KR20130037925A

KR20130037925A - 유기전자소자용 기판

Info

Publication number: KR20130037925A
Application number: KR1020110102473A
Authority: KR
Inventors: 이연근; 안용식; 김정두; 박민춘; 김정범
Original assignee: 주식회사 엘지화학
Priority date: 2011-10-07
Filing date: 2011-10-07
Publication date: 2013-04-17
Also published as: KR101499279B1

Abstract

본 발명은 유기전자소자용 기판, 그 제조 방법 및 유기전자장치에 관한 것이다. 본 발명의 예시적인 기판은, 예를 들어, 그 기판의 상부에 유기발광소자를 형성하는 경우, 상기 소자가 대면적으로 구성되는 경우에도 전극의 표면 저항을 효율적으로 조절하여, 우수한 발광 휘도 및 발광 균일도가 확보되도록 할 수 있다.

Description

유기전자소자용 기판{SUBSTRATE FOR ORGANIC ELECTRONIC DEVICE}

본 발명은, 유기전자소자용 기판, 그 제조 방법 및 유기전자소자에 관한 것이다.

유기전자소자(OED; Organic Electronic Device)는, 전극과 유기물 사이에서의 전하 교류를 통하여 다양한 기능을 발휘하는 소자를 의미할 수 있고, 그 예시에는 유기발광소자(OLED), 유기태양전지, 유기 감광체(OPC) 또는 유기 트랜지스터 등이 포함된다.

유기전자소자에서 전극 특성은 매우 중요하다. 예를 들어, 조명용으로 사용되는 유기발광소자는 통상적으로 한 변의 길이가 5 cm 또는 그 이상인 발광 면적을 가지는 픽셀로 이루어진다. 이와 같은 큰 발광면적을 가지기 때문에, 전극의 표면 저항이 높으면, 전자 또는 정공이 전체 면적에 걸쳐서 균일하게 주입되지 않고, 따라서 발광 얼룩이 발생하거나, 전 발광 영역에서 균일한 휘도를 얻을 수 없다.

통상적으로 유기전자소자는 2개의 전극을 포함하고, 그 중에서 적어도 하나의 전극은 광의 추출 또는 입사가 가능하도록 투명 전극으로 구성된다. 그런데, 특히 투명 전극은, 투명성 확보를 위하여 두께를 지나치게 두껍게 할 수 없고, 따라서 표면 저항을 조절하는 것이 더욱 용이하지 않다.

본 발명은, 유기전자소자용 기판, 그 제조 방법 및 유기전자소자를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 예시적인 유기전자소자용 기판은, 기재; 상기 기재의 주표면에 형성되어 있는 접착제층; 및 상기 접착제층에 함입되어 있는 도전성 패턴을 포함할 수 있다. 상기에서 도전성 패턴은 상기 접착제층의 상기 기재측 표면과는 반대측의 표면에 노출되어 있으며, 상기 노출된 도전성 패턴의 표면을 포함한 상기 접착제층의 반대측의 표면은, 최대 높이 조도(maximum height roughness)가 1 ㎛ 이하인 평탄면을 형성하고 있다.

본 명세서에서 용어 평탄면 또는 반대 표면은, 상기 기판의 구조에서 상기 도전성 패턴이 노출되어 있는 측의 접착제층의 표면과 상기 도전성 패턴의 노출 표면이 함께 형성하고 있는 표면을 의미할 수 있다. 또한, 상기에서 접착제층의 표면은, 접착제 자체의 표면은 물론, 예를 들어 후술하는 바와 같이 접착제층이 표면층을 포함하는 경우, 상기 표면층의 표면을 의미할 수 있다.

하나의 예시에서 상기 평탄면은 그 상부에 유기전자소자가 형성되는 평탄면일 수 있다.

도 1은 하나의 예시적인 상기 기판(1)의 구조로서, 기재(11), 상기 기재(11)상에 형성되어 있는 접착제층(12) 및 그 접착제층(12)의 내부에 함입되어 있는 도전성 패턴(13)을 포함한다.

기재로는 특별한 제한 없이 필요에 따라 적절한 소재가 사용될 수 있다. 하나의 예시에서 상기 유기전자소자가 하부 발광(bottom emission)형 유기발광소자인 경우에는, 상기 기재는 투광성 기재, 예를 들면, 가시광 영역, 예를 들면, 400 nm 내지 700 nm 파장 영역의 광의 투과율이 50% 이상인 기재일 수 있다. 투광성 기재로는, 유리 기재 또는 투명 고분자 기재가 예시될 수 있다. 유리 기재로는, 소다석회 유리, 바륨/스트론튬 함유 유리, 납 유리, 알루미노 규산 유리, 붕규산 유리, 바륨 붕규산 유리 또는 석영 등의 기재가 예시될 수 있고, 고분자 기재로는, PC(polycarbonate), 아크릴 수지, PET(poly(ethylene terephthatle)), PES(poly(ether sulfide)) 또는 PS(polysulfone) 등을 포함하는 기재가 예시될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 필요에 따라서 상기 기재는, 구동용 TFT가 존재하는 TFT 기판일 수도 있다.

또한, 상기 유기전자소자가 상부 발광(top emission)형인 경우, 상기 기재는 반드시 투광성의 기재일 필요는 없다. 상기의 경우 필요에 따라서 기재의 표면에는 알루미늄 등을 사용한 반사층이 형성되어 있을 수도 있다.

