KR20040090925A - Ｏｌｅｄ 디바이스에서 도너 요소로부터 개선된 안정성의방출층을 형성시키는 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 기판상에 애노드를 형성시키는 단계, 상기 애노드로부터 이격된 캐쏘드를 제공하는 단계, 및 발광 물질을 포함하는 도너 요소를 제공하고 상기 도너 요소를 상기 기판과의 물질-전달 관계로 위치시키는 단계를 포함하는, 안정성이 개선된 유기 발광 디바이스의 형성 방법에 관한 것이다. 또한, 상기 방법은, 발광 물질의 전달이 유발되도록 도너 요소를 방사선으로 조사함으로써 상기 발광 물질을 침착시켜 애노드상에 방출층을 형성시키는 단계, 및 상기 방출층과 캐쏘드 사이에서 도너 도펀트로서 작용할 수 있는 낮은 일함수 금속 또는 금속 화합물로 도핑된 유기 화합물을 포함하는 유기층을 형성시켜 상기 유기층으로부터 방출층으로의 전자-주입 장벽을 저하시키고, 이에 의해 유기 발광 디바이스의 안정성을 개선하는 단계를 추가로 포함한다.

Description

ＯＬＥＤ 디바이스에서 도너 요소로부터 개선된 안정성의 방출층을 형성시키는 방법{FORMING AN IMPROVED STABILITY EMISSIVE LAYER FROM A DONOR ELEMENT IN AN OLED DEVICE}
본 발명은, 컬러 광을 방출하는 유기 발광 다이오드(OLED)로도 공지되어 있는 유기 전기발광(EL) 디바이스에 관한 것이다.
적색, 녹색 및 청색 컬러 화소(통상적으로 RGB 화소로 지칭됨)와 같은 착색된 화소의 배열을 갖는 컬러 또는 풀-컬러(full-color) 유기 전기발광(EL) 디스플레이에서, 상기 RGB 화소를 제조하기 위해서는 컬러-생성 유기 EL 매질의 정밀한 패턴화가 요구된다. 기본적 유기 EL 디바이스는 통상적으로 애노드, 캐쏘드, 및 애노드와 캐쏘드 사이에 위치하는 유기 EL 매질을 갖는다. 유기 EL 매질은 한 층이 발광 또는 전기발광을 주로 담당하는 하나 이상의 유기 박막층으로 이루어질 수 있다. 이 특정 층은 일반적으로 유기 EL 매질의 방출층 또는 발광층으로 지칭된다. 유기 EL 매질에 존재하는 다른 유기층들은 주로 전자적 수송 기능을 제공할 수 있으며, (정공을 수송하기 위한) 정공-수송층 또는 (전자를 수송하기 위한) 전자-수송층으로 지칭되고 있다. 풀-컬러 OLED 디스플레이 패널에 RGB 화소를 형성시킬 때, 유기 EL 매질 또는 전체적 유기 EL 매질의 방출층을 정밀하게 패턴화하는 방법이 필요하다.
통상 양도된 미국 특허 제 5,937,272 호에서, 탕(Tang)은 EL 물질의 증착에 의해 다색 화소(예컨대, 적색, 녹색 및 청색 하위-화소(subpixel))를 박막 트랜지스터(TFT) 배열 기판상에 패턴화시키는 방법을 교시하고 있다. 이러한 EL 물질은 지지체 및 세공 마스크상에 도너 코팅물을 사용함으로써 기판상에 선택된 패턴으로 침착된다.
비패턴화 도너 시이트 및 정밀 광원(예: 레이저)을 사용하는 것은 방사선 전달의 다른 방법이다. 이러한 방법은 리트만(Littman)의 미국 특허 제 5,688,551호, 및 오크(Wolk) 등의 일련의 특허(미국 특허 제 6,114,088 호, 미국 특허 제 6,140,009 호, 미국 특허 제 6,214,520 호 및 미국 특허 제 6,221,553 호)에 개시되어 있다. 이는 유용한 제조방법이지만, 이 방법으로 제조된 방출층을 포함하는 EL 디바이스는, 종종 다른 방법(예컨대, 증착)으로 제조된 방출층을 갖는 EL 디바이스에 비해 감소된 안정성을 나타낸다.
따라서, 본 발명의 목적은, 도너 요소로부터의 방사선 전달 방법을 사용하여 방출층을 형성하고 이렇게 형성된 방출층의 안정성을 개선시키는 방법을 제공하는 것이다.
이 목적은,
안정성이 개선된 유기 발광 디바이스의 형성 방법으로서,
a) 기판상에 애노드를 형성시키는 단계;
b) 상기 애노드로부터 이격된 캐쏘드를 제공하는 단계;
c) 발광 물질을 포함하는 도너 요소를 제공하고 상기 도너 요소를 상기 기판과의 물질-전달 관계로 위치시키는 단계;
d) 발광 물질의 전달이 유발되도록 도너 요소를 방사선으로 조사함으로써 상기 발광 물질을 침착시켜 애노드상에 방출층을 형성시키는 단계; 및
e) 상기 방출층과 캐쏘드 사이에서 도너 도펀트로서 작용할 수 있는 낮은 일함수 금속 또는 금속 화합물로 도핑된 유기 화합물을 포함하는 유기층을 형성시켜 상기유기층으로부터 방출층으로의 전자-주입 장벽을 저하시키고, 이에 의해 유기 발광 디바이스의 안정성을 개선하는 단계를 포함하는
방법에 의해 달성된다.
도 1은 본 발명의 실시에 사용될 수 있는 OLED 디바이스의 단면도를 도시한다.
도 2는 방사선 전달에 의해 발광 물질을 도너 요소로부터 기판에 선택적으로 전달하는 과정을 나타내는 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 방법에 포함되는 단계들을 나타내는 블록 다이어그램이다.
층 두께와 같은 디바이스 구성 치수가 종종 ㎛ 이하의 범위이기 때문에, 도면은 치수 정확성보다는 오히려 시각적 용이성을 위해 도시되어 있다.
