KR20020073173A - 유기 전계 발광 디바이스 및 그 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
전계 발광 디바이스(21)는 제 1 전극 층(23) 및 제 2 전극 층(26)을 포함하는데, 상기 적어도 제 2 전극 층(26)은 원하는 패턴 및 하나 이상의 기능성 층(24, 25R, 25G, 25B)에 따라 제공되고, 상기 기능성 층 중 하나 또는 적어도 하나는 전계 발광 층이다. 제 2 전극 층(26)을 패터닝하기 위해, EL 디바이스(21)는 하나 이상의 돌출부(29)를 갖는 릴리프 패턴(27)을 포함한다. EL 디바이스는, 돌출부(29) 및 상기 돌출부를 지지하는 표면(28a)으로 형성된 모세관 채널(33)쪽으로 유체의 운반을 차단하기 위한 수단을 구비하는데, 그러한 수단의 일례는 모세관 채널(33)을 차단 및/또는 재라우팅하는 융기부(35)이다. 따라서, EL 디바이스를 제조할 동안, 채널(33)에 의한 유체의 운반은 차단되고, EL 디바이스의 픽셀 사이에서의 색 번짐 및/또는 제 1 전극 층의 전극 사이에서의 전류 누설은 방지된다.
Description
일반적으로, 전계 발광(EL) 디바이스는, 전극에 의해 공급되는 전류가 통과할 때 광을 방출할 수 있는 EL 물질을 포함하는 디바이스이다. 전극 사이에 배치된 EL 물질 또는 존재한다면 임의의 다른 기능성 물질이 유기 또는 중합 특성을 갖는다면, 디바이스는 각각 유기 또는 중합체(의) EL 디바이스로서 지칭된다. 본 발명의 배경에서, 용어 유기는 중합체를 포함한다.
다이오드형 발광 다이오드의 EL 디바이스는 우선적으로 한 방향으로 전류를 통과시키고, 일반적으로 정공-주입(hole-injecting) 전극(또한 애노드로 지칭됨)과 전자-주입 전극(또한 캐소드로 지칭됨) 사이에 배치된 EL 물질을 포함한다. 적합한 전압을 인가하자마자, 정공 및 전자는 각각 애노드 및 캐소드에 의해 EL 물질로 주입된다. 광은 EL 물질 내부에서 정공과 전자의 복사적인 재결합에 의해 발생된다. 상이한 유기 EL 물질을 사용하여, 방출된 광의 칼라는 변경될 수 있다.
EL 디바이스는 광원으로서 사용될 수 있고, 특히 유기형 EL 디바이스는 디스플레이용 백라이트(back light)와 같은 넓은 면적의 조명 기기(lightingapplication)에 적합하다. 복수의 전계 발광 소자(또한 이후부터 픽셀로 지칭됨)를 포함하는 (유기) EL 디바이스는, 단색 또는 다색(multi-color)의 디스플레이 디바이스, 정지 이미지 디스플레이, 세그먼트화(segmented) 디스플레이 디바이스, 또는 수동 또는 능동형 매트릭스 디스플레이와 같은 디스플레이 목적에 적합하다. 유기 및 특히 중합체 EL 디바이스는 유연하게 되거나 형상화(shaped)될 수 있는데, 이것은 강성(rigid) 및/또는 평판(flat) 디스플레이에 대해 실현가능하지 않은 디스플레이 응용을 가능하게 한다.
US 5,701,055에, 복수의 방출 부분을 갖는 전계 발광 디스플레이 패널이 기재된다. 상기 패널은 제 1 전극을 포함하는데, 유기 기능성 층이 상기 제 1 전극 상에서 형성되고, 제 2 전극은 상기 유기 기능성 층 상에서 형성된다. 상기 패널은 기판으로부터 돌출된 전기 절연 누벽(electrical insulating rampart)을 추가로 포함한다. 상기 누벽은 기판에 평행한 방향으로 돌출된 돌출부(overhanging section)를 구비한다. 제 2 전극 층을 증착(deposit)하는데 사용된 금속 증기의 흐름에 새도우(shadow) 영역을 제공함으로써, 누벽은 패터닝된(patterned) 제 2 전극 층을 제공하는데 도움이 된다.
알려진 EL 디스플레이 패널의 결점은, 특히 하나 이상의 기능성 층의 패턴 방식(pattern-wise)의 증착이 진공 증착 방법을 사용하여 수행된다는 것이다. 진공 기반의 증착 방법은 고가의 기기를 필요로 하고, 비교적 시간이 낭비되고, 특히 넓은 표면의 대량 제작에 적합하지 않다. 이러한 양상에 관해, 스핀-코팅 및 잉크젯 프린팅과 같은 습식 증착 방법의 사용은 현저한 개선점이 된다. 그러나, 습식 증착방법에 의해 알려진 EL 디바이스에 유기 층을 제공하려는 노력은 만족스럽지 못한 결과를 제공하였다. 예를 들어, 다색 디스플레이 패널의 경우에, 색 분해(color-separation)는 불충분한 것으로 발견되었다. 또한, 특히 단색 패널에서 명백하게, 픽셀 사이, 및 대형 픽셀의 경우, 또한 픽셀 내에서 밝기에서의 불균일성(inhomogeneities)이 때때로 관찰된다. 더욱이, 각각의 EL 픽셀에 어드레싱할 때, 이웃한 픽셀 사이의 크로스토크(cross-talk) 및/또는 누설 전류는, 특히 EL 디바이스가 습식 증착 방법에 의해 증착된 전하 운반 층을 포함하는 경우에 관찰된다.
본 발명은 전계 발광 디바이스 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
도 1은, 전계 발광 층의 패턴 방식의 증착 이후에 얻어진 제조 단계에서 본 발명에 따르지 않는 EL 디바이스의 일부분을 일정한 축척으로 도시한 평면도.
도 1a는, 도 1의 라인 Ⅰ-Ⅰ을 따라 도시한 단면도.
도 2는, 전계 발광 층의 증착 이후에 제조 단계에서 본 발명에 따른 EL 디바이스의 일부분을 일정한 축척으로 도시한 평면도.
도 2a, 2b 및 2c는 각각 도 2의 라인 Ⅱ-Ⅱ, Ⅲ-Ⅲ, 및 Ⅳ-Ⅳ을 따라 도시한 확대 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 유기 EL 매트릭스 디스플레이 디바이스의 일부분을 개략적으로 도시한 사시 평면도.
도 4는 본 발명에 따른 EL 디바이스가 제공된 이동 전화를 도시한 개략도.
본 발명의 목적은, 특히 이러한 결점을 완화시키는 것이다.
특히, 본 목적은, 심지어 특히 하나 이상의 기능성 층이 패턴에 따라 습식 증착 기술을 사용하여 증착되는 경우, 균일한 광 방출, 및 실질적인 목적을 위해 이웃한 픽셀 사이에 전혀 없거나 적어도 미미한 누설 전류를 갖는 EL 디바이스를 제공하는 것이다. 더욱이, EL 디바이스가 다색 디바이스이면, 만족스러운 색 분해가 달성될 것이다. 더욱이, EL 디바이스는, 간단하고 비용에 효과적인 방식으로 제조될 수 있도록 이루어진다.
이러한 목적 및 다른 목적은 전계 발광 디바이스에 의해 달성되는데, 상기 전계 발광 디바이스는,
제 1 및 제 2 전극 층으로서, 적어도 상기 제 2 전극 층은 원하는 패턴에 따라 제공되는, 제 1 및 제 2 전극 층과,
하나 이상의 기능성 층으로서, 상기 기능성 층 중 하나 또는 적어도 하나는 전계 발광 층인, 하나 이상의 기능성 층과,
상기 제 2 전극 층의 원하는 패턴을 한정하기 위해 하나 이상의 돌출부를 갖는 릴리프(relief) 패턴과,
돌출부, 및 상기 돌출부를 지지하는 표면으로 형성된 모세관 채널(capillary channel)쪽으로의 유체의 운반을 차단하는 수단을 포함한다.
본 발명에 따른 EL 디바이스는, 다색 유형인 경우, 특히 기능성 층의 하나 또는 적어도 하나가 스핀 코팅 또는 잉크젯 프린팅과 같은 습식 증착 방법을 사용하여 제공되는 경우, 만족스러운 색 분해를 보여준다. EL 디바이스가 다중-픽셀형인 경우, 디바이스의 EL 픽셀은 전체 광 방출 표면에 걸쳐 실질적으로 균일하게 방출하고, 독자적으로 어드레싱가능한 이웃한 전극 사이의 전혀 없거나 적어도 미미한 양의 누설 전류는, 이러한 전극 중 하나에 구동되고 다른 전극은 어드레스가능한 픽셀(들)의 오프 상태(off-state)에 대응하는 일정한 전압으로 유지될 때 관찰된다. 이것은, 특히 EL 디바이스가 습식 증착 방법에 의해 제공된 전하 운반 층을 포함하는 경우에 이루어진다.
본 발명은, 돌출부, 또는 더 구체적으로 돌출부의 측면 벽부, 및 상기 돌출부를 지지하는 지지 표면이 모세관으로서 기능을 할 수 있는 채널을 공동으로 한정한다는 인식에 기초한다. 일반적으로, 적어도 대부분의 응용에서, 릴리프 패턴에 의해 제공될 제 2 전극 층의 원하는 패턴은, 모세관이 다수의 픽셀쪽으로 확장하도록 이루어진다. 예를 들어, 수동 매트릭스 디스플레이의 경우에, 모세관은 디스플레이의 광 방출 표면의 전체 길이 또는 폭쪽으로 실질적으로 작용한다. 모세관과 접촉하는 선택적으로 증착된 유체는 본래 위치로부터 효과적으로 배출되고, 만약 이웃한 픽셀에 있지 않고 그 때 적어도 모세관 자체에 있으면 다른 곳에서 재증착된다. 다색 디스플레이를 위한 전계 발광 층의 경우에, 전계 발광 층 물질을 포함하는 유체가 픽셀에서 배출되어, 상이한 칼라를 방출하도록 배열된 픽셀에 재증착되는데, 이러한 과정은 색 번짐(color bleeding)이라 지칭된다. 그 결과, EL 디바이스의 픽셀은 원하는 칼라를 방출하지 않고, 혼합된 칼라를 방출한다. 배출된 유체가 전하 운반 물질 또는 전계 발광 물질과 같은 전기 전도{선구(precursor)} 물질을 포함하는 경우에, 모세관 채널을 통한 전기 연결은 이웃한 픽셀 사이에서 확립되어, 이웃한 픽셀 사이에 누설 전류를 발생시킨다. 하여튼, 모세관은 유체가 잘못된 영역에 재증착되도록 하고, 이러한 상황은 방지되어야 한다.
