KR20040054474A - Donor film for low molecular full color electroluminescence display device by laser induced thermal imaging method and method for manufacturing low molecular full color electroluminescence display device using the same film - Google Patents
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Abstract
Description
[산업상 이용분야][Industrial use]
본 발명은 저분자 풀칼라 유기 전계 발광 소자용 도너 필름 및 이를 사용하는 저분자 풀칼라 유기 전계 발광 소자의 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유기 전계 발광 소자의 유기층을 형성하기 위하여 사용되는 도너 필름 및 이를 사용하여 제조되는 저분자 풀칼라 유기 전계 발광 소자의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a donor film for a low molecular full color organic electroluminescent device and a method for producing a low molecular full color organic electroluminescent device using the same, and more particularly, a donor film used to form an organic layer of an organic electroluminescent device and It relates to a method for producing a low molecular full color organic electroluminescent device manufactured using the same.
[종래 기술][Prior art]
일반적으로 유기 전계 발광 소자는 양극 및 음극, 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층, 전자 주입층 등의 여러 층으로 구성된다. 유기 전계 발광 소자는 사용하는 재료에 따라 고분자와 저분자로 나뉘어지는데 저분자 유기 EL(Electroluminescene) 디바이스의 경우에는 진공 증착에 의하여 각 층을 도입하고, 고분자 유기 EL 디바이스의 경우에는 스핀 코팅 공정을 이용하여 발광 소자를 만들 수 있다.In general, the organic EL device is composed of various layers such as an anode and a cathode, a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer, an electron transport layer, an electron injection layer. The organic EL device is divided into polymer and low molecule according to the material used. In the case of the low molecular organic EL device, each layer is introduced by vacuum deposition, and in the case of the polymer organic EL device, light emission is performed using a spin coating process. You can make a device.
단색 소자인 경우, 고분자를 이용한 유기 전계 발광 소자는 스핀 코팅 공정을 이용하여 간단하게 소자를 만들 수 있는데 저분자를 이용한 것보다 구동 전압은 낮지만 효율과 수명이 떨어지는 단점이 있다. 또한, 풀칼라 소자를 만들 때에는 각각 적색, 녹색, 청색의 고분자를 패터닝해야 하는데 잉크젯 기술이나 레이저 전사법을 이용할 때 효율과 수명 등 발광 특성이 나빠지는 문제점이 있다.In the case of a monochromatic device, an organic electroluminescent device using a polymer can be simply manufactured by using a spin coating process, but the driving voltage is lower than that of a low molecule, but the efficiency and lifetime are lowered. In addition, when producing a full-color device, red, green, and blue polymers must be patterned, respectively, but there is a problem in that light emission characteristics such as efficiency and lifetime are deteriorated when inkjet technology or laser transfer method is used.
특히, 레이저 전사법을 이용하여 패터닝을 할 때에는 단일 고분자 재료로는 전사가 되지 않는 재료가 대부분이다. 레이저 열전사법에 의한 고분자 유기 전계 발광 소자의 패턴 형성 방법은 한국 특허 번호 1998-51844호에 개시되어 있으며,또한 미국 특허 제5,998,085호, 6,214,520호 및 6,114,088호에 이미 개시되어 있다.In particular, when patterning using a laser transfer method, most of the materials cannot be transferred by a single polymer material. A method for forming a pattern of a polymer organic electroluminescent device by laser thermal transfer method is disclosed in Korean Patent No. 1998-51844, and already in US Patent Nos. 5,998,085, 6,214,520 and 6,114,088.
상기 열전사법을 적용하기 위해서는 적어도 광원, 전사 필름, 그리고 기판을 필요로 하며, 광원에서 나온 빛이 전사 필름의 빛 흡수층에 의하여 흡수되어 열에너지로 변환되어 이 열에너지에 의하여 전사 필름의 전사층 형성 물질이 기판으로 전사되어 원하는 이미지를 형성하여야 한다(미국 특허 제5,220,348호, 제5,256,506호, 제5,278,023호 및 제5,308,737호).In order to apply the thermal transfer method, at least a light source, a transfer film, and a substrate are required, and light emitted from the light source is absorbed by the light absorbing layer of the transfer film and converted into thermal energy, thereby transferring the transfer layer forming material of the transfer film. It should be transferred to a substrate to form the desired image (US Pat. Nos. 5,220,348, 5,256,506, 5,278,023 and 5,308,737).
이러한 열전사법은 액정 표시 소자용 칼라 필터 제조에 이용되기도 하며, 또한 발광물질의 패턴을 형성하기 위하여 이용되는 경우가 있었다(미국 특허 제5,998,085호).This thermal transfer method is sometimes used to manufacture color filters for liquid crystal display devices, and is also used to form patterns of light emitting materials (US Pat. No. 5,998,085).
