KR101258421B1 - 발광 장치 및 전자 장치 - Google Patents

발광 장치 및 전자 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101258421B1
KR101258421B1 KR1020060060956A KR20060060956A KR101258421B1 KR 101258421 B1 KR101258421 B1 KR 101258421B1 KR 1020060060956 A KR1020060060956 A KR 1020060060956A KR 20060060956 A KR20060060956 A KR 20060060956A KR 101258421 B1 KR101258421 B1 KR 101258421B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
light emitting
electrode
layer
light
buffer layer
Prior art date
Application number
KR1020060060956A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20070003693A (ko
Inventor
료지 노무라
사토시 세오
유지 이와키
노조무 스기사와
Original Assignee
가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 filed Critical 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼
Publication of KR20070003693A publication Critical patent/KR20070003693A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101258421B1 publication Critical patent/KR101258421B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/80—Constructional details
    • H10K50/85—Arrangements for extracting light from the devices
    • H10K50/852—Arrangements for extracting light from the devices comprising a resonant cavity structure, e.g. Bragg reflector pair
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B33/00—Electroluminescent light sources
    • H05B33/12—Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces
    • H05B33/14—Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces characterised by the chemical or physical composition or the arrangement of the electroluminescent material, or by the simultaneous addition of the electroluminescent material in or onto the light source
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B33/00—Electroluminescent light sources
    • H05B33/12—Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces
    • H05B33/26—Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces characterised by the composition or arrangement of the conductive material used as an electrode
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/17—Carrier injection layers
    • H10K50/171—Electron injection layers
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/10—OLED displays
    • H10K59/12—Active-matrix OLED [AMOLED] displays
    • H10K59/121—Active-matrix OLED [AMOLED] displays characterised by the geometry or disposition of pixel elements
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/14—Carrier transporting layers
    • H10K50/16—Electron transporting layers
    • H10K50/165—Electron transporting layers comprising dopants

Abstract

발광 소자의 색 순도는 전압 및 발광 효과의 감소와 같은 악영향 없이 향상된다. 발광 소자는 한 쌍의 전극들 사이에 발광층을 포함하는 발광 적층체를 가진다. 버퍼층은 적어도 하나의 전극들과 접촉되도록 제공된다. 전극들 중 하나는 높은 반사율을 가진 전극이고, 다른 하나는 반투명 전극이다. 반투명 전극을 이용함으로써, 광은 투과되고 반사될 수 있다. 전극들 사이의 광학 거리는 버퍼층의 두께에 따라 조정되며, 따라서 광은 전극들 사이에서 공진될 수 있다. 버퍼층은 유기 화합물과 금속 화합물을 포함하는 복합 재료로 이루어진다; 따라서, 발광 소자의 전압 및 발광 효율성은 전극들 사이의 거리가 길어지는 경우에도 영향을 미치지 않는다.
Figure 112006047293757-pat00001
발광 장치, 발광 소자, 반투명 전극, 버퍼층, 투광성

