KR20060133945A

KR20060133945A - 전기발광 디바이스 및 방법

Info

Publication number: KR20060133945A
Application number: KR1020067003490A
Authority: KR
Inventors: 마틴 비. 올크; 레슬리 에이. 크라이리히; 세르게이 에이. 라만스키; 존 피. 바에트졸드
Original assignee: 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니
Priority date: 2003-08-22
Filing date: 2004-07-14
Publication date: 2006-12-27
Also published as: KR101193200B1; KR20120001812A; KR101117714B1; DE602004008969D1; EP1722601B1; DE602004010719D1; WO2005022959A2; ATE381244T1; DE602004009715D1; US7275972B2; EP1676467B1; TW201212714A; DE602004006290D1; EP1722601A1; MY176845A; EP1703778B1; EP1701592B1; DE602004006290T2; DE602004010719T2; TWI379616B

Abstract

전기발광 디바이스 및 그러한 디바이스의 제조 방법 및 사용 방법이 개시되어 있다. 전기발광 디바이스는 용매 감수성 층 상에 패턴화층을 포함한다. 전기발광 디바이스는 예를 들면, 천연색 디스플레이 디바이스로서 사용될 수 있다.

방출체, 전사층, 리셉터, 열 전사, 용매 감수성 층, 전기발광 디바이스

Description

전기발광 디바이스 및 방법{ELECTROLUMINESCENT DEVICES AND METHODS}

패턴화된 광 방출층의 형성은 전기발광 디바이스의 생산에서 중요하지만 어려운 단계이다. 예를 들면, 별개의 적색, 녹색 및 청색 패턴화 방출층의 형성이 전형적으로 전기 발광 천연색 디스플레이 디바이스의 생산에 필요하다. 진공 증발(예를 들면, 쉐도우 마스크 이용)은 각각의 패턴화층을 형성하는데 가장 통상적인 기술이다. 특히 대형 포맷 디스플레이를 제조하는데 사용하기 위한 이러한 기술의 복잡성과 비용 때문에, 패턴화 층의 다른 형성 방법이 업계에서 요구된다. 용액으로부터의 재료 증착을 기반으로 하는 방법은 대규모 디바이스 제조에서 예상되는 적합성 면에서 특히 바람직하다.

잉크 젯 인쇄 기술은 패턴화 방출층을 생산하기 위한 것으로 제안되었다. 잉크 젯 인쇄에 의한 패턴화 방출체 전구체의 2 색의 증착에 이어서 용액 기술에 의한 방출체의 제3 색을 증착시키는 방법이 보고되었다. 그러나, 패턴화층을 증착시키기 위한 잉크 젯 인쇄 기술의 이용은 잉크 젯 미디어에서 증착되는 재료의 용해도, 습윤성 및 균일성을 비롯한 요인에 의해 제한된다.

발명의 요약

한 면에서, 본 발명은 전기발광 디바이스의 제조 방법을 제공한다. 한 실시양태에서, 그 방법은 제1 방출체를 포함하는 전사층의 일부분을 임의로 용매 감수 성인 리셉터에 선택적으로 열 전사하여 리셉터 상에 배치된 제1 방출체를 포함한 패턴화 방출층을 형성하고; 패턴화 방출층 및 리셉터 상에 제2 방출체를 포함한 층을 배치하여 제2 방출체를 포함한 비패턴화 방출층을 형성하는 것을 포함한다. 임의로, 그 방법은 비패턴화 방출층을 형성하기 전에, 제3 방출체를 포함한 제2 전사층의 일부분을 리셉터에 선택적으로 열 전사하여 리셉터 상에 배치된, 제3 방출체를 포함한 제2 패턴화 방출층을 형성하는 것을 더 포함한다. 바람직하게는, 리셉터는 애노드, 정공 수송층, 정공 주입층, 전자 차단층, 유전층, 부동화(passivation) 층, 기판 또는 그의 조합이다. 바람직하게는, 비패턴화 방출층은 비도핑 전자 수송층, 도핑 전자 수송층, 비도핑 정공 차단층, 도핑 정공 차단층 또는 그의 조합이다. 일부 실시양태에서, 리셉터는 정공 수송층이고 애노드에 부착되며, 그 경우에 디바이스는 정공 수송층과 애노드 사이에 배치된 정공 주입층을 임의로 포함할 수 있다. 임의로, 그 방법은 비패턴화 방출층 상에 캐소드를 배치하는 것을 더 포함한다.

또다른 실시양태에서, 전기발광 디바이스의 제조 방법은 제1 방출체를 포함하는 비패턴화 층을 제공하고; 제2 방출체를 포함하는 전사층의 일부분을 임의로 용매 감수성인 비패턴화 방출층에 선택적으로 열 전사하여 비패턴화 방출층 상에 배치된, 제2 방출체를 포함하는 패턴화 방출층을 형성하는 것을 포함한다. 임의로, 그 방법은 제3 방출체를 포함한 제2 전사층의 일부분을 비패턴화 방출층에 선택적으로 열 전사하여 비패턴화 방출층 상에 배치된, 제3 방출체를 포함한 제2 패턴화 방출층을 형성하는 것을 더 포함한다. 바람직하게는, 비패턴화 방출층은 비 도핑 전자 수송층, 도핑 전자 수송층, 비도핑 정공 차단층, 도핑 정공 차단층, 비도핑 전자 주입층, 도핑 전자 주입층 또는 그의 조합이다. 일부 실시양태에서, 그 방법은 패턴화 방출층 및 비패턴화 방출층 상에 애노드를 배치하는 것을 더 포함한다. 정공 수송층, 정공 주입층, 전자 차단층 또는 그의 조합은 방출층과 애노드 사이에 임의로 배치될 수 있다. 임의로, 패턴화 방출층 반대편의 비패턴화 방출층 면은 캐소드에 부착된다.

또다른 실시양태에서, 전기발광 디바이스의 제조 방법은 용매 감수성층을 제공하고; 제1 방출체 및 제1 방출체과 동일하거나 상이한 비-휘발성 성분을 포함하는 패턴화층을 용매 감수성층 상에 배치하고; 제2 방출체를 포함하는 층을 패턴화층 및 용매 감수성층 상에 배치하여 제2 방출체를 포함하는 비패턴화 방출층을 형성하는 것을 포함한다. 바람직하게는, 패턴화층의 배치는 제1 방출체 및 비휘발성 성분을 포함하는 전사층의 일부분을 선택적으로 열 전사하는 것을 포함한다. 임의로, 비패턴화 방출층을 형성하기 전에, 제3 방출체를 포함한 제2 패턴화층은 바람직하게는 제3 방출체 및 임의로 비휘발성 성분을 포함하는 제2 전사층의 일부분을 열 전사함으로써 용매 감수성 층 상에 배치된다.

또다른 실시양태에서, 전기발광 디바이스의 제조 방법은 제1 방출체를 포함하는 용매 감수성 비패턴화층을 제공하고; 제2 방출체 및 제2 방출체와 동일하거나 상이한 비휘발성 성분을 포함하는 패턴화층을 용매 감수성 층 상에 배치하는 것을 포함한다. 바람직하게는, 패턴화층의 배치는 제2 방출체 및 비휘발성 성분을 포함하는 전사층의 일부분을 선택적으로 열 전사하는 것을 포함한다. 임의로, 그 방법 은 바람직하게는 제3 방출체를 포함하는 제2 전사층의 일부분을 열 전사함으로써 제3 방출체 및 임의로 비휘발성 성분을 포함하는 제2 패턴화층을 용매 감수성 층 상에 배치하는 것을 더 포함한다.

또다른 면에서, 본 발명은 전기발광 디바이스를 제공한다. 전기발광 디바이스는 용매 감수성 층; 용매 감수성 층 상의, 제1 방출체 및 제1 방출체와 동일하거나 상이한 비휘발성 성분을 포함하는 패턴화층; 및 패턴화 방출층 및 용매 감수성 층 상에 배치된, 제2 방출체를 포함하는 비패턴화층을 포함한다. 임의로, 패턴화층은 제3 방출체를 더 포함한다. 별법으로, 제3 방출체를 포함하는 제2 패턴화층은 임의로 용매 감수성 층 상에 배치될 수 있다. 바람직하게는, 용매 감수성 층은 정공 수송층, 정공 주입층, 전자 차단층, 유전층, 부동화층 또는 그의 조합을 포함한다. 바람직하게는, 비패턴화 방출층은 비도핑 전자 수송층, 도핑 전자 수송층, 비도핑 정공 차단층, 도핑 정공 차단층, 비도핑 전자 주입층, 도핑 전자 주입층 또는 그의 조합이다. 일부 실시양태에서, 애노드는 용매 감수성 층에 부착되고 캐소드는 비패턴화 방출층에 부착될 수 있다. 임의로, 정공 주입층, 전자 차단층 또는 그의 조합은 애노드와 용매 감수성 층 사이에 배치될 수 있다. 한 실시양태에서, 캐소드는 불투명하고, 애노드는 투명하며, 디바이스는 투명 애노드를 통해 빛을 방출하도록 작동가능하다. 또다른 실시양태에서, 캐소드는 투명하고, 애노드는 불투명하며, 디바이스는 투명 캐소드를 통해 빛을 방출하도록 작동가능하다. 또다른 실시양태에서, 캐소드는 투명하고, 디바이스는 애노드에 부착된 불투명 기판을 더 포함하며, 디바이스는 투명 캐소드를 통해 빛을 방출하도록 작동가능하다. 또다른 실시양태에서, 캐소드는 투명하고, 애노드는 투명하며, 디바이스는 투명 캐소드 및 투명 애노드를 통해 빛을 방출하도록 작동가능하다. 임의로, 비패턴화 방출층은 용매 감수성이다.

또다른 면에서, 본 발명은 빛을 발생시키는 방법을 제공한다. 그 방법은 본원에 기재된 바와 같은 전기발광 디바이스를 제공하고; 방출체를 어드레스하도록 작동가능한 신호를 애노드 및 캐소드에 제공하여, 그 이후에 방출체가 빛을 방출한다. 바람직하게는, 디바이스는 능동 또는 수동 어드레스된 디바이스이다. 바람직하게는, 디바이스는 천연색 디스플레이 또는 조정가능한 조명 장치이다.

다층 OLED 디바이스의 방출 특징은 전자 및 정공의 재조합이 일어나는 대역을 조절하거나 속박함으로써 변경될 수 있다. 효율적인 형광 또는 인광 방출할 수 있는 단일층을 가진 디바이스의 경우, 재조합 대역이 방출층 내에 위치될 때 최적 디바이스 성능이 발휘된다. 다중 방출층(예를 들면, 적색 패턴화 방출층 및 청색 비패턴화 방출층)을 가진 디바이스의 경우, 주로 단일층(예를 들면, 적색 패턴화된 방출층)으로부터 방출을 얻을 수 있다. 그러므로, 예를 들어 적색 및 녹색 방출 영역을 가진 기판을 패턴화하고 그후에 비패턴화 청색 방출층을 제공함으로써 천연색 OLED 디스플레이를 제작할 수 있다. 재조합 대역이 적당히 조절된다면, 적색 및 녹색 방출 영역은 확실한 청색 방출을 나타내지 않을 것이다. 디스플레이 디바이스 분야에서는, 포화된 적색, 녹색 및 청색을 방출하는 디스플레이 서브픽셀을 갖는 것이 바람직하다. 그러므로, 방출층의 일부분을 선택적으로 열 전사하여 패턴화된 방출층을 형성하는 본 발명의 실시양태에서, "n"보다 적은 열 전사 단계(예 를 들면, 2개의 선택적인 열 전사 단계)를 이용하여 "n"색 디바이스(예를 들면, 3색 디바이스)를 제조할 수가 있다.

일부 실시양태에서, 작동 전압 또는 전류 밀도를 변화시켜 다층 디바이스의 다른 층으로부터 방출량을 변경시킬 수 있고, 때로는 그렇게 하는 것이 바람직하다. 이러한 소위 "색 조정"은 조명 분야에 사용되는 OLED에 유용할 수 있다.

정의

본원에 사용된 "층"은 또다른 재료 상에 배치된 불연속(예를 들면, 패턴화층) 또는 연속(예를 들면, 비패턴화) 재료를 의미한다.

본원에 사용된 "패턴화층"은 패턴화 층의 재료가 다른 재료의 선택된 부분 상에만 배치된 불연속층을 의미한다.

본원에 사용된 "비패턴화층"은 비패턴화층의 재료가 다른 재료의 전체 부분 상에 배치된 연속층을 의미한다.

본원에 사용된 "용매 감수성" 층은 그 위에 직접 코팅되는 용매 코팅층을 갖는 경우, 용매 존재하에 의도된 목적을 위해 용해되고, 공격되고, 침투되고 및(또는) 작동가능하지 않게 되는 층이다.

본원에 사용된 용매 코팅층에서의 "용매"는 전기발광 디바이스의 층을 형성하기에 적합한 유기 고분자 또는 수지를 용해시키거나, 분산시키거나 또는 현탁시킬 수 있는 유기 또는 수성 용매를 의미한다.

일반적으로, 또다른 층 "상에 배치된" 또는 "에 부착된" 층은 두 층 사이에 하나 이상의 추가의 층을 임의로 포함하도록 광범위하게 해석되는 것이다.

본원에 사용된 "용매 감수성 층" "상의" 또는 "상에 배치된" 층은 용매 감수성 층과 직접 접촉되는 층 또는 용매 감수성 층과 하나 이상의 추가의 층에 의해 분리되는 층을 포함하는 것이며, 단 용매 감수성 층 "상의" 또는 "상에 배치된" 층으로부터의 용매는 용매 감수성 층과 (예를 들면, 기화, 확산 또는 추가의 층을 통해 용매를 운반하는 다른 방법을 통해) 접촉할 수 있을 것이다. 바람직하게는, "용매 감수성 층" "상의" 또는 "상에 배치된" 층은 용매 감수성 층과 직접 접촉된다.

본원에 사용된 "투명 전극"은 가시광을 실질적으로 투과시키는 전도성 소자를 의미한다. 가시광을 실질적으로 투과시키는 소자는 특히 디바이스 방출 최대에 해당하는 파장에서, 바람직하게는 소자의 표면에 수직으로 충돌되는 입사 가시광의 50% 이상, 더욱 바람직하게는 80% 이상을 투과시킨다.

본원에 사용된 "불투명 전극"은 가시광을 실질적으로 흡수시키거나 반사시키는 전도성 소자를 의미한다. 가시광을 실질적으로 흡수시키거나 또는 반사시키는 소자는 특히 디바이스 방출 최대에 해당하는 파장에서, 바람직하게는 소자의 표면에 수직으로 충돌되는 입사 가시광의 90% 이상을 흡수 또는 반사시킨다.

본원에 사용된 "능동 어드레스된" 디바이스는 각 픽셀 또는 서브픽셀이 분리 회로에 의해 어드레스된 픽셀 또는 서브픽셀 어레이를 구동하기 위한 체계를 포함하는 디바이스이다. 일반적으로, 분리 회로는 픽셀 또는 서브픽셀에 인접하고 디바이스 내부에 있다.

