KR20050050488A - 풀칼라유기전계발광소자 및 그의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
유기전계발광소자를 제공한다. 상기 유기전계발광소자는 적색, 녹색 및 청색 화소영역들을 갖는 기판과 상기 화소영역들 상에 각각 위치하는 제 1 전극들을 포함한다. 상기 제 1 전극들 상에 적색 인광발광층, 녹색 인광발광층 및 청색 형광발광층이 각각 위치한다. 상기 청색 형광발광층을 제외한 상기 적색 및 녹색 인광발광층들 상에 정공저지층이 위치한다. 상기 정공저지층 및 상기 청색 형광발광층 상에 제 2 전극이 위치한다.
Description
본 발명은 유기전계발광소자에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 풀칼라 유기전계발광소자에 관한 것이다.
일반적으로 유기전계발광소자는 자발광형 표시소자로서 시야각이 넓고 콘트라스트가 우수할 뿐 아니라 응답속도가 빠르다는 장점을 갖고 있어 차세대 표시장치(display)로서 각광받고 있다.
상기 유기전계발광소자는 기판, 상기 기판 상에 위치한 애노드(anode), 상기 애노드 상에 위치한 발광층(emission layer; EML), 상기 발광층 상에 위치한 캐소드(cathode)로 이루어진다. 이러한 유기전계발광소자의 구동원리는 다음과 같다. 상기 애노드와 캐소드 간에 전압을 인가하면, 정공은 애노드로부터 발광층내로 주입되고 전자는 캐소드로부터 발광층내로 주입된다. 상기 발광층내로 주입된 정공과 전자는 상기 발광층에서 재결합하여 엑시톤(exiton)을 생성하고, 이러한 엑시톤이 여기상태에서 기저상태로 전이하면서 빛을 방출하게 된다.
이러한 유기전계발광소자에 있어서, 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 풀칼라를 구현하기 위해서는 상기 발광층들을 상기 각 칼라에 대응하도록 형성하는 방법이 있다.
미국특허 US 6,281,634에서는 R, G 및 B 각각에 해당하는 발광층들을 형성한 풀칼라 유기전계발광소자에 대해 개시하고 있다. 더욱 자세하게는 상기 미국특허는 발광층들은 R, G 및 B 각 칼라에 대해 독립적으로 형성되고, 상기 발광층들을 제외한 나머지 유기막들을 공통으로 형성된 풀칼라 유기전계발광소자를 개시한다. 상기 발광층들을 제외한 유기막들을 공통으로 형성하는 것은 공정의 단순화 측면에서는 바람직하나, 하나의 칼라의 특성을 만족시키기 위해 다른 칼라의 특성을 희생해야 하는 등 서로 다른 특성을 갖는 R, G 및 B 발광층들 각각의 특성을 최적화하기에 용이하지 않다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, R, G 및 B 발광층들 각각의 특성을 최적화 할 수 있을 뿐 아니라, 수명특성 및 발광효율이 개선된 유기전계발광소자 및 그의 제조방법을 제공하고자 한다.
상기 기술적 과제를 이루기 위하여 본 발명은 유기전계발광소자를 제공한다. 상기 유기전계발광소자는 적색, 녹색 및 청색 화소영역들을 갖는 기판과 상기 화소영역들 상에 각각 위치하는 제 1 전극들을 포함한다. 상기 제 1 전극들 상에 적색 인광발광층, 녹색 인광발광층 및 청색 형광발광층이 각각 위치한다. 상기 청색 형광발광층을 제외한 상기 적색 및 녹색 인광발광층들 상에 정공저지층이 위치한다. 상기 정공저지층 및 상기 청색 형광발광층 상에 제 2 전극이 위치한다.
