KR102230699B1 - 유기 발광 소자 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유기 발광 소자의 제 2 전극의 상부 및 하부에 제 2 전극 보호층을 적용하여 제 2 전극의 계면 특성을 향상시킴으로써 고온 환경에서 발생하는 화소 수축 현상을 최소화할 수 있는 효과가 있다. 또한, 본 발명은 고온 환경에서 발생할 수 있는 화소 수축을 최소화함으로써 유기 발광 소자의 휘도 저하를 억제할 수 있는 효과가 있다. 또한, 본 발명은 유기 발광 소자의 제 2 전극 내의 은 성분의 함유 비율을 높임으로써 제 2 전극의 면저항 특성을 낮출 수 있는 효과가 있다.

Description

유기 발광 소자{ORGANIC LIGHT EMITTING DEVICE}

본 발명은 유기 발광 소자에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 고온 환경에서의 화소 수축이 최소화될 수 있는 유기 발광 소자에 관한 것이다.

유기 발광 표시 장치(OLED)는 자체 발광형 표시 장치로서, 전자(electron) 주입을 위한 전극(cathode)과 정공(hole) 주입을 위한 전극(anode)으로부터 각각 전자와 정공을 발광층 내부로 주입시켜, 주입된 전자와 정공이 결합한 엑시톤(exciton)이 여기 상태로부터 기저 상태로 떨어질 때 발광하는 유기 발광 소자를 이용한 표시 장치이다.

유기 발광 표시 장치는 빛이 방출되는 방향에 따라서 상부 발광(Top Emission) 방식, 하부 발광(Bottom Emission) 방식 및 양면 발광(Dual Emission) 방식 등이 있고, 구동 방식에 따라서는 수동 매트릭스형(Passive Matrix)과 능동 매트릭스형(Active Matrix) 등으로 나누어진다.

유기 발광 표시 장치는 액정 표시 장치(LCD)와는 달리 별도의 광원이 필요하지 않아 경량 박형으로 제조 가능하다. 또한, 유기 발광 표시 장치는 저전압 구동에 의해 소비 전력 측면에서 유리할 뿐만 아니라, 색상 구현, 응답 속도, 시야각, 명암비(contrast ratio: CR)도 우수하여, 차세대 디스플레이로서 연구되고 있다.

고 해상도로 디스플레이가 발전하면서 단위 면적당 픽셀 개수가 증가하고, 높은 휘도가 요구되고 있지만 유기 발광 표시 장치의 발광 구조 상 단위 면적(A)의 휘도(Cd)에 한계가 있고, 인가 전류의 증가로 인한 유기 발광 소자의 신뢰성 저하 및 소비 전력이 증가하는 문제점이 있다.

따라서 유기 발광 표시 장치의 품질 및 생산성을 저해하는 요인이 되고 있는 유기 발광 소자의 발광 효율, 수명 향상 및 소비 전력 절감이라는 기술적 한계를 극복해야 하며, 색감 영역을 유지하면서도 발광 효율, 발광층의 수명 및 시야각 특성을 향상시킬 수 있는 유기 발광 소자 개발을 위한 다양한 연구가 이루어지고 있다.

유기 발광 표시 장치의 품질 및 생산성 향상을 위해서 유기 발광 소자의 효율, 수명 향상 및 소비 전력 저감 등을 위한 다양한 유기 발광 소자 구조가 연구되고 있다.

또한, 유기 발광 소자에 있어 높은 온도에서의 안정적인 구동 및 신뢰성을 확인하기 위한 고온 환경의 테스트가 이루어지고 있다.

일반적으로 상부 발광 방식의 유기 발광 소자에 적용되는 제 2 전극(cathode, 음극)은 마그네슘(Mg)과 은(Ag)을 혼합하여 증착하는 방식으로 많이 형성되며, 여기서 제 2 전극의 일함수(work function)를 낮추어 전자의 주입을 용이하게 하기 위한 목적으로 제 2 전극 내에 포함된 마그네슘의 함유 비율을 은의 함유 비율보다 높게 형성한다.

그러나, 최근 유기 발광 표시 패널의 사이즈가 대형화 되면서 유기 발광 소자에 면저항(sheet resistance) 특성이 낮은 제 2 전극을 적용할 필요성이 제기됨에 따라, 유기 발광 소자의 제 2 전극을 제조할 때에 저항이 낮은 은의 함유 비율을 마그네슘의 함유 비율보다 높임으로써 낮은 면저항을 갖는 제 2 전극을 구현하는 방향으로 연구가 진행되고 있다.

그러나, 위와 같이 은의 함유 비율이 마그네슘의 함유 비율보다 높은 제 2 전극 구조를 갖는 유기 발광 소자에 있어서, 고온 환경의 테스트에서 제 2 전극 내 포함되어 있는 은 성분이 서로 뭉치는 응집 현상(aggregation)이 발생하면서 유기 발광 소자의 고온 신뢰성 문제가 발생하였다.

즉, 고온 환경에서 제 2 전극 내 포함된 은 성분이 서로 뭉치는 응집 현상이 발생하고, 그 결과로 유기 발광 소자의 화소 수축(pixel shrinkage)이 발생하여 발광 면적이 줄어들면서 유기 발광 소자의 효율이 떨어지고 휘도가 저하되는 현상이 발생하였다.

이에 본 발명의 발명자는 고온 환경에서의 화소 수축이 최소화될 수 있는 새로운 구조의 유기 발광 소자를 발명하였다.