본원에 사용된 "수동 어드레스된" 디바이스는 각 픽셀 또는 서브픽셀이 수평 및 수직 전극을 포함하는 전자 회로를 통해 어드레스된 픽셀 또는 서브픽셀 어레이를 구동하기 위한 체계를 포함하는 디바이스이다. 일반적으로, 전자 회로는 디바이스 외부에 있다.

본원에 사용된 "조정가능한 조명" 장치는 구동 조건(예를 들면, 전압, 전류 밀도 등)에 좌우되는 가변 색의 빛을 방출하는 소자이다.

본원에 사용된 "천연색 디스플레이" 디바이스는 칼라 사진 및 비디오를 묘사하기에 적합한 색 대역(예를 들면, NTSC(National Television Standards Committee)에 의해 한정되는 색역)을 갖는 영상을 디스플레이할 수 있는 픽셀 및 서브픽셀 어레이를 포함하는 전자 부품을 의미한다.

본원에 사용된 "비휘발성 성분"은 진공 증발 또는 진공 승화에 전형적으로 이용되는 조건하에서 미약한 증기압을 가진 성분을 의미한다. 전형적으로, 그의 분해 온도 아래의 온도에서 0.1 옹스트롬/초 이상의 속도로 증착될 수 없는 재료는 비휘발성인 것으로 간주된다.

도 1A 내지 1C는 "하부 애노드" 구조를 갖는 본 발명에 따른 전기발광 디바이스를 조립하는 예시적인 방법을 예시하는 개략 단면도이다. 도 1A 내지 1C에 예시된 방법은 본 발명의 바람직한 실시양태를 예증하기 위한 단순화된 방식으로 예시된다. 특정 디바이스의 제작에 필요한 추가의 층(들)의 포함은 당업계의 숙련자에게 자명할 것이다. 따라서, 본원에 예시된 방법 및 디바이스는 본원에 기재된 특정 층에만 제한되는 것이 아니라 필요에 따라 추가의 층들을 포함하는 것으로 광 범위하게 해석되어야 한다.

도 2A 내지 2C는 "상부 애노드" 구조를 갖는 본 발명에 따른 전기발광 디바이스를 조립하는 예시적인 방법을 예시하는 개략 단면도이다. 도 2A 내지 2C에 예시된 방법은 본 발명의 바람직한 실시양태를 예증하기 위한 단순화된 방식으로 예시된다. 특정 디바이스의 제작에 필요한 추가의 층(들)의 포함은 당업계의 숙련자에게 자명할 것이다. 따라서, 본원에 예시된 방법 및 디바이스는 본원에 기재된 특정 층에만 제한되는 것이 아니라 필요에 따라 추가의 층들을 포함하는 것으로 광범위하게 해석되어야 한다.

본 발명은 전기발광 디바이스, 그러한 디바이스의 제조 방법 및 사용 방법을 제공한다. 전기발광 디바이스는 당업계에 공지되어 있으며, 예를 들면 유기 전기발광(OEL) 디바이스를 포함한다 [예를 들면, Salbeck, Ber. Bunsenges. Phys. Chem., 100(10): 1667(1996); Y. Sato, "Organic LED System Considerations" in Semiconductors and Semimetals (G. Meuller, ed.), Vol. 64, p. 209(2000); Kido, Bulletin of Electrochemistry, 10(1): 1(1994); F. So et al., International Journal of High Speed Electronics and Systems, 8(2): 247(1997); Baldo et al., Pure Appl. Chem., 71(11): 2095(1999) 참조]. 본원에 사용된 "전기발광 디바이스"는 완전 및 부분 디바이스(예를 들면, 디바이스 부품)를 포함하는 것을 의미한다. 마찬가지로, 전기발광 디바이스의 제조 방법은 디바이스 또는 디바이스 부품의 형성 또는 부분 형성을 포함하는 것을 의미한다.

전기발광 디바이스의 층(들)은 열 전사 도너 소자로부터 층(들)의 열 전사를 통해 형성될 수 있다. 특별한 예로서, 열 전사 소자는 적어도 부분적으로 OEL 디바이스 또는 디바이스 어레이, 및 OEL 디스플레이에 사용하기 위한 부품을 제조하기 위해 형성될 수 있다. 이는 예를 들어, 열 전사 소자의 단일 또는 다성분 전사 유닛의 열 전사에 의해 이루어질 수 있다. 단일층 및 다층 전사는 다른 디바이스 및 물체를 형성하기 위해 사용될 수 있는 것으로 인식될 것이다. 본 발명이 그렇게 제한되지는 않지만, 본 발명의 각종 면의 이해는 아래에 제공된 예들의 논의를 통해 얻어질 것이다.

재료는 하나 이상의 열 전사 소자로부터의 재료의 선택적인 열 전사에 의해 기판 상에 패턴화될 수 있다. 열 전사 소자는 열 전사 소자의 선택된 부분 상에 지향성 열을 가함으로써 가열될 수 있다. 열은 가열 소자(예를 들면, 저항 가열 소자)를 이용하여, 방사선(예를 들면, 광선 빔)을 열로 전환시키고, 및(또는) 전류를 열 전사 소자의 층에 인가함으로써 발생된다. 많은 경우에, 예를 들어 램프 또는 레이저로부터의 빛을 이용한 열 전사는 대체로 얻어질 수 있는 정확성 및 정밀성으로 인해 유리하다. 전사 패턴(예를 들면, 선, 원, 사각형 또는 다른 형태)의 크기 및 형태는 예를 들어, 광선 빔의 크기, 광선 빔의 노광 패턴, 열 전사 소자와 지향성 빔의 접촉 기간 및 열 전사 소자의 재료를 선택함으로써 조절될 수 있다.

열 전사 소자는 각종 소자 및 디바이스, 또는 그의 일부를 형성하는데 사용될 수 있는 전사층을 포함할 수 있다. 예시적인 재료 및 전사층은 전자 디스플레이에 유용한 소자, 디바이스 및 그의 일부를 형성하는데 사용될 수 있는 것을 포함한다. 본 발명에 이용되는 예가 대체로 OEL 디바이스 및 디스플레이에 집중되긴 하지만, 열 전사 소자로부터의 재료의 전사는 또한 적어도 부분적으로 전자 회로 및 광학 및 전자 부품, 예를 들면 레지스터, 캐패시터, 다이오드, 정류기, 전기발광 램프, 메모리 소자, 전계 효과 트랜지스터, 바이폴라 트랜지스터, 비접합 트랜지스터, MOS 트랜지스터, 금속-절연체-반도체 트랜지스터, 유기 트랜지스터, 전하 결합 디바이스, 절연체-금속-절연체 스택, 유기 전도체-금속-유기 전도체 스택, 집적 회로, 광검출기, 레이저, 렌즈, 도파관, 격자, 홀로그래픽 소자, 필터(예를 들면, 애드-드롭(add-drop) 필터, 이득-평탄화(gain-flattening) 필터, 차단(cut-off) 필터 등), 미러, 분할기, 커플러, 결합기, 변조기, 센서(예를 들면, 소실파(evanescent) 센서, 상 변조 센서, 간섭계 센서 등), 광공진기, 압전 디바이스, 강유전 디바이스, 박막 배터리, 또는 그의 조합, 예를 들면 광학 디스플레이용 능동 행렬로서의 전계 효과 트랜지스터 및 유기 전기발광 램프의 조합을 제조하는데 이용될 수 있다. 다른 품목은 다성분 전사 유닛 및(또는) 단일층을 전사함으로써 형성될 수 있다.

빛을 이용한 열 전사는 종종 작은 광학 및 전자 디바이스와 같은 아주 작은 디바이스, 예를 들면 트랜지스터 및 집적 회로의 다른 부품, 및 디스플레이에 사용하기 위한 부품, 예를 들면 전기발광 램프 및 제어 회로를 위한 더 우수한 정확성 및 품질 조절을 제공할 수 있다. 더욱이, 빛을 이용한 열 전사는 적어도 일부 경우에 디바이스 크기에 비해 큰 면 위에 다중 디바이스를 형성할 때 더 우수한 레지스트레이션을 제공할 수 있다. 예로서, 많은 픽셀을 갖는 디스플레이 부품이 이 방법을 이용하여 형성될 수 있다.

일부 경우에, 디바이스 또는 다른 물체를 형성하거나, 또는 인접 디바이스, 다른 물체, 또는 그의 일부를 형성하는데 다중 열 전사 소자가 이용될 수 있다. 다중 열 전사 소자는 다성분 전사 유닛을 가진 열 전사 소자 및 단일층을 전사하는 열 전사 소자를 포함할 수 있다. 예를 들면, 디바이스 또는 다른 물체는 다성분 전사 유닛을 가진 하나 이상의 열 전사 소자 및(또는) 각각 단일층 또는 다층 유닛을 전사하는데 이용될 수 있는 하나 이상의 열 전사 소자를 이용하여 형성될 수 있다.

디바이스 또는 디바이스 어레이를 형성하기 위한 하나 이상의 층의 열 전사는 또한 예를 들어, 많은 전자 및 광학 디바이스를 형성하는데 사용되는 포토리소그래피 패턴화 또는 잉크-젯 패턴화와 같은 공정의 습식 가공 단계를 줄이거나 없애는데 유용할 수 있다. 도너 소자로부터 층들을 패턴화하기 위한 열 전사는, 예를 들어 결합이 패턴화될 수 있는, 층형성된 구조의 유형 또는 인접 구조의 유형을 제한할 수 있는 경우에, 패턴화 단계에서 층 코팅 단계를 분리하는데 유용할 수 있다. 포토리소그래피, 잉크 젯, 스크린 인쇄 및 각종 마스크 기반 기술과 같은 통상의 패턴화 공정에서, 층들은 패턴화가 일어나는 기판 상에 직접 코팅된다. 패턴화는 코팅과 동시에(잉크 젯, 스크린 인쇄 및 일부 마스크 기반 공정의 경우) 또는 에칭 또는 또다른 제거 기술을 통한 코팅 이후에 일어날 수 있다. 그러한 통상의 방법에 따른 어려움은 재료를 코팅하는데 사용되는 용매 및(또는) 재료를 패턴화하는데 사용되는 에칭 방법이 이미 코팅 또는 패턴화된 층 또는 재료를 손상시키고, 용해시키고, 침투하고 및(또는) 작동가능하지 않게 할 수 있다.

본 발명에서, 재료는 열 전사 도너 소자 상에 코팅되어 도너 소자의 전사층을 형성할 수 있다. 그후에, 전사층 재료는 도너로부터 선택적인 열 전사를 통해 리셉터에 패턴화될 수 있다. 도너 상의 코팅에 이은 선택적인 전사를 통한 패턴화는 패턴화 단계에서 층 코팅 단계의 분리를 나타낸다. 코팅 및 패턴화 단계를 분리하는 잇점은 재료가 통상의 패턴화 방법을 이용하여, 만일 가능하다면 전부, 패턴화하기 어려운 다른 재료 위에 또는 그 옆에 패턴화될 수 있다는 것이다. 예를 들면, 본 발명의 방법에서 용매 코팅층이 용매 감수성 재료 상에 직접 코팅되는 경우, 용매 코팅층은 용매 존재하에 의도된 목적을 위해 용해되고, 공격되고, 침투되고 및(또는) 작동가능하지 않게 되는 용매 감수성 재료 상에 패턴화된다.

"용매 감수성" 층은 그 위에 직접 코팅되는 용매 코팅층을 갖는 경우, 용매 존재하에 의도된 목적을 위해 용해되고, 공격되고, 침투되고 및(또는) 작동가능하지 않게 되는 층이다. 용매 감수성에 대한 간단한 시험은 제1 층을 제1 용매로부터 스핀 코팅하고, 용매를 건조시키고 그후에 제2 용매를 제1 코팅층 상에 스핀 코팅함으로써 수행된다. 제1 코팅층이 제2 용매에 의해 용해되거나, 공격되거나 또는 침투된다면, 제1 코팅층은 다음에 용매 감수성 층으로 간주된다. 별법으로, 제1 코팅층이 진공 증발에 의해 증착되었을 때 유사한 시험이 수행될 수 있다.

"제2 용매"는 바람직하게는 전기발광 디바이스의 층을 형성하는데 적합한 유기 고분자 또는 수지를 용해, 분산 또는 현탁시킬 수 있는 유기 용매이다. 적당한 용매는 예를 들면, 문헌[I.M. Smallwood, "Handbook of Organic Solvent Properties", Arnold/Halsted Press (1996)]에 기재되어 있다.

본 발명의 일부 실시양태에서, 전사층은 비휘발성 성분을 포함할 것이다. 비휘발성 성분은 진공 증발 또는 진공 승화에 전형적으로 이용되는 조건하에서 미약한 증기압을 갖는 화합물이다. 화합물이 비휘발성인지를 확인하기 위한 간단한 시험은 그 성분에 대한 진공 증착 조건하에서 화합물을 승화하도록 시도하는 것이다. 비휘발성 성분은 일반적으로 통상적으로 이용가능한 진공 증착 시스템에서 진공 증착시키는데 실제적인 충분한 속도로 승화하지 못하거나 분해(예를 들면, 탄화, 열화 등)된다. 전형적으로, 분해 온도 아래의 온도에서 0.1 옹스트롬/초 이상의 속도로 증착될 수 없는 재료는 비휘발성인 것으로 간주된다. 비휘발성 성분의 일반적인 예는 폴리머, 올리고머, 덴드리머, 고분자량 종, 세라믹 등을 포함한다.

아래에 더욱 상세히 논의되는 바와 같이, OEL 디바이스의 형성은 특히 적합한 예를 제공한다. 열 전사 방법에 의해 제조되는 예시적인 도너 소자, 열 전사 방법 및 디바이스는 예를 들면, 미국 특허 제6,410,201호(Wolk 등)에 개시되어 있다.

방사선(예를 들면, 빛)을 이용한 열 전사의 경우, 각종 방사선-방출원이 본 발명에 이용될 수 있다. 유사한 기술(예를 들면, 마스크를 통한 노광)의 경우, 고출력 광원(예를 들면, 크세논 플래쉬 램프 및 레이저)이 유용하다. 디지탈 영상화 기술의 경우, 적외선, 가시선 및 자외선 레이저가 특히 유용하다. 적합한 레이저는 예를 들면, 고출력(≥100 밀리와트(mW)) 단일 모드 레이저 다이오드, 섬유 결합된 레이저 다이오드 및 다이오드 펌프된 고체 레이저(예를 들면, Nd:YAG 및 Nd:YLF)를 포함한다. 레이저 노광 체류 시간은 예를 들면, 0.1 내지 100 마이크로초이며, 레이저 조사량은 예를 들면 0.01 내지 1 J/㎠일 수 있다.

큰 기판 면적에 대해 높은 스팟 배치 정확성이 요구되는 경우(예를 들면, 높은 정보 천연색 디스플레이 용도의 경우), 레이저는 방사선원으로서 특히 유용하다. 레이저 광원은 1 m x 1 m x 1.1 ㎜ 유리와 같은 큰 경질 기판, 및 100 ㎛ 폴리이미드 시트와 같은 연속 또는 시트형 막 기판 둘다에 적합하다.

