KR100591795B1 - Stacked organic light emitting device - Google Patents
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Abstract
본 발명은 유리 또는 가요성 필름에 의한 액정 표시 장치에 적용되는 적층형 유기 발광 소자에 관한 것으로서, 양전극과 음전극에 유기막으로 적층된 발광층을 포함하는 유리 또는 가요성 필름 기판을 사용한 유기 발광 소자에 있어서, 상기 발광층은 적색, 녹색 및 청색의 3가지 발광층이 적층되는 구조를 갖고, 상기 각각의 발광층 사이에는 양전극 또는 음전극이 되도록 반투과 메탈 버퍼층을 포함하는 ITO 투명 전극이 형성되며, 상기 발광층이 형성된 기판 반대면을 따라 투명한 고굴절률 확산층이 구비되는 것을 특징으로 한다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a stacked organic light emitting device applied to a liquid crystal display device using a glass or a flexible film. The present invention relates to an organic light emitting device using a glass or flexible film substrate including a light emitting layer laminated with an organic film on a positive electrode and a negative electrode. The light emitting layer has a structure in which three light emitting layers of red, green, and blue are stacked, and an ITO transparent electrode including a semi-transmissive metal buffer layer is formed between each light emitting layer to be a positive electrode or a negative electrode, and the substrate on which the light emitting layer is formed. A transparent high refractive index diffusion layer is provided along the opposite side.
본 발명에 의하면, 백라이트와 칼라필터를 결합한 형태를 OLED로 만들 경우에 기존의 백라이트 형태에 비해 초박형으로 제작 가능하고, 소비전력을 최소화할 수 있고, 면광원이기 때문에 디스플레이의 중대형화를 할 수 있다는 장점을 가지고 있다.According to the present invention, when the backlight and the color filter are combined into an OLED, it is possible to manufacture an ultra-thin, and the power consumption can be minimized, compared to the existing backlight form, and because the surface light source can be a large and large display It has advantages
Description
도 1은 종래 기술에 의한 발광 방식의 액정 표시 장치의 구조를 설명하기 위한 개략적인 단면도
도 2는 도 1에서 직하 발광형 방식의 백라이트 유닛에 대한 구조를 개략적으로 나타내는 단면도
도 3은 도 1에서 가장자리 발광형 방식의 백라이트 유닛에 대한 구조를 개략적으로 나타내는 단면도
도 4는 종래 기술에 의한 필드 시퀀셜 칼라(Field Sequential Color) 방식의 액정 표시 장치의 구조를 설명하기 위한 개략적인 단면도
도 5는 종래 기술에 의한 액정 표시 장치에서 발광 방식의 발광 화소와 필드 시퀀셜 칼라 방식의 발광 화소를 비교하여 설명하기 위한 도면
도 6a는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 적층형 유기 발광 소자의 구조를 설명하기 위한 단면도
도 6b는 도 6a에서 제1 발광부의 구조를 설명하기 위한 단면도
도 7은 도 6b의 제1 발광부와 같은 구조로 제작한 적색, 녹색, 청색 유기 발광 소자의 발광 스펙트럼을 나타낸 그래프
도 8은 본 발명에 의하여 적색 유기 발광 소자를 제작하였을 때 제1, 2, 3 발광부의 발광 스펙트럼을 나타낸 그래프
도 9는 본 발명에 의하여 녹색 유기 발광 소자를 제작하였을 때 제1, 2, 3 발광부의 발광 스펙트럼을 나타낸 그래프
도 10은 본 발명에 의하여 청색 유기 발광 소자를 제작하였을 때 제1, 2, 3 발광부의 발광 스펙트럼을 나타낸 그래프
도 11은 제1 발광부에 녹색 발광층을, 제2 발광부에 적색 발광층을, 제3 발광부에 청색 발광층을 적층한 유기 발광 소자의 각각의 발광부의 스펙트럼을 나타낸 그래프
도 12는 기판위에 형성된 전극 패턴을 설명하기 위한 개략적인 도면
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
600 : 기판 610 : 제1 전극
620 : 각 전극의 표면처리된 부분 630 : 제1 발광부
640 : 메탈 버퍼층 650 : 제2 전극
660 : 제2 발광부 670 : 제3 전극
680 : 제3 발광부 690 : 제4 전극
691 : 보호막 692 : 확산층
693 : 흡습제 694 : 유리 캔1 is a schematic cross-sectional view illustrating a structure of a liquid crystal display device of a light emitting method according to the prior art.
FIG. 2 is a cross-sectional view schematically illustrating a structure of a backlight unit of the direct emission type in FIG. 1. FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view schematically illustrating a structure of an edge-emitting backlight unit of FIG. 1.
4 is a schematic cross-sectional view illustrating a structure of a liquid crystal display device having a field sequential color method according to the related art.
5 is a view for comparing and comparing light emitting pixels of a light emitting method and light emitting pixels of a field sequential color method in a liquid crystal display according to the related art.
6A is a cross-sectional view illustrating a structure of a stacked organic light emitting diode according to a preferred embodiment of the present invention.
FIG. 6B is a cross-sectional view for describing a structure of the first light emitting part in FIG. 6A.
7 is a graph illustrating emission spectra of red, green, and blue organic light emitting diodes manufactured in the same structure as the first light emitting unit of FIG. 6B;
8 is a graph showing emission spectra of first, second and third light emitting units when a red organic light emitting diode is manufactured according to the present invention;
9 is a graph illustrating emission spectra of first, second and third light emitting units when a green organic light emitting diode is manufactured according to the present invention;
10 is a graph showing emission spectra of first, second and third light emitting units when a blue organic light emitting diode is manufactured according to the present invention;
11 is a graph showing the spectrum of each light emitting part of an organic light emitting device in which a green light emitting layer is laminated on a first light emitting part, a red light emitting layer is laminated on a second light emitting part, and a blue light emitting layer is laminated on a third light emitting part;
12 is a schematic diagram for explaining an electrode pattern formed on a substrate.
<Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
600: substrate 610: first electrode
620: Surface-treated part of each electrode 630: First light emitting part
640: metal buffer layer 650: second electrode
660: second light emitting unit 670: third electrode
680: third light emitting unit 690: fourth electrode
691
693: absorbent 694: glass can
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본 발명은 유리 또는 가요성 필름에 의한 액정 표시 장치에 적용되는 적층형 유기 발광 소자에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 적색, 녹색, 청색 색상을 순차적으로 발광시키는 필드 시퀀셜 칼라(Field Sequential Color) 방식을 이용하여 자체 발광형이며 면광원으로 사용 가능하도록 한 적층형 유기 발광 소자에 관한 것이다.
일반적으로 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display ; LCD)는 두개의 유리 기판 사이에 들어 있는 액정물질에 외부에서 전압을 인가하고, 이 전압의 세기를 조절하여 기판에 투과되는 빛의 양을 조절할 수 있는 액정의 전기 광학적인 특성을 사용한 디스플레이 기구이다. 상기 액정 표시 장치는 공간적 혼색 즉, 발광 방식과 시간적 혼색 즉, 필드 시퀀셜 칼라 방식으로 구분된다.
도 1은 종래 기술에 의한 발광 방식의 액정 표시 장치의 구조를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 1을 참조하면, 액정 표시 장치(10)의 구조는 백라이트 유닛(11), 액정(12) 및 칼라필터(13) 부분으로 나눌 수 있다. 상기 액정(12)은 스스로 빛을 내지 못하고 단순히 빛의 양을 조절하는 기능만 하기 때문에 빛의 공급원으로 백라이트 유닛(11)을 사용하는데, 상기 백라이트 유닛(11)은 액정 표시 장치(10)의 발광원 뿐만 아니라, 조명, 간판 등과 같은 면광원 장치에도 사용할 수 있다.
상기 백라이트 유닛(11)은 광원의 배치 형태에 따라서, 직하 발광형(direct light type)과 가장자리 발광형(edge light type)으로 분류할 수 있다.
도 2는 직하 발광형 방식의 백라이트 유닛에 대한 구조를 개략적으로 나타내는 단면도이고, 도 3은 가장자리 발광형 방식의 백라이트 유닛에 대한 구조를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
상기 첨부도면 도 2를 참조하면, 직하 발광형 백라이트 유닛(20)은 여러 광원(21)이 일정한 간격으로 배치되어 있고, 상기 광원(21)의 하부에 설치된 반사판(22)과, 상기 반사판(22)의 하부에 설치된 보호판(23)과, 상기 광원(21)의 상부에 설치된 확산판(24)과, 상기 확산판(24)의 상부에 설치된 프리즘판(25)을 포함하여 구성된다.
또한, 상기 첨부도면 도 3을 참조하면, 가장자리 발광형 백라이트 유닛(30)은 광원(31)과, 상기 광원(31)으로부터 나온 빛을 안내해주는 도광판(32)과, 상기 도광판(32)의 하부에 설치된 반사판(33)과, 상기 도광판(32)의 상부에 설치된 확산판(34)과, 상기 확산판(34)의 상부에 설치된 프리즘판(35)과, 상기 광원(31)의 외부에는 광원을 보호하는 광원 커버(36)를 포함하여 구성된다.
상기 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 백라이트 유닛(20, 30)의 광원(21, 31)으로는 냉음극형광램프 등을 사용하며, 광원(21, 31)이 면광원이 아닌 선광원이기 때문에 빛을 균일하게 내기 위하여 반사판(22,33), 도광판(32), 확산판(24, 34), 프리즘판(25, 35) 등 여러 광학 시트들로 이루어진 복잡한 구조로 되어 있다.
결국, 액정 표시 장치는 첨부도면 도 1에 도시된 바와 같이 상기와 같은 구조를 갖는 백라이트 유닛(11)의 위에 그레이 스케일(gray scale)을 조절하기 위하여 액정(12)이 위치하며, 또한 색을 표현하기 위하여 칼라필터(13)가 다시 위치한다.
상기와 같은 종래 기술에 의한 발광 방식의 액정 표시 장치에서 백라이트 유닛 부분의 소비 전력은 전체 소비 전력의 50 ~ 70 %를 차지하며, 발광원에서 나온 빛은 광학 시트, 액정과 칼라필터 등을 거치면서 약 90% 정도가 소멸되는 문제점을 가지고 있다.
또한, 디스플레이가 점차 대형화됨에 따라서, 광량을 높이기 위하여 다수의 광원이 필요하게 된다. 따라서, 백라이트 유닛의 소비 전력은 증가하게 되며, 냉음극 형광램프의 경우 장시간 사용시 휘도의 균일성이 급격히 저하되는 문제점을 가지고 있다. 이러한 백라이트 유닛을 사용하는 액정 표시 장치의 경우 중대형화가 어렵고, 또한 칼라필터를 통해 색상을 구현함으로 색재현율이 약 40% 정도에 불과하며, 시야각이 제한적이라는 문제점도 있다.
도 4는 종래 기술에 의한 필드 시퀀셜 칼라(Field Sequential Color) 방식의 액정 표시 장치의 구조를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
필드 시퀀셜 칼라 방식은 기존의 발광 방식의 낮은 색재현율과 제한된 시야각 등의 문제점을 보완하기 위해 개량된 시간적 혼색 방식으로서, 백라이트 부분과 칼라필터를 결합한 방식이라는 데 그 주된 특징이 있다.
