KR100923197B1 - 양면 발광 백색유기발광다이오드 및 그의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 단일 청색 호스트의 중간 부분에 황색 또는 적색 도펀트(dopant)를 선택적으로 도핑하여 상하 양면으로 발광되는 새로운 백색유기발광소자 (White Organic Light Emitting Devices: WOLED)를 제작하는 기술에 관한 것이다.

이 기술은 단일 청색 호스트에 에너지 전이가 가능한 한 종류의 도펀트를 선택적으로 도핑하여 "미도프(undoped)층/도프(doped)층/미도프(undoped)층"의

상태로 대칭된 2-파장 발광층을 구성함으로써 제조공정이 간단하면서도 동작 특성이 안정된 양면 발광 백색 OLED를 제작할 수 있다는 데 그 특징이 있다.

종래의 백색 OLED는 대부분 청ㆍ황 2-파장 발광 구조를 통해서 하부 방향으로 혼합된 백색 빛을 얻고 있다. 이러한 구조에서는 발광 파장이 비대칭적으로 혼합됨으로 하부(양극) 방향으로 나가는 빛과 상부(음극) 방향으로 나가는 빛의 색깔은 서로 다르다. 또한 상부 전극은 불투명한 금속을 사용해야 하기 때문에 상부 방향으로 빛이 전극을 투과해 나올 수 없다.

순수 백색을 양면으로 발광하는 OLED를 개발하기 위해서는 발광층의 구조를 청ㆍ황ㆍ청의 대칭 구조로 제작하여야 하며 음극으로 일함수가 작은 투명 전극을 사용해야 한다. 그러나 청ㆍ황ㆍ청의 발광층 구조에서 청색과 황색의 호스트 및 도펀트 물질이 다를 경우, 발광층의 형성에 사용되는 형광 재료의 종수가 많아지고 증착시스템의 구성이나 공정과정은 그만큼 복잡하게 나타난다. 또한 쉽게 증착이 가능한 낮은 일함수를 갖는 투명 전극재료도 찾아볼 수 없는 실정이므로 아직까지 양면 발광 백색 OLED는 개발, 보고된 바가 없다.

본 발명에서는 하나의 호스트에 하나의 도펀트를 "미도프(undoped)층/도프

(doped)층/미도프(undoped)층"의 상태로 선택 도핑하여 청ㆍ황ㆍ청의 대칭 발광층을 구성함으로써 제조공정이 간단하면서도 동작 특성이 안정된 양면 발광 백색 OLED를 저비용으로 제작할 수 있게 되는 유용한 효과를 얻고 있다.

또한 Al 금속을 이용하여 상부 전극을 빗살(comb) 구조로 실현함으로써, 특별히 낮은 일함수를 갖는 투명 전극재료의 사용 없이도 양면 발광을 가능하게 하고 있다.

본 발명에서 청구되는 기술은 양면 발광 WOLED에 대한 새로운 소자 기술이며, 순수 백색의 고성능 백색 유기발광소자를 저 비용으로 구현할 수 있게 함으로써 양면 조명 및 양면 디스플레이 개발에 실용적으로 활용된다.

OLED, WOLED, 백색유기발광소자, 양면 발광, 발광 스펙트럼

Description

양면 발광 백색유기발광다이오드 및 그의 제조 방법{Two Side Emission White Organic Light Emitting Diodes and their Fabrication Methods}

본 발명은 단일 청색 호스트에 선택적 도핑 기술을 이용하여 구조가 간단하면서도 양면 발광특성을 나타내는 백색유기발광다이오드(White Organic Light Emitting Diodes: WOLED)의 제안과 이를 이용한 소자제작 기술에 관한 것이다.

양면 발광특성을 나타내는 백색유기발광소자 대한 개발 보고는 아직까지 찾아볼 수 없는데, 이는 백색 발광이 여러 파장의 빛을 혼합하여 얻어지고, 발광층의 구조가 비대칭적으로 나타나며, 투명음극을 형성해야하는 문제점이 있어서 순수 백색의 양면 발광을 얻기가 어렵기 때문이다.