모세관 채널쪽으로 유체의 운반을 차단하거나 더욱 더 방지하기 위한 수단을 제공함으로써, 색 번짐은 방지되고, 및/또는 누설전류에서의 감소가 달성된다.
유체의 운반을 차단하기 위한 수단은 다수의 방식으로 제공될 수 있다.
모세관 채널쪽으로 유체의 운반을 차단하는 한가지 방식은, 운반이 실질적으로 방지되도록 유체의 점도를 선택하는 것을 포함한다. 채널쪽으로 유체의 운반을 효과적으로 차단하는데 필요한 점도는 유체를 증착하는데 사용된 습식 증착 방법의 점도 필요 조건과 비교해서 가늠해야 한다.
전계 발광 디바이스의 일실시예에서, 모세관 효과는, 운반이 방지되어야 하는 유체에 관해 성분 표면이 불충분하게 젖거나 젖게 되는 모세관 채널을 제공함으로써 억제된다. 이상적으로, 예를 들어 별도의 접촉각(contact angle) 측정 실험에서 결정된 바와 같이, 유체와 이러한 표면의 접촉각이 90°이상으로 측정되면, 모세관 효과는 적어도 실질적으로 완전히 억제되고, 유체 운반을 차단하는 임의의 추가 수단은 모두 불필요하게 될 수 있다. 50°, 60°, 70° 또는 80° 이상의 접촉각은 또한 유체의 운반을 차단하는데 적합하게 사용될 수 있다. 불충분하게 젖는 표면은 릴리프 패턴 및 그 지지 기판에 대해 불충분하게 적은 벌크(bulk) 물질을 사용함으로써 얻어질 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 채널을 구성하는 표면은 유체와 표면 사이의 접촉각을 증가시키기 위해 습윤-방지 처리(anti-wetting treatment)될 수 있다. 습윤-방지 처리 및 그러한 처리에 사용하기 위한 작용제는, 종래 기술에 잘 알려져 있고, 플라즈마 처리, 코로나 방전(corona discharge), 계면 활성제(surfactants) 등을 포함한다.
전계 발광 디바이스의 다른 실시예는, 유체의 운반을 차단하는 수단이 릴리프 패턴으로부터 확장하는 적어도 하나의 융기부(protrusion)를 포함하는 실시예이다.
융기부는 운반을 차단하기 위해 모세관 채널을 막고 및/또는 재라우팅하는(rerouting) 기능을 갖는다. 심지어 융기부가 자유단(free end)을 가질 때조차, 융기부 자체가 돌출부를 갖거나 돌출부라도, 제조 목적을 위해 일반적으로 및 가장 편리한 경우인 바와 같이, 융기부에 도달하는 임의의 배출된 유체가, 융기부의 자유단(들)에 의해 제공된 양의 굴곡부 또는 코너 주위에서 재라우팅된 모세관에 따르기는 매우 어렵기 때문에, 상기 방식으로 기능할 수 있다. 유체의 배출을 차단하기 위해 융기부의 사용은, 융기부(들)가 함께 제공될 수 있고, 통합부로서 릴리프 패턴과 동시에 존재할 수 있기 때문에 제조 공정을 더 복잡하게 만들지 않는다는 점에서 매력적이다. 융기부는 융기부의 위치에서 릴리프 패턴의 경계에 횡단하여 확장하는 것이 일반적이지만, 반드시 필요하지 않다.
전술한 운반을 차단하는 수단은 서로 분리되거나 서로와 조합하여 사용될 수 있다.
융기부는, 제 2 전극 패턴의 한정을 위해 필수적이지 않다는 점에서 여분의 것이다. 융기부가 제 2 전극 층에 이용가능한 공간을 점유하여 융기부가 전극 층의 전도율을 감소시키기 때문에, 그러므로, 그 크기는 모세관을 효과적으로 차단시키거나 재라우팅할 정도로 충분히 그러나 가능한 한 작게 유지되어야 한다.
특별한 유형의 융기부는 모세관 채널의 임의의 자유단으로부터 유체의 누설을 방지하기 위해 제공될 수 있다. 일반적으로, 그러한 자유단은 디스플레이의 광 방출 영역의 주변에서 발견된다. 그 때 융기부는 엔드-스톱(end-stop)으로서 기능을 한다. 단일 융기부가 유체의 운반을 방지하기에 충분하지 않다면, 수 개의 융기부가 일렬로 제공될 수 있다. 그러한 엔드-스톱의 일실시예는, 가능하면 상호 분리된 릴리프 패턴의 다른 부분을 결합하는 융기부이다. 예를 들어, 돌출부의 행의 릴리프 패턴을 포함하는 수동 매트릭스 디스플레이에서, 행은, 유체가 누출하지 못하게 하기 위한 융기부에 의해 자유단에서 서로 결합될 수 있다. 엔드-스톱은, 유체를 디스플레이 영역으로부터, 구동기 전자 장치(driver electronics)와 같은 디스플레이 영역 외부의 임의의 회로에 전극을 연결시키는데 사용된 컨택트패드(contact pad) 영역으로 운반되지 못하게 하는데 또한 사용될 수 있다.
융기부는 모세관에 의한 유체의 배출을 효과적으로 차단할 수 있을 정도로 충분한 양의 굴곡부를 가질 필요가 있다. 그러한 굴곡부가 제공되면, 융기부의 형태는 중요하지 않다. 적합한 형태는 직사각형 및 공(bulb) 형태를 포함한다. 융기부는 손가락 모양의(fingered) 융기부와 같은 하나 이상의 서브-융기부를 가지도록 배열될 수 있다. 대안적으로, 융기부는, 모세관 채널쪽으로의 흐름을 차단하기 위한 효율을 증가시키기 위해 유사한 형태의 다수의 상호 이격된 융기부로 분리될 수 있다.
특정 EL 디바이스에 따라, 모세관의 방향으로의 융기부의 크기, 폭은 0.1㎛에서 위쪽으로 어떤 것일 수 있다. 0.5㎛부터 50㎛까지가 바람직하나, 1.0부터 20.0㎛까지가 더 낫다. 모세관 방향으로 융기부의 크기는, 또한 길이로서 지칭되는 릴리프 패턴의 수직 방향으로의 융기부의 크기에 비해 일반적으로 작다. 모세관을 따른 크기는 대략 릴리프 패턴의 높이만큼 큰 것이 적합하다. 예로서, V 형상 3 내지 5㎛의 상부에서 측정되는 V형 모세관 채널을 따르는 흐름은, 채널 방향의 수직 방향으로 60㎛의 거리를 확장하는 폭이 20㎛인 융기부에 의해 효과적으로 차단될 수 있다.
채널의 모세관 효과를 감소시키기 위해, 릴리프 패턴의 코너는 예각{릴리프 패턴 외부의 스위핑(sweeping) 공간으로서 측정된 각}을 갖지 않아야 하는 것이 바람직하다. 특히, 융기부가 릴리프 패턴과 결합하는 형성된 코너와 같은 임의의 코너의 각의 예리함(acuity)을 감소시키기 위해, 코너는 둥글게되거나, 대안적으로,릴리프 패턴 물질이 추가된다. 예를 들어, 평면도에서 볼 수 있듯이 90°의 코너를 한정하는 접합부(joint)는 1/4 원으로 둥글게 될 수 있거나, 1/4 원 세그먼트는 벌지(bulge)를 생성하기 위해 추가될 수 있다.
어쨌든, 모세관을 따르는 흐름을 차단하는데 필요한 융기부의 특정 크기 및 형태는, 특히 모세관의 크기, 유체의 유동학적 특성, 및 릴리프 패턴 및 지지 표면의 물리 화학적 표면 특성에 따르는데, 특정 응용에 필요한 크기 및 형태는 간단히 수월한 실험에 관한 문제이다.
릴리프 패턴의 존재는, 제 2 전극 층이 간단하고 비용에 효과적이고 신뢰성있는 방식으로 패터닝되도록 한다. 적합한 위치에서 융기부를 릴리프 패턴에 제공함으로써, 하나 이상의 기능성 층은 습식 증착 방법에 의한 명백한 방식으로 패턴에 따라 제공될 수 있다. 그러한 방법은 신뢰성있고, 간단하고, 비용에 효과적이고, 넓은 표면을 커버하는데 적합하게 사용될 수 있고, 고가의 진공 기기의 사용을 필요로 하지 않는다. 따라서, EL 디바이스는 간단하고, 신뢰성있고, 비용에 효과적인 방식으로 제조될 수 있다.
적합한 습식 증착 방법은 스핀-코팅, 웹 코팅(web-coating), 닥터 블레이드(doctor blade), 스프레이 코팅, 롤러 코팅(roller coating), 커튼 코팅(curtain coating), 딥 코팅(dip coating), 페인팅 또는 캐스팅(casting)을 포함한다. 선택적인 습식 증착 기술은, 잉크젯 프린팅, 실크 스크린 프린팅, 오프셋(off-set) 프린팅, 플렉소 프린팅(flexo-printing), 리소그래피 및 탐폰(tampon) 프린팅과 같은 프린팅 방법을 포함한다.
