KR20170020652A - 유기발광소자 및 그 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
유기발광소자는 기판, 기판 상의 하부전극, 하부전극 상의 유기발광층, 및
유기발광층 상의 상부전극을 포함하며, 상부전극은 제1 전극부, 제1 전극부 상의 그리드 형태 또는 판형상(plate shape)의 제2 전극부, 및 상기 제2 전극부 상의 점착층을 포함한다.
유기발광층 상의 상부전극을 포함하며, 상부전극은 제1 전극부, 제1 전극부 상의 그리드 형태 또는 판형상(plate shape)의 제2 전극부, 및 상기 제2 전극부 상의 점착층을 포함한다.
Description
본 발명은 유기발광소자 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 상세하게는 보조전극을 포함하는 유기발광소자 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
최근, 모니터나 텔레비전 등의 해상도가 증가함에 따라 유기발광소자의 상부발광에 대한 요구가 높아지고 있다. 왜냐하면, 하부발광의 경우 구동 박막트랜지스트 (Thin film transistor (TFT))가 차지하는 면적으로 인해 개구율이 떨어져, 휘도가 감소되고 해상도가 커질수록 각 단위 픽셀당 실제 발광 면적이 작아지기 때문이다. 이로 인해 동일 휘도 구현을 위해 구동휘도가 증가하고 이는 소자의 신뢰성을 저하시키고 소비전력을 증가시킨다. 상부발광 또는 양면발광을 위해서는 투명한 상부전극이 필요한데, 투명하면서 전도성이 있는 상부전극으로 은 등의 얇은 금속층을 사용한다. 그런데, 이러한 얇은 금속층은 광학적 투과도가 낮고, 반사도가 커 발광효율을 감소시키고, 색상을 왜곡시킬 수 있다. 이러한 얇은 금속층 대신에 투명전도성산화물을 상부전극으로 적용시키기도 하나 투명전도성산화물을 유기물층 위에 증착시 유기물층이 손상을 받을 수 있기 때문에, 실제 제품에는 적용되지 않고 있다. 즉, 광학적으로 투명하고, 전기적으로 전도성이 있으며, 전극 형성시 하부 유기물층에 손상을 주지 않는 전극 및 제조방법이 필요하다.
최근 이러한 투명전극 중 하나로서 그래핀이 주목받고 있다. 그래핀은 구조적, 화학적으로 매우 안정적이고, 실리콘이나 구리보다 전도도가 100배 이상 높고, 한 층의 그래핀은 가시광 영역에서 약 98%의 광학적 투과율을 보인다. 즉, 그래핀은 자체 물성적으로 투명전극에 적합한 특성을 가지고 있다.
본 발명은 낮은 면저항을 갖는 유기발광소자의 상부전극을 제공하는 것에 그 목적이 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 유기발광소자는 기판; 상기 기판 상의 하부전극; 상기 하부전극 상의 유기발광층; 및 상기 유기발광층 상의 상부전극을 포함하며, 상기 상부전극은 제1 전극부, 상기 제1 전극부 상의 그리드 형태의 제2 전극부, 및 상기 제2 전극부 상의 점착층을 포함할 수 있다.
일 예에 따르면, 상기 제 1 전극부는 그래핀을 포함할 수 있다.
일 예에 따르면, 상기 제1 전극부와 상기 점착층은 상기 제1 전극부의 상면에 수직한 방향으로 서로 이격될 수 있다.
일 예에 따르면, 상기 제2 전극부는 상기 점착층에 둘러싸이고, 상기 제2 전극부의 하면은 상기 제1 전극부의 상면과 접할 수 있다.
일 예에 따르면, 상기 제2 전극부는 금속, 금속나노입자, 및 금속나노선 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
일 예에 따르면, 상기 제1 전극부와 상기 제2 전극부 사이의 전도성 고분자를 더 포함할 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 유기발광소자의 제조 방법은 기판을 제공하는 것; 상기 기판 상에 하부전극을 형성하는 것; 상기 하부전극 상에 유기발광층을 형성하는 것; 및 상기 유기발광층 상에 상부전극을 전사(transfer)하는 것을 포함하고, 상기 상부전극을 전사(tarnsfer)하는 것은: 그래핀층을 제공하는 단계; 및 상기 그래핀층 상에 보조전극필름을 전사하는 단계; 및 상기 유기발광층 상면과 그래핀층의 하면을 접합하는 단계를 포함할 수 있다.
일 예에 따르면, 상기 보조전극필름을 전사하는 단계는: 자기조립 단분자층을 제공하는 단계;
상기 자기조립 단분자층 상에 그리드 형태 또는 판형상(plate shape)의 보조전극부를 형성하는 단계;
상기 보조전극부 상에 점착층을 형성하는 단계; 상기 점착층 상에 지지층을 형성하는 단계; 상기 자기조립 단분자층을 제거하는 단계; 및 상기 보조전극부의 하면과 상기 그래핀층의 상면을 접합하는 단계를 포함할 수 있다.
일 예에 따르면, 상기 그리드 형태의 보조전극부를 형성하는 것은: 상기 자기조립 단분자층 상에 포토레지스트층을 형성하는 단계;
상기 포토레지스트층을 식각하여 포토레지스트패턴을 형성하는 단계; 상기 그래핀층 상에 도전물질층을 형성하는 단계; 및 상기 포토레지스트패턴을 리프트 오프(lift off)하는 단계를 포함할 수 있다.
일 예에 따르면, 상기 그리드 형태의 보조전극부를 형성하는 것은 잉크젯 프린팅법 또는 전기수력학(electro-hydro-dynamics) 프린팅법을 이용하는 것을 포함할 수 있다.
일 예에 따르면, 상기 판형상(plate shape)의 보조전극부를 형성하는 것은: 상기 자기조립 단분자층 상에 포토레지스트층을 형성하는 단계; 상기 포토레지스트층을 식각하여 포토레지스트패턴을 형성하는 단계;
상기 자기조립 단분자층 상에 도전물질층을 형성하는 단계; 상기 도전물질층 상에 보호층을 형성하는 단계;
상기 보호층의 일부를 제거하여 상기 포토레지스트패턴 상면에 접하는 상기 도전물질층의 상면을 노출하는 단계; 상기 도전물질층을 식각하여 상기 포토레지스트패턴의 상면을 노출하는 단계; 및
상기 보호층을 전부 제거하는 단계를 포함할 수 있다.
일 예에 따르면, 상기 상부전극을 전사(transfer)한 후, 상기 지지층을 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 예에 따르면, 상기 자기조립 단분자층의 아래에 보조기판을 제공하는 단계; 상기 보조기판과 상기 자기조립 단분자층 사이에 포토레지스트패턴을 형성하는 단계; 및 상기 보조전극부의 형성 이후, 상기 포토레지스트패턴을 리프트 오프(lift off)하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 예에 따르면, 상기 보조전극필름을 전사하는 단계는:
보조기판을 제공하는 단계; 상기 보조기판의 상면을 플라즈마 처리하는 단계;
상기 보조기판 상에 그리드 형태 또는 판형상(plate shape)의 보조전극부를 형성하는 단계;
상기 보조전극부 상에 점착층을 형성하는 단계; 상기 점착층 상에 지지층을 형성하는 단계; 상기 보조기판을 제거하는 단계; 및 상기 보조전극부의 하면과 상기 그래핀층의 상면을 접합하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 면저항이 낮은 상부전극을 갖는 유기발광소자가 제공될 수 있다.
다만, 본 발명의 효과는 상기 개시된 효과에 한정되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광소자의 상부전극용 필름의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 2 내지 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광소자의 상부전극용 필름의 제2 전극부들을 나타내는 평면도들이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광소자의 상부전극용 필름의 다른 예를 나타내는 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광소자의 상부전극의 또 다른 예를 나타내는 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광소자의 상부전극의 또 다른 예를 나타내는 단면도이다.
