KR20190039772A - 발광 디바이스의 제조 방법, 발광 디바이스 및 하이브리드 발광 디바이스 - Google Patents

발광 디바이스의 제조 방법, 발광 디바이스 및 하이브리드 발광 디바이스 Download PDF

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Abstract

발광 디바이스의 제조 방법, 발광 디바이스 및 하이브리드 발광 디바이스로서, 이 제조 방법은, 다수의 할로우부를 구비한 마스크 플레이트를 기판에 설치하는 S1 단계와; 용액법을 이용하여 잉크가 할로우부를 통과하여 기판 표면에 설치되도록 하는 S2 단계와; 기판 표면의 잉크를 건조 또는 경화시켜 발광층 또는 기능층을 형성하는 S3 단계로 이루어진다. 이 제조 방법은 다수의 할로우부를 구비한 마스크 플레이트를 기판에 설치하고, 용액법을 이용하여 잉크가 할로우부를 통과하여 기판 표면에 설치되도록 한 다음, 기판 표면의 잉크를 건조 또는 경화시켜 발광층 또는 기능층을 형성하기 때문에, 마스크 플레이트를 이용하여 잉크가 다른 색상 구역으로 분산되는 것을 막고, 혼색 문제의 발생을 효과적으로 방지하여, 발광 디바이스의 색 정확도를 향상시킨다.

Description

발광 디바이스의 제조 방법, 발광 디바이스 및 하이브리드 발광 디바이스
본 발명은 광학 기술 분야에 관한 것으로, 보다 상세하게는 발광 디바이스의 제조 방법, 발광 디바이스 및 하이브리드 발광 디바이스에 관한 것이다.
과학기술의 끊임없는 발달과 더불어, 사람들의 모니터 화질에 대한 요구 역시 끊임없이 높아지고 있는바, QLED (양자점 발광다이오드) 디스플레이는 높은 색순도, 색 포화도 및 광색역으로 인하여 미래의 가장 대표적인 디스플레이 기술로 간주되고 있다. 현재 QLED 디바이스는 주로 용액법 제조과정을 이용하여 제조되는데, 예를 들어, 잉크젯 인쇄, 실크 스크린 인쇄, 스핀 코팅, 슬릿 코팅、스프레이 코팅 등으로서, 디스플레이 되는 픽셀이 아주 작기에 현재 서브 픽셀 코팅은 일반적으로 잉크젯 인쇄기술을 이용하여 선택적으로 코팅을 진행하는바, 즉, 픽셀 분리 구조가 구축하는 RGB 서브 픽셀 그루브 내에 노즐을 사용하여 순차적으로 R, G, B 양자점 재료 잉크를 인쇄한다. 현재 블루레이 QLED 디바이스의 효율이 낮기에, 직접 양자점을 이용하여 RGB 디스플레이의 QLED 디바이스를 구축하는 것은 다소 어렵고, 전통적인 LED 와 OLED 의 블루레이 는 발전이 성숙되었기에, 양자점의 RG 광 발광을 LED 나 OLED 의 전자발광 블루레이와 결부하여 RGB 디스플레이를 구현하는 방식을 이용하면 단시기 내에 실현이 가능하다.
그러나, 상기 잉크젯 인쇄기술에서, 노즐이 분출하는 액체방울의 형태는 매우 불안정적인 것으로, 주된 액체방울 주변에 작은 방울이 자주 형성되어 있으며, 흩어져 있는 작은 방울들은 원래 위치를 이탈하여 주변 서브 픽셀 영역에 떨어져, 각 서브 픽셀 내에 떨어진 재료양이 서로 다르거나 혼색 문제점을 일으킴으로써, 발광 디바이스의 최종 기능에 영향을 주거나 색차를 발생시켜 제품의 양품율을 저하시킨다.
OLED는 일반적으로 증착법을 이용하여 상기 전자 발광 디바이스를 제작하는데, 다시 말하여 기판 위쪽에 마스크 플레이트를 덮고, 진공 열증착을 수 차례 진행하여 RGB 픽셀을 제작한다. 예를 들면, R 픽셀 증착시, GB 픽셀에 증착되지 않도록 대응되는 위치에 마스크 플레이트를 덮는다. 상기 방법은 재료의 이용률이 낮기에 원가가 아주 높은데, 이러한 단점으로 인하여, 현재 용액법을 이용하여 상기 RGB 픽셀을 구비한 OLED 전자 발광 디바이스를 제작하는 것이 광범위하게 연구되고 있어, 용액법 제작 과정에 능숙한 QLED 전자 발광 디바이스에 맞설 것으로 기대되고 있으며, QLED 디바이스는 광색역, 색 정확도 조절 가능함 등 장점으로 인하여, 차세대 최적 디스플레이 기술로 간주되고 있다. 기존 LCD 시장을 계속 선점하는 OLED 디스플레이거나, 아니면 왕성하게 성장하여 OLED를 대체함으로써 디스플레이 기술이 LCD에서 QLED로 바로 이행하기 위한 QLED 디스플레이를 막론하고, 용액법 제조과정은 현재 연구의 핵심이다.
그러나, 용액법의 스프레이 코팅 기술은, 스프레이 코팅 설비의 재료 유도 성능이 낮기에, 구역 코팅에만 적합하고, 점 코팅에는 적합하지 않다. 또한 용액법 제조 기술의 잉크젯 인쇄 기술은, 잉크의 주입 정확도를 확보하기 위해 정밀한 잉크젯 인쇄 설비를 이용해야 하기에, 설비 원가가 너무 높다.
광 발광 양자점 컬러 필름 제작시, 옐로우레이 기술을 이용하여 제작되는 블랙 매트릭스 또는 픽셀 분리 구조는 기술이 복잡하고 제조 비용이 아주 높으며, 정밀한 잉크젯 인쇄설비를 투입하는 것 역시 비용이 너무 높아 새 기술을 일반화하는데 어려움이 있다.
본 발명은 발광 디바이스의 제조 방법, 발광 디바이스 및 하이브리드 발광 디바이스를 제공함으로써, 종래 기술에서 발광 디바이스가 혼색으로 인하여 색차가 초래되는 문제점을 해결하는데 주된 목적을 두고 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 또한 발광 디바이스의 제조 방법을 제공하는데, 이 제조 방법은 다수의 할로우(hollow) 부를 구비한 마스크 플레이트를 기판에 설치하는 S1 단계와; 용액법(solution method)을 이용하여 잉크가 할로우부를 통과하여 기판 표면에 설치되도록 하는 S2 단계와；기판 표면의 잉크를 건조 또는 경화시켜 발광층 또는 기능층을 형성하는 S3 단계로 이루어진다.
또한, 잉크는 양자점 재료 잉크이고, 제조 방법에는 S1 내지 S3 단계를 최소 한번 반복하는 과정이 포함되며, 매번 반복 과정에 이용되는 마스크 플레이트의 할로우부는 기판의 서로 다른 구역에 대응되고, 이용되는 잉크의 발광 색상은 또한 다르다.
또한, S1 단계의 마스크 플레이트는 개질 표면(modified surface)을 구비하는데, 개질 표면은 기판에서 떨어진 마스크 플레이트의 일측 표면을 포함하고, 개질 표면은 친수성 또는 소수성(hydrophobicity)을 구비하며; S2 단계에서 이용하는 잉크는 개질 표면과 다른 친수성 / 소수성을 띤다.
또한, 개질 표면은 기판에서 가까운 마스크 플레이트의 일측 표면을 포함한다.
또한, 개질 표면이 소수성 표면일 경우, 제조 방법에는 개질 표면을 형성하는 과정이 더 포함되는데, 그 과정은 마스크 플레이트를 소수성 재료 용액에 담궈서 소수성 재료가 마스크 플레이트의 표면에 고정되도록 하되, 여기서 바람직한 소수성 재료는 불소계 실란 커플링제인 S01 단계와; 소수성 재료가 고정된 마스크 플레이트를 용액과 분리하고, 마스크 플레이트에 건조처리를 진행하여 소수성 개질 표면을 형성하는 S02 단계를 포함한다.
또한, 제조 방법에는 마스크 플레이트 표면에 자외선 오존 광분해 산화를 진행하여, 마스크 플레이트의 친수성 표면이 완전히 노출되도록 하는, 마스크 플레이트에 대한 사전 처리 과정이 더 포함된다.
또한, S1 단계의 기판은 픽셀 분리 구조를 구비하고, 픽셀 분리 구조는 다수의 서로 분리된 서브 픽셀 구역을 구비하며, 할로우부는 각 서브 픽셀 구역에 대응되게 설치되고; S2 단계는 잉크가 할로우부를 통과하여 대응되는 서브 픽셀 구역에 진입하도록 한다.
또한, S1 단계의 기판 표면에는 친수 구역과 소수 구역이 있고, 할로우부는 친수 구역 또는 소수 구역에 대응되게 설치되며; S2 단계는 소수성 잉크가 할로우부를 통과하여 소수 구역에 진입하도록 하거나, 또는 친수성 잉크가 할로우부를 통과하여 친수 구역에 진입하도록 한다.
또한, 잉크는 정공 주입 재료 잉크, 정공 수송 재료 잉크, 전자 주입 재료 잉크 및 전자 수송 재료 잉크 중 임의의 하나가 될 수 있고, S3 단계에서는 잉크를 건조시켜 대응되는 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 주입층 또는 전자 수송층을 형성하는데, 잉크는 양자점 재료 잉크 또는 유기 발광 재료 잉크가 될 수 있으며, S3 단계에서는 잉크를 건조시켜 대응되는 양자점 발광층 또는 유기 발광층을 형성한다.
또한, 상기 잉크는 전극 재료 잉크이고, 상기 S3 단계에서는 상기 잉크를 건조시켜 대응되는 전극층을 형성한다.
또한, 상기 잉크는 정공 주입 재료 잉크, 정공 수송 재료 잉크, 전자 주입 재료 잉크 전극 재료 잉크 및 전자 수송 재료 잉크 중 임의의 하나가 될 수 있고, 상기 S3 단계에서는 잉크를 경화시켜 대응되는 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 주입층, 전극층 또는 전자 수송층을 형성하는데, 상기 잉크는 양자점 재료 잉크 또는 유기 발광 재료 잉크가 될 수 있고, 상기 S3 단계에서는 상기 잉크를 경화시켜 대응되는 양자점 발광층 또는 유기 발광층을 형성한다.
또는, S2 단계에서는 스프레이 코팅 또는 잉크젯 인쇄 기술을 이용하여 잉크가 할로우부를 통과하여 기판 표면에 설치되도록 하는데, 바람직한 스프레이 코팅 기술은 초음파 스프레이 코팅이다.
본 발명은 또한 발광 디바이스를 제공하는데, 발광 디바이스는 상기 제조 방법에 따라 제작되며, 발광 디바이스는 전계 발광 디바이스(electroluminescence device) 또는 광 발광 디바이스(photoluminescence device)이다.
본 발명은 또한 하이브리드 발광 디바이스를 제공하는데, 발광 디바이스는 전계 발광 디바이스 및 전계 발광 디바이스 발광 측에 설치된 광 발광 디바이스를 포함하며, 전계 발광 디바이스 및/또는 광 발광 디바이스는 제조 방법에 따라 제작된다.
본 발명은 또한 표면 개질 마스크 플레이트를 제공하는데, 표면 개질 마스크 플레이트는 다수의 할로우부를 구비하고, 표면 개질 마스크 플레이트는 개질 표면을 구비하되, 개질 표면은 제 1 개질 표면 및 제 2 개질 표면을 포함하며, 제 1 개질 표면은 할로우부를 둘러 싸고, 제 1 개질 표면 외 개질 표면은 제 2 개질 표면이며, 제 1 개질 표면과 제 2 개질 표면은 서로 다르고, 각각 친수성 표면 및 소수성 표면 중 하나를 선택한다.
본 발명은 또한 마스크 플레이트의 표면 개질 방법을 제공하는데, 이 표면 개질 방법은 이하의 단계를 포함하는 것으로, 다수의 할로우부를 구비한 마스크 플레이트 표면을 개질하여 개질 표면을 형성하되, 그 중 개질 표면은 제 1 개질 표면과 제 2 개질 표면을 포함하고, 제 1 개질 표면은 할로우부를 둘러 싸고, 제 1 개질 표면 외 개질 표면은 제 2 개질 표면이며, 제 1 개질 표면과 제 2 개질 표면은 서로 다르고, 각각 친수성 또는 소수성을 띤다.
또한 표면 개질 방법은 이하의 단계를 포함한다. S01' 단계 : 마스크 플레이트를 소수성 재료 용액에 담궈서 소수성 재료를 마스크 플레이트 표면에 고정하는데, 바람직한 소수성 재료는 불소계 실란 커플링제(fluoric silane coupling agent)이다. S02' 단계 : 소수성 재료가 고정된 마스크 플레이트를 용액과 분리하고, 마스크 플레이트를 건조 또는 경화시킨다. S03' 단계 : 제 1 마스크를 마스크 플레이트의 제 1 표면에 설치하되, 제 1 마스크는 다수의 제 1 가림부 및 각 제 1 가림부를 연결하는 제 1 투광부로 구성되며, 제 1 가림부는 할로우부와 일일이 대응되고, 각 제 1 가림부의 면적은 그에 대응되는 각 할로우부의 면적보다 크며, 제 1 마스크를 통하여 마스크 플레이트의 제 1 표면에 자외선 오존 광분해 산화를 진행하고, 마스크 플레이트와 그의 제 1 표면에 상대한 제 2 표면에 자외선 오존 광분해 산화를 진행하여, 친수성을 띤 제 2 개질 표면을 형성하며, 마스크 플레이트의 나머지 표면은 소수성이 있는 제 1 개질 표면을 형성한다. 또는 제 2 마스크를 마스크 플레이트에 설치하되, 제 2 마스크는 다수의 제 2 투광부 및 각 제 2 투광부를 연결하는 제 2 가림부로 구성되고, 제 2 투광부는 할로우부와 일일이 대응되고, 각 제 2 투광부의 면적은 그에 대응되는 각 할로우부의 면적보다 크며, 마스크 플레이트에 자외선 오존 광분해 산화를 진행하여 마스크 플레이트의 제 2 투광부에 대응되는 표면에 친수성을 띤 제 1 개질 표면을 형성하고, 마스크 플레이트의 나머지 표면은 소수성이 있는 제 2 개질 표면을 구성한다.
본 발명은 또한 전계 발광 디바이스의 제조 방법을 제공하는데, 이 제조 방법은 이하의 단계를 포함한다. S1' 단계 : 픽셀 분리 구조를 구비한 제 1 전극 기판을 제공하는데, 픽셀 분리 구조는 다수의 서로 분리된 서브 픽셀 구역을 가진다. S2' 단계 : 상기 표면 개질 마스크 플레이트는 제 1 전극 기판의 픽셀 분리 구조가 있는 일측에 설치하고, 표면 개질 마스크 플레이트의 제 1 개질 표면은 제 1 전극 기판에서 떨어지게 설치하고, 표면 개질 마스크 플레이트의 하나 또는 다수의 할로우부는 적어서 일부 서브 픽셀 구역 중의 각 서브 픽셀 구역에 대응되도록 설치한다. S3' 단계 : 용액법을 이용하여 표면 개질 마스크 플레이트의 제 1 개질 표면에 같은 친수성 / 소수성을 가진 잉크가 할로우부를 통과하여 대응되는 서브 픽셀 구역에 진입되도록 한다. S4' 단계 : 서브 픽셀 구역 중의 잉크를 건조 또는 경화시켜 발광층 또는 기능층을 형성한다.
또한, 잉크는 정공 주입 재료 잉크, 정공 수송 재료 잉크, 전자 주입 재료 잉크 및 전자 수송층 재료 잉크 중 임의의 하나가 될 수 있고, S4' 단계에서는 잉크를 건조시켜 대응되는 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 주입층 또는 전자 수송층을 형성하는데, 잉크는 양자점 재료 잉크 또는 유기 발광 재료 잉크 중 임의의 하나가 될 수 있고, S4' 단계에서는 잉크를 건조시켜 대응되는 양자점 발광층 또는 유기 발광층을 형성한다.
또한, 잉크가 양자점 재료 잉크일 경우, 제조 방법에는 S2' 내지 S4' 단계를 최소 한번 반복하는 과정이 포함되며, 매번 반복 과정에 이용되는 마스크 플레이트의 할로우부는 기판의 서로 다른 구역에 대응되고, 이용되는 잉크의 발광 색상은 서로 다르다.
또한, S3' 단계에서는 스프레이 코팅 또는 잉크젯 인쇄 기술을 이용하여 잉크가 할로우부를 통과하여 서브 픽셀 구역에 진입되도록 하는데, 바람직한 스프레이 코팅 기술은 초음파 스프레이 코팅이다.
또한, 초음파 스프레이 코팅에서 이용하는 초음파 주파수는 45 kHz ~ 180 kHz이다.
또한, S4' 단계 다음의 제조 방법은 이하의 단계를 포함한다. S5' 단계 : S4' 단계에서 발광층 형성시, 제 1 전극 기판에서 떨어진 발광층의 한측에 제 2 전극을 설치한다. 또는 S5' 단계에서, S4' 단계에서 기능층 형성시, 기능층을 제 1 주입층 또는 제 1 전송층으로 하되, 제 1 전극 기판에서 떨어진 제 1 주입층 또는 제 1 전송층의 한측에 발광층을 설치하고, 제 1 전극 기판에서 떨어진 발광층의 한측에 제 2 전극을 설치한다.
또한, S4' 단계에서 기능층을 형성하는데, 기능층이 제 1 주입층일 경우, S5' 단계에서의 제조 방법은 이하의 단계를 포함한다. 발광층을 설치하는 과정 전에 S2' 내지 S4' 단계를 반복하여, 제 1 주입층 표면에 제 1 전송층을 설치하도록 하고, 발광층을 설치하는 과정 다음 S2' 내지 S4’ 단계를 반복하여, 발광층 표면에 제 2 전송층을 설치하며, 제 2 전송층을 설치하는 과정 뒤에 S2' 내지 S4' 단계를 반복하여, 제 2 전송층 표면에 제 2 주입층을 설치한다.
