KR20150036970A

KR20150036970A - 유기 발광 소자 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR20150036970A
Application number: KR20130116068A
Authority: KR
Inventors: 정낙윤; 백흠일; 김한희; 이지현
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2013-09-30
Filing date: 2013-09-30
Publication date: 2015-04-08
Also published as: KR102080044B1

Abstract

본 발명은, 기판 상에 형성된 제1 화소, 제2 화소, 및 제3 화소를 포함하여 이루어지고, 상기 제1 화소는 양극과 음극 사이에 차례로 형성된 제1 발광층, 전하 생성층, 및 공통 발광층을 포함하여 이루어지고, 상기 제1 발광층과 상기 공통 발광층은 동일한 파장 범위의 광을 발광하고, 상기 공통 발광층은 상기 제2 화소 및 제3 화소에도 형성된 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자 및 그 제조방법에 관한 것이다.

Description

유기 발광 소자 및 그 제조방법{Organic Light Emitting Device and Method of manufacturing the same}

본 발명은 유기 발광 소자에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 대면적화가 용이한 유기 발광 소자 및 그 제조방법에 관한 것이다.

유기 발광 소자는 전자(electron)를 주입하는 음극(cathode)과 정공(hole)을 주입하는 양극(anode) 사이에 발광층이 형성된 구조를 가지며, 음극에서 발생된 전자 및 양극에서 발생된 정공이 발광층 내부로 주입되면 주입된 전자 및 정공이 결합하여 액시톤(exciton)이 생성되고, 생성된 액시톤이 여기상태(excited state)에서 기저상태(ground state)로 떨어지면서 발광을 하는 소자이다.

이하, 도면을 참조로 종래 유기 발광 소자에 대해서 설명하기로 한다.

도 1은 종래의 일 실시예에 따른 유기 발광 소자의 개략적인 단면도이다.

도 1에서 알 수 있듯이, 종래의 일 실시예에 따른 유기 발광 소자는, 기판(1), 및 상기 기판(1) 상에 형성된 적색(R) 화소, 녹색(G) 화소 및 청색(B) 화소를 포함하여 이루어진다.

상기 적색(R) 화소, 녹색(G) 화소 및 청색(B) 화소 각각은 양극(Anode)(10)과 음극(Cathode)(70) 사이에 적층된 복수의 유기층을 포함하여 이루어지는데, 구체적으로 양극(Anode)(10), 정공 주입층(Hole Injecting Layer:HIL)(20), 정공 수송층(Hole Transporting Layer:HTL)(30), 발광층(Emitting Layer: EML)(40), 전자 수송층(Electron Transporting Layer: ETL)(50), 전자 주입층(Electron Injecting Layer: EIL)(60), 및 음극(Cathode)(70)을 포함하여 이루어진다.

상기 정공 주입층(HIL)(20)은 상기 양극(10) 상에 형성되어 있고, 상기 정공수송층(HTL)(30)은 상기 정공 주입층(HIL)(20) 상에 형성되어 있다.

상기 발광층(EML)(40)은 상기 정공 수송층(HTL)(30) 상에 형성되어 있으며, 각각의 화소별로 적색(R), 녹색(G), 및 청색(B) 광을 발광하는 유기물질로 이루어져 있다.

상기 전자 수송층(ETL)(50)은 상기 발광층(EML)(40) 상에 형성되어 있고, 상기 전자 주입층(EIL)(60)은 상기 전자 수송층(ETL)(50) 상에 형성되어 있고, 상기 음극(70)은 상기 전자 주입층(EIL)(60) 상에 형성되어 있다.

이와 같은 종래의 유기 발광 소자는 상기 적색(R) 화소, 녹색(G) 화소 및 청색(B) 화소 별로 진공 증착 공정(Vacuum evaporation process)을 통해 복수의 유기층을 적층하여 제조된다. 이때, 진공 증착 공정으로 유기층을 적층함에 있어서 각각의 화소 별로 패턴화된 유기층을 적층할 필요가 있고, 따라서 새도우 마스크를 이용하여 진공 증착 공정을 수행하게 된다.

그러나, 이와 같은 새도우 마스크를 이용하여 진공 증착 공정을 통해 제조되는 종래의 유기 발광 소자의 경우 상기 새도우 마스크의 크기를 증가시키면 새도우 마스크와 기판 사이의 균일한 간격유지가 용이하지 않아서 대면적 적용이 어려운 단점이 있다.

본 발명은 전술한 종래의 문제점을 해결하기 위해 고안된 것으로서, 본 발명은 새도우 마스크를 적용하지 않아 대면적 적용이 용이한 유기 발광 소자 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해서, 기판 상에 형성된 제1 화소, 제2 화소, 및 제3 화소를 포함하여 이루어지고, 상기 제1 화소는 양극과 음극 사이에 차례로 형성된 제1 발광층, 전하 생성층, 및 공통 발광층을 포함하여 이루어지고, 상기 제1 발광층과 상기 공통 발광층은 동일한 파장 범위의 광을 발광하고, 상기 공통 발광층은 상기 제2 화소 및 제3 화소에도 형성된 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자를 제공한다.

