KR101427703B1 - Ｏｌｅｄ 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 OLED는 일면에 복수의 볼록부가 형성되고 타면에 복수의 오목부가 형성되는 기판과, 상기 기판의 양면 중 적어도 일면에 형성되는 OLED 소자로 구성되어, OLED의 비표면적을 증가시켜 효율을 향상시킬 수 있고, 기판의 양면에 OLED 소자를 형성하여 하나의 기판에 두 개의 OLED를 구현할 수 있고, 나아가 다층구조로 형성할 수 있다.

Description

ＯＬＥＤ 및 그 제조방법{OLED AND FABRICATION METHOD THEREOF}

본 발명은 OLED(Organic Light Emitting Diode)에 관한 것으로, 보다 상세하게는 OLED를 3차원 요철 형태로 형성하여 비표면적을 증가시키고, 기판의 양면에 OLED를 형성하여 다층구조로 제조할 수 있는 OLED 및 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 OLED(Organic Light Emitting Diodes)는 저소비 전력, 빠른 응답속도, 넓은 시야각 등의 장점을 가지고 있다. 이러한 OLED는 기본구조가 간단하고 제작이 용이하므로, 두께 1mm 이하의 초박형, 초경량 디스플레이 장치에 사용되며, 더 나아가 유리기판 대신 플라스틱과 같은 유연한 기판 위에 제작되어 더 얇고 더 가볍고 깨지지 않는 플렉시블 디스플레이(flexible display) 장치에 사용되기도 한다.

이러한 OLED는 애노드(Anode) 전극, 정공수송층, 유기발광층, 전자수송층, 전자주입층 및 캐소드(cathod) 등의 다층 유기박막으로 형성된다.

종래의 OLED는 한국 등록특허공보 10-0576738(2006년 04월 27일)에 개시된 바와 같이, 유리 기판 상에 형성된 양극과, 상기 양극 상에 형성된 전이 금속층으로 구성되고, 상기 양극과 정공 수송층 사이의 정공 주입 장벽을 낮추는 역할을 수행하는 정공 주입층과, 상기 정공 주입층 상에 형성된 정공 수송층과, 상기 정공 수송층 상에 형성된 유기 발광층과, 상기 유기 발광층 상에 형성된 음극으로 구성된다.

이와 같은 종래의 OLED는 기판이 평판 형태로 형성되고, 이 기판에 형성되는 양극, 정공 수송층, 전이 금속층, 유기 발광층 및 음극이 차례로 형성되는데, 평판 형태의 기판 상에 각각의 유기 박막층이 형성되므로 OLED의 표면이 평면 형태로 형성된다.

따라서, 종래의 OLED는 비표면적이 작아 효율이 떨어지는 문제가 있다. 또한, 종래의 OLED는 기판의 일면에만 OLED 소자가 형성되므로 동일면적에서 성능이 떨어지는 문제가 있다.

한국 등록특허공보 10-0576738(2006년 04월 27일)

따라서, 본 발명의 목적은 기판을 다수의 요철부를 갖는 3차원 구조로 형성하고, 3차원 구조의 기판에 OLED 소자를 형성하여 비표면적을 증가시켜 효율을 향상시킬 수 있는 OLED 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 기판의 양면을 다수의 요철부을 갖는 3차원 구조로 형성하고, 기판의 양면에 OLED 소자를 형성하여 하나의 기판에 두 개의 OLED를 구현할 수 있고, 나아가 다층구조로 형성할 수 있는 OLED 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 기판에 형성되는 3차원 요철부가 기판의 강도를 보강하는 역할을 함으로써, 플랙시블 기판, 강도가 약한 기판, 두께가 얇은 기판 등을 사용할 수 있는 OLED 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 스프레이 방식으로 용액을 분사하여 유기 박막층을 형성하고, 용액이 비행중일 때 고온가스를 분사하여 용매를 휘발시킴으로써, 유기박막층 두께를 얇게 만들 수 있고, 유기 박막층 두께를 조절할 수 있으며, 3차원 구조를 갖는 기판의 표면에 균일한 두께의 유기 박막층을 형성할 수 있는 OLED 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하려는 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 OLED는 일면에 복수의 볼록부가 형성되고 타면에 복수의 오목부가 형성되는 기판과, 상기 기판의 양면 중 적어도 일면에 형성되는 OLED 소자를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 OLED 소자는 볼록부가 형성된 기판의 일면에 형성되는 제1OLED 소자와, 오목부가 형성된 기판의 타면에 형성되는 제2OLED 소자를 포함할 수 있다.

