KR20120138345A - 유기 발광장치 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 기판; 상기 기판 상에 형성된 유기 발광셀; 및 상기 유기 발광셀을 밀봉하는 밀봉층을 포함하여 이루어지고, 상기 밀봉층은 제1 밀봉층 및 제2 밀봉층이 교대로 적층되어 이루어지고, 상기 제1 밀봉층은 제1 유기물과 무기물로 이루어지고, 상기 제2 밀봉층은 상기 제1 유기물과 상이한 제2 유기물로 이루어진 것을 특징으로 하는 유기 발광장치, 및 그 제조방법에 관한 것으로서,
본 발명에 따르면, 고가의 증착 장비가 필요 없어 비용이 절감되고, 반복적인 적층 공정이 필요 없기 때문에 공정 시간이 단축되어 생산성이 향상되며, 무기물과 유기물 사이의 결합력이 증진될 수 있어 플렉시블 유기 발광장치 구현이 용이한 이점이 있다.

Description

유기 발광장치 및 그 제조방법{Organic Light Emitting Device and Method for manufacturing the same}
본 발명은 유기 발광장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 유기 발광장치의 밀봉에 관한 것이다.
유기 발광장치(Organic Light Emitting Device: OLED)는 자체발광이 가능하여 별도의 광원이 필요하지 않고, 명암비 및 시야각 등에서 우수하여 액정표시장치를 대체할 수 있는 디스플레이 장치로서 관심이 증대되고 있다.
유기 발광장치는, 전자(electron)를 주입하는 음극(cathode)과 정공(hole)을 주입하는 양극(anode) 사이에 발광층이 형성된 구조를 가지며, 음극에서 발생된 전자 및 양극에서 발생된 정공이 발광층 내부로 주입되면 주입된 전자 및 정공이 결합하여 액시톤(exciton)이 생성되고, 생성된 액시톤이 여기상태(excited state)에서 기저상태(ground state)로 떨어지면서 발광을 일으킴으로써 화상을 표시하는 장치이다.
이와 같은 유기 발광장치는 그 내부로 수분이나 산소 등이 침투할 경우 발광효율이 떨어지는 문제가 있기 때문에, 유기 발광셀의 외부를 밀봉함으로써 유기 발광장치 내부로 수분이나 산소 등이 침투하는 것을 방지하게 된다.
상기 유기 발광셀의 외부를 밀봉하는 종래의 방법으로 얇은 박막의 형태로 다수의 밀봉층을 적층하는 방법이 있다.
그러나, 이와 같은 종래의 방법은 다수의 밀봉층을 적층하는 방법 상의 한계로 인해서 다음과 같은 단점이 있다.
즉, 종래에는 다수의 밀봉층을 ALD(Atomic Layer Deposition), CVD(Chemical Vapor Deposition) 또는 스퍼터링(Sputtering)과 같은 증착 공정으로 적층하였기 때문에 고가의 증착장비 등의 설비로 인해서 비용이 증가되는 단점이 있다.
또한, 종래에는 전술한 바와 같은 증착 공정을 반복수행하여 다수의 밀봉층을 적층하였기 때문에, 증착 공정 시간이 오래 걸려 생산성이 떨어지는 단점이 있다. 한편, 생산성을 향상시키기 위해서 증착 공정 시간을 단축할 경우 상기 밀봉층의 총 두께가 줄어들어 유기 발광셀의 밀봉 효과가 떨어지는 단점이 있다.
또한, 상기 다수의 밀봉층으로서 유기층과 무기층을 이용할 경우 유기층과 무기층 사이의 결합력이 떨어지고, 그에 따라 무기층에서 크랙(crack)이 발생할 수 있는 단점이 있어, 플렉시블(flexible) 유기 발광장치 구현이 어렵게 되는 문제가 있다.
본 발명은 전술한 종래의 문제점을 해결하기 위해 고안된 것으로서, 본 발명은 종래와 같은 증착 공정을 반복수행하지 않으면서 다수의 밀봉층을 형성하는 방법을 고안함으로써, 고가의 증착 장비가 필요 없어 비용이 절감되고, 반복적인 증착 공정을 배제함으로써 공정 시간이 단축되어 생산성이 향상되며, 원하는 두께로 밀봉층을 적층할 수 있어 밀봉효과가 증진되고, 그리고 플렉시블 유기 발광장치 구현이 보다 용이한, 유기 발광장치 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해서, 기판; 상기 기판 상에 형성된 유기 발광셀; 및 상기 유기 발광셀을 밀봉하는 밀봉층을 포함하여 이루어지고, 상기 밀봉층은 제1 밀봉층 및 제2 밀봉층이 교대로 적층되어 이루어지고, 상기 제1 밀봉층은 제1 유기물과 무기물로 이루어지고, 상기 제2 밀봉층은 상기 제1 유기물과 상이한 제2 유기물로 이루어진 것을 특징으로 하는 유기 발광장치를 제공한다.
