KR20240109928A - 유기 전계발광 디바이스 - Google Patents

Abstract

개시된 청구 대상의 실시양태는 레이저 빔을 출력하도록 구성된 레이저 소스, 장치의 제1 면에서 출력된 레이저 빔을 수신하고 장치의 제2 면에서 레이저 빔을 출력하는 빔 전달 캐비티로서, 제1 면은 제2 면의 반대편인 빔 전달 캐비티, 및 열 영향 구역(HAZ)을 향하는 장치의 제2 면에 배기 개구를 갖는 플룸 제거 디바이스를 제공한다. 플룸 제거 디바이스의 바닥부 표면은 기판을 향할 수 있고, 기판 상에는 유기물이 배치되며, HAZ는 레이저 빔에 의해 어블레이션될 유기물을 갖는 기판의 표면과 정렬될 수 있다.

Description

유기 전계발광 디바이스{ORGANIC ELECTROLUMINESCENT DEVICES}

관련 출원에 대한 상호 참조

본 출원은 2023년 1월 5일에 출원된 미국 특허 출원 일련 번호 63/437,174에 대한 우선권을 주장하며, 이의 전체 내용은 인용에 의해 본원에 포함된다.

분야

본 발명은 기판 상에 어블레이션된 물질의 재증착을 유발하지 않으면서 캡슐화 공정의 청결성을 달성하기 위해 증착된 유기층을 제거하는 장치 및 이를 사용하는 기술에 관한 것이다.

유기 물질을 사용하는 광전자 디바이스는 여러 이유로 인하여 점차로 중요해지고 있다. 이와 같은 디바이스를 제조하는데 사용되는 다수의 물질들은 비교적 저렴하기 때문에, 유기 광전자 디바이스는 무기 디바이스에 비하여 비용 이점면에서 잠재성을 갖는다. 또한, 유기 물질의 고유한 특성, 예컨대 이의 가요성은 그 유기 물질이 가요성 기판 상에서의 제작과 같은 특정 적용예에 매우 적합하게 할 수 있다. 유기 광전자 디바이스의 예로는 유기 발광 다이오드/디바이스(OLED), 유기 광트랜지스터, 유기 광전지 및 유기 광검출기를 들 수 있다. OLED의 경우, 유기 물질은 통상의 물질에 비하여 성능 면에서의 이점을 가질 수 있다. 예를 들어, 유기 발광층이 광을 방출하는 파장은 일반적으로 적절한 도펀트로 용이하게 조절될 수 있다.

OLED는 디바이스 전체에 걸쳐 전압을 인가할 때 광을 방출하는 유기 박막을 사용한다. OLED는 평면 패널 디스플레이, 조명 및 백라이팅(backlighting)과 같은 적용예의 용도에 있어 점차로 중요해지는 기술이다. 여러가지의 OLED 재료 및 구성은 미국 특허 제5,844,363호, 제6,303,238호 및 제5,707,745호에 기재되어 있으며, 이들 특허 문헌은 그 전문이 본원에 참고로 포함된다.

인광 방출 분자에 대한 하나의 적용예는 풀 컬러 디스플레이이다. 이러한 디스플레이에 대한 산업적 기준은 "포화" 색상으로 지칭되는 특정 색상을 방출하도록 조정된 픽셀을 필요로 한다. 특히, 이러한 기준은 포화 적색, 녹색 및 청색 픽셀을 필요로 한다. 대안적으로 OLED는 백색 광을 방출하도록 설계될 수 있다. 통상적인 액정 디스플레이에서, 백색 백라이트에서 나온 방출이 흡수 필터를 사용하여 필터링되어 적색, 녹색 및 청색 발광을 생성한다. 동일한 기법이 OLED에도 사용될 수 있다. 백색 OLED는 단일 EML 디바이스 또는 스택 구조일 수 있다. 색상은 당업계에 주지된 CIE 좌표를 사용하여 측정될 수 있다.

본원에서 사용한 바와 같이, 용어 "유기"는 유기 광전자 디바이스를 제작하는 데 사용될 수 있는 중합체 물질뿐 아니라, 소분자 유기 물질도 포함한다. "소분자"는 중합체가 아닌 임의의 유기 물질을 지칭하며, "소분자"는 실제로 꽤 클 수도 있다. 소분자는 일부의 상황에서는 반복 단위를 포함할 수 있다. 예를 들면, 치환기로서 장쇄 알킬기를 사용하는 것은 "소분자" 유형으로부터 분자를 제외시키지 않는다. 소분자는 또한 예를 들면 중합체 주쇄 상에서의 펜던트기로서 또는 주쇄의 일부로서 중합체에 포함될 수 있다. 소분자는 또한 코어 모이어티 상에 생성된 일련의 화학적 셸로 이루어진 덴드리머의 코어 모이어티로서 작용할 수 있다. 덴드리머의 코어 모이어티는 형광 또는 인광 소분자 이미터일 수 있다. 덴드리머는 "소분자"일 수 있으며, OLED 분야에서 현재 사용되는 모든 덴드리머는 소분자인 것으로 여겨진다.

본원에서 사용한 바와 같이, "상단부"는 기판으로부터 가장 멀리 떨어졌다는 것을 의미하며, "하단부"는 기판에 가장 근접하다는 것을 의미한다. 제1층이 제2층의 "상부에 배치되는" 것으로 기재되는 경우, 제1층은 기판으로부터 멀리 떨어져 배치된다. 제1층이 제2층과 "접촉되어 있는" 것으로 명시되지 않는다면 제1층과 제2층 사이에는 다른 층이 존재할 수 있다. 예를 들면, 캐소드와 애노드의 사이에 다양한 유기층이 존재한다고 해도, 캐소드는 애노드의 "상부에 배치되는" 것으로 기재될 수 있다.

본원에서 사용한 바와 같이, "용액 가공성"은 용액 또는 현탁액 형태로 액체 매질에 용해, 분산 또는 수송될 수 있고/있거나 액체 매질로부터 증착될 수 있다는 것을 의미한다.

리간드가 발광 물질의 광활성 특성에 직접적으로 기여하는 것으로 여겨지는 경우, 리간드는 "광활성"으로 지칭될 수 있다. 보조적 리간드가 광활성 리간드의 특성을 변경시킬 수 있을지라도, 리간드가 발광 물질의 광활성 특성에 기여하지 않는 것으로 여겨지는 경우, 리간드는 "보조적"인 것으로 지칭될 수 있다.

본원에서 사용한 바와 같이, 그리고 일반적으로 당업자가 이해하고 있는 바와 같이, 제1 에너지 준위가 진공 에너지 준위에 더 근접하는 경우, 제1 "최고 점유 분자 궤도"(HOMO) 또는 "최저 비점유 분자 궤도"(LUMO) 에너지 준위는 제2 HOMO 또는 LUMO 에너지 준위보다 "더 크거나" 또는 "더 높다". 이온화 전위(IP)가 진공 준위에 대하여 음의 에너지로서 측정되므로, 더 높은 HOMO 에너지 준위는 더 작은 절댓값을 갖는 IP(더 적게 음성인 IP)에 해당한다. 마찬가지로, 더 높은 LUMO 에너지 준위는 절댓값이 더 작은 전자 친화도(EA)(더 적게 음성인 EA)에 해당한다. 상단부에서 진공 준위를 갖는 통상의 에너지 준위 다이아그램에서, 물질의 LUMO 에너지 준위는 동일한 물질의 HOMO 에너지 준위보다 더 높다. "더 높은" HOMO 또는 LUMO 에너지 준위는 "더 낮은" HOMO 또는 LUMO 에너지 준위보다 상기 다이아그램의 상단부에 더 근접하게 나타난다.

본원에서 사용한 바와 같이, 그리고 일반적으로 당업자가 이해하는 바와 같이, 제1 일함수의 절댓값이 더 클 경우, 제1 일함수는 제2 일함수보다 "더 크거나" 또는 "더 높다". 일함수는 일반적으로 진공 준위에 대하여 음의 수로 측정되므로, 이는 "더 높은" 일함수가 더 음성임을 의미한다. 상단부에서 진공 준위를 갖는 통상의 에너지 준위 다이아그램에서, "더 높은" 일함수는 진공 준위로부터 아래 방향으로 더 먼 것으로서 예시된다. 따라서, HOMO 및 LUMO 에너지 준위의 정의는 일함수와는 상이한 관례를 따른다.

층, 물질, 영역, 및 디바이스는 이들이 방출하는 광의 색상에 관하여 본원에서 기술될 수 있다. 일반적으로, 본원에 사용된 바와 같이, 광의 특정 색상을 생성하는 것으로 기술된 발광 영역은 스택에서 서로 위에 배치된 하나 이상의 발광층을 포함할 수 있다.

본원에 사용된 바와 같이, "적색" 층, 물질, 영역, 또는 디바이스는 약 580 내지 700 nm 범위의 광을 방출하거나 이 영역에서 발광 스펙트럼의 가장 높은 피크를 갖는 것을 지칭한다. 마찬가지로, "녹색" 층, 물질, 영역, 또는 디바이스는 약 500 내지 600 nm 범위에서 피크 파장을 갖는 발광 스펙트럼을 방출하거나 갖는 것을 지칭하고; "청색" 층, 물질, 또는 디바이스는 약 400 내지 500 nm 범위에서 피크 파장을 갖는 발광 스펙트럼을 방출하거나 갖는 것을 지칭하고; "황색" 층, 물질, 영역, 또는 디바이스는 약 540 내지 600 nm 범위에서 피크 파장을 갖는 발광 스펙트럼을 갖는 것을 지칭한다. 일부 배열에서, 별개의 영역, 층, 물질, 영역, 또는 디바이스는 별개의 "진청색" 및 "담청색" 광을 제공할 수 있다. 본원에 사용된 바와 같이, 별개의 "담청색" 및 "진청색"을 제공하는 배열에서, "진청색" 구성요소는 "담청색" 구성요소의 피크 발광 파장보다 약 4 nm 이상 더 작은 피크 발광 파장을 갖는 것을 지칭한다. 통상적으로, "담청색" 구성요소는 약 465 내지 500 nm 범위에서 피크 발광 파장을 가지며, "진청색" 구성요소는 약 400 내지 470 nm 범위에서 피크 발광 파장을 갖지만, 이들 범위는 일부 구성에 따라 달라질 수 있다. 마찬가지로, 색 변경층은 다른 색상의 광을 해당 색상에 지정된 파장을 갖는 광으로 변환하거나 변경하는 층을 지칭한다. 예를 들어, "적색" 컬러 필터는 약 580 내지 700 nm 범위에서 파장을 갖는 광을 생성하는 필터를 지칭한다. 일반적으로, 두 가지 부류의 색 변경층: 광의 원하지 않는 파장을 제거함으로써 스펙트럼을 변경하는 컬러 필터, 및 에너지가 높은 광자를 에너지가 낮은 광자로 전환하는 색 변경층이 존재한다. "색상의" 구성요소는, 활성화되거나 사용되는 경우, 앞서 기술된 특정 색상을 갖는 광을 생성하거나 방출하는 구성요소를 지칭한다. 예를 들어, "제1 색상의 제1 발광 영역" 및 "제1 색상과 상이한 제2 색상의 제2 발광 영역"은, 디바이스 내에서 활성화되는 경우, 앞서 기술된 두 가지 상이한 색상을 방출하는 2개의 발광 영역을 기술한다.

본원에 사용된 바와 같이, 발광 물질, 층, 및 영역은 동일한 또는 상이한 구조에 의해 최종적으로 방출되는 광과는 대조적인, 물질, 층 또는 영역에 의해 초기에 생성된 광에 기초하여 서로 및 다른 구조와 구별될 수 있다. 통상적으로 초기 광 생성은 광자의 방출을 유발하는 에너지 준위 변화의 결과이다. 예를 들어, 유기 발광 물질은 초기에 청색광을 생성할 수 있으며, 이는 컬러 필터, 양자점 또는 다른 구조에 의해 적색광 또는 녹색광으로 변환되어, 완전한 발광 스택 또는 서브픽셀이 적색광 또는 녹색광을 방출할 수 있다. 이러한 경우에 초기 발광 물질 또는 층은 "청색" 구성요소로 지칭될 수 있지만, 서브픽셀은 "적색" 또는 "녹색" 구성요소이다.

