KR20130089395A - Flexible organic light emitting device including buckle structure and manufacturing method thereof - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A flexible organic light emitting device including a buckle structure and a manufacturing method thereof are provided to improve outcoupling efficiency by forming a spontaneous buckle structure in the flexible organic light emitting device including a PEDOT:PSS anode. CONSTITUTION: A flexible and transparent substrate having is prepared. A polymer anode is laminated on the flexible and transparent substrate. An electroluminescent layer is laminated on the polymer anode. A cathode is laminated on the electroluminescent layer. The electroluminescent layer and the cathode include a buckle structure. [Reference numerals] (AA) Heating process; (BB) Cooling process

Description

버클구조를 갖는 유연성 유기 전계 발광소자 및 그 제조방법{Flexible Organic Light Emitting Device Including Buckle Structure And Manufacturing Method Thereof}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a flexible organic light emitting device having a buckle structure,

본 발명은 유연성 유기 전계 발광소자의 구조 및 제조에 관한 것이며, 좀 더 상세하게는 유연성 유기 전계 발광소자의 발광층에서 생성된 빛을 소자 밖으로 추출하는데 있어서 광 추출률을 높이기 위한 버클 구조 형성기술에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a structure and a manufacturing method of a flexible organic electroluminescence device, and more particularly, to a buckling structure formation technique for increasing light extraction efficiency in extracting light generated in a light emitting layer of a flexible organic electroluminescence device, .

유기 전계 발광소자(이하 'OLED'라고 함)에 대한 최근 연구는 경량화, 유연성, 성능대 가격 비 및 대면적화 등에 관한 것과 더불어, OLED 사용을 위한 유기 물질 및 소자 구조 개발에 촛점을 맞춰 왔다. 상기 목적 달성을 위하여, 연구자들의 지대한 관심 사항이 되는 과학적 개발부문은 소자 제작 공정 단순화와 소자 성능의 향상 및 안정성 강화이다. OLED 성능은 최근 상당히 향상되었고, 일부 OLED는 인광(phosphorescent)물질의 내부 양자효율이 이제는 거의 100 %에 달하고 있다. 그러나, 기존의 OLED는 전계 발광 빛의 대부분이 유리 기판이나 ITO(indium tin oxide) 전극/유기물층(도파로 모드)에 걸려(trapping) 소자 내부로부터 빠져나오지 못하고 갇혀버리며, 이는 ITO/유기물층(nITO , 유기물 = 1.7~2)과 유리 기판(nglass ~1.5)의 경우, 이들과 소자 밖의 공기층(nair = 1.0)의 굴절률 차이에 의한 전반사 현상에 의한다. 이러한 빛의 트랩 현상은 발광소자에서 빛이 소자 외부로 빠져나오는 발광 효율(out-coupling efficiency:아웃 커플링 효율)을 심각하게 제한하는 요인이 된다. 이러한 문제점을 극복하기 위해, 더러는 브래그 회절 격자(Bragg diffraction gratings)를 사용하기도 하고, ITO/유기물층의 도파로 모드에서 광 추출용 저 굴절률 그리드를 사용하기도 하고, 기판 모드에서 광 추출용 산란 매체 및 마이크로 렌즈를 사용하기도 한다. Recent research on organic electroluminescent devices (hereinafter referred to as "OLEDs") has focused on the development of organic materials and device structures for OLED applications, in addition to light weight, flexibility, performance versus price ratio and sizing. To achieve the above object, the scientific development sector, which is a great concern of researchers, is to simplify the device fabrication process, improve the device performance, and enhance stability. OLED performance has improved significantly in recent years, and some OLEDs now have near 100% internal quantum efficiency of phosphorescent materials. However, most of the OLEDs are trapped in the glass substrate or ITO (indium tin oxide) electrode / organic layer (waveguide mode) and can not escape from the inside of the device. This is because ITO / organic layer (n ITO , In the case of the glass substrate ( organic material = 1.7 to 2) and the glass substrate (n glass to 1.5), due to the total reflection phenomenon caused by the refractive index difference between these and the air layer (n air = 1.0) outside the device. Such a trap phenomenon seriously limits the out-coupling efficiency (outcoupling efficiency) of light emitted from the light emitting device to the outside of the device. In order to overcome this problem, some use Bragg diffraction gratings, some use a low refractive index grid for light extraction in the waveguide mode of ITO / organic layer, .

최근에는, 프린팅 기술을 사용하여 제작된 무작위로 배향된 버클(buckle:쭈글쭈글한 구조를 뜻함) 구조체를 트랩 모드로부터 추출하는 데 도입하고 있다. 이러한 기술들을 사용함으로써, 아웃 커플링 효율은 향상될 수 있다. 그러나 지금까지 유연성(Flexible) OLED(이하, FOLED라 함)들에 대하여는 트랩 모드로부터 광 추출을 하고자 하는 연구는 거의 보고된 바가 없다. Recently, we have introduced a randomly oriented buckle structure made using printing technology to extract from trap mode. By using these techniques, the outcoupling efficiency can be improved. However, to date, there have been few studies on light extraction from the trap mode for flexible OLEDs (hereinafter referred to as FOLEDs).

한편, FOLED에 널리 사용되는 투명 전극인 ITO는 그 취약성 및 그에 따른 비호환성으로 인하여 안정감 있는 애노드를 제공하지 못한다. 그로 인하여, ITO를 대체할 폴리머 기반 전극에 대한 집중적인 연구가 이루어져, 그중, poly(3,4-ethylenedioxythiophene): poly(styrene sulfonate) (PEDOT:PSS)가 무색투명, 고전도성, 점도조절성, 적층용이성 및 낮은 면 거칠기 등의 장점을 활용하게 되었다. 그러나, FOLED의 만족스러운 전계 발광 성능, 특히, 빛이 소자 외부로 빠져나오는 효율은 상기와 같은 폴리머계 애노드를 사용할 경우 향상되지 않고 있다. 따라서 향상된 아웃 커플링 효율을 갖는 안정된 ITO가 없는 FOLED의 생산을 위해, 광 범위한 파장 대역에 걸쳐 빛을 추출할 수 있는 간단하고 효율적인 방안은 더 모색되어야 한다. On the other hand, ITO, which is a transparent electrode widely used in FOLED, can not provide a stable anode due to its weakness and incompatibility. Therefore, intensive studies on polymer-based electrodes to replace ITO have been made. Among them, poly (3,4-ethylenedioxythiophene): poly (styrene sulfonate) (PEDOT: PSS) is a colorless transparent, highly conductive, Ease of lamination and low surface roughness. However, the satisfactory electroluminescent performance of the FOLED, in particular, the efficiency of light exiting outside the device is not improved when the above polymer anode is used. Therefore, for the production of a stable ITO-free FOLED with improved outcoupling efficiency, a simple and efficient way to extract light over a broad wavelength band should be further sought.

