KR100741135B1 - 전하주입성 청색 칼라필터층을 구비하는 유기전계발광소자 - Google Patents

전하주입성 청색 칼라필터층을 구비하는 유기전계발광소자 Download PDF

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Abstract

유기전계발광소자를 제공한다. 상기 유기전계발광소자는 적색 화소영역, 녹색 화소영역 및 청색 화소영역을 갖는 기판을 구비한다. 상기 화소영역들 상에 제1 전극들이 각각 위치한다. 상기 적색 화소영역의 제1 전극 상에 적색 발광층이 위치하고, 상기 녹색 화소영역의 제1 전극 상에 녹색 발광층이 위치하며, 상기 청색 화소영역의 제1 전극 상에 청색 발광층이 위치한다. 상기 발광층들 상에 제2 전극이 위치한다. 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 중 적어도 하나는 광투과 전극이다. 상기 청색 발광층과 상기 광투과 전극 사이에 전하주입성 청색 칼라필터층이 선택적으로 위치한다.

Description

전하주입성 청색 칼라필터층을 구비하는 유기전계발광소자{OLED having charge injecting blue color filter layer}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기전계발광표시장치를 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기전계발광소자를 나타낸 단면도로서, 도 1의 A를 확대하여 나타낸다.
(도면의 주요 부위에 대한 부호의 설명)
100 : 소자 기판 200 : 봉지 기판
110 : 제1 전극 115 : 전하주입성 청색 칼라필터층
120 : 공통 전하주입층 130R, 130G, 130B : 발광층
본 발명은 유기전계발광소자에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 청색의 색순도가 향상된 유기전계발광소자에 관한 것이다.
일반적으로 유기전계발광소자는 자발광형 표시소자로서 시야각이 넓고 콘트라스트가 우수할 뿐 아니라 응답속도가 빠르다는 장점을 갖고 있어 차세대 표시장 치(display)로서 각광받고 있다.
일반적인 유기전계발광소자는 애노드, 상기 애노드 상에 위치하는 유기발광층 및 상기 유기발광층 상에 위치하는 캐소드를 포함한다. 상기 애노드와 상기 캐소드 간에 전압을 인가하면 정공은 상기 애노드로부터 상기 유기발광층 내로 주입되고, 전자는 상기 캐소드로부터 상기 유기발광층내로 주입된다. 상기 유기발광층 내로 주입된 정공과 전자는 상기 유기발광층에서 재결합하여 엑시톤(exiton)을 생성하고, 이러한 엑시톤이 여기상태에서 기저상태로 전이하면서 빛을 방출한다.
이러한 유기전계발광소자의 풀칼라화를 구현하기 위해서는 적색, 녹색 및 청색 각각에 해당하는 발광층들을 형성하는 방법이 있다. 그러나, 현재까지 개발된 청색 발광층의 유기재료는 NTSC 청색 색좌표를 만족시키지 못해 색순도가 나쁘거나, 색순도가 양호할 경우 청색 발광층의 수명특성이 나쁜 단점이 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 수명이 양호한 청색 발광층을 적용하는 경우에도 청색 색순도가 향상된 유기전계발광소자를 제공하고자 한다.
상기 기술적 과제를 이루기 위하여 본 발명의 일 실시예는 유기전계발광소자를 제공한다. 상기 유기전계발광소자는 적색 화소영역, 녹색 화소영역 및 청색 화소영역을 갖는 기판을 구비한다. 상기 화소영역들 상에 제1 전극들이 각각 위치한다. 상기 적색 화소영역의 제1 전극 상에 적색 발광층이 위치하고, 상기 녹색 화 소영역의 제1 전극 상에 녹색 발광층이 위치하며, 상기 청색 화소영역의 제1 전극 상에 청색 발광층이 위치한다. 상기 발광층들 상에 제2 전극이 위치한다. 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 중 적어도 하나는 광투과 전극이다. 상기 청색 발광층과 상기 광투과 전극 사이에 전하주입성 청색 칼라필터층이 선택적으로 위치한다. 이러한 유기전계발광소자에 있어서, 상기 청색 발광층으로부터 나온 1차 청색광은 상기 청색 칼라필터층 및 상기 광투과전극을 차례로 통과하여 2차 청색광의 상태에서 외부로 방출된다. 이 때, 상기 청색 칼라필터층은 순수한 청색만을 필터링하므로, 상기 2차 청색광은 상기 1차 청색광에 비해 색순도가 향상된다. 따라서, 상기 청색 칼라필터층으로 수명특성이 양호한 유기재료를 사용할 수 있다. 또한, 상기 청색 칼라필터층은 전하를 주입할 수 있는 전하주입성막이므로, 전하주입효율이 더 향상될 수 있다.
