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KR101363284B1 - 유기 발광 장치 및 유기 발광 소자의 제조 방법. - Google Patents

유기 발광 장치 및 유기 발광 소자의 제조 방법. Download PDF

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KR101363284B1
KR101363284B1 KR1020060061847A KR20060061847A KR101363284B1 KR 101363284 B1 KR101363284 B1 KR 101363284B1 KR 1020060061847 A KR1020060061847 A KR 1020060061847A KR 20060061847 A KR20060061847 A KR 20060061847A KR 101363284 B1 KR101363284 B1 KR 101363284B1
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organic light
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안상진
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한국과학기술원
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  • Physics & Mathematics (AREA)
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Abstract

발광 효율을 향상시키기 위한 유기 발광 장치 및 유기 발광 소자의 제조 바법이 개시된다. 유기 발광 장치는 투명 기판, 투명 전극, 유기 발광층, 제1 축전 전극, 제1 축전층 및 음극을 포함한다. 투명 전극은 투명 기판 상의 일부 영역에 형성된다. 유기 발광층은 투명 전극 상에 형성된다. 제1 축전 전극은 투명 전극으로부터 소정 간격 이격되어 투명 기판 상에 형성된다. 제1 축전층은 제1 축전 전극 상에 형성된다. 음극은 투명 기판 상에서 수평 방향으로 배열된 유기 발광층 및 제1 축전층 상에 형성되며, 유기 발광층으로부터 제1 축전층까지 연결되어 형성된다.
투명 전극, 유기 발광층 및 음극을 포함하는 발광 소자에 제1 축전층 및 제1 축전 전극이 결합된 보조 전극을 접합시키므로써, 유기 발광층에 주입되는 전하량을 증가시킬 수 있다. 이에 따라, 발광 소자의 발광 효율을 향상시킬 수 있다.
유기 발광 소자, 유기 발광 장치, 전하 주입, 발광층, 전하, 축전층, 방전

Description

유기 발광 장치 및 유기 발광 소자의 제조 방법.{ORGANIC LIGHT EMITTING DEVICE AND METHOD FOR MANUFACTURING ORGANIC LIGHT EMITTING DIODE}
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 유기 발광 장치를 도시한 개략도이다.
도 2a내지 도 2d는 본 발명의 제1 실시예에 따른 유기 발광 소자의 제조 순서를 도시한 공정도들이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 유기 발광 장치를 도시한 개략도이다.
도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 유기 발광 장치를 도시한 개략도이다.
도 5는 구동 전압에 따른 전류의 세기를 비교한 그래프이다.
도 6은 구동 전압에 따른 빛의 세기를 도시하는 그래프이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100,200,300 :유기 발광 장치 50,250,350 :유기 발광 소자
41,241,341 : 발광 소자 42, 342 : 보조 음극
243,343 : 보조 양극 11,211,311 : 투명 전극
21,221,321 :유기 발광층 30,231,331 : 음극
22,222,322,323 : 축전층 90,290,390 : 전원 장치
12,232 : 축전 전극
본 발명은 유기 발광 장치 및 유기 발광 소자의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 발광효율을 증가시키기 위한 유기 발광 장치 및 유기 발광 소자의 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 유기 발광 장치는 유기 발광 소자 및 상기 유기 발광 소자에 전압을 공급하는 전원 수단을 포함한다. 유기 발광 소자는 음극과, 양극 및 상기 음극과 양극 사이에 구비된 유기 발광층을 포함한다. 상기 전원 수단으로부터 상기 음극과 양극에 전압이 인가되면, 상기 음극으로부터 제공된 전자 및 상기 양극으로부터 제공된 정공이 상기 유기 발광층으로 주입된다. 상기 유기 발광층에서는 상기 전자와 정공이 결합하여 여기자를 형성하며, 상기 여기자가 에너지를 방출하면서 발광한다.
상기 유기 발광층의 발광 효율은 상기 양극과 음극으로부터 유기 발광층에 제공된 전하의 양과, 유기 발광층 내에서 정공과 전자가 결합하여 여기자를 형성하는 비율 등에 의해 결정된다. 즉, 유기 발광층에 주입되는 전하의 양이 증가할수록 발광 효율이 향상되므로, 유기 발광층 내에 전하주입성능을 향상시키기 위한 여러 가지 방법들이 개발되고 있다.