상기 적색 인광발광층은 호스트 물질로서 카바졸(carbazole) 단위를 구비하는 유기물질을 포함하는 것이 바람직하다. 상기 카바졸(carbazole) 단위를 구비하는 유기물질은 CBP(carbazole biphenyl)인 것이 바람직하다. 또한, 상기 적색 인광발광층은 PQIr, PQIr(acac), PIQIr(acac) 및 PtOEP로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 도판트 물질을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 녹색 인광발광층은 호스트 물질로서 카바졸(carbazole) 단위를 구비하는 유기물질을 포함하는 것이 바람직하다. 상기 카바졸(carbazole) 단위를 구비하는 유기물질은 CBP(carbazole biphenyl)인 것이 바람직하다. 또한, 상기 녹색 인광발광층은 도판트 물질로서 Ir(ppy)3를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 청색 형광발광층은 DPVBi, 스피로-DPVBi, 스피로-6P, 디스틸벤제(DSB), 디스티릴아릴렌(DSA), PFO계 고분자, PPV계 고분자로 이루어진 군에서 선택되는 하나의 물질을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 정공저지층에 있어서, 상기 정공저지층의 HOMO(highly occupied molecular orbital) 에너지 준위는 5.5 내지 6.9eV인 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 상기 정공저지층의 HOMO(highly occupied molecular orbital) 에너지 준위는 5.7 내지 6.7eV이다.
상기 정공저지층은 BCP, BAlq, CF-X및 CF-Y로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상으로 이루어지는 것이 바람직하다. 또한, 상기 정공저지층의 두께는 3nm 내지 10nm인 것이 바람직하다.
상기 유기전계발광소자는 상기 발광층들 하부의 상기 제 1 전극들 상에 위치하는 제 1 전하수송층 및/또는 제 1 전하주입층을 더욱 포함하는 것이 바람직하다.또한, 상기 유기전계발광소자는 상기 제 2 전극 하부의 상기 정공저지층 및 상기 청색 형광발광층 상에 위치하는 제 2 전하수송층 및/또는 제 2 전하주입층을 더욱 포함하는 것이 바람직하다.
상기 기술적 과제를 이루기 위하여 본 발명은 유기전계발광소자의 제조방법을 제공한다. 상기 제조방법은 적색, 녹색 및 청색 화소영역들을 갖는 기판을 제공하고, 상기 화소영역들 상에 각각 제 1 전극들을 형성하고, 상기 제 1 전극들 상에 적색 인광발광층, 녹색 인광발광층 및 청색 형광발광층을 각각 형성하고, 상기 청색 형광발광층을 제외한 상기 적색 및 녹색 인광발광층들 상에 정공저지층을 형성하고, 상기 정공저지층 및 상기 청색 형광발광층 상에 제 2 전극을 형성하는 것을 포함한다.
상기 청색 형광발광층, 적색 인광발광층 및 녹색 인광발광층을 각각 형성하는 것은 고정세 마스크(fine metal mask)를 사용한 진공증착법 또는 레이저 열전사법(LITI)을 사용하여 수행하는 것이 바람직하다.
상기 정공저지층을 형성하는 것은 고정세 마스크(fine metal mask)를 사용한 진공증착법을 사용하여 수행하는 것이 바람직하다.
이하, 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려 여기서 소개되는 실시예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되어지는 것이다. 도면들에 있어서, 층이 다른 층 또는 기판 "상"에 있다고 언급되어지는 경우에 그것은 다른 층 또는 기판 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 층이 개재될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소를 나타낸다.
도 1 은 일반적인 유기전계발광소자를 나타낸 평면도로서, 상기 유기전계발광소자의 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 단위화소들에 한정하여 나타낸 도면이다.
도 1을 참고하면, 일방향으로 배열된 스캔 라인(125), 상기 스캔 라인(125)과 서로 절연되면서 교차하는 데이터 라인(135) 및 상기 스캔 라인(125)과 서로 절연되면서 교차하고 상기 데이터 라인(135)에는 평행한 공통 전원라인(131)이 위치한다. 상기 스캔 라인(125) 및 상기 데이터 라인(135)의 교차에 의해 단위화소가 정의된다. 상기 스캔 라인(125)은 구동할 단위화소를 선택하며, 상기 데이터 라인(135)은 상기 선택된 단위화소에 데이터 신호를 인가하는 역할을 한다.
상기 각 단위화소에는 상기 스캔 라인(125)에 인가된 신호에 따라 상기 데이터 라인(135)에 인가된 데이터 신호를 스위칭하는 스위칭 박막트랜지스터(140), 상기 스위칭 박막트랜지스터(140)를 통해 입력되는 데이터 신호 예를 들어, 데이터 전압과 상기 공통 전원라인(131)에 인가된 전압차에 따른 전하를 축적하는 캐패시터(145) 및 상기 캐패시터(145)에 축적된 전하에 의한 신호를 입력받아 상기 유기전계발광다이오드(240)로 전류를 흘려주는 화소구동 박막트랜지스터(150)가 위치한다. 상기 유기전계발광다이오드(240)는 화소전극(170) 및 상기 화소전극(170)과 개구부(175a)를 통해 서로 전기적으로 연결된 발광층을 포함한다. 상기 적색 단위화소영역(R)에는 적색 인광발광층이 위치하고, 상기 녹색 단위화소영역(G)에는 녹색 인광발광층이 위치하며, 상기 청색 단위화소영역(B)에는 청색 형광발광층이 각각 위치한다.
