KR20020077486A - 전자발광 디바이스 및 이를 제조하는 방법 - Google Patents
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Abstract
전자발광 디바이스는 패턴 방식의 잉크-제트 프린트된 전극을 포함한다. 이 전극은 전자발광 디바이스의 전자발광 층에 전하를 공급하며, 그리고 금속이나 금속 합금을 포함한다. 이러한 전자발광 디바이스를 제조하는 방법에서, 전극은 용융 금속이나 금속 합금을 잉크-제트 프린팅함으로써 형성된다.
Description
일반적으로, 전자발광 (EL : electroluminescent) 디바이스는 전극에 의해 공급되는 전류가 물질을 통과할 때 광을 방출할 수 있는 EL 물질을 포함하는 디바이스이다. 만약 전극 사이에 배치되는, EL 물질이, 또는 만약 있다면, 임의의 다른 기능성 물질이, 유기(organic) 특성 또는 중합체(polymeric) 특성으로 구성되어 있으면, 이 디바이스는 각각 유기 EL 디바이스 또는 중합체 EL 디바이스라고 불리운다. 본 발명의 상황에서는, 이 유기라는 용어는 중합체를 포함한다.
광 방출 다이오드라고도 부르는, 다이오드 타입의 EL 디바이스는 우선적으로 한 방향으로 전류를 흐르게 하며 그리고 일반적으로 정공 주입 전극(hole-injecting electrode){양극(anode)이라고도 함}, 전자 주입 전극(electron-injecting electrode){음극(cathode)이라고도 함} 사이에 놓여 있는 EL 물질을 포함한다. 적절한 전압을 인가할 때, 정공과 전자는 양극과 음극을 통해 EL 물질 안으로 각각 주입된다. 광은 EL 물질 내부의 정공과 전자의 방사성 재결합(radiative recombination)에 의해 발생된다. 여러 유기 EL 물질을 사용하여, 방출되는 광의컬러가 변경될 수 있다.
EL 디바이스는 광 소스로서 사용될 수 있으며, 특히 유기 타입의 EL 디바이스는 디스플레이를 위한 백라이트와 같은 대영역의 조명 응용에 적합하다. (유기) EL 디바이스는 모노크롬(monochrome) 디스플레이 디바이스 또는 다중 컬러(multi-color) 디스플레이 디바이스, 정지 화상(still image) 디스플레이, 세그먼트형 (segmented) 디스플레이 디바이스, 또는 수동 타입 또는 능동 타입(passive or active type)의 매트릭스 디바이스와 같은 디스플레이 목적에 적합한 복수의 전자발광 소자(이후에는 픽셀이라고도 한다)를 포함한다. 유기 EL 디스플레이 및 특히 중합체 EL 디바이스는 단단하고(rigid) 및/또는 평면(flat)인 디스플레이로는 실현될 수 없는 디스플레이에 응용가능하게 성형되거나 플렉시블하게(flexible) 만들어질 수 있다.
US 5,701,055에는, 복수의 발광 부분을 구비하는 전자발광 디스플레이 패널이 개시된다. 이 패널은 제 1 전극을 포함하며, 이 제 1 전극 위에 유기 기능성 층이 형성되며, 이 유기 기능성 층 위에 제 2 전극이 형성된다. 이 패널은 기판에서부터 튀어나와 있는 전기적 절연 벽(insulating ramparts)을 더 포함한다. 이 벽은 기판과 평행한 방향으로 튀어나와 있는 오버행잉 섹션(overhanging section)을 가진다. 제 2 전극 층을 적층하는데 사용되는 금속 증기의 플럭스(flux)를 위해 음영 구역(shadow region)을 제공함으로써, 이 벽은 패턴화된 제 2 전극 층을 제공하는 기능을 한다.
알려진 EL 디스플레이 패널의 단점은 진공 증착법(vacuum depositionmethod)을 사용하여 제 2 전극 층의 증착(deposition)이 수행된다는 점이다. 진공 기반 증착법은, 일반적으로 값비싼 진공 시설을 요구하며, 비교적 시간을 소비하며, 그리고 특히 후막(thick film)을 제공하는데는 적합하지 않은, 배치 방법(batch method)이다.
본 발명은 전자발광 디바이스와 이를 제조하는 방법에 관한 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 잉크-제트 프린트된 전극을 포함하는 광방출 다이오드 타입의 EL 디바이스의 일 실시예의 단면을 사시도로 개략적으로 예시하는 도면.
도 2는 본 발명에 따른 잉크-제프 트린트된 전극 층을 포함하는 EL 디바이스의 다른 실시예의 평면도를 개략적으로 도시하는 도면.
도 3은 도 2의 라인 I-I을 따른 단면도를 개략적으로 도시하는 도면.
도 4는 본 발명에 따른 수동 매트릭스 EL 디바이스의 실시예의 단면도를 개략적으로 도시하는 도면.
도 5는 본 발명에 따른 잉크-제트 프린트된 전극 층을 포함하는 EL 디바이스의 다른 실시예의 평면도를 개략적으로 도시하는 도면.
도 6은 도 5의 라인 Ⅱ-Ⅱ를 따른 단면을 개략적으로 도시하는 도면.
도 7은 본 발명에 따른 세그먼트형 EL 디스플레이 디바이스의 실시예의 평면도를 개략적으로 도시하는 도면.
도 8은 본 발명에 따른 다른 EL 디바이스의 평면도를 개략적으로 도시하는 도면.
본 발명의 목적은 특히 이들 단점을 해소하는 것이다. 구체적으로 본 발명의 목적은, 원하는 경우 연속 공정으로 대량 가공하여 용이하고 효과적으로 제조될 수 있는, 패턴화된 전극을 구비하는 전자발광 디바이스를 제공하는 것이다. EL 디바이스는 그 제조시에 진공 시설의 사용을 수반하지 않도록 하여야 한다. 최광의 의미에서, 본 디바이스는 추가적인 공정 단계를 통해 형성되는 벽이나 다른 구조의 도움 없이도 신뢰성 있고 정밀하게 전극이 패턴화될 수 있도록 하는 것이다.
본 발명에 따라, 이들 목적과 다른 목적은 전자발광 디바이스의 전자발광 층에 전하를 공급하기 위해 금속이나 금속 합금을 포함하는, 패턴 방식의 잉크-제트 프린트된 전극(pattern-wise ink-jet printed electrode)을 포함하는 전자발광 디바이스에 의해 달성된다.
잉크-제트 프린트된 패턴화된 전극을 제공함으로써, 대량 가공으로 용이하고 효율적으로 제조될 수 있는 EL 디바이스가 얻어진다. 잉크-제트 프린팅(Ink-jet printing)은 높은 쓰루풋과 고 해상도를 제공할 수 있는 신뢰성 있는 증착법이며, 연속 공정으로 적합하게 적용될 수 있다. 20㎛ 정도로 작은, 특성 최소 형성 사이즈를 가지는 패턴이 종래의 저가의 시설을 사용하여 정밀하고 루틴하게 제조될 수있다.
잉크는 기판 표면 위에 증착될 때 유체의 자연스러운 형상(natural shape)이 채용되게 받아들인다. 이 자연스러운 형상은 기판에 대하여 잉크의 접촉 각 (contact angle)을 특징으로 한다. 증착된 잉크의 자연스러운 형상과 사이즈에 영향을 주는 파라미터는 잉크가 배출되는 양과 속도(방울 부피에 적하 주파수를 곱한 것), 노즐의 직경, 및 잉크-제트 헤드가 기판에 대하여 이동되는 속도이다. 잉크 방울 제트의 경우에, 연속적으로 증착된 잉크방울 사이의, 기판 상에서 측정된 거리는 잉크-제트된 전극의 사이즈와 형상을 제어하는데 중요한 파라미터이다. 잉크가 기판 위에 증착될 때 자연적인 형상과 사이즈를 채용하기 때문에, 추가적인 공정 단계를 통해 형성되는 벽이나 유사한 구조를 사용하지 않고도 전극이 패턴화될 수 있다.
본 발명의 상황에서, 잉크-제트 프린팅이라는 용어는 하나의 노즐 또는 하나를 초과하는 노즐(복수의 노즐)에서 나오는 잉크(유체)의 제트 방출을 언급한다. 이 제트는 개별적인 방울로 구성될 수 있으며 또는 연속 제트일 수도 있으며, 후자의 연속 제트의 배열은 또한 디스펜싱(dispensing)이라고도 부른다. 원하는 패턴은 드라이버 전자장치에 의해 잉크-제트 헤드로 제공되는 시간에 따른 입력 데이터 신호에 응답하여 잉크가 증착되어야 할 표면에 대하여 잉크-제트 헤드를 이동시킴으로써 얻어진다.
본 발명의 상황에서, 잉크라는 용어는, 현탁액(suspension), 용액 (solution), 분산액(dispersion), 페이스트(paste), 라커(lacquer), 유화액(emulsion), 졸(sol), 등과 같은 잉크-제트 프린팅 헤드로부터 배출될 수 있는 임의의 변형가능 물질(deformable mass)(유체, 액체)을 언급한다.
본 발명의 상황에서, 전극이라는 용어는 원하는 패턴에 따라 (집합적으로) 제공되는 복수의 전극을 포함하는 것을 의미한다. 복수의 전극은 함께 전극 층을 형성할 수 있다. 전극 층은 공간으로 일정 간격 떨어져 있는 상호 독립적으로 주소지정가능한 복수의 전극을 포함한다. 전극은 EL 디바이스의 (EL 픽셀이라고도 하는) 독립적으로 주소지정가능한 여러 EL 소자의 전자발광 층에 전하를 공급하기 위한 공통 전극일 수 있다.