일부 경우에, 1931 CIE 좌표로 발광 영역, 서브픽셀, 색 변경층 등과 같은 구성요소의 색상을 기술하는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들어, 황색 발광 물질은 복수의 피크 발광 파장을 가질 수 있으며, 앞서 기술된 바와 같이 하나는 "녹색" 영역의 엣지에 또는 그 근처에 있고, 하나는 "적색" 영역의 엣지 내에 또는 그 근처에 있다. 따라서, 본원에 사용된 바와 같이, 각각의 색상 용어는 또한 1931 CIE 좌표 색상 공간의 형태에 대응한다. 1931 CIE 색상 공간의 형태는 2개의 색상점과 임의의 추가 내부점 사이의 궤적을 따라 구성된다. 예를 들어, 적색, 녹색, 청색, 및 황색에 대한 내부 형태 파라미터는 이하에 나타낸 바와 같이 정의될 수 있다.

OLED에 대한 더욱 상세한 내용 및 전술한 정의는, 미국 특허 제7,279,704호에서 찾을 수 있으며, 이의 전문은 본원에 참조로 포함되어 있다.

실시양태에 따르면, 유기 발광 다이오드/디바이스(OLED)가 또한 제공된다. OLED는 애노드, 캐소드, 및 애노드와 캐소드 사이에 배치된 유기층을 포함할 수 있다. 일 실시양태에 따르면, 유기 발광 디바이스는 소비자 제품, 전자 부품 모듈, 및/또는 조명 패널로부터 선택된 하나 이상의 디바이스에 통합된다.

실시양태에 따르면, 장치는 레이저 빔을 출력하도록 구성된 레이저 소스, 장치의 제1 면에서 출력된 레이저 빔을 수신하고 장치의 제2 면에서 레이저 빔을 출력하는 빔 전달 캐비티로서, 제1 면이 제2 면의 반대편인 빔 전달 캐비티, 및 열 영향 구역(HAZ)을 향하는 장치의 제2 면에 배기 개구를 갖는 플룸 제거 디바이스를 포함할 수 있다.

일 실시양태에 따르면, 장치는 레이저 빔을 출력하도록 구성된 레이저 소스, 출력된 레이저 빔을 수신하고 기판을 향해 레이저 빔을 출력하는 빔 전달 캐비티, 및 기판 상의 열 영향 구역(HAZ)에 인접하고 기판으로부터 초기에 미리 결정된 거리에 배치된 배기 개구를 갖는 플룸 제거 디바이스를 포함할 수 있고, 여기서 플룸 제거 디바이스의 바닥부 표면은 기판과 평행하거나 기판을 향하고, 유기물이 기판 상에 배치되고, HAZ는 레이저 빔에 의해 어블레이션될 유기물을 갖는 기판의 표면과 정렬된다.

빔 전달 캐비티는 광학적으로 투명한 물질로 충전될 수 있다. 광학적으로 투명한 물질은 사파이어 물질로 이루어질 수 있다.

레이저 빔에 의한 어블레이션에 의해 제거되는 유기 물질의 피처는 크기가 1 mm 이상일 수 있다.

장치는 컨트롤러에 의해 제어되는 압력 수준에서 불활성 가스를 갖는 진공 챔버에 배치될 수 있다. 플룸 제거 디바이스는 챔버의 불활성 가스의 흐름에 따라 레이저 빔에 의해 어블레이션되어 형성된 유기 증기를 추출하도록 구성된 내부 마이크로채널 네트워크를 포함할 수 있다. 장치는 챔버로부터 불활성 가스 및 어블레이션된 물질을 제거하도록 구성된 배기 채널과 유체 연통하는 배기 소스를 포함할 수 있다. 배기 소스는 챔버 주변보다 낮은 압력을 가질 수 있다. 플룸 제거 디바이스는 챔버로부터 플룸 제거 디바이스의 출구 개구를 향해 방사상으로 유입되는 불활성 가스의 흐름을 가지도록 구성될 수 있다. 플룸 제거 디바이스는, 기판으로부터 미리 결정된 거리에 배치될 수 있고 기판의 평면을 따라 챔버의 불활성 가스의 흐름을 유도하도록 구성된다.

플룸 제거 디바이스는 강철 및/또는 알루미늄 중 적어도 하나로 형성될 수 있다.

장치는 플룸 제거 디바이스를 가열하도록 구성된 적어도 하나의 히터를 포함할 수 있다.

장치는 기판을 유지하도록 구성된 스테이지 위에 배치된 냉각판을 포함할 수 있고, 냉각판은 레이저 빔이 통과할 수 있도록 구성된 창을 포함한다. 냉각판과 플룸 제거 디바이스는 기판을 유지하는 스테이지 위에 분리되어 배치된 동일한 프레임 상에 장착될 수 있다. 창은 레이저 빔이 통과할 수 있도록 구성된 컷아웃(cut-out)일 수 있고, 레이저 빔에 의해 어블레이션된 유기물이 플룸 제거 디바이스를 향해 통과할 수 있도록 구성된다.

장치는 기판을 유지하도록 구성된 스테이지 위에 배치된 열 쉴드를 포함할 수 있고, 열 쉴드는 레이저 빔이 통과할 수 있도록 구성된 창을 포함한다. 열 쉴드의 창은 레이저 빔에 의해 어블레이션된 유기물이 플룸 제거 디바이스를 향해 통과할 수 있도록 구성될 수 있다. 열 쉴드와 플룸 제거 디바이스는 기판을 유지하는 스테이지 위에 분리되어 배치된 동일한 프레임 상에 장착될 수 있다. 창은 레이저 빔이 통과하도록 구성된 컷아웃을 포함할 수 있고, 레이저 빔에 의해 어블레이션된 유기물이 플룸 제거 디바이스를 향해 통과할 수 있도록 구성될 수 있다.

레이저에 의해 출력된 레이저 빔은 HAZ에 패턴을 생성하도록 구성될 수 있고, 레이저 빔의 적어도 하나의 펄스는 50-100 미크론의 직경을 가질 수 있다.

플룸 제거 디바이스의 바닥부 표면과 유기물 사이의 비행 높이는 50 μm 내지 1 mm일 수 있다.

장치는 기판에 배치된 유기물의 표면 높이의 변화를 감지하도록 구성된 센서, 및 감지된 변화를 기초로 유기물과 플룸 제거 디바이스의 바닥부 표면 사이의 비행 높이를 제어하는 컨트롤러를 포함할 수 있다.

기판은 스테이지 상에 배치될 수 있고, 스테이지는 레이저 소스로부터 이격될 수 있다.

기판은 미리 결정된 속도로 선형으로 병진(translate)되도록 구성된 스테이지 상에 배치된다. 레이저, 빔 전달 캐비티 및 플룸 제거 디바이스는 스테이지의 선형 병진과 반대 방향으로 이동 가능하도록 구성될 수 있다.

기판은 스테이지 상에 배치될 수 있고, 레이저, 빔 전달 캐비티 및 플룸 제거 디바이스는 고정되도록 구성된 스테이지에 대해 이동 가능하도록 구성될 수 있다.

장치는 플룸 제거 디바이스의 적어도 하나의 배기 개구 슬롯에 연결되는 복수의 채널을 포함할 수 있다.

장치는 플룸 제거 디바이스의 복수의 배기 개구 슬롯에 연결되는 복수의 채널을 포함할 수 있고, 복수의 배기 개구 슬롯은 방사상으로 연결된다.

기판은 제1 면과 제2 면을 가질 수 있고, 유기물은 제1 면에 배치된다. 레이저 소스는 기판의 제2 면에 더 가깝게 되도록 기판으로부터 이격될 수 있고, 플룸 제거 디바이스 및 빔 전달 캐비티는 기판의 제1 면에 배치된 유기물에 더 가깝게 되도록 기판으로부터 이격될 수 있다.

기판은 제1 면과 제2 면을 가질 수 있고, 유기물은 제1 면에 배치될 수 있다. 플룸 제거 디바이스, 빔 전달 캐비티 및 레이저 소스는 기판의 제1 면에 배치된 유기물에 더 가깝게 되도록 기판으로부터 이격될 수 있다.

도 1은 유기 발광 디바이스를 도시한다.
도 2는 별도의 전자 수송층을 갖지 않는 역구조 유기 발광 디바이스를 도시한다.
도 3은 개시된 청구 대상의 실시양태에 따른 플룸 제거 디바이스를 도시한다.
도 4는 개시된 청구 대상의 실시양태에 따른 전산 유체 역학(CFD) 연구에 사용되는 플룸 제거 디바이스의 예시적인 치수를 도시한다.
도 5는 개시된 청구 대상의 실시양태에 따른 CFD 모델의 예시적인 경계 조건을 도시한다.
도 6a는 개시된 청구 대상의 실시양태에 따른 소스 및 출구에서 유기 증기의 몰 유량의 시간 변화를 도시한다.
도 6b는 개시된 청구 대상의 실시양태에 따른 유기 증기의 유량과 비행 높이를 변화시켰을 때의 효율값을 도시한다.
도 7은 개시된 청구 대상의 실시양태에 따른 어블레이션 공정 동안 상이한 시간에 플룸 운반의 예시적인 이미지를 도시한다.
도 8은 개시된 청구 대상의 실시양태에 따른 일정한 유기 증기 소스를 갖는 정상 상태 CFD 모델로 표현될 수 있는 선형으로 이동하는 기판을 도시한다.
도 9는 개시된 청구 대상의 실시양태에 따른 증기 플럭스 및 챔버 가스의 방향을 나타내는 화살표 및 증기 농도를 나타내는 그레이스케일을 갖는 유체 도메인의 단면도를 도시한다.
도 10은 개시된 청구 대상의 실시양태에 따른 다양한 비행 높이 값에서 소스로부터 제거되는 증기 플럭스의 스트림라인을 도시한다.
도 11은 개시된 청구 대상의 실시양태에 따른 다양한 배기 흐름 조건에서 소스로부터 제거되는 증기 플럭스의 스트림라인을 도시한다.
도 12는 개시된 청구 대상의 실시양태에 따른 흐름 균일성을 위한 외부 매니폴드 고리를 갖는 제거 장치의 예시적인 설계를 도시한다.
도 13은 개시된 청구 대상의 실시양태에 따른 단일 및 이중 세트의 배기 개구를 갖는 예시적인 설계를 도시한다.
도 14는 개시된 청구 대상의 실시양태에 따른 방사상 외향 전달 흐름을 갖는 예시적인 플룸 제거 디바이스를 도시한다.
도 15-16은 개시된 청구 대상의 실시양태에 따른 직교류 구성의 예시적인 플룸 제거 디바이스의 다양한 뷰를 도시한다.
도 17-18은 개시된 청구 대상의 실시양태에 따른 추가 구성요소와 함께 도 3에 도시된 플룸 제거 디바이스와 유사한 예시적인 플룸 제거 디바이스를 도시한다.
도 19는 개시된 청구 대상의 실시양태에 따른 OVJP에 의해 인쇄된 라인을 개별 픽셀로 분리하기 위한 레이저 박막 제거 공정을 도시한다.
도 20은 개시된 청구 대상의 실시양태에 따른 플룸 제거 시스템을 도시한다.

일반적으로, OLED는 애노드와 캐소드 사이에 배치되어 이에 전기 접속되는 하나 이상의 유기층을 포함한다. 전류가 인가되면, 애노드는 유기층(들)에 정공을 주입하고, 캐소드는 전자를 주입한다. 주입된 정공 및 전자는 각각 반대로 하전된 전극을 향하여 이동한다. 전자와 정공이 동일한 분자 상에 편재화될 경우, 여기된 에너지 상태를 갖는 편재화된 전자-정공 쌍인 "엑시톤"이 생성된다. 엑시톤이 광방출 메커니즘을 통해 이완될 경우 광이 방출된다. 일부 경우에서, 엑시톤은 엑시머 또는 엑시플렉스 상에 편재화될 수 있다. 비-방사 메커니즘, 예컨대 열 이완이 또한 발생할 수 있으나, 일반적으로 바람직하지 않은 것으로 간주된다.

초기 OLED는 예를 들면 미국 특허 제4,769,292호에 개시된 단일항 상태로부터 광("형광")을 방출하는 발광 분자를 사용하였으며, 상기 특허 문헌은 그 전문이 인용에 의해 포함된다. 형광 방출은 일반적으로 10 나노초 미만의 시간 프레임으로 발생한다.

보다 최근에는, 삼중항 상태로부터의 광("인광")을 방출하는 발광 물질을 갖는 OLED가 제시되었다. 문헌 [Baldo et al., "Highly Efficient Phosphorescent Emission from Organic Electroluminescent Devices," Nature, vol. 395, 151-154, 1998; ("Baldo-I")] 및 문헌 [Baldo et al., "Very high-efficiency green organic light-emitting devices based on electrophosphorescence," Appl. Phys. Lett., vol. 75, No. 3, 4-6 (1999) ("Baldo-II")]은 그 전문이 인용에 의해 포함된다. 인광은 인용에 의해 포함되는 미국 특허 제7,279,704호의 컬럼 5-6에 보다 구체적으로 기재되어 있다.