습식 증착 기술의 사용은, 선택적으로 또는 고정적으로 기능성 물질 또는 그 선구 물질을 포함하는 유체를 증착하는 단계와, 유체를 기능성 층 물질로 변화시키는 단계를 수반한다. 본 발명의 배경에서, 유체는, 압력하에 흐를 수 있는 어떠한 변형가능한 양을 의미하는 것으로 이해되고, 현탁액, 용액, 분산제, 페이스트(pastes), 잉크, 래커, 유제(emulsions), 졸(sols) 등을 포함한다.
본 발명에 따른 전계 발광 디바이스는 복수의 광 방출 영역을 포함하는 것이 적합하다. 그 다음에, 융기부는, 잘못된 광 방출 영역 및/또는 어떠한 광 방출도 발생하지 않는 영역에 기능성 층 물질이 증착되지 못하게 하는데 사용된다.
디스플레이 목적을 위해, 광 영역은 EL 소자 또는 픽셀로서 지칭되고, 일반적으로 독자적으로 어드레싱가능한 전계 발광 소자(픽셀)이다. 각 EL 소자는 광 방출할 수 있는 영역을 갖는다. 광 방출 영역은 EL 층의 부분이다. 광 방출 영역은 제 1 전극, 제 2 전극, 및 유기 EL 층의 오버랩(overlap) 영역으로 형성된다. EL 디바이스는 수동 또는 능동형의 세그먼트화된 또는 매트릭스 디스플레이 디바이스일 수 있다. 복수의 제 1 전극은, 필요시 제 1 패터닝된 전극 층의 형태로 제공된다. 이와 유사하게, 제 2 전극은 제 2 패터닝된 전극 층의 형태로 제공된다.
릴리프 패턴은 하나 이상의 돌출부를 갖는다. 그러한 돌출부는, 릴리프 패턴의 측면 벽부가 지지 표면에 관해 90°이상의 각이 되는 부분을 갖는 곳이면 어디서든지 형성되는데, 그 각은 릴리프 패턴을 통과하는 것으로 한정된다. 굴곡진 측면 벽부의 경우에, 그것은 관련 파라미터인 측면 벽부의 접선의 세트이다. 예를 들어, 돌출부는, 릴리프 패턴이 지지 표면의 수직 방향으로 멀리 횡단하는 경우 넓어지는 곳이면 어디서든지 형성된다. 돌출부는 지지 표면 상에서 새도우 영역을 형성하는데, 상기 새도우 영역은, 예를 들어 제 2 전극이 진공 증기 증착에 의해 제공되는 경우 제 2 전극 물질이 거기에 증착되지 못하게 한다.
돌출부를 갖는 릴리프 패턴의 예는 T형, 버섯형, 또는 역사다리꼴, 또는 삼각형의 횡단면(transverse profile)을 갖는 릴리프 패턴이다. 1 내지 2㎛ 또는 그 이하의 폭의 새도우 영역을 생성하는 돌출부에서, 2개의 이웃한 제 2 전극이 의도하지 않게 전기적으로 연결될 위험성은 비교적 높다. 돌출부의 적합한 폭은 2 내지 10㎛이다. 바람직한 릴리프 패턴은 5 내지 10㎛의 바닥 및 15 내지 30㎛의 상부를 갖는 역사다리꼴 횡단면을 갖는다. 기판이 제 2 전극 물질의 증착 공정 동안 회전되지 않으면, 돌출부는 한층 더 작아질 수 있다. 제 2 전극이 회전될(circuited) 위험은, 하나의 돌출부를 다수의 이격된 평행 돌출부로 분리시킴으로써 더 감소될 수 있다.
돌출부를 갖는 적합한 릴리프 패턴의 추가 예 뿐 아니라 그러한 릴리프 패턴의 제조 방법은 전술한 US 5,701,055에 기재되어 있다.
EL 디바이스는, 단색 또는 다색 디스플레이 디바이스, 정지 이미지 디스플레이, 세그먼트화 디스플레이 디바이스, 또는 수동 또는 능동형 매트릭스 디스플레이와 같은 임의의 유형의 디스플레이일 수 있다.
특정 유형의 디스플레이에 따라, 제 1 및/또는 제 2 전극 층은 하나 이상의 공통 전극을 포함할 수 있다. 공통 전극은 하나 이상의 EL 소자의 제 2 전극의 역할을 하는 전극이다.
일반적으로, (다색) 세그먼트화 디스플레이 디바이스에서, 적어도 제 1 또는 제 2 전극 층은 공통 전극을 포함한다.
능동형 매트릭스 디스플레이에서, EL 소자는 박막 트랜지스터(TFT)와 같은 능동 스위칭 소자에 의해 구동된다. 일반적으로, 능동 매트릭스 디바이스는 단일 공통 제 2 (제 1) 전극을 포함하고, (제 2) 제 1 전극은 독자적으로 어드레싱가능하다.
제 1 전극 층은 전자-주입될 수 있고, 제 2 전극 층은 정공-주입될 수 있다. 대안적으로, 제 1 전극 층은 정공 주입되고, 제 2 전극 층은 전자 주입된다.
전자-주입 전극은, Yb, Ca, Mg:Ag Li:Al, Ba와 같은 낮은 일함수를 갖는 금속(합금)으로 이루어지는 것이 적합하거나, Ba/Al 또는 Ba/Ag 전극과 같은 상이한 층의 적층(laminate)이다.
정공-주입 전극은 Au, Pt, Ag와 같은 높은 일함수를 갖는 금속(합금)으로 이루어지는 것이 적합하다. 인듐 주석 산화물(ITO)과 같은 더 투명한 정공-주입 전극 물질이 사용되는 것이 바람직하다. 폴리아닐린(PANI) 및 폴리-3,4-에틸렌디옥시티오페인(PEDOT)과 같은 전도성 중합체는 투명한 정공-주입 전극 물질에 또한 적합하다. PANI 층은 50 내지 200nm의 두께를 갖고, PEDOT 층은 100 내지 300nm의 두께를 갖는 것이 바람직하다. ITO 정공-주입 전극이 사용되면, 제 1 전극은 정공-주입 전극인 것이 바람직하다.
EL 디바이스는 하나 이상의 기능성 층을 포함한다. 본 발명의 이점을 모두 이용하기 위해, 하나 이상의 기능성 층은 전술한 습식 증착 방법을 사용하여 제공되는 것이 바람직하다.
하나 또는, 만약 하나 이상이면, 적어도 하나의 기능성 층은 전계 발광 층이다. EL 층은 실질적으로 유기 전계 발광 물질로 이루어지는 것이 바람직하다. 본 발명의 배경에서, 사용된 EL 물질의 유형은 중요하지 않고, 종래 기술에 알려진 임의의 EL 물질이 사용될 수 있다. 적합한 유기 EL 물질은 낮거나 높은 분자량으로 된 유기 광- 또는 전계 발광, 형광성 및 인광성 화합물을 포함한다. 적합한 낮은 분자량의 화합물은 종래 기술에 잘 알려져 있고, 트리스-8 알루미늄 퀴놀리놀 합성물(tris-8 aluminium quinolinol complex) 및 쿠마린(coumarins)을 포함한다. 그러한 화합물은 진공-증착 방법을 사용하여 부착될 수 있다. 대안적으로, 낮은 분자량의 화합물은, 예를 들어 주-체인(main chain) 또는 사이드-체인(side-chain)에 포함함으로써 중합체 매트릭스에 삽입될 수 있거나 화학적으로 중합체에 결합될 수 있는데, 일례는 폴리비닐카바졸(polyvinylcarbazole)이다.
바람직한 높은 분자량의 물질은, 폴리티오페인(polythiophenes), 폴리페닐렌(polyphenylenes), 폴리티오페인비닐렌(polythiophenevinylenes), 또는 더 바람직하게는 폴리-피-페닐렌비닐렌(poly-p-phenylenevinylenes)과 같은 실질적으로 컨쥬게이티드 백본(conjugated backbone)(주 체인)을 갖는 EL 중합체를 포함한다. 특히, 적색, 노란색 또는 녹색을 방출하는, (청색 방출) 폴리(알킬)플루오렌 및 폴리-피-페닐렌비닐렌과, 2-, 또는 2,5- 치환 폴리-피-페닐렌비닐렌이 바람직한데, 이것들은 C1-C20, 바람직하게는 C4-C10, 알킬 또는 알콕시 그룹과 같은 2- 및/또는 2,5 위치에서 용해도를 증가시키는 사이드 그룹(side group)을 갖는다. 바람직한 사이드 그룹은 메틸, 메톡시, 3,7-디메틸옥틸옥시, 및 2-메틸프로폭시이다. 더 구체적으로, 중합체는 2-아릴-1,4-페닐렌비닐렌 반복 단위를 포함하는 것이 바람직한데, 아릴 그룹은 상기 유형의 알킬 및/또는 알콕시 그룹, 특히 메틸, 메톡시, 3,7-디메틸옥틸옥시, 또는 더욱 더 양호하게 2-메틸프로폭시로 선택적으로 치환된다. 유기 물질은 하나 이상의 그러한 화합물을 포함할 수 있다. 그러한 EL 중합체는 습식 증착 기술에 의해 적합하게 부착된다.
본 발명의 배경에서, 용어 유기는 중합을 포함하는 반면, 용어 중합체 및 중합체로부터 유도된 부착물(affixes)은 호모폴리머, 공중합체, 3랑체 및 더 높은 동족체뿐 아니라 저중합체를 포함한다.
선택적으로, 유기 EL 물질은 사실상 추가 물질, 즉 유기물 또는 무기물을 포함하는데, 이것은 분자 스케일 상에 균일하게 분포될 수 있거나 입자 분포(particle distribution)의 형태로 제공될 수 있다. 특히, 전자 및/또는 정공의 전하-주입 및/또는 전하-운반 능력을 향상시키는 화합물과, 방출된 광의 세기 또는 칼라 등을 향상시키고 및/또는 변경시키기 위한 화합물과, 안정제 등이 제공될 수 있다.
유기 EL 층은 50nm 내지 200nm의 평균 두께, 특히 60nm 내지 150nm, 또는 바람직하게는 70nm 내지 100nm의 평균 두께를 갖는 것이 바람직하다.
