 특성의 변경을 초래하는 것을 의미하고자 한다.
"표면 에너지"라는 용어는 재료로부터 표면의 단위 면적을 생성하는 데 필요한 에너지이다. 표면 에너지의 특징은, 주어진 표면 에너지를 가진 액체 재료가 더 낮은 표면 에너지를 가진 표면을 습윤시키지 않을 것이라는 것이다.
"층"이라는 용어는 "필름"이라는 용어와 상호 교환 가능하게 사용되고, 원하는 영역을 덮는 코팅을 말한다. 이 용어는 크기에 의해 제한되지 않는다. 상기 영역은 전체 소자만큼 크거나, 실제 시각 디스플레이와 같은 특정 기능 영역만큼 작거나, 또는 단일 서브픽셀만큼 작을 수 있다. 층과 필름은 기상 증착, 액체 침착 (연속 및 불연속 기술), 및 열전사를 비롯한 임의의 종래 침착 기술에 의해 형성될 수 있다.
"액체 조성물"이라는 용어는 재료를 용해시켜서 용액을 형성하는 액체 매질, 재료를 분산시켜서 분산액을 형성하는 액체 매질, 또는 재료를 현탁시켜서 현탁액 또는 에멀젼을 형성하는 액체 매질을 의미하고자 한다. "액체 매질"은 용매 또는 담체 유체의 첨가 없이도 액체인 재료, 즉 그의 고화 온도보다 높은 온도에서의 재료를 의미하고자 한다.
"액체 격납 구조물"이라는 용어는 공작물 내부 또는 그 위의 구조물을 의미하고자 하는데, 그러한 하나 이상의 구조물은 단독으로 또는 집합적으로 액체가 공작물 위에서 유동할 때 액체를 소정 영역 또는 구역 내에서 제한하거나 안내하는 주요 기능을 제공한다. 액체 격납 구조물은 캐소드 분리판(separator) 또는 웰 구조물을 포함할 수 있다.
"액체 매질"이라는 용어는 순수 액체, 액체의 조합, 용액, 분산액, 현탁액 및 에멀젼을 비롯한 액체 재료를 의미하고자 한다. 액체 매질은 하나 이상의 용매가 존재하는지에 관계없이 사용된다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, "위에"(over)라는 용어는 층, 부재, 또는 구조물이 다른 층, 부재, 또는 구조물의 바로 옆에 또는 그와 접촉하는 것을 반드시 의미하는 것은 아니다. 추가의 개재 층, 부재 또는 구조물이 있을 수 있다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, "포함하다", "포함하는", "함유하다", "함유하는", "갖는다", "갖는"이라는 용어 또는 이들의 임의의 다른 변형은 비배타적인 포함을 망라하고자 한다. 예를 들어, 요소들의 목록을 포함하는 공정, 방법, 용품, 또는 장치는 반드시 그러한 요소만으로 제한되지는 않고, 명확하게 열거되지 않거나 그러한 공정, 방법, 용품, 또는 장치에 내재적인 다른 요소를 포함할 수도 있다. 또한, 명백히 반대로 기술되지 않는다면, "또는"은 포괄적인 '또는'을 말하며 배타적인 '또는'을 말하는 것은 아니다. 예를 들어, 조건 A 또는 B는 하기 중 어느 하나에 의해 만족된다: A는 참 (또는 존재함)이고 B는 거짓 (또는 존재하지 않음), A는 거짓 (또는 존재하지 않음)이고 B는 참 (또는 존재함), A 및 B 둘 모두가 참 (또는 존재함).
또한, 부정관사("a" 또는 "an")의 사용은 본 명세서에서 설명되는 요소 및 구성요소를 설명하기 위해 이용된다. 이는 단지 편의상 그리고 본 발명의 범주의 전반적인 의미를 제공하기 위해 행해진다. 이러한 기재는 하나 또는 적어도 하나를 포함하는 것으로 이해되어야 하고, 단수형은 그가 달리 의미하는 것이 명백하지 않으면 복수를 또한 포함한다.
원소의 주기율표 내의 칼럼(column)에 대응하는 족(group) 번호는 문헌[CRC Handbook of Chemistry and Physics, 81st Edition (2000-2001)]에 나타난 바와 같은 "새로운 표기"(New Notation) 규정을 사용한다.
달리 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용되는 모든 기술적 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 기술 분야의 숙련자에 의해 통상적으로 이해되는 바와 동일한 의미를 갖는다. 본 명세서에서 설명되는 것과 유사하거나 등가인 방법 및 재료가 본 발명의 실시 형태의 실시 또는 시험에서 사용될 수 있지만, 적합한 방법 및 재료가 후술된다. 본 명세서에서 언급되는 모든 간행물, 특허 출원, 특허, 및 다른 참조 문헌은 특정 구절이 인용되지 않으면 전체적으로 참고로 본 명세서에 통합된다. 상충되는 경우에는, 정의를 포함한 본 명세서가 좌우할 것이다. 추가적으로, 재료, 방법, 및 실시예는 단지 예시적인 것이며 제한하고자 하는 것은 아니다.
본 명세서에서 설명되지 않는 범위에서, 특정 재료, 가공 행위, 및 회로에 관한 많은 상세 사항은 통상적이며, 유기 발광 다이오드 디스플레이, 광검출기, 광기전, 및 반전도성 부재 기술 분야 내의 교재 및 기타 출처에서 발견할 수 있다.
1. 응축 단계
제1 층이 형성된 후, 중간 재료가 응축 공정에 의해 적용된다. 응축 단계는 제1 층에, 특히 제1 유기 활성 층에 중간 재료를 적용하기 위한 개선된 방법이다. 이전에 사용된 침착 방법에는 액체 코팅 (예컨대, 스핀 또는 슬롯 코팅), 용융물로서의 적용, 및 도너 시트(donor sheet)로부터의 열전사가 포함된다. 이러한 방법들은 제1 층의 기공 및 자유 체적 내로 중간 재료를 수송할 수 있다.
중간 재료를 표면층 내로 침투할 수 있게 하는 것은 여러 이유로 바람직하지 않을 수 있다: 개재된(intercalated) 중간 재료가 표면만을 개질하기 보다는 그 재료의 벌크 특성(bulk property)에 영향을 미칠 수 있고; 표면에 존재하지 않는 중간 재료는 격납 패턴을 형성하는 데 덜 효과적이며; 표면층의 벌크로 유입된 중간 재료는 제거하기가 어려워, 효과적인 격납 패턴을 생성하기 위한 가공 시간을 연장시키고; 벌크 내에 갇힌 중간 재료는 후속 공정 동안에 표면으로 확산될 수 있고, 이는 이러한 확산이 바람직하지 않은 영역 내 표면층의 표면 에너지에 영향을 미치거나 또는 인쇄된 재료의 화학적 성질(chemistry)을 변경시킬 수 있다.
중간 재료가 용액 또는 현탁액으로부터 침착될 때 다른 문제(challenge)가 발생한다. 용액 또는 현탁액은 표면층 재료를 코팅하기에 충분히 낮은 표면 장력을 가져야 하고, 따라서 표면층의 기공 내로 위킹(wick)되어, 중간 재료가 표면층의 기공 또는 자유 체적 내로 수송되게 한다.
본 명세서에 기술된 방법에서, 중간 재료는 응축 공정에 의해 적용된다. 중간 재료가 증기상으로부터의 응축에 의해 적용되고 표면층 온도가 증기 응축 중에 너무 높다면, 중간 재료는 표면층의 기공 또는 자유 체적 내로 이동할 수 있다. 일부 실시 형태에서, 제1 층은 제1 층의 유리 전이 온도 또는 용융 온도 이하의 온도로 유지된다. 이 온도는 임의의 공지된 기술, 예컨대 유동하는 액체 또는 가스로 냉각된 표면 위에 제1 층을 놓음으로써 유지될 수 있다.
일 실시 형태에서, 중간 재료는 중간 재료의 균일한 코팅을 형성하기 위해 응축 단계 전에 임시 지지체에 적용된다. 이는 액체 침착, 증기 침착, 및 열전사를 포함하는 임의의 침착 방법에 의해 달성될 수 있다. 일 실시 형태에서, 중간 재료는 연속 액체 침착 기술에 의해 임시 지지체 상에 침착된다. 중간 재료의 침착을 위한 액체 매질의 선택은 중간 재료 그 자체의 정확한 특성에 좌우될 것이다. 일 실시 형태에서, 중간 재료는 플루오르화된 재료이고, 액체 매질은 플루오르화된 액체이다. 플루오르화된 액체의 예에는 퍼플루오로옥탄, 트라이플루오로톨루엔, 헥사플루오로자일렌, 및 헥사플루오로벤젠이 포함되지만 이로 한정되지는 않는다. 일 실시 형태에서, 재료는 스핀 코팅에 의해 침착된다.
