KR20040011745A - 액상주입법에 의한 유기발광소자의 발광층 형성방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 유기발광소자구현에 필요한 발광층을 증착하는 방법에 관한 것으로, 본 발명에 따라 유기발광물질을 용매에 녹여 주입하는 액상 주입법을 이용하여 발광층을 증착하는 방법에 의하면 기존의 방법보다 획기적으로 박막 증착효율을 향상시킬 수 있다.
Description
본 발명은 유기발광소자의 발광층 증착 방법에 관한 것으로, 본 발명에 따라 유기발광물질을 용매에 녹여 증착에 필요한 양을 주입하는 액상주입법에 의하면 기존 증착방법의 문제점인 증착 물질의 낮은 증착효율에 대한 문제점을 획기적으로 개선할 수 있다.
유기 발광소자(organic electroluminescent device; OELD)는 LCD (liquid crystal display)에 비해서 응답속도가 빠르고 휘도가 뛰어나며, 여러 가지 물질을도핑하므로써 전색(full-color) 구현이 가능하고, 가볍고 얇은 소자를 제작할 수 있으며, 저전압 구동이 가능하다는 장점을 가지고 있다. 1987년 코닥(kodak)사의 탱(Tang)과 반슬리케(VanSlyke)에 의해 진공증착법을 이용한 정공수송층과 발광층으로 이루어진 적층형 유기발광소자가 발표된 후 적색, 녹색, 청색을 내는 전색(full color) 유기발광소자의 실용화를 목표로 전 세계적으로 연구 개발이 활발히 진행되고 있다 [참고문헌 : C. W. Tang and S. A. VanSlyke, Appl. Phys. Lett. 51, 913 (1987); C. W. Tang, S. A. VanSlyke, and C. H. Chen, J. Appl. Phys. 65, 3610 (1989)].
이러한 노력 속에서 현재 가장 문제가 되고 있는 부분은 증착효율이 낮다는 것이다. 실제 기존 방법에서의 증착 효율은 원료 사용량의 5% ∼ 10% 정도로 알려져 있으며 이를 개선하고자 많은 노력이 기울여지고 있다. 하지만 아직까지 확실한 해결책을 찾지 못한 실정이다.
이에, 본 발명자들은 이를 해결하고자 하는 노력의 결과로 발광물질 또는 도판트(dopant)를 용매에 녹여 원하는 양을 주입하는 방법을 사용할 경우 기존의 증착방법보다 획기적으로 증착효율을 향상시킬 수 있음을 알고 본 발명을 완성하게 되었다.
따라서, 본 발명의 목적은 발광층 증착효율을 최적화하는 증착방법을 제공하여 유기발광소자의 제조 원가를 줄이는데 있다.
도 1은 본 발명에 따라 유기발광소자의 발광층을 형성하는데 사용될 수 있는 흐름형(flow type) 증착장비의 개략도를 나타낸 것이고,
도 2는 본 발명에 따라 발광층을 형성하는데 사용될 수 있는 수직형(vertical type)의 증착장비의 개략도를 나타낸 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는, 유기 발광물질을 유기용매에 녹인 용액을 용액 주입기를 통해 기화기에 주입하여 기화시키고, 생성증기를 발광층이 증착될 기판과 접촉시키는 것을 포함하는, 유기발광소자의 발광층 형성 방법을 제공한다.
이하 본 발명에 대하여 보다 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 방법은, 발광 유기 물질의 증착에 있어서 이 물질들을 용매에 녹여 액상주입법에 의해 주입함으로써 증착원료의 효율을 극대화시키는 것을 특징으로 한다. 액상 주입법은 일반적으로 사용되는 주입방식과는 달리 원하는 주입시간과 원하는 양을 조절할 수 있는 주입기를 사용하는데, 주입 시간과 양의 조절은 컴퓨터 프로그램에 의해 수행하며, 원료를 용해시키는 용매는 일반적으로 사용되는 용매보다도 기화특성이 우수하고 반응특성이 없는 용매를 실험적으로 확인하여 선택한다.
본 발명에서, 유기발광소자의 발광층에 사용되는 유기발광물질은 당분야에 공지된 것들 중 유기용매에 녹을 수 있는 것이면 모두 가능하며, 유기발광물질의 대표적인 예로는 Alq3(트리스(8-퀴놀리놀라토)알루미늄(III)), DPVBi(4,4'-(비스 (2,2'-디페닐비닐)-1,1'-비페닐) 등이 있고, 적합한 유기용매로는 CDCl3, CD2Cl2, C6D6, 펜탄, 옥탄, n-부틸아세테이트, 테트라하이드로퓨란(THF) 등이 있다.
