KR20060128286A - 유기 발광 다이오드 및 그 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 유기 발광 다이오드의 구조 및 이를 제조하는 방법에 관한 것으로, 이를 위하여 본 발명은, 유기 발광 다이오드 제조 과정에서 반사 방지 필름을 이용하여 외부로부터 입사되는 빛의 반사를 방지하는 종래 방법과는 달리, 유기 발광층을 통해 빛을 발산하는 유기 발광 다이오드에서 투명 기판, 양전극, 유기 박막층 및 음전극을 순차적으로 형성하고, 유기 발광 다이오드 형성 중에 양전극과 유기 박막층 사이 및/또는 유기 박막층과 음전극 사이에 광흡수 물질을 포함하는 반사광 차단층을 형성함으로써, 유기 발광 다이오드의 제조 과정에서 광흡수 물질을 포함하는 반사광 차단층을 형성하여 외부로부터 입사되는 빛의 반사를 방지하고, 이에 따라 유기 발광 다이오드의 대비비를 향상시킬 수 있는 것이다.
Description
도 1은 일반적인 유기 발광 다이오드의 단면도,
도 2는 종래에 따라 유기 발광 다이오드에서 빛의 반사를 방지하는 반사 방지 필름의 구성 단면도,
도 3은 본 발명에 따라 빛의 반사를 방지하기 위한 유기 발광 다이오드의 구조를 나타낸 단면도,
도 4는 본 발명에 따라 유기 발광 다이오드에서 반사광 차단층을 나타낸 평면도,
도 5a 내지 도 5d는 본 발명의 실시 예에 따라 빛의 반사를 방지하기 위한 유기 발광 다이오드를 제조하는 과정을 나타낸 공정순서도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
302 : 투명 기판 304 : 투명 전극층
306 : 반사광 차단층 308 : 유기 박막층
310 : 금속 전극층
본 발명은 유기 발광 다이오드를 제조하는 기법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유기 발광 다이오드의 제조 과정에서 외부로부터 입사되는 빛의 반사를 방지하는데 적합한 유기 발광 다이오드 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
잘 알려진 바와 같이, 평판 표시 소자로서 액정 표시 소자(LCD : Liquid Crystal Display)가 주로 사용되고 있으나, 이는 별도의 광원을 필요로 하며, 밝기, 시야각 등에 한계가 있다. 이에 따라 저전압 구동, 자기 발광, 경량 박형, 광시야각 및 빠른 응답 속도 등의 장점을 갖는 유기 발광 다이오드의 개발이 활발하게 진행되고 있다.
그리고, 유기 발광 다이오드 표시 소자를 구성하는 유기 발광 다이오드(OLED : Organic Light Emitting Diode)는 도 1에 도시한 바와 같이 통상적으로 투명 기판(102) 상부에 투명 전극층으로서, 양전극(104, Anode)이 형성되고, 양전극(104) 상부에 순차적으로 정공 주입층(HIL : Hole Injection Layer) 및 정공 수송층(HTL : Hole Transport Layer)의 HIL/HTL층(106), 유기 발광층(108, EML : EMittion Layer), 전자 수송층(ETL : Electron Transport Layer) 및 전자 주입층(EIL : Electron Injection Layer)의 EIL/ETL층(110) 등의 유기 박막이 증착되며, 유기 박막층 상부에 양전극(104)에 교차하는 방식(매트릭스 방식)의 금속 전극층을 포함하는 음전극(112, Cathode)이 형성된 구조를 갖는다. 여기에서, 양전극은 폴리아닐린, 은(Ag) 등의 높은 일함수를 가진 물질로 형성하고, 음전극은 알루미늄(Al), 마그네슘-은(Mg-Ag), 리튬(Li), 칼륨(Ca) 등의 4.0eV 이하의 낮은 일함수를 갖는 물 질을 이용하여 형성한다.