미국 특허 제5,937,272호는 풀칼라 유기 전계 발광 소자에서 고도의 패턴화된 유기층을 형성하는 방법에 관한 것으로, 상기 방법은 유기 전계 발광 물질이 전사 가능한 코팅 물질로 코팅된 도너 지지체를 사용한다. 상기 도너 지지체는 가열되어 유기 전계 발광 물질이 목적하는 하부 픽셀에 있는 색화된 유기 전계 발광 매개체를 형성하는 기판의 리세스 표면부로 전사되도록 한다. 이때, 상기 전사는 도너 필름에 열 또는 빛이 가하여져 발광 물질이 증기화(vaporize)되어 픽셀로 전사된다.U. S. Patent No. 5,937, 272 relates to a method of forming a highly patterned organic layer in a full color organic electroluminescent device, which method uses a donor support coated with a transfer material onto which the organic electroluminescent material is transferable. The donor support is heated to allow the organic electroluminescent material to be transferred to the recessed surface portion of the substrate to form a colored organic electroluminescent medium in the desired lower pixel. In this case, the transfer is applied to the donor film heat or light to vaporize the light emitting material (vapor) is transferred to the pixel.
미국 특허 제5,688,551호는 각각의 화소 영역에 형성되는 부화소(subpixel)을 형성하는 데에 있어서, 도너 시이트로부터 수용체(receiver) 시이트로 전사됨으로써 형성된다. 이때, 전사 공정은 저온(약 400 ℃ 이하)에서 승화성이 있는 유기전계 발광 물질을 도너 시이트에서 수용체 시이트 전사하여 부화소를 형성하는 것을 개시하고 있다.U. S. Patent No. 5,688, 551 is formed by transferring from a donor sheet to a receiver sheet in forming a subpixel formed in each pixel region. At this time, the transfer process discloses sublimation of an organic electroluminescent material having sublimation at a low temperature (about 400 ° C. or lower) in a donor sheet to form a subpixel.
그러나, 현재로는 고분자 유기 전계 발광 소자에 대하여 레이저 열전사법을 사용하는 기술은 알려져 있으나 저분자 풀칼라 유기 전계 발광 소자에 대하여는 개시되어 있는 기술이 없는 실정이다.However, at present, a technique using a laser thermal transfer method for a polymer organic electroluminescent device is known, but there is no technique disclosed for a low molecular full color organic electroluminescent device.
본 발명은 위에서 설명한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 저분자 풀칼라 유기 전계 발광 소자를 대량으로 제조하고 또한 대면적의 화소 영역을 확보할 수 있는 저분자 풀칼라 유기 전계 발광 소자용 도너 필름 및 이를 사용하는 저분자 풀칼라 유기 전계 발광 소자의 제조 방법을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the problems described above, and an object of the present invention is to manufacture a large molecule of low molecular full color organic electroluminescent device and to secure a large area of pixel area. The present invention provides a donor film for a device and a method for producing a low molecular full color organic electroluminescent device using the same.
도 1은 레이저를 이용하여 유기 전계 발광 소자에 사용되는 발광 유기막을 전사 패터닝할 때의 전사 메카니즘을 도시한 도면이다.1 is a diagram showing a transfer mechanism when transferring and patterning a light emitting organic film used in an organic electroluminescent device using a laser.
도 2는 본 발명에 의해 패터닝된 풀칼라 저분자 유기 전계 발광 소자의 구조를 개략적으로 나타낸 단면도이다.2 is a cross-sectional view schematically showing the structure of a full color low molecular organic EL device patterned according to the present invention.
도 3 및 도 4는 본 발명의 실시예들에 따른 저분자 유기 전계 발광 소자용 도너 필름의 구조를 나타낸 도면들이다.3 and 4 are views showing the structure of a donor film for a low molecular organic electroluminescent device according to embodiments of the present invention.
도 5는 본 발명에 따른 도너 필름을 사용하여 전사하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.5 is a view for explaining a method of transferring using a donor film according to the present invention.
본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위하여,The present invention to achieve the above object,
본 발명은The present invention
기재 필름,Base film,
상기 기재 필름 상부에 형성되어 있는 광-열 변환층, 및A light-to-heat conversion layer formed on the base film, and
상기 광-열 변환층 상부에 형성되어 있으며 저분자 물질로 이루어진 전사층을 포함하며,It is formed on the light-to-heat conversion layer and comprises a transfer layer made of a low molecular material,
상기 전사층은 레이저에 의해 열을 전달받아 레이저가 조사된 전사층 중 일부는 광-열 변환층과의 접착력의 변화에 따라 상기 전사층이 이탈되고 레이저에 의해 조사되지 않은 부분은 접착력에 의해 광-열 변환층에 고정되어 있으며, 상기 전사층에 형성되어 있는 저분자 물질이 전사되는 유기 전계 발광 소자의 기판과 상기 저분자 물질과의 접착력 및 상기 광-열 변환층과 상기 저분자 물질과의 접착력이 상기 전사층에서 레이저를 조사받은 영역의 저분자 물질과 레이저를 조사받지 않은 영역의 저분자 물질 사이의 점착력보다 커서 레이저를 조사받은 영역의 저분자 물질과 레이저를 조사받지 않은 영역의 저분자 물질은 서로 분리되어 상기 광-열 변환층에서 기판으로 물질 전이가 일어난 것을 특징으로 하는 저분자 풀칼라 유기 전계 발광 소자용 도너 필름을 제공한다.The transfer layer receives heat by a laser, and a portion of the transfer layer irradiated with the laser is separated by the change of adhesion force with the light-to-heat conversion layer, and the portion not irradiated by the laser is lighted by the adhesive force. The adhesion between the substrate and the low molecular material of the organic electroluminescent device, which is fixed to the heat conversion layer and to which the low molecular material formed on the transfer layer is transferred, and the adhesion between the light-to-heat conversion layer and the low molecular material, In the transfer layer, the adhesion between the low molecular material of the laser irradiated region and the low molecular material of the non-irradiated laser region is greater than that of the low molecular material of the laser irradiated region and the low molecular material of the unirradiated laser region are separated from each other. For low molecular full color organic electroluminescent devices, characterized in that material transition from the heat conversion layer to the substrate You provide the film.