본 발명은 또한 양자점 필름의 제조 방법을 제공하는데, 양자점 필름의 제조 방법은 이하의 단계를 포함한다. a단계 : 투광 기판의 제 1 표면에 친수 구역과 소수 구역을 설치한다. b단계 : 다수의 할로우부를 가진 표면 개질 마스크 플레이트를 당해 투광 기판의 제 1 표면에 설치하여, 표면 개질 마스크 플레이트의 할로우부가 친수 구역 또는 소수 구역에 대응되게 설치하되, 표면 개질 마스크 플레이트는 개질 표면을 구비하고, 개질 표면은 제 1 개질 표면 및 제 2 개질 표면을 포함하는데, 제 1 개질 표면은 할로우부를 둘러싸고, 제 1 개질 표면 외 개질 표면은 제 2 개질 표면이며, 제 1 개질 표면과 제 2 개질 표면은 서로 다르고, 각각 친수성 표면과 소수성 표면 중 하나를 선택하며, 제 1 개질 표면은 당해 투명 기판에서 떨어진 표면 개질 마스크 플레이트 제 1 표면의 한측에 위치한다. c단계 : 제1 개질 표면은 소수성 표면으로서, 소수성 양자점 잉크가 할로우부를 통과하여 소수 구역에 진입되도록 하거나, 또는 제 1 개질 표면이 친수성 표면으로서, 친수성 양자점 잉크가 할로우부를 통과하여 친수 구역에 진입하도록 한다. d단계 : 친수 구역 또는 소수 구역 중의 양자점 잉크를 건조시킨다. 상기 양자점 잉크는 바로 상기 양자점 재료 잉크이다.
또한, a단계는, 투광 기판의 표면에 제 1 반응 원료를 포함한 원료를 설치하는 S001 단계와; 제 1 구역에 위치한 제 1 반응 원료를 커버하고, 제 2 구역에 위치한 제 1 반응 원료에 자외선 조사를 진행하며, 제 1 반응 원료가 제 2 구역에 제 2 커버 구역을 형성하는 S002 단계와; 제 1 구역의 제 1 반응 원료를 제거하고, 제 1 구역과 제 2 커버 구역에 제 2 반응 원료를 설치하는 S003 단계와; 제 2 커버 구역에 위치한 제 2 반응 원료를 커버하고, 제 1 구역에 위치한 제 2 반응 원료에 자외선 조사를 진행하며, 제 2 반응 원료가 제 1 구역에 제 1 커버 구역을 형성한 다음 제 2 커버 구역의 제 2 반응 원료를 제거하는데, 그중, 제 1 반응 원료와 제 2 반응 원료는 친수성 반응물과 소수성 반응물 중 하나를 각각 선택하며, 양자의 친수 / 소수 기능은 서로 반대되고, 제 1 커버 구역과 제 2 커버 구역에 대응되는 친수 구역과 소수 구역을 형성하는 S004 단계로 이루어 진다.
또한, 제조 방법에는 표면 개질 마스크 플레이트를 제작하는 이하의 단계를 포함한다. S01 단계 : 마스크 플레이트를 소수성 재료 용액에 담궈서 소수성 재료가 마스크 플레이트 표면 고정되도록 하는데, 바람직한 소수성 재료는 불소계 실란 커플링제이다. S02 단계 : 소수성 재료가 고정된 마스크 플레이트를 용액과 분리하고, 마스크 플레이트를 건조 또는 경화시킨다. S03 단계 : 제 1 마스크를 마스크 플레이트의 제 1 표면에 설치하되, 제 1 마스크는 다수의 제 1 가림부 및 각 제 1 가림부를 연결하는 제 1 투광부로 구성되며, 제 1 가림부는 할로우부와 일일이 대응되고, 각 제 1 가림부의 면적은 그에 대응되는 각 할로우부의 면적보다 크며, 제 1 마스크를 통하여 마스크 플레이트의 제 1 표면에 자외선 오존 광분해 산화를 진행하고, 마스크 플레이트와 그의 제 1 표면에 상대한 제 2 표면에 자외선 오존 광분해 산화를 진행하여, 친수성을 띤 제 2 개질 표면을 형성하며, 마스크 플레이트의 나머지 표면은 소수성이 있는 제 1 개질 표면을 형성한다. 또는 제 2 마스크를 마스크 플레이트에 설치하되, 제 2 마스크는 다수의 제 2 투광부 및 각 제 2 투광부를 연결하는 제 2 가림부로 구성되고, 제 2 투광부는 할로우부와 일일이 대응되고, 각 제 2 투광부의 면적은 그에 대응되는 각 할로우부의 면적보다 크며, 마스크 플레이트에 대하여 자외선 오존 광분해 산화를 진행하여 마스크 플레이트의 제 2 투광부에 대응되는 표면에 친수성을 띤 제 1 개질 표면을 형성하고, 마스크 플레이트의 나머지 표면은 소수성이 있는 제 2 개질 표면을 구성한다.
또한, c단계에서 스프레이 코팅 또는 잉크젯 인쇄 기술을 이용하여 양자점 잉크가 할로우부를 통과하여 친수 구역 또는 소수 구역에 진입되도록 한다.
또한, 스프레이 코팅 기술은 초음파 스프레이 코팅이다.
또한, 제 1 표면에 다수의 친수 구역 및 다수의 소수 구역을 형성하는데, 각 친수 구역과 각 소수 구역은 교대 배열된다.
또한, 친수성 양자점 잉크는 친수성 양자점을 포함하되, 친수성 양자점은 표면 리간드에 친수 원자단기를 함유한 양자점이며; 소수성 양자점 잉크는 소수성 양자점을 포함하되, 소수성 양자점은 표면 리간드에 소수 원자단기를 함유한 양자점이다.
또한, 양자점 잉크 중의 양자점은 레드 양자점 및/또는 그린 양자점이다.
본 발명은 또한 양자점 필름을 제공하는데, 양자점 필름은 상기 제조 방법에 따라 제작된다.
본 발명은 또한 디스플레이 디바이스를 제공하는데, 디스플레이 디바이스는 전계 발광 디바이스 및 전계 발광 디바이스 발광 측에 설치된 양자점 필름을 포함하며, 양자점 필름은 상기 양자점 필름이다. 본 발명의 기술 방안을 응용하여 발광 디바이스의 제조 방법을 제공하는데, 이 제조 방법은 다수의 할로우부를 구비한 마스크 플레이트를 기판에 설치하고, 용액법을 이용하여 잉크가 할로우부를 통과하여 기판 표면에 설치되게 한 다음, 기판 표면의 잉크를 건조 또는 경화시켜 발광층 또는 기능층을 형성함으로써, 마스크 플레이트를 이용하여 잉크가 다른 색상 구역으로 분산되는 것을 막고, 혼색 문제의 발생을 효과적으로 방지하여, 발광 디바이스의 색 정확도를 향상시킨다.
상술한 목적, 특징 및 장점 외 본 발명은 기타 목적, 특징 및 장점이 있다. 이하, 도면을 참조하여 본 발명에 대해 좀 더 상세히 설명하도록 한다.
본 발명의 한 구성요소인 명세서 도면은 본 발명에 대한 심층 이해를 위하여 제공되는 것이며, 본 발명의 설명적인 실시예 및 그 설명은 본 발명을 해석하기 위한 것으로 본 발명에 대한 부당한 제한이 아니다.
첨부된 도면에서,
도 1은 본 발명의 실시 방식에 따른 발광 디바이스의 제조 방법의 과정 설명도이다.
도 2는 본 발명의 실시 방식에 따른 표면 개질 마스크 플레이트의 부감 구조 설명도이다.
도 3은 본 발명의 실시 방식에 따른 전자 발광 디바이스의 제조 방법의 과정 설명도이다.
도 4는 본 발명의 실시예 13에서 S1306 단계 수행 후 서브 픽셀 구역의 광학현미경 사진을 도시하고,
도 5는 본 발명의 실시 방식에 따른 양자점 필름 제조 방법의 과정 설명도이다.
여기서 설명해야 할 것은, 서로 모순되지 않는 상황에서 본 발명의 실시예 및 실시예의 특징은 서로 결합이 가능하다. 이하, 첨부된 도면을 참조하고, 실시예를 결부하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 방안을 더욱 잘 이해할 수 있도록 하기 위하여, 이하 본 발명 실시예의 첨부도면을 결부하여, 본 발명 실시예의 기술방안을 뚜렷하고 완전하게 설명하도록 한다. 기술되는 실시예는 단지 본 발명의 일부 실시예에 불과한 것으로 모든 실시예가 아님이 명백하다. 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가, 본 발명의 실시예에 근거하여, 창의적인 노동이 없이 얻는 기타 모든 실시예는 본 발명의 권리보호 범위에 속해야 할 것이다.
여기서 설명해야 할 것은, 본 발명의 명세서, 청구범위 및 상기 첨부도면의 “제 1”, “제 2”등 용어는 유사한 대상을 구별하기 위한 것으로 특정적인 순서 또는 선후 차례를 설명하기 위한 것이 아니다. 여기에서 본 발명의 실시예를 설명하기 위하여, 이렇게 사용되는 데이터는 적절한 경우에 호환이 가능하다는 점을 이해해야 한다. 이밖에, 용어 “포함”, “구비”및 이들의 모든 변형은 비배타적인 포함을 포괄하는 의도로서, 예를 들면, 일련의 단계 또는 유닛을 포함한 과정, 방법, 시스템, 제품 또는 설비는, 명백히 열거된 그 단계 또는 유닛에만 한정되지 않고, 명백히 열거되지 않았거나 또는 그런 과정 방법, 제품 또는 설비에 고유한 기타 단계 또는 유닛을 포함할 수 있다.
본 출원의 양자점 재료 잉크는 양자점 잉크라고도 불릴 수 있는데, 당해 잉크는 점도가 낮은 물 상태의 잉크 외, 점도가 높은 젤 상태의 잉크도 포함한다.
본 출원에서 친수와 소수의 함의는, 친수성 잉크는 잉크 속에 극성 원자단기의 분자가 있어, 물에 대한 친화력이 높기에, 물 분자를 끌어당기거나 또는 물에 용해될 수 있다는 것이다. 친수성 표면은, 이런 극성 원자단기를 지닌 분자로 형성되는 고체 재료의 표면을 말하며, 쉽게 물에 젖는다. 또한, 쉽게 물에 젖는 특성은 모두 물질의 친수성이다. 화학에서 소수성은 한 분자(소수물)가 물을 밀어내는 물리 성질을 일컷는데, 소수성 잉크는 잉크 속에 물을 밀어내는 물리 성질의 분자가 함유되어 있음을 말하고, 소수성 표면은, 이런 물을 밀어내는 물리 성질의 분자로 형성되는 고체 재료의 표면을 말한다. 예를 들면, (물의) 액체 방울이 확산되어 큰 면적을 적시고, 접촉각이 90도 보다 작을 경우, 그 표면은 친수성인 것이다. 액체 방울이 구체를 형성하여 표면에 거의 접촉되지 않고, 액체 방울의 접촉각이 90도보다 클 경우, 그 표면은 소수성인 것이다.
배경기술에서 소개한 바와 같이, 기존 잉크젯 인쇄 기술은 노즐에서 분출된 잉크 액체 방울이 분산되고, 분산된 작은 액체 방울이 원래 위치를 쉽게 이탈하여 다른 색상 구역에 떨어지기에, 혼색 문제를 초래하고, 발광 디바이스의 최종 색상에 영향을 줌으로써 색차를 일으킨다. 본 발명의 발명자는 상기 문제를 연구하고, 발광 디바이스의 제조 방법을 제공하였는바, 도 1에 도시된 바와 같이, 다수의 할로우부를 구비한 마스크 플레이트를 기판에 설치하는 S1 단계와; 용액법을 이용하여 잉크가 할로우부를 통과하여 기판 표면에 설치되도록 하는 S2 단계와; 기판 표면의 잉크를 건조 또는 경화시켜 발광층 또는 기능층을 형성하는 S3 단계를 포함한다.
본 출원의 발명자는 또한 발광 디바이스의 제조 방법을 제공하였는바, 이하의 단계를 포함하는데, 다수의 할로우부를 구비한 마스크 플레이트를 기판에 설치하는 S1 단계와; 용액법을 이용하여 잉크가 할로우부를 통과하여 기판 표면에 설치되도록 하는 S2 단계와; 기판 표면의 잉크를 건조 또는 경화시켜 발광층 또는 기능층을 형성하는 S3 단계로 이루어 진다.
본 발명의 상기 제조 방법은, 다수의 할로우부를 구비한 마스크 플레이트를 기판에 설치하고, 할로우부가 기판의 목표 구역에 대응되게 하며, 기판 상의 비목표 구역은 마스크 플레이트의 할로우부에 대응되거나 또는 마스크 플레이트의 비 할로우부에 대응될 수 있다. 다음, 기판 표면의 잉크를 건조 또는 경화시켜 발광층 또는 기능층을 형성함으로써, 마스크 플레이트를 이용하여 잉크가 다른 색상 구역으로 분산되는 것을 막고, 특히 양자점 잉크가 다른 인근 구역으로 확산되는 것을 막음으로써, 혼색 문제의 발생을 효과적으로 방지하여, 발광 디바이스의 색 정확도를 향상시킨다.
상기 용액법은 잉크젯 인쇄, 실크 스크린 인쇄, 스핀 코팅, 슬릿 코팅, 스프레이 코팅 중 하나 또는 여러 가지를 조합하여 선택할 수 있는데, 그 중 스프레이 코팅은 초음파 스프레이 코팅을 포함한다. 상기 잉크는 점도가 높은 젤 상태의 물질이 될 수 있거니와, 점도가 낮은 물질도 가능한데, 상기 잉크의 점도는 바람직하게는 50 cps 및 그 이하를 채택한다.
이하 본 발명 발광 디바이스의 제조 방법에 따른 예시적 실시 방식을 보다 상세하게 설명하도록 한다. 그러나, 이런 예시적 실시 방식은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 여기에 기술된 실시 방식에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니된다. 이런 실시 방식을 제공함은, 본 발명의 철저하고 완전한 공개를 위한 것이며, 이런 예시적 실시 방식의 구상을 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 충분히 전달하고자 하는 것임을 이해해야 한다.
본 출원의 잉크는 정공 주입 재료 잉크, 정공 수송 재료 잉크, 전자 주입 재료 잉크 전극 재료 잉크 및 전자 수송 재료 잉크 중 임의의 하나가 될 수 있고, S3 단계에서는 잉크를 건조 또는 경화시켜 대응되는 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 주입층 전극층 또는 전자 수송층을 형성하는데, 본 발명의 잉크는 양자점 재료 잉크 또는 유기발광 재료 잉크가 될 수 있고, S3 단계에서는 잉크를 건조 또는 경화시켜 대응되는 양자점 발광층 또는 유기 발광층을 형성한다. 또한, 발광 디바이스가 여러 가지 색상의 발사광을 구비하도록 하기 위하여, 바람직하게는 상기 양자점 재료 잉크의 양자점이 독립적으로 레드 양자점, 블루 양자점, 그린 양자점 중 하나 또는 여러 가지를 선택할 수 있도록 한다.
상기 잉크가 양자점 재료 잉크일 경우, S3 단계 수행 후, 제조 방법에는 S1 내지 S3 단계의 과정이 최소 한번 반복될 수 있으며, 매번 반복 과정에 이용되는 마스크 플레이트의 할로우부는 기판의 서로 다른 구역에 대응되고, 이용되는 잉크의 발광 색상 역시 다르다. 기판의 목표 구역에 서로 다른 발광 색상의 양자점 재료 잉크를 설치하고, 건조 또는 경화시킴으로써, 발광 디바이스의 최종 발광 색상을 조절한다. 또한, 기판 표면의 서로 다른 위치에 레드 양자점, 블루 양자점 및 그린 양자점을 설치함으로써 RGB 풀 컬러 디스플레이를 구현한다.
또한, 재료 종류가 다름에 따라, 상기 잉크는 친수성 잉크와 소수성 잉크로 구분된다. 그중, 양자점 재료 잉크가 친수성 잉크일 경우, 상기 친수성 잉크는 친수성 양자점을 포함하되, 친수성 양자점은 표면 리간드에 친수 원자단기를 가진 양자점으로서, 바람직한 친수 원자단기는 카르복실기, 아미노기, 히드록실기, 메르갑토기이며; 상기 양자점 재료 잉크가 소수성 잉크일 경우, 상기 소수성 잉크는 소수성 양자점을 포함하되, 소수성 양자점은 표면 리간드에 소수 원자단기를 가진 양자점으로서, 바람직한 소수 원자단기는 알킬 체인 또는 에스터기이다.
상기 친수성 또는 소수성을 구비한 양자점 재료 잉크는 경화성 수지 또는 그 단량체 및 용제(또는 분산제라 불리움)도 포함할 수 있다. 그중, 비등점이 40 ~ 250 ℃ 사이의 긴사슬 탄화수소, 알코올, 에스테르 및 에테르의 혼합물을 용제로 선택하여 유기 용제로 사용할 수 있다. 바람직하게는는, 탄화수소는 직쇄 또는 분지쇄 알케인으로서, 예를 들면, 탄화수소는 C6 - 10 알케인이다. 유기 용제는 클로로벤젠, o-디클로로벤젠, 테트라히드로푸란, 아니솔, 모르폴린, 톨루엔, o-자일렌, m-자일렌, p-자일렌, 알킬벤젠, 나이트로벤젠, 헥세인, 시클로헥센, n-헵테인, 사이클로헵테인, 디옥산링, 메틸렌클로라이드, 트리클로로메탄, 염화에틸렌, 클로로포름, 클로로벤젠, 1,4-디옥세인, 1,2-염화에틸렌, 1,1,1-트리클로로에테인, 1,1,2,2-테트라클로로에탄, 테트랄린, 데칼린, N,N-디메틸포름아마이드, N,N-디메틸아세트아미드, 디메틸술폭시드클로로포름, 테트라히드로푸란, 메틸렌클로라이드, 톨루엔, 헥세인, 메틸알코올, 에틸알코올, 프로필알코올, 부틸알코올, 아세톤, 디옥산링, 디메틸아세트아미드 및 디메틸술폭시드가 될 수 있다. 그중, 경화성 수지는 에폭시 수지, 아크릴산 수지, 유기규소 수지, 또는 대응되는 단량체가 가교 형성하는 경화성 수지를 선택할 수 있다. 상기 친수성과 소수성 양자점 잉크 속에는 이중 결합 다리걸침제, 광경화제 또는 열경화제 등이 포함될 수도 있다.