용어 "화소"는, 당해 분야의 인식 관례상, 다른 영역과는 독립적으로 발광하도록 자극될 수 있는 디스플레이 패널 영역을 지칭하는데 사용된다. 용어 "OLED 디바이스"는, 당해 분야의 인식 관례상, 유기 발광 다이오드를 화소로서 포함하는 디스플레이 디바이스로서 사용되며, 또한 유기 발광 디바이스로 지칭될 것이다. 컬러 OLED 디바이스는 하나 이상의 컬러 광을 방출한다. 용어 "다색"은 상이한 영역에서 상이한 색상(hue)의 광을 방출할 수 있는 디스플레이 패널을 기술하는데 사용된다. 구체적으로는, 상이한 컬러의 이미지를 표시할 수 있는 디스플레이 패널을 기술하는데 사용된다. 이들 영역들이 연속적일 필요는 없다. 용어 "풀-컬러"는, 가시광 스펙트럼의 적색, 녹색 및 청색 영역의 광을 생성시킬 수 있고 이미지를 임의의 색상 조합으로 표시할 수 있는 다색 디스플레이 패널을 기술하는데 사용된다. 적색, 녹색 및 청색 컬러는 삼원색을 구성하며, 이들 삼원색을 적절하게 혼합함으로써 다른 모든 컬러들이 생성될 수 있다. 용어 "색상"은 가시 스펙트럼내에서 발광의 강도 프로파일을 지칭하며, 상이한 색상은 시각적으로 인지가능한 컬러 차이를 나타낸다. 화소 또는 하위-화소는 일반적으로 디스플레이 패널에서 최소 어드레싱가능한 유닛을 지칭하는데 사용된다. 단색 디스플레이에서, 화소 또는하위-화소 사이의 구별이 없다. 용어 "하위-화소"는 다색 디스플레이 패널에서 사용되며, 특정 컬러를 방출하도록 독립적으로 어드레싱될 수 있는 임의의 화소부를 지칭하는데 사용된다. 예를 들면, 청색 하위-화소는 청색 광을 생성시키기 위해 어드레싱될 수 있는 화소부이다. 풀-컬러 디스플레이에서, 화소는 일반적으로 삼원색 하위-화소, 즉 청색, 녹색 및 적색을 포함한다. 용어 "피치(pitch)"는 디스플레이 패널에서 2개의 화소 또는 하위-화소 사이의 떨어진 거리를 지칭하는데 사용된다. 따라서, 하위-화소 피치는 2개의 하위-화소 사이의 간격을 의미한다.
도 1은 본 발명의 실시에 사용될 수 있는 OLED 디바이스의 단면도를 도시한다. OLED 디바이스(14)는 기판(10)을 포함한다. 기판(10)은, 도너로부터 방출 물질을 수용하기 위한 표면을 제공하는, 유기 고체, 무기 고체 또는 유기 고체와 무기 고체의 조합물일 수 있다. 기판(10)은 단단하거나 가요성일 수 있으며, 시이트 또는 웨이퍼와 같은 별도의 개별 조각들로서, 또는 연속 롤로서 가공될 수 있다. 전형적인 기판 물질로는 유리, 플라스틱, 금속, 세라믹, 반도체, 산화금속, 산화물 반도체, 질화물 반도체 또는 이들의 조합물이 포함된다. 기판(10)은 물질들의 균질한 혼합물, 물질들의 복합물 또는 다층 물질들일 수 있다. 기판(10)은 OLED 기판, 즉 OLED 디바이스의 제조에 통상적으로 사용되는 기판일 수 있으며, 그 예로는 능동-매트릭스 저온 폴리실리콘 TFT 기판이 있다. 기판(10)은 의도하는 발광의 방향에 따라 광투과성 또는 불투과성일 수 있다. 광투과성은 기판을 통한 EL 방출을 시인하는데 바람직하다. 이러한 경우에 통상적으로 투명 유리 또는 플라스틱이 사용된다. EL 방출이 상부 전극을 통해 시인되는 경우, 하부 지지체의 투과 특성은중요하지 않으므로 광투과적, 광흡수적 또는 광반사적일 수 있다. 이 경우에 사용하는 기판으로는 유리, 플라스틱, 반도체 물질, 세라믹 및 회로판 물질, 또는 OLED 디바이스의 형성시 통상적으로 사용되는 임의의 기타 물질이 포함되며, 그 예로는 수동-매트릭스 디바이스 또는 능동-매트릭스 디바이스를 들 수 있되 이에 국한되지 않는다.
애노드(20)는 기판(10)상에 형성된다. EL 방출이 기판(10)을 통해 시인되는 경우, 애노드는 해당 방출에 대해 투명하거나 실질적으로 투명해야 한다. 본 발명에 유용한 통상의 투명 애노드 물질은, 인듐-주석 옥사이드 및 산화주석이며, 알루미늄- 또는 인듐-도핑된 아연 옥사이드, 마그네슘-인듐 옥사이드 및 니켈-텅스텐 옥사이드를 포함하지만 이에 국한되지 않는 다른 산화금속이 사용될 수 있다. 이들 산화물 이외에, 질화금속(예: 갈륨 니트라이드), 셀렌화금속(예: 아연 셀레나이드) 및 황화금속(예: 아연 설파이드)이 애노드 물질로서 사용될 수 있다. EL 방출이 상부 전극을 통해 시인되는 경우, 애노드 물질의 투과 특성은 중요하지 않으며, 투명한, 불투명한 또는 반사성인 임의의 도전성 물질이 사용될 수 있다. 이 용도를 위한 도전체의 예로는 금, 이리듐, 몰리브데늄, 팔라듐 및 백금이 포함되지만 이에 국한되지 않는다. 바람직한 애노드 물질은 투과적이거나, 그렇지 않은 경우 4.1eV 이상의 일함수를 갖는다. 바람직한 애노드 물질은 통상적으로 증발, 스퍼터링(sputtering), 화학 증착 또는 전기화학적 수단에 의해 침착될 수 있다. 애노드 물질은 익히 공지된 포토리쏘그래프(photolithograph) 공정을 사용하여 패턴화될 수 있다.
항상 필수적인 것은 아니지만, 정공-주입층(22)이 종종 유기 발광 디스플레이에서 애노드(20)상에 형성되는 것이 유용하다. 정공-주입 물질은 후속의 유기층의 막형성 특성을 개선시키고 정공의 정공-수송층내로의 주입을 촉진시키는데 기여할 수 있다. 정공-주입층(22)에 사용하기 적합한 물질로는, 미국 특허 제 4,720,432 호에 기술된 포르피린성 화합물 및 미국 특허 제 6,208,075 호에 기술된 플라즈마-침착된 플루오로카본 중합체가 포함되지만 이에 국한되지 않는다. 유기 EL 디바이스에 유용한 것으로 보고된 다른 정공-주입 물질은 EP 0 891 121 A1 호 및 EP 1,029,909 A1 호에 기술되어 있다.
항상 필수적인 것은 아니지만, 정공-수송층(24)이 종종 정공-주입층(22)상에 형성되거나, 또는 정공-주입층이 사용되지 않는다면 애노드(20)상에 형성되는 것이 유용하다. 바람직한 정공-수송 물질은 증발, 스퍼터링, 화학 증착, 전기화학적 수단, 열 전달 또는 레이저 열 전달과 같은 임의의 적합한 수단에 의해 도너 물질로부터 침착될 수 있다. 정공-수송층(24)으로서 유용한 정공-수송 물질은, 방향족 3차 아민과 같은 화합물을 포함하는 것으로 잘 공지되어 있으며, 후자의 방향족 3차 아민은 오직 탄소원자에만 결합하는 1개 이상의 3가 질소원자를 함유하되 이들중 1개 이상이 방향족 고리의 구성원인 화합물인 것으로 이해된다. 한 형태에서. 방향족 3차 아민은 아릴아민, 예컨대 모노아릴아민, 디아릴아민, 트리아릴아민 또는 중합체 아릴아민일 수 있다. 단량체 트리아릴아민의 예는 미국 특허 제 3,180,730 호에 클루펠(Klupfel) 등에 의해 예시되어 있다. 1개 이상의 비닐 라디칼로 치환되고/치환되거나 1개 이상의 활성 수소-함유 기를 포함하는 다른 적합한 트리아릴아민은, 브랜틀레이(Brantley) 등에 의해 미국 특허 제 3,567,450 호 및 미국 특허 제 3,658,520 호에 개시되어 있다.
