KR20150028558A - 기판 적층체, 이를 포함하는 전자 소자 및 이의 제조방법 - Google Patents

기판 적층체, 이를 포함하는 전자 소자 및 이의 제조방법 Download PDF

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KR20150028558A
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Abstract

본 명세서는 기판 적층체, 이를 포함하는 전자 소자 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

Description

기판 적층체, 이를 포함하는 전자 소자 및 이의 제조방법{SUBSTRATE LAMINATE, ELECTRONIC DEVICE HAVING THE SUBSTRATE LAMINATE AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}
본 명세서는 기판 적층체, 이를 포함하는 전자 소자 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
유기 발광 소자(OLED)는 통상 두 개의 전극 및 이들 전극 사이에 위치하는 한 층 이상의 유기물층으로 구성된다.
이와 같은 구조의 유기 발광 소자에 있어서, 제1 전극 및 제2 전극 사이에 전압을 인가하면, 제1 전극으로부터는 정공이, 제2 전극으로부터는 전자가 각각 유기물층으로 유입되고, 이들이 재결합하여 여기자(exciton)를 형성하며, 이 여기자가 다시 기저 상태로 떨어지면서 에너지 차이에 해당하는 광자를 방출하게 된다.
이와 같은 원리에 의하여 유기 발광 소자는 가시 광선을 발생하며, 이를 이용하여 정보 표시 소자 또는 조명 소자를 제조할 수 있다.
일반적으로, 유기 발광 소자는 기판 상에 제1 전극을 증착하고 1층 이상의 유기물층을 증착한 후, 제2 전극을 증착하는 방법에 의해서 제조될 수 있다. 따라서, 유기물층에서 발생된 빛을 방출하기 위해서 빛을 방출하고자 하는 방향의 전극은 투명해야 하며, 제1 전극 방향으로 빛을 방출하고자 할 때는 제1 전극뿐만 아니라 기판 또한 투명해야 한다.
일반적인 유기 발광 소자는 유기물층 내의 발광층에서 발생한 빛 중에서 일부(air mode)만이 공기 중으로 빠져 나오게 되는데, 이는 발광층의 굴절률이 약1.8 수준으로 공기의 굴절률인 1.0보다 크기 때문이다. 이러한 굴절률 차이로 인해 굴절률이 1.8 수준인 유기물층에 갇히게 되는 빛을 광도파로 모드(wave guide mode), 유기물보다 굴절률이 낮고 공기보다 높은 유리 기판(굴절률 약 1.5)에 갇힌 빛을 글래스 모드(glass mode)라고 말한다.
한국특허공개공보 제10-2010-0125135호
본 명세서는 기판 적층체, 이를 포함하는 전자 소자 및 이의 제조방법을 제공하고자 한다.
본 명세서는 1) 패턴을 갖는 몰드에 무기막을 형성하는 단계; 및 2) 상기 무기막 상에 경화성 수지 조성물을 코팅 후 경화하여 기판을 형성하는 단계를 포함하는 것인 기판 적층체의 제조방법을 제공한다.
또한, 본 명세서는 상기 기판 적층체의 제조방법에 따라 제조된 기판 적층체 상에 제1 전극, 1 이상의 유기물층 및 제2 전극이 순차적으로 적층된 유기 발광부를 형성하는 단계를 포함하는 전자 소자의 제조방법을 제공한다.
또한, 본 명세서는 상기 전자 소자의 제조방법에 따라 제조된 전자 소자를 제공한다.
한편, 본 명세서는 일면에 패턴이 일체형으로 구비된 기판; 및 상기 패턴이 구비된 기판의 일면에 구비된 무기막을 포함하는 기판 적층체를 제공한다.
또한, 본 명세서는 일면에 패턴을 갖는 몰드; 상기 패턴을 갖는 몰드 상에 구비된 기판; 및 상기 몰드와 기판 사이에 구비된 무기막을 포함하는 것인 기판 적층체를 제공한다.
또한, 본 명세서는 상기 기판 적층체; 및 상기 기판 적층체의 타면에 제1 전극, 1 이상의 유기물층 및 제2 전극이 순차적으로 적층된 유기 발광부를 포함하는 전자 소자를 제공한다.
또한, 본 명세서는 상기 전자 소자를 포함하는 디스플레이 장치를 제공한다.
또한, 본 명세서는 상기 전자 소자를 포함하는 조명 장치를 제공한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따른 기판 적층체는 일면에 렌즈를 일체형으로 구비하여 간단한 공정으로 광추출할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따른 기판 적층체는 기판과 공기와의 굴절률 차이에 의하여 발생하는 빛의 손실을 최소화할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 명세서의 일 실시상태에 따른 전자 소자의 제조방법의 순서도이다.
도 2는 본 명세서의 일 실시상태에 따른 기판 적층체의 광학 현미경 사진이다.
도 3은 본 명세서의 일 실시상태에 따른 패턴을 갖는 몰드의 단면도이다.
이하에서 본 명세서에 대하여 상세히 설명한다.
본 명세서는 1) 패턴을 갖는 몰드에 무기막을 형성하는 단계; 및
2) 상기 무기막 상에 경화성 수지 조성물을 코팅 후 경화하여 기판을 형성하는 단계를 포함하는 것인 기판 적층체의 제조방법을 제공한다.
