KR102059694B1 - 전하를 사용하는 선택적 ｏｌｅｄ 증기 증착 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 선택적 유기 발광 물질 증착 기술을 개시한다. 하전된 유기 발광 물질은 운반 가스와 혼합되고 기판의 의도하는 하전된 구역으로 분사될 수 있다. 발광 물질에 대한 전하는 유기 발광 물질이 기판의 의도하는 하전된 구역에 부착되고, 따라서 기판의 의도하는 하전된 구역 위로 선택적으로 증착되게 할 수 있다. 따라서, 기판의 둘러싼 의도하는 구역을 하전된 유기 발광 물질이 의도하는 구역에 의해 접근되지 않도록 하전할 수 있다.

Description

전하를 사용하는 선택적 ＯＬＥＤ 증기 증착{SELECTIVE OLED VAPOR DEPOSITION USING ELECTRIC CHARGES}
청구된 발명은 합동 대학 법인 연구 계약(joint university corporation research agreement)에 대한 미시간 주립 대학교(Regents of the University of Michigan), 프린스턴 대학교(Princeton University), 서던 캘리포니아 대학교(The University of Southern California), 및 유니버셜 디스플레이 코포레이션(Universal Display Corporation)의 당사자 중 하나 이상과 관련하여, 이에 의해, 및/또는 이를 대신하여 이루어졌다. 이 계약은 청구된 발명이 이루어진 날에 그리고 그 전에 발효되고, 청구된 발명은 이 계약의 범위 내에 수행된 활동의 결과로서 이루어진다.
우선권
본원은 2012년 1월 23일자에 출원된 미국 가출원 제61/589,487호의 이익을 주장한다.
기술분야
본 발명은 발광 디바이스, 더 구체적으로 OLED 및 증착하고자 하는 분자가 기판의 하전된 부분으로 분사되는 증착 기술을 이용하여 OLED를 제조하는 방법에 관한 것이다.
유기 물질을 이용하는 광전자 디바이스는 다양한 이유로 점점 유용하게 되고 있다. 이러한 디바이스를 제조하는 데 사용된 많은 물질은 비교적 저렴하므로, 유기 광전자 디바이스는 무기 디바이스에 비해 원가 우위 가능성이 있다. 또한, 유기 물질의 고유 특성, 예컨대 이들의 가요성은 가요성 기판 위의 제조와 같은 특정 용도에 유기 물질이 잘 맞도록 할 수 있다. 유기 광전자 디바이스의 일례는 유기 발광 디바이스(OLED), 유기 광 트랜지스터, 유기 광기전력 전지 및 유기 광 검출기를 들 수 있다. OLED의 경우, 유기 물질은 종래의 물질에 비해 성능 우위성을 가질 수 있다. 예를 들면, 유기 방출 층이 광을 방출하는 파장은 일반적으로 적절한 도펀트에 의해 쉽게 조정될 수 있다.
OLED는 전압이 디바이스에 인가될 때 광을 방출하는 유기 박막을 이용한다. OLED는 평판 디스플레이, 조명 및 역광 조명(backlighting)과 같은 용도에 사용하기 위해 관심이 점증하는 기술이 되고 있다. 일부 OLED 물질 및 구성이 본원에 그 전문이 참고문헌으로 포함된 미국 특허 제5,844,363호, 제6,303,238호 및 제5,707,745호에 기재되어 있다.
인광 방출 분자에 대한 일 용도는 풀 컬러(full color) 디스플레이이다. 이러한 디스플레이에 대한 공업 규격은 "포화" 컬러라 칭하는 특정한 색상을 방출하는 데 적합한 화소를 요한다. 특히, 이러한 규격은 포화 적색, 녹색 및 청색 화소를 요한다. 색상을 당해 분야에 널리 공지된 CIE 좌표를 이용하여 측정할 수 있다.
녹색 방출 분자의 일례는 하기 화학식의 구조를 갖고, Ir(ppy)3으로 표시되는 트리스(2-페닐피리딘)이리듐이다:
Figure 112013006244240-pat00001
본원에서 상기 도면 및 하기 도면에서, 본 발명자들은 질소로부터 금속(여기서, Ir)으로의 배위 결합을 직선으로 표시하였다.
본원에서 사용되는 "유기"라는 용어는 유기 광전자 디바이스를 제조하는 데 사용될 수 있는 소분자 유기 물질뿐 아니라 중합체 물질을 포함한다. "소분자"는 중합체가 아닌 임의의 유기 물질을 의미하고, "소분자"는 실제로 아주 클 수 있다. 소분자는 일부 환경에서 반복 단위를 포함할 수 있다. 예를 들면, 치환기로서 장쇄 알킬 기를 이용하면 "소분자" 부류에서 분자를 제거하지 않는다. 소분자는 또한 예를 들면 중합체 골격 상의 펜던트 기로서 또는 골격 일부로서 중합체에 도입될 수 있다. 소분자는 또한 덴드리머의 코어 모이어티로서 작용할 수 있으며, 덴드리머는 코어 모이어티 위에 지어진 일련의 화학 쉘로 이루어진다. 덴드리머의 코어 모이어티는 형광 또는 인광 소분자 에미터일 수 있다. 덴드리머는 "소분자"일 수 있으며, OLED 분야에서 현재 사용되는 모든 덴드리머가 소분자인 것으로 알려져 있다.
본원에서 사용되는 "상부"는 기판에서 가장 멀리 떨어져 있는 것을 의미하며, "하부"는 기판에 가장 근접하여 있는 것을 의미한다. 제1 층이 제2 층 "위에 배치된" 것으로 기술되는 경우, 제1 층은 기판으로부터 더 멀리 배치되어 있다. 제1 층이 제2 층"과 접촉된" 것으로 기술되지 않는 한, 제1 층과 제2 층 사이에 다른 층이 존재할 수 있다. 예를 들면, 캐소드는 다양한 유기 층이 사이에 존재하더라도, 애노드 "위에 배치된" 것으로 기술될 수 있다.
본원에서 사용되는 "용해 처리가능한"(solution processible)은 용액 또는 현탁액 형태의, 액체 매질 중에 용해되고/되거나, 분산되고/되거나, 수송되고/되거나, 그 액체 매질로부터 증착될 수 있다는 것을 의미한다.
리간드가 방출 물질의 광능동 특성에 직접 기여하는 것으로 생각되는 경우 리간드는 "광능동"이라 언급할 수 있다. 보조 리간드가 광능동 리간드의 특성을 변형시킬 수 있지만, 방출 물질의 광능동 특성에 기여하지 않는다고 생각되는 경우 리간드는 "보조"(ancillary)라 언급할 수 있다.
본원에서 사용되고, 당업자에게 일반적으로 이해되는 바와 같이, 제1 "최고 점유 분자 오비탈"(HOMO) 또는 "최저 비점유 분자 오비탈"(LUMO) 에너지 준위는 제1 에너지 준위가 진공 에너지 준위에 더 가까울 경우 제2 HOMO 또는 LUMO 에너지 준위"보다 크거나", 이것"보다 높다". 이온화 전위(IP)가 진공 준위에 대해 음성 에너지(negative energy)로서 측정되므로, 더 높은 HOMO 에너지 준위는 더 작은 절대 값을 갖는 IP(덜 음성인 IP)에 상응한다. 유사하게, 더 높은 LUMO 에너지 준위는 더 작은 절대 값을 갖는 전자 친화력(EA)(덜 음성인 EA)에 상응한다. 종래의 에너지 준위 다이어그램에서, 상단에서의 진공 준위에 의해, 한 물질의 LUMO 에너지 준위는 동일 물질의 HOMO 에너지 준위보다 크다. "더 높은" HOMO 또는 LUMO 에너지 준위는 "더 낮은" HOMO 또는 LUMO 에너지 준위보다 이러한 디아어그램의 상단에 더 가까운 것으로 보인다.