Description

발광 장치 및 전자 장치{Light emitting device and electronic device}
도 1a 내지 도 1f는 본 발명의 발광 소자(light emitting element)의 단면 프레임 형식들을 도시한 도면들.
도 2a 내지 도 2e는 본 발명의 발광 장치(light emitting device)의 제조 방법을 각각 도시한 단면 프레임 형식들을 도시한 도면들.
도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 발광 장치의 제조 방법을 각각 도시한 단면 프레임 형식들을 도시한 도면들.
도 4는 본 발명의 발광 장치의 제조 방법을 도시한 단면 프레임 형식을 도시한 도면들.
도 5a는 본 발명의 발광 장치의 상부 프레임 형식이고 도 5b는 단면 프레임 형식을 도시한 도면들.
도 6a 내지 도 6f는 픽셀 회로의 일례를 각각 도시한 회로도들.
도 7은 픽셀 회로의 일례를 도시한 회로도.
도 8은 보호 회로의 일례를 도시한 회로도.
도 9a 내지 도 9e는 본 발명의 전자 장치를 각각 도시한 프레임 형식들을 도시한 도면들.
도 10a 및 도 10b는 본 발명의 발광 장치의 단면 프레임 포맷들을 도시한 도 면들.
도 11a 및 도 11b는 발광 소자(1) 및 비교 소자의 전류 밀도-발광 특성 도면 및 전압-발광 특성 도면(실시예 1).
도 12는 발광 소자(1) 및 비교 소자의 방사 스펙트럼을 도시한 도면(실시예 1).
도 13a 및 도 13b는 발광 소자(2)의 전류 밀도-발광 특성 도면 및 전압-발광 특성 도면(실시예 2).
도 14는 발광 소자(2)의 방사 스펙트럼을 도시한 도면(실시예 2).
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
400 : 제 1 전극 401, 401-1, 401-2: 버퍼층
402: 발광 적층체 403: 제 2 전극
본 발명은 전류 공급에 의해 발광하는 발광 소자 및 이 발광 소자를 사용한 발광 장치에 관한 것이다.
한 쌍의 전극들 사이에 유기 재료를 포함하는 층을 갖고, 전극들 사이에 전류를 공급하여 발광하는 발광 소자를 사용한 발광 장치가 개발되었다. 이러한 발광 장치는, 박형 표시 장치들(thin display devices)이라 불리는 다른 표시 장치들 과 비교하여 박형 및 경량화에 유리하고, 자체 발광(self-light emission)으로 인한 가시성(visibility)도 양호하고, 응답 속도도 높다. 따라서 발광 장치들은 차세대용 표시 장치들로서 적극적으로 개발되었고, 현재로서는 발광 장치들의 일부가 실용화되고 있다.
이러한 발광 소자에서, 유기 재료를 포함하는 층에서 애노드(anode)로서 기능하는 전극으로부터 정공들이 주입되고, 캐소드(cathod)로서 기능하는 전극으로부터 전극들이 주입된다. 그 다음, 유기 재료를 포함하는 층 내의 발광 재료는 정공들과 전극들을 재결합함으로써 여기되고, 접지 상태와 여기 상태 사이의 에너지 차에 대응하는 광은 발광 재료가 접지 상태로 돌아갈 때 사출된다.
박형과 경량화에 유리한 이러한 발광 장치는 이동 장치의 응용에 특히 적절하다. 배터리의 한정이 있는 이동 장치에 장착된 발광 장치의 소비 전력은 낮을수록 양호하며, 배터리 및 전력 절감은 항상 요구된다. 그 외에도, 텔레비전, 디스플레이 등과 이동 장치에서 감소된 에너지 소비의 요건은 환경 문제, 에너지 문제 등과 연관되어 더욱 증가되고 있다.
특히, 영상미를 구비한 텔레비전, 디스플레이 등은 현재 소비자를 위해 요구될 만하다. 영상미에 영향을 미치는 한 가지 요인은 색 재현성(color reproductivity)이다. 풀-컬러 표시 장치의 경우, 모든 색들은 적색, 녹색 및 청색을 사용하거나 또는 적색, 녹색, 청색 및 백색의 4가지 색들을 사용하여 재현된다. 높은 색 순도를 가진 파장으로 발광하는 재료를 사용함으로써 선명한 표시가 얻어질 수 있다; 그러나 본 발명에서 높은 색 순도와 높은 신뢰성을 모두를 가진 재료들은 단지 몇 개만 있다.
발광 소자로부터 사출된 광의 외부 추출 효율성의 향상은 또한 감소된 전력 소비에도 효과적이다. 특허 문서 1(특허 문서 1: 일본 특허 공개 공보 제2000-323277호)은, 광의 외부 추출 효율성을 향상시키기 위하여, 발광층(light emitting layer)을 제외한 유기 화합물 재료층의 각 층이 발광 색에 대응하여 상이한 두께를 가지도록 설정되고, 반사 간섭 현상(reflection interference phenomenon)이 이용되고 따라서 각 색의 추출 효율성이 향상되는 구성을 개시하고 있다. 특허 문서 2(특허 문서 2: 일본 특허 공개 공보 제2003-142277호)는, 각각의 투명 전극(transparent electrode)이 발광 색에 대응하여 상이한 두께를 가지도록 설정되고, 반사된 광의 간섭 현상이 이용되고, 따라서 각각의 색의 추출 효율성이 향상되는 구성을 개시하고 있다.
그러나, 특허 문서 1의 구성에서, 유기 화합물 재료층의 각 층의 두께가 그 기능을 본질적으로 보여주도록 설정되어야 하고, 유기 화합물 재료층의 각 층의 두께가 반사 간섭 현상의 고려하에 설정되는 경우에는 전압 및 발광 효율성이 감소된다. 또한, 특허 문서 2의 구성에서는 전압 및 발광 효율성의 감소가 매우 작다. 그러나 각 색에 대응하는 투명 전극을 형성하기 위하여, 발광 소자의 전극들 중 하나가 각 색에 대응하는 투명 전극을 형성하도록 형성되기 때문에 처리 수가 증가되고, 생산성이 매우 낮다. 따라서, 본 발명의 목적은 전압과 발광 효율성 및 전류와 발광 효율성의 감소 없이 발광 소자의 색 순도를 증가시키는 것이다.
상술한 바와 같이, 전력 소비가 낮을수록 양호하고, 현 상황은 저전력 소비 가 충분히 얻어지는 상황과는 거리가 멀다. 따라서, 전력 소비가 더 낮아지는 것이 바람직하다. 따라서, 본 발명의 다른 목적은 전력 소비를 낮출 수 있는 발광 소자 및 발광 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 전압 및 발광 효율성의 감소와 같은 악영향 현상 없이, 저전력 소비 및 색 순도의 향상을 모두 달성할 수 있는 발광 소자 및 발광 장치를 제공하는 것이다.
상술한 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명의 하나의 특징은 한 쌍의 전극들과, 한 쌍의 전극들 사이에 개재된 유기 화합물을 포함하는 층을 구비한 발광 소자를 포함하는 발광 장치이다. 상기 유기 화합물을 포함하는 층은 발광 물질을 포함하는 발광층과, 정공 수송성(hole transporting property)을 보이는 유기 화합물과 금속 화합물을 포함하는 복합 재료를 갖는 버퍼층을 적어도 포함하며, 한 쌍의 전극들 중 하나는 높은 반사율을 가진 전극이고 다른 하나는 반투명 전극(translucent electrode)이다.
본 발명의 다른 특징은 발광 소자의 버퍼층의 두께가 발광 소자의 외부로 사출되는 광의 강도가 높게 되도록 결정된다. 발광 소자의 방사 강도가 높게 되었는지 여부를 조사하기 위하여, 발광층 또는 발광 물질의 방사 스펙트럼과 발광 소자의 방사 스펙트럼이 서로 비교될 수 있다. 전자의 방사 스펙트럼의 절반 값의 폭이 후자의 절반 값의 폭보다 더 협소하면, 방사 강도는 높게 된다. 특히, 전자의 방사 스펙트럼의 절반 값의 폭이 후자의 절반 값의 폭보다 80% 이하 및 30% 이상 80% 이하의 범위에 있다면, 발광 소자의 방사 강도는 높게 된 것으로 간주될 수 있다.
상술된 구성에서, 본 발명의 다른 특징은, 한 쌍의 전극들 사이의 광학 거리(optical distance)가 발광 소자로부터 발광 소자의 외부로 추출되는 광의 최대 파장의 절반의 정수배인 발광 소자이다.
상술한 구성에 있어서, 본 발명의 다른 특징은 한 쌍의 전극들 사이의 광학 거리가 발광 소자로부터 추출되기 원하는 광의 파장의 절반의 정수배인 것이다. 당연히, 본 발명에서, 한 쌍의 전극들 사이의 광학 거리는 허용되는 상위(discrepancy)를 포함한다. 이것은, 두께 제어에 있어서 막 형성 장치(film formation apparatus)의 정확도로 인해, 한 쌍의 전극들 사이의 광학 거리가, 미리 결정된 파장(발광 소자로부터 사출된 광의 최대 파장 또는 발광 소자로부터 사출되기 원하는 광의 파장)의 절반-파장의 정수배로 정확하게 따르게 되는 것이 어렵기 때문이다. 따라서, 본 발명은 상위가 ±5%의 범위인 경우, 한 쌍의 전극들 사이의 광학 거리의 상위를 포함하며, 이것은 막 형성 장치에서 발생된 두께의 상위이다(동일 평면 분포(in-plane distribution)).
본 발명의 발광 장치에 따라, 발광층으로부터 사출된 광이 한 쌍의 전극들 사이에서 반복적으로 반사되는 소위 마이크로캐비티 효과(microcavity effect)를 사용하기 위하여, 발광 소자의 전극들 중 하나는 반사율 및 투광성(light transmitting property)을 갖는 반투명 전극이고, 다른 하나는 반사율을 갖는 전극이다. 반투명 전극은 발광층으로부터 사출된 광에 대해, 40% 이상 90% 이하의 범위의 투과율과 10% 이상, 바람직하게는 20% 이상의 반사율을 갖는 전극이다.
고반사율을 갖는 전극은 발광층으로부터 사출된 광에 대해, 40% 이상, 바람직하게는 70% 이상의 반사율을 갖는 전극이다.
상술된 구성에서, 본 발명의 다른 특징은 버퍼층이 한 쌍의 전극 중 하나에 접촉되는 것이다. 2개의 버퍼층들이 제공되는 경우에, 한 쌍의 전극들 각각과 접촉하여 있는 버퍼층을 제공하는 것이 바람직하다. 본 발명에서, 버퍼층 내에 포함된 금속 화합물은 전이 금속의 산화물 또는 질화물이다.
그 외에도, 버퍼층 내에 포함된 금속 화합물은 주기율표에서 4족 내지 8족에 속하는 금속의 산화물 또는 질화물이다.
또한, 버퍼층 내에 포함된 금속 화합물은 바나듐 산화물, 탄탈 산화물, 몰리브덴 산화물, 텅스텐 산화물, 레늄 산화물, 및 루테늄 산화물 중 어느 하나이다.
본 발명의 발광 소자 및 발광 장치에 따라, 저전력 소비 및 색 순도의 향상은 전압 및 발광 효율성의 감소와 같은 악영향 현상 없이 동시에 쉽게 달성될 수 있다.
이후, 본 발명에 따른 실시 형태들이 도면들을 참조하여 상세히 설명될 것이다. 본 명세서에 개시된 실시예들 및 세부사항들은 본 발명의 목적 및 범주를 벗어나지 않고 다양한 방식들로 수정될 수 있음을 당업자는 쉽게 알 것이다. 따라서 실시 형태들의 기술은 본 발명에 제한되는 것으로서 해석되어서는 안 됨을 주지해야 한다.
실시 형태 1
도 1a는 본 발명의 발광 소자의 한 형태를 도시한 프레임 형식이다. 도 1a에 있는 본 발명의 발광 소자에 있어서, 버퍼층(401) 및 발광 적층체(402)에 의해 형성된 유기 화합물을 포함하는 층은 도시되지 않은 절연체 위의 제 1 전극(400) 및 제 2 전극(403)으로 이루어진 한 쌍의 전극들 사이에 끼워져 있다. 도 1a에서, 제 2 전극(403) 측으로부터 광이 추출되는 구성이 설명될 것이다.
제 1 전극(400)이 단층 또는 다층을 가지도록 형성될 수 있지만, 제 1 전극(400)은 높은 반사율을 갖는 전극이 되도록 형성된다. 제 2 전극(403)이 단층 또는 다층을 가지도록 형성될 수 있지만, 제 2 전극(403)은 발광 소자로부터 사출된 광에 대해 반투명 전극으로서 형성된다. 본 발명의 발광 소자에 따라, 한 쌍의 전극들 사이에서 특정 방향으로 고정된 전압 이상을 인가함으로써 발광이 얻어질 수 있다.
도 1a에서, 버퍼층(401)은 유기 화합물을 포함하는 층에서 제 1 전극(400) 측상에 제공된다. 발광을 얻는데 있어서 제 1 전극(400)의 전위가 더 높도록 전압이 인가되는 구성의 경우에(제 1 전극(400)이 애노드로서 기능하도록 되는 경우에), 버퍼층(401)은 정공 수송성을 갖는 유기 화합물과 금속 화합물의 복합 재료로 이루어진다.
금속 화합물로서, 전이 금속의 산화물 또는 질화물이 바람직하며, 주기율표의 4족 내지 8족에 속하는 금속의 산화물 또는 질화물이 더 바람직하다. 특히, 바나듐 산화물, 탄탈 산화물, 몰리브덴 산화물, 텅스텐 산화물, 레늄 산화물, 및 루테늄 산화물이 바람직하다.
정공 수송성을 갖는 유기 화합물로서는, 4,4'-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐아미노]비페닐(약칭: NPB), 4,4'-비스[N-(3-메틸페닐)-N-페닐아미노]비페닐(약칭: TPD), 4,4',4"-트리스(N,N-디페닐아미노)트리페닐아민(약칭: TDATA), 4,4',4"-트리스[(N-(3-메틸페닐)-N-페닐아미노]트리페닐아민(약칭: MTDATA), 4,4'-비스{N-[4-(N,N-디-m-톨릴아미노)페닐]-N-페닐아미노}비페닐(약칭: DNTPD), 1,3,5-트리스[N,N-디(m-톨릴)아미노]벤젠(약칭: m-MTDAB), 또는 4,4',4"-트리스(N-카르바졸릴)트리페닐아민(약칭: TCTA)와 같은 아릴아미노 그룹을 갖는 유기 재료;프탈로시아닌(약칭: H2Pc); 구리 프탈로시아닌(CuPc); 바나딜 프탈로시아닌(약칭: VOPc); 등도 또한 사용될 수 있다.
그 외에도, 다음의 일반식(1)에 의해 표현되는 이러한 유기 재료도 또한 정공 수송성을 갖는 유기 화합물로서 사용되는 것이 바람직할 수 있다. 특정 예들로서, 3-[N-(9-페닐카르바졸-3-일)-N-페닐아미노]-9-페닐카르바졸(약칭: PCzPCA1), 3,6-비스[N-(9-페닐카르바졸-3-일)-N-페닐아미노]-9-페닐카르바졸(약칭: PCzPCA2) 등이 주어질 수 있다. 이러한 구성을 갖는 유기 화합물을 사용하는 제 1 복합 재료는 열적 안정성에서 우수하며, 양호한 신뢰성을 갖는다.
Figure 112006047293757-pat00002
여기서 R1 및 R3은 서로 동일하거나 상이할 수 있고, 각각은 수소, 1 내지 6개의 탄소 원자들을 갖는 알킬기, 6 내지 25개의 탄소 원자들을 갖는 아릴기, 5 내지 9개의 탄소 원자들을 갖는 헤테로아릴기, 아릴알킬기, 및 1 내지 7개의 탄소 원자들을 갖는 아실기 중 어느 것을 표현하고; Ar1은 6 내지 25개의 탄소 원자들을 갖는 아릴기과, 5 내지 9개의 탄소 원자들을 갖는 헤테로아릴기 중 어느 것을 표현하고; R2는 수소, 1 내지 6개의 탄소 원자들을 갖는 알킬기, 및 6 내지 12개의 탄소 원자들을 갖는 아릴기 중 어느 것을 표현하고; R4는 수소, 1 내지 6개의 탄소 원자들을 갖는 알킬기, 6 내지 12개의 탄소 원자들을 갖는 아릴기, 및 일반식(2)에 의해 표현되는 치환기 중 어느 것을 표현한다. 일반식(2)에 의해 표현되는 치환기에서, R5는 수소, 1 내지 6개의 탄소 원자들을 갖는 알킬기, 6 내지 25개의 탄소 원자들을 갖는 아릴기, 5 내지 9개의 탄소 원자들을 갖는 헤테로아릴기, 아릴알킬기, 및 1 내지 7개의 탄소 원자들을 갖는 아실기 중 어느 것을 표현하고; Ar2은 6 내지 25개의 탄소 원자들을 갖는 아릴기와, 5 내지 9개의 탄소 원자들을 갖는 헤테로아릴기 중 어느 것을 표현하고; R6는 수소, 1 내지 6개의 탄소 원자들을 갖는 알킬기, 및 6 내지 12개의 탄소 원자들을 갖는 아릴기 중 어느 것을 표현한다.
Figure 112006047293757-pat00003
그 외에도, 다음의 일반식(3) 내지 일반식(6) 중 어느 하나에 의해 표현되는 유기 재료도 또한 정공 수송성을 갖는 유기 화합물로서 사용되는 것이 바람직할 수 있다. 다음의 일반식(3) 내지 일반식(6) 중 어느 하나에 의해 표현되는 유기 화합물의 특정 예로서, N-(2-나프틸)카르바졸(약칭: NCz), 4,4'-디(N-카르바졸릴)비페닐(약칭: CBP), 9,10-비스[4-(N-카르바졸릴)페닐]안트라센(약칭: BCPA), 3,5-비스[4-(N-카르바졸릴)페닐]비페닐(약칭: BCPBi), 1,3,5-트리스[4-(N-카르바졸릴)페닐]벤젠(약칭: TCPB) 등이 주어질 수 있다.
Figure 112006047293757-pat00004
여기서 Ar은 6 내지 42개의 탄소 원자들을 가진 방향족 탄화수소를 표현하고; n은 1 내지 3의 자연수를 표현하고; R1 및 R2는 수소, 1 내지 4개의 탄소 원자들을 갖는 알킬기, 또는 6 내지 12개의 탄소 원자들을 갖는 아릴기 중 어느 것을 표현한다.
Figure 112006047293757-pat00005
여기서 Ar은 6 내지 42개의 탄소 원자들을 가진 1가 방향족 탄화수소(monovalent aromatic hydrocarbon group)를 표현하고; R1 및 R2는 수소, 1 내지 4개의 탄소 원자들을 갖는 알킬기, 또는 6 내지 12개의 탄소 원자들을 갖는 아릴기 중 어느 것을 표현한다.
Figure 112006047293757-pat00006
여기서 Ar은 6 내지 42개의 탄소 원자들을 가진 2가 방향족 탄화수소(bivalent aromatic hydrocarbon group)를 표현하고; R1 내지 R4는 수소, 1 내지 4개의 탄소 원자들을 갖는 알킬기, 또는 6 내지 12개의 탄소 원자들을 갖는 아릴기 중 어느 것을 표현한다.
Figure 112006047293757-pat00007
여기서 Ar은 6 내지 42개의 탄소 원자들을 가진 3가 방향족 탄화수소(trivalent aromatic hydrocarbon group)를 표현하고; R1 내지 R6는 수소, 1 내지 4개의 탄소 원자들을 갖는 알킬기, 또는 6 내지 12개의 탄소 원자들을 갖는 아릴기 중 어느 것을 표현한다.
또한, 안트라센, 9,10-디페닐안트라센(약칭: DPA), 2-tert-부틸-9,10-디(2-나프틸)안트라센(약칭: tBuDNA), 테트라센, 루브렌, 또는 펜타센과 같은 방향족 탄화수소가 정공 수송성을 가진 유기 화합물로서 사용되는 것도 또한 가능하다.
버퍼층(401)은 상기 금속 화합물과 정공 수송성을 갖는 유기 화합물과의 공동 증착법(co-evaporation method)에 의해 제조될 수 있지만, 버퍼층(401)은 또한 습식 방법 및 다른 알려진 방법들에 의해 형성될 수도 있다. 버퍼층(401)에서, 유기 화합물과 금속 화합물의 질량비가 95 : 5 내지 20 : 80, 바람직하게는 90 : 10 내지 50 : 50인 것이 바람직함을 주지한다.
발광을 얻는데 있어서 제 1 전극(400)의 전위가 낮아지도록 전압이 인가되는 경우에(제 1 전극이 캐소드로서 기능하도록 되는 경우에), 버퍼층(401)은 2층 구조로 형성된다. 특히, 전극들을 발생시키는 기능을 가진 층은 발광 적층체(402) 측상에 더 제공된다. 전극들을 발생시키는 기능을 가진 층은 전자 수송성을 가진 유기 화합물과 도너 화합물(donor compound)의 복합 재료 또는 투명 도전 재료(transparent conductive material)로 이루어질 수 있다.
도너 화합물로서는, 알칼리 금속 및 알칼리 토금속, 또는 이들을 포함하는 산화물 및 질화물이 바람직하며, 특히 리튬, 나트륨, 칼륨, 세슘, 마그네슘, 칼슘, 스트론륨, 바륨, 리튬 산화물, 마그네슘 질화물 또는 칼슘 질화물이 바람직하다. 그 외에도, 전자 수송성을 갖는 유기 화합물로서, 예를 들면, 트리스(8-퀴놀리놀라토)알루미늄(약칭: Alq3), 트리스(4-메틸-8-퀴놀리놀라토)알루미늄(약칭: Almq3), 비스(10-하이드록시벤조[h]-퀴놀리놀라토)베릴륨(약칭: BeBq2), 또는 비스(2-메틸-8-퀴놀리놀라토)-4-페닐페놀라토-알루미늄(약칭: BAlq)과 같은 퀴놀린 골격 또는 벤조퀴놀린 골격을 갖는 금속 합성물 등이 이용될 수 있다.
또한, 비즈[2-(2-하이드록시페닐)벤조옥사졸라토]징크(약칭: Zn(BOX)2) 또는 비즈[2-(2-하이드록시페닐)벤조옥사졸라토]징크(약칭: Zn(BTZ)2)와 같은 옥사졸계 리간드 또는 티아졸계 리간드를 갖는 금속 합성물과 같은 재료도 또한 도너 화합물로서 사용될 수 있다. 또한, 금속 합성물 이외에도, 2-(4-비페닐릴)-5-(4-tert-부틸페닐 -1,3,4-옥사디아졸(약칭: PBD), 1,3-비스[5-p-tert-부틸페닐]-1,3,4-옥사디아졸-2-일]벤젠(약칭: OXD-7), 3-(4-tert-부틸페닐)-4-페닐-5-(4-비페닐릴)-1,2,4- 티르아졸(약칭: TAZ), 3-(4-tert-부틸페닐)-4-(4-에틸페닐)-5-(4-비페닐릴)-1,2,4-트리아졸(약칭: p-EtTAZ), 바토페난트롤린(약칭: BPhen), 바토쿠프로인(약칭: BCP) 등도 또한 도너 화합물로서 사용될 수 있다.
전자들을 발생시키는 기능을 가진 층은 스퍼터링 방법(sputtering method) 또는 증착법(evaporation method)과 같은 알려진 방법으로 제조될 수 있다. 복합 재료는 또한 공동 증착법에 의해 형성될 수 있다.
버퍼층(401)은 버퍼층(401)의 두께를 조정함으로써 광의 광 경로 길이를 조정하는 역할을 갖는다. 두 전극들 사이의 반사를 반복함으로써, 발광층으로부터 사출된 광이 진행하여 복귀하며, 정재파(standing wave)를 형성하기 위해 증폭된다. 정재파는 버퍼층(401)의 두께를 조정함으로써 원하는 파장으로 발생되며, 따라서 광은 증폭되고 방사 스펙트럼은 협소해진다. 결과적으로, 동일한 전류를 공급하는 경우에는 더 높은 휘도(luminance)가 얻어질 수 있다. 달리 말하면, 발광 효율성이 향상된다. 또한, 스펙트럼의 협소함으로 인해 색 순도도 또한 향상된다. 상술된 재료에 대해, 구동 전압은 그 재료가 파장의 길이와 동일한 두께를 갖도록 두껍게 형성되는 경우에도 거의 증가되지 않는다. 따라서, 상술된 광학 설계가 행해질 수 있다.
특히, 본 발명에서 제 1 전극(400)과 제 2 전극(403) 사이의 광학 거리 L0는 추출되기 원하는 광의 파장(발광 소자로부터 사출된 광의 최대 파장)의 1/2, 즉 반-파장의 정수배가 되도록 설정된다. 달리 말하면, 추출되기 원하는 광의 파장(예 를 들면, 발광 소자로부터 사출된 광의 최대 파장)이 λ이라고 가정하면, λ의 파장에서 유기 화합물을 포함하는 층의 굴절률이 nλ이고, 제 1 전극(400) 및 제 2 전극(403) 사이의 물리적 거리가 Lp인 경우, 버퍼층(401)의 두께는 다음의 [수학식 1]을 만족시키도록 조정된다.
Figure 112006047293757-pat00008
유기 화합물을 포함하는 층이 각각 굴절률이 상이한 복수의 층들의 적층체로 형성되는 경우에, λ의 파장에서의 굴절률과 각 층마다 얻어진 층의 두께의 곱들의 합은 반-파장(λ/2)의 정수배가 될 수 있음을 주지한다.
본 발명에 따라, 한 쌍의 전극들 중 어느 하나는 반투명 전극이며, 투명한 전극이 아니다; 따라서, 더욱 강한 간섭 효과가 얻어질 수 있고, 저전력 소비 및 색 순도의 향상이 매우 효과적으로 얻어질 수 있다.
또한, 제 1 전극(400)의 상면에 접촉되도록 버퍼층(401)을 제공함으로써, 제 1 전극(400) 위에 잘못 형성된 불균질함(unevenness)이 경감될 수 있다. 따라서, 전극의 불균질함으로 인한 실패(전극들 사이의 단락 등)는 억제될 수 있다.
더욱이, 버퍼층(401)은 제 1 전극(400)과 접촉되도록 형성된다; 따라서, 제 1 전극(400)용 재료는 작업 기능(work function)과 무관하게 선택될 수 있다. 달리 말하면, 발광을 얻는데 있어서, 다른 전극에 비해 더 높은 전압 또는 더 낮은 전압이 인가된 경우에도 전극 재료에 대해 어떠한 제한도 없다. 제 1 전극(400)은 작은 흡수와 높은 반사율(추출되기 원하는 광에 대한 반사율은 40 내지 100%, 바람직하게는 70 내지 100%이다)을 가진 재료로 이루어지는 것이 바람직하다.
단층을 갖는 제 1 전극(400)을 형성하는 경우에, 알루미늄, 은, 알루미늄의 합금, 은의 합금 등이 사용되는 것이 바람직할 수 있다. 알루미늄의 합금으로서, 알루미늄과 실리콘의 합금(Al-Si), 알루미늄과 티탄의 합금(Al-Ti) 등이 주어진다. 그 외에도, 티탄, 티탄 질화물, 크롬, 몰리브덴 등이 사용될 수 있다.
다층을 갖는 제 1 전극(400)을 형성하는 경우에, 발광 적층체(402)측 상에 상술된 재료가 사용되는 한, 전기 접촉을 유지할 수 있는 어떠한 재료라도 다른 층들에 사용될 수 있다. 그 외에도, ITO(인듐 주석 산화물), 실리콘을 함유한 ITO(ITSO), 2 내지 20wt%의 아연 산화물(ZnO)이 인듐 산화물에 혼합된 IZO(인듐 아연 산화물), 주석 산화물(SnO2)에 의해 전형화된 투명 도전막이 사용되는 한, 제 1 전극(400)은 상술된 재료보다 발광 적층체(402)측에 더 가깝게 제공될 수 있다. 예를 들면, ITO의 적층 구조를 갖는 전극, 은 및 ITO 등이 사용될 수 있다. 제 1 전극(400)은 스퍼터링 방법 또는 증착법과 같은 알려진 방법에 의해 제조될 수 있다. 실리콘이 ITO에 함유된 산소와 결합된 실리콘 산화물로서 실리콘이 함유되기 때문에 실리콘을 함유한 ITO(ITSO)이 또한 실리콘 산화물을 함유한 ITO로 칭해질 수 있음을 주지한다.
제 2 전극(403)은 발광 소자로부터 사출된 광에 대해 반투명 전극(추출되기 원하는 광에 대한 투과율이 40 내지 90%)이 되도록 형성된다. 제 2 전극(403)은, 발광층으로부터 사출된 광이 제 1 전극(400)과 제 2 전극(403) 사이에서 반복적으로 반사되도록 반사율과 작은 흡수뿐만 아니라 투광성을 가진 반투명 전극으로서 형성된다. 반투명 전극은, 추출되기 원하는 광에 대해, 40% 이상 90%이하의 투과율과 10% 이상, 바람직하게는 20% 이상의 반사율의 범위에 있도록 형성된다.
제 2 전극(403)이 캐소드로 기능하도록 이루어진 경우에, 제 2 전극(403)은 원하는 투광성을 가지도록 낮은 작업 기능을 갖는 도전 재료로 이루어진 박막이 되도록 형성된다. 제 2 전극(403)용 재료로서, 작은 흡수와 높은 반사율을 가질 뿐만 아니라 투광성을 갖는 재료를 사용하는 것이 특히 바람직하고, 그러한 재료로서, 알루미늄, 은, 알루미늄과 리튬의 합금, 마그네슘과 은의 합금 등이 바람직하다. 이들의 박막은 원하는 투과율을 얻을 수 있는 두께, 특히 1 nm 이상 20 nm 이하의 두께를 갖도록 형성되는 것이 바람직하지만, 그 두께는 대략 25 nm까지 증가될 수 있다. 그 외에도, 제 2 전극(403)은 이들 박막과 ITO, ITSO, IZO, 또는 SnO2로 대표되는 투명 도전막의 적층체로 될 수 있다. 이러한 적층체를 형성함으로써, 제 2 전극(403)은 투명 도전막의 단층보다 더 높은 반사율을 가지며, 광을 투과하고 반사할 수 있다.
제 2 전극(403)이 애노드로서 기능하도록 이루어진 경우에, 제 2 전극(403)은 원하는 투광성을 갖도록 높은 작업 기능을 갖는 도전 재료로 이루어진 박막이 되도록 형성된다. 탄탈, 크롬, 몰리브덴, 티탄, 티탄 질화물, 알루미늄 등의 박막이 제 2 전극에 사용될 수 있다. 제 2 전극은 1 nm 이상 20 nm 이하의 두께를 갖는 것이 바람직하지만, 그 두께는 대략 25 nm까지 증가될 수 있다. 상술한 바와 같이, 제 2 전극(403)용 재료로서, 높은 반사율과 작은 흡수를 가질 뿐만 아니라 투광성을 가지는 재료를 사용하는 것이 특히 바람직하다. 그 외에도, 제 2 전극은 이들 박막과, ITO, ITSO, IZO, 또는 SnO2로 대표되는 투명 도전막의 적층체로 될 수 있다. 이러한 적층체를 형성함으로써, 제 2 전극(403)은 투명 도전막의 단층보다 더 높은 반사율을 가지며, 광을 투과하고 반사할 수 있다.
제 2 전극(403)은 스퍼터링 방법 또는 증착법과 같은 알려진 방법으로 제조될 수 있다.
발광 적층체(402)는 적어도 발광층을 갖는 단층 또는 적층 구조를 갖도록 형성된 층이다(단층은 또한 편의상 "발광 적층체(light emitting laminated body)"라 칭해질 수 있다). 발광층의 구조로서, 2 종류의 구조들이 주로 주어진다. 한 구조는 발광 물질(도펀트(dopant))이 발광 물질보다 더 큰 밴드 갭(band gap)을 갖는 재료(호스트)로 분산되는 호스트-게스트 형(host-guest type)이고, 다른 구조는 발광 물질만으로 형성된 형태이다.
그 외에도, 정공들을 수송하는데 유리한 재료로 이루어진 정공 수송층과, 발광층과 애노드 사이에 정공들을 주입하는데 유리한 재료로 이루어진 정공 주입층과, 전자들을 수송하는데 유리한 재료로 이루어진 전극 수송층과, 발광층과 캐소드 사이에 전자들을 주입하는데 유리한 재료로 이루어진 전극 주입층과 같은 기능층이 제공될 수 있다. 수송층을 제공하는 경우에, 주입층은 수송층보다 전극 쪽에 더 가깝게 형성된다. 이 층들 외에도, 전자들과 정공들이 발광층에서 효과적으로 재결합하도록 하기 위해 제공되는 블로킹층과 같은 다른 기능을 갖는 층이 제공될 수 있다. 이들 기능층들은 제공될 수도 제공되지 않을 수도 있으며, 복수의 기능들을 갖는 층으로서 형성될 수도 있다. 그 외에도, 각각의 층들 사이의 경계가 구별될 필요는 없다.
버퍼층(401)과 발광 적층체(402)의 발광층이 서로 분리되도록 형성되는 것이 바람직하고, 사이에 전극들 또는 정공들의 수송층이 발광층과 버퍼층(401) 형성되는 것이 바람직함을 주지한다.
발광층을 형성하는 발광 물질은 특별히 제한되지 않고, 양호한 발광 효율성을 가지고 원하는 방사 파장으로 발광할 수 있는 물질이 사용될 수 있다.
예를 들면, 적색을 띤 방사가 얻어지기를 원한다면, 4-디시아노메틸렌-2이소프로필-6[2-(1,1,7,7,-테트라메틸줄로리딘-9-일)에테닐]-4H-피란(약칭: DCJTI), 4-디시아노메틸렌-2-메틸-6[2-(1,1,7,7,-테트라메틸-9-줄로리딘-9-일)에테닐]-4H-피란(약칭: DCJT), 4-디시아노메틸렌-2-tert-부틸-6[2-(1,1,7,7,-테트라메틸줄로리딘-9-일)에테닐]-4H-피란(약칭: DCJTB), 페리플라노텐, 2,5-디시아노-1,4-비스[2-(10-메톡시-1,1,7,7,-테트라메틸줄로리딘-9-일)에테닐]벤젠 등과 같은 방사 스펙트럼에서 600 내지 680 nm의 피크를 가진 방사를 나타내는 재료가 사용될 수 있다.
녹색을 띤 방사가 얻어지기를 원할 때, N,N'-디메틸퀴나크리돈(약칭: DMQd), 쿠마린 6, 쿠마린 545T 트리스(8-퀴놀리놀라토)알루미늄(약칭: Alq3) 등과 같은 방사 스펙트럼에서 500 내지 550nm의 피크를 가진 방사를 나타내는 재료가 사용될 수 있다.
그 외에도, 청색을 띤 방사가 얻어지기를 원할 때, 9,10-비스(2-나프틸)-tert-부틸안트라센(약칭: tBuDNA), 9,9'-비안트릴, 9,10-디페닐안트라센(약칭: DPA), 9,10-비스(2-나프틸)안트라센(약칭:DNA), 비스(2-메틸-8-퀴놀리놀라토)-4-페닐페놀라토-갈륨(약칭: BGaq), 비스(2-메틸-8-퀴놀리놀라토)-4-페닐페놀라토-알루미늄(약칭: BAlq), 등과 같은 방사 스펙트럼에서 420 내지 500 nm의 피크를 가진 방사를 나타내는 재료가 사용될 수 있다.
상술한 바와 같이, 형광을 방사하는 물질뿐만 아니라, 비스[2-(3,5-비스(트리플루오로메틸)페닐)피리디나토-N,C2]이리듐(Ⅲ)피콜리나트, 비스[2-(4,6-디플루오로페닐)피리디나토-N,C2]이리듐(Ⅲ)아세틸아세토나트(약칭: FIr(acac)), 비스[2-(4,6-디플루오로페닐)피리디나토-N,C2]이리듐(Ⅲ)피콜리나트(약칭: FIr(pic)), 트리스(2-페닐피리디나토-N,C2)이리듐(약칭: Ir(ppy)3) 등과 같은 인광을 방사하는 물질이 발광 물질로서 또한 사용될 수 있다.
그 외에도, 발광 물질을 분광 상태로 놓는데 사용되는 물질은 특별히 제한되지 않는다. 예를 들면, 9,10-디(2-나프틸)-2-tert-부틸안트라센(약칭: tBuDNA)과 같은 아트라센 유도체 또는 4,4'-디(N-카르바졸)비페닐(약칭: CBP)와 같은 카르바 졸 유도체뿐만 아니라, 비스[2-(2-하이드록시페닐)피리디나토]징크(약칭: Znpp2) 또는 비스[2-(2-하이드록시페닐)벤조옥사졸라토]징크(약칭: ZnBOX)와 같은 금속 합성물 등이 사용될 수 있다.
정공 주입층을 형성하는데 사용될 수 있는 물질의 특정 예로서, 프탈로시아민(약칭: H2Pc) 또는 구리 프탈로시아민(CuPc)와 같은 프탈로시아민계 화합물; 또는 폴리(에틸렌디옥시티오펜)/폴리(스티렌 설포네이트) 수용액(PEDOT/PSS)와 같은 폴리머 등이 주어진다. 정공 주입층은 이온화 전위가, 정공 수송성을 각각 갖는 물질들로부터 정공 주입층과 접촉하도록 형성된 기능층의 전위보다 비교적 낮게 되는 물질을 선택하여 형성될 수 있다.
정공 수송층을 형성하는데 사용될 수 있는 물질의 특정 예로서, 4,4'-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐아미노]비페닐(약칭: NPB), 4,4'-비스[N-(3-메틸페닐)-N-페닐아미노]비페닐(약칭: TPD), 4,4',4"-트리스(N,N-디페닐아미노)트리페닐아민(약칭: TDATA), 4,4',4"-트리스[(N-(3-메틸페닐)-N-페닐아미노]트리페닐아민(약칭: MTDATA), 4,4'-비스{N-[4-(N,N-디-m-톨릴아미노)페닐]-N-페닐아미노}비페닐(약칭: DNTPD), 1,3,5-트리스[N,N-디(m-톨릴)아미노]벤젠(약칭: m-MTDAB), 또는 4,4',4"-트리스(N-카르바졸릴)트리페닐아민(약칭: TCTA)와 같은 아릴아미노 그룹을 갖는 유기 재료;프탈로시아닌(약칭: H2Pc); 구리 프탈로시아닌(CuPc); 바나딜 프탈로시아닌(약칭: VOPc); 등도 또한 사용될 수 있다. 그 외에도, 정공 수송층은 상술된 물질로 이루어진 2개 이상의 층들을 조합하여 형성된 다층 구조의 층이 될 수 있다.
전자 수송층을 형성하는데 사용될 수 있는 재료의 특정 예로서, 트리스(8-퀴놀리놀라토)알루미늄(약칭: Alq3), 트리스(4-메틸-8-퀴놀리놀라토)알루미늄(약칭: Almq3), 비스(10-하이드록시벤조[h]-퀴놀리놀라토)베릴륨(약칭: BeBq2), 또는 비스(2-메틸-8-퀴놀리놀라토)-4-페닐페놀라토-알루미늄(약칭: BAlq), 비즈[2-(2-하이드록시페닐)벤조옥사졸라토]징크(약칭: Zn(BOX)2) 또는 비즈[2-(2-하이드록시페닐)벤조옥사졸라토]징크(약칭: Zn(BTZ)2)뿐만 아니라, 2-(4-비페닐릴)-5-(4-tert-부틸페닐 -1,3,4-옥사디아졸(약칭: PBD), 1,3-비스[5-p-tert-부틸페닐]-1,3,4-옥사디아졸-2-일]벤젠(약칭: OXD-7), 3-(4-tert-부틸페닐)-4-페닐-5-(4-비페닐릴)-1,2,4-티르아졸(약칭: TAZ), 3-(4-tert-부틸페닐)-4-(4-에틸페닐)-5-(4-비페닐릴)-1,2,4-트리아졸(약칭: p-EtTAZ), 바토페난트롤린(약칭: BPhen), 바토쿠프로인(약칭: BCP), 2,2',2"-(1,3,5-벤젠에트릴)-트리스(1-페닐-1H-벤지미다졸)(약칭: TPBI), 4,4-비스(5-메틸벤조옥사졸-2-일)스틸벤(약칭: BzOs) 등이 주어진다. 그 외에도, 전자 수송층은 상술된 물질로 이루어진 2개 이상의 층들을 조합하여 형성된 다층 구조의 층이 될 수 있다.
전자 주입층을 형성하는데 사용될 수 있는 물질의 특정 예로서, 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 알칼리 금속의 플루오르화물, 알칼리 토금속의 플루오르화물, 알칼리 금속의 산화물 및 알칼리 토금속의 산화물과 같은 무기 물질이 주어진다.
무기 물질 외에도, BPhen, BCP, p-EtTAZ, TAZ 또는 BzOs와 같은 전자 수송층을 형성하는데 사용될 수 있는 물질은, 이들 물질들로부터 전자 수송층을 형성하기 위해 사용된 물질의 친화력보다 더 높은 전자 친화력을 갖는 물질을 선택함으로써 전자 주입층을 형성하기 위해 사용될 수 있다.
즉, 전자 주입층은 또한, 전자 주입층에서의 전자 친화력이 전자 수송성을 갖는 물질들로부터의 전자 수송층에서의 전자 친화력보다 비교적 더 높게 되도록 물질을 선택함으로써 형성될 수 있다. 전자 주입 성질이 그다지 높지 않은 재료가 캐소드로서 작용하는 전극으로 사용되는 경우에, 전자 주입층은 전극 위에 리튬, 칼슘, 바륨과 같은 낮은 작업 기능을 갖는 금속을 적층하거나, 또는 리튬, 칼슘 또는 바륨과 같은 낮은 작업 기능을 갖는 금속을 가진 전자 수송층을 도핑함으로써 형성되는 것이 바람직함을 주지한다.
이들 발광 적층체들(402)은 증착법 또는 습식 방법에 의해 대표되는 알려진 방법으로 제조될 수 있다.
상술된 구조를 가진 본 발명의 발광 소자에 따라, 저전력 소비 및 색 순도의 향상은 전압 및 발광 효율성의 감소와 같은 악영향 현상 없이 동시에 쉽게 달성될 수 있다. 또한, 제 1 전극(400) 위에 잘못 형성된 불균질함이 경감될 수 있다. 따라서, 전극의 불균질함으로 인한 실패(전극들 사이의 단락 등)는 억제될 수 있다.
도 1b는 도 1a와는 상이한 본 발명의 발광 소자의 모드를 도시한 프레임 형식이다. 도 1b의 본 발명에 따른 발광 소자에서, 버퍼층(401) 및 발광 적층체(402)에 의해 형성된 유기 화합물을 포함하는 층은 도시되지 않은 절연체 위의 제 1 전극(400) 및 제 2 전극(403)으로 이루어진 한 쌍의 전극들 사이에 끼워져 있 다. 도 1b에서, 제 1 전극(400) 측으로부터 광이 추출되는 구성이 설명될 것이다.
제 1 전극(400)이 단층 또는 다층을 가지도록 형성될 수 있지만, 제 1 전극(400)은 반투명 전극이 되도록 형성된다. 제 2 전극(403)이 단층 또는 다층을 가지도록 형성될 수 있지만, 제 2 전극(403)은 발광 소자로부터 사출된 광에 대해 높은 반사율을 갖는 전극으로서 형성된다. 본 발명의 발광 소자에 따라, 한 쌍의 전극들 사이에서 특정 방향으로 고정된 전압 이상을 인가함으로써 발광이 얻어질 수 있다.
도 1b에서, 버퍼층(401)은 유기 화합물을 포함하는 층에서 제 2 전극(403) 측상에 제공된다. 발광을 얻는데 있어서 제 2 전극(403)의 전위가 더 높도록 전압이 인가되는 구성의 경우에(제 2 전극(403)이 애노드로서 기능하도록 되는 경우에), 버퍼층(401)은 정공 수송성을 갖는 유기 화합물과 금속 화합물의 복합 재료로 이루어진다.
발광을 얻는데 있어서 제 2 전극(403)의 전위가 낮아지도록 전압이 인가되는 경우에(제 2 전극(403)이 캐소드로서 기능하도록 되는 경우에), 버퍼층(401)은 2층 구조로 형성된다. 특히, 정공 수송성을 갖는 유기 화합물과 금속 화합물의 복합 재료로 이루어진 층과 전자들을 발생시키는 기능을 갖는 층의 2층 구조가 이용되고, 전극들을 발생시키는 기능을 가진 층은 발광 적층체(402) 측상에 더 제공된다. 전극들을 발생시키는 기능을 가진 층은 전자 수송성을 가진 유기 화합물과 도너 화합물의 복합 재료 또는 투명 도전 재료로 이루어질 수 있다.
버퍼층(401)의 특정 재료 및 구조는 도 1a의 버퍼층(401)과 동일하다; 따라 서 반복 설명은 생략한다. 도 1a의 버퍼층(401)의 설명을 참조한다. 그러나, 버퍼층(401)이 미리 형성된 전극, 즉 도 1b의 구조의 제 1 전극(400) 위에 형성되지 않기 때문에, 제 1 전극(400)의 불균질함을 경감하는 효과는 얻어질 수 없다는 다른 점이 있다.
버퍼층(401)은 버퍼층(401)의 두께를 조정함으로써 광의 광 경로 길이를 조정하는 역할을 갖는다. 두 전극들 사이의 반사를 반복함으로써, 발광층으로부터 사출된 광이 진행하여 복귀하며, 정재파를 형성하기 위해 증폭된다. 정재파는 버퍼층(401)의 두께를 조정함으로써 원하는 파장으로 발생되며, 따라서 광은 증폭되고 방사 스펙트럼은 협소해진다. 결과적으로, 동일한 전류를 공급하는 경우에는 더 높은 휘도가 얻어질 수 있다. 달리 말하면, 발광 효율성이 향상된다. 또한, 스펙트럼의 협소함으로 인해 색 순도도 또한 향상된다. 상술된 재료에 대해, 구동 전압은 그 재료가 파장의 길이와 동일한 두께를 갖도록 두껍게 형성되는 경우에도 거의 증가되지 않는다. 따라서, 상술된 광학 설계가 행해질 수 있다.
특히, 본 발명에서 제 1 전극(400)과 제 2 전극(403) 사이의 광학 거리 L0는 추출되기 원하는 광의 파장(발광 소자로부터 사출된 광의 최대 파장)의 1/2, 즉 반-파장의 정수배가 되도록 설정된다. 달리 말하면, 추출되기 원하는 광의 파장(예를 들면, 발광 소자로부터 사출된 광의 최대 파장)이 λ이라고 가정하면, λ의 파장에서 유기 화합물을 포함하는 층의 굴절률이 nλ이고, 제 1 전극(400) 및 제 2 전극(403) 사이의 물리적 거리가 Lp인 경우, 버퍼층(401)의 두께는 다음의 수학식 (1) 을 만족시키도록 조정된다.
Figure 112006047293757-pat00009
유기 화합물을 포함하는 층이 각각 굴절률이 상이한 복수의 층들의 적층체로 형성되는 경우에, λ의 파장에서의 굴절률과 각 층마다 얻어진 층의 두께의 곱들의 합은 반-파장(λ/2)의 정수배가 될 수 있음을 주지한다.
