KR20030075971A - 유기 전자 소자의 박막 패턴 형성 방법 - Google Patents

유기 전자 소자의 박막 패턴 형성 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 임의의 패턴 구조를 갖는 주형을 이용하는 접착 공정을 통해 유기 전자 소자에 박막 패턴을 형성할 수 있으며, 성능 향상을 위한 표면 처리가 가능한 박막 패턴을 유기 전자 소자에 형성할 수 있도록 한다는 것으로, 이를 위하여 본 발명은, 섀도우 마스크를 이용하는 증착 공정을 통해 박막 패턴(예를 들면, 유기 발광 소자의 음전극)을 형성하거나 혹은 음극 분리 격벽을 이용하여 박막 패턴을 형성하는 종래 방법과는 달리, 박막 패턴에 대응하는 임의의 패턴 구조를 갖는 주형에 박막 물질을 증착한 후 기판에 가압 접촉하거나 혹은 박막 물질로 제작한 박막 시트를 기판 상에 올려놓고 임의의 패턴 구조를 갖는 주형의 패턴면을 가압 접촉하는 방식을 통해 박막 물질을 기판 상에 선택적으로 전이시켜 박막 패턴을 형성하기 때문에, 유기 전자 소자의 대면적화에 효과적으로 대응하면서도 섀도우 마스크의 두께에 기인하는 해상도의 저하를 확실하게 방지할 수 있으며, 또한 플라즈마 처리 또는 자가 배열 물질을 사용하여 박막 패턴의 표면을 개질시켜 박막 패턴의 일함수 값을 감소시키거나 유기 물질과 박막 물질의 계면 특성을 향상시켜 주기 때문에, 종래 유기 전자 소자와 비교해 볼 때, 더욱 향상된 성능을 갖는 유기 전자 소자를 실현할 수 있는 것이다.

Description

유기 전자 소자의 박막 패턴 형성 방법{METHOD FOR FABRICATING THIN FILM PATTERN FOR ORGANIC ELECTRONIC DEVICES}
본 발명은 평판형 디스플레이 소자에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 평판형 디스플레이 소자의 일종으로써 외부에서 주입되는 전자와 정공의 재결합 에너지에 의한 발광을 통해 목적으로 하는 칼라 영상을 표시하는데 적합한 유기 발광 소자(organic light-emitting device) 등의 유기 전자 소자에 박막 패턴을 형성하는 기법에 관한 것이다.
근래 들어, 반도체 제조 기술의 발달과 영상 처리 기술의 발달에 따라 경량 및 박형화가 용이하고 고화질을 실현할 수 있는 평판 표시 소자들의 상용화 및 보급 확대가 급격하게 진행되고 있으며, 특히 뛰어난 발광 효율, 대면적화의 용이성, 공정의 간편성, 구조의 유연성 등과 같은 많은 장점을 갖는 유기 발광 소자가 차세대 표시 장치로서 각광받고 있다.
이러한 유기 발광 소자는, 뛰어난 발광 효율, 대면적화의 용이성, 공정의 간편성, 직류 저전압 구동, 고속 응답성, 다색화 등에서 무기 발광 소자보다 우수한 특성을 갖는 것으로, 양전극(애노드 전극)과 음전극(캐소드 전극)을 이용하여 외부로부터 전자와 정공을 주입하고, 그것들의 재결합 에너지에 의한 발광을 통해 패널 상에 임의의 영상을 표시하는 소자이다.
한편, 유기 발광 소자를 제조하는데 있어서, 유기 발광층 상에 음전극을 형성하는 과정은 소자 특성을 결정짓는 중요한 핵심 공정 중의 하나이다. 이러한 음전극은 기존의 노광 및 패터닝 공정을 이용하여 제조할 수가 없는데, 그 이유는 유기 발광 소자에 사용되는 유기물 혹은 고분자 물질이 수분이나 산소 혹은 용매에 노출될 때 그들의 발광 혹은 전계 수송 능력이 급격하게 저하되기 때문이다.
따라서, 종래에는 섀도우 마스크를 이용하여 음전극 물질을 선택적으로 증착시키는 방식으로 음전극을 형성하는 기법이 가장 널리 이용되고 있다.
그러나, 이러한 종래 방식의 경우 대면적화의 추세를 고려할 때 섀도우 마스크가 휘어지지 않도록 하기 위해 마스크의 두께를 두껍게 해야만 한다는 문제가 있으며, 이로 인해 픽셀의 해상도가 저하되는 문제점을 갖는다. 또한, 섀도우 마스크에 증착된 음전극 물질을 제거하지 않으면 이것이 해상도를 낮추는 요인으로 작용하기 때문에 음전극 물질의 증착 후에 섀도우 마스크에 증착된 음전극 물질을 제거하는 공정을 별도로 수행해야만 하는 문제가 있다.
또 다른 종래 방식으로는 음극 분리 격벽(cathode separator)을 이용하는 방법이 있으나, 이 방법의 경우 수동 구동 방식의 유기 발광 소자에는 적용할 수 있을 뿐 능동 구동 방식의 유기 발광 소자에는 적용할 수 없다는 문제가 있다.