본 발명은 또한, 제1 유기물로 이루어진 제1 블록과 제2 유기물로 이루어진 제2 블록을 포함하는 블록 공중합체를 제조하고, 상기 블록 공중합체를 무기물과 혼합하여 혼합용액을 준비하는 공정; 기판 상에 유기 발광셀을 형성하는 공정; 상기 유기 발광셀 상에 상기 혼합용액을 도포하여 밀봉층용 코팅막을 형성하는 공정; 및 상기 코팅막을 건조하고 어닐링(annealing)한 후 퀀칭(quenching)하여, 상기 제1 유기물 및 제2 유기물을 자기조립(self-assembly)시키는 공정을 포함하여 이루어진 유기 발광장치의 제조방법을 제공한다.
이상과 같이, 본 발명은 종래와 같이 증착 공정을 이용하는 대신에, 블록 공중합체의 자기 조립(self-assembly) 특성을 이용함으로써 제1 밀봉층과 제2 밀봉층이 교대로 적층된 밀봉층을 형성하게 된다.
따라서, 본 발명은 ALD, CVD 또는 스퍼터와 같은 고가의 증착 장비가 필요 없어 비용이 절감되는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 다수의 제1 밀봉층과 제2 밀봉층을 형성하기 위해 반복적인 적층 공정이 필요 없기 때문에 공정 시간이 단축되어 생산성이 향상되는 효과가 있고, 그와 더불어 밀봉층용 코팅막의 두께를 최적화함으로써 밀봉효과를 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 무기물과 유기물 사이의 결합력이 증진될 수 있고, 그에 따라 무기물의 크랙 발생 가능성이 해소되어 플렉시블 유기 발광장치 구현이 가능하게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광장치의 개략적인 단면도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기 발광장치의 개략적인 단면도이다.
도 3a 내지 도 3e는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광장치의 제조공정을 보여주는 개략적인 공정도이다.
도 4a 내지 도 4f는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기 발광장치의 제조공정을 보여주는 개략적인 공정이다.
이하, 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예에 대해서 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광장치의 개략적인 단면도이다.
도 1에서 알 수 있듯이, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광장치(1)는, 기판(100), 유기 발광셀(200), 및 밀봉층(300)을 포함하여 이루어진다.
상기 기판(100)은 유리 또는 투명한 플라스틱으로 이루어질 수 있다. 다만, 반드시 그에 한정되는 것은 아니고, 상기 기판(100)은 불투명한 금속 재질로 이루어질 수도 있으며, 이 경우, 상기 유기 발광셀(200)에서 발광된 광은 상기 기판(100)에서 반사되어 상부 쪽으로 방출될 수 있다.
상기 유기 발광셀(200)은 상기 기판(100) 상에 형성되어 있다. 구체적으로 도시하지는 않았지만, 상기 유기 발광셀(200)은 양극, 음극 및 상기 양극과 음극 사이에 형성되는 발광층을 포함하여 이루어질 수 있다. 또한, 상기 유기 발광셀(200)은 상기 양극, 음극, 발광층 및 박막 트랜지스터를 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 양극과 상기 발광층 사이에는 정공주입층 및 정공수송층 중 적어도 하나의 층이 추가로 형성될 수 있고, 상기 음극과 상기 발광층 사이에는 전자주입층 및 전자수송층 중 적어도 하나의 층이 추가로 형성될 수 있다.
상기 양극, 음극, 발광층, 박막 트랜지스터, 정공주입층, 정공수송층, 전자주입층, 및 전자수송층의 재료 및 구조 등과 같은 구체적인 구성은 당업계에 공지된 다양한 방법에 의해 형성될 수 있다. 또한, 상기 구성들 이외에도 장벽층(barrier layer) 등과 같은 별도의 기능층이 추가되어 상기 유기 발광셀(200)을 구성할 수 있으며, 이와 같은 유기 발광셀(200)의 구성은 당업계에 공지된 다양한 방법에 의해 변경형성될 수 있다.
상기 밀봉층(300)은 상기 유기 발광셀(200)의 상면 및 측면을 덮어 상기 유기 발광셀(200)을 밀봉함으로써, 상기 유기 발광셀(200) 내부로 수분이나 산소 등이 침투하는 것을 방지하는 역할을 한다. 이와 같은 역할을 하기 위해서 상기 밀봉층(300)은 내투습성 특성을 구비하고 있고, 또한 화상을 디스플레이할 때 방해가 되지 않도록 하기 위해서 높은 광투과도 특성을 구비하는 것이 바람직하다.