본 명세서의 일 실시상태에서, 상기 1) 단계 이전에, 패턴을 갖는 몰드를 준비하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 패턴을 갖는 몰드를 제조하는 방법은 당 기술분야에서 일반적인 방법으로 형성할 수 있다. 예를 들면, 상기 몰드는 금형에서 압출성형되거나, 포토리소그래피법으로 패턴을 식각하여 제조하거나, 잉크젯, 롤프린팅 등과 같은 인쇄법으로 형성할 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.
상기 몰드의 재료는 패턴의 모양을 유지할 수 있다면, 특별히 한정되지 않는다. 예를 들면, 철, 알루미늄, 니켈, 구리 등과 같은 금속; 폴리우레탄, 실옥산계 수지, 폴리디메틸실록산(PDMS, Polydimethylsiloxane) 등과 같은 탄성소재; 또는 PET, PS, PP 등과 같은 플라스틱일 수 있다.
상기 패턴은 양각 패턴 또는 음각 패턴일 수 있으며, 상기 패턴은 규칙적인 패턴을 가질 수도 있고, 불규칙한 요철 형태를 가질 수도 있다.
상기 패턴의 형태는 광추출 기능을 할 수 있다면, 패턴의 형태는 특별히 한정되지 않는다. 예를 들면, 상기 패턴은 불규칙한 요철이거나, 볼록 렌즈 또는 오목 렌즈 형상의 패턴일 수 있다.
이때, 상기 몰드의 패턴에 의해 형성된 패턴이 렌즈로서 빛을 모으거나 분산하는 기능을 할 수 있다면 세부적인 형태는 한정하지 않는다. 예를 들면, 상기 렌즈는 반원 단면 형상을 갖는 렌티큘라(lenticular) 렌즈 또는 삼각형 단면 형상을 갖는 프리즘 렌즈일 수 있다. 구체적으로 도 3에 도시된 1) 또는 2)와 같이 렌티큘라(lenticular) 렌즈 또는 삼각형 단면 형상을 갖는 프리즘 렌즈일 수 있다.
상기 몰드의 패턴은 각각의 패턴 사이에 간격이 있거나 연속된 패턴일 수 있다. 구체적으로 연속된 패턴일 수 있으며, 더 구체적으로 연속된 볼록 렌즈 또는 오목 렌즈 형상의 패턴일 수 있다.
상기 몰드의 패턴이 반원 단면 형상을 갖는 렌티큘라(lenticular) 렌즈의 형상일 경우, 상기 반원의 직경은 1 nm 이상 1 mm 이하일 수 있다. 필요에 따라, 1 nm 이상 100 μm 이하일 수 있다.
본 명세서에서, 상기 패턴은 높이 차이가 있는 요철일 수 있다. 구체적으로 도 3에 도시된 4)와 같이 불규칙한 높이 차이를 갖는 요철일 수 있다.
상기 패턴을 갖는 몰드 상에 후술할 경화성 수지 조성물을 직접 코팅하는 경우에는 몰드와 경화성 수지 조성물 사이의 표면 에너지의 차이에 의해 디웨팅(dewetting)이 일어나 코팅이 어려울 수 있다.
이때, 디웨팅(dewetting)은 코팅된 표면 등이 매끄럽게 되지 않고 울퉁불퉁하거나 불규칙한 형태의 덩어리로 응어리진 상태를 말한다.
또한, 상기 패턴을 갖는 몰드 상에 후술할 경화성 수지 조성물을 직접 코팅 후 경화하는 경우, 상기 몰드의 재질에 따라 경화성 수지 조성물이 경화된 기판을 몰드에서 분리하는 것이 어려울 수 있다. 예를 들면, 상기 몰드의 재료가 니켈인 경우, 기판을 몰드에서 분리하기 어렵다.
한편, 패턴을 갖는 몰드에 무기막을 형성하여 경화성 수지 조성물이 접속하는 표면의 표면 에너지를 증가시킬 수 있다.
상기 무기막의 표면에너지는 50 erg/cm2 이상 80 erg/cm2 이하일 수 있다.
상기 무기막의 일면은 상기 몰드의 패턴에 접하고 상기 무기막의 타면은 상기 기판과 접하며, 상기 무기막이 상기 몰드의 패턴에 접하는 면 및 이의 반대면은 모두 상기 몰드의 패턴에 대응하는 패턴을 가질 수 있다. 즉, 상기 몰드 상에 무기막을 형성하여도 상기 무기막이 형성된 표면은 몰드의 패턴을 유지한다.
상기 무기막 상에 경화성 수지 조성물을 코팅하는 경우에는 디웨팅(dewetting)이 일어나지 않고 코팅이 균일하게 잘 되고, 경화성 수지 조성물이 경화된 기판을 몰드에서 쉽게 분리할 수 있는 장점이 있다.
상기 1) 단계에서, 상기 무기막을 스퍼터링법, 웨트 코트법 또는 화학기상증착법의 방법으로 형성할 수 있다.
상기 1) 단계에서, 상기 무기막은 Si의 산화물 또는 질화물을 이용하여 제조될 수 있다. 구체적으로 SiO2, SiN, SiOxNy 등이 있으며, 바람직하게는 SiO2일 수 있다.
상기 무기막의 두께는 1 nm 이상 100 nm 이하일 수 있다. 이 경우 몰드의 패턴의 형상을 변형시키지 않으면서, 경화성 수지 조성물이 코팅되면서 디웨팅이 일어나지 않도록 표면에너지를 조절할 수 있다.
