KR101296314B1 - 유기 발광 소자 및 그 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유기 발광 소자에 관한 것으로서, 기판과; 상기 기판 상에 상호 이격되게 형성된 제 1 전극 및 제 2 전극과; 및 상기 제 1 전극 및 제 2 전극 사이에 수직방향으로 형성된 복수의 발광층을 포함하며, 상기 복수의 발광층 중 적어도 두개의 발광층은 수평방향으로 형성된 복수의 수평발광영역을 포함하며, 상기 복수의 수평발광영역 중 상호 인접한 수평발광영역은 서로 다른 색을 발광하는 것을 특징으로 한다. 이에, 구동전압의 변화에 따라 복수의 발광층으로부터 발광되는 색이나 휘도의 변화를 억제할 수 있다.

Description

유기 발광 소자 및 그 제조 방법{The Organic Light Emitting Device and Manufacturing Method thereof}

본 발명은 유기 발광 소자 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 더욱 자세하게는, 구동 전압의 변화 등에 의해 발생되는 발광 색이나 휘도 변화를 개선하기 위한 유기 발광 소자 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

유기 발광 소자(Organic Light Emitting Device, OLED)는 전자 주입 전극(Cathode, 음극)으로부터 주입된 전자(electron)와 정공 주입 전극(Anode, 양극)으로부터 주입된 정공(hole)이 유기 발광층에서 결합하여 엑시톤(exiton)을 형성하고, 엑시톤이 에너지를 방출하면서 발광하는 자체 발광형 소자이다. 이러한 유기 발광 소자는 별도의 광원이 필요 없기 때문에 소비전력 측면에서 유리할 뿐만 아니라, 응답속도와 시야각 및 대비비(contrast ratio)가 매우 우수하다는 장점이 있다.

최근에 백색 유기 발광 소자가 개발되면서, TV, 디스플레이, 조명 등에 적용하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이러한 백색 유기 발광 소자는 하부전극과 상부전극 사이에 유기 발광층을 복수개로 증착시킴으로서 2파장 이상의 빛을 저전압구동방식으로 고휘도 발광시켜 에너지 효율 차원에서 종래의 기술과 큰 격차를 벌리고 있다.

이러한 백색 유기 발광 소자는 큰 장점에도 불구하고 구동전압의 변화에 따라 발광 색이 이동(Shift)하는 것과 그에 따라 발광효율이 변화는 문제점이 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 다양한 소자구조를 구현하기 위한 연구가 진행되고 있다. 이러한 연구는 백색 유기 발광 소자(한국특허공개공보 : 10-2010-0062169) 등의 종래 기술에서 개시되어 있다.

그러나, 이러한 종래기술에서도 인광과 형광 재료를 이용하여 복수의 발광층을 구성하고 있으며, 이와 같은 유기 발광 소자는 정공 수송층(HTL)에서 전자 수송층(ETL)방향으로 수직구조로만 이루어져 구동 전압 및 전류의 변화에 따라 발광 색이나 휘도 등이 변화하게 된다. 그 이유는 복수 발광층 구조를 가진 유기 발광 소자는 구동 전압에 따라 발광 재결합영역(Recombination Zone)이 이동(Shift)하기 때문이며, 이로 인한 발광층 Peak 세기가 변화하게 되어 발광 색이나 휘도 변화가 발생하게 된다.

따라서, 본 발명은 위와 같은 관련 기술의 문제점들을 해결하기 위해 도출된 것으로, 구동 전압의 변화 등에 의해 발생되는 발광 색이나 휘도의 변화를 억제하며, 이를 통해 발광효율을 향상시킬 수 있는 유기 발광 소자 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 특징 및 이점들은 이하에서 기술될 것이고, 부분적으로는 그러한 기술로부터 자명할 것이다. 또는, 본 발명의 실시를 통해 본 발명의 또 다른 특징 및 이점들이 학습되어질 수 있을 것이다. 본 발명의 목적들 및 다른 이점들은 첨부된 도면, 발명의 상세한 설명 및 특허청구범위에서 특정된 구조에 의해 실현되고 달성될 것이다.

위와 같은 이점들을 달성하기 위하여, 그리고 본 발명의 목적에 따라, 기판과; 상기 기판 상에 상호 이격되게 형성된 제 1 전극 및 제 2 전극과; 및 상기 제 1 전극 및 제 2 전극 사이에 수직방향으로 형성된 복수의 발광층을 포함하며, 상기 복수의 발광층 중 적어도 두개의 발광층은 수평방향으로 형성된 복수의 수평발광영역을 포함하며, 상기 복수의 수평발광영역 중 상호 인접한 수평발광영역은 서로 다른 색을 발광하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자가 제공된다.

상기 제 1 전극과 상기 복수의 발광층 사이에 형성된 정공 수송층과, 상기 제 2 전극과 상기 복수의 발광층 사이에 형성된 전자 수송층을 더 포함할 수 있다.

상기 제 1 전극과 상기 정공 수송층 사이에 형성된 정공 주입층과, 상기 제 2 전극과 상기 전자 수송층 사이에 형성된 전자 주입층을 더 포함할 수 있다.

상기 제 1 전극 및 제 2 전극 사이의 적어도 일영역에 형성된 버퍼층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자.

