KR100611018B1 - 백색 광 방출 유기 전자발광 장치와 그 제조방법 - Google Patents

백색 광 방출 유기 전자발광 장치와 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 백색 광 방출 유기 전자발광(EL) 장치와 그 제조방법에 관한 것으로, 본 발명은 기판; 상기 기판 위에 형성된 양극; 상기 양극 위에 형성된 적어도 하나 이상의 정공 전달 층 ; 상기 정공 전달 층 상에 형성된 적어도 하나 이상의 발광 층(DPVBi), 여기서 제일 도판트(DCM2)는 상기 발광층 내로 도핑됨; 상기 발광 층 상에 형성된 적어도 하나 이상의 전자 전달 층, 여기서 제이 도판트(C6)는 상기 전자 전달 층 내로 도핑됨; 및 상기 전자 전달 층 상에 형성된 음극을 포함하며, 여기서 본 장치에 바이어스 전압이 적용될 때 제일 광(적색)은 상기 제일 도판트에 의해 방출되고, 제이 광(녹색)은 상기 제이 도판트에 의해 방출되며, 제삼 광(청색)은 상기 발광 층에 의해 방출되는 백색 광 방출 유기 전자 발광 장치를 제공한다.

Description

백색 광 방출 유기 전자발광 장치와 그 제조방법{White light emitting organic electroluminescent device and method for fabricating the same}
도 1은 종래 기술에 따른 유기 EL 장치의 구조를 도시한 단면도이고,
도 2는 종래 기술에 따른 다른 유기 EL 장치의 구조를 도시한 개략적 밴드 다이어그램이고,
도 3은 종래 기술에 따른 또 다른 유기 EL 장치의 구조를 도시한 3-차원도이고,
도 4는 본 발명의 바람직한 실시형태에 따른 유기 EL 장치의 구조를 도시한 단면도이고,
도 5는 본 발명의 바람직한 실시형태에 따른 유기 EL 장치의 구조를 도시한 단면도 개략적 밴드 다이어그램이고,
도 6은 본 발명에 따른 발광 강도와 파장간의 관계의 실험적 결과를 나타낸 그래프이다.
** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 **
40 : 백색 광 방출 유기 전자발광 장치 41 : 기판
42 : 양극 43 : 정공 주입 층
44 : 정공 전달 층 45 : 발광 층
46 : 전자 전달 층 48 : 전자 주입 층
49 : 음극 455 : 제일 도판트
465 : 제이 도판트
본 발명은 일반적으로 유기 전자발광(EL) 장치(또한 OELD로 알려짐)와 그 제조방법에 관한 것으로, 특히 세 가지 다른 주파수 대역을 포함하는 연속하는 전 색상의 빛을 직접 방출할 수 있는 백색 광 방출 유기 전자발광 장치와 이런 유기 전자발광 장치를 용이하게 그리고 아주 정밀하게 제조하는 방법에 관한 것이다. 본 발명은 제조 과정을 효과적으로 단순화 할 수 있으며 발광 효율을 개선 할 수 있다.
씨.더블유. 탕(C.W. Tang)과 에스.에이. 반 슬라이크(S.A. Van Slyke)(이스트만 코닥 사, 로체스터, 뉴욕)가 1987년 이래로 노력하여, 진공 증착에 의한 알루미늄 트리스옥신[a.k.a., 트리스(8-퀴놀리놀)알루미늄]을 사용함에 의해 헤테로-구조를 형성한 유기 전자발광 장치는 다른 디스플레이 패널에 비해 그 이점으로 거대한 반향을 불러 모아왔다. 이들 이점은 자기 발광, 큰 시각, 짧은 반응 시간, 컴팩트한 사이즈, 가벼운 중량, 감소된 두께, 높은 휘도, 낮은 전력 소비, 간단한 제조 및 전 색상 영역의 광 방출 능을 포함한다. 따라서, 이런 유기 전자 발광 장치는 에너지를 절약하기 위해 형광 램프 및 백열 전구와 갖은 현재 사용되는 백색 광원을 대체하기 위해 점점 더 요구되고, 이들에 대한 기술이 전 세계를 걸쳐 산업 상으로 연구되고 있다.
