유기 복사 방출 소자 및 유기 복사 방출 소자의 제조 방법(ORGENIC RADIATION-EMITTING COMPONENT AND METHOD FOR PRODUCING AN ORGANIC RADIATION-EMITTING COMPONENT)

(19) 대한민국특허청(KR)
(12) 등록특허공보(B1)
(45) 공고일자 2015년11월27일
(11) 등록번호 10-1572710
(24) 등록일자 2015년11월23일
(51) 국제특허분류(Int. Cl.)
H01L 51/50 (2006.01)
(21) 출원번호 10-2011-7012383
(22) 출원일자(국제) 2009년10월22일
심사청구일자 2014년08월22일
(85) 번역문제출일자 2011년05월30일
(65) 공개번호 10-2011-0091715
(43) 공개일자 2011년08월12일
(86) 국제출원번호 PCT/DE2009/001487
(87) 국제공개번호 WO 2010/048927
국제공개일자 2010년05월06일
(30) 우선권주장
10 2008 054 219.9 2008년10월31일 독일(DE)
(56) 선행기술조사문헌
JP2000243572 A
JP2007123865 A
JP2008529205 A
JP2010504606 A
(73) 특허권자
오스람 오엘이디 게엠베하
독일 레겐스부르크 베르너베르크슈트라쎄 2 (우:
93049)
(72) 발명자
가르다이츠, 크리스토프
독일, 93051 레겐스부르그, 비스초프-코날드-스트
라쎄. 2
크라우스, 랄프
독일, 91058 얼랑겐, 라티보오라스트라쎄 10
(뒷면에 계속)
(74) 대리인
김태홍, 김진회
전체 청구항 수 : 총 15 항 심사관 : 이옥우
(54) 발명의 명칭 유기 복사 방출 소자 및 유기 복사 방출 소자의 제조 방법
(57) 요 약
유기 복사 방출 소자가 제공되며, 상기 소자는 특히 제1전극(1) 및 상기 제1전극(1)의 전기 접촉을 위해 제1전극
에 포함된 전기 접촉 영역(10), 상기 제1전극(1)상에 위치한 제1유기 기능층(31), 제1유기 기능층(31)상에 위치
하며 구동 시 전자기 복사를 방출하기에 적합한 적어도 하나의 유기 활성 영역(4) 및 상기 활성 영역(4)상에 위
치한 제2전극(2)을 포함하고, 이때 제1유기 기능층(31)은 각각 제1전기 전도도를 가진 제1물질(51) 및 제2전기
전도도를 가진 제2물질(52)을 함유하면서 래터럴 배치된 복수 개의 부분 영역들(30)을 포함하고, 상기 제2전기
전도도는 제1전기 전도도보다 크며, 상기 제1유기 기능층(31)의 부분 영역들(30)에서 제1물질(51)의 분량에 대한
제2물질(52)의 분량간의 비율은 상기 제1전기 접촉 영역(10)과의 래터럴 간격에 따라 달라진다. 또한, 유기 복사
방출 소자의 제조 방법이 제공된다.
대 표 도 - 도5
등록특허 10-1572710
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(72) 발명자
슈미드, 군터
독일, 91334 헴호펜, 란게 스트라쎄 13
세이델, 스테판
독일, 니텐도르프 93152, 베른슈타인스트라쎄 12
바이스, 올리버
독일, 69221 도센하임, 슐스트라쎄 1
수호넨, 리카
핀란드, 90630 올루, 벨스커린타이 6 비6
니이더마이어, 울리히
독일, 94339 레이블핑, 오버월팅 61, 독일
등록특허 10-1572710
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명 세 서
청구범위
청구항 1
유기 복사 방출 소자에 있어서,
제1 전극(1)으로서, 이 제1 전극(1)의 전기 접촉을 위한 제1 전기 접촉 영역(10)을 포함하는 제1 전극(1);
상기 제1 전극(1) 상에 위치한 제1 유기 기능층(31);
상기 제1 유기 기능층(31) 상에 위치하며, 구동 시 전자기 복사를 방출하기에 적합한 적어도 하나의 유기 활성
영역(4); 및
상기 활성 영역(4) 상에 위치한 제2 전극(2)
을 포함하고,
상기 제1 유기 기능층(31)은 제1 전기 전도도를 가진 제1 물질(51) 및 제2 전기 전도도를 가진 제2 물질(52)을
각각 함유하면서 래터럴 배치된 복수 개의 부분 영역들(30)을 포함하고,
상기 제2 전기 전도도는 상기 제1 전기 전도도보다 크며,
상기 제1 유기 기능층(31)의 부분 영역들(30)에서 상기 제1 물질(51)의 분량에 대한 제2 물질(52)의 분량의 비
율은 상기 제1 전기 접촉 영역(10)과의 래터럴 간격에 따라 달라지고,
상기 제1 유기 기능층(31)의 각 부분 영역(30)은 제1 및 제2 물질(51, 52)을 함유한 제1 기능 영역(35), 및 제1
물질(51)을 함유한 제2 기능 영역(36)을 포함하며,
상기 제1 물질(51)과의 비율에 있어서 상기 제2 물질(52)의 체적 농도는 상이한 부분 영역들(30)의 제1 기능 영
역(35)에서 동일하며,
상기 부분 영역들(30)의 제2 기능 영역(36)은 상기 제2 물질(52)을 포함하지 않는 것을 특징으로 하는 유기 복
사 방출 소자.
