KR20120139988A - 유기발광소자용 음극 및 상기 음극을 포함하는 유기발광소자 - Google Patents
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Abstract
본 발명에서는 제 1 금속층, 상기 제 1 금속층상에 형성된 투명 도전층 및 상기 투명 도전층 상에 배치된 제 2 금속층을 포함하는 포함하는 음극을 유기발광소자에 적용하여, 상기 제 1 금속층, 투명 도전층 및 제 2 금속층의 두께를 조절함으로써 유기발광소자의 외광반사를 방지한다. 또한 상기 음극은 제 2 금속층 상에 형성된 제 3 금속층을 더 포함할 수 있다.
Description
본 발명은 유기발광소자용 음극 및 이를 이용하는 유기발광소자에 대한 것으로서, 보다 상세하게는, 외광반사를 방지할 수 있도록 구성된 유기발광소자용 음극 및 이를 이용한 유기발광소자에 대한 것이다.
최근 디스플레이 분야에서 각광받고 있는 전기발광소자, 특히 유기발광소자는 전자(electron)와 정공(hole)이 결합하여 발광 소멸할 때 발생하는 빛을 이용하는 소자이다.
상기 전기발광소자는 기본적으로 정공을 주입하기 위한 전극, 전자를 주입하기 위한 전극 및 발광층을 포함하며, 상기 정공을 주입하기 위한 전극과 전자를 주입하기 위한 전극 사이에 발광층이 적층되어 있는 구조를 가진다. 이러한 전기발광소자 중, 단분자 유기물이나 고분자(polymer)를 사용하여 발광층을 구성하는 것을 특히 유기발광소자라고 한다.
도 1에는 유기발광소자의 일반적인 구조가 개략적으로 도시되어 있다. 도 1을 참조하면, 유기발광소자는 기본적으로 기판(100)위에 제 1 전극(200)이 형성되어 있고, 상기 제 1 전극 위에 유기층(300)이 배치되어 있으며, 상기 유기층 위에는 제 2 전극(400)이 배치되어 있다. 필요에 따라 상기 제 2 전극 위에는 투명 플레이트(500)를 배치한다. 상기 투명 플레이트(500)는 유기발광소자를 보호하는 기능을 한다. 정공과 전자가 결합하여 발광소멸하는 발광층은 상기 유기층(300)에 포함되어 있다. 또한, 상기 제 1 전극과 제 2 전극 중 어느 하나는 정공을 주입하기 위한 양극이며, 다른 하나는 전자를 주입하기 위한 음극이다.
도 2는 상기 유기발광소자의 유기층(300)이 다층의 적층구조를 갖는 것을 예시한 것이다. 상기 유기층(300)은 양극에서부터 차례로 정공주입층, 정공수송층, 발광층, 전자수송층 및 전자주입층을 포함한다. 제 1 전극이 양극이라면, 상기 제 1 전극(200)에서부터 차례로, 정공주입층(310), 정공수송층(320), 발광층(330), 전자수송층(340) 및 전자주입층(350)이 될 것이다. 반면, 제 1 전극이 음극이라면, 상기 제 1 전극(200)에서부터 차례로 전자주입층(310), 전자수송층(320), 발광층(330), 정공수송층(340) 및 정공주입층(350)이 될 것이다. 참고로, 상기 전자주입층은 금속원소 또는 이들의 화합물로 구성되는 경우가 많아 유기층에 포함시키지 않고 별도의 층으로 구별하기도 한다.
상기 유기발광소자에서는, 외부 빛(외광)의 반사에 의하여 콘트라스트가 저하되기도 한다. 도 1에서는 외광(L1)이 제 1 전극(200)에서 반사되는 것을 화살표로 표시하고 있다. 여기서 L2는 반사광을 나타낸다. 상기 반사광(L2) 때문에 유기발광소자에서 콘트라스트 저하의 문제가 발생한다.
도 3은 통상적인 유기발광소자에서 외광반사를 보여주는 그래프이다. 도 3에서는 시감반사율(luminous reflectance)을 보여주는 것인데, 통상적인 유기발광소자에서 시감반사율은 최대 66%에 이른다. 상기와 같은 높은 반사율은 소자의 콘트라스트를 크게 저하시킨다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 일반적으로 유기발광소자의 발광면측에 반사방지판을 붙여 반사를 억제한다. 도 4에서는 발광면인 투명플레이트(500) 상에, 반사방지판으로서 원편광판(600)을 부착한 것을 보여준다. 이 경우 외광반사는 5% 이하까지 줄어들게 할 수 있다.
그런데, 상기 원편광판을 사용하는 것은 몇가지 문제점이 있다. 일반적으로 원편광판(600)은 도 5에서 보는 바와 같이 다층 구조로 이루어져 있는데, 예컨대, 점착층(610), 1/4파장 플레이트(620), 제1보호층(630), 선형편광판(640) 및 제2보호층(650)을 포함한다. 이러한 원편광판은 약 0.15~0.3 mm의 두께를 가져 초박형 디스플레이에 적용하기에는 한계가 있다. 또한 다층 구조를 형성하기 위한 라미네이팅 공정이 필요하고, 유기발광소자 제작과정에서 상기와 같은 추가적인 부품을 이용하는 것은 생산단가를 상승시키게 된다.
한편, 상기 원편광판(600)을 사용할 경우 유기발광소자의 휘도가 감소한다는 문제점이 있다. 원편광판의 투과율은 약 45% 정도인데, 이러한 원평광판을 사용할 경우 유기발광소자에서 발생하는 빛도 상기 원편광판에 의해 흡수되어 유기발광소자의 휘도가 감소하게 된다.
최근 상기 원편광판을 대체하고자 하는 기술들이 개발되고 있다. 일례로, 반사전극에 해당하는 금속에 빛을 흡수하는 물질을 코팅하는 방법이 있다 (Optics Express V13. p.1406 (2005), Thin Solid Films V379. p.195(2000)). 여기서는 광을 흡수하는 물질로서 그라파이트나 블랙 염료를 혼합한 폴리머등을 사용하고 있다. 그런데 이 경우에도, 외광을 흡수할 수는 있지만, 유기발광소자의 전체 발광효율이 우수하지는 못하다.
한편, 미국특허 5049780에서는 광학 간섭 필터를 이용하는 방식이 개시되어 있는데, 여기서는 금속-유전체의 다층 박막을 이용하여 반사되는 빛을 상쇄 간섭 시켜 반사를 방지한다. 그런데, 상기 광학 간섭 필터는 반사되는 빛을 상쇄간섭 시킬 수는 있겠지만 이들이 유기발광소자의 전극으로서 작용하는 데는 한계가 있다. 왜냐하면, 유기발광소자의 전극은 전하(정공, 전자)를 원활하게 발광층쪽으로 주입하기 위해서는 적절한 범위의 일함수를 가져야 하는데, 상기 광학 간섭 필터는 유기발광소자로서의 전극으로서 작용하는데 요구되는 일함수를 가지지 못하고 있다. 그 결과, 유기발광소자의 전극에서 정공이나 전자의 주입이 원활하지 않아 유기발광소자의 발광효율이 떨어진다.