도 2는 상기 도 1의 절단선 I-I'를 따라 취해진 본 발명에 따른 유기전계발광소자 및 그의 제조방법을 설명하기 위한 단면도이다.
도 2를 참조하면, 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 단위화소영역들을 갖는 기판을 제공한다. 상기 기판 상에 완충막(105)를 형성하는 것이 바람직하다. 상기 완충막(105) 상에 활성층(110), 게이트 절연막(115), 게이트(120), 층간절연막(125) 및 소오스/드레인 전극(130)을 통상의 방법에 따라 형성한다. 이로써, 상기 각 단위화소영역 상에 활성층(110), 게이트(120) 및 소오스/드레인 전극들(130)로 이루어진 화소구동 박막트랜지스터(150)를 형성할 수 있다. 상기 게이트(120)을 형성함에 있어서, 데이터 라인(135)을 함께 형성한다.
이어서, 상기 화소구동 박막트랜지스터(150)가 형성된 기판 상에 패시베이션 절연막(160)을 형성하고, 상기 패시베이션 절연막(160) 내에 상기 화소구동 박막트랜지스터(150)의 소오스/드레인 전극들(130) 중 어느 하나를 노출시키는 비아홀을 형성한다. 상기 패시베이션 절연막(160)은 실리콘 질화막으로 형성하는 것이 바람직하다.
이어서, 상기 비아홀이 형성된 기판 상에 제 1 전극물질을 적층하고, 이를 패터닝하여 각 단위화소영역에 제 1 전극(170)을 형성한다. 상기 제 1 전극(170)은 애노드 또는 캐소드일 수 있는데, 상기 제 1 전극(170)이 애노드인 경우, ITO(Indium Tin Oxide) 또는 IZO(Indium Zinc Oxide)를 사용하여 형성하거나, 알루미늄-네오디늄(AlNd)과 ITO를 차례로 적층하여 형성할 수 있다. 한편, 상기 제 1 전극(170)이 캐소드인 경우, Mg, Ca, Al, Ag, Ba 또는 이들의 합금을 사용하여 형성할 수 있다.
이어서, 상기 제 1 전극(170) 상에 상기 제 1 전극(170)의 표면 일부를 노출시키는 개구부(175a)를 갖는 화소정의막(pixel defining layer;175)을 형성하는 것이 바람직하다. 상기 개구부(175a)를 갖는 화소정의막(175)은 발광영역을 정의하는 역할을 한다. 상기 화소정의막(175)은 아크릴계 수지, BCB(benzocyclobutene) 및 PI(polyimide)로 이루어진 군에서 선택되는 하나의 물질로 형성하는 것이 바람직하다.
이어서, 상기 개구부(175a) 내에 노출된 제 1 전극(170)을 포함한 기판 전면에 제 1 전하주입층(180)을 형성하고, 상기 제 1 전하주입층(180) 상에 상기 제 1 전하수송층(185)을 형성하는 것이 바람직하다. 이와는 달리, 상기 제 1 전하주입층(180)과 상기 제 1 전하수송층(185) 중 어느 하나를 생략할 수도 있다. 상기 제 1 전하주입층(180) 및 상기 제 1 전하수송층(185)은 상기 기판(100)의 모든 단위화소영역에 걸쳐 형성된다.
상기 제 1 전극(170)을 애노드로 형성한 경우, 상기 제 1 전하주입층(180)은 정공주입물질을 사용하여 형성하고, 상기 제 1 전하수송층(185)은 정공수송물질을 사용하여 형성한다. 상기 정공주입물질은 CuPc, TNATA, TCTA, TDAPB와 같은 저분자재료과 PANI, PEDOT와 같은 고분자재료 중에서 선택되는 하나인 것이 바람직하다. 또한, 상기 정공수송물질은 NPB, NPD, TPD, s-TAD, MTADATA등의 저분자재료와 PVK와 같은 고분자재료 중에서 선택되는 하나 인 것이 바람직하다.
