KR20060081299A - 전자 샤워 처리된 정공 주입층을 포함하는 유기 전계 발광소자 및 그 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 전자 샤워 처리된 정공 주입층을 포함하는 유기 전계 발광 소자 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 기판 상에 형성된 양극; 상기 양극 상에 형성되며, 전자 샤워 처리된 정공 주입층; 상기 정공 주입층 상에 형성된 정공 수송층; 상기 정공 수송층 상에 형성된 발광층; 상기 발광층 상에 형성된 전자 주입층; 상기 전자 주입층 상에 형성된 전자 수송층; 및 상기 전자 수송층 상에 형성된 음극을 포함하는 유기 전계 발광 소자 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 정공 주입층에 대해서 전자 샤워 처리를 수행하여 정공 주입층의 불순물을 제거하고 전기적 표면 저항을 증가시킴으로써, 성능 및 수명이 향상된 유기 전계 발광 소자 및 그 제조방법을 제공할 수 있다.
유기 전계 발광 소자, 전자 샤워
Description
도 1은 종래의 통상적인 유기 전계 발광 소자에 대한 단면도이다.
도 2는 직접 전자 샤워 방식과 본 발명에서 채용되는 측면 전자 샤워 방식을 개략적으로 비교한 비교도이다.
도 3은 본 발명의 실시예 및 종래기술의 비교예에 따라서 제조된 소자의 수명과 휘도의 관계를 나타낸 곡선이다.
<도면의 주요 부호에 대한 설명>
11: 기판 12: 양극
13: 정공 주입층 14: 정공 수송층
15: 발광층 16: 전자 수송층
17: 전자 주입층 18: 음극
21: 전자 방출원 22: 전자 방출 경로
23: 전자 방출 경로로부터 벗어난 위치
24: 기판 25: 정공 주입층
26: 변형 정공 주입층
본 발명은 전자 샤워 처리된 정공 주입층을 포함하는 유기 전계 발광 소자 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 유기 전계 발광 소자에 있어서 정공의 주입을 용이하게 하는 정공 주입층 (hole injection layer)에 대해서 전자 샤워 (electron shower) 처리를 수행하여 정공 주입층의 불순물을 제거하고 전기적 표면 저항을 증가시킴으로써 성능 및 수명이 향상된 유기 전계 발광 소자 및 그 제조방법에 관한 것이다.
유기 전계 발광 소자는 형광 또는 인광 유기막에 전류를 흘려주면, 전자와 정공이 유기막에서 결합하면서 빛이 발생하는 현상을 이용한 자발광형 디스플레이로서, 경량화, 간소한 부품, 간단한 제작 공정, 고화질 및 고색순도 구현 가능, 저소비전력 소모, 및 동영상의 완벽 구현 등과 같은 다양한 장점들로 인해서 현재 활발한 연구가 이루어지고 있다.
상기와 같은 유기 전계 발광 소자에 있어서, 유기막으로서 단일 발광층만을 사용하지 않고, 효율 향상 및 구동 전압 저하를 위해서 정공 주입층, 전자 수송층, 정공 수송층, 및 발광층 등과 같은 다중의 유기막을 적층시키는 것이 일반적이며, 이러한 다중의 유기막은 기본적으로 정공 관련층, 전자 관련층, 및 발광층(Emission Layer)으로 구분할 수 있다. 도 1에는 종래의 통상적인 유기 전계 발광 소자 (저분자 발광층을 채용하는 시스템의 경우)의 단면도를 도시하였으며, 이는 기판 (11) 상에 양극 또는 애노드 전극 (12)이 적층되고, 그 위에 정공 관련층으로서 정공 주입층 (Hole Injection Layer: HIL) (13)과 정공 수송층 (Hole Transfer Layer: HTL) (14)이 적층되며, 다시 발광 층 (Electron Emission Layer: EML) (15)이 적층되고, 그 위에 전자 관련층으로서 전자 수송층 (Electron Transfer Layer: ETL) (16)과 전자 주입층 (Electron Injection Layer: EIL) (17)이 적층된 후에, 최종적으로 음극 또는 캐소드 전극 (18)이 적층된 구조를 갖는다는 것을 알 수 있다.
