KR100490535B1 - 유기 전계발광 소자 - Google Patents
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Abstract
유기 전계발광 소자에 관한 것으로서, 유기 전계발광 소자에 관한 것으로서, 기판, 투명전극, 정공수송영역, 발광층, 전자수송층 및 음극의 순서대로 적층된 유기 전계발광 소자에 있어서, 전자수송층 및 발광층의 기하학적 두께를 ℓ1, 휘도값이 최대가 되도록 하는 상기 ℓ1을 피크ℓ1, 정공수송영역 및 투명전극의 기하학적 두께를 ℓ2, 정공수송영역의 기하학적 두께를 d3, 휘도값이 최대 또는 최소가 되도록 하는 d3를 피크d3라 할 때, 피크ℓ1의 레드, 그린, 블루의 칼라별 두께분포가 30nm 내에 있고, 피크d3의 레드, 그린, 블루의 칼라별 두께분포가 30nm 내에 있도록 상기 ℓ1, ℓ2가 설정되는 것을 특징으로 하는 유기 전계발광 소자.
Description
본 발명은 유기 전계발광 소자에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 유기박막의 두께변화에 따른 레드, 그린, 블루의 칼라별 빛의 휘도간의 편차가 작도록 유기박막의 두께가 설정된 유기 전계발광 소자에 관한 것이다.
일반적으로 종래의 유기 전계발광 소자는 능동발광형 표시 소자로서 시야각이 넓고 콘트라스트가 우수할 뿐만 아니라 응답속도가 빠르다는 장점을 가지고 있어서 차세대 표시소자로서 주목받고 있다.
EL 소자는 발광층(emitter layer) 형성용 물질에 따라 무기 EL 소자와 유기 EL 소자로 구분된다. 여기에서 유기 EL 소자는 무기 EL 소자에 비하여 휘도, 구동전압 및 응답속도 특성이 우수하고 다색화가 가능하다는 장점을 가지고 있다.
일반적인 유기 EL 소자는 기판 상부에 소정패턴의 양전극층이 형성되어 있다. 그리고 이 양전극층 상부에는 홀 수송층, 발광층, 전자 수송층이 순차적으로 형성되고, 상기 전자수송층의 상면에는 상기 양전극층과 직교하는 방향으로 소정패턴의 음전극층이 형성되어 있다. 여기에서 홀 수송층, 발광층 및 전자수송층은 유기 화합물로 이루어진 유기박막들이다.
이와 같은 유기 전계발광 소자에 있어서, 유기박막들의 두께를 제어함으로써 최대의 효율과 휘도를 얻으려는 시도가 많이 이루어지고 있다. 예컨데, 특개평 제4-137485호에는 양극, 홀 수송층, 발광층, 전자 수송층, 음극이 순차적으로 형성된 구성에 있어서 상기 전자 수송층의 막두께를 30 내지 60nm로 설정함으로써 발광의 효율을 향상시켜려 한 기술이 개시되어 있다. 또한, 특개평 제4-328295호에는 전자수송층의 막두께를 조절함으로써 발광층에서 발생한 빛과 음극으로부터 반사되어 오는 빛이 간섭하는 경우에 빛의 휘도가 실질적으로 증가되도록 한 기술이 개시되어 있다. 또한, 특개평 제7-240277호에는 광학적 막두께를 제어함으로써, 휘도를 향상시키고, 특히 청색발광의 색순도를 높인 유기 전계발광 소자에 대해 개시되어 있다.