본 발명은 또한, 기판 상의 제1 화소에 양극을 패턴 형성하는 공정; 상기 양극 상에 용액 상태의 패턴화 공정으로 제1 발광층을 패턴 형성하는 공정; 상기 제1 발광층 상에 용액 상태의 패턴화 공정으로 전하 생성층을 패턴 형성하는 공정; 및 상기 전하 생성층을 포함한 기판 전체면 상에 진공 증착 공정으로 공통 발광층을 형성하는 공정을 포함하여 이루어지고, 상기 제1 발광층과 상기 공통 발광층은 동일한 파장 범위의 광을 발광하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자의 제조방법을 제공한다.

이상과 같은 본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.

본 발명에 따른 유기 발광 소자는 양극과 음극 사이에 형성되는 다수의 유기층들이 새도우 마스크 없이 형성될 수 있기 때문에, 새도우 마스크의 크기 제약을 받지 않아 대면적 적용이 용이한 장점이 있다.

특히, 본 발명에 따르면, 제1 화소가 전하 생성층을 사이에 두고 서로 동일한 파장 범위의 광을 발광하는 제1 발광층 및 공통 발광층을 포함함으로써, 탠덤(Tandem) 구조의 발광층을 구비하게 되어 휘도가 증진되는 효과가 있다.

도 1은 종래의 일 실시예에 따른 유기 발광 소자의 개략적인 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 소자의 개략적인 단면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기 발광 소자의 개략적인 단면도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유기 발광 소자의 개략적인 단면도이다.
도 5a 내지 도 5d는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 소자의 제조 방법을 도시한 제조 공정도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유기 발광 소자의 개략적인 단면도이다.

본 명세서에서 기술되는 "상에"라는 용어는 어떤 구성이 다른 구성의 바로 표면에 형성되는 경우뿐만 아니라 이들 구성들 사이에 제3의 구성이 개재되는 경우까지 포함하는 것을 의미한다.

본 명세서에서 기술되는 "제1" 및 "제2" 등의 수식어는 해당하는 구성들의 순서를 의미하는 것이 아니라 해당하는 구성들을 서로 구분하기 위한 것이다.

이하, 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예에 대해서 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 소자의 개략적인 단면도이다.

도 2에서 알 수 있듯이, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 소자는, 기판(1), 및 상기 기판(1) 상에 형성된 적색(R) 화소, 녹색(G) 화소 및 청색(B) 화소를 포함하여 이루어진다.

상기 적색(R) 화소 및 녹색(G) 화소는 서로 동일한 패턴으로 형성되어 있고, 상기 청색(B) 화소는 상기 적색(R) 화소 및 녹색(G) 화소와 상이한 패턴으로 형성되어 있다.

구체적으로, 상기 적색(R) 화소 및 녹색(G) 화소는 차례로 적층된 양극(Anode)(100), 정공 주입층(HIL)(200), 정공 수송층(HTL)(300), 발광층(EML)(400), 공통 발광층(Common Layer: CL)(B)(500), 전자 수송층(ETL)(600), 전자 주입층(EIL)(700), 및 음극(Cathode)(800)을 포함하여 이루어진다.

반면에, 상기 청색(B) 화소는 차례로 적층된 양극(Anode)(100), 정공 주입층(HIL)(200), 정공 수송층(HTL)(300), 공통 발광층(Common Layer: CL)(B)(500), 전자 수송층(ETL)(600), 전자 주입층(EIL)(700), 및 음극(Cathode)(800)을 포함하여 이루어진다.

상기 양극(100)은 상기 적색(R) 화소, 녹색(G) 화소 및 청색(B) 화소에서 상기 기판(1) 상에 각각 패턴 형성되어 있다. 상기 양극(100)은 전도성 및 일함수(work function)가 높은 투명한 도전물질, 예로서 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), SnO2 또는 ZnO 등으로 이루어질 수 있지만, 반드시 그에 한정되는 것은 아니다.

이와 같은 양극(100)은 MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition) 공정 및 포토리소그라피(Photolithography) 공정의 조합에 의해서 각각의 화소 별로 패턴 형성될 수 있다.

상기 정공 주입층(HIL)(200)은 상기 적색(R) 화소, 녹색(G) 화소 및 청색(B) 화소에서 상기 양극(100) 상에 각각 패턴 형성되어 있다. 상기 정공 주입층(HIL)(200)은 MTDATA(4,4',4"-tris(3-methylphenylphenylamino)triphenylamine), CuPc(copper phthalocyanine) 또는 PEDOT/PSS(poly(3,4-ethylenedioxythiphene, polystyrene sulfonate) 등으로 이루어질 수 있지만, 반드시 그에 한정되는 것은 아니다.

이와 같은 정공 주입층(HIL)(200)은 용액 상태의 패턴화 공정, 예로서 용액 상태의 정공 주입층 조성물을 준비한 후 잉크젯(ink-jet) 공정을 통해서 각각의 화소 별로 패턴 형성될 수 있다.