상기 복수의 수평발광영역 사이에 형성된 분리벽을 더 포함할 수 있다.

상기 복수의 수평발광영역은 격자모양으로 형성될 수 있다.

상기 복수의 수평발광영역은 좌우방향으로 형성될 수 있다.

상기 복수의 발광층은 2개의 층으로 구성되며, 상기 각 발광층의 복수의 수평발광영역은 2 또는 3 종류의 색이 번갈아 발광하도록 형성될 수 있다.

상기 복수의 발광층은 3개의 층으로 구성되며, 상기 각 발광층의 복수의 수평발광영역은 2 또는 3 종류의 색이 번갈아 발광하도록 형성될 수 있다.

상기 복수의 발광층은 백색광을 발광할 수 있다.

본 발명의 다른 측면으로서, 기판 상에 제 1 전극을 형성하는 단계; 상기 제 1 전극 상에 수직방향으로 복수의 발광층을 형성하며, 상기 복수의 발광층 중 적어도 두개의 발광층은 수평방향으로 복수의 수평발광영역을 형성하는 단계; 및 상기 복수의 발광층 상에 제 2 전극을 형성하는 단계를 포함하며, 상기 복수의 수평발광영역을 형성하는 단계에서 상기 복수의 수평발광영역 중 상호 인접한 수평발광영역은 서로 다른 색을 발광하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자의 제조 방법이 제공된다.

상기 제 1 전극과 상기 복수의 발광층 사이에 정공 수송층을 형성하며, 상기 제 2 전극과 상기 복수의 발광층 사이에 전자 수송층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 제 1 전극과 상기 정공 수송층 사이에 정공 주입층을 형성하며, 상기 제 2 전극과 상기 전자 수송층 사이에 전자 주입층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 복수의 수평발광영역 사이에 분리벽을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 복수의 수평발광영역을 형성하는 단계에서 상기 복수의 수평발광영역은 격자모양으로 형성될 수 있다.

상기 복수의 수평발광영역을 형성하는 단계에서 상기 복수의 수평발광영역은 좌우방향으로 형성될 수 있다.

상기 복수의 수평발광영역을 형성하는 단계에서 상기 각 발광층의 복수의 수평발광영역은 2 또는 3 종류의 색이 번갈아 발광하도록 형성될 수 있다.

상기 복수의 발광층을 형성단계에서 상기 복수의 발광층은 백색광을 발광할 수 있다.

위와 같은 일반적 서술 및 이하의 상세한 설명 모두는 본 발명을 예시하거나 설명하기 위한 것일 뿐이며, 특허청구범위의 발명에 대한 더욱 자세한 설명을 제공하기 위한 것으로 이해되어야 한다.

전술한 바와 같이 본 발명의 유기 발광 소자 및 그 제조 방법은 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 구동 전압의 변화에 따라 복수의 발광층으로부터 발광되는 색이나 휘도의 변화를 억제할 수 있다.

둘째, 발광되는 색이나 휘도의 변화를 억제함으로써 발광효율을 향상시킬 수 있으며, 수명을 향상시킬 수 있다.

첨부된 도면은 본 발명의 이해를 돕고 본 명세서의 일부를 구성하기 위한 것으로서, 본 발명의 실시 예들을 예시하며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 원리들을 설명한다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 유기 발광 소자의 수직단면도,
도 2는 도 1의 유기 발광 소자에 정공 주입층 및 전자 주입층을 더 포함한 실시 예를 도시한 수직단면도,
도 3은 도 2의 유기 발광 소자에 버퍼층을 더 포함한 실시 예를 도시한 수직단면도,
도 4는 도 1의 유기 발광 소자의 IV-IV에 따른 수평단면도이고,
도 5는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 유기 발광 소자의 발광층의 보상관계를 설명하기 위한 개략도,
도 6은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 유기 발광 소자의 수평단면도,
도 7은 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 유기 발광 소자의 수평단면도,
도 8은 본 발명의 제 4 실시 예에 따른 유기 발광 소자의 수직단면도,
도 9는 본 발명의 제 5 실시 예에 따른 유기 발광 소자의 수직단면도,
도 10은 본 발명의 제 6 실시 예에 따른 유기 발광 소자의 수직단면도,
도 11은 본 발명의 제 7 실시 예에 따른 유기 발광 소자의 수직단면도이다.

본 발명의 기술적 사상 및 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서, 본 발명의 다양한 변경 및 변형이 가능하다는 점은 당업자에게 자명할 것이다. 따라서, 본 발명은 특허청구범위에 기재된 발명 및 그 균등물의 범위 내에 있는 변경 및 변형을 모두 포함한다.

이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 유기 발광 소자 및 그 제조 방법을 상세하게 설명한다.

