OLED (organic light-emitting diode) is one of the most favorable candidates for next generation lighting devices because OLED has many merits likes area lighting source, small heat generation, and flexibility. Furthermore, OLED has a great potential for use in low-cost and large area lighting.
However, there are several problems came from manufacturing process and transparent electrode of OLED.
First, conventional OLED is made by vacuum evaporation process, which is expensive, time consuming and hard to enlarge the device area. For these reasons, solution process was suggested and taken center stage as an alternative process.
Second, typical transparent electrode is indium tin oxide (ITO), which shows over 90% transmittance at visible wavelength. However ITO has many disadvantages because it needs complex production systems like sputter and its mechanical properties are poor. In addition, ITO is rare metal and buried in some countries only. Thus, ITO’s cost is very unstable and expensive. Therefore, there are market needs for replacement ITO with alternative material.
As I state above, conventional OLED needs new manufacturing process and transparent electrode. This paper presents the flexible OLED using novel solution process system, roll-slot coating process, and solution processable transparent electrode, conducting polymer.
First of all, Unlike poor ductility of ITO, roll-slot coated transparent electrode, conducting polymer;PH1000, shows robust bending durability. After 50,000 times bending cycles, the sheet resistance of the electrode remained constant.
Next, Flexible OLED, employing the conducting polymer anode and roll-slot coating process, shows a maximum power efficiency of 4.12 lm/W at 3.3 V, which is almost 30% higher than that of ITO based device. The maximum luminance of the device reached 13,090 cd/m2 at 6.7 V and the luminous uniformity of large-sized flexible device reached 82.96 %.
Finally, flexible OLED using a roll-slot coating process and a conductiong polymer at the same time shows long period of life, 322 hours at constant current density of 1.1 mA/cm2 and 220 nm thickness of conducting polymer layer. It will make it possible to realize OLED lighting industrialization.
유기발광 다이오드는 발열이 적고, 면조명이며 유연소자에 적용하기 쉬운 장점이 있다. 이러한 다양한 장점 때문에 차세대 조명으로써 가장 많은 주목을 받고 있는 소자이다. 그러나 기존의 유기발광 다이오드는 생산공정과 투명전극에 있어서 큰 단점이 있다. 우선 공정적인 측면에서 복잡한 진공증착 공정을 이용한다는 단점이 있다. 때문에 기존의 공정을 대체하기 위하여 대면적화, 대량생산이 용이한 용액공정이 주목을 받고 있으며 많은 연구가 진행되고 있다. 두번째로 유기발광 다이오드에서 사용하는 전극은 투명해야하는데 주로 사용하는 재료가 인듐 주석 산화물이다. 이는 희귀금속이기 때문에 가격이 비싸며 기계적 성질이 좋지 않아 유연 소자에 적용이 어려운 한계가 있다. 이를 극복하고자 다양한 전도성 재료가 보고 되고 있으며, 그 후보 중 전도성 고분자가 큰 관심을 받고 있다.
본 연구에서는 유기발광 다이오드 생산에 있어서 기존의 복잡한 공정을 롤-슬롯 코팅 공정으로 대체하고, 용액공정이 가능한 전도성 고분자를 전극으로 활용하여 유연 유기발광 다이오드를 제작하였다.
결과적으로 유기발광 다이오드 제작 시 인듐 주석 산화물을 투명전극으로 이용하였을 때 보다 전도성 고분자를 투명전극으로 사용하였을 때 28 %이상의 효율 증가를 가져왔으며, 전도성 고분자 전극의 경우 50,000회 이상의 굽힘실험에서도 전도도의 변화가 전혀 없는 것을 관찰하였다.