이러한 유기 전계발광 소자는 휘도의 향상을 위해서는 칼라별로 광학적 두께가 다르게 형성되도록 설정되어 있다. 그러나 양산공정에서 칼라별로 공정을 전면적으로 달리하여 광학적 두께가 칼라별로 다르도록 형성하는 것은 어렵다는 문제점을 가지고 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위해서, 일반적으로 특성이 다소 열악한 특정칼라에 맞도록 광학적 두께의 최적화를 실시하여 양산하므로 나머지 칼라의 전기광학적 특성과 그 산포특성이 열악해지는 것을 피할 수 없다는 문제점을 가지고 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 점을 감안하여 된 것으로서, 칼라의 산포특성이 최적화 될 수 있도록 유기박막의 광학적 두께가 설정된 유기 전계발광 소자를 제공하는데 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 전계발광 소자는, 기판, 투명전극, 정공수송영역, 발광층, 전자수송층 및 음극의 순서대로 적층된 유기 전계발광 소자에 있어서, 상기 전자수송층 및 발광층의 기하학적 두께를 ℓ1라 하고, 발광층에서 방출되는 광의 휘도값이 최대가 되도록 하는 전자수송층 및 발광층의 기하학적 두께를 피크ℓ1이라 할 때, 상기 ℓ1은, 상기 발광층에서 방출되는 광의 파장에 관계없이 단일한 값을 가지며, 발광층에서 방출되는 광이 레드, 그린 및 블루일 경우에 해당하는 피크ℓ1들의 분포가 30nm 이하가 되는 피크ℓ1들 중 최소값 내지 최대값의 범위 내에서 설정되는 것을 특징으로 한다.
또한, 레드, 그린, 블루에 따른 상기 피크ℓ1을 각각 레드 피크ℓ1, 그린 피크ℓ1, 블루 피크ℓ1이라 할 때, 상기 피크ℓ1의 레드, 그린, 블루의 칼라별 두께분포는 상기 레드 피크ℓ1, 그린 피크ℓ1, 블루 피크ℓ1중에서 최대값과 최소값의 차이인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 전자수송층 및 발광층의 광학적 두께를 L1, 상기 전자수송층의 광학적 두께를 (nd)1, 상기 발광층의 광학적 두께를 (nd)2, m은 0을 포함한 양의 정수, λ는 상기 발광층으로부터 생성되는 빛의 파장이라 할 때, 상기 L1 은
L1 = (nd)1+(nd)2 = (2m+1)×λ/4 의 관계를 만족하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기 전계발광 소자는, 기판, 투명전극, 정공수송영역, 발광층, 전자수송층 및 음극의 순서대로 적층된 유기 전계발광 소자에 있어서, 상기 정공수송영역 및 투명전극의 기하학적 두께를 ℓ2라 하고, 상기 정공수송영역의 기하학적 두께를 d3라 하며, 발광층에서 방출되는 광의 휘도값이 최대 또는 최소가 되도록 하는 정공수송영역의 기하학적 두께를 피크d3라 할 때, 상기ℓ2는, 상기 발광층에서 방출되는 광의 파장에 관계없이 단일한 값을 가지며, 발광층에서 방출되는 광이 레드, 그린 및 블루일 경우에 해당하는 피크d3들의 분포가 30nm 이하가 되도록 설정되는 것을 특징으로 한다.
또한, 레드, 그린, 블루에 따른 상기 피크d3를 각각 레드 피크d3, 그린 피크d3, 블루 피크d3라 할 때, 상기 피크d3의 레드, 그린, 블루의 칼라별 두께분포는 상기 레드 피크d3, 그린 피크d3, 블루 피크d3중에서 최대값과 최소값의 차이인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 정공수송영역 및 투명전극의 광학적 두께를 L2, 상기 정공수송영역의 광학적 두께를 (nd)3, 상기 투명전극의 광학적 두께를 (nd)4, m은 0을 포함한 양의 정수, λ는 상기 발광층으로부터 생성되는 빛의 파장이라 할 때, 상기 L2 는
L2 = (nd)3+(nd)4 = (m+1)×λ/2 의 관계를 만족하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유기 전계발광 소자는, 기판, 투명전극, 정공수송영역, 발광층, 전자수송층 및 음극의 순서대로 적층된 유기 전계발광 소자에 있어서, 상기 전자수송층 및 발광층의 기하학적 두께를 ℓ1라 하고, 발광층에서 방출되는 광의 휘도값이 최대가 되도록 하는 전자수송층 및 발광층의 기하학적 두께를 피크ℓ1이라 하며, 상기 정공수송영역 및 투명전극의 기하학적 두께를 ℓ2라 하고, 상기 정공수송영역의 기하학적 두께를 d3라 하며, 발광층에서 방출되는 광의 휘도값이 최대 또는 최소가 되도록 하는 정공수송영역의 기하학적 두께를 피크d3라 할 때, 상기 ℓ1 및 ℓ2는, 상기 발광층에서 방출되는 광의 파장에 관계없이 단일한 값을 가지며, 상기 ℓ1은, 발광층에서 방출되는 광이 레드, 그린 및 블루일 경우에 해당하는 피크ℓ1들 중 최소값 내지 최대값의 범위 내에서 설정되고, 상기 ℓ2는, 발광층에서 방출되는 광이 레드, 그린 및 블루일 경우에 해당하는 피크d3들의 분포가 30nm 이하가 되도록 설정되는 것을 특징으로 한다.