반 슬라이크등(이스트만 코닥사, 로체스터, 뉴욕)에 의해 "개선된 박막 필름 발광 죤을 갖는 전자 발광장치"라는 제목으로 1987년 10월 14일자로 출원되고 1988년 9월 6일자고 공고된 미국 특허 제 4,769,292호에 개시된 유기 EL 장치의 구조를 도시한 단면도인 도1을 참고로 한다. 이 유기 EL 장치(10)는 연속하여 투명 기판(11), 증착에 의한 주석 산화물 또는 인듐 주석 산화물(ITO) 로 형성된 광 전달 양극(13), 유기 정공 주입 및 전달 죤(15), 발광 죤(17), 및 음극(19)을 포함한다. 발광 죤(17)은 정공 과 전자 주입을 유지할 수 있는 유기 주 재질과 정공 -전자 재 조합에 감응하는 광을 방출할 수 있는 형광 재질(도시생략)로 구성된 박막 필름으로 형성된다. 외부 전압이 장치(10)에 적용될 때 양극(13)은 정공(양극으로 하전된 캐리어)을 발광 매체(17)에 주입하고, 음극(19)은 전자를 발광 매체(17)에 주입한다. 그래서 양극(13)에 인접한 발광 매체(17)부분은 정공 주입 및 전달 죤(15)을 형성한다. 주입된 정공과 전자들은 각각 반대로 하전된 전극을 향해 이동한다. 이것은 유기 발광매체 (17) 내에서 정공-전자 재 조합을 만들어 선택된 형광 재질에 따라 에너지를 광으로 방출되게 한다.
전술한 종래 기술의 유기 EL 장치는 우수한 품질과 늘어난 수명에 이점을 갖는다. 그러나 채용된 구조는 여러 선택된 형광 재질에 따른 단색 광만을 방출할 수 있고 백색 광 또는 연속적인 전 색상 광을 방출하는 목적은 달성 할 수 없었다.
시(Shi)등 (모토롤라 사, 샤움버그, 일리노이즈)에 의해 "정공 전달 층으로부터 방출하는 유기 전자 발광 장치"라는 제목으로 1996년 6월 6일 출원되고 1997년 9월 16일 공고된 미국 특허 제 5,668,438호 와 동일한 제목으로 1997년 4월 18일 출원되고 1999년 3월 23일 공고된 미국 특허 제 5,886,464호에 개시된 유기 EL 장치의 구조를 도시한 개략적인 밴드 다이어그램인 도2를 참고로 한다. EL 구조에서 양극(22)은 주석 산화물 또는 인듐 주석 산화물(ITO)로 형성되고, 유기 정공 전달 층(23)은 양극(22) 상에 형성되고, 유기 전자 전달 층(24)은 정공 전달 층(23)상에 형성되고, 그리고 음극(25)은 전자 전달 층(24)상에 형성된다. 정공 및 전자 전달 층(23 및 24)용 재질은 다음 부등식을 만족하도록 선택된다.
(EC1 - EC2) < (EV1 - EV2)
여기서 EC1 과 EV1은 각각 정공 전달 층으로 선택된 재질의 전도대 레벨과 가전자대 레벨을 나타내고 EC2 와 EV2 는 각각 전자 전달 층으로 선택된 재질의 전도대 레벨과 가전자대 레벨을 나타낸다.
이 부등식은 정공 전달 층(23)의 가전자대로부터 전자 전달 층(24)의 가전자대로 주입된 정공에 대한 에너지 장벽이 전자 전달 층(24)의 전도대로부터 정공 전달 층(23)의 전도대로 주입된 전자에 대한 에너지 장벽보다 크다는 것을 확실하게 한다. 달리 말하면, 전자 전달 층(24)으로부터 정공 전달 층(23)으로 주입된 전 자의 수가 정공 전달 층(23)으로부터 전자 전달 층(24)으로 주입된 정공의 수보다 보다 크다는 것이다. 따라서 전자와 정공은 전자 전달 층(24)과 정공 전달 층(23)의 계면에 근접한 정공 전달 층(23)의 부분에서 재 조합하고 여기서 광 방출이 일어난다. 더욱이 양극(22)으로부터 정공 전달 층(23)으로 정공이 용이하게 주입 되도록 하기 위해 EL 구조는 양극(22)과 정공 전달 층(23)간에 개재하는 정공 주입 층을 더 제공한다.
비록 상술한 종래 기술의 유기 EL 장치는 정공 전달 층(23)으로부터 광 방출에 기인하여 높은 전자 발광 효능을 가지기는 하지만, 그러나 채용된 구조는 여러 선택된 형광 재질에 따른 단색 광만을 방출할 수 있고 백색 광 또는 연속적인 전 색상 광을 방출하는 목적은 달성 할 수 없었다.
근년 들어, 다음을 포함하는 백색 광 또는 전 색상 광을 방출할 수 있는 유기 EL 장치를 실현하기 위해 산업적으로 연구되고 개발되어온 몇 가지 방법들이 있다.
