KR102027502B1 - 유기전계발광소자 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 제1 색 화소 내지 제3 색 화소가 정의된 기판상에 형성된 제1 전극고, 제1 전극과 대향되며 이격되어 형성된 제2 전극과, 제1 전극과 제2 전극 사이에 형성되는 유기층을 포함하되, 유기층은, 제1 색 호스트 및 제1 색 도판트로 구성되는 제1 색 혼합층과 제1 색 호스트만으로 구성되는 제1 색 비혼합층으로 이루어진 복층 구조로 제1 색 화소에 형성된 제1 색 듀얼 발광층과, 제2 색 호스트 및 제2 색 도판트로 구성되는 제2 색 혼합층과 제2 색 호스트만으로 구성되는 제2 색 비혼합층으로 이루어진 복층 구조로 제2 색 화소에 형성된 제2 색 듀얼 발광층과, 제1 색 화소 내지 제3 색 화소에 걸쳐 공통으로 형성된 제3 색 발광층을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광소자 및 그 제조방법에 관한 것이다.

Description

유기전계발광소자 및 그 제조방법{ORGANIC LIGHT EMITTING DEVICE AND METHOD OF FABRICATING THE SAME}
본 발명은 유기전계발광소자 및 그 제조방법에 관한 것이다.
유기전계발광소자는 양 전극 사이로 전류가 흐를 때, 전극 사이에 위치한 유기화합물이 발광하는 전계발광 현상을 이용하여 빛을 발산하는 소자이다. 그리고, 이러한 유기화합물로 흐르는 전류의 양을 제어하여 발산되는 빛의 양을 조절함으로써 영상을 표시하는 장치가 유기전계발광 표시장치이다.
유기전계발광 표시장치는 전극 사이의 얇은 유기화합물로 발광하기 때문에 경량화 및 박막화가 가능하다는 장점이 있다.
한편, 유기전계발광소자 중 R/G/B 증착 패터닝 기술을 사용하는 유기전계발광소자에 있어서, 3개의 마스크를 사용하는 것을 2개의 마스크만을 사용하기 위해, 적색 발광층, 녹색 발광층 및 청색 발광층 중 하나의 발광층을 공통으로 사용하는 공통층(Common Layer) 구조에 대한 기술 개발이 이루어졌다. 일반적으로는 청색 발광층을 적색 화소 및 녹색 화소에 같이 증착하는 청색 공통층(BCL: Blue Common Layer) 기술을 이용한다.
하지만, 적색 발광층, 녹색 발광층 및 청색 발광층 중 하나의 발광층을 공통으로 사용하는 종래의 공통층(Common Layer) 구조 기술은, 적색 화소 및 녹색 화소 각각에 2가지 발광층이 동시에 증착됨에 따라, 적색 화소 및 녹색 화소 각각의 고유 색상 이외에, 공통층으로서의 청색 발광층에서 발생된 빛으로 인해 적색 및 녹색 고유의 색 구현이 어려운 문제점이 있다.
이러한 배경에서, 본 발명의 목적은, 여러 색의 화소 각각에 대한 발광층 중에서 하나의 발광층을 공통으로 사용하는 공통층 구조하에서도, 각 화소의 고유한 색이 혼색 없이 구현이 가능하도록 하는 유기전계발광소자 및 그 제조방법에 제공하는 데 있다.
전술한 목적을 달성하기 위하여, 일 측면에서, 본 발명은, 제1 색 화소 내지 제3 색 화소가 정의된 기판상에 형성된 제1 전극; 상기 제1 전극과 대향되며 이격되어 형성된 제2 전극; 및 제1 색 호스트 및 제1 색 도판트로 구성되는 제1 색 혼합층과 제1 색 호스트만으로 구성되는 제1 색 비혼합층으로 이루어진 복층 구조로 상기 제1 색 화소에 형성된 제1 색 듀얼 발광층과, 제2 색 호스트 및 제2 색 도판트로 구성되는 제2 색 혼합층과 제2 색 호스트만으로 구성되는 제2 색 비혼합층으로 이루어진 복층 구조로 상기 제2 색 화소에 형성된 제2 색 듀얼 발광층과, 상기 제1 색 화소 내지 상기 제3 색 화소에 걸쳐 공통으로 형성된 제3 색 발광층을 포함하여 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 형성되는 유기층을 포함하는 유기전계발광소자를 제공한다.
다른 측면에서, 본 발명은, 제1 전극을 형성하는 단계; 제1 색 화소에서의 상기 제1 전극 상에, 제1 색 호스트 및 제1 색 도판트로 구성되는 제1 색 혼합층과 제1 색 호스트만으로 구성되는 제1 색 비혼합층으로 이루어진 복층 구조의 제1 색 듀얼 발광층을 형성하는 단계; 제2 색 화소에서의 상기 제1 전극 상에, 제2 색 호스트 및 제2 색 도판트로 구성되는 제2 색 혼합층과 제2 색 호스트만으로 구성되는 제2 색 비혼합층으로 이루어진 복층 구조의 제2 색 듀얼 발광층을 형성하는 단계; 및 상기 제1 색 화소에서의 상기 제1 색 듀얼 발광층과 상기 제2 색 화소에서의 상기 제2 색 듀얼 발광층의 위 또는 아래와, 제3 색 화소에서의 상기 제1 전극 상에 걸쳐 공통으로 제3 색 발광층을 형성하는 단계를 포함하는 유기전계발광소자의 제조방법을 제공한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 여러 색의 화소 각각에 대한 발광층 중에서 하나의 발광층을 공통으로 사용하는 공통층 구조하에서도, 각 화소의 고유한 색이 혼색 없이 구현이 가능하도록 하고, 이를 통해 시인성을 향상시켜주는 유기전계발광소자 및 그 제조방법에 제공하는 효과가 있다.
도 1은 일 실시예가 적용되는 유기전계발광 표시장치의 시스템 구성도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 유기전계발광소자의 단면도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 유기전계발광소자의 다른 단면도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 유기전계발광소자의 층별 두께에 대한 구조적 특징을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 일 실시예에 따른 유기전계발광소자의 화소별 유기층 두께에 대한 구조적 특징을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 일 실시예에 따른 유기전계발광소자의 또 다른 단면도이다.
도 7은 일 실시예에 따른 유기전계발광소자의 소자 특성을 알아보기 위해 비교가 되는 유기전계발광소자의 단면도이다.
도 8 내지 도 10은 일 실시예에 따른 유기전계발광소자의 특성 실험 결과이다.
도 11은 일 실시예에 따른 유기전계발광소자의 제조장치의 개념도이다.
도 12는 일 실시예에 따른 유기전계발광소자의 또 다른 단면도이다.
도 13은 다른 실시예가 적용되는 유기전계발광 표시장치의 시스템 구성도이다.
도 14는 다른 실시예에 따른 유기전계발광소자의 단면도이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가질 수 있다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 수 있다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질, 차례, 순서 또는 개수 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 다른 구성 요소가 "개재"되거나, 각 구성 요소가 다른 구성 요소를 통해 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도 1은 일 실시예가 적용되는 유기전계발광 표시장치(100)의 시스템 구성도이다.
도 1을 참조하면, 일 실시예가 적용되는 유기전계발광 표시장치(100)는 기판(110), 게이트 구동부(120), 데이터 구동부(130), 타이밍 컨트롤러(140) 등을 포함한다.
도 1을 참조하면, 기판(110)에는 일방향으로 형성되는 다수의 데이터 라인(DL: Data Line, DL1~DLn)과 다수의 데이터 라인과 교차하는 타방향으로 형성되는 다수의 게이트 라인(GL: Gate Line, GL1~GLm)의 교차 영역마다 화소(P: Pixel)가 정의된다.
게이트 구동부(120)는 게이트 라인을 통해 스캔신호를 공급하여 게이트 라인을 구동한다. 데이터 구동부(130)는 데이터 라인을 통해 데이터 전압을 공급하여 데이터 라인을 구동한다. 타이밍 컨트롤러(140)는 게이트 구동부(120) 및 데이터 구동부(130)의 구동 타이밍을 제어한다.
유기전계발광 표시장치(100)는, 두 전극 사이의 얇은 발광층을 이용하여 자발광 소자로 종이와 같이 박막화가 가능하다는 장점이 있다. 이러한, 유기전계발광 표시장치(100)는, 각 화소별 개별 셀 구동부에 의해 선택적 구동이 가능한 능동형 매트릭스(Active Matrix)와 라인별로 제어가 가능한 패시브 매트릭스(Passive matrix)로 나눠지게 된다.
이때, 능동형 매트릭스 유기전계발광 표시장치(100)는, 일 예로, 적색(R: Red), 녹색(G:Green), 청색(B: Blue)을 포함하는 3가지 색에 각각 대응되는 화소(P1, P2, P3)로 구성된 화소들이 매트릭스 형태로 배열되어 화상을 표시하게 된다. 각 화소는 유기전계발광소자(OLED: Organic Light Emitting Diode)와, 그 유기전계발광소자(OLED)를 구동하는 셀 구동부(미도시)를 포함한다.
셀 구동부는 스캔 신호를 공급하는 게이트 라인과, 데이터 신호를 공급하는 데이터 라인과, 공통 전원 신호를 공급하는 공통 전원 라인 사이에 접속된 적어도 2개의 트랜지스터(구동 트랜지스터, 스위칭 트랜지스터)로 구성되어 유기전계발광소자(OLED)의 양극(Anode)을 구동한다.
유기전계발광소자(OLED)는, 양극(Anode)과 음극(Cathode), 그 사이에 유기층을 포함한다. 여기서, 유기층은 정공 수송층(HTL: Hole Transport Layer), 발광층, 전자 수송층(ETL: Electron Transport Layer) 등을 포함한다. 이뿐만 아니라, 정공 주입층(HIL: Hole Injection Layer), 전자 주입층(EIL: Electron Injection Layer) 등을 더 포함할 수 있다.
이러한 유기전계발광소자(OLED)는 각 층별로 진공 증착 방식, 용액 방식 등으로 제조될 수 있다.
