KR101127061B1 - Oled with color change media - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 튜닝된 OLED 디바이스는 광을 발생하는 발광층, 반투명 반사기, 및 발광층의 대향 면상에 배치된 반사기층을 포함하고, 하나 이상의 특정 파장에서 발광층으로부터 생성된 축상의 광을 증진시켜 목적하는 축상 시인 색은 생성하지만 축상의 다른 파장의 광은 실질적으로 증진시키지 않는 미세공동 구조; 및 특정 파장보다 짧은 파장의 광을 흡수하고 그 특정 파장에 대응하는 색의 광을 방출함에 의해 특정 파장보다 짧은 파장의 광에 반응함으로써 비축상 방향에서 볼 때 유기 발광(OLED) 디바이스에 의해 생성되는 광의 색을 개선시키는 색 변환 매체를 포함하는 층을 포함한다.The tuned OLED device according to the present invention comprises a light emitting layer for generating light, a translucent reflector, and a reflector layer disposed on opposite sides of the light emitting layer, and promotes on-axis light generated from the light emitting layer at one or more specific wavelengths to achieve the desired axial shape. Microcavity structures that produce a visible color but do not substantially enhance light of other wavelengths on the axis; And by an organic light emitting (OLED) device when viewed in the non-axial direction by reacting to light of a wavelength shorter than a specific wavelength by absorbing light of a wavelength shorter than a specific wavelength and emitting light of a color corresponding to the specific wavelength. And a layer comprising a color conversion medium that improves the color of the light.
Description
본 발명은 유기 전기발광 디바이스에 관한 것이다. 더욱 구체적으로, 본 발명은 효율, 색 순도, 및 시인각이 개선된 전기발광 디바이스에 관한 것이다.The present invention relates to an organic electroluminescent device. More specifically, the present invention relates to electroluminescent devices with improved efficiency, color purity, and viewing angle.
유기 발광 디바이스(OLED: Organic Light-Emitting Device)로도 공지되어 있는 풀 컬러 유기 전기발광(EL: Electroluminescent) 디바이스가 새로운 유형의 평판 디스플레이로서 최근에 각광받고 있다. OLED 디바이스는 그의 낮은 구동 전압, 고휘도, 넓은 시인각 및 풀 컬러 평판 발광 디스플레이용으로서 그의 성능으로 인하여 관심을 끌고 있다. 가장 단순한 형태의 유기 EL 디바이스에서는 정공 주입을 위한 애노드(anode), 전자 주입을 위한 캐소드(cathode), 및 광을 방출시키는 전하의 재결합을 지속시키기 위한 상기 전극사이에 개재된 유기 EL 매체로 구성된다. 유기 EL 디바이스의 한 예가 통상 양도된 미국 특허 제 4,356,429 호에 기술되어있다. 다른 예들은 탕(Tang) 등의 미국 특허 제 4,769,292 호 및 4,885,211 호에 기술되어 있다. 텔레비전, 컴퓨터 모니터, 휴대폰 디스플레이 또는 디지털 카메라 디스플레이와 같은 화소처리된 유용한 디스플레이 디바이스를 구성하기 위해, 개별 적인 유기 EL 소자가 매트릭스 패턴의 화소 어레이(array)로서 배열될 수 있다. 이러한 화소 매트릭스는 단순한 수동 매트릭스 또는 능동 매트릭스 구동 방식을 이용하여 전기적으로 구동될 수 있다. 수동 매트릭스에서, 유기 EL 층은 열과 행으로 배열된 두 세트의 직교하는 전극사이에 개재되어 있다. 수동 매트릭스-구동 유기 EL 디바이스의 한 예가 통상 양도된 미국 특허 제 5,276,380 호에 개시되어 있다. 능동 매트릭스 구성에서, 각각의 화소는 트랜지스터, 축전기, 및 신호 라인과 같은 복합 회로 소자에 의해 구동된다. 이러한 능동 매트릭스 유기 EL 디바이스의 예들은 미국 특허 제 5,550,066 호(통상 양도됨), 제 6,281,634 호, 및 제 6,456,013 호에 기재되어 있다. Full color organic electroluminescent (EL) devices, also known as organic light-emitting devices (OLEDs), have recently come into the spotlight as new types of flat panel displays. OLED devices are of interest due to their low drive voltage, high brightness, wide viewing angle and their performance for full color flat panel light emitting displays. In its simplest form, an organic EL device consists of an anode for hole injection, a cathode for electron injection, and an organic EL medium sandwiched between the electrodes for sustaining the recombination of the charge-emitting charges. . One example of an organic EL device is described in commonly assigned US Pat. No. 4,356,429. Other examples are described in US Pat. Nos. 4,769,292 and 4,885,211 to Tang et al. In order to construct a pixelated useful display device such as a television, computer monitor, cellular phone display or digital camera display, individual organic EL elements can be arranged as an array of pixels in a matrix pattern. This pixel matrix can be electrically driven using a simple passive matrix or active matrix drive scheme. In the passive matrix, the organic EL layer is sandwiched between two sets of orthogonal electrodes arranged in columns and rows. One example of a passive matrix-driven organic EL device is disclosed in commonly assigned US Pat. No. 5,276,380. In an active matrix configuration, each pixel is driven by complex circuit elements such as transistors, capacitors, and signal lines. Examples of such active matrix organic EL devices are described in US Pat. Nos. 5,550,066 (usually assigned), 6,281,634, and 6,456,013.
OLED 디바이스의 효율을 향상시키는 하나의 방법은 미세공동 구조를 이용하는 것이다. 반사기 및 반투명 반사기가 이들 둘 사이의 층들과 함께 미세공동을 형성하는 작용을 하여, 목적하는 파장에서 공진할 수 있도록 두께 및 굴절률을 조절할 수 있다. 미세공동 구조의 예들은 미국 특허 제 6,406,801 호, 미국 특허 출원 제 5,780,174 호 및 일본 특허(JP) 제 11-288786호에 제시되어 있다.One way to improve the efficiency of OLED devices is to use microcavity structures. The reflector and the translucent reflector act together with the layers between them to form microcavities so that the thickness and refractive index can be adjusted to resonate at the desired wavelength. Examples of microcavity structures are shown in US Pat. No. 6,406,801, US Pat. No. 5,780,174, and Japanese Patent (JP) 11-288786.
OLED 디바이스내의 미세공동 효과로 인해 상쇄적 광의 간섭이 발생할 수 있으며, OLED 디바이스를 사각에서 볼 때 색의 왜곡을 초래할 수 있다. 미세공동 디바이스는 특징적인 방향성이어서, 예를 들어 타카다(N. Takada), 츄츄이(T. Tsutsui), 및 사이토(S. Saito)의 문헌[Appl. Phys. Lett. 63(15)2032(1993), "Control of emission characteristics in organic thin film electroluminescent diodes using an optical microcavity structure(광학 미세공동 구조를 이용한 유 기 박막 EL 다이오드에 있어서의 발광 특성 조절)"]에 기술된 바와 같이 발광 강도가 시인각에 따라 빠르게 떨어진다. Due to the microcavity effect in the OLED device, offset light interference may occur, and may cause color distortion when the OLED device is viewed from a square. Microcavity devices are characteristic directional and are described, for example, in N. Takada, T. Tsutsui, and S. Saito, Appl. Phys. Lett. 63 (15) 2032 (1993), "Control of emission characteristics in organic thin film electroluminescent diodes using an optical microcavity structure." Likewise, the light emission intensity drops rapidly with the viewing angle.
발명의 개요Summary of the Invention
그러므로, 본 발명의 목적은 축에서 벗어난 방향(비축상 방향; off-axis)에서 볼 때 색의 왜곡이 감소된 OLED 디바이스를 제공하는 것이다. Therefore, it is an object of the present invention to provide an OLED device with reduced color distortion when viewed in an off-axis direction.
이러한 목적은 튜닝된 OLED 디바이스에 의해 달성되며, a) 광을 발생하는 발광층, 반투명 반사기, 및 발광층의 대향 면상에 배치된 반사기층을 포함하고, 하나 이상의 특정 파장에서 발광층으로부터 생성된 축상의 광을 증진시켜 목적하는 축상 시인 색을 생성하지만 축상의 다른 파장의 광은 실질적으로 증진시키지 않는 미세공동 구조; 및 b) 특정 파장보다 짧은 파장의 광을 흡수하고 그 특정 파장에 대응하는 색의 광을 방출함에 의해 특정 파장보다 짧은 파장의 광에 반응함으로써 비축상 방향에서 볼 때 OLED 디바이스에 의해 생성되는 광의 색을 개선시키는 색 변환 매체를 포함하는 층을 포함한다.This object is achieved by a tuned OLED device, comprising: a) a light emitting layer for generating light, a translucent reflector, and a reflector layer disposed on opposite sides of the light emitting layer, the axial light being generated from the light emitting layer at one or more specific wavelengths; Microcavity structures that enhance to produce the desired on-axis visual color but do not substantially enhance light of other wavelengths on the axis; And b) the color of the light produced by the OLED device when viewed in the non-axial direction by reacting to light of a wavelength shorter than the specific wavelength by absorbing light of a wavelength shorter than the specific wavelength and emitting light of a color corresponding to the specific wavelength. And a layer comprising a color conversion medium that improves the resolution.