주지하는 바와 같이, 유기발광다이오드(Organic Light Emitting Diode, OLED)는 발광 유기물을 전기적으로 여기 시켜 발광시키는 디스플레이 소자로서 저전력 구동, 자체 발광, 넓은 시야각, 높은 해상도와 천연색 실현, 빠른 응답속도 등의 장점을 갖고 있다. 이러한 OLED는 휴대폰 외부 창, PDA, 카메라, 시계, 사무 용기기, 자동차등의 정보 표시창으로 널리 활용되면서 관련 부품소재시장도 급성장하고 있으며, OLED관련 부품소재시장은 지난 2004년 이후 연평균 약 70%로 고속 성장하고 있다. 특히, 백색유기발광다이오드(White Organic Light Emitting Diodes: WOLED)는 디스플레이 응용 외에 여러 가지 광원으로도 시장이 넓어, 가격과 성능 면에서 제조기술을 혁신할 수 있는 새로운 WOLED 기술의 개발 가치는 그 예측이 어려울 정도로 막대하다.

현재 상용화가 이루어지고 있는 OLED는 저분자 물질로 구성되는 다층형 구조를 갖는다. OLED는 전극으로부터 발광층까지 다층박막을 통해 전자와 정공의 주입과 이동, 그리고 발광층에서 엑시톤(excition)의 형성과 재결합에 의하여 발광 물질의 밴드 갭에 해당하는 고유의 빛을 발산한다. 특히, WOLED는 컬러 필터를 이용하여 R/G/B 화소를 기존의 복잡한 공정을 거치지 않고 쉽게 만들 수 있다는 장점 때문에 천연색(full color) 디스플레이 개발에 사용되고 있으며, 액정표시소자(Liquid Crystal Display: LCD)에 백라이트 장치(backlight unit: BLU)의 면광원으로도 활용이 모색되고 있다.

OLED의 발광층은 보통 호스트(host)-도펀트(dopant) 시스템으로 구성되며 발광색은 호스트-도펀트 조합에 의해 결정된다. 일반적으로 호스트는 높은 에너지 갭을 가지며 호스트에서 형성된 엑시톤은 보다 낮은 에너지 갭을 갖는 도펀트로 에너지 전이를 이룬다. 백색 발광을 이루기 위해서는 2-파장 이상의 색상 혼합이 이루어져야 하는데, 혼합에 필요한 각각의 발광색을 구현하기 위하여 보통 각 색상에 따른 호스트와 각 호스트에 따른 도펀트들이 구분적으로 사용되어 왔다.

백색광을 구현하기 위해서는 청색, 녹색, 적색의 3-파장 빛을 혼합하는 방식이 가장 이상적이지만, 3-색 간의 균형적 혼합이 어렵고 장시간 사용시 R/G/B 발광 물질들의 특성 변화와 열화(degradation)되는 정도가 달라 일정한 비율의 색 혼합이 안정적으로 유지되지 않는다.

따라서 최근에는 도 1에서 보인 바와 같이, 청색과 황색(또는 적색)의 2-파장 빛을 혼합하도록 한 WOLED가 연구되고 있다. 2-파장 WOLED는 기본적으로 소자 제작에서 사용되는 형광 물질의 수를 줄인 것이며, 발광색의 수가 적으므로 색상 혼합의 어려움과 경시 효과를 어느 정도 해결할 수 있으며, 3-파장 방식보다 발광층의 구성이 간단하여 제작이 용이하다는 장점을 갖는다. 그러나 2-파장 방식의 WOLED도 청색과 황색을 발하는 발광층의 형광 재료가 서로 다를 경우, 예로 청색 발광층(11)에는 호스트-1과 도펀트-1이 사용되고 황색 발광층(12)에는 호스트-2와 도펀트-2가 사용되는 경우, 공정의 용이성이나 동작의 안정성 등에 있어서 3-파장 방식의 문제점으로부터 크게 개선되지는 않는다.

