WO2013141678A1 - 유기전자소자용 기판 - Google Patents

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WO2013141678A1
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optical functional
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electrode layer
functional layer
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김영은
김종석
문영균
황진하
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주식회사 엘지화학
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Definitions

  • the present application relates to a substrate for an organic electronic device, an organic electronic device, a method of manufacturing the device or the substrate, and an illumination.
  • An organic electronic device is a device including one or more layers of organic materials capable of conducting current.
  • the organic electronic device includes an organic light emitting diode (OLED), an organic solar cell, an organic photoconductor (OPC), or an organic transistor.
  • An organic light emitting device typically includes a substrate, a first electrode layer, an organic layer, and a second electrode layer sequentially.
  • the first electrode layer may be formed of a transparent electrode layer
  • the second electrode layer may be formed of a reflective electrode layer.
  • the first electrode layer may be formed of a reflective electrode layer
  • ITO Indium tin oxide
  • an organic layer an organic layer
  • a glass which are generally used as a transparent electrode layer in the structure of an organic light emitting device, have refractive indices of about 2.0, 1.8, and 1.5, respectively.
  • Patent Documents 1 to 4 and the like propose a structure that can block the penetration of foreign substances.
  • Patent Document 1 US Patent No. 6,226,890
  • Patent Document 2 US Patent No. 6,808,828
  • Patent Document 3 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-145627
  • Patent Document 4 Japanese Laid-Open Patent No. 2001-252505
  • the present application provides a substrate for an organic electronic device, an organic electronic device, a method of manufacturing the substrate or the device, and an illumination.
  • Exemplary organic electronic device substrate the substrate layer; An optical functional layer and an electrode layer.
  • the optical functional layer and the electrode layer may be sequentially stacked on the base layer, and thus the optical functional layer may exist between the base layer and the electrode layer.
  • 1 and 2 show an exemplary substrate including a structure in which an optical functional layer 103 and an electrode layer 102 are sequentially formed on a base layer 101.
  • the optical functional layer may have a smaller projected area than the base layer, and the electrode layer may have a larger projected area than the optical functional layer.
  • the term "projection area” refers to the area of the projection of the object to be recognized when the substrate is observed from the top of the substrate surface in the normal direction, for example, the base layer, the optical functional layer, the electrode layer, or the intermediate layer described later. It means area. Thus, for example, even if the surface of the optical functional layer is formed in an uneven shape, the actual surface area is larger than that of the electrode layer, but the area recognized when the optical functional layer is observed from the top is the upper surface of the electrode layer.
  • the optical functional layer is interpreted to have a smaller projected area than the electrode layer if it is smaller than the area recognized when observed.
  • the optical functional layer may exist in various forms as long as the projection area is smaller than that of the base layer and the projection area is smaller than that of the electrode layer.
  • the optical functional layer 103 is formed only at a portion except the edge of the base layer 101 as shown in FIG. 1, or the optical functional layer 103 is partially formed at the edge of the base layer 101 as shown in FIG. 2. May remain.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a case where the substrate of FIG. 1 is observed from the top.
  • the area A of the electrode layer that is, the projected area A of the electrode layer, which is recognized when the substrate is viewed from the top, is wider than the projected area B of the optical functional layer beneath it.
  • the ratio A / B of the projected area A of the electrode layer and the projected area B of the optical functional layer may be, for example, 1.04 or more, 1.06 or more, 1.08 or more, 1.1 or more, or 1.15 or more.
  • the upper limit of the ratio A / B of the projected area is particularly limited because it is possible to implement a structure in which the optical functional layer described later is not exposed to the outside. It doesn't work.
  • the upper limit of the ratio A / B may be, for example, about 2.0, about 1.5, about 1.4, about 1.3, or about 1.25.
  • the electrode layer may be formed on an upper portion of the base layer on which the optical functional layer is not formed.
  • the electrode layer may be formed in contact with the base layer, or may be formed to include additional elements between the base layer and the base layer, such as an intermediate layer to be described later.
  • the electrode layer may be formed up to a region including a region deviating from all peripheral portions of the optical functional layer when viewed from above.
  • at least one optical functional layer among the optical functional layers for example, an organic layer is formed on at least thereon as described below.
  • the electrode layer may be formed up to an area including an area beyond all peripheral portions of the optical functional layer to be formed.
  • the structure of FIG. 2 extends to the left and right sides, and the optical functionality present on the right and left edges.
  • the structure can be altered such that the electrode layer is formed up to an area beyond all the perimeter of the layer.
  • the encapsulation structure described below is attached to the electrode layer on which the optical functional layer is not formed, or the conductive material layer is formed as described below, the optical functional layer may not be exposed to the outside. Can be.
  • the electrode layer formed on the base layer on which the optical functional layer is not formed When the projected area of the optical functional layer and the projected area of the electrode layer are different, and the electrode layer is also formed on the top of the base layer on which the optical functional layer is not formed, the electrode layer formed on the base layer on which the optical functional layer is not formed. (Hereinafter, it may be referred to simply as an electrode layer on the base layer.) And a step (for example, may be referred to as an optically functional layer electrode layer below) formed on the optical functional layer.
  • the resistance of the electrode layer may increase due to the step in the region indicated by the symbol X in FIG. 1). Such an increase in resistance may cause an increase in voltage applied to the device when the organic electronic device is implemented using the substrate, thereby causing a problem of deterioration of efficiency.
  • the resistance between the electrode layer formed on the optical functional layer and the electrode layer formed on the substrate on which the optical functional layer is not formed may need to be adjusted to an appropriate range.
  • parallel electrodes are formed at predetermined distances on both sides of the boundary so as to be parallel to a boundary between an electrode layer formed on the optical functional layer and an electrode layer formed on a substrate on which the optical functional layer is not formed, and the two parallel electrodes
  • the resistance per unit width measured in between is 8.5 ⁇ cm to 20 ⁇ cm, 8.5 ⁇ cm to 15 ⁇ cm, 8.5 ⁇ cm to 13 ⁇ cm or 9 ⁇ cm to 12 ⁇ It may be about cm.
  • the term "resistance per unit width" means a resistance value measured in the following manner.
  • a specimen is prepared by cutting a substrate for an organic electronic device.
  • the parallel electrode may be formed of a material having a surface resistance of 10 times or more lower than the electrode layers 1021 and 1022 to be measured, for example, may be formed using silver paste, and the horizontal length ( D3) is formed to be about 3 mm or more.
  • the resistance per unit width may be measured through the resistance meter 402 after connecting to the parallel electrode 401. That is, the resistance per unit width is a value obtained by dividing the resistance measured between the parallel electrodes 401 by the width between the parallel electrodes 401.
  • the length direction is a direction in which current flows, that is, a direction perpendicular to the length direction of the parallel electrode, and the width direction means a direction parallel to the parallel electrode.
  • the difference between the resistance per unit width (R1) measured in the above manner on the electrode layer having the step formed and the resistance per unit width (R2) measured in the same manner with respect to the electrode layer formed flat without the step (R1-R2) ) May be, for example, about 10 ⁇ ⁇ cm or less, 9 ⁇ ⁇ cm or less, 7 ⁇ ⁇ cm or less, or about 5 ⁇ ⁇ cm or less.
  • the difference (R1-R2) of the said resistance value is so preferable that the numerical value is small, and the minimum is not specifically limited.
  • the method of adjusting the inter-electrode resistance in the substrate to the above range is not particularly limited.
  • a method of adjusting the thickness of the optical functional layer and the electrode layer can be exemplified.
  • the thickness of the electrode layer may mean the thickness of the electrode layer formed on the base layer on which the optical functional layer is not formed.
  • the resistance between the electrode layers can be adjusted.
  • the ratio (T1 / T2) of the thickness T1 of the optical functional layer and the thickness T2 of the electrode layer formed on the substrate layer on which the optical functional layer is not formed is about on the substrate. 3 to 15, about 4 to 12 or about 5 to 10 or so.
  • the thickness of the optical functional layer and the electrode layer may mean an average thickness of each. If the ratio (T1 / T2) is appropriately adjusted within the above-described range it may be possible to adjust the resistance between the electrode layers.
  • the substrate layer electrode layer in the substrate may be a pencil hardness of 6H or more, 7H or more or 8H or more.
  • the electrode layer on the base layer may be used to form a structure in which the optical functional layer is not exposed to the outside together with an encapsulation structure, and may also be connected to an external power source in a device such as an organic electronic device. Since the electrode layer may be continuously worn out or exposed to pressure, high durability is required to implement a device having stable electrical connection. If the electrode layer on the base layer has a pencil hardness in the above range, it may be possible to implement a structure excellent in durability against continuous wear or exposure to pressure.
  • the higher the pencil hardness, the higher the pencil hardness because it is possible to implement a structure that is excellent in the durability against continuous wear or pressure exposure is not limited.
  • the upper limit of the pencil hardness may be about 10H or 9H.
  • the optical functional layered electrode layer and the base layered electrode layer may have different pencil hardnesses.
  • the substrate layer electrode layer in the substrate may have a pencil hardness of the above range
  • the optical functional layer electrode layer may have a pencil hardness of about 2B to 5H, 1H to 5H or 1H to 4H.
  • Pencil hardness is measured herein with a pencil load of 500 g and a pencil movement speed of 250 mm / min in accordance with ASTM D3363.
  • the substrate may further include, for example, a conductive material layer electrically connected to both the optical functional layer electrode layer and the base layer electrode layer.
  • 5 shows one exemplary substrate further comprising a conductive material, wherein the conductive material 501 is electrically in physical contact with both the base layer electrode layer 1021 and the optical functional layer electrode layer 1022.
  • An example of the connection is shown.
  • the term electrical connection may mean any connection state in which current may flow between connected objects.
  • the structure in which the optical functional layer is not exposed to the outside due to the presence of the conductive material may be more efficiently implemented.
  • the type of the conductive material is not particularly limited as long as it can be electrically connected to the electrode layer.
  • a material used as a material of an electrode in various electronic products may be freely applied.
  • a metal electrode material such as silver (Ag), copper (Cu), nickel (Ni), molybdenum (Mo), or aluminum (Al) may be used as the conductive material.
  • the resistance per unit width measured in the state in which the conductive material electrically connected to the electrode layer in the substrate is, for example, 1 ⁇ cm to 8.5 ⁇ cm, 1 ⁇ cm to 8.0 ⁇ cm or 1 ⁇ ⁇ cm to 7.7 ⁇ ⁇ cm or so.
  • the resistance can be measured in the same manner as described above, except that the resistance is measured in the presence of a conductive material electrically connected to the electrode layer.
  • the substrate may further include, for example, an intermediate layer existing between the optical functional layer and the electrode layer.
  • the intermediate layer may have a larger projected area than the optical functional layer, and may be formed on the top of the optical functional layer and on the base layer on which the optical functional layer is not formed.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an exemplary substrate further including an intermediate layer 601 formed as described above.
  • the intermediate layer may solve the problem of increasing the resistance of the electrode layer by alleviating the step at the boundary between the optical functional layer electrode layer and the base layer electrode layer formed by the optical functional layer.
  • a barrier material that is, a material having low transmittance of moisture or moisture
  • a structure in which the optical functional layer is not exposed to the outside may be more efficiently implemented.
  • the intermediate layer may be, for example, a layer having an absolute value of a difference in refractive index from the electrode layer of about 1 or less, 0.7 or less, 0.5 or less, or 0.3 or less.
  • the refractive index of the intermediate layer or the electrode layer may be a refractive index measured for light of a wavelength of about 550 nm.
  • the material forming the intermediate layer may be a material having a relation of refractive index with the electrode layer as described above and having a barrier property if necessary.
  • the intermediate layer may be formed using a material as described above, for example, by deposition or wet coating.
  • the thickness of the intermediate layer is not particularly limited and may be, for example, in the range of about 10 nm to 100 nm or about 20 nm to 80 nm.
  • the thickness means an average thickness, and for example, the intermediate layer formed on the optical functional layer and the intermediate layer formed on the base layer may have different thicknesses.
  • a light transmissive base layer for example, a base layer having a transmittance of 50% or more for light in the visible region may be used.
  • a light transmissive base material layer a glass base material layer, a transparent polymer base material layer, etc. can be illustrated.
  • the glass base layer examples include base layers such as soda lime glass, barium / strontium-containing glass, lead glass, aluminosilicate glass, borosilicate glass, barium borosilicate glass, or quartz, and as the polymer base layer, PI (Substrate layers including polyimide, polyethylene naphthalate (PEN), polycarbonate (PC), acrylic resin, poly (ethylene terephthatle) (PET), poly (ether sulfide) (PES) or polysulfone (PS) may be exemplified.
  • the present invention is not limited thereto.
  • the said base material layer may be a TFT substrate in which a driving TFT exists.
  • the base layer does not necessarily need to be a light transmissive base layer. If necessary, a reflective layer made of aluminum or the like may be formed on the surface of the substrate layer or the like. For example, when the pencil hardness of the electrode layer on the base layer should be maintained at a high level as described above, a base layer having rigidity such as a glass base layer may be used.
  • the electrode layer may be a conventional hole injection or electron injection electrode layer used for fabricating an organic electronic device.
  • the hole injection electrode layer can be formed using a material having a relatively high work function, for example, and can be formed using a transparent material if necessary.
  • the hole injection electrode layer may comprise a metal, alloy, electrically conductive compound, or a mixture of two or more thereof, having a work function of about 4.0 eV or more.
  • Such materials include metals such as gold, CuI, Indium Tin Oxide (ITO), Indium Zinc Oxide (IZO), Zinc Tin Oxide (ZTO), zinc oxide doped with aluminum or indium, magnesium indium oxide, nickel tungsten oxide, Oxide materials such as ZnO, SnO 2 or In 2 O 3 , metal nitrides such as gallium nitride, metal serenides such as zinc serenides, metal sulfides such as zinc sulfides, and the like.
  • the transparent hole injection electrode layer can also be formed using a laminate of a metal thin film such as Au, Ag or Cu, and a high refractive transparent material such as ZnS, TiO 2 or ITO.
  • the hole injection electrode layer may be formed by any means such as vapor deposition, sputtering, chemical vapor deposition, or electrochemical means.
  • the electrode layer formed as needed may be patterned through a process using known photolithography, shadow mask, or the like.
  • the electron injection transparent electrode layer may be formed using, for example, a transparent material having a relatively small work function.
  • an electron injection transparent electrode layer may be formed by using an appropriate material among materials used for forming the hole injection electrode layer. It may be formed, but is not limited thereto.
  • the electron injection electrode layer can also be formed using, for example, a vapor deposition method or a sputtering method, and can be appropriately patterned if necessary.
  • the thickness of the electrode layer as described above is not particularly limited, the thickness of, for example, about 90 nm to 200 nm, 90 nm to 180 nm, or about 90 nm to 150 nm in consideration of the above-mentioned resistance between the electrode layers. It may be formed to have.
  • the kind of optical functional layer located between the electrode layer and the base layer in the substrate is not particularly limited.
  • the optical functional layer any kind of layer existing between the electrode layer and the base layer and exhibiting at least one optical function, which can contribute to the improvement of the function of the device such as an organic electronic device, can be used.
  • such an optical functional layer has a low durability against a material such as moisture or moisture penetrating from the outside, thereby providing a path for the moisture or moisture to penetrate into the device after the device is implemented, thereby improving the performance of the device.
  • the structure of the substrate it is possible to implement a structure in which the optical functional layer is not exposed to the outside at the time of implementation of the device due to the projection area of the optical functional layer or the electrode layer and the formation position or the presence of the conductive material or the intermediate layer. Accordingly, it is possible to implement a device having excellent durability.
  • the optical functional layer may be a light scattering layer.
  • the term light scattering layer for example, scatters, refracts, or diffracts light incident to the layer so that light incident in the direction of the electrode layer is trapped at an interface between any two layers of the base layer, the light scattering layer, and the electrode layer. It can mean all kinds of layers formed to solve or alleviate the problem.
  • the light scattering layer is not particularly limited as long as the light scattering layer is implemented to exhibit the above functions.
  • the light scattering layer can be a layer comprising a matrix material and scattering regions.
  • FIG. 7 shows a form in which an example light scattering layer comprising a scattering region 702 formed of scattering particles and a matrix material 701 is formed in the base layer 101.
  • the term "scattering region" refers to a region having a refractive index different from that of a surrounding material such as a matrix material or a flat layer described later, and having an appropriate size and capable of scattering, refracting, or diffracting incident light. Can mean.
  • the scattering region may be, for example, a particle having the above refractive index and size, or may be an empty space.
  • scattering regions can be formed using particles that are different from the surrounding material and have a higher or lower refractive index than the surrounding material.
  • the refractive index of the scattering particles may have a difference in refractive index between the surrounding material, for example, the matrix material and / or the flat layer, greater than 0.3 or greater than 0.3.
  • the scattering particles may have a refractive index of about 1.0 to 3.5 or about 1.0 to 3.0.