본 발명의 기판에 형성된 볼록부의 튀어나온 높이(H1)와, 상기 오목부의 들어간 깊이(H2)가 동일하게 형성되어, 기판의 전체 두께는 일정하게 형성될 수 있다.

본 발명의 OLED 소자는 기판에 형성되는 애노드 전극과, 상기 애노드 전극 상에 형성되는 복수의 유기 박막층과, 상기 복수의 유기 박막층 상에 형성되는 캐소드(cathod) 전극을 포함하고, 상기 복수의 유기 박막층은 정공수송층, 유기발광층, 전자수송층 및 전자 주입층의 다수의 층으로 형성되고, 다수의 층 중 적어도 하나는 스프레이 유닛에서 기판으로 용액을 분사하고, 상기 스프레이 유닛에서 분사되어 비행중인 용액에 고온가스를 분사하여 용액에 포함된 용매를 휘발시켜서 형성될 수 있다.

본 발명의 OLED 제조방법은 일면에 볼록부가 형성되고 타면에 오목부가 형성되는 기판을 준비하는 단계와, 상기 볼록부가 형성된 기판의 일면에 제1OLED 소자를 형성하는 단계와, 상기 오목부가 형성된 기판의 타면에 제2OLED 소자를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제1OLED 소자 및 제2OLED 소자를 형성하는 단계는 상기 기판에 애노드 전극을 형성하는 단계와, 상기 애노드 전극에 복수의 유기 박막층을 형성하는 단계와, 상기 유기 박막층에 캐소드 전극을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 복수의 유기 박막층을 형성하는 단계는 분사 용액에 포함된 용매의 종류에 따라 가스의 압력과 온도를 설정하는 단계와, 스프레이 유닛에서 기판에 용액을 분사하는 단계와, 분사되어 비행중인 용액에 고온가스를 분사하여 용액에 포함된 용매를 휘발시키는 단계를 포함할 수 있다.

상기한 바와 같이, 본 발명의 OLED는 기판의 일면에 볼록부가 형성되고 기판의 타면에 오목부가 형성되는 다수의 요철부를 갖도록 형성하고, 기판의 표면에 OLED 소자를 형성하면 OLED가 기판의 오목부 및 볼록부와 동일한 요철 형태로 형성되도록 하여, 비표면적을 증가시켜 효율을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명의 OLED는 기판의 양면에 OLED 소자를 형성하여 하나의 기판에 두 개의 OLED를 구현할 수 있고, 나아가 다층구조로 형성할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명의 OLED는 기판에 형성되는 3차원 요철부가 기판의 강도를 보강하는 역할을 함으로써, 플랙시블 기판, 강도가 약한 기판, 두께가 얇은 기판 등을 사용할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명의 OLED는 스프레이 방식으로 용액을 분사하여 유기 박막층을 형성하고, 용액이 비행중일 때 고온가스를 분사하여 용매를 휘발시킴으로써, 유기 박막층 두께를 얇게 만들 수 있고, 유기 박막층 두께를 조절할 수 있으며, 3차원 구조를 갖는 기판의 표면에 균일한 두께의 유기 박막층을 형성할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 OLED의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 OLED의 확대 단면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 OLED의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 OLED 제조 공정을 나타낸 공정 순서도이다.
도 5는 본 발명의 유기 박막층 형성장치의 구성도이다.
도 6은 본 발명의 OLED를 형성하기 위한 유기 박막층 형성방법을 나타낸 공정 순서도이다.
도 7은 실시예 1에 의해 제조된 유기박막의 사진을 나타낸 도면이다.
도 8은 실시예 2에 의해 제조된 유기박막의 사진을 나타낸 도면이다.
도 9 및 도 10은 본 발명의 유기박막 형성장치에 의해 제조된 박막과, 기존의 스프레이 방식으로 제조된 박막의 표면을 확대한 사진이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 OLED의 단면도이다.

