KR101949584B1 - 플렉시블 기재 제조방법 및 이를 이용한 유기발광소자 제조방법 - Google Patents

플렉시블 기재 제조방법 및 이를 이용한 유기발광소자 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 플렉시블 기재 제조방법은 a) 일면에 미세구조물이 돌출된 기재를 제공하는 단계; 및 b) 상기 기재의 일면과 대응되는 후면을 가지며, 상기 기재의 일면을 덮는 플렉시블 기재를 제조하는 단계를 포함하며, 상기 플렉시블 기재는 상기 플렉시블 기재의 후면에 입사된 광을 상기 플렉시블 기재의 전면으로 추출하는 것을 특징으로 한다.

Description

플렉시블 기재 제조방법 및 이를 이용한 유기발광소자 제조방법{Method of flexible substrate and method of organic electroluminescent device using the same}
본 발명은 플렉시블 기재 제조방법 및 이를 이용한 유기발광소자 제조방법에 관한 것이다.
차세대 디스플레이(플렉서블 디스플레이, 투명 디스플레이)로 발전하기 위해 현재 상용화되고 있는 TFT-LCD(Liquid Crystal Display)와 OLED(Organic Light Emitting Diode)가 있다. 차세대 디스플레이로 가기 위해서 TFT-LCD는 빛을 내기 위한 Backlight unit이 필요한 문제점이 있다. OLED는 자체발광으로 Backlight unit이 필요 없지만 소자수명이 짧고 대면적화에 대한 기술 진전이 필요하다. 하지만 여러 기관에서 OLED 개발에 힘써온 결과 대면적의 OLED TV가 출시되고 최근에는 곡면으로 이루어진 TV가 출시되었다. 아직 가격 경쟁면에서는 TFT-LCD 비해 수십 배가 비싸지만 선명한 화질과 시야각이 넓고 응답속도가 빠른 면을 자랑한다. 대면적화 기술을 이끌어 내면서 점차적으로 1세대 TFT-LCD 기술에서 2세대 OLED 기술로 부상하고 있다. 휴대폰 시장에서는 LCD를 대체한 OLED를 적용한 제품의 점유율이 높아지고 있고 향후 TV시장에서도 점유율을 높일 것으로 예상한다. OLED는 디스플레이 분야 밖에서도 많은 관심을 보이고 있다. 최근 OLED를 응용한 조명 분야가 새롭게 부상되고 있다. 기존의 광원보다 2배이상 효율이 높고 친환경적이고 전력 소모가 줄어들 어 차세대 조명으로 각광받고 있다.
OLED는 유기물과 전극이 적층되어서 완성된다. 각기 다른 굴절율 값을 가지고 있는 물질로 적층하기 때문에 빛이 외부로 나올 때 상당한 손실이 발생된다. 입사한 빛의 약 20% 정도만 빛이 나오고 나머지는 손실되기 때문에 80%의 빛을 끌어내기 위해 많은 연구를 진행하고 있다. 빛의 효율을 최대한 이끌어 내기위한 기술로 광추출층 기술이 도입되고 있다. 이 기술은 유리 기판방향으로 빛을 방출하는 배면발광과 반대방향으로 빛을 방출하는 전면 발광 모두에 적용이 가능하며 30% 내지 40% 정도 빛의 효율을 향상 시킬 수 있다. 광추출층 기술은 유리 기판 내에 갇힌 빛을 외부로 추출하는 외부 광추출 기술과 유기물층의 갇힌 빛을 외부로 추출하는 내부 광추출 기술로 분류된다.
외부 광추출 기술은 유리 기판 전면(공기와 유리기판의 경계면)에 마이크로 렌즈 어레이, 외부광 산란층, silica microsphere 등이 형성되는 것일 수 있고, 내부 광추출 기술은 유리 기판 후면(유기물층과 유리기판의 경계면)에 마이크로 캐비티(cavity), 광결정, 내부광 산란층, 나노 요철 구조 등이 형성되는 것일 수 있다.