청구항 2
제 1 항에 있어서,
상기 제1 물질(51)의 분량에 대한 제2 물질(52)의 분량의 비율은 상기 제1 전기 접촉 영역(10)에 대한 래터럴
간격이 증가하면서 커지는 것을 특징으로 하는 유기 복사 방출 소자.
청구항 3
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 제1 유기 기능층(31)의 각 부분 영역(30)은, 상기 부분 영역 내에서, 상기 제1 물질(51)에 균일하게 분포
된 상기 제2 물질(52)을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 복사 방출 소자.
청구항 4
삭제
청구항 5
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 제1 기능 영역(35)은 제1 체적을 가지고, 상기 제2 기능 영역(36)은 제2 체적을 가지며,
상기 제2 체적에 대한 상기 제1 체적의 비율은 상기 제1 전기 접촉 영역(10)과의 래터럴 간격이 증가하면서 커
지는 것을 특징으로 하는 유기 복사 방출 소자.
등록특허 10-1572710
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청구항 6
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 제1 물질(51)은 전기 전도성 유기 매트릭스 물질을 포함하며,
상기 제2 물질(52)은 도펀트로서 상기 제1 물질(51)에 삽입되는 것을 특징으로 하는 유기 복사 방출 소자.
청구항 7
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 제1 및 제2 물질(51, 52)은 함께 전하 수송 착물을 형성하는 것을 특징으로 하는 유기 복사 방출 소자.
청구항 8
제 7 항에 있어서,
상기 전하 수송 착물은 상기 활성 영역(4)에서 생성된 전자기 복사에 대하여 적어도 부분적으로 투과적인 것을
특징으로 하는 유기 복사 방출 소자.
청구항 9
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 제1 유기 기능층(31)과 상기 활성 영역(4) 사이에 상기 제1 물질(51)을 함유한 제2 유기 기능층(32)이 배
치되고, 상기 제2 유기 기능층은 상기 제2 물질(52)을 포함하지 않으며 상기 활성 영역(4)에 직접 접하는 것을
특징으로 하는 유기 복사 방출 소자.
청구항 10
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 제1 유기 기능층(31)은 정공 수송층 및/또는 전자 수송층으로서 형성되는 것을 특징으로 하는 유기 복사
방출 소자.
청구항 11
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 제2 전극(2)은 상기 제2 전극(2)의 전기 접촉을 위한 제2 전기 접촉 영역(20)을 포함하고,
상기 활성 영역(4)과 상기 제2 전극(2) 사이에 제3 유기 기능층(33)이 배치되며,
상기 제3 유기 기능층(33)은 제3 전기 전도도를 가진 제3 물질(53) 및 제4 전기 전도도를 가진 제4 물질(54)을
각각 함유하면서 래터럴 배치된 복수 개의 부분 영역들(30)을 포함하고,
상기 제4 전기 전도도는 제3 전기 전도도보다 크며,
상기 제3 유기 기능층(33)의 부분 영역들(30)에서 상기 제3 물질(53)의 분량에 대한 제4물질(54)의 분량의 비율
은 상기 제1 전기 접촉 영역(10)과의 래터럴 간격에 따라 달라지고, 그리고/또는 상기 제2 전기 접촉 영역(20)
과의 래터럴 간격에 따라 달라지는 것을 특징으로 하는 유기 복사 방출 소자.