1. 컬러 전환: 이 방법에서, 단색 광은 각각의 색상 전환 층으로 구성된 색상 전환 재질을 통과하고 나서 분해되어 각각의 색상, 즉 적색, 청색 및 녹색과 같은 삼원색을 갖는 광으로 전환되어 백색 광 또는 전 색상 광을 방출할 수 있는 유기 EL 장치가 얻어질 수 있다. 그러나 이 방법 또한 여러 가지 문제에 봉착한다. 첫째로, 대부분의 이용 가능한 색상 전환 재질이 컬러 순도와 발광 효율에서 만족스럽지 못하다. 두 번째로 배경 광(청색 광 및 자외선 광과 같은 것) 도 또한 색상 전환 층에 의해 흡수될 수 있어 때때로 조악한 대비와 불완전한 화소 질을 나타낸 다. 그리고 세 번째로 색상 전환 과정은 2-파장 어프로치에 의해 수행되며, 따라서 색채의 누락이 발생될 수 있다.
2. 컬러 필터: 이 방법에서, 백 색광이 유기 EL 재질의 후 광원(back-lighting source)으로 사용된다. 이 방법은 LCD 컬러 필터가 수반될 때 전 색상을 달성하는데 유용하다. 그러나 이 방법의 핵심 문제는 어떻게 확실한 백색 광을 얻는가 하는 것이다.
3. 세 개 독립 컬러(RBG): 이 방법에서는 삼원색인 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)이 독립적으로 나타내어져 전 색상 디스플레이 또는 백색 광원을 실현한다. 그러나 세 가지 색이 독립적으로 나타나기 때문에 RBG 화소는 각각의 다른 구동 전압을 요한다. 이렇게 형성된 다색 유기 광 방출 장치는 포레스트(Forest) 등 (프린세톤 대학교, 프린세톤, 뉴 저지)에 의해" 유기 장치용 투명 콘텍츠"라는 제목으로 1996년 3월 6일 출원되고 1997년 12월 30일 공고된 미국 특허 제 5,703,436호에 개시되어있다. 이것은 복잡한 제조 과정과 큰 사이즈의 단점을 갖는다. 부가하여 이런 장치에서 높은 정밀도는 RBG 화소에 필수적으로 요구된다. 나가야마(Nagayama)등(파이오니어 일렉트로닉 코포레이션, 토쿄 일본)에 의해 "유기 전자 발광 디스플레이 패널 및 그 제조방법"이라는 제목으로 1997년 5월 8일 출원되고 1999년 9월 14일 공고된 미국 특허 제5,952,037호에 개시된 유기 EL 장치의 구조를 나타내는 3차원도인 도 3에서 나타난바와 같이, 유기 EL 장치는 ; 방출 부분에 상응하는 복수의 제일 디스플레이 전극(32)이 그 위에 형성된 기판(30); 최소한 부분의 제일 디스플레이 전극(32)에 각각 노출하도록 기판(30)으로부터 돌출하 는 전기 절연 누벽(34); 제일 디스플레이 전극(32)의 노출된 부분 상에 형성된 적어도 하나의 유기 전자 발광 매체를 각각 포함하는 유기 작용 층(36); 유기 작용 층(36)상에 형성된 제이 디스플레이 전극(38) ; 및 기판의 상부에서 기판에 완벽하게 평행하는 방향으로 돌출하는 현수부(385)를 갖는 각 전기 절연 누벽을 포함한다. 이것은 제조 과정이 어렵고 복잡하다는 것이 알려져 있다. 한편, 세 개의 다른 유기 EL 재질이 채용되어 형성된 RBG 화소는 각각 다른 발광 효율, 수명, 구동 조건을 가질 것이다. 예를 들어, 적색 광은 조악한 순도를 나타내고 오렌지색으로 전이 될 수 있다. 적색 광은 또한 보다 짧은 수명을 갖고 디스플레이의 모든 수행에 악 영양을 미칠 수 있다. 다른 한편으로 이 방법은 2-파장 어프로치에 의해 수행되고, 따라서 색채의 생략이 일어날 수 있다.
따라서 본 발명은 전술한 상태의 관점에서 이런 문제점을 해결하기 위해서 만들어진 것이며 더욱이 백색 광 방출을 실현할 수 있도록 하기 위해 세 가지 다른 주파수를 포함하는 연속하는 전 색상 광을 직접 방출할 수 있는 백색 광 방출 유기 전자 발광(EL) 장치를 제조하는 방법을 제공하기 위해 만들어 졌다.