바람직한 일 실시 방식에서, S1 단계의 마스크 플레이트는 개질 표면을 구비하는데, 개질 표면은 기판에서 떨어진 마스크 플레이트의 일측 표면을 포함하고, 개질 표면은 친수성 또는 소수성을 구비하며, S2 단계에서 이용하는 잉크는 개질 표면과 다른 친수성/소수성을 띤다. 소수성 잉크가 친수성 개질 표면을 구비한 마스크 플레이트의 할로우부가 기판에 설치된 대응되는 위치를 통과하게 함으로써, 또는 친수성 잉크가 소수성 개질 표면을 구비한 마스크 플레이트의 할로우부가 기판에 설치된 대응되는 위치를 통과하게 함으로써, 잉크가 마스크 플레이트에 부착되지 않도록 하여, 재료의 유도 성능을 향상함으로써, 용액법의 스프레이 코팅 기술을 이용하여 픽셀을 제조할 수 있을 뿐더러, 정밀도가 낮은 잉크젯 인쇄 설비를 이용하여 픽셀을 제조할 수 있어서, 정밀한 잉크젯 인쇄 설비의 이용에 소요되는 원가를 절감한다.
상기 바람직한 실시 방식에서, 마스크 플레이트를 이용하여 재료의 유도 성능을 한층 더 향상하기 위하여, 더욱 바람직하게는는, 개질 표면은 기판에서 가까운 마스크 플레이트의 일측 표면도 포함한다. 기판에서 가까운 마스크 플레이트의 일측이 개질 표면을 구비하고, 개질 표면이 잉크와 다른 친수성/소수성을 구비하게 함으로써, 친수성 또는 소수성을 띤 잉크가 할로우부를 통과 할 때 기판에 가까운 일측 표면에 부착되지 않게 된다.
기존 기술은 일반적으로 금속 재료 또는 기타 자외선 노화 내구성이 있는 친수성 재료를 이용하여 마스크 플레이트를 제작한다. 금속 표면의 산화층이 물과 훌륭한 친화력이 있기에, 대다수 금속 표면은 친수적이어서, 소수성 잉크가 기판에 설치된 상기 마스크 플레이트 할로우부의 대응되는 위치를 통과하고, 표면 개질 마스크 플레이트에 부착되지 않기에, 소수성 재료의 유도 성능을 향상시킨다.
소수성 개질 표면을 구비한 마스크 플레이트를 얻기 위하여, 바람직하게는는, 상기 제조 방법에는 마스크 플레이트에 개질 표면을 형성하는 과정 또한 포함되는데, 그 과정은 마스크 플레이트를 소수성 재료 용액에 담궈서 소수성 재료가 마스크 플레이트의 표면에 고정되는 S01 단계와; 소수성 재료가 고정된 마스크 플레이트를 용액과 분리하고, 마스크 플레이트를 건조 또는 경화시켜 소수성을 지닌 개질 표면을 형성하는 S02 단계로 이루어진다. 상기 바람직한 실시 방식을 통하여, 친수성 잉크가 기판에 설치된 상기 마스크 플레이트 할로우부의 대응되는 위치를 통과하도록 하여, 표면 개질 마스크 플레이트에 부착되지 않게 함으로써, 친수성 재료의 유도 성능을 향상시킨다. 제작된 마스크 플레이트가 훌륭한 소수성을 구비하도록 하기 위하여, 소수성 재료는 바람직하게는 불소계 실란 커플링제를 선택한다.
이밖에, 마스크 플레이트의 친수성을 충분히 이용하기 위하여, 개질 표면을 형성하는 과정은 바람직하게는, 마스크 플레이트 표면에 자외선 오존 광분해 산화를 진행하여 친수성 개질 표면을 형성하는 과정을 포함한다. 마스크 플레이트 표면에 자외선 오존 광분해 산화를 진행함으로써, 마스크 플레이트 표면에 남아있는 여러 가지 기름 얼룩, 화학 물질을 제거하여, 친수성 금속 표면을 노출시키는데, 상기 바람직한 실시예에서는 소수성 불소계 실란 커플링제를 이용하여 친수성을 띤 금속 표면을 제거 노출함으로써 친수성 개질 표면을 구비한 마스크 플레이트를 얻는다. 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 기존 기술에 근거하여 상기 자외선 오존 광분해 산화의 기술 조건을 설정할 수 있다.
개질 표면을 구비한 마스크 플레이트를 이용하거나 또는 마스크 플레이트의 표면이 완전히 노출되기에, 상기 S2 단계에서는 스프레이 코팅 또는 잉크젯 인쇄 기술을 이용하여 잉크가 할로우부를 통과하여 기판의 표면에 설치되도록 할 수 있다. 바람직한 상기 친수성 잉크 또는 소수성 잉크의 점도가 50 cps 이하이고, 이는 설비 노즐이 잉크의 분출을 잘 조절할 수 있도록 확보하기 위함이다. 또한 노즐이 잉크를 효과적으로 분무함을 확보하기 위하여, 상기 스프레이 코팅 기술은 초음파 스프레이 코팅을 선호하되, 선택적 친수성 잉크 또는 소수성 잉크의 스프레이 코팅 효과를 향상하기 위하여, 바람직한 초음파 스프레이 코팅의 초음파 주파수는 45 kHz ~ 180 kHz 를 사용하고, 바람직한 친수성 잉크 또는 소수성 잉크의 점도는 10 cps이하이다.
바람직한 일 실시예에서, S1 단계의 기판은 픽셀 분리 구조를 구비하고, 픽셀 분리 구조는 다수의 서로 분리된 서브 픽셀 구역을 구비하며, 할로우부는 각 서브 픽셀 구역에 대응되게 설치되고; S2 단계는 잉크가 할로우부를 통과하여 대응되는 서브 픽셀 구역에 진입하도록 한다. 상기 픽셀 분리 구조는 서로 다른 서브 픽셀 구역 간 잉크의 혼색을 효과적으로 막을 수 있어 색 정확도를 향상시킨다.
발광 디바이스를 대면적으로 제작 시, 마스크 플레이트가 변형됨으로써, 잉크가 대응되는 서브 픽셀 구역에 떨어지는 양 또는 위치에 편차가 발생하여 색 정확도에 끼치는 영향을 낮추기 위하여, 상기 마스크 플레이트는 픽셀 분리 구조를 구비한 기판의 일측 표면에 접촉하여 설치될 수 있다. 또한, 친수성 잉크 또는 소수성 잉크가 마스크 플레이트의 할로우부를 통과하여 픽셀 분리 구조의 서브 픽셀 구역에 정확하게 진입할 수 있도록 하기 위하여, 바람직하게는는, 상기 할로우부의 면적은 대응되는 서브 픽셀 구역의 면적보다 작거나 같아야 하며, 할로우부가 대응되는 서브 픽셀 구역의 모양과 일치함이 더욱 바람직하다.
픽셀 분리 구조의 노출 표면이 친수성 표면 또는 소수성 표면을 포함하는 것이 더욱 바람직하다. 상기 픽셀 분리 구조의 노출 표면이 친수성 표면일 경우, S2단계에서, 소수성 잉크가 할로우부를 통과하여 기판의 표면에 설치되도록 하고; 상기 픽셀 분리 구조의 노출 표면이 소수성 표면일 경우, S2 단계에서, 친수성 잉크가 할로우부를 통과하여 기판의 표면에 설치되도록 함으로써, 상기 픽셀 분리 구조를 통과하는 표면과 잉크가 서로 다른 친수성/소수성을 구비하게 하여, 발광층 또는 기능층을 형성하는 단계에 잉크가 픽셀 분리 구조 상의 표면 또는 측면 벽에 남아있지 않고, 중력의 작용에 의해 픽셀 구역에 환류되어, 인접한 픽셀 구역 간 혼색 문제를 효과적으로 막는다.
본 발명의 상기 제조 방법을 이용하여 광 발광 디바이스 제조 시, 다른 한 바람직한 실시 방식에서, S1 단계의 기판 표면에는 친수 구역과 소수 구역이 있고, 할로우부는 친수 구역 또는 소수 구역에 대응되게 설치되며; S2 단계는 소수성 잉크가 할로우부를 통과하여 소수 구역에 진입하도록 하거나 또는 친수성 잉크가 할로우부를 통과하여 친수 구역에 진입하도록 한다. 상기 친수 구역과 소수 구역은 투광 기판의 표면에 다수의 분리된 서브 픽셀 구역을 형성하여, 친수성 양자점 잉크가 친수 구역에 진입하고, 소수 구역을 분리 구조로 삼거나, 또는 소수성 양자점 잉크가 소수 구역에 진입하고, 친수 구역을 분리 구조로 삼기에, 서로 다른 서브 픽셀 구역 간 양자점 잉크의 혼색을 방지하여, 색 정확도를 향상 시킨다. 또한 투명 기판에 픽셀 분리 구조를 설치하는 제조 방법과 비교할 때, 상기 바람직한 실시 방식은 마찬가지로 잉크가 필요한 서브 픽셀 구역에 진입할 수 있도록 할 뿐더러, 광 발광 디바이스의 제조 원가를 절감한다.
더욱 바람직하게는는, 기판의 표면에 다수의 친수 구역 및 다수의 소수 구역을 형성하고, 각 친수 구역과 각 소수 구역을 교대 배열한다. 상기 바람직한 실시 방식을 이용하면 마찬가지로 투광 기판의 표면에 다수의 서로 분리된 서브 픽셀 구역을 형성할 수 있어, 서로 다른 색상의 양자점 잉크를 각각 서로 다른 서브 픽셀 구역에 진입하도록 하여, 상기 양자점이 블루 배광의 조사 하에 발광 어레이를 형성할 수 있으므로, 광 발광 디바이스를 제작하여 RGB 풀컬러 디스플레이를 구현할 수 있다.
상기 바람직한 실시 방식에서, 친수성 잉크 또는 소수성 잉크가 마스크 플레이트의 할로우부를 통과하여 더욱 정확하게 기판의 친수성 또는 소수성 서브 픽셀 구역에 진입할 수 있도록 하기 위하여, 더욱 바람직하게는는, 마스크 플레이트의 할로우부 면적이 대응되는 친수 구역 또는 소수 구역의 면적보다 작거나 같아야 하고, 마스크 플레이트의 할로우부는 대응되는 친수 구역 또는 소수 구역의 모양과 일치해야 한다.
상기 친수 구역과 소수 구역을 구비한 기판의 제작 방법은 이하의 단계를 포함한다. S001 단계 : 기판 표면에 제 1 반응 원료를 포함한 원료를 설치한다. S002 단계 : 제 1 구역에 위치한 제 1 반응 원료를 커버하고, 제 2 구역에 위치한 제 1 반응 원료에 자외선 조사를 진행하며, 제 1 반응 원료는 제 2 구역에 제 2 커버 구역을 형성한다. S003 단계 : 제 1 구역의 제 1 반응 원료를 제거하고, 제 1 구역과 제 2 커버 구역에 제 2 반응 원료를 설치한다. S004 단계 : 제 2 커버 구역의 제 2 반응 원료를 커버하고, 제 1 구역에 위치한 제 2 반응 원료에 자외선 조사를 진행하며, 제 2 반응 원료는 제 1 구역에서 제 1 커버 구역을 형성한 다음 제 2 커버 구역의 제 2 반응 원료를 제거하는데, 그중 제 1 반응 원료와 제 2 반응 원료는 친수성 반응물과 소수성 반응물을 선택하되, 양자의 친수성/소수성은 반대될 수 있고, 제 1 커버 구역과 제 2 커버 구역은 친수 구역과 소수 구역에 대응된다.
상기 기판의 제작 방법에서, 제 1 반응 원료를 포함한 원료는 용제, 커플링제 및 개시제를 포함할 수 있다. 이때, 상기 S001 단계는 이하의 과정을 포함한다. A : 커플링제와 개시제를 용제 중에 혼합하여 기판 처리액을 형성한다. B : 최소 기판의 한측 표면을 기판 처리액에 방치하여, 커플링제가 투광 기판의 표면에 본딩 고정되어 본딩 표면을 형성하도록 한다. C : 제 1 반응 원료를 본딩 표면에 설치한다. 상기 S002 단계에서, 제 2 구역에 위치한 제 1 반응 원료에 자외선 조사를 진행하여, 제 1 반응 원료와 커플링제가 자외선 조사 하에 그라프팅 반응을 진행하게 함으로써, 상기 제 2 커버 구역을 형성한다. S004 단계에서, 제 1 구역에 위치한 제 2 반응 원료에 자외선 조사를 진행하여, 제 2 반응 원료가 커플링제와 자외선 조사 하에 그라프팅 반응을 진행하게 함으로써 상기 제 1 커버 구역을 형성한다.
상기 기판의 제작 과정에, 제 1 구역의 제 1 반응 원료를 제거하는 과정은, 용액을 사용하여 제 1 구역의 제 1 반응 원료를 세척한 다음 기판 표면을 건조 또는 경화 처리하는 것을 포함한다. 마찬가지로 제 2 커버 구역의 제 2 반응 원료를 제거하는 과정은, 용액을 사용하여 제 2 커버 구역의 제 2 반응 원료를 세척한 다음 기판 표면을 건조 또는 경화 처리하는 것을 포함한다. 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 기존의 기술에 근거하여, 상기 세척 기술과 건조 또는 경화 처리 기술의 조건을 설정할 수 있다.
제 1 반응 원료와 커플링제 간, 그리고 제 2 반응 원료와 커플링제 간 더욱 훌륭하게 그라프팅 반응을 일으키도록 하기 위하여, 바람직하게는는, 상기 커플링제의 일반식은 (X1-X2-X3-)Si-Y 로서, 그중, Y는 비닐기를 가진 원자단기 또는 말단에 SH기를 가진 알킬기이고, X1, X2 및 X3은 각각 독립적으로 Cl, CH3, OCH3, OCH2CH3 및 CH2CH3 중 임의의 하나를 선택하며, X1, X2 및 X3은 동시에 알킬기가 될 수 없다. 상기 제 1 반응 원료와 제 2 반응 원료의 일반식은 A-B인데, 그중 A는 비닐기를 가진 원자단기로서, 이때 Y는 말단에 SH기를 가진 알킬기이거나; 또는 A가 말단에 SH기를 가진 알킬기로서, 이때 Y는 비닐기를 가진 원자단기이다. B는 친수 원자단기를 가진 잔기로서, 이때, 제 1 반응 원료 또는 제 2 반응 원료는 친수성 반응물이고, 바람직한 친수 원자단기는 술폰산기, 아민기, 히드록실기, 카복실기 및 아미노기 중 하나 또는 여러 가지가 될 수 있거나; 또는 B가 소수 원자단기를 가진 잔기로서, 이때, 제 1 반응 원료 또는 제 2 반응 원료는 소수성 반응물이고, 바람직한 친수 원자단기는 알킬기, 에스터기, 할로겐 및 니트로기 중 하나 또는 여러 가지가 될 수 있다.
본 발명의 상기 제조 방법은 전계 발광 디바이스의 발광층 또는 기능층 중 임의의 한층 또는 여러 층을 제조하는데 사용될 수 있는바, 이때 상기 기판은 제 1 전극 기판이다. 또한, 상기 S3 단계에서 발광층 형성 시, 바람직하게는는, S3 단계 후의 제조 방법이 제 1 전극 기판에서 떨어진 발광층의 일측에 제 2 전극을 설치하는 S4 단계를 포함한다. 상기 바람직한 실시 방식을 이용하여 구조가 제 1 전극 기판 / 발광층 / 제 2 전극인 전계 발광 디바이스를 형성하는데, S3 단계에서 기능층 형성시, 바람직하게는는, S3 단계 후의 제조 방법이 기능층이 제 1 주입층 또는 제 1 전송층이고, 제 1 전극 기판에서 떨어진 제 1 주입층 또는 제 1 전송층의 일측에 발광층을 설치하며, 제 1 전극 기판에서 떨어진 발광층의 일측에 제 2 전극을 설치하는 S4 단계를 포함한다. 상기 선택적 실시 방식을 이용하여 기능층이 구비된 전계 발광 디바이스를 형성할 수 있다.
상기 바람직한 실시 방식에서, S3 단계에서 형성한 기능층이 제 1 주입층일 경우, 더욱 바람직하게는는, S4 단계에서의 제조 방법이 이하의 단계를 포함한다. 발광층을 설치하는 과정 전에 S1 단계 내지 S3 단계를 반복하여, 제 1 주입층 표면에 제 1 전송층을 설치하고; 발광층을 설치하는 과정 후 S1 단계 내지 S3 단계를 반복하여, 발광층 표면에 제 2 전송층을 설치하며; 발광층을 설치하는 과정 뒤에 S1 단계 내지 S3 단계를 반복하여, 제 2 전송층 표면에 제 2 주입층을 설치한다. 상기 바람직한 실시 방식을 이용하여 구조가 제 1 전극 기판 / 제 1 주입층 / 제 1 전송층 / 발광층 / 제 2 전송층 / 제 2 주입층 / 제 2 전극인 전계 발광 디바이스를 형성할 수 있다.
상기 전계 발광 디바이스에서, 제 1 전극이 양극, 제 2 전극이 음극 일 경우, 제 1 주입층은 정공 주입층이고, 제 1 전송층은 정공 수송층이며, 제 2 주입층은 전자 주입층이고, 제 2 전송층은 전자 수송층이지만; 제 1 전극이 음극, 제 2 전극이 양극 일 경우, 제 1 주입층은 전자 주입층이고, 제 1 전송층은 전자 수송층이며, 제 2 주입층은 정공 주입층이고, 제 2 전송층은 정공 수송층으로서, 트랜스 전계 발광 디바이스를 형성한다.