상기 밀봉층(300)은 제1 밀봉층(310)과 제2 밀봉층(320)이 교대로 적층된 구조로 이루어진다.
상기 제1 밀봉층(310)은 제1 유기물(312) 및 무기물(314)로 이루어지고, 상기 제2 밀봉층(320)은 제2 유기물로 이루어진다.
상기 제1 밀봉층(310)에 포함된 제1 유기물(312)과 상기 제2 밀봉층(320)에 포함된 제2 유기물은 서로 상이한 물질로 이루어지고, 특히, 상기 제1 유기물(312)과 제2 유기물은 상기 무기물(314)과의 친화력이 서로 상이하다. 보다 구체적으로는, 상기 제1 유기물(312)이 상기 제2 유기물에 비하여 상기 무기물(314)과의 친화력이 우수하게 되며, 이와 같은 이유로 인해서, 상기 제1 유기물(312)은 상기 무기물(314)과의 조합을 통해 제1 밀봉층(310)을 구성하게 되고, 상기 제2 유기물은 단독으로 제2 밀봉층(320)을 구성하게 된다.
또한, 상기 제1 밀봉층(310)과 제2 밀봉층(320)은 상기 기판(100) 또는 유기 발광셀(200)의 표면에 대해서 수평을 이루지 않도록 형성됨으로써, 교대로 적층된 제1 밀봉층(310)과 제2 밀봉층(320)이 곡선 형태로 마치 무지개(rainbow)과 같은 형상으로 형성된다.
또한, 상기 기판(100) 또는 유기 발광셀(200)의 표면에 대해서 수평을 이루지 않고 곡선 형태로 교대로 형성된 제1 밀봉층(310)과 제2 밀봉층(320)의 구조는 상기 기판(100) 위에서 병렬로 복수 개가 형성될 수 있다. 즉, 상기 무지개와 같은 형상이 상기 기판(100) 위에서 좌우 병렬로 복수 개가 형성될 수 있다.
이와 같은 구조의 밀봉층(300)은 제1 유기물과 제2 유기물을 포함하여 이루어진 블록 공중합체와 무기물의 혼합물을 자기 조립(self-assembly)시킴으로써 얻을 수 있다.
즉, 제1 유기물로 이루어진 제1 블록 및 제2 유기물로 이루어진 제2 블록을 포함한 블록 공중합체를 소정의 공정 조건하에서 자기 조립시킬 경우 상기 제1 유기물과 제2 유기물이 교대로 적층된 구조를 얻을 수 있다. 따라서, 상기 블록 공중합체에 무기물을 추가로 혼합한 후 자기 조립시킬 경우, 상기 무기물이 보다 친화력이 우수한 제1 유기물과 조합되어, 전술한 바와 같은 밀봉층(300)을 얻을 수 있다. 이에 대해서는, 후술하는 제조공정을 참조하면 보다 용이하게 이해할 수 있을 것이다.
이와 같이 상기 블록 공중합체와 무기물의 혼합물을 자기 조립시켜 상기 구조의 밀봉층(300)을 형성할 경우에는, 상기 제1 밀봉층(310)과 제2 밀봉층(320) 각각의 두께를 줄일 수 있는 이점이 있다.
이에 대해서 보다 구체적으로 설명하면, 상기 밀봉층(300)의 두께를 두껍게 형성할 경우 상기 유기 발광셀(200) 내부로 수분이나 산소 등이 침투하는 것을 방지하는 효과가 증가되는 장점이 있지만, 그만큼 재료비가 증가되고 또한 최종 제품인 유기 발광장치의 두께가 증가되는 등의 단점이 있다. 따라서, 상기 밀봉층(300)의 두께를 두껍게 형성하지 않으면서도 상기 유기 발광셀(200) 내부로 수분이나 산소 등이 침투하는 것을 방지하는 효과를 증가시키도록 하는 것이 바람직하며, 이를 위해서, 상기 밀봉층(300)을 구성하는 제1 밀봉층(310)과 제2 밀봉층(320)의 두께를 줄여 그들의 적층 수를 증가시키는 것이 하나의 방안이 될 수 있다.
즉, 제1 밀봉층(310)과 제2 밀봉층(320)의 적층 수가 증가되면 수분이나 산소의 이동경로가 증가될 수 있고 또한 수분이나 산소의 이동차단확률이 증가될 수 있기 때문에 수분이나 산소 등의 차단 기능이 증가될 수 있게 된다. 따라서, 상기 제1 밀봉층(310)과 제2 밀봉층(320)의 두께를 줄임으로써 그들의 적층 수를 증가시킬 수 있게 되고, 그 결과 밀봉층(300)의 전체 두께를 두껍지 않게 형성하면서도 수분이나 산소의 차단 기능을 향상시킬 수 있게 된다.
