KR20070111466A - 전자 장치용 격납 구조체 - Google Patents

전자 장치용 격납 구조체 Download PDF

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KR20070111466A
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찰스 디. 랑
스테판 클라우드 데 라 베옥스
폴 안토니 산트
데니스 데이몬 워커
스테펜 소리치
매튜 스테이너
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이 아이 듀폰 디 네모아 앤드 캄파니
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Abstract

일 실시양태에서, 유기 조성물 (240)을 위한 격납 구조체 (230)이 제공된다. 격납 구조체 (230)은 액체 형태의 유기 조성물 (240)을 수용하는 부피를 한정하는 언더컷층 (210) 및 상부층 (220)을 포함한다.
유기 조성물, 격납 구조체, 언더컷층, 상부층, 유기 전자 장치

Description

전자 장치용 격납 구조체 {CONTAINMENT STRUCTURE FOR AN ELECTRONIC DEVICE}
<상호 참조>
본원은, 각각 전문이 본원에 참고로 도입된 미국 가출원 제60/640,557호 (2004년 12월 30일 출원됨) 및 동 제60/694,876호 (2005년 6월 28일 출원됨)의 이익을 청구한다.
본 개시는, 일반적으로 유기 전자 장치, 보다 특별하게는 잉크 격납 웰을 갖는 유기 전자 장치, 그의 제조를 위한 물질 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.
유기 전자 장치는, 전기 에너지를 방사선으로 전환시키거나, 전자 프로세스를 통해 신호를 검출하거나, 방사선을 전기 에너지로 전환시키거나, 또는 하나 이상의 유기 반도체층을 포함한다. 액체층으로부터 유기 전자 장치를 제작하는 경우, 픽셀 또는 색을 갖는 서브-픽셀을 분리하기 위해 격납 구조체를 사용할 수 있다. 일부 통상의 픽셀 격납 웰 ("웰")은 표면 처리될 수 있고, 이는 적용된 유기 조성물이 이웃한 픽셀로 넘치는 것, 또는 바람직하지 않은 효과를 일으킬 수 있는 비발광 영역에 남아있는 것을 막는 데 사용된다.
표면 처리가 사용되지 않는 통상의 용도에서, 유기 조성물은 전형적으로 웰의 표면을 습윤화하여 건조된 층의 최종 두께가 불균일하게 되도록 한다. 또한, 일부 유기 조성물은 건조되어 웰 벽에 남아있기 때문에, 웰의 기저부에서 발광 영역내의 유기 조성물의 두께는 웰의 높이 및 건조 조건에 따라 달라진다. 웰이 비습윤화되는 통상의 용도에서는, 액체 유기 조성물이 웰로부터 제습(de-wet)되면서 액체 점도가 낮은 경우, 건조된 유기 조성물 층의 최종 두께가 매우 불균일하고, 외관 형상이 원하는 격납 픽셀 형상으로부터 벗어날 수 있다.
따라서, 상기한 단점 및 결점을 극복하는 격납 구조체 뿐만 아니라 그의 제조 방법 및 그를 갖는 유기 전자 장치가 필요하다.
<발명의 요약>
일 실시양태에서, 유기 조성물을 위한 격납 구조체가 제공된다. 격납 구조체는 액체 형태의 유기 조성물을 수용하는 부피를 한정하는 언더컷층 및 상부층을 포함한다.
상기 일반적 설명 및 하기 상세한 설명은 단지 예시적이며 설명적인 것이고, 첨부된 청구의 범위에서 정의된 본 발명을 제한하는 것이 아니다.
본원에 제공된 개념의 이해를 증진시키기 위해 실시양태를 첨부된 도면에 나타내었다.
도 1은 본 발명의 국면을 실행할 수 있는 예시적 유기 전자 장치의 분해도이다.
도 2A 내지 B는 본 발명의 일 실시양태에 따른 격납 구조체의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시양태에 따른 예시적 유기 전자 장치 제작 방법을 나타내는 작업 공정도이다.
도면은 예로써 제공된 것이며, 본 발명을 제한하도록 의도되지 않는다. 당업자는, 도면에서 대상들은 간략화 및 명확화를 위해 나타낸 것이며, 반드시 일정 비례의 크기로 도시된 것은 아님을 인지한다. 예를 들어, 도면에서 일부 대상의 치수는 실시양태의 이해 증진을 돕기 위해 다른 대상에 비해 확대된 것일 수 있다.
일 실시양태에서, 유기 조성물을 위한 격납 구조체가 제공된다. 격납 구조체는 액체 형태의 유기 조성물을 수용하는 부피를 한정하는 언더컷층 및 상부층을 포함한다.
일 실시양태에서, 언더컷층은 제1 높이를 갖고, 상부층은 제1 높이보다 실질적으로 큰 제2 높이를 갖는다.
일 실시양태에서, 제1 높이는 유기 조성물이 건조된 후 언더컷층에 의해 한정된 부피의 일부가 유기 조성물로 완전히 충전되도록 미리 결정된다.
일 실시양태에서, 언더컷층은 상이한 노출 및 현상 반응을 갖는 광패턴화가능한 물질의 다층으로부터 형성된다.
일 실시양태에서, 상기 부피를 한정하는 언더컷층 및 상부층의 표면은 비습윤화된다.
일 실시양태에서, 상기 부피는 상부층의 벽에 의해 적어도 부분적으로 한정되고, 벽은 액체 조성물에 의한 벽의 습윤화를 가능하게 하는 각도를 갖는다.
일 실시양태에서, 벽은, 벽을 비습윤화되게 하는 표면 처리를 갖는다.