도 8 내지 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광소자의 상부전극용 필름의 제조방법의 일례를 설명하기위한 단면도들이다.
도 11 내지 도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광소자의 상부전극용 필름의 제조방법의 다른 예를 설명하기위한 단면도들이다.
도 14 내지 도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광소자의 상부전극용 필름의 제조 방법의 또 다른 예를 설명하기 위한 단면도들이다.
도 19 내지 도 22는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광소자의 상부전극용 필름의 제조 방법의 또 다른 예를 설명하는 단면도들이다.
도 23은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광소자의 상부전극용 필름의 제조 방법의 또 다른 예를 설명하기위한 단면도이다.
도 24 내지 도 26은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광소자의 상부전극용 필름의 제조 방법의 또 다른 예를 설명하기위한 단면도들이다.
도 27 내지 도 30은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광소자의 상부전극용 필름의 제조 방법의 또 다른 예를 설명하기위한 단면도들이다.
도 31 내지 도 34은 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기발광소자의 예들을 나타내는 단면도들이다.
도 2 내지 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광소자의 상부전극용 필름의 제2 전극부들을 나타내는 평면도들이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광소자의 상부전극용 필름의 다른 예를 나타내는 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광소자의 상부전극의 또 다른 예를 나타내는 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광소자의 상부전극의 또 다른 예를 나타내는 단면도이다.
도 8 내지 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광소자의 상부전극용 필름의 제조방법의 일례를 설명하기위한 단면도들이다.
도 11 내지 도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광소자의 상부전극용 필름의 제조방법의 다른 예를 설명하기위한 단면도들이다.
도 14 내지 도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광소자의 상부전극용 필름의 제조 방법의 또 다른 예를 설명하기 위한 단면도들이다.
도 19 내지 도 22는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광소자의 상부전극용 필름의 제조 방법의 또 다른 예를 설명하는 단면도들이다.
도 23은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광소자의 상부전극용 필름의 제조 방법의 또 다른 예를 설명하기위한 단면도이다.
도 24 내지 도 26은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광소자의 상부전극용 필름의 제조 방법의 또 다른 예를 설명하기위한 단면도들이다.
도 27 내지 도 30은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광소자의 상부전극용 필름의 제조 방법의 또 다른 예를 설명하기위한 단면도들이다.
도 31 내지 도 34은 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기발광소자의 예들을 나타내는 단면도들이다.
이상의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
본 명세서에서, 어떤 막(또는 층)이 다른 막(또는 층) 또는 기판 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 막(또는 층) 또는 기판 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 막(또는 층)이 개재될 수도 있다 또한, 도면들에 있어서, 구성들의 크기 및 두께 등은 명확성을 위하여 과장된 것이다. 또한, 본 명세서의 다양한 실시예들에서 제1, 제2, 제3 등의 용어가 다양한 방향들, 막들(또는 층들) 등을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 방향들 및 막들(또는 층들)이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 소정 방향 또는 막(또는 층)을 다른 방향 또는 막(또는 층)과 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 따라서, 어느 한 실시예에서 제 1 막(또는 층)으로 언급된 막이 다른 실시예에서는 제 2 막(또는 층)으로 언급될 수도 있다. 여기에 설명되고 예시되는 각 실시예는 그것의 상보적인 실시예도 포함한다. 본 명세서에서 '및/또는' 이란 표현은 전후에 나열된 구성요소들 중 적어도 하나를 포함하는 의미로 사용된다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광소자의 상부전극용 필름의 일례를 나타내는 단면도이다. 도 2 내지 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광소자의 상부전극용 필름의 제2 전극부들을 나타내는 평면도들이다.
도 1을 참고하면, 제1 전극부(110)가 제공될 수 있다. 제1 전극부(110)를 통해 후술할 유기발광소자의 유기발광층에 전압이 가해질 수 있다. 제1 전극부(110)는 유기발광소자의 유기발광층의 상면에 접할 수 있는 판형상(plate shape)을 가질 수 있다. 제1 전극부(110)는 도전물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 전극부(110)는 그래핀(graphene), 투명 전도성 금속 산화물, ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), AZO(Al-doped Zinc Oxide), GZO(Ga-doped Zinc Oxide), 프로필렌디옥시티오펜, 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜), 및 카본나노튜브(carbon nano tube) 중에서 선택되는 적어도 어느 하나을 포함할 수 있다. 그래핀(graphene)은 단층(single layer graphene) 또는 다층(multi-layer graphene) 구조를 가질 수 있다.
제2 전극부(120)가 제1 전극부(110) 상에 제공될 수 있다. 평면적 관점에서, 제2 전극부(120)는 그리드 형태를 가질 수 있다. 예를 들어, 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 제2 전극부(120)의 그리드셀(grid cell)(GC)들은 사각형, 삼각형, 또는 육각형의 형태를 가질 수 있다. 제2 전극부(120)의 그리드셀(GC)들 각각의 너비는 수십 마이크로미터에서 수백 마이크로미터일 수 있다. 제2 전극부(120)의 두께는 수백 나노미터에서 수천 나노미터일 수 있다.
제2 전극부(120)는 도전물질을 포함할 수 있다. 일례에서, 제2 전극부(120)는 금속을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제2 전극부(120)는 타이타늄(Ti), 금(Au), 백금(Pt), 은(Ag), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 및 몰리브덴(Mo) 중에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 다른 예에서, 제2 전극부(120)는 탄소 나노튜브, 흑연, 비결정성 탄소, 금속입자, 금속 나노입자, 금속 마이크로입자, 금속 나노선 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 제2 전극부(120)는 제1 전극부(110)보다 낮은 저항을 가질 수 있다. 도시되지 않았지만, 후술한 제1 전극부(110)와 제2 전극부(120) 사이에 전도성 고분자가 개재될 수 있다.
점착층(130)이 제2 전극부(120) 상에 제공될 수 있다. 점착층(130)은 제2 전극부(120)의 하면을 제외한 제2 전극부(120)의 표면을 덮을 수 있다. 점착층(130)은 제1 전극부(110)와 접할 수 있다. 점착층(130)은 점탄성을 지닌 반고체로서, 외력에 의해 변형될 수 있다. 일례에 따르면, 점착층(130)은 다른 종류의 복수의 말단 작용기들을 갖는 폴리디메틸실록산들을 포함할 수 있다. 점착층(130)은 화학식 1의 메타크릴록시프로필 말단 작용기를 가진 폴리디메틸실록산(Methacryloxypropyl terminated polydimethylsiloxanes)을 포함할 수 있다.
n은 자연수를 포함하고, 중량평균 분자량은 500~100,000 이다.
점착층(130)은 화학식 2의 모노메타크릴록시프로필 말단기를 가진 폴리디메틸실록산(Monomethacryloxypropyl terminated polydimethylsiloxanes)을 포함할 수 있다.
n은 자연수를 포함하고, 중량평균 분자량은 500~100,000 이다.
점착층(130)은 화학식 3의 모노카비놀 말단기를 가진 폴리디메틸실록산(Monocarbinol terminated polydimethylsiloxane)을 포함할 수 있다.
n은 자연수를 포함하고, 중량평균 분자량은 1,000~100,000 이다.
점착층(130)은 화학식 4의 에폭시프로폭시프로필 말단기를 가진 폴리디메틸실록산(Epoxypropoxypropyl terminated polydimethylsiloxane)을 포함할 수 있다.
n은 자연수를 포함하고, 중량평균 분자량은 1,000~500,000 이다.