<제 1 실시 예>

도 1은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 유기 발광 소자의 수직단면도이며, 도 2는 도 1의 유기 발광 소자에 정공 주입층 및 전자 주입층을 더 포함한 실시 예를 도시한 수직단면도, 도 3은 도 2의 유기 발광 소자에 버퍼층을 더 포함한 실시 예를 도시한 수직단면도, 도 4는 도 1의 유기 발광 소자의 IV-IV에 따른 수평단면도이고, 도 5는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 유기 발광 소자의 발광층의 보상관계를 설명하기 위한 개략도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 유기 발광 소자(1)는 기판(10)과, 기판(10) 상에 상호 이격되게 형성된 제 1 전극(20) 및 제 2 전극(80)과, 제 1 전극(20) 및 제 2 전극(80) 사이에 수직방향으로 형성된 복수의 발광층(EMissive Layer, EML)(50)을 포함한다.

기판(10)은 본 발명의 일예로 투명한 유리재질 또는 플라스틱재질 등으로 형성되며, 그 상부에는 제 1 전극(20)이 형성된다. 그러나, 기판(10)은 이에 한정되지 않고 빛이 제 2 전극(80)으로 방출될 수 있는 경우에는 불투명한 재질로도 형성될 수 있다.

제 1 전극(20)은 본 발명의 일예로 기판(10) 상에 투과율이 높은 인듐 주석 산화물 (Indium Tin Oxide, ITO)로 코팅되어 양극(anode)으로 사용된다. 이에 제 1 전극(20)은 정공 주입 역할 및 발광된 빛을 투과시키는 역할을 수행할 수 있다. 그러나 제 1 전극(20)은 이에 한정되지 않고 투명 전극을 형성할 수 있는 ZnO, ZnO:B, ZnO:Al, ZnO:H, SnO₂, SnO₂:F, IZO(IndiumZincOxide), 인듐 산화물(Indium Oxide), 주석 산화물(Tin Oxide), 또는 그라핀(Graphene) 등의 다양한 재질로 마련될 수 있다.

제 2 전극(80)은 본 발명의 일예로 알루미늄(Al) 등으로 형성되어 음극(cathode)으로 사용된다. 그러나, 제 2 전극(80)은 이에 한정되지 않고 제 1 전극(20)과 같이 투과율이 높은 재질로 형성될 수도 있다.

본 발명의 일예로, 제 1 전극(20)과 발광층(50) 사이에는 정공 수송층(Hole Transport Layer, HTL)(40)이 형성될 수 있다. 정공 수송층(40)은 제 1 전극(20) 상에 형성되며 제 1 전극(20)으로부터 주입된 정공을 복수의 발광층(50)으로 전달하는 역할을 한다. 정공 수송층(40)은 정공 수송재료를 포함하도록 형성되거나, 정공 수송재료가 적층된 구조를 가지도록 형성될 수 있다. 이에, 정공 수송층(40)에 의해 발광층(50)으로의 정공 전달효율을 향상시킬 수 있다.

본 발명의 일예로, 제 2 전극(80)과 발광층(50) 사이에는 전자 수송층(Electron Transport Layer, ETL)(60)이 형성될 수 있다. 전자 수송층(60)은 복수의 발광층(50) 상에 형성되며 제 2 전극(80)으로부터 주입된 전자를 복수의 발광층(50)으로 전달하는 역할을 한다. 전자 수송층(60)은 전자 수송재료를 포함하도록 형성되거나, 전자 수송재료가 적층된 구조를 가지도록 형성될 수 있다. 이에, 전자 수송층(60)에 의해 복수의 발광층(50)으로의 전자 전달효율을 향상시킬 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 유기 발광 소자(1)는 제 1 전극(20)과 정공 수송층(40) 사이에 정공 주입층(Hole Injection Layer, HIL)(30)이 형성될 수 있다. 정공 주입층(30)은 제 1 전극(20) 상에 형성되며 제 1 전극(20)으로부터 주입된 정공을 정공 수송층(40)으로 전달하는 역할을 한다. 이에, 정공 주입층(30)에 의해 정공 수송층(40)으로의 정공 주입효율을 향상시킬 수 있다. 그러나, 이러한 정공 주입층(30)은 생략될 수 있다.

또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 유기 발광 소자(1)는 제 2 전극(80)과 전자 수송층(60) 사이에 전자 주입층(Electron Injection Layer, EIL)(70)이 형성될 수 있다. 전자 주입층(70)은 전자 수송층(60) 상에 형성되며 제 2 전극(80)으로부터 주입된 전자를 전자 수송층(60)으로 전달하는 역할을 한다. 이에, 전자 주입층(70)에 의해 전자 수송층(60)으로의 전자 주입효율을 향상시킬 수 있다. 그러나, 이러한 전자 주입층(70)도 역시 생략될 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 유기 발광 소자(1)는 제 1 전극(20) 내지 제 2 전극(80) 사이의 적어도 일영역에 형성된 버퍼층(90)을 더 포함할 수 있다. 버퍼층(90)은 본 발명의 일예로 정공 수송층(40)과 발광층(50) 사이 및 전자 수송층(60)과 발광층(50) 사이에 형성된다. 그러나, 버퍼층(90)은 이에 한정되지 않고 복수의 발광층(50) 사이, 제 1 전극(20)과 정공 주입층(30) 사이 및 제 2 전극(80)과 전자 주입층(70) 사이 등 다양한 곳에 형성될 수 있다. 이러한 버퍼층(90)은 형성되는 위치에 따라 정공이나 전자의 전달을 차단하거나 가속시키는 등의 기능을 할 수 있다.