방향족 3차 아민의 더욱 바람직한 종류는 미국 특허 제 4,720,432 호 및 미국 특허 제 5,061,569 호에 기술된 바와 같은 2개 이상의 방향족 3차 아민 잔기를 포함하는 것들이다. 이러한 화합물은 하기 화학식 1의 화합물을 포함한다.
상기 식에서,
Q1및 Q2는 독립적으로 선택된 방향족 3차 아민 잔기이고,
G는 연결기이며, 그 예로는 탄소-탄소 결합의 아릴렌, 사이클로알킬렌 또는 알킬렌 기가 있다.
한 실시양태에서, 1개 이상의 Q1또는 Q2는 폴리사이클릭 융합 고리 구조, 예컨대 나프탈렌을 함유한다. G가 아릴 기일 경우, 이는 편의상 페닐렌, 비페닐렌 또는 나프탈렌 잔기이다.
화학식 1를 충족시키고 2개의 트리아릴아민 잔기를 함유하는 유용한 종류의 트리아릴아민은 하기 화학식 2로 표시된다.
상기 식에서,
R1및 R2는 각각 독립적으로 수소원자, 아릴 기 또는 알킬 기이거나, 또는 함께 사이클로알킬 기를 완성시키는 원자들이고,
R3및 R4는 각각 독립적으로 아릴 기이며, 이는 다시 하기 화학식 3의 디아릴-치환된 아미노 기로 치환된다.
[상기 식에서, R5및 R6은 독립적으로 선택된 아릴 기이다.]
한 실시양태에서, 1개 이상의 R5또는 R6은 폴리사이클릭 융합 고리 구조, 예컨대 나프탈렌을 함유한다.
또다른 종류의 방향족 3차 아민으로는 테트라아릴디아민이 있다. 바람직한 테트라아릴디아민은 화학식 3에 의해 지적된 바와 같이 아릴렌 기를 통해 연결된 2개의 디아릴아미노 기들을 포함한다. 유용한 테트라아릴디아민은 하기 화학식 4의 화합물을 포함한다.
상기 식에서,
각각의 Are는 독립적으로 선택된 아릴렌 기, 예컨대 페닐렌 또는 안트라센 잔기이고,
n은 1 내지 4의 정수이고,
Ar, R7, R8및 R9는 독립적으로 선택된 아릴 기이다.
전형적인 실시양태에서, 1개 이상의 Ar, R7, R8및 R9는 폴리사이클릭 융합 고리 구조, 예컨대 나프탈렌이다.
상기 화학식 1, 2, 3, 4의 다양한 알킬, 알킬렌, 아릴 및 아릴렌 잔기는 각각 차례로 치환될 수 있다. 전형적인 치환기는 알킬 기, 알콕시 기, 아릴 기, 아릴옥시 기 및 할로겐, 예컨대 플루오라이드, 클로라이드 및 브로마이드를 포함한다. 다양한 알킬 및 알킬렌 잔기는 전형적으로 1 내지 약 6개의 탄소원자를 함유한다. 사이클로알킬 잔기는 3 내지 약 10개의 탄소원자를 함유할 수 있으나, 전형적으로 5, 6 또는 7개의 탄소원자를 함유하며, 그 예는 사이클로펜틸, 사이클로헥실 및 사이클로헵틸 고리 구조일 수 있다. 아릴 및 아릴렌 잔기는 통상적으로 페닐 또는 페닐렌 잔기이다.
OLED 디바이스내의 정공-수송층은 방향족 3차 아민 화합물 단독으로 또는 그의 혼합물로 형성될 수 있다. 특히, 트리아릴아민, 예컨대 화학식 2를 충족시키는 트리아릴아민이 화학식 4에 의해 지적된 바와 같은 테트라아릴디아민과 조합하여 사용할 수 있다. 트리아릴아민이 테트라아릴아민과 조합하여 사용되는 경우, 후자는 트리아릴아민과 전자-주입층 및 전자-수송층 사이에 삽입된 층으로서 위치한다. 유용한 방향족 3차 아민의 예는 하기와 같다.
1,1-비스(4-디- p -톨릴아미노페닐)사이클로헥산
1,1-비스(4-디- p -톨릴아미노페닐)-4-페닐사이클로헥산
4,4'-비스(디페닐아미노)쿼드리페닐
비스(4-디메틸아미노-2-메틸페닐)-페닐메탄
N,N,N-트리( p -톨릴)아민
4-(디-p-톨릴아미노)-4'-[4(디- p -톨릴아미노)-스티릴]스틸벤
N,N,N',N'-테트라- p -톨릴-4-4'-디아미노비페닐
N,N,N',N'-테트라페닐-4,4'-디아미노비페닐
N-페닐카바졸
폴리(N-비닐카바졸)
N,N'-디-1-나프탈레닐-N,N'-디페닐-4,4'-디아미노비페닐
4,4'-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐아미노]비페닐
4,4"-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐아미노]p-터페닐
4,4'-비스[N-(2-나프틸)-N-페닐아미노]비페닐
4,4'-비스[N-(3-아세나프테닐)-N-페닐아미노]비페닐
1,5-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐아미노]나프탈렌
4,4'-비스[N-(9-안트릴)-N-페닐아미노]비페닐
4,4"-비스[N-(1-안트릴)-N-페닐아미노]- p -터페닐
4,4'-비스[N-(2-페난트릴)-N-페닐아미노]비페닐
4,4'-비스[N-(8-플루오르안테닐)-N-페닐아미노]비페닐
4,4'-비스[N-(2-피레닐)-N-페닐아미노]비페닐
4,4'-비스[N-(2-나프타세닐)-N-페닐아미노]비페닐
4,4'-비스[N-(2-페릴레닐)-N-페닐아미노]비페닐
4,4'-비스[N-(1-코로네닐)-N-페닐아미노]비페닐
2,6-비스(디- p -톨릴아미노)나프탈렌
2,6-비스[디-(1-나프틸)아미노]나프탈렌
2,6-비스[N-(1-나프틸)-N-(2-나프틸)아미노]나프탈렌
N,N,N',N'-테트라(2-나프틸)-4,4"-디아미노- p -터페닐
4,4-비스{N-페닐-N-[4-(1-나프틸)-페닐]아미노}비페닐
4,4'-비스[N-페닐-N-(2-피레닐)아미노]비페닐
2,6-비스[N,N-디(2-나프틸)아민]플루오렌
1,5-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐아미노]나프탈렌
또다른 종류의 유용한 정공-수송 물질로는 EP 1 009 041 호에 기술된 바와 같은 폴리사이클릭 방향족 화합물이 포함된다. 또한, 중합체 정공-수송 물질은 예컨대 폴리(N-비닐카바졸)(PVK), 폴리티오펜, 폴리피롤, 폴리아닐린 및 공중합체,예컨대 PEDOT/PSS로도 지칭되는 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)/폴리(4-스티렌설포네이트)가 사용될 수 있다.