한편, 유기 발광 소자에서는 양전극 계면의 표면 처리를 통해 양전극의 일함수를 증가시켜 정공의 주입 장벽을 낮추어 줌으로써, 유기 발광 소자의 성능 향상을 도모하고 있는데, 현재로서는 음전극의 표면 처리에 대한 기법이 거의 전무한 실정이며, 이로 인해 유기 발광 소자의 성능 향상에 한계점을 가질 수밖에 없었다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 임의의 패턴 구조를 갖는 주형을 이용하는 가압 접착 공정을 통해 유기 전자 소자에 박막 패턴을 형성할 수 있는 유기 전자 소자의 박막 패턴 형성 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 성능 향상을 위한 표면 처리가 가능한 박막 패턴을 유기 전자 소자에 형성할 수 있는 유기 전자 소자의 박막 패턴 형성 방법을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 일 형태에 따른 본 발명은, 적어도 하나의 금속, 무기물 또는 유기물의 박막 패턴을 포함하는 유기 전자 소자의 박막 패턴을 형성하는 방법에 있어서, 상기 박막 패턴에 대응하는 패턴 구조를 갖는 주형을 준비하는 과정; 상기 주형의 패턴면에 박막 물질을 증착하는 과정; 상기 유기 전자 소자용 기판의 목표 위치에 상기 주형의 패턴면을 정렬시킨 후 소정의 압력으로 가압 접촉시키는 과정; 및 상기 기판으로부터 상기 주형을 탈거하여 상기 패턴면의 양각 부분에 증착되어 있던 상기 박막 물질을 상기 기판 상에 잔류시킴으로써 상기 박막 패턴을 형성하는 과정으로 이루어진 유기 전자 소자의 박막 패턴 형성 방법을 제공한다.
상기 목적을 달성하기 위한 다른 형태에 따른 본 발명은, 적어도 하나의 금속, 무기물 또는 유기물의 박막 패턴을 포함하는 유기 전자 소자의 박막 패턴을 형성하는 방법에 있어서, 상기 박막 패턴에 대응하는 패턴 구조를 갖는 주형을 준비하는 과정; 상기 주형의 패턴면에 박막 물질을 증착하는 과정; 상기 박막 물질의 상부에 표면 처리층을 형성하는 과정; 상기 유기 전자 소자용 기판의 목표 위치에 상기 주형의 패턴면을 정렬시킨 후 소정의 압력으로 가압 접촉시키는 과정; 및 상기 기판으로부터 상기 주형을 탈거하여 상기 패턴면의 양각 부분에 증착되어 있던 상기 표면 처리층을 갖는 박막 물질을 상기 기판 상에 잔류시킴으로써 표면 처리된 상기 박막 패턴을 형성하는 과정으로 이루어진 유기 전자 소자의 박막 패턴 형성 방법을 제공한다.
상기 목적을 달성하기 위한 또 다른 형태에 따른 본 발명은, 적어도 하나의 금속, 무기물 또는 유기물의 박막 패턴을 포함하는 유기 전자 소자의 박막 패턴을 형성하는 방법에 있어서, 상기 박막 패턴에 대응하는 패턴 구조를 갖는 주형과 박막 물질로 된 박막 시트를 준비하는 과정; 상기 유기 전자 소자용 기판의 목표 위치에 상기 박막 시트와 주형의 패턴면을 정렬시킨 후 소정의 압력으로 가압 접촉시키는 과정; 및 상기 기판으로부터 상기 주형과 박막 시트를 탈거하여 상기 패턴면의 양각 부분에 가압 접촉된 상기 박막 시트를 상기 기판 상에 잔류시킴으로써 상기 박막 패턴을 형성하는 과정으로 이루어진 유기 전자 소자의 박막 패턴 형성 방법을 제공한다.
상기 목적을 달성하기 위한 또 다른 형태에 따른 본 발명은, 적어도 하나의 금속, 무기물 또는 유기물의 박막 패턴을 포함하는 유기 전자 소자의 박막 패턴을 형성하는 방법에 있어서, 상기 박막 패턴에 대응하는 패턴 구조를 갖는 주형과 일측면에 표면 처리층이 형성된 박막 물질로 된 박막 시트를 준비하는 과정; 상기 유기 전자 소자용 기판의 목표 위치에 상기 박막 시트와 주형의 패턴면을 정렬시킨 후 소정의 압력으로 가압 접촉시키는 과정; 및 상기 기판으로부터 상기 주형과 박막 시트를 탈거하여 상기 패턴면의 양각 부분에 가압 접촉된 상기 표면 처리층을 갖는 박막 시트를 상기 기판 상에 잔류시킴으로써 표면 처리된 상기 박막 패턴을 형성하는 과정으로 이루어진 유기 전자 소자의 박막 패턴 형성 방법을 제공한다.
