KR100801331B1 - Plane Organic Light-Emitting Device and Method thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 유기 전계 발광 소자 및 그 제작 방법이 개시된다.The present invention discloses an organic electroluminescent device and a method of manufacturing the same.
본 발명의 실시예에 따른 유기 전계 발광 소자는 유리 또는 가용성 필름인 투명기판과 투명기판 상면에 ITO를 증착하여 형성된 양전극인 투명전극과 투명전극 상면에 구비된 금속 보조전극과 보조전극 상면에 절연막과 절연막 상면에 증착되어 연결된 유기 발광층과 유기 발광층 상면에 알루미늄으로 형성된 음전극을 포함하되, 양전극인 투명전극의 양끝단에 + 전원과 상기 음전극 양끝단에 - 전원이 서로 교차하여 인가되도록 연결되어 있다.The organic electroluminescent device according to the embodiment of the present invention comprises a transparent substrate which is a glass or a soluble film, a transparent electrode which is formed by depositing ITO on the upper surface of the transparent substrate, a metal auxiliary electrode provided on the upper surface of the transparent electrode, and an insulating film on the auxiliary electrode The organic light emitting layer deposited on the upper surface of the insulating layer and the negative electrode formed of aluminum on the upper surface of the organic light emitting layer are included, and the + power is connected to both ends of the positive electrode and the negative electrode is connected to each other.
본 발명에 따르면, 유기 전계 발광 소자는 양전극에는 +전원을 음전극에는 -전원을 교차하여 인가함으로써 휘도의 균일성을 확보하고 유기 전계 발광 소자의 수명을 향상시킬 수 있다.According to the present invention, the organic electroluminescent device can be applied with a positive power supply to the positive electrode and a negative power supply to the negative electrode, thereby ensuring uniformity in brightness and improving the lifespan of the organic light emitting device.
OLED, 면광원, BLU, 구동, 균일한 휘도, 장수명,OLED, surface light source, BLU, driving, uniform brightness, long life,
Description
도 1a는 종래의 유기 전계 발광 소자 구조를 나타낸 개략도 1A is a schematic diagram showing a structure of a conventional organic EL device
도 1b는 종래의 유기 전계 발광 소자의 면광원 구동 상태를 도시한 개략도 1B is a schematic diagram showing a surface light source driving state of a conventional organic EL device
도 2a는 본 발명의 유기 전계 발광 소자 구조를 나타낸 개략도 2A is a schematic diagram showing the structure of an organic EL device of the present invention
도 2b는 본 발명의 유기 전계 발광 소자의 면광원 구동 상태를 도시한 개략도2B is a schematic diagram showing a surface light source driving state of the organic EL device of the present invention;
도 3은 본 발명에 사용한 ITO 패턴과 보조전극 패턴을 나타낸 개략도3 is a schematic view showing an ITO pattern and an auxiliary electrode pattern used in the present invention
도 4는 면광원으로 이용되는 종래의 유기 전계 발광 소자가 발광할 때의 사진4 is a photograph when a conventional organic EL device used as a surface light source emits light
도 5는 본 발명에 따른 전극패턴을 이용하여 제작한 유기 전계 발광 소자가 발광할 때의 사진5 is a photograph when the organic electroluminescent device manufactured using the electrode pattern according to the present invention emits light
본 발명은 유기 전계 발광 소자에 관한 것이다.The present invention relates to an organic electroluminescent device.