이러한 구성에 의해, 본 발명에 따른 유기 발광 소자(1)는 제 1 전극(20) 및 제 2 전극(80)에 구동전압이 인가되면 제 1 전극(20)으로부터 정공이 주입되고 제 2 전극(80)으로부터 전자가 주입되어 발광층(50)에서 정공 및 전자가 결합하여 빛을 발산하게 된다.

복수의 발광층(50)은 본 발명의 일예로 정공 수송층(40) 상에 수직방향으로 적층되어 형성된다. 이하 본 발명에서 도 1을 기준을 제 1 전극(20)에서 제 2 전극(80)으로 향하는 방향을 수직방향이라고 정의하고, 그 수직방향의 가로방향을 수평방향으로 정의한다. 복수의 발광층(50)은 인광물질이나 형광물질로 포함할 수도 있으며, 인광물질 및 형광물질을 모두 포함할 수도 있다. 또한, 복수의 발광층(50)은 저분자 혹은 고분자물질을 포함할 수도 있으며, 저분자 및 고분자물질을 모두 포함할 수도 있다.

복수의 발광층(50) 중 적어도 두개의 발광층(50)은 수평방향으로 형성된 복수의 수평발광영역(51a,51b,52a,52b)을 포함하며, 복수의 수평발광영역(51a,51b,52a,52b) 중 수평방향으로 상호 인접한 수평발광영역은 서로 다른 색을 발광한다. 복수의 수평발광영역(51a,51b,52a,52b)을 형성하는 발광층(50)이 서로 적층되어 있는 경우에는 복수의 수평발광영역(51a,51b,52a,52b) 중 수직방향으로 상호 인접한 수평발광영역도 역시 서로 다른 색을 발광한다.

도 1 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일예로, 복수의 발광층(50)은 제 1 발광층(51) 및 제 2 발광층(52)으로 형성된 2개의 층으로 구성된다. 제 1 발광층(50)에는 2개의 수평발광영역(51a,51b)이 형성되며, 제 2 발광층(50)에도 2개의 수평발광영역(52a,52b)이 형성된다. 이러한 수평발광영역(51a,51b,52a,52b)에는 2 종류의 색(A 영역,B 영역)이 번갈아 발광하도록 형성된다. 그리고, 각 수평발광영역(51a,51b,52a,52b)에 수평방향 및 수직방향으로 인접한 수평발광영역에는 서로 다른 색이 발광하도록 형성된다. 즉, 단위 픽셀을 형성하는 하나의 제 1 전극(20) 상에 수직으로 제 1 발광층(51) 및 제 2 발광층(52)이 형성되며, 제 1 발광층(51) 및 제 2 발광층(52) 각각에 수평방향으로 분리된 수평발광영역(51a,51b 및 52a,52b)이 형성된다. 본 발명의 일예로 이러한 2 종류의 발광색은 합체되어 백색광으로 형성할 수 있다. 이러한 색은 예를 들어 청색과 황색일 수 있다. 그러나, 제 1 발광층(51) 및 제 2 발광층(52) 각각에 형성된 수평발광영역은 3 종류의 발광색이 번갈이 발광하도록 형성될 수도 있다. 또한 제 1 발광층(51) 및 제 2 발광층(52) 각각에 형성된 수평발광영역은 3개 이상으로 형성될 수도 있으며, 이러한 수평발광영역에는 2 또는 3 종류의 발광색이 번갈이 발광하도록 형성될 수 있음은 물론이다. 3 종류의 발광색이 번갈이 형성되는 경우에도 3 종류의 발광색은 합체되어 백색광으로 형성되는 것이 바람직하다. 이러한 색은 예를 들어 적색(Red), 녹색(Green) 및 청색(Blue)일 수 있다.

도 5는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 유기 발광 소자에서 구동전압에 따른 발광층의 보상관계를 설명하기 위한 개략도이다. 이 도면에서 보는 바와 같이, 각 전극(20,80)으로 공급되는 구동전압에 따라 화살표(A) 방향으로 발광 재결합영역(Recombination Zone)이 변화하게 된다. 즉, 발광 재결합영역(Recombination Zone)은 수평발광영역과는 관계없이 구동전압에 따라 제 1 발광층(51)과 제 2 발광층(52) 사이를 전체적으로 이동하게 된다. 예를 들어 구동전압이 증가하여 발광 재결합영역이 전자 수송층(ETL)(60)방향으로 이동하게 되면, 전자 수송층(ETL)(60)에 가까운 제 2 발광층(EML)(52)이 제 1 발광층(EML)(51)보다 더 많은 빛을 발산하게 될 것이다. 즉, 도 5에서 제 2 발광층의 A 영역(52a) 및 제 2 발광층의 B 영역(52b)에서의 발광하는 빛이 제 1 발광층의 A 영역(51a) 및 제 1 발광층의 B 영역(51b)에서 발광하는 빛보다 더 많이 발산하게 될 것이다. 그러나, 제 2 발광층의 A 영역(52a)이 더 발산하는 만큼 제 1 발광층의 A 영역(51a)이 더 작게 발산하게 되고, 또한 제 2 발광층의 B 영역(52b)이 더 많이 발산하는 만큼 제 1 발광층의 B 영역(51b)이 더 작게 발산하게 된다. 따라서, 구동전압이 변화하여도 A 영역 전체(51a,52a)에서 발광되는 빛의 색상이나 밝기와 B 영역 전체(51b,52b)에서 발광되는 빛의 색상이나 밝기는 거의 변화가 없게 된다. 이에, 이러한 복수의 수평발광영역을 구비한 발광층 구조를 형성함으로써 구동전압이 변화하여도 최종적으로 발광하는 빛의 색상이나 휘도가 거의 변화하지 않도록 보상할 수 있게 된다.