도 1a 내지 1e는 본 발명에 따라 유기 발광 소자의 음전극을 형성하는데 사용되는 주형을 제작하는 과정을 도시한 공정 순서도,
도 2a 내지 2c는 본 발명의 실시 예1에 따라 임의의 패턴 구조를 갖는 주형을 이용하여 유기 발광 소자의 음전극을 형성하는 과정을 도시한 공정 순서도,
도 3a 내지 3d는 실시 예1의 변형 실시 예에 따라 임의의 패턴 구조를 갖는 주형을 이용하여 유기 발광 소자의 음전극을 형성하는 과정을 도시한 공정 순서도,
도 4a 내지 4c는 본 발명의 실시 예2에 따라 임의의 패턴 구조를 갖는 주형을 이용하여 유기 발광 소자의 음전극을 형성하는 과정을 도시한 공정 순서도,
도 5a 내지 5c는 실시 예2의 변형 실시 예에 따라 임의의 패턴 구조를 갖는 주형을 이용하여 유기 발광 소자의 음전극을 형성하는 과정을 도시한 공정 순서도,
도 6은 본 발명에 따른 방식과 종래의 섀도우 마스크 이용 방식에 따라 각각 제조한 유기 발광 소자의 성능을 비교 실험한 결과를 보여주는 성능 비교 그래프,
도 7은 본 발명에 따른 방식과 종래의 섀도우 마스크 이용 방식에 따라 각각 제조한 유기 발광 소자의 발광 스펙트럼을 비교 실험한 결과를 보여주는 발광 스펙트럼 비교 그래프.
＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞
102 : 주형 108 : 격리 보조층
202, 302, 402, 502 : 유리 기판 204, 304, 404, 504 : 양전극
206, 306, 406, 506 : 유기 발광층 208, 308, 408, 508 : 음전극
208a, 308a : 음전극 물질 310, 510 : 표면 처리층
408a, 508a : 음전극 시트
본 발명의 상기 및 기타 목적과 여러 가지 장점은 이 기술분야에 숙련된 사람들에 의해 첨부된 도면을 참조하여 하기에 기술되는 본 발명의 바람직한 실시 예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 상세하게 설명한다.
먼저, 본 발명의 핵심 기술요지는, 섀도우 마스크를 이용하는 증착 공정을 통해 유기 전자 소자의 박막 패턴(예를 들면, 유기 발광 소자의 음전극 등)을 형성하거나 혹은 음극 분리 격벽을 이용하여 박막 패턴을 형성하는 전술한 종래 방법과는 달리, 형성하고자 하는 박막 패턴에 대응하는 임의의 패턴 구조를 갖는 주형을 이용하는 가압 접착 공정을 통해 유기 전자 소자에 목표로 하는 패턴의 박막(예를들면, 유기 발광 소자의 음전극)을 형성한다는 것으로, 이러한 기술적 수단을 통해 본 발명에서 목적으로 하는 바를 쉽게 달성할 수 있다.
본 발명에 따라 유기 전자 소자의 박막 패턴(예를 들면, 유기 발광 소자의 음전극)을 형성하기 위해서는 먼저 원하는 패턴(예를 들면, 음전극에 대응하는 패턴)을 갖는 주형을 제작해야 하는데, 이하에서는 임의의 패턴 구조를 갖는 주형의 제작 과정에 대하여 설명한다.
도 1a 내지 1e는 본 발명에 따른 유기 발광 소자의 음전극을 형성하는데 사용되는 주형을 제작하는 과정을 도시한 공정 순서도이다.
도 1a를 참조하면, 스핀 코팅 등의 방법을 이용하여, 임의의 두께를 갖는 유리 기판(102a) 상에 포토레지스트 물질(104a)을 도포한다.
다음에, 일 예로서 도 1b에 도시된 바와 같이, 임의의 패턴이 새겨진 섀도우 마스크(106)를 이용하는 노광 공정과 현상 공정을 수행하여 포토레지스트 물질(104a)의 일부를 선택적으로 제거함으로써, 일 예로서 도 1c에 도시된 바와 같이, 유리 기판(102a) 상에 임의의 패턴을 갖는 마스크 패턴(104)을 형성한다.
이어서, 마스크 패턴(104)을 식각 장벽층으로 하는 습식 식각 또는 건식 식각 공정을 수행한 후 스트리핑 공정을 통해 잔류하는 마스크 패턴(104)을 제거함으로써, 일 예로서 도 1d에 도시된 바와 같이, 임의의 패턴 구조(양각 부분과 음각 부분의 패턴 구조)를 갖는 주형(102)을 제조한다.
마지막으로, 임의의 패턴 구조를 갖는 주형(102)에 대한 표면 처리를 수행하여 주형 표면에 격리 보조층(108)을 형성함으로써, 일 예로서 도 1e에 도시된 바와같이, 원하는 패턴 구조를 갖는 주형의 제작을 완료한다.
여기에서, 주형(102)의 표면에 격리 보조층(108)을 형성하는 이유는 주형과 음전극 물질과의 접착력을 줄여주기 위해서이며, 이러한 격리 보조층(108)으로는 실레인(silane) 계열의 자가 배열 물질(self-assembled monolayer : SAM)을 사용할 수 있는데, 이는 산화물질과 화학결합을 이루며 또한 접착력을 크게 감소시켜 음전극 물질이 유기물(즉, 유기 발광층) 위에 용이하게 전이되도록 기능한다.
다음에, 상술한 바와 같은 일련의 과정을 통해 제작한 주형을 이용하여 본 발명에 따라 일 예로서 유기 발광 소자의 음전극을 형성하는 과정에 대하여 설명한다.