이에 본 발명의 기술적 과제는 이러한 종래의 점에 착안한 것으로, 본 발명 의 목적은 발광 효율을 향상시키기 위한 유기 발광 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 발광 효율을 향상시키기 위한 유기 발광 소자의 제조 방법을 제공하는 것이다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위하여 제1 실시예에 따른 유기 발광 장치는 투명 기판, 투명 전극, 유기 발광층, 제1 축전 전극, 제1 축전층 및 음극을 포함한다. 상기 투명 전극은 상기 투명 기판 상의 일부 영역에 형성된다. 상기 유기 발광층은 상기 투명 전극 상에 형성된다. 상기 제1 축전 전극은 상기 투명 전극으로부터 소정 간격 이격되어 상기 투명 기판 상에 형성된다. 상기 제1 축전층은 상기 제1 축전 전극 상에 형성된다. 상기 음극은 상기 투명 기판 상에서 수평 방향으로 배열된 상기 유기 발광층 및 상기 제1 축전층 상에 형성되며, 상기 유기 발광층으로부터 상기 제1 축전층까지 연결되어 형성된다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위하여 제2 실시예에 따른 유기 발광 장치는 투명 기판, 투명 전극, 유기 발광층, 축전층, 음극 및 축전 전극을 포함한다.
상기 투명 전극은 상기 투명 기판 상에 형성된다. 상기 유기 발광층은 상기 투명 전극의 일부 영역에 형성된다. 상기 축전층은 상기 유기 발광층으로부터 소정 간격 이격하여 상기 투명 전극 상에 형성된다. 상기 음극은 상기 유기 발광층 상에 형성된다. 상기 축전 전극은 상기 축전층 상에 형성된다.
상기한 본 발명의 다른 목적을 실현하기 위하여 제1 실시예에 따른 유기 발광 소자의 제조 방법은 투명 기판 상에 투명 전극 및 상기 투명 전극으로부터 제1 방향으로 소정 간격 이격된 제1 축전 전극을 형성하는 단계와, 상기 투명 전극 상에 유기 발광층을 형성하는 단계와, 상기 제1 축전 전극 상에 제1 축전층을 형성하는 단계 및 상기 유기 발광층 및 상기 축전층 상에 상기 유기 발광층으로부터 상기 축전층까지 연결된 음극을 형성하는 단계를 포함한다.
상기한 본 발명의 다른 목적을 실현하기 위하여 제2 실시예에 따른 유기 발광 소자의 제조 방법은 투명 기판 상에 투명 전극을 형성하는 단계와, 상기 투명 전극 상의 일부 영역에 축전층을 형성하는 단계와, 상기 투명 전극 상에 상기 축전층으로부터 소정 간격 이격되도록 유기 발광층을 형성하는 단계와, 상기 유기 발광층 상에 음극을 형성하는 단계 및 상기 축전층 상에 축전 전극을 형성하는 단계를 포함한다.
이러한 유기 발광 장치 및 유기 발광 소자의 제조 방법에 의하면, 유기 발광층으로 주입되는 전하의 양을 증가시킬 수 있으므로, 발광 효율을 증가시킬 수 있다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명을 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 유기 발광 장치를 도시한 개략도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 유기 발광 장치(100)는 유기 발광 소자(50) 및 상기 유기 발광 소자(50)에 구동 전압을 인가하기 위한 전원 장치(90)를 포함한다.
유기 발광 소자(50)는 투명 기판(10), 투명 전극(11), 축전 전극(12), 유기 발광층(21), 축전층(22) 및 음극(30)을 포함한다.
상기 투명 기판(10)은 일례로 유리 기판이며, 광을 투과시킨다.
상기 투명 전극(11)은 상기 투명 기판(10) 상에 형성되며, 인듐 틴 옥사이드(Indium Tin Oxide), 인듐 징크 옥사이드(Indium Zinc Oxide) 등과 같은 투명한 도전성 물질로 형성된다.
상기 축전 전극(12)은 상기 투명 전극(11)으로부터 소정 간격 이격되어 상기 투명 기판(10) 상에 형성되며, 상기 투명 전극(10)과 동일한 재질로 동시에 형성할 수 있다. 또한, 상기 축전 전극(12)은 상기 투명 전극(10)과 다른 재질로 형성될 수도 있다.
상기 유기 발광층(21)은 상기 투명 전극(11) 상에 형성되며, 일례로, ZnS,CdS, ZnSe 등과 같은 형광체를 포함한다.
상기 축전층(22)은 상기 축전 전극(12) 상에 형성되며, 유전 물질로 형성된다. 상기 유전 물질은 유전체(dielctrics), 강유전체(ferroelectrics) 및 반강유전체(antiferroelectrics)로 이루어 질 수 있다.