일 실시양태에서, 상부층은 상기 부피의 일부를 한정하는 벽을 포함하고, 벽은 언더컷층에 대해 양의 기울기를 갖는다.
일 실시양태에서는, 전도성 중합체 장치의 제조 방법이 제공된다. 방법은, 언더컷층을 제공하는 단계, 언더컷층에 상부층을 도포하여 언더컷층 및 상부층이 액체 형태의 유기 조성물을 수용하는 부피를 한정하도록 하는 단계, 및 액체 형태의 유기 조성물을 상기 부피내로 도입하는 단계를 포함한다.
일 실시양태에서, 상기 부피는 건조시 유기 조성물이 언더컷층에 의해 한정된 부피 부분을 완전히 충전시키도록 한정된다.
일 실시양태에서, 언더컷층은 제1 높이를 갖고, 상부층은 제1 높이보다 실질적으로 큰 제2 높이를 갖도록 도포된다.
일 실시양태에서, 상기 제공 단계는 상이한 노출 및 현상 반응을 갖는 광패턴화가능한 물질의 다층을 도포하는 것을 추가로 포함한다.
일 실시양태에서, 광패턴화가능한 물질의 다층은 침착에 의해 도포된다.
일 실시양태에서, 방법은 상기 부피를 한정하는 언더컷층 및 상부층의 표면을 비습윤화하는 단계를 추가로 포함한다.
일 실시양태에서, 상기 부피는 상부층의 벽에 의해 적어도 부분적으로 한정되고, 벽은 액체 조성물에 의한 벽의 습윤화를 가능하게 하는 각도를 갖는다.
일 실시양태에서, 상부층은 상기 부피의 일부를 한정하는 벽을 포함하고, 벽은 언더컷층에 대해 양의 기울기를 갖는다.
일 실시양태에서는, 유기 전자 장치가 제공된다. 유기 전자 장치는, 제1 높이를 갖는 언더컷층, 제1 높이보다 실질적으로 큰 제2 높이를 가지며 언더컷층에 인접하여 배치된 상부층, 상부층에 형성된 양의 기울기를 갖는 벽 및 언더컷층의 표면에 의해 한정된 부피, 및 액체 형태일 때 상기 부피내로 도입되는 유기 조성물을 포함한다.
일 실시양태에서는, 상기한 격납 구조체를 포함하는 조성물이 제공된다.
일 실시양태에서는, 상기한 격납 구조체를 포함하는 활성층을 갖는 유기 전자 장치가 제공된다.
일 실시양태에서는, 상기한 격납 구조체를 포함하는, 유기 전자 장치의 제조에 유용한 물품이 제공된다.
일 실시양태에서는, 상기한 화합물 및 1종 이상의 용매, 가공 보조제, 전하 수송 물질 또는 전하 차단 물질을 포함하는 조성물이 제공된다. 이들 조성물은 용매, 에멀젼 및 콜로이드 분산액을 포함하나 이에 제한되지는 않는 임의의 형태일 수 있다.
정의
영문에서 부정관사 ("a" 또는 "an")는 본 발명의 요소 및 성분을 설명하기 위해 사용된다. 이는 단지 편의를 위한 것이며, 본 발명의 일반적 의미를 제공하기 위한 것이다. 이러한 기재는 하나 또는 하나 이상을 포함하도록 해석되어야 하며, 단수형은 다른 의미를 갖는 것이 명백하지 않은 한 복수형 또한 포함한다.
층 또는 물질을 언급할 때 용어 "활성"은 전자 또는 전기 방사 특성을 나타내는 층 또는 물질을 의미하는 것으로 의도된다. 활성층 물질은 방사선을 방출하거나 방사선 수용시 전자-정공 쌍의 농도 변화를 나타낼 수 있다. 따라서, 용어 "활성 물질"은 장치의 작동을 전자적으로 촉진시키는 물질을 지칭한다. 활성 물질의 예로는, 전하 (여기서, 전하는 전자 또는 정공일 수 있음)를 전도, 주입, 수송 또는 차단하는 물질이 포함되나, 이에 제한되지는 않는다. 비활성 물질의 예로는, 가소화 물질, 절연 물질 및 환경 차단 물질이 포함되나, 이에 제한되지는 않는다.
본원에 사용된 용어 "포함하다(comprise, include)", "포함하는(comprising, including)", "갖다", "갖는" 또는 이들의 임의의 다른 변형어는 비배제적인 포함을 포괄하는 것으로 의도된다. 예를 들어, 일련의 요소들을 포함하는 공정, 방법, 물품 또는 장치는 반드시 그 요소들에만 제한되는 것이 아니라, 이러한 공정, 방법, 물품 또는 장치의 고유의 것이거나 명백히 기재되어 있지는 않은 다른 요소들을 포함할 수 있다. 또한, 명백히 상반되게 언급되지 않는 한 "또는"은 포함적인 것을 지칭하며, 배제적인 것을 지칭하지 않는다. 예를 들어, 조건 "A 또는 B"는, A가 참이고 (또는 존재하고) B가 거짓인 (또는 존재하지 않는) 것, A가 거짓이고 (또는 존재하지 않고) B가 참인 (또는 존재하는) 것, 또한 A 및 B 양쪽 모두 참인 (또는 존재하는) 것 중 어느 하나에 의해 만족된다.
용어 "층"은 용어 "필름"과 상호교환가능하게 사용되며, 이는 원하는 영역을 덮는 코팅을 지칭한다. 상기 영역은 전체 장치 또는 실제 화상 디스플레이와 같은 특정 기능 영역만큼 크거나, 또는 단일 서브-픽셀만큼 작을 수 있다. 필름은 증착 및 액상 침착을 비롯한 임의의 통상적 침착 기술에 의해 형성될 수 있다. 액상 침착 기술로는, 연속 침착 기술, 예컨대 스핀 코팅, 그래비어 코팅, 커튼 코팅, 딥 코팅, 슬롯-다이 코팅, 분무 코팅 및 연속 노즐 코팅; 및 비연속 침착 기술, 예컨대 잉크 젯 프린팅, 그래비어 프린팅 및 스크린 프린팅이 포함되나, 이에 제한되지는 않는다.
