KR20130066965A - 전면 발광형 유기 발광 다이오드 및 그 제조 방법 - Google Patents

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KR20130066965A
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auxiliary electrode
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이종람
이일환
홍기현
김기수
김성준
구본형
이보라
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포항공과대학교 산학협력단
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Abstract

본 발명은 전면 발광형 유기 발광 다이오드 및 그 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 전면 발광형 유기 발광 다이오드 제조방법은 제1 기판 상에 하부 전극을 형성하는 하부 전극 형성단계, 상기 하부 전극 상에 유기 발광층을 형성하는 유기 발광층 형성단계, 상기 유기 발광층 상에 광 투과성을 갖는 상부 전극을 형성하는 상부 전극 형성단계 및 제2 기판에 형성되어 있는 보조 전극을 상기 상부 전극에 접합하는 보조 전극 접합단계를 포함하여 구성되고, 상기 보조 전극에는 상기 유기 발광층에서 생성된 광을 투과시키기 위한 개구 패턴이 형성되어 있고, 상기 보조 전극은 상기 상부 전극과 접합되어 전기전도도를 높이는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 전면 발광형 유기 발광 다이오드의 제조 과정에서 보조 전극을 상부 투명 전극 상에 손상 없이 형성 시킬 수 있는 방법을 제공하여 공정상의 편의를 제공하며 보조 전극의 특성을 향상시킬 수 있고, 보조 전극 형성을 위해 리소그래피(lithography) 공정이나 패터닝 공정을 사용할 수 있어서 보조 전극의 선폭을 메탈 마스크로 증착하는 것보다 더 줄일 수 있고 이로 인해 광투과 특성의 향상을 얻을 수 있다.

Description

전면 발광형 유기 발광 다이오드 및 그 제조 방법{ORGANIC LIGHT EMITTING DIODE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 발명은 전면 발광형 유기 발광 다이오드 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 보조 전극을 상부 투명 전극 상에 손상 없이 형성할 수 있는 전면 발광형 유기 발광 다이오드 제조방법 및 그 방법에 의해 제조된 전면 발광형 유기 발광 다이오드에 관한 것이다.
최근 유기 발광 다이오드의 조명 광원으로서의 가능성이 관심을 받으면서 조명용 유기 발광 다이오드를 위한 연구가 많이 진행되고 있다. 조명용 유기 발광 다이오드를 위한 조건으로는 조명을 위한 대면적화 과정에 적합한 발광 방식을 가져야 하며, 가격 경쟁력을 확보할 수 있어야 한다.
현재 상용화되고 있는 조명용 유기 발광 다이오드는 유리 기판 상에 형성된 산화인듐주석(indium tin oxide, ITO)을 하부 양극으로 이용하여 발생한 빛을 하부 양극 방향으로 방출하는 bottom 발광형 구조(빛이 유리 기판 쪽으로 방출되는 구조)를 가지고 있다.
이와 같은 유리 기판 중심의 bottom 방식의 경우 높은 광방출 효율을 가지고 공정상 안정된 특성을 가지고 있지만 유리 기판을 사용함으로써 조명용을 위한 대면적화에 따른 방열 특성이 좋지 않고, 구부림 특성이 없어 플렉서블(flexible)한 구조 제작이 어려우며, 롤투롤 공정이 불가능하며 유리 기판 자체의 단가가 비싸다는 문제점을 안고 있다.
이를 해결하기 위해서 금속 호일, 플라스틱과 같은 구부림 특성이 우수한 기판을 이용하여 롤투롤 공정이 가능하며 제조 단가를 낮출 수 있는 유기 발광 다이오드의 제조에 관한 연구가 활발히 진행 중에 있다. 특히 금속 호일의 경우 플라스틱에 비해 내열성, 내화학성 및 수분/산소 침투억제 특성이 우수하여 보다 다양한 분야에 광범위하게 적용이 가능할 것으로 예상된다.