따라서 본 발명의 목적은 FOLED에서 발광층의 발광에 대하여 아웃커플링 효율을 좀 더 간편한 방법으로 향상시키고자 하는 것이다. It is therefore an object of the present invention to improve the outcoupling efficiency in the FOLED with respect to light emission of the light emitting layer in a simpler manner.

본 발명은, 유연성 있는 PES(polyethersulfone) 기판 위에 PEDOT:PSS 애노드를 구비한 FOLED에 자체적이고도 자발적으로 형성되는 버클 구조를 제공하여 아웃커플링 효율을 향상시키면서, FOLED의 제조방법 또한 매우 용이하게 한다.The present invention provides a self-assembled and self-assembled buckle structure with a PEDOT: PSS anode on a flexible PES (polyethersulfone) substrate, thereby improving the outcoupling efficiency and facilitating the manufacturing method of the FOLED.

즉, 본 발명은, That is, the present invention,

유연성을 가진 투명기판;A transparent substrate having flexibility;

상기 투명기판 위에 적층 된 폴리머 애노드;A polymer anode laminated on the transparent substrate;

상기 폴리머 애노드 위에 적층 된 전계발광층; 및An electroluminescent layer laminated on the polymer anode; And

상기 전계발광층 위에 적층 된 캐소드;를 포함하고,And a cathode stacked on the electroluminescent layer,

상기 전계발광층과 상기 캐소드는 버클 구조를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광소자를 제공할 수 있다.The electroluminescent layer and the cathode may include a buckle structure.

또한, 본 발명은, 상기 전계발광층과 상기 캐소드는 열 팽창계수가 서로 다른 것으로 구성하는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광소자를 제공할 수 있다.Further, the present invention can provide an organic electroluminescent device characterized in that the electroluminescent layer and the cathode have different coefficients of thermal expansion.

또한, 본 발명은, 상기 폴리머 애노드와 상기 투명기판은 열 전도도가 0.7 W/m.K 이하인 것으로 구성하는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광소자를 제공할 수 있다.Further, the present invention provides an organic electroluminescent device characterized in that the polymer anode and the transparent substrate have a thermal conductivity of 0.7 W / m.K or less.

또한, 본 발명은, 상기 버클 구조는 상기 전계발광층과 상기 캐소드의 열 팽창계수가 서로 달라 가열 후 냉각 과정에서 자발적으로 형성된 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광소자를 제공할 수 있다.Further, the buckle structure of the present invention is characterized in that the electroluminescent layer and the cathode have different thermal expansion coefficients and are formed spontaneously in a cooling process after heating.

또한, 본 발명은, Further, according to the present invention,

유연성을 가진 투명기판 위에 폴리머 애노드를 적층 하는 단계;Stacking a polymer anode on a flexible transparent substrate;

상기 폴리머 애노드 층 위에 전계발광층을 적층 하는 단계;Laminating an electroluminescent layer on the polymer anode layer;

상기 전계발광층 위에 캐소드를 열 증착으로 적층 하여 유기 전계 발광소자를 구성하는 단계; 및Depositing a cathode on the electroluminescent layer by thermal evaporation to form an organic electroluminescent device; And

상기 유기 전계 발광 소자를 냉각하여 버클 구조를 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광소자의 제조방법을 제공할 수 있다.And cooling the organic electroluminescent device to form a buckle structure. The organic electroluminescent device of the present invention may be manufactured by a method comprising the steps of:

또한, 본 발명은, 상기 전계발광층과 상기 캐소드는 서로 열 팽창 계수가 다른 것으로 구성하는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광소자의 제조방법을 제공할 수 있다.Further, the present invention can provide a method of manufacturing an organic electroluminescent device, wherein the electroluminescent layer and the cathode have different thermal expansion coefficients from each other.

또한, 본 발명은, 상기 폴리머 애노드와 상기 투명기판은 열 전도도가 0.7 W/m.K 이하인 것으로 구성하는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광소자의 제조방법을 제공할 수 있다.Further, the present invention provides a method of manufacturing an organic electroluminescent device, wherein the polymer anode and the transparent substrate have a thermal conductivity of 0.7 W / mK or less.

또한, 본 발명은, 상기 버클 구조의 반경 또는 곡률은 상기 전계발광층 조성물의 호스트 물질에 대한 게스트 분자 농도 비를 제어하여 조절하는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광소자의 제조방법을 제공할 수 있다.
The present invention also provides a method of manufacturing an organic electroluminescent device, wherein the radius or the curvature of the buckle structure is controlled by controlling a ratio of a guest molecule concentration to a host material of the electroluminescent layer composition.

버클 구조는 FOLED의 내부에 트랩핑 된 빛을 효율적으로 추출해낼 수 있으며, 자발 형성 방법으로 인하여 제작이 용이하다. The buckle structure can efficiently extract the trapped light inside the FOLED and is easy to manufacture due to the spontaneous formation method.

본 발명의 버클 구조에 의하면, 아웃커플링 발광효율이 약 3.1 배만큼 향상되며, 15 % 라는 높은 피크의 외부 양자 효율을 가능케 하여, 현재까지 알려진 ITO-프리 FOLED의 광 추출 효율로서 최고를 기록한다. According to the buckle structure of the present invention, the outcoupling luminous efficiency is improved by about 3.1 times and the external quantum efficiency of a peak as high as 15% is enabled, and the highest light extraction efficiency of the ITO-free FOLED known to date is recorded .