본원에서 사용되고, 당업자에게 일반적으로 이해되는 바와 같이, 제1 일 함수는 제1 일 함수가 더 큰 절대 값을 가지는 경우 제2 일 함수"보다 크거나", 이것"보다 높다". 일 함수가 일반적으로 진공 준위에 대해 음의 숫자로서 측정되므로, "더 높은" 일 함수는 더 음수라는 것을 의미한다. 종래의 에너지 준위 다이어그램에서, 상단에서의 진공 준위에 의해, "더 높은" 일 함수는 하향 방향으로 진공 준위에서 더 멀리 떨어져 있는 것으로서 예시된다. 따라서, HOMO 및 LUMO 에너지 준위의 정의는 일 함수와 다른 관례를 따른다.
OLED에 대한 더 상세한 세부내용 및 상기에 설명한 정의는 본원에 그 전문이 참고문헌으로 포함된 미국 특허 제7,279,704호에서 찾을 수 있다.
개시된 대상(subject matter)의 양태에 따르면, 본 발명은 유기 발광 물질 및 운반 가스를 포함하는 혼합물의 적어도 일부에 전하를 인가하는 것을 포함하는 선택적 OLED 증착 기술을 제공한다. 전하를 유기 발광 물질 및/또는 운반 가스 중 어느 하나에 인가할 수 있고, 유기 발광 물질을 운반 가스에 도입하여 제1 혼합물을 형성하기 전에 또는 후에 운반 가스에 인가할 수 있다. 따라서, 상기 기술은 기판의 일부에 혼합물에 인가되는 전하에 반대 부호인 제2 전하를 인가하는 단계, 및 제1 유기 발광 물질을 기판으로 향하게 하는 단계를 포함한다. 혼합물에 인가되는 전하와 동일한 부호를 갖는 제3 전하를 기판의 인접 구역에 인가할 수 있거나, 대안적으로, 제3 전하는 제2 전하와 크기가 상이하지만 혼합물에 인가되는 전하에 반대 부호일 수 있다. 기판은 능동 매트릭스 백플레인 및/또는 복수의 전극을 포함할 수 있고, 기판의 초기 구역은 복수의 전극 중 모두는 아니지만 1개 이상을 포함할 수 있다. 제3 전하를 다른 유기 발광 물질 및 운반 가스를 포함하는 상이한 혼합물의 적어도 일부에 인가할 수 있다. 제4 전하를 또한 원래 유기 발광 물질이 증착되는 구역과 구별되는 기판의 구역에 인가할 수 있다. 제4 전하는 제3 전하의 부호에 반대일 수 있고, 유기 발광 물질을 기판으로 향하게 할 수 있다. 발광 물질은 원래 발광 물질의 피크 방출 파장과 상이한 피크 방출 파장을 가질 수 있고; 각각의 운반 가스는 동일한 또는 상이한 물질을 포함할 수 있다. 따라서, 유기 발광 물질은 기판 위에 패턴형성 층을 형성할 수 있다.
개시된 대상의 양태에 따르면, 실행은 운반 가스 공급원, 유기 발광 물질 공급원, 및 공급 도관, 혼합 구역 및 노즐을 포함하는 전달 시스템을 포함할 수 있고, 노즐 중 1개 이상은 유기 발광 물질 및 운반 가스를 포함하는 혼합물의 일부에 전하를 인가하고, 하전된 혼합물을 노즐로부터 기판으로 분사한다. 기판 마운트(mount)는 제1 전하에 반대 부호인 제2 전하를 기판에 인가하도록 구성될 수 있다. 제2 노즐은 제2 유기 발광 물질 및 제2 운반 가스를 포함하는 제2 혼합물에 다른 전하를 인가하도록 구성될 수 있고, 하전된 제2 혼합물을 제2 노즐로부터 기판으로 분사할 수 있다. 노즐 블록은 소정의 시기에 유기 발광 물질을 분사하도록 일련의 노즐을 가질 수 있고, 제2 노즐 블록은 제1 세트의 노즐과 상이한 제2 시기에 및/또는 제2 위치에서 유기 발광 물질을 분사하도록 제2 세트의 노즐을 가질 수 있다. 데이터 라인이 전극의 제1 세트에 전하를 인가할 수 있고, 제2 데이터 라인이 제2 세트의 전극에 상이한 전하를 인가할 수 있다. 전하는 동일한 부호일 수 있고, 전하를 능동 노즐 블록에 기초하여 데이터 라인 중 어느 하나에 인가할 수 있다. 노즐 블록 내의 노즐은 유기 발광 층 물질을 소정의 시기에 제1 기판 블록 위로 분사하고 상이한 시기에 제2 기판 블록 위로 분사할 수 있고, 제2 노즐 블록 내의 노즐은 유기 발광 층을 제2 시기에 제1 기판 블록 위로 분사할 수 있다. 노즐 블록 내의 노즐은 유기 발광 층 물질을 제1 시기에 제1 기판 위치 위로 분사할 수 있고, 제2 노즐 블록 내의 노즐은 유기 발광 층을 동일한 제1 시기에 제2 기판 위치 위에 분사할 수 있다. 유기 발광 물질은 기판 위에 패턴형성 층을 형성할 수 있다.
개시된 대상의 양태에 따르면, 제1 전하를 운반 가스에 인가할 수 있고, 이후, 유기 발광 물질을 운반 가스에 도입할 수 있다. 제1 전하에 반대 부호인 제2 전하를 기판의 제1 일부에 인가할 수 있다. 운반 가스 및 유기 발광 물질을 기판으로 향하게 할 수 있다.
도 1은 예시적인 유기 발광 디바이스를 도시한다.
도 2는 별도의 전자 수송 층이 없는 예시적인 인버티드(inverted) 유기 발광 디바이스를 도시한다.
도 3은 개시된 대상의 실행에 따른 예시적인 증착 전달 배치를 보여준다.
도 4는 개시된 대상의 실행에 따른 증착 전달 배치에 기초한 예시적인 노즐 블록을 보여준다.
일반적으로, OLED는 사이에 배치되고 애노드와 캐소드에 전기적으로 접속되는 하나 이상의 유기 층을 포함한다. 전류가 인가될 때, 애노드는 유기 층에 정공을 주입하고 캐소드는 전자를 주입한다. 주입된 정공과 전자는 각각 반대로 하전된 전극으로 이동한다. 전자와 정공이 동일한 분자에 국재화될 때, 여기 에너지 상태를 갖는 국재화 전자-정공 쌍인 "엑시톤"이 형성된다. 엑시톤이 광전자 방출 메커니즘을 통해 이완될 때 광이 방출된다. 몇몇 경우에, 엑시톤은 엑시머 또는 엑시플렉스(exciplex)에 국재화될 수 있다. 무방사 메커니즘, 예컨대 열 이완이 또한 일어날 수 있지만, 일반적으로 바람직하지 않은 것으로 생각된다.
예를 들면, 미국 특허 제4,769,292호(그 전문이 참조문헌으로 포함됨)에 기재된 바와 같이, 초기 OLED는 일중항 상태("형광")에서 광을 방출하는 방출 분자를 사용한다. 일반적으로 형광 방출은 10 나노초 미만의 기간에 일어난다.