접착제층은 상기 기재의 적어도 하나의 주표면상에 형성되어, 상기 도전성 패턴을 유지하는 역할을 할 수 있다. 접착제층으로는 상기와 같은 역할을 수행하는 것이라면 다양한 소재가 사용될 수 있다.

접착제층은, 예를 들면, 투광성 접착제층으로, 가시광 영역, 예를 들면, 400 nm 내지 700 nm의 파장의 광에 대한 투과율이 70% 이상, 바람직하게는 80% 이상, 더욱 바람직하게는 90% 이상인 접착제를 포함하는 접착제층을 사용할 수 있다.

접착제층으로는, 상온 경화형, 습기 경화형, 열경화형, 활성 에너지선 경화형 또는 혼성 경화형의 유기 또는 무기 접착제를 포함하는 접착제층을 사용할 수 있다. 접착제는, 예를 들면, 아크릴 수지, 실리콘 수지, 폴리우레탄, 에폭시 수지, 불소 수지 또는 스티렌 수지 등의 접착 수지 또는 지르코늄 알콕시드, 티타늄 알콕시드 또는 실리콘 알콕시드의 축합 반응물을 포함할 수 있다. 본 명세서에서 용어 경화는 포함되는 성분의 화학적 또는 물리적 반응 내지는 작용에 의하여 접착제층으로 작용할 수 있는 물성을 나타내는 과정을 의미하고, 상온 경화형, 습기 경화형, 열경화형, 활성 에너지선 경화형 또는 혼성 경화형이란 각각 상기와 같은 경화가 상온에서의 유지, 습기의 인가, 열의 인가 또는 활성 에너지선의 조사에 의해 유도되거나, 상기 중 2가지 이상의 방식이 조합되어 경화되는 유형의 접착제를 의미할 수 있다. 또한, 상기에서 용어 활성 에너지선의 범주에는, 마이크로파(microwaves), 적외선(IR), 자외선(UV), X 선 또는 γ 선이나, 알파-입자선(alpha-particle beam), 프로톤빔(proton beam), 뉴트론빔(neutron beam) 또는 전자선(electron beam)과 같은 입자선 등이 포함될 수 있다.

하나의 예시에서, 공정 또는 물성 구현의 편의성 측면에서 상기 접착제층으로서 활성 에너지선 경화형 접착제를 포함하는 접착제층을 사용할 수 있다.

하나의 예시에서 상기 평탄면에 상기 유기전자소자가 형성되는 경우에 상기 접착제층은 고굴절 접착제층, 예를 들면, 상기 평탄면의 상부에 형성되는 유기전자소자와 동일 또는 유사하거나, 혹은 그보다 높은 굴절률을 나타내는 접착제층일 수 있다. 하나의 예시에서 상기 접착제층의 굴절률과 상기 평탄면의 상부에 형성되는 유기전자소자의 굴절률의 차이의 절대값은 1 이하, 0.8 이하, 0.6 이하, 0.4 이하 또는 0.2 이하일 수 있다. 하나의 예시에서 상기 접착제층의 굴절률은 1.6 이상, 1.7 이상, 1.8 이상 또는 1.9 이상일 수 있다. 이러한 굴절률 범위에서, 예를 들어, 상기 유기전자소자가 유기발광소자인 경우, 소자로부터 발생한 광을 전반사 현상 등을 최소화하면서 효율적으로 접착제층까지 입사시킬 수 있다. 또한, 상기 접착제층의 굴절률의 상한은 유기전자소자와 유사하거나 혹은 그보다 높은 범위라면 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 4.0 이하, 3.5 이하, 3.0 이하, 2.5 이하 또는 2.0 이하일 수 있다.

접착제층에 높은 굴절률을 부여하는 방식은 특별히 제한되지 않는다. 예를 들면, 접착제층을 형성하는 접착 수지 또는 접착제층의 첨가제로, 구조 중에 페놀 등의 방향족기를 포함하거나, 불소 이외의 할로겐 원자, 황 원자, 인 원자 또는 질소 원자 등이 도입된 단량체나 그 단량체를 포함하는 수지 등을 도입하여 매트릭스 자체의 굴절률을 높인 접착제를 사용하거나, 접착제 내에 티탄, 지르코늄, 알루미늄, 인듐, 아연, 주석 또는 안티몬 등의 금속의 산화물이나 수화물과 같은 고굴절 특성을 나타내는 미립자를 분산시키는 방식으로 굴절률을 조절할 수 있다. 상기에서 고굴절률을 발현할 수 있는 단량체의 구체적인 예로는, 비스(4-메타크릴로일 티오페닐)술피드, 비닐 나프탈렌, 비닐 페닐 술피드, 4-메타크릴록시 페닐-4'-메톡시 페닐 티오에테르 등이 예시될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