  • the term "refractive index" is a refractive index measured with respect to light of about 550 nm wavelength.
  • the refractive index of the scattering particles may be, for example, 1.0 to 1.6 or 1.0 to 1.3.
  • the refractive index of the scattering particles may be about 2.0 to 3.5 or about 2.2 to 3.0.
  • the scattering particles for example, particles having an average particle diameter of 50 nm or more, 100 nm or more, 500 nm or more or 1,000 nm or more can be exemplified.
  • the average particle diameter of the scattering particles may be, for example, 10,000 nm or less.
  • the scattering region may also be formed by a space filled with air as an empty space having such a size.
  • the scattering particles or regions may have a shape such as a spherical shape, an ellipsoid, a polyhedron, or an amorphous form, but the shape is not particularly limited.
  • the scattering particles for example, organic materials such as polystyrene or derivatives thereof, acrylic resins or derivatives thereof, silicone resins or derivatives thereof, or novolak resins or derivatives thereof, or silica, alumina, titanium oxide or zirconium oxide Particles containing an inorganic material and the like can be exemplified.
  • the scattering particles may be formed of only one of the above materials or two or more of the above materials.
  • hollow particles such as hollow silica or particles having a core / cell structure may be used as the scattering particles.
  • the light scattering layer may further include a matrix material that retains scattering regions, such as scattering particles.
  • a matrix material for example, a material having a refractive index similar to that of another adjacent material such as a base material layer or a material having a higher refractive index may be formed.
  • the matrix material is, for example, a polyimide, a cardo resin having a fluorene ring, a urethane, an epoxide, a polyester or an acrylate-based thermal or photocurable monomeric, oligomeric or polymeric organic
  • an inorganic material such as silicon oxide, silicon nitride, silicon oxynitride or polysiloxane, or an organic-inorganic composite material can be used.
  • the matrix material may comprise polysiloxane, polyamic acid or polyimide.
  • the polysiloxane may be formed by, for example, polycondensing a condensable silane compound or a siloxane oligomer, and may form a matrix material based on a bond between silicon and oxygen (Si-O) through the above.
  • the condensation conditions may be adjusted so that the polysiloxane is based solely on siloxane bonds (Si-O), or some organic groups such as alkyl groups or condensable functional groups such as alkoxy groups may remain.
  • a polyamic acid or polyimide for example, a polyamic acid or polyimide having a refractive index of about 1.5 or more, about 1.6 or more, about 1.65 or more, or about 1.7 or more can be used.
  • Such high refractive polyamic acid or polyimide can be produced using, for example, a monomer into which a halogen atom, a sulfur atom or a phosphorus atom other than fluorine is introduced.
  • a polyamic acid capable of improving the dispersion stability of the particles may be used because there is a site capable of bonding with the particles such as a carboxyl group.
  • the compound containing the repeating unit of following General formula (1) can be used, for example.
  • n is a positive number.
  • the repeating unit may be optionally substituted by one or more substituents.
  • substituents the functional group containing a halogen atom, such as a halogen atom other than fluorine, a phenyl group, a benzyl group, a naphthyl group, or a thiophenyl group, a sulfur atom, a phosphorus atom, etc. can be illustrated.
  • the polyamic acid may be a homopolymer formed of only the repeating unit of Formula 1, or may be a block or random copolymer including other units other than the repeating unit of Formula 1.
  • the kind and ratio of another repeating unit can be suitably selected in the range which does not inhibit a desired refractive index, heat resistance, a light transmittance, etc., for example.
  • repeating unit of formula (1) include repeating units of the following formula (2).
  • N in the formula (2) is a positive number.
  • the polyamic acid may be, for example, about 10,000 to 100,000 or about 10,000 to 50,000, based on the standard polystyrene weight average molecular weight measured by gel permeation chromatography (GPC).
  • the polyamic acid having a repeating unit of formula (1) also has a light transmittance of 80% or more, 85% or more or 90% or more in the visible light region, and is excellent in heat resistance.
  • the light scattering layer may be, for example, a layer having an uneven structure.
  • FIG. 8 is a diagram exemplarily illustrating a light scattering layer 801 having an uneven structure formed on the substrate layer 101.
  • the light scattering layer having a concave-convex structure hardens the material or forms a light-scattering layer in contact with a mold capable of transferring the concave-convex structure of a desired shape in the process of curing the heat or photocurable material.
  • the light scattering layer may be, for example, a material coated by a wet coating method, a method of applying heat or irradiating light, or a method of curing the material by a sol-gel method, or a chemical vapor deposition (CVD) or PVD ( It may be formed through a deposition method such as a physical vapor deposition method or the like, or nanoimprinting or microembossing.
  • the light scattering layer may further comprise high refractive particles, if necessary.
  • high refractive particles may mean, for example, particles having a refractive index of 1.5 or more, 2.0 or more, 2.5 or more, 2.6 or more, or 2.7 or more.
  • the upper limit of the refractive index of the high refractive particles may be selected, for example, in a range capable of satisfying the refractive index of the desired light scattering layer.
  • the high refractive particles may, for example, have a smaller average particle diameter than the scattering particles.
  • the high refractive particles may be, for example, about 1 nm to 100 nm, 10 nm to 90 nm, 10 nm to 80 nm, 10 nm to 70 nm, 10 nm to 60 nm, 10 nm to 50 nm or about 10 nm to 45 nm. It may have an average particle diameter of.
  • alumina, aluminosilicate, titanium oxide or zirconium oxide and the like can be exemplified.
  • rutile titanium oxide can be used, for example, as particles having a refractive index of 2.5 or more.
  • Titanium oxide of the rutile type has a high refractive index compared to other particles, and therefore can be adjusted to the desired refractive index in a relatively small proportion.
  • the refractive index of the high refractive particles may be a refractive index measured for light of 550 nm wavelength.
  • An optical functional layer may be a layer including, for example, the light scattering layer and a flat layer formed on the light scattering layer.
  • the flat layer may be formed with a projection area corresponding to the light scattering layer.
  • the term "B having a projection area corresponding to A” means that the projection area of A and the projection area of B are substantially based on the area recognized when the substrate is observed from the top unless otherwise specified. It means the same case. Substantially the same also includes a case where the projected areas of the two regions are slightly different due to, for example, a process error.
  • the ratio AA / BA of the projection area AA of A and the projection area BA of B having the projection area corresponding to A is 0.5 to 1.5, 0.7 to 1.3, 0.85 to 1.15 or substantially 1 may also be included in the above case.
  • the light scattering layer and the flat layer are present between the base layer and the electrode layer, the projected area of the electrode layer is wider than the projected area of the light scattering layer and the flat layer, and the electrode layer is It may be formed also on the surface of the said base material layer in which the light scattering layer and the flat layer are not formed.
  • the flat layer is not essential and may not exist, for example, if the light scattering layer itself is formed flat.
  • the flat layer may provide a surface on which the electrode may be formed on the light scattering layer, and may realize better light extraction efficiency through interaction with the light scattering layer.
  • the flat layer may have, for example, a refractive index equivalent to that of the adjacent electrode layer.
  • the refractive index of the flat layer may be, for example, 1.7 or more, 1.8 to 3.5, or 2.2 to 3.0.
  • the flat layer may be formed to have a refractive index different from that of the light scattering layer.
  • the flat layer can be formed, for example, by mixing the aforementioned high refractive particles with the matrix material.
  • the matrix material for example, the matrix material described in the item of the light scattering layer can be used.
  • the flat layer may be formed using a material in which a compound such as alkoxide or acylate of a metal such as zirconium, titanium or cerium is combined with a binder having a polar group such as a carboxyl group or a hydroxy group.
  • a compound such as alkoxides or acylates may be condensed with the polar groups in the binder, and the high refractive index may be realized by including the metal in the binder.
  • the alkoxide or acylate compound include titanium alkoxides such as tetra-n-butoxy titanium, tetraisopropoxy titanium, tetra-n-propoxy titanium or tetraethoxy titanium, titanium stearate and the like.
  • Zirconium such as zirconium alkoxide, zirconium tributoxy stearate such as titanium acylate, titanium chelates, tetra-n-butoxy zirconium, tetra-n-propoxy zirconium, tetraisopropoxy zirconium or tetraethoxy zirconium Acylate, zirconium chelates, etc. can be illustrated.
  • the flat layer may also be formed by a sol-gel coating method in which a metal alkoxide, such as titanium alkoxide or zirconium alkoxide, and a solvent, such as alcohol or water, are prepared to prepare a coating solution, and then applied and fired at an appropriate temperature.
  • the thickness of the optical function as described above is not particularly limited, in consideration of the above-mentioned resistance between the electrode layers, for example, about 500 nm to 1.000 nm, about 500 nm to 900 nm or about 500 nm to 800 nm It may be formed to have a thickness of.
  • the present application also relates to an organic electronic device.
  • Exemplary organic electronic devices of the present application the substrate for an organic electronic device described above; An organic layer formed on an electrode layer of the substrate; And an electrode layer formed on the organic layer.
  • an electrode layer formed on a substrate for an organic electronic device may be referred to as a first electrode layer
  • an electrode layer formed on the organic layer may be referred to as a second electrode layer.
  • the projection area of the first electrode layer is wider than the projection area of the optical functional layer of the substrate, and the electrode layer may be formed on the surface of the base layer on which the optical functional layer is not formed. Can be.
  • the organic layer may include at least a light emitting layer.
  • a light emitting layer For example, when the first electrode layer is transparently implemented and the second electrode layer is a reflective electrode layer, a lower light emitting device in which light generated in the light emitting layer of the organic layer is emitted to the base layer side through the optical functional layer may be implemented.
  • the optical functional layer may have, for example, a projection area corresponding to or larger than the light emitting area of the light emitting layer.
  • the difference B-C between the length B of the formation region of the optical functional layer and the length C of the emission region of the light emitting layer may be about 10 ⁇ m to about 2 mm.
  • the length B of the formation region of the optical functional layer is the length in any direction in the region perceived when the optical functional layer is observed from above, in which case the length C of the light emitting region is also the top of the light emitting region. The length measured in the same direction when measuring the length (B) of the formation region of the optical functional layer on the basis of the region recognized when observed in the.
  • the optical functional layer can also be formed at a position corresponding to the light emitting region.
  • the optical functional layer formed at a position corresponding to the light emitting region may mean, for example, that the light emitting region and the optical functional layer substantially overlap each other when the organic electronic device is observed from above or below. .
  • the organic electronic device may be an organic light emitting diode (OLED).
  • OLED organic light emitting diode
  • the organic electronic device may have a structure in which an organic layer including at least a light emitting layer is interposed between the hole injection electrode layer and the electron injection electrode layer.
  • the electrode layer included in the substrate is a hole injection electrode layer
  • the second electrode layer may be an electron injection electrode layer.
  • the electrode layer included in the substrate is an electron injection electrode layer
  • the second electrode layer may be a hole injection electrode layer.
  • the organic layer existing between the electron and the hole injection electrode layer may include at least one light emitting layer.
  • the organic layer may include a plurality of light emitting layers of two or more layers. When two or more light emitting layers are included, the light emitting layers may have a structure divided by an intermediate electrode layer or a charge generating layer (CGL) having charge generation characteristics.
  • CGL charge generating layer
  • the light emitting layer can be formed using, for example, various fluorescent or phosphorescent organic materials known in the art.
  • Materials that can be used for the light emitting layer include tris (4-methyl-8-quinolinolate) aluminum (III) (tris (4-methyl-8-quinolinolate) aluminum (III)) (Alg3), 4-MAlq3 or Alq series materials such as Gaq3, C-545T (C 26 H 26 N 2 O 2 S), DSA-amine, TBSA, BTP, PAP-NPA, Spiro-FPA, Ph 3 Si (PhTDAOXD), PPCP (1, Cyclopenadiene derivatives such as 2,3,4,5-pentaphenyl-1,3-cyclopentadiene), DPVBi (4,4'-bis (2,2'-diphenylyinyl) -1,1'-biphenyl) , Distyryl benzene or its derivatives or DCJTB (4- (Dicyanomethylene) -2-tert-but
  • the light emitting layer includes the material as a host, and further includes perylene, distyrylbiphenyl, DPT, quinacridone, rubrene, BTX, ABTX, DCJTB, and the like. It may have a host-dopant system including a dopant.
  • the light emitting layer can be formed by appropriately adopting a kind showing light emission characteristics among the electron-accepting organic compound or electron donating organic compound described later.
  • the organic layer may be formed in various structures further including other various functional layers known in the art, as long as it includes a light emitting layer.
  • Examples of the layer that may be included in the organic layer may include an electron injection layer, a hole blocking layer, an electron transport layer, a hole transport layer, a hole injection layer, and the like.
  • the electron injection layer or the electron transport layer can be formed using, for example, an electron accepting organic compound.
  • an electron accepting organic compound any compound known without particular limitation may be used.
  • organic compounds include polycyclic compounds such as p-terphenyl or quaterphenyl or derivatives thereof, naphthalene, tetratracene, pyrene, coronene, and coronene.
  • Polycyclic hydrocarbon compounds or derivatives thereof such as chrysene, anthracene, diphenylanthracene, naphthacene or phenanthrene, phenanthroline, vasophenanthrol Heterocyclic compounds or derivatives thereof, such as lean (bathophenanthroline), phenanthridine, acridine (acridine), quinoline (quinoline), quinoxaline or phenazine (phenazine) may be exemplified.
  • fluoroceine perylene, phthaloperylene, naphthaloperylene, naphthaloperylene, perynone, phthaloperinone, naphtharoferinone, diphenylbutadiene ( diphenylbutadiene, tetraphenylbutadiene, oxadiazole, ardazine, bisbenzoxazoline, bisstyryl, pyrazine, cyclopentadiene , Oxine, aminoquinoline, imine, diphenylethylene, vinylanthracene, diaminocarbazole, pyrane, thiopyrane, polymethine, mero Cyanine (merocyanine), quinacridone or rubrene, or derivatives thereof, JP-A-1988-295695, JP-A-1996-22557, JP-A-1996-81472, Japanese Patent Laid-Open Publication No.
  • Metal chelate complex compounds disclosed in Japanese Patent Application Publication No. 017764 for example, tris (8-quinolinolato) aluminium, which is a metal chelated oxanoid compound, and bis (8-quinolin) Norato) magnesium, bis [benzo (f) -8-quinolinolato] zinc ⁇ bis [benzo (f) -8-quinolinolato] zinc ⁇ , bis (2-methyl-8-quinolinolato) aluminum, Tris (8-quinolinolato) indium, tris (5-methyl-8-quinolinolato) aluminum, 8-quinolinolatorium, tris (5-chloro- Metal complex having one or more 8-quinolinolato or derivatives thereof, such as 8-quinolinolato) gallium, bis (5-chloro-8-quinolinolato) calcium, as derivatives, Japanese Patent Application Laid-Open No.
  • Fluorescent brighteners such as a benzooxazole compound, a benzothiazole compound or a benzoimidazole compound; 1,4-bis (2-methylstyryl) benzene, 1,4-bis (3-methylstyryl) benzene, 1,4-bis (4-methylstyryl) benzene, distyrylbenzene, 1,4- Bis (2-ethylstyryl) benzyl, 1,4-bis (3-ethylstyryl) benzene, 1,4-bis (2-methylstyryl) -2-methylbenzene or 1,4-bis (2- Distyrylbenzene compounds such as methylstyryl) -2-ethylbenzene and the like; 2,5-bis (4-methylstyryl) pyrazine, 2,5-bis (4-ethylstyryl) pyrazine, 2,5-bis [2- (1-naphthyl) vinyl
  • Namin (silanamine) derivative disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 194-279322 or Japanese Patent Laid-Open No. 194-279323 Polyfunctional styryl compound, an oxadiazole derivative disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 194-107648 or Japanese Patent Application Laid-Open No. 194-092947, an anthracene compound disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 194-206865, Japanese Patent Oxynate derivative disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 194-145146, tetraphenylbutadiene compound disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 1992-96990, organic trifunctional compound disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No.
  • the electron injection layer may be formed using, for example, a material such as LiF or CsF.
  • the hole blocking layer is a layer capable of preventing the injected holes from entering the electron injection electrode layer through the light emitting layer to improve the life and efficiency of the device, and if necessary, using a known material, the light emitting layer and the electron injection electrode layer It can be formed in a suitable portion in between.
  • the hole injection layer or hole transport layer may comprise, for example, an electron donating organic compound.
