KR102192565B1

KR102192565B1 - 보호막이 형성된 유기 소자 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR102192565B1
Application number: KR1020190007536A
Authority: KR
Inventors: 최경철; 전용민
Original assignee: 한국과학기술원
Priority date: 2018-05-21
Filing date: 2019-01-21
Publication date: 2020-12-17
Also published as: KR20190132912A

Abstract

본 발명은 제1 기판 및 제2 기판의 일 면에 접착층(Adhesive)이 제공되는 단계; 상기 제1 기판의 타 면에 유기 소자(Organic Device)가 제공되는 단계; 및 상기 유기 소자에 상기 제2 기판에 제공된 접착층이 상기 유기 소자와 접하도록 상기 제2 기판이 제공되는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 보호막이 형성된 유기 소자 제조 방법으로서, 본 발명에 따른 보호막이 형성된 유기 소자는 접착층(adhesive)(220)으로 다른 소재에 부착될 수 있기 때문에 다른 소재에 부착되기 위하여 열을 가할 필요가 없어, 소재의 종류 및 형태에 구애 받지 않고, 다양한 형태를 가진 다양한 소재에 부착될 수 있는 효과가 있다.
그리고, 본 발명에 따른 보호막이 형성된 유기 소자는 접착층(adhesive)(220)이 형성된 기판을 유기 소자(organic device)(300)에 부착하는 형태로 보호막을 형성하기 때문에, 보호막이 형성되는 과정에서 유기 소자(organic device)(300)에 열이 가해지지 않기 때문에, 유기 소자(organic device)(300)에 물리적 화학적 스트레스를 최소화 하여 유기 소자(organic device)(300)의 변형을 최소화 할 수 있는 효과가 있다.
또, 본 발명에 따른 보호막이 형성된 유기 소자는 유기 소자(organic device)(300)를 보호하는 2개의 보호막 층을 동일한 과정으로 제작하기 때문에, 종래의 공정에 비하여 보호막이 형성된 유기 소자를 제작하는 공정 시간을 획기적으로 감소시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

보호막이 형성된 유기 소자 및 그 제조 방법{Organic Device Having a Passivation Layer and Method Thereof}

본 발명은 보호막이 형성된 유기 소자 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 일 면에 접착층이 형성되고, 타 면에 봉지막층이 형성된 2개의 기판이 제공되고, 샌드위치 구조로 상기 제공된 2개의 기판 사이에 유기 소자가 형성되는 방법으로 제조되는 보호막이 형성된 유기 소자 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

최근, 본격적인 정보화 시대로 접어듦에 따라 전기적 정보신호를 시각적으로 표현하는 디스플레이(display)분야가 급속도로 발전해 왔고, 이에 부응하여 박형화, 경량화, 저소비전력화의 우수한 성능을 지닌 여러 가지 다양한 평판 표시장치(Flat Display Device)가 개발되어 기존의 브라운관(Cathode Ray Tube: CRT)을 빠르게 대체하고 있다. 그 중 한 예로 유기발광장치가 있다. 유기발광장치는, 서로 대향하는 양극과 음극, 및 양극과 음극 사이에 발광성의 유기물질로 형성되는 발광층을 포함하는 유기발광소자(Organic Light Emitting Device)를 이용하여 화상을 표시하는 장치이다.

유기발광장치에 사용되는 유기발광소자는 다양한 유기 소자 중 하나로서, 수백 nm(나노미터) 두께의 박막을 열증착 공정을 통해 매우 얇게 제작되기 때문에, 종래의 유기발광소자가 소재 표면에 제작되기 위해서는 소재 표면의 거친 정도가 수nm(나노미터) 수준으로 매우 낮은 재료가 선택되거나 소재 표면에 평탄화를 위한 추가적인 복잡한 공정이 진행되어야 했다. 그리고, 종래의 유기발광소자가 소재 표면에 제작되기 위해서는 소재 표면에 열증착 공정이 이루어져야 하기 때문에 열증착 공정에도 변형이 일어나지 않는 내열성 소재에만 유기발광소자가 제작될 수 있었다. 따라서, 유기발광소자가 제작 될 수 있는 소재와 형태는 매우 제한적이었다.

