KR20120125280A - 마스크 없이 ｏｌｅｄ 소자를 제조하는 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명에 의해, 캐리어 기판을 제공하는 단계, 상기 캐리어 기판 상에 제1 전극 재료 층을 퇴적시키는 단계, 퇴적된 제1 전극 재료 층 내에 전기적으로 분리된 영역들을 형성하는 단계, 상기 제1 전극 재료 층 상에 유기 광전자 활성 재료 층(105)을 퇴적시키는 단계, 상기 유기 광전자 활성 재료 층 상에 제2 전극 재료 층을 퇴적시키는 단계를 포함하는 OLED 소자 제조 방법이 제안된다. 이 방법은 유기 광전자 활성 재료 층 및 제2 전극 재료 층을 퇴적시키는 단계에서 캐리어 기판을 그의 전체 기능성 영역에 걸쳐서 마스크 없이 상기 층들로 덮고, 적어도 제2 전극 재료 층을 적어도 선택된 영역에서 제거하거나 또는 비전도성으로 되게 하여 제2 전극 재료 층 내에 비전도성 영역을 형성함을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 OLED 소자(유기 발광 다이오드) 제조 분야에 관한 것이다. 한 측면에서, 본 발명은 OLED 소자를 형성하는 구조화 공정의 방법을 개선한, 마스크 없이 OLED 소자를 제조하는 방법에 관한 것이다. 추가의 한 측면에서, 본 발명은 발광 소자 뿐만 아니라 본 발명의 한 측면에 따라서 제조된 OLED 소자를 포함하는 시스템에 관한 것이다.
OLED 소자는 최신 기술로부터 알려져 있다. 일반적으로, OLED 소자는 적어도 캐리어 기판 상에 배열된 제1 전극 재료, 제1 전극 재료 상에 퇴적된 유기 광전자 활성 재료, 및 유기 광전자 활성 재료를 적어도 부분적으로 덮는 제2 전극 재료로 이루어진다. 전극 재료 중 하나는 캐소드층으로 작용하고, 반면에 다른 한 전극 재료는 애노드층으로 작용한다. 광전자 활성 재료 전기발광 재료로는, 예컨대, 예를 들어, 폴리(p-페닐렌비닐렌)(PPV) 같은 발광 중합체, 또는 예를 들어 알루미늄 트리스(8-히드록시퀴놀린) 같은 발광 저분자량 재료가 이용될 수 있다.
캐리어 기판 절연 재료로는, 예를 들어 유리 또는 플라스틱이 이용될 수 있다. 전극 재료 화합물로는, 예를 들어 인듐 주석 산화물(ITO), 산화아연(ZnO) 같은 투명 전도성 산화물(TCO), 또는 예를 들어 구리, 은, 금 또는 알루미늄 같은 금속이 이용될 수 있다. 또한, 전극 재료과 광전자 활성 재료 사이에 정공의 주입 배리어를 낮추는 소위 정공 이송층, 예를 들어 PEDOT/PSS 층(폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜/폴리스티로술포네이트) 또는 PANI/PSS 층(폴리아닐린/폴리스티롤술포네이트)을 두는 것도 최신 기술로부터 알려져 있다.
작동시, 제1 전극 재료층과 제2 전극 재료층 사이에 전기가 인가된다. 인가된 전기는 광전자 활성 재료의 여기 상태를 야기하고, 이렇게 함으로써 비여기 상태로의 이완에 의해 광자가 방출된다. OLED 소자는 예를 들어 디스플레이 또는 조명에 이용될 수 있다.
다음에 기술된 공정에 의해 OLED 소자를 제조하는 것이 최신 기술로부터 알려져 있다.
제1 단계로서, 패터닝 단계로 기판을 제조한다. 이 패터닝 단계에서는, 제1 전극 재료를 캐리어 기판 상에 패턴으로 적용한다. 이 패터닝 단계의 주 기능은 전기적으로 분리된 영역을 생성하는 것이다. 이 패터닝은 예를 들어 기능성 층을 예를 들어 인쇄 또는 쉐도우 마스크를 통한 스퍼터링 등에 의해 퇴적시킴으로써 수행될 수 있다.