유기발광물질을 녹인 용액은 이어서 원료 주입기 (source injector)를 통해기화기에 주입된다. 기화기는 일반적으로 사용되는 보트형(boat type)의 기화기, 관형(tube type)의 기화기, 다공성 물질을 사용한 기화기 등 모든 기화 방식의 것을 사용할 수 있다.
기화기에 주입된 용액은 원료물질 및 용매에 따라 적당한 기화기 온도에 의해 기화되고, 이 기화된 기체는 운반기체(불활성 기체)에 의해 증착반응부로 도입되어 발광층이 증착될 기판과 접촉되어 발광층을 형성하게 된다.
본 발명의 방법에는 당업계에 공지된 장치를 사용할 수 있으며, 예를 들면 도 1 또는 도 2에 나타낸 바와 같고, 이들 외에도 증착을 위해 사용하는 진공시스템에 액체원료 주입기를 설치하면 모두 사용가능하다.
기존의 증착 방식은 원료를 고체상태 그대로 도가니에 넣고 온도를 조절하여 증착시키기 때문에 증착효율이 5% ∼ 10%로 상당히 낮았으나, 본 발명의 방식을 사용하면 증착효율을 획기적으로 향상시킬 수 있고 또한 원료의 변질을 막을 수 있는 장점도 가지고 있다.
본 발명의 방법에 따른 발광층 형성시, 상기 발광물질과 함께 발광층의 파장을 조절하기 위한 도판트(dopant)도 함께 사용할 수 있다. 상기 도판트의 예로는 퀴나크리돈(quinacridone), 루브렌(Rubrene), 퍼릴렌(Perylene), BCzVBi((4,4'-(비스(9-에틸-3-카바조비닐렌)-1,1'-비페닐)), 디스트릴비페닐(distrylbiphenyl) 등이 있다.
본 발명의 방법은 이들 외에도 유기 발광 소자를 제조하는데 필요한 유기층들을 성막하는데 이용될 수 있다.
이하, 본 발명을 하기 실시예에 의거하여 좀더 상세하게 설명하고자 한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐 한정하지는 않는다.
실시예
도 1에 도시한 장치를 이용하여 유기발광소자의 발광층을 다음과 같이 형성하였다.
발광물질로서의 Alq3(트리(8-퀴놀리놀라토) 알루미늄 (III))을 디클로로메탄에 10g/l의 농도로 녹여 용액(원료용액)을 제조하였다. 생성용액을 원료주입기를 통해 1초 동안 기화기에 주입하였으며 기화기 온도는 온도조절기로 350??로 설정하였다. 상기 방법으로 주입시 용매는 낮은 끓는점과 높은 증기압으로 인해 발광 유기 물질이 기화되기 전에 모두 기화되어 제거된다. 기화된 원료기체와 운반기체(아르곤)의 혼합물을 증착부로 보내어(300sccm) 유리 기판과 접촉시켜 기판상에 Alq3를 300nm의 두께로 증착시켰다.
상기 결과로부터 본 발명의 방법을 사용하여 유기발광층을 증착한 결과 91%의 높은 증착효율을 얻을 수 있음을 알 수 있다.
본 발명에 따라 액상주입방법에 의해 유기발광소자의 발광층을 형성하면, 기존의 방법보다 획기적으로 증착효율을 높일 수 있으며 원료의 변질을 막을 수 있어 유기발광소자의 제조 원가를 줄일 수 있다.
Claims (6)
- 유기 발광물질을 유기용매에 녹인 용액을 용액주입기를 통해 기화기에 주입하여 기화시키고, 생성증기를 증착반응기에 도입하여 발광층이 증착될 기판과 접촉시키는 것을 포함하는, 유기발광소자의 발광층 형성 방법.
- 제 1 항에 있어서,유기 발광 물질과 함께 도판트(dopant)를 동시에 사용하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 1 항에 있어서,유기 발광 물질이 Alq3(트리스(8-퀴놀리놀라토)알루미늄(III)) 또는 DPVBi(4,4'-(비스(2,2'-디페닐비닐)-1,1'-비페닐)임을 특징으로 하는 방법.
- 제 1 항에 있어서,유기 용매가 CDCl3, CD2Cl2, C6D6, 펜탄, 옥탄, n-부틸아세테이트 및 테트라하이드로퓨란(THF)으로 이루어진 군 중에서 선택됨을 특징으로 하는 방법.
- 제 2 항에 있어서,도판트가 퀴나크리돈(quinacridone), 루브렌(Rubrene), 퍼릴렌(Perylene), BCzVBi((4,4'-(비스(9-에틸-3-카바조비닐렌)-1,1'-비페닐)), 또는 디스트릴비페닐(distrylbiphenyl)임을 특징으로 하는 방법.
- 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 따른 방법에 의해 형성된 발광층을 포함하는 유기발광소자.
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