상기 경화성 수지 조성물의 조성은 패턴을 갖는 무기막 상에 코팅 후 경화하여 기판 적층체로서 사용하는 데 문제가 없다면, 특별히 한정하지 않는다.
예를 들면, 상기 경화성 수지 조성물은 폴리아크릴레이트(polyacrylate), 폴리프로필렌(PP, polypropylene), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET, polyethylene Terephthalate), 폴리에틸렌에테르프탈레이트(polyethylene ether phthalate), 폴리에틸렌프탈레이트(polyethylene phthalate), 폴리부틸렌프탈레이트(polybuthylene phthalate), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN; Polyethylene Naphthalate), 폴리카보네이트(PC; polycarbonate), 폴리스티렌(PS, polystyrene), 폴리에테르이미드(polyether imide), 폴리에테르술폰(polyether sulfone), 폴리디메틸실록산(PDMS; polydimethyl siloxane), 폴리에테르에테르케톤(PEEK; Polyetheretherketone), 폴리이미드(PI; polyimide) 및 폴리아믹산(PAA; Polyamic Acid) 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
몰드 중 패턴이 돌출된 돌출부를 기준으로 상기 경화성 수지 조성물은 10 nm 이상 10 cm 이하의 두께로 코팅될 수 있다.
상기 경화성 수지 조성물을 경화하는 방법은 조성물이 경화될 수 있다면 특별히 한정하지 않으나, 구체적으로 상기 경화성 수지 조성물 중 용매를 증발시키는 프리베이크의 단계 및 경화성 수지 조성물을 경화시키는 포스트베이크의 단계를 포함할 수 있다.
상기 프리베이크의 조건은 80℃ 이상 120℃ 이하의 온도에서 20분 이상 60분 이하 동안 처리할 수 있으며, 상기 포스트베이크의 조건은 200℃ 이상 350℃ 이하의 온도에서 20분 이상 60분 이하 동안 처리할 수 있다.
상기 형성된 기판의 일면은 평탄하고, 타면은 몰드의 패턴에 대응하여 패턴이 형성된다. 상기 패턴은 광추출 기능을 할 수 있도록 형성되며, 그 모양은 한정되지 않으나, 예를 들면 상기 패턴은 볼록 렌즈 또는 오목 렌즈 형상일 수 있다.
상기 렌즈는 반원 단면 형상을 갖는 렌티큘라(lenticular) 렌즈 또는 삼각형 단면 형상을 갖는 프리즘 렌즈일 수 있다.
상기 기판은 패턴은 각각의 패턴 사이에 간격이 있거나 연속된 패턴일 수 있다. 구체적으로 연속된 패턴일 수 있으며, 더 구체적으로 연속된 볼록 렌즈 또는 오목 렌즈 형상의 패턴일 수 있다.
상기 기판의 패턴이 반원 단면 형상을 갖는 렌티큘라(lenticular) 렌즈의 형상일 경우, 상기 반원의 직경은 1 nm 이상 1 mm 이하일 수 있다. 필요에 따라, 1 nm 이상 100μm 이하일 수 있다.
본 명세서의 제조방법에 따라서 제조된 기판 적층체의 일면은 평탄하고, 타면은 패턴이 형성되어 있으며, 기판 상에 패턴을 형성하는 별도의 공정없이 기판과 패턴이 일체형으로 제조된 것이다. 이 경우 기판에 패턴을 형성하는 별도의 공정없이 패턴을 갖는 기판을 제조할 수 있어 공정이 간편하고 비용이 절약되는 장점이 있다.
상기 기판 상의 패턴은 광추출 기능을 할 수 있어, 전자 소자에서 발생되는 빛 중 기판에 갇힌 글래스 모드(glass mode)의 빛을 외부로 추출할 수 있다.
상기 기판은 투명 또는 불투명할 수 있으나, 투명한 것이 바람직하다.
상기 기판의 광투과율은 50 %이상일 수 있으며, 필요에 따라 80 %이상일 수 있다.
상기 기판의 광추출능은 80 %이상일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따라, 상기 2) 단계 이후에 기판 상에 배리어층(barrier layer)을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 구체적으로 기판 중 패턴이 형성되지 않는 면에 배리어층(barrier layer)을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 배리어층은 산소, 수분 등으로부터 침투를 방지하는 층이며, 이를 수행할 수 있다면 배리어층의 형성방법 및 재료 등은 한정하지 않는다. 예를 들면, 상기 배리어층은 원자층 증착법(ALD, Atomic Layer Deposition)으로 금속 또는 금속산화물을 증착하여 형성할 수 있다.
상기 원자층 증착법은 금속막 또는 금속산화막의 전구체의 증기가 진공 챔버 중에서 무기막이 형성된 기판 상에 흡수된다. 이때, 상기 전구체는 기판 상에 형성된 무기막 중 반응성기와 화학적으로 반응한다. 이어서, 기판에 흡수된 전구체와의 반응을 촉진시키는 조건 하에서 반응물을 챔버 중으로 도입하여 목적하는 금속막 또는 금속산화막을 형성한다.
상기 금속막 또는 금속산화막이 다층인 경우에는 기판을 전구체의 증기에 노출하는 단계와 기판에 흡수된 전구체와 반응물을 반응시키는 단계를 2회 이상 반복하여 형성할 수 있다. 이와 같이 반복하여 다층의 금속막 또는 금속산화막을 형성하는 경우에는 각 층을 같은 물질로 형성할 수도 있고, 서로 다른 물질로 형성할 수도 있다.