그러나, 이러한 외부 광추출 기술과 내부 광추출 기술은 공정이 복잡하고 고가의 비용이 요구되는 문제점이 있다. 또한 이러한 외부 광추출 기술과 내부 광추출 기술은 광효율 향상측면에서도 한계가 있다.
한국등록특허 제10-1695525호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 평탄화 특성이 우수한 플렉시블 기재의 제조방법을 제공함에 있다.
또한 본 발명은 광추출 특성이 우수한 플렉시블 기재의 제조방법을 제공함에 있다.
그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되는 것은 아니다.
이와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉시블 기재 제조방법은 a) 일면에 미세구조물이 돌출된 기재를 제공하는 단계; 및 b) 상기 기재의 일면과 대응되는 후면을 가지며, 상기 기재의 일면을 덮는 플렉시블 기재를 제조하는 단계를 포함하며, 상기 플렉시블 기재는 상기 플렉시블 기재의 후면에 입사된 광을 상기 플렉시블 기재의 전면으로 추출하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 플렉시블 기재 제조방법에 있어, 상기 b) 단계 이후에, c) 상기 기재로부터 상기 플렉시블 기재를 분리하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 플렉시블 기재 제조방법에 있어, 상기 미세구조물은 반구형, 반타원형, 종(bell)형, 원반형, 원기둥형, 별기둥형, 삼각기둥형, 사각기둥형, 육면체형, 사면체형, 피라미드형 또는 이들의 혼합형 중에서 선택되는 하나 또는 둘 이상의 3차원 구조일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 플렉시블 기재 제조방법에 있어, 상기 b) 단계는 b1) 하기 화학식 1로 표시되는 화합물로부터 유래된 다이머를 승화시키는 단계; b2) 승화된 다이머를 페럴린 전구체 모노머로 분리시키는 단계; 및 b3) 분리된 페럴린 전구체 모노머를 상기 기재의 일면을 덮도록 증착시키는 단계를 포함할 수 있다:
[화학식 1]
Figure 112017028015884-pat00001
본 발명의 일 실시예에 따른 플렉시블 기재 제조방법에 있어, 상기 플렉시블 기재는 페럴린일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 플렉시블 기재 제조방법에 있어, 상기 플렉시블 기재의 굴절률은 1.5 내지 1.7일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 플렉시블 기재 제조방법에 있어, 상기 플렉시블 기재는 1 내지 100 ㎛의 두께를 가질 수 있으나, 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
또한 본 발명은 상술한 플렉시블 기재 제조방법을 이용한 유기발광소자 제조방법을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광소자 제조방법은, a) 일면에 미세구조물이 돌출된 기재를 제공하는 단계; b) 상기 기재의 일면과 대응되는 후면을 가지며, 상기 기재의 일면을 덮도록 페럴린 전구체를 증착시켜 페럴린 막으로 형성된 플렉시블 기재를 제조하는 단계; c) 상기 기재로부터 상기 플렉시블 기재를 분리하는 단계; 및 d) 상기 플렉시블 기재의 후면에 제1전극, 유기발광층, 제2전극, 및 보호층을 순서대로 적층하는 단계를 포함하며, 상기 미세구조물은 상기 플렉시블 기재의 후면에 나노 요철 구조(nano embossing structure)를 도입시켜, 상기 제1전극층과 상기 플렉시블 기재의 후면 사이에 고립된 광을 상기 플렉시블 기재의 전면 외부로 추출하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 미세구조물은 반구형, 반타원형, 종(bell)형, 원반형, 원기둥형, 별기둥형, 삼각기둥형, 사각기둥형, 육면체형, 사면체형, 피라미드형 또는 이들의 혼합형 중에서 선택되는 하나 또는 둘 이상의 3차원 구조일 수 있다.