도 1은 유연성 PES 기판 위에 PEDOT:PSS 애노드를 구비한 버클 구조 FOLED 제조 방법을 도식적으로 나타내는 단면도이다.
도 2는 PES 및 유리기판에 형성된 PEDOT:PSS 애노드의 광학적 특성을 평가한 그래프와 사진이다.
도 3은, PES 기판의 FOLED 표면의 버클구조를 보여주는 SEM 사진, 단면사진, 및 유리기판의 OLED 단면사진이다.
도 4(a)는 10 V의 바이어스 전압하에서 동작하는 FOLED 시작품의 사진이다.
도 4b는 PEDOT:PSS 애노드 위에 EL층을 갖는 FOLED 소자의 전류밀도-전압(J-V:붉은색) 특성과 휘도-전압(L-V:파란색) 특성을 나타낸 그래프이다.
도 4c는 FOLED의 효율을 기준 OLED와 비교하여 나타낸 그래프이다.
도 5(a)는 기준 OLED와 본 실시예의 FOLED에 대해 EL 강도의 정규화된 각도 의존성을 나타낸 그래프이다.
도 5(b)는 기준 OLED와 본 실시예의 FOLED에 대한 EL 스펙트라를 나타내는 그래프이다.
도 6은 소자의 외부 양자 효율(external quantum efficiencies (EQEs)ηEXT를 나타낸 그래프와 방사 전력비를 나타낸 그래프이다.
도 7은 본 실시예의 FOLED와 기준 OLED의 전류 효율(도 7(a))과 전력 효율(도 7(b))을 출력 휘도의 함수로 나타낸 그래프이다.
1 is a cross-sectional view schematically showing a method of manufacturing a buckle structure FOLED having a PEDOT: PSS anode on a flexible PES substrate.
Fig. 2 is a graph and a photograph evaluating the optical characteristics of the PEDOT: PSS anode formed on the PES and the glass substrate.
3 is an SEM photograph, a cross-sectional photograph, and an OLED cross-sectional photograph of a glass substrate showing the buckle structure of the FOLED surface of the PES substrate.
4 (a) is a photograph of a FOLED prototype operating under a bias voltage of 10 V. FIG.
FIG. 4B is a graph showing current density-voltage (JV: red) characteristics and luminance-voltage (LV: blue) characteristics of a FOLED device having an EL layer on a PEDOT: PSS anode.
4C is a graph showing the efficiency of the FOLED in comparison with the reference OLED.
5 (a) is a graph showing the normalized angle dependence of the EL intensity for the reference OLED and the FOLED of this embodiment.
5 (b) is a graph showing the EL spectrum of the reference OLED and the FOLED of this embodiment.
FIG. 6 is a graph showing the external quantum efficiencies (EQEs)? EXT of the device and the emission power ratio.
7 is a graph showing the current efficiency (FIG. 7 (a)) and the power efficiency (FIG. 7 (b)) of the FOLED and the reference OLED of this embodiment as a function of output luminance.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여, 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

어떤 필름의 아래쪽에 있는 폴리머 필름의 열 수축에 따른 압축 스트레스는 위에 있는 필름 표면에 버클구조를 야기할 수 있음은 알려진 바이다. It is known that compressive stresses due to heat shrinkage of the polymer film underneath some film can cause buckle structure on the film surface above.

도 1은 유연성 PES 기판 위에 PEDOT:PSS 애노드를 구비한 버클 구조 FOLED 제조 방법을 도식적으로 나타내는 단면도이다. 1 is a cross-sectional view schematically showing a method of manufacturing a buckle structure FOLED having a PEDOT: PSS anode on a flexible PES substrate.

얇은 PEDOT:PSS(Poly(3,4-ethylenedioxythiophene)+poly(styrenesulfonate)) 층을 미리 형성한 PES 기판(PES substrate) 위에 얇은 EL 층(EL layer)을 코팅한 후, 코팅된 시료를 진공 열 증착기에 넣는다. 진공 분위기 하에, 열 증착 보트로 Al 소스 금속을 가열하여 증착하면, Al 전극 형성과 동시에 열은 EL 층까지 도달하여 EL 층을 열 팽창시키게 된다. A thin EL layer (EL layer) was coated on a PES substrate on which a thin layer of PEDOT: PSS (poly (3,4-ethylenedioxythiophene) + poly (styrenesulfonate)) was previously formed, . When the Al source metal is heated and deposited by a thermal evaporation boat in a vacuum atmosphere, the heat reaches the EL layer at the same time as the Al electrode is formed, and the EL layer is thermally expanded.

이후, 증발 공정이 완료되고, 형성된 Al 전극 층을 포함한 시료를 냉각하면, 열 수축이 일어나 압축 스트레스를 서서히 방출하면서 표면에 무작위적인 배향으로 물결무늬 내지는 버클 구조를 형성하게 되며, 이러한 현상은 EL 층의 열 팽창 계수(~10-4 /K)와 Al 전극 층의 열 팽창 계수(~10-6 /K)와의 차이로 인한 것이다. 따라서 전극재료는 EL 층과 상당한 수준의 열 팽창 계수의 차이를 갖는 것으로, FOLED 특성에 적절한 것이면 대체가능하다. Thereafter, when the evaporation process is completed and the sample including the formed Al electrode layer is cooled, heat shrinkage occurs and the compressive stress is slowly released, thereby forming a wavy pattern or a buckle structure in a random orientation on the surface, a it is due to the difference between the thermal expansion coefficient (~ 10 -4 / K) and the Al electrode layer of thermal expansion coefficient (~ 10 -6 / K) of the. Therefore, the electrode material has a significant difference in thermal expansion coefficient from the EL layer, and can be replaced if it is suitable for the FOLED characteristic.

이러한 공정을 이용하면, 기존에 별도의 버클 구조체를 프린팅 등으로 형성하여 넣는 번거로움 없이 소자 형성과정에서 곧바로 버클 구조를 형성할 수 있다. By using such a process, a buckle structure can be formed immediately in the process of forming an element without the inconvenience of forming a separate buckle structure by printing or the like.

상기의 버클 구조를 갖는 유기 전계 발광소자는 다음과 같이 제작할 수 있다. The organic electroluminescent device having the above-described buckle structure can be manufactured as follows.

먼저, 미리 세정한 유연성 PES 필름을 기판으로 준비한다. 상기 기판으로 본 실시예에서는 Glastic PES, I-components Co.제품, 두께: 0.1 mm, 면 조도:약 8 nm인 것을 사용하였으나, 이는 한정사항은 아니다. First, a pre-cleaned flexible PES film is prepared as a substrate. In this embodiment, the substrate is Glastic PES, I-components Co., thickness: 0.1 mm, and surface roughness: about 8 nm, but this is not a limitation.

상기 기판 위에 PEDOT:PSS를 폴리머 애노드로 형성한다. PEDOT:PSS는 CLEVIOSTM PH 500을 사용할 수 있다. 또한, 상기 PEDOT:PSS는 DMSO(Dimethyl sulfoxide)와 D-솔비톨(D-sorbitol)이 도핑 된 것이 전도성을 향상시켜 바람직하며, D-솔비톨은 0.625 중량% 정도, DMSO는 7.5 중량% 정도로 PEDOT:PSS 용액에 첨가하여 만든다. 이와 같이 변형된 PEDOT:PSS(modified PEDOT:PSS)는 약 수십 내지 100 nm 정도의 두께, 5.5 nm 정도의 면 조도 및 220 Ω/□ 정도의 면 저항을 나타내도록 하며, 스핀 코팅 등의 방법으로 제조할 수 있다. PEDOT: PSS is formed as a polymer anode on the substrate. PEDOT: PSS can use CLEVIOSTM PH 500. PEDOT: PSS is preferably doped with DMSO (dimethyl sulfoxide) and D-sorbitol in order to improve conductivity. D-sorbitol is used at about 0.625 wt%, DMSO is used at 7.5 wt% Solution. The modified PEDOT: PSS has a thickness of about several tens to 100 nm, a surface roughness of about 5.5 nm, and a surface resistance of about 220 Ω / □, and is manufactured by a method such as spin coating can do.