본 발명에 따라, 한 쌍의 전극들 중 어느 하나는 반투명 전극이며, 투명한 전극이 아니다; 따라서, 더욱 강한 간섭 효과가 얻어질 수 있고, 저전력 소비 및 색 순도의 향상이 매우 효과적으로 얻어질 수 있다.
제 1 전극(400)은 발광 소자로부터 사출된 광에 대해 반투명 전극(추출되기 원하는 광에 대한 투과율이 40 내지 90%)이 되도록 형성된다. 제 1 전극(400)은, 발광층으로부터 사출된 광이 제 1 전극(400)과 제 2 전극(403) 사이에서 반복적으로 반사되도록 반사율과 작은 흡수뿐만 아니라 투광성을 가진 반투명 전극으로서 형성된다. 반투명 전극은, 추출되기 원하는 광에 대해, 40% 이상 90%이하의 투과율과 10% 이상, 바람직하게는 20% 이상의 반사율의 범위에 있도록 형성된다.
제 1 전극(400)이 캐소드로 기능하도록 이루어진 경우에, 제 1 전극(400)은 원하는 투광성을 가지도록 낮은 작업 기능을 갖는 도전 재료로 이루어진 박막이 되도록 형성된다. 제 1 전극(400)용 재료로서, 작은 흡수와 높은 반사율을 가질 뿐만 아니라 투광성을 갖는 재료를 사용하는 것이 특히 바람직하고, 그러한 재료로서, 알루미늄, 은, 알루미늄과 리튬의 합금, 마그네슘과 은의 합금 등이 바람직하다. 이들의 박막은 원하는 투과율을 얻을 수 있는 두께, 특히 1 nm 이상 20 nm 이하의 두께를 갖도록 형성되는 것이 바람직하지만, 그 두께는 대략 25 nm까지 증가될 수 있다. 그 외에도, 제 1 전극(400)은 이들 박막과 ITO, ITSO, IZO, 또는 SnO2로 대표되는 투명 도전막의 적층체로 될 수 있다.
제 1 전극(400)이 애노드로서 기능하도록 이루어진 경우에, 제 1 전극(400)은 원하는 투광성을 갖도록 높은 작업 기능을 갖는 도전 재료로 이루어진 박막이 되도록 형성된다. 탄탈, 크롬, 몰리브덴, 티탄, 티탄 질화물, 알루미늄 등의 박막이 제 1 전극(400)용 재료로서 사용될 수 있다. 제 1 전극(400)은 1 nm 이상 20 nm 이하의 두께를 갖는 것이 바람직하지만, 그 두께는 대략 25 nm까지 증가될 수 있다. 제 1 전극(400)은 이들 박막과, ITO, ITSO, IZO, 또는 SnO2로 대표되는 투명 도전막의 적층체로 될 수 있어서, 제 1 전극(400)은 높은 반사율과 작은 흡수를 가질 뿐만 아니라, 투광성을 가질 전극이 되도록 만들어질 수 있다.
제 1 전극(400)은 스퍼터링 방법 또는 증착법과 같은 알려진 방법으로 제조될 수 있다.
버퍼층(401)은 제 1 전극(400)과 접촉되도록 형성된다; 따라서 제 1 전극(400)용 재료는 작업 기능과 무관하게 선택될 수 있다. 달리 말하면, 발광을 얻는데 있어서, 다른 전극에 비해 더 높은 전압 또는 더 낮은 전압이 인가된 경우에도 전극 재료에 대해 어떠한 제한도 없다.
제 2 전극(403)은 작은 흡수와 높은 반사율(추출되기 원하는 광에 대한 반사율은 40 내지 100%, 바람직하게는 70 내지 100%이다)을 가진 재료로 이루어지는 것이 바람직하다. 단층을 갖는 제 2 전극(403)을 형성하는 경우에, 알루미늄, 은, 알루미늄의 합금, 은의 합금 등이 사용되는 것이 바람직할 수 있다. 알루미늄의 합금으로서, 알루미늄과 실리콘의 합금(Al-Si), 알루미늄과 티탄의 합금(Al-Ti) 등이 주어진다. 그 외에도, 티탄, 티탄 질화물, 크롬, 몰리브덴 등이 사용될 수 있다.
다층을 갖는 제 2 전극(403)을 형성하는 경우에, 발광 적층체(402)측 상에 상술된 재료가 사용되는 한, 전기 접촉을 유지할 수 있는 어떠한 재료라도 다른 층들에 사용될 수 있다. 그 외에도, ITO(인듐 주석 산화물), 실리콘을 함유한 ITO(ITSO), 2 내지 20wt%의 아연 산화물(ZnO)이 인듐 산화물에 혼합된 IZO(인듐 아연 산화물), 주석 산화물(SnO2)에 의해 대표되는 투명 도전막이 사용되는 한, 제 2 전극(403)은 상술된 재료보다 발광 적층체(402)측에 더 가깝게 제공될 수 있다. 예를 들면, ITO의 적층 구조를 갖는 전극, 은 및 ITO 등이 사용될 수 있다. 제 2 전극(403)은 스퍼터링 방법 또는 증착법과 같은 알려진 방법에 의해 제조될 수 있다.
발광 적층체(402)는 도 1a와 동일하다; 따라서 반복 설명은 생략한다. 도 1a의 발광 적층체(402)의 설명을 참조한다.
상술된 구조를 가진 본 발명의 발광 소자에 따라, 저전력 소비 및 색 순도의 향상은 전압 및 발광 효율성의 감소와 같은 악영향 현상 없이 동시에 쉽게 달성될 수 있다.
도 1c는 도 1a와 상이한 본 발명의 발광 소자의 모드를 도시한 프레임 형식이다. 도 1c의 본 발명의 발광 소자에서, 버퍼층(401-1) 및 발광 적층체(402), 및 버퍼층(401-2)에 의해 형성된 유기 화합물을 포함하는 층은 도시되지 않은 절연체 위의 제 1 전극(400) 및 제 2 전극(403)으로 이루어진 한 쌍의 전극들 사이에 끼워져 있다. 도 1c에서, 제 2 전극(403) 측으로부터 광이 추출되는 구성이 설명될 것이다.
제 1 전극(400)이 단층 또는 다층을 가지도록 형성될 수 있지만, 제 1 전극(400)은 발광 소자로부터 사출된 광에 대해 높은 반사율을 가진 전극이 되도록 형성된다. 제 2 전극(403)이 단층 또는 다층을 가지도록 형성될 수 있지만, 제 2 전극(403)은 발광 소자로부터 사출된 광에 대해 반투명 전극으로서 형성된다. 본 발명의 발광 소자에 따라, 한 쌍의 전극들 사이에서 특정 방향으로 고정된 전압 이상을 인가함으로써 발광이 얻어질 수 있다.
도 1c에서, 버퍼층(401-1)은 유기 화합물을 포함하는 층에서 제 1 전극(400) 측 및 제 2 전극(403)측상에 제공된다. 버퍼층(401-1) 및 버퍼층(401-2) 중에서, 발광을 얻는데 있어서 전위가 더 높도록 전압이 인가되는 전극측(애노드로서 기능하도록 이루어진 전극측) 상에 제공되는 버퍼는, 정공 수송성을 갖는 유기 화합물과 금속 화합물의 복합 재료로 이루어진다.
한편, 발광을 얻는데 있어서 낮은 전압이 인가되는 전극측(캐소드로서 기능하도록 이루어진 전극측) 상에 제공되는 버퍼는 정공 수송성을 갖는 유기 화합물과 금속 화합물의 복합 재료로 이루어진 층과 전자들을 발생시키는 기능을 갖는 층의 2층 구조로 형성되고, 전자들을 발생시키는 기능을 가진 층은 발광 적층체(402) 측상에 제공된다.
전자들을 발생시키는 기능을 가진 층은 전자 수송성을 가진 유기 화합물과 도너 화합물의 복합 재료 또는 투명 도전 재료로 이루어질 수 있다. 버퍼층들(401-1, 401-2)의 특정 재료 및 구조는 도 1a의 버퍼층(401)과 동일하다; 따라서 반복 설명은 생략한다. 도 1a의 버퍼층(401)의 설명을 참조한다.
버퍼층들(401-1, 401-2)은 버퍼층들의 두께를 조정함으로써 광의 광 경로 길이를 조정하는 역할을 갖는다. 두 전극들 사이의 반사를 반복함으로써, 발광층으로부터 사출된 광이 진행하여 복귀하며, 정재파를 형성하기 위해 증폭된다. 정재파는 버퍼층들(401-1, 401-2) 중 하나 또는 양쪽 모두의 두께/두께들을 조정함으로써 원하는 파장으로 발생되며, 따라서 광은 증폭되고 방사 스펙트럼은 협소해진다. 결과적으로, 동일한 전류를 공급하는 경우에는 더 높은 휘도가 얻어질 수 있다. 달리 말하면, 발광 효율성이 향상된다. 또한, 스펙트럼의 협소함으로 인해 색 순도도 또한 향상된다. 상술된 재료에 대해, 구동 전압은 그 재료가 파장의 길이와 동일한 두께를 갖도록 두껍게 형성되는 경우에도 거의 증가되지 않는다. 따라서 상술된 광학 설계가 행해질 수 있다.
특히, 본 발명에서 제 1 전극(400)과 제 2 전극(403) 사이의 광학 거리 L0는 추출되기 원하는 광의 파장(발광 소자로부터 사출된 광의 최대 파장)의 1/2, 즉 반-파장의 정수배가 되도록 설정된다. 달리 말하면, 추출되기 원하는 광의 파장(예를 들면, 발광 소자로부터 사출된 광의 최대 파장)이 λ이라고 가정하면, λ의 파장에서 유기 화합물을 포함하는 층의 굴절률이 nλ이고, 제 1 전극(400) 및 제 2 전극(403) 사이의 물리적 거리가 Lp인 경우, 버퍼층(401-1) 또는/및 버퍼층(401-2)의 두께/두께들은 다음의 [수학식 3]을 만족시키도록 조정된다.
Figure 112006047293757-pat00010
유기 화합물을 포함하는 층이 각각 굴절률이 상이한 복수의 층들의 적층체로 형성되는 경우에, λ의 파장에서의 굴절률과 각 층마다 얻어진 층의 두께의 곱들의 합은 반-파장(λ/2)의 정수배가 될 수 있음을 주지한다.
본 발명에 따라, 한 쌍의 전극들 중 어느 하나는 반투명 전극이며, 투명한 전극이 아니다; 따라서 더욱 강한 간섭 효과가 얻어질 수 있고, 저전력 소비 및 색 순도의 향상이 매우 효과적으로 얻어질 수 있다.
또한, 제 1 전극(400)의 상면에 접촉되도록 버퍼층(401-1)을 제공함으로써, 제 1 전극(400) 위에 잘못 형성된 불균질함이 경감될 수 있다. 따라서, 전극의 불균질함으로 인한 실패(전극들 사이의 단락 등)는 억제될 수 있다.
더욱이, 제 1 전극(400) 및 제 2 전극(403)은 버퍼층들(401-1, 401-2)과 각 각 접촉되도록 형성된다; 따라서 재료는 작업 기능과 무관하게 선택될 수 있다. 달리 말하면, 발광을 얻는데 있어서, 다른 전극에 비해 더 높은 전압 또는 더 낮은 전압이 인가된 경우에도 전극 재료에 대해 어떠한 제한도 없다.
제 1 전극(400)으로서, 작은 흡수와 높은 반사율(추출되기 원하는 광에 대한 반사율은 40 내지 100%, 바람직하게는 70 내지 100%이다)을 가진 재료로 이루어지는 것이 바람직하다. 단층을 갖는 제 1 전극(400)을 형성하는 경우에, 알루미늄, 은, 알루미늄의 합금, 은의 합금 등이 사용되는 것이 바람직할 수 있다. 알루미늄의 합금으로서, 알루미늄과 실리콘의 합금(Al-Si), 알루미늄과 티탄의 합금(Al-Ti) 등이 주어진다. 그 외에도, 티탄, 티탄 질화물, 크롬, 몰리브덴 등이 사용될 수 있다.
다층을 갖는 제 1 전극(400)을 형성하는 경우에, 발광 적층체(402)측상에 상술된 재료가 사용되는 한, 전기 접촉을 유지할 수 있는 어떠한 재료라도 다른 층들에 사용될 수 있다. 그 외에도, ITO(인듐 주석 산화물), 실리콘을 함유한 ITO(ITSO), 2 내지 20wt%의 아연 산화물(ZnO)이 인듐 산화물에 혼합된 IZO(인듐 아연 산화물), 주석 산화물(SnO2)에 의해 대표되는 투명 도전막이 사용되는 한, 제 1 전극은 상술된 재료보다 발광 적층체(402)측에 더 가깝게 제공될 수 있다. 예를 들면, ITO의 적층 구조를 갖는 전극, 은 및 ITO 등이 사용될 수 있다. 제 1 전극(400)은 스퍼터링 방법 또는 증착법과 같은 알려진 방법에 의해 제조될 수 있다.
제 2 전극(403)은 발광 소자로부터 사출된 광에 대해 반투명 전극(추출되기 원하는 광에 대한 투과율이 40 내지 90%)이 되도록 형성된다. 제 2 전극(403)은, 발광층으로부터 사출된 광이 제 1 전극(400)과 제 2 전극(403) 사이에서 반복적으로 반사되도록 반사율과 작은 흡수뿐만 아니라 투광성을 가진 반투명 전극으로서 형성된다. 반투명 전극은, 추출되기 원하는 광에 대해, 40% 이상 90%이하의 투과율과 10% 이상, 바람직하게는 20% 이상의 반사율의 범위에 있도록 형성된다.
버퍼층(401-2)이 제 2 전극(403)과 접촉되도록 제공되며, 원하는 투광성을 가지도록 도전 재료로 이루어진 박막이 되도록 제 2 전극(403)이 형성되기 때문에, 제 2 전극(403)의 작업 기능에 대해 어떠한 제한도 없다. 제 2 전극(403)용 재료로서, 작은 흡수와 높은 반사율을 가질 뿐만 아니라 투광성을 갖는 재료를 사용하는 것이 특히 바람직하고, 그러한 재료로서, 알루미늄, 은, 알루미늄과 리튬의 합금, 마그네슘과 은의 합금 등이 바람직하다. 이들의 박막은 원하는 투과율을 얻을 수 있는 두께, 특히 1 nm 이상 20 nm 이하의 두께를 갖도록 형성되는 것이 바람직하지만, 그 두께는 대략 25 nm까지 증가될 수 있다. 그 외에도, 제 2 전극(403)은 이들 박막과 ITO, ITSO, IZO, 또는 SnO2로 대표되는 투명 도전막의 적층체로 될 수 있다. 제 2 전극(403)은 스퍼터링 방법 또는 증착법과 같은 알려진 방법으로 제조될 수 있다.
발광 적층체(402)는 도 1a와 동일하다; 따라서 반복 설명은 생략한다. 도 1a의 발광 적층체(402)의 설명을 참조한다.
상술된 구조를 가진 본 발명의 발광 소자에 따라, 저전력 소비 및 색 순도의 향상은 전압 및 발광 효율성의 감소와 같은 악영향 현상 없이 동시에 쉽게 달성될 수 있다. 또한, 제 1 전극(400)의 상면과 접촉된 버퍼층(401-1)을 제공함으로써, 제 1 전극(400) 위에 잘못 형성된 불균질함이 경감될 수 있다. 따라서 전극의 불균질함으로 인한 실패(전극들 사이의 단락 등)는 억제될 수 있다.
도 1d는 도 1a와는 상이한 본 발명의 발광 소자의 모드를 도시한 프레임 형식이다. 도 1d의 본 발명에 따른 발광 소자에서, 버퍼층(401-1), 발광 적층체(402) 및 버퍼층(401-2)에 의해 형성된 유기 화합물을 포함하는 층은 도시되지 않은 절연체 위의 제 1 전극(400) 및 제 2 전극(403)으로 이루어진 한 쌍의 전극들 사이에 끼워져 있다. 도 1d에서, 제 1 전극(400) 측으로부터 광이 추출되는 구성이 설명될 것이다.
제 1 전극(400)이 단층 또는 다층을 가지도록 형성될 수 있지만, 제 1 전극(400)은 반투명 전극이 되도록 형성된다. 제 2 전극(403)이 단층 또는 다층을 가지도록 형성될 수 있지만, 제 2 전극(403)은 발광 소자로부터 사출된 광에 대해 높은 반사율을 갖는 전극으로서 형성된다. 본 발명의 발광 소자에 따라, 한 쌍의 전극들 사이에서 특정 방향으로 고정된 전압 이상을 인가함으로써 발광이 얻어질 수 있다.
도 1d에서, 버퍼층(401-1) 및 버퍼층(401-2)은 유기 화합물을 포함하는 층에서 각각 제 1 전극(400) 측 및 제 2 전극(403) 측상에 제공된다. 버퍼층(401-1) 및 버퍼층(401-2) 중에서, 발광을 얻는데 있어서 전압이 더 높도록 전압이 인가되는 전극(전극이 애노드로서 기능하도록 되는 전극) 측상에 제공되는 버퍼층은, 정공 수송성을 갖는 유기 화합물과 금속 화합물의 복합 재료로 이루어진다.
한편, 발광을 얻는데 낮은 전압이 인가되는 전극(전극이 캐소드로서 기능하도록 되는 전극) 측상에 제공되는 버퍼층은, 정공 수송성을 갖는 유기 화합물과 금속 화합물의 복합 재료로 이루어진 층과 전자들을 발생시키는 기능을 갖는 층의 2층 구조로 형성되고, 전극들을 발생시키는 기능을 가진 층은 발광 적층체(402) 측상에 더 제공된다.
전극들을 발생시키는 기능을 가진 층은 전자 수송성을 가진 유기 화합물과 도너 화합물의 복합 재료 또는 투명 도전 재료로 이루어질 수 있다. 버퍼층들(401-1, 401-2)의 특정 재료 및 구조는 도 1a의 버퍼층(401)과 동일하다; 따라서 반복 설명은 생략한다. 도 1a의 버퍼층(401)의 설명을 참조한다.
버퍼층들(401-1, 401-2)은 버퍼층들의 두께를 조정함으로써 광의 광 경로 길이를 조정하는 역할을 갖는다. 두 전극들 사이의 반사를 반복함으로써, 발광층으로부터 사출된 광이 진행하여 복귀하며, 정재파를 형성하기 위해 증폭된다. 정재파는 버퍼층들(401-1, 401-2) 중 하나 또는 양쪽 모두의 두께/두께들을 조정함으로써 원하는 파장으로 발생되며, 따라서 광은 증폭되고 방사 스펙트럼은 협소해진다. 결과적으로, 동일한 전류를 공급하는 경우에는 더 높은 휘도가 얻어질 수 있다. 달리 말하면, 발광 효율성이 향상된다. 또한, 스펙트럼의 협소함으로 인해 색 순도도 또한 향상된다. 상술된 재료에 대해, 구동 전압은 그 재료가 파장의 길이와 동일한 두께를 갖도록 두껍게 형성되는 경우에도 거의 증가되지 않는다. 따라서 상술된 광학 설계가 행해질 수 있다.
특히, 본 발명에서 제 1 전극(400)과 제 2 전극(403) 사이의 광학 거리 L0는 추출되기 원하는 광의 파장(발광 소자로부터 사출된 광의 최대 파장)의 1/2, 즉 반-파장의 정수배가 되도록 설정된다. 달리 말하면, 추출되기 원하는 광의 파장(예를 들면, 발광 소자로부터 사출된 광의 최대 파장)이 λ이라고 가정하면, λ의 파장에서 유기 화합물을 포함하는 층의 굴절률이 nλ이고, 제 1 전극(400) 및 제 2 전극(403) 사이의 물리적 거리가 Lp인 경우, 버퍼층(401-1) 또는/및 버퍼층(401-2)의 두께/두께들은 다음의 수학식 (1)를 만족시키도록 조정된다.
Figure 112006047293757-pat00011
유기 화합물을 포함하는 층이 각각 굴절률이 상이한 복수의 층들의 적층체로 형성되는 경우에, λ의 파장에서의 굴절률과 각 층마다 얻어진 층의 두께의 곱들의 합은 반-파장(λ/2)의 정수배가 될 수 있음을 주지한다.
본 발명에 따라, 한 쌍의 전극들 중 어느 하나는 반투명 전극이며, 투명한 전극이 아니다; 따라서 더욱 강한 간섭 효과가 얻어질 수 있고, 저전력 소비 및 색 순도의 향상이 매우 효과적으로 얻어질 수 있다.
또한, 제 1 전극(400)의 상면에 접촉되도록 버퍼층(401-1)을 제공함으로써, 제 1 전극(400) 위에 잘못 형성된 불균질함이 경감될 수 있다. 따라서 전극의 불균질함으로 인한 실패(전극들 사이의 단락 등)는 억제될 수 있다.
제 1 전극(400) 및 제 2 전극(403)은 버퍼층(401-1) 및 버퍼층(401-2)과 각각 접촉되도록 형성된다; 따라서 재료는 작업 기능과 무관하게 선택될 수 있다. 달리 말하면, 발광을 얻는데 있어서, 다른 전극에 비해 더 높은 전압 또는 더 낮은 전압이 인가된 경우에도 전극 재료에 대해 어떠한 제한도 없다.
제 1 전극(400)은 발광 소자로부터 사출된 광에 대해 반투명 전극(추출되기 원하는 광에 대한 투과율이 40 내지 90%)이 되도록 형성된다. 제 1 전극(400)은, 발광층으로부터 사출된 광이 제 1 전극(400)과 제 2 전극(403) 사이에서 반복적으로 반사되도록 반사율과 작은 흡수뿐만 아니라 투광성을 가진 반투명 전극으로서 형성된다. 반투명 전극은, 추출되기 원하는 광에 대해, 40% 이상 90%이하의 투과율과 10% 이상, 바람직하게는 20% 이상의 반사율의 범위에 있도록 형성된다.
버퍼층(401-1)이 제 1 전극(400)과 접촉되도록 제공되며, 원하는 투광성을 가지도록 도전 재료로 이루어진 박막이 되도록 제 1 전극(400)이 형성되기 때문에, 제 1 전극(400)의 작업 기능에 대해 어떠한 제한도 없다. 제 1 전극(400)용 재료로서, 작은 흡수와 높은 반사율을 가질 뿐만 아니라 투광성을 갖는 재료를 사용하는 것이 특히 바람직하고, 그러한 재료로서, 알루미늄, 은, 알루미늄과 리튬의 합금, 마그네슘과 은의 합금 등이 바람직하다. 이들의 박막은 원하는 투과율을 얻을 수 있는 두께, 특히 1 nm 이상 20 nm 이하의 두께를 갖도록 형성되는 것이 바람직하지만, 그 두께는 대략 25 nm까지 증가될 수 있다. 그 외에도, 제 1 전극(400)은 이들 박막과 ITO, ITSO, IZO, 또는 SnO2로 대표되는 투명 도전막의 적층체로 될 수 있다. 제 1 전극(400)은 스퍼터링 방법 또는 증착법과 같은 알려진 방법으로 제조될 수 있다.
버퍼층(401-2)이 제 2 전극(403)과 접촉되어 제공되기 때문에, 제 2 전극(403)의 작업 기능에 대해 어떠한 제한도 없고, 제 2 전극(403)은 작은 흡수와 높은 반사율(추출되기 원하는 광에 대한 반사율은 40 내지 100%, 바람직하게는 70 내지 100%이다)을 가진 재료로 이루어질 수 있다.
단층을 갖는 제 2 전극(403)을 형성하는 경우에, 알루미늄, 은, 알루미늄의 합금, 은의 합금 등이 사용되는 것이 바람직할 수 있다. 알루미늄의 합금으로서, 알루미늄과 실리콘의 합금(Al-Si), 알루미늄과 티탄의 합금(Al-Ti) 등이 주어진다. 그 외에도, 티탄, 티탄 질화물, 크롬, 몰리브덴 등이 사용될 수 있다.
다층을 갖는 제 2 전극(403)을 형성하는 경우에, 발광 적층체(402)측상에 상술된 재료가 사용되는 한, 전기 접촉을 유지할 수 있는 어떠한 재료라도 다른 층들에 사용될 수 있다. 그 외에도, 제 2 전극(403)은 ITO, ITSO, IZO, 또는 SnO2로 대표되는 투명 도전막으로서 사용되는 한 상기된 재료보다 유기 화합물을 포함하는 층에 더 가깝게 제공될 수 있다. 예를 들면, ITO, 은, 및 ITO 등의 적층된 구조를 가진 전극, 및 ITO 등은 제 2 전극(403)으로 사용될 수 있다. 제 2 전극(403)은 스퍼터링 방법 또는 증착 법과 같은 공지된 방법으로 제조될 수 있다.
발광 적층체(402)는 도 1a와 동일하다; 따라서 반복 설명은 생략한다. 도 1a의 발광 적층체(402)의 설명을 참조한다.
상술된 구조를 가진 본 발명의 발광 소자에 따라, 저전력 소비 및 색 순도의 향상은 전압 및 발광 효율성의 감소와 같은 악영향 현상 없이 동시에 쉽게 달성될 수 있다. 또한, 제 1 전극(400) 위에 잘못 형성된 불균질함이 경감될 수 있다. 따라서 전극의 불균질함으로 인한 실패(전극들 사이의 단락 등)는 억제될 수 있다.
도 1e는 도 1a와 상이한 본 발명의 발광 소자의 모드를 도시한 프레임 형식이다. 도 1e의 본 발명의 발광 소자에서, 버퍼층(401) 및 발광 적층체(402)에 의해 형성된 유기 화합물을 포함하는 층은 도시되지 않은 절연체 위의 제 1 전극(400) 및 제 2 전극(403)으로 이루어진 한 쌍의 전극들 사이에 끼워져 있다. 도 1e에서, 제 2 전극(403) 측으로부터 광이 추출되는 구성이 설명될 것이다.
제 1 전극(400)이 단층 또는 다층을 가지도록 형성될 수 있지만, 제 1 전극(400)은 발광 소자로부터 사출된 광에 대해 높은 반사율을 가진 전극이 되도록 형성된다. 제 2 전극(403)이 단층 또는 다층을 가지도록 형성될 수 있지만, 제 2 전극(403)은 발광 소자로부터 사출된 광에 대해 반투명 전극으로서 형성된다. 본 발명의 발광 소자에 따라, 한 쌍의 전극들 사이에서 특정 방향으로 고정된 전압 이상을 인가함으로써 발광이 얻어질 수 있다.
도 1e에서, 버퍼층(401)은 유기 화합물을 포함하는 층에서 제 2 전극(403)측상에 제공된다. 발광을 얻는데 있어서 제 2 전극(403)의 전위가 더 높도록 전압이 인가되는 구성의 경우에(제 2 전극(403)이 애노드로서 기능하도록 되는 경우에), 버퍼층(401)은 정공 수송성을 갖는 유기 화합물과 금속 화합물의 복합 재료로 이루어진다.
발광을 얻는데 있어서 제 2 전극(403)의 전위가 낮아지도록 전압이 인가되는 경우에(제 2 전극(403)이 캐소드로서 기능하도록 되는 경우에), 버퍼층(401)은 2층 구조로 형성된다. 특히, 정공 수송성을 갖는 유기 화합물과 금속 화합물의 복합 재료로 이루어진 층과 전자들을 발생시키는 기능을 갖는 층의 2층 구조가 이용되고, 전극들을 발생시키는 기능을 가진 층은 발광 적층체(402) 측상에 더 제공된다.
전극들을 발생시키는 기능을 가진 층은 전자 수송성을 가진 유기 화합물과 도너 화합물의 복합 재료 또는 투명 도전 재료로 이루어질 수 있다. 버퍼층(401)의 특정 재료 및 구조는 도 1a의 버퍼층(401)과 동일하다; 따라서 반복 설명은 생략한다. 도 1a의 버퍼층(401)의 설명을 참조한다. 그러나 버퍼층(401)이 미리 형성된 전극, 즉 도 1e의 구조의 제 1 전극(400) 위에 형성되지 않기 때문에, 제 1 전극(400)의 불균질함을 경감하는 효과는 얻어질 수 없다는 다른 점이 있다.
버퍼층(401)은 버퍼층(401)의 두께를 조정함으로써 광의 광 경로 길이를 조정하는 역할을 갖는다. 두 전극들 사이의 반사를 반복함으로써, 발광층으로부터 사출된 광이 진행하여 복귀하며, 정재파를 형성하기 위해 증폭된다. 정재파는 버퍼층(401)의 두께를 조정함으로써 원하는 파장으로 발생되며, 따라서 광은 증폭되고 방사 스펙트럼은 협소해진다. 결과적으로, 동일한 전류를 공급하는 경우에는 더 높은 휘도가 얻어질 수 있다. 달리 말하면, 발광 효율성이 향상된다. 또한, 스펙트럼의 협소함으로 인해 색 순도도 또한 향상된다. 상술된 재료에 대해, 구동 전압은 그 재료가 파장의 길이와 동일한 두께를 갖도록 두껍게 형성되는 경우에도 거의 증가되지 않는다. 따라서 상술된 광학 설계가 행해질 수 있다.
특히, 본 발명에서 제 1 전극(400)과 제 2 전극(403) 사이의 광학 거리 L0는 추출되기 원하는 광의 파장(발광 소자로부터 사출된 광의 최대 파장)의 1/2, 즉 반-파장의 정수배가 되도록 설정된다. 달리 말하면, 추출되기 원하는 광의 파장(예를 들면, 발광 소자로부터 사출된 광의 최대 파장)이 λ이라고 가정하면, λ의 파장에서 유기 화합물을 포함하는 층의 굴절률이 nλ이고, 제 1 전극(400) 및 제 2 전극(403) 사이의 물리적 거리가 Lp인 경우, 버퍼층(401)의 두께는 다음의 [수학식 5]를 만족시키도록 조정된다.
Figure 112006047293757-pat00012
유기 화합물을 포함하는 층이 각각 굴절률이 상이한 복수의 층들의 적층체로 형성되는 경우에, λ의 파장에서의 굴절률과 각 층마다 얻어진 층의 두께의 곱들의 합은 반-파장(λ/2)의 정수배가 될 수 있음을 주지한다.
본 발명에 따라, 한 쌍의 전극들 중 어느 하나는 반투명 전극이며, 투명한 전극이 아니다; 따라서 더욱 강한 간섭 효과가 얻어질 수 있고, 저전력 소비 및 색 순도의 향상이 매우 효과적으로 얻어질 수 있다.
제 1 전극(400)은 발광 소자로부터 사출된 광에 대해 높은 반사율을 갖는 전극이 되도록 형성된다.
제 1 전극(400)이 캐소드로서 기능하도록 된 경우에, 제 1 전극(400)은 작은 흡수와 높은 반사율(추출되기 원하는 광에 대한 반사율은 40 내지 100%, 바람직하게는 70 내지 100%이다)을 가지고 낮은 작업 기능을 가진 재료로 이루어지는 것이 바람직하다. 특히, 알루미늄과 리튬의 합금, 마그네슘과 은의 합금 등이 이용될 수 있다.
제 1 전극(400)이 애노드로 기능하도록 이루어진 경우에, 높은 작업 기능과 높은 반사율 및 작은 흡수를 갖는 재료가 제 1 전극(400)용 재료로서 사용되는 것이 바람직하다. 특히, 알루미늄, 은, 알루미늄의 합금, 은의 합금 등이 사용되는 것이 바람직하다. 알루미늄의 합금으로서, Al-Si, Al-Ti 등이 주어진다. 그 외에도, 티탄, 티탄 질화물, 크롬, 몰리브덴 등이 사용될 수 있다. 다층이 되도록 제 1 전극(400)을 형성하는 경우에 상술된 재료가 발광 적층체(402) 측상에 사용되는 한, 전기 접촉을 유지할 수 있는 어떠한 재료라도 다른 층들에 사용될 수 있다.
그 외에도, 제 1 전극(400)이 애노드로서 기능하도록 된 경우에, 제 1 전극은 원하는 ITO, ITSO, IZO, 또는 SnO2로 대표되는 투명 도전막이 사용되는 한, 상술된 재료보다 발광 적층체(402) 측에 더 가깝게 제공될 수 있다. 예를 들면, ITO의 적측 구조를 갖는 전극, 은 및 ITO 등이 사용될 수 있다. 이들 투명 도전막들은 많은 경우에 높은 작업 기능을 가진다; 따라서 발광 적층체(402) 측상에 투명 도전막을 제공하고, 그 부분 아래에 낮은 작업 기능 및 높은 반사율을 가진 재료를 제공함으로써, 높은 반사율을 가진 전극이 얻어질 수 있다. 제 1 전극(400)은 스퍼터링 방법 또는 증착법과 같은 알려진 방법에 의해 제조될 수 있다.
제 2 전극(403)은 발광 소자로부터 사출된 광에 대해 반투명 전극(추출되기 원하는 광에 대한 투과율이 40 내지 90%)이 되도록 형성된다. 제 2 전극(403)은, 발광층으로부터 사출된 광이 제 1 전극(400)과 제 2 전극(403) 사이에서 반복적으로 반사되도록 반사율과 작은 흡수뿐만 아니라 투광성을 가진 반투명 전극으로서 형성된다. 반투명 전극은, 추출되기 원하는 광에 대해, 40% 이상 90%이하의 투과율과 10% 이상, 바람직하게는 20% 이상의 반사율의 범위에 있도록 형성된다.
버퍼층(401)이 제 2 전극(403)과 접촉되도록 제공되며, 원하는 투광성을 가지도록 도전 재료로 이루어진 박막이 되도록 제 2 전극(403)이 형성되기 때문에, 제 2 전극(403)의 작업 기능에 대해 어떠한 제한도 없다. 제 2 전극(403)용 재료로서, 작은 흡수와 높은 반사율을 가질 뿐만 아니라 투광성을 갖는 재료를 사용하는 것이 특히 바람직하고, 그러한 재료로서, 알루미늄, 은, 알루미늄과 리튬의 합금, 마그네슘과 은의 합금 등이 바람직하다. 이들의 박막은 원하는 투과율을 얻을 수 있는 두께, 특히 1 nm 이상 20 nm 이하의 두께를 갖도록 형성되는 것이 바람직하지만, 그 두께는 대략 25 nm까지 증가될 수 있다. 그 외에도, 제 2 전극(403)은 이들 박막과 ITO, ITSO, IZO, 또는 SnO2로 대표되는 투명 도전막의 적층체로 될 수 있다. 제 2 전극(403)은 스퍼터링 방법 또는 증착법과 같은 알려진 방법으로 제조될 수 있다.
발광 적층체(402)는 도 1a와 동일하다; 따라서 반복 설명은 생략한다. 도 1a의 발광 적층체(402)의 설명을 참조한다.
상술된 구조를 가진 본 발명의 발광 소자에 따라, 저전력 소비 및 색 순도의 향상은 전압 및 발광 효율성의 감소와 같은 악영향 현상 없이 동시에 쉽게 달성될 수 있다.
도 1f는 도 1a와 상이한 본 발명의 발광 소자의 모드를 도시한 프레임 형식이다. 도 1f의 본 발명의 발광 소자에서, 버퍼층(401) 및 발광 적층체(402)에 의해 형성된 유기 화합물을 포함하는 층은 도시되지 않은 절연체 위의 제 1 전극(400) 및 제 2 전극(403)으로 이루어진 한 쌍의 전극들 사이에 끼워져 있다. 도 1f에서, 제 1 전극(400) 측으로부터 광이 추출되는 구성이 설명될 것이다.
제 1 전극(400)이 단층 또는 다층을 가지도록 형성될 수 있지만, 제 1 전극(400)은 발광 소자로부터 사출된 광에 대해 반투명 전극이 되도록 형성된다. 제 2 전극(403)이 단층 또는 다층을 가지도록 형성될 수 있지만, 제 2 전극(403)은 발광 소자로부터 사출된 광에 대해 높은 반사율을 가진 전극으로서 형성된다. 본 발명의 발광 소자에 따라, 한 쌍의 전극들 사이에서 특정 방향으로 고정된 전압 이상을 인가함으로써 발광이 얻어질 수 있다.
도 1f에서, 버퍼층(401)은 유기 화합물을 포함하는 층에서 제 1 전극(400)측상에 제공된다. 발광을 얻는데 있어서 제 1 전극(400)의 전위가 더 높도록 전압이 인가되는 구성의 경우에(제 1 전극(400)이 애노드로서 기능하도록 되는 경우에), 버퍼층(401)은 정공 수송성을 갖는 유기 화합물과 금속 화합물의 복합 재료로 이루어진다. 그 외에도, 발광을 얻는데 있어서 제 1 전극(400)의 전위가 낮아지도록 전압이 인가되는 경우에(제 1 전극(400)이 캐소드로서 기능하도록 되는 경우에), 버퍼층(401)은, 정공 수송성을 갖는 유기 화합물과 금속 화합물의 복합 재료로 이루어진 층과 전자들을 발생시키는 기능을 갖는 층의 2층 구조로 형성되고, 전극들을 발생시키는 기능을 가진 층은 발광 적층체(402) 측상에 제공된다. 전극들을 발생시키는 기능을 가진 층은 전자 수송성을 가진 유기 화합물과 도너 화합물의 복합 재료 또는 투명 도전 재료로 이루어질 수 있다. 버퍼층(401)의 특정 재료 및 구조는 도 1a의 버퍼층(401)과 동일하다; 따라서 반복 설명은 생략한다. 도 1a의 버퍼층(401)의 설명을 참조한다.
버퍼층(401)은 버퍼층(401)의 두께를 조정함으로써 광의 광 경로 길이를 조정하는 역할을 갖는다. 두 전극들 사이의 반사를 반복함으로써, 발광층으로부터 사출된 광이 진행하여 복귀하며, 정재파를 형성하기 위해 증폭된다. 정재파는 버퍼층(401)의 두께를 조정함으로써 원하는 파장으로 발생되며, 따라서 광은 증폭되고 방사 스펙트럼은 협소해진다. 결과적으로, 동일한 전류를 공급하는 경우에는 더 높은 휘도가 얻어질 수 있다. 달리 말하면, 발광 효율성이 향상된다. 또한, 스펙트럼의 협소함으로 인해 색 순도도 또한 향상된다. 상술된 재료에 대해, 구동 전압은 그 재료가 파장의 길이와 동일한 두께를 갖도록 두껍게 형성되는 경우에도 거의 증가되지 않는다. 따라서 상술된 광학 설계가 행해질 수 있다.
특히, 본 발명에서 제 1 전극(400)과 제 2 전극(403) 사이의 광학 거리 L0는 추출되기 원하는 광의 파장(발광 소자로부터 사출된 광의 최대 파장)의 1/2, 즉 반-파장의 정수배가 되도록 설정된다. 달리 말하면, 추출되기 원하는 광의 파장(예 를 들면, 발광 소자로부터 사출된 광의 최대 파장)이 λ이라고 가정하면, λ의 파장에서 유기 화합물을 포함하는 층의 굴절률이 nλ이고, 제 1 전극(400) 및 제 2 전극(403) 사이의 물리적 거리가 Lp인 경우, 버퍼층(401)의 두께는 다음의 수학식 (1)을 만족시키도록 조정된다.
Figure 112006047293757-pat00013
유기 화합물을 포함하는 층이 각각 굴절률이 상이한 복수의 층들의 적층체로 형성되는 경우에, λ의 파장에서의 굴절률과 각 층마다 얻어진 층의 두께의 곱들의 합은 반-파장(λ/2)의 정수배가 될 수 있음을 주지한다.
본 발명에 따라, 한 쌍의 전극들 중 어느 하나는 반투명 전극이며, 투명한 전극이 아니다; 따라서, 더욱 강한 간섭 효과가 얻어질 수 있고, 저전력 소비 및 색 순도의 향상이 매우 효과적으로 얻어질 수 있다.
제 1 전극(400)은 발광 소자로부터 사출된 광에 대해 반투명 전극(추출되기 원하는 광에 대한 투과율이 40 내지 90%)이 되도록 형성된다. 제 1 전극(400)은, 발광층으로부터 사출된 광이 제 1 전극(400)과 제 2 전극(403) 사이에서 반복적으로 반사되도록 반사율과 작은 흡수뿐만 아니라 투광성을 가진 반투명 전극으로서 형성된다. 반투명 전극은, 추출되기 원하는 광에 대해, 40% 이상 90%이하의 투과율과 10% 이상, 바람직하게는 20% 이상의 반사율의 범위에 있도록 형성된다.
버퍼층(401)이 제 1 전극(400)과 접촉되도록 제공되며, 원하는 투광성을 가지도록 도전 재료로 이루어진 박막이 되도록 제 1 전극(400)이 형성되기 때문에, 제 1 전극(400)의 작업 기능에 대해 어떠한 제한도 없다. 제 1 전극(400)용 재료로서, 작은 흡수와 높은 반사율을 가질 뿐만 아니라 투광성을 갖는 재료를 사용하는 것이 특히 바람직하고, 그러한 재료로서, 알루미늄, 은, 알루미늄과 리튬의 합금, 마그네슘과 은의 합금 등이 바람직하다. 이들의 박막은 원하는 투과율을 얻을 수 있는 두께, 특히 1 nm 이상 20 nm 이하의 두께를 갖도록 형성되는 것이 바람직하지만, 그 두께는 대략 25 nm까지 증가될 수 있다. 그 외에도, 제 1 전극(400)은 이들 박막과 ITO, ITSO, IZO, 또는 SnO2로 대표되는 투명 도전막의 적층체로 될 수 있다. 제 1 전극(400)은 스퍼터링 방법 또는 증착법과 같은 알려진 방법으로 제조될 수 있다.
제 2 전극(403)은 발광 소자로부터 사출된 광에 대해 반투명 전극으로서 형성된다. 제 2 전극(403)이 캐소드로서 기능하도록 이루어진 경우에, 제 2 전극(403)은 낮은 작업 기능을 가지고 높은 반사율(추출되기 원하는 광에 대한 반사율은 40 내지 100%, 바람직하게는 70 내지 100%이다)과 작은 흡수를 가진 재료로 이루어지는 것이 바람직하다. 특히, 알루미늄과 리튬의 합금, 마그네슘과 은의 합금 등이 사용될 수 있다.
제 2 전극(403)이 애노드로 기능하도록 이루어진 경우에, 높은 작업 기능과 높은 반사율(추출되기 원하는 광에 대한 반사율은 40 내지 100%, 바람직하게는 70 내지 100%이다) 및 작은 흡수를 갖는 재료가 사용되는 것이 바람직하다. 특히, 알루미늄, 은, 알루미늄의 합금, 은의 합금 등이 사용되는 것이 바람직하다. 알루미늄의 합금으로서, Al-Si, Al-Ti 등이 주어진다. 그 외에도, 티탄, 티탄 질화물, 크롬, 몰리브덴 등이 사용될 수 있다. 다층이 되도록 제 2 전극(403)을 형성하는 경우에 상술된 재료가 발광 적층체(402) 측상에 사용되는 한, 전기 접촉을 유지할 수 있는 어떠한 재료라도 다른 층들에 사용될 수 있다.
그 외에도, 제 2 전극(403)이 애노드로서 기능하도록 된 경우에, 제 1 전극은 원하는 ITO, ITSO, IZO, 또는 SnO2로 대표되는 투명 도전막이 사용되는 한, 상술된 재료보다 발광 적층체(402) 측에 더 가깝게 제공될 수 있다. 예를 들면, ITO의 적층 구조를 갖는 전극, 은 및 ITO 등이 사용될 수 있다. 이들 투명 도전막들은 많은 경우에 높은 작업 기능을 가진다; 따라서, 발광 적층체(402) 측상에 투명 도전막을 제공하고, 그 부분 아래에 낮은 작업 기능 및 높은 반사율을 가진 재료를 제공함으로써, 높은 반사율을 가진 전극이 얻어질 수 있다. 제 2 전극(403)은 스퍼터링 방법 또는 증착법과 같은 알려진 방법에 의해 제조될 수 있다.
발광 적층체(402)는 도 1a와 동일하다; 따라서 반복 설명은 생략한다. 도 1a의 발광 적층체(402)의 설명을 참조한다.
상술된 구조를 가진 본 발명의 발광 소자에 따라, 저전력 소비 및 색 순도의 향상은 전압 및 발광 효율성의 감소와 같은 악영향 현상 없이 동시에 쉽게 달성될 수 있다.
실시 형태 2
이 실시 형태에서, 본 발명의 발광 장치는 도 2a 내지 도 2e, 도 3a 내지 도 3c, 및 도 4를 참조하여 설명될 것이다. 광이 제 2 전극측으로 방사되는 활성 매트릭스형 발광 장치를 제조하는 예가 이 실시 형태에서 보여주는 것을 주지한다. 각각 상이한 파장을 갖는 발광 소자들을 사용한 풀 컬러 표시의 경우, 각 색의 픽셀의 배열은 특별히 제한되지 않으며, 스트라이프 배열 또는 델타 배열과 같은 원하는 배열이 적용될 수 있다. 특히, 픽셀들 각각이 델타 어레이로 배열된 델타 배열은 적색, 녹색 및 청색과 같은 3 종류의 발광색을 나타내는 발광 소자를 사용하는 경우에 적용되는 것이 바람직할 수 있다. 델타 배열의 픽셀은 텔레비전과 같이 화상을 표시하는 발광 장치에 이상적이다.
당연히, 본 발명은 광이 제 1 전극측으로 사출되는 발광 장치와 패시브 매트릭스형 발광 장치에도 적용될 수 있다.
먼저, 기판(50) 위에 제 1 기본 절연층(51a) 및 제 2 기본 절연층(51b)을 형성한 후에, 제 2 기본 절연층(51b) 위에 반도체층이 더 형성된다(도 2a).
기판(50)에 대한 재료로서, 유리, 석영, 플라스틱(폴리이미드, 아크릴, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리아크릴레이트, 폴리에테르, 술폰 등) 등이 사용될 수 있다. 이들 기판들은 필요하다면 CMP 등에 의해 연마될 수 있다. 이 실시 형태에서는 유리 기판이 사용된다.
제 1 및 제 2 기본 절연층들(51a, 51b)은 기판(50)에서 알칼리 금속 및 알칼리 토금속과 같은 반도체막의 특성들에 악영향을 미치는 원소들이 반도체층으로 분 산하는 것을 방지하기 위해 제공된다. 제 1 및 제 2 기본 절연층들(51a, 51b)은 실리콘 산화물, 실리콘 질화물, 질소를 함유한 실리콘 산화물, 산소를 함유한 실리콘 질화물 등을 사용하여 형성될 수 있다. 이 실시 형태에서, 제 1 기본 절연층(51a)은 실리콘 질화물로 이루어지고 제 2 기본 절연층(51b)은 실리콘 산화물로 이루어진다. 이 실시 형태에서, 기본 절연막은 제 1 및 제 2 기본 절연층들(51a, 51b)의 2개의 층들을 가지도록 형성된다. 그러나 기본 절연막은 단층 또는 2개 이상의 층들을 가지도록 형성될 수도 있다. 그 외에도, 기판을 통한 불순물들의 확산이 특별히 염려되지 않으면, 기본 절연층들은 제공되지 않을 수도 있다.
기본 절연층은 기판(50)의 표면에 고밀도 플라즈마로 처리를 함으로써 형성될 수 있다. 고밀도 플라즈마는 예를 들면, 2.45 GHz의 마이크로파를 사용함으로써 생성되고, 전자 밀도는 1011 내지 1013/cm3이고, 전자 온도는 2 eV 이하이며, 이온에너지는 5 eV 이하이다. 이러한 고밀도 플라즈마는 활성화된 종들(activated species)의 낮은 운동 에너지를 가진다; 따라서 종래의 플라즈마 처리에 비해 플라즈마에 의한 손상을 갖지 않고 소수의 결점들을 갖는 막이 형성될 수 있다. 마이크로파를 발생시키는 안테나와 기판(50) 사이의 거리는 20 mm 내지 80 mm, 바람직하게는 20 mm 내지 60 mm로 설정될 수 있다.