통상, "금속이나 금속 합금을 포함하는 전극"이라는 표현에서 "포함하는"이라는 용어는 다른 금속 및/또는 금속 합금의 존재를 배재하지 않는다. 특히, 전극은 금속, 금속 합금, 또는 금속 및/또는 금속 합금의 임의의 혼합물로 구성될 수 있다. 금속이나 금속 합금을 포함하는 전극은 금속 또는 금속 합금 전극이라고도 한다.
관련 측면에서, 본 발명은 전자발광 층에 전하를 공급하기 위한 패턴화된 전극을 포함하는 전자발광 디바이스에 관한 것으로, 상기 전극은 금속이나 금속 합금을 포함하며 최대 두께 적어도 5㎛의 횡방향 윤곽(transverse profile)을 가진다. 바람직하게, 그 두께는 적어도 10㎛이고 또는 더 바람직하게는 적어도 20㎛이다. 최대 두께가 5㎛보다 더 작은 경우에는, 접촉 각이 너무 작아지게 되고 잉크는 얻어질 폭이 약 50 내지 300㎛일 때 원하는 폭으로 용이하게 퍼질 수 없다. 이러한 전극의 폭은 픽셀 방식의 디스플레이(pixelated display)에는 전형적인 사이즈이다. 전형적으로 0.1 라디안 미만의 작은 접촉 각에서, 잉크 방울의 자연스러운 형상과 사이즈는, 어쨋든 얻어졌다 하더라도, 손쉽게 교란되어, 잉크-제트 프린팅 공정이 신뢰할 수 없게 된다. 두께는 전극이 제공되는 표면에 법선 방향의 치수로서 정의된다. 최대 두께가 40㎛ 또는 이를 초과하는 전극이 잉크-제트에 있어서는 최고로 알맞다. 대안적으로, 잉크-제트 프린팅은 최대 두께가 전극의 폭의 적어도 40%일 때 알맞게 수행된다.
본 발명의 이 측면에 따라 전자발광 디바이스의 매력적인 특징은, 패턴화된 전극 층이 용융 금속이나 금속 합금을 잉크-제트 프린팅함으로써 얻을 수 있다는 것이다. 만약 용융 금속을 잉크-제트 프린팅하는 것에 의해 전극이 얻어지면, 이 전극은 동일 패턴에 따라 제공되면 표면 상에 존재하는 유체가 받아들이는 형상을 가진다. 잉크-제트 프린팅에 의해 전극을 제공하는 잇점은 앞에 기술되어 있다.
잉크-제트 프린팅은 20㎛ 정도로 작은 형상의 인쇄를 가능하게 하여 이로 인해 패턴화된 전극은 100 내지 300㎛의 픽셀 사이즈를 가지는 다수의 픽셀 EL 디바이스에 적합하게 사용될 수 있다. 50㎛ 정도로 작은 픽셀 사이즈 또는 이보다 미만의 픽셀 사이즈를 가지는 고해상도 디스플레이에도 이용가능하다.
게다가, 적어도 5㎛의 최대 두께를 가지는 것은 전극 내 핀홀(pin-hole) 형성 위험을 줄여 준다. 이 기술 분야에서는 알려져 있는 바와 같이, 핀홀은 EL 디바이스에서 원치 않는 흑점 형성을 유발한다. 두꺼운 전극은 유기 전자발광 층과 같은 손쉽게 손상되는 층을 덮어 이 층을 위한 보호 기능을 또한 제공한다.
개별적인 잉크 방울이 기판 위에 적층될 때, 방울은 일반적으로 최대 두께를가지는, 축방향으로 대칭인 볼록 형상을 채용한다. 방울과 그 지지 표면 사이의 접촉 각을 특징으로 하는, 지지 표면에 대한 방울의 젖음성(wettability)에 따라, 방울의 형상은 더 많이 또는 더 적게 둥글게 된다. 전형적으로, 잉크-제트 헤드는 20 ㎛ 내지 80㎛ 범위의 직경을 가지는 방울을 배출한다. 잉크 방울이 전극 물질의 방울로 변환될 때, 볼록 형상은 일반적으로 유지된다. 게다가, 변환시에, 방울의 부피가 실질적으로 변화하지 않으면, 적어도 5㎛의 최대 두께는 알맞고 루틴하게 얻을 수 있다.
개개의 방울을 포함하는 제트의 경우에, 잉크가 적층되어야 할 표면에 대하여 잉크-제트 헤드를 이동시킴으로써, 방울 어레이가 패턴에 따라 형성된다. 잉크-제트 헤드가 표면에 대하여 이동되는 적하 주파수와 속도는 방울의 어레이가 단일한 연속 구조를 형성하도록 병합할 수 있게 상호 조화될 수 있다.
전극 층의 목적은 인가된 전압에 응답하여 층의 형태로 일반적으로 제공된 전자발광 물질에 전하를 공급하는 것이다. 전하는 포지티브일 수도 있으며 이 경우 정공이라고도 하며 또는 네거티브일 수도 있는데 이 경우에는 전자라고도 한다. 전하를 공급하는 것은, 광 방출 영역 외부의 위치로부터, 예컨대, 접촉 패드로부터 광 방출 영역 내부의 위치로, 예컨대, 특정 픽셀 위치로 전송하는 것을 수반한다. 이 전하 전송은 전극이 제공되는 표면에 대해 전송 방향이 측방향(lateral)이기 때문에 측방향 전하 전송(lateral charge transport)이라고 부른다.
추가로, 전하 전송은 일어나는 경우 전하는 전극으로부터 나와서 전자발광 층 쪽으로 전송된다. 이것은, 적층된 EL 디바이스에서는 이 전송이 전극을 지지하는 표면에 수직 방향이기 때문에, 횡방향 전하 전송(transverse charge transport)이라고 한다. 다수의 픽셀 EL 디바이스의 경우에, 횡방향 전하 전송은 전형적으로 EL 픽셀 내부에서 일어난다.
횡방향으로 전송되는 동안, 전극과 이웃하는 기능성 층으로 전하가 주입될 수 있다. 이웃한 기능성 층은 전극 층에서 먼, 전하 전송/주입 층의 측에 위치된 제 2 이웃하는 기능성 층으로 전하를 전송 및/또는 주입하기 위해 전자발광 층 또는 전하 전송 및/또는 주입 층일 수 있다. 이리하여, 전자발광 층은 전하 전송/주입 층과 같은 하나 이상의 기능성 층에 의해 전극으로부터 분리될 수 있다.
잉크-제트 프린팅의 잇점은 만약 전극이 패턴에 따라 제공되는 경우에 최상으로 이용된다. 패턴화된 전극은 이미지(image), 로고(logo), 또는 다른 종류의 기호(sign)를 디스플레이할 수 있는 EL 디바이스를 제공하는데 사용될 수 있다.
또한, 본 발명에 따라 패턴화된 전극을 구비하는 EL 디바이스는 세그먼트형 디스플레이와 수동 타입 및 능동 타입의 매트릭스 디스플레이에서와 같이, 독립적으로 주소지정가능한 EL 소자(픽셀이라고도 함)의 전극으로 작용할 수 있다.
비록, 원리적으로는 유기성, 또는 보다 구체적으로 중합체로 된, 전기적으로 전도성 있는 물질의 잉크-제트 프린트된 층이 전극으로 또한 작용할 수 있지만, 이러한 전극의 전기전도성은 너무 낮아서 실제 디스플레이 응용을 위해 충분한 측방향 전하 전송을 제공할 수 없는 것으로 발견되었다. 예를 들어, 수동 매트릭스 디스플레이에서, 이러한 유기 전극에 따른 전압 강하는 이러한 전극에 의해 주소지정된 픽셀 중에 브라이트니스의 허용가능하지 않은 비-균일성을 유발한다.
금속과 금속 합금이 EL 물질에 전하를 제공하기 위하여 충분한 전도성이 있기 때문에, 이 목적을 위한 금속이나 금속 합금의 선택은 중요하지 않으며 어느 금속이나 금속 합금도 전극을 제조하는데 사용될 수 있다.
EL 디바이스는, 전극에 의해 전하를 공급받는, 일반적으로 층의 형태인, 전자발광 물질을 포함한다. 본 발명의 상황에서, 사용되는 EL 물질의 타입은 중요하지 않으며, 이 기술 분야에서 알려진 임의의 EL 물질도 사용될 수 있다. 특히, 유기(중합체) EL 물질이 적합하다. 이러한 물질은 저 또는 고 분자량(molecular weight)의 유기 광발광 또는 전자발광, 형광 및 인광 화합물을 포함할 수 있다. 적합한 저 분자량 화합물은 이 기술 분야에서는 이미 알려져 있으며 트리스-8-알루미늄 퀴놀리놀 복합물(tris-8-aluminium quinolinol complex) 및 쿠마린스 (coumarins)를 포함한다. 이러한 화합물은 진공 증착법을 사용하여 도포될 수 있다. 대안적으로, 저 분자량 화합물은, 예를 들어, 주쇄(main chain)에 또는 측쇄(side-chains)로서 포함되어, 중합체 매트릭스에 내제되거나 중합체에 화학적으로 결합될 수 있는데, 일례는 폴리비닐카바졸(polyvinylcarbazole)이다.