저항 열 프린트 헤드 또는 어레이는 예를 들면, 광-열 전환(LTHC) 층 또는 방사선 흡수체가 결핍될 수 있는 단순화 도너막 구조에 사용될 수 있다. 이는 더 작은 기판 크기(예를 들면, 임의의 치수가 약 30 ㎝ 미만) 또는 영숫자 세그먼트 디스플레이에 필요한 것과 같은 더 큰 패턴의 경우 특히 유용할 수 있다.

영상화 중에, 열 전사 소자는 전형적으로 리셉터와 친밀 접촉하게 된다. 적어도 일부 경우에, 압력 또는 진공을 이용하여 열 전사 소자와 리셉터와의 친밀 접촉을 유지한다. 그후에, 방사선원을 이용하여 영상화 방식으로 LTHC 층(및(또는) 방사선 흡수체를 함유하는 다른 층(들))을 화상별 방식으로(예를 들면, 디지탈 방식으로 또는 마스크를 통한 아날로그 노출에 의해) 가열하여 열 전사 소자로부터 전사층을 패턴에 따라 리셉터에 화상별 전사한다.

별법으로, 저항 가열 소자와 같은 가열 소자를 이용하여 전사 유닛을 전사할 수 있다. 열 전사 소자는 가열 소자와 선택적으로 접촉되어 패턴에 따라 전사층의 일부의 열 전사를 야기시킨다. 또다른 실시양태에서, 열 전사 소자는 층에 인가된 전류를 열로 전환시킬 수 있는 층을 포함할 수 있다.

전형적으로, 전사층은 열 전사 소자의 임의의 다른 층, 예를 들면 임의의 중간층 및 LTHC 층을 전사하지 않고 리셉터에 전사된다. 임의의 중간층의 존재는 LTHC 층의 리셉터로의 전사를 없애거나 줄이고 및(또는) 전사층의 전사된 부분의 변형을 감소시킬 수 있다. 바람직하게는, 영상화 조건하에 LTHC 층에 대한 중간층의 접착력은 전사층에 대한 중간층의 접착력보다 더 크다. 일부 경우에, 반사 또는 흡수 중간층을 이용하여 중간층을 통해 투과되는 영상화 방사선 준위를 감쇠시키고 투과된 방사선과 전사층 및(또는) 리셉터와의 상호작용으로부터 발생될 수 있는 전사층의 전사된 부분에 대한 임의의 손상을 감소시킬 수 있다. 이는 리셉터가 영상화 방사선을 고도로 흡수할 때 일어날 수 있는 열 손상을 감소시키는데 특히 유리하다.

1 미터 이상의 길이와 폭 치수를 갖는 열 전사 소자를 포함한 대형 열 전사 소자가 사용될 수 있다. 작동시에, 레이저는 대형 열 전사 소자를 가로질러 래스터되거나 달리 이동될 수 있으며, 레이저는 원하는 패턴에 따라서 열 전사 소자의 부분을 조사하도록 선택적으로 작동된다. 별법으로, 레이저는 고정되고 열 전사 소자는 레이저 아래로 이동될 수 있다.

열 전사 도너 기판은 고분자막일 수 있다. 한가지 적당한 유형의 고분자막은 폴리에스테르막, 예를 들면 폴리에틸렌 테레프탈레이트 또는 폴리에틸렌 나프탈레이트막이다. 그러나, 특정 용도에 대한 충분한 기계적 및 열적 안정성 뿐만 아니라, 특정 파장의 빛의 고투과율을 포함한 충분한 광학 특성(빛이 가열과 전사에 사용되는 경우)을 가진 다른 막이 사용될 수 있다. 적어도 일부 경우에 도너 기판은 균일한 코팅이 그위에 형성될 수 있도록 편평하다. 도너 기판은 또한 전형적으로 LTHC 층의 가열에도 불구하고 안정하게 유지되는 재료로부터 선택된다. 도너 기판의 전형적인 두께는 0.025 내지 0.15 ㎜, 바람직하게는 0.05 내지 0.1 ㎜이지만, 더 두껍거나 얇은 도너 기판이 사용될 수 있다.

전형적으로, 도너 기판 및 LTHC 층을 형성하는데 사용되는 재료는 LTHC 층과 도너 기판 사이의 접착력을 개선시키도록 선택된다. 이후의 층들의 코팅 중에 균일성을 증가시키고 또한 LTHC 층과 도너 기판 사이의 중간층 결합 강도를 증가시키기 위해 임의의 프라이머 층을 사용할 수 있다. 프라이머 층을 가진 적합한 기판의 일례는 테이진 엘티디.(Teijin Ltd.(제품 번호 HPE100, Osaka, Japan)로부터 판매된다.

임의의 중간층은 전사층의 전사된 부분의 손상 및 오염을 최소화하기 위해 열 전사 소자에서 LTHC 층과 전사층 사이에 배치될 수 있고 또한 전사층의 전사된 부분의 변형을 감소시킬 수 있다. 중간층은 또한 열 전사 소자의 나머지에 대한 전사층의 접착력에 영향을 미칠 수 있다. 전형적으로, 중간층은 높은 내열성을 갖는다. 바람직하게는, 중간층은 영상화 조건하에, 특히 전사된 영상을 비기능적으로 만드는 정도로 변형되거나 또는 화학적으로 분해되지 않는다. 중간층은 전형적으로 전사 과정 중에 LTHC 층과 접촉되게 유지되며 실질적으로 전사층과 함께 전사되지 않는다.

중간층은 많은 이점을 제공할 수 있다. 중간층은 광-열 전환층에 또는 그로부터 재료를 전사하는 것에 대한 장벽일 수 있다. 그것은 또한 전사층에서 얻어지는 온도를 조절하여 열 불안정성 재료가 전사되게 한다. 중간층의 존재는 또한 전사된 재료에서 개선된 플라스틱 메모리를 갖게 할 수 있다.

열 전사 소자는 임의의 박리층을 포함할 수 있다. 임의의 박리층은 전형적으로 예를 들어, 광 방출원 또는 가열 소자에 의한 열 전사 소자의 가열 시에 열 전사 소자의 나머지(예를 들면, 중간층 및(또는) LTHC 층)로부터의 전사층의 박리를 용이하게 한다. 적어도 일부 경우에, 박리층은 열에 대한 노출 전에 열 전사 소자의 나머지에 대한 전사층의 약간의 접착력을 제공한다.

박리층은 전사층 또는 분리층의 일부일 수 있다. 박리층의 전부 또는 일부는 전사층과 함께 전사될 수 있다. 별법으로, 대부분 또는 실질적으로 모든 박리층은 전사층이 전사될 때 도너 기판과 함께 남아 있을 수 있다. 일부 경우에, 예를 들어 승화가능한 재료를 포함하는 박리층의 경우, 박리층의 일부는 전사 과정 중에 소산될 수 있다.

본 발명의 열 전사 소자의 전사층은 리셉터로의 전사를 위한 하나 이상의 층을 포함할 수 있다. 이들 하나 이상의 층은 유기, 무기, 유기금속 및 기타 재료를 이용하여 형성될 수 있다. 전사층이 하나 이상의 분리된 층을 갖는 것으로 설명되고 예시되었지만, 하나 이상의 층이 사용되는 적어도 일부 경우에는 각 층의 적어도 일부분을 포함하는 계면 영역이 존재할 수 있음을 이해할 것이다. 이는 예를 들어, 전사층의 전사 전에, 도중에 또는 후에 층들의 혼합 또는 층들 사이의 재료의 확산이 있는 경우에 일어날 수 있다. 다른 경우에, 개개의 층들은 전사층의 전사 전에, 도중에 또는 후에 완전히 또는 부분적으로 혼합될 수 있다. 임의의 경우에, 이들 구조는, 특히 디바이스의 다른 기능이 다른 영역에 의해 수행된다면 하나 이상의 독립층을 포함하는 것으로 칭해질 것이다.

전사층은 수용체에 대한 접착을 용이하게 하기 위해 전사층의 외표면 상에 배치된 접착층을 포함할 수 있다. 접착층은 예를 들어, 그 접착층이 리셉터와 전사층의 다른 층 사이에 전하를 전도한다면 작동가능한 층이거나, 또는 그 접착층이 단지 전사층을 리셉터에 접착시키기만 한다면 작동가능하지 않은 층일 수 있다. 접착층은 예를 들어, 전도성 및 비전도성 폴리머, 전도성 및 비전도성 충전 폴리머 및(또는) 전도성 및 비전도성 분산액을 포함한 열가소성 폴리머를 이용하여 형성될 수 있다.

전사층은 또한 열 전사 소자의 나머지와 접촉되어 있는 전사층의 표면 상에 배치된 박리층을 포함할 수 있다. 상기한 바와 같이, 전사층의 전사시에, 이러한 박리층은 전사층의 나머지와 함께 부분적으로 또는 완전히 전사되거나, 또는 실질적으로 모든 박리층은 열 전사 소자와 함께 남아있을 수 있거나, 또는 박리층은 전체적으로 또는 부분적으로 소산될 수 있다. 적당한 박리층은 상기한 바와 같다.

전사층이 분리 층들과 함께 형성될 수 있지만, 적어도 일부 실시양태에서, 전사층은 디바이스에서 다중 용도 및(또는) 다중 성분을 갖는 층을 포함할 수 있음을 이해할 것이다. 또한, 적어도 일부 실시양태에서, 2 이상의 분리층은 전사 중에 함께 용융되거나 또는 달리 혼합 또는 배합될 수 있다. 임의의 경우에, 혼합 또는 배합된다면 이들 층은 개개의 층으로서 언급될 것이다.

OEL(유기 전기발광) 디바이스의 적어도 일부분을 형성하기 위한 하나 이상의 단일 또는 다성분 전사 유닛의 전사는 열 전사 소자를 이용한 능동 디바이스의 형성의 특히 예시적인 비제한적 예를 제공한다. 적어도 일부 경우에, OEL 소자는 캐소드와 애노드 사이에 끼워진 하나 이상의 적당한 유기 재료의 박층(들)을 포함한다. 전자는 캐소드로부터 유기 층(들)에 주입되고 정공은 애노드로부터 유기 층(들)에 주입된다. 주입된 전하가 반대로 하전된 전극 쪽으로 이동할 때, 그들은 재조합되어 전형적으로 여기자(exciton)로서 칭해지는 전자-정공 쌍을 형성할 수 있다. 이들 여기자, 또는 여기된 상태의 종은 그들이 기저 상태로 다시 붕괴될 때 빛 형태의 에너지를 방출할 수 있다[예를 들면, Tsutsui, MRS Bulletin, 22:39-45 (1997) 참조].

OEL 디바이스 구조의 예시적인 예는 전하 운반 및(또는) 방출 종이 고분자 매트릭스 내에 분산되는 분자 분산된 고분자 디바이스(예를 들면, Kido, Trends in Polymer Science, 2:350-355 (1994) 참조), 폴리페닐렌 비닐렌과 같은 폴리머 층이 전하 운반 및(또는) 방출 종으로서 작용하는 공액 고분자 디바이스(예를 들면, Halls et al., Thin Solid Films, 276:13-20 (1996) 참조), 증착된 소분자 헤테로구조 디바이스(예를 들면, 미국 특허 제5,061,569호(VanSlyke 등) and Chen et al., Macromolecular Symposia, 125:1-48 (1997) 참조), 발광 전기화학 전지(예를 들면, Pei et al., J. Amer. Chem. Soc., 118:3922-3929 (1996) 참조) 및 다중 파장의 빛을 방출할 수 있는 수직 스택 유기 발광 다이오드(예를 들면, 미국 특허 제5,707,745호(Forrest 등) 및 Shen et al., Science, 276:2009-2011 (1997) 참조)를 포함한다.

본원에 사용된 용어 "소분자"는 비-고분자 유기, 무기 또는 유기금속 분자를 의미하며, 용어 "유기 소분자"는 비-고분자 유기 또는 유기금속 분자를 의미한다. OEL 디바이스에서, 소분자 재료는 방출층으로서, 전하 수송층으로서, 방출층에서 도판트로서(예를 들면, 방출된 색을 조절하기 위해) 또는 전하 수송층으로서 사용될 수 있다.

디스플레이 용도와 같은 많은 용도의 경우, 캐소드 및 애노드 중의 적어도 하나가 전기발광 디바이스에 의해 방출되는 빛에 대해 투명한 것이 바람직하다. 이는 디바이스의 배향(즉, 애노드 또는 캐소드 중 어느 것이 기판에 더 가까운지) 및 광 방출 방향(즉, 기판을 통해 또는 기판으로부터 먼쪽으로)에 좌우된다.

애노드 및 캐소드는 전형적으로 전도성 재료, 예를 들면 금속, 합금, 금속성 화합물, 금속 산화물, 전도성 세라믹, 전도성 분산액, 및 전도성 폴리머, 예를 들면 금, 백금, 팔라듐, 알루미늄, 티타늄, 질화 티타늄, 산화 인듐 주석(ITO), 산화 불소 주석(FTO) 및 폴리아닐린을 이용하여 형성된다. 애노드 및 캐소드는 단일층의 전도성 재료이거나 또는 그들은 다중층을 포함할 수 있다. 예를 들면, 애노드 또는 캐소드는 알루미늄 층 및 금 층, 알루미늄 층 및 플루오르화 리튬 층, 또는 금속층 및 전도성 유기층을 포함할 수 있다. 전도성 유기층(예를 들면, 0.1 내지 5 ㎛ 두께) 및 금속 또는 금속 화합물 박층(예를 들면, 100 내지 1000 옹스트롬)으로 이루어진 2층 캐소드(또는 애노드)를 제공하는데 특히 유용할 수 있다. 그러한 이층 전극 구조는 디바이스에서 기저층인 습기- 또는 산소-민감성 층(예를 들면, 유기 광 방출층)을 손상시킬 수 있는 습기 또는 산소에 대해 더 내성이 있을 수 있다. 그러한 손상은 금속 박층 내에 핀홀이 존재할 때 일어날 수 있으며, 그것은 전도성 유기층에 의해 커버되고 밀폐될 수 있다. 전도성 유기층의 추가는 금속층을 더욱 내파쇄성으로 만들거나, 또는 파쇄가 일어날 때 부식성 물질에 대한 확산 방지막으로서 또한 전도성 브리지로서 작용할 수 있다.

정공 수송층은 디바이스 내로의 정공 주입 및 캐소드 쪽으로의 정공의 이동을 용이하게 한다. 정공 수송층은 전자가 애노드로 통과하는 것에 대한 장벽으로서 추가로 작용할 수 있다. 정공 수송층은, 예를 들면 디아민 유도체, 예를 들면 N,N'-비스(3-메틸페닐)-N,N'-디페닐벤지딘(TPD로도 공지됨) 또는 기타 정공 전도성 재료, 예를 들면 N,N'-비스(3-나프탈렌-2-일)-N,N'-비스(페닐)벤지딘(NBP)를 포함할 수 있다. 일반적으로, 정공 수송층은 유기 소분자 재료, 전도성 폴리머, 유기 소분자로 도핑된 고분자 매트릭스, 및 기타 적당한 유기 또는 무기 전도성 또는 반전도성 재료를 포함할 수 있다.