그러나, 전계 발광 디바이스에서 각 층의 제작 기술은 단지 상기 바람직한 실시 방식에 제한 받지 않으며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 기존 기술에서 흔히 사용하는 기술을 결부하여 전계 발광 디바이스의 다른 각 층을 제작할 수 있다는 점에 유의해야 한다.
본 출원은 또한 상기 제조 방법에 따라 제작된 발광 디바이스를 제공하는데, 상기 발광 디바이스는 전계 발광 디바이스 또는 광 발광 디바이스이다. 상기 전계 발광 디바이스 및/또는 상기 광 발광 디바이스가 상기 제조 방법을 통하여 제작되고, 또한 이 제조 방법은 다수의 할로우부를 구비한 마스크 플레이트를 기판에 설치하고, 용액법을 이용하여 잉크가 할로우부를 통과하여 기판 표면에 설치되도록 한 다음, 기판 표면의 잉크를 건조 또는 경화시켜 발광층 또는 기능층을 형성하기 때문에, 마스크 플레이트를 이용하여 잉크가 다른 색상 구역으로 분산되는 것을 막고, 혼색 문제의 발생을 효과적으로 방지하여, 전계 발광 디바이스 및/또는 광 발광 디바이스를 구비한 발광 디바이스의 색 정확도를 향상시킨다.
본 출원은 또한 하이브리드 발광 디바이스를 제공하는데, 이 하이브리드 디바이스는 전계 발광 디바이스 및 전계 발광 디바이스의 발광측에 설치된 광 발광 디바이스를 포함하며, 전계 발광 디바이스 및/또는 광 발광 디바이스는 상기 제조 방법에 따라 제작된다. 상기 하이브리드 발광 디바이스의 전계 발광 디바이스 및/또는 광 발광 디바이스는 상기 발광 디바이스의 제조 방법으로 제작되는바, 이 제조 방법은 다수의 할로우부를 구비한 마스크 플레이트를 기판에 설치하고, 용액법을 이용하여 잉크가 할로우부를 통과하여 기판 표면에 설치되도록 한 다음, 기판 표면의 잉크를 건조 또는 경화시켜 발광층 또는 기능층을 형성하기 때문에, 마스크 플레이트를 이용하여 잉크가 다른 색상 구역으로 분산되는 것을 막고, 혼색 문제의 발생을 효과적으로 방지하여, 전계 발광 디바이스 및/또는 광 발광 디바이스를 구비한 하이브리드 발광 디바이스의 색 정확도를 향상시킨다.
본 출원은 또한 표면 개질 마스크 플레이트를 제공하는데, 도 2에 도시 된 바와 같이, 표면 개질 마스크 플레이트는 다수의 할로우부(10)를 구비하고, 표면 개질 마스크 플레이트는 개질 표면(20)을 구비하되, 개질 표면(20)은 제 1 개질 표면(210) 및 제 2 개질 표면(220)을 포함하며, 제 1 개질 표면(210)은 할로우부(10)를 둘러 싸고, 제 1 개질 표면(210) 외 개질 표면(20)은 제 2 개질 표면(220)이며, 제 1 개질 표면(210) 및 제 2 개질 표면(220)은 각각 친수성 표면 및 소수성 표면이다.
표면 개질 마스크 플레이트는 개질 표면을 구비하고, 개질 표면은 제 1 개질 표면 및 제 2 개질 표면을 포함하되, 제 1 개질 표면은 할로우부를 둘러싸고, 제 1 개질 표면 외 개질 표면은 제 2 개질 표면이며, 또한 제 1 개질 표면과 제 2 개질 표면은 각각 친수성 표면과 소수성 표면이기에, 상기 표면 개질 마스크 플레이트를 이용하여 발광 디바이스 제작시, 친수성 또는 소수성 잉크가 소수성 표면에 둘러싸인 할로우부를 통과하여 대응되는 서브 픽셀 구역에 진입하거나, 또는 친수성 잉크가 친수성 표면에 둘러싸인 할로우부를 통과하여 대응되는 서브 픽셀 구역에 진입할 수 있기에, 표면 개질 마스크 플레이트에 부착되지 않음으로써, 마스크 플레이트를 이용하여 재료의 유도 성능을 향상시킬 수 있기에, 용액법의 스프레이 코팅 기술을 이용하여 픽셀을 제공할 수 있을 뿐더러, 정밀도가 낮은 잉크젯 인쇄 설비를 이용하여 픽셀을 제작할 수 있으며, 궁극적으로 정밀한 잉크젯 인쇄 설비를 채택하는데 소요되는 원가를 절감한다.
본 출원은 또한 마스크 플레이트의 표면 개질 방법을 제공하는데, 제작되는 표면 개질 마스크 플레이트는 도 2에 도시된 바와 같다. 이 표면 개질 방법은 이하의 단계를 포함하는 것으로, 다수의 할로우부(10)를 구비한 마스크 플레이트 표면을 개질하여 개질 표면(20)을 형성하되, 개질 표면(20)은 제 1 개질 표면(210) 및 제 2 개질 표면(220)을 포함하고, 제 1 개질 표면(210)은 할로우부(10)를 둘러 싸고, 제 1 개질 표면(210) 외 개질 표면(20)은 제 2 개질 표면(220)이며, 제 1 개질 표면(210) 및 제 2 개질 표면(220)은 각각 친수성과 소수성을 띤다.
상기 마스크 플레이트의 표면 개질 방법에서, 마스크 플레이트의 표면에 개질 표면을 설치하고, 개질 표면은 제 1 개질 표면(210) 및 제 2 개질 표면(220)을 포함하며, 제 1 개질 표면(210)은 할로우부(10)를 둘러 싸고, 제 1 개질 표면(210) 외 개질 표면은 제 2 개질 표면(220)이며, 제 1 개질 표면(210) 및 제 2 개질 표면(220)은 각각 친수성 표면과 소수성 표면이다. 하기에 상기 표면 개질을 거친 마스크 플레이트를 이용하여 양자점 필름층 제작시, 소수성 잉크가 소수성 표면에 둘러싸인 할로우부(10)를 통과하여 대응되는 서브 픽셀 구역에 진입하도록 하거나, 또는 친수성 잉크가 친수성 표면에 둘러싸인 할로우부를 통과하여 대응되는 서브 픽셀 구역에 진입하도록 하기에, 표면 개질 마스크 플레이트에 부착되지 않도록 함으로써, 잉크가 마스크 플레이트에 부착됨으로 인한, 각 서브 픽셀 구역의 잉크 양이 균일하지 않은 문제를 방지하고, 나아가서 각 서브 픽셀 구역의 잉크 양이 불균일함으로 인해 색 정확도가 저하되는 문제점을 효과적으로 피할 수 있다.
상기 마스크 플레이트는 일반적으로 금속 재료로 제조되는데, 금속 표면의 산화층이 물과 훌륭한 친화력이 있기에 대다수 금속 표면은 친수적인 것으로, 여기서 친수적인 금속 재료 또는 기타 친수성 자외선 노화 내구성 재료를 선호한다. 바람직한 일 실시 방식에서, 상기 마스크 플레이트의 표면에 개질 표면(20)을 설치하는 방법은 이하의 단계를 포함한다. S01’단계 : 마스크 플레이트를 소수성 재료의 용액에 담궈서 소수성 재료를 마스크 플레이트 표면에 고정한다. S02' 단계 : 소수성 재료가 고정된 마스크 플레이트를 용액과 분리하고, 마스크 플레이트를 건조 또는 경화시킨다. S03' 단계 : 제 1 마스크를 마스크 플레이트의 제 1 표면에 설치하되, 제 1 마스크는 다수의 제 1 가림부 및 각 제 1 가림부를 연결하는 제 1 투광부로 구성되며, 제 1 가림부는 할로우부(10)와 일일이 대응되고, 각 제 1 가림부의 면적은 그에 대응되는 각 할로우부의 면적보다 크며, 제 1 마스크를 통하여 마스크 플레이트의 제 1 표면에 자외선 오존 광분해 산화를 진행하고, 마스크 플레이트의 제 1 표면에 상대한 마스크 플레이트의 제 2 표면에 자외선 오존 광분해 산화를 진행하여, 친수성을 띤 제 2 개질 표면(220)을 형성하며, 마스크 플레이트의 나머지 표면은 소수성이 있는 제 1 개질 표면(210)을 형성한다. 또는 제 2 마스크를 마스크 플레이트에 설치하되, 제 2 마스크는 다수의 제 2 투광부 및 각 제 2 투광부를 연결하는 제 2 가림부로 구성되고, 제 2 투광부는 할로우부(10)와 일일이 대응되고, 각 제 2 투광부의 면적은 그에 대응되는 각 할로우부의 면적보다 크며, 마스크 플레이트에 대하여 자외선 오존 광분해 산화를 진행하여 마스크 플레이트의 제 2 투광부에 대응되는 표면에 친수성을 띤 제 1 개질 표면(210)을 형성하고, 마스크 플레이트의 나머지 표면은 소수성이 있는 제 2 개질 표면(220)을 구성한다.
상술한 개질 표면(20)을 설치하는 단계에서, 제작된 마스크 플레이트가 훌륭한 소수성을 구비하도록 하기 위하여, 소수성 재료는 불소계 실란 커플링제를 선호한다. 소수성 재료에 자외선 오존 광분해 산화를 진행함으로써, 소수성 불소계 실란 커플링제로 친수성 금속 표면을 제거 노출하는데, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 기존 기술에 근거하여 상기 자외선 오존 광분해 산화의 기술 조건을 설정할 수 있다.
본 출원은 또한 전계 발광 디바이스의 제조 방법을 제공하는데, 도 3에 도시된 바와 같이, 이 제조 방법은 이하의 단계를 포함한다. S1' 단계 : 픽셀 분리 구조를 구비한 제 1 전극 기판을 제공하는데, 픽셀 분리 구조는 다수의 서로 분리된 서브 픽셀 구역을 구비한다. S2' 단계 : 표면 개질 마스크 플레이트를 제 1 전극 기판의 픽셀 분리 구조가 있는 일측에 설치하되, 표면 개질 마스크 플레이트의 제 1 개질 표면은 제 1 전극 기판에서 떨어진 일측에 설치하고, 표면 개질 마스크 플레이트의 하나 또는 다수의 할로우부는 적어도 일부 서브픽셀 구역 중의 각 서브 픽셀 구역에 대응되도록 설치한다. S3' 단계 : 용액법을 이용하여 표면 개질 마스크 플레이트의 제 1 개질 표면과 같은 친수성/소수성을 가진 잉크가 할로우부를 통과하여 대응되는 서브 픽셀 구역에 진입하도록 한다. S4' 단계 : 서브 픽셀 구역 중의 잉크를 건조시켜 발광층 또는 기능층을 형성한다.
본 발명은 또한 전계 발광 디바이스의 제조 방법을 제공하는데, 이 제조 방법은 이하의 단계를 포함한다. S1' 단계 : 픽셀 분리 구조를 구비한 제 1 전극 기판을 제공하는데, 픽셀 분리 구조는 다수의 서로 분리된 서브 픽셀 구역을 가진다. S2' 단계 : 상기 표면 개질 마스크 플레이트를 제 1 전극 기판의 픽셀 분리 구조가 있는 일측에 설치하되, 표면 개질 마스크 플레이트의 제 1 개질 표면은 제 1 전극 기판에서 떨어진 일측에 설치하고, 표면 개질 마스크 플레이트의 하나 또는 다수의 할로우부는 적어서 일부 서브 픽셀 구역 중의 각 서브 픽셀 구역에 대응되도록 설치한다. S3' 단계 : 용액법을 이용하여 표면 개질 마스크 플레이트의 제 1 개질 표면에 같은 친수성/소수성을 가진 잉크가 할로우부를 통과하여 대응되는 서브 픽셀 구역에 진입하도록 한다. S4' 단계: 서브 픽셀 구역 중의 잉크를 건조시켜 발광층 또는 기능층을 형성한다.
본 발명에 따른 제작 방법에서는 픽셀 분리 구조를 구비한 제 1 전극 기판을 제공하는데, 픽셀 분리 구조는 다수의 서로 분리된 서브 픽셀 구역을 구비하고 있으며, 개질 마스크 플레이트는 제 1 전극 기판의 픽셀 분리 구조가 있는 일측에 설치하되, 상기 표면 개질 마스크 플레이트는 개질 표면을 구비하고, 개질 표면은 제1 개질 표면 및 제 2 개질 표면을 포함하는데, 제 1 개질 표면은 할로우부를 둘러싸고, 제 1 개질 표면 외 개질 표면은 제 2 개질 표면이며, 또한 제 1 개질 표면과 제 2 개질 표면은 각각 친수성 표면과 소수성 표면이다. 하기에 상기 픽셀 분리 구조와 마스크 플레이트를 결합 이용함으로써, 재료의 유도 성능을 향상하여, 용액법의 스프레이 코팅 기술을 이용하여 픽셀을 제공할 수 있을 뿐더러, 정밀도가 낮은 잉크젯 인쇄 설비를 이용하여 픽셀을 제작할 수 있기에, 궁극적으로 정밀한 잉크젯 인쇄설비를 채택하는데 소요되는 원가를 절감한다.
상기 표면 개질 마스크 플레이트는 도 2에 도시된 바와 같다. 이하 도 2와 결부하여, 본 발명 전계 발광 디바이스의 제조 방법에 따른 예시적 실시 방식을 보다 상세하게 설명하도록 한다. 그러나, 이런 예시적 실시 방식은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 여기에 기술된 실시 방식에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니된다. 이런 실시 방식을 제공함은, 본 발명의 철저하고 완전한 공개를 위한 것이며, 이런 예시적 실시 방식의 구상을 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 충분히 전달하고자는 것임을 이해해야 한다.
먼저, S1' 단계를 수행하여 픽셀 분리 구조가 구비된 제 1 전극 기판을 제공하는데, 픽셀 분리 구조는 다수의 서로 분리된 서브 픽셀 구역을 구비한다. 상기 픽셀 분리 구조는 서로 다른 서브 픽셀 구역 간 잉크의 혼색을 막는데 사용된다. 더욱 바람직하게는는, 픽셀 분리 구조의 노출 표면은 친수성 표면 또는 소수성 표면을 포함한다. 상기 픽셀 분리 구조의 표면과 잉크가 서로 다른 친수성/소수성을 구비하게 하여, 발광층 또는 기능층을 형성하는 단계에 잉크가 픽셀 분리 구조 상의 표면 또는 측면 벽에 남아있지 않고, 중력의 작용에 의해 픽셀 구역에 환류되게 함으로써, 인접한 픽셀 구역 간 혼색 문제를 효과적으로 방지하여 색 정확도를 향상시킨다.
S1' 단계 수행 후 S2' 단계를 수행한다. 상기 표면 개질 마스크 플레이트를 제 1 전극 기판의 픽셀 분리 구조를 구비한 일측에 설치하고, 표면 개질 마스크 플레이트의 개질 표면(20)은 제 1 전극 기판에서 떨어진 표면 개질 마스크 플레이트의 일측에 위치하며, 표면 개질 마스크 플레이트의 하나 또는 다수의 할로우부가 최소 일부 서브 픽셀 구역의 각 서브 픽셀 구역에 대응되게 설치한다. 전계 발광 디바이스를 대면적으로 제작 시, 마스크 플레이트가 변형됨으로써, 잉크가 대응되는 서브 픽셀 구역에 떨어지는 양 또는 위치에 편차가 발생하여 색 정확도에 끼치는 영향을 낮추기 위하여, 상기 표면 개질 마스크 플레이트를 제 1 전극 기판의 표면에 접촉 설치할 수 있다. 또한, 친수성 잉크 또는 소수성 잉크가 표면 개질 마스크 플레이트의 할로우부를 통과하여 픽셀 분리 구조의 서브 픽셀 구역에 정확하게 진입할 수 있도록 하기 위하여, 바람직하게는는, 상기 할로우부의 면적이 대응되는 서브 픽셀 구역의 면적보다 작거나 같아야 하며, 할로우부가 대응되는 서브 픽셀 구역의 모양과 일치함이 더욱 바람직하다.
S2' 단계 수행 후 S3' 단계를 실행한다. 용액법을 이용하여 표면 개질 마스크 플레이트의 제 1 개질 표면(210)과 같은 친수성/소수성을 띤 잉크가 할로우부를 통과하여 대응되는 서브 픽셀 구역에 진입하도록 한다. 표면 개질 마스크 플레이트를 이용하기에, 상기 용액법은 스프레이 코팅 또는 정밀도가 낮은 잉크젯 인쇄기술을 이용할 수 있어, 스프레이 코팅 기술 또는 잉크젯 인쇄 기술을 이용하여 친수성 잉크 또는 소수성 잉크가 할로우부를 통과하여 서브 픽셀 구역에 진입하도록 한다. 바람직한 상기 친수성 잉크 또는 소수성 잉크의 점도는 50 cps 이하이고, 이는 설비 노즐이 잉크의 분출을 잘 조절할 수 있도록 확보하기 위함이다. 또한 노즐이 잉크를 효과적으로 분무함을 확보하기 위하여, 상기 스프레이 코팅 기술은 초음파 스프레이 코팅을 선호하되, 바람직한 친수성 잉크 또는 소수성 잉크의 스프레이 코팅 효과를 향상하기 위하여, 바람직한 초음파 스프레이 코팅의 초음파 주파수는 45 kHz ~ 180 kHz를 사용하고, 바람직한 친수성 잉크 또는 소수성 잉크의 점도는 10 cps 이하이다.