본 발명의 제일 목적은 발광 층, 전자 전달 층 및 도판트 재질을 합체하여 보다나은 색상 획일성을 갖는 세 가지 다른 주파수 대역을 포함하는 연속하는 전 색상 광을 실현하고 발광효능을 개선하는 백색 광 방출 유기 전자발광 장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 목적은 보다나은 전 색상 디스플레이 질을 갖는 백색 광을 실현하도록 백색 광 방출 유기 전자발광 장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 제조 공정을 단순화하고, 사이즈를 줄이고, 비용을 줄이기 위해서 삼원색(적색, 녹색 및 청색)을 방출하는 세 가지 독립 구동 전압대신 바이어스 전압을 합체하는 백색 광 방출 유기 전자발광 장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 에너지를 절약하기 위해 현재 사용되고 있는 형광 램프와 백열전구와 같은 백색 광원을 대체하는 백색 광 방출 전자 발광 장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적을 도핑기술을 합체하여 보다나은 컬러 획일성을 갖는 세 가지 다른 주파수 대역을 포함하는 연속하는 전 색상 광을 실현하고 발광효능을 개선하는 백색 광 방출 유기 전자발광 장치를 제공하기 위한 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 기판; 상기 기판 위에 형성된 양극; 상기 양극 위에 형성된 적어도 하나 이상의 정공 전달 층; 상기 정공 전달 층 상에 형성된 적어도 하나 이상의 발광 층, 여기서 제일 도판트는 상기 발광층 내로 도핑됨; 상기 발광 층 상에 형성된 적어도 하나 이상의 전자 전달 층, 여기서 제이 도판트는 상기 전자 전달 층 내로 도핑됨; 및 상기 전자 전달 층 상에 형성된 음극을 포함하며, 여기서 본 장치에 바이어스 전압이 적용될 때 제일 광은 상기 제일 도판트에 의해 방출되고, 제이 광은 상기 제이 도판트에 의해 방출되며, 제삼 광은 상기 발광 층에 의해 방출되는 백색 광 방출 유기 전자 발광 장치를 제공한다.
본 발명은 더욱이 기판제공의 단계; 기판으로부터 상부로 일련하여, 양극, 적어도 하나 이상의 정공 전달 층, 적어도 하나 이상의 발광 층, 적어도 하나 이상의 전자 전달 층 및 음극을 형성하는 단계; 제일 도판트를 상기 발광 층 내로 도핑하는 단계 : 및 제이 도판트를 상기 전자 전달 층 내로 도핑하는 단계를 포함하는 백색 광 방출 유기 전자 발광 장치 제조방법을 제공한다.
본 발명의 다른 그리고 더 이상의 특징, 이점 및 유용성은 첨부 도면과 관련한 이하의 상세한 설명으로 보다 명백하게 될 것이다. 상술한 일반적 설명과 다음의 상세한 설명은 본 발명의 일 예이며 본 발명을 한정하고자 하는 것은 아니다. 첨부한 도면은 상세한 설명과 함께 단지 일반적 형태로서 본 발명의 원리를 설명하기 위해 본 출원의 일부에 합체되고 본 출원의 일부를 구성한다.
이하 상세한 설명 전반을 통해 유사부분은 유사번호로 언급한다.
본 발명의 바람직한 실시 형태의 목적, 핵심 및 이점은 첨부도면 및 상세한 설명에 의해 확실하게 이해 될 수 있을 것이다.
세 개의 다른 주파수 대역을 함유하는 연속적 전 색상 광을 직접적으로 방출할 수 있는 백색 광 방출 유기 전자 발광(EL) 장치를 제공하는 본 발명은 이하에서 설명하는 바람직한 실시 형태에 의해 예시될 수 있다.
먼저 본 발명의 바람직한 실시형태에 따른 유기 EL 장치의 구조를 도시한 단면도인 도 4를 참고로 한다. 본 도면에 도시된 바와 같이 백색 광 방출 유기 EL 장치(40)는 : 플라스틱 또는 유리로 만들어진 투명 기판(41) ; 기판(41)상에 증착 또는 스퍼터링(sputtering)에 의해 인듐 주석 산화물(ITO), AU, CuI, SnO2, ZnO 와 같은 투명성 전도성 금속, 합금, 화합물로 형성된 양극(42) ; 양극(42) 상에 증착에 의해 프탈로시안 구리 (CuPc)와 같은 정공 주입 재질로 형성된 정공 주입 층(43) ; 정공 주입 층(43) 상에 N, N'-비스-(1-나프틸)-N, N' 디페닐-1, 1'-비페닐-4-4'-디아민(NPB), TPD, 스피로-NPB, 및 m-MTDATA 와 같은 물질로 형성된 정공 전달 층(44) ; 정공 전달 층(44) 상에 1,4-비스(2,2-디페닐비닐)비페닐(DPVBi), Balq, PVK 및 Zn(ODZ)2 와 같은 물질로 형성된 발광 층(45), 여기서 발광성 매체 또는 인광성 매체로 구성된 제일 도판트(455)는 발광 층(45) 내로 도핑됨 ; 발광 층(45) 상에 트리스(8-퀴놀리놀)알루미늄, TAZ, PBD 및 Zn(ODZ)2 와 같은 물질로 형성된 전자 전달 층(46), 여기서 발광성 매체 또는 인광성 매체로 구성된 제이 도판트(465)는 전자 전달 층(46)내로 도핑됨 ; 전자 전달 층(46) 상에 트리스(8-퀴놀리놀)알루미늄, TAZ, PBD 및 Zn(ODZ)2 와 같은 물질로 형성된 캡 층(제이 전자 전달 층) (47) ; 제이 전자 전달 층(47)상에 LiF, Mg/Ag, A1/Li2O, A1/Li2O, Ca 및 Al 와 같은 전도성물질, 합금, 혼합물로 형성된 음극(49)과 전자 주입 층(48)을 포함한다.