다음 단계에서는, 광전자 활성 재료에 의해 형성되는 OLED 기능성 층을 적용한다. 진공에서 열 증발에 의해 작은 분자 기능성 층을 퇴적시킨다. 유기 재료의 퇴적은 적어도 캐소드 접촉이 코팅되지 않는 방식으로 제한되어야 한다. 보통은 나중에 양호한 전기 접촉을 달성하기 위해 애노드 접촉도 코팅으로부터 보호한다. 이 구조화된 퇴적은 쉐도우 마스크에 의해 달성된다. 이 마스크는 각 OLED 디자인에 대해 특이적이고, 유기층 퇴적 동안에 기판 위에 놓인다. 마스킹은 물리적 접촉을 해서 또는 기판과 마스크 사이에 작은 갭을 두고서 수행할 수 있다. 퇴적 공정 동안에, 쉐도우 마스크는 유기 재료로 코팅될 것이다.
다음 단계에서는, 제2 전극 재료층의 퇴적에 의해 대항 전극이 형성된다. 이것도 또한 진공 열 증발 공정으로 적용된다. 또한, 이 단계에서 층을 구조화해야 하는데, 왜냐하면 그렇지 않으면 두 전극 재료 층, 즉, 캐소드와 애노드 사이에서 단락이 발생할 것이기 때문이다. 또한, 이 단계에서는 마스크가 재료로 코팅될 것이고, 여기서 캐소드 재료는 대표적으로 구리, 은, 알루미늄, 금 등과 같은 금속이다.
광전자 활성 재료 및 캐소드의 코팅된 면적이 상이하기 때문에, 언급한 공정 단계 각각에서 상이한 세트의 마스크를 이용해야 한다.
OLED 소자의 품질은 사용되는 상이한 마스크들의 적절한 정렬 뿐만 아니라 광전자 활성 재료 및 캐소드 층의 퇴적 동안의 마스크 및 기판의 열 팽창에 의존한다. 예를 들어, 최신 기술에 따르는 제조 공정에서 이용되는 마스크의 열 팽창은 캐소드층 퇴적 동안 50 ℃의 전형적인 온도 증가에 대해 0.5 ㎜ 정도일 수 있다. 따라서, 제조 공정의 정확도가 이 열팽창으로 제한된다. 따라서, 최신 기술로부터 알려진 기술은 몇 가지 결점을 가진다. 마스크가 디자인 특정적이기 때문에, 디자인 변화는 새로운 세트의 마스크를 요구한다. 이것은 디자인 변화를 위한 처리 시간을 제한하고 비용을 증가시킨다. 퇴적 동안에 마스크가 코팅된다. 이것은 규칙적인 세정을 요구하며 추가 비용을 유발한다. 마스크로부터 소실되는 입자들이 결국은 단락을 초래하여 제조 수율을 감소시킬 수 있다. 기판 크기에 따라 크기가 조정되는 마스크의 열 팽창 및 정렬 정확도 때문에, 실현될 수 있는 최소 특징 크기가 제한된다. 적어도, 진공에서 마스크 취급은 비용이 매우 많이 든다.
최신 기술로부터 알려진 마스킹 방법의 또 다른 결점은 코팅된 전극 영역으로 둘러싸인 폐쇄된 전극으로 코팅되지 않은 영역의 제조가 요구되는 쉐도우 마스크에서의 제한 때문에 하나의 코팅 단계로는 가능하지 않다는 것이다. 마스크를 이용할 때는, 폐쇄된 비코팅된 영역의 안쪽 영역과 바깥쪽 코팅된 영역을 연결하는 리가먼트(ligament)가 항상 있을 것이다.
본 발명의 목적은 OLED 소자의 개선된 제조 방법을 제공하는 것이다.
이 목적은
OLED 소자 제조 방법으로서,
- 캐리어 기판을 제공하는 단계,
- 상기 캐리어 기판 상에 제1 전극 재료 층을 퇴적시키는 단계,
- 퇴적된 제1 전극 재료 층 내에 전기적으로 분리된 영역들을 형성하는 단계,
- 상기 제1 전극 재료 층 상에 유기 광전자 활성 재료 층을 퇴적시키는 단계,
- 상기 유기 광전자 활성 재료 층 상에 제2 전극 재료 층을 퇴적시키는 단계
를 포함하고, 유기 광전자 활성 재료 층 및 제2 전극 재료 층을 퇴적시키는 단계에서 캐리어 기판을 그의 전체 기능성 영역에 걸쳐서 마스크 없이 상기 층들로 덮고, 적어도 제2 전극 재료 층을 적어도 선택된 영역에서 제거(ablate)하거나 또는 비전도성으로 되게 하여 제2 전극 재료 층 내에 비전도성 영역을 형성함을 특징으로 하는 방법에 의해 달성된다.