전술한 바와 같이, 기판(110)에는 3가지 색(R, G, B) 각각에 해당하는 화소가 반복적으로 정의된다. 즉, 기판(110)에는 제1 색 화소(P1), 제2 색 화소(P2) 및 제3 색 화소(P3)가 반복적으로 정의된다. 여기서, 제1 색 화소(P1), 제2 색 화소(P2) 및 제3 색 화소(P3)는 적색(R) 화소, 녹색(G) 화소 및 청색(B) 화소일 수 있다.
이러한 제1 색 화소(P1), 제2 색 화소(P2) 및 제3 색 화소(P3) 각각에는 각 화소에 해당하는 고유한 색을 발광하기 위한 제1 색 발광층, 제2 색 발광층 및 제3 색 발광층이 각각 형성된다.
일 실시예에서, 제3 색 발광층은, 제3 색 화소(P3)에 형성되는 것은 물론, 제1 색 화소(P1)와 제2 색 화소(P2)에도 형성되는 공통층(Common Layer)이다. 즉, 제3 색 발광층은 제1 색 화소(P1) 내지 제3 색 화소(P3)에 걸쳐 공통으로 형성된다.
이러한 제3 색 발광층은 제3 색 호스트(Host)와 제3 색 도판트(Dopant)로 구성된 혼합층이다.
이에 따라, 제1 색 화소(P1)에는 제1 색 발광층뿐만 아니라 공통층인 제3 색 발광층도 형성된다. 마찬가지로, 제2 색 화소(P2)에는 제2 색 발광층뿐만 아니라 공통층인 제3 색 발광층도 형성된다.
한편, 일 실시예에서, 제1 색 화소(P1)에 형성되는 제1 색 발광층은, 제1 색 호스트(Host) 및 제1 색 도판트(Dopant)로 구성되는 제1 색 혼합층과, 제1 색 호스트(Host)만으로 구성되는 제1 색 비혼합층으로 이루어진 복층 구조를 갖는다.
여기서, 본 명세서에서 "혼합"과 "비혼합"이라 함은, 호스트(Host)에 도판트(Dopant)가 혼합 또는 도핑되어 있느냐 그렇지 않으냐를 구분하기 위한 표현이다.
이러한 제1 색 화소(P1)에서의 제1 색 발광층을 이루는 제1 색 혼합층과 제1 색 비혼합층 중에서 제1 색 비혼합층이 제1 색 화소(P1)에도 형성된 공통층인 제3 색 발광층과 인접하게 형성된다.
제1 색 화소(P1)에서의 제1 색 발광층과 마찬가지로, 제2 색 화소(P2)에 형성되는 제2 색 발광층은, 제2 색 호스트(Host) 및 제2 색 도판트(Dopant)로 구성되는 제2 색 혼합층과, 제2 색 호스트(Host)만으로 구성되는 제2 색 비혼합층으로 이루어진 복층 구조를 갖는다.
이러한 제2 색 화소(P2)에서의 제2 색 발광층을 이루는 제2 색 혼합층과 제2 색 비혼합층 중에서 제2 색 비혼합층이 제2 색 화소(P2)에도 형성된 공통층인 제3 색 발광층과 인접하게 형성된다.
한편, 공정의 용이성 등을 위해, 제3 색 발광층은 제1 색 화소(P1), 제2 색 화소(P2) 및 제3 색 화소(P3) 모두에 걸쳐 공통으로 형성되기 때문에, 제1 색 화소(P1)에서는, 제1 색 발광층과 제2 색 발광층 모두에서 전자와 정공의 재결합이 발생할 수 있다.
따라서, 제1 색 화소(P1)에서는, 제1 색 화소(P1)에서 내야하는 고유한 제1 색 이외에, 제3 색 발광층에서 발생한 빛으로 인해, 제1 색 화소(P1)에서는 제1 색과 제3 색의 혼색 현상이 발생할 수 있다. 이와 마찬가지로, 제2 색 화소(P2)에서도, 제2 색과 제3 색의 혼색 현상이 발생할 수 있다. 이에 따라, 각 화소(P1, P2)에서 색 좌표가 틀어지거나 휘도가 떨어질 수 있다.
이러한 제1 색 화소(P1) 및 제2 색 화소(P2)에서의 혼색 현상은 전체 화질 저하의 큰 요인이 된다.
따라서, 제3 색 발광층을 공통층으로 형성함에 따라 발생하는 제1 색 화소(P1) 및 제2 색 화소(P2)에서의 혼색 현상을 방지하고자, 일 실시예에 따른 유기전계발광소자는 다음과 같은 구조를 갖는 것이다.
먼저, 제1 색 화소(P1)에서의 제1 색 발광층을 제1 색 혼합층과 제1 색 혼합층으로 이루어진 복층 구조로 형성하고, 제2 색 화소(P2)에서의 제2 색 발광층을 제2 색 혼합층과 제2 색 혼합층으로 이루어진 복층 구조로 형성한다.
다음으로, 제1 색 화소(P1)에서의 제1 색 발광층과 제2 색 화소(P2)에서의 제2 색 발광층을 복층 구조로 형성하되, 제1 색 화소(P1)에서의 제1 색 발광층의 제1 색 혼합층을 구성하는 제1 색 도판트와, 제3 색 발광층을 구성하는 제3 색 도판트가 서로 인접하지 않도록, 제1 색 화소(P1)에서의 제1 색 발광층의 제1 색 혼합층과 제3 색 발광층 사이에 제1 색 발광층의 제1 색 비혼합층(호스트만으로 구성된 층)을 형성한다. 또한, 마찬가지로, 제2 색 화소(P2)에서의 제2 색 발광층의 제2 색 혼합층을 구성하는 제2 색 도판트와, 제3 색 발광층을 구성하는 제3 색 도판트가 서로 인접하지 않도록, 제2 색 화소(P2)에서의 제2 색 발광층의 제2 색 혼합층과 제3 색 발광층 사이에 제2 색 발광층의 제2 색 비혼합층(호스트만으로 구성된 층)을 형성한다.
한편, 전술한 바와 같이, 제1 색 화소(P1)에 형성되는 제1 색 발광층은 제1 색 혼합층과 제1 색 비혼합층을 이루어진 복층 구조를 갖기 때문에, 이하에서는, "듀얼"이란 표현을 이용하여, 제1 색 화소(P1)에 형성되는 제1 색 발광층을 "제1 색 듀얼 발광층"이라고도 기재한다.
이와 마찬가지로, 제2 색 화소(P1)에 형성되는 제2 색 발광층은 제2 색 혼합층과 제2 색 비혼합층을 이루어진 복층 구조를 갖기 때문에, 이하에서는, "듀얼"이란 표현을 이용하여, 제2 색 화소(P2)에 형성되는 제2 색 발광층을 "제2 색 듀얼 발광층"이라고도 기재한다.
이하에서는, 이상에서 간략하게 설명한 일 실시예에 따른 유기전계발광소자에 대하여 여러 도면들을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다.
도 2는 일 실시예에 따른 유기전계발광소자의 단면도이다.
도 2를 참조하면, 일 실시예에 따른 유기전계발광소자는, 제1 색 화소(P1) 내지 제3 색 화소(P3)가 정의된 기판(110)상에 형성된 제1 전극(210)과, 제1 전극(210)과 대향되며 이격되어 형성된 제2 전극(220)과, 제1 전극(210)과 제2 전극(220) 사이에 형성되는 유기층(230) 등을 포함하여 구성된다.
여기서, 제1 전극(210)은 양극(Anode)이고, 제2 전극(220)은 음극(Cathode)일 수 있다. 이러한 제1 전극(210)에서는 유기층(230)으로 정공이 주입되고 제2 전극(220)에서는 유기층(230)으로 전자가 주입된다.
여기서, 일 예로, 제1 전극(210)은, 금속 산화물, ITO, IZO 등일 수 있으며, 제2 전극(220)은 금속일 수도 있고 투명 음극으로서 제1금속, 예를 들어 Ag 등과 제2금속, 예를 들어 Mg 등이 일정 비율로 구성된 합금의 단층 또는 이들의 복층일 수도 있다.
이러한 제1 전극(210)과 제2 전극(220) 사이에 형성되는 유기층(230)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 색 호스트 및 제1 색 도판트로 구성되는 제1 색 혼합층(231a)과 제1 색 호스트만으로 구성되는 제1 색 비혼합층(231b)으로 이루어진 복층 구조로 제1 색 화소(P1)에 형성된 제1 색 듀얼 발광층(231)과, 제2 색 호스트 및 제2 색 도판트로 구성되는 제2 색 혼합층(232a)과 제2 색 호스트만으로 구성되는 제2 색 비혼합층(232b)으로 이루어진 복층 구조로 제2 색 화소(P2)에 형성된 제2 색 듀얼 발광층(232)과, 제1 색 화소(P1) 내지 제3 색 화소(P3)에 걸쳐 공통으로 형성된 공통층(Common Layer)인 제3 색 발광층(233) 등을 포함하여 구성된다.
유기층(230)에서 제1 색 화소(P1)에서의 제1 색 듀얼 발광층(231)의 제1 색 혼합층(231a)을 구성하는 제1 색 호스트의 재료와, 제1 색 듀얼 발광층(231)의 제1 색 비혼합층(231b)을 구성하는 제1 색 호스트의 재료는 동일할 수 있으나, 이에 제한되지 않고, 양자의 재료가 동일할 수도 있다.
또한, 제1 색 화소(P1)에서의 제1 색 듀얼 발광층(231)의 제1 색 혼합층(231a)을 구성하는 제1 색 호스트와, 제1 색 듀얼 발광층(231)의 제1 색 비혼합층(231b)을 구성하는 제1 색 호스트 각각은, 한 종류의 재료로 되어 있을 수도 있고, 두 종류 이상의 재료가 혼합되어 있을 수도 있다.
