WO2018101568A1 - 레이저빔을 이용한 유기박막의 패터닝 방법 및 유기전계발광소자 - Google Patents

레이저빔을 이용한 유기박막의 패터닝 방법 및 유기전계발광소자 Download PDF

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WO2018101568A1
WO2018101568A1 PCT/KR2017/007502 KR2017007502W WO2018101568A1 WO 2018101568 A1 WO2018101568 A1 WO 2018101568A1 KR 2017007502 W KR2017007502 W KR 2017007502W WO 2018101568 A1 WO2018101568 A1 WO 2018101568A1
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WO
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thin film
organic thin
organic
electrode
laser beam
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Application number
PCT/KR2017/007502
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English (en)
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Inventor
윤창훈
박철영
김은미
강문희
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한국생산기술연구원
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/352—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring for surface treatment
    • B23K26/359—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring for surface treatment by providing a line or line pattern, e.g. a dotted break initiation line
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K71/00—Manufacture or treatment specially adapted for the organic devices covered by this subclass
    • H10K71/20—Changing the shape of the active layer in the devices, e.g. patterning
    • H10K71/211—Changing the shape of the active layer in the devices, e.g. patterning by selective transformation of an existing layer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
    • B23K2101/36—Electric or electronic devices

Definitions

  • the present invention relates to a method of patterning an organic thin film using a laser beam and an organic light emitting device, and more particularly, to a method of patterning an organic thin film of an already completed organic device by irradiating a laser beam.
  • an organic light emitting display device includes an organic layer including an anode and a cathode, and a hole transport layer, a light emitting layer, and an electron transport layer.
  • a hole injection layer and an electron injection layer may be further included between the anode and the hole transport layer, and between the electron transport layer and the cathode, respectively.
  • holes injected from the anode into the light emitting layer through the hole injection layer and the hole transport layer, and electrons injected from the cathode into the light emitting layer through the electron injection layer and the electron transport layer form excitons, and from the excitons to the energy between the holes and the electrons The corresponding light will be emitted.
  • the anode is typically selected from transparent conductive materials such as ITO, IZO, ITZO with a high work function, and the cathode is typically selected from metals with a low work function and chemically stable.
  • the organic light emitting device has a predetermined pattern for emitting light.
  • a predetermined pattern for emitting light For example, an ITO electrode or a cathode is etched using photolithography or patterned through selective deposition of an organic light emitting layer.
  • the conventional patterning method is a method for patterning during fabrication of a device, and since the pattern for light emission is already determined during device fabrication, the patterning method for light emission cannot be changed without damaging the device after fabrication of the device. In this case, when the pattern is changed after fabrication of the device, all of the organic layer and the cathode on the patterned upper layer, for example, the light emitting layer, are removed.
  • the present inventors have completed the present invention by patterning the organic thin film by irradiating a laser beam after fabrication of the organic light emitting device as a result of research efforts to solve this problem.
  • an object of the present invention is to provide a method capable of patterning an organic thin film of a device after fabrication of the organic light emitting device.
  • another object of the present invention is to provide a method capable of patterning an organic thin film without any damage to portions other than the organic thin film portion to be patterned after fabrication of the organic light emitting device.
  • Another object of the present invention is to provide an organic light emitting display device having an organic thin film in which a pattern in which chemical or physical properties are modified by a laser beam is formed after completion of device fabrication.
  • the present invention to achieve the above object is a first step of preparing an organic device comprising an organic thin film; A second step of setting an irradiation range of a laser beam for modifying only the organic thin film; And a third step of patterning the organic thin film by irradiating a laser beam within a set irradiation range.
  • the second step is to set the irradiation range of the laser beam so that there is no damage to the components constituting the organic device other than the organic thin film to be patterned.
  • the organic device is an organic device in which a first electrode, an organic thin film, and a second electrode are sequentially stacked on a substrate, and when the laser beam set in the third step is irradiated, the organic thin film is denatured to generate current. Does not work.
  • the second step does not correspond to the light absorption range of the first electrode and the second electrode, and sets the irradiation range of the laser beam within the light absorption range of the organic thin film.
  • the organic device is an organic light emitting diode (OLED) in which a first electrode, an organic thin film having a light emitting layer, and a second electrode are sequentially stacked on a substrate, and the third step is a set laser beam.
  • OLED organic light emitting diode
  • the organic thin film is denatured and no current flows, so that light is not emitted.
  • the second step does not correspond to the light absorption range of the first electrode and the second electrode, and sets the irradiation range of the laser beam within the light absorption range of the organic thin film.
  • the second step and the third step are performed a plurality of times to form patterns of different shapes in the organic thin film.
  • the substrate is a transparent substrate
  • the first electrode is a transparent electrode
  • the set laser beam is irradiated from the transparent substrate side.
  • the substrate is an opaque substrate
  • the second electrode is a transparent electrode
  • the third step irradiates a set laser beam from the second electrode side.
  • the substrate is a transparent substrate
  • the first electrode and the second electrode is a transparent electrode
  • the set laser beam is irradiated from the transparent substrate or the second electrode.
  • the present invention also provides a first electrode, a second electrode provided opposite to the first electrode, and an organic thin film provided between the first electrode and the second electrode and having a light emitting layer.
  • the light emitting device comprising, the light emitting device is irradiated with a laser beam to form a pattern on the organic thin film after completion of manufacturing of the light emitting device, damage of the components constituting the light emitting device other than the organic thin film to be patterned
  • It provides a light emitting device characterized in that the patterning by setting the irradiation range of the laser beam so that.
  • patterning the organic thin film does not correspond to the light absorption range of the first electrode and the second electrode, and sets the irradiation range of the laser beam within the light absorption range of the organic thin film. Pattern.
  • the present invention also provides a transparent substrate, a transparent electrode provided on the transparent substrate, an organic thin film provided on the transparent electrode and including a light emitting layer, and a second provided on the organic thin film.
  • the organic light emitting device including an electrode the organic light emitting device is irradiated with a laser beam to form a pattern on the organic thin film after completion of fabrication of the organic light emitting device, the organic field other than the organic thin film to be patterned
  • An organic light emitting display device is characterized by setting and patterning an irradiation range of the laser beam so as not to damage components of the light emitting device.
  • the patterning of the organic thin film does not correspond to the light absorption range of the transparent electrode and the second electrode, and patterning by setting the irradiation range of the laser beam within the light absorption range of the organic thin film. do.
  • a pattern modified by a laser beam is formed only on the light emitting layer of the organic thin film.
