KR20080102898A - 백색-발광 유기 발광 소자, 이의 제조 방법 및 인-라인증착 시스템용 증착기 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 서로 다른 컬러의 광을 방출하는 2 개의 발광층 사이에 개재된 혼합 계면층을 구비한 백색-발광 유기 발광 소자, 이의 제조 방법 및 인-라인 증착 시스템용 증착기에 관한 것이다. 상기 유기 발광 소자는 우수한 효율 특성 및 수명 특성을 가질 수 있다. 또한, 상기 유기 발광 소자의 제조 방법을 이용하면, 생산성을 향상시킬 수 있다.
유기 발광 소자
Description
도 1 내지 도 3은 본 발명의 일 실시예를 따르는 백색-발광 유기 발광 소자의 단면도를 개략적으로 나타낸 도면이고,
도 4a, 5a, 6a, 7a 및 8a는 본 발명의 일 실시예를 따르는 백색-발광 유기 발광 소자 중 발광층을 형성하는 단계를 개략적으로 설명한 도면이고,
도 4b, 5b, 6b, 7b 및 8b는 상기 도 4a, 5a, 6a, 7a 및 8a에서 설명된 형성 단계로부터 얻은 증착 결과물을 개략적으로 도시한 도면이고,
도 9는 종래의 백색-발광 유기 발광 소자의 EL 스펙트럼이고,
도 10은 본 발명의 일 실시예를 따르는 백색-발광 유기 발광 소자의 EL 스펙트럼이고,
도 11은 종래의 백색-발광 유기 발광 소자 및 본 발명의 일 실시예를 따르는 백색-발광 유기 발광 소자의 효율 특성을 나타낸 그래프이고,
도 12는 종래의 백색-발광 유기 발광 소자 및 본 발명의 일 실시예를 따르는 백색-발광 유기 발광 소자의 수명 특성을 나타낸 그래프이다.
본 발명은 유기 발광 소자, 이의 제조 방법 및 인-라인 증착 시트템용 증착기에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 서로 다른 컬러의 광을 방출하는 2 개의 발광층 사이에 혼합 계면층(mixed interface layer)이 구비된 백색-발광 유기 발광 소자, 이의 제조 방법 및 서로 다른 컬러의 발광 물질 증착원들을 구비한 발광층 형성용 증착 챔버를 구비한 인-라인 증착 시스템용 증착기에 관한 것이다. 상기 유기 발광 소자는 우수한 효율 특성 및 수명 특성을 가질 수 있다. 또한, 상기 유기 발광 소자의 제조 방법을 이용하면 생산성을 향상시킬 수 있다. 특히, 상기 인-라인 증착 시스템용 증착기는 본 발명의 유기 발광 소자의 제조에 사용될 수 있다.
유기 발광 소자(organic light emitting diode)는 자발광형 소자로 시야각이 넓으며 콘트라스트가 우수할 뿐만 아니라 응답시간이 빠르다는 장점을 가지고 있기 때문에 커다란 주목을 받고 있다. 또한, 상기 유기 발광 소자는 구동전압 및 응답속도 특성이 우수하고 다색화가 가능하다는 점에서 많은 연구가 이루어지고 있다.
유기 발광 소자는 일반적으로 애노드/발광층/캐소드의 적층 구조를 갖고, 상기 애노드와 발광층 사이 또는 발광층과 캐소드 사이에 정공 주입층, 정공 수송층 및 전자 주입층을 추가로 적층하여 애노드/정공 수송층/발광층/캐소드 및, 애노드/정공 수송층/발광층/전자 주입층/캐소드 등의 구조를 갖는다. 상기 유기 발광 소자의 예는, 예를 들면, 대한민국 특허공개공보 2005-0040960호를 참조한다. 이러 한 유기 발광 소자는 서로 다른 컬러의 광을 방출할 수 있는 2 이상의 발광층을 적층함으로써, 백색 발광도 구현할 수 있다.
그러나, 종래의 유기 발광 소자는 만족스러운 정도의 효율 및 수명 특성을 얻을 수 없었는 바, 이의 개선이 요구된다.
상술한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은, 서로 다른 컬러의 광을 방출하는 2 개의 발광층 사이에 개재될 수 있는 혼합 계면층(mixed interface layer)에 의하여 우수한 효율 및 수명 특성을 가질 수 있는 유기 발광 소자를 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 상기 유기 발광 소자의 제조 방법 및 상기 유기 발광 소자의 제조에 사용될 수 있는 인-라인 증착 시스템용 증착기도 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 기술적 과제를 이루기 위하여, 본 발명은,
기판; 제1전극; 제2전극; 및 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에, 제1발광 물질로 이루어진 제1발광층, 제2발광 물질로 이루어진 제2발광층 및 제3발광 물질로 이루어진 제3발광층을 포함한 발광층을 포함한 유기층을 구비하며, 상기 발광층은, 상기 제1발광층과 상기 제2발광층 사이에 개재되며 상기 제1발광 물질의 일부 이상과 상기 제2발광 물질의 일부 이상으로 이루어진 제1혼합 계면층(the first mixed interface layer) 및 상기 제2발광층과 상기 제3발광층 사이에 개재되며 상기 제2발광 물질의 일부 이상과 상기 제3발광 물질의 일부 이상으로 이루어진 제2 혼합 계면층(the second mixed interface layer) 중 하나 이상을 포함한 것을 특징으로 하는 백색-발광 유기 발광 소자(white-emitting organic light emitting diode)를 제공한다.
상기 유기 발광 소자 중 발광층은, 제1혼합 계면층 및 상기 제2혼합 계면층을 모두 포함할 수 있다.
상기 유기 발광 소자의 발광층 중, 상기 제1발광층, 상기 제2발광층 및 상기 제3발광층이 서로 다른 컬러의 광을 방출할 수 있다.
상기 유기 발광 소자의 제1전극은 정공 주입 전극이고, 상기 제1발광층이 청색 발광층이고, 상기 제2발광층이 녹색 발광층이고, 상기 제3발광층이 적색 발광층이며, 상기 제1발광층, 상기 제2발광층 및 상기 제3발광층은 상기 제1전극으로부터 순차적으로 적층된 것일 수 있다.
상기 유기 발광 소자의 발광층 중, 상기 제1발광 물질은 제1호스트 및 제1도펀트를 포함하고, 상기 제2발광 물질은 제2호스트 및 제2도펀트를 포함하며, 상기 제1혼합 계면층이 상기 제1호스트 및 상기 제1도펀트 중 하나 이상과 상기 제2호스트 및 상기 제2도펀트 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 유기 발광 소자의 제1혼합 계면층 중, 제1발광 물질 및 제2발광 물질은 균일하게 혼합되어 있거나, 농도 구배를 이룰 수 있다.