본 발명의 의미에서 기능성 영역은 발광 구조가 형성된 캐리어 기판 표면의 영역으로 이해해야 한다. 본 발명에 따르면, 캐리어 기판 표면의 다른 영역, 예를 들어 OLED 소자의 고정에 이용되는 테두리 영역은 예를 들어 전극 재료 및 광전자 활성 재료의 퇴적을 기능성 영역으로만 제한함으로써 또는 각각의 영역을 마스킹함으로써 덮이지 않고 그대로 있게 할 수 있다.
본 발명의 한 측면에서, 본 발명의 사상은 OLED 소자 제작에 필요한 상이한 층들을 최대한으로 기판의 전체 영역에 적용하고 이어서 특정 영역의 특정 층을 제거하고/하거나 비전도성으로 되게 하는 것이다. 이것은 섬세한 패턴 정렬의 필요를 피하여 OLED 제조의 생산성을 개선한다. 게다가, 예를 들어 레이저 제거 등과 같은 제거 방법은 더 정밀하여 더 작은 패턴의 형성을 허용한다. 본 발명의 방법의 이익은 제거 단계를 진공 챔버에서 수행할 필요가 없다는 것이다. 이것은 전반적인 제조의 취급을 더 용이하게 하고, 큰 부피 제조 챔버의 필요를 없앤다. 게다가, 제2 전극 재료를 마스크 없이 퇴적시키기 때문에, 폐쇄된 비코팅된/비전도성 전극 영역의 제공이 가능하다.
본 발명의 한 실시양태에 따르면, 제2 전극 재료 층 및 유기 광전자 활성 재료 층은 상기 제1 전극 재료 층의 전기적으로 분리된 두 영역 상의 적어도 2 개의 접촉 패드를 노출시키도록 제거되어, 애노드 및 캐소드 접촉 패드를 형성할 수 있고, 여기서, 제거 후, 전기적으로 분리된 한 영역에는 제2 전극 재료 층 및 유기 광전자 활성 재료 층이 실질적으로 없을 수 있고, 반면, 다른 한 영역은 여전히 제2 전극 재료 층 및 유기 광전자 활성 재료 층으로 실질적으로 덮일 수 있고, 한 영역에 남아 있는 제2 전극 재료 층을 다른 한 영역의 접촉 패드에 전기적으로 연결시킬 수 있다. 접촉 패드 영역을 덮이지 않게 그대로 두기 위해 유기 광전자 활성 재료 층 및 제2 전극 재료 층의 퇴적 동안에 마스크의 적절한 시간소모적 정렬이 필요하지 않다는 것이 이 실시양태의 이익이다. 마스크의 열팽창을 고려할 필요가 없기 때문에, 이것은 한편으로는 더 높은 생산성을 가능하게 하고, 다른 한편으로는 더 작은 패턴 크기를 허용한다. 예를 들어, 대표적인 산업용 레이저 시스템을 이용하여 층을 제거할 때, 레이저의 정렬을 위한 값은 10 ㎛ 미만 정도일 것이고, 빔 폭은 20 ㎛ 정도일 것이다. 이것은 마스킹 기술을 이용하는 것보다 약 25배 더 높은 OLED 소자의 정확도를 허용한다.
본 발명의 한 실시양태에 따르면, 한 영역에 여전히 남아 있는 제2 전극 재료 층은 은 금속 페이스트, 전기 전도성 글루, 및 전기화학적으로 퇴적된 금속으로 이루어진 그룹 중의 전기 전도성 재료를 도포함으로써 다른 한 영역의 접촉 패드에 전기적으로 연결될 수 있다. 금속의 전기화학적 퇴적은 적당한 갈바니 또는 자기촉매 퇴적에 의해 수행될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 이 실시양태의 이익은 이러한 전도성 재료의 도포가 예를 들어 잉크젯 인쇄 기술 등을 이용함으로써 적절한 정확도로 또한 높은 처리율로 가능하다는 것이다. 전기화학적으로 퇴적된 금속을 이용할 때, 절연 재료가 적어도 부분적으로 도포될 수 있다. 이것은 금속의 의도하지 않은 퇴적에 의해 야기되는 단략을 피하는 것을 가능하게 한다. 또한, 절연 재료는 잉크젯 인쇄 기술에 의해 적용될 수 있다. 대안적으로, 전기적 연결은 배선함으로써 또는 적당한 전기 전도성 커버 덮개를 적용함으로써 실현될 수 있다.
