KR100871910B1 - 유기 발광 다이오드 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 상부 및 하부에 형성된 광대역 반도체 화합물(wide band gap semiconductor compound)층을 갖는 유기 발광층을 포함하는 유기 발광 다이오드(OLED; Organic Light Emitting Diode) 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명에서는 유기 발광층의 상부 및 하부, 즉 캐소드층의 하부 및 애노드층의 상부에 광대역 반도체 화합물층을 삽입하여, HOMO (Highest Occupied Molecular Orbit) 및 LUMO (Lowest Occupied Molecular Orbit) 사이의 밴드 갭 에너지를 낮추고 전자 및 정공의이동을 용이하게 할 수 있다. 이에 따라 본 발명에서는 구동전압 및 전류 변위를 낮추고, 유기 발광 다이오드에 균일하고 투명한 발광을 유도할 수 있다.
유기 발광 다이오드, 캐소드층, 유기 발광층, 애노드층, 광대역 반도체 화합물층, 플렉서블 기판

Description

유기 발광 다이오드 및 그 제조 방법 {Organic Light Emitting Diodes and process for producing the same}
본 발명은 상부 및 하부에 형성된 광대역 반도체 화합물(wide band gap semiconductor compound)층을 갖는 유기 발광층을 포함하는 유기 발광 다이오드(OLED; Organic Light Emitting Diode) 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
유기 발광 다이오드(OLED; Organic Light Emitting Diode)는 인광 및 형광성 유기 화합물을 전기적으로 여기시킴으로써 발광을 유도하는 자체 발광형 디스플레이 소자이다.
상기 유기 발광 다이오드는 낮은 전압에서 구동이 가능하고, 박형으로 제조가 가능하다는 장점을 가진다. 또한 유기 발광 다이오드는 광시야각 및 빠른 응답속도를 확보할 수 있기 때문에, 기존 LCD (Liquid Crystal Display)에서 지적되던 단점을 해결할 수 있을 것으로 기대되고 있다.
유기 발광 다이오드는 화면을 구현하는 물질인 유기 물질에서 스스로 빛을 내는 자체 발광형 소자이기 때문에, LCD와 같이 별도의 백라이트가 필요하지 않다. 이에 따라 전력 소모를 현저히 감소시킬 수 있기 때문에, 노트북 등에 적용 시에 배터리 수명을 연장시킬 수 있고, 동시에백라이트가 차지하는 공간만큼 얇게 구성할 수 있는 장점을 가진다. 또한 유기 발광 다이오드는 자발광 소자인 PDP(Plasma Display Panel)와 비교하여 아직 화면을 대형으로 구성할 수 없다는 단점을 가지지만, 해상도나 소비 전력 면에서는 월등한 경쟁력을 가지고 있다. 유기 발광 다이오드는 또한 초박막 액정표시장치 (TFT LCD; Thin Film Transistor LCD)에 비하여 응답속도가 약 1000배 정도 빠르며, 이에 따라 화면에서 잔상의 발생을 방지하여 높은 해상도를 구현할 수 있다.
이와 같이 유기 발광 다이오드는 중형 이하에서 기존의 초박막 액정표시장치와 동등 이상의 화질을 낮은 전력으로 구현할 수 있고 제조 공정이 단순하여 가격 경쟁이 유리하다는 장점을 가져 차세대 디스플레이 소자로서 주목 받고 있다.
대한민국 특허공개공보 제1998-69980호는 도 1에 나타난 바와 같은 특정 광대역 반도체에 의해 피복되고, 다이오드의 전자 수송층과 직접 접촉되는 금속으로 구성된 투명 캐소드 구조를 포함하는 유기 발광 다이오드를 개시한다. 또한 상기 특징적인 구성을 통하여, 발광 방향으로 양호한 도전율을 확보하고, 캐소드층 및 유기층의 적절한 보호가 가능하다고 기재하고 있다. 그러나, 상기 특허에서 개시하고 있는 기술은 광대역반도체층이 캐소드전극과 이종 접합의 구조로 형성되어 있어, 전극의 신뢰성이 낮다. 또한, 애노드 전극 부위에는 광대역반도체층을 형성하지 않아 전체적인 유기발광소자의 동작전압을 낮추는데 한계가 있다. 따라서 구동전압 및 전류 변위가 높고, 균일하고 투명한 발광을 유도할 수 없다는 문제점을 가진다.