선택적으로, EL 디바이스는 추가로 전극 사이에 배치된 바람직하게는 유기인 기능성 층을 포함한다. 그러한 추가 층은 정공-주입 및/또는 운반 층(HTL) 및전자-주입 및 운반 층(ETL)일 수 있다. 하나 이상의 기능성 층을 포함하는 EL 디바이스의 예는 애노드/HTL 층/EL층/캐소드, 애노드/EL 층/ETL 층/캐소드, 또는 애노드/HTL 층/EL 층/ETL 층/캐소드의 적층이다.
정공-주입 및/또는 정공-운반 층(HTL)에 적합한 물질은 방향족 3차 아민, 특히 디아민 또는 더 높은 동족체, 폴리비닐카바졸, 퀴나크리돈(quinacridone), 포르피린(porphyrins), 프탈록시아닌(phthalocyanines), 폴리-아닐린 및 폴리-3,4-에틸렌디옥시티오페인을 포함한다.
전자-주입 및/또는 전자-운반 층(ETL)에 적합한 물질은 옥사디아졸을 원료로 한(oxadiazole-based) 화합물 및 알루미늄퀴놀린(aluminiumquinoline) 화합물이다.
ITO가 애노드로서 사용되면, EL 디바이스는 정공-주입/정공-운반 층 물질인 폴리-3,4-에틸렌디옥시티오페인으로 된 50 내지 300nm 두께의 층, 또는 폴리아닐린으로 된 50 내지 200nm 두께 층을 포함하는 것이 바람직하다.
일반적으로, EL 디바이스는 기판을 포함한다. 기판은 방출될 광에 관해 투명한 것이 바람직하다. 적합한 기판 물질은 유연할 수 있거나 유연하지 않을 수 있는 투명 합성 수지, 석영, 세라믹 및 유리를 포함한다. 기판은 릴리프 패턴의 지지 표면을 제공한다.
제 2 전극 층의 패턴을 한정하는 것과 별도로, 릴리프 패턴은 원하는 경우 하나 이상의 기능성 층의 패턴을 한정하는데 또한 도움을 줄 수 있다.
그러므로, 본 발명에 따른 EL 디바이스의 바람직한 실시예는, 릴리프 패턴이 하나 이상의 양의 경사진 부분을 갖는 것을 특징으로 한다.
양의 경사진 부분은 돌출부의 맞은 편에 있다. 양의 경사진 부분의 횡단면의 경계의 탄젠트 모두는 지지 표면과 90°미만의 각을 이루는데, 상기 각은 릴리프 패턴을 통과하는 것으로 한정된다. 수직 경사를 갖는 부분(측면 벽부)은 양의 경사지거나 돌출되는 것으로 간주된다.
양의 경사진 부분은 제 2 전극 층이 아닌 기능성 층(들)을 패터닝할 수 있는 효과를 갖는다. 양의 경사진 부분 및 돌출부 모두를 갖는 릴리프 패턴을 제공함으로써, 제 2 전극 층 및 하나 이상의 기능성 층 모두는 원하는 패턴으로 제공될 수 있다. 전극 층의 패턴은 기능성 층의 패턴과 상관없이 선택될 수 있다. 예를 들어, 잉크젯 프린팅과 같은 선택적인 습식 증착 방법에 의해 증착된 기능성 층의 경우에, 릴리프 패턴은 기능성 층 물질을 포함하는 유체를 포함하는데 도움을 주고, 상기 유체가 불필요한 영역으로 확장하지 못하게 한다. 예상외로, 더욱이 스핀-코팅과 같은 고정된 습식 코팅 방법을 사용하여 패터닝된 기능성 층을 제공하는 것이 가능하다. 스핀-코팅 방법을 사용하는 경우에, 릴리프 패턴의 높이, 폭 및 형태는, 유체 층이 원하는 패턴에 따라 유체 영역으로 분할되고, 그 다음에 각 영역이 기능성 물질의 해당 영역으로 변화되도록 선택된다. 분할을 촉진시키기 위해, 양의 경사진 부분의 횡단면은 둥글게 되는 것이 바람직하다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 릴리프 패턴은, 양의 경사진 부분을 갖는 제 2 릴리프 패턴의 위에 있거나 밑에 있는 돌출부를 갖는 제 1 릴리프 패턴을 포함하는 합성 릴리프 패턴이다.
양의 경사진 부분 및 돌출부 모두를 갖는 릴리프 패턴이 바람직한 경우에,그러한 합성 패턴이 2개의 포토리소그래픽 단계를 연속적으로 사용함으로써 편리하게 제조될 수 있기 때문에, 릴리프 패턴은 양의 경사진 부분을 갖는 제 2 릴리프 패턴의 위에 있거나 밑에 있는 돌출부를 갖는 제 1 릴리프 패턴으로서 제공되는 것이 바람직하다. 일반적으로, 제 1 및 제 2 릴리프 패턴의 레이아웃(layout)은 서로 다르다. 일반적으로, 이 실시예에서, 제 1 릴리프 패턴 단독으로 제 2 전극 층의 패턴을 결정하는 한편, 조합된 제 1 및 제 2 릴리프 패턴은 패터닝될 임의의 기능성 층의 패턴을 규정하고, 다중-픽셀 디바이스의 경우에 픽셀의 경계를 규정한다. 적합하게도, 합성 릴리프는 제 2 릴리프 패턴을 오버레이(overlays)하는 제 1 릴리프 패턴을 갖는다. 이것은, 제 1 릴리프 패턴에 의해 형성된 모세관 채널이 제 2 릴리프 패턴을 교차하도록 통과하기 위해 올라가야 되므로, 채널의 모세관 효과를 감소시킨다는 장점을 갖는다. 그러나, 일반적으로, 모세관 효과는 억제되기에 충분하지 않고, 제 1 릴리프 패턴의 경계로부터 횡단하여 확장하는 융기부는, 제 1 릴리프 패턴이 채널의 모세관 효과를 추가로 감소시키기 위해 제 2 릴리프 패턴과 교차하는 그러한 위치에 제공된다. 대안적으로, 제 2 릴리프 패턴은 제 1 릴리프 패턴을 오버레이할 수 있다. 이것은, 제 2 릴리프 패턴이 원하는 위치에 제 1 릴리프 패턴의 모세관 채널을 막는데 필요한 융기부를 제공할 수 있다는 장점을 갖지만, 제 2 전극 층의 제 2 전극과 우연히 연결될 위험이 증가할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 제 1 및 제 2 릴리프 패턴은, 제 1 및 제 2 릴리프 패턴이 서로 교차하는 곳을 제외하고, 동일한 기판 표면에 의해 직접 지지된다.
실질적으로 동일한 지지 표면 상에 제 1 및 제 2 릴리프 패턴을 제공함으로써, 합성 릴리프 패턴의 평균 높이는 감소되고, 디바이스의 디스플레이 영역에 걸쳐 더 균일하게 된다. 이것은, 특히 고정된 습식 증착 방법에 의해 제공된 경우 디바이스에 걸쳐(다중-픽셀 디바이스의 경우에, 픽셀 내 및 픽셀 사이에) 일정한 두께를 갖는 기능성 층을 증착하는 것을 더 간단하게 한다.
추가로 바람직한 실시예에서, 제 2 릴리프 패턴은 제 1 릴리프 패턴의 지지 표면을 제공한다.
이 실시예에 따른 합성 릴리프 패턴은, 제 1 및 제 2 릴리프 패턴이 실질적으로 레벨 지지 표면상에 제공되는 장점을 갖는다. 일반적으로, 제 1 릴리프 패턴의 횡단면은 제 2 릴리프 패턴의 횡단면보다 더 좁도록 선택된다. 달리 말하면, 합성 릴리프 패턴을 지지하는 표면상으로의 제 1 릴리프 패턴의 돌출부는 제 2 릴리프 패턴의 대응하는 돌출부의 서브 영역이다. 이런 이유라면, 제 1 릴리프 패턴은, 습식 증착 방법에 의해 패터닝될 임의의 기능성 층의 한정에 기여하지 않고, 제 2 릴리프 패턴만이 그러한 기능성 층의 외곽선을 한정한다. 따라서, 다중-픽셀 EL 디바이스의 픽셀의 외곽선은 제 2 릴리프 패턴에 의해 제공된다. 모세관 채널을 막는 융기부는 제 2 릴리프 패턴의 상부에 제공되고, 제 1 릴리프 패턴의 경계로부터 확장한다.
본 발명의 특정 실시예에서, EL 디바이스는, 제 1 전극 층으로서 행 전극과, 제 2 전극 층으로서 열 전극과, 행 및 열 전극의 교차부에서 형성된 독자적으로 어드레싱가능한 전계 발광 소자와, 열 전극쪽으로 또한 열 전극 사이에서 확장하는스트립의 형태인 돌출부를 갖는 릴리프 패턴을 포함하는 수동형 매트릭스 디스플레이 디바이스이다.
일반적으로, 융기부는 돌출부에 횡단하여 확장하고, 픽셀 사이의 경계 영역에 위치한다.
EL 소자의 크기는 응용에 따라 선택된다. 고선명을 위해, 10 내지 75㎛의 픽셀이 사용될 수 있다. 요구 사항이 더 적은 응용을 위해, 100 내지 300㎛의 픽셀 크기가 충분할 수 있다. 다색 디스플레이에서, 적색, 녹색 및 청색 광-방출 픽셀은 RGB 픽셀에서 그룹화된다. 예를 들어, 적색, 녹색 및 청색 각각은 100×300㎛ 크기이어서, 300×300㎛의 RGB 픽셀을 제공한다. 릴리프 패턴의 스트립의 폭은 열 전극쪽으로 EL 소자(픽셀) 사이의 거리를 한정한다. 이 거리는 필-인자(fill-factor)를 최대화하기 위해 가능한 한 작게 선택되는 것이 바람직하고, 이것은 디스플레이의 총 영역에 의해 분리된 광 방출에 이용가능한 총 영역으로서 한정된다. 일반적으로, 스트립의 폭은 10 내지 40㎛이거나 더 양호하게는 15 내지 30㎛이다.