다음, PEDOT:PSS 애노드 위에 녹색 전계 발광(EL)층을 스핀 코팅 등으로 형성한다. 상기 EL층을 형성하는 혼합용액은, 정공 수송물질로 N,N'- 디페닐-N,N'- 비스(3-메틸페닐 )-1,1'비페닐-4,4'-디아민(N,N'-diphenyl-N,N'-bis(3-methylphenyl)-1,1'biphenyl-4,4'-diamine:TPD)을, 전자수송물질로, 2-(4-비페닐)-5-(4-테르트-부틸페닐)-1,3,4- 옥사디아졸(2-(4-biphenylyl)-5-(4-tert-butylphenyl)-1,3,4-oxadiazole: Bu-PBD)을, 녹색 발광 물질로, 형광체 트리스(2- 페닐피리디나토)이리듐(tris(2-phenylpyridinato) iridium:Ir(ppy)3)을, 정공 수송 호스트 물질로 폴리(비닐카르바졸)(poly(vinylcarbazole):PVK))을 1,2-디클로에탄(dichloroethane)과 클로로포름(chloroform)을 3:1 정도의 중량비로 섞은 용제에 포함한다. Next, a green electroluminescent (EL) layer is formed on the PEDOT: PSS anode by spin coating or the like. The mixed solution for forming the EL layer is a mixture of N, N'-diphenyl-N, N'-bis (3-methylphenyl) -1,1'biphenyl-4,4'- N'-diphenyl-N, N'-bis (3-methylphenyl) -1,1'biphenyl-4,4'- diamine: TPD) (4-tert-butylphenyl) -1,3,4-oxadiazole: Bu-PBD) (Tris (2-phenylpyridinato) iridium: Ir (ppy) 3) as a green luminescent material and a poly (vinylcarbazole ): PVK) is contained in a solvent in which 1,2-dichloroethane and chloroform are mixed at a weight ratio of about 3: 1.

다음, 기저 압력 2 × 10-6 Torr 정도에서 열 증착을 이용하여 0.2 nm/s 정도의 속도로, EL 층 위에 CsF로 전자주입경계층을 2 nm 정도 두께로 형성하고, Al 캐소드층을 약 80 nm 정도로 연속 형성한다. Al 전극 형성 후, 시료를 넣은 챔버를 대기와 통풍(vent)시켜 30 분 이상 대기 분위기로 냉각한다. 냉각 온도는 버클 구조 형성에 유리하게 조절가능하나, 본 실시예에서는 별도의 냉매(액체 질소 등)를 사용하지 않고 간편하게 대기를 이용한 것이다. Next, an electron injection boundary layer was formed to a thickness of about 2 nm by CsF on the EL layer at a rate of about 0.2 nm / s by using thermal deposition at a base pressure of about 2 × 10 -6 Torr, and an Al cathode layer was formed at about 80 nm . After the Al electrode is formed, the chamber containing the sample is vented to the atmosphere and cooled to the atmosphere for 30 minutes or more. The cooling temperature can be advantageously adjusted to form the buckle structure, but in the present embodiment, the atmosphere is simply used without using a separate refrigerant (such as liquid nitrogen).

이에 따라, EL 층에 유도되는 압축 스트레스는 FOLED 상에 버클 구조가 발생하도록 한다.Thus, the compressive stress induced in the EL layer causes the buckle structure to occur on the FOLED.

소자 제작 후, 소자에 전기장 어닐링을 가하는 후처리를 실시하여 PEDOT:PSS 애노드를 구비한 OLED 효율을 향상시킨다.After fabricating the device, post-processing is performed by applying field annealing to the device to improve the OLED efficiency with the PEDOT: PSS anode.

소자의 버클 구조 형성을 위한 냉각 및 특성향상을 위한 후처리는 봉지 공정을 하지 않은 상태로 대기 분위기하에 실온에서 실시된다. Cooling for forming the buckle structure of the device and post-treatment for improving the characteristics are carried out at room temperature under the atmosphere without the sealing process.

제작한 필름층의 모폴로지(surface morphologies)를 조사하기 위하여, 필름층의 면 조도 변동 정도를 원자 현미경(Atomic Force Microscope(AFM, Nanosurf easyscan2 FlexAFM, Nanosurf AG Switzerland Inc.))로 관찰하였다.In order to investigate the surface morphologies of the prepared film layers, the degree of surface roughness variation of the film layers was observed with an atomic force microscope (AFM, Nanosurf easyscan2 FlexAFM, Nanosurf AG Switzerland Inc.).

측정 도중, 캔틸레버(cantilever)(CONTR-10 point probe-silicon, Nanoworld, Inc.)로 접촉 모드가 사용되었다. During the measurement, the contact mode was used with a cantilever (CONTR-10 point probe-silicon, Nanoworld, Inc.).

크로마미터(Chroma Meter CS-200 (Konica Minolta Sensing, INC.)), 스펙트로미터(spectrometer (Ocean's Optics)) 및 소스 미터(source meter (Keithley 2400))를 사용하여, EL 특성을 측정하였다. 구가 일체로 된 LED 측정시스템(LED measurement system (LCS-100, ShereOptics Inc.))으로 발광특성을 측정하였다. EL characteristics were measured using a chroma meter (Chroma Meter CS-200 from Konica Minolta Sensing, IN), a spectrometer (Ocean's Optics) and a source meter (Keithley 2400). The light emission characteristics were measured with an LED measurement system (LCS-100, ShereOptics Inc.) in which the spheres were integrated.

먼저, PES 및 유리기판에 형성된 PEDOT:PSS 애노드의 광학적 특성을 평가하였다. 도 2(a)는 유연성 PES 기판에 PEDOT:PSS 애노드가 코팅된 시료의 투과도 스펙트럼이 투과도 80 % 정도의 가시영역에서 유리기판에 PEDOT:PSS 애노드가 코팅된 시료의 투과도 스펙트럼보다 약간 더 높은 것을 보여준다. First, the optical characteristics of the PEDOT: PSS anode formed on the PES and the glass substrate were evaluated. 2 (a) shows that the transmittance spectrum of a sample coated with a PEDOT: PSS anode on a flexible PES substrate is slightly higher than the transmittance spectrum of a sample coated with a PEDOT: PSS anode on a glass substrate in a visible region with a transmittance of about 80% .

박형 필름의 간섭 패턴의 선명도는 양쪽이 모두 편평하고 균일한 평면을 가짐을 나타내며, 도 2(b)는 PEDOT:PSS 애노드를 스핀 캐스팅으로 PES 기판과 유리기판에 형성한 시료의 사진으로 글자 위에 놓여져 그 투명성을 보여준다. FIG. 2 (b) is a photograph of a sample formed on a PES substrate and a glass substrate by spin casting of a PEDOT: PSS anode, which is placed on a letter It shows its transparency.