또한, 예를 들어 구동전압이 감소하여 발광 재결합영역이 정공 수송층(HTL)(40) 방향으로 이동하는 경우에도 전술한 바와 같은 방식으로 설명할 수 있으며 같은 결과를 얻을 수 있다.

이에, 본 발명에 따른 유기 발광 소자(1)는 구동전압에 따른 색이나 휘도의 변화를 억제할 수 있다. 또한, 백색광을 구현하는 등의 경우에 이러한 색이나 휘도의 변화를 억제함으로써 구동전압의 변화에 따라 약하게 발광하는 영역을 보강하기 위해 추가로 보상전압을 공급할 필요가 없어 발광효율을 향상시킬 수 있으며, 이러한 추가 보상전압의 사용에 따른 수명단축을 줄일 수 있어 수명을 향상시킬 수 있다.

이러한 구성에 의해, 본 발명에 따른 유기 발광 소자(1)의 제조과정을 살펴보며 다음과 같다.

우선, 기판(10) 상에 수직방향으로 순차적으로 제 1 전극(20), 정공 수송층(40), 복수의 발광층(50), 전자 수송층(60) 및 제 2 전극(80)을 적층하여 형성한다. 이 중에서 복수의 발광층(50)을 형성하는 단계는 본 발명의 일예로 열 진공증착(Thermal Evaporation)공정에서 쉐도우 마스크(미도시)를 이용하여 도 1에 도시된 제 1 발광층(51)의 A 영역(51a) 및 제 2 발광층(52)의 B 영역(52b)을 먼저 순차적으로 증착시킨 후 다시 쉐도우 마스크(미도시)를 이용하여 제 1 발광층(51)의 B 영역(51b) 및 제 2 발광층(52)의 A 영역(52a)을 순차적으로 증착시키면 된다. 그러나, 복수의 발광층(50)을 형성하는 단계는 이러한 방법에 한정되지 않고 발광층(50)을 형성하는 재질 등에 따라 스핀 코팅(Spin Coating) 공정, 딥 코팅(Dip Coating) 공정, 닥터 블레이딩(Doctor Blading) 공정, 잉크젯 프린팅(Inkjet Printing) 공정, 또는 열 전사법(Thermal Transfer) 공정 등 다양한 방법에 의해 형성될 수 있다.

그 이외의 제 1 전극(20), 정공 수송층(40), 전자 수송층(60) 및 제 2 전극(80) 등을 형성하는 방법도 역시 재질 등에 따라 열 증착(Thermal Evaporation) 공정, 스핀 코팅(Spin Coating) 공정, 딥 코팅(Dip Coating) 공정, 닥터 블레이딩(Doctor Blading) 공정, 잉크젯 프린팅(Inkjet Printing) 공정, 또는 열 전사법(Thermal Transfer) 공정 등 다양한 방식에 의해 형성될 수 있다.

<제 2 실시 예>

도 6은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 유기 발광 소자의 수평단면도이다. 이 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 유기 발광 소자의 발광층(150a,150b,150c)은 수평발광영역(151a,151b)이 수평방향으로 격자모양을 형성하는 것이 제 1 실시 예와 차이점이다. 도시되어 있지는 않으나 수직방향으로는 제 1 실시 예와 유사하게 같은 격자모양의 수평발광영역이 형성되어 있다.

보다 구체적으로, 도 6의 (a)은 단위 픽셀을 형성하는 하나의 제 1 전극(20) 상에 형성된 발광층(150a)이 수평방향으로 분리된 4개의 수평발광영역(151a,151b)을 격자모양으로 형성한 예를 도시하고 있다. 본 발명의 일예로 4개의 수평발광영역(151a,151b)에 2 종류의 색(A 영역,B 영역)이 번갈아 발광하도록 형성된다. 그러나, 3 종류의 색이 번갈이 발광하도록 형성될 수 있다. 또한, 2 또는 3 종류의 발광색은 합체되어 백색광으로 형성되는 것이 바람직하다.

도 6의 (b)은 제 1 전극(20) 상에 형성된 발광층(150b)이 수평방향으로 분리된 6개의 수평발광영역을 격자모양으로 형성한 예를 도시하고 있으며, 도 6의 (c)은 제 1 전극(20) 상에 형성된 발광층(150c)이 수평방향으로 분리된 9개의 수평발광영역을 격자모양으로 형성한 예를 도시하고 있다. 또한, 발광층에 형성된 이러한 수평발광영역은 이에 한정되지 않고 다양한 모양 및 개수의 격자모양에 대해서도 적용이 가능함으로 물론이다. 이와 같이 수평발광영역이 격자모양을 갖는 경우에도 제 1 실시 예와 같은 방법으로 구동전압의 변화에 따른 색 및 휘도의 변화에 대한 보상관계를 설명할 수 있다.