상기와 같은 적층 구조를 갖는 유기 전계 발광 소자에 있어서, 정공 주입층 (13)은 인가되는 전압을 감소시키고, 방출 효율을 강화하며, 가용 수명을 증가시키기 위한 목적으로 형성되며, 정공 주입층 (13)을 형성하는 물질로는, 구리 프탈로시아닌, 스타버스트형 아민류인 TCTA, m-TDATA, 또는 PEDOT (Poly(3,4-ethylenedioxythiophene) 등의 물질이 사용된다.
그러나, 상기 정공 주입 물질들을 별도의 처리 없이 정공 주입층으로 사용하는 경우에는, 표면 불순물의 존재로 인하여 성능이 열화되고, 전기적 표면 저항이 감소할 수 있다는 등의 문제점이 있어서 바람직하지 않다.
따라서, 본 발명은 상기 종래기술의 문제점들을 해결하여, 정공 주입층 (hole injection layer)에 대해서 전자 샤워 (electron shower) 처리를 수행하여 정공 주입층의 불순물을 제거하고 전기적 표면 저항을 증가시킴으로써, 성능 및 수명이 향상된 유기 전계 발광 소자 및 그 제조방법을 제공하고자 하는 데에 그 목적 이 있다.
본 발명은 상기 기술적 과제를 달성하기 위한 일 구현예에서,
기판 상에 형성된 양극;
상기 양극 상에 형성되며, 전자 샤워 처리된 정공 주입층;
상기 정공 주입층 상에 형성된 발광층; 및
상기 발광층 상에 형성된 음극
을 포함하는 유기 전계 발광 소자를 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 기술적 과제를 달성하기 위한 다른 구현예에서,
기판 상에 양극을 형성하는 단계;
상기 양극 상에 정공 주입층을 형성하는 단계;
상기 정공 주입층에 대해서 전자 샤워 처리를 수행하는 단계;
상기 정공 주입층 상에 발광층을 형성하는 단계; 및
상기 발광층 상에 음극을 형성하는 단계
를 포함하는 유기 전계 발광 소자의 제조 방법을 제공한다.
이하, 본 발명에 대해서 더욱 상세하게 설명하기로 한다.
본 발명은 유기 전계 발광 소자 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 유기 전계 발광 소자의 제조 과정 중에서 발광층으로의 정공 주입을 용이하게 하는 역할을 담당하는 정공 주입층에 전자 샤워 처리를 하여 정공 주입층의 표면 특성을 변화시킴으로써, 정공 주입층 표면의 불안정한 불순물들을 제거하여 성능 및 수명이 향상 된 유기 전계 발광 소자 및 그 제조방법에 관한 것이다.
본 발명은 이를 위한 일 구현예에서, 기판 상에 형성된 양극; 상기 양극 상에 형성되며, 전자 샤워 처리된 정공 주입층; 상기 정공 주입층 상에 형성된 발광층; 및 상기 전자 수송층 상에 형성된 음극을 포함하는 유기 전계 발광 소자를 제공한다.
본 발명에서는 정공 주입층에 전자 샤워 처리를 가함으로써, 정공 주입층 표면의 전분해 (pre-degradation) 또는 불안정한 불순물의 제거를 도모하고, 정공 주입층의 결합 파괴 및 조성 변화 등을 통하여 할로겐 불순물들 및 황 이온 등과 같은 불안정한 이온 종들로 인한 성능 저하를 최소화할 수 있는 변형 정공 주입층을 형성하게 된다.
바람직하게는, 상기 전자 샤워 처리는 낮은 전류 밀도를 얻기 위해서, 직접 샤워 (direct shower) 방식이 아닌, 측면 샤워 (side shower) 방식에 의해서 수행된다.
도 2에는 전자 샤워 방식에 대한 개략적인 비교도가 도시되어 있으며, 도 2로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 측면 전자 샤워 방식은 전자 방출원 (21)으로부터의 전자 방출 경로 (22) 상에 처리 대상이 되는 정공 주입층을 위치시키지 않고, 상기 경로로부터 벗어난 위치 (23)에 기판 (24) 및 정공 주입층 (25)이 적층된 피조사체를 위치시켜서, 전자의 피조사에 의한 변형 정공 주입층 (26)을 형성하는 방식이다. 이와 같은 측면 샤워 방식을 사용함으로써 계면 처리의 효과를 얻을 수가 있다.