또한 도 1과 같은 일반 2-파장 적층 구조의 WOLED를 살펴보면, 도 2에서 보인 바와 같이 빛의 혼합이 상하 비대칭 구조로 나타나므로 하부 양극 방향으로 나오는 빛(21)과 상부 음극으로 나가는 빛(22)의 스펙트럼 분포나 발광색은 서로 다르게 나타난다. 이는 빛의 발생 위치와 진행 경로가 다르기 때문에 각 물질에서의 광 흡수와 이에 따른 광 혼합 세기가 달라지기 때문이다. 나아가 상부 전극은 불투명한 금속으로 덮여 있으므로 상부 방향으로 빛이 전극을 투과해 나올 수 없다.

만일 양면으로 순수 백색을 발하는 고성능 WOLED를 저 비용으로 구현할 수 있다면 양면 조명 및 양면 디스플레이의 개발에 그 응용이 이루어질 수 있다. 그러나 이를 위해서는 발광층의 구조를 청ㆍ황ㆍ청의 대칭 구조로 제작하고 음극으로 일함수가 작은 투명 전극을 사용해야 하는데, 발광층의 형성에 사용되는 형광 재료의 종수가 많아지면 증착시스템의 구성이나 공정과정은 그만큼 복잡하게 나타나고, 저온 증착이 가능한 낮은 일함수를 갖는 투명전극 재료도 아직까지 찾아볼 수 없는 실정이다.

본 발명은 하나의 호스트와 하나의 도펀트 물질만을 사용하여 백색 발광층을 구성하고, 빛의 혼합을 상하 대칭적으로 나타나게 하여 양면으로 나가는 빛의 스펙트럼을 동일하게 만들고, 또한 불투명 금속 음극을 사용하고도 빛이 음극 방향으로 나올 수 있게 함으로써 제조 방법이 쉬우면서 동작 특성이 안정된 양면 발광 백색유기발광다이오드를 제공함에 있다.

본 발명은 이러한 목적을 달성하기 위하여 글라스위에 ITO 및 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층, 전자 주입층, 금속전극이 순차적으로 적층 하여서 된 공지의 유기발광다이오드에 있어서, 단일 청색 호스트에 황색 또는 적색 도펀트를 "미도프/도프/미도프" 상태로 분포시켜 발광층을 구현하여서 된 양면 발광 백색유기발광다이오드를 제공하거나, 단일 청색 호스트에 청색과 황색 도펀트를 사용하여 "청색 도펀트의 도프/황색 도펀트의 도프/청색 도펀트의 도프" 상태로 분포시켜 발광층을 구현하고, 또는 단일 청색 호스트에 청색과 적색 도펀트를 사용하여"청색 도펀트의 도프/적색 도펀트의 도프/청색 도펀트의 도프" 상태로 분포시켜 발광층을 구현하여서 된 양면 발광 백색유기발광다이오드를 제공한다.

아울러, 전술한 단일 호스트와 도펀트는 유기 발광 고분자 물질 또는 유기 발광 저분자 물질 또는 유기 발광 올리고머 또는 유기 발광 저분자 물질의 공중합체 또는 유기 발광 고분자 물질의 공중합체 또는 유기 발광 올리고머 물질의 공중합체이며, 호스트가 청색 형광물질 또는 청색 인광물질이고, 도펀트가 황색 형광물질 또는 적색 형광물질 또는 황색 인광물질 또는 적색 인광물질이다.

또한 발광층의 형성 방법으로는 진공 증착법 또는 스핀 코팅법 또는 잉크젯 인쇄법 또는 용액 주조법을 이용하여 형성 할 수 있다.

아울러, 전술한 목적을 달성하기 위하여 글라스위에 ITO 및 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층, 전자 주입층, 금속전극이 순차적으로 적층 하여서 된 공지의 유기발광다이오드에 있어서, 빗살무늬 또는 그물망 모양의 금속 전극을 사용하여 음극 방향으로 빛을 방출시키는 음극전극 구조를 갖는 양면 발광 백색유기발광다이오드를 제공한다.