본 발명의 실시예에 따른 해결 과제는, 제 2 전극의 계면 특성이 향상됨으로써 고온 환경에서의 화소 수축이 최소화되어 휘도 저하가 개선될 수 있는 유기 발광 소자를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 해결 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자는 제 1 전극과 제 2 전극과 제 1 전극과 제 2 전극 사이에 위치하고, 복수 개의 서브 픽셀 영역 각각에 형성된 복수 개의 유기 발광층과 제 2 전극의 하부에 형성된 하부 제 2 전극 보호층 및 제 2 전극의 상부에 형성된 상부 제 2 전극 보호층을 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자는 고온 환경에서의 화소 수축을 최소화하여 휘도 저하를 억제할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 복수 개의 유기 발광층은 적색 발광층, 녹색 발광층 및 청색 발광층을 포함할 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 제 2 전극은 은(Ag)과 마그네슘(Mg)의 합금으로 이루어질 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 은(Ag)과 마그네슘(Mg)의 함유 비율은 4:1 내지 9:1일 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 하부 제 2 전극 보호층과 상부 제 2 전극 보호층 각각은 금속 물질과 무기 물질의 혼합층으로 이루어질 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 금속 물질은 마그네슘(Mg), 이터븀(Yb), 리튬(Li), 나트륨(Na), 포타슘(K), 루비듐(Rb), 세슘(Cs), 칼슘(Ca), 스트론튬(Sr), 바륨(Ba), 란타넘(La), 세륨(Ce), 사마륨(Sm), 유로퓸(Eu), 터븀(Tb), 디스프로슘(Dy) 중 어느 하나 또는 이들의 합금으로 이루어질 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 무기 물질은 불화 리튬(LiF), 불화 세슘(CsF), 산화 바륨(BaO), 염화 나트륨(NaCl), 산화 리튬(Li₂O), 불화 바륨(BaF₂), 불화 마그네슘(MgF₂), 탄산 세슘(Cs₂CO₃), 산화 알루미늄(Al₂O₃), 산화 마그네슘(MgO) 중 어느 하나 또는 이들의 혼합물로 이루어질 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 하부 제 2 전극 보호층과 상부 제 2 전극 보호층은 동일한 물질로 이루어질 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 하부 제 2 전극 보호층과 상부 제 2 전극 보호층 각각의 두께는 30Å이상일 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 하부 제 2 전극 보호층과 상부 제 2 전극 보호층은 서로 다른 물질로 이루어질 수 있다.

본 발명은 유기 발광 소자의 제 2 전극의 상부 및 하부에 제 2 전극 보호층을 적용하여 제 2 전극의 계면 특성을 향상시킴으로써 고온 환경에서 발생하는 화소 수축 현상을 최소화할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 고온 환경에서 발생할 수 있는 화소 수축을 최소화함으로써 유기 발광 소자의 휘도 저하를 억제할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 유기 발광 소자의 제 2 전극 내의 은 성분의 함유 비율을 높임으로써 제 2 전극의 면저항 특성을 낮출 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과는 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

이상에서 해결하고자 하는 과제, 과제 해결 수단, 효과에 기재한 발명의 내용이 청구항의 필수적인 특징을 특정하는 것은 아니므로, 청구항의 권리범위는 발명의 내용에 기재된 사항에 의하여 제한되지 않는다.

도 1a 및 도 1b는 종래 유기 발광 소자의 고온 환경 전후의 제 2 전극 표면 관찰 결과를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자의 개략적인 단면을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자의 하부 제 2 전극 보호층의 두께 실험 결과를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자의 상부 제 2 전극 보호층의 두께 실험 결과를 나타내는 도면이다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자의 고온 환경 전후의 제 2 전극 표면 관찰 결과를 나타내는 도면이다.
도 6은 종래의 유기 발광 소자의 고온 환경 전후의 전기 광학 특성 평가 결과를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자의 고온 환경 전후의 전기 광학 특성 평가 결과를 나타내는 도면이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

본 발명의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 본 명세서 상에서 언급된 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다.

구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다. 위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~상에', '~상부에', '~하부에', '~옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다.

또한 제 1, 제 2 등이 다양한 구성 요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성 요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제 1 구성 요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성 요소일 수도 있다.

본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하고, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시할 수도 있다.

본 명세서에서 함유 비율은 특별히 다른 기재가 없는 한 중량 %를 기준으로 하는 값이다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명에 대해서 상세히 설명한다.

도 1a 및 도 1b는 종래 유기 발광 소자의 고온 환경 전후의 제 2 전극 표면 관찰 결과를 나타내는 도면이다.

상부 발광 방식의 유기 발광 소자에 있어서 제 2 전극(cathode, 음극)의 재료로는 일반적으로 은(Ag) 또는 마그네슘(Mg)과 은(Ag)을 혼합하여 증착하는 마그네슘-은 합금(Mg:Ag)이 많이 사용되고 있다.

유기 발광 소자의 제 2 전극에 적용되는 마그네슘-은 합금(Mg:Ag)에 있어서, 마그네슘(Mg)은 일함수가 낮아 전자의 주입을 용이하게 할 수 있고 또한 투과율이 은(Ag) 대비 높은 장점을 가지지만 은(Ag)과 대비하여 면저항(sheet resistance)이 높고 쉽게 산화되는 문제가 있다.

반면에, 은(Ag)의 경우는 마그네슘(Mg) 보다 면저항이 낮고 반사율 특성이 우수한 장점이 있으나 열적 안정성이 좋지 않은 특성을 갖는다. 이로 인해 일반적으로 마그네슘에 소량의 은을 혼합하여, 즉 제 2 전극 내에 마그네슘의 함유 비율이 은의 함유 비율보다 높은 조건으로 제 2 전극을 형성하였다. 예를 들어 제 2 전극 내에 마그네슘과 은의 함유 비율을 9:1 수준의 조건으로 제 2 전극을 형성할 수 있다.

그러나, 최근 유기 발광 표시 패널의 사이즈가 대형화 되면서, 면저항 특성이 낮은 제 2 전극을 유기 발광 소자에 적용할 필요성이 제기됨에 따라, 유기 발광 소자의 제 2 전극을 제조할 때에 낮은 저항 특성을 갖는 은의 함유 비율을 마그네슘의 함유 비율보다 높임으로써 낮은 면저항 특성을 갖는 제 2 전극을 구현하는 방향으로 연구가 진행되고 있다.

이와 같이 낮은 면저항 특성을 갖는 제 2 전극을 개발하기 위해서, 예를 들어서 은과 마그네슘을 혼합 형성 시에 제 2 전극 내에서의 은의 함유량을 50% 이상의 조건으로 형성하게 되면, 제 2 전극의 면저항 특성을 10Ω/sheet 이하의 수준으로 확보할 수 있으며, 나아가 유기 발광 소자에서 요구되는 5Ω/sheet 수준으로 구현하는 것이 가능하다.

그러나, 위와 같은 은의 함유 비율이 마그네슘의 함유 비율보다 높은 제 2 전극의 구조를 갖는 유기 발광 소자에 있어서, 고온 환경의 테스트에서 제 2 전극 내 포함되어 있는 은 성분이 서로 뭉치는 응집 현상(aggregation)이 발생하면서 유기 발광 소자의 고온 신뢰성 문제가 발생하였다.