이러한 문제로 인해 다양한 소재나 다양한 형태의 유기발광소자를 제작 하기 위해서는 공정 시간이 길어지고 제작 비용이 비싸지는 문제점 있다. 또한, 유기발광소자는 일반적으로 수분과 산소에 취약한 특성이 있기 때문에 유기발광소자의 상부면 뿐만 아니라, 하부면에서 다층 봉지막이 형성될 필요가 있다. 상부면에만 다층 봉지막이 형성되는 경우, 유기발광소자가 형성되는 소재에 따라 수분 투과성이 다르기 때문에, 수분 투과성이 높은 소재에 유기발광소자가 형성되면 소재를 투과한 수분이 유기발광소자의 수명을 단축시킬 수 있는 문제점이 있기 때문이다. 따라서, 종래 기술은 유기발광소자의 하부면에도 다층 봉지막을 형성하기 위하여, 기판에 다층 봉지막이 형성된 후, 유기발광소자가 형성되고, 또 다시 유기발광소자 위에 다층 봉지막이 형성되는 공정을 거치기 때문에 일반적으로 제작 공정 시간이 매우 길다는 문제점이 있다. 그리고 또, 이러한 방법으로 제조된 보호막이 형성된 유기발광소자의 경우, 중립축(Neutral axis)이 유기발광소자 소자 쪽이 아닌 기판 쪽에 위치하기 때문에 굽힘, 휘어짐 등의 기계적 스트레스에 대한 내구성과 관련하여 신뢰성에서 한계를 보이는 문제점이 있다. 따라서, 이러한 일반적인 공정으로 제작된 유기발광소자가 소재에 부착된 후, 유기발광소자가 부착된 소재가 세탁되는 과정 등에서 발생할 수 있는 굽힘, 스크래치 등의 기계적 스트레스를 견딜 수 있는 능력이 떨어진다는 문제점이 있다.

즉, 종래 기술에 따른 유기발광소자는 평판 디스플레이 응용 분야를 넘어서, 웨어러블, 헬스케어, 조명 등으로 응용 분야에 적용되기에는 상기와 같이 많은 한계를 가지고 있다는 문제점이 있다.

본 발명은 전술한 문제 및 다른 문제를 해결하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은 소재를 가리지 않고 다양한 소재에 형성 가능한 보호막이 형성된 유기 소자 및 그 제조 방법을 제공함에 있다.

그리고, 본 발명의 또 다른 목적은 굽힘, 휘어짐 등의 물리적 충격에 잘 견딜 수 있는 내구성이 강한 보호막이 형성된 유기 소자 및 그 제조 방법을 제공함에 있다.

상기 또는 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 측면에 따르면, 제1 기판 및 제2 기판의 일 면에 접착층(Adhesive)이 제공되는 단계; 상기 제1 기판의 타 면에 유기 소자(Organic Device)가 제공되는 단계; 및 상기 유기 소자에 상기 제2 기판에 제공된 접착층이 상기 유기 소자와 접하도록 상기 제2 기판이 제공되는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 보호막이 형성된 유기 소자 제조 방법을 제공한다.

그리고, 본 발명의 또 다른 일 측면에 따르면, 상기 제1 기판의 타 면에 상기 유기 소자가 제공되는 단계 이전에, 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판의 타면에 봉지막층(Barrier)이 제공되는 단계를 더 포함 할 수 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 일 측면에 따르면, 제1 기판 및 제2 기판의 일 면에 접착층(Adhesive)이 제공되고, 상기 제1 기판의 타 면에 유기 소자(Organic Device)가 제공되며, 상기 제2 기판의 접착층이 상기 유기 소자와 접하도록 제2 기판이 제공되어 형성되는 것을 특징으로 하는 보호막이 형성된 유기 소자를 제공한다.

본 발명에 따른 보호막이 형성된 유기 소자는 접착층으로 다른 소재에 부착될 수 있기 때문에 다른 소재에 부착되기 위하여 열을 가할 필요가 없어, 소재의 종류 및 형태에 구애 받지 않고, 다양한 형태를 가진 다양한 소재에 부착될 수 있는 효과가 있다.

그리고, 본 발명에 따른 보호막이 형성된 유기 소자는 접착층이 형성된 기판을 유기 소자에 부착하는 형태로 보호막을 형성하기 때문에, 보호막이 형성되는 과정에서 유기 소자에 열이 가해지지 않기 때문에, 유기 소자에 물리적 화학적 스트레스를 최소화 하여 유기 소자의 변형을 최소화 할 수 있는 효과가 있다.

또, 본 발명에 따른 보호막이 형성된 유기 소자는 유기 소자를 보호하는 2개의 보호막 층을 동일한 과정으로 제작하기 때문에, 종래의 공정에 비하여 보호막이 형성된 유기 소자를 제작하는 공정 시간을 획기적으로 감소시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 상부/하부의 보호막이 형성된 기판이 샌드위치 구조를 가지며 유기 소자를 보호하는 구조를 형성하기 때문에, 자연스럽게 중립축(Neutral Axis)이 유기 소자에 형성되어 유기 소자에 가해지는 굽힘 스트레스를 최소화할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 의한 보호막이 형성된 유기 소자 제조 방법을 도시한 순서도이다.
도 2 내지 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 의한 보호막이 형성된 유기 소자 제조 과정을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 일 실시 예에 의한 보호막이 형성된 유기 소자 제조 방법을 도시한 순서도이다.
도 7 내지 도 11은 본 발명의 또 다른 일 실시 예에 의한 보호막이 형성된 유기 소자 제조 과정을 도시한 도면이다.
도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 보호막이 형성된 유기 소자의 다양한 활용 예를 도시한 도면이다.
도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따른 보호막이 형성된 유기 소자의 트랜스퍼 전/후 소자 특성을 도시한 도면이다.
도 14는 본 발명의 일 실시 예에 따른 보호막이 형성된 유기 소자의 굽힘 중립축(Neutral Axis)을 도시한 도면이다.
도 15는 본 발명의 일 실시 예에 따른 보호막이 형성된 유기 소자의 스트레스 정도를 도시한 그래프이다.
도 16은 본 발명의 일 실시 예에 따른 보호막이 형성된 유기 소자의 굽힘 스트레스 전/후의 소자의 물리적 특성 변화를 도시한 도면이다.
도 17은 본 발명의 일 실시 예에 따른 보호막이 형성된 유기 소자의 굽힘 스트레스 전/후의 소자의 물리적 특성 변화를 도시한 그래프이다.
도 18은 본 발명의 일 실시 예에 따른 보호막이 형성된 유기 소자의 구동 가능 시간을 도시한 그래프이다.
도 19는 본 발명의 일 실시 예에 따른 보호막이 형성된 유기 소자의 스크레치 발생 여부를 종래 유기 소자와 비교하여 도시한 그래프이다.
도 20은 본 발명의 일 실시 예에 따른 보호막이 형성된 유기 소자의 세탁 전/후 스크레치 발생 여부를 비교하여 도시한 그래프이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 의한 보호막이 형성된 유기 소자 제조 방법을 도시한 순서도이다.