점착층(130)은 화학식 5의 에폭시프로폭시프로폭시디메톡시실릴 말단기를 가진 폴리디메틸실록산((Epoxypropoxypropyl)dimethoxysilyl terminated polydimethylsiloxane)을 포함할 수 있다.
n은 자연수를 포함하고, 중량평균 분자량은 1,000~500,000 이다.
점착층(130)은 화학식 6의 모노2,3-에폭시프로필에테르 말단기를 가진 폴리디메틸실록산(Mono-(2,3-epoxy)propylether terminated polydimethylsiloxane)을 포함할 수 있다.
n은 자연수를 포함하고, 중량평균 분자량은 1,000~500,000 이다.
지지층(140)이 점착층(130) 상에 제공될 수 있다. 지지층(140)은 폴리에스테르(Polyester, PES), 폴리이미드(Polyimide, PI), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylene terephthalate, PET), 폴리에틸렌 나프탈레이트(Polyethylene naphthalate, PEN), 및 폴리디메틸실록산(polydimethylsiloxane, PDMS) 필름 중의 어느 하나을 포함할 수 있다. 지지층(140)은 제 2 전극부 및 점착층(130)을 고정할 수 있다. 이상에서, 제1 전극부(110) 및 그리드 형태의 제2 전극부(120)를 포함하는 유기발광소자의 상부전극이 제공될 수 있다. 제2 전극부(120)는 제1 전극부(110)보다 저항이 낮으므로, 유기발광소자의 상부전극의 면저항은 낮아질 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광소자의 상부전극용 필름의 다른 예를 나타내는 단면도이다. 설명의 간결함을 위하여, 도 1을 참고하여 설명된 유기발광소자의 상부전극용 필름과 실질적으로 동일한 부분에 대한 설명은 생략한다.
도 5를 참고하면, 제1 전극부(110), 제1 전극부(110) 상의 제2 전극부(120), 제2 전극부(120) 상의 점착층(130), 및 점착층(130) 상의 지지층(140)이 제공될 수 있다. 제1 전극부(110), 점착층(130), 및 지지층(140)은 도 1의 유기발광소자의 상부전극용 필름과 실질적으로 동일하다. 제1 전극부(110)와 점착층(130)은 이격될 수 있다. 이에 따라, 제2 전극부(120)의 셀들의 내부는 에어갭(30)을 포함할 수 있다. 이상에서, 제1 전극부(110) 및 그리드 형태의 제2 전극부(120)를 포함하는 유기발광소자의 상부전극이 제공될 수 있다. 제2 전극부(120)는 제1 전극부(110)보다 저항이 낮으므로, 유기발광소자의 상부전극의 면저항은 낮아질 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광소자의 상부전극의 또 다른 예를 나타내는 단면도이다. 설명의 간결함을 위하여, 도 1을 참고하여 설명된 유기발광소자의 상부전극과 실질적으로 동일한 부분에 대한 설명은 생략한다.
도 6을 참고하면, 제1 전극부(110), 제1 전극부(110) 상의 제3 전극부(122), 제3 전극부(122) 상의 점착층(130), 및 점착층(130) 상의 지지층(140)이 제공될 수 있다. 제1 전극부(110), 점착층(130), 및 지지층(140)은 각각 도 1의 유기발광소자의 제1 전극부(110), 점착층(130), 및 지지층(140)과 실질적으로 동일하다. 제3 전극부(122)는 판형상(plate shape)을 가질 수 있다. 제3 전극부(122)는 그래핀, 금속나노입자, 및 금속나노선 중에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 이상에서, 제1 전극부(110) 및 그리드 형태의 제3 전극부(122)를 포함하는 유기발광소자의 상부전극이 제공될 수 있다. 제3 전극부(122)는 제1 전극부(110)보다 저항이 낮으므로, 유기발광소자의 상부전극의 면저항은 낮아질 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광소자의 상부전극의 또 다른 예를 나타내는 단면도이다. 설명의 간결함을 위하여, 도 1을 참고하여 설명된 유기발광소자의 상부전극과 실질적으로 동일한 부분에 대한 설명은 생략한다.
도 7을 참고하면, 제1 전극부(110), 제1 전극부(110) 상의 전도성 고분자층(112), 전도성 고분자층(112) 상의 제2 전극부(122), 제2 전극부(122) 상의 점착층(130), 및 점착층(130) 상의 지지층(140)이 제공될 수 있다. 제1 전극부(110), 제2 전극부(122), 점착층(130), 및 지지층(140)은 도 1의 유기발광소자의 상부전극의 제1 전극부(110), 제2 전극부(122), 점착층(130), 및 지지층(140)과 실질적으로 동일하다. 전도성 고분자층(112)을 통하여, 본 발명의 상부전극의 전도성이 향상될 수 있다. 제1 전극부(110)가 그래핀을 포함하는 경우, 그래핀층 내의 탄소 결합이 깨지는 공극결함이 발생할 수 있다. 전도성 고분자층(112)이 그래핀층 상에 코팅되는 경우, 그래핀의 공극결함이 줄어들 수 있다. 제1 전극부(110), 제2 전극부(120), 및 전도성 고분자층(112)를 포함하여, 낮은 면저항을 가지는 유기발광소자의 상부전극이 제공될 수 있다.
이하에서, 도면들을 참고하여 본 발명의 유기발광소자의 상부전극들의 제조 방법들을 설명한다. 도 1, 도 5, 도 6, 또는 도 7을 참고하여 설명된 제1 전극부가 그래핀인 경우에 대해서 설명되지만, 제1 전극부는 이에 한정되지 않는다. 설명되지 않는 다른 실시예들에서, 제1 전극부는 투명 전도성 금속 산화물, ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), AZO(Al-doped Zinc Oxide), GZO(Ga-doped Zinc Oxide), 프로필렌디옥시티오펜, 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜), 카본나노튜브(carbon nano tube) 및 전도성 유기물 중에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
도 8 내지 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광소자의 상부전극용 필름의 제조방법의 일례를 설명하기위한 단면도들이다. 본 발명의 제1 전극부가 그래핀인 경우에 대해 설명되지만, 이에 한정되지 않는다.
도 8을 참조하면, 촉매층(20)이 기판(10) 상에 형성될 수 있다. 일례에서, 촉매층(20)은 화학기상증착법(CVD)에 의하여 기판(10) 상에 증착될 수 있다. 촉매층(20)은 니켈(Ni) 또는 구리(Cu)를 포함할 수 있지만, 이에 한정되지 않는다. 촉매층(20)은 그래핀(graphene)을 대면적으로 형성하는 것에 이용될 수 있다. 이하 설명될 제1 전극부(110)가 그래핀이 아닌 경우, 촉매층(20)은 제거될 수 있다.
그래핀층(110)이 촉매층(20) 상에 형성될 수 있다. 그래핀층(110)은 대면적으로 형성될 수 있다. 그래핀층(110)은 단층 또는 다층 구조를 가질 수 있다. 그래핀층(110)은 화학기상증착법(CVD)을 통하여 형성될 수 있지만, 이에 한정되지 않는다.