  • a first pattern is formed in the light emitting layer of the organic thin film, and a second pattern is formed in the organic thin film other than the light emitting layer.
  • the present invention has the following excellent effects.
  • FIG. 1 is a view for explaining a method of patterning an organic thin film according to an embodiment of the present invention.
  • 2 is a graph showing light absorption according to wavelengths of components constituting the organic device.
  • FIG 3 is a view for explaining a method of patterning an organic thin film according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of an organic light emitting display device showing a pattern of an organic thin film formed according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a photograph of an organic light emitting display device showing a pattern of an organic thin film formed according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a graph showing a change in power characteristics and efficiency of the organic light emitting device formed according to the embodiment of the present invention.
  • Figure 1 is a view for explaining a method of patterning an organic thin film according to an embodiment of the present invention
  • Figure 2 is a graph showing the light absorption according to the wavelength of the components constituting the organic device.
  • a method of patterning an organic thin film may include a first step of preparing an organic device including an organic thin film, and a method of setting an irradiation range of a laser beam to denature the organic thin film. And a third step of patterning the organic thin film by irradiating a laser beam within a predetermined irradiation range, wherein the organic thin film of a pre-fabricated organic device can be patterned by irradiating a laser beam that denatures the organic thin film. have.
  • an organic device 100 including an organic thin film is prepared (S10).
  • the organic device 100 is a device having a charge transporting organic compound such as an organic solar cell, an organic light emitting device, an organic field effect transistor, and the like, and is generally a device having an organic thin film structure composed of one or more layers.
  • the first electrode 120, the organic thin film 130, and the second electrode 140 are sequentially stacked on the substrate 110.
  • the organic thin film 130 is patterned.
  • the organic device 100 in the patterning of the organic thin film 130, the organic device 100 is prepared, and then the organic thin film 130 is patterned by irradiating a laser beam.
  • the irradiation range of the laser beam for modifying the organic thin film 130 is set (S20).
  • the components constituting the organic device 100 other than the organic thin film 130 to be patterned that is, the substrate 110, the first electrode 120, and the second electrode 140 are not damaged.
  • the irradiation range of the laser beam is set within the range.
  • region (a) is a region showing light absorption of a transparent electrode such as ITO as the first electrode 120
  • region (b) region is a region showing light absorption of the organic thin film 130
  • region (c) An area is an area showing light absorption of a metal electrode such as Al, Ag, etc. as the second electrode 140.
  • the irradiation range of the laser beam capable of denaturing the organic thin film 130 that is, the irradiation range of the laser beam is set in the visible and near infrared region of about 350 nm to 2 ⁇ m where light absorption occurs. .
  • the organic thin film 130 is formed using various organic materials or organic semiconductor materials, and generally exhibits very weak characteristics in heat, when the high heat energy such as a laser beam is applied in a short time, the organic thin film 130 It may cause degeneration (carbonization, etc.).
  • the electric field is applied to the organic device 100, the flow of the current is restricted in the region denatured by the laser due to the structural characteristics of the organic device 100 in which current may flow only in the vertical direction. No light emission occurs.
  • the irradiation range of the laser beam is set within the light absorption range of the organic thin film 130 while not corresponding to the light absorption range of the first electrode 120 and the second electrode 140. Do. This may be modified when laser absorption occurs in the first electrode 120 and the second electrode 140 during the laser patterning process. In this case, a shape change, a thickness change, a surface roughness change, etc., may be caused by heat transfer. This is because the electrical characteristics of the organic device, such as an increase or a change in current density, may change. In consideration of this point, it is necessary to set the optimum irradiation range of the laser beam, and therefore the selection of the laser wavelength and output is very important.
  • the laser which can be used in the embodiment of the present invention may be used regardless of its kind such as a continuous laser or a pulsed laser, but it is suitable to use a laser having a wavelength range of approximately 400 to 4000 nm (near infrared region in visible light).
  • a wavelength at which light absorption occurs in all layers may be selected, and a wavelength absorbed only at a specific layer may be selected among the constituent thin films.
  • the organic thin film 130 is patterned by irradiating a laser beam within a set irradiation range (S30).
  • a desired pattern 150 may be formed by variously setting power, scan speed, scan range, spot size, and the like of the laser equipment.
  • various patterns 150 having different shapes may be formed on the organic thin film 130 by performing the third step in a plurality of circuits.
  • the organic thin film patterning method does not cause any damage to the substrate 110, the first electrode 120 and the second electrode 140 when the set laser beam is irradiated,
  • the organic thin film 130 may be modified to form a pattern 150 because no current flows through the organic thin film 130.
  • the first electrode 120 which is a lower electrode
  • the second electrode 140 which is an upper electrode
  • Figure 3 is a view for explaining a method of patterning an organic thin film according to another embodiment of the present invention
  • Figure 4 is a cross-sectional view of an organic light emitting device showing a pattern of an organic thin film formed according to an embodiment of the present invention.
  • a method of patterning an organic thin film provides a first step of preparing an organic light emitting display device including an organic thin film and a range of irradiation of a laser beam that denatures the organic thin film. And a third step of patterning the organic thin film by irradiating a laser beam within a set second step and a set irradiation range, wherein the organic light emitting diode of the organic light emitting device manufactured by irradiating a laser beam that denatures the organic thin film
  • the thin film can be patterned.
  • an organic light emitting diode 300 is prepared as an organic device including an organic thin film (S100).
  • the organic light emitting diode 300 has a first electrode 320, an organic thin film 330, and a second electrode 340 sequentially stacked on a substrate 310 to form a predetermined light emitting pattern.
  • the organic thin film 330 is patterned.
  • the substrate 310 is a transparent substrate such as glass
  • the first electrode 320 is a transparent electrode such as ITO, ZTO, etc.
  • the second electrode 340 is a metal electrode such as Al, Ag, etc. use.
  • the organic thin film 330 may include a hole transport layer-hole injection layer 331, a light emitting layer 332, and an electron injection layer-electron transport layer 333, and may be formed of various organic materials, organic material semiconductors, and the like. Is formed.
  • another embodiment of the present invention is a technique for patterning the organic thin film 330 by preparing a pre-fabricated organic electroluminescent device 300 and then irradiating a laser beam in patterning the organic thin film 330.
  • the irradiation range of the laser beam that denatures the organic thin film 330 is set (S200).
  • the irradiation range of the laser beam is set within a range that does not.