그러나 금속 호일과 같은 불투명 기판을 사용할 경우 top 방식(빛이 기판 반대 방향으로 방출되는 구조)의 구조를 가져야 하며, 그러기 위해서는 상부 전극으로는 투명 전극이 사용되어야만 한다. 일반적으로 상부 투명 전극의 경우, 얇은 금속층을 사용하거나 알카리 금속과 Ag의 다층 구조, DMD(Dielectric Metal Dielectric) 구조와 같은 구조가 많이 사용된다. 유기물 층 위에 전극을 형성해야 하기 때문에 증착 방법의 제약이 있기 때문에 대부분 증착 데미지가 없는 열증착으로 증착 가능한 물질이 많이 사용되고 있다. 이러한 투명 전극의 경우, 얇은 두께 때문에 저항이 크며, 전류가 잘 퍼지지 않는 특성이 있다. 따라서 보조 전극의 사용이 불가피하다.
그러나 보조 전극을 형성하기 위해서는 리소그래피 공정이 필요하지만 하부의 유기물 층으로 인해 리소그래피의 사용이 불가능하다. 따라서 top 방식의 유기 발광 다이오드는 보조 전극의 형성이 쉽지 않은 구조적인 문제를 가진다. 이러한 상부 투명 전극의 낮은 도전율로 인한 문제는 발광 면적이 소면적인 경우에서는 문제가 되지 않는다. 그러나 조명용 유기 발광 다이오드를 제작하기 위해서는 대면적화가 필수적이고 상부 투명 전극의 낮은 도전율은 대면적화의 큰 이슈가 될 것이다. 이러한 상부 투명 전극의 낮은 도전율을 극복하기 위한 방법은 보고되지 않고 있다.
도 1은 종래의 유기 발광 다이오드를 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 금속 호일을 기판으로 사용할 경우, 금속 기판을 통한 빛의 방출이 불가능하기 때문에 금속 기판 상에 하부 반사 전극을 형성하고, 이 하부 반사 전극 위에 유기 발광층과 상부 투명 전극을 형성하여 유기 발광층에서 발생한 빛을 상부 투명 전극을 통해 외부로 방출시키는 전면 발광 방식의 유기 발광 다이오드 구조의 사용이 필수적이다. 또한 대면적화에 따른 상부 투명 전극의 전도도를 높여 주기 위한 보조 전극이 필요하다.
그러나 이러한 종래의 유기 발광 다이오드에 따르면, 도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 유기 발광층 상에 직접 보조 전극을 형성해야 하기 때문에 보조 전극을 형성하기 위한 방법이 극히 제한적이라는 문제점이 있다. 즉, 일반적인 리소그래피의 사용이 불가하며, 메탈 마스크를 통한 증착 방법 정도 밖에 적용할 수 없어 공정 편의성이 저하된다는 문제점이 있다. 또한, 메탈 마스크를 통해서는 얇은 선폭의 보조 전극을 형성시키기 어렵기 때문에 광 방출 효율이 낮다는 문제점이 있다.