[실시 예1]
도 2a 내지 2c는 본 발명의 일 실시 예에 따라 임의의 패턴 구조를 갖는 주형을 이용하여 유기 발광 소자의 음전극을 형성하는 과정을 도시한 공정 순서도이다.
도 2a를 참조하면, 진공 증착 또는 스퍼터링 등의 공정을 수행함으로써, 도 1a 내지 1e에 도시된 바와 같은 일련의 과정을 통해 제작한 주형(102)의 표면에 음전극 물질(208a)을 증착한다.
다음에, 일 예로서 도 2b에 도시된 바와 같이, 양전극(204)과 유기 발광층(206)이 순차 형성된 유리 기판(202) 상의 목표 위치에 주형(102)의 패턴면(즉, 음전극 물질)이 맞닿도록 정렬시킨 후 유압 프레스 등의 가압 수단을 통해 소정의 압력으로 가압한다. 이와 같은 정렬 후 소정의 압력으로 가압하면 주형(102)의 양각 부분에 증착된 음전극 물질(208a)만이 유기 발광층(206)의 표면에 밀착 접촉된다.
여기에서, 유리 기판(202) 상에 순차 형성된 인듐-주석 산화물 등의 양전극(204)과 저분자량 물질 혹은 고분자 물질로 된 유기 발광층(206)은, 이 기술분야 잘 알려진 통상의 방식과 동일 내지 유사하게 형성할 수 있기 때문에 여기에서의 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 실시 예에서는 소자의 구조를 일 예로서 단일 물질 형태로 기재하고 있으나, 이와는 달리 필요 또는 용도에 따라 다층구조로 이루어질 수 있음은 물론이다.
마지막으로, 유압 프레스 등의 방법으로 가압한 후 주형(102)을 떼어내면, 일 예로서 도 2c에 도시된 바와 같이, 유기 발광층(206) 상에 임의의 패턴을 갖는 음전극(208)이 형성된다. 즉, 주형(102)의 양각 부분에 증착되어 있던 음전극 물질(208a)이 유기 발광층(206) 상에 선택적으로 전이됨으로써, 그 상부에 임의의 패턴을 갖는 음전극(208)이 형성된다.
이때, 표면 처리를 통해 주형(102)의 표면과 음전극 물질(208a) 사이에 SAM으로 된 격리 보조층(108)을 미리 형성해 주었기 때문에 주형(102)의 양각 부분에 증착되어 있던 음전극 물질(208a)의 유기 발광층(206)으로의 전이가 보다 용이하게 실현된다.
따라서, 본 실시 예에 따르면, 섀도우 마스크를 이용하는 증착 공정을 통해 음전극을 형성하거나 혹은 음극 분리 격벽을 이용하여 음전극을 형성하는 전술한종래 방법과는 달리, 형성하고자 하는 음전극의 패턴에 대응하는 임의의 패턴 구조를 갖는 주형에 음전극 물질을 증착하고, 이와 같이 증착된 음전극 물질의 일부를 유리 기판 상에 선택적으로 가압 접착하는 방식으로 음전극을 형성하기 때문에 유기 발광 소자의 대면적화에 효과적으로 대응하면서도 섀도우 마스크의 두께에 기인하는 해상도의 저하를 방지할 수가 있다.
[변형 실시 예1]
도 3a 내지 3d는 실시 예1의 변형 실시 예에 따라 임의의 패턴 구조를 갖는 주형을 이용하여 유기 발광 소자의 음전극을 형성하는 과정을 도시한 공정 순서도이다.
본 실시 예에 따른 음전극 형성 방법은, 원하는 패턴 구조를 갖는 주형에 음전극 물질을 증착한 후 주형의 패턴면을 유리 기판(유기 발광층)에 가압 접촉시켜 원하는 패턴의 음전극 물질을 유리 기판 상에 전이시킴으로써 음전극을 형성한다는 점에 있어서는 전술한 실시 예1과 동일하며, 소자의 성능 향상을 위해 양전극에서와 같이 음전극의 표면을 처리한다는 점이 다르다.
즉, 도 3a를 참조하면, 진공 증착 또는 스퍼터링 등의 공정을 통해, 도 1a 내지 1e에 도시된 바와 같은 일련의 과정을 통해 제작한 주형(102)의 표면에 음전극 물질(208a)을 증착한 후, 플라즈마를 처리하거나 혹은 자가 배열 물질(SAM)을 사용함으로써, 일 예로서 도 3b에 도시된 바와 같이, 음전극 물질(308a)의 표면을 개질시켜 표면 처리층(310)을 형성한다.
여기에서, 표면을 개질시켜 표면 처리층(310)을 형성하는 이유는 음전극 물질(308a)의 일함수 값을 감소시키거나 유기 물질(즉, 유기 발광층)과 음전극 물질(308a)의 계면 특성을 향상시킴으로써, 유기 발광 소자의 성능을 향상시키기 위해서이다.
다음에, 일 예로서 도 3b에 도시된 바와 같이, 양전극(304)과 유기 발광층(306)이 순차 형성된 유리 기판(302) 상의 목표 위치에 주형(102)의 패턴 면(즉, 표면 처리층(310))이 맞닿도록 정렬시킨 후 유압 프레스 등의 가압 수단을 통해 소정의 압력으로 가압한다. 이와 같은 정렬 후 소정의 압력으로 가압하면 주형(102)의 양각 부분에 증착된 음전극 물질(308a) 상의 표면 처리층(310)만이 유기 발광층(306)의 표면에 밀착 접촉된다.