상기 정공 수송층(HTL)(300)은 상기 적색(R) 화소, 녹색(G) 화소 및 청색(B) 화소에서 상기 정공 주입층(HIL)(200) 상에 각각 패턴 형성되어 있다. 상기 정공 수송층(HTL)(300)은 TPD(N,N'-diphenyl-N,N'-bis(3-methylphenyl)-1,1'-bi-phenyl-4,4'-diamine) 또는 NPB(N,N'-di(naphthalen-1-yl)-N,N'-diphenyl-benzidine) 등으로 이루어질 수 있지만, 반드시 그에 한정되는 것은 아니다.

이와 같은 정공 수송층(HTL)(300)은 용액 상태의 패턴화 공정, 예로서 용액 상태의 정공 수송층 조성물을 준비한 후 잉크젯(ink-jet) 공정을 통해서 각각의 화소 별로 패턴 형성될 수 있다.

상기 발광층(EML)(400)은 상기 적색(R) 화소 및 녹색(G) 화소에서 상기 정공 수송층(HTL)(300) 상에 각각 패턴 형성되어 있다. 상기 적색(R) 화소에 패턴 형성된 발광층(EML)은 호스트 물질에 적색(R) 도펀트가 도핑된 인광물질로 이루어질 수 있고, 상기 녹색(G) 화소에 패턴 형성된 발광층(EML)은 호스트 물질에 녹색(G) 도펀트가 도핑된 인광물질로 이루어질 수 있다. 상기 적색(R) 화소 및 녹색(G) 화소의 발광층(EML)에 사용되는 호스트 물질은 카바졸계 화합물 또는 금속 착물으로 이루어진 인광 호스트 물질로 이루어질 수 있다. 상기 카바졸계 화합물은 CBP(4,4-N,N'-dicarbazole-biphenyl), CBP 유도체, mCP(N,N'-dicarbazolyl-3,5-benzene) 또는 mCP 유도체 등을 포함할 수 있고, 상기 금속 착물은 ZnPBO(phenyloxazole) 금속 착물 또는 ZnPBT(phenylthiazole) 금속 착물 등을 포함할 수 있지만, 반드시 그에 한정되는 것은 아니다.

상기 적색(R) 화소의 발광층(EML)(400)은 550nm 내지 730nm의 피크(peak) 파장 범위의 적색 광을 발광할 수 있고, 상기 녹색(G) 화소의 발광층(EML)(400)은 490nm 내지 600nm의 피크(peak) 파장 범위의 녹색 광을 발광할 수 있다.

이와 같은 발광층(EML)(400)은 용액 상태의 패턴화 공정, 예로서 용액 상태의 발광층 조성물을 준비한 후 잉크젯(ink-jet) 공정을 통해서 상기 적색(R) 화소 및 녹색(G) 화소 별로 패턴 형성될 수 있다.

상기 공통 발광층(CL)(B)(500)은 상기 적색(R) 화소, 녹색(G) 화소 및 청색(B) 화소를 포함한 기판(1)의 전체면 상에 형성되어 있다. 이와 같은 공통 발광층(CL)(B)(500)은 기판(1)의 전체면 상에 형성되므로 별도의 새도우 마스크 없이 진공 증착 공정(Vacuum evaporation process)으로 형성될 수 있다. 구체적으로, 상기 공통 발광층(CL)(B)(500)은 상기 적색(R) 화소 및 녹색(G) 화소에서는 상기 발광층(EML)(400)의 상면에 형성되어 있고, 상기 청색(B) 화소에서는 상기 정공 수송층(HTL)(300)의 상면에 형성되어 있다.

상기 공통 발광층(Common Layer: CL)(B)(500)은 청색(B) 화소에서 청색광을 발광하는 발광층으로 기능한다. 따라서, 상기 공통 발광층(CL)(B)(500)은 청색광 발광을 위한 호스트 물질 및 도펀트를 포함하여 이루어진다. 보다 구체적으로, 상기 공통 발광층(CL)(B)(500)은 안트라센(anthracene) 유도체, 카바졸 유도체, 파이렌(pyrene) 유도체 및 페릴렌(perylene) 유도체로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나의 형광의 호스트 물질 및 형광의 청색(B) 도펀트를 포함하여 이루어질 수 있지만, 반드시 그에 한정되는 것은 아니다. 상기 청색(B) 화소의 공통 발광층(CL)(B)(500)은 450nm 내지 480nm의 피크(peak) 파장 범위의 청색 광을 발광할 수 있다.

상기 전자 수송층(ETL)(600)은 상기 적색(R) 화소, 녹색(G) 화소, 및 청색(B) 화소에서 상기 공통 발광층(CL)(B)(500) 상에 형성되어 있다. 상기 전자 수송층(ETL)(600)은 옥사디아졸(oxadiazole), 트리아졸(triazole), 페난트롤린(phenanthroline), 벤족사졸(benzoxazole) 또는 벤즈티아졸(benzthiazole) 등으로 이루어질 수 있지만, 반드시 그에 한정되는 것은 아니다.

이와 같은 전자 수송층(ETL)(600)은 상기 공통 발광층(CL)(B)(500)과 마찬가지로, 기판(1)의 전체면 상에 형성되어 있고, 따라서, 별도의 새도우 마스크 없이 진공 증착 공정(Vacuum evaporation process)으로 형성될 수 있다.

