1.배면발광및 전면발광 소자

 

1.1 배면발광 OLED 소자구조

1.1.1전극구조

i)Anode

배면발광 OLED소자에서는 Anode로서 투명전극을 사용하며, 투명전극으로서 가장 널리 사용하는 전극은

ITO전극이다. 이것은 OLED뿐 아니라 기존의 LCD에서도 전극으로서 널리 사용하는 전극이다.

Anode에 요구되는 주요특성 으로는 다음과 같은 특성이 있다.

• 작은 저항
• 낮은 표면 거칠기
• 높은 투과도
• 깊은 일함수

둘다 동일하게 ITO 전극을 사용하지만 LCD용 ITO 전극에 비하여 OLED용 ITO전극은 표면 평탄도가 더 우수한 전극을 사용한다. LCD의 경우 두 ITO 전극 사이의 셀 갭이 µm이상으로 크기 때문에 ITO의 평탄도가 크게 문제되지 않지만, OLED의 경우 전극사이의 유기물의 두께가 100~200nm 정도밖에 되지 않기 때문에 ITO전극이 평탄하지 않을 경우 ITO 기판상에 튀어 나온 부분 (spike)에서 얇은 두께로 인하여 전기장이 집중되면서 단락(short)이 발생하게 된다. 따라서, ITO 표면에서 spike를 제거한 평탄한 ITO의 사용이 중요하다.

ii)Cathnode

주요특성 으로는 다음과 같은 특성이 있다.

• 높은 반사율
• 낮은 흡수율
• 얕은 일함수
• 작은 저항

이러한 특성을 만족할수있는 반사전극으로 사용하기에 가장 적합한 금속은 Al과Ag 이기 때문에 두 금속을 기반으로 하는 전극구조를 cathode구조로서 사용한다.

1.2 전면발광 OLED 소자구조

전면발광 OLED소자는 박막 트랜지슨터 위에 형성되는 OLED소자의 구조가 anode는 반사 전극으로 구성되고 cathode는 투명 또는 반투명 전극으로 구성되어 발광 방향이 cathode 쪽인 소자이다. OLED소자는 배면 발광 소자 구조를 기본으로 개발되었으나 전륜구동인 OLED소자의 특성상 전류값을 일정하게 유지하기위하여 여러개의 보조 트랜지스터를 필요로 하며, 트랜지스터가 여러개 포함되면 개구율이 확보되지 않기 때문에 배면 발광소자 구조를 사용하기 어렵다. 트랜지스터의 경우 불투명하기 때문에 트랜지스터를 여러개 사용하면 개구율이 현저하게 감소하며, 특히 해상도가 증가하게 되면 개구율이 급격하게 낮아진다. 따라서, 전면발광소자 구조가 개발되었으며, 발광 방향이 기판의 반대 방향 이므로, 트랜지스터가 여러개 있더라도 개구율의 제약 없이 OLED소자를 제작할 수 있다. 특히, 해상도가 높아지면서 필셀크기가 줄어들게 되었고, 이 에따라 개구율 을 확보하기 위해서는 전면 발광 OLED소자 구조를 사용할 수밖에 없게 되었다. 현재 고해상도AMOLED를 사용하는 소형OLED에서 전면 발광 소자 구조를 택하고 있다.

1.3 역구조 OLED(inverted OLED)소자 구조

일반적인 OLED소자 구조는 AMOLED패널에서 p형 트랜지스터를 주로 사용하기 때문에 anode가 트랜지스터에 연결되어 있고, cathode를 공통전극으로 사용하는 소자 구조이다. 그러나, 트랜지스터가 n형 트랜지스터가 될 경우에는 cathode가 트랜지스터에 연결되어야 하며, 이를 위하여 inverted OLED 소자 구조가 개발되었다. 일반 OLED소자와의 차이점은 anode와 cathode의 위치이며, 소자 구조가 달라짐에 따라 소자 구조 측면에서도 새로운 소자 구조를 필요로 한다.

inverted OLED에서는 배면발광OLED와 전면발광OLED의 형태로 소자 제작이 가능하다. 배면발광 형태의 inverted OLED 를 제작하기 위해서는 cathode가 투명 또는 반투명 전극이어야 하며, anode는 반사 전극을 사용해야 한다. Inverted OLED 에서 전극을 구성하는 간단한 방법은 ITO 전극을 사용 하고, ITO 전극 위에 Mg 또는 Ca 과 같은 전극을 일함수를 조절하기 위한 전극 으로 사용 하는 방법이다.

배면,전면OLED 소자의 구조

 

*참고문헌:OLED소재및 소자의 기초와 응용, 이준엽저

사진출처: 삼성디스플레이 홍보사이트