여기에서, 유리 기판(302) 상에 순차 형성된 인듐-주석 산화물 등의 양전극(304)과 저분자량 물질 혹은 고분자 물질로 된 유기 발광층(306)은, 전술한 실시 예1에서와 마찬가지로, 이 기술분야 잘 알려진 통상의 방식과 동일 내지 유사하게 형성할 수 있기 때문에 여기에서의 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 실시 예에서는 소자의 구조를 일 예로서 단일 물질 형태로 기재하고 있으나, 전술한 실시 예1에서와 마찬가지로 필요 또는 용도에 따라 다층구조로 이루어질 수 있음은 물론이다.
마지막으로, 유압 프레스 등의 방법으로 가압한 후 주형(102)을 떼어내면, 일 예로서 도 3c에 도시된 바와 같이, 유기 발광층(306) 상에 임의의 패턴을 갖는 음전극(308)과 표면 처리층(310)이 형성된다. 즉, 주형(102)의 양각 부분에 증착되어 그 표면에 표면 처리층(310)이 형성된 음전극 물질(308a)이 유기 발광층(306)상에 선택적으로 전이됨으로써, 그 상부에 임의의 패턴을 가지며 표면 처리층(310)이 형성된 음전극(308)이 완성된다.
여기에서, 표면 처리를 통해 주형(102)의 표면과 음전극 물질(308a) 사이에 SAM으로 된 격리 보조층(108)을 미리 형성해 주었기 때문에 주형(102)의 양각 부분에 증착되어 있던 음전극 물질(308a)의 유기 발광층(306)으로의 전이가 보다 용이하게 실현된다.
따라서, 본 실시 예에 따르면, 전술한 실시 예1에서와 동일한 결과(효과)를 얻을 수 있을 뿐만 아니라 플라즈마 처리 또는 자가 배열 물질을 사용하여 음전극의 표면을 개질시켜 음전극의 일함수 값을 감소시키거나 유기 물질과 음전극 물질의 계면 특성을 향상시켜 주기 때문에, 전술한 실시 예1에 따라 제조한 유기 발광 소자와 비교해 볼 때, 더욱 향상된 성능을 갖는 유기 발광 소자를 실현할 수 있다.
[실시 예2]
도 4a 내지 4c는 본 발명의 실시 예2에 따라 임의의 패턴 구조를 갖는 주형을 이용하여 유기 발광 소자의 음전극을 형성하는 과정을 도시한 공정 순서도이다.
본 실시 예에 따른 음전극 형성 방법은 원하는 패턴 구조를 갖는 주형을 이용하는 가압 접촉 방식을 통해 유리 기판(유기 발광층) 상에 원하는 패턴의 음전극 물질을 전이시킴으로써 음전극을 형성한다는 점에 있어서는 전술한 실시 예1과 동일하며, 다만 주형에 음전극 물질을 증착하고 이후 주형 패턴면의 양각 부분에 증착된 음전극 물질을 가압 접촉 방식으로 유리 기판 상에 전이시키는 방식으로 음전극을 형성하는 전술한 실시 예1과는 달리, 박막의 음전극 시트를 유리 기판 상에올려놓은 상태에서 주형의 패턴면을 음전극 시트에 가압 접촉시킴으로써 음전극 시트의 일부(즉, 주형 패턴면의 양각 부분에 맞닿는 음전극 시트)를 유리 기판 상에 전이시켜 음전극을 형성한다는 점이 다르다.
즉, 도 4a를 참조하면, 양전극(404)과 유기 발광층(406)이 순차 형성된 유리 기판(402)의 상부에 음전극 시트(408a)를 올려놓고 임의의 패턴 구조를 갖는 주형(102)을 목표 위치에 정렬시킨다.
다음에, 일 예로서 도 4b에 도시된 바와 같이, 유압 프레스 등과 같은 가압 수단을 통해 소정의 압력으로 주형(102)을 가압한다. 이와 같이 소정의 압력으로 가압하면 주형(102)의 양각 부분에 맞닿는 음전극 시트(408a)는 유기 발광층(406)의 표면에 밀착 접촉된다.
여기에서, 유리 기판(402) 상에 순차 형성된 인듐-주석 산화물 등의 양전극(404)과 저분자량 물질 혹은 고분자 물질로 된 유기 발광층(406)은, 전술한 실시 예1에서와 마찬가지로, 이 기술분야 잘 알려진 통상의 방식과 동일 내지 유사하게 형성할 수 있기 때문에 여기에서의 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 실시 예에서는 소자의 구조를 일 예로서 단일 물질 형태로 기재하고 있으나, 전술한 실시 예에서와 마찬가지로 필요 또는 용도에 따라 다층구조로 이루어질 수 있음은 물론이다.
마지막으로, 유압 프레스 등의 방법으로 주형(102)을 가압한 후 주형(102)과 음전극 시트(408a)를 떼어내면, 일 예로서 도 4c에 도시된 바와 같이, 유기 발광층(406) 상에는 주형(102)의 양각 부분에 맞닿아 가압 접촉된 음전극 시트만이임의의 패턴을 갖는 음전극(408)으로 잔류하게 되며, 이와 같이 주형을 이용하는 가압 접촉 방식의 선택적인 전이를 통해 유기 발광층(406) 상에 음전극(408)을 형성한다.