이러한 유기 발광 다이오드의 제조 과정에 있어서, 양전극으로서 기능하는 ITO(Indium Tin Oxide) 박막, 즉 투명 전극층은 스퍼터링(sputtering)에 의해 유기 기판의 표면에 다수의 ITO 박막 패턴을 증착하고, 이 후에 ITO로부터 정공이 원활하게 유기 발광층으로 이동할 수 있도록 방전, 자외선 또는 플라즈마 등을 이용하여 표면을 산화시키는 방식으로 형성한다.
다음에, 유기 박막을 증착하는 공정으로 예를 들면, 진공 증착 방식 등을 이용하여 투명 기판의 표면에 순차적으로 정공 주입층, 정공 수송층, 유기 발광층, 전자 수송층 및 전자 주입층 등으로 구성된 유기 박막층을 형성한다. 이 후에, 음전극의 증착, 보호막 증착 및 봉지 공정을 순차적으로 수행한다. 여기에서, 유기 박막을 증착하는 방법은 고분자의 유기 물질의 경우 잉크젯 방식 등이 이용되고, 저분자의 유기 물질의 경우 진공 증착 방식 등이 이용된다.
한편, 유기 발광 다이오드 표시소자의 양전극과 음전극에 전압을 인가하면, 정공과 전자가 유기 발광층으로 유입되어 유기 발광층의 분자 구조 내에서 전자와 정공이 결합하여 빛을 발산하게 된다. 그런데, 이러한 유기 발광 다이오드는 음전극으로 거울과 같은 표면을 가진 금속 물질을 사용하기 때문에 빛이 관찰되는 방향이 양전극측일 경우 외부의 빛이 양전극측으로 입사하면 입사된 빛은 음전극에서 반사하게 되어 유기 발광 다이오드의 대비비(contrast)를 저하시키는 문제가 있었다.
이러한 문제를 해결하기 위해 종래에는 반사 방지 필름을 사용하는데, 도 2 에 도시한 바와 같이, 반사 방지 필름은 선형 편광을 시키는 선편광 필름, 그 하단에 투과하는 빛의 편광 방향을 90。회전시키는 λ/4판, 선편광 필름 상부에 선편광 필름을 보호하기 위한 보호 필름층, λ/4판 하단에 투명 기판과 부착하기 위한 접착층으로 구성된다.
이러한 반사 방지 필름의 기능을 설명하면, 편광되지 않은 외부의 빛이 보호 필름층을 통해 선편광 필름을 통과하면 임의의 한 방향으로 선형 편광되며, 선형 편광된 빛이 λ/4판을 통과하면 편광 방향이 90。회전하고, 90。회전된 빛이 음전극에서 대칭적인 편광 방향으로 반사된다. 음전극에서 반사된 빛이 λ/4판을 재통과하면 처음에 선편광 필름을 통과했을 때의 편광 방향과 수직이 되며, 선편광 필름을 재통과할 때 모든 빛이 제거된다.
하지만, 종래에 반사 방지 필름을 이용하여 외부로부터 입사된 빛의 반사를 방지하는 방법은 반사 방지 필름의 제조 비용이 많이 소요되어 유기 발광 다이오드를 제조하는 비용을 증가시키는 문제가 있으며, 또한 이러한 반사 방지 필름을 사용한다 하더라도 반사 방지 필름을 투명 기판에 부착하는 공정을 별도로 수행해야 함으로써, 유기 발광 다이오드의 제조 공정을 복잡하게 하는 하는데 문제점이 있으며, 이러한 문제는 결국 유기 발광 다이오드의 생산성을 저하시키는 요인으로 작용하고 있는 실정이다.