다음, 양쪽 시료의 모폴로지를 관찰하였고, 유리기판을 기준으로 PES 시료의 모폴로지를 EL 층과 Al 캐소드 형성 후 비교하였다.  Next, the morphology of both samples was observed, and the morphology of the PES sample was compared with the EL layer and the Al cathode after glass substrate was formed.

도 3에는, 윗 편에 PES 기판의 FOLED SEM 사진이 나와있다. Al 층의 이미지에는, 파장으로 말하면, 약450 내지 500 nm 정도의 장을 갖는 파형 버클이 주기적으로 무작위 하면서도 광범위하게 분포함을 보여주며, 버클 깊이(진폭)는 30 내지 50 nm 정도로 나지막하게 나타난다. 3, a FOLED SEM picture of the PES substrate is shown on the upper side. In the image of the Al layer, in terms of wavelength, the waveform buckle having a length of about 450 to 500 nm is periodically randomly and widely dispersed, and the buckle depth (amplitude) appears to be as small as 30 to 50 nm.

이와 같이 주름진 구조는 EL층과 Al층 모두에 형성되어 있음이 명백한 반면, PEDOT:PSS 층은 편평하고 평탄하게 남아있음을 도 3의 아래 사진에서 볼 수 있다. 3 shows that the corrugated structure is formed on both the EL and Al layers, while the PEDOT: PSS layer remains flat and flat.

FOLED의 버클 구조와 대조적으로, 유리기판 위에 PEDOT:PSS 애노드를 형성한 기준 OLED의 지형도(topographic image)는 매우 평탄하며, 도 3 하단 우측 사진과 같이, 약 3nm 정도의 제곱근평균(root mean square)의 조도를 나타낸다. In contrast to the buckle structure of the FOLED, the topographic image of the reference OLED on which the PEDOT: PSS anode is formed on the glass substrate is very flat and has a root mean square of about 3 nm, Respectively.

기준 OLED의 평탄면 형성은 Al 층 증착 동안 EL층의 열 팽창이 거의 없었기 때문인 것으로 추측되며, 이는 유리기판의 열 전도도가 약 0.96 W/m·K로 PES 기판의 열전도도 0.17 W/m·K에 비해 훨씬 높은데 기인한다. 즉, 유리기판은 양질의 방열체로 작용한 것이다.  The flat surface formation of the reference OLED is presumed to be due to the fact that there was little thermal expansion of the EL layer during the Al layer deposition because the thermal conductivity of the glass substrate was about 0.96 W / m · K and the thermal conductivity of the PES substrate was 0.17 W / m · K . That is, the glass substrate functions as a heat radiator of good quality.

한편, PES 기판 위에 ITO 애노드를 형성한 경우도 버클 구조가 전혀 나타나지 않음에 주목할 필요가 있으며, 이는 ITO의 열 전도도가 약 5.9 W/m·K 로 PEDOT:PSS의 열 전도도 약 0.17 W/m·K에 비해 매우 높은데 기인하는 것으로 추측된다. 따라서 본 발명의 버클 구조 형성은, 열전도도가 낮은 유연하고 투명한 소재 기판 채택을 요하며, PES 외에 이러한 특성을 가진 것으로 대체할 수 있다. 즉, 폴리머 애노드와 상기 투명기판은 열 전도도가 0.7 W/m.K 이하인 것으로 구성함이 바람직하며, 이는 액체상태 물의 열 전도도가 최대 0.6 W/m.K 정도, 열 전달 그리스(Thermal grease)가 최대 0.7W/m.K 정도임에 비추어 합리적인 선택이라 할 수 있다. On the other hand, when the ITO anode is formed on the PES substrate, the buckle structure does not appear at all. This is because ITO has a thermal conductivity of about 5.9 W / m · K and a PEDOT: PSS thermal conductivity of about 0.17 W / K is very high. Therefore, the formation of the buckle structure of the present invention requires the adoption of a flexible and transparent material substrate having a low thermal conductivity, and can be replaced with a material having such characteristics in addition to PES. That is, it is preferable that the polymer anode and the transparent substrate have a thermal conductivity of 0.7 W / mK or less, and that the liquid state has a thermal conductivity of at most 0.6 W / mK and the thermal grease has a thermal conductivity of 0.7 W / mK, which is a reasonable choice.

다음으로 제작한 OLED의 성능을 조사하였다. 도 4(a)는 10 V의 바이어스 전압하에서 동작하는 FOLED 시작품의 사진이다. 사진은 버클 구조의 FOLED의 활성영역으로부터의 EL 발광이 매우 밝다는 것을 명확히 보여준다. 버클 구조 면을 갖는 FOLED의 성능을 측정 및 분석하여 본 결과, PES 기판을 이용한 경우에도 유리 기판을 이용한 경우와 마찬가지로 그 밝기는 EL층 두께에 의존하였다. 유리기판을 이용한 경우 양호하게 동작하는 EL층 두께는 PES 기판을 사용한 경우에도 비교적 양호하게 동작하였다. 또한, 주어진 두께에 대해 FOLED 소자 성능을 비교해보면, 유리기판을 이용한 것보다 PES 기판을 이용한 것이 더 지속적인 우수성을 보였다. The performance of the next OLED was investigated. 4 (a) is a photograph of a FOLED prototype operating under a bias voltage of 10 V. FIG. The photograph clearly shows that the EL emission from the active region of the FOLED of the buckle structure is very bright. As a result of measuring and analyzing the performance of the FOLED having the buckle structure surface, the brightness of the PES substrate depends on the thickness of the EL layer as in the case of using the glass substrate. In the case of using a glass substrate, the well-functioning EL layer thickness operated relatively well even when a PES substrate was used. Also, comparing the performance of the FOLED device for a given thickness, it is more consistent with the use of a PES substrate than with a glass substrate.

도 4b는 100 nm PEDOT:PSS 애노드 위에 160 nm EL층을 갖는 OLED 소자의 전류밀도-전압(J-V:붉은색) 특성과 휘도-전압(L-V:파란색) 특성을 나타낸다. FIG. 4B shows current density-voltage (J-V: red) characteristics and luminance-voltage (L-V: blue) characteristics of an OLED device having a 160 nm EL layer on a 100 nm PEDOT: PSS anode.

도시된 바와 같이, J-V 곡선은 버클 구조가 없는 기준 OLED(점선)와 본 실시예에 따른 버클 구조의 시료 FOLED(실선) 모두 우수한 다이오드 유사 특성을 보여주며, 그에 따라 EL층이 양호하게 동작함을 확인할 수 있다. As shown, the JV curve shows excellent diode-like characteristics in both the reference OLED (dotted line) without the buckle structure and the sample FOLED (solid line) with the buckle structure according to the present embodiment, Can be confirmed.