장점Advantages
본 발명의 장점은, 본 발명이 비축상 각도에서 볼 때 색의 왜곡이 감소되는 효율적인 OLED 디바이스를 제공한다는데 있다. 본 발명의 추가적인 장점은 본 발명이 몇몇 실시양태에서, 특히 비축상 각도에서 볼 때, 향상된 휘도를 제공할 수 있다는 것이다. An advantage of the present invention is that the present invention provides an efficient OLED device in which color distortion is reduced when viewed from a non-axis angle. A further advantage of the present invention is that the present invention can provide improved brightness in some embodiments, especially when viewed from off-axis angles.
도 1은 미세공동에서의 발광 효과를 보여주는 종래 미세공동 OLED 디바이스의 단면도이다.1 is a cross-sectional view of a conventional microcavity OLED device showing luminescent effects in microcavities.
도 2는 미세공동 증진 후 종래 기술의 방출 스펙트럼 대 증진되지 않은 백색 방출 OLED 디바이스의 방출 스펙트럼을 보여주는 도면이다.FIG. 2 is a diagram showing the emission spectrum of the prior art versus the unenhanced white emitting OLED device after microcavity enhancement.
도 3은 본 발명에 따른 OLED 디바이스의 하나의 실시양태의 단면도이다.3 is a cross-sectional view of one embodiment of an OLED device according to the invention.
도 4는 본 발명에 따른 OLED 디바이스의 또 다른 실시양태의 단면도이다.4 is a cross-sectional view of another embodiment of an OLED device according to the invention.
층 두께와 같은 디바이스 특징부가 종종 마이크로미터보다 작은 범위에 있기 때문에 정확한 치수의 보다는 보기 편하도록 축척되었다. Device features, such as layer thickness, are often scaled up to be easier to see than of precise dimensions because they are often in a range smaller than micrometers.
도면의 주요부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for main parts of the drawings
10 튜닝된 OLED 디바이스 15 튜닝된 OLED 디바이스10 Tuned
20 기판 25 색 변환 매체20
25a 색 변환 매체 25b 색 변환 매체25a
30 반투명 반사기/전극 35 투명 공동-스페이서 층30 translucent reflectors /
35a 투명 공동-스페이서 층 35b 투명 공동-스페이서 층35a transparent co-spacer
40 정공주입층 45 정공수송층40
50 발광층 55 전자수송층50
60 전자주입층 65 튜닝된 다색 OLED 디바이스60
70 미세공동 구조 75 유전체 스택70
75a 유전체 스택 75b 유전체 스택75a
80a 화소 80b 화소
80c 화소 85 컬러 필터
85a 컬러 필터 85b 컬러 필터
90 반사기층/전극 90a 반사기층90 reflector layer /
90b 반사기층 90c 반사기층
100 유기층 105 광100
110 반사광 115 광110 reflected
120 부분적으로 반사된 광 120 partially reflected light
125 부분적으로 투과된 축상(on-axis) 광125 partially transmitted on-axis light
125a 축상 광 125b 축상 광125a
125c 축상 광 130 부분적으로 반사된 광125c on-
135 광 140 부분적으로 투과된 비축상 광135 light 140 partially transmitted off-axis light
150 전환광 160 화소간 유전층150 switching light 160 inter-pixel dielectric layer
170 스펙트럼 175 특정 파장170
180 특정 파장 185 특정 파장180
210 능동 매트릭스 회로 211 반도체 능동층210
212 게이트 유전체 213 게이트 전도체212 gate dielectric 213 gate conductor
214 제 1 절연층 215 전력선214 first insulating
216 신호 라인 217 제 2 절연층216
용어 "OLED 디바이스" 또는 "유기 발광 디스플레이"는 화소로서 유기 발광 다이오드를 포함하는 디스플레이 디바이스를 지칭하는 본 기술분야에 인식되는 의미로 사용된다. 컬러 OLED 디바이스는 하나 이상의 색의 광을 방출한다. 용어 "다색(multi-color)"은 상이한 영역에서 상이한 색상(hue)의 광을 방출할 수 있는 디스플레이 패널을 기술하는데 사용된다. 특히, 상이한 색의 상을 표시할 수 있는 디스플레이 패널을 기술하는데 사용된다. 이러한 영역들은 반드시 인접할 필요는 없다. 용어 "풀 컬러"는 가시 스펙트럼의 적색, 녹색 및 청색 영역에서 방출될 수 있고 임의적 색상들의 조합으로 상을 표시할 수 있는 다색 디스플레이 패널을 설명하는데 사용된다. 적색, 녹색 및 청색은 3원색을 구성하며, 다른 모든 색은 상기 3원색을 적절히 혼합함으로써 생성될 수 있다. 그러나, 디바이스의 색역을 확장하기 위해 부가적인 색을 사용할 수 있다. 용어 "색상(hue)"은 가시 스펙트럼 내의 발광 강도의 프로파일을 지칭하는 것으로, 상이한 색상은 육안으로 식별될 수 있는 색의 차이를 나타낸다. 용어 "화소"는 다른 영역의 광을 독립적으로 방출하기 위해 자극될 수 있는 디스플레이 패널의 영역을 지칭하는 이 기술분야에서 인식되는 의미로 사용된다. 그러나, 인식되는 바와 같이, 풀 컬러 시스템에서 서로 다른 색의 몇몇 화소가 함께 사용되어 다양한 범위의 색을 형성하고, 관찰자는 이러한 화소 그룹을 단일 화소로서 지칭할 수 있다. 본 발명의 목적을 위해, 이러한 이론적인 그룹을 "화소들의 그룹" 또는 "화소 그룹"이라 명명할 것이다. 풀 컬러 디스플레이에서, 화소들의 그룹은 일반적으로 삼원색 화소, 즉 적, 녹, 및 청색(RGB)을 포함하며, 이것이 색역을 한정하는 화소이다. 잘 알려진 바와 같이, 미세공동 구조는 비교적 좁은 범위의 파장의 광의 방출을 증진시키고, 용어 "특정 파장"은 이러한 증진된 범위의 파장을 기술하는데 사용된다. The term "OLED device" or "organic light emitting display" is used in the sense recognized in the art to refer to a display device comprising an organic light emitting diode as a pixel. Color OLED devices emit light of one or more colors. The term "multi-color" is used to describe a display panel capable of emitting light of different hue in different areas. In particular, it is used to describe a display panel capable of displaying images of different colors. These regions do not necessarily need to be contiguous. The term “full color” is used to describe a multicolor display panel that can emit in the red, green and blue regions of the visible spectrum and can display an image in any combination of colors. Red, green, and blue constitute three primary colors, and all other colors can be produced by appropriate mixing of the three primary colors. However, additional colors may be used to extend the gamut of the device. The term "hue" refers to the profile of the luminescence intensity in the visible spectrum, where different colors represent differences in color that can be visually identified. The term "pixel" is used in the sense recognized in the art to refer to an area of the display panel that can be stimulated to independently emit light of another area. However, as will be appreciated, in a full color system several pixels of different colors may be used together to form a wide range of colors, and the observer may refer to this group of pixels as a single pixel. For the purposes of the present invention, this theoretical group will be referred to as "group of pixels" or "pixel group". In a full color display, the group of pixels generally includes three primary colors, red, green, and blue (RGB), which are the pixels that define the color gamut. As is well known, microcavity structures promote the emission of light in a relatively narrow range of wavelengths, and the term “specific wavelengths” is used to describe such enhanced range of wavelengths.