이어서, 코팅된 임시 지지체는 응축 단계를 위한 증기를 형성하도록 가열하기 위한 공급원으로 사용된다.
3. 재료
제1 및 제2 층을 위한 재료는 이들이 포함되는 물품의 의도하는 최종 용도에 의해 대부분 결정된다. 중간 층의 재료는 제2 층을 위한 격납을 제공하도록 선택된다. 이는 중간 층의 표면 에너지를 제1 층의 표면 에너지보다 낮아지도록 조절함으로써 수행된다.
상대 표면 에너지를 결정하기 위한 하나의 방법은 층 위에 주어진 액체의 접촉각을 비교하는 것이다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, "접촉각"이라는 용어는 도 1에 도시된 각도(Φ)를 의미하고자 한다. 액체 매질의 소적에 대해, 각도(Φ)는 표면의 평면과 소적의 외측 에지로부터 표면으로의 선의 교차에 의해 정의된다. 더욱이, 각 Φ는 소적이 적용된 후 표면 상의 평형 위치에 도달한 후 측정되며, 즉 "정적 접촉각"이다. 다양한 제조업자가 접촉각을 측정할 수 있는 장비를 제조한다.
일부 실시 형태에서, 제1 표면 에너지는 많은 통상적인 용매에 의해 습윤될 수 있도록 충분히 높다. 일부 실시 형태에서, 제1 층은 40°이하의 접촉각을 갖는 페닐헥산에 의해 습윤될 수 있다.
중간 층은 제1 표면 에너지보다 낮은 제2 표면 에너지를 갖는다. 일부 실시 형태에서, 중간 층은 70°이상의 접촉각을 갖는 페닐헥산에 의해 습윤될 수 없다.
일 실시 형태에서, 중간 층은 플루오르화된 재료를 포함한다. 일 실시 형태에서, 중간 층은 퍼플루오로알킬에테르 기를 갖는 재료를 포함한다. 일 실시 형태에서, 플루오로알킬 기는 2 내지 20개의 탄소 원자를 갖는다. 일 실시 형태에서, 중간 층은 펜던트 퍼플루오로알킬에테르 측쇄를 갖는 플루오르화 알킬렌 골격을 포함한다.
일 실시 형태에서, 중간 층은 플루오르화된 산을 포함한다. 일 실시 형태에서, 플루오르화된 산은 올리고머이다. 일 실시 형태에서, 올리고머는 펜던트 플루오르화 에테르 설포네이트, 플루오르화 에스테르 설포네이트, 또는 플루오르화 에테르 설폰이미드 기를 갖는 플루오르화 올레핀 골격을 갖는다. 일 실시 형태에서, 플루오르화된 산은 1,1-다이플루오로에틸렌 및 2-(1,1-다이플루오로-2(트라이플루오로메틸)알릴옥시)-1,1,2,2-테트라플루오로에탄설폰산의 올리고머이다. 일 실시 형태에서, 플루오르화된 산은 에틸렌 및 2-(2-(1,2,2-트라이플루오로비닐옥시)-1,1,2,3,3,3-헥사플루오로프로폭시)-1,1,2,2-테트라플루오로에탄설폰산의 올리고머이다. 이들 올리고머는 대응하는 설포닐 플루오라이드 올리고머로서 제조될 수 있고, 이어서 설폰산 형태로 변환될 수 있다. 일 실시 형태에서, 플루오르화된 산 중합체는 플루오르화되고 부분적으로 설폰화된 폴리(아릴렌 에테르 설폰)의 올리고머이다.
a. 반응성 표면 활성 조성물
일 실시 형태에서, 중간 재료는 반응성 표면 활성 조성물을 포함한다. 반응성 표면 활성 조성물("RSA")은 방사 감응성 조성물이다. 방사에 노출될 때, RSA의 적어도 하나의 물리적 특성 및/또는 화학적 특성이 변하여 노출 영역과 비노출 영역이 물리적으로 구별될 수 있게 된다. RSA를 이용한 처리는 처리되는 재료의 표면 에너지를 낮춘다.
일 실시 형태에서, RSA는 방사 경화성 조성물이다. 이러한 경우에, 방사에 노출된 때, RSA는 액체 매질 내에서 용해성 또는 분산성이 더 커지고, 점착성, 연성, 유동성, 상승성, 또는 흡수성이 더 적어질 수 있다. 다른 물리적 특성이 또한 영향을 받을 수 있다.
일 실시 형태에서, RSA는 방사 연화성 조성물이다. 이러한 경우에, 방사에 노출된 때, RSA는 액체 매질 내에서 용해성 또는 분산성이 더 작아지고, 점착성, 연성, 유동성, 상승성, 또는 흡수성이 더 커질 수 있다. 다른 물리적 특성이 또한 영향을 받을 수 있다.
방사는 RSA 내의 물리적 변화를 일으키는 임의의 유형의 방사일 수 있다. 일 실시 형태에서, 방사는 적외선 방사, 가시광선 방사, 자외선 방사, 및 이들의 조합으로부터 선택된다.
이하에서 "현상"(development)으로 불리는, 방사에 노출된 RSA의 영역과 방사에 노출되지 않은 영역 사이의 물리적 차별화는 임의의 공지된 기술에 의해 달성될 수 있다. 그러한 기술은 포토레지스트 기술 분야에서 광범위하게 사용되어 왔다. 현상 기술의 예에는 액체 매질을 이용한 처리, 흡수제 재료를 이용한 처리, 점착성 재료를 이용한 처리 등이 포함되지만 이로 한정되지 않는다.
일 실시 형태에서, RSA는 하나 이상의 방사 감응성 재료로 본질적으로 이루어진다. 일 실시 형태에서, RSA는 방사에 노출된 때 경화되거나, 액체 매질 내에서 용해성, 팽윤성 또는 분산성이 더 적어지거나, 점착성 또는 흡수성이 더 적어지는 재료로 본질적으로 이루어진다. 일 실시 형태에서, RSA는 방사 중합성 기를 갖는 재료로 본질적으로 이루어진다. 그러한 기의 예에는 올레핀, 아크릴레이트, 메타크릴레이트 및 비닐 에테르가 포함되지만 이로 한정되지 않는다. 일 실시 형태에서, RSA 재료는 가교결합을 일으킬 수 있는 둘 이상의 중합성 기를 갖는다. 일 실시 형태에서, RSA는 방사에 노출된 때, 연화되거나, 액체 매질 내에서 용해성, 팽윤성, 또는 분산성이 더 커지거나, 점착성 또는 흡수성이 더 커지는 재료로 본질적으로 이루어진다. 일 실시 형태에서, RSA는 200 내지 365 ㎚ 범위 내의 파장을 갖는 자외선에 노출된 때 골격 분해를 겪는 적어도 하나의 중합체로 본질적으로 이루어진다. 그러한 분해를 겪는 중합체의 예에는 폴리아크릴레이트, 폴리메타크릴레이트, 폴리케톤, 폴리설폰, 이들의 공중합체, 및 이들의 혼합물이 포함되지만 이로 한정되지 않는다.
일 실시 형태에서, RSA는 적어도 하나의 반응성 재료 및 적어도 하나의 방사 감응성 재료로 본질적으로 이루어진다. 방사 감응성 재료는 방사에 노출된 때 반응성 재료의 반응을 개시하는 활성 화학종을 발생시킨다. 방사 감응성 재료의 예에는 자유 라디칼, 산, 또는 이들의 조합을 발생시키는 것이 포함되지만 이로 한정되지 않는다. 일 실시 형태에서, 반응성 재료는 중합성 또는 가교결합성이다. 재료 중합 또는 가교결합 반응은 활성 화학종에 의해 개시되거나 촉매된다. 방사 감응성 재료는 일반적으로 RSA의 총 중량을 기준으로 0.001% 내지 10.0%의 양으로 존재한다.