본 발명의 한 실시양태에 따르면, 한 영역의 제2 전극 재료 층을 다른 한 영역의 접촉 패드에 연결하는 전기 전도성 재료를 도포한 후 어닐링할 수 있다. 이러한 어닐링은 열 어닐링 단계, UV 유도 어닐링 또는 어떠한 다른 적당한 어닐링 방법에 의해서도 수행될 수 있다. 열 어닐링은 예를 들어 레이저 빔, 마이크로파 빔, UV 빔, IR 빔 등에 의한 국지적 열 적용에 의해, 또는 전체 구조에 열을 적용함으로써 수행될 수 있다. 여기서, 국지적 열 적용은 OLED 소자의 극히 적은 열 팽창이 일어나서 기계적 응력을 낮게 유지할 것이라는 이익 때문에 바람직할 수 있다. 어닐링 공정 단계를 더 개선하기 위해, 전기 전도성 재료는 조사된 전자기 방사선(즉, 빛, 마이크로파, UV, IR)을 흡수하여 어닐링 공정을 개시하고/하거나 가속하는 화합물을 포함할 수 있다. 이러한 화합물은 안료, 라디칼 스타터 등일 수 있다. 이것은 가속되고 개선된 어닐링으로 인한 시간상의 이점에 의해 전체 방법을 더 개선할 수 있다.
본 발명의 한 실시양태에 따르면, 전기 전도성 재료를 도포하기 전에 절연 재료를 적어도 부분적으로 도포할 수 있다. 이것은 전기 전도성 재료의 의도하지 않은 퇴적에 의해 야기되는 전기 단락을 피할 수 있다는 이익을 가진다.
본 방법의 한 변형에서, 유기 광전자 활성 재료는 인쇄 공정에 의해 예를 들어 인쇄 솔루션 공정 가능 기능성 재료를 이용함으로써 도포될 수 있다.
본 발명의 한 실시양태에 따르면, 한 영역의 제2 전극 재료 층과 다른 영역의 접촉 패드를 연결하는 전기 전도성 재료를 특정 전압 및/또는 전류 밀도에서 용융되도록 치수를 결정할 수 있다. 이것은 한 영역의 제2 전극 재료 층과 다른 영역의 접촉 패드 사이의 전기적 연결이 전기 퓨즈로 작용할 수 있다는 이익을 가진다. 이것은 과전압 및 연소 위험에 의해 야기되는 유기 광전자 활성 재료의 분해를 피할 수 있다.
본 발명에 따른 방법은 예를 들어 상부 전극이 애노드인 역 OLED 소자, 또는 상부 전극 및/또는 하부 전극이 투명한 상부 발광 또는 투명 OLED 소자 같은 상이한 종류의 OLED 소자들의 제조 방법에 적용할 수 있다. 후자의 경우에는, TCO가 전극 재료로 이용될 수 있다. 본 발명의 한 실시양태에 따르면, OLED 소자는 제2 전극 재료 층이 소자의 애노드를 형성하는 역 OLED일 수 있거나, 또는 그것은 제2 전극 재료 층이 예를 들어 TCO 같은 투명층일 수 있는 상부 발광 OLED일 수 있다. 그러나, 본 발명의 한 실시양태에 따르면, 전극 재료 층들 중 적어도 하나는 TCO일 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시양태에 따르면, 전극 재료 층들 중의 적어도 하나는 빛 산란 성분 또는 빛 산란 입자를 포함할 수 있다. 이것은 빛 아웃-커플링을 증가시킬 수 있어서 OLED 소자의 효율을 증가시킬 것이라는 이익을 가진다.
본 발명의 한 실시양태에 따르면, 전기적으로 분리된 영역은 제1 전극 재료 층의 패터닝된 퇴적에 의해 형성된다. 이러한 패터닝된 퇴적은 흔히 알려진 기판의 마스킹에 의해 수행될 수 있다. 제1 전극 재료 층이 기판 표면 상에 직접 퇴적되기 때문에, 이전에 퇴적된 구조에 대한 정렬이 필요하지 않다. 대안적으로, 기판의 넓은 영역에 걸쳐서 제1 전극 재료 층을 퇴적시키고, 제거 방법, 예를 들어 레이저 제거, 플라즈마 에칭, 기계적 제거, 화학적 제거 등에 의해 패터닝을 수행한다. 이것은 OLED 소자 제조에서 전체 제조 공정의 생산성을 더 증가시킬 수 있다.
본 발명의 한 실시양태에 따르면, 제2 전극 재료 층 및/또는 유기 광전자 활성 재료 층은 레이저 빔 및/또는 플라즈마 에칭에 의해 적어도 부분적으로 제거되고/제거되거나 비전도성으로 된다. 레이저 빔 및/또는 플라즈마 에칭의 이용은 매우 정밀한 제거가 가능하여 매우 작은 구조를 높은 정확도로 형성하는 것을 가능하게 한다는 이익을 가진다. 이것은 단일 OLED 소자의 크기를 감소시켜 증가된 화소 밀도 및/또는 해상도를 갖는 발광 시스템을 제공하는 것을 가능하게 할 수 있다.