이때, 표면 처리를 통해 주형(102)의 표면에 SAM으로 된 격리 보조층(108)을 미리 형성해 주었기 때문에 주형(102)의 양각 부분에 맞닿았던 음전극 시트(408a)의 유기 발광층(406)으로의 전이가 보다 용이하게 실현된다.
따라서, 본 실시 예에 따르면, 음전극 물질을 주형에 증착하는 대신에 박막의 음전극 시트를 이용한다는 점에 있어서는 전술한 실시 예1과 다소 다르지만 실질적으로 동일한 결과(효과)를 얻을 수 있다.
[변형 실시 예2]
도 5a 내지 5c는 실시 예2의 변형 실시 예에 따라 임의의 패턴 구조를 갖는 주형을 이용하여 유기 발광 소자의 음전극을 형성하는 과정을 도시한 공정 순서도이다.
본 실시 예에 따른 음전극 형성 방법은, 원하는 패턴 구조를 갖는 주형과 박막의 음전극 시트를 이용하여 가압 접촉하는 방식으로 음전극 시트의 일부를 선택적으로 유리 기판 상에 전이시킴으로써 음전극을 형성한다는 점에 있어서는 전술한 실시 예2와 동일하며, 소자의 성능 향상을 위해 양전극에서와 같이 음전극의 표면을 처리한다는 점이 다르다.
도 5a를 참조하면, 양전극(504)과 유기 발광층(506)이 순차 형성된 유리 기판(502)의 상부에 표면 처리를 통해 일측면에 표면 처리층(510)이 형성된 음전극시트(508a)를 올려놓고 임의의 패턴 구조를 갖는 주형(102)을 목표 위치에 정렬시킨다.
이때, 음전극 시트(408a)의 일측에는 플라즈마 처리 혹은 자가 배열 물질(SAM)을 사용하여 표면을 개질한 표면 처리층(510)을 형성되는데, 여기에서 표면을 개질시켜 표면 처리층(510)을 형성하는 이유는 음전극 물질의 일함수 값을 감소시키거나 유기 물질(즉, 유기 발광층)과 음전극 물질의 계면 특성을 향상시킴으로써, 유기 발광 소자의 성능을 향상시키기 위해서이다.
다음에, 일 예로서 도 5b에 도시된 바와 같이, 유압 프레스 등과 같은 가압 수단을 통해 소정의 압력으로 주형(102)을 가압한다. 이와 같이 소정의 압력으로 가압하면 주형(102)의 양각 부분에 맞닿는 음전극 시트(508a)의 표면에 형성된 표면 처리층(510)은 유기 발광층(506)의 표면에 밀착 접촉된다.
여기에서, 유리 기판(502) 상에 순차 형성된 인듐-주석 산화물 등의 양전극(504)과 저분자량 물질 혹은 고분자 물질로 된 유기 발광층(506)은, 전술한 실시 예2에서와 마찬가지로, 이 기술분야 잘 알려진 통상의 방식과 동일 내지 유사하게 형성할 수 있기 때문에 여기에서의 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 실시 예에서는 소자의 구조를 일 예로서 단일 물질 형태로 기재하고 있으나, 전술한 실시 예2에서와 마찬가지로 필요 또는 용도에 따라 다층구조로 이루어질 수 있음은 물론이다.
마지막으로, 유압 프레스 등의 방법으로 가압한 후 주형(102)을 떼어내면, 일 예로서 도 5c에 도시된 바와 같이, 유기 발광층(506) 상에 임의의 패턴을 갖는음전극(508)과 표면 처리층(510)이 형성된다. 즉, 주형(102)을 이용하는 가압 접촉에 의해 표면 처리층(510)이 형성된 음전극 물질(508a)이 유기 발광층(506) 상에 선택적으로 전이됨으로써, 그 상부에 임의의 패턴을 가지며 표면 처리층(510)이 형성된 음전극(508)이 완성된다.
이때, 표면 처리를 통해 주형(102)의 표면에 SAM으로 된 격리 보조층(108)을 미리 형성해 주었기 때문에 주형(102)의 양각 부분에 맞닿아 가압 접촉된 음전극 시트(508a)의 유기 발광층(506)으로의 전이가 보다 용이하게 실현된다.
따라서, 본 실시 예에 따르면, 전술한 실시 예2에서와 동일한 결과(효과)를 얻을 수 있을 뿐만 아니라 플라즈마 처리 또는 자가 배열 물질을 사용하여 음전극 시트의 표면을 개질시켜 음전극의 일함수 값을 감소시키거나 유기 물질과 음전극 물질의 계면 특성을 향상시켜 주기 때문에, 전술한 실시 예2에 따라 제조한 유기 발광 소자와 비교해 볼 때, 더욱 향상된 성능을 갖는 유기 발광 소자를 실현할 수 있다.