용어 "유기 전자 장치"는 하나 이상의 반도체층 또는 물질을 포함하는 장치를 의미하는 것으로 의도된다. 유기 전자 장치로는, (1) 전기 에너지를 방사선으로 전환시키는 장치 (예를 들어, 발광 다이오드, 발광 다이오드 디스플레이, 다이오드 레이저 또는 조명 패널), (2) 전자 프로세스를 통해 신호를 검출하는 장치 (예를 들어, 광검출기, 광전도성 셀, 광레지스터, 광스위치, 광트랜지스터, 광전관, 적외선 ("IR") 검출기 또는 바이오센서), (3) 방사선을 전기 에너지로 전환시키는 장치 (예를 들어, 광전지 장치 또는 태양 전지), 및 (4) 하나 이상의 유기 반도체층을 포함하는 하나 이상의 전자 부품을 포함하는 장치 (예를 들어, 트랜지스터 또는 다이오드)가 포함되나, 이에 제한되지는 않는다. 용어 "장치"는 또한, 메모리 저장 장치, 대전방지 필름, 바이오센서, 전기변색 장치, 고체 전해질 커패시터, 에너지 저장 장치, 예컨대 충전 배터리 및 전자기 차폐 용품을 포함한다.
용어 "기판"은, 1종 이상의 물질로 된 하나 이상의 층을 포함할 수 있는 강성 또는 가요성일 수 있는 작업편을 의미하는 것으로 의도되며, 이는 유리, 중합체, 금속 또는 세라믹 물질, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.
달리 정의되지 않는 한, 본원에 사용된 모든 기술 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 업계의 숙련자에게 통상적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 본원에 기재된 방법 및 물질과 유사하거나 동등한 방법 및 물질을 본 발명의 실시양태의 실행 또는 테스트에 사용할 수 있으나, 적합한 방법 및 물질은 하기에 기재한다. 본원에 언급된 모든 공개 문헌, 특허 출원 문헌, 특허 문헌 및 기타 참고 문헌은, 특정 구절이 인용되지 않는 한 그의 전문이 참고로 도입된다. 상충되는 경우에는, 본 명세서 (정의 포함)가 지배한다. 또한, 물질, 방법 및 예들은 단지 예시적인 것이며, 제한적인 것으로 의도되지 않는다.
본원에 기재되지 않은 범위에 대해, 특정 물질, 가공 기술 및 회로에 관한 많은 상세사항은 통상적이며, 유기 발광 다이오드 디스플레이, 광검출기, 광전지 및 반도체 부재 기술내의 교본 및 기타 공급원에서 찾아볼 수 있다.
본원에 기재된 개념을 하기 실시예에서 추가로 설명하며, 이는 청구의 범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하지 않는다.
유기 조성물을 위한 격납 구조체의 일 실시양태를 본원에 개시한다. 격납 구조체는, 예를 들어 유기 전자 장치 제작에 사용되는 액체 층 도포 기술에 의해 형성할 수 있다. 예를 들어, 격납 구조체는 양의 기울기를 갖는 상부층보다 실질적으로 짧은 언더컷층을 갖도록 형성할 수 있다. 격납 구조체는 유기 전자 장치 또는 임의의 유형의 전도성 중합체 장치와 관련하여 형성할 수 있다.
유기 전자 장치와 같은 전도성 중합체 장치로는, (1) 전기 에너지를 방사선 으로 전환시키는 장치 (예를 들어, 발광 다이오드, 발광 다이오드 디스플레이 또는 다이오드 레이저), (2) 전자 프로세스를 통해 신호를 검출하는 장치 (예를 들어, 광검출기, 광전도성 셀, 광레지스터, 광스위치, 광트랜지스터, 광전관, IR 검출기), (3) 방사선을 전기 에너지로 전환시키는 장치 (예를 들어, 광전지 장치 또는 태양 전지), 및 (4) 하나 이상의 유기 반도체층을 포함하는 하나 이상의 전자 부품을 포함하는 장치 (예를 들어, 트랜지스터 또는 다이오드)가 포함되나, 이에 제한되지는 않는다. 당업자는, 다른 유기 전자 장치가 고려될 수 있으며, 이러한 장치의 추가 부류는 본 발명으로부터 이익을 얻을 수 있는 미래에 나타날 수 있음을 인지하여야 한다. 이로써 이러한 모든 장치가 고려된다.
따라서, 본 발명의 실시양태는 임의의 전도성 중합체 장치와 관련하여 사용될 수 있으나, 본원에서의 논의는 설명 및 명확화를 위해 유기 전자 장치에 초점을 둔 것임을 인지할 것이다.
도 1은 본 발명의 국면을 실행할 수 있는 예시적 유기 전자 장치 (100)의 분해도이다. 유기 전자 장치 (100)은 애노드(anode)층 (101), 캐소드(cathode)층 (106), 및 애노드층 (101)과 캐소드층 (106) 사이에 배치된 광활성층 (104)를 포함한다. 애노드층 (101)에 인접하여, 정공 수송 물질을 포함하는 완충층 (103)이 존재할 수 있다. 캐소드층 (106)에 인접하여 전자 수송 물질을 포함하는 전자 수송층 (105)가 존재할 수 있다. 전자 수송층 (105) 자체가 하나 이상의 층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 전자 수송층 (105)는 전자 수송층 및 낮은 일 함수의 물질로부터 형성된 층을 포함할 수 있다. 전자 수송층은, 예를 들어 BAlq3, Alq3 등으로 부터 제조될 수 있다. 낮은 일 함수의 층은, 예를 들어 칼슘, 바륨, 리튬, 플루오라이드 등으로부터 제조될 수 있다.