전자 수송층은 전자의 주입 및 애노드 쪽으로의 전자의 이동을 용이하게 한다. 전자 수송층은 정공이 캐소드로 통과하는 것에 대한 장벽으로서 더 작용할 수 있다.

방출층은 종종 예를 들면, 트리스(8-히드록시퀴놀린)알루미늄(ALQ)과 같은 금속 킬레이트 화합물로부터 형성된다. 방출층은 또한 발광 고분자, 예를 들면 폴리(페닐렌비닐렌)(PPV), 폴리-파라-페닐렌(PPP) 및 폴리플루오렌(PF); 유기 소분자 재료 (예를 들면, ALQ); 유기 소분자로 도핑된 폴리머; 및 기타 적당한 재료를 포함할 수 있다.

임의로, 전자 수송층은 본원에 기재된 바와 같은 형광 또는 인광 염료로 도핑될 수 있다. 도핑된 전자 수송층은 본원에서 때로는 전자 수송/방출층으로서 칭해진다. 바람직한 실시양태에서, 전자 수송층은 청색 형광 염료로 도핑된다.

전자 수송/방출층을 포함하는 실시양태의 경우, 정공 수송층과 전자 수송층/방출층 사이의 계면은 정공 및 전자의 통과에 대한 장벽을 형성하며, 따라서 정공/전자 재조합 대역을 형성하고 효율적인 유기 전기발광 디바이스를 제공한다. 방출체 재료가 ALQ인 경우, OEL 디바이스는 청색-녹색 빛을 방출한다. 다른 색의 빛의 방출은 전자 수송/방출층에서 다른 방출체 및 도판트를 사용함으로써 이루어질 수 있다(예를 들면, Chen et al., Macromolecular Symposia, 125:1-48 (1997) 참조).

전자 수송/방출층 및 제2 방출층을 포함하는 실시양태의 경우, 전자 수송/방출층은 전자 수송층으로서 단독으로 기능하도록 제조되므로 재조합 및 방출은 제2 방출층에 제한된다. 바람직하게는, 이러한 구조는 효율적인 유기 전기발광 디바이스를 제공할 수 있다.

다른 OEL 다층 디바이스 구조는 예를 들면, 방출층이기도 한 정공 수송층을 포함할 수 있다. 별법으로, 정공 수송층 및 전자 수송/방출층은 한 층으로 조합될 수 있다. 또한, 별개의 방출층이 정공 수송층과 전자 수송층 사이에 개재될 수 있다.

OEL 디바이스를 형성하기 위한 OEL 재료 및 층의 패턴화는 통상의 패턴화 기술에 의한 약간의 어려움과 이러한 어려움이 본 발명에 따라서 어떻게 극복될 수 있는지를 예시하기 위해 특별히 적합한 예를 제공한다. 통상의 패턴화 기술의 경우, 다른 층을 디스플레이 기판 상에 코팅 또는 패턴화하는데 사용되는 용매 및 부식제에 대한 노출로부터의 공격, 침투 또는 용해에 대한 감수성으로 인해 사용될 수 없는 일부 재료 또는 층이 존재할 수 있다. 따라서, 용매 코팅층이 용매 감수성 층 상에 코팅되거나, 또는 부식제에 대해 감수성인 다른 층 상에 층을 패턴화하는데 부식제가 사용되기 때문에 통상의 기술에 의해 제조될 수 없는 디바이스 및(또는) 디스플레이 구조가 존재할 수 있다. 예를 들면, 기판 상에 애노드, 애노드 상에 소분자 정공 수송층, 정공 수송층 상에 발광 고분자 방출체 및 방출층 상에 캐소드를 포함하는 OEL 디바이스 형성시에, 발광 고분자를 코팅하는데 사용되는 용매는 통상의 가공 기술하에 정공 수송층을 손상시킬 수 있다. 인접 OEL 디바이스(그 중 하나는 발광 고분자 방출층이고 다른 것은 유기 소분자 방출층을 함유할 수 있음)의 통상의 패턴화에 대해 동일한 제한이 있을 수 있다. 이러한 제한은 본 발명의 열적 패턴화 방법을 이용하여 극복될 수 있다. 이들 제한을 극복함으로써 가능한 광범위한 디바이스 구조 및 재료 대체가 가능해지며, 이를 다시 이용하여 휘도, 수명, 색순도, 효율 등과 같은 특징을 나타내는 OEL 디바이스 및 디스플레이를 얻을 수 있으며, 상기 특징들은 달리 얻어질 수 없다. 따라서, 본 발명은 새로운 OEL 디바이스 및 디스플레이 구조뿐만 아니라 새로운 패턴화 방법을 제공한다.

논의된 바와 같이, OEL 디바이스는 하나 이상의 도너 소자로부터 선택적인 열 전사에 의해 형성될 수 있다. 다중 디바이스는 또한 리셉터 상에 전사되어 특이한 디스플레이를 형성할 수 있다. 별법으로, 적색, 녹색 및 청색 열 전사 소자는 서로의 위에 전사되어 미국 특허 제5,707,745호(Forrest 등)에 개시된 유형의 다색 스택 OLED 디바이스를 형성할 수 있다.

다색 특이적 OEL 디스플레이를 형성하기 위한 또다른 방법은 3개의 별개의 도너로부터 적색, 녹색 및 청색 방출체(예)를 패턴화하고, 그후에 별개의 단계로 단일 도너 소자로부터 모든 캐소드 (및 임의로 전자 수송층)를 패턴화하는 것이다. 이러한 식으로, 각 OEL 디바이스는 적어도 2번의 열 전사에 의해 패턴화되며, 그 중 첫번째는 방출체 부분 (및 임의로 접착층, 완충층, 애노드, 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 차단층 등)을 패턴화하는 것이고 두번째는 캐소드 부분 (및 임의로 전자 주입층, 전자 수송층, 정공 차단층 등)을 패턴화하는 것이다.

2개 이상의 도너 소자(예를 들면, 방출체 도너 및 캐소드 도너) 사이의 디바이스 층들을 분할하는 한가지 이점은 수동 행렬 또는 능동 행렬 디스플레이 구조에 대한 OEL 디바이스의 방출체 부분을 패턴화하는데 동일한 도너 소자를 이용할 수 있다는 것이다. 일반적으로, 능동 행렬 디스플레이는 모든 디바이스 상에 증착되는 통상의 캐소드를 포함한다. 이러한 구조의 경우, 캐소드를 포함하는 방출체 스택의 열 전사가 필요하지 않을 수 있으며 캐소드없는 전사 스택을 갖는 것이 바람직할 수 있다. 수동 행렬 디스플레이의 경우, 캐소드없는 도너를 이용하여 방출체 부분의 각각(다색이 필요하다면 각 색에 대해 다른 도너)을 전사하고, 이어서 동일한 별개의 도너 소자로부터 각 디바이스에 대한 캐소드를 패턴화한다. 별법으로, 수동 행렬 디스플레이의 캐소드는, 통상의 캐소드를 기판에 적용하고 그후에 레이저 어블레이션법에 의해 분리하는, 문헌[Y.H Tak et al., Synthetic Metals, 138:497 (2003)]에 기재된 방법을 이용하여 패턴화될 수 있다. 따라서, 각종 방출체 도너를 각종 디스플레이 구조에 이용할 수 있다.

본 발명의 또다른 이점은 OEL 디바이스가 예를 들어, 기재된 방법에 따라 전사되고 패턴화되어 상이하고 그렇지 않으면 비상용성인 유형의 방출체 물질을 갖는 인접 디바이스를 형성할 수 있다. 예를 들면, 적색-방출 유기 소분자 디바이스(예를 들면, 능동 증착 소분자 층을 사용함)는 청색-방출 발광 고분자 디바이스(예를 들면, 능동 용액-코팅된 발광 고분자 층을 사용함)와 동일한 리셉터 상에 패턴화될 수 있다. 이로써 동일한 또는 인접한 디바이스에서 다른 재료에 사용되는 특별한 코팅 및(또는) 패턴화 기술과의 상용성보다는 기능성(예를 들면, 휘도, 효율, 수명, 전도성, 패턴화 후의 물리적 특성(예를 들면, 유연성 등))을 기준으로 발광 재료(및 기타 디바이스 층 재료)를 선택하는 유연성을 갖게 된다. OEL 디스플레이에서 다른 칼라 디바이스에 대한 다른 유형의 방출체 물질을 선택하는 능력은 상보적 디바이스 특징을 선택하는데 더 큰 유연성을 제공할 수 있다. 하나의 OEL 디바이스에 바람직한 방출체 물질이 또다른 OEL 디바이스에 대한 바람직한 방출체 물질과 비상용성일 때 다른 유형의 방출체를 사용하는 능력이 또한 중요하게 된다.

기판은 제한되는 것은 아니지만, 투명막, 디스플레이 블랙 매트릭스, 전자 디스플레이의 수동 및 능동 부분(예를 들면, 전극, 박막 트랜지스터, 유기 트랜지스터 등), 금속, 반도체, 유리, 각종 종이 및 플라스틱을 포함한 특별한 용도에 적합한 임의의 품목일 수 있다. 본 발명에 사용될 수 있는 기판의 비제한적 예는 양극 산화 알루미늄 및 기타 금속, 플라스틱막(예를 들면, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리프로필렌), 산화 인듐 주석 코팅된 플라스틱막, 유리, 산화 인듐 주석 코팅된 유리, 연성 회로, 회로판, 규소 또는 기타 반도체, 및 다양한 다른 유형의 종이(예를 들면, 충전 또는 비충전되거나, 캘린더링되거나 코팅됨)를 포함한다. OEL 디바이스의 경우, 사용되는 기판의 유형은 종종 디스플레이가 상부 방출 디스플레이(관찰자와 기판 사이에 위치된 방출층(들))인지, 하부 방출 디스플레이(관찰자와 방출층(들) 사이에 위치된 기판)인지, 또는 상부 및 하부 방출 디스플레이 둘다인지에 좌우된다. 상부 방출 디스플레이의 경우, 기판은 투명할 필요가 없다. 하부 방출 디스플레이의 경우, 투명 기판이 전형적으로 바람직하다.

기판이 리셉터로서(예를 들면, 열 전사된 층에 대한 리셉터로서) 사용될 때, 전사층이 리셉터에 전사되는 것을 용이하게 하기 위해 각종 층(예를 들면, 접착층)을 기판 상에 코팅할 수 있다. 다른 층들은 기판 상에 코팅되어 다층 디바이스의 일부분을 형성한다. 예를 들면, OEL 또는 다른 전자 디바이스는 열 전사 소자로부터 전사층을 전사하기 전에 기판 상에 형성된 금속 및(또는) 전도성 유기 애노드 또는 캐소드를 갖는 기판을 이용하여 형성될 수 있다. 애노드 또는 캐소드는 예를 들어, 하나 이상의 전도성 층을 기판 상에 증착시키고, 임의의 적합한 방법, 예를 들면 포토리소그래피 기술 또는 본원에 교시된 열 전사 기술을 이용하여 층(들)을 하나 이상의 애노드 또는 캐소드로 패턴화함으로써 형성될 수 있다.

다층 디바이스를 패턴화하기 위한 특별히 유용한 기판은 공통 전극 또는 전극(들)의 적어도 일부분 위에 절연 장벽 패턴을 수반하는 전극 패턴을 갖는 것이다. 절연 장벽은 리셉터 전극(들)과 다층 스택과 함께 또는 그 위에 전사된 대향 전극 사이의 전기 단락을 방지하는 것을 돕기 위해 다층 디바이스의 에지의 정해진 위치에 해당하는 패턴으로 제공될 수 있다. 이는 수동 행렬 디스플레이에 특히 유용하다. 또한, 능동 행렬 디스플레이 구조에서, 절연 장벽은 일반적으로 제공되는 공통 전극으로부터 능동 행렬의 트랜지스터를 분리하는 것을 도울 수 있다. 이는 디바이스 효율을 감소시킬 수 있는 누설 전류 및 기생 용량을 방지하는 것을 도울 수 있다.

전기발광(EL) 디바이스는 뷰어 위치쪽으로 빛을 방출하고 "하부 애노드" 또는 "상부 애노드"로서 특징지워질 수 있다. 용어 "하부 애노드" 및 "상부 애노드"는 애노드, 기판 및 캐소드의 상대적인 위치를 나타낸다. "하부 애노드" 디바이스에서, 애노드는 기판과 캐소드 사이에 위치된다. "상부 애노드" 디바이스에서, 캐소드는 애노드와 기판 사이에 위치된다. 본원에 기재된 일부 실시양태에서, 기판은 리셉터 또는 리셉터의 일부(예를 들면, 열 전사된 재료에 대한 리셉터)일 수 있다.

하부 애노드 및 상부 애노드 디바이스는 "하부 방출" 또는 "상부 방출"로서 더 특징지워질 수 있다. 용어 "하부 방출" 및 "상부 방출"은 기판, 방출층(들) 및 뷰어의 상대적인 위치를 나타낸다. 뷰어 위치는 일반적으로 "뷰어"가 사람 관찰자, 스크린, 광학 부품, 전자 디바이스 등이든 방출된 빛의 최종 목적지를 나타낸다. 하부 방출 EL 디바이스에서, 투명 또는 반투명 기판은 방출층(들)과 뷰어 사이에 위치된다. 반전, 또는 상부 방출 구조에서, 방출층(들)은 기판과 뷰어 사이에 위치된다.

일반적으로, 본원에 개시된 디바이스 구조는 본 발명의 바람직한 실시양태를 예증하기 위해 간단한 방식으로 예시된다. 특정 디바이스의 구조에서 바람직한 추가의 층(들)의 포함은 당업계의 숙련자에게 자명할 것이다. 따라서, 본원에 예시된 디바이스 구조는 본원에 설명된 특정 층들에만 제한하려는 것이 아니고 필요에 따라 추가의 층들을 포함하는 것으로 광범위하게 해석되어야 한다.

이제 도면에 대해서 보면, 도 1A 내지 1C는 본 발명에 따른 전기발광 디바이스의 어셈블리, 특히 "하부 애노드" 구조를 예시한다.

제1 방출체를 포함하는 하나 이상의 패턴화 방출층(130)(예를 들면, 적색, 녹색 또는 청색 광 방출)은 애노드 또는 애노드에 부착된 층일 수 있는 리셉터(120) 상에 배치되어 있다. 일부 실시양태에서, 패턴화 방출층(130)은 제1 방출체와 동일하거나 상이할 수 있는 비휘발성 성분을 포함한다. 일부 실시양태에서는, 제1 방출체를 포함하는 전사층의 일부를 리셉터(120)에 선택적으로 열 전사하여 패턴화 방출층(130)을 형성함으로써 패턴화 방출층(130)이 리셉터(120) 상에 배치된다.