  • the electron donating organic compound include N, N ', N'-tetraphenyl-4,4'-diaminophenyl, N, N'-diphenyl-N, N'-di (3-methylphenyl) -4, 4'-diaminobiphenyl, 2,2-bis (4-di-p-tolylaminophenyl) propane, N, N, N ', N'-tetra-p-tolyl-4,4'-diamino ratio Phenyl, bis (4-di-p-tolylaminophenyl) phenylmethane, N, N'-diphenyl-N, N'-di (4-methoxyphenyl) -4,4'-diaminobiphenyl, N , N, N ', N'-tetraphenyl-4,4'-diaminodiphenylether
  • the hole injection layer or the hole transport layer may be formed by dispersing the organic compound in a polymer or using a polymer derived from the organic compound. Also, such as polyparaphenylene vinylene and derivatives thereof, so-called ⁇ -conjugated polymers, hole-transporting non-conjugated polymers such as poly (N-vinylcarbazole), or ⁇ conjugated polymers of polysilane may be used. have.
  • the hole injection layer is formed by using electrically conductive polymers such as metal phthalocyanine such as copper phthalocyanine, nonmetal phthalocyanine, carbon film and polyaniline, or by reacting the aryl amine compound with Lewis acid using an oxidizing agent. You may.
  • electrically conductive polymers such as metal phthalocyanine such as copper phthalocyanine, nonmetal phthalocyanine, carbon film and polyaniline, or by reacting the aryl amine compound with Lewis acid using an oxidizing agent. You may.
  • the organic light emitting device may include: (1) a hole injection electrode layer / organic light emitting layer / electron injection electrode layer formed sequentially; (2) the form of a hole injection electrode layer / hole injection layer / organic light emitting layer / electron injection electrode layer; (3) the form of a hole injection electrode layer / organic light emitting layer / electron injection layer / electron injection electrode layer; (4) the form of a hole injection electrode layer / hole injection layer / organic light emitting layer / electron injection layer / electron injection electrode layer; (5) the form of a hole injection electrode layer / organic semiconductor layer / organic light emitting layer / electron injection electrode layer; (6) the form of a hole injection electrode layer / organic semiconductor layer / electron barrier layer / organic light emitting layer / electron injection electrode layer; (7) the form of a hole injection electrode layer / organic semiconductor layer / organic light emitting layer / adhesion improvement layer / electron injection electrode layer; (8) the form of a hole injection electrode layer / hole injection layer / hole transport layer;
  • the organic electronic device may further include an encapsulation structure.
  • the encapsulation structure may be a protective structure to prevent foreign substances such as moisture or oxygen from flowing into the organic layer of the organic electronic device.
  • the encapsulation structure may be, for example, a can such as a glass can or a metal can, or a film covering the entire surface of the organic layer.
  • FIG. 9 illustrates an organic layer 901 and a second electrode layer 902 formed on a substrate including a sequentially formed base layer 101, an optical functional layer 103, and a first electrode layer 102.
  • the shape protected by the encapsulation structure 903 of the same can structure is shown as an example.
  • the encapsulation structure 903 may be attached to the substrate by, for example, an adhesive 904.
  • the encapsulation structure may be adhered to, for example, an electrode layer on which the optical functional layer does not exist at the bottom of the substrate.
  • the encapsulation structure 903 may be attached to the end of the substrate by an adhesive 904. In this way it is possible to maximize the protective effect through the encapsulation structure.
  • the encapsulation structure may be, for example, a film covering the entire surface of the organic layer and the second electrode layer.
  • FIG. 10 exemplarily shows a sealing structure 1001 in the form of a film covering the entire surface of the organic layer 901 and the second electrode layer 902.
  • the encapsulation structure 1001 in the form of a film covers the entire surface of the organic layer 901 and the second electrode layer 902 as shown in FIG. 10, while the base layer 101, the optical functional layer 103, and the electrode layer are covered. It may have a structure in which the substrate including the 102 and the upper second substrate 1002 are bonded to each other.
  • the second substrate for example, a glass substrate, a metal substrate, a polymer film or a barrier layer may be exemplified.
  • the encapsulation structure in the form of a film is formed by applying, curing, and curing a liquid material that is cured by heat or ultraviolet (UV) irradiation or the like, for example, an epoxy resin, or by using the epoxy resin or the like beforehand It can be formed by laminating the substrate and the upper substrate using an adhesive sheet prepared in the form.
  • a liquid material that is cured by heat or ultraviolet (UV) irradiation or the like, for example, an epoxy resin, or by using the epoxy resin or the like beforehand
  • UV ultraviolet
  • the encapsulation structure may include a metal oxide such as calcium oxide, beryllium oxide, a metal halide such as calcium chloride, or a water adsorbent such as phosphorus pentoxide, or a getter material.
  • the moisture adsorbent or getter material may be included, for example, inside the encapsulation structure in the form of a film, or may be present at a predetermined position of the encapsulation structure in the can structure.
  • the encapsulation structure may further include a barrier film, a conductive film, or the like.
  • the encapsulation structure may be attached to an upper portion of the first electrode layer on which the optical functional layer is not formed. Accordingly, it is possible to implement a sealing structure in which the optical functional layer is not exposed to the outside.
  • the sealing structure may be, for example, by a sealing structure in which an entire surface of the optical functional layer is surrounded by the base layer, the electrode layer and / or the encapsulation structure, or is formed including the base layer, the electrode layer and / or the encapsulation structure. It may refer to a state in which it is surrounded and not exposed to the outside.
  • the sealing structure includes the base layer, the electrode layer and the encapsulating structure as long as it is formed of only the base layer, the electrode layer and / or the encapsulating structure, or is formed so that the optical functional layer is not exposed to the outside. It may also be formed including the above-described conductive material or intermediate layer. For example, in FIG. 9 or 10, other elements may be present at a portion where the base layer 101 and the electrode layer 102 contact each other, or a portion where the first electrode layer 102 and the encapsulation structures 903 and 1001 contact each other or at other positions. have.
  • the other element may be a low moisture-permeable organic material, an inorganic material or an organic-inorganic composite material, an insulating layer or an auxiliary electrode.
  • the present application also relates to a substrate for an organic electronic device or a method for manufacturing the organic electronic device.
  • An exemplary method may include forming an optical functional layer on a substrate layer, which may include processing the optical functional layer to have a smaller transparent area than the substrate layer. This process can be performed, for example, by removing at least a part of the optical functional layer formed on the substrate layer. Through the above processing, the optical functional layer may be patterned to exist only at a position corresponding to the emission region, for example.
  • the optical functional layer 103 formed after the optical functional layer 103 is formed on the entire surface of the base layer 101 can be removed.
  • the method of forming an optical functional layer on a base material layer is not specifically limited, What is necessary is just to apply a conventional method according to the aspect of an optical functional layer.
  • the optical functional layer may be formed by the above-described coating method, a deposition method such as CVD (Chemical Vapor Deposition) or PVD (Physical Vapor Deposition), or a nanoimprinting or microembossing method.
  • the method of removing a part of the optical functional layer formed on the base layer is not particularly limited, and an appropriate method may be applied in consideration of the type of the optical functional layer.
  • the layer can be removed by applying wet or dry etching to treat the optical functional layer with an etchant that can dissolve the optical functional layer or the like.
  • the optical functional layer may be removed through laser processing.
  • it can irradiate and remove a laser.
  • the laser may be irradiated from the side on which the optical functional layer is formed, or irradiated from the base layer side when the base layer is translucent.
  • the laser any kind can be used as long as it can exhibit an appropriate output to remove the optical functional layer.
  • a laser for example, a fiber diode laser, ruby (Cr 3+ : Al 2 O 3 ), YAG (Nd 3+ : Y 3 Al 5 O 12 ), phosphate glass, Silicate glass (silicate glass) or YLF (Nd 3+ : LiYF 4 ) and the like may be used.
  • Such lasers can be irradiated, for example, in the form of spot lasers or line beam lasers. Irradiation conditions of the laser are not particularly limited as long as they are adjusted to allow proper processing.
  • a laser of a wavelength belonging to an ultraviolet (UV) to infrared (IR) region may be irradiated with an output of about 1 W to about 10 W, but is not limited thereto.
  • the optical functional layer may also be removed by a water jet method.
  • the waterjet method is a method of removing water by spraying water at a predetermined pressure.
  • the optically functional layer may be removed by spraying water at a pressure of about 500 atmospheres to 2000 atmospheres or about 800 atmospheres to 1300 atmospheres.
  • the pressure water sprayed for efficient removal may further comprise an abrasive.
  • an appropriate material may be used in an appropriate ratio among known materials in consideration of the object to be removed.
  • the spray radius or the speed is not particularly limited, and may be selected in consideration of a part or a pattern to be removed.
  • the spray width may be adjusted to be about 1 mm to about 10 mm or about 2 mm to about 5 mm in the waterjet process. This allows precise removal of the optical functional layer.
  • the speed of etching through the waterjet may be, for example, about 300 mm / min to about 2000 mm / min or about 500 mm / min to about 1200 mm / min, thereby ensuring an effective process efficiency, It can be removed.
  • a part of the optical functional layer may be removed by photolithography, or an optical functional layer having a smaller projected area than the base layer may be formed by using off-set printing or other pattern printing. May be considered.
  • the processing form of the optical functional layer is not particularly limited and may be changed according to the purpose.
  • the processing corresponds to the light emitting area of the light emitting layer in which the position of the optical functional layer whose projection area is smaller than that of the base layer will be subsequently formed, and the projected area corresponds to the light emitting layer or the light emitting area formed by the light emitting layer, Or greater than that.
  • the optical functional layer can be processed in various patterns if necessary.
  • the optically functional layer or the laminated structure of the optically functional layer and the flattened layer present in the region where the adhesive is applied or the region corresponding to the terminal region of the device may be removed for bonding to the encapsulation structure.
  • the manufacturing method may further include forming an electrode layer after the processing of the optical functional layer.
  • the electrode layer may be formed so as to have the above-described projection area and exist in the above-mentioned position. It can be formed to form a sealing structure capable of sealing the optical functional layer processed with the substrate layer.
  • the method of forming the electrode layer is not particularly limited, and may be formed by any method such as known deposition, sputtering, chemical vapor deposition, or electrochemical method.
  • the manufacturing method may further comprise forming the above-described intermediate layer.
  • the intermediate layer can be formed in the following manner.
  • the intermediate layer may be formed by processing the optical functional layer to have a smaller projected area than the base layer, and then the absolute value of the difference in refractive index with the material to form the intermediate layer, for example, the electrode layer is about 1 or less, As a material of 0.7 or less, 0.5 or less, or 0.3 or less, for example, the electrode layer may be formed after forming a layer of a material such as SiON.
  • the layer of the material forming the intermediate layer may be formed by applying a conventional deposition method, etc.
  • the intermediate layer may be formed in the following manner. That is, in the substrate for an organic electronic device including the intermediate layer, the optical functional layer is formed on the base layer, the intermediate layer is formed on the formed optical functional layer in the same manner as above, and then the optical functional layer and the intermediate layer formed are removed together.
  • the projection area of the optical functional layer and the intermediate layer may be smaller than the projection area of the base layer, and then the intermediate layer may be further formed on top of the remaining intermediate layer formed on the base layer and the optical functional layer. have.
  • the electrode layer may be formed on the upper portion of the intermediate layer in the manner described above to manufacture the substrate.
  • the method of manufacturing an organic electronic device may include forming an organic layer and a second electrode layer including a light emitting layer after forming the electrode layer as described above, and further forming an encapsulation structure.
  • the organic layer, the second electrode layer and the encapsulation structure can be formed in a known manner.
  • the present application also relates to the use of the above-described organic electronic device, for example, an organic light emitting device.
  • the organic light emitting device may be, for example, a backlight of a liquid crystal display (LCD), a light source, a light source such as various sensors, a printer, a copier, a vehicle instrument light source, a signal lamp, an indicator light, a display device, a planar light emitting body, and the like. It can be effectively applied to a light source, a display, a decoration or various lights.
  • the present application relates to a lighting device including the organic light emitting device.
  • the organic light emitting device When the organic light emitting device is applied to the lighting device or other uses, other components constituting the device or the like or a method of constituting the device are not particularly limited, and are known in the art as long as the organic light emitting device is used. Any material or method can be employed.
  • the substrate for an organic electronic device of the present application can block the introduction of foreign substances such as moisture or oxygen, thereby improving durability and forming an organic electronic device having excellent light extraction efficiency.
  • the encapsulation structure for sealing the organic electronic device through the use of the substrate can be attached to the substrate and the encapsulation structure stably, it is possible to implement a device having excellent durability against wear of the electrode layer or pressure applied from the outside. .
  • the surface hardness of the terminal portion outside the organic electronic device can also be maintained at an appropriate level.
  • 1 to 3 are schematic diagrams showing an exemplary substrate.
  • FIG. 4 is a view for explaining a method of measuring the inter-electrode resistance.
  • 5 and 6 are schematic diagrams of exemplary substrates.
  • 9 and 10 are diagrams illustrating exemplary organic electronic devices.
  • FIG. 11 is a view illustrating a manufacturing process of an exemplary substrate.
  • FIG. 13 is a photograph illustrating the durability of the organic light emitting diode of Comparative Example 1.
  • D1, D2, D3, D4 Size of specimen or silver paste for resistance measurement
  • the sol-gel coating liquid containing tetramethoxy silane as the condensable silane scattering particles (titanium oxide particles) having an average particle diameter of about 200 nm were blended and sufficiently dispersed to prepare a coating solution for a light scattering layer.
  • the coating solution was coated on a glass substrate, and a sol-gel reaction was performed at 200 ° C. for about 30 minutes to form a light scattering layer having a thickness of about 300 nm.
  • the same sol-gel was coated after the high-refractive coating solution containing high refractive index titanium oxide particles having an average particle diameter of about 10 nm and a refractive index of about 2.5 to the sol-gel coating liquid containing tetramethoxy silane on the top of the light scattering layer.
  • the reaction was carried out to form a flat layer having a refractive index of about 1.8 and a thickness of about 300 nm.
  • SiON was further deposited to a thickness of about 50 nm on the entire surface of the flat layer.
  • the formed layer was irradiated with a laser to remove portions of the light scattering layer and the flat layer so that the positions of the remaining light scattering layer and the flat layer correspond to the light emitting regions of the organic layer.
  • the processed laminated structure was then washed with DI (Deionized Water).
  • SiON was further deposited on the front surface of the substrate to a thickness of about 50 nm, and again, an ITO transparent electrode layer was formed on the front surface of the substrate in a conventional manner to prepare a substrate.
  • a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer, an electron transport layer, an electron injection layer, and an electron injection electrode layer were formed using a known material and method.
  • an organic light emitting device having an encapsulation structure as shown in FIG. 9 was manufactured using a glass can.
  • An organic light emitting device was manufactured in the same manner as in Example 1, except that the light-scattering layer and the flat layer formed on the entire surface of the glass substrate were formed without removing the ITO electrode layer, and the organic layer, the second electrode layer, and the encapsulation structure were sequentially formed to emit organic light.
  • the device was prepared.
  • An organic light emitting device was manufactured in the same manner as in Example 1, except that the forming of the SiON layer was not performed in the manufacturing process.
  • FIG. 12 is a view showing a light emitting state after leaving the device prepared in Example 1 at 85 ° C. for 500 hours
  • FIG. 13 is an initial light emitting state of Comparative Example 1 (FIG. 13 (a)) and 500 at 85 ° C.
  • FIG. Fig. 13 (b) shows the light emission state after being left for a while.
  • Comparative Example 1 from the figure, a large number of spots were observed at the time after 500 hours, it can be confirmed that the uniformity of the brightness is greatly reduced.
  • FIG. 14 is a photograph showing the results of confirming the light emission state of the apparatus of Comparative Example 2.
  • FIG. 12 showing the light emission state checking result of the embodiment, it can be seen that a large amount of coupling of the dark spot, etc. occurred in the device.
  • the device of Comparative Example 2 was confirmed that the drive voltage of the device also increased about 0.1V to 0.2V compared to Comparative Example 1.

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Abstract

본 출원은 유기전자소자용 기판, 유기전자장치, 상기 기판 또는 장치의 제조 방법 및 조명에 관한 것이다. 본 출원의 유기전자소자용 기판은, 예를 들면, 수분이나 산소 등과 같은 외래 물질이 유입되는 것을 차단하여 내구성이 향상되고, 광추출 효율이 우수한 유기전자장치를 형성할 수 있다. 또한, 상기 기판의 사용을 통하여 유기전자장치를 밀봉하는 봉지 구조가 상기 기판은 상기 봉지 구조와 안정적으로 부착될 수 있고, 전극층의 마모나 외부로부터 인가되는 압력에 대한 내구성이 우수한 소자를 구현할 수 있다. 유기전자장치 외부의 단자부의 표면 경도도 적절한 수준으로 유지할 수 있다.

Description

유기전자소자용 기판
본 출원은, 유기전자소자용 기판, 유기전자장치, 상기 장치 또는 기판의 제조 방법 및 조명에 관한 것이다.
유기전자소자(OED; Organic Electronic Device)는, 전류를 전도할 수 있는 유기 재료의 층을 하나 이상 포함하는 소자이다. 유기전자소자의 종류에는 유기발광소자(OLED), 유기태양전지, 유기 감광체(OPC) 또는 유기 트랜지스터 등이 포함된다.