또한, 레드, 그린, 블루에 따른 상기 피크ℓ1을 각각 레드 피크ℓ1, 그린 피크ℓ1, 블루 피크ℓ1이라 할 때, 상기 피크ℓ1의 레드, 그린, 블루의 칼라별 두께분포는 상기 레드 피크ℓ1, 그린 피크ℓ1 및 블루 피크ℓ1중에서 최대값과 최소값의 차이이며, 레드, 그린, 블루에 따른 상기 피크d3를 각각 레드 피크d3, 그린 피크d3, 블루 피크d3라 할 때, 상기 피크d3의 레드, 그린, 블루의 칼라별 두께분포는 상기 레드 피크d3, 그린 피크d3, 블루 피크d3중에서 최대값과 최소값의 차이인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 전자수송층 및 발광층의 광학적 두께를 L1, 상기 전자수송층의 광학적 두께를 (nd)1, 상기 발광층의 광학적 두께를 (nd)2, 상기 정공수송영역 및 투명전극의 광학적 두께를 L2, 상기 정공수송영역의 광학적 두께를 (nd)3, 상기 투명전극의 광학적 두께를 (nd)4, m은 0을 포함한 양의 정수, λ는 상기 발광층으로부터 생성되는 빛의 파장이라 할 때, 상기 L1 은
L1 = (nd)1+(nd)2 = (2m+1)×λ/4 의 관계를 만족하고, 상기 L2 는
L2 = (nd)3+(nd)4 = (m+1)×λ/2 의 관계를 만족하는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유기 전계발광 소자를 상세히 설명한다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 전계발광 소자는 기판(1), 투명전극(2), 정공수송영역(5), 발광층(6), 전자수송층(7) 및 음극(8)의 순서대로 적층된다. 상기 기판(1)은 투명성을 갖는 소재가 바람직하다. 예컨대, 유리, 석영, 유기 고분자 화합물 등이 해당된다. 또한, 투명전극(2)은 일함수가 4eV 이상으로 큰 유전성 투명재료가 바람직하다. 예컨대, ITO, IZO 등이 해당된다. 상기 투명전극(2)은 상기 투명재료를 증착하거나 스퍼터링함으로써 기판상에 박막으로 형성한다. 상기 정공수송영역(5), 발광층(6) 및 전자수송층(7)의 유기박막층(10)은 종래로부터 공지인 여러가지 물질이 이용가능하다. 상기 정공수송영역(5)은 정공수송층(HTL, 4)과 정공주입층(HIL, 3)을 포함한다. 상기 음극(8)은 일함수가 4eV 이하로 작은 금속, 합금, 전기 전도성 화합물 등이 바람직하다. 예컨대, 나트륨, 마그네슘, 알루미늄, 리튬등이 해당한다. 상기 음극(8)은 상기 금속들을 증착하거나 스퍼터링함으로써 기판상에 박막으로 형성한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 상기 전자수송층(7) 및 발광층(6)의 기하학적 두께를 ℓ1, 상기 전자수송층(7)의 기하학적 두께를 d1, 상기 발광층(6)의 기하학적 두께를 d2 라 한다. 또한, 상기 전자수송층(7) 및 발광층(6)의 광학적 두께를 L1, 상기 전자수송층(7)의 광학적 두께를 (nd)1, 상기 발광층(6)의 광학적 두께를 (nd)2 라 할 때, 상기 L1은
L1 = (nd)1+(nd)2
으로 표시된다. 상기 (nd)1은 상기 전자수송층(7)의 기하학적 두께인 d1과 굴절률의 곱이며, 상기 (nd)2는 상기 발광층(6)의 기하학적 두께인 d2와 굴절률의 곱으로 계산된다.