또한, 본 발명은In addition, the present invention
기판 상에 제 1 전극을 패턴시켜 형성하는 단계,Patterning and forming a first electrode on the substrate,
상기 제 1 전극이 형성된 기판 상에 스핀 코팅이나 증착법에 의해 1 이상의 제 1 유기막층을 형성하는 단계,Forming at least one first organic layer on the substrate on which the first electrode is formed by spin coating or vapor deposition;
풀칼라를 구현하기 위한 발광층을 화소 영역 상에 레이저 열전사법으로 형성하는 단계,Forming a light emitting layer for realizing a full color on a pixel region by laser thermal transfer;
상기 발광층 상에 스핀 코팅이나 증착법에 의해 1 이상의 제 2 유기막층을 형성하는 단계, 및Forming at least one second organic film layer on the light emitting layer by spin coating or vapor deposition; and
상기 제 2 유기막층 위에 제 2 전극을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 저분자 풀칼라 유기 전계 발광 소자의 제조 방법을 제공한다.It provides a method for producing a low molecular full color organic electroluminescent device comprising the step of forming a second electrode on the second organic film layer.
또한, 본 발명은In addition, the present invention
기판으로부터 일정 간격만큼 이격된 위치에 기재 필름, 광-열 변환층, 저분자 유기 전계 발광 물질을 포함하는 저분자 유기 박막 물질을 포함하는 도너 필름을 상기 기판의 화소 영역이 형성되는 위치에 배치하는 단계,Disposing a donor film including a base film, a light-to-heat conversion layer, and a low molecular organic thin film material including a low molecular organic electroluminescent material at a position spaced apart from the substrate at a position where the pixel region of the substrate is formed;
상기 도너 필름에 레이저를 조사하여 상기 화소 영역이 형성되는 영역에는 상기 저분자 유기 박막 물질이 도너 필름으로부터 이탈되어 상기 기판으로 제 1 접착력에 의하여 접착되고, 레이저가 조사되지 않은 영역의 상기 저분자 유기 박막 물질은 제 2 접착력에 의하여 상기 광-열 변환층에 고정되어 있고, 또한, 레이저를 조사받은 상기 저분자 유기 박막 물질 영역과 레이저를 조사받지 않은 상기 저분자 유기 박막 물질 사이의 점착력이 상기 제 1 접착력 및 상기 제 2 접착력보다 약하여 서로 분리되어 화소 영역에 상기 저분자 유기 박막 물질이 상기 광-열 변환층에서 상기 기판으로 물질 전이가 일어나서 전사되는 단계, 및The low molecular weight organic thin film material is separated from the donor film and adhered to the substrate by a first adhesive force in a region where the pixel region is formed by irradiating a laser to the donor film, and the low molecular weight organic thin film material in a region where the laser is not irradiated. Is fixed to the light-to-heat conversion layer by a second adhesive force, and the adhesive force between the low molecular organic thin film material region irradiated with a laser and the low molecular organic thin film material not irradiated with a laser is determined by the first adhesive force and the Separating the low molecular organic thin film material from the light-to-heat conversion layer to the substrate by transferring the low molecular organic thin film material to each other by being weaker than the second adhesive force, and
상기 전사 단계 이후 열처리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 저분자 풀칼라 유기 전계 발광 소자의 제조 방법을 제공한다.It provides a method for producing a low molecular full color organic electroluminescent device comprising the step of heat treatment after the transfer step.
또한, 본 발명은In addition, the present invention
위의 제조 방법 중 어느 하나에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 저분자 풀칼라 유기 전계 발광 소자를 제공한다.It provides a low molecular full color organic electroluminescent device, characterized in that it is produced by any one of the above manufacturing method.
이하, 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
도 1은 본 발명에 따라 레이저를 이용하여 유기 전계 발광 소자에 사용되는 발광 유기막을 전사 패터닝할 때의 전사 메카니즘을 도시한 도면이다.1 is a diagram illustrating a transfer mechanism when transferring and patterning a light emitting organic film used in an organic electroluminescent device using a laser according to the present invention.