대표적인 유기전자소자인 유기발광소자는, 통상적으로 기판, 제 1 전극층, 유기층 및 제 2 전극층을 순차로 포함한다. 소위 하부 발광형 소자(bottom emitting device)로 호칭되는 구조에서는, 제 1 전극층이 투명 전극층으로 형성되고, 제 2 전극층이 반사 전극층으로 형성될 수 있다. 또한, 소위 상부 발광형 소자(top emitting device)로 호칭되는 구조에서는 제 1 전극층이 반사 전극층으로 형성되고, 제 2 전극층이 투명 전극층으로 형성되기도 한다. 전극층에 의해서 주입된 전자(electron)와 정공(hole)이 유기층에 존재하는 발광층에서 재결합(recombination)되어 광이 생성될 수 있다. 광은 하부 발광형 소자에서는 기판측으로 상부 발광형 소자에서는 제 2 전극층측으로 방출될 수 있다. 유기발광소자의 구조에서 투명 전극층으로 일반적으로 사용되는 ITO(Indium Tin Oxide), 유기층 및 통상적으로 유리인 기판의 굴절률은 각각 대략적으로 2.0, 1.8 및 1.5 정도이다. 이러한 굴절률의 관계에 의해서, 예를 들어, 하부 발광형의 소자의 발광층에서 생성된 광은 유기층과 제 1 전극층의 계면 또는 기판 내에서 전반사(total internal reflection) 현상 등에 의해 트랩(trap)되고, 매우 소량의 광만이 방출된다.
유기전자소자에서 고려되어야 하는 중요한 문제로는 내구성도 존재한다. 유기층이나 전극 등은 수분이나 산소 등의 외래 물질에 매우 쉽게 산화될 수 있어서, 환경적 요인에 대한 내구성의 확보가 중요하다. 이를 위해 예를 들면, 특허문헌 1 내지 4 등은 외래 물질의 침투를 차단할 수 있는 구조를 제안하고 있다.
[선행기술문헌]
[특허문헌]
(특허문헌 1) 미국특허 제6,226,890호
(특허문헌 2) 미국특허 제6,808,828호
(특허문헌 3) 일본공개특허 제2000-145627호
(특허문헌 4) 일본공개특허 제2001-252505호
본 출원은, 유기전자소자용 기판, 유기전자장치, 상기 기판 또는 장치의 제조 방법 및 조명을 제공한다.
예시적인 유기전자소자용 기판은, 기재층; 광학 기능성층 및 전극층을 포함한다. 상기에서 광학 기능성층과 전극층은 기재층상에 순차로 적층되어 있을 수 있고, 따라서 광학 기능성층은, 기재층과 전극층의 사이에 존재할 수 있다. 도 1 및 2는, 기재층(101)상에 광학 기능성층(103)과 전극층(102)이 순차로 형성되어 있는 구조를 포함하는 예시적인 기판을 나타낸다. 상기에서 광학 기능성층은, 상기 기재층에 비하여 작은 투영 면적을 가지고, 전극층은 상기 광학 기능성층에 비하여 넓은 투영 면적을 가질 수 있다. 본 명세서에서 용어 「투영 면적」은, 기판을 상기 기판 표면의 법선 방향의 상부에서 관찰하였을 때에 인지되는 대상물의 투영의 면적, 예를 들면, 상기 기재층, 광학 기능성층, 전극층 또는 후술하는 중간층의 면적을 의미한다. 따라서, 예를 들어, 광학 기능성층의 표면이 요철 형상으로 형성되어 있는 등의 이유로 실질적인 표면적은 전극층에 비하여 넓은 경우에도 상기 광학 기능성층을 상부에서 관찰하였을 경우에 인지되는 면적이 상기 전극층을 상부에서 관찰하였을 경우에 인지되는 면적에 비하여 작다면 상기 광학 기능성층은 상기 전극층에 비하여 작은 투영 면적을 가지는 것으로 해석된다.
광학 기능성층은 기재층에 비하여 투영 면적이 작고, 또한 전극층에 비하여 투영 면적이 작게 된다면 다양한 형태로 존재할 수 있다. 예를 들면, 광학 기능성층(103)은 도 1과 같이 기재층(101)의 테두리를 제외한 부분에만 형성되어 있거나, 도 2와 같이 기재층(101)의 테두리에 광학 기능성층(103)이 일부 잔존할 수도 있다.
도 3은, 도 1의 기판을 상부에서 관찰한 경우를 예시적으로 보여주는 도면이다. 도 3에 나타난 바와 같이 기판을 상부에서 관찰할 때에 인지되는 전극층의 면적(A), 즉 전극층의 투영 면적(A)은 그 하부에 있는 광학 기능성층의 투영 면적(B)에 비하여 넓다. 전극층의 투영 면적(A) 및 상기 광학 기능성층의 투영 면적(B)의 비율(A/B)은, 예를 들면, 1.04 이상, 1.06 이상, 1.08 이상, 1.1 이상 또는 1.15 이상일 수 있다. 광학 기능성층의 투영 면적이 상기 전극층의 투영 면적에 비하여 작다면, 후술하는 광학 기능성층이 외부로 노출되지 않는 구조의 구현이 가능하기 때문에 상기 투영 면적의 비율(A/B)의 상한은 특별히 제한되지 않는다. 일반적인 기판의 제작 환경을 고려하면 상기 비율(A/B)의 상한은, 예를 들면, 약 2.0, 약 1.5, 약 1.4, 약 1.3 또는 약 1.25일 수 있다. 상기 기판에서 전극층은 광학 기능성층이 형성되어 있지 않은 상기 기재층의 상부에도 형성되어 있을 수 있다. 상기 전극층은 상기 기재층과 접하여 형성되어 있거나, 혹은 후술하는 중간층 등과 같이 기재층과의 사이에 추가적인 요소를 포함하여 형성되어 있을 수 있다. 이러한 구조에 의하여 유기전자소자의 구현 시에 광학 기능성층이 외부로 노출되지 않은 구조를 구현할 수 있다.
예를 들어, 도 3와 같이 전극층은, 상부에서 관찰한 때에 광학 기능성층의 모든 주변부를 벗어난 영역을 포함하는 영역까지 형성되어 있을 수 있다. 이 경우, 예를 들어, 도 2와 같이 기재층상에 복수의 광학 기능성층이 존재할 경우에는 상기 광학 기능성층 중에서 적어도 하나의 광학 기능성층, 예를 들면, 후술하는 바와 같이 적어도 그 상부에 유기층이 형성될 광학 기능성층의 모든 주변부를 벗어난 영역을 포함하는 영역까지 전극층이 형성될 수 있다. 예를 들어, 도 2의 구조에서 우측과 좌측의 테두리에 존재하는 광학 기능성층의 상부에도 유기층이 형성된다면, 도 2의 구조는 좌측과 우측으로 연장되어 상기 우측과 좌측의 테두리에 존재하는 광학 기능성층의 모든 주변주를 벗어난 영역까지 전극층이 형성되도록 구조가 변경될 수 있다. 상기와 같은 구조에서 하부에 광학 기능성층이 형성되어 있지 않은 전극층에 후술하는 봉지 구조를 부착하거나, 혹은 후술하는 바와 같이 전도 물질층을 형성하게 되면 광학 기능성층이 외부로 노출되지 않는 구조를 형성할 수 있다.
광학 기능성층의 투영 면적과 전극층의 투영 면적이 다르고, 전극층이 광학 기능성층이 형성되어 있지 않은 기재층의 상부에도 형성되는 경우에는, 상기 광학 기능성층이 형성되어 있지 않은 기재층상에 형성되어 있는 전극층(이하, 간략하게 기재층상 전극층으로 언급할 수 있다.)과 광학 기능성층상에 형성되어 있는 전극층(이하, 간략하게 광학 기능성층상 전극층으로 언급할 수 있다.)의 경계에서의 단차(예를 들어, 도 1에서 부호 X로 표시되는 영역에서의 단차)에 의해 전극층의 저항이 증가할 수 있다. 이러한 저항의 증가는 상기 기판을 사용하여 유기전자장치를 구현하는 경우에 상기 장치로 인가되는 전압의 상승을 야기하여 효율 저하의 문제가 발생할 수 있다. 따라서 이러한 점을 고려하여 상기 광학 기능성층상에 형성된 전극층과 상기 광학 기능성층이 형성되어 있지 않은 기재상에 형성된 전극층과의 사이에서의 저항은 적정 범위로 조절되는 것이 필요할 수 있다. 예를 들면, 상기 광학 기능성층상에 형성된 전극층과 상기 광학 기능성층이 형성되어 있지 않은 기재상에 형성된 전극층과의 경계와 평행하도록 상기 경계의 양측 소정 거리에 평행 전극을 형성하고, 상기 두 개의 평행 전극의 사이에서 측정한 단위 폭당 저항(resistivity)은, 8.5 Ω·cm 내지 20 Ω·cm, 8.5 Ω·cm 내지 15 Ω·cm, 8.5 Ω·cm 내지 13 Ω·cm 또는 9 Ω·cm 내지 12 Ω·cm 정도일 수 있다. 본 명세서에서 상기 용어 「단위 폭 당 저항」은 다음의 방식으로 측정한 저항치를 의미한다. 우선 유기전자소자용 기판을 재단하여 시편을 제조한다. 예를 들면, 도 4에 나타난 바와 같이, 시편은 광학 기능성층상에 형성되어 있는 전극층(1022)과 광학 기능성층이 없는 기재층상에 형성되어 있는 전극층(1021)의 경계를 기준으로 가로의 길이(D1+D2, D1=D2)가 3 mm이 되도록 세로의 길이(D4)가 10 mm 정도인 평행 전극(401)을 형성하여 제조할 수 있다. 상기에서 평행 전극은, 측정되어야 하는 전극층(1021, 1022)에 비하여 면 저항이 10배 이상 낮은 물질로 형성할 수 있으며, 예를 들면, 은 페이스트를 사용하여 형성할 수 있고, 그 가로의 길이(D3)는 약 3 mm 또는 그 이상이 되도록 형성한다. 이어서 그 평행 전극(401)에 저항 측정기(402)로 연결한 후, 상기 측정기(402)를 통해 단위 폭당 저항을 측정할 수 있다. 즉, 상기 단위 폭당 저항은, 상기 평행 전극(401)의 사이에서 측정한 저항을 상기 평행 전극(401)간의 폭으로 나누어준 수치이다. 상기에서 길이 방향은 전류가 흐르는 방향, 즉 상기 평행 전극의 길이 방향과 수직한 방향이고, 폭 방향은 상기 평행 전극과 평행한 방향을 의미한다. 한편, 상기 단차가 형성되어 있는 전극층상에서 상기 방식으로 측정한 단위 폭당 저항값(R1)과 단차가 없이 평평하게 형성된 전극층에 대하여 동일한 방식으로 측정한 단위 폭당 저항값(R2)의 차이(R1-R2)는, 예를 들면, 10 Ω·cm 이하, 9 Ω·cm 이하, 7 Ω·cm 이하 또는 5 Ω·cm 이하 정도일 수 있다. 상기 저항값의 차이(R1-R2)는 그 수치가 작을수록 바람직한 것으로 그 하한은 특별히 한정되지 않는다.
상기 기판에서 전극층간 저항을 상기 범위로 조절하는 방법은 특별히 제한되는 것은 아니다. 하나의 방법으로서, 예를 들면, 상기 광학 기능성층과 전극층의 두께를 조절하는 방법이 예시될 수 있다. 상기에서 전극층의 두께는 광학 기능성층이 형성되어 있지 않은 기재층상에 형성되는 전극층의 두께를 의미할 수 있다. 상기 양자의 두께를 적절하게 조절함으로써 전극층간의 저항을 조절할 수 있다. 예를 들면, 상기 기판에서 상기 광학 기능성층의 두께(T1)와 상기 광학 기능성층이 형성되어 있지 않은 기재층의 상부에 형성되어 있는 전극층의 두께(T2)의 비율(T1/T2)은, 약 3 내지 15, 약 4 내지 12 또는 약 5 내지 10 정도일 수 있다. 상기에서 광학 기능성층 및 전극층의 두께는 각각의 평균 두께를 의미할 수 있다. 상기 비율(T1/T2)을 상기 기재된 범위 내에서 적절하게 조절하면 전극층간 저항의 조절이 가능할 수 있다.
상기 기판에서 상기 기재층상 전극층은 연필 경도가 6H 이상, 7H 이상 또는 8H 이상일 수 있다. 후술하는 바와 같이 상기 기재층상 전극층은, 봉지 구조 등과 함께 광학 기능성층이 외부로 노출되지 않는 구조를 형성하는 것에 사용될 수 있으며, 또한 유기전자장치와 같은 소자에서 외부 전원 등과 연결될 수 있다. 이러한 전극층은 지속적으로 마모되거나, 압력에 노출될 수 있기 때문에, 전기적 연결 등이 안정적인 소자의 구현을 위해서는 높은 내구성이 요구된다. 기재층상 전극층이 상기 범위의 연필 경도를 가지면, 지속적인 마모나 압력의 노출에 대한 내구성이 우수한 구조의 구현이 가능할 수 있다. 또한, 연필 경도가 높을수록 지속적인 마모나 압력의 노출에 대한 내구성이 우수한 구조의 구현의 가능하기 때문에 상기 연필 경도의 상한은 제한되지 않는다. 통상적인 예를 들면, 상기 연필 경도의 상한은, 10H 또는 9H 정도일 수 있다. 상기 기판에서 상기 광학 기능성층상 전극층과 상기 기재층상 전극층은, 서로 상이한 연필 경도를 가질 수 있다. 예를 들면, 상기 기판에서 기재층상 전극층은 상기 범위의 연필 경도를 가지고, 광학 기능성층상 전극층은 2B 내지 5H, 1H 내지 5H 또는 1H 내지 4H 정도의 연필 경도를 가질 수 있다. 본 명세서에서 연필 경도는, ASTM D3363에 따라서 500 g의 연필 하중과 250 mm/min의 연필 이동 속도로 측정한다.
상기 기판은, 예를 들면, 상기 광학 기능성층상 전극층 및 상기 기재층상 전극층 모두와 전기적으로 접속되어 있는 전도 물질층을 추가로 포함할 수 있다. 도 5는, 전도 물질을 추가로 포함하는 하나의 예시적인 기판을 보여주고 있으며, 전도 물질(501)이 기재층상 전극층(1021)과 광학 기능성층상 전극층(1022) 모두와 물리적인 접촉을 통해 전기적으로 접속되어 있는 경우를 예시적으로 보여주고 있다. 본 명세서에서 용어 전기적 접속은, 접속된 대상들 사이에서 전류가 흐를 수 있는 모든 접속 상태를 의미할 수 있다. 전도 물질을 상기와 같이 형성하게 되면, 전술한 바와 같이 기재층상 전극층과 광학 기능성층상 전극층의 경계에서의 단차에 의한 전극층의 저항 증가 문제를 해결할 수 있으며, 이에 따라서 전술한 광학 기능성층의 두께와 기재층상 전극층의 두께 조절 등에 구애되지 않고, 보다 자유롭게 기판의 구현이 가능할 수 있다. 또한, 전도 물질의 존재로 인해서 광학 기능성층이 외부로 노출되지 않는 구조를 보다 효율적으로 구현할 수 있다. 상기 전도 물질의 종류는 상기 전극층과 전기적으로 접속될 수 있는 것이라면 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 다양한 전자 제품 분야에서 전극의 소재로 사용되는 물질을 자유롭게 적용할 수 있다. 예를 들면, 상기 전도 물질로는, 은(Ag), 구리(Cu), 니켈(Ni), 몰리브덴(Mo) 또는 알루미늄(Al) 등과 같은 금속 전극 소재 등이 사용될 수 있다. 상기 기판에서 상기 전극층과 전기적으로 접속된 전도 물질이 존재하는 상태에서 측정한 상기 단위 폭당 저항은, 예를 들면, 1 Ω·cm 내지 8.5 Ω·cm, 1 Ω·cm 내지 8.0 Ω·cm 또는 1 Ω·cm 내지 7.7 Ω·cm 정도일 수 있다. 상기 저항은, 전극층과 전기적으로 접속된 전도 물질이 존재하는 상태에서 측정되는 것을 제외하면, 상기 기술한 것과 동일한 방식으로 측정할 수 있다.