도 1은 유기 발광 디바이스(100)를 나타낸다. 도면은 반드시 축척에 의하여 도시하지는 않았다. 디바이스(100)는 기판(110), 애노드(115), 정공 주입층(120), 정공 수송층(125), 전자 차단층(130), 발광층(135), 정공 차단층(140), 전자 수송층(145), 전자 주입층(150), 보호층(155), 캐소드(160) 및 배리어층(170)을 포함할 수 있다. 캐소드(160)는 제1 전도층(162) 및 제2 전도층(164)을 갖는 화합물 캐소드이다. 디바이스(100)는 기재된 순서로 층을 증착시켜 제작될 수 있다. 이러한 다양한 층 뿐만 아니라, 예시 물질의 특성 및 기능은 인용에 의해 포함되는 미국 특허 제7,279,704호의 컬럼 6-10에 보다 구체적으로 기재되어 있다.

이들 층 각각에 대한 더 많은 예도 이용 가능하다. 예를 들면 가요성이고 투명한 기판-애노드 조합이 미국 특허 제5,844,363호에 개시되어 있으며, 이 특허 문헌은 그 전문이 인용에 의해 포함된다. p-도핑된 정공 수송층의 한 예는 미국 특허출원 공개공보 제2003/0230980호에 개시된 바와 같이, 50:1의 몰비로 m-MTDATA가 F₄-TCNQ로 도핑된 것이 있으며, 이 특허 문헌은 그 전문이 인용에 의해 포함된다. 발광 및 호스트 물질의 예는 미국 특허 제6,303,238호(Thompson 등)에 개시되어 있으며, 이 특허 문헌은 그 전문이 인용에 의해 포함된다. n-도핑된 전자 수송층의 예는 미국 특허 출원 공개공보 제2003/0230980호에 개시된 바와 같이, 1:1의 몰비로 Li로 도핑된 BPhen이고, 이 특허 문헌은 그 전문이 인용에 의해 포함된다. 그 전문이 인용에 의해 포함되는 미국 특허 제5,703,436호 및 제5,707,745호에는, 적층된 투명, 전기전도성 스퍼터 증착된 ITO 층을 갖는 Mg:Ag와 같은 금속의 박층을 갖는 화합물 캐소드를 비롯한 캐소드의 예가 개시되어 있다. 차단층의 이론 및 용도는 미국 특허 제6,097,147호 및 미국 특허 출원 공개공보 제2003/0230980호에 보다 구체적으로 기재되어 있으며, 이들 특허 문헌은 그 전문이 인용에 의해 포함된다. 주입층의 예는 미국 특허 출원 공개공보 제2004/0174116호에 제공되어 있으며, 이 특허 문헌은 그 전문이 인용에 의해 포함된다. 배리어층(170)은 단층 또는 다층 배리어일 수 있으며 디바이스의 다른 층을 덮거나 둘러쌀 수 있다. 배리어층(170)은 기판(110)을 둘러쌀 수도 있고/있거나 기판과 디바이스의 다른 층 사이에 배열될 수 있다. 배리어는 캡슐화제, 캡슐화층, 보호층, 또는 침투 배리어로 지칭될 수도 있으며, 통상적으로 디바이스의 다른 층을 통한 수분, 주위 공기, 및 다른 유사한 물질에 의한 침투에 대한 보호를 제공한다. 배리어층 물질 및 구조의 예는 미국 특허 제6,537,688호, 제6,597,111호, 제6,664,137호, 제6,835,950호, 제6,888,305호, 제6,888,307호, 제6,897,474호, 제7,187,119호, 및 제7,683,534호에 제공되어 있으며, 각각의 상기 특허는 그 전문이 인용에 의해 포함된다.

도 2는 역구조 OLED(200)를 나타낸다. 디바이스는 기판(210), 캐소드(215), 발광층(220), 정공 수송층(225) 및 애노드(230)를 포함한다. 디바이스(200)는 기재된 순서로 층을 증착시켜 제작될 수 있다. 가장 흔한 OLED 구성이 애노드의 위에 캐소드가 배치되어 있는 것이고, 디바이스(200)는 애노드(230)의 아래에 배치된 캐소드(215)를 갖고 있으므로, 디바이스(200)는 "역구조" OLED로 지칭될 수 있다. 디바이스(100)에 관하여 기재된 것과 유사한 물질이 디바이스(200)의 해당 층에 사용될 수 있다. 도 2는 디바이스(100)의 구조로부터 일부 층이 어떻게 생략될 수 있는지의 일례를 제공한다.

도 1 및 도 2에 도시된 단순 적층된 구조는 비제한적인 예로서 제공되며, 본 발명의 실시양태는 다양한 다른 구조와 관련하여 사용될 수 있는 것으로 이해된다. 기재된 특정한 물질 및 구조는 사실상 예시를 위한 것이며, 다른 물질 및 구조가 사용될 수 있다. 기능성 OLED는 기재된 다양한 층을 상이한 방식으로 조합하여 달성될 수 있거나, 또는 층은 디자인, 성능 및 비용 요인에 기초하여 전적으로 생략될 수 있다. 구체적으로 기재되지 않은 기타의 층도 또한 포함될 수 있다. 구체적으로 기재된 물질과 다른 물질을 사용할 수 있다. 본원에 제공된 다수의 예가 단일 물질을 포함하는 것으로 다양한 층을 기재하기는 하나, 물질의 조합, 예컨대 호스트와 도펀트의 혼합물, 또는 보다 일반적으로 혼합물을 사용할 수 있는 것으로 이해된다. 또한, 층은 다양한 하부층을 가질 수 있다. 본원에서 다양한 층에 제시된 명칭은 엄격하게 제한하고자 하는 것은 아니다. 예를 들면, 디바이스(200)에서, 정공 수송층(225)은 정공을 수송하고 정공을 발광층(220)에 주입하며, 정공 수송층 또는 정공 주입층으로 기재될 수 있다. 한 실시양태에서, OLED는 캐소드와 애노드 사이에 배치된 "유기층"을 갖는 것으로 기재될 수 있다. 이러한 유기층은 단일 층을 포함할 수 있거나, 또는 예를 들면 도 1 및 도 2와 관련하여 기재된 바와 같은 상이한 유기 물질들의 복수의 층을 더 포함할 수 있다.

구체적으로 기재하지 않은 구조 및 물질, 예컨대 미국 특허 제5,247,190호(Friend 등)에 개시된 중합체 물질로 구성된 OLED(PLED)를 또한 사용할 수 있으며, 이 특허 문헌은 그 전문이 인용에 의해 포함된다. 추가의 예로서, 단일 유기층을 갖는 OLED를 사용할 수 있다. OLED는 예를 들면 미국 특허 제5,707,745호(Forrest 등)에 기재된 바와 같이 적층될 수 있으며, 이 특허 문헌은 그 전문이 인용에 의해 본원에 포함된다. OLED 구조는 도 1 및 도 2에 도시된 단순 적층된 구조로부터 벗어날 수 있다. 예를 들면, 기판은 미국 특허 제6,091,195호(Forrest 등)에 기재된 메사형(mesa) 구조 및/또는 미국 특허 제5,834,893호(Bulovic 등)에 기재된 피트형(pit) 구조와 같은 아웃-커플링(out-coupling)을 개선시키기 위한 각진 반사면을 포함할 수 있으며, 이들 특허 문헌은 그 전문이 인용에 의해 본원에 포함된다.

본원에 개시된 일부 실시양태에서, 도 1-2에 도시된 발광층(135) 및 발광층(220)과 같은 발광층 또는 물질은 각각 양자점을 포함할 수 있다. 본원에 개시된 "발광층" 또는 "발광 물질"은, 당업자의 이해에 따라 달리 명시적으로 또는 문맥으로 나타내지 않는 한, 유기 발광 물질 및/또는 양자점 또는 등가 구조를 포함하는 발광 물질을 포함할 수 있다. 일반적으로, 발광층은 호스트 매트릭스 내에 발광 물질을 포함한다. 이러한 발광층은 별도의 발광 물질 또는 다른 이미터에 의해 방출된 광을 변환하는 양자점 물질만을 포함할 수 있거나, 또는 별도의 발광 물질 또는 다른 이미터를 또한 포함할 수 있거나, 또는 전류 인가로부터 직접 발광할 수 있다. 마찬가지로, 색 변경층, 컬러 필터, 상향 변환 또는 하향 변환 층 또는 구조는 양자점을 함유하는 물질을 포함할 수 있지만, 그러한 층은 본원에 개시된 바와 같이 "발광층"으로 간주되지 않을 수 있다. 일반적으로, "발광층" 또는 물질은 초기 광을 방출하는 것이며, 이는 컬러 필터 또는 디바이스 내에서 초기 광을 스스로 방출하지 않는 다른 색 변경층과 같은 다른 층에 의해 변경될 수 있지만 발광층에 의해 방출된 초기 광에 기초하여 상이한 스펙트럼 함량의 변경된 광을 재방출할 수 있다. 본원에 개시된 일부 실시양태에서, 색 변경층, 컬러 필터, 상향 변환 및/또는 하향 변환 층은 OLED 디바이스의 외부, 예컨대 OLED 디바이스의 전극 위 또는 아래에 배치될 수 있다.

반대의 의미로 명시하지 않는 한, 다양한 실시양태의 임의의 층은 임의의 적합한 방법에 의하여 증착될 수 있다. 유기층의 경우, 바람직한 방법으로는 미국 특허 제6,013,982호 및 제6,087,196호(이 특허 문헌들은 그 전문이 참고로 포함됨)에 기재된 바와 같은 열 증발, 잉크-제트, 미국 특허 제6,337,102호(Forrest 등)(이 특허 문헌은 그 전문이 참고로 포함됨)에 기재된 바와 같은 유기 기상 증착(OVPD) 및 미국 특허 제7,431,968호(이 특허 문헌은 그 전문이 참고로 포함됨)에 기재된 바와 같은 유기 증기 제트 프린팅(OVJP)에 의한 증착을 들 수 있다. 기타의 적합한 증착 방법은 스핀 코팅 및 기타의 용액계 공정을 포함한다. 용액계 공정은 질소 또는 불활성 분위기 중에서 실시되는 것이 바람직하다. 기타의 층의 경우, 바람직한 방법은 열 증발을 포함한다. 바람직한 패턴 형성 방법은 마스크를 통한 증착, 미국 특허 제6,294,398호 및 제6,468,819호(이 특허 문헌들은 그 전문이 참고로 포함됨)에 기재된 바와 같은 냉간 용접 및 잉크-제트 및 OVJD와 같은 일부 증착 방법과 관련된 패턴 형성을 포함한다. 다른 방법들도 사용될 수 있다. 증착시키고자 하는 물질은 특정한 증착 방법과 상용성을 갖도록 변형될 수 있다. 예를 들면, 분지형 또는 비분지형, 바람직하게는 3개 이상의 탄소를 포함하는 알킬기 및 아릴기와 같은 치환기는 소분자에 사용되어 이의 용액 가공 처리 능력을 향상시킬 수 있다. 20개 이상의 탄소를 갖는 치환기를 사용할 수 있으며, 3개 내지 20개의 탄소가 바람직한 범위이다. 비대칭 물질은 더 낮은 재결정화 경향성을 가질 수 있기 때문에, 비대칭 구조를 갖는 물질은 대칭 구조를 갖는 물질보다 더 우수한 용액 가공성을 가질 수 있다. 덴드리머 치환기를 사용하여 소분자의 용액 가공 처리 능력을 향상시킬 수 있다.

본 발명의 실시양태에 따라 제작된 디바이스는 배리어층을 임의로 더 포함할 수 있다. 배리어층의 한 목적은 전극 및 유기층이 수분, 증기 및/또는 기체 등을 포함하는 환경에서 유해한 종에 대한 노출로 인하여 손상되지 않도록 보호하는 것이다. 배리어층은 엣지를 포함하는 디바이스의 임의의 기타 부분의 위에서, 또는 전극 또는 기판의 위에서, 아래에서 또는 옆에서 증착될 수 있다. 배리어층은 단일층 또는 다중층을 포함할 수 있다. 배리어층은 다양한 공지의 화학 기상 증착 기법에 의하여 형성될 수 있으며 복수의 상을 갖는 조성물 뿐만 아니라 단일 상을 갖는 조성물을 포함할 수 있다. 임의의 적합한 물질 또는 물질의 조합을 배리어층에 사용할 수 있다. 배리어층은 무기 또는 유기 화합물 또는 둘 다를 포함할 수 있다. 바람직한 배리어층은 미국 특허 제7,968,146호, PCT 특허 출원 PCT/US2007/023098 및 PCT/US2009/042829에 기재된 중합체 물질과 비중합체 물질의 혼합물을 포함하며, 이들 문헌은 본원에 그 전문이 참고로 포함된다. "혼합물"로 간주되기 위해, 배리어층을 포함하는 전술한 중합체 및 비중합체 물질은 동일한 반응 조건 하에서 및/또는 동시에 증착되어야 한다. 중합체 대 비중합체 물질의 중량비는 95:5 내지 5:95 범위일 수 있다. 중합체 및 비중합체 물질은 동일한 전구체 물질로부터 생성될 수 있다. 한 예에서, 중합체 물질과 비중합체 물질의 혼합물은 실질적으로 중합체 규소 및 무기 규소로 이루어진다.