본 방법의 추가의 한 변형에서는, 제거가 기판측으로부터 수행된다.
본 발명의 또 다른 실시양태에 따르면, 제거될 제2 전극 재료 층 및/또는 유기 광전자 활성 재료 층의 영역의 윤곽만 레이저 빔 및/또는 플라즈마 에칭에 의해서 제거되고, 반면, 제거될 주 영역은 기계적 및/또는 화학적 제거 수단에 의해서 제거된다. 이것은 도입되는 열 에너지를 감소시킬 수 있어 열 팽창에 의해 야기되는 OLED 소자에 대한 기계적 응력을 감소시킬 수 있다는 이익을 가진다. 적당한 기계적 제거 방법은 윤곽을 갖는 구조의 안쪽 영역을 제거하는 점착성 테이프를 이용하는 것일 수 있다.
본 발명의 한 실시양태에서는, 제거 뿐만 아니라 어닐링에도 레이저 시스템이 이용된다. 이러한 한 실시양태에서, 레이저 시스템은 상이한 레이저 소스 및/또는 조정가능한 출력 및/또는 파장을 갖는 레이저 소스를 포함할 수 있다. 이것은 제조 공정을 하나의 제조 시스템으로 수행할 수 있다는 이익을 가진다.
비용 절감 이외에 제안된 방법의 이점 중 하나는 인쇄 정확도 및/또는 제거 정확도만이 OLED 소자의 최소 크기 및/또는 간격을 제한하기 때문에 작은 특징 크기를 생성할 수 있는 가능성이다. 추가로, OLED의 모양에 대한 제한이 거의 없이 OLED 어레이의 모든 배열을 실현할 수 있다.
추가의 한 측면에서, 본 발명은 위에서 게재한 본 발명의 방법의 실시양태들 중 어느 것이든 그에 따라서 제조된 OLED 소자를 포함하는 발광 소자에 관한 것이다. 이러한 발광 소자는 OLED 소자의 개선된 정확도 때문에 증가된 화소 밀도 및/또는 해상도를 가질 수 있다.
추가의 한 측면에서, 본 발명은 위에서 게재한 본 발명의 방법의 실시양태들 중 어느 것이든 그에 따라서 제조된 OLED 소자 및/또는 위에서 게재한 발광소자를 포함하는 시스템에 관한 것이고, 이 시스템은 다음 응용 중 하나 이상에서 이용된다:
- 사무 시설 조명 시스템,
- 가정 응용 시스템,
- 가게 조명 시스템,
- 가정 조명 시스템,
- 액센트 조명 시스템,
- 스폿 조명 시스템,
- 극장 조명 시스템,
- 광섬유 응용 시스템,
- 프로젝션 시스템,
- 자기조명 디스플레이 시스템,
- 픽셀레이티드(pixelated) 디스플레이 시스템,
- 분할형 디스플레이 시스템,
- 경고 표지 시스템,
- 의료 조명 응용 시스템,
- 지시 표지 시스템,
- 장식 조명 시스템,
- 휴대용 시스템,
- 자동차 응용,
- 온실 조명 시스템.
종속항, 도면, 및 예시적인 방식으로 본 발명에 따르는 재료의 여러 실시양태 및 예를 나타내는 각각의 도면 및 예에 대한 하기 설명에서 본 발명의 목적의 추가의 세부 사항, 특징, 특성 및 이점을 게재한다.
도 1은 최신 기술에 따르는 OLED 제조 공정 스킴을 도시.
도 2는 본 발명의 한 측면에 따르는 공정 스킴을 도시.
도 3은 본 발명의 한 측면에 따르는 제2 전극 재료 층의 접촉을 도시.
도 4는 본 발명의 한 측면에 따르는 전극 재료 층 표면 상에 패턴 형성을 도시.
도 1은 최신 기술에 따르는 OLED 제조 공정 스킴을 도시.
도 2는 본 발명의 한 측면에 따르는 공정 스킴을 도시.
도 3은 본 발명의 한 측면에 따르는 제2 전극 재료 층의 접촉을 도시.
도 4는 본 발명의 한 측면에 따르는 전극 재료 층 표면 상에 패턴 형성을 도시.