도 1은 미세공동에서 발광의 효과를 보여 주는 종래 기술의 튜닝된 OLED 디바이스의 단면도이다. 미세공동 OLED 디바이스는 증진된 색도 및 발광 효율을 달성하는 것으로 보고되어 있다. 비록 튜닝된 OLED 디바이스(10)가 저부로부터 광을 방출하는 것(즉, 저부 발광 디바이스)으로 도시되어 있지만, 튜닝된 OLED 디바이스(10)가 상부 발광 디바이스일 수 있다는 것을 이해할 것이다.1 is a cross-sectional view of a prior art tuned OLED device showing the effect of luminescence in microcavity. Microcavity OLED devices have been reported to achieve enhanced chromaticity and luminous efficiency. Although the
튜닝된 OLED 디바이스(10)는 미세공동 구조(70)를 포함하며, 튜닝된 OLED 디바이스(10)가 광을 방출하는 파장에서 반사성이 큰 물질인 반사기 층(90)을 포함한다. 반사성이 큰 반사기 층(90)에 대한 바람직한 물질은 Ag, Al, Au 또는 하나 이상의 이러한 물질로 이루어진 합금을 포함한다. 튜닝된 OLED 디바이스(10)는 또한 일부는 반사성이고 일부는 투과성인 반투명 반사기(30)를 포함한다. 반투명 반사기(30)를 위한 적합한 물질은 반투명(즉, 일부는 투과성이고 일부는 반사성)이 되도록 선택된 두께의 Ag, Au, 또는 이러한 물질의 하나 또는 두 개로 이루어진 합금을 포함한다. 상기 두께는 예를 들면 5nm 내지 50nm의 범위일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 15nm 내지 30nm이다. 높은 굴절률 및 낮은 굴절률이 교대하는 투명 물질의 1/4 파 스택(QWS)로 구성되는 교대 반투명 반사기 구조가 또한 알려져 있으며 당 기술분야의 숙련자에 의해 본 발명에 사용할 수 있다. 반사기 층(90) 및 반투명 반사기(30)는 발광층(50)의 반대면에 위치하여 광을 생산하는 작용을 한다. 도시된 바와 같이, 기판(20)을 통해 광을 보는 저부 발광 디바이스에서, 반투명 반사기(30)는 발광층(50)과 기판(20) 사이에 위치하며, 반사기 층(90)은 상기 기판(20), 반투명 반사기(30) 및 발광층(50) 위에 배치된다. 다르게는, 기판(20)의 대향 방향에서 광을 보는 상부 발광 디바이스에서, 반사기 층(90)은 발광층(50) 및 기판(20) 사이에 위치하며, 반투명 반사기(30)는 기판(20), 반사기 층(90) 및 발광층(50) 위에 배치된다.The
반사기 층(90) 및 반투명 반사기(30)는 이들 사이의 층과 함께 미세공동 구조(70)를 형성하는 작용을 하여 두께 및 굴절률이 목적하는 파장으로 공진하도록 조절될 수 있다. 미세공동 구조의 예는 미국 특허 제 6,406,801 호, 미국 특허 출원 제 5,780,174 A1 호 및 일본 특허 제 11288786 호에 기재되어 있다. 투명한 공동-스페이서 층(35)이 미세공동 구조 공진 파장을 조절하도록 부가 수단으로서 사용될 수 있다. 광은 정공수송층(45) 및 발광층(50)의 계면에서 방출되는 것으로 도시되어 있다. 광(115)은 반투명 반사기(30) 방향에서 발광층(50)으로부터 생성되는 축상(on-axis) 광이고, 부분적인 반사된 광(120)으로서 일부가 반사되고, 부분적으로 투과된 축상 광(125)으로서 일부가 투과된다. 부분적으로 투과된 축상 광(125)은 광의 하나 이상의 좁은 파장 밴드를 포함한다. 즉, 미세공동 구조(70)는 축상 광의 하나 이상의 특정 파장에서 발광층(5)으로부터 생성된 축상 광을 증진시켜 목적하는 축상 시인 색을 생성하지만, 다른 파장의 광은 실질적으로 증진시키지 않는다. 광(105)은 반사기 층(90)의 방향으로 방출되고 반사광(110)으로서 반사되는 축상 광을 나타낸다. 이것은 반투명 반사기(30)에서 부분적으로 반사되고 부분적으로 투과될 것이다.
투명 공동-스페이서 층(35)(존재하는 경우)을 포함하는 미세공동 구조(70)의 두께는 미세공동 OLED 디바이스(10)를 튜닝시켜 디바이스로부터 발광되는 예정된 파장에서 공진되도록 선택된다. 두께는 하기 수학식 1을 만족한다:The thickness of the
상기 식에서,Where
ni는 굴절률이며, n i is the refractive index,
Li는 미세공동 구조(70)에서 n 번째 하부층의 두께이며,L i is the thickness of the n th lower layer in the
ns는 굴절률이며,n s is the refractive index,
Ls은 투명한 공동-스페이서 층(35)의 두께로서 0일 수 있으며,L s may be zero as the thickness of the transparent
Qm1및 Qm2는 각각 두 개의 유기 EL 소자 반사기 계면에서의 상 이동(라디안)이며,Q m1 and Q m2 are the phase shifts (in radians) at the two organic EL device reflector interfaces, respectively.
λ는 미세공동 구조(70)에 의해 증진되는 축상 광의 예정된 파장이며,λ is the predetermined wavelength of on-axis light promoted by the
m은 음이 아닌 정수이다. m is a nonnegative integer.
예를 들면, 당해 업자는 목적하는 축상 시인 색을 위한 녹색광(부분적으로 투과된 축상 광(125))의 발광을 축상에서 증진시키도록 미세공동의 효과를 선택할 수 있다.For example, the practitioner can select the effect of microcavity to promote on-axis light emission of the green light (partially transmitted on-axis light 125) for the desired on-axis visual color.
광(135)은 비축상 방향에서 생성된 광을 나타낸다. 이것은 부분적으로 반사 된 광(130)으로서 반투명 반사기(30)에 의해 부분적으로 반사되고, 부분적으로 투과된 비축상 광(140)으로서 부분적으로 투과될 수 있다. 미세공동 구조에 의해 비축상 방향에서 방출된 광(예, 부분적으로 투과된 비출상 광(140))은 축상에서 발광된 광(예, 부분적으로 투과된 축상 광(125))과는 다른 파장 및 휘도를 가질 것이다. 다르게 말하자면, 미세공동 구조(70)는, 미세공동이 축상 시인 색의 단일 파장을 증진하도록 튜닝된다고 할지라도 상이한 시인 각에서 볼 수 있는 넓은 스펙트럼을 갖는 광을 생성할 것이다. 전형적으로, 비축상에서 발광된 미세공동 광은 축상에서 발생된 광보다는 짧은 파장을 가질 것이다.
도 2에 있어서, 다-모드 미세공동 증진 후의 축상 발광의 스펙트럼 대 증진되지 않은 백색광 방출 OLED 디바이스에서의 발광 스펙트럼을 도시한 것이다. 스펙트럼(170)은 축상 미세공동 증진이 없는 백색광 방출 OLED 디바이스에서의 발광 스펙트럼이다. 수(Xu) 등의 미국 특허 제 6,133,692 호에 기술된 것과 같은 다-모드 미세공동의 사용으로 미세공동을 축상에서 볼 때 스펙트럼의 특정 파장, 예컨대 특정 파장(175), (180) 및 (185)을 증진시킬 것이다. 미세공동 구조(70)의 두께를 선택함으로써, 당해 업자는 광 파장의 좁은 단일 밴드를 축상에서 증진시키는 미세공동 구조를 형성할 수 있다. 2 shows the spectrum of on-axis emission after multi-mode microcavity enhancement versus the emission spectrum in unpromoted white light emitting OLED devices.
도 3에 있어서, 본 발명에 따른 OLED 디바이스의 하나의 실시양태의 단면도를 도시하고 있다. 튜닝된 OLED 디바이스(15)는 수동 매트릭스 디바이스 또는 능동 매트릭스 디바이스의 일부일 수 있다. 튜닝된 OLED 디바이스(15)는 그의 기본 구조로서 튜닝된 OLED 디바이스(10)로부터의 미세공동 구조(70)를 갖는다. 튜닝된 OLED 디바이스(15)는 전술한 바와 같이 반사기 층(90) 및 반투명 반사기(30)를 포함한다. 반사기 층(90) 및 반투명 반사기(30)는 전극으로서 작용하지만, 다른 실시양태에서는 반사기 및 전극이 분리된 것도 가능하다. 저부 전극, 즉 기판(20)에 가장 가까운 전극이 대부분 애노드로서 주로 구성되지만, 본 발명은 이러한 구조의 디바이스로 한정되지 않는다. 튜닝된 OLED 디바이스(15)는 추가로 색 변환 매체(25)을 포함하는 층을 포함한다. 색 변환 매체층은 반투명 반사기(30) 위에 배치된다. 색 변환 매체(25)는 축상 광의 특정 파장 보다 더욱 짧은 광 파장에 반응한다. 색 변환 매체(25)는 이러한 더욱 짧은 파장(예, 부분적으로 투과된 비축상 광(140))을 흡수하고, 부분적으로 투과된 축상 광(125)의 특정 파장에 대응하는 색의 광(예, 전환광(150))을 방출한다. 대응하는 색은 가시 스펙트럼과 동일한 영역에 있으며, 관찰자가 유사한 또는 동일한 색으로 인지하는 것을 의미한다. 예를 들면, 튜닝된 OLED 디바이스(15)의 축상 광의 특정 파장은 녹색 부위의 스펙트럼일 수 있다. 부분적으로 투과된 축상 광(125)은 관찰자가 녹색으로 인지하는 좁은 분포의 파장을 포함할 것이다. 부분적으로 투과된 비축상 광(140)은 부분적으로 투과된 축상 광(125) 보다 더욱 청색이지만, 색 변환 매체(25)에 의해 흡수되고 전환광(150)으로서 재방출될 것이다. 전환광(150)은 부분적으로 투과된 광(125)보다 더욱 넓은 파장 분포를 포함하지만, 부분적으로 투과된 광(125)로서 가시 스펙트럼과 일반적으로 동일한 부위에 있을 것이며, 관찰자가 녹색광으로서 인지할 것이다. 이로인해, 비축상 방향에서 볼 때 OLED 디바이스(15)에 의해 생성된 광의 색이 개선된다. 유사하게, 튜닝된 OLED 디바이스(15)의 축상 광의 특정 파장은 스펙트럼 의 청색 부위 또는 스펙트럼의 적색 부위에 있을 수 있다. 색 변환 매체(25)의 특성은 튜닝된 OLED 디바이스(15)의 색에 좌우될 것이다.In figure 3 a cross-sectional view of one embodiment of an OLED device according to the invention is shown. The