일 실시예에 따른 OLED는 3차원 구조를 갖고 빛이 투과할 수 있는 투명한 기판(10)과, 기판의 양면 중 적어도 일면에 형성되는 OLED 소자(40)를 포함한다.

기판(10)은 유연성을 갖는 플랙시블 기판, 유리기판 및 합성수지재 기판 등 다양한 기판이 사용될 수 있고, 빛이 투과할 수 있도록 투명한 재질로 형성된다.

기판(10)에는 요철부(30,32)가 형성된다. 여기에서, 요철부(30,32)는 엠보싱 형태로서, 기판(10)의 일면에 돌출되게 형성되는 볼록부(30)와, 상기 기판(10)의 타면에 오목하게 들어간 오목부(32)를 포함한다. 여기에서, 요철부(30,32)은 스템퍼(Stamper) 작업, 압출 및 사출 금형 등 다양한 방법으로 제조될 수 있다.

요철부(30,32)는 기판(10)의 일면에 볼록부(30)가 돌출되고, 기판(10)의 타면에는 볼록부(30)가 돌출된 높이만큼 오목부가 들어간 형태로 형성되어, 기판(10)의 전체 두께가 일정한 형태를 갖는다.

여기에서, 요철부(30,32)는 반원형태, 타원 형태, 다각형 형태 등 다양한 형태로 형성될 수 있다.

그리고, 요철부(30,32)는 일정 간격을 두고 균일한 높이를 갖는 형태로 형성될 수 있고, 간격 및 높이가 불규칙한 구조도 적용이 가능하다.

이와 같이, 기판(10)에 요철부(30,32)를 형성할 경우 요철부(30,32)가 기판(10)의 강도를 보강하는 역할을 하게 되어, 두께가 얇은 기판, 강도가 약한 기판 또는 플랙시블 기판의 사용을 가능하게 할 수 있다.

그리고, 볼록부(30)의 튀어나온 높이(H1)와, 오목부(32)의 들어간 깊이(H2)가 동일하기 때문에 기판(10)에 요철부(30,32)를 형성하더라도 기판의 두께는 균일하게 형성할 수 있어 기판에 두께 차이로 인하여 응력이 집중되는 것을 방지할 수 있다.

OLED 소자(40)는 도 2에 도시된 바와 같이, 기판(10)의 일면에 형성되는 애노드(Anode) 전극(42)과, 애노드 전극(42) 상에 형성되는 유기 박막층(44)과, 유기 박막층(44) 상에 형성되는 캐소드(cathod) 전극(46)을 포함한다.

유기 박막층(44)은 정공수송층(44a), 유기발광층(44b), 전자수송층(44c), 전자주입층(44d) 등으로 구성된다.

이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 OLED는 기판(10)에 요철부(30,32)를 형성하고, 이 요철부(30,32)가 형성된 기판(10)에 OLED를 형성하면, OLED의 형태가 요철부를 갖는 기판의 형태로 동일한 형태로 형성되므로 비표면적을 증가시킬 수 있어 OLED의 효율을 향상시킬 수 있다.

또한, 스프레이 방식으로 용액을 분사하여 유기 박막층(44)을 형성하고, 용액이 비행중일 때 고온가스를 분사하여 용매를 휘발시킴으로써, 유기 박막층(44)의 두께를 얇게 만들 수 있고, 유기 박막층의 두께를 조절할 수 있으며, 요철부(30,32)를 갖는 기판(10)의 표면에 균일한 두께의 유기 박막층을 형성할 수 있다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 OLED의 단면도이다.

다른 실시예에 따른 OLED는 3차원 구조를 갖고 빛이 투과할 수 있는 투명한 기판(10)과, 기판(10)의 일면에 형성되는 제1 OLED 소자(60)와, 기판(10)의 타면에 형성되는 제2 OLED 소자(62)를 포함한다.

기판(10)은 일면에 볼록부(30)가 형성되고, 타면에 오목부(32)가 형성된 위의 일 실시에에서 설명한 기판(10)의 구조와 동일하다.