상기 기판은, 예를 들면, 상기 광학 기능성층과 상기 전극층의 사이에 존재하는 중간층을 추가로 포함할 수 있다. 상기 중간층은, 예를 들면, 상기 광학 기능성층에 비하여 넓은 투영 면적을 가지고, 또한 상기 광학 기능성층의 상부 및 상기 광학 기능성층이 형성되어 있지 않은 기재층의 상부에 형성되어 있을 수 있다. 도 6은 상기와 같은 형태로 형성된 중간층(601)을 추가로 포함하는 예시적인 기판을 나타내는 도면이다. 상기와 같은 중간층은 상기 광학 기능성층에 의해서 형성되는 광학 기능성층상 전극층과 기재층상 전극층의 경계에서의 단차를 완화하여 전극층의 저항 증가 문제를 해결할 수 있다. 또한, 상기 중간층으로서 배리어성, 즉 수분이나 습기의 투과도가 낮은 물질을 사용하게 되면, 광학 기능성층이 외부로 노출되지 않는 구조를 보다 효율적으로 구현할 수 있다. 상기 중간층은, 예를 들면, 상기 전극층과의 굴절률의 차이의 절대값이 약 1 이하, 0.7 이하, 0.5 이하 또는 0.3 이하인 층일 수 있다. 이와 같이 굴절률을 조절하면, 예를 들어, 전극층의 상부에서 생성된 광이 상기 전극층과 중간층의 계면 등에서 트랩되어 광추출 효율이 저하되는 것을 방지할 수 있다. 상기에서 중간층 또는 전극층의 굴절률은 550 nm 정도의 파장의 광에 대하여 측정한 굴절률일 수 있다. 상기 중간층을 형성하는 물질은, 상기와 같은 전극층과의 굴절률의 관계를 가지며, 필요한 경우에 배리어성을 가지는 물질일 수 있다. 이러한 물질은 다양하게 공지되어 있으며, 예를 들면, SiON, TiO2, SiO2, Al2O3, Ta2O3, Ti3O3, TiO, ZrO2, Nb2O3, CeO2 또는 ZnS 등이 예시될 수 있다. 상기 중간층은 상기와 같은 물질을 사용하여 예를 들면, 증착이나 습식 코팅 등의 방식으로 형성할 수 있다. 중간층의 두께는 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 약 10 nm 내지 100 nm 또는 약 20 nm 내지 80 nm의 범위에 있을 수 있다. 상기 두께는 평균 두께를 의미하며, 예를 들어, 광학 기능성층상에 형성되는 중간층과 기재층상에 형성되는 중간층은 서로 다른 두께를 가질 수 있다.
상기 기판에서 기재층으로는 특별한 제한 없이 적절한 소재가 사용될 수 있다. 예를 들어, 하부 발광(bottom emission)형 소자에 적용되는 경우에는, 투광성 기재층, 예를 들면, 가시광 영역의 광에 대한 투과율이 50% 이상인 기재층을 사용할 수 있다. 투광성 기재층으로는, 유리 기재층 또는 투명 고분자 기재층 등이 예시될 수 있다. 유리 기재층으로는, 소다석회 유리, 바륨/스트론튬 함유 유리, 납 유리, 알루미노 규산 유리, 붕규산 유리, 바륨 붕규산 유리 또는 석영 등의 기재층이 예시될 수 있고, 고분자 기재층으로는, PI(polyimide), PEN(Polyethylene naphthalate), PC(polycarbonate), 아크릴 수지, PET(poly(ethylene terephthatle)), PES(poly(ether sulfide)) 또는 PS(polysulfone) 등을 포함하는 기재층이 예시될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 필요에 따라서 상기 기재층은, 구동용 TFT가 존재하는 TFT 기판일 수도 있다. 기판이 상부 발광(top emission)형 소자에 적용되는 경우에는, 기재층은 반드시 투광성의 기재층일 필요는 없다. 필요한 경우 기재층의 표면 등에는 알루미늄 등을 사용한 반사층이 형성되어 있을 수도 있다. 예를 들어, 전술한 바와 같이 기재층상 전극층의 연필 경도를 높은 수준으로 유지하여야 하는 경우에는, 유리 기재층 등과 같이 강성을 가지는 기재층이 사용될 수 있다.
상기 기판에서 전극층은, 유기전자소자의 제작에 사용되는 통상적인 정공 주입성 또는 전자 주입성 전극층일 수 있다.
정공 주입성인 전극층은, 예를 들면, 상대적으로 높은 일 함수(work function)를 가지는 재료를 사용하여 형성할 수 있고, 필요한 경우에 투명 재료를 사용하여 형성할 수 있다. 예를 들면, 정공 주입성 전극층은, 일 함수가 약 4.0 eV 이상인 금속, 합금, 전기 전도성 화합물 또는 상기 중 2종 이상의 혼합물을 포함할 수 있다. 이러한 재료로는, 금 등의 금속, CuI, ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), ZTO(Zinc Tin Oxide), 알루미늄 또는 인듐이 도핑된 아연 옥사이드, 마그네슘 인듐 옥사이드, 니켈 텅스텐 옥사이드, ZnO, SnO2 또는 In2O3 등의 산화물 재료나, 갈륨 니트라이드와 같은 금속 니트라이드, 아연 세레나이드 등과 같은 금속 세레나이드, 아연 설파이드와 같은 금속 설파이드 등이 예시될 수 있다. 투명한 정공 주입성 전극층은, 또한, Au, Ag 또는 Cu 등의 금속 박막과 ZnS, TiO2 또는 ITO 등과 같은 고굴절의 투명 물질의 적층체 등을 사용하여서도 형성할 수 있다.
정공 주입성 전극층은, 증착, 스퍼터링, 화학 증착 또는 전기화학적 수단 등의 임의의 수단으로 형성될 수 있다. 또한, 필요에 따라서 형성된 전극층은 공지된 포토리소그래피나 새도우 마스크 등을 사용한 공정을 통하여 패턴화될 수도 있다.
전자 주입성 투명 전극층은, 예를 들면, 상대적으로 작은 일 함수를 가지는 투명 재료를 사용하여 형성할 수 있으며, 예를 들면, 상기 정공 주입성 전극층의 형성을 위해 사용되는 소재 중에서 적절한 소재를 사용하여 형성할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 전자 주입성 전극층도, 예를 들면, 증착법 또는 스퍼터링법 등을 사용하여 형성할 수 있으며, 필요한 경우에 적절히 패터닝될 수 있다.
상기와 같은 전극층의 두께는 특별히 제한되는 것은 아니지만, 상기 언급한 전극층간의 저항 등을 고려하여, 예를 들면, 약 90 nm 내지 200 nm, 90 nm 내지 180 nm 또는 약 90 nm 내지 150 nm 정도의 두께를 가지도록 형성될 수 있다.
상기 기판에서 전극층과 기재층의 사이에 위치하는 광학 기능성층의 종류는 특별히 제한되지 않는다. 광학 기능성층으로는 전극층과 기재층의 사이에 존재하여, 적어도 하나의 광학적 기능을 발휘함으로써, 유기전자장치 등과 같은 소자의 기능의 향상에 기여할 수 있는 어떠한 종류의 층도 사용될 수 있다. 통상적으로 이러한 광학 기능성층은, 외부로부터 침투하는 수분이나 습기 등과 같은 물질에 대한 내구성이 떨어져서 소자 구현 후에 상기 수분이나 습기 등이 소자 내부로 침투하는 경로를 제공할 수 있고, 이에 의해 소자의 성능에 악영향을 미칠 수 있다. 그렇지만, 상기 기판의 구조에서는 광학 기능성층이나 전극층 등의 투영 면적과 형성 위치 또는 전도 물질이나 중간층 등의 존재로 인하여 소자의 구현 시에 상기 광학 기능성층이 외부로 노출되지 않는 구조의 구현이 가능하고, 이에 따라서 내구성이 우수한 소자를 구현할 수 있다.
광학 기능성층의 하나의 예로는 광산란층이 예시될 수 있다. 본 출원에서 용어 광산란층은, 예를 들면, 상기 층으로 입사되는 광을 산란, 굴절 또는 회절시켜서 상기 전극층 방향에서 입사되는 광이 기재층, 광산란층 및 전극층 중의 어느 두 층 사이의 계면에서 트랩되는 것을 해소하거나 완화시킬 수 있도록 형성되는 모든 종류의 층을 의미할 수 있다. 광산란층은 상기와 같은 기능이 나타나도록 구현되는 한 광산란층의 구현 형태는 특별히 제한되지 않는다.
예를 들면, 광산란층은, 매트릭스 물질 및 산란성 영역을 포함하는 층일 수 있다. 도 7은, 산란성 입자로 형성된 산란성 영역(702) 및 매트릭스 물질(701)을 포함하는 예시적인 광산란층이 기재층(101)에 형성되어 있는 형태를 나타낸다. 본 명세서에서 용어 「산란성 영역」은, 예를 들면, 매트릭스 물질 또는 후술하는 평탄층 등과 같은 주위 물질과는 다른 굴절률을 가지고, 또한 적절한 크기를 가져서 입사되는 광을 산란, 굴절 또는 회절시킬 수 있는 영역를 의미할 수 있다. 산란성 영역은, 예를 들면, 상기와 같은 굴절률 및 크기를 가지는 입자이거나, 혹은 빈 공간일 수 있다. 예를 들면, 주위 물질과는 다르면서 주위 물질에 비하여 높거나 낮은 굴절률을 가지는 입자를 사용하여 산란성 영역을 형성할 수 있다. 산란성 입자의 굴절률은, 주위 물질, 예를 들면, 상기 매트릭스 물질 및/또는 평탄층과의 굴절률의 차이가 0.3을 초과하거나 또는 0.3 이상일 수 있다. 예를 들면, 산란성 입자는, 1.0 내지 3.5 또는 1.0 내지 3.0 정도의 굴절률을 가질 수 있다. 용어 「굴절률」은, 약 550 nm 파장의 광에 대하여 측정한 굴절률이다. 산란성 입자의 굴절률은, 예를 들면, 1.0 내지 1.6 또는 1.0 내지 1.3일 수 있다. 다른 예시에서 산란성 입자의 굴절률은, 2.0 내지 3.5 또는 2.2 내지 3.0 정도일 수 있다. 산란성 입자로는, 예를 들면, 평균 입경이 50 nm 이상, 100 nm 이상, 500 nm 이상 또는 1,000 nm 이상인 입자가 예시될 수 있다. 산란성 입자의 평균 입경은, 예를 들면, 10,000 nm 이하일 수 있다. 산란성 영역은, 또한 상기와 같은 크기를 가지는 빈 공간으로서 공기가 충전되어 있는 공간에 의해서 형성될 수도 있다.
산란성 입자 또는 영역은, 구형, 타원형, 다면체 또는 무정형과 같은 형상을 가질 수 있으나, 상기 형태는 특별히 제한되는 것은 아니다. 산란성 입자로는, 예를 들면, 폴리스티렌 또는 그 유도체, 아크릴 수지 또는 그 유도체, 실리콘 수지 또는 그 유도체, 또는 노볼락 수지 또는 그 유도체 등과 같은 유기 재료, 또는 실리카, 알루미나, 산화 티탄 또는 산화 지르코늄과 같은 무기 재료를 포함하는 입자 등이 예시될 수 있다. 산란성 입자는, 상기 재료 중에 어느 하나의 재료만을 포함하거나, 상기 중 2종 이상의 재료를 포함하여 형성될 수 있다. 예를 들면, 산란성 입자로 중공 실리카(hollow silica) 등과 같은 중공 입자 또는 코어/셀 구조의 입자도 사용할 수 있다.
광산란층은 산란성 입자 등의 산란성 영역을 유지하는 매트릭스 물질을 추가로 포함할 수 있다. 매트릭스 물질로는, 예를 들면, 기재층 등과 같은 인접하는 다른 소재와 유사한 수준의 굴절률을 가지는 소재 또는 그보다 높은 굴절률을 가지는 소재를 사용하여 형성할 수 있다. 매트릭스 물질은, 예를 들면, 폴리이미드, 플루오렌 고리를 가지는 카도계 수지(caldo resin), 우레탄, 에폭시드, 폴리에스테르 또는 아크릴레이트 계열의 열 또는 광경화성의 단량체성, 올리고머성 또는 고분자성 유기 재료나 산화 규소, 질화 규소(silicon nitride), 옥시질화 규소(silicon oxynitride) 또는 폴리실록산 등의 무기 재료 또는 유무기 복합 재료 등을 사용할 수 있다.
매트릭스 물질은, 폴리실록산, 폴리아믹산 또는 폴리이미드를 포함할 수 있다. 상기에서 폴리실록산은, 예를 들면, 축합성 실란 화합물 또는 실록산 올리고머 등을 중축합시켜서 형성할 수 있으며, 상기를 통해 규소와 산소의 결합(Si-O)에 기반한 매트릭스 물질을 형성할 수 있다. 매트릭스 물질의 형성 과정에서 축합 조건 등을 조절하여 폴리실록산이 실록산 결합(Si-O)만을 기반으로 하도록 하거나, 혹은 알킬기 등과 같은 유기기나 알콕시기 등과 같은 축합성 관능기 등이 일부 잔존하도록 하는 것도 가능하다.
폴리아믹산 또는 폴리이미드로는, 예를 들면, 633 nm의 파장의 광에 대한 굴절률이 약 1.5 이상, 약 1.6 이상, 약 1.65 이상 또는 약 1.7 이상인 폴리아믹산 또는 폴리이미드를 사용할 수 있다. 이러한 고굴절의 폴리아믹산 또는 폴리이미드는, 예를 들면, 불소 이외의 할로겐 원자, 황 원자 또는 인 원자 등이 도입된 단량체를 사용하여 제조할 수 있다. 예를 들면, 카복실기 등과 같이 입자와 결합할 수 있는 부위가 존재하여 입자의 분산 안정성을 향상시킬 수 있는 폴리아믹산을 사용할 수 있다. 폴리아믹산으로는, 예를 들면, 하기 화학식 1의 반복 단위를 포함하는 화합물을 사용할 수 있다.
[화학식 1]
Figure PCTKR2013002467-appb-I000001
화학식 1에서 n은 양의 수이다.
상기 반복 단위는 임의적으로 하나 이상의 치환기에 의해 치환되어 있을 수 있다. 치환기로는, 불소 외의 할로겐 원자, 페닐기, 벤질기, 나프틸기 또는 티오페닐기 등과 같은 할로겐 원자, 황 원자 또는 인 원자 등을 포함하는 관능기가 예시될 수 있다.
폴리아믹산은, 상기 화학식 1의 반복 단위만으로 형성되는 단독 중합체이거나, 화학식 1의 반복 단위 외의 다른 단위를 함께 포함하는 블록 또는 랜덤 공중합체일 수 있다. 공중합체의 경우에 다른 반복 단위의 종류나 비율은 예를 들면, 목적하는 굴절률, 내열성이나 투광율 등을 저해하지 않는 범위에서 적절하게 선택될 수 있다.
화학식 1의 반복 단위의 구체적인 예로는, 하기 화학식 2의 반복 단위를 들 수 있다.
[화학식 2]
Figure PCTKR2013002467-appb-I000002
화학식 2에서 n은 양의 수이다.
상기 폴리아믹산은 예를 들면, GPC(Gel Permeation Chromatograph)로 측정한 표준 폴리스티렌 환산 중량평균분자량이 10,000 내지 100,000 또는 약 10,000 내지 50,000 정도일 수 있다. 화학식 1의 반복 단위를 가지는 폴리아믹산은 또한, 가시 광선 영역에서의 광 투과율이 80% 이상, 85% 이상 또는 90% 이상이며, 내열성이 우수하다.
광산란층은, 예를 들면, 요철 구조를 가지는 층일 수 있다. 도 8은, 기재층(101)상에 형성된 요철 구조의 광산란층(801)을 예시적으로 보여주는 도면이다. 광산란층의 요철 구조를 적절하게 조절할 경우에 입사되는 광을 산란시킬 수 있다. 요철 구조를 가지는 광산란층은, 예를 들면, 열 또는 광 경화성 재료를 경화시키는 과정에서 목적하는 형상의 요철 구조를 전사할 수 있는 금형과 접촉시킨 상태로 상기 재료를 경화시키거나, 광산란층을 형성할 재료의 층을 미리 형성한 후에 에칭 공정 등을 통해 요철 구조를 형성하여 제조할 수 있다. 다른 방식으로는 광산란층을 형성하는 바인더 내에 적절한 크기 및 형상을 가지는 입자를 배합하는 방식으로 형성할 수도 있다. 이러한 경우에 상기 입자는 반드시 산란 기능을 가지는 입자일 필요는 없으나, 산란 기능을 가지는 입자를 사용하여도 무방하다.
광산란층은, 예를 들면, 습식 코팅(wet coating) 방식으로 재료를 코팅하고, 열의 인가 또는 광의 조사 등의 방식이나, 졸겔 방식으로 재료를 경화시키는 방식이나, CVD(Chemical Vapor Deposition) 또는 PVD(Physical Vapor Deposition) 방식 등과 같은 증착 방식 또는 나노임프린팅 또는 마이크로엠보싱 방식 등을 통하여 형성할 수 있다.