더 최근에, 삼중항 상태("인광")에서 광을 방출하는 방출 물질을 갖는 OLED가 제시된 바 있다(문헌[Baldo et al., "Highly Efficient Phosphorescent Emission from Organic Electoluminescent Devices," Nature, vol. 395, 151-154, 1998; ("Baldo-I") and Baldo et al., "Very high-efficiency green organic light-emitting devices based on electophosphorescence," Appl. Phys. Lett., vol. 75, No. 3, 4-6(1999) ("Baldo-II) 참조, 그 전문이 참조문헌으로 포함됨). 인광은 미국 특허 제7,279,704호 칼럼 5-6(그 참조문헌으로 포함됨)에 자세히 설명되어 있다.
도 1은 유기 발광 디바이스(100)를 보여준다. 도면이 반드시 일정 비례로 그려진 것은 아니다. 디바이스(100)는 기판(110), 애노드(115), 정공 주입 층(120), 정공 수송 층(125), 전자 차단 층(130), 방출 층(135), 정공 차단 층(140), 전자 수송 층(145), 전자 주입 층(150), 보호 층(155), 캐소드(160) 및 장벽 층(170)을 포함할 수 있다. 캐소드(160)는 제1 전도 층(162) 및 제2 전도 층(164)을 갖는 화합물 캐소드이다. 상기 층을 차례로 증착하여 디바이스(100)를 제조할 수 있다. 실시예 물질뿐만 아니라, 이들 다양한 층의 특성과 기능은 미국 특허 제7,279,704호 칼럼 6-10(그 참조문헌으로 포함됨)에 자세히 설명되어 있다.
이들 층 각각에 대한 보다 많은 예들이 이용 가능하다. 예를 들면, 가요성 투명 기판-애노드 조합은 전문이 참조문헌으로 포함된 미국 특허 번호 제5,844,363호에 개시되어 있다. p 도핑 정공 수송 층의 예로는, 미국 특허 출원 공개 번호 제2003/0230980호(그 전문이 참조문헌으로 포함됨)에 개시되어 있는 바와 같이, 50:1의 몰비로 F4-TCNQ로 도핑된 m-MTDATA가 있다. 방출 및 호스트 물질의 예는 미국 특허 번호 제6,303,238호(Thompson et al.)(그 전문이 참조문헌으로 포함됨)에 개시되어 있다. n 도핑 전자 투명 층의 예로는, 미국 특허 출원 공개 번호 제2003/0230980호(그 전문이 참조문헌으로 포함됨)에 개시되어 있는 바와 같이, 1:1의 몰비로 Li로 도핑된 BPhen이 있다. 미국 특허 번호 제5,703,436호 및 제5,707,745호(그 전문이 참조문헌으로 포함됨)에는 위에 놓인 투명한 전기 전도성 스퍼터 증착 ITO 층과 함께 Mg:Ag와 같은 금속의 박층을 갖는 화합물 캐소드를 비롯한 캐소드의 예가 개시되어 있다. 차단 층의 이론 및 용도는 미국 특허 번호 제6,097,147호 및 미국 특허 출원 공개 번호 제2003/0230980호(그 전문이 참조문헌으로 포함됨)에 더 자세히 기술되어 있다. 주입 층의 예는 미국 특허 출원 공개 번호 제2004/0174116호(그 전문이 참조문헌으로 포함됨)에 제공되어 있다. 보호 층에 관한 설명은 미국 특허 출원 번호 제2004/0174116호(그 전문이 참조문헌으로 포함됨)에서 찾아 볼 수 있다.
도 2는 인버티드 OLED(200)를 보여준다. 이 디바이스는 기판(210), 캐소드(215), 발광 층(220), 정공 수송 층(225) 및 애노드(230)를 포함한다. 기재된 층을 차례로 증착시킴으로써 디바이스(200)를 제조할 수 있다. 가장 일반적인 OLED 구성이 애노드 위에 배치된 캐소드를 갖고, 디바이스(200)가 애노드(230) 아래에 배치된 캐소드(215)를 갖기 때문에, 디바이스(200)는 "인버티드" OLED라 칭할 수 있다. 디바이스(100)와 관련하여 기재된 것과 유사한 물질을 디바이스(200)의 상응하는 층에 사용할 수 있다. 도 2는 디바이스(100)의 구조로부터 일부 층이 어떻게 생략될 수 있는지에 대한 일례를 제공한다.
도 1 및 도 2에 예시된 단순한 층상 구조는 비제한적인 예로서 제공된 것으로, 본 발명의 실시양태는 폭 넓은 다양한 다른 구조와 관련하여 이용될 수 있는 것으로 이해되어야 한다. 기술된 특정 물질 및 구조는 사실상 예시적인 것이며, 다른 물질 및 구조를 사용할 수 있다. 기능성 OLED를 기술된 다양한 층을 상이한 방식으로 조합함으로써 달성할 수 있거나, 디자인, 성능 및 비용 인자에 기초하여 층을 완전히 생략할 수 있다. 구체적으로 기술되지 않은 다른 층을 또한 포함할 수 있다. 구체적으로 기술된 것 이외의 물질을 사용할 수 있다. 본원에 제공된 예들 중 다수가 단일 물질을 포함하는 것으로서 다양한 층을 기술하고 있지만, 물질의 조합, 예컨대 호스트와 도펀트의 혼합물, 또는 더 일반적으로는 임의의 혼합물을 사용할 수 있는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 층은 다양한 하위 층을 가질 수 있다. 본원에서 다양한 층에 부여된 명칭은 엄격히 한정적인 것임을 의도한 것이 아니다. 예를 들면, 디바이스(200)에서, 정공 수송 층(225)은 발광 층(220)으로 정공을 수송하여 정공을 주입하고, 정공 수송 층 또는 정공 주입 층이라 기술할 수 있다. 하나의 실시양태에서, OLED는 캐소드와 애노드 사이에 배치된 "유기 층"을 갖는 것으로 기술할 수 있다. 이 유기 층은 단일 층을 포함할 수 있거나, 예를 들면 도 1 및 도 2와 관련하여 기술된 바와 같은 상이한 유기 물질의 복수 층을 추가로 포함할 수 있다.
구체적으로 기술되지 않은 구조 및 물질, 예컨대 미국 특허 번호 제5,247,190호(Friend et al.)(그 전문이 참조문헌으로 포함됨)에 개시된 바와 같은 중합체 물질(PLED)로 이루어진 OLED를 또한 사용할 수 있다. 추가의 예에 의하면, 단일 유기 층을 갖는 OLED를 사용할 수 있다. OLED를, 예를 들면 미국 특허 번호 제5,707,745호(Forrest et al.)(그 전문이 참조문헌으로 포함됨)에 기술된 바와 같이 적층할 수 있다. OLED 구조는 도 1 및 도 2에 예시된 단순 층상 구조로부터 벗어날 수 있다. 예를 들면, 기판은 아웃커플링(out-coupling)을 개선하기 위한 각이 있는 반사 표면, 예컨대 미국 특허 번호 제6,091,195호(Forrest et al.)(그 전문이 참조문헌으로 포함됨)에 기술된 바와 같은 메사(mesa) 구조 및/또는 미국 특허 번호 제5,834,893호(Bulovic et al.)(그 전문이 참조문헌으로 포함됨)에 기술된 바와 같은 피트(pit) 구조를 포함할 수 있다.