제1 OLED 소자(60)는 볼록부(30)가 형성된 기판(10)의 일면에 형성되어 볼록부(30) 형상과 동일한 형태로 형성되고, 제2 OLED 소자(62)는 오목부(32)가 형성된 기판(10)의 타면에 형성되어 오목부(32)의 형상과 동일한 형태로 형성된다.

제1 OLED 소자(60) 및 제2 OLED 소자(62)는 위의 일 실시예에서 설명한 OLED 소자(20)와 동일한 구조로 형성되고, 빛이 투과할 수 있도록 투명한 형태로 형성된다.

즉, 제2실시예에 따른 OLED는 기판(10)의 양면에 각각 OLED 소자(60,62)가 형성되므로, 제1 OLED 소자(60)로 입사된 빛은 기판(10)을 통과하여 제2 OLED 소자(62)로 입사될 수 있도록 기판(10), 제1 OLED 소자(60) 및 제2 OLED 소자(62)는 빛이 통과할 수 있도록 투명하게 형성된다.

이와 같은 다른 실시예에 따른 OLED는 기판(10)의 양면에 각각 OLED 소자(60,62)가 형성되므로 하나의 기판(10)에 두 개의 OLED를 구현할 수 있어 비용을 줄일 수 있고, 설치 면적으로 줄이면서 OLED의 효율을 향상시킬 수 있다.

그리고, 다른 실시예에 따른 OLED는 2층 이상의 다수의 층으로 적층할 수 있다. 즉, 기판의 양면에 OLED 소자가 형성된 OLED들 사이에 기판을 배열하여 복수의 층으로 적층하여 형성할 수 있다.

이와 같이, 구성되는 본 발명의 OLED 제조공정을 다음에서 설명한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 OLED 제조방법을 나타낸 공정 순서도이다.

먼저, 기판(10)을 준비한다(S110). 기판(10)은 유연성을 갖도록 플랙시블 기판, 유리기판 및 합성수지재 기판 등 다양한 기판이 사용될 수 있고, 복수의 3차원 요철부가 형성되며, 빛이 투과할 수 있도록 투명한 형태로 형성된다.

그리고, 기판(10)의 표면에 애노드(Anode) 전극(42)를 형성한다(S120). 애노드 전극(42)은 빛이 투과할 수 있도록 광 투과성 재질로 형성되고, 투명한 ITO와 같은 금속 산화물 등 전도성 금속재질이 사용되고, 스크린 프린팅 방식, 스퍼터링 방식, 진공 증착방식 등에 의해 형성될 수 있다.

그리고, 애노드 전극(42) 상에 정공수송층(44a)을 형성한다(S130). 여기에서, 정공수송층(44a)은 스프레이 방식을 이용한 유기박막 형성장치에 의해 형성된다.

즉, 정공수송층(44a)을 형성하는 용액이 스프레이 유닛에 의해 분사되고, 고온가스 분사유닛에서 고온가스를 비행중인 용액에 고온가스를 분사하여 용매를 휘발시키면, 애노드 전극(42)의 표면에 용매가 거의 제거된 유기박막이 도포되어 정공수송층(24a)을 형성한다. 여기에서, 정공수송층(24a)의 두께는 50~150㎚로 설정되는 것이 바람직하다.

그리고, 고온가스 분사유닛에 의해 제거되지 못하고, 도포된 유기박막에 잔존하는 용매를 휘발시키기 위해 어닐링을 실시한다. 여기에서 어닐링은 130℃로 약 10분간 실시하는 것이 바람직하다.

그리고, 정공수송층(44a) 상에 유기발광층(44b)을 형성한다(S140). 여기에서, 유기발광층(44b)은 스프레이 방식을 이용한 유기박막 형성장치에 의해 형성된다.

즉, 유기발광층(44b)을 형성하는 용액이 스프레이 유닛에 의해 분사되고, 고온가스 분사유닛에서 비행중인 용액에 고온가스를 분사하여 용매를 휘발시키면, 정공수송층의 표면에 용매가 거의 제거된 유기박막이 도포되어 유기발광층을 형성한다. 여기에서, 유기발광층의 두께는 100~200㎚로 설정되는 것이 바람직하다.