색 변환 매체층은 미국 특허 제 6,084,347 호 및 미국 특허 출원 제 2003/0127968 호에 기술되어 있으며, 예를 들면 결합제 수지를 갖는 형광 염료 또는 형광 염료만을 포함하되, 이들은 색 변환 매체를 포함한다. 형광 염료는 스펙트럼의 하나의 영역에서 광을 흡수하고, 더 긴 파장을 갖는 광을 방출할 것이다. 근자외선 내지 자외선에서 광을 흡수하고 청색 광을 방출하는 형광 염료의 보기는 스틸벤계 염료, 예컨대 1,4-비스(2-메틸스타이릴)-벤젠 및 트랜스-4,4'-다이페닐스틸벤; 및 코우마린계 염료, 예컨대 7-하이드록시-4-메틸코우마린 또는 이것의 조합물을 포함한다. 청색 내지 청녹색 영역에서 광을 흡수하고 녹색광을 방출하기 위한 형광 염료의 보기로서는 코우마린 염료, 예컨대 2,3,5,6-1H,4H-테트라하이드로-8-트라이플루오로메틸-퀴놀리다이노(9,9a,1-호)코우마린, 3-(2'-벤조티아졸릴)-7-다이에틸아미노코우마린, 3-(2'-벤즈이미다졸릴)-7-N,N-다이에틸아미노코우마린; 및 나프탈이미드 염료, 예컨대 염기성 엘로우 51, 솔벤트 엘로우 11 및 솔벤트 엘로우 116 또는 이들의 조합을 들 수 있다. 청색 내지 녹색 영역에서 광을 흡수하고 오렌지 내지 적색 광을 방출하기 위한 형광 염료의 보기로서는 사이아닌계 염료, 예컨대 4-다이사이아노메틸렌-2-메틸-6-(p-다이메틸아미노스타이릴-4H-피란; 피리딘계 염료, 예컨대 1-에틸-2-(4-(p-다이메틸아미노페닐)-1,3-뷰타다이에닐)-피리디늄 퍼콜레이트; 및 로다민계 염료, 예컨대 로다민 B 및 로다민 6G; 옥사진계 염료 또는 이것의 조합을 들 수 있다. 형광성을 갖는다면 다양한 염료(예, 직접 염료, 산 염료, 염기성 염료 및 분산 염료)가 사용될 수 있다. 형광 염료는 안료 수지, 예컨대 폴리메타크릴산 에스터, 폴리바이닐 클로라이드, 바이닐 클로라이드/바이닐 아세테이트 공중합체, 알키드 수지, 방향족 설폰아마이드 수지, 우레아 수지, 멜라민 수지, 벤조구안아민 수지 등과 혼합되어 색 변환 매체층을 형성하는 것을 돕는다.Color conversion media layers are described in US Pat. No. 6,084,347 and US Patent Application No. 2003/0127968 and include, for example, only fluorescent dyes or fluorescent dyes with binder resins, which include color conversion media. Fluorescent dyes will absorb light in one region of the spectrum and will emit light with longer wavelengths. Examples of fluorescent dyes that absorb light from near-ultraviolet to ultraviolet light and emit blue light are stilbene-based dyes such as 1,4-bis (2-methylstyryl) -benzene and trans-4,4'-diphenylstilbene. ; And coumarin-based dyes such as 7-hydroxy-4-methylcoumarin or combinations thereof. Examples of fluorescent dyes for absorbing light and emitting green light in the blue to blue green region include coumarin dyes such as 2,3,5,6-1H, 4H-tetrahydro-8-trifluoromethyl-quinolidino ( 9,9a, 1-ho) coumarin, 3- (2'-benzothiazolyl) -7-diethylaminocoumarin, 3- (2'-benzimidazolyl) -7-N, N-diethyl Aminocomarin; And naphthalimide dyes such as basic yellow 51, solvent yellow 11 and solvent yellow 116, or combinations thereof. Examples of fluorescent dyes for absorbing light in the blue to green region and for emitting orange to red light include cyanine dyes, such as 4-dimethylaminomethylene-2-methyl-6- (p-dimethylaminostyryl- 4H-pyran; pyridine dyes such as 1-ethyl-2- (4- (p-dimethylaminophenyl) -1,3-butadienyl) -pyridinium percholate; and rhodamine dyes such as rhodamine B and rhodamine 6G; oxazine-based dyes or combinations thereof, as long as it is fluorescent, various dyes may be used (eg, direct dyes, acid dyes, basic dyes and disperse dyes). For example, it is mixed with polymethacrylic acid ester, polyvinyl chloride, vinyl chloride / vinyl acetate copolymer, alkyd resin, aromatic sulfonamide resin, urea resin, melamine resin, benzoguanamine resin and the like to form a color conversion medium layer. To help.
색 변환 매체(25)는 튜닝된 OLED 디바이스(15) 중으로 다시 들어가는 것을 포함하여 모든 방향으로 발광할 것이다. 이것을 방지하기 위해, 유전체 스택(75)이 색 변환 매체(25) 층과 반투명 반사기(30) 사이에 선택적으로 배치될 수 있다. 유전체 스택(75)은 광을 반사하여 색 변환 매체(25)에 의해 방출된 더 큰 분율의 전환광(150)을 관찰자로 향하게 할 것이다. 유전체 스택(75)(또는 1/4 파 스택으로서 알려짐)은 고굴절률 및 저굴절률 물질(예, SiO2 및 TiO2)의 교대 층을 포함한다. 유전체 스택(75)은 전환광(150)의 파장의 상당 부분을 반사하도록 구성되지만, 상대적으로 부분적으로 투과된 축상 광(125)의 특정 파장을 투과시켜야 한다. 목적하는 특성을 갖는 유전체 스택을 제조하는 기술은 예를 들면 본(Born) 및 올프(Wolf)의 문헌["Principles of Optics", 6th ed., Pergamon Press, 1980]에 잘 공지되어 있다.The
꼭 필요한 것은 아니지만, 튜닝된 OLED 디바이스(15)는 추가로 컬러 필터(85)를 포함할 수 있다. 컬러 필터(85)는 임의 공지된 필터일 수 있으며, 색 변환 매체(25)에 흡수되지 않은 축상 광의 특정 파장보다 더욱 짧은 파장의 임의광 또는 축상 광의 특정 파장 보다 긴 파장의 임의 광을 제거하도록 설계된다.Although not required, the
본 발명의 튜닝된 OLED 디바이스(15) 및 임의 화소는 전형적으로 지지 기판(20) 상에 도시된 바와 같이 배치된다. 기판(20)은 광 방출의 의도하는 방향에 따라 광 투과성이거나 불투과성일 수 있다. 광 투과성은 기판(즉, 도시된 저부 방출 디바이스)을 통해 EL 방출을 시인하는데 바람직할 수 있다. 투명 유리 또는 플라스틱이 주로 이러한 경우 사용된다. 디바이스가 상부 방출인 용도에서는, 기판(20)의 투과성은 중요하지 않으며, 투광성, 흡광성 또는 광반사성일 수 있다. 이러한 경우에 사용되는 기판은 유리, 플라스틱, 반도체 물질, 규소, 세라믹 및 회로판 물질을 포함하지만 이것으로 한정되는 것은 아니다.The
미세공동 기판(70)은 반사기중 하나와 발광층(50) 사이에 배치될 수 있는 투명 공동-스페이서 층(35)을 포함할 수 있다. 이것은 방출된 광을 투과시켜야 하며, 도시된 바와 같이 전극(반사기)와 발광층(50) 사이에서 전하를 이동시키도록 전도성이어야 한다. 필름을 관통하는 전도율만이 중요하기 때문에, 약 108 오옴-cm 미만의 벌크 저항이 적절하다. 많은 금속 산화물, 예컨대 비제한적인 예로서 인듐-주석 산화물(ITO), 아연-주석 산화물(ZTO), 주석-산화물(SnOx), 인듐 산화물(InOx), 몰리브덴 산화물(MoOx), 텔루륨 산화물(TeOx), 안티몬 산화물(SbOx), 인듐-아연 산화물(IZO) 및 아연 산화물(ZnOx)을 사용할 수 있다. 만일 투명 공동-스페이서 층(35)이 전도성이 아니라면, 투명 전극이 회로와 전기적으로 접촉하는 방식으로 투명 공동-스페이서 층(35) 위에 형성될 수 있다. 투명 전극은 상술된 금속 산화물로 구성될 수 있다. 투명 공동-스페이서 층(35)의 두께, 투명 공동-스페이서 층(35)의 굴절률 또는 둘 다는 튜닝된 OLED 디바이스(15)의 층의 두께 및 굴절률에 따라 조절되어 미세공동 구조(70)를 목적하는 색으로 튜닝시킨다.The
튜닝된 OLED 디바이스(15)는 추가로 유기 층을 포함한다. 본 발명을 성공적으로 실시할 수 있는 당 기술분야에 공지된 다수의 구조의 유기층이 있으며, 이것은 정공주입층(40), 정공수송층(45), 발광층(50), 전자수송층(55) 및 전자주입층(60)을 포함한다.The