바람직한 고 분자량 물질은, 결합 반복 단위(conjugated repeating unit)를 가지는 EL 중합체를 포함하며, 특히 이웃한 반복 단위(neighboring repeating unit)가 폴리디오펜(polythiophenes), 폴리페닐렌(polyphenylenes), 폴리디오펜비닐렌(polythiophenevinylenes), 또는 보다 바람직하게는, 폴리-p-페닐렌비닐렌 (poly-p-phenylenevinylenes)과 같은, 결합 방식으로 결합되는, EL 중합체를 포함한다. 특히 (청색 방출) 폴리(알킬) 플루오렌과, 적색, 황색, 또는 녹색 광을 방출하는 폴리-P-페닐렌비닐렌(poly-p-phenylenevinylenes)이 바람직하며, 2-, 또는 2,5- 치환된 폴리-p-페닐렌비닐렌, 특히 C1- C20, 바람직하게는 C4-C10, 알킬 또는 알콕시기와 같은 용액도-향상 측기(solubility-improving side group)를 2-, 및/또는 2,5 위치에 가지는 것이다. 바람직한 사이드 기(side group)는 메틸(methyl), 메톡시(methoxy), 3, 7-디메틸옥틸록시(dimethyloctyloxy), 및 2-메틸프로폭시 (methylpropoxy)이다. 보다 구체적으로는, 2-아릴-1,4-페닐렌비닐렌(2-aryl-1,4-phenylenevinylene) 반복 단위를 포함하는 중합체가 바람직하며, 아릴기는 상기 타입의 알킬 및/또는 알콕시기와, 특히, 메틸, 메톡시, 3,7-디메틸옥틸록시와, 또는 보다 더 바람직하게는, 2-메틸프로폭시로, 선택적으로 치환된다. 유기 물질은 하나 이상의 이러한 화합물을 포함할 수 있다. 이러한 EL 중합체는 습식 증착 기술(wet deposition technique)에 의하여 적합하게 도포된다.
본 발명의 상황에서, 유기(organic)라는 용어는 중합체를 포함하는 반면, 중합체(polymer) 및 이로부터 유도된 부가물(affixes)이라는 용어는 올리고머 (oligomer) 뿐만 아니라, 단중합체(homopolymer), 공중합체(copolymer), 삼중합체 (terpolymer), 및 더 고차의 호모로그(homologues)를 포함한다.
선택적으로, 유기 EL 물질은 다른 물질, 유기 또는 무기 특성을 포함하며, 이것은 분자 스케일(molecular scale)로는 균일하게 분포되거나 입자 분포 형태로 존재할 수 있다. 특히, 전자 및/또는 정공의 전하 주입 및/또는 전하 전송 용량을 개선시키는 화합물, 방출되는 광의 컬러 또는 광의 세기를 개선 및/또는 변경시키기 위한 화합물, 안정제(stabilizer), 등이 존재할 수 있다.
유기 EL 층의 평균 두께는 바람직하게는 50㎚ 내지 200 ㎚이며, 특히 60㎚ 내지 150㎚ 또는 바람직하게는 70㎚ 내지 100㎚이다.
잉크-제트 프린트된 또는 패턴화된 전극은 하나 이상의 전하 전송/주입 층을 통해 EL 물질에 전하를 공급할 수 있다. 이러한 기능성 층은, 만약 전극이 양의 전하를 공급하면 정공 주입 및/또는 전송(HTL) 층일 수 있으며, 만약 전극이 전자를 공급하면, 전자 주입 및 전송(ETL) 층일 수 있다. 하나를 초과하는 기능성 층을 포함하는 EL 디바이스의 예는 양극/HTL 층/EL 층/음극, 양극/EL 층/ETL 층/음극, 또는 양극/HTL 층/EL 층/ETL 층/음극의 적층물(laminate)이다.
만약 금속이나 금속 합금 전극이 광 방출 영역 외부로부터 특정 픽셀로 측방향 전하 전송을 제공하면, 전하 주입/전송 층만이 하나의 픽셀 내에 전하 전송을 제공하여야 하며, 이 경우에, 전하 주입/전송 층의 전도성은 전극의 전도성보다 훨씬 더 작을 수 있다.
EL 디바이스가 다이오드 타입이라면, 전하 주입/전송 층의 일함수(work function)는 EL 물질로의 전하 주입을 개선시키기 위해 상기 층에 이웃한 기능성 층의 중간에서 바람직하게 선택된다.
정공 주입 및/또는 정공 전송 층을 위해 적합한 물질은 금속 또는 금속 합금일 수 있으며, 또는 방향족 3차 아민(aromatic tertiary amines), 특히 디아민(diamines) 또는 고차의 호모로그(homologue), 폴리비닐카바졸 (polyvinylcarbarzole), 퀴나크리돈(quinacridone), 포르피린(porphyrins), 프탈로시아닌(phthalocyanines), 폴리아닐린(poly-aniline), 및 폴리-3,4-에틸렌디옥시디오펜(poly-3,4-ethylenedioxythiophene)과 같은 유기 물질일 수 있다.
전자 주입 및/또는 전자 전송 층(ETL)을 위해 적합한 물질은 금속, 금속 합금, 옥사디아졸 기반 화합물(oxadiazole-based compounds), 및 알루미늄퀴놀린 화합물(aluminiumquinoline compounds)을 포함한다.
ITO가 양극으로 사용되면, EL 디바이스는 50 내지 300㎚ 두께의 정공 주입/전송 층 물질, 즉 폴리-3,4-에틸렌디옥시디오펜(poly-3,4-ethylenedioxythiophene) 층 또는 50 내지 200㎚ 두께의 폴리아닐린 층을 바람직하게 포함한다.
일반적으로, EL 디바이스는 기판을 포함한다. 만약 EL 디바이스가 기판을 통해 광을 방출하도록 배열되면, 이 기판은 방출되는 광에 대하여 투명하여야 한다. 적합한 기판 물질은 플렉시블하거나 플렉시블 하지 않을 수 있는 투명 합성 수지, 석영, 세라믹스, 및 유리를 포함한다. 이 기판은 릴리프 패턴(relief pattern)을 위한 지지 표면을 제공한다.
일 실시예에서, EL 디바이스는, 제 1 및 제 2 전극 사이에 배치된 유기물(중합체) 전자발광 층을 포함하는, 유기 EL 디바이스이거나 또는 보다 구체적으로 중합체 EL 디바이스이다. 일반적으로, 유기 EL 디바이스는, EL 층이 제 1 및 제 2 전극 사이에 끼여 있는, 적층된 EL 디바이스이다. 위에서 일례가 기술되어 있는, 전하 주입/전송 층은 전극과 전자발광 층 사이에 제공될 수 있다.
바람직한 실시예에서, 전극 층은 저 용융점을 가지는 금속이나 금속 합금을 포함한다.
만약 전극이 만들어지는 금속이나 금속 합금이 저 용융점을 가지면, 융용물로부터 전극이 잉크-제트 프린트될 수 있는데, 이는 용융점이 낮으면 낮을수록 보다 더 편리하고 에너지가 더 효율적으로 된다. 또한 잉크-제트 프린팅 헤드는, 용융점이 낮으면 낮을수록, 보다 더 간단한 구조로 제조될 수 있으며 그리고 더 긴 사용 수명을 가질 수 있게 된다.
만약 용융된 금속이나 금속 합금이 EL 층과 같은 EL 디바이스의 기능성 층이 덮혀 있는 표면 위에 제공되어야 한다면, 용융점은 상기 (온도에 민감한) 기능성 층이 용융 금속이나 금속 합금에 의해 열적으로 열화(degraded)하지 않도록 선택된다.
열적 열화가 일어났는지의 여부는 이 디바이스의 예컨대 사용 수명이나 현 전압, 현 전압 발광 특성을 측정함으로써 EL 디바이스의 성능을 검사하여 평가할 수 있다. 이 성능은 원소 조성 측면에서 동일한 전극 층 물질의 진공 증착 전극 층을 가지는 대응하는 EL 디바이스의 성능과 비교될 수 있다.
위의 관점에서, 바람직한 실시예는 금속이나 금속 합금이 250℃의 용융점 또는 그 미만의 용융점을 가지는, 본 발명에 따른 전자발광 디바이스이다.
바람직하게는, 금속이나 금속 합금은 250℃보다 낮은 용융점, 또는 더 바람직하게는 200℃보다 낮은 용융점 또는 보다 더 바람직하게는 175℃보다 더 낮은 융용점을 가진다. 바람직하게는, 이 용융점은 150℃보다 더 낮다. 액체 금속 전극은 놀랍게도 기계적인 충격에 내성이 있으며 기판으로부터 쉽게 떨어지지 않는다는 것으로 관측되고 있다. 그러나, 일반적으로, 전극은 EL 디바이스의 여러 가지 사용 상태 하에서 고체(solid)로 되는 것이 바람직하다. 그러므로, 금속이나 금속 합금의 융용점은 바람직하게는 실온을 초과하거나, 또는 적어도 30℃이거나, 또는 보다 우수하게는 45℃이다. 원격 통신 시설에서 디스플레이 하는데는 적어도 60℃, 자동차에 적용하기 위해서는 적어도 80℃가 바람직하다.
상업적으로 이용가능한 저가의 낮은 융용점을 갖는 금속과 금속 합금은, In, Sn, Bi, Pb, Hg, Ga, 및 Cd으로 구성되는 그룹으로부터 선택된 원소를 포함하는 것이다. 용융점의 넓은 스펙트럼 외에, 상기 금속은, 산화에 대한 민감성 (sensitivity), 다른 물질과의 접착성(adhesion), 열팽창 계수, 연성(ductility), 치수 안정성(dimensional stability), 응고나 습윤시의 수축성(shrinkage)과 같은, 중요한 다른 특성의 넓은 스펙트럼을 또한 제공한다. 독성이 중요한 인자인 용도에서는, Sn:(50중량%):Pb(32중량%):Cd(18중량%) 합금과 같은, Hg 또는 Cd를 포함하는 합금은 바람직하지 않게 된다. 다소 플렉시블 한 EL 디바이스가 필요한 경우에는, 인듐(용융점 157℃) 또는 100℃의 용융점을 가지는, Sn(35.7중량%): Bi (35.7중량%): Pb(28.6중량%)와 같은 연성이 있는 낮은 용융점의 금속을 사용하는 것이 유리하다. 응고로 인한 스트레스를 최소화하기 위해, 응고시에, 결정 영역을 형성하지 않으며, Bi(58중량%):Sn(42중량%)과 같은 아주 작은 수축성, 용융점 138℃를 나타내는 금속이 바람직하다.
