KR100252779B1 - 유기 전기발광소자의 제조방법 - Google Patents

Abstract

소자의 안정성이 향상된 유기 전기발광소자의 제조방법이 개시되어 있다. 호스트 물질로 사용되는 폴리이미드 박막을 얻기 위해 박막 공정의 수행시 폴리아믹산 상태인 프리커서 루트(precursor route)를 적용하지 않고 폴리이미드 상태에서 박막 공정이 가능하도록 된 것이다. 이는 가용성(soluble) 폴리이미드를 호스트 물질로 사용함으로써 구현된다. 제작 과정을 단순화시키고 발광 물질의 발광 저하 현상을 줄임으로써 제조원가를 낮추고, 안정성이 향상된 유기 전기발광소자를 제조할 수 있다.

Description

유기 전기발광소자의 제조방법(Method for Manufacturing Organic Electroluminescent Device)

본 발명은 전기발광소자(electroluminescent display; ELD)에 관한 것으로서, 특히 ELD를 제조하는데 있어서 호스트(host) 물질로 폴리이미드 상태에서 가공이 가능한 가용성 폴리이미드를 사용하고, 상기 가용성 폴리이미드에 다양한 유기 물질을 혼합하여 제조되는 가용성 폴리이미드를 이용한 유기 ELD의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 유기 ELD를 제조하는데 있어서 소자의 안정화를 배가시키는 것이 상품화의 가장 중요한 요인이다.

이를 해결하기 위한 종래 기술로서 유리를 재료로 제조된 기판 상부에 투명전극을 일정한 두께로 코팅한다. 다음에 호스트 물질로서 발광 물질의 안정성을 얻을 수 있으며, 열적 내성이 좋은 폴리이미드와 게스트(guest) 물질인 발광 물질을 용매인 클로로포름(CHCl₃)에 용해시켜 혼합한다. 이는 발광 물질의 안정성을 얻기 위하여 고분자 분산 방법을 채용한 것으로서, 이 경우, 호스트 물질로는 열적 내성이 좋은 폴리이미드를 주로 사용하게 된다.

다음에 상기 투명 전극 상부에 정공수송 물질인 TPD를 코팅하고 상기 코팅된 정공수송물질 상부에 상기 호스트와 게스트 혼합물의 박막을 형성한다. 다음에상기 혼합물을 열처리 공정을 거쳐 폴리이미드화시키고, 상기 폴리이미드화된 혼합물상부에 전자수송물질을 코팅한다. 마지막으로 상기 전자수송물질 상부에 음극을 인가할 금속을 박막으로 형성함으로써 유기 ELD를 제조하게 된다.

상술한 종래의 ELD는 호스트 물질로 분산 방법을 사용함으로써 발광 물질의 안정성을 얻을 수 있으며 열적 내성이 좋은 폴리이미드와 발광 물질인 게스트 물질을 혼합하여 발광층으로 사용하였다. 그러나 종래의 기술에서 주로 사용되는 폴리이미드의 경우 폴리아믹산 상태인 전구체 용액으로 박막 공정을 수행한 다음, 열처리를 통하여 이미드화 시키기 때문에 제조공정이 복잡하고 발광 물질의 발광 저하현상으로 인하여 ELD를 제조하는데 있어서 장애 요소로 나타난다는 문제점이 있다.

상술한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명에서는 폴리이미드 상태에서 가공이 가능한 가용성 폴리이미드를 호스트 물질로 사용함으로써 제조 공정을 줄이고 발광 물질의 발광 저하 현상을 줄임으로써 안정성이 향상되고 제조 원자를 낮출 수 있는 유기 ELD의 제조방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

제1도는 본 발명에서 게스트 물질로 사용되는 폴리(에테르 이미드)의 화학구조식을 나타내는 도면이다.

제2도는 본 발명에 따른 유기 전기발광소자의 제조 공정을 나타내는 흐름도이다.

제3도는 본 발명의 방법에 따라 가용성 폴리이미드를 사용하여 제조된 유기 전기발광소자의 사시도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 폴리(에테르 이미드) 21 : 소자 구조 설계

22 : 기판 세척 23 : 각종 물질의 구입 및 합성

24 : ITO막 코팅 25 : 가공 물질에 대한 가공

26 : 정공수송 물질 코팅 27 : 발광층 형성

28 : 전자수송물질 코팅 29 : 금속 코팅

30 : 소자의 패키징 31 : 전기발광소자

41 : 유리 42 : 투명 전극 및 정공수송층

43 : 발광층 44 : 전자수송층 및 금속 전극

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는 유기 ELD를 제조하는데 있어서 이미드화 공정이 별도로 필요 없는 가용성 폴리이미드를 호스트 물질로 사용하여 제조된 유기 ELD의 제조방법을 제공한다.