일부 실시양태에서, 애노드, 캐소드, 또는 유기 발광층 위에 배치된 새로운 층 중 적어도 하나는 강화층으로서 기능한다. 강화층은, 이미터 물질에 비방사적으로 결합하고 여기 상태 에너지를 이미터 물질로부터 비방사 모드의 표면 플라즈몬 폴라리톤으로 전달하는 표면 플라즈몬 공명을 나타내는 플라즈몬 물질을 포함한다. 강화층은 유기 발광층으로부터 임계 거리 이내에 제공되며, 여기서 이미터 물질은 강화층의 존재로 인해 총 비방사성 붕괴 속도 상수와 총 방사성 붕괴 속도 상수를 가지며 임계 거리는 총 비방사성 붕괴 속도 상수가 총 방사성 붕괴 속도 상수와 동일한 곳이다. 일부 실시양태에서, OLED는 아웃커플링층을 더 포함한다. 일부 실시양태에서, 아웃커플링층은 유기 발광층의 반대측의 강화층 위에 배치된다. 일부 실시양태에서, 아웃커플링층은 강화층으로부터 발광층의 반대측에 배치되지만 여전히 강화층의 표면 플라즈몬 모드로부터 에너지를 아웃커플링한다. 아웃커플링층은 표면 플라즈몬 폴라리톤으로부터의 에너지를 산란시킨다. 일부 실시양태에서 이 에너지는 광자로서 자유 공간에 산란된다. 다른 실시양태에서, 에너지는 표면 플라즈몬 모드로부터 비제한적으로 유기 도파 모드, 기판 모드, 또는 다른 도파 모드와 같은 디바이스의 다른 모드로 산란된다. 에너지가 OLED의 비자유 공간 모드로 산란되는 경우, 다른 아웃커플링 스킴을 통합하여 해당 에너지를 자유 공간으로 추출할 수 있다. 일부 실시양태에서, 강화층과 아웃커플링층 사이에 하나 이상의 개재층이 배치될 수 있다. 개재층(들)의 예는 유기, 무기, 페로브스카이트, 산화물을 포함한 유전체 재료일 수 있고, 이들 재료의 스택 및/또는 혼합물을 포함할 수 있다.

강화층은 이미터 물질이 존재하는 매체의 유효 특성을 변경하여, 하기 중 어느 것 또는 모두를 유도한다: 발광 속도 저하, 발광 라인 형상의 변경, 각도에 따른 발광 강도 변화, 이미터 물질의 안정성 변화, OLED의 효율 변화, 및 OLED 디바이스의 감소된 효율 롤-오프. 캐소드측, 애노드측, 또는 양측 모두에 강화층을 배치하면 앞서 언급한 효과 중 어느 것을 이용하는 OLED 디바이스가 생성된다. 본원에서 언급되고 도면에 도시된 각종 OLED 예에서 설명된 특정 기능성 층 외에도, 본 개시내용에 따른 OLED는 OLED에서 흔히 마련되는 임의의 다른 기능성 층을 포함할 수 있다.

강화층은 플라즈몬 물질, 광학 활성 메타물질, 또는 하이퍼볼릭 메타물질로 구성될 수 있다. 본원에서 사용되는 플라즈몬 물질은 전자기 스펙트럼의 가시 광선 또는 자외선 영역에서 유전 상수의 실수부가 0과 교차하는 물질이다. 일부 실시양태에서, 플라즈몬 물질은 적어도 하나의 금속을 포함한다. 이러한 실시양태에서 금속은 Ag, Al, Au, Ir, Pt, Ni, Cu, W, Ta, Fe, Cr, Mg, Ga, Rh, Ti, Ru, Pd, In, Bi, Ca, 이들 재료의 합금 또는 혼합물, 및 이들 재료의 스택 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 일반적으로, 메타물질은, 상이한 물질로 구성된 매체로서, 매체 전체가 그 물질 부분의 합과는 상이하게 작용하는 매체이다. 특히, 본 출원인은 광학 활성 메타물질을 음의 유전율과 음의 투과율을 모두 가진 물질로서 정의한다. 한편, 하이퍼볼릭 메타물질은 유전율 또는 투과율이 다른 공간 방향에 대해 다른 부호를 갖는 이방성 매체이다. 광학 활성 메타물질 및 하이퍼볼릭 메타물질은 매체가 빛의 파장 길이 규모에서 전파 방향으로 균일하게 나타나야 한다는 점에서 분산 브래그 반사경(Distributed Bragg Reflector, "DBR")과 같은 다른 많은 포토닉 구조와 엄격하게 구분된다. 당업자가 이해할 수 있는 용어를 사용하여: 전파 방향에서 메타물질의 유전 상수는 유효 매체 근사치로 설명될 수 있다. 플라즈몬 물질과 메타물질은 다양한 방식으로 OLED 성능을 향상시킬 수 있는 빛의 전파를 제어하는 방법을 제공한다.

일부 실시양태에서, 강화층은 평면층으로서 제공된다. 다른 실시양태에서, 강화층은, 주기적으로, 준주기적으로, 또는 무작위로 배열되는 파장 사이즈의 피처, 또는 주기적으로, 준주기적으로, 또는 무작위로 배열되는 서브파장 사이즈의 피처를 갖는다. 일부 실시양태에서, 파장 사이즈의 피처 및 서브파장 사이즈의 피처는 샤프한 엣지를 갖는다.

일부 실시양태에서, 아웃커플링층은, 주기적으로, 준주기적으로, 또는 무작위로 배열되는 파장 사이즈의 피처, 또는 주기적으로, 준주기적으로, 또는 무작위로 배열되는 서브파장 사이즈의 피처를 갖는다. 일부 실시양태에서, 아웃커플링층은 복수의 나노입자로 구성될 수 있으며 다른 실시양태에서 아웃커플링층은 재료 위에 배치된 복수의 나노입자로 구성된다. 이들 실시양태에서 아웃커플링은 복수의 나노입자의 사이즈를 변화시키는 것, 복수의 나노입자의 형상을 변화시키는 것, 복수의 나노입자의 재료를 변화시키는 것, 상기 재료의 두께를 조정하는 것, 복수의 나노입자 상에 배치된 상기 재료 또는 추가 층의 굴절률을 변화시키는 것, 강화층의 두께를 변화시키는 것, 및/또는 강화층의 재료를 변화시키는 것 중 적어도 하나에 의해 조정 가능할 수 있다. 디바이스의 복수의 나노입자는 금속, 유전체 재료, 반도체 재료, 금속의 합금, 유전체 재료의 혼합물, 하나 이상의 재료의 스택 또는 층, 및/또는 1종의 재료의 코어로서, 상이한 종류의 재료의 쉘로 코팅된 코어 중 적어도 하나로 형성될 수 있다. 일부 실시양태에서, 아웃커플링층은, 금속이 Ag, Al, Au, Ir, Pt, Ni, Cu, W, Ta, Fe, Cr, Mg, Ga, Rh, Ti, Ru, Pd, In, Bi, Ca, 이들 재료의 합금 또는 혼합물, 및 이들 재료의 스택으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 금속 나노입자로 구성된다. 복수의 나노입자는 그 위에 배치되는 추가 층을 가질 수 있다. 일부 실시양태에서, 발광의 편광은 아웃커플링층을 사용하여 조정될 수 있다. 아웃커플링층의 차원수 및 주기성을 변화시킴으로써 공기에 우선적으로 아웃커플링되는 편광의 유형을 선택할 수 있다. 일부 실시양태에서 아웃커플링층은 또한 디바이스의 전극으로서 작용한다.

형광 OLED의 내부 양자 효율(IQE)은 지연 형광을 통해 25% 스핀 통계 한계를 초과할 수 있다고 여겨진다. 본원에 사용된 바와 같이, 두 가지 유형의 지연 형광, 즉 P형 지연 형광 및 E형 지연 형광이 존재한다. P형 지연 형광은 삼중항-삼중항 소멸(TTA)로부터 생성된다.

반면, E형 지연 형광은 두 삼중항의 충돌에 의존하지 않지만, 삼중항 상태와 단일항 여기 상태 사이의 열 집단(thermal population)에 의존한다. E형 지연 형광을 생성할 수 있는 화합물은 매우 작은 단일항-삼중항 갭을 가져야 한다. 열에너지는 삼중항 상태에서 단일항 상태로의 전이를 활성화시킬 수 있다. 이러한 유형의 지연 형광은 열 활성화 지연 형광(TADF)으로도 알려져 있다. TADF의 뚜렷한 특징은 온도가 상승하면 열에너지의 증가로 인해 지연 성분이 증가한다는 것이다. 역 시스템간 교차 속도가 삼중항 상태에서 비방사 붕괴를 최소화할 만큼 충분히 빠른 경우, 다시 채워진(back populated) 단일항 여기 상태의 분율은 잠재적으로 75%에 도달할 수 있다. 총 단일항 분율은 100%일 수 있으며, 이는 전기적으로 생성된 엑시톤에 대한 스핀 통계 한계를 훨씬 초과하는 것이다.

E형 지연 형광 특성은 엑시플렉스 시스템 또는 단일 화합물에서 찾을 수 있다. 이론에 얽매이지 않고, E형 지연 형광은 발광 물질이 작은 단일항-삼중항 에너지 갭(ΔES-T)을 가지는 것을 필요로 한다고 여겨진다. 유기, 비금속 함유 도너-억셉터 발광 물질은 이를 달성할 수 있다. 이러한 물질에서의 발광은 보통 도너-억셉터 전하 이동(CT) 유형 발광으로 특징지어진다. 이러한 도너-억셉터 유형 화합물에서 HOMO 및 LUMO의 공간적 분리는 보통 작은 ΔES-T를 유도한다. 이러한 상태는 CT 상태를 포함할 수 있다. 많은 경우에, 도너-억셉터 발광 물질은 아미노 또는 카르바졸 유도체와 같은 전자 도너 모이어티와 N 함유 6원 방향족 고리와 같은 전자 억셉터 모이어티를 연결함으로써 구성된다.

본 발명의 실시양태에 따라 제작된 디바이스는 다양한 전자 제품 또는 중간 부품 내에 포함될 수 있는 광범위하게 다양한 전자 부품 모듈(또는 유닛) 내에 포함될 수 있다. 이러한 전자 제품 또는 중간 부품의 예는 최종 소비자 제품 생산자에 의해 사용될 수 있는 디스플레이 스크린, 발광 디바이스, 예컨대 개별 광원 디바이스 또는 조명 패널 등을 포함한다. 이러한 전자 부품 모듈은 임의로 구동 전자 장치 및/또는 동력원(들)을 포함할 수 있다. 본 발명의 실시양태에 따라 제작된 디바이스는 하나 이상의 전자 부품 모듈(또는 유닛)을 그 안에 포함하는 광범위하게 다양한 소비자 제품 내에 포함될 수 있다. OLED 내 유기층에 본 개시내용의 화합물을 포함하는 OLED를 포함하는 소비자 제품이 개시된다. 이러한 소비자 제품은 하나 이상의 광원(들) 및/또는 하나 이상의 어떤 종류의 영상 디스플레이를 포함하는 임의 종류의 제품을 포함할 것이다. 이러한 소비자 제품의 몇몇 예로는 평면 패널 디스플레이, 곡면 디스플레이, 컴퓨터 모니터, 의료용 모니터, 텔레비젼, 광고판, 실내 또는 실외 조명 및/또는 신호용 라이트, 헤드업 디스플레이, 완전 또는 부분 투명 디스플레이, 플렉시블 디스플레이, 롤러블 디스플레이, 폴더블 디스플레이, 스트레처블 디스플레이, 레이저 프린터, 전화기, 휴대폰, 태블릿, 패블릿, 개인용 정보 단말기(PDA), 웨어러블 디바이스, 랩톱 컴퓨터, 디지털 카메라, 캠코더, 뷰파인더, 대각선이 2인치 미만인 마이크로 디스플레이, 3D 디스플레이, 가상 현실 또는 증강 현실 디스플레이, 차량, 함께 타일링된 다중 디스플레이를 포함하는 비디오 월, 극장 또는 스타디움 스크린, 및 간판이 있다. 패시브 매트릭스 및 액티브 매트릭스를 비롯한 다양한 조절 메커니즘을 사용하여 본 발명에 따라 제작된 디바이스를 조절할 수 있다. 다수의 디바이스는 사람에게 안락감을 주는 온도 범위, 예컨대 18℃ 내지 30℃, 더욱 바람직하게는 실온(20℃ 내지 25℃)에서 사용하고자 하지만, 상기 온도 범위 밖의 온도, 예컨대 -40℃ 내지 +80℃에서도 사용될 수 있다.