그리고, 유기발광층(44b)의 어닐링을 실시한다. 여기에서 어닐링은 75℃에서 24시간 동안 실시하는 것이 바람직하다.

그리고, 유기발광층(44b) 상에 전자수송층(44c)을 형성한다(S150). 전자수송층(44c)은 진공 증착방식에 의해 형성될 수 있다. 그리고, 전자수송층(44c)에 유기 이온물질을 코팅 및 도핑하여 전자주입층(44d)을 형성한다(S160).

그리고, 마지막으로, 전자주입층(44d)에 도전성 금속을 증착하여 캐소드(Cathode) 전극(46)를 형성하면 OLED의 제조가 완료된다(S170).

기판(10)의 양면에 각각 OLED가 형성되는 경우 기판(10)의 일면에 제1 OLED 소자(60)를 형성하고, 기판(10)의 타면에 제2 OLED 소자(62)를 형성한다.

여기에서, 제1 OLED 소자(60)와, 제2 OLED 소자(62)는 기판(10)의 양면에 동시에 형성되는 것이 가능하다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 OLED의 유기 박막층 형성장치의 구성도이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 기판(10)의 상측에 일정 간격을 두고 제1박막 형성장치(70)를 배치하고, 기판(10)의 하측에 일정 간격을 두고 제2박막 형성장치(80)를 배치한 후 제1박막 형성장치(70)와 제2박막 형성장치(80)가 동시에 작동되어 제1 OLED 소자(60)의 유기 박막층과, 제2 OLED 소자(62)의 유기 박막층을 동시에 형성한다.

이때, 제2박막 형성장치(80)는 용액을 하측에서 상측방향으로 분사해야되므로 제1박막 형성장치(70)에 비해 분사압력을 크게 한다.

제1박막 형성장치(70) 및 제2박막 형성장치(80)는 동일한 구조이고, 기판(10)의 일면 및 타면에 용액을 분사하여 박막을 형성하는 스프레이 유닛(72,82)과, 스프레이 유닛(72,82)에서 분사되어 비행중인 용액에 고온 가스를 분사하여 용액에 포함된 용매를 휘발시키는 고온가스 분사유닛(74,84)을 포함한다.

이와 같이, 기판(10)의 상면과 하면에 각각 박막 형성장치(70,80)를 배치한 후 동시에 작동시켜 기판의 양면에 동시에 유기 박막층을 형성할 수 있고, 이러한 구조 이외에 기판을 수직으로 세워지게 배치한 후 기판의 좌측과 우측에 각각 유기 박막층 형성장치를 배치한 후 기판의 양면에 동시에 유기 박막층을 형성하는 것도 가능하다.

도 6은 본 발명에 따른 유기 박막층을 형성하는 방법을 나타낸 공정 순서도이다.

위에서 설명한 OLED를 제조할 때 스프레이 방식으로 유기 박막층을 형성하는 과정을 좀더 상세하게 설명한다.

먼저, 가스의 압력과 온도를 입력한다(S10). 즉, 사용자가 사용되는 용액의 성질 및 용매의 종류에 따라 용매를 휘발시킬 수 있는 최적의 온도와 압력을 입력한다.

여기에서, 가스의 압력은 0.04~0.12Mpa, 가스 온도는 80~150℃로 설정되는 것이 바람직하다.

가스의 압력이 0.06MPa 이하이면 가스압력이 너무 낮아 용매의 휘발이 어렵고, 가스의 압력이 0.12MPa 이상이면 가스 압력이 너무 높아 용매가 기판에 분사되는 것을 방해한다. 그리고, 가스 온도는 80℃ 이하이면 용매가 휘발되지 않고, 150℃ 이상이 되면 용질에 손상을 준다.

그리고, 가스의 압력과 온도 입력이 완료되면, 스프레이 유닛(72,82)을 작동시켜 용액을 기판(10)의 표면에 분사한다.(S20) 이때, 기판(10)에는 애노드 전극이나 정공 수송층 등 다른층이 도포된 상태일 수 있다.