도 9를 참조하면, 그래핀층(110) 상에 제2 전극부(120)가 형성될 수 있다. 일 예에서, 제2 전극부(120)는 도전물질층의 패터닝을 통해 형성될 수 있다. 예를 들어, 도전물질층이 그래핀층(110) 상에 대면적으로 형성될 수 있다. 도전물질층은 화학기상증착법(CVD)을 통하여 형성될 수 있지만, 이에 한정되지 않는다. 도전물질층은 그리드 형태로 패터닝되어, 제2 전극부(120)가 형성될 수 있다. 평면적 관점에서, 그리드는 도 2 내지 도 4를 참조하여 설명된 다양한 형태를 가질 수 있다. 다른 예에서, 제2 전극부(120)는 잉크젯 프린팅법 또는 전기수력학(electrohydrodynamic, EHD) 프린팅법을 통해 그래핀층(110) 상에 형성될 수 있다. 이에 따라, 제2 전극부(120)는 직접 그리드 형태로 그래핀층(110) 상에 형성될 수 있다. 제2 전극부(120)는 탄소 나노튜브, 흑연, 비결정성 탄소, 금속입자, 금속 나노입자, 금속 마이크로입자, 금속 나노선 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 제2 전극부(120)가 금속인 경우, 제2 전극부(120)는 타이타늄(Ti), 금(Au), 백금(Pt), 은(Ag), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 및 몰리브덴(Mo) 중에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
도 10을 참조하면, 점착층(130)이 제2 전극부(120) 상에 형성될 수 있다. 일례에서, 점착층(130)은 그래핀층(110)과 접할 수 있다. 다른 예에서, 점착층(130)은 그래핀층(110)과 이격될 수 있다. 점착층(130)은 점탄성을 지닌 반고체로서, 외력에 의해 변형될 수 있다. 점착층(130)은 후술할 지지층(140)과 그래핀층(110) 사이를 연결할 수 있다. 지지층(140)이 점착층(130) 상에 형성될 수 있다. 지지층(140)은 폴리에스테르(Polyester, PES), 폴리이미드(Polyimide, PI), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylene terephthalate, PET), 폴리에틸렌 나프탈레이트(Polyethylene naphthalate, PEN), 및 폴리디메틸실록산(polydimethylsiloxane, PDMS) 필름 중의 어느 하나을 포함할 수 있다. 지지층(140)은 제2 전극부(120)와 점착층(130)을 고정하여, 제2 전극부(120)와 점착층(130)의 변형을 방지할 수 있다.
도 1 또는 도 5를 다시 참조하면, 촉매층(20) 및 기판(10)이 제거되어, 유기발광소자의 상부전극용 필름이 형성될 수 있다. 촉매층(20)은 식각 용액을 이용한 식각 공정을 통하여 제거될 수 있지만, 이에 한정되지 않는다. 기판(10)은 촉매층(20)의 제거에 의해 제거될 수 있다.
도 11 내지 도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광소자의 상부전극용 필름의 제조방법의 다른 예를 설명하기위한 단면도들이다. 설명의 간결함을 위하여, 도 8 내지 도 10을 참조하여 설명된 유기발광소자의 상부전극과 실질적으로 동일한 공정의 설명은 생략한다.
도 11을 참조하면, 전도성 고분자층(112)이 그래핀층(110) 상에 형성될 수 있다. 전도성 고분자층(112)의 형성 공정은 증착법 또는 프린팅법을 포함할 수 있지만, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 전도성 고분자층(112)는 화학기상증착법(CVD)을 통하여 그래핀층(110) 상에 형성될 수 있다. 그래핀층(110)은 그래핀층(110) 내의 탄소 결합이 깨지는 공극결함을 포함할 수 있다. 전도성 고분자층(112)이 그래핀층(110) 상에 코팅되는 경우, 그래핀층(110)의 공극결함이 줄어들 수 있다. 전도성 고분자층(112)은 상부전극의 전도성을 향상시킬 수 있다.
도 12를 참조하면, 제2 전극부(120)가 전도성 고분자층(112) 상에 형성될 수 있다. 제2 전극부(120)의 형성 공정은 도 9를 참조하여 설명된 제2 전극부(120)의 형성 공정과 실질적으로 동일할 수 있다. 본 예에서, 제2 전극부(120)는 그리드 형태를 가지는 것으로 도시되어 있지만, 이에 한정되지 않는다. 즉, 다른 예에서, 제2 전극부(120)는 전도성 고분자층(112) 상에 대면적으로 형성될 수 있다.
도 13을 참조하면, 점착층(130) 및 점착층(130) 상의 지지층(140)이 제2 전극부(120) 상에 형성될 수 있다. 점착층(130)과 지지층(140)의 형성 공정은 도 10을 참조하여 설명된 점착층(130)과 지지층(140)의 형성 공정과 실질적으로 동일할 수 있다. 점착층(130)은 점탄성을 지닌 반고체로서, 외력에 의해 변형될 수 있다. 점착층(130)은 지지층(140)과 그래핀층(110) 사이를 연결할 수 있다. 지지층(140)은 폴리에스테르(Polyester, PES), 폴리이미드(Polyimide, PI), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylene terephthalate, PET), 폴리에틸렌 나프탈레이트(Polyethylene naphthalate, PEN), 및 폴리디메틸실록산(polydimethylsiloxane, PDMS) 필름 중의 어느 하나을 포함할 수 있다. 지지층(140)은 제2 전극부(120)와 점착층(130)을 고정하여, 제2 전극부(120)와 점착층(130)의 변형을 방지할 수 있다.
도 7을 다시 참조하면, 촉매층(20) 및 기판(10)이 제거되어, 유기발광소자의 상부전극용 필름이 형성될 수 있다. 촉매층(20)은 식각 용액을 이용한 식각 공정을 통하여 제거될 수 있지만, 이에 한정되지 않는다. 기판(10)은 촉매층(20)의 제거에 의해 제거될 수 있다.
도 14 내지 도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광소자의 상부전극용 필름의 제조 방법의 또 다른 예를 설명하기 위한 단면도들이다. 설명의 간결함을 위하여, 도 8 내지 도 10을 참조하여 설명된 예들과 실질적으로 동일한 공정의 설명은 생략한다.
도 14를 참조하면, 포토레지스트(photoresist)층(150)이 그래핀층(110) 상에 형성될 수 있다. 일례에서, 포토레지스트층(150)은 코팅 공정을 통하여 그래핀층(110) 상에 형성될 수 있지만, 이에 한정되지 않는다.
도 15를 참조하면, 포토레지스트패턴(152)이 포토레지스트층(150)의 패터닝을 통하여 형성될 수 있다. 포토레지스트층(150)은 그래핀층(110)의 상면이 그리드 형태로 노출되도록 패터닝될 수 있다. 포토레지스트패턴(152)을 이용하여, 원하지 않는 부분에 후술할 제2 전극부(120)가 형성되는 것을 방지할 수 있다.
도 16을 참조하면, 도전물질층(124)이 그래핀층(110) 상에 형성될 수 있다. 일례에서, 도전물질층(124)은 화학기상증착법(CVD)을 통하여 그래핀층(110) 상에 형성될 수 있다. 도전물질층(124)은 탄소 나노튜브, 흑연, 비결정성 탄소, 금속입자, 금속 나노입자, 금속 마이크로입자, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 도전물질층(124)이 금속을 포함하는 경우, 도전물질층(124)은 타이타늄(Ti), 금(Au), 백금(Pt), 은(Ag), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 및 몰리브덴(Mo) 중에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
도 17을 참조하면, 포토레지스트패턴(152)이 리프트-오프(lift-off)될 수 있다. 이에 따라, 그래핀층(110) 상에 그리드 형태의 제2 전극부(120)가 형성될 있다. 제2 전극부(120)는 도전물질층(124)과 동일한 물질을 포함할 수 있다.