접착제층은 또한 산란 입자를 추가로 포함할 수 있다. 본 명세서에서 용어 산란 입자란 상기 산란 입자가 포함되는 접착제층과는 상이한 굴절률을 가지는 입자를 의미할 수 있다. 이러한 입자는, 접착제층으로 입사된 광을 산란시킬 수 있는 기능을 하는 입자를 의미할 수 있다. 예를 들어, 접착제층의 굴절률이 상기와 같이 유기전자소자와 유사하거나 혹은 그보다 높은 수준으로 조절되고, 또한 산란 입자가 포함될 경우, 소자로부터 발생한 광을 외부로 유도하는 비율, 소위 광추출 효율을 높일 수 있다. 산란 입자로는 상기 접착제층과는 상이한 굴절률을 가지는 것이라면 특별히 제한되지 않고, 다양한 유기 입자, 무기 입자 또는 유무기 복합 입자를 사용할 수 있다. 유기 입자로는, 폴리스티렌 또는 그 유도체, 아크릴 수지, 실리콘 수지 또는 노볼락 수지 등의 유기 고분자로 되는 입자 등이 예시될 수 있고, 무기 입자로는 실리카, 알루미나, 티타니아 또는 지르코니아 등과 같은 금속 산화물로 되는 입자가 예시될 수 있다. 그 외에도, 예를 들면, 코어(core)/셀(shell) 구조의 미립자나 미립자 중에 또한 미세한 미립자가 분산되어 있는 형태의 미립자 또는 중공 입자 등을 사용할 수도 있다.

하나의 예시에서 접착제층은 상기 반대 표면을 형성하고 있는 표면층을 추가로 포함할 수 있다. 도 2는 표면층(21)이 형성되어 있는 기판(2)을 예시적으로 나타낸 모식도이다.

하나의 예시에서 상기 표면층은 후술하는 방식으로 상기 기판을 제조하는 과정에서 이형성 기판과의 부착력을 조절하는 역할을 하는 층일 수 있다. 이 경우, 상기 표면층은 상기 이형성 기판의 표면과 적절한 접착력을 나타내어, 공정 과정에서는 상기 이형성 기판에 안정적으로 부착되어 있고, 이형성 기판의 제거 과정에서는 이형성 기판이 효과적으로 제거될 수 있는 소재인 것이 바람직하고, 또한 접착제층과는 높은 부착력을 나타내는 소재인 것이 바람직하다.

하나의 예시에서, 표면층은 광투과율, 예를 들면, 가시광 영역, 구체적으로는 400 nm 내지 700 nm의 파장의 광에 대한 투과율이 70% 이상, 80% 이상 또는 90% 이상이고, 상기와 같은 부착 특성을 나타내는 소재를 포함할 수 있다.

표면층은 상기와 같은 소재로서, 예를 들면, PC(polycarbonate), PET(poly(ethylene terephthalate)) 등과 같은 폴리에스테르, 아크릴 수지, PES(poly(ether sulfide)), 우레탄 수지, 에폭시 수지, 올레핀 수지, PS(polysulfone) 또는 폴리이미드 등과 같은 유기 고분자나 SiO₂와 같은 산화 규소, 질화 규소 또는 FeO 등의 무기 재료를 포함할 수 있다. 이러한 소재를 포함하는 표면층은 습식 코팅법 등과 같은 코팅 방식 또는 스퍼터링 또는 진공 증착 방식 등을 통하여 형성할 수 있다.

하나의 예시에서 상기 표면층은 전도성 물질로 이루어지거나 또는 전도성 물질을 포함하는 도전성 표면층일 수 있다. 이러한 방식으로 상기 반대 표면의 표면 저항을 보다 효율적으로 조절할 수 있다. 표면층을 구성하거나, 또는 표면층에 포함될 수 있는 전도성 물질로는, 예를 들면, PEDOT(3,4-폴리에틸렌디옥시티오펜) 또는 PEDOT/PSS(폴리스티렌술포네이트 및 PEDOT의 혼합물) 등과 같은 폴리티오펜계 폴리머, 폴리아세틸렌, 폴리피롤, 폴리아닐린, 폴리플루오렌, 폴리테트라티아풀발렌, 폴리나프탈렌, 폴리(p-페닐렌 술파이드) 또는 폴리(파라-페닐렌 비닐렌) 등과 같은 전도성 폴리머 또는 은, 알루미늄, 구리, 팔라듐, 크롬, 백금 또는 금 등의 금속 물질, 또는 Ag, Au, Pd, Al, Pt, Cu, Zn, Cd, In, Si, Zr, Mo, Ni, Cr, Mg, Mn, Co 및 Sn으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상으로 도핑되거나, 또는 상기와의 합금인 은, 알루미늄, 구리, 팔라듐, 크롬, 백금 또는 금; 또는 탄소나노튜브 등과 같은 전기 전도성 물질이 예시될 수 있고, 이러한 물질을 사용한 표면층은, 예를 들면 습식 코팅 방식 또는 증착 방식으로 형성할 수 있다.

상기 기판에서 상기 접착제층의 내부에는 도전성 패턴이 함입되어 있다. 도전성 패턴은, 접착제층의 기판의 반대측 표면, 즉 상기 접착제층의 상기 기재와 접하는 면의 반대면에 노출되어 있으며, 상기 평탄면의 일부로 존재한다. 즉, 상기 도전성 패턴의 노출 표면과 상기 접착제층의 표면은 동일 표면으로서 평탄면을 형성하고, 하나의 예시에서 상기 접착제층이 상기 표면층을 포함하는 경우, 상기 평탄면을 형성하는 접착제층의 표면은 상기 표면층의 표면일 수 있다.

도전성 패턴이 평탄면에 노출되어 있기 때문에, 평탄면에 유기전자소자의 전극이 형성되는 경우, 상기 전극과 상기 도전성 패턴은 서로 접촉할 수 있고, 이에 따라 상기 전극의 표면 저항을 필요에 따라 적절한 범위로 조절할 수 있다.