도 1a는 종래의 유기 발광 소자의 고온 환경 평가 전 제 2 전극의 표면을 관찰한 결과를 나타내는 도면이다. 제 2 전극은 은의 함유 비율이 마그네슘의 함유 비율보다 높은 조건으로 형성되었으며, 보다 구체적으로 제2 전극 내의 은과 마그네슘의 함유 비율은 9:1의 조건이었다.

또한, 도 1b는 도 1a의 종래 유기 발광 소자의 고온 환경 평가 후 제 2 전극의 표면을 관찰한 결과를 나타내는 도면이다.

도 1b에서 볼 수 있는 것과 같이, 종래의 유기 발광 소자에 있어서 고온 환경 테스트 시 제 2 전극 내 포함된 은 성분이 서로 뭉치는 응집 현상이 발생하면서 박막 특성이 저하되는 결과를 확인할 수 있다.

즉, 고온 환경에서 제 2 전극 내 포함된 은 성분이 서로 뭉치는 응집 현상으로 인해서 제 2 전극의 계면 특성이 떨어지고 면저항 특성이 상승하여 유기 발광 소자의 소비 전력이 증가하는 문제가 발생하였다.

또한, 도면에는 도시하지 않았으나, 종래의 유기 발광 소자에 있어서 고온의 테스트 환경에서 도 1에서 확인한 것과 같이 은이 뭉치는 응집 현상이 발생하면서 유기 발광 소자의 화소 수축 현상이 발생하였다. 이는 유기 발광 소자의 발광 영역의 감소로 이어지고 결과적으로 유기 발광 소자의 효율이 떨어지고 휘도가 감소하는 결과를 나타내었다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자의 개략적인 단면을 나타내는 도면이다.

도 2를 참조하여 고온의 환경에서의 화소 수축이 최소화되어 휘도 저하가 억제될 수 있는 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자(200)의 구조를 상세히 설명한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 유기 발광 소자(200)는 적색 서브 화소 영역(Rp), 녹색 서브 화소 영역(Gp) 및 청색 서브 화소 영역(Bp)이 정의되어 있는 기판(205) 상에 형성되는 제 1 전극(210, anode), 정공 주입층(215, hole injection layer: HIL), 정공 수송층(220, hole transporting layer: HTL), 제 1 광학 보조층(225, R-hole transporting layer: R-HTL), 제 2 광학 보조층(230, G-hole transporting layer: G-HTL) 및 전자 저지층(235, electron blocking layer: EBL)을 포함한다.

또한, 본 발명의 유기 발광 소자(200)는 적색 발광층(240, Red emission layer: Red EML)과 녹색 발광층(245, Green emission layer: Green EML) 및 청색 발광층(250, Blue emission layer: Blue EML)으로 이루어지는 유기 발광층(EML)과 전자 수송층(255, electron transporting layer: ETL), 하부 제 2 전극 보호층(260, lower cathode protecting layer), 제 2 전극(265, cathode), 상부 제 2 전극 보호층(270, upper cathode protecting layer) 및 캡핑층(275, capping layer: CPL)을 포함하여 구성된다.

또한, 도시하지 않았으나, 유기 발광 소자를 포함하는 유기 발광 표시 장치에 있어, 기판 상에 서로 교차하여 각 화소 영역을 정의하는 게이트 배선과 데이터 배선과 이중 어느 하나와 평행하게 연장되는 전원 배선이 위치하며, 각 화소 영역에는 게이트 배선 및 데이터 배선에 연결된 스위칭 박막트랜지스터와 스위칭 박막트랜지스터에 연결된 구동 박막트랜지스터가 위치한다. 구동 박막트랜지스터는 상기 제 1 전극(210)에 연결된다.

제 1 전극(210)은 기판(205)의 적색 서브 화소 영역(Rp), 녹색 서브 화소 영역(Gp) 및 청색 서브 화소 영역(Bp)에 형성되며, 반사 전극으로 형성될 수 있으며, 예를 들어, 인듐-틴-옥사이드(indium-tin-oxide: ITO)와 같이 일함수가 높은 투명 도전성 물질층과 은(Ag) 또는 은 합금(Ag alloy)과 같은 반사 물질층을 포함할 수 있다.

제 1 전극(210) 상에 정공 주입층(215, hole injection layer: HIL)이 형성된다. 정공 주입층(215)은 적색 서브 화소 영역(Rp), 녹색 서브 화소 영역(Gp), 및 청색 서브 화소 영역(Bp)에 모두에 대응되도록 형성된다.

정공 주입층(215)은 정공의 주입을 원활하게 하는 역할을 할 수 있으며, HATCN 및 CuPc(cupper phthalocyanine), PEDOT(poly(3,4)-ethylenedioxythiophene), PANI(polyaniline) 및 NPD(N,N-dinaphthyl-N,N'-diphenylbenzidine)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상으로 이루어질 수 있으나 이에 한정되지 않는다.

정공 주입층(215)은 정공 수송층(220)을 구성하는 물질에 p형 도펀트(p-dopant)를 추가하여 형성할 수 있으며, 이 경우 하나의 공정 장비에서 연속 공정으로 정공 주입층(215)과 정공 수송층(220)을 형성할 수 있다.

정공 주입층(215) 상에 정공 수송층(220, hole transporting layer: HTL) 이 형성된다. 정공 수송층(220)은 적색 서브 화소 영역(Rp), 녹색 서브 화소 영역(Gp), 및 청색 서브 화소 영역(Bp) 모두에 대응되는 공통 전공 수송층(HTL)으로 정공의 수송을 원활하게 하는 역할을 하며, NPD(N,N-dinaphthyl-N,N'-diphenylbenzidine), TPD(N,N'-bis-(3-methylphenyl)-N,N'-bis-(phenyl)-benzidine), s-TAD 및 MTDATA(4,4',4"-Tris(N-3-methylphenyl-N-phenyl-amino)-triphenylamine)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상으로 이루어질 수 있으나 이에 한정되지 않는다.

제 1 광학 보조층(225) 및 제 2 광학 보조층(230)은 정공 수송층(220) 상에 위치하며 각각 적색 서브 화소 영역(Rp) 및 녹색 서브 화소 영역(Gp)에 대응되도록 형성된다.

제 1 광학 보조층(225)은 적색 서브 화소 영역(Rp)에 형성되는 제 1 정공 수송층(R-hole transporting layer: R-HTL)의 역할을 하며, 적색 서브 화소 영역(Rp)에 형성되어 마이크로 캐비티(micro cavity)의 광학적 거리를 형성할 수 있다.