좀 더 구체적으로 설명하면, 본 발명에 따른 측면 샤워 방식은 피조사체의 위치를 직접 샤워할 때 조사되는 면적에서 벗어나되, 위치는 전자총 (gun)을 제조하는 회사에서 제시하는 직경을 벗어나지 말아야 하며, 전자총과의 거리는 최소 100mm에서 최대 200mm가 적당하나, 이는 표면 처리 특성 변화와 처리 시간과의 문제로 실험적으로 최적화가 가능하다. 예를 들어, 전자총과의 거리를 멀게 할수록 처리 효과에 대한 처리 시간이 길어지는 반면에, 가깝게 하면 짧아진 처리 시간에 비해 처리 효과의 조절이 어려워질 가능성이 있다. 여기에서 기대하는 계면 처리 효과란 전도성 고분자 표면의 전기적으로 불안정한 부분을 안정화시키며 계면 저항을 증가시켜 전기적인 구동 시 발생하는 불순물의 이동을 억제하는 것을 포함한다.
또한, 상기 전자 샤워 처리에 있어서, 상기 전자의 에너지는 10 eV 내지 100 eV인 것이 바람직한데, 전자의 에너지가 10 eV 미만인 경우에는 측면 샤워 방식으로는 충분한 에너지로 표면 처리를 할 수 없는 문제점이 있어서 바람직하지 않고, 100 eV를 초과하는 경우에는 측면 샤워시 과도한 표면 처리가 발생하는 문제점이 있어서 바람직하지 않다.
또한, 상기 전자 샤워 처리에 있어서, 처리 시간은 정공 주입층의 표면 저항이 초기 값에 대하여 10% 이내로 감소될 수 있도록 조절되는 것이 바람직한데, 처리 시간이 너무 짧은 경우에는 계면 처리가 충분히 이루어지지 않는 문제점이 있어서 바람직하지 않고, 처리 시간이 너무 긴 경우에는 계면 저항 증가로 전도성 고분자의 역할을 제대로 수행하지 못하는 문제점이 있어서 바람직하지 않다.
또한, 상기 전자 샤워 처리는 질소 분위기 하에서의 블로잉 (blowing) 처리 를 포함함으로써, 상기 정공 주입층의 표면으로부터 이탈된 잔류 물질들을 제거하는 것이 바람직한데, 잔류 물질들이 남아 있게 되는 경우에는 이러한 잔류 물질들로 인해서 누수 전류 (leakage current) 및 디바이스 불안정 등의 문제점이 발생할 수 있기 때문이다.
또한, 상기 전자 샤워 처리는 블로잉 처리 이외에도, 진공 또는 질소 분위기 하에서의 소성 처리를 포함하는 것이 바람직하며, 이러한 소성 처리에 의해서 표면 안정화 효과를 거둘 수가 있다. 이때 소성 조건은 정공 주입층인 전도성 고분자의 Tg 보다 낮은 온도에서 고분자가 열적 손실을 받지 않는 파워 (온도*시간)로 수행한다.
이하, 본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자에 적층되는 각 층들에 대하여 더욱 상세하게 설명하기로 한다.
본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자는 고분자 발광층을 채용하는 경우 및 저분자 발광층을 채용하는 경우의 두 가지 시스템으로 나누어 볼 수 있다.
고분자 발광층을 채용하는 시스템의 경우에, 본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자는 기판 상에 형성된 양극; 상기 양극 상에 형성되며, 전자 샤워 처리된 정공 주입층; 상기 정공 주입층 상에 형성된 발광층; 및 상기 전자 수송층 상에 형성된 음극을 포함한다.
본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자에 있어서, 상기 기판은 통상적인 유기 전계 발광 소자에서 사용되는 기판을 사용하는데 투명성, 표면 평활성, 취급용이성 및 방수성이 우수한 유기기판, 또는 투명 플라스틱 기판이 바람직하다.