도전성 패턴이 평탄면에 노출되어 형성하는 패턴의 형상은 특별히 제한되지 않으며, 필요에 따라서 조절될 수 있다. 예를 들면, 상기 노출 패턴은, 평탄면을 상부에서 관찰하였을 때에, 복수의 노출면이 각각 스트라이프(stripe) 형상을 가지면서 서로 평행하게 배치되어 있거나, 격자 무늬를 이루고 있거나, 사선형 또는 허니컴형을 이루거나, 또는 일정한 패턴이 아닌 무정형을 이루고 있을 수도 있다.

도 3은 하나의 예시적인 도전성 패턴(13)의 노출 부분의 패턴을 나타내고, 노출된 도전성 패턴(13)은 접착제층(12) 또는 표면층(21)과 함께 평탄면을 형성하고 있다.

하나의 예시에서 상기 도전성 패턴이 노출된 상기 평탄면의 표면 저항은 10 Ω/□ 이하, 바람직하게는 5 Ω/□ 이하일 수 있다. 그러나, 상기 표면 저항 수치는 예시적인 것이며, 예를 들면, 목적하는 전극의 표면 저항 수치에 따라서 상기 도전성 패턴이 평탄면에 노출되는 면적 또는 노출 패턴 또는 접착제층에 함입되어 있는 도전성 패턴의 깊이 등을 조절하여 변경할 수 있다.

또한, 도전성 패턴이 평탄면에 노출되어 있는 면적도 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 목적하는 전극의 표면 저항 수치를 고려하여 적절하게 조절될 수 있다. 하나의 예시에서 도전성 패턴이 노출되어 있는 면적은, 전체 평탄면의 면적의 0.01% 내지 40%, 바람직하게는 0.1% 내지 40%, 보다 바람직하게는 0.1% 내지 20%의 비율을 가질 수 있다. 상기와 같은 면적 비율에서 도전성 패턴을 통하여 전극의 표면 저항을 효과적으로 조절하면서, 또한 기판의 전체적인 투광성도 적절한 범위로 유지할 수 있다.

도전성 패턴의 치수는, 도전성 패턴의 형태 또는 도전성 패턴에 사용되는 도전성 물질 또는 목적하는 전극의 표면 저항 수치 등을 고려하여 조절할 수 있다. 하나의 예시에서 도전성 패턴은, 0.01 ㎛ 내지 50 ㎛, 바람직하게는 0.01 ㎛ 내지 40 ㎛, 보다 바람직하게는 0.01 ㎛ 내지 30 ㎛, 더욱 바람직하게는 0.01 ㎛ 내지 20 ㎛, 보다 바람직하게는 0.1 ㎛ 내지 10 ㎛의 두께를 가질 수 있다. 또한, 도전성 패턴의 평탄면에서 노출되는 형상이 스트라이프 형상이거나, 스트라이프 형상으로 이루어진 소정 패턴인 경우, 각 스트라이프 형상은 0.1 ㎛ 내지 500 ㎛, 바람직하게는 0.1 ㎛ 내지 400 ㎛, 보다 바람직하게는 0.1 ㎛ 내지 300 ㎛, 더욱 바람직하게는 0.1 ㎛ 내지 200 ㎛, 보다 바람직하게는 1 ㎛ 내지 100 ㎛의 선폭을 가질 수 있다.

하나의 예시에서 도전성 패턴은, PEDOT 또는 PEDOT/PSS 등과 같은 폴리티오펜, 폴리아세틸렌, 폴리피롤, 폴리아닐린, 폴리플루오렌, 폴리(3-알킬 티오펜), 폴리테트라티아풀발렌, 폴리나프탈렌, 폴리(p-페닐렌 술파이드) 또는 폴리(파라-페닐렌 비닐렌) 등과 같은 전도성 폴리머; Ag, Al, Cu, Pd, Cr, Pt 또는 Au 등과 같은 금속; Ag, Au, Pd, Al, Pt, Cu, Zn, Cd, In, Si, Zr, Mo, Ni, Cr, Mg, Mn, Co 및 Sn으로 이루어진 군으로부터 선택된 2개 이상의 합금 물질 또는 탄소나노튜브 등과 같은 카본계 물질 등을 포함할 수 있다.

상기와 같은 물질을 포함하는 도전성 패턴은, 예를 들면, 후술하는 바와 같이, 상기 물질을 사용하여 건조 타입 또는 소성 타입의 도전성 페이스트 또는 잉크를 제조한 후에, 그 페이스트 또는 잉크를 사용한 인쇄 방식을 통하여 형성하는 것이 바람직하다.

상기 기판에서 도전성 패턴의 노출 표면과 접착제층 또는 표면층의 표면은 함께 동일 표면인 평탄면을 형성한다. 상기 평탄면은 최대 높이 조도가 1 ㎛ 이하, 바람직하게는 0.5 ㎛ 이하일 수 있다. 본 명세서에서 최대 높이 조도는, 컷 오프(cut off) 내의 조도 곡선에서 중심선과 평행하면서, 상기 조도 곡선의 최고점을 지나는 직선과 최저점을 지나는 직선의 거리를 의미하고, 이러한 최대 높이 조도는 예를 들면 후술하는 실시예에 기재되어 있는 방식으로 측정할 수 있다. 본 명세서에서 최대 높이 조도는 100 ㎛²의 면적을 가지는 평탄면의 임의의 영역에서 측정된 최대 높이 조도일 수 있다. 상기에서 임의의 영역은 기판의 평탄면에서 무작위적으로 선택된 면적 100 ㎛²의 영역을 의미한다. 즉, 바람직한 예시에서는, 상기 기판의 평탄면은 최대 높이 조도가 1 ㎛ 이하, 바람직하게는 0.5 ㎛ 이하인 영역만이 존재한다. 이와 같이 평탄면이 우수한 평활도를 가지면, 상기 평탄면상에 유기전자소자를 효율적으로 형성할 수 있고, 또한 예를 들어, 상기 유기전자소자가 평탄면상에 전극, 유기물층 및 전극을 순차적으로 가지는 경우에 전극간에 단락이 일어나는 등의 불량을 방지할 수 있다. 평탄면의 최대 높이 조도는 그 수치가 적을수록 평활도가 우수한 표면이 형성되었다는 것을 의미하므로, 그 하한은 특별히 제한되지 않는다.