달리 기재되지 않은 한, 다양한 실시양태의 층 중 임의의 층을 임의의 적절한 방법에 의해 증착할 수 있다. 유기 층의 경우, 바람직한 방법은 열 증착(열 증발), 잉크 젯, 예컨대 미국 특허 번호 제6,013,982호 및 제6,087,196호(그 전문이 참조문헌으로 포함됨)에 기술된 것, OVPD(ogranic vapor phase deposition), 예컨대 미국 특허 번호 제6,337,102호(Forrest et al.)(그 전문이 참조문헌으로 포함됨)에 기술된 것 및 OVJP(organic vapor jet printing)에 의한 증착, 예컨대 미국 특허 제7,431,968호(그 전문이 참조문헌으로 포함됨)에 기술된 것을 포함한다. 다른 적절한 증착 방법은 스핀 코팅 및 다른 용액 기반 공정을 포함한다. 이 용액 기반 공정을 질소 또는 불활성 대기 중에서 수행하는 것이 바람직하다. 다른 층의 경우, 바람직한 방법은 열 증착을 포함한다. 바람직한 패턴형성 방법은 마스크를 통한 증착, 냉간 용접, 예컨대 미국 특허 번호 제6,294,398호 및 제6,468,819호(그 전문이 참조문헌으로 포함됨)에 기술된 것 및 잉크 젯 및 OVJD와 같은 증착 방법 중 일부와 관련된 패턴형성을 포함한다. 다른 방법을 또한 이용할 수 있다. 증착하고자 하는 물질을 그 물질이 특정 증착 방법과 상용성을 갖도록 개질할 수 있다. 예를 들면, 용액 가공(soultion processing)을 견딜 수 있는 성능을 향상시키기 위해 분지형 또는 비분지형이고, 바람직하게는 3개 이상의 탄소를 함유하는 알킬 및 아릴 기와 같은 치환기를 소분자 내에서 사용할 수 있다. 20개 이상의 탄소를 갖는 치환기를 사용할 수 있고, 3∼20개의 탄소가 바람직한 범위이다. 비대칭 구조를 갖는 물질은 대칭 구조를 갖는 것보다 더 우수한 용액 가공성을 가질 수 있는데, 왜냐하면 비대칭 물질이 보다 낮은 재결정화 경향을 가질 수 있기 때문이다. 용액 가공을 견딜 수 있는 소분자의 성능을 향상시키기 위해 덴드리머 치환기를 사용할 수 있다.
본 발명의 실시양태에 따라 제조된 디바이스는 장벽 층을 추가로　임의로　포함할 수 있다.　 장벽 층의 하나의 목적은 수분, 증기 및/또는 가스 등을 비롯하여 환경에서 해로운 종에 대해 손상시키는 노출로부터 전극 및 유기 층을 보호하는 것이다. 장벽 층을 기판, 전극 위에, 아래에 또는 옆에, 또는 엣지를 비롯하여 디바이스의 임의의 다른 부분 위에 증착시킬 수 있다. 장벽 층은 단일 층, 또는 복수의 층을 포함할 수 있다. 장벽 층을 다양한 공지된 화학 증기 증착 기술에 의해 형성할 수 있고, 단일 상을 갖는 조성물 및 복수의 상을 갖는 조성물을 포함할 수 있다. 임의의 적합한 물질 또는 물질의 조합을 장벽 층에 사용할 수 있다.　 장벽 층은 무기 또는 유기 화합물 또는 둘 다를 도입할 수 있다.　 바람직한 장벽 층은 미국 특허 제7,968,146호, PCT 특허 출원 제PCT/US2007/023098호 및 제PCT/US2009/042829호(본원에 그 전문이 참조문헌으로 포함됨)에 기재된 바대로 중합체 물질 및 비중합체 물질의 혼합물을 포함할 수 있다.　 "혼합물"로 고려하기 위해, 장벽 층을 포함하는 상기 기재된 중합체 및 비중합체 물질을 동일한 반응 조건 하에 및/또는 동시에 증착시켜야 한다.　 중합체 대 비중합체 물질의 중량비는 95:5 내지 5:95 범위일 수 있다.　 중합체 물질 및 비중합체 물질은 동일한 전구체 물질로부터 생성될 수 있다. 일례에서, 중합체 물질 및 비중합체 물질의 혼합물은 실질적으로 중합체 실리콘 및 무기 실리콘으로 이루어진다.
본 발명의 실시양태에 따라 제조된 디바이스는 평판 디스플레이, 컴퓨터 모니터, 의학 모니터, 텔레비전, 빌보드, 내부 또는 외부 조명 및/또는 신호전달(signalling)을 위한 라이트, 색상 조정 가능 또는 색상 온도 조정 가능 광원, 헤드업 디스플레이, 완전 투명 디스플레이, 플렉서블 디스플레이, 레이저 프린터, 전화기, 휴대폰, PDA(personal digital assistant), 랩탑 컴퓨터, 디지털 카메라, 캠코더, 뷰파인더, 마이크로디스플레이, 차량, 대면적 벽, 극장 또는 운동장 스크린, 또는 간판을 비롯한 폭 넓은 다양한 소비자 제품에 도입될 수 있다. 수동 매트릭스 및 능동 매트릭스를 비롯한 다양한 제어 메커니즘을 본 발명에 따라 제조된 디바이스를 제어하기 위해 이용할 수 있다.
본원에 기술된 물질 및 구조는 OLED 이외의 디바이스에서의 용도를 가질 수 있다. 예를 들면, 유기 태양 전지 및 유기 광 검출기와 같은 다른 광전자 디바이스가 상기 물질 및 구조를 이용할 수 있다. 보다 일반적으로, 유기 트랜지스터와 같은 유기 디바이스가 상기 물질 및 구조를 이용할 수 있다.
할로, 할로겐, 알킬, 사이클로알킬, 알케닐, 알키닐, 아르알킬, 헤테로시클릭 기, 아릴, 방향족 기 및 헤테로아릴이라는 용어는 당해 분야에 공지되어 있고, 미국 특허 번호 제7,279,704호, 칼럼 31-32(본원에 참조문헌으로 포함됨)에 정의되어 있다.
본 발명의 실시양태에 따라 제조된 디바이스는 디스플레이의 화소 내의 부화소에 해당하는 것과 같은 제1 유기 발광 디바이스, 제2 유기 발광 디바이스, 제3 유기 발광 디바이스, 및 제4 유기 발광 디바이스를 가질 수 있다. 디바이스의 바람직한 사용은 청색 OLED의 단점이 제한 인자인 능동 매트릭스 유기 발광 디스플레이에서의 사용이다.
제1 유기 발광 디바이스는 적색 광을 방출할 수 있고, 제2 유기 발광 디바이스는 녹색 광을 방출할 수 있고, 제3 유기 발광 디바이스는 청색 광을 방출할 수 있고, 제4 유기 발광 디바이스는 진청색 광을 방출할 수 있다. 제3 디바이스 및 제4 디바이스의 피크 발광 파장은 4 nm 이상 상이할 수 있다. 본원에서 사용되는 "적색"은 600∼700 nm의 가시광선 스펙트럼에서의 피크 파장을 갖는 것을 의미하고, "녹색"은 500∼600 nm의 가시광선 스펙트럼에서의 피크 파장을 갖는 것을 의미하고, "연청색"은 470∼500 nm의 가시광선 스펙트럼에서의 피크 파장을 갖는 것을 의미하고, "진청색"은 400∼470 nm의 가시광선 스펙트럼에서의 피크 파장을 갖는 것을 의미한다. 연청색과 진청색 사이의 차이를 요하지 않는 본원에 개시된 몇몇 구성에서, "청색"은 400∼00 nm의 가시광선 스펙트럼에서의 피크 파장을 갖는 것을 의미한다. 바람직한 범위는 적색의 경우 610∼640 nm의 가시광선 스펙트럼에서의 피크 파장 및 녹색의 경우 510∼550 nm의 가시광선 스펙트럼에서의 피크 파장을 포함한다.