종래의 유기 전계 발광 소자는 도 1a, 도1b에서와 같이 유리, 가요성 필름 등과 같은 투명한 기판 위에 양전극인 ITO(Indium-tin-oxide)를 스퍼터 방식으로 증착하고, 양전극인 ITO 상면에 발광 유기물질 및 음전극인 알루미늄(Al) 등과 같은 금속을 진공 열증착하여 제작한다. 또한 종래의 유기 전계 발광 소자의 구동 방식은 도 1a, 도 1b에서와 같이 양전극에는 + 전원을 음전극에는 - 전원을 인가하여 발광층에서 빛이 나와 투명기판을 통해 나가도록 하는 것이었다.In the conventional organic EL device, as shown in FIGS. 1A and 1B, an indium-tin-oxide (ITO), which is a positive electrode, is deposited on a transparent substrate such as glass or a flexible film by sputtering, and a light emitting organic material is formed on the upper surface of the ITO which is a positive electrode And a metal such as aluminum (Al), which is a negative electrode, by vacuum thermal deposition. In addition, the driving method of the conventional organic EL device is to apply the + power to the positive electrode and the-power to the negative electrode, as shown in FIGS. 1A and 1B, so that light is emitted from the light emitting layer and exits through the transparent substrate.
상기 도 1a, 도 1b와 같이 유기 전계 발광 소자가 구동하면 양전극인 ITO와 음전극인 금속전극이 만나는 부분이 휘도가 가장 밝고, 전원이 연결된 영역과 멀어질수록 휘도가 감소된다. 그 이유는 양전극인 ITO의 면저항값이 약 10Ω/□ 로 정공 주입이 + 전원 근처에는 잘 되다가 전원의 연결부위와 멀어질수록 ITO 면저항이 커짐으로 인하여 정공 주입이 어려워짐에 따라 휘도 불균일이 일어난다. 휘도 불균일이 일어나면 고휘도를 내기가 어려울뿐만 아니라 유기 전계 발광 소자의 수명에도 악영향을 끼친다.
결국, 양전극인 ITO와 음전극의 한 쪽 부분으로 전원이 인가됨으로 인하여 유기 전계 발광 소자의 휘도의 불균일, 수명 감소 현상이 나타난다.As shown in FIGS. 1A and 1B, when the organic electroluminescent device is driven, the portion where the positive electrode ITO and the negative electrode metal electrode meet is the brightest, and the luminance decreases as the distance from the power source is connected. The reason is that the surface resistance of positive electrode ITO is about 10Ω / □ and hole injection becomes good near + power supply, but as ITO sheet resistance becomes bigger as the distance from the power supply is increased, luminance unevenness occurs. When the luminance nonuniformity occurs, it is difficult to produce high luminance, and also adversely affects the life of the organic EL device.
As a result, power is applied to one of the positive electrode ITO and the negative electrode, resulting in uneven brightness and reduced lifetime of the organic EL device.
따라서, 상술한 문제점들을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 양전극의 양쪽 부분과 음전극의 양쪽부분에 전원을 인가하여 휘도의 균일성을 확보함과 동시에 괴휘도, 수명이 향상되는 유기 전계 발광 소자 및 그 제작 방법을 제공하는데 있다.Accordingly, an object of the present invention for solving the above problems is to apply power to both parts of the positive electrode and both parts of the negative electrode to ensure uniformity of luminance and improve the luminance and life of the organic EL device and its It is to provide a production method.
본 발명의 다른 목적은 양전극인 ITO 상면에 저항값이 낮은 보조전극을 삽입하여 ITO 휘도의 균일성을 확보함과 동시에 고휘도, 수명이 향상되는 유기 전계 발광 소자 및 그 제작 방법을 제공하는데 있다.
상기와 같이 문제점을 해결하기 위하여 유기 전계 발광 소자의 양전극, 음전극 끝단에 각각 전원을 인가하여 휘도의 균일성을 확보하고 고휘도, 수명등을 향상할 수 있다.Another object of the present invention is to provide an organic electroluminescent device and a method of manufacturing the same, by inserting an auxiliary electrode having a low resistance value on the upper surface of the ITO, which is a positive electrode, to ensure uniformity of ITO brightness, and to improve high brightness and lifetime.
In order to solve the problems as described above, by applying power to the positive electrode and the negative electrode end of the organic light emitting device, respectively, it is possible to secure the uniformity of the brightness and improve the high brightness, life and the like.