이와 유사하게, 융기부의 폭, 즉 열 전극의 수직 방향으로의 치수는 중요하지 않지만, 필-인자를 최대화하기 위해 가능한 한 작을 필요가 있다. 융기부의 폭이 2 내지 50㎛이거나, 더 양호하게는 3 내지 30, 또는 바람직하게는 5 내지 20㎛인 것이 적합하다.
융기부의 길이(열 전극에 수직 방향의 치수)는 행 전극의 수직 방향으로 픽셀의 치수보다 적어야 하는데, 그 이유는, 그렇지 않으면 열 전극이 차단되고, 픽셀이 어드레싱될 수 없기 때문이다. 적합한 길이는 2 내지 100㎛이거나, 양호하게는 5 내지 75, 또는 더욱 양호하게는 10 내지 60㎛이다. 2㎛ 미만에서, 융기부는 자유단에서 돌출로 인해 불안정하게 된다. 100㎛ 이상에서, 채널에 따른 유체 흐름이 차단되는 범위는 더 이상 증가하지 않는다.
수동 매트릭스 디스플레이는, 합성 릴리프 패턴, 예를 들어 제 2 전극, 즉 열 전극사이에 또한 열 전극쪽으로 확장하는 돌출부를 갖는 스트립의 형태인 제 1 릴리프 패턴, 및 제 1 전극 층의 행 전극쪽으로 또한 행 전극 사이에서 확장하는 스트립의 형태인 제 2 릴리프 패턴의 적층을 포함할 수 있다.
매트릭스 디스플레이는, 제 2 릴리프 패턴이 행 및 열 전극 양쪽 사이에 또한 양쪽쪽으로 확장하는 망사(mesh) 형태이고, 제 1 릴리프 패턴이 디바이스의 픽셀의 외곽선을 한정하는 제 2 릴리프 패턴의 상부에 제공된 행 전극쪽으로 확장하는, 합성 릴리프 패턴을 갖는 것이 바람직하다.
예각(90°이하) 코너는 모세관 효과를 강화시킨다. 그러므로, 릴리프 패턴에 의해 형성된 코너의 예리함을 감소시키기 위해, 제 1 및 제 2 릴리프 패턴의 코너는 둥글게 되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 EL 디바이스가, 디스플레이 목적에 적합한 밝기를 제공하기 위해 극히 작은(only a few) 볼트의 전위를 필요로 하고 및/또는 작은 양의 전력을 소비하기 때문에, EL 디바이스는, 랩탑 컴퓨터, 팜탑 컴퓨터, 개인용 오거나이저(organizers), 인터넷 액세스 또는 (비디오) 이미지의 표시를 필요로 하는 다른 서비스가 선택적으로 제공된 이동 전화와 같이 배터리 동작형 및/또는 휴대용, 특히 핸드-헬드형 전자 기기의 디스플레이에 특히 적합하다. EL 디바이스는인터넷 데이터 및 이미지 데이터가 비디오 속도로 디스플레이되도록 한다.
그러므로, 다른 양상에서, 본 발명은, 본 발명에 따른 EL 디스플레이 디바이스가 제공된 이동 전화와 같은 배터리 동작형 및/또는 핸드-헬드형 전자 디바이스에 관한 것이다.
본 발명은 또한 전계 발광 디바이스의 제조 방법에 관한 것인데, 상기 전계 발광 디바이스는,
제 1 및 제 2 전극 층으로서, 적어도 제 2 전극 층은 원하는 패턴에 따라 제공되는, 제 1 및 제 2 전극 층과,
하나 이상의 기능성 층으로서, 상기 기능성 층의 하나 또는 적어도 하나는 전계 발광 층인, 하나 이상의 기능성 층과,
제 2 전극 층의 원하는 패턴을 한정하기 위해 하나 이상의 돌출부를 갖는 릴리프 패턴과,
돌출부 및 상기 돌출부를 지지하는 표면으로 형성된 모세관 채널쪽으로 유체의 운반을 차단하는 수단을 포함하며, 상기 방법은 습식 증착 방법에 의해 기능성 층 또는 적어도 하나의 기능성 층을 제공하는 단계를 포함한다.
채널쪽으로 유체의 운반을 차단하는 수단을 제공하는 것은, 이웃한 픽셀 사이에서 누설 전류 및/또는 크로스토크를 발생시키지 않고도 하나 이상의 기능성 층이 습식 증착 방법에 의해 증착되도록 한다. 또한, 다색 디바이스의 경우에, 상이한 칼라를 방출하도록 배열된 광 방출 영역 사이의 색 번짐은 상당히 감소한다. 기능성 층을 증착하기 위한 습식 증착 방법의 사용은 대량 생산 및 넓은 영역에 적합한 간단하고 비용에 효과적인 제조 방법을 초래한다.
일반적으로, 본 발명에 따른 방법은, 기판(선택적), 제 1 전극 층, 제 2 전극 층을 한정하기 위한 하나 이상의 돌출부를 갖는 릴리프 패턴, 습식 증착 방법에 의한 하나 이상의 기능성 층, 및 릴리프 패턴에 의해 패터닝된 제 2 전극 층을 연속적으로 제공하는 단계를 포함하는 방법이다. 더욱이, 상기 방법은 모세관 채널(들)쪽으로 유체의 운반을 차단하는 수단을 제공하는 단계를 포함한다. 이후에 제공된 실시예에 설명된 바와 같이, 일반적으로, 이 단계는 다른 방법 단계의 부분으로서 수행되고, 다른 방법 단계 중 하나와 동시에 일어난다.
본 발명에 따른 방법의 일실시예에서, 유체의 운반을 차단하는 수단을 제공하는 단계는, 측면 벽부가 불충분하게 젖는 지지 표면상에서 불충분하게 젖게 되는 돌출부를 갖는 릴리프 패턴을 제공함으로써 구현되는데, 여기서 불충분하게 젖게 되는 것은, 관련된 유체 및 표면의 접촉각 측정에 의해 결정된 바와 같이 운반이 방지되는 유체에 관해 불충분하게 젖게 됨을 의미하는 것으로 이해된다. 불충분한 젖음은 전술한 값을 갖는 접촉각에 대응한다. 특히, 불충분하게 젖는 측면 벽부 및/또는 지지 표면은, 릴리프 패턴 및 불충분하게 젖는 벌크 물질의 지지 표면을 제조함으로써 제공될 수 있다. 대안적으로, 벌크 물질은 습윤-방지 처리를 가함으로써 불충분하게 젖게 될 수 있다. 그러한 습윤-방지 처리는 당업자에게 잘 알려져 있다. 포토레지스트 릴리프 패턴의 경우에, 습윤-방지 처리는 포토레지스트 표면을 플루오르화된 탄화 수소에 노출시키는 것을 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 방법의 바람직한 실시예는, 돌출부, 및 상기 돌출부를 지지하는 표면으로 형성된 채널을 막고 및/또는 재라우팅하는 적어도 하나의 융기부를 포함하는 릴리프 패턴을 제공하는 단계를 포함한다. 융기부는 차단 수단의 역할을 한다.
융기부를 릴리프 패턴에 제공하는 것은, 제조 공정을 더 복잡하게 만들지 않기 때문에 유체의 운반을 차단하기 위한 매력적인 방법이다. 하여튼, 융기부에는 돌출부를 갖는 릴리프 패턴과 동시에 제공될 수 있고, 패턴 방식의 노출에 사용된 마스크만이 변화될 필요가 있다.
본 발명에 따른 대안적인 방법에서, 채널쪽으로 유체의 운반을 차단하는 수단은 습식 증착 방법에 사용된 유체에 병합된다. 그러한 방법의 일실시예는, 채널이 형성된 표면에 관해 불충분하게 젖게되는 유체를 사용하는 것을 포함한다. 이것을 달성하는데 많은 방식이 있음을 당업자는 인식할 것인데, 간단한 방식은 용매 화합물을 변화시킴으로써 유체의 극성을 변화시키는 것이다. 다른 실시예에서, 유체의 점도는, 기능성 층의 증착의 시간 스케일 상에서, 유체가 픽셀을 분리하는 거리보다 적은 거리에 걸쳐 운반되도록 적응된다.
적합한 제 1 및 제 2 전극 층, 기능성 층 및 릴리프 패턴의 예는 위에서 이미 설명되었다. 개별적으로, EL 디바이스를 제조하는데 필요한 각 방법 단계는 종래 기술이고, 당업자에게 잘 알려져 있다. 예를 들어, 합성 릴리프 패턴은 2개의 포토리소그래픽 단계를 연속적으로 수행함으로써 편리하게 제조될 수 있다.
습식 증착 방법 단계는 기능성 층 물질 또는 그 선구 물질을 포함하는 유체의 층을 제공하는 단계를 수반하는데, 상기 유체의 층은 그 다음에 기능성 층으로변화된다. 기능성 층의 예는 정공 운반 층, 전공 주입 층, 전계 발광 층, 전자 주입 층, 전자 운반 층을 포함한다.
유체 층은 위에서 규정된 형태인 유체를 갖는다. 유체 층이 중착된 후에, 기능성 층으로 변화된다. 이 변화는, 불활성 대기에 필요한 경우, 유체 층을 증가되거나 감소된 온도, 증가되거나 감소된 압력, 및/또는 방사선에 노출시키는 단계를 수반할 수 있다. 이 변화는 상승된 온도에서 수행된다.
기능성 층 물질이 유체 층에서와 같이 존재하면, 용매 및/또는 다른 휘발성 성분을 증발시키기에 충분할 수 있다. 유체 층이 기능성 물질의 선구 물질을 포함하면, 이 변화는 화학 반응을 또한 수반한다. 화학 분야의 당업자에게 알려진 화학 반응의 가치(wealth)는 적합한 선구 물질을 유도하는데 이용될 수 있다. 바람직한 선구 물질은 변화 동안 제거되는 이탈 그룹(leaving group)을 포함한다.