제일 도판트 및 제이 도판트는 4-디시아노메틸렌-2-메틸-6-[2-(2,3,6,7-테트라-하이드로-1H, 5H-벤조[ij]퀴놀리진-8-일)비닐]-4H-피란(DCM2), DCM1, DCJTB, 코 우마린 545T, 페리렌(perylene)과 같은 발광성 매체 또는 PtOEOP 같은 인광성 매체를 사용함에 의해 시행될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시형태에 따른 유기 EL 장치의 구조를 도시한 개략적 밴드 다이어그램인 도5를 참고로 한다. 본 도면에서 Exc 는 또한 전자 친화력으로 알려진 것으로 물질의 진공 준위와 전도 대 간의 에너지 차이고 반면, Exv 는 또한 이온화 능으로 알려진 것으로 물질의 진공 준위와 가전자 대 간의 에너지 차를 나타낸다.
본 밴드 다이어그램에 도시된 바와 같이 전자 친화력이 커지게 되고 두 물질간의 계면에서 전도대 불연속이 적어짐에 따라, 전자는 대부분 주입되어지기 쉽다. 따라서 전원으로부터 외부 전압이 적용될 때 전자는 전자 주입 층(48)의 EM2로부터 전자 전달 층(46)을 통해 발광 층(45)내로 쉽게 이동한다. 더욱이 발광 층(45)의 가전자 대 에너지 E5C 와 정공 전달 층(44)의 전도 대 에너지 E4c 간의 계면에서 전도 대 불연속이 상술한 발광 층(45)의 가전자 대 에너지 E5C 와 전자 전달 층(46)의 전도 대 에너지 E6c 간의 계면에서 전도 대 불연속 보다 매우 크기 때문에 발광 층(45)으로부터 정공 전달 층(44)으로 전자가 들어갈 가능성이 거의 없다. 이 결과로 주입된 전자의 대부분이 발광 층(45)과 전자 전달 층(46)에 축적한다.
한편, 양극(42)으로부터 정공 주입 층(43)과 정공 전달 층(44)을 통해 주입된 정공을 감소하는 가전자 대(EM1, E3V, E4V, E5V)에 기인하여 발광 층(45)에 들어간 다. 한편, 주입된 정공과 전자는 발광 층(45)에서 재 조합하여 여기 상태로 들뜨게 된다. 에너지 준위가 여기 상태에서 기저 상태로 환원될 때, 일부 에너지는 DPVBi 물질로부터 방출된 청색 광으로 방출되고, 일부에너지는 제일 도판트(DCM2)(455)로부터 방출된 적색 광으로 방출된다. 제일 도판트에 대한 E55C 와 E55V 간의 에너지 차는 DPVBi에 대한 E5C 와 E5V 간의 에너지 차 보다 적게된다.
더욱이 정공 전달 층(44)에서 정공의 이동성이 전자 전달 층(46)에서 전자의 이동성보다 매우 크기 때문에, 얼마간의 정공이 전자 전달 층(46)으로 주입될 수 있다. 이들 정공과 전자는 전자 전달 층(46)에서 재 조합하여 여기 상태로 들뜨게 된다. 에너지 준위가 여기 상태에서 기저상태로 환원될 때 에너지는 제이 도판트(C6) (465)로부터 방출된 녹색 광으로 방출된다. E65C 와 E65V 간의 에너지차는 제이 도판트에 대한 것이다. 따라서 유기 EL 장치(40)는 세 가지 구동 전압을 적용하는 대신 바이어스 전압을 사용하여 삼원색(RGB)을 방출하여 세 가지 다른 주파수 대역을 함유하는 연속하는 전 색상 광을 방출하는 백색 광이 실현되어 질 수 있다.
본 발명의 예시적인 실시 형태에 의해 실행될 수 있다. 제조단계와 실험적 결과는 다음과 같다.