일 실시 형태에서, RSA는 방사에 노출된 때 경화되거나, 액체 매질 내에서 용해성, 팽윤성 또는 분산성이 더 적어지거나, 점착성 또는 흡수성이 더 적어지는 재료로 본질적으로 이루어진다. 일 실시 형태에서, 반응성 재료는 에틸렌계 불포화 화합물이고, 방사 감응성 재료는 자유 라디칼을 생성한다. 에틸렌계 불포화 화합물은 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 비닐 화합물, 및 이들의 조합을 포함하지만 이로 한정되지 않는다. 자유 라디칼을 생성하는 공지된 부류의 방사 감응성 재료들 중 어느 것도 사용될 수 있다. 자유 라디칼을 생성하는 방사 감응성 재료의 예에는 퀴논, 벤조페논, 벤조인 에테르, 아릴 케톤, 퍼옥사이드, 바이이미다졸, 벤질 다이메틸 케탈, 하이드록실 알킬 페닐 아세토폰, 다이알콕시 악토페논, 트라이메틸벤조일 포스핀 옥사이드 유도체, 아미노케톤, 벤조일 사이클로헥산올, 메틸 티오 페닐 모르폴리노 케톤, 모르폴리노 페닐 아미노 케톤, 알파 할로게노아세토페논, 옥시설포닐 케톤, 설포닐 케톤, 옥시설포닐 케톤, 설포닐 케톤, 벤조일 옥심 에스테르, 티오잔트론, 캄포르퀴논, 케토쿠마린, 및 미힐러 케톤(Michler's ketone)이 포함되지만 이로 한정되지 않는다. 대안적으로, 방사 감응성 재료는 화합물들의 혼합물일 수 있고, 화합물들 중 하나는 방사에 의해 활성화된 증감제(sensitizer)에 의해 자유 라디칼을 제공하도록 된 때 자유 라디칼을 제공한다. 일 실시 형태에서, 방사 감응성 재료는 가시광선 또는 자외선에 대해 감응성이다.
일 실시 형태에서, RSA는 하나 이상의 가교결합성 기를 갖는 화합물이다. 가교결합성 기는 이중 결합, 삼중 결합, 이중 결합의 원 위치(in situ) 형성이 가능한 전구체, 또는 헤테로사이클릭 부가 중합성 기를 포함하는 부분을 가질 수 있다. 가교결합성 기의 일부 예에는 벤조사이클로부탄, 아지드, 옥시란, 다이(하이드로카르빌)아미노, 시아네이트 에스테르, 하이드록실, 글리시딜 에테르, C1-10 알킬아크릴레이트, C1-10 알킬메타크릴레이트, 알케닐, 알케닐옥시, 알키닐, 말레이미드, 나드이미드, 트라이(C1-4)알킬실록시, 트라이(C1-4)알킬실릴, 및 이들의 할로겐화 유도체가 포함된다. 일 실시 형태에서, 가교결합성 기는 비닐벤질, p-에테닐페닐, 퍼플루오로에테닐, 퍼플루오로에테닐옥시, 벤조-3,4-사이클로부탄-1-일, 및 p-(벤조-3,4-사이클로부탄-1-일)페닐로 이루어진 군으로부터 선택된다.
일 실시 형태에서, 반응성 재료는 산에 의해 개시되는 중합을 겪을 수 있고, 방사 감응성 재료는 산을 생성한다. 그러한 반응성 재료의 예에는 에폭시가 포함되지만 이로 한정되지 않는다. 산을 생성하는 방사 감응성 재료의 예에는 다이페닐아이오도늄 헥사플루오로포스페이트와 같은 설포늄 및 아이오도늄 염이 포함되지만 이로 한정되지 않는다.
일 실시 형태에서, RSA는 방사에 노출된 때, 연화되거나, 액체 매질 내에서 용해성, 팽윤성, 또는 분산성이 더 커지거나, 점착성 또는 흡수성이 더 커지는 재료로 본질적으로 이루어진다. 일 실시 형태에서, 반응성 재료는 페놀 수지이고, 방사 감응성 재료는 다이아조나프토퀴논이다.
당해 기술 분야에 공지된 다른 방사 감응성 시스템이 또한 사용될 수 있다.
일 실시 형태에서, RSA는 플루오르화된 재료를 포함한다. 일 실시 형태에서, RSA는 하나 이상의 플루오로알킬 기를 갖는 불포화된 재료를 포함한다. 일 실시 형태에서, 플루오로알킬 기는 2 내지 20개의 탄소 원자를 갖는다. 일 실시 형태에서, RSA는 플루오르화 아크릴레이트, 플루오르화 에스테르, 또는 플루오르화 올레핀 단량체이다. RSA 재료로서 사용될 수 있는 구매가능한 재료의 예에는 이.아이. 듀폰 디 네모아 앤드 컴퍼니(E. I. du Pont de Nemours and Company)(미국 델라웨어주 윌밍턴 소재)로부터 입수가능한 플루오르화된 불포화 에스테르 단량체인 조닐(Zonyl)(등록상표) 8857A와, 시그마-알드리치 컴퍼니(Sigma-Aldrich Co.)(미국 미주리주 세인트 루이스 소재)로부터 입수가능한 3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,11,11,12,12,12-헨에이코사플루오로도데실 아크릴레이트 (H2C=CHCO2CH2CH2(CF2)9CF3)가 포함되지만 이로 한정되지 않는다.
일 실시 형태에서, RSA는 플루오르화된 거대단량체이다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, "거대단량체"라는 용어는 쇄로부터 말단에 있는 또는 펜던트인 하나 이상의 반응성 기를 갖는 올리고머 재료를 지칭한다. 일부 실시 형태에서, 거대단량체는 분자량이 2000 이하이다. 일부 실시 형태에서, 거대단량체의 골격은 에테르 세그먼트 및 퍼플루오로에테르 세그먼트를 포함한다. 일부 실시 형태에서, 거대단량체의 골격은 알킬 세그먼트 및 퍼플루오로알킬 세그먼트를 포함한다. 일부 실시 형태에서, 거대단량체의 골격은 부분적으로 플루오르화된 알킬 또는 부분적으로 플루오르화된 에테르 세그먼트를 포함한다. 일부 실시 형태에서, 거대단량체는 하나 또는 둘의 말단 중합성 또는 가교결합성 기를 갖는다.
일 실시 형태에서, RSA는 절단가능한 측쇄를 갖는 올리고머 또는 중합체성 재료이며, 여기서 측쇄를 갖는 재료는 측쇄를 갖지 않는 재료와는 다른 표면 에너지를 갖는 필름을 형성한다. 일 실시 형태에서, RSA는 플루오르화되지 않은 골격 및 부분적으로 플루오르화되거나 완전히 플루오르화된 측쇄를 갖는다. 측쇄를 갖는 RSA는 측쇄를 갖지 않는 RSA로 제조된 필름보다 낮은 표면 에너지를 갖는 필름을 형성할 것이다. 따라서, RSA는 제1 층에 적용되고, 패턴 형태로 방사에 노출되어 측쇄를 절단하고, 현상되어 측쇄를 제거할 수 있다. 이는, 측쇄가 제거된 경우에는 방사에 노출된 영역에 더 높은 표면 에너지의 패턴을 그리고 측쇄가 남아 있는 경우에는 비노출 영역에 더 낮은 표면 에너지의 패턴을 생성한다. 일부 실시 형태에서, 측쇄는 열적으로 변하기 쉽고(thermally fugitive), 적외선 레이저를 이용하는 것과 같은 가열에 의해 절단된다. 이 경우에, 현상은 적외선에의 노출과 동시에 일어날 수 있다. 대안적으로, 현상은 진공 인가 또는 용매 처리에 의해 달성될 수 있다. 일부 실시 형태에서, 측쇄는 자외선에의 노출에 의해 절단될 수 있다. 상기의 적외선 시스템에서와 같이, 현상은 방사에의 노출과 동시에 일어나거나, 진공 인가 또는 용매 처리에 의해 달성될 수 있다.
일 실시 형태에서, RSA는 반응성 기 및 제2 유형의 작용기를 갖는 재료를 포함한다. 제2 유형의 작용기는 RSA의 물리적 가공 특성 또는 광물리적 특성을 변경하도록 존재할 수 있다. 가공 특성을 변경하는 기의 예에는 알킬렌 옥사이드 기와 같은 가소화 기가 포함된다. 광물리적 특성을 변경하는 기의 예에는 카르바졸, 트라이아릴아미노, 또는 옥사다이아졸 기와 같은 전하 수송 기가 포함된다.
일 실시 형태에서, RSA는 방사에 노출되었을 때 하부 영역과 반응한다. 이러한 반응의 정확한 메커니즘은 사용된 재료에 좌우될 것이다. 방사에 노출된 후, RSA는 적절한 현상 처리에 의해 비노출 영역에서 제거된다. 일부 실시 형태에서, RSA는 비노출 영역에서만 제거된다. 일부 실시 형태에서, RSA는 마찬가지로 노출 영역에서 부분적으로 제거되어 이들 영역 내에 얇아진 층을 남긴다. 일부 실시 형태에서, 노출 영역에 남아 있는 RSA는 두께가 50A 미만이다. 일부 실시 형태에서, 노출 영역에 남아 있는 RSA는 필수적으로 두께가 단층이다.
