KR20070029019A - 레이저 전사용 전사부재 및 이를 이용한 발광소자 및발광소자의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 발광층의 광효율을 향상시키기 위한 레이저 전사용 전사부재와 그를 이용한 발광소자 및 발광소자의 제조방법에 관한 것이다.
본 레이저 전사용 전사부재는 베이스 기판; 상기 베이스 기판 상에 마련되며 소정 단차를 갖는 패턴을 구비한 광-열변환층(LTHC); 및 상기 광-열변환층 상에 마련되는 전사층을 포함한다.
이에 따라, 소정 단차를 갖는 패턴을 구비한 광-열변화층을 이용하여 전사층을 패터닝함으로서 광효율을 더욱 향상시킬 수 있다.
Description
도 1a 및 도 1b는 종래기술에 따른 레이저 전사용 전사부재를 이용하여 전사층을 억셉터 기판 상에 적층하는 제조 공정도이다.
도 2는 본 발명에 따른 레이저 전사용 전사부재를 도시하는 측단면도이다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 전사용 전사부재를 이용하여 전사층을 억셉터 기판에 전사하는 개략적인 공정도이다.
도 3c는 도 3a를 이용하여 전사된 전사층의 다른 형태를 도시하는 측단면도이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 레이저 전사용 전사부재를 이용하여 억셉터 기판에 소정 단차를 갖는 패턴을 형성하는 공정도이다.
도 4c는 도 4a를 이용하여 전사된 전사층의 다른 형태를 도시하는 측단면도이다.
*도면의 주요부분에 대한 구체적인 설명*
210, 310, 410 : 전사부재 211, 311, 411 : 베이스 기판
212, 312, 412 : 광-열변환층 211a, 311a, 411a : 반복패턴
213, 313, 413 : 중간층 214, 314, 414 : 전사층
320, 420 : 억셉터 기판 321, 421 : 패턴
본 발명은 레이저 전사용 전사부재 및 그를 이용한 발광소자 및 발광소자의 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 광-열변환층 상에 소정 단차를 갖는 패턴을 형성함으로써, 광효율 및 광추출을 더욱 향상시킬 수 있는 레이저 전사용 전사부재, 그를 이용한 발광소자 및 발광소자의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 유기 발광 소자는 화소전극과 대향전극, 그리고, 화소전극과 대향전극 사이에 개재되는 유기 발광 활성층을 포함한다. 유기 발광 활성층은 전계발광성 유기층, 정공주입성 유기층, 정공전달성 유기층, 전자전달성 유기층, 및 전자주입성 유기층 등을 포함한다. 이와 같은 구성을 갖는 유기 발광 소자는 유기 발광 활성층을 이루는 물질에 따라 고분자 유기 발광 소자 및 저분자 유기 발광 소자로 나뉘어진다.
일반적인 유기 발광 소자에 있어서, 유기 발광 소자의 풀컬러화를 구현하기 위해서는 유기 발광 소자를 구성하는 유기 발광 활성층을 패터닝해야 하는데, 저분자 유기 발광 소자의 경우 유기 발광 활성층을 패터닝하기 위한 방법으로 잉크-젯 프린팅 방법 또는 레이저에 의해 열전사법(Laser Induced Thermal Imaging:LiTi)이 주로 이용되고 있다. 전술한 두 개의 방법 중 레이저에 의한 열전사법(이하, 'LITI'라고 칭함)은 건식공정이므로, LITI를 이용하여 유기 발광 활성층을 패터닝하는 경우, 더욱 미세하게 패터닝할 수 있다는 장점이 있다.
이러한 장점을 살리기 위해, LITI공정을 이용하여 유기 발광 활성층을 형성하는 경우, 화소전극이 형성된 기판(이하, '억셉터 기판'이라 칭함)과, 억셉터 기판 상부에 마련되어 유기 발광 활성층을 전사하는 전사부재(일명, '도너필름'이라고 함)와, 전사부재 상부에서 빛을 제공하는 레이저 등이 필요하다.