또한, 유기층(230)에서 제2 색 화소(P2)에서의 제2 색 듀얼 발광층(232)의 제2 색 혼합층(232a)을 구성하는 제2 색 호스트의 재료와, 제2 색 듀얼 발광층(232)의 제2 색 비혼합층(232b)을 구성하는 제2 색 호스트의 재료는 동일할 수 있으나, 이에 제한되지 않고, 양자의 재료가 동일할 수도 있다.
또한, 제2 색 화소(P2)에서의 제2 색 듀얼 발광층(232)의 제2 색 혼합층(232a)을 구성하는 제2 색 호스트와, 제2 색 듀얼 발광층(232)의 제2 색 비혼합층(232b)을 구성하는 제2 색 호스트 각각은, 한 종류의 재료로 되어 있을 수도 있고, 두 종류 이상의 재료가 혼합되어 있을 수도 있다.
제1 색 화소(P1) 내지 제3 색 화소(P3)에 걸쳐 공통으로 형성되는 공통층인 제3 색 발광층(233)은, 제3 색 호스트와 제3 색 도판트로 구성된 제3 색 혼합층만으로 이루어진 단층 구조이다.
위에서 언급한 제3 색 호스트는 한 종류의 재료로 되어 있을 수도 있고, 두 종류 이상의 재료가 혼합되어 있을 수도 있다.
한편, 제1 색 화소(P1)에서의 제1 색 듀얼 발광층, 제2 색 화소(P2)에서의 제2 색 듀얼 발광층, 제3 색 발광층 각각은, 형광(Fluorescence) 물질 및 인광(Phosphorescence) 물질 중 그 어떠한 물질로 형성될 수 있다.
형광 재료를 이용하는 경우, 청색 발광층(제3 색 발광층)의 호스트로는, 예를 들어, DPVBi 등이 이용되고, 도판트로는, 예를 들어, 페릴렌(Perylene), 디스틸아릴렌(distyryl arylene) 등이 사용될 수 있고, 적색 발광층(제1 색 듀얼 발광층)의 제1 색 혼합층와 제1 색 비혼합층의 호스트로는, 예를 들어, Alq3 또는 그 변형체가 사용될 수 있고, 적색 발광층(제1 색 듀얼 발광층)의 제1 색 혼합층의 도판트는, 예를 들어, 큐마린계(Coumarine)의 도판트인 C545T, 퀴나크리돈(quinacridone) 유도체, 루브렌(rubrene), 비티엑스(BTX), DCJTB 등이 사용될 수 있다. 녹색 발광층(제2 색 듀얼 발광층)의 제2 색 혼합층와 제2 색 비혼합층의 호스트로는, 예를 들어, Alq3 또는 그 변형체가 사용될 수 있고, 녹색 발광층(제2 색 듀얼 발광층)의 제2 색 혼합층의 도판트는, 예를 들어, 큐마린계(Coumarine)의 도판트인 C545T, 퀴나크리돈(quinacridone) 유도체, 루브렌(rubrene), 비티엑스(BTX), DCJTB 등이 사용될 수 있다.
인광 재료를 이용하는 경우, 청색 발광층(제3 색 발광층), 적색 발광층(제1 색 듀얼 발광층)의 제1 색 혼합층와 제1 색 비혼합층의 호스트, 녹색 발광층(제2 색 듀얼 발광층)의 제2 색 혼합층와 제2 색 비혼합층의 호스트로는, , 예를 들어, CBP, mCP, UGH2, TAZ, PVK, CN-PPV 등이 사용될 수 있다. 청색 발광층(제3 색 발광층)의 도스트로는, 예를 들어, FIrpic, (CF3ppy)2Ir(pic) 등이 사용될 수 있으며, 적색 발광층(제1 색 듀얼 발광층)의 제1 색 혼합층의 도판트는, 예를 들어, PtOEP, Btp2Ir(acac) 등이 사용될 수 있고, 녹색 발광층(제2 색 듀얼 발광층)의 제2 색 혼합층의 도판트는, 예를 들어, Ir(ppy)3, Ir(ppy)2acac, Ir(mpp)3 등이 사용될 수 있다.
한편, 제1 색이 적색이고 제2 색이 녹색이며 제3 색이 청색인 경우, 일 예로, 제1 색 화소(P1)에서의 제1 색 혼합층은 인광 물질, 제2 색 화소(P2)에서의 제2 색 혼합층은 형광 물질, 제3 색 발광층은 형광 물질로 형성될 수 있다.
아래에서는, 이상에서 간략하게 설명한 각 화소(P1~P3)에서의 발광층들(제1 색 화소(P1)에서의 제1 색 듀얼 발광층(231), 제2 색 화소(P2)에서의 제2 색 듀얼 발광층(232), 제3 색 발광층(233))의 위치 관계를 설명한다.
제1 색 화소(P1)에서, 제3 색 발광층(233)은, 제1 색 듀얼 발광층(231)을 이루는 제1 색 혼합층(231a)과 제1 색 비혼합층(231b) 중에서 제1 색 비혼합층(231b)의 위 또는 아래에 형성될 수 있다.
제2 색 화소(P2)에서, 제3 색 발광층(233)은, 제2 색 듀얼 발광층(232)을 이루는 제2 색 혼합층(232a)과 제2 색 비혼합층(232b) 중에서 제2 색 비혼합층(232b)의 위 또는 아래에 형성될 수 있다.
다시 말해, 제1 색 화소(P1)에서의 제1 색 듀얼 발광층(231)의 제1 색 비혼합층(231b)은, 제1 색 듀얼 발광층(231)의 제1 색 혼합층(231a)과 제3 색 발광층(233) 사이에 형성된다. 그리고, 제2 색 화소(P2)의 제2 색 듀얼 발광층(232)의 제2 색 비혼합층(232b)은, 제2 색 듀얼 발광층(232)의 제2 색 혼합층(232a)과 제3 색 발광층(233) 사이에 형성된다.
도 2는 제3 색 발광층(233)이 제1 색 듀얼 발광층(231)과 제2 색 듀얼 발광층(232) 각각의 위에 형성된 것으로 도시되었다. 하지만, 경우에 따라서는, 제3 색 발광층(233)이 제1 색 듀얼 발광층(231)과 제2 색 듀얼 발광층(232) 각각의 아래에 형성될 수도 있다. 이러한 경우는 도 12에 도시되며 뒤에서 다시 설명한다.
한편, 제1 전극(210)을 통해 주입된 정공과 제2 전극(220)을 통해 주입된 전자의 재결합 효율성을 높이고자, 전자와 정공의 효율적인 전달이 필요하며, 이를 위해, 전자 수송층(ETL: Electron Transport Layer)과 정공 수송층(HTL: Hole Transport Layer)이 유기층(230)에 더 형성될 수 있다. 여기서, 전자 수송층과 정공 수송층은 제1 색 화소(P1), 제2 색 화소(P2) 및 제3 색 화소(P3) 모두에 공통으로 형성되는 공통층(Common Layer)일 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.
이와 같이, 유기층(230)에 전자 수송층(ETL)과 정공 수송층(HTL)이 더 형성된 일 실시예에 따른 유기전계발광소자를 도 3에 도시된다.
도 3은 일 실시예에 따른 유기전계발광소자의 다른 단면도이다.
도 3을 참조하면, 제1 전극(210)에서 주입된 정공의 효율적인 수송을 위해 제1 전극(210)상에 정공 수송층(310)이 형성된다.
도 3을 참조하면, 이러한 정공 수송층(310) 상에, 제1 색 혼합층(231a)과 제1 색 비혼합층(231b)으로 이루어진 복층 구조의 제1 색 듀얼 발광층(231)과, 제2 색 혼합층(232a)과 제2 색 비혼합층(232b)으로 이루어진 복층 구조의 제2 색 듀얼 발광층(232)과, 제3 색 발광층(233)이 형성된다.
전술한 바와 같이, 제3 색 발광층(233)은 제1 색 화소(P1) 내지 제2 색 화소(P3)에 모두 공통으로 형성되는 공통층(Common Layer)이기 때문에, 도 3에 도시된 바와 같이, 제3 색 발광층(233)은, 제3 색 화소(P3)에서 정공 수송층(310)상에 형성되는 것은 물론, 제1 색 화소(P1)에서 정공 수송층(310)상에 형성된 제1 색 듀얼 발광층(231) 상에 형성되고, 제2 색 화소(P1)에서 정공 수송층(310)상에 형성된 제2 색 듀얼 발광층(232) 상에도 형성된다.
도 3을 참조하면, 제1 색 화소(P1) 내지 제2 색 화소(P3)에 모두 공통으로 형성되는 공통층인 제3 색 발광층(233) 상에 전자 수송층(320)이 형성되어, 그 위에 형성된 제2 전극(220)에서 주입된 전자의 수송을 돕는다.
한편, 일 실시예에 따른 유기전계발광소자에서, 제1 색 화소(P1) 내지 제2 색 화소(P3)에 모두 공통으로 형성되는 공통층인 제3 색 발광층(233)은 전자 수송을 돕는 역할을 할 수도 있다.
이러한 경우, 일 실시예에 따른 유기전계발광소자는, 도 3에 도시된 바와 같이 전자 수송층(320)이 형성되지 않고, 제3 색 화소(P3)에서 제3 색의 발광을 위해 형성된 제3 색 발광층(233)을 전자 수송층으로도 이용할 수도 있다.
도 2 및 도 3은 제1 색 화소(P1) 내지 제3 색 화소(P3)에서의 유기층(230)에 대한 적층 구조를 각 층별 두께를 고려하지 않고 나타낸 개념도이다. 실제로는, 이하 도면에서 도시된 바와 같이, 각 화소(P1~P3) 사이에 뱅크(화소 정의막) 등이 형성되어 있기 때문에, 각 화소(P1~P3)는 서로 이격되어 정의된다.
한편, 일 실시예에 따른 유기전계발광소자의 유기층(230) 내 제1, 제2 색 듀얼 발광층(231, 232)을 이루는 제1, 제2 색 혼합층(231a, 232a)의 두께와, 제1, 제2 색 비혼합층(231b, 232b)의 두께와, 제3 색 발광층(233)의 두께에 대한 구조적인 특징을 도 4를 참조하여 설명한다.