4. 공정
본 명세서에 제공되는 방법에서는, 제1 층이 형성되고, 중간 층이 제1 층 위에 응축되고, 중간 층이 패턴화되고, 제2 층이 패턴화된 중간 층 및 제1 층 위에 형성된다.
일 실시 형태에서, 제1 층은 기재이다. 기재는 무기 또는 유기일 수 있다. 기재의 예에는 유리, 세라믹, 폴리에스테르 및 폴리이미드 필름과 같은 중합체 필름이 포함되지만 이로 한정되지 않는다.
일 실시 형태에서, 제1 층은 전극이다. 전극은 패턴화되지 않거나 또는 패턴화될 수도 있다. 일 실시 형태에서, 전극은 평행한 선으로 패턴화된다. 전극은 기재 위에 있을 수 있다.
일 실시 형태에서, 제1 층은 기판 상에 침착된다. 제1 층은 패턴화되거나 패턴화되지 않을 수 있다. 일 실시 형태에서, 제1 층은 전자 소자 내의 유기 활성 층이다.
제1 층은 증착 기술, 액체 침착 기술, 및 열전사 기술을 포함한 임의의 침착 기술에 의해 형성될 수 있다. 일 실시 형태에서, 제1 층은 액체 침착 기술에 의해 침착되고, 뒤이어 건조된다. 이러한 경우에, 제1 재료가 액체 매질 내에서 용해되거나 분산된다. 액체 침착 방법은 연속적이거나 불연속적일 수 있다. 연속 액체 침착 기술은 스핀 코팅, 롤 코팅, 커튼 코팅, 딥 코팅, 슬롯-다이 코팅, 스프레이 코팅, 및 연속 노즐 코팅을 포함하지만 이로 한정되지 않는다. 불연속 액체 침착 기술은 잉크젯 인쇄, 그라비어 인쇄, 플렉소그래픽 인쇄 및 스크린 인쇄를 포함하지만 이로 한정되지 않는다. 일 실시 형태에서, 제1 층은 연속 액체 침착 기술에 의해 침착된다. 건조 단계는 제1 재료 및 임의의 하부 재료가 손상되지 않는 한 실온 또는 승온에서 일어날 수 있다.
중간 층이 제1 층 위에서 그리고 그에 직접 접촉하게 형성된다. 일부 실시 형태에서, 제1 층의 사실상 전부가 중간 층에 의해 차폐된다. 일부 실시 형태에서, 관심있는 활성 영역 외부의 에지 및 영역은 차폐되지 않은 채로 남겨진다. 중간 층은 증착 기술, 액체 침착 기술, 및 열전사 기술을 포함한 임의의 침착 기술에 의해 형성될 수 있다. 중간 층은 전술한 바와 같이 응축 공정에 의해 형성될 수 있다.
중간 층의 두께는 재료의 궁극적인 최종 용도에 좌우될 수 있다. 일부 실시 형태에서, 중간 층은 두께가 100A 이상이다. 일부 실시 형태에서 중간 층은 100 내지 3000A의 범위이고; 일부 실시 형태에서는 1000 내지 2000A의 범위이다.
이어서, 중간 층은 선택 부분을 제거하도록 처리되어 제1 층 위에 중간 재료의 일정 패턴을 형성한다. 일 실시 형태에서, 중간 층의 선택 부분은 포토레지스트 기술을 이용하여 제거된다. 포토레지스트 기술의 사용은 당업계에 잘 알려져 있다. 광감응성 재료, 즉 포토레지스트가 중간 층의 전체 표면 위에 침착된다. 포토레지스트는 패턴 방식으로 활성화 방사선에 노출된다. 이어서, 포토레지스트는 현상되어 노출 또는 비노출 부분을 제거한다. 일부 실시 형태에서, 현상은 보다 더 용해가능하거나, 팽윤가능하거나 분산가능한 포토레지스트 영역을 제거하기 위하여 용매를 이용하는 처리에 의해 수행된다. 포토레지스트의 영역이 제거될 때, 이는 차폐되지 않은 중간 층의 영역을 생성한다. 이어서, 중간 층의 이러한 영역은 제어되는 에칭 단계에 의해 제거된다. 일부 실시 형태에서, 하부 제1 층이 아닌 중간 층을 제거하게 될 용매를 이용하여 에칭이 달성될 수 있다. 일부 실시 형태에서, 에칭은 플라즈마를 이용하는 처리에 의해 달성될 수 있다. 이어서, 남아있는 포토레지스트는 보통 용매를 이용하는 처리에 의해 제거된다.
일 실시 형태에서, 중간 층의 선택 부분은 방사선을 이용하는 패턴식 처리에 의해 제거된다. "방사하는" 및 "방사"라는 용어는 이러한 방사가 선, 파, 또는 입자의 형태인 것에 관계없이, 임의의 형태의 열, 전체적인 전자기 스펙트럼, 또는 아원자 입자를 포함하는, 임의의 형태의 에너지를 부가하는 것을 의미하고자 한다. 일 실시 형태에서, 중간 층은 열적으로 변하기 쉬운 재료를 포함하고, 일부분은 적외선을 이용하는 처리에 의해 제거된다. 일부 실시 형태에서, 적외선은 레이저에 의해 적용된다. 적외선 다이오드 레이저는 잘 알려져 있고 패턴식으로 중간 층을 노출하기 위해 사용될 수 있다. 일 실시 형태에서, 중간 층의 일부분은 자외선에의 노출에 의해 제거될 수 있다.
일 실시 형태에서, 중간 층의 선택 부분은 레이저 제거(laser ablation)에 의해 제거된다. 일 실시 형태에서, 엑시머 레이저가 사용된다.
일 실시 형태에서, 중간 층의 선택 부분은 건식 에칭에 의해 제거된다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, "건식 에칭"이라는 용어는 가스(들)를 이용하여 수행되는 에칭을 의미한다. 건식 에칭은 이온화 가스(들)를 이용하거나 또는 이온화 가스(들)를 이용하지 않고서 수행될 수 있다. 일 실시 형태에서, 적어도 하나의 산소-함유 가스가 사용되는 가스이다. 예시적인 산소-함유 가스에는 O2, COF2, CO, O3, NO, N2O, 및 이들의 혼합물이 포함된다. 적어도 하나의 할로겐-함유 가스가 또한 적어도 하나의 산소-함유 가스와 함께 사용될 수 있다. 할로겐-함유 가스는 임의의 하나 이상의 불소-함유 가스, 염소-함유 가스, 브롬-함유 가스, 또는 요오드-함유 가스 및 이들의 혼합물을 포함할 수 있다.
중간 재료가 RSA일 때, 중간 층은 방사에 노출된다. 사용되는 방사의 유형은 전술된 바와 같이 RSA의 감도(sensitivity)에 의존할 것이다. 노출은 패턴식일 것이다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, "패턴식"이라는 용어는 재료 또는 층의 선택된 부분만이 노출되는 것을 나타낸다. 패턴식 노출은 임의의 공지된 이미징(imaging) 기술을 사용하여 달성될 수 있다. 일 실시 형태에서, 패턴은 마스크를 통해 노출시킴으로써 달성된다. 일 실시 형태에서, 패턴은 선택된 부분만을 레이저로 노출시킴으로써 달성된다. 노출 시간은 사용되는 RSA의 특정 화학적 성질에 따라 수 초 내지 수 분의 범위일 수 있다. 레이저가 사용될 때, 레이저의 출력에 따라, 훨씬 더 짧은 노출 시간이 각각의 개별 영역에 대해 사용된다. 노출 단계는 재료의 감도에 따라, 공기 또는 불활성 분위기 내에서 수행될 수 있다.
일 실시 형태에서, 방사는 동시 및 순차적 처리를 비롯하여, 자외선 방사(10 내지 390 ㎚), 가시광선 방사(390 내지 770 ㎚), 적외선 방사(0.7 x 10-6 m 내지 3 x 10-3 m), 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된다. 일 실시 형태에서, 방사는 열 방사이다. 일 실시 형태에서, 방사에 대한 노출은 가열에 의해 수행된다. 가열 단계를 위한 온도 및 지속 시간은 발광 영역의 임의의 하부 층을 손상시키지 않고도 RSA의 적어도 하나의 물리적 특성이 변경되게 하는 것이다. 일 실시 형태에서, 가열 온도는 250℃ 미만이다. 일 실시 형태에서, 가열 온도는 150℃ 미만이다.