또한, 상기 b) 단계는, b1) 하기 화학식 1로 표시되는 화합물로부터 유래된 다이머를 승화시키는 단계; b2) 승화된 다이머를 페럴린 전구체 모노머로 분리시키는 단계; 및 b3) 분리된 페럴린 전구체 모노머를 상기 기재의 일면을 덮도록 증착시키는 단계를 포함할 수 있다:
[화학식 1]
Figure 112018097726172-pat00006

또한, 상기 플렉시블 기재의 굴절률은 1.5 내지 1.7일 수 있다.
또한, 상기 플렉시블 기재는 1 내지 100 ㎛의 두께를 가질 수 있다.
본 발명의 기술적 사상에 따른 플렉시블 기재 제조방법은 광추출 효율이 우수한 OLED용 플렉시블 기재를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 플렉시블 기재의 평탄도가 우수하여 발광 균일도가 우수한 효과가 있다. 아울러 기존 제조공정에서 크게 벗어나지 않기 때문에 공정 및 소재 비용이 저렴하고, 대량생산이 용이한 효과가 있다.
한편, 여기에서 명시적으로 언급되지 않은 효과라 하더라도, 본 발명의 기술적 특징에 의해 기대되는 이하의 명세서에서 기재된 효과 및 그 잠정적인 효과는 본 발명의 명세서에 기재된 것과 같이 취급됨을 첨언한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉시블 기재 제조방법을 도시한 공정 순서도이다.
도 2은 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉시블 기재 제조방법을 도시한 공정 모식도이다.
이하 본 발명에 관하여 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 실시예 및 도면들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 또한, 본 발명의 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다.
본 발명을 상술함에 있어, 용어 "플렉시블 기재의 전면"은 공기와 플렉시블 기재가 접촉하는 면(경계면)을 의미할 수 있다. 예컨대, 상기 플렉시블 기재의 상부면에 유기물층, 전극층 등이 순차적으로 적층된 텐덤형 OLED 소자의 경우, 상기 플렉시블 기재의 하부면(바닥면)이 상술한 플렉시블 기재의 전면을 의미할 수 있다.
본 발명을 상술함에 있어, 용어 "플렉시블 기재의 후면"은 유기물층과 플렉시블 기재가 접하는 면(경계면)을 의미할 수 있다. 예컨대, 상기 플렉시블 기재의 상부면에 유기물층, 전극층 등이 순차적으로 적층된 텐덤형 OLED 소자의 경우, 상기 플렉시블 기재의 상부면이 상술한 플렉시블 기재의 후면을 의미할 수 있다.
이하, 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명에 따른 플렉시블 기재 제조방법을 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉시블 기재 제조방법의 공정순서도이며, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉시블 기재 제조방법의 공정모식도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉시블 기재 제조방법은 기재 제조단계(S100), 플렉시블 기재 제조단계(S200), 플렉시블 기재 분리단계(S300)을 포함할 수 있다.
상기 기재 제조단계(S100)는 상기 기재(100) 상에 미세구조물(110)이 돌출되어 형성되도록 기재(101)를 제조하는 단계를 의미할 수 있다.
여기서, 상기 기재(100)는 지지체의 역할을 수행하는 것이면 족하다. 구체적이고 비한정적인 일 예로, 상기 기재(100)는 리지드 기재 또는 플렉시블 기재를 포함할 수 있다. 구체적으로 상기 리지드 기재는 소다라임 유리를 포함하는 유리 기재, 알루미나와 같은 세라믹 기재를 들 수 있고, 상기 플렉시블 기재는 폴리이미드와 같은 고분자 기재를 들 수 있으나 본 발명이 상기 기재의 종류에 의해 한정될 수 없음은 물론이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 플렉시블 기재 제조방법에 있어, 상기 미세구조물(110)은 반구형, 반타원형, 종(bell)형, 원반형, 원기둥형, 별기둥형, 삼각기둥형, 사각기둥형, 육면체형, 사면체형, 피라미드형 또는 이들의 혼합형 중에서 선택되는 하나 또는 둘 이상의 3차원 구조일 수 있다. 이러한 형태를 가지는 미세구조물(110)은 본 발명에 따른 플렉시블 기재의 후면에 나노 요철 구조(nano embossing structure)가 도입되는 효과를 가져오게 되며, 이에 따라 후술할 제1전극층과 상기 플렉시블 기재의 후면 사이에 고립된 광을 상기 플렉시블 기재의 전면 외부로 추출하는 데 유리한 효과를 가진다.