상기 전자 주입층(EIL)(700)은 상기 적색(R) 화소, 녹색(G) 화소, 및 청색(B) 화소에서 상기 전자 수송층(ETL)(600) 상에 형성되어 있다. 상기 전자 주입층(EIL)(700)은 LIF 또는 LiQ(lithium quinolate) 등으로 이루어질 수 있지만, 반드시 그에 한정되는 것은 아니다.

이와 같은 전자 주입층(EIL)(700)도 기판(1)의 전체면 상에 형성되어 있고, 따라서, 별도의 새도우 마스크 없이 진공 증착 공정(Vacuum evaporation process)으로 형성될 수 있다.

상기 음극(800)은 낮은 일함수를 가지는 금속, 예로서, 알루미늄(Al), 은(Ag), 마그네슘(Mg), 리튬(Li) 또는 칼슘(Ca) 등으로 이루어질 수 있지만, 반드시 그에 한정되는 것은 아니다.

이와 같은 음극(800)도 기판(1)의 전체면 상에 형성되어 있고, 따라서, 별도의 새도우 마스크 없이 진공 증착 공정(Vacuum evaporation process)으로 형성될 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 정공 주입층(HIL)(200), 정공 수송층(HTL)(300), 및 발광층(EML)(400)은 용액 상태의 패턴화 공정, 예로서 용액 상태의 조성물을 이용하여 잉크젯(ink-jet) 공정을 통해서 각각의 화소 별로 패턴 형성될 수 있고, 상기 공통 발광층(CL)(B)(500), 전자 수송층(ETL)(600), 및 전자 주입층(EIL)(700)은 별도의 새도우 마스크 없이 기판의 전체면 상에 진공 증착 공정(Vacuum evaporation process)으로 형성될 수 있다.

따라서, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 양극(Anode)(100)과 음극(Cathode)(800) 사이에 형성되는 다수의 유기층들이 새도우 마스크 없이 형성될 수 있기 때문에, 새도우 마스크의 크기 제약을 받지 않아 대면적 적용이 용이한 장점이 있다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기 발광 소자의 개략적인 단면도로서, 이는 청색(B) 화소의 구조가 변경된 것을 제외하고 전술한 도 2에 따른 유기 발광 소자와 동일하다. 따라서, 동일한 구성에 대해서는 동일한 도면부호를 부여하였고, 동일한 구성에 대한 반복 설명은 생략하기로 한다.

도 3에서 알 수 있듯이, 적색(R) 화소 및 녹색(G) 화소는 차례로 적층된 양극(Anode)(100), 정공 주입층(HIL)(200), 정공 수송층(HTL)(300), 발광층(EML)(R,G)(400), 공통 발광층(CL)(B)(500), 전자 수송층(ETL)(600), 전자 주입층(EIL)(700), 및 음극(Cathode)(800)을 포함하여 이루어진다.

반면에, 청색(B) 화소는 차례로 적층된 양극(Anode)(100), 정공 주입층(HIL)(200), 정공 수송층(HTL)(300), 발광층(EML)(B)(400), 전하 생성층(Charge Generating Layer: CGL)(450), 공통 발광층(CL)(B)(500), 전자 수송층(ETL)(600), 전자 주입층(EIL)(700), 및 음극(Cathode)(800)을 포함하여 이루어진다.

즉, 도 3에 따른 유기 발광 소자는 전술한 도 2에 따른 유기 발광 소자에 발광층(EML)(B)(400) 및 전하 생성층(Charge Generating Layer: CGL)(450)이 추가로 형성된 것이다.

상기 청색(B) 화소의 발광층(EML)(B)(400)은 상기 정공 수송층(HTL)(300) 상에 패턴 형성되어 있다. 상기 청색(B) 화소에 패턴 형성된 발광층(EML)(B)은 호스트 물질에 청색(B) 도펀트가 도핑된 인광물질 또는 형광물질로 이루어질 수 있다. 이와 같은 청색(B) 화소의 발광층(EML)(B)(400)은 용액 상태의 패턴화 공정, 예로서 용액 상태의 발광층 조성물을 준비한 후 잉크젯(ink-jet) 공정을 통해서 상기 청색(B) 화소에 패턴 형성될 수 있다.

상기 청색(B) 화소의 발광층(EML)(B)(400)은 청색(B) 화소의 공통 발광층(CL)(B)(500)과 동일한 파장 범위, 즉, 450nm 내지 480nm의 피크(peak) 파장 범위의 청색 광을 발광할 수 있다. 여기서, 동일한 파장 범위의 청색 광을 발광한다는 것은 청색(B) 화소의 발광층(EML)(B)(400)과 청색(B) 화소의 공통 발광층(CL)(B)(500)이 서로 완전히 동일한 청색의 광을 발광하는 것만을 의미하는 것이 아니라 청색(B) 화소의 발광층(EML)(B)(400)과 청색(B) 화소의 공통 발광층(CL)(B)(500)이 동일한 청색 계열의 광을 발광한다는 것을 의미하는 것이다.

상기 전하 생성층(Charge Generating Layer: CGL)(450)은 상기 발광층(EML)(B)(400) 및 공통 발광층(CL)(B)(500) 사이에 패턴 형성되어 있다.