즉, 상기 유기 발광층(21)과 상기 축전층(22)은 상기 투명 기판(10) 상에서 수평 방향으로 배열된다.
상기 음극(30)은 상기 유기 발광층(21) 및 상기 축전층(22)상에 형성되며, 상기 유기 발광층(21)으로부터 상기 축전층(22)까지 연결되어 형성된다. 상기 음극(30)은 도전성이 우수한 금속 재질로 형성되는 것이 바람직하다.
상기 투명 기판(10) 상에 순차적으로 적층된 투명 전극(11), 유기 발광 층(21) 및 음극(30)은 유기 발광 소자(50)의 발광 소자(41)를 구성한다. 이때, 상기 투명 전극(11)은 발광 소자(41)의 양극으로 기능한다.
상기 투명 기판(10) 상에 순차적으로 적층된 축전 전극(12), 축전층(22) 및 음극(30)은 상기 발광 소자(41)의 보조 음극(42)을 구성한다.
상기 전원 장치(90)는 상기 발광 소자(41)에 전원을 인가하기 위한 제1 전원 공급 장치(61)와, 상기 보조 음극(42)에 전원을 인가하기 위한 제2 전원 공급 장치(62) 및 상기 제1 및 제2 전원 공급 장치를 제어하는 제어 장치(70)를 포함한다.
이하, 상기 유기 발광 장치(100)의 구동 단계를 상세히 설명하도록 한다. 이때, 상기 투명 전극은 '양극'으로 표기하도록 한다.
상기 유기 발광 소자(50)의 축전 단계에서는 상기 제1 전원 공급 장치(61)로부터 상기 양극(11)과 상기 음극(30)에 동일한 전압이 인가된다. 상기 축전 전극(12)에는 상기 제2 전원 공급 장치(62)로부터 상기 음극(30)에 인가되는 전압 보다 크거나 작은 전압이 인가된다. 이에 따라, 상기 축전층(22)의 양 단에는 반대 전하가 축적된다.
이어서, 유기 발광 소자(50)의 방전 단계에서는 상기 제2 전원 공급 장치(62)로부터 상기 음극(30)과 상기 축전 전극(12)에 동일한 전압이 인가된다. 상기 양극(11)에는 상기 제1 전원 공급 장치(61)로부터, 상기 음극(30)에 인가되는 전압 보다 높은 전압이 인가된다.
이에 따라, 상기 양극(11)과 음극(30) 사이에 전위 차가 발생하므로, 상기 유기 발광층(21)에는 양극(11)으로부터 정공이 주입되고, 음극(30)으로부터 전자가 주입된다. 이때, 상기 축전층(22)의 양단에 축적되었던 전하는 상기 음극(30)의 방전을 통해 상기 유기 발광층(21)으로 주입된다.
결과적으로, 상기 음극(30)에 상기 축전층(22) 및 축전 전극(12)을 결합시켜 보조 음극(42)을 형성함으로써, 상기 음극(30)으로부터 상기 유기 발광층(21)에 주입되는 전하의 양이 증가한다.
상기 유기 발광층(21)에서는 상기 전자(electron)와 정공(hole)이 결합하여 여기자(exiton)를 형성하고, 상기 여기자가 소멸하며 빛을 방출한다.
본 발명의 제1 실시예에서는 상기 보조 음극(42)에 의해, 상기 유기 발광층(21)에 주입되는 전하의 양이 증가하므로, 상기 유기 발광층(21)에서 생성되는 여기자의 양이 증가한다. 따라서, 상기 유기 발광층(21)에서 방출되는 광량이 증가하므로, 발광 소자(41)의 발광 효율을 향상시킬 수 있다.
한편, 상기 음극(30)을 광을 차단시키는 금속 재질로 형성할 경우, 상기 유기 발광층(21)에서 발생한 광은 투명 전극으로 형성된 상기 양극(11)을 통과하여 화살표 방향으로 출사된다.
도 2a내지 도 2d는 본 발명의 제1 실시예에 따른 유기 발광 소자의 제조 순서를 도시한 공정도들이다.
도 2a를 참조하면, 투명 기판(10) 상에 투명 전극(11) 및 상기 투명 전극(11)으로부터 소정 간격 이격된 축전 전극(12)을 형성한다.