또한, 광 방출 다이오드라고도 하는, 다이오드 타입의 EL 디바이스는 양극라고도 하는 정공 주입 전극과 음극라고도 하는 전자 주입 전극 사이에 배치된 전자발광 층을 전형적으로 포함한다.
양극은 본 발명에 따른 잉크-제트된 전극일 수 있으며, 효율적인 정공 주입을 하기 위하여, 전형적으로 높은 일 함수 물질로 이루어진다. 적합한 높은 일 함수 전극 물질은 4.5eV보다 높은 일 함수를 가진다. 예로는 Au, Ag, Pt, Pd, Cu, 및 Mo와 같은 금속이 포함된다.
대안적으로, 양극은 인듐 산화물, 주석 산화물, 아연 산화물, 안티몬 산화물과 같은 산화물 전도체를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 양극은 인듐 주석 산화물(ITO)과 같은 투명 전도체로 이루어진다. 이 기술 분야에 숙련된 사람이라면 알고 있는 바와 같이, 여기에는 용액으로부터 제공될 수 있는 많은 투명 산화물 전도체가 있다. 일반적으로, 이러한 방법은 충분한 전도성의 층을 얻기 위해 300℃ 또는 이를 초과하는 온도로 가열하는 단계를 포함한다. 그리하여, 이러한 방법은, 도포된 기판에 온도에 내성이 있는 EL 또는 다른 기능성 층이 제공되는 경우, 특히 적합하다. 온도에 민감한 물질의 경우에, PPV가 일반적으로 이러한 물질인데, 잉크-제트된 양극은 온도에 민감한 기능성 물질을 증착하기 전에 증착된다. 이러한 방법의 일례로서, SnO2및 SbO2(6 내지 15% SnO2, 나머지 SbO2)의 10-20㎚ 직경인 입자가 5중량%의 현탁액을 얻기 위해 에탄올에 가해진다. 유리 위에 층을 잉크-제트 프린팅하고 300℃ 또는 보다 바람직하게는 500℃로 공기 중에서 50분간 가열하는 것에 의해, 안티몬주석산화물의 잉크-제트 프린트된 양극이 얻어진다.
바람직한 실시예는 전자발광 층에 전자를 공급하기 위한 전극이 있는 본 발명에 따른 전자발광 디바이스이다.
일반적으로, 전형적인 다이오드 타입의 EL 디바이스는 투명 기판 위에 제공되며, 이 기판과 양극은 마주하고 있다. 이 구성에서, 음극 층이 제공되어야 할 때에 기능성 층이 이미 존재하기 때문에, 음극의 증착은 기능성 층과 호환가능하여야 하며, 이것은, 즉 증착이 이미 증착된 기능성 층에 손상을 주어서는 안된다는 것이다. 잉크-제트 프린트된 음극은 이 목적에 적합하다.
바람직한 실시예는, 전극이 4.5eV 또는 이보다 미만의 일 함수를 갖는 본 발명에 따른 전자발광 디바이스이다.
효과적인 전자 주입을 달성하기 위하여, 금속이나 금속 합금은 낮은 일 함수를 가져야 한다. 바람직하게는, 일 함수는 4.0eV 보다 더 작으며, 또는 더 바람직하게는 3.5eV 보다 더 작다. 전자 주입은 만약 일 함수가 3.0eV 보다 더 작거나 더 바람직하게는 2.5eV 보다 더 작으면, 더 개선된다. 낮은 일 함수 금속의 예는 알칼리 금속, 알칼리 토금속(earth alkali metal), Al, Sc, Sr, Ca, Ga, In, Na, Li, Cs, Yb, Ba, 및 Mg 및 이러한 금속을 포함하는 Ba:Al, Mg:Ag 및 Li:Al와 같은 합금을 포함한다. 낮은 일 함수의 금속은 특히 물 및/또는 산소와의 반응성이 매우 높다. 이 점에 대해 개선된 음극은 제 1 낮은 일 함수 금속 층과 이 제 1 금속 층보다 더 높은 일 함수를 갖는 제 2 금속 층을 갖는 듀얼 금속 층 음극이며, 여기서 이 제 1 낮은 일 함수의 금속 층은 EL 층과 마주한다. 이와 같은 듀얼 음극 층의 일례는 Ba:Al 음극 층이다.
특히, In 및 Ga 및 이러한 금속을 포함하는 낮은 용융점을 갖는 합금과 같은 낮은 일 함수와 낮은 용융점을 갖는 금속이나 금속 합금을 포함하는 전자 주입 층을 가지는 EL 디바이스가 바람직하다.
바람직한 실시예는 패턴 방식의 잉크-제트 프린트된 전극을 패턴화하기 위한릴리프 패턴을 더 포함하는, 본 발명에 따른 전자발광 디바이스이다.
잉크 방울이 표면 위에 증착될 때 잉크 방울에 의해 자연스럽게 채용된 사이즈가 잉크 방울이 증착되는 표면과 특히 평행한 방향에서 원하는 사이즈보다 더 크게 되고, 그리고 그 결과, 원하는 패턴에 따라 전극 층을 만들지 못하는 경우에, 릴리프 패턴이 원하는 사이즈를 얻는데 사용될 수 있다. 잉크가 릴리프 패턴에 의해 한정된 공간에 증착될 때, 잉크는 릴리프 패턴에 의해 한정된 공간의 범위를 넘어 퍼질 수 없다.
바람직한 실시예에서, EL 디바이스는 EL 층, 전하 전송 층 및/또는 전하 주입 층과 같은 EL 디바이스의 다른 기능성 층을 패턴화하는데에 또한 사용되는 릴리프 패턴을 가진다. 그 경우에는, 릴리프 패턴이 어쨌든 제공되어야 하며, 전극을 패턴화하기 위한 이 릴리프 패턴은 다른 기능성 층에 대한 릴리프 패턴과 통합될 수 있으며 그리고 다른 기능적 층에 대한 릴리프 패턴과 동시에 제공될 수 있다.
릴리프 패턴의 타입과 릴리프 패턴을 제공하는 방법은 중요하지 않다. 만약 릴리프 패턴이 EL 디바이스의 영존 부분(permanent part)으로 남아있고자 한다면, 릴리프 패턴은 전극 사이의 단락을 피하기 위해 전기적으로 절연되어야만 한다. 가장 편리하게는, 이 릴리프 패턴은 포토레지스트의 패터닝을 수반하는 종래의 포토리소그래피에 의하여 제공된다.
특정 실시예에서, 본 발명에 따른 EL 디바이스는, 행 전극과 열 전극 사이에 끼여 있는 하나 이상의 전자발광 층을 포함하는 수동 타입의 매트릭스 디스플레이 디바이스로서, 독립적으로 주소지정가능한 전자발광 소자가 행 및 열 전극의 교차점에 형성되며, 행 전극은 금속이나 금속 합금을 포함하는 패턴 방식의 잉크-제트 프린트된 전극인, 전자발광 디바이스이다.
EL 소자의 사이즈는 용도에 따라 선택된다. 고 해상도에서는, 10 내지 75㎛의 픽셀이 사용될 수 있다. 요구 사항이 적은 응용에서는, 100 내지 300㎛의 픽셀 사이즈도 충분할 수 있다. 풀컬러 디스플레이(full-color display)에서는, 적색, 녹색, 청색의 광을 방출하는 픽셀이 필요하며, 이들 픽셀은 트리플릿(triplet)으로 그룹지어지며, 각 트리플릿은 하나의 RGB 픽셀을 형성한다. 예를 들어, 적색, 녹색, 및 청색 픽셀은 100×300㎛을 각각 측정할 수 있으며, 300×300㎛의 RGB 픽셀을 제공한다. 광 방출에 이용가능한 총 영역을 디스플레이의 총 영역으로 나눈 것으로 정의되는, 필팩터(fill-factor)를 최대로 하기 위하여, 행 및 열 전극이 서로 떨어져 있는 거리는 가능한 한 작게 유지된다. 전형적으로 행 전극은 10 내지 40㎛의 거리로 서로 떨어져 있으며, 또는 더 바람직하게는 15 내지 30㎛로 떨어져 있다. 이것은 열 전극에도 동일하게 적용된다.
본 발명에 따른 EL 디바이스가 디스플레이 목적에 적합한 브라이트니스를 제공하도록 단 수 볼트만의 전위를 요구하고 및/또는 적은 양의 전력을 소비하기 때문에, EL 디바이스는, 랩탑 컴퓨터(lap top computer), 팜탑 컴퓨터(palm top computer), 개인용 오거나이저(personal organizer), 인터넷 접속 또는 (비디오)이미지의 표시를 필요로 하는 다른 서비스가 선택적으로 제공되는 모바일 전화(mobile phone)와 같은, 배터리로 동작되며 및/또는 휴대형, 특히 핸드헬드형 (hand-held)의 전자 시설의 디스플레이에, 특히 적합하다. EL 디바이스는 인터넷데이터와 이미지 데이터가 비디오 속도로 디스플레이 되게 해준다.
다른 측면에서, 본 발명은 그리하여 본 발명에 따라 EL 디스플레이 디바이스가 제공된, 모바일 전화와 같은, 배터리로 동작되고 및/또는 핸드헬드형의 전자 디바이스에 관한 것이다.