청구항 12
제 1 항 또는 제 2 항에 따른 유기 복사 방출 소자의 제조 방법에 있어서,
A) 제1 전기 접촉 영역(10)을 포함한 제1 전극(1)을 제공하는 단계;
B) 제1 및 제2 물질(51, 52)을 함유하면서 래터럴 배치된 복수 개의 부분 영역들(30)을 포함하는 제1 유기 기능
층(31)을 마련하는 단계;
C) 상기 제1 유기 기능층(31) 상에 상기 활성 영역(4)을 마련하는 단계; 및
D) 상기 활성 영역(4) 상에 제2 전극(2)을 마련하는 단계
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를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 복사 방출 소자의 제조 방법.
청구항 13
제 12 항에 있어서,
상기 B 단계에서 상기 제1 및 제2 물질(51, 52)은, 상기 제1 물질(51)의 분량에 대한 상기 제2 물질(52)의 분량
의 비율이 상기 제1 전기 접촉 영역(10)과의 간격이 증가하면서 커지도록 마련되는 것을 특징으로 하는 유기 복
사 방출 소자의 제조 방법.
청구항 14
제 12 항에 있어서,
상기 B 단계에서 상기 제2 물질(52)은 조절 가능한 구멍(aperture)을 이용하여 마련되는 것을 특징으로 하는 유
기 복사 방출 소자의 제조 방법.
청구항 15
제 14 항에 있어서,
상기 조절 가능한 구멍은 핀홀인 것을 특징으로 하는 유기 복사 방출 소자의 제조 방법.
청구항 16
유기 복사 방출 소자의 제조 방법에 있어서,
A) 제1 전극(1)의 전기 접촉을 위한 제1 전기 접촉 영역(10)을 포함하는 제1 전극(1)을 제공하는 단계;
B) 제1 및 제2 물질(51, 52)을 함유하면서 래터럴 배치된 복수 개의 부분 영역들(30)을 포함하는 제1 유기 기능
층(31)을 마련하는 단계;
C) 구동 시 전자기 복사를 방출하기에 적합한 적어도 하나의 유기 활성 영역(4)을 상기 제1 유기 기능층(31) 상
에 마련하는 단계; 및
D) 상기 활성 영역(4) 상에 제2 전극(2)을 마련하는 단계
를 포함하고,
상기 제1 유기 기능층(31)은 제1 전기 전도도를 가진 제1 물질(51) 및 제2 전기 전도도를 가진 제2 물질(52)을
각각 함유하면서 래터럴 배치된 복수 개의 부분 영역들(30)을 포함하고,
상기 제2 전기 전도도는 상기 제1 전기 전도도보다 크며,
상기 제1 유기 기능층(31)의 부분 영역들(30)에서 상기 제1 물질(51)의 분량에 대한 상기 제2 물질(52)의 분량
의 비율은 상기 제1 전기 접촉 영역(10)과의 래터럴 간격에 따라 달라지고,
상기 B 단계에서 상기 제2 물질(52)은 조절 가능한 구멍을 이용하여 마련되는 것을 특징으로 하는 유기 복사 방
출 소자의 제조 방법.
발명의 설명
기 술 분 야
본 특허 출원은 독일 특허 출원 10 2008 054219.9에 기초한 우선권을 주장하며, 그 공개 내용은 참조로 포함된[0001]
다.
유기 복사 방출 소자 및 유기 복사 방출 소자의 제조 방법이 이하에 제공된다.[0002]
배 경 기 술
조명 목적으로서 유기 발광다이오드(OLED)를 사용하는 것에 관하여 점차 논의가 증가하고 있다. 이를 위해 대면[0003]
적 전극을 포함한 대면적 OLED 소자가 사용되어야 한다. 그런데, 이와 같은 OLED 소자는 일반적으로, 특히 OLED
등록특허 10-1572710
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소자가 대면적 투명 전극을 포함할 경우에 상기 대면적 전극의 전기 전도도가 매우 제한적이라는 문제가 있다.