예를 들어, 상기 최대 높이 조도의 하한은 0 ㎛, 0.001 ㎛ 또는 0.01 ㎛일 수 있다.

하나의 예시에서 상기 평탄면은, 이형성 기판의 표면의 전사 표면일 수 있다. 평탄면이 이형성 기판의 전사 표면인 경우, 보다 우수한 평활도를 가지는 평탄면의 형성이 가능하다.

본 명세서에서 용어 「이형성 기판의 전사 표면」은, 상기 도전성 패턴의 노출 표면과 접착제층 또는 표면층의 표면이 형성하는 평탄면이 이형성 기판의 표면을 일종의 주형으로 하여, 이형성 기판의 표면에 접하여 우선 형성된 이후에, 상기 이형성 기판이 제거됨으로써, 상기 이형성 기판의 평활도가 전사된 표면을 의미할 수 있다. 이와 같이, 평탄면을 이형성 기판의 표면의 전사 표면으로 구성하기 위해서는, 예를 들면, 후술하는 제조 방식을 적용하여 상기 평탄면을 형성하면 된다.

하나의 예시에서 상기 기판은 상기 평탄면에 형성된 도전층을 추가로 포함할 수 있다. 상기 도전층은, 예를 들면, 유기전자소자의 정공 주입 전극 또는 전자 주입 전극을 형성할 수 있다.

하나의 예시에서 상기 도전층은, 투명성을 가지는 것으로서, 높은 일 함수(work function)을 가져서 정공 주입 전극으로서의 역할을 할 수 있는 물질에 의해 형성되어 있을 수 있다. 이러한 물질로는, ITO, IZO, ZnO, SnO₂ 또는 In₂O₃ 등이 예시될 수 있고, 통상적으로는 ITO가 사용된다.

다른 예시에서 상기 도전층은, 투명성을 가지는 것으로서, 상대적으로 낮은 일 함수(work function)을 가져서 전자 주입 전극으로서의 역할을 할 수 있는 물질에 의해 형성되어 있을 수 있다. 이러한 물질로는, K, Li, Na, Mg, La, Ce, Ca, Sr, Ba, Al, Ag, In, Sn, Zn 또는 Zr 등의 금속 또는 상기 금속으로부터 선택된 2 성분 또는 그 이상의 합금계일 수 있다. 상기에서 합금계로는, Ag/Mg, Al/Li, In/Mg 또는 Al/Ca 등이 예시될 수 있다.

상기 도전층의 두께는, 목적하는 표면 저항이나, 광투과도 등을 고려하여 적절하게 조절할 수 있다.

상기와 같은 유기전자소자용 기판은, 예를 들면, 이형성 기판의 이형 표면에 도전성 패턴을 형성하는 단계; 도전성 패턴이 형성된 기판상에 접착제층의 전구 물질을 형성하는 단계; 접착제층의 전구 물질과 기재를 라미네이트하고, 상기 전구 물질을 접착제층으로 전환시키는 단계; 및 상기 이형성 기판을 제거하는 단계를 포함하는 방식으로 제조할 수 있다.

도 4는, 상기 제조 방법을 모식적으로 나타낸 도면이다.

상기 제조 방법에서 사용되는 이형성 기판(41)의 종류는 특별히 제한되지 않는다. 이형성 기판으로는, 예를 들면, 적어도 일 표면이 도전성 패턴과 접착제층 또는 표면층과 적절한 박리 특성을 나타내고, 또한 상기 표면이 우수한 평활도를 가지는 통상의 필름 또는 시트가 사용될 수 있다.

상기 이형성 기재(41)의 이형 표면에 도전성 패턴(42)을 형성한다. 이 과정에서 도전성 패턴을 형성하는 방식은 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 도전성 패턴을 형성하는 소재를 사용하여 건조 또는 소성 타입의 도전성 페이스트 또는 잉크를 제조한 후에 상기 페이스트 또는 잉크를 인쇄 방식에 적용하여 형성할 수 있다. 인쇄 방식으로는, 예를 들면, 스크린 인쇄, 잉크젯 인쇄, 오프셋 인쇄, 그라비아 인쇄 또는 리버스그라비아 인쇄 방식 등이 예시될 수 있다.

인쇄 공정에 이어서, 페이스트 또는 잉크의 형태에 따라서 필요한 소성 또는 건조 공정을 진행함으로써 도전성 패턴을 형성할 수도 있다.