구체적으로, 본 발명에 따라 자기 조립을 통해서 상기 밀봉층(300)을 형성할 경우에는, 상기 제1 밀봉층(310)과 제2 밀봉층(320) 각각의 두께를 5 ~ 40 nm범위로 형성할 수 있게 된다. 즉, 본 발명에 따르면, 상기 제1 밀봉층(310)과 제2 밀봉층(320) 각각의 두께를 40 nm이하까지 줄일 수 있어 상기 제1 밀봉층(310)과 제2 밀봉층(320)의 적층수를 최대화할 수 있는 장점이 있게 된다. 한편, 현실적으로 블록 공중합체의 자기 조립의 경우 5 nm미만의 두께로 형성하기는 쉽지 않다.
상기 밀봉층(300) 내에서 상기 제1 유기물(312)의 함량비 및 상기 제2 유기물의 함량비는 각각 35 ~ 65 부피(vol)% 범위인 것이 바람직하다. 만약, 상기 제1 유기물(312)의 함량비 또는 상기 제2 유기물의 함량비가 35 부피% 미만이거나 또는 65 부피%를 초과할 경우에는, 자기조립 공정을 통해서 도 1과 같은 구조의 밀봉층(300)을 얻지 못할 수 있기 때문이다. 즉, 상기 제1 유기물(312) 또는 제2 유기물의 함량비가 35부피% 미만 또는 65부피% 초과하여 포함될 경우에는, 제1 유기물과 제2 유기물 중 어느 하나의 함량비는 너무 작고 나머지 하나의 함량비는 너무 크게 되어, 후술하는 제조 공정에서 자기조립과정을 거친다 하더라도 상기 제1 유기물(312)과 제2 유기물이 원하는 두께로 교대로 적층되지 않게 될 수 있다.
상기 제1 밀봉층(310)을 구성하는 무기물(314)은, 산화규소(SiOx), 산화알루미늄(AlOx), 산화탄탈륨(TaxOy), 산화티타늄(TiOx), 산화인듐(InOx), SiOxNy, AlOxNy, SnOx, InSnxOy, MgO, Al2O3, ZnO, ZrO2, SiN, (SiO2)x(ZnO)y, MgF2, 및 폴리메틸실세스퀴옥산(Polymethylsisesquioxane)으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 무기물로 이루어질 수 있지만, 반드시 그에 한정되는 것은 아니다.
상기 제1 밀봉층(310)을 구성하는 제1 유기물(312) 및 상기 제2 밀봉층(320)을 구성하는 제2 유기물은 각각, 아크릴레이트계(Acrylate group), 폴리이미드계(Polyimide group), 파릴렌계(Parylene group), 나프탈렌계(Naphthalene group), 에폭시계(epoxy group), 아릴렌계(Arylene group), PVA(Polyvinylalcohol), 및 PVDC(poly vinylidene chloride)으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 유기물로 이루어질 수 있지만, 반드시 그에 한정되는 것은 아니다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기 발광장치의 개략적인 단면도로서, 이는 밀봉층(300)의 구성이 변경된 것을 제외하고 전술한 도 1에 따른 유기 발광장치와 동일하다.
도 2에서 알 수 있듯이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기 발광장치(1)는, 기판(100), 유기 발광셀(200), 및 밀봉층(300)을 포함하여 이루어진다.
상기 기판(100) 및 유기 발광셀(200)은 전술한 실시예에서와 동일하므로 그 구성에 대한 반복 설명은 생략하기로 한다.
상기 밀봉층(300)은 전술한 실시예에서와 마찬가지로 상기 유기 발광셀(200)의 상면 및 측면을 덮도록 구성되며, 제1 밀봉층(310)과 제2 밀봉층(320)이 교대로 적층된 구조로 이루어진다.
다만, 상기 제1 밀봉층(310)과 제2 밀봉층(320)은 전술한 실시예에서와는 달리 상기 기판(100) 또는 상기 유기 발광셀(200)의 표면에 대해서 수평을 이루도록 형성된다. 물론, 도시된 바와 같이, 상기 유기 발광셀(200)의 측면 부분에서는 상기 유기 발광셀(200)의 단차로 인해서 상기 제1 밀봉층(310)과 제2 밀봉층(320)이 기판(100)의 표면에 대해서 수평을 이루면서 형성되지는 않게 되고, 상기 유기 발광셀(200)의 측면 부분을 제외한 부분, 예로서, 상기 기판(100)의 상면 또는 상기 유기 발광셀(200)의 상면에서 상기 제1 밀봉층(310)과 제2 밀봉층(320)이 기판(100)의 표면 또는 유기 발광셀(200)의 표면에 대해서 수평을 이루면서 형성된다.
