그라비아 인쇄법을 이용한 유연 OLED 소자 제작

Abstract

OLED는 빠른 반응속도, 박막구조, 높은 명암대비등의 특징때문에 차세대 디스플레이 소자의 가장 유망한 후보이다. 특히, 고분자 OLED의 경우 잉크젯, 플렉소, 스크린 인쇄, 스핀코팅, 그라비아 인쇄등의 용액공정으로 대량생산이 가능하다. 본 연구에서는 그라비아 인쇄법을 이용하여 유연한 OLED 소자의 제작을 제시한다. 영-듀프레 공식에 의하면 더 나은 인쇄를 위해서, 잉크의 표면장력은 작아야하고, 기판의 표면에너지는 커져야 한다. 잉크의 표면장력을 낮추기 위해서 계면활성제나 표면장력이 낮은 여분의 용매를 추가하였다. 기판의 표면에너지를 키우기 위해서는 UV 오존 램프를 이용하였다. 발광층 인쇄시에 발생되는 줄무늬를 없애기 위해서는, 휘발성이 낮은 용매를 이용하여 100m/min 이상의 빠른속도로 인쇄를 실시해야 한다. 이때 점성은 고분자의 농도로 조절되며, 점성이 낮을 수록 줄무늬는 줄어든다. 이러한 과정에서 그라비아 인쇄가 이루어지는 원리를 초고속 카메라 촬영을 통하여 규명하였다. 건조과정에서 열풍을 이용하면 커피무늬 얼룩을 줄일 수 있다. 이렇게 완성된 OLED소자는 같은 잉크를 사용하여 스핀코팅법으로 제작된 소자에 비해 표면거칠기가 좋았으며, 발광 특성도 더 나았다. 이러한 연구를 통하여 그라비아 인쇄공정을 이용할 경우 대량생산공정으로 고분자 OLED를 생산할 수 있는 가능성을 제시하였고, 소자의 크기가 작을 경우 PEDOT:PSS를 양극으로 이용할 수 있다는 가능성을 제시하였다.