스프레이 유닛(72,82)이 에어 스프레이 방식일 경우 용액에 에어를 분사하여 분사압력을 발생시키고, 전기 스프레이 방식일 경우 고전압 발생부를 온(ON)시켜 스프레이 유닛(72,82)과 기판(10) 사이에 고전압을 인가하여 용액을 하전시키고, 하이브리드 방식일 경우 에어를 분사함과 아울러 고전압을 인가하여 용액을 분사한다.

여기에서, 스프레이 유닛(72,82)과 기판(10) 사이의 인가전압은 8~14kV, 스프레이 유닛과 기판의 거리 6~12cm, 토출량 40~1000ul/min로 설정된다.

이와 같이, 본 실시예에서는 스프레이 방식으로 기판에 용액을 분사하여 유기박막을 형성하기 때문에 유기박막의 두께를 얇게 만들 수 있음과 아울러 유기박막의 두께를 자유롭게 조절할 수 있다.

또한, 본 실시예에서는 스프레이 방식으로 용액을 분사하므로 3차원 굴곡이 형성된 기판(10)의 표면에도 전체적으로 균일하게 도포할 수 있다.

그리고, 용액이 분사되어 기판(10)에 도달하기 전인 용액이 스프레이 유닛(72,82)에서 분사되어 비행중일 때 고온가스 분사유닛(74,84)에서 용액에 고온가스를 분사하여 용액에 포함된 용매를 휘발시킨다(S30).

그리고, 기판(10)을 비교적 낮은 온도로 가열하여 고온가스 분사유닛(64,74)에 의해 제거되지 못하고 잔존하는 용매를 최종적으로 휘발시킨다.

여기에서, 기판의 가열온도는 70~190℃로 기존에 비해 비교적 낮은 온도로 가열할 수 있기 때문에 플랙시블 기판, 열에 약한 기판, 두께가 얇은 기판 등 다양한 기판의 사용이 가능하고, 용질이 열에 의해 손상되는 것을 방지한다.

기존의 유기박막 형성장치는 기판을 가열하여 용매를 휘발시킬 경우 기판에 도포된 상태에서 용매가 휘발되므로 유기박막의 품질이 저하되고, 기판을 용매의 휘발 가능한 온도까지 가열해야되므로 열에 약한 기판은 사용이 어려운 문제가 있었다.

본 실시예에서는 분사 노즐에서 분사되어 비행중인 용액에 직접 고온가스를 분사하여 용매를 휘발시키기 때문에 기판에 도포되는 용액에는 용매가 거의 제거된 상태가 되므로 유기박막의 표면 정밀도를 향상시키고 이에 따라 제품의 품질을 향상시킬 수 있다.

그리고, 기판을 가열할 필요가 없어 열에 약한 기판도 사용이 가능하다. 기판에 도포된 용액에 잔존하는 용매를 휘발시키기 위해 기판을 가열하더라도 남아 있는 용매를 휘발시키는 용도이므로 가열 온도를 높게 설정하지 않아도 되므로 열에 약한 기판의 사용이 가능하다.

먼저, 전도성 고분자로 Orgacon.TM(Agfa, PEDOT:PSS)를 물에 0.8wt%로 녹이고, 6um와 0.8um 실린지 필터로 필터링하여 분사 용액을 제조하였다. 그리고, 기판은 표면에 3차원 굴곡이 있는 기판을 준비하였다.

제조된 분사 용액을 전기분사와 에어분사를 혼합한 하이브리드 스프레이 방식의 유기박막 형성장치를 이용하여 나노 막박을 제조하였다.

즉, 인가전압 12kV, 질소압 0.1Mpa, 분사노즐과 기판의 거리 6cm, 토출량 700ul/min, 기판의 온도 130℃, 가스 온도 100℃이 되도록 설정하고, 스프레이 유닛에서 용액을 분사하고 이와 동시에 고온가스 분사유닛에서 비행중인 용액에 고온가스를 분사하여 3차원 굴곡을 갖는 기판의 표면에 나노 유기박막을 형성하였다.