또한, 제 2 광학 보조층(230)은 녹색 서브 화소 영역(Gp)에 형성되는 제 2 정공 수송층(G-hole transporting layer: G-HTL)의 역할을 하며, 녹색 서브 화소 영역(Gp)에 형성되어 마이크로 캐비티의 광학적 거리를 형성할 수 있다.

제 1 광학 보조층(225) 및 제 2 광학 보조층(230)은 정공의 수송을 원활하게 하는 역할을 하며, NPD(N,N-dinaphthyl-N,N'-diphenylbenzidine), TPD(N,N'-bis-(3-methylphenyl)-N,N'-bis-(phenyl)-benzidine), s-TAD 및 MTDATA(4,4',4"-Tris(N-3-methylphenyl-N-phenyl-amino)-triphenylamine)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상으로 이루어질 수 있으나 이에 한정되지 않는다.

제 1 광학 보조층(225) 및 제 2 광학 보조층(230) 상에 전자 저지층(235, electron blocking layer: EBL)이 형성된다. 전자 저지층(235)은 상기 정공 수송층(220)으로 넘어갈 수 있는 전자의 흐름을 방지하여 유기 발광층 내에서 정공과 전자의 재결합이 원활히 이루어지도록 하여 유기 발광 소자의 발광 효율을 향상시키기 위한 기능을 한다.

전자 저지층(235) 상에 적색 발광층(240, Red emission layer: Red EML)과 녹색 발광층(245, Green emission layer: Green EML) 및 청색 발광층(250, Blue emission layer: Blue EML)이 형성된다. 적색 발광층(240), 녹색 발광층(245) 및 청색 발광층(250)은 각각 적색 서브 화소 영역(Rp), 녹색 서브 화소 영역(Gp) 및 청색 서브 화소 영역(Bp)에 위치하며, 적색, 녹색, 청색 발광층(240, 245, 250)은 각각 적색, 녹색, 청색을 발광하는 물질을 포함할 수 있으며, 인광 물질 또는 형광 물질을 이용하여 형성할 수 있다.

적색 발광층(240)은 CBP(carbazole biphenyl) 또는 mCP(1,3-bis(carbazol-9-yl)를 포함하는 호스트 물질을 포함하며, PIQIr(acac)(bis(1-phenylisoquinoline) acetylacetonate iridium), PQIr(acac)(bis(1-phenylquinoline) acetylacetonate iridium), PQIr(tris(1-phenylquinoline) iridium) 및 PtOEP(octaethylporphyrin platinum)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상을 포함하는 도펀트를 포함하는 인광 물질로 이루어질 수 있고, 이와는 달리 PBD:Eu(DBM)3(Phen) 또는 Perylene을 포함하는 형광 물질로 이루어질 수 있으나 이에 한정되지 않는다.

녹색 발광층(245)은 CBP 또는 mCP를 포함하는 호스트 물질을 포함하며, Ir(ppy)3(fac tris(2-phenylpyridine)iridium)을 포함하는 Ir complex와 같은 도펀트 물질을 포함하는 인광 물질로 이루어질 수 있고, 이와는 달리 Alq3(tris(8-hydroxyquinolino)aluminum)을 포함하는 형광 물질로 이루어질 수 있으나 이에 한정되지 않는다.

청색 발광층(250)은 CBP 또는 mCP를 포함하는 호스트 물질을 포함하며, (4,6-F2ppy)2Irpic을 포함하는 도펀트 물질을 포함하는 인광 물질로 이루어질 수 있다. 이와는 달리, spiro-DPVBi, spiro-6P, 디스틸벤젠(DSB), 디스트릴아릴렌(DSA), PFO계 고분자 및 PPV계 고분자로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 포함하는 형광 물질로 이루어질 수 있으나 이에 한정되지 않는다.

적색 발광층(240), 녹색 발광층(245) 및 청색 발광층(250) 상에 전자 수송층(255)이 형성된다. 전자 수송층(255)의 두께는 전자 수송 특성을 고려하여 조절될 수 있다. 전자 수송층(255)은 전자의 수송 및 주입의 역할을 할 수 있다.

전자 수송층(255)은 전자의 수송을 원활하게 하는 역할을 하며, Alq3(tris(8-hydroxyquinolino)[0046] aluminum), PBD, TAZ, spiro-PBD, BAlq, Liq(lithium quinolate), BMB-3T, PF-6P, TPBI, COT 및 SAlq로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상으로 이루어질 수 있으나 이에 한정되지 않는다.

도 2에 도시하지 않았으나, 상기 전자 수송층(255) 상에 전자 주입층(electron injection layer: EIL)이 별도로 형성될 수 있다.

전자 주입층(EIL)은 Alq3(tris(8-hydroxyquinolino)aluminum), PBD, TAZ, spiro-PBD, BAlq 또는 SAlq를 사용할 수 있으나 이에 한정되지 않는다.

여기서, 본 발명의 실시예에 따라 그 구조가 한정되는 것은 아니며, 정공 주입층(215), 정공 수송층(220), 제 1 광학 보조층(225), 제 2 광학 보조층(230), 전자 수송층(255) 및 전자 주입층(EIL) 중 적어도 어느 하나는 생략될 수도 있다. 또한, 정공 주입층(215), 정공 수송층(220), 제 1 광학 보조층(225), 제 2 광학 보조층(230), 전자 수송층(255) 및 전자 주입층(EIL)을 두 개 이상의 층으로 구성하는 것도 가능하다.

전자 수송층(255) 상에 하부 제 2 전극 보호층(260, lower cathode protecting layer)이 형성된다.

하부 제 2 전극 보호층(260)은 정공 주입층(EIL)의 역할을 할 수 있으며, 금속 물질과 무기 물질의 혼합층으로 형성될 수 있다.

하부 제 2 전극 보호층(260)의 금속 물질은 제 2 전극(265)에 포함된 물질로 형성될 수 있다. 예를 들어서 하부 제 2 전극 보호층(260)의 금속 물질은 마그네슘(Mg), 이터븀(Yb), 리튬(Li), 나트륨(Na), 포타슘(K), 루비듐(Rb), 세슘(Cs), 칼슘(Ca), 스트론튬(Sr), 바륨(Ba), 란타넘(La), 세륨(Ce), 사마륨(Sm), 유로퓸(Eu), 터븀(Tb), 디스프로슘(Dy) 중 어느 하나 또는 이들의 합금으로 이루어질 수 있다.