상기 원자층 증착법에 의한 성장은 통상적인 화학기상증착법(CVD) 및 진공 증착법, 스퍼터링법, 이온플래이팅법과 같은 물리적 기상 증착법(PVD, Physical Vapor Deposition)에 의한 성장과 대조를 이룬다. 구체적으로, 화학기상증착법 및 물리적 기상 증착법에 의한 성장은 기판 표면 상의 한정된 수의 핵형성 부위에서 개시 및 진행되므로, 컬럼 사이에 경계선을 갖는 원주형 미세구조체가 형성되며, 이를 따라 기체 투과가 용이하게 일어날 수 있다. 반면, 상기 원자층 증착법은 기판 표면 상에 틈이 없이 밀착된 매우 얇은 필름을 생성할 수 있으므로, 극히 낮은 가스 투과도를 가질 수 있다.
본 명세서는 1) 패턴을 갖는 몰드에 무기막을 형성하는 단계;
2) 상기 무기막 상에 경화성 수지 조성물을 코팅 후 경화하여 기판을 형성하는 단계; 및
3) 상기 기판 상에 제1 전극, 1 이상의 유기물층 및 제2 전극이 순차적으로 적층된 유기 발광부를 형성하는 단계를 포함하는 전자 소자의 제조방법을 제공한다.
여기서, 상기 기판 적층체의 제조방법과 중복되는 몰드, 무기막, 열경화성 수지 및 기판 등에 관한 설명은 동일하다.
상기 제1 전극, 1 이상의 유기물층 및 제2 전극을 형성하는 방법은 특별히 한정하지 않으며, 당 기술분야에서 일반적으로 사용하는 기술로 제조될 수 있다.
예컨대, 스퍼터링(sputtering)이나 전자빔 증발(e-beam evaporation)과 같은 PVD(physical vapor deposition) 방법을 이용하여, 기판 적층체 상에 금속 또는 전도성을 가지는 금속 산화물 또는 이들의 합금을 증착시켜 제1 전극을 형성하고, 그 위에 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층 및 전자 수송층을 포함하는 유기물층을 진공 증착법 또는 스핀 코팅, 딥 코팅, 잉크젯 프린팅, 스크린 프린팅, 스프레이법, 롤 코팅 등의 용액 도포법으로 형성한 후, 그 위에 제2 전극으로 사용할 수 있는 물질을 증착시킴으로써 제조될 수 있다.
상기 제1 전극, 1 이상의 유기물층 및 제2 전극의 재료는 특별히 한정하지 않으며, 당 기술분야에서 일반적으로 사용되는 물질을 사용할 수 있다.
상기 유기 발광부의 외측을 덮는 밀봉부를 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 밀봉부가 유기 발광부의 외측을 덮으면서 유기 발광부를 밀봉할 수 있다면, 밀봉하는 방법 및 재료는 특별히 한정하지 않는다.
예를 들면, 봉지 필름으로 압착하거나, 금속 또는 금속산화물을 증착하거나, 수지 조성물을 코팅 및 경화하여 밀봉할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 1) 단계 이전에 캐리어 기판 상에 패턴을 갖는 몰드를 설치하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 3) 단계 이후에 상기 캐리어 기판을 분리하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이 때, 캐리어 기판의 분리방법은 나이프, 레이저 등 당 기술분야에 알려진 방법을 이용할 수 있고, 특히 나이프 만으로도 쉽게 분리할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 기판 적층체 상에 유기 발광부를 형성한 후 또는 상기 유기 발광부의 외측을 덮는 밀봉부를 형성한 후, 상기 패턴을 갖는 몰드를 기판으로부터 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 패턴을 갖는 몰드를 기판으로부터 제거할 때, 기판과 몰드 사이의 친화도에 따라 기판과 몰드 사이에 위치하는 무기막은 몰드와 함께 기판으로부터 떨어지거나, 기판 상에 무기막이 남아 있을 수 있다. 이때, 상기 패턴을 갖는 몰드를 기판으로부터 제거한 뒤 기판 상에 무기막이 남아 있는 경우, 상기 무기막은 배리어층으로서 수분, 산소 등으로부터 차단하는 기능을 할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 기판 적층체 상에 유기 발광부를 형성한 후 또는 상기 유기 발광부의 외측을 덮는 밀봉부를 형성한 후, 캐리어 기판 상에 설치된 몰드를 캐리어 기판과 함께 기판으로부터 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 캐리어 기판을 제거하기 전에 상기 유기 발광부의 외측을 덮는 밀봉부를 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 밀봉부가 유기 발광부의 외측을 덮으면서 유기 발광부를 밀봉할 수 있다면, 그 재료는 특별히 한정하지 않는다. 예를 들면, 봉지 필름으로 압착하거나, 금속 또는 금속산화물을 증착하거나, 수지 조성물을 코팅 및 경화하여 밀봉할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 밀봉부를 원자층 증착법으로 금속 또는 금속산화물을 증착하여 밀봉할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 밀봉부는 원자층 증착법으로 형성된 2층 이상의 금속층 또는 금속산화물층일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 밀봉부는 적어도 유기 발광부의 외측을 밀봉하며, 유기 발광부의 외측뿐만 아니라 노출된 기판 적층체의 외측도 밀봉할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 캐리어 기판을 분리한 후에 핀을 이용하여 지면으로부터 유기 발광부가 형성된 기판 적층체를 띄우는 단계; 및 유기 발광부의 외측과 기판 적층체의 외측을 원자층 증착법으로 금속층 또는 금속산화물층 형성하여 밀봉하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이때, 기판 적층체의 외측은 유기 발광부가 형성된 면 중 유기 발광부가 형성되지 않는 부분, 유기 발광부가 형성된 면의 반대면 및 측면을 포함한다. 구체적으로, 유기 발광부의 외측과 기판 적층체의 외측은 전자 소자의 전면을 의미한다.
