KR20120111798A - 유기전계 발광소자 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 다수의 화소영역을 갖는 표시영역이 정의된 제 1 기판과; 각 화소영역 별로 형성된 제 1 전극과; 상기 제 1 전극 상부에 형성된 유기 발광층과; 상기 유기 발광층 상부로 상기 표시영역 전면에 형성되며, 제 1 함량비와 제 1 일함수 값 및 제 1 면저항을 갖는 제 1 금속물질과 상기 제 1 함량비보다 작은 제 2 함량비와 상기 제 1 일함수 값보다 작은 제 2 일함수 값과 상기 제 1 면저항 보다 큰 제 2 면저항을 갖는 제 2 금속물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 제 2 전극을 포함하는 유기전계 발광소자를 제공한다.
Description
본 발명은 유기전계 발광소자(Organic Electro-luminescent Device)에 관한 것이며, 특히 낮은 수준의 면저항 특성을 유지하면서도 캐소드 전극의 역할을 하는 제 2 전극의 투과율을 향상시키고 우수한 표면 막질 특성을 갖는 유기전계 발광소자에 관한 것이다.
평판 디스플레이(FPD ; Flat Panel Display)중 하나인 유기전계 발광소자는 높은 휘도와 낮은 동작 전압 특성을 갖는다. 또한 스스로 빛을 내는 자체발광형이기 때문에 명암대비(contrast ratio)가 크고, 초박형 디스플레이의 구현이 가능하며, 응답시간이 수 마이크로초(㎲) 정도로 동화상 구현이 쉽고, 시야각의 제한이 없으며 저온에서도 안정적이고, 직류 5V 내지 15V의 낮은 전압으로 구동하므로 구동회로의 제작 및 설계가 용이하다.
따라서, 전술한 바와 같은 장점을 갖는 유기전계 발광소자는 최근에는 TV, 모니터, 핸드폰 등 다양한 IT기기에 이용되고 있다.
이하, 유기전계 발광 소자의 기본적인 구조에 대해서 조금 더 상세히 설명한다.
유기전계 발광소자는 크게 어레이 소자와 유기전계 발광 다이오드로 이루지고 있다. 상기 어레이 소자는 게이트 및 데이터 배선과 연결된 스위칭 박막트랜지스터와, 상기 유기전계 발광 다이오드와 연결된 구동 박막트랜지스터로 이루어지며, 상기 유기전계 발광 다이오드는 상기 구동 박막트랜지스터와 연결된 제 1 전극과 유기 발광층 및 제 2 전극으로 이루어지고 있다.
이러한 구성을 갖는 유기전계 발광소자는 상기 유기 발광층으로부터 발생된 빛은 상기 제 1 전극 또는 제 2 전극을 향해 출사됨으로써 화상을 표시하게 된다. 이러한 유기전계 발광소자는 개구율 등을 고려할 때, 통상 상기 제 2 전극을 향해 출사되는 빛을 이용하여 화상을 표시하는 상부 발광 방식으로 제조되고 있다.
하지만, 유기전계 발광소자 제조 특성 상, 유기 발광층 상부에 위치하는 제 2 전극은 상기 유기 발광층의 손상 방지를 위해 일반적인 금속물질의 증착법인 스퍼터링법에 의해 형성될 수 없으며, 통상 진공 열증착에 의해 형성되고 있는 실정이다.
한편, 상기 제 1 전극은 애노드 전극의 역할을 하도록 일함수 값이 높은 투명 도전성 물질인 인듐-틴-옥사이드(ITO)로 이루어지고 있으며, 제 2 전극은 캐소드 전극의 역할을 하도록 일함수 값이 낮은 금속물질로서 이루어지고 있다.
그러나, 캐소드 전극의 역할을 하는 상기 제 2 전극을 이루는 일함수 값이 낮은 금속물질은 불투명한 특성을 가지므로, 이러한 불투명한 금속을 일반적인 전극의 두께를 갖도록 즉, 1000Å 내지 4000Å의 두께로 형성하면 빛이 투과할 수 없다.
따라서, 낮은 일함수 값을 가지며 불투명한 금속물질로 이루어진 제 2 전극은 투명성을 확보하기 위해 불투명한 금속물질로 이루어지는 하부층을 10Å 내지 200Å정도의 두께를 갖도록 형성하고 있다. 이 경우, 상기 제 2 전극의 빛 투과도는 15% 이상이 되므로 일반적인 표시장치의 휘도 수준이 되고 있다.
하지만, 제 2 전극을 10Å 내지 200Å정도의 두께를 갖도록 형성하면, 그 면저항이 20Ω/□ 내지 1000Ω/□이 되며, 이 경우 제 2 전극 자체의 저항이 높아 구동전압이 매우 커지게 되므로 소비전력이 증가됨으로써 특히, 개인용 휴대 IT기기에 적용 시 빠른 배터리 소비를 야기시키고 있다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 상부 발광 방식의 유기전계 발광 소자에 있어 최상층에 형성되는 유기전계 발광 다이오드의 제 2 전극 자체의 면저항 증가 없이 빛 투과율을 향상시키고 우수한 표면 막질을 갖는 유기전계 발광소자를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자는, 다수의 화소영역을 갖는 표시영역이 정의된 제 1 기판과; 상기 각 화소영역 별로 형성된 제 1 전극과; 상기 제 1 전극 상부에 형성된 유기 발광층과; 상기 유기 발광층 상부로 상기 표시영역 전면에 형성되며, 제 1 함량비와 제 1 일함수 값 및 제 1 면저항을 갖는 제 1 금속물질과 상기 제 1 함량비보다 작은 제 2 함량비와 상기 제 1 일함수 값보다 작은 제 2 일함수 값과 상기 제 1 면저항 보다 큰 제 2 면저항을 갖는 제 2 금속물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 제 2 전극을 포함한다.
이때, 상기 제 1 함량비는 70% 내지 98% 이며, 상기 제 2 함량비는 2% 내지 30%인 것이 특징이다.
상기 제 1 일함수 값은 4eV 내지 5eV이며, 상기 제 2 일함수 값은 2eV 내지 4eV이며, 상기 제 2 전극의 평균적인 일함수 값은 상기 제 1 전극의 일함수 값보다 작으며 4.2eV 내지 4.9eV가 되며, 상기 제 1 면저항은 1Ω/□ 내지 15Ω/□이며, 상기 제 2 면저항은 100Ω/□ 이상이며, 상기 제 2 전극의 평균적인 면저항은 5Ω/□ 내지 20Ω/□인 것이 특징이다.
또한, 상기 제 2 전극의 빛의 투과율은 460nm 파장대의 빛에 대해서는 40% 이상이며, 530nm 파장에서 35% 이상이며, 620nm 파장에서 25% 이상이 되는 것이 특징이며, 상기 제 1 금속물질은 은(Ag)이며, 상기 제 2 금속물질은 마그네슘(Mg) 또는 이터븀(Yb)인 것이 바람직하다.