유체 층은 추가 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 물질은, 점도, (점성)탄성, 접촉각 및/또는 습윤성과 같은 유동학적 특성을 조절한다. 습윤제, 또는 습윤 방지제, 균염제, 계면 활성제, 농조화제, 희석제 등이 추가될 수 있다.
고정된 코팅 방법이 사용되면, 그러한 방법 중에서의 선택은 중요하지 않고, 예를 들어 딥-코팅, 스프레이 코팅, 커튼 코팅, 닥터 블레이드, 웹 코팅, 스핀-코팅, 및 랭뮤어-블로젯(Langmuir-Blodgett)일 수 있다. 그럼에도 불구하고, 매우 뜻밖에, 패터닝된 기능성 층은 스핀-코팅과 같은 고정된 습식 증착 방법을 사용하여 넓은 표면에 걸쳐 일정한 방식으로 증착될 수 있다.
바람직한 코팅 방법은 잉크 방울로 이루어진 젯(jet), 또는 연속적인 젯{또한 분배(dispensing)로 지칭됨}을 사용하는 잉크젯 프린팅이다. 처리량 및/또는 상대적인 정렬 정밀도를 증가시키기 위해, 다중-노즐 잉크젯 프린팅 헤드의 사용이 바람직하다. 잉크젯 프린팅의 바람직한 방법에서, 잉크젯 프린팅은 일정한 횟수로 수행되고, 잉크젯 프린팅 헤드는 일정한 속도로 이동되는데, 이것은, 일련의 잉크 방울이 기판 상에 같은 거리로 증착되게 한다.
다색 수동 매트릭스 디스플레이의 경우에, 바람직한 방법은 제 2 전극에 직각 방향으로 잉크젯 프린팅 헤드를 이동시키는 단계를 포함하는데, 이것은, 유체 층의 변화 이후에, 동일한 칼라의 픽셀 어레이가 제 1 전극에 평행하게 확장하게 한다. 증착 이후에 즉시, 동일 간격으로 위치한 잉크 방울은 유체의 연속된 라인으로 합쳐지고, 이에 따라 이것은, 주기성이 픽셀 주기성의 정수배가 아니라도 전계 발광 층 물질이 동일한 칼라를 방출하도록 배열된 픽셀 사이에서 고르게 분포되는 것을 자동적으로 보장한다. 유체의 라인은 제 1 릴리프 패턴에 의해 중단되지 않는데, 그 이유는, 일반적으로 유체 레벨이 처음에 릴리프 패턴의 총 높이보다 더 높도록 배열되기 때문이다.
본 방법의 다른 바람직한 실시예에서, 돌출부를 갖는 릴리프 패턴은, 제 2 전극의 패터닝과 별도로, 하나 이상의 기능성 층을 패터닝하는데 사용된다. 이러한 경우에, 잉크젯 헤드는 릴리프 패턴의 돌출부에 의해 한정된 공간을 채우기 위해 돌출부에 평행하게 이동한다. 기능성 층의 외곽선을 한정하기 위한 분리된 릴리프 패턴은 필요하지 않다. 이 실시예에서, 모세관 채널쪽으로 유체의 운반에 대해 장애물이 없기 때문에, 전술한 바와 같이 융기부 및/또는 엔드-스톱의 사용이 특히적절하다. 더욱이, 돌출부의 자유단 근처의 공간에서, 유체의 증발은, 증발에 이용가능한 표면 영역이 그러한 자유단 근처에서 더 크기 때문에 더 빠르게 진행할 수 있다는 것이 관찰되었다. 더 빠른 증발 속도는 모세관 채널쪽으로 자유단으로의 유체의 운반을 위한 구동력인데, 이것은 특히 비균일한 층을 초래한다.
융기부 및/또는 엔드-스톱은 일반적으로 돌출부에 직각으로 확장하여 위치하고, 하나의 돌출부로부터 다른 돌출부로 확장할 수 있다. 예를 들어, 수동 매트릭스 디스플레이에 사용하기 위해 한 세트의 평행하게 상호 이격된 라인형태의 돌출부를 포함하는 릴리프 패턴의 경우에, 융기부는, 이것이 융기부 자체가 어떠한 돌출부를 갖지 않게 되면 제 2 전극 층의 바람직하지 않은 차단을 초래하지 않고도 이웃한 부분과 결합할 수 있다. 이 실시예에서, 즉 돌출부가, 돌출부를 따라 또한 돌출부 사이에서 잉크젯 헤드를 이동시킴으로써 제 2 전극 층 및 하나 이상의 기능성 층을 패터닝하는데 사용되는 실시예에서, 융기부는, 유체의 운반이 효과적으로 차단되는 경우 유체 층 두께의 높이의 적어도 절반이어야 한다.
본 발명이 또한 종래 기술에서 발광 다이오드라 칭하는 다이오드형 전계 발광 디바이스와 관련하여 위에서 설명되었지만, 본 발명에 따른 디바이스는 임의의 전계 발광 디바이스일 수 있다. 무기형일 수 있지만, 바람직하게는 유기형일 수 있다. 단극 전계 발광 디바이스, 즉 단지 하나의 극성의 전하 캐리어의 주입이 광을 생성하는데 충분한 디바이스일 수 있다. 또한, 광을 생성하기 위해 정공 및 전자 모두의 주입을 필요로 하는 양극형일 수 있다. 양극형은, 관찰할 수 있는 광 방출을 취하기 위해 상이한 일함수의 전극을 필요로 하지 않는 US 5,682,043에 기재된발광 셀(LEC)과, 정공을 주입하기 위한 높은 일함수의 전극 및 전자를 주입하기 위한 낮은 일함수의 전극을 필요로 하는 발광 다이오드(LED)를 포함한다. 또한, 전하 주입 전극이 서로에 대해 아래에 있거나, 대안적으로 인접하게 있도록 배열되는 전계 발광 디바이스를 포함한다.
본 발명의 이러한 양상 및 다른 양상은 이후에 설명되는 실시예로부터 명백해질 것이고, 상기 실시예를 참조하여 설명될 것이다.
도 1은, 전계 발광 층의 패턴 방식의 증착 이후에 얻어진 제조 단계에서 본 발명에 따르지 않는 EL 디바이스의 일부분을 축척대로 도시한 평면도를 도시한다.도 1은 축척대로 도시되고, EL 디바이스(1)가 광 현미경을 통해 검사될 때의 이미지를 나타낸다.
도 1a는 도 1의 라인 Ⅰ-Ⅰ을 따른 단면도를 도시한다. 명백함을 위해, 기판의 수직 방향은 기판의 평면 방향과 다른 축척으로 도시되지 않는다.
EL 디바이스(1)는 300㎛×300㎛ EL 소자(픽셀)(10, 11, 및 12)를 갖는 다색 수동 매트릭스 디스플레이 디바이스이고, ITO 정공 주입 행 전극의 형태로 제 1 전극 층(3)이 제공된 유리 기판(2)을 포함한다. 상기 EL 디바이스(1)는 합성 릴리프 패턴(7)을 추가로 포함하는데, 상기 합성 릴리프 패턴(7)은, 제 2 전극 층(미도시)의 패턴을 한정하기 위한 돌출부를 갖는 제 1 릴리프 패턴(9)과, 상기 제 1 릴리프 패턴(9) 아래의 양의 경사진 부분을 갖는 제 2 릴리프 패턴(8)으로 되어 있다. 돌출부의 경사각은 45°이고, 릴리프 패턴(9)의 높이는 약 2.5㎛이고, 제 2 릴리프 패턴(8)의 높이는 4.5㎛이다. 제 1 칼라의 광을 방출하도록 배열된 패턴 방식으로 증착된 전계 발광 층은 참조 번호(5)로 표시된다.
전계 발광 층(5)은 잉크젯 방법을 사용하여 제조되는데, 여기서 캠브리지 디스플레이 테크날러지사(Cambridge Display Technology Ltd.)에 의해 공급된, 용매 및 전계 방광 층 물질, 적색 방출 플로오르를 원료로 한(red-emissive fluorene-based) 중합체를 포함하는 유체의 150pl 방울의 젯을 일정한 횟수로 방출하는 노즐은 EL 소자(12)를 거치고 그 다음에 픽셀 영역(10)에 걸쳐 일정한 속도로 이동한다. 같은 거리에 위치한 잉크 방울은 연속적인 라인의 유체 방울과 합쳐져, 각각 픽셀 영역(12 및 10) 사이에서 유체를 균일하게 살포된다. 노즐(젯)의 직경, 즉 50㎛는 픽셀 크기보다 훨씬 더 작다. 노즐의 위치 정밀도는 10㎛보다 더 나아진다.
픽셀(10 및 12) 각각에서, 변화될 때, 약 70nm 두께로 된 층(5)을 제공하는 두께 6㎛로 된 유체 층(유체 450pl의 체적)이 증착된다.
도 1은, 픽셀(10 및 12)로의 선택적인 증착에도 불구하고, 변화 이후에도 EL 물질이 영역(11)에도 존재한다는 것을 명백하게 도시한다. 명백하게, 유체는 픽셀 영역(11)으로 번진다. 제 1 릴리프 패턴(9)의 돌출부의 측면 벽부(9a), 및 제 2 릴리프 패턴(8)에 의해 제공된 지지 표면(8a)으로 형성된 채널(13)의 모세관 작용에 의해 번짐이 야기된다. 채널(13)은 픽셀 영역(10 및 12)으로부터 유체를 배출하고, 배출된 유체를 이웃한 픽셀 영역(11)에 재증착한다. 제조 공정의 어떤 단계{층(5)의 증착 이전, 이후 또는 동시에}에서, 영역(11)이 EL 층(5)과 상이한 칼라의 광을 방출하도록 선택된 EL 물질로 채워지면, EL 픽셀(11)은 실제로 혼합된 칼라의 광을 방출하여, 불충분한 색 분해를 야기할 것이다. 도 1에서, EL 층(5)이, 증착이 발생하는 특정 조건에 따라 픽셀 영역(10)을 부분적으로만 커버하는 것으로 도시되었을지라도, EL 층(5)은 의도하지 않게 픽셀 영역(10)을 완전히 커버할 수 있다.