도 1에는 최신 기술에 따르는 OLED 제조 공정의 스킴을 나타낸다. 단계 1A에서는 캐리어 기판(101) 상에 투명 전도체 층(102)을 나중의 OLED 소자 구조를 정의하는 특정 패턴으로 퇴적시킨다. 패터닝은 퇴적물에 의해 덮이지 않을 영역을 마스킹함으로써 예를 들어 쉐도우 마스크를 통한 스퍼터링 또는 인쇄 방법에 의해 수행할 수 있다. 투명 전도체는 ZnO, ITO 및/또는 PEDOT/PSS 층일 수 있다. 이 투명 전도체 층(102) 상에 선택적인 금속 라인(113)을 퇴적시킨다. 단계 1B에서는 패턴 구조에 광전자 활성 재료(105)를 채운다.
작은 분자 광전자 활성 재료는 흔히 진공에서 열 증발에 의해 퇴적된다. 유기 재료의 퇴적은 적어도 캐소드 접촉(115)이 코팅되지 않도록 하는 방식으로 제한되어야 한다. 나중에 양호한 전기적 접촉을 달성하기 위해 보통은 애노드 접촉도 또한 코팅으로부터 보호한다. 단계 1C에서 볼 수 있는 바와 같이, 이 구조화된 퇴적은 쉐도우 마스크(116)에 의해 달성된다. 이들 마스크(6)는 각 OLED 설계에 대해 특정적이고, 유기 광전자 활성 재료 퇴적 동안에 기판 위에 놓인다. 단계 1D에서는 캐소드 층(117)을 퇴적시킨다. 이것도 또한 진공 열 증발 공정으로 일어난다. 층(117)도 구조화되어야 하는데, 그렇지 않으면 캐소드 층(117)과 애노드 층(102) 사이에 단락이 일어날 것이기 때문이다. 따라서, 캐소드 퇴적에서는 단계 1E에 도시된 바와 같이 쉐도우 마스크(118)를 이용해서 소자의 영역들을 퇴적으로부터 보호한다. 여기서도, 마스크(118)는 재료로 코팅될 것이고, 여기서 캐소드 재료는 대표적으로 구리, 은, 알루미늄, 금 등과 같은 금속이다. 단계 1F에서 볼 수 있는 바와 같이, 개개의 OLED 세그먼트(119)의 직렬 연결을 실현할 필요가 있을 때는, 한 화소의 애노드(120)를 다음 화소의 캐소드(121)와 연결시키는 것이 필요하기 때문에 매우 복잡한 세트의 쉐도우 마스크가 요구된다.
도 2에는 본 발명의 한 측면에 따르는 방법의 공정 스킴을 나타낸다. 단계 2A에서는, 캐리어 기판(101) 상에 제1 전극 재료 층(102)을 퇴적시킨다. 퇴적은 패터닝된 퇴적으로서 예를 들어, 흔히 알려진 마스킹 기술을 이용함으로써 적용될 수 있다. 바람직하게는, 제1 전극 재료 층(102)을 본질적으로 기판(101)의 전체 기능성 영역 위에 퇴적시키고, 퇴적된 제1 전극 재료 층(102)의 특정 영역을 예를 들어 레이저 빔(113) 또는 플라즈마 에칭에 의해 제거(ablate)함으로써 패터닝을 적용한다. 그러나, 층(102)의 패터닝에 의해 분리된 영역(103, 104)이 형성된다. 단계 C1에 나타낸 바와 같이, 패터닝된 제1 전극 재료 층(102) 상에 유기 광전자 활성 재료 층(105) 및 제2 전극 재료 층(106)을 퇴적시킨다. 단계 C2에 나타낸 바와 같이, 유기 광전자 활성 재료 층은 분리된 영역들(103 및 104) 사이의 패턴 영역도 채울 수 있다. 단계 D에서는 제2 전극 재료 층(106) 및 유기 광전자 활성 재료 층(105)을 예를 들어 레이저 빔(113)에 의해 제거하여 접촉 패드(108 및 109)를 노출시킨다. 여기서, 제거는 제1 전극 재료 층(102)의 전기적으로 분리된 영역(103)에는 제2 전극 재료 층(106) 및 유기 광전자 활성 재료 층(105)이 실질적으로 없고, 반면, 층(102)의 전기적으로 분리된 다른 한 영역(104)은 여전히 제2 전극 재료 층 및 유기 광전자 활성 재료 층으로 실질적으로 덮이도록 하는 방식으로 수행된다. 제1 전극 재료 층(102) 및 제2 전극 재료 층(106)은 패턴의 OLED 소자의 종류에 의존해서 각각 캐소드 또는 애노드로서 작용할 수 있음을 이해해야 한다. 정규 OLED 소자에서, 제2 전극 재료 층(106)은 캐소드로 작용할 수 있고, 제1 전극 재료 층(102)은 애노드로 작용할 수 있지만, 역 OLED 소자에서는 전극 재료 층의 기능이 바뀔 수 있다.