따라서, 본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 유기 발광 다이오드의 제조 과정에서 양전극 상에 광흡수 물질을 포함하는 반사광 차 단층을 형성하여 외부로부터 입사되는 빛의 반사를 방지함으로써, 유기 발광 다이오드의 대비비를 향상시킬 수 있는 유기 발광 다이오드 및 그 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 유기 발광 다이오드의 제조 과정에서 반사 방지 필름을 형성하는 공정을 수행하지 않음으로써, 제조 원가의 감소 및 생산성의 향상을 도모할 수 있는 유기 발광 다이오드 및 그 제조 방법을 제공한다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 유기 발광층을 통해 빛을 발산하는 유기 발광 다이오드의 구조로서, 투명 기판 상에 형성되는 양전극과, 상기 양전극 상에 형성되는 상기 유기 발광층을 포함하는 유기 박막층과, 상기 유기 박막층 상부에 형성되는 음전극과, 상기 양전극과 유기 박막층 사이 또는 유기 박막층과 음전극 사이에 형성되는 광흡수 물질을 포함하는 반사광 차단층을 포함하는 유기 발광 다이오드를 제공한다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 유기 발광층을 통해 빛을 발산하는 유기 발광 다이오드를 제조하는 방법으로서, 투명 기판 상에 양전극을 형성하는 과정과, 상기 양전극 상에 광흡수 물질을 포함하는 반사광 차단층을 형성하는 과정과, 상기 반사광 차단층 상부에 상기 유기 발광층을 포함하는 유기 박막층을 형성하는 과정과, 상기 유기 박막층 상부에 음전극을 형성하는 과정을 포함하는 유기 발광 다이오드의 제조 방법을 제공한다.
마지막으로, 상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 유기 발광층을 통해 빛을 발산하는 유기 발광 다이오드를 제조하는 방법으로서, 투명 기판 상에 양전극 을 형성하는 과정과, 상기 양전극 상에 상기 유기 발광층을 포함하는 유기 박막층을 형성하는 과정과, 상기 유기 박막층 상부에 광흡수 물질을 포함하는 반사광 차단층을 형성하는 과정과, 상기 반사광 차단층 상부에 음전극을 형성하는 과정을 포함하는 유기 발광 다이오드의 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 상기 및 기타 목적과 여러 가지 장점은 이 기술분야에 숙련된 사람들에 의해 첨부된 도면을 참조하여 하기에 기술되는 본 발명의 바람직한 실시 예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 상세하게 설명한다.
본 발명의 핵심 기술요지는, 유기 발광 다이오드 제조 과정에서 반사 방지 필름을 이용하여 외부로부터 입사되는 빛의 반사를 방지하는 종래 방법과는 달리, 유기 발광 다이오드의 양전극과 유기 박막층 사이 및/또는 유기 박막층과 음전극 사이에 광흡수 물질을 포함하는 반사광 차단층을 형성함으로써, 외부로부터 입사되는 빛이 음전극을 통해 반사되는 것을 차단한다는 것으로, 이러한 기술적 수단을 통해 본 발명에서 목적으로 하는 바를 쉽게 달성할 수 있다.
도 3은 본 발명에 따라 빛의 반사를 방지하기 위한 유기 발광 다이오드의 구조를 나타낸 단면도로서, 이러한 도면을 통해 본 발명에 따른 유기 발광 다이오드의 구조를 설명한다.
도 3을 참조하면, 투명 기판(302) 상부에 투명 전극층(304)인 양전극(Anode) 이 위치한다. 여기에서, 투명 전극층(304)은 폴리아닐린, 은(Ag) 등의 높은 일함수를 가진 물질을 이용하여 형성할 수 있다. 또한, 투명 전극층(304) 상부에는 광흡수 물질이 포함된 반사광 차단층(306)이 위치한다. 여기에서, 광흡수 물질은 카본 블랙, 흑색 염료, 흑색 안료 등을 사용할 수 있고, 반사광 차단층(306)을 형성하는 물질에 대해 0.1 % - 2.0 %의 함량 범위로 첨가한다. 또한, 반사광 차단층(306)을 형성하는 물질에 광흡수 물질을 혼합하여 스핀 코팅 등의 방법을 이용하여 형성할 수 있으며, 반사광 차단층(306) 형성 시 광 반응성의 저해를 방지하기 위해 광흡수 물질의 함량은 최소량을 혼합한다.