이하, 본 발명에 의한 유기 전계 발광 소자에 관한 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of an organic EL device according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2a는 본 발명의 실시예에 따른 면광원을 위한 유기 전계 발광 소자를 나타낸 개략되이며, 도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 전계 발광 소자의 면광원 구동 상태를 도시한 개략도이다.
특히, 본 발명의 실시예인 녹색 발광 유기 전계 발광 소자 제작에 대해 기술하였다.FIG. 2A is a schematic view showing an organic EL device for a surface light source according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2B is a schematic view showing a surface light source driving state of the organic EL device according to an embodiment of the present invention.
In particular, the manufacturing of the green light emitting organic electroluminescent device which is an embodiment of the present invention has been described.
상기 유기 발광 소자의 제작 방법은 다음과 같다. The manufacturing method of the organic light emitting device is as follows.
먼저 유리 가요성 필름등과 같은 투명기판 위에 양전극으로 ITO(indium tin oxide)와 같은 투명한 도전막을 형성한다. 이어서, 상기 투명 전극 위에 도 3과 같이 저항값이 낮은 보조 전극을 형성한다(도 2a 및 도 2b에는 도시되지 않음). 이어서, 투명 전극이 형성된 기판 위에 포토레지스트(Photo Resist : PR), SiOX, SiNX 등의 투명 절연체 등을 이용하여 균일한 휘도를 얻기 위하여 일정한 패턴으로 절연막을 형성한 후 높은 일함수를 얻기 위하여 대기압 또는 진공 상태에서 산소 및 질소 이온으로 일정 시간동안 플라즈마 처리한다. 상기 플라즈마 처리한 투명 전극 및 절연막 위에 유기 발광층을 구성한다.First, a transparent conductive film such as indium tin oxide (ITO) is formed as a positive electrode on a transparent substrate such as a glass flexible film. Subsequently, an auxiliary electrode having a low resistance value is formed on the transparent electrode as shown in FIG. 3 (not shown in FIGS. 2A and 2B). Subsequently, an insulating film is formed in a predetermined pattern using a transparent insulator such as photoresist (PR), SiOX, SiNX, or the like on a substrate on which the transparent electrode is formed, and then an atmospheric pressure or Plasma treatment with oxygen and nitrogen ions for a certain time under vacuum. An organic light emitting layer is formed on the plasma-treated transparent electrode and the insulating film.
상기 유기 발광층의 구조는 다음과 같다.The structure of the organic light emitting layer is as follows.
도 2a와 같이 상기 투명 양전극이 형성된 기판 위에 CuPC, MTDATA 등의 유기막으로 된 100Å의 정공 주입층과 NPB, TPD 등의 유기막으로 된 500Å의 정공 수송층과 Alq3 혹은 Alq3:C545T(0.5%) 등으로 된 300Å의 녹색(Green) 발광층과 Alq3로 된 300Å의 전자 수송층과 LiF, BCP:Cs로 된 5Å의 전자 주입층을 진공 열 증착법으로 연속 증착하여 유기 발광층을 구성한다.
유기 발광층은 각각 전극으로 구분되어 개별 구동이 가능한 1 층 또는 복수층으로 적층될 수 있다. 특히, 유기 발광층은 적색, 녹색, 청색 또는 백색의 발광층 중 어느 하나가 순차적으로 적층될 수 있다.
또한, 유기 발광층은 적색, 녹색, 청색 또는 백색 발광층 중 어느 하나 또는 이들의 조합이 순차적으로 적층되어 각 발광층에 상응하는 전원이 인가될 수 있다. As shown in FIG. 2A, a hole injection layer of 100 kV made of organic films such as CuPC and MTDATA and a hole transport layer of 500 kV made of organic films such as NPB and TPD and Alq 3 or Alq 3 : C545T (0.5%) An organic light emitting layer is formed by successively depositing a 300 녹색 green light emitting layer made of 3) , a 300 전자 electron transport layer made of Alq 3 , and a 5 전자 electron injection layer made of LiF, BCP: Cs by vacuum thermal evaporation.