이에 본 발명에서는 유기발광소자의 발광효율을 저하시키기 않으면서도 외광반사를 효과적으로 저하시킬 수 있는 유기발광소자용 음극 및 상기 음극을 포함하는 유기발광소자를 제공하고자 한다.
본 발명에서는 특히, 금속층과 투명성 도전층으로 된 다층박막의 상쇄간섭에 의하여 외광반사를 방지할 수 있는 유기발광소자용 음극 및 이를 이용한 유기발광소자를 제공하고자 한다.
본 발명은 또한, 금속층과 투명성 도전층으로 된 다층박막 구조의 음극을 포함하는 유기발광소자에서, 상기 다층박막의 각 층의 두께를 조절하여 외광반사를 방지할 수 있도록 하는 유기발광소자의 제조방법을 제공하고자 한다.
본 발명에서는 외광방사를 효율적으로 방지할 수 있는 유기발광소자를 제공한다.
본 발명에 의한 유기발광소자는, 기판; 상기 기판상에 형성된 제 1 전극; 상기 제 1 전극 상에 형성된 유기층; 및 상기 유기층 상에 형성된 제 2 전극을 포함한다. 여기서, 상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극 중 어느 하나는, 제 1 금속층, 투명 도전층 및 제 2 금속층을 포함하는 음극이며, 상기 음극의 제 1 금속층에서 반사되는 빛과 상기 투명 도전층 및 제 2 금속층에서 반사되는 빛은 상쇄간섭을 한다.
본 발명의 일례에 따르면, 상기 제 1 금속층의 두께는 50nm 내지 500nm의 범위가 가능하다.
본 발명의 일례에 따르면, 상기 제 1 금속층은 Al, Ag, Mg, Cr, Ti, Ni, Au, Ta, Cu, Ca, Co, Fe, Mo, W, Pt, Yb 및 Ba로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 이들의 합금으로 이루어질 수 있다.
본 발명의 일례에 따르면, 상기 투명 도전층은 광학적 두께가 가시광선의 파장 λ에 대하여 0.15λ 내지 0.35λ의 범위가 되도록 할 수 있다.
본 발명의 일례에 따르면, 상기 투명 도전층의 두께는 20nm 내지 100nm의 범위로 할 수 있다.
본 발명의 일례에 따르면, 상기 투명 도전층은 ITO, AZO, IGO, GIZO, IZO 및 ZnOx로 이루어진 군에서 선택된 어느 하는 또는 이들의 혼합물로 이루어질 수 있다.
본 발명의 일례에 따르면, 상기 투명 도전층은 금속 및 유전체 물질 중 적어도 하나 이상을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일례에 따르면, 상기 제 2 금속층은 Cr, Ti, Mg, Mo, Co, Ni, W, Al, Ag, Au, Cu, Fe, Ca, Pt, Yb로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 이들의 합금에 의하여 이루어질 수 있다.
본 발명의 일례에 따르면, 상기 제 2 금속층의 두께는 1nm 내지 25nm의 범위로 할 수 있다.
본 발명의 일례에 따르면, 상기 제 2 금속층 위에는 제 3 금속층이 추가로 형성될 수 있다. 여기서, 상기 제 3 금속층에서 반사되는 빛은 제 1 금속층에서 반사되는 빛과 상쇄간섭을 한다.
본 발명의 일례에 따르면, 상기 제 3 금속층은 일함수가 4.6 eV 이하인 금속 또는 이들 금속의 합금으로 이루어질 수 있다. 본 발명의 다른 일례에 따르면, 일함수가 3.7 eV 이하인 금속 또는 이들 금속의 합금을 이용하여 상기 제 3 금속층을 형성함으로써 전자주입 효율을 더욱 높일 수 있다.
본 발명의 일례에 따르면, 상기 제 3 금속층은 Yb, Ca, Al, Ag, Cr, Ti, Mg, Li, Cs, Ba 및 K로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 이들의 합금으로 이루어질 수 있다.
본 발명의 일례에 따르면, 상기 제 3 금속층의 두께는 1nm 내지 15nm의 범위로 조정할 수 있다.
본 발명의 일례에 따르면, 상기 음극은 상기 유기발광소자의 제 1 전극인 것이 가능하다. 이 경우 상기 제 1 전극이 반사전극이 된다.
본 발명의 일례에 따르면, 상기 유기발광소자에 있어서 상기 제 2 전극은 투명전극이며, 상기 제 2 전극의 전면에는 투명 플레이트가 배치될 수 있다. 이때 상기 투명 플레이트는 보호 플레이트로 작용할 수 있다.
본 발명은 또한, 제 1 금속층; 상기 제 1 금속층상에 형성된 투명 도전층; 및 상기 투명 도전층 상에 배치된 제 2 금속층을 포함하는 유기발광소자용 음극을 제공하는데, 여기서, 상기 음극의 제 1 금속층에서 반사되는 빛과 상기 투명 도전층 및 제 2 금속층에서 반사되는 빛은 서로 상쇄간섭을 한다.
본 발명의 일례에 따르면, 상기 제 2 금속층 위에는 제 3 금속층이 추가로 형성될 수 있다. 여기서, 상기 음극의 제 3 금속층에서 반사되는 빛은 제 1 금속층에서 반사되는 빛과 상쇄간섭을 한다.
본 발명에 따른 상기 유기발광소자용 음극에 있어서, 상기 제 1 금속층, 투명 도전층, 제 2 금속층 및 제 3 금속층에 대해서는 상기에서 설명한 바와 같다.
본 발명은 또한, 외광방사를 효율적으로 방지할 수 있는 유기발광소자의 제조방법을 제공한다.
상기 유기발광소자의 제조방법은, 기판을 준비하는 단계; 상기 기판상에 음극을 형성하는 단계; 상기 음극상에 유기층을 형성하는 단계; 및 상기 유기층 상에 양극을 형성하는 단계;를 포함한다. 또한, 상기 음극을 형성하는 단계는, 상기 기판에 제 1 금속층을 형성하는 단계; 상기 제 1 금속층상에 투명 도전층을 형성하는 단계; 및 상기 투명 도전층상에 제 2 금속층을 형성하는 단계;를 포함하며, 여기서, 상기 제 1 금속층에서 반사되는 빛과 상기 투명 도전층 및 제 2 금속층에서 반사되는 빛이 상쇄간섭 하도록, 상기 제 1 금속층, 투명 도전층 및 제 2 금속층의 두께를 조절한다.
본 발명의 일례에 따르면, 상기 제 2 금속층을 형성하는 단계 후에, 상기 제 2 금속층상에 제 3 금속층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 여기서, 상기 제 1 금속층에서 반사되는 빛과 상기 투명 도전층, 제 2 금속층 및 제 3 금속층에서 반사되는 빛이 상쇄간섭 하도록, 상기 제 1 금속층, 투명 도전층, 제 2 금속층 및 제 3 금속층의 두께를 조절한다.