한편, 본 발명의 발명자들은 본 발명에 따라 음전극 전이 방법으로 제작한 유기 발광 소자와 섀도우 마스크를 이용하여 종래 방법에 따라 제작한 유기 발광 소자 각각에 대해 전압/전류 특성에 의한 성능 시험을 하였으며, 그 결과는, 도 6에 도시된 바와 같이, 거의 동일 내지 유사함을 알 수 있었다.
따라서, 이러한 결과로부터 알 수 있는 바와 같이 본 발명에 따라 음전극 전이 방법으로 제작한 유기 발광 소자의 성능(도 6에서 검은색 점으로 표시된 부분)이 종래 방법에 따라 제작한 유기 발광 소자의 성능(도 6에서 흰색 점으로 표시된부분)과 거의 동일함을 알 수 있었으며, 이를 통해 종래의 제작 방법을 본 발명의 음전극 전이 방법으로 대체할 수 있음을 알 수 있었다.
또한, 본 발명의 발명자들은 본 발명에 따라 음전극 전이 방법으로 제작한 유기 발광 소자와 섀도우 마스크를 이용하여 종래 방법에 따라 제작한 유기 발광 소자 각각에 대해 발광 스펙트럼에 대한 시험을 하였으며, 그 결과는, 도 7에 도시된 바와 같이, 거의 동일 내지 유사함을 알 수 있었다.
따라서, 이러한 결과로부터 알 수 있는 바와 같이 본 발명에 따라 음전극 전이 방법으로 제작한 유기 발광 소자의 발광 스펙트럼(도 7에서 검은색 점으로 표시된 부분)이 종래 방법에 따라 제작한 유기 발광 소자의 발광 스펙트럼(도 7에서 흰색 점으로 표시된 부분)과 거의 동일함을 알 수 있었으며, 이를 통해 종래의 제작 방법을 본 발명의 음전극 전이 방법으로 대체할 수 있음을 알 수 있었다.
다른 한편, 본 발명의 실시 예들에서는 임의의 패턴 구조를 갖는 주형을 이용하는 가압 접촉 방식으로 유기 발광 소자의 음전극을 형성하는 것으로 하여 설명하였으나 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 각종 유기 전자 소자(예를 들면, 유기 전계 트랜지스터, 유기 레이저, 유기 배터리, 유기 광 다이오드, 유기 태양 전지 등)에 이용되는 금속 박막 패턴, 무기물 박막 패턴, 유기물 박막 패턴 등을 형성하는데 적용할 수 있음은 물론이다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 섀도우 마스크를 이용하는 증착 공정을 통해 박막 패턴(음전극)을 형성하거나 혹은 음극 분리 격벽을 이용하여 박막 패턴(음전극)을 형성하는 전술한 종래 방법과는 달리, 형성하고자 하는 박막 패턴에 대응하는 임의의 패턴 구조를 갖는 주형에 박막 물질을 증착한 후 기판에 가압 접촉하거나 혹은 박막 물질로 제작한 박막 시트를 기판 상에 올려놓고 임의의 패턴 구조를 갖는 주형의 패턴면을 가압 접촉시키는 방식을 통해 박막 물질을 기판 상에 선택적으로 전이시켜 박막 패턴(예를 들면, 음전극)을 형성함으로써, 유기 전자 소자의 대면적화에 효과적으로 대응하면서도 섀도우 마스크의 두께에 기인하는 해상도의 저하를 확실하게 방지할 수 있다.
또한, 본 발명은 플라즈마 처리 또는 자가 배열 물질을 사용하여 박막 패턴(음전극)의 표면을 개질시켜 박막 패턴의 일함수 값을 감소시키거나 유기 물질과 박막 물질의 계면 특성을 향상시켜 주기 때문에, 전술한 종래 방법에 따라 제조한 유기 전자 소자와 비교해 볼 때, 더욱 향상된 성능을 갖는 유기 전자 소자를 실현할 수 있다.

Claims (18)

  1. 적어도 하나의 금속, 무기물 또는 유기물의 박막 패턴을 포함하는 유기 전자 소자의 박막 패턴을 형성하는 방법에 있어서,
    상기 박막 패턴에 대응하는 패턴 구조를 갖는 주형을 준비하는 과정;
    상기 주형의 패턴면에 박막 물질을 증착하는 과정;
    상기 유기 전자 소자용 기판의 목표 위치에 상기 주형의 패턴면을 정렬시킨 후 소정의 압력으로 가압 접촉시키는 과정; 및
    상기 기판으로부터 상기 주형을 탈거하여 상기 패턴면의 양각 부분에 증착되어 있던 상기 박막 물질을 상기 기판 상에 잔류시킴으로써 상기 박막 패턴을 형성하는 과정으로 이루어진 유기 전자 소자의 박막 패턴 형성 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 방법은, 상기 박막 물질을 증착하기 전에 상기 주형의 패턴면에 상기 박막 물질과의 접착력 감소를 위한 격리 보조층을 형성하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 전자 소자의 박막 패턴 형성 방법.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 격리 보조층은, 실레인 계열의 자가 배열 물질인 것을 특징으로 하는 유기 전자 소자의 박막 패턴 형성 방법.
  4. 제 1 항, 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 유기 전자 소자는, 유기 발광 소자, 유기 전계 트랜지스터, 유기 배터리, 유기 광 다이오드, 유기 태양 전지 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 유기 전자 소자의 박막 패턴 형성 방법.