임의로, 도 1B에 대해서 보면, 추가의 방출체를 포함하는 하나 이상의 추가의 패턴화 방출층(140)이 리셉터(120) 상에 배치될 수 있다. 일부 실시양태에서, 패턴화 방출층(140)은 추가의 방출체와 동일하거나 상이할 수 있는 비휘발성 성분을 포함할 수 있다. 일부 실시양태에서는, 추가의 방출체를 포함하는 하나 이상의 추가의 전사층의 일부를 선택적으로 열 전사함으로써 추가의 패턴화 방출층(140)이 리셉터(120) 상에 배치된다. 바람직하게는, 추가의 방출체는 제1 방출체와 다른 색의 빛을 방출한다.

도 1C에 대해서 보면, 제2 방출체를 포함하는 층은 그후에 패턴화 방출층 상에 배치되어 비패턴화 방출층(150)(예를 들면, 적색, 녹색 또는 청색 광 방출)을 형성한다. 바람직하게는, 제2 방출층(150)은 제1 방출층(130) 및 임의의 추가의 방출층(140)과 다른 색의 빛을 방출한다.

일부 실시양태에서, 리셉터(120)은 용매 감수성이다. 리셉터(120)은 예를 들면, 정공 수송층, 정공 주입층, 전자 차단층, 유전층, 부동화(passivation) 층, 또는 그의 조합일 수도 있다. 리셉터(120)은 예를 들면, 바람직하게는 패턴화된 애노드(110)에 부착될 수 있다. 추가의 층은 리셉터(120)과 애노드(110) 사이에 배치될 수 있다. 예를 들면, 리셉터(120)이 정공 수송층인 경우, 정공 주입층(114)가 리셉터(120)과 애노드(110) 사이에 배치될 수 있다. 또한, 애노드(110)은 기판(105)에 부착될 수 있다.

비패턴화 방출층(150)은 또한 예를 들면, 임의로 (예를 들면, 형광 또는 인광 염료로) 도핑될 수 있는 전자 수송층, 임의로 (예를 들면, 형광 또는 인광 염료로) 도핑될 수 있는 정공 차단층, 또는 그의 조합일 수 있다. 캐소드(160)이 비패턴화 방출층(150) 상에 배치될 수 있다.

전기발광 디바이스가 하부 방출 디바이스인 실시양태의 경우, 애노드(110) 및 기판 (105)는 투명하고, 캐소드(160)은 바람직하게는 불투명하다.

전기발광 디바이스가 상부 방출 디바이스인 실시양태의 경우, 캐소드(160)은 투명하고, 애노드(110) 및(또는) 기판(105)는 바람직하게는 불투명하다.

기판(105), 애노드(110) 및 캐소드(160)이 모두 투명한 구조는 하부 및 상부 방출인 것으로 간주된다.

도 2A 내지 2C는 본 발명에 따른 전기발광 디바이스의 어셈블리, 특히 "상부 애노드" 구조를 예시한다.

제1 방출체를 포함하는 비패턴화층(220)(예를 들면, 적색, 녹색 또는 청색 광 방출)이 제공된다. 제2 방출체를 포함하는 하나 이상의 패턴화 방출층(230)은 비패턴화 방출층(220) 상에 배치된다. 일부 실시양태에서, 패턴화 방출층(230)은 제2 방출체와 동일하거나 상이할 수 있는 비휘발성 성분을 포함한다. 일부 실시양태에서는, 제2 방출체를 포함하는 전사층의 일부를 비패턴화 방출층(220)에 선택적으로 열 전사하여 패턴화 방출층(230)을 형성함으로써 패턴화 방출층(230)이 비패턴화 방출층(220) 상에 배치된다.

임의로, 도 2B에 대해서 보면, 추가의 방출체를 포함하는 하나 이상의 추가의 패턴화 방출층(240)이 비패턴화 방출층(220) 상에 배치될 수 있다. 일부 실시양태에서, 패턴화 방출층(240)은 추가의 방출체와 동일하거나 상이할 수 있는 비휘발성 성분을 포함할 수 있다. 일부 실시양태에서는, 추가의 방출체를 포함하는 하나 이상의 추가의 전사층의 일부를 선택적으로 열 전사함으로써 추가의 패턴화 방출층(240)이 비패턴화 방출층(220) 상에 배치된다. 바람직하게는, 추가의 방출체는 제1 및 제2 방출체와 다른 색의 빛을 방출한다.

임의로, 도 2C에 대해서 보면, 애노드(250)은 패턴화 방출층(230) 및 존재한다면 추가의 패턴화 방출층(240) 상에 배치될 수 있다. 추가의 층들은 애노드(250)와 패턴화 방출층(230) 및 존재한다면 패턴화 방출층(240) 사이에 배치될 수 있다. 예를 들면, 정공 수송층, 정공 주입층 또는 전자 차단층(244)는 애노드(250)과 패턴화 방출층(230) 및 존재한다면 방출층(240) 사이에 배치될 수 있다.

일부 실시양태에서, 비패턴화 방출층(220)은 용매 감수성이다. 비패턴화 방출층은 또한 예를 들면, 임의로 (예를 들면, 형광 또는 인광 염료로) 도핑될 수 있는 전자 수송층, 임의로 (예를 들면, 형광 또는 인광 염료로) 도핑될 수 있는 정공 차단층, 임의로 (예를 들면, 형광 또는 인광 염료로) 도핑될 수 있는 전자 주입층, 또는 그의 조합일 수 있다. 비패턴화 방출층(220)은 바람직하게는 예를 들면, 패턴화된 캐소드(210)에 부착될 수 있다. 또한 캐소드(210)은 예를 들면, 기판(205)에 부착될 수 있다.

전기발광 디바이스가 하부 방출 디바이스인 실시양태의 경우, 캐소드(210)은 투명하고, 존재한다면 기판(205)는 투명하고 애노드(250)은 바람직하게는 불투명하다.

전기발광 디바이스가 상부 방출 디바이스인 실시양태의 경우, 애노드(250)은 투명하고, 캐소드(210) 및(또는) 기판(205)는 바람직하게는 불투명하다.

기판(205), 애노드(250) 및 캐소드(210)이 모두 투명한 구조는 하부 및 상부 방출인 것으로 간주된다.

도 1A 내지 1C 및 2A 내지 2C에 개략적으로 예시된 디바이스는 바람직하게는 애노드 및 캐소드에 신호를 제공함으로써 빛을 방출하도록 작동가능하다. 바람직하게는, 신호는 방출체를 어드레스하도록 작동가능하고, 그 이후에 방출체는 빛을 방출한다. 일반적으로, 픽셀 또는 서브픽셀의 어레이는 본원에 상기 정의한 바와 같이 능동 또는 수동 어드레싱 체계를 이용하여 어드레스될 수 있다. 천연색 디스플레이 디바이스 및 조정가능한 조명 장치 둘다 본 발명의 영역 내에서 가능하다. 천연색 디스플레이 디바이스는 일반적으로 3개의 방출체를 이용하며, 각각은 적색, 녹색 및 청색 빛과 같은 다른 색의 빛을 방출한다. 조정가능한 조명 장치는 일반적으로 2개의 방출체를 사용하며, 각각은 다른 색의 빛을 방출한다. 장치는 픽셀 내의 각 서브 픽셀에 전류를 제공함으로써 작동될 수 있다. 서브픽셀에 대한 전류의 비의 변화는 픽셀로부터 방출된 빛의 색 및 휘도 둘다에 영향을 미칠 것이다.

본 발명은 다음 비제한적 실시예에 의해 예시되며 그 실시예를 참고로 더욱 충분히 이해될 것이다. 특별한 예, 재료, 양 및 절차는 본원에 기재된 발명의 영역 및 취지에 따라서 광범위하게 해석되어야 한다.

달리 명시하지 않으면, 모든 부는 중량부이며, 모든 비 및 백분율은 중량 기준으로 한 것이다. 간략함을 위해, 각종 약어를 실시예에 사용하며 그의 의미 및(또는) 시판되는 재료의 설명이 다음 표에 명시되어 있다.

약어	설명/공급원
PEDOT	스타크(H.C. Starck; Newton, MA)로부터 PEDOT VP AI 4083으로서 판매되는 물과 3,4-폴리에틸렌디옥시티오펜 폴리스티렌술포네이트(양이온성)의 혼합물
EL111T	호도가야 케미칼(Hodogaya Chemical Co. Ltd.; Kawasaki, Japan)로부터 EL111T로서 판매되는 전기발광 디바이스 층 형성용 재료
2-mTNATA	반도 케미칼 인더스트리(Bando Chemical Industries; Kobe, Japan)로부터 2-MTNATA로서 판매되는 4,4',4"-트리스(N-(2-나프틸)-N-(3-메틸페닐)-아미노)-트리페닐아민
ST 1693.S	신텍 게엠바하(Syntec GmbH; Wolfen, Germany)로부터 ST 1693.S로서 판매되는, 승화된 2,7-비스-(N-페닐-N-(4'-N,N-디페닐아미노-비페닐-4-일))-9,9-디메틸-플루오렌
ST 755.S	신텍 게엠바하(Syntec GmbH; Wolfen, Germany)로부터 ST 755.S로서 판매되는, 승화된 1,1-비스-(4-비스(4-메틸-페닐)-아미노-페닐)-시클로헥산
LEP	코비온 세미콘덕터(Covion Semiconductors; Frankfurt, Germany)로부터 판매되는 황색 방출체인 코비온 슈퍼 옐로우(Covion Super Yellow) PDY 132
PS	알드리치 케미칼 캄파니(Aldrich Chemical Company; Milwaukee, WI)로부터 제품 번호 32,771-9로서 판매되는 폴리스티렌 표준, Mw=2500
PVK	폴리머 소스 인크.(Polymer Source Inc.; Dorval, Canada)로부터 제품 번호 P2236-VK로서 판매되는 폴리-N-비닐 카르바졸
MTDATA	샌즈 코포레이션(H.W. Sands Corp.; Jupiter, FL)로부터 제품 번호 OSA3939로서 판매되는, 승화된 4,4',4"-트리스(N-3-메틸페닐-N-페닐아미노)트리페닐아민
PBD	도진도 라보라토리스(Dojindo Laboratories; Kumamoto, Japan)로서 판매되는 2-(4-비페닐일)-5-(4-tert-부틸페닐)-1,3,4-옥사디아졸
EL028T	호도가야 케미칼(Hodogaya Chemical Co., Ltd.; Kawasaki, Japan)로부터 EL028T로서 판매되는 전기발광 디바이스 층 형성용 재료
TPOB	문헌[Noda et al., J. Mater. Chem., 9:2177-2181 (1999)]에 기재된 절차에 따라서 제조된 재료
스피로-CF₃-PBD	코비온 세미컨덕터(Covion Semiconductors; Frankfurt, Germany)로부터 스피로-CF₃-PBD로서 판매되는 전기발광 디바이스 층 형성용 재료
Ir(ppy)₃-S-C-1	코비온 세미컨덕터(Covion Semiconductors; Frankfurt, Germany)로부터 판매되는 녹색 방출체
Ir(ppy)₂(tmhd)	문헌[Lamansky et al., J. Am. Chem. Soc., 123:4304-4312 (2001)]에 기재된 절차에 따라서 제조된 녹색 방출체
Ir(btp)₂(tmhd)	문헌[Lamansky et al., J. Am. Chem. Soc., 123:4304-4312 (2001)]에 기재된 절차에 따라서 제조된 적색 방출체
BAlq	이스트만 코닥 캄파니(Eastman Kodak Company; Rochester, NY)로부터 판매되는, 승화된 비스-(2-메틸-8-퀴놀라토)-4-(페닐-페놀라토)-알루미늄-(III)
페릴렌 블루 염료	알드리치 케미칼 캄파니(Aldrich Chemical Company; Milwaukee, WI)로부터 판매됨
LiF	알파 에사(Alfa Aesar; Ward Hill, MA)로부터 제품 번호 36359로서 판매되는 플루오르화 리튬, 99.85%
알루미늄	알파 에사(Alfa Aesar; Ward Hill, MA)로부터 판매되는 푸라트로닉 알루미늄 쇼트, 99.999%
FC 계면활성제	미국 특허 제3,787,351호의 실시예 5에 따라 제조된 플루오로케미칼 계면활성제
에베크릴 (Ebecryl) 629	유시비 래드큐어 인크.(UCB Radcure Inc.; N. Augusta, SC)로부터 에베크릴 629로서 판매되는 에폭시노볼락 아크릴레이트
엘바사이트 (Elvacite) 2669	아이시아이 아크릴릭스 인크.(ICI Acrylics Inc.; Memphis, TN)로부터 엘바사이트 2669로서 판매되는 아크릴 수지

이르가큐어 (Irgacure) 369	시바 스페샬티 케미칼스 코포레이션(Ciba Specialty Chemicals Corporation; Tarrytown, NY)으로부터 이르가큐어 369로서 판매되는 2-벤질-2-(디메틸아미노)-1-(4-(모르폴리닐)페닐)부타논
이르가큐어 184	시바 스페샬티 케미칼스 코포레이션(Ciba Specialty Chemicals Corporation; Tarrytown, NY)으로부터 이르가큐어 184로서 판매되는 1-히드록시시클로헥실 페닐 케톤
M7Q 막	테이진(Teijin, Osaka, Japan)으로부터 M7Q로서 판매되는 0.076 ㎜ 두께의 폴리에틸렌 테레프탈레이트막
UV	자외선
㎚	나노메터
m	메터
min	분
SR 351HP	사르토머(Sartomer; Exton, PA)로부터 SR 351HP로서 판매되는 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트 에스테르
LITI	레이저 유도 열 영상화
ITO	산화 인듐 주석
블록 픽셀 ITO 유리	델타 테크놀로지스(Delta Technologies; Stillwater, MN)로부터 판매되는, 50 ㎜ x 50 ㎜ x 0.7 ㎜의 ITO 영역 및 <20 Ohm/sq의 저항성을 갖는 유리 기판
스트리핑 픽셀 ITO 유리	델타 테크놀로지스(Delta Technologies; Stillwater, MN)로부터 판매되는, 피치가 165 ㎛인 ITO의 인접 평행 75 ㎛ 폭 스트립의 패턴을 포함하는 50 ㎜ x 50 ㎜ x 0.7 ㎜의 ITO 영역 및 <20 Ohm/sq의 저항성을 갖는 유리 기판
LTHC	광-열 전환
라벤(Raven) 760 울트라	콜럼비안 케미칼(Columbian Chemical Co.; Atlanta, GA)로부터 라벤 760 울트라로서 판매되는 카본 블랙 안료
부트바르 (Butvar) B-98	솔루티아, 인크.(Solutia, Inc.; St. Louis, MO)로부터 부트바르 B-98로서 판매되는 폴리비닐 부티롤 수지
존크릴 (Joncryl) 67	에스.씨. 존슨 앤 선스(S.C. Johnson & Sons; Racine, WI)로부터 존크릴 67로서 판매되는 아크릴 수지
디스퍼바이크 (Disperbyk) 161	바이크-케미(Byk-Chemie, USA; Wallingford, CT)로부터 디스퍼바이크 161로서 판매되는 분산제
Wt. %	중량 백분율
푸라디스크 (Puradisc) 필터	와트만 인크.(Whatman Inc.; Clifton, NJ)로부터 상품명 푸라디스크로서 판매되는 0.45 ㎛ 폴리프로필렌 필터

상기 표에 명시되지 않은 재료들은 달리 명시하지 않으면 알드리치 케미칼 캄파니(Aldrich Chemical Company; Milwaukee, WI)로부터 구입한 것이었다.

