KR20030044188A - 다층구조로 제작한 백색유기전계발광소자 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 박막 유기전계발광소자에서 백색발광에 관한 것으로, 양극 투명전극, 정공주입층/정공수송층, 발광층, 전자수송층/전자주입층, 금속전극을 포함하는 유기전계발광소자에 있어서 발광층을 적색, 녹색, 청색층의 다층으로 설계하여 백색 발광을 하는 것을 특징으로 한다. 이러한 다층의 발광층을 진공증착법을 이용하여 유리기판의 ITO 전극위에 성막을 한다. 본 발명에 따른 백색 유기전계발광소자는 다층 발광층을 적층하여 백색 발광을 구현한 것으로 그 광학적 특성이 매우 우수하다.
Description
본 발명은 데이터 표시와 화상처리 및 기타분야에 사용되는 유기전계발광소자를 이용하여 백색 발광을 하도록 제조된 유기전계발광소자 또는 표시소자에 관한 것이다.
유기전계발광소자는 유리 기판위의 양극전극과 음극전극사이에 (1)단분자 정공수송층/단분자 발광층, (2)단분자 정공주입층/단분자 정공수송층/단분자 발광층, (3)단분자 정공수송층/단분자 발광층/단분자 전자수송층, (4)단분자 정공주입층/단분자 정공수송층/단분자 발광층/단분자 전자수송층/단분자 전자주입층, (5)고분자 정공수송층/고분자 발광층, (6)고분자 정공주입층/고분자 정공수송층/고분자 발광층/고분자 전자수송층을 포함하는 형태로 나눌 수 있다.
현재 유기전계발광소자에 관해 많은 연구가 진행되고 있지만 대부분은 단색광을 발광하는 구조로 이루어져 있다. 기존에는 백색광을 구현하기 위해 이들 단색광의 발광소자들을 측면으로 배열하여 얻고 있다. 하지만 이러한 방법은 소자배열이 측면으로 이루어지기 때문에 화상의 선명도 측면에서 해상도가 떨어지는 단점이 있어 개선되어야 할 점이 많이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 소자를 적층구조로 배열하여 횡배열을 하였을 때 보다 적은 면적으로 백색을 구현하는 것이다.
제1도는 본 발명의 다층 백색 유기전계발광소자의 구조를 개략적으로 나타내는 도면이다.
제2도는 본 발명의 다층 백색 유기전계발광소자의 에너지 밴드를 개략적으로 나타내는 도면이다.
제3도는 본 발명의 다층 백색 유기전계발광소자의 전류-전압 특성을 나타내는 도면이다.
제4도는 본 발명의 다층 백색 유기전계발광소자의 전류-전압-광출력 특성을 나타내는 도면이다.
제5도는 본 발명의 다층 백색 유기전계발광소자의 전압에 따른 양자효율 특성을 나타내는 도면이다.
제6도는 본 발명의 다층 백색 유기전계발광소자의 전압에 따른 EL 스펙트럼 특성을 나타내는 도면이다.
제7도는 본 발명의 다층 백색 유기전계발광소자의 전압에 따른 색좌표 특성을 나타내는 도면이다.
제8도는 본 발명의 다층 백색 유기전계발광소자의 발광 특성을 나타내는 도면이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1: 유리기판2: ITO 양극전극
3: 정공 전송층4: 청색 발광층
5: 녹색 발광층6: 적색 발광층
7: 정공 방지층 겸 전자수송층8: 전자 전송층
9: 음극전극
데이터 표시, 화상처리 및 기타분야에서 최근에 유기 전계발광소자에 관심이 집중되고 있다. 유기전계발광소자는 전계발광재료를 양극과 음극사이에 넣고, 전압을 인가하면 그 재료의 파장과 강도특성을 갖는 빛을 방출한다. 이러한 동작법은 전압을 인가하면 양극으로부터 정공이, 음극으로부터는 전자가 발광층의 발광재료에 주입되어 그 안에서 이동한 다음 재결합하면서 발광하는 것으로 사료된다. 방출된 빛은 전계발광재료의 고유한 형광스펙트럼과 거의 동일한 스펙트럼을 갖는다.