The organic light emitting layers may be stacked in one layer or in multiple layers, each of which may be divided into electrodes and individually driven. In particular, in the organic light emitting layer, any one of red, green, blue, and white light emitting layers may be sequentially stacked.
In addition, the organic light emitting layer may be sequentially stacked with any one or a combination of red, green, blue, or white light emitting layers, and a power corresponding to each light emitting layer may be applied.
이어서, 상기 유기 발광층 위에 알루미늄 1000Å의 음전극을 형성한다. 상기 음전극이 형성된 기판 위에는 발광 소자를 보호하고 방습기능을 겸하는 한층 이상의 보호막을 구성할 수 있다. 본 실시예에서는 상기 보호막을 NPB, Alq3 등의 투명 유기막 혹은 SiN, SiON 등으로 된 투명 무기막을 이용하여 각각 1000Å의 두께로 형성하였다.Subsequently, a negative electrode of 1000 Å aluminum is formed on the organic light emitting layer. On the substrate on which the negative electrode is formed, one or more protective films may be formed to protect the light emitting device and serve as a moisture proof function. In this embodiment, the protective films were formed to have a thickness of 1000 kPa using transparent organic films made of NPB, Alq 3 or the like, or transparent inorganic films made of SiN, SiON or the like.
상기와 같이 제작한 유기 전계 발광 소자를 구동하기 위하여, 투명 양전극인 ITO 양끝단에 + 전원을 인가하고, 음전극인 알루미늄 양끝단에 - 전원을 인가한다. 상기 유기 전계 발광 소자 면광원의 양전극과 음전극에 가하는 전원은 펄스 전압 또는 펄스 전류, 직류 전압, 직류 전류 중 어느 하나를 전원으로 인가하여 구동할 수 있다.
또한 투명기판 상면에 양 끝단까지 양전극, 음전극이 나오도록 하는 것을 특징으로 하며, 상기 양전극, 음전극의 양쪽 끝 패드 부분에 일정한 모양 및 일정한 간격으로 패터닝할 수 있다.
또한, 양전극과 음전극의 양끝단에 인가된 전원은 서로 십자가 형태로 이루어질 수 있다. 즉, 양전극(투명전극)과 음전극의 양끝단에 연결된 전원은 서로 교차되어 인가될 수 있다. 또한 인가되는 전원의 형태는 펄스 전압, 펄스 전류, 직류 전압, 직류 전류일 수 잇다. 덧붙여, 전원은 순방향 외에 역방향으로 인가될 수 있다.
도 3은 본 발명에 사용한 ITO 패턴과 보조전극 패턴을 나타낸 개략도이다. 유기 전계 발광 소자의 양전극인 ITO 상면에 저항값이 낮은 보조전극을 삽입하였다. 보조전극을 삽입함으로 인하여 ITO의 면저항값을 낮춰 휘도의 균일성 확보, 고휘도, 수명 등을 향상시킬 수 있다.
또한, 보조전극은 크롬(Cr), 알루미늄(Al), 은(Ag), 금(Au), 몰리브덴(Mo) 등 저항값이 낮은 금속을 사용할 수 있다.In order to drive the organic electroluminescent device fabricated as described above, + power is applied to both ends of ITO which are transparent positive electrodes, and-power is applied to both ends of aluminum which are negative electrodes. The power applied to the positive electrode and the negative electrode of the organic light emitting device surface light source may be driven by applying any one of a pulse voltage or a pulse current, a direct current voltage, and a direct current.
In addition, it is characterized in that the positive electrode and the negative electrode come out to the both ends on the upper surface of the transparent substrate, it can be patterned in a constant shape and at regular intervals on the pad portion of both ends of the positive electrode, the negative electrode.
In addition, the power applied to both ends of the positive electrode and the negative electrode may be formed in a cross shape with each other. That is, the power connected to both ends of the positive electrode (transparent electrode) and the negative electrode may be applied cross each other. In addition, the type of power applied may be pulse voltage, pulse current, direct current voltage, direct current. In addition, the power source may be applied in the reverse direction in addition to the forward direction.