본 발명은 전술한 종래 기술을 고려하여 이루어진 것으로, 유기 발광층의 HOMO (Highest Occupied Molecular Orbit) 및 LUMO (Lowest Occupied Molecular Orbit) 사이의 밴드 갭 에너지를 낮춰 전자 및 정공의 이동을 용이하게 하여, 구동전압 및 전류 변위를 낮추고, 균일하고 투명한 발광을 유도할 수 있는 유기 발광 다이오드 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 상기와 같은 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 캐소드층; 상부 및 하부에 형성된 광대역 반도체 화합물층을 갖는 유기 발광층; 및 애노드층을 포함하는 유기 발광 다이오드를 제공한다.
본 발명은 또한 상기 과제를 해결하기 위한 다른 수단으로서, 애노드층 상에 박막증착법, 스핀코팅법, 임프린팅법 또는 스프레이법을 통하여 광대역 반도체 화합물층을 형성하는 제 1 단계; 상기 광대역 반도체 화합물층 상에 유기 발광층을 형성하는 제 2 단계; 상기 유기 발광층 상에 박막증착법, 스핀코팅법, 임프린팅법 또는 스프레이법을 통하여 광대역 반도체 화합물층을 형성하는 제 3 단계; 및 상기 광대역반도체 화합물층 상에 캐소드층을 형성하는 제 4 단계를 포함하는 유기 발광 다이오드의 제조 방법을 제공한다.
본 발명에서는 유기 발광 다이오드를 구성하는 유기 발광층의 상부 및 하부(캐소드층의 하부 및 애노드층의 상부)에 광대역 반도체 화합물층을 삽입함으로써, HOMO 및 LUMO 사이의 밴드갭 에너지를 낮추어 전자 및 정공의 이동을 용이하게 할 수 있다. 이에 따라 유기 발광 다이오드의 구동전압 및 전류 변위를 낮추고, 균일하고 투명한 발광을 유도할 수 있다. 추가로 상기 광대역 반도체 화합물층은 유기 발광 다이오드의 유기 발광층을 수분 등으로부터 보호하는 기능도 함께 수행할 수 있다.
본 발명은, 순차 형성된 캐소드(cathode)층; 상부 및 하부에 형성된 광대역 반도체 화합물(wide band gap semiconductor compound)층을 갖는 유기 발광층; 및 애노드(anode)층을 포함하는 유기 발광 다이오드(OLED; Organic Light Emitting Diode)에 관한 것이다. 본 발명에서는 유기 발광 다이오드를 구성하는 유기 발광층의 상부 및 하부, 즉 캐소드층의 하부 및 애노드층의 상부에 광대역 반도체 화합물층을 삽입함으로써, HOMO (Highest Occupied Molecular Orbit) 및 LUMO (Lowest Occupied Molecular Orbit) 사이의 밴드갭 에너지를 낮추어 전자 및 정공의 이동을 용이하게 할 수 있다. 이에 따라 본 발명에서는 유기 발광 다이오드의 구동전압 및 전류 변위를 낮추고, 균일하고 투명한 발광을 유도할 수 있는 장점을 가진다. 또한 상기 광대역 반도체 화합물층은 유기 발광 다이오드의 유기 발광층을 보호하는 기능도 함께 수행할 수 있다.
이하 본 발명의 유기 발광 다이오드를구체적으로 설명한다.