실시예 1에 의해 제조된 나노 유기박막은 도 7에 도시된 사진과 같이, 주사전자 현미경으로 촬영한 후 부분별의 나노 유기박막의 두께를 측정하면, 상부(Top) 두께는 437nm 이었고, 측면(Side) 두께는 421nm이었고, 하부(Bottom) 두께는 433nm 이었다. 따라서, 상부(Top)/하부(Bottom)의 비율은 거의 1에 가깝고, 측면(Side)/하부(Bottom)의 비율은 0.97 이었다.

실시예 1과 같이, 3차원 굴곡을 갖는 기판의 표면에 본 발명의 스프레이 방식을 이용한 유기박막 형성장치로 제조하게 되면 전체적으로 균일한 두께를 갖는 유기박막을 얻을 수 있고, 기판의 가열온도를 낮게 할 수 있는 것을 확인할 수 있다.

실시예 2

OLED 발광층으로 PVK(Poly(9-vinylcabazole), PBD(2-(4-Biphenylyl)-5-phenyl-1,3,4-oxadiazole), Ir(ppy)3(Tris[2-phenylpyridinato-C2,N]iridium(III)를 10:4:1의 비율로 혼합하여 모노클로로벤젠(Monochlorobenzene)에 0.2wt%의 비율로 녹여 분사 용액을 제조한다.

이렇게 제조된 용액을 6um, 0.4um의 실린지 필터를 이용하여 필터링을 실시한 후 전기분사와 에어분사를 혼합한 하이브리드 스프레이 방식의 유기박막 형성장치를 이용하여 나노 막박을 제조하였다.

즉, 인가전압 10kV, 질소압 0.06Mpa, 분사노즐과 기판의 거리 6cm, 토출량 88ul/min, 기판 온도 130℃, 가스온도 100℃이 되도록 설정하고, 스프레이 유닛에서 분사 용액을 분사하고 이와 동시에 고온가스 분사유닛에서 비행중인 용액에 고온가스(100℃)를 분사하여 3차원 굴곡을 갖는 기판의 표면에 나노 유기박막을 형성하였다. 그리고, 기판에 분사한 유기박막을 75℃의 건조로를 이용하여 24시간 처리하여 가교화를 진행하였다.

실시예 2에 의해 제조된 나노 유기박막은 도 8에 도시된 사진과 같이, 주사전자 현미경으로 촬영한 후 부분별의 나노 유기박막의 두께를 측정하면, 상부(Top) 두께는 133nm 이었고, 측면(Side) 두께는 117nm이었고, 하부(Bottom) 두께는 123nm 이었다. 따라서, 상부(Top)/하부(Bottom)의 비율은 1.18이었고, 측면(Side)/하부(Bottom)의 비율은 0.95 이었다.

실시예 2와 같이, 3차원 굴곡을 갖는 기판의 표면에 본 발명의 스프레이 방식을 이용한 유기박막 형성장치로 제조하게 되면 전체적으로 균일한 두께를 갖는 유기박막을 얻을 수 있고, 기판의 가열온도를 낮출 수 있는 것을 확인할 수 있다.

도 9 및 도 10은 본 발명의 유기박막 형성장치에 의해 제조된 박막과, 기존의 스프레이 방식으로 제조된 박막의 표면을 확대한 사진이다.

도 9에 도시된 바와 같이, 기존의 스프레이 분사방식을 이용하여 기판의 표면에 용액을 분사하여 박막을 형성하고, 기판을 200℃로 가열하여 용액에 포함된 용매를 휘발시킬 경우 기판의 표면이 거친 상태로 되고 용질에 열 손상을 초래하게 되는 것을 확인할 수 있다.

도 10에 도시된 바와 같이, 본 실시예와 같이, 고온가스를 이용하여 용매를 휘발시킬 경우 기판의 온도를 130℃ 정도로 비교적 낮게 할 수 있어 기판의 표면이 매끄럽게 형성되고, 용질에 열손손상이 발생되지 않는 것을 확인할 수 있다.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예를 예를 들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.

