KR101259532B1 - 2종의 유기층을 이용하는 백색 유기 발광 다이오드 및 이의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

상기의 기술적 과제를 이루기 위한 본 출원의 일 측면에 따른 백색 유기 발광 다이오드가 개시된다. 상기 백색 유기 발광 다이오드는 기판 상에 배치되는 제1 전극, 상기 제1 전극과 대향하여 배치되는 제2 전극 및 상기 제1 전극 및 제2 전극 사이에 배치되는 두 개의 유기물 층을 포함한다. 상기 두 개의 유기물층 중 전자수송층에서 발생하는 엑시톤의 발광과 상기 두 개의 유기물층의 계면에서 발생하는 엑시플렉스에 의한 발광을 혼합하여 백색을 발생시킨다.

Description

2종의 유기층을 이용하는 백색 유기 발광 다이오드 및 이의 제조 방법{White organic light-emitting diode with two organic layers and method of manufacturing the same}

본 출원은 백색 유기 발광 다이오드에 관한 것으로, 보다 상세하게는 2 종의 유기재료를 이용하는 백색 유기 발광 다이오드 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.

유기발광소자(Organic Light Emitting Device: OLED)는 유기물을 전기적으로 여기하여 발광시키는 디스플레이소자로서 경박형으로 대면적화가 가능하며, 저전력 구동, 다양한 색상의 자체 발광, 넓은 시야각, 높은 해상도와 천연색 실현, 빠른 응답속도, 연성 등의 장점을 갖고 있다. 이러한 유기발광소자는 휴대폰, PDA, 카메라, 시계, 사무용기기, 자동차 등의 정보 표시 수단으로 널리 활용되면서 관련 부품소재 시장도 급성장하고 있다.

유기발광소자는 기본적으로 기판 상의 양극 및 음극 전극, 상기 양극 및 음극 전극 사이에 배치되는 유기물을 포함하는 발광층을 구비한다. 상기 발광층의 상기 유기물은 다층 형태로 나타나며, 단일재료보다 호스트-도펀트(host-dopant) 구성의 혼합 재료가 사용될 수 있다. 상술한 구조에서는 전자 또는 정공과 같은 캐리어들이 전극에서 발광층으로 직접 주입되지 않고 캐리어 수송층을 통과하여 단계적으로 전송되기 때문에 구동 전압이 낮아질 수 있다. 그리고, 발광층으로 주입된 전자와 정공은 이웃 전극으로 이동할 때, 상기 발광층 가장자리 부근에서 반대 극성의 상기 캐리어 수송층에 의해 이동이 제한되도록 설계될 수 있다. 이로서, 상기 캐리어들로부터 생성되는 엑시톤은 대부분 상기 발광층에 속박됨으로써 발광 효율이 증가할 수 있다. 상기 유기발광소자에서 호스트-도펀트 구조의 발광층은 높은 여기 에너지의 상기 호스트로부터 낮은 여기 에너지의 상기 도펀트로의 에너지 전이를 이용하는 것으로서, 도펀트 종류에 따라 다양한 색상의 빛을 얻을 수 있고, 엑시톤의 고농도 소광을 방지할 수 있다는 장점을 가질 수 있다.

백색 유기 발광 다이오드는 컬러 필터를 이용하여 빛의 기본색인 적, 녹, 청색의 화소를 제작할 수 있기 때문에, 풀컬러 디스플레이 구현 뿐만 아니라, 방대한 조명 시장의 새로운 면광원으로 응용이 모색되고 있다. 현재까지 개발된 백색 유기 발광 다이오드는 적, 녹 및 청의 3-파장이나 청 및 황의 2-파장으로 구성되어 각각의 색을 발하는 서로 다른 형광체가 혼합된 구조를 갖는다. 백색광을 구현하기 위해서는 3-파장 방식이 이상적인 것으로 인식되어 왔으나, 적색 발광 물질의 낮은 효율 및 불안정성의 문제점으로 지적되어 최근에는 청 및 황의 2-파장 방식이 연구되고 있다. 2-파장 박식은 3-파장 방식보다 색 간섭이 적고 제조공정이 간단하다는 장점을 갖는다. 그러나, 종래의 백색 유기 발광 다이오드는 어떠한 방식의 경우든 기본적으로 2가지 이상의 발광색을 혼합하여 구현되므로, 다수의 도펀트와 호스트로 구성되는 발광층들을 구비하며, 이들에 대한 전자수송층 및 정공수송층을 포함하여 소자의 구조가 매우 복잡하게 나타난다.

백색 유기 발광 다이오드를 구현하는 방법에 있어서, 일 예로서, 다색 발광층을 이용하는 방식, 색을 변환하는 방식 또는 마이크로 공진을 이용하는 방식 등이 있으나, 다층 발광 방식이 일반적으로 사용된다. 상기 다층 발광 방식은 보색 관계에 있는 2-파장 빛이나 삼원색 빛을 생성하고 이들을 다층으로 혼합하는 방식을 의미한다. 상기 다층 발광 방식은 색의 조절이 쉬우며 효율 및 수명이 다른 방식에 비해 우수하다는 장점이 있다.

도 1은 종래의 다층 발광 방식의 백색 유기 발광 다이오드의 구조 및 동작 원리를 나타내는 도면이다. 도 1을 참조하면, 인듐주석산화물(Indium-Tin-Oxide, 이하, ITO)로 이루어진 양극(110)과 금속 물질로 이루어진 음극(170) 사이에 정공 수송층 (120), 적색 발광층(130), 녹색 발광층(140), 청색 발광층(150) 및 전자수송층(160)으로 구성되는 5층의 유기막이 적층되어 있다. 도시된 구조에서, 적색, 녹색 및 청색에 따른 각각의 발광층을 모두 서로 다른 물질의 호스트-도펀트로 구성한다면 정공 수송층(120) 및 전자수송층(160)을 포함하여 총 8 종의 유기물질을 사용하게 된다. 몇몇 소자 구조에서는 도 1의 구조에 정공주입층 및 전자주입층을 추가적으로 삽입하거나 발광층 간에 격리층(spacer)을 추가로 배치하기도 하는데, 이런 경우 소자의 구조는 훨씬 복잡하게 나타난다.