상기 첨부도면 도 4를 참조하면, 발광원(40)으로 순서에 상관없이 위치한 적색 LED(41), 녹색 LED(42) 및 청색 LED(43)를 순차적으로 고속으로 발광시켜 빛을 내며, 액정(12)을 제어하여 그레이 스케일(gray scale)의 조절을 통해 색상을 구현하는 방식이다. 즉, 필드 시퀀셜 칼라 방식의 발광 소자는 그 자체만으로 디스플레이의 역할을 하며, 칼라 필터를 통하지 않고, 적색, 녹색, 청색의 LED를 사용하여 색상을 구현하기 때문에 색재현율도 약 87 %에 다다르게 되는 효과가 있다.
또한, 필드 시퀀셜 칼라 방식은 도 5에 도시된 바와 같이 기존의 발광 방식보다 동일 면적당 해상도가 9배 향상된다는 장점을 가지고 있다. 도 5를 참조하면, 발광 방식에서는 적색(501), 녹색(502), 청색(503) 3개의 도트(dot)가 하나의 화소를 구성하지만, 필드 시퀀셜 칼라 방식에서는 하나의 도트(511)가 하나의 화소를 구성한다.
그러나, 상기 필드 시퀀셜 칼라 방식에서도 적색, 녹색, 청색의 LED를 사용함으로써 뛰어난 색재현율과 장수명의 장점을 가지고 있지만, 여전히 높은 소비 전력을 요구하며, 중대형화가 어려운 문제점을 가지고 있다. 또한, LED를 사용하기 때문에 칼라 브레이킹(color breaking) 현상이 심해 눈에 심한 피로감을 주는 문제점도 가지고 있다.BACKGROUND OF THE
In general, a liquid crystal display (LCD) applies a voltage externally to a liquid crystal material contained between two glass substrates, and controls the amount of light transmitted through the substrate by adjusting the intensity of the voltage. It is a display apparatus using the electro-optical characteristics. The liquid crystal display is classified into a spatial mixed color, that is, a light emission method and a temporal mixed color, that is, a field sequential color method.
1 is a schematic cross-sectional view illustrating a structure of a liquid crystal display device of a light emitting method according to the prior art.
Referring to FIG. 1, the structure of the
The
FIG. 2 is a cross-sectional view schematically illustrating a structure of a direct emission type backlight unit, and FIG. 3 is a cross-sectional view schematically illustrating a structure of an edge emission type backlight unit.
Referring to FIG. 2, in the direct emission
3, the edge-emitting
As shown in FIG. 2 and FIG. 3, a cold cathode fluorescent lamp or the like is used as the
As a result, in the liquid crystal display, as shown in FIG. 1, the
In the liquid crystal display device of the conventional light emitting method as described above, the power consumption of the backlight unit portion accounts for 50 to 70% of the total power consumption, and the light emitted from the light emitting source passes through the optical sheet, the liquid crystal, and the color filter. There is a problem that about 90% is destroyed.
In addition, as the display is gradually enlarged, a plurality of light sources are required to increase the amount of light. Therefore, the power consumption of the backlight unit is increased, and in the case of a cold cathode fluorescent lamp, there is a problem in that the uniformity of luminance is sharply degraded when used for a long time. In the case of the liquid crystal display device using the backlight unit, it is difficult to make a large and medium size, and also by implementing a color through a color filter, the color reproduction ratio is only about 40%, and there is a problem that the viewing angle is limited.
4 is a schematic cross-sectional view for describing the structure of a liquid crystal display device having a field sequential color method according to the related art.
The field sequential color method is an improved temporal mixed color method to compensate for problems such as low color reproducibility and limited viewing angle of the conventional light emission method, and has a main feature of combining a backlight part and a color filter.
Referring to FIG. 4, the
In addition, the field sequential color method has an advantage that the resolution per area is 9 times higher than that of the conventional light emission method as shown in FIG. 5. Referring to FIG. 5, three dots of red 501, green 502, and blue 503 constitute one pixel in the light emission method, but one
However, the field sequential color method has advantages of excellent color reproduction and long life by using red, green, and blue LEDs, but still requires high power consumption and has difficulty in medium and large size. In addition, there is a problem that the color breaking phenomenon is severe because of the use of the LED, which causes severe fatigue to the eyes.
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본 발명은 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 그 목적은 백라이트와 칼라필터를 결합한 형태로 낮은 소비전력과 고휘도의 발광 효율을 갖는 적층형 유기 발광 소자를 제공함에 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 백라이트 부분의 소비 전력을 감소시키고, 액정과 칼라필터, 광학 시트 등을 거치면서 소멸되는 빛의 양을 최소화하기 위하여 필드 시퀀셜 칼라 방식을 가진 자체 발광형이며 면광원으로 사용 가능한 적층형 유기 발광 소자를 제공함에 있다.The present invention has been made to solve the above problems, an object of the present invention is to provide a stacked organic light emitting device having a low power consumption and high luminance luminous efficiency in the form of a combination of a backlight and a color filter.
In addition, another object of the present invention is to reduce the power consumption of the backlight portion, and to minimize the amount of light that disappears through the liquid crystal, the color filter, the optical sheet and the like as a self-luminous type and surface light source with a field sequential color It is to provide a stacked organic light emitting device that can be used.
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상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 적층형 유기 발광소자는 양전극과 음전극에 유기막으로 적층된 발광층을 포함하는 유리 또는 가요성 필름 기판을 사용한 유기 발광 소자에 있어서, 상기 발광층은 적색, 녹색 및 청색의 3가지 발광층이 적층되는 구조를 갖고, 상기 각각의 발광층 사이에는 양전극 또는 음전극이 되도록 반투과 메탈 버퍼층을 포함하는 ITO 투명 전극이 형성되며, 상기 발광층이 형성된 기판 반대면을 따라 투명한 고굴절률 확산층이 구비되는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the stacked organic light emitting device according to the present invention is an organic light emitting device using a glass or flexible film substrate including a light emitting layer laminated on the positive electrode and the negative electrode by an organic film, wherein the light emitting layer is red, green and A structure in which three blue light emitting layers are stacked, and an ITO transparent electrode including a transflective metal buffer layer is formed between the respective light emitting layers to be a positive electrode or a negative electrode, and a transparent high refractive index diffusion layer is formed along the opposite surface of the substrate on which the light emitting layer is formed. It is characterized in that the provided.