또한, 상기 제 2 전극은 상기 제 1 및 제 2 금속물질이 공증착되어 단일층 구조를 이루거나, 또는 상기 제 2 전극은 상기 제 2 금속물질이 제 1 두께로 증착되어 제 1 층을 이루고, 상기 제 1 층의 상부에 상기 제 1 금속물질이 상기 제 1 두께보다 두꺼운 제 2 두께로 증착되어 제 2 층을 이룸으로써 이중층 구조를 이루는 것이 특징이며, 상기 제 1 두께는 10Å 내지 50Å이고, 상기 제 2 두께는 130Å 내지 200Å인 것이 바람직하다.
또한, 상기 유기 발광층과 상기 제 1 전극 사이에는 정공주입층(hole injection layer)과 정공수송층(hole transporting layer) 중 어느 하나의 이상의 층이 더 구비되며, 상기 유기 발광층과 상기 제 2 전극 사이에는 전자수송층(electron transporting layer)과 전자주입층(electron injection layer) 중 어느 하나 이상의 층이 더 구비되는 것이 특징이다.
이때, 상기 정공주입층은 CuPc(cupper phthalocyanine), PEDOT(poly(3,4)-ethylenedioxythiophene), PANI(polyaniline) 및 NPD(N,N-dinaphthyl-N,N'-diphenyl benzidine) 중에서 선택된 하나 이상의 물질로 이루어지며, 상기 정공수송층은 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) 중에서 선택된 하나 이상의 물질로 이루어지며, 상기 전자수송층은 Alq3(tris(8-hydroxyquinolino)aluminum), PBD, TAZ, spiro-PBD, BAlq 및 SAlq 중에서 선택된 하나 이상의 물질로 이루어지며, 상기 전자주입층은 Alq3(tris(8-hydroxyquinolino)aluminum), PBD, TAZ, spiro-PBD, BAlq 및 SAlq 중에서 선택된 하나 이상의 물질로 이루어지는 것이 바람직하며, 이때, 상기 전자주입층은 금속화합물을 더 포함할 수 있으며, 상기 금속화합물은 LiQ, LiF, NaF, KF, RbF, CsF, FrF, BeF2, MgF2, CaF2, SrF2, BaF2 및 RaF2 중 어느 하나 이상이 되는 것이 특징이다.
또한, 상기 제 1 기판 상의 상기 각 화소영역에 상기 제 1 전극 하부에 형성된 스위칭 박막트랜지스터 및 구동 박막트랜지스터와; 상기 스위칭 및 구동 박막트랜지스터를 덮으며 상기 구동 박막트랜지스터의 드레인 전극을 노출시키며 형성된 보호층과; 상기 제 1 전극의 가장자리와 중첩하며 상기 화소영역의 경계에 형성된 뱅크를 포함하며, 상기 제 1 전극은 상기 보호층 위로 상기 각 화소영역 내에 상기 구동 박막트랜지스터의 드레인 전극과 접촉하며 형성된 것이 특징이다.
이때, 상기 제 1 전극은 은(Ag) 또는 인듐-틴-옥사이드로 이루어진 단일층 구조를 이루거나, 또는 알루미늄(Al) 또는 알루미늄합금(AlNd)으로 이루어져 상기 유기 발광층으로부터 나온 빛을 상기 제 2 전극측으로 반사시키는 역할을 하는 제 1 층과 인듐-틴-옥사이드로 이루어진 제 2 층의 이중층 구조를 이루는 것이 특징이다.
또한, 상기 제 1 기판에 대응하여 이와 마주하는 제 2 기판이 구비되거나, 또는 상기 제 2 전극과 접촉하며 제 2 기판의 역할을 하는 캡핑막이 구비된 것이 특징이며, 이때, 상기 제 2 기판은 유리재질 또는 플라스틱 재질이며, 상기 제 1 및 제 2 기판의 테두리를 따라 봉지제가 구비되어 밀봉된 상태를 이루며, 상기 제 1 기판과 제 2 기판 사이는 진공의 상태 또는 불활성 기체 분위기를 이루거나, 상기 제 1 기판과 제 2 기판 사이에 전면 접착제가 구비되어 합착된 것이 특징이다.
또한, 상기 캡핑막은 무기절연물질인 산화실리콘(SiO2) 또는 산화알루미늄(Al2O3)으로 이루어지거나, 또는 유기절연물질인 폴리머 또는 모노머로 이루어진 것이 특징이다.
또한, 상기 스위칭 및 구동 박막트랜지스터는 p타입 박막트랜지스터가 되며, 상기 제 1 전극은 애노드 전극의 역할을 하며, 상기 제 2 전극은 캐소드 전극의 역할을 하는 것이 특징이다.
또한, 상기 제 1 기판에는 서로 교차하여 상기 화소영역을 정의하는 게이트 배선 및 데이터 배선과, 상기 데이터 배선과 나란하게 위치하는 전원배선이 형성되며, 상기 게이트 및 데이터 배선은 각각 상기 스위칭 박막트랜지스터의 게이트 전극 및 소스 전극과 연결되는 것이 특징이다.
본 발명에 따른 유기전계 발광 소자는 제 1 일함수 값을 갖는 제 1 금속물질과 제 1 일함수 값보다 큰 제 2 일함수 값을 갖는 제 2 금속물질을 제 1 금속물질의 함량비가 70% 내지 98%정도 포함되도록 제 2 전극을 형성함으로써 평균적인 면저항은 5Ω/□ 내지 20Ω/□이 되어 비교적 낮은 수준을 유지하며, 일함수 값은 4.2eV 내지 4.9eV가 되며, 빛의 투과율이 460nm 파장대의 빛에 대해서는 40% 이상이며, 530nm 파장에서 35% 이상이며, 620nm 파장에서 25% 이상이 되고 있다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자는 제 2 전극 자체의 표면 막질이 우수하고, 면저항이 비교적 낮으며, 제 2 전극을 통과하는 빛의 투과율이 높으므로 발광효율 특성이 우수한 장점을 갖는다.
도 1은 일반적인 유기전계 발광소자의 한 화소영역에 대한 회로도.
도 2a와 2b는 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자의 표시영역 일부에 대한 단면도.
도 3a 와 3b는 비교예 1, 2에 따른 유기전계 발광소자의 제 2 전극의 표면 상태를 나타낸 SEM 사진.
도 4a 내지 4c는 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자에 있어 제 1 및 제 2 금속물질의 함량비를 달리하여 형성한 제 2 전극의 표면 상태를 나타낸 SEM 사진.
도 2a와 2b는 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자의 표시영역 일부에 대한 단면도.
도 3a 와 3b는 비교예 1, 2에 따른 유기전계 발광소자의 제 2 전극의 표면 상태를 나타낸 SEM 사진.