본원에 기재된 물질 및 구조는 OLED 이외의 디바이스에서의 적용예를 가질 수 있다. 예를 들면, 기타의 광전자 디바이스, 예컨대 유기 태양 전지 및 유기 광검출기는 상기 물질 및 구조를 사용할 수 있다. 보다 일반적으로, 유기 디바이스, 예컨대 유기 트랜지스터는 상기 물질 및 구조를 사용할 수 있다.

일부 실시양태에서, OLED는 플렉시블, 롤러블, 폴더블, 스트레처블 및 곡면 특성으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 특성을 갖는다. 일부 실시양태에서, OLED는 투명 또는 반투명하다. 일부 실시양태에서, OLED는 탄소 나노튜브를 포함하는 층을 더 포함한다.

일부 실시양태에서, OLED는 지연 형광 이미터를 포함하는 층을 더 포함한다. 일부 실시양태에서, OLED는 RGB 픽셀 배열, 또는 화이트 플러스 컬러 필터 픽셀 배열을 포함한다. 일부 실시양태에서, OLED는 모바일 디바이스, 핸드 헬드 디바이스, 또는 웨어러블 디바이스이다. 일부 실시양태에서, OLED는 대각선이 10 인치 미만이거나 면적이 50 제곱인치 미만인 디스플레이 패널이다. 일부 실시양태에서, OLED는 대각선이 10 인치 이상이거나 면적이 50 제곱인치 이상인 디스플레이 패널이다. 일부 실시양태에서, OLED는 조명 패널이다.

발광 영역의 일부 실시양태에서, 발광 영역은 호스트를 추가로 포함한다.

일부 실시양태에서, 상기 화합물은 발광 도펀트일 수 있다. 일부 실시양태에서, 상기 화합물은 인광, 형광, 열 활성화 지연 형광, 즉, TADF(E형 지연 형광으로도 지칭됨), 삼중항-삼중항 소멸 또는 이들 과정의 조합을 통해 발광을 생성할 수 있다.

본원에 개시된 OLED는 소비자 제품, 전자 부품 모듈 및 조명 패널 중 하나 이상에 포함될 수 있다. 유기층은 발광층일 수 있고, 상기 화합물은 일부 실시양태에서 발광 도펀트일 수 있고, 한편 상기 화합물은 다른 실시양태에서 비발광 도펀트일 수 있다.

유기층은 호스트를 포함할 수도 있다. 일부 실시양태에서, 2개 이상의 호스트가 바람직하다. 일부 실시양태에서, 사용되는 호스트는 전하 수송에서 거의 역할을 하지 않는 a) 양극성, b) 전자 수송, c) 정공 수송 또는 d) 넓은 밴드 갭 물질일 수 있다. 일부 실시양태에서, 호스트는 금속 착물을 포함할 수 있다. 호스트는 무기 화합물일 수 있다.

기타 물질과의 조합

유기 발광 디바이스에서 특정 층에 대하여 유용한 것으로 본원에 기재된 물질은 디바이스에 존재하는 매우 다양한 기타 물질과의 조합으로 사용될 수 있다. 예를 들면, 본원에 개시된 발광 도펀트는 매우 다양한 호스트, 수송층, 차단층, 주입층, 전극 및 존재할 수 있는 기타 층과 결합되어 사용될 수 있다. 이하에 기재되거나 언급된 물질은 본원에 개시된 화합물과의 조합에 유용할 수 있는 물질의 비제한적인 예시이며, 당업자는 조합에 유용할 수 있는 기타 물질을 식별하기 위해 문헌을 용이하게 참조할 수 있다.

본원에 개시된 다양한 발광층 및 비발광층 및 배열을 위해 다양한 물질이 사용될 수 있다. 적합한 물질의 예는 미국 특허 출원 공개공보 제2017/0229663호에 개시되어 있으며, 이의 전체 내용은 참고로 포함된다.

전도성 도펀트:

전하 수송층은 전도성 도펀트로 도핑되어 이의 전하 캐리어 밀도를 실질적으로 변화시킬 수 있고, 이는 결과적으로 이의 전도성을 변화시킬 것이다. 전도성은 매트릭스 물질에서 전하 캐리어를 생성시킴으로써 증가되며, 도펀트의 유형에 따라, 반도체의 페르미 준위에서의 변화가 달성될 수도 있다. 정공 수송층은 p형 전도성 도펀트로 도핑될 수 있고 n형 전도성 도펀트는 전자 수송층에 사용된다.

HIL/HTL:

본 발명에서 사용하고자 하는 정공 주입/수송 물질은 특정하게 제한되지 않으며, 화합물이 통상적으로 정공 주입/수송 물질로 사용되는 한 임의의 화합물을 사용할 수 있다.

EBL:

전자 차단층(EBL)은 발광층을 떠나는 전자 및/또는 엑시톤의 수를 감소시키기 위해 사용될 수 있다. 디바이스 내의 이러한 차단층의 존재는 차단층이 없는 유사한 디바이스와 비교했을 때 상당히 더 높은 효율 및/또는 더 긴 수명을 유도할 수 있다. 또한, 차단층은 OLED의 원하는 영역에 발광을 국한시키기 위해 사용될 수 있다. 일부 실시양태에서, EBL 물질은 EBL 계면에 가장 가까운 이미터보다 더 높은 LUMO(진공 수준에 보다 가까움) 및/또는 더 높은 삼중항 에너지를 갖는다. 일부 실시양태에서, EBL 물질은 EBL 계면에 가장 가까운 호스트들 중 하나 이상보다 더 높은 LUMO(진공 수준에 보다 가까움) 및/또는 보다 더 높은 삼중항 에너지를 갖는다. 한 양태에서, EBL에 사용되는 화합물은 이하에 기재된 호스트들 중 하나와 동일한 사용 분자 또는 작용기를 함유한다.

호스트:

본 발명의 유기 EL 디바이스의 발광층은 바람직하게는 발광 물질로서 적어도 금속 착물을 포함하며, 도펀트 물질로서 금속 착물을 사용하는 호스트 물질을 포함할 수 있다. 호스트 물질의 예는 특별히 제한되지 않으며, 임의의 금속 착물 또는 유기 화합물은 호스트의 삼중항 에너지가 도펀트의 삼중항 에너지보다 더 크기만 하다면 사용될 수 있다. 삼중항 기준을 충족하는 한, 임의의 호스트 물질은 임의의 도펀트와 함께 사용될 수 있다.

HBL:

정공 차단층(HBL)은 발광층을 떠나는 정공 및/또는 엑시톤의 수를 감소시키기 위해 사용될 수 있다. 디바이스 내의 이러한 차단층의 존재는 차단층이 없는 유사한 디바이스와 비교했을 때 상당히 더 높은 효율 및/또는 더 긴 수명을 유도할 수 있다. 또한, 차단층은 OLED의 원하는 영역에 발광을 국한시키기 위해 사용될 수 있다. 일부 실시양태에서, HBL 물질은 HBL 계면에 가장 가까운 이미터보다 더 낮은 HOMO(진공 수준으로부터 보다 먼) 및/또는 더 높은 삼중항 에너지를 갖는다. 일부 실시양태에서, HBL 물질은 HBL 계면에 가장 가까운 호스트들 중 하나 이상보다 더 낮은 HOMO(진공 수준으로부터 보다 먼) 및/또는 더 높은 삼중항 에너지를 갖는다.

ETL:

전자 수송층(ETL)은 전자를 수송할 수 있는 물질을 포함할 수 있다. 전자 수송층은 고유하거나(도핑되지 않음) 또는 도핑될 수 있다. 도핑은 전도성을 향상시키는데 사용될 수 있다. ETL 물질의 예는 특별히 제한되지는 않으며, 임의의 금속 착물 또는 유기 화합물은 이들이 통상적으로 전자를 수송하는 데 사용되는 한 사용될 수 있다.

전하 생성층(CGL)

탠덤형(tandem) 또는 적층형 OLED에서, CGL은 성능 면에서 필수적인 역할을 수행하며, 이는 각각 전자와 정공을 주입하기 위한 n-도핑된 층 및 p-도핑된 층으로 구성된다. 전자와 정공은 CGL 및 전극으로부터 공급된다. CGL에서 소모된 전자와 정공은 각각 캐소드와 애노드로부터 주입된 전자와 정공에 의해 다시 채워지며; 그 후, 바이폴라 전류는 점차적으로 정상 상태에 도달한다. 통상의 CGL 물질은 수송층에서 사용되는 n 및 p 전도성 도펀트를 포함한다.

유기 발광 다이오드(OLED) 디바이스의 제조 공정은 전형적으로 캡슐화 공정을 포함한다. 캡슐화는 산소와 수증기가 침투할 수 없는 장벽 내에 디바이스를 캡슐화하여 산소, 습기 및 기타 불순물로부터 유기 물질을 보호하는 데 사용된다. 유리, 금속 또는 폴리머 기반 장벽 물질을 활용하는 경질 및 가요성 기판을 위해 다양한 캡슐화 방법이 개발되었다. 성공적인 캡슐화를 위해서는 시일링 표면이 깨끗하고 오염 물질이 없어야 한다. 이는 유기 증기 분사 인쇄(OVJP)를 사용하여 OLED의 유기층을 생성할 때 문제가 될 수 있다. OVJP는 기판의 서브픽셀과 정렬되는 유기 박막 피처의 행을 인쇄한다. 이 공정에서는 물질 증착이 안정화되도록 각 행의 시작 부분에 런아웃 마진이 필요하고, 행이 끝나도록 각 행 끝 부분에 런아웃 마진이 필요하다. 이 런아웃 마진은 특히 좁은 베젤 디바이스에서 캡슐화 마진과 겹칠 수 있다. 따라서 OVJP는 캡슐화 마진의 시일링 영역에 일부 유기 증기를 증착할 수 있다. 개시된 청구 대상의 실시양태는 캡슐화 공정에 대한 청결성을 달성하기 위해 증착된 유기층을 제거할 수 있는 디바이스를 제공한다. 개시된 청구 대상의 실시양태는 세정 공정 동안 기판 상에 어블레이션된 물질의 재증착을 유발하지 않고 유기 증착층을 제거한다.

OLED 디스플레이 기술은 더 넓은 시야각, 더 높은 휘도 및 명암비를 갖는 액정 디스플레이(LCD)에 비해 상당한 이점을 제공한다. 그러나, OLED 디스플레이의 박막층은 일반적으로 적어도 10,000시간의 긴 수명 동안 OLED 디스플레이의 성능을 유지하기 위해 적절하게 패키징되어야 한다. OLED 디바이스는 디바이스 생산에 사용되는 유기 물질을 손상시킬 수 있는 산소와 공기의 침투를 방지하기 위해 캡슐화될 수 있다. 캡슐화는 또한 OLED 디바이스의 화학적 반응성 금속 전극층인 캐소드에 산소와 공기가 침투하는 것을 방지한다. 캡슐화를 통한 OLED 디바이스 시일링의 목표 투과 값은 수증기의 경우 1x10^-6 g/m² 일(day) 미만, 및 산소의 경우 1x10^-5 - 1x10^-3 cm³/m² 일이다. 이러한 사양은 각각 1x10^-3 g/m² 일 및 1x10^-1 g/m² 일의 수증기 투과율 요건을 갖는 TFT 및 LCD 기술의 시일링 요건보다 훨씬 더 엄격하다.

이러한 목표 투과 값을 달성하기 위한 캡슐화 방법은 OLED 디스플레이에 사용되는 기판 물질에 따라 달라질 수 있다. 경질 기판은 일반적으로 저투과성 에폭시로 접착된 유리 또는 금속 뚜껑을 사용하여 시일링되는 반면, 가요성 디스플레이는 일반적으로 박막 증착 방법, 예컨대 스퍼터링, 원자층 증착(ALD), 플라즈마 강화 화학 기상 증착(PECVD) 등을 사용하여 기판에 증착되는 단일 또는 다중 유기층 및/또는 무기층을 갖는 박막 투과 장벽을 사용한다.