꼭 필요한 것은 아니지만, 종종 정공주입층(40)을 제공하는 것이 유용하다. 정공주입층(40)은 후속의 유기층의 필름 성형성을 개선시키고 정공수송층(45)에의 정공 주입을 용이하게 하는 작용을 할 수 있다. 정공주입층(40)에 사용하기 위한 적합한 물질은 미국 특허 제 4,720,432 호에 기술된 포르피린성 화합물, 미국 특허 제 6,127,004 호, 제 6,208,075 호 및 제 6,208,077 호에 기술된 플라즈마-증착 플루오로카본 중합체 및 m-MTDATA(4,4',4"-트라이스[(3-메틸페닐)페닐아미노]트라이페닐아민)과 같은 몇몇 방항족 아민을 포함하나, 이것으로 한정되는 것은 아니다. 유기 EL 디바이스용의 또 다른 정공주입 물질은 유럽 특허 제 0 891 121 A1 호 및 제 1 029 909 A1 호에 기술되어 있다.Although not necessary, it is often useful to provide the
정공수송층(45)은 방향족 3급 아민과 같은 하나 이상의 정공수송 화합물을 함유하며, 방향족 3급 아민은 탄소원자(이 중 하나 이상은 방향족 고리원임)에만 결합된 하나 이상의 3가 질소원자를 함유하는 화합물인 것으로 이해된다. 하나의 형태에서, 방향족 3급 아민은 아릴아민(예: 모노아릴아민, 다이아릴아민, 트라이아 릴아민 또는 중합성 아릴아민)일 수 있다. 단량체성 트라이아릴아민의 예는 클럽펠(Klupfel) 등의 미국 특허 제 3,180,730 호에 예시되어 있다. 하나 이상의 바이닐 라디칼로 치환되고/되거나 하나 이상의 활성 수소 함유 기를 포함하는 다른 적합한 트라이아릴아민이 브랜틀리(Brantley)등의 미국 특허 제 3,567,450 호 및 제 3,658,520 호에 개시되어 있다.The
더욱 바람직한 부류의 방향족 3급 아민은 미국 특허 제 4,720,432 호 및 제 5,061,569 호에 기재되어 있는 바와 같이 둘 이상의 방향족 3급 아민 잔기를 포함하는 것이다. 정공수송층(45)은 단일 방향족 3급 아민 화합물 또는 이들 화합물의 혼합물로 형성될 수 있다. 유용한 방향족 3급 아민의 예는 다음과 같다:A more preferred class of aromatic tertiary amines are those comprising two or more aromatic tertiary amine moieties as described in US Pat. Nos. 4,720,432 and 5,061,569. The
1,1-비스(4-다이-p-톨릴아미노페닐)사이클로헥세인;1,1-bis (4-di-p-tolylaminophenyl) cyclohexane;
1,1-비스(4-다이-p-톨릴아미노페닐)-4-페닐사이클로헥세인;1,1-bis (4-di-p-tolylaminophenyl) -4-phenylcyclohexane;
N,N,N',N'-테트라페닐-4,4'"-다이아미노-1,1':4',1":4",1'"-쿼터페닐;N, N, N ', N'-tetraphenyl-4,4' "-diamino-1,1 ': 4', 1": 4 ", 1 '"-quaterphenyl;
비스(4-다이메틸아미노-2-메틸페닐)페닐메테인;Bis (4-dimethylamino-2-methylphenyl) phenylmethane;
1,4-비스[2-[4-[N,N-다이(p-톨릴)아미노]페닐]바이닐]벤젠(BDTAPVB);1,4-bis [2- [4- [N, N-di (p-tolyl) amino] phenyl] vinyl] benzene (BDTAPVB);
N,N,N',N'-테트라-p-톨릴-4,4'-다이아미노바이페닐;N, N, N ', N'-tetra-p-tolyl-4,4'-diaminobiphenyl;
N,N,N',N'-테트라페닐-4,4'-다이아미노바이페닐;N, N, N ', N'-tetraphenyl-4,4'-diaminobiphenyl;
N,N,N',N'-테트라-1-나프틸-4,4'-다이아미노바이페닐;N, N, N ', N'-tetra-1-naphthyl-4,4'-diaminobiphenyl;
N,N,N',N'-테트라-2-나프틸-4,4'-다이아미노바이페닐;N, N, N ', N'-tetra-2-naphthyl-4,4'-diaminobiphenyl;
N-페닐카바졸;N-phenylcarbazole;
4,4'-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐아미노]바이페닐(NPB);4,4'-bis [N- (1-naphthyl) -N-phenylamino] biphenyl (NPB);
4,4'-비스[N-(1-나프틸)-N-(2-나프틸)아미노]바이페닐(TNB);4,4'-bis [N- (1-naphthyl) -N- (2-naphthyl) amino] biphenyl (TNB);
4,4'-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐아미노]p-터페닐;4,4'-bis [N- (1-naphthyl) -N-phenylamino] p-terphenyl;
4,4'-비스[N-(2-나프틸)-N-페닐아미노]바이페닐;4,4'-bis [N- (2-naphthyl) -N-phenylamino] biphenyl;
4,4'-비스[N-(3-아세나프테닐)-N-페닐아미노]바이페닐;4,4'-bis [N- (3-acenaphthenyl) -N-phenylamino] biphenyl;
1,5-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐아미노]나프탈렌;1,5-bis [N- (1-naphthyl) -N-phenylamino] naphthalene;
4,4'-비스[N-(9-안트릴)-N-페닐아미노]바이페닐;4,4'-bis [N- (9-anthryl) -N-phenylamino] biphenyl;
4,4'-비스[N-(1-안트릴)-N-페닐아미노]-p-터페닐;4,4'-bis [N- (1-antryl) -N-phenylamino] -p-terphenyl;
4,4'-비스[N-(2-페난트릴)-N-페닐아미노]바이페닐;4,4'-bis [N- (2-phenanthryl) -N-phenylamino] biphenyl;
4,4'-비스[N-(8-플루오르안테닐)-N-페닐아미노]바이페닐;4,4'-bis [N- (8-fluoroantenyl) -N-phenylamino] biphenyl;
4,4'-비스[N-(2-피레닐)-N-페닐아미노]바이페닐;4,4'-bis [N- (2-pyrenyl) -N-phenylamino] biphenyl;
4,4'-비스[N-(2-나프타세닐)-N-페닐아미노]바이페닐;4,4'-bis [N- (2-naphthacenyl) -N-phenylamino] biphenyl;
4,4'-비스[N-(2-페릴레닐)-N-페닐아미노]바이페닐;4,4'-bis [N- (2-perylenyl) -N-phenylamino] biphenyl;
4,4'-비스[N-(1-코로네닐)-N-페닐아미노]바이페닐;4,4'-bis [N- (1-coroneyl) -N-phenylamino] biphenyl;
2,6-비스(다이-p-톨릴아미노)나프탈렌;2,6-bis (di-p-tolylamino) naphthalene;
2,6-비스[다이-(1-나프틸)아미노]나프탈렌;2,6-bis [di- (1-naphthyl) amino] naphthalene;
2,6-비스[N-(1-나프틸)-N-(2-나프틸)아미노]나프탈렌;2,6-bis [N- (1-naphthyl) -N- (2-naphthyl) amino] naphthalene;
N,N,N',N'-테트라(2-나프틸)-4,4'-다이아미노-p-터페닐;N, N, N ', N'-tetra (2-naphthyl) -4,4'-diamino-p-terphenyl;
4,4'-비스{N-페닐-N-[4-(1-나프틸)-페닐]아미노}바이페닐;4,4'-bis {N-phenyl-N- [4- (1-naphthyl) -phenyl] amino} biphenyl;
2,6-비스[N,N-다이(2-나프틸)아미노]플루오렌;2,6-bis [N, N-di (2-naphthyl) amino] fluorene;
4,4',4'-트라이스[(3-메틸페닐)페닐아미노]트라이페닐아민(MTDATA); 및4,4 ', 4'-tris [(3-methylphenyl) phenylamino] triphenylamine (MTDATA); And
4,4'-비스[N-(3-메틸페닐)-N-페닐아미노]바이페닐(TPD).4,4'-bis [N- (3-methylphenyl) -N-phenylamino] biphenyl (TPD).
유용한 정공수송 물질의 또 다른 부류는 유럽 특허 제 1 009 041 호에 기재되어 있는 다환상 방향족 화합물을 포함한다. 둘 초과의 아민기를 갖는 3급 방향족 아민(올리고머 물질 포함)을 사용할 수 있다. 또한, 폴리(N-바이닐카바졸)(PVK), 폴리티오펜, 폴리피롤, 폴리아닐린 및 공중합체(예: PEDOT/PSS로도 불리는 폴리(3,4-에틸렌다이옥시티오펜)/폴리(4-스타이렌설포네이트))와 같은 중합성 정공수송 물질을 사용할 수 있다.Another class of useful hole transport materials includes the polycyclic aromatic compounds described in EP 1 009 041. Tertiary aromatic amines (including oligomeric materials) having more than two amine groups can be used. Poly (N-vinylcarbazole) (PVK), polythiophene, polypyrrole, polyaniline and copolymers such as poly (3,4-ethylenedioxythiophene) / poly (4-styrene, also called PEDOT / PSS Polymerizable hole transport materials, such as sulfonates)).