도 4a 내지 4c는 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자에 있어 제 1 및 제 2 금속물질의 함량비를 달리하여 형성한 제 2 전극의 표면 상태를 나타낸 SEM 사진.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
우선, 유기전계 발광소자의 구성 및 동작에 대해서 유기전계 발광소자의 하나의 화소영역에 대한 회로도인 도 1을 참조하여 간단히 설명한다.
도시한 바와 같이 유기전계 발광소자의 각 화소영역에는 스위칭(switching) 박막트랜지스터(STr)와 구동(driving) 박막트랜지스터(DTr), 스토리지 캐패시터(StgC), 그리고 유기전계 발광 다이오드(E)가 구비되고 있다.
즉, 제 1 방향으로 게이트 배선(GL)이 형성되어 있고, 상기 제 1 방향과 교차되는 제 2 방향으로 데이터 배선(DL)이 형성됨으로써 상기 게이트 배선(GL)과 데이터 배선(DL)에 의해 둘러싸인 영역으로 정의되는 화소영역(P)이 구비되고 있으며, 상기 데이터 배선(DL)과 이격하며 전원전압을 인가하기 위한 전원배선(PL)이 형성되어 있다.
또한, 상기 데이터 배선(DL)과 게이트 배선(GL)이 교차하는 부분에는 스위칭 박막트랜지스터(STr)가 형성되어 있으며, 상기 스위칭 박막트랜지스터(STr)와 전기적으로 연결된 구동 박막트랜지스터(DTr)가 형성되어 있다.
상기 유기전계 발광 다이오드(E)의 일측 단자인 제 1 전극은 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)의 드레인 전극과 연결되고 있으며, 타측 단자인 제 2 전극은 접지되고 있다. 이때, 상기 전원배선(PL)을 통해 전달되는 전원전압은 상기 구동 박마트랜지스터(DTr)을 통해 상기 유기전계 발광 다이오드(E)로 전달하게 된다. 또한, 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)의 게이트 전극과 소스 전극 사이에는 스토리지 커패시터(StgC)가 형성되고 있다.
따라서, 상기 게이트 배선(GL)을 통해 신호가 인가되면 스위칭 박막트랜지스터(STr)가 온(on) 되고, 상기 데이터 배선(DL)의 신호가 구동 박막트랜지스터(DTr)의 게이트 전극에 전달되어 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)가 온(on) 되므로 유기전계발광 다이오드(E)를 통해 빛이 출력된다. 이때, 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)가 온(on) 상태가 되면, 전원배선(PL)으로부터 유기전계발광 다이오드(E)에 흐르는 전류의 레벨이 정해지며, 이로 인해 상기 유기전계 발광 다이오드(E)는 그레이 스케일(gray scale)을 구현할 수 있게 되며, 상기 스토리지 커패시터(StgC)는 스위칭 박막트랜지스터(STr)가 오프(off) 되었을 때, 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)의 게이트 전압을 일정하게 유지시키는 역할을 함으로써 상기 스위칭 박막트랜지스터(STr)가 오프(off) 상태가 되더라도 다음 프레임(frame)까지 상기 유기전계발광 다이오드(E)에 흐르는 전류의 레벨을 일정하게 유지할 수 있게 된다.
도 2a와 도 2b는 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자의 표시영역 일부에 대한 단면도이다. 이때, 설명의 편의를 위해 구동 박막트랜지스터(DTr)가 형성되는 영역을 구동영역(DA), 그리고 도면에는 나타내지 않았지만 각 화소영역(P) 내에 스위칭 박막트랜지스터가 형성되는 영역을 스위칭 영역(미도시)이라 정의한다.
도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자(101)는 구동 및 스위칭 박막트랜지스터(DTr, 미도시)와 유기전계 발광 다이오드(E)가 형성된 제 1 기판(110)과, 인캡슐레이션을 위한 제 2 기판(170)으로 구성되고 있다. 이때, 상기 제 2 기판(170)은 무기막 또는 유기막 등으로 대체됨으로써 생략될 수 있다.
우선, 구동 및 스위칭 박막트랜지스터(DTr, 미도시)와 유기전계 발광 다이오드(E)가 구비된 제 1 기판(110)의 구성에 대해 설명한다.
상기 제 1 기판(110) 상의 상기 구동영역(DA)에는 각각 순수 폴리실리콘으로 이루어지며, 그 중앙부는 채널의 통로를 이루는 제 1 영역(113a) 그리고 상기 제 1 영역(113a) 양측면으로 고농도의 불순물이 도핑된 제 2 영역(113b)으로 구성된 반도체층(113)이 형성되어 있다. 그리고 도면에 나타나지 않았지만, 상기 스위칭 영역에도 상기 구동영역(DA)과 동일한 구조로 반도체층(미도시)이 형성되어 있다.
이때, 상기 반도체층(113)과 상기 제 1 기판(110) 사이에는 전면에 무기절연물질 예를들면, 산화실리콘(SiO2) 또는 질화실리콘(SiNx)으로 이루어진 버퍼층(미도시)이 더욱 구비될 수도 있다. 상기 버퍼층(미도시)은 상기 반도체층(113)의 결정화시 상기 제 1 기판(110) 내부로부터 나오는 알카리 이온의 방출에 의한 상기 반도체층(113)의 특성 저하를 방지하기 위함이다.
또한, 상기 반도체층(113)을 덮으며 게이트 절연막(116)이 전면에 형성되어 있으며, 상기 게이트 절연막(116) 위로 상기 구동영역(DA) 및 스위칭 영역(미도시)에는 상기 각 반도체층(113)의 제 1 영역(113a)에 대응하여 각각 게이트 전극(120)이 형성되어 있다. 그리고, 상기 게이트 절연막(116) 위로는 상기 스위칭 영역(미도시)에 형성된 게이트 전극(미도시)과 연결되며 일방향으로 연장하며 게이트 배선(미도시)이 형성되어 있다.
다음, 상기 게이트 전극(120)과 게이트 배선(미도시) 위로 무기절연물질 예를들면, 산화실리콘(SiO2) 또는 질화실리콘(SiNx)으로 이루어진 층간절연막(123)이 형성되어 있다. 이때, 상기 층간절연막(123)과 그 하부의 게이트 절연막(116)에는 상기 제 1 영역(113a) 양측면에 위치한 상기 제 2 영역(113b)을 각각 노출시키는 반도체층 콘택홀(125)이 구비되고 있다.
다음, 상기 반도체층 콘택홀(125)이 구비된 상기 층간절연막(123) 상부에는 상기 게이트 배선(미도시)과 교차하여 화소영역(P)을 정의하는 데이터 배선(미도시)과, 이와 이격하여 나란하게 전원배선(미도시)이 형성되고 있다.
또한, 상기 층간절연막(123) 위로 각 구동영역(DA) 및 스위칭 영역(미도시)에는 서로 이격하며 상기 반도체층 콘택홀(125)을 통해 노출된 제 2 영역(113b)과 각각 접촉하며 소스 및 드레인 전극(133, 136)이 형성되어 있다.