  • area (a) is an area showing light absorption of a transparent electrode such as ITO as the first electrode 320
  • area (b) area is an area showing light absorption of the organic thin film 330
  • An area is an area showing light absorption of a metal electrode such as Al or Ag as the second electrode 340.
  • the irradiation range of the laser beam that can denature the organic thin film 330 that is, the irradiation range of the laser beam is set in the visible light range of about 350 nm to 2 ⁇ m where light absorption occurs.
  • the organic thin film 330 is formed by using various organic materials or organic semiconductor materials, the organic thin film 330 is very weak in heat, and when the high heat energy such as a laser beam is applied in a short time, the organic thin film 330 Will cause degeneration (carbonization, etc.).
  • the electric field is applied to the organic light emitting diode 300, the flow of the current is limited in the region denatured by the laser due to the structural characteristics of the organic light emitting diode 300, which allows current to flow only in the vertical direction. In the case of the light emitting device, light emission is not performed. In the present invention, by using such a principle it is possible to pattern the organic thin film of the organic device already completed.
  • the irradiation range of the laser beam is set within the light absorption range of the organic thin film 330 while not corresponding to the light absorption range of the first electrode 320 and the second electrode 340. Do. This may be modified when laser absorption occurs in the first electrode 320 and the second electrode 340 during the laser patterning process. In this case, a shape change, a thickness change, a surface roughness change, etc., may be caused by heat transfer. This is because the electrical characteristics of the organic light emitting diode 300, such as an increase or a change in current density, may change. In consideration of this point, it is necessary to set the optimum irradiation range of the laser beam, and therefore the selection of the laser wavelength and output is very important.
  • the laser which can be used in the embodiment of the present invention may be used regardless of its kind such as a continuous laser or a pulsed laser, but it is suitable to use a laser having a wavelength range of approximately 400 to 4000 nm (near infrared region in visible light).
  • the irradiation energy of the laser beam is suitably 1 uJ to 1000 uJ per unit area (50 ⁇ m in diameter), and preferably 5 uJ to 500 uJ.
  • the wavelength of light absorption may be selected in all layers constituting the organic thin film 330, and the hole transport layer-hole injection layer 331, the light emitting layer 332, and the electron injection layer-electron transport layer 333 ), A wavelength absorbed only by a specific layer may be selected.
  • the organic thin film 330 is patterned by irradiating a laser beam within a set irradiation range (S300).
  • a desired pattern 350 may be formed by variously setting power, scan speed, scan range, spot size, and the like of the laser equipment.
  • various patterns 150 having different shapes may be formed on the organic thin film 330 by performing the third step a plurality of times.
  • a first pattern 350 is formed by irradiating a laser beam to the light emitting layer 332 in a first step to form a first pattern 350, and in the second third step, an electron injection layer to an electron transport layer 333.
  • the second pattern 360 having a different shape from the first pattern 350 is formed by irradiating the laser beam with the laser beam. That is, in the embodiment of the present invention, by performing the second and third steps a plurality of times, various patterns may be formed in a specific layer or a plurality of layers of the organic thin film 330.
  • the laser beam set in the third step should be irradiated toward the transparent electrode, it is preferable to irradiate from the transparent substrate 310 side.
  • the substrate 310 is an opaque substrate
  • the second electrode 334 is a transparent electrode
  • the third step is to set the laser beam It is preferable to irradiate from the 2 electrode side.
  • the substrate 310 is a transparent substrate
  • the first electrode 320 and the second electrode 340 are transparent electrodes
  • the third step is a set laser. The beam may be irradiated from either the transparent substrate 310 or the second electrode 340.
  • the organic thin film patterning method does not cause any damage to the substrate 310, the first electrode 320 and the second electrode 340 when the set laser beam is irradiated.
  • the pattern 350 may be formed.
  • the first electrode 120 which is a lower electrode
  • the second electrode 140 which is an upper electrode
  • the substrate 310, the first electrode 320, and the second electrode 340 are formed.
  • the hole transport layer-hole injection layer 331 and the light emitting layer 332 does not cause any damage, but the electron injection layer-electron transport layer 333 may be modified to form a pattern 350 because no current passes.
  • a continuous wave laser was used as the laser equipment, and the output was set to 8-10 W and the wavelength of 1064 nm, and the spot diameter of the laser was set to 20-70 ⁇ m and the scanning speed was set at 1000 mm / sec. .
  • FIG. 5 is a photograph of an organic electroluminescent device showing a pattern of an organic thin film formed according to an embodiment of the present invention, (a) is a photograph of the completed organic electroluminescent device before patterning, (b) is 1 using a laser beam. It is a photograph of the organic electroluminescent device in which the secondary patterning is performed, and (c) is a photograph of the organic electroluminescent device in which the secondary patterning using the laser beam is performed.
  • a desired first pattern is formed by irradiating a laser beam on an organic thin film of an organic light emitting diode which has already been completed, and is different from the first pattern by performing a laser patterning process again. It can be seen that the second pattern of is formed.
  • the basic principle is to cause a chemical change (modification) of the organic thin film so that no current flows.
  • the surface roughness increases after the laser patterning process, the power efficiency of the organic light emitting diode is reduced and the lifespan may be greatly influenced.
  • the surface roughness before and after the laser patterning process is compared.
  • the surface roughness of the organic thin film does not change significantly even after laser patterning, and is distributed like a small protrusion as a whole before laser patterning. It can be seen that the surface of the organic thin film that has been formed is agglomerated after the laser patterning process to show a smooth surface roughness distribution.
  • FIG. 7 is a graph showing a change in power characteristics and efficiency of the organic light emitting device formed according to the embodiment of the present invention.
  • the organic thin film patterning method using the laser beam according to the present invention can pattern the organic thin film of the light emitting device even after the fabrication of the light emitting device is completed.
  • the organic thin film can be patterned in various forms without any damage, and thus it can be used in various industrial fields to which the organic thin film is applied.

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Abstract

본 발명은 레이저빔을 이용한 유기박막의 패터닝 방법 및 유기전계발광소자에 대한 것으로, 보다 구체적으로는 이미 완성된 유기소자의 유기박막을 레이저빔을 조사하여 패터닝하는 방법에 관한 것이다. 본 발명의 유기박막의 패터닝 방법에 의하면, 발광소자의 제작 완료 후에도 발광소자의 유기박막을 패터닝 할 수 있는 효과가 있다. 본 발명의 유기박막의 패터닝 방법에 의하면, 발광소자의 제작 완료 후에도 유기박막의 다양한 층을 다양한 형태로 패터닝할 수 있는 효과가 있다. 또한, 본 발명의 유기박막의 패터닝 방법에 의하면, 유기전계발광소자의 제작 완료 후에도 패터닝하고자 하는 유기박막 부분 이외의 부분에 어떠한 손상을 가하지 않으면서 유기박막을 다양한 형태로 패터닝할 수 있는 효과가 있다.