본 발명의 유기 발광 다이오드는 유기 발광층의 상부 및 하부, 즉 캐소드층의 하부 및 애노드층의 상부에 형성된 광대역 반도체 화합물층을 포함하는 것을 특징으로 한다. 이와 같이 광대역 반도체 화합물층을 포함함으로써 도출되는 이점은 다음과 같다. 즉, 양단에이종 접합을 형성하고 있는 상기 광대역 반도체 화합물층은 각각 도너(donor)와 억셉터(acceptor)의 역할을 하여 에너지준위를 낮추고, 전자 및/또는 정공의이동속도를 빠르게 해준다. 또한 상기 화합물층은 각 전극간의 일함수(work function)를 낮춤으로써 전자 및 정공의 이동을 용이하게 하여 구동전압을 낮추고, 전류 변위를 균일하게 유지할 수 있게 한다. 구체적으로 유기 발광 다이오드에서는 전압이 인가되면, 전자가 캐소드층에서 LUMO로, 정공이애노드층에서 HOMO로 주입된 후, 정전기적 인력에 의해 결합하여 여기자(exciton)를 형성하게 되는데, 본 발명에서는 광대역 반도체 화합물층이 형성됨으로 해서, 상기 HOMO 및 LUMO 사이의 밴드갭 에너지를 낮출 수 있게 된다. 본 발명의 광대역 반도체 화합물층은 또한 유기 발광 다이오드의 유기 발광층을 수분 등으로부터 보호하는 역할을 함께 수행할 수 있다. 본 발명에서는 상기와 같은 광대역 반도체 화합물층으로 1.7 내지 4.0 eV의 반도체 특성을 갖는 소재를 사용하는 것이 바람직하다. 본 발명에서 사용될 수 있는 이러한광대역 반도체 화합물의 예로는 주기율표 상의 2족, 3족, 4족, 5족, 6족 및 전이금속 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된 두 개 이상의 원소가 결합된 화합물, 바람직하게는 2족 3족 4족 또는 Zn 또는 Cd의 전이금속 원소와 5족 또는 6족 원소가 결합된 화합물, 보다 바람직하게는 Mg, Ca, Sr, Ba, Zn, Cd, Ga, Pb, Sn 및 In으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 원소 및 N, S 및 Se로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 원소가 결합된 화합물이다. 상기와같은 화합물의 구체적인 종류로는 ZnS (3.68 eV), ZnSe (2.70 eV), CdS (2.37 eV) 및 CdSe (1.7 eV)로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 들 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 본 발명에서 광대역 반도체 화합물층은 2 내지 100 nm의 두께를 가지는 것이 바람직하다. 상기 두께가 2 nm보다 작으면, 대면적 박막증착 시 두께 불균일이 발생할 우려가 있고, 100 nm를 초과하면, 두께의 증가로 인해 광투과도가 저하될 우려가 있다.
본 발명에서는 또한 광대역 반도체 화합물층을 포함하는 유기 발광층이 애노드층과 접촉한 상태로 유기 화합물 또는 무기 화합물 밀봉층에 의해 밀봉되어 있는 것이 바람직하다. 이와 같이 유기 또는 무기 화합물로 유기 발광층을 밀봉함으로써, 외부 수분 등으로부터 유기 발광층을 보호할 수 있으며, 또한 외부 전원 인가 시 다크 스팟(dark spot)으로 인한 수명 저하를 방지할 수 있게 되는 장점이 있다. 본 발명에서 사용될 수 있는 유기화합물의 예로는 탄소(C), 수소(H), 산소(O) 및 황(S)으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 원소를 포함하는 것을 들 수 있고, 구체적으로는 피렌, 피롤, 이미다졸, 피라졸, 트리아졸, 피리딘, 피리다진, 피라진, 피리미딘, 트리아진, 테트라진 및 옥사졸로 이루어진 하나 이상의 고리 화합물 또는 상기 화합물을 포함하는 아민 화합물 등을 들 수 있다. 또한, 무기 화합물의 예로는 산소(O) 및질소(N)로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 원소를 포함하는 것을 들 수 있고, 구체적으로는 SiO2, Al2O3, SiN 및 SiNO 등을 들 수 있다. 그러나, 상기 나열된 화합물의 종류는 본 발명의 일 태양에 불과하며, 본 발명에서는 이 분야에서 일반적으로 사용되는 무기 및 유기 화합물을 제한 없이 사용할 수 있다. 상기 유기 또는 무기 화합물의 밀봉층은 2 내지 100 nm의 두께를 가지는 것이 바람직하다. 상기 두께가 2 nm 보다 작으면, 증착공정 시 균일성 확보가 어려워, 대면적화가 곤란하고, 100 nm를 초과하면, 전자 및/또는 정공의 주입속도가 늦어져 구동전압의 상승 및 열의 발생으로 인해 소자의 수명이 저하될 우려가 있다.