도 1에 도시된 바와 같이, a) 패턴을 갖는 몰드를 준비하는 단계; b) 상기 몰드 상에 스퍼터링법으로 SiO2의 무기막을 형성하는 단계; c) 상기 무기막 상에 폴리아믹산을 코팅 후 경화하여 기판을 형성하는 단계; d) 상기 기판 상에 제1 전극, 1 이상의 유기물층 및 제2 전극을 순차적으로 유기 발광부를 적층하는 단계; e) 상기 유기 발광부의 외측을 덮는 밀봉부를 형성하는 단계; 및 f) 몰드를 기판으로부터 제거하는 단계를 수행하여 전자 소자를 제조할 수 있다.
본 명세서는 상기 기판 적층체의 제조방법에 따라 제조된 전자 소자를 제공한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 일면에 패턴이 일체형으로 구비된 기판 적층체를 제공한다.
이때, 일면에 패턴이 일체형으로 구비된다는 것은 기판의 제조 시 일면에 패턴이 함께 제조되어 기판과 패턴의 재료가 동일하고 기판과 패턴 사이의 계면이 존재하지 않는 것을 의미한다.
상기 패턴은 볼록 렌즈 또는 오목 렌즈 일 수 있다.
상기 기판의 패턴이 구비된 일면에 구비된 무기막을 더 포함할 수 있다.
본 명세서의 다른 실시상태에 있어서, 일면에 패턴이 일체형으로 구비된 기판; 및
상기 패턴이 구비된 기판의 일면에 구비된 무기막을 포함하는 기판 적층체를 제공한다.
상기 무기막은 상기 패턴이 구비된 기판의 일면 중 일부에 구비되거나 전체에 구비될 수 있다.
상기 패턴은 볼록 렌즈 또는 오목 렌즈 일 수 있다.
본 명세서의 또 다른 실시상태에 있어서, 일면에 패턴을 갖는 몰드;
상기 패턴을 갖는 몰드 상에 구비된 기판; 및
상기 몰드와 기판 사이에 구비된 무기막을 포함하는 것인 기판 적층체를 제공한다.
상기 패턴은 양각 패턴 또는 음각 패턴일 수 있으며, 상기 패턴은 규칙적인 패턴을 가질 수도 있고, 불규칙한 요철 형태를 가질 수도 있다.
상기 패턴의 형태는 광추출 기능을 할 수 있다면, 패턴의 형태는 특별히 한정되지 않는다. 예를 들면, 상기 패턴은 불규칙한 요철이거나, 볼록 렌즈 또는 오목 렌즈 형상의 패턴일 수 있다.
상기 렌즈는 빛을 모으거나 분산하는 기능을 할 수 있다면 세부적인 형태는 한정하지 않는다. 예를 들면, 상기 렌즈는 반원 단면 형상을 갖는 렌티큘라(lenticular) 렌즈 또는 삼각형 단면 형상을 갖는 프리즘 렌즈일 수 있다.
상기 렌즈는 각각의 렌즈 사이에 간격이 있거나 연속된 렌즈 형상일 수 있다. 구체적으로 연속된 렌즈 형상의 패턴일 수 있다.
상기 렌즈가 반원 단면 형상을 갖는 렌티큘라(lenticular) 렌즈의 형상일 경우, 상기 반원의 직경은 1 nm 이상 1 mm 이하일 수 있다. 필요에 따라, 1 nm 이상 100 μm 이하일 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 렌즈가 반원 단면 형상을 갖는 렌티큘라(lenticular) 렌즈의 형상일 경우 광학 현미경의 사진과 같이 제조될 수 있다.
본 명세서에서, 상기 패턴은 높이 차이가 있는 요철일 수 있다.
상기 무기막의 일면은 상기 몰드의 패턴에 접하고 상기 무기막의 타면은 상기 기판과 접하며, 상기 무기막이 상기 몰드의 패턴에 접하는 면 및 이의 반대면은 모두 상기 몰드의 패턴에 대응하는 패턴을 가질 수 있다.
상기 무기막은 Si의 산화물 또는 질화물을 포함할 수 있다. 구체적으로 SiO2, SiN, SiOxNy 등이 있으며, 바람직하게는 SiO2일 수 있다.
상기 무기막의 두께는 1 nm 이상 100 nm 이하일 수 있다. 이 경우 몰드의 패턴을 따라 증착되어 무기막을 증착한 후에도 패턴의 형태가 유지되는 장점이 있다.
상기 기판 적층체 또는 기판은 폴리아크릴레이트(polyacrylate), 폴리프로필렌(PP, polypropylene), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET, polyethylene Terephthalate), 폴리에틸렌에테르프탈레이트(polyethylene ether phthalate), 폴리에틸렌프탈레이트(polyethylene phthalate), 폴리부틸렌프탈레이트(polybuthylene phthalate), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN; Polyethylene Naphthalate), 폴리카보네이트(PC; polycarbonate), 폴리스티렌(PS, polystyrene), 폴리에테르이미드(polyether imide), 폴리에테르술폰(polyether sulfone), 폴리디메틸실록산(PDMS; polydimethyl siloxane), 폴리에테르에테르케톤(PEEK; Polyetheretherketone), 폴리이미드(PI; polyimide) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 1종의 재질을 포함할 수 있다.