그 외에도, 기판(50)의 표면은 질화 분위기, 예를 들면 질소와 희박한 가스를 포함하는 분위기, 질소, 수소 및 희박한 가스를 포함하는 분위기, 또는 암모니아 및 희박한 가스를 포함하는 분위기하에서 상술된 고밀도 플라즈마 처리를 행함 으로써 질화될 수 있다. 유리 기판, 석영 기판, 실리콘 웨이퍼 등을 기판(50)으로서 이용하고, 상술된 고밀도 플라즈마를 이용한 질화 처리를 행하는 경우에, 기판(50)의 표면 상에 형성된 질화막은 주 구성성분으로서 실리콘 질화물을 함유한다; 따라서 질화막이 제 1 기본 절연층(51a)으로서 사용될 수 있다. 플라즈마 CVD 방법에 의해 질화층 위에 실리콘 산화물 또는 실리콘 산화질화물이 형성될 수 있으며, 이것은 제 2 기본 절연층(51b)으로서 사용될 수 있다.
그 외에도, 실리콘 산화물, 실리콘 산화질화물 등으로 이루어진 기본 절연층의 표면 상에 고밀도 플라즈마와 유사한 질화 처리를 수행함으로써, 질화막이 기판 위에 형성될 수 있다. 이 질화막은 기판(50)으로부터 불순물들의 확산을 억제할 수 있다. 그 외에도, 질화막은 매우 얇게 형성될 수 있다. 따라서, 질화막은 그 위에 형성될 반도체층 상에 압력 영향을 거의 주지 않기 때문에 바람직하다.
이 실시 형태에서, 후속하여 형성될 반도체층은 비정질 실리콘막을 레이저로 결정화함으로써 얻어진다. 비정질 실리콘막은 25 내지 100 nm(바람직하게, 30 내지 60 nm)의 두께를 가지기 위하여, 제 2 기본 절연층(51b) 위에 형성될 수 있다. 제조 방법으로서, 스퍼터링 방법 , 저압 CVD 방법, 또는 플라즈마 CVD 방법과 같은 알려진 방법이 사용될 수 있다. 이후, 수소 제거를 수행하기 위해 1시간 동안 500℃에서 열 처리가 행해진다.
후속하여, 비정질 실리콘막은 결정 실리콘막을 형성하기 위하여 레이저 조사 장치(laser irradiation apparatus)를 이용하여 결정화된다. 이 실시 형태에서, 엑시머 레이저가 레이저 결정화로서 사용된다. 레이저 조사 장치로부터 발진된 레 이저빔은 광학 시스템을 사용함으로써 선형 빔 스폿(linear beam spot)으로 처리된다. 비정질 실리콘막은 결정 실리콘막을 얻기 위해 선형 빔 스폿으로 조사된다. 이렇게 얻어진 결정 실리콘막은 반도체층으로 사용된다.
비정질 실리콘막을 결정화하기 위한 다른 방법들로서, 열 처리에 의해서만 결정화가 수행되는 방법과, 결정화를 촉진시키는 촉매 원소의 사용과 함께 열 처리에 의해 결정화가 수행되는 방법이 있다. 결정화를 촉진시키는 원소로는, 니켈, 철, 팔라듐, 주석, 납, 코발트, 백금, 구리, 금 등이 주어진다. 이러한 결정화를 촉진시키는 원소가 사용될 때, 열 처리에 의해서만 결정화를 행하는 경우에 비해 더 낮은 온도와 더 단시간에 결정화가 행해진다. 따라서, 유리 기판 등은 결정화에 의해 손상이 덜 된다. 결정화가 열 처리에 의해서만 행해질 때, 열에 대한 내성이 있는 석영 기판이 기판(50)으로 사용될 수 있다.
후속하여, 문턱값을 제어하기 위해 소량의 불순물이 반도체층으로 도핑되며, 소위 채널 도핑(channel doping)이라 불리는 것이 필요하다면 수행된다. 요구 문턱값을 얻기 위하여, N형 도전성 또는 P형 도전성을 주입하는 (인 및 붕소와 같은) 불순물이 이온 도핑 방법 등으로 부가된다.
그 후, 도 2a에 도시된 바와 같이, 반도체층은 섬형 반도체(52; island-like semiconductor layer)를 얻기 위하여 미리 결정된 형상으로 패터닝된다. 패터닝은 반도체 층 상에 포토레지스트가 인가되는 방식으로 행해지며, 미리 결정된 마스크 형상은 반도체 층 상에 레지스트 마스크를 형성하기 위해 광에 노출되어 베이킹되고, 반도체층은 마스크를 이용하여 에칭된다.
후속하여, 반도체층(52)을 커버하도록 게이트 절연막(53)이 형성된다. 게이트 절연막(53)은 40 내지 150 nm의 두께를 가지기 위하여 플라즈마 CVD 방법 또는 스퍼터링 방법에 의해 실리콘을 함유한 절연층을 사용하여 형성된다. 이러한 실시 형태에서, 실리콘 산화물은 게이트 절연막(53)을 형성하기 위해 사용된다. 이 경우, 산화 또는 질화 처리는 산화 분위기 또는 질화 분위기 각각 하에, 고밀도 플라즈마에 의해 게이트 절연막(53)의 표면을 조밀하게 되는 처리를 행함으로써 행해진다.
게이트 절연막(53)이 형성되기 전에, 반도체층(52)의 표면에 대해 고밀도 플라즈마 처리를 행함으로써 반도체층의 표면에 대한 산화 또는 질화 처리가 행해질 수 있음을 주지한다. 이 때, 기판(50)의 온도를 300 내지 450℃로 설정하고, 산화 분위기 또는 질화 분위기 하의 처리를 행함으로써, 반도체층(52)과 그 위에 형성되는 게이트 절연막(53) 사이에 양호한 인터페이스가 형성될 수 있다.
다음에, 게이트 전극(54)이 게이트 절연층(53) 위에 형성된다. 게이트 전극(54)은 주 구성성분으로서, 탄탈, 텅스텐, 티탄, 몰리브덴, 알루미늄, 구리, 크롬 및 니오브; 또는 합금 재료 또는 이들 원소들을 함유한 화합물 재료로부터 선택된 원소를 사용하여 형성될 수 있다. 또한, 인과 같은 불순물 원소로 도핑된 다결정 반도체막에 의해 대표되는 반도체막이 사용될 수 있다. 더욱이, AgPdCu 합금이 사용될 수 있다.
이 실시 형태에서, 게이트 전극(54)이 단층을 가지도록 형성된다. 대안적으로, 게이트 전극(54)은 2개 이상의 층들, 예를 들면, 텅스텐으로 만들어진 하층 및 몰리브덴으로 만들어진 상층을 포함하는 적층 구조를 가질 수 있다. 게이트 전극이 적층 구조를 갖도록 형성된 경우, 상술된 재료들이 사용될 수 있다. 또한, 이들 재료들의 조합이 임의로 선택될 수 있다. 게이트 전극(54)은 포토레지스트로 이루어진 마스크를 사용하여 에칭된다.
후속하여, 게이트 전극(54)을 마스크로 이용하여 반도체층(52)에 고농도 불순물이 첨가될 수 있다. 따라서 반도체층(52), 게이트 절연층(53) 및 게이트 전극(54)을 포함하는 박막 트랜지스터(70)가 형성된다.
박막 트랜지스터의 제조 공정이 특별히 제한되지 않으며, 원하는 구조를 갖는 트랜지스터가 제조될 수 있도록 임의로 변경될 수 있음을 주지한다.
이 실시 형태에서, 레이저 결정화에 의해 결정화되는 결정 실리콘막을 사용한 상부 게이트 박막 트랜지스터가 이용된다. 대안적으로, 비정질 반도체막을 사용한 하부 게이트 박막 트랜지스터가 픽셀부에 사용될 수 있다. 비정질 반도체는 실리콘뿐만 아니라 실리콘 게르마늄을 사용해서도 형성될 수 있다. 실리콘 게르마늄을 사용하는 경우에, 게르마늄의 농도는 대략 0.01 내지 4.5원자%가 되도록 설정되는 것이 바람직하다.
또한, 0.5 내지 20 nm 결정 입자들이 비정질 반도체 내에서 관측될 수 있는 미정질 반도체막(반비정질 반도체)이 사용될 수 있다. 그 외에도, 0.5 내지 20 nm 결정 입자들이 관측될 수 있는 미세 결정들이 소위 마이크로 크리스탈(μc)이라 칭해질 수 있다.
반비정질 반도체인 반비정질 실리콘(또한 SAS라고도 칭함)은 실리콘 화합물 이 가스의 백열 방전 분해에 의해 얻어질 수 있다. 일반적인 가스로서 SiH4가 주어지며, 그 외에도, Si2H6, SiH2Cl2, SiHCl3, SiCl4, SiF4 등이 사용될 수 있다. 헬륨, 아르곤, 크립톤 및 네온으로부터 선택된 하나 이상의 희박 가스 원소들과 수소를 가진 가스 또는 수소의 혼합물을 가진 가스를 가진 이들 가스로부터 선택된 가스를 희석시킴으로써, SAS가 쉽게 형성될 수 있다. 희석비는 2배 내지 1000배의 범위 내에 있도록 설정되는 것이 바람직하다. 백열 방전 분해에 의해 코팅막의 반응물은 0.1 내지 133 Pa의 범위의 압력으로 행해질 수 있다. 백열 방전을 형성시키기 위한 고주파수 전력은 1 내지 120 MHz, 바람직하게는 13 내지 60 MHz로 설정될 수 있다. 기판 가열 온도는 300℃ 이하, 바람직하게는 100 내지 250℃으로 설정될 수 있다.
이렇게 형성된 SAS의 라만 스펙트럼은 520cm-1보다 더 낮은 파수쪽으로 이동된다. Si 결정 격자로부터 유도되는 것으로 생각된 (111)과 (220)의 회절 피크들은 X레이 회절에 의해 관측된다. 미결합을 종료시키기 위하여 적어도 1 원자% 이상의 수소 또는 할로겐이 함유되어 있다. 막 내에 함유된 불순물 원소들에 대해, 산소, 질소 및 탄소와 같은 분위기 구성성분들에 대한 각각의 불순물은 1 x 1020cm- 1이하가 되도록 설정된다. 특히, 산소 농도는 5 x 1019/cm3 이하, 바람직하게는 1 x 1019/cm3 이하가 되도록 설정된다. TFT의 경우의 이동도 μ는 1 내지 10cm2/Vsec이다.
그 외에도, SAS는 레이저에 의해 더 결정화될 수 있다.
후속하여, 절연막(수소 첨가막)(59)이 게이트 전극(54)과 게이트 절연막(53)을 커버하도록 실리콘 질화물을 사용하여 형성된다. 절연막(수소 첨가막)(59)은 불순물 원소를 활성화하고 반도체층(52)을 수소 첨가하는데 약 1시간 동안 480℃에서 가열된다. 절연막(수소 첨가막)(59)의 수소 첨가는 절연막(수소 첨가막)(59)을 형성한 후에 수소 가스를 도입하고 고밀도 플라즈마 처리를 행함으로써 행해질 수 있다. 이에 따라, 상기 층은 조밀해질 수 있다. 그 외에도, 그후에, 반도체막(52)은 수소를 해제하기 위하여 400 내지 450℃의 온도로 열 처리를 행함으로써 수소 첨가될 수 있다.
제 1 층간 절연막(60)이 절연막(수소 첨가막)(59)을 커버하도록 형성될 수 있다. 제 1 층간 절연막(60)을 형성하기 위한 재료로서, 실리콘 산화물, 아크릴, 폴리이미드, 실록산, 낮은 k 재료(낮은 유전 재료) 등이 이용될 수 있다. 이 실시 형태에서, 실리콘 산화막이 제 1 층간 절연층으로 형성된다(도 2b).
다음에, 반도체층(52)에 이르는 접촉 홀이 형성된다. 접촉 홀들은 레지스트 마스크를 사용하여 반도체층(52)을 노출시키도록 에칭함으로써 형성될 수 있다. 접촉 홀은 습식 에칭 또는 건식 에칭으로 형성될 수 있다. 또한, 접촉 홀은 조건에 따라 한 시간 이상 에칭하여 형성될 수 있다. 에칭이 복수 시간 수행될 때, 습식 에칭 및 건식 에칭 모두가 사용될 수 있다(도 2c).
그 다음, 도전층은 접촉 홀 및 제 1 층간 절연층(60)을 커버하도록 형성된다. 이 도전층은 접속부(61a), 배선(61b) 등을 형성하기 위해 원하는 형상으로 처 리된다. 이 배선은 알루미늄; 구리; 알루미늄, 탄소 및 니켈의 합금; 알루미늄, 탄소 및 몰리브덴의 합금 등으로 이루어진 단층을 가질 수 있다. 또한, 배선은 기판측으로부터 몰리브덴, 알루미늄 및 몰리브덴의 적층 구조; 티탄, 알루미늄 및 티탄의 적층 구조; 또는 티탄, 티탄 질화물, 알루미늄 및 티탄의 적층 구조를 가질 수 있다(도 2d).
이후, 제 2 층간 절연층(63)은 접촉부(61a), 배선(61b) 및 제 1 층간 절연층(60)을 커버하도록 형성된다. 제 2 층간 절연층(63)에 대한 재료로서, 아크릴, 폴리이미드 및 실록산과 같은 자기 평면성(self-planarizing property)을 갖는 응용막이 사용되는 것이 바람직하다. 이 실시 형태에서, 실록산이 제 2 층간 절연층(63)을 형성하는데 사용된다(도 2e).
후속하여, 절연층은 제 2 층간 절연층(63) 위에 실리콘 질화물 등을 사용하여 형성될 수 있다. 이 절연층은 제 2 층간 절연층(63)이 그 후 픽셀 전극을 에칭하는데 있어서 필요 이상으로 에칭하는 것을 방지하게 위하여 형성된다. 따라서 픽셀 전극과 제 2 층간 절연층 사이의 에칭 레이트의 비가 크고, 이 층간 절연층은 제공되지 않을 수 있다. 다음, 접촉부(61a)에 이르기 위해 제 2 층간 절연층(63)을 통해 접촉 홀이 형성된다.
투광성을 가진 도전층이 접촉 홀과 제 2 층간 절연층(63)(또는 절연층)을 커버하도록 형성된다. 이후, 박막 발광 소자의 제 1 전극(64)을 형성하기 위해 투광성을 갖는 도전층이 처리된다. 여기에서, 제 1 전극(64)은 접속부(61a)와 전기 접촉된다. 제 1 전극(64)의 재료에 대해서는 실시 형태 1을 참조한다(도 3a).
다음, 제 2 층간 절연층(63)(또는 절연층) 및 제 1 전극(64)을 커버하도록 유기 재료 또는 무기 재료를 사용하여 절연층이 형성된다. 후속하여, 절연층은 격벽(65)을 형성하기 위해 절연층은 제 1 전극(64)의 일부를 노출하도록 처리된다. 감광 유기 재료(아크릴 및 폴리이미드와 같은)가 격벽(65)의 재료로서 사용되는 것이 바람직하다. 그 외에도, 격벽은 비감광 유기 또는 무기 재료를 사용하여 형성될 수도 있다. 또한, 티탄 흑색 및 탄소 질화물과 같은 흑색 안료나 염료는 격벽(65)을 흑색으로 하기 위해 분산제 등을 사용하여 격벽(65)의 재료에서 분산될 수 있어서, 격벽(65)이 흑색 매트릭스로 사용될 수 있다. 제 1 전극과 마주보는 격벽(65)의 에지는 굴곡이 연속으로 변화하도록 끝이 가늘어지는 형상을 갖는 것이 바람직하다(도 3b).
그 다음, 유기 화합물을 포함하는 층(66)이 형성되고, 후속하여 유기 화합물을 포함하는 층(66)을 커버하는 제 2 전극(67)이 형성된다. 이에 따라, 유기 화합물을 포함하는 층(66)이 제 1 전극(64)과 제 2 전극(67) 사이에 삽입된 발광 소자(93)가 제조될 수 있다(도 3c). 이 실시 형태에서 발광 소자는, 이 실시 형태에서의 본 발명의 발광 장치가 제 2 전극측으로 발광이 이끌어내지는 구조를 가지기 때문에, 실시 형태 1의 도 1a, 도 1c, 및 도 1e 중 어느 하나에 도시된 구조를 가진다.
이후, 질소를 함유한 실리콘 산화막은 플라즈마 CVD 방법에 의해 패시베이션 막으로 형성된다. 질소를 함유한 실리콘 산화막을 사용하는 경우에, 실리콘 산화 질화막이 플라즈마 CVD 방법에 의해 SiH4, N2O, 및 NH3를 사용하여 형성될 수 있거나, 실리콘 산화질화막이 플라즈마 CVD 방법에 의해 SiH4 및 N2O를 사용하여 형성될 수 있거나, 또는 실리콘 산화질화막이 CVD 방법에 의해, SiH4 및 N2O가 Ar로 희석된 가스를 사용하여 형성될 수 있다.
대안적으로, 패시베이션 막으로서, SiH4, N2O 및 H2를 사용하여 형성된 수소 첨가된 실리콘 산화질화막이 플라즈마 CVD 방법에 의해 사용될 수 있다. 당연히, 패시베이션 막은 단층구조로 제한되지 않고, 단층 구조 또는 실리콘을 함유한 다른 절연층의 적층 구조를 가질 수 있다. 그 외에도, 탄소 질화막과 실리콘 질화막을 포함하는 다층막, 스티렌 폴리머, 실리콘 질화막, 또는 탄소막과 같은 다이아몬드를 포함하는 다층막이 질소를 함유한 실리콘 산화막 대신에 형성될 수 있다.
후속하여, 물과 같은 발광 소자의 저하를 촉진시키는 물질로부터 발광 소자를 보호하기 위하여, 표시부가 밀봉된다. 표시부가 카운터 기판으로 밀봉될 때, 카운터 기판은 외부 접속부가 노출되게 보이지 않는 절연 밀봉 재료로 접착된다. 카운터 기판과 소자 기판 사이의 공간은 건조된 질소와 같은 주입 가스로 충전될 수 있다. 대안적으로, 밀봉 재료는 픽셀부의 전체 표면 위에 인가될 수 있고, 그 후에 카운터 기판에 부착될 수 있다. 자외선 치료 가능한 수지 등이 밀봉 재료로서 사용되는 것이 가능하다. 건조제 또는 기판들 사이의 일정한 갭을 유지시키기 위한 미립자가 밀봉 재료에 혼합될 수 있다. 후속하여, 유연한 배선 기판은 외부 접속부에 부착될 수 있고, 따라서 발광 장치가 완료된다(도 4). 이 실시 형태에서, 카운터 기판(94)과 소자 사이의 공간은 밀봉되기 위해 투광성을 갖는 수지(88) 등으로 충전된다. 이에 따라, 발광 소자(93)는 습기에 의해 저하되는 것이 방지될 수 있다. 그 외에도, 수지(88)는 흡습성을 가지는 것이 바람직하다. 또한, 높은 투광성을 갖는 건조제(89)가 수지(88)에 분산된다면, 습기의 영향이 억제될 수 있어, 더욱 바람직한 방법이 된다.
표시 기능을 가진 본 발명에 따른 발광 장치는 아날로그 비디오 신호들 또는 디지털 비디오 신호들을 이용할 수 있다. 디지털 비디오 신호들을 이용할 때, 발광 표시 장치들은 비디오 신호들이 전압을 사용하는 것과 비디오 장치들이 전류를 사용하는 것으로 분류된다. 발광 소자들이 발광하면, 픽셀들 내에 입력된 비디오 신호들은 일정한 전압 및 일정한 전류로 분류된다. 일정한 전압의 비디오 신호들은 일정한 전압이 발광 소자에 인가되는 것과 일정한 전류가 발광 소자를 통해 흐르는 것을 포함한다. 일정한 전류의 비디오 신호들은 일정한 전압이 발광 소자에 인가되는 것과 일정한 전류가 발광 소자를 통해 흐르는 것을 포함한다. 일정한 전압이 발광 소자에 인가되는 경우는 일정한 전압 구동을 나타내고, 일정한 전류가 발광 소자를 통해 흐르는 경우는 일정한 전류 구동을 나타낸다. 일정한 전류 구동에서, 일정한 전류는 발광 소자의 저항의 변화에 관계없이 흐른다. 또한, 상술된 구동 방법들 어느 것이라도, 발광 소자를 구동시키기 위한 방법과 본 발명의 발광 장치에 이용될 수 있다.
상술된 구조를 갖는 본 발명의 발광 장치는 저전력 소비 및 색 순도의 향상을 전압 및 발광 효율성의 감소와 같은 악영향 현상 없이 동시에 쉽게 달성할 수 있는 발광 장치이다.
이 실시 형태는 상술된 적절한 실시 형태들 중 어느 것과 자유롭게 조합하여 구현될 수 있다.
실시 형태 3
이 실시 형태에서, 본 발명의 표시 장치인 활성 매트릭스형 발광 장치의 패널의 외형이 도 5a 및 도 5b를 참조하여 기술될 것이다. 도 5a는 기판 위에 형성된 트랜지스터 및 발광 소자가 기판과 카운터 기판(4006) 사이에 형성된 밀봉 재료로 밀봉되는 패널의 상면도이다. 도 5b는 도 5a의 단면도이다. 이 패널의 발광 소자는 실시 형태 1에 도시된 구조를 가진다.
밀봉 재료(4005)는 기판(4001) 위에 제공된 픽셀부(4002), 신호 라인 구동 회로(4003) 및 스캔 라인 구동 회로(4004)를 둘러싸도록 제공된다. 카운터 기판(4006)은 픽셀부(4002), 신호 라인 구동 회로(4003) 및 스캔 라인 구동 회로(4004) 위에 제공된다. 따라서, 픽셀부(4002), 신호 라인 구동 회로(4003) 및 스캔 라인 구동 회로(4004)는 충전재(4007)와 함께 기판(4001), 밀봉 재료(4005) 및 카운터 기판(4006)으로 용접 밀봉된다.
기판(4001) 위에 제공된 픽셀부(4002), 신호 라인 구동 회로(4003), 및 스캔 라인 구동 회로(4004)는 복수의 박막 트랜지스터들을 가진다. 도 5b에는, 신호 라인 구동 회로(4003)에 포함된 박막 트랜지스터(4008)와 픽셀부(4002)에 포함된 박막 트랜지스터(4010)가 도시된다.
또한, 발광 장치(4011)는 박막 트랜지스터(4010)에 전기적으로 접속된다.
또한, 납 배선(4014)은 픽셀부(4002), 신호 라인 구동 회로(4003) 및 스캔 라인 구동 회로(4004)에 신호들 또는 전원 전압을 공급하기 위한 배선에 대응한다. 납 배선(4014)은 납 배선들(4015a, 4015b)을 통해 접속 단자(4016)에 접속된다. 접속 단자(4016)는 이방성 도전막(4019)을 통해 가용성 인쇄 회로(FPC: flexible printed circuit)(4018) 내에 포함된 단자에 전기 접속된다.
또한, 충전재(4007)로서, 질소 및 아르곤과 같은 주입 가스 외에도 자외선 치료 수지 또는 열 치료 수지가 이용될 수 있다. 예를 들면, 폴리비닐 염화물, 아크릴, 폴리이미드, 에폭시 수지, 실리콘 수지, 폴리비닐 부티랄, 또는 에틸렌 비닐렌 아세테이트가 사용될 수 있다.
또한, 본 발명의 발광 장치는, 발광 장치를 구비한 픽셀부가 형성된 패널과 패널 상에 IC가 장착된 모듈을 포함한다.
상술된 구조를 가진 본 발명의 발광 소자는 저전력 소비 및 색 순도의 향상을 전압 및 발광 효율성의 감소와 같은 악영향 현상 없이 동시에 쉽게 달성할 수 있는 발광 소자이다.
이 실시 형태는 상술된 적절한 실시 형태들 중 어느 것과 자유롭게 조합하여 구현될 수 있다.
실시 형태 4
이 실시 형태에서는, 실시 형태 3에 기술된 패널 및 모듈 내에 포함된 픽셀 회로들 및 보호 회로들과 그 동작들이 설명될 것이다. 또한, 실시 형태 3에 도시된 단면도들은 구동 TFT(1403) 및 발광 소자(1405)의 단면도들에 대응한다.
도 6a에 도시된 픽셀에서, 신호 라인(1410), 전력 공급 라인들(1411, 1412)이 컬럼 방향으로 배열되고, 스캔 라인(1414)은 로우 방향으로 배열된다. 픽셀은 또한 스위칭 TFT(1401), 구동 TFT(1403), 전류 제어 TFT(1404), 커패시터 소자(1402), 및 발광 소자(1405)를 포함한다.
도 6c에 도시된 픽셀은 도 6a에 도시된 픽셀과 유사한 구조를 가지며, 다만, 구동 TFT(1403)의 게이트 전극이 로우 방향으로 배열된 전력 공급 라인에 접속된다는 점이 다르다. 즉, 도 6a 및 도 6c에 도시된 각각의 픽셀의 등가 회로는 동일하다. 그러나 각각의 전력 공급 라인들은 전력 공급 라인(1412)이 컬럼 방향으로 배열되는 경우(도 6a)와 전력 공급 라인(1412)이 로우 방향으로 배열되는 경우(도 6c) 사이의 상이한 층들에서 도전막들로 이루어져 있다. 구동 TFT(1403)의 게이트 전극이 접속된 배선의 상이한 구성을 강조하기 위하여, 등가 회로도들이 도 6a 및 도 6c에 개별적으로 도시되어 있다.
도 6a 및 도 6c에 도시된 각각의 픽셀에서, 구동 TFT(1403) 및 전류 제어 TFT(1404)가 직렬로 접속되고, 구동 TFT(1403)의 채널 길이 L(1403) 및 채널 폭 W(1403)와 전류 제어 TFT(1404)의 채널 길이 L(1404) 및 채널 폭 W(1404)는 L(1403)/W(1403) : L(1404)/W(1404) = 5 내지 6,000 : 1의 관계를 만족시키도록 설정될 수 있다.
구동 TFT(1403)는 포화 영역에서 동작하고 발광 소자(1405)를 통해 흐르는 전류의 양을 제어하며, 전류 제어 TFT(1404)는 선형 영역에서 동작하고 발광 소자(1405)에 공급되는 전류를 제어한다. TFT들(1403, 1404) 모두 제조 공정의 관점 에서 동일한 도전형을 가지는 것이 바람직하고, 이 실시 형태에서는 TFT들(1403, 1404)로서 n-채널 TFT들이 형성된다. 또한, 고갈형 TFT가 강화형 TFT 대신에 구동 TFT(1403)으로 사용될 수 있다. 상술된 구조를 갖는 본 발명의 발광 장치에서, 전류 제어 TFT(1404)의 Vgs의 가벼운 변동들은 발광 소자(1405)를 통해 흐르는 전류의 양에 악영향을 미치지 않는데, 그 이유는 전류 제어 TFT(1404)가 선형 영역에서 동작되기 때문이다. 즉, 발광 소자(1405)를 통해 흐르는 전류의 양은 포화 영역에서 동작되는 구동 TFT(1403)에 의해 결정될 수 있다. 상술한 구조에 따라, TFT 특성들의 변동으로 인한 발광 소자의 발광의 변동들을 향상시킴으로써 화질이 개선되는 발광 장치를 제공하는 것이 가능하다.
도 6a 내지 도 6d에 도시된 각 픽셀의 스위칭 TFT(1404)은 픽셀에 대한 비디오 신호 입력을 제어한다. 스위칭 TFT(1401)이 턴온되고 비디오 신호가 픽셀에 입력될 때, 비디오 신호의 전압은 커패시터 소자(1402)에서 유지된다. 각 픽셀이 커패시터 소자(1402)를 포함하는 장치가 도 6a 및 도 6c에 도시되었지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 게이트 커패시터 등이 비디오 신호를 유지하기 위한 커패시터로서 기능할 수 있을 때, 커패시터 소자(1402)는 제공되지 않아도 된다.
도 6b에 도시된 픽셀은 도 6a에 도시된 픽셀 구조와 유사한 구조이나, TFT(1406) 및 스캔 라인(1414)이 픽셀 구조에 부가된 점이 다르다. 유사하게, 도 6d에 도시된 픽셀은 도 6c에 도시된 픽셀 구조와 유사한 구조이나, TFT(1406) 및 스캔 라인(1414)이 픽셀 구조에 부가된 점이 다르다.
TFT(1406)는 새롭게 제공된 스캔 라인(1414)에 의해 턴온/오프되도록 제어된 다. TFT(1406)가 턴온되면, 커패시터 소자(1402) 내에 유지된 전하는 방전되고, 그에 의해 전류 제어 TFT(1404)는 턴오프된다. 즉, 발광 소자(1405)를 통해 흐르는 전류의 공급은 TFT(1406)를 제공함으로써 강제로 중단된다. 따라서 TFT(1406)는 소거용 TFT(erasing TFT)라 칭해질 수 있다. 도 6b 및 도 6d에 도시된 구조에 따라, 빛을 발하는 기간은 신호가 모든 픽셀들 내에 기록되기 전에 기록 기간의 개시와 동시에 또는 직후에 시작할 수 있고, 따라서 듀티비가 개선될 수 있다.
도 6e에 도시된 픽셀에서, 신호 라인(1410) 및 전력 공급 라인(1411)은 컬럼 방향으로 배열되고 스캔 라인(1414)은 로우 방향으로 배열된다. 픽셀은 스위칭 TFT(1401), 구동 TFT(1403), 커패시터 소자(1402) 및 발광 소자(1405)를 더 포함한다. 도 6f에 도시된 픽셀은 6e에 도시된 픽셀 구조와 유사한 구조이나, TFT(1406) 및 스캔 라인(1414)이 픽셀 구조에 부가된 점이 다르다. 또한, 도 6f에 도시된 구조는 TFT(1406)를 제공하여 듀티비가 개선되도록 허용한다.
구동 TFT(1403)가 강제로 턴오프되는 경우의 픽셀의 구조예가 도 7에 도시될 것이다. 도 7에서, 선택 TFT(1451), 구동 TFT(1453), 소거 다이오드(1461), 발광 소자(1454)가 배열된다. 선택 TFT(1451)의 소스 및 드레인이 구동 TFT(1453)의 게이트 및 신호 라인(1455)에 각각 접속된다. 선택 TFT(1451)의 게이트는 제 1 게이트 라인(1457)에 접속된다. 구동 TFT(1453)의 소스 및 드레인은 제 1 전력 공급 라인(1456) 및 발광 소자(1454)에 각각 접속된다. 소거 다이오드(1461)는 구동 TFT(1453)의 게이트 및 제 2 게이트 라인(1467)에 접속된다.
커패시터 소자(1452)는 구동 TFT(1453)의 게이트 전위를 유지하도록 기능한 다. 따라서 커패시터 소자(1452)는 구동 TFT(1453)의 게이트와 전력 공급 라인(1456) 사이에 접속된다. 그러나 본 발명은 이러한 구조에 한정되지 않고, 커패시터 소자가 구동 TFT(1453)의 게이트 전위를 유지할 수 있도록 배열될 수 있다. 또한, 구동 TFT(1453)의 게이트 전극이 구동 TFT(1453)의 게이트 커패시터를 사용하여 유지될 수 있으면, 커패시터 소자(1452)는 고려되지 않아도 된다.
구동 방법으로서, 제 1 게이트 라인(1457)이 선택되고 선택 TFT(1451)이 턴온된다. 신호가 신호 라인(1455)으로부터 커패시터 소자(1452)에 입력될 때, 구동 TFT(1453)의 전류는 신호에 따라 제어되고, 전류는 제 1 전력 공급 라인(1456)으로부터 발광 소자(1454)를 통해 제 2 전력 공급 라인(1458)으로 흐른다.
신호를 소거하기 위하여, 제 2 게이트 라인(1467)이 선택되고(이 경우, 제 2 게이트 라인의 전위가 증가된다), 소거 다이오드(1461)는 제 2 게이트 라인(1467)으로부터 구동 TFT(1453)의 게이트에 전류를 공급하도록 턴온된다. 결과적으로, 구동 TFT(1453)가 오프 상태로 된다. 따라서, 전류는 발광 소자(1454)를 통해 제 1 전력 공급 라인(1456)으로부터 제 2 전력 공급 라인(1458)으로 흐르지 않는다. 따라서, 미발광 기간이 만들어질 수 있고, 그에 의해 발광 기간의 길이를 자유롭게 조정한다.
신호를 유지하기 위하여, 제 2 게이트 라인(1467)이 선택되지 않는다(이 경우, 제 2 게이트 라인의 전위가 감소된다). 따라서, 소거 다이오드(1461)는 구동 TFT(1453)의 전위가 유지되도록 턴오프된다.
또한, 소거 다이오드(1461)는 정류 성질을 갖는 소자라면 특별히 제한되지 않는다. PN형 다이오드 또는 PIN형 다이오드 중 어느 것이라도 사용될 수 있다. 대안적으로, 쇼트키 다이오드 또는 제너 다이오드 중 어느 것이라도 사용될 수 있다.
상술한 바와 같이, 다양한 종류의 픽셀 회로들이 이용될 수 있다. 특히, 박막 트랜지스터가 비정질 반도체막을 사용하여 형성될 때, 구동 TFT들(1403, 1453) 각각의 반도체막은 크게 되는 것이 바람직하다. 따라서, 상기 픽셀 회로들에서, 발광체에서 발생된 광이 카운터 기판을 통해 사출되는 상부 방사형이 이용되는 것이 바람직하다.
TFT가 각각의 픽셀에 제공되고 낮은 구동 전압으로 구동이 행해질 수 있기 때문에, 픽셀 밀도가 증가될 때 활성 매트릭스형 발광 장치가 바람직하다고 생각된다.
TFT가 각각의 픽셀에 제공되는 활성 매트릭스형 발광 장치가 이 실시 형태에서 기술된다. 그러나 TFT가 각각의 컬럼마다 제공되는 패시브 매트릭스형 발광 장치가 형성될 수 있다. 패시브 매트릭스형 발광 장치에서는 TFT가 각각의 픽셀에 제공되지 않기 때문에, 높은 개구비가 얻어진다. 발광체에서 발생된 광이 발광체의 양쪽을 향해 사출되는 발광 장치의 경우, 패시브 매트릭스형 발광 장치가 이용될 때, 투과율이 증가될 수 있다.
후속하여, 다이오드들이 스캔 라인 및 신호 라인에서 보호 회로로서 제공되는 경우가 도 6e에 도시된 등가 회로도를 사용하여 기술될 것이다.
도 8에서, 스위칭 TFT들(1401, 1403), 커패시터 소자(1402) 및 발광 소 자(1405)가 픽셀부(1500)에 제공된다. 신호 라인(1410)에서, 다이오드들(1561, 1562)이 제공된다. 다이오드들(1561, 1562)은 스위칭 TFT들(1401, 1403)과 동일한 방식으로 상술된 실시 형태에 따라 제조된다. 각각의 다이오드는 게이트 전극, 반도체층, 소스 전극, 드레인 전극 등을 포함한다. 게이트 전극을 드레인 전극 또는 소스 전극에 접속시킴으로써, 다이오드들(1561, 1562)이 동작된다.
게이트 전극들과 동일한 층 내에 다이오드들에 접속한 공통 전위 라인들(1554 및 1555)이 형성된다. 따라서 다이오드들의 소스 전극들 또는 드레인 전극들에 접속되도록 게이트 절연층 내에 접촉 홀들이 형성될 필요가 있다.
스캔 라인(1414) 내에 제공된 다이오드는 유사한 구조를 가진다.
상술된 바와 같이, 보호 다이오드들은 본 발명에 따라 입력단 내에 동시에 형성될 수 있다. 또한, 보호 다이오드들의 위치들은 이에 제한되지 않으며, 구동기 회로와 픽셀 사이에 제공될 수 있다.
이러한 보호 회로를 구비한 발명의 발광 소자는 전압 및 발광 효율성이 감소와 같은 악영향 현상 없이, 저전력 소비 및 색 순도의 향상을 동시에 쉽게 달성할 수 있는 발광 장치이다. 또한, 발광 장치의 신뢰도는 상술된 구조에 의해 더 향상될 수 있다.
실시 형태 5
본 발명의 발광 장치(모듈)가 장착된 전자 장치로서, 비디오 카메라 및 디지털 카메라와 같은 카메라; 고글형 디스플레이(헤드 장착 디스플레이); 네비게이션 시스템; 오디오 재생 장치(차량 오디오 컴포넌트 등); 컴퓨터; 게임기; 휴대 정보 단말기(예를 들면, 모바일 컴퓨터, 이동 전화, 휴대용 게임기, 전자북 등); 기록 매체가 장착된 영상 재생 장치(구체적으로, 디지털 비디오디스크(DVD; digital versatile disc)와 같은 기록 매체를 재생할 수 있고 그 영상을 표시할 수 있는 디스플레이를 구비한 장치) 등이 주어진다. 이들 전자 장치들의 특정 예들은 도 9a 내지 도 9e에 도시된다.
도 9a는 하우징(2001), 표시부(2003), 스피커부들(2004) 등을 포함하여, 텔레비전 수신기, 개인용 컴퓨터 등에 사용되는 모니터에 대응하는 발광 장치를 도시한다. 본 발명의 발광 장치는 낮은 전력을 소비하는 높은 표시 품질을 가진 발광 장치이다. 픽셀부는 콘트라스트를 개선시키기 위하여 편광판 또는 원형 편광판이 제공될 수 있다. 예를 들면 1/4λ판, 1/2λ판 및 편광판이 카운터 기판에 이 순서대로 제공될 수 있다. 또한, 반사 방지막(anti-reflective film)이 제공될 수 있다.
도 9b는 본체(2101), 하우징(2102), 표시부(2103), 오디오 입력부(2104), 오디오 출력부(2105), 작동키들(2106), 안테나(2108) 등을 포함하는 이동 전화를 도시한다. 본 발명의 이동 전화는 낮은 전력을 소비하는 높은 품질의 이동 전화이다.
도 9c는 본체(2201), 하우징(2202), 표시부(2203), 키보드(2204), 외부 접속부(2205), 포인팅 마우스(2206) 등을 포함하는 컴퓨터를 도시한다. 본 발명의 컴퓨터는 낮은 전력을 소비하는 높은 품질의 컴퓨터이다. 랩톱 컴퓨터가 도 9c에 도시되었지만, 본 발명은 하드 디스크 및 표시부가 하나의 하우징에 포함되는 데스크 톱 컴퓨터 등에 적용될 수 있다.
도 9d는 본체(2301), 표시부(2302), 스위치(2303), 작동키들(2304), 적외선 포트(2305) 등을 포함하는 모바일 컴퓨터이다. 본 발명의 모바일 컴퓨터는 낮은 전력을 소비하는 높은 품질의 모바일 컴퓨터이다.
도 9e는 본체(2401), 표시부(2402), 스피커부(2403), 작동키들(2404), 기록 매체 삽입부(2405) 등을 포함하는 이동 게임기를 도시한다. 본 발명의 이동 게임기는 낮은 전력을 소비하는 높은 품질의 이동 게임기이다.
상술된 바와 같이, 본 발명의 응용 범위는 매우 광범위하며, 다양한 분야들의 전자 장치들에 사용될 수 있다.
이 실시 형태는 상술된 적절한 실시 형태들 중 어느 것과 자유롭게 조합하여 구현될 수 있다.
실시 형태 6
이 실시 형태에서는, 버퍼층의 두께가 발광층의 발광색에 따라 변화되는 모드가 도 10a 및 도 10b를 참조하여 설명될 것이다.
도 10a는 본 발명의 발광 장치의 단면도이다. 도시된 3개의 발광 소자들은 각각, 적색의 발광을 사출하는 발광 소자와, 녹색의 발광을 사출하는 발광 소자와, 청색의 발광을 사출하는 발광 소자이다. 적색의 발광을 사출하는 발광 소자는 기판에 대응하는 절연체(100) 또는 층간 절연막 위에, 제 1 전극(101R), 버퍼층(103R), 공통 정공 수송층(104), 발광층(105R), 공통 전극 수송층(106), 및 공통 제 2 전극(107)을 포함한다. 녹색의 발광을 사출하는 발광 소자는 기판에 대응하는 절연체(100) 또는 층간 절연막 위에, 제 1 전극(101G), 버퍼층(103G), 공통 정공 수송층(104), 발광층(105G), 공통 전극 수송층(106), 및 공통 제 2 전극(107)을 포함한다. 청색의 발광을 사출하는 발광 소자는 기판에 대응하는 절연체(100) 또는 층간 절연막 위에, 제 1 전극(101B), 버퍼층(103B), 공통 정공 수송층(104), 발광층(105B), 공통 전극 수송층(106), 및 공통 제 2 전극(107)을 포함한다. 각각의 발광 소자의 제1 전극들(101R, 101G, 101B)의 에지부들은 격벽(102)으로 커버되고, 따라서 소자들은 서로 분리된다. 버퍼층들(103R, 103G, 103B)의 두께는 각각의 발광 소자로부터 추출된 광의 최대 파장에 따라 설정된다.
도 10a는 제 1 전극, 버퍼층 및 발광층을 제외한 층이 각각의 색의 발광 소자들에 공통인 구조의 예를 도시한다. 도 10a는 정공 수송층(104) 및 전자 수송층(106)만을 사용한 예를 도시한다. 그러나 당연히 다른 기능을 가진 층이 제공될 수 있고, 정공 수송층(104) 및 전자 수송층(106)이 제공되지 않아도 된다.
도 10b는 제 2 전극을 제외한 층이 각각의 발광 소자에서 분리되는 구조를 도시한다. 달리 말하면, 적색의 발광을 사출하는 발광 소자는 기판에 대응하는 절연체(100) 또는 층간 절연막 위에, 제 1 전극(101R), 버퍼층(103R), 공통 정공 수송층(104), 발광층(105R), 공통 전극 수송층(106), 및 공통 제 2 전극(107)을 포함한다. 녹색의 발광을 사출하는 발광 소자는 기판에 대응하는 절연체(100) 또는 층간 절연막 위에, 제 1 전극(101G), 버퍼층(103G), 공통 정공 수송층(104), 발광층(105G), 공통 전극 수송층(106), 및 공통 제 2 전극(107)을 포함한다. 청색의 발광을 사출하는 발광 소자는 기판에 대응하는 절연체(100) 또는 층간 절연막 위에, 제 1 전극(101B), 버퍼층(103B), 공통 정공 수송층(104), 발광층(105B), 공통 전극 수송층(106), 및 공통 제 2 전극(107)을 포함한다. 각각의 발광 소자의 제1 전극들(101R, 101G, 101B)의 에지부들은 격벽(102)으로 커버되고, 따라서 소자들은 서로 분리된다. 버퍼층들(103R, 103G, 103B)의 두께는 각각의 발광 소자로부터 추출된 광의 최대 파장에 따라 설정된다.
도 10b는 정공 수송층 및 전자 수송층만을 사용한 예를 도시한다. 그러나, 당연히 다른 기능을 가진 층이 제공될 수 있고, 정공 수송층 및 전자 수송층이 제공되지 않아도 된다. 그 외에도, 정공 수송층 및 전자 수송층과 같은 기능층에 대한 재료가 각각의 발광 소자에서 상이하거나 동일할 수 있다.
각각의 발광 소자에 제공된 각각의 기능층은 기능층이 발광 소자들 사이에서 분리되는 구조를 가질 수 있거나, 기능층이 분리되지 않고 따라서 발광 소자들 모두에 공통인 구조를 가질 수도 있다. 제공될 각각의 기능층은 각각의 발광 소자에서 상이할 수 있다.
상술된 구조를 갖는 본 발명의 발광 소자는 전압 및 발광 효율성이 감소와 같은 악영향 현상 없이, 저전력 소비 및 색 순도의 향상을 동시에 쉽게 달성할 수 있는 발광 장치이다.
그 외에도, 버퍼층들의 두께는 발광 소자의 각각의 발광 색이 변경됨으로써 발광 색의 파장에 대해 최적화될 수 있다; 따라서, 색 순도의 더 큰 향상 또는 저전력 소비가 달성될 수 있다.
실시예 1
도 1f에 도시된 구조를 갖는 발광 장치는 유리 기판 위에 제조되고, 그 특성들이 측정되었다. 이 실시예에서, 제조된 발광 소자는 "발광 소자 1(light emitting element 1)"이라 칭해진다. 먼저, 발광 소자 1의 구조 및 제조 방법이 설명될 것이다.
<제 1 전극(400)(반투명 전극)>
제 1 전극(400)(반투명 전극)으로서, 100 nm의 두께를 가지고 실리콘이 함유된 ITO(이후, "ITSO"라 칭해짐)가 스퍼터링 장치에 의해 유리 기판 위에 형성되었다. 15nm의 두께를 가진 Ag가 ITSO 위에 증착되었다. 매우 얇은 Ag 및 ITSO가 적층되도록 형성함으로써 반사율을 가진 반투명 전극이 형성될 수 있다.
<버퍼층(401)>
4,4'-비스{N-[4-(N,N-디-m-톨릴아미노)페닐]-N-페닐아미노}비페닐(이후, " DNTPD"라고 칭해짐) 및 몰리브덴 산화물이 Ag 위에 125 nm의 두께를 가지도록 형성되었다. DNTPD는 정공 수송성을 보이는 유기 화합물이다. DNTPD 및 몰리브덴 산화물의 공동 증착에 의해 복합 재료가 형성되었고, MoO3가 몰리브덴 산화물의 증착 소스에 사용되었다(이후, "MoOx"라고 칭해짐). 질량비는 DNTPD : MoOx = 4 : 2로 설정되었다.
<발광 적층체(402)>
발광 적층체(402)는 4개의 기본층들을 가지도록 형성되었다. 먼저, 4,4'-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐아미노]비페닐(이후, "NPB"이라 칭해짐)은 DNTPD 및MoOx의 복합 재료 이에 10nm의 두께를 가지도록 형성되었다. 쿠마린 및 트리스(8-퀴놀리 놀라토)알루미늄(약칭: Alq3)(이후, "Alq3")은 40 nm의 두께를 갖는 복합 재료를 형성하기 위해 NPB 위에 공동 증착되었다. 질량비는 쿠마린 6 : Alq3 = 1 : 0.01이 되도록 설정되었다. 쿠마린 6과 Alq3의 복합 재료층은 발광층으로 기능한다. Alq3는 쿠마린 6과 Alq3의 복합 재료층 위에 30 nm의 두께를 가지도록 증착되었다. LiF는 1 nm의 두께를 가지도록 Alq3 위에 증착되었다.
<제 2 전극(403)(반사 전극)>
제 2 전극(403)으로서, A1이 스퍼터링 장치에 의해 LiF 위에 200 nm의 두께를 가지도록 형성되었다. A1은 반사 전극으로 기능한다.
발광 소자(1)에서, 515 nm의 파장을 갖는 광이 공진되도록 광학 설계가 행해졌다. 버퍼층(401)의 두께는 제 1 전극(400) 및 제 2 전극(403) 사이의 거리를 최적화하도록 결정되었다. 제 1 전극(400) 및 제 2 전극(403) 사이의 물리적 거리는 206 nm이다.
<비교 소자>
이 실시예에서, 비교를 위한 발광 소자(이후, "비교 소자(comparative element)"라 칭해짐)가 발광 소자(1)의 특성들을 평가하기 위해 제조되었다. 비교 소자는 제 1 전극(400)이 반투명 전극이 아니라 투명 전극인 소자이다. 발광 소자(1)와 비교 소자 사이의 차는 Ag를 제공하지 않고 110 nm의 두께를 갖는 ITSO의 단층을 가지도록 형성된다. 이 차를 제외하고, 비교 소자는 발광 소자(1)와 동일 한 조건 하에서 제조되었다. 표 1은 발광 소자(1) 및 비교 소자에 포함된 각 층의 재료 및 두께를 보여준다.
발광 소자(1) 비교 소자
제 2 전극(403) Al(200nm)
발광 적층체(402)