1. 증착 또는 스퍼터링을 사용함에 의해 인듐 주석 산화물(ITO)로 형성된 양극(42)이 투명 유리 기판(41)상에 증착된다. ITO 막의 두께는 약 1500Å이다.
2. 이소프로필 알콜에서 5분, 탈이온수에서 5분, 초음파 진동자 내에서 이소프 로필알콜에 5분과 같은 통상적인 세정 단계를 거친 후, 잔류 이소프로필 알콜은 질소 또는 다른 정화 가스로 기판에서 제거되고 나서 샘플은 UV 및/또는 오존 처리된다.
3. 5×10-6 Torr 로 설정된 고 진공 분위기 하에서, CuPc 와 같은 정공 주입 재질이 양극(42)상에 농축에 의해 증착된다. 이렇게 형성된 정공 주입 층(43)은 두께가 120Å이다. 이후 정공 전달 층(NPB)이 이 정공 주입 층(43)상에 500Å의 두께로 형성된다.
4. 제일 도판트(DCM2)(455)는 정공 전달 층(NPB)(44) 상에 두께 20Å 내지 150Å의 범위로 형성된 발광 층(45)안에 도핑된다. 발광 층(45)에 대한 제일 도판트(DCM2)(455)의 부피비는 0.04%에서 0.01%의 범위이다.
5. 제이 도판트(C6)(465)는 발광 층(45)상에 약 50Å으로 형성된 전자 전달 층(Alq3)(46) 안에 도핑된다. 전자 전달 층(Alq3)(46)에 대한 제이 도판트(C6)(465)의 부피 비는 0.05%에서 0.2%의 범위이다.
6. 제이 전자 전달 층(Alq3)(47)은 전자 전달 층((Alq3)(46) 상에 200Å의 두께로 형성된다. 제이 전자 전달 층(Alq3)(47)은 캡 층으로서 역할을 할 수 있다. 상술한 단계에 사용된 증착 율은 1A/sec 내지 5A/sec 범위이다.
7. 약 5 Å의 전자 주입 층(48) 과 약 200A의 음극(Al)(49)을 형성하기 위해 LiF 와 같은 전자 주입 물질이 증착에 의해 제2전자 전달 층(47)상에 증착된다.
상술된 제조 과정에 따르면 백색 광 방출 유기 전자 발광 (EL) 장치는 보다 나은 색상 단일성을 갖는 세 가지 다른 주파수 대역을 함유하는 연속하는 전 색상 광을 실현 할 수 있고 발광 효율을 개선 할 수 있다.
도 6은 본 발명에 따른 발광 강도와 파장간의 관계의 실험적 결과를 도시한 그래프이다. 본 도면에서 삼원색에 대한 파장에 상응하는 세 개의 피크 즉, 적색 광에 대한 560nm, 녹색 광에 대한 515nm 및 청색 광에 대한 450nm 가 있다. 이렇게 하여 이것은 백색 광 및 전 색상 디스플레이가 실현될 수 있다는 증거가 된다.
더욱이 본 발명의 개시된 유기 EL 장치의 실험결과에 따르면, 삼원색(RBG)의 발광 강도 형태는 발광 층(45)에 대한 제일 도판트(DCM5)(455) 의 부피 비에 강하게 의존한다는 것을 알 수 있다. 본 발명자의 실험결과는 청색 광과 녹색 광의 발광 강도는 부피 비가 크게되면 현저하게 떨어진다는 것을 나타냈다. 바람직하기로는 백색 광이 필요하다면 부피 비는 0.025%이다. 한편 발광 효능과 함께 백색 광의 순도는 또한 DPVBi 의 두께에 의존한다. 본 발명자의 실험결과는 DPVBi 의 두께는 청색 광 강도에 비례하지만 녹색 광 강도에는 역으로 비례한다는 것을 증명했다. 바람직하기로는 DPVBi 의 두께는 만일 백색 광이 필요하다면 90Å이다.
마지막으로 비교로 표1을 참고로 한다. DPVBi 의 두께는 90Å, 부피 비는 0.025% 및 백색 광 강도는 각각 100 cd/㎡ 와 1000 cd/㎡ 인 것에 관한 색도 좌표가 도시된다.
표 1
부피 비(%) DPVBi 의 두께 (90Å) 강도(100 cd/㎡) 강도(1000 cd/㎡)
0.025 90 X=0.30 Y=0.37 X=0.30 Y=0.36
표 1로부터 얻어진 색도 좌표는 "Commission Internationale de 1' Eclairage 1931"이 백색 광에 대한 이상적인 색도 좌표라고 주장하는 (×=0.30, Y=0.36)에 거의 같은 (×=0.30, Y=0.36)임이 명백하다. 따라서 본 발명의 바람직한 실시 형태는 완벽한 백색 광을 성공적으로 실현했다.