  5. 적어도 하나의 금속, 무기물 또는 유기물의 박막 패턴을 포함하는 유기 전자 소자의 박막 패턴을 형성하는 방법에 있어서,
    상기 박막 패턴에 대응하는 패턴 구조를 갖는 주형을 준비하는 과정;
    상기 주형의 패턴면에 박막 물질을 증착하는 과정;
    상기 박막 물질의 상부에 표면 처리층을 형성하는 과정;
    상기 유기 전자 소자용 기판의 목표 위치에 상기 주형의 패턴면을 정렬시킨 후 소정의 압력으로 가압 접촉시키는 과정; 및
    상기 기판으로부터 상기 주형을 탈거하여 상기 패턴면의 양각 부분에 증착되어 있던 상기 표면 처리층을 갖는 박막 물질을 상기 기판 상에 잔류시킴으로써 표면 처리된 상기 박막 패턴을 형성하는 과정으로 이루어진 유기 전자 소자의 박막 패턴 형성 방법.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 방법은, 상기 박막 물질을 증착하기 전에 상기 주형의 패턴면에 상기 박막 물질과의 접착력 감소를 위한 격리 보조층을 형성하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 전자 소자의 박막 패턴 형성 방법.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 격리 보조층은, 실레인 계열의 자가 배열 물질인 것을 특징으로 하는 유기 전자 소자의 박막 패턴 형성 방법.
  8. 제 5 항에 있어서, 상기 표면 처리층은, 플라즈마 처리 또는 자가 배열 물질을 사용하여 형성하는 것을 특징으로 하는 유기 전자 소자의 박막 패턴 형성 방법.
  9. 제 5 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유기 전자 소자는, 유기 발광 소자, 유기 전계 트랜지스터, 유기 배터리, 유기 광 다이오드, 유기 태양 전지 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 유기 전자 소자의 박막 패턴 형성 방법.
  10. 적어도 하나의 금속, 무기물 또는 유기물의 박막 패턴을 포함하는 유기 전자 소자의 박막 패턴을 형성하는 방법에 있어서,
    상기 박막 패턴에 대응하는 패턴 구조를 갖는 주형과 박막 물질로 된 박막 시트를 준비하는 과정;
    상기 유기 전자 소자용 기판의 목표 위치에 상기 박막 시트와 주형의 패턴면을 정렬시킨 후 소정의 압력으로 가압 접촉시키는 과정; 및
    상기 기판으로부터 상기 주형과 박막 시트를 탈거하여 상기 패턴면의 양각 부분에 가압 접촉된 상기 박막 시트를 상기 기판 상에 잔류시킴으로써 상기 박막 패턴을 형성하는 과정으로 이루어진 유기 전자 소자의 박막 패턴 형성 방법.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 방법은, 상기 주형의 패턴면에 상기 박막 시트와의접착력 감소를 위한 격리 보조층을 형성하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 전자 소자의 박막 패턴 형성 방법.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 격리 보조층은, 실레인 계열의 자가 배열 물질인 것을 특징으로 하는 유기 전자 소자의 박막 패턴 형성 방법.
  13. 제 10 항, 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서, 상기 유기 전자 소자는, 유기 발광 소자, 유기 전계 트랜지스터, 유기 배터리, 유기 광 다이오드, 유기 태양 전지 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 유기 전자 소자의 박막 패턴 형성 방법.
  14. 적어도 하나의 금속, 무기물 또는 유기물의 박막 패턴을 포함하는 유기 전자 소자의 박막 패턴을 형성하는 방법에 있어서,
    상기 박막 패턴에 대응하는 패턴 구조를 갖는 주형과 일측면에 표면 처리층이 형성된 박막 물질로 된 박막 시트를 준비하는 과정;
    상기 유기 전자 소자용 기판의 목표 위치에 상기 박막 시트와 주형의 패턴면을 정렬시킨 후 소정의 압력으로 가압 접촉시키는 과정; 및
    상기 기판으로부터 상기 주형과 박막 시트를 탈거하여 상기 패턴면의 양각 부분에 가압 접촉된 상기 표면 처리층을 갖는 박막 시트를 상기 기판 상에 잔류시킴으로써 표면 처리된 상기 박막 패턴을 형성하는 과정으로 이루어진 유기 전자 소자의 박막 패턴 형성 방법.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 방법은, 상기 박막 물질을 증착하기 전에 상기 주형의 패턴면에 상기 박막 물질과의 접착력 감소를 위한 격리 보조층을 형성하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 전자 소자의 박막 패턴 형성 방법.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 격리 보조층은, 실레인 계열의 자가 배열 물질인 것을 특징으로 하는 유기 전자 소자의 박막 패턴 형성 방법.
  17. 제 14 항에 있어서, 상기 표면 처리층은, 플라즈마 처리 또는 자가 배열 물질을 사용하여 형성하는 것을 특징으로 하는 유기 전자 소자의 박막 패턴 형성 방법.
  18. 제 14 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유기 전자 소자는, 유기 발광 소자, 유기 전계 트랜지스터, 유기 배터리, 유기 광 다이오드, 유기 태양 전지 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 유기 전자 소자의 박막 패턴 형성 방법.
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