도 1의 발광 다이오드(100)에 순방향 바이어스를 인가하면, 음극(170)에서 전자(180)는 최저미점유분자궤도함수(Lowest Unoccupied Molecular Orbital, 이하 LUMO) 준위를 따라서, 양극(110)에서 정공(190)은 최고점유분자궤도함수(Highest Occupied Molecular Orbital, 이하 HOMO) 준위를 따라서 이동하고, 각각의 발광층에서 결합하여 엑시톤을 생성한다. 상기 엑시톤은 도펀트의 에너지 준위로 에너지 전이를 함으로써 고유한 발광색을 나타내게 된다. 백색의 빛은 적, 녹 및 청의 3 원색의 혼합으로 만들어짐으로 고성능 백색 유기 발광 다이오드를 제조하기 위해서는 기본적으로 적, 녹 및 청색을 발광하는 개별 소자의 성능이 모두 우수하여야 한다. 그런데, 청색 발광 소자의 발광층을 호스트-도펀트 구조로 구성할 경우, 호스트에서 도펀트로의 에너지 전이시 높은 에너지의 청색 발광을 얻기가 쉽지 않다. 왜냐하면, 발광에 기여하는 도펀트의 엑시톤 에너지가 크면 호스트의 엑시톤 에너지는 더욱 커야 한다. 이로서, 발광층과 캐리어 수송층의 경계에서 캐리어의 주입장벽이 높아지게 된다. 또, 청색 광은 에너지가 높아 청색 광이 방출되어 투명 전극으로부터 나오기까지 다른 유기층에 흡수되어 손실이 일어날 수 있다. 이에 따라, 백색 유기 발광 다이오드의 제작에서 청색 발광층의 형성 기술에 난이도가 있게 되며, 특히 연색성을 높이기 위한 진청색의 구현은 더욱 어렵게 된다. 따라서, 이러한 기술적 난점을 극복할 수 있는 해결책을 산업계에서는 요구하고 있다.

본 출원이 이루고자 하는 기술적 과제는 유기 발광층의 개수가 감소되어 단순화된 구조를 가지는 백색 유기 발광 다이오드 및 이의 제조 방법을 제공하는 것이다.

본 출원이 이루고자 하는 기술적 과제는 2-파장 발광을 통해 백색 발광을 구현하는 새로운 구조의 백색 유기 발광 다이오드 및 이의 제조방법을 제공하는 것이다.

상기의 기술적 과제를 이루기 위한 본 출원의 일 측면에 따른 백색 유기 발광 다이오드가 개시된다. 상기 백색 유기 발광 다이오드는 기판 상에 배치되는 제1 전극과, 상기 제1 전극과 대향하여 배치되는 제2 전극과, 상기 제1 전극 및 제2 전극 사이에 배치되는 두 개의 유기물 층으로 이루어지되, 상기 두 개의 유기물층 중 하나는 정공수송층이고, 다른 하나는 전자수송층이며, 상기 정공수송층인 상기 하나의 유기물층은 2-TNATA, TPD 및 DNTPD 으로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 하나를 포함하고, 상기 전자수송층인 상기 다른 하나의 유기물층은 Alq3, Balq, BCP, TAZ, TPBI 및 ET-137으로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 하나를 포함하며,상기 전자수송층에서 발생하는 엑시톤의 발광과 상기 두 개의 유기물층의 계면에서 발생하는 엑시플렉스에 의한 발광을 혼합하여 백색을 발생시킨다.

상기의 기술적 과제를 이루기 위한 본 출원의 다른 측면에 따른 백색 유기 발광 다이오드의 제조 방법이 개시된다. 상기 백색 유기 발광 다이오드의 제조 방법은, 기판 상에 제1 전극을 형성하는 과정과, 상기 제1 전극 상에 두 개의 유기물층을 형성하는 과정 및 상기 두 개의 유기물층 상에 제2 전극을 형성하는 과정을 포함하되, 상기 두 개의 유기물층 중 하나는 정공수송층의 기능을 수행하고, 다른 하나는 전자수송층의 기능을 수행하도록 하며, 상기 정공수송층인 상기 하나의 유기물층은 2-TNATA, TPD 및 DNTPD 으로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 하나를 포함하고, 상기 전자수송층인 상기 다른 하나의 유기물층은 Alq3, Balq, BCP, TAZ, TPBI 및 ET-137으로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 하나를 포함하며, 상기 전자수송층에서 발생하는 엑시톤의 청색 발광과 상기 두 개의 유기물층의 계면에서 발생하는 엑시플렉스에 의한 발광을 혼합하여 백색을 발생시키도록 한다.

본 출원의 일 실시 예에 의하면, 정공 수송층과 전자전달성 발광층만으로 구성되는 2-파장을 혼합하여 백색 유기 발광 다이오드를 제조할 수 있어, 종래의 다층 발광 방식에 비하여 발광층의 구조를 단순화할 수 있다.

본 출원의 일 실시 예에 의하면, 종래의 다층 발광 방식에 적용되는 유기 박막 보다 적은 개수의 유기 박막을 적용함으로써, 소자에 소모되는 재료 비용을 절약할 수 있으므로, 제조 비용의 원가 절감에 유리하다. 일 구현예로서, 본 출원의 소자는 발광층에서 청색 도펀트의 사용없이 호스트 발광만을 이용하여 진청색의 발광을 생성시킬 수 있으며, 황색 발광과 혼합하여 순백색을 구현할 수 있다. 상기 순백색은 종래보다 높은 효율을 가지고 보다 순백색에 가깝도록 구현할 수 있으므로, 풀컬러 디스플레이의 개발이나 고 연색성 조명 광원의 개발에 유용하게 이용할 수 있다.

도 1은 종래의 다층 발광 방식의 백색 유기 발광 다이오드의 구조 및 동작 원리를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 출원의 일 실시 예에 따르는 백색 유기 발광 다이오드의 구조를 개략적으로 나타내는 모식도이다.
도 3은 본 출원의 일 실시 예에 따르는 도 2의 백색 유기 발광 다이오드의 구조를 보다 상세하게 나타내는 모식도이다.
도 4는 본 출원의 일 실시 예에 따르는 백색 유기 발광 다이오드의 제조 방법을 개략적으로 나타내는 순서도이다.
도 5는 본 출원의 일 실시 예로서의 상기 백색 발광 다이오드(500)의 구조를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 출원의 일 실시 예에 따르는 유기물 층의 발광 스펙트럼을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 출원의 일 실시예 및 비교예에 따르는 백색 유기 발광 다이오드의 전계 발광 스펙트럼을 나타내는 도면이다.
도 8은 본 출원의 일 실시예 및 비교예에 따르는 백색 유기 발광 다이오드의 발광 특성을 나타내는 도면이다.
도 9는 본 출원의 일 실시예 및 비교예의 백색 유기 발광 다이오드의 발광 색을 색좌표를 통해 나타내는 도면이다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 출원의 실시 예들을 보다 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 본 출원에 개시된 기술은 여기서 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 단지, 여기서 소개되는 실시 예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 출원의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. 도면에서 각 장치의 구성요소를 명확하게 표현하기 위하여 상기 구성요소의 폭이나 두께 등의 크기를 다소 확대하여 나타내었다. 전체적으로 도면 설명시 관찰자 시점에서 설명하였고, 일 요소가 다른 요소 위에 위치하는 것으로 언급되는 경우, 이는 상기 일 요소가 다른 요소 위에 바로 위치하거나 또는 그들 요소들 사이에 추가적인 요소가 개재될 수 있다는 의미를 모두 포함한다. 또한, 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 출원의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 출원의 사상을 다양한 다른 형태로 구현할 수 있을 것이다. 그리고, 복수의 도면들 상에서 동일 부호는 실질적으로 서로 동일한 요소를 지칭한다.