장치 (100)의 용도에 따라, 광활성층 (104)는 (발광 다이오드 또는 발광 전기화학 전지에서와 같이) 인가된 전압에 의해 활성화되는 발광층, 또는 (광검출기에서와 같이) 인가된 바이어스 전압에 의해 또는 인가된 바이어스 전압 없이 방사 에너지에 반응하여 신호를 발생시키는 물질의 층일 수 있다. 광검출기의 예로는, 광전도성 셀, 광레지스터, 광스위치, 광트랜지스터, 광전관 및 광전지 장치 (이들 용어는 문헌 [Markus, John, Electronics and Nucleonics Dictionary, 470 and 476 (McGraw Hill, Inc. 1966)]에 기재되어 있음)가 포함된다. 기밀 패키지 (108)이 보호 장치 (100), 및 특히 광활성층 (104) 및 캐소드층 (106)에 제공되며, 이는 이러한 목적에 적합한 임의의 물질로부터 제작될 수 있다.
장치 (100)내의 다른 층은 이러한 층에 의해 제공되는 기능을 고려하여 이러한 층에 유용한 것으로 공지된 임의의 물질로 제조될 수 있다. 애노드층 (101)은 양전하 운반체를 주입하는 데 효과적인 전극을 포함한다. 애노드층 (101)은, 예를 들어 금속, 혼합 금속, 합금, 금속 산화물 또는 혼합 금속 산화물을 함유하거나 포함하는 물질로 제조될 수 있다. 애노드 (101)은 전도성 중합체, 중합체 블렌드 또는 중합체 혼합물을 포함할 수 있다. 적합한 금속으로는, 11족 금속, 4, 5 및 6족의 금속, 및 8 및 10족 전이 금속이 포함된다. 애노드 (101)이 광 투과성인 경우, 12, 13 및 14족 금속의 혼합 금속 산화물, 예컨대 산화인듐주석 (ITO)이 일반적으로 사용된다. 애노드 (101)은 또한, 문헌 ["Flexible Light-Emitting Diodes Made From Soluble Conducting Polymer", Nature, Vol. 357, pp. 477-479 (1992년 6월 11일)]에 기재된 바와 같은 예시 물질들을 비롯한, 유기 물질, 특히 폴리아닐린과 같은 전도성 중합체를 포함할 수 있다. 하기에 도 3과 관련하여 논의하는 바와 같이 애노드 (101)은 기판 (107) 상에 침착될 수 있음을 인지할 것이다. 애노드층 (101) 및 캐소드층 (106)의 전극에 전력이 공급되면, 장치 (100)으로부터 빛 (110)이 방출된다. 따라서, 발생된 빛이 관찰가능하도록 애노드 (101) 및 캐소드 (106) 중 하나 이상은 적어도 부분적으로 투명하여야 한다. 또한, 기판 (107)도 동일한 이유로 적어도 부분적으로 투명하여야 한다.
층 (103)을 위한 적합한 정공 수송 물질의 예는, 예를 들어 문헌 [Kirk Othmer, Encyclopedia of Chemical Technology, Fourth Edition, Vol. 18, 837-860, 1996, Y. Wang]에 요약되어 있다. 정공 수송 분자 및 중합체를 모두 사용할 수 있다. 통용되는 정공 수송 분자로는, N,N'-디페닐-N,N'-비스(3-메틸페닐)-[1,1'-비페닐]-4,4'-디아민 (TPD), 1,1-비스[(디-4-톨릴아미노)페닐]시클로헥산 (TAPC), N,N'-비스(4-메틸페닐)-N,N'-비스(4-에틸페닐)-[1,1'-(3,3'-디메틸)비페닐]-4,4'-디아민 (ETPD), 테트라키스(3-메틸페닐)-N,N,N',N'-2,5-페닐렌디아민 (PDA), a-페닐-4-N,N-디페닐아미노스티렌 (TPS), p-(디에틸아미노)벤즈알데히드 디페닐히드라존 (DEH), 트리페닐아민 (TPA), 비스[4-(N,N-디에틸아미노)-2-메틸페닐](4-메틸페닐)메탄 (MPMP), 1-페닐-3-[p-(디에틸아미노)스티릴]-5-[p-(디에틸아미노)페닐]피라졸린 (PPR 또는 DEASP), 1,2-트랜스-비스(9H-카르바졸-9-일)시클로부탄 (DCZB), N,N,N',N'-테트라키스(4-메틸페닐)-(1,1'-비페닐)-4,4'-디아민 (TTB); N,N'-비스(나프탈렌-1-일)-N,N'-비스-(페닐)벤지딘 (α-NPB); 및 포르피린 화합물, 예컨대 구리 프탈로시아닌이 포함되나, 이에 제한되지는 않는다. 통용되는 정공 수송 중합체로는, 폴리비닐카르바졸, (페닐메틸)폴리실란, 폴리(디옥시티오펜) 및 폴리아닐린이 포함되나, 이에 제한되지는 않는다. 상기한 것들과 같은 정공 수송 분자를 폴리스티렌 및 폴리카르보네이트와 같은 중합체내로 도핑함으로써 정공 수송 중합체를 얻을 수도 있다.