본 발명은 전면 발광형 유기 발광 다이오드의 제조 과정에서 보조 전극을 상부 투명 전극 상에 손상 없이 형성 시킬 수 있는 방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
또한, 본 발명은 보조 전극을 상부 전극 상이 아닌 별도의 기판 상에 형성한 후에 접합하는 방식을 사용함으로서 리소그래피를 통한 얇은 선폭의 보조 전극의 형성이 가능하며, 보조 전극을 제작하는 과정을 별도로 진행할 수 있어서 기존 OLED 제작 공정상의 수정없이 적용 가능한 방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
이러한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 전면 발광형 유기 발광 다이오드 제조방법은 제1 기판 상에 하부 전극을 형성하는 하부 전극 형성단계, 상기 하부 전극 상에 유기 발광층을 형성하는 유기 발광층 형성단계, 상기 유기 발광층 상에 광 투과성을 갖는 상부 전극을 형성하는 상부 전극 형성단계 및 제2 기판에 형성되어 있는 보조 전극을 상기 상부 전극에 접합하는 보조 전극 접합단계를 포함하여 구성되고, 상기 보조 전극에는 상기 유기 발광층에서 생성된 광을 투과시키기 위한 개구 패턴이 형성되어 있고, 상기 보조 전극은 상기 상부 전극과 접합되어 전기전도도를 높이는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 전면 발광형 유기 발광 다이오드 제조방법은 상기 보조 전극 접합단계 이후, 상기 제2 기판을 상기 보조 전극으로부터 분리하는 제2 기판 분리단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 전면 발광형 유기 발광 다이오드 제조방법에 있어서, 상기 보조 전극에 형성되어 있는 개구 패턴에 의한 개구율은 50% 이상 80% 이하인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 전면 발광형 유기 발광 다이오드 제조방법에 있어서, 상기 보조 전극에 형성되어 있는 개구 패턴의 형상은 그리드(grid) 형상 또는 라인(line) 형상인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 전면 발광형 유기 발광 다이오드 제조방법에 있어서, 상기 보조 전극 접합단계에서, 물리적 압력과 열 중에서 적어도 하나를 가하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 전면 발광형 유기 발광 다이오드 제조방법에 있어서, 상기 보조 전극 접합단계에서 가해지는 압력은 1bar 이상 10bar 이하인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 전면 발광형 유기 발광 다이오드 제조방법에 있어서, 상기 보조 전극 접합단계에서 가해지는 열은 5℃ 이상 200℃ 이하인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 전면 발광형 유기 발광 다이오드 제조방법에 있어서, 상기 보조 전극 접합단계에서, 상기 제2 기판에 형성되어 있는 보조 전극의 접합면과 상기 상부 전극의 접합면에 도전성의 접착제를 도포한 후, 상기 보조 전극을 상기 상부 전극에 접합하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 전면 발광형 유기 발광 다이오드 제조방법에 있어서, 상기 보조 전극은 상기 제2 기판 상에 프린팅(printing) 방식, 열 증착(thermal deposition) 방식, 전자빔 증착(e-beam deposition) 방식, 바 코팅(bar coating) 방식, 닥터 블레이드(doctor blade) 방식 및 스퍼터링(sputtering) 방식 중 하나의 방식을 통하여 형성된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 전면 발광형 유기 발광 다이오드 제조방법에 있어서, 상기 제2 기판은 광 투과성을 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 전면 발광형 유기 발광 다이오드 제조방법에 있어서, 상기 제2 기판은 유리(glass), PET(polyethylene terephthalate), PDMS(polydimethylsiloxane), PI(polyilmide), 폴리아크릴레이트(poly acrylate), PUA 및 SU-8로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 전면 발광형 유기 발광 다이오드 제조방법에 있어서, 상기 제1 기판은 Fe, Ag, Au, Cu, Cr, W, Al, Mo, Zn, Ni, Pt, Pd, Co, In, Mn, Si, Ta, Ti, Sn, Pb, V, Ru, Ir, Zr, Rh, Mg, Invar 및 SUS(Steel Use Stainless)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 전면 발광형 유기 발광 다이오드 제조방법에 있어서, 상기 상부 전극은 상기 유기 발광층에서 발생된 광을 투과시킬 수 있는 투명 전극으로 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 전면 발광형 유기 발광 다이오드 제조방법에 있어서, 상기 상부 전극은 광 투과성을 갖는 금속 박막, 전도성 산화막, 전도성 폴리머, 금속 그리드, 금속 나노 와이어 및 산화물 나노 와이어 중 하나로 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 전면 발광형 유기 발광 다이오드 제조방법에 있어서, 상기 하부 전극은 Fe, Ag, Au, Cu, Cr, W, Al, Mo, Zn, Ni, Pt, Pd, Co, In, Mn, Si, Ta, Ti, Sn, Pb, V, Ru, Ir, Zr, Rh 및 Mg로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 전면 발광형 유기 발광 다이오드 제조방법에 있어서, 상기 하부 전극은 DBR(Distributed Bragg Reflector) 또는 ODR(Omni Directionally Reflector) 구조로 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 전면 발광형 유기 발광 다이오드 제조방법에 있어서, 상기 하부 전극과 상기 상부 전극은 열 증착 방식, 전자선 증착 방식, 스퍼터링 방식, 스핀 코팅 방식, 화학 기상 증착 방식 및 레이저 증착 방식 중 하나의 방식을 이용하여 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 전면 발광형 유기 발광 다이오드는 본 발명에 따른 전면 발광형 유기 발광 다이오드 제조방법에 의해 제조된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 유기물층의 손상을 원천적으로 방지하면서 얇은 두께를 갖는 상부 전극에 개구 패턴을 갖는 보조 전극을 용이하게 형성할 수 있는 효과가 있다.