10: 기판 40: OLED 소자
42: 에노드 전극 44: 유기 박막층
46: 캐소드 전극 30: 볼록부
32: 오목부 44a: 정공수송층
44b: 유기발광층 44c: 전자수송층
44d: 전자주입층

Claims (14)

1. 일면에는 복수의 볼록부가 형성되고 타면에는 복수의 오목부가 형성되는 기판; 및
   상기 기판의 양면에 형성되는 OLED 소자를 포함하는 OLED로서,
   상기 OLED 소자는 볼록부가 형성된 기판의 일면에 형성되는 제1 OLED 소자와, 오목부가 형성된 기판의 타면에 형성되는 제2 OLED 소자로 구성되는 것을 특징으로 하는 OLED. .
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 기판은 플랙시블 기판, 유리기판 및 합성수지재 기판 중 어느 하나가 사용될 수 있고, 빛이 통과할 수 있는 투명한 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 OLED.
4. 제1항에 있어서,
   상기 볼록부의 튀어나온 높이(H1)와, 상기 오목부의 들어간 깊이(H2)가 동일하게 형성되어, 기판의 전체 두께는 일정하게 형성되는 것을 특징으로 하는 OLED.
5. 제1항에 있어서,
   상기 OLED 소자는 기판에 형성되는 애노드 전극과, 상기 애노드 전극 상에 형성되는 복수의 유기 박막층과, 상기 복수의 유기 박막층 상에 형성되는 캐소드(cathod) 전극을 포함하고,
   상기 복수의 유기 박막층은 정공수송층, 유기발광층, 전자수송층 및 전자 주입층을 포함하는 것을 특징으로 하는 OLED.
6. 제5항에 있어서,
   상기 복수의 유기 박막층 중 적어도 하나는 스프레이 유닛에서 기판으로 용액을 분사하고, 고온가스 분사유닛에서 분사되어 비행중인 용액에 고온가스를 분사하여 용액에 포함된 용매를 휘발시켜서 형성되는 것을 특징으로 하는 OLED.
7. 제6항에 있어서,
   상기 기판의 일면에 형성되는 제1 OLED 소자의 유기 박막층과, 기판의 타면에 형성되는 제2 OLED 소자의 유기 박막층은 동시에 형성되는 것을 특징으로 하는 OLED.
8. 제5항에 있어서,
   상기 OLED 소자는 빛이 통과할 수 있도록 투명하게 형성되는 것을 특징으로 하는 OLED.
9. 일면에 볼록부가 형성되고 타면에 오목부가 형성되는 기판을 준비하는 단계;
   상기 볼록부가 형성된 기판의 일면에 제1 OLED 소자를 형성하는 단계; 및
   상기 오목부가 형성된 기판의 타면에 제2 OLED 소자를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 OLED 제조방법.
10. 제9항에 있어서,
    상기 제1O LED 소자 및 제2 OLED 소자를 형성하는 단계는
    상기 기판에 애노드 전극을 형성하는 단계;
    상기 애노드 전극에 복수의 유기 박막층을 형성하는 단계; 및
    상기 유기 박막층에 캐소드 전극을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 OLED 제조방법.
11. 제10항에 있어서,
    상기 복수의 유기 박막층을 형성하는 단계는
    분사 용액에 포함된 용매의 종류에 따라 가스의 압력과 온도를 설정하는 단계;
    스프레이 유닛에서 기판에 용액을 분사하는 단계; 및
    분사되어 비행중인 용액에 고온가스를 분사하여 용액에 포함된 용매를 휘발시키는 단계를 포함하는 OLED 제조방법.
12. 제10항에 있어서,
    상기 제1 OLED 소자의 유기 박막층과, 상기 제2 OLED 소자의 유기 박막층은 기판의 일면 및 타면에 동시에 형성되는 것을 특징으로 하는 OLED 제조방법.
13. 제11항에 있어서,
    상기 가스 압력은 0.06~0.12MPa, 가스 온도는 80~150℃ 인 것을 특징으로 하는 OLED 제조방법.
14. 제11항에 있어서,
    상기 용액을 기판에 분사한 후 기판을 가열하여 용액에 잔존하는 용매를 휘발시키는 단계를 더 포함하고,
    상기 기판의 가열온도는 70~190℃ 인 것을 특징으로 하는 OLED 제조방법.
    

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