임의의 유기 전계발광 ("EL") 물질을 본 발명의 디스플레이에 사용할 수 있으며, 이들로는 소분자 유기 형광 화합물, 형광 및 인광 금속 착체, 공액 중합체 및 이들의 혼합물이 포함되나, 이에 제한되지는 않는다. 형광 화합물의 예로는, 피렌, 페릴렌, 루브렌, 쿠마린, 이들의 유도체, 및 이들의 혼합물이 포함되나, 이에 제한되지는 않는다. 금속 착체의 예로는, 금속 킬레이트화 옥시노이드 화합물, 예컨대 트리스(8-히드록시퀴놀레이토)알루미늄 (Alq3); 시클로메탈화 이리듐 및 백금 전계발광 화합물, 예컨대 페닐피리딘, 페닐퀴놀린 또는 페닐피리미딘 리간드와 이리듐의 착체 (미국 특허 제6,670,645호 및 PCT 출원 공개 제WO 03/063555호 및 동 제WO 2004/016710호 (Petrov et al.)에 개시됨), 및 예를 들어 PCT 출원 공개 제WO 03/008424호, 동 제WO 03/091688호 및 동 제WO 03/040257호에 기재된 유기금속 착체; 및 이들의 혼합물이 포함되나, 이에 제한되지는 않는다. 전하 운반 호스트 물질 및 금속 착체를 포함하는 전계발광 발광층은 미국 특허 제6,303,238호 (Thompson et al.) 및 PCT 출원 공개 제WO 00/70655호 및 동 제WO 01/41512호 (Burrows and Thompson)에 기재되어 있다. 공액 중합체의 예로는, 폴리(페닐렌비 닐렌), 폴리플루오렌, 폴리(스피로비플루오렌), 폴리티오펜, 폴리(p-페닐렌), 이들의 공중합체, 및 이들의 혼합물이 포함되나, 이에 제한되지는 않는다.
본 발명의 장치의 일 실시양태에서, 광활성 물질은 유기금속 착체일 수 있다. 또다른 실시양태에서, 광활성 물질은 이리듐 또는 백금의 시클로메탈화 착체이다. 다른 유용한 광활성 물질을 사용할 수도 있다. 페닐피리딘, 페닐퀴놀린 또는 페닐피리미딘 리간드와 이리듐의 착체는 PCT 출원 공개 제WO 02/02714호 (Petrov et al.)에 전계발광 화합물로서 개시되어 있다. 다른 유기금속 착체는, 예를 들어 미국 특허출원 공개 제US 2001/0019782호, EP 1191612, WO 02/15645 및 EP 1191614에 기재되어 있다. 이리듐의 금속 착체로 도핑된 폴리비닐 카르바졸 (PVK)의 활성층을 갖는 전계발광 장치는 PCT 출원 공개 제WO 00/70655호 및 동 제WO 01/41512호 (Burrows and Thompson)에 기재되어 있다. 전하 운반 호스트 물질 및 인광 백금 착체를 포함하는 전계발광 발광층은 미국 특허 제6,303,238호 (Thompson et al.), 문헌 [Bradley et al., Synth. Met. (2001), 116 (1-3), 379-383], 및 [Campbell et al., Phys. Rev. B, Vol. 65 085210]에 기재되어 있다.
예를 들어 전자 수송층 (105), 캐소드층 (106)에 또는 다른 방식으로 사용가능한 전자 수송 물질의 예는, 본 발명의 실시양태의 화합물을 포함한다. 이러한 층은 임의로는 중합체를 함유한다. 다른 적합한 물질로는, 금속 킬레이트화 옥시노이드 화합물, 예컨대 트리스(8-히드록시퀴놀레이토)알루미늄 (Alq3); 및 아졸 화합물, 예컨대 2-(4-비페닐릴)-5-(4-t-부틸페닐)-1,3,4-옥사디아졸 (PBD) 및 3-(4-비페닐릴)-4-페닐-5-(4-t-부틸페닐)-1,2,4-트리아졸 (TAZ); 페난트롤린, 예컨대 4,7-디페닐-1,10-페난트롤린 (DPA) 및 2,9-디메틸-4,7-디페닐-1,10-페난트롤린 (DDPA); 및 이들의 혼합물이 포함된다.
캐소드층 (107)은 전자 또는 음전하 운반체를 주입하는 데 효과적인 전극을 포함한다. 캐소드 (107)은 애노드 (101)에 비해 낮은 일 함수를 갖는 임의의 금속 또는 비금속일 수 있다. 캐소드 (107)을 위한 물질의 예로는, 알칼리 금속, 특히 리튬; 2족 (알칼리 토) 금속; 12족 금속, 예컨대 희토류 원소 및 란탄족; 및 악티늄족이 포함될 수 있다. 알루미늄, 인듐, 칼슘, 바륨, 사마륨 및 마그네슘, 및 이들의 조합과 같은 물질을 사용할 수 있다. LiF 및 Li2O와 같은 리튬 함유 화합물 및 다른 화합물을 유기층과 캐소드층 사이에 침착시켜 시스템의 작동 전압을 감소시킬 수도 있다.
유기 전자 장치는 다른 유용한 층을 갖는다고 공지되어 있다. 예를 들어, 층의 밴드-갭 정합 및/또는 양전하 수송을 용이하게 하거나, 또는 보호층으로 기능하도록 애노드 (101)과 완충층 (103) 사이에 층 (도시하지 않음)이 존재할 수 있다. 당업계에 공지되거나 다른 방식의 다른 층을 사용할 수 있다. 또한, 상기한 층 중 임의의 것은 둘 이상의 서브-층을 포함할 수 있거나, 또는 층류 구조를 형성할 수 있다. 별법으로, 애노드층 (101), 완충층 (103), 광활성층 (104), 전자 수송층 (105), 캐소드층 (106) 및 다른 층의 일부 또는 전부를 처리, 특히 표면 처리하여, 전하 운반체 수송 효율 또는 장치의 다른 물리적 특성을 향상시킬 수 있다. 각 성분 층을 위한 물질의 선택은 바람직하게는, 높은 장치 효율의 목표를 작동 수 명의 고려, 제작 시간 및 복잡성 요인 및 당업자에게 인지되는 다른 고려사항에 대하여 조화시킴으로써 결정된다. 최적의 성분, 성분 구성 및 조성 본질의 결정은 당업자의 통상적 지식내에 있음을 인지할 것이다.