미국 특허 제 4,769,292 호 및 제 5,935,721 호에 더욱 자세하게 기재된 바와 같이, 발광층(50)은 이 영역에서의 전자-정공 쌍 재조합의 결과로 전기 발광이 형성되어 광을 생성하는 발광성 또는 형광성 물질을 포함한다. 발광층(50)은 단일 물질로 이루어질 수 있으나, 더욱 통상적으로는 게스트 화합물 또는 화합물들로 도핑된 호스트 물질로 이루어지며, 이 경우 발광은 주로 도판트로부터 이루어지고 임의의 색일 수 있다. 발광층(50)의 호스트 물질은 아래 정의된 바와 같은 전자수송 물질, 상기 정의된 바와 같은 정공수송 물질 또는 정공전자 재조합을 지지하는 또 다른 물질 또는 물질들의 조합일 수 있다. 도판트는 통상 매우 형광성인 염료로부터 선택되지만, 인광성 화합물, 예를 들어 국제 특허 공개(WO) 제 98/55561 호, 국제 특허 공개 제 00/18851 호, 국제 특허 공개 제 00/57676 호 및 국제특허공개 제 00/70655 호에 기재되어 있는 전이금속 착체도 유용하다. 도판트는 전형적으로 0.01 내지 10중량%로 호스트 물질 내로 코팅된다. 폴리플루오렌 및 폴리바이닐아릴렌(예: 폴리(p-페닐렌바이닐렌), PPV)과 같은 중합성 물질도 호스트 물질로서 사 용될 수 있다. 이 경우, 작은 분자 도판트는 중합성 호스트 내로 분자적으로 분산될 수 있거나, 또는 도판트는 미량 구성성분을 호스트 중합체 내로 공중합시킴으로써 첨가될 수 있다.As described in more detail in US Pat. Nos. 4,769,292 and 5,935,721, the
염료를 도판트로서 선택하는데 있어 중요한 관계는 분자의 점유된 최고 분자 궤도와 점유되지 않은 최저 분자 궤도 사이의 에너지 차이로서 정의되는 밴드갭(bandgap) 전위의 비교이다. 호스트로부터 도판트 분자로의 효율적인 에너지 전달을 위해, 필요한 조건은 도판트의 밴드갭이 호스트 물질의 밴드갭 보다 더욱 작아야 한다는 것이다. 인광성 방출기의 경우, 호스트 삼중상태 에너지 수준이 호스트로부터 도판트로 에너지가 전달될 수 있도록 충분히 높은 것이 중요하다.An important relationship in selecting dyes as dopants is the comparison of bandgap potentials, defined as the energy difference between the highest and lowest molecular orbitals occupied by the molecule. For efficient energy transfer from the host to the dopant molecule, a necessary condition is that the bandgap of the dopant must be smaller than the bandgap of the host material. For phosphorescent emitters, it is important that the host triplet energy level is high enough to transfer energy from the host to the dopant.
이러한 용도로 알려진 호스트 및 방출 분자는 미국 특허 제 4,768,292 호, 제 5,141,671 호, 제 5,150,006 호, 제 5,151,629 호, 제 5,405,709 호, 제 5,484, 922 호, 제 5,593,788 호, 제 5,645,948 호, 제 5,683,823 호, 제 5,755,999 호, 제 5,928,802 호, 제 5,935,720 호, 제 5,935,721 호 및 제 6,020,078 호에 개시된 것을 포함하지만 이들로 한정되지는 않는다.Host and release molecules known for this use are described in U.S. Pat. 5,755,999, 5,928,802, 5,935,720, 5,935,721 and 6,020,078, but are not limited to these.
8-하이드록시퀴놀린(옥신)의 금속 착체 및 유사한 유도체가 전기 발광을 지지할 수 있는 유용한 호스트 화합물의 한 부류를 구성한다. 유용한 킬레이트화된 옥시노이드 화합물의 예는 다음과 같다:Metal complexes and similar derivatives of 8-hydroxyquinoline (oxine) constitute a class of useful host compounds that can support electroluminescence. Examples of useful chelated oxynoid compounds are as follows:
CO-1: 알루미늄 트라이스옥신[일명, 트라이스(8-퀴놀리놀레이토)알루미늄(III)];CO-1: aluminum trisoxine (aka tris (8-quinolinolato) aluminum (III));
CO-2: 마그네슘 비스옥신[일명, 비스(8-퀴놀리놀레이토)마그네슘(II)];CO-2: magnesium bisoxine [aka bis (8-quinolinolato) magnesium (II)];
CO-3: 비스[벤조{f}-8-퀴놀리놀레이토]아연(II);CO-3: bis [benzo {f} -8-quinolinolato] zinc (II);
CO-4: 비스(2-메틸-8-퀴놀리놀레이토)알루미늄(III)-μ-옥소-비스(2-메틸-8-퀴놀리놀레이토) 알루미늄(III);CO-4: bis (2-methyl-8-quinolinolato) aluminum (III) -μ-oxo-bis (2-methyl-8-quinolinolato) aluminum (III);
CO-5: 인듐 트라이스옥신[일명, 트라이스(8-퀴놀리놀레이토)인듐];CO-5: indium trisoxine (aka tris (8-quinolinolato) indium);
CO-6: 알루미늄 트라이스(5-메틸옥신)[일명, 트라이스(5-메틸-8-퀴놀리놀레이토)알루미늄(III)];CO-6: aluminum tris (5-methyloxine) [aka tris (5-methyl-8-quinolinolato) aluminum (III)];
CO-7: 리튬 옥신[일명, (8-퀴놀리놀레이토)리튬(I)];CO-7: lithium auxin [aka, (8-quinolinolato) lithium (I)];
CO-8: 갈륨 옥신[일명, 트라이스(8-퀴놀리놀레이토)갈륨(III)]; 및CO-8: gallium auxin [aka tris (8-quinolinolato) gallium (III)]; And
CO-9: 지르코늄 옥신[일명, 테트라(8-퀴놀리놀레이토)지르코늄(IV)].CO-9: zirconium auxin [aka tetra (8-quinolinolato) zirconium (IV)].
유용한 호스트 물질의 다른 부류는 미국 특허 제 5,935,721 호에 기재되어 있는 9,10-다이-(2-나프틸)안트라센 및 그의 유도체와 같은 안트라센의 유도체; 미국 특허 제 5,121,029 호에 기재되어 있는 다이스타이릴아릴렌 유도체; 및 벤즈아졸 유도체, 예컨대 2,2',2"-(1,3,5-페닐렌)트라이스[1-페닐-1H-벤즈이미다졸]을 포함하지만 이들로 한정되는 것은 아니다. 카바졸 유도체가 인광성 방출기에 특히 유용한 호스트이다.Other classes of useful host materials include derivatives of anthracenes, such as 9,10-di- (2-naphthyl) anthracene and derivatives thereof described in US Pat. No. 5,935,721; Distyrylarylene derivatives described in US Pat. No. 5,121,029; And benzazole derivatives such as 2,2 ', 2 "-(1,3,5-phenylene) tris [1-phenyl-1H-benzimidazole]. Carbazole derivatives Is a particularly useful host for phosphorescent emitters.
유용한 형광 도판트는 안트라센, 테트라센, 잔텐, 페릴렌, 루브렌, 코우마린, 로다민 및 퀴나크리돈, 다이사이아노메틸렌피란 화합물, 티오피란 화합물, 폴리메틴 화합물, 피릴륨 및 티아피릴륨 화합물, 플루오렌 유도체, 페리플란텐 유도체, 인데노페릴렌 유도체, 비스(아지닐)아민 붕소 화합물, 비스(아지닐)메테인 화합물 및 카보스타이릴 화합물의 유도체를 포함하지만, 이들로 한정되지는 않는다.Useful fluorescent dopants include anthracene, tetracene, xanthene, perylene, rubrene, coumarin, rhodamine and quinacridone, dicyanomethylenepyrane compounds, thiopyrane compounds, polymethine compounds, pyryllium and thiaryryllium compounds, Fluorene derivatives, periplanthene derivatives, indenoferylene derivatives, bis (azinyl) amine boron compounds, bis (azinyl) methane compounds, and derivatives of carbostyryl compounds, including but not limited to these.
본 발명의 전자수송층(55)을 형성하는데 사용하기 바람직한 박막-형성 물질 은 옥신 자체의 킬레이트화물(통상 8-퀴놀리놀 또는 8-하이드록시퀴놀린으로도 불림)을 비롯한 금속 킬레이트화된 옥시노이드 화합물이다. 이들 화합물은 전자를 주입 및 수송하는데 도움을 주고, 높은 성능 수준을 나타내며, 박막 형태로 용이하게 제작된다. 예시적인 옥시노이드 화합물은 이미 기재되었다.Preferred thin film-forming materials for use in forming the
다른 전자수송 물질은 미국 특허 제 4,356,429 호에 개시되어 있는 다양한 뷰타디엔 유도체 및 미국 특허 제 4,539,507 호에 기재되어 있는 다양한 헤테로환 상 광학 증백제를 포함한다. 벤즈아졸 및 트라이아진도 유용한 전자수송 물질이다.Other electron transport materials include various butadiene derivatives disclosed in US Pat. No. 4,356,429 and various heterocyclic optical brighteners described in US Pat. No. 4,539,507. Benzazole and triazine are also useful electron transport materials.