도너막의 일반적인 제조:

도너막을 각 실시예에 사용하였으며 이러한 일반적인 제조란에 기재된 바와 같이 제조하였다. 3.55 부의 라벤 760 울트라, 0.63 부의 부트바르 B-98, 1.90 부 의 존크릴 67, 0.32 부의 디스퍼바이크 161, 0.09 부의 FC 계면활성제, 12.09 부의 에베크릴 629, 8.06 부의 엘바사이트 2669, 0.82 부의 이르가큐어 369, 0.12 부의 이르가큐어 184, 45.31 부의 2-부타논 및 27.19 부의 1,2-프로판디올 모노메틸 에테르 아세테이트를 혼합하여 LTHC 용액을 제조하였다. 이 용액을 인치 당 110 나선형 셀을 가진 마이크로그라비아 롤을 갖춘 야스이 세이키 랩 코팅기(Yasui Seiki Lab Coater), 모델 CAG-150을 사용하여 M7Q막 상에 코팅하였다. LTHC 코팅을 80 ℃에서 일렬 건조시키고, 100% 에너지 출력(UVA 320 내지 390 ㎚)의 퓨전 UV 시스템스 인크.(Fusion UV Systems Inc.) 600 와트 D 전구에 의해 공급되는 UV 방사선하에 6.1 m/min의 노출 속도로 경화시켰다.

14.85 부의 SR 351HP, 0.93 부의 부트바르 B-98, 2.78 부의 존크릴 67, 1.25 부의 이르가큐어 369, 0.19 부의 이르가큐어 184, 48 부의 2-부타논 및 32 부의 1-메톡시-2-프로판올을 혼합하여 중간층 용액을 제조하였다. 이 용액을 선형 인치 당 180 나선형 셀을 가진 마이크로그라비아 롤을 갖춘 야스이 세이키 랩 코팅기, 모델 CAG-150을 사용하여 로토그라비아 방법에 의해 경화된 LTHC 층 상에 코팅하였다. 이러한 코팅을 60 ℃에서 일렬 건조시키고, 60% 에너지 출력(UVA 320 내지 390 ㎚)의 퓨전 UV 시스템스 인크. 600 와트 D 전구 아래에 코팅을 통과시킴으로써 공급되는 UV 방사선 하에 6.1 m/min의 노출 속도로 경화시켰다.

실시예 1

실시예 1은 제1 방출체를 포함하는 전사층을 리셉터에 선택적으로 열 전사하여 패턴화 방출층을 형성하고 제2 방출체를 포함하는 층을 패턴화 방출층 상에 배 치하여 비패턴화 방출층을 제공하는 본 발명에 따른 전기발광 디바이스의 제조 방법을 예시한다.

리셉터의 제조

PEDOT를 푸라디스크 필터를 사용하여 2회 여과시키고, 블록 픽셀 ITO 유리 기판 상에 스핀 코팅시켜 40 ㎚의 건조 두께를 갖는 층을 생산하였다. 코팅된 유리 기판을 질소 분위기 하에 200 ℃에서 5분 동안 소성하였다. 메탄올을 사용하여, 코팅층을 ITO 영역의 일부로부터 선택적으로 제거하여 리셉터를 전원 공급장치에 연결하기 위한 접촉 면을 제공하였다.

도너의 제조

LEP(황색 방출체) 및 PS를 1:3 중량비로 배합하고, HPLC 구배 톨루엔으로 1.58 중량%까지 희석하고, 70 ℃에서 가열하고 교반시키고, 푸라디스크 필터를 사용하여 한번 여과시키고, 일반적인 제조란에 기재된 바와 같이 제조된 도너막 상에 스핀 코팅시켜 90 ㎚의 건조 두께를 갖는 전사층을 생산하였다.

패턴화 방출층의 선택적인 열 전사

도너로부터의 전사층을 LITI에 의해 리셉터 상에 영상화하여 패턴화 방출층을 생산하였다. 2개의 레이저를 400 KHz의 주파수 및 삼각형 디더(dither) 패턴을 가진 단방향 스캔의 16 와트 전력으로 사용하였다. 필요한 선 폭은 100 ㎛이고 피치는 225 ㎛이며, 선량은 0.650 J/㎠였다.

비패턴화 방출층의 증착

약 0.5-1 중량%의 페릴렌 블루 염료로 도핑된 500 Å 두께의 BAlq 층을, 전 원 공급장치에 연결하기 위한 ITO 접촉 면 상에 재료가 증착되는 것을 방지하는 쉐도우 마스크를 사용하여 약 10^-5 토르의 진공하에 패턴화 방출층 상에 표준 증착 기술을 통해 증착시켰다.

캐소드의 증착

10 Å 두께의 LiF 막에 이은 2000 Å 두께의 알루미늄 막으로 이루어진 2층 캐소드를 비패턴화 방출층 상에 순차적으로 증착시켰다. 리셉터 상의 ITO 접촉 면과 캐소드 사이의 접촉을 가능하게 하는 제2 쉐도우 마스크를 사용하여 약 10^-6 토르의 진공하에 증착을 수행하였다.

실시예 1에 해당하는 대조 디바이스의 제조

실시예 1의 디바이스에 해당하는 대조 디바이스를 제조하여 패턴화 방출층으로부터의 황색 방출 색이 비패턴화 방출층에서의 페릴렌 블루 염료의 존재하에 영향받지 않음을 입증하였다.

대조 디바이스는 실시예 1에 이용된 것과 유사한 리셉터를 포함하였다. LEP(황색 방출체) 및 PS를 1:3 중량비로 배합하고, HPLC 구배 톨루엔으로 1.58 중량%까지 희석하고, 70 ℃에서 가열하고 교반시키고, 푸라디스크 필터를 통하여 한번 여과시키고, 즉시 리셉터 상에 90 ㎚의 건조 두께로 스핀 코팅시켰다. 이로써 실시예 1의 패턴화 방출층에 조성 면에서 해당하는 비패턴화 방출층을 제공하였다. 코팅층을 ITO 영역의 일부로부터 선택적으로 제거하여 리셉터를 전원 공급장치에 연결하기 위한 접촉 면을 제공하였다.

페릴렌 블루 염료를 함유하는 층을 제조하고 비패턴화 방출층 상에 증착하였다. 더욱 특별하게는, 약 0.5-1 중량%의 페릴렌 블루 염료로 도핑된 500 Å 두께의 BAlq 층을 약 10^-5 토르의 진공하에 비패턴화 방출층 상에 표준 증착 기술을 통해 증착시켰다. 쉐도우 마스크를 사용하여 전원 공급장치에 연결하기 위한 ITO 접촉 면 상에 재료가 증착되는 것을 방지하였다.

캐소드를 실시예 1에서 캐소드에 대해 사용된 절차에 따라서 페릴렌 블루 염료를 함유하는 층 상에 증착시켰다.

전기발광 스펙트럼

디바이스를 케이틀리 소스 메터(Keithley Source Meter) 2400(Keithley Instruments; Cleveland, OH)로 구동시키고 오션 옵틱스 파이버 옵틱 형광 광도계(Ocean Optics Fiber Optic Fluorescent Spectrometer(Ocean Optics Inc.; Dunedin, FL)를 사용하여 4개의 다른 디바이스 전류 밀도(10, 20, 30 및 40 mA/cm²)에서의 출력을 기록하여 실시예 1의 디바이스 및 그의 대조 디바이스에 대한 전기발광 스펙트럼을 얻었다.

실시예 1은 패턴화된 방출체에 의한 황색 스트립의 패턴, 및 비패턴화 방출층에 의한, 황색 스트립 사이의 청색 스트립의 패턴을 나타내었다. 그러나, 대조 디바이스는 청색 면 없이 비패턴화 방출층에 의한 황색 면 만을 나타내었다. 따라서, 두 디바이스에서 페릴렌 블루 염료를 함유하는 층은 실질적으로 전자-수송 기능 만을 제공하였으며, 그것은 페릴렌 블루 염료 함유 층으로의 여기 재조합 대역 의 관찰가능한 전이없이 황색 방출체를 함유하는 층(즉, 실시예 1에서 패턴화 방출층, 및 대조 디바이스에서 비패턴화 방출층) 상에 증착되었다. 이들 디바이스는 또한 구동 전류의 CIE 색 좌표와 스펙트럼 특징의 독립성을 입증한다.

실시예 2

실시예 2는 제1 방출체를 포함하는 전사층을 리셉터에 선택적으로 열 전사하여 패턴화 방출층을 형성하고 제2 방출체를 포함하는 층을 패턴화 방출층 상에 배치하여 비패턴화 방출층을 제공하는 본 발명에 따른 전기발광 디바이스의 제조 방법을 예시한다.

리셉터의 제조

실시예 1에 사용된 절차에 따라서 리셉터를 제조하였다.

도너의 제조

PVK-4, MTDATA, PBD 및 Ir(btp)₂(tmhd)(적색 방출체)를 42:28:27:3 중량비로 배합하고, HPLC 구배 톨루엔으로 1.97 중량%까지 희석하였다. 결과 용액을 푸라디스크 필터를 통해 2회 여과시키고, 일반적인 제조란에 기재된 바와 같이 제조된 도너막 상에 스핀 코팅시켜 55 ㎚의 건조 두께를 갖는 전사층을 생산하였다.

패턴화 방출층의 선택적인 열 전사

도너로부터의 전사층을 LITI에 의해 리셉터 상에 영상화하여 패턴화 방출층을 생산하였다. 1개의 레이저를 400 KHz의 주파수 및 삼각형 디더 패턴을 가진 단방향 스캔의 4 와트 전력으로 사용하였다. 필요한 선 폭은 100 ㎛이고 피치는 225 ㎛이며, 선량은 0.875 J/㎠였다.

비패턴화 방출층의 증착 및 캐소드의 증착

페릴렌 블루 염료를 함유하는 비패턴화 방출층 및 2층 캐소드를 이들 층의 증착에 대해 실시예 1과 관련하여 기재된 절차에 따라서 패턴화 방출층 상에 증착시켰다.

실시예 2에 해당하는 대조 디바이스의 제조

실시예 2의 디바이스에 해당하는 대조 디바이스를 제조하여 패턴화 방출층으로부터의 적색 방출 색이 비패턴화 방출층에서의 페릴렌 블루 염료의 존재하에 영향받지 않음을 입증하였다.

대조 디바이스는 실시예 2에 이용된 것과 유사한 리셉터를 포함하였다. PVK-4, MTDATA, PBD 및 Ir(btp)₂(tmhd)(적색 방출체)를 42:28:27:3 중량비로 배합하고, HPLC 구배 톨루엔으로 1.97 중량%까지 희석하였다. 결과 용액을 푸라디스크 필터를 통해 2회 여과시키고, 리셉터 상에 50 ㎚의 건조 두께로 스핀 코팅하여 실시예 2의 패턴화 방출층에 조성 면에서 해당하는 비패턴화 방출층을 제공하였다. 코팅층을 ITO 영역의 일부로부터 선택적으로 제거하여 리셉터를 전원 공급장치에 연결하기 위한 접촉 면을 제공하였다.

페릴렌 블루 염료를 함유하는 층을 제조하고 비패턴화 방출층 상에 증착하였다. 더욱 특별하게는, 약 0.5-1 중량%의 페릴렌 블루 염료로 도핑된 500 Å 두께의 BAlq 층을 약 10^-5 토르의 진공하에 비패턴화 방출층 상에 표준 증착 기술을 통 해 증착시켰다. 쉐도우 마스크를 사용하여 전원 공급장치에 연결하기 위한 ITO 접촉 면 상에 재료가 증착되는 것을 방지하였다.

캐소드를 실시예 2에서 캐소드에 대해 사용된 절차에 따라서 페릴렌 블루 염료를 함유하는 층에 적용하였다.

전기발광 스펙트럼

아질런트(Agilent) E3612 DC 전력 공급장치(Agilent Technologies; Palo Alto, CA)로 디바이스에 전력을 인가하고 니콘 에클립스(Nikon Eclipse) TE300 도립(inverted) 광학 현미경(Nikon Corporation; Tokyo, Japan)으로 전기발광을 미시적으로 검사하여 실시예 2의 디바이스 및 그의 대조 디바이스에 대한 전기발광 스펙트럼을 관찰하였다.

실시예 2는 패턴화된 방출체에 의한 적색 스트립의 패턴, 및 비패턴화 방출층에 의한, 적색 스트립 사이의 청색 스트립의 패턴을 나타내었다. 그러나, 대조 디바이스는 청색 면 없이 비패턴화 방출층에 의한 적색 면 만을 나타내었다. 따라서, 두 디바이스에서 페릴렌 블루 염료를 함유하는 층은 실질적으로 전자-수송 기능 만을 제공하였으며, 그것은 페릴렌 블루 염료 함유 층으로의 여기 재조합 대역의 관찰가능한 전이없이 적색 방출체를 함유하는 층(즉, 실시예 2에서 패턴화 방출층, 및 대조 디바이스에서 비패턴화 방출층) 상에 증착되었다.

실시예 3

실시예 3은 제1 방출체를 포함하는 전사층을 리셉터에 선택적으로 열 전사하여 패턴화 방출층을 형성하고 제2 방출체를 포함하는 층을 패턴화 방출층 상에 배 치하여 비패턴화 방출층을 제공하는 본 발명에 따른 전기발광 디바이스의 제조 방법을 예시한다. 실시예 3은 Ir(btp)₂(tmhd) 적색 방출체를 Ir(ppy)₂(tmhd) 녹색 방출체로 대체한 것을 제외하고는 실시예 2의 절차에 따라서 제조하였다.

실시예 3에 해당하는 대조 디바이스의 제조

실시예 3의 디바이스에 해당하는 대조 디바이스를 제조하여 패턴화 방출층으로부터의 녹색 방출 색이 비패턴화 방출층에서의 페릴렌 블루 염료의 존재하에 영향받지 않음을 입증하였다. Ir(btp)₂(tmhd) 적색 방출체를 Ir(ppy)₂(tmhd) 녹색 방출체로 대체한 것을 제외하고는, 실시예 2에 대한 대조 디바이스와 관련하여 사용된 절차에 따라서 실시예 3에 대한 대조 디바이스를 제조하였다.

전기발광 스펙트럼

실시예 3의 디바이스 및 그의 대조 디바이스에 대한 전기발광 스펙트럼을 실시예 2와 관련하여 기재된 절차를 이용하여 관찰하였다.

실시예 3은 패턴화된 방출체에 의한 녹색 스트립의 패턴, 및 비패턴화 방출층에 의한, 녹색 스트립 사이의 청색 스트립의 패턴을 나타내었다. 그러나, 대조 디바이스는 청색 면 없이 비패턴화 방출층에 의한 녹색 면 만을 나타내었다. 따라서, 두 디바이스에서 페릴렌 블루 염료를 함유하는 층은 실질적으로 전자-수송 기능 만을 제공하였으며, 그것은 페릴렌 블루 염료 함유 층으로의 여기 재조합 대역의 관찰가능한 전이없이 녹색 방출체를 함유하는 층(즉, 실시예 3에서 패턴화 방출층, 및 대조 디바이스에서 비패턴화 방출층) 상에 증착되었다.

