KR20150089682A

KR20150089682A - 유기발광소자 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR20150089682A
Application number: KR1020140010594A
Authority: KR
Inventors: 유병곤
Original assignee: 한국전자통신연구원
Priority date: 2014-01-28
Filing date: 2014-01-28
Publication date: 2015-08-05

Abstract

본 발명은 유기발광소자 및 그 제조방법을 제공한다. 이 유기발광 소자는 기판의 제 1 면 상에 제공된 제 1 전극, 상기 제 1 전극 상에 제공된 유기발광층, 및 상기 발광층 상에 제공된 제 2 전극을 포함하며, 상기 기판의 굴절률은 상기 제 1 전극의 굴절률과 동일하며, 상기 기판의 제 1 면과 마주보는 제 2 면은 요철형상일 수 있다.

Description

유기발광소자 및 그 제조방법{ORGANIC LIGHT EMITTING DEVICE AND METHOD OF FABRICATING THE SAME}

본 발명은 유기발광소자에 관한 것으로, 특히 광추출효율을 향상시킬 수 있는 유기발광소자 및 그 제조방법에 관한 것이다.

유기발광소자(Organic Light Emitting Device, OLED)는 유기발광물질을 전기적으로 여기(exciting)시켜 발광시키는 자체 발광형 소자이다. 유기발광 소자는 유기발광층을 구성하는 물질의 종류에 따라 다양한 색을 방출할 수 있다. 유기발광소자는 넓은 시야각, 빠른 응답속도, 얇은 두께, 낮은 제조 비용 및 높은 콘트라스트(contrast) 등과 같은 우수한 디스플레이 특성을 갖는다. 상기 유기발광 소자는 차세대 평판 디스플레이 소자(flat panel display device) 및 조명으로서 각광을 받고 있다. 하지만, 종래의 유기발광소자는 광추출효율이 20% 이하로 매우 낮은 단점이 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 발광층에서 발생한 빛이 효과적으로 기판 표면으로 방출될 수 있는 유기발광소자를 제공하는 데 있다.

상술한 기술적 과제를 해결하기 위한 유기발광소자 및 그 제조방법이 제시된다.

본 발명에 따른 유기발광소자는 기판의 제 1 면 상에 제공된 제 1 전극, 상기 제 1 전극 상에 제공된 유기발광층, 및 상기 발광층 상에 제공된 제 2 전극을 포함하며, 상기 기판의 굴절률은 상기 제 1 전극의 굴절률과 동일하며, 상기 기판의 제 1 면과 마주보는 제 2 면은 요철형상일 수 있다.

본 발명의 일 예에 따른 유기발광소자 및 그 제조방법은 발광효율이 유기발광소자의 내부 전반사에 의해 감소하는 것을 개선할 수 있다.

본 발명의 일 예에 따른 유기발광소자 및 그 제조방법은 산란패턴을 유기발광소자의 외부에 형성하여 우수한 발광효율을 제공할 수 있다.

본 발명의 일 예에 따른 유기발광소자 및 그 제조방법은 기판에 직접 요철패턴을 패터닝하여 제조단가를 줄일 수 있다.

도 1 내지 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광 소자의 제조방법을 나타낸 단면도들이다.

이하, 본 발명에 따른 유기발광소자를 나타내는 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명과 종래 기술과 비교한 이점은 첨부된 도면을 참조한 상세한 설명과 특허청구범위를 통하여 명백하게 될 것이다. 특히, 본 발명은 특허청구범위에서 잘 지적되고 명백하게 청구된다. 그러나, 본 발명은 첨부된 도면과 관련해서 다음의 상세한 설명을 참조함으로써 가장 잘 이해될 수 있다. 도면에 있어서 동일한 참조부호는 다양한 도면을 통해서 동일한 구성요소를 나타낸다

이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 유기발광소자에 대해 상세히 설명하기로 한다.

도 1 내지 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광소자의 제조방법을 나타낸 단면도들이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광소자는 제 1 면(12) 및 제 1 면(12)과 마주보는 제 2 면(14)을 갖는 기판(10)이 제공될 수 있다. 기판(10)은 고굴절율의 광투과성 플라스틱 기판일 수 있다. 기판(10)은 ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), 그래핀(grapheme), 및 이들의 조합 중 어느 하나의 굴절률과 같거나 유사한 굴절률을 가진 가령 광투과성 플라스틱 기판일 수 있다. 가령, 기판(10)은 폴레에틸렌 테레프탈레이트(PET, polyethylene terephthalate) 필름, 폴레에틸렌 나프탈레이트(PEN, polyethylene naphthalate) 필름, 폴리에테르설폰(PES, polyethersulfone) 필름, 폴리카보네이트(PC, polycarbonate) 필름, 폴리이미드(polyimides) 필름, 및 이들의 조합중 어느 하나와 같은 유연성있는 물질을 포함할 수 있다. 기판(10)의 굴절율은 450nm 내지 600nm의 파장에서 1.65 내지 2.7일 수 있다.

요철 패턴이 형성된 메탈 스템퍼(20)를 기판(10)의 제 2 면(14) 상에 위치시킬 수 있다. 메탈 스템퍼(20)는 고온과 고압에 충분히 견딜 수 있는 재질을 포함할 수 있다. 가령, 메탈 스템퍼(20)는 기판(10)보다 녹는점이 높은 구리(Cu), 스테인레스 스틸, 니켈(Ni), 및 이들의 조합 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 메탈 스템퍼(20)의 요철 패턴은 다이아몬드 터닝 가공 공정을 이용하여 형성할 수 있다. 메탈 스템퍼(20)의 요철 패턴은 피라미드, 원기둥, 사각기둥, 물결무늬, 및 불규칙무늬 중 어느 하나일 수 있다.