도 1a 및 도 1b는 종래기술에 따른 레이저 전사용 전사부재를 이용하여 전사층을 억셉터 기판 상에 적층하는 제조 공정도이다.
도 1a 및 도 1b를 참조하면, 전사부재(110)는 베이스 기판(101), 광-열 변환층(102), 완충층(103), 유기물질로 이루어진 필름 형태의 전사층(104)을 포함한다. 전사층(104)은, 예를 들면, 발광층, 정공수송층, 정공주입층, 전자수송층, 및 전자주입층 등을 포함하는 유기 발광 활성층이다. 일반적인 전사부재(110)를 이용하여 전사층(104)을 억셉터 기판(미도시) 상에 적층하기 위해서는, 우선, 억셉터 기판(120) 상부에 전사층(104)이 형성되어 있는 전사부재(110)를 위치시킨다. 다음, 전사층(104)이 형성된 전사부재(110)와 억셉터 기판(120)이 적어도 부분적으로 접 촉되도록, 전사부재(110)를 억셉터 기판(120) 상에 올려둔다. 그 다음, 베이스(101) 기판 상에서 레이저를 조사하면, 광-열변환층(102)이 레이저광을 열로 변환하여 열을 방출함에 따라 전사층(104)이 억셉터 기판(120)의 화소전극(미도시) 상에 전사된다. 이와 같은 제조공정을 통해, 유기물질로 이루어진 전사층(104)을 억셉터 기판(120)에 적층시킴으로써, 유기발광소자의 발광층을 형성할 수 있다.
전술한 바와 같이, 억셉터 기판의 화소전극 상에 유기 물질로 이루어진 필름 형태의 전사층을 전사시키는 경우, 전계 발광성 유기층은 물론 정공주입성 유기층, 정공수송성 유기층, 전자수송성 유기층, 및 전자주입성 유기층 등의 유기 발광 활성층을 형성하는 것이 용이하다는 장점을 갖습니다.
그러나, 최근에는 유기 발광 활성층의 형성을 용이하게 하는 것은 물론이고, 거의 평탄한 표면을 갖는 유기 발광 활성층 보다 광효율을 더욱 향상시킬 수 있는 유기 발광 활성층을 형성할 수 있음 물론이고, 광 추출을 더욱 용이하게 수행할 수 있는 유기 발광 활성층 적층 형태가 요구되고 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 유기 발광 활성층에서 발생된 광 효율을 향상시키고, 광 추출을 더욱 용이하게 하기 위해 고안된 레이저 전사용 전사부재 및 그를 이용한 발광소자 및 발광소자의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 목적을 달성하기 위한, 본 발명의 일 측면에 따르면, 본 레이저 전사용 전사부재는 베이스 기판; 상기 베이스 기판 상에 마련되며 소정 단차를 갖는 패턴을 구비한 광-열변환층(LTHC); 및 상기 광-열변환층 상에 마련되는 전사층을 포함한다.
바람직하게, 상기 패턴은 요철 패턴 또는 엠보싱 패턴이다. 상기 전사층은 필름 형태로 상기 광-열변환층에 형성된 상기 패턴에 대응하는 전사패턴을 갖는다.
상기 베이스 기판에 레이저가 조사되면, 상기 전사패턴의 돌출부분이 우선 전사된다. 상기 전사층은 적어도 하나의 유기막을 포함하는 유기 발광 활성층이며, 상기 유기막은 전계발광성 유기층, 정공주입성 유기층, 정공전달성 유기층, 전자전달성 유기층, 전자주입성 유기층 중 적어도 하나를 포함한다.
상기 광-열변환층과 상기 전사층 사이에 개재되는 완충층을 더 포함한다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 본 발광소자의 제조방법은 화소전극이 형성된 억셉터 기판을 준비하는 단계; 상기 억셉터 기판으로부터 소정 거리 이격된 위치에 마련되며 베이스 기판 상에 소정 단차를 갖는 패턴을 구비한 광-열변환층과, 상기 광-열변화층 상에 마련되며 상기 패턴과 대응하는 전사패턴을 갖는 전사층을 포함하는 전사부재를 준비하는 단계; 상기 전사층이 상기 억셉터 기판의 화소전극 측을 향하도록 상기 전사부재를 배치하는 단계; 및 상기 전사부재의 소정영역에 레이저를 조사하여 상기 전사층을 상기 억셉터 기판의 상기 화소전극 상에 전사하는 단계를 포함한다.