또한, 보조 전극을 상부 전극에 직접 형성하지 않고 별도의 기판 상에 형성한 후에 접합하는 방식을 사용함으로써 리소그래피를 통한 얇은 선폭의 보조 전극의 형성이 가능하며, 보조 전극을 제작하는 과정을 별도로 진행할 수 있어서, 기존 의 유기 발광 다이오드 제조공정을 수정하지 않고 보조 전극을 형성할 수 있는 효과가 있다.
또한, 보조 전극 형성을 위해 리소그래피(lithography) 공정이나 패터닝 공정을 사용할 수 있어서 보조 전극의 선폭을 메탈 마스크를 이용하여 증착하는 경우 보다 더 줄일 수 있고, 이로 인해 광 방출 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 보조 전극이 미세한 개구 패턴을 갖도록 함으로써, 유기 발광층에서 생성된 광의 방출 효율이 향상되는 효과가 있다.
도 1은 종래의 유기 발광 다이오드를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전면 발광형 유기 발광 다이오드 제조 방법의 공정 순서도이다.
도 3 내지 도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전면 발광형 유기 발광 다이오드 제조 방법의 공정 단면도들이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전면 발광형 유기 발광 다이오드 제조 방법의 공정 순서도이고, 도 3 내지 도 11은 그 공정 단면도들이다.
도 2 내지 도 11을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 전면 발광형 유기 발광 다이오드 제조방법은 하부 전극 형성단계(S10), 유기 발광층 형성단계(S20), 상부 전극 형성단계(S30), 보조 전극 접합단계(S40) 및 제2 기판 분리단계를 포함하여 구성된다.
<하부 전극 형성단계(S10)>
도 2와 도 3을 참조하면, 하부 전극 형성단계(S10)에서는, 제1 기판(10) 상에 하부 전극(20)을 형성하는 과정이 수행된다.
제1 기판(10)은 유기 발광 다이오드를 구조적으로 지지하는 기능을 수행하며, 금속 재질의 물질로 구성된다. 이와 같이 제1 기판(10)을 금속 재질의 물질로 구성하면, 방열 특성이 향상되어 특히, 조명용 발광 다이오드의 대면적화에 유리하고, 플렉서블(flexible)한 특성이 향상되어 저비용의 대량생산에 적합한 롤투롤(roll to roll) 공정이 적용 가능하다는 장점이 있고, 내열성, 내화학성 및 수분/산소 침투억제 특성이 우수하여 보다 다양한 분야에 광범위하게 적용이 가능하다는 장점이 있다.
예를 들어, 이러한 제1 기판(10)은 Fe, Ag, Au, Cu, Cr, W, Al, Mo, Zn, Ni, Pt, Pd, Co, In, Mn, Si, Ta, Ti, Sn, Pb, V, Ru, Ir, Zr, Rh, Mg, Invar 및 SUS(Steel Use Stainless)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하여 구성될 수 있다.
하부 전극(20)은 후술하는 상부 전극(40)과 쌍을 이루어 유기 발광층(30)에 전기 에너지를 인가하기 위한 전극이며, 유기 발광층(30)에서 생성된 광이 반사되어 외부로 방출될 수 있도록 반사도가 높은 물질로 이루어진다.