한편, 상기 구동영역(DA)에 순차 적층된 상기 반도체층(113)과 게이트 절연막(116)과 게이트 전극(120)과 층간절연막(123)과 서로 이격하는 소스 및 드레인 전극(133, 136)은 구동 박막트랜지스터(DTr)를 이룬다.
이때, 상기 스위칭 영역(미도시)에도 상기 구동영역(DA)에 형성된 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)와 동일한 구조의 스위칭 박막트랜지스터(미도시)가 형성되고 있다.
상기 스위칭 박막트랜지스터(미도시)는 게이트 배선(미도시) 및 데이터 배선(미도시)과 전기적으로 연결되고 있으며, 나아가 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)와 도 연결되고 있다.
한편, 상기 구동 및 스위칭 박막트랜지스터(DTr, 미도시)는 상기 제 2 영역(113b)에 도핑되는 불순물에 따라 p타입 또는 n타입 박막트랜지스터를 이루게 된다. p타입 박막트랜지스터의 경우는 제 2 영역(113b)에 3족의 원소 예를들면 붕소(B)를 도핑함으로써 이루어지게 되며, n타입 박막트랜지스터의 경우는 상기 제 2 영역(113b)에 5족의 원소 예를들면, 인(P)을 도핑함으로써 이루어지게 된다.
p타입의 박막트랜지스터는 캐리어로서 정공이 이용되며, n타입의 박막트랜지스터는 캐리어로서 전자가 이용된다. 따라서, 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)의 드레인 전극(136)과 연결되는 제 1 전극(147)은 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)의 타입에 따라 애노드 또는 캐소드 전극의 역할을 하게 되는 것이다.
즉, 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)가 p타입인 경우, 상기 제 1 전극(147)은 애노드 전극의 역할을 하며, n타입인 경우 상기 제 1 전극(147)은 캐소드 전극의 역할을 하게 된다.
본 발명의 실시예에 있어서는 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)가 p타입을 이룸으로써 상기 제 1 전극(147)이 애노드 전극의 역할을 하는 것을 일례로 설명하고 있다.
다음, 상기 구동 및 스위칭 박막트랜지스터(DTr, 미도시) 위로는 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)의 드레인 전극(136)을 노출시키는 드레인 콘택홀(143)을 갖는 보호층(140)이 형성되어 있다.
또한, 상기 보호층(140) 위로는 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)의 드레인 전극(136)과 상기 드레인 콘택홀(143)을 통해 접촉되며, 각 화소영역(P) 별로 일함수 값이 비교적 큰 즉, 4.8eV 내지 5.2eV 정도의 일함수 값을 갖는 도전성 물질 예를들면 인듐-틴-옥사이드(ITO) 또는 은(Ag)으로 이루어진 단일층 구조의 제 1 전극(147)이 형성되어 있다.
이때, 상기 제 1 전극(147)은 일함수 값이 큰 투명 도전성 물질인 인듐-틴-옥사이드(ITO)로 이루어진 경우, 유기전계 발광 다이오드(E)의 상부로의 발광효율 증대를 위해 반사율이 우수한 금속물질인 알루미늄(Al), 알루미늄 합금(AlNd) 중 어느 하나로 이루어진 제 1 층(147a)과 상대적으로 큰 즉 4.8eV 내지 5.1eV 정도의 일함수 값을 갖는 투명 도전성 물질로 이루어진 제 2 층(147b)의 이중층 구조를 갖도록 이루어질 수도 있다. 이때 도면에서는 제 1 전극(147)이 알루미늄(Al) 또는 알루미늄 합금(AlNd)의 제 1 층(147a)과 인듐-틴-옥사이드(ITO)의 제 2 층(147b)을 갖는 이중층 구조를 갖는 것을 일례로 도시하였다.
다음, 전술한 바와 같이 단일층 또는 이중층 구조를 가지며 애노드 전극의 역할을 하는 상기 제 1 전극(147)의 가장자리와 중첩하며 상기 보호층(140) 위로 각 화소영역(P)의 경계에는 뱅크(150)가 형성되어 있다.
한편, 상기 뱅크(150)로 둘러싸인 각 화소영역(P) 내부에는 상기 제 1 전극(147) 위로 유기 발광층(155)이 형성되고 있다. 이때, 상기 유기 발광층(155)은 유기 발광 물질로 이루어진 단일층으로 구성될 수도 있으며, 또는 발광 효율을 높이기 위해 다중층 구조로 이루어질 수도 있다. 상기 유기 발광층(155)이 다중층 구조를 이루는 경우, 상기 애노드 전극의 역할을 하는 상기 제 1 전극(147) 상부로부터 순차적으로 정공주입층(hole injection layer)(155a), 정공수송층(hole transporting layer)(155b), 유기 발광 물질층(emitting material layer)(155c), 전자수송층(electron transporting layer)(155d) 및 전자주입층(electron injection layer)(155e)의 5중층 구조로 형성될 수도 있으며, 또는 정공수송층(hole transporting layer)(155b), 유기 발광 물질층(emitting material layer)(155c), 전자수송층(electron transporting layer)(155d) 및 전자주입층(electron injection layer)(155e)의 4중층 구조, 정공수송층(hole transporting layer)(155b), 유기 발광 물질층(emitting material layer)(155c), 전자수송층(electron transporting layer)(155d)의 3중층 구조로 형성될 수도 있다. 도면에서는 상기 유기 발광층(155)이 5중층 구조를 이루는 것을 일례로 도시하였다.
이때, 상기 정공주입층(155a)은 애노드 전극의 역할을 하는 상기 제 1 전극(147)으로부터 상기 유기 발광 발광층(155c)으로의 정공의 주입을 원활하게 하는 역할을 하며, CuPc(cupper phthalocyanine), PEDOT(poly(3,4)-ethylenedioxythiophene), PANI(polyaniline) 및 NPD(N,N-dinaphthyl-N,N'-diphenyl benzidine) 중에서 선택된 하나 이상의 물질로 이루어질 수 있다.
상기 정공수송층(155b)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) 중에서 선택된 하나 이상의 물질로 이루어질 수 있다.
상기 전자수송층(155d)은 전자의 수송을 원활하게 하는 역할을 하며, Alq3(tris(8-hydroxyquinolino)aluminum), PBD, TAZ, spiro-PBD, BAlq 및 SAlq 중에서 선택된 하나 이상의 물질로 이루어질 수 있다.
또한, 전자주입층(155e)은 전자의 주입을 원활하게 하는 역할을 하며, Alq3(tris(8-hydroxyquinolino)aluminum), PBD, TAZ, spiro-PBD, BAlq 또는 SAlq중에서 선택된 하나 이상의 물질로 이루어질 수 있으며, 나아가 상기 전자주입층(155e)은 무기물을 더 포함할 수 있으며, 무기물은 금속화합물을 더 포함할 수 있다. 상기 금속화합물은 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속을 포함할 수 있으며, 이때 상기 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속을 포함하는 금속화합물은 LiQ, LiF, NaF, KF, RbF, CsF, FrF, BeF2, MgF2, CaF2, SrF2, BaF2 및 RaF2 중 어느 하나 이상이 될 수 있다.