상기 L1이
L1 = (2m+1)×λ/4 (m은 0을 포함한 양의 정수, λ는 발광층으로부터 생성되는 빛의 파장)
의 관계를 만족할 때, 상기 발광층(6)에서 발생되어 상기 기판(1)으로 투과된 빛과, 상기 발광층(6)에서 발생되어 상기 음극(8)에서 반사된 빛사이에 보강간섭이 발생하여 휘도값이 최대가 된다.
도 2에는 상기 음극(8)에서의 반사와, 상기 투명전극(2)과 기판(1)사이에서의 반사가 가장 크다고 가정하고, 상기 발광층(6)으로부터 발생된 빛의 여러 형태중에서 제1모드(Ⅰ)와, 제2모드(Ⅱ)까지만 고려하여 상기 ℓ1의 두께변화에 따른 휘도의 변화를 그래프로 나타내었다. 제1모드(Ⅰ)는 발생된 빛이 반사없이 기판(1)을 투과하는 모드이고, 제2모드(Ⅱ)는 발생된 빛이 1회 반사된 모드이다. 수직축은 휘도의 상대값을 나타낸 것이며, 수평 축은 상기 ℓ1을 나타낸 것이다. 이 경우 파장별로 즉, 세가지 칼라인 레드(R, 중심파장이 600 nm ~ 650 nm), 그린(G, 중심파장이 500 nm ~ 550 nm), 블루(B, 중심파장이 440 nm ~ 490 nm)에 따라 ℓ1의 두께변화에 따른 휘도의 변화를 나타내었다. 아래 표 1에는 상기 그래프에 사용된 각 파장별 유기박막층(10)의 굴절률, 투명전극(ITO, 2)의 굴절률, 기판(1)의 굴절률이 나타나 있다.
| 블루 | 그린 | 레드 | |
| 파장(nm) | 450 | 530 | 620 |
| 유기박막층의 굴절률 | 1.85 | 1.75 | 1.72 |
| ITO의 굴절률 | 2.01 | 1.93 | 1.76 |
| 기판의 굴절률 | 1.525 | 1.52 | 1.515 |
도 2를 참조하면, 발광층에서 방출되는 광의 휘도값이 최대가 되도록 하는 전자수송층 및 발광층의 기하학적 두께를 피크ℓ1이라 하고 , 레드(R), 그린(G) 및 블루(B)의 세가지 칼라에 따른 상기 피크ℓ1을 각각 레드 피크ℓ1(11), 그린 피크ℓ1(12) 및 블루 피크ℓ1(13)이라 할 때, 상기 레드 피크ℓ1(11), 그린 피크ℓ1(12) 및 블루 피크ℓ1(13)은 각각 복수개의 값들을 가질 수 있게 된다. 이때, 이러한 값들 중에서 서로 인접한 레드 피크ℓ1(11), 그린 피크ℓ1(12) 및 블루 피크ℓ1(13)이 30nm의 범위 내에 있게 되는 범위(D1)가 존재하게 되는데, 그 영역에 있는 레드 피크ℓ1(11), 그린 피크ℓ1(12) 및 블루 피크ℓ1(13) 중 최소값 내지 최대값의 범위(D1)에 있는 ℓ1을 선택한다. 그 후, 발광층에서 방출되는 광의 파장에 관계없이 이와 같이 설정한 ℓ1를 갖는 유기 전계발광 소자를 제조하면, 그와 같은 유기 전계발광 소자는, 레드, 그린 및 블루의 세가지 칼라 모두에 대해 전자수송층 및 발광층의 두께변화에 따른 휘도값의 변화가 최소가 된다.