정공-전자 재조합에 반응하여 광을 생성시키는 방출층(26)이 애노드(20)상 및 임의의 형성된 다른 층, 예컨대 정공-수송층(24)상에 형성된다. 바람직한 유기 발광 물질은 증발, 스퍼터링, 화학 증착, 전기화학적 수단 또는 방사선 전달과 같은 임의의 적합한 수단에 의해 도너 물질로부터 침착될 수 있다. 그러나, 본 발명의 목적을 위해, 침착 방법은 도너 물질로부터의 방사선 전달에 국한될 것이다. 유용한 유기 발광 물질은 잘 공지되어 있다. 미국 특허 제 4,769,292 호 및 미국 특허 제 5,935,721 호에 더욱 충분하게 기술된 바와 같이, 유기 EL 요소의 방출층(26)은 그 영역에서 전자-정공 쌍 재조합의 결과로서 전기발광이 생성되는 발광 또는 형광 물질을 포함한다. 방출층(26)은 단일 물질로 구성될 수 있으나, 더욱 통상적으로는 도펀트로부터 주로 발광되어 임의의 색으로 이루어질 수 있는 화합물로 도핑된 호스트 물질을 포함한다. 방출층(26)에서의 호스트 물질은 전자-수송 물질(하기 정의되는 바와 같음), 정공-수송 물질(상기 정의된 바와 같음), 또는 정공-전자 재조합을 지지하는 또다른 물질일 수 있다. 도펀트는 통상적으로 고도의 형광 염료로부터 선택되지만, 인광 화합물, 예컨대 WO 98/55561 호, WO 00/18851 호, WO 00/57676 호 및 WO 00/70655 호에 기술된 전이금속 착체도 또한 유용하다. 도펀트는 전형적으로 0.01 내지 10 중량%로서 호스트 물질내로 코팅된다.
도펀트로서의 염료 선택에서 중요한 관계는, 최고 점유 분자 궤도와 최저 비점유 분자 궤도 사이의 에너지 차이로서 정의되는 밴드 갭(band gap) 포텐셜의 비교이다. 호스트로부터 도펀트 분자로의 효율적인 에너지 전달을 위한 필요 조건은 도펀트의 밴드 갭이 호스트 물질의 밴드 갭보다 작아야 하는 것이다.
유용한 것으로 공지된 호스트 및 방출 분자는, 미국 특허 제 4,768,292 호, 미국 특허 제 5,141,671 호, 미국 특허 제 5,150,006 호, 미국 특허 제 5,151,629 호, 미국 특허 제 5,294,870 호, 미국 특허 제 5,405,709 호, 미국 특허 제 5,484,922 호, 미국 특허 제 5,593,788 호, 미국 특허 제 5,645,948 호, 미국 특허 제 5,683,823 호, 미국 특허 제 5,755,999호, 미국 특허 제 5,928,802 호, 미국 특허 제 5,935,720 호, 미국 특허 제 5,935,721 호 및 미국 특허 제 6,020,078 호에 개시된 것들을 포함하지만 이에 국한되지 않는다.
8-하이드록시퀴놀린 및 유사한 유도체(화학식 5)의 금속 착체는 전기발광을 지지할 수 있는 유용한 호스트 화합물의 한 종류로 구성되며, 500 ㎚보다 긴 파장, 예컨대 녹색, 황색, 주황색 및 적색 발광에 특히 적합하다.
상기 식에서,
M은 금속이고;
n은 1 내지 3의 정수이고;
Z는 각각의 경우 독립적으로 2개 이상의 융합 방향족 고리를 갖는 핵을 완성하는 원자이다.
앞서 언급한 것으로부터, 금속이 1가, 2가 또는 3가일 수 있는 것은 명백하다. 상기 금속은 예컨대 알칼리 금속(예: 리튬, 나트륨 또는 칼륨); 알칼리 토금속(예: 마그네슘 또는 칼슘); 또는 토금속(예: 붕소 또는 알루미늄)일 수 있다. 일반적으로, 유용한 킬레이트 금속으로 공지된 임의의 1가, 2가 또는 3가 금속이 사용될 수 있다.
Z는, 적어도 1개가 아졸 또는 아진 고리인 2개 이상의 융합 방향족 고리를 함유하는 헤테로사이클릭 핵을 완성시킨다. 지방족 및 방향족 고리 모두를 포함하는 추가의 고리들은, 필요하다면, 2개의 필수 고리와 융합될 수 있다. 기능을 향상시키지 않으면서 분자량이 커지는 것을 피하기 위해, 고리 원자의 수는 통상적으로 18개 이하로 유지된다.
유용한 킬레이트 옥시노이드 화합물의 예는 아래와 같다:
CO-1: 알루미늄 트리스옥신[가칭, 트리스(8-퀴놀리놀라토)알루미늄(III)]
CO-2: 마그네슘 비스옥신[가칭, 비스(8-퀴놀리놀라토)마스네슘(II)]
CO-3: 비스[벤조{f}-8-퀴놀리놀라토]징크(II)
CO-4: 비스(2-메틸-8-퀴놀리놀라토)알루미늄(III)-μ-옥소-비스(2-메틸-8-퀴놀리놀라토)알루미늄(III)
CO-5: 인듐 트리스옥신[가칭, 트리스(8-퀴놀리놀라토)인듐]
CO-6: 알루미늄 트리스(5-메틸옥신)[가칭, 트리스(5-메틸-8-퀴놀리놀라토)알루미늄(III)]
CO-7: 리튬 옥신[가칭, (8-퀴놀리놀라토)리튬(I)]
9,10-디-(2-나프틸)안트라센의 유도체(화학식 6)는 전기발광을 지지할 수 있는 유용한 호스트 물질의 한 종류로 구성되며, 400㎚보다 긴 파장, 예컨대 청색, 녹색, 황색, 주황색 또는 적색 발광에 특히 적합하다.
상기 식에서,
R1, R2, R3, R4, R5및 R6은 각각의 고리상에서 각 치환기가 하기 군으로부터 개별적으로 선택된 1개 이상의 치환기이다.
제 1 군: 수소, 탄소수 1 내지 24의 알킬;
제 2 군: 탄소수 5 내지 20의 아릴 또는 치환된 아릴;
제 3 군: 안트라세닐, 피레닐 또는 페릴레닐의 융합 방향족 고리를 완성시키는데 필요한 4 내지 24개의 탄소원자;
제 4 군: 푸릴, 티에닐, 피리딜 및 퀴놀리닐의 융합 헤테로방향족 고리 또는 다른헤테로사이클릭 시스템을 완성시키는데 필요한 탄소수 5 내지 24의 헤테로아릴 또는 치환된 헤테로아릴;
제 5 군: 탄소수 1 내지 24의 알콕시아미노, 알킬아미노 또는 아릴아미노; 및
제 6 군: 불소, 염소, 브롬 및 시아노.
벤즈아졸 유도체(화학식 7)는 전기발광을 지지할 수 있는 유용한 호스트의 또다른 종류이고, 400㎚ 보다 긴 파장, 예컨대 청색, 녹색, 황색, 주황색 또는 적색 발광에 특히 적합하다.