일례로, 상기 투명 전극(11) 및 축전 전극(12)은 상기 투명 기판(10) 상에 투명한 도전성 물질로 이루어진 투명 전극층(미도시)을 형성한 후, 사진-식각 공정 으로 상기 투명 전극층(미도시)을 패터닝하여 형성할 수 있다. 상기 투명 전극층은 일례로, 인듐 틴 옥사이드(Indium Tin Oxide), 인듐 징크 옥사이드(Indium Zinc Oxide) 등으로 형성할 수 있으며, 스퍼터링 방식으로 증착할 수 있다. 한편, 상기 축전 전극(12)은 상기 투명 전극(11)과 다른 재질로 형성할 수도 있다.
도 2b을 참조하면, 상기 축전 전극(12) 상에 축전층(22)을 형성한다. 상기 축전층(22)은 일례로 유전체(dielctrics), 강유전체(ferroelectrics) 및 반강유전체(antiferroelectrics)로 이루어 질 수 있다. 한편, 상기 축전층(22)의 형성 시에는 고온 공정이 수반된다.
도 2c를 참조하면, 상기 투명 전극(11)상에 유기 발광층(21)을 형성한다. 본 발명의 제1 실시예에 따르면, 상기 유기 발광층(21)과 상기 축전층(22)이 적층 구조가 아닌 수평 방향으로 배열된다. 따라서, 상기 축전층(22) 형성 공정 이후에 상기 유기 발광층(21) 형성 공정을 수행할 수 있다.
이에 따라, 고온 공정이 수반되는 상기 축전층(22)을 먼저 형성한 후에 상기 유기 발광층(21)을 형성할 수 있으므로, 고온 공정으로 인한 상기 유기 발광층(21)의 손상을 방지할 수 있다.
또한, 상술한 투명 전극(11)의 형성 시에는 투명 전극층을 증착하는 스퍼터링 공정에 의해 높은 운동 에너지를 갖는 분자가 투명 기판(10)과 충돌한다. 이러한 증착 공정이 상기 유기 발광층(21) 형성 공정 이후에 진행 될 경우, 상술한 충돌에 의해 유기 발광층(21)이 쉽게 손상될 수 있다.
본 발명의 제1 실시예에서는 유기 발광층(21)을 형성하기 이전에 상기 투명 전극(11)을 형성하므로써, 이와 같은 손상을 방지할 수 있다.
도 2d를 참조하면, 상기 유기 발광층(21)과 상기 축전층(22)이 형성된 투명 기판(10) 상에 금속층(미도시)을 형성한다. 상기 금속층은 도전성이 우수한 금속 재질로 형성하는 것이 바람직하다. 이어서, 상기 금속층(미도시)을 패터닝 하여 상기 유기 발광층(21)으로부터 상기 축전층(22)까지 연장된 음극(30)을 형성한다. 이에 따라, 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자(50)가 완성된다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 유기 발광 장치를 도시한 개략도이다.
제2 실시예에 따른 유기 발광 장치는 도 1에 도시된 제1 실시예에 따른 유기 발광 장치와 대동소이하므로, 차이점만을 상세하게 설명하도록 한다.
도 3을 참조하면, 제2 실시예에 따른 유기 발광 장치(200)는 유기 발광 소자(250) 및 상기 유기 발광 소자(250)에 전원을 인가하는 전원 장치(290)를 포함한다.
유기 발광 소자(250)는 투명 기판(210), 투명 전극(211), 유기 발광층(221), 축전층(222), 음극(231) 및 축전 전극(232)을 포함한다.
상기 투명 전극(211)은 상기 투명 기판(210) 상에 형성된다.
상기 유기 발광층(221)은 상기 투명 전극(211) 상의 일부 영역에 형성된다.
상기 축전층(222)은 상기 유기 발광층(221)으로부터 소정 간격 이격되어 상기 투명 전극(211)상에 형성된다. 즉, 상기 유기 발광층(221)과 상기 축전층(222)은 상기 투명 전극(211) 상에서 수평 방향으로 배열된다.
상기 유기 발광층(221) 상에는 음극(231)이 형성된다. 상기 음극(231)은 일 례로, 도전성이 우수한 금속 재질로 형성된다.
상기 축전층(222) 상에는 축전 전극(232)이 형성된다. 상기 축전 전극(232)은 일례로, 상기 음극(231)과 동일 재질로 동시에 형성된다. 상기 축전 전극(232)은 상기 음극(231)과 다른 재질로 형성될 수도 있다.
상기 투명 기판(210) 상에 순차적으로 적층된 투명 전극(211), 유기 발광층(221) 및 음극(231)은 유기 발광 소자(250)의 발광 소자(241)를 구성한다. 이때, 상기 투명 전극(211)은 발광 소자(241)의 양극으로 기능한다.