Description

레이저빔을 이용한 유기박막의 패터닝 방법 및 유기전계발광소자
본 발명은 레이저빔을 이용한 유기박막의 패터닝 방법 및 유기전계발광소자에 대한 것으로, 보다 구체적으로는 이미 완성된 유기소자의 유기박막을 레이저빔을 조사하여 패터닝하는 방법에 관한 것이다.
일반적으로 유기전계발광소자는 애노드와 캐소드, 및 정공수송층, 발광층, 및 전자수송층을 포함하는 유기층으로 이루어진다. 또한 정공과 전자를 좀 더 효율적으로 주입하기 위해 애노드와 정공수송층 사이, 그리고 전자수송층과 캐소드 사이에 각각 정공주입층과 전자주입층을 더 포함할 수도 있다.
이때 상기 애노드로부터 정공주입층과 정공수송층을 통해 발광층으로 주입된 정공과, 캐소드로부터 전자주입층 및 전자수송층을 통해 발광층으로 주입된 전자가 엑시톤을 형성하고, 이 엑시톤으로부터 정공과 전자 사이의 에너지에 해당하는 빛을 발광하게 된다.
상기 애노드는 통상적으로 일함수가 높은 ITO, IZO, ITZO와 같은 투명 도전성 물질에서 선택되고, 캐소드는 통상적으로 일함수가 낮고 화학적으로 안정한 금속에서 선택된다.
이러한 유기전계발광소자에는 발광을 위한 일정한 패턴을 형성하게 되는데 예를 들면, ITO 전극 또는 캐소드를 포토리소그래피법을 이용하여 에칭하거나, 유기발광층의 선택적 증착 통해 패터닝한다.
하지만 종래의 패터닝 방법은 소자의 제작 중에 패터닝하는 방법들로서, 소자 제작 중에 이미 발광을 위한 패턴이 결정되게 되므로 소자 제작 완료 후에는 소자의 손상 없이는 발광을 위한 패턴 변경이 불가하다는 한계를 가지고 있다. 이 경우 소자 제작 완료 후 패턴을 변경하게 되면 패턴이 형성된 상부층 예를 들어, 발광층 상의 유기물층 및 캐소드가 모두 제거되므로 이를 다시 제작해야 하는 문제점이 발생한다.
본 발명자들은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 연구 노력한 결과 유기전계발광소자의 제작 후 레이저빔을 조사하여 유기박막을 패터닝함으로써 본 발명을 완성하였다.
따라서, 본 발명의 목적은 유기전계발광소자의 제작 완료 후에 소자의 유기박막을 패터닝 할 수 있는 방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 유기전계발광소자의 제작 완료 후에 패터닝하고자 하는 유기박막 부분 이외의 부분에 어떠한 손상을 가하지 않으면서 유기박막을 패터닝 할 수 있는 방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은 소자 제작 완료 후 레이저빔에 의해 화학적 또는 물리적 특성이 변성된 패턴이 형성되어 있는 유기박막을 구비한 유기전계발광소자를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 유기박막을 포함하는 유기소자를 준비하는 제1단계; 상기 유기박막만을 변성시키는 레이저빔의 조사범위를 설정하는 제2단계; 및 설정된 조사범위 내에서 레이저빔을 조사하여 상기 유기박막을 패터닝하는 제3단계;를 포함하는 유기박막의 패터닝 방법을 제공한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 제2단계는 패터닝하고자 하는 상기 유기박막 이외의 상기 유기소자를 구성하는 구성요소의 손상이 없도록 상기 레이저빔의 조사범위를 설정한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 유기소자는 기판상에 제1전극, 유기박막 및 제2전극이 순차적으로 적층된 유기소자이며, 상기 제3단계에서 설정된 레이저빔이 조사되면 상기 유기박막이 변성되어 전류가 통하지 않는다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 제2단계는 상기 제1전극 및 상기 제2전극의 광흡수 범위에는 해당하지 않으면서, 상기 유기박막의 광흡수 범위 내에서 상기 레이저빔의 조사범위를 설정한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 유기소자는 기판상에 제1전극, 발광층을 구비하는 유기박막 및 제2전극이 순차적으로 적층되어 있는 유기전계발광소자(OLED)이며, 상기 제3단계는 설정된 레이저빔이 조사되면 유기박막이 변성되어 전류가 통하지 않아 발광되지 않는다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 제2단계는 상기 제1전극 및 상기 제2전극의 광흡수 범위에는 해당하지 않으면서, 상기 유기박막의 광흡수 범위 내에서 상기 레이저빔의 조사범위를 설정한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 제2단계 및 상기 제3단계를 복수 회 수행하여 상기 유기박막에 서로 다른 형태의 패턴을 형성한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 기판은 투명기판이고, 상기 제1전극은 투명전극이며, 상기 제3단계는 설정된 레이저빔을 상기 투명기판 쪽에서 조사한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 기판은 불투명기판이고, 상기 제2전극은 투명전극이며, 상기 제3단계는 설정된 레이저빔을 상기 제2전극 쪽에서 조사한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 기판은 투명기판이고, 상기 제1전극 및 상기 제2전극은 투명전극이며, 상기 제3단계는 설정된 레이저빔을 상기 투명기판 또는 상기 제2전극 쪽에서 조사한다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 또한 제1전극과, 상기 제1전극에 대향하여 구비되는 제2전극, 및 상기 제1전극 및 상기 제2전극 사이에 구비되며 발광층을 구비하는 유기박막을 포함하는 발광소자에 있어서, 상기 발광소자는 발광소자의 제작 완료 후 레이저빔을 조사하여 상기 유기박막에 패턴을 형성하는데, 패터닝하고자 하는 상기 유기박막 이외의 상기 발광소자를 구성하는 구성요소의 손상이 없도록 상기 레이저빔의 조사범위를 설정하여 패터닝하는 것을 특징으로 하는 발광소자를 제공한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 유기박막을 패터닝하는 것은 상기 제1전극 및 상기 제2전극의 광흡수 범위에는 해당하지 않으면서, 상기 유기박막의 광흡수 범위 내에서 상기 레이저빔의 조사범위를 설정하여 패터닝한다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 또한 투명기판과, 상기 투명기판상에 구비되는 투명전극과, 상기 투명전극 상에 구비되며 발광층을 포함하는 유기박막, 및 상기 유기박막 상에 구비되는 제2전극을 포함하는 유기전계발광소자에 있어서, 상기 유기전계발광소자는 유기전계발광소자의 제작 완료 후 레이저빔을 조사하여 상기 유기박막에 패턴을 형성하는데, 패터닝하고자 하는 상기 유기박막 이외의 상기 유기전계발광소자를 구성하는 구성요소의 손상이 없도록 상기 레이저빔의 조사범위를 설정하여 패터닝하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광소자를 제공한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 유기박막을 패터닝하는 것은 상기 투명전극 및 상기 제2전극의 광흡수 범위에는 해당하지 않으면서, 상기 유기박막의 광흡수 범위 내에서 상기 레이저빔의 조사범위를 설정하여 패터닝한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 유기박막의 상기 발광층에만 레이저빔에 의해 변성된 패턴을 형성한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 유기박막의 상기 발광층에 제1패턴을 형성하고, 상기 발광층 이외의 상기 유기박막에 제2패턴을 형성한다.