상기 식에서,
n은 3 내지 8의 정수이고;
Z는 O, NR 또는 S이고; 및
R'는 수소; 탄소수 1 내지 24의 알킬, 예컨대 프로필, t-부틸, 헵틸 등; 탄소수 5 내지 20의 아릴 또는 헤테로원자-치환된 아릴, 예컨대 페닐 및 나프틸, 푸릴, 티에닐, 피리딜, 퀴놀리닐 및 다른 헤테로사이클릭 시스템; 또는 할로, 예컨대 클로로, 플루오로; 또는 융합 방향족 고리를 완성시키는데 필요한 원자이고;
L은 알킬, 아릴, 치환된 아킬, 또는 치환된 아릴로 이루어진 연결 단위로서, 함께 다수 벤즈아졸과 공액상태로 또는 비공액상태로 연결된다.
유용한 벤즈아졸의 예로는 2,2',2"-(1,3,5-페닐렌)트리스[1-페닐-1H-벤즈이미다졸]이 있다.
바람직한 형광 도펀트는 안트라센, 테트라센, 크산텐, 페릴렌, 누브렌, 쿠마린, 로다민, 퀴나크리돈, 디시아노메틸렌피란 화합물, 티오피란 화합물, 폴리메틴 화합물, 피릴륨 및 티아피릴륨 화합물의 유도체, 및 카보스티릴 화합물의 유도체를 포함한다. 유용한 도펀트의 예는 다음을 포함하지만 이에 국한되지 않는다.
다른 유기 방출 물질은, 오크 등에 의해 통상 양도된 미국 특허 제 6,194,119 B1 호 및 그 안에 인용된 참조문헌에 교지된 바와 같이, 중합체 물질, 예컨대 폴리페닐렌비닐렌 유도체, 디알콕시-폴리페닐렌비닐렌, 폴리-파라-페닐렌 유도체 및 폴리플루오렌 유도체일 수 있다.
도시되지는 않지만, 생성된 OLED 디바이스의 적절한 방출 특성을 위해 요구된다면, 발광층(26)은 2개 이상의 방출층을 추가로 포함할 수 있다.
유기층(28)은 방출층(26)상에 형성된다. 유기층(28)은 통상적으로 전자-수송층이다. 바람직한 전자-수송 물질은 증발, 스퍼터링, 화학 증착, 전기화학적 수단, 열 전달 또는 레이저 열 전달과 같은 임의의 적합한 수단에 의해 도너 물질로부터 침착될 수 있다. 유기층(28)에 사용하기 위해 당해 기술에 공지되어 있는 바람직한 전자-수송 물질은, 옥신 자체의 킬레이트(또한 통상적으로 8-퀴놀리놀 또는 8-하이드록시퀴놀린으로 지칭됨)를 포함하는, 금속-킬레이트화된 옥시노이드 화합물이다. 이러한 화합물들은 전자를 주입하고 수송하는 것을 돕고, 모두 높은 수준의 성능을 나타내며, 박막의 형태로서 쉽게 제작된다. 고려되는 옥시노이드 화합물의 예는 전술된 화학식 5를 충족시키는 것들이다.
당해 분야에 공지되어 있는 다른 전자-수송 물질로는, 미국 특허 제 4,356,429 호에 개시된 다양한 부타디엔 유도체, 및 미국 특허 제 4,539,507 호에 기술된 다양한 헤테로사이클릭 광학 광택제(brightner)가 포함된다. 또한, 화학식 7를 충족시키는 벤즈아졸은 유용한 전자-수송 물질이다.
당해 분야에 공지되어 있는 다른 전자-수송 물질은, 중합체 물질, 예컨대 폴리페닐렌비닐렌 유도체, 폴리-파라-페닐렌 유도체, 폴리플루오렌 유도체, 폴리티오펜, 폴리아세틸렌, 및 다른 도전성 중합체 유기 물질, 예컨대 문헌 [Handbook of Conductive Molecules and Polymers, Vols 14, H.S. Nalwa, ed., John Wiley and Sons, Chichester(1997)]에 열거된 것들일 수 있다.
캐쏘드(30)는 유기층(28)상에 형성되며, 애노드(20)로부터 이격되어 있다. 애노드를 통해 발광되는 경우, 캐쏘드 물질은 거의 모든 도전성 물질을 포함할 수 있다. 바람직한 물질은 아래에 위치하는 유기층과의 양호한 접촉을 보장하는 우수한 성막 특성을 갖고, 저전압에서 전자 주입을 촉진시키며, 우수한 안정성을 갖는다. 유용한 캐쏘드 물질은 종종 낮은 일함수 금속(<3.0 eV) 또는 금속 합금을 함유한다. 바람직한 캐쏘드 물질의 하나는, 미국 특허 제 4,885,221 호에 기술된 바와 같이, 은의 함량이 1 내지 20%인 Mg:Ag 합금으로 이루어진다. 캐쏘드 물질의 또다른 부류는 더욱 두꺼운 도전성 금속층으로 캐핑된 낮은 일함수 금속 또는 금속 염의 박층으로 구성된 2층을 포함한다. 이러한 캐쏘드의 하나는 미국 특허 제 5,677,572 호에 기술된 바와 같이 박층의 LiF, 이어서 더욱 두꺼운 층의 Al로 이루어진다. 다른 유용한 캐쏘드 물질은 미국 특허 제 5,059,861 호, 미국 특허 제 5,059,862 호 및 미국 특허 제 6,140,763 호에 개시된 것들을 포함하지만 이에 국한되지 않는다.
발광이 캐쏘드를 통해 시인되는 경우, 캐쏘드는 투명하거나 거의 투명해야 한다. 이러한 경우, 금속은 얇거나 투명 도전성 옥사이드, 또는 이들 물질의 조합물을 사용해야 한다. 광학적으로 투명한 캐쏘드는 미국 특허 제 5,776,623 호에 더욱 상세히 기술되어 있다. 캐쏘드 물질은 증발, 스퍼터링 또는 화학 증착에 의해 침착될 수 있다. 필요한 경우, 마스크 관통(through mask) 침착, 미국 특허 제 5,276,380 호 및 EP 0 732 868 호에 기술된 통합 섀도우 마스킹(integral shadow masking), 레이저 제거(laser ablation), 및 선택적 화학 증착을 포함하지만 이에 국한되지 않는 익히 공지된 많은 방법을 통해 패턴화가 달성될 수 있다.
이 실시양태에 도시되지 않은 다른 층들이 종종 OLED 디바이스에 유용하다. 예를 들면, 전자-주입층이 캐쏘드(30)와 전자-수송층 사이에 침착될 수 있다. 즉, 전자-주입층이 유기층(28)(이는 또한 전자-수송층(28)이다)상에 형성된 후, 전자-주입층상에 캐쏘드(30)가 형성된다. 전자-주입 물질의 예로는 알칼리 할라이드 염, 예컨대 LiF가 포함된다.