상기 유기 발광 소자의 발광층 중, 상기 제2발광 물질은 제2호스트 및 제2도펀트를 포함하고, 상기 제3발광 물질은 제3호스트 및 제3도펀트를 포함하며, 상기 제2혼합 계면층이 상기 제2호스트 및 상기 제2도펀트 중 하나 이상과 상기 제3호스 트 및 상기 제3도펀트 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 유기 발광 소자의 제2혼합 계면층 중, 제2발광 물질 및 제3발광 물질은 균일하게 혼합되어 있거나, 농도 구배를 이룰 수 있다.
상기 유기 발광 소자의 유기층은 정공 주입층, 정공 수송층, 정공 저지층, 전자 수송층 및 전자 주입층으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 층을 더 포함할 수 있다.
전술한 바와 같은 본 발명의 다른 과제를 이루기 위하여, 본 발명은,
기판 상부에 제1전극을 형성하는 단계;
상기 제1전극 상부에, 제1발광 물질로 이루어진 제1발광층, 제2발광 물질로 이루어진 제2발광층 및 제3발광 물질로 이루어진 제3발광층을 포함한 발광층을 포함하며, 상기 발광층은, 상기 제1발광층과 상기 제2발광층 사이에 개재되며 상기 제1발광 물질의 일부 이상과 상기 제2발광 물질의 일부 이상으로 이루어진 제1혼합 계면층 및 상기 제2발광층과 상기 제3발광층 사이에 개재되며 상기 제2발광 물질의 일부 이상과 상기 제3발광 물질의 일부 이상으로 이루어진 제2혼합 계면층 중 하나 이상을 포함한 유기층을 형성하는 단계; 및
상기 유기층 상부에 제2전극을 형성하는 단계;
를 포함하는 백색-발광 유기 발광 소자의 제조 방법을 제공할 수 있다.
상기 백색-발광 유기 발광 소자의 제조 방법 중, 상기 유기층 형성 단계는 클러스터형 증착기 또는 인-라인 증착 시스템용 증착기를 이용한 증착법에 의하여 수행될 수 있다. 이 때, 상기 인-라인 증착 시스템용 증착기는 발광층 형성용 증 착 챔버를 포함하고, 상기 발광층 형성용 증착 챔버는 제1발광 물질의 증착원 및 제2발광 물질의 증착원을 구비하거나, 또는 제2발광 물질의 증착원 및 제3발광 물질의 증착원을 구비하거나, 또는 제1발광 물질의 증착원, 제2발광 물질의 증착원 및 제3발광 물질의 증착원을 구비할 수 있다.
상기 유기 발광 소자의 제조 방법 중 상기 유기층 형성 단계는, 정공 주입층, 정공 수송층, 정공 저지층, 전자 수송층 및 전자 주입층으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 과제를 이루기 위하여, 본 발명은, 복수의 증착 챔버가 상호 병렬적으로 배치된 인-라인 증착 시스템용 증착기로서, 상기 복수의 증착 챔버가 발광층 형성용 증착 챔버를 포함하고, 상기 발광층 형성용 증착 챔버가 서로 다른 컬러의 발광 물질 증착원들을 구비한, 인-라인 증착 시스템용 증착기를 제공할 수 있다.
상기 인-라인 증착 시스템용 증착기 중 발광층 형성용 증착 챔버는, 제1발광 물질의 증착원 및 제2발광 물질의 증착원을 포함하거나, 제2발광 물질의 증착원 및 제3발광 물질의 증착원을 포함하거나, 제1발광 물질의 증착원, 제2발광 물질의 증착원 및 제3발광 물질의 증착원을 포함할 수 있다. 이 때, 제1발광 물질은 청색 발광 물질이고, 제2발광 물질은 녹색 발광 물질이고, 제3발광 물질은 적색 발광 물질일 수 있다.
전술한 바와 같은 본 발명을 따르는 백색-발광 유기 발광 소자는 우수한 효율 및 수명 특성을 가질 수 있으며, 상기 백색-발광 유기 발광 소자의 제조 방법을 이용하면 생산성을 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 인-라인 증착 시스템용 증착기는 본 발명을 따르는 유기 발광 소자의 제조 방법에 사용될 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명을 따르는 백색-유기 유기 발광 소자(10)의 일 구현예의 단면도를 개략적으로 도시한 것이다.
도 1에 도시된 유기 발광 소자(10)에는 기판(11), 제1전극(12), 정공 주입층(13), 정공 수송층(14)이 구비되어 있으며, 그 상부로는 제1발광 물질로 이루어진 제1발광층(16a), 제2발광 물질로 이루어진 제2발광층(16b) 및 제3발광 물질로 이루어진 제3발광층(16c)을 포함한 발광층(16)이 구비되어 있다. 상기 제1발광층(16a)과 상기 제2발광층(16b) 사이에는, 상기 제1발광 물질의 일부 이상과 상기 제2발광 물질의 일부 이상으로 이루어진 제1혼합 계면층(the first mixed interface layer)(16ab)이 개재되어 있다. 상기 발광층(16) 상부로는 전자 수송층(17), 전자 주입층(18) 및 제2전극(19)이 순차적으로 구비되어 있다.
도 1 중, 기판(11)은 통상적인 유기 발광 소자에서 사용되는 기판을 사용하는데 기계적 강도, 열적 안정성, 투명성, 표면 평활성, 취급용이성 및 방수성이 우수한 유리 기판 또는 투명 플라스틱 기판을 이용할 수 있다. 도 1에는 도시되어 있지 않으나, 상기 기판(11) 상부에는 평탄화막, 절연층 등이 필요에 따라 더 구비될 수 있다.
기판(11) 상부로는 제1전극(12)이 구비되어 있다. 상기 제1전극(12)은 투명 전극, 반투명 전극 또는 반사 전극일 수 있으며, 산화인듐주석(ITO), 산화인듐아 연(IZO), 산화주석(SnO2), 산화아연(ZnO), Al, Ag, Mg 등을 이용하여 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 이들 중 서로 다른 2 이상의 물질을 이용하여 2 층 이상의 구조를 가질 수 있는 등, 다양한 변형이 가능하다. 상기 제1전극(12)는 정공 주입 전극(애노드)으로서 사용될 수 있다.
상기 제1전극(12) 상부로는 정공 주입층(13)이 구비될 수 있다. 상기 정공 주입층(13)은 진공증착법, 스핀코팅법, 캐스트법, LB법 등과 같은 다양한 방법을 이용하여 형성될 수 있다. 바람직하게는, 진공증착법을 이용할 수 있다.
진공증착법에 의하여 정공 주입층(13)을 형성하는 경우, 그 증착 조건은 정공 주입층(13)의 재료로서 사용하는 화합물, 목적으로 하는 정공 주입층(13)의 구조 및 열적 특성 등에 따라 다르지만, 일반적으로 증착온도 100 내지 500℃, 진공도 10-8 내지 10-3torr, 증착속도 0.01 내지 100Å/sec의 범위에서 적절히 선택하는 것이 바람직하다.