예를 들어, 이러한 하부 전극(20)은 Fe, Ag, Au, Cu, Cr, W, Al, Mo, Zn, Ni, Pt, Pd, Co, In, Mn, Si, Ta, Ti, Sn, Pb, V, Ru, Ir, Zr, Rh 및 Mg로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 하부 전극(20)은 유기 발광층(30)에서 생성된 광의 반사도를 더욱 높이기 위하여 DBR(Distributed Bragg Reflector) 또는 ODR(Omni Directionally Reflector) 구조를 갖도록 구성될 수 있다.
또한, 하부 전극(20)은 열 증착(thermal deposition) 방식, 전자선 증착 방식(e-beam deposition), 스퍼터링(sputtering) 방식, 스핀 코팅(spin coating) 방식, 화학 기상 증착(chemical vapor deposition) 방식 및 레이저 증착(laser deposition) 방식 중 하나의 방식을 이용하여 제1 기판(10) 상에 형성될 수 있다.
<유기 발광층 형성단계(S20)>
도 2와 도 4를 참조하면, 유기 발광층 형성단계(S20)에서는, 하부 전극(20) 상에 유기 발광층(30)을 형성하는 과정이 수행된다.
유기 발광층(30)은 하부 전극(20)과 상부 전극(40)을 통해 외부로부터 공급되는 전원에 의해 광을 생성하여 출력하는 기능을 수행한다.
예를 들어, 이러한 유기 발광층(30)은 정공 주입층(310), 정공 수송층(320), 발광층(330), 전자 수송층(340) 및 전자 주입층(350)을 포함하여 구성될 수 있다.
정공 주입층(310)은 하부 전극(20) 상에 형성되어 있으며, 양극인 하부 전극(20)에서 정공을 용이하게 방출하도록 하는 기능을 수행한다.
정공 수송층(320)은 정공 주입층 상에 형성되어 있으며, 정공 주입층(310)의 정공을 발광층(330)까지 원활히 전달하는 기능을 수행한다. 예를 들어, 정공 수송층(320)은 N,N′-dinaphtyl-N,N-diphenyl bendizine(α-NPD)로 구성할 수 있다.
발광층(330)은 정공 수송층(320) 상에 형성되어 있으며, 전자와 정공의 재결합 과정에서 광을 생성하여 출력하는 기능을 수행한다. 예를 들어, 발광층(330)은 Tris(8-hydroxyquinolinato)aluminum(Alq3)로 구성할 수 있다.
전자 수송층(340)은 발광층(330) 상에 형성되어 있으며, 전자 주입층(350)의 전자를 발광층(330)으로 원활히 전달하는 기능을 수행한다. 예를 들어, 이 전자 수송층(340) 역시 Alq3로 형성할 수 있다.
전자 주입층은 전자 수송층 상에 형성되어 있으며, 음극인 상부 전극(40)에서 전자를 용이하게 방출하도록 하는 기능을 수행한다. 예를 들어, 전자 주입층은 LiF로 구성할 수 있다.
<상부 전극 형성단계(S30)>
도 2와 도 5를 참조하면, 상부 전극 형성단계(S30)에서는, 유기 발광층(30) 상에 광 투과성을 갖는 상부 전극(40)을 형성하는 과정이 수행된다.
이러한 상부 전극(40)은 유기 발광층(30)에서 생성된 광의 방출 경로 상에 위치하기 때문에, 광 투과성이 우수한 물질로 구성되는 것이 바람직하다.
구체적인 예로, 상부 전극(40)은 ITO 등의 투명 전극, 광 투과성을 갖는 금속 박막, 전도성 산화막, 전도성 폴리머, 금속 그리드, 금속 나노 와이어 및 산화물 나노 와이어 중 하나로 이루어질 수 있다.
또한, 상부 전극(40)은 열 증착 방식, 전자선 증착 방식, 스퍼터링 방식, 스핀 코팅 방식, 화학 기상 증착 방식 및 레이저 증착 방식 중 하나의 방식을 이용하여 형성될 수 있다.