또한, 상기 발광층은 적색, 녹색, 청색의 삼색광의 표면 광 효율을 높이기 위해 청색 발광층을 최상위층으로 하며, 적색, 녹색 발광층은 순서에 상관없이 적층되어지는 것을 특징으로 한다.In addition, the light emitting layer is a blue light emitting layer as a top layer in order to increase the surface light efficiency of the red, green, blue tricolor light, the red, green light emitting layer is characterized in that the stacking in any order.
또한, 상기 확산층을 형성하기 위해 도포하는 에폭시는 몰드법, 닥터 블레이드, 스프레이, 스크린 프린팅, 스핀코팅 및 잉크젯 프린팅의 방법 중 어느 하나의 방법을 사용하여 형성되며, 소성 후 최종 도포 층의 두께가 1㎛ ~ 1㎜ 범위 내에 있는 것을 특징으로 한다.In addition, the epoxy applied to form the diffusion layer is formed using any one of the method of the mold method, doctor blade, spray, screen printing, spin coating and inkjet printing, the thickness of the final coating layer after firing is 1 It is characterized by being in the range of 1 to 1 mm.
또한, 상기 확산층은 필름 형태의 확산시트를 기판 위에 붙이거나, 투명한 에폭시 레진 등을 이용하여 도포함으로써 형성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the diffusion layer is formed by applying a film-like diffusion sheet on the substrate, or using a transparent epoxy resin or the like.
또한, 상기 확산층은 광의 광학적 균일성을 확보하기 위해 에폭시 레진에 SiO2 성분으로 구성된 파우더를 첨가하여 형성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the diffusion layer is formed by adding a powder composed of SiO 2 component to the epoxy resin to ensure the optical uniformity of the light.
또한, 상기 유기 발광 소자는 대면적 기판에 의해 확산층을 먼저 형성한 후, 유기증착 장비와의 호환을 위해 기판을 잘라서 제작하는 것을 특징으로 한다.In addition, the organic light emitting device is characterized in that by first forming a diffusion layer by a large-area substrate, and then cutting the substrate for compatibility with organic deposition equipment.
또한, 상기 유기 발광 소자의 제작시 투과되는 광의 광효율 증대 및 공정을 단순화하기 위해 유기 발광 소자의 제작을 선진행하고, 확산층 제작을 나중에 진행하는 것을 특징으로 한다.In addition, in order to increase the light efficiency of the light transmitted during the fabrication of the organic light emitting device and to simplify the process, manufacturing of the organic light emitting device is advanced, and the diffusion layer is fabricated later.
또한, 상기 유기 발광 소자는 수명 및 생산수율을 향상시키기 위하여 최하위 투명 또는 불투명 전극을 균일한 모양으로 포토 패터닝하는 것을 특징으로 한다.In addition, the organic light emitting device is characterized by photo-patterning the lowest transparent or opaque electrode in a uniform shape in order to improve the life and production yield.
또한, 상기 발광층의 경계면에 형성되는 전극은, 0 - 100V의 전압을 가변하여 인가함으로 산소 이온을 컨트롤하는 그리드막과 상기 전극의 스퍼터 타겟이 설치된 반응실 내에서, 상기 전극의 스퍼터 타겟의 이온 및 산소 이온을 플라즈마 여기시켜 형성하는 것을 특징으로 한다.In addition, the electrode formed at the interface of the light emitting layer is a ions of the sputter target of the electrode in a reaction chamber provided with a grid film for controlling oxygen ions and a sputter target of the electrode by varying and applying a voltage of 0-100V. Oxygen ions are formed by plasma excitation.
또한, 상기 유기 발광 소자는 일함수를 조정하기 위해 상기 발광층의 경계면에서 형성되는 반투과 메탈 버퍼층을 포함하는 ITO 투명 전극의 표면을 진공 상태에서 산소 RF/UV 플라즈마로 처리하는 것을 특징으로 한다.In addition, the organic light emitting device is characterized in that the surface of the ITO transparent electrode including a semi-transmissive metal buffer layer formed at the interface of the light emitting layer to adjust the work function in the vacuum state by oxygen RF / UV plasma.
또한, 상기 발광층 사이에 구성되는 투명 전극은 RF 스퍼터, 그리드 RF 스퍼터, DC 스퍼터, DC 펄스 스퍼터, ALD(atomic layer deposition) 및 PEALD(plasma enhanced atomic layer deposition)의 방법 중 어느 하나의 방법으로 제조되는 것을 특징으로 한다.In addition, the transparent electrode formed between the light emitting layer is manufactured by any one of the method of RF sputter, grid RF sputter, DC sputter, DC pulse sputter, atomic layer deposition (ALD) and plasma enhanced atomic layer deposition (PEALD). It is characterized by.
또한, 상기 발광층 사이에 구성되는 ITO 투명 전극은 그 형성시 유기박막의 손상을 최소화하기 위하여 LiF/Al/Ag, Ca/Ag 및 Ag/Ca 중 어느 하나를 적층하여 초박막 메탈을 구성하고, 금속의 표면을 진공상태에서 산소 RF/UV 플라즈마로 처리하고, 유기 발광막과의 접착력을 높이기 위하여 합금(alloy)하며, 메탈 버퍼층의 전체 두께가 1 ~ 20㎚의 범위를 갖는 것을 특징으로 한다.In addition, the ITO transparent electrode formed between the light emitting layers is formed of an ultra-thin metal by laminating any one of LiF / Al / Ag, Ca / Ag and Ag / Ca in order to minimize the damage of the organic thin film when forming the The surface is treated with an oxygen RF / UV plasma in a vacuum state, alloyed to increase adhesion to the organic light emitting film, and the total thickness of the metal buffer layer is 1-20 nm.