도 2의 그래프에서 상기 ℓ1이 레드, 그린, 블루가 각각 90nm, 75nm, 60nm로서 모두가 60 내지 90nm 의 범위에 있을 때, 레드(R), 그린(G), 블루(B) 의 모든 칼라에서 보강간섭이 발생하여 각각의 휘도가 최대값을 가진다. 그러므로, 상기 ℓ1의 두께에 편차가 발생하더라고 휘도값의 편차가 레드, 그린, 블루의 모든 칼라에서 최소화된다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기 전계발광 소자는 도 1에 도시된 바와 같이, 기판(1), 투명전극(2), 정공수송영역(5), 발광층(6), 전자수송층(7) 및 음극(8)의 순서대로 적층된다.
여기서, 앞서 도시된 도면에서와 동일한 참조부호는 동일한 기능을 하는 동일한 부재를 가리키는 것으로, 앞서 설명된 바와 실질적으로 동일하므로 자세한 설명을 생략한다.
상기 정공수송영역(5) 및 투명전극(2)의 기하학적 두께를 ℓ2, 상기 정공수송영역(5)의 기하학적 두께를 d3, 상기 투명전극(2)의 기하학적 두께를 d4라 하고, 상기 정공수송영역(5) 및 투명전극(2)의 광학적 두께를 L2, 상기 정공수송영역(5)의 광학적 두께를 (nd)3, 상기 투명전극(2)의 광학적 두께를 (nd)4 라 할 때, 상기 L2는
L2 = (nd)3+(nd)4
로 표시된다. 상기 (nd)3는 상기 정공수송영역(5)의 기하학적 두께인 d3와 굴절률의 곱이며, 상기 (nd)4는 상기 투명전극(2)의 기하학적 두께인 d4와 굴절률의 곱으로 계산된다.
상기 L2가
L2 = (m+1)×λ/2 (m은 0을 포함한 양의 정수)
의 관계를 만족할 때, 상기 발광층(6)에서 발생되어 기판(1)으로 투과된 빛과, 상기 발광층(6)에서 발생되어 상기 투명전극(2)과 기판(1)의 경계면에서 반사된 빛사이에 보강간섭이 발생하여 휘도값이 최대가 된다.
도 3a 내지 도 3f에는 상기 투명전극(2)과 기판(1)사이에서의 반사를 고려하여, 상기 발광층(6)으로부터 발생된 빛의 여러 형태중에서 제1모드(Ⅰ)와, 제2모드(Ⅱ)까지만 고려하여 상기 d3의 두께변화에 따른 휘도의 변화를 그래프로 나타내었다. 도 3a는 d4 가 300 nm인 경우, 도 3b는 d4 가 250 nm인 경우, 도 3c는 d4 가 200 nm인 경우, 도 3d는 d4 가 150 nm인 경우, 도 3e는 d4 가 100 nm인 경우, 도 3f는 d4 가 50 nm인 경우에 상기 d3의 두께변화에 따른 휘도의 변화 그래프이다. 수직축은 휘도의 상대값을 나타낸 것이며, 수평 축은 상기 d3를 나타낸 것이다. 이 경우 파장별로 즉, 세가지 칼라인 레드(R, 중심파장이 600 nm ~ 650 nm), 그린(G, 중심파장이 500 nm ~ 550 nm), 블루(B, 중심파장이 440 nm ~ 490 nm)에 따라 (nd)3의 두께변화에 따른 휘도의 변화를 나타내었다. 상기 그래프에 사용된 각 파장별 유기박막층(10)의 굴절률, 투명전극(2)의 굴절률, 기판(1)의 굴절률은 도 2에 사용된 것과 동일하다.