본 명세서에서, 상기 기판은 일면에 패턴이 일체형으로 구비된 기판이 2 이상 적층된 것일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 기판 적층체의 수증기 투과율은 10-1 g/m2Day 이하일 수 있으며, 구체적으로 10-3 g/m2Day 이하일 수 있고, 구체적으로 10-5 g/m2Day 이하일 수 있다. 이 경우 상기 기판 적층체 상에 구비된 후술할 유기 발광부가 수분으로부터 보호될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 기판 적층체의 광 투과율은 50 % 이상일 수 있으며, 구체적으로 80 % 이상일 수 있다. 이 경우 상기 기판 적층체가 빛이 투과해야 하는 전자 소자의 기판으로 적용되는 경우에도 빛을 투과시킬 수 있는 장점이 있다.
본 명세서에 따른 기판 적층체; 및
상기 기판 적층체의 타면에 제1 전극, 1 이상의 유기물층 및 제2 전극이 순차적으로 적층된 유기 발광부를 포함하는 전자 소자를 제공한다.
본 명세서에서, “기판 적층체”는 적어도 기판을 포함하고, 기판의 일측 및 타측 중 1 이상에 형성된 기능층을 더 포함할 수 있다. 상기 기능층으로는 내부 배리어층, 외부 배리어층, 광추출층, 평탄층, 점착층 등일 수 있다.
상기 제1 전극은 양극 또는 음극일 수 있으며, 제2 전극은 제1 전극과 반대로 양극 또는 음극일 수 있다. 즉, 제1 전극이 양극일 때에는 제2 전극은 음극이고, 제1 전극이 음극일 때에는 제2 전극은 양극일 수 있다.
상기 유기물층은 유기물로 구성되어 전기에너지를 빛에너지로 전환하는 층이며, 두 전극 사이에 전압을 걸어주게 되면 양극에서는 정공이, 음극에서는 전자가 유기물층에 주입되게 되고, 주입된 정공과 전자가 만났을 때 엑시톤(exciton)이 형성되며, 이 엑시톤이 다시 바닥상태로 떨어질 때 빛이 나게 된다.
상기 유기물층은 유기 전자 소자의 효율과 안정성을 높이기 위하여 각기 다른 물질로 구성된 다층의 구조로 이루어질 수 있으며, 예컨대 정공주입층, 정공수송층, 발광층, 전자수송층, 전자주입층 등으로 이루어 질 수 있다.
상기 양극, 음극 및 유기물층의 재질은 각각 양극, 음극 및 유기물층의 기능을 할 수 있다면 특별히 한정하지 않으며, 당 기술분야에서 일반적으로 사용하는 재질을 사용할 수 있다.
본 명세서에서, “순차적으로”라는 표현은 기판 상에 제1 전극, 유기물층 및 제2전극 중에서 상대적으로 형성되는 순서를 의미한다.
본 명세서에서, 제1 전극과 유기물층이 접하고 상기 유기물층에 제2 전극이 접하여 형성되거나, 기판과 제1 전극의 사이, 제1 전극과 유기물층의 사이 및 유기물층과 제2 전극의 사이 중 적어도 하나에 추가의 기능층, 중간전극 등이 1 이상 추가될 수 있다.
상기 유기 발광부의 외측을 덮는 밀봉부를 더 포함할 수 있다.
상기 밀봉부가 유기 발광부의 외측을 덮으면서 유기 발광부를 밀봉할 수 있다면, 그 재료는 특별히 한정하지 않는다.
예를 들면, 봉지 필름으로 압착하거나, 금속 또는 금속산화물을 증착하거나, 수지 조성물을 코팅 및 경화하여 밀봉할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 밀봉부는 원자층 증착법으로 금속 또는 금속산화물을 증착하여 형성될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 밀봉부는 원자층 증착법으로 형성된 2층 이상의 금속층 또는 금속산화물층일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 밀봉부는 적어도 유기 발광부의 외측을 밀봉하며, 유기 발광부의 외측뿐만 아니라 노출된 기판 적층체의 외측도 밀봉할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 유기 발광부를 형성한 후 또는 캐리어 기판을 분리한 후에 핀을 이용하여 지면으로부터 유기 발광부가 형성된 기판 적층체를 띄우는 단계; 및 유기 발광부의 외측과 기판 적층체의 외측을 원자층 증착법으로 금속층 또는 금속산화물층 형성하여 밀봉하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이때, 기판 적층체의 외측은 유기 발광부가 형성된 면 중 유기 발광부가 형성되지 않는 부분, 유기 발광부가 형성된 면의 반대면 및 측면을 포함한다.
상기 기판 적층체와 상기 제1 전극 사이에 광추출층을 더 포함할 수 있다.
본 명세서에 있어서, 상기 광추출층은 광산란을 유도하여, 소자의 광추출 효율을 향상시킬 수 있는 구조라면 특별히 제한하지 않는다. 하나의 실시상태에 있어서, 상기 광추출층은 바인더 내에 산란입자가 분산된 구조일 수 있다. 또 다른 하나의 실시상태에 있어서, 상기 광추출층은 다수의 렌즈 등과 같은 돌기 구조에 의해서 광을 산란하는 구조일 수 있다.