도 18을 참조하면, 점착층(130) 및 점착층(130) 상의 지지층(140)이 제2 전극부(120) 상에 형성될 수 있다. 점착층(130)과 지지층(140)의 형성 공정은 도 10을 참조하여 설명된 점착층(130)과 지지층(140)의 형성 공정과 실질적으로 동일할 수 있다. 점착층(130)은 점탄성을 지닌 반고체로서, 외력에 의해 변형될 수 있다. 점착층(130)은 지지층(140)과 그래핀층(110) 사이를 연결할 수 있다. 지지층(140)은 폴리에스테르(Polyester, PES), 폴리이미드(Polyimide, PI), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylene terephthalate, PET), 폴리에틸렌 나프탈레이트(Polyethylene naphthalate, PEN), 및 폴리디메틸실록산(polydimethylsiloxane, PDMS) 필름 중의 어느 하나을 포함할 수 있다. 지지층(140)은 제2 전극부(120)와 점착층(130)을 고정하여, 제2 전극부(120)와 점착층(130)의 변형을 방지할 수 있다.
도 1 또는 도 5를 다시 참조하면, 촉매층(20)이 제거되어, 유기발광소자의 상부전극용 필름이 형성될 수 있다. 촉매층(20)은 식각 용액을 이용한 식각 공정을 통하여 제거될 수 있지만, 이에 한정되지 않는다.
도 19 내지 도 22는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광소자의 상부전극용 필름의 제조 방법의 또 다른 예를 설명하는 단면도들이다. 설명의 간결함을 위하여, 도 14 내지 도 18을 참조하여 설명된 예들과 실질적으로 동일한 공정의 설명은 생략한다.
도 19를 참조하면, 보호층(160)이 도전물질층(124) 상에 형성될 수 있다. 도전물질층(124)은 도 16을 참조하여 설명된 도전물질층(124)과 실질적으로 동일할 수 있다. 일례에서, 보호층(160)은 코팅 공정을 통하여 도전물질층(124) 상에 형성될 수 있다. 보호층(160)은 포토레지스트패턴(152)과 다른 식각(etching) 특성을 가지는 물질(예를 들어, 포토레지스트패턴(152)과 다른 종류의 포토레지스트물질)을 포함할 수 있다.
도 20을 참조하면, 보호층(160) 및 도전물질층(124)이 제거되어, 제2 전극부(120) 및 포토레지스트패턴(152)의 상면을 노출할 수 있다. 일례에서, 보호층(160) 및 도전물질층(124)는 식각(etching) 공정 또는 평탄화 공정(예를 들어, 화학적 기계적 평탄화(Chemical Mechanical Polishing)으로 제거될 수 있다. 예를 들어, 보호층(160)의 일부가 식각되어 포토레지스트패턴(152)의 상면에 접하는 도전물질층(124)의 상면을 노출할 수 있다. 도전물질층(124)이 식각되어 포토레지스트패턴(152)의 상면을 노출할 수 있다. 보호층(160)은 전부 식각될 수 있다. 평탄화 공정을 통해 보호층(160) 및 도전물질층(124)이 제거되는 경우, 포토레지스트 패턴(152) 및 제2 전극부(120)의 상면의 높이는 같아질 수 있다.
도 21을 참조하면, 제2 전극부(120) 상에 점착층(130) 및 점착층(130) 상의 지지층(140)이 형성될 수 있다. 점착층(130)과 지지층(140)의 형성 공정은 도 10을 참조하여 설명된 점착층(130)과 지지층(140)의 형성 공정과 실질적으로 동일할 수 있다. 점착층(130)은 점탄성을 지닌 반고체로서, 외력에 의해 변형될 수 있다. 점착층(130)은 지지층(140)과 그래핀층(110) 사이를 연결할 수 있다. 지지층(140)은 폴리에스테르(Polyester, PES), 폴리이미드(Polyimide, PI), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylene terephthalate, PET), 폴리에틸렌 나프탈레이트(Polyethylene naphthalate, PEN), 및 폴리디메틸실록산(polydimethylsiloxane, PDMS) 필름 중의 어느 하나을 포함할 수 있다. 지지층(140)은 제2 전극부(120)와 점착층(130)을 고정하여, 제2 전극부(120)와 점착층(130)의 변형을 방지할 수 있다.
도 22를 참조하면, 촉매층(20) 및 기판(10)이 제거되어, 유기발광소자의 상부전극용 필름이 형성될 수 있다. 촉매층(20)은 식각 용액을 이용한 식각 공정을 통하여 제거될 수 있지만, 이에 한정되지 않는다. 기판(10)은 촉매층(20)의 제거에 의해 제거될 수 있다.
도 23은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광소자의 상부전극용 필름의 제조 방법의 또 다른 예를 설명하기위한 단면도이다. 설명의 간결함을 위하여, 도 8 내지 도 10을 참조하여 설명된 예들과 실질적으로 동일한 공정의 설명은 생략한다.
도 23을 참조하면, 기판(10) 상에 촉매층(20), 그래핀층(110), 제3 전극부(122), 점착층(130), 및 지지층(140)이 형성될 수 있다. 촉매층(20), 그래핀층(110), 점착층(130), 및 지지층(140)의 형성 공정은 도 8을 참조하여 설명된 촉매층(20), 그래핀층(110), 점착층(130), 및 지지층(140)의 형성 공정과 실질적으로 동일할 수 있다. 제3 전극부(122)가 그래핀층(110) 상에 형성될 수 있다. 제3 전극부(122)는 전도성 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제3 전극부(122)는 그래핀, 금속나노입자, 및 금속나노선 중에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함할 수 있지만, 이에 한정되지 않는다. 제3 전극부(122)는 코팅공정을 통하여 그래핀층(110) 상에 형성될 수 있다.
도 6을 다시 참조하면, 촉매층(20) 및 기판(10)이 제거되어, 유기발광소자의 상부전극용 필름이 형성될 수 있다. 촉매층(20)은 식각 용액을 이용한 식각 공정을 통하여 제거될 수 있지만, 이에 한정되지 않는다. 기판(10)은 촉매층(20)의 제거에 의해 제거될 수 있다.
도 24 내지 도 26은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광소자의 상부전극용 필름의 제조 방법의 또 다른 예를 설명하기위한 단면도들이다. 설명의 간결함을 위하여, 도 8 내지 도 10, 도 14 내지 도 18, 도 19 내지 도 22, 또는 도 23을 참조하여 설명된 예들과 실질적으로 동일한 공정의 설명은 생략한다.
도 24를 참조하면, 제1 기판(12) 상에 자기조립 단분자층(Self-Assembled Mololayer, SAM)(170)이 형성될 수 있다. 자기조립 단분자층(170)은 후술할 제2 전극부(120)(또는 제3 전극부(122))와 제1 기판(12)의 분리를 용이하게 할 수 있다. 자기조립 단분자층(170)은 하이드록시기(OH-)와 자기조립 단분자 물질의 반응으로부터 형성될 수 있다. 이하, 자기조립 단분자층(170)의 형성 공정이 설명된다.
제1 기판(12)에 액상의 아세톤, 메탄올, 및 탈이온수가 차례로 제공될 수 있다. 제1 기판(12)이 오존 분위기에서 자외선 처리될 수 있다. 이에 따라, 제1 기판(12) 상에 하이드록시기(OH-)가 형성될 수 있다. 제1 기판(12) 상에 자기조립 단분자 물질이 제공될 수 있다. 자기조립 단분자 물질은 트리크로로헵타데카플루오로데실실란(trichloro(1H, 1H, 2H, 2H-heptadecafluorodecyl)silane)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 자기조립 단분자 물질은 제1 기판(12) 상에 도포될 수 있다. 하이드록시기(OH-)와 자기조립 단분자 물질은 축합 반응되어, 자기조립 단분자층(170)을 형성할 수 있다. 제1 기판(12)은 세정 및 건조될 수 있다. 제1 기판(12)의 세정 공정은 아세톤, 톨루엔, 메탄올, 및 탈이온수 중에서 선택되는 적어도 어느 하나에 의해 수행될 수 있다. 제1 기판(12)은 약 100 ℃ 내지 약 130 ℃ 의 온도 및 약 10-2 torr의 압력에서 건조될 수 있다. 제1 기판(12)의 건조 공정은 약 1시간동안 지속될 수 있다.