먼저 제1도에는 본 발명에서 호스트 물질로 사용되는 가용성 폴리이미드인 폴리(에테르 이미드)(10)를 나타내었다.

다음에 제2도는 본 발명의 다른 유기 ELD의 제조 공정을 순차적으로나타내는 흐름도로서, 먼저 유리로 제조된 기판을 세척(22)한 다음, 설계된 소자의 구조(21)에 맞게 기판 상부에 투명 전극을 코팅하거나 기판 위에 전체적으로 코팅되어 있는 투명 전극을 에칭하여 원하는 모양을 갖도록 한다(24). 다음에 별도의 공정으로 ELD에서 호스트 물질로 사용될 가용성 폴리이미드와 게스트 물질로 사용될 발광 물질을 구입하여 두 물질을 클로로포름을 용매로 하여 호스트 물질과 게스트 물질의 비가 1:1 정도로 혼합된 혼합물(23)을 제조하고, 얻어지는 혼합물을 가공(25) 한다. 다음에, 원하는 구조로 형성된 투명 전극 상부에 TPD와 같은 정공수송물질을 코팅(26)한 다음, 가공된 호스트와 게스트 혼합물을 코팅된 정공수송물질 상부에 코팅하여 발광층(27)을 형성한다. 다음에, 상기 발광층의 상부에 PBD와 같은전자 수송물질을 코팅(28)한다. 다음에 코팅된 전자수송물질 상부에 음극을 인가할 금속(29)을 코팅한 다음, 패키징(packaging; 30)을 완료(31)하여 유기 ELD를 제조한다.

이렇게 제조된 유기 ELD는 제3도에 도시된 바와 같은 구조를 갖는다. 유리 기판(31)의 상부에는 투명 전극과 정공수송층(32)이 원하는 모양으로 형성되어 있으며, 그 상부에는 가용성 폴리이미드와 발광 물질이 혼합된 발광층(33)이 형성되어 있고 그 상부에는 전자수송층과 금속막(34)이 코팅되어 있는 구조를 갖는다.

이 때, 투명 전극에는 양극을, 금속막에는 음극을 인가하면 발광층으로 정공과 전자가 주입되면서 P⁺와 P^-폴라론-익사이론(polaron-exciton)을 형성하고 이들이 재결합하면서 전기 발광된 빛을 방출하게 된다. 이 때, 혼합되어 잇는 발광 물질의 에너지 갭에 해당되는 칼라를 나타내게 된다.

본 발명에서는 상술한 바와 같이 유기 ELD의 호스트 물질로 사용되는 고분자로서 가용성 폴리이미드를 사용함으로써 제작 과정을 줄일 수 있고 제조 원가를 낮출 수 있으며 발광 물질의 열화 현상을 줄임으로써 안정성이 향상된 유기 ELD의 제조방법을 제공한다.

상기한 같이 가용성 폴리이미드와 발광 물질을 혼합하여 제조된 이미드화 과정이 필요 없는 발광층은 ELD 뿐만 아니라 유기 다이오드 레이저, FET, ECD, 태양전지, 재충전 배터리 등에도 사용될 수 있다.

Claims (2)

1. 유리로 제조된 기판에 투명 전극을 코팅하는 단계;

   상기 투명 전극을 설계된 소자의 구조에 맞게 식각하여 원하는 모양을 갖도록 하는 단계;

   별도로 호스트 물질로 사용될 가용성 폴리이미드와 게스트 물질로 사용될 발광 물질을 혼합하여 혼합물을 형성하는 단계;

   상기 원하는 구조로 형성된 투명 전극 상부에 정공수송물질을 코팅하는 단계;

   상기 호스트와 게스트 혼합물을 상기 코팅된 전공수송물질 상부에 코팅하여 발광층을 형성하는 단계;

   상기 발광층의 상부에 전자수송물질을 코팅하는 단계;

   상기 코팅된 전자수송물질 상부에 음극을 인가할 금속을 코팅하는 단계; 및

   상기 금속이 코팅된 소자를 패키징하는 단계를 포함하는 유기 전기발광소자의 제조방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 가용성 폴리이미드는 폴리이미드 주사슬에 에테르(ether) 물질이 삽입된 폴리(에테르 이미드){poly(ether imide)}인 것을 특징으로 하는 유기 전기발광소자의 제조방법.