스핀코팅법에 의하여 정공 주입층(13)을 형성하는 경우, 그 코팅 조건은 정공 주입층(13)의 재료로서 사용하는 화합물, 목적하는 하는 정공 주입층(13)의 구조 및 열적 특성에 따라 상이하지만, 약 2000rpm 내지 5000rpm의 코팅 속도, 코팅 후 용매 제거를 위한 열처리 온도는 약 80℃ 내지 200℃의 온도 범위에서 적절히 선택하는 것이 바람직하다.
상기 정공 주입층(13)을 이루는 물질은, 공지된 정공 주입 재료 중에서 선택될 수 있다. 예를 들면, 구리프탈로시아닌 등의 프탈로시아닌 화합물 또는 스타버 스트형 아민 유도체류인 TCTA 또는 m-MTDATA, 전도성 고분자인 Pani/DBSA (Polyaniline/Dodecylbenzenesulfonic acid:폴리아닐린/도데실벤젠술폰산) 또는 PEDOT/PSS (Poly(3,4-ethylenedioxythiophene)/Poly(4-styrenesulfonate):폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)/폴리(4-스티렌술포네이트)), Pani/CSA (Polyaniline/Camphor sulfonic acid:폴리아닐린/캠퍼술폰산) 또는 PANI/PSS (Polyaniline)/Poly (4-styrene- sulfonate):폴리아닐린)/폴리(4-스티렌술포네이트)), 등을 사용할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 정공 주입층(13)의 두께는 10nm 에서 200nm, 바람직하게는 10nm 에서 100nm일 수 있다. 상기 정공 주입층(13)의 두께는 구동 전압 특성, 공정 시간 및 제조 단가를 고려하여 상기 범위에서 선택되는 것이 바람직하다.
상기 정공 주입층(13) 상부로는 정공 수송층(14)이 구비되어 있다. 상기 정공 수송층(14)은 진공증착법, 스핀코팅법, 캐스트법, LB법 등과 같은 다양한 방법을 이용하여 형성될 수 있다. 진공증착법 및 스핀코팅법에 의하여 정공 수송층(14)을 형성하는 경우, 그 증착조건 및 코팅조건은 사용하는 화합물에 따라 상이 하나, 일반적으로 정공 주입층(14) 형성과 거의 동일한 조건범위 중에서 선택된다.
상기 정공 수송층(14)을 이루는 물질은, 공지된 정공 주입 재료 중에서 선택될 수 있다. 예를 들면, 1,3,5-트리카바졸릴벤젠, 4,4'-비스카바졸릴비페닐, 폴리비닐카바졸, m-비스카바졸릴페닐, 4,4'-비스카바졸릴-2,2'-디메틸비페닐, 4,4',4"-트리(N-카바졸릴)트리페닐아민, 1,3,5-트리(2-카바졸릴페닐)벤젠, 1,3,5-트리스(2-카바졸릴-5-메톡시페닐)벤젠, 비스(4-카바졸릴페닐)실란, 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(NPD), N,N'-디페닐-N,N'-비스(1-나프틸)-(1,1'-비페닐)-4,4'-디아민(NPB), 폴리(9,9-디옥틸플루오렌-co-N-(4-부틸페닐)디페닐아민)(poly(9,9-dioctylfluorene-co-N-(4-butylphenyl)diphenylamine) (TFB) 또는 폴리(9,9-디옥틸플루오렌-co-비스-N,N-페닐-1,4-페닐렌디아민(poly(9,9-dioctylfluorene-co-bis-(4-butylphenyl-bis-N,N-phenyl-1,4-phenylenediamin) (PFB) 등이 포함되나 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 정공 수송층(14)의 두께는 10nm 에서 200nm, 바람직하게는 10nm 에서 100nm일 수 있다. 상기 정공 주입층(14)의 두께는 구동 전압 특성, 공정 시간 및 제조 단가를 고려하여 상기 범위에서 선택되는 것이 바람직하다.
상기 정공 수송층(14) 상부로는 발광층(16)이 구비되어 있다. 상기 발광층(16)은 제1발광 물질로 이루어진 제1발광층(16a), 제2발광 물질로 이루어진 제2발광층(16b) 및 제3발광 물질로 이루어진 제3발광층(16c)을 포함하며, 상기 제1발광층(16a)과 상기 제2발광층(16b) 사이에는 상기 제1발광 물질의 일부 이상과 상기 제2발광 물질의 일부 이상을 포함한 제1혼합 계면층(16ab)이 개재되어 있다.
상기 제1발광층(16a), 제2발광층(16b) 및 제3발광층(16c)은 서로 다른 컬러의 광을 방출할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1전극(12)이 애노드로서 정공 주입 전극일 경우, 상기 제1발광층(16a)은 청색 발광층이고, 상기 제2발광층(16b)은 녹색 발광층이고, 상기 제3발광층(16c)은 적색 발광층일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 제1발광 물질, 상기 제2발광 물질 및 상기 제3발광 물질은 공지의 발광 물질 중에서 임의로 선택할 수 있다. 바람직하게는, 상기 제1발광 물질, 제2발광 물질 및 제3발광 물질은 백색-발광이 가능하도록 공지된 발광 물질 중에서 임의로 선택될 수 있다.
상기 제1발광 물질, 제2발광 물질 및 제3발광 물질은 1종의 발광 물질이거나 또는 호스트 및 도펀트의 조합일 수 있다. 예를 들어, 상기 제1발광 물질은 제1호스트 및 제1도펀트를 포함하고, 상기 제2발광 물질은 제2호스트 및 제2도펀트를 포함할 수 있다. 이 때, 상기 제1혼합 계면층(16ab)은, 상기 제1발광 물질의 일부 이상, 즉, 상기 제1호스트 및 상기 제1도펀트 중 하나 이상과 상기 제2발광 물질의 일부 이상, 즉, 상기 제2호스트 및 상기 제2도펀트 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 즉, 상기 제1혼합 계면층(16ab)은, 예를 들면, 상기 제1호스트 및 제2호스트만을 포함할 수 있거나, 상기 제1호스트, 제1도펀트, 제2호스트 및 제2도펀트를 모두 포함할 수 있는 등, 전술한 바와 같은 범위 내에서 다양한 변형이 가능하다.
예를 들어, 상기 제1발광 물질, 상기 제2발광 물질 또는 상기 제3발광 물질 로 사용될 수 있는 공지의 발광 물질로는, Alq3, CBP(4,4'-N,N'-디카바졸-비페닐), PVK(폴리(n-비닐카바졸)), 또는 Balq 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 한편, 상기 예시된 물질들은 후술하는 바와 같은 공지의 도펀트와 함께 호스트로서도 이용될 수 있다.