본 발명에 의한 유기발광소자는 다층구조로 적층된 음극을 포함하는데, 유기발광소자로 외광이 입사되어 상기 다층구조의 음극에서 반사될 때, 상기 다층 구조 각각에서 반사되는 빛이 서로 상쇄간섭되도록 함으로써 외광반사를 줄일 수 있다. 본 발명에서는 상기 음극을 다층으로 구성하되, 각각 적절한 일함수를 갖는 재료를 이용하여 각 층을 형성함으로써, 상기 음극은 외광반사를 방지하면서도 유기발광소자의 음극으로서 기능을 유지하도록 한다.
도 1은 유기발광소자의 일반적인 구조를 개략적으로 보여주는 개략도이다.
도 2는 도 1에 의한 상기 유기발광소자에서, 유기층(300)이 다층의 적층구조를 갖는 것을 예시한 것이다.
도 3은 통상적인 유기발광소자의 외광반사를 보여주는 그래프이다.
도 4는 도 1에 도시된 유기발광소자의 투명 플레이트(500)상에 원편광판(600)을 부착한 것을 보여준다.
도 5는 상기 도 4에 개시된 원편광판(600)의 적층구조를 예시적으로 보여주는 개략도이다.
도 6은 본 발명의 일례에 따른 유기발광소자의 구조를 보여주는 개략도이다.
도 7은 본 발명의 일례에 따른 유기발광소자용 음극의 구조를 보여주는 개략도로서, 상기 음극에서의 외광반사가 표시되어 있다.
도 8은 투명 도전층(204)의 두께에 따른 가시광 영역에서의 평균 반사율을 측정한 것을 보여준다.
도 9는 본 발명의 다른 일례에 따른 유기발광소자의 구조를 보여주는 개략도이다.
도 10은 본 발명의 다른 일례에 따른 유기발광소자용 음극의 구조를 보여주는 개략도로서, 상기 음극에서의 외광반사가 표시되어 있다.
도 11은 본 발명의 다른 일례에 따른 유기발광소자용 음극에서의 외광반사를 표시한 것이다.
도 12는 실시예 1에서 제조한 음극들의 반사율을 보여주는 그래프이다.
도 13은 실시예 2에서 제조한 음극들의 반사율을 보여주는 그래프이다.
도 14는 실시예 3에서 제조한 음극들의 반사율을 보여주는 그래프이다.
도 15는 실시예 4에서 제조한 음극들의 반사율을 보여주는 그래프이다.
도 16은 실시예 5에서 제조한 음극들의 반사율을 보여주는 그래프이다.
도 17은 실시예 6에서 제조한 음극들의 반사율을 보여주는 그래프이다.
도 18은 실시예 7에서 제조한 음극들의 반사율을 보여주는 그래프이다.
도 19는 종래의 사용하던 음극에서의 반사율과, 본 발명의 실시예 1 내지 7에서 제조한 음극들의 평균반사율을 비교한 그래프이다.
도 20은 실시예 8에서 제조된 유기발광소자에 대하여, 가시광선에 대한 외광반사를 측정한 그래프이다.
도 21은 상기 도 19의 결과를 바탕으로 상기 몰리브덴(Mo)층의 두께에 따른 시감반사율(luminous reflectance)로 환산하여 표시한 그래프이다.
도 22는 실시예 9에서 제조된 유기발광소자에 대하여, 가시광선에 대한 외광반사를 측정한 그래프이다.
도 23은 상기 도 21의 결과를 바탕으로 상기 크롬(Cr)층의 두께에 따른 시감반사율(luminous reflectance)로 환산하여 표시한 그래프이다.
도 24는 본 발명의 비교예에 따른 유기발광소자의 구조를 보여주는 개략도이다.
도 25는 비교예에서 제조된 통상의 유기발광소자에 대하여, 가시광선에 대한 외광반사를 측정한 그래프이다.
도 26은 실시예 8에서 제조한 유기발광소자들의 평균 반사율과, 실시예 9에서 제조한 유기발광소자들의 평균 반사율과 비교예에서 제조한 유기발광소자의 반사율을 표시한 그래프이다. 여기서, black 1은 실시예 8에서 제조한 유기발광소자들의 평균 반사율이고, black 2는 상기 실시예 9에서 제조한 유기발광소자들의 평균 반사율이며, ref는 상기 비교예에서 제조한 유기발광소자의 반사율을 나타낸다.
도 2는 도 1에 의한 상기 유기발광소자에서, 유기층(300)이 다층의 적층구조를 갖는 것을 예시한 것이다.
도 3은 통상적인 유기발광소자의 외광반사를 보여주는 그래프이다.
도 4는 도 1에 도시된 유기발광소자의 투명 플레이트(500)상에 원편광판(600)을 부착한 것을 보여준다.
도 5는 상기 도 4에 개시된 원편광판(600)의 적층구조를 예시적으로 보여주는 개략도이다.
도 6은 본 발명의 일례에 따른 유기발광소자의 구조를 보여주는 개략도이다.
도 7은 본 발명의 일례에 따른 유기발광소자용 음극의 구조를 보여주는 개략도로서, 상기 음극에서의 외광반사가 표시되어 있다.
도 8은 투명 도전층(204)의 두께에 따른 가시광 영역에서의 평균 반사율을 측정한 것을 보여준다.
도 9는 본 발명의 다른 일례에 따른 유기발광소자의 구조를 보여주는 개략도이다.
도 10은 본 발명의 다른 일례에 따른 유기발광소자용 음극의 구조를 보여주는 개략도로서, 상기 음극에서의 외광반사가 표시되어 있다.
도 11은 본 발명의 다른 일례에 따른 유기발광소자용 음극에서의 외광반사를 표시한 것이다.
도 12는 실시예 1에서 제조한 음극들의 반사율을 보여주는 그래프이다.
도 13은 실시예 2에서 제조한 음극들의 반사율을 보여주는 그래프이다.
도 14는 실시예 3에서 제조한 음극들의 반사율을 보여주는 그래프이다.
도 15는 실시예 4에서 제조한 음극들의 반사율을 보여주는 그래프이다.
도 16은 실시예 5에서 제조한 음극들의 반사율을 보여주는 그래프이다.
도 17은 실시예 6에서 제조한 음극들의 반사율을 보여주는 그래프이다.
도 18은 실시예 7에서 제조한 음극들의 반사율을 보여주는 그래프이다.
도 19는 종래의 사용하던 음극에서의 반사율과, 본 발명의 실시예 1 내지 7에서 제조한 음극들의 평균반사율을 비교한 그래프이다.
도 20은 실시예 8에서 제조된 유기발광소자에 대하여, 가시광선에 대한 외광반사를 측정한 그래프이다.
도 21은 상기 도 19의 결과를 바탕으로 상기 몰리브덴(Mo)층의 두께에 따른 시감반사율(luminous reflectance)로 환산하여 표시한 그래프이다.