이에, 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 유기 발광 소자는 구동전압에 따른 색이나 휘도의 변화를 억제할 수 있다. 또한, 이러한 색이나 휘도의 변화를 억제함으로써 발광효율을 향상시킬 수 있으며, 수명을 향상시킬 수 있다.

<제 3 실시 예>

도 7은 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 유기 발광 소자의 수평단면도이다. 이 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 유기 발광 소자의 발광층(250a,250b,250c)은 수평발광영역(251a,251b)이 좌우방향으로 형성되어 있다는 것이 제 2 실시 예와 차이점이다. 도시되어 있지는 않으나 수직방향으로는 제 1 실시 예와 유사하게 같은 좌우방향의 수평발광영역(251a,251b)이 형성되어 있다.

보다 구체적으로, 도 7의 (a)은 단위 픽셀을 형성하는 하나의 제 1 전극(20) 상에 형성된 발광층(250a)이 3개의 수평발광영역(251a,251b)을 좌우방향으로 형성한 예를 도시하고 있다. 도 7의 (b)은 제 1 전극(20) 상에 형성된 발광층(250b)이 4개의 수평발광영역을 좌우방향으로 형성한 예를 도시하고 있으며, 도 7의 (c)은 제 1 전극(20) 상에 형성된 발광층(250c)이 5개의 수평발광영역을 좌우방향으로 형성한 예를 도시하고 있다. 또한, 발광층에 형성된 이러한 수평발광영역은 이에 한정되지 않고 좌우방향으로 6개 이상으로 형성될 수도 있다.

또한, 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 유기 발광 소자는 전술한 제 2 실시 예와 같이 2 종류의 색(A 영역,B 영역)이 번갈아 발광하도록 형성되어 있으나, 3 종류의 색이 번갈이 발광하도록 형성될 수 있음은 물론이며, 이 경우에도 발광색은 합체되어 백색광으로 형성되는 것이 바람직하다. 이와 같이 수평발광영역이 좌우방향으로 형성된 경우에도 제 1 실시 예와 같은 방법으로 구동전압의 변화에 따른 색 및 휘도의 변화에 대한 보상관계를 설명할 수 있다.

이에, 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 유기 발광 소자도 역시 구동전압에 따른 색이나 휘도의 변화를 억제할 수 있다. 또한, 이러한 색이나 휘도의 변화를 억제함으로써 발광효율을 향상시킬 수 있으며, 수명을 향상시킬 수 있다.

<제 4 실시 예>

도 8은 본 발명의 제 4 실시 예에 따른 유기 발광 소자의 수직단면도이다. 이 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 4 실시 예에 따른 유기 발광 소자의 발광층(350a,350b,350c)은 수직방향으로 3개의 층으로 형성되어 있다는 것이 제 1 실시 예와의 차이점이다.

보다 구체적으로, 도 8의 (a)은 단위 픽셀을 형성하는 하나의 제 1 전극(20) 상에 형성된 발광층(350a)이 좌우방향으로 2개의 수평발광영역(351a,351b)을 형성하며 2 종류의 색(A 영역,B 영역)이 수직방향 및 수평방향으로 번갈아 발광하도록 형성된 예를 도시하고 있다. 도 8의 (b)은 제 1 전극(20) 상에 형성된 발광층(350b)이 좌우방향으로 2개의 수평발광영역을 형성하며 3 종류의 색(A 영역,B 영역,c영역)이 수직방향 및 수평방향으로 번갈아 발광하도록 형성된 예를 도시하고 있다. 도 8의 (c)은 제 1 전극(20) 상에 형성된 발광층(350c)이 좌우방향으로 3개의 수평발광영역(351a,351b,351c)을 형성하며, 3 종류의 색(A 영역,B 영역,C영역)이 수직방향 및 수평방향으로 번갈아 발광하도록 형성된 예를 도시하고 있다. 또한, 이에 한정되지 않고 제 1 전극(20) 상에 형성된 발광층은 좌우방향으로 4개 이상의 수평발광영역을 형성할 수 있으며, 2 또는 3 종류의 색이 번갈아 발광하도록 형성될 수도 있다. 이와 같이 수평발광영역이 형성된 발광층이 수직방향으로 3개의 층으로 형성된 경우에도 제 1 실시 예와 같은 방법으로 구동전압의 변화에 따른 색 및 휘도의 변화에 대한 보상관계를 설명할 수 있다.

이러한 구성에 의해, 본 발명의 제 4 실시 예에 따른 유기 발광 소자의 경우에도 역시 구동전압에 따른 색이나 휘도의 변화를 억제할 수 있다. 또한, 이러한 색이나 휘도의 변화를 억제함으로써 발광효율을 향상시킬 수 있으며, 수명을 향상시킬 수 있다.

<제 5 실시 예>

도 9는 본 발명의 제 5 실시 예에 따른 유기 발광 소자의 수직단면도이다. 이 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 5 실시 예에 따른 유기 발광 소자의 발광층(450a,450b,450c)은 수직방향으로 4개의 층으로 형성되어 있다는 것이 제 1 실시 예와의 차이점이다.