상기 기술적 과제를 이루기 위하여 본 발명의 다른 실시예는 다른 유기전계발광소자를 제공한다. 상기 유기전계발광소자는 적색 화소영역, 녹색 화소영역 및 청색 화소영역을 갖는 기판을 구비한다. 상기 화소영역들 상에 광투과성 애노드들이 각각 위치한다. 상기 청색 화소영역의 애노드 상에 정공주입성 청색 칼라필터층이 선택적으로 위치한다. 상기 적색 화소영역의 애노드 상에 적색 발광층이 위치하고, 상기 녹색 화소영역의 애노드 상에 녹색 발광층이 위치하며, 상기 정공주입성 청색 칼라필터층 상에 청색 발광층이 위치한다. 상기 발광층들 상에 캐소드가 위치한다.
이하, 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려 여기서 소개되는 실시예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되어지는 것이다. 도면들에 있어서, 층이 다른 층 또는 기판 상에 있다고 언급되어지는 경우에 그것은 다른 층 또는 기판 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 또 다른 층이 개재될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기전계발광표시장치를 나타낸 단면도이다.
도 1을 참조하면, 소자기판(100) 상에 복수 개의 화소들이 규칙적으로 배열된 화소 어레이(PA)가 배치된다. 상기 소자기판(100) 상에 외부의 물리적 충격 또는 산소나 수분으로부터 상기 화소 어레이(PA)를 보호하는 봉지기판(200)이 배치된다. 상기 소자기판(100)과 상기 봉지기판(200)은 실런트(150)를 매개로 하여 결합된다. 상기 봉지기판(200)의 상기 화소 어레이(PA)에 대향하는 면 상에 게터(160)가 배치된다. 상기 게터(160)는 상기 소자기판(100)과 상기 봉지기판(200) 사이의 공간에 존재하는 수분 또는 산소를 흡수하여, 상기 화소들의 열화를 방지하는 역할을 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기전계발광소자를 나타낸 단면도로서, 도 1의 A를 확대하여 나타낸다.
도 2를 참조하면, 소자기판(100)은 적색 화소영역(R), 녹색 화소영역(G) 및 청색 화소영역(B)을 구비한다. 상기 화소영역들(R, G, B) 상에 제1 전극들(110)이 각각 배치된다. 상기 소자기판(100)은 상기 제1 전극들(110)에 각각 접속하는 박막트랜지스터들(미도시)을 더 구비할 수 있다.
상기 제1 전극들(110) 상에 화소정의막(pixel defining layer;105)이 배치된다. 상기 화소정의막(105)은 상기 제1 전극들(110)의 일부들을 각각 노출시키는 개구부들을 구비한다. 상기 화소정의막(105)은 BCB(benzocyclobutene), 아크릴계 포토레지스트, 페놀계 포토레지스트 또는 이미드계 포토레지스트를 사용하여 형성할 수 있다.
상기 개구부 내에 노출된 상기 적색 화소영역(R)의 제1 전극(110) 상에 적색 발광층(130R)이 배치되고, 상기 녹색 화소영역(G)의 제1 전극(110) 상에 녹색 발광층(130G)이 배치되며, 상기 청색 화소영역(B)의 제1 전극 상에 청색 발광층(130B)이 배치된다. 상기 발광층들(130R, 130G, 130B)을 각 화소영역(R, G, B) 별로 형성하는 것은 고정세 마스크(fine metal mask)를 이용한 진공증착법 또는 레이저 열전사법을 사용하여 수행할 수 있다.
상기 발광층들(130R, 130G, 130B) 상에 제2 전극(145)이 위치한다. 상기 제2 전극(145)은 상기 발광층들(130R, 130G, 130B) 전체에 걸쳐 형성된 공통전극일 수 있다.