상기 제 1 전극(170)을 캐소드로 형성한 경우, 상기 제 1 전하주입층(180)은 전자주입물질을 사용하여 형성하고, 상기 제 1 전하수송층(185)은 전자수송물질을 사용하여 형성한다. 상기 전자주입물질은 Alq3, 갈륨 혼합물(Ga complex), PBD, LiF 중에서 선택되는 하나인 것이 바람직하다. 또한, 상기 전자수송물질은 PBD, TAZ, spiro-PBD와 같은 고분자재료와 Alq3, BAlq, SAlq와 같은 저분자재료 중에서 선택되는 하나인 것이 바람직하다.
이어서, 상기 제 1 전하수송층(185) 상에 발광층을 형성하되, 상기 적색 단위화소영역(R) 상에는 적색 인광을 방출하는 적색 인광발광층(200R), 상기 녹색 단위화소영역(G) 상에는 녹색 인광을 방출하는 녹색 인광발광층(200G), 상기 청색 단위화소영역(B) 상에는 청색 형광을 방출하는 청색 형광발광층(200B)를 각각 형성한다.
유기전계발광소자의 구동에 있어, 발광층에서는 전자와 정공이 재결합하여 엑시톤(exiton)을 생성하고, 이러한 엑시톤이 여기상태에서 기저상태로 전이하면서 빛을 방출하게 된다. 상기 엑시톤은 그의 생성에 있어서, 단일항 엑시톤(singlet exiton)과 삼중항 엑시톤(triplet exiton)은 1 대 3의 비율로 생성된다.
발광층을 형광물질을 사용하여 형성하는 경우, 삼중항 엑시톤은 기저 상태로 전이하는 것이 금지되고 단일항 엑시톤 만이 발광에 참여하게 되므로 양자효율이 25%에 불과하다. 그러나, 상기 발광층을 형성함에 있어, 이리듐(Ir), 플라티늄(Pt)과 같은 무거운 금속을 중심에 갖는 유기금속착제를 인광도판트 물질로 사용하는 경우, 상기 단일항 엑시톤 및 상기 삼중항 엑시톤을 모두 발광에 참여하도록 함으로써 내부양자효율을 증가시킬 수 있다. 이는 유기전계발광소자에 있어 발광효율의 증가를 가져온다.
따라서, 풀칼라 유기전계발광소자를 구현함에 있어서, 적색, 녹색 및 청색 발광층을 모두 인광재료를 사용하여 형성하는 것이 발광효율측면에서 유리하다. 그러나, 인광재료를 사용하여 형성한 청색발광층의 경우, 그의 수명특성이 매우 불량한 것으로 밝혀지고 있다.
따라서, 본 발명에서는 풀칼라 유기전계발광소자를 구현함에 있어, 적색 발광층과 녹색 발광층의 경우 수명특성이 양호할 뿐 아니라 효율이 우수한 인광발광층(200R, 200G)으로 형성하고, 청색의 경우 수명특성을 고려하여 형광발광층(200B)으로 형성한다.
상기 적색 인광발광층(200R)은 호스트 물질로서 카바졸(carbazole) 단위를 구비하는 유기물질을 포함하는 것이 바람직하다. 상기 카바졸(carbazole) 단위를 구비하는 유기물질은 CBP(carbazole biphenyl)인 것이 바람직하다. 또한, 상기 적색 인광발광층(200R)은 도판트 물질로서 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 선택되는 하나 이상을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 녹색 인광발광층(200G)은 호스트 물질로서 카바졸(carbazole) 단위를 구비하는 유기물질을 포함하는 것이 바람직하다. 상기 카바졸(carbazole) 단위를 구비하는 유기물질은 CBP(carbazole biphenyl)인 것이 바람직하다. 또한, 상기 녹색 인광발광층(200G)은 도판트 물질로서 Ir(ppy)3 (fac tris(2-phenylpyridine) iridium)를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 청색 형광발광층(200B)은 DPVBi, 스피로-DPVBi, 스피로-6P, 디스틸벤제(DSB), 디스티릴아릴렌(DSA), PFO계 고분자 및 PPV계 고분자로 이루어진 군에서 선택되는 하나의 물질을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 발광층들(200R, 200G, 200B)을 각 단위화소영역 별로 형성하는 것은 고정세 마스크(fine metal mask)를 이용한 진공증착법 또는 레이저 열전사법(Laser Induced Thermal Imaging)을 사용하여 수행할 수 있다.