한 편으로 픽셀(12 및 11) 사이의 영역, 및 다른 한편으로 픽셀(10 및 11) 사이의 영역에서의 EL 층(5)의 패턴은 비대칭적이다. 이것은, 픽셀(10 및 12)에서의 EL 층이 연속적으로 증착된다는 점으로 인한 결과이다. 명백하게도, EL 물질 자체의 존재는 릴리프 패턴의 습윤성(wettability)을 변경시킨다는 점에서 또한 모세관 채널쪽으로 유체의 운반에 영향을 미친다. EL 층(5)이 릴리프 패턴의 표면을 덜 적실 수 있게 한다면, 채널(13)쪽으로 유체의 운반은 차단된다.
채널(13)의 모세관 작용의 문제점은 전계 발광 층 물질을 이웃한 픽셀로 번지게 하는 것으로써 설명되었다. 그러나, 상기 문제는 그러한 기능성 층에 한정되지 않는다. 예를 들어, 전하 운반 층의 경우에, 채널(13)의 모세관 작용으로 인해, 변화 이후에, 전하 운반 물질은, 채널(13)이 제 2 릴리프 패턴(9)을 교차하는 그러한 부분을 포함하는, 전체 길이에 따라 각 채널(13)에 존재한다. 이것은, 동일한 열에서의 전하 운반 영역이 상호 연결되는 전하 운반 층을 초래한다. 동일한 열에서의 전하 운반 영역이 상호 연결되고, 전하 운반 층이 비교적 높은 전도율을 갖는다면, 상당한 누설 전류는, 이러한 행 전극(3) 중 하나만이 구동되고 다른 하나가 픽셀의 오프 상태에 대응하는 일정한 전위로 유지되는 경우, 예를 들어 픽셀(10 및 11)의 행 전극(3) 사이에서 흐를 것이다.
실시예 2(본 발명에 따른)
도 2는, 전계 발광 층의 증착 이후에 제조 단계에서 본 발명에 따른 EL 디바이스의 일부분을 축척대로 도시한 평면도를 도시하고,
도 2a, 2b 및 2c는, 각각 도 2의 라인 Ⅱ-Ⅱ, Ⅲ-Ⅲ, Ⅳ-Ⅳ을 따라 확대 단면도를 도시한다. 명백함을 위해, 기판에 수직 방향은 기판의 평면에서의 방향과 다른 축척으로 도시되지 않는다.
디바이스(101)는 EL 픽셀 영역(110, 111, 및 112)을 갖는 수동 매트릭스 다색 EL 디바이스이다. 디바이스(101)는 행 전극(103)으로 커버된 기판(102), 및 합성 릴리프 패턴(107)을 포함하는데, 상기 합성 릴리프 패턴(107)은, 제 2 전극 층(미도시)을 패터닝하기 위한 돌출부를 갖는 제 1 릴리프 패턴(109), 및 양의 경사진부분을 갖고 제 1 릴리프 패턴(109) 밑에 있는 제 2 릴리프 패턴(108)을 포함한다. 릴리프 패턴(109)은 융기부(115)를 갖는데, 각 융기부(115)는 융기부의 위치에서 제 1 릴리프 패턴(109)의 경계에 횡단하여 확장한다. 융기부(115)는, 제 1 릴리프 패턴(109)의 돌출부, 및 제 2 릴리프 패턴(108)에 의해 제공된 지지 표면(108a)으로 형성된 채널(113)을 막고 및/또는 재라우팅하여, 모세관 채널(들)(113)쪽으로 유체의 운반을 차단하기 위한 수단의 역할을 한다.
융기부(115)는 제 2 릴리프 패턴(108)에 의해 지지되고, 그 위치에서, 릴리프 패턴(108)은, 융기부(115)의 자유단을 넘어 확장하는 릴리프 패턴(108)의 부분에 비해, 릴리프 패턴(109)의 폭보다 10 내지 100% 더 넓어지게 얼마간 넓어진다. 넓어진 부분은, 융기부(115)가 모세관 채널(들)쪽으로 유체의 운반을 차단하는데 더 효과적이게 한다.
지금까지 설명한 구조는 실시예 1{물론 융기부(115) 및 넓어진 부분을 제공하도록 적응된 마스크를 사용하는}과 동일한 방식으로 제조된다.
EL 디바이스(101)는 전하 운반 층(104)을 추가로 포함한다. 이 실시예에서, 기능성 층(104)은, 직선 방향, 및 돌출부를 갖는 제 1 릴리프 패턴(108)의 스트립의 직각 방향으로 60μ 떨어져 PEDOT(공급자 바이어 AG)의 3 중량 %(% by weight) 수용성 용액의 120pl 방울을 픽셀(110, 111, 112)에 증착함으로써 잉크젯 프린팅된다. 증착 이후에, 방울은, 본질적으로 릴리프 패턴(108)의 높이보다 훨씬 더 높은 8㎛ 높이의 유체의 라인으로 구성되는 유체 층에 합쳐진다. 각 픽셀(110, 111, 112)에 증착된 PEDOT 용액의 체적은 약 600pl이다. 용매를 증발시킴으로써 변화한후에, 픽셀(110, 111, 112) 각각에는 200nm 두께의 전하 운반 층(104)이 제공된다.
도 2a 및 2b로부터 명백한 바와 같이, 전하 운반 층 물질은 모세관 채널(113)에 증착된다. 도 2를 참조하면, 픽셀(110)의 전하 운반 영역은 픽셀(111)의 전하 운반 영역과 완전히 분리되지 않는다. 융기부(115)의 자유단 바로 너머에, 픽셀(110)은 전하 운반 물질의 좁은 경로를 통해 연결된다. 그 결과, 누설 전류는, 예를 들어 픽셀(110)이 구동되는 한편, 이웃한 픽셀(111)을 오프 픽셀 상태에 대응하는 일정한 전위로 유지시킬 때 ITO 전극(103) 사이에서, 작을지라도, 여전히 측정된다. 그러나, 누설 전류는, 융기부(115) 없이 릴리프 패턴을 갖는 EL 디바이스에 비해 적어도 3 내지 4의 인자로 감소된다.
패턴 방식의 증착된 전계 발광 층은 참조 번호(105)로 표시된다. EL 층(105)은 실시예 1과 정확히 동일한 방식으로 증착되는데, 상기 실시예 1의 방식은, 제 1 릴리프 패턴(109)의 스트립에 직각 방향으로 픽셀 영역에 걸쳐 이동되는 한편, 전계 발광 층 물질을 포함하는 유체 방울의 젯을 방출하는 노즐에 의한 것이다. 도 1과 2를 비교하면, 융기부(115)가 모세관 채널(113)쪽으로 유체의 운반을 차단하는데 도움을 준다는 것은 명백하다. 참조 번호(105a)로 표시된 EL 물질의 영역은, 픽셀 영역(112)으로부터 배출된 약간의 유체가 융기부(115)를 통과할 수 있지만, 이러한 물질이 픽셀(111)의 광 방출부 외부에서 재증착되는 것을 나타내며, 픽셀의 주변부는 도 2에서 점선으로 표시된다. 따라서, 색 번짐은 효과적으로 방지되고, 만족스러운 색 분해가 얻어진다.
실시예 3(본 발명에 따라)
도 3은 본 발명에 따라 유기 EL 매트릭스 디스플레이 디바이스(21)의 일부분에 대한 사시도를 개략적으로 도시한다.
도 4는 본 발명에 따라 EL 디바이스(21)가 제공된 이동 전화(101)를 개략적으로 도시한다.
디바이스(21)는 EL 다색 픽셀(31R, 31G, 31B)을 갖고, 정공-주입 행 전극(23)의 형태로 패터닝된 제 1 전극 층으로 커버된 유리 기판(22)을 포함한다. 적어도 행 전극(23)사이에서 또한 행 전극(23)쪽으로 확장하는 합성 릴리프 패턴(27)은, 양으로 경사진 부분을 갖는 제 2 릴리프 패턴(28)에 의해 지지되는 돌출부를 갖는 제 1 릴리프 패턴(29)을 포함한다. 제 1 릴리프 패턴(29)은 제 2 전극 층(26)의 패턴을 한정하는데 사용된다. 제 2 릴리프 패턴(28)의 목적은, EL 층의 패턴의 외곽선 및 EL 디바이스의 픽셀(31R, 31G, 31B)의 아웃라인을 한정하는 것이다. 릴리프 패턴은 융기부(35)를 갖는데, 상기 융기부(35) 각각은, 융기부의 위치에서 제 1 릴리프 패턴(29)의 경계에 횡단하여 확장한다. 융기부(35)는 채널(33)을 막고 및/또는 재라우팅하는데, 상기 채널(33)은 릴리프 패턴(29)의 돌출부의 측면 벽부(29a), 및 상기 릴리프 패턴을 지지하는 표면(28a)으로 형성된다. 융기부(35)는 또한 돌출부인데, 상기 돌출부는, 모세관 채널(33)쪽으로 유체의 운반을 차단할 목적을 위해 결코 필수적인 것이 아니지만, 동시에 또한 제 1 릴리프 패턴(29)에 사용된 것과 동일한 과정을 사용하여 제공될 수 있으므로, 제조 목적에 편리하다.
융기부(35)의 자유단 근처에서, 채널(33)에 존재하는 전하 운반 물질의 성분(strand)은 차단되어, 상호 분리된 전하 운반 영역(24)의 전하 운반 층으로 하여금, 전하 운반 영역(24)이 채널에 존재하는 전하 운반 물질을 통해 연결되지 않고도 스핀-코팅 또는 잉크젯 프린팅과 같은 습식 증착 방법을 사용하여 제공되도록 한다. 융기부(35)는, 예를 들어 잉크젯 프린팅 동안 융기부(35)없이 EL 층(25R, 25G, 25B)에 사용된 전계 발광 층 물질을 포함하는 유체를 한 픽셀에서 다른 픽셀로 운반하는 모세관 채널(33)을 융기부(35)가 또한 막거나 적어도 재라우팅한다는 점에서 색 번짐을 또한 방지한다. 융기부(35)의 자유단 근처에서 층(25R, 25G 또는 25B)의 정확한 경계만이 개략적으로 표시되며, 경계의 정확한 아웃라인은 상기 층이 얻어지는 유체의 유동학적(rheological) 특성, 기판의 젖는 특성, 및 사용된 습식 증착 방법의 유형과 같은 많은 인자에 따른다. 도 3의 실시예에서, 층(25G)은, 적어도 부분적으로 불충분하게 젖은 표면을 릴리프 패턴(27)에 제공함으로써 모세관 채널(33)쪽으로 층(25R 및 25B)에 대한 EL 층 물질의 운반을 차단하는데 도움이 된다.