도전성 패턴(42)을 형성한 후에 패턴이 형성된 이형성 기판(41)의 표면에 접착제층의 전구 물질(43)을 형성할 수 있다. 접착제층의 전구 물질이란, 예를 들면, 전술한 경화 반응에 의하여 접착제층을 형성할 수 있는 물질로서, 상온 경화형, 습기 경화형, 열 경화형, 활성 에너지선 경화형 또는 혼성 경화형 접착제 조성물이거나, 졸겔 코팅액일 수 있다. 상기 졸겔 코팅액은 예를 들면, 지르코늄 알콕시드, 티타늄 알콕시드 또는 실리콘 알콕시드 등의 금속 알콕시드를 알코올이나 물 등의 용매에 용해시키고, 필요에 따라서 촉매 등을 적절하게 배합하여 형성할 수 있다. 또한, 기술한 바와 같이, 상기 전구 물질은, 내부에 고굴절 나노입자가 분산되어 있거나, 고굴절률을 발현할 수 있는 단량체 또는 그 단량체를 포함하는 중합체를 포함하는 전구 물질일 수 있으며, 그 내부에는 추가로 전술한 산란 입자가 포함되어 있을 수도 있다. 이러한 접착제 조성물 또는 졸겔 코팅액을 도전성 패턴이 형성된 이형성 표면상에, 예를 들면, 바 코팅, 스핀 코팅, 그라비아 코팅 등의 방식으로 도포함으로써, 상기 전구 물질의 층을 형성할 수 있다.

전구 물질의 층(43)을 형성한 후에 그 전구 물질의 층(43)상에 기재(45)를 라미네이트하고, 그 상태에서 상기 전구 물질의 층(43)을 접착제층(44)으로 전환시킬 수 있다. 전구 물질의 층의 접착제층으로의 전환은, 사용된 전구 물질의 형태에 따른 적합한 경화를 유도하거나, 축합 반응을 유도함으로써 수행할 수 있다.

접착제층(44)을 형성한 후에 상기 이형성 기판(41)을 박리함으로써, 상기 기판의 제조가 가능하다.

도 5는, 상기 제조 방법의 다른 예시로서 상기 접착제층의 전구 물질(43)을 형성하는 단계 전에 이형성 기판 상에 상기 기술한 표면층(51)을 형성하는 단계를 추가로 수행하는 예시이다.

도 5에 나타난 예시적인 제조 방법은, 상기 접착제층의 전구 물질의 층(43)을 형성하기 전에 표면층(51)을 형성하는 방식을 거치는 것 외에는 도 4에서 언급한 제조 방법과 유사한 방식으로 진행될 수 있다.

또한, 상기 표면층(51)은, 예를 들면, 상기 기술한 표면층을 형성하는 재료를 사용한 습식 코팅 등의 코팅 방식이나, 증착 방식으로 형성할 수 있다.

상기 예시적인 제조 방법에서는, 상기 이형성 기판을 제거한 후에 그 이형성 기판이 제거된 면에 전술한 도전층을 형성하는 단계를 추가로 수행할 수 있다.

도전층을 형성하는 방식은 특별히 제한되지 않으며, 이 분야에서 공지된 통상의 방식을 적용할 수 있다. 예를 들어, 상기 도전층이 ITO 또는 IZO 등의 투명한 전도성 산화물(TCO)인 경우에는, 상기 도전층은 펄스 DC 스퍼터링법 등과 같은 스퍼터링법에 의해 형성하거나, 혹은 습식 코팅법 또는 이온 도금법 등에 의해 형성할 수 있다. 또한, 도전층이 전자 주입성 전극인 경우에는, 도전층은 저항 가열 증착법, 전자빔 증착법, 반응성 증착법, 이온 도금법 또는 스퍼터링법 등을 통하여 형성할 수 있다.

본 발명은 또한 유기전자장치에 관한 것이다. 본 발명의 예시적인 유기전자장치는, 상기 기판 및 상기 기판의 평탄면에 형성되어 있는 유기전자소자를 포함할 수 있다.

하나의 예시에서 상기 유기전자소자는 유기발광소자(OLED)일 수 있다. 유기전자소자가 유기발광소자인 경우, 상기 유기전자소자는, 예를 들면, 발광층을 적어도 포함하는 유기층이 정공 주입 전극과 전자 주입 전극의 사이에 개재된 구조를 가질 수 있다. 또한, 정공 주입 전극 또는 전자 주입 전극은, 이미 기술한 기판의 평탄면상에 형성되는 도전층일 수 있다.

예시적으로 유기발광소자는, 기판의 평탄면으로부터 순차적으로 형성된 (1) 정공 주입 전극/유기 발광층/전자 주입 전극의 형태; (2) 정공 주입 전극/정공 주입층/유기 발광층/전자 주입 전극의 형태; (3) 정공 주입 전극/유기 발광층/전자 주입층/전자 주입 전극의 형태; (4) 정공 주입 전극/정공 주입층/유기 발광층/전자 주입층/전자 주입 전극의 형태; (5) 정공 주입 전극/유기 반도체층/유기 발광층/전자 주입 전극의 형태; (6) 정공 주입 전극/유기 반도체층/전자장벽층/유기 발광층/전자 주입 전극의 형태; (7) 정공 주입 전극/유기 반도체층/유기 발광층/부착개선층/전자 주입 전극의 형태; (8) 정공 주입 전극/정공 주입층/정공 수송층/유기 발광층/전자 주입층/전자 주입 전극의 형태; (9) 정공 주입 전극/절연층/유기 발광층/절연층/전자 주입 전극의 형태; (10) 정공 주입 전극/무기 반도체층/절연층/유기 발광층/절연층/전자 주입 전극의 형태; (11) 정공 주입 전극/유기 반도체층/절연층/유기 발광층/절연층/전자 주입 전극의 형태; (12) 정공 주입 전극/절연층/정공 주입층/정공 수송층/유기 발광층/절연층/전자 주입 전극의 형태 또는 (13) 정공 주입 전극/절연층/정공 주입층/정공 수송층/유기 발광층/전자 주입층/전자 주입 전극의 형태를 가질 수 있으며, 경우에 따라서는 정공 주입 전극과 전자 주입 전극의 사이에 적어도 2개의 발광층이 전하 발생 특성을 가지는 중간 전극 또는 전하 발생층(CGL: Charge Generating Layer)에 의해 분할되어 있는 구조의 유기층을 포함하는 형태를 가질 수도 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