본 발명에서, 기판 상에 형성되는 양극으로는 전면 발광 구조인 경우에는 반사막인 금속막을 사용하고, 배면 발광 구조인 경우에는 투명하고 전도성이 우수한 산화 인듐 주석 (ITO), 산화 인듐 아연 (IZO), 산화 주석 (SnO2), 산화 아연 (ZnO) 또는 그 혼합물 등의 물질을 사용할 수 있다.
정공 주입층으로 사용되는 물질로는 당업계에서 통상적으로 정공 주입층 물질로서 채용되는 물질들이 사용될 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니지만, 구리 프탈로시아닌, 스타버스트형 아민류인 TCTA, m-MTDATA, PEDOT (Poly(3,4-ethylenedioxythiophene) 또는 그 혼합물 등의 물질이 사용될 수 있다.
상기 정공 주입층의 두께는 300 내지 1000Å인 것이 바람직한데, 만약 정공 주입층의 두께가 300Å 미만인 경우에는 정공주입 특성이 저하되고, 1000Å을 초과하는 경우에는 구동전압 상승 때문에 바람직하지 못하다.
상기 정공 주입층의 상층에는 선택적으로, 정공 수송층 (HTL)이 적층될 수도 있는데, 상기 정공 수송층으로 사용되는 물질로는, 특별히 이에 제한되는 것은 아니지만, TFB, PFB, BFE 또는 그 혼합물 등이 사용될 수 있다.
상기 정공 수송층의 두께는 300 내지 1000Å인 것이 바람직한데, 만약 정공 수송층의 두께가 300Å 미만인 경우에는 정공 전달 특성이 저하되며, 1000Å을 초과하는 경우에는 구동전압 상승 때문에 바람직하지 못하다.
고분자 시스템의 경우에, 발광층으로는 인광 및 형광 물질 등이 사용될 수 있다.
또한, 상기 발광층 상층에는 선택적으로 전자 주입층 (EIL)이 적층될 수도 있는데, 상기 전자 주입층 물질은 특별히 제한되지는 않으며, LiF, Li, Ba, BaF2/Ca 등의 물질을 이용할 수 있다.
최종적으로, 상기 발광층 (전자 주입층을 포함하지 않는 경우) 또는 전자 주입층 위에는 제2 전극인 음극용 금속이 적층되며, 상기 음극 금속으로는 리튬 (Li), 마그네슘 (Mg), 알루미늄 (Al), 알루미늄-리튬 (Al-Li), 칼슘 (Ca), 마그네슘-인듐 (Mg-In), 마그네슘-은 (Mg-Ag) 등이 사용될 수 있다.
저분자 발광층을 채용하는 시스템의 경우에, 본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자는 기판 상에 형성된 양극; 상기 양극 상에 형성되며, 전자 샤워 처리된 정공 주입층; 상기 정공 주입층 상에 형성된 정공 수송층; 상기 정공 수송층 상에 형성된 발광층; 상기 발광층 상에 형성된 전자 주입층; 상기 전자 주입층 상에 형성된 전자 수송층; 및 상기 전자 수송층 상에 형성된 음극을 포함한다.
상기 기판, 양극 및 정공 주입층으로는 고분자 발광층 시스템에서와 동일한 기판 및 양극이 사용될 수 있다.
저분자 발광층을 채용하는 시스템에 있어서, 상기 정공 주입층의 두께는 50 내지 1500Å인 것이 바람직한데, 만약 정공 주입층의 두께가 50Å 미만인 경우에는 정공주입 특성이 저하되고, 1500Å을 초과하는 경우에는 구동전압 상승 때문에 바람직하지 못하다.
또한, 저분자 발광층을 채용하는 시스템에 있어서, 정공 수송층으로 사용되 는 물질로는, 특별히 이에 제한되는 것은 아니지만, N,N'-비스(3-메틸페닐)-N,N'-디페닐-[1,1-비페닐]-4,4'-디아민(TPD), N,N'-디(나프탈렌-1-일)-N,N'-디페닐 벤지딘, IDE 320 (이데미쯔사 재료) 또는 그 혼합물 등이 사용될 수 있다.