이어서, 상기 청색 형광발광층(200B)을 제외한 적색 및 녹색 인광발광층들(200R, 200G) 상에 정공저지층(205)을 형성한다. 인광발광층의 경우, 엑시톤의 수명 및 확산거리가 긴 반면 형광발광층의 경우는 그러하지 않다. 따라서, 상기 정공저지층(205)을 상기 적색 및 녹색 인광발광층들(200R, 200G) 상에 형성함으로써, 상기 발광층으로부터의 엑시톤의 확산 즉, 정공의 이동을 막는다. 이와 동시에 상기 청색 형광발광층(200B) 상에는 상기 정공저지층(205)을 형성하지 않음으로써, 구동전압을 감소시킬 수 있다.
상기 정공저지층(205)은 HOMO(highly occupied molecular orbital) 에너지 준위가 5.5 내지 6.9eV인 물질로 형성하는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 상기 정공저지층(205)은 HOMO 에너지 준위가 5.7 내지 6.7eV인 물질로 형성한다. 이러한 정공저지층(205)은 BCP (2,9-dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline), BAlq (Aluminum(Ⅲ)bis(2-methyl-8-quinolinato)-4-phenylphenolate), CF-X(C60F42
) 및 CF-Y(C60F42)로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상으로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 정공저지층(205)을 상기 청색 발광층(200B)을 제외한 적색 및 녹색 발광층들(200R, 200G) 상에 형성하는 것은 고정세 마스크를 이용한 진공증착법을 사용하여 수행하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 정공저지층(205)은 3nm 내지 10nm의 두께로 형성하는 것이 바람직하다. 상기 정공저지층(205)의 두께가 3nm 미만인 경우에는 상기 적색 및 녹색 인광발광층들(200R, 200G)로부터 유입되는 정공의 억제를 하기 어렵고, 상기 정공저지층(205)의 두께가 10nm 이상인 경우에는 구동전압의 과도한 상승을 초래할 수 있다.
이어서, 상기 정공저지층(205) 및 상기 청색 발광층(200B) 상에 제 2 전하수송층(210)을 형성하고, 상기 제 2 전하수송층(210) 상에 제 2 전하주입층(215)을 형성하는 것이 바람직하다. 이와는 달리, 상기 제 2 전하수송층(210)과 상기 제 2 전하주입층(215) 중 어느 하나를 생략할 수도 있다. 상기 제 1 전극(170)을 애노드로 형성한 경우 상기 제 2 전하수송층(210)은 상기 전자수송물질을 사용하여 형성하고, 상기 제 2 전하주입층(215)은 상기 전자주입물질을 사용하여 형성한다. 이와는 달리, 상기 제 1 전극(170)을 캐소드로 형성한 경우 상기 제 2 전하수송층(210)은 상기 정공수송물질을 사용하여 형성하고, 상기 제 2 전하주입층(215)은 상기 정공주입물질을 사용하여 형성한다.
이어서, 상기 제 2 전하주입층(215) 상에 제 2 전극(220)을 형성한다. 상기 제 2 전극(220)은 상기 제 1 전극(170)을 애노드로 형성한 경우 캐소드로 형성하고, 상기 제 1 전극(170)을 캐소드로 형성한 경우 애노드로 형성한다. 상기 제 1 전극(170), 상기 제 2 전극(220) 및 그 사이에 개재된 상기 유기막들은 유기전계발광다이오드(240)를 형성한다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위해 바람직한 실험예(example)를 제시한다. 다만, 하기의 실험예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐, 본 발명이 하기의 실험예에 의해 한정되는 것은 아니다.