보다 구체적으로, 도 9의 (a)는 단위 픽셀을 형성하는 하나의 제 1 전극(20) 상에 형성된 발광층(450a)이 좌우방향으로 2개의 수평발광영역(451a,451b)을 형성하며 2 종류의 색(A 영역,B 영역)이 수직방향 및 수평방향으로 번갈아 발광하도록 형성된 예를 도시하고 있다. 도 9의 (b)는 제 1 전극(20) 상에 형성된 발광층(450b)이 좌우방향으로 2개의 수평발광영역을 형성하며 3 종류의 색(A 영역,B 영역,c영역)이 수직방향 및 수평방향으로 번갈아 발광하도록 형성된 예를 도시하고 있다. 도 9의 (c)는 제 1 전극(20) 상에 형성된 발광층(450c)이 좌우방향으로 3개의 수평발광영역(451a,451b,451c)을 형성하며, 3 종류의 색(A 영역,B 영역,C영역)이 수직방향 및 수평방향으로 번갈아 발광하도록 형성된 예를 도시하고 있다. 또한, 이에 한정되지 않고 발광층은 좌우방향으로 4개 이상의 수평발광영역을 형성할 수 있으며, 2 또는 3 종류의 색이 번갈아 발광하도록 형성될 수도 있다. 또한, 발광층이 수직방향으로 5개 이상의 층으로 형성될 수도 있으며, 이러한 경우에도 제4 또는 제 5 실시 예가 적용될 수 있음은 물론이다. 이와 같이 수평발광영역이 형성된 발광층이 수직방향으로 4개의 층 혹은 5개 이상의 층으로 형성된 경우에도 제 1 실시 예와 같은 방법으로 구동전압의 변화에 따른 색 및 휘도의 변화에 대한 보상관계를 설명할 수 있다.

이러한 구성에 의해, 본 발명의 제 5 실시 예에 따른 유기 발광 소자의 경우에도 역시 구동전압에 따른 색이나 휘도의 변화를 억제할 수 있다. 또한, 이러한 색이나 휘도의 변화를 억제함으로써 발광효율을 향상시킬 수 있으며, 수명을 향상시킬 수 있다.

<제 6 실시 예>

도 10은 본 발명의 제 6 실시 예에 따른 유기 발광 소자의 수직단면도이다. 이 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 6 실시 예에 따른 유기 발광 소자의 발광층(550a,550b)은 그 일부가 수평발광영역을 형성하지 않는다는 것이 제 1 실시 예와의 차이점이다.

보다 구체적으로, 도 10의 (a)은 단위 픽셀을 형성하는 하나의 제 1 전극(20) 상에 발광층(550a)이 3개의 층으로 형성되며, 그 중에서 2개의 층은 수평발광영역(551a,551b)을 형성하지만 나머지 하는 수평발광영역을 형성하고 있지 않다. 이러한 경우 수평발광영역을 형성하지 않는 A 영역(553a)은 발광효율이 낮은 물질을 배치함으로서 최종적으로 요구하는 색상을 맞출 수 있게 된다. 예를 들어 A 영역(553a)에 발광효율이 낮은 청색발광물질을 배치함으로써 최종적으로 백색광을 용이하게 발광시킬 수 있다.

도 10의 (b)은 단위 픽셀을 형성하는 하나의 제 1 전극(20) 상에 발광층(550b)이 4개의 층으로 형성되며, 그 중에서 2개의 층은 수평발광영역(551a,551b)을 형성하지만 나머지 하는 수평발광영역을 형성하고 있지 않다. 이러한 경우에도 수평발광영역을 형성하는 2개의 발광층(551a,551b)에 의하여 전술한 제 1 실시 예와 같이 구동 전압의 변화에 따른 색이나 휘도 변화를 어느 정도 억제할 수 있는 기능을 할 수 있다. 이와 같이 복수의 발광층 중에서 수평발광영역을 형성하지 않는 발광층이 포함되어 있는 경우에도 수평발광영역을 형성하는 발광층들에 의해 제 1 실시 예와 같은 방법으로 구동전압의 변화에 따른 색 및 휘도의 변화에 대한 보상관계를 설명할 수 있다.

이에, 본 발명의 제 6 실시 예에 따른 유기 발광 소자의 경우에도 역시 구동전압에 따른 색이나 휘도의 변화를 억제할 수 있다. 또한, 이러한 색이나 휘도의 변화를 억제함으로써 발광효율을 향상시킬 수 있으며, 수명을 향상시킬 수 있다.

<제 7 실시 예>

도 11은 본 발명의 제 7 실시 예에 따른 유기 발광 소자의 수직단면도이다. 이 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 7 실시 예에 따른 유기 발광 소자의 발광층(650)은 복수의 수평발광영역(651a,651b) 사이에 분리벽(95)이 형성된 것이 제 1 실시 예와의 차이점이다.

분리벽(95)은 본 발명의 일예로 정공 수송층(40) 상에 형성되어 복수의 수평발광영역(651a,651b)을 분리하고 있다. 그러나, 제 6 실시 예와 같이 수평발광영역이 다른 발광층(553a) 상에 형성된 경우에는 분리벽(95)은 그 발광층(553a) 상에 형성될 수도 있음은 물론이다.