도 22는 실시예 9에서 제조된 유기발광소자에 대하여, 가시광선에 대한 외광반사를 측정한 그래프이다.
도 23은 상기 도 21의 결과를 바탕으로 상기 크롬(Cr)층의 두께에 따른 시감반사율(luminous reflectance)로 환산하여 표시한 그래프이다.
도 24는 본 발명의 비교예에 따른 유기발광소자의 구조를 보여주는 개략도이다.
도 25는 비교예에서 제조된 통상의 유기발광소자에 대하여, 가시광선에 대한 외광반사를 측정한 그래프이다.
도 26은 실시예 8에서 제조한 유기발광소자들의 평균 반사율과, 실시예 9에서 제조한 유기발광소자들의 평균 반사율과 비교예에서 제조한 유기발광소자의 반사율을 표시한 그래프이다. 여기서, black 1은 실시예 8에서 제조한 유기발광소자들의 평균 반사율이고, black 2는 상기 실시예 9에서 제조한 유기발광소자들의 평균 반사율이며, ref는 상기 비교예에서 제조한 유기발광소자의 반사율을 나타낸다.
이하, 구체적인 실시예와 비교예 및 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명의 범위가 하기 설명하는 실시예나 도면들로 한정되는 것은 아니다.
한편, 도면에서 각 구성요소와 그 형상 등은, 이해를 돕기 위하여 간략하게 그려지거나 또는 과장되어 그려진 것이 있다. 도면 상에서 동일한 부호로 표시된 요소는 동일한 요소를 의미한다. 또한, 어떤 층이 다른 층 또는 기판의 '상'에 있다라고 기재되는 경우에, 상기 어떤 층은 상기 다른 층 또는 기판에 직접 접촉하여 배치될 수도 있고, 또는, 그 사이에 제3의 층이 개재될 수도 있다.
도 6은 본 발명에 따른 유기발광소자의 일례에 대한 개략도이다.
도 6에서 보면 본 발명에 의한 유기발광소자는 기판(100), 상기 기판상에 형성된 제 1 전극(200), 상기 제 1 전극 상에 형성된 유기층(300) 및 상기 유기층 상에 형성된 제 2 전극(400)을 포함한다. 상기 제 2 전극(400)위에는 보호층으로서 투명 플레이트(500)가 배치되어 있다.
상기 도 6에서는 기판(100)상에 형성된 제 1 전극(200)이 음극이고, 제 2 전극(400)은 양극인 예를 설명한 것이다. 여기서 상기 음극은 반사전극이 되고, 상기 양극은 투명전극으로서, 발광면은 양극쪽이 된다.
본 발명에 따른 상기 음극(200)은, 기판상에 형성된 제 1 금속층(201), 상기 제 1 금속층상에 형성된 투명 도전층(204) 및 상기 투명 도전층상에 형성된 제 2 금속층(202)을 포함한다. 상기 음극의 제 1 금속층(201)에서 반사되는 빛과 상기 투명 도전층(204) 및 제 2 금속층(202)에서 반사되는 빛은 상쇄간섭을 한다.
도 7은 본 발명의 일례에 따른 유기발광소자용 음극의 구조 및 음극에서의 외광반사를 나타낸다.
구체적으로, 도 7에서 Li는 유기발광소자로 입사되는 외광을 나타내는데, 상기 외광(Li)은 상기 음극의 제 1 금속층(201), 상기 투명 도전층(204) 및 제 2 금속층(202)에서 각각 반사된다. 상기 제 1 금속층은 기본(base) 금속층으로서, 제 1 금속층에서의 외광반사가 가장 크다고 할 수 있다. 만약 상기 제 1 금속층에서 반사된 빛이 그대로 발광면측으로 반사된다면 유기발광소자의 콘트라스트 특성이 저하될 것이다.
본 발명에 따른 유기발광소자의 음극에서는 상기 투명 도전층(204) 및 제 2 금속층(202)에서 반사된 빛(R2 및 R3)이 제 1 금속층(201)에서 반사된 빛(R1)과 상쇄간섭을 하여, 발광면측으로 반사되는 반사광을 감소시킨다. 만약, 상기 투명 도전층(204)과 상기 제 2 금속층(202)에서 반사된 빛의 합(R2+R3)이 상기 제 1 금속층(201)에서 반사된 빛(R1)과 크기는 같고 위상은 정반대(위상차 180°)라면 소멸간섭이 일어나서 외광반사가 완전히 소멸될 수도 있을 것이다.
본 발명에서는 상기 제 1 금속층(201), 상기 투명 도전층(204) 및 제 2 금속층(202)의 두께를 조절하여, 상기 이 제 1 금속층(201)에서 반사된 빛(R1)과 상기 투명 도전층(204) 및 제 2 금속층(202)에서 반사된 빛(R2 및 R3)의 상쇄간섭이 최적화 되도록 하여 외광반사를 최대한 억제한다.
본 발명의 일례에 따르면, 상기 제 1 금속층(201)은, 유기발광소자용 음극의 하부 기본 금속으로서 우수한 전기 전도도를 가지기 위하여 저항이 작은 것이 좋으며, 열증착에서 안정적으로 성장할 수 있는 금속재료로 형성되는 것이 좋다. 또한 소자의 수명을 고려하여, 산소와 수분에 반응이 적은 금속이 더욱더 적합하다. 본 발명의 일례에 따르면, 상기 제 1 금속층은, Al, Ag, Mg, Cr, Ti, Ni, Au, Ta, Cu, Ca, Co, Fe, Mo, W, Pt, Yb 및 Ba로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 이들의 합금으로 이루어질 수 있다.
상기 제 1 금속층의 두께는 50nm 내지 500nm의 범위가 되도록 할 수 있다. 상기 전기 전도도를 고려할 때에는 제 1 금속층은 두꺼운 것이 좋겠지만 소자의 박막화를 위해서는 얇은 것이 더 바람직하다. 따라서, 제 1 금속층의 두께를 50nm 내지 500nm의 범위가 되도록 하는 것이다.
상기 투명 도전층(204)은 음극에 적용되는 것이기 때문에 도전성을 가져야 하고, 빛이 투과를 하여야 하므로 투명하여야 한다.
이를 위하여 상기 투명 도전층(204)은 투명 도전성 재료에 의하여 형성될 수 있다. 본 발명의 일례에 따르면, 상기 투명 도전층은 ITO, AZO, IGO, GIZO, IZO 및 ZnOx로 이루어진 군에서 선택된 어느 하는 또는 이들의 혼합물로 이루어질 수 있다.
본 발명의 일례에 따르면, 상기 투명 도전층(204)은 금속 및 유전체 물질 중 적어도 하나 이상을 더 포함할 수 있다.