바람직하게, 상기 전사층을 전사하는 단계에서 상기 전사부재에 레이저가 조사되면, 상기 전사층의 돌출부가 우선 전사된다. 상기 광-열변환층의 패턴은 요철 패턴 또는 엠보싱 패턴이다. 한편, 상기 전사층은 적어도 하나의 유기층을 포함하는 유기 발광 활성층이며, 상기 유기층은 전계발광성 유기층, 정공주입성 유기층, 정공전달성 유기층, 전자전달성 유기층, 전자주입성 유기층 중 적어도 하나를 포함한다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 본 발광소자는 억셉터 기판 상에 형성된 적어도 하나의 화소전극과, 상기 화소전극 상에 형성되며, 소정 단차의 패턴을 갖는 적어도 하나의 유기층과, 상기 유기층 상에 형성되는 대향 전극을 포함한다. 바람직하게, 상기 유기층은 필름 형태로 이루어지며, 레이저가 조사됨으로써 상기 화소전극 상에 전사된다. 상기 유기층은 전계발광성 유기층, 정공주입성 유기층, 정공전달성 유기층, 전자전달성 유기층, 전자주입성 유기층 중 적어도 하나를 포함한다. 상기 패턴은 요철 패턴 또는 엠보싱 패턴이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태들을 보다 구체적으로 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 레이저 전사용 전사부재를 도시하는 측단면도이다. 도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 레이저 전사용 전사부재(210)는 베이스 기판(211)과, 베이스 기판(211) 상에 형성되는 광-열변환층(212)과, 광-열변환층(212) 상에 형성되는 완충층(213)과, 완충층(213) 상에 형성되는 전사층(214)을 포함한다.
베이스 기판(211)은 지지기판으로 작용하며, 투명한 고분자물질, 예를 들어 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 등이 사용된다. 베이스 기판(211)은 유리기판 또는 필름일 수도 있다.
광-열변환층(212)은 레이저광을 흡수하여 열에너지로 변환시켜 주는 광흡수재(radiation absorber)를 포함한다. 광-열변환층(212)은 레이저 광을 흡수하기 위한 광흡수재로서, 광을 흡수하여 열에너지를 발생하는 광흡수물질과 자외선이나 열에 의해 경화가 가능한 유기 바인더물질을 포함한다. 광-열변환층(212)은 알루미늄, 알루미늄 산화막 및 황화물에 카본블랙, 흑연, 적외선염료, 피그먼트 등의 적외선 광흡수재를 포함한다. 본 발명에 따른 광-열변환층(212)에는 적어도 레이저 조사 영역에 소정 단차를 갖는 패턴(212a)이 형성되어 있는데, 이 패턴(212a)은 반복된 복수 개의 패턴으로 이루어질 수 있다. 반복된 패턴(212a)은 요철형상의 패턴으로 형성할 수 있으며, 또는 엠보싱 형태로 형성할 수 있다.
광-열변환층(212) 상에 형성되는 완충층(213)은 광-열변환층(212)을 보호하기 위한 것으로서, 높은 열저항을 갖는 것이 바람직하며, 무기물질 또는 유기물질을 사용할 수 있다. 이 완충층(213)에는 광-열변환층(212)에 형성된 패턴과 동일한 패턴이 형성된다.