물질 조건적으로 한정되는 전도도에 의해 OLED 면에 걸쳐 전류 공급이 비균일하게 되는데, 공급 전압이 전극의
면에 걸쳐 래터럴로 감소하기 때문이다. 따라서, OLED 중앙 영역에 비해 테두리 영역은 전하 캐리어 공급이 더
욱 양호한데, 전압 강하는 전극의 연장 방향을 따라 일어나기 때문이다. 이러한 비균일한 전류 분포는 OLED의
휘도 분포에서 드러나고, OLED의 중심쪽으로 가면서 밝기가 강하게 감소하며, 이를 소위 욕조 효과(bathtub
effect)라고 한다.
공지된 대면적 OLED에서, 예컨대 OLED의 테두리와 중심 사이에서 이미 10 내지 20%의 밝기차가 있으면 외부로[0004]
보이는 상에 부정적으로 작용한다. 투명한 대면적 전극의 두께가 두꺼워지면 전도도가 증가하긴 하나, 이로 인
하여 전극의 투명도 및 OLED에서 생성된 광의 아웃커플링 효율이 감소할 것이다. 더욱이, 두꺼운 전극은 비용
집약적이다.
발명의 내용
해결하려는 과제
특정한 실시예의 적어도 하나의 과제는 적어도 하나의 유기 기능층을 포함한 유기 복사 방출 소자를 제공하는[0005]
것이다. 또한, 특정한 실시예의 과제는 이러한 유기 복사 방출 소자의 제조 방법을 제공하는 것이다.
과제의 해결 수단
상기 과제는 독립 청구항의 특징들을 포함한 물건 및 방법에 의하여 해결된다. 물건 및 방법의 유리한 실시예[0006]
및 발전예는 이하의 설명 및 도면으로부터도 도출된다.
일 실시예에 따른 유기 복사 방출 소자는 특히[0007]
- 제1 전극의 전기 접촉을 위하여 제1 전기 접촉 영역을 포함하는 제1 전극[0008]
- 제1 전극상에 위치한 제1 유기 기능층[0009]
- 제1 유기 기능층상에 위치하며 구동 시 전자기 복사를 방출하기에 적합한 적어도 하나의 유기 활성 영역, 및[0010]
- 활성 영역상에 위치한 제2 전극을 포함하고,[0011]
이때[0012]
- 제1 유기 기능층은 제1 전기 전도도를 가진 제1 물질 및 제2 전기 전도도를 가진 제2 물질을 각각 포함하며[0013]
래터럴 배치된 복수 개의 부분 영역들을 구비하고,
- 상기 제2 전기 전도도는 제1 전기 전도도보다 크며, 그리고[0014]
- 상기 제1 유기 기능층의 부분 영역들에서 제2 물질 분량(share) 대 제1 물질 분량 간의 비율은 제1 전기 접촉[0015]
영역과의 래터럴 간격에 따라 달라진다.
하나의 층 또는 하나의 부재가 다른 층 또는 다른 부재의 "상" 또는 "상부"에 배치되거나 적층되어 있다는[0016]
것은, 여기서 그리고 이하에서, 상기 하나의 층 또는 하나의 부재가 상기 다른 층 또는 다른 부재상에서 직접적
인 기계적 및/또는 전기적 접촉을 하면서 직접 배치되어 있음을 의미할 수 있다. 또한, 상기 하나의 층 또는 하
나의 부재가 간접적으로 상기 다른 층 또는 다른 부재의 상에 또는 상부에 배치되어 있음을 의미할 수도 있다.
이때, 부가적인 층들 및/또는 부재들이 상기 하나의 층과 다른 층 사이에 또는 상기 하나의 부재와 다른 부재
사이에 배치되어 있을 수 있다.
하나의 층 또는 하나의 부재가 2개의 다른 층들 또는 부재들의 "사이에" 배치되어 있다는 것은, 여기서 그리고[0017]
이하에서, 상기 하나의 층 또는 하나의 부재가 상기 2개의 다른 층 또는 부재 중 하나와 직접적인 기계적 및/또
는 전기적 접촉을 하면서 또는 간접적인 접촉을 하면서, 그리고 상기 2개의 다른 층 또는 부재 중 다른 하나와
직접적인 기계적 및/또는 전기적 접촉을 하면서 또는 간접적인 접촉을 하면서 직접 배치되어 있는 것을 의미할
수 있다. 이때, 간접적인 접촉 시, 부가적 층 및/또는 부재가 상기 하나의 층과 상기 2개의 다른 층 중 적어도
하나와의 사이에 또는 상기 하나의 부재와 상기 2개의 다른 부재 중 적어도 하나와의 사이에 배치되어 있을 수
있다.