<실험예>
기판 상에 ITO를 사용하여 제 1 전극을 형성하고, 상기 제 1 전극 상에 CuPc (copper phthalocyanine)를 사용하여 10-6 토르의 진공하에서 10㎚의 두께를 갖는 정공주입층을 형성하였다. 상기 정공주입층 상에 NPD (N,N'-di(1-naphtyl)-N,N'-diphenylbenzidine)를 사용하여 10-6 토르의 진공하에서 50㎚의 두께를 갖는 정공수송층을 형성하였다. 상기 정공수송층 상에 고정세 마스크를 사용하여 각 단위화소영역별로 적색 인광발광층, 녹색 인광발광층 및 청색 형광발광층을 형성하되, 상기 적색 인광발광층은 호스트 물질인 CBP에 도판트 물질인 PQIr(tris(1-phenylquinoline) iridium)을 10중량%로 공증착하여 30nm의 두께를 갖도록 형성하고, 상기 녹색 인광발광층은 호스트 물질인 CBP에 도판트 물질인 Ir(ppy)3를 5중량%로 공증착하여 30nm의 두께를 갖도록 형성하고, 상기 청색 형광발광층은 호스트 물질인 IDE120(이데미쯔 사)에 도판트 물질인 IDE105(이데미쯔 사)를 5중량%로 공증착하여 30nm의 두께를 갖도록 형성하였다. 이어서, 상기 청색 형광발광층을 제외한 상기 적색 및 녹색 인광발광층 상에 고정세 마스크를 사용하여 정공저지층을 형성하되, BAlq(biphenoxy-bi(8-quinolinolato)aluminium)을 사용하여 5nm의 두께를 갖도록 형성하였다. 상기 정공저지층 및 상기 청색 형광발광층 상에 Alq3 (tris(8-quinolinolato)aluminium)을 사용하여 10-6 토르의 진공하에서 20nm 두께를 갖는 전자수송층을 형성하였다. 상기 전자수송층 상에 LiF를 사용하여 1nm의 두께를 갖는 전자주입층을 형성하고, 상기 전자주입층 상에 Al을 사용하여 300nm의 두께를 갖는 캐소드를 형성한다. 이어서, 메탈캔 또는 산화바륨(barium oxide)을 사용하여 봉지함으로써, 유기전계발광소자를 제작하였다.
<비교예>
상기 적색 인광발광층, 상기 녹색 인광발광층 및 상기 청색 형광발광층 상에 BAlq(biphenoxy-bi(8-quinolinolato)aluminium)을 사용하여 5nm의 두께를 갖는 정공저지층을 형성하는 것을 제외하고는 상기 실시예와 동일한 방법을 사용하여 유기전계발광소자를 제작하였다.
상기 실시예 및 상기 비교에에 따른 유기전계발광소자들에 대해 효율, 구동전압 및 색좌표를 측정하여 하기 표 1에 나타내었다.
| 단위화소 | 발광효율(cd/A) | 구동전압(V)@ 500cd/㎡ | 색좌표 | |
| 실시예 | R | 10.0 | 6.8 | 0.62, 0.37 |
| G | 24.5 | 6.5 | 0.29, 0.63 | |
| B | 5.5 | 6.5 | 0.15, 0.13 | |
| 비교예 | R | 10.0 | 6.8 | 0.62, 0.37 |
| G | 24.5 | 6.5 | 0.29, 0.63 | |
| B | 5.2 | 7.0 | 0.15, 0.15 |
상기 표 1을 참조하면, 청색 형광발광층 상에 정공저지층을 형성한 경우(비교예)에 비해 청색 형광발광층 상에 정공저지층을 형성하지 않은 경우(실시예)는 청색 단위화소에 있어서 발광효율이 향상되고 구동전압이 감소될 뿐 아니라, 색좌표가 최적화된 것을 알 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 적색과 녹색의 경우 발광효율이 우수한 인광발광층을 사용하고, 청색의 경우 수명특성이 양호한 형광발광층을 사용함으로써, 유기전계발광소자의 수명특성 및 발광효율을 최적화 할 수 있다. 이와 더불어 상기 적색과 녹색 인광발광층 상에 정공저지층을 형성하고 상기 청색 형광발광층 상에는 정공저지층을 형성하지 않음으로써, 상기 적색 및 녹색 인광발광층의 발광효율을 증대시킴과 동시에 상기 청색 형광발광층에 있어서의 구동전압의 상승을 억제할 수 있다. 또한, 상기 청색 형광발광층에서의 발광효율의 향상과 색좌표의 최적화를 이룰 수 있다.
도 1 은 일반적인 유기전계발광소자를 나타낸 평면도로서, 상기 유기전계발광소자의 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 단위화소들에 한정하여 나타낸 도면이다.
도 2는 상기 도 1의 절단선 I-I'를 따라 취해진 본 발명에 따른 유기전계발광소자 및 그의 제조방법을 설명하기 위한 단면도이다.