또한, 하부 제 2 전극 보호층(260)의 무기 물질은 불화 리튬(LiF), 불화 세슘(CsF), 산화 바륨(BaO), 염화 나트륨(NaCl), 산화 리튬(Li₂O), 불화 바륨(BaF₂), 불화 마그네슘(MgF₂), 탄산 세슘(Cs₂CO₃), 산화 알루미늄(Al₂O₃), 산화 마그네슘(MgO) 중 어느 하나 또는 이들의 혼합물로 이루어질 수 있다.

하부 제 2 전극 보호층(260) 상에 제 2 전극(265)이 형성된다. 예를 들어서, 제 2 전극(265)은 은(Ag) 또는 은(Ag)과 마그네슘(Mg)의 합금(Ag:Mg)으로 이루어질 수 있으며 제 2 전극(265)은 반투과 특성을 가질 수 있다. 즉, 유기 발광층으로부터 방출된 빛은 상기 제 2 전극(265)을 통해 외부로 표시되는데, 제 2 전극(265)은 반투과 특성을 갖기 때문에, 일부의 빛은 다시 제 1 전극(210)으로 향하게 된다.

이와 같이, 반사층으로 작용하는 제 1 전극(210)과 제 2 전극(265) 사이에서 반복적인 반사가 일어나게 되며, 이와 같은 마이크로 캐비티(micro cavity) 효과에 의해서 제 1 전극(210)과 제 2 전극(265) 사이에서 빛이 반복적으로 반사되어 광 효율이 증가하게 된다.

이 외에도, 제 1 전극(210)을 투과 전극으로 형성하고, 제 2 전극(265)을 반사 전극으로 형성하여 제 1 전극(210)을 통해 유기 발광층으로부터의 빛이 외부로 표시되는 것도 가능하다.

제 2 전극(265) 상에 상부 제 2 전극 보호층(270, upper cathode protecting layer)이 형성된다.

상부 제 2 전극 보호층(270)은 외부 환경으로부터 제 2 전극(265)을 보호하는 역할을 할 수 있으며, 금속 물질과 무기 물질의 혼합층으로 형성될 수 있다.

상부 제 2 전극 보호층(270)의 금속 물질은 제 2 전극(265)에 포함된 물질로 형성될 수 있다. 예를 들어서 상부 제 2 전극 보호층(270)의 금속 물질은 마그네슘(Mg), 이터븀(Yb), 리튬(Li), 나트륨(Na), 포타슘(K), 루비듐(Rb), 세슘(Cs), 칼슘(Ca), 스트론튬(Sr), 바륨(Ba), 란타넘(La), 세륨(Ce), 사마륨(Sm), 유로퓸(Eu), 터븀(Tb), 디스프로슘(Dy) 중 어느 하나 또는 이들의 합금으로 이루어질 수 있다.

또한, 상부 제 2 전극 보호층(270)의 무기 물질은 불화 리튬(LiF), 불화 세슘(CsF), 산화 바륨(BaO), 염화 나트륨(NaCl), 산화 리튬(Li₂O), 불화 바륨(BaF₂), 불화 마그네슘(MgF₂), 탄산 세슘(Cs₂CO₃), 산화 알루미늄(Al₂O₃), 산화 마그네슘(MgO) 중 어느 하나 또는 이들의 혼합물로 이루어질 수 있다.

상부 제 2 전극 보호층(270)은 하부 제 2 전극 보호층(260)과 동일한 물질로 형성될 수 있다. 또한, 유기 발광 소자에 있어 제 2 전극(265)을 통한 전자 주입 특성을 고려할 때, 상부 제 2 전극 보호층(270)과 하부 제 2 전극 보호층(260)은 서로 다른 물질로 형성될 수도 있다.

상부 제 2 전극 보호층(270) 상에 캡핑층(275)이 형성된다. 캡핑층(275)은 광 추출 효과를 증가시키기 위한 것으로, 캡핑층(275)은 정공 수송층(220), 제 1 광학 보조층(225), 제 2 광학 보조층(230), 전자 수송층(255) 물질 및 적색 발광층(240), 녹색 발광층(245), 청색 발광층(250)의 호스트 물질 중 어느 하나로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 캡핑층(275)은 생략하는 것이 가능하다.

도 3은 앞서 도 2를 참조하여 설명한 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자(200)의 하부 제 2 전극 보호층(260)의 두께 실험 결과를 나타내는 도면이다.

도 3은 제 2 전극(265)의 하부에 형성되는 하부 제 2 전극 보호층(260)의 두께를 각각 10Å, 30Å, 50Å, 70Å의 조건으로 다르게 형성한 유기 발광 소자(200)에 있어 고온 평가 전후의 청색 발광 효율과 제 2 전극(265)의 면저항 수준을 비교 평가한 결과를 나타낸 것이다. 본 발명의 실시예에 있어서 제 2 전극(265)으로 적용된 은과 마그네슘의 합금(Ag:Mg) 내 포함된 은과 마그네슘의 혼합 비율은 9:1이었다.

도 3을 참조하여, 고온 평가 전후의 본 발명의 유기 발광 소자(200)의 청색 발광 시 효율을 살펴보면, 우선 하부 제 2 전극 보호층(260)을 10Å의 두께로 형성한 경우에는 고온 평가 전 5.3Cd/A 수준의 효율을 나타내었으나 고온 평가 후에는 3.4Cd/A 수준의 효율을 나타내어 청색 발광 효율이 높은 수준으로 감소한 결과를 나타내었다.

또한, 하부 제 2 전극 보호층(260)을 50Å 및 70Å의 두께로 형성한 경우에는 고온 평가 전 각각 5.1Cd/A, 4.4Cd/A의 수준의 효율을 나타내었으나 고온 평가 후에는 각각 4.0Cd/A, 3.8Cd/A 수준의 효율을 나타내어 청색 발광 효율이 감소한 결과를 나타내었다.

반면에, 하부 제 2 전극 보호층(260)을 30Å의 두께로 형성한 경우에는 고온 평가 전 5.4Cd/A의 수준을 나타내었으나 고온 평가 후에는 4.1Cd/A 수준의 청색 발광 시 효율을 나타내어 10Å, 50Å 및 70Å의 두께로 하부 제 2 전극 보호층(260)을 형성한 경우와 대비할 때 고온 평가 후 가장 높은 청색 발광 효율의 결과를 나타내었다.