도 2 내지 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 의한 보호막이 형성된 유기 소자 제조 과정을 도시한 도면이다.

이하, 도 1 내지 도 5를 참고하여 보호막이 형성된 유기 소자 제조 방법을 보다 상세하게 설명한다. 도 2에서 기판의 일 면에 접착층(adhesive)(220)이 형성될 수 있다(S110). 상기 기판은 폴리에테르술폰(PES, polyethersulphone), 폴리아크릴레이트(PAR, polyacrylate), 폴리에테르 이미드(PEI, polyetherimide), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN, polyethyelenen napthalate), 폴리에틸렌 테레프탈레이드(PET, polyethyeleneterepthalate), 폴리페닐렌 설파이드(polyphenylene sulfide: PPS), 폴리아릴레이트 (polyallylate), 폴리이미드(polyimide) 등의 유기 소자(organic device)(300)가 제작 될 수 있는 폴리머 기판일 수 있다. 상기 기판의 두께는 1μm 내지 500μm일 수 있고, 최종 완성된 보호막이 형성된 유기 소자가 부착될 소재를 고려하여 상기 기판의 두께는 달라질 수 있다. 그리고, 제1 기판(210-1) 및 제2 기판(210-2)의 두께는 동일하게 제작될 수 있으나, 최종 완성된 보호막이 형성된 유기 소자가 부착될 소재를 고려하여 제1 기판(210-1)과 제2 기판(210-2)의 두께는 달리 제작될 수도 있다.

상기 접착층(adhesive)(220)이 형성된 기판에 접착층(adhesive)(220)과 접하도록 이형지층(liner)(230)이 제공될 수 있다(S120). 상기 접착층(adhesive)(220)이 형성된 기판은 다른 물질과 쉽게 접착될 수 있는데, 이형지층(liner)(230)은 상기 기판에 형성되어있는 접착층(adhesive)(220)의 접착력이 유지될 수 있도록 접착층(adhesive)(220)을 보호하는 역할을 할 수 있다.

상기 기판, 기판의 일 면에 형성된 접착층(adhesive)(220) 및 이형지층(liner)(230)은 가이드 글라스(guide glass)(200) 위에서 이형지층(liner)(230), 접착층(adhesive)(220) 및 기판의 순서로 형성되어 제공될 수도 있다.

상기 접착층(adhesive)(220) 및 이형지층(liner)(230)이 형성된 제1 기판(210-1) 및 제2 기판(210-2)은, 하나의 공정으로 동일한 기판으로 형성된 후 커팅되어 제1 기판(210-1) 및 제2 기판(210-2)으로 나누어질 수 있고, 제1 기판(210-1)과 제2 기판(210-2)의 두께가 달리 형성되어야 하는 경우에는 각각 별개의 공정으로 생산될 수도 있다.

도 3을 참고하면, 상기 제1 기판(210-1)의 타 면에 유기 소자(organic device)(300)가 제공될 수 있다(S130).

상기 유기 소자(organic device)(300)는 유기 분자를 포함하는 소자로서, 그 일 예로 유기 발광 소자(Organic Light Emitting Device; OLED)일 수 있다. 상기 유기 소자(organic device)(300)의 제공 방법은 다양한 방법이 있을 수 있는데, 그 일 예로서, 열증착(Thermal Evaporation) 공정을 통해서 유기 소자(organic device)(300)가 제공될 수 있다.

도 4를 참조하면, 상기 제1 기판(210-1)에 제공된 유기 소자(organic device)(300)와 제2 기판(210-2)에 제공된 접착층(adhesive)(220)이 접하도록 제2 기판(210-2)이 제공될 수 있다(S140).