전사층(214)은 완층층(213) 상에 필름 형태로 형성되며, 전사층(214)에는 광-열변환층(212)과 접촉되는 영역에 광-열변환층(212)과 대응하는 반복된 대응패턴 이 형성되어 있으며, 일반적으로 전사층(214)에 형성된 대응 패턴은 광-열변환층(212)의 패턴과 동일한 형태이다. 이 전사층(214)은 억셉터 기판(미도시) 상에 형성하고자 하는 유기 발광 활성층의 종류에 따라 다양한 유기층을 이용할 수 있으며, 특히, 전계 발광성 유기층, 정공주입성 유기층, 정공수송성 유기층, 전자수송성 유기층, 및 전자주입성 유기층 중 필요에 따라 선택적으로 이용할 수 있다. 유기 발광 활성층은 특히, 발광성 유기층을 이루는 물질에 따라서 고분자 유기층과 저분자 유기층으로 구분될 수 있다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 전사용 전사부재를 이용하여 전사층을 억셉터 기판에 전사하는 개략적인 공정도이다.
억셉터 기판(320)에 전사층을 적층하기 위해서는, 우선, 베이스 기판(311) 상에 소정 단차를 갖는 패턴이 형성된 광-열변환층(312)과, 광-열변환층(312) 상에 형성된 전사층(314)을 포함하는 전사부재(310)를 화소전극(미도시)이 형성된 억셉터 기판(320) 상에 배치한다.
본 실시예에서, 억셉터 기판(320) 상에는 화소전극(321), 정공주입성 유기층(322) 및 정공수송성 유기층(323)이 형성되어 있다. 전사부재(310)를 배치하는 공정에서는 전사층(314)과 억셉터 기판(320)의 가장 상부층이 접촉하도록 배치하는 것이 바람직하며, 본 실시예에서는 전사층(314)과 정공수송성 유기층(323)이 접촉되어 있다. 즉, 본 실시예에서는 전사층(314)을 유기 발광성 전계층으로 이용한다.
억셉터 기판(320) 상에 전사부재(310)가 배치된 다음 단계에서는, 레이저를 이용하여 전사층(314)을 억셉터 기판(320), 예를 들면, 정공 수송성 유기층(323) 상에 전사한다(도 3b 참조). 도 3b에 따르면, 전사층(314)이 광-열변환층(312)의 패턴에 따라 거의 정확하게 온·오프 타입으로 전사되어 있다. 즉, 전사층(314)의 대응 패턴 중 억셉터 기판(320)측과 접촉되는 돌출부분(314a)은 전사되고, 함몰부분(314b)은 전사가 이루어지지 않은 형태이다.
한편, 도 3c는 전술한 공정을 이용하여 전사된 전사층의 다른 형태를 도시하는 측단면도이다. 도 2c를 참조하면, 전사층(314)에 형성된 대응 패턴 중 돌출부분(314a)과 함몰부분(314b)이 모두 전사되지만, 함몰부분(314b)의 전사층이 돌출부분(314a)에 비해 상대적으로 얇게 전사되어 있는 형태이다.
전술한 구성에 의해, 정공 주입성 유기층, 정공 수송성 유기층, 발광층, 전자 주입성 유기층, 및 전자 수송성 유기층을 필름 형태로 전사시킬 때, 반복 패턴을 갖도록 형성하므로써, 유기발광면적을 넓힐 수 있다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 레이저 전사용 전사부재를 이용하여 억셉터 기판에 소정 단차를 갖는 패턴을 형성하는 공정도이다.
본 실시예에 이용되는 레이저 전사용 전사부재(410)는 베이스 기판(411)과, 베이스 기판(411) 상에 형성되는 광-열변환층(412)과, 광-열변환층(412) 상에 형성되는 완충층(413)과, 완충층(413) 상에 형성되는 전사층(414)을 포함한다. 본 실시예에 따른 광-열변환층(412) 역시 레이저 조사 영역에 소정 단차를 갖는 반복 패 턴(412a)(예를 들면, 요철 형태, 엠보싱 형태 등)이 형성되어 있다. 설명의 중복을 피하기 위해, 도 2에 개시된 전사부재의 구성요소들과 동일한 구성요소에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
전사층(414)이 형성된 전사부재(410)를 이용하여 억셉터기판(420)에 패턴을 형성하기 위해서는, 우선, 베이스 기판(411) 상에 소정 단차를 갖는 패턴이 형성된 광-열변환층(412)과, 광-열변환층(412) 상에 형성된 전사층(414)을 포함하는 전사부재(410)를 화소전극(미도시)이 형성된 억셉터 기판(420) 상에 배치한다.