이와 같이, 기판(100) 또는 유기 발광셀(200)의 표면에 대해서 수평을 이루면서 교대로 적층된 제1 밀봉층(310) 및 제2 밀봉층(320)은, 제1 유기물과 제2 유기물을 포함하여 이루어진 블록 공중합체와 무기물의 혼합물을 자기 조립(self-assembly)시킴으로써 얻을 수 있으며, 특히, 블록 공중합체와 무기물의 혼합물을 이용하여 코팅막을 형성하기 이전에 상기 기판(100) 및 유기 발광셀(200)의 표면에 대한 표면 처리를 선행함으로써 자기 조립 공정에 의해서 도 2에서와 같은 제1 밀봉층(310) 및 제2 밀봉층(320)을 얻을 수 있다. 이에 대해서는, 후술하는 제조공정을 참조하면 보다 용이하게 이해할 수 있을 것이다.
이와 같이, 표면 처리와 함께 블록 공중합체와 무기물의 혼합물을 자기 조립시켜 형성된 제1 밀봉층(310) 및 제2 밀봉층(320)은 그들의 양단이 서로 일치되도록 형성될 수 있다.
그 외에, 상기 밀봉층(300)을 구성하는 무기물(314), 제1 유기물(312), 및 제2 유기물의 구성 재료, 두께 및 함량 등은 전술한 실시예에서와 동일하다.
예로서, 상기 제1 밀봉층(310)과 제2 밀봉층(320) 각각의 두께는 5 ~ 40 nm범위로 형성됨으로써 상기 제1 밀봉층(310)과 제2 밀봉층(320)의 적층수를 최대화할 수 있고, 또한, 상기 밀봉층(300) 내에서 상기 제1 유기물(312)의 함량비 및 상기 제2 유기물의 함량비는 각각 35 ~ 65 부피(vol)% 범위가 바람직하다.
도 3a 내지 도 3e는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광장치의 제조공정을 보여주는 개략적인 공정도로서, 이는 도 1에 따른 유기 발광장치의 제조공정에 관한 것이다.
우선, 도 3a에서 알 수 있듯이, 제1 유기물로 이루어진 제1 블록 및 제2 유기물로 이루어진 제2 블록을 포함하는 블록 공중합체를 제조하고, 상기 블록 공중합체를 무기물과 혼합하여 혼합용액을 준비한다.
상기 제1 유기물 및 제2 유기물은 서로 상이한 물질로 이루어지며, 특히, 상기 제1 유기물이 상기 제2 유기물에 비하여 상기 무기물과의 친화력이 우수하다.
상기 제1 유기물 및 제2 유기물은 각각, 아크릴레이트계(Acrylate group), 폴리이미드계(Polyimide group), 파릴렌계(Parylene group), 나프탈렌계(Naphthalene group), 에폭시계(epoxy group), 아릴렌계(Arylene group), PVA(Polyvinylalcohol), 및 PVDC(poly vinylidene chloride)으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 유기물로 이루어질 수 있지만, 반드시 그에 한정되는 것은 아니다.
상기 블록 공중합체는 상기 제1 유기물과 제2 유기물을 주원료로 하여, 음이온 중합 반응 또는 라디칼 중합 반응과 같은 당업계에 공지된 중합 반응을 이용하여 제조할 수 있다. 예로서, 음이온 중합 반응을 이용하여 상기 블록 공중합체를 제조할 경우에는, 질소 등과 같은 불활성 기체 분위기에서, 알킬리튬, 바람직하게는 sec-부틸리튬을 촉매로 이용하고, 30 ~ 90℃의 중합 온도에서 중합 공정을 진행할 수 있다.
상기 블록 공중합체 내에서 상기 제1 유기물의 함량비 및 상기 제2 유기물의 함량비는 각각 35 ~ 65 부피(vol)% 범위인 것이 바람직하다. 만약, 상기 제1 유기물의 함량비 또는 상기 제2 유기물의 함량비가 35 부피% 미만이거나 또는 65 부피%를 초과할 경우에는, 후술하는 공정을 통해서 제1 유기물과 제2 유기물이 교대로 적층된 원하는 형태의 밀봉층을 얻지 못할 수 있기 때문이다.
상기 무기물은, 산화규소(SiOx), 산화알루미늄(AlOx), 산화탄탈륨(TaxOy), 산화티타늄(TiOx), 산화인듐(InOx), SiOxNy, AlOxNy, SnOx, InSnxOy, MgO, Al2O3, ZnO, ZrO2, SiN, (SiO2)x(ZnO)y, MgF2, 및 폴리메틸실세스퀴옥산(Polymethylsisesquioxane)으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 무기물로 이루어질 수 있지만, 반드시 그에 한정되는 것은 아니다.
