OLED 조명을 위한 잉크젯 인쇄 공정 기반 Ag 보조 전극 제작

Abstract

본 연구는 잉크젯 인쇄공정으로 Ag 보조 전극을 제작하여 보조 전극 제작 과정을 간소화하고 대면적 OLED 조명의 발광 특성을 개선하고자 함이 목표입니다. OLED 기술이 발전함에 따라 TV, 모바일, PC, 특히 조명과 같은 다양한 응용 분야로 확대되고 있습니다. 대면적 OLED 조명은 대형 전시 조명, 상업용 건물 출입구, 쇼핑몰 디스플레이 벽, 이벤트 디스플레이 조명과 같은 공공 장소에서 널리 사용되었습니다. 그에 따라 대면적 OLED 조명 제작이 필수적입니다. 그러나 대면적으로 OLED 패널을 제작하면서 불균일한 발광, 낮은 발광량의 문제가 발생합니다. OLED 소자의 경우 양극에서 주입된 정공과 음극에서 주입된 전자가 유기층에서 재결합하여 발광이 일어납니다. 이때 발광된 빛이 기판을 통과해서 방출하기 위해 주로 ITO 투명전극을 사용합니다. ITO는 대면적의 전류를 균일하게 공급할 수 있을 정도로 충분한 전도성을 가지고 있지 않기 때문에 넓은 면적에서는 불균일하고 낮은 발광 특성을 나타냅니다. 이 문제를 극복하기 위해 보조 금속 전극이 사용되었습니다. 보조 전극을 도입하게 되면, 전류는 먼저 낮은 저항을 갖는 금속으로 흘러 대면적의 가운데 부분까지 도달할 수 있게 되고, 이후 ITO로 확산되어 넓은 영역에서 매우 균일하고 밝은 발광 특성을 나타낼 수 있습니다. 본 연구는 잉크젯 인쇄 공정을 이용하여 OLED 조명을 위한 Ag 보조 전극의 새로운 제조 기술을 소개합니다. 일반적으로, 잉크젯 인쇄는 노즐 크기, 분사량 및 인쇄 후 잉크 퍼짐으로 인해 크기나 해상도에 한계가 있습니다. 따라서 미세 보조 전극을 제작하기 위해 확산 장벽으로 형성된 친수성 트랙을 이용하여 선폭 제어하는 제조 기술을 연구하였습니다. 18 ㎛의 선 폭을 가지는 Ag 선 패턴을 교차 시켜 그리드(grid)형 보조전극을 형성하였고, 절연 박막까지 잉크젯 인쇄를 이용하여 보조 전극을 완성했습니다. 제조된 Ag 보조 전극의 성능을 분석하기 위해 열증착(Thermal Evaporation) 방식을 이용하여 발광에 필요한 유기층과 Al을 증착하여 음극과 양극을 형성하였으며, 최종적으로 OLED 조명 소자를 완성하고 발광 특성을 분석하였습니다. 본 연구에서 보조전극이 없는 경우 위치 별 휘도의 평균은 768.59 cd/m2이고 편차의 경우 ±18.2 %였으나, 제안된 방법으로 제작한 4 mm 간격의 보조 전극을 도입하면 위치 별 휘도의 평균은 947.45 cd/m2이고 편차의 경우 ±4.2 %로 발광의 세기가 강해지고 균일한 발광 특성을 나타내었습니다. 따라서, 잉크젯 인쇄 공정을 도입하여 OLED 조명에서 발광 특성을 개선하기 위한 Ag 보조 전극을 제작하는 기술을 제안하였습니다.