파장에 기초한 정의에 더 구체성을 더하기 위해, "연청색"은 470∼500 nm의 가시광선 스펙트럼에서의 피크 파장을 갖는 것 이외에, 동일한 디바이스에서 진청색 OLED의 것과 4 nm 이상 큰 것, 바람직하게는 0.2 미만의 CIE X 좌표 및 0.5 미만의 CIE Y 좌표를 갖는 것으로 추가로 정의될 수 있고, "진청색"은 400∼470 nm의 가시광선 스펙트럼에서의 피크 파장을 갖는 것 이외에, 바람직하게는 0.15 미만, 바람직하게는 0.1 미만의 CIE Y 좌표를 갖는 것으로 추가로 정의될 수 있고, 둘 사이의 차이는, 제3 유기 발광 디바이스에 의해 방출된 광의 CIE 좌표 및 제4 유기 발광 디바이스에 의해 방출된 광의 CIE 좌표가 충분히 상이하여 CIE X 좌표에서의 차이 + CIE Y 좌표에서의 차이가 0.01 이상이 되도록, 추가로 정의될 수 있다. 본원에 정의된 바대로, 피크 파장은 연청색 및 진청색을 규정하는 1차적인 특징이고, CIE 좌표가 바람직하다.
4개의 유기 발광 디바이스, 1개의 적색, 1개의 녹색, 1개의 연청색 및 1개의 진청색을 갖는 디바이스 또는 화소를 임의의 색상이 CIE 색도도에서 디바이스에 의해 방출된 광의 CIE 좌표에 의해 획정되는 형상의 내부에 있도록 사용할 수 있다.
유사하게, 본 발명의 실시양태는 적색, 녹색, 청색, 및 800∼2000 nm 범위에서의 피크 방출 파장을 갖는 적외선 부화소를 갖는 화소를 포함할 수 있다. 이러한 디바이스는 사용자가 검출을 피하기를 바랄 때 유용할 수 있다.
본 발명의 실시양태에 따라 제조된 디바이스는 평판 디스플레이, 컴퓨터 모니터, 의학 모니터, 텔레비전, 빌보드, 내부 또는 외부 조명 및/또는 신호전달을 위한 라이트, 헤드업 디스플레이, 완전 투명 디스플레이, 플렉서블 디스플레이, 레이저 프린터, 전화기, 휴대폰, PDA, 랩탑 컴퓨터, 디지털 카메라, 캠코더, 뷰파인더, 마이크로디스플레이, 차량, 대면적 벽, 극장 또는 운동장 스크린, 또는 간판을 비롯한 폭 넓은 다양한 소비자 제품에 도입될 수 있다. 수동 매트릭스 및 능동 매트릭스를 비롯한 다양한 제어 메커니즘을 본 발명에 따라 제조된 디바이스를 제어하기 위해 이용할 수 있다.
종래의 기술을 이용하여 제조된 유기 발광 디바이스는 유기 물질을 기판 위에 증착할 때 높은 수준의 선택도를 제공할 수 없다. 예를 들면, 진공 열 증발(VTE) 기술을 이용하여 유기 발광 디바이스를 제조하는 것은 특정한 전극 위에 증착된 물질의 양 또는 그 물질에서의 호스트 또는 도펀트의 농도에 대해 제한된 제어를 발생시킬 수 있다. 추가로, 물질의 증착을 위해 특정한 전극을 표적하는 것이 표적 증착 구역(예를 들면, 부화소)을 지나서 물질의 고유 확산이 있을 수 있으므로 유효하지 않을 수 있다.
개시된 대상의 실시양태에 따르면, 유기 물질을 선택적 방식으로 기판의 일부에 증착할 수 있다. 증착하고자 하는 유기 물질을 노즐로부터 기판으로 분사할 수 있다. 증착 공정은 기판으로 분사하고자 하는 유기 분자를 포함하는 하전된 혼합물을 사용할 수 있다. 유기 분자를 기판 위에 패턴형성된 의도하는 전극에 증착할 수 있고, 하전된 혼합물을 끌어당기도록 의도하는 전극의 전기 바이어스를 조정할 수 있다. 추가로, 의도하는 전극을 둘러싸는 1개 이상의 의도하지 않은 전극의 전기 바이어스가 하전된 혼합물을 밀어내거나 끌어당기지 않도록 이 전기 바이어스를 조정할 수 있다.
개시된 대상의 실시양태에 따르면, 유기 물질을 기판의 구역으로 향하게 할 수 있고; 기판의 구역은 전극일 수 있고 전극으로의 유기 물질의 인가에 의해 부화소를 형성할 수 있다. 일례로서, 부화소는 적색, 녹색, 연청색, 진청색 또는 적외선 부화소일 수 있다. 기판은 복수의 화소를 포함할 수 있고, 각각의 화소는 1개 이상의 부화소를 포함할 수 있다. 부화소가 1개 이상의 다른 부화소와 가깝게 인접하도록 부화소를 배치할 수 있다. 따라서, 구체적으로 부화소에 상응하는 유기 물질을 부화소에 증착하는 것이 유리할 수 있다. 예를 들면, 녹색 부화소에 상응하는 유기 물질을 녹색 부화소에 상응하는 부화소에만 증착할 수 있다. 대안적으로, 적색 부화소에 상응하는 유기 물질을 적색 부화소에 상응하는 부화소에만 증착할 수 있다.
유기 물질을 노즐을 통해 기판의 구역으로 향하게 할 수 있다. 본원에 사용되는 노즐은 표적 구역으로 증착을 허용하는 임의의 적절한 방향성 도관을 의미한다. 노즐은 방향성 홀, 파이프, 관 등일 수 있지만, 이들로 제한되지 않고, 수렴일 수 있고, 특정한 방식으로 유기 물질 또는 혼합물을 방출하도록 구성된다. 도 3은 예시적인 증착 전달 배치를 보여준다. 도 3에 도시된 바대로, 노즐(350)은 유기 물질을 포함하는 혼합물을 전극(370)과 같은 기판의 일부로 향하게 할 수 있다. 이 예에서, 노즐로부터 분사된 물질이 콜리메이트되고/되거나 노즐 헤드가 수렴하는 방향으로, 예컨대 전극(370)으로 향하게 되도록 노즐이 수렴일 수 있다. 개시된 대상의 실시양태에 따르면, 기판에 대해 이동한 후 물질을 전극(380)으로 분사하도록 배치되도록 전극(370)에 대해 노즐을 이동시킬 수 있다. 대안적으로, 노즐은 정지 상태로 있을 수 있고, 노즐이 물질을 전극(380)으로 분사하도록 배치되도록 노즐에 대해 기판을 이동시킬 수 있다.
개시된 대상의 실시양태에 따르면, 하전된 혼합물을 노즐로부터 기판으로 분사할 수 있다. 혼합물이 특정한 크기로 양전하 또는 음전하 중 어느 하나를 갖도록 혼합물을 하전할 수 있다. 예를 들면, 하전된 혼합물은 공통 접지에 대해 +500 V에 있도록 양전하를 가질 수 있다. +500 V 전하를 측정할 수 있고, 시스템에서의 임의의 다른 인가 가능한 공통 전압 또는 대지일 수 있는 공통 접지에 대해 기술한다. 따라서, 본원에 사용되는 물질 또는 표면을 양전하 또는 음전하를 갖는 것으로 기술하여, 공통 접지 또는 +500 V 또는 -500 V와 같은 0 전위로 설정되는 다른 가능한 표면에 대해 물질 또는 표면의 생성 전압을 나타낸다. 본원에 사용되는 전압 값이 500의 크기를 갖지만, 실행시, 혼합물의 임의의 부분에 인가된 전압은 5 V 미만 내지 3 kV 초과로 변할 수 있도록 임의의 적절한 크기를 가질 수 있는 것으로 이해된다.