본 발명의 일 실시양태에서는, 적합한 기판 (107) 상에 개별적 층을 순차적으로 침착시키기 위해 적절한 용매를 사용하는 액상 침착을 이용할 수 있다. 유리 및 중합체 필름과 같은 기판을 사용할 수 있다. 액체는 용액, 분산액 또는 에멀젼 형태일 수 있다. 전형적인 액상 침착 기술로는, 연속 침착 기술, 예컨대 스핀 코팅, 그래비어 코팅, 커튼 코팅, 딥 코팅, 슬롯-다이 코팅, 분무 코팅 및 연속 노즐 코팅; 및 비연속 침착 기술, 예컨대 잉크 젯 프린팅, 그래비어 프린팅 및 스크린 프린팅, 임의의 통상의 코팅 또는 프린팅 기술, 예컨대 스핀 코팅, 딥 코팅, 롤-대-롤 기술, 잉크 젯 프린팅, 스크린 프린팅, 그래비어 프린팅 등 (이에 제한되지는 않음)이 포함되나, 이에 제한되지는 않는다.
장치 (100)내의 전자-정공 재조합 대역의 위치, 및 따라서 장치 (100)의 발광 스펙트럼은 각 층의 상대적 두께에 의해 영향받을 수 있다. 따라서, 전자 수송층 (105)의 두께는 전자-정공 재조합 대역이 발광층내에 있도록 선택되어야 한다. 요망되는 층 두께의 비율은 사용되는 물질의 정확한 특성에 따라 달라진다.
상기에서 인지되는 바와 같이, 도 1과 관련하여 논의된 예시적 유기 전자 장치 (100)은 단지 예시적인 것이며, 유기 전자 장치는 본 발명의 실시양태에 일치되어 유지되면서 임의의 방식으로 구성될 수 있다. 능동형 매트릭스(active matrix) 유기 전자 장치 디스플레이라고 불리는 일부 유기 전자 장치에서, 광활성 유기 필 름의 개별적 침착물은 전류 통과에 의해 독립적으로 여기될 수 있고, 이는 방출광의 개별적 픽셀을 제공한다. 수동형 매트릭스(passive matrix) 유기 전자 장치 디스플레이라고 불리는 다른 유기 전자 장치에서, 광활성 유기 필름의 침착물은 전기 접촉층의 행과 열에 의해 여기될 수 있다.
상기에서 논의된 바와 같이, 유기 전자 장치 디스플레이 등의 픽셀은 격납 구조체 (또한 "웰"로서 공지됨)에 의해 분리될 수 있다. 도 2A는 본 발명의 국면을 실행할 수 있는 예시적 격납 구조체 (230)의 단면도이다. 격납 구조체 (230)은 언더컷층 (210) 및 상부층 (220)에 의해 형성된다. 도 1과 관련하여 상기에서 논의된 층 (101 내지 108) 중 임의의 것을 언더컷층 (210) 및/또는 상부층 (220)으로서 사용할 수 있음을 인지할 것이다. 언더컷층 (210) 및 상부층 (220)은 활성 유기 조성물 (도 2A에는 도시하지 않음)을 수용하는 부피인 격납 구조체 (230)을 한정한다.
일 실시양태에서, 격납 구조체 (230)의 형상은 상이한 노출 및 현상 반응을 갖는 광패턴화가능한 물질 (예를 들어, 포지티브 또는 네가티브 작용 포토레지스트 등)의 다층을 침착시켜 비교적 짧은 언더컷 구조를 제공함으로써 달성된다 (전문이 본원에 참고로 도입된, 공동 양도된 2004년 8월 3일 출원된 미국 특허 출원 제10/910,496호에 기재됨). 또한, 가능한 일 실시양태는 비교적 높은 상부층 (220)을 포함한다. 상부층 (220)은, 언더컷층 (210)의 표면으로부터 형성된 바닥부 (C)와 함께 격납 구조체 (230)을 한정하는 벽 (A-B)를 한정한다. 벽 (A-B)는 "양의 기울기를 가질" 수 있다. 즉, 상부층 (220)의 벽 (A-B)는 언더컷층 (210)의 바닥 부 (C)로부터의 거리가 증가함에 따라 일반적으로 더 멀어진다.
벽 (A-B)는 도 2A 내지 B에 나타낸 단면도에 상응함을 인지할 것이다. 실제로, 격납 구조체 (230)은 예를 들어 역원뿔대 형상과 같은 임의의 3차원 형태를 취할 수 있다. 따라서, 이러한 구성에서, 격납 구조체 (230)은 도 2A 내지 B에 나타낸 바와 같이 바닥부 (C) 및 벽 (A-B)에 추가로 또는 이들 대신에 단일 측면 또는 임의 수의 측면을 포함할 수 있다. 도 2A에 나타낸 바와 같이, 벽 (A) 및 바닥부 (C)는 각 θ1을 이룬다. 또한, 벽 (B) 및 바닥부 (C)는 각 θ2를 형성한다. 격납 구조체 (230)이 역원뿔대 형상으로 형성된 상기에서 논의된 실시양태와 같은 일부 실시양태에서, θ1 및 θ2는 실질적으로 동일하다. 용어 "양의 기울기를 갖는"은 또한, θ1 및 θ2의 값이 90 도를 초과하는 것을 지칭할 수 있다.