광산란층은, 필요한 경우 고굴절 입자를 추가로 포함할 수 있다. 용어 「고굴절 입자」는, 예를 들면, 굴절률이 1.5 이상, 2.0 이상 2.5 이상, 2.6 이상 또는 2.7 이상인 입자를 의미할 수 있다. 고굴절 입자의 굴절률의 상한은, 예를 들면, 목적하는 광산란층의 굴절률을 만족시킬 수 있는 범위에서 선택될 수 있다. 고굴절 입자는, 예를 들면, 상기 산란성 입자보다는 작은 평균 입경을 가질 수 있다. 고굴절 입자는, 예를 들면, 1 nm 내지 100 nm, 10 nm 내지 90 nm, 10 nm 내지 80 nm, 10 nm 내지 70 nm, 10 nm 내지 60 nm, 10 nm 내지 50 nm 또는 10 nm 내지 45 nm 정도의 평균 입경을 가질 수 있다. 고굴절 입자로는, 알루미나, 알루미노 실리케이트, 산화 티탄 또는 산화 지르코늄 등이 예시될 수 있다. 고굴절 입자로는, 예를 들면, 굴절률이 2.5 이상인 입자로서, 루틸형 산화 티탄을 사용할 수 있다. 루틸형의 산화 티탄은 여타의 입자에 비하여 높은 굴절률을 가지고, 따라서 상대적으로 적은 비율로도 목적하는 굴절률로의 조절이 가능할 수 있다. 상기 고굴절 입자의 굴절률은 550 nm 파장의 광에 대하여 측정한 굴절률일 수 있다.
광학 기능성층, 예를 들면, 상기 광산란층 및 상기 광산란층의 상부에 형성된 평탄층을 포함하는 층일 수 있다. 평탄층은, 상기 광산란층에 대응되는 투영 면적으로 형성될 수 있다. 본 명세서에서 용어 「A에 대응되는 투영 면적을 가지는 B」은, 특별히 달리 규정하지 않는 한, 기판을 상부에서 관찰하는 경우에 인지되는 면적을 기준으로 A의 투영 면적과 B의 투영 면적이 실질적으로 동일한 경우를 의미한다. 상기에서 실질적으로 동일하다는 것은 예를 들면, 공정 오차 등으로 인하여 두 영역의 투영 면적이 근소하게 차이가 나는 경우도 포함된다. 예를 들면, A의 투영 면적(AA)과 상기 A에 대응되는 투영 면적으로 가지는 B의 투영 면적(BA)의 비율(AA/BA)이 0.5 내지 1.5, 0.7 내지 1.3, 0.85 내지 1.15 또는 실질적으로 1인 경우도 상기의 경우에 포함될 수 있다. 평탄층이 추가로 존재하는 경우에 상기 광산란층과 평탄층이 상기 기재층과 전극층의 사이에 존재하고, 상기 전극층의 투영 면적은 상기 광산란층 및 평탄층의 투영 면적보다 넓으며, 상기 전극층은 상기 광산란층 및 평탄층이 형성되어 있지 않은 상기 기재층의 면상에도 형성되어 있을 수 있다. 다만, 평탄층은, 필수적인 것은 아니며, 예를 들어 광산란층 자체가 평탄하게 형성된다면, 존재하지 않을 수도 있다.
평탄층은, 예를 들면, 광산란층상에 전극이 형성될 수 있는 표면을 제공하고, 광산란층과의 상호 작용을 통하여 보다 우수한 광추출 효율을 구현할 수 있다. 평탄층은, 예를 들면, 인접하는 전극층과 동등한 굴절률을 가질 수 있다. 평탄층의 굴절률은, 예를 들면, 1.7 이상, 1.8 내지 3.5 또는 2.2 내지 3.0 정도일 수 있다. 평탄층이 전술한 요철 구조의 광산란층의 상부에 형성되는 경우에는 상기 평탄층은 상기 광산란층과는 상이한 굴절률을 가지도록 형성될 수 있다.
평탄층은, 예를 들면, 전술한 고굴절 입자를 매트릭스 물질과 혼합하는 방법으로 형성할 수 있다. 매트릭스 물질로는, 예를 들면, 상기 광산란층의 항목에서 기술한 매트릭스 물질을 사용할 수 있다.
다른 예시에서 평탄층은, 지르코늄, 티탄 또는 세륨 등의 금속의 알콕시드 또는 아실레이트(acylate) 등의 화합물을 카복실기 또는 히드록시기 등의 극성기를 가지는 바인더와 배합한 소재를 사용하여 형성할 수도 있다. 상기 알콕시드 또는 아실레이트 등의 화합물은 바인더에 있는 극성기와 축합 반응하고, 바인더의 골격 내에 상기 금속을 포함시켜 고굴절률을 구현할 수 있다. 상기 알콕시드 또는 아실레이트 화합물의 예로는, 테트라-n-부톡시 티탄, 테트라이소프로폭시 티탄, 테트라-n-프로폭시 티탄 또는 테트라에톡시 티탄 등의 티탄 알콕시드, 티탄 스테아레이트(stearate) 등의 티탄 아실레이트, 티탄 킬레이트류, 테트라-n-부톡시지르코늄, 테트라-n-프로폭시 지르코늄, 테트라이소프로폭시 지르코늄 또는 테트라에톡시 지르코늄 등의 지르코늄 알콕시드, 지르코늄 트리부톡시스테아레이트 등의 지르코늄 아실레이트, 지르코늄 킬레이트류 등이 예시될 수 있다. 평탄층은, 또한 티탄 알콕시드 또는 지르코늄 알콕시드 등의 금속 알콕시드 및 알코올 또는 물 등의 용매를 배합하여 코팅액을 제조하고, 이를 도포한 후에 적정한 온도에서 소성하는 졸겔 코팅 방식으로 형성할 수도 있다.
상기와 같은 광학 기능성의 두께는 특별히 제한되는 것은 아니지만, 상기 언급한 전극층간의 저항 등을 고려하여, 예를 들면, 약 500 nm 내지 1.000 nm, 약 500 nm 내지 900 nm 또는 약 500 nm 내지 800 nm 정도의 두께를 가지도록 형성될 수 있다.
본 출원은 또한 유기전자장치에 관한 것이다. 본 출원의 예시적인 유기전자장치는, 상기 기술한 유기전자소자용 기판; 및 상기 기판의 전극층상에 형성되어 있는 유기층; 및 상기 유기층상에 형성되어 있는 전극층을 포함할 수 있다. 이하에서는 구별을 위하여 유기전자소자용 기판상에 형성되어 있는 전극층을 제 1 전극층으로 호칭하고, 상기 유기층상에 형성되어 있는 전극층을 제 2 전극층이라고 호칭할 수 있다. 상기 기판을 포함하는 유기전자장치에서 제 1 전극층의 투영 면적은 상기 기판의 광학 기능성층의 투영 면적보다 넓으며, 상기 전극층은 상기 광학 기능성층이 형성되어 있지 않은 상기 기재층의 면상에도 형성되어 있을 수 있다.
상기 유기층은 적어도 발광층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제 1 전극층을 투명하게 구현하고, 제 2 전극층을 반사성 전극층으로 하면 유기층의 발광층에서 발생한 광이 광학 기능성층을 거쳐서 기재층측으로 방사되는 하부 발광형 소자를 구현할 수 있다.
유기전자장치에서 광학 기능성층은, 예를 들면, 발광층의 발광 영역에 대응되거나 발광 영역보다 큰 투영 면적을 가질 수 있다. 예를 들어, 광학 기능성층의 형성 영역의 길이(B)와 발광층의 발광 영역의 길이(C)의 차이(B-C)는 약 10 ㎛ 내지 약 2 mm 정도일 수 있다. 상기에서 광학 기능성층의 형성 영역의 길이(B)는 광학 기능성층을 상부에서 관찰할 때에 인지되는 영역에서 임의의 방향에서의 길이이고, 이 경우 발광 영역의 길이(C)는 역시 발광 영역을 상부에서 관찰할 때에 인지되는 영역을 기준으로 상기 광학 기능성층의 형성 영역의 길이(B)를 측정할 때에 동일한 방향에서 측정한 길이를 의미할 수 있다. 광학 기능성층은 또한 상기 발광 영역에 대응되는 위치에 형성될 수 있다. 발광 영역에 대응되는 위치에 광학 기능성층이 형성되어 있다는 것은, 예를 들면, 유기전자장치를 상부 또는 하부에서 관찰하는 경우에 발광 영역과 광학 기능성층이 실질적으로 서로 겹쳐지는 경우를 의미할 수 있다.
하나의 예시에서 유기전자소자는 유기발광소자(OLED)일 수 있다. 유기발광소자인 경우, 상기 유기전자소자는, 예를 들면, 발광층을 적어도 포함하는 유기층이 정공 주입 전극층과 전자 주입 전극층의 사이에 개재된 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 기판에 포함되는 전극층이 정공 주입 전극층이면, 제 2 전극층은 전자 주입 전극층이고, 반대로 기판에 포함되는 전극층이 전자 주입 전극층이면, 제 2 전극층은 정공 주입성 전극층일 수 있다.
전자 및 정공 주입성 전극층의 사이에 존재하는 유기층은, 적어도 1층 이상의 발광층을 포함할 수 있다. 유기층은 2층 이상의 복수의 발광층을 포함할 수도 있다. 2층 이상의 발광층을 포함되는 경우에는, 발광층들은 전하 발생 특성을 가지는 중간 전극층이나 전하 발생층(CGL; Charge Generating Layer) 등에 의해 분할되어 있는 구조를 가질 수도 있다.
발광층은, 예를 들면, 이 분야에 공지된 다양한 형광 또는 인광 유기 재료를 사용하여 형성할 수 있다. 발광층에 사용될 수 있는 재료로는, 트리스(4-메틸-8-퀴놀리놀레이트)알루미늄(III)(tris(4-methyl-8-quinolinolate)aluminum(III))(Alg3), 4-MAlq3 또는 Gaq3 등의 Alq 계열의 재료, C-545T(C26H26N2O2S), DSA-아민, TBSA, BTP, PAP-NPA, 스피로-FPA, Ph3Si(PhTDAOXD), PPCP(1,2,3,4,5-pentaphenyl-1,3-cyclopentadiene) 등과 같은 시클로페나디엔(cyclopenadiene) 유도체, DPVBi(4,4'-bis(2,2'-diphenylyinyl)-1,1'-biphenyl), 디스티릴 벤젠 또는 그 유도체 또는 DCJTB(4-(Dicyanomethylene)-2-tert-butyl-6-(1,1,7,7,-tetramethyljulolidyl-9-enyl)-4H-pyran), DDP, AAAP, NPAMLI; 또는 Firpic, m-Firpic, N-Firpic, bon2Ir(acac), (C6)2Ir(acac), bt2Ir(acac), dp2Ir(acac), bzq2Ir(acac), bo2Ir(acac), F2Ir(bpy), F2Ir(acac), op2Ir(acac), ppy2Ir(acac), tpy2Ir(acac), FIrppy(fac-tris[2-(4,5'-difluorophenyl)pyridine-C'2,N] iridium(III)) 또는 Btp2Ir(acac)(bis(2-(2'-benzo[4,5-a]thienyl)pyridinato-N,C3'-)iridium(acetylactonate)) 등과 같은 인광 재료 등이 예시될 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 발광층은, 상기 재료를 호스트(host)로 포함하고, 또한 페릴렌(perylene), 디스티릴비페닐(distyrylbiphenyl), DPT, 퀴나크리돈(quinacridone), 루브렌(rubrene), BTX, ABTX 또는 DCJTB 등을 도펀트로 포함하는 호스트-도펀트 시스템(Host-Dopant system)을 가질 수도 있다.
발광층은 또한 후술하는 전자 수용성 유기 화합물 또는 전자 공여성 유기 화합물 중에서 발광 특성을 나타내는 종류를 적절히 채용하여 형성할 수 있다.
유기층은, 발광층을 포함하는 한, 이 분야에 공지된 다른 다양한 기능성층을 추가로 포함하는 다양한 구조로 형성될 수 있다. 유기층에 포함될 수 있는 층으로는, 전자 주입층, 정공 저지층, 전자 수송층, 정공 수송층 및 정공 주입층 등이 예시될 수 있다.
전자 주입층 또는 전자 수송층은, 예를 들면, 전자 수용성 유기 화합물(electron accepting organic compound)을 사용하여 형성할 수 있다. 상기에서 전자 수용성 유기 화합물로는, 특별한 제한 없이 공지된 임의의 화합물이 사용될 수 있다. 이러한 유기 화합물로는, p-테르페닐(p-terphenyl) 또는 쿠아테르페닐(quaterphenyl) 등과 같은 다환 화합물 또는 그 유도체, 나프탈렌(naphthalene), 테트라센(tetracene), 피렌(pyrene), 코로넨(coronene), 크리센(chrysene), 안트라센(anthracene), 디페닐안트라센(diphenylanthracene), 나프타센(naphthacene) 또는 페난트렌(phenanthrene) 등과 같은 다환 탄화수소 화합물 또는 그 유도체, 페난트롤린(phenanthroline), 바소페난트롤린(bathophenanthroline), 페난트리딘(phenanthridine), 아크리딘(acridine), 퀴놀린(quinoline), 키노사린(quinoxaline) 또는 페나진(phenazine) 등의 복소환화합물 또는 그 유도체 등이 예시될 수 있다. 또한, 플루오르세인(fluoroceine), 페리렌(perylene), 프타로페리렌(phthaloperylene), 나프타로페리렌(naphthaloperylene), 페리논(perynone), 프타로페리논, 나프타로페리논, 디페닐부타디엔(diphenylbutadiene), 테트라페닐부타디엔(tetraphenylbutadiene), 옥사디아졸(oxadiazole), 아르다진(aldazine), 비스벤조옥사조린(bisbenzoxazoline), 비스스티릴(bisstyryl), 피라진(pyrazine), 사이크로펜타디엔(cyclopentadiene), 옥신(oxine), 아미노퀴놀린(aminoquinoline), 이민(imine), 디페닐에틸렌, 비닐안트라센, 디아미노카르바졸(diaminocarbazole), 피란(pyrane), 티오피란(thiopyrane), 폴리메틴(polymethine), 메로시아닌(merocyanine), 퀴나크리돈(quinacridone) 또는 루부렌(rubrene) 등이나 그 유도체, 일본특허공개 제1988-295695호, 일본특허공개 제1996-22557호, 일본특허공개 제1996-81472호, 일본특허공개 제1993-009470호 또는 일본특허공개 제1993-017764호 등의 공보에서 개시하는 금속 킬레이트 착체 화합물, 예를 들면, 금속 킬레이트화 옥사노이드화합물인 트리스(8-퀴놀리노라토)알루미늄[tris(8-quinolinolato)aluminium], 비스(8-퀴놀리노라토)마그네슘, 비스[벤조(에프)-8-퀴놀뤼노라토]아연{bis[benzo(f)-8-quinolinolato]zinc}, 비스(2-메틸-8-퀴놀리노라토)알루미늄, 트리스(8-퀴놀리노라토)인디엄[tris(8-quinolinolato)indium], 트리스(5-메틸-8-퀴놀리노라토)알루미늄, 8-퀴놀리노라토리튬, 트리스(5-클로로-8-퀴놀리노라토)갈륨, 비스(5-클로로-8-퀴놀리노라토)칼슘 등의 8-퀴놀리노라토 또는 그 유도체를 배립자로 하나 이상 가지는 금속 착체, 일본특허공개 제1993-202011호, 일본특허공개 제1995-179394호, 일본특허공개 제1995-278124호 또는 일본특허공개 제1995-228579호 등의 공보에 개시된 옥사디아졸(oxadiazole) 화합물, 일본특허공개 제1995-157473호 공보 등에 개시된 트리아진(triazine) 화합물, 일본특허공개 제1994-203963호 공보 등에 개시된 스틸벤(stilbene) 유도체나, 디스티릴아릴렌(distyrylarylene) 유도체, 일본특허공개 제1994-132080호 또는 일본특허공개 제1994-88072호 공보 등에 개시된 스티릴 유도체, 일본특허공개 제1994-100857호나 일본특허공개 제1994-207170호 공보 등에 개시된 디올레핀 유도체; 벤조옥사졸(benzooxazole) 화합물, 벤조티아졸(benzothiazole) 화합물 또는 벤조이미다졸(benzoimidazole) 화합물 등의 형광 증백제; 1,4-비스(2-메틸스티릴)벤젠, 1,4-비스(3-메틸스티릴)벤젠, 1,4-비스(4-메틸스티릴)벤젠, 디스티릴벤젠, 1,4-비스(2-에틸스티릴)벤질, 1,4-비스(3-에틸스티릴)벤젠, 1,4-비스(2-메틸스티릴)-2-메틸벤젠 또는 1,4-비스(2-메틸스티릴)-2-에틸벤젠 등과 같은 디스티릴벤젠(distyrylbenzene) 화합물; 2,5-비스(4-메틸스티릴)피라진, 2,5-비스(4-에틸스티릴)피라진, 2,5-비스[2-(1-나프틸)비닐]피라진, 2,5-비스(4-메톡시스티릴)피라진, 2,5-비스[2-(4-비페닐)비닐]피라진 또는 2,5-비스[2-(1-피레닐)비닐]피라진 등의 디스티릴피라진(distyrylpyrazine) 화합물, 1,4-페닐렌디메틸리딘, 4,4'-페닐렌디메틸리딘, 2,5-크실렌디메틸리딘, 2,6-나프틸렌디메틸리딘, 1,4-비페닐렌디메틸리딘, 1,4-파라-테레페닐렌디메텔리딘, 9,10-안트라센디일디메틸리딘(9,10-anthracenediyldimethylidine) 또는 4,4'-(2,2-디-티-부틸페닐비닐)비페닐, 4,4'-(2,2-디페닐비닐)비페닐 등과 같은 디메틸리딘(dimethylidine) 화합물 또는 그 유도체, 일본특허공개 제1994-49079호 또는 일본특허공개 제1994-293778호 공보 등에 개시된 실라나민(silanamine) 유도체, 일본특허공개 제1994-279322호 또는 일본특허공개 제1994-279323호 공보 등에 개시된 다관능 스티릴 화합물, 일본특허공개 제1994-107648호 또는 일본특허공개 제1994-092947호 공보 등에 개시되어 있는 옥사디아졸 유도체, 일본특허공개 제1994-206865호 공보 등에 개시된 안트라센 화합물, 일본특허공개 제1994-145146호 공보 등에 개시된 옥시네이트(oxynate) 유도체, 일본특허공개 제1992-96990호 공보 등에 개시된 테트라페닐부타디엔 화합물, 일본특허공개 제1991-296595호 공보 등에 개시된 유기 삼관능 화합물, 일본특허공개 제1990-191694호 공보 등에 개시된 쿠마린(coumarin)유도체, 일본특허공개 제1990-196885호 공보 등에 개시된 페리렌(perylene) 유도체, 일본특허공개 제1990-255789호 공보 등에 개시된 나프탈렌 유도체, 일본특허공개 제1990-289676호나 일본특허공개 제1990-88689호 공보 등에 개시된 프탈로페리논(phthaloperynone) 유도체 또는 일본특허공개 제1990-250292호 공보 등에 개시된 스티릴아민 유도체 등도 저굴절층에 포함되는 전자 수용성 유기 화합물로서 사용될 수 있다. 또한, 상기에서 전자 주입층은, 예를 들면, LiF 또는 CsF 등과 같은 재료를 사용하여 형성할 수도 있다.