따라서, 혼합물이 향하게 되는 기판의 일부를 또한 하전할 수 있다. 기판의 일부에 대한 전하는 혼합물의 전하와 반대일 수 있다. 기판의 반대로 하전된 부분에 대한 크기는 혼합물의 크기와 같을 수 있거나, 하전된 혼합물이 기판의 의도하는 부분에 전기 부착하도록 임의의 다른 값일 수 있다. 계속해서 예를 들자면, +500 V 혼합물이 향하게 되는 기판 위의 전극은 하전될 수 있고, 동일한 공통 접지에 대해 -500 V 전하를 갖는다. 따라서, 하전된 혼합물은 반대로 하전된 전극에 끌어당겨져, 혼합물이 전극 위에 증착되게 한다. 특히, 하전된 혼합물은 더욱 향하게 될 것이고, 따라서 예시적인 예에서의 하전된 전극과 같은 기판의 하전된 부분 위에 증착을 발생시킨다. 따라서, 이러한 배치는 혼합물 및/또는 혼합물에서의 물질이 증착되는 기판에 전하를 인가하지 않는 종래의 또는 다른 배치보다 혼합물에서의 유기 물질의 선택적 증착을 더욱 발생시킬 것이다.
개시된 대상의 실시양태에 따르면, 하전된 혼합물이 의도하지 않은 부분에 의해 밀려지거나 이로 끌어당겨지지 않도록 하전된 혼합물이 향하게 되는 기판의 일부를 근처에서 둘러싸는 기판의 의도하지 않은 부분을 하전할 수 있다. 예를 들면, 하전된 혼합물을 녹색, 적색, 및 청색 부화소에 상응하는 전극을 포함하는 화소의 녹색 부화소 구역으로 향하게 할 수 있다. 하전된 혼합물에 양전하를 제공할 수 있고, 녹색 부화소 구역은 음전하일 수 있다. 따라서 또는 대안적으로, 적색 및 청색 부화소 구역에 양전하를 제공할 수 있다. 이는 양으로 하전된 혼합물을 화소의 의도하지 않은 적색 및 청색 부분으로부터 밀어내고, 상기 혼합물을 화소의 녹색 부분으로 끌어당긴다.
대안적으로 또는 추가로, 개시된 대상의 실시양태에 따르면, 혼합물이 향하게 되는 기판의 의도하는 부분에 대한 전하 부호는 하전된 혼합물의 부호와 동일할 수 있다. 여기서, 기판의 의도하지 않은 부분에 대한 전하 부호는 또한 하전된 혼합물과 동일할 수 있지만; 기판의 하전된 의도하지 않은 부분의 크기는 기판의 의도하는 부분에 대한 전하의 크기보다 클 수 있다. 따라서, 하전된 혼합물은 더 높은 크기에 기초하여 기판의 의도하지 않은 부분으로부터 더 강하게 밀려질 수 있고, 따라서 덜 밀어내는 더 낮은 전하로 인해 기판의 의도하는 부분에 증착한다. 예를 들면, 하전된 혼합물을 녹색, 적색, 및 청색 부화소에 대한 구역을 포함하는 화소의 녹색 부화소 구역으로 향하게 할 수 있다. 하전된 혼합물은 +500 V 전하에 있을 수 있고, 녹색 부화소 구역은 +100 V 전하에 있을 수 있다. 추가로, 적색 및 청색 부화소 구역은 +500 V 전하에 있을 수 있어서, 효과적으로 화소의 의도하지 않은 적색 및 청색 부분으로부터 양으로 하전된 혼합물을 밀어내고 화소의 녹색 부분으로 상기 혼합물을 "끌어당긴다". 유사하게, 기판의 의도하는 부분은 공통 접지에 동일한 전위에 있을 수 있고, 즉 0 V일 수 있고, 기판의 의도하지 않은 부분은 하전된 혼합물과 동일한 전하 부호 및 0보다 큰 임의의 크기를 가질 수 있다. 따라서, 기판의 의도하지 않은 부분으로부터 혼합물을 밀어내고 기판의 의도하는 부분으로 혼합물을 끌어당기는 동일한 효과가 성취될 수 있다.
전극과 같은 기판의 부분을 능동 매트릭스 백플레인으로 하전할 수 있다. 능동 매트릭스 백플레인은 기판 위의 각각의 전극에 대한 바이어스가 개별적으로 제어되게 할 수 있고, 따라서 원하는 전하가 의도하는 전극 및 의도하지 않은 전극 둘 다에 인가될 수 있다. 예를 들면, +500 V 전하를 갖는 혼합물을 의도하는 부화소로 향하게 할 수 있다. 의도하는 부화소를 능동 매트릭스를 통해 -500 V로 하전할 수 있고, 의도하는 부화소를 둘러싸는 의도하지 않은 부화소를 능동 매트릭스를 통해 +500 V로 하전할 수 있다. 행 또는 열 구동은 전극의 전체 열 또는 행에 균일한 바이어스를 인가할 수 있다. 예를 들면, 적색 부화소에 상응하는 각각의 전극이 동일한 전하를 운반하도록 전극의 전체 열을 구동할 수 있다. 대안적으로, 일 유형의 부화소에 상응하는 각각의 전극이 그 유형의 부화소에 상응하는 각각의 다른 전극과 동일한 전하를 운반하도록 동일한 유형의 부화소(예를 들면, 적색, 녹색, 연청색 등)에 상응하는 전극에 대한 데이터 라인을 합할 수 있다. 예를 들면, 적색 부화소에 상응하는 모든 전극이 동일한 방식으로 하전되도록 적색 부화소에 상응하는 모든 전극에 대한 데이터 라인을 합할 수 있다. 데이터 라인을 합하는 임의의 짧은 막대를 제거함으로써 또는 전기적으로 불연속시킴으로써 유기 증착 후 합한 데이터 라인을 합하지 않을 수 있다.
개시된 대상의 실시양태에 따르면, 하전된 혼합물은 증착을 위해 유기 물질을 노즐로부터 기판으로 이송하기 위해 운반 가스를 포함할 수 있다. 예를 들면, 운반 가스는 질소계 가스 또는 불활성 가스, 예컨대 아르곤일 수 있다. 혼합물이 노즐로부터 분사되기 전에 운반 가스를 유기 물질과 혼합할 수 있다. 유기 물질 및 운반 가스의 혼합물이 하전되도록 운반 가스를 하전할 수 있다. 증착 전달 배치로부터 분리된 외부 구역에서 증착 전달 배치로 진입하기 전에 운반 가스를 하전할 수 있다. 대안적으로, 운반 가스를 운반 가스를 혼합 챔버로 향하게 하는, 증착 전달 배치 내의, 전달 파이프에서 하전할 수 있다. 대안적으로, 운반 가스가 유기 물질과 혼합되는 혼합 챔버 내에서 운반 가스 및 유기 물질을 함께 하전할 수 있다.
대안적으로, 유기 물질 및 운반 가스의 혼합물이 하전되도록 운반 가스를 하전할 수 있다. 물질이 이의 특성을 유지하도록 하는 조건 하에 하전된 유기 물질을 하전할 수 있다. 예를 들면, 유기 물질의 특성이 변하고 임계 크기보다 크게 변하는 경우, 전하에 대한 크기가 임계 크기보다 낮게 유지되도록 유기 물질을 하전할 수 있다. 증착 전달 배치로부터 분리된 외부 구역에서 증착 전달 배치로 진입하기 전에 유지 물질을 하전할 수 있다. 대안적으로, 유기 물질을 유기 물질을 혼합 챔버로 향하게 하는, 증착 전달 배치 내의, 전달 파이프에서 하전할 수 있다.