"복사", "전자기 복사" 및 "광"이란 명칭은, 여기서 그리고 이하에서, 적외선 파장 영역으로부터 자외선 파장[0018]
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영역에 이르기까지 적어도 하나의 파장 또는 스펙트럼 성분을 포함한 전자기 복사를 의미한다. 특히, 적외선광,
가시광선 및/또는 자외선광이라고 할 수 있다.
전극의 전기적 접촉 또는 전기적 연결을 위한 "전기적 접촉 영역"은, 여기서 그리고 이하에서, 예컨대 전기적[0019]
공급 라인, 도전로, 전기적 연결 패드, 접촉 와이어 및/또는 본딩 패드를 포함하거나 그것일 수 있고, 전극을
전압 공급부 및/또는 전류 공급부에 전기적으로 연결하기에 적합할 수 있다. 이때, 전기적 접촉 영역은 전극의
일부로 형성될 수 있다. 특히, 전기 접촉 영역은 상기 전기 접촉 영역과 유기 기능층, 예컨대 앞서 언급한 제1
유기 기능층 또는 이하에 언급하고 설명하는 유기 기능층 중 하나와의 사이에 직접적인 전기 접촉이 없도록 배
치될 수 있다. 전기적 접촉 영역은 특히 래터럴 방향에서 제1 기능층의 옆에 배치될 수 있다. 이는 특히, 전극
의 전기 접촉을 위한 전기 접촉 영역이 상기 전극하고만 직접적인 전기 접촉을 한다는 것을 의미할 수 있다.
여기서 그리고 이하에서, "층"은 명시적으로 다르게 기술되지 않는 한, 그 규격이 2개의 주 연장 방향을 포함한[0020]
주 연장 방향 및 두께 또는 높이로 특징지워지는 부재를 의미할 수 있으며, 이때 두께 또는 높이는 적어도 하나
의 주 연장 방향보다 작고, 바람직하게는 두 개의 주 연장 방향보다 작다.
여기서 그리고 이하에서, "래터럴"은 방향일 뿐만 아니라 2개 부재 사이의 상대적 배열을 의미할 수 있고, 상기[0021]
2개의 부재는 적어도 하나의 주 연장 방향에 대해 평행하고 더욱 바람직하게는 제1 및 제2 전극과 유기 기능층
의 주 연장면에 대해 평행하다. 래터럴 방향은 제1 전극, 제1 유기 기능층, 활성 영역 및 제2 전극이 서로 포개
어져 이룬 배열 방향에 대해 수직일 수 있다. 이러한 의미에서, "포개어진"은 여기서 그리고 이하에서 전극 및
유기 복사 방출 소자의 다른 층들의 주 연장 방향에 대해 수직인 방향을 따른 배열이라고 볼 수 있으며, 층들이
차례로 적층된 순서로 정의될 수 있다.
본 명세서에 기술한 유기 복사 방출 소자에서, 구동을 위해 전압 또는 전류는 제1 전기 접촉 영역과 제2 전극[0022]
사이에 인가될 수 있다. 간단히 말하면, 제1 접촉 영역으로부터 제2 전극으로 가는 임의적 가상 전류 경로의 부
분적 저항은 제1 전극, 제1 유기 기능층, 활성 영역 및 경우에 따라서 제1 및 제2 전극 사이의 다른 층에서 각
각 상응하는 전류 경로의 할당 부분의 저항에 의해 제공된다. 이러한 층을 관통하여 물리적 및 기술적으로 가능
한 모든 전류 경로에 의해 유기 복사 방출 소자의 구동 시 개별층에는 해당 전류 밀도가 해당 전류 밀도 분포로
형성된다. 활성 영역에서의 전류 밀도 분포에 의해, 특히 활성 영역의 주 연장 방향을 따른 전류 밀도 분포에
의해, 활성 영역에서 생성된 전자기 복사는 해당 휘도 분포를 포함하여 생성 및 방출된다.