한편, 본 출원에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다. “제1 ” 또는 “제2 ” 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수도 있다.

또, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, “포함하다” 또는 “가지다”등의 용어는 기술되는 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

또, 방법 또는 제조 방법을 수행함에 있어서, 상기 방법을 이루는 각 과정들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않은 이상 명기된 순서와 다르게 일어날 수 있다. 즉, 각 과정들은 명기된 순서와 동일하게 일어날 수도 있고 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며 반대의 순서대로 수행될 수도 있다.

본 출원은 종래의 복잡한 백색 유기 발광 다이오드 구조를 2개의 유기층만으로 크게 단순화시킨 새로운 개념의 백색 유기 발광 다이오드를 제작하는 기술을 제공한다. 일반적으로 소자의 구조는 경제성과 기술적인 면에서 가능하면 간단한 구조가 유리하다. 하지만, 단일 유기층 구조로는 전극에서 유기물 층으로 캐리어의 균형적 주입이 어렵고 유기층에서의 이동도가 다르므로 높은 효율의 유기 발광 다이오드를 만들 수 없다. 따라서, 유기발광다이오드로서 가장 간단한 구조는 2개의 유기층 구조라고 판단한다. 하지만, 백색 유기 발광 다이오드는 다파장의 빛을 내도록 구성되어 있으므로, 일반적으로 많은 수의 유기층을 필요로 한다.
본 출원의 발명자는 상기 백색 유기 발광 다이오드의 구현하기 위하여, 2개의 유기물층으로서 정공전달성 물질층과 전자전달성 물질층을 적층하고, 상기 전자전달성 물질층에 일중항 상태의 발광인 제1 발광을 발생시킨다. 상기 일중항 상태의 발광은 형광 발광을 의미한다. 상기 전자전달성 물질층 및 상기 정공전달성 물질층의 계면으로부터 엑시플렉스에 의한 제2 발광을 발생시킨다. 그리고, 상기 제1 발광 색과 상기 제2 발광 색은 서로 보색 관계를 이룬다. 상기 제1 발광과 상기 제2 발광을 혼합하도록 구성함으로써 2-파장 백색 발광을 획득한다. 일 예로서, 제1 발광은 청색 계열의 발광이고, 상기 제2 발광은 황색 또는 등색(orange) 계열의 발광일 수 있지만, 반드시 이에 한정되지는 않는다. 일반적으로, 엑시플렉스란 두개의 서로 다른 분자 간에 들뜬 상태의 분자와 기저 상태의 분자가 결합되어 나타나는 새로운 복합체를 의미한다. 본 명세서의 발광 다이오드의 구조와 관련하여서는, 엑시플렉스는 2층의 유기 물질을 서로 적층시킬 때 상기 유기 물질 간의 계면에서 정공 및 전자의 결합에 의해 광을 발생시키는 여기자를 의미할 수 있다. 일 예로서, 엑시플레스 발광이란, 유기물질인 정공 수송층과 전자수송층을 서로 접합시켰을 때, 정공 수송층의 HOMO 준위의 정공과 전자수송층의 LUMO 준위의 전자가 정공 수송층 및 전자층의 계면에서 재결합하여 발광하는 현상을 의미할 수 있다. 이때, 엑시플렉스에 의한 발광은 적층을 이루는 2층의 유기 물질 각각의 고유 중심발광 파장들보다 더 긴 파장의 빛을 방출할 수 있다. 발명자는, 상기 고유 중심발광과 엑시플렉스에 의한 발광을 조합하여 고휘도의 순백색 유기 발광 다이오드를 제조하는 방법을 제안한다. 발명자에 의하면, 엑스플렉스에 의한 발광 특성은 상기 유기 물질의 층의 구성에 영향 받을 수 있으므로 이하의 실시 예에서와 같은 적절한 재료 선택과 두께 설계를 제안한다. 구체적으로, 발명자는 2 종류의 유기물만을 사용하는 고휘도 순백색 유기 발광 다이오드를 제작하기 위한 기술로서의 구성 원리, 소자 설계 방법 및 사용 재료에 대한 범위를 제안한다. 이하의 실시예에서는 엑시톤에 의한 청색 발광과 엑시플렉스에 의한 황색 발광을 생성하고, 이들의 조합을 통하여 백색광을 생성하는 것을 설명하고 있지만, 엑시톤에 의한 발광과 엑시플렉스에 의한 발광이 서로 보색 관계를 이루도록 설계하는 한 다른 다양한 변형례도 가능하다.

도 2는 본 출원의 일 실시 예에 따르는 백색 유기 발광 다이오드의 구조를 개략적으로 나타내는 모식도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 백색 유기 발광 다이오드(200)는 기판 위에 형성된 제1 전극(210), 제1 전극(210)과 마주하도록 배치되는 제2 전극(260) 및 제1 전극(210)과 제2 전극(260) 사이에 위치하는 2개의 유기 물질층(220, 230)을 포함한다. 도면을 참조하면, 2개의 유기 물질층(220, 230)은 정공 전달 특성이 우수한 정공수송층(220)과 전자 전달 특성이 우수한 전자수송층(230)으로 이루어진다. 따라서, 도시된 일 실시예에서, 제1 전극(210)은 양극으로, 제2 전극(260)은 음극으로 기능한다. 백색 유기 발광 다이오드(200)에 전압을 인가하면, 제1 전극(210)으로부터 정공수송층(220)에 공급되는 정공과 제2 전극(260)으로부터 전자수송층(230)에 공급되는 전자는 서로 결합하여 엑시톤(240)을 생성한다. 이때, 정공수송층(220)에서 정공이동도가 전자수송층(230)에서의 전자이동도보다 빠름으로써, 엑시톤(240)의 형성은 정공수송층(220) 및 전자수송층(230)의 경계면 부근으로부터 전자수송층(230) 쪽으로 이동하여 이루어진다. 따라서, 전자수송층(230)은 발광 다이오드(200)의 발광층으로서 작용하며 엑시톤(240)의 발광 파장은 전자수송층(230)의 일중항 에너지에 의해 결정된다. 발명자는 본 실시예에서, 백색 유기 발광 다이오드(200)를 구현하기 위하여, 첫째, 일중항 에너지가 청색 발광을 만족시키는 크기를 가지며, 둘째, 정공수송층(220)과의 계면에서 소정의 캐리어 주입 장벽을 만들 수 있는 물질을 전자수송층(230)의 재료로서 제안한다. 정공수송층(220)과 전자수송층(230) 간의 주입장벽은 정공과 전자를 정공수송층(220)과 전자수송층(230)의 계면 부근에 제한하여, 엑시톤(240)의 형성이 상기 계면 부근에서 이루어지도록 조절할 수 있다. 또한, 정공수송층(220)과 전자수송층(230)의 접합의 위치를 음극(260)으로부터 충분히 떨어지도록, 전자수송층(230)의 두께를 조절할 수 있다. 이로서, 생성된 엑시톤(240)이 음극(260)에 의해 비발광 소멸하는 현상을 방지할 수 있으며, 엑시톤(240)에 의한 발광 강도와 엑시플렉스(250)에 의한 발광 강도를 상대적으로 조절할 수 있다. 발명자에 의하면, 백색 유기 발광 다이오드를 제작하기 위하여, 세째, 상술한 2층의 유기 물질층(220, 230)간의 분자 상호작용에 의해 엑시플렉스(250)가 황색 발광을 하도록 구성한다. 엑시플렉스(250)는 2층의 유기 물질층(220, 230)의 계면 부근에서 형성되도록 한다.