상기 정공 수송층의 두께 역시 50 내지 1500Å인 것이 바람직한데, 만약 정공 수송층의 두께가 50Å 미만인 경우에는 정공 전달 특성이 저하되며, 1500Å을 초과하는 경우에는 구동전압 상승 때문에 바람직하지 못하다.
저분자 발광층 채용 시스템에 있어서, 상기 정공 주입층 및 정공 수송층 상의 화소 영역 중 R, G, B 영역에는 적색 발광 물질, 녹색 발광 물질 및 청색 발광 물질을 패턴화하여 화소 영역인 발광층 (EML)을 형성된다. 상기 발광 재료는 2가지 이상의 혼합 호스트 물질을 사용할 수도 있다.
발광층의 두께는 100 내지 800Å인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 300 내지 400Å이다. 만약 발광층의 두께가 100Å 미만이면 효율 및 수명이 저하되고, 800Å을 초과하면 구동 전압이 상승하여 바람직하지 않다.
이어서, 저분자 발광층 채용 시스템에서는, 발광층의 상면에 전자 수송층 (ETL)이 형성되는데, 전자 수송층 물질은, 당업계에서 통상적으로 전자 수송층으로서 채용되는 물질이 사용될 수 있으며, 예를 들어 Alq3가 사용될 수 있다. 한편, 상기 전자 수송층의 두께는 50 내지 600Å인 것이 바람직한데, 만약 전자 수송층의 두께가 50Å 미만인 경우에는 수명 특성이 저하되며, 600Å를 초과하는 경우에는 구동 전압 상승으로 바람직하지 못하다.
또한, 상기 전자 수송층 위에 전자 주입층 (EIL)이 선택적으로 적층될 수 있다. 상기 전자 주입층 물질은 특별히 제한되지는 않으며, LiF, NaCl, CsF, Li2O, BaO, Liq 등의 물질을 이용할 수 있다. 상기 전자 주입층의 두께는 1 내지 100Å인 것이 바람직한데, 만약 전자 주입층의 두께가 1Å 미만인 경우에는 효과적인 전자 주입층으로서 역할을 못하여 구동전압이 높고, 100Å를 초과하는 경우에는 절연층으로 작용하여 역시 구동전압이 높아 바람직하지 못하다.
최종적으로, 상기 전자 수송층 위에는 제2 전극인 음극용 금속이 적층되며, 상기 음극 금속으로는 리튬 (Li), 마그네슘 (Mg), 알루미늄 (Al), 알루미늄-리튬 (Al-Li), 칼슘 (Ca), 마그네슘-인듐 (Mg-In), 마그네슘-은 (Mg-Ag) 등이 사용될 수 있다.
또한, 본 발명은 다른 구현예에서, 기판 상에 양극을 형성하는 단계; 상기 양극 상에 정공 주입층을 형성하는 단계; 상기 정공 주입층에 대해서 전자 샤워 처리를 수행하는 단계; 상기 정공 주입층 상에 발광층을 형성하는 단계; 및 상기 발광층 상에 음극을 형성하는 단계를 포함하는 유기 전계 발광 소자의 제조 방법을 제공한다.
본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자의 제조 방법은, 먼저 기판 상부에 제1전극인 양극용 물질을 증착함으로써 개시된다. 상기 양극 상에는 화소 영역을 정의하는 절연막 (PDL)이 형성될 수도 있다.
이어서, 정공 주입층이 기판 전면에 걸쳐 유기막으로 적층되는데, 이는 당업 계에서 통상적으로 사용되는 방법들, 예를 들어 진공 열증착 또는 스핀코팅 방법에 의하여 적층될 수 있다.
본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자의 제조 방법은, 이렇게 형성된 정공 주입층에 대한 전자 샤워 처리 단계를 포함한다.
상술한 바와 같이, 상기 전자 샤워 처리는 직접 샤워 (direct shower) 방식이 아닌 측면 샤워 (side shower) 방식에 의해서 수행되는 것이 바람직하며, 또한 상기 전자의 에너지는 10 eV 내지 100 eV인 것이 바람직하고, 처리 시간은 정공 주입층의 표면 저항이 초기 값에 대해서 10% 이내로 감소될 수 있도록 조절되는 것이 바람직하다.