주목할만한 것은, 본 실시예의 FOLED는 기준 OLED에 비해 더 뚜렷한 다이오드 경사도를 나타낸다는 것이다. 버클 구조의 시료에서는 전류밀도가 더 높으며, 이는 버클구조로 인해 사인파 모양의 그래팅의 최고점과 최고점 사이의 중간 부분에서의 유기물층 두께가 얇아져 더 강하게 작용하는 전기장으로 인한 것이다. It should be noted that the FOLED of this embodiment exhibits a more pronounced diode slope than the reference OLED. In buckle-structured samples, the current density is higher due to the electric field that is stronger due to the thinner organic layer thickness at the midpoint between the peak and peak of the sinusoidal grating due to the buckle structure.

L-V 특성은 버클 구조의 FOLED는 비교적 낮은 턴 온 전압에서(약 3 V) 턴 온되며, 광도 높은 EL 발광을 나타내고; 약 7.0 V 정도의 동작 전압과 유리기판을 사용한 OLED에 비해 더 높은 휘도를 나타낸다.  The L-V characteristic indicates that the buckle-structured FOLED is turned on at a relatively low turn-on voltage (about 3 V) and exhibits high intensity EL emission; It exhibits a higher operating voltage of about 7.0 V and a higher luminance than an OLED using a glass substrate.

다음, 도 4c에서와 같이 OLED의 효율을 추론하였다. 본 실시예의 FOLED는, 100 cd/m2의 휘도에서 전류 효율(ηC,) 50.5 cd/A에 달하였고, 1000 cd/m2의 휘도에 이르기까지 ηC 47.6 cd/A로 유지되었고, 14,900 cd/m2의 휘도에 이르기까지 ηC 는 30.0 cd/A 아래로 유지되었다. 또한, 전력효율ηP를 평가하였고, 이는 10 cd/m2의 휘도에서 최대 32.0 lm/W에 이르렀으며, 이후 바이어스 전압의 증가에 따라 서서히 감소하였다. 반대로, 버클 구조가 없는 기준 소자는 피크 전류와 피크 전력 효율이 각각 20.8 cd/A와 10.9 lm/W로 저조하였다. 본 실시예의 FOLED의 향상된 효율을 이해하기 위하여, 도 5에서와 같이 소자의 발광 특성을 관찰하였다. Next, efficiency of the OLED is inferred as shown in FIG. 4C. The present embodiment is FOLED, 100 cd / m 2 was in the luminance of the month to the current efficiency (η C,) 50.5 cd / A, η C up to the luminance of 1000 cd / m 2 is 47.6 was maintained in cd / A, η C up to the luminance of 14,900 cd / m 2 was maintained at below 30.0 cd / A. The power efficiency η P was also evaluated, which reached 32.0 lm / W at a luminance of 10 cd / m 2 , and then gradually decreased with increasing bias voltage. On the contrary, the peak current and the peak power efficiency of the reference device without the buckle structure were as low as 20.8 cd / A and 10.9 lm / W, respectively. In order to understand the improved efficiency of the FOLED of this embodiment, the emission characteristics of the device were observed as shown in FIG.

도 5(a)는 기준 OLED와 본 실시예의 FOLED에 대해 EL 강도의 정규화된 각도 의존성을 보여준다. 도 5(a)는 버클 구조가 있는 것과 없는 것에 대해 직각 방향에서 최대치를 나타내는 Lambertian 발광 패턴을 명확히 보여준다. 버클 구조가 무작위적인 배향과 광범위한 주기성을 나타내기 때문에, 아웃 커플링 발광이 직각 방향에 집중되어, 결과적으로 Lambertian 발광 패턴이 된다.  5 (a) shows the normalized angular dependence of the EL intensity on the reference OLED and the FOLED of this embodiment. Fig. 5 (a) clearly shows the Lambertian luminescence pattern showing the maximum value in the perpendicular direction with and without the buckle structure. Since the buckle structure exhibits a random orientation and a broad periodicity, the outcoupling luminescence is concentrated in the perpendicular direction, resulting in a Lambertian luminescence pattern.

다음, 소자의 표면에 수직인 방향에서 EL 스펙트라를 조사하였다. 도 5(b)는 EL 스펙트라를 나타내며, 기준 OLED와 본 실시예의 FOLED가 매우 비슷하게 나타났다.  Next, the EL spectra were examined in a direction perpendicular to the surface of the device. FIG. 5 (b) shows EL spectra, and the reference OLED and the FOLED of this embodiment are very similar.

다음, 완벽하게 확산된 EL 발광면을 가정하여 소자의 외부 양자 효율(external quantum efficiencies (EQEs)ηEXT를 추론하여, 도 6(a)에 나타내었다. Next, the external quantum efficiencies (EQEs)? EXT of the device are deduced, assuming a perfectly diffused EL light emitting surface, and are shown in FIG. 6 (a).

도 6(a)에서, 입력 전력 밀도 증가에 따라 5.2 %로부터 단조 감소하는 버클 구조가 없는 기준 소자와 달리, 버클 구조가 있는 본 실시예의 FOLED의 EQE는 15 % 정도의 피크를 나타냈고, ηEXT는 기준 소자에 비해 약 3.1 배 정도 계속 높았다. In Figure 6 (a), unlike the reference element without a buckle structure that decreases monotonically from 5.2% depending on the input power density increases, EQE of the present embodiment FOLED with a buckle structure showed an about 15% peak, η EXT Was about 3.1 times higher than that of the reference device.

다른 비교에서, 유연한 PES 기판 위에서 제작한 본 실시예의 FOLED의 EQE (15%)는 종래 유리기판상에 최적화된 ITO를 구비하게 제작한 헤테로 구조의 형광 OLED의 EQE (8-12%)에 비해 높은 것이다.  In another comparison, the EQE (15%) of the FOLED of this example fabricated on a flexible PES substrate is higher than the EQE (8-12%) of a heterostructured fluorescent OLED fabricated with ITO optimized on a conventional glass substrate .

본 실시예의 FOLED는, i) EL 층으로부터 버클 구조로 인한 도파로 모드의 효율적인 광 추출, ii) PEDOT:PSS의 낮은 굴절률(550 nm에서의 굴절률 nPEDOT : PSS ~1.42)에 기인한 애노드층의 도파로 모드 억제, iii) 기준 OLED에 사용된 유리기판(0.7 mm)보다 얇은 PES 기판(0.1 mm)으로 인한 무작위적 버클 구조 캐소드층에 의한 다중 반사를 통한 기판 모드의 추가적 광 추출 등과 같이, 동시다발적인 추출과정으로 월등한 아웃 커플링으로 EQE를 향상시킬 수 있었다. The FOLED of this embodiment can be realized by: i) efficient light extraction of the waveguide mode due to the buckle structure from the EL layer, ii) waveguide of the anode layer due to the low refractive index of PEDOT: PSS (refractive index n PEDOT : PSS ~ 1.42 at 550 nm) Mode suppression, iii) additional light extraction of the substrate mode through multiple reflections by a random buckle structure cathode layer due to a PES substrate (0.1 mm) thinner than the glass substrate (0.7 mm) used in the reference OLED, EQE could be improved by superior outcoupling in the extraction process.

