KR100252778B1 - Fabricating method of organic electroluminescent device - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A fabricating method of an organic electroluminescent device is provided to reduce fabrication processes and the photoluminescence degradation phenomenon of photoluminescence material by using soluble polyimide as host material, thereby enhancing the stability and reducing manufacturing costs. CONSTITUTION: First, a transparent electrode(22) is coated on a glass substrate(21) and then is etched to be suitable to a designed display device. Then, the mixture of soluble polyimide to be used as host material and conductive polymer of oxidation state is prepared. Next, photoluminescence material of guest material is mixed to the mixture. Next, hole carrier material is coated on the transparent electrode, and then the mixture of the host and guest is coated on the hole carrier material to form a photoluminescence layer(23). Then, electron transport material(24) is coated on the photoluminescence layer and metal to become negative polar is coated on the electron transport material. Finally, the device coated with the metal is packaged.

Description

유기 전기발광소자의 제조방법Method for manufacturing organic electroluminescent device

본 발명은 전기발광소자(Electroluminesent Display;이하ELD)에 관한 것으로, 특히 ELD를 제조하는데 있어서 호스트 물질로 폴리이미드와 전도도가 높은 전도성 고분자를 혼합한 혼합물을 사용하고, 상기 호스트 물질에 다양한 유기물질을 혼합하여 제조하는 전도성 고분자를 이용한 유기 ELD의 제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electroluminescent display (hereinafter, referred to as ELD), and more particularly, to a method of manufacturing an ELD using a mixture of polyimide and a conductive polymer having high conductivity as a host material, The present invention relates to a method for producing an organic ELD using a conductive polymer.

일반적으로 유기 ELD를 제조하는데 있어 소자의 안정화를 배가시키는 것이 상품화로 가는 가장 중요한 요인이다.In general, doubling the stability of a device in manufacturing organic ELD is the most important factor to commercialization.

이를 해결하기 위한 종래의 기술로서 유리를 재료로 제조된 기판 상부에 투명전극을 일정한 두께로 코팅한다. 다음에 호스트 물질로서 발광물질의 안정성을 얻을 수 있으며, 열적 내성이 좋은 폴리이미드와 게스트(Guest)물질인 발광물질을 용매인 클로로포름(CHCL2) 녹여 혼합한다. 다음에 상기 투명전극 상부에 정공수송 물질인 TPD를 코팅하고, 상기 코팅된 정공수송물질 상부에 상기 호스트와 게스트 혼합물의 박막을 형성한다. 다음에 상기 혼합물을 열처리 공정을 거쳐 폴리이미드화시키고, 상기 폴리이미드화된 혼합물 상부에 전자수송물질을 코팅한다. 마지막으로 상기 전자수송물질 상부에 음극을 인가할 금속을 박막을 형성함으로써 유기 ELD를 제조하였다.As a conventional technique for solving this problem, a transparent electrode is coated to a predetermined thickness on a substrate made of glass. Next, the stability of the luminescent material can be obtained as the host material, and the polyimide having good thermal resistance and the luminescent material as the guest material are dissolved and mixed with chloroform (CHCL 2 ) as a solvent. Next, TPD, which is a hole transporting material, is coated on the transparent electrode, and a thin film of the host and the guest mixture is formed on the coated hole transporting material. Next, the mixture is subjected to a heat treatment process to form polyimide, and an electron transporting material is coated on the polyimidized mixture. Finally, an organic ELD was prepared by forming a thin film of a metal to be applied on the electron transporting material.

상술한 종래의 유기 ELD는 호스트 물질로 분산방법을 사용함으로써 발광물질의 안정성을 얻을 수 있으며 열적 내성이 좋은 폴리이미드와 발광물질인 게스트 물질을 혼합하여 발광층으로 사용하였다. 그러나 종래의 기술에서 주로 사용되는 폴리이미드의 경우 전기 전도도가 매우 낮은 관계로 ELD를 구동하는 구동전압이 상승하는 결과를 초래하므로 ELD를 높은 전압에서 구동시켜야 함으로써 ELD의 수명을 단축시킨다는 문제점이 있다.In the conventional organic ELD described above, the stability of a light emitting material can be obtained by using a dispersion method as a host material, and a guest material, which is a light emitting material, is mixed with polyimide having good thermal resistance and used as a light emitting layer. However, the polyimide mainly used in the conventional art has a very low electrical conductivity, which results in an increase in the driving voltage for driving the ELD. Therefore, there is a problem in that the life of the ELD is shortened by driving the ELD at a high voltage.