한편, 구체적이고 비한정적인 일 예로, 상기 기재 제조단계(S100)는 상기 기재(100) 상에 미세구조물(110)이 돌출되어 형성되도록, a1) 상기 기재(100) 상에 전구층을 형성하는 단계, a2) 상기 전구층 상에 금속층을 형성하는 단계, a3) 상기 금속층 상에 유기층을 형성하는 단계, a4) 상기 유기층의 열처리에 의하여 유기층으로부터 유기마스크를 형성하는 단계, a5) 식각에 의해 미세구조물(110)이 돌출되어 형성된 광산란층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 a1) 단계시, 상기 전구층은 증착에 의하여 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 전구층은 스퍼터(Sputter), 화학적 기상증착법(Chemical vapor deposition, CVD), 전자빔 증착법(E-beam evaporation), 열 증착법(Thermal evaporation), 및/또는 원자층 증착법(Atomic layer deposition; ALD)에 의해 형성될 수 있다.
또한 상기 전구층은 투명한 물질들 중의 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 전구층은 산화물(예를 들어, SiO2, SnO2, TiO2, TiO2-SiO2, ZrO2, Al2O3, HfO2, In2O3, ITO 등), 질화물(예를 들어, SiNx) 및/또는 수지(예를 들어, 폴리에틸렌계, 폴리아크릴계, 폴리염화비닐(PVC) 수지, 폴리비닐피롤리딘(polyvinylpyrrolidone, PVP) 수지, 폴리이미드계, 폴리스티렌계, 에폭시계 수지) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한 상기 a2) 단계시, 상기 금속층은 건식 식각에 저항성을 가지는 물질을 포함할 수 있다, 예를 들어, 금속층은 금속(예를 들어, 백금, 금, 은, 구리, 니켈, 크롬, 텅스텐, 아연, 주석, 티타늄, 지르코늄, 알루미늄, 및/또는 이들의 조합), 포토레지스트(예를 들어, 폴리메틸메타크릴레이트(Poly(methylmethacrylate), PMMA), 폴리디메틸글루타르이미드(poly(dimethylglutarimide), PMGI), SU-8), 세라믹 재료(예를 들어, Al2O3) 및/또는 유기화합물 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 금속층의 두께가 얇으면, 금속층은 층을 형성하지 못하고 섬 형태로 증착될 수 있다.
또한 상기 a3) 단계시, 상기 유기층은 증착 및/또는 코팅(예, 스핀코팅)에 의하여 형성될 수 있다. 상기 유기층은 유리 전이 온도(Tg)가 상온 내지 200 ℃의 유리 전이 온도를 가지는 고분자 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 유기층은 폴리스티렌, 폴리에틸렌, 폴리아크릴레이트와 같은 폴리머 및/또는 올리고머을 포함할 수 있다.
한편 상기 유기층은 상온 내지 300 ℃의 융점을 가지는 저융점 금속물질을 포함할 수 있다. 예를 들어 유기층은 납, 주석 및/또는 이들의 합금을 포함할 수 있다.
또한, 상기 a4) 단계시, 상술한 미세구조물을 가지는 유기마스크는 평평하게 코팅된 유기층으로부터 비젖음현상에 의해 형성될 수 있다. 비젖음 현상은 비젖음 성질을 가지는 물질이 표면상에 균일하게 도포된 필름 상태에서 부분적으로 움푹 들어가거나 불쑥 튀어 나온 모양으로 불균일한 패턴이 형성되는 것을 말한다. 비젖음 현상에 의해 필름에 구멍이 형성되어, 필름 아래의 기판이 노출될 수도 있다.