본 발명의 유기 발광 다이오드는 또한 패키징층을 추가로 포함할 수 있다. 상기 패키징층은 다이오드의 발광 부위를 외부로부터의 오염 및 산화 등으로부터 보호하는 역할을 한다. 상기와 같은 패키징층을 구성하는 소재 또는 방법은 특별히 한정되지 않는다. 즉, 본 발명에서는 금속캔 또는 유리와 같은 이 분야의 일반적인 소재를 사용하여 패키징층을 구성할 수 있으며, 또는 전술한 무기 또는 유기 화합물 밀봉층을 구성하는 소재와 동일한 소재를 사용하여 패키징층을 구성할 수도 있다.
본 발명의 유기 발광 다이오드에서 캐소드층은 전압이 인가되었을 때 유기 발광층으로 전자를 이동시키는 역할을 한다. 이와 같은 캐소드층은 유기 발광층으로 전자의 주입을 촉진시킬 수 있도록 낮은 일함수를 갖는 것이 바람직하다. 상기와 같은 역할을 수행할 수 있다면, 특별히 한정되지는 않으나, 본 발명에서 캐소드층으로서 Al, Ag, Li, Mg, Ca, MgAg, LiAl 및 LiF-Al로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 사용하는 것이 바람직하다. 본 발명에서는 또한 이와 같은 캐소드층이투명 또는 반투명 소재일 수 있다. 상기 캐소드층이 불투명 소재로 형성되는 경우, 유기 발광 다이오드로부터 나오는 빛은 애노드측에서 관측될 수 있으며, 투명 소재로 이루어지는 경우에는 상기 빛은 애노드 및 캐소드측의 양 방향에서 모두 관측될 수 있다. 본 발명의 캐소드층은 2 내지 100 nm의 두께를 가지는 것이 바람직하다. 상기 두께가 2 nm 보다 작으면, 증착공정 조절이 어렵고, 100 nm를 초과하면, 전극의 안정성은 있으나 광투과율이 낮아질 우려가 있다.
본 발명의 유기 발광 다이오드는 상기 캐소드층에 대향한 상태로 형성되는 애노드층을 포함하며, 상기 애노드층은 전압이 인가되었을 때 유기 발광층으로 정공을 이동시키는 역할을 한다. 이와 같은 애노드층은 유기 발광층으로 전공의 주입을 촉진시킬 수 있도록 높은 일함수를 갖고, 가시광선에 대하여 투명한 소재로 이루어지는 것이 바람직하다. 구체적으로 애노드층은 투명성을 갖는 전도성 소재로 이루어지는 것이 바람직하고, 이러한 소재의 예로는 ITO 계열 소재 및 ZnO 계열 소재로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 들 수 있다. 또한 상기 애노드층은 10 내지 200 nm의 두께를 가지는 것이 바람직하다. 상기 두께가 10 nm 보다 작으 면, 순간 전류의 집중으로 인해 절연파괴가 발생할 우려가 있고, 200 nm를 초과하면, 과도한 전극의 두께로 인하여 구동전압이 상승할 우려가 있다.
본 발명에서는 또한 전술한 캐소드층 및 애노드층으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상은 플렉서블한 소재로 형성되어 있을 수 있다. 상기와 같은 소재의 예로는 폴리카보네이트(PC) 및 폴리아크릴 (PA)과 같은 고분자 화합물, 스테인레스(SUS)계 소재 및 유리로이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나를 들 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 기판은 또한 100 내지 2000 ㎛의 두께를 가지는 것이 바람직하지만, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 유기 발광 다이오드에서 유기 발광층은 캐소드층과 애노드층에 의해 제공된 정공과 전자가 결합하여, 인가된전기 에너지를 빛 에너지로 전환시키는 부분이다. 첨부된 도면을 참조하여 이와 같은 유기 발광층에서 발생되는 메커니즘을 개략적으로 설명하면 하기와 같다.