도 3a 내지 도 3f를 참조하면, 발광층에서 방출되는 광의 휘도값이 최대 또는 최소가 되도록 하는 정공수송영역의 기하학적 두께를 피크d3라 하고, 레드, 그린 및 블루의 세가지 칼라에 따른 상기 피크d3를 각각 레드 피크d3, 그린 피크d3 및 블루 피크d3라 할 때, 상기 레드 피크d3(21), 그린 피크d3(22) 및 블루 피크d3(23)은 각각 복수개의 값들을 가질 수 있게 된다. 이때, 이러한 값들 중에서 서로 인접한 레드 피크d3(21), 그린 피크d3(22) 및 블루 피크d3(23)이 30nm의 범위 내에 있게 되는 영역(D2)이 존재하게 되는데, 그 영역에서의 레드 피크d3(21), 그린 피크d3(22) 및 블루 피크d3(23) 중 최소값 내지 최대값의 범위에 있는 d3값을 갖도록 ℓ2를 선택한다. 그 후, 발광층에서 방출되는 광의 파장에 관계없이 이와 같이 설정한 ℓ2를 갖는 유기 전계발광 소자를 제조하면, 그와 같은 유기 전계발광 소자는, 레드, 그린 및 블루의 세가지 칼라 모두에 대해 전자수송층 및 발광층의 두께변화에 따른 휘도값의 변화가 최소가 된다.
도 3b의 그래프에서 상기 d3가 100nm의 근처에 있을 때, 레드(R), 그린(G), 블루(B) 의 모든 칼라에서 보강간섭 또는 상쇄간섭이 발생하여 각각의 휘도가 최대값 또는 최소값을 가진다. 즉, 투명전극(2)의 기하학적 두께가 250nm 이고, 상기 정공수송영역(5)의 기하학적 두께가 100nm 일 경우에 레드와 블루에서는 보강간섭이 발생하여 휘도가 최대가 되고, 그린에서는 상쇄간섭이 발생하여 휘도가 최소가 된다. 그러므로, 상기 d3의 두께가 목표하는 두께와 다르게 형성되어 두께에 편차가 발생하더라고 휘도값의 편차는 모든 칼라에서 최소화된다.
또한, 도 3a의 그래프에서 상기 d3가 50 nm 의 근처에 있을 때, 도 3c의 그래프에서 상기 d3가 150 nm, 80 nm 의 근처에 있을 때, 도 3d의 그래프에서 상기 d3가 210 nm, 130nm 의 근처에 있을 때, 도 3e의 그래프에서 상기 d3가 260 nm 의 근처에 있을 때, 도 3f의 그래프에서 상기 d3가 310 nm 의 근처에 있을 때, 도 3f의 그래프에서 상기 (nd)3가 50 nm 의 근처에 있을 때, 레드(R), 그린(G), 블루(B) 의 모든 칼라에서 보강간섭 또는 상쇄간섭이 발생하여 각각의 휘도가 최대값 또는 최소값을 가진다. 그러므로, 상기 d3의 두께가 목표하는 두께와 다르도록 형성되어 두께에 편차가 발생하더라고 휘도값의 편차는 모든 칼라에서 최소화된다.
아래의 표 2에는 투명전극(2)의 기하학적 두께인 d4 가 150nm 인 경우에, 정공수송영역(5)의 기하학적 두께인 d3 가 각각 80nm, 130nm인 경우의 ±5nm의 박막 두께의 변화에 대한 휘도값의 편차를 나타내었다. 여기서, d3 가 80nm인 경우는 블루의 칼라특성이 최적화되는 두께이며, d3 가 130nm인 경우는 두께 편차에 의한 모든 칼라의 휘도값의 편차가 최소화되는 두께이다.
| d3 | 칼라 | 휘도값의 편차 |
| 실시예(130nm) | R | 18% |
| G | 6% | |
| B | 37% | |
| 비교예(80nm) | R | 82% |
| G | 64% | |
| B | 18% |
상기 표 2에 나타난 바와 같이, 비교예에서는 칼라가 B인 경우에만 휘도값의 편차가 최소화되나, 실시예에서는 R, G, B 의 모든 칼라에 대해 휘도값의 편차가 최소화된다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유기 전계발광 소자는 기판(1), 투명전극(2), 정공수송영역(5), 발광층(6), 전자수송층(7) 및 음극(8)의 순서대로 적층된다.
여기서, 앞서 도시된 도면에서와 동일한 참조부호는 동일한 기능을 하는 동일한 부재를 가리키는 것으로, 앞서 설명된 바와 실질적으로 동일하므로 자세한 설명을 생략한다.