상기 투명 기판(210) 상에 순차적으로 적층된 투명 전극(211), 축전층(222) 및 축전 전극(232)은 상기 발광 소자(241)의 보조 양극(243)을 구성한다.
상기 전원 장치(290)는 일례로, 상기 발광 소자(241)에 전원을 인가하기 위한 제1 전원 공급 장치(261)와, 상기 보조 양극(243)에 전원을 인가하기 위한 제2 전원 공급 장치(262) 및 상기 제1 및 제2 전원 공급 장치(261,262)를 제어하는 제어 장치(270)를 포함한다.
이하, 상기 유기 발광 장치(200)의 구동 방법을 상세히 설명하도록 한다. 이때, 상기 투명 전극(211)은 '양극'으로 표기하도록 한다.
상기 유기 발광 소자(250)의 축전 단계에서, 상기 제1 전원 공급 장치(261)는 상기 양극(211)과 상기 음극(231)에 동일한 전압을 인가한다. 이때, 상기 제2 전원 공급 장치(262)는 상기 축전 전극(232)에 상기 양극(211)에 인가되는 전압 보다 높거나 낮은 전압을 인가한다. 이에 따라, 상기 축전층(222)의 양 단에는 반대 전하가 각각 축적된다.
유기 발광 소자(250)의 방전 단계에서, 상기 제2 전원 공급 장치(262)는 상기 양극(211)과 상기 축전 전극(232)에 동일한 전압을 인가한다. 이때, 상기 음극(231)에는 상기 제1 전원 공급 장치(261)로부터 상기 양극(211)에 인가되는 전압보다 낮은 전압이 인가된다.
이에 따라, 상기 양극(211)과 음극(231) 사이에 전위 차가 발생하므로, 상기 양극(211)과 음극(231)의 전하가 상기 유기 발광층(221)으로 방전된다. 이때, 상기 축전층(222)의 양단에 축적되었던 전하는 상기 양극(211)의 방전을 통해 상기 유기 발광층(221)으로 주입된다.
결과적으로, 상기 양극(211)에 상기 축전층(222) 및 축전 전극(232)을 결합시켜 보조 양극(243)을 형성함으로써, 상기 양극(211)으로부터 상기 유기 발광층(221)에 주입되는 전하의 양이 증가한다.
이에 따라, 상기 유기 발광층(221)에서 생성되는 여기자의 양이 증가하므로, 발광 소자(250)의 발광 효율을 향상시킬 수 있다.
한편, 상기 음극(231)이 금속 재질로 형성되어 광을 차단할 경우, 상기 유기 발광층(221)에서 발생한 광은 투명 전극으로 형성된 상기 양극(211)을 통과하여 화살표 방향으로 출사된다.
이하, 본 발명의 제2 실시예에 따른 유기 발광 소자의 제조 방법을 설명하도록 한다.
제2 실시예에 따른 유기 발광 소자의 제조 방법은 제1 실시예와 대동 소이하므로, 공정도는 생략하고 도 3을 참조하여 설명하도록 한다.
먼저, 투명 기판(210) 상에 투명 전극(211)을 형성한다. 이어서, 상기 투명 전극(211) 상의 일부 영역에 축전층(222)을 형성한다. 상기 축전층(222)의 형성 시에는 고온 공정이 수반된다. 다음으로, 상기 투명 전극(211) 상에 상기 축전층(222)으로부터 소정 간격 이격되도록 유기 발광층(221)을 형성한다. 이와 같이, 상기 축전층(222)과 상기 유기 발광층(221)이 투명 기판(210) 상에서 수평 방향으로 배열되므로, 고온의 공정이 수반되는 축전층(222) 형성 공정을 수행한 후에 상기 유기 발광층(221)을 형성할 수 있다. 따라서, 고온 공정으로 인한 유기 발광층(221)의 손상을 방지할 수 있다.
다음으로, 상기 유기 발광층(221) 상에 음극(231)을 형성하고, 상기 축전층(222) 상에 축전 전극(232)을 형성한다. 상기 음극(231)과 상기 축전 전극(232)은 동일 재질로 동시에 형성할 수 있다. 일례로, 상기 음극(231) 및 축전 전극(232)은 상기 유기 발광층(221) 및 축전층(232)이 형성된 투명 기판(210) 상에 도전성이 우수한 금속층(미도시)을 형성하고, 상기 금속층을 사진-식각 공정으로 패터닝하여 형성할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 제2 실시예에 따른 유기 발광 소자(250)가 완성된다.
도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 유기 발광 장치를 도시한 개략도이다.