상기 혼합용액은 소정의 용매, 예로서, 톨루엔, 자일렌, 벤젠 또는 메틸벤조에이트(methylbenzoate) 등과 같은 당업계에 공지된 통상의 유기 용매에 상기 블록 공중합체 및 무기물을 혼합하여 준비한다.
다음, 도 3b에서 알 수 있듯이, 기판(100) 상에 유기 발광셀(200)을 형성한다.
상기 기판(100)의 재료 및 상기 유기 발광셀(200)의 형성방법은 당업계에 공지된 다양한 방법을 이용할 수 있다.
예를 들어, 유리, 투명한 플라스틱, 또는 불투명한 금속 재질로 이루어진 기판(100) 상에, 게이트 라인, 데이터 라인, 및 전원 라인을 형성하여 복수 개의 화소 영역을 정의함과 더불어 각각의 화소 영역에 박막 트랜지스터를 형성하고, 그 후에, 상기 복수 개의 화소 영역 각각에 양극, 음극 및 상기 양극과 음극 사이에 발광층을 형성함으로써 상기 유기 발광셀(200)을 완성할 수 있다.
전술한 바와 같이, 상기 양극과 상기 발광층 사이에 정공주입층 및 정공수송층 중 적어도 하나의 층을 추가로 형성할 수 있고, 상기 음극과 상기 발광층 사이에 전자주입층 및 전자수송층 중 적어도 하나의 층을 추가로 형성할 수 있으며, 전자의 이동을 제어하기 위한 장벽층(barrier layer) 등과 같은 별도의 기능층을 추가로 형성할 수 있다.
전술한 도 3a 공정과 도 3b 공정 사이에 특별한 공정 순서가 있는 것은 아니다.
다음, 도 3c에서 알 수 있듯이, 상기 유기 발광셀(200) 상에 상기 혼합용액을 도포하여 밀봉층용 코팅막(300a)을 형성한다.
상기 혼합용액을 도포하는 공정은 스핀 코팅(spin coating), 슬릿 코팅(slit coating), 또는 스크린 프린팅(screen printing) 등과 같은 공지의 코팅 방법을 이용하여 수행할 수 있다.
상기 코팅막(300a)은 상기 유기 발광셀(200)의 상면과 측면을 덮도록 형성함과 더불어 상기 기판(100)의 상면에도 형성한다.
다음, 도 3d에서 알 수 있듯이, 상기 코팅막(300a)을 건조(drying)하고, 어닐링(annealing)한 후, 퀀칭(quenching)하여, 도 3e에 도시된 바와 같은 밀봉층(300)을 형성한다.
상기 코팅막(300a)을 건조하는 공정은 상온(room temperature)에서 수행할 수 있으며, 상기 건조 공정을 통해서 상기 코팅막(300a)에 함유된 용매를 제거할 수 있다.
상기 코팅막(300a)을 어닐링하는 공정은 상기 블록 공중합체를 구성하고 있는 제1 유기물 및 제2 유기물 중에서 유리전이온도(Tg)가 가장 높은 물질의 유리전이온도(Tg_highest) 이상 및 그 온도(Tg_highest)보다 50℃ 높은 온도 이하, 즉, 가장 높은 유리전이온도(Tg_highest)≤ 어닐링 온도 ≤ 가장 높은 유리전이온도(Tg_highest) + 50℃의 범위에서 수행할 수 있으며, 상기 어닐링 공정을 통해서 상기 블록 공중합체(1)를 구성하고 있는 제1 유기물 및 제2 유기물이 자기조립(self-assembly)하여, 도 3e에 도시된 바와 같이, 제1 밀봉층(310)과 제2 밀봉층층(320)이 교대로 적층된 밀봉층(300)이 형성된다.
만약, 상기 어닐링 공정이 상기 온도 범위 미만에서 수행될 경우에는 상기 제1 유기물 및 제2 유기물의 유동특성이 충분하지 않아서 상기 제1 유기물 및 제2 유기물의 자기조립이 원활히 이루어지지 않을 수 있고, 상기 어닐링 공정이 상기 온도 범위를 초과하여 수행될 경우에는 상기 제1 유기물 및 제2 유기물의 유동특성이 너무 크고 경우에 따라서 상기 제1 유기물 및 제2 유기물이 용융될 수도 있어 결과적으로 상기 제1 유기물 및 제2 유기물의 자기조립이 원활히 이루어지지 않을 수 있다.
한편, 상기 어닐링 공정에 의해서 상기 제1 유기물 및 제2 유기물이 자기조립될 때, 상기 무기물은 그와 친화력이 우수한 상기 제1 유기물과 조합을 이루게 된다.