본 발명은 다음과 같은 우수한 효과를 갖는다.
먼저, 본 발명의 유기박막의 패터닝 방법에 의하면, 발광소자의 제작 완료 후에도 발광소자의 유기박막을 패터닝 할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 발광소자의 제작 완료 후에도 다양한 유기박막 층을 다양한 형태로 패터닝할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 유기박막의 패터닝 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 유기소자를 구성하는 구성요소들의 파장에 따른 광흡수율을 보여주는 그래프이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기박막의 패터닝 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따라 형성된 유기박막의 패턴을 보여주는 유기전계발광소자의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따라 형성된 유기박막의 패턴을 보여주는 유기전계발광소자의 사진이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 유기박막의 패터닝 후 유기박막의 거칠기를 분석한 결과이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따라 형성된 유기전계발광소자의 전력특성 및 효율 변화를 보여주는 그래프이다.
본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있는데 이 경우에는 단순한 용어의 명칭이 아닌 발명의 상세한 설명 부분에 기재되거나 사용된 의미를 고려하여 그 의미가 파악되어야 할 것이다.
이하, 첨부한 도면에 도시된 바람직한 실시예들을 참조하여 본 발명의 기술적 구성을 상세하게 설명한다.
그러나, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 참조번호는 동일한 구성요소를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 유기박막의 패터닝 방법을 설명하기 위한 도면이고, 도 2는 유기소자를 구성하는 구성요소들의 파장에 따른 광흡수율을 보여주는 그래프이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 유기박막의 패터닝 방법은 크게 유기박막을 포함하는 유기소자를 준비하는 제1단계와, 상기 유기박막을 변성시키는 레이저빔의 조사범위를 설정하는 제2단계 및 설정된 조사범위 내에서 레이저빔을 조사하여 상기 유기박막을 패터닝하는 제3단계를 포함하여 이루어지는데, 유기박막을 변성시키는 레이저빔을 조사함으로써 기 제작된 유기소자의 유기박막을 패터닝할 수 있다.
먼저, 상기 제1단계에서는 유기박막을 포함하는 유기소자(100)를 준비한다(S10).
상기 유기소자(100)는 유기태양전지, 유기전계발광 소자, 유기전계효과트랜지스터 등과 같이 전하수송성 유기화합물을 구비하는 소자이며, 일반적으로 한 개의 층 이상으로 구성되는 유기 박막 구조를 갖는 장치이다.
이러한 상기 유기소자(100)는 일반적으로 기판(110)상에 제1전극(120), 유기박막(130) 및 제2전극(140)이 순차적으로 적층되어 있으며, 일정한 발광패턴을 형성하기 위해 상기 유기박막(130)을 패터닝한다.
즉, 본 발명은 상기 유기박막(130)을 패터닝함에 있어서, 기 제작된 유기소자(100)를 준비한 다음 레이저빔을 조사하여 상기 유기박막(130)을 패터닝하는 기술이다.
이어서, 상기 제2단계에서는 상기 유기박막(130)을 변성시키는 레이저빔의 조사범위를 설정한다(S20).
이때, 패터닝하고자 하는 상기 유기박막(130) 이외의 상기 유기소자(100)를 구성하는 구성요소 즉, 기판(110), 제1전극(120) 및 제2전극(140)에는 어떠한 손상을 주지 않는 범위 내에서 상기 레이저빔의 조사범위를 설정한다.
도 2를 참조하면, (a)영역에서는 약 350nm 미만의 자외선 영역에서 광흡수가 강하게 일어나며, (b)영역에서는 약 350㎚ 내지 2㎛ 범위의 가시광선 및 근적외선 영역에서 광흡수가 일어나며, (c)영역에서는 약 2㎛ 이상의 영역에서 광흡수가 강하게 일어나는 것을 알 수 있다. 즉, (a)영역은 상기 제1전극(120)으로서 ITO 등과 같은 투명전극의 광흡수를 보여주는 영역이고, (b)영역은 상기 유기박막(130)의 광흡수를 보여주는 영역이며, (c)영역은 상기 제2전극(140)으로서 Al, Ag 등과 같은 금속전극의 광흡수를 보여주는 영역이다.
따라서 상기 제2단계에서는 상기 유기박막(130)을 변성시킬 수 있는 레이저빔의 조사범위 즉, 광흡수가 일어나는 약 350㎚ 내지 2㎛ 범위의 가시광선 및 근적외선 영역에서 레이저빔의 조사범위를 설정한다.
상기 유기박막(130)은 다양한 유기물이나 유기반도체 등의 소재를 사용하여 형성되고 일반적으로 열에 매우 약한 특성을 보이므로, 레이저빔과 같은 고열의 에너지가 짧은 시간에 가해질 경우 상기 유기박막(130)의 변성(탄화 등)을 유발시키게 된다. 이 경우 상기 유기소자(100)에 전기장 인가 시, 수직 방향으로만 전류가 흐를 수 있는 유기소자(100)의 구조적 특성 때문에 레이저에 의해 변성된 영역에서는 전류의 흐름이 제한되게 되는데, 발광소자의 경우에는 발광이 이루어지지 않게 된다. 본 발명에서는 이러한 원리를 이용함으로써 기 완성된 유기소자의 유기박막을 패터닝할 수 있는 것이다.