상술한 결과는 2.5 볼트의 조작 전압에서 얻어졌다. 만일 조작 전압이 9볼트로 증가하면 강도는 8800cd/㎡ 되고 최대 효율은 51m/w 이다.
상기의 상세한 설명에 따르면, 본 발명은 세 가지 독립 구동 전압 대신 바이어스 전압을 합체하여 제조 공정을 단순화하고, 장치의 사이즈를 줄이고 비용을 감소하도록 하는 삼원색(적색, 녹색 및 청색)을 방출하는 백색 광 방출 유기 전자발광(EL) 장치는 개시한다. 따라서 본 발명은 산업에 적용가능하고, 유익하고 진보적인 것으로 고려되어진다.
비록 본 발명이 특정실시형태를 참고로 제시하고 설명하였지만 포함 된 원리는 본 발명의 기술자에게 명백한 수많은 다른 실시 형태에의 사용에 용이한 것이다. 따라서 본 발명은 첨부된 청구항의 범위에 의해서만 제한되는 것이다.

Claims (21)

  1. 기판;
    상기 기판 위에 형성된 양극;
    상기 양극 위에 형성된 적어도 하나 이상의 정공 전달 층;
    상기 정공 전달 층 상에 형성된 적어도 하나 이상의 발광 층, 여기서 제일 도판트는 상기 발광층 내로 도핑됨 ;
    상기 발광 층 상에 형성된 적어도 하나 이상의 전자 전달 층, 여기서 제이 도판트는 상기 전자 전달 층 내로 도핑됨 ; 및
    상기 전자 전달 층 상에 형성된 음극을 포함하여 구성되는 백색 광 방출 유기 전자 발광장치로;
    상기 발광장치에 바이어스 전압이 적용될 때 제일 광은 상기 제일 도판트에 의해 방출되고, 제이 광은 상기 제이 도판트에 의해 방출되며, 제삼 광은 상기 발광 층에 의해 방출되며;
    상기 제이 광과 제삼 광의 발광 강도는 상기 발광 층에 대한 상기 제일 도판트의 부피 비에 비례함을 특징으로 하는 백색 광 방출 유기 전자 발광 장치.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 발광 층에 대한 상기 제일 도판트의 부피 비는 0.04%에서 0.01%의 범위임을 특징으로 하는 백색 광 방출 유기 전자 발광 장치.
  4. 청구항 3에 있어서, 상기 발광 층에 대한 상기 제일 도판트의 부피 비는 바람직하기로는 0.025%임을 특징으로 하는 백색 광 방출 유기 전자 발광 장치.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 제삼 광의 발광 강도는 상기 발광 층의 두께에 비례하고 상기 제이 광의 발광 강도는 상기 발광 층의 두께에 역으로 비례함을 특징으로 하는 백색 광 방출 유기 전자 발광 장치
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 발광 층의 두께는 20Å 내지 150Å의 범위임을 특징으로 하는 백색 광 방출 유기 전자 발광 장치.
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 제일 광은 적색 광이고, 상기 제이 광은 녹색 광이고, 상기 제삼 광은 청색 광임을 특징으로 하는 백색 광 방출 유기 전자 발광 장치.
  8. 청구항 1에 있어서, 상기 제일 도판트는 발광성 매체, 인광성 매체 및 그들의 조합 중 하나로 구성됨을 특징으로 하는 백색 광 방출 유기 전자 발광 장치.
  9. 청구항 8에 있어서, 상기 발광성 매체는 DCM2, DCM1, DCJTB, 코우마린 545T, 페리렌(perylene) 및 그들의 조합 중 하나로 구성됨을 특징으로 하는 백색 광 방출 유기 전자 발광 장치.
  10. 청구항 1에 있어서, 상기 제이 도판트는 발광성 매체, 인광성 매체 및 그들의 조합 중 하나로 구성됨을 특징으로 하는 백색 광 방출 유기 전자 발광 장치.
  11. 청구항 10에 있어서, 상기 발광성 매체는 C6로 구성됨을 특징으로 하는 백색 광 방출 유기 전자 발광 장치.
  12. 청구항 10에 있어서, 상기 전자 전달 층에 대한 상기 제이 도판트의 부피 비는 0.05%에서 0.2%의 범위임을 특징으로 하는 백색 광 방출 유기 전자 발광 장치.
  13. 청구항 1에 있어서, 상기 발광 층은 DPVBi, Balq, PVK, Zn(ODZ)2 및 그들의 조합 중 하나로 구성됨을 특징으로 하는 백색 광 방출 유기 전자 발광 장치.