적색, 녹색, 청색의 각각의 유기전계발광소자를 횡으로 배열하여 모든 발광소자를 발광하도록하여 백색을 얻는 방법은 소자배열상에서 나타나는 소자면적에 의해 높은 해상도를 기대하기가 어렵다. 따라서 이러한 소자면적에 의해 해상도의 손실을 피하고 소자의 해상도를 높이기 위한 방법으로 소자를 적층구조로 구현하는 것이 바람직하다.
이하 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서 사용된 다층 백색 유기전계발광소자의 재료로는 기판은 ITO 유리기판, 정공주입층은 TPD, 청색층은 DPVBi, 녹색층은 Alq3, 적색층은 Alq3:DCJTB, 전자수송층은 BCP, 전자주입층은 Alq3, 전극은 Al을 사용하여 진공증착법으로 in-situ로 제작한다. 각각의 층의 두께는 TPD층은 200Å, DPVBi층은 160Å, 녹색의 Alq3층은 150Å, Alq3:DCJTB층은 170Å, BCP층은 80Å, 전자주입층인 Alq3층은 170Å, Al전극은 500Å으로 증착하여 제작한다. 이렇게 제작된 다층 구조의 유기전계발광소자는 청색, 녹색, 적색의 소자가 동시에 발광하여 전체적으로는 백색 발광을 하는 백색 유기전계발광소자를 제공할 수 있게 된다.
본 발명의 대표적인 실시 예에서 백색을 구현하기 위해 사용될 수 있는 바람직한 물질로는 청색 발광층으로는 DPVBi, 녹색 발광층으로는 Alq3, 적색 발광층으로는 Alq3:DCJTB이다. 또한 이러한 물질이외에 각각의 청색, 녹색, 적색을 발광할 수 있는 어떤 다른 물질을 포함한다. 여기에 인용된 두께 범위로 제한되는 것은 아니지만 유기전계발광소자의 각 발광층의 두께는 발광 재료가 빛을 방출할 수 있는 정도의 두께 모두를 포함한다. 이러한 백색 유기 전계발광소자의 특성은 동작 전압이 약 7V정도이며 전압이 증가함에 따라 적색에서 백색으로 색좌표가 이동하는 특성을 갖는다. 이러한 특성은 13V가 인가되었을 경우 완벽한 백색 색좌표인 (0.33, 0.33)을 보이는 특성을 갖는다.
장치가 SOLED이든 단일 OLED이든 TOLED이든 IOLED이든 또는 다른 디자인 변형이 사용된 유기전계발광소자에도 적용할 수 있다는 잇점이 있다.
다층 구조로 백색을 구현할 경우 각 발광층이 수직 배열이 되어 수평배열을 하였을 경우보다 소자의 면적이 줄어드는 장점이 있다. 또한 이러한 수직배열은 궁극적으로 디스플레이 소자의 해상도를 향상시키는 효과를 기대할 수 있다.
Claims (6)
- 양극 투명전극, 정공주입층, 정공수송층, 발광층, 전자수송층 및 전자주입층, 금속전극을 포함하는 유기전계발광소자.
- 양극 투명전극, 정공주입층, 정공수송층, 발광층, 전자수송층 및 전자주입층, 금속전극을 포함하는 유기전계발광소자에 있어서 다층구조로 적색, 녹색, 청색 발광층을 배열하여 백색 발광을 구현하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광소자.
- 제 2항에 있어서,상기 다층구조를 제작할 때 발광층의 순서가 ITO 기판으로부터 청색 발광층, 녹색 발광층, 적색 발광층, 음극의 순서로 제작하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광소자.
- 제 2항에 있어서,청색 발광층은 DPVBi, 녹색 발광층은 Alq3, 적색 발광층은 호스트 물질은 Alq3, 도펀트 물질은 DCJTB를 이용하여 제작하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광소자.
- 제 2항에 있어서,다층 구조 백색 유기전계발광소자 제작시 청색, 녹색, 적색 발광층의 두께가 각각 160Å, 150Å, 170Å이라는 것과 인용된 두께 범위이외의 발광 재료가 빛을 충분히 방출할 수 있는 정도의 발광층 두께 모두를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광소자.
- 전압 인가정도에 따라 색변화 및 백색 발광 특성을 갖는 유기전계발광소자
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