다음, 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자에 있어서 가장 특징적인 것으로, 상기 유기 발광층(155) 및 상기 뱅크(150)의 상부에는 표시영역 전면에 캐소드 전극의 역할을 하며, 서로 다른 이종의 금속물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 제 2 전극(158)이 형성되어 있다. 이때, 상기 제 1 및 제 2 전극(147, 158)과 그 사이에 형성된 유기 발광층(155)은 유기전계 발광 다이오드(E)를 이루게 된다.
한편, 본 발명의 특징적인 구성인 이종의 금속물질로 이루어진 상기 제 2 전극(158)의 구성을 살펴보면, 상기 제 2 전극(158)은 도 2a에 도시한 바와같이 제 1 금속물질과 제 2 금속물질이 공증착되어 형성됨으로써 하나의 단일층 구조를 이루거나, 또는 도 2b에 도시한 바와같이 제 2 금속물질로 이루어진 제 1 층(158a)과 제 1 금속물질로 이루어진 제 2 층(158b)의 이중층 구조를 이룰 수도 있다.
이때, 제 1 금속물질은 제 2 금속물질보다 면저항이 낮고 상대적으로 더 큰 일함수 값을 갖는 것이 특징이다. 상기 제 1 금속물질의 면저항은 1Ω/□ 내지 15Ω/□인 것이 바람직하며, 상기 제 2 금속물질의 면저항은 100Ω/□ 이상으로 바람직하게는 100Ω/□ 내지 10,000Ω/□인 것이 바람직하다. 이러한 특성을 만족시키는 제 1 금속물질은 일례로 은(Ag)이 되며, 제 2 금속물질은 일례로 마그네슘(Mg) 또는 이터븀(Yb)이 될 수 있다.
상기 단일층 구조(도 2a 참조)의 상기 제 2 전극(158)은 상기 제 1 금속물질과 제 2 금속물질의 함량비가 다른 것이 특징이며, 제 1 금속물질이 70% 내지 98%의 비율을 갖고 상기 제 2 금속물질이 2% 내지 30%의 비율을 갖는 함량비를 가지며 상기 제 2 전극(158)은 이들 제 1 및 2 금속물질의 함량비의 합이 100%인 것이 특징이다.
또한, 상기 제 1 금속물질은 일함수 값이 4eV 내지 5eV이며, 상기 제 2 금속물질은 2eV 내지 4eV이 되는 것이 특징이다. 이때, 상기 제 1 및 제 2 금속물질로 이루어진 단일층 구조(도 2a 참조)의 제 2 전극(158)은 이를 구성하는 상기 제 1 및 제 2 금속물질의 함량비 차이에 의해 그 평균적인 일함수 값이 애노드 전극의 역할을 하는 상기 제 1 전극(147)의 일함수 값보다는 작으며, 4.2eV 내지 4.9eV가 되는 것이 특징이다.
한편, 상기 제 2 전극(158)을 제 1 금속물질로 이루어진 제 2 층(158b)과 제 2 금속물질로 이루어진 제 1 층(158a)의 이중층 구조(도 2b 참조)를 갖도록 형성하는 경우도 그 두께 차이를 갖도록 형성하여 이중층 구조를 갖는 제 2 전극(158) 자체의 평균적인 일함수 값은 애노드 전극의 역할을 하는 상기 제 1 전극(147)의 일함수 값보다는 작으며, 4.2eV 내지 4.9eV가 되는 것이 특징이다.
이 경우 상기 제 2 금속물질로 이루어진 제 1 층(도 2b의 158a)은 제 1 두께를 갖도록 형성되고, 상기 제 1 금속물질로 이루어진 제 2 층(도 2b의 158b)은 상기 제 1 두께보다 두꺼운 제 2 두께를 갖도록 형성된다. 이때, 상기 제 1 금속물질로 이루어진 제 2 층(도 2b의 158a)의 제 2 두께는 130Å 내지 200Å인 것이 바람직하며, 상기 제 2 금속물질로 이루어진 제 1 층(도 2b의 158b)의 제 1 두께는 10Å 내지 50Å인 것이 바람직하다.
한편, 전술한 바와같은 조건을 만족하도록 제조되는 단일층(도 2a 참조) 또는 이중층 구조(도 2b 참조)의 제 2 전극(158)의 경우, 그 전체의 평균적인 면저항은 5Ω/□ 내지 20Ω/□이 되어 비교적 낮은 수준을 유지하며, 일함수 값은 상기 제 1 전극(147)의 일함수 값보다는 작은 값을 가지며 4.2eV 내지 4.9eV가 되는 것이 특징이다.
또한, 상기 제 2 전극(158)에서의 빛의 투과율이 460nm 파장대의 빛에 대해서는 40% 이상이며, 530nm 파장에서 35% 이상이며, 620nm 파장에서 25% 이상이 되는 것이 특징이다.
전술한 바와같은 조건을 만족하고, 투과율 특성을 갖는 제 2 전극(158)을 갖는 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자는 제 2 전극(158) 자체의 막질이 우수하고, 면저항 특성이 낮으며, 전자주입 특성이 우수하며, 제 2 전극(158)을 통과하는 빛의 투과율이 높으므로 발광효율 특성이 우수한 것이 특징이다.
표 1은 비교예 1 및 2와 본 발명의 실시예의 다양한 실험예에 따른 유기전계 발광소자에 있어 제 2 전극 자체의 투과율, 일함수 및 면저항 특성을 나타낸 것이며, 도 3a와 3b는 각각 비교예 1 및 2에 따른 제 2 전극의 표면 SEM 사진이며, 도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 실시예의 실험예 1, 2, 3에 따른 제 2 전극의 표면 SEM 사진이다.
