KR19990055417A - 유기물 및 전기 발광 고분자의 이종 구조를 갖는 전기 발광소자 및 그 발광 파장 제어 방법 - Google Patents
유기물 및 전기 발광 고분자의 이종 구조를 갖는 전기 발광소자 및 그 발광 파장 제어 방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 전기 발광 소자와 그 발광 파장 제어 방법에 관한 것으로 특히, 유기물 및 전기 발광 고분자의 이종 구조를 갖는 전기 발광 소자에서 유기물 층의 두께 변화와 열처리를 통하여 전기 발광 파장을 제어하는 방법에 관한 것이다.
전기 발광 고분자를 이용한 전기 발광 소자에서 발광 파장을 제어하는 방법은, 발광 고분자의 화학 구조 변화를 통한 방법, 공진기 구조의 활용, 서로 다른 색을 발하는 발광 고분자를 적층하는 방법, 정 전압 또는 역 전압 인가를 이용한 방법 및 발광 고분자 다층막에서 특별히 형성된 엑시플렉스를 이용한 방법들이 있다.
본 발명은 투명 전극과 금속 전극 사이에 전기 발광 고분자로 형성된 발광층과 단분자 유기물로 형성된 전자 수송층으로 이루어진 이종 구조로 전기 발광 소자를 제조하였고, 전자 수송층의 두께를 변화시키거나, 진공 분위기에서 소자에 열처리를 실시하여 그 발광 파장을 제어하도록 한다.
Description
본 발명은 전기 발광 소자와 그 발광 파장 제어 방법에 관한 것으로 특히, 유기물 및 전기 발광 고분자의 이종 구조를 갖는 전기 발광 소자에서 유기물 층의 두께 변화와 열처리를 통하여 전기 발광 파장을 제어하는 방법에 관한 것이다.
일반적으로 전기 발광 소자의 전자 수송층은 전자의 주입을 용이하게 할 뿐만아니라 정공이 금속 전극으로 주입되는 것을 봉쇄하는 역할을 한다. 또한 전자와 정공이 발광 고분자로 형성된 발광층에서 재 결합하는 확률을 높혀 발광 소자의 양자 효율을 높혀 주는 역할을 한다. 따라서 전기 발광 소자가 발하는 빛의 파장은 대부분 전기 발광 고분자의 전자적인 구조에 의해 결정된다.
전기 발광 고분자를 이용한 전기 발광 소자에서 발광 파장을 제어하는 방법은, 발광 고분자의 화학 구조 변화를 통한 방법, 공진기 구조의 활용, 서로 다른 색을 발하는 발광 고분자를 적층하는 방법, 정 전압 또는 역 전압 인가를 이용한 방법 및 발광 고분자 다층막에서 특별히 형성된 엑시플렉스(exciplex)를 이용한 방법들이 있다.
그러나 본 발명은 종래의 이러한 방법들과는 전혀 다른 개념을 이용하여 전기 발광 소자를 제조하고 그 발광 파장을 제어하는 방법을 제시한다. 즉, 전기 발광 고분자를 발광층으로 하고, 단분자 유기물을 전자 수송층 또는 정공 봉쇄층으로 하는 이종구조를 유지하면서 유기물층의 두께를 변화시키거나 열처리를 하여 발광 파장을 조절함으로써, 전기 발광 고분자 단일층만으로 구성된 소자에 비하여 상대적으로 높은 효율을 얻을 수 있는 파장 제어 방법을 제시한다.
본 발명은 발광 파장을 쉽고 효율적으로 제어할 수 있는 전기 발광 소자를 제공하는데 그 목적이 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른유기물 및 전기 발광 고분자의 이종 구조를 갖는 전기 발광 소자 및 그 발광 파장 제어 방법은, 기판 상부에 형성된 투명 전극과 금속 전극 사이에 이종 구조를 형성하되, 상기 이종 구조는 전기 발광 고분자를 이용한 발광층과 단분자 유기물을 이용한 전자 수송층으로 구성된 것을 특징으로 한다.
유기물 및 전기 발광 고분자의 이종 구조를 갖는 전기 발광 소자에 있어서, 단분자 유기물로 이루어진 전자 수송층의 두께를 제어하여 선택된 적색 파장이 방출되도록 하는 것을 특징으로 한다.
유기물 및 전기 발광 고분자의 이종 구조를 갖는 전기 발광 소자에 있어서, 상기 전기 발광 소자에 열처리를 실시하여 발광 파장이 단파장으로 이동되도록 하여 선택된 녹색 파장이 방출되는 것을 특징으로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 전기 발광 소자의 단면도.
도 2는 본 발명에 따른 전기 발광 소자의 파장 특성을 도시한 그래프도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>
11 : 기판 12 : 투명 전극
13 : 발광층 14 : 전자 수송층
15 : 금속 전극
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 전기 발광 소자의 단면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 전기 발광 소자의 파장 특성을 도시한 그래프도이다.