 LiF(1nm)
Alq3(30nm)
Alq3+쿠마린6(질량비=1:0.01)(40nm)
NPB(10nm)
버퍼층(401) DNTPD+MoOx(질량비=4:2)(125nm)
제 1 전극(400)
 Ag(15nm) ITSO(110nm)
ITSO(110nm)
도 11a는 전류 밀도-발광 특성들을 보여주고 도 11b는 발광 소자(1) 및 비교 소자의 전압-발광 특성들을 보여 준다. 도 11a 및 도 11b에 도시된 바와 같이, 발광 소자(1) 및 비교 소자가 거의 동일한 특성들을 보여주는 것으로 나타났다. 3000 cd/m2의 발광의 전류 효율성은 발광 소자(1)에서 10.6 cd/A이고 비교 소자에서 11.3 cd/A이다.
한편, 3000 cd/m2의 발광의 CIE 색도 좌표는 발광 소자(1)에서 (x, y) = (0.18, 0.73)이고 비교 소자에서 (x, y) = (0.28, 0.66)이다. 발광 소자(1) 및 비교 소자가 녹색 발광하지만, 발광 소자(1)의 색 순도는 더 높은 것으로 검증되었다.
도 12는 발광 소자(1) 및 비교 소자의 방사 스펙트럼을 도시한다. 도 12에 도시된 바와 같이, 방사 스펙트럼은 발광 소자(1)에서 더 가파르다. 방사 스펙트럼의 반값 폭은 비교 소자에서 60 nm인 반면 발광 소자(1)에서 35 nm이다. 이것은 색 순도의 향상을 가져온다.
이 실시예에서 도시된 바와 같이, 색 순도는 발광 소자에 버퍼층 및 반투명 전극을 제공함으로써 전류 밀도-발광 특성들 및 전압-발광 특성들에 대해 거의 영향을 받지 않고 향상될 수 있는 것으로 드러났다.
실시예 2
도 1c에 도시된 구조를 갖는 발광 소자는 유리 기판 위에 제조되었고, 그 특성이 측정되었다. 이 실시예에서, 제조된 발광 소자는 "발광 소자 2(light emitting element 2)"라고 칭해진다. 먼저, 발광 소자 2의 구조 및 제조 방법이 설명될 것이다.
<제 1 전극(400)(반사 전극)>
제 1 전극(400)은 반사 전극으로서 형성되었다. 기판 위에 도전막이 형성되었고, 상기 도전막에는 40 nm의 두께를 갖는 알루미늄 및 티탄의 합금(이후, "Al-Ti"라고 칭해짐)이 형성되고 60 nm의 두께를 갖는 Ti가 Al-Ti 위에 적층되어 있다.
<버퍼층(401-1)>
버퍼층(401-1)으로서, DNTPD 및MoOx의 복합 재료가 40nm의 두께를 가지도록 형성되었다. 발광 소자(1)와 동일한 방식으로, 복합 재료가 DNTPD 및 MoOx을 공동 증착시켜 형성되고, MoO3는 MoOx의 증착 표면에 사용되었다. 질량비는 DNTPD : MoOx = 4 : 2로 설정되었다.
<발광 적층체(402)>
발광 적층체(402)는 3개의 기본층들을 가지도록 형성되었다. 먼저, NPB가 DNTPD 및MoOx의 복합 재료 이에 10 nm의 두께를 가지도록 형성되었다. 쿠마린 및 Alq3은 NPB 위에 40 nm의 두께를 가지도록 공동 증착되었다. 질량비는 쿠마린 6 : Alq3 = 1 : 0.01이 되도록 설정되었다. 쿠마린 6과 Alq3의 복합 재료는 발광층으로 기능한다. Alq3는 쿠마린 6과 Alq3의 복합 재료 위에 10 nm의 두께를 가지도록 증착되었다.
<버퍼층(401-2)>
버퍼층(401-2)은 전극들을 발생시키는 기능을 가진 층과, 정공 수송성을 가진 유기 화합물과 금속 화합물의 복합 재료층의 2층 구조를 가지도록 형성되었다. 전극들을 발생시키는 기능을 가진 층으로서, Alq3 및 Li가 Li 도핑된 Alq3을 형성하도록 10 nm의 두께를 가지도록 공동 증착되었다. 질량비는 Alq3 : Li = 1 : 0.01이 되도록 설정되었다. NDTPD와 MoOx의 복합 재료는 버퍼층(401-1)과 동일하며, 110 nm의 두께를 가지기 위해 유기 화합물과 금속 화합물의 복합 재료로 사용되었다.
<제 2 전극(403)(반투명 전극)>
제 2 전극(403)으로서, Ag가 DNTPD 및 MoOx의 복합 재료 위에 25 nm의 두께를 가지도록 증착되었다. Ag는 매우 얇게 형성되었다; 따라서 Ag는 반투명 전극으로 기능하도록 만들어질 수 있다.
또한, 발광 소자(2)에서, 발광 소자(1)와 동일한 방식으로 녹색 방사가 이루어졌다. 513 nm 파장을 가진 광이 공진되도록 광학 설계가 행해졌다. 버퍼층들(401-1, 401-2)의 두께들, 특히 DNTPD 및 MoOx의 복합 재료의 두께들은 제 1 전극(400)과 제 2 전극(403) 사이의 거리를 최적화하도록 결정되었다. 제 1 전극(400)과 제 2 전극(403) 사이의 물리적 거리는220 nm이다. 표 2는 발광 소자(2)에 포함된 각 층의 재료 및 두께를 보여준다.
발광 소자(2)
제 2 전극(403) Ag(25nm)
버퍼층(401-2)
 DNTPD+MoOx(질량비=4:2)(110nm)
Alq3+Li(질량비=1:0.01)(10nm)