상기 제1 기판(210-1)의 타 면에 유기 소자(organic device)(300)가 제공된 후, 상기 유기 소자(organic device)(300) 위에 상기 제2 기판(210-2)이 제공될 수 있다. 상기 제2 기판(210-2)은 첩착층은 포함하지만 이형지가 제거된 상태로 제공될 수 있는데, 접착층(adhesive)(220)이 제공된 제2 기판(210-2)에서 접착층(adhesive)(220)이 상기 유기 소자(organic device)(300)와 접하는 방향으로 제공될 수 있다. 이 단계에서 유기 소자(organic device)(300) 또는 제2 기판(210-2)에 특별한 공정 또는 처리 없이 제2 기판(210-2)에 기 제공된 접착층(adhesive)(220)을 이용해서 유기 소자(organic device)(300)에 제2 기판(210-2)을 제공할 수 있기 때문에 상기 유기 소자(organic device)(300)에 물리적 화학적 데미지를 가하지 않고 제2 기판(210-2)을 제공할 수 있는 효과가 있다.

도 5를 참조하면, 보호막이 형성된 유기 소자가 도시되어 있다.

보호막이 형성된 유기 소자는 제1 기판(210-1) 및 제2 기판(210-2) 사이에 유기 소자(organic device)(300)가 형성되어 있는 샌드위치 구조를 가지게 되며, 제1 기판(210-1)에 제공되어 있는 접착층(adhesive)(220)을 이형지층(liner)(230)으로부터 분리하여 자유롭게 다른 소재로 부착(transfer) 될 수 있다. 따라서, 보호막이 형성된 유기 소자를 타 소재에 부착하기 위하여 열이나 압력을 가할 필요가 없기 때문에 유기 소자(organic device)(300) 및 보호막이 형성된 유기 소자가 부착될 소재에 물리적 화학적 데미지를 가하지 않고 안전하게 부착할 수 있는 효과가 있다.

그리고, 유기 소자(organic device)(300)가 제1 기판(210-1) 및 제2 기판(210-2)의 사이에 놓이게 되는 샌드위치 구조를 가지게 됨으로써, 자연스럽게 보호막이 형성된 유기 소자의 중립축(Neutral Axis)이 유기 소자(organic device)(300)에 형성되게 되어 유기 소자(organic device)(300)에 가해지는 스트레스가 최소화될 수 있는 효과가 있다.

도 6은 본 발명의 또 다른 일 실시 예에 의한 보호막이 형성된 유기 소자 제조 방법을 도시한 순서도이다.

도 7 내지 도 11은 본 발명의 또 다른 일 실시 예에 의한 보호막이 형성된 유기 소자 제조 과정을 도시한 도면이다.

이하, 도 6 내지 도 11을 참고하여 보호막이 형성된 유기 소자 제조 방법을 보다 상세하게 설명한다. 도 7에서 기판의 일 면에 접착층(adhesive)(220)이 형성될 수 있다(S610). 상기 기판은 폴리에테르술폰(PES, polyethersulphone), 폴리아크릴레이트(PAR, polyacrylate), 폴리에테르 이미드(PEI, polyetherimide), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN, polyethyelenen napthalate), 폴리에틸렌 테레프탈레이드(PET, polyethyeleneterepthalate), 폴리페닐렌 설파이드(polyphenylene sulfide: PPS), 폴리아릴레이트 (polyallylate), 폴리이미드(polyimide) 등의 유기 소자(organic device)(300)가 제작 될 수 있는 폴리머 기판일 수 있다. 상기 기판의 두께는 1μm 내지 500μm일 수 있고, 최종 완성된 보호막이 형성된 유기 소자가 부착될 소재를 고려하여 상기 기판의 두께는 달라질 수 있다. 그리고, 제1 기판(210-1) 및 제2 기판(210-2)의 두께는 동일하게 제작될 수 있으나, 최종 완성된 보호막이 형성된 유기 소자가 부착될 소재를 고려하여 제1 기판(210-1)과 제2 기판(210-2)의 두께는 달리 제작될 수도 있다.

상기 접착층(adhesive)(220)이 형성된 기판에 접착층(adhesive)(220)과 접하도록 이형지층(liner)(230)이 제공될 수 있다(S620). 상기 접착층(adhesive)(220)이 형성된 기판은 다른 물질과 쉽게 접착될 수 있는데, 이형지층(liner)(230)은 상기 기판에 형성되어있는 접착층(adhesive)(220)의 접착력이 유지될 수 있도록 접착층(adhesive)(220)을 보호하는 역할을 할 수 있다.

도 8을 참조하면, 상기 기판(210)의 타 면에 봉지막층(barrier)(800)이 제공될 수 있다(S630).