도 1에 도시된 것과 같이, 기판(11) 상부에 투명 전극(12), 전기 발광 고분자로 이루어진 발광층(13), 단분자 유기물로 형성된 전자 수송층 또는 정공 봉쇄층(14) 및 금속 전극(15)을 순차적으로 형성하여 이종 구조의 전기 발광 소자를 제조한다. 발광층으로 우레탄이 치환된 폴리치오펜(polythiophene)을 사용하고 전자 수송층(14)으로 8-하이드록시 퀴놀라인 알루미늄(8-hydroxy quinoline aluminum)을 사용한 경우의 전기 발광 현상에 기초하여 설명하고자 한다. 특히, 전자 수송층(14)은 진공 열증착에 의해 형성되며 두께는 증착 시간의 변화로 제어된다.
도 2에 도시된 것과 같이, 전자 수송층(14)의 두께가 증가할수록 효율이 증가되면서 발광 파장이 590 ㎚에서 650 ㎚인 적색 파장 쪽으로 이동하게 되는데, 적색은 컬러디스플레이(color display)에서 가장 중요한 3원색 가운데 하나이다. 적색을 발하는 전기 발광 고분자는 밴드 갭(band gap)이 작기 때문에 쉽게 산화되는 특성을 가지고 있어서 실제 실용적인 적색을 발하는 전기 발광 고분자는 드물다. 현재 650 ㎚ 정도의 빛을 발하는 전기 발광 고분자로는 CN-PPV 및 폴리알킬치오펜( polyalkylthiophene) 등만이 알려져 있다. 그러나 본 발명에서 발광층(13)으로 사용된 우레탄이 치환된 폴리치오펜은 극성이 매우 높기 때문에 투명 전극(12)으로 가장 널리 사용되고 있는 ITO와의 접착이 매우 뛰어난 특성을 지니고 있으며, 스핀 코팅에 적합한 극성 용매에 매우 잘 용해되기 때문에 다른 발광 고분자에 비하여 높은 박막 형성 능력을 지니고 있다.
본 발명에 따른 발광층(13)은 그 자체로는 590 ㎚의 최대 발광 파장을 보여주기 때문에 실용적이지 못하였으나, 그 상부에 위와 같은 전자 수송층(14)을 형성하고 그 두께를 변화시킴으로써 양자 효율의 증가와 함께 발광 파장의 적색 이동을 이룰 수 있다. 따라서 매우 실용적인 650 nm의 파장을 갖는 적색을 얻을 수 있다.
도 3에 도시된 것과 같이, 진공 분위기에서 본 발명에 따른 전기 발광 소자에 열을 가하면 발광 파장이 보다 단파장으로 이동하는 특성을 보인다. 도 3은 열처리에 의하여 발광 파장이 녹색쪽으로 이동되어 있음을 알 수 있다. 이러한 효과는 금속 전극(15)을 형성하기 전에 열처리를 실시하거나, 금속 전극(15)을 형성한 후 열처리를 실시하여도 효과는 동일하다.
그러므로 본 발명은 투명 전극(12)과 금속 전극(15) 사이에 전기 발광 고분자로 형성된 발광층(13)과 단분자 유기물로 형성된 전자 수송층(14)으로 이루어진 이종 구조로 전기 발광 소자를 제조하였고, 전자 수송층(14)의 두께를 변화시키거나, 진공 분위기에서 소자에 열처리를 실시하여 그 발광 파장을 제어하도록 한다.
상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 실용적이지 못한 오렌지 색을 발광하는 고분자를 사용하여 소자를 제조하여도 효율의 증가와 함께 매우 실용적인 적색을 얻을 수 있으며, 소자에 열을 가하는 간단한 공정만으로 녹색을 얻을 수 있다. 이러한 방법들은 저비용으로 주어진 물질에서 발광 파장 제어 방법의 영역을 넓혀줌으로 컬러디스플레이 구현에 효율적으로 기여할 수 있는 탁월한 효과가 있다.
Claims (4)
- 기판 상부에 형성된 투명 전극과 금속 전극 사이에 이종 구조를 형성하되, 상기 이종 구조는 전기 발광 고분자를 이용한 발광층과 단분자 유기물을 이용한 전자 수송층으로 구성된 것을 특징으로 하는 유기물 및 전기 발광 고분자의 이종 구조를 갖는 전기 발광 소자.
- 유기물 및 전기 발광 고분자의 이종 구조를 갖는 전기 발광 소자에 있어서,단분자 유기물로 이루어진 전자 수송층의 두께를 제어하여 선택된 적색 파장이 방출되도록 하는 것을 특징으로 하는 유기물 및 전기 발광 고분자의 이종 구조를 갖는 전기 발광 소자의 파장 제어 방법.
- 제 2 항에 있어서,상기 전자 수송층의 두께 제어는 전자 수송층 형성시 진공 열증착 방법에 의한 증착 시간으로 제어되는 것을 특징으로 하는 유기물 및 전기 발광 고분자의 이종 구조를 갖는 전기 발광 소자의 파장 제어 방법.
- 유기물 및 전기 발광 고분자의 이종 구조를 갖는 전기 발광 소자에 있어서,상기 전기 발광 소자에 열처리를 실시하여 발광 파장이 단파장으로 이동되도록 하여 선택된 녹색 파장이 방출되는 것을 특징으로 하는 유기물 및 전기 발광 고분자의 이종 구조를 갖는 전기 발광 소자의 파장 제어 방법.
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| KR100428336B1 (ko) * | 2001-06-04 | 2004-04-27 | 주식회사 미뉴타텍 | 열적 안정성이 우수한, 무기층 및 유기층을 가진 소자의제조방법 |
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1997
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