통상 레이저를 이용하여 유기막을 전사 패터닝할 때의 메카니즘은 도 1에서 알 수 있는 바와 같이, 기판 S1에 붙어 있던 유기막 S2가 레이저의 작용으로 S1으로부터 떨어져 나와 기판 S3로 전사되면서 레이저를 받지 않은 부분과 분리가 일어나야 한다.As can be seen in FIG. 1, the mechanism for transferring and patterning the organic film using a laser is a portion in which the organic film S2 attached to the substrate S1 is separated from the S1 by the action of the laser and transferred to the substrate S3, and is not subjected to the laser. Separation should take place.
전사 특성을 좌우하는 인자는 기판 S1과 필름 S2와의 제 1 접착력(W12)과 필름끼리의 점착력(W22), 그리고 필름 S2와 기판 S3와의 제 2 접착력(W23)의 세 가지이다.There are three factors that determine the transfer characteristics: the first adhesive force W12 between the substrate S1 and the film S2, the adhesive force W22 between the films, and the second adhesive force W23 between the film S2 and the substrate S3.
이러한 제 1, 제 2 접착력과 점착력을 각 층의 표면 장력(γ1, γ2, γ3)과 계면 장력(γ12, γ23)으로 표현하면 하기 식과 같이 표현된다.The first and second adhesive forces and adhesive forces are expressed by the surface tensions (γ1, γ2, γ3) and the interfacial tensions (γ12, γ23) of each layer as shown in the following formula.
W12 = γ1 + γ2 - γ12W12 = γ1 + γ2-γ12
W22 = 2γ2W22 = 2γ2
W23 = γ2 + γ3 - γ23W23 = γ2 + γ3-γ23
레이저 전사 특성을 향상시키기 위해서는 필름끼리의 점착력이 각 기판과 필름 사이의 접착력보다 작아야 한다.In order to improve the laser transfer characteristics, the adhesion between the films should be smaller than the adhesion between each substrate and the film.
일반적으로 유기 전계 발광 소자에서는 각 층을 이루는 물질로 유기 물질을 사용하고 있으며 저분자 물질을 사용하는 경우에는 상기 제 1 및 제 2 접착력이 점착력보다 크기 때문에 도너 필름으로부터 발광 물질을 유기 전계 발광 소자로 전사시킴으로써 물질 전이(mass transition)가 일어나서 발광층의 미세 패턴을 형성할 수 있는 것이다. 이렇게 전사함으로써, 미세한 발광층의 패턴까지도 형성할 수 있으며 미스 얼라인(mis-align)이 발생할 가능성이 적어진다.In general, an organic EL device uses an organic material as a material of each layer, and when a low molecular weight material is used, the light emitting material is transferred from the donor film to the organic EL device because the first and second adhesive forces are larger than the adhesive force. By doing so, a mass transition can occur to form a fine pattern of the light emitting layer. By this transfer, even a fine pattern of the light emitting layer can be formed and there is less possibility of mis-alignment.
도 3 및 도 4는 본 발명의 실시예들에 따른 저분자 유기 전계 발광 소자용 도너 필름의 구조를 나타낸 도면들이다.3 and 4 are views showing the structure of a donor film for a low molecular organic electroluminescent device according to embodiments of the present invention.
상기 도너 필름(34)은 도 3에 도시된 바와 같이, 기재필름(31) 상에 광-열 변환층(32)과 전사층(33)이 적층되어 있는 구조를 가지고 있다.As shown in FIG. 3, the donor film 34 has a structure in which the light-to-heat conversion layer 32 and the transfer layer 33 are stacked on the base film 31.
도 3은 가장 기본적인 구조의 도너 필름을 나타낸 것으로서, 용도에 따라서 필름 구조를 변경하여 사용할 수 있다. 예를들어, 반사에 의하여 전사층의 특성이 저하되는 것을 방지하기 위하여 반사방지(anti-reflection) 코팅처리를 할 수 있으며, 필름의 감도(sensitivity)를 향상시키기 위하여 광-열 변환층 하부에 도 4에 도시한 바와 같이, 가스 생성층(35)을 더 형성할 수도 있다.3 illustrates a donor film having the most basic structure, and the film structure may be changed according to a use. For example, an anti-reflection coating may be applied to prevent the transfer layer from deteriorating due to reflection, and may be disposed under the light-to-heat conversion layer to improve the sensitivity of the film. As shown in FIG. 4, the gas generating layer 35 may be further formed.
상기 가스 생성층(35)은 광 또는 열을 흡수하면 분해반응을 일으켜 질소 가스나 수소 가스등을 방출함으로써 전사에너지를 제공하는 역할을 하며, 사질산펜타에리트리트(PETN), 트리니트로톨루엔(TNT) 등으로부터 선택된 물질로 이루어진다.When the gas generating layer 35 absorbs light or heat, it causes a decomposition reaction to release nitrogen gas or hydrogen gas, thereby providing transfer energy, pentaerythrite tetranitrate (PETN), trinitrotoluene (TNT), and the like. It is made of a material selected from.