상기 전하 생성층(450)은 N타입 전하 생성층(N-CGL)(451) 및 P타입 전하 생성층(P-CGL)(452)으로 이루어진다.

상기 N타입 전하 생성층(N-CGL)(451)은 상기 청색(B) 화소의 발광층(EML)(B)(400)의 상면에 형성되어 상기 청색(B) 화소의 발광층(EML)(B)(400)에 전자(elelctron)를 주입해준다. 상기 N타입 전하 생성층(N-CGL)(451)은 Li, Na, K, 또는 Cs와 같은 알칼리 금속, 또는 Mg, Sr, Ba, 또는 Ra와 같은 알칼리 토금속으로 도핑된 유기층으로 이루어질 수 있다

상기 P타입 전하 생성층(P-CGL)(452)은 상기 N타입 전하 생성층(N-CGL)(451)의 상면, 다시 말하면, 상기 공통 발광층(CL)(B)(500)의 하면에 형성되어 상기 공통 발광층(CL)(B)(500)에 정공(hole)을 주입해준다. 상기 P타입 전하 생성층(P-CGL)(452)은 P형 유기층으로 이루어질 수 있다.

이와 같은 N타입 전하 생성층(N-CGL)(451) 및 P타입 전하 생성층(P-CGL)(452)은 각각 용액 상태의 패턴화 공정, 예로서 용액 상태의 전하 생성층 조성물을 준비한 후 잉크젯(ink-jet) 공정을 통해서 상기 청색(B) 화소에 패턴 형성될 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 정공 주입층(HIL)(200), 정공 수송층(HTL)(300), 발광층(EML)(400), 및 전하 생성층(CGL)(450)은 용액 상태의 패턴화 공정, 예로서 용액 상태의 조성물을 이용하여 잉크젯(ink-jet) 공정을 통해서 각각의 화소 별로 패턴 형성될 수 있고, 상기 공통 발광층(CL)(B)(500), 전자 수송층(ETL)(600), 및 전자 주입층(EIL)(700)은 별도의 새도우 마스크 없이 기판의 전체면 상에 진공 증착 공정(Vacuum evaporation process)으로 형성될 수 있다. 따라서, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 양극(Anode)(100)과 음극(Cathode)(800) 사이에 형성되는 다수의 유기층들이 새도우 마스크 없이 형성될 수 있기 때문에, 새도우 마스크의 크기 제약을 받지 않아 대면적 적용이 용이한 장점이 있다.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 청색(B) 화소가 전하 생성층(CGL)(450)의 아래에 청색의 발광층(EML)(B)(400)을 포함함과 더불어 전하 생성층(CGL)(450)의 위에 공통 발광층(CL)(B)(500)을 포함함으로써, 탠덤(Tandem) 구조의 발광층을 구비하게 되어 청색(B) 화소에서의 휘도가 증진되는 효과가 있다.

한편, 도시하지는 않았지만, 청색(B) 화소가 아니라 적색(R) 화소가 발광층(EML)(R), 전하 생성층(CGL) 및 공통 발광층(Common Layer)(R)의 탠덤 구조의 발광층을 구비하도록 구성할 수도 있고, 청색(B) 화소가 아니라 녹색(G) 화소가 발광층(EML)(G), 전하 생성층(CGL) 및 공통 발광층(Common Layer)(G)의 탠덤 구조의 발광층을 구비하도록 구성할 수도 있다.

도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유기 발광 소자의 개략적인 단면도로서, 이는 청색(B) 화소에 반투과 도전층(150)이 추가로 형성된 것을 제외하고 전술한 도 3에 따른 유기 발광 소자와 동일하다. 따라서, 동일한 구성에 대해서는 동일한 도면부호를 부여하였고, 동일한 구성에 대한 반복 설명은 생략하기로 한다.

도 4에서 알 수 있듯이, 적색(R) 화소 및 녹색(G) 화소는 차례로 적층된 양극(Anode)(100), 정공 주입층(HIL)(200), 정공 수송층(HTL)(300), 발광층(EML)(R, G)(400), 공통 발광층(CL)(B)(500), 전자 수송층(ETL)(600), 전자 주입층(EIL)(700), 및 음극(Cathode)(800)을 포함하여 이루어진다.

반면에, 청색(B) 화소는 차례로 적층된 양극(Anode)(100), 반투과 도전층(150), 정공 주입층(HIL)(200), 정공 수송층(HTL)(300), 발광층(EML)(B)(400), 전하 생성층(CGL)(450), 공통 발광층(CL)(B)(500), 전자 수송층(ETL)(600), 전자 주입층(EIL)(700), 및 음극(Cathode)(800)을 포함하여 이루어진다.

상기 반투과 도전층(150)은 광이 방출되는 방향의 전극에 해당하는 양극(Anode)(100) 상에, 보다 구체적으로는 상기 양극(Anode)(100)과 정공 주입층(HIL)(200) 상에 패턴 형성되어 있다.