상기 제1 전극(110)과 상기 제2 전극(145) 중 적어도 하나는 광투과 전극이다. 구체적으로, 상기 소자기판(100)에 인접하는 상기 제1 전극(110)이 광투과 전극이고, 봉지기판(도 1의 200)에 인접하는 상기 제2 전극(145)이 광반사 전극인 경우 배면발광을 구현할 수 있고, 상기 제2 전극(145)이 광투과 전극이고, 상기 제1 전극(110)이 광반사 전극인 경우 전면발광을 구현할 수 있으며, 상기 제1 전극(110) 및 상기 제2 전극(145)이 모두 광투과 전극들인 경우 양면발광을 구현할 수 있다.
이하, 상기 제1 전극(110)만이 광투과 전극인 경우 즉, 배면발광 유기전계발광소자를 예로 들어 설명한다.
상기 청색 발광층(130B)과 상기 광투과 전극(110) 사이에 전하주입성 청색 칼라필터층(115)이 선택적으로 위치한다. 다시 말해서, 적색 및 녹색 발광층들(130R, 130G)과 상기 광투과 전극들(110) 사이에는 상기 전하주입성 칼라필터층이 위치하지 않는다. 여기서 상기 전하주입성 청색 칼라필터층(115)은 상기 광투과 전극(110)으로부터 상기 청색 발광층(130B)으로 전하를 주입할 수 있는 층임과 동시에 상기 청색 발광층(130B)으로부터 나온 1차 청색광(BL1)을 필터링하여 상기 1차 청색광(BL1)에 비해 색순도가 높은 2차 청색광(BL2)만을 투과시키는 층이다. 구체적으로, 상기 청색 칼라필터층(115)은 500nm이상의 파장에서는 광투과율이 40%이하일 수 있다. 따라서, 상기 1차 청색광(BL1) 중 500nm 이상의 파장 즉, 녹색광과 적색광을 거의 투과시키지 않으므로 색순도 높은 청색광 즉, 2차 청색광(BL2)만이 투과될 수 있다. 따라서, 상기 전하주입성 청색 칼라필터층(115)으로 인해 수명이 양호한 청색 발광층을 적용하는 경우에도 색순도 높은 청색광을 얻을 수 있음과 동시에 전하주입효율을 향상시킬 수 있다. 이러한 전하주입성 청색 칼라필터층(115)은 섀도우 마스크(shadow mask)를 이용한 진공증착법을 사용하여 형성할 수 있다.
상기 광투과 전극(110)은 애노드 즉, 상기 제1 전극(110)이 광투과성 애노드이고, 상기 제2 전극(145)은 캐소드일 수 있다. 이 경우, 상기 전하주입성 청색 칼라필터층(115)은 정공주입성 청색 칼라필터층(115)일 수 있다. 나아가, 상기 정공주입용 칼라필터층(115)은 CuPc(구리 프탈로시아닌)를 함유할 수 있다.
상기 적색 화소영역(R)의 애노드(110)와 상기 적색 발광층(130R) 사이, 상기 녹색 화소영역(G)의 애노드(110)와 상기 녹색 발광층(130G) 사이 및 상기 정공주입성 청색 칼라필터층(115)과 상기 청색 발광층(130B) 사이에 공통 정공주입층(120)이 더 배치될 수 있다. 상기 공통 정공주입층(120)을 형성하는 것은 진공증착법 또는 스핀코팅법을 사용하여 형성할 수 있다. 이로써, 상기 공통 정공주입층(120)은 TNATA, TCTA, TDAPB와 같은 저분자재료과 PANI, PEDOT와 같은 고분자재료 중에서 선택되는 적어도 하나를 함유할 수 있다.
상기 공통 정공주입층(120)과 상기 발광층들(130R, 130G, 130B)들 사이에 공통 정공수송층(125)이 더 배치될 수 있다. 상기 공통 정공수송층(125)을 형성하는 것은 스핀코팅법 또는 진공증착법을 사용하여 수행하는 것이 바람직하다. 상기 공통 정공수송층(125)은 NPB, NPD, TPD, s-TAD, MTADATA등의 저분자재료와 PVK와 같은 고분자재료 중에서 선택되는 적어도 하나를 함유할 수 있다.