또한, 도 3을 참조하여, 고온 평가 전후 제 2 전극(265)의 면저항 특성을 살펴보면, 우선 하부 제 2 전극 보호층(260)을 10Å의 두께로 형성한 경우에는 고온 평가 전 3Ω/sheet의 수준을 나타내었으나 고온 평가 후에는 면저항 특성이 25Ω/sheet의 수준을 나타내어 고온 평가 후 면저항이 높은 수준으로 상승한 결과를 나타내었다.

반면, 하부 제 2 전극 보호층(260)을 30Å의 두께로 형성한 경우에는 고온 평가 전 3Ω/sheet의 수준을 나타내었고 이와 대비할 때 고온 평가 후 면저항 특성이 15Ω/sheet의 수준을 나타내어 하부 제 2 전극 보호층(260)을 10Å의 두께로 형성한 경우와 대비할 때 면저항이 비교적 낮은 수준으로 상승한 결과를 나타내었다.

또한, 하부 제 2 전극 보호층(260)을 50Å 및 70Å의 두께로 형성한 경우에는 고온 평가 전 두 경우 모두에서 3Ω/sheet의 수준을 나타내었고 이와 대비할 때 고온 평가 후에는 면저항 특성이 각각 13Ω/sheet, 12Ω/sheet의 수준을 나타내어 하부 제 2 전극 보호층(260)을 10Å의 두께로 형성한 경우와 대비할 때 면저항이 비교적 낮은 수준으로 상승한 결과를 나타내었다.

즉, 하부 제 2 전극 보호층(260)의 두께가 증가함에 따라서 고온 평가 후 면저항의 상승 수준이 낮아지는 결과를 나타내었고, 또한 하부 제 2 전극 보호층(260)의 두께가 30Å 이상인 경우에 있어서는 고온 평가 후 면저항이 큰 차이를 보이지 않고 유사한 수준을 나타내었다.

따라서, 상기의 청색 발광 시의 효율과 면저항 특성 결과를 종합적으로 고려할 때, 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자(200)에 있어서 하부 제 2 전극 보호층(260)의 두께는 30Å 또는 그 이상의 수준으로 형성하는 것이 바람직하다.

도 4는 앞서 도 2를 참조하여 설명한 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자(200)의 상부 제 2 전극 보호층(270)의 두께 실험 결과를 나타내는 도면이다.

도 4는 제 2 전극(265)의 상부에 형성되는 상부 제 2 전극 보호층(270)의 두께를 10Å, 30Å, 50Å, 70Å의 조건으로 다르게 형성한 유기 발광 소자(200)에 있어 고온 평가 전후의 청색 발광 효율과 제 2 전극(265)의 면저항 수준을 비교 평가한 결과를 나타낸 것이다. 본 발명의 실시예에 있어서 제 2 전극(265) 으로 적용된 은과 마그네슘의 합금(Ag:Mg) 내 은과 마그네슘의 혼합 비율은 9:1이었다.

도 4를 참조하여, 고온 평가 전후의 본 발명의 유기 발광 소자의(200) 청색 발광 시 효율을 살펴보면, 우선 상부 제 2 전극 보호층(270)을 10Å의 두께로 형성한 경우에는 고온 평가 전 4.3Cd/A 수준의 효율을 나타내었으나 고온 평가 후에는 3.4Cd/A 수준의 효율을 나타내어 청색 발광 효율이 높은 수준으로 감소한 결과를 나타내었다.

반면에, 상부 제 2 전극 보호층(270)을 30Å의 두께로 형성한 경우에는 고온 평가전 4.3 Cd/A 수준의 효율을 나타내었으나 고온 평가 후에는 3.9Cd/A 수준의 효율을 나타내어 상부 제 2 전극 보호층(270)을 10Å의 두께로 형성한 경우와 대비할 때 청색 발광 효율이 비교적 낮은 수준으로 감소한 결과를 나타내었다.

또한, 상부 제 2 전극 보호층(270)을 50Å 및 70Å의 두께로 형성한 경우에는 고온 평가 전 두 조건에서 모두 4.3Cd/A 수준의 효율을 나타내었으나 고온 평가 후에는 두 조건에서 모두 4.0Cd/A 수준의 청색 발광 효율을 나타내어 상부 제 2 전극 보호층(270)을 30Å의 두께로 형성한 경우와 대비할 때 청색 발광 효율이 유사한 수준을 보였으며 비교적 낮은 수준으로 감소한 결과를 나타내었다.

또한, 도 4를 참조하여, 고온 평가 전후 제 2 전극(265)의 면저항 특성을 살펴보면, 우선 상부 제 2 전극 보호층(270)을 10Å의 두께로 형성한 경우에는 고온 평가 전 3Ω/sheet의 수준을 나타내었으나 고온 평가 후에는 면저항 특성이 18Ω/sheet의 수준을 나타내어 고온 평가 후 면저항이 높은 수준으로 상승한 결과를 나타내었다.

반면, 상부 제 2 전극 보호층(270)을 30Å의 두께로 형성한 경우에는 고온 평가 전 3Ω/sheet의 수준을 나타내었고 이와 대비할 때 고온 평가 후 10Ω/sheet의 수준의 면저항 특성을 나타내어 상부 제 2 전극 보호층(270)을 10Å의 두께로 형성한 경우와 대비할 때 면저항이 비교적 낮은 수준으로 상승한 결과를 나타내었다.

또한, 상부 제 2 전극 보호층(270)을 50Å 및 70Å의 두께로 형성한 경우에는 고온 평가 전 두 경우 모두에서 3Ω/sheet의 수준을 나타내었고 이와 대비할 때 고온 평가 후에는 면저항 특성이 각각 9Ω/sheet, 8Ω/sheet의 수준을 나타내어 상부 제 2 전극 보호층(270)을 10Å의 두께로 형성한 경우와 대비할 때 면저항이 비교적 낮은 수준으로 상승한 결과를 나타내었다.

즉, 상부 제 2 전극 보호층(270)의 두께가 증가함에 따라서 고온 평가 후 면저항 수준이 낮아지는 결과를 나타내었고, 또한 상부 제 2 전극 보호층(270)의 두께가 30Å 이상인 경우에 있어서는 고온 평가 후 면저항이 큰 차이를 보이지 않고 유사한 수준을 나타내었다.

따라서, 상기의 청색 발광 시의 효율과 면저항 특성 결과를 종합적으로 고려할 때, 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자(200)에 있어서 상부 제 2 전극 보호층(270)의 두께는 30Å 또는 그 이상의 수준으로 형성하는 것이 바람직하다.