한편, 상기 투명 도전층(204)은 제 1 금속층에서 반사되는 빛과 나머지 금속층에서 반사되는 빛이 소멸간섭을 일으키게 하기 위하여 반사되는 빛의 위상차가 발생하도록 하는 역할을 한다. 상기 투명 도전층(204)의 두께가 달라지면, 음극의 각 층으로 입사되어 반사되는 빛의 경로 또한 달라져서 위상차가 달라지게 된다.
반사되는 빛들이 소멸간섭을 일으키기 위해서는 상기 반사되는 빛들의 상대 위상차가 180도가 되어야 한다. 소멸간섭이 아니더라도 상쇄간섭이 효율적으로 일어나도록 하기 위해서는 상기 반사되는 빛들의 상대 위상차가 180도 근방인 것이 좋다. 이를 위하여 본 발명에서는 상기 투명 도전층(204)의 두께를 조절함으로써 반사되는 빛들의 상대 위상차가 조절될 수 있다.
상기 반사되는 빛들의 위상차 조절을 위해서는, 상기 투명 도전층(204)의 광학적 두께가 입사되는 파의 파장 λ에 대하여 0.25λ 부근이 되도록 하는 것이 적절하다. 이를 위하여 본 발명의 일례에 따르면 상기 투명 도전층(204)의 광학적 두께는 가시광선의 파장 λ에 대하여 0.15λ 내지 0.35λ의 범위가 되도록 할 수 있다.
도 8에서는, 본 발명에 따른 유기발광소자용 음극에 있어서 상기 투명 도전층(204)의 두께에 따른 가시광 영역에서의 평균 반사율을 측정한 것을 보여준다. 상기 도 8에서 보면, 상기 투명 도전층(204)의 두께가 20nm 내지 100nm 일 경우 반사율이 25% 이하가 됨을 알 수 있다. 따라서, 본 발명의 일례에 따르면, 상기 투명 도전층(204)의 두께는 20nm 내지 100nm의 범위로 할 수 있다.
상기 투명 도전층(204)에서 반사되는 빛(R2)은 제 1 금속층에서 반사된 빛(R1)과 상쇄 간섭을 일으킨다.
상기 제 2 금속층(202)에서 반사되는 빛(R3)은 제 1 금속층에서 반사된 빛(R1)과 상쇄 간섭을 일으킨다. 소멸 간섭을 일으키기 위해서는 상기 제 2 금속층(202)에서 반사된 빛(R3)은 상기 제 1 금속층(201)에서 반사된 빛(R1)과 위상은 반대이고 크기는 동일해야 한다. 소멸간섭은 아니더라도 효과적으로 상쇄간섭을 하기 위해서는 상기 제 2 금속층에서 반사되는 빛(R3)은 제 1 금속층에서 반사된 빛(R1)과 강도가 비슷하여야 한다. 이를 위하여, 상기 제 2 금속층(202)은 광흡수 특성을 갖는 것이 좋은데, 광 흡수가 큰 금속은 상쇄간섭으로 완전히 소멸되지 않은 반사광을 흡수할 수 있기 때문이다. 금속의 광 흡수는 굴절률과 흡수계수의 곱에 비례한다. 따라서 굴절률과 흡수계수의 곱의 값이 큰 금속일수록 제 2 금속층 재료로 적합하다.
본 발명의 일례에 따르면, 상기 제 2 금속층(202)은 Cr, Ti, Mg, Mo, Co, Ni, W, Al, Ag, Au, Cu, Fe, Ca, Pt, Yb로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 이들의 합금에 의하여 이루어질 수 있다.
본 발명의 일례에 따르면, 상기 제 2 금속층의 두께는 1nm 내지 25nm의 범위로 할 수 있다.
도 9는, 상기 제 2 금속층(202)상에 제 3 금속층(203)이 추가로 형성된 음극(200)을 갖는 유기발광소자를 보여준다. 도 10은 상기 음극(200)의 구조와 상기 음극에서의 빛의 반사를 보여준다. 여기서, 상기 제 3 금속층(203)에서 반사되는 빛(R4)도 역시 제 1 금속층(201)에서 반사되는 빛(R1)과 상쇄간섭을 하도록 구성된다.
상기 제 3 금속층(303)은 상기 음극(200)을 통하여 전하(전자)가 유기층(300)으로 용이하게 이동할 수 있도록 하여 상기 음극(200)이 유기발광소자의 음극으로서 고유 기능을 원활하게 하도록 하는 것을 돕는 역할을 한다.
이를 위하여 상기 제 3 금속층(203)은 낮은 일함수를 가지며 산소와 수분 등에 반응이 적은 것이 적당하다. 본 발명의 일례에 따르면, 상기 제 3 금속층은 일함수가 4.6 eV 이하인 금속 또는 이들 금속의 합금으로 이루어질 수 있다. 본 발명의 다른 일례에 따르면, 상기 제 3 금속층을 일함수가 3.7 eV 이하인 금속 또는 이들 금속의 합금으로 형성하여 전자주입 효율을 더욱 높일 수 있다.
본 발명의 일례에 따르면, 상기 제 3 금속층은 Yb, Ca, Al, Ag, Cr, Ti, Mg, Li, Cs, Ba 및 K로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 이들의 합금으로 이루어질 수 있다.
또한, 본 발명의 일례에 따르면, 상기 제 3 금속층의 두께는 1nm 내지 15nm의 범위로 조정할 수 있다.
한편, 도 11에서는 전자주입층(310)에서의 반사까지 고려한 유기발광소자의 음극에서의 반사를 보여준다. 상기 전자주입층(310)에서 반사된 빛(R5)도 제 1 금속층에서 반사된 빛(R1)의 상쇄간섭에 관여할 수 있다.
이와 같이, 본 발명에서는 제 1 금속층(201), 상기 제 1 금속층상에 형성된 투명 도전층(204) 및 상기 투명 도전층 상에 배치된 제 2 금속층(202)을 포함하며, 상기 제 1 금속층에서 반사되는 빛(R1)은 상기 투명 도전층에서 반사되는 빛(R2) 및 상기 제 2 금속층에서 반사되는 빛(R3)과 서로 상쇄간섭을 하는 유기발광소자용 음극(200) 및 상기 음극(200)을 포함하는 유기발광소자를 제공한다.
본 발명에 의하면, 원편광판을 사용하지 않고도 유기발광소자의 외광방사를 방지할 수 있다.
상기 유기발광소자의 제조방법은, 기판(100)을 준비하는 단계; 상기 기판상에 음극(200)을 형성하는 단계; 상기 음극상에 유기층(300)을 형성하는 단계; 및 상기 유기층 상에 양극(400)을 형성하는 단계;를 포함한다. 또한, 상기 음극을 형성하는 단계는, 상기 기판에 제 1 금속층(201)을 형성하는 단계; 상기 제 1 금속층상에 투명 도전층(204)을 형성하는 단계; 및 상기 투명 도전층상에 제 2 금속층(202)을 형성하는 단계;를 포함한다. 여기서, 상기 제 1 금속층에서 반사되는 빛과 상기 투명 도전층 및 제 2 금속층에서 반사되는 빛이 상쇄간섭 하도록, 상기 제 1 금속층, 투명 도전층 및 제 2 금속층의 두께를 조절하여 본 발명에 의한 유기발광소자를 제조한다.