캡슐화 층을 통한 수증기 또는 산소의 투과는, 증착 공정 중에 형성될 수 있는 미세결함, 층과 기판 사이의 불완전한 경계면, 및 시일링 표면에 포집된 입자에 의해 발생하는 갭에서 발생할 수 있다. 활성 영역 외부의 디스플레이 경계의 청결도 및 표면 거칠기는, UV 경화 유리 프릿 접착제가 시일링되고/되거나 측면 침투를 유발할 수 있는 캡슐화 층 사이의 경계면의 결함을 방지하도록 구성될 수 있다. 장벽 뚜껑의 시일링 에폭시를 OLED 유기층 위에 적용하면, 수증기와 산소가 시일 아래의 유기 물질을 통해 확산되어 조기 디스플레이 오류를 일으킬 수 있다.

OLED 디스플레이의 생산에 일반적으로 사용되는 증발 공정은 진공 챔버에서 기판 상에 발광 유기 물질을 증착하는 것을 포함하며, 여기서 증발된 유기 분자는 기판의 활성 구역 위에 배치된 얇은 금속 마스크에 의해 스텐실 처리된다. 얇은 금속 마스크의 미세한 구멍이 대부분의 유기 물질을 그리드의 특정 영역으로 향하게 할 수 있지만, 일부 유기 분자는 패널의 비활성 외부 경계에 증착되어 시일링 표면에 원하지 않는 증착을 유발할 수 있다. OVJP 증착의 경우, 증착된 라인의 런인 및 런아웃 영역이 뚜껑의 시일링을 방해할 수 있다. 캡슐화의 효율성을 높이기 위해 시일링 영역의 모든 박막 코팅을 제거하는 것이 바람직하다.

개시된 청구 대상의 실시양태는 OLED 디스플레이의 경계 섹션에서 포커싱된 레이저 빔의 투과를 허용하고 레이저 어블레이션에 의해 생성된 유기 물질의 플룸을 제거하는 디바이스를 제공한다. 개시된 청구 대상의 실시양태에 따른 예시적인 플룸 제거 디바이스가 도 3에 도시되어 있다. 레이저 빔(107)을 제공하는 레이저 소스는 최적의 증기 생성을 위해 유기 물질의 흡수 특성에 대응할 수 있는 파장에서 빔 전달 캐비티(105)를 통해 단 펄스 또는 초단 펄스를 제공할 수 있다. 이는 전자기 스펙트럼의 적외선 또는 자외선 대역에 있을 수 있다. 빔 전달 캐비티(105)는 비어 있거나 광학적으로 투명한 블록으로 충전될 수 있다. 예를 들어, 광학적으로 투명한 블록은 사파이어 물질로 형성될 수 있다. 플룸 제거 디바이스(103)는, 플룸 제거 디바이스(103)의 바닥부 표면이 기판(102)과 평행하거나 기판(102)을 향하고 열 영향 구역(HAZ)(100)의 중심이 유기물(101)이 어블레이션되는 표면과 정렬되도록 기판(102)으로부터 멀리 위치된다. 실시양태에서, 플룸 제거 디바이스(103)의 바닥부 표면은 배기 채널(104)에 의한 챔버 가스(106)의 제거에 적합한 임의의 배향으로 기판을 향한다. 예를 들어, 바닥부 표면은 표면에 대해 실질적으로 평행하거나, 평행하지 않도록 기울어질 수 있다(즉, 바닥부 표면은 표면에 대해 0-90도 각도를 이루고 있다).

실시양태에서, 플룸 제거 디바이스(103)는 도시된 바와 같이 형상이 원형일 수 있다. 대안적인 실시양태에서, 플룸 제거 디바이스(103)는 임의의 형상일 수 있다. 추가적으로, 도시된 바와 같이, 빔 전달 캐비티/블록(105)은 형상이 원형이다. 대안적인 실시양태에서, 빔 전달 캐비티/블록(105)은 임의의 형상일 수 있다. 실시양태에서, 빔 전달 캐비티/블록(105)의 전체 형상은 플룸 제거 디바이스(103)의 형상과 유사할 수 있다. 대안적인 실시양태에서, 빔 전달 캐비티/블록(105)은 플룸 제거 디바이스(103)의 형상과 상이할 수 있다.

플룸 제거 디바이스(103)를 사용한 어블레이션는 제어된 압력 수준에서 불활성 챔버 가스(106)로 충전된 진공 챔버에서 일어날 수 있다. 예를 들어, 불활성 챔버 가스(106)는 질소, 이산화탄소, 및/또는 아르곤, 및/또는 당업계에 공지된 임의의 다른 가스일 수 있다. 플룸 제거 디바이스(103)는 챔버 가스의 흐름을 이용하여 어블레이션에 의해 생성된 유기 증기를 추출하는 내부적으로 가공된 마이크로채널 네트워크를 가질 수 있다. 어블레이션로부터의 유기 증기는 배기 채널(104)에 연결된 배기 배관을 통해 챔버로부터 제거될 수 있다. 기판(102) 상의 유기층(101)에 대한 플룸 제거 디바이스(103)의 바닥부 표면의 근접성은 기판(102)의 평면을 따라 챔버 가스 흐름(106) 시트를 유도할 수 있다. 플룸 제거 디바이스(103)의 출구 개구를 향해 방사상으로 유입되는 챔버 가스의 흐름은 유기 증기가 기판(102)의 비어블레이션 섹션으로 빠져나가는 것을 최소화하고 생성된 플룸을 포집함으로써 후증착을 방지한다. 단 펄스 레이저는 유기층(101)에 작은 HAZ 영역(100)을 생성하고, 기판(102)에서의 열전도를 최소화할 수 있다. 플룸 제거 디바이스(103)는 알루미늄 또는 강철, 및/또는 낮은 라디오시티(radiosity)를 갖는 다른 적합한 물질로 가공될 수 있다. 플룸 제거 디바이스(103)는 내부 채널의 막힘을 방지하기 위해 어블레이션되는 물질의 승화 온도보다 높은 온도 수준으로 외부 히터를 사용하여 가열될 수 있다.

플룸 제거 디바이스는 챔버 가스의 흐름에 따라 레이저 빔에 의해 기판의 HAZ 영역이 어블레이션되어 생성된 유기 증기를 추출하는 디바이스일 수 있다. 플룸 제거 디바이스는 기판으로부터 떨어져 위치하여 기판과 플룸 제거 디바이스 사이의 갭에 대칭 흐름 패턴을 유도할 수 있고 흐름을 플룸 제거 디바이스의 배기구를 향해 균일하게 방향 전환할 수 있다. 플룸 제거 디바이스는 레이저 소스로부터의 레이저 빔이 생성된 플룸과의 상호 작용을 최소화하면서 어블레이션 패턴을 생성할 수 있도록 구성될 수 있다. 플룸 제거 디바이스의 배기 개구 방향으로의 캐리어 가스 흐름의 속도는 어블레이션에 의해 생성된 플룸 내의 물질이 기판의 표면에 재증착될 수 있기 전에 이를 포획하는 데 충분할 수 있다. 캐리어 가스 흐름 및 배기 흐름은 달성된 배기 압력 값, 배기 개구의 면적, 및 기판과 플룸 제거 디바이스의 하부 표면 사이의 거리의 함수일 수 있다.

플룸 제거 공정은 전산 유체 역학(CFD)을 사용하여 컴퓨터 시뮬레이션으로 표현될 수 있다. 시뮬레이션은 도 4에 도시된 플룸 제거 디바이스(202) 및 상응한 치수를 사용할 수 있다. 레이저 빔은 0.5 mm 직경의 원형 HAZ 패턴(201)을 생성할 수 있고, 개별 펄스 직경은 50 내지 100 미크론 범위일 수 있다. 유기층(203) 상의 HAZ 패턴(201)에서 생성되는 유기 증기는 0.16 g/s(초당 그램)일 수 있고, 이는 300℃에서의 증발 속도를 대표하는 값일 수 있다. 이 값은 물질의 특성에 따라 변경될 수 있다. 플룸 제거 디바이스(202)의 출구(205)에 제공된 배기 펌핑은 100 sccm(분당 표준 입방 센티미터)의 유량을 유도할 수 있다. 온도는 어블레이션되는 물질의 승화 온도 아래로 떨어지지 않도록 제어될 수 있다. 유입 챔버 가스(204)는 200 torr(챔버 압력) 및 20℃로 제공될 수 있다. 플룸 제거 디바이스(202)의 바닥부 표면과 유기층(203) 사이의 거리는 전체적으로 비행 높이(FH)로 지칭될 수 있다. 이 예에서, 비행 높이(FH)는 0.5 mm로 설정될 수 있다.

HAZ에서 유기 물질의 레이저 어블레이션는 도 5에 도시된 바와 같이 온도 변화(301)를 경험할 수 있고, 이는 레이저의 어블레이션 기간 동안 몰 플럭스(302)를 초래하며, 여기서 dt=0.1 s이고, dt는 시간 변화(초)이다. 도 6a는 HAZ에서의 플룸 생성 속도가 레이저 펄스의 프로파일에 대응하는 시간의 단계적 변화를 따를 수 있음을 보여준다. 디바이스의 출구 포트에서 제거되는 증기의 속도는 플룸 개시로부터 짧은 지연된 후에 관찰된다. CFD 시뮬레이션에서 모델링된 이러한 조건에서 물질 제거량은 플룸 제거 디바이스가 생성된 증기를 제거하는 데 99.9%의 효율성을 가지고 있음을 보여준다. 도 6a에 도시된 예에서, 비행 높이는 500 μm일 수 있고, mp^·(즉, 어블레이션 속도)는 0.16 g/s일 수 있고, Tp(즉, 어블레이션된 물질의 온도)는 300℃일 수 있고, Tw(즉, 플룸 제거 디바이스의 온도)는 250℃일 수 있고, Q(즉, 배기 가스 유량)는 100 sccm일 수 있다. CFD 시뮬레이션에 의해 예측된 유기 증기 제거 효율은 주어진 비행 높이 값 FH에서 유지되는 배기 가스 유량 Q에 따라 달라질 수 있다. 상당히 높은 유량(Q >> 100 sccm)은 바람직하지 않을 수 있는데, 챔버 가스에 의해 제공되는 과도한 냉각으로 인해 디바이스의 내부 채널 벽에 원하지 않는 유기 물질이 증착될 수 있기 때문이다. 그러나, CFD 시뮬레이션은 도 6b에 도시된 바와 같이 FH < 2 mm의 경우 60 sccm, FH < 1 mm의 경우 20 sccm과 같은 낮은 유량에서도 100% 효율이 유지될 수 있음을 나타낸다.

도 7은 플룸 제거 디바이스와 유기층 사이의 흐름 도메인, 및 내부 흐름 통로(501-504)의 단면도를 도시한다. 유기 증기의 농도는 그레이스케일 컬러맵으로 표시되고, 화살표는 증기 플럭스의 방향을 나타낸다. 501은 플룸 발생이 시작된 직후의 시간에 해당힌다. 502는 플룸이 증기 소스를 향하는 출구 개구로 들어가고 출구 포트 방향을 향해 편향된다는 것을 보여준다. 503은 레이저 펄스가 제거되고 증기 생성이 중단된 후에도 플룸 수송이 계속됨을 보여준다. 504는 레이저 펄스 기간을 초과한 기간에 해당하며, 대부분의 플럭스 이동은 디바이스 내부 채널 내에서 발생한다.

도 8은 기판(601)의 유기층(602) 상에 일련의 HAZ 부위(605)를 생성하기 위해 특정 속도로 선형으로 병진될 수 있는 기판(601)을 도시하며, 레이저 소스(604)는 개별 레이저 펄스 직경보다 더 큰 영역을 커버하기 위해 원형 패턴을 따른다. 이는 또한 기판을 정지된 상태로 유지하면서 기판(601)을 운반하는 스테이지의 반대 방향을 따라 플룸 제거 디바이스(603) 및 외부 레이저 소스 유닛을 이동시킴으로써 달성될 수 있다. 플룸 제거 디바이스(603)와 관련하여, HAZ에서의 가열 및 증기 생성 프로파일은 시간에 따라 일정하도록 근사되는 시간적 패턴(606)을 따를 수 있다. 이러한 조건은 증기 소스가 시간이 지나도 동일하게 유지될 수 있는 정상 상태 CFD 시뮬레이션으로 표현될 수 있다.