상기 잉크는 정공 주입 재료 잉크(hole injection material ink), 정공 수송 재료 잉크, 전자 주입 재료 잉크 및 전자 수송층 재료 잉크 중 하나가 될 수 있고, 양자점 재료 잉크와 유기 발광 재료 잉크 중 임의의 하나가 될 수 있다. 상기 다른 종류의 잉크가 대응되는 서브 픽셀 구역에 진입하도록 하여, 후속의 S4' 단계에서 발광층 또는 다른 종류의 기능층을 형성한다. 또한 잉크는 친수성 잉크와 소수성 잉크를 포함하는데, 친수성 잉크 또는 소수성 잉크가 양자점 재료 잉크 일 경우, 상기 친수성 잉크는 친수성 양자점을 포함하되, 친수성 양자점은 표면 리간드에 친수 원자단기를 가진 양자점으로서, 바람직한 친수 원자단기는 카르복실기, 아미노기, 히드록실기, 메르갑토기이며; 상기 소수성 잉크가 소수성 양자점을 포함 할 경우, 소수성 양자점은 표면 리간드에 소수 원자단기를 가진 양자점으로서, 바람직한 소수 원자단기는 알케인 체인 또는 에스터기이다. 전계 발광 디바이스(electroluminescence device)가 여러 가지 색상의 발사광을 구비하도록 하기 위하여, 바람직하게는는 상기 친수성 양자점과 상기 소수성 양자점이 독립적으로 레드 양자점, 블루 양자점, 그린 양자점 중 하나를 선택한다.
상기 S1' 단계의 픽셀 분리 구조의 노출 표면이 친수성 표면 일 경우, S3’ 단계에서 소수성 잉크가 할로우부를 통과하여 서브 픽셀 구역에 진입하고; 상기 픽셀 분리 구조의 노출 표면이 소수성 표면일 경우, S3' 단계에서 친수성 잉크가 할로우부를 통과하여 픽셀 구역에 진입한다. 친수성/소수성을 띤 노출 표면의 픽셀 분리 구조는 친수성 잉크 또는 소수성 잉크가 중력의 작용하에 픽셀 구역에 환류되고, 픽셀 분리 구조의 위 표면 또는 측면 벽에 남아있지 않도록 함으로써, 인접한 픽셀 구역 간 혼색을 효과적으로 방지한다.
S3' 단계 수행후 S4' 단계를 수행하여, 서브 픽셀 구역의 잉크를 건조 또는 경화시켜, 발광층 또는 기능층을 형성한다. 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 기존 기술에 근거하여, 상기 잉크 건조의 기술 조건을 설정할 수 있다. 또한 상기 잉크가 정공 주입 재료 잉크, 정공 수송 재료 잉크, 전자 주입 재료 잉크 및 전자 수송 재료 잉크일 경우, S4’단계에서는 잉크를 건조 또는 경화시켜 대응되는 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 주입층 또는 전자 수송층을 형성하며; 상기 잉크가 양자점 재료 잉크 또는 유기발광 재료 잉크 일 경우, S4' 단계에서는 잉크를 건조 또는 경화시켜 대응되는 양자점 발광층 또는 유기 발광층을 형성한다.
상기 잉크가 양자점 재료 잉크일 경우, 바람직한 일 실시 방식에서 그 제작 방법은 S2' 단계 내지 S4' 단계를 최소 한번 반복하되, 매번 반복 과정에 이용하는 표면 개질 마스크 플레이트의 할로우부는 서로 다른 서브 픽셀 구역에 대응되고, 서로 다른 서브 픽셀 구역의 잉크 발광 색상은 서로 다르며, 이용하는 양자점 잉크는 친수성 잉크 또는 소수성 잉크일 수 있다. 상기 바람직한 실시 방식에서, 각 서브 픽셀 구역에 서로 다른 발광 색상의 친수성 잉크 또는 소수성 잉크를 설치하고 건조 또는 경화시켜, 전계 발광 디바이스가 풀 컬러 디스플레이를 구현할 수 있도록 한다. 또한 서로 다른 서브 픽셀 구역에 레드 양자점, 블루 양자점 및 그린 양자점을 설치함으로써, 전계 발광 디바이스로 하여금 더욱 넓은 디스플레이 색역을 구현할 수 있도록 한다.
S4' 단계에서 발광층 형성 시, 바람직하게는는, S4 단계 후 S5' 단계를 포함한다. S5' 단계 : 제 1 전극 기판에서 떨어진 발광층의 일측에 제 2 전극을 설치한다. 상기 바람직한 실시 방식을 이용하여 구조가 제 1 전극 기판 / 발광층 / 제 2 전극인 전계 발광 디바이스를 형성한다. S4' 단계에서 기능층 형성시, 바람직하게는는, S4' 단계 후의 제작 방법이 S5' 단계를 포함한다. S5' 단계 : S4' 단계에서 기능층 형성 시, 기능층이 제 1 주입층 또는 제 1 전송층이고, 제 1 전극 기판에서 떨어진 제 1 주입층 또는 제 1 전송층에 발광층을 설치하며, 제 1 전극 기판에서 떨어진 발광층의 일측에 제 2 전극을 설치한다. 상기 바람직한 실시 방식을 이용하여 기능층이 구비된 전계 발광 디바이스를 형성할 수 있다.
S4' 단계에서 형성한 기능층이 제 1 주입층일 경우, 바람직한 일 실시 방식에서, S5' 단계에서의 제조 방법은 또한 이하의 단계를 포함한다. 발광층을 설치하는 과정 전에 S2' 단계 내지 S4' 단계를 반복하여, 제 1 주입층 표면에 제 1 전송층을 설치하고; 발광층을 설치하는 과정 수행 후, S2' 단계 내지 S4' 단계를 반복하여, 발광층 표면에 제 2 전송층을 설치하며; 발광층을 설치하는 과정 뒤에 S2' 단계 내지 S4'단계를 반복하여, 제 2 전송층 표면에 제 2 주입층을 설치한다. 상기 바람직한 실시 방식을 이용하여 구조가 제 1 전극 기판 / 제 1 주입층 / 제 1 전송층 / 발광층 / 제 2 전송층 / 제 2 주입층 / 제 2 전극인 전계 발광 디바이스를 형성할 수 있다. 상기 전계 발광 디바이스에서, 제 1 전극이 양극, 제 2 전극이 음극 일 경우, 제 1 주입층은 정공 주입층이고, 제 1 전송층은 정공 수송층이며, 제 2 주입층은 전자 주입층이고, 제 2 전송층은 전자 수송층이지만; 제 1 전극이 음극, 제 2 전극이 양극 일 경우, 제 1 주입층은 전자 주입층이고, 제 1 전송층은 전자 수송층이며, 제 2 주입층은 정공 주입층이고, 제 2 전송층은 정공 수송층으로서, 트랜스 전계 발광 디바이스를 형성한다.
그러나, 전계 발광 디바이스 각 층의 제작 기술은 상기 바람직한 실시 방식에 한정되는 것이 아님에 유의해야 하며, 본 발명의 상기 제조 방법은 전계 발광 디바이스의 발광층 또는 기능층 중 한 층 또는 여러 층을 제작하는데 사용될 수 있고, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 흔히 사용되는 기존 기술과 결부하여 전계 발광 디바이스 기타 각 층을 제작할 수 있다.
본 발명은 또한 양자점 필름의 제조 방법을 제공하는데, 도 5에 도시된 바와 같이 이하의 단계를 포함한다. a 단계 : 투광 기판의 제 1 표면에 친수 구역과 소수 구역을 설치한다. b 단계 : 다수의 할로우부를 가진 표면 개질 마스크 플레이트를 당해 투광 기판의 제 1 표면에 설치하여, 표면 개질 마스크 플레이트의 할로우부가 친수 구역 또는 소수 구역에 대응되게 설치하되, 표면 개질 마스크 플레이트는 개질 표면을 구비하고, 개질 표면은 제 1 개질 표면 및 제 2 개질 표면을 포함하는데, 제 1 개질 표면은 할로우부를 둘러싸고, 제 1 개질 표면 외 개질 표면은 제 2 개질 표면이며, 제 1 개질 표면과 제 2 개질 표면은 서로 다르고, 각각 친수성 표면과 소수성 표면 중 하나를 선택하며, 제 1 개질 표면은 당해 투명 기판에서 떨어진 표면 개질 마스크 플레이트 제 1 표면의 한측에 위치한다. c 단계 : 제 1 개질 표면은 소수성 표면으로서, 소수성 양자점 잉크가 할로우부를 통과하여 소수 구역에 진입되도록 하거나, 또는 제 1 개질 표면이 친수성 표면으로서, 친수성 양자점 잉크가 할로우부를 통과하여 친수 구역에 진입되도록 한다. d 단계 : 친수 구역 또는 소수 구역 중의 양자점 잉크를 건조시킨다.
상기 투광 기판은 파장이 400 nm 내지 700 nm 사이의 광을 투과할 수 있으며, 이 투광 기판의 전반적인 투광률은 50% 이상이고, 바람직한 투광률은 90%이상이다.
본 발명은 또한 양자점 필름의 제조 방법을 제공하는데, 이 제작방법은 이하의 단계를 포함한다. a 단계 : 투광 기판의 제 1 표면에 친수 구역과 소수 구역을 설치한다. b 단계 : 다수의 할로우부를 가진 표면 개질 마스크 플레이트를 당해 투광 기판의 제 1 표면에 설치하여, 표면 개질 마스크 플레이트의 할로우부가 친수 구역 또는 소수 구역에 대응되게 설치하되, 표면 개질 마스크 플레이트는 개질 표면을 구비하고, 개질 표면은 제 1 개질 표면 및 제 2 개질 표면을 포함하는데, 제 1 개질 표면은 할로우부를 둘러싸고, 제 1 개질 표면 외 개질 표면은 제 2 개질 표면이며, 제 1 개질 표면과 제 2 개질 표면은 서로 다르고, 각각 친수성 표면과 소수성 표면 중 하나를 선택하며, 제 1 개질 표면은 당해 투명 기판에서 떨어진 표면 개질 마스크 플레이트 제 1 표면의 한측에 위치한다. c 단계 : 제 1 개질 표면은 소수성 표면으로서, 소수성 양자점 잉크가 할로우부를 통과하여 소수 구역에 진입되도록 하거나, 또는 제1 개질 표면이 친수성 표면으로서, 친수성 양자점 잉크가 할로우부를 통과하여 친수 구역에 진입되도록 한다. d 단계 : 친수 구역 또는 소수 구역 중의 양자점 잉크를 경화시킨다.
본 발명에 따른 상기 양자점 필름의 제조 방법에서, 투광 기판의 제 1 표면에 친수 구역과 소수 구역을 설치하고, 표면 개질 마스크 플레이트를 투광 기판의 제 1 표면에 설치하여, 할로우부가 친수 구역 또는 소수 구역에 대응되게 설치함으로써, 표면 개질 마스크 플레이트를 통과하여 서로 다른 양자점 잉크가 서로 다른 픽셀 구역에 진입할 수 있을 뿐더러, 투광 기판의 친수 구역과 소수 구역을 통과하여 투광 기판 표면에 다수의 분리된 서브 픽셀 구역을 형성할 수 있어, 친수성 양자점 잉크가 친수 구역에 진입하고, 소수 구역을 분리 구조로 삼거나, 또는 소수성 양자점 잉크가 소수 구역에 진입하고, 친수 구역을 분리 구조로 삼기에, 서로 다른 서브 픽셀 구역 간 양자점 잉크의 혼색을 효과적으로 방지하여, 서로 다른 서브 픽셀 구역 내의 양자점 잉크가 혼색되어 색 정확도를 저하시키는 문제점을 효과적으로 해결한다. 또한 투명 기판에 픽셀 분리 구조를 설치하는 제조 방법과 비교할 때, 본 발명에 따른 상기 제조 방법은, 마찬가지로 잉크가 필요한 서브 픽셀 구역에 진입되도록 할 뿐더러, 또한 양자점 필름의 제조원가를 절감하였다.
이하 본 발명에서 제공하는 양자점 필름의 제조 방법에 따른 예시적 실시 방식을 보다 상세하게 설명하도록 한다. 그러나, 이런 예시적 실시 방식은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 여기에 기술된 실시 방식에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니된다. 이런 실시 방식을 제공 함은, 본 발명의 철저하고 완전한 공개를 위한 것이며, 이런 예시적 실시 방식의 구상을 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 충분히 전달하고자는 것임을 이해해야 한다.
먼저, a 단계를 수행하여 투광 기판의 제 1 표면에 친수 구역과 소수 구역을 형성한다. 바람직한 일 실시 방식에서, 제 1 표면에 다수의 친수 구역 및 다수의 소수 구역을 형성하는데, 각 친수 구역과 각 소수 구역은 교대 배열된다. 상기 바람직한 실시 방식을 이용하면 투광 기판의 제 1 표면에 다수의 서로 분리된 서브 픽셀 구역을 형성할 수 있기에, 서로 다른 색상의 양자점 잉크를 각각 서로 다른 서브 픽셀 구역에 진입하도록 하여, 상기 양자점을 구비한 필름이 블루 배광의 조사 하에 발광 어레이를 형성할 수 있으므로, 양자점 컬러 필름을 만들어 RGB 풀컬러 디스플레이를 구현할 수 있다.
바람직한 일 실시 방식에서, a 단계는 이하 내용을 포함한다. S001 단계 : 투광 기판 표면에 제 1 반응 원료를 포함한 원료를 설치한다. S002 단계 : 제 1 구역에 위치한 제 1 반응 원료를 커버하고, 제 2 구역에 위치한 제 1 반응 원료에 자외선 조사를 진행하며, 제 1 반응 원료는 제 2 구역에 제 2 커버 구역을 형성한다. S003 단계 : 제 1 구역의 제 1 반응 원료를 제거하고, 제 1 구역과 제 2 커버 구역에 제 2 반응 원료를 설치한다. S004 단계 : 제 2 커버 구역의 제 2 반응 원료를 커버하고, 제 1 구역에 위치한 제 2 반응 원료에 자외선 조사를 진행하며, 제 2 반응 원료는 제 1 구역에서 제 1 커버 구역을 형성한 다음 제 2 커버 구역의 제 2 반응 원료를 제거하는데, 그중 제 1 반응 원료와 제 2 반응 원료는 친수성 반응물과 소수성 반응물을 선택하되, 양자의 친수성/소수성은 반대될 수 있고, 제 1 커버 구역과 제 2 커버 구역은 친수 구역과 소수 구역에 대응된다.
상기 바람직한 실시 방식에서, 제 1 반응 원료를 포함한 상기 원료는 용제, 커플링제 및 개시제를 포함할 수 있다. 이때, 상기 S001 단계는 이하 과정을 포함한다. A : 커플링제와 개시제를 용제 중에 혼합하여 기판 처리액을 형성한다. B : 최소 투광 기판의 한측 표면을 기판 처리액에 방치하여, 커플링제가 투광 기판의 표면에 본딩 고정되어 본딩 표면을 형성하도록 한다. C : 제 1 반응 원료를 본딩 표면에 설치한다. 상기 S002 단계에서, 제 2 구역에 위치한 제 1 반응 원료에 자외선 조사를 진행하여, 제 1 반응 원료와 커플링제가 자외선 조사 하에 그라프팅 반응을 진행하게 함으로써, 상기 제 2 커버 구역을 형성한다. S004 단계에서, 제 1 구역에 위치한 제 2 반응 원료에 자외선 조사를 진행하여, 제 2 반응 원료와 커플링제가 자외선 조사 하에 그라프팅 반응을 진행하게 함으로써 상기 제 1 커버 구역을 형성한다.
상기 바람직한 실시 과정에, 제 1 구역의 제 1 반응 원료를 제거하는 과정은, 용액을 사용하여 제 1 구역의 제 1 반응 원료를 세척한 다음 투광 기판 표면을 건조 또는 경화 처리하는 것을 포함한다. 마찬가지로 제 2 커버 구역의 제 2 반응 원료를 제거하는 과정은, 용액을 사용하여 제 2 커버 구역의 제 2 반응 원료를 세척한 다음 투광 기판 표면을 건조 또는 경화 처리하는 것을 포함한다. 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 기존 기술에 근거하여, 상기 세척 기술과 건조 또는 경화 처리 기술의 조건을 설정할 수 있다.
제 1 반응 원료와 커플링제 간, 그리고 제 2 반응 원료와 커플링제 간 더욱 훌륭하게 그라프팅 반응을 일으키도록 하기 위하여, 바람직하게는는, 상기 커플링제의 일반식은 (X1-X2-X3-)Si-Y 로서, 그중, Y는 비닐기를 가진 원자단기 또는 말단에 SH기를 가진 알킬기이고, X1, X2 및 X3은 각각 독립적으로 Cl, CH3, OCH3, OCH2CH3 및 CH2CH3 중 임의의 하나를 선택하며, X1, X2 및 X3은 동시에 알킬기가 될 수 없다. 상기 제 1 반응 원료와 제 2 반응 원료의 일반식은 A-B인데, 그중 A는 비닐기를 가진 원자단기로서, 이때 Y는 말단에 SH기를 가진 알킬기이거나; 또는 A가 말단에 SH기를 가진 알킬기로서, 이때 Y는 비닐기를 가진 원자단기이다. B는 친수 원자단기를 가진 잔기로서, 이때, 제 1 반응 원료 또는 제 2 반응 원료는 친수성 반응물이고, 바람직한 친수 원자단기는 술폰산기, 아민기, 히드록실기, 카복실기 및 아미노기 중 하나 또는 여러 가지가 될 수 있거나; 또는 B가 소수 원자단기를 가진 잔기로서, 이때, 제1 반응 원료 또는 제 2 반응 원료는 소수성 반응물이고, 바람직한 친수 원자단기는 알킬기, 에스터기, 할로겐 및 니트로기 중 하나 또는 여러 가지가 될 수 있다.
a 단계 수행 후, b 단계를 수행하여, 상기 표면 개질 마스크 플레이트를 당해 투광 기판의 제 1 표면에 설치하고, 표면 개질 마스크 플레이트의 할로우부(10)는 친수 구역 또는 소수 구역에 대응되게 설치하며, 표면 개질 마스크 플레이트는 개질 표면(20)을 구비하되, 개질 표면(20)은 제 1 개질 표면(210)과 제 2 개질 표면(220)을 포함하고, 제 1 개질 표면(210)은 할로우부(10)를 둘러싸고, 제 1 개질 표면(210) 외 개질 표면(20)은 제 2 개질 표면(220)이며, 제 1 개질 표면(210)과 제 2 개질 표면(220)은 각각 친수성과 소수성을 띤다. 상기 표면 개질 마스크 플레이트는 도 2에 도시된 바와 같다. 후속의 c 단계에서 친수성 잉크 또는 소수성 잉크가 표면 개질 마스크 플레이트의 할로우부(10)를 통과하여 더욱 정확하게 투광 기판의 친수성 또는 소수성 서브 픽셀 구역에 진입할 수 있도록 하기 위하여, 바람직하게는는, 표면 개질 마스크 플레이트의 할로우부(10) 면적이 대응되는 친수 구역 또는 소수 구역의 면적보다 작거나 같도록 하고, 더욱 바람직하게는는, 할로우부(10)가 대응되는 친수 구역 또는 소수 구역의 모양과 일치해야 한다.