일 실시 형태에서, 방사에 대한 패턴식 노출 후에, 제1 층은 RSA의 노출 영역 또는 비노출 영역을 제거하도록 처리된다. 방사에 대한 패턴식 노출과, 노출 영역 또는 비노출 영역을 제거하는 처리는 포토레지스트의 기술 분야에서 잘 알려져 있다.
일 실시 형태에서, 방사에 대한 RSA의 노출은 용매 내에서의 RSA의 용해성 또는 분산성의 변화로 이어진다. 노출이 패턴식으로 수행될 때, 습식 현상 처리가 이어질 수 있다. 상기 처리는 보통 하나의 유형의 영역을 용해시키거나, 분산시키거나, 들어올리는 용매로 세척하는 것을 포함한다. 일 실시 형태에서, 방사에 대한 패턴식 노출은 RSA의 노출 영역의 불용화를 초래하고, 용매를 이용하는 처리는 RSA의 비노출 영역의 제거를 초래한다.
일 실시 형태에서, 가시광선 또는 자외선 방사에 대한 RSA의 노출은 노출 영역 내에서 RSA의 휘발성을 감소시키는 반응을 일으킨다. 열적 현상 처리가 이어질 수 있다. 상기 처리는 비노출 재료의 휘발 또는 승화 온도보다 높고 재료가 열적으로 반응하는 온도보다 낮은 온도로 가열하는 것을 포함한다. 예를 들어, 중합성 단량체에 대해, 재료는 승화 온도보다 높고 열 중합 온도보다 낮은 온도에서 가열될 것이다. 휘발 온도에 가깝거나 그 미만인 열 반응 온도를 갖는 RSA 재료가 이러한 방식으로 현상될 수 없을 수도 있음이 이해될 것이다.
일 실시 형태에서, 방사에 대한 RSA의 노출은 재료가 용융되거나 연화되거나 유동하는 온도의 변화를 일으킨다. 노출이 패턴식으로 수행될 때, 건식 현상 처리가 이어질 수 있다. 건식 현상 처리는 요소의 최외측 표면을 흡수성 표면과 접촉시켜서 더 연성인 부분을 흡수하거나 위킹하는 것을 포함할 수 있다. 이러한 건식 현상은 원래의 비노출 영역의 특성에 추가로 영향을 주지 않는 한, 승온에서 수행될 수 있다.
패턴화 후, 중간 층에 의해 차폐되는 제1 층의 영역은 RSA에 의해 차폐되지 않는 영역보다 더 낮은 표면 에너지를 가질 것이다.
이어서, 제2 층이 제1 층 및 잔류 중간 층 위에 적용된다. 제2 층은 임의의 침착 기술에 의해 적용될 수 있다. 일 실시 형태에서, 제2 층은 액체 침착 기술에 의해 적용된다. 이 경우에, 액체 조성물은 액체 매질 내에 용해되거나 분산되고, 제1 층 및 잔류 중간 층 위에 적용되고, 건조되어 제2 층을 형성하는 제2 재료를 포함한다. 액체 조성물은 중간 층의 표면 에너지보다는 크지만, 처리되지 않은 제1 층의 표면 에너지와 대략 동일하거나 그 이하인 표면 에너지를 갖도록 선택된다. 따라서, 액체 조성물은 처리되지 않은 제1 층을 습윤시키지만, 중간 재료에 의해 차폐되는 영역으로부터는 반발될 것이다. 액체는 중간 층 영역 위에 분무될 수 있지만, 습윤되지 않을(de-wet) 것이다.
일 실시 형태에서, 제1 층은 액체 격납 구조물 위에 적용된다. 완벽한 격납에는 적합하지 않지만 인쇄된 층의 두께 균일성의 조정을 여전히 가능하게 하는 구조물을 사용하는 것이 바람직할 것이다. 이러한 경우에, 두께 조정 구조물 상으로의 습윤을 제어하여 격납 및 균일성 둘 모두를 제공하는 것이 바람직할 수 있다. 이어서, 방사성 잉크의 접촉각을 조절할 수 있는 것이 바람직하다. 격납을 위해 사용되는 대부분의 표면 처리(예컨대, CF4 플라즈마)는 이러한 수준의 제어를 제공하지 않는다.
일 실시 형태에서, 제1 층은 소위 뱅크 구조물 위에 적용된다. 뱅크 구조물은 전형적으로 포토레지스트, 유기 재료(예를 들어, 폴리이미드), 또는 무기 재료(산화물, 질화물 등)으로 형성된다. 뱅크 구조물은 액체 형태의 제1 층을 격납하여 색상 혼합을 방지하고/하거나, 제1 층이 그 액체 형태로부터 건조될 때 제1 층의 두께 균일성을 개선하고/하거나, 액체에 의한 접촉으로부터 하부 특징부를 보호하기 위하여 사용될 수 있다. 그러한 하부 특징부는 전도성 트레이스(trace), 전도성 트레이스들 사이의 갭, 박막 트랜지스터, 전극 등을 포함할 수 있다.
일부 실시 형태에서, 둘 이상의 목적(예를 들어, 색 혼합을 방지하고 또한 두께 균일성을 개선함)을 달성하기 위해 상이한 표면 에너지를 갖는 뱅크 구조물 상의 영역들을 형성하는 것이 바람직하다. 하나의 접근은 상이한 표면 에너지를 각각 갖는 복수의 층을 뱅크 구조물에 제공하는 것이다. 표면 에너지의 이러한 조절을 달성하기 위한 더 비용 효과적인 방법은 RSA를 경화시키기 위해 사용되는 방사의 조절을 통해 표면 에너지를 제어하는 것이다. 경화 방사의 이러한 조절은 에너지 조사량(출력 * 노출 시간)의 형태일 수 있거나, 상이한 표면 에너지를 시뮬레이션하는 광마스크 패턴을 통해 RSA를 노출시키는 것(예를 들어, 하프톤(half-tone) 밀도 마스크를 통한 노출)일 수 있다.
본 명세서에서 제공되는 공정의 일 실시 형태에서, 제1 층 및 제2 층은 유기 활성 층이다. 제1 유기 활성 층은 제1 전극 위에 형성되고, 중간 층은 제1 유기 활성 층 위에 형성되어 패턴화되고, 제2 유기 활성 층은 패턴화된 중간 층 및 제1 유기 활성 층 위에 형성된다.
일 실시 형태에서, 제1 유기 활성 층은 제1 유기 활성 재료 및 액체 매질을 포함하는 액체 조성물의 액체 침착에 의해 형성된다. 액체 조성물은 제1 전극 위에 침착된 다음에 건조되어 층을 형성한다. 일 실시 형태에서, 제1 유기 활성 층은 연속 액체 침착 방법에 의해 형성된다. 그러한 방법은 수율을 높이고 장비 비용을 낮출 수 있다.
4. 유기 전자 소자
공정은 전자 소자 내에서의 그의 적용의 측면에서 추가로 설명될 것이지만, 공정은 그러한 적용으로 제한되지 않는다.
도 2는 2개의 전기 접촉 층들 사이에 위치된 적어도 2개의 유기 활성 층을 포함하는 유기 발광 다이오드(OLED) 디스플레이인 예시적인 전자 소자이다. 전자 소자(100)는 애노드 층(110)으로부터 광활성 층(140) 내로의 정공의 주입을 용이하게 하기 위한 하나 이상의 층(120, 130)을 포함한다. 일반적으로, 2개의 층이 존재할 때, 애노드에 인접한 층(120)은 정공 주입 층 또는 완충 층으로 불린다. 광활성 층에 인접한 층(130)은 정공 수송 층으로 불린다. 선택적인 전자 수송 층(150)이 광활성 층(140)과 캐소드 층(160) 사이에 위치된다. 소자(100)의 적용에 따라, 광활성 층(140)은 (발광 다이오드 또는 발광 전기화학 전지 내에서와 같이) 인가된 전압에 의해 활성화되는 발광 층, 즉 방사 에너지에 응답하여 (광검출기 내에서와 같이) 인가된 바이어스 전압에 의해 또는 바이어스 전압 없이 신호를 발생시키는 재료의 층일 수 있다. 소자는 시스템, 구동 방법, 및 이용 모드에 대해 제한되지 않는다.
다색 소자를 위해, 광활성 층(140)은 적어도 3개의 상이한 색상의 상이한 영역들로 구성된다. 상이한 색상의 영역들은 별개의 착색 영역들을 인쇄함으로써 형성될 수 있다. 대안적으로, 이는 전체 층을 형성하고, 상이한 색상을 갖는 방사성 재료를 이용하여 층의 상이한 영역들을 도핑함으로써 달성될 수 있다. 그러한 공정은 예를 들어 미국 특허 출원 공개 제2004-0094768호에 설명되어 있다.