이때, 상기 제1전극(120) 및 상기 제2전극(140)의 광흡수 범위에는 해당하지 않으면서, 상기 유기박막(130)의 광흡수 범위 내에서 상기 레이저빔의 조사범위를 설정하는 것이 바람직하다. 이는 레이저 패터닝 공정 중 상기 제1전극(120) 및 제2전극(140)에서 레이저 흡수가 일어나게 되면 변성될 수 있는데, 이 경우 열 전달을 통한 형상변화, 두께변화, 표면거칠기 변화 등이 유발되어 저항 증가나 전류 밀도 변화 등 유기소자의 전기적 특성이 변할 수 있기 때문이다. 이러한 점을 고려하여 상기 레이저빔의 최적 조사범위를 설정할 필요가 있으며, 따라서 레이저 파장 및 출력의 선택이 매우 중요하다.
본 발명의 실시예에서 사용될 수 있는 레이저는 연속레이저나 펄스레이저 등 그 종류를 불문하고 사용될 수 있으나, 파장 영역이 대략 400 내지 4000㎚ 범위(가시광에서 근적외선 영역)인 레이저를 사용하는 것이 적합하다.
상기 제2단계에서는 상기 유기박막(130)이 복수 층으로 구비되는 경우 모든 층에서 광흡수가 일어나는 파장을 선택할 수 있으며, 구성 박막 중 특정 층에서만 흡수하는 파장을 선택할 수도 있다.
마지막으로, 제3단계에서는 설정된 조사범위 내에서 레이저빔을 조사하여 상기 유기박막(130)을 패터닝한다(S30).
상기 제3단계에서는 레이저 장비의 파워, 스캔속도, 스캔 범위 및 스팟사이즈(spot size) 등을 다양하게 설정하여 원하고자 하는 패턴(150)을 형성할 수 있다.
한편, 상기 제3단계를 복수 회로 수행함으로써 상기 유기박막(130)에 서로 다른 형태의 다양한 패턴(150)을 형성할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 유기박막의 패터닝 방법은 설정된 레이저빔이 조사되면 상기 기판(110), 제1전극(120) 및 제2전극(140)에는 어떠한 손상도 주지 않으나, 상기 유기박막(130)은 변성되어 전류가 통하지 않게 되므로 패턴(150)을 형성할 수 있다. 다시 말해서, 상기 유기박막(130)의 패턴(150) 형성이 이루어지고 난 다음에도 하부전극인 상기 제1전극(120) 및 상부전극인 상기 제2전극(140)은 여전히 남아있기 때문에 손상으로 인한 전극층의 보강이 필요 없을 뿐만아니라, 상기 유기박막(130)의 추가적인 패턴형성이 가능하다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기박막의 패터닝 방법을 설명하기 위한 도면이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따라 형성된 유기박막의 패턴을 보여주는 유기전계발광소자의 단면도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기박막의 패터닝 방법은 크게 유기박막을 포함하는 유기전계발광소자를 준비하는 제1단계와, 상기 유기박막을 변성시키는 레이저빔의 조사범위를 설정하는 제2단계 및 설정된 조사범위 내에서 레이저빔을 조사하여 상기 유기박막을 패터닝하는 제3단계를 포함하여 이루어지는데, 유기박막을 변성시키는 레이저빔을 조사함으로써 기 제작된 유기전계발광소자의 유기박막을 패터닝할 수 있다.
상기 제1단계에서는 유기박막을 포함하는 유기소자로서 유기전계발광소자(300)를 준비한다(S100).
상기 유기전계발광소자(300)는 일반적으로 기판(310)상에 제1전극(320), 유기박막(330) 및 제2전극(340)이 순차적으로 적층되어 있으며, 일정한 발광패턴을 형성하기 위해 상기 유기박막(330)을 패터닝한다.
상기 기판(310)은 유리와 같은 투명기판을 사용하고, 상기 제1전극(320)은 ITO, ZTO 등과 같은 투명전극을 사용하며, 상기 제2전극(340)은 Al, Ag 등과 같은 금속전극을 사용한다.
그리고, 상기 유기박막(330)은 정공수송층-정공주입층(331), 발광층(332) 및 전자주입층-전자수송층(333) 등을 포함하여 구성될 수 있으며, 다양한 유기물이나 유기물반도체 등의 소재로 형성된다.
즉, 본 발명의 다른 실시예는 상기 유기박막(330)을 패터닝함에 있어서, 기 제작된 유기전계발광소자(300)를 준비한 다음 레이저빔을 조사하여 상기 유기박막(330)을 패터닝하는 기술이다.
이어서, 상기 제2단계에서는 상기 유기박막(330)을 변성시키는 레이저빔의 조사범위를 설정한다(S200).
이때, 패터닝하고자 하는 상기 유기박막(330) 이외의 상기 유기전계발광소자(300)를 구성하는 구성요소 즉, 기판(310), 제1전극(320) 및 제2전극(340)의 손상을 주지 않는 범위내에서 상기 레이저빔의 조사범위를 설정한다.
도 2를 참조하면, (a)영역에서는 약 350nm 미만의 자외선 영역에서 광흡수가 강하게 일어나며, (b)영역에서는 약 350㎚ 내지 2㎛ 범위의 가시광선 및 근적외선 영역에서 광흡수가 일어나면, (c)영역에서는 약 2㎛ 이상의 영역에서 광흡수가 강하게 일어나는 것을 알 수 있다. 즉, (a)영역은 상기 제1전극(320)으로서 ITO 등과 같은 투명전극의 광흡수를 보여주는 영역이고, (b)영역은 상기 유기박막(330)의 광흡수를 보여주는 영역이며, (c)영역은 상기 제2전극(340)으로서 Al, Ag 등과 같은 금속전극의 광흡수를 보여주는 영역이다.
따라서 상기 제2단계에서는 상기 유기박막(330)을 변성시킬 수 있는 레이저빔의 조사범위 즉, 광흡수가 일어나는 약 350㎚ 내지 2㎛ 범위의 가시광선 영역에서 레이저빔의 조사범위를 설정한다.
상기 유기박막(330)은 다양한 유기물이나 유기반도체 등의 소재를 사용하여 형성되는 것이 일반적인바 열에 매우 약한 특성을 보이므로, 레이저빔과 같은 고열의 에너지가 짧은 시간에 가해질 경우 상기 유기박막(330)의 변성(탄화 등)을 유발시키게 된다. 이 경우 상기 유기전계발광소자(300)에 전기장 인가 시, 수직 방향으로만 전류가 흐를 수 있는 유기전계발광소자(300)의 구조적 특성 때문에 레이저에 의해 변성된 영역에서는 전류의 흐름이 제한되게 되는데, 발광소자의 경우에는 발광이 이루어지지 않게 된다. 본 발명에서는 이러한 원리를 이용함으로써 기 완성된 유기소자의 유기박막을 패터닝할 수 있는 것이다.