이때, 비교예 1은 기판 상에 마그네슘(Mg)과 은(Ag)을 각각 0.9Å/s와 0.1Å/s의 증착 속도로 동시에 공증착하여 16nm 두께의 단층 구조를 갖는 제 2 전극을 제작하여 투과율, 일함수, 면저항 및 표면 상태를 측정한 것이며, 비교예 2는 기판 상에 이터븀(Yb)을 0.5Å/s 증착속도로 2nm 증착 후, 은(Ag)을 0.5Å/s 증착속도로 14nm 증착하여 총 16nm 두께의 이중층 구조를 갖는 제 2 전극을 제작하여 투과율, 일함수, 면저항 및 표면 상태를 측정한 것이며, 실험예 1은 기판 상에 은(Ag)과 마그네슘(Mg)을 각각 1Å/s와 0.2Å/s 증착 속도로 동시에 공증착하여 16nm 두께의 단층구조를 갖는 제 2 전극을 제작하여 투과율, 일함수, 면저항 및 표면 상태를 측정한 것이며, 실험예 2는 기판 상에 은(Ag)과 마그네슘(Mg)을 0.7Å/s와 0.1Å/s 증착 속도로 동시에 공증착하여 16nm 두께의 단층구조를 갖는 제 2 전극을 제작하여 투과율, 일함수, 면저항 및 표면 상태를 측정한 것이며, 실험예 3은 기판 상에 은(Ag)과 마그네슘(Mg)을 0.9Å/s와 0.1Å/s 증착 속도로 동시에 공증착하여 16nm 두께의 단층구조를 갖는 제 2 전극을 제작하여 투과율, 일함수, 면저항 및 표면 상태를 측정한 것이다.
| 비교예 1 | 비교예 2 | 실험예 1 | 실험예 2 | 실험예 3 | ||
| 전극 | Mg:Ag | Yb/Ag | Ag:Mg | Ag:Mg | Ag:Mg | |
| 함량비율 | 9:1 | - | 5:1 | 7:1 | 9:1 | |
| 두께(nm) | 16 | 2/14 | 16 | 16 | 16 | |
| 투과율(%) |
460nm(청색) | 38.7 | 40.2 | 47.3 | 46.5 | 46.0 |
| 530nm(녹색) | 31.7 | 32.1 | 39.3 | 36.9 | 36.2 | |
| 620nm(적색) | 25.2 | 26.9 | 30.0 | 28.0 | 27.3 | |
| 일함수(eV) | 4.0 | 4.7 | 4.6 | 4.6 | 4.6 | |
| 면저항(Ω/□) | 35 | 6 | 10.0 | 7.8 | 6.7 | |
제 2 전극의 종류에 따른 투과율 특성 비교 시, 은(Ag)을 근간으로 하면서 마그네슘(Mg)을 공증착한 실험예 1이 투과율 측면에서 가장 우수한 특성을 가짐을 알 수 있으며, 전체적으로 투과율 측면에서 비교예 1,2 대비 실험예 1,2,3이 우수함을 알 수 있다. 일례로 비교예 1의 경우 460nm, 530nm 및 620nm의 파장대에 따른 빛에 대해 각각 38.7%, 31.7%, 25.2%의 투과율을 갖지만, 실험예 1의 경우 각각 47.3%, 39.3%, 30.0%의 투과율을 가짐으로 각 파장대의 투과율 측면에서 비교예 대비 우수함을 알 수 있다.
또한, 면저항 특성 비교 시에도 비교예 1의 경우 35Ω/□의 면저항을 갖는 반면 실험예 1,2,3은 각각 10.0Ω/□, 7.8Ω/□, 6.7Ω/□의 면저항을 가지므로, 실험예 1,2,3이 비교예 1 대비 우수함을 알 수 있다. 다만, 이터븀(Yb)/은(Ag)의 이증층 구조를 갖는 비교예 2의 경우 일함수 측면에서 실험예 1,2,3 대비 더 우수한 경향을 보이고 있지만, SEM 분석을 통한 표면 상태를 살펴보면 이터븀(Yb) 상부에 형성되는 은(Ag) 재질의 제 2 층 자체의 막질이 매우 저조하여 이를 구비한 유기전계 발광소자의 경우 은(Ag) 재질의 상부층을 갖는 제 2 전극의 표면 막질의 거칠기에 의해 얼룩이 발생하는 문제점이 야기되었다.
마그네슘(Mg)의 경우 3.7eV의 일함수를 가지고, 은(Ag)의 경우 4.8eV의 높은 일함수를 가지므로 애노드 전극의 역할 수행 향상을 위해 일함수 값이 낮은 마그네슘(Mg)의 함량 비율을 크게하여 제 2 전극을 형성하는 비교예 1 경우 제 2 전극 자체의 빛의 투과율이 떨어지고 흡수율이 높아져 발광효율이 저조한 단점을 갖게 된다. 또한, 비교예 1의 경우 면저항이 상대적으로 높아 유기전계 발광소자의 면적 크기에 제약을 받게 되며, 면저항이 높아짐에 따라 패널의 위치에 따른 휘도 균일도가 떨어지는 문제가 발생되어 제품의 화질 특성에 취약하다.
이러한 단점을 해결하기 위해 비교예 2와 같이 일함수 값이 2.6eV정도로 마그네슘(Mg) 대비 더욱 낮은 이터븀(Yb)을 유기 발광층 상부에 증착하여 제 1 층을 형성하고, 이의 상부에 면저항 특성이 우수한 은(Ag)을 증착하여 이중층 구조를 갖는 제 2 전극을 형성할 수 있으나, 이 경우는 투과율 저하 및 표면 막질의 문제가 발생하고 있다.
즉, 도 3b를 참조하면 이터븀(Yb)으로 이루어진 제 1 층 상부의 은(Ag)으로 이루어진 제 2 층의 경우 그 표면에 균열이 발생한 것을 알 수 있다. 따라서 이러한 구성을 갖는 비교예 2의 제 2 전극을 통해 방출되는 빛의 투과율이 달라져 얼룩 불량이 나타나고 있는 실정이다.
따라서 투과율, 면저항 특성, 일함수 측면 및 제 2 전극 자체의 표면 상태를 모두 고려할 때, 비교예 1, 2 대비 실험예 1, 2, 3에 따른 제 2 전극이 우수함을 알 수 있었다.
표 2는 비교예 3과 본 발명의 실시예의 다양한 실험예에 따른 유기전계 발광소자에 있어 제 2 전극을 이루는 은(Ag)과 마그네슘(Mg) 비율 변화에 따른 소자 특성 일례로 발광효율과 색좌표를 비교한 것이다.
비교예 3과 실험예 4,5,6,7은 각각 제 2 전극을 이루는 제 1 및 제 2 금속물질의 함량비를 달리 형성한 것을 제외하면, 그 이외의 구성요소는 모두 동일한 공정에 의해 형성된 것이다. 즉, 이들 비교예 3과 실험예 4,5,6,7은 각각 기판 상에 은(Ag) 100nm를 증착하여 2mm x 2mm 면적을 가지는 제 1 전극을 형성하고, 제 1 전극 상에 LGC101(LG화학)을 2nm 두께로 진공 증착 한 후, EL301(호도가야사)을 60nm 증착하여 정공수송층을 형성하였으며, 상기 정공수송층 상에 유기 발광층으로써 BH513(이데미츠사)에 BD313(이데미츠사)를 5중량% 도핑하여 30nm 증착함으로써 청색 유기 발광 물질층을 형성하였다. 또한, 상기 청색 유기 발광 물질층 상부에 LGC201(LG화학)과 Liq를 공증착하여 30nm 두께의 전자수송층을 형성한 뒤, 마그네슘(Mg)와 은(Ag)을 비교예 3과 실험예 4,5,6,7이 기재된 증착 속도를 갖도록 변화시키며 동시에 공증착하여 제 2 전극을 형성하였다. 이후, 무기물 일례로 EL301(호도가야사)을 70nm 성막함으로써 유기전계 발광소자를 완성하였다.