본 발명의 일례에 따르면, 상기 제 2 금속층(202)을 형성하는 단계 후에, 상기 제 2 금속층상에 제 3 금속층(203)을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 여기서, 상기 제 1 금속층에서 반사되는 빛과 상기 투명 도전층, 제 2 금속층 및 제 3 금속층에서 반사되는 빛이 상쇄간섭을 하도록, 상기 제 1 금속층, 투명 도전층, 제 2 금속층 및 제 3 금속층의 두께를 조절한다.
이하에서는 본 발명의 실시예들을 설명한다.
<실시예 1>
유기 기판(100)에 제 1 금속층(201)으로서 300nm 두께의 알루미늄(Al)층을 형성하고, 투명 도전층(204)으로서 50nm 두께의 ITO층을 형성하고, 제 2 금속층(202)으로서 크롬(Cr)층을 형성하고, 제 3 금속층(203)으로서 마그네슘과 은의 함금(Mg:Ag)층을 2nm의 두께로 형성하여 유기발광소자용 음극(200)을 제조하였다. 한편 상기 제 3 금속층상에는 전자 주입층으로서 1nm의 LiF층을 추가로 형성하였다.
여기서는, 상기 제 2 금속층인 크롬(Cr)층 두께를 8nm, 10nm, 12nm, 14nm로 변경하면서 제조하였는데, 이들을 각각 실시예 1-1, 1-2, 1-3, 1-4라 하였다.
상기 실시예들에 대하여 반사율을 각각 측정하여 도 12에 도시하였다.
도 12에서 알 수 있듯이, 일반적인 금속의 반사율이 90% 정도인데 비해, 본 발명에서 제조된 기발광소자용 음극의 반사율은 매우 낮음을 알 수 있다. 특히 제 2 전극층인 크롬(Cr)층의 두께가 12nm일 때 가시광의 평균 반사율은 약 3% 정도이다.
<실시예 2>
실시예 1과 동일하게 실시하되, 제 2 금속층인 크롬(Cr)층 두께를 12nm로 고정하고, 투명 도전층인 ITO층 두께를 40nm, 50nm, 60nm로 변경하면서 제조한 것을 각각 실시예 2-1, 2-2, 2-3이라 하였다.
상기 실시예들에 대하여 반사율을 측정하여 도 13에 도시하였다.
상쇄 간섭을 극대화하기 위해서는 상기 ITO층의 광학적 두께가 0.25λ 근처가 적당하다.
<실시예 3>
실시예 1과 동일하게 실시하되, 제 2 금속층인 크롬(Cr)층 두께를 12nm로 고정하고, 제 3 금속층으로서 마그네슘과 은의 함금(Mg:Ag)층의 두께를 2nm, 3nm, 4nm, 5nm로 변경하면서 제조한 것을 각각 실시예 3-1, 3-2, 3-3, 3-4라 하였다.
상기 실시예들에 대한 반사율을 측정하여 도 14에 도시하였다.
<실시예 4>
유기기판에 제 1 금속층으로서 300nm 두께의 알루미늄(Al)층을 형성하고, 투명 도전층으로서 ITO층을 형성하고, 제 2 금속층으로서 10nm 두께의 크롬(Cr)층을 형성하여 유기발광소자용 음극을 제조하였다. 한편, 상기 제 2 금속층상에는 전자 주입층으로서 1nm의 LiF층을 추가로 형성하였다.
여기서는, 상기 투명 도전층인 ITO층의 두께를 30nm, 40nm, 50nm, 60nm, 70nm로 변경하면서 제조하였는데, 이들을 각각 실시예 4-1, 4-2, 4-3, 4-4, 4-5라 하였다.
상기 실시예들에 대하여 반사율을 각각 측정하여 도 15에 도시하였다.
<실시예 5>
실시예 4와 동일하게 실시하되, 상기 투명 도전층인 ITO층의 두께를 50nm로 고정하고, 제 2 금속층인 크롬(Cr)층 두께를 8nm, 10nm, 12nm, 14nm로 변경하면서 제조한 것을 각각 실시예 5-1, 5-2, 5-3, 5-4이라 하였다.
상기 실시예들에 대하여 반사율을 측정하여 도 16에 도시하였다.
<실시예 6>
유기기판에 제 1 금속층으로서 300nm 두께의 알루미늄(Al)층을 형성하고, 투명 도전층으로서 60nm 두께의 ITO층을 형성하고, 제 2 금속층으로서 티타늄(Ti)층을 형성하여 유기발광소자용 음극을 제조하였다. 한편, 상기 제 2 금속층상에는 전자 주입층으로서 1nm의 LiF층을 추가로 형성하였다.
여기서는, 상기 제 2 금속층인 티타늄(Ti)층의 두께를 8nm, 10nm, 12nm 변경하면서 제조하였는데, 이들을 각각 실시예 6-1, 6-2, 6-3이라 하였다.
상기 실시예들에 대하여 반사율을 각각 측정하여 도 17에 도시하였다.
<실시예 7>
유기기판에 제 1 금속층으로서 300nm 두께의 알루미늄(Al)층을 형성하고, 투명 도전층으로서 60nm 두께의 ITO층을 형성하고, 제 2 금속층으로서 몰리브덴(Mo)층을 형성하고, 제 3 금속층으로서 이터븀(Yb)층을 2nm의 두께로 형성하여 유기발광소자용 음극을 제조하였다. 한편, 상기 제 3 금속층상에는 전자 주입층으로서 1nm의 LiF층을 추가로 형성하였다.
여기서는, 상기 제 2 금속층인 몰리브덴(Mo)층 두께를 6nm, 8nm, 10nm로 변경하면서 제조하였는데, 이들을 각각 실시예 7-1, 7-2, 7-3이라 하였다.
상기 실시예들에 대하여 반사율을 각각 측정하여 도 18에 도시하였다.
상기 이터븀(Yb)은 일함수가 3.1eV로서 유기발광소자의 음극 재료로서 적합한 성질을 가지고 있다. 도 18에서 보면, 제 2 금속층인 몰리브덴(Mo)층 두께가 8nm일 때 가시광의 평균 반사율이 1% 밖에 되지 않는다는 것을 알 수 있다.
<참조예>
참조를 위하여 도 19에서는 유리기판에 알루미늄층을 300nm로 형성한 종래의 음극의 반사율과, 상기 본 발명의 실시예 1 내지 7에서 제조한 음극들의 평균반사율을 비교하여 그래프로 나타냈다. 여기서 Black Cathode라고 표시된 것이 본 발명의 실시예 1 내지 7에서 제조한 음극들의 평균반사율을 나타내는 것이다.