상기 기재 필름(31)은 투명성 고분자로 이루어져 있는데, 이러한 고분자로는 폴레에틸렌 테레프탈레이트와 같은 폴리에스테르, 폴리아크릴, 폴리에폭시, 폴리에틸렌, 폴리스티렌 등을 사용한다. 그 중에서 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름을 주로 사용한다. 기재 필름의 두께는 10 내지 500 ㎛인 것이 바람직하며, 이 기재 필름의 역할은 지지필름으로서의 역할을 수행하며 복합적인 다중계도 사용 가능하다.The base film 31 is composed of a transparent polymer, and such polymers include polyester such as polyethylene terephthalate, polyacryl, polyepoxy, polyethylene, polystyrene, and the like. Among them, polyethylene terephthalate film is mainly used. It is preferable that the thickness of a base film is 10-500 micrometers, and the role of this base film performs a role as a support film, and complex multiple systems can also be used.
상기 광-열 변환층은 적외선-가시광선 영역의 빛을 흡수하는 성질을 갖고 있는 광흡수성 물질로 형성한다. 이러한 특성을 갖고 있는 막으로서 알루미늄, 그 산화물 및 황화물로 이루어진 금속막 그리고 카본 블랙, 흑연이나 적외선 염료가 첨가된 고분자로 이루어진 유기막이 있다. 이때 금속막은 진공 증착법, 전자빔 증착법 또는 스퍼터링을 이용하여 100 내지 5,000 Å 두께로 형성하며, 유기막의 경우에는 일반적인 필름코팅 방법인 압출(extrusion), 스핀(spin), 및 나이프(knife) 코팅 방법을 이용하여 0.1 내지 10 ㎛ 두께가 바람직하다.The light-to-heat conversion layer is formed of a light absorbing material having a property of absorbing light in the infrared-visible light region. As the film having such characteristics, there is a metal film made of aluminum, its oxide and sulfide, and an organic film made of a polymer to which carbon black, graphite or infrared dye is added. In this case, the metal film is formed to a thickness of 100 to 5,000 mm by vacuum deposition, electron beam deposition, or sputtering, and in the case of an organic film, extrusion, spin, and knife coating methods, which are general film coating methods, are used. 0.1 to 10 μm thick is preferred.
상기 전사층(33)으로는 앞서 살펴본 바와 같이, 고분자 물질이 아닌 저분자 유기 전계 발광 물질, 홀 전달성 저분자, 및 전자 전달성 저분자 중에서 선택된 적어도 하나의 물질로 형성한다. 이때 전사층의 형성은 일반적인 코팅 방법인 압출, 스핀, 나이프 코팅 방법, 진공 증착법, CVD 등의 방법을 이용하여 100 내지 50,000 Å 두께로 코팅한다.As described above, the transfer layer 33 is formed of at least one material selected from a low molecular organic electroluminescent material, a hole transporting low molecule, and an electron transporting low molecule, not a polymer material. At this time, the formation of the transfer layer is coated with a thickness of 100 to 50,000 kPa using a general coating method such as extrusion, spin, knife coating method, vacuum deposition method, CVD, and the like.
상기 저분자 유기 전계 발광층은 하기 화학식 1 내지 4로 표시되는 물질을 사용하여 형성하는 것이 바람직하다.The low molecular organic electroluminescent layer is preferably formed using a material represented by the following Chemical Formulas 1 to 4.
[화학식 1][Formula 1]
[화학식 2][Formula 2]
[화학식 3][Formula 3]
[화학식 4][Formula 4]
상기 전자 전달층과 홀 전달층도 발광층과 마찬가지로 저분자 유기물질을 사용함으로써 전사가 가능하다.Like the emission layer, the electron transport layer and the hole transport layer may be transferred by using a low molecular organic material.
전자 전달성 저분자로는 1,3,4-옥사디아졸(1,3,4-oxadiazole) 유도체 또는 1,2,4-트리아졸유도체(1,2,4-triazole: TPA)가 사용된다.As the electron transporting low molecule, 1,3,4-oxadiazole derivatives or 1,2,4-triazole derivatives (1,2,4-triazole: TPA) are used.
홀 전달성 저분자로는 화학식 5 내지 8로 표시되는 방향족 아미노 유도체 중에서 선택된 하나가 사용된다.As the hole-transporting low molecular weight, one selected from aromatic amino derivatives represented by the formulas (5) to (8) is used.
[화학식 5][Formula 5]
[화학식 6][Formula 6]
[화학식 7][Formula 7]
[화학식 8][Formula 8]
상기 방법에 따라 유기박막인 제 1 유기막층(22), 발광층(23) 및 제 2 유기막층(24)을 형성하고 나서, 상기 투명 전극층(21)과 대향하는 배면 전극층(25)을 형성한 다음, 그 위에 절연층을 형성하면 유기 전계 발광 소자가 완성된다.After forming the first organic film layer 22, the light emitting layer 23, and the second organic film layer 24, which are organic thin films, the back electrode layer 25 facing the transparent electrode layer 21 is formed. If an insulating layer is formed on it, an organic electroluminescent element is completed.