상기 반투과 도전층(150)은 Ag 박막으로 이루어질 수 있으며, 이와 같은 반투과 도전층(150)을 적용함으로써 마이크로캐버티(Microcavity) 효과를 통해서 휘도 향상, 효율 향상, 및 색재연률 향상 효과를 얻을 수 있다. 상기 반투과 도전층(150)은 반사율이 30% 내지 70% 범위의 도전층을 의미한다.

이와 같은 반투과 도전층(150)은 용액 상태의 패턴화 공정, 예로서 용액 상태의 발광층 조성물을 준비한 후 잉크젯(ink-jet) 공정을 통해서 상기 청색(B) 화소에 패턴 형성될 수 있다. 따라서, 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 반투과 도전층(150), 정공 주입층(HIL)(200), 정공 수송층(HTL)(300), 발광층(EML)(400), 및 전하 생성층(CGL)(450)은 용액 상태의 패턴화 공정, 예로서 용액 상태의 조성물을 이용하여 잉크젯(ink-jet) 공정을 통해서 각각의 화소 별로 패턴 형성될 수 있고, 상기 공통 발광층(CL)(B)(500), 전자 수송층(ETL)(600), 및 전자 주입층(EIL)(700)은 별도의 새도우 마스크 없이 기판의 전체면 상에 진공 증착 공정(Vacuum evaporation process)으로 형성될 수 있다.

도 5a 내지 도 5d는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 소자의 제조 방법을 도시한 제조 공정도로서, 이는 전술한 도 4에 따른 유기 발광 소자의 제조 방법에 관한 것이다. 이하에서는, 구성요소의 재료 등과 같이 전술한 바와 동일한 구성에 대한 반복 설명은 생략하기로 한다.

우선, 도 5a에서 알 수 있듯이, 기판(1) 상의 적색(R) 화소, 녹색(G) 화소 및 청색(B) 화소 각각에 양극(Anode)(100)을 패턴 형성한 후, 상기 청색(B) 화소의 양극(Anode)(100) 상에 반투과 도전층(150)을 패턴 형성한다.

구체적으로는, 상기 기판(1) 상에 MOCVD 공정 및 포토리소그라피 공정의 조합에 의해서 상기 양극(Anode)(100)을 패턴 형성하고, 상기 양극(Anode)(100) 상에 용액 상태의 패턴화 공정, 예로서 잉크젯(ink-jet) 공정을 통해서 반투과 도전층(150)을 패턴 형성한다. 상기 반투과 도전층(150)은 생략할 수 있으며, 이 경우, 전술한 도 3에 따른 유기 발광 소자를 얻을 수 있다.

다음, 도 5b에서 알 수 있듯이, 기판(1) 상의 적색(R) 화소, 녹색(G) 화소 및 청색(B) 화소 각각에 정공 주입층(HIL)(200), 정공 수송층(HTL)(300), 및 발광층(EML)(R,G,B)(400)을 차례로 패턴 형성한다.

구체적으로는, 상기 적색(R) 및 녹색(G) 화소의 양극(Anode)(100) 상면 및 상기 청색(B) 화소의 반투과 도전층(150) 상면에 용액 상태의 패턴화 공정, 예로서 잉크젯(ink-jet) 공정을 통해서 정공 주입층(HIL)(200)을 패턴 형성하고, 상기 정공 주입층(HIL)(200) 상에 용액 상태의 패턴화 공정, 예로서 잉크젯 공정을 통해서 정공 수송층(HTL)(300)을 패턴 형성하고, 정공 수송층(HTL)(300) 상에 용액 상태의 패턴화 공정, 예로서 잉크젯 공정을 통해서 발광층(EML)(R,G,B)(400)을 각각 패턴 형성한다.

다음, 도 5c에서 알 수 있듯이, 기판(1) 상의 청색(B) 화소에 전하 생성층(CGL)(450)을 패턴 형성한다.

상기 전하 생성층(CGL)(450)은 상기 청색(B) 화소의 발광층(EML)(B)(400) 상에 용액 상태의 패턴화 공정, 예로서 잉크젯 공정을 통해서 N타입 전하 생성층(N-CGL)(451)을 패턴 형성하고, 상기 N타입 전하 생성층(N-CGL)(451) 상에 용액 상태의 패턴화 공정, 예로서 잉크젯 공정을 통해서 P타입 전하 생성층(P-CGL)(452)을 패턴 형성하는 공정을 통해서 형성한다.

다음, 도 5d에서 알 수 있듯이, 적색(R) 화소, 녹색(G) 화소 및 청색(B) 화소를 포함한 기판(1)의 전체면 상에 공통 발광층(CL)(B)(500), 전자 수송층(ETL)(600), 전자 주입층(EIL)(700) 및 음극(Cathode)(800)을 차례로 형성한다.

상기 공통 발광층(CL)(B)(500)은 상기 적색(R) 화소 및 녹색(G) 화소의 발광층(EML)(400)의 상면 및 상기 청색(B) 화소의 전하 생성층(CGL)(450) 상면에 새도우 마스크 없이 진공 증착 공정(Vacuum evaporation process)을 통해 형성한다.

상기 전자 수송층(ETL)(600)은 상기 공통 발광층(CL)(B)(500) 상에 새도우 마스크 없이 진공 증착 공정으로 형성한다.