다른 측면에서, 본 발명은 전자발광 디바이스를 제조하는 방법에 관한 것이다.
보다 구체적으로, 본 발명은 원하는 패턴에 따라 제공된 금속이나 금속 합금 전극을 포함하는 전자발광 디바이스를 제조하는 방법에 관한 것이며, 상기 방법은 하나 이상의 증착 단계에 의해 기판 표면 위에 그 원하는 패턴에 따라 금속이나 금속 합금 전극을 증착하는 단계를 포함하며, 상기 증착 단계는 그 원하는 패턴이나 그에 상보적인 패턴에 따라 잉크-제트 프린팅을 증착하는 단계를 포함한다.
잉크-제트 프린팅에 의하여 전극 층을 제공하는 잇점은 위에서 언급하였다.
본 발명의 적합한 실시예는,
- 제 1 전극 층을 제공하는 단계와,
- 전자발광 층을 제공하는 단계와,
- 제 2 전극 층을 제공하는 단계를
포함하며, 여기서 적어도 제 2 전극 층은 패턴 방식의 잉크-제트된 전극 층이다. 일 변형예에서, 제 1 전극 층은 음극 층이며 제 2 전극 층은 양극 층이다. 다른 변형예에서, 제 1 전극 층은 양극 층이며 제 2 전극 층은 음극 층이다. 가장 편리하게, 기능성 층이, EL 디바이스에 의해 방출되는 광에 바람직하게는 투명한기판에 제공된다. 위에 언급된 바와 같이, 전하 전송 및 주입 층과 같은 하나 이상의 다른 기능성 층은 임의의(잉크-제트된) 전극 층과 전자발광 층 사이에 배치될 수 있다.
낮은 용융점의 금속이나 금속 합금의 전극 층을 증착하는데 특히 적합한 방법은, 원하는 패턴에 따라 제공된 금속이나 금속 합금 전극을 포함하는 전자발광 디바이스를 제조하는 방법으로, 상기 방법은 원하는 패턴에 따라 표면 위에 용융 금속이나 금속 합금을 잉크-제트 프린팅하여, 이 표면 위에 잉크-제트 프린트된 용융된 금속이나 금속 합금이 냉각될 때, 이 금속이나 금속 합금 전극을 형성하는 증착 단계를 포함한다.
본 방법은 가열된 잉트-제트 헤드로부터 융용된 금속이나 금속 합금을 배출하는 단계를 수반한다. 낮은 온도의 표면 위에 증착될 때, 이 용융 금속은 냉각되며 사용되는 금속(합금)의 용융점에 따라 응고된다. 온도 충격을 줄이기 위하여 기판 표면은 가열될 수 있다. 기판의 가열은 또한 기판의 젖음성을 증가시키는데 사용될 수도 있다. 전극 층이 형성된 후, 전극 층은, 잉크-제트 프린팅 동안 그 층 내에 쌓일 수 있는 임의의 스트레스를 제거하기 위하여, 용융 점 이상으로 전극 층을 가열하고 다시 고체로 되게 하는 것을 수반하는 후-처리(post-treatment)를 받을 수 있다.
용융 금속이나 금속 합금의 잉크-제트 프린팅은 낮은 용융점을 가지는 낮은 일 함수의 금속이나 금속 합금을 증착하는데 특히 매력적이다. 오직 하나의 증착 단계가 전극을 형성하는데 요구된다. 손쉽게 산화가능한 낮은 일 함수 금속의 산화를 방지하기 위하여, 잉크-제트 프린팅은 질소 또는 아르곤 환경과 같은 불활성 환경(inert atmosphere) 속에서 수행되어야 한다.
듀얼 금속 전극 층은 또한 두 층의 금속이나 금속 합금을 포함하는 용융 금속 화합물을 배출하는 것에 의하여 이 방식으로 제공될 수 있으며, 이 용융 금속은, 표면 위에 증착될 때 냉각시 듀얼 층 전극을 형성하도록 상 분리된다(phase separate).
본 발명에 따른 방법의 다른 실시예는 원하는 패턴에 따라 금속이나 금속 합금 전극을 포함하는 전자발광 디바이스를 제조하는 방법으로, 이 전극의 증착은, 원하는 패턴에 따라 표면 위에서 금속이나 금속 합금으로 변화될 수 있는 전구체 잉크(precursor ink)를 잉크-제트 프린팅하고 이후 표면 위에 잉크-제트 프린트된 전구체 잉크를 금속이나 금속 합금으로 변화시켜 원하는 패턴에 따라 전극을 형성하는 증착 단계를 포함한다.
본 방법은 어느 측면에서는 전술된 용융 금속 방법의 일반화이다. 그러나, 일반적으로 전구체 잉크는, 금속이나 금속 합금이 (금속) 졸, 분산액, 용액 또는 유화액과 같은 어느 편리한 형태로 존재하는, 유체일 수 있다. 본 방법은 만약 높은 용융 점을 가지는 금속이나 금속 합금을 포함하는 전극 층이 제공되어야만 하는 경우 특히 유용하다.
사용되는 전구체 잉크의 타입에 따라, 예를 들어, 가열, 방사선을 가하거나 또는 감압하여 변환이 달성될 수 있으며 이 변환은 단순한 용매의 제거를 수반할 수도 있으며 또는 (추가적) 화학 변환을 수반할 수도 있다.
다른 실시예는, 원하는 패턴에 따라 금속이나 금속 합금 전극을 포함하는 전자발광 디바이스를 제조하는 방법으로서, 상기 방법은
- 원하는 패턴이나 원하는 패턴에 상보적인 패턴에 따라 표면 위에 선택 층을 잉크-제트 프린팅하는 단계로서, 선택 층은 금속, 금속 합금 또는 금속이나 금속 합금을 얻을 수 있는 전구체 잉크가 표면 위에서 선택적으로 증착될 수 있게 해주는, 단계와,
- 선택적으로 전구체 잉크에 의하여 원하는 패턴에 따라 금속이나 금속 합금을 선택적으로 제공하여 금속이나 금속 합금 전극을 제공하는 단계를
포함한다.
본 방법의 일 실시예에서, 선택 층은, 선택 층에 의해 커버되지 않는 표면의 부분보다 금속, 금속 합금이나 전구체 잉크에 대한 더 높은 친화력(affinity)을 가진다. 이 경우에, 선택 층의 패턴은 원하는 패턴에 대응한다. 이러한 선택 층의 일례는 금속이나 금속 합금이 전기없는 도금(electroless plating)에 의하여 선택적으로 증착될 수 있는 활성 층(activation layer)이다. 이러한 활성 층과 이러한 활성 층을 준비하는데 사용되는 잉크는 이 기술 분야에서는 이미 알려져 있다. 다른 예로서, 선택 층은 용융된 금속이나 금속 합금 또는 이러한 금속이나 금속 합금으로 변환가능한 전구체 잉크를 선택적으로 흡수할 수 있는 접착 층(adhesion layer)이다. 이러한 접착 층은 이 기술 분야에서는 이미 알려져 있다.
본 발명의 다른 실시예에서, 선택 층은 선택 층에 의해 커버되지 않는 표면의 부분보다 금속, 금속 합금이나 전구체 잉크에 대한 더 낮은 친화력을 가진다.이 경우에, 선택 층의 패턴은 원하는 패턴에 상보적(complementary)이다. 이러한 타입의 선택 층은, 이 선택층이 전극이 EL 층으로 전하를 공급하는 경로의 일부분이 아니라고 하는 잇점을 가진다. 이러한 선택 층의 일례는, 금속이나 금속 합금 또는 이러한 금속이나 금속 합금으로 변환가능한 전구체 화합물에 대하여 젖음성이 낮은 층이다. 이러한 층은 이 기술 분야에서 이미 알려져 있다. 일반적으로, 포토레지스트 층과 같은 유기, 무극성 층(organic, apolar layer)이 이러한 목적에 적합하다.
선택 층을 수반하는 모든 실시예에서, 딥 코딩(dip coating), 커튼 코딩 (curtain coating), 닥터 블레이딩(doctor blading), 스핀 코팅(spin-coating)이나 스프레이 코팅(spray coating)과 같은, 단순한 비-선택적인 코딩법이 전극 물질을 적층하는데 사용될 수 있다.
비록 본 발명이 이 기술 분야에서는 광 방출 다이오드이라고도 하는 다이오드 타입의 전자발광 디바이스에 관하여 주로 위에서 논의하였지만, 본 발명에 따른 디바이스는 임의의 전자발광 디바이스일 수 있다. 이것은 무기 타입(inorganic type)으로 이루어질 수도 있지만, 바람직하게는 유기 타입(organic type)으로 이루어진다. 이것은 유니폴러(unipolar) 전자발광 디바이스일수도 있으며, 즉 한 극성만의 전하 운반자의 주입으로도 광을 생성하는데 충분한 디바이스일 수 있다. 이것은 또한 광을 생성하는데 정공과 전자 모두를 주입하여야 하는 바이폴러(bipolar) 타입으로 이루어질 수도 있다. 후자의 타입은, 관측할 수 있는 광 방출을 얻기 위해 서로다른 일 함수의 전극을 요구하지 않는, US 5,682,043에 개시된 바와 같은광 방출 셀(LEC : light emitting cell)과, 정공을 주입하기 위한 높은 일 함수의 전극과, 전자를 주입하기 위한 낮은 일 함수의 전극을 필요로 하는 광방출 다이오드(LED)를 포함한다. 또한 전하 주입 전극이 서로에 대하여 인접하게 아래위로 배열(subjacent)되거나 또는 교대로 인접하게(alternatively) 배열되는, 전자 발광 디바이스가 또한 포함된다.