전사부재(410)를 배치하는 단계에서는 전사층(414)과 억셉터 기판(420)이 접촉하도록 배치하는 것이 바람직하며, 본 실시예에서는 전사층(414)이 화소전극(미도시) 형성단계 전에 억셉터 기판(420) 상에 형성되도록 배치된다.
억셉터 기판(420) 상에 전사부재(410)가 배치된 다음 단계에서는, 전사층(414)이 억셉터 기판(420) 상에 형성되도록 레이저를 전사부재(410)에 조사한다. 레이저가 전사부재(410)의 베이스 기판(411)의 표면에 조사되면, 광-열변환층(412)의 패턴에 따라 전사층(414)이 패터닝된다.
도 4b에 따르면, 전사층(414)이 광-열변환층(412)의 패턴에 따라 거의 정확하게 온·오프 타입으로 억셉터 기판(420) 상에 전사되어 있다. 즉, 전사층(414)의 대응 패턴 중 억셉터 기판(420)측과 접촉되는 돌출부분(414a)은 전사되고, 함몰부분(414b)은 전사가 이루어지지 않는 형태이다.
한편, 도 4c는 전술한 공정을 이용하여 전사된 전사층(414)의 다른 형태를 도시하는 측단면도이다. 도 4c를 참조하면, 전사층(414)에 형성된 대응 패턴 중 돌출부분(414a)과 함몰부분(414b)이 모두 전사되지만, 함몰부분(414b)의 전사층이 돌출부분(414a)에 비해 상대적으로 얇게 전사되어 있는 형태이다. 이때, 도 4b 및 도 4c에 이용되는 전사층(414)은 범용 고분자 물질, 예를 들면, 폴리 메틸 메타크릴레이트(poly methyl metacrylate :PMMA), 폴리 프로필렌(polypropylene:PP), 폴리스틸렌(polystyrene:PS) 등이다.
전술한 공정을 이용하여, 유기 발광 소자를 제조하기 위해서는, 억셉터 기판(420) 상에 소정 단차를 갖는 전사 패턴이 형성한 다음, 화소 전극을 형성하는 단계, 발광층을 형성하는 단계 및 대향 전극을 형성하는 단계를 진행한다. 그 다음, 발광층을 형성하는 단계 전 후에는 정공주입층, 정공수송층, 전자수송층, 및 전자주입층 중 적어도 하나를 형성하는 단계가 더 추가될 수 있다. 이와 같이, 유기 발광 소자를 형성하는 공정에서, 화소전극을 형성하기 전에 전사층(414)을 이용하여 요철 패턴을 형성함으로써, 유기 발광 표면적을 더 넓힐 수 있다.
본 발명의 실시예에서는 상기 광-열변환층을 적외선 레이저광을 흡수하는 흡수재를 포함하는 것을 예시하였으나, 적외선 뿐만 아니라 자외선 및 가시광을 흡수하는 광흡수재를 포함하고, 레이저를 자외선 레이저 및 가시광 레이저를 사용하는 경우에도 적용가능하다.
본 발명의 실시예들에서는 베이스 기판 상에 광-열변환층, 완충층 및 전사층이 적층되는 전사부재를 개시하였으나, 전사부재를 구성하는 완충층은 광-열변환층 을 보호하는 기능을 하는 것이므로 선택적으로 채택할 수 있음은 물론이다.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 실시예들을 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
이상, 설명한 바와 같이, 소정 단차를 갖는 패턴이 형성된 광-열변환층을 포함하는 전사부재를 이용함으로써, 유기 발광 소자를 구성하는 유기 발광 활성층(전계발광성 유기층, 정공주입성 유기층, 정공수송성 유기층, 전자수송성 유기층, 및 전자주입성 유기층 등)에 패터닝할 수 있어, 유기 발광 면적을 넓힐 수 있다. 이에 의해, 광추출 효율을 높일 수 있고 휘도를 향상시킬 수 있다.