상기 발광층들(130R, 130G, 130B)과 상기 제2 전극(145) 사이에는 상기 발광층들(130R, 130G, 130B)에 인접하는 공통 전자수송층(135)과 상기 제2 전극(145)에 인접하는 공통 전자주입층(140)이 위치할 수 있다. 상기 공통 전자수송층(135)은 PBD, TAZ, spiro-PBD와 같은 고분자재료와 Alq3, BAlq, SAlq와 같은 저분자재료 중에서 선택되는 적어도 하나를 함유할 수 있고, 상기 공통 전자주입층(140)은 Alq3, 갈륨 혼합물(Ga complex), PBD, LiF 중에서 선택되는 적어도 하나를 함유할 수 있다.
상기 제2 전극(145) 상에 캡핑층(미도시)이 위치할 수 있다. 상기 캡핑층은 유기막, 무기막 또는 이들의 다중층일 수 있다. 이러한 캡핑층은 외부의 수분이나 산소의 침투를 방지하는 역할을 할 수 있다.
이상, 상기 제1 전극(110)만이 광투과 전극인 경우 즉, 배면발광 유기전계발광소자를 예로 들어 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 전면발광 및 양면발광 유기전계발광소자에도 적용할 수 있을 것이다. 구체적으로, 상기 제2 전극(145)만이 광투과 전극인 경우 즉, 전면발광 유기전계발광소자의 경우에는 상기 제2 전극(145)과 상기 청색 발광층(130B) 사이에 상기 전하주입성 청색 칼라필터층(115)이 위치할 수 있고, 상기 제1 전극(110)과 상기 제2 전극(145)이 모두 광투과 전극인 경우, 서로 극성을 달리하는 전하주입성 청색 칼라필터층(115)들이 상기 제1 전극(110)과 상기 청색 발광층(130B) 사이 및 상기 제2 전극(145)과 상기 청색 발광층(130B) 사이에 각각 위치할 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 광투과 전극과 청색 발광층 사이에 전하주입성 청색 칼라필터층을 선택적으로 위치시킴으로써, 수명이 양호한 청색 발광층을 적용하는 경우에도 색순도 높은 청색광을 얻을 수 있음과 아울러서 전하주입효율을 향상시킬 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (5)

  1. 적색 화소영역, 녹색 화소영역 및 청색 화소영역을 구비하는 기판;
    상기 화소영역들 상에 각각 위치하는 제1 전극들;
    상기 적색 화소영역의 제1 전극 상에 위치하는 적색 발광층, 상기 녹색 화소영역의 제1 전극 상에 위치하는 녹색 발광층 및 상기 청색 화소영역의 제1 전극 상에 위치하는 청색 발광층;
    상기 발광층들 상에 제2 전극이 위치하되, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 중 적어도 하나는 광투과 전극이고;
    상기 청색 발광층과 상기 광투과 전극 사이에 선택적으로 위치하는 전하주입성 청색 칼라필터층을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광소자.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 광투과 전극은 애노드이고,
    상기 전하주입성 청색 칼라필터층은 정공주입성 청색 칼라필터층인 것을 특징으로 하는 유기전계발광소자.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 적색 화소영역의 애노드와 상기 적색 발광층 사이, 상기 녹색 화소영역의 애노드와 상기 녹색 발광층 사이 및 상기 정공주입성 청색 칼라필터층과 상기 청색 발광층 사이에 위치하는 공통 정공주입층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광소자.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 정공주입성 청색 칼라필터층은 CuPc를 함유하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광소자.
  5. 적색 화소영역, 녹색 화소영역 및 청색 화소영역을 구비하는 기판;
    상기 화소영역들 상에 각각 위치하는 광투과성 애노드들;
    상기 청색 화소영역의 애노드 상에 선택적으로 위치하는 정공주입성 청색 칼라필터층;
    상기 적색 화소영역의 애노드 상에 위치하는 적색 발광층, 상기 녹색 화소영역의 애노드 상에 위치하는 녹색 발광층 및 상기 정공주입성 청색 칼라필터층 상에 위치하는 청색 발광층; 및
    상기 발광층들 상에 위치하는 캐소드를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광표시장치.
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