정공 저지층은, 주입된 정공이 발광층을 지나 전자 주입성 전극층으로 진입하는 것을 방지하여 소자의 수명과 효율을 향상시킬 수 있는 층이고, 필요한 경우에 공지의 재료를 사용하여 발광층과 전자 주입성 전극층의 사이에 적절한 부분에 형성될 수 있다.
정공 주입층 또는 정공 수송층은, 예를 들면, 전자 공여성 유기 화합물(electron donating organic compound)을 포함할 수 있다. 전자 공여성 유기 화합물로는, N,N',N'-테트라페닐-4,4'-디아미노페닐, N,N'-디페닐-N,N'-디(3-메틸페닐)-4,4'-디아미노비페닐, 2,2-비스(4-디-p-톨릴아미노페닐)프로판, N,N,N',N'-테트라-p-톨릴-4,4'-디아미노비페닐, 비스(4-디-p-톨릴아미노페닐)페닐메탄, N,N'-디페닐-N,N'-디(4-메톡시페닐)-4,4'-디아미노비페닐, N,N,N',N'-테트라페닐-4,4'-디아미노디페닐에테르, 4,4'-비스(디페닐아미노)쿠아드리페닐[4,4'-bis(diphenylamino)quadriphenyl], 4-N,N-디페닐아미노-(2-디페닐비닐)벤젠, 3-메톡시-4'-N,N-디페닐아미노스틸벤젠, N-페닐카르바졸, 1,1-비스(4-디-p-트리아미노페닐)시크로헥산, 1,1-비스(4-디-p-트리아미노페닐)-4-페닐시크로헥산, 비스(4-디메틸아미노-2-메틸페닐)페닐메탄, N,N,N-트리(p-톨릴)아민, 4-(디-p-톨릴아미노)-4'-[4-(디-p-톨릴아미노)스티릴]스틸벤, N,N,N',N'-테트라페닐-4,4'-디아미노비페닐 N-페닐카르바졸, 4,4'-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐-아미노]비페닐, 4,4'-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐아미노]p-테르페닐, 4,4'-비스[N-(2-나프틸)-N-페닐아미노]비페닐, 4,4'-비스[N-(3-아세나프테닐)-N-페닐아미노]비페닐, 1,5-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐아미노]나프탈렌, 4,4'-비스[N-(9-안트릴)-N-페닐아미노]비페닐페닐아미노]비페닐, 4,4'-비스[N-(1-안트릴)-N-페닐아미노]-p-테르페닐, 4,4'-비스[N-(2-페난트릴)-N-페닐아미노]비페닐, 4,4'-비스[N-(8-플루오란테닐)-N-페닐아미노]비페닐, 4,4'-비스[N-(2-피레닐)-N-페닐아미노]비페닐, 4,4'-비스[N-(2-페릴레닐)-N-페닐아미노]비페닐, 4,4'-비스[N-(1-코로네닐)-N-페닐아미노]비페닐(4,4'-bis[N-(1-coronenyl)-N-phenylamino]biphenyl), 2,6-비스(디-p-톨릴아미노)나프탈렌, 2,6-비스[디-(1-나프틸)아미노]나프탈렌, 2,6-비스[N-(1-나프틸)-N-(2-나프틸)아미노]나프탈렌, 4,4'-비스[N,N-디(2-나프틸)아미노]테르페닐, 4,4'-비스{N-페닐-N-[4-(1-나프틸)페닐]아미노}비페닐, 4,4'-비스[N-페닐-N-(2-피레닐)아미노]비페닐, 2,6-비스[N,N-디-(2-나프틸)아미노]플루오렌 또는 4,4'-비스(N,N-디-p-톨릴아미노)테르페닐, 및 비스(N-1-나프틸)(N-2-나프틸)아민 등과 같은 아릴 아민 화합물이 대표적으로 예시될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
정공 주입층이나 정공 수송층은, 상기 유기화합물을 고분자 중에 분산시키거나, 상기 유기 화합물로부터 유래한 고분자를 사용하여 형성할 수도 있다. 또한, 폴리파라페닐렌비닐렌 및 그 유도체 등과 같이 소위 π-공역 고분자(π-conjugated polymers), 폴리(N-비닐카르바졸) 등의 정공 수송성 비공역 고분자 또는 폴리실란의 σ 공역 고분자 등도 사용될 수 있다.
정공 주입층은, 구리프탈로시아닌과 같은 금속 프탈로시아닌이나 비금속 프탈로시아닌, 카본막 및 폴리아닐린 등의 전기적으로 전도성인 고분자 들을 사용하여 형성하거나, 상기 아릴 아민 화합물을 산화제로 하여 루이스산(Lewis acid)과 반응시켜서 형성할 수도 있다.
예시적으로 유기발광소자는, 순차적으로 형성된 (1) 정공 주입 전극층/유기 발광층/전자 주입 전극층의 형태; (2) 정공 주입 전극층/정공 주입층/유기 발광층/전자 주입 전극층의 형태; (3) 정공 주입 전극층/유기 발광층/전자 주입층/전자 주입 전극층의 형태; (4) 정공 주입 전극층/정공 주입층/유기 발광층/전자 주입층/전자 주입 전극층의 형태; (5) 정공 주입 전극층/유기 반도체층/유기 발광층/전자 주입 전극층의 형태; (6) 정공 주입 전극층/유기 반도체층/전자장벽층/유기 발광층/전자 주입 전극층의 형태; (7) 정공 주입 전극층/유기 반도체층/유기 발광층/부착개선층/전자 주입 전극층의 형태; (8) 정공 주입 전극층/정공 주입층/정공 수송층/유기 발광층/전자 주입층/전자 주입 전극층의 형태; (9) 정공 주입 전극층/절연층/유기 발광층/절연층/전자 주입 전극층의 형태; (10) 정공 주입 전극층/무기 반도체층/절연층/유기 발광층/절연층/전자 주입 전극층의 형태; (11) 정공 주입 전극층/유기 반도체층/절연층/유기 발광층/절연층/전자 주입 전극층의 형태; (12) 정공 주입 전극층/절연층/정공 주입층/정공 수송층/유기 발광층/절연층/전자 주입 전극층의 형태 또는 (13) 정공 주입 전극층/절연층/정공 주입층/정공 수송층/유기 발광층/전자 주입층/전자 주입 전극층의 형태를 가질 수 있으며, 경우에 따라서는 정공 주입 전극층과 전자 주입 전극층의 사이에 적어도 2개의 발광층이 전하 발생 특성을 가지는 중간 전극층 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 전극층과 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.
유기전자장치는, 봉지 구조를 추가로 포함할 수 있다. 상기 봉지 구조는, 유기전자장치의 유기층으로 수분이나 산소 등과 같은 외래 물질이 유입되지 않도록 하는 보호 구조일 수 있다. 봉지 구조는, 예를 들면, 글라스캔 또는 금속캔 등과 같은 캔이거나, 상기 유기층의 전면을 덮고 있는 필름일 수 있다.
도 9는, 순차 형성된 기재층(101), 광학 기능성층(103) 및 제 1 전극층(102)을 포함하는 기판 상에 형성된 유기층(901) 및 제 2 전극층(902)이 글라스캔 또는 금속캔 등과 같은 캔 구조의 봉지 구조(903)에 의해 보호되어 있는 형태를 예시적으로 보여준다. 도 9와 같이 봉지 구조(903)는, 예를 들면, 접착제(904)에 의해서 기판에 부착되어 있을 수 있다. 봉지 구조는, 예를 들면, 기판에서 하부에 광학 기능성층이 존재하지 않는 전극층에 접착되어 있을 수 있다. 예를 들면, 도 9와 같이 봉지 구조(903)는, 기판의 끝단에 접착제(904)에 의해 부착되어 있을 수 있다. 이러한 방식으로 봉지 구조를 통한 보호 효과를 극대화할 수 있다.
봉지 구조는, 예를 들면, 유기층과 제 2 전극층의 전면을 피복하고 있는 필름일 수 있다. 도 10은, 유기층(901)과 제 2 전극층(902)의 전면을 덮고 있는 필름 형태의 봉지 구조(1001)를 예시적으로 나타내고 있다. 예를 들면, 필름 형태의 봉지 구조(1001)는, 도 10과 같이 유기층(901)과 제 2 전극층(902)의 전면을 피복하면서, 상기 기재층(101), 광학 기능성층(103) 및 전극층(102)을 포함하는 기판과 상부의 제 2 기판(1002)을 서로 접착시키고 있는 구조를 가질 수 있다. 상기에서 제 2 기판으로는, 예를 들면, 유리 기판, 금속 기판, 고분자 필름 또는 배리어층 등이 예시될 수 있다. 필름 형태의 봉지 구조는, 예를 들면, 에폭시 수지 등과 같이 열 또는 자외선(UV)의 조사 등에 의해 경화되는 액상의 재료를 도포하고, 경화시켜서 형성하고나, 혹은 상기 에폭시 수지 등을 사용하여 미리 필름 형태로 제조된 접착 시트 등을 사용하여 기판과 상부 기판을 라미네이트하는 방식으로 형성할 수 있다.
봉지 구조는, 필요한 경우, 산화 칼슘, 산화 베릴륨 등의 금속 산화물, 염화 칼슘 등과 같은 금속 할로겐화물 또는 오산화 인 등과 같은 수분 흡착제 또는 게터재 등을 포함할 수 있다. 수분 흡착제 또는 게터재는, 예를 들면, 필름 형태의 봉지 구조의 내부에 포함되어 있거나, 혹은 캔 구조의 봉지 구조의 소정 위치에 존재할 수 있다. 봉지 구조는 또한 배리어 필름이나 전도성 필름 등을 추가로 포함할 수 있다.
상기 봉지 구조는, 예를 들면, 도 9 또는 10에 나타난 바와 같이, 하부에 광학 기능성층이 형성되어 있지 않은 제 1 전극층의 상부에 부착되어 있을 수 있다. 이에 따라서 상기 광학 기능성층이 외부로 노출되지 않는 밀봉 구조를 구현할 수 있다. 상기 밀봉 구조는, 예를 들면, 광학 기능성층의 전면이 상기 기재층, 전극층 및/또는 봉지 구조에 의해 둘러싸이거나, 또는 상기 기재층, 전극층 및/또는 봉지 구조를 포함하여 형성되는 밀봉 구조에 의해서 둘러싸여서 외부로 노출되지 않는 상태를 의미할 수 있다. 밀봉 구조는, 기재층, 전극층 및/또는 봉지 구조만으로 형성되거나, 광학 기능성층이 외부로 노출되지 않도록 형성되는 한, 상기 기재층, 전극층 및 봉지 구조를 포함하고, 또한 다른 요소, 예를 들면, 상기 기술한 전도 물질이나 중간층 등도 포함하여 형성될 수 있다. 예를 들면, 도 9 또는 10에서 기재층(101)과 전극층(102)이 접하는 부분 또는 제 1 전극층(102)과 봉지 구조(903, 1001)가 접하는 부분 또는 그 외의 위치에 다른 요소가 존재할 수 있다. 상기 다른 요소로는 저투습성의 유기 물질, 무기 물질 또는 유무기 복합 물질이나, 절연층 또는 보조 전극 등이 예시될 수 있다.
본 출원은 또한 유기전자소자용 기판 또는 유기전자소자의 제조 방법에 대한 것이다. 예시적인 상기 방법은, 기재층상에 광학 기능성층을 형성하는 것을 포함하되, 상기 광학 기능성층이 상기 기재층에 비하여 작은 투명 면적을 가지도록 가공하는 것을 포함할 수 있다. 이러한 공정은, 예를 들면, 기재층상에 형성되어 있는 광학 기능성층의 적어도 일부를 제거하여 수행할 수 있다. 광학 기능성층은, 상기 가공을 통하여, 예를 들면, 전술한 바와 같이 발광 영역에 대응되는 위치에만 존재하도록 패터닝(patterning)될 수 있다.
예를 들면, 도 11에 나타난 바와 같이, 기재층(101)의 전면에 광학 기능성층(103)을 형성한 후에 형성된 광학 기능성층(103)의 일부를 제거할 수 있다. 기재층상에 광학 기능성층을 형성하는 방법은 특별히 제한되지 않으며, 광학 기능성층의 태양에 따라서 통상적인 방식을 적용하면 된다. 예를 들어, 광학 기능성층은, 상기 기술한 코팅 방식, CVD(Chemical Vapor Deposition) 또는 PVD(Physical Vapor Deposition) 등과 같은 증착 방식 또는 나노임프린팅 또는 마이크로엠보싱 방식 등을 통하여 형성할 수 있다.
기재층상에 형성된 광학 기능성층의 일부를 제거하는 방식도 특별히 제한되지 않으며, 광학 기능성층의 종류를 고려하여 적절한 방식이 적용될 수 있다.
예를 들면, 광학 기능성층을 용해시킬 수 있는 에칭액 등으로 상기 광학 기능성층을 처리하는 습식 또는 건식 에칭 등에 적용하여 상기 층을 제거할 수 있다.
다른 예시에서 광학 기능성층은, 레이저 가공을 통해 제거될 수도 있다. 예를 들면, 기재층상에 광학 기능성층을 형성한 후에 레이저를 조사하여 제거할 수 있다. 레이저는 예를 들면, 광학 기능성층이 형성된 측에서 조사되거나, 기재층이 투광성인 경우에는 기재층측에서 조사될 수 있다. 레이저로는, 적절한 출력을 나타내어서 광학 기능성층을 제거할 수 있는 것이라면 어떠한 종류도 사용될 수 있다. 레이저로는, 예를 들면, 파이버 다이오드 레이저(fiber diode laser), 루비(Cr3+:Al2O3), YAG(Nd3+:Y3Al5O12), 포스페이트 글래스(phosphate glass), 실리케이트 글래스(silicate glass) 또는 YLF(Nd3+:LiYF4) 등이 사용될 수 있다. 이러한 레이저는, 예를 들면, 스팟 레이저(spot laser) 또는 라인 빔 레이저(line beam laser)의 형태로 조사될 수 있다. 레이저의 조사 조건은 적절한 가공이 이루어질 수 있도록 조절되는 한 특별히 제한되지 않는다. 예를 들면, 자외선(UV) 내지 적외선(IR) 영역에 속하는 파장의 레이저를 약 1 W 내지 약 10 W 정도의 출력으로 조사할 수 있지만 이에 제한되는 것은 아니다.