상기 전자 주입층(EIL)(700)은 상기 전자 수송층(ETL)(600) 상에 새도우 마스크 없이 진공 증착 공정으로 형성한다.

상기 음극(Cathode)(800)은 상기 전자 주입층(EIL)(700) 상에 새도우 마스크 없이 진공 증착 공정으로 형성한다.

도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유기 발광 소자의 개략적인 단면도이다.

도 6에서 알 수 있듯이, 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 기판(1) 상에 박막 트랜지스터층(900)이 형성되어 있고, 상기 박막 트랜지스터층(900) 상에 뱅크층(980)과 더불어 전술한 도 4에서 도시한 양극(Anode)(100), 반투과 도전층(150), 정공 주입층(HIL)(200), 정공 수송층(HTL)(300), 발광층(EML)(400), 전하 생성층(CGL)(450), 공통 발광층(CL)(B)(500), 전자 수송층(ETL)(600), 전자 주입층(EIL)(700), 및 음극(Cathode)(800)이 형성되어 있다. 이하에서는, 구성요소의 재료 등과 같이 전술한 바와 동일한 구성에 대한 반복 설명은 생략하기로 한다. 한편, 도시하지는 않았지만, 상기 박막 트랜지스터층(900) 상에 뱅크층(980)과 더불어 전술한 도 2 또는 도 3에서 도시한 구조가 형성될 수도 있다.

상기 박막 트랜지스터층(900)은 게이트 전극(910), 게이트 절연막(920), 액티브층(930), 소스 전극(940a), 드레인 전극(940b), 및 보호막(950)을 포함하여 이루어진다.

상기 게이트 전극(910)은 적색(R) 화소, 녹색(G) 화소 및 청색(B) 화소 각각에서 상기 기판(1) 상에 패턴 형성되어 있고, 상기 게이트 절연막(920)은 상기 게이트 전극(910)을 포함한 기판 전체면 상에 형성되어 있다.

상기 액티브층(930)은 적색(R) 화소, 녹색(G) 화소 및 청색(B) 화소 각각에서 상기 게이트 절연막(920) 상에 패턴 형성되어 있고, 상기 소스 전극(940a) 및 드레인 전극(940b)은 상기 액티브층(930) 상에 서로 마주하면서 패턴 형성되어 있다.

상기 보호막(950)은 상기 소스 전극(940a) 및 드레인 전극(940b)을 포함한 기판 전체면 상에 형성되어 있다.

이상과 같은 박막 트랜지스터층(900)은 당업계에 공지된 다양한 형태로 변경될 수 있다. 예로서, 상기 박막 트랜지스터층(900)은 게이트 전극(910)이 액티브층(930)의 아래에 형성된 보텀 게이트(Bottom Gate) 구조뿐만 아니라 게이트 전극(910)이 액티브층(930)의 위에 형성되는 탑 게이트(Top gate) 구조로 이루어질 수도 있다.

상기 뱅크층(980)은 상기 보호막(950) 상에 형성되어 있다. 구체적으로, 상기 뱅크층(980)은 상기 게이트 전극(910), 액티브층(930), 소스 전극(940a) 및 드레인 전극(940b)과 오버랩되도록 패턴 형성되어 있으며, 이와 같은 뱅크층(980)에 의해서 발광 영역이 정의된다.

상기 양극(Anode)(100)은 상기 보호막(950)에 형성된 콘택홀을 통해서 상기 박막트랜지스터층(900)의 드레인 전극(940b)과 연결되어 있다. 이와 같은 양극(100)은 상기 적색(R) 화소, 녹색(G) 화소 및 청색(B) 화소에서 상기 보호막(950) 상에 각각 패턴 형성되어 있다.

상기 반투과 도전층(150)은 상기 청색(B) 화소에서 상기 양극(100) 상에 패턴 형성되어 있다.

상기 정공 주입층(HIL)(200)은 상기 적색(R) 화소 및 녹색(G) 화소의 양극(100) 상면 및 상기 청색(B) 화소의 반투과 도전층(150) 상면에 각각 패턴 형성되어 있다.

상기 정공 수송층(HTL)(300)은 상기 적색(R) 화소, 녹색(G) 화소 및 청색(B) 화소에서 상기 정공 주입층(HIL)(200) 상에 각각 패턴 형성되어 있다.

상기 발광층(EML)(R, G, B)(400)은 상기 적색(R) 화소, 녹색(G) 화소 및 청색(B) 화소에서 상기 정공 수송층(HTL)(300) 상에 각각 패턴 형성되어 있다.

상기 전하 생성층(CGL)(450)은 상기 청색(B) 화소에서 상기 발광층(EML)(B)(400) 상에 패턴 형성되어 있다.

이상과 같은 상기 반투과 도전층(150), 정공 주입층(HIL)(200), 정공 수송층(HTL)(300), 발광층(EML)(400), 및 전하 생성층(CGL)(450)은 잉크젯(ink-jet) 공정을 통해서 상기 뱅크층(980)에 의해서 정의된 발광 영역 내에 패턴 형성되어 있다.