발광 적층체(402)
 Alq3(10nm)
Alq3+쿠마린6)(질량비=1:0.01)(40nm)
NPB(10nm)
버퍼층(401-1) DNTPD+MoOx(질량비=4:2)(40nm)
제 1 전극(400)
 Ti(6nm)
Al-Ti(40nm)
도 13a는 전류 밀도-발광 특성들을 보여주고 도 13b는 발광 소자(2)의 전압-발광 특성들을 보여 준다. 3000 cd/m2의 발광의 전류 효율성은 10.4 cd/A이며, 이것은 양호한 전류 효율성을 보여주었다.
그 외에도, 3000 cd/m2의 발광의 CIE 색도 좌표는 (x, y) = (0.20, 0.72)이고 높은 색 순도를 갖는 녹색광이 발광 소자(2)로부터 얻어질 수 있었다.
도 14는 발광 소자(2)의 방사 스펙트럼을 도시한다. 도 14에 도시된 바와 같이, 방사 스펙트럼은 뾰족한 피크이고, 방사 스펙트럼의 반값 폭은 45 nm이다. 이것은 색 순도의 향상을 가져온다.
표 3은 발광 소자(1) 및 실시예 1에 도시된 비교 소자뿐만 아니라 발광 소자(2)에 대한 전류 효율성, CIE 색도 좌표 및 방사 스펙트럼의 반값 폭을 보여준다. 표 3의 전류 효율성 및 CIE 색도 좌표는 3000 cd/m2의 발광값이다.
전류 효율성[cd/A] CIE 색도 좌표(x,y) 반값 폭[nm]
발광소자(1) 10.6 (0.18, 0.73) 35
발광소자(2) 10.4 (0.20, 0.72) 45
비교 소자 11.3 (0.28, 0.66) 60
이 실시예에서 보여준 바와 같이, 발광 소자에 버퍼층 및 반투명 전극을 제공함으로써 전류 밀도-발광 특성들 및 전압-발광 특성들에 대한 영향이 거의 없이 색 순도가 향상될 수 있는 것으로 나타났다. 발광 소자(2)에서, 제 1 전극과 제 2 전극 사이의 거리는 2개의 버퍼층들이 제공되기 때문에 발광 소자(1) 및 비교 소자보다 더 길다; 그러나 색 순도는 전류 밀도-발광 특성들 및 전압-발광 특성들이 낮아지지 않고 공진 효과에 의해 비교 소자보다 더 개선되고, 발광 소자(1)와 동일한 색 순도의 향상이 얻어졌다.
그 외에도, 발광 소자(2)에서, Ag보다 더 높지 않은 반사를 갖는 티탄 또는 티탄 합금으로 이루어진 전극이 반사 전극(제 2 전극(403))으로 이용된다; 그러나 공진 효과에 의한 색 순도의 향상이 이 실시예에 따라 검증될 수 있었다. 티탄 또는 티탄 합금은, 활성 매트릭스형 발광 장치에 사용되는 것이 바람직한 배선 재료 또는 전극 재료이다(실시 형태 2 및 3 참조). 따라서 픽셀부 내에 형성되는 배선 또는 전극이 티탄 또는 티탄 합금으로 이루어진 경우에는, 이들 배선 및 전극이 발광 소자의 전극들 중 하나에 사용되는 동안 공지 효과가 얻어질 수 있는 것으로 나타났다. 예를 들면, 실시 형태 2에 도시된 활성 매트릭스형 발광 장치에서, 박막 트랜지스터의 접속부(61a)는 발광 소자의 제 1 전극(64)에 사용될 수 있다(도 2a 내지 도 2e 및 도 4 참조).
따라서 이 실시예에 도시된 상부 방사 구조에서, 본 발명은 간단한 처리의 양태로부터도 적용되기에 매우 효과적인 것으로 나타났다.
이 출원은 2005년 6월 30일 일본 특허청에 출원된 일본 특허 출원 제 2005-191868호에 기초하고 있으며, 이 일본 특허 출원의 전체 내용이 본 명세서에 참조로서 포함되었다.
본 발명은 전압 및 발광 효율성의 감소와 같은 악영향 현상 없이, 저전력 소비 및 색 순도의 향상을 모두 달성할 수 있는 발광 소자 및 발광 장치를 제공하는 것이다.