이 분야에서는 정공 또는 전자 주입 전극과 유기층, 예를 들면, 발광층, 전자 주입 또는 수송층, 정공 주입 또는 수송층을 형성하기 위한 다양한 소재 및 그 형성 방법이 공지되어 있으며, 상기 유기전자장치의 제조에는 상기와 같은 방식이 모두 적용될 수 있다.

본 발명의 예시적인 기판은, 예를 들어, 그 기판의 상부에 유기발광소자를 형성하는 경우, 상기 소자가 대면적으로 구성되는 경우에도 전극의 표면 저항을 효율적으로 조절하여, 우수한 발광 휘도 및 발광 균일도가 확보되도록 할 수 있다.

도 1 및 2는, 예시적인 기판을 나타내는 모식도이다.
도 3은, 기판의 평탄면에 노출된 도전성 패턴의 형태를 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 4 및 5는 예시적인 기판의 제조 방법을 모식적으로 나타낸 도면이다.
도 6 및 7은, 실시예에서 제조된 기판을 나타내는 도면이다.
도 8은 실시예에서 제조된 기판의 최대 높이 조도를 보여주는 도면이다.

이하, 본 발명에 따른 실시예 및 본 발명에 따르지 않는 비교예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명하지만, 본 발명의 범위가 하기 제시된 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.

이하 실시예에서의 물성은 하기의 방식으로 측정하였다.

1. 표면 조도의 측정

기판의 평탄면의 표면 조도는, AFM 기기(모델명: D3100, 제조사: Digital Instrument)를 사용하여 탭핑 모드(tapping mode)로 측정하였고, 사용된 팁의 반경은 8 nm였다. 기판에 대하여 면적이 100 ㎛²인 영역을 임의적으로 3 군데 지정한 후에, 지정된 영역에 대하여 상기 방식으로 표면 조도를 측정였다. 하기 표 1에는 측정 결과의 평균치를 기재하였다. 도 8은, 실시예 1의 기판의 표면 조도를 측정하는 사진을 나타낸다.

2. 기판의 표면 저항 측정

기판의 평탄면의 표면 저항은, 표면 저항 측정 시에 통상적으로 사용되는 4 포인트 프로브(기기명: MCP-T610, 제조사: MITSUBISHI CHEMICAL)를 사용하고, 핀간 간격이 5 mm인 ESP 타입의 프로브를 이용하여 측정하였다.

실시예 1.

프라이머 처리가 되어 있지 않은 PET(poly(ethylene terephthalate)) 필름의 표면에 Ag 페이스트를 이용하여 오프셋 그라비어 프린팅 방식으로 격자형의 도전성 패턴을 인쇄하였다. 이 과정에서 도전성 패턴의 선폭은 20 ㎛, 선간의 간격은 280 ㎛로 조절하였고, 도전성 패턴의 높이는 약 1 ㎛로 조절하였다. 그 후, 인쇄된 도전성 패턴을 150℃의 온도에서 약 30 분 동안 유지시켜서 상기 패턴을 소성하였다. 이어서 도전성 패턴이 형성된 PET 필름의 면에 자외선 경화형 접착제 조성물(NOA65, Norland Products Inc.)을 도포한 후에 그 상부에 유리 기재를 라미네이트하고, 고무 롤러로 압력을 인가하여 상기 조성물이 충분하게 펴지도록 하였다. 그 후 상기 조성물에 자외선을 조사(2 J/cm²)하여 접착제층을 형성하였다. 접착제층의 형성 후에 상기 PET 필름을 박리하여 유기전자소자용 기판을 제조하였다. 도 6 및 7은 제조된 기판의 사진을 나타낸다.

실시예 2.

도전성 패턴의 형성 시에 선폭은 40 ㎛, 선간의 간격은 260 ㎛로 조절하고, 높이는 약 2 ㎛로 조절한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방식으로 기판을 제조하였다.

실시예 3.

프라이머 처리가 되어 있지 않은 PET(poly(ethylene terephthalate)) 필름의 표면에 Ag 페이스트를 이용하여 오프셋 그라비어 프린팅 방식으로 격자형의 도전성 패턴을 인쇄하였다. 이 과정에서 도전성 패턴의 선폭은 20 ㎛, 선간의 간격은 280 ㎛로 조절하였고, 도전성 패턴의 높이는 약 1 ㎛로 조절하였다. 그 후, 인쇄된 도전성 패턴을 150℃의 온도에서 약 30 분 동안 유지시켜서 상기 패턴을 소성하였다. 이어서 도전성 패턴이 형성된 PET 필름의 면에 표면층을 형성하기 위한 코팅액(TYT-80-01, Toyo ink)을 도포한 후에 100℃의 온도에서 약 10분 동안 건조하고, 자외선을 조사하여 경화시킴으로써 표면층을 형성하였다. 그 후, 도전성 패턴과 표면층이 형성된 기판에 자외선 경화형 접착제 조성물(NOA65, Norland Products Inc.)을 도포한 후에 유리 기재를 라미네이트하고, 고무 롤러로 압력을 인가하여 상기 조성물이 충분하게 펴지도록 하였다. 그 후 상기 조성물에 자외선을 조사(2 J/cm²)하여 접착제층을 형성한 후에 상기 PET 필름을 박리하여 유기전자소자용 기판을 제조하였다.