또한, 상기 유기층을 열처리 하거나 분위기를 변화시키면, 금속층과 유기층 사이에 비젖음 현상이 일어난다. 이때, 유기마스크는 금속층의 일부를 노출시킬 수 있다. 열처리 공정은 오븐(Oven), 및/또는 핫플래이트(Hot-plate)을 사용하여, 열처리법(Thermal Annealing), 및/또는 급속 열처리법(Rapid Thermal Annealing; RTA)에 의하여 수행될 수 있다.
한편 상기 a4) 단계시, 열처리 공정은 상술한 기재의 연화점 이하의 범위에서 수행될 수 있다. 예를 들어 열처리는 상온 내지 250 ℃의 온도에서 수행될 수 있다. 분위기를 변화시키는 것은 유기용매증기 또는 진공 분위기로 변화시키는 것일 수 있다.
또한 상기 유기마스크는 불규칙한 패턴, 크기 및/또는 배열을 가질 수 있다. 예를 들어, 유기마스크는 주상, 타원형, 캡슐형, 홀(hole)형태의 불규칙한 패턴을 포함할 수 있다. 유기마스크의 불규칙한 패턴은 열처리 온도와 시간, 열처리 공정 분위기, 유기용액의 농도, 유기층의 두께, 유기층에 포함된 고분자의 종류 및/또는 분자량을 제어함으로써도 조절될 수 있다.
또한, 상기 a5) 단계시, 상기 식각은 제1식각 및 제2식각을 포함할 수 있다.
즉, 상기 a5) 단계시, 상기 제1식각에 의해 금속마스크가 형성될 수 있다. 이때, 제1식각은 습식식각을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1식각은 질산, 불산 또는 버퍼 옥사이드 식각(Buffered Oxide Etchant; BOE)에 의하여 수행될 수 있다.
상기 금속마스크는 상술한 유기마스크를 이용하여 형성될 수 있다. 상세하게, 상술한 미세구조물을 가지는 유기마스크에 의해 노출된 금속층이 식각될 수 있다. 따라서 금속마스크는 상술한 미세구조물을 가질 수 있다. 금속마스크는 전구층의 일부를 노출시킬 수 있다. 전구층은 제1식각공정에서 식각되지 않을 수 있다.
다음으로, 전구층의 제2식각에 의하여, 미세구조물을 가지는 광산란층이 형성될 수 있다. 이때, 제2식각은 건식식각을 포함할 수 있다. 예를 들어 제2식각은 반응성 이온 식각(Reactive Ion Etching; RIE), 및/또는 유도결합 플라즈마(Inductively coupled plasma; ICP)법에 의하여 수행될 수 있다.
또한 금속마스크가 제2식각에서 사용될 수 있다. 금속마스크는 건식식각에 대해 저항성 있는 물질을 포함하므로, 제2식각공정에서 마스크의 형태를 유지할 수 있다. 식각속도는 공정시간, 식각에 사용되는 기체의 종류 및 비율 등을 조절하여 제어할 수 있다. 노출된 전구층의 제2식각에 의하여, 미세구조물을 가지는 광산란층이 형성될 수 있다.
상기 a5) 단계 이후에, 상술한 유기마스크 및 금속마스크를 제거하는 단계를 수행할 수 있다. 일 예로, 상기 유기마스크는 유기용매(예를 들어, 아세톤, 톨루엔 등)에 의하여 제거될 수 있다. 또한 상기 금속마스크는 부식액(etchant)에 의하여 제거될 수 있다.
다음으로, 플렉시블 기재 제조단계(S200)를 설명한다.
상기 플렉시블 기재 제조단계(S200)는 상술한 기재(101)를 덮는 고분자수지로 된 플렉시블 기재(200)를 제조하는 단계를 의미할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 플렉시블 기재 제조방법에 있어, 상기 고분자수지는 페럴린(parylene)인 것이 바람직하다.