본 발명의 목적을 위해, 방출층(26)은 도너 물질로부터의 방사선 전달에 의해 형성된다. 도 2는, 광으로 처리하는 한 방법으로, 도너 물질로부터의 방사선 전달에 의해 발광 물질(50)을 도너 요소(40)로부터 기판(10)의 일부에 선택적으로 전달하는 과정을 나타내는 단면도이다. 본원에서 방사선 전달은 승화, 제거, 증발 또는 다른 공정과 같은 임의의 메커니즘으로 정의되며, 이로 인해 광 또는 열과 같은 방사선에 의한 초기화에 따라 물질이 전달될 수 있다. 도너 요소(40)는 도너 지지 요소(46)상의 광흡수층(48)으로 제조되었다. 도너 지지 요소(46)는 탕 등의 통상 양도된 미국 특허 제 5,904,961 호에 의해 기술되었다. 광흡수층(48)은 스펙트럼의 소정의 부분에서 광을 흡수하여 열을 생성할 수 있는 방사선-흡수 물질을 포함한다. 광흡수층(48)은 염료, 예컨대 미국 특허 제 5,578,416 호에 명기된 염료, 안료(예: 탄소) 또는 금속(예: 니켈, 크롬, 티타늄 등)을 포함할 수 있다. 도너 요소(40)는 그 위에 코팅된 발광 물질(50)(이는 방출층으로 지칭됨)을 포함한다.
도너 요소(40)는 기판(이는 OLED 기판일 수 있음)과 물질-전달 관계로 위치한다. 물질-전달 관계라는 것은 도너 요소(40)가 기판(10)과 접촉하게 위치하거나, 또는 기판(10)과 제어 분리되도록 고정되어 있는 것을 의미한다. 기판(10)이 전술된 바와 같이 다른 층들로 코팅되었다면, 기판(10)과의 접촉은 도너 요소(40)가 실제적으로 기판(10)상의 상부-코팅된 층과 접촉하는 것을 의미한다. 이 실시양태에서, 도너 요소(40)는 기판(10)과 접촉하고, 갭(56)은 박막 트랜지스터의 애노드(20)와 개입 상승 표면부(58)의 구조에 의해 유지된다. 갭이 없는 실시양태들도 가능한 것으로 이해된다. 레이저 공급원(44)은 선택적으로 레이저광(42)과 같은 방사선으로 도너 요소(40)의 비전달 표면(52)을 조명한다. 레이저 공급원(44)은 예컨대 충분한 열을 형성하여 본원에서 기술되는 방사선 전달을 실행하는 전력의 적외선 레이저일 수 있다. 도너 요소(40)의 광흡수층(48)은 레이저광(42)을 흡수하고, 열(54)을 발생시킨다. 도너 요소(40)상에 코팅된 물질의 가열부 일부 또는 전부는 승화, 증발 또는 제거되며, 이로 인해 기판(10)의 수용 표면(38)에 패턴화 전달로 침착된다. 이 방식으로, 발광 물질(50)은 애노드(20)상의 방출층(26) 및 임의의 개입층을 선택적으로 형성하도록 전달될 수 있다. 따라서, 발광 물질(50)의 다양한 층을 포함하는, 호스트 물질 및 도펀트 물질의 증발 전달이 실행된다.
키도(Kido) 등의 일련의 특허(미국 특허 제 6,396,202 호, 미국 특허 제 6,013,384 호, EP 1 011 155 호)는, 캐쏘드와 접촉하는 전자-수송층으로서 작용하고 금속 또는 금속 화합물과 혼합된 유기 화합물을 포함하는 유기층이, OLED 디바이스의 구동 전압을 낮출 수 있으며 효율과 발광을 증가시킨다고 개시하고 있다. 그러나, 상기 교시내용은 안정성 개선에 대한 언급은 없다. 안정성은 소정의 전류 밀도에서 초기 휘도의 1/2에 도달하는 시간으로 정의된다.
전자-수송층으로서 작용하고 낮은 일함수 금속 또는 금속 화합물과 혼합된 유기 화합물을 포함하는 유기층을 사용하면, 방출층이 도너 요소로부터의 방사선전달에 의해 형성되는 OLED 디바이스의 안정성에서의 현저하고 예기치않은 개선을 제공할 수 있다.
발명의 실시에서, 유기층(28)은, OLED 디바이스(16)의 안정성을 개선시키기 위해, 유기층(28)으로부터 방출층(26)으로의 전자-주입 장벽을 저하시키도록, 방출층(26)과 캐쏘드(30) 사이에 도너 도펀트로서 작용할 수 있는, 낮은 일함수 금속, 금속 화합물 또는 그의 혼합물로 도핑된 유기 화합물을 포함하는 전자-수송층일 수 있다. 낮은 일함수는 4.0eV 미만의 일함수를 의미한다. 유기 화합물은 유기층(28)과 같은 전자-수송층에 대해 전술된 바와 같은 임의의 전자-수송 물질일 수 있다. 낮은 일함수 금속은 알칼리 금속(예: Li, Na, K, Rb, Cs), 알칼리 토금속(예: Ca, Sr, Ba) 또는 희토류 금속(예: La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu 또는 Y), 또는 이들의 혼합물일 수 있다. Li 또는 Cs와 같은 알칼리 금속이 특히 바람직하다. 도펀트/호스트의 바람직한 비율은 0.2:1 내지 3:1의 화학량론적 범위이어야 한다.
금속 화합물 도펀트의 경우, 사용된 금속 화합물은 그 안에 그의 낮은 일함수 금속 이온으로서 알칼리 금속, 알칼리 토금속 또는 희토류 금속, 또는 이들의 혼합물의 하나 이상의 금속 이온을 함유하는 한 특정 화합물로 제한되지 않는다. 금속 화합물의 음이온 부분은 할라이드, 유기 리간드 또는 이들의 혼합물일 수 있다. 할라이드의 경우, 플루오라이드가 바람직하게 사용되며, 금속 할라이드로서 LiF, NaF, KF, RbF, CsF 또는 이들의 혼합물과 같은 알칼리 플루오라이드가 특히 바람직하다. 금속 화합물에 대한 유기 리간드로서, 아래 기술되는 바와 같이, 퀴놀리놀, 벤조퀴놀리놀, 아크리디놀, 페나네트리디놀, 하이드록시페닐옥사졸, 하이드록시페닐티아졸, 하이드록시디아릴옥사디아졸, 하이드록시디아릴디아졸, 하이드록시페닐피리딘, 하이드록시페닐벤조이미다졸, 하이드록시벤조트리아졸, 하이드록시푸르보란, 비피리딜, 페나네트롤린, 프탈로시아닌, 포르피린, 사이클로펜타디엔, β-디케톤, 아조메틴 및 그의 유도체, 또는 이들의 혼합물이 바람직하게 사용될 수 있지만 이에 국한되지 않는다.
도 1 및 도 2와 함께 도 3을 참고하면, 본 발명에 따라 유기 발광 디바이스를 형성하기 위한 방법의 한 실시양태에서의 단계들을 포함하는 블록 다이어그램이 도시되고 있다. 공정의 시작(단계 60)에서, 애노드 또는 애노드의 패턴(20)을 기판(10)상에 형성시킨다(단계 62). 다르게는, 애노드(20)는 기판(10), 예컨대 OLED 기판의 일부일 수 있다. 그 다음, 정공-주입층(22)을 선택적으로 애노드(20)상의 전체 표면 위에 균일하게 형성시킨다(단계 64). 그 다음, 정공-수송층(24)을 선택적으로 정공-주입층(22)상의 전체 표면 위에 균일하게 형성시킨다(단계 66). 그 다음, 도너 요소(40)를 전술된 바와 같이 기판(10)과의 물질-전달 관계로 위치시킨다(단계 68). 그 다음, 도너 요소(40)를 레이저광(42)과 같은 방사선으로 조명하여, 도너 요소(40)를 가열시키고, 발광 물질(50)을 침착시키며, 애노드(20) 및 임의의 개입층상에 방출층(26)을 형성시킨다(단계 70). 전술된 바와 같이, 유기층(28)을 방출층(26)상에 균일하게 형성시킨다(단계 74). 그 다음, 캐쏘드 층 또는 일련의 캐쏘드(30)를 유기층(28)상에 침착시킨다(단계 76). 공정의 종료(단계 78) 전에 보호층을 침착시키는 것과 같은 추가의 단계들이 존재할 수 있다.