도 3에서는 제2 전극 재료 층(106)을 각각의 접촉 패드(108)와 전기적으로 연결시키는 방법을 도시한다. 본 발명의 한 측면에 따르면, 제2 전극 재료 층의 전기적 연결은 전기 전도성 재료(112)에 의해 수행된다. 재료(112)는 은 금속 페이스트, 전기 전도성 글루 및 전기화학적으로 퇴적된 금속으로 이루어진 그룹 중의 재료일 수 있다. 바람직한 한 실시양태에서는, 재료(112)는 잉크젯 인쇄에 의해 도포된다. 본 발명의 한 실시양태에 따르면, 적용 후, 재료(112)를 어닐링할 수 있다. 어닐링은 국지적 열 노출에 의해, 예를 들어 레이저 빔 또는 집속 마이크로파 빔에 의해 수행할 수 있다. 제2 전극 재료 층(106)을 접촉 패드(108)에 연결하는 것 아래에, 제1 전극 재료 층(102)을 전기 회로에 전기적으로 연결시키기 위한 이 접촉 패드(109)의 전도성을 증가시키기 위해 전기 전도성 재료(112)를 다른 접촉 패드(109)에도 도포할 수 있다. 그러나, 이것은 제1 전극 재료 층(102)과 제2 전극 재료 층(106) 사이에서의 단락 형성을 피하기 위해 매우 조심스럽게 행해져야 한다.
도 4는 제2 전극 재료 층(106) 상의 폐쇄된 전극 재료로 덮이지 않은 및/또는 비전도성 패턴의 형성을 나타낸다. 본 발명의 방법에 의해, 이러한 패턴은 어떠한 리가먼트 없이도 특정 영역(107)에서의 퇴적된 전극층의 제거에 의해 형성될 수 있다. 본 발명의 한 실시양태에 따르면, 예를 들어 레이저 빔 또는 플라즈마 에칭에 의해서는 패턴의 윤곽(110)만 제거되고, 반면, 패턴의 안쪽 영역(111)은 기계적 수단, 예를 들어 점착성 테이프에 의해 제거한다. 이것은 OLED 소자에 도입되는 열의 양을 추가로 감소시켜 열 팽창을 최소화한다는 이익을 가진다.
상기 상세한 실시양태에서 요소 및 특징의 특별한 조합은 예시적인 것에 불과하고; 이러한 가르침을 본 명세서 및 참고로 포함된 특허/출원에서의 다른 가르침과 상호교환하고 대체하는 것도 또한 명백하게 고려된다. 당업자가 인식하는 바와 같이, 본원에서 청구된 본 발명의 정신 및 범위에서 벗어남이 없이 본원에 기술된 것의 변화, 변형 및 다른 실시가 당업자에게 떠오를 수 있다. 따라서, 상기 설명은 예를 든 것에 불과하고, 제한적인 것으로 의도되지 않는다. 특허청구범위에서, "포함하는"이라는 단어는 다른 요소 또는 단계를 배제하지 않으며, 단수표현("a" 및 "an")은 복수를 배제하지 않는다. 서로 상이한 종속항에서 특정 수단이 언급된다는 사실만으로 이 수단의 조합이 유리하게 이용될 수 없다는 것을 지시하지는 않는다. 본 발명의 범위는 다음 특허청구범위 및 그의 균등물에서 한정된다. 게다가, 상세한 설명 및 특허청구범위에서 사용된 참조 부호가 청구된 발명의 범위를 제한하지는 않는다.