하여튼, 융기부(35)는, 어떠한 EL 층 물질도 픽셀로부터 배출되지 않고, 후속적으로 상이한 칼라를 방출하도록 배열된 이웃한 픽셀의 광 방출 영역에 재증착되지 않는다는 점에서 층(25R, 25G 또는 25B)에 대한 EL 층 물질을 포함하는 유체의 운반을 차단하는 수단의 역할을 한다. EL 디바이스(21)는, 제 1 릴리프 패턴(29)의 돌출부에 의해 아웃라이닝된 패턴에 따라 패터닝되는 제 2 전극 층(26)에 의해 완성된다. 제 2 전극 층 물질 증기가 진공 증착되면, 비-기능성(non-functional) 제 2 전극 물질(30)은 릴리프 패턴(29)의 상부에 존재한다.
예로서, EL 디바이스(21)는 다음과 같이 제조될 수 있다:
15Ω/스퀘어의 150nm 두께의 ITO 층{발저(Balzers)}으로 코팅된 1.1mm 두께의 소다 석회(soda-lime) 유리로 된 기판(22)이 제공되고, 폭이 280㎛인 라인 및 폭이 30㎛인 공간으로 패터닝된 ITO 층은, EL 소자(31R, 31G 및 31B)의 애노드의 역할을 하는 행 전극(23)의 형태로 제 1 전극을 포함하는 제 1 전극 층을 얻기 위해 종래의 방식으로 패터닝된다.
합성 패턴(27)의 제 2 릴리프 패턴(28)을 제공하기 위해, 기판은 종래의 포토레지스트로 스핀-코팅되는데, 상기 포토레지스트는 마스크를 사용하여 노출되고, 현상된다. 릴리프 패턴(28)은 약 270×270㎛ 픽셀(31R, 31G 및 31B)을 한정하는 양으로 경사진 부분의 매트릭스 패턴을 갖는다. 릴리프 패턴(28)의 좁은 부분은 폭이 40㎛인 반면, 융기부(35)를 지지하는 더 넓은 부분은 폭이 60㎛이다. 릴리프 패턴(28)의 높이는 4㎛이다. 그 다음에, 릴리프 패턴(28)은, 릴리프 패턴(29)을 제공하는 과정에 저항력있게 하기 위해 하드 베이킹(hard-baked)된다.
그 다음에, 기판은 이미지 역(reversal) 포토레지스트 AZ5218-e(AZ Hoechst)의 층으로 스핀 코팅(1000rpm)된다. 포토레지스트는, 32mJ/cm2의 선량에 근접한(40㎛ 간격) 마스크를 사용하는 패턴 방식으로 노출되고, 10분 동안 110℃로 하드 베이킹되고, 400mJ/cm2의 선량으로 대량(flood) 노출되고, 45°의 음의 경사를 얻는데 충분한 시간 동안 1:1 AZ-현상액:탈 이온수 현상액을 사용하여 현상되고, 15분 동안 100℃로 포스트 베이킹(post-baked)된다. 이러한 결과, 릴리프 패턴(29)은 제 1 릴리프 패턴(29)의 경계(36)에 횡단하여 확장하는 융기부(35)를 갖게 된다. 각 돌출부는 역사다리꼴 형태를 갖는다. 릴리프 패턴(29)의 높이는 2.0㎛이다. 릴리프 패턴(27)의 총 높이는 6.0㎛이다.
제 2 릴리프 패턴(28)의 횡단면은, 제 1 릴리프 패턴(29)을 부착하기 전에, 약간 흐를 수 있도록 연장된 시간 기간 동안 연화점(softening point) 이상의 온도로 릴리프 패턴(28)을 하드 베이킹함으로써 더욱 둥글게 될 수 있다.
그 다음에, 폴리-3,4-에틸렌디옥시티오페인(poly-3,4-ethylenedioxythiophene)(PEDOT)의 전하 운반 층(24)은, 상호 분리된 각각 250nm 두께의 영역을 초래하고 100㏁/스퀘어의 스퀘어 저항을 갖는 실시예 2에 기재된 방법에 따라 잉크젯된다.
후속적으로, 녹색 방출 전계 발광 층(25G)은 실시예1 및 2에 기재된 방식과 유사한 방식으로 잉크젯된다. 그 때 연속적으로, 캠브리지 디스플레이 테크날러지사에 의해 공급된 플루오르를 원료로 한 중합체의 적색, 청색 광 방출 전계 발광 층은 각각 잉크젯된다. 잉크젯 용액은 크실렌에서 1 내지 1.5 % 중량비 중합체를 포함하고, 약 5mPa의 점도를 갖는다.
내장된 새도우 마스크로서 제 1 릴리프 패턴(29)을 사용할 동안, 3nm 두께의 Ba 층 및 200nm 두께의 AL 층은 EL 층의 상부에 연속적으로 증착된다. 이에 따라 얻어진 패터닝된 Ba/Al 층은 복수의 열 전극(캐소드)(26)을 포함하는 제 2 전극 층을 구성한다.
도 3의 실시예는 각 픽셀에 따라 분리될 ITO 전극(23)을 보여준다. 대안적으로, 각 픽셀을 개별적으로 어드레싱할 수 있기 위해 각 집합적인 RGB-픽셀(25R,25G 및 25B)에 대해 단일 공통 ITO 트랙(23)을 가지는 것이 충분하다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 전계 발광 디바이스 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
Claims (11)
- 전계 발광 디바이스로서,제 1 및 제 2 전극 층으로서, 적어도 상기 제 2 전극 층은 원하는 패턴에 따라 제공되는, 제 1 및 제 2 전극 층과,하나 이상의 기능성 층으로서, 상기 기능성 층 중 하나 또는 적어도 하나는 전계 발광 층인, 하나 이상의 기능성 층과,상기 제 2 전극 층의 원하는 패턴을 한정하기 위해 하나 이상의 돌출부(overhanging sections)를 갖는 릴리프(relief) 패턴과,돌출부와 상기 돌출부를 지지하는 표면으로 형성된 모세관 채널(capillary channel)를 따라 유체의 운반을 차단하는 수단을포함하는, 전계 발광 디바이스.
- 제 2항에 있어서, 상기 유체의 운반을 차단하는 수단은 상기 릴리프 패턴으로부터 확장하는 적어도 하나의 융기부(protrusion)를 포함하는, 전계 발광 디바이스.
- 제 2항에 있어서, 상기 릴리프 패턴은 하나 이상의 양으로 경사진(positively-sloped) 부분을 갖는, 전계 발광 디바이스.
- 제 3항에 있어서, 상기 릴리프 패턴은, 양으로 경사진 부분을 갖는 제 2 릴리프 패턴 위에 있거나 밑에 있는 돌출부를 갖는 제 1 릴리프 패턴을 포함하는 합성 릴리프 패턴인, 전계 발광 디바이스.
- 제 4항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 릴리프 패턴은, 상기 제 1 및 제 2 릴리프 패턴이 서로 교차하는 곳을 제외하고, 동일한 기판 표면에 의해 직접 지지되는, 전계 발광 디바이스.
- 제 4항에 있어서, 상기 제 2 릴리프 패턴은 상기 제 1 릴리프 패턴의 지지 표면을 제공하는, 전계 발광 디바이스.
- 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 디바이스는, 상기 제 1 전극 층으로서 행 전극과, 상기 제 2 전극 층으로서 열 전극과, 행 및 열 전극의 교차부에서 형성되는 독자적으로 어드레싱가능한 전계 발광 소자와, 상기 열 전극쪽으로 또한 상기 열 전극 사이에서 확장하는 스트립 형태의 돌출부를 갖는 릴리프 패턴을 포함하는 수동형 매트릭스 디스플레이 디바이스인, 전계 발광 디바이스.
- 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 기재된 전계 발광 디바이스가 제공된, 이동 전화와 같은 배터리 동작형 및/또는 핸드 헬드형 전자 디바이스.
- 제 1 및 제 2 전극 층으로서, 적어도 상기 제 2 전극 층은 원하는 패턴에 따라 제공되는, 제 1 및 제 2 전극 층과,하나 이상의 기능성 층으로서, 상기 기능성 층 중 하나 또는 적어도 하나는 전계 발광 층인, 하나 이상의 기능성 층과,상기 제 2 전극 층의 원하는 패턴을 한정하기 위한 하나 이상의 돌출부를 갖는 릴리프 패턴과,돌출부와 상기 돌출부를 지지하는 표면으로 형성된 모세관 채널쪽으로 유체의 운반을 차단하는 수단을포함하는, 전계 발광 디바이스의 제조 방법으로서,상기 방법은 습식 증착 방법에 의해 상기 기능성 층 또는 적어도 하나의 상기 기능성 층을 제공하는 단계를 포함하는, 전계 발광 디바이스 제조 방법.
- 제 9항에 있어서, 돌출부와 상기 돌출부를 지지하는 표면으로 형성된 모세관 채널을 막고(blocking) 및/또는 재라우팅(rerouting)하는 적어도 하나의 융기부를 포함하는 릴리프 패턴을 제공하는 단계를 포함하는, 전계 발광 디바이스 제조 방법.
- 제 9항 또는 제 10항에 있어서, 잉크젯 프린팅(ink-jet printing)은 상기 습식 증착 방법으로서 사용되는, 전계 발광 디바이스 제조 방법.
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