자기조립 단분자층(170)은 정제(refine)될 수 있다. 예를 들어, 자기조립 단분자층(170) 상에 아세톤, 톨루엔, 메탄올, 및 물 용매가 차례로 제공될 수 있다. 자기조립 단분자층(170)은 약 100 ℃의 온도 및 약 10-2 torr의 압력 하에서 약 1 시간동안 건조될 수 있다. 자기조립 단분자층(170)은 1nm 이하의 표면 거칠기를 가질 수 있다.
도 25를 참조하면, 제2 전극부(120), 제2 전극부(120) 상의 점착층(130), 및 점착층(130) 상의 지지층(140)이 자기조립 단분자층(170) 상에 형성될 수 있다. 제2 전극부(120), 점착층(130), 및 지지층(140)의 형성 공정은 도 8 내지 도 10, 도 14 내지 도 18, 또는 도 19 내지 도 24를 참조하여 설명된 제2 전극부(120), 점착층(130), 및 지지층(140)의 형성 공정과 실질적으로 동일할 수 있다. 제2 전극부(120)가 그리드 형태인 경우가 도시되어 있지만, 제2 전극부(120)는 도 25의 제3 전극부와 실질적으로 동일할 수 있다. 제2 전극부(120)의 형성 공정은 도 25를 참조하여 설명된 제3 전극부(122)의 형성 공정과 실질적으로 동일할 수 있다.
도 26을 참조하면, 자기조립 단분자층(170) 및 제1 기판(12)이 제거되어, 점착층(130)의 하면을 노출할 수 있다. 자기조립 단분자층(170)은 물리적인 힘에 의해 제거될 수 있다. 일례에서, 점착층(130)의 하면은 1 nm 이하의 표면 거칠기를 가질 수 있다. 제1 기판(12)은 자기조립 단분자층(170)의 제거에 의해 제거될 수 있다.
도 10, 도 13, 도 18, 또는 도 21을 다시 참조하면, 제2 전극부(120)의 하면과 그래핀층(110) 상면이 접합될 수 있다. 이에 따라, 기판(10) 상에 촉매층(20), 제1 전극부(예를 들어, 그래핀층)(110), 제2 전극부(120), 점착층(130), 및 지지층(140)이 순서대로 층상 구조로 제공될 수 있다.
도 1, 도 5, 도 6, 또는 도 7, 도 22를 다시 참조하면, 촉매층(20) 및 기판(10)이 제거되어, 유기발광소자의 상부전극용 필름이 형성될 수 있다. 촉매층(20)은 식각 용액을 이용한 식각 공정을 통하여 제거될 수 있지만, 이에 한정되지 않는다. 기판(10)은 촉매층(20)의 제거에 의해 제거될 수 있다.
도 27 내지 도 30은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광소자의 상부전극용 필름의 제조 방법의 또 다른 예를 설명하기위한 단면도들이다. 설명의 간결함을 위하여, 도 8 내지 도 10, 도 14 내지 도 18, 도 19 내지 도 22, 도 23, 또는 도 24 내지 도 26을 참조하여 설명된 예들과 실질적으로 동일한 공정의 설명은 생략한다.
도 27을 참조하면, 제1 기판(12) 상에 포토레지스트패턴(152)이 형성될 수 있다. 포토레지스트패턴(152)은 도 14 및 도 15를 참조하여 설명된 포토레지스트패턴(152)의 제조 공정과 실질적으로 동일한 공정으로 형성될 수 있다. 제1 기판(12) 상에 도전물질층(124)이 형성될 수 있다. 도시되지 않았지만, 일 예에서, 도전물질층(124)과 제1 기판(12) 사이에 자기조립 단분자층(SAM)이 개재될 수 있다. 자기조립 단분자층(SAM)의 개재를 통해, 후술할 제2 전극부와 제1 기판(12)은 효과적으로 분리될 수 있다. 다른 예에서, 도전물질층(124)과 접하는 제1 기판(12)의 상면에 플라즈마 표면 처리 공정이 제공될 수 있다. 예를 들어, 제1 기판(12)의 상면은 질소, 산소, 아르곤, 및/또는 CFX 가스를 이용하여 플라즈마 처리될 수 있다. 플라즈마 처리 공정을 통해, 제1 기판(12)의 표면의 에너지가 달라지고, 제1 기판(12)의 표면이 소수성 또는 친수성을 띨 수 있다. 플라즈마 처리 공정을 통해, 도전물질층(124)과 제1 기판(12) 사이에 자기조립 단분자층(SAM)이 개재된 것과 실질적으로 동일한 효과를 얻을 수 있다.
도 28을 참조하면, 포토레지스트패턴(152)이 리프트 오프(lift off)되어 제2 전극부(120)가 형성될 수 있다. 제2 전극부(120)는 그리드 형태를 포함할 수 있다. 제2 전극부(120)는 탄소 나노튜브, 흑연, 비결정성 탄소, 금속입자, 금속 나노입자, 금속 마이크로입자, 금속 나노선 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 제2 전극부(120)가 금속인 경우, 제2 전극부(120)는 타이타늄(Ti), 금(Au), 백금(Pt), 은(Ag), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 및 몰리브덴(Mo) 중에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
도 29를 참조하면, 점착층(130) 및 점착층(130) 상의 지지층(140)이 제2 전극부(120) 상에 형성될 수 있다. 점착층(130)과 지지층(140)의 형성 공정은 도 24 내지 도 26을 참조하여 설명된 점착층(130)과 지지층(140)의 형성 공정과 실질적으로 동일할 수 있다. 점착층(130)은 제2 전극부(120)의 하면을 제외한 표면을 덮을 수 있다.
도 30을 참조하면, 점착층(130) 및 점착층(130) 상의 지지층(140)이 제2 전극부(120) 상에 형성될 수 있다. 점착층(130)과 지지층(140)의 형성 공정은 도 24 내지 도 26을 참조하여 설명된 점착층(130)과 지지층(140)의 형성 공정과 실질적으로 동일할 수 있다. 다만, 점착층(130)은 제1 기판(12)과 이격될 수 있다. 또한, 제2 전극부(120)의 사이에 에어갭(30)이 개재될 수 있다.
도 26을 다시 참조하면, 제1 기판(12)이 제거되어, 점착층(130) 및 제2 전극부(120)의 하면을 노출할 수 있다. 제1 기판(12)은 점착층(130)과 멀어지는 방향의 물리적인 힘에 의해 제거될 수 있다. 일 예에서, 제1 기판(12)과 제2 전극부(120) 사이에 자기조립 단분자층(SAM)(미도시)이 형성될 수 있다. 자기조립 단분자층(SAM)(미도시)과 제2 전극부(120) 사이의 접착력이 자기조립 단분자층(SAM)(미도시)과 제1 기판(12) 사이의 접착력보다 약할 수 있다. 이에 따라, 제1 기판(12)이 점착층(130)과 멀어지는 방향의 힘을 받을 경우, 자기조립 단분자층(SAM)(미도시)과 점착층(130)은 분리될 수 있다. 제1 기판(12)은 자기조립 단분자층(SAM)(미도시)의 분리에 따라, 점착층과 분리될 수 있다. 다른 예에서, 제1 기판(12)의 상면은 플라즈마 표면 처리될 수 있다. 플라즈마 표면 처리는 제1 기판(12)의 표면 특성을 친수성 또는 소수성으로 조절할 수 있다. 제1 기판(12)의 표면 특성은 점착층(130)과 제2 전극부(120)가 제1 기판(12)에서 용이하게 분리될 수 있도록 선택될 수 있다. 이에 따라, 제1 기판(12)과 제2 전극부(120) 및 기판(12)과 점착층(130)은 서로 멀어지는 방향의 힘에 의해 분리될 수 있다.