상기 봉지막층(barrier)(800)은 유기 소자(organic device)(300)를 산소 및 물로부터 보호할 수 있는 소재로 제공될 수 있다. 따라서, 상기 봉지막층(barrier)(800)은 무기박막층(inorganic film)을 포함할 수 있다. 상기 무기박막층(inorganic film)은 Al2O3, ZnO, ZrO2, TiO2, MgO, WO3, ZnS, Y2O3, HfO2, SiO2, SiNx 및 AlN 중에서 어느 하나일 수 있다. 상기 무기박막층(inorganic film)의 두께는 1nm 내지 1μm일 수 있다. 그리고, 상기 복지막층은 유기박막층(organic film)을 더 포함할 수 있다. 상기 봉지막층(barrier)(800)은 2개의 무기박막층(inorganic film) 사이에 유기박막층(organic film)을 포함하는 구조로 형성될 수 있다. 상기 봉지막층(barrier)(800)은 화학기상증착, 스퍼터링, 이온빔 증착법 또는 전자빔 증착법을 이용하여 상기 기판(210)의 타 면에 제공될 수 있다.

상기 접착층(adhesive)(220), 이형지층(liner)(230) 및 봉지막층(barrier)(800)이 형성된 제1 기판(210-1) 및 제2 기판(210-2)은, 하나의 공정으로 형성된 후 커팅되어 접착층(adhesive)(220), 이형지층(liner)(230) 및 봉지막층(barrier)(800)이 형성된 제1 기판(210-1) 및 제2 기판(210-2)으로 나누어질 수 있고, 제1 기판(210-1)과 제2 기판(210-2)의 두께가 달리 형성되어야 하는 경우에는 각각 별개의 공정으로 생산될 수도 있다.

도 9를 참조하면, 상기 제1 기판(210-1)에 제공된 봉지막층(barrier)(800)과 접하도록 유기 소자(organic device)(300)가 제공될 수 있다(S640).

도 10을 참조하면, 상기 제1 기판(210-1)에 제공된 유기 소자(organic device)(300)와 제2 기판(210-2)에 제공된 접착층(adhesive)(220)이 접하도록 제2 기판(210-2)이 제공될 수 있다(S650).

상기 제1 기판(210-1)의 타 면에 봉지막층(barrier)(800) 및 유기 소자(organic device)(300)가 제공된 후, 상기 제2 기판(210-2)이 제공될 수 있다. 상기 제2 기판(210-2)은 이형지가 제거된 상태로 제공될 수 있는데, 접착층(adhesive)(220) 및 봉지막층(barrier)(800)이 제공된 제2 기판(210-2)에서 접착층(adhesive)(220)이 상기 유기 소자(organic device)(300)와 접하는 방향으로 제공될 수 있다. 이 단계에서 유기 소자(organic device)(300) 또는 제2 기판(210-2)에 특별한 공정 또는 처리 없이 제2 기판(210-2)에 기 제공된 접착층(adhesive)(220)을 이용해서 유기 소자(organic device)(300)에 제2 기판(210-2)을 제공할 수 있기 때문에 상기 유기 소자(organic device)(300)에 물리적 화학적 데미지를 가하지 않고 제2 기판(210-2)을 제공할 수 있는 효과가 있다. 그리고, 제1 기판(210-1) 및 제2 기판(210-2)이 동일한 공정으로 제작되기 때문에 공정 절차 및 시간을 단축할 수 있고, 기존 유기 소자(organic device)의 보호막 형성 공정에 비하여 30% 이상 공정 시간 절감 효과가 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 보호막이 형성된 유기 소자 제조 방법에 의하면, 기존의 유기 소자의 보호막 형성 공정에 비하여 공정 비용 및 공정 시간 절감 효과가 있는데, 이를 정량적으로 살펴본다.

기존의 유기 소자에 보호막을 형성하기 위해서는, 기판의 일 면에 제1 봉지막층(barrier)을 형성하는 공정에 약 9시간이 소요되고, 제1 봉지막층(barrier) 상에 유기 소자를 형성하는 공정에 약 3시간이 소요되며, 유기 소자 상에 제2 봉지막층(barrier)을 형성하는데 또다시 약 9시간이 소요되어 총 21시간이 소요된다. 그리고, 제1 봉지막층(barrier)을 형성하는 공정 설비과 제2 봉지막층(barrier)을 형성하는 공정 설비를 독립적으로 보유하여야 하였다.

그러나, 본 발명의 일 실시 예에 따른 보호막이 형성된 유기 소자 제조 방법에 의하면, 제1 기판(210-1) 및 제2 기판(210-2) 상에 제1 봉지막층(barrier)(800) 및 제2 봉지막층(barrier)(800)을 형성하는 공정이 동일한 공정으로 이루어지기 때문에 공정 시간이 약 9시간이 소요된다. 그리고 제1 봉지막층(barrier)(800) 위에 유기 소자를 형성하는데 약 3시간이 소요되고, 그 후 상기 제2 봉지막층(barrier)(800)이 형성된 제2 기판(210-2)을 상기 유기 소자 상에 부착하기만 하면 모든 공정이 완료되기 때문에, 총 12시간이 소요된다. 이는 종래 공정 시간에 비하여 약 42.8%의 시간 절감 효과가 있다. 그리고, 제1 봉지막층(barrier)(800)이 형성된 제1 기판(210-1)과 제2 봉지막층(barrier)(800)이 형성된 제2 기판(210-2)은 실질적으로 동일한 기판이기 때문에 독립적인 공정 설비를 구비할 필요가 없고, 동일한 설비로 제1 봉지막층(barrier)(800)이 형성된 제1 기판(210-1) 및 제2 봉지막층(barrier)(800)이 형성된 제2 기판(210-2)을 제작할 수 있어 공정 설비 구축 측면에서도 비용 절감 효과가 있다.