도 4는 일 실시예에 따른 유기전계발광소자의 층별 두께에 대한 구조적 특징을 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하여 제1 색 화소(P1)에서 층별 두께를 살펴보면, 제1 색 듀얼 발광층(231)의 제1 색 혼합층(231a)의 두께(t11)와, 제1 색 듀얼 발광층(231)의 제1 색 비혼합층(231b)의 두께(t12)와, 제3 색 발광층(233)의 두께(t13) 중 적어도 하나는 나머지와 다를 수 있다.
또한, 도 4를 참조하여 제2 색 화소(P2)에서 층별 두께를 살펴보면, 제2 색 듀얼 발광층(232)의 제2 색 혼합층(232a)의 두께(t21)와, 제2 색 듀얼 발광층(232)의 제2 색 비혼합층(232b)의 두께(t22)와, 제3 색 발광층(233)의 두께(t23) 중 적어도 하나는 나머지와 다를 수 있다.
도 4를 참조하여 제1 색 화소(P1)에서 층별 두께를 비교해 보면, 제1 색 듀얼 발광층(231)의 제1 색 혼합층(231a)의 두께(t11)와, 제1 색 듀얼 발광층(231)의 제1 색 비혼합층(231b)의 두께(t12)와, 제3 색 발광층(233)의 두께(t13) 중에서, 제1 색 듀얼 발광층(231)의 제1 색 혼합층(231a)의 두께(t11)가 가장 두껍고, 제3 색 발광층(233)의 두께(t13)가 그 다음으로 두꺼우며, 제1 색 듀얼 발광층(231)의 제1 색 비혼합층(231b)의 두께(t12)가 가장 얇다(t11>t13>t12).
또한, 도 4를 참조하여 제2 색 화소(P2)에서 층별 두께를 비교해 보면, 제2 색 듀얼 발광층(232)의 제2 색 혼합층(232a)의 두께(t21)와, 제2 색 듀얼 발광층(232)의 제2 색 비혼합층(232b)의 두께(t22)와, 제3 색 발광층(233)의 두께(t23) 중에서, 제2 색 듀얼 발광층(232)의 제2 색 혼합층(232a)의 두께(t21)가 가장 두껍고, 제3 색 발광층(233)의 두께(t23)가 그 다음으로 두꺼우며, 제2 색 듀얼 발광층(232)의 제2 색 비혼합층(232b)의 두께(t22)가 가장 얇다(t21>t23>t22).
도 4를 참조하면, 제1 색 화소(P1), 제2 색 화소(P2) 및 제2 색 화소(P3) 가각에서의 제3 색 발광층(233)의 두께(t11, t12, 13)와 관련하여, 제1 색 화소(P1)에서의 제3 색 발광층(233)의 두께(t13)와, 제2 색 화소(P2)에서의 제3 색 발광층(233)의 두께(t23)와, 제3 색 화소(P3)에서의 제3 색 발광층(233)의 두께(t33)는 모두 동일하다(t13=t23=t33=t3).
한편, 도 4를 참조하면, 제1 색 듀얼 발광층(231)의 제1 색 혼합층(231a)의 두께(t11)와 제1 색 비혼합층(231b)의 두께(t12)를 합한 제1 색 듀얼 발광층(231)의 두께(t1=t11+t12)와, 제2 색 듀얼 발광층(232)의 제2 색 혼합층(232a)의 두께(t21)는, 제2 색 듀얼 발광층(232)의 제2 색 비혼합층(232b)의 두께(t22)를 합한 제2 색 듀얼 발광층(232)의 두께(t2=t21+t22)보다 두껍다(즉, t1(=t11+t12)>t2(=t21+t22)>t3(=t13=t23=t33)).
한편, 일 실시예에 따른 유기전계발광소자에에서, 제1 색 화소(P1), 제2 색 화소(P2), 제3 색 화소(P3) 각각에서의 유기층(230)의 두께에 대한 구조적인 특징에 대하여 도 5를 참조하여 설명한다.
도 5는 일 실시예에 따른 유기전계발광소자의 화소별 유기층 두께에 대한 구조적 특징을 설명하기 위한 도면이다.
일 실시예에 따른 유기전계발광소자에서, 제1 색 화소(P1)에서의 유기층(230)의 두께(T1)와, 제2 색 화소(P2)에서의 유기층(230)의 두께(T2)와, 제3 색 화소(P3)에서의 유기층(230)의 두께(T2)는 적어도 하나가 다를 수 있다.
마이크로 커비티(Micro Cavity) 효과를 통해 각 화소(P1, P2, P3)에서의 광 경로를 최적화하여 휘도 특성을 향상시키기 위하여, 각 화소(P1, P2, P3)에서의 유기층(230)의 두께는, 각 화소에서의 발광 색에 따라, 즉 발광 빛의 파장에 따라, 각기 다르게 설계될 수 있다.
예를 들어, R/G/B 화소를 가정하면, 적색 빛의 파장이 가장 길고, 녹색 빛의 파장이 그 다음으로 길며, 청색 빛의 파장이 가장 짧기 때문에, 적색 화소에서의 유기층 두께를 가장 두껍게 하고, 녹색 화소에서의 유기층 두께를 그 다음으로 두껍게 하며, 청색 화소에서의 유기층 두께를 가장 얇게 설계할 수 있다.
도 5를 참조하면, 일 실시예에 따른 유기전계발광소자에서, 제1 색 화소(P1)가 적색(R) 화소이고, 제2 색 화소(P2)가 녹색(G) 화소이며, 제3 색 화소(P3)가 청색(B) 화소인 경우, 제1 색 화소(P1)에서의 유기층(230)의 두께(T1)와, 제2 색 화소(P2)에서의 유기층(230)의 두께(T2)와, 제3 색 화소(P3)에서의 유기층(230)의 두께(T2) 순서대로 두꺼울 수 있다.
즉, 제1 색 화소(P1)에서의 유기층(230)의 두께(T1)가 가장 두껍고, 제2 색 화소(P2)에서의 유기층(230)의 두께(T2)가 그 다음으로 두꺼우며, 제3 색 화소(P3)에서의 유기층(230)의 두께(T2)가 가장 얇을 수 있다(T1>T2>T3).
이와 같이, 제1 색 화소(P1)에서의 유기층(230)의 두께(T1)가 가장 두껍고, 제2 색 화소(P2)에서의 유기층(230)의 두께(T2)가 그 다음으로 두꺼우며, 제3 색 화소(P3)에서의 유기층(230)의 두께(T2)가 가장 얇아지도록 설계하기 위하여, 정공 수송층(310)의 보조 역할을 하는 보조 정공 수송층을 개입시켜 각 화소별 유기층 두께를 조절할 수 있다.
이러한 보조 정공 수송층의 개입을 통해 각 화소별 유기층 두께를 조절하는 것에 대하여 도 6을 참조하여 예시적으로 설명한다.
단, 제1 색, 제2 색, 제3 색은 적색, 녹색, 청색 중 그 무엇이 되어도 관계가 없으나, 아래에서는, 제1 색이 적색이고, 제2 색이 녹색이며, 제3 색이 청색으로 구현된 것으로 예시하여 설명한다. 그리고, 제3 색 발광층(233)은 청색 발광층이 공통층으로 구현된 것으로서 BCL(Blue Common Layer)라고도 한다.
도 6은 일 실시예에 따른 유기전계발광소자의 또 다른 단면도이다.
도 6을 참조하면, 제1 색 화소(P1)에서의 유기층(230) 내 제1 색 듀얼 발광층(231) 하단에 제1 색 보조 정공 수송층(610; R' HTL)이 더 형성되고, 제2 색 화소(P2)에서의 유기층(230) 내 제2 색 듀얼 발광층(232) 하단에 제1 색 보조 정공 수송층보다 얇은 제2 색 보조 정공 수송층(620; G' HTL)이 더 형성될 수 있다.
즉, 제1 색 화소(P1)에서, 제1 색 화소(P1)에서의 유기층(230) 내 제1 색 듀얼 발광층(231)과 정공 수송층(310) 사이에, 제1 색 보조 정공 수송층(610)이 더 형성된다. 그리고, 제2 색 화소(P1)에서, 제2 색 화소(P2)에서의 유기층(230) 내 제2 색 듀얼 발광층(232)과 정공 수송층(310) 사이에, 제2 색 보조 정공 수송층(620)이 더 형성된다.
각 화소(P1, P2, P3)에서의 광 경로 최적화를 통해 휘도 특성을 향상시키기 위하여, 제1 색 화소(P1)에서의 유기층(230)의 두께(T1)가 가장 두껍고, 제2 색 화소(P2)에서의 유기층(230)의 두께(T2)가 그 다음으로 두꺼우며, 제3 색 화소(P3)에서의 유기층(230)의 두께(T2)가 가장 얇아지도록 해야 한다.
이를 위해, 제2 색 화소(P2)에서의 유기층(230) 내 제2 색 듀얼 발광층(232)과 정공 수송층(310) 사이에 제2 색 보조 정공 수송층(620) 보다, 제1 색 화소(P1)에서의 유기층(230) 내 제1 색 듀얼 발광층(231)과 정공 수송층(310) 사이에 제1 색 보조 정공 수송층(610)을 더 두껍게 형성한다.
한편, 도 6에서는, 제3 색 화소(P3)에서 제3 색 발광층(233)과 정공 수송층(310) 사이에는 제3 색 보조 정공 수송층이 형성되지 않았으나, 경우에 따라서, 제3 색 보조 정공 수송층이 더 형성될 수 있으며, 이 경우, 제2 색 보조 정공 수송층(620)보다 얇게 형성해야 한다.
아래에서는, 이상에서 전술한 일 실시예에 따른 유기전계발광소자의 소자 특성을 도 6 및 도 7을 비교 참조하여 알아본다.
도 7은 일 실시예에 따른 유기전계발광소자의 소자 특성을 알아보기 위해 비교가 되는 유기전계발광소자의 단면도이다.