광학 기능성층은 또한 워터젯(water jet) 방식으로 제거될 수도 있다. 워터젯 방식은 소정 압력으로 물을 분사하여 대상을 제거하는 방식이다. 예를 들면, 약 500 기압 내지 2000 기압 또는 약 800 기압 내지 1300 기압의 압력으로 물을 분사하여 광학 기능성층을 제거할 수 있다. 효율적인 제거를 위하여 분사되는 압력수는 연마제를 추가로 포함할 수 있다. 연마제로는 제거될 대상을 고려하여 공지의 소재 중에 적절한 소재가 적절한 비율로 사용될 수 있다.
워터젯 방식을 적용하는 경우에 분사 반경이나 속도는 특별히 제한되지 않으며, 제거하고자 하는 부위나 패턴 등을 고려하여 선택될 수 있다. 예를 들어, 워터젯 과정에서 분사 폭이 약 1 mm 내지 약 10 mm 또는 약 2 mm 내지 약 5 mm 정도가 되도록 조절할 수 있다. 이를 통해서 정밀하게 광학 기능성층을 제거할 수 있다. 또한, 워터젯을 통한 식각의 속도는 예를 들면, 약 300 mm/min 내지 약 2000 mm/min 또는 약 500 mm/min 내지 약 1200 mm/min 정도일 수 있고, 이를 통하여 적절한 공정 효율을 확보하면서, 효율적인 제거가 가능하다.
다른 방식으로는 포토리소그래피 방식으로 광학 기능성층의 일부를 제거하거나, 오프셋 인쇄(off-set printing), 기타 패턴 인쇄 방식 등으로 처음부터 기재층에 비하여 투영 면적이 작은 광학 기능성층을 형성하는 방식도 고려될 수 있다.
광학 기능성층의 가공 형태는 특별히 제한되지 않고, 목적에 따라 변경될 수 있다. 예를 들면, 상기 가공은, 투영 면적이 기재층에 비하여 작은 광학 기능성층의 위치가 후속하여 형성될 발광층의 발광 영역에 대응되며, 그 투영 면적은 발광층 또는 발광층에 의해 형성되는 발광 영역에 대응되거나 또는 그보다 크게 되도록 수행될 수 있다. 이 외에도 필요한 경우 다양한 패턴으로 광학 기능성층은 가공될 수 있다. 또한, 상기한 봉지 구조와의 접합을 위하여 접착제가 도포되는 영역이나 소자의 단자 영역에 해당하는 부위에 존재하는 광학 기능성층 또는 광학 기능성층과 평탄층의 적층 구조가 제거될 수도 있다.
상기 제조 방법은, 광학 기능성층의 가공 후에 전극층을 형성하는 것을 추가로 포함할 수 있다. 이 경우 전극층은, 상기 기술한 투영 면적을 가지고, 상기 언급한 위치에 존재될 수 있도록 형성될 수 있다. 기재층과 함께 가공된 상기 광학 기능성층을 밀봉할 수 있는 밀봉 구조를 형성하도록 형성될 수 있다. 전극층을 형성하는 방식은 특별히 제한되지 않고, 공지의 증착, 스퍼터링, 화학 증착 또는 전기화학적 방식 등의 임의의 방식으로 형성할 수 있다.
상기 제조 방법은, 상기 기술한 중간층을 형성하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 예를 들면, 중간층은 다음과 같은 방식으로 형성할 수 있다. 예를 들면, 중간층은, 광학 기능성층을 기재층에 비하여 작은 투영 면적을 가지도록 가공한 후에 상기 중간층을 형성할 물질, 예를 들면, 상기 전극층과의 굴절률의 차이의 절대값이 약 1 이하, 0.7 이하, 0.5 이하 또는 0.3 이하인 물질로서, 예를 들면 상기 SiON 등과 같은 물질의 층을 형성한 후에 상기 전극층을 형성하는 방식으로 형성할 수 있다. 이러한 경우에 중간층을 형성하는 물질의 층은 사용되는 소재에 따라서 통상의 증착 방식 등을 적용하여 형성할 수 있으며, 전술한 바와 같이 광학 기능성층에 비하여 넓은 투영 면적을 가지고, 광학 기능성층의 상부와 광학 기능성층이 형성되어 있지 않은 기재층의 상부에 모두 형성할 수 있다. 다른 예시에서 중간층은, 다음의 방식으로 형성할 수도 있다. 즉, 중간층을 포함하는 유기전자소자용 기판은, 기재층상에 광학 기능성층을 형성하고, 형성된 광학 기능성층에 상기와 같은 방식으로 중간층을 형성한 후에 상기 광학 기능성층과 형성된 중간층을 함께 제거하여 상기 광학 기능성층과 중간층의 투영 면적이 상기 기재층의 투영 면적보다 작도록 한 후에 다시 기재층과 광학 기능성층의 상부에 형성되어 있는 잔존하는 중간층의 상부에 중간층을 추가로 형성하는 방식으로 형성할 수도 있다. 그 후에 중간층의 상부에 전술한 방식으로 전극층을 형성하여 기판을 제조할 수 있다.
유기전자소자의 제조 방법은 상기와 같이 전극층을 형성한 후에 발광층을 포함하는 유기층과 제 2 전극층을 형성하고, 추가로 봉지 구조를 형성하는 것을 포함할 수 있다. 이 경우, 유기층, 제 2 전극층 및 봉지 구조는 공지된 방식으로 형성할 수 있다.
본 출원은 또한 상기 기술한 유기전자장치, 예를 들면, 유기발광장치의 용도에 관한 것이다. 상기 유기발광장치는, 예를 들면, 액정표시장치(LCD; Liquid Crystal Display)의 백라이트, 조명, 각종 센서, 프린터, 복사기 등의 광원, 차량용 계기 광원, 신호등, 표시등, 표시장치, 면상발광체의 광원, 디스플레이, 장식 또는 각종 라이트 등에 효과적으로 적용될 수 있다. 하나의 예시에서 본 출원은, 상기 유기발광소자를 포함하는 조명 장치에 관한 것이다. 상기 조명 장치 또는 기타 다른 용도에 상기 유기발광소자가 적용될 경우에, 상기 장치 등을 구성하는 다른 부품이나 그 장치의 구성 방법은 특별히 제한되지 않고, 상기 유기발광소자가 사용되는 한, 해당 분야에 공지되어 있는 임의의 재료나 방식이 모두 채용될 수 있다.
본 출원의 유기전자소자용 기판은, 예를 들면, 수분이나 산소 등과 같은 외래 물질이 유입되는 것을 차단하여 내구성이 향상되고, 광추출 효율이 우수한 유기전자장치를 형성할 수 있다. 또한, 상기 기판의 사용을 통하여 유기전자장치를 밀봉하는 봉지 구조가 상기 기판은 상기 봉지 구조와 안정적으로 부착될 수 있고, 전극층의 마모나 외부로부터 인가되는 압력에 대한 내구성이 우수한 소자를 구현할 수 있다. 유기전자장치 외부의 단자부의 표면 경도도 적절한 수준으로 유지할 수 있다.
도 1 내지 3은, 예시적인 기판을 나타내는 모식도이다.
도 4는 전극층간 저항을 측정하는 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 5 및 6은 예시적인 기판의 모식도이다.
도 7 및 8은 광학 기능성층의 예시를 나타내는 도면이다.
도 9 및 10은, 예시적인 유기전자장치를 나타내는 도면이다.
도 11은 예시적인 기판의 제조 과정을 보여주는 도면이다.
도 12는, 실시예의 유기발광소자의 내구성을 평가한 사진이다.
도 13은 비교예 1의 유기발광소자의 내구성을 평가한 사진이다.
도 14는 비교예 2의 유기발광소자를 평가한 결과를 보여주는 사진이다.
[부호의 설명]
101: 기재층
102, 1021, 1022: 전극층
103: 광학 기능성층
X: 광학 기능성층간 전극층과 기재층상 전극층의 경계 영역
W: 광학 기능성층의 측벽
A: 전극층의 투영 면적
B: 광학 기능성층의 투영 면적
401: 은 페이스트
402: 저항 측정기
D1, D2, D3, D4: 저항 측정을 위한 시편 또는 은페이스트의 사이즈
501: 전도 물질
601: 중간층
701: 매트릭스 물질
702: 산란성 영역
801: 광산란층
901: 유기층
902: 제 2 전극층
903, 1001: 봉지 구조
904: 접착제
1002: 상부 기판
이하, 본 출원에 따른 실시예 및 본 출원에 따르지 않는 비교예를 통하여 본 출원을 보다 구체적으로 설명하지만, 본 출원의 범위가 하기 제시된 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.
실시예 1.
축합성 실란으로서 테트라메톡시 실란을 포함하는 졸겔 코팅액 내에 평균 입경이 약 200 nm인 산란성 입자(산화 티탄 입자)를 배합하고, 충분히 분산시켜서 광산란층용 코팅액을 제조하였다. 상기 코팅액을 유리 기판에 코팅하고, 200℃에서 약 30분 동안 졸겔 반응을 진행시켜서 두께가 약 300 nm 정도인 광산란층을 형성하였다. 그 후, 동일하게 테트라메톡시 실란을 포함하는 졸겔 코팅액에 평균 입경이 약 10 nm이고, 굴절률이 약 2.5 정도인 고굴절 산화 티탄 입자를 배합한 고굴절 코팅액을 광산란층의 상부에 코팅한 후에 동일하게 졸겔 반응을 진행하여 굴절률이 약 1.8 정도이며, 두께가 약 300 nm 정도인 평탄층을 형성하였다. 이어서, 상기 평탄층의 전면에 추가로 SiON을 약 50 nm 정도의 두께로 증착하였다. 그 후 형성된 층에 레이저를 조사하여 잔존하는 광산란층과 평탄층의 위치가 이어서 형성되는 유기층의 발광 영역에 대응될 수 있도록 상기 광산란층과 평탄층의 일부를 제거하여 가공하였다. 그 후 가공된 적층 구조를 DI(Deionized Water) 세정하였다. 이어서, 상기 기판의 전면에 추가로 SiON을 약 50 nm 정도의 두께로 다시 증착하고, 다시 기판의 전면에 통상의 방식으로 ITO 투명전극층을 형성하여 기판을 제조하였다. 계속하여 공지의 소재 및 방식을 사용하여 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층, 전자 주입층 및 전자 주입성 전극층을 형성하였다. 그 후 글라스캔을 사용하여 도 9와 같은 봉지 구조를 가지는 유기발광장치를 제작하였다.
비교예 1
실시예 1과 동일하게 유기발광장치를 제조하되, 유리 기판의 전면에 형성된 광산란층과 평탄층을 제거하지 않고, 그대로 ITO 전극층을 형성하고, 유기층, 제 2 전극층 및 봉지 구조를 순차 형성하여 유기발광장치를 제조하였다.
비교예 2
제조 과정에서 SiON층을 형성하는 단계를 수행하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 유기발광장치를 제조하였다.
시험예 1. 발광 상태의 측정
실시예 및 비교예의 유기발광장치의 초기 발광 상태를 관찰한 후에 각 장치를 85℃에서 500 시간 동안 방치하고, 다시 발광 상태를 측정하여 내구성을 평가하였다. 도 12는 실시예 1에서 제조된 장치를 85℃에서 500 시간 동안 방치한 후의 발광 상태를 보여주는 도면이고, 도 13은, 비교예 1의 초기 발광 상태(도 13(a))와 85℃에서 500 시간 동안 방치한 후의 발광 상태(도 13(b))를 보여주는 도면이다. 도면으로부터 비교예 1의 경우, 500 시간이 지난 시점에서 많은 얼룩이 관찰되어 휘도의 균일도가 크게 떨어지는 것을 확인할 수 있다.
시험예 2. 중간층 형성에 따른 효과 검토
도 14는, 비교예 2의 장치에 대하여 발광 상태를 확인한 결과를 보여주는 사진이다. 실시예의 발광 상태 확인 결과를 보여주는 도 12와 비교하여, 소자에 Dark spot 등의 결합이 매우 다량 발생한 것을 확인할 수 있다. 또한, 비교예 2의 장치는 소자의 구동 전압도 비교예 1에 비하여 약 0.1 V 내지 0.2 V 증가한 것을 확인할 수 있었다.

Claims (17)

  1. 기재층; 상기 기재층상에 형성되어 있고, 상기 기재층에 비하여 작은 투영 면적을 가지는 광학 기능성층; 상기 광학 기능성층에 비하여 넓은 투영 면적을 가지고, 상기 광학 기능성층의 상부 및 상기 광학 기능성층이 형성되어 있지 않은 기재층의 상부 모두에 형성되어 있는 중간층; 및 상기 중간층상에 형성되어 있으며, 상기 중간층과의 굴절률의 차이의 절대값이 1 이하이고, 상기 광학 기능성층에 비하여 넓은 투영 면적을 가지며, 상기 광학 기능성층의 상부 및 상기 광학 기능성층이 형성되어 있지 않은 기재층의 상부 모두에 형성되어 있는 전극층을 포함하는 유기전자소자용 기판.
  2. 제 1 항에 있어서, 전극층의 투영 면적(A)과 광학 기능성층의 투영 면적(B)의 비율(A/B)이 1.04 이상인 유기전자소자용 기판.
  3. 제 1 항에 있어서, 중간층은 SiON, TiO2, SiO2, Al2O3, Ta2O3, Ti3O3, TiO, ZrO2, Nb2O3, CeO2 또는 ZnS을 포함하는 유기전자소자용 기판.
  4. 제 1 항에 있어서, 중간층의 두께는 10 nm 내지 100 nm인 유기전자소자용 기판.
  5. 제 1 항에 있어서, 기재층은 투광성인 유기전자소자용 기판.
  6. 제 1 항에 있어서, 전극층은 정공 주입성 전극층 또는 전자 주입성 전극층인 유기전자소자용 기판.
  7. 제 1 항에 있어서, 광학 기능성층은, 광산란층인 유기전자소자용 기판.
  8. 제 7 항에 있어서, 광산란층은, 매트릭스 물질 및 상기 매트릭스 물질과는 굴절률이 다른 산란성 입자를 포함하는 유기전자소자용 기판.
  9. 제 1 항에 있어서, 광학 기능성층은 광산란층 및 상기 광산란층의 상부에 형성되어 있는 평탄층을 포함하는 유기전자소자용 기판.
  10. 제 9 항에 있어서, 평탄층은 굴절률이 1.7 이상인 유기전자소자용 기판.
  11. 제 1 항의 유기전자소자용 기판; 상기 기판의 전극층상에 형성되어 있고, 발광층을 포함하는 유기층; 및 상기 유기층상에 형성되어 있는 제 2 전극층을 포함하는 유기전자장치.
  12. 제 11 항에 있어서, 기판의 광학 기능성층의 형성 영역의 길이(B)와 발광층의 발광 영역의 길이(C)의 차이(B-C)는 10 ㎛ 내지 2 mm인 유기전자장치.
  13. 제 11 항에 있어서, 유기층과 제 2 전극층을 보호하는 봉지 구조를 추가로 포함하고, 상기 봉지 구조는 하부에 광학 기능성층이 형성되어 있지 않은 기판의 전극층의 상부에 부착되어 있는 유기전자장치.
  14. 제 13 항에 있어서, 봉지 구조는 글라스캔 또는 금속캔이거나, 유기층과 제 2 전극층의 전면을 덮고 있는 필름인 유기전자장치.
  15. 기재층상에 광학 기능성층을 형성하는 것을 포함하되, 상기 광학 기능성층이 상기 기재층에 비하여 작은 투영 면적을 가지도록 상기 광학 기능성층을 형성하고, 상기 광학 기능성층에 비하여 넓은 투영 면적을 가지는 중간층을 상기 광학 기능성층의 상부 및 상기 광학 기능성층이 형성되어 있지 않은 기재층의 상부 모두에 형성하며, 상기 중간층과의 굴절률의 차이가 1 이하인 전극층을 상기 광학 기능성층에 비하여 넓은 투영 면적을 가지도록 상기 광학 기능성층의 상부 및 상기 광학 기능성층이 형성되어 있지 않은 기재층의 상부 모두에 형성하는 것을 포함하는 유기전자소자용 기판의 제조 방법.
  16. 제 15 항에 있어서, 광학 기능성층 및 중간층의 형성은, 기재층상에 광학 기능성층과 중간층을 순차 형성하고, 상기 광학 기능성층과 중간층이 상기 기재층에 비하여 작은 투영 면적을 가지도록 가공하며, 다시 중간층을 상기 가공된 광학 기능성층 및 중간층의 상부 및 상기 광학 기능성층 및 중간층이 형성되어 있지 않은 기재층의 상부 모두에 추가로 형성하는 것을 포함하는 유기전자소자용 기판의 제조 방법.
  17. 제 11 항의 유기전자장치를 포함하는 조명.
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