또한, 상술한 바와 같이, 이러한 전자 샤워 처리는 질소 분위기 하에서의 블로잉 (blowing) 처리 및 진공 또는 질소 분위기 하에서의 소성 처리를 더 포함하는 것이 바람직하다.
이어서, 상기 정공 주입층 상에는 진공 열증착 또는 스핀코팅 등의 방법에 의해서 선택적으로 정공 수송층이 적층될 수도 있고, 상기 정공 주입층 (정공 수송층을 포함하지 않는 경우) 또는 상기 정공 수송층 (정공 수송층을 포함하는 경우) 상에는 발광층이 적층되며, 상기 발광층 형성 방법은 특별하게 제한되지는 않으나, 진공 증착, 잉크젯 프린팅, 레이저 전사법, 포토리소그래피법 (photolithography) 등의 방법이 사용될 수 있다.
다음으로, 상기 발광층 위에 진공 증착 방법, 또는 스핀 코팅 방법에 의해서, 선택적으로 전자수송층 (ETL) (고분자 발광층을 채용하는 시스템의 경우에는 적층되지 않음) 및 전자 주입층 (EIL)을 형성하고, 다시 그 위에 제2전극인 음극 금속을 진공열증착하여 기판 전면에 걸쳐 도포하고 봉지함으로써, 본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자를 완성할 수 있게 된다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 제시한다. 다만, 하기 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐, 본 발명이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
양극은 코닝 (corning) 15Ω/cm2 (1600Å) ITO 유리 기판을 50mm x 50mm x 0.7mm 크기로 잘라서 이소프로필 알코올과 순수 물 속에서 5 분 동안 초음파 세정한 후, 30분 동안 UV, 오존 세정하여 사용하였다.
상기 기판 상부에 PEDOT (Bayer사 AI4083)을 스핀하여 정공 주입층을 50 nm 두께로 형성하였다. 상기와 같이 정공 주입층을 형성한 후에는 100 eV, 10 ㎂의 에너지로 10 분 동안 측면 샤워 방식에 의한 전자 샤워 처리 장치 (코리아 바큠사 제조)를 사용하여 전자 샤워 처리를 행하고, 질소 분위기 하에서의 블로잉 (blowing) 처리를 수초간 실시하고, 질소 분위기 하 200℃에서의 소성 처리를 5분 동안 행하였다.
이어서 상기 정공 주입층 상부에 정공 수송층으로서 PFB를 스핀 코팅하여 두께 20nm로 제조하였다. 이어서, 상기 정공 수송층 상부에 발광층으로서 폴리플루오렌계 발광 물질 TS-9을 70 내지 80nm 두께로 스핀 코팅하였다.
이어서, 상기 발광층 상부에 음극으로서 BaF2/Ca를 각각 5nm 및 3.1nm의 두 께로 순차적으로 진공 증착하여 본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자를 제조하였다.
비교예 1
정공 주입층에 대해서 전자 샤워 처리, 블로잉 처리, 및 소성 처리를 수행하지 않은 점을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법에 의하여, 종래기술에 따른 유기 전계 발광 소자를 제조하였다.
성능 실험
도 3에 도시된 바와 같이, 수명 곡선에는 초기에 휘도가 빠르게 감소하는 부분과 이어서 느리게 감소하는 부분이 관찰되는데, 초기에 휘도가 빠르게 감소하는 부분에 있어서, 전자 샤워를 한 곡선과 그렇지 않은 곡선과의 휘도 차이가 확실한 것을 알 수 있다. 그러나, 휘도가 느리게 감소하는 부분에서는 거의 동일한 기울기가 관찰되는데, 이는 전자 샤워에 의해 정공 주입층인 PEDOT 표면에 있던 초기 전기적으로 불안정한 부분들이 제거된 것이 원인으로 작용한 것으로 판단된다.
본 발명에 따르면, 정공 주입층에 대해서 전자 샤워 처리를 수행하여 정공 주입층의 불순물을 제거하고 전기적 표면 저항을 증가시킴으로써, 성능 및 수명이 향상된 유기 전계 발광 소자 및 그 제조방법을 제공할 수 있다.