바람직한 일 실시 방식에서, 상기 제조 방법은 또한 상기 표면 개질 마스크 플레이트를 제작하는 과정을 포함한다. S01 단계 : 마스크 플레이트를 소수성 재료의 용액에 담궈서 소수성 재료를 마스크 플레이트 표면에 고정한다. S02 단계 : 소수성 재료가 고정된 마스크 플레이트를 용액과 분리하고, 마스크 플레이트를 건조시킨다. S03 단계 : 제 1 마스크를 마스크 플레이트의 제 1 표면에 설치하되, 제 1 마스크는 다수의 제 1 가림부 및 각 제 1 가림부를 연결하는 제 1 투광부로 구성되며, 제 1 가림부는 할로우부(10)와 일일이 대응되고, 각 제 1 가림부의 면적은 그에 대응되는 각 할로우부(10)의 면적보다 크며, 제 1 마스크를 통하여 마스크 플레이트의 제 1 표면에 자외선 오존 광분해 산화를 진행하고, 마스크 플레이트의 제 1 표면에 상대한 마스크 플레이트의 제 2 표면에 자외선 오존 광분해 산화를 진행하여, 친수성을 띤 제 2 개질 표면(220)을 형성하며, 마스크 플레이트의 나머지 표면은 소수성이 있는 제 1 개질 표면(210)을 형성한다. 또는 제 2 마스크를 마스크 플레이트에 설치하되, 제 2 마스크는 다수의 제 2 투광부 및 각 제 2 투광부를 연결하는 제 2 가림부로 구성되고, 제 2 투광부는 할로우부(10)와 일일이 대응되고, 각 제 2 투광부의 면적은 그에 대응되는 각 할로우부(10)의 면적보다 크며, 마스크 플레이트에 대하여 자외선 오존 광분해 산화를 진행하여 마스크 플레이트의 제 2 투광부에 대응되는 표면에 친수성을 띤 제 1 개질 표면(210)을 형성하고, 마스크 플레이트의 나머지 표면은 소수성이 있는 제 2 개질 표면(220)을 구성한다.
다른 한 바람직한 실시 방식에서, 상기 제조 방법에는 상기 표면 개질 마스크 플레이트를 제작하는 과정이 포함된다. S01 단계 : 마스크 플레이트를 소수성 재료의 용액에 담궈서 소수성 재료를 마스크 플레이트 표면에 고정한다. S02 단계 : 소수성 재료가 고정된 마스크 플레이트를 용액과 분리하고, 마스크 플레이트를 경화시킨다. S03 단계 : 제 1 마스크를 마스크 플레이트의 제 1 표면에 설치하되, 제 1 마스크는 다수의 제 1 가림부 및 각 제 1 가림부를 연결하는 제 1 투광부로 구성되며, 제 1 가림부는 할로우부(10)와 일일이 대응되고, 각 제 1 가림부의 면적은 그에 대응되는 각 할로우부의 면적보다 크며, 제 1 마스크를 통하여 마스크 플레이트의 제 1 표면에 자외선 오존 광분해 산화를 진행하고, 제 1 표면에 상대한 마스크 플레이트의 제 2 표면에 자외선 오존 광분해 산화를 진행하여, 친수성을 띤 제 2 개질 표면(220)을 형성하며, 마스크 플레이트의 나머지 표면은 소수성이 있는 제 1 개질 표면(210)을 형성한다. 또는 제 2 마스크를 마스크 플레이트에 설치하되, 제 2 마스크는 다수의 제 2 투광부 및 각 제 2 투광부를 연결하는 제 2 가림부로 구성되고, 제 2 투광부는 할로우부(10)와 일일이 대응되고, 각 제 2 투광부의 면적은 그에 대응되는 각 할로우부(10)의 면적보다 크며, 마스크 플레이트에 대하여 자외선 오존 광분해 산화를 진행하여 마스크 플레이트의 제 2 투광부에 대응되는 표면에 친수성을 띤 제 1 개질 표면(210)을 형성하고, 마스크 플레이트의 나머지 표면은 소수성이 있는 제 2 개질 표면(220)을 구성한다.
상기 표면 개질 마스크 플레이트를 제작하는 단계에서, 마스크 플레이트는 일반적으로 금속 재료로 제작되는데, 금속 표면의 산화층이 물과 훌륭한 친화력이 있기에 대다수 금속 표면은 친수적인 것으로, 여기서 친수적인 금속 재료 또는 기타 친수성 자외선 노화 내구성 재료를 선호한다. 또한 제작된 표면 개질 마스크 플레이트가 더욱 훌륭한 소수성을 구비하도록 하기 위하여, 바람직한 소수성 재료는 불소계 실란 커플링제이다. 소수성 재료에 자외선 오존 광분해 산화를 진행하여, 소수성을 띤 불소계 실란 커플링제로 친수성 금속 표면을 제거 노출한다. 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 기존 기술에 근거하여 상기 자외선 오존 광분해 산화의 기술 조건을 설정할 수 있다.
b 단계 수행 후, c 단계를 수행하는데, 제 1 개질 표면(210)은 소수성 표면으로서, 소수성 양자점 잉크가 할로우부(10)를 통과하여 소수 구역에 진입하도록 하거나; 또는 제 1 개질 표면(210)은 친수성 표면으로서, 친수성 양자점 잉크가 할로우부(10)를 통과하여 친수 구역에 진입하도록 한다. 스프레이 코팅 기술 또는 잉크젯 인쇄 기술을 이용하여, 양자점 잉크가 할로우부(10)를 통과하여 친수 구역 또는 소수 구역에 진입하도록 할 수 있다. 바람직한 상기 양자점 잉크의 점도는 50 cps 이하이고, 이는 양자점 잉크가 잘 분산되어 나와 서브 픽셀 구역에 떨어질 수 있도록 하기 위함이다. 또한 노즐이 잉크를 효과적으로 분무함을 확보하기 위하여, 상기 스프레이 코팅 기술은 초음파 스프레이 코팅을 선호하되, 양자점 잉크의 스프레이 코팅 효과를 향상하기 위하여, 바람직한 초음파 스프레이 코팅의 초음파 주파수는 45 kHz ~ 180 kHz 를 사용하고, 양자점 잉크는 점도 10 cps 이하이다.
상기 친수성 잉크는 친수성 양자점을 포함하되, 친수성 양자점은 표면 리간드에 친수 원자단기를 가진 양자점으로서, 바람직한 친수 원자단기는 카르복실기, 아미노기, 히드록실기, 메르갑토기이며; 상기 소수성 양자점은 소수성 양자점을 포함하되, 소수성 양자점은 표면 리간드에 소수 원자단기를 가진 양자점으로서, 바람직한 소수 원자단기는 알케인 체인 또는 에스터기이다. 전자 발광 및 광 발광이 결합된 발광 디바이스가 풀 컬러 디스플레이를 구현할 수 있도록 하기 위하여, 상기 양자점 잉크의 양자점은 레드 양자점과 그린 양자점을 선호한다.
상기 친수성과 소수성 양자점 잉크는 경화성 수지 또는 그 단량체 및 용제(또는 분산제라 불리움)도 포함할 수 있다. 그중, 비등점이 40 ~ 250 ℃ 사이인 긴사슬 탄화수소, 알코올, 에스테르 및 에테르의 혼합물을 선택하여 유기 용제로 사용할 수 있다. 바람직하게는는, 탄화수소가 직쇄 또는 분지쇄 알케인으로서, 예를 들면, 탄화수소는 C6 - 10 알케인이다. 유기 용제는 클로로벤젠, o-디클로로벤젠, 테트라히드로푸란, 아니솔, 모르폴린, 톨루엔, o-자일렌, m-자일렌, p-자일렌, 알킬벤젠, 나이트로벤젠, 헥세인, 시클로헥센, n-헵테인, 사이클로헵테인, 디옥산링, 메틸렌클로라이드, 트리클로로메탄, 염화에틸렌, 클로로포름, 클로로벤젠, 1,4-디옥세인, 1,2-염화에틸렌, 1,1,1-트리클로로에테인, 1,1,2,2-테트라클로로에탄, 테트랄린, 데칼린, N,N-디메틸포름아마이드, N,N-디메틸아세트아미드, 디메틸술폭시드클로로포름, 테트라히드로푸란, 메틸렌클로라이드, 톨루엔, 헥세인, 메틸알코올, 에틸알코올, 프로필알코올, 부틸알코올, 아세톤, 디옥산링, 디메틸아세트아미드 및 디메틸술폭시드가 될 수 있다. 그중, 경화성 수지는 에폭시 수지, 아크릴산 수지, 유기규소 수지, 또는 대응되는 단량체가 가교 형성하는 경화성 수지를 선택할 수 있다. 상기 친수성과 소수성 양자점 잉크속에는 이중결합 다리걸침제, 광경화제 또는 열경화제 등이 포함될 수도 있다.
c 단계 수행 후 d 단계를 수행하여 친수 구역 또는 소수 구역의 양자점 잉크를 건조시킨다. 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 기존 기술에 근거하여 상기 양자점 잉크의 건조 기술 조건을 설정할 수 있다. 바람직한 일 실시 방식에서, 제조 방법에는 b 단계 내지 d 단계를 최소 한번 반복하는 과정이 포함되며, 매번 반복 과정에 이용되는 표면 개질 마스크 플레이트의 할로우부는 친수 구역 또는 소수 구역에 대응되고, 이용되는 양자점 잉크의 발광 색상은 다르다. 상기 바람직한 실시 방식에서, 각 서브 픽셀 구역에 서로 다른 발광 색상의 양자점 잉크를 설치하고, 건조 또는 경화시킴으로써, 전계 발광 디바이스의 최종 발광 색상을 조절한다. 또한, 서브 픽셀 구역의 서로 다른 위치에 레드 양자점과 그린 양자점을 설치하고, 블루레이 배광 조사 하에 RGB 풀 컬러 디스플레이를 구현한다.
본 출원은 또한 양자점 필름을 제공하는데, 당해 양자점 필름은 상기 제조 방법에 따라 제조된다. 상기 양자점 필름은 투광 기판의 제 1 표면에 친수 구역과 소수 구역을 설치하고, 상기 표면 개질 마스크 플레이트를 투광 기판의 제 1 표면에 설치하여, 할로우부가 친수 구역 또는 소수 구역에 대응되게 설치하였기에, 표면 개질 마스크 플레이트를 통과하여 서로 다른 양자점 잉크가 서로 다른 픽셀 구역에 진입할 수 있을 뿐더러, 투광 기판의 친수 구역과 소수 구역을 통과하여 투광 기판 표면에 다수의 분리된 서브 픽셀 구역을 형성할 수 있어, 친수성 양자점 잉크가 친수 구역에 진입하고, 소수 구역을 분리 구조로 삼거나, 또는 소수성 양자점 잉크가 소수 구역에 진입하고, 친수 구역을 분리 구조로 삼기에, 양자점 ?름 중 서로 다른 서브 픽셀 구역 간 양자점 잉크의 혼색을 효과적으로 방지하고, 또한 픽셀 분리 구조를 설치하는 투명 기판에 픽셀 분리 구조를 설치하여 양자점 필름을 제조하는 방법에 비해, 상기 양자점 필름은 제조 원가가 더욱 저렴하다.
본 출원은 또한 디스플레이 디바이스를 제공하는데, 디스플레이 디바이스는 전계 발광 디바이스 및 전계 발광 디바이스의 발광측에 설치된 상기 양자점 필름을 포함한다. 상기 디스플레이 디바이스의 양자점은 투광 기판의 제 1 표면에 친수 구역과 소수 구역을 설치하고, 상기 표면 개질 마스크 플레이트를 투광 기판의 제 1 표면에 설치하여, 할로우부가 친수 구역 또는 소수 구역에 대응되게 설치하도록 형성되었기에, 양자점 필름의 서로 다른 픽셀 구역 간 양자점의 혼색을 방지함으로써, 당해 양자점 필름을 구비한 디스플레이 디바이스의 색 정확도를 효과적으로 향상시킨다.
전계 발광 디바이스가 양자점 필름을 조사 할 때, 양자점 필름의 인접한 서브 픽셀 구역 간 광 혼합을 방지하기 위하여, 바람직하게는는, 양자점 필름의 제 1 개질 표면에 상대한 투광 기판의 제 2 개질 표면 또는 제 2 개질 표면과 결합하는 블루레이 배광 발광측에 블랙 매트릭스를 설치한다. 친수성 양자점 잉크가 친수 구역에 진입할 때, 블랙 매트릭스는 소수 구역과 대응되게 설치하고, 소수성 양자점 잉크가 소수 구역에 진입할 때, 블랙 매트릭스는 친수 구역과 대응되게 설치한다.
이하 실시예를 결부하여 본 발명에 따른 발광 디바이스 및 그 제조 방법을 보다 상세하게 설명한다.
실시예 1
본 실시예에 따른 표면 개질 마스크 플레이트의 제조 방법은 이하의 단계를 포함한다.
S101 단계 : 니켈합금으로 제작된 마스크 플레이트를 소수성을 띤 재료 용액에 담그는데, 상기 소수성 재료는 heptadecafluorodecyl trimethoxy silane(FAS-17)으로서, 소수성 재료를 마스크 플레이트의 표면에 고정시킨다.
S102 단계 : 소수성 재료가 고정된 마스크 플레이트를 용액과 분리시키고, 마스크 플레이트를 건조 또는 경화시켜, 소수성을 띤 표면 개질 마스크 플레이트를 얻는다.
실시예 2
본 실시예에 따른 표면에 소수 구역과 친수 구역을 구비한 기판의 제조 방법은 이하의 단계를 포함한다.
커플링제와 개시제를 용제에 혼합하여 기판 처리액을 형성하고, 투광 기판의 일측 표면에 기판 처리액을 방치하여, 커플링제가 투광 기판의 표면에 본딩 고정되어 본딩 표면을 형성하도록 한다. 제 1 반응 원료를 본딩 표면에 설치하고, 제 1 구역에 위치한 제 1 반응 원료를 커버한 후, 제 2 구역에 위치한 제 1 반응 원료에 자외선 조사를 진행하여, 제 1 반응 원료와 커플링제가 자외선 조사 하에 그라프팅 반응을 일으키게 함으로써 소수 구역을 형성한다. 제 1 구역의 제 1 반응 원료를 제거하고, 제 1 구역과 제 2 커버 구역에 제 2 반응 원료를 설치한 후, 제 2 커버 구역에 위치한 제 2 반응 원료를 커버하고, 제 1 구역에 위치한 제 2 반응 원료에 자외선 조사를 진행하여, 제 2 반응 원료와 커플링제가 자외선 조사 하에 그라프팅 반응을 일으키게 함으로써 친수 구역을 형성하고, 표면 개질 기판을 얻는다.
그중, 투광 기판은 유리이고, 커플링제는 염화(디메틸)비닐실란이며, 개시제는 4-루티딘이다. 제 1 반응 원료는 1H,1H,2H,2H-Perfluorodecanethiol이고, 제 2 반응 원료는 시스테아민이며, 소수성을 띤 제 2 구역은 두 조의 96 X 64 마이크로어레이 패턴에 대응된다.
실시예 3
본 실시예에 따른 전자 발광 디바이스의 제조 방법은 이하의 단계를 포함한다.
S301 단계 : 픽셀 분리 구조가 구비된 제 1 전극 기판을 제공하는데, 픽셀 분리 구조는 96 X 64 개의 서로 분리된 서브 픽셀 구역을 구비하며, 제 1 전극 기판은 양극층인 기판이고, 양극층은 ITO 양극이다.
S302 단계 : 실시예 1에서 제공한 표면 개질 마스크 플레이트를 제 1 전극 기판의 픽셀 분리 구조를 구비한 일측에 설치하고, 마스크 플레이트의 할로우부가 서브 픽셀 구역과 대응되게 한다.
S303 단계 : 잉크젯 인쇄(모델 : Dimatix Materials Printer DMP - 2831) 기술을 이용하여 정공 주입층 잉크인 PEDOT:PSS 수용액이 할로우부를 통과하여 대응되는 서브 픽셀 구역에 진입되도록 한다.
S304 단계 : 서브 픽셀 구역의 정공 주입층 잉크를 건조 또는 경화시켜, 정공 주입층을 형성한다.
S305 단계 : S302 단계 내지 S304 단계를 재차 수행하되, 상기 반복 과정의 S302 단계에서 니켈합금으로 제작된 마스크 플레이트를 이용하며, 상기 반복 과정의 S303 단계에서 정공 수송층 잉크를 사용하고, 정공 수송층 잉크는 폴리(9-비닐)카바졸(PVK) 톨루엔 용액이고, S304 단계에서 정공 수송층을 형성한다.
S306 단계 : S302 단계 내지 S304 단계를 재차 수행하되, 상기 반복 과정의 S302 단계에서 니켈합금으로 제작된 마스크 플레이트를 이용하며, 상기 반복 과정의 S303 단계에서 그린 양자점 재료 잉크를 사용하고, 양자점 재료 잉크는 CdSe/CdS 데케인 용액이고, S304 단계에서 그린 양자점 발광 구역을 형성한다.
S307 단계 : S302 단계 내지 S304 단계를 재차 수행하되, 상기 반복 과정의 S302 단계에서 니켈합금으로 제작된 마스크 플레이트를 이용하며, 상기 반복 과정의 S303 단계에서 레드 양자점 재료 잉크를 사용하고, 양자점 재료 잉크는 CdSe/ZnS 데케인 용액이며, S304 단계에서 레드 양자점 발광 구역을 형성한다.