Claims (13)
- OLED 소자 제조 방법으로서,
- 캐리어 기판(101)을 제공하는 단계,
- 상기 캐리어 기판(101) 상에 제1 전극 재료 층(102)을 퇴적시키는 단계,
- 퇴적된 제1 전극 재료 층(102) 내에 전기적으로 분리된 영역들(103, 104)을 형성하는 단계,
- 상기 제1 전극 재료 층(102) 상에 유기 광전자 활성 재료 층(105)을 퇴적시키는 단계, 및
- 상기 유기 광전자 활성 재료 층(105) 상에 제2 전극 재료 층(106)을 퇴적시키는 단계
를 포함하고,
상기 유기 광전자 활성 재료 층(105)을 퇴적시키는 단계 및 상기 제2 전극 재료 층(106)을 퇴적시키는 단계에서, 상기 캐리어 기판(101)은 그의 전체 기능성 영역에 걸쳐서 마스크 없이 상기 층들(105, 106)로 덮히고, 적어도 상기 제2 전극 재료 층(106)은 적어도 선택된 영역들에서 제거(ablate)되거나 또는 비전도성으로 되게 하여 상기 제2 전극 재료 층(106) 내에 비전도성 영역들(107)을 형성하는 것을 특징으로 하는 방법. - 제1항에 있어서, 상기 제2 전극 재료 층(106) 및 상기 유기 광전자 활성 재료 층(105)은 상기 제1 전극 재료 층(102)의 전기적으로 분리된 두 영역(103, 104) 상의 적어도 2 개의 접촉 패드(108, 109)를 노출시키도록 제거되어, 애노드 및 캐소드 접촉 패드를 형성하고, 상기 제거 후, 전기적으로 분리된 한 영역(103)에는 상기 제2 전극 재료 층(106) 및 상기 유기 광전자 활성 재료 층(105)이 실질적으로 없는 반면, 다른 영역(104)은 여전히 상기 제2 전극 재료 층(106) 및 상기 유기 광전자 활성 재료 층(105)으로 적어도 부분적으로 덮이고, 한 영역(104)에 남아 있는 상기 제2 전극 재료 층(106)은 다른 영역(103)의 접촉 패드(108)에 전기적으로 연결되는 방법.
- 제2항에 있어서, 상기 영역(104) 상의 상기 제2 전극 재료 층(106)은, 은 금속 페이스트, 전기 전도성 글루 및 전기화학적으로 퇴적된 금속으로 이루어진 그룹 중의 전기 전도성 재료(112)를 도포함으로써 상기 접촉 패드(108)에 전기적으로 연결되는 방법.
- 제2항 또는 제3항에 있어서, 한 영역(104) 상의 상기 제2 전극 재료 층(106)을 다른 영역(103)의 접촉 패드(108)에 연결하는 전기 전도성 재료(112)는 도포된 후 어닐링되는 방법.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 전극 재료(102, 106)는 투명 전도성 산화물인 방법.
- 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 전기 전도성 재료(112)를 도포하기 전에 절연 재료가 적어도 부분적으로 도포되는 방법.
- 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전기적으로 분리된 영역들 (103, 104)은 상기 제1 전극 재료 층(102)의 패터닝된 퇴적에 의해 형성되는 방법.
- 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 전극 재료 층(106) 및/또는 상기 유기 광전자 활성 재료 층(105)은 적어도 부분적으로 레이저 빔 및/또는 플라즈마 에칭에 의해 제거되고/되거나 비전도성으로 되는 방법.
- 제8항에 있어서, 제거될 상기 제2 전극 재료 층(106) 및/또는 상기 유기 광전자 활성 재료 층(105)의 영역의 윤곽(110)만이 레이저 빔 및/또는 플라즈마 에칭에 의해서 제거되는 반면, 제거될 주 영역(111)은 기계적 및/또는 화학적 제거 수단에 의해서 제거되는 방법.
- 제9항에 있어서, 상기 주 영역(111)은 점착성 테이프에 의해 제거되는 방법.
- 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 한 영역 상의 상기 제2 전극 재료 층을 다른 영역의 접촉 패드에 연결하는 전기 전도성 재료(112)는 상기 OLED 소자의 과전압을 일으키는 인가 전압 및/또는 전류 밀도에서 용융되도록 치수가 결정되는 방법.
- 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따라서 제조된 OLED 소자를 포함하는 발광 소자.
- 제1항 내지 제11항 중 어느 하나에 따라서 제조된 OLED 소자 및/또는 제12항에 따른 발광 소자를 포함하는 시스템으로서,
다음 응용들:
- 사무 시설 조명 시스템
- 가정 응용 시스템
- 가게 조명 시스템
- 가정 조명 시스템
- 액센트 조명 시스템
- 스폿 조명 시스템
- 극장 조명 시스템
- 광섬유 응용 시스템
- 프로젝션 시스템
- 자기조명 디스플레이 시스템
- 픽셀레이티드(pixelated) 디스플레이 시스템
- 분할형 디스플레이 시스템
- 경고 표지 시스템
- 의료 조명 응용 시스템
- 지시 표지 시스템
- 장식 조명 시스템
- 휴대용 시스템
- 자동차 응용
- 온실 조명 시스템
중 하나 이상에서 사용되는 시스템.
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