그리고, 반사광 차단층(306) 상부에 유기 박막층(308)이 위치하는데, 이러한 유기 박막층(308)은 순차적으로 정공 주입층(HIL), 정공 수송층(HTL), 유기 발광층(EML), 전자 수송층(ETL) 및 전자 주입층(EIL) 등의 유기 박막을 증착하여 형성할 수 있다.
마지막으로, 유기 박막층(308) 상부에 금속 전극층(310)으로서 음전극(Cathode)이 위치한다. 이러한 금속 전극층(310)은 알루미늄(Al), 마그네슘-은(Mg-Ag), 리튬(Li), 칼슘(Ca) 등의 4.0eV 이하의 낮은 일함수를 갖는 물질을 이용하여 투명 전극층(304)인 양전극에 교차하는 방식(매트릭스 방식)으로 형성한다.
일 예로서, 도 4는 본 발명에 따라 유기 발광 다이오드에서 광흡수 반사광 차단층을 나타낸 평면도로서, 음전극인 금속 전극층(310) 및 반사광 차단층(306, 광흡수 절연층)이 형성되는 유기 발광 다이오드를 나타낸다.
한편, 본 발명에 따른 유기 발광 다이오드의 구조에서 광흡수 물질이 포함된 반사광 차단층은 양전극 상부에 위치하는 것으로 하여 설명하였으나, 양전극과 유기 박막층 사이 및/또는 유기 박막층과 음전극 사이에도 구성 가능한 것도 물론이다. 또한, 양전극과 유기 박막층 사이 및 유기 박막층과 음전극 사이에 반사광 차단층을 구성할 경우 음전극을 통해 반사된 빛의 차단을 향상시켜 유기 발광 다이오드의 대비비를 현저하게 향상시킬 수 있음도 물론이다.
따라서, 유기 발광 다이오드의 양전극과 유기 박막층 사이 및/또는 유기 박막층과 음전극 사이에 광흡수 물질이 포함된 반사광 차단층을 구성하여 외부로부터 입사되어 음전극을 통해 반사되는 빛을 차단할 수 있다.
도 5a 내지 도 5d는 본 발명의 실시 예에 따라 빛의 반사를 방지하기 위한 유기 발광 다이오드를 제조하는 과정을 나타낸 공정순서도로서, 이러한 도면들을 통해 유기 발광 다이오드 제조 방법을 설명한다. 여기에서, 도 3에 도시한 바와 같은 해당 도면 부호는 동일하게 사용하여 설명한다.
도 5a를 참조하면, 투명 기판(302) 상부에 투명 전극층(304)으로서, 양전극(Anode)을 형성한다. 여기에서, 양전극은 폴리아닐린, 은(Ag) 등의 높은 일함수를 가진 물질로 형성한다. 이러한 양전극으로서 기능하는 ITO(Indium Tin Oxide) 박막, 즉 투명 전극층(304)은 스퍼터링(sputtering)에 의해 투명 기판(302)의 표면에 다수의 ITO 박막 패턴을 증착하고, 이 후 ITO로부터 정공이 원활하게 유기 발광층으로 이동할 수 있도록 방전, 자외선 또는 플라즈마 등을 이용하여 표면을 산화시키는 방식으로 형성한다.
그리고, 투명 전극층(304)인 양전극 상부에, 도 5b에 도시한 바와 같이, 광 흡수 물질이 포함된 반사광 차단층(306)을 형성한다. 여기에서, 광흡수 물질은 카본 블랙, 흑색 염료, 흑색 안료 등을 사용할 수 있다. 이러한 광흡수 물질은 반사광 차단층(306)을 형성하는 물질에 대해 0.1 % - 2.0 %의 함량 범위로 첨가한다. 또한, 반사광 차단층(306)을 형성하는 물질에 광흡수 물질을 혼합하여 스핀 코팅 등의 방법을 이용하여 형성하며, 반사광 차단층(306) 형성 시 광 반응성의 저해를 방지하기 위해 광흡수 물질의 함량은 최소량을 혼합한다.