도 5a 및 도 5b는 앞서 도 2를 참조하여 설명한 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자(200)의 고온 테스트 환경 전후의 제 2 전극(265)의 표면 관찰 결과를 나타내는 도면이다.

우선 도 5a는 본 발명의 실시예에 따라 하부 제 2 전극 보호층(260) 및 상부 제 2 전극 보호층(270)이 적용된 유기 발광 소자(200)의 고온 환경 평가 전 제 2 전극(265)의 표면을 관찰한 결과를 나타내는 도면이다. 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자(200)의 제 2 전극(265)은 적용된 은과 마그네슘의 합금(Ag:Mg) 내 은의 함유 비율이 마그네슘의 함유 비율보다 높은 조건으로 형성되었으며, 보다 구체적으로 제2 전극(265) 내의 은과 마그네슘의 함유 비율은 9:1의 조건이었다.

또한, 도 5b는 도 5a의 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자(200)의 고온 환경 평가 후 제 2 전극(265)의 표면을 관찰한 결과를 나타내는 도면이다.

도 5b에서 볼 수 있는 것과 같이, 종래의 유기 발광 소자에 있어서의 고온 환경 테스트 시 제 2 전극의 표면 관찰 결과와 비교할 때, 제 2 전극(265)의 하부에 형성된 하부 제 2 전극 보호층(260) 및 제 2 전극(265)의 상부에 형성된 상부 제 2 전극 보호층(270)이 적용됨에 따라서 고온 평가 후에도 제 2 전극(265) 내 은 성분의 서로 뭉치는 응집 현상이 발생하지 않는 것을 알 수 있으며 제 2 전극(265)의 박막 특성이 개선된 결과를 나타내었다.

또한 도면에는 도시하지 않았으나, 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자(200)에 있어서 고온의 테스트 환경에서 도 5b에서 확인할 수 있는 것과 같이 은 성분이 뭉치는 응집 현상이 최소화되면서 제 2 전극의 계면 특성이 향상되고, 고온 환경 평가 후 화소가 수축되는 현상이 최소화되어 화소 수축에 따른 유기 발광 소자의 효율 및 휘도 저하가 개선될 수 있다.

도 6은 본 발명의 비교예에 따른 유기 발광 소자의 고온 환경 전후의 전기 광학 특성 평가 결과를 나타내는 도면이다.

본 발명의 비교예에 있어서 제 2 전극으로 적용된 은과 마그네슘의 합금(Ag:Mg) 내 은과 마그네슘의 혼합 비율은 4:1 및 9:1의 두 가지 조건이었다..

우선 도 6을 참조하여, 제 2 전극 내 은과 마그네슘의 혼합 비율을 4:1로 형성한 경우에 있어서 상부 및 하부에 전극 보호층을 적용하지 않은 유기 발광 소자의 청색 발광 시의 효율을 살펴보면, 고온 평가 전 4.0Cd/A의 수준의 효율을 나타내었으나 고온 평가 후 3.0Cd/A의 수준을 나타내어 1.0Cd/A의 수준으로 청색 발광 시 효율이 감소한 결과를 나타내었다.

또한, 도 6에서 확인할 수 있는 것과 같이, 제 2 전극 내 은과 마그네슘의 혼합 비율을 4:1로 형성한 경우에 있어서 상부 및 하부에 전극 보호층을 적용하지 않은 유기 발광 소자의 제 2 전극의 면저항 특성을 살펴보면, 고온 평가 전 10Ω/sheet의 수준을 나타내었으나 고온 평가 후에는 30Ω/sheet의 수준을 보여 높은 수준으로 면저항이 상승한 결과를 나타내었다. 이는 고온 환경에서 제 2 전극 내 포함되어 있는 은 성분이 서로 뭉치는 응집 현상이 발생함에 따라 면저항이 상승한 결과를 나타내었다.

다음으로 도 6을 참조하여, 제 2 전극 내 은과 마그네슘의 혼합 비율을 9:1로 형성한 경우에 있어서 제 2 전극의 상부 및 하부에 전극 보호층을 적용하지 않은 유기 발광 소자의 청색 발광 시의 효율을 살펴보면, 고온 평가 전 4.3Cd/A의 수준의 효율을 나타내었으나 고온 평가 후 3.1Cd/A의 수준을 나타내어 1.2Cd/A 수준으로 청색 발광 시 효율이 감소한 결과를 나타내었다.

또한, 도 6에서 확인할 수 있는 것과 같이, 제 2 전극 내 은과 마그네슘의 혼합 비율을 9:1로 형성한 경우에 있어서 상부 및 하부에 전극 보호층을 적용하지 않은 유기 발광 소자의 제 2 전극의 면저항 특성을 살펴보면, 고온 평가 전 3Ω/sheet의 수준을 나타내었으나 고온 평가 후 28Ω/sheet의 수준으로 높은 수준으로 면저항이 상승한 결과를 나타내었다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자(200)의 고온 환경 평가 전후의 전기 광학 특성 평가 결과를 나타내는 도면이다.

본 발명의 실시예에 있어서도 도 6의 비교예와 동일하게 제 2 전극(265)으로 적용된 은과 마그네슘의 합금(Ag:Mg) 내 은과 마그네슘의 혼합 비율은 4:1 및 9:1의 두 가지 조건이었다.

또한, 제 2 전극(265) 내 은과 마그네슘의 혼합 비율을 4:1 및 9:1의 두 가지 조건으로 한정한 상태 모두에서, 제 2 전극(265)의 하부의 하부 제 2 전극 보호층(260)은 30Å의 두께로 형성하였고, 제 2 전극(265)의 상부의 상부 제 2 전극 보호층(270)은 30Å의 두께로 형성하였다.

도 7을 참조하여, 제 2 전극(265) 내 은과 마그네슘의 혼합 비율을 4:1로 형성한 경우에 있어서 제 2 전극(265)의 하부 및 상부에 하부 제 2 전극 보호층(260) 및 상부 제 2 전극 보호층(270)을 적용한 유기 발광 소자(200)의 청색 발광 시의 효율을 살펴보면, 고온 평가 전 5.0Cd/A의 수준의 효율을 나타내었으나 고온 평가 후 5.1Cd/A의 수준을 나타내어 고온 평가 전후 청색 발광 시 효율이 감소하지 않고 유사한 수준을 나타내었다.