향상된 아웃커플링 효율을 확인하고자, 고정된 입력 전력(222 mW/cm2)에서 적분구를 사용하여 방사율(radiant power)을 측정하였다(도 6(b)). 도 6(b)는 본 실시예의 FOLED가 기준 소자와 대비해, 548 nm 근처에서 약 3.4:1의 방사 전력의 피크 비(peak ratio)를 나타내었고, 전 EL 스펙트럼 범위에서 방사 전력의 평균비는 거의 3.2:1에 이르렀고, 이에 따라 동시 광 추출에서 버클 구조의 FOLED가 크게 향상된 것을 확인하였다. 이러한 광 추출 향상도는 종래 보고된 최대 향상도가 약 2.2 배였던 반면, 3 배정도로 훨씬 더 향상된 것이다. To confirm the improved outcoupling efficiency, the radiant power was measured using an integrating sphere at a fixed input power (222 mW / cm 2 ) (FIG. 6 (b)). Fig. 6 (b) shows the peak ratio of the radiated power of about 3.4: 1 at about 548 nm in comparison with the reference device of the FOLED of this embodiment, and the average ratio of the radiated power in the entire EL spectrum range is almost 3.2: 1, and it was confirmed that the FOLED of the buckle structure was greatly improved in simultaneous light extraction. Such a light extraction enhancement is far more improved by a factor of three, while the previously reported maximum enhancement was about 2.2 times.

본 실시예의 FOLED의 더 나은 비교를 위해, 여러 출력 휘도에서 전류 효율 및 전력 효율의 향상된 비를 추론하였다. For a better comparison of the FOLED of this embodiment, we have inferred the improved ratio of current efficiency and power efficiency at various output brightnesses.

도 7은 본 실시예의 FOLED와 기준 OLED의 전류 효율(도 7(a))과 전력 효율(도 7(b))을 출력 휘도의 함수로 나타낸다. 상기 도 7 (a) 및 도 7(b)로부터 여러 휘도에서 전류 효율 및 전력 효율의 향상비를 추론할 수 있다. 예를 들면, 전류효율의 향상비는 대략, 휘도 10 cd/m2에서 2.7, 100 cd/m2에서 3.3, 740 cd/m2에서 3.5이며, 전력효율의 향상비는 대략, 휘도 10 cd/m2에서 3.9, 100 cd/m2에서 5.8, 740 cd/m2에서 7.1이다. 이러한 결과로부터, 자발적으로 형성된 FOLED의 버클 구조가 반복재생성, 신뢰성 및 고성능 FOLED 생산을 가능케 함을 확신할 수 있다.Fig. 7 shows the current efficiency (Fig. 7 (a)) and the power efficiency (Fig. 7 (b)) of the FOLED and the reference OLED of this embodiment as a function of output luminance. From FIG. 7 (a) and FIG. 7 (b), it is possible to infer the improvement ratio of current efficiency and power efficiency at various luminance. For example, improvement of the current efficiency ratio of approximately, the luminance 10 cd / in m 2 2.7, at 100 cd / m 2 3.3, 740 is in cd / m 2 3.5, improvement in the power efficiency ratio is approximately, the luminance 10 cd / m 2 to 3.9, 100 cd / m 2 to 5.8, and 740 cd / m 2 to 7.1. From these results, it can be assured that the spontaneously formed FOLED buckle structure enables repeat regeneration, reliability and high performance FOLED production.

마지막으로, FOLED 생산에 대하여 언급하면, 본 발명자는 버클 구조의 반경 및/또는 곡률은 EL 조성물층의 호스트 물질에 대한 게스트 분자 농도 비를 제어하여 변화시킬 수 있음을 발견하였다. 이러한 발견은, Al 전극의 열 증착 도중 PVK 호스트 매트릭스로부터 게스트 분자의 상 분리를 온도로 유도할 수 있음을 뜻하며, 이는 EL 층의 표면장력 변화에 기인한다. 이러한 현상은 필름 표면에 형성된 Bernard-Marangoni 패턴과 근본적으로 유사하며, 표면장력의 변화는 층 내부로 온도 구배가 유도됨에 의해 야기된다. 따라서, EL 조성물 층에서의 상 분리의 정밀제어는 버클 구조 패턴의 추가적인 최적화에 유용할 수 있다. Finally, with reference to FOLED production, the inventors have found that the radius and / or curvature of the buckle structure can be controlled by varying the ratio of the guest molecule concentration to the host material of the EL composition layer. This finding means that the phase separation of the guest molecules from the PVK host matrix can be induced to the temperature during the thermal deposition of the Al electrode, which is due to the surface tension change of the EL layer. This phenomenon is fundamentally similar to the Bernard-Marangoni pattern formed on the film surface, and the change in surface tension is caused by the induction of a temperature gradient into the layer. Thus, precise control of the phase separation in the EL composition layer can be useful for further optimization of the buckle structure pattern.

Al 전극의 열 증착은 종래 사용되어 오는 공정에 의하여 진행하므로, 본 실시예의 버클 구조를 위해 특별히 온도를 제어하는 것은 아니나, 버클 구조를 형성하는데, 적절한 온도범위는 다음과 같이 추정할 수 있다. Since the thermal deposition of the Al electrode proceeds by a conventionally used process, the temperature is not particularly controlled for the buckle structure of the present embodiment, but a suitable temperature range for forming the buckle structure can be estimated as follows.