도 7을 참조하면, 도 6의 일 실시예에 따른 유기전계발광소자와 비교되는 유기전계발광소자는, 제1 색 화소(P1)에서의 제1 색 발광을 위해, 제1 색 혼합층(231a)과 제1 색 비혼합층(231b)으로 이루어진 복층 구조의 제1 색 듀얼 발광층(231) 대신에 제1 색 호스트 및 제1 색 도판트로 구성된 제1 색 혼합층으로 단층 구종의 제1 색 발광층(710)이 형성된다.
또한, 도 7을 참조하면, 도 6의 일 실시예에 따른 유기전계발광소자와 비교되는 유기전계발광소자는, 제2 색 화소(P2)에서의 제2 색 발광을 위해, 제2 색 혼합층(232a)과 제2 색 비혼합층(232b)으로 이루어진 복층 구조의 제2 색 듀얼 발광층(232) 대신에 제2 색 호스트 및 제2 색 도판트로 구성된 제2 색 혼합층으로 단층 구조의 제2 색 발광층(720)이 형성된다.
즉, 도 7을 참조하면, 도 6의 일 실시예에 따른 유기전계발광소자와 비교되는 유기전계발광소자에서, 제1 색 화소(P1)에서의 제1 색 발광을 위한 제1 색 발광층(710)은 호스트로만 구성된 제1 색 비혼합층을 포함하지 않으며, 제2 색 화소(P12에서의 제12 색 발광을 위한 제12색 발광층(720)은 호스트로만 구성된 제2 색 비혼합층을 포함하지 않는다.
도 6의 일 실시예에 따른 유기전계발광소자와 도 7의 유기전계발광소자에 대하여, 적색 화소(P1), 녹색 화소(P2) 및 청색 화소(P3) 간의 휘도(cd/A) 및 색 좌표(CIE x, CIE y)를 측정하여 서로 비교하고 그 결과를 도 8 내지 도 10에 도시한다.
도 8은 일 실시예에 따른 유기전계발광소자의 특성 실험 결과를 나타낸 표이다.
도 8을 참조하면, 청색 화소(P3)에 형성된 발광층(제3 색 발광층(233))이 적색 화소(P1)와 녹색 화소(P2)에도 공통으로 형성된 공통층일 때, 적색 화소(P1) 및 녹색 화소(P2) 각각에서의 발광층이 복층 구조를 갖는 유기전계발광소자(도 6)와, 적색 화소(P1) 및 녹색 화소(P2) 각각에서의 발광층이 단층 구조를 갖는 유기전계발광소자(도 7)에 대하여, 적색 화소(P1), 녹색 화소(P2) 및 청색 화소(P3) 각각에서의 휘도(cd/A) 및 색 좌표(CIE x, CIE y)를 측정하여 표로 나타낸 도면이다.
우선, 도 8을 참조하여, 도 6과 같이 B(공통층)+R/G(복층)의 구조를 갖는 유기전계발광소자와, 도 7과 같이 B(공통층)+R/G(단층)의 구조를 갖는 유기전계발광소자에 대하여, 3가지 화소(P1, P2, P3) 각각에서의 휘도를 비교하여 설명한다.
도 8을 참조하여 적색 화소(P1)에서의 휘도(cd/A)를 비교해보면, 적색 화소(P1)에서의 녹색 발광층이 단층 구조의 제1 색 발광층(710)로 되어 있는 유기전계발광소자(도 7)에서의 휘도(cd/A)는 36 cd/A 로 측정되고, 적색 화소(P1)에서의 적색 발광층이 복층 구조의 제1 색 듀얼 발광층(231)로 되어 있는 유기전계발광소자(도 6)에서의 휘도(cd/A)는 40 cd/A로 측정되었다.
즉, 도 6에서와 같이, 적색 화소(P1)에서의 적색 발광층을 복층 구조의 제1 색 듀얼 발광층(231)으로 형성함으로써, 적색 화소(P1)에서의 휘도가 향상되었음을 알 수 있다.
도 8을 참조하여 녹색 화소(P2)에서의 휘도(cd/A)를 비교해보면, 적색 화소(P1)에서의 녹색 발광층이 단층 구조의 제2 색 발광층(720)로 되어 있는 유기전계발광소자(도 7)에서의 휘도(cd/A)는 51 cd/A 로 측정되고, 녹색 화소(P2)에서의 녹색 발광층이 복층 구조의 제2 색 듀얼 발광층(232)로 되어 있는 유기전계발광소자(도 6)에서의 휘도(cd/A)는 58 cd/A로 측정되었다.
즉, 도 6에서와 같이, 녹색 화소(P2)에서의 녹색 발광층을 복층 구조의 제2 색 듀얼 발광층(232)으로 형성함으로써, 녹색 화소(P2)에서의 휘도가 향상되었음을 알 수 있다.
도 8을 참조하여 청색 화소(P3)에서의 휘도(cd/A)를 비교해보면, 도 6과 도 7에서 청색 화소(P3)에서의 청색 발광층인 제3 색 발광층(233)에 대한 구조 변화는 없기 때문에, 두 경우 모두에서 청색 화소(P3)에서의 휘도(cd/A)는 4.8 cd/A 로 동일하게 측정되었다.
다음으로, 도 8을 참조하여, 도 6과 같이 B(공통층)+R/G(복층)의 구조를 갖는 유기전계발광소자와, 도 7과 같이 B(공통층)+R/G(단층)의 구조를 갖는 유기전계발광소자에 대하여, 3가지 화소(P1, P2, P3) 각각에서의 색 좌표(CIE x, CIE y)를 비교하여 설명한다.
도 8을 참조하여 적색 화소(P1)에서의 색 좌표(CIE x, CIE y)를 비교해보면, 적색 화소(P1)에서의 적색 발광층이 단층 구조의 제1 색 발광층(710)으로 되어 있는 유기전계발광소자(도 7)에서의 색 좌표(CIE x, CIE y)는 (0.606, 0.270) 로 측정되고, 적색 화소(P1)에서의 적색 발광층이 복층 구조의 제1 색 듀얼 발광층(231)로 되어 있는 유기전계발광소자(도 6)에서의 색 좌표(CIE x, CIE y)는 (0.680, 0.317) 로 측정되었다.
즉, 도 6에서와 같이, 적색 화소(P1)에서의 적색 발광층을 복층 구조의 제1 색 듀얼 발광층(231)으로 형성함으로써, 적색 화소(P1)에서의 색 좌표(CIE x, CIE y)가 더욱 순수한 적색의 색 좌표에 가깝게 측정되었다.
이는, 도 6에서와 같이, 적색 화소(P1)에서의 적색 발광층을 복층 구조의 제1 색 듀얼 발광층(231)으로 형성함으로써, 더욱 순수한 적색 구현이 가능해짐을 알 수 있다.
그리고, 도 7에서와 같이, 적색 화소(P1)에서의 적색 발광층을 단층 구조의 제1 색 발광층(710)으로 형성함으로써, 즉, 제1 색 호스트와 제1 색 도판트로 구성된 제1 색 발광층(710)과 제3 색 발광층(233) 사이에 제1 색 호스트로만 구성된 제1 색 비혼합층을 구성하지 않음으로써, 제1 색 발광층(710)과 제3 색 발광층(233) 두 층 모두에서 전자-정공 재결합이 발생하여, 색의 혼색이 일어나, 순수한 적색 구현이 불가능해짐을 알 수 있다.
도 8을 참조하여 녹색 화소(P2)에서의 색 좌표(CIE x, CIE y)를 비교해보면, 적색 화소(P1)에서의 녹색 발광층이 단층 구조의 제2 색 발광층(720)으로 되어 있는 유기전계발광소자(도 7)에서의 색 좌표(CIE x, CIE y)는 (0.197, 0.640) 로 측정되고, 녹색 화소(P2)에서의 녹색 발광층이 복층 구조의 제2 색 듀얼 발광층(232)로 되어 있는 유기전계발광소자(도 6)에서의 색 좌표(CIE x, CIE y)는 (0.252, 0.717) 로 측정되었다.
즉, 도 6에서와 같이, 녹색 화소(P2)에서의 녹색 발광층을 복층 구조의 제2 색 듀얼 발광층(232)으로 형성함으로써, 녹색 화소(P2)에서의 색 좌표(CIE x, CIE y)가 더욱 순수한 녹색의 색 좌표에 가깝게 측정되었다.
이는, 도 6에서와 같이, 녹색 화소(P2)에서의 녹색 발광층을 복층 구조의 제2 색 듀얼 발광층(232)으로 형성함으로써, 더욱 순수한 녹색 구현이 가능해짐을 알 수 있다.
그리고, 도 7에서와 같이, 녹색 화소(P2)에서의 녹색 발광층을 단층 구조의 제2 색 발광층(720)으로 형성함으로써, 즉, 제2 색 호스트와 제2 색 도판트로 구성된 제2 색 발광층(720)과 제3 색 발광층(233) 사이에 제2 색 호스트로만 구성된 제2 색 비혼합층을 구성하지 않음으로써, 제2 색 발광층(720)과 제3 색 발광층(233) 두 층 모두에서 전자-정공 재결합이 발생하여, 색의 혼색이 일어나, 순수한 녹색 구현이 불가능해짐을 알 수 있다.
도 8을 참조하여 청색 화소(P3)에서의 색 좌표(CIE x, CIE y)를 비교해보면, 도 6과 도 7에서 청색 화소(P3)에서의 청색 발광층인 제3 색 발광층(233)에 대한 구조 변화는 없기 때문에, 두 경우 모두에서 청색 화소(P3)에서의 색 좌표(CIE x, CIE y)는 (0.141, 0.050)로 동일하게 측정되었다.
도 9는 도 8의 적색 화소(P1)에서의 소자 특성 실험 결과를 그래프로 나타낸 도면이다.
도 9의 (a)는 도 7과 같이 적색 화소(P1)에서의 적색 발광층을 단층 구조의 제1 색 발광층(710)으로 형성한 유기전계발광소자에서, 적색 화소(P1)에서 발광한 빛의 세기를 파장에 대하여 나타낸 그래프이다.