상세하게, 상기 플렉시블 기재 제조단계(S200)는 b1) 하기 화학식 1로 표시되는 화합물로부터 유래된 다이머를 승화시키는 단계; b2) 승화된 다이머를 페럴린 전구체 모노머로 분리시키는 단계; 및 b3) 분리된 페럴린 전구체 모노머를 상기 기재(101)의 일면을 덮도록 증착시키는 단계를 포함할 수 있다:
[화학식 1]
Figure 112017028015884-pat00002
상세하게, 상기 b1) 단계시, 상기 다이머(dimer)를 승화시키는 온도는 이 분야에서 통상적으로 사용하는 온도이면 족하다. 구체적이고 비한정적인 일 예를 들자면, 상기 b) 단계시, 상기 다이머를 약 100 ℃ 이상으로 가열하여 수행할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 플렉시블 기재 제조방법에 있어, 상기 다이머는 디파라크실렌(di-para-xylylene)일 수 있다.
이후, 상기 다이머를 모노머(monomer) 형태의 페럴린 전구체로 분리 또는 열분해(pyrolysis)시키기 위해 600 내지 800의 온도를 조성하는 상기 b2) 단계를 수행할 수 있다.
그런 다음, 분리된 페럴린 전구체 모노머를 고분자 수지 형태로 증착시키기 위해 냉각시키는 상기 b3) 단계를 수행할 수 있다. 상기 b3) 단계 수행시, 냉각 온도는 이 분야에서 통상적으로 수행하는 온도이면 족하다. 구체적이고 비한정적인 일 예로, 상기 냉각 온도는 -50 내지 +50 일 수 있다. 예컨대, 빠른 성막을 위해서는 -20 이하로 낮추는 것이 좋으며, 막질의 향상을 위해서는 상온보다 높게하는 것이 좋으나, 본 발명이 상기 냉각 온도에 한정되지 않는다. 한편, 상온은 25 내지 30를 의미할 수 있다.
상기 b3) 단계를 수행하면, 상기 페럴린 전구체 모노머에서 페럴린 고분자로 제조되며, 이때 상기 페럴린은 상기 기재(101)의 일면을 덮게 된다.
상기와 같이, 상술한 기재 상에 공급된 페럴린 전구체에 의해 증착된 페럴린 막은 상기 기재(100) 상에 형성되어 있는 미세구조물(110) 위로 페럴린 분자가 증착되어 상기 미세구조물의 형상을 그대로 모방하면서 페럴린 막이 형성될 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 기상 증착을 이용한 패럴린 막의 형성은 기존의 용액 도포시 생성되는 기포에 의한 불균일한 막 형성 등을 방지할 수 있게 되므로, 상기 페럴린 박막의 일면은 상술한 미세구조물(110)과 대응되는 형상을 가질 수 있다.
마지막으로, 플렉시블 기재 분리단계(S300)를 설명한다.
상기 플렉시블 기재 분리단계(S300)는 상술한 플렉시블 기재 제조단계(S200)에서 제조된 플렉시블 기재(200)를 상기 기재(101)로부터 분리하는 단계를 의미할 수 있다.
상세하게, 상기 플렉시블 기재의 분리는 이 분야에서 통상적으로 사용되는 방법이면 족하며, 구체적이고 비한정적인 일 예로, 상기 플렉시블 기재의 후면에 접착테이프를 부착하여 상기 기재로부터 상기 플렉시블 기재를 분리할 수 있다.
종합하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉시블 기재 제조방법은 상술한 기재 제조단계(S100) 및 플렉시블 기재 제조단계(S200)를 포함함으로써, 플렉시블 기재의 굴절률이 1.5 내지 1.7 일 수 있다. 이러한 굴절률을 가지는 플렉시블 기재는 기존의 유리로 된 기재 보다 높은 굴절률을 가지기 때문에 광추출 효과가 보다 높으며, 더군다나 상기 플레시블 기재는 상술한 미세구조물을 더 포함하므로 광추출 효과는 더욱 향상될 수 있다.