도 2를 참조하면, 메탈 스템퍼(20)를 기판(10)의 제 2 면(14)과 접촉시키고 기판(10)을 기판(10)의 유리전이온도(T_g)보다 높은 온도로 가열할 수 있다. 다음으로 메탈 스템퍼(20)가 부착된 기판(10)에 압력을 가하여 메탈 스템프(20)에 형성된 요철 패턴을 기판(10)의 제 2 면(14)에 전사할 수 있다. 기판(10)에 가해진 압력은 1 내지 20 atm일 수 있다. 다음으로 기판(10)을 기판(10)의 유리전이온도보다 낮은 온도로 낮출 수 있다.

도 3을 참조하면, 메탈 스템퍼(20)를 기판(10)에서 분리할 수 있다. 분리된 기판(10)의 제 2 면(14)은 메탈 스템퍼(20)의 요철 패턴이 새겨질 수 있다.

도 4를 참조하면, 기판(10)의 제 1 면(12) 상에 제 1 전극(30)이 형성될 수 있다. 제 1 전극(30)은 기판(10)과 동일하거나 유사한 굴절률을 갖는 투명 전도성 산화물(TCO, transparent conductive oxide) 또는 전도성 탄소물질을 포함할 수 있다. 일례로, 제 1 전극(30)은 인듐주석산화물(ITO, indium tin oxide), 인듐아연산화물(ITO, indium zinc oxide), 그래핀(graphene), 및 이들의 조합중 어느 하나를 포함할 수 있다.

도 5를 참조하면, 제 1 전극(30) 상에 유기발광층(40)이 형성될 수 있다. 유기발광층(40)은 폴리플루오렌(polyfluorene) 유도체, (폴리)파라페닐렌비닐렌((poly)paraphenylenevinylene) 유도체, 폴리페닐렌(polyphenylene) 유도체, 폴리비닐카바졸(polyvinylcarbazole) 유도체, 부타디엔(butadiene) 유도체, 테트라센(tetracene) 유도체, 디스티릴아릴렌(distyrylarylene) 유도체, 벤자졸(benzazole) 유도체, 카바졸(carbazole), 및 이들의 조합 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 유기발광층(40)은 도펀트를 포함하는 유기발광물질일 수 있다. 가령, 도펀트는 크산텐(xanthenes), 페릴렌(perylene), 쿠마린(cumarine), 로더민(rhodamine), 루브렌(rubrene), 디시아노메틸렌피란(dicyanomethylenepyran), 티오피란(thiopyran), (티아)피릴리움((thia)pyrilium), 페리플란텐(periflanthene) 유도체, 인데노페릴렌(indenoperylene) 유도체, 카보스티릴(carbostyryl), 나일레드(nile red), 및 쿼나크리 돈(quinacridone), 및 이들의 조합 중 어느 하나를 포함할 수 있다.

유기발광층(40)은 단일막 구조 또는 보조층을 포함하는 다층막 구조일 수 있다. 예컨대, 유기발광층(40)은 상술한 유기발광 물질들 중 어느 하나를 포함하는 적어도 하나의 막을 포함하고, 유기 발광층(40)의 발광효율을 높이는 보조층을 더 포함할 수 있다. 보조층은 정공주입층(hole injecting layer), 정공수송층(hole transfer layer), 전자수송층(electron transfer layer), 또는 전자주입층(electron injecting layer) 중 어느 하나를 포함할 수 있다.

도 6은 유기발광층(40) 상에 제 2 전극(50)이 형성될 수 있다. 제 2 전극(50)은 광투과성 도전 물질을 포함할 수 있다. 가령, 제 2 전극(50)은 알루미늄(Al), 은(Ag), 마그네슘(Mg), 몰리브덴(Mo), 및 이들의 조합 중 어느 하나일 수 있다. 제 2 전극(50)은 외부로부터 전압을 인가받아 유기발광층(40)에 전자를 공급할 수 있다. 유기발광층(40)은 제 1 전극(30) 또는 후술할 제 2 전극(50)으로부터 공급되는 전자들 또는 정공들의 재결합을 통하여 광을 생성할 수 있다. 제 2 전극(50)은 유기발광층(40)으로부터 생성된 광을 투과하거나 제 1 전극(30)으로 반사할 수 있다. 도시되지는 않았지만, 유기발광층(40)을 보호하기 위하여 제 2 전극(50) 상에 보호층(passivation layer)이 형성되거나 유리판으로 패키징할 수 있다.

상술한 것과 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광소자 제조 방법에 의하면, 기판(10)의 굴절률과 제 1 전극(30)의 굴절률이 같거나 비슷할 수 있다. 따라서, 기판(10)과 제 1 전극(30)의 전반사를 줄일 수 있다. 그렇기 때문에, 기판(10)과 제 1 전극(30) 사이에 산란층을 형성하는 공정을 거치지 않고 높은 광추출 효율을 가질 수 있다. 또한, 기판(10)을 엠보싱하여 요철 패턴을 간단하게 만들 수 있다. 그렇기 때문에 낮은 온도에서 공정이 가능하므로, 플라스틱 기판을 사용해 유연 광원을 구현할 수 있다. 또한, 외부에서 패턴을 만들어 기판(10)에 붙이지 않고 기판(10)을 직접 패터닝하여 사용하기 때문에 제조단가 측면에서 상당한 장점이 있을 수 있다.

이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니며, 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims

기판의 제 1 면 상에 제공된 제 1 전극;
상기 제 1 전극 상에 제공된 유기발광층; 및
상기 발광층 상에 제공된 제 2 전극을 포함하며,
상기 기판의 굴절률은 상기 제 1 전극의 굴절률과 동일하며, 상기 기판의 제 1 면과 마주보는 제 2 면은 요철형상인 유기발광소자.