도 9의 (b)는 도 6과 같이 적색 화소(P1)에서의 적색 발광층을 복층 구조의 제1 색 듀얼 발광층(231)으로 형성한 유기전계발광소자에서, 적색 화소(P1)에서 발광한 빛의 세기(Intensity)를 파장(Wavelength)에 대하여 나타낸 그래프이다.
도 9의 (a)의 경우, 600 nm 대의 적색 파장의 빛뿐만 아니라 400 nm 대의 청색 파장의 빛도 발광이 되어 혼색 현상이 일어남을 확인할 수 있다.
도 9의 (b)의 경우, 도 6과 같이 적색 화소(P1)에서의 적색 발광층을 호스트 및 도판트로 구성된 제1 색 혼합층(231a)과 호스트만으로 구성된 제1 색 비혼합층(231b)으로 이루어진 복층 구조의 제1 색 듀얼 발광층(231)으로 형성함으로써, 즉, 제1 색 혼합층(231a)과 제3 색 발광층(233) 사이의 제1 색 비혼합층(231b)으로 인해, 제3 색 발광층(233)에서 전자-정공 재결합이 발생하지 않고 제1 색 듀얼 발광층(231)의 제1 색 혼합층(231a)에서만 전자-정공 재결합이 발생하여, 600 nm 대의 적색 파장의 빛만 발광할 뿐, 400 nm 대의 청색 파장의 빛이 발광하지 않아 혼색 현상이 일어나지 않음을 확인할 수 있다.
도 10은 도 8의 녹색 화소(P2)에서의 소자 특성 실험 결과를 그래프로 나타낸 도면이다.
도 10의 (a)는 도 7과 같이 녹색 화소(P2)에서의 녹색 발광층을 단층 구조의 제2 색 발광층(720)으로 형성한 유기전계발광소자에서, 녹색 화소(P2)에서 발광한 빛의 세기를 파장에 대하여 나타낸 그래프이다.
도 10의 (b)는 도 6과 같이 녹색 화소(P2)에서의 녹색 발광층을 복층 구조의 제2 색 듀얼 발광층(232)으로 형성한 유기전계발광소자에서, 녹색 화소(P2)에서 발광한 빛의 세기(Intensity)를 파장(Wavelength)에 대하여 나타낸 그래프이다.
도 10의 (a)의 경우, 500 nm 대의 녹색 파장의 빛뿐만 아니라 400 nm 대의 청색 파장의 빛도 발광이 되어 혼색 현상이 일어남을 확인할 수 있다.
도 10의 (b)의 경우, 도 6과 같이 녹색 화소(P2)에서의 적색 발광층을 호스트 및 도판트로 구성된 제2 색 혼합층(232a)과 호스트만으로 구성된 제2 색 비혼합층(232b)으로 이루어진 복층 구조의 제2 색 듀얼 발광층(232)으로 형성함으로써, 즉, 제2 색 혼합층(232a)과 제3 색 발광층(233) 사이의 제2 색 비혼합층(232b)으로 인해, 제3 색 발광층(233)에서 전자-정공 재결합이 발생하지 않고 제2 색 듀얼 발광층(232)의 제2 색 혼합층(232a)에서만 전자-정공 재결합이 발생하여, 500 nm 대의 녹색 파장의 빛만 발광할 뿐, 400 nm 대의 청색 파장의 빛이 발광하지 않아 혼색 현상이 일어나지 않음을 확인할 수 있다.
아래에서는, 이상에서 설명한 일 실시예에 따른 유기전계발광소자의 제조방법에 대하여 설명한다.
일 실시예에 따른 유기전계발광소자의 제조방법은, 제1 전극(210)을 형성하는 단계(STEP 1)와, 복층 구조의 제1 색 듀얼 발광층(231)을 형성하는 단계(STEP 2)와, 복층 구조의 제2 색 듀얼 발광층(232)을 형성하는 단계(STEP 3)와, 공통층으로서의 제3 색 발광층(233)을 형성하는 단계(STEP 4)와, 제2 전극(220)을 형성하는 단계(STEP 5) 등을 포함한다.
복층 구조의 제1 색 듀얼 발광층(231)을 형성하는 단계(STEP 2)에서, 제1 색 화소(P1)에서의 제1 전극(210) 상에, 제1 색 호스트 및 제1 색 도판트로 구성되는 제1 색 혼합층(231a)과 제1 색 호스트만으로 구성되는 제1 색 비혼합층(231b)으로 이루어진 복층 구조의 제1 색 듀얼 발광층(231)을 형성한다.
복층 구조의 제2 색 듀얼 발광층(232)을 형성하는 단계(STEP 3)에서, 제2 색 화소(P2)에서의 제1 전극(210) 상에, 제2 색 호스트 및 제2 색 도판트로 구성되는 제2 색 혼합층(232a)과 제2 색 호스트만으로 구성되는 제2 색 비혼합층(232b)으로 이루어진 복층 구조의 제2 색 듀얼 발광층(232)을 형성한다.
공통층으로서의 제3 색 발광층(233)을 형성하는 단계(STEP 4)에서, 제1 색 화소(P1)에서의 제1 색 듀얼 발광층(231)과 제2 색 화소(P2)에서의 제2 색 듀얼 발광층(232)의 위 또는 아래와, 제3 색 화소(P3)에서의 제1 전극(210) 상에 걸쳐 공통으로 제3 색 발광층(233)을 형성한다.
한편, 제1 색 듀얼 발광층(231)과 제2 색 듀얼 발광층(232) 각각은 해당 화소 영역에 대하여 패터닝이 된 마스크를 이용하는 증착 공정을 통해 형성할 수 있다.
그리고, 제3 색 발광층(233)은 공통층(C0mmon Layer)로 형성하기 때문에, 제3 색 화소 영역에 대하여 패터닝이 된 마스크를 이용하지 않고도 제3 색 발광층(233)을 형성할 수 있기 때문에, 제1 색 화소(P1), 제2 색 화소(P2) 및 제3 색 화소(P3)를 패터닝하기 위한 마스크의 개수를 줄일 수 있다.
한편, 제1 색 듀얼 발광층(231)과 제2 색 듀얼 발광층(232) 각각은 호스트 및 도판트로 구성된 혼합층(231a, 232a)과 호스트만으로 구성은 비혼합층(231b, 232b)으로 이루어진 복층 구조로 형성되는데, 도판트 물질이 증착되는 것을 허용하거나 방지하도록 제어될 수 있는 셔터를 구비하여, 복층 구조를 갖는 제1 색 듀얼 발광층(231)과 제2 색 듀얼 발광층(232)을 형성할 수 있기 때문에, 도 11에 예시한 바와 같은 1개의 증착 챔버 내에서 제조할 수 있다.
이러한 셔터링 제어를 통해 도판트 물질의 증착을 제어하여 복층 구조를 갖는 제1 색 듀얼 발광층(231)과 제2 색 듀얼 발광층(232)을 형성하는 방식에 대하여 도 11에 예시된 증착 챔버를 참조하여 더욱 상세하게 설명한다.
도 11은 일 실시예에 따른 유기전계발광소자의 제조장치(증착 챔버)의 개념도이다.
도 11을 참조하면, 복층 구조의 제1 색 듀얼 발광층(231)을 형성하는 단계(STEP 2)는, 제1 색 마스크(1140r)를 이용하되, 제1 색 도판트 셔터(1160r)를 열어, 제1 색 호스트(1110h) 및 제1 색 도판트(1110d) 모두를 기판(110)에서 제1 색 화소(P1)에서의 제1 전극(210) 상에 증착시켜 제1 색 혼합층(231a)을 형성하는 단계(STEP 2-1)와, 제1 색 마스크(1140r)를 이용하되, 제1 색 도판트 셔터(1160r)를 닫아, 제1 색 호스트(1110h)만을 제1 색 혼합층(231a) 상에 증착시켜 제1 색 비혼합층(231b)을 형성하는 단계(STEP 2-2) 등을 포함한다.
복층 구조의 제2 색 듀얼 발광층(232)을 형성하는 단계(STEP 3)는, 제2 색 마스크(1140g)를 이용하되, 제2 색 도판트 셔터(1160g)를 열어, 제2 색 호스트(1120h) 및 제2 색 도판트(1120d) 모두를 기판(110)에서 제2 색 화소(P2)에서의 제1 전극(210) 상에 증착시켜 제2 색 혼합층(232a)을 형성하는 단계(STEP 3-1)와, 제2 색 마스크(1140g)를 이용하되, 제2 색 도판트 셔터(1160g)를 닫아, 제2 색 호스트(1120h)만을 제2 색 혼합층(232a) 상에 증착시켜 제2 색 비혼합층(232b)을 형성하는 단계(STEP 3-2) 등을 포함한다.
도 11을 참조하면, 제1 색 화소(P1) 내지 제3 색 화소(P3)에 걸쳐 공통으로 형성되고 단층 구조를 갖는 제3 색 발광층(231)을 형성하는 단계(STEP 2)에서는, 마스크 자체를 사용하지 않거나 패터닝 되어 있지 않은 오픈 마스크를 이용하되, 제3 색 호스트(1130h) 및 제3 색 도판트(1130d) 모두를, 기판(110)에서 제1 색 화소(P1)에서의 제1 색 듀얼 발광층(231)의 제1 색 비혼합층(231b) 상에, 그리고, 기판(110)에서 제2 색 화소(P2)에서의 제2 색 듀얼 발광층(232)의 제2 색 비혼합층(232b) 상에, 그리고, 기판(110)에서 제3 색 화소(P3)에서의 제1 전극(210) 상에 형성한다.
이상에서 설명한 일 실시예에 따른 유기전계발광소자에서, 공통층인 제3색 발광층(233)은, 제1 색 화소(P1)에서 제1 색 듀얼 발광층(231)과 제2 전극(220) 사이에 형성되고, 제2 색 화소(P2)에서 제2 색 듀얼 발광층(232)과 제2 전극(220) 사이에 형성되었다.