상기 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 호스트 물질을 폴리이미드와 전도성 고분자를 혼합한 혼합물을 사용함으로써 ELD의 구동전압을 낮추어 ELD의 수명을 연장하고, 안정성을 향상시키는데 그 목적이 있다.In order to solve the above problems, it is an object of the present invention to improve the stability and lifetime of ELD by lowering the driving voltage of ELD by using a mixture of a polyimide and a conductive polymer mixed with a host material.

도1는 전도성 고분자를 제조하기 위한 폴리아니린 프로토네이션 과정을 순차적으로 나타낸 도면.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a sequential view of a polyaniline protonation process for producing a conductive polymer. FIG.

도2은 본 발명에 따라 전도성 고분자를 호스트물질로 이용하여 제조된 유기 전기발광소자를 나타낸 사시도.2 is a perspective view illustrating an organic electroluminescent device manufactured using a conductive polymer as a host material according to the present invention.

도3는 본 발명에 따라 제조된 유기 전기발광소자의 전류-전압 특성을 나타낸 그래프.3 is a graph showing current-voltage characteristics of an organic electroluminescent device manufactured according to the present invention.

<도면의주요부분에대한부호의설명>Description of the Related Art

11 : 프로토닉 액시드 도핑과정 12 : 인터널 레독스 리액션 과정11: Protonic Acid Doping Process 12: Internal Reaction Reaction Process

13 : 폴라론 세퍼레이티드 과정13: Polaron Separated Process

21 : 유리 22 : 투명전극 및 정공수송층21: Glass 22: Transparent electrode and hole transport layer

23 : 발광층 24 : 전자수송층 및 금속막23: light emitting layer 24: electron transporting layer and metal film

31 : 호스트 물질로 폴리이미드와 폴리아닐린 혼합물을 사용하여 제조된 전기발광소자의 전류-전압 특성곡선31: Current-voltage characteristic curves of electroluminescent devices fabricated using polyimide and polyaniline mixture as a host material

32 : 호스트 물질로 폴리이미드만을 사용하여 제조된 전기발광소자의 전류-전압 특성곡선32: Current-voltage characteristic curves of electroluminescent devices using only polyimide as the host material

본 발명은 유기 ELD를 제조하는데 있어서 호스트로 사용되는 물질의 전기 전도도를 높여 수명이 연장되고 안정성을 향상시킨 유기 ELD 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to an organic ELD having a long lifetime and improved stability by increasing the electrical conductivity of a material used as a host in the production of organic ELD, and a method for producing the same.

본 발명에 호스트 물질로 사용되는 혼합물의 한 종류인 전도도가 높은 전도성 고분자에는 폴리아세틸렌, 폴리 파라페닐렌, 폴리싸이오펜, 폴리파이롤, 폴리 파라페닐렌 비닐렌, 폴리아닐린 등이 있다.The conductive polymer having high conductivity, which is a kind of mixture used as a host material in the present invention, includes polyacetylene, polyparaphenylene, polythiophene, polypyrrole, polyparaphenylene vinylene, polyaniline and the like.