S308 단계 : S302 단계 내지 S304 단계를 재차 수행하되, 상기 반복 과정의 S302 단계에 실시예 1에서 제공하는 표면 개질 마스크 플레이트를 이용하며, 상기 반복 과정의 S303 단계에서 전자 수송층 잉크와 전자 주입층 잉크를 사용하고, 전자 수송층 잉크와 전자 주입층 잉크는 ZnO 뷰탄올 용액이며, S304 단계에서 전자 수송 및 주입층을 형성한다.
S309 단계 : 제 1 전극 기판에서 떨어진 전자 주입층의 일측에 제 2 전극을 증착하는데, 음극층을 형성하는 재료는 Ag이다.
실시예 4
당해 실시예에 따른 제조 방법과 실시예 3의 차이점:
각각 초음파 스프레이 코팅을 이용하여 전자 수송 및 주입층 잉크, 양자점 재료 잉크, 정공 수송층 잉크 및 정공 주입층 잉크가 각각 서브 픽셀 구역에 진입되도록 하는데, 상기 초음파 스프레이 기술에서 초음파 주파수는 120 kHz이다.
실시예 5
당해 실시예에 따른 제조 방법과 실시예 4의 차이점:
초음파 스프레이 코팅 기술에서 초음파 주파수는 180 kHz이다.
실시예 6
당해 실시예에 따른 제조 방법과 실시예 4의 차이점:
초음파 스프레이 코팅 기술에서 초음파 주파수는 45 kHz이다.
실시예 7
당해 실시예에 따른 제조 방법과 실시예 4의 차이점:
초음파 스프레이 코팅 기술에서 초음파 주파수는 90 kHz이다.
실시예 8
본 실시예에 따른 광 발광 디바이스의 제조 방법은 이하의 단계를 포함한다.
S801 단계 : 니켈합금으로 제작된 마스크 플레이트를 실시예 2의 표면 개질 기판 표면에 설치하되, 마스크 플레이트의 96 X 64 개 할로우부가 소수 구역의 그 중 한 조의 96 X 64 개 마이크로어레이 패턴과 대응되도록 한다.
S802 단계 : 잉크젯 인쇄(모델 : Dimatix Materials Printer DMP - 2831) 기술을 이용하여 소수성 레드 양자점 잉크가 할로우부를 통과하여 소수 구역에 진입되도록 한다.
S803 단계 : 소수 구역의 양자점 잉크를 건조 또는 경화시킨다.
S804 단계 : 상기 마스크 플레이트를 상기 표면 개질 마스크 플레이트의 표면에 설치하되, 마스크 플레이트의 96 X 64 개 할로우부가 소수 구역의 다른 한 조의 96 X 64 개 마이크로어레이 패턴과 대응되도록 한다.
S805 단계 : 잉크젯 인쇄(모델 : Dimatix Materials Printer DMP - 2831) 기술을 이용하여 소수성 그린 양자점 잉크가 할로우부를 통과하여 소수 구역에 진입되도록 한다.
S806 단계 : 소수 구역의 양자점 잉크를 건조 또는 경화시킨다.
그중, 레드와 그린 양자점 잉크의 점도는 모두 15 cps이고, 레드 양자점 재료는 CdSe/ZnS, 그린 양자점 재료는 CdSe/CdS이며, 양자 표면의 소수 리간드는 모두 올레산이다.
실시예 9
당해 실시예에 따른 제조 방법과 실시예 8의 차이점:
잉크젯 인쇄에서 이용하는 레드와 그린 양자점의 점도는 5 cps이다.
실시예 10
당해 실시예에 따른 제조 방법과 실시예 8의 차이점:
초음파 스프레이 코팅을 이용하여 소수성 레드 양자점 잉크와 그린 양자점 잉크가 할로우부를 통과하여 소수 구역에 진입되도록 하는데, 상기 초음파 스프레이 코팅 기술에서 초음파 주파수는 120 kHz이다.
실시예 11
본 실시예에 따른 표면 개질 마스크 플레이트의 제조 방법은 이하의 단계를 포함한다.
S1101 단계 : 니켈합금으로 제작된 마스크 플레이트를 소수성을 띤 재료 용액에 담그는데, 상기 소수성 재료는 heptadecafluorodecyl trimethoxy silane (FAS-17)으로서, 소수성 재료를 마스크 플레이트의 표면에 고정시킨다.
S1102 단계 : 소수성 재료가 고정된 마스크 플레이트를 용액과 분리시키고, 마스크 플레이트를 건조 또는 경화시킨다.
S1103 단계 : 제 1 마스크를 96 X 64 개의 할로우부가 구비된 마스크 플레이트의 제 1 표면에 설치하되, 제 1 마스크는 96 X 64 개의 제 1 가림부 및 각 제 1 가림부를 연결하는 제 1 투광부로 이루어 지고, 제 1 가림부는 할로우부와 일일이 대응되는데, 일일이 대응되는 각 제 1 가림부의 면적은 각 할로우부의 면적보다 크다. UV램프를 이용하여 파장이 185 nm와 254 nm인 자외선을 발사하여, 자외선이 제 1 마스크를 통과하여 당해 마스크 플레이트의 제 1 표면에 5 min의 자외선 오존 광분해 산화를 진행하도록 하고; 또 다시 UV램프를 이용하여 파장이 185 nm와 254 nm인 자외선을 발사하여, 당해 마스크 플레이트의 제 1 표면에 상대한 마스크 플레이트의 제 2 표면에 5 min의 자외선 오존 광분해 산화를 진행함으로써, 광이 조사되는 표면에 친수성 표면을 형성하고, 마스크 플레이트의 나머지 표면은 소수성 표면을 이루며, 소수성 표면은 할로우부를 둘러싼다.
실시예 12
본 실시예에 따른 표면 개질 마스크 플레이트의 제조 방법은 이하의 단계를 포함한다.
S1201 단계 : 니켈합금으로 제작된 마스크 플레이트를 소수성을 띤 재료 용액에 담그는데, 상기 소수성 재료는 heptadecafluorodecyl trimethoxy silane (FAS-17)으로서, 소수성 재료를 마스크 플레이트의 표면에 고정시킨다.
S1202 단계 : 소수성 재료가 고정된 마스크 플레이트를 용액과 분리시키고, 마스크 플레이트를 건조 또는 경화시킨다.
S1203 단계 : 제 2 마스크를 96 X 64 개의 할로우부가 구비된 마스크 플레이트에 설치하되, 제 2 마스크는 96 X 64개의 제 2 투광부 및 각 제 2 투광부를 연결하는 제 2 가림부로 이루어 지고, 제 2 투광부는 할로우부와 일일이 대응되는데, 일일이 대응되는 각 제 2 투광부의 면적은 각 할로우부의 면적보다 크다. UV램프를 이용하여 파장이 185 nm와 254 nm인 자외선을 발사하여, 자외선이 제 2 마스크를 통과하여 마스크 플레이트에 5 min의 자외선 오존 광분해 산화를 진행함으로써, 제 2 투광부에 대응되는 마스크 플레이트의 표면에 친수성 표면을 형성하고, 마스크 플레이트의 나머지 표면은 소수성 표면을 이루며, 친수성 표면은 할로우부를 둘러싼다.
실시예 13
본 실시예에 따른 전계 발광 디바이스의 제조 방법은 이하의 단계를 포함한다.
S1301 단계 : 픽셀 분리 구조가 구비된 제 1 전극 기판을 제공하는데, 픽셀 분리 구조는 96 X 64 개의 서로 분리된 서브 픽셀 구역을 구비하며, 제 1 전극 기판은 양극층인 기판이고, 양극층은 ITO 양극이다.
S1302 단계 : 실시예 12에서 제공한 표면 개질 마스크 플레이트를 제 1 전극 기판의 픽셀 분리 구조가 구비된 일측에 설치하고, 표면 개질 마스크 플레이트의 할로우부가 서브 픽셀 구역과 대응되게 한다. 표면 개질 마스크 플레이트는 친수성 표면과 소수성 표면을 포함한 개질 표면을 구비하며, 친수성 표면은 할로우부를 둘러싸고, 친수성 표면 외 개질 표면은 소수성 표면이다.
S1303 단계 : 잉크젯 인쇄(모델 : Dimatix Materials Printer DMP-2831) 기술을 이용하여 정공 주입층 잉크인 PED0T:PSS 수용액이 할로우부를 통과하여 대응되는 서브 픽셀 구역에 진입되도록 한다.
S1304 단계 : 서브 픽셀 구역의 정공 주입층 잉크를 건조 또는 경화시켜, 정공 주입층을 형성한다.
S1305 단계 : S1302 단계 내지 S1304 단계를 재차 수행하되, 상기 반복 과정의 S1302 단계에서 실시예 11에 따른 표면 개질 마스크 플레이트를 이용하며, 상기 반복 과정의 S1303 단계에서 정공 수송층 잉크를 사용하고, 정공 수송층 잉크는 폴리(9-비닐)카바졸(PVK) 톨루엔 용액이고, S1304 단계에서 정공 수송층을 형성한다.
S1306 단계 : S1302 단계 내지 S1304 단계를 재차 수행하되, 상기 반복 과정의 S1302 단계에서 실시예 11에 따른 표면 개질 마스크 플레이트를 이용하며, 상기 반복 과정의 S1303 단계에서 양자점 재료 잉크를 사용하고, 양자점 재료 잉크는 CdSe/CdS 데케인 용액으로서, S1304 단계에서 발광층을 형성한다.
S1307 : S1302 단계 내지 S1304 단계를 재차 수행하되, 상기 반복 과정의 S1302 단계에 실시예 12에 따른 표면 개질 마스크 플레이트를 이용하며, 상기 반복 과정의 S1303 단계에서 전자 수송층 잉크와 전자 주입층 잉크를 사용하고, 전자 수송층 잉크와 전자 주입층 잉크는 ZnO 뷰탄올 용액이고, S1304 단계에서 전자 수송 및 주입층을 형성한다.
S1308 단계 : 제1 전극 기판에서 떨어진 전자 주입층의 일측에 제 2 전극을 증착하는데, 음극층을 형성하는 재료는 Ag이다.
실시예 14
당해 실시예에 따른 제조 방법과 실시예 13의 차이점:
각각 초음파 스프레이 코팅을 이용하여 전자 수송 및 주입층 잉크, 양자점 재료 잉크, 정공 수송층 잉크 및 정공 주입층 잉크가 각각 서브 픽셀 구역에 진입되도록 하는데, 상기 초음파 스프레이 기술에서 초음파 주파수는 120 kHz이다.
실시예 15
당해 실시예에 따른 제조 방법과 실시예 14의 차이점:
초음파 스프레이 코팅 기술에서 초음파 주파수는 180 kHz이다.
실시예 16
당해 실시예에 따른 제조 방법과 실시예 14의 차이점:
초음파 스프레이 코팅 기술에서 초음파 주파수는 45 kHz이다.
실시예 17
당해 실시예에 따른 제조 방법과 실시예 14의 차이점:
초음파 스프레이 코팅 기술에서 초음파 주파수는 90 kHz이다.
실시예 18
본 실시예에 따른 표면 개질 투광 기판의 제조 방법은 이하의 단계를 포함한다.
커플링제와 개시제를 용제 중에 혼합하여 기판 처리액을 형성하고, 기판의 한측 표면을 기판 처리액에 방치하여, 커플링제가 투광 기판의 표면에 본딩 고정되어 본딩 표면을 형성하도록 하고, 제 1 반응 원료를 본딩 표면에 설치함으로써, 제 1 구역에 위치한 제 1 반응 원료를 커버하고, 제 2 구역에 위치한 제 1 반응 원료에 자외선 조사를 진행하여, 제 1 반응 원료와 커플링제가 자외선 조사 하에 그라프팅 반응을 일으키게 함으로써 소수 구역을 형성한다. 제 1 구역의 제 1 반응 원료를 제거하고, 제 1 구역과 제 2 커버 구역에 제 2 반응 원료를 설치한 후, 제 2 커버 구역에 위치한 제 2 반응 원료를 커버하고, 제 1 구역에 위치한 제 2 반응원료에 자외선 조사를 진행하여, 제 2 반응 원료와 커플링제가 자외선 조사 하에 그라프팅 반응 일으키게 함으로써 친수 구역을 형성한다.
그중, 투광 기판은 유리이고, 커플링제는 염화(디메틸)비닐실란이며, 개시제는 4-루티딘이다. 제 1 반응 원료는 1H,1H,2H,2H-Perfluorodecanethiol이고, 제 2 반응 원료는 시스테아민이며, 소수성을 띤 제 2 구역은 두 조의 96 X 64 마이크로어레이 패턴에 대응된다.
실시예 19
본 실시예에 따른 양자점 필름의 제조 방법은, 실시예 11의 표면 개질 마스크 플레이트와 실시예 18의 표면 개질 투광 기판을 이용하는데, 제조 방법은 이하의 단계를 포함한다.
S1901 단계 : 표면 개질 마스크 플레이트를 제 1 표면에 설치하되, 표면이 개질된 96 X 64 개 할로우부가 소수 구역의 그 중 한 조 96 X 64 개의 마이크로어레이 패턴과 대응되도록 한다.
S1902 단계 : 잉크젯 인쇄(모델 : Dimatix Materials Printer DMP - 2831) 기술을 이용하여 소수성 레드 양자점 잉크가 할로우부를 통과하여 소수 구역에 진입되도록 한다.
S1903 단계 : 소수 구역의 양자점 잉크를 건조 또는 경화시킨다.
S1904 단계 : 표면 개질 마스크 플레이트를 제 1 표면에 설치하되, 표면이 개질된 96 X 64 개의 할로우부가 소수 구역의 다른 한 조의 96 X 64 개의 마이크로어레이 패턴과 대응되도록 한다.
S1905 단계 : 잉크젯 인쇄(모델 : Dimatix Materials Printer DMP - 2831) 기술을 이용하여 소수성 그린 양자점 잉크가 할로우부를 통과하여 소수 구역에 진입되도록 한다.
S1906 단계 : 소수 구역의 양자점 잉크를 건조 또는 경화시킨다.
그중, 레드와 그린 양자점 잉크의 점도는 모두 15 cps이고, 레드 양자점 재료는 CdSe/ZnS, 그린 양자점 재료는 CdSe/CdS이며, 양자 표면의 소수 리간드는 모두 올레산이다.
실시예 20
당해 실시예에 따른 제조 방법과 실시예 19의 차이점:
잉크젯 인쇄에서 이용하는 레드와 그린 양자점의 점도는 5 cps이다.
실시예 21
당해 실시예에 따른 제조 방법과 실시예 19의 차이점:
초음파 스프레이 코팅을 이용하여 소수성 레드 양자점 잉크와 그린 양자점 잉크가 할로우부를 통과하여 소수 구역에 진입되도록 하는데, 상기 초음파 스프레이 코팅 기술에서 초음파 주파수는 120 kHz이다.
실시예 22
당해 실시예에 따른 제조 방법과 실시예 21의 차이점:
초음파 스프레이 코팅 기술에서 초음파 주파수는 45 kHz이다.
비교예 1
본 비교예에 따른 전계 발광 디바이스의 제조 방법은 이하의 단계를 포함한다.
Sd101 단계 : 픽셀 분리 구조가 구비된 제 1 전극 기판을 제공하는데, 픽셀 분리 구조는 96 X 64 개의 서로 분리된 서브 픽셀 구역을 구비하며, 제 1 전극 기판은 양극층 기판이다.
Sd102 단계 : 잉크젯 인쇄(모델 : Dimatix Materials Printer DMP - 2831) 기술을 이용하여 정공 주입층 잉크가 서브 픽셀 구역에 진입되도록 한다.
Sd103 단계 : 서브 픽셀 구역의 정공 주입층 잉크를 건조 또는 경화시켜, 정공 주입층을 형성한다.
Sdl04 단계 : Sdl02 단계 내지 Sdl03 단계를 반복하되, 상기 반복 과정의 Sdl03 단계에서 정공 수송층 잉크, 양자점 재료 잉크, 전자 수송층 잉크를 각각 이용하여, Sdl04 단계에서 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층을 순서대로 형성할 수 있도록 한다.
Sdl05 단계 : 제 1 전극 기판에서 떨어진 전자 수송층의 일측에 제 2 전극을 설치한다.
그중, 전자 주입층 잉크, 전자 수송층 잉크, 양자점 재료 잉크, 정공 수송층 잉크 및 정공 주입층 잉크는 실시예 3에서와 같다.
비교예 2
본 비교예에 따른 광 발광 디바이스의 제조 방법은 이하의 단계를 포함한다.
Sd201 단계 : 투광 기판의 제 1 표면에 포토레지스트를 도포한 다음, 노출과 현상을 진행하여 픽셀 분리 구조를 형성하는데, 픽셀 분리 구조는 두 조의 96 X 64 개의 서로 분리된 서브 픽셀 구역을 구비하고, 서브 픽셀 구조의 노출된 표면은 친수성 표면이며, 픽셀 분리 구조에서 분리 기질체의 인접한 측면 벽은 기판과 수직되고, 인접한 측면 벽 간 분리 기질체는 분리 막대이며, 기판에서 떨어진 분리 막대의 일측 표면은 평면이다.
Sd202 단계 : 픽셀 분리 구조를 가진 투광 기판에 레드 양자점 재료를 스핀 코팅하고, 레드 양자점 재료가 설치된 투광 기판에 순차적으로 베이킹 처리, 노출 처리, 현상 처리 및 건조 처리를 진행하여, 96 X 64 개의 레드 양자점 어레이를 얻는다.
Sd203 단계 : 상기 기판에 그린 양자점 재료를 스핀 코팅하고, 그린 양자점 재료가 설치된 투광 기판에 순차적으로 베이킹 처리, 노출 처리, 현상 처리 및 건조 처리를 진행하여, 96 X 64 개의 그린 양자점 어레이를 얻는다.