또한, 상기 플렉시블 기재의 두께는 지지체 역할을 할 수 있는 두께이면 족하다. 구체적인 일 예로, 상기 플렉시블 기재는 1 내지 100 ㎛의 두께를 가질 수 있으나, 본 발명이 상기 플렉시블 기재의 두께에 한정되는 것은 아니다.
또한, 본 발명은 상술한 플렉시블 기재의 제조방법을 이용한 유기발광소자 제조방법을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광소자 제조방법은 상술한 플렉시블 기재의 후면에 제1전극, 유기발광층, 제2전극, 및 보호층을 순서대로 적층하는 단계를 포함할 수 있다. 이는 상기 유기발광소자의 내부에 갖힌 광을 산란 효과를 통해 외부로 추출하는데 효과적이다. 상기 적층 단계는 이 분야에서 통상적으로 사용하는 방법이면 족하다.
여기서, 제1전극은 애노드(anode) 전극일 수 있다. 상기 제1전극은 외부에서 전압을 인가받아 상기 유기발광층에 정공을 공급할 수 있다. 상기 제1전극은 빛을 투과시킬 수 있다. 상기 제1전극은 투명 전도성 산화물(transparent conductive oxide, TCO)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 제1전극은 산화아연(ZnO), 산화주석(SnO2), 산화인듐주석(Indium Tin Oxide, ITO), 갈륨이 도핑된 산화아연(ZnO:Al), 붕소가 도핑된 산화아연(ZnO:B), 및/또는 알루미늄이 도핑된 산화아연(AZO: Aluminum Zinc Oxide)일 수 있다. 상기 제1전극의 굴절률은 상기 플렉시블 기재의 굴절률보다 클 수 있다. 상기 제1전극은 대략 1.8 내지 2.0의 굴절률을 가질 수 있다. 예를 들어, 산화인듐주석을 포함하는 제1전극은 1.9의 굴절률을 가질 수 있다.
또한, 상기 유기발광층은 상기 제1전극으로부터 공급되는 정공들과 상기 제2전극으로부터 공급되는 전자들의 재결합을 통하여 광을 생성시킬 수 있다. 상기 유기발광층은 단일막 구조 또는 보조층을 포함하는 다층막 구조일 수 있다. 유기발광층의 발광효율을 높이는 보조층을 더 포함할 수도 있다. 보조층은 정공주입층(hole injecting layer), 정공수송층(hole transfer layer), 전자수송층(electron transfer layer), 및/또는 전자주입층(electron injecting layer) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 상기 유기발광층은 이 분야에서 통상적으로 사용되는 유기발광 물질을 사용할 수 있다. 구체적이고 비한정적인 일 예로, 상기 유기발광층은 아릴아민계(aryl amine), 카바졸계, 스파이로(spiro)계를 포함할 수 있다. 구체적이고 비한정적인 다른 일 예로, 상기 유기발광층은 4,4-N,N-디카바졸-비페닐(4,4-N,N-dicarbazole-biphenyl, CBP), N,N-디카바조일-3,5-벤젠(N,N-dicarbazoyl-3,5-benzene, mCP), 폴리비닐카바졸(poly(vinylcarbazole), PVK), 폴리플루오렌, 4,4'-비스[9-(3,6-비페닐카바졸일)]-1-1,1'-비페닐4,4'-비스[9-(3,6-비페닐카바졸일)]-1-1,1'-비페닐, 9,10-비스[(2',7'-t-부틸)-9',9''-스파이로비플루오레닐(spirobifluorenyl)안트라센, 테트라플루오렌(tetrafluorene) 등의 물질을 포함할 수 있다.