이때, 상기 제1전극(320) 및 상기 제2전극(340)의 광흡수 범위에는 해당하지 않으면서, 상기 유기박막(330)의 광흡수 범위 내에서 상기 레이저빔의 조사범위를 설정하는 것이 바람직하다. 이는 레이저 패터닝 공정 중 상기 제1전극(320) 및 제2전극(340)에서 레이저 흡수가 일어나게 되면 변성될 수 있는데, 이 경우 열 전달을 통한 형상변화, 두께변화, 표면거칠기 변화 등이 유발되어 저항 증가나 전류 밀도 변화 등 유기전계발광소자(300)의 전기적 특성이 변할 수 있기 때문이다. 이러한 점을 고려하여 상기 레이저빔의 최적 조사범위를 설정할 필요가 있으며, 따라서 레이저 파장 및 출력의 선택이 매우 중요하다.
본 발명의 실시예에서 사용될 수 있는 레이저는 연속레이저나 펄스레이저 등 그 종류를 불문하고 사용될 수 있으나, 파장 영역이 대략 400 내지 4000㎚ 범위(가시광에서 근적외선 영역)인 레이저를 사용하는 것이 적합하다. 그리고, 레이저빔의 조사에너지는 단위면적(직경 50㎛)당 1uJ ~ 1000uJ이 적절하며, 바람직하게는 5uJ~500uJ이 적절하다.
상기 제2단계에서는 상기 유기박막(330)을 구성하는 모든 층에서 광흡수가 일어나는 파장을 선택할 수 있으며, 정공수송층-정공주입층(331), 발광층(332) 및 전자주입층-전자수송층(333) 중 특정 층에서만 흡수하는 파장을 선택할 수도 있다.
마지막으로, 제3단계에서는 설정된 조사범위 내에서 레이저빔을 조사하여 상기 유기박막(330)을 패터닝한다(S300).
상기 제3단계에서는 레이저 장비의 파워, 스캔속도, 스캔 범위 및 스팟사이즈(spot size) 등을 다양하게 설정하여 원하고자 하는 패턴(350)을 형성할 수 있다.
이때, 상기 제3단계를 복수 회로 수행함으로써 상기 유기박막(330)에 서로 다른 형태의 다양한 패턴(150)을 형성할 수 있다.
도 4를 참조하면, 처음 제3단계에서는 상기 발광층(332)에 레이저빔을 조사하여 변성시킴으로서 제1패턴(350)을 형성하였으며, 두 번째 제3단계에서는 상기 전자주입층-전자수송층(333)에 레이저빔을 조사하여 변성시킴으로서 상기 제1패턴(350)과는 다른 형태의 제2패턴(360)을 형성하였음을 알 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예에서는 제2단계 및 제3단계를 복수 회 수행함으로써, 상기 유기박막(330)을 구성하는 특정 층 또는 복수 층에 다양한 형태의 패턴들을 형성할 수 있다.
상기 제3단계서 설정된 레이저빔은 투명전극쪽으로 조사되어야 하므로 상기 투명기판(310) 쪽에서 조사하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 유기전계발광소자가 전면발광(top emission)인 경우, 상기 기판(310)은 불투명기판이고, 상기 제2전극(334)은 투명전극이며, 상기 제3단계는 설정된 레이저빔을 상기 제2전극 쪽에서 조사하는 것이 바람직하다. 그리고, 상기 유기전계발광소자가 양면발광인 경우, 상기 기판(310)은 투명기판이고, 상기 제1전극(320) 및 상기 제2전극(340)은 투명전극이며, 상기 제3단계는 설정된 레이저빔을 상기 투명기판(310) 또는 상기 제2전극(340) 어느 쪽에서 조사할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기박막의 패터닝 방법은 설정된 레이저빔이 조사되면 상기 기판(310), 제1전극(320) 및 제2전극(340)에는 어떠한 손상도 주지 않으면서 패턴(350)을 형성할 수 있다. 다시 말해서, 상기 유기박막(330)의 패턴(350) 형성이 이루어지고 난 다음에도 하부전극인 상기 제1전극(120) 및 상부전극인 상기 제2전극(140)은 여전히 남아있기 때문에 손상으로 인한 전극층의 보강이 필요 없을 뿐만 아니라, 상기 유기박막(330)의 추가적인 패턴(360) 형성이 가능하다. 특히, 두 번째 패턴(360) 형성을 위해 전자주입층-전자수송층(333)에 패턴을 형성하는 경우에는 상기 기판(310), 제1전극(320), 제2전극(340)뿐만 아니라, 상기 정공수송층-정공주입층(331) 및 발광층(332)에는 어떠한 손상도 주지 않으나, 상기 전자주입층-전자수송층(333)은 변성되어 전류가 통하지 않게 되므로 패턴(350)을 형성할 수 있다.
실시예
레이저 장비로서 연속레이저(continuous wave laser)를 사용하였는데, 출력 8~10W, 파장 1064 ㎚으로 설정하였고, 레이저의 스팟 직경(spot diameter)은 20~70㎛, 스캐닝 속도 1000mm/sec로 설정하여 조사하였다. 유기소자로서 Glass/ ITO (150nm)/ ZnO (zinc oxide) nanoparticle 층 (20nm)/PEIE (Polyethyleneimine ethoxylated) 층 (1nm)/ Merck PDY-132 (Brand name : super yellow) (70nm)/ MoO3 (molybdenum trioxide) (1nm)/ Aluminium (150nm)의 구조를 갖는 유기전계발광소자를 사용하였다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따라 형성된 유기박막의 패턴을 보여주는 유기전계발광소자의 사진으로서, (a)는 패터닝 전 완성된 유기전계발광소자의 사진이고, (b)는 레이저빔을 이용한 1차 패터닝이 이루어진 유기전계발광소자의 사진이며, (c)는 레이저빔을 이용한 2차 패터닝이 이루어진 유기전계발광소자의 사진이다.