Claims (20)
- 기판 상에 형성된 양극;상기 양극 상에 형성되며, 전자 샤워 처리된 정공 주입층;상기 정공 주입층 상에 형성된 발광층; 및상기 발광층 상에 형성된 음극을 포함하는 유기 전계 발광 소자.
- 제1항에 있어서,상기 전자 샤워 처리는 측면 샤워 (side shower) 방식에 의해서 수행된 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자.
- 제1항에 있어서,상기 전자 샤워 처리에 있어서, 상기 전자의 에너지는 10 eV 내지 100 eV인 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자.
- 제1항에 있어서,상기 전자 샤워 처리에 있어서, 처리 시간은 상기 정공 주입층의 표면 저항이 초기 값에 대해서 10% 이내가 될 수 있도록 조절되는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자.
- 제1항에 있어서,상기 전자 샤워 처리는 질소 분위기 하에서의 블로잉 (blowing) 처리를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자.
- 제1항에 있어서,상기 전자 샤워 처리는 진공 또는 질소 분위기 하에서의 소성 처리를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자.
- 제1항에 있어서,상기 기판은 유기 기판, 또는 투명 플라스틱 기판인 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자.
- 제1항에 있어서,상기 양극은 산화 인듐 주석 (ITO), 산화 인듐 아연 (IZO), 산화 주석 (SnO2), 산화 아연 (ZnO) 또는 그 혼합물로 이루어진 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자.
- 제1항에 있어서,상기 정공 주입층은 구리 프탈로시아닌, 스타버스트형 아민류, PEDOT (Poly(3,4-ethylenedioxythiophene) 또는 그 혼합물로 이루어진 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자.
- 제1항에 있어서,상기 유기 전계 발광 소자는, 상기 정공 주입층의 상층에, TFB, PFB, BFE 및 그 혼합물, N,N'-비스(3-메틸페닐)-N,N'-디페닐-[1,1-비페닐]-4,4'-디아민(TPD), N,N'-디(나프탈렌-1-일)-N,N'-디페닐 벤지딘, IDE 320 및 그 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 정공 수송층 (HTL)이 적층되는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자.
- 제1항에 있어서,상기 유기 전계 발광 소자는, 상기 발광층 상층에 전자 수송층 (ETL)이 적층되는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자.
- 제11항에 있어서,상기 유기 전계 발광 소자는, 상기 전자 수송층 (ETL) 상층에 전자 주입층 (EIL)이 적층되는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자.
- 제1항에 있어서,상기 유기 전계 발광 소자는, 상기 발광층 상층에 LiF, NaCl, CsF, Li2O, BaO, Liq 및 그 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 전자 주입층 (EIL)이 적층되는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자.
- 제1항에 있어서,상기 음극은 리튬 (Li), 마그네슘 (Mg), 알루미늄 (Al), 알루미늄-리튬 (Al-Li), 칼슘 (Ca), 마그네슘-인듐 (Mg-In), 마그네슘-은 (Mg-Ag) 및 그 합금으로 이루어진 군으로부터 선택된 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자.
- 기판 상에 양극을 형성하는 단계;상기 양극 상에 정공 주입층을 형성하는 단계;상기 정공 주입층에 대해서 전자 샤워 처리를 수행하는 단계;상기 정공 주입층 상에 발광층을 형성하는 단계; 및상기 발광층 상에 음극을 형성하는 단계를 포함하는 유기 전계 발광 소자의 제조 방법.
- 제15항에 있어서,상기 전자 샤워 처리는 측면 샤워 (side shower) 방식에 의해서 수행된 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자의 제조 방법.
- 제15항에 있어서,상기 전자 샤워 처리에 있어서, 상기 전자의 에너지는 10 eV 내지 100 eV인 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자의 제조 방법.
- 제15항에 있어서,상기 전자 샤워 처리에 있어서, 처리 시간은 상기 정공 주입층의 표면 저항이 초기 값에 대해서 10% 이내가 될 수 있도록 조절되는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자의 제조 방법.
- 제15항에 있어서,상기 전자 샤워 처리는 질소 분위기 하에서의 블로잉 (blowing) 처리를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자의 제조 방법.
- 제15항에 있어서,상기 전자 샤워 처리는 진공 또는 질소 분위기 하에서의 소성 처리를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자의 제조 방법.
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