본 명세서에 기술된 유기 복사 방출 소자는 제1 또는 제2 전기 전도도를 가진 제1 및 제2 물질을 가진 부분 영[0023]
역을 포함한 제1 유기 기능층을 구비하므로, 제1 및 제2 물질 상호간의 상대적 분량에 따라 부분 영역의 전기
전도도가 목적에 맞게 영향을 받을 수 있다.
이에 비해, 공지된 OLED에서는 일반적으로 일 전극 또는 두 전극 상에 도전로 구조체가 배치되고, 상기 도전로[0024]
구조체는 전극 또는 전극들에서 전류 밀도 분포를 균일화해야 한다. 이와 같은 도전로는 전도도가 높은 금속의
금속 배선으로서 형성되고 소위 "버스바(bus bar)"라고도 할 수 있는데, 이러한 도전로는 일반적으로 투명하지
않거나, 예컨대 상기 도전로상에 배치된 투명 전극보다 적어도 덜 투명하다. 이를 통해, "버스바"에 의한 원하
지 않는 어두운 영역이 OLED에서 발생하여 OLED의 휘도 및 면 효율이 감소한다. 따라서, 공지된 OLED에서는 전
류 밀도 분포의 균일도 향상과 동시에 OLED에서 생성된 광의 아웃커플링 효율 감소를 감수해야만 한다.
그에 반해, 본 명세서에 기술된 유기 복사 방출 소자의 경우, 본 명세서에 기술된 제1 유기 기능층에 의해 활성[0025]
영역에서 전류 밀도 분포가 맞춰지고, 원하는 대로 형성될 수 있다는 점이 놀랍게도 확인되었다. 상기 제1 유
기 기능층은 제1 및 제2 물질을 함유한 부분 영역을 포함한다. 따라서, 개별적 (가상의) 전류 경로의 부분 저항
도 유기 복사 방출 소자 층에 의해 목적한 바에 따라 정합될 수 있어서, 활성 영역에서 다시 생성된 전자기 복
사의 휘도 분포가 목적에 맞게 정합될 수 있다. 따라서, 공지된 유기 소자에 비해 일 전극 또는 두 전극 상에
위치한 도전로 구조체 또는 "버스바"의 수 및/또는 규격이 적어도 줄어들 수 있고, 매우 유리하게는 이러한 도
전로 구조체가 완전히 불필요해질 수 있으며, 본원의 유기 복사 방출 소자에서는 제공되지 않는다. 특히, 본 명
세서에 기술된 유기 복사 방출 소자에서는, 제1 및/또는 제2 전극의 전도도가 바로 영향을 받거나 정합될 필요
가 없으며, 이와는 완전히 반대로, 제1 유기층의 전기 저항 또는 전기 전도도가 제1 및 제2 물질을 함유하는 상
기 언급한 복수 개의 부분 영역이 형성되거나 배치됨으로써 정합될 수 있다.
제1 유기 기능층은 제1 전극을 향해있는 제1 주표면 및 활성영역을 향해있는 제2 주표면을 포함한다. 바람직하[0026]
게는, 제1 및 제2 물질을 함유한 부분 영역은 제1 유기 기능층의 제1 주표면으로부터 제2 주표면까지 연장되며,
제1 유기 기능층의 두께와 동일한 높이를 가진다. 부분 영역은 상호간 직접 잇닿을 수 있어서, 복수 개의 부분
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영역이 제1 유기 기능층을 형성한다. 더욱 바람직하게는, 나란히 인접하여 배치된 부분 영역은 가시적 경계면을
포함하지 않고, 오히려 상호간에 맞물려, 제1 유기 기능층이 유기 복사 방출 소자에서는 연속한 층으로서 형성
될 수 있다. 개별 부분 영역은 제1 물질 및 제2 물질 각각의 분량에 의해 또는 이러한 물질 분량의 상호간 비율
에 의해 서로 구별될 수 있다.