또한, 상기 유기발광층은 이 분야에서 통상적으로 사용되는 도펀트를 더 포함할 수 있다. 상기 도펀트는 FIrpic(iridium(III) bis(4,6-(di-fluorophenyl)-pyridinato-N,C') picolinate), 트리스(페닐-메틸-벤즈이미다졸일) 이리듐(III)(tris(phenyl-methyl-benzimidazolyl) iridium(III)), Ir(dbfmi)(mertris(Ndibenzofuranyl-N'-methylimidazole)iridium(III)), Ir(dfppz)3 (tris(4,6-difluorophenylpyrazolyl)iridium (III)), Ir(dbi)3 [fac -tris[1-(2,4-dii-sopropyldibenzo[b,d]furan-3-yl)-2-phenyl-1H-imidazole]iridium(III)], fac-Ir(mpim)3 [fac-tris(mesityl-2-phenyl-1H-imidazole)iridium (III)], Ir(dmp)3 (iridium (III) tris[3-(2,6-dimethylphenyl)-7-methylimidazo[1,2-f] phenanthridine]) 등일 수 있다.
또한, 상기 유기발광층은 대략 1.6 내지 1.9의 굴절률을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 유기발광층은 1.75의 굴절률을 가질 수 있다.
상기 제2전극은 캐소드(cathode)일 수 있다. 제2전극은 외부에서 전압을 인가받아 유기발광층에 전자를 공급할 수 있다. 제2전극은 전도성 물질을 포함할 수 있다. 제2전극은 제1전극보다 일함수가 낮은 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제2전극은 알루미늄(Al), 은(Ag), 마그네슘(Mg), 몰리브덴(Mo) 및/또는 그들의 합금 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 제2전극은 유기발광층에서 생성된 광을 제1전극을 향하여 반사시킬 수 있다.
상기 보호층은 밀폐보호층 및/또는 패키징된 플렉시블층일 수 있다. 상기 보호층은 공기 불투과성 재료로 이루어질 수 있다. 상기 보호층은 투명한 재료를 포함할 수 있다. 상기 보호층은 유기발광층을 보호할 수 있다.
이상과 같이 본 발명에서는 특정된 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

Claims (12)

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  8. a) 일면에 미세구조물이 돌출된 기재를 제공하는 단계;
    b) 상기 기재의 일면과 대응되는 후면을 가지며, 상기 기재의 일면을 덮도록 페럴린 전구체를 증착시켜 페럴린 막으로 형성된 플렉시블 기재를 제조하는 단계;
    c) 상기 기재로부터 상기 플렉시블 기재를 분리하는 단계; 및
    d) 상기 플렉시블 기재의 후면에 제1전극, 유기발광층, 제2전극, 및 보호층을 순서대로 적층하는 단계를 포함하며,
    상기 미세구조물은 상기 플렉시블 기재의 후면에 나노 요철 구조(nano embossing structure)를 도입시켜, 상기 제1전극과 상기 플렉시블 기재의 후면 사이에 고립된 광을 상기 플렉시블 기재의 전면 외부로 추출하는 것을 특징으로 하는 유기발광소자 제조방법.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 미세구조물은
    반구형, 반타원형, 종(bell)형, 원반형, 원기둥형, 별기둥형, 삼각기둥형, 사각기둥형, 육면체형, 사면체형, 피라미드형 또는 이들의 혼합형 중에서 선택되는 하나 또는 둘 이상의 3차원 구조인 것을 특징으로 하는 유기발광소자 제조방법.
  10. 제 8항에 있어서,
    상기 b) 단계는
    b1) 하기 화학식 1로 표시되는 화합물로부터 유래된 다이머를 승화시키는 단계;
    b2) 승화된 다이머를 페럴린 전구체 모노머로 분리시키는 단계; 및
    b3) 분리된 페럴린 전구체 모노머를 상기 기재의 일면을 덮도록 증착시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광소자 제조방법:
    [화학식 1]
    Figure 112018097726172-pat00007

  11. 제 8항에 있어서,
    상기 플렉시블 기재의 굴절률은 1.5 내지 1.7인 것을 특징으로 하는 유기발광소자 제조방법.

  12. 제 8항에 있어서,
    상기 플렉시블 기재는 1 내지 100 ㎛의 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 유기발광소자 제조방법.
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