도 11을 참조하면, 보호막이 형성된 유기 소자가 도시되어 있다.

그리고 또, 상기 제1 기판(210-1) 및 상기 제2 기판(210-2)에 제공된 봉지막층(barrier)(800)에 의하여 상기 유기 소자(organic device)(300)는 산소 및 수분으로부터 차단되어 보호될 수 있는 효과가 있다.

도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 보호막이 형성된 유기 소자의 다양한 활용 예를 도시한 도면이다.

도 12를 참조하면, 보호막이 형성된 유기 발광 소자(Organic Light Emitting Device; OLED)가 피부, 실린더, 옷 또는 종이에 제공되고 있는 모습을 볼 수 있다. 이와 같이, 본 발명에 따른 보호막이 형성된 유기 소자는 부착되는 소재의 재질 또는 형태를 가리지 않고 다양한 소재에 부착될 수 있는 효과가 있다. 따라서, 본 발명에 따른 보호막이 형성된 유기 소자는 웨어러블(wearable), 헬스케어(health care), 조명(light) 또는 E-paper 등의 다양한 분야에 사용될 수 있다.

도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따른 보호막이 형성된 유기 소자의 트랜스퍼 전/후 소자 특성을 도시한 도면이다.

도 13를 참조하면, 부착 대상 소재에 본 발명에 따른 보호막이 형성된 유기 발광 소자(Organic Light Emitting Device; OLED)를 부착하는 과정에서 물리적인 데미지가 발생하거나, 부착 후 제품의 성능이 떨어질 수 있는 가능성이 있다. 그러나, 도 13 (a)에 도시되어 있는 바와 같이, 전압(voltage)에 따른 전류 밀도(Current density) 및 전압(Voltage)에 따른 광도(Luminance)를 측정한 결과 부착 전/후 성능의 큰 변화가 없음을 확인할 수 있다. 그리고, 도 13 (b)를 참조하면, 파장(Wavelength)에 따른 표준화된 빛(normalized radiance)을 측정한 결과 부착 전/후 성능의 큰 변화가 없음을 확인할 수 있다.

도 14는 본 발명의 일 실시 예에 따른 보호막이 형성된 유기 소자의 굽힘 중립축(Neutral Axis)을 도시한 도면이다.

도 14를 참조하면, 2개의 접착층(adhesive)(220)이 형성된 기판(Attachable Substrate) 에 보호막(Barrier)이 형되어 있고, 접착층(adhesive)(220) 및 보호막이 형성된 기판 사이에 유기 발광 소자(OLEDs)가 샌드위치 구조로 형성되어 있는 모습이 도시되어 있다. 이러한 구조에 의하여 중립축이 유기 발광 소자(OLEDs)에 위치하도록 구조적 변형을 가할 필요 없이, 자연스럽게 중립축(Neutral Axis)이 유기 발광 소자(OLEDs)에 위치하게 되어 유기 발광 소자(OLEDs)에 가해지는 스트레스가 최소화 될 수 있는 효과가 있다.

도 15는 본 발명의 일 실시 예에 따른 보호막이 형성된 유기 소자의 스트레스 정도를 도시한 그래프이다.

도 15를 참조하면, (a) 에서 종래의 유기 발광 소자(OLED)의 경우에 굽힘 또는 휘어짐에 의한 스트레스 정도를 측정하면, 8.8 Mpa 정도인 것에 반하여, (b) 에서 본 발명에 따른 유기 발광 소자(OLED)의 경우에는 1.7 Mpa 정도로 아주 작은 수치로 나타난다. (c) 에서 본 발명에 따른 보호막이 형성된 유기 발광 소자가 10 μm의 두께를 가지는 직물(fabric)에 부착된 경우의 스트레스 정도를 측정하면, 0.12 Mpa 로서 아주 작은 수치로 나타난다. (d) 에서 본 발명에 따른 보호막이 형성된 유기 발광 소자(Organic Light Emitting Device; OLED)가 100 μm의 두께를 가지는 직물(fabric)에 부착된 경우에는 3.1 Mpa 로서 스트레스 수치가 조금 상승하는 것을 확인할 수 있다. 따라서, 보호막이 형성된 유기 발광 소자(Organic Light Emitting Device; OLED)는 종래의 유기 발광 소자(Organic Light Emitting Device; OLED)에 비하여 스트레스 감소가 확연하게 나타나는 것을 확인할 수 있고, 유기 발광 소자(Organic Light Emitting Device; OLED)가 부착될 소재에 따라, 기판의 두께를 조절하여 유기 발광 소자(Organic Light Emitting Device; OLED)에 가해지는 스트레스를 조절할 수 있을 것이다.