Claims (43)

  1. 발광 소자를 포함하는 발광 장치에 있어서,
    상기 발광 소자는:
    양극;
    상기 양극 위의 발광층으로서, 발광 물질을 포함하는 상기 발광층;
    상기 발광층 위의 제 1 버퍼층으로, 제 1 층 및 상기 제 1 층 위의 제 2 층을 갖는 상기 제 1 버퍼층; 및
    상기 제 1 버퍼층 위의 음극을 포함하고,
    상기 제 1 층은 전자 수송성을 나타내는 제 1 유기 화합물 및 상기 제 1 유기 화합물로의 도너를 포함하는 제 1 복합 재료(composite material)를 포함하고,
    상기 제 2 층은 정공 수송성을 나타내는 제 2 유기 화합물 및 금속 화합물을 포함하는 제 2 복합 재료를 포함하고,
    상기 양극 및 상기 음극 중 하나는 반사 전극이고, 상기 양극 및 상기 음극 중 다른 하나는 반투명 전극인, 발광 장치.
  2. 발광 소자를 포함하는 발광 장치에 있어서,
    상기 발광 소자는:
    양극;
    상기 양극 위의 제 1 버퍼층으로서, 정공 수송성을 나타내는 제 1 유기 화합물 및 제 1 금속 화합물을 포함하는 제 1 복합 재료를 갖는 상기 제 1 버퍼층;
    상기 제 1 버퍼층 위의 발광층으로서, 발광 물질을 포함하는 상기 발광층;
    상기 발광층 위의 제 2 버퍼층으로서, 제 1 층 및 상기 제 1 층 위의 제 2 층을 갖는 상기 제 2 버퍼층; 및
    상기 제 2 버퍼층 위의 음극을 포함하고,
    상기 제 1 층은 전자 수송성을 나타내는 제 2 유기 화합물 및 상기 제 2 유기 화합물로의 도너를 포함하는 제 2 복합 재료를 포함하고,
    상기 제 2 층은 정공 수송성을 나타내는 제 3 유기 화합물 및 제 2 금속 화합물을 포함하는 제 3 복합 재료를 포함하고,
    상기 양극 및 상기 음극 중 하나는 반사 전극이고, 상기 양극 및 상기 음극 중 다른 하나는 반투명 전극인, 발광 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 양극 및 상기 음극 사이의 광학 거리는 상기 발광 소자로부터 추출된 광의 최대 파장의 절반의 정수배인, 발광 장치.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 반투명 전극은 상기 발광층으로부터 사출된 광에 대해 10% 이상의 반사율을 갖는, 발광 장치.
  8. 삭제
  9. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 반투명 전극은 탄탈, 크롬, 몰리브덴, 티탄, 및 알루미늄으로부터 선택된 도전 재료를 포함하고,
    상기 반투명 전극은 투광성을 갖도록 박막으로서 형성되는, 발광 장치.
  10. 삭제
  11. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 반투명 전극은 탄탈, 크롬, 몰리브덴, 티탄, 및 알루미늄으로부터 선택된 도전 재료를 포함하고,
    상기 반투명 전극은 1 nm 이상 25 nm 이하의 두께를 갖는, 발광 장치.
  12. 삭제
  13. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 반투명 전극은 도전막과 투명 도전막의 적층체이고,
    상기 도전막은 탄탈, 크롬, 몰리브덴, 티탄, 및 알루미늄으로부터 선택된 재료를 포함하고 투광성을 갖도록 박막으로서 형성되는, 발광 장치.
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 반사 전극은 상기 발광층으로부터 사출된 광에 대해 70 내지 100%의 반사율을 갖는, 발광 장치.
  20. 삭제
  21. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 버퍼층은 상기 양극과 접하도록 형성되는, 발광 장치.
  22. 삭제
  23. 삭제
  24. 삭제
  25. 제 1 항에 있어서,
    상기 금속 화합물은 전이 금속의 산화물 또는 질화물인, 발광 장치.
  26. 삭제
  27. 제 1 항에 있어서,
    상기 금속 화합물은 주기표에서 4족 내지 8족에 속하는 금속의 산화물 또는 질화물인, 발광 장치.
  28. 삭제
  29. 제 1 항에 있어서,
    상기 금속 화합물은 바나듐 산화물, 탄탈 산화물, 몰리브덴 산화물, 텅스텐 산화물, 레늄 산화물, 및 루테늄 산화물 중 어느 하나인, 발광 장치.
  30. 삭제
  31. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 발광 장치는 복수의 상기 발광 소자들을 포함하고,
    상기 제 1 버퍼층의 두께는 상기 발광 소자들 각각으로부터 사출된 광의 파장에 기초하여 변화하는, 발광 장치.
  32. 삭제
  33. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 발광 장치는 각각이 상이한 발광색(luminescent color)을 갖는 적어도 3개의 상기 발광 소자들을 포함하고,
    상기 3개의 상기 발광 소자들은 상기 발광색에 기초하여 델타 어레이(delta array)로 배치되고,
    상기 제 1 버퍼층의 두께는 상기 발광 소자들 각각으로부터 사출된 광의 파장에 기초하여 변화하는, 발광 장치.
  34. 삭제
  35. 표시부에 제 1 항 또는 제 2 항에 따른 상기 발광 장치를 포함하는 전자 장치.
  36. 삭제
  37. 삭제
  38. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 금속 화합물 및 상기 제 2 금속 화합물 각각은 전이 금속의 산화물 또는 질화물인, 발광 장치.
  39. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 금속 화합물 및 상기 제 2 금속 화합물 각각은 주기표에서 4족 내지 8족에 속하는 금속의 산화물 또는 질화물인, 발광 장치.
  40. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 금속 화합물 및 상기 제 2 금속 화합물 각각은 바나듐 산화물, 탄탈 산화물, 몰리브덴 산화물, 텅스텐 산화물, 레늄 산화물, 및 루테늄 산화물 중 어느 하나인, 발광 장치.
  41. 제 2 항에 있어서,
    상기 발광 장치는 복수의 상기 발광 소자들을 포함하고,
    상기 제 2 버퍼층의 두께는 상기 발광 소자들 각각으로부터 사출된 광의 파장에 기초하여 변화하는, 발광 장치.
  42. 제 2 항에 있어서,
    상기 발광 장치는 각각이 상이한 발광색을 갖는 적어도 3개의 상기 발광 소자들을 포함하고,
    상기 3개의 상기 발광 소자들은 상기 발광색에 기초하여 델타 어레이로 배치되고,
    상기 제 2 버퍼층의 두께는 상기 발광 소자들 각각으로부터 사출된 광의 파장에 기초하여 변화하는, 발광 장치.
  43. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 층은 상기 음극과 접하는, 발광 장치.
KR1020060060956A 2005-06-30 2006-06-30 발광 장치 및 전자 장치 KR101258421B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005191868 2005-06-30
JPJP-P-2005-00191868 2005-06-30