도 9는 챔버 가스의 흐름 패턴을 도시한다. 701은 질소 가스가 플룸 제거 디바이스의 외부 가장자리에서 유입되어 기판의 평면을 따라 따라가며 디바이스의 반대쪽 끝의 배기구를 향해 수직으로 빠져나가는 모습을 보여준다. 702는 디바이스에 대한 기판의 상대적인 모션을 커버하는 기간 동안 유지되는 도 7의 502에 도시된 바와 같이 유기 증기에 대한 유사한 플럭스 프로파일을 도시한다. 도 9에서, 비행 높이는 500 μm일 수 있고, Q는 20 sccm일 수 있다.

일부 실시양태에서, 플룸 제거 디바이스는 방사상 외향 전달 흐름 디바이스일 수 있고, 여기서 흐름은 플룸 제거 디바이스의 중심으로부터 방사상 외향으로 연장된다. 예를 들어, 도 14는 도 3의 플룸 제거 디바이스와 유사한 플룸 제거 디바이스를 도시하지만, 개시된 청구 대상의 실시양태에 따르면 방사상 외향 전달 흐름이 있다. 다른 실시양태에서, 플룸 제거 디바이스는 직교류 구성을 가질 수 있다. 예를 들어, 도 15는 직교류 구성을 갖춘 플룸 제거 디바이스를 도시하고, 도 16은 직교류 구성을 갖는 플룸 제거 디바이스의 다양한 도면을 도시한다. 직교류 구성을 사용하면, 흐름이 입구에서 배기구까지 열 영향 구역(HAZ)을 가로질러 휩쓸린다.

도 10은 비행 높이(FH) 민감도를 나타내며, 여기서 CFD 분석은 20 내지 60 미크론 범위의 다양한 FH 값에 대해 반복될 수 있다. 801은 소스에서 농도 값이 가장 높은 기판에 대해 플룸 제거 디바이스의 가장 가까운 위치에 해당한다. 802 및 803은 디바이스가 더 높은 FH 값으로 상승하고 더 낮은 증기 농도가 소스에 축적되는 경우에 해당한다. 801은 플룸 제거 디바이스와 기판 사이의 갭에서의 흐름이 제한될 수 있으며 최소 FH 값이 세척될 유기층 표면의 특성을 기반으로 설정됨을 나타낸다.

유사하게, 플룸 제거 디바이스의 출구 포트에서의 펌핑은 특정 세척 공정을 위한 물질 제거 요구에 맞춰질 수 있다. 도 11은 플룸 제거 디바이스의 배기구에서 생성된 유량의 양이 어블레이션 영역(901)에서 생성된 모든 증기 플럭스를 유도하는 데 불충분할 수 있음을 보여준다. 원하지 않는 후증착 없이 생성된 모든 증기를 포획하기 위한 최소 유량이 플룸 제거 디바이스의 비행 높이 결정과 유사하게 설정될 수 있다.

도 12는 추가적인 내부 출구 채널(1001)을 갖고, 플룸 제거 디바이스의 외부 원주에 가공된 홈(1002)에 방사상으로 배기 개구를 연결하는 4개의 채널을 갖는 플룸 제거 디바이스의 다른 실시양태를 도시한다. 외부 고리(1003)가 플룸 제거 디바이스 주위에 배치되면, 홈(1002)은 유기 증기와 챔버 가스의 혼합물을 위한 매니폴드 역할을 할 수 있으며 단일 출구(1004)에서 조립체를 빠져나갈 수 있다. 외부 고리(1003)는 기판에 대한 플룸 제거 디바이스의 상대 위치를 조정하는 프레임에 조립체를 장착하는 데 사용될 수 있다. 디바이스를 통해 레이저 빔을 전송하기 위한 렌즈, 거울 및 레이저 소스를 포함하는 광학 장비가 프레임 내에 수용될 수 있다. 대안적인 실시양태에서, 임의 개수의 내부 출구 채널이 있을 수 있다.

도 13은 디바이스의 단일 원형 배기 개구 슬롯(1101)에 연결되는 4개의 내부 채널(1102)을 활용하는 조립체의 단면도를 도시한다. 추가 배기 개구 슬롯(1103)은 내부 개구 슬롯이 추출할 수 없는 임의의 증기를 포획하기 위해 내부 개구(1101) 주위에 가공될 수 있다. 추가 배기 개구 슬롯은 추가 채널(1104)을 사용하여 외부 홈에 방사상으로 연결될 수 있다. 내부 채널의 수는 세척 공정을 위한 특정 기간을 달성하기 위해 디스플레이 제조 공정의 택트 타임 요건을 기반으로 선택될 수 있다.

도 1-18에 도시된 바와 같이, 장치는 레이저 빔(예를 들어, 도 3에 도시된 레이저 빔(107) 및/또는 도 8에 도시된 레이저 빔(604))을 출력하도록 구성된 레이저 소스, 장치의 제1 면에서 출력된 레이저 빔을 수신하고 장치의 제2 면에서 레이저 빔을 출력하기 위한 빔 전달 캐비티(예를 들어, 도 3에 도시된 빔 전달 캐비티(105))로서, 제1 면은 제2 면의 반대편인 빔 전달 캐비티, 및 열 영향 구역(HAZ)을 향하는 장치의 제2 면에 있는 배기 개구를 갖는 플룸 제거 디바이스를 포함할 수 있다. 도 1 내지 도 18에 도시된 바와 같이, 개시된 청구 대상의 실시양태에 따른 장치는 레이저 빔(예를 들어, 도 3에 도시된 레이저 빔(107) 및/또는 도 8에 도시된 레이저 빔(604))을 출력하도록 구성된 레이저 소스, 및 출력된 레이저 빔을 수신하고 레이저 빔을 기판(예를 들어, 도 3에 도시된 기판(102) 및/또는 도 8에 도시된 기판(601))을 향해 출력하는 빔 전달 캐비티(예를 들어, 도 3에 도시된 빔 전달 캐비티(105))를 포함할 수 있다. 빔 전달 캐비티는 광학적으로 투명한 물질로 충전될 수 있다. 광학적으로 투명한 물질은 사파이어 물질로 이루어질 수 있다. 실시양태에서, 빔 전달 캐비티(105)는 레이저 빔(107)에 필요한 크기보다 약간 더 큰 크기일 수 있다. 즉, 레이저 빔(107)과 빔 전달 캐비티/블록(105) 사이에 소량의 공간이 있을 수 있다. 이 실시양태에서는 레이저 빔(107)을 이동시키고 이어서 HAZ(100)를 유기층(101) 일부 위로 이동시키기 위해, 전체 플룸 제거 디바이스(103)가 이동한다. 대안적인 실시양태에서, 빔 전달 캐비티(105)는 레이저 빔(107)에 필요한 크기보다 훨씬 더 큰 크기일 수 있다. 즉, 레이저 빔(107)의 가장자리와 빔 전달 캐비티/블록(105)의 가장자리 사이에 대량의 공간이 있을 수 있다. 이 실시양태에서, 레이저 빔(107)을 이동시키고 이어서 HAZ(100)를 유기층의 일부 위로 이동시키기 위해, 레이저 빔(107)만이 빔 전달 캐비티/블록(105) 내부로 이동하고 플룸 제거 디바이스(103)의 나머지는 레이저 빔(107)에 대해 정지된 상태로 유지된다. 또 다른 실시양태에서, 플룸 제거 디바이스(103)와 레이저 빔(107)은 모두 고정될 수 있고, 기판(102)/유기층(101)은 플룸 제거 디바이스(103)와 레이저 빔(107)에 대해 이동한다. 또 다른 실시양태에서, 유기층(101)의 상이한 부분 위에 HAZ(100)를 배향시키기 위해 이전 실시양태의 임의의 조합이 동시에 사용될 수 있다.

실시양태에서, 빔 전달 캐비티(105)가 원형인 경우, 빔 전달 캐비티(105)는 1 mm 내지 3 mm의 직경을 갖는다. 실시양태에서, 빔 전달 캐비티(105)가 타원형인 경우, 타원형의 짧은 길이는 1 mm 내지 3 mm일 수 있고, 타원형의 긴 길이는 1 mm 내지 3 mm일 수 있다. 빔 전달 캐비티(105)가 원형이 아닌 실시양태에서, 빔 전달 캐비티(105)는 빔 전달 캐비티의 내부 가장자리와 레이저 빔(107) 사이에 450 미크론의 최소 갭을 가질 수 있다.

장치는 기판 상에 열 영향 구역(HAZ)(예를 들어, 도 3에 도시된 HAZ(100) 및/또는 도 8에 도시된 HAZ 부위(605))에 인접한 배기 개구를 갖고 기판으로부터 초기에 미리 결정된 거리에 배치되는 플룸 제거 디바이스(예를 들어, 도 3에 도시된 플룸 제거 디바이스(103) 및/또는 도 8에 도시된 플룸 제거 디바이스(603))를 포함할 수 있고, 여기서 플룸 제거 디바이스의 바닥부 표면은 기판과 평행하거나 기판을 향하여 있고, 유기물(예를 들어, 도 3에 도시된 유기층(101) 및/또는 도 8에 도시된 유기층(602))이 기판 상에 배치되고, HAZ는 레이저 빔으로 어블레이션되는 유기물을 갖는 기판의 표면과 정렬된다.

레이저 빔에 의한 어블레이션에 의해 제거되는 유기 물질의 피처는 크기가 1 mm 이상이다. 레이저에 의해 출력되는 레이저 빔은 HAZ에 패턴을 생성하도록 구성될 수 있고, 레이저 빔의 적어도 하나의 펄스는 50-100 미크론의 직경을 가질 수 있다. 패턴은 원형, 선형 등일 수 있다. 예시적인 원형 패턴에서, 직경은 0.5 mm 또는 임의의 적합한 크기일 수 있다.

장치는 진공 챔버(예를 들어, 컨트롤러에 의해 제어되는 압력 수준의 불활성 가스를 가짐)에 배치될 수 있다. 진공 챔버는 200 Torr의 압력 및/또는 다른 적절한 압력을 가질 수 있다. 진공 챔버는 질소일 수 있는 챔버 가스(예를 들어, 도 3에 도시된 챔버 가스(106))를 포함할 수 있다. 진공 챔버는 산소와 물이 없는 환경일 수 있다. 플룸 제거 디바이스는 챔버의 불활성 가스의 흐름에 따라 레이저 빔에 의해 어블레이션되어 형성된 유기 증기를 추출하도록 구성된 내부 마이크로채널 네트워크를 포함할 수 있다. 장치는 챔버로부터 불활성 가스 및 어블레이션된 물질을 제거하도록 구성된 배기 채널(예를 들어, 도 3에 도시된 배기 채널(104))과 유체 연통하는 배기 소스를 포함할 수 있다. 배기 소스는 챔버 주변보다 낮은 압력을 가질 수 있다. 플룸 제거 디바이스는 챔버로부터 플룸 제거 디바이스의 출구 개구를 향해 방사상으로 유입되는 불활성 가스의 흐름을 가지도록 구성될 수 있다. 이러한 구성은 유기 증기가 기판의 비어블레이션 부분으로 빠져나가는 것을 최소화하고 플룸을 포집하는 데 사용될 수 있다. 플룸 제거 디바이스는 기판으로부터 미리 결정된 거리에 배치될 수 있고, 기판의 평면을 따라 챔버의 불활성 가스의 흐름을 유도하도록 구성될 수 있다. 플룸 제거 디바이스는 강철, 알루미늄 및/또는 임의의 다른 적합한 물질로 형성될 수 있다.

유기 플룸 제거 디바이스는 내부 유체 흐름 채널에 대해 상이한 구성을 가질 수 있고, 여기서 도 15에 도시된 전달 채널은 제어된 전달 유량으로 불활성 가스를 챔버 내로 도입할 수 있다. 전달 가스는 디바이스의 배기 채널에 의해 포획되기 전에 HAZ에서 생성된 챔버 가스 및 유기 증기와 혼합될 수 있다. 디바이스는 제어된 배기 유량에 해당하는 챔버 압력보다 낮은 압력으로 유지될 수 있다.

이러한 플룸 디바이스 구성의 세부사항이 도 16에 도시되어 있으며, 전달 및 배기 개구는 이전 구성에 도시된 바와 같이 원형 고리가 아닌 직사각형 슬롯 형태일 수 있다. 레이저 빔 전달 캐비티 및/또는 블록은, 레이저 어블레이션 구역을 가로지르는 단방향 흐름을 생성하기 위해 이 구성에서 전달 슬롯과 배기 슬롯 사이에 위치될 수 있다. 이는 전달 채널 및 개구를 갖지 않는 다른 구성에 비해 디바이스의 유기 증기 제거 효율을 향상시킬 수 있다.