Alq3 BAlq
상기 제1발광 물질, 상기 제2발광 물질 또는 상기 제3발광 물질이 공지의 적색 도펀트를 포함할 경우, 예를 들면, PtOEP, Ir(piq)3, Btp2Ir(acac), DCJTB 등을 이용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 상기 제1발광 물질, 상기 제2발광 물질 또는 상기 제3발광 물질이 공 재의 녹색 도펀트를 사용할 경우, Ir(ppy)3 (ppy = 페닐피리딘), Ir(ppy)2(acac), Ir(mpyp)3, C545T 등을 이용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 상기 제1발광 물질, 상기 제2발광 물질 또는 상기 제3발광 물질이 공지의 청색 도펀트를 사용할 경우, F2Irpic, (F2ppy)2Ir(tmd), Ir(dfppz)3, ter-플루오렌(fluorene) 등을 이용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 도펀트의 함량은, 호스트와 도펀트의 총중량은 100중량부로 하였을 경우, 이를 기준으로 0.1 내지 20 중량부, 특히, 0.5 내지 15 중량부인 것이 바람직하다. 전술한 바와 같은 도펀트 함량 범위를 만족시킬 경우, 농도 켄칭(quenching) 등이 일어나지 않을 수 있다.
상기 제1발광층(16a)과 상기 제2발광층(16b) 사이에 제1발광 물질의 일부 이상과 제2발광 물질의 일부 이상을 포함한 제1혼합 계면층(16ab)이 구비됨으로써, 정공과 전자의 재결합이 보다 효과적으로 이루어질 수 있어, 본원 발명을 따르는 백색-발광 유기 발광 소자는 우수한 효율 특성을 가질 수 있다. 뿐만 아니라, 상기 제1혼합 계면층(16ab)에 의하여 소자 구동시 열화가 방지될 수 있는 바, 본원 발명을 따르는 백색-발광 유기 발광 소자는 우수한 수명 특성을 가질 수 있다.
상기 제1혼합 계면층(16ab) 중 제1발광 물질 및 제2발광 물질은 균일하게 혼합된 것일 수 있다. 이 때, 상기 제1발광 물질과 제2발광 물질의 중량비는 10 : 1 내지 1 : 10, 바람직하게는 5 : 1 내지 1 : 5일 수 있는데, 상기 범위 내에서 사용하고자 하는 제1발광 물질 및 제2발광 물질의 열적 특성, 에너지 레벨 등을 고려하여 이들 물질 간의 중량비가 선택될 수 있다.
이와는 별개로, 상기 제1혼합 계면층(16ab) 중 제1발광 물질 및 제2발광 물질은 농도 구배를 이루며 존재할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 제1혼합 계면층(16ab) 중 상기 제1발광 물질의 농도는, 상기 제1혼합 계면층(16ab)과 상기 제1발광층(16a) 사이의 계면에서 상기 제1혼합 계면층(16ab)과 상기 제2발광층(16b) 사이의 계면을 향한 방향(도 1 중, "A"로 표시된 화살표 방향)으로 순차적으로 감소할 수 있다. 또한, 상기 제1혼합 계면층(16ab) 중 상기 제2발광 물질의 농도는, 상기 제1혼합 계면층(16ab)과 상기 제2발광층(16b) 사이의 계면에서 상기 제1혼합 계면층(16ab)과 상기 제1발광층(16a) 사이의 계면을 향한 방향(도 1 중, "A"로 표시된 화살표의 반대 방향)으로 순차적으로 감소할 수 있다.
상기 제1혼합 계면층(16ab)의 두께는 1nm 내지 10nm, 바람직하게는 2nm 내지 5nm일 수 있다. 제1혼합 계면층(16ab)의 두께가 상기 범위를 만족시킬 경우, 실질적은 구동 전압 증가없이, 효율 및 수명 특성 향상의 효과를 얻을 수 있다.
한편, 상기 제1발광층(16a), 상기 제2발광층(16b) 및 상기 제3발광층(16c)의 두께 범위는 각각 독립적으로, 1nm 내지 20nm, 바람직하게는, 5nm 내지 15nm의 범위 내에서 선택될 수 있다. 상기 제1발광층(16a), 상기 제2발광층(16b) 및 상기 제3발광층(16c)의 두께 범위가 전술한 바를 만족시킬 경우, 실질적인 구동 전압 증가없이, 효율 및 수명 특성 향상의 효과를 얻을 수 있다.
한편, 도 1에는 구체적으로 도시하지 않았으나, 발광층(16)이 인광 도펀트를 포함할 경우, 삼중항 여기자 또는 정공이 전자 수송층(17)으로 확산되는 현상을 방지하기 위하여 정공 저지 재료를 추가로 진공증착법 또는 스핀코팅법에 의하여 적 층시킬 수 있다. 이 때 사용할 수 있는 정공저지물질로는 공지의 정공 저지 재료는, 예를 들면 옥사디아졸 유도체나 트리아졸 유도체, 페난트롤린 유도체, 또는 JP 11-329734(A1)에 기재되어 있는 정공저지재료, BCP 등을 들 수 있다.
상기 발광층(16) 상부로는 전자 수송층(17)이 구비되어 있다. 상기 전자 수송층(17)은 진공증착법, 스핀코팅법 등의 다양한 방법을 이용하여 형성할 수 있다. 상기 전자 수송층(17)을 진공 증착법 또는 스핀코팅법을 이용하여 형성할 경우, 증착 조건 및 코팅 조건은 사용하는 화합물에 따라 다르지만, 일반적으로 정공 주입층(13)의 형성 조건과 거의 동일한 조건범위 중에서 선택된다.
상기 전자 수송층(17)을 이루는 전자수송층 재료는 전자주입전극(Cathode)로부터 주입된 전자를 안정하게 수송하는 기능을 하는 것으로서 퀴놀린 유도체, 특히 트리스(8-퀴놀리노레이트)알루미늄(Alq3), TAZ, Balq 등과 같은 공지의 재료를 사용할 수도 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 전자 수송층(17)의 두께는 10nm 에서 100nm, 바람직하게는 10nm 에서 50nm일 수 있다. 상기 전자 수송층(17)의 두께는 구동 전압 특성, 공정 시간 및 제조 단가를 고려하여 상기 범위에서 선택되는 것이 바람직하다.
상기 전자 수송층(17) 상부로는 전자 주입을 촉진하는 전자 주입층(18)이 구비되어 있다. 상기 전자 주입층(18)은 진공증착법, 스핀코팅법 등의 다양한 방법을 이용하여 형성할 수 있다. 상기 전자 주입층(18)을 진공 증착법 또는 스핀코팅법을 이용하여 형성할 경우, 증착 조건 및 코팅 조건은 사용하는 화합물에 따라 다르지만, 일반적으로 정공 주입층(13)의 형성 조건과 거의 동일한 조건범위 중에서 선택된다. 상기 전자 주입층은 공지의 재료를 이용하여 형성할 수 있는데, 예를 들면, LiF, NaCl, CsF, Li2O, BaO 등을 이용하여 형성할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 더 포함할 수 있다.
상기 전자 주입층의 두께는 약 0.1nm 내지 10nm, 바람직하게는 0.5nm 내지 2.0nm일 수 있다. 상기 전자 주입층의 두께가 전술한 바와 같은 두께를 만족할 경우, 우수한 전자 주입 특성 및 구동 전압 특성을 가질 수 있다.