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20070003693A KR20070003693A (ko) 2007-01-05
KR101258421B1 true KR101258421B1 (ko) 2013-04-26

Family

ID=37588605

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020060060956A KR101258421B1 (ko) 2005-06-30 2006-06-30 발광 장치 및 전자 장치

Country Status (3)

Country Link
US (2) US8729795B2 (ko)
KR (1) KR101258421B1 (ko)
CN (1) CN1897775B (ko)

Families Citing this family (56)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100683711B1 (ko) * 2004-11-22 2007-02-20 삼성에스디아이 주식회사 유기전계 발광표시장치
US8269227B2 (en) * 2005-06-09 2012-09-18 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Light emitting device and electronic device
US8659008B2 (en) * 2005-07-08 2014-02-25 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Composite material and light emitting element, light emitting device, and electronic device using the composite material
TW200824497A (en) * 2006-11-21 2008-06-01 Au Optronics Corp Organic electro-luminescent device
KR100796604B1 (ko) * 2006-12-15 2008-01-21 삼성에스디아이 주식회사 유기전계발광소자 및 그의 제조방법
FR2926677B1 (fr) * 2008-01-18 2014-04-25 Astron Fiamm Safety Diode et procede de realisation d'une diode electroluminescente organique a microcavite incluant des couches organiques dopees
KR100922759B1 (ko) * 2008-02-26 2009-10-21 삼성모바일디스플레이주식회사 유기 발광 소자
JP2009272302A (ja) * 2008-04-11 2009-11-19 Fujifilm Corp 発熱体
KR20090131550A (ko) * 2008-06-18 2009-12-29 삼성모바일디스플레이주식회사 유기 발광 소자
JP2010056075A (ja) * 2008-07-29 2010-03-11 Sony Corp 発光素子及び有機エレクトロルミネッセンス表示装置
TWI380481B (en) * 2009-01-13 2012-12-21 Huga Optotech Inc Light-emitting diode with high light-emitting efficiency
CN105742515A (zh) * 2009-05-29 2016-07-06 株式会社半导体能源研究所 发光元件、发光装置、照明装置以及电子设备
JP2011009205A (ja) * 2009-05-29 2011-01-13 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 発光素子、発光装置及びその作製方法
JP2011139044A (ja) 2009-12-01 2011-07-14 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 発光素子、発光装置、電子機器、および照明装置
KR101084263B1 (ko) * 2009-12-14 2011-11-16 삼성모바일디스플레이주식회사 유기 발광 표시 장치
KR101084196B1 (ko) 2010-02-19 2011-11-17 삼성모바일디스플레이주식회사 유기 발광 표시 장치
EP2365556B1 (en) 2010-03-08 2014-07-23 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Light-emitting element, light-emitting device, electronic device, and lighting device
WO2011111843A1 (ja) * 2010-03-11 2011-09-15 国立大学法人 千葉大学 表示装置
CN102791476A (zh) * 2010-03-12 2012-11-21 旭硝子株式会社 层叠体及其制造方法
CN102201541B (zh) * 2010-03-23 2015-11-25 株式会社半导体能源研究所 发光元件、发光装置、电子设备及照明装置
JP5801579B2 (ja) 2010-03-31 2015-10-28 株式会社半導体エネルギー研究所 発光素子、発光装置、電子機器、及び照明装置
TWI506121B (zh) 2010-03-31 2015-11-01 Semiconductor Energy Lab 發光元件，發光裝置，電子裝置以及照明裝置
WO2011162105A1 (en) 2010-06-25 2011-12-29 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Light-emitting element, light-emitting device, display, and electronic device
KR101365671B1 (ko) * 2010-08-26 2014-02-24 한국전자통신연구원 유기전계발광소자
KR101889748B1 (ko) 2011-01-10 2018-08-21 삼성디스플레이 주식회사 유기 발광 표시 장치 및 이의 제조 방법
JP2012182443A (ja) 2011-02-11 2012-09-20 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 発光素子及び発光装置
TWI563873B (en) 2011-02-11 2016-12-21 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Light-emitting element, light-emitting device, and display device
KR101880183B1 (ko) 2011-02-11 2018-07-19 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 발광 장치 및 표시 장치
US8957442B2 (en) 2011-02-11 2015-02-17 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Light-emitting device and display device
KR101894898B1 (ko) 2011-02-11 2018-09-04 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 발광 장치 및 발광 장치를 사용한 전자 기기
JP2012199231A (ja) 2011-03-04 2012-10-18 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 表示装置
TWI562424B (en) 2011-03-25 2016-12-11 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Light-emitting panel, light-emitting device, and method for manufacturing the light-emitting panel
KR101960759B1 (ko) 2011-04-08 2019-03-21 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 발광 장치, 전자 기기, 및 조명 장치
JP6157804B2 (ja) 2011-04-29 2017-07-05 株式会社半導体エネルギー研究所 発光素子
KR101917752B1 (ko) 2011-05-11 2018-11-13 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 발광 소자, 발광 모듈, 발광 패널, 발광 장치
US9105860B2 (en) * 2011-06-30 2015-08-11 Samsung Display Co., Ltd. Organic light emitting diode
WO2013008765A1 (en) 2011-07-08 2013-01-17 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Light-emitting module, light-emitting device, and method for manufacturing the light-emitting module
KR101970675B1 (ko) * 2011-08-04 2019-04-19 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 발광 장치 및 조명 장치
CN104094669B (zh) * 2012-02-01 2016-06-22 夏普株式会社 显示装置
JP6099420B2 (ja) 2013-02-08 2017-03-22 株式会社半導体エネルギー研究所 発光装置
JP6174877B2 (ja) 2013-03-21 2017-08-02 株式会社半導体エネルギー研究所 表示装置及び電子機器
JP6114592B2 (ja) 2013-03-21 2017-04-12 株式会社半導体エネルギー研究所 表示装置およびその製造方法、電子機器
WO2014168977A1 (en) * 2013-04-09 2014-10-16 International Technology Exchange, Inc. High-temperature nanocomposite emitting film, method for fabricating the same and its application
TWI745740B (zh) 2014-05-15 2021-11-11 日商半導體能源研究所股份有限公司 發光元件、發光裝置、電子裝置以及照明設備
US9874775B2 (en) 2014-05-28 2018-01-23 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Liquid crystal display device and electronic device
KR102377360B1 (ko) * 2014-08-08 2022-03-21 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 발광 소자, 발광 장치, 조명 장치, 표시 장치, 디스플레이 패널, 전자 기기
US9343691B2 (en) 2014-08-08 2016-05-17 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Light-emitting element, light-emitting device, electronic device, and lighting device
JP2016085969A (ja) 2014-10-24 2016-05-19 株式会社半導体エネルギー研究所 発光素子、発光装置、電子機器、及び照明装置
KR102410031B1 (ko) 2015-07-07 2022-06-20 삼성디스플레이 주식회사 유기 발광 소자, 그의 제조방법, 및 유기 발광 소자를 구비한 유기 발광 표시장치
CN105355801B (zh) * 2015-11-05 2017-06-16 武汉大学 一种可重复利用柔性有机电致发光器件
KR102430817B1 (ko) * 2015-11-05 2022-08-10 삼성디스플레이 주식회사 디스플레이 장치
US10192932B2 (en) 2016-02-02 2019-01-29 Apple Inc. Quantum dot LED and OLED integration for high efficiency displays
CN108209941B (zh) * 2018-01-03 2021-06-08 中国科学院半导体研究所 血氧探测器探测单元、探头及其制备方法
KR102597673B1 (ko) * 2018-05-16 2023-11-02 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치
US11917840B2 (en) 2018-05-18 2024-02-27 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Light-emitting device with reflective electrode and light-emitting layer
CN114203922A (zh) * 2021-12-02 2022-03-18 长春若水科技发展有限公司 一种基于薄层金属电极的柔性有机发光二极管及其制备方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030044639A1 (en) * 1999-05-12 2003-03-06 Yoshinori Fukuda Organic electroluminescence muti-color display and method of fabricating the same
JP2003280556A (ja) * 2002-03-26 2003-10-02 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 発光装置
US20040145303A1 (en) * 2002-10-04 2004-07-29 Jiro Yamada Display device and display unit using the same
US20050084712A1 (en) * 2003-10-17 2005-04-21 Junji Kido Organic electroluminescent device

Family Cites Families (102)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60218626A (ja) * 1984-04-13 1985-11-01 Sharp Corp カラ−液晶表示装置
JP2926845B2 (ja) 1990-03-23 1999-07-28 日本電気株式会社 有機薄膜ｅｌ素子
JP2821347B2 (ja) 1993-10-12 1998-11-05 日本電気株式会社 電流制御型発光素子アレイ
JP2846571B2 (ja) * 1994-02-25 1999-01-13 出光興産株式会社 有機エレクトロルミネッセンス素子
JP2824411B2 (ja) 1995-08-25 1998-11-11 株式会社豊田中央研究所 有機薄膜発光素子
US5780174A (en) * 1995-10-27 1998-07-14 Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho Micro-optical resonator type organic electroluminescent device
JP3528470B2 (ja) 1995-10-27 2004-05-17 株式会社豊田中央研究所 微小光共振器型有機電界発光素子
JP4477150B2 (ja) 1996-01-17 2010-06-09 三星モバイルディスプレイ株式會社 有機薄膜ｅｌ素子
US6091195A (en) 1997-02-03 2000-07-18 The Trustees Of Princeton University Displays having mesa pixel configuration
JP4486713B2 (ja) 1997-01-27 2010-06-23 淳二 城戸 有機エレクトロルミネッセント素子
JPH10270171A (ja) 1997-01-27 1998-10-09 Junji Kido 有機エレクトロルミネッセント素子
US5989737A (en) 1997-02-27 1999-11-23 Xerox Corporation Organic electroluminescent devices
JPH11251067A (ja) 1998-03-02 1999-09-17 Junji Kido 有機エレクトロルミネッセント素子
JPH11307264A (ja) 1998-04-17 1999-11-05 Matsushita Electric Ind Co Ltd 有機電界発光素子
JPH11307259A (ja) 1998-04-23 1999-11-05 Tdk Corp 有機ｅｌ素子
CN1293785C (zh) 1998-06-26 2007-01-03 出光兴产株式会社 发光器件
US6140764A (en) 1998-07-20 2000-10-31 Motorola, Inc. Organic electroluminescent apparatus with mircrocavity
US6384529B2 (en) 1998-11-18 2002-05-07 Eastman Kodak Company Full color active matrix organic electroluminescent display panel having an integrated shadow mask
JP4001692B2 (ja) * 1999-02-18 2007-10-31 パイオニア株式会社 有機エレクトロルミネッセンス素子とその製造方法
US6366025B1 (en) * 1999-02-26 2002-04-02 Sanyo Electric Co., Ltd. Electroluminescence display apparatus
JP4420486B2 (ja) 1999-04-30 2010-02-24 出光興産株式会社 有機エレクトロルミネッセンス素子およびその製造方法
JP2000340366A (ja) 1999-05-27 2000-12-08 Tdk Corp 発光ダイオード
JP2001052866A (ja) 1999-08-05 2001-02-23 Fuji Electric Co Ltd 蛍光変換フィルタ及び該フィルタを備えた有機発光素子
WO2001015244A1 (en) 1999-08-20 2001-03-01 Emagin Corporation Organic light emitting diode device with high work function metal-oxide anode layer and method of fabrication of same
GB2353400B (en) * 1999-08-20 2004-01-14 Cambridge Display Tech Ltd Mutiple-wavelength light emitting device and electronic apparatus
JP4824848B2 (ja) 2000-02-29 2011-11-30 淳二 城戸 有機エレクトロルミネッセント素子、有機エレクトロルミネッセント素子群及びその発光スペクトルの特定方法
TW474114B (en) 1999-09-29 2002-01-21 Junji Kido Organic electroluminescent device, organic electroluminescent device assembly and method of controlling the emission spectrum in the device
US7102282B1 (en) 1999-11-22 2006-09-05 Sony Corporation Display device with a cavity structure for resonating light
KR20010085420A (ko) 2000-02-23 2001-09-07 기타지마 요시토시 전계발광소자와 그 제조방법
JP2002056973A (ja) 2000-03-06 2002-02-22 Mitsubishi Chemicals Corp 有機電界発光素子および感光性高分子
US7579203B2 (en) 2000-04-25 2009-08-25 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Light emitting device
US6680570B2 (en) * 2001-03-21 2004-01-20 Agilent Technologies, Inc. Polymer organic light emitting device with improved color control
JP2002359076A (ja) 2001-03-27 2002-12-13 Konica Corp 有機エレクトロルミネッセンス素子、表示装置、発光方法、表示方法および透明基板
JP3804858B2 (ja) * 2001-08-31 2006-08-02 ソニー株式会社 有機電界発光素子およびその製造方法
JP2003109775A (ja) * 2001-09-28 2003-04-11 Sony Corp 有機電界発光素子
JP4164251B2 (ja) 2001-10-31 2008-10-15 東北パイオニア株式会社 有機ｅｌカラーディスプレイ及びその製造方法
JP2003234186A (ja) 2001-12-06 2003-08-22 Sony Corp 表示装置およびその製造方法
KR100490535B1 (ko) * 2001-12-17 2005-05-17 삼성에스디아이 주식회사 유기 전계발광 소자
JP3933591B2 (ja) 2002-03-26 2007-06-20 淳二 城戸 有機エレクトロルミネッセント素子
JP4240276B2 (ja) 2002-07-05 2009-03-18 株式会社半導体エネルギー研究所 発光装置
JPWO2004005216A1 (ja) 2002-07-09 2005-11-04 宮原　健一郎 薄膜形成用基板、薄膜基板、光導波路、発光素子、及び発光素子搭載用基板
JP2004055461A (ja) 2002-07-23 2004-02-19 Seiko Epson Corp 発光装置及びその製造方法、並びに電子機器
WO2004026003A1 (ja) * 2002-09-12 2004-03-25 Toshiba Matsushita Display Technology Co., Ltd. 有機ｅｌディスプレイ
US7158161B2 (en) 2002-09-20 2007-01-02 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Organic electroluminescence element and an exposure unit and image-forming apparatus both using the element
JP4131924B2 (ja) 2002-09-26 2008-08-13 東芝松下ディスプレイテクノロジー株式会社 有機ｅｌ表示装置
JP2004119304A (ja) * 2002-09-27 2004-04-15 Sanyo Electric Co Ltd 有機エレクトロルミネッセンス表示装置およびその製造方法
JP4343511B2 (ja) 2002-10-08 2009-10-14 キヤノン株式会社 多色発光素子
JP2004192890A (ja) 2002-12-10 2004-07-08 Sony Corp 有機電界発光素子
US7109655B2 (en) 2002-12-26 2006-09-19 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Light emitting device and method for manufacturing the same
JP2004247137A (ja) 2003-02-13 2004-09-02 Seiko Epson Corp エレクトロルミネッセンス装置、エレクトロルミネッセンス装置の製造方法、電子機器
US6956323B2 (en) 2003-02-20 2005-10-18 Fuji Electric Co., Ltd. Color conversion filter substrate and organic multicolor light emitting device
JP4526776B2 (ja) * 2003-04-02 2010-08-18 株式会社半導体エネルギー研究所 発光装置及び電子機器
KR100527187B1 (ko) 2003-05-01 2005-11-08 삼성에스디아이 주식회사 고효율 유기전계 발광표시장치 및 그의 제조방법
JP2004355975A (ja) 2003-05-29 2004-12-16 Sony Corp 表示装置の製造方法
JP2005026121A (ja) 2003-07-03 2005-01-27 Fujitsu Ltd 有機ｅｌ素子及びその製造方法並びに有機ｅｌディスプレイ
JP4396163B2 (ja) 2003-07-08 2010-01-13 株式会社デンソー 有機ｅｌ素子
JP2005044778A (ja) * 2003-07-19 2005-02-17 Samsung Sdi Co Ltd 電界発光素子
KR20050015902A (ko) * 2003-08-14 2005-02-21 엘지전자 주식회사 유기 ｅｌ 소자 및 그 제조방법
US7030553B2 (en) * 2003-08-19 2006-04-18 Eastman Kodak Company OLED device having microcavity gamut subpixels and a within gamut subpixel
JP4016144B2 (ja) 2003-09-19 2007-12-05 ソニー株式会社 有機発光素子およびその製造方法ならびに表示装置
JP4453316B2 (ja) 2003-09-19 2010-04-21 ソニー株式会社 有機発光装置およびその製造方法、ならびに表示装置
JP4823478B2 (ja) 2003-09-19 2011-11-24 株式会社半導体エネルギー研究所 発光装置の作製方法
EP3413369A1 (en) 2003-09-19 2018-12-12 Sony Corporation Organic light emitting display
JP4325343B2 (ja) * 2003-09-25 2009-09-02 セイコーエプソン株式会社 膜形成方法およびデバイス製造方法
KR20130062367A (ko) 2003-09-26 2013-06-12 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 발광장치
JP4428979B2 (ja) * 2003-09-30 2010-03-10 三洋電機株式会社 有機ｅｌパネル
JP4895490B2 (ja) * 2003-09-30 2012-03-14 三洋電機株式会社 有機ｅｌパネル
JP4731865B2 (ja) 2003-10-03 2011-07-27 株式会社半導体エネルギー研究所 発光装置
US7541734B2 (en) 2003-10-03 2009-06-02 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Light emitting device having a layer with a metal oxide and a benzoxazole derivative
JP4683829B2 (ja) 2003-10-17 2011-05-18 淳二 城戸 有機エレクトロルミネッセント素子及びその製造方法
JP4243237B2 (ja) 2003-11-10 2009-03-25 淳二 城戸 有機素子、有機ｅｌ素子、有機太陽電池、及び、有機ｆｅｔ構造、並びに、有機素子の製造方法
JP4300176B2 (ja) 2003-11-13 2009-07-22 ローム株式会社 有機エレクトロルミネッセント素子
JP2005156871A (ja) 2003-11-25 2005-06-16 Fuji Photo Film Co Ltd 露光光源
KR20060110323A (ko) 2003-12-16 2006-10-24 마츠시타 덴끼 산교 가부시키가이샤 유기 전기발광 소자 및 그 제조 방법
US7792489B2 (en) * 2003-12-26 2010-09-07 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Light emitting device, electronic appliance, and method for manufacturing light emitting device
JP4439260B2 (ja) * 2003-12-26 2010-03-24 三洋電機株式会社 表示装置の製造方法
JP2005197009A (ja) * 2003-12-26 2005-07-21 Sanyo Electric Co Ltd 表示装置及びその製造方法及び製造装置
WO2005064995A1 (en) 2003-12-26 2005-07-14 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Light-emitting element
US7019331B2 (en) * 2004-01-22 2006-03-28 Eastman Kodak Company Green light-emitting microcavity OLED device using a yellow color filter element
JP4689176B2 (ja) 2004-02-26 2011-05-25 大日本印刷株式会社 有機エレクトロルミネッセンス素子
US7157156B2 (en) * 2004-03-19 2007-01-02 Eastman Kodak Company Organic light emitting device having improved stability
JP2005270725A (ja) * 2004-03-23 2005-10-06 Sharp Corp パターン基板、パターン基板の製造方法、及びパターン基板の製造装置
US7223641B2 (en) 2004-03-26 2007-05-29 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device, method for manufacturing the same, liquid crystal television and EL television
JP2005302313A (ja) 2004-04-06 2005-10-27 Idemitsu Kosan Co Ltd 有機ｅｌ表示装置及びフルカラーデバイス
US7129634B2 (en) * 2004-04-07 2006-10-31 Eastman Kodak Company Color OLED with added color gamut pixels
US7057339B2 (en) * 2004-04-08 2006-06-06 Eastman Kodak Company OLED with color change media
US7247394B2 (en) * 2004-05-04 2007-07-24 Eastman Kodak Company Tuned microcavity color OLED display
JP2005322435A (ja) 2004-05-06 2005-11-17 Seiko Epson Corp 電界発光素子及び表示素子
US7023013B2 (en) * 2004-06-16 2006-04-04 Eastman Kodak Company Array of light-emitting OLED microcavity pixels
KR100611756B1 (ko) * 2004-06-18 2006-08-10 삼성에스디아이 주식회사 유기 전계 발광 소자 및 그의 제조 방법
US7196469B2 (en) * 2004-06-18 2007-03-27 Eastman Kodak Company Reducing undesirable absorption in a microcavity OLED
JP4925569B2 (ja) * 2004-07-08 2012-04-25 ローム株式会社 有機エレクトロルミネッセント素子
KR100721554B1 (ko) * 2004-07-22 2007-05-23 삼성에스디아이 주식회사 유기 전계 발광 소자 및 그의 제조 방법
JP2006295104A (ja) 2004-07-23 2006-10-26 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 発光素子およびそれを用いた発光装置
EP1803172B1 (en) 2004-09-24 2017-10-25 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Light emitting device
EP1820372B1 (en) 2004-09-24 2016-04-27 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Light emitting device
KR101210858B1 (ko) 2004-11-05 2012-12-11 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 발광 소자 및 이를 이용하는 발광 장치
US7304428B2 (en) * 2004-12-14 2007-12-04 Eastman Kodak Company Multilayered cathode structures having silver for OLED devices
US8569948B2 (en) * 2004-12-28 2013-10-29 Samsung Display Co., Ltd. Electroluminescent devices and methods of making electroluminescent devices including an optical spacer
US7564181B2 (en) * 2005-04-08 2009-07-21 Eastman Kodak Company Performance enhancement layer for OLED devices
US8269227B2 (en) 2005-06-09 2012-09-18 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Light emitting device and electronic device
EP1770676B1 (en) 2005-09-30 2017-05-03 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Display device and electronic device

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030044639A1 (en) * 1999-05-12 2003-03-06 Yoshinori Fukuda Organic electroluminescence muti-color display and method of fabricating the same
JP2003280556A (ja) * 2002-03-26 2003-10-02 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 発光装置
US20040145303A1 (en) * 2002-10-04 2004-07-29 Jiro Yamada Display device and display unit using the same
US20050084712A1 (en) * 2003-10-17 2005-04-21 Junji Kido Organic electroluminescent device

Also Published As

Publication number Publication date
US9391128B2 (en) 2016-07-12
KR20070003693A (ko) 2007-01-05
CN1897775A (zh) 2007-01-17
US20140203266A1 (en) 2014-07-24
US8729795B2 (en) 2014-05-20
CN1897775B (zh) 2010-06-23
US20070001570A1 (en) 2007-01-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101258421B1 (ko) 발광 장치 및 전자 장치
US10490618B2 (en) Light emitting device
KR101251622B1 (ko) 발광장치
JP4890117B2 (ja) 発光装置及びその作製方法
KR101221349B1 (ko) 발광 소자
KR101239161B1 (ko) 발광소자
JP5063799B2 (ja) 発光素子及び表示装置
TWI357780B (ko)
KR101351816B1 (ko) 발광 소자, 발광 장치, 및 전자 기기
JP2006074022A (ja) 発光素子、表示装置及び電子機器
JP4731865B2 (ja) 発光装置
JP4823566B2 (ja) 発光素子、表示装置及びテレビ受像器
JP2007019487A (ja) 発光装置及び電子機器
JP5255748B2 (ja) 発光素子および発光装置
JP4704004B2 (ja) 発光装置及び電子機器
JP5084123B2 (ja) 発光装置
JP5648108B2 (ja) 発光装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160318

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170317

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180328

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190328

Year of fee payment: 7