이와 같이 본 발명에서는 단일 청색 호스트에 에너지 전이가 가능한 한 종류의 황색 도펀트를 선택적으로 도핑하여 황색 도펀트가 미도프된 층/도프된 층/미도프된 층이 순차적으로 적층된 상태로 대칭된 청ㆍ황 2 파장 발광층을 구성하고, 음극 전극의 구조를 빗살 무늬형으로 구성하여 전극의 열린 부분으로 빛을 끌어내는 방법을 활용함으로써 새로운 구조의 양면 발광 WOLED를 제작할 수 있으며, 제안된 구조는 배합되는 물질이 단순하므로 다양한 물질의 복잡한 특성 변화와 혼합에서 오는 불안정한 동작 특성을 개선하여 높은 색 안정성과 고효율 특성을 구현할 수 있다. 나아가, 본 발명의 소자는 구조가 간단하므로 공정이 단순화되어 저가로 다량 생산을 가능하게 하는 실용성을 갖는다.

이러한 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에서 양면 발광 WOLED 발광층의 대표적 예를 도 3에 보였다. 도 3에서 백색 발광층(31,32,33)은 단일 청색 호스트에 에너지 전이가 가능한 황색 도펀트를"미도프(undoped)층/도프(doped)층/미도프(undoped)층"의 상태로 선택 도핑하여 만들어진다. 이 발광층의 구조는 상하 대칭이므로 도프 영역(32)에서 발광되는 황색 빛과 미도프 영역(31,33)에서 발광되는 청색 빛의 혼합되는 양상은 상하 양 방향으로 거의 비슷하게 나타난다. 따라서 상ㆍ하 양방향으로 진행하는 빛(34,35)의 스펙트럼과 세기는 거의 동일한 상태로 주어진다.

도 3의 발광층은 진공증착 방식으로 만들 수 있으며, 제작 과정으로는 먼저 호스트만을 증착하다가(31) 도중에 도펀트를 호스트와 함께 증착시키고(32), 이 후 적절한 두께가 얻어지면 다시 도펀트를 끄고 호스트만 증착시키면(33) 호스트가"미도프/도프/미도프"상태로 선택 도핑된 백색 발광층이 얻어진다. 이러한 제조 기법은 한가지 호스트에 한가지 도펀트를 사용하므로 발광 물질의 구성이 최소화되며, 상하 대칭으로 백색 혼합을 위한 청ㆍ황ㆍ청 3층 발광 영역의 형성을 도중에 증착원(evaporation source)의 교체 없이 단일 층을 형성하듯 한꺼번에 간단하게 제작할 수 있다.

OLED의 음극은 형광체로 전자를 원활히 주입하기 위해 일함수가 낮은 금속 (Al 등)이 이용되는데, 금속 전극은 불투명하므로 상부쪽으로 진행되는 빛은 금속 표면에서 반사되어 빛이 투과되지 않는다. 이러한 문제를 해결하는 방법으로 음극 전극의 구조를 빗살 무늬형 또는 망형으로 구성(41)하여 전극의 열린 부분으로 빛을 끌어내는 방법(42)을 활용한다. 이러한 발명을 이용하는 대표적 구조 예를 도 4에 보였다. 도 4의 방법은 물론 금속이 덮여있는 부분에서 광손실이 발생(43)하지만 금속 패턴의 적절한 설계와 빛의 산란을 잘 이용하면 음극방향으로 방출되는 대부분의 빛을 끌어낼 수 있다.

본 발명을 이용하여 제작되는 양면 발광 WOLED의 구조 예를 도 5에 보였다. 도 5에 보인 구조와 동작 원리를 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 빛이 투과되어 외부로 발광되는 글라스(Glass) 판 위에 ITO(Indium Tin Oxide)박막을 형성하여야 한다. 이는 양극 전극으로 활용되며, 가시영역에서 투명하고 전도성이 높으며, 일함수가 커서 그 위에 형성되는 정공 주입층(51)(Hole Injection Layer: HIL)의 HOMO(Highest Occupied Molecular Orbital) 준위로 정공을 주입(50)한다. 이러한 정공 주입층(51)은 양극에서 정공 수송층(52)(Hole Transport Layer: HTL)으로 정공을 효율적으로 주입하기 위한 매개층의 기능을 담당하게 된다. 이러한 정공 수송층(52)으로 주입된 정공은 하부 청색 발광층(53), 중간 황색 발광층(54), 상부 청색 발광층(55)으로 구성된 발광층(Emissive Layer)으로 전달되며, 전자의 흐름에 대하여는 차단 기능을 갖는다.