(도면의 주요 부위에 대한 부호의 설명)
100 : 기판 170 : 제 1 전극
200R : 적색 인광발광층 200G : 녹색 인광발광층
200B : 청색 형광발광층 205 : 정공저지층
220 : 제 2 전극
Claims (17)
- 적색, 녹색 및 청색 화소영역들을 갖는 기판;상기 화소영역들 상에 각각 위치하는 제 1 전극들;상기 제 1 전극들 상에 각각 위치하는 적색 인광발광층, 녹색 인광발광층 및 청색 형광발광층;상기 청색 형광발광층을 제외한 상기 적색 및 녹색 인광발광층들 상에 위치하는 정공저지층; 및상기 정공저지층 및 상기 청색 형광발광층 상에 위치하는 제 2 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광소자.
- 제 1 항에 있어서,상기 적색 인광발광층은 호스트 물질로서 카바졸(carbazole) 단위를 구비하는 유기물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광소자.
- 제 2 항에 있어서,상기 카바졸(carbazole) 단위를 구비하는 유기물질은 CBP(carbazole biphenyl)인 것을 특징으로 하는 유기전계발광소자.
- 제 1 항에 있어서,상기 적색 인광발광층은 PQIr, PQIr(acac), PIQIr(acac) 및 PtOEP로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 도판트 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광소자.
- 제 1 항에 있어서,상기 녹색 인광발광층은 호스트 물질로서 카바졸(carbazole) 단위를 구비하는 유기물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광소자.
- 제 5 항에 있어서,상기 카바졸(carbazole) 단위를 구비하는 유기물질은 CBP(carbazole biphenyl)인 것을 특징으로 하는 유기전계발광소자.
- 제 1 항에 있어서,상기 녹색 인광발광층은 도판트 물질로서 Ir(ppy)3를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광소자.
- 제 1 항에 있어서,상기 청색 형광발광층은 DPVBi, 스피로-DPVBi, 스피로-6P, 디스틸벤제(DSB), 디스티릴아릴렌(DSA), PFO계 고분자, PPV계 고분자로 이루어진 군에서 선택되는 하나의 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광소자.
- 제 1 항에 있어서,상기 정공저지층에 있어서, 상기 정공저지층의 HOMO(highly occupied molecular orbital) 에너지 준위는 5.5 내지 6.9eV인 것을 특징으로 하는 유기전계발광소자.
- 제 9 항에 있어서,상기 정공저지층의 HOMO(highly occupied molecular orbital) 에너지 준위는 5.7 내지 6.7eV인 것을 특징으로 하는 유기전계발광소자.
- 제 1 항에 있어서,상기 정공저지층은 BCP, BAlq, CF-X및 CF-Y로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유기전계발광소자.
- 제 1 항에 있어서,상기 정공저지층의 두께는 30 내지 100Å인 것을 특징으로 하는 유기전계발광소자.
- 제 1 항에 있어서,상기 발광층들 하부의 상기 제 1 전극들 상에 위치하는 제 1 전하수송층 및/또는 제 1 전하주입층을 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광소자.
- 제 1 항에 있어서,상기 제 2 전극 하부의 상기 정공저지층 및 상기 청색 형광발광층 상에 위치하는 제 2 전하수송층 및/또는 제 2 전하주입층을 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광소자.
- 적색, 녹색 및 청색 화소영역들을 갖는 기판을 제공하고,상기 화소영역들 상에 각각 제 1 전극들을 형성하고,상기 제 1 전극들 상에 적색 인광발광층, 녹색 인광발광층 및 청색 형광발광층을 각각 형성하고,상기 청색 형광발광층을 제외한 상기 적색 및 녹색 인광발광층들 상에 정공저지층을 형성하고,상기 정공저지층 및 상기 청색 형광발광층 상에 제 2 전극을 형성하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광소자의 제조방법.
- 제 15 항에 있어서,상기 청색 형광발광층, 적색 인광발광층 및 녹색 인광발광층을 각각 형성하는 것은 고정세 마스크(fine metal mask)를 사용한 진공증착법 또는 레이저 열전사법(LITI)을 사용하여 수행하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광소자 제조방법.
- 제 15 항에 있어서,상기 정공저지층을 형성하는 것은 고정세 마스크(fine metal mask)를 사용한 진공증착법을 사용하여 수행하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광소자 제조방법.
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