| 구분 | 제2전극 함량비율 | 발광효율(cd/A) |
색좌표 | ||
| Ag | Mg | CIEx | CIEy | ||
| 실험예 4 | 9 | 1 | 4.5 | 0.137 | 0.057 |
| 실험예 5 | 7 | 1 | 4.3 | 0.136 | 0.056 |
| 실험예 6 | 5 | 1 | 4.3 | 0.138 | 0.058 |
| 실험예 7 | 3 | 1 | 4.2 | 0.137 | 0.057 |
| 비교예 3 | 2 | 1 | 3.9 | 0.138 | 0.058 |
유기전계 발광소자 제작 결과 제 2 전극을 이루는 제 1 금속물질 및 제 2 금속물질인 은(Ag)과 마그네슘(Mg)의 함량 비율에 따른 소자 효율 특성 일례로 발광효율의 특성 변화 및 색특성은 실험예 4 내지 7을 참조하면 크지 않음을 알 수 있었다.
이때, 실험예 4, 5, 6, 7과 비교예 3의 비교를 통해서 제 2 전극에 있어 제 1 금속물질인 은(Ag)의 함량이 70% 이하로 떨어질 경우 색특성은 거의 영향이 없지만 소자 발광 효율 특성은 크게 저하됨을 확인할 수 있었다.
실험예 4 내지 7과 같이 제 2 전극에 있어 제 1 금속물질인 은(Ag)의 함량이 75% 이상인 경우, 발광효율은 4.5 내지 4.2cd/A가 되고 있지만, 은(Ag)의 함량이 66.6%인 실험예 4의 경우 발광효율은 3.9cd/A가 되어 실험예 4 내지 7보다는 매우 낮은 수치가 나왔으며, 이를 통해 제 2 전극에 있어 제 1 금속물질인 은(Ag)의 함량이 70% 이하로 떨어질 경우 소자 발광 효율 특성이 급격히 저하됨을 알 수 있었다.
따라서 실험예 4 내지 7과 비교예 3을 비교할 때, 색특성 측면에서는 큰 차이 없지만, 소자 발광 효율 측면에서 이종의 금속물질로 이루어지며 제 1 금속물질인 은(Ag)의 함량이 70% 이상이 되어 제 2 금속물질인 마그네슘(Mg) 또는 이터븀(Yb)의 함량보다 2배 이상 큰 값을 갖는 본 발명에 따른 실시예가 마그네슘의 함량비가 70%보다 작은 비교예 대비 월등히 우수함을 알 수 있었다.
한편, 도 2a 및 도 2b를 참조하면, 전술한 구성을 갖는 실시예에 따른 유기전계 발광소자(101)가 구비된 제 1 기판(110)에 대응하여 인캡슐레이션을 위한 제 2 기판(170)이 상기 제 1 기판(110)과 이격하며 구비되고 있다. 이때, 상기 제 1 기판(110)과 제 2 기판(170)은 그 가장자리를 따라 실란트 또는 프릿으로 이루어진 접착제(미도시)가 구비되고 있으며, 이러한 접착제(미도시)에 의해 상기 제 1 기판(110)과 제 2 기판(170)이 합착되어 패널상태를 유지하고 있다.
서로 이격하는 상기 제 1 기판(110)과 제 2 기판(170) 사이에는 진공의 상태를 갖거나 또는 불활성 기체로 채워짐으로써 불활성 가스 분위기를 가질 수 있다.
이때, 상기 인캡슐레이션을 위한 상기 제 2 기판(170)은 유연한 특성을 갖는 플라스틱으로 이루어질 수도 있으며, 또는 유리기판으로 이루어질 수도 있다.
한편, 전술한 실시예에 따른 유기전계 발광소자(101)는 제 1 기판(110)과 마주하여 이격하는 형태로 인캡슐레이션을 위한 제 2 기판(170)이 구비된 것을 나타내고 있지만, 변형예로서 상기 제 2 기판(170)은 점착층을 포함하는 필름 형태로 상기 제 1 기판(110)의 최상층에 구비된 상기 제 2 전극(158)과 접촉하도록 구성될 수도 있다.
또한, 도면에는 나타내지 않았지만, 본 발명의 실시예에 따른 또 다른 변형예로서 상기 제 2 전극(158) 상부로 유기절연막(미도시) 또는 무기절연막(162)이 더욱 구비되어 캡핑막이 형성될 수 있으며, 상기 유기절연막(미도시) 또는 무기절연막(162)은 그 자체로 인캡슐레이션 막으로 이용될 수도 있으며, 이 경우 상기 제 2 기판(170)은 생략할 수도 있다.
본 발명은 전술한 실시예 및 변형예로 한정되지 않고, 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 한도내에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다.
101 : 유기전계 발광소자 110 : 제 1 기판
113 : 반도체층 113a, 113b : 제 1 및 제 2 영역
116 : 게이트 절연막 120 : 게이트 전극
123 : 층간절연막 125 : 반도체층 콘택홀
133 : 소스 전극 136 : 드레인 전극
140 : 보호층 143 : 드레인 콘택홀
147 : 제 1 전극 147a : 제 1 층
147b : 제 2 층 150 : 뱅크
155 : 유기 발광층 155a : 정공주입층
155b : 정공수송층 155c : 유기 발광 물질층
155d : 전자수송층 155e : 전자주입층
158 : 제 2 전극 DA : 구동영역
DTr : 구동 박막트랜지스터 P : 화소영역
113 : 반도체층 113a, 113b : 제 1 및 제 2 영역
116 : 게이트 절연막 120 : 게이트 전극
123 : 층간절연막 125 : 반도체층 콘택홀
133 : 소스 전극 136 : 드레인 전극
140 : 보호층 143 : 드레인 콘택홀
147 : 제 1 전극 147a : 제 1 층
147b : 제 2 층 150 : 뱅크
155 : 유기 발광층 155a : 정공주입층
155b : 정공수송층 155c : 유기 발광 물질층
155d : 전자수송층 155e : 전자주입층
158 : 제 2 전극 DA : 구동영역
DTr : 구동 박막트랜지스터 P : 화소영역
Claims (19)
- 다수의 화소영역을 갖는 표시영역이 정의된 제 1 기판과;
상기 각 화소영역 별로 형성된 제 1 전극과;
상기 제 1 전극 상부에 형성된 유기 발광층과;
상기 유기 발광층 상부로 상기 표시영역 전면에 형성되며, 제 1 함량비와 제 1 일함수 값 및 제 1 면저항을 갖는 제 1 금속물질과 상기 제 1 함량비보다 작은 제 2 함량비와 상기 제 1 일함수 값보다 작은 제 2 일함수 값과 상기 제 1 면저항 보다 큰 제 2 면저항을 갖는 제 2 금속물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 제 2 전극
을 포함하는 유기전계 발광소자.