상기 코팅막(300a)을 퀀칭(quenching)하는 공정은 5℃ 내지 35℃ 범위에서, 바람직하게는 상온에서 수행할 수 있으며, 상기 퀀칭(quenching) 공정에 의해서 자기조립된 제1 유기물과 제2 유기물이 이전의 무질서상태로 복귀되는 것이 방지된다.
상기 어닐링 공정에 의해서 제1 유기물과 제2 유기물이 자기조립되어 밀봉층(300)이 형성되는데, 그 이후 온도를 급격하게 낮추지 않고 서서히 상온으로 낮추게 되면 자기조립된 제1 유기물과 제2 유기물이 원래의 무질서상태로 복귀할 수 있게 된다. 따라서, 이와 같은 문제를 방지하기 위해서 어닐링 공정 이후 온도를 급격히 낮추는 퀀칭 공정을 수행하는 것이며, 특히, 상기 온도 범위 내에서 퀀칭 효과가 우수할 수 있다.
이와 같은, 코팅막(300a)에 대한 건조(drying), 어닐링(annealing), 및 퀀칭(quenching) 공정에 의해서 도 3e에 도시된 바와 같이 제1 밀봉층(310)과 제2 밀봉층(320)이 교대로 적층된 밀봉층(300)이 형성된다.
즉, 상기 제1 밀봉층(310)과 제2 밀봉층(320)은 상기 기판(100) 또는 유기 발광셀(200)의 표면에 대해서 수평을 이루지 않도록 형성되며, 그에 따라 교대로 적층된 제1 밀봉층(310)과 제2 밀봉층(320)이 곡선 형태로 마치 무지개(rainbow)과 같은 형상으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 무지개와 같은 형상은 상기 기판(100) 위에서 좌우 병렬로 복수 개가 형성될 수 있다.
또한, 블록 공중합체에 대한 자기 조립 공정의 특성상 상기 제1 밀봉층(310)과 제2 밀봉층(320) 각각의 두께는 5 ~ 40 nm범위로 형성될 수 있다.
이와 같이, 본 발명은 블록 공중합체의 자기 조립(self-assembly) 특성을 이용하여 제1 밀봉층(310)과 제2 밀봉층(320)이 교대로 적층된 밀봉층(300)을 형성하기 때문에, 고가의 증착 장비가 필요 없어 비용이 절감되고, 반복적인 적층 공정이 필요 없어 공정 시간이 단축되어 생산성이 향상되며, 또한 무기물과 제1 유기물 사이의 결합력이 증진될 수 있어 플렉시블 유기 발광장치 구현에 유리하게 된다.
도 4a 내지 도 4f는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기 발광장치의 제조공정을 보여주는 개략적인 공정도로서, 이는 도 2에 따른 유기 발광장치의 제조공정에 관한 것이다.
우선, 도 4a에서 알 수 있듯이, 제1 유기물로 이루어진 제1 블록 및 제2 유기물로 이루어진 제2 블록을 포함하는 블록 공중합체를 제조하고, 상기 블록 공중합체를 무기물과 혼합하여 혼합용액을 준비한다.
본 공정은 전술한 실시예에서와 동일하므로 반복 설명은 생략하기로 한다.
다음, 도 4b에서 알 수 있듯이, 기판(100) 상에 유기 발광셀(200)을 형성한다.
본 공정도 전술한 실시예에서와 동일하므로 반복 설명은 생략하기로 한다.
다음, 도 4c에서 알 수 있듯이, 상기 기판(100) 및 상기 유기 발광셀(200)의 표면에 대한 표면 처리 공정을 수행한다.
상기 표면 처리 공정은 당업계에 공지된 표면 친수화 처리 공정을 포함할 수 있다. 상기 표면 친수화 처리 공정은 UV 조사 공정을 포함할 수 있다.
한편, 상기 표면 처리 공정은 표면 세정 공정을 포함할 수 있다. 상기 표면 세정 공정은 상기 표면 친수화 처리 공정 이전에 수행할 수 있고, 상기 표면 세정 공정의 예로는 오존 처리 공정을 들 수 있다.
이와 같이 상기 기판(100) 및 상기 유기 발광셀(200)의 표면에 대한 표면 처리 공정을 수행하게 되면, 후술하는 공정에서 제1 유기물과 제2 유기물의 자기조립 공정시 제1 유기물과 제2 유기물이 상기 기판(100) 및 유기 발광셀(200)의 표면에 대해 수평을 이루면서 자기조립될 수 있다.
다음, 도 4d에서 알 수 있듯이, 상기 표면 처리된 유기 발광셀(200) 상에 상기 혼합용액을 도포하여 밀봉층용 코팅막(300a)을 형성한다.
본 공정도 전술한 실시예에서와 동일하므로 반복 설명은 생략하기로 한다.