또한, 화소전극을 형성하기 전에, 억셉터 기판 상에 전사부재를 이용하여 소정 단차를 갖는 패턴을 형성함으로써, 화소전극 상에 형성되는 유기 발광 활성층의 요철이나 단차에 대한 대응 능력을 향상시킬 수 있어 대면적 기판에도 용이하게 이용할 수 있으며, 이에 따라 단위 면적당 유기 발광 표면적을 넓혀 광추출을 향상시키고 휘도를 향상시킬 수 있다.
Claims (16)
- 베이스 기판;상기 베이스 기판 상에 마련되며 소정 단차를 갖는 패턴을 구비한 광-열변환층(LTHC); 및상기 광-열변환층 상에 마련되는 전사층을 포함하는 레이저 전사용 전사부재.
- 제1항에 있어서,상기 패턴은 요철 패턴 또는 엠보싱 패턴인 레이저 전사용 전사부재.
- 제2항에 있어서,상기 전사층은 필름 형태로 상기 광-열변환층에 형성된 상기 패턴에 대응하는 전사패턴을 갖는 레이저 전사용 전사부재.
- 제3항에 있어서,상기 베이스 기판에 레이저가 조사되면, 상기 전사패턴의 돌출부분이 우선 전사되는 레이저 전사용 전사부재.
- 제1항에 있어서,상기 전사층은 적어도 하나의 유기층을 포함하는 유기 발광 활성층인 레이저 전사용 전사부재.
- 제4항에 있어서,상기 유기층은 전계발광성 유기층, 정공주입성 유기층, 정공전달성 유기층, 전자전달성 유기층, 전자주입성 유기층 중 적어도 하나를 포함하는 레이저 전사용 전사부재.
- 제1항에 있어서,상기 광-열변환층과 상기 전사층 사이에 개재되는 완충층을 더 포함하는 레이저 전사용 전사부재.
- 화소전극이 형성된 억셉터 기판을 준비하는 단계;상기 억셉터 기판으로부터 소정 거리 이격된 위치에 마련되며 베이스 기판 상에 소정 단차를 갖는 패턴을 구비한 광-열변환층과, 상기 광-열변화층 상에 마련되며 상기 패턴과 대응하는 전사패턴을 갖는 전사층을 포함하는 전사부재를 준비하는 단계;상기 전사층이 상기 억셉터 기판의 화소전극 측을 향하도록 상기 전사부재를 배치하는 단계; 및상기 전사부재의 소정영역에 레이저를 조사하여 상기 전사층을 상기 억셉터 기판의 상기 화소전극 상에 전사하는 단계를 포함하는 발광소자의 제조방법.
- 제8항에 있어서,상기 전사층을 전사하는 단계에서 상기 전사부재에 레이저가 조사되면, 상기 전사층의 돌출부가 우선 전사되는 발광소자의 제조방법.
- 제8항에 있어서,상기 패턴은 요철 패턴 또는 엠보싱 패턴인 발광소자의 제조방법.
- 제9항에 있어서,상기 전사층은 적어도 하나의 유기층을 포함하는 유기 발광 활성층인 발광소자의 제조방법.
- 제11항에 있어서,상기 유기층은 전계발광성 유기층, 정공주입성 유기층, 정공전달성 유기층, 전자전달성 유기층, 전자주입성 유기층 중 적어도 하나를 포함하는 발광소자의 제조방법.
- 억셉터 기판 상에 형성되는 적어도 하나의 화소전극과,상기 화소전극 상에 형성되며, 소정 단차의 패턴을 갖는 적어도 하나의 유기층과,상기 유기층 상에 형성되는 대향 전극을 포함하는 발광소자.
- 제13항에 있어서,상기 유기층은 필름 형태로 이루어지며, 레이저가 조사됨으로써 상기 화소전극 상에 전사되는 발광소자.
- 제14항에 있어서,상기 패턴은 요철 패턴 또는 엠보싱 패턴인 발광소자.
- 제15항에 있어서,상기 유기층은 전계발광성 유기층, 정공주입성 유기층, 정공전달성 유기층, 전자전달성 유기층, 전자주입성 유기층 중 적어도 하나를 포함하는 발광소자.
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