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도 3은 본 출원의 일 실시 예에 따르는 도 2의 백색 유기 발광 다이오드의 구조를 보다 상세하게 나타내는 모식도이다. 도 3을 참조하면, 백색 유기 발광 다이오드(300)는 기판 위에 형성된 제1 전극(310), 제1 전극(310)과 마주하도록 배치되는 제2 전극(360) 및 제1 전극(310)과 제2 전극(360) 사이에 위치하는 2개의 유기 물질층(320, 330)을 포함한다. 도면을 참조하면, 2개의 유기 물질층(320, 330)은 일 예로서, 정공 전달 특성이 우수한 정공수송층(320)과 전자 전달 특성이 우수한 전자수송층(330)으로 이루어진다.

도시된 바와 같이, 제1 전극(310)은 백색 유기 발광 다이오드(300)의 양극으로 기능할 수 있으며, 투명한 전도성 물질로 이루어질 수 있다. 일 예로서, 상기 양극으로서의 제1 전극(310)은 인듐주석산화물(Indium Tin Oxide, 이하 ITO), 인듐아연산화물(Indium Zinc Oxide, 이하 IZO) 등을 포함할 수 있다.

제2 전극(360)은 백색 유기 발광 다이오드(300)의 음극으로 기능할 수 있으며, 불투명하며 전도성이 높은 금속으로 이루어질 수 있다. 상기 음극으로서의 제2 전극(360)은 입사하는 광을 반사시켜 상기 양극 방향으로 상기 광의 방향을 되돌릴 수 있다. 상기 음극으로서의 제2 전극(360)은 전자를 유기 물질층(330)으로 주입하는 기능을 수행하며, 일함수가 낮은 전도성 물질로 이루어질 수 있다. 상기 음극으로서의 제2 전극(360)은 일 예로서, 알루미늄(Al), 칼슘(Ca), 마그네슘(Mg) 등의 단일 금속, 리튬(Li):알루미늄(Al), 칼슘(Ca):알루미늄(Al), 마그네슘(Ma):은(Ag) 등의 이중 금속, 또는 불화리튬(LiF) 및 알루미늄(Al)의 이중층, 불화칼슘(CaF) 및 알루미늄(Al)의 이중층 같은 불화물 및 금속의 이중층을 적용할 수 있다.

제1 전극(310) 및 제2 전극(360)으로부터 각각 주입된 정공과 전자는 각각 정공수송층(320) 및 전자수송층(330)을 따라 이동하고, 두 유기물질인 정공수송층(320) 및 전자수송층(330) 사이에 형성되는 전자주입장벽(335) 및 정공주입장벽(325)에 의해 차단되어 정공수송층(320) 및 전자수송층(330)의 접합 계면 주위로 분포가 제한된다.

정공수송층(320)에서의 상기 정공의 이동도가 전자수송층(330)에서의 상기 전자의 이동도보다 크면, 상기 정공과 상기 전자의 결합에 의한 엑시톤(340)은 정공수송층(320) 및 전자수송층(330)의 접합계면(370)에 가까운 전자수송층의 영역(380)에서 형성된다. 영역(380)에서 생성되는 엑시톤(340)은 전자수송층(330)의 일중항 에너지를 갖게 되며, 이를 위해 고유의 청색 발광의 상기 일중항 에너지를 가지는 유기 물질층을 전자수송층(330)으로서 선정할 수 있다. 이때, 엑시톤(340)의 비발광 소멸을 줄일 수 있도록 전자수송층(330)의 두께를 조절할 수 있으며, 이로서, 엑시톤(340)의 발생 영역을 음극(360)으로부터 충분히 이격하여 배치할 수 있다.

도 3에 도시된 백색 유기 발광 다이오드(300)의 백색 발광을 구현하기 위하여, 전자수송층(330)의 일중항 에너지를 갖는 엑시톤(340)으로부터 얻어지는 청색 발광과 보색을 이루는 황색 발광을 추가로 발생시킨다. 도시된 구조에서는 정공수송층(320)과 전자수송층(330)의 계면에서 발생하는 엑시플렉스(350)를 이용하여 황색 발광을 획득한다. 백색 유기 발광 다이오드(300)는 전자수송층(330)의 일중항 에너지를 가지는 엑시톤(340)으로부터 직접적인 발광을 이용하여 높은 에너지의 청색 광을 획득할 수 있으며, 엑시플렉스(350)로부터 황색 광을 획득할 수 있다. 상기 청색 광과 상기 황색 광이 서로 혼합됨으로서 백색 광을 획득할 수 있다. 본 출원의 일 실시 예에 의하면, 종래와 달리, 별도의 도펀트 또는 별도의 발광층을 사용함이 없이 백색 유기 발광 다이오드를 구현할 수 있다.

본 출원의 발명자에 의하면, 도 3에 도시된 구조에서, 고성능 전계 발광 특성을 얻기 위해서 정공수송층(320)이 높은 정공 이동도를 확보하도록 함과 동시에, 제1 전극(310)과의 계면에서 정공 주입 장벽(327)을 충분히 낮추어 제1 전극(310)에서 정공수송층(320)으로 정공이 원활하게 주입되도록 한다. 또한, 전자수송층(330)이 높은 전자 이동도를 확보하도록 함과 동시에, 제2 전극(360)과의 계면에서 전자 주입 장벽(337)을 충분히 낮추어 제2 전극(360)으로부터 상기 전자가 원활하게 유입되도록 한다. 그리고, 정공수송층(320)과 전자수송층(330) 간의 계면에서는 주입되는 상기 정공과 상기 전자가 접합 부근에 머물수 있도록 정공 주입 장벽(325)인 ΔH와 전자 주입 장벽(335)인 ΔL이 적절한 크기를 갖도록 제어한다. 또한, 엑시톤(340)이 음극인 제2 전극(360)으로부터 충분히 이격되어 분포하고, 엑시톤(340)이 정공수송층(320)과 전자수송층(330)의 접합계면(370) 인접하여 가까운 전자수송층의 영역(380)에서 발생하도록 정공수송층(320) 및 전자수송층(330)의 정공 및 전자 이동도 및 두께를 제어할 수 있다.