이러한 분리벽(95)은 절연특성을 가진 재질로 형성되는 것이 바람직하며, 저분자 혹은 고분자 등 다양한 재질로 형성될 수도 있다. 또는 분리벽(95)은 열 진공증착(Thermal Evaporation)공정, 스핀코팅(Spin Coating)공정, 딥코팅(Dip Coating)공정, 닥터블레이딩(Doctor Blading)공정, 잉크젯프린팅(Inkjet Printing)공정, 또는 열전사법(Thermal Transfer)공정 등 다양한 방식에 의해 형성될 수 있다.

이에, 본 발명의 제 7 실시 예에 따른 유기 발광 소자는 수평발광영역을 형성하기 전에 먼저 분리벽을 형성함으로써 수평발광영역을 보다 용이하게 할 수 있다.

1: 유기 발광 소자 10: 기판
20: 제 1 전극(Anode) 30: 정공 주입층(HIL)
40: 정공 수송층(HTL) 50: 발광층(EML)
60: 전자 수송층(ETL) 70: 전자 주입층(EIL)
80: 제 2 전극(Cathode)

Claims (18)

1. 기판과;
   상기 기판 상에 상호 이격되게 형성된 제 1 전극 및 제 2 전극과; 및
   상기 제 1 전극 및 제 2 전극 사이에 수직방향으로 형성된 복수의 발광층을 포함하며,
   상기 복수의 발광층은 수평방향으로 형성된 복수의 수평발광영역을 포함하며,
   상기 복수의 수평발광영역 중 수평방향으로 상호 인접한 수평발광영역은 서로 다른 색을 발광하고,
   상기 복수의 수평발광영역 중 수직방향으로 상호 인접한 수평발광영역도 서로 다른 색을 발광하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 1 전극과 상기 복수의 발광층 사이에 형성된 정공 수송층; 및
   상기 제 2 전극과 상기 복수의 발광층 사이에 형성된 전자 수송층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 제 1 전극과 상기 정공 수송층 사이에 형성된 정공 주입층; 및
   상기 제 2 전극과 상기 전자 수송층 사이에 형성된 전자 주입층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제 1 전극 및 제 2 전극 사이의 적어도 일영역에 형성된 버퍼층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 복수의 수평발광영역 사이에 형성된 분리벽을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 복수의 수평발광영역은 격자모양으로 형성된 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자.
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 복수의 수평발광영역은 좌우방향으로 형성된 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자.
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 복수의 발광층은 2개의 층으로 구성되며, 상기 각 발광층의 복수의 수평발광영역은 2 또는 3 종류의 색이 번갈아 발광하도록 형성된 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자.
9. 제 1 항에 있어서,
   상기 복수의 발광층은 3개의 층으로 구성되며, 상기 각 발광층의 복수의 수평발광영역은 2 또는 3 종류의 색이 번갈아 발광하도록 형성된 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자.
10. 제 1 항, 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
    상기 복수의 발광층은 백색광을 발광하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자.
11. 기판 상에 제 1 전극을 형성하는 단계;
    상기 제 1 전극 상에 수직방향으로 복수의 발광층을 형성하며, 상기 복수의 발광층은 수평방향으로 복수의 수평발광영역을 형성하는 단계; 및
    상기 복수의 발광층 상에 제 2 전극을 형성하는 단계를 포함하며,
    상기 복수의 수평발광영역을 형성하는 단계에서 상기 복수의 수평발광영역 중 수평방향으로 상호 인접한 수평발광영역은 서로 다른 색을 발광하도록 형성하되,
    상기 복수의 수평발광영역 중 수직방향으로 상호 인접한 수평발광영역도 서로 다른 색을 발광하도록 형성하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자.
12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 1 전극과 상기 복수의 발광층 사이에 정공 수송층을 형성하는 단계; 및
    상기 제 2 전극과 상기 복수의 발광층 사이에 전자 수송층을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자의 제조 방법.
13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 1 전극과 상기 정공 수송층 사이에 정공 주입층을 형성하는 단계; 및
    상기 제 2 전극과 상기 전자 수송층 사이에 전자 주입층을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자의 제조 방법.
14. 제 11 항에 있어서,
    상기 복수의 수평발광영역 사이에 분리벽을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자의 제조 방법.
15. 제 11 항에 있어서,
    상기 복수의 수평발광영역을 형성하는 단계에서 상기 복수의 수평발광영역은 격자모양으로 형성된 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자의 제조 방법.
16. 제 11 항에 있어서,
    상기 복수의 수평발광영역을 형성하는 단계에서 상기 복수의 수평발광영역은 좌우방향으로 형성된 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자의 제조 방법.
17. 제 11 항에 있어서,
    상기 복수의 수평발광영역을 형성하는 단계에서 상기 각 발광층의 복수의 수평발광영역은 2 또는 3 종류의 색이 번갈아 발광하도록 형성된 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자의 제조 방법.
18. 제 11 항 또는 제 17 항에 있어서,
    상기 복수의 발광층을 형성단계에서 상기 복수의 발광층은 백색광을 발광하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자의 제조 방법.

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