하지만, 경우에 따라서는, 제1 색 화소(P1)에서 제1 색 듀얼 발광층(231)과 제1 전극(210) 사이에 형성되고, 제2 색 화소(P2)에서 제2 색 듀얼 발광층(232)과 제1 전극(210) 사이에 형성될 수도 있다. 이와 같이, 이상에서 설명한 바와 같은 제3 색 발광층(230)의 위치와 다르게 구현된 유기전계발광소자를 도 12를 참조하여 설명한다.
도 12는 일 실시예에 따른 유기전계발광소자의 또 다른 단면도이다.
도 12를 참조하면, 제1 전극(210)에 형성된 이후, 제1 색 화소(P1)에서의 제1 전극(210), 제2 색 화소(P2)에서의 제1 전극(210), 제3 색 화소(P3)에서의 제1 전극(210) 상에 모두, 제3 색 발광층(233)이 공통층으로 형성된다.
도 12를 참조하면, 제1 색 화소(P1)에서의 제3 색 발광층(233) 상에, 제1 색 비혼합층(231b)가 먼저 형성되고 그 위에 제1 색 혼합층(231a)이 형성되어 복층 구조를 갖는 제1 색 듀얼 발광층(231)이 형성된다. 또한, 제2 색 화소(P2)에서의 제3 색 발광층(233) 상에, 제2 색 비혼합층(232b)가 먼저 형성되고 그 위에 제2 색 혼합층(232a)이 형성되어 복층 구조를 갖는 제2 색 듀얼 발광층(232)이 형성된다.
도 12를 참조하면, 제1 색 듀얼 발광층(231)의 제1 색 혼합층(231a), 제2 색 듀얼 발광층(232)의 제2 색 혼합층(232a), 그리고, 제3 색 발광층(233) 위에 제2 전극(220)이 형성된다.
이상에서는, 기판(110)에 3가지 색 화소(P1, P2, P3)가 패터닝되는 유기전계발광소자에 대하여 설명하였다. 이상에서 설명한 유기전계발광소자의 구조는, 기판에 4가지 색 화소(P1, P2, P3, P4)가 패터닝되는 경우에도 동일하게 적용될 수 있다. 따라서, 아래에서는, 기판에 4가지 색 화소(P1, P2, P3, P4)가 패터닝되는 유기전계발광소자에 대하여 도 13 및 도 14를 참조하여 설명한다.
도 13은 다른 실시예가 적용되는 유기전계발광 표시장치(1300)의 시스템 구성도이다.
도 13을 참조하면, 다른 실시예가 적용되는 유기전계발광 표시장치(1300)는, 기판(1310), 게이트 구동부(1320), 데이터 구동부(1330), 타이밍 컨트롤러(1340) 등을 포함한다.
도 13을 참조하면, 기판(1310)에는 일방향으로 형성되는 다수의 데이터 라인(DL: Data Line, DL1~DLn)과 다수의 데이터 라인과 교차하는 타방향으로 형성되는 다수의 게이트 라인(GL: Gate Line, GL1~GLm)의 교차 영역마다 화소(P: Pixel)r가 정의된다.
게이트 구동부(1320)는 게이트 라인을 통해 스캔신호를 공급하여 게이트 라인을 구동한다. 데이터 구동부(1330)는 데이터 라인을 통해 데이터 전압을 공급하여 데이터 라인을 구동한다. 타이밍 컨트롤러(1340)는 게이트 구동부(1320) 및 데이터 구동부(1330)의 구동 타이밍을 제어한다.
유기전계발광 표시장치(1300)는, 두 전극 사이의 얇은 발광층을 이용하여 자발광 소자로 종이와 같이 박막화가 가능하다는 장점이 있다. 이러한, 유기전계발광 표시장치는, 각 화소별 개별 셀 구동부에 의해 선택적 구동이 가능한 능동형 매트릭스(Active Matrix)와 라인별로 제어가 가능한 패시브 매트릭스(Passive matrix)로 나눠지게 된다.
이때, 능동형 매트릭스 유기전계발광 표시장치(100)는, 일 예로, 적색(R: Red), 녹색(G:Green), 청색(B: Blue), 흰색(W: White)을 포함하는 4가지 색에 각각 대응되는 화소(P1, P2, P3, P4)로 구성된 화소들이 매트릭스 형태로 배열되어 화상을 표시하게 된다. 각 화소는 유기전계발광소자(OLED: Organic Light Emitting Diode)와, 그 유기전계발광소자(OLED)를 구동하는 셀 구동부(미도시)를 포함한다.
셀 구동부는 스캔 신호를 공급하는 게이트 라인과, 데이터 신호를 공급하는 데이터 라인과, 공통 전원 신호를 공급하는 공통 전원 라인 사이에 접속된 적어도 2개의 트랜지스터(구동 트랜지스터, 스위칭 트랜지스터)로 구성되어 유기전계발광소자(OLED)의 양극(Anode)을 구동한다.
유기전계발광소자(OLED)는, 양극(Anode)과 음극(Cathode), 그 사이에 유기층을 포함한다. 여기서, 유기층은 정공 수송층(HTL: Hole Transport Layer), 발광층, 전자 수송층(ETL:Electron Transport Layer) 등을 포함한다. 이뿐만 아니라, 정공 주입층(HIL: Hole Injection Layer), 전자 주입층(EIL: Electron Injection Layer) 등을 더 포함할 수 있다.
이러한 유기전계발광소자(OLED)는 각 층별로 진공 증착 방식, 용액 방식 등으로 제조될 수 있다.
전술한 바와 같이, 기판(1310)에는 4가지 색(R, G, B, W) 각각에 해당하는 화소가 반복적으로 정의된다. 즉, 기판(1310)에는 제1 색 화소(P1), 제2 색 화소(P2), 제3 색 화소(P3) 및 제4 색 화소(P4)가 반복적으로 정의된다. 여기서, 제1 색 화소(P1), 제2 색 화소(P2), 제3 색 화소(P3) 및 제4 색 화소(P4)는 적색(R) 화소, 녹색(G) 화소, 청색(B) 화소, 흰색(W) 화소일 수 있다.
이러한 제1 색 화소(P1), 제2 색 화소(P2), 제3 색 화소(P3) 및 제4 색 화소(P4) 각각에는 각 화소에 해당하는 고유한 색을 발광하기 위한 제1 색 발광층, 제2 색 발광층, 제3 색 발광층 및 제4 색 발광층이 각각 형성된다.
다른 실시예에서, 제3 색 발광층은, 제3 색 화소(P3)에 형성되는 것은 물론, 제1 색 화소(P1)와 제2 색 화소(P2), 그리고, 제4 색 화소(P4)에도 형성되는 공통층(Common Layer)이다. 즉, 제3 색 발광층은 제1 색 화소(P1) 내지 제4 색 화소(P4)에 걸쳐 공통으로 형성된다.
이러한 제3 색 발광층은 제3 색 호스트(Host)와 제3 색 도판트(Dopant)로 구성된 혼합층이다.
이에 따라, 제1 색 화소(P1)에는 제1 색 발광층뿐만 아니라 공통층인 제3 색 발광층도 형성된다. 마찬가지로, 제2 색 화소(P2)에는 제2 색 발광층뿐만 아니라 공통층인 제3 색 발광층도 형성된다. 한편, 제4 색 화소(P4)에는 제1 색 발광층, 제2 색 발광층, 제3 색 발광층 및 제4 색 발광층이 모두 형성된다.
다른 실시예에 따른 유기전계발광소자에서 제1 색 화소(P1), 제2 색 화소(P2) 및 제3 색 화소(P3)에서의 발광층 형성 구조는, 일 실시예에 따른 유기전계발광소자에서 제1 색 화소(P1), 제2 색 화소(P2) 및 제3 색 화소(P3)에서의 발광층 형성 구조와 동일하다.
다른 실시예에 따른 유기전계발광소자의 구조는 도 14를 참조하여 설명한다.
도 14는 다른 실시예에 따른 유기전계발광소자의 단면도이다.
도 14를 참조하면, 다른 실시예에서, 기판(1310)에는 제1 색 화소(P1) 내지 제3 색 화소(P3) 이외에 제4 색 화소(P4)가 더 정의된다.
기판(1310)에는 제1 전극(1410)과 이와 대향하여 이격된 제2 전극(1420)이 형성되고, 제1 전극(1410)과 제2 전극(1420) 사이에는 유기층(1430)이 형성된다.
이러한 유기층(1430)에서, 제3 색 화소(P1)에는 제1 색 화소(P1) 내지 제4 색 화소(P4)에 모두 공통으로 형성되는 공통층으로서의 제3 색 발광층(1433)이 형성된다. 여기서, 제3 색 발광층(1433)은 정공 수송층(1435) 상에 형성되고, 제3 색 발광층 (1433) 상에 전자 수송층(1436)이 형성된다.
이러한 유기층(1430)에서, 제1 색 화소(P1)에는, 제1 색 호스트(Host) 및 제1 색 도판트(Dopant)로 구성되는 제1 색 혼합층(1431a)과, 제1 색 호스트(Host)만으로 구성되는 제1 색 비혼합층(1431b)으로 이루어진 복층 구조의 제1 색 듀얼 발광층(1431)과, 공통층인 제3 색 발광층(1433)이 적층되어 형성된다. 여기서, 제1 색 혼합층(1431a)은 정공 수송층(1435) 상에 형성되고, 제3 색 발광층 (1433) 상에 전자 수송층(1436)이 형성된다.
또한, 이러한 유기층(1430)에서, 제2 색 화소(P2)에는, 제2 색 호스트(Host) 및 제2 색 도판트(Dopant)로 구성되는 제2 색 혼합층(1432a)과, 제2 색 호스트(Host)만으로 구성되는 제2 색 비혼합층(1432b)으로 이루어진 복층 구조의 제2 색 듀얼 발광층(1432)과, 공통층인 제3 색 발광층(1433)이 적층되어 형성된다. 여기서, 제2 색 혼합층(1432a)은 정공 수송층(1435) 상에 형성되고, 제3 색 발광층 (1433) 상에 전자 수송층(1436)이 형성된다.