또한, 상기 발광층은 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 수송층, 전자 주입층을 더 포함하며, 3개의 발광층이 각각 상기 정공 수송층과 전자 수송층 사이에 구성되는 것을 특징으로 한다.The light emitting layer may further include a hole injection layer, a hole transport layer, an electron transport layer, and an electron injection layer, and three light emitting layers may be configured between the hole transport layer and the electron transport layer, respectively.
또한, 상기 유기 발광 소자를 위한 투명기판은 유리 등과 휘어질 수 있는 성질을 가진 플라스틱, PET, PES, PC 및 얇은 실리콘 웨이퍼(thin Si wafer) 중 어느 하나의 재질을 사용하는 것을 특징으로 한다.In addition, the transparent substrate for the organic light emitting device is characterized in that using any one material of glass, plastic, PET, PES, PC, and a thin silicon wafer (flexible Si) having a property that can be bent.
또한, 상기 유기 발광 소자는 제작시 수분 및 산소의 침투 방지를 위하여 유기 박막 적층, 무기 박막 적층, 유/무기 혼합 박막 적층, 스테인레스 스티일 (SUS) 캔 및 유리 캔 중 어느 하나를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the organic light emitting device further includes any one of an organic thin film stack, an inorganic thin film stack, an organic / inorganic mixed thin film stack, a stainless steel (SUS) can, and a glass can to prevent penetration of moisture and oxygen during manufacturing. It features.
이하, 본 발명에 의한 적층형 유기 발광 소자의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of a stacked organic light emitting diode according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 6a는 본 발명의 일 실시예에 의한 적층형 유기 발광 소자의 구조를 설명하기 위한 단면도이고, 도 6b는 도 6a에서 제1 발광부의 구조를 설명하기 위한 단면도이다.6A is a cross-sectional view illustrating a structure of a stacked organic light emitting diode according to an embodiment of the present invention, and FIG. 6B is a cross-sectional view illustrating a structure of a first light emitting portion in FIG. 6A.
도 6a를 참조하면, 투명 기판(600) 위에 ITO박막으로 된 제1 전극(610)을 형성한다. 상기 제1 전극(610)은 일반적인 스퍼터 법으로 소정의 막 두께로 형성되고, 상기 형성된 막을 에칭에 의하여 소정의 패턴으로 형성 혹은 포토레지스트(Photo Resist : PR) 등을 이용하여 소정의 패턴으로 형성한 후, 일함수를 조정하기 위해 상기 제 1 전극 표면에 대하여 대기압 또는 진공 상태에서 산소, 질소 또는 아르곤 이온 등으로 일정 시간동안 플라즈마 처리한다.Referring to FIG. 6A, a
이어서, 상기 제1 전극(610)이 형성된 기판 위에 제1 발광부(630)을 구성한다. 이때, 상기 제1 발광부(630)의 구조를 첨부도면 도 6b를 참조하여 설명하면, 상기 제1 전극(610)이 형성된 기판 위에 CuPC, MTDATA 등의 유기막으로 된 100Å의 정공 주입층(631)과, NPB, TPD 등의 유기막으로 된 500Å의 정공 수송층(632)과, Alq3 혹은Alq3:C545T(0.5%) 등으로 된 300Å의 녹색(Green) 발광층(633)과, Alq3로 된 300Å의 전자 수송층(634)과, LiF, BCP:Cs로 된 5Å의 전자 주입층(635)을 진공 열 증착법으로 연속 증착하여 제1 발광부(630)를 구성한다.Subsequently, a first
이어서, 상기 제1 발광부(630)의 경계면에 형성되는 투명 전극을 형성하는 단계에서 이미 형성된 유기박막의 손상을 최소화하기 위해 Al 20Å와 Ag 100Å로 구성된 반투과 메탈 버퍼층(640)을 삽입한다.Subsequently, in order to minimize the damage of the organic thin film formed in the step of forming the transparent electrode formed on the interface of the first
이어서, 0 - 100V의 전압을 가변하여 인가할 수 있는 메쉬형으로 형성되는 그리드막과 ITO의 스퍼터 타겟이 설치되고, 상기 그리드막의 상부에 산소 이온 주입구가 설치되고, 상기 그리드막의 하부에 아르곤 이온 주입구가 설치된 반응실 내에 상기 제1 발광부(630)가 형성된 기판을 넣어서 상기 반응실 내의 이온을 플라즈마 상태로 여기시켜 상기 메탈 버퍼층(640) 위에 600Å으로 된 투명한 ITO 제2 전극(650)을 형성한다. 상기 제2 전극(650) 표면 위에 대기압 또는 진공상태에서 산소,질소 또는 아르곤 이온 등으로 일정 시간동안 플라즈마 처리한다.Subsequently, a grid film formed in a mesh shape capable of varying and applying a voltage of 0-100V and a sputter target of ITO are provided, and an oxygen ion implantation port is provided on the grid film, and an argon ion implantation port is provided below the grid film. The substrate in which the first
반응실 내에 그리드막을 설치함으로써 그리드막이 기판 쪽으로 이동하는 반응실 내의 플라즈마 상태의 산소 이온의 일부를 포획하거나 이동 속도를 제어하면 발광층에 미치는 영향을 최소로 할 수 있다.By providing a grid film in the reaction chamber, it is possible to minimize the influence on the light emitting layer by trapping a part of oxygen ions in the plasma state in the reaction chamber where the grid film moves toward the substrate or controlling the moving speed.