상기 전자 주입층(18) 상부로는 제2전극(19)이 구비되어 있다. 상기 제2전극(19)은 진공증착법이나 스퍼터링법 등의 방법을 이용하여 형성될 수 있으며, 전자 주입 전극(캐소드)일 수 있다. 상기 제2전극 형성용 금속으로는 낮은 일함수를 가지는 금속, 합금, 전기전도성 화합물 및 이들의 혼합물을 사용할 수 있다. 구체적인 예로서는 리튬(Li), 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 알루미늄-리튬(Al-Li), 칼슘(Ca), 마그네슘-인듐(Mg-In), 마그네슘-은(Mg-Ag)등을 들 수 있다. 또한, 상기 제2전극(28)은 서로 다른 2 이상의 물질을 이용하여 2층 이상의 구조를 가질 수 있는 등, 다양한 변형이 가능하다.
도 2는 본 발명을 따르는 백색-발광 유기 발광 소자(20)의 다른 구현예를 개략적으로 도시한 것이다. 도 2에 도시된 유기 발광 소자(20)에는 기판(21), 제1전극(22), 정공 주입층(23) 및 정공 수송층(24)이 구비되어 있으며, 그 상부로는 제1발광 물질로 이루어진 제1발광층(26a), 제2발광 물질로 이루어진 제2발광층(26b) 및 제3발광 물질로 이루어진 제3발광층(26c)을 포함한 발광층(26)이 구비되어 있 다. 상기 제2발광층(26b)과 상기 제3발광층(16c) 사이에는, 상기 제2발광 물질의 일부 이상과 상기 제3발광 물질의 일부 이상으로 이루어진 제2혼합 계면층(the first mixed interface layer)(16bc)이 개재되어 있다. 상기 발광층(26) 상부로는 전자 수송층(27), 전자 주입층(28) 및 제2전극(29)이 순차적으로 구비되어 있다. 도 2 중, 기판(21), 제1전극(22), 정공 주입층(23), 정공 수송층(24), 제1발광층(26a), 제2발광층(26b), 제3발광층(26c), 전자 수송층(27), 전자 주입층(28) 및 제2전극(29)에 대한 상세한 설명은 전술한 바를 참조한다.
도 2 중, 상기 제2혼합 계면층(26bc)는 제2발광 물질의 일부 이상 및 제3발광 물질의 일부 이상을 포함한다. 예를 들어, 상기 제2발광 물질이 제2호스트 및 제2도펀트를 포함하고, 상기 제3발광 물질이 제3호스트 및 제3도펀트를 포함할 경우, 상기 제2혼합 계면층(26bc)은, 상기 제2발광 물질의 일부 이상, 즉, 상기 제2호스트 및 상기 제2도펀트 중 하나 이상과 상기 제3발광 물질의 일부 이상, 즉, 상기 제3호스트 및 상기 제3도펀트 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 즉, 상기 제2혼합 계면층(26bc)은, 예를 들면, 상기 제2호스트 및 제3호스트만을 포함할 수 있거나, 상기 제2호스트, 제2도펀트, 제3호스트 및 제3도펀트를 모두 포함할 수 있는 등, 전술한 바와 같은 범위 내에서 다양한 변형이 가능하다.
상기 제2발광층(26b)과 상기 제3발광층(26c) 사이에 제1발광 물질의 일부 이상과 제2발광 물질의 일부 이상을 포함한 제2혼합 계면층(26bc)이 구비됨으로써, 소자 구동시 정공과 전자의 재결합이 보다 효과적으로 이루어질 수 있어, 본 발명을 따르는 백색-발광 유기 발광 소자는 우수한 효율 특성을 가질 수 있다. 뿐만 아니라, 상기 제2혼합 계면층(26bc)에 의하여 소자 구동시 열화가 방지될 수 있는 바, 본 발명을 따르는 백색-발광 유기 발광 소자는 우수한 수명 특성을 가질 수 있다.
상기 제2혼합 계면층(26bc) 중 제2발광 물질 및 제3발광 물질은 균일하게 혼합된 것일 수 있다. 이 때, 상기 제2발광 물질과 제3발광 물질의 중량비는 10 : 1 내지 1 : 10, 바람직하게는 5 : 1 내지 1 : 5일 수 있는데, 상기 범위 내에서 사용하고자 하는 제2발광 물질 및 제3발광 물질의 열적 특성, 에너지 레벨 등을 고려하여 이들 물질 간의 중량비가 선택될 수 있다.
이와는 별개로, 상기 제2혼합 계면층(26bc) 중 제2발광 물질 및 제3발광 물질은 농도 구배를 이루며 존재할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 제2혼합 계면층(26bc) 중 상기 제2발광 물질의 농도는, 상기 제2혼합 계면층(26bc)과 상기 제2발광층(26b) 사이의 계면에서 상기 제2혼합 계면층(26bc)과 상기 제3발광층(26c) 사이의 계면을 향한 방향(도 2 중, "B"로 표시된 화살표 방향)으로 순차적으로 감소할 수 있다. 또한, 상기 제2혼합 계면층(26bc) 중 상기 제3발광 물질의 농도는, 상기 제2혼합 계면층(26bc)과 상기 제3발광층(26c) 사이의 계면에서 상기 제2혼합 계면층(26bc)과 상기 제2발광층(26b) 사이의 계면을 향한 방향(도 2 중, "B"로 표시된 화살표의 반대 방향)으로 순차적으로 감소할 수 있다.
상기 제2혼합 계면층(26bc)의 두께는 1nm 내지 10nm, 바람직하게는 2nm 내지 5nm일 수 있다. 제1혼합 계면층(26bc)의 두께가 상기 범위를 만족시킬 경우, 실질적은 구동 전압 증가없이, 효율 및 수명 특성 향상의 효과를 얻을 수 있다.
도 3은 본 발명을 따르는 백색-발광 유기 발광 소자(30)의 또 다른 구현예를 개략적으로 도시한 것이다. 도 3에 도시된 유기 발광 소자(30)에는 기판(31), 제1전극(32), 정공 주입층(33) 및 정공 수송층(34)이 구비되어 있으며, 그 상부로는 제1발광 물질로 이루어진 제1발광층(36a), 제2발광 물질로 이루어진 제2발광층(36b) 및 제3발광 물질로 이루어진 제3발광층(36c)을 포함한 발광층(36)이 구비되어 있다. 상기 제1발광층(36a)과 상기 제2발광층(36b) 사이에는, 상기 제1발광 물질의 일부 이상과 상기 제2발광 물질의 일부 이상으로 이루어진 제1혼합 계면층(the first mixed interface layer)(36ab)이 개재되어 있고, 상기 제2발광층(36b)과 상기 제3발광층(36c) 사이에는, 상기 제2발광 물질의 일부 이상과 상기 제3발광 물질의 일부 이상으로 이루어진 제2혼합 계면층(the first mixed interface layer)(36bc)이 개재되어 있다. 상기 발광층(36) 상부로는 전자 수송층(27), 전자 주입층(28) 및 제2전극(29)이 순차적으로 구비되어 있다.