또한, 상기 광추출층은 스핀 코팅, 바 코팅, 슬릿 코팅 등의 방법에 의하여 직접 형성되거나, 필름 형태로 제작하여 부착하는 방식에 의하여 형성될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 상기 광추출층 상에 구비된 평탄층을 더 포함할 수 있다.
상기 전자 소자의 예로는 유기 발광 소자, 유기 태양전지, 유기 감광체(OPC), 유기 트랜지스터 등이 있으나, 이에만 한정되지 않는다.
본 명세서에 있어서, 상기 패턴이 형성된 몰드 상에 무기막 및 기판을 형성하여 기판 적층제를 제조하는 공정; 및 기판 적층체 상에 배리어층, 광추출층 및 유기 발광부 중 적어도 하나를 순차적으로 형성하는 공정은 플레이트 투 플레이트(plate-to-plate) 공정 또는 롤 투 플레이트(roll-to-plate) 공정뿐만 아니라, 롤투롤(roll-to-roll) 공정을 이용할 수 있다. 특히, 본 출원에서는 롤투롤 공정을 이용하여 전자 소자를 제조할 수 있으므로, 공정비용을 절감할 수 있는 특징이 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 전자 소자는 유기 발광 소자일 수 있다.
상기 전자 소자는 플렉서블 유기 발광 소자일 수 있다. 이 경우, 상기 기판 적층체가 플렉서블 재료를 포함한다. 예컨대, 휘어질 수 있는 박막 형태의 글래스, 플라스틱 또는 필름 형태의 기판을 사용할 수 있다.
상기 플라스틱 기판의 재질은 특별히 한정하지는 않으나, 폴리아크릴레이트(polyacrylate), 폴리프로필렌(PP, polypropylene), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET, polyethylene Terephthalate), 폴리에틸렌에테르프탈레이트(polyethylene ether phthalate), 폴리에틸렌프탈레이트(polyethylene phthalate), 폴리부틸렌프탈레이트(polybuthylene phthalate), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN; Polyethylene Naphthalate), 폴리카보네이트(PC; polycarbonate), 폴리스티렌(PS, polystyrene), 폴리에테르이미드(polyether imide), 폴리에테르술폰(polyether sulfone), 폴리디메틸실록산(PDMS; polydimethyl siloxane), 폴리에테르에테르케톤(PEEK; Polyetheretherketone), 폴리이미드(PI; polyimide) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 1종의 재질을 포함할 수 있다. 상기 플라스틱 기판은 단층 또는 복층의 형태로 사용할 수 있다.
또한, 본 명세서는 상기 전자 소자를 포함하는 디스플레이 장치를 제공한다.
상기 디스플레이 장치는 백라이트 유닛과 화소부를 포함하며, 본 명세서의 전자 소자는 상기 백라이트 유닛과 화소부 중 적어도 하나에 포함될 수 있다.
또한, 본 명세서는 상기 전자 소자를 포함하는 조명 장치를 제공한다.
상기 조명 장치는 백색의 조명 장치이거나 유색의 조명 장치일 수 있다. 이때, 요구되는 조명 색에 따라 본 명세서의 전자 소자의 발광색을 조절하여 조명 장치에 포함될 수 있다.

Claims (32)

1) 패턴을 갖는 몰드에 무기막을 형성하는 단계; 및
2) 상기 무기막 상에 경화성 수지 조성물을 코팅 후 경화하여 기판을 형성하는 단계를 포함하는 것인 기판 적층체의 제조방법.
청구항 1에 있어서, 상기 무기막의 일면은 상기 몰드의 패턴에 접하고 상기 무기막의 타면은 상기 기판과 접하며,
상기 무기막이 상기 몰드의 패턴에 접하는 면 및 이의 반대면은 모두 상기 몰드의 패턴에 대응하는 패턴을 갖는 것인 기판 적층체의 제조방법.
청구항 1에 있어서, 상기 2) 단계에서, 상기 경화성 수지 조성물은 폴리아크릴레이트(polyacrylate), 폴리프로필렌(PP, polypropylene), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET, polyethylene Terephthalate), 폴리에틸렌에테르프탈레이트(polyethylene ether phthalate), 폴리에틸렌프탈레이트(polyethylene phthalate), 폴리부틸렌프탈레이트(polybuthylene phthalate), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN; Polyethylene Naphthalate), 폴리카보네이트(PC; polycarbonate), 폴리스티렌(PS, polystyrene), 폴리에테르이미드(polyether imide), 폴리에테르술폰(polyether sulfone), 폴리디메틸실록산(PDMS; polydimethyl siloxane), 폴리에테르에테르케톤(PEEK; Polyetheretherketone), 폴리이미드(PI; polyimide) 및 이들의 조합 중 어느 하나 이상을 포함하는 것인 기판 적층체의 제조방법.
청구항 1에 있어서, 상기 1) 단계 이전에, 폴리디메틸실록산(PDMS, Polydimethylsiloxane)을 이용하여 패턴을 갖는 몰드를 준비하는 단계를 포함하는 것인 기판 적층체의 제조방법.
청구항 1에 있어서, 상기 패턴은 볼록 렌즈 또는 오목 렌즈 형상의 패턴인 것인 기판 적층체의 제조방법.