첨부된 도 2는 기본적인 유기 발광 다이오드의 발광 메커니즘을 나타낸다. 즉, 다이오드에 전압이 인가되면 애노드층은 캐소드층에 대하여 양전하를 뛰게 되며, 이에 따라 캐소드층으로부터 애노드층으로의 전자의 흐름이 발생한다. 그 결과 캐소드층은 유기 발광층으로 전자를 제공하게 되고, 애노드층은 정공을 제공하게 된다. 상기 전자와 정공은 유기 발광층의 발광부(emissive layer)에서 재결합 (recombination)하여 여기자(exciton)를 형성하게 되고, 형성된 여기자는 폴라론 에너지 갭 (polaron energy gap)에 해당하는 빛을 발생시키면서 발광 소멸하게 된다. 본 발명에서 상기와 같은 메커니즘을 통해 빛을 발생시키는 유기 발광층의 구조는 특별히 한정되지 않으며, 단층 및 다층 구조 등 종래에 알려져 있는 다양한 유기 발광층의 구조가 제한 없이 적용될 수 있다. 예를 들면, 본 발명의 유기 발광층은 첨부된 도 3에 나타난 바와 같이 전자 수송층(ETL; Electron Transfer Layer), 발광부 및 정공 수송층 (HTL; Hole Transfer Layer)이 순차로 적층된 구조를 가질 수 있다. 본 발명에서는 또한 첨부된 도 4에 나타난 바와 같이 상기 전자 수송층의 상부에 N형 도프된 전자 수송층(N type doped ETL)이 형성되거나, 상기 정공 수송층의 하부에 P형 도프된 정공 수송층(P type doped HTL)이 추가로 형성되어 있을 수 있다. 추가로 본 발명에서는 도 5에 나타난 바와 같이 전술한 전자 수송층(또는 N형 도프된 전자 수송층)의 상부에 전자 주입층(EIL; Electron Injection Layer)이 형성될 수 있으며, 정공 수송층 (또는 P형 도프된 정공 수송층)의 하부에 정공 주입층 (HIL; Hole Injection Layer)이 형성되어 있을 수 있다.
상기와 같은 유기 발광층의 발광부를 이루는 소재는 특별히 한정되지 않고, 이 분야에서 일반적으로 사용되는 발광물질을 제한 없이 사용할 수 있다. 상기와 같은 발광물질의 예로는 알루미늄 착체, 안트라센류, 희토류착체 또는 이리듐 착체와 같은 저분자계 소재, 또는 파이공역계, 폴리페니렌피렌류, 폴리플루오렌류, 폴리티오펜류, 비공역계, 측쇄형폴리머 또는 주쇄형 폴로머 등의 고분자계 소재를 들 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 특별히 한정되는 것은 아니나. 본 발명에서는 상기와 같은 발광물질이 구형의 다공성 실리카의 공극 내부에 담지된 상태로 존재하는 것이 바람직하다. 상기와 같은 소재로 발광부를 구성함으로써, 실리카 내부에 담지된 발광물질을 외부 수분 등으로부터 보호하여, 다이오드의 수명을 연장시킬 수 있다. 상기와 같이 형성된 발광부는 2 내지 100 nm의 두께를 가지는 것이 바람직하다. 상기 두께가 2 nm보다 작으면, 발광 시 높은 전계 강도에 의해 발광색의 변색 또는 파괴가 일어날 우려가 있고, 100 nm를 초과하면, 균일한 발광을 얻을 수 없거나, 발광 전계가 너무 높아 구동전압이 상승할 우려가 있다.
본 발명에서 정공주입층을 이루는 소재로는 프탈로시아닌류, 스타바스트폴리아민류(ex, m-MTDATA, 2-TNATA), 폴리아닐린 또는 올리고티오펜 등을 들 수 있다. 또한, 정공수송층을 이루는 소재는 발광층에서의 발광 재흡수 및 에너지 이동이 일어나지 않은 넓은 에너지 갭을 갖는 소재를 사용하는 것이 바람직하며, 이러한 소재의 예로는 TPD 또는 a-NPD 등의 벤지진 유도체 또는 내열성을 고려한 트리페닐아민 다량체 등을 들 수 있다. 또한 전자수송층을 이루는 소재의 예로는 옥사디아졸 유도체(OXD), 티리아졸 유도체(TAZ), 페난스로린 유도체 (BCP 또는 Bphen), OXD/Alq3 및 BSB(Bi-styryl-benzene)/Alq3로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 또는 2 이상의 조합을 들 수 있다. 본 발명의 유기 발광 다이오드에서 전자수송층을 이루는 소재로의 예로는 알루미키노리놀 복합체(Alq3)를 들 수 있다. 그러나, 상기 나열된 소재들은 본 발명의 일 태양에 불과하며, 본 발명에서는 상기에 제한되지 않고, 이 분야에서 통상적으로 사용될 수 있는 소재를제한 없이 사용할 수 있다. 또한 본 발명에서 상기 각각의 소재로 이루어지는 층은 두께 100 nm 이하의 균일하고, 핀홀 발생이 없는 비정질막 또는 치밀한 미세 결정막으로 이루어지는 것이 바람직하다.