이러한 반사광 차단층(306)을 형성하는 이유는 투명 기판(302) 측으로부터 입사되는 빛에 따라 금속 전극층(310)인 음전극(Cathode)에서 반사되는 빛을 흡수하여 유기 발광 다이오드의 대비비를 향상시키기 위함이며, 종래 방법에서와 같이 투명 기판(302)에 부착되는 반사 방지 필름을 형성하는 공정없이 간단한 공정만으로 저반사의 유기 발광 다이오드를 제조하기 위함이다.
다음에, 광흡수 물질이 포함된 반사광 차단층(306)의 상부에 순차적으로 정공 주입층(HIL), 정공 수송층(HTL), 유기 발광층(EML), 전자 수송층(ETL) 및 전자 주입층(EIL) 등의 유기 박막을 증착하여, 도 5c에 도시한 바와 같이, 유기 박막층(308)을 형성한다. 여기에서, 유기 박막을 증착하는 방법은 고분자의 유기 물질의 경우 잉크젯 방식 등이 이용되고, 저분자의 유기 물질의 경우 진공 증착 방식 등이 이용된다.
이어서, 도 5d에 도시한 바와 같이 유기 박막층(308) 상부에 투명 전극층(304)인 양전극에 교차하는 방식(매트릭스 방식)의 금속 전극층(310)으로서, 음전극(Cathode)을 형성한다. 여기에서, 음전극은 알루미늄(Al), 마그네슘-은(Mg-Ag), 리튬(Li), 칼슘(Ca) 등의 4.0eV 이하의 낮은 일함수를 갖는 물질을 이용하여 형성한다.
이 후에, 도시하지는 않았지만 보호막 증착 및 봉지 공정을 순차적으로 수행함으로써, 유기 발광 다이오드를 완성한다.
한편, 본 발명의 일 실시 예에서는 양전극을 형성한 후에 광흡수 물질이 포함된 반사광 차단층을 형성하는 것으로 하여 설명하였으나, 유기 발광 다이오드를 형성하는 과정에서 광흡수 물질이 포함된 반사광 차단층은 양전극과 음전극 사이에 어느 곳(즉, 양전극과 유기 발광층 사이 또는 유기 박막층과 음전극 사이 등)에 형성되더라도 상술한 목적을 달성할 수 있음도 물론이다. 또한, 양전극과 유기 박막층 사이 및 유기 박막층과 음전극 사이에 반사광 차단층을 형성할 경우 음전극을 통해 반사된 빛의 차단을 향상시켜 유기 발광 다이오드의 대비비를 현저하게 향상시킬 수 있음도 물론이다.
따라서, 유기 발광 다이오드의 제조 과정에서 양전극 상부에 광흡수 물질이 포함된 반사광 차단층을 형성함으로써, 외부로부터 입사되는 빛의 반사를 방지하여 유기 발광 다이오드의 대비비(contrast)를 향상시킬 수 있다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명은, 유기 발광 다이오드 제조 과정에서 반사 방지 필름을 이용하여 외부로부터 입사되는 빛의 반사를 방지하는 종래 방법과는 달리, 유기 발광층을 통해 빛을 발산하는 유기 발광 다이오드의 구조에서 양전극과 유기 박막층 사이 및/또는 유기 박막층과 음전극 사이에 광흡수 물질이 포함된 반 사광 차단층을 형성함으로써, 유기 발광 다이오드에서 광흡수 물질이 포함된 반사광 차단층을 통해 외부로부터 입사되는 빛의 반사를 방지하여 유기 발광 다이오드의 대비비를 향상시킬 수 있다.
또한, 유기 발광 다이오드의 제조 과정에서 외부로부터 입사되는 빛의 반사를 방지하기 위한 반사 방지 필름을 사용하지 않음으로써, 유기 발광 다이오드의 제조 비용을 감소시키며, 생산성을 향상시킬 수 있다.