도 3에 도시된 백색-유기 발광 소자(30)의 각 층에 대한 상세한 설명은 전술한 바를 참조한다.
이상, 본 발명을 따르는 백색-발광 유기 발광 소자를 도 1 내지 3을 참조하여 설명하였으나, 이는 본 발명의 예시에 불과할 뿐 이에 한정되지 않음은 물론이다. 예를 들어, 유기층 중 정공 주입층은 필요에 따라 형성하지 않을 수 있는 등 다양한 변형이 가능하다.
본 발명을 따르는 백색-발광 유기 발광 소자는, 기판 상부에 제1전극을 형성하는 단계; 상기 제1전극 상부에, 제1발광 물질로 이루어진 제1발광층, 제2발광 물 질로 이루어진 제2발광층 및 제3발광 물질로 이루어진 제3발광층을 포함한 발광층을 포함하며, 상기 발광층은, 상기 제1발광층과 상기 제2발광층 사이에 개재되며 상기 제1발광 물질의 일부 이상과 상기 제2발광 물질의 일부 이상으로 이루어진 제1혼합 계면층 및 상기 제2발광층과 상기 제3발광층 사이에 개재되며 상기 제2발광 물질의 일부 이상과 상기 제3발광 물질의 일부 이상으로 이루어진 제2혼합 계면층 중 하나 이상을 포함한 유기층을 형성하는 단계; 및 상기 유기층 상부에 제2전극을 형성하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 유기층 형성 단계는, 정공 주입층, 정공 수송층, 정공 저지층, 전자 수송층 및 전자 주입층으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 유기 발광 소자의 유기층은 전술한 바와 같이, 증착법, 코팅법 등의 다양한 방법을 이용하여 형성가능하다. 바람직하게는, 증착법을 이용할 수 있다.
상기 유기층 형성 단계를 증착법을 이용하여 형성할 경우, 예를 들면, 클러스터형 증착기 또는 인-라인 증착 시스템용 증착기 등을 이용하여 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
특히, 인-라인 증착 시스템용 증착기를 이용하여 상기 유기층을 형성할 경우, 상기 인-라인 증착 시스템용 증착기에 포함된 발광층 형성용 증착 챔버는 제1발광 물질의 증착원 및 제2발광 물질의 증착원을 구비하거나, 또는 제2발광 물질의 증착원 및 제3발광 물질의 증착원을 구비하거나, 또는 제1발광 물질의 증착원, 제2발광 물질의 증착원 및 제3발광 물질의 증착원을 구비할 수 있다. 전술한 바와 같 은 발광층 형성용 증착 챔버가 구비된 인-라인 증착 시스템용 증착기를 이용함으로써, 본 발명의 백색-발광 유기 발광 소자, 특히 혼합 계면층을 이루는 서로 다른 2 이상의 물질이 농도 구배를 이루는 백색-발광 유기 발광 소자를 용이하게 제조할 수 있다.
도 4a, 5a, 6a, 7a 및 8a는 전술한 바와 같은 인-라인 증착 시스템용 증착기 중 발광층 형성용 증착 챔버(106) 내에서 본 발명을 따르는 유기 발광 소자의 발광층을 형성하는 단계를 개략적으로 설명한 것이고, 도 4b, 5b, 6b, 7b 및 8b는 각 단계에 대응되는 증착 결과물을 각각 개략적으로 도시한 것이다. 도 4a, 5a, 6a, 7a 및 8a에 도시된 발광층 형성용 증착 챔버(106)에는 증착원 및 유기 발광 소자 형성용 기판만이 개략적으로 도시되어 있으며, 기판 이송 수단, 증착원 분리 수단 등은 종래 기술, 예를 들면, 대한민국 특허 공개번호 2007-0045527 및 2005-0038121 등을 참조하여 당업자가 용이하게 인식할 수 있는 것이다. 도 4a, 5a, 6a, 7a 및 8a의 발광층 형성용 증착 챔버(106)는 제1발광 물질 증착원(110)으로서 제1호스트 증착원(110a) 및 제1도펀트 증착원(110b), 제2발광 물질 증착원(120)으로서 제2호스트 증착원(120a) 및 제2도펀트 증착원(120b) 및 제3발광 물질 증착원(130)으로서 제3호스트 증착원(130a) 및 제3도펀트 증착원(130b)을 구비한다. 한편, 유기 발광 소자 형성용 기판(50)은 도 4a, 5a, 6a, 7a 및 8a에 도시된 화살표 방향으로 이송된다.
먼저, 유기 발광 소자 형성용 기판(50)은 기판(51) 상부에 제1전극(52), 정공 주입층(53) 및 정공 수송층(54)을 구비한 유기 발광 소자 형성용 기판(50)을 도 4a에서와 같이 발광층 형성용 증착 챔버(106)으로 이송시킨 다음, 제1발광 물질 증착원(110)을 가열하여 도 4b에서와 같이 제1발광층(55a)을 정공 수송층(54) 상부에 형성한다.
이 후, 유기 발광 소자 형성용 기판(50)은 발광층 형성용 챔버(106) 내에서 도 5a에서와 같은 위치로 이송된다. 이 때, 제1발광 물질 증착원(110) 중 일부 이상, 즉, 제1호스트 증착원(110a) 및 제1도펀트 증착원(110b) 중 하나 이상과 제2발광 물질 증착원(120) 중 일부 이상, 즉 제2호스트 증착원(120a) 및 제2도펀트 증착원(120b) 중 하나 이상의 가열에 의하여 도 5b에서와 같이, 제1발광층(55a) 상부에 제1발광 물질의 일부 이상과 제2발광 물질의 일부 이상으로 이루어진 제1혼합 계면층(55ab)이 형성된다.
이 때, 제1호스트 증착원(110a), 제1도펀트 증착원(110b), 제2호스트 증착원(120a) 및 제2도펀트 증착원(120b)의 배치, 가열 시간, 유기 발광 소자 형성용 기판(50)의 이송 속도 등을 조절함으로써, 제1혼합 계면층(55ab) 중 제1발광 물질과 제2발광 물질의 혼합 상태, 즉, 균일하게 혼합될 것인지, 농도 구배를 이룰 것인지 등을 조절할 수 있다. 예를 들어, 유기 발광 소자 형성용 기판(50)을 일정한 속도로 연속적으로 이송시킬 경우, 제1혼합 계면층(55ab) 중 제1발광 물질과 제2발광 물질이 전술한 바와 같은 농도 구배를 갖도록 형성할 수 있는 등, 다양한 변형이 가능하다.
그리고 나서, 유기 발광 소자 형성용 기판(50)은 발광층 형성용 챔버(106) 내에서 도 6a에서와 같은 위치로 이송된다. 이 때, 제2발광 물질 증착원(120)의 가열에 의하여 도 6b에서와 같이, 제1혼합 계면층(55ab) 상부에 제2발광층(55b)이 형성된다.