도 4를 참조하면, 유기 발광 장치(300)는 유기 발광 소자(350) 및 상기 유기 발광 소자(350)에 전원을 인가하는 전원 장치(390)를 포함한다.
상기 유기 발광 소자(350)는 투명 기판(310), 투명 전극(311), 제1 축전 전극(312), 유기 발광층(321), 제1 축전층(322), 제2 축전층(323), 음극(331) 및 제2 축전 전극(332)을 포함한다.
상기 투명 전극(311)은 상기 투명 기판(310) 상에 형성되며, 인듐 틴 옥사이드, 인듐 징크 옥사이드 등과 같은 투명한 도전성 물질로 형성된다.
상기 제1 축전 전극(312)은 상기 투명 전극(311)으로부터 소정 간격 이격되어 상기 투명 기판(310) 상에 형성되며, 상기 투명 전극(311)과 동일한 재질로 동시에 형성될 수 있다. 또한, 상기 제1 축전 전극(312)은 상기 투명 전극(311)과 다른 재질로 형성될 수도 있다.
상기 유기 발광층(221)은 상기 투명 전극(311)의 일부 영역 상에 형성되며, 상기 제1 축전 전극(312)과 인접하게 배치된다.
상기 제1 축전층(322)은 상기 제1 축전 전극(312) 상에 형성된다.
상기 제2 축전층(323)은 상기 유기 발광층(321)으로부터 소정 간격 이격되어 상기 투명 전극(311) 상에 형성된다. 즉, 상기 유기 발광층(321)의 일측부에는 상기 제1 축전층(322)이 배치되고, 타측부에는 상기 제2 축전층(323)이 배치된다.
따라서, 상기 유기 발광층(321), 제1 축전층(322) 및 제2 축전층(323)은 투명 기판(310) 상에서 수평 방향으로 배열된다.
상기 음극(331)은 상기 유기 발광층(321) 및 상기 제1 축전층(322) 상에 형성되며, 상기 유기 발광층(321)으로부터 상기 제1 축전층(322)까지 연장되어 형성된다. 상기 음극(331)은 일례로, 도전성이 우수한 금속 재질로 형성된다.
상기 제2 축전 전극(332)은 상기 제2 축전층(323) 상에 형성된다. 상기 제2 축전 전극(332)은 일례로, 상기 음극(331)과 동일 재질로 동시에 형성된다. 또한, 상기 제2 축전 전극(332)은 상기 음극(331)과 다른 재질로 형성될 수도 있다.
상기 투명 기판(310) 상에 순차적으로 적층된 투명 전극(311), 유기 발광층(321) 및 음극(331)은 유기 발광 소자(350)의 발광 소자(341)를 구성한다. 이때, 상기 투명 전극(311)은 발광 소자(341)의 양극으로 기능한다.
상기 투명 기판(310) 상에 순차적으로 적층된 제1 축전 전극(312), 제1 축전층(322) 및 음극(331)은 상기 발광 소자(341)의 보조 음극(342)을 구성한다.
상기 투명 기판(310) 상에 순차적으로 적층된 투명 전극(311), 제2 축전층(323) 및 제2 축전 전극(332)은 상기 발광 소자(341)의 보조 양극(343)을 구성한다.
상기 전원 장치(390)는 일례로, 상기 발광 소자(341)에 전원을 인가하기 위한 제1 전원 공급 장치(361)와, 상기 보조 음극(342)에 전원을 인가하기 위한 제2 전원 공급 장치(362)와, 상기 보조 양극(343)에 전원을 인가하기 위한 제3 전원 공급 장치(363) 및 상기 제1, 제2 및 제3 전원 공급 장치(361,362,363)를 제어하는 제어 장치(370)를 포함한다.
이하, 상기 유기 발광 장치(300)의 구동 방법을 설명하도록 한다. 이하에서는 상기 투명 전극(311)은 '양극'으로 표기하도록 한다.
유기 발광 소자(350)의 축전 단계에서, 상기 제1 전원 공급 장치(361)는 구동시키지 않는다. 제2 전원 공급 장치(362)는 상기 제1 축전 전극(312)에 제1 전압을 인가하고, 상기 음극(331)에 상기 제1 전압보다 낮은 제2 전압을 인가한다.
따라서, 제1 축전층(322)의 양단에는 서로 다른 전하가 축적된다.
상기 제3 전원 공급 장치(363)은 상기 양극(311)에 상기 제2 전압을 인가하고, 상기 제2 축전 전극(332)에 상기 제1 전압을 인가한다. 이에 따라, 상기 제2 축전층(323)의 양단에는 서로 다른 전하가 축적된다. 한편, 상기 양극(311)과 음극(331)에는 동일한 전위가 유지되므로 방전이 일어나지 않는다.