한편, 정공과 결합되기 위한 전자는 음극에서 공급된다. 이러한 음극은 알루미늄(Aluminium, Al)으로 제작되어 전도성이 높으며, 입사광을 반사시킨다. 전자 주입층(58)(Electron Injection Layer:EIL)은 음극에서 전자 수송층(57)( Electron Transport Layer: ETL)으로 전자를 효율적으로 주입하기 위한 매개층의 기능을 가지며, 음극에서 출발한 전자는 전자 주입층(58)을 통과하여 전자 수송층(57)의 LUMO(Lowest Unoccupied Molecular Orbital) 준위로 주입(59)된다. 그 결과 전자 수송층(57)은 음극에서 주입된 전자를 발광층으로 전달시키게 된다. 이에 따라 발광층(53,54,55)에서는 엑시톤(exciton)의 형성과 재결합(56)에 의하여 형광 물질에 따른 고유의 빛을 발산하게 되는 것이다.

도 5의 발광층(53,54,55)에서, 발광층 영역은 도펀트가 없을 경우(53, 55) 발광 호스트가 갖는 고유의 빛인 청색을 내며, 도핑된 발광층(54) 영역에서 는 호스트-도펀트 간의 에너지 전이에 의해 보색의 빛인 황색을 발한다. 이 때 보색 관계의 2-파장 발광색이 적절한 세기로 혼합되는 경우 순수한 백색 발광이 얻어지게 된다. 경우에 따라서는 청색 발광층(53,55)의 청색 발광효율을 증대시키기 위해 이들 영역(53,55)에 새로운 청색 도펀트를 추가시킬 수 있다. 이 경우에는 한 호스트에 두 가지 도펀트가 사용되는 백색 발광층을 갖는다.

도 4와 도 5로 보인 원리를 이용하여 구체적으로 하방으로부터 Glass/ITO/

2-TNATA/NPB/GDI-602(Rb)/Alq3/LiF/Al이 적층된 WOLED의 구체적인 실시 예를 도 6에 도시하였다. 도 6의 GDI-602(Rb) 발광층(64,65,66)에서 황색 발광 물질인 루브렌(Rubrene : Rb) 도펀트는 GDI-602 형광호스트에 미도프(64)/도프(65)/미도프(66) 상태로 선택적으로 분포된다. GDI-602 그 자체는 보통 청색발광의 호스트 재료로 사용되지만 루브렌이 도핑될 경우 황색발광이 가능하므로, 루브렌을 GDI-602 형광체에 미도프(64)/도프(65)/미도프(66) 상태로 선택 도핑하면 단일 형광 호스트로 WOLED를 제작할 수 있게 된다.

이와 같은 발명에 의하여 WOLED를 제조하기 위해서는 도 10의 흐름도 에서 보는 바와 같이, 먼저 글라스 판상에 ITO 전극(61)을 형성하고, ITO 전극의 표면을 적절히 플라스마 처리한다. 유기물 증착 전에 선행 플라스마 처리는 반드시 실시되 어야 하며, 플라스마 공정은 양극으로부터 정공주입 장벽을 낮추고, 표면 오염제거 및 ITO와 유기막 간의 접착력 개선에 기여하게 된다. 플라스마 처리 후 고진공 상태에서 유기 박막과 금속이 인시추(In-Situ) 방식으로 증착되는데, 유기물 형성의 첫 단계로는 정공 주입층으로 2-TNATA(62)를, 정공 수송층으로 NPB(63)를 증착한다.

다음으로 발광층을 증착하는 단계에서는 먼저 GDI602를 미도프 상태로 50~150Å 범위의 두께로 증착한 후(64), GDI602와 루브렌을 50:3의 성장 비율로 동시 증착하여 100~300Å 두께 범위의 GDI602:루브렌(6%) 층(65)을 형성하고, 이어서 다시 루브렌을 차단하고 GDI602 만을 50~150Å 범위의 두께로 미도프 상태(66)로 증착한다.