정공수송층(320)은 일 예로서, 2-TNATA ([4,4'4"-tris(2-naphthylphenyl-phenylamino)-triphenylamine]), NPB ([N,N'-bis(1-naphthyl)-N,N'-diphenyl-1,1'-biphenyl-4,4'-diamine]), TPD ([N,N'-diphenyl-N,N'-bis(3-methylphenyl)-1,1'-biphenyl-4,4'-diamine]), DNTPD ([N,N'-diphenyl-N,N'-bis-[4-(phenyl-m-tolyl-amino)-phenyl]-biphenyl-4,4'-diamine]) 등을 포함할 수 있지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 몇몇 실시 예들에 있어서, 정공수송층(320)의 정공 이동도를 높이기 위해, 정공수송층(320)에 대하여 P형 도펀트로서 도핑을 실시할 수 있다. 상기 P형 도펀트 및 도핑방법은 공지의 다양한 재료 및 공정이 적용될 수 있다. 상기 전자수송층(330)은 일 예로서, Alq3 ([tris(8-hydroxyquinoline)aluminm]), Balq (bis(8-bydroxyquinaldine)aluminum-biphenoxide]), BCP ([2,9-dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline]), Bphen ([4,7-diphenyl-1,10-phenantroline]), TAZ ([3-phenyl-4-(1-naphthyl)-5-phenyl-1,2,4-triazole]), TPBI ([1,3,5-tris(N-phenylbenzimidazole-2-yl)benzene]), ET-137 (SPC 사에서 생산한 전자 수송 물질의 상표명) 등이 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 몇몇 실시 예들에 있어서, 전자수송층(330)의 전자 이동도를 높이기 위해, 전자수송층(330)에 대하여 N형 도펀트로서 도핑을 실시할 수 있다. 상기 N형 도펀트 및 도핑방법은 공지의 다양한 재료 및 공정이 적용될 수 있다.

도 4는 본 출원의 일 실시 예에 따르는 백색 유기 발광 다이오드의 제조 방법을 개략적으로 나타내는 순서도이다. 도 4를 참조하면, 먼저 410 블록에서, 유리 기판을 준비한다. 상기 유리 기판은 세정 공정을 통해서 표면을 세정한다. 420 블록에서 상기 유리 기판 상에 양극 전극으로서 제1 전극을 형성한다. 상기 제1 전극은 ITO, IZO 등을 포함할 수 있다. 상기 제1 전극의 형성 방법은 증발법(evaporation), 스퍼터링 법 등을 적용할 수 있지만, 이에 한정되지 않고 공지의 다양한 방법이 적용될 수 있다. 425 블록을 참조하면, 상기 형성된 제1 전극에 대하여 추가적으로 표면을 플라즈마 처리할 수 있다. 플라즈마 처리 후의 ITO 면저항은 약 5 내지 15 Ω/sq 를 유지할 수 있다. 상기 플라즈마 처리는 상기 제1 전극으로부터 정공수송층으로의 정공의 주입 장벽을 낮추고, 제1 전극의 표면 오염을 제거할 수 있다. 또한 상기 제1 전극과 상기 정공수송층 간의 접착력을 개선시킬 수 있다.

430 블록을 참조하면, 상기 제1 전극 상에 제1 유기물층으로서 정공수송층을 증착한다. 상기 정공수송층은 일 예로서, 2-TNATA ([4,4'4"-tris(2-naphthylphenyl-phenylamino)-triphenylamine]), NPB ([N,N'-bis(1-naphthyl)-N,N'-diphenyl-1,1'-biphenyl-4,4'-diamine]), TPD ([N,N'-diphenyl-N,N'-bis(3-methylphenyl)-1,1'-biphenyl-4,4'-diamine]), DNTPD ([N,N'-diphenyl-N,N'-bis-[4-(phenyl-m-tolyl-amino)-phenyl]-biphenyl-4,4'-diamine]) 등을 포함할 수 있지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 정공수송층은 일 예로서, 진공 증착법, 용액 주조법, 스핀코팅법, 잉크젯 인쇄법, 스크린 인쇄법 등에 의하여 증착할 수 있지만, 이에 한정되지 않고 공지의 다양한 공정이 적용될 수 있다. 상기 정공수송층은 약 100Å 내지 약 1000Å의 두께로 형성할 수 있다. 일 실시 예에 의하면, 상기 정공수송층은 425 블록의 플라즈마 처리 이후에 진공을 깨뜨리지 않고 인시츄(in-situ)로 증착될 수 있다.

440 블록을 참조하면, 상기 정공수송층 상에 제2 유기물층으로서 전자수송층을 증착한다. 본 출원의 일 실시 예에서, 상기 전자수송층은 발광층으로서의 기능을 수행할 수 있다. 전자수송층(330)은 일 예로서, Alq3 ([tris(8-hydroxyquinoline)aluminm]), Balq (bis(8-bydroxyquinaldine)aluminum-biphenoxide]), BCP ([2,9-dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline]), Bphen ([4,7-diphenyl-1,10-phenantroline]), TAZ ([3-phenyl-4-(1-naphthyl)-5-phenyl-1,2,4-triazole]), TPBI ([1,3,5-tris(N-phenylbenzimidazole-2-yl)benzene]), ET-137 (SPC 사에서 생산한 전자 수송 물질의 상표명) 등이 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 전자수송층은 일 예로서, 진공 증착법, 용액 주조법, 스핀코팅법, 잉크젯 인쇄법, 스크린 인쇄법 등에 의하여 증착할 수 있지만, 이에 한정되지 않고 공지의 다양한 공정이 적용될 수 있다. 상기 전자수송층은 약 100Å 내지 약 1000Å의 두께로 형성할 수 있다. 일 실시 예에 의하면, 상기 전자수송층은 상기 정공수송층의 증착에 이어 진공을 깨뜨리지 않고 인시츄(in-situ)로 증착될 수 있다.