도 10, 도 13, 도 18, 또는 도 21을 다시 참조하면, 제2 전극부(120)의 하면과 그래핀층(110) 상면이 접합될 수 있다. 이에 따라, 기판(10) 상에 촉매층(20), 제1 전극부(예를 들어, 그래핀층)(110), 제2 전극부(120), 점착층(130), 및 지지층(140)이 순서대로 층상 구조로 제공될 수 있다.
도 1, 도 5, 도 6, 도 7, 또는 도 22를 다시 참조하면, 촉매층(20) 및 기판(10)이 제거되어, 유기발광소자의 상부전극용 필름이 형성될 수 있다. 촉매층(20)은 식각 용액을 이용한 식각 공정을 통하여 제거될 수 있지만, 이에 한정되지 않는다. 기판(10)은 촉매층(20)의 제거에 의해 제거될 수 있다.
이하에서, 도면들을 참조하여, 유기발광소자가 설명된다.
도 31 내지 도 34은 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기발광소자의 예들을 나타내는 단면도들이다. 설명의 간결함을 위하여, 도 1 내지 도 30을 참조하여 설명된 유기발광소자의 상부전극용 필름 및 그 제조 방법과 실질적으로 동일한 부분의 설명은 생략된다. 도 1 내지 도 7을 참조하여 설명된 제1 전극부가 그래핀인 경우에 대해 설명되지만, 이에 한정되지 않는다. 설명되지 않는 다른 실시예들에서, 제1 전극부는 투명 전도성 금속 산화물, ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), AZO(Al-doped Zinc Oxide), GZO(Ga-doped Zinc Oxide), 프로필렌디옥시티오펜, 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜), 및 카본나노튜브(carbon nano tube) 중에서 선택되는 적어도 어느 하나을 포함할 수 있다. 도시되지 않았지만, 후술할 그래핀층(110)과 보조전극부의 사이에 전도성 고분자가 개재될 수 있다.
도 31을 참조하면, 하부전극(210)이 기판(200) 상에 형성될 수 있다. 일례에서, 하부전극(210)은 화학기상증착(CVD) 공정을 통하여 기판(200) 상에 증착될 수 있지만, 이에 한정되지 않는다. 하부전극(210)은 전도성 물질을 포함할 수 있다. 유기발광층(220)이 하부전극(210) 상에 형성될 수 있다. 일례에서, 유기발광층(220)은 화학기상증착(CVD) 공정을 통하여 하부전극(210) 상에 형성될 수 있지만, 이에 한정되지 않는다. 유기발광층(220)은 하부전극(210) 및 상부전극(230) 사이에 인가되는 전압을 통해 발광할 수 있다.
상부전극(230)이 유기발광층(220) 상에 전이(transfer)될 수 있다. 상부전극(230)은 그래핀층(110), 그래핀층(110) 상의 보조전극부(120), 및 보조전극부(120) 상의 점착층(130)을 포함할 수 있다. 그래핀층(110), 보조전극부(120), 및 점착층(130)은 각각 도 1을 참조하여 설명된 상부전극(230)용 필름의 제1 전극부(110), 제2 전극부(120), 및 점착층(130)과 실질적으로 동일할 수 있다.
이하, 상부전극(230)의 전이(transfer) 공정이 설명된다. 도 1을 참조하여 설명된 상부전극(230)용 필름의 그래핀층(110)의 하면과 유기발광층(220)의 상면이 접합될 수 있다. 지지층(140)은 제거될 수 있다. 상부전극(230)용 필름의 제조 공정은 도 8 내지 도 10, 도 24 내지 도 26, 또는 도 27 내지 도 30을 참조하여 설명된 상부전극(230)용 필름의 제조 공정과 실질적으로 동일할 수 있다.
도 32를 참조하면, 하부전극(210)이 기판(200) 상에 형성될 수 있다. 일례에서, 하부전극(210)은 화학기상증착(CVD) 공정을 통하여 기판(200) 상에 증착될 수 있지만, 이에 한정되지 않는다. 하부전극(210)은 전도성 물질을 포함할 수 있다. 유기발광층(220)이 하부전극(210) 상에 형성될 수 있다. 일례에서, 유기발광층(220)은 화학기상증착(CVD) 공정을 통하여 하부전극(210) 상에 형성될 수 있지만, 이에 한정되지 않는다. 유기발광층(220)은 하부전극(210) 및 상부전극(230) 사이에 인가되는 전압을 통해 발광할 수 있다.
상부전극(230)이 유기발광층(220) 상에 전이(transfer)될 수 있다. 상부전극(230)은 그래핀층(110), 그래핀층(110) 상의 보조전극부(120), 및 보조전극부(120) 상의 점착층(130)을 포함할 수 있다. 그래핀층(110), 보조전극부(120), 및 점착층(130)은 각각 도 5을 참조하여 설명된 상부전극(230)용 필름의 제1 전극부(110), 제2 전극부(120), 및 점착층(130)과 실질적으로 동일할 수 있다.
이하, 상부전극(230)의 전이(transfer) 공정이 설명된다. 도 5를 참조하여 설명된 상부전극(230)용 필름의 그래핀층(110)의 하면과 유기발광층(220)의 상면이 접합될 수 있다. 지지층(140)은 제거될 수 있다. 상부전극(230)용 필름의 제조 공정은 도 8 내지 도 10, 도 24 내지 도 26, 또는 도 27 내지 도 30을 참조하여 설명된 상부전극(230)용 필름의 제조 공정과 실질적으로 동일할 수 있다.
도 33을 참조하면, 하부전극(210)이 기판(200) 상에 형성될 수 있다. 일례에서, 하부전극(210)은 화학기상증착(CVD) 공정을 통하여 기판(200) 상에 증착될 수 있지만, 이에 한정되지 않는다. 하부전극(210)은 전도성 물질을 포함할 수 있다. 유기발광층(220)이 하부전극(210) 상에 형성될 수 있다. 일례에서, 유기발광층(220)은 화학기상증착(CVD) 공정을 통하여 하부전극(210) 상에 형성될 수 있지만, 이에 한정되지 않는다. 유기발광층(220)은 하부전극(210) 및 상부전극(230) 사이에 인가되는 전압을 통해 발광할 수 있다.
상부전극(230)이 유기발광층(220) 상에 전이(transfer)될 수 있다. 상부전극(230)은 그래핀층(110), 그래핀층(110) 상의 보조전극부(120), 및 보조전극부(120) 상의 점착층(130)을 포함할 수 있다. 그래핀층(110), 보조전극부(120), 및 점착층(130)은 각각 도 6을 참조하여 설명된 상부전극(230)용 필름의 제1 전극부(110), 제3 전극부(122), 및 점착층(130)과 실질적으로 동일할 수 있다.
이하, 상부전극(230)의 전이(transfer) 공정이 설명된다. 도 6을 참조하여 설명된 상부전극(230)용 필름의 그래핀층(110)의 하면과 유기발광층(220)의 상면이 접합될 수 있다. 지지층(140)은 제거될 수 있다. 상부전극(230)용 필름의 제조 공정은 도 23 또는 도 24 내지 도 26을 참조하여 설명된 상부전극(230)용 필름의 제조 공정과 실질적으로 동일할 수 있다.