소자에 사용된 소재들의 유리화 온도(Tg, glass transition temperature)를 살펴보면, PVK 호스트 물질의 경우 Tg  ~ 200 ºC, 게스트 분자인 TPD의 경우 Tg ~65 ºC, 녹는점 ~ 179 ºC, Bu-PBD의 경우 Tg ~ 60 ºC, 녹는점 ~ 137-139 ºC 이다. 이를 고려한 열 증착에 의한 버클구조 형성 온도 범위는 사용된 재료들의The glass transition temperature (Tg) of the materials used in the device is Tg ~ 200 ºC for PVK host material, Tg ~ 65 ºC for guest molecule TPD, melting point ~ 179 ºC, Bu-PBD case Tg ~ 60 ºC, melting point ~ 137-139 ºC. The temperature range of buckling structure formation by thermal evaporation considering this

최저 Tg - 10 ºC (60 ºC - 10 ºC = 50 ºC) ~ 최고 Tg + 10 ºC (200 ºC + 10 ºC = 210 ºC)의 50ºC ~ 210ºC 온도 범위에서 버클링이 발생할 가능성이 매우 높다. 상기 온도 범위 이하에서는 소재의 열 운동을 기대하기 어렵고, 또한 이상의 온도에서는 박막의 형성을 유지하기 어렵기 때문이다.
Buckling is most likely to occur at temperatures between 50ºC and 210ºC at the lowest Tg - 10 ºC (60 ºC - 10 ºC = 50 ºC) to the maximum Tg + 10 ºC (200 ºC + 10 ºC = 210 ºC). Below the above temperature range, it is difficult to expect thermal motion of the material, and it is difficult to maintain the formation of the thin film at the above temperatures.

요컨대, 변형된 PEDOT:PSS 애노드를 구비한 ITO-프리 FOLED의 버클 구조로부터 고효율의 광 추출이 가능하다는 것이다. ITO-프리 FOLED의 버클 구조 패턴은 열 팽창 기술로 성공적으로 형성할 수 있고, 피크 효율 50.5 cd/A로 14,900 cd/m2의 휘도를 나타낸다. 또한, PEDOT:PSS 애노드를 구비한 버클 구조의 FOLED는 심각한 스펙트럼 변화 및 방향성 변화를 도입시키지 않으면서 3 배 이상 정도로 광 추출을 증가시킨다.In short, highly efficient light extraction is possible from the buckle structure of the ITO-free FOLED with the modified PEDOT: PSS anode. The buckle structure pattern of the ITO-free FOLED can be successfully formed by the thermal expansion technique and has a peak efficiency of 50.5 cd / A and a luminance of 14,900 cd / m 2 . In addition, a buckled FOLED with a PEDOT: PSS anode increases light extraction by a factor of three or more without introducing significant spectral changes and directional changes.

이러한 자발적으로 형성된 버클 구조의 FOLED 제조방법은 비용절감, 대면적화, 고성능 플렉서블 디스플레이 및 광범위한 파장 대역 적응성에 대한 확고한 기반을 제공할 수 있다.
This spontaneously formed buckle-structured FOLED manufacturing method can provide a solid foundation for cost reduction, large size, high performance flexible display and wide wavelength band adaptability.

본 발명의 권리는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다. The rights of the present invention are not limited to the embodiments described above, but are defined by the claims, and those skilled in the art can make various modifications and adaptations within the scope of the claims. It is self-evident.

도면부호 없음.No reference symbol.

Claims (8)

유연성을 가진 투명기판;
상기 투명기판 위에 적층 된 폴리머 애노드;
상기 폴리머 애노드 위에 적층 된 전계발광층; 및
상기 전계발광층 위에 적층 된 캐소드;를 포함하고,
상기 전계발광층과 상기 캐소드는 버클 구조를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광소자.
A transparent substrate having flexibility;
A polymer anode laminated on the transparent substrate;
An electroluminescent layer laminated on the polymer anode; And
And a cathode stacked on the electroluminescent layer,
The electroluminescent layer and the cathode comprises an buckle structure.
제1항에 있어서, 상기 전계발광층과 상기 캐소드는 열 팽창계수가 서로 다른 것으로 구성하는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광소자.The organic electroluminescent device according to claim 1, wherein the electroluminescent layer and the cathode are composed of different thermal expansion coefficients. 제2항에 있어서, 상기 폴리머 애노드와 상기 투명기판은 열 전도도가 0.7 W/m.K 이하인 것으로 구성하는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광소자.The organic electroluminescent device according to claim 2, wherein the polymer anode and the transparent substrate have a thermal conductivity of 0.7 W / mK or less. 제1항에 있어서, 상기 버클 구조는 상기 전계발광층과 상기 캐소드의 열 팽창계수가 서로 달라 가열 후 냉각 과정에서 자발적으로 형성된 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광소자.The organic light emitting device of claim 1, wherein the buckle structure is formed spontaneously in a cooling process after heating because the thermal expansion coefficients of the electroluminescent layer and the cathode are different from each other. 유연성을 가진 투명기판 위에 폴리머 애노드를 적층 하는 단계;
상기 폴리머 애노드 층 위에 전계발광층을 적층 하는 단계;
상기 전계발광층 위에 캐소드를 열 증착으로 적층 하여 유기 전계 발광소자를 구성하는 단계; 및
상기 유기 전계 발광 소자를 냉각하여 버클 구조를 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광소자의 제조방법.
Stacking a polymer anode on a flexible transparent substrate;
Laminating an electroluminescent layer on the polymer anode layer;
Depositing a cathode on the electroluminescent layer by thermal evaporation to form an organic electroluminescent device; And
Cooling the organic electroluminescent device to form a buckle structure; manufacturing method of an organic electroluminescent device comprising a.
제5항에 있어서, 상기 전계발광층과 상기 캐소드는 서로 열 팽창 계수가 다른 것으로 구성하는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광소자의 제조방법.The method of claim 5, wherein the electroluminescent layer and the cathode are configured to have different thermal expansion coefficients. 제5항에 있어서, 상기 폴리머 애노드와 상기 투명기판은 열 전도도가 0.7 W/m.K 이하인 것으로 구성하는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광소자의 제조방법.The method of claim 5, wherein the polymer anode and the transparent substrate have a thermal conductivity of 0.7 W / m · K or less. 제5항에 있어서, 상기 버클 구조의 반경 또는 곡률은 상기 전계발광층 조성물의 호스트 물질에 대한 게스트 분자 농도 비를 제어하여 조절하는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광소자의 제조방법.







The method of claim 5, wherein the radius or curvature of the buckle structure is controlled by controlling a guest molecular concentration ratio of the electroluminescent layer composition to a host material.







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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017020361A1 (en) * 2015-08-03 2017-02-09 深圳市华星光电技术有限公司 Organic electroluminescent device structure and fabrication method thereof
CN108922984A (en) * 2018-07-26 2018-11-30 京东方科技集团股份有限公司 Display panel and preparation method thereof, display equipment

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100996503B1 (en) * 2008-06-27 2010-11-25 한국기계연구원 Organic Light-Emitting Diode Using Conductive Polymer Transparent Electrode and Fabricating Method thereof

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017020361A1 (en) * 2015-08-03 2017-02-09 深圳市华星光电技术有限公司 Organic electroluminescent device structure and fabrication method thereof
CN108922984A (en) * 2018-07-26 2018-11-30 京东方科技集团股份有限公司 Display panel and preparation method thereof, display equipment
CN108922984B (en) * 2018-07-26 2021-04-16 京东方科技集团股份有限公司 Display panel, preparation method thereof and display device
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