- 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 함량비는 70% 내지 98% 이며, 상기 제 2 함량비는 2% 내지 30%인 것이 특징인 유기전계 발광소자.
- 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 일함수 값은 4eV 내지 5eV이며, 상기 제 2 일함수 값은 2eV 내지 4eV이며, 상기 제 2 전극의 평균적인 일함수 값은 상기 제 1 전극의 일함수 값보다 작으며 4.2eV 내지 4.9eV가 되는 것이 특징인 유기전계 발광소자.
- 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 면저항은 1Ω/□ 내지 15Ω/□이며, 상기 제 2 면저항은 100Ω/□ 이상이며, 상기 제 2 전극의 평균적인 면저항은 5Ω/□ 내지 20Ω/□인 것이 특징인 유기전계 발광소자.
- 제 1 항에 있어서,
상기 제 2 전극의 빛의 투과율은 460nm 파장대의 빛에 대해서는 40% 이상이며, 530nm 파장에서 35% 이상이며, 620nm 파장에서 25% 이상이 되는 것이 특징인 유기전계 발광소자.
- 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 금속물질은 은(Ag)이며, 상기 제 2 금속물질은 마그네슘(Mg) 또는 이터븀(Yb)인 것이 특징인 유기전계 발광소자.
- 제 1 항에 있어서,
상기 제 2 전극은 상기 제 1 및 제 2 금속물질이 공증착되어 단일층 구조를 이루는 것이 특징인 유기전계 발광소자.
- 제 1 항에 있어서,
상기 제 2 전극은 상기 제 2 금속물질이 제 1 두께로 증착되어 제 1 층을 이루고, 상기 제 1 층의 상부에 상기 제 1 금속물질이 상기 제 1 두께보다 두꺼운 제 2 두께로 증착되어 제 2 층을 이룸으로써 이중층 구조를 이루는 것이 특징인 유기전계 발광소자.
- 제 8 항에 있어서,
상기 제 1 두께는 10Å 내지 50Å이고, 상기 제 2 두께는 130Å 내지 200Å인 것이 특징인 유기전계 발광소자.
- 제 1 항에 있어서,
상기 유기 발광층과 상기 제 1 전극 사이에는 정공주입층(hole injection layer)과 정공수송층(hole transporting layer) 중 어느 하나의 이상의 층이 더 구비되며,
상기 유기 발광층과 상기 제 2 전극 사이에는 전자수송층(electron transporting layer)과 전자주입층(electron injection layer) 중 어느 하나 이상의 층이 더 구비되는 것이 특징인 유기전계 발광소자.
- 제 10 항에 있어서,
상기 정공주입층은 CuPc(cupper phthalocyanine), PEDOT(poly(3,4)-ethylenedioxythiophene), PANI(polyaniline) 및 NPD(N,N-dinaphthyl-N,N'-diphenyl benzidine) 중에서 선택된 하나 이상의 물질로 이루어지며,
상기 정공수송층은 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) 중에서 선택된 하나 이상의 물질로 이루어지며,
상기 전자수송층은 Alq3(tris(8-hydroxyquinolino)aluminum), PBD, TAZ, spiro-PBD, BAlq 및 SAlq 중에서 선택된 하나 이상의 물질로 이루어지며,
상기 전자주입층은 Alq3(tris(8-hydroxyquinolino)aluminum), PBD, TAZ, spiro-PBD, BAlq 및 SAlq 중에서 선택된 하나 이상의 물질로 이루어지는 것이 특징인 유기전계 발광소자.
- 제 11 항에 있어서,
상기 전자주입층은 금속화합물을 더 포함할 수 있으며, 상기 금속화합물은 LiQ, LiF, NaF, KF, RbF, CsF, FrF, BeF2, MgF2, CaF2, SrF2, BaF2 및 RaF2 중 어느 하나 이상이 되는 것이 특징인 유기전계 발광소자.
- 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 제 1 기판 상의 상기 각 화소영역에 상기 제 1 전극 하부에 형성된 스위칭 박막트랜지스터 및 구동 박막트랜지스터와;
상기 스위칭 및 구동 박막트랜지스터를 덮으며 상기 구동 박막트랜지스터의 드레인 전극을 노출시키며 형성된 보호층과;
상기 제 1 전극의 가장자리와 중첩하며 상기 화소영역의 경계에 형성된 뱅크를 포함하며, 상기 제 1 전극은 상기 보호층 위로 상기 각 화소영역 내에 상기 구동 박막트랜지스터의 드레인 전극과 접촉하며 형성된 것이 특징인 유기전계 발광소자.
- 제 13 항에 있어서,
상기 제 1 전극은 은(Ag) 또는 인듐-틴-옥사이드로 이루어진 단일층 구조를 이루거나, 또는 알루미늄(Al) 또는 알루미늄합금(AlNd)으로 이루어져 상기 유기 발광층으로부터 나온 빛을 상기 제 2 전극측으로 반사시키는 역할을 하는 제 1 층과 인듐-틴-옥사이드로 이루어진 제 2 층의 이중층 구조를 이루는 것이 특징인 유기전계 발광소자.
- 제 13 항에 있어서,
상기 제 1 기판에 대응하여 이와 마주하는 제 2 기판이 구비되거나, 또는 상기 제 2 전극과 접촉하며 제 2 기판의 역할을 하는 캡핑막이 구비된 것이 특징인 유기전계 발광소자.
- 제 15 항에 있어서,
상기 제 2 기판은 유리재질 또는 플라스틱 재질이며,
상기 제 1 및 제 2 기판의 테두리를 따라 봉지제가 구비되어 밀봉된 상태를 이루며, 상기 제 1 기판과 제 2 기판 사이는 진공의 상태 또는 불활성 기체 분위기를 이루거나,
상기 제 1 기판과 제 2 기판 사이에 전면 접착제가 구비되어 합착된 것이 특징인 유기전계 발광소자.
- 제 15 항에 있어서,
상기 캡핑막은 무기절연물질인 산화실리콘(SiO2) 또는 산화알루미늄(Al2O3)으로 이루어지거나, 또는 유기절연물질인 폴리머 또는 모노머로 이루어진 것이 특징인 유기전계 발광소자.
- 제 13 항에 있어서,
상기 스위칭 및 구동 박막트랜지스터는 p타입 박막트랜지스터가 되며, 상기 제 1 전극은 애노드 전극의 역할을 하며, 상기 제 2 전극은 캐소드 전극의 역할을 하는 것이 특징인 유기전계 발광소자.
- 제 13 항에 있어서,
상기 제 1 기판에는 서로 교차하여 상기 화소영역을 정의하는 게이트 배선 및 데이터 배선과, 상기 데이터 배선과 나란하게 위치하는 전원배선이 형성되며, 상기 게이트 및 데이터 배선은 각각 상기 스위칭 박막트랜지스터의 게이트 전극 및 소스 전극과 연결되는 것이 특징인 유기전계 발광소자.
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