앞서 설명한 바 있지만, 상부 전극(40)은 유기 발광층(30)에서 생성된 광의 방출 경로 상에 위치하기 때문에, 광 투과성을 높이기 위하여 가능한 범위에서 얇게 형성된다. 이와 같이, 광 투과성의 향상을 위하여 상부 전극(40)의 두께를 줄이면, 상부 전극(40)의 면 저항이 증가하여 전류 확산이 저하되는 문제점이 발생한다. 본 발명에서는, 후술하는 개구 패턴을 갖는 보조 전극(50)을 상부 전극(40)에 형성함으로써, 상부 전극(40)만으로 구성되는 경우의 낮은 전기전도도를 높이는 동시에 광 방출 요율의 저하를 최소화한다.
<보조 전극 접합단계(S40)>
도 2와 도 6 및 도 9를 참조하면, 보조 전극 접합단계(S40)에서는, 제2 기판(60)에 미리 형성되어 있는 보조 전극(50)을 상부 전극(40)에 접합하는 과정이 수행된다.
이 보조 전극(50)에는 유기 발광층(30)에서 생성된 광을 투과시키기 위한 개구 패턴이 형성되어 있으며, 보조 전극(50)은 유기 발광층(30)에서 생성된 광의 방출 효율 저하를 최소화하는 동시에, 상부 전극(40)과 접합되어 전기전도도를 높이는 기능을 수행한다. 또한, 보조 전극(50)에 형성된 개구 패턴은 유기 발광층(30)에서 생성된 광이 내부 전반사에 의해 소멸되는 현상을 방지하는 기능을 아울러 수행한다.
예를 들어, 보조 전극(50)에 형성되어 있는 개구 패턴에 의한 개구율은 50% 이상 80% 이하일 수 있다.
또한, 도 7과 도 8에 개시된 바와 같이, 보조 전극(50)에 형성되어 있는 개구 패턴의 형상은 그리드(grid) 형상 또는 라인(line) 형상일 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 보조 전극(50)을 상부 전극(40)에 직접 형성하게 되면, 얇은 두께를 갖는 상부 전극(40)의 하부에 유기 발광층(30)이 위치하기 때문에, 보조 전극(50)에 개구 패턴을 형성하기 위해 일반적인 리소그래피 공정을 적용할 수 없다는 문제점이 있다. 본 발명에서는 보조 전극(50)을 제2 기판(60)에 별도로 형성한 상태에서, 일반적인 리소그래피 공정을 적용 보조 전극(50)에 개구 패턴을 형성한 후, 이를 상부 전극(40)에 접합하는 방식을 채택함으로써, 이러한 문제를 해결하였다.
이러한 보조 전극 접합단계(S40)에서, 물리적 압력과 열 중에서 적어도 하나를 가하거나, 별도의 도전성을 갖는 접착제를 이용하여 접합이 용이해지도록 구성할 수 있다. 이 경우, 도전성의 접착제는 보조 전극(50)의 접합면과 상부 전극(40)의 접합면에 모두 도포되거나, 두 접합면 중 하나의 접합면에 도포된다.
예를 들어, 발광 다이오드를 구성하는 기능층들의 손상을 방지하면서 접합하기 위하여, 보조 전극 접합단계(S40)에서 가해지는 압력은 1bar 이상 10bar 이하이고, 열은 5℃ 이상 200℃ 이하가 되도록 구성할 수 있다.
예를 들어, 보조 전극(50)은 제2 기판(60) 상에 프린팅(printing) 방식, 열 증착(thermal deposition) 방식, 전자빔 증착(e-beam deposition) 방식, 바 코팅(bar coating) 방식, 닥터 블레이드(doctor blade) 방식 및 스퍼터링(sputtering) 방식 중 하나의 방식을 통하여 형성될 수 있다. 또한, 보조 전극(50)에 개구 패턴을 형성하는 방식으로는 일반적인 리소그래피 공정이 적용될 수 있다.
제2 기판(60)은 보조 전극(50)으로부터 분리되어 제거될 수도 있으나, 보조 전극(50)에 형성된 상태로 발광 다이오드를 구성할 수도 있다. 이 경우, 제2 기판(60)은 광 방출 경로 상에 위치하기 때문에, 광 투과성을 갖는 물질로 구성되며, 구체적인 예로, 제2 기판(60)은 유리(glass), PET(polyethylene terephthalate), PDMS(polydimethylsiloxane), PI(polyilmide), 폴리아크릴레이트(poly acrylate), PUA 및 SU-8로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하여 구성될 수 있다.