실시예 4

실시예 4는 제1 방출체 및 제2 방출체를 포함하는 전사층을 리셉터에 선택적으로 열 전사하여 패턴화 방출층을 형성하고 제3 방출체를 포함하는 층을 패턴화 방출층 상에 배치하여 비패턴화 방출층을 제공하는 본 발명에 따른 전기발광 디바이스의 제조 방법을 예시한다. 제1 방출체는 실시예 2의 적색 방출체에 의해 제공되었고, 제2 방출체는 실시예 3의 녹색 방출체에 의해 제공되었다.

리셉터를 실시예 1과 관련하여 기재된 절차에 따라서 제조하고, 각각 전사층을 함유하는 분리 도너를 실시예 2(적색 방출체) 및 실시예 3(녹색 방출체)에 따라서 제조하였다. 적색 방출체를 함유하는 전사층을 피치를 300 ㎛로 한 것을 제외하고는, 실시예 2에 기재된 레이저 장치를 이용하여 LITI에 의해 리셉터 상에 영상화하였다. 녹색 방출체를 함유하는 전사층에 대한 원점은 적색 방출체를 함유하는 전사층에 대한 원점에 비해 +100 ㎛ 전이되었다.

페릴렌 블루 염료를 함유하는 비패턴화 방출층 및 2층 캐소드를 이들 층의 증착에 대해 실시예 1과 관련하여 기재된 절차에 따라서 제1(적색) 및 제2(녹색) 방출체를 함유하는 패턴화 방출층 상에 증착시켰다.

전기발광 스펙트럼

실시예 4에 대한 전기발광 스펙트럼은 실시예 2와 관련하여 기재된 절차를 이용하여 관찰되었고 교대 적색, 녹색 및 청색 스트립의 패턴을 나타내었으며, 적색 및 녹색 방출 패턴은 LITI를 통해 선택적인 열 전사에 의해 패턴화된 면에 해당한다.

실시예 5

실시예 5는 제1 방출체 및 제2 방출체를 포함하는 전사층을 리셉터에 선택적으로 열 전사하여 용매 감수성 층 상에 패턴화 방출층을 형성하고 제3 방출체를 포함하는 층을 패턴화 방출층 상에 배치하여 비패턴화 방출층을 제공하는 본 발명에 따른 전기발광 디바이스의 제조 방법을 예시한다.

리셉터의 제조

EL111T의 용액을 HPLC 구배 톨루엔 중 5.0 중량%로 제조하고 열판 상에서 70 ℃에서 20분 동안 교반되도록 하였다. 그후에, 용액을 푸라디스크 필터를 통해 여과시키고 스트립 픽셀 ITO 유리 상에 스핀 코팅하여 160 ㎚의 건조 두께를 갖는 용매 감수성 층을 생산하였다. 톨루엔을 사용하여, 코팅층을 ITO 영역의 일부로부터 선택적으로 제거하여 리셉터를 전원 공급장치에 연결하기 위한 접촉 면을 제공하였다.

도너의 제조

제1 방출체에 해당하는 제1 도너를 제조하기 위해, EL028T, 스피로-CF₃-PBD 및 Ir(btp)₂(tmhd), 적색 방출체를 45:45:10 중량비로 배합하고, 클로로벤젠으로 1.35 중량%까지 희석하고, 열판 상에서 70 ℃에서 20분 동안 교반되도록 하였다. 결과 용액을 푸라디스크 필터를 통해 한번 여과시키고, 일반적인 제조란에 기재된 바와 같이 제조된 도너막 상에 스핀 코팅시켜 50 ㎚의 건조 두께를 갖는 전사층을 생산하였다. 제2 방출체에 해당하는 제2 도너는 적색 방출체를 녹색 방출체, Ir(ppy)₃-S-C-1로 대체하여 동일한 방식으로 제조하였다.

패턴화 방출층의 선택적인 열 전사

제1 도너로부터의 전사층을 LITI에 의해 리셉터 상에 영상화하여 패턴화 방출층을 생산하였다. 1개의 레이저를 400 KHz의 주파수 및 삼각형 디더 패턴을 가진 단방향 스캔의 4 와트 전력으로 사용하였다. 필요한 선 폭은 110 ㎛이고 피치는 495 ㎛이며, 선량은 0.85 J/㎠였다. 그후에, 제2 도너로부터의 전사층을 LITI에 의해 동일한 레이저 장치를 이용하여 동일한 리셉터 상에 영상화하여 제1(적색) 및 제2(녹색) 방출체를 포함하는 패턴화 방출층을 제공하였다. 녹색 방출체를 함유하는 전사층에 대한 원점은 적색 방출체를 함유하는 전사층에 대한 원점에 비해 +165 ㎛ 전이되었다.

비패턴화 방출층의 증착 및 캐소드의 증착

페릴렌 블루 염료를 함유하는 비패턴화 방출층 및 2층 캐소드를 이들 층의 증착에 대해 실시예 1과 관련하여 기재된 절차에 따라서 제1(적색) 및 제2(녹색) 방출체를 포함하는 패턴화 방출층 상에 증착시켰다.

전기발광 스펙트럼

실시예 5에 대한 전기발광 스펙트럼은 실시예 2와 관련하여 기재된 절차를 이용하여 관찰되었고 교대 적색, 녹색 및 청색 스트립의 패턴을 나타내었으며, 적색 및 녹색 방출 패턴은 LITI를 통해 선택적인 열 전사에 의해 패턴화된 면에 해당한다.

실시예 6

실시예 6은 제1 방출체를 포함하는 전사층을 리셉터에 선택적으로 열 전사하여 용매 감수성 층 상에 패턴화 방출층을 형성하고 제2 방출체를 포함하는 층을 패턴화 방출층 상에 배치하여 비패턴화 방출층을 제공하는 본 발명에 따른 전기발광 디바이스의 제조 방법을 예시한다.

리셉터의 제조

2-mTNATA의 용액을 HPLC 구배 톨루엔 중 6.0 중량%로 제조하고, 푸라디스크 필터를 통해 한번 여과시키고 스트립 픽셀 ITO 유리 상에 스핀 코팅하여 162 ㎚의 건조 두께를 갖는 용매 감수성 층을 생산하였다. 톨루엔을 사용하여, 코팅층을 ITO 영역의 일부로부터 선택적으로 제거하여 리셉터를 전원 공급장치에 연결하기 위한 접촉 면을 제공하였다.

도너의 제조

TAPC, TPOB(승화됨), 및 Ir(ppy)₂(tmhd)(녹색 방출체)를 45:45:10 중량비로 배합하고, 클로로벤젠으로 1.78 중량%까지 희석하고, 열판 상에서 70 ℃에서 20분 동안 교반되도록 하였다. 결과 용액을 푸라디스크 필터를 통해 한번 여과시키고, 일반적인 제조란에 기재된 바와 같이 제조된 도너막 상에 스핀 코팅시켜 45 ㎚의 건조 두께를 갖는 전사층을 생산하였다.

패턴화 방출층의 선택적인 열 전사

도너로부터의 전사층을 LITI에 의해 리셉터 상에 영상화하여 다른 모든 ITO 스트립과 레지스트레이션된 패턴화 방출층을 생산하였다. 1개의 레이저를 400 KHz의 주파수 및 삼각형 디더 패턴을 가진 단방향 스캔의 4 와트 전력으로 사용하였다. 필요한 선 폭은 110 ㎛이고 피치는 330 ㎛이며, 선량은 0.90 J/㎠였다.

비패턴화 방출층의 증착 및 캐소드의 증착

실시예 6에 대한 대조 디바이스의 제조

2개의 대조 디바이스를 실시예 6에 대해 제조하였다. 제1 대조 디바이스는 전사층의 선택적인 열 전사 중에 피치를 165 ㎛로 하여 모든 ITO 스트립과 레지스트레이션된 패턴을 갖게 하는 것을 제외하고는, 실시예 6을 제조하는데 사용되는 절차에 따라서 제조되었다. 제2 대조 디바이스는 도너의 제조 및 전사층의 열 전사를 생략한 것을 제외하고는, 실시예 6과 관련하여 사용된 절차에 따라서 제조되었다. 결과적으로, 제2 대조 디바이스에서, 페릴렌 블루 염료를 함유하는 비패턴화 방출층을 개재 패턴화 방출층없이 용매 감수성 층 상에 직접 배치하였다.

전기발광 스펙트럼

실시예 6의 디바이스 및 그의 2개의 대조 디바이스에 대한 전기발광 스펙트럼을 실시예 2와 관련하여 기재된 절차를 이용하여 관찰하였다. 실시예 6의 디바이스는 교대 녹색 및 청색 스트립의 패턴을 나타내었으며, 녹색 방출 패턴은 LITI를 통해 선택적인 열 전사에 의해 패턴화된 면에 해당한다. 제1 대조 디바이스는 LITI를 통해 선택적인 열 전사에 의해 패턴화된 면에 해당하는 녹색 스트립의 패턴을 나타내었고 제2 대조 디바이스는 ITO 스트립의 패턴에 해당하는 청색 스트립의 패턴을 나타내었다.

실시예 7

실시예 7은 제1 방출체를 포함하는 전사층을 리셉터에 선택적으로 열 전사하여 용매 감수성 층 상에 패턴화 방출층을 형성하고 제2 방출체를 포함하는 층을 패턴화 방출층 상에 배치하여 비패턴화 방출층을 제공하는 본 발명에 따른 전기발광 디바이스의 제조 방법을 예시한다.

실시예 7은 리셉터 상에 배치된 용매 감수성 층에서 2-mTNATA를 ST 1693.S로 대체하고 이 층을 140 ㎚의 건조 두께를 갖도록 도포한 것을 제외하고는, 실시예 6과 관련하여 기재된 절차에 따라서 제조하였다. 실시예 7에 대한 2개의 대조 디바이스는 또한 리셉터 상의 용매 감수성 층에 2-mTNATA 대신 ST 1693.S가 존재하는 것을 제외하고는 실시예 6과 관련하여 기재된 절차에 따라서 제조하였다.

전기발광 스펙트럼

실시예 7의 디바이스 및 그의 2개의 대조 디바이스에 대한 전기발광 스펙트럼을 실시예 6과 관련하여 기재된 절차를 이용하여 관찰하였다. 실시예 7의 디바이스는 교대 녹색 및 청색 스트립의 패턴을 나타내었으며, 녹색 방출 패턴은 LITI를 통해 선택적인 열 전사에 의해 패턴화된 면에 해당한다. 제1 대조 디바이스는 LITI를 통해 선택적인 열 전사에 의해 패턴화된 면에 해당하는 녹색 스트립의 패턴을 나타내었고 제2 대조 디바이스는 ITO 스트립의 패턴에 해당하는 청색 스트립의 패턴을 나타내었다.

실시예 8

실시예 8은 제1 방출체를 포함하는 전사층을 리셉터에 선택적으로 열 전사하여 용매 감수성 층 상에 패턴화 방출층을 형성하고 제2 방출체를 포함하는 층을 패턴화 방출층 상에 배치하여 비패턴화 방출층을 제공하는 본 발명에 따른 전기발광 디바이스의 제조 방법을 예시한다.

리셉터의 제조

ST 755.S의 용액을 클로로벤젠 중 5.0 중량%로 제조하고 열판 상에서 70 ℃에서 20분 동안 교반되도록 하고, 푸라디스크 필터를 통해 한번 여과시키고 스트립 픽셀 ITO 유리 상에 스핀 코팅하였다. 코팅된 ITO 유리를 질소 분위기 하에 80 ℃에서 10분 동안 소성하여 126 ㎚의 건조 두께를 갖는 용매 감수성 층을 생산하였다. 톨루엔을 사용하여, 코팅층을 ITO 영역의 일부로부터 선택적으로 제거하여 리셉터를 전원 공급장치에 연결하기 위한 접촉 면을 제공하였다.

도너의 제조

ST 755.S, TPOB(승화) 및 Ir(btp)₂(tmhd)(적색 방출체)를 44.26:44.26:11.5 중량비로 배합하고, 클로로벤젠으로 1.71 중량%까지 희석하고, 열판 상에서 70 ℃에서 20분 동안 교반되도록 하였다. 결과 용액을 푸라디스크 필터를 통해 한번 여과시키고, 일반적인 제조란에 기재된 바와 같이 제조된 도너막 상에 스핀 코팅시키고, 질소 분위기 하에 80 ℃에서 10분 동안 소성한 후에 45 ㎚의 건조 두께를 갖는 전사층을 생산하였다.

실시예 8에 대한 대조 디바이스의 제조

2개의 대조 디바이스를 실시예 8에 대해 제조하였다. 제1 대조 디바이스는 1개의 레이저를 400 KHz의 주파수 및 삼각형 디더 패턴을 가진 단방향 스캔의 4 와트 전력으로 사용하여 도너로부터의 전사층을 리셉터 상에 영상화하여 제조하였다. 필요한 선 폭은 110 ㎛이고 피치는 165 ㎛이며, 선량은 0.90 J/㎠였으며, 그 결과 모든 ITO 스트립과 레지스트레이션된 영상화 패턴을 갖게 되었다. 그후에, 페릴렌 블루 염료를 함유하는 비패턴화 방출층 및 2층 캐소드를 이들 층의 증착에 대해 실시예 1과 관련하여 기재된 절차에 따라서 패턴화 방출층 상에 증착시켰다.

제2 대조 디바이스는 또한 도너의 제조 및 전사층의 열 전사를 생략한 것을 제외하고는, 실시예 8과 관련하여 사용된 절차에 따라서 제조되었다. 결과적으로, 제2 대조 디바이스에서, 페릴렌 블루 염료를 함유하는 비패턴화 방출층을 개재 패턴화 방출층없이 용매 감수성 층 상에 직접 배치하였다.

전기발광 스펙트럼

실시예 8의 디바이스 및 그의 2개의 대조 디바이스에 대한 전기발광 스펙트럼을 실시예 2와 관련하여 기재된 절차를 이용하여 관찰하였다. 제1 대조 디바이스는 LITI를 통해 선택적인 열 전사에 의해 패턴화된 면에 해당하는 적색 스트립의 패턴을 나타내었고 제2 대조 디바이스는 ITO 스트립의 패턴에 해당하는 청색 스트립의 패턴을 나타내었다.

실시예 9

실시예 9는 제1 방출체를 포함하는 전사층을 리셉터에 선택적으로 열 전사하여 용매 감수성 층 상에 패턴화 방출층을 형성하고 제2 방출체를 포함하는 층을 패턴화 방출층 상에 배치하여 비패턴화 방출층을 제공하는 본 발명에 따른 전기발광 디바이스의 제조 방법을 예시한다.