일 실시 형태에서, 본 명세서에 기술된 새로운 공정은 전극 층(제1 층)에 유기 층(제2 층)을 적용하는 데 사용될 수 있다. 일 실시 형태에서, 제1 층은 애노드(110)이고, 제2 층은 완충 층(120)이다.
일부 실시 형태에서, 본 명세서에서 설명되는 새로운 공정은 소자 내의 임의의 연속된 쌍의 유기 층들에 대해 사용될 수 있는데, 여기서 제2 층은 특정 영역 내에 격납될 것이다. 새로운 공정의 일 실시 형태에서, 제2 유기 활성 층은 광활성 층(140)이고, 제1 유기 활성 층은 층(140) 직전에 도포되는 소자 층이다. 많은 경우에, 소자는 애노드 층에서 시작하여 구성된다. 정공 수송 층(130)이 존재하면, RSA 처리는 광활성 층(140)을 적용하기 전에 층(130)에 적용될 것이다. 층(130)이 존재하지 않으면, RSA 처리는 층(120)에 적용될 것이다. 소자가 캐소드에서 시작하여 구성된 경우에, RSA 처리는 광활성 층(140)을 도포하기 전에 전자 수송 층(150)에 적용될 것이다.
새로운 공정의 일 실시 형태에서, 제2 유기 활성 층은 정공 수송 층(130)이고, 제1 유기 활성 층은 층(130) 직전에 적용되는 소자 층이다. 소자가 애노드 층에서 시작하여 구성되는 실시 형태에서, RSA 처리는 정공 수송 층(130)이 적용되기 전에 완충 층(120)에 적용될 것이다.
일 실시 형태에서, 애노드(110)는 평행한 스트라이프(stripe) 패턴으로 형성된다. 완충 층(120), 및 선택적으로 정공 수송 층(130)은 애노드(110) 위에서 연속된 층들로서 형성된다. RSA는 (존재한다면) 층(130) 또는 (층(130)이 존재하지 않으면) 층(120) 바로 위에 별개의 층으로서 적용된다. RSA는 애노드 스트라이프와 애노드 스트라이프의 외측 에지 사이의 영역이 노출되도록 하는 패턴으로 노출된다.
소자 내의 층은 그러한 층에 유용한 것으로 공지된 임의의 재료로 만들어질 수 있다. 소자는 애노드 층(110) 또는 캐소드 층(150)에 인접할 수 있는 (도시되지 않은) 지지체 또는 기재를 포함할 수 있다. 더 빈번하게, 지지체는 애노드 층(110)에 인접한다. 지지체는 가요성 또는 강성, 유기 또는 무기일 수 있다. 일반적으로, 유리 또는 가요성 유기 필름이 지지체로서 사용된다. 애노드 층(110)은 캐소드 층(160)에 비해 정공을 주입하는 데 있어서 더 효율적인 전극이다. 애노드는 금속, 혼합 금속, 합금, 금속 산화물 또는 혼합 산화물을 함유하는 재료를 포함할 수 있다. 적합한 재료는 2족 원소(즉, Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra), 11족 원소, 4족, 5족 및 6족 원소, 및 8족 내지 10족 전이 원소의 혼합 산화물을 포함한다. 애노드 층(110)이 광 투과성이어야 하면, 인듐 주석 산화물과 같은 12족, 13족 및 14족 원소들의 혼합 산화물이 사용될 수 있다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, "혼합 산화물"이라는 문구는 2족 원소 또는 12족, 13족, 또는 14족 원소로부터 선택된 둘 이상의 상이한 양이온을 갖는 산화물을 말한다. 애노드 층(110)을 위한 재료의 몇몇 비제한적인 구체적인 예에는 인듐 주석 산화물("ITO"), 알루미늄 주석 산화물, 금, 은, 구리, 및 니켈이 포함되지만 이로 한정되지 않는다. 애노드는 또한 폴리아닐린, 폴리티오펜, 또는 폴리피롤과 같은 유기 재료를 포함할 수 있다.
애노드 층(110)은 화학 또는 물리 증착 공정 또는 스핀-캐스트(spin-cast) 공정에 의해 형성될 수 있다. 화학 증착은 플라즈마 화학 증착("PECVD") 또는 유기 금속 화학 증착("MOCVD")으로서 수행될 수 있다. 물리 증착은 이온 빔 스퍼터링을 포함한 모든 형태의 스퍼터링뿐만 아니라 e-빔 증발 및 저항 증발을 포함할 수 있다. 특정 형태의 물리 증착은 rf 마그네트론 스퍼터링 및 유도 결합 플라즈마 물리 증착("IMPPVD")을 포함한다. 이러한 증착 기술은 반도체 제조 분야 내에서 잘 알려져 있다.
보통, 애노드 층(110)은 리소그래피 작업 중에 패턴화된다. 패턴은 원하는 대로 변할 수 있다. 층들은 예를 들어 제1 전기 접촉 층 재료를 적용하기 전에 제1 가요성 복합 장벽 구조물 상에 패턴화된 마스크 또는 레지스트를 위치시킴으로써 패턴식으로 형성될 수 있다. 대안적으로, 층들은 (전면 침착(blanket deposit)으로 또한 불리는) 전체 층으로서 적용되고, 이후에 예를 들어 패턴화된 레지스트 층 및 습식 화학 또는 건식 에칭 기술을 사용하여 패턴화될 수 있다. 당해 기술 분야에서 잘 알려진 다른 패턴화 공정이 또한 사용될 수 있다. 전자 소자가 어레이 내에 위치되면, 애노드 층(110)은 전형적으로 실질적으로 동일한 방향으로 연장하는 길이를 갖는 실질적으로 평행한 스트립들로 형성된다.
완충 층(120)은 광활성 층 내로의 정공의 주입을 용이하게 하고, 소자 내에서 단락을 방지하기 위해 애노드 표면을 매끄럽게 하는 기능을 한다. 완충 층은 전형적으로 양성자성 산(protonic acid)으로 종종 도핑되는, 폴리아닐린(PANI) 또는 폴리에틸렌다이옥시티오펜(PEDOT)과 같은 중합체 재료로 형성된다. 양성자성 산은 예를 들어 폴리(스티렌설폰산), 폴리(2-아크릴아미도-2-메틸-1-프로판설폰산) 등일 수 있다. 완충 층(120)은 구리 프탈로시아닌 및 테트라티아풀발렌-테트라사이아노퀴노다이메탄 시스템(TTF-TCNQ)과 같은, 전하 전달 화합물 등을 포함할 수 있다. 일 실시 형태에서, 완충 층(120)은 전도성 중합체 및 콜로이드-형성 중합체성 산의 분산액으로부터 제조된다. 그러한 재료는 예를 들어 미국 특허 출원 공개 제2004-0102577호 및 제2004-0127637호에 설명되어 있다.
완충 층(120)은 임의의 침착 기술에 의해 도포될 수 있다. 일 실시 형태에서, 완충 층은 전술된 바와 같이, 용액 침착 방법에 의해 도포된다. 일 실시 형태에서, 완충 층은 연속 용액 침착 방법에 의해 도포된다.
선택적 층(130)을 위한 정공 수송 재료의 예는, 예를 들어, 문헌[Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, Fourth Edition, Vol. 18, p. 837-860, 1996, by Y. Wang]에 요약되어 있다. 정공 수송 분자 및 중합체 둘 모두가 사용될 수 있다. 통상적으로 사용되는 정공 수송 분자는 4,4',4"-트리스(N,N-다이페닐-아미노)-트라이페닐아민 (TDATA); 4,4',4"-트리스(N-3-메틸페닐-N-페닐-아미노)-트라이페닐아민 (MTDATA); N,N'-다이페닐-N,N'-비스(3-메틸페닐)-[1,1'-바이페닐]-4,4'-다이아민 (TPD); 1,1-비스[(다이-4-톨릴아미노)페닐]사이클로헥산 (TAPC); N,N'-비스(4-메틸페닐)-N,N'-비스(4-에틸페닐)-[1,1'-(3,3'-다이메틸)바이페닐]-4,4'-다이아민 (ETPD); 테트라키스-(3-메틸페닐)-N,N,N',N'-2,5-페닐렌다이아민 (PDA); a-페닐-4-N,N-다이페닐아미노스티렌 (TPS); p-(다이에틸아미노)벤즈알데히드 다이페닐하이드라존 (DEH); 트라이페닐아민 (TPA); 비스[4-(N,N-다이에틸아미노)-2-메틸페닐](4-메틸페닐)메탄 (MPMP); 1-페닐-3-[p-(다이에틸아미노)스타이릴]-5-[p-(다이에틸아미노)페닐] 피라졸린 (PPR 또는 DEASP); 1,2-트랜스-비스(9H-카르바졸-9-일)사이클로부탄 (DCZB); N,N,N',N'-테트라키스(4-메틸페닐)-(1,1'-바이페닐)-4,4'-다이아민 (TTB); N,N'-비스(나프탈렌-1-일)-N,N'-비스-(페닐)벤지딘 (α-NPB); 및 구리 프탈로시아닌과 같은 포르피린 화합물을 포함하지만, 이로 한정되지 않는다. 통상적으로 사용되는 정공 수송 중합체는 폴리비닐카르바졸, (페닐메틸)폴리실란, 폴리(다이옥시티오펜), 폴리아닐린, 및 폴리피롤을 포함하지만 이로 한정되지 않는다. 전술된 것과 같은 정공 수송 분자를 폴리스티렌 및 폴리카르보네이트와 같은 중합체 내로 도핑함으로써 정공 수송 중합체를 또한 얻을 수 있다. 일부 실시 형태에서, 정공 수송 재료는 가교결합성 올리고머성 또는 중합체성 재료를 포함한다. 정공 수송 층의 형성 후, 이 재료는 가교결합을 수행하기 위해 방사 처리된다. 일 실시 형태에서, 방사는 열 방사이다.