도 5를 참조하면, 이미 완성된 유기전계발광소자의 유기박막에 레이저빔을 조사함으로써 원하고자 하는 제1패턴을 형성하였음을 알 수 있으며, 레이저 패터닝 공정을 다시 수행함으로써 제1패턴과는 다른 형태의 제2패턴을 형성하였음을 확인할 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 유기박막의 패터닝 후 유기박막의 거칠기를 분석한 결과이다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 유기박막의 패터닝 공정은 유기박막의 화학적 변화를 유발(변성)하여 전류가 흐르지 않게 하는 것이 기본 원리이다. 여기서, 레이저 패터닝 공정 이후 표면 거칠기 등이 증가할 경우에는 유기전계발광소자의 전력효율이 감소하고, 수명에 큰 영향을 줄 수 있기 때문에 레이터 패터닝 공정 전과 후의 표면 거칠기를 비교하였다.
도 6을 참조하면, 원자현미경(AFM: Atomic Force Microscope)의 결과에서 확인할 수 있는 바와 같이, 레이저 패터닝 이후에도 유기박막의 표면 거칠기는 크게 변하지 않았음을 알 수 있으며, 레이저 패터닝 전 전체적으로 작은 돌기처럼 분포해 있던 유기박막의 표면이 레이저 패터닝 공정 이후에는 뭉쳐져서 원만한 표면 거칠기 분포를 보여주고 있음을 알 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따라 형성된 유기전계발광소자의 전력특성 및 효율 변화를 보여주는 그래프이다.
도 7(a)을 참조하면, 본 발명의 유기박막의 패터닝 공정에 따른 발광 면적 감소로 인하여 전류 밀도와 휘도가 감소한 것을 알 수 있다. 하지만, 도 7(b)에서와 같이 발광 효율(Luminous efficiency) (cd/A) 값에는 큰 변화가 없는 것으로 확인되어 레이저 패터닝에 따른 전력 효율 변화는 거의 없음을 확인할 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명은 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.
본 발명에 따른 레이저빔을 이용한 유기박막의 패터닝 방법은 발광소자의 제작 완료 후에도 발광소자의 유기박막을 패터닝 할 수 있는데 특히, 유기전계발광소자의 제작 완료 후에 패터닝하고자 하는 유기박막 부분 이외의 부분에 어떠한 손상을 가하지 않으면서 유기박막을 다양한 형태로 패터닝할 수 있는바, 유기박막이 적용되는 다양한 산업 분야에 이용이 가능하다.

Claims (13)

  1. 유기박막을 포함하는 유기소자를 준비하는 제1단계;
    상기 유기박막만을 변성시키는 레이저빔의 조사범위를 설정하는 제2단계; 및
    설정된 조사범위 내에서 레이저빔을 조사하여 상기 유기박막을 패터닝하는 제3단계;를 포함하는 유기박막의 패터닝 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2단계는 패터닝하고자 하는 상기 유기박막 이외의 상기 유기소자를 구성하는 구성요소의 손상이 없도록 상기 레이저빔의 조사범위를 설정하는 것을 특징으로 하는 유기박막의 패터닝 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 유기소자는 기판상에 제1전극, 유기박막 및 제2전극이 순차적으로 적층된 유기소자이며,
    상기 제3단계에서 설정된 레이저빔이 조사되면 상기 유기박막이 변성되어 전류가 통하지 않는 것을 특징으로 하는 유기박막의 패터닝 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제2단계는 상기 제1전극 및 상기 제2전극의 광흡수 범위에는 해당하지 않으면서, 상기 유기박막의 광흡수 범위 내에서 상기 레이저빔의 조사범위를 설정하는 것을 특징으로 하는 유기박막의 패터닝 방법.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 유기소자는 기판상에 제1전극, 발광층을 구비하는 유기박막 및 제2전극이 순차적으로 적층되어 있는 유기전계발광소자(OLED)이며,
    상기 제3단계는 설정된 레이저빔이 조사되면 유기박막이 변성되어 전류가 통하지 않아 발광되지 않는 것을 특징으로 하는 유기박막의 패터닝 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제2단계는 상기 제1전극 및 상기 제2전극의 광흡수 범위에는 해당하지 않으면서, 상기 유기박막의 광흡수 범위 내에서 상기 레이저빔의 조사범위를 설정하는 것을 특징으로 하는 유기박막의 패터닝 방법.
  7. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
    상기 제2단계 및 상기 제3단계를 복수 회 수행하여 상기 유기박막에 서로 다른 형태의 패턴을 형성하는 것을 특징으로 하는 유기박막의 패터닝 방법.
  8. 제1전극과, 상기 제1전극에 대향하여 구비되는 제2전극, 및 상기 제1전극 및 상기 제2전극 사이에 구비되며 발광층을 구비하는 유기박막을 포함하는 발광소자에 있어서,
    상기 발광소자는 발광소자의 제작 완료 후 레이저빔을 조사하여 상기 유기박막에 패턴을 형성하는데, 패터닝하고자 하는 상기 유기박막 이외의 상기 발광소자를 구성하는 구성요소의 손상이 없도록 상기 레이저빔의 조사범위를 설정하여 패터닝하는 것을 특징으로 하는 발광소자.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 유기박막을 패터닝하는 것은 상기 제1전극 및 상기 제2전극의 광흡수 범위에는 해당하지 않으면서, 상기 유기박막의 광흡수 범위 내에서 상기 레이저빔의 조사범위를 설정하여 패터닝하는 것을 특징으로 하는 발광소자.
  10. 투명기판과, 상기 투명기판상에 구비되는 투명전극과, 상기 투명전극 상에 구비되며 발광층을 포함하는 유기박막, 및 상기 유기박막 상에 구비되는 제2전극을 포함하는 유기전계발광소자에 있어서,
    상기 유기전계발광소자는 유기전계발광소자의 제작 완료 후 레이저빔을 조사하여 상기 유기박막에 패턴을 형성하는데, 패터닝하고자 하는 상기 유기박막 이외의 상기 유기전계발광소자를 구성하는 구성요소의 손상이 없도록 상기 레이저빔의 조사범위를 설정하여 패터닝하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광소자.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 유기박막을 패터닝하는 것은 상기 투명전극 및 상기 제2전극의 광흡수 범위에는 해당하지 않으면서, 상기 유기박막의 광흡수 범위 내에서 상기 레이저빔의 조사범위를 설정하여 패터닝하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광소자.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 유기박막의 상기 발광층에만 레이저빔에 의해 변성된 패턴을 형성하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광소자.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 유기박막의 상기 발광층에 제1패턴을 형성하고, 상기 발광층 이외의 상기 유기박막에 제2패턴을 형성하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광소자.
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