한편, 본 발명에서는 발광층을 이루는 발광 물질로 저분자를 사용하여 레이저 전사법에 의하여 저분자 풀칼라 유기 전계 발광 소자를 제조하는 방법을 제공한다.On the other hand, the present invention provides a method for producing a low molecular full-color organic electroluminescent device by a laser transfer method using a low molecule as a light emitting material constituting the light emitting layer.
도 2는 본 발명에 의해 패터닝된 풀칼라 저분자 유기 전계 발광 소자의 구조를 개략적으로 나타낸 단면도이다. 도 2를 참조하면, 본 발명에 의한 유기 전계 발광 소자는, 먼저, 반도체 기판(2) 상에 통상의 방법으로 제 1 전극층(21)을 패턴하여 형성한다. 상기 제 1 전극층(21)은 화소 정의층(Pixel Defined Layer; PDL)으로 분리되어 있다.2 is a cross-sectional view schematically showing the structure of a full color low molecular organic EL device patterned according to the present invention. Referring to FIG. 2, the organic electroluminescent device according to the present invention is first formed by patterning the first electrode layer 21 on the semiconductor substrate 2 by a conventional method. The first electrode layer 21 is separated into a pixel defined layer (PDL).
제 1 전극층(21)을 형성한 후 그 위에 제 1 유기막층(22)을 형성한다.After the first electrode layer 21 is formed, the first organic layer 22 is formed thereon.
상기 제 1 유기막층(22)은 발광층(23) 및 제 2 유기막층(24)과 동시에 레이저 열 전사 공정으로 형성할 수 있고, 또는 아래 설명과 같이 제 1 유기막층(22)만을 형성할 수 있다.The first organic layer 22 may be formed at the same time as the light emitting layer 23 and the second organic layer 24 by a laser thermal transfer process, or only the first organic layer 22 may be formed as described below. .
상기 제 1 유기막층(22)은 제 1 전극(21)이 애노드 전극인 경우에는 정공 주입층 또는/및 정공 수송층을 포함할 수 있다. 통상적으로 저분자 유기 전계 발광 소자의 경우에는 소자의 특성을 향상시키기 위하여 정공 주입층과 정공 수송층을 모두 포함한다.The first organic layer 22 may include a hole injection layer and / or a hole transport layer when the first electrode 21 is an anode electrode. In general, in the case of a low molecular organic EL device, both a hole injection layer and a hole transport layer are included in order to improve characteristics of the device.
제 1 유기막층(22)만을 형성하는 경우에는 상기 정공 주입층 및/또는 정공 수송층은 스핀 코팅 또는 증착법에 의하여 형성할 수 있다.When only the first organic layer 22 is formed, the hole injection layer and / or the hole transport layer may be formed by spin coating or vapor deposition.
한편, 상기 제 1 전극(21)이 캐소드 전극인 경우에는 상기 제 1 유기막층(22)은 전자 수송층, 정공 억제층 및 전자 주입층 중 1 이상의 층을 포함한다. 위에서도 언급한 바와 소자의 특성을 향상시키기 위하여 통상적으로 전자 수송층을 포함하며, 더욱 정공 억제층 및/또는 전자 주입층 등을 더욱 포함할 수 있다.In the case where the first electrode 21 is a cathode, the first organic layer 22 may include at least one of an electron transport layer, a hole suppression layer, and an electron injection layer. As mentioned above, in order to improve the characteristics of the device, an electron transport layer is typically included, and a hole suppression layer and / or an electron injection layer may be further included.
이상과 같이, 제 1 유기막층만을 먼저 기판에 형성한 경우 그 다음으로 기판 위에 발광층(23)을 형성한다. 상기 발광층(23)은 저분자 발광 물질을 사용하여, 먼저, 전사용 도너 필름에 R, G, B를 구현할 수 있도록 증착 또는 스핀 코팅하여 발광 물질이 형성된 도너 필름을 준비한다.As described above, when only the first organic film layer is first formed on the substrate, the light emitting layer 23 is formed next on the substrate. The light emitting layer 23 uses a low molecular weight light emitting material, and prepares a donor film in which a light emitting material is formed by depositing or spin coating to implement R, G, and B on a transfer donor film.
준비된 도너 필름을 레이저빔을 이용하여 전사하여 도너 필름에 코팅되어 있는 저분자 발광을 제 1 유기막층(22)이 형성되어 있는 기판 상의 화소 영역 상에패턴된 발광층을 형성한다.The donor film thus prepared is transferred using a laser beam to form a light emitting layer patterned on the pixel region on the substrate on which the first organic film layer 22 is formed to emit low molecular light, which is coated on the donor film.