도 3은 증착 전달 배치의 예시적인 예를 보여준다. 유기 물질을 제1 전달 파이프(310)를 통해 혼합 챔버(340)에 전달할 수 있다. 운반 가스를 제2 전달 파이프(320)를 통해 혼합 챔버(340)에 전달할 수 있다. 유기 물질 또는 운반 가스 중 어느 하나를 각각의 전달 파이프에 도달하기 전에, 각각의 전달 파이프 내에서 하전할 수 있거나, 하나 또는 둘 다를 혼합 챔버(340) 내에서 하전할 수 있다. 하전된 혼합물을 노즐(350)을 통해 기판(360)으로, 더 구체적으로는 부화소(370)와 같은 기판의 일부로 분사할 수 있다. 부화소(370)는 하전된 혼합물과 반대 전하를 가질 수 있어, 이전에 기재된 바와 같이 하전된 혼합물을 부화소(370)로 끌어당긴다. 추가로, 하나 이상의 인접 부화소(380)는 하전된 혼합물과 동일한 전하를 가질 수 있어, 이전에 기재된 바와 같이 하전된 혼합물을 인접 부화소(380)로부터 밀어낸다.
개시된 대상의 실시양태에 따르면, 유기 발광 물질은 1개 이상의 노즐 블록을 사용하여 기판 위에 패턴형성 층을 형성할 수 있다. 본원에 사용되는 노즐 블록은 일련의 1개 이상의 노즐을 의미하고, 이들 각각은 일 유형의 혼합물을 분사하도록 구성된다. 노즐 블록에서의 각각의 노즐로부터 분사된 혼합물은 동일하거나 유사할 수 있어서, 이것은 일 유형의 부화소에 상응하는 유기 물질을 포함한다. 특정한 예로서, 노즐 블록 A에서의 각각의 노즐로부터 분사된 혼합물은 녹색 부화소에 상응하는 유기 물질을 포함할 수 있고, 노즐 블록 B에서의 각각의 노즐로부터 분사된 혼합물은 적색 부화소에 상응하는 유기 물질을 포함할 수 있다. 본원에 사용되는 기판 블록은 다수의 전극을 포함할 수 있는 기판의 일부를 의미한다. 일례로서, 기판 블록은 각각의 전극이 하나 이상의 부화소에 상응하는 전극의 열 또는 행일 수 있다.
노즐 블록에서의 노즐의 적어도 일부가 혼합물을 기판 블록의 적어도 일부로 분사하도록 노즐 블록은 기판 블록 위로 혼합물을 분사할 수 있다. 노즐 블록에서의 각각의 노즐은 전극과 같은 기판 블록의 별개의 부분으로 혼합물을 분사할 수 있다. 본원에 개시된 기술에 따라 혼합물을 이 전극으로 끌어당기도록 노즐 블록으로부터의 혼합물을 수용하도록 의도되는 기판 블록 위의 전극을 하전할 수 있다. 본원에 개시된 기술에 따라 혼합물을 이 전극으로부터 밀어내도록 노즐 블록으로부터의 혼합물을 수용하도록 의도되지 않는 기판 블록 위의 전극을 하전할 수 있다. 동일한 부화소 유형에 상응하는 모든 전극이 합해지고, 따라서 동일한 전하가 운반되도록 기판 블록 위의 전극을 하전할 수 있다.
몇몇 구성에서, 특정한 화소 보상 회로는 하나 이상의 부화소 전극에 양 전압 및 음 전압 둘 다를 제공할 수 없다. 이러한 구성은 본원에 개시된 선택적 계획 중 일부가 이용되는 것을 방지할 수 있다. 일 실시양태에서, 각각의 부화소 내의 OLED 전류를 TFT와 파워 레일 사이에 직렬 접속된 TFT에 의해 제어할 수 있고, 결국 기판 블록에 접속될 수 있다. 따라서, 전극을 하전하도록 기판 블록 전하를 이용함으로써 기판 블록 위의 전극을 하전할 수 있어서, 파워 레일을 통한 기판 블록 전하를 인가하여 전극을 선택한다. 기판 블록 전하를 인가하여, 의도하는 전극이 이로 분사되는 혼합물을 끌어당기고 의도하지 않은 전극이 이로 분사되는 혼합물을 밀어내게 할 수 있다. 일례로서, +400 V의 고유 전하를 갖는 기판 블록은 이로 분사되는 +500 V 하전된 적색 혼합물을 가질 수 있다. 따라서, 적색 부화소에 상응하지 않는 기판 블록 위의 전극은 기판 블록의 +400 V 전하를 수용하여 +500 V 하전된 적색 혼합물을 밀어낼 수 있다. 대안적으로, 다른 예로서, +400 V의 고유 전하를 갖는 기판 블록은 이로 분사되는 -500 V 하전된 적색 혼합물을 가질 수 있다. 따라서, 적색 부화소에 상응하는 기판 블록에서의 전극은 기판 블록의 +400 V 전하를 수용하여 -500 V 하전된 적색 혼합물을 끌어당길 수 있다.
몇몇 구성에서, 파워 레일 전압은 주기적인 기준으로 양 전압으로부터 음 전압으로 교대할 수 있고, 기판 블록으로부터 전하를 수용하는 전극은 극성을 변경할 수 있다. 따라서. 예를 들면, 제1 시기에 파워 레일을 통해 +500 V의 고유 전하를 갖는 기판 블록은 이로 분사되는 -500 V 하전된 적색 혼합물을 가질 수 있다. 따라서, 적색 부화소에 상응하는 기판 블록에서의 전극은 기판 블록의 +500 V 전하를 수용하여 -500 V 하전된 적색 혼합물을 끌어당길 수 있다. 제2 시기에 기판 블록은 파워 레일 변경에서의 전하의 결과로서 파워 레일을 통해 -500 V의 고유 전하를 가질 수 있다. 따라서, 적색 부화소에 상응하지 않는 기판 블록에서의 전극은 기판 블록의 -500 V 전하를 수용하여 -500 V 하전된 적색 혼합물을 밀어낼 수 있다. 다수의 노즐 블록을 갖는 구성에서, 혼합물을 분사 중인 노즐 블록을 "능동" 노즐 블록이라 칭할 수 있다. 전극으로 인가되는 전하를 능동 노즐 블록에 기초하여 결정할 수 있다. 예를 들면, 적색 혼합물을 분사하는 능동 노즐 블록은 능동 노즐 블록 아래의 적어도 기판 블록에서 전극이 하전되게 하여, 적색 부화소에 상응하는 전극은 혼합물을 끌어당기고, 더 구체적으로는, 적색 부화소에 상응하는 전극은 다른 둘러싼 부화소보다 강하게 혼합물을 끌어당길 수 있다.
개시된 대상의 실시양태에 따르면, 노즐 블록은 혼합물을 제1 시기에 제1 기판 블록 위로 분사하고, 이후 후속 시기에 제2 기판 블록 위로 분사할 수 있다. 노즐 블록은 기판 블록에 대해 이동하여 이것이 제1 시기에 제1 블록 위에 있고 제2 시기에 걸쳐 제2 기판 블록 위에 있다. 대안적으로, 기판은 노즐 블록에 대해 이동하여 제1 기판 블록은 제1 시기에 제1 노즐 블록 아래에 있고 제2 기판 블록은 제2 시기에 제1 노즐 블록 아래에 있다. 예를 들면, 적색 혼합물에 상응하는 노즐 블록은 제1 기판 블록에서의 각각의 전극 위로 혼합물을 분사할 수 있다. 이후, 제1 기판 블록이 더 이상 노즐 블록 아래에 있지 않도록 기판이 이동할 수 있고, 제2 기판 블록은 노즐 블록 아래에서 이동할 수 있고, 노즐 블록이 제2 기판 블록 위로 적색 혼합물을 분사할 수 있다.