본 발명은 또한,
애노드층 상에 박막증착법, 스핀코팅법, 임프린팅(imprinting)법 또는 스프레이법을 통하여 광대역 반도체 화합물층을 형성하는 제 1 단계;
상기 광대역 반도체 화합물층 상에 유기 발광층을 형성하는 제 2 단계;
상기 유기 발광층 상에 박막증착법, 스핀코팅법, 임프린팅법 또는 스프레이법을 통하여 광대역 반도체 화합물층을 형성하는 제 3 단계; 및
상기 광대역 반도체 화합물층 상에 캐소드층을 형성하는 제 4 단계를 포함하는 유기 발광 다이오드의 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명의 유기 발광 다이오드의 제조 방법의 제 1 단계는 애노드층 상에 광대역 반도체 화합물층을 형성하는 단계이다. 본 발명의 제 1 단계에서는 솔(sol) 또는 페이스트 상태의 원료 등을 사용하여, 박막증착법, 스핀코팅법, 임프린팅법 또는 스프레이법으로 상기 화합물층을 형성하는 것이 바람직하다. 이 때 상기 각각의 공정 및 원료의 조건은 목적하는 용도에 따라서 적절히 설정될 수 있다.
본 발명의 제 2 단계는 상기와 같이 형성된 광대역 반도체 화합물층 상에 유기 발광층을 형성하는 단계이다. 이 때 유기 발광층을 형성하는 방법은 특별히 한정되지 않고, 이 분야에서 공지된 각종의 방법을 제한 없이 사용할 수 있다. 예를 들면, 상기 발광층을 이루는 각각의 박막(정공 수송층, 발광부 및 전자 수송층등)은 10-6 내지 10-7 torr의 고진공 상태에서 가열 증착(thermal evaporation)에 의하여 형성될 수 있다.
본 발명의 제조 방법에서는 전술한 유기 발광층을 형성한 후에, 상기 제 1 단계에서와 동일한 방법으로 광대역 반도체 화합물층을 형성하는 제 3 단계, 및 상기 화합물층 상에 통상의 방법으로 캐소드층을 형성하는 제 4 단계가 연속하여 수행되게 된다. 이러한 일련의 단계에서 광대역 반도체 화합물층은 유기 발광층과 전극과의 계면을 보호하는 역할을 수행할 수 있다.
본 발명의 제조 방법에서는 또한 상기 제 3 단계 후에 광대역 반도체 화합물층의 상부부터 유기 발광층을 무기 화합물 또는 유기 화합물로 밀봉하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 이 때 유기 발광층을 무기 또는 유기 화합물층으로 밀봉하는 방법은 특별히 한정되지 않고, 증착법과 같이 이 분야에서 공지된 각종의 공법을 제한 없이 적용할 수 있다.
본 발명의 제조 방법에서는 또한 상기 제 4 단계 후 캐소드층의 상부에 무기 화합물 또는 유기 화합물층을 형성하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 이 때 무기 또는 유기 화합물층을 형성하는 방법은 특별히 한정되지 않고, 증발법과 같이 이 분야에서 공지된 각종의 공법을 제한 없이 적용할 수 있다.
전술한 일련의 단계를 거쳐 본 발명의 유기 발광 다이오드를 제조할 수 있으며, 본 발명에서는 유기 발광 다이오드의 제조 후에, 이를 보호하는 패키징층을 형성하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 이와 같은 패키징층을 구성하는 구체적인 소재는 전술한 바와 같다. 또한 상기 패키징층의 형성하는 방법은 특별히 한정되지 않고, 이 분야의 각종의 방법을 제한 없이 사용할 수 있다.