한편, 이러한 유기층(1340)에서, 제4 색 화소(P4)에는, 제1 색 호스트 및 제1 색 도판트로 구성된 제1 색 혼합층으로 이루어진 단층 구조의 제1 색 싱글 발광층(1434a)과, 제2 색 호스트 및 제2 색 도판트로 구성된 제2 색 혼합층으로 이루어진 단층 구조의 제2 색 싱글 발광층(1434b)과, 제3 색 호스트 및 제3 색 도판트로 구성된 제3 색 혼합층으로 이루어진 단층 구조의 제3 색 싱글 발광층(1434c)을 포함하는 다층 구조를 갖는 제4 색 발광층(1434)이 형성된다. 여기서, 제3 색 싱글 발광층(1434c)은 정공 수송층(1435) 상에 형성되고, 제1 색 싱글 발광층(1434a) 상에 전자 수송층(1436)이 형성된다.
위에서 언급한 제3 색 싱글 발광층(1434c)은, 제1 색 화소(P1) 내지 상기 제4 색 화소(P4)에 걸쳐 공통으로 형성된 제3 색 발광층(1433)이다.
여기서, 제4 색 화소(P4)에서, 제1 색 싱글 발광층(1434a)과 제2 색 싱글 발광층(1434b)은 호스트로만 구성된 비혼합층 없이 호스트와 도판트로 구성된 혼합층만으로 단층 구조를 갖는 이유는, 제4 색 화소에서는, 제1 색 화소와 제2 색 화소에서와는 다르게, 제1 색, 제2 색 및 제3 색의 3가지 혼합을 이용하여 제4 색을 발광해야 하기 때문이다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 여러 색의 화소 각각에 대한 발광층 중에서 하나의 발광층을 공통으로 사용하는 공통층 구조하에서도, 각 화소의 고유한 색이 혼색 없이 구현이 가능하도록 하고, 이를 통해 시인성을 향상시켜주는 유기전계발광소자 및 그 제조방법에 제공하는 효과가 있다.
이상에서의 설명 및 첨부된 도면은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 나타낸 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 구성의 결합, 분리, 치환 및 변경 등의 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 유기전계발광 표시장치 110: 기판
120: 게이트 구동부 130: 데이터 구동부
140: 타이밍 컨트롤러 210: 제1 전극
220: 제2 전극 230: 유기층
231: 제1 색 듀얼 발광층 231a: 제1 색 혼합층
231b: 제1 색 비혼합층 232: 제2 색 듀얼 발광층
232a: 제2 색 혼합층 232b: 제2 색 비혼합층
233: 제3 색 발광층 310: 정공 수송층
320: 전자 수송층 610: 제1 색 보조 정공 수송층
620: 제2 색 보조 정공 수송층 710: 제1 색 싱글 발광층
720: 제2 색 싱글 발광층 1160r: 제1 색 도판트 셔터
1160g: 제2 색 도판트 셔터

Claims (11)

  1. 제1 색 화소 내지 제3 색 화소가 정의된 기판상에 형성된 제1 전극;
    상기 제1 전극과 대향되며 이격되어 형성된 제2 전극; 및
    제1 색 호스트 및 제1 색 도판트로 구성되는 제1 색 혼합층과 제1 색 호스트만으로 구성되는 제1 색 비혼합층으로 이루어진 복층 구조로 상기 제1 색 화소에 형성된 제1 색 듀얼 발광층과, 제2 색 호스트 및 제2 색 도판트로 구성되는 제2 색 혼합층과 제2 색 호스트만으로 구성되는 제2 색 비혼합층으로 이루어진 복층 구조로 상기 제2 색 화소에 형성된 제2 색 듀얼 발광층과, 상기 제1 색 화소 내지 상기 제3 색 화소에 걸쳐 공통으로 형성된 제3 색 발광층을 포함하여 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 형성되는 유기층을 포함하며,
    상기 제1 색 듀얼 발광층의 제1 색 비혼합층은, 상기 제1 색 듀얼 발광층의 제1 색 혼합층과 상기 제3 색 발광층 사이에 형성되고,
    상기 제2 색 듀얼 발광층의 제2 색 비혼합층은, 상기 제2 색 듀얼 발광층의 제2 색 혼합층과 상기 제3 색 발광층 사이에 형성되는 유기전계발광소자.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 색 호스트 및 상기 제2 색 호스트와, 상기 제3 색 발광층에서의 제3 색 호스트 중 하나 이상은, 한 종류의 재료로 되어 있거나 두 종류 이상의 재료가 혼합되어 있는 것을 특징으로 하는 유기전계발광소자.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 색 듀얼 발광층의 제1 색 혼합층을 구성하는 제1 색 호스트의 재료와, 상기 제1 색 듀얼 발광층의 제1 색 비혼합층을 구성하는 제1 색 호스트의 재료는 동일하거나 다르고,
    상기 제2 색 듀얼 발광층의 제2 색 혼합층을 구성하는 제2 색 호스트의 재료와, 상기 제2 색 듀얼 발광층의 제2 색 비혼합층을 구성하는 제2 색 호스트의 재료는 동일하거나 다른 것을 특징으로 하는 유기전계발광소자.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 색 화소에서, 상기 제1 색 듀얼 발광층의 제1 색 혼합층의 두께가 가장 두껍고, 상기 제3 색 발광층의 두께가 그 다음으로 두꺼우며, 상기 제1 색 듀얼 발광층의 제1 색 비혼합층의 두께가 가장 얇고,
    상기 제2 색 화소에서, 상기 제2 색 듀얼 발광층의 제2 색 혼합층의 두께가 가장 두껍고, 상기 제3 색 발광층의 두께가 그 다음으로 두꺼우며, 상기 제2 색 듀얼 발광층의 제2 색 비혼합층의 두께가 가장 얇은 것을 특징으로 하는 유기전계발광소자.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 색 화소에서의 유기층의 두께와, 상기 제2 색 화소에서의 유기층의 두께와, 상기 제3 색 화소에서의 유기층의 두께 순서대로 두꺼운 것을 특징으로 하는 유기전계발광소자.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 색 화소에서의 유기층 내 상기 제1 색 듀얼 발광층 하단에 제1 색 보조 정공 수송층이 더 형성되고,
    상기 제2 색 화소에서의 유기층 내 상기 제2 색 듀얼 발광층 하단에 상기 제1 색 보조 정공 수송층보다 얇은 제2 색 보조 정공 수송층이 더 형성되는 것을 특징으로 하는 유기전계발광소자.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 기판에 제4 색 화소가 더 정의된 경우, 상기 제4 색 화소에는 제4 색 발광층이 형성되고, 상기 제4 색 발광층은,
    제1 색 호스트 및 제1 색 도판트로 구성된 제1 색 혼합층으로 이루어진 단층 구조의 제1 색 싱글 발광층과, 제2 색 호스트 및 제2 색 도판트로 구성된 제2 색 혼합층으로 이루어진 단층 구조의 제2 색 싱글 발광층과, 제3 색 호스트 및 제3 색 도판트로 구성된 제3 색 혼합층으로 이루어진 단층 구조의 제3 색 싱글 발광층을 포함하는 다층 구조를 갖되,
    상기 제3 색 싱글 발광층은, 상기 제1 색 화소 내지 상기 제3 색 화소에 걸쳐 공통으로 형성된 상기 제3 색 발광층이 상기 제4 색 화소까지 연장되어 형성된 것인 것을 특징으로 하는 유기전계발광소자.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제3 색 발광층은 청색 발광층인 것을 특징으로 하는 유기전계발광소자.
  10. 제1 전극을 형성하는 단계;
    제1 색 화소에서의 상기 제1 전극 상에, 제1 색 호스트 및 제1 색 도판트로 구성되는 제1 색 혼합층과 제1 색 호스트만으로 구성되는 제1 색 비혼합층으로 이루어지고, 제1 색 비혼합층이 제1 색 혼합층의 위에 위치하는 복층 구조의 제1 색 듀얼 발광층을 형성하는 단계;
    제2 색 화소에서의 상기 제1 전극 상에, 제2 색 호스트 및 제2 색 도판트로 구성되는 제2 색 혼합층과 제2 색 호스트만으로 구성되는 제2 색 비혼합층으로 이루어지고, 제2 색 비혼합층이 제2 색 혼합층의 위에 위치하는 복층 구조의 제2 색 듀얼 발광층을 형성하는 단계; 및
    상기 제1 색 화소에서의 상기 제1 색 듀얼 발광층과 상기 제2 색 화소에서의 상기 제2 색 듀얼 발광층의 위와, 제3 색 화소에서의 상기 제1 전극 상에 걸쳐 공통으로 제3 색 발광층을 형성하는 단계를 포함하는 유기전계발광소자의 제조방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제1 색 듀얼 발광층을 형성하는 단계는,
    제1 색 마스크를 이용하되, 제1 색 도판트 셔터를 열어, 제1 색 호스트 및 제1 색 도판트 모두를 상기 제1 색 화소에서의 상기 제1 전극 상에 증착시켜 제1 색 혼합층을 형성하는 단계; 및
    제1 색 마스크를 이용하되, 상기 제1 색 도판트 셔터를 닫아, 제1 색 호스트만을 상기 제1 색 혼합층 상에 증착시켜 제1 색 비혼합층을 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 제2 색 듀얼 발광층을 형성하는 단계는,
    제2 색 마스크를 이용하되, 제2 색 도판트 셔터를 열어, 제2 색 호스트 및 제2 색 도판트 모두를 상기 제2 색 화소에서의 상기 제1 전극 상에 증착시켜 제2 색 혼합층을 형성하는 단계; 및
    제2 색 마스크를 이용하되, 제2 색 도판트 셔터를 닫아, 제2 색 호스트만을 상기 제2 색 혼합층 상에 증착시켜 제2 색 비혼합층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광소자의 제조방법.
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