다음, 도 4e에서 알 수 있듯이, 상기 코팅막(300a)을 건조(drying)하고, 어닐링(annealing)한 후, 퀀칭(quenching)하여, 도 4f에 도시된 바와 같은 밀봉층(300)을 형성한다.
상기 코팅막(300a)의 건조 공정, 상기 코팅막(300a)의 어닐링 공정, 및 상기 코팅막(300a)의 퀀칭(quenching) 공정은 전술한 실시예에서와 동일하므로 반복 설명은 생략하기로 한다.
이와 같은, 코팅막(300a)에 대한 건조(drying), 어닐링(annealing), 및 퀀칭(quenching) 공정에 의해서 도 4f에 도시된 바와 같이 무기물층(310)과 유기물층(320)이 교대로 적층된 밀봉층(300)이 형성된다.
즉, 전술한 바와 같이 상기 기판(100) 및 유기 발광셀(200)의 표면에 대한 표면 처리 공정을 수행하였기 때문에, 자기조립 공정에 의해서 상기 제1 밀봉층(310)과 제2 밀봉층(320)은 상기 기판(100) 또는 유기 발광셀(200)의 표면에 대해서 수평을 이루도록 형성된다.
100: 기판 200: 유기 발광셀
300: 밀봉층 300a: 밀봉층용 코팅막
310: 제1 밀봉층 312: 제1 유기물
314: 무기물 320: 제2 밀봉층

Claims (10)

  1. 기판;
    상기 기판 상에 형성된 유기 발광셀; 및
    상기 유기 발광셀을 밀봉하는 밀봉층을 포함하여 이루어지고,
    상기 밀봉층은 제1 밀봉층 및 제2 밀봉층이 교대로 적층되어 이루어지고,
    상기 제1 밀봉층은 제1 유기물과 무기물로 이루어지고, 상기 제2 밀봉층은 상기 제1 유기물과 상이한 제2 유기물로 이루어진 것을 특징으로 하는 유기 발광장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 밀봉층은 상기 제1 유기물로 이루어진 제1 블록과 상기 제2 유기물로 이루어진 제2 블록을 포함하는 블록 공중합체, 및 상기 무기물의 혼합물이 자기 조립(self-assembly)되어 형성된 것을 특징으로 하는 유기 발광장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 밀봉층 및 제2 밀봉층은 상기 기판 또는 상기 유기 발광셀의 표면에 대해서 수평을 이루지 않고 곡선 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 유기 발광장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 밀봉층 및 제2 밀봉층은 상기 기판 또는 상기 유기 발광셀의 표면에 대해서 수평을 이루면서 형성되고, 상기 제1 밀봉층 및 제2 밀봉층의 양단은 서로 일치되도록 형성된 것을 특징으로 하는 유기 발광장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 밀봉층 및 제2 밀봉층 각각의 두께는 5 ~ 40 nm범위인 것을 특징으로 하는 유기 발광장치.
  6. 제1 유기물로 이루어진 제1 블록과 제2 유기물로 이루어진 제2 블록을 포함하는 블록 공중합체를 제조하고, 상기 블록 공중합체를 무기물과 혼합하여 혼합용액을 준비하는 공정;
    기판 상에 유기 발광셀을 형성하는 공정;
    상기 유기 발광셀 상에 상기 혼합용액을 도포하여 밀봉층용 코팅막을 형성하는 공정; 및
    상기 코팅막을 건조하고 어닐링(annealing)한 후 퀀칭(quenching)하여, 상기 제1 유기물 및 제2 유기물을 자기조립(self-assembly)시키는 공정을 포함하여 이루어진 유기 발광장치의 제조방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 밀봉층용 코팅막을 형성하는 공정 이전에, 상기 기판 및 상기 유기 발광셀의 표면에 대한 표면 친수화 처리 공정을 수행하는 것을 특징으로 하는 유기 발광장치의 제조방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 블록 공중합체를 제조하는 공정은, 상기 블록 공중합체 내에서 상기 제1 유기물의 함량비 및 상기 제2 유기물의 함량비가 각각 35 ~ 65 부피(vol)% 범위가 되도록 하는 것을 특징으로 하는 유기 발광장치의 제조방법.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 코팅막을 어닐링하는 공정은, 상기 블록 공중합체를 구성하고 있는 제1 유기물 및 제2 유기물 중에서 유리전이온도(Tg)가 가장 높은 물질의 유리전이온도(Tg_highest) 이상 및 그 온도(Tg_highest)보다 50℃ 높은 온도 이하에서 수행하는 것을 특징으로 하는 유기 발광장치의 제조방법.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 코팅막을 퀀칭(quenching)하는 공정은, 5℃ 내지 35℃ 범위에서 수행하는 것을 특징으로 하는 유기 발광장치의 제조방법.
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