이어서, 상기 제2 전극(650)이 형성된 기판 위에 상기 제1 발광부(630)를 형성할 때와 같은 방법으로 Alq3:DCJTB (1%)로 된 300Å의 적색(red) 발광층을 가진 제2 발광부(660)를 형성한다.Subsequently, in the same manner as forming the first
이어서, 상기와 같은 방법으로 메탈 버퍼층(640)을 형성하고, 제3 전극(670)과 그 표면에 플라즈마 처리한다.Subsequently, the
이어서, 상기 제3 전극(670)이 형성된 기판 위에 상기 제1 발광부(630)를 형성할 때와 같은 방법으로 SAlq 혹은 DPVBi 등으로 된 300Å의 청색(Blue) 발광층을 가진 제3 발광부(680)를 형성한다.Subsequently, a third
상기 제3 발광부(680)가 형성된 기판 위에 제4 전극(690)이 약 1000Å의 두께로 구성된다. 상기 제4 전극(690)은 Al, Ca, Mg 중 선택되는 어느 하나의 박막으로 구성된다.The
이어서, 상기 제4 전극(690)이 형성된 기판 위에는 발광 소자를 보호하고 방습기능을 겸하는 한층 이상의 보호막(691)이 구성된다. 본 발명의 실시예에서는 상기 보호막(691)을 NPB, Alq3 등의 유기막 혹은 SiN, SiON 등으로 된 무기막을 이용하여 각각 1000Å의 두께로 형성하는 것이 바람직하다.Subsequently, one or more
또한, 본 발명에서는 고휘도의 효율을 갖게 하기 위하여 유기 발광 소자가 적층된 기판 반대 면을 따라 굴절률이 큰 투명한 에폭시 수지 층 혹은 확산시트 등 확산층(692)을 도포하여 빛의 직진성을 좋게 하여 발광 효율을 향상시켰다. 상기 에폭시 수지 층을 형성하기위한 방법으로서는 스크린 프린팅, 스핀코팅, 잉크젯 프린팅, 닥터 블레이드, 몰드법등을 사용하며, 소성 후 최종 도포 층의 두께가 1마이크로미터(um)-1밀리미터(mm) 범위 내에 있도록 형성하였다.In addition, in the present invention, in order to have high luminance efficiency, a
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 발광 스펙트럼을 설명하기 위해 상기 본 발명의 제1 발광부와 같은 구조로 제작한 적색, 녹색, 청색 유기 발광 소자의 발광 스펙트럼이다.7 is a light emission spectrum of a red, green, and blue organic light emitting diode fabricated in the same structure as the first light emitting unit of the present invention to explain the light emission spectrum according to the embodiment of the present invention.
소자 구조를 자세히 설명하면, 투명 기판위에 ITO박막으로 양전극을 형성하고, ITO 전극 박막 표면에 대기압 상태에서 산소 또는 질소 이온 등으로 플라즈마 처리한다.When the device structure is described in detail, a positive electrode is formed of an ITO thin film on a transparent substrate, and plasma is treated with oxygen or nitrogen ions at atmospheric pressure on the surface of the ITO electrode thin film.
이어서, 상기 양전극이 형성된 기판 위에 CuPC 100Å의 정공 주입층과 NPB 500Å의 정공 수송층과 300Å의 발광층과 Alq3 300Å의 전자 수송층과 LiF 5Å의 전자 주입층과 Al 1000Å의 음전극을 진공 열 증착법으로 연속 증착하여 유기 발광 소자를 구성한다.Subsequently, a vacuum injection process was performed on the substrate on which the positive electrode was formed by vacuum thermal evaporation of a CuPC 100Å hole injection layer, an NPB 500Å hole transport layer, a 300Å light emitting layer, an Alq 3 300Å electron transport layer, a LiF 5Å electron injection layer, and an Al 1000Å negative electrode. To form an organic light emitting device.
상기 발광층의 구조는 적색 발광층의 경우 Alq3:DCJTB (1%)이며, 녹색 발광층의 경우 Alq3이며, 청색 발광층의 경우 DPVBi로 구성된다.The light emitting layer has a structure of Alq 3 : DCJTB (1%) for the red light emitting layer, Alq 3 for the green light emitting layer, and DPVBi for the blue light emitting layer.
도 7의 발광 스펙트럼을 살펴보면 454nm, 534nm, 620nm의 청색, 녹색, 적색 발광 스펙트럼을 보이는 것을 알 수 있다.Looking at the emission spectrum of Figure 7 it can be seen that the blue, green, red emission spectrum of 454nm, 534nm, 620nm.
도 8은 본 발명에 의하여 적색 유기 발광 소자를 제작하였을 때 제1, 2, 3 발광부의 발광 스펙트럼을 나타낸다. 도 8의 발광 스펙트럼을 살펴보면, 3층 적층 구조의 발광층 중 제1 발광부(1-layer)에 위치한 스펙트럼은 615nm의 발광 스펙트럼을 보이며, 제2 발광부(2-layer)는 620nm, 제3 발광부(3-layer)는 630nm과 740nm의 발광 스펙트럼을 보인다. 이것은 유기 발광 소자 내부에서 발생한 발광 스펙트럼이 발광 소자 내부를 통과하여 나올 때의 광학 효과에 의해서 각 발광부의 스펙트럼이 달라지는 것이다.8 illustrates emission spectra of first, second and third light emitting units when a red organic light emitting diode is manufactured according to the present invention. Referring to the emission spectrum of FIG. 8, the spectrum located in the first emission layer (1-layer) of the emission layer of the three-layer stacked structure shows an emission spectrum of 615 nm, and the second emission portion (2-layer) is 620 nm and the third emission The 3-layer shows emission spectra of 630 nm and 740 nm. This is because the spectrum of each light emitting part is changed by the optical effect when the light emission spectrum generated inside the organic light emitting element passes through the light emitting element.