정공 수송 층(130)은 임의의 침착 기술에 의해 적용될 수 있다. 일 실시 형태에서, 정공 수송 층은 전술된 바와 같이, 용액 침착 방법에 의해 적용된다. 일 실시 형태에서, 정공 수송 층은 연속 용액 침착 방법에 의해 적용된다.
작은 분자 유기 형광 화합물, 형광 및 인광 금속 착물, 공액 중합체, 및 이들의 혼합물을 포함하지만 이로 한정되지 않는 임의의 유기 전기발광("EL") 재료가 광활성 층(140)에 사용될 수 있다. 형광 화합물의 예에는 파이렌, 페릴렌, 루브렌, 쿠마린, 이들의 유도체, 및 이들의 혼합물이 포함되지만 이로 한정되지 않는다. 금속 착물의 예에는 트리스(8-하이드록시퀴놀라토)알루미늄(Alq3)과 같은 금속 킬레이트(metal chelated) 옥시노이드 화합물과, 페트로브(Petrov) 등의 미국 특허 제6,670,645호와 국제특허 공개 WO 03/063555호 및 WO 2004/016710호에 개시된 바와 같은 페닐피리딘, 페닐퀴놀린, 또는 페닐피리미딘 리간드와의 이리듐의 착물과 같은 고리금속(cyclometalated) 이리듐 및 백금 전계발광 화합물과, 예를 들어 국제특허 공개 WO 03/008424호, WO 03/091688호, 및 WO 03/040257호에 설명된 유기금속 착물과, 이들의 혼합물이 포함되지만 이로 한정되지 않는다. 전하 운반 호스트 재료 및 금속 착물을 포함하는 전기발광 방사성 층이 미국 특허 제6,303,238호에서 톰슨(Thompson)에 의해 그리고 국제특허 공개 WO 00/70655호 및 WO 01/41512호에서 버로우즈(Burrows) 및 톰슨에 의해 설명되어 있다. 공액 중합체의 예에는 폴리(페닐렌비닐렌), 폴리플루오렌, 폴리(스피로바이플루오렌), 폴리티오펜, 폴리(p-페닐렌), 이들의 공중합체, 및 이들의 혼합물이 포함되지만 이로 한정되지 않는다.
광활성 층(140)은 임의의 침착 기술에 의해 적용될 수 있다. 일 실시 형태에서, 광활성 층은 전술된 바와 같이, 용액 침착 방법에 의해 적용된다. 일 실시 형태에서, 광활성 층은 연속 용액 침착 방법에 의해 적용된다.
선택적 층(150)은 전자 주입/이송 둘 모두를 용이하게 하도록 기능할 수 있고, 또한 층 계면에서의 켄칭(quenching) 반응을 방지하기 위한 제한 층으로서 역할할 수 있다. 더 구체적으로, 층(150)은 전자 이동성을 증대시키며, 층(140, 160)들이 달리 직접 접촉하는 경우에 켄칭 반응의 가능성을 감소시킬 수 있다. 선택적인 층(150)을 위한 재료의 예에는 금속 킬레이트 옥사이노이드 화합물(예를 들어, Alq3 등); 페난트롤린계 화합물 (예를 들어, 2,9-다이메틸-4,7-다이페닐-1,10-페난트롤린 ("DDPA"), 4,7-다이페닐-1,10-페난트롤린 ("DPA") 등); 아졸 화합물 (예를 들어, 2-(4-바이페닐일)-5-(4-t-부틸페닐)-1,3,4-옥사다이아졸 ("PBD" 등), 3-(4-바이페닐일)-4-페닐-5-(4-t-부틸페닐)-1,2,4-트라이아졸 ("TAZ" 등); 기타 유사 화합물; 또는 이들의 임의의 하나 이상의 조합을 포함하지만, 이로 한정되지 않는다. 대안적으로, 선택적 층(150)은 무기이며 BaO, LiF, Li2O 등을 포함할 수 있다.
캐소드(160)는 전자 또는 음전하 캐리어를 주입하는 데 있어서 특히 효율적인 전극이다. 캐소드 층(160)은 제1 전기 접촉 층(이 경우에, 애노드 층(110))보다 더 낮은 일함수를 갖는 임의의 금속 또는 비금속일 수 있다. 일 실시 형태에서, "더 낮은 일함수"라는 용어는 약 4.4 eV 이하의 일함수를 갖는 재료를 의미하고자 한다. 일 실시 형태에서, "더 높은 일함수"는 대략 4.4 eV 이상의 일함수를 갖는 재료를 의미하고자 한다.
캐소드 층을 위한 재료는 1족(예를 들어, Li, Na, K, Rb, Cs)의 알칼리 금속, 2족 금속(예를 들어, Mg, Ca, Ba 등), 12족 금속, 란탄족 원소(예를 들어, Ce, Sm, Eu 등), 및 악티늄족 원소(예를 들어, Th, U 등)로부터 선택될 수 있다. 알루미늄, 인듐, 이트륨, 및 이들의 조합과 같은 재료가 또한 사용될 수 있다. 캐소드 층(160)을 위한 재료의 구체적인 비제한적인 예에는 바륨, 리튬, 세륨, 세슘, 유로퓸, 루비듐, 이트륨, 마그네슘, 사마륨, 및 이들의 합금 및 조합이 포함되지만 이로 한정되지 않는다.
캐소드 층(160)은 보통은 화학 또는 물리 증착 공정에 의해 형성된다.
다른 실시 형태에서, 추가 층(들)이 유기 전자 소자 내에 존재할 수 있다.
소자가 애노드 측으로부터 시작하여 제조될 때, 본 명세서에 기술된 새로운 공정의 중간 층은 애노드(110)의 형성 후, 완충 층(120)의 형성 후, 정공 수송 층(130) 후, 또는 이들의 임의의 조합 후에 침착될 수 있다. 소자가 캐소드 측으로부터 시작하여 제조될 때, 본 명세서에 기술된 새로운 공정의 중간 층은 캐소드(160), 전자 수송 층(150), 또는 이들의 임의의 조합의 형성 후에 침착될 수 있다.
상이한 층들은 임의의 적합한 두께를 가질 수 있다. 무기 애노드 층(110)은 보통 대략 500 ㎚ 이하, 예를 들어, 대략 10 내지 200 ㎚이고; 완충 층(120) 및 정공 수송 층(130)은 각각 보통 대략 250 ㎚ 이하, 예를 들어, 대략 50 내지 200 ㎚이고; 광활성 층(140)은 보통 대략 1000 ㎚ 이하, 예를 들어, 대략 50 내지 80 ㎚이고; 선택적인 층(150)은 보통 대략 100 ㎚ 이하, 예를 들어, 대략 20 내지 80 ㎚이고; 캐소드 층(160)은 보통 대략 100 ㎚ 이하, 예를 들어, 대략 1 내지 50 ㎚이다. 애노드 층(110) 또는 캐소드 층(160)이 적어도 약간의 광을 투과시킬 필요가 있다면, 그러한 층의 두께는 대략 100 ㎚를 초과하지 않을 수 있다.
본 명세서에서 설명된 개념은 하기의 실시예에서 추가로 설명될 것이며, 이는 청구의 범위에서 기술되는 본 발명의 범주를 제한하지 않는다.