상기 공통 발광층(CL)(B)(500)은 상기 적색(R) 화소, 녹색(G) 화소 및 청색(B) 화소를 포함한 기판(1)의 전체면 상에 형성되어 있다. 즉, 상기 공통 발광층(CL)(B)(500)은 별도의 새도우 마스크 없이 진공 증착 공정(Vacuum evaporation process)으로 상기 적색(R) 화소 및 녹색(G) 화소 내의 상기 발광층(EML)(400)의 상면, 상기 청색(B) 화소 내의 상기 전하 생성층(CGL)(450)의 상면, 및 상기 뱅크층(980)의 상면에 형성되어 있다.

상기 전자 수송층(ETL)(600), 상기 전자 주입층(EIL)(700), 및 상기 음극(Cathode)(800)은 상기 적색(R) 화소, 녹색(G) 화소 및 청색(B) 화소를 포함한 기판(1)의 전체면 상에 차례로 형성되어 있다.

구체적으로, 상기 전자 수송층(ETL)(600)은 별도의 새도우 마스크 없이 진공 증착 공정으로 상기 공통 발광층(CL)(B)(500) 상에 형성되어 있고, 상기 전자 주입층(EIL)(700)은 별도의 새도우 마스크 없이 진공 증착 공정으로 상기 전자 수송층(ETL)(600) 상에 형성되어 있고, 상기 음극(Cathode)(800)은 별도의 새도우 마스크 없이 진공 증착 공정으로 상기 전자 주입층(EIL)(700) 상에 형성되어 있다.

이상과 같은 상기 공통 발광층(CL)(B)(500), 전자 수송층(ETL)(600), 상기 전자 주입층(EIL)(700), 및 상기 음극(Cathode)(800)은 별도의 새도우 마스크 없이 진공 증착 공정으로 상기 뱅크층(980)에 의해서 정의된 발광 영역뿐만 아니라 상기 뱅크층(980) 상에도 형성되어 있다.

1: 기판 100: 양극
150: 반투과 도전층 200: 정공 주입층
300: 정공 수송층 400: 발광층
450: 전하 생성층 500: 공통 발광층
600: 전자 수송층 700: 전자 주입층
800: 음극 900: 박막트랜지스터층
980: 뱅크층

Claims

기판 상에 형성된 제1 화소, 제2 화소, 및 제3 화소를 포함하여 이루어지고,
상기 제1 화소는 양극과 음극 사이에 차례로 형성된 제1 발광층, 전하 생성층, 및 공통 발광층을 포함하여 이루어지고,
상기 제1 발광층과 상기 공통 발광층은 동일한 파장 범위의 광을 발광하고, 상기 공통 발광층은 상기 제2 화소 및 제3 화소에도 형성된 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자.
제1항에 있어서,
상기 전하 생성층은 상기 제1 발광층 상면에 형성된 N타입 전하 생성층 및 상기 공통 발광층 하면에 형성된 P타입 전하 생성층으로 이루어진 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자.
제1항에 있어서,
상기 양극 상에 반투과 도전층이 추가로 형성된 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자.
제1항에 있어서,
상기 양극과 상기 제1 발광층 사이에 정공 주입층 및 정공 수송층이 추가로 형성되어 있고, 상기 공통 발광층과 상기 음극 사이에 전자 수송층 및 전자 주입층이 추가로 형성되어 있으며,
상기 전자 수송층 및 전자 주입층은 상기 기판 전체면 상에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자.
제1항에 있어서,
상기 제2 화소는 상기 공통 발광층 아래에 상기 공통 발광층과 상이한 파장 범위의 광을 발광하는 제2 발광층을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자.
제1항에 있어서,
상기 제1 화소는 청색 화소로 이루어진 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자.
기판 상의 제1 화소에 양극을 패턴 형성하는 공정;
상기 양극 상에 용액 상태의 패턴화 공정으로 제1 발광층을 패턴 형성하는 공정;
상기 제1 발광층 상에 용액 상태의 패턴화 공정으로 전하 생성층을 패턴 형성하는 공정; 및
상기 전하 생성층을 포함한 기판 전체면 상에 진공 증착 공정으로 공통 발광층을 형성하는 공정을 포함하여 이루어지고,
상기 제1 발광층과 상기 공통 발광층은 동일한 파장 범위의 광을 발광하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자의 제조방법.
제7항에 있어서,
상기 제1 발광층을 패턴 형성하는 공정 이전에 상기 양극 상에 용액 상태의 패턴화 공정으로 반투과 도전층을 형성하는 공정을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자의 제조방법.
제7항에 있어서,
상기 제1 발광층을 패턴 형성하는 공정 이전에 상기 양극 상에 정공 주입층 및 정공 수송층을 용액 상태의 패턴화 공정으로 차례로 패턴 형성하는 공정; 및
상기 공통 발광층을 형성하는 공정 이후에 상기 공통 발광층 상에 전자 수송층 및 전자 주입층을 진공 증착 공정으로 차례로 형성하는 공정을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자의 제조방법.
제7항에 있어서,
상기 공통 발광층을 형성하는 공정 이전에, 상기 기판 상의 제2 화소에 상기 공통 발광층과 상이한 파장 범위의 광을 발광하는 제2 발광층을 용액 상태의 패턴화 공정으로 패턴형성하는 공정을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자의 제조방법.