이러한 발광층의 형성 방법으로는 진공 증착법 또는 스핀 코팅법 또는 잉크젯 인쇄법 또는 용액 주조법을 이용하여 형성 할 수 있다.

이 후 전자 수송층으로서의 Alq₃(67)를 형성한 후, 빗살 무늬형 금속마스크를 씌워 전자 주입층으로서의 LiF(68)를, 음극으로서의 Al(69)을 형성함으로써 소자 제조의 기본 공정이 완성된다.

이러한 발명에 의해 제작된 소자의 상ㆍ하부로 발광되는 빛의 스펙트럼을 도 7에 보였다. 도 7에서 제시된 바와 같이 10V 전압에서 상부로 발광하는 백색광 의 스펙트럼(72)과 하부로 발광하는 백색광의 스펙트럼(71) 은 청색의 440nm 파장과 황색의 560nm 파장 등의 중심 파장들이 일치하고, 분포 모양도 유사하여 양면으로 방출되는 빛의 특성이 비슷하게 나타나고 있음을 볼 수 있다. 본 발명에 의한 제작된 WOLED는 인가전압을 변화시킨 경우에도 발광되는 빛의 중심파장 위치는 전압에 관계없이 일정하며, 청색과 황색의 상대적 세기 비율도 넓은 동작전압 범위(6~12V)에서 일정하게 나타났다.

본 발명에 의하여 제조된 WOLED의 하부로 방출되는 빛에 대한 6V 내지 10V의 인가전압에 따른 CIE(Commission Internationale de I'Eclairage) 색좌표의 변화를 도 8에 보였다. 도 8에서 볼 수 있듯이 낮은 인가전압에서 발광색은 다소 황백색을 나타내었으나 전압이 증가함에 따라 소자의 발광색은 청색 방향으로 이동하며, 10V 부근에서 CIE 색좌표는 (0.33,0.33)으로 순수한 백색 발광이 얻어졌다. 이러한 발광 특성은 상부로 방출되는 빛에 대해서도 동일하게 나타나며, 상부로 방출되는 빛에 대한 인가전압에 따른 CIE 색좌표의 변화를 도 9에 보였다.

아울러, 전술한 단일 호스트와 도펀트는 유기 발광 고분자 물질 또는 유기 발광 저분자 물질 또는 유기 발광 올리고머 물질이며 이들 물질의 공중합체로도 가능하다. 또한 호스트는 청색의 형광물질이나 인광물질이고, 도펀트는 황색 또는 적색의 형광물질이나 인광물질로도 가능하다.

도 1은 종래의 청ㆍ황 2-파장 발광층에 의한 백색 발광구조를 보인 설명도.

도 2는 종래의 청ㆍ황 2-파장 발광층에서 상ㆍ하 양면으로 빛이 비대칭적으로 혼합, 방출되는 구조를 보인 설명도.

도 3은 본 발명에서 단일 청색 호스트에 하나의 황색 도펀트를 미도프/도프/미도프 상태로 선택 도핑하여 만든 청ㆍ황ㆍ청 대칭 구조를 이용한 양면 백색발광 구조를 보인 설명도.

도 4는 본 발명에서 음극으로 광 방출을 위해 사용된 빗살무늬형의 금속전극 구조를 보인 설명도.

도 5는 에너지대 구조를 통해 전자와 정공의 흐름에 의한 엑시톤(exciton)의 형성과 양면 발광 과정을 보인 설명도.

도 6은 도 5의 원리를 이용하여 본 발명에 의해 제작된 구체적인 실시 예의 설명도.

도 7은 본 발명에 의하여 제조된 양면 백색 유기발광소자의 상ㆍ하부로 방출된 발광 스펙트럼의 다이어그램.

도 8는 본 발명에 의하여 제조된 양면 백색 유기발광소자의 인가 전압에 따른 하부 방출의 CIE 색좌표 변화도.

도 9는 본 발명에 의하여 제조된 양면 백색 유기발광소자의 인가 전압에 따른 상부 방출의 CIE 색좌표 변화도.