실시예 1
실시예 1은 냉각을 이용하는 응축에 의해 RSA인 중간 재료를 적용하는 방법을 설명한다.
약 0.1 그램의 RSA, 퍼플루오로데실 에틸 아크릴레이트(시그마-알드리치)를 페트리 디쉬에 놓았다. 페트리 디쉬를 완전히 덮을 만큼 충분히 넓은 유리 시트를 페트리 디쉬 위에 놓았다. 얼음물을 포함하는 유리 용기를 유리 시트의 상부에 놓아 페트리 디쉬를 RSA 재료의 약 50℃ 융점 이하로 냉각시켰다. 페트리 디쉬, 시트 및 냉각 용기를 160 ℃의 핫 플레이트(hot plate) 위에 놓았다. 페트리 디쉬 내 단량체를 증발시키고, 이어서 유리 플레이트 상에서 응축시켜 RSA의 고체 필름을 형성하였다.
실시예 2
이 실시예는 본 공정의 다른 실시 형태를 설명한다.
하기 단계는 도 3에 도시된 장비를 이용하여 수행하였다.
a) 히팅 척(heating chuck)(210) 상에 베르트렐(Vertrel)(등록상표) XF 중 0.25% 퍼플루오로데실 에틸 아크릴레이트(wt/vol) 약 10 ㎖를 분배한다. 베르트레오(Vertreo)(등록상표) XF는 화학식 C2H5F10 을 갖는 하이드로플루오로카본(이. 아이. 듀폰 디 네모아 앤드 컴퍼니, 미국 델라웨어주 윌밍톤 소재)이다. 척은 주변 온도(약 22℃) 상태에 있다.
b) 용매를 (약 1 내지 2분) 증발시키거나 또는 용매 위로 N2를 취입하여 건조를 촉진시켜 층(220)을 형성한다.
c) 기재(230)를 진공 척(240)에 놓고 진공 밸브를 연다.
d) 기재를 가열된 척에 매우 가깝게 낮춘다.
e) 척(210)의 온도를 주변 온도로부터 약 100 ℃로 (2분에 걸쳐) 증가시키고 120분간 유지한다.
f) 히팅 패드를 약 50℃로 냉각시키고, 진공 밸브를 해제시킨다.
g) 퍼플루오로데실 에틸 아크릴레이트의 코팅을 갖는 기재(230)를 제거한다.
실시예 3
이 실시예는 중간 재료가 응축 단계 전에 임시 지지체 상에 코팅되는, 본 방 법의 다른 실시 형태를 설명한다.
하기 단계는 도 4에 도시된 장비를 이용하여 수행하였다.
a) 스핀 코터 내에서 600 rpm으로 블랭크 유리 임시 지지체(250)를 퍼플루오로옥탄 중 3% 퍼플루오로데실 에틸 아크릴레이트(wt/vol)로 코팅한다. 이는 임시 지지체(250) 및 퍼플루오로데실 에틸 아크릴레이트의 층(260)을 갖는 응축 단계를 위한 소스를 형성하였다.
b) 코팅된 소스(250, 260)를 히팅 척(210) 위에 놓는다. 척은 주변 온도(약 22 ℃) 상태에 있다.
c) 기재(230)를 진공 척(240)에 놓고 진공 밸브를 연다.
d) 기재(230)를 히팅 척(210)에 매우 가깝게 낮춘다.
e) 히팅 척(210)의 온도를 주변 온도로부터 약 100℃로 (2분에 걸쳐) 증가시키고 1분간 유지한다.
f) 히팅 패드를 약 50℃로 냉각시키고, 진공 밸브를 해제시킨다.
g) 퍼플루오로데실 에틸 아크릴레이트의 코팅을 갖는 기재(230)를 제거한다.
이 실시예에서 본 방법은 보다 균일한 필름을 형성한다. 스핀 코팅된 "소스"는 실시예 2에서의 수동 코팅에 비해 정확한 두께 및 균일도로 제어될 수 있다.
상기 명세서에서, 개념들이 특정 실시 형태를 참조하여 설명되었다. 그러나, 당업자는 아래의 청구의 범위에서 설명되는 바와 같은 본 발명의 범주로부터 벗어남이 없이 다양한 변형 및 변경이 이루어질 수 있음을 이해한다. 따라서, 명세서 및 도면은 제한적인 의미보다는 예시적인 의미로 간주되어야 하고, 모든 그러한 변 형이 본 발명의 범주 내에 포함되게 하고자 한다. 따라서, 일반적인 설명에 제시된 모든 작용들이 요구되는 것은 아니며, 하나 이상의 작용들이 기술된 것에 추가하여 수행될 수 있다. 또한, 작용들이 나열되는 순서가 반드시 이들이 수행되는 순서는 아니다.
이득, 다른 이점, 및 문제에 대한 해결책이 특정 실시 형태에 관해서 전술되었다. 그러나, 이득, 이점, 문제에 대한 해결책, 그리고 임의의 이득, 이점, 또는 해결책을 발생시키거나 더 명확해지게 할 수 있는 임의의 특징부(들)는 임의의 또는 모든 청구의 범위의 매우 중요하거나, 요구되거나, 필수적인 특징부로서 해석되어서는 안 된다.
명확함을 위해 별개의 실시 형태들과 관련하여 본 명세서에서 설명된 소정 특징부가 조합되어 단일 실시 형태로 또한 제공될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 역으로, 간략함을 위해 단일 실시 형태와 관련하여 설명된 여러 특징부들은 별개로 또는 임의의 하위 조합으로 또한 제공될 수 있다. 아울러, 범위로 기재된 값의 참조는 그러한 범위 내의 각각의 모든 값을 포함한다.

Claims (14)

  1. 격납된 제2 층을 제1 층 위에 형성하는 방법으로서,
    제1 표면 에너지 및 제1 유리 전이 온도를 갖는 제1 층을 형성하는 단계와;
    제1 층 위에서 그리고 제1 층과 직접 접촉하게 중간 재료를 응축시켜 중간 층을 형성하는 단계 - 여기서, 상기 중간 층은 제1 표면 에너지보다 낮은 제2 표면 에너지를 가짐 - 와;
    중간 층을 패턴화하여 제1 층의 비차폐 영역 및 제1 층의 차폐 영역을 형성하는 단계와;
    격납된 제2 층을 제1 층의 비차폐 영역 위에 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 중간 재료는 반응성 표면 활성 조성물을 포함하는 것인 방법.
  2. 제1항에 있어서, 제1 층은 응축 단계 동안 제1 유리 전이 온도 미만의 온도로 유지되는 방법.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서, 패턴화 단계는 반응성 표면 활성 조성물을 방사에 노출시키는 단계를 포함하는 방법.
  5. 제1항에 있어서, 반응성 표면 활성 조성물은 플루오르화 재료인 방법.
  6. 제1항에 있어서, 반응성 표면 활성 조성물은 방사 경화성 재료인 방법.
  7. 제1항에 있어서, 반응성 표면 활성 조성물은 가교결합성 플루오르화 계면활성제인 방법.
  8. 제4항에 있어서, 방사는 반응성 표면 활성 조성물의 노출 영역 및 비노출 영역을 형성하도록 패턴식으로 적용되는 방법.
  9. 제8항에 있어서, 반응성 표면 활성 조성물의 노출 영역 또는 비노출 영역을 제거하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 영역들은 액체로 처리함으로써 제거되는 방법.
  11. 제9항에 있어서, 영역들은 가열, 진공 인가, 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 단계에 의해 제거되는 방법.
  12. 제11항에 있어서, 가열은 적외선 레이저에 의해 적용되는 방법.
  13. 제1항에 있어서, 중간 재료는 임시 지지체 위의 코팅으로부터 응축되는 방법.
  14. 전극 위에 위치된 제1 유기 활성 층 및 제2 유기 활성 층을 포함하는 유기 전자 소자를 제조하는 방법으로서,
    제1 표면 에너지 및 제1 유리 전이 온도를 갖는 제1 유기 활성 층을 전극 위에 형성하는 단계와;
    제1 유기 활성 층 위에서 그리고 제1 유기 활성 층과 직접 접촉하게 중간 재료를 응축시켜 중간 층을 형성하는 단계 - 여기서, 상기 중간 층은 제1 표면 에너지보다 낮은 제2 표면 에너지를 가짐 - 와;
    중간 층을 패턴화하여 제1 유기 활성 층의 비차폐 영역 및 제1 유기 활성 층의 차폐 영역을 형성하는 단계와;
    격납된 제2 유기 활성 층을 제1 유기 활성 층의 비차폐 영역 위에 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 중간 재료는 반응성 표면 활성 조성물을 포함하는 것인 방법.
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