이 후, 상기 유기 발광 소자 형성용 기판(50)은 발광층 형성용 챔버(106) 내에서 도 7a에서와 같은 위치로 이송된다. 이 때, 제2발광 물질 증착원(120) 중 일부 이상, 즉, 제2호스트 증착원(120a) 및 제2도펀트 증착원(120b) 중 하나 이상과 제3발광 물질 증착원(130) 중 일부 이상, 즉 제3호스트 증착원(130a) 및 제3도펀트 증착원(130b) 중 하나 이상의 가열에 의하여 도 7b에서와 같이, 제2발광 물질의 일부 이상과 제3발광 물질의 일부 이상으로 이루어진 제2혼합 계면층(55bc)이 형성된다.
이 때, 제2호스트 증착원(120a), 제2도펀트 증착원(120b), 제3호스트 증착원(130a) 및 제3도펀트 증착원(130b)의 배치, 가열 시간, 유기 발광 소자 형성용 기판(50)의 이송 속도 등을 조절함으로써, 제2혼합 계면층(55bc) 중 제2발광 물질과 제3발광 물질의 혼합 상태, 즉, 균일하게 혼합될 것인지, 농도 구배를 이룰 것인지 등을 조절할 수 있다.
그리고 나서, 유기 발광 소자 형성용 기판(50)은 발광층 형성용 챔버(106) 내에서 도 8a에서와 같은 위치로 이송된다. 이 때, 제3발광 물질 증착원(130)의 가열에 의하여 도 8b에서와 같이, 제3발광층(55c)이 형성된다.
이 때, 상기 제1발광 물질은 청색 발광 물질일 수 있고, 상기 제2발광 물질은 녹색 발광 물질일 수 있고, 상기 제3발광 물질은 청색 발광 물질일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
전술한 바와 같은 발광층 형성용 증착 챔버를 사용할 경우, 각 컬러별로 개별 증착 챔버를 사용한 경우에 비하여, 대기 시간(tack time)을 감소시킬 수 있는 등, 생산성을 향상시킬 수 있다. 뿐만 아니라, 전술한 바와 같은 발광층 형성용 증착 챔버를 구비한 인-라인 증착 시스템용 증착기를 이용하면, 제1혼합 계면층 및/또는 제2혼합 계면층을 이루는 물질들이 농도 구배를 이루도록 할 수 있다. 또한, 단일 발광층 형성용 증착 챔버를 이용하여, 제1발광층, 제1혼합 계면층, 제2발광층, 제2혼합 계면층 및 제3발광층을 형성하므로, 인접한 층들 사이에 수분 등과 같은 불순물이 실질적으로 존재하지 않게 할 수 있다. 따라서, 불순물에 의한 효율 저하 및 수명 저하가 실질적으로 발생하지 않아, 고품질의 백색-발광 유기 발광 소자를 얻을 수 있다.
도 9는 제1전극으로서 ~1500Å 두께의 ITO층, 정공 수송층으로서, 800Å 두께의 NPB층, 공지의 청색 호스트 및 청색 도펀트(5wt%)를 포함한 100Å 두께의 제1발광층, 녹색 호스트로서 Alq3 및 녹색 도펀트로서 C545T(2wt%)를 포함한 90Å 두께의 제2발광층, 적색 호스트로서 Balq 및 적색 도펀트로서 Btp2Ir(acac) (8wt%) 를 포함한 90Å 두께의 제3발광층, 전자 수송층으로서 300Å 두께의 Alq3층, 전자 주입층으로서, 10Å 두께의 LiF층 및 제2전극으로서 1500Å 두께의 Al층을 구비한 유기 발광 소자(이하, "샘플 1"이라 함)의 EL 스펙트럼이고, 도 10은 상기 샘플 1과 동일한 구조를 갖되, 제1발광층과 제2발광층 사이에 상기 제1발광층에 포함된 청색 호스트와 제2발광층에 포함된 녹색 호스트를 포함한 제1혼합 계면층(두께는 20Å임)이 구비되어 있고, 제2발광층과 제3발광층 사이에는 상기 제2발광층에 포함 된 녹색 호스트와 상기 제3발광층에 포함된 적색 호스트를 포함한 제2혼합 계면층(두께는 20Å임)이 구비되어 있는 유기 발광 소자(이하, "샘플 2"라 함)의 EL 스펙트럼이다. 샘플 1 및 샘플 2의 유기층은 모두 약 10-6 Torr의 진공 하에서의 열증착법을 이용하여 형성하였다. 도 9 및 10으로부터 샘플 1 및 2 모두 백색 발광함을 확인할 수 있다.
도 11은 샘플 1과 샘플 2의 효율 특성을 나타낸 그래프이다. 샘플 1과 샘플 2의 효율 특성은 포토리서치사의 PR650 휘도측정기를 사용하여 측정하였는데, 도 11에 따르면, 본원 발명을 따르는 샘플 2는 샘플 1에 비하여 약 1.5배 향상된 효율 특성을 가짐을 알 수 있다.
도 12는 샘플 1과 샘플 2의 수명 특성을 나타낸 그래프이다. 샘플 1과 샘플 2의 수명 특성은 Si phtodiode(실리콘 포토다이오우드)를 이용하여 측정한 초기 휘도치가 반감하는 시간을 측정함으로써 평가하였는데, 도 12에 따르면, 본원 발명을 따르는 샘플 2는 샘플 1에 비하여 약 3배의 수명을 나타냄을 알 수 있다.
이로써, 본원 발명을 따르는 유기 발광 소자는 종래의 유기 발광 소자에 비하여 우수한 효율 특성 및 수명 특성을 가짐을 확인할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명을 따르는 유기 발광 소자는 서로 다른 컬러의 광을 방출하는 2 개의 발광층 사이에 혼합 계면층을 구비하는 바, 우수한 효율 특성 및 수명 특성을 가질 수 있다. 또한, 본원 발명의 유기 발광 소자의 제조 방 법을 이용하면 생산성이 향상될 수 있다.
본 발명에 대하여 구현예 및 실시예를 참고하여 설명하였으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명에 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
Claims (20)
- 기판;제1전극;제2전극; 및상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에, 제1발광 물질로 이루어진 제1발광층, 제2발광 물질로 이루어진 제2발광층 및 제3발광 물질로 이루어진 제3발광층을 포함한 발광층을 포함한 유기층을 구비하며,상기 발광층은, 상기 제1발광층과 상기 제2발광층 사이에 개재되며 상기 제1발광 물질의 일부 이상과 상기 제2발광 물질의 일부 이상으로 이루어진 제1혼합 계면층(the first mixed interface layer) 및 상기 제2발광층과 상기 제3발광층 사이에 개재되며 상기 제2발광 물질의 일부 이상과 상기 제3발광 물질의 일부 이상으로 이루어진 제2혼합 계면층(the second mixed interface layer) 중 하나 이상을 포함한 것을 특징으로 하는 백색-발광 유기 발광 소자(white-emitting organic light emitting diode).
- 제1항에 있어서,상기 발광층이, 제1혼합 계면층 및 상기 제2혼합 계면층을 모두 포함한 것을 특징으로 하는 백색-발광 유기 발광 소자.