이하, 도 5를 참조하여 본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자 유기 박막의 미세패턴을 형성하는 방법을 상세히 설명한다. 도 5는 본 발명에 따른 도너 필름을 사용하여 전사하는 방법을 설명하기 위한 도면으로 먼저, 투명 기판(55) 상에 투명 전극층(56)을 형성한다. 이와 별도로 기재필름(51) 상에 광-열 변환층(52), 전사층(53)을 순차적으로 도포하여 도너 필름(54)을 준비한다.Hereinafter, a method of forming a fine pattern of an organic EL device according to the present invention will be described in detail with reference to FIG. 5. 5 is a view for explaining a method of transferring using a donor film according to the present invention. First, a transparent electrode layer 56 is formed on a transparent substrate 55. Separately, the donor film 54 is prepared by sequentially applying the light-to-heat conversion layer 52 and the transfer layer 53 on the base film 51.
여기에서 전사층은 유기박막 형성용 물질을 코팅함으로써 제조된다. 이때, 여러 가지 특성을 개선하기 위하여, 소정 함량의 첨가물질을 첨가하여도 무방하다. 예를 들어, 발광층의 효율을 높이기 위하여 도판트(dopant)를 첨가하여도 된다. 그리고, 전사층을 형성하는 방법으로는 상술한 바와 같이, 일반적인 필름 코팅방법인 압출(extrusion), 스핀(spin) 및 나이프(knife) 코팅방법을 사용한다.Here, the transfer layer is prepared by coating the material for forming an organic thin film. At this time, in order to improve various properties, a predetermined amount of additives may be added. For example, a dopant may be added to increase the efficiency of the light emitting layer. As a method of forming the transfer layer, an extrusion, spin and knife coating method, which is a general film coating method, is used as described above.
이때, 제 1 유기막층(22)과 발광층(23), 제 2 유기막층(24)등을 동시에 형성할 때에는 상기 유기박막 형성용 물질은 발광 물질 및 홀 전달성 물질과 전자 전달성 물질을 함께 코팅할 수 있다.In this case, when the first organic layer 22, the light emitting layer 23, the second organic layer 24, and the like are simultaneously formed, the organic thin film forming material may be coated with a light emitting material, a hole transporting material, and an electron transporting material. can do.
그리고 나서, 투명 전극층(56)이 형성된 기판(55)과 소정 간격만큼 이격된 위치에 상기 도너 필름(54)을 배치한 다음, 상기 도너 필름(54)에 에너지원(57)을 조사한다.Thereafter, the donor film 54 is disposed at a position spaced apart from the substrate 55 on which the transparent electrode layer 56 is formed by a predetermined distance, and then the energy source 57 is irradiated to the donor film 54.
상기 에너지원(57)은 전사 장치를 거쳐서 기재 필름(53)을 통과하여 광-열 변환층(52)을 활성화시키고, 열분해반응에 의하여 열을 방출한다. 방출된 열로 인하여 투명 기판(55) 상부에 투명 전극층(56)이 형성되어 있는 기판(55) 상에 전사물질이 원하는 패턴과 두께로 전사되게 된다.The energy source 57 passes through the base film 53 through the transfer device to activate the light-to-heat conversion layer 52, and releases heat by the thermal decomposition reaction. Due to the heat released, the transfer material is transferred to a desired pattern and thickness on the substrate 55 having the transparent electrode layer 56 formed on the transparent substrate 55.
본 발명에서 사용하는 에너지원은 레이저, 크세논(Xe) 램프 그리고 플래쉬(flash) 램프 등이 가능하다. 그 중에서도 레이저가 가장 우수한 전사 효과를 얻을 수 있어서 바람직하다. 이때 레이저로는 고체, 가스, 반도체, 염료 등의 모든 범용적인 레이저를 모두 사용할 수 있으며, 레이저 빔의 모양도 원형의 빔 또는 다른 가능한 모양의 빔이 사용 가능하다.The energy source used in the present invention may be a laser, xenon (Xe) lamp, flash lamp and the like. Among them, laser is preferable because it can obtain the most excellent transfer effect. In this case, all general-purpose lasers such as solids, gases, semiconductors, dyes, and the like may be used, and the shape of the laser beam may be a circular beam or a beam of another possible shape.