본 발명 및 그의 이점은 하기 실시예 및 비교예에 의해 더욱 이해될 수 있다.
실시예 1(본 발명의 실시예)
본 발명의 요건을 충족시키는 낮은 일함수 금속으로 도핑된 유기층을 갖는 OLED 디바이스를 하기 방식으로 제조하였다.
1. 청결한 유리 기판을 인듐 틴 옥사이드(ITO)로 진공-증착시켜 34㎚ 두께의 투명 전극을 형성시킨다.
2. 상기 제조된 ITO 표면을 미국 특허 제 6,208,075 호에 기술된 바와 같이 플라즈마 산소 에칭으로 처리한 후, 플루오로카본 중합체(CFx) 1.0㎚ 층을 플라즈마 침착 처리하였다.
3. 상기 제조된 기판을, 약 10-6Torr의 진공하에서 가열 보우트 소오스(heated boat source)로부터 4,4'-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐아미노]비페닐(NPB)의 170㎚ 정공-수송층을 진공 침착시킴으로써 추가로 처리하였다.
4. 상기 제조된 기판을 진공으로부터 제거하고 약 5분 동안 공기에 노출시킨 후, 질소 건조박스내에 위치시켰다.
5. 75㎛ 폴리설폰 시이트상에 크롬 40㎚로 진공 코팅시킴으로써 도너 기판을 제조하였다.
6. 상기 제조된 도너 기판을 1.25%의 2,5,8,11-테트라-t-부틸페릴렌(TBP)로도핑된 2-(1,1-디메틸에틸)-9,10-비스(2-나프탈레닐)안트라센(TBADN)으로 추가로 진공-코팅시킨 후, 0.8㎚의 NPB로 추가로 코팅시켜 도너 요소를 제조하였다.
7. 상기 제조된 도너 요소를 진공으로부터 제거하고 약 5분 동안 공기에 노출시킨 후, 질소 건조박스내에 위치시켰다.
8. 상기 도너 요소를, 스페이서(spacer)를 사용하여 도너 요소와 기판 사이가 75㎛ 갭으로 유지되도록 단계 3으로부터의 기판과 물질-전달 관계로 위치시켰다.
9. 755mJ/㎠의 에너지로 도너 요소를 조명하는데 다중채널 레이저를 사용하여 정공-수송층 또는 기판상에 발광층을 형성시켰다.
10. 상기 기판을 약 10분 동안 공기에 노출시킨 후, 진공으로 되돌려보냈다.
11. 리튬 1.2부피%의 트리스(8-퀴놀리놀라토)알루미늄(III)(Alq)(Alq:Li)의 35㎚ 전자-수송층을, 2개의 가열된 보우트 소오스(각각 Alq와 리튬에 대한 것임)가 포함된 코팅 스테이션에서 기판상에 진공-증착시켰다.
12. 220㎚ 캐쏘드 층을 별도의 탄탈륨 보우트(이들중 하나는 은을 함유하고, 다른 하나는 마그네슘을 함유하였다)를 갖는 코팅 스테이션에서 리시버 요소상에 침착시켰다. 캐쏘드 층은 10:1 부피율의 마그네슘과 은을 가졌다.
13. 그 다음, OLED 디바이스를 캡슐화를 위해 건조박스에 전달하였다.
실시예 2(비교예)
실시예 1에 기술된 방식으로 OLED 디바이스를 제조하되, 단계 11(전자-수송층의 침착)은 아래와 같다.
11. 가열 보우트 소오스가 포함된 코팅 스테이션에서, 트리스(8-퀴놀리놀라토)알루미늄(III)(ALQ)의 35㎚ 전자-수송층을 기판상에 진공-침착시켰다.
결과
실온에서 일정 전류를 80mA/㎠로 전극상에 적용하고, 초기 휘도(80mA/㎠ 반감기)의 50%로 감소되는 휘도의 시간 및 초기 전압을 측정함으로써, 실시예 1 및 2에서의 디바이스를 시험하였다. 그 다음, 각각 실시예에 대한 상대 전압 및 상대 반감기를 실시예 2의 비교 대조군에 기준하여 계산하였다. 하기 표에 결과를 나타낸다.
낮은 일함수 금속으로 도핑된 유기층이 없이 제조된 디바이스(실시예 2)가 낮은 일함수 금속으로 도핑된 유기층을 갖는 디바이스(실시예 1)보다 짧은 반감기와 높은 전압을 갖음이 증명된다. 리튬 도펀트를 전자-수송층에 첨가하면, 반감기가 2배 초과로 증가하므로(실시예 2 대 실시예 1), 디바이스의 안정성이 개선된다.
.
발광 물질의 방사선 전달에 의해 제조된 OLED 디바이스는 개선된 작동 안정성을 갖고, 또한 소정의 전류 밀도에서 작동 전압이 감소되는 이점을 갖는다.

Claims (10)

  1. 안정성이 개선된 유기 발광 디바이스의 형성 방법으로서,
    a) 기판상에 애노드를 형성시키는 단계;
    b) 상기 애노드로부터 이격된 캐쏘드를 제공하는 단계;
    c) 발광 물질을 포함하는 도너 요소를 제공하고 상기 도너 요소를 상기 기판과의 물질-전달 관계로 위치시키는 단계;
    d) 발광 물질의 전달이 유발되도록 도너 요소를 방사선으로 조사함으로써 상기 발광 물질을 침착시켜 애노드상에 방출층을 형성시키는 단계; 및
    e) 상기 방출층과 캐쏘드 사이에서 도너 도펀트로서 작용할 수 있는 낮은 일함수 금속, 금속 화합물 또는 이들의 혼합물로 도핑된 유기 화합물을 포함하는 유기층을 형성시켜 상기 유기층으로부터 방출층으로의 전자-주입 장벽을 저하시키고, 이에 의해 유기 발광 디바이스의 안정성을 개선하는 단계를 포함하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    낮은 일함수 금속이 Li, Na, K, Rb, Cs 또는 이들의 혼합물을 포함하는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    금속 화합물이 금속 할라이드를 포함하는 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    금속 할라이드가 LiF, NaF, KF, RbF, CsF 또는 이들의 혼합물를 포함하는 방법.