본 발명의 이들 측면과 다른 측면은 이후 기술되는 실시예로부터 명백하며 이 실시예를 참조하여 명료하게 될 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 잉크-제트 프린트된 전극을 포함하는 광 방출 다이오드 타입의 EL 디바이스의 일 실시예의 단면을 사시도로 개략적으로 예시하고 있다.
도시된 EL 디바이스(1)는, EL 디바이스(1)에 의해 방출되는 광에 일반적으로 투명한 기판(2)을 구비하지만, 이것은 본 발명에 본질적인 것은 아니다. 기판(2)에는 라인과 공간의 패턴에 따라 제공된 열 전극(3)이 제공되어 있다. 열 전극(3)은 전하 전송/주입 층(5)을 통해 전자발광 층(7R, 7G, 7B)으로 전하를 공급하며, 이 전자발광 층은 함께 패턴화된 EL 층을 서로 형성한다. 풀컬러(full-color) 디바이스에서, EL 층(7R, 7G, 및 7B)의 전자발광 물질은 이웃한 EL 층의 트리플릿 (triplet)으로 그룹지어지며, 한 트리플릿의 EL 층(7R, 7G, 및 7B)은 EL 디바이스 (1)가 동작할 때 적색, 녹색, 및 청색 광을 각각 방출한다. 그러나, 이것은 본 발명에 본질적인 것이 아니다. 각 EL 층(7R, 7G, 및 7B)은 예컨대 동일 컬러를 방출할 수도 있으며 또는 이 디바이스는 예를 들어, 두 가지 타입의 방출 층을 가지는 다중 컬러 디바이스일 수 있다. EL 층(7R, 7G, 7B)은 열 전극(3)에 대해 횡방향으로 이어져 있다. EL 층(7R, 7G, 7B)을 실질적으로 커버하는, 복수의 잉크-제트 프린트된 행 전극(9)은 전극(3)에 대해 횡방향으로 이어지는 라인과 공간 패턴에 따라 제공된다. 열 전극(3)과 행 전극(9)의 교차점에서, 보다 구체적으로 열 전극(3), 전하 전송 층(5), EL 층(7R, 7G, 7B) 및 행 전극(9)의 오버랩 영역에서,수동 매트릭스 디스플레이 디바이스를 함께 형성하는 독립적으로 주소지정가능한 EL 소자가 형성된다. 행 전극(9)은 잉크 방울(205)이 배출되는 노즐(203)을 구비하는 잉크-제트 헤드(201)를 사용하여 잉크-제트 프린트된다. 행 전극(9)의 길이 방향에 수직인 평면에서 행 전극(9)의 횡방향 윤곽(transverse profile)은 표면 위에 존재하는 유체의 방울의 윤곽의 특징적 형상을 가지며 지지 기판 표면에 대하여 접촉 각(θ)에 의해 특징지어진다. 행 전극(9)은 최대 두께 5 내지 100㎛인 횡방향 윤곽을 가진다. 이러한 특정 횡방향 윤곽을 가지는 행 전극(9)은 기판 표면 위에 용융 금속이나 금속 합금의 잉크 방울(205)을 잉크-제트함으로써 얻을 수 있다.
이것은 본 발명의 본질적인 것은 아니지만, 적합하기는 열 전극(3)은 방출되는 광에 투명하다. 투명 열 전극 물질의 편리한 선택은 ITO이며, 이 경우에, 열 전극(3)은 일반적으로 EL 층(7R, 7G, 7B)에 정공을 공급하는 기능을 한다. 이 경우에, 잉크-제트 프린트된 행 전극(9)은 상기 EL 층에 전자를 공급하는 기능을 한다.
도 2는 본 발명에 따른 잉크-제트 프린트된 전극 층을 포함하는 EL 디바이스의 다른 실시예의 평면도를 개략적으로 도시한다.
도 3은 도 2의 라인 I-I을 따른 단면도를 개략적으로 도시한다.
도 2 및 도 3을 참조하면, EL 디바이스(21)는 열 전극(3)과 행 전극(29)의 교차점에 형성된 독립적으로 주소지정가능한 EL 소자(31)를 포함하는 수동 매트릭스 EL 디바이스이다. 전극(3 및 29) 사이에는 열 전극(3)과 평행하게 이어져 있는 EL 층(27R, 27G, 27B)이 끼여 있다. 열 전극(3)은 전하를 전하 전송/주입 층(5)을 통해 EL 층(27R, 27G, 27B)으로 공급한다. 행 전극(29)은 도 1에 도시된 바와 같이"표면 위에 존재하는 작은 방울(droplet)"의 횡방향 윤곽을 가지는 잉크-제트 프린트된 전극이다.
도 4는 본 발명에 따른 수동 매트릭스 EL 디바이스의 실시예의 단면도를 개략적으로 도시한다.
EL 디바이스(41)는, EL 디바이스(41)가 잉크-제트 프린트된 행 전극(49)을 패턴화하기 위한 릴리프 패턴(51)을 가진다는 점을 제외하고는, EL 디바이스(1)와 유사하다. 이 릴리프 패턴은 또한 EL 층(47R, 47G, 47B)을 패턴화하는 기능을 한다. 이 실시예에서, 이웃한 열 전극(3) 사이의 혼선과 특히 누전을 줄이기 위하여 릴리프 패턴은 또한 전하 전송/주입 층(45)을 패턴화하는데 사용되지만, 이것은 본 발명에 본질적인 것은 아니다. 적합하게는, EL 층(47R, 47G, 47B)과 전하 전송/주입 층(45)이 잉크-제트 프린팅을 사용하여 제공될 수 있다. 모든 이들 층을 패턴화는데 동일한 릴리프 패턴(51)을 사용하는 것은 EL 디바이스(41)가 단순하고 효과적인 방식으로 제조될 수 있게 해준다.
도 5는 본 발명에 따른 잉크-제트 프린트된 전극 층을 포함하는 EL 디바이스의 다른 실시예에의 평면도를 개략적으로 도시한다.
도 6은 도 5의 라인 Ⅱ-Ⅱ을 따른 단면도를 개략적으로 도시한다.
EL 디바이스(61)는 EL 디바이스(21)와 유사하며, 열 전극(3)이 제공되는 기판(2)을 포함한다. EL 층(67R, 67G, 67B)은 금속이나 금속 합금을 포함하는 잉크-제트 프린트된 행 전극(69)과 상기 열 전극(3) 사이에 끼여 있다. 그러나, EL 디바이스(21)와는 대조적으로, EL 디바이스(61)는 EL 층(67R, 67G, 67B)을 패턴화하기위한 릴리프 패턴(71)을 가진다. 이 실시예에서, 열 전극(3) 사이의 혼선과 특히 누전을 줄이기 위해, 릴리프 패턴은 또한 전하 전송/주입 층(65)을 패턴화하는데 사용되지만, 이것은 본 발명에 본질적인 것은 아니다. 잉크-제트 프린트된 행 전극(69)은 전하를 패턴화된 전하 전송/주입 층(73)을 통해 EL 층(67R, 67G, 67B)으로 공급한다. 전극은 측방향 전하 전송(lateral charge transport)을 제공하며, 즉 디스플레이 영역 바깥으로부터 디스플레이 영역의 적절한 부분으로 전송을 제공하는 반면, 수직 전하 전송은 패턴화된 전하 전송/주입 층(73)을 통해 제공된다. 층(73)만이 픽셀의 영역, 전형적으로 픽셀의 사이즈에 걸쳐 측방향 전하 전송을 제공할 필요가 있기 때문에, 이 배열은 우수한 주입 특성을 가지는 전하 전송/주입 물질의 사용을 가능하게 하지만, 그 전도율은 한편으로는 광방출 디스플레이 영역 전체에 걸쳐 측방향 전하 전송을 제공하기에는 불충분하며, 다른 한편으로는, 금속 전극은 충분한 전도율을 가지지만 만족스럽지 못한 전하 주입 특성을 가진다. 행 전극(69) 사이에 혼선과 특히 누전을 줄이기 위하여, 릴리프 패턴은 상호 떨어져 있는 전하 전송/주입 영역 내로 전하 전송/주입 층(73)을 패턴화하는데 사용될 수 있으며, 그로 인해 이웃한 행 전극(69)은 임의의 이러한 영역을 통해 연결되지 않게 되는데, 이것은 본 발명에 본질적인 것이 아니다. 이 경우에, 릴리프 패턴(71)은 도 5에 도시된 바와 같이, 매트릭스 형태로 제공되며, 이 매트릭스 형태의 행은 그에 따라 층(73)을 패턴화하는 기능을 하며, 이 매트릭스 형태의 열은 EL 층(67R, 67G, 67B)을 패턴화하는 기능을 한다. EL 디바이스는 열 전극(3)과 행 전극(69)의 교차점에 독립적으로 주소지정가능한 전극을 가진다. 이러한 EL 디바이스(61)의 EL소자의 광 방출 영역은 EL 층(67R, 67G, 67B), 전하 전송/주입 층(65) 및 전하 전송/주입 층(73)의 오버랩 영역에 대응한다.
도 7은 본 발명에 따른 세그먼트형 EL 디스플레이 디바이스의 실시예의 평면도를 개략적으로 도시한다.
EL 디바이스(81)는 대시 라인으로 한정되어 있는 영역으로 표시된, 공통 전극(83)과, EL 디바이스(81)의 EL 층(도시되지 않음)에 전하를 공급하기 위한 금속이나 금속 합금을 포함하는 잉크-제트 프린트된 전극 세그먼트(89)의 세그먼트된 전극 층을 구비한다. 전극 세그먼트(89)는 숫자 8을 표시하는 패턴에 따라 제공되며 독립적으로 주소지정가능하여, 공통 전극(83)과 적절한 세그먼트 전극(89) 사이에 전압을 공급함으로써 숫자 0 내지 9가 디스플레이 되게 해준다.