또한, 상부층 (220)의 높이 (h1)은 언더컷층 (210)의 높이 (h2)보다 실질적으로 크다는 것을 알 수 있다. 따라서, 격납 구조체 (230) 상에 침착된 유기 조성물은 언더컷층 (210)의 유리한 효과를 실현하면서 함유된다.
일 실시양태에서는, 격납 구조체 (230)을 그의 의도된 용도에 대해 최적화하기 위해 임의의 벽 (A-B) 및/또는 바닥부 (C)를 습윤화 또는 비습윤화할 수 있다. 예를 들어, 이러한 벽 (A-B) 및/또는 바닥부 (C)는, 격납 구조체 (230)이, 최소의 유기 조성물이 격납 구조체 (230)의 외부로 유출되고 건조가 촉진되어 유기 조성물의 고른 평탄한 표면이 제공되면서 활성 유기 조성물을 수용할 수 있도록 개질될 수 있다. 이러한 일 실시양태에서, 바닥부 (C)를 제외한 격납 구조체 (230)의 모 든 벽 (A-B)은 비습윤화될 수 있다. "비습윤화"는 액체 유기 조성물의 접촉각이 45 도 초과, 일 실시양태에서는 90 도 초과가 됨을 지칭한다. 이러한 비습윤화 상태를 달성하는 수단은, 예를 들어 CF4 플라즈마로의 처리를 포함한다. 그러나, 다른 실시양태에서는, 격납 구조체 (230)의 바닥부 (C)를 포함한 격납 구조체 (230)은 유기 조성물에 의해 습윤성으로 남아있다.
이제 도 2B를 참조하면, 언더컷층 (210)은 격납 구조체 (230)의 벽 (A-B)의 기저부에 활성 유기 조성물 (240)의 분산을 제공함을 알 수 있다. 일 실시양태에서, 벽 (A-B) 및 바닥부 (C)에 의해 형성된 각도 (예컨대, 도 2A와 관련하여 상기에서 논의된 각도 θ1 및 θ2)는, 벽 (A 및 B)가 표면 처리되어 고유하게 비습윤화된 경우 (상기에서 논의된 바와 같음)에도 격납 구조체 (230)내의 유기 조성물 (240)에 의한 습윤화가 가능하도록 선택될 수 있다. 가능한 일 실시양태에서, 언더컷층 (210)의 높이 (h2)는 건조 동안 액체가 축적되는 영역을 제공하여 건조상의 단부에서 격납 구조체 (230)의 언더컷층 (210) 부분이 건조된 유기 조성물 (240)으로 완전히 충전되도록 선택될 수 있다. 이러한 구성은, 예를 들어 프린팅 또는 증착 등에 의해 후속 층이 도포되는 경우 장치 성능을 손상시킬 수 있는 물리적 또는 조성적 불균일성, 공극 등의 형성을 제한함을 인지할 것이다. 따라서, 언더컷층 (210)의 높이 (h2)는 예를 들어 다양한 유기 조성물, 층 유형에 대해 이러한 효과를 제공하도록 선택될 수 있음을 또한 인지할 것이다.
일 실시양태에 따른 이러한 유기 전자 장치의 예시적 제작 방법 (300)을 도 3에 나타내었다. 단계 (301)에서는, 언더컷층을 제공한다. 언더컷층은 도 1과 관련하여 상기에서 논의된 층 (101 내지 108) 중 임의의 것에 상응할 수 있고, 이는 임의 유형의 액체 도포 방법에 의해 제공될 수 있음을 인지할 것이다.
단계 (303)에서는, 상부층을 언더컷층에 도포하여 도 2A 내지 B의 격납 구조체 (230)과 같은 부피를 형성한다. 단계 (303)과 관련하여 임의 수의 단계를 수행할 수 있다. 예를 들어, 먼저 언더컷층 상에 상부층을 침착시켜 건조시킬 수 있다. 그 후, 상부층을 에칭하여 상기 부피를 형성할 수 있다. 따라서, 단계 (303)의 결과로, 상부층내에 형성된 벽과 언더컷층의 표면에 의해 형성된 바닥부에 의해 부피가 한정된다.
임의의 단계 (305)에서는, 상기 부피를 한정하는 표면의 일부를 습윤화 또는 비습윤화할 수 있다. 임의 수 또는 유형의 요인이 임의의 단계 (305)의 수행 여부, 또한 수행된다면 그 정도에 영향을 줄 수 있다. 예를 들어, 일부 요인은 생성된 유기 전자 장치가 사용되는 궁극적 용도와 관련된 디자인 고려사항을 포함할 수 있다. 다른 고려사항으로는 상기 부피내에 침착되는 유기 조성물의 특징이 포함될 수 있다. 또한, 상부층 및 언더컷층 물질의 특징을 고려할 수도 있다. 따라서, 임의 수 및 유형의 고려사항이 특정 표면을 습윤화할지 비습윤화할지를 결정하는 데 영향을 줄 수 있다.
단계 (307)에서는, 언더컷층 및 상부층에 의해 형성된 부피내에 액체 유기 조성물을 도입하고, 궁극적으로는 건조시킨다. 도 3의 방법과 관련하여 임의 수의 추가의 가공 단계를 이용할 수 있다. 예를 들어, 방법 (300)에 따라 제작된 유기 전자 장치는, 도 1의 예시적 유기 전자 장치 (100)과 관련하여 상기에서 논의된 층 (101 내지 108) 중 임의의 것 또는 그들 모두를 가질 수 있다.