도 9는 본 발명에 의하여 녹색 유기 발광 소자를 제작하였을 때 제1, 2, 3 발광부의 발광 스펙트럼을 나타낸다. 도 9의 발광 스펙트럼을 살펴보면, 3층 적층 구조의 발광층 중 제1 발광부(1-layer)에 위치한 스펙트럼은 560nm의 발광 스펙트럼을 보이며, 제2 발광부(2-layer)는 482nm와 584nm, 제3 발광부(3-layer)는 476nm와 594nm에서 발광 스펙트럼을 보인다. 제1 발광부의 스펙트럼은 약간 장파장으로 이동하지만, 제2 발광부와 제3 발광부의 발광 스펙트럼은 많이 변하는 것을 볼 수 있다.9 illustrates emission spectra of the first, second and third light emitting units when the green organic light emitting diode is manufactured according to the present invention. Referring to the emission spectrum of FIG. 9, the spectrum located in the first emission layer (1-layer) of the emission layer of the three-layer stacked structure shows an emission spectrum of 560 nm, and the second emission portion (2-layer) is 482 nm and 584 nm, and The 3-layers show emission spectra at 476 nm and 594 nm. It can be seen that the spectrum of the first light emitting part slightly shifts to a long wavelength, but the emission spectra of the second light emitting part and the third light emitting part vary greatly.
도 10은 본 발명에 의하여 청색 유기 발광 소자를 제작하였을 때 제1, 2, 3 발광부의 발광 스펙트럼을 나타낸다. 도 10의 발광 스펙트럼을 살펴보면, 3층 적층 구조의 발광층 중 제1 발광부(1-layer)에 위치한 스펙트럼은 436nm와 482nm의 발광 스펙트럼을 보이며, 제2 발광부(2-layer)는 468nm, 제3 발광부(3-layer)는 465nm의 발광 스펙트럼을 보인다.10 illustrates emission spectra of the first, second and third light emitting units when the blue organic light emitting diode is manufactured according to the present invention. Referring to the emission spectrum of FIG. 10, the spectrum located at the first emission layer (1-layer) of the emission layer of the three-layer stacked structure shows emission spectra of 436 nm and 482 nm, and the second emission portion (2-layer) is 468 nm, and 3 light emitting layer (3-layer) shows an emission spectrum of 465nm.
적색과 녹색 유기 발광 소자는 발광층이 상위층으로 올라갈수록 발광 휘도가 많이 떨어지고, 녹색 유기 발광 소자의 경우 광학 효과에 의해 발광 스펙트럼이 변하는 것에 비해, 청색 유기 발광 소자는 오히려 제1 발광부에 위치할 때 광학 효과에 의해 발광 스펙트럼이 436nm와 482nm로 분리되고 휘도 또한 낮으나, 상위층에 위치하면 발광 스펙트럼의 선폭이 줄어들어 색순도가 좋아지며 발광 휘도 또한 올라감을 볼 수 있다.In the red and green organic light emitting diodes, the light emission luminance decreases as the light emitting layer rises to the upper layer, and in the case of the green organic light emitting diode, the emission spectrum is changed by the optical effect. By the optical effect, the emission spectrum is separated into 436 nm and 482 nm and the luminance is low, but when the upper layer is positioned, the line width of the emission spectrum is reduced, the color purity is improved, and the emission luminance is also increased.
상기의 실험결과를 바탕으로 본 발명의 3층 적층형 유기 발광 소자의 구조에서는 청색 발광층을 최상위층에 위치한 것을 특징으로 하여 3층 적층형 유기 발광 소자를 제작하였다.Based on the above experimental results, in the structure of the three-layer stacked organic light emitting device of the present invention, a three-layer stacked organic light emitting device was manufactured, wherein the blue light emitting layer was positioned at the top layer.
도 11은 제1 발광부에 녹색 발광층을, 제2 발광부에 적색 발광층을, 제3 발광부에 청색 발광층을 적층한 유기 발광 소자의 각각의 발광부의 스펙트럼을 나타낸다. 3층 적층 구조의 발광층 중 제1 발광부(1-layer)에 위치한 스펙트럼은 560nm의 발광 스펙트럼을 보이며, 제2 발광부(2-layer)는 620nm, 제3 발광부(3-layer)는 465nm의 발광 스펙트럼을 보인다.FIG. 11 shows the spectrum of each light emitting part of the organic light emitting element in which a green light emitting layer is laminated on the first light emitting part, a red light emitting layer is laminated on the second light emitting part, and a blue light emitting layer is laminated on the third light emitting part. The spectrum located in the first light emitting part (1-layer) of the light emitting layer of the three-layer stacked structure shows an emission spectrum of 560 nm, the second light emitting part (2-layer) is 620 nm, and the third light emitting part (3-layer) is 465 nm The emission spectrum of
한편, 도 12는 본 발명의 다른 실시예에 의하여 기판 위에 형성된 전극 패턴을 설명하기 위한 개략적인 도면이다.12 is a schematic diagram illustrating an electrode pattern formed on a substrate according to another embodiment of the present invention.