실시예 9는 기판 상에 배치된 용매 감수성 층에서 ST 755.S를 ST 1693.S로 대체하고 이 층을 140 ㎚의 건조 두께를 갖도록 도포한 것을 제외하고는, 실시예 8과 관련하여 기재된 절차에 따라서 제조하였다. 또한, ST 1693.S의 용액을 톨루엔 중 6.0 중량%로 제조하고, 주위 조건하에서 5분 동안 교반되도록 한 후에 여과하고 스핀코팅하였다. 실시예 9에 대한 2개의 대조 디바이스는 또한 리셉터 상에 증착된 용매 감수성 층에 ST 755.S 대신 ST 1693.S가 존재하는 것을 제외하고는 실시예 8과 관련하여 기재된 절차에 따라서 제조하였다.

전기발광 스펙트럼

2개의 대조 디바이스에 대한 전기발광 스펙트럼을 실시예 6과 관련하여 기재된 절차를 이용하여 관찰하였다. 제1 대조 디바이스는 LITI를 통해 선택적인 열 전사에 의해 패턴화된 면에 해당하는 적색 스트립의 패턴을 나타내었고 제2 대조 디바이스는 ITO 스트립의 패턴에 해당하는 청색 스트립의 패턴을 나타내었다.

실시예 10

실시예 10은 제1 방출체 및 제2 방출체를 포함하는 전사층을 리셉터에 선택적으로 열 전사하여 용매 감수성 층 상에 패턴화 방출층을 형성하고 제3 방출체를 포함하는 층을 패턴화 방출층 상에 배치하여 비패턴화 방출층을 제공하는 본 발명 에 따른 전기발광 디바이스의 제조 방법을 예시한다.

리셉터의 제조

ST 755.S의 용액을 클로로벤젠 중 5.0 중량%로 제조하고 열판 상에서 70 ℃에서 20분 동안 교반되도록 하고, 푸라디스크 필터를 통해 여과시키고 스트립 픽셀 ITO 유리 상에 스핀 코팅하였다. 코팅된 ITO 유리를 질소 분위기 하에 80 ℃에서 10분 동안 소성하여 126 ㎚의 건조 두께를 갖는 용매 감수성 층을 생산하였다. 톨루엔을 사용하여, 코팅층을 ITO 영역의 일부로부터 선택적으로 제거하여 리셉터를 전원 공급장치에 연결하기 위한 접촉 면을 제공하였다.

도너의 제조

제1 방출체에 해당하는 제1 도너를 제조하기 위해, ST 755.S, TPOB 및 Ir(btp)₂(tmhd)(적색 방출체)를 44.26:44.26:11.5 중량비로 배합하고, 클로로벤젠으로 1.71 중량%까지 희석하고, 열판 상에서 70 ℃에서 20분 동안 교반되도록 하였다. 결과 용액을 푸라디스크 필터를 통해 한번 여과시키고, 일반적인 제조란에 기재된 바와 같이 제조된 도너막 상에 스핀 코팅시키고, 질소 분위기 하에 80 ℃에서 10분 동안 소성한 후에 45 ㎚의 건조 두께를 갖는 전사층을 생산하였다. 제2 방출체에 해당하는 제2 도너는 적색 방출체를 녹색 방출체, Ir(ppy)₂(tmhd)로 대체하여 동일한 방식으로 제조하였다.

패턴화 방출층의 선택적인 열 전사

제1 도너로부터의 전사층을 LITI에 의해 리셉터 상에 영상화하여 패턴화 방 출층을 생산하였다. 1개의 레이저를 400 KHz의 주파수 및 삼각형 디더 패턴을 가진 단방향 스캔의 4 와트 전력으로 사용하였다. 필요한 선 폭은 110 ㎛이고 피치는 495 ㎛이며, 선량은 0.90 J/㎠였다. 그후에, 제2 도너로부터의 전사층을 LITI에 의해 동일한 레이저 장치를 이용하여 동일한 리셉터 상에 영상화하여 제1(적색) 및 제2(녹색) 방출체를 포함하는 패턴화 방출층을 제공하였다. 녹색 방출체를 함유하는 전사층에 대한 원점은 적색 방출체를 함유하는 전사층에 대한 원점에 비해 +165 ㎛ 전이되었다.

비패턴화 방출층의 증착 및 캐소드의 증착

전기발광 스펙트럼

실시예 10에 대한 전기발광 스펙트럼은 실시예 2와 관련하여 기재된 절차를 이용하여 관찰되었고 교대 적색, 녹색 및 청색 스트립의 패턴을 나타내었으며, 적색 및 녹색 방출 패턴은 LITI를 통해 선택적인 열 전사에 의해 패턴화된 면에 해당한다.

실시예 11

실시예 11은 제1 방출체를 포함하는 전사층을 리셉터에 선택적으로 열 전사하여 용매 감수성 층 상에 패턴화 방출층을 형성하고 제2 방출체를 포함하는 층을 패턴화 방출층 상에 배치하여 비패턴화 방출층을 제공하는 본 발명에 따른 전기발 광 디바이스의 제조 방법을 예시한다.

전기발광 디바이스의 제조

실시예 1과 관련하여 기재된 절차에 따라서 도너를 제조하고 실시예 9와 관련하여 기재된 절차에 따라서 제조된 용매 감수성 층을 함유하는 리셉터에 전사층을 선택적으로 열 전사하여 패턴화 방출층을 생산하였다. 2개의 레이저를 400 KHz의 주파수 및 삼각형 디더 패턴을 가진 단방향 스캔의 16 와트 전력으로 사용하였다. 필요한 선 폭은 110 ㎛이고 피치는 165 ㎛이며, 선량은 0.650 J/㎠였다. 그후에, 페릴렌 블루 염료를 함유하는 비패턴화 방출층 및 2층 캐소드를 이들 층의 증착에 대해 실시예 1과 관련하여 기재된 절차에 따라서 패턴화 방출층 상에 증착시켰다.

실시예 11에 대한 대조 디바이스의 제조

대조 디바이스는 도너의 제조 및 패턴화 방출층의 열 전사를 생략한 것을 제외하고는, 실시예 11과 관련하여 사용된 절차에 따라서 제조되었다. 결과적으로, 페릴렌 블루 염료를 함유하는 비패턴화 방출층을 개재 패턴화 방출층없이 용매 감수성 층 상에 직접 배치하였다.

전기발광 스펙트럼

실시예 11의 디바이스 및 그의 대조 디바이스에 대한 전기발광 스펙트럼을 실시예 2와 관련하여 기재된 절차를 이용하여 관찰하였다. 실시예 11의 디바이스는 교대 황색 및 청색 스트립의 패턴을 나타내었으며, 황색 방출 패턴은 LITI를 통해 선택적인 열 전사에 의해 패턴화된 면에 해당한다. 대조 디바이스는 ITO 스트 립의 패턴에 해당하는 청색 스트립의 패턴을 나타내었다.

본원에 인용된 모든 특허, 특허 출원 및 공보, 및 전자 자료의 완전한 개시는 본원에 참고로 포함된다. 상기 상세한 설명 및 실시예는 단지 이해를 분명히 하기 위해서 제공되었다. 그로부터 불필요한 제한은 이루어지지 않음을 이해하여야 한다. 본 발명은 도시되고 설명된 정확한 상세한 설명에 제한되지 않으며, 당업계의 숙련자에게 자명한 변화는 청구 범위에 의해 한정되는 본 발명 내에 포함될 것이다.

Claims

제1 방출체를 포함하는 전사층의 일부분을 리셉터에 선택적으로 열 전사하여 리셉터 상에 배치된 제1 방출체를 포함한 패턴화 방출층을 형성하고;

패턴화 방출층 및 리셉터 상에 제2 방출체를 포함한 층을 배치하여 제2 방출체를 포함한 비패턴화 방출층을 형성하는

것을 포함하는, 전기발광 디바이스의 제조 방법.
제1항에 있어서, 비패턴화 방출층을 형성하기 전에, 제3 방출체를 포함한 제2 전사층의 일부분을 리셉터에 선택적으로 열 전사하여 리셉터 상에 배치된, 제3 방출체를 포함한 제2 패턴화 방출층을 형성하는 것을 더 포함하는 방법.
제1항에 있어서, 리셉터가 애노드, 정공 수송층, 정공 주입층, 전자 차단층, 유전층, 부동화(passivation) 층, 기판 또는 그의 조합인 방법.
제1항에 있어서, 비패턴화 방출층이 비도핑 전자 수송층, 도핑 전자 수송층, 비도핑 정공 차단층, 도핑 정공 차단층 또는 그의 조합인 방법.
제1항에 있어서, 리셉터가 정공 수송층이고 애노드에 부착되는 것인 방법.
제5항에 있어서, 디바이스가 정공 수송층과 애노드 사이에 배치된 정공 주입층을 더 포함하는 것인 방법.
제1항에 있어서, 비패턴화 방출층 상에 캐소드를 배치하는 것을 더 포함하는 방법.
제1항에 있어서, 리셉터가 용매 감수성인 것인 방법.
제1 방출체를 포함하는 비패턴화 층을 제공하고;

제2 방출체를 포함하는 전사층의 일부분을 비패턴화 방출층에 선택적으로 열 전사하여 비패턴화 방출층 상에 배치된, 제2 방출체를 포함하는 패턴화 방출층을 형성하는

것을 포함하는, 전기발광 디바이스의 제조 방법.
제9항에 있어서, 제3 방출체를 포함하는 제2 전사층의 일부분을 비패턴화 방출층에 선택적으로 열 전사하여 비패턴화 방출층 상에 배치된, 제3 방출체를 포함한 제2 패턴화 방출층을 형성하는 것을 더 포함하는 방법.
제9항에 있어서, 비패턴화 방출층이 비도핑 전자 수송층, 도핑 전자 수송층, 비도핑 정공 차단층, 도핑 정공 차단층, 비도핑 전자 주입층, 도핑 전자 주입층 또 는 그의 조합인 방법.
제9항에 있어서, 패턴화 방출층 및 비패턴화 방출층 상에 애노드를 배치하는 것을 더 포함하는 방법.
제12항에 있어서, 디바이스가 패턴화 방출층과 애노드 사이에 배치된, 정공 수송층, 정공 주입층, 전자 차단층 또는 그의 조합을 더 포함하는 것인 방법.
제9항에 있어서, 패턴화 방출층 반대편의 비패턴화 방출층 면이 캐소드에 부착되는 것인 방법.
제9항에 있어서, 비패턴화 방출층이 용매 감수성인 것인 방법.
용매 감수성층을 제공하고;

제1 방출체 및 제1 방출체과 동일하거나 상이한 비-휘발성 성분을 포함하는 패턴화층을 용매 감수성층 상에 배치하고;

제2 방출체를 포함하는 층을 패턴화층 및 용매 감수성층 상에 배치하여 제2 방출체를 포함하는 비패턴화 방출층을 형성하는

것을 포함하는, 전기발광 디바이스의 제조 방법.
제16항에 있어서, 패턴화층의 배치가 제1 방출체 및 비휘발성 성분을 포함하는 전사층의 일부분을 선택적으로 열 전사하는 것을 포함하는 방법.
제16항에 있어서, 비패턴화 방출층을 형성하기 전에, 제3 방출체를 포함한 제2 패턴화층을 용매 감수성 층 상에 배치하는 것을 더 포함하는 방법.
제18항에 있어서, 제2 패턴화층의 배치가 제3 방출체를 포함하는 제2 전사층의 일부분을 선택적으로 열 전사하는 것을 포함하는 방법.
제19항에 있어서, 제2 전사층이 비휘발성 성분을 더 포함하는 것인 방법.
제1 방출체를 포함하는 용매 감수성 비패턴화층을 제공하고;

제2 방출체 및 제2 방출체와 동일하거나 상이한 비휘발성 성분을 포함하는 패턴화층을 용매 감수성 층 상에 배치하는

것을 포함하는, 전기발광 디바이스의 제조 방법.
제21항에 있어서, 패턴화층의 배치가 제2 방출체 및 비휘발성 성분을 포함하는 전사층의 일부분을 선택적으로 열 전사하는 것을 포함하는 방법.
제21항에 있어서, 제3 방출체를 포함하는 제2 패턴화층을 용매 감수성 층 상 에 배치하는 것을 더 포함하는 방법.
제23항에 있어서, 제2 패턴화층의 배치가 제3 방출체를 포함하는 제2 전사층의 일부분을 선택적으로 열 전사하는 것을 포함하는 방법.
제24항에 있어서, 제2 전사층이 비휘발성 성분을 더 포함하는 것인 방법.
용매 감수성 층;

용매 감수성 층 상의, 제1 방출체 및 제1 방출체와 동일하거나 상이한 비휘발성 성분을 포함하는 패턴화층; 및

패턴화 방출층 및 용매 감수성 층 상에 배치된, 제2 방출체를 포함하는 비패턴화층

을 포함하는 전기발광 디바이스.
제26항에 있어서, 패턴화층이 제3 방출체를 더 포함하는 것인 디바이스.
제26항에 있어서, 용매 감수성 층 상에 배치된, 제3 방출체를 포함하는 제2 패턴화층을 더 포함하는 것인 디바이스.
제26항에 있어서, 용매 감수성 층이 정공 수송층, 정공 주입층, 전자 차단 층, 유전층, 부동화층 또는 그의 조합인 디바이스.
제26항에 있어서, 비패턴화 방출층이 비도핑 전자 수송층, 도핑 전자 수송층, 비도핑 정공 차단층, 도핑 정공 차단층, 비도핑 전자 주입층, 도핑 전자 주입층 또는 그의 조합인 디바이스.
제26항에 있어서, 용매 감수성 층에 부착된 애노드를 더 포함하는 것인 디바이스.
제31항에 있어서, 비패턴화 방출층에 부착된 캐소드를 더 포함하는 것인 디바이스.
제31항에 있어서, 애노드와 용매 감수성 층 사이에 배치된 정공 주입층, 전자 차단층 또는 그의 조합을 더 포함하는 것인 디바이스.
제32항에 있어서, 캐소드는 불투명하고, 애노드는 투명하며, 디바이스는 투명 애노드를 통해 빛을 방출하도록 작동가능한 것인 디바이스.
제32항에 있어서, 캐소드는 투명하고, 애노드는 불투명하며, 디바이스는 투명 캐소드를 통해 빛을 방출하도록 작동가능한 것인 디바이스.
제32항에 있어서, 캐소드는 투명하고, 디바이스는 애노드에 부착된 불투명 기판을 더 포함하며, 디바이스는 투명 캐소드를 통해 빛을 방출하도록 작동가능한 것인 디바이스.
제32항에 있어서, 캐소드는 투명하고, 애노드는 투명하며, 디바이스는 투명 캐소드 및 투명 애노드를 통해 빛을 방출하도록 작동가능한 것인 디바이스.
제26항에 있어서, 비패턴화 방출층이 용매 감수성인 것인 디바이스.
제32항에 따른 전기발광 디바이스를 제공하고;

방출체를 어드레스하도록 작동가능한 신호를 애노드 및 캐소드에 제공하여, 그 이후에 방출체가 빛을 방출하는

것을 포함하는, 빛을 발생시키는 방법.
제39항에 있어서, 디바이스가 능동 또는 수동 어드레스된 디바이스인 방법.
제39항에 있어서, 디바이스가 천연색 디스플레이 또는 조정가능한 조명 장치인 방법.