전술한 바와 같이, 상기 레드 피크ℓ1(11), 그린 피크ℓ1(12) 및 블루 피크ℓ1(13)은 각각 복수개의 값들을 가질 수 있게 된다. 이때, 이러한 값들 중에서 서로 인접한 레드 피크ℓ1(11), 그린 피크ℓ1(12) 및 블루 피크ℓ1(13)이 30nm의 범위 내에 있게 되는 범위(D1)가 존재하게 되는데, 그 영역에 있는 레드 피크ℓ1(11), 그린 피크ℓ1(12) 및 블루 피크ℓ1(13) 중 최소값 내지 최대값의 범위(D1)에 있는 ℓ1을 선택한다. 그리고 이와 동시에, 또한, 역시 전술한 바와 같이, 상기 레드 피크d3(21), 그린 피크d3(22) 및 블루 피크d3(23)은 각각 복수개의 값들을 가질 수 있게 된다. 이때, 이러한 값들 중에서 서로 인접한 레드 피크d3(21), 그린 피크d3(22) 및 블루 피크d3(23)이 30nm의 범위 내에 있게 되는 영역(D2)이 존재하게 되는데, 그 영역에서의 레드 피크d3(21), 그린 피크d3(22) 및 블루 피크d3(23) 중 최소값 내지 최대값의 범위에 있는 d3값을 갖도록 ℓ2를 선택한다. 그 후, 발광층에서 방출되는 광의 파장에 관계없이 이와 같이 설정한 ℓ1 및 ℓ2를 갖는 유기 전계발광 소자를 제조하면, 그와 같은 유기 전계발광 소자는, 레드, 그린 및 블루의 세가지 칼라 모두에 대해 유기막의 두께변화에 따른 휘도값의 변화가 최소가 된다.
이 경우 상기 L1 은
L1 = (nd)1+(nd)2 = (2m+1)×λ/4 의 관계를 만족하고, 상기 L2 는
L2 = (nd)3+(nd)4 = (m+1)×λ/2 의 관계를 만족한다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 유기 전계발광 소자는 광학적 간섭효과를 고려하여 유기박막의 두께변화에 따른 레드, 그린, 블루의 칼라별 빛의 휘도간의 편차가 작도록 유기박막의 두께가 설정됨으로써 레드, 그린, 블루의 칼라의 산포특성이 최적화 될 수 있다는 이점이 있다.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 전계발광 소자의 단면도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 전계발광 소자의 ℓ1의 변화에 따른 레드, 그린, 블루의 칼라별 휘도의 변화를 나타낸 도면,
도 3a 내지 도 3f는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기 전계발광 소자의 d3의 변화에 따른 레드, 그린, 블루의 칼라별 휘도의 변화를 나타낸 도면.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1...기판 2...투명전극
5...정공수송영역 6...발광층
7...전자수송층 8...음극
ℓ1...전자수송층 및 발광층의 기하학적 두께
d1...전자수송층의 기하학적 두께 d2...상기 발광층의 기하학적 두께
ℓ2...정공수송영역 및 투명전극의 기하학적 두께
d3...정공수송영역의 기하학적 두께 d4...투명전극의 기하학적 두께
Claims (9)
- 기판, 투명전극, 정공수송영역, 발광층, 전자수송층 및 음극의 순서대로 적층된 유기 전계발광 소자에 있어서, 상기 전자수송층 및 발광층의 기하학적 두께를 ℓ1라 하고, 발광층에서 방출되는 광의 휘도값이 최대가 되도록 하는 전자수송층 및 발광층의 기하학적 두께를 피크ℓ1이라 할 때, 상기 ℓ1은, 상기 발광층에서 방출되는 광의 파장에 관계없이 단일한 값을 가지며, 발광층에서 방출되는 광이 레드, 그린 및 블루일 경우에 해당하는 피크ℓ1들의 분포가 30nm 이하가 되는 피크ℓ1들 중 최소값 내지 최대값의 범위 내에서 설정되는 것을 특징으로 하는 유기 전계발광 소자.