Claims (10)
- 유기 발광층을 통해 빛을 발산하는 유기 발광 다이오드의 구조로서,투명 기판 상에 형성되는 양전극과,상기 양전극 상에 형성되는 상기 유기 발광층을 포함하는 유기 박막층과,상기 유기 박막층 상부에 형성되는 음전극과,상기 양전극과 유기 박막층 사이 또는 유기 박막층과 음전극 사이에 형성되는 광흡수 물질을 포함하는 반사광 차단층을 포함하는 유기 발광 다이오드.
- 제 1 항에 있어서,상기 광흡수 물질은, 카본 블랙, 흑색 염료, 흑색 안료 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 유기 발광 다이오드.
- 유기 발광층을 통해 빛을 발산하는 유기 발광 다이오드를 제조하는 방법으로서,투명 기판 상에 양전극을 형성하는 과정과,상기 양전극 상에 광흡수 물질을 포함하는 반사광 차단층을 형성하는 과정과,상기 반사광 차단층 상부에 상기 유기 발광층을 포함하는 유기 박막층을 형성하는 과정과,상기 유기 박막층 상부에 음전극을 형성하는 과정을 포함하는 유기 발광 다이오드의 제조 방법.
- 제 3 항에 있어서,상기 광흡수 물질은, 카본 블랙, 흑색 염료, 흑색 안료 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 유기 발광 다이오드의 제조 방법.
- 제 4 항에 있어서,상기 광 흡수 물질은, 상기 반사광 차단층을 형성하는 물질에 대해 0.1 % - 2.0 %의 함량 범위로 첨가되는 것을 특징으로 하는 유기 발광 다이오드의 제조 방법.
- 제 3 항에 있어서,상기 반사광 차단층은, 스핀 코팅 방법을 이용하여 형성되는 것을 특징으로 하는 유기 발광 다이오드의 제조 방법.
- 유기 발광층을 통해 빛을 발산하는 유기 발광 다이오드를 제조하는 방법으로서,투명 기판 상에 양전극을 형성하는 과정과,상기 양전극 상에 상기 유기 발광층을 포함하는 유기 박막층을 형성하는 과정과,상기 유기 박막층 상부에 광흡수 물질을 포함하는 반사광 차단층을 형성하는 과정과,상기 반사광 차단층 상부에 음전극을 형성하는 과정을 포함하는 유기 발광 다이오드의 제조 방법.
- 제 7 항에 있어서,상기 광흡수 물질은, 카본 블랙, 흑색 염료, 흑색 안료 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 유기 발광 다이오드의 제조 방법.
- 제 8 항에 있어서,상기 광 흡수 물질은, 상기 반사광 차단층을 형성하는 물질에 대해 0.1 % - 2.0 %의 함량 범위로 첨가되는 것을 특징으로 하는 유기 발광 다이오드의 제조 방법.
- 제 7 항에 있어서,상기 반사광 차단층은, 스핀 코팅 방법을 이용하여 형성되는 것을 특징으로 하는 유기 발광 다이오드의 제조 방법.
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| KR1020050049596A KR20060128286A (ko) | 2005-06-10 | 2005-06-10 | 유기 발광 다이오드 및 그 제조 방법 |
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| KR20060128286A true KR20060128286A (ko) | 2006-12-14 |
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| KR (1) | KR20060128286A (ko) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8872201B2 (en) | 2010-10-28 | 2014-10-28 | Samsung Display Co., Ltd. | Organic light emitting diode display |
| KR20180116285A (ko) | 2016-02-26 | 2018-10-24 | 고쿠리츠켄큐카이하츠호진 상교기쥬츠 소고켄큐쇼 | 방열 기판 |
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2005
- 2005-06-10 KR KR1020050049596A patent/KR20060128286A/ko not_active Application Discontinuation
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