도 16은 본 발명의 일 실시 예에 따른 보호막이 형성된 유기 소자의 굽힘 스트레스 전/후의 소자의 물리적 특성 변화를 도시한 도면이다.

도 17은 본 발명의 일 실시 예에 따른 보호막이 형성된 유기 소자의 굽힘 스트레스 전/후의 소자의 물리적 특성 변화를 도시한 그래프이다.

도 16 (a)를 참조하면, 본 발명에 따른 보호막이 형성된 유기 발광 소자(Organic Light Emitting Device; OLED)를 접힘(folding) 수준의 굽힘(굽힘 반지름 r= 350μm) 정도로 1000회 이상 굽힘 스트레스를 가한 경우에, 도 16 (b) 에서 나타난 바와 같이, 유기 발광 소자(Organic Light Emitting Device; OLED)의 발광 특성이 유지되는 것을 확인할 수 있다. 그리고, 도 17을 참조하면, 굽힘 전/후 의 전류 밀도(Current Density)에 따른 전류 효율(Current Efficency)이 거의 동일하여, 굽힘 스트레스 전/후 소자의 특성이 유지되는 것을 확인할 수 있다.

도 18은 본 발명의 일 실시 예에 따른 보호막이 형성된 유기 소자의 구동 가능 시간을 도시한 그래프이다.

도 18을 참조하면, 종래의 보호막이 형성되지 않은 유기 발광 소자(Organic Light Emitting Device; OLED)와 본 발명에 따른 보호막이 형성된 유기 발광 소자(Organic Light Emitting Device; OLED)의 구동 시간을 비교하면, 종래의 유기 발광 소자(Organic Light Emitting Device; OLED)의 구동시간은 1시간인 것에 반하여, 본 발명에 따른 유기 발광 소자(Organic Light Emitting Device; OLED)의 구동시간이 100시간 이상으로 큰 차이가 나타난다. 이는 보호막이 샌드위치 구조로 유기 발광 소자(Organic Light Emitting Device; OLED)를 감싸고 있기 때문에, 산소와 수분으로부터 유기 발광 소자(Organic Light Emitting Device; OLED)가 보호되고 있어, 긴 시간 동안 안전하게 구동될 수 있는 효과가 있다.

도 19는 본 발명의 일 실시 예에 따른 보호막이 형성된 유기 소자의 스크레치 발생 여부를 종래 유기 소자(organic device)(300)와 비교하여 도시한 그래프이다.

도 19 (a)를 참조하면, 유기 발광 소자(Organic Light Emitting Device; OLED)가 옷에 부착되어 세탁과정을 거친 경우, 종래의 유기 발광 소자(Organic Light Emitting Device; OLED)와 본 발명에 따른 유기 발광 소자(Organic Light Emitting Device; OLED)의 성능을 비교하여 도시하고 있다. 도 19 (b)에서 종래의 유기 발광 소자(Organic Light Emitting Device; OLED)는 세탁으로 인한 유기 발광 소자(Organic Light Emitting Device; OLED) 표면의 상처(Scratch)를 확인할 수 있다. 이에 반하여, 도 19 (c) 를 참조하면, 본 발명에 따른 보호막이 형성된 유기 발광 소자(Organic Light Emitting Device; OLED)의 경우에는 상처 없이 원래의 성능 및 특성을 유지하고 있는 모습을 확인할 수 있다.

도 20은 본 발명의 일 실시 예에 따른 보호막이 형성된 유기 소자의 세탁 전/후 스크레치 발생 여부를 비교하여 도시한 그래프이다.

도 20을 참조하면, 본 발명에 따른 유기 발광 소자(Organic Light Emitting Device; OLED)의 세탁 전/후 의 특성 변화를 그래프로 도시하고 있는데, 전압에 따른 전력 밀도(Power Density) 및 전압에 따른 전류 밀도(Current Density)를 확인하면 세탁 전/후 유기 발광 소자(Organic Light Emitting Device; OLED)의 전기적 특성이 유사 하고, 큰 변화가 없는 것으로 나타나는 것을 확인할 수 있다.

이러한 특성은 본 발명에 따른 보호막이 형성된 유기 발광 소자(Organic Light Emitting Device; OLED)는 보호막으로 보호되고 있어 물리적 상처에 강하고, 산소 및 수분으로부터 보호되기 때문에 화학적 변형에도 강하며, 샌드위치 구조를 가지고 중립축(Neutral Axis)가 유기 발광 소자(Organic Light Emitting Device; OLED) 쪽에 위치하고 있어 굽힘 또는 휘어짐에도 강하기 때문에 나타나는 효과 이다.

상기와 같이, 본 발명에 따른 보호막이 형성된 유기 소자는 접착층(adhesive)(220)으로 다른 소재에 부착될 수 있기 때문에 다른 소재에 부착되기 위하여 열을 가할 필요가 없어, 소재의 종류 및 형태에 구애 받지 않고, 다양한 형태를 가진 다양한 소재에 부착될 수 있는 효과가 있다.