유기 발광 소자를 대형화함에 있어서 가장 큰 결점은 기판위의 불순물 입자에 의해 다크스팟(dark spot) 등이 생겨 균일한 발광을 내기 어렵다는 것이다. 이런 문제점을 해결하기 위하여 본 발명에서는 기판 위에 도 12와 같이 전극 패턴을 형성하고, 유기 발광층이 있는 기판 반대 면에 방출되는 광의 광학적 균일성 확보를 위해 확산 기능을 가진 투명한 에폭시 수지 층을 도포하거나, 또는 도포 층에 SiO2 성분으로 구성된 파우더를 첨가하거나, 확산시트 등을 도포한다.The biggest drawback in increasing the size of the organic light emitting device is that it is difficult to emit uniform light due to dark spots and the like caused by impurity particles on the substrate. In order to solve this problem, in the present invention, an electrode pattern is formed on a substrate as shown in FIG. 12, and a transparent epoxy resin layer having a diffusion function is applied to secure an optical uniformity of light emitted on the opposite side of the substrate having an organic light emitting layer, Alternatively, a powder composed of SiO 2 components is added to the coating layer, or a diffusion sheet is applied.
첨부도면 도 12를 참조하면, 투명 또는 불투명 전극이 형성된 기판(1200)위에 일정한 패턴(1210)을 가지도록 PR(photoresist) 등을 이용하여 패턴(1220)을 형성한다.Referring to FIG. 12, a
이어서, 상기 패턴이 형성된 기판을 사용하여 상기에서 설명한 바와 같이 발광층을 형성한다. 상기 패턴이 형성된 기판을 사용하면 기판위의 불순물 입자에 의해 다크스팟이 생기더라도 PR 패턴으로 인하여 다크스팟이 생긴 일부분만 발광 휘도가 떨어지는 장점을 가지게 된다.Subsequently, the light emitting layer is formed as described above using the substrate on which the pattern is formed. When the substrate on which the pattern is formed is used, even though dark spots are generated by impurity particles on the substrate, only a portion where dark spots are generated due to the PR pattern has an advantage of lowering of the luminance.
이어서, 유기 발광층이 형성된 기판 반대 면에 확산 기능을 가진 투명한 에폭시 수지 층을 도포하거나, 또는 도포 층에 SiO2 성분으로 구성된 파우더를 첨가하거나, 확산시트 등을 도포한다. 이 확산층은 상기 유기 발광 소자에서 다크스팟이 생긴 일부분의 발광 휘도가 떨어지더라도 방출되는 광의 광학적 균일성을 확보해주는 역할을 하게 된다.Subsequently, a transparent epoxy resin layer having a diffusion function is coated on the surface opposite the substrate on which the organic light emitting layer is formed, or a powder composed of SiO 2 components is added to the coating layer, or a diffusion sheet is applied. The diffusion layer plays a role of ensuring optical uniformity of the emitted light even if the light emission luminance of the portion where the dark spot is generated in the organic light emitting device is reduced.
이상에서 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 본 발명의 권리범위는 상기에 기술된 실시예들에 의해 한정되지 않고, 당업자에 의해 다양한 변형 및 변경을 가져올 수 있으며, 이는 첨부된 특허청구범위에서 정의되는 본 발명의 취지와 범위에 포함된다.Although the present invention has been described with reference to the embodiments illustrated in the drawings, the scope of the present invention is not limited to the embodiments described above, and various modifications and changes can be made by those skilled in the art, which is attached It is included in the spirit and scope of the present invention as defined in the claims.
본 발명에 의한 적층형 유기 발광 소자는 적녹청(RGB) 삼색의 유기 발광 소자를 이용하여 적색, 녹색, 청색 색상을 순차적으로 발광시키는 시간 분할 방식의 형태를 가진 백라이트로서, 백라이트와 칼라필터를 결합한 형태를 OLED로 만들 경우에 기존의 백라이트 형태에 비해 초박형으로 제작 가능하고, 소비전력을 최소화할 수 있고, 면광원이기 때문에 디스플레이의 중대형화를 할 수 있다는 장점을 가지고 있다.The stacked organic light emitting device according to the present invention is a backlight having a time division method of sequentially emitting red, green, and blue colors by using an red light green (RGB) tricolor organic light emitting device, and combines a backlight and a color filter. When the OLED is made of OLED, it has the advantage of being able to manufacture ultra thin compared to the existing backlight type, minimize the power consumption, and make the display medium and large in size because it is a surface light source.
또한, 이상의 설명에서와 같이 본 발명의 필드 시퀀셜 칼라 방식 액정 표시 장치를 위한 적층형 유기 발광 소자는 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.In addition, as described above, the stacked organic light emitting diode for the field sequential color type liquid crystal display device of the present invention may obtain the following effects.
첫째, 기존 액정 표시 장치는 공간적 분할 방식인 것에 비하여 본 발명은 필드 시퀀셜 칼라 방식을 이용함으로써 시간적 분할 방식의 형태로 화소면에서 보면 기존의 방식보다 9배나 많은 화소를 얻을 수 있으므로 고해상도에 적합한 형태이다.First, compared to the conventional liquid crystal display device, the present invention provides a temporal division method by using the field sequential color method, so that 9 times as many pixels as the conventional method can be obtained. .
둘째, 본 발명은 백라이트 유닛과 칼라필터를 결합한 필트 시퀀셜 칼라 방식 액정 표시 장치이므로 제품의 박형화, 제조 공정수를 줄일 수 있다.Second, since the present invention is a filter sequential color type liquid crystal display in which the backlight unit and the color filter are combined, the thickness of the product and the number of manufacturing processes can be reduced.
셋째, 반사판, 프리즘 시트, 도광판 등 광학적 시트를 사용하지 않아도 되기 때문에 빛의 손실을 최소화시키게 되고, 결과적으로 빛의 효율을 향상시킬 수가 있다.Third, since the optical sheet such as a reflector, prism sheet, or light guide plate is not required, light loss can be minimized, and as a result, light efficiency can be improved.
넷째, 본 발명은 점광원 또는 면광원이기 때문에 디스플레이의 소형 및 중형화 또는 대형화 할 수 있다는 장점을 가지고 있다.Fourthly, the present invention has the advantage that the display can be miniaturized and medium or large in size because it is a point light source or a surface light source.
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