도 1은 종래 기술의 일 태양에 따른 유기 발광 다이오드의 구조를 나타내는 개략도이다.
도 2는 유기 발광 다이오드의 발광 메커니즘을 나타내는 도면이다.
도 3 내지 7은 본 발명의 일 태양에 따른 유기 발광 다이오드의 구조를 나타내는 도면이다.
<도면 부호의 설명>
1: 캐소드층 2: 전자 수송층(ETL)
2-1: N형 도프 전자 수송층 2-2: 전자주입층
3: 발광부 4: 정공 수송층(HTL)
4-1: P형 도프 정공 수송층 4-2: 정공주입층
5: 애노드층 6: 광대역 반도체 화합물층
7: 유기 화합물 또는 무기 화합물 밀봉층
8: 패키징층

Claims (15)

  1. 캐소드층;
    상부 및 하부에 형성된 광대역 반도체 화합물층을 갖는 유기 발광층; 및
    애노드층을 포함하고,
    상기 유기 발광층은 N형 도프된 전자 수송층, 전자 수송층, 발광부 및 정공 수송층이 순차 적층된 구조를 가지는 유기 발광 다이오드.
  2. 제 1 항에 있어서,
    광대역 반도체 화합물은 1.7 내지 4.0 eV의 반도체 특성을 갖는 것을 특징으로 하는 유기 발광 다이오드.
  3. 제 1 항에 있어서,
    광대역 반도체 화합물은 ZnS, ZnSe, CdS 및 CdSe로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 유기 발광 다이오드.
  4. 제 1 항에 있어서,
    광대역 반도체 화합물층의 두께가 2 내지 100 nm인 것을 특징으로 하는 유기 발광 다이오드.
  5. 제 1 항에 있어서,
    광대역 반도체 화합물층을 갖는 유기 발광층은 애노드층과 접촉된 상태로 유 기 화합물 또는 무기 화합물 밀봉층에 의해 밀봉되어 있는 것을 특징으로 하는 유기 발광 다이오드.
  6. 제 5 항에 있어서,
    유기 화합물은 피렌, 피롤, 이미다졸, 피라졸, 트리아졸, 피리딘, 피리다진, 피라진, 피리미딘, 트리아진, 테트라진 및 옥사졸로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 화합물 또는 상기 화합물을 포함하는 아민 화합물이고, 무기 화합물은 SiO2, Al2O3, SiN 및 SiNO로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 유기 발광 다이오드.
  7. 제 1 항에 있어서,
    캐소드층은 Al, Ag, Li, Mg, Ca, MgAg, LiAl 및 LiF-Al로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 유기 발광 다이오드.
  8. 제 1 항에 있어서,
    애노드층은 ITO 계열 소재 또는 ZnO 계열 소재인 것을 특징으로 하는 유기 발광 다이오드.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 제 1 항에 있어서,
    정공 수송층의 하부에 P형 도프된 정공 수송층이 추가로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 유기 발광 다이오드.
  12. 제 1 항에 있어서,
    발광부는 공극에 발광물질이 담지된 구형 다공성 실리카를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 다이오드.
  13. 애노드층 상에 박막증착법, 스핀코팅법, 임프린팅법 또는 스프레이법을 통하여 광대역 반도체 화합물층을 형성하는 제 1 단계;
    상기 광대역 반도체 화합물층 상에 N형 도프된 전자 수송층, 전자 수송층, 발광부 및 정공 수송층이 순차 적층된 구조를 가지는 유기 발광층을 형성하는 제 2 단계;
    상기 유기발광층 상에 박막증착법, 스핀코팅법, 임프린팅법 또는 스프레이법을 통하여 광대역 반도체 화합물층을 형성하는 제 3 단계; 및
    상기 광대역 반도체 화합물층 상에 캐소드층을 형성하는 제 4 단계를 포함하는 유기 발광 다이오드의 제조 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    제 3 단계 후에 광대역 반도체 화합물층의 상부부터 유기 발광층을 무기 화합물 또는 유기 화합물로 밀봉하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  15. 제 13 항에 있어서,
    제 4 단계 후 유기 발광 다이오드를 패키징층으로 밀봉하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
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