450 블록을 참조하면, 상기 전자수송층 상에 음극으로서의 제2 전극을 형성한다. 상기 제2 전극은 일 예로서, 알루미늄(Al), 칼슘(Ca), 마그네슘(Mg) 등의 단일 금속, 리튬(Li):알루미늄(Al), 칼슘(Ca):알루미늄(Al), 마그네슘(Ma):은(Ag) 등의 이중 금속, 또는 불화리튬(LiF) 및 알루미늄(Al)의 이중층, 불화칼슘(CaF) 및 알루미늄(Al)의 이중층 같은 불화물 및 금속의 이중층을 적용할 수 있다. 구체적으로, 상기 제2 전극의 형성은 계면 활성층으로서, 약 5Å 내지 약 20Å의 두께로 불화리튬(LiF)층을 형성하고, 약 1000Å 내지 약 2000Å의 두께로 알루미늄(Al)층을 순차적으로 증착하여 이루어질 수 있다.

몇몇 실시예들에 의하면, 425 블록의 플라즈마 처리 공정으로부터 450 블록의 제2 전극 형성 공정까지는 진공을 깨뜨리지 않는 인시츄 공정으로 연속해서 진행할 수 있다. 이로서, 제조과정에서 계면으로의 산소 및 습기의 침투 방지, 계면 에서의 오염 방지 및 접합력 향상을 이룰 수 있어 양질의 박막 적층을 확보할 수 있다.

상술한 순서도는 하부 발광(Bottom Emission) 방식의 백색 유기 발광 다이오드의 제조 방법의 일 실시 예를 설명한 것이다. 상부 발광(Top Emission) 방식의 다른 실시 예에 의하면, 유리 기판 상에 음극으로서의 상기 제2 전극을 먼저 형성한다. 상기 제2 전극 상에 상기 전자수송층을 형성하고 이어서 상기 정공수송층을 형성한다. 상기 정공수송층 상에는 양극으로서의 상기 제1 전극을 형성할 수 있다.

본 출원의 일 실시 예에 의하면, 상술한 유기 물질층의 증착법은 상술한 진공 증착법, 용액 주조법, 스핀코팅법, 잉크젯 인쇄법, 스크린 인쇄법 등 다양한 방법이 적용될 수 있다.

이하에서는 본 출원의 사상을 구체적인 실시예를 통하여 설명하기로 한다. 다만, 본 출원의 사상은 후술하는 실시예에 한정되지 않고, 실시예는 본 출원의 사상을 이해하는데 도움이 되도록 기술하는 데 목적이 있다.

실시예1

본 출원의 일 실시예로서의 백색 발광 다이오드의 기본 구조로서 ITO/DNTPD/ET-130/LIF/Al 층을 순차적으로 적층하였다. 도 5는 본 출원의 일 실시 예로서의 상기 백색 발광 다이오드(500)의 구조를 나타내는 도면이다. 도 5를 참조하면, 유리 기판(505) 상에 양극(510)으로서 ITO 층을 형성하였다. ITO 층은 유리 기판(505) 상에서 면저항 12 Ω/sq를 유지하도록 형성하였다. 그리고, ITO 층의 표면을 산소/아르곤 비율 2:1의 혼합가스를 이용하여 8m Torr, 200W 의 조건으로 2분간 플라즈마 처리를 실시하였다. 플라즈마 처리된 양극(510) 상에 정공수송층(520)으로 DNTPD 층을 500Å 형성하였다. 정공수송층(520) 상에 전자수송층 및 발광층(530)으로서, ET-137 층을 500Å 형성하였다. 그리고, 음극(540)으로서 LiF층 10Å 및 알루미늄 층 1200Å을 형성하였다. 상기 플라즈마 처리로부터 DNTPD 층, ET-137 층, LiF 층 및 알루미늄 층은 진공을 깨지 않고 인시츄 상태로 연속하여 증착하였다.

일 실시예로서의 상기 구조는 종래에 알려진 캐리어 수송층인 DNTPD 층 및 ET-137층 이외에 다른 별도의 발광층을 두지 않는 구조이다. 따라서, 종래의 발광층에서 적용되던 호스트-도펀트 시스템도 사용하지 않는다.

비교예

본 비교예에서는 엑시톤의 형성 위치가 백색 유기 발광 다이오드 소자의 발광 특성에 미치는 영향을 조사하기 위하여 상기 실시예에서의 전자수송층 및 발광층(530)으로서의 ET-137 층의 두께를 달리하여 소자를 제작하였다. 본 비교예에서의 백색 유기 발광 다이오드 소자 구조는 ET-137 층의 두께를 300Å 으로 형성한 것을 제외하고는 상기 실시예에서의 구조와 동일하다.

실험예

상기 실시예 및 비교예에서의 백색 유기 발광 다이오드에 대하여 전계 발광 특성을 비교 분석하였다. 먼저, 상기 백색 유기 발광 다이오드의 제작에 적용된 유기물 층인 DNTPD 층 및 ET-137 층에 대하여 이들의 단일막을 각각 준비하고, 이들 단일막으로부터의 발광 스펙트럼을 측정하였다.

상기 실시예 및 비교예에서 제조된 백색 유기 발광 다이오드 소자의 전계 발광 스펙트럼을 측정하였다. 그리고, 인가 전압에 대한 백색 유기 발광 다이오드 소자의 휘도를 측정하고 전류 효율(Current Efficiency)를 산출하였다.

고찰

도 6은 본 출원의 일 실시 예에 따르는 유기물 층의 발광 스펙트럼을 나타내는 도면이다. 도 6에서는 구체적으로, 상기 실시예 및 비교예에서의 백색 유기 발광 다이오드의 제작에 적용된 유기물 층인 DNTPD 층 및 ET-137 층의 발광 스펙트럼을 파장에 따른 강도로 각각 나타내었다. 도 6을 참조하면, DNTPD 층의 중심 발광 파장(610)은 427 nm 이며, ET-137 층의 중심 발광 파장(620)은 459 nm로서 청색 발광을 나타냄을 알 수 있다. 도 6의 발광 스펙트럼 결과를 통하여, 두 유기물층의 적층 구조로 만들어지는 소자가 상기 청색 파장들 중 어느 하나의 청색 파장(제1 피크 파장)과 이들 청색 파장보다 더 큰 황색 파장(제2 피크 파장)을 함께 생성하는 2-파장 발광 특성을 나타낼 수 있다면 이들 각각의 발광 세기를 조절하여 진성 백색 유기 발광 다이오드를 제작할 수 있음을 판단할 수 있다.