이와 같이 되는 경우 상기 화소 영역이 형성되는 영역에는 상기 저분자 유기 전계 발광 물질은 홀전달성 저분자 및/또는 전자 전달성 저분자 물질이 도너 필름으로부터 이탈되어 상기 기판으로 제 1 접착력에 의하여 접착되고, 레이저가 조사되지 않은 영역의 상기 저분자 유기 전계 발광 물질은 제 2 접착력에 의하여 상기 광-열 변환층에 고정되어 있고, 또한, 레이저를 조사받은 상기 저분자 유기 전계 발광 물질 영역과 레이저를 조사받지 않은 상기 저분자 유기 전계 발광 물질 사이의 점착력이 상기 제 1 접착력 및 상기 제 2 접착력보다 약하여 서로 분리되어 화소 영역에 상기 저분자 유기 전계 발광 물질이 상기 광-열 변환층에서 상기 기판으로 물질 전이가 일어나 전사된다.In this case, in the region where the pixel region is formed, the low molecular organic electroluminescent material is separated from the donor film by the hole-transfer low molecular and / or electron-transmitting low molecular material, and is bonded to the substrate by a first adhesive force, and the laser is irradiated The low-molecular organic electroluminescent material in the unaffected region is fixed to the light-to-heat conversion layer by a second adhesive force, and the low-molecular organic electroluminescent material region irradiated with a laser and the low molecular organic electric field not irradiated with a laser The adhesive force between the light emitting materials is weaker than the first and second adhesive forces so that the light emitting materials are separated from each other so that the low molecular organic electroluminescent material is transferred from the light-to-heat conversion layer to the substrate in the pixel region.
상기한 바와 같은 전사 과정을 거친 후에는 전사된 물질을 고형화, 고착화시키기 위하여 열처리하는 공정을 거치게 된다.After the transfer process as described above, the transfer material undergoes a heat treatment to solidify and solidify the transferred material.
여기에서 전사물질의 전사는 한번 또는 다단계를 거쳐 이루어질 수 있다. 즉, 전사하고자 하는 유기 박막층의 두께에 있어서는 한번에 필요한 두께를 전사할 수 있고, 여러 번 반복에 의하여 전사할 수도 있다. 그러나, 공정의 편의성 및 안정성을 고려한다면 한번에 전사 물질을 전사시키는 것이 바람직하다.In this case, the transfer of the transfer material may be performed once or in multiple stages. That is, in the thickness of the organic thin film layer to be transferred, the required thickness can be transferred at one time, and can also be transferred by repetition several times. However, considering the convenience and stability of the process, it is desirable to transfer the transfer material at one time.
이와 같이, 발광층과 동시에 제 2 유기막층(24)을 형성할 수 있고, 또는 발광층만을 형성한 후 계속하여 제 2 유기막 층(24)을 형성할 수 있다.In this manner, the second organic film layer 24 can be formed at the same time as the light emitting layer, or the second organic film layer 24 can be continuously formed after forming only the light emitting layer.
제 2 유기막층(24)은 제 1 전극이 캐소드인 경우에는 전자 주입층, 정공 억제층 및 전자 수송층 중 1 이상의 층을 포함한다. 통상적으로 저분자 유기 전계 발광 소자의 경우에는 앞에서 설명한 바와 같이 소자 특성을 위하여 전자 주입층은 포함하는 것이 바람직하고, 여기에 더욱 정공 억제층 및/또는 전자 수송층을 포함할 수 있다. 그리고 나서, 제 2 전극(25)을 형성하고 봉지하면 저분자 풀칼라 유기 전계 발광 소자가 완성된다.The second organic layer 24 includes at least one of an electron injection layer, a hole suppression layer and an electron transport layer when the first electrode is a cathode. In general, in the case of the low molecular organic electroluminescent device, as described above, the electron injection layer is preferably included for device characteristics, and may further include a hole suppression layer and / or an electron transport layer. Then, the low molecular full color organic electroluminescent device is completed by forming and encapsulating the second electrode 25.
제 2 유기막층만을 따로 형성하는 경우에는 상기 제 2 유기막층은 스핀 코팅 또는 증착법에 의하여 형성한다.When only the second organic film layer is separately formed, the second organic film layer is formed by spin coating or vapor deposition.
한편, 제 1 전극(21)이 애노드인 경우에는 제 2 유기막층(24)으로는 정공 주입층 및/또는 정공 전달층을 포함한다. 제 2 유기막 층을 형성한 후 제 2 전극(25)으로 캐소드 전극을 형성한 후 봉지하여 저분자 풀칼라 유기 전계 발광 소자를 완성한다. 상기 제 2 유기막층은 스핀 코팅 또는 증착법에 의하여 형성한다.On the other hand, when the first electrode 21 is an anode, the second organic layer 24 includes a hole injection layer and / or a hole transport layer. After forming the second organic layer, the cathode is formed with the second electrode 25 and then encapsulated to complete the low molecular full color organic electroluminescent device. The second organic layer is formed by spin coating or vapor deposition.
이상과 같이 본 발명에서는 기존에 고분자 유기 전계 발광 소자에만 저분자 풀칼라 유기 전계 발광 소자의 발광층을 레이저 열전사법으로 형성함으로써 고해상도의 디스플레이 디바이스를 얻을 수 있음은 물론 발광층의 미세 패턴을 형성하기 용이하므로 저분자 유기 전계 발광 소자의 양산이 용이하다.As described above, in the present invention, by forming the light emitting layer of the low molecular full color organic electroluminescent device only in the polymer organic electroluminescent device by laser thermal transfer method, it is possible to obtain a high resolution display device and also to form a fine pattern of the light emitting layer. Mass production of organic electroluminescent elements is easy.
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