3 is a schematic view showing an ITO pattern and an auxiliary electrode pattern used in the present invention. An auxiliary electrode having a low resistance value was inserted in the upper surface of the ITO, which is a positive electrode of the organic EL device. By inserting the auxiliary electrode, the sheet resistance of the ITO can be lowered to ensure uniformity of luminance, high luminance, and lifespan.
In addition, the auxiliary electrode may be a metal having low resistance such as chromium (Cr), aluminum (Al), silver (Ag), gold (Au), molybdenum (Mo).
도 4는 종래의 면광원으로 사용되는 유기 전계 발광 소자가 발광할 때의 사진이다.
도 4의 경우, 종래의 유기 전계 발광 소자는 전원을 가하는 전극 쪽 부분이 밝게 빛나는 것을 알 수 있다. 4 is a photograph when an organic electroluminescent element used as a conventional surface light source emits light.
In the case of Figure 4, it can be seen that in the conventional organic electroluminescent device, the electrode side portion to which the power is applied shines brightly.
도 5는 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 전극패턴을 이용한 유기 전계 발광 소자는 균일한 휘도를 나타내는 것을 알 수 있다.
도면에는 도시하지는 않았으나, 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 두개의 유기 전계 발광 소자가 서로 양방향을 바라보도록 결합되어 양방향 백라이트로 응용될 수도 있다. 또한, 평면 유기 전계 발광 소자가 청색광을 발광하는 경우, 청색광을 흡수하여 녹색, 황색 또는 적색 중 어느 하나를 발생시키는 여기 도포층을 필름 형태로 투명기판의 외부에 더 포함시킬 수도 있다. 또한, 여기 도포층은 실리콘 볼 등과 같은 확산성이 있는 물질로 구성될 수 있다.
또한, 유기 전계 발광 소자내의 수분 및 산소 침투 방지의 목적으로 Alq3, NPB 등의 유기물층 혹은 SiOx, SixNx 등의 무기 박막층을 유기 전계 발광 소자위에 적층할 수 있다.FIG. 5 shows that the organic EL device using the electrode pattern according to the exemplary embodiment of the present invention exhibits uniform luminance.
Although not shown in the drawings, according to another embodiment of the present invention, two organic electroluminescent devices may be combined to face each other to be applied as a bidirectional backlight. In addition, when the planar organic EL device emits blue light, an excitation coating layer that absorbs blue light and generates any one of green, yellow, and red may be further included in the form of a film on the outside of the transparent substrate. In addition, the excitation coating layer may be composed of a diffusing material such as silicon balls.
In addition, an organic material layer such as Alq3 or NPB or an inorganic thin film layer such as SiOx or SixNx may be laminated on the organic electroluminescent device for the purpose of preventing moisture and oxygen penetration in the organic electroluminescent device.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, this is merely exemplary, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications and equivalent other embodiments are possible. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.
이상에서 상술한 바와 같이 본 발명의 유기 전계 발광 소자 면광원 제작 방법 및 구동 방법에 대하여 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.As described above, the following effects can be obtained with respect to the method and the driving method of the organic EL device surface light source of the present invention.
첫째, 저항값이 낮은 보조 전극을 삽입함으로써 양전극인 ITO가 가지고 있는 면저항값을 낮춰 휘도의 균일성을 확보한다.First, by inserting an auxiliary electrode having a low resistance value, the sheet resistance value of the positive electrode ITO is lowered to ensure uniformity of luminance.
둘째, 양전극, 음전극 양 끝단에 각각 + 전원, - 전원을 인가하여 휘도의 균일성을 더욱 향상시켜 준다. Second, positive and negative powers are applied to both ends of the positive electrode and the negative electrode, respectively, to further improve the uniformity of luminance.
세째, 휘도의 균일성이 확보함에 따라 고휘도, 수명을 향상 시켜 준다.
Third, as the luminance uniformity is secured, it improves high brightness and lifespan.
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