도1는 본 발명에 다른 전도성 고분자의 한예인 폴리아닐린을 프로토네이션 과정을 거쳐 전도성이 높은 산화상태의 폴리아닐린을 제조하는 공정을 나타낸 것으로서, 폴리아닐린의 에메랄딘 베이스(Emeraldine Base)에 2XH+A-의 분자구조를 갖는 산성용액과 반응시켜 프로토닉 엑시드 도핑(11,Protonic Acid Doping)을 실시하게 되면 에메랄딘 베이스의 환원형의 질소에 H와 A-가 공유결합하게 되고, 다시 상기 2XH+A-가 결합된 에메랄딘 베이스는 자체적으로 내부 레독스반응과정(12,Internal Redox Reaction)과 폴라론 분리과정(13, Polarons Separate)을 거쳐 상기 에메랄딘 베이스의 산화형 단위와 환원형의 단위가 일치하는 구조인 에메랄딘 솔트(Emeraldind Salt)의 폴리아닐린으로 제조된다. 이때, 전기전도도는 약 104S/cm 정도로 증가시킬 수 있다.FIG. 1 shows a process for producing polyaniline having a high conductivity in a highly conductive state through the protonation process of polyaniline as one example of the conductive polymer according to the present invention. In the emeraldine base of polyaniline, the molecular structure of 2XH + A - (Protonic Acid Doping) is carried out by reacting with an acidic solution having H + and A - , the H and A - are covalently bonded to the reduced nitrogen of the emeraldine base, and the 2XH + A - The emeraldine base itself undergoes Internal Redox Reaction (12) and Polarone Separate process (13) to form an emeraldine base in which the oxidized and reduced type units of the emeraldine base coincide with each other Lt; RTI ID = 0.0 &gt; emeraldind &lt; / RTI &gt; salt. At this time, the electric conductivity can be increased to about 10 4 S / cm.

다음으로 도2은 호스트 물질로 폴리이미드와 전도성 고분자인 산화상태의 폴리아닐린을 혼합한 혼합물을 사용하여 제조된 ELD의 구조를 나타낸 것으로써, 그 제조공정은 유리로 제조된 기판을 세척한 다음 설계된 디스플레이의 구조에 맞게 기판 상부에 투명전극을 코팅하거나, 기판 위에 전체적으로 코팅되어 있는 투명전극을 에칭하여 원하는 모양을 갖도록한 다음, 상기 원하는 구조로 형성된 투명전극 상부에 TPD와 같은 정공수송물질을 코팅한다. 다음에 별도의 공정으로 ELD에서 호스트 물질로 사용될 폴리이미드와 산화과정을 거쳐 전기 전도도가 향상된 산화 상태의 폴리아닐린의 혼합물에 원하는 빛을 발생시키는 발광물질을 혼합하고, 호스트 물질과 게스트 물질의 혼합물을 상기 코팅된 정공수송물질 상부에 코팅하여 발광층을 형성한다. 다음에 상기 발광층 상부에 PBD와 같은 전자수송물질을 코팅한다. 다음에 코팅된 전자수송물질 상부에 음극을 인가할 금속을 코팅한 다음, 패캐이징을 완료하여 ELD를 제조한다. 상기와 같이 제조된 ELD는 유리기판(21) 상부에 투명전극과 정공수송층(22)이 원하는 모양으로 형성되어 있으며, 그 상부에는 폴리이미드와 산화상태의 폴리아닐린 그리고 발광물질이 혼합된 발광층(23)이 형성되어 있으며, 그 상부에는 전자수송층과 금속전극(24)이 코팅되어 있는 구조를 나타낸다.Next, FIG. 2 shows a structure of an ELD manufactured by using a mixture of polyimide and polyaniline in an oxidized state, which is a conductive polymer, as a host material. In the manufacturing process, the glass substrate is cleaned, A transparent electrode is coated on the substrate in accordance with the structure of the substrate, or the transparent electrode coated on the substrate is etched to have a desired shape, and then a hole transport material such as TPD is coated on the transparent electrode formed with the desired structure. Then, a separate process is performed in which a light emitting material that generates desired light is mixed with a mixture of polyimide used as a host material in ELD and an oxidized polyaniline having an improved electrical conductivity through an oxidation process, and a mixture of a host material and a guest material And then coated on the coated hole transport material to form a light emitting layer. Next, an electron transporting material such as PBD is coated on the light emitting layer. Next, a metal to be applied to the cathode is coated on the coated electron transport material, and the ELD is manufactured by completing the patterning. In the ELD manufactured as described above, a transparent electrode and a hole transport layer 22 are formed in a desired shape on a glass substrate 21, and a light emitting layer 23 in which a polyimide, an oxidized polyaniline, And an electron transport layer and a metal electrode 24 are coated thereon.