상기 축전 단계에 의해 상기 보조 음극(342)과, 보조 양극(343)에 충분한 양의 전하가 축적되면, 방전 단계를 진행한다.
유기 발광 소자(350)의 방전 단계에서, 상기 제2 및 제3 전원 공급 장치(362,363)는 구동시키지 않는다. 상기 제1 전원 공급 장치(361)는 상기 양극(311)에 제3 전압을 인가하고, 상기 음극(331)에는 상기 제3 전압보다 낮은 제4 전압을 인가한다.
따라서, 축전 단계에서 같은 전위로 유지되었던 상기 양극(311)과 음극(331) 사이에 전위 차가 발생하므로, 상기 양극(311)과 음극(331)의 전하가 상기 유기 발광층(321)으로 방전된다. 이때, 상기 보조 음극(342) 및 보조 양극(343)에 축적되었던 전하는 상기 양극(311) 및 음극(331)의 방전을 통해 상기 유기 발광층(321)으로 주입된다.
결과적으로, 상기 발광 소자(341)에 상기 보조 음극(342) 및 보조 양극(343)을 결합시킴으로써, 상기 유기 발광층(321)에 주입되는 전하의 양이 증가한다.
이에 따라, 상기 유기 발광층(321)에서 생성되는 여기자의 양이 증가하므로, 유기 발광 소자(350)의 발광 효율을 향상시킬 수 있다.
한편, 상기 음극(331)은 금속 재질로 형성되어 광을 차단하므로, 상기 유기 발광층(321)에서 발생한 광은 투명 전극으로 형성된 상기 양극(311) 통과하여 화살표 방향으로 출사된다.
이하, 제3 실시예에 따른 유기 발광 소자의 제조 방법을 설명하도록 한다.
제3 실시예에 따른 유기 발광 소자의 제조 방법은 상기 제1 실시예에 따른 유기 발광 소자의 제조 방법과 대동 소이하므로 이에 대한 공정도는 생략하고, 도 4를 참조하여 설명하도록 한다.
도 4를 참조하면, 제3 실시예에 따른 유기 발광 소자(350) 역시 유기 발광 층(321), 제1 축전층(322) 및 제2 축전층(323)이 투명 기판(310) 상에서 수평 방향으로 배열된다. 따라서, 상기 제1 및 제2 축전층(322,323)을 형성한 후에 상기 유기 발광층(321)을 형성할 수 있으므로, 상기 제1 및 제2 축전층(322,323)의 형성 중에 수반되는 고온 공정으로 인한 유기 발광층(321)의 손상을 방지할 수 있다.
또한, 투명 기판(310) 상에 상기 투명 전극(311)을 먼저 형성하고, 그 이후에 상기 유기 발광층(321)이 적층되므로, 투명 전극(311) 형성을 위한 증착 공정 중에 발생할 수 있는 유기 발광층(321)의 손상이 방지된다. 이에 따라, 유기 발광 소자(350)의 특성 저하를 억제할 수 있다. 음극(331) 및 제2 축전 전극(332)은 상기 유기 발광층(321)을 형성한 다음 상기 유기 발광층(321)
도 5는 구동 전압에 따른 전류의 세기를 비교한 그래프이다.
도 5에서, 비교예는 보조 전극(보조 음극 내지는 보조 양극)을 적용하지 않은 유기 발광 소자의 구동 전압에 따른 전류의 세기를 나타낸다. 실시예는 보조 전극을 적용한 유기 발광 소자의 구동 전압에 따른 전류의 세기를 나타낸다.
도 5를 참조하면, 보조 전극을 적용하지 않은 비교예에 비해, 보조 전극을 적용한 실시예의 전류 밀도가 향상됨을 확인할 수 있다.
도 6은 구동 전압(V)에 따른 빛의 세기(cd/㎡)를 도시하는 그래프이다.
도 6에서, 비교예는 보조 전극(보조 음극 내지는 보조 양극)을 적용하지 않은 유기 발광 소자의 구동 전압에 따른 빛의 세기를 나타낸다. 실시예는 보조 전극을 적용한 유기 발광 소자의 구동 전압에 따른 빛의 세기를 나타낸다.
도 6을 참조하면, 보조 전극을 적용한 실시예의 휘도가 비교예의 휘도 보다 증가함을 확인할 수 있다. 따라서, 실시예의 유기 발광 소자는 비교예의 유기 발광 소자보다 낮은 구동 전압으로 동일한 수준의 휘도를 얻을 수 있다.