- 삭제
- 제1항에 있어서,상기 전자수송층 및 발광층의 광학적 두께를 L1, 상기 전자수송층의 광학적 두께를 (nd)1, 상기 발광층의 광학적 두께를 (nd)2, m은 0을 포함한 양의 정수, λ는 상기 발광층으로부터 생성되는 빛의 파장이라 할 때, 상기 L1 은L1 = (nd)1+(nd)2 = (2m+1)×λ/4 의 관계를 만족하는 것을 특징으로 하는 유기 전계발광 소자.
- 기판, 투명전극, 정공수송영역, 발광층, 전자수송층 및 음극의 순서대로 적층된 유기 전계발광 소자에 있어서, 상기 정공수송영역 및 투명전극의 기하학적 두께를 ℓ2라 하고, 상기 정공수송영역의 기하학적 두께를 d3라 하며, 발광층에서 방출되는 광의 휘도값이 최대 또는 최소가 되도록 하는 정공수송영역의 기하학적 두께를 피크d3라 할 때, 상기ℓ2는, 상기 발광층에서 방출되는 광의 파장에 관계없이 단일한 값을 가지며, 발광층에서 방출되는 광이 레드, 그린 및 블루일 경우에 해당하는 피크d3들의 분포가 30nm 이하가 되도록 설정되는 것을 특징으로 하는 유기 전계발광 소자.
- 삭제
- 제4항에 있어서,상기 정공수송영역 및 투명전극의 광학적 두께를 L2, 상기 정공수송영역의 광학적 두께를 (nd)3, 상기 투명전극의 광학적 두께를 (nd)4, m은 0을 포함한 양의 정수, λ는 상기 발광층으로부터 생성되는 빛의 파장이라 할 때, 상기 L2 는L2 = (nd)3+(nd)4 = (m+1)×λ/2 의 관계를 만족하는 것을 특징으로 하는 유기 전계발광 소자.
- 기판, 투명전극, 정공수송영역, 발광층, 전자수송층 및 음극의 순서대로 적층된 유기 전계발광 소자에 있어서, 상기 전자수송층 및 발광층의 기하학적 두께를 ℓ1라 하고, 발광층에서 방출되는 광의 휘도값이 최대가 되도록 하는 전자수송층 및 발광층의 기하학적 두께를 피크ℓ1이라 하며, 상기 정공수송영역 및 투명전극의 기하학적 두께를 ℓ2라 하고, 상기 정공수송영역의 기하학적 두께를 d3라 하며, 발광층에서 방출되는 광의 휘도값이 최대 또는 최소가 되도록 하는 정공수송영역의 기하학적 두께를 피크d3라 할 때, 상기 ℓ1 및 ℓ2는, 상기 발광층에서 방출되는 광의 파장에 관계없이 단일한 값을 가지며, 상기 ℓ1은, 발광층에서 방출되는 광이 레드, 그린 및 블루일 경우에 해당하는 피크ℓ1들 중 최소값 내지 최대값의 범위 내에서 설정되고, 상기 ℓ2는, 발광층에서 방출되는 광이 레드, 그린 및 블루일 경우에 해당하는 피크d3들의 분포가 30nm 이하가 되도록 설정되는 것을 특징으로 하는 유기 전계발광 소자.
- 삭제
- 제7항에 있어서,상기 전자수송층 및 발광층의 광학적 두께를 L1, 상기 전자수송층의 광학적 두께를 (nd)1, 상기 발광층의 광학적 두께를 (nd)2, 상기 정공수송영역 및 투명전극의 광학적 두께를 L2, 상기 정공수송영역의 광학적 두께를 (nd)3, 상기 투명전극의 광학적 두께를 (nd)4, m은 0을 포함한 양의 정수, λ는 상기 발광층으로부터 생성되는 빛의 파장이라 할 때, 상기 L1 은L1 = (nd)1+(nd)2 = (2m+1)×λ/4 의 관계를 만족하고, 상기 L2 는L2 = (nd)3+(nd)4 = (m+1)×λ/2 의 관계를 만족하는 것을 특징으로 하는 유기 전계발광 소자.
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