그리고, 본 발명에 따른 보호막이 형성된 유기 소자는 접착층(adhesive)(220)이 형성된 기판을 유기 소자(organic device)(300)에 부착하는 형태로 보호막을 형성하기 때문에, 보호막이 형성되는 과정에서 유기 소자(organic device)(300)에 열이 가해지지 않기 때문에, 유기 소자(organic device)(300)에 물리적 화학적 스트레스를 최소화 하여 유기 소자(organic device)(300)의 변형을 최소화 할 수 있는 효과가 있다.

또, 본 발명에 따른 보호막이 형성된 유기 소자는 유기 소자(organic device)(300)를 보호하는 2개의 보호막 층을 동일한 과정으로 제작하기 때문에, 종래의 공정에 비하여 보호막이 형성된 유기 소자를 제작하는 공정 시간을 획기적으로 감소시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 상부/하부의 보호막이 형성된 기판이 샌드위치 구조를 가지며 유기 소자(organic device)(300)를 보호하는 구조를 형성하기 때문에, 자연스럽게 중립축(Neutral Axis)이 유기 소자(organic device)(300)에 형성되어 유기 소자(organic device)(300)에 가해지는 굽힘 스트레스를 최소화할 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다.

상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

300: 유기 소자(organic device)
210-1: 제1 기판
210-2: 제2 기판
220: 접착층(adhesiv)
230: 이형지층(liner)
800: 봉지막층(barrier)

Claims

제1 기판 및 제2 기판의 일면에 접착층을 형성하는 단계;
상기 제1 기판 및 상기 제2 기판의 각각의 접착층 상에 각각의 이형지층을 형성하는 단계;
상기 제1 기판 및 상기 제2 기판의 타면에 봉지막층을 형성하는 단계;
상기 제1 기판의 봉지막층 상에 유기 소자가 제공되는 단계; 및
상기 제2 기판의 이형지층을 제거 후 상기 제2 기판의 접착층을 이용해 상기 유기 소자 상에 상기 제2 기판을 부착하는 단계를 포함하고,
상기 제1 기판의 이형지층을 제거 후 상기 제1 기판의 접착층을 이용해 활용 소재에 부착하는 것을 특징으로 하는 보호막이 형성된 유기 소자 제조 방법.
삭제
제1항에 있어서,
상기 봉지막층은 무기박막층(Inorganic film)을 포함하는 것을 특징으로 하는 보호막이 형성된 유기 소자 제조 방법.
제3항에 있어서,
상기 봉지막층은 유기박막층(Organic film)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 보호막이 형성된 유기 소자 제조 방법.
제4항에 있어서,
상기 유기 박막층은 2개의 상기 무기박막층 사이에 형성되는 것을 특징으로 하는 보호막이 형성된 유기 소자 제조 방법.
제3항에 있어서,
상기 무기박막층은 Al2O3, ZnO, ZrO2, TiO2, MgO, WO3, ZnS, Y2O3, HfO2, SiO2, SiNx 및 AlN 중에서 어느 하나인 것을 특징으로 하는 보호막이 형성된 유기 소자 제조 방법.
제3항에 있어서,
무기박막층의 두께는 1nm 내지 1μm 인 것을 특징으로 하는 보호막이 형성된 유기 소자 제조 방법.
제1항에 있어서,
상기 봉지막층은 화학기상증착, 스퍼터링, 이온빔 증착법 또는 전자빔 증착법을 이용하여 제공되는 것을 특징으로 하는 보호막이 형성된 유기 소자 제조 방법.
삭제
제1항에 있어서,
상기 유기 소자는 유기 발광 소자인 것을 특징으로 하는 보호막이 형성된 유기 소자 제조 방법.
제1항에 있어서,
상기 기판은 폴리머 기판인 것을 특징으로 하는 보호막이 형성된 유기 소자 제조 방법.
제1항에 있어서,
상기 기판의 두께는 1μm 내지 500μm 인 것을 특징으로 하는 보호막이 형성된 유기 소자 제조 방법.
제1항에 있어서,
상기 유기 소자는 열증착(Thermal Evaporation) 공정을 통해서 제공되는 것을 특징으로 하는 보호막이 형성된 유기 소자 제조 방법.
제1기판의 일면 상에 순차 형성된 제1접착층 및 이형지층;
상기 제1기판의 타면 상에 순차 형성된 제1봉지막층;
상기 제1봉지막층 상에 제공된 유기소자;
상기 유지소자 상에, 제2기판의 일면 상에 형성된 제2접착층에 의해 부착된 상기 제2기판; 및
상기 제2기판의 타면 상에 형성된 제2봉지막층을 포함하고,
상기 이형지층을 제거 후 상기 제1접착층을 이용해 활용 소재에 부착하기 위한 것을 특징으로 하는 보호막이 형성된 유기 소자.
삭제
제14항에 있어서,
상기 유기 소자는 유기 발광 소자인 것을 특징으로 하는 보호막이 형성된 유기 소자.