<제2 기판 분리단계(S50)>
도 2, 도 10 및 도 11을 참조하면, 제2 기판 분리단계(S50)에서는, 제2 기판(60)을 보조 전극(50)으로부터 분리하여 제거하는 과정이 수행된다. 앞서 설명한 바 있지만, 이러한 제2 기판(60)은 반드시 보조 전극(50)으로부터 분리되어 제거되어야 하는 것은 아니다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 유기물층의 손상을 원천적으로 방지하면서 얇은 두께를 갖는 상부 전극(40)에 개구 패턴을 갖는 보조 전극(50)을 용이하게 형성할 수 있는 효과가 있다.
또한, 보조 전극(50)을 상부 전극(40)에 직접 형성하지 않고 별도의 기판 상에 형성한 후에 접합하는 방식을 사용함으로써 리소그래피를 통한 얇은 선폭의 보조 전극(50)의 형성이 가능하며, 보조 전극(50)을 제작하는 과정을 별도로 진행할 수 있어서, 기존의 유기 발광 다이오드 제조공정을 수정하지 않고 보조 전극(50)을 형성할 수 있는 효과가 있다.
또한, 보조 전극(50) 형성을 위해 리소그래피(lithography) 공정이나 패터닝 공정을 사용할 수 있어서 보조 전극(50)의 선폭을 메탈 마스크를 이용하여 증착하는 경우보다 더 줄일 수 있고, 이로 인해 광 방출 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 보조 전극(50)이 미세한 개구 패턴을 갖도록 함으로써, 유기 발광층(30)에서 생성된 광의 방출 효율이 향상되는 효과가 있다.
이상에서 본 발명에 대한 기술 사상을 첨부 도면과 함께 서술하였지만, 이는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 이 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 본 발명의 기술 사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.
10: 제1 기판
20: 하부 전극
30: 유기 발광층
40: 상부 전극
50, 51, 52: 보조 전극
60: 제2 기판
310: 정공 주입층
320: 정공 수송층
330: 발광층
340: 전자 수송층
350: 전자 주입층
S10: 하부 전극 형성단계
S20: 유기 발광층 형성단계
S30: 상부 전극 형성단계
S40: 보조 전극 접합단계
S50: 제2 기판 분리단계

Claims (18)

  1. 전면 발광형 유기 발광 다이오드 제조방법에 있어서,
    제1 기판 상에 하부 전극을 형성하는 하부 전극 형성단계;
    상기 하부 전극 상에 유기 발광층을 형성하는 유기 발광층 형성단계;
    상기 유기 발광층 상에 광 투과성을 갖는 상부 전극을 형성하는 상부 전극 형성단계; 및
    제2 기판에 형성되어 있는 보조 전극을 상기 상부 전극에 접합하는 보조 전극 접합단계를 포함하여 구성되고,
    상기 보조 전극에는 상기 유기 발광층에서 생성된 광을 투과시키기 위한 개구 패턴(aperture pattern)이 형성되어 있고,
    상기 보조 전극은 상기 상부 전극과 접합되어 전기전도도를 높이는 것을 특징으로 하는, 전면 발광형 유기 발광 다이오드 제조방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 보조 전극 접합단계 이후, 상기 제2 기판을 상기 보조 전극으로부터 분리하는 제2 기판 분리단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 전면 발광형 유기 발광 다이오드 제조방법.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 보조 전극에 형성되어 있는 개구 패턴에 의한 개구율은 50% 이상 80% 이하인 것을 특징으로 하는, 전면 발광형 유기 발광 다이오드 제조방법.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 보조 전극에 형성되어 있는 개구 패턴의 형상은 그리드(grid) 형상 또는 라인(line) 형상인 것을 특징으로 하는, 전면 발광형 유기 발광 다이오드 제조방법.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 보조 전극 접합단계에서, 물리적 압력과 열 중에서 적어도 하나를 가하는 것을 특징으로 하는, 전면 발광형 유기 발광 다이오드 제조방법.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 보조 전극 접합단계에서 가해지는 압력은 1bar 이상 10bar 이하인 것을 특징으로 하는, 전면 발광형 유기 발광 다이오드 제조방법.