개시된 대상의 실시양태에 따르면, 2개 이상의 노즐 블록은 2개 이상의 기판 블록 위로 혼합물을 분사할 수 있어서, 제1 노즐 블록은 제1 시기에 제1 기판 위치 위로 제1 혼합물을 분사할 수 있고, 제2 노즐 블록은 제1 시기에 제2 기판 위치 위로 제2 혼합물을 분사할 수 있다. 예를 들면, 적색 혼합물에 상응하는 노즐 블록은 제1 기판 위치에서의 각각의 전극 위로 혼합물을 분사할 수 있고, 녹색 혼합물에 상응하는 노즐 블록은 동시에 제2 기판 위치에서의 각각의 전극 위로 혼합물을 분사할 수 있다. 이후, 노즐 블록을 이동할 수 있거나, 대안적으로, 노즐 블록이 상이한 위치에 있는 상이한 기판 블록 위로 이의 각각의 혼합물 분사하도록 기판을 이동할 수 있다.
도 4는 블록 기반 전달 시스템의 예시적인 예를 보여준다. 여기서, 노즐 블록(410, 420, 및 430)이 각각 기판 블록(450, 460, 및 470) 위로 혼합물을 증착시키는 3개의 노즐 블록 구성이 있다. 노즐 블록(410)은 적색 혼합물에 상응하고, 노즐 블록(420)은 녹색 혼합물에 상응하고, 노즐 블록(430)은 청색 혼합물에 상응할 수 있다. 노즐(440)과 같은 각각의 노즐 블록에서의 노즐은 화소(480), 더 구체적으로는 부화소에 상응하는 전극(490)으로 +500v 하전된 혼합물을 분사한다. 부화소(490)는 노즐 블록(410)에서의 노즐에 의해 분사되는 혼합물(예를 들면, 적색, 녹색, 또는 청색)을 수용하도록 의도되는 부화소일 수 있다. 각각의 기판 블록에서의 전극을 전극에 증착되는 혼합물에 기초하여 하전할 수 있다. 예를 들면, 적색 부화소에 상응하는 기판 블록(450)에서의 전극은 -500 V 전하를 가질 수 있고, 녹색 또는 청색 부화소에 상응하는 전극은 +500 V 전하를 가질 수 있다. 따라서, 노즐 블록(410)으로부터 분사된 혼합물은 상응하는 적색 전극으로 끌어당겨질 수 있고, 녹색 및 청색 전극에 의해 밀려질 수 있다. 이후, 예에 따라, 기판 블록(460)이 노즐 블록(410) 아래에 있고 기판 블록(470)이 노즐 블록(430) 아래에 있도록 기판을 이동할 수 있다. 추가로, 기판 블록(460 및 470)은 각각 노즐 블록(410 및 420)에서의 노즐로부터 분사된 혼합물을 수용할 수 있다. 이동된 기판 블록에서의 전극이 아래에 있는 상이한 노즐 블록으로부터 수용하도록 의도되는 상이한 혼합물을 기초하여 이 전극을 하전할 수 있다. 예를 들면, 기판 블록(460)에서의 전극을 노즐 블록(410)으로부터 +500 V 하전된 적색 혼합물을 수용하도록 하전하여, 적색 부화소에 상응하는 전극은 -500 V 전하를 갖고 다른 전극은 +500 V 전하를 갖는다. 추가로, 이동 후 혼합물을 수용하는 것은 기판 블록(460 및 470)에서의 화소가 유기 물질로 충전된 2개 이상의 전극을 갖게 한다. 구체적으로, 기판 블록(460)에서의 전극은 이동 전에 노즐 블록(420)으로부터 녹색 혼합물을 수용할 수 있고, 이동 후에 노즐 블록(420)으로부터 적색 혼합물을 수용할 수 있다.
본원에 기재된 다양한 실시양태는 오직 예의 방식으로 기재되어 있고, 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 의도되지 않는 것으로 이해된다. 예를 들면, 본원에 기재된 많은 물질 및 구조는 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 다른 물질 및 구조로 대체될 수 있다. 당업자에게 명확한 것처럼, 청구된 본 발명은 따라서 본원에 기재된 특정한 예 및 바람직한 실시양태로부터의 변형을 포함할 수 있다. 본 발명이 작동하는 방식에 대해 다양한 이론이 제한되도록 의도되지 않는 것으로 이해된다.

Claims (27)

  1. 제1 유기 발광 물질 및 제1 운반 가스를 포함하는 제1 혼합물의 적어도 일부에 제1 전하를 가하는 단계;
    기판의 제1 구역에 제1 전하에 반대 부호인 제2 전하를 가하는 단계; 및
    제1 유기 발광 물질을 기판으로 향하게 하는 단계
    를 포함하고,
    제2 유기 발광 물질 및 제2 운반 가스를 포함하는 제2 혼합물의 적어도 일부에 제3 전하를 가하는 단계;
    기판의 제1 구역과 구별되는 기판의 제2 구역에 제2 전하와 동일한 부호이지만 크기가 다른 제4 전하를 가하는 단계; 및
    제2 유기 발광 물질을 기판으로 향하게 하는 단계
    를 추가로 포함하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 전하를 제1 유기 발광 물질에 가하는 것인 방법.
  3. 제1항에 있어서, 전하를 제1 운반 가스에 가하는 것인 방법.
  4. 제1항에 있어서, 제1 유기 발광 물질을 제1 운반 가스에 도입하여 제1 혼합물을 형성하기 전에 전하를 제1 운반 가스에 가하는 것인 방법.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서, 기판은 복수의 전극을 포함하고, 기판의 제1 구역은 복수의 전극 중 모두는 아니지만 1개 이상을 포함하는 것인 방법.
  8. 제7항에 있어서, 기판은 능동 매트릭스 백플레인(active matrix backplane)을 포함하는 것인 방법.
  9. 제7항에 있어서, 기판은 색상 조정 가능한 조명 패널을 포함하는 것인 방법.
  10. 삭제
  11. 제1항에 있어서, 제2 발광 물질은 제1 발광 물질의 피크 방출 파장과 상이한 피크 방출 파장을 갖는 것인 방법.
  12. 제1항에 있어서, 제2 운반 가스는 제1 운반 가스와 동일한 물질을 포함하는 것인 방법.
  13. 제1항에 있어서, 유기 발광 물질은 기판 위에 패턴형성 층을 형성하는 것인 방법.
  14. 삭제
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  27. 제1 운반 가스에 제1 전하를 가하는 단계;
    제1 전하를 가한 후에, 제1 유기 발광 물질을 제1 운반 가스에 도입하는 단계;
    기판의 제1 구역에 제1 전하에 반대 부호인 제2 전하를 가하는 단계; 및
    제1 운반 가스 및 제1 유기 발광 물질을 기판으로 향하게 하는 단계
    를 포함하고,
    제2 유기 발광 물질 및 제2 운반 가스를 포함하는 제2 혼합물의 적어도 일부에 제3 전하를 가하는 단계;
    기판의 제1 구역과 구별되는 기판의 제2 구역에 제2 전하와 동일한 부호이지만 크기가 다른 제4 전하를 가하는 단계; 및
    제2 유기 발광 물질을 기판으로 향하게 하는 단계
    를 추가로 포함하는 방법.
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