도 34를 참조하면, 하부전극(210)이 기판(200) 상에 형성될 수 있다. 일례에서, 하부전극(210)은 화학기상증착(CVD) 공정을 통하여 기판(200) 상에 증착될 수 있지만, 이에 한정되지 않는다. 하부전극(210)은 전도성 물질을 포함할 수 있다. 유기발광층(220)이 하부전극(210) 상에 형성될 수 있다. 일례에서, 유기발광층(220)은 화학기상증착(CVD) 공정을 통하여 하부전극(210) 상에 형성될 수 있지만, 이에 한정되지 않는다. 유기발광층(220)은 하부전극(210) 및 상부전극(230) 사이에 인가되는 전압을 통해 발광할 수 있다.
상부전극(230)이 유기발광층(220) 상에 전이(transfer)될 수 있다. 상부전극(230)은 그래핀층(110), 그래핀층(110) 상의 보조전극부(120)와 포토레지스트패턴(152), 및 보조전극부(120) 상의 점착층(130)을 포함할 수 있다. 그래핀층(110), 보조전극부(120), 포토레지스트패턴(152), 및 점착층(130)은 각각 도 22를 참조하여 설명된 상부전극(230)용 필름의 제1 전극부(110), 제2 전극부(120), 포토레지스트패턴(152), 및 점착층(130)과 실질적으로 동일할 수 있다.
이하, 상부전극(230)의 전이(transfer) 공정이 설명된다. 도 22를 참조하여 설명된 상부전극(230)용 필름의 그래핀층(110)의 하면과 유기발광층(220)의 상면이 접합될 수 있다. 지지층(140)은 제거될 수 있다. 상부전극(230)용 필름의 제조 공정은 도 14 내지 도 22 또는 도 24 내지 도 26을 참조하여 설명된 상부전극(230)용 필름의 제조 공정과 실질적으로 동일할 수 있다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시 예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시 예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
10, 200 : 기판
12 : 제1 기판
20 : 촉매층 30 : 에어갭(air gap)
110 : 제1 전극부 112 : 전도성 고분자층
120 : 제2 전극부 122 : 제3 전극부
124 : 도전물질층 130 : 점착층
140 : 지지층 150 : 포토레지스트층
152 : 포토레지스트패턴 160 : 보호층
170 : 자기조립 단분자층 210 : 하부전극
220 : 유기발광층 230 : 상부전극
GC : 그리드셀
20 : 촉매층 30 : 에어갭(air gap)
110 : 제1 전극부 112 : 전도성 고분자층
120 : 제2 전극부 122 : 제3 전극부
124 : 도전물질층 130 : 점착층
140 : 지지층 150 : 포토레지스트층
152 : 포토레지스트패턴 160 : 보호층
170 : 자기조립 단분자층 210 : 하부전극
220 : 유기발광층 230 : 상부전극
GC : 그리드셀
Claims (14)
- 기판;
상기 기판 상의 하부전극;
상기 하부전극 상의 유기발광층; 및
상기 유기발광층 상의 상부전극을 포함하며,
상기 상부전극은 제1 전극부, 상기 제1 전극부 상의 그리드 형태의 제2 전극부, 및 상기 제2 전극부 상의 점착층을 포함하는 유기발광소자.
- 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 전극부는 그래핀을 포함하는 유기발광소자.
- 제 1 항에 있어서,
상기 제1 전극부와 상기 점착층은 상기 제1 전극부의 상면에 수직한 방향으로 서로 이격된 유기발광소자.
- 제 1 항에 있어서,
상기 제2 전극부는 상기 점착층에 둘러싸이고,
상기 제2 전극부의 하면은 상기 제1 전극부의 상면과 접하는 유기발광소자.
- 제 1 항에 있어서,
상기 제2 전극부는 금속, 금속나노입자, 및 금속나노선 중 어느 하나를 포함하는 유기발광소자.
- 제 1 항에 있어서,
상기 제1 전극부와 상기 제2 전극부 사이의 전도성 고분자를 더 포함하는 유기발광소자.
- 기판을 제공하는 것;
상기 기판 상에 하부전극을 형성하는 것;
상기 하부전극 상에 유기발광층을 형성하는 것; 및
상기 유기발광층 상에 상부전극을 전사(transfer)하는 것을 포함하고, 상기 상부전극을 전사(tarnsfer)하는 것은:
그래핀층을 제공하는 단계; 및
상기 그래핀층 상에 보조전극필름을 전사하는 단계; 및
상기 유기발광층 상면과 상기 그래핀층의 하면을 접합하는 단계를 포함하는 유기발광소자의 제조 방법.
- 제 7 항에 있어서,
상기 보조전극필름을 전사하는 단계는:
자기조립 단분자층을 제공하는 단계;
상기 자기조립 단분자층 상에 그리드 형태 또는 판형상(plate shape)의 보조전극부를 형성하는 단계;
상기 보조전극부 상에 점착층을 형성하는 단계;
상기 점착층 상에 지지층을 형성하는 단계;
상기 자기조립 단분자층을 제거하는 단계; 및
상기 보조전극부의 하면과 상기 그래핀층의 상면을 접합하는 단계를 포함하는 유기발광소자의 제조 방법.
- 제 8 항에 있어서,
상기 그리드 형태의 보조전극부를 형성하는 것은:
상기 자기조립 단분자층 상에 포토레지스트층을 형성하는 단계;
상기 포토레지스트층을 식각하여 포토레지스트패턴을 형성하는 단계;
상기 그래핀층 상에 도전물질층을 형성하는 단계; 및
상기 포토레지스트패턴을 리프트 오프(lift off)하는 단계를 포함하는 유기발광소자의 제조 방법.
- 제 8 항에 있어서,
상기 그리드 형태의 보조전극부를 형성하는 것은 잉크젯 프린팅법 또는 전기수력학(electro-hydro-dynamics) 프린팅법을 이용하는 것을 포함하는 유기발광소자의 제조 방법.
- 제 8 항에 있어서,
상기 판형상(plate shape)의 보조전극부를 형성하는 것은:
상기 자기조립 단분자층 상에 포토레지스트층을 형성하는 단계;
상기 포토레지스트층을 식각하여 포토레지스트패턴을 형성하는 단계;
상기 자기조립 단분자층 상에 도전물질층을 형성하는 단계;
상기 도전물질층 상에 보호층을 형성하는 단계;
상기 보호층의 일부를 제거하여 상기 포토레지스트패턴 상면에 접하는 상기 도전물질층의 상면을 노출하는 단계;
상기 도전물질층을 식각하여 상기 포토레지스트패턴의 상면을 노출하는 단계; 및
상기 보호층을 전부 제거하는 단계를 포함하는 유기발광소자의 제조 방법.
- 제 8 항에 있어서,
상기 상부전극을 전사(transfer)한 후, 상기 지지층을 제거하는 단계를 더 포함하는 유기발광소자의 제조 방법.
- 제 8 항에 있어서,
상기 자기조립 단분자층의 아래에 보조기판을 제공하는 단계;
상기 보조기판과 상기 자기조립 단분자층 사이에 포토레지스트패턴을 형성하는 단계; 및
상기 보조전극부의 형성 이후, 상기 포토레지스트패턴을 리프트 오프(lift off)하는 단계를 더 포함하는 유기발광소자의 제조 방법.
- 제 7 항에 있어서,
상기 보조전극필름을 전사하는 단계는:
보조기판을 제공하는 단계;
상기 보조기판의 상면을 플라즈마 처리하는 단계;
상기 보조기판 상에 그리드 형태 또는 판형상(plate shape)의 보조전극부를 형성하는 단계;
상기 보조전극부 상에 점착층을 형성하는 단계;
상기 점착층 상에 지지층을 형성하는 단계;
상기 보조기판을 제거하는 단계; 및
상기 보조전극부의 하면과 상기 그래핀층의 상면을 접합하는 단계를 포함하는 유기발광소자의 제조 방법.
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| GRNT | Written decision to grant |