상기 명세서에서는, 개념을 구체적 실시양태에 대하여 기재하였다. 그러나, 당업자는 하기 청구의 범위에 기재된 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않는 다양한 변형 및 변화가 이루어질 수 있음을 인지한다. 따라서, 명세서 및 도면은 제한적 의미가 아니라 예시적 의미로 간주되어야 하고, 모든 이러한 변형은 본 발명의 범위내에 포함되는 것으로 의도된다.
많은 측면 및 실시양태를 상기에 설명하였고, 이들은 단지 예시적인 것이며 제한적인 것이 아니다. 본 명세서를 읽은 후, 당업자는 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않는 다른 측면 및 실시양태가 가능함을 인지한다.
이점, 다른 유리한 점 및 문제에 대한 해결책을 상기에서 구체적 실시양태에 대하여 설명하였다. 그러나, 임의의 이점, 유리한 점 또는 해결책을 제공하거나 보다 현저하게 할 수 있는 이점, 유리한 점, 문제에 대한 해결책 및 임의의 특징(들)이 임의의 또는 모든 청구의 범위의 중요한, 필수적인 또는 본질적인 특징으로서 구성되어선 안된다.
명확히 하기 위해 본원에서 별도의 실시양태의 문맥내에 기재한 특정 특징들은, 단일 실시양태에서 조합되어 제공될 수도 있음을 인지한다. 역으로, 간략히 하기 위해, 단일 실시양태의 문맥내에 기재한 각종 특징들은, 별도로 또는 임의의 하위조합으로 제공될 수도 있다. 또한, 범위로 기재된 값의 언급은 그 범위내의 각각의 값 및 모든 값을 포함한다.

Claims (20)

  1. 언더컷층; 및
    상부층을 포함하며,
    언더컷층 및 상부층이 액체 형태의 유기 조성물을 수용하는 부피를 한정하는,
    유기 조성물을 위한 격납 구조체.
  2. 제1항에 있어서, 언더컷층이 제1 높이를 갖고, 상부층이 제1 높이보다 실질적으로 큰 제2 높이를 갖는 격납 구조체.
  3. 제2항에 있어서, 제1 높이가 유기 조성물이 건조된 후에 언더컷층에 의해 한정된 부피의 일부가 유기 조성물로 완전히 충전되도록 미리 결정된 격납 구조체.
  4. 제1항에 있어서, 언더컷층이 상이한 노출 및 현상 반응을 갖는 광패턴화가능한 물질의 다층으로부터 형성된 격납 구조체.
  5. 제1항에 있어서, 상기 부피를 한정하는 언더컷층 및 상부층의 표면이 비습윤화된 격납 구조체.
  6. 제1항에 있어서, 상기 부피가 상부층의 벽에 의해 적어도 부분적으로 한정되고, 벽이 액체 조성물에 의한 벽의 습윤화를 가능하게 하는 각도를 갖는 격납 구조체.
  7. 제6항에 있어서, 벽이, 벽을 비습윤화되게 하는 표면 처리를 갖는 격납 구조체.
  8. 제1항에 있어서, 상부층이 상기 부피의 일부를 한정하는 벽을 포함하고, 벽이 언더컷층에 대해 양의 기울기를 갖는 격납 구조체.
  9. 언더컷층을 제공하는 단계;
    언더컷층에 상부층을 도포하여 언더컷층 및 상부층이 액체 형태의 유기 조성물을 수용하는 부피를 한정하도록 하는 단계; 및
    액체 형태의 유기 조성물을 상기 부피내로 도입하는 단계
    를 포함하는, 전도성 중합체 장치의 제조 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 부피를, 건조시 유기 조성물이 언더컷층에 의해 한정된 부피 부분을 완전히 충전시키도록 한정하는 것인 방법.
  11. 제9항에 있어서, 제1 높이를 갖는 언더컷층을 제공하고, 상부층을 제1 높이 보다 실질적으로 큰 제2 높이를 갖도록 도포하는 것인 방법.
  12. 제9항에 있어서, 상기 제공 단계가 상이한 노출 및 현상 반응을 갖는 광패턴화가능한 물질의 다층을 도포하는 것을 추가로 포함하는 방법.
  13. 제12항에 있어서, 광패턴화가능한 물질의 다층을 침착에 의해 도포하는 것인 방법.
  14. 제9항에 있어서, 상기 부피를 한정하는 언더컷층 및 상부층의 표면을 비습윤화하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  15. 제9항에 있어서, 상기 부피를 상부층의 벽에 의해 적어도 부분적으로 한정하고, 벽이 액체 조성물에 의한 벽의 습윤화를 가능하게 하는 각도를 갖는 것인 방법.
  16. 제9항에 있어서, 상부층이 상기 부피의 일부를 한정하는 벽을 포함하고, 벽이 언더컷층에 대해 양의 기울기를 갖는 것인 방법.
  17. 제1 높이를 갖는 언더컷층;
    제1 높이보다 실질적으로 큰 제2 높이를 가지며 언더컷층에 인접하여 배치된 상부층;
    상부층에 형성된 양의 기울기를 갖는 벽 및 언더컷층의 표면에 의해 한정된 부피; 및
    액체 형태일 때 상기 부피내로 도입되는 유기 조성물
    을 포함하는 유기 전자 장치.
  18. 제1항의 격납 구조체를 포함하는 조성물.
  19. 제1항의 격납 구조체를 포함하는 활성층을 갖는 유기 전자 장치.
  20. 제1항의 격납 구조체를 포함하는, 유기 전자 장치의 제조에 유용한 물품.
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