<실시예 8>
유기기판에 제 1 금속층으로서 300nm 두께의 알루미늄(Al)층을 형성하고, 투명 도전층으로서 60nm 두께의 ITO층을 형성하고, 제 2 금속층으로서 몰리브덴(Mo)층을 형성하고, 제 3 금속층으로서 이터븀(Yb)층을 2nm의 두께로 형성하여 유기발광소자용 음극을 형성하였다. 여기에, 전자 주입층으로서 1nm의 LiF층을 형성하고, 발광층을 포함하는 유기층을 형성하고, 양극으로서 ITO층을 150nm로 형성한 후 투명 플레이트로서 유리를 적층하여 유기발광소자를 제조하였다.
여기서, 정공주입층(HIL)으로 N,N-diphenyl-N,N'-bis-[4-(phenyl-m-tolyl-amino)-phenyl]-biphenyl-4,4'-diamine (DNTPD)를 사용하였고, 정공수송층( HTL)으로 N,N'-di(1-naphthyl)-N,N'-diphenylbenzidine (NPB)를 사용하였고, 전자전달층으로 Alq3를 사용하였다. 또한, 적색발광물질로서 [Rubrene doped with 3% 10-(2-benzothiazolyl)-2,3,6,7-tetrahydro-1,1,7,7,-tetramethyl-1H, 5H, 11H-(1)-benzopyropyrano(6, 7-8-I,j)quinolizin-11-one] (DCJTB)를 사용하였고, 녹색발광물질로서 [Tris(8-hydroxyquinoline)aluminium (Alq3) dope with 1% 10-(2-benzothiazolyl)-2,3,6,7-tetrahydro-1,1,7,7-tetramethyl-1H, 5H, 11H-(1)-benzopyropyrano(6, 7-8-I,j)quinolizin-11-one] (C545T)를 사용하였고, 청색발광물질로서 [Distyrlanthracene (DSA) doped with 5% anthracenediphenylamine] (DSAamine)을 사용하였다.
한편, 상기 제 2 금속층인 몰리브덴(Mo)층 두께를 6nm, 8nm, 10nm, 12nm로 변경하면서 유기발광소자를 제조하였는데, 이들을 각각 실시예 8-1, 8-2, 8-3, 8-4라 하였다.
상기 제조된 유기발광소자에 대하여, 가시광선에 대한 외광반사를 측정하여 도 20에 도시하였다. 또한, 도 20의 결과를 바탕으로 상기 몰리브덴(Mo)층의 두께에 따른 시감반사율(luminous reflectance)로 환산하여 도 21에 도시하였다.
도 21을 보면 몰리브덴(Mo)층의 두께가 6nm일 때 시감반사율이 약 2% 정도로서, 이는 종래의 Al 음극을 사용하였을 때의 시감반사율 66% 보다 훨씬 작고, 또한 원편광판을 부착한 종래의 유기발광소자의 시감반사율 5% 보다도 작은 값이다. 따라서 본 발명에 따른 음극을 사용할 경우 원편광판을 사용하지 않고도 유기발광소자의 외광반사를 방지하여 충분한 시인성을 확보할 수 있다.
<실시예 9>
유기기판에 제 1 금속층으로서 300nm 두께의 알루미늄(Al)층을 형성하고, 투명 도전층으로서 50nm 두께의 ITO층을 형성하고, 제 2 금속층으로서 크롬(Cr)층을 형성하여 유기발광소자용 음극을 형성하였다. 여기에, 전자 주입층으로서 1nm 두께의 LiF층을 형성하고, 발광층을 포함하는 유기층을 형성하고, 양극으로서 ITO층을 150nm로 형성한 후, 투명플레이트로서 유리를 적층하여 유기발광소자를 제조하였다.
여기서는, 상기 제 2 금속층인 크롬(Cr)층 두께를 8nm, 10nm, 12nm로 변경하면서 유기발광소자를 제조하였는데, 이들을 각각 실시예 9-1, 9-2, 9-3이라 하였다.
상기 제조된 유기발광소자에 대하여, 가시광선에 대한 외광반사를 측정하여 도 22에 도시하였다. 또한, 도 22의 결과를 바탕으로 상기 크롬(Cr)층의 두께에 따른 시감반사율(luminous reflectance)로 환산하여 도 23에 도시하였다.
도 23에서 보면, 크롬(Cr)층의 두께가 12nm인 경우의 외광 반사율(시감반사율)은 1.5% 정도밖에 되지 않는다는 것을 알 수 있다. 따라서, 본 발명에 의한 유기발광소자용 음극을 사용할 경우 원편광판을 사용하지 않고도 유기발광소자에서 외광반사를 충분히 억제하여 시인성을 향상시킬 수 있음을 알 수 있다.
<비교예>
비교를 위하여 종래 일반적인 음극으로 사용하던 알루미늄(Al)을 사용하는 음극을 이용하여 유기발광소자를 제조하여 이를 비교예라 하였다.
구체적으로, 유기기판에 제 1 금속층으로서 300nm 두께의 알루미늄(Al)층을 형성하여 유기발광소자용 음극을 형성하였다. 여기에, 전자 주입층으로서 1nm 두께의 LiF층을 형성하고, 발광층을 포함하는 유기층을 형성하고, 양극으로서 ITO층을 150nm로 형성한 후, 투명플레이트로서 유리를 적층하여 유기발광소자를 제조하였다. 상기 비교예에 의한 유기발광소자는 도 24에서와 같은 구조를 갖는다.
상기 제조된 유기발광소자에 대하여, 가시광선에 대한 외광반사를 측정하여 도 25에 도시하였다. 도 25에서 보면 시감반사율은 66% 정도이다.
효율적인 비교를 위하여 상기 실시예 8에서 제조한 유기발광소자들의 평균 반사율과, 상기 실시예 9에서 제조한 유기발광소자들의 평균 반사율과, 상기 비교예에서 제조한 유기발광소자의 반사율을 도 26에 표시하였다. 도 26에서 black 1은 실시예 8에서 제조한 유기발광소자들의 평균 반사율이고, black 2는 상기 실시예 9에서 제조한 유기발광소자들의 평균 반사율이며, ref는 상기 비교예에서 제조한 유기발광소자의 반사율을 나타낸다.
상기 실시예 8에서 제조한 유기발광소자들의 평균 반사율은 2.2%, 상기 실시예 9에서 제조한 유기발광소자들의 평균 반사율은 1.5%, 상기 비교예에서 제조한 유기발광소자의 반사율은 66%임을 알 수 있다.
한편, 투명 플레이트인 유리(보호유리)의 표면 반사를 고려한 경우 콘트라스트비(contrast ratio)를 측정하였다. 한편 비교를 위하여, 상기 비교예에서 제조된 유기발광소자의 투명 플레이트의 표면에 원편광판을 붙여 콘트라스트비(contrast ratio)를 측정하고 이것을 참고 비교예라 하였다.