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 보조 전극 접합단계에서 가해지는 열은 5℃ 이상 200℃ 이하인 것을 특징으로 하는, 전면 발광형 유기 발광 다이오드 제조방법.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 보조 전극 접합단계에서, 상기 제2 기판에 형성되어 있는 보조 전극의 접합면과 상기 상부 전극의 접합면에 도전성의 접착제를 도포한 후, 상기 보조 전극을 상기 상부 전극에 접합하는 것을 특징으로 하는, 전면 발광형 유기 발광 다이오드 제조방법.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 보조 전극은 상기 제2 기판 상에 프린팅(printing) 방식, 열 증착(thermal deposition) 방식, 전자빔 증착(e-beam deposition) 방식, 바 코팅(bar coating) 방식, 닥터 블레이드(doctor blade) 방식 및 스퍼터링(sputtering) 방식 중 하나의 방식을 통하여 형성된 것을 특징으로 하는, 전면 발광형 유기 발광 다이오드 제조방법.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 기판은 광 투과성을 갖는 것을 특징으로 하는, 전면 발광형 유기 발광 다이오드 제조방법.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 제2 기판은 유리(glass), PET(polyethylene terephthalate), PDMS(polydimethylsiloxane), PI(polyilmide), 폴리아크릴레이트(poly acrylate), PUA 및 SU-8로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는, 전면 발광형 유기 발광 다이오드 제조방법.
  12. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 기판은 Fe, Ag, Au, Cu, Cr, W, Al, Mo, Zn, Ni, Pt, Pd, Co, In, Mn, Si, Ta, Ti, Sn, Pb, V, Ru, Ir, Zr, Rh, Mg, Invar 및 SUS(Steel Use Stainless)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는, 전면 발광형 유기 발광 다이오드 제조방법.
  13. 제1 항에 있어서,
    상기 상부 전극은 상기 유기 발광층에서 발생된 광을 투과시킬 수 있는 투명 전극으로 이루어진 것을 특징으로 하는, 전면 발광형 유기 발광 다이오드 제조방법.
  14. 제1 항에 있어서,
    상기 상부 전극은 광 투과성을 갖는 금속 박막, 전도성 산화막, 전도성 폴리머, 금속 그리드, 금속 나노 와이어 및 산화물 나노 와이어 중 하나로 이루어진 것을 특징으로 하는, 전면 발광형 유기 발광 다이오드 제조방법.
  15. 제1 항에 있어서,
    상기 하부 전극은 Fe, Ag, Au, Cu, Cr, W, Al, Mo, Zn, Ni, Pt, Pd, Co, In, Mn, Si, Ta, Ti, Sn, Pb, V, Ru, Ir, Zr, Rh 및 Mg로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는, 전면 발광형 유기 발광 다이오드 제조방법.
  16. 제1 항에 있어서,
    상기 하부 전극은 DBR(Distributed Bragg Reflector) 또는 ODR(Omni Directionally Reflector) 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는, 전면 발광형 유기 발광 다이오드 제조방법.
  17. 제1 항에 있어서,
    상기 하부 전극과 상기 상부 전극은 열 증착 방식, 전자선 증착 방식, 스퍼터링 방식, 스핀 코팅 방식, 화학 기상 증착 방식 및 레이저 증착 방식 중 하나의 방식을 이용하여 형성되는 것을 특징으로 하는, 전면 발광형 유기 발광 다이오드 제조방법.
  18. 제1 항 내지 제17 항 중 어느 한 항의 전면 발광형 유기 발광 다이오드 제조방법에 의해 제조된 것을 특징으로 하는, 전면 발광형 유기 발광 다이오드.
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