유기 발광 소자에 보조 전극을 적용함에 따라 구동 전압을 낮출 수 있으므로 유기 발광 소자의 수명을 연장시킬 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 유기 발광 소자에 보조 음극 및 보조 양극과 같은 보조 전극을 접합시키므로써, 유기 발광층으로 주입되는 전하의 양을 증가시킬 수 있다. 이에 따라, 유기 발광 소자의 발광 효율을 증가시킬 수 있다.
또한, 유기 발광층과 축전층이 투명 기판 상에서 수평 방향으로 배치되므로, 고온 공정이 수반되는 축전층 형성 공정 이후에 유기 발광층을 형성할 수 있다. 따라서, 고온 공정으로 인한 유기 발광층의 손상을 방지할 수 있으므로, 유기 발광 소자의 특성 저하를 억제할 수 있다.
이상에서는 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업 자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (18)

  1. 투명 기판;
    상기 투명 기판 상의 일부 영역에 형성된 투명 전극;
    상기 투명 전극 상에 형성된 유기 발광층;
    상기 투명 전극으로부터 소정 간격 이격되어 상기 투명 기판 상에 형성된 제1 축전 전극;
    상기 제1 축전 전극 상에 형성된 제1 축전층; 및
    상기 투명 기판 상에서 수평 방향으로 배열된 상기 유기 발광층 및 상기 제1 축전층 상에 형성되며, 상기 유기 발광층으로부터 상기 제1 축전층까지 연결되어 형성된 음극을 포함하는 유기 발광 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 투명 전극, 상기 제1 축전전극 및 상기 음극에 전원을 인가하기 위한 전원 장치를 포함하는 유기 발광 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 전원 장치는 상기 유기 발광 장치의 축전 단계에 맞추어 상기 투명 전극과 상기 음극에는 제1 전압을 인가하고, 상기 제1 축전 전극에는 상기 제1 전압보다 높거나 낮은 제2 전압을 인가하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 전원 장치는 상기 유기 발광 장치의 방전 단계에 맞추어 상기 제1 축전 전극과 상기 음극에는 제3 전압을 인가하고, 상기 투명 전극에는 상기 제3 전압보다 높은 제4 전압을 인가하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제1 축전층은 상기 유기 발광층의 일측부에 배치되는 것을 특징으로 하는 유기 발광 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 유기 발광층으로부터 소정 간격 이격되어 상기 투명 전극 상에 형성되며, 상기 유기 발광층의 타측부에 배치되는 제2 축전층; 및
    상기 제2 축전층 상에 형성된 제2 축전 전극을 더 포함하는 유기 발광 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 투명 전극, 상기 제1 축전 전극, 상기 음극 및 상기 제2 축전 전극에 구동 전압을 인가하기 위한 전원 장치를 포함하는 유기 발광 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 전원 장치는 상기 유기 발광 장치의 축전 단계에 맞추어, 상기 제1 및 제2 축전 전극에는 제1 전압을 인가하고, 상기 음극과 투명 전극에는 상기 제1 전압보다 낮은 제2 전압을 인가하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 전원 장치는 상기 유기 발광 장치의 방전 단계에 맞추어, 상기 제1 축전 전극과 상기 음극에는 제3 전압을 인가하고, 상기 투명 전극과 상기 제2 축전 전극에는 상기 제3 전압 보다 높은 제4 전압을 인가하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 장치.
  10. 제1항에 있어서, 상기 음극은 광을 차단하는 금속 재질로 형성된 것을 특징으로 하는 유기 발광 장치.
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 투명 기판 상에 투명 전극 및 상기 투명 전극으로부터 제1 방향으로 소정 간격 이격된 제1 축전 전극을 형성하는 단계;
    상기 투명 전극 상에 유기 발광층을 형성하는 단계;
    상기 제1 축전 전극 상에 제1 축전층을 형성하는 단계; 및
    상기 유기 발광층 및 상기 제1 축전층 상에 상기 유기 발광층으로부터 상기 제1 축전층까지 연결된 음극을 형성하는 단계를 포함하는 유기 발광 소자의 제조 방법.
  16. 제15항에 있어서, 상기 제1 축전층을 형성하는 단계는
    상기 투명 전극 상에, 상기 유기 발광층으로부터 제2 방향으로 소정 간격 이격된 제2 축전층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자의 제조 방법.
  17. 제16항에 있어서, 상기 음극을 형성하는 단계는
    상기 제2 축전층 상에 제2 축전 전극을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자의 제조 방법.
  18. 삭제
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