콘트라스트비의 측정조건은, on 휘도 500cd/m2, off 휘도 0 cd/m2, 외광휘도 100cd/m2로 하였다. 그 결과는 아래 표 1과 같다.
| 구조 | Contrast ratio |
| 실시예 8 | 82 |
| 실시예 9 | 92 |
| 비교예 | 8 |
| 참고 비교예 | 101 |
상기 표에서 보는 바와 같이, 본 발명에 따른 유기발광소자용 음극을 포함하는 유기발광소자의 경우, 종래 일반적인 금속 음극을 포함하는 유기발광소자에 비하여 콘트라스트비(contrast ratio)가 10배 이상 향상된 것을 알 수 있다. 뿐만 아니라, 본 발명에 따른 유기발광소자용 음극을 포함하는 유기발광소자의 콘트라스트비는 원편광판을 사용한 경우인 참고 비교예와 비슷한 정도를 보인다. 따라서, 본 발명에 따른 유기발광소자는 원편광판을 사용하지 않고도 충분한 콘트라스트비를 얻을 수 있다.
100: 기판 200: 제 1 전극 (음극)
201: 제 1 금속층 202: 제 2 금속층
203: 제 3 금속층 204: 투명 도전층
300: 유기층 400: 제 2 전극
500: 투명플레이트
201: 제 1 금속층 202: 제 2 금속층
203: 제 3 금속층 204: 투명 도전층
300: 유기층 400: 제 2 전극
500: 투명플레이트
Claims (20)
- 기판;
상기 기판상에 형성된 제 1 전극;
상기 제 1 전극 상에 형성된 유기층; 및
상기 유기층 상에 형성된 제 2 전극을 포함하며,
상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극 중 어느 하나는, 제 1 금속층, 투명 도전층 및 제 2 금속층을 포함하는 음극이며,
상기 음극의 제 1 금속층에서 반사되는 빛과 상기 투명 도전층 및 제 2 금속층에서 반사되는 빛은 상쇄간섭을 하는 것을 특징으로 하는 유기발광소자. - 제 1항에 있어서, 상기 제 1 금속층의 두께는 50nm 내지 500nm인 것을 특징으로 하는 유기발광소자.
- 제 1항에 있어서, 상기 제 1 금속층은 Al, Ag, Mg, Cr, Ti, Ni, Au, Ta, Cu, Ca, Co, Fe, Mo, W, Pt, Yb 및 Ba로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 이들의 합금으로 이루어진 것을 특징으로 하는 유기발광소자.
- 제 1항에 있어서, 상기 투명 도전층의 광학적 두께는, 가시광선의 파장 λ에 대하여 0.15λ 내지 0.35λ인 것을 특징으로 하는 유기발광소자.
- 제 1항에 있어서, 상기 투명 도전층은 ITO, AZO, IGO, GIZO, IZO 및 ZnOx로 이루어진 군에서 선택된 어느 하는 또는 이들의 혼합물로 이루어진 것임을 특징으로 하는 유기발광소자.
- 제 5항에 있어서, 상기 투명 도전층은 금속 및 유전체 물질 중 적어도 하나 이상을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광소자.
- 제 1항에 있어서, 상기 투명 도전층의 두께는 20nm 내지 100nm인 것을 특징으로 하는 유기발광소자.
- 제 1항에 있어서, 상기 제 2 금속층은 Cr, Ti, Mg, Mo, Co, Ni, W, Al, Ag, Au, Cu, Fe, Ca, Pt, Yb로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 이들의 합금에 의하여 이루어진 것임을 특징으로 하는 유기발광소자.
- 제 1항에 있어서, 상기 제 2 금속층의 두께는 1nm 내지 25nm인 것을 특징으로 하는 유기발광소자.
- 제 1항에 있어서, 상기 제 2 금속층 위에는 제 3 금속층이 형성되어 있으며, 상기 제 3 금속층에서 반사되는 빛은 제 1 금속층에서 반사되는 빛과 상쇄간섭을 하는 것을 특징으로 하는 유기발광소자.
- 제 10항에 있어서, 상기 제 3 금속층은 일함수가 4.6 eV 이하인 금속 또는 금속의 합금으로 이루어진 것을 특징으로 하는 유기발광소자.
- 제 10항에 있어서, 상기 제 3 금속층은 일함수가 3.7 eV 이하인 금속 또는 금속의 합금으로 이루어진 것을 특징으로 하는 유기발광소자.
- 제 10항에 있어서, 상기 제 3 금속층은 Yb, Ca, Al, Ag, Cr, Ti, Mg, Li, Cs, Ba 및 K로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 이들의 합금으로 이루어진 것을 특징으로 하는 유기발광소자.
- 제 10항에 있어서, 상기 제 3 금속층의 두께는 1nm 내지 15nm인 것을 특징으로 하는 유기발광소자.
- 제 1항에 있어서, 상기 음극은 제 1 전극인 것을 특징으로 하는 유기발광소자.
- 제 1항에 있어서, 상기 제 2 전극은 투명전극이며, 상기 제 2 전극의 전면에는 투명 플레이트가 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 유기발광소자.
- 제 1 금속층;
상기 제 1 금속층상에 형성된 투명 도전층; 및
상기 투명 도전층 상에 배치된 제 2 금속층을 포함하며,
상기 음극의 제 1 금속층에서 반사되는 빛과 상기 투명 도전층 및 제 2 금속층에서 반사되는 빛은 상쇄간섭을 하는 것을 특징으로 하는 유기발광소자용 음극. - 제 17항에 있어서, 상기 제 2 금속층 위에는 제 3 금속층이 더 형성되어 있으며, 상기 제 3 금속층에서 반사되는 빛은 제 1 금속층에서 반사되는 빛과 상쇄간섭을 하는 것을 특징으로 하는 유기발광소자용 음극.
- 기판을 준비하는 단계;
상기 기판상에 음극을 형성하는 단계;
상기 음극상에 유기층을 형성하는 단계; 및
상기 유기층 상에 양극을 형성하는 단계;를 포함하며,
상기 음극을 형성하는 단계는,
상기 기판에 제 1 금속층을 형성하는 단계;
상기 제 1 금속층상에 투명 도전층을 형성하는 단계; 및
상기 투명 도전층상에 제 2 금속층을 형성하는 단계;를 포함하고,
여기서, 상기 제 1 금속층에서 반사되는 빛과 상기 투명 도전층 및 제 2 금속층에서 반사되는 빛이 상쇄간섭 하도록, 상기 제 1 금속층, 투명 도전층 및 제 2 금속층의 두께를 조절하는 것을 특징으로 하는 유기발광소자의 제조방법. - 제 19항에 있어서,
상기 제 2 금속층을 형성하는 단계 후에, 상기 제 2 금속층상에 제 3 금속층을 형성하는 단계를 더 포함하며,
상기 제 1 금속층에서 반사되는 빛과 상기 투명 도전층, 제 2 금속층 및 제 3 금속층에서 반사되는 빛이 상쇄간섭 하도록, 상기 제 1 금속층, 투명 도전층, 제 2 금속층 및 제 3 금속층의 두께를 조절하는 것을 특징으로 하는 유기발광소자의 제조방법.
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