도 10는 본 발명에 의한 양면 백색 유기발광소자의 제조 방법을 도시한 흐름 도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

11: 청색 발광층

12: 황색 발광층

21: 청ㆍ황 2-파장 백색 발광에서 하부 방향으로 빛의 혼합

22: 청ㆍ황 2-파장 백색 발광에서 상부 방향으로 빛의 혼합

31: 미도프/도프/미도프 대칭 발광 구조에서 도핑이 되지 않은 하부 청색발광층

32: 미도프/도프/미도프 대칭 발광 구조에서 도핑된 황색 발광층

33: 미도프/도프/미도프 대칭 발광 구조에서 도핑이 되지 않은 상부

청색 발광층

34: 미도프/도프/미도프 대칭 발광 구조에서 하부방향으로 빛의 혼합

35: 미도프/도프/미도프 대칭 발광 구조에서 상부방향으로 빛의 혼합

41: 빗살무늬형 음극 구조

42: 금속으로 덮여 있지 않은 부분으로 빛의 방출

43: 금속으로 덮여 있는 부분에서 빛의 반사

50: 양극(ITO)으로부터 정공의 주입

51: 정공 주입층

52: 정공 수송층

53: 하부 청색 발광층

54: 중간 황색 발광층

55: 상부 청색 발광층

56: 엑시톤(Exciton)의 형성과 재결합

57: 전자 수송층

58: 전자 주입층

59: 음극에서 전자 주입층을 통한 전자 수송층으로 전자의 주입

61: 양극으로서의 ITO

62: 정공 주입층으로서의 2-TNATA

63: 정공 수송층으로서의 NPB

64: 하부 청색 발광층으로서의 미도프된 GDI-602

65: 중간 황색 발광층으로서의 루브렌이 6% 도핑된 GDI-602

66: 상부 청색 발광층으로서의 미도프된 GDI-602

67: 전자 수송층으로서의 Alq3

68: 전자 주입층으로서의 LiF

69: 음극으로서의 Al

71: 10V 전압에서 하부로 발광하는 백색광의 스펙트럼

72: 10V 전압에서 상부로 발광하는 백색광의 스펙트럼

Claims (25)

1. 글라스위에 ITO 및 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층, 전자 주입층, 금속전극이 순차적으로 적층 하여서 된 공지의 유기발광다이오드에 있어서,

   단일 청색 호스트에 황색 도펀트를 "미도프/도프/미도프" 상태로 분포시켜 발광층을 구현하며,

   투과공을 가지는 금속 전극을 사용하여 음극 방향으로 빛을 방출시키는 전극 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 양면 발광 백색유기발광다이오드.
2. 글라스위에 ITO 및 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층, 전자 주입층, 금속전극이 순차적으로 적층 하여서 된 공지의 유기발광다이오드에 있어서,

   단일 청색 호스트에 적색 도펀트를 "미도프/도프/미도프" 상태로 분포시켜 발광층을 구현하며,

   투과공을 가지는 금속 전극을 사용하여 음극 방향으로 빛을 방출시키는 전극 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 양면 발광 백색유기발광다이오드.
3. 글라스위에 ITO 및 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층, 전자 주입층, 금속전극이 순차적으로 적층 하여서 된 공지의 유기발광다이오드에 있어서,

   단일 청색 호스트에 청색과 황색 도펀트를 사용하여 "청색 도펀트의 도프/황색 도펀트의 도프/청색 도펀트의 도프" 상태로 분포시켜 발광층을 구현하며,

   투과공을 가지는 금속 전극을 사용하여 음극 방향으로 빛을 방출시키는 전극 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 양면 발광 백색유기발광다이오드.
4. 글라스위에 ITO 및 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층, 전자 주입층, 금속전극이 순차적으로 적층 하여서 된 공지의 유기발광다이오드에 있어서,

   단일 청색 호스트에 청색과 적색 도펀트를 사용하여"청색 도펀트의 도프/적색 도펀트의 도프/청색 도펀트의 도프" 상태로 분포시켜 발광층을 구현하며,

   투과공을 가지는 금속 전극을 사용하여 음극 방향으로 빛을 방출시키는 전극 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 양면 발광 백색유기발광다이오드.
5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,