- 제1항에 있어서,상기 제1발광층, 상기 제2발광층 및 상기 제3발광층이 서로 다른 컬러의 광을 방출하는 것을 특징으로 하는 백색-발광 유기 발광 소자.
- 제1항에 있어서,상기 제1전극이 정공 주입 전극이고, 상기 제1발광층이 청색 발광층이고, 상기 제2발광층이 녹색 발광층이고, 상기 제3발광층이 적색 발광층이며, 상기 제1발광층, 상기 제2발광층 및 상기 제3발광층이 상기 제1전극으로부터 순차적으로 적층된 것을 특징으로 하는 백색-발광 유기 발광 소자.
- 제1항에 있어서,상기 제1발광 물질이 제1호스트 및 제1도펀트를 포함하고, 상기 제2발광 물질이 제2호스트 및 제2도펀트를 포함하며, 상기 제1혼합 계면층이 상기 제1호스트 및 상기 제1도펀트 중 하나 이상과 상기 제2호스트 및 상기 제2도펀트 중 하나 이상을 포함한 것을 특징으로 하는 백색-발광 유기 발광 소자.
- 제1항에 있어서,상기 제1혼합 계면층 중 제1발광 물질 및 제2발광 물질이 균일하게 혼합된 것을 특징으로 하는 백색-발광 유기 발광 소자.
- 제1항에 있어서,상기 제1혼합 계면층 중 상기 제1발광 물질의 농도가, 상기 제1혼합 계면층과 상기 제1발광층 사이의 계면에서 상기 제1혼합 계면층과 상기 제2발광층 사이의 계면을 향하는 방향으로 순차적으로 감소하고, 상기 제1혼합 계면층 중 상기 제2발광 물질의 농도가, 상기 제1혼합 계면층과 상기 제2발광층 사이의 계면에서 상기 제1혼합 계면층과 상기 제1발광층 사이의 계면을 향하는 방향으로 순차적으로 감소하는 것을 특징으로 하는 백색-발광 유기 발광 소자.
- 제1항에 있어서,상기 제1혼합 계면층의 두께가 1nm 내지 10nm인 것을 특징으로 하는 백색-발광 유기 발광 소자.
- 제1항에 있어서,상기 제2발광 물질이 제2호스트 및 제2도펀트를 포함하고, 상기 제3발광 물질이 제3호스트 및 제3도펀트를 포함할 경우, 상기 제2혼합 계면층이 상기 제2호스트 및 상기 제2도펀트 중 하나 이상과 상기 제3호스트 및 상기 제3도펀트 중 하나 이상을 포함한 것을 특징으로 하는 백색-발광 유기 발광 소자.
- 제1항에 있어서,상기 제2혼합 계면층 중 제2발광 물질 및 제3발광 물질이 균일하게 혼합된 것을 특징으로 하는 백색-발광 유기 발광 소자.
- 제1항에 있어서,상기 제2혼합 계면층 중 상기 제2발광 물질의 농도가, 상기 제2혼합 계면층과 상기 제2발광층 사이의 계면에서 상기 제2혼합 계면층과 상기 제3발광층 사이의 계면을 향하는 방향으로 순차적으로 감소하고, 상기 제2혼합 계면층 중 상기 제3발광 물질의 농도가, 상기 제2혼합 계면층과 상기 제3발광층 사이의 계면에서 상기 제2혼합 계면층과 상기 제2발광층 사이의 계면을 향하는 방향으로 순차적으로 감소하는 것을 특징으로 하는 백색-발광 유기 발광 소자.
- 제1항에 있어서,상기 제2혼합 계면층의 두께가 1nm 내지 10nm인 것을 특징으로 하는 백색-발광 유기 발광 소자.
- 제1항에 있어서,상기 유기층이 정공 주입층, 정공 수송층, 정공 저지층, 전자 수송층 및 전자 주입층으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 층을 더 포함한 것을 특징으로 하는 백색-발광 유기 발광 소자.
- 기판 상부에 제1전극을 형성하는 단계;상기 제1전극 상부에, 제1발광 물질로 이루어진 제1발광층, 제2발광 물질로 이루어진 제2발광층 및 제3발광 물질로 이루어진 제3발광층을 포함한 발광층을 포함하며, 상기 발광층은, 상기 제1발광층과 상기 제2발광층 사이에 개재되며 상기 제1발광 물질의 일부 이상과 상기 제2발광 물질의 일부 이상으로 이루어진 제1혼합 계면층 및 상기 제2발광층과 상기 제3발광층 사이에 개재되며 상기 제2발광 물질의 일부 이상과 상기 제3발광 물질의 일부 이상으로 이루어진 제2혼합 계면층 중 하나 이상을 포함한 유기층을 형성하는 단계; 및상기 유기층 상부에 제2전극을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 백색-발광 유기 발광 소자의 제조 방법.
- 제14항에 있어서,상기 유기층 형성 단계를 클러스터형 증착기 또는 인-라인 증착 시스템용 증착기를 이용한 증착법에 의하여 수행하는 것을 특징으로 하는 백색-발광 유기 발광 소자의 제조 방법.
- 제15항에 있어서,상기 인-라인 증착 시스템용 증착기는 발광층 형성용 증착 챔버를 포함하고, 상기 발광층 형성용 증착 챔버는 제1발광 물질의 증착원 및 제2발광 물질의 증착원을 구비하거나, 또는 제2발광 물질의 증착원 및 제3발광 물질의 증착원을 구비하거나, 또는 제1발광 물질의 증착원, 제2발광 물질의 증착원 및 제3발광 물질의 증착 원을 구비한 것을 특징으로 하는 백색-발광 유기 발광 소자의 제조 방법.
- 제16항에 있어서,상기 발광층 형성용 증착 챔버에 구비된 복수의 증착원이 포인트 소스(point source), 포인트 어레이 소스(point array source) 또는 선형 소스(linear source)인 것을 특징으로 하는 백색-발광 유기 발광 소자의 제조 방법.
- 제14항에 있어서,상기 유기층 형성 단계가, 정공 주입층, 정공 수송층, 정공 저지층, 전자 수송층 및 전자 주입층으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 층을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자의 제조 방법.
- 복수의 증착 챔버가 상호 병렬적으로 배치된 인-라인 증착 시스템용 증착기로서, 상기 복수의 증착 챔버가 발광층 형성용 증착 챔버를 포함하고, 상기 발광층 형성용 증착 챔버가 서로 다른 컬러의 발광 물질 증착원들을 구비한 것을 특징으로 하는 인-라인 증착 시스템용 증착기.
- 제19항에 있어서,상기 발광층 형성용 증착 챔버가 제1발광 물질의 증착원 및 제2발광 물질의 증착원을 포함하거나, 제2발광 물질의 증착원 및 제3발광 물질의 증착원을 포함하 거나, 제1발광 물질의 증착원, 제2발광 물질의 증착원 및 제3발광 물질의 증착원을 포함하는 것을 특징으로 하는 인-라인 증착 시스템용 증착기.
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