  5. 안정성이 개선된 유기 발광 디바이스의 형성 방법으로서,
    a) 기판상에 애노드를 형성시키는 단계;
    b) 상기 애노드로부터 이격된 캐쏘드를 제공하는 단계;
    c) 발광 물질을 포함하는 도너 요소를 제공하고 상기 도너 요소를 상기 기판과의 물질-전달 관계로 위치시키는 단계;
    d) 발광 물질의 전달이 유발되도록 도너 요소를 방사선으로 조사함으로써 상기 발광 물질을 침착시켜 애노드상에 방출층을 형성시키는 단계; 및
    e) 상기 방출층과 캐쏘드 사이에서 도너 도펀트로서 작용할 수 있는 낮은 일함수 금속, 금속 화합물 또는 이들의 혼합물로 도핑된 유기 화합물을 포함하는 유기 전자-수송층을 형성시켜 상기 유기 전자-수송층으로부터 방출층으로의 전자-주입 장벽을 저하시키고, 이에 의해 유기 발광 디바이스의 안정성을 개선하는 단계를 포함하는 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    전자-수송층을 방출층상에 형성시키는 방법.
  7. 제 5 항에 있어서,
    전자-수송층상에 전자-주입층을 형성시키고, 상기 전자-주입층상에 캐쏘드를 형성시킴을 추가로 포함하는 방법.
  8. 제 5 항에 있어서,
    낮은 일함수 금속이 Li, Na, K, Rb, Cs 또는 이들의 혼합물을 포함하는 방법.
  9. 제 5 항에 있어서,
    금속 화합물이 금속 할라이드를 포함하는 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    금속 할라이드가 LiF, NaF, KF, RbF, CsF 또는 이들의 혼합물를 포함하는 방법.
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Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100560778B1 (ko) * 2003-04-17 2006-03-13 삼성에스디아이 주식회사 유기 전계 발광 디스플레이 장치
US7198859B2 (en) * 2003-07-25 2007-04-03 Universal Display Corporation Materials and structures for enhancing the performance of organic light emitting devices
KR20060017414A (ko) * 2004-08-20 2006-02-23 삼성에스디아이 주식회사 유기 전계 발광 소자의 제조 방법
CN100399865C (zh) * 2004-08-23 2008-07-02 北京大学 一种顶出光电极及其制备方法
KR20060020044A (ko) * 2004-08-30 2006-03-06 삼성에스디아이 주식회사 유기전계발광표시장치 및 도너 기판의 제조방법
US20060183397A1 (en) * 2005-02-17 2006-08-17 Kanahele Gloria M Arm mountable child activity device
US20060204784A1 (en) * 2005-03-10 2006-09-14 Begley William J Organic light-emitting devices with mixed electron transport materials
TWI321966B (en) * 2005-03-25 2010-03-11 Au Optronics Corp Organic electro-luminescence device and method of manufacturing the same
JP2006309955A (ja) * 2005-04-26 2006-11-09 Sony Corp 有機電界発光素子の製造方法および有機電界発光素子
KR100672535B1 (ko) * 2005-07-25 2007-01-24 엘지전자 주식회사 유기 ｅｌ 소자 및 그 제조방법
KR100788254B1 (ko) * 2005-08-16 2007-12-27 (주)그라쎌 녹색 발광 화합물 및 이를 발광재료로서 채용하고 있는발광소자
US20070075628A1 (en) * 2005-10-04 2007-04-05 General Electric Company Organic light emitting devices having latent activated layers
US8956738B2 (en) * 2005-10-26 2015-02-17 Global Oled Technology Llc Organic element for low voltage electroluminescent devices
KR100817908B1 (ko) * 2006-09-05 2008-03-31 경성대학교 산학협력단 수용성 고분자를 이용한 고분자 유기 전계 발광 소자
KR100824732B1 (ko) 2006-11-09 2008-04-28 경성대학교 산학협력단 수용성 고분자층 및 이온화합물층의 이중 적층 구조를포함하는 고분자 유기 전계 발광 소자 및 그 제조방법
KR101167867B1 (ko) * 2007-03-26 2012-07-23 가부시키가이샤 알박 유기 ｅｌ 소자, 유기 ｅｌ 소자 제조 방법
JP5048369B2 (ja) * 2007-03-26 2012-10-17 株式会社アルバック 有機ｅｌ素子、有機ｅｌ素子製造方法
KR100955882B1 (ko) 2008-01-03 2010-05-06 (주)건양 음이온 함유 수용성 고분자층을 포함하는 고분자 유기 전계발광 소자 및 그 제조방법
KR102036635B1 (ko) * 2011-03-28 2019-10-28 삼성디스플레이 주식회사 금속배선 구조체, 이를 이용한 유기발광표시장치 및 그 제조방법
EP3109916B1 (en) * 2015-06-23 2021-08-25 Novaled GmbH Organic light emitting device comprising polar matrix, metal dopant and silver cathode
JP7169126B2 (ja) 2018-08-30 2022-11-10 エルジー ディスプレイ カンパニー リミテッド 塗布型有機電界発光素子

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5688551A (en) 1995-11-13 1997-11-18 Eastman Kodak Company Method of forming an organic electroluminescent display panel
KR100195175B1 (ko) * 1996-12-23 1999-06-15 손욱 유기전자발광소자 유기박막용 도너필름, 이를 이용한 유기전자발광소자의 제조방법 및 그 방법에 따라 제조된 유기전자발광소자
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
US5937272A (en) 1997-06-06 1999-08-10 Eastman Kodak Company Patterned organic layers in a full-color organic electroluminescent display array on a thin film transistor array substrate
JP3266573B2 (ja) * 1998-04-08 2002-03-18 出光興産株式会社 有機エレクトロルミネッセンス素子
JP4505067B2 (ja) * 1998-12-16 2010-07-14 淳二 城戸 有機エレクトロルミネッセント素子
JP2000196140A (ja) * 1998-12-28 2000-07-14 Sharp Corp 有機エレクトロルミネッセンス素子とその製造法
US6114088A (en) 1999-01-15 2000-09-05 3M Innovative Properties Company Thermal transfer element for forming multilayer devices
JP2000340365A (ja) * 1999-05-25 2000-12-08 Matsushita Electric Ind Co Ltd 有機電界発光素子
JP2000348864A (ja) * 1999-06-08 2000-12-15 Toray Ind Inc 有機電界発光素子の製造方法
US6639357B1 (en) * 2000-02-28 2003-10-28 The Trustees Of Princeton University High efficiency transparent organic light emitting devices
US6660410B2 (en) * 2000-03-27 2003-12-09 Idemitsu Kosan Co., Ltd. Organic electroluminescence element
JP2002158089A (ja) * 2000-11-21 2002-05-31 Toppan Printing Co Ltd 有機エレクトロルミネッセンス表示素子及びその製造方法
JP2002260855A (ja) * 2001-03-02 2002-09-13 Fuji Photo Film Co Ltd 有機薄膜素子の製造方法
JP2002343565A (ja) * 2001-05-18 2002-11-29 Sharp Corp 有機ｌｅｄ表示パネルの製造方法、その方法により製造された有機ｌｅｄ表示パネル、並びに、その方法に用いられるベースフィルム及び基板
JP2002352961A (ja) * 2001-05-25 2002-12-06 Toray Ind Inc 有機電界発光装置
US6824950B2 (en) * 2003-02-14 2004-11-30 Eastman Kodak Company Forming an oled device with a performance-inhancing layer

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Publication number Publication date
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