상기 실시예에서 제조된 각 기판의 표면 조도 및 표면 저항을 측정하여 하기 표 1에 나타내었다.

	실시예 1	실시예 2	실시예 3
표면 조도(㎛)	0.20	0.27	0.21
표면 저항(Ω/□)	5.1	1.2	4.9

표 1의 결과로부터 평탄면을 이형성 기판의 전사 표면으로 구성한 경우, 상기 평탄면의 평활도가 매우 우수해지는 것을 확인할 수 있다. 또한, 표 1의 결과로부터 도전성 패턴을 구성하는 물질이나, 그 패턴 등을 조절함으로써, 기판의 표면 저항을 목적에 따라서 효과적으로 조절할 수 있는 점을 확인할 수 있다.

1, 2: 유기전자소자용 기판
11: 기재 12: 접착제층
13: 도전성 패턴 21: 표면층
41: 이형성 기판 42: 도전성 패턴
43: 접착제층의 전구 물질 44: 접착제층
45: 기재 51: 표면층

Claims

기재; 상기 기재의 주표면에 형성되어 있는 접착제층; 및 상기 접착제층에 함입되어 있는 도전성 패턴을 포함하고, 상기 도전성 패턴은 상기 접착제층의 상기 기재측의 표면과는 반대측의 표면에 노출되어 있으며, 상기 노출된 도전성 패턴의 표면을 포함하는 상기 접착제층의 반대측의 표면은, 최대 높이 조도가 1 ㎛ 이하인 평탄면인 유기전자소자용 기판.
제 1 항에 있어서, 평탄면은 그 상부에 유기전자소자가 형성되는 면인 유기전자소자용 기판.
제 1 항에 있어서, 기재는 가시광 영역의 광에 대한 투과율이 50% 이상인 투광성 기재인 유기전자소자용 기판.
제 1 항에 있어서, 접착제층은, 활성 에너지선 경화형 접착제층인 유기전자소자용 기판.
제 2 항에 있어서, 접착제층의 굴절률과 평탄면의 상부에 형성되는 유기전자소자의 굴절률의 차이의 절대값이 1 이하인 유기전자소자용 기판.
제 1 항에 있어서, 접착제층은, 접착제층과는 상이한 굴절률을 가지는 산란 입자를 포함하는 유기전자소자용 기판.
제 1 항에 있어서, 접착제층은 평탄면을 형성하고 있는 표면층을 추가로 포함하는 유기전자소자용 기판.
제 7 항에 있어서, 표면층은 도전성 표면층인 유기전자소자용 기판.
제 1 항에 있어서, 평탄면의 표면 저항은 10 Ω/□ 이하인 유기전자소자용 기판.
제 1 항에 있어서, 평탄면에 노출되어 있는 도전성 패턴의 면적의 비율은, 평탄면의 전체 면적의 0.01% 내지 40%인 유기전자소자용 기판.
제 1 항에 있어서, 도전성 패턴은, 전도성 폴리머, 금속, 합금 또는 카본계 물질을 포함하는 유기전자소자용 기판.
제 1 항에 있어서, 최대 높이 조도는 100 ㎛²의 면적을 가지는 평탄면의 임의의 영역의 조도인 유기전자소자용 기판.
제 1 항에 있어서, 평탄면은, 이형성 기판의 표면의 전사 표면인 유기전자소자용 기판.
제 1 항에 있어서, 평탄면상에 형성된 도전층을 추가로 포함하는 유기전자소자용 기판.
이형성 기판의 이형 표면에 도전성 패턴을 형성하는 단계; 도전성 패턴이 형성된 기판상에 접착제층의 전구 물질을 형성하는 단계; 접착제층의 전구 물질과 기재를 라미네이트하고, 상기 전구 물질을 접착제층으로 전환시키는 단계; 및 상기 이형성 기판을 제거하는 단계를 포함하는 유기전자소자용 기판의 제조 방법.
제 15 항에 있어서, 도전성 패턴은, 도전성 페이스트 또는 잉크를 이형성 기판의 표면에 인쇄하는 방식으로 형성하는 유기전자소자용 기판의 제조 방법.
제 16 항에 있어서, 인쇄 방식이 스크린 인쇄, 잉크젯 인쇄, 오프셋 인쇄, 그라비아 인쇄 또는 리버스그라비아 인쇄인 유기전자소자용 기판의 제조 방법.
제 15 항에 있어서, 접착제층의 전구 물질을 형성하기 전에 이형성 기판의 표면에 표면층을 형성하는 단계를 추가로 수행하는 유기전자소자용 기판의 제조 방법.
제 1 항에 따른 유기전자소자용 기판 및 상기 기판의 평탄면에 형성되어 있는 유기전자소자를 포함하는 유기전자장치.
제 19 항에 있어서, 유기전자소자가 유기발광소자인 유기전자장치.