전자주입층(60)이 또한 캐소드 및 전자수송층 사이에 존재할 수 있다. 전자주입 물질의 보기로서는 알칼리 또는 알칼리 토금속, 알칼리 할라이드 염(예컨대, 상술된 LiF), 또는 알칼리 또는 알칼리 토금속 도핑된 유기 층을 들 수 있다.An
몇몇 경우, 발광층(50) 및 전자수송층(55)은 발광 및 전자 수송 둘 다를 지지하는 작용을 하는 단일층에 의해 선택적으로 대체될 수 있다. 호스트로서 작용할 수 있는 정공수송층(45)에 방출 도판트가 첨가될 수 있다는 것이 본 기술분야에 알려져 있다. 백색 방출 OLED를 생성하기 위하여, 예를 들면 청색- 및 황색-방출 물질, 사이아닌- 및 적색-방출 물질 또는 적색-, 녹색- 및 청색-방출 물질을 조합함으로써 하나 이상의 층에 다수의 도판트를 첨가할 수 있다. 예를 들면 유럽 특허 제 1 187 235 호, 유럽 특허 제 1 182 244 호, 미국 특허 출원 제 2002/0025419 A1 호, 미국 특허 제 5,683,823 호, 제 5,503,910 호, 제 5,405,709 호 및 제 5,283,182 호에 백색 방출 디바이스가 기술되어 있다. 통상 양도된 유럽 특허 제 1 187 235 A2 호에 기술된 바와 같이, 백색 방출 유기 EL 매체는 하기 층을 포함함으로써 달성될 수 있다: 정공주입층(40); 정공주입층(40) 상에 배치되며 스펙트럼의 황색 영역에서 발광하기 위한 루브렌 화합물로 도핑된 정공수송층(45); 정공수송층(45) 상에 배치된 청색광 방출 화합물로 도핑된 발광층(50); 및 발광층(50) 상에 배치된 전자수송층(55). 상이한 화소에 대한 유기 층에 하나 이상의 상이한 물질을 사용하는 또 다른 실시양태가 또한 본 발명에 사용될 수 있다. 이러한 기술이 튜닝된 OLED 디바이스(15)에 적용되어 발광층(50)은 백색광(광대역 파장 광이라 불리움)을 생성한다.In some cases, the
본 기술분야에 개시된 바와 같은 전자블록층 또는 정공블록층과 같은 부가층이 본 발명의 디바이스에 사용될 수 있다. 정공블록층은 예를 들면 미국 특허 출원 제 2002/0015859 A1 호에서와 같이 인광 방출 디바이스의 효율을 개선시키는데 일반적으로 사용된다.Additional layers such as electron block layers or hole block layers as disclosed in the art can be used in the devices of the present invention. Hole block layers are commonly used to improve the efficiency of phosphorescent emitting devices, such as, for example, in US Patent Application 2002/0015859 A1.
상기 언급된 유기 물질을 승화 같은 기상 방법을 통해 적합하게 침착시키거나 또는 예컨대 필름 형성을 개선시키기 위한 선택적인 결합제를 갖는 용매와 같은 유체로부터 침착시킬 수 있다. 상기 물질이 중합체인 경우에는, 용매 침착이 유용하지만, 스퍼터링 또는 공여체 시이트로부터의 열전달 같은 다른 방법도 이용할 수 있다. 승화에 의해 침착될 물질을 종종 예컨대 미국 특허 제 6,237,529 호에 기재되어 있는 바와 같이 탄탈 물질로 이루어진 승화 '보트'로부터 기화시키거나, 또는 먼저 공여체 시이트 상으로 코팅시킨 다음 기판에 더욱 근접하여 승화시킬 수 있다. 물질의 혼합물을 갖는 층은 별도의 승화 보트를 이용할 수 있거나, 또는 물질 을 미리 혼합한 다음 단일 보트 또는 공여체 시이트로부터 코팅시킬 수 있다. 쉐도우 마스크, 통합 쉐도우 마스크(미국 특허 제 5,294,870 호), 공여체 시이트로부터의 공간상 한정된 열 염료 전달(미국 특허 제 5,688,551 호, 제 5,851,709 호 및 제 6,066,357 호) 및 잉크젯 방법(미국 특허 제 6,066,357 호)을 이용하여 패턴화된 침착을 달성할 수 있다.The above-mentioned organic materials may be suitably deposited via vapor phase methods such as sublimation or from fluids such as solvents with optional binders to improve film formation, for example. If the material is a polymer, solvent deposition is useful, but other methods such as sputtering or heat transfer from the donor sheet can also be used. The material to be deposited by sublimation can often be vaporized from a sublimation 'boat' made of tantalum material, as described, for example, in US Pat. No. 6,237,529, or first coated onto a donor sheet and then sublimated closer to the substrate. have. The layer with the mixture of materials may utilize a separate sublimation boat, or the materials may be premixed and then coated from a single boat or donor sheet. Shadow masks, integrated shadow masks (US Pat. No. 5,294,870), spatially limited thermal dye transfer from donor sheets (US Pat. Nos. 5,688,551, 5,851,709 and 6,066,357) and inkjet methods (US Pat. No. 6,066,357). Can be used to achieve patterned deposition.
대부분의 OLED 디바이스는 수분 또는 산소, 또는 둘 다에 민감하므로, 알루미나, 보크사이트, 황산칼슘, 점토, 실리카겔, 제올라이트, 알칼리 금속 산화물, 알칼리 토금속 산화물, 황산염 또는 금속 할라이드 및 퍼클로레이트와 같은 건조제와 함께 질소 또는 아르곤과 같은 불활성 대기중에서 통상적으로 밀봉된다. 캡슐화 및 건조 방법은 미국 특허 제 6,226,890 호에 기재된 것을 포함하지만 이것으로 한정되지는 않는다. 또한, SiOx, 테플론 및 무기/중합체 교대층 같은 차단층이 캡슐화 분야에 공지되어 있다.Most OLED devices are sensitive to moisture or oxygen, or both, so nitrogen, along with desiccants such as alumina, bauxite, calcium sulfate, clay, silica gel, zeolite, alkali metal oxides, alkaline earth metal oxides, sulfates or metal halides and perchlorates Or sealed in an inert atmosphere such as argon. Encapsulation and drying methods include, but are not limited to, those described in US Pat. No. 6,226,890. In addition, barrier layers such as SiO x , Teflon and inorganic / polymer alternating layers are known in the encapsulation art.