또한, 도 7에서 확인할 수 있는 것과 같이, 제 2 전극(265) 내 은과 마그네슘의 혼합 비율을 4:1로 형성한 경우에 있어서 제 2 전극(265)의 하부 및 상부에 하부 제 2 전극 보호층(260) 및 상부 제 2 전극 보호층(270)을 적용한 유기 발광 소자(200)의 제 2 전극(265)의 면저항 특성을 살펴보면, 고온 평가 전 10Ω/sheet의 수준을 나타내었으나 고온 평가 후에는 10Ω/sheet의 수준을 보여 고온 평가 전후 면저항의 상승 없이 유사한 수준을 나타내었다.

다음으로 도 7을 참조하여, 제 2 전극(265) 내 은과 마그네슘의 혼합 비율을 9:1로 형성한 경우에 있어서 제 2 전극(265)의 하부 및 상부에 하부 제 2 전극 보호층(260) 및 상부 제 2 전극 보호층(270)을 적용한 유기 발광 소자(200)의 청색 발광 시의 효율을 살펴보면, 고온 평가 전 5.5Cd/A의 수준의 효율을 나타내었으나 고온 평가 후에도 5.4Cd/A의 수준을 나타내어 도 6의 전극 보호층을 적용하지 않은 비교예와 대비할 때 고온 평가 전후 청색 발광 시 효율이 크게 감소하지 않고 유사한 수준의 결과를 나타내었다.

본 발명의 상세한 설명에서는 고온 평가 전후 청색 발광 시의 효율에 있어서의 효과만을 설명하였으나, 본 발명의 실시예에 따른 제 2 전극(265)의 하부 및 상부에 하부 제 2 전극 보호층(260) 및 상부 제 2 전극 보호층(270)을 적용한 유기 발광 소자의 경우, 고온 평가 전후 적색 발광 시 및 녹색 발광 시의 효율에 있어서도 동일한 효과를 얻는 것이 가능하다.

또한, 도 7을 참조하여 제 2 전극(265) 내 은과 마그네슘의 혼합 비율을 9:1로 형성한 경우에 있어서 제 2 전극(265)의 하부 및 상부에 하부 제 2 전극 보호층(260) 및 상부 제 2 전극 보호층(270)을 적용한 유기 발광 소자(200)의 제 2 전극(265)의 면저항 특성을 살펴보면, 고온 평가 전 3Ω/sheet의 수준을 나타내었으나 고온 평가 후에도 3Ω/sheet의 수준을 보였으며 면저항이 상승하지 않고 유기 발광 소자에서 요구되는 우수한 면저항 특성을 나타내었다.

지금까지 살펴본 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자에서는, 제 2 전극의 하부에 하부 제 2 전극 보호층 및 제 2 전극의 상부에 상부 제 2 전극 보호층을 적용함으로써 고온의 테스트 환경에서 제 2 전극 내 포함되어 있는 은이 서로 뭉치는 현상을 최소화하고 제 2 전극의 계면 특성을 향상시켜 화소 수축을 억제함으로써 유기 발광 소자의 고온 신뢰성 문제를 해결할 수 있다.

또한, 고온 환경에서 발생할 수 있는 화소 수축을 최소화함으로써 유기 발광 소자의 휘도 저하를 억제할 수 있다.

또한, 제 2 전극 내 은 성분의 함유 비율을 높임으로써 제 2 전극의 면저항 특성을 낮출 수 있는 효과가 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다. 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. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 보호 범위는 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

200: 유기 발광 소자
205: 기판
210: 제 1 전극
215: 정공 주입층
220: 정공 수송층
225: 제 1 광학 보조층
230: 제 2 광학 보조층
235: 전자 저지층
240: 적색 발광층
245: 녹색 발광층
250: 청색 발광층
255: 전자 수송층
260: 하부 제 2 전극 보호층
265: 제 2 전극
270: 상부 제 2 전극 보호층
275: 캡핑층
Rp: 적색 서브 화소 영역
Gp: 녹색 서브 화소 영역
Bp: 청색 서브 화소 영역

Claims (10)

1. 제 1 전극과 제 2 전극;
   상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극 사이에 위치하고, 복수 개의 서브 픽셀 영역 각각에 배치된 복수 개의 유기 발광층;
   상기 제 2 전극의 하부에 위치하는 하부 제 2 전극 보호층; 및
   상기 제 2 전극의 상부에 위치하는 상부 제 2 전극 보호층을 포함하고,
   상기 하부 제 2 전극 보호층과 상기 상부 제 2 전극 보호층 각각은 금속 물질과 무기 물질의 혼합층으로 이루어지는 유기 발광 소자.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 복수 개의 유기 발광층은 적색 발광층, 녹색 발광층 및 청색 발광층을 포함하는 유기 발광 소자.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 2 전극은 은(Ag)과 마그네슘(Mg)의 합금으로 이루어지는 유기 발광 소자.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 은(Ag)과 마그네슘(Mg)의 함유 비율은 4:1 내지 9:1 인 유기 발광 소자.
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6. 제 1 항에 있어서,
   상기 금속 물질은 마그네슘(Mg), 이터븀(Yb), 리튬(Li), 나트륨(Na), 포타슘(K), 루비듐(Rb), 세슘(Cs), 칼슘(Ca), 스트론튬(Sr), 바륨(Ba), 란타넘(La), 세륨(Ce), 사마륨(Sm), 유로퓸(Eu), 터븀(Tb), 디스프로슘(Dy) 중 어느 하나 또는 이들의 합금으로 이루어지는 유기 발광 소자.
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 무기 물질은 불화 리튬(LiF), 불화 세슘(CsF), 산화 바륨(BaO), 염화 나트륨(NaCl), 산화 리튬(Li₂O), 불화 바륨(BaF₂), 불화 마그네슘(MgF₂), 탄산 세슘(Cs₂CO₃), 산화 알루미늄(Al₂O₃), 산화 마그네슘(MgO) 중 어느 하나 또는 이들의 혼합물로 이루어지는 유기 발광 소자.
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 하부 제 2 전극 보호층과 상기 상부 제 2 전극 보호층은 동일한 물질로 이루어지는 유기 발광 소자.
9. 제 1 항에 있어서,
   상기 하부 제 2 전극 보호층과 상기 상부 제 2 전극 보호층 각각의 두께는 30Å 이상인 유기 발광 소자.
10. 제 1 항에 있어서,
    상기 하부 제 2 전극 보호층과 상기 상부 제 2 전극 보호층은 서로 다른 물질로 이루어지는 유기 발광 소자.

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