  14. 청구항 1에 있어서, 상기 양극과 상기 정공 전달 층 사이에 개재된 정공 주입 층을 더 포함함을 특징으로 하는 백색 광 방출 유기 전자 발광 장치.
  15. 청구항 1에 있어서, 상기 전자 전달 층과 상기 음극 사이에 개재된 캡 층으로 역할을 하는 제이 전자 전달 층을 더 포함함을 특징으로 하는 백색 광 방출 유기 전자 발광 장치.
  16. 청구항 1에 있어서, 상기 전자 전달 층과 상기 음극 사이에 개재된 전자 주입 층을 더 포함함을 특징으로 하는 백색 광 방출 유기 전자 발광 장치.
  17. 청구항 1에 있어서, 상기 양극 아래에 형성된, 플라스틱과 유리 중 하나로 구성된 투명 기판을 더 포함함을 특징으로 하는 백색 광 방출 유기 전자 발광 장치.
  18. 기판제공의 단계;
    기판으로부터 상부로 일련하여, 양극, 적어도 하나 이상의 정공 전달 층, 적어도 하나 이상의 발광 층, 적어도 하나 이상의 전자 전달 층 및 음극을 형성하는 단계;
    제일 도판트를 상기 발광 층 내로 도핑하는 단계; 및
    제이 도판트를 상기 전자 전달 층 내로 도핑하는 단계를 포함하는 백색 광 방출 유기 전자 발광 장치 제조방법으로;
    여기서, 상기 발광장치에 바이어스 전압이 적용될 때 제일 광은 상기 제일 도판트에 의해 방출되고, 제이 광은 상기 제이 도판트에 의해 방출되며, 제삼 광은 상기 발광 층에 의해 방출되며,
    상기 발광 층은 청색 광을 방출하는 DPVBi이고, 상기 제일 도판트는 적색 광을 방출하는DCM2이고, 상기 제이 도판트는 녹색 광을 방출하는C6임을 특징으로 하는 백색 광 방출 유기 전자 발광 장치 제조방법.
  19. 삭제
  20. 청구항 18에 있어서, 녹색 광과 청색 광의 발광 강도는 DPVBi에 대한 DCM2의 비에 의존함을 특징으로 하는 백색 광 방출 유기 전자 발광 장치 제조방법.
  21. 청구항 18에 있어서, 상기 제이 광과 제삼 광의 발광 강도는 상기 발광 층의 두께에 의존하고, 상기 발광 층의 두께가 증가함에 따라 상기 제이 광의 발광 강도는 약해지고 상기 제삼 광의 발광 강도는 강해짐을 특징으로 하는 백색 광 방출 유기 전자 발광 장치 제조방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06207170A (ja) * 1992-11-20 1994-07-26 Idemitsu Kosan Co Ltd 白色有機エレクトロルミネッセンス素子
JPH07220871A (ja) * 1994-01-28 1995-08-18 Res Dev Corp Of Japan 有機エレクトロルミネッセンスデバイス
JP2000243565A (ja) * 1999-02-22 2000-09-08 Denso Corp 白色有機ｅｌ素子
JP2000243563A (ja) * 1999-02-23 2000-09-08 Stanley Electric Co Ltd 有機発光素子
KR20010077773A (ko) * 2000-02-08 2001-08-20 김순택 열안정성이 우수한 유기 전기발광 소자용 정공수송성화합물 및 그 제조방법
JP2001250690A (ja) * 1999-12-28 2001-09-14 Idemitsu Kosan Co Ltd 白色系有機エレクトロルミネッセンス素子
JP2001331120A (ja) * 2000-03-15 2001-11-30 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 表示装置の作製方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06207170A (ja) * 1992-11-20 1994-07-26 Idemitsu Kosan Co Ltd 白色有機エレクトロルミネッセンス素子
JPH07220871A (ja) * 1994-01-28 1995-08-18 Res Dev Corp Of Japan 有機エレクトロルミネッセンスデバイス
JP2000243565A (ja) * 1999-02-22 2000-09-08 Denso Corp 白色有機ｅｌ素子
JP2000243563A (ja) * 1999-02-23 2000-09-08 Stanley Electric Co Ltd 有機発光素子
JP2001250690A (ja) * 1999-12-28 2001-09-14 Idemitsu Kosan Co Ltd 白色系有機エレクトロルミネッセンス素子
KR20010077773A (ko) * 2000-02-08 2001-08-20 김순택 열안정성이 우수한 유기 전기발광 소자용 정공수송성화합물 및 그 제조방법
JP2001331120A (ja) * 2000-03-15 2001-11-30 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 表示装置の作製方法

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