도 8은 본 발명에 따라 다른 EL 디바이스의 평면도를 개략적으로 도시한다.
EL 디바이스(101)는 EL 디바이스의 EL 층(도시되지 않음)에 전하를 공급하기 위한 전극(103)이 제공되는 기판(102)을 포함한다. 이 디바이스는 문자 'E' 형태의 패턴에 따라 제공된 금속이나 금속 합금을 포함하는 잉크-제트 프린트된 전극(109)을 더 포함한다. 적합한 전압이 전극(102 및 103)에 인가될 때, 문자 'E'에 불이 들어온다.
실시예 1:
모두 마이크로드롭(Microdrop)사에 의해 공급된, 제어되는 히터와 노즐 직경이 67㎛인 단일 노즐을 가지는 잉크-제트 헤드(마이크로디스펜서 헤드, 타입 MD-K-140H), 잉크 저장기(타입 MD-V-304), 수직 용기 및 튜빙(타입 MD-H-715H) 및 드라이버 전자회로(electronics)(타입 MD-E-201H)가 장착된 잉크-제트 프린터는 완전히 42℃의 온도로 올라가고 잉크 저장기는 액체 갈륨으로 채워진다. 갈륨은 낮은 용융점을 갖는 금속이며, 그 용융 점이 약 30℃이고, 약 4.2eV의 낮은 일 함수를 가진다. 노즐은 직경이 90㎛인 갈륨 방울을 배출한다. 용융 갈륨의 점성이 단지 수 cP로 낮기 때문에, 이 노즐에는 40㎛의 댐핑 스로틀(damping throttle)이 제공된다. 노즐 아래에는 질소 가스 흐름이 구축되어 배출되는 용융 금속 방울이 산화되는 것을 방지한다.
소다석회(soda-lime) 유리 기판은 이동가능한 XY-테이블 위에 놓여 있으며 잉크-제트 헤드는 이 기판 위에 위치지정된다. 테이블과 기판은 모두 실온(약 23℃)에 있다.
XY 테이블을 20㎜/s의 속도로 이동시키고 용융 갈륨의 잉크 방울을 75㎐의 적하 주파수로 배출하는 동안, 연속 금속 라인이 기판의 표면 위에 프린트되어 낮은 일 함수 금속의 패턴화된 잉크-제트 프린트된 전극을 형성한다. 용융 금속이 응고된 후, EL 디바이스 내의 전극으로 사용하기에 적합한, 110㎛ 폭의 갈륨 금속의 라인이 얻어진다. 전극은 최대 약 70㎛의 횡방향 윤곽을 가진다. 잉크-제트 헤드 다음에 오는 경로를 따라 전극의 최대 두께의 점을 연결하여 얻어진 윤곽은 70㎛ 두께에서 최소값과 90㎛ 두께에서 최대값을 가지는 파동(undulation)을 보이며, 이 최대값은 잉크-제트하는 동안 잉크 방울이 기판을 친 위치에 대응한다. 라인의 방향에 수직인 평면에서의 횡방향 윤곽은 볼록 형상이다. 보다 구체적으로, 이 횡방향 윤곽은 표면 위에 존재하는 액체 방울의 단면의 형상을 가진다.
300㎐의 적하 주파수를 사용하여 실험을 반복하면, 약 180㎛ 폭의 연속적인 갈륨 금속 라인이 얻어지며, 이 라인은 약 45㎛의 최대 두께를 갖는 횡방향 윤곽을 가진다. 잉크-제트 헤드 다음에 오는 경로를 따라 전극의 최대 두께의 점을 연결하여 얻은 윤곽은 45㎛ 두께에서 최소값과 66㎛ 두께에서 최대값을 갖는 파동을 보이며, 이 최대값은 잉크-제트하는 동안 잉크 방울이 기판을 친 위치에 대응한다. 110㎛와 185㎛ 사이의 임의의 라인 폭은 75와 300㎐ 사이에서 적합한 적하 주파수를 선택하여 얻을 수 있다.
전술된 바와 같이, 본 발명은 전자발광 디바이스와 이를 제조하는 방법에 이용 가능하다.
Claims (10)
- 전자발광 디바이스의 전자발광 층에 전하를 공급하기 위한, 패턴 방식의 잉크-제트 프린트된 전극(pattern-wise ink-jet printed electrode)을 포함하며, 상기 전극은 금속이나 금속 합금을 포함하는, 전자발광 디바이스.
- 전자발광 층에 전하를 공급하기 위한 패턴화된 전극을 포함하며, 상기 전극은 금속이나 금속 합금을 포함하며 적어도 5㎛의 최대 두께를 갖는 횡방향 윤곽(transverse profile)을 가지고 있는, 전자발광 디바이스.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 금속이나 금속 합금은 250℃ 또는 그보다 낮은 용융 점을 가지는, 전자발광 디바이스.
- 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전극은 상기 전자발광 층에 전자를 공급하기 위한 전극인, 전자발광 디바이스.
- 제 4 항에 있어서, 상기 전극은 4.5eV 또는 그 보다 낮은 일 함수를 가지고 있는, 전자발광 디바이스.
- 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 패턴 방식의 잉크-제트프린트된 전극을 패턴화하기 위한 릴리프 패턴(relief pattern)을 더 포함하는, 전자발광 디바이스.
- 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 디바이스는 행 전극과 열 전극 사이에 끼여 있는 하나 이상의 전자발광 층을 포함하는 수동 타입의 매트릭스 디스플레이 디바이스로서, 상기 행 및 열 전극의 교차점에는 독립적으로 주소지정가능한 전자발광 소자가 형성되어 있으며, 여기서 상기 행 전극은 금속이나 금속 합금을 포함하는 패턴 방식의 잉크-제트 프린트된 전극인, 전자발광 디바이스.
- 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 기재된 전자발광 디바이스가 제공된, 모바일 전화와 같은, 배터리로 동작되고 및/또는 핸드헬드형의 전자 디바이스.
- 원하는 패턴에 따라 제공된 금속이나 금속 합금 전극을 포함하는 전자발광 디바이스를 제조하는 방법으로서, 상기 방법은 하나 이상의 증착 단계에 의하여 기판 표면 위에 상기 원하는 패턴에 따라 금속이나 금속 합금 전극을 증착하는 단계를 포함하며, 상기 증착 단계는 상기 원하는 패턴이나 이에 상보적인 패턴에 따라 잉크-제트 프린팅을 하는 증착 단계를 포함하는, 전자발광 디바이스 제조 방법.
- 제 9 항에 기재된 바와 같은, 원하는 패턴에 따라 제공된 금속이나 금속 합금 전극을 포함하는 전자발광 디바이스를 제조하는 방법으로서, 상기 방법은 상기원하는 패턴에 따라 표면 위에 용융 금속이나 금속 합금을 잉크-제트 프린팅하고 상기 표면 위에 잉크-제트 프린트된 상기 용융 금속이나 금속 합금의 냉각시켜 상기 금속이나 금속 합금 전극을 형성하는 증착 단계를 포함하는, 전자발광 디바이스 제조 방법.