그중, 투광 기판은 유리이고, 상기 노출 표면의 재료는 폴리이미드이며, 레드 양자점 재료 잉크는 CdSe/ZnS를 포함하고, 그린 양자점 잉크는 CdSe/CdS를 포함하며, 양자점 재료 잉크의 점도는 15 cps이다.
비교예 3
본 비교예에 따른 전계 발광 디바이스의 제조 방법은 이하의 단계를 포함한다.
Sd301 단계 : 픽셀 분리 구조가 구비된 제 1 전극 기판을 제공하는데, 픽셀 분리 구조는 96 X 64 개의 서로 분리된 서브 픽셀 구역을 구비하며, 제 1 전극 기판은 양극층 기판이다.
Sd302 단계 : 정밀한 잉크젯 인쇄 설비(JetlabⅡ 고정밀 나노재료 침적 잉크젯 인쇄시스템)를 이용하여 정공 주입층 잉크가 서브 픽셀 구역에 진입되도록 한다.
Sd303 단계 : 서브 픽셀 구역의 정공 주입층 잉크를 건조시켜, 정공 주입층을 형성한다.
Sd304 단계 : Sd302 단계 내지 Sd303 단계를 반복하되, 상기 반복 과정의 Sd303 단계에서 정공 수송층 잉크, 양자점 재료 잉크, 전자 수송층 잉크를 각각 이용하여, Sd304 단계에서 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층을 순서대로 형성할 수 있도록 한다.
Sd305 단계 : 제 1 전극 기판에서 떨어진 전자 수송층의 일측에 제 2 전극을 설치한다.
그중, 전자 주입층 잉크, 전자 수송층 잉크, 양자점 재료 잉크, 정공 수송층 잉크 및 정공 주입층 잉크는 실시예 13에서와 같다.
상기 실시예 3 내지 실시예 7 및 비교예 1의 전계 발광 디바이스에 통전 실험을 진행하되, 회로를 조절하여 레드 서브 픽셀 또는 그린 서브 픽셀이 단독으로 발광하도록 하고, 전계 발광 디바이스에서 균일하게 두 위치를 선택하여 스펙트럼 스캐닝 휘도계(PR670)로 색 좌표를 측정하는데, 그 측정결과는 표 1에 표시된 바와 같다.
Figure pct00001
상기 측정 결과로부터 명백히 알 수 있듯이, 상기 실시예 3 내지 실시예 7에서, 일반적인 잉크젯 인쇄와 마스크 플레이트를 결부하거나 또는 초음파 스프레이 코팅과 마스크 플레이트를 결부하는 제조 기술을 이용하여 제조하는 전계 발광 디바이스는 색 좌표의 일치성이 훌륭하다. 그러나 상기 비교예 1에서 단지 일반적인 잉크젯 인쇄 제조기술을 이용하여 제조하는 전자 발광 디파이스는 색 좌표 변화가 아주 크고, 색 좌표 값으로부터 뚜렷한 혼색 현상이 나타나는 것을 알 수 있다.
또한, 상기 실시예 8 내지 실시예 10 및 비교예 2의 광 발광 디바이스에 밀폐 보호층을 증가한 후, 블루 전계 발광 디바이스(BOLED)의 발광측에 설치된 회로를 조절하여 레드 서브 픽셀 또는 그린 서브 픽셀에 대응되는 블루 배광만 단독으로 발광하도록 하고, 블루 레이의 자극 하에 상응한 레드 양자점 또는 그린 양자점이 광 발광을 하게 된다. 발광면에서 균일하게 두 위치를 선택하여 스펙트럼 스캐닝 휘도계(PR670)로 색 좌표를 측정하는데, 그 측정결과는 표 2에 도시된 바와 같다.
Figure pct00002
상기 측정 결과로부터 명백히 알 수 있듯이, 일반적인 잉크젯 인쇄와 마스크 플레이트를 결부하거나 또는 초음파 스프레이 코팅과 마스크 플레이트를 결부하는 제조 기술을 이용하여 제조한 광 발광 디바이스는 색 좌표의 일치성이 훌륭한데, 이는 상기 비교예 2에서 일반적인 노출 현상 방법을 이용하여 제조하는 광 발광 디바이스와 비슷하지만 제조 원가를 절감한다.
광학현미경을 이용하여 실시예 13에서 S1306 단계 수행 후 서브 픽셀 구역의 광학현미경도를 취득하여 보면, 암흑 환경에서, 파장이 365 nm인 UV램프를 조사하여 양자점이 광 발광하도록 한다. 도 4에 도시 된 바와 같이, 레드 양자점 잉크는 주로 서브 픽셀 구역에 있고, 모양이 일정하며, 관련없는 구역에는 잉크가 남아있지 않다. 또한, 스펙트럼 스캐닝 휘도계(PR670)를 이용하여 상기 실시예 13 내지 실시예 17 및 비교예 3의 전계 발광 디바이스의 광전 기능을 측정하는데, 그 측정결과는 이하 표 3에 표시된 바와 같다.
Figure pct00003
상기 측정 결과로부터 명백히 보아 낼 수 있다시피, 일반적인 잉크젯 인쇄와 마스크 플레이트를 결부하거나 또는 초음파 스프레이 코팅과 마스크 플레이트를 결부하는 제조기술을 이용하여 제조한 전계 발광 디바이스는, 그 광전 기능이 정밀한 잉크젯 인쇄 기술로 제조된 전계 발광 디바이스의 광전 기능과 비슷하다.
비교예 4
본 비교예에 따른 양자점 필름의 제조 방법은 이하의 단계를 포함한다.
Sd401 단계 : 투광 기판의 제 1 표면에 포토레지스트를 도포한 다음 노출과 현상을 진행하여 픽셀 분리 구조를 형성하는데, 픽셀 분리 구조는 두 조의 96 X 64 개의 서로 분리된 서브 픽셀 구역을 구비하고, 서브 픽셀 구조의 노출 표면은 친수성 표면이며, 픽셀 분리 구조에서 분리 기질체의 인접한 측면 벽은 기판과 수직되고, 인접한 측면 벽 간 분리 기질체는 분리 막대이며, 기판에서 떨어진 분리 막대의 일측 표면은 평면이다.
Sd402 단계 : 표면 개질 마스크 플레이트를 제 1 표면에 설치하고, 마스크 플레이트의 96 X 64 개의 할로우부가 한 조의 서브 픽셀 구역에 대응되게 한다.
Sd403 단계 : 잉크젯 인쇄 기술을 이용하여 소수성 레드 양자점 잉크가 할로우부를 통과하여 소수 구역에 진입되도록 한다.
Sd404 단계 : 소수 구역의 레드 양자점 잉크를 건조시킨다.
Sd405 단계 : 표면 개질 마스크 플레이트를 제 1 표면에 설치하고, 마스크 플레이트의 96 X 64 개의 할로우부를 다른 한 조의 서브 픽셀 구역과 대응되게 한다.
Sd406 단계 : 잉크젯 인쇄 기술을 이용하여 소수성 그린 양자점 잉크가 할로우부를 통과하여 소수 구역에 진입되도록 한다.
Sd407 단계 : 소수 구역의 그린 양자점 잉크를 건조시킨다.
그중, 투광 기판은 유리이고, 상기 노출 표면을 형성하는 재료는 폴리이미드이며, 레드 양자점 재료 잉크는 CdSe/ZnS를 포함하고, 그린 양자점 잉크는 CdSe/CdS를 포함하며, 양자점 재료 잉크의 점도는 15 cps이다.
비교예 5
이 비교예에 따른 제조 방법과 비교예 4의 차이점은, 레드, 그린 양자점 재료 잉크를 각각 스핀 코팅하고, 수차 노출 현상함으로써, 레드, 그린이 엇갈린 양자점 필름을 제조하는 것 인데, 상세한 과정은 이하와 같다.
Sd501 단계 : 픽셀 분리 구조가 구비된 투광 기판에 레드 양자점 재료를 스핀 코팅하고, 레드 양자점 재료가 설치된 투광 기판에 순차적으로 베이킹 처리, 노출 처리, 현상 처리 및 건조 처리를 진행한다.
Sd502 단계 : 상기 기판에 그린 양자점 재료를 스핀 코팅하고, 그린 양자점 재료가 설치된 투광 기판에 순차적으로 베이킹 처리, 노출 처리, 현상 처리 및 건조 처리를 진행한다.
그중, Sd501 단계 및 Sd502 단계에서 96 X 64 개의 레드 양자점 어레이와 96 X 64 개의 그린 양자점 어레이를 취득한다.
상기 실시예 19 내지 실시예 22 및 비교예 4 내지 비교예 5 의 양자점 필름에 밀폐 보호층을 증가한 후, 블루 전계 발광 디바이스(BLED)의 발광측에 설치하는데, 전계 발광 디바이스는 에폭시 수지를 순차적으로 겹쳐서 밀봉되는 블루 LED 비즈와 광 확산판을 포함한다. 적분구를 이용하여 레드 및 그린 양자점의 광 발광 스펙트럼 면적을 적분하는데, 레드 및 그린 양자의 광 발광 효율은 각각 이하 표 4에 표시된 바와 같다.
Figure pct00004
상기 측정 결과로부터 보아낼 수 있다시피, 본 발명의 실시 방식에 따라 제조한 레드 양자점 및 그린 양자점 필름의 광 발광 효율은 종래 기술과 비슷하거나, 심지어 더욱 향상되었지만, 제조 원가는 대폭적으로 절감된다.
상기 설명에서 보아낼 수 있다시피, 본 발명의 상술한 실시예는 이하의 기술 효과를 구현한다.
1. 마스크 플레이트와 용액법을 결부한 기술 방안을 이용하여 발광층 또는 기능층을 형성하고, 마스크 플레이트를 이용하여 잉크가 다른 색상 구역으로 분산되는 것을 막음으로써, 혼색 문제의 발생을 효과적으로 방지하여, 발광 디바이스의 색 정확도를 향상시킨다.
2. 픽셀 분리 구조와 마스크 플레이트를 결부함으로써, 용액법의 스프레이 코팅 기술을 이용하여 픽셀을 제조할 수 있을 뿐더러, 정밀도가 낮은 잉크젯 인쇄 설비를 이용하여 픽셀을 제작할 수 있어, 정밀한 잉크젯 인쇄 설비를 이용하는데 소요되는 원가를 절감한다.
3. 표면 개질 마스크 플레이트를 이용하여, 서로 다른 친수성/소수성 잉크가 대응되는 서브 픽셀 구역에 정확하게 진입되도록 하고; 픽셀 분리 구조를 이용하여, 서로 다른 서브 픽셀 구역 간 잉크의 혼색을 방지할 수 있으며; 마스크 플레이트가 픽셀 분리 구조의 상단에 설치되어 사용되기에, 대면적 플레이트 제작시, 할로우부 주위에 픽셀 분리 구조가 받쳐주고 있음으로 하여 쉬이 변형되지 않아, 서로 다른 서브 픽셀 구역 내 잉크 주입양이 다르거나 또는 주입 편차로 인한 색차 또는 기타 기능적 문제점을 효과적으로 해결한다.
4. 투광 기판의 친수 구역과 소수 구역을 통하여, 투광 기판의 표면에 다수의 분리된 서브 픽셀 구역을 형성하여, 친수성 양자점 잉크가 친수 구역에 진입하고, 소수 구역을 분리 구조로 삼거나, 또는 소수성 양자점 잉크가 소수 구역에 진입하고, 친수 구역을 분리 구조로 삼기에, 서로 다른 서브 픽셀 구역 간 양자점 잉크의 혼색을 방지함으로써, 서로 다른 픽셀 구역 내 양자점 잉크가 혼색되어 색 정확도를 저하시키는 문제점을 효과적으로 해결한다.
5. 본 발명에 따른 상기 제조 방법은, 투명 기판에 픽셀 분리 구조를 설치하는 제조 방법과 비교할 때, 마찬가지로 잉크가 필요한 서브 픽셀 구역에 진입되도록 할 수 있을 뿐더러, 이와 동시에 양자점 필름의 제조 원가를 절감한다.
상술한 내용은 단지 본 발명에 따른 바람직한 실시예에 불과한 것으로, 본 발명을 제한하는데 사용되지 않으며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 여러 가지 변경과 변화가 가능하다. 본 발명의 사상과 원칙을 벗어나지 않는 어떠한 수정, 균등치환, 개선 등은 모두 본 발명의 보호 범위에 속한다.

Claims (14)

  1. 발광 디바이스의 제조 방법으로서,
    다수의 할로우부를 구비한 마스크 플레이트를 기판에 설치하는 S1 단계와;
    용액법을 이용하여 잉크가 상기 할로우부를 통과하여 상기 기판의 표면에 설치되는 S2 단계와;
    상기 기판 표면의 상기 잉크를 건조 또는 경화시켜 발광층 또는 기능층을 형성하는 S3 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 디바이스의 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 잉크는 양자점 재료 잉크이고, 상기 제조 방법에는 S1 단계 내지 S3 단계를 최소 한번 반복하는 과정이 포함되며, 매번 반복 과정에 이용되는 마스크 플레이트의 할로우부는 기판의 서로 다른 구역에 대응되고, 이용되는 잉크의 발광 색상도 다른 것을 특징으로 하는 발광 디바이스의 제조 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 S1 단계의 상기 마스크 플레이트는 개질 표면을 구비하되, 상기 개질 표면은 기판에서 떨어진 마스크 플레이트의 일측 표면을 포함하고, 상기 개질 표면은 친수성 또는 소수성을 구비하며,
    상기 S2 단계에서 사용하는 상기 잉크는 상기 개질 표면과 서로 다른 친수성/소수성을 구비하는 것을 특징으로 하는 발광 디바이스의 제조 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 개질 표면은 상기 기판과 가까운 상기 마스크 플레이트의 일측 표면을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 디바이스의 제조 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 개질 표면이 소수성 표면일 경우, 상기 제조 방법은
    마스크 플레이트를 소수성 재료를 갖는 용액에 담궈서, 상기 소수성 재료가 상기 마스크 플레이트의 표면에 고정되도록 하는데, 바람직한 상기 소수성 재료는 불소계 실란 커플링제인 S01 단계와;
    상기 소수성 재료가 고정된 상기 마스크 플레이트를 상기 용액과 분리하고, 상기 마스크 플레이트에 건조 처리를 진행하여, 소수성을 구비한 상기 개질 표면을 형성하는 S02 단계로 이루어지는, 상기 개질 표면을 형성하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 디바이스의 제조 방법.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제조 방법은
    상기 마스크 플레이트 표면에 자외선 오존 광분해 산화를 진행하여, 상기 마스크 플레이트의 친수성 표면이 완전히 노출되도록 하는, 상기 마스크 플레이트에 사전 처리를 진행하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 디바이스의 제조 방법.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 S1 단계의 상기 기판은 픽셀 분리 구조를 구비하되, 상기 픽셀 분리 구조는 다수의 서로 분리된 서브 픽셀 구역을 구비하고, 상기 할로우부는 각 상기 서브 픽셀 구역에 대응되게 설치되며;
    상기 S2 단계는 상기 잉크가 상기 할로우부를 통과하여 대응되는 상기 서브 픽셀 구역에 진입되도록 함을 특징으로 하는 발광 디바이스의 제조 방법.
  8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 S1 단계의 상기 기판 표면은 친수 구역과 소수 구역을 구비하고, 상기 할로우부는 상기 친수 구역 또는 상기 소수 구역에 대응되게 설치되며;
    상기 S2 단계는 소수성 상기 잉크가 상기 할로우부를 통과하여 상기 소수 구역에 진입되도록 하거나, 또는 친수성 상기 잉크가 상기 할로우부를 통과하여 상기 친수 구역에 진입되도록 함을 특징으로 하는 발광 디바이스의 제조 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 잉크는 정공 주입 재료 잉크, 정공 수송 재료 잉크, 전자 주입 재료 잉크 및 전자 수송 재료 잉크 중 임의의 하나가 되고, 상기 S3 단계에서 상기 잉크를 건조시켜 대응되는 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 주입층, 또는 전자 수송층을 형성하거나; 또는
    상기 잉크가 양자점 재료 잉크 또는 유기발광 재료 잉크로서, 상기 S3 단계에서 상기 잉크를 건조시켜 대응되는 양자점 발광층 또는 유기 발광층을 형성함을 특징으로 하는 발광 디바이스의 제조 방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 잉크는 전극 재료 잉크이고, 상기 S3 단계에서 상기 잉크를 건조시켜 대응되는 전극층을 형성함을 특징으로 하는 발광 디바이스의 제조 방법.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 잉크는 정공 주입 재료 잉크, 정공 수송 재료 잉크, 전자 주입 재료 잉크 및 전극 재료 잉크 및 전자 수송 재료 잉크 중 임의의 하나가 되고, 상기 S3 단계에서 상기 잉크를 경화시켜 대응되는 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 주입층, 전극층 또는 전자 수송층을 형성하거나; 또는
    상기 잉크가 양자점 재료 잉크 또는 유기발광 재료 잉크로서, 상기 S3 단계에서 상기 잉크를 경화시켜 대응되는 양자점 발광층 또는 유기 발광층을 형성함을 특징으로 하는 발광 디바이스의 제조 방법.
  12. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 S2 단계에서 스프레이 코팅 기술 또는 잉크젯 인쇄 기술을 이용하여, 상기 잉크가 상기 할로우부를 통과하여 상기 기판의 표면에 설치되도록 하고, 상기 스프레이 코팅 기술은 바람직하게는는 초음파 스프레이 코팅을 채택함을 특징으로 하는 발광 디바이스의 제조 방법.
  13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 임의의 한 항에 따른 제조 방법에 근거하여 제작되는 발광 디바이스로서, 상기 발광 디바이스는 전계 발광 디바이스 또는 광 발광 디바이스임을 특징으로 하는 발광 디바이스.
  14. 하이브리드 발광 디바이스는, 전계 발광 디바이스 및 상기 전계 발광 디바이스의 발광측에 설치된 광 발광 디바이스를 포함하되, 상기 전계 발광 디바이스 및/또는 광 발광 디바이스는 제 1 항 내지 제 12 항 중 임의의 한 항에 따른 제조 방법에 근거하여 제작됨을 특징으로 하는 하이브리드 발광 디바이스.
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