이때 투명전극에는 양극을 금속전극에는 음극을 인가하면 발광층으로 정공과 전자가 주입되면서 P+와 P-Polaron-Exciton을 형성하고 이들이 재결합 하면서 전기발광 방출을 하게 되고, 이때 혼합되어 있는 발광물질의 에너지 갭에 해당하는 빛깔을 나타내게 된다.In this case, when positive and negative electrodes are applied to the transparent electrode and the metal electrode, holes and electrons are injected into the light emitting layer to form P + and P - Polaron - Exciton, respectively, and they recombine to emit electroluminescence. At this time, The color corresponding to the gap is displayed.

다음에 제 3도는 호스트 물질로 폴리이미드만을 사용했을때의 전류-전압 특성곡선(32)와 폴리이미드와 전도성 고분자인 폴리아닐린을 혼합하여 호스트 물질로 사용 했을때의 전류-전압 특성곡선(31)을 나타낸 것으로, 전도성 고분자를 호스트 물질에 혼합하여 사용할때가 낮은 전압에서도 높은 전류를 나타낸다.Next, FIG. 3 shows the current-voltage characteristic curve 32 when polyimide alone is used as a host material and the current-voltage characteristic curve 31 when polyimide and polyaniline as a conductive material are mixed and used as a host material When a conductive polymer is mixed with a host material, a high current is exhibited even at a low voltage.

본 발명은 상술한 바와 같이 ELD의 호스트 물질을 폴리이미드와 산화상태의 폴리아닐린을 혼합하여 사용함으로써 게스트 물질인 발광물질과 혼합되어 막을 형성하는 발광층의 전기전도도를 높여 ELD의 구동시 구동전압을 낮춤으로써 ELD의 수명을 연장시키고 안정성을 향상시킨 ELD를 제공한다.As described above, the present invention uses a mixture of polyimide and polyaniline in an oxidized state as a mixture of a host material of ELD and a light emitting material as a guest material to increase the electrical conductivity of the light emitting layer, thereby lowering the driving voltage during ELD driving ELD &lt; / RTI &gt; which extends the lifetime of ELD and improves stability.

상기와 같이 Soluable Polyimide과 발광물질을 혼합하여 제조된 이미드화 과정이 필요없는 발광층은 ELD 뿐만 아니라 유기 다이오드 레이저, FET, ECD, 태양전지, 그리고 재충전 배터리 등에 사용되어진다.As described above, the emissive layer which is prepared by mixing the soluble polyimide and the light emitting material and does not require the imidization process is used for the organic diode laser, the FET, the ECD, the solar cell, and the rechargeable battery as well as the ELD.

Claims (1)

유리로 제조된 기판에 투명전극을 코팅하는 단계와,Coating a transparent electrode on a substrate made of glass; 상기 투명전극을 설계된 디스플레이의 구조에 맞게 식각하여 원하는 모양을 갖도록 하는 단계와,Etching the transparent electrode according to the structure of the designed display to obtain a desired shape; 별도로 호스트 물질로 사용될 폴리이미드와 산화상태의 전도성 고분자를 혼합하는 단계와,Mixing a polyimide to be used as a host material separately with a conductive polymer in an oxidized state, 상기 폴리이미드와 폴리아닐린의 혼합물에 게스트 물질인 발광물질을 혼합하는 단계와,Mixing a mixture of the polyimide and polyaniline with a light emitting material as a guest material, 상기 원하는 구조로 형성된 투명전극 상부에 정공수송물질을 코팅하는 단계와,Coating a hole transport material on the transparent electrode formed with the desired structure, 상기 호스트와 게스트 혼합물을 상기 코팅된 정공수송물질 상부에 코팅하여 발광층을 형성하는 단계와,Coating the host and guest mixture on the coated hole transport material to form a light emitting layer; 상기 발광층 상부에 전자수송물질을 코팅하는 단계와,Coating an electron transporting material on the light emitting layer, 상기 코팅된 전자수송물질 상부에 음극을 인가할 금속을 코팅하는 단계와,Coating a metal to be applied with a cathode on the coated electron transport material, 상기 금속이 코팅된 디바이스를 패캐이징하는 단계를 포함하는 것을 특징으로하는 유기 전기발광소자의 제조방법.The method of claim 1, wherein the metal-coated device comprises a metal oxide.
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