   단일 호스트와 도펀트가 유기 발광 저분자 물질임을 특징으로 하는 양면 발광 백색유기발광다이오드.
6. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,

   단일 호스트와 도펀트가 유기 발광 고분자임을 특징으로 하는 양면 발광 백 색유기발광다이오드.
7. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,

   단일 호스트와 도펀트가 유기 발광 올리고머임을 특징으로 하는 양면 발광 백색유기발광다이오드.
8. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,

   단일 호스트와 도펀트가 유기 발광 저분자 물질의 공중합체임을 특징으로 하는 양면 발광 백색유기발광다이오드.
9. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,

   단일 호스트와 도펀트가 유기 발광 고분자 물질의 공중합체임을 특징으로 하는 양면 발광 백색유기발광다이오드.
10. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,

    단일 호스트와 도펀트가 유기발광 올리고머 물질의 공중합체임을 특징으로 하는 양면 발광 백색유기발광다이오드.
11. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,

    호스트가 청색 형광물질임을 특징으로 하는 양면 발광 백색유기발광다이오 드.
12. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,

    호스트가 청색 인광물질임을 특징으로 하는 양면 발광 백색유기발광다이오드.
13. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,

    도펀트가 황색 형광물질임을 특징으로 하는 양면 발광 백색유기발광다이오드.
14. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,

    도펀트가 적색 형광물질임을 특징으로 하는 양면 발광 백색유기발광다이오드.
15. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,

    도펀트가 황색 인광물질임을 특징으로 하는 양면 발광 백색유기발광다이오드.
16. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,

    도펀트가 적색 인광물질임을 특징으로 하는 양면 발광 백색유기발광다이오 드.
17. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,

    발광층을 진공 증착법으로 형성함을 특징으로 하는 양면 발광 백색유기발광다이오드.
18. 청구항1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,

    발광층을 스핀 코팅법으로 형성함을 특징으로 하는 양면 발광 백색유기발광다이오드.
19. 청구항1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,

    발광층을 잉크젯 인쇄법으로 형성함을 특징으로 하는 양면 발광 백색유기발광다이오드.
20. 청구항1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,

    발광층을 용액 주조법으로 형성함을 특징으로 하는 양면 발광 백색유기발광다이오드.
21. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,

    전술한 투과공은 빗살무늬 모양임을 특징으로 하는 양면 발광 백색유기발광 다이오드.
22. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,

    전술한 투과공은 그물망 모양임을 특징으로 하는 양면 발광 백색유기발광다이오드.
23. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,

    전술한 전극 구조는 음극전극 구조를 사용하는 것을 특징으로 하는 양면 발광 백색유기발광다이오드.
24. 글라스 판상에 ITO 전극을 형성하고 전극의 표면을 플라즈마 처리 한 후 유기 박막과 금속을 증착 시켜서 된 공지의 유기발광다이오드의 제조 방법에 있어서,

    유기 박막 증착 과정에 정공 주입층과 정공 수송층을 증착하고, 하부는 청색 발광층, 중간은 황색 발광층 또는 적색 발광층 중 어느 하나로 된 발광층, 상부는 청색 발광층으로 대칭 적층된 2 파장 대칭 발광층을 진공 증착법, 스핀 코팅법, 잉크젯 인쇄법, 용액 주조법 중의 어느 하나를 이용하여 증착하며, 전자 수송층을 형성하고, 빗살 무늬형 또는 그믈망형의 금속 마스크를 씌워 전자 주입층과 음극으로서의 LiF/Al을 형성함을 특징으로 하는 양면 발광 백색유기발광다이오드의 제조 방법.
25. 청구항 24에 있어서,

    전술한 2 파장 대칭 발광층을 증착하는 단계는 처음 청색 발광층을 50~150Å 범위의 두께로 증착한 후, 다음 황색 또는 적색 발광층 중 어느 하나를 100~ 300Å 두께범위로 형성하고, 마지막 청색 발광층을 50~150Å 두께 범위로 증착하는 것을 특징으로 하는 양면 발광 백색유기발광다이오드의 제조 방법.

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