기판은 평면형일 수 있고 표면 토포그래피가 다양할 수 있다. 기판은 스테이지 상에 배치될 수 있고, 스테이지는 레이저 소스로부터 이격될 수 있다. 기판은 미리 결정된 속도로 선형으로 병진되도록 구성된 스테이지 상에 배치될 수 있다. 레이저, 빔 전달 캐비티 및 플룸 제거 디바이스는 스테이지의 선형 병진과 반대 방향으로 이동 가능하도록 구성될 수 있다. 기판은 스테이지 상에 배치될 수 있고, 레이저, 빔 전달 캐비티, 및 플룸 제거 디바이스는 고정되도록 구성될 수 있는 스테이지에 대해 이동 가능하도록 구성될 수 있다.

일부 실시양태에서, 기판은 제1 면과 제2 면을 가질 수 있고, 유기물은 제1 면에 배치된다. 레이저 소스는 기판의 제2 면에 더 가깝게 되도록 기판으로부터 이격될 수 있고, 플룸 제거 디바이스 및 빔 전달 캐비티는 기판의 제1 면에 배치된 유기물에 더 가깝게 되도록 기판으로부터 이격될 수 있다. 일부 실시양태에서, 플룸 제거 디바이스, 빔 전달 캐비티 및 레이저 소스는 기판의 제1 면에 배치된 유기물에 더 가깝게 되도록 기판으로부터 이격될 수 있다.

상기 플룸 제거 디바이스의 바닥부 표면과 유기층 사이의 비행 높이는 50 μm 내지 1 mm일 수 있다. 상기 장치는 기판 상에 배치된 유기물의 표면 높이 변화를 감지하도록 구성된 센서, 및 감지된 변화에 기초하여 플룸 제거 디바이스의 바닥부 표면과 유기층 사이의 비행 높이를 제어하는 컨트롤러를 포함할 수 있다.

장치는 플룸 제거 디바이스를 가열하도록 구성된 적어도 하나의 히터를 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 17은 히터를 갖춘 장치의 플룸 제거 디바이스를 도시한다. 장치는 기판을 유지하도록 구성된 스테이지 위에 배치된 냉각판을 포함할 수 있고, 냉각판은 레이저 빔이 통과할 수 있도록 구성된 창을 포함한다. 냉각판과 플룸 제거 디바이스는 기판을 유지하는 스테이지 위에 분리되어 배치된 동일한 프레임 상에 장착될 수 있다. 도 17-18은 냉각판을 포함하는 플룸 제거 디바이스를 갖춘 장치의 예시적인 구성을 보여준다. 창은 레이저 빔이 통과할 수 있도록 구성된 컷아웃일 수 있다. 창은 레이저 빔에 의해 어블레이션된 유기물이 플룸 제거 디바이스를 향해 통과할 수 있도록 구성될 수 있다.

장치는 기판을 유지하도록 구성된 스테이지 위에 배치된 열 쉴드를 포함할 수 있고, 열 쉴드는 레이저 빔이 통과할 수 있도록 구성된 창을 포함한다. 도 17-18은 정상부 열 쉴드와 바닥부 열 쉴드를 포함하는 장치의 예시적인 플룸 제거 디바이스를 도시한다. 열 쉴드의 창은 레이저 빔에 의해 어블레이션된 유기물이 플룸 제거 디바이스를 향해 통과할 수 있도록 구성될 수 있다. 즉, 열 쉴드의 창은 플룸 제거 디바이스가 플룸 및 기판과 유체 연통할 수 있도록 구성될 수 있다. 열 쉴드와 플룸 제거 디바이스는 기판을 유지하는 스테이지 위에 분리되어 배치된 동일한 프레임 상에 장착될 수 있다. 창은 레이저 빔이 통과할 수 있도록 구성된 컷아웃을 포함할 수 있다. 창은 레이저 빔에 의해 어블레이션된 유기물이 플룸 제거 디바이스를 향해 통과할 수 있도록 구성될 수 있다.

장치는 플룸 제거 디바이스의 적어도 하나의 배기 개구 슬롯에 연결되는 복수의 채널을 포함할 수 있다. 일부 실시양태에서, 장치는 플룸 제거 디바이스의 복수의 배기 개구 슬롯에 연결된 복수의 채널을 포함할 수 있고, 복수의 배기 개구 슬롯은 방사상으로 연결된다. 도 17에 도시된 바와 같이, 일부 실시양태에서, 플룸 제거 디바이스는 불활성 가스를 챔버 내로 도입하기 위한 전달 글랜드, 및 챔버로부터 불활성 가스 및 어블레이션된 물질을 제거하기 위한 배기 글랜드를 포함할 수 있다.

실시양태에서, 레이저 박막 제거 공정은 도 19에 도시된 바와 같이 OVJP에 의해 인쇄된 라인을 개별 픽셀로 분리하기 위해 전개될 수 있다. 각 전극이 상이한 서브픽셀에 대응할 수 있도록 전극(1901)을 갖는 디스플레이 백플레인을 도시한다. 전극은 동일한 색상의 이웃 서브픽셀을 덮기 위해 픽셀 사이에서 연장되는 인쇄된 발광층의 청색(1902), 녹색(1903) 및 적색(1904) 라인 위에 인쇄될 수 있다. 실시양태에서, 발광층 색상 조합은 임의의 색상 및/또는 임의의 색상 조합일 수 있다. 예를 들어, 여기에 표시된 것처럼, 라인은 청색(B), 녹색(G), 적색(R)이며, 반복된다. 대안적으로, 라인은 BGBG, BGRGB, BBGR 또는 인쇄된 라인의 다른 조합일 수 있다. 좌측 어레이는 레이저 박막 제거 전일 수 있고, 우측 어레이는 발광층의 적어도 일부를 레이저 박막 제거한 후일 수 있다. 플룸 제거 디바이스(103)에 의해 수행되는 일련의 레이저 어블레이션는 픽셀 사이의 인쇄 라인을 가로질러 절단(1905)하여 각 전극을 덮고 있는 인쇄된 박막이 그 이웃으로부터 분리되도록 할 수 있다. 각 서브픽셀은 인쇄되지 않은 백플레인의 주위로 모든 면이 둘러싸일 수 있다. 여기서, 이러한 아키텍처는 전기적으로 활성인 서브픽셀 사이에 깨끗한 부착 지점을 생성함으로써 기판에 대한 박막 봉지재의 접착을 촉진하기 때문에 유리할 수 있다. 실시양태에서, 도시된 바와 같이, 각각의 전극 및 그와 관련된 나머지 발광층은 다른 전극으로부터 분리될 수 있다. 대안적인 실시양태에서, 전극 및 그와 연관된 나머지 발광층은 도시되지 않은 다른 발광층에 연결될 수 있다. 즉, 플룸 제거 디바이스(103)는 일부 위치에서는 발광층을 제거하지만 다른 위치에서는 발광층을 제거하지 않을 수 있으므로, 이제 더 작은 부분인 각각의 발광층이 반드시 단일 전극 위에만 위치할 필요는 없다.

본 적용예를 위한 플룸 제거 시스템의 실시양태가 도 20에 도시되어 있다. 이 실시양태에서는 하나 이상의 막대 모양의 플룸 제거 디바이스(2001)가 도시되어 있다. 여기에는 한 쌍의 플룸 제거 디바이스가 도시되어 있지만 다른 구성도 가능하다. 디바이스는 각각 기판을 향하는 배기 개구(2002)의 선형 어레이를 가질 수 있고 각각의 인쇄 라인에서 어블레이션된 물질에 의해 생성된 증기 플룸의 제거를 최적화하도록 구성될 수 있다. 레이저 빔(2003)은 스캔할 때 각각의 인쇄된 라인을 가로질러 막대(들)의 길이(2004)를 따라 스캔할 수 있다. 레이저는 두 막대 사이의 갭을 스캔하는 것으로 설명되지만, 레이저의 경우 다른 위치도 가능하다. 레이저 빔은 일정한 속도로 스캔하거나 어블레이션할 라인의 각 세그먼트에 머무를 수 있다. 플룸 제거 디바이스는 OVJP 공정에 의한 라인 인쇄와 동일한 방향(2005)으로 기판에 대해 이동할 수 있어 두 공정이 인라인으로 배치될 수 있다.

본원에 기술된 다양한 실시양태는 단지 예시이며, 본 발명의 범위를 한정하려는 것이 아님을 이해해야 한다. 예를 들어, 본원에 기술된 다수의 물질 및 구조는 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않으면서 다른 물질 및 구조로 대체될 수 있다. 따라서, 특허 청구된 본 발명은 당업자에게 명백한 바와 같이, 본원에 기술된 특정 실시예 및 바람직한 실시양태로부터 유래하는 변형예를 포함할 수 있다. 본 발명이 왜 효과가 있는지에 관한 다양한 이론을 한정하려는 의도는 없음을 이해하여야 한다.

Claims (15)

1. 레이저 빔을 출력하도록 구성된 레이저 소스;
   장치의 제1 면에서 출력된 레이저 빔을 수신하고 장치의 제2 면에서 레이저 빔을 출력하는 빔 전달 캐비티로서, 제1 면은 제2 면의 반대편인 빔 전달 캐비티; 및
   열 영향 구역(HAZ)을 향하는 장치의 제2 면에 배출 개구를 갖는 플룸 제거 디바이스
   를 포함하는 장치.
2. 제1항에 있어서, 빔 전달 캐비티는 광학적으로 투명한 물질로 충전되는 것인 장치.
3. 제2항에 있어서, 광학적으로 투명한 물질은 사파이어 물질로 이루어지는 것인 장치.
4. 제1항에 있어서, 플룸 제거 디바이스의 바닥부 표면은 기판을 향하고 있고, 유기물은 기판 상에 배치되고, HAZ는 레이저 빔에 의해 어블레이션되는 유기물을 갖는 기판의 표면과 정렬되는 것인 장치.
5. 제4항에 있어서,
   기판을 유지하도록 구성된 스테이지 위에 배치된 냉각판
   을 추가로 포함하고, 상기 냉각판은 레이저 빔이 통과할 수 있도록 구성된 창을 포함하는 것인 장치.
6. 제5항에 있어서, 냉각판과 플룸 제거 디바이스는 기판을 유지하는 스테이지 위에 분리되어 배치된 동일한 프레임 상에 장착되는 것인 장치.
7. 제5항에 있어서, 창은, 레이저 빔이 통과할 수 있도록 구성된 컷아웃(cut-out)을 포함하고 레이저 빔에 의해 어블레이션된 유기물이 플룸 제거 디바이스를 향해 통과할 수 있도록 구성되는 것인 장치.
8. 제4항에 있어서,
   기판을 유지하도록 구성된 스테이지 위에 배치된 열 쉴드
   를 추가로 포함하고, 상기 열 쉴드는 레이저 빔이 통과할 수 있도록 구성된 창을 포함하고,
   열 쉴드의 창은 레이저 빔에 의해 어블레이션된 유기물이 플룸 제거 디바이스를 향해 통과할 수 있도록 구성되는 것인 장치.
9. 제8항에 있어서, 열 쉴드와 플룸 제거 디바이스는 기판을 유지하는 스테이지 위에 분리되어 배치된 동일한 프레임 상에 장착되는 것인 장치.
10. 제8항에 있어서, 창은, 레이저 빔을 통과시킬 수 있도록 구성된 컷아웃을 포함하고 레이저 빔에 의해 어블레이션된 유기물이 플룸 제거 디바이스를 향해 통과할 수 있도록 구성되는 것인 장치.
11. 제4항에 있어서, 플룸 제거 디바이스의 바닥부 표면과 유기물 사이의 비행 높이가 50 μm 내지 1 mm인 장치.
12. 제4항에 있어서,
    기판 상에 배치된 유기물의 표면 높이 변화를 감지하도록 구성된 센서; 및
    감지된 변화에 기초하여 플룸 제거 디바이스의 바닥부 표면과 유기물 사이의 비행 높이를 제어하는 컨트롤러
    를 추가로 포함하는 장치.
13. 제4항에 있어서, 기판은 스테이지 상에 배치되고, 스테이지는 레이저 소스로부터 이격되어 있는 것인 장치.
14. 제1항에 있어서,
    플룸 제거 디바이스의 적어도 하나의 배기 개구 슬롯에 연결되는 복수의 채널
    을 추가로 포함하는 장치.
15. 제1항에 있어서, 플룸 제거 디바이스의 복수의 배기 개구 슬롯에 연결된 복수의 채널을 추가로 포함하고, 복수의 배기 개구 슬롯은 방사상으로 연결되는 것인 장치.