본 발명의 OLED 디바이스는, 필요한 경우, 그의 특성을 향상시키기 위하여 널리 공지되어 있는 다양한 광학 효과를 이용할수 있다. 이것은 최대 투광을 생성하기 위하여 층 두께를 최적화시키거나, 유전체 거울 구조체를 제공하거나, 디스플레이 상에 섬광 또는 반사 방지 코팅을 제공하거나, 디스플레이 상에 편광 매질을 제공하거나, 디스플레이 상에 착색된 중간 밀도 또는 색 전환 필터를 제공함을 포함하지만, 이것으로 한정되지 않는다.The OLED device of the present invention may utilize various well-known optical effects, if necessary, in order to improve its characteristics. This optimizes layer thickness to produce maximum light transmission, provides a dielectric mirror structure, provides a glare or antireflective coating on a display, provides a polarizing medium on a display, or provides a medium density or Including but not limited to providing a color conversion filter.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시양태에 따른 상이한 색의 발광 화소의 어레이 를 갖는 튜닝된 다색 OLED 디바이스의 단면도이다. 튜닝된 다색 OLED 디바이스(65)는, 광(125a, 125b, 및 125c)이 기판(20)으로부터 벗어나는 방향으로 방출되는 상부 방출이지만, 저부 방출 디바이스가 또한 이러한 방식으로 제조될 수 있다. 둘 이상의 상이한 색 화소(예, 화소(80a, 80b))는 미세공동 구조 및 색 변환 매체(예, 색 변환 매체(25a, 25b))를 포함하는 층을 포함한다. 미세공동 구조를 포함하는 각 화소는 기판(20) 상에 미세공동 구조의 저부를 형성하는 작용을 하는 반사기층(예, 화소(80a)에서 반사기 층(90a))을 포함한다. 반투명 반사기(30)는 모든 화소에서 미세공동 구조의 상부를 형성한다. 이로 인해 광의 일부가 튜닝된 다색 OLED 디바이스(65)의 상부로부터 방출될 수 있다. 반사기층(90a) 및 반투명 반사기(30)가 또한 전극, 화소(80a)용 반사기층(90a) 및 화소(80a, 80b 및 80c)용 반투명 반사기(30)로서 작용하지만, 모든 화소에서 통상의 전극은 반사기이며 각 화소에서 별도의 반투명 반사기가 있는 다른 구조도 가능하다. 반사기 및 전극이 별도 물체인 다른 실시양태가 또한 기대될 수 있다.4 is a cross-sectional view of a tuned multicolor OLED device having an array of light emitting pixels of different colors in accordance with another embodiment of the present invention. The tuned
다양한 양태의 상이한 색 화소가 가능하다. 튜닝된 OLED 디바이스(65)가 풀컬러 디바이스이고, 축상 광(125a)의 특정 파장이 스펙트럼의 적색 부위에 있고, 축상 광(125b)의 특정 파장이 스펙트럼의 녹색 부위에 있고, 축상 광(125c)의 특정 파장이 스펙트럼의 청색 부위에 있는 유용한 조합이 그 중 하나이다. 도시된 바와 같이, 튜닝된 OLED 디바이스(65)는 미세공동 구조를 갖는 상이한 색 화소 각각에서 미세공동 구조에 대한 공통의 발광층(50)을 포함한다. 이것은 유기층(100)의 패턴화를 필요로 하지 않기 때문에 제조시 유리하다. 가능하다면 상술된 다른 층과 접 속하고 있는 발광층(50)이 이러한 구조에서 백색 또는 광대역 파장의 광을 생성하도록 구성될 것이며, 그 후 미세공동, 컬러 필터 또는 둘 다의 영향의 결과로 다른 화소 색이 형성될 것이다. 하나 이상의 OLED 층, 예컨대 발광층(50)이 하나 이상의 화소(80a, 80b 및 80c)에 대해 별도로 패턴화된 다른 실시양태가 널리 알려져 있다. 이러한 구조에서, 각 화소는 특정 파장을 위한 발광층, 예컨대 적색, 녹색 및 청색 발광층을 포함할 수 있다.Different color pixels of various aspects are possible. The
튜닝된 다색 OLED 디바이스(65)는 반투명 반사기(30) 위에 배치된 상술된 색 변환 매체(25a 및 25b)를 포함한다. 색 변환 매체(25a 및 25b)는 각각 화소(80a 및 80b)로 다시 들어가는 것을 포함하여 모든 방향으로 광을 방출할 것이다. 이것을 방지하게 위해, 상술한 바와 같은 유전체 스택(75a 및 75b)가 각각 색 변환 매체(25a 및 25b)와 반투명 반사기(30) 사이에 선택적으로 배치될 수 있다. 유전체 스택(75a 및 75b)은 각각 미세공동 구조에 의해 축상에서 증진된 특정 파장(즉, 축상광 125a 및 125b)을 상대적으로 투과시켜야 한다. 그러므로, 유전체 스택의 특성은 화소의 특정 파장에 좌우될 것이다. The tuned
꼭 필요하지는 않지만, 상술된 컬러 필터(85a 및 85b)가 또한 포함될 수 있다. 튜닝된 OLED 디바이스(65)의 하나 이상의 화소가 다른 컬러 필터를 포함할 수 있으며, 이것의 특성은 화소의 목적하는 축상 시인 색에 좌우될 것이다. 당 기술분야에 공지된 바와 같은 블랙 매트릭스(도시되지 않음)가 화소 또는 컬러 필터 사이에 또는 그 주변에 위치하여 콘트라스트를 개선시킬 수 있다. Although not necessary, the
튜닝된 다색 OLED 디바이스(65) 중 두 개 이상의 상이한 색 화소(예컨대, 화 소(80a 및 80b))는 미세공동 구조 및 색 변환 매체를 포함한다. 다른 상이한 색 화소(예, 80c)는 색 변환 매체를 갖는 미세공동 구조, 색 변환 매체가 없는 미세공동 구조(도 4에 도시됨) 또는 미세공동이 아닌 구조를 포함하는 다양한 구조일 수 있다. 이중 임의 화소는 컬러 필터 또는 유전체 스택, 또는 둘 다를 선택적으로 포함할 수 있다. Two or more different color pixels (eg,
튜닝된 다색 OLED 디바이스(65)는 능동 매트릭스 회로(210)를 갖는 능동 매트릭스 디바이스이다. 능동 매트릭스 회로(210)는 기판(20) 위에 형성된다. 능동 매트릭스 회로(210)는 반도체 능동층(211), 게이트 유전체(212), 게이트 전도체(213), 제 1 절연층(214) 및 제 2 절연체(217)로 구성되는 제 1 박막 트랜지스터(TFT)를 포함한다. 능동 매트릭스 회로(210)는 또한 휘도 신호를 갖는 하나의 신호 라인(216) 및 트랜지스터에 전력을 공급하기 위한 하나의 전력선(215)을 포함한다. TFT 회로를 형성하는 방법은 당 기술분야에 잘 공지되어 있다. 각 화소에 대해 단일 트랜지스터, 신호 라인 및 전력선만이 도시되어 있다고 할지라도, 각 화소는 또한 제 2 트랜지스터(도시되지 않음) 뿐만 아니라 축전기(도시되지 않음) 및 부가적 선택 라인(도시되지 않음)을 전형적으로 가질 수 있다. 회로 성분의 수가 상이하고 구조가 상이한 많은 유형의 회로가 당 기술분야에 공지되어 있으며, 많은 이러한 회로가 본 발명에 사용된다는 것을 이해할 것이다. 능동 매트릭스 구조의 예로서 미국 특허 제 5,550,066 호, 제 6,281,634 호 및 제 6,501,466 호를 들 수 있다. 도시된 TFT가 박막 반도체 능동층(211)으로 형성되는 반면, 반도체 기판과 함께 기판(20)이 실질적으로 이러한 기능을 갖는다는 것을 이해할 것이다. 도 4는 상부 게이트 구조, 즉 게이트 전도체(213) 및 게이트 유전체(212)가 반도체 능동층(211) 위에 있는 구조를 도시한 것이다. 그러나, 저부 전극으로서 공지된 역구조를 갖는 TFT가 사용되어 유기 EL 디바이스를 구동할 수 있다는 것이 또한 공지되어 있다.The tuned
미국 특허 제 6,246,179 호에 기술된 바와 같은 화소간 유전체층(160)이 투명 또는 반투명 전극(예, 반사기층(90c))의 가장자리를 덮어 이러한 영역에서 짧거나 강한 전기장을 방지하는데 사용될 수 있다. 투명 공동-스페이서 층(예, 35a)이 전도성이거나 전극의 일부를 형성한다면, 화소간 유전체층(160)이 도시된 바와 같은 투명 공동-스페이서 층(예, 35a)을 또한 덮을 수 있다. 화소간 유전체층(160)을 사용하는 것이 바람직하지만, 본 발명의 성공적인 이행에는 필요하지 않다.An interpixel
튜닝된 다색 OLED 디바이스(65)가 수동 매트릭스 디바이스이고 능동 매트릭스 회로를 갖지 않는 또 다른 실시양태가 본 발명에 사용될 수 있다.Another embodiment in which the tuned
화소(80a)는, 발광층(50)에 방출된 광이 반사기 층(90a)에 의해 반사되고 광의 일부(전형적으로 25 내지 75%)가 반투명 반사기(30)에 의해 반사되는 미세공동 구조로서 작용한다. 이로 인해 반투명 반사기(30)를 통해 화소(80a)에 의해 방출된 축상 광(125a)이 증진되며, 이때 여기서 축상 광(125a)의 임의 파장이 상술된 바에 따라 증진될 것이다. 방출을 위해 최적화된 유기층(100)의 두께는 광(125a)의 목적하는 파장을 제공하도록 적절한 칫수를 꼭 가질 필요는 없으나, 목적하는 칫수를 수득하기 위해 투명 공동-스페이서 층을 추가로 포함하는 것이 바람직할 수 있다. 투명 공동-스페이서 층(35a)은 반사기 층(90a) 위에 형성된다. 투명 공동- 스페이서층(35a)의 두께, 투명 공동-스페이서 층(35a)의 굴절률 또는 둘 다가 튜닝된 OLED 디바이스(65)의 유기층(100)의 두께 및 굴절률에 따라 조절되어 화소(80a)에 대한 광의 목적하는 색의 파장에서 공진되도록 미세공동 구조를 튜닝한다. 둘 이상의 화소가 투명 공동-스페이서 층을 포함할 때, 투명 공동-스페이서 층의 두께, 투명 공동-스페이서 층의 굴절률 또는 둘 다는 상이한 색 화소 각각에 대해 별도로 조절되어 투명한 공동-스페이서 층이 상이한 화소(예, 화소(80a 및 80b)에서의 투명한 공동-스페이서 층(35a 및 35b))에 따라 다를 수 있거나, 일부 화소(반사기층(90c) 위에 투명 공동-스페이서 층을 갖지 않는 화소(80c))에 포함되지 않을 수 있다.The
투명 공동-스페이서 층(35a 및 35b)이 각각 반사기층(90a 및 90b)과 유기층(100) 사이에 존재하는 것으로 도시되어 있지만, 또 다른 실시양태에서는 투명 공동-스페이서 층(35a 및 35b)이 유기층(100)과 반투명 반사기(30) 사이에 형성될 수 있다.Although transparent
하나 이상의 유기 층(100)이 모든 화소에서 공통되지 않고 대신 하나 이상의 화소에 대해 별도로 패턴화된 또 다른 실시양태에서는, 투명 공동-스페이서 층이 제한되고, 각 화소에 대한 하나 이상의 유기 층(100)의 두께, 굴절률 또는 둘 다를 별도로 튜닝함으로써 색역 한정의 화소를 위한 미세공동 구조가 튜닝될 수 있다.In another embodiment where one or more
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