청구항 5에 있어서, 상기 렌즈는 반원 단면 형상을 갖는 렌티큘라(lenticular) 렌즈 또는 삼각형 단면 형상을 갖는 프리즘 렌즈인 것인 기판 적층체의 제조방법.
청구항 1에 있어서, 상기 1) 단계에서, 상기 무기막을 스퍼터링법, 웨트 코트법 또는 화학기상증착법의 방법으로 형성하는 것인 기판 적층체의 제조방법.
청구항 1에 있어서, 상기 1) 단계에서, 상기 무기막은 Si의 산화물 또는 질화물을 이용하여 제조된 것인 기판 적층체의 제조방법.
청구항 1에 있어서, 상기 무기막의 두께는 1 nm 이상 100 nm 이하인 것인 기판 적층체의 제조방법.
청구항 1에 있어서, 상기 2) 단계 이후에 기판 상에 배리어층(barrier layer)을 형성하는 단계를 더 포함하는 것인 기판 적층체의 제조방법.
청구항 1에 있어서, 상기 무기막의 표면에너지는 50 erg/cm2 이상 80 erg/cm2 이하인 것인 기판 적층체의 제조방법.
청구항 1 내지 11 중 어느 한 항에 따라 제조된 기판 적층체 상에 제1 전극, 1 이상의 유기물층 및 제2 전극이 순차적으로 적층된 유기 발광부를 형성하는 단계를 포함하는 전자 소자의 제조방법.
청구항 12에 있어서, 상기 유기 발광부의 외측을 덮는 밀봉부를 형성하는 단계를 더 포함하는 전자 소자의 제조방법.
청구항 12에 있어서, 상기 기판 적층체 상에 유기 발광부를 형성한 후, 상기 패턴을 갖는 몰드를 기판으로부터 제거하는 단계를 더 포함하는 전자 소자의 제조방법.
청구항 12의 제조방법에 따라 제조된 전자 소자.
일면에 패턴이 일체형으로 구비된 기판; 및
상기 패턴이 구비된 기판의 일면에 구비된 무기막을 포함하는 기판 적층체.
청구항 16에 있어서, 상기 무기막은 상기 패턴이 구비된 기판의 일면 중 일부에 구비되거나 전체에 구비되는 것인 기판 적층체.
청구항 16에 있어서, 상기 패턴은 볼록 렌즈 또는 오목 렌즈 인 것인 기판 적층체.
일면에 패턴을 갖는 몰드;
상기 패턴을 갖는 몰드 상에 구비된 기판; 및
상기 몰드와 기판 사이에 구비된 무기막을 포함하는 것인 기판 적층체.
청구항 19에 있어서, 상기 패턴은 볼록 렌즈 또는 오목 렌즈인 것인 기판 적층체.
청구항 18 및 20 중 어느 한 항에 있어서, 상기 렌즈는 반원 단면 형상을 갖는 렌티큘라(lenticular) 렌즈 또는 삼각형 단면 형상을 갖는 프리즘 렌즈인 것인 기판 적층체.
청구항 16 및 19 중 어느 한 항에 있어서, 상기 무기막의 일면은 상기 몰드의 패턴에 접하고 상기 무기막의 타면은 상기 기판과 접하며,
상기 무기막이 상기 몰드의 패턴에 접하는 면 및 이의 반대면은 모두 상기 몰드의 패턴에 대응하는 패턴을 갖는 것인 기판 적층체.
청구항 16 및 19 중 어느 한 항에 있어서, 상기 무기막은 Si의 산화물 또는 질화물을 포함하는 것인 기판 적층체.
청구항 16 및 19 중 어느 한 항에 있어서, 상기 무기막의 두께는 1 nm 이상 100 nm 이하인 것인 기판 적층체.
청구항 16 및 19 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기판은 폴리아크릴레이트(polyacrylate), 폴리프로필렌(PP, polypropylene), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET, polyethylene Terephthalate), 폴리에틸렌에테르프탈레이트(polyethylene ether phthalate), 폴리에틸렌프탈레이트(polyethylene phthalate), 폴리부틸렌프탈레이트(polybuthylene phthalate), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN; Polyethylene Naphthalate), 폴리카보네이트(PC; polycarbonate), 폴리스티렌(PS, polystyrene), 폴리에테르이미드(polyether imide), 폴리에테르술폰(polyether sulfone), 폴리디메틸실록산(PDMS; polydimethyl siloxane), 폴리에테르에테르케톤(PEEK; Polyetheretherketone), 폴리이미드(PI; polyimide) 및 이들의 조합 중 어느 하나 이상을 포함하는 것인 기판 적층체.
청구항 16 및 19 중 어느 한 항의 기판 적층체; 및
상기 기판 적층체의 타면에 제1 전극, 1 이상의 유기물층 및 제2 전극이 순차적으로 적층된 유기 발광부를 포함하는 전자 소자.
청구항 26에 있어서, 상기 기판 적층체와 상기 제1 전극 사이에 광추출층을 더 포함하는 것인 전자 소자.
청구항 27에 있어서, 상기 광추출층 상에 구비된 평탄층을 더 포함하는 것인 전자 소자.
청구항 26에 있어서, 상기 전자 소자는 유기 발광 소자인 것인 전자 소자.
청구항 26에 있어서, 상기 전자 소자는 플렉서블 유기 발광 소자인 것인 전자 소자.
청구항 26의 전자 소자를 포함하는 디스플레이 장치.
청구항 26의 전자 소자를 포함하는 조명 장치.
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