도 7은 본 출원의 일 실시예 및 비교예에 따르는 백색 유기 발광 다이오드의 전계 발광 스펙트럼을 나타내는 도면이다. 도 7을 참조하면, ET-137 층의 두께가 300Å인 실시예의 백색 발광 스펙트럼(710)은 각각 451 nm의 및 553 nm의 중심 발광 파장을 보이는 이중 피크 발광 특성을 나타내었다. 이에 비하여, ET-137 층의 두께가 500Å인 실시예의 백색 발광 스펙트럼(720)은 각각 455 nm 및 561 nm의 중심 발광 파장을 보이는 이중 피크 발광 특성을 나타내었다. 비교예 및 실시예의 백색 유기 발광 다이오드 소자는 청색과 황색의 2-파장 발광 특성을 가지며, 각각의 경우에서 청색의 중심 발광 파장은 ET-137 단일막에서 측정하였던 중심 발광 파장(620)인 459 nm와 유사하게 나타났다. 따라서, 도 7의 전계 발광 스펙트럼에서 청색 발광은 ET-137 층의 영역에서 생성되는 엑시톤으로부터 기인한다는 것으로 판단할 수 있다. 또한, 황색 발광은 DNTPD 층 및 ET-137 층의 고유 발광과는 다르며, DNTPD 층 및 ET-137 층의 계면에서 상대적으로 낮은 에너지를 가지며 생성되는 엑시플렉스로부터 기인한다고 판단한다.

도 7을 다시 참조하면, 2-파장 발광 특성에서 황색 발광 대비 청색 발광의 상대적인 강도는 실시예의 백색 유기 발광 다이오드가 비교예의 백색 유기 발광 다이오드보다 높게 나타나고 있다. 발명자는 이에 대하여, 실시예의 ET-137 층의 두께가 커서 엑시톤의 형성이 DNTPD 층 및 ET-137 층의 계면으로부터 ET-137 층 방향으로 상대적으로 더 깊숙이 이동한 영역에서 발생하기 때문이라고 판단한다. 이를 통하여, ET-137 층의 영역에서 발생되는 청색 발광과 상기 계면에서 생성되는 황색 발광의 상대적인 세기를 조절할 수 있으며, 순백색의 유기 발광 다이오드를 구현할 수 있게 된다.

도 8은 본 출원의 일 실시예 및 비교예에 따르는 백색 유기 발광 다이오드의 발광 특성을 나타내는 도면이다. 구체적으로, 도 8은 백색 유기 발광 다이오드의 전압, 휘도 및 효율 특성을 도시하였다. 도시된 바와 같이, 비교예의 소자는 6 V 이하의 전압에서 실시예의 소자보다 높은 휘도 특성을 나타내었으나, 전류 효율 면에서는 실시예의 소자가 비교예의 소자보다 약 50% 정도 개선되었다. 비교예의 소자가 더 높은 발광 휘도를 나타내는 것은 ET-137 층의 두께가 상대적으로 얇아 낮은 전기 저항에 의한 전류 밀도의 증가에 원인이 있는 것으로 판단한다. 높은 구동 전압에서 비교예의 소자는 엑시톤 형성 위치에서 음극까지의 거리가 상대적으로 짧고 전류 밀도가 높아서 엑시톤 소광 형상이 발생하며 이에 따라 전압 증가에 따른 발광 휘도의 증가가 둔화되는 것으로 판단한다. 7V 에서의 발광 휘도는 비교예의 소자에서 2910 cd/m² , 실시예의 소자에서 3450 cd/m² 으로 나타났다. 비교예의 소자에 대한 실시예의 소자의 전류 효율 개선은 실시예의 경우가 DNTPD 층 및 ET-137 층의 계면에서 음극까지의 거리가 길어 엑시톤의 비발광성 소모가 줄어든 결과로 판단한다.

도 9는 본 출원의 일 실시예 및 비교예의 백색 유기 발광 다이오드의 발광 색을 색좌표를 통해 나타내는 도면이다. 도 9를 참조하면, 비교예 및 실시예의 소자의 발광색을 CIE(Commision Internationale de I'Eclairage) 도표상에서 도시하고 있음을 알 수 있다. 비교예 및 실시예의 경우, CIE 색좌표는 각각 (0.33, 0.38) 및 (0.32, 0.37)로 나타났다. 비교예 및 실시예의 소자들은 진성 백색 좌표인 (0.33, 0.33)에 근접한 발광 특성을 보였다.

출원의 일 실시 예에 따르는 백색 유기 발광 다이오드에 의하면, 2종의 2층 유기물층 구조로 순백색의 휘도 특성을 갖도록 구성될 수 있다. 즉, 2종의 유기물층으로서, 전자전달성 물질층과 정공전달성 물질층을 적층하고, 상기 전자전달성 물질 및 상기 정공전달성 물질층 중 적어도 하나에 기인하여 일중항 상태의 발광인 제1 발광을 발생시킨다. 상기 전자전달성 물질 및 상기 정공전달성 물질의 계면으로부터 엑시플렉스에 의해 상기 제1 발광과 보색 관계인 제2 발광을 발생시킨다. 상기 제1 발광과 상기 제2 발광을 혼합하도록 구성함으로써 2-파장 백색 발광을 획득한다. 따라서, 일 실시예에 따르는 백색 유기 발광 다이오드 구조는 종래에 알려진 전자전달성 물질층과 정공전달성 물질층 이외에 다른 별도의 발광층을 두지 않는 구조이다. 따라서, 종래의 발광층에서 적용되던 호스트-도펀트 시스템을 적용하지 않는다.

본 출원의 일 실시 예에 의하면, 종래의 다층 발광 방식에 적용되는 유기 박막보다 적은 개수의 유기 박막을 적용함으로써, 소자에 소모되는 재료 비용을 절약할 수 있으므로, 제조 비용의 원가 절감에 유리하다. 일 구현예로서, 본 출원의 소자는 발광층에서 청색 도펀트의 사용없이 형광인 호스트 발광(즉, 일중항 발광)만을 이용하여 청색 계열의 발광을 생성시킬 수 있으며, 황색 계열의 발광과 혼합하여 순백색을 구현할 수 있다. 상기 순백색은 종래보다 높은 효율을 가지고 보다 순백색에 가깝도록 구현할 수 있으므로, 풀컬러 디스플레이의 개발이나 고 연색성 조명 광원의 개발에 유용하게 이용할 수 있다.