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100747299B1 (ko) * | 2005-12-15 | 2007-08-08 | 엘지전자 주식회사 | 듀얼형 전계 발광 패널과 그가 내장된 듀얼형 전계 발광표시 장치 |
Families Citing this family (51)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4627897B2 (ja) * | 2001-02-13 | 2011-02-09 | スタンレー電気株式会社 | 有機ｌｅｄ素子の製造方法 |
| JP2003017248A (ja) * | 2001-06-27 | 2003-01-17 | Sony Corp | 電界発光素子 |
| AU2002325285A1 (en) * | 2001-07-02 | 2003-01-21 | Nanogate Technologies Gmbh | Particulate coating |
| JP2003123968A (ja) * | 2001-10-15 | 2003-04-25 | Univ Toyama | 有機電界発光素子の製造方法 |
| WO2003054981A1 (en) * | 2001-12-20 | 2003-07-03 | Add-Vision, Inc. | Screen printable electrode for organic light emitting device |
| KR100875097B1 (ko) * | 2002-09-18 | 2008-12-19 | 삼성모바일디스플레이주식회사 | 광학 공진 효과를 이용한 유기 전계발광 소자 |
| US6975067B2 (en) * | 2002-12-19 | 2005-12-13 | 3M Innovative Properties Company | Organic electroluminescent device and encapsulation method |
| JP2004207142A (ja) * | 2002-12-26 | 2004-07-22 | Seiko Epson Corp | 有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法、有機エレクトロルミネッセンス装置、電子機器 |
| EP1629547A1 (de) * | 2003-01-21 | 2006-03-01 | Siemens Aktiengesellschaft | Erkapselung für ein organisches elektronikbauteil und herstellungsverfahren dazu |
| JP2006515709A (ja) * | 2003-01-21 | 2006-06-01 | オスラム オプト セミコンダクターズ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 有機エレクトロニックモジュール用の陰極 |
| WO2004066408A1 (de) * | 2003-01-21 | 2004-08-05 | Siemens Aktiengesellschaft | Metallische schicht eines elektronischen bauelements und herstellungsverfahren dazu |
| KR101115291B1 (ko) | 2003-04-25 | 2012-03-05 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | 액적 토출 장치, 패턴의 형성 방법, 및 반도체 장치의 제조 방법 |
| GB0320491D0 (en) * | 2003-09-02 | 2003-10-01 | Plastic Logic Ltd | Multi-level patterning |
| JP4887602B2 (ja) * | 2003-12-16 | 2012-02-29 | 大日本印刷株式会社 | 有機機能素子の製造方法 |
| US7273773B2 (en) * | 2004-01-26 | 2007-09-25 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Display device, method for manufacturing thereof, and television device |
| US7462514B2 (en) | 2004-03-03 | 2008-12-09 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device and method for manufacturing the same, liquid crystal television, and EL television |
| DE102004013449B3 (de) * | 2004-03-11 | 2005-12-29 | Samsung SDI Co., Ltd., Suwon | OLED-Display mit Elektroden hoher Leitfähigkeit und Verfahren zu dessen Herstellung |
| US7615488B2 (en) | 2004-03-19 | 2009-11-10 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method for forming pattern, thin film transistor, display device and method for manufacturing the same, and television device |
| US7642038B2 (en) | 2004-03-24 | 2010-01-05 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method for forming pattern, thin film transistor, display device, method for manufacturing thereof, and television apparatus |
| JP2005277340A (ja) * | 2004-03-26 | 2005-10-06 | Idemitsu Kosan Co Ltd | 有機デバイスの電極の製造方法 |
| US20070209200A1 (en) * | 2004-03-31 | 2007-09-13 | Tadahiro Ohmi | Circuit Board, Method Of Manufacturing Circuit Board, And Display Device Having Circuit Board |
| JP4606767B2 (ja) * | 2004-04-14 | 2011-01-05 | 共同印刷株式会社 | 表示装置用素子基板の製造方法 |
| JP2005317229A (ja) | 2004-04-27 | 2005-11-10 | Seiko Epson Corp | 有機ｅｌ装置の製造方法及び電子機器 |
| US8158517B2 (en) * | 2004-06-28 | 2012-04-17 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method for manufacturing wiring substrate, thin film transistor, display device and television device |
| JP4544937B2 (ja) | 2004-07-30 | 2010-09-15 | 大日本印刷株式会社 | 有機機能素子、有機ｅｌ素子、有機半導体素子、有機ｔｆｔ素子およびそれらの製造方法 |
| KR101381906B1 (ko) * | 2004-09-13 | 2014-04-04 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | 조명장치 |
| JP4803478B2 (ja) * | 2004-10-20 | 2011-10-26 | 大日本印刷株式会社 | Ｇａ系合金及びこれを用いた有機機能素子 |
| JP2011202277A (ja) * | 2004-10-20 | 2011-10-13 | Dainippon Printing Co Ltd | Ｇａ系合金及びこれを用いた有機機能素子 |
| JP4238822B2 (ja) * | 2004-12-03 | 2009-03-18 | セイコーエプソン株式会社 | パターン形成基板、電気光学装置、パターン形成基板の製造方法及び電気光学装置の製造方法 |
| CN101103088A (zh) * | 2005-01-10 | 2008-01-09 | 皇家飞利浦电子股份有限公司 | 包含陶瓷发光转换器的照明系统 |
| US20060189113A1 (en) | 2005-01-14 | 2006-08-24 | Cabot Corporation | Metal nanoparticle compositions |
| WO2006076606A2 (en) * | 2005-01-14 | 2006-07-20 | Cabot Corporation | Optimized multi-layer printing of electronics and displays |
| US8167393B2 (en) | 2005-01-14 | 2012-05-01 | Cabot Corporation | Printable electronic features on non-uniform substrate and processes for making same |
| US8383014B2 (en) | 2010-06-15 | 2013-02-26 | Cabot Corporation | Metal nanoparticle compositions |
| US7824466B2 (en) | 2005-01-14 | 2010-11-02 | Cabot Corporation | Production of metal nanoparticles |
| EP1701395B1 (de) * | 2005-03-11 | 2012-09-12 | Novaled AG | Transparentes lichtemittierendes Bauelement |
| KR100647325B1 (ko) * | 2005-04-21 | 2006-11-23 | 삼성전자주식회사 | 저면발광형 유기발광소자 |
| US7645177B2 (en) * | 2005-05-07 | 2010-01-12 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Electroluminescent panel with inkjet-printed electrode regions |
| US7820465B2 (en) | 2006-03-02 | 2010-10-26 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Manufacturing method for a circuit pattern, a thin film transistor and an electronic appliance |
| WO2007102103A1 (en) * | 2006-03-09 | 2007-09-13 | Philips Intellectual Property & Standards Gmbh | Lighting elements with segmented electrodes |
| EP1895608A3 (de) * | 2006-09-04 | 2011-01-05 | Novaled AG | Organisches lichtemittierendes Bauteil und Verfahren zum Herstellen |
| TW201005813A (en) | 2008-05-15 | 2010-02-01 | Du Pont | Process for forming an electroactive layer |
| CN102318040B (zh) | 2009-03-06 | 2014-09-17 | E.I.内穆尔杜邦公司 | 形成电活性层的方法 |
| JP5701782B2 (ja) | 2009-03-09 | 2015-04-15 | イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニーＥ．Ｉ．Ｄｕ Ｐｏｎｔ Ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ Ａｎｄ Ｃｏｍｐａｎｙ | 電気活性層の形成方法 |
| KR20110139253A (ko) | 2009-03-09 | 2011-12-28 | 이 아이 듀폰 디 네모아 앤드 캄파니 | 전기활성 층을 형성하기 위한 방법 |
| JP2010062161A (ja) * | 2009-12-14 | 2010-03-18 | Seiko Epson Corp | 有機ｅｌ装置及び電子機器 |
| NL2015982B1 (en) * | 2015-12-17 | 2017-07-05 | Cati B V | An electro-optical assembly. |
| JP6739729B2 (ja) * | 2015-12-24 | 2020-08-12 | 株式会社Flosfia | 光電変換素子の製造方法 |
| CN107546326A (zh) * | 2016-06-24 | 2018-01-05 | 云南科威液态金属谷研发有限公司 | 低熔点金属电极型钙钛矿太阳能电池 |
| CN107046047A (zh) * | 2016-08-19 | 2017-08-15 | 广东聚华印刷显示技术有限公司 | 印刷型电致发光器件的像素单元及其制备方法和应用 |
| CN111129361B (zh) * | 2019-12-26 | 2021-04-27 | 深圳市华星光电半导体显示技术有限公司 | 显示面板制造方法以及显示面板 |
Family Cites Families (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62265756A (ja) * | 1986-05-14 | 1987-11-18 | Oki Electric Ind Co Ltd | 薄膜トランジスタマトリクス |
| US5652067A (en) * | 1992-09-10 | 1997-07-29 | Toppan Printing Co., Ltd. | Organic electroluminescent device |
| US5608287A (en) * | 1995-02-23 | 1997-03-04 | Eastman Kodak Company | Conductive electron injector for light-emitting diodes |
| US5753381A (en) * | 1995-12-22 | 1998-05-19 | Add Vision Inc | Electroluminescent filament |
| DE69719136T2 (de) * | 1996-04-25 | 2003-10-16 | Koninkl Philips Electronics Nv | Organische elektrolumineszente vorrichtung |
| US5856029A (en) * | 1996-05-30 | 1999-01-05 | E.L. Specialists, Inc. | Electroluminescent system in monolithic structure |
| US6002206A (en) * | 1996-11-28 | 1999-12-14 | Cambridge Display Technology Limited | Organic EL devices and operation thereof |
| US6013982A (en) * | 1996-12-23 | 2000-01-11 | The Trustees Of Princeton University | Multicolor display devices |
| US5846666A (en) * | 1997-02-27 | 1998-12-08 | Xerox Corporation | Electroluminescent devices |
| US6087196A (en) * | 1998-01-30 | 2000-07-11 | The Trustees Of Princeton University | Fabrication of organic semiconductor devices using ink jet printing |
| ATE295601T1 (de) * | 1998-03-12 | 2005-05-15 | Seiko Epson Corp | Aktivmatrix-lichtemittierende vorrichtung und herstellungsverfahren |
| JP3088102B1 (ja) * | 1998-05-01 | 2000-09-18 | キヤノン株式会社 | 電子源及び画像形成装置の製造方法 |
| US6140759A (en) * | 1998-07-17 | 2000-10-31 | Sarnoff Corporation | Embossed plasma display back panel |
| JP3622598B2 (ja) * | 1999-10-25 | 2005-02-23 | セイコーエプソン株式会社 | 不揮発性メモリ素子の製造方法 |
| US20020051893A1 (en) * | 2000-05-31 | 2002-05-02 | Board Of Regents, The University Of Texas System | High brightness and low voltage operated LEDs based on inorganic salts as emitters and conductive materials as cathodic contacts |
| US6414543B1 (en) * | 2000-11-28 | 2002-07-02 | Precision Dynamics Corporation | Rectifying charge storage element |
| US6551725B2 (en) * | 2001-02-28 | 2003-04-22 | Eastman Kodak Company | Inorganic buffer structure for organic light-emitting diode devices |
| JP2002343578A (ja) * | 2001-05-10 | 2002-11-29 | Nec Corp | 発光体、発光素子、および発光表示装置 |
| US6596438B2 (en) * | 2001-06-13 | 2003-07-22 | The Gillette Company | Alkaline cell with improved cathode |
-
2001
- 2001-10-26 TW TW090126582A patent/TW533446B/zh not_active IP Right Cessation
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- 2001-12-20 US US10/024,783 patent/US20020079832A1/en not_active Abandoned
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100747299B1 (ko) * | 2005-12-15 | 2007-08-08 | 엘지전자 주식회사 | 듀얼형 전계 발광 패널과 그가 내장된 듀얼형 전계 발광표시 장치 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2002052660A1 (en) | 2002-07-04 |
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| US20020079832A1 (en) | 2002-06-27 |
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