이상에서는 도면 및 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 출원의 기술적 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 출원에 개시된 실시예들을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

100: 유기 발광 다이오드, 110: 양극, 120: 정공수송층, 130: 적색 발광층, 140: 녹색 발광층, 150: 청색 발광층, 160: 전자수송층, 170: 음극, 180: 전자, 190: 정공,
200: 백색 유기 발광 다이오드, 210: 제1 전극, 220, 230: 두 개의 유기 물질층, 240: 엑시톤, 250: 엑시플렉스, 260: 제2 전극.
300: 백색 유기 발광 다이오드, 310: 제1 전극, 320, 330: 두 개의 유기 물질층, 325: 두 개의 유기 물질층 경계에서의 정공주입장벽, 327: 제1 전극인 양극으로부터의 정공주입장벽, 335: 두 개의 유기 물질층 경계에서 전자주입장벽, 337: 제2 전극인 음극으로부터의 전자주입장벽, 340: 엑시톤, 350: 엑시플렉스, 360: 제2 전극, 370: 접합계면, 380: 엑시톤형성영역,
505: 유리 기판, 510: 양극으로서의 ITO, 520: 정공수송층으로서의 DNTPD, 530: 전자수송층으로서의 ET-137, 540: 음극으로서 LiF/Al,
610: DNTPD 층의 중심 발광 파장, 620: ET-137 층의 중심 발광 파장,
710: ET-137 층의 두께가 300Å인 실시예의 백색 발광 스펙트럼, 720: ET-137 층의 두께가 500Å인 비교예의 백색 발광 스펙트럼.

Claims (25)

1. 백색 유기 발광 다이오드에 있어서,
   기판 상에 배치되는 제1 전극;
   상기 제1 전극과 대향하여 배치되는 제2 전극;
   상기 제1 전극 및 제2 전극 사이에 배치되는 두 개의 유기물 층으로 이루어지되,
   상기 두 개의 유기물층 중 하나는 정공수송층이고, 다른 하나는 전자수송층이며,
   상기 정공수송층인 상기 하나의 유기물층은 2-TNATA, TPD 및 DNTPD 으로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 하나를 포함하고, 상기 전자수송층인 상기 다른 하나의 유기물층은 Alq3, Balq, BCP, TAZ, TPBI 및 ET-137으로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 하나를 포함하며,
   상기 전자수송층에서 발생하는 엑시톤의 발광과 상기 두 개의 유기물층의 계면에서 발생하는 엑시플렉스에 의한 발광을 혼합하여 백색을 발생시키는 백색 유기 발광 다이오드.
2. 삭제
3. 제1 항에 있어서,
   상기 제1 전극이 양극이며 상기 제2 전극이 음극인 경우, 상기 제1 전극과 접하는 상기 두 개의 유기물층 중 하나는 상기 정공수송층이며 상기 제2 전극과 접하는 상기 두 개의 유기물층 중 다른 하나는 상기 전자수송층이며,
   상기 제1 전극이 음극이며 상기 제2 전극이 양극인 경우, 상기 제1 전극과 접하는 상기 두개의 유기물층 중 하나는 상기 전자수송층이며 상기 제2 전극과 접하는 상기 두개의 유기물층 중 다른 하나는 상기 정공수송층인
   백색 유기 발광 다이오드.
4. 삭제
5. 삭제
6. 제1 항에 있어서,
   상기 두 개의 유기물층 중 적어도 하나는 유기 저분자 물질로 이루어지는 백색 유기 발광 다이오드.
7. 삭제
8. 삭제
9. 삭제
10. 제1 항에 있어서,
    상기 전자수송층에서 발생하는 엑시톤 발광과 상기 엑시플렉스에 의한 발광의 색은 서로 보색 관계를 이루는
    백색 유기 발광 다이오드.
11. 제10 항에 있어서,
    상기 엑시톤 발광은 청색이고, 상기 엑시플렉스에 의한 발광의 색은 황색 또는 등색인 백색 유기 발광 다이오드.
12. 제1항, 제3항, 제6항 및 제10항 내지 제11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 두 개의 유기물층은 각각의 단일의 형광을 발생시키는 물질로 이루어지는 백색 유기 발광 다이오드.
13. 제1항, 제3항, 제6항 및 제10항 내지 제11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 정공수송층은 정공 이동도를 높이는 P형 도펀트를 포함하는 백색 유기 발광 다이오드.
14. 제1항, 제3항, 제6항 및 제10항 내지 제11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전자수송층은 전자 이동도를 높이는 N형 도펀트를 포함하는 백색 유기 발광 다이오드.
15. 제1 항에 있어서,
    상기 엑시톤 발광과 상기 두 개의 유기물층의 계면에서 발생하는 엑시플렉스에 의한 발광의 상대 강도는 상기 두 개의 유기물층의 두께 비율에 따라 조절되는 백색 유기 발광 다이오드 .
16. 백색 유기 발광 다이오드의 제조 방법에 있어서,
    (a) 기판 상에 제1 전극을 형성하는 과정;
    (b) 상기 제1 전극 상에 두 개의 유기물층을 형성하는 과정; 및
    (c) 상기 두 개의 유기물층 상에 제2 전극을 형성하는 과정을 포함하되,
    상기 두 개의 유기물층 중 하나는 정공수송층의 기능을 수행하고, 다른 하나는 전자수송층의 기능을 수행하도록 하며,
    상기 전자수송층인 상기 하나의 유기물층은 2-TNATA, TPD 및 DNTPD 으로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 하나를 포함하고, 상기 전자수송층인 상기 다른 하나의 유기물층은 Alq3, Balq, BCP, TAZ, TPBI 및 ET-137으로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 하나를 포함하며,
    상기 전자수송층에서 발생하는 엑시톤의 청색 발광과 상기 두 개의 유기물층의 계면에서 발생하는 엑시플렉스에 의한 발광을 혼합하여 백색을 발생시키는 백색 유기 발광 다이오드의 제조 방법.
17. 삭제
18. 삭제
19. 삭제
20. 제16 항에 있어서,
    (a) 과정은
    유리 기판 상에 양극으로서 ITO 층을 형성하는 과정을 포함하는 백색 유기 발광 다이오드의 제조 방법.
21. 제20 항에 있어서,
    (a) 과정 후에
    상기 형성된 ITO 층의 표면을 플라즈마 처리하는 과정을 추가적으로 포함하는 백색 유기 발광 다이오드의 제조 방법.
22. 제21 항에 있어서,
    상기 플라즈마 처리 과정, (b) 및 (c) 과정은 진공을 깨지 않고 인시츄로 진행하는 백색 유기 발광 다이오드의 제조 방법.
23. 제16 항에 있어서,
    (b) 과정은
    진공 증착법, 용액 주조법, 스핀코팅법, 잉크젯 인쇄법 및 스크린 인쇄법으로 이루어지는 그룹에서 선택되는 어느 하나의 방법으로 수행되는 백색 유기 발광 다이오드의 제조 방법.
24. 제16 항에 있어서,
    (b) 과정은
    상기 정공수송층에 대하여 정공 이동도를 높이는 P형 도핑을 수행하는 과정을 포함하는 백색 유기 발광 다이오드의 제조 방법.
25. 제16항에 있어서,
    (b) 과정은
    상기 전자수송층에 대하여 전자 이동도를 높이는 N형 도핑을 수행하는 과정을 포함하는 백색 유기 발광 다이오드의 제조 방법.
    

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