특히, 부분 영역은 제1 유기 기능층에서, 제1 물질 분량에 대한 제2 물질 분량의 비율이 제1 전기 접촉영역과의[0027]
래터럴 간격이 증가할수록 커지는 방식으로 형성 및 배치될 수 있다. 제1 물질은 제2 물질보다 더 낮은 전기 전
도도를 가지므로, 특히, 부분 영역의 전기 전도도는 제1 전기 접촉 영역과의 래터럴 간격이 커질수록 증가한다
는 것을 의미할 수 있다. 본 명세서에 기술된 유기 복사 방출 소자의 경우, 바로 이를 통해서 제1 전기 접촉 영
역과 활성 영역간의 (가상의) 다양한 전류 경로들의 부분 저항들이 상호간 맞춰진다는 점이 놀랍게도 확인되었
다. 상기 전류 경로들은 제1 전기 접촉 영역으로부터 제1 전극을 통과하여 제1 유기 기능층까지의 (가상의) 전
류 경로의 서로 상이한 길이 부분을 포함한다.
제1 전기 접촉 영역은 상술한 실시예 중 하나에서 형성될 수 있고, 제1 전극과의 점형, 선형 또는 면형 접촉면[0028]
을 포함할 수 있다. 특히, 선형 또는 면형 접촉면은 제1 전극의 일부를 따라 또는 일부상에 연장될 수 있다. 이
때, 제1 전기 접촉 영역은 서로 연결되거나 분리되어 제1 전극과 전기 접촉하는 하나 이상의 영역을 포함할 수
있다. 그러므로, "제1 접촉 영역과의 래터럴 간격"은 예컨대 제1 유기 기능층의 일부 영역의 평균 래터럴 간격
을 가리킬 수 있으며, 이 간격은 제1 접촉 영역과 제1 전극 사이의 모든 전기적 접촉점의 래터럴 간격을 평균
낸 것이다. 이때, 유한값을 가지는 가상의 불연속적(discrete) 접촉점 또는 무한소(infinitesimal)로 간주된 접
촉점을 이용하여 산술적으로, 기하학적으로 또는 다른 적합한 방식으로 총합을 내거나 적분하는 평균 산출 방법
이 차용될 수 있다. 특히, 제1 물질 및 제2 물질은 제1 유기 기능층의 부분 영역에서 상기 물질의 각각의 분량
과 관련하여 분포 함수 또는 분포 밀도를 가질 수 있고, 상기 함수 또는 밀도는 제1 접촉 영역의 배열 및 형성
에 의존한다.
제1 유기 기능층의 각 부분 영역은 상기 부분 영역내에서 제1 물질에서의 제2 물질의 균일한 분포를 포함할 수[0029]
있다. 이는 예컨대, 부분 영역이 가상의 동일한 복수 개의 체적 요소로 분할될 수 있고, 각 체적 요소에서 제1
물질 분량에 대한 제2 물질 분량의 비율은 전체 부분 영역에서 그에 상응하는 비율과 동일하다는 것을 의미할
수 있다. 가상의 체적 요소는 예컨대 제1 유기 기능층의 주 연장 방향에 대해 수직으로 포개어져 배치된 층 영
역 또는 "슬라이스(slice)"일 수 있다.
여기서 그리고 이하에서, 제1 물질 분량에 대한 제2 물질 분량의 비율은 체적 분량, 중량 분량 또는 몰 분량으[0030]
로 나타낸 비율로 특징지워질 수 있으며, 제1 물질에서의 제2 물질의 "농도"라고도 명명할 수 있다.
또한, 제1 유기 기능층의 각 부분 영역은 각각 제1 및 제2 물질을 함유한 제1 기능 영역, 그리고 제1 물질을 함[0031]
유한 제2 기능 영역을 포함할 수 있다. 제2 물질의 체적 농도는 다양한 부분 영역들에 위치한 제1 기능 영역들
에서 제1 물질에 대한 비율에 관하여 동일할 수 있는 반면, 상기 부분 영역들의 제2 기능 영역 각각은 제2 물질
을 포함하지 않는다. 제1 및 제2 기능 영역에 따라 특히 부분 영역이 형성될 수 있어, 바꾸어 말하면 각 부분
영역은 정확히 하나의 제1 및 제2 기능 영역으로 구성된다.
특히, 부분 영역의 모든 제1 기능 영역은 제1 유기 기능층의 동일한 주표면, 예컨대 제1 전극을 향해있는 주표[0032]
면에 인접하거나 이러한 주표면을 형성할 수 있는 반면, 부분 영역의 모든 제2 기능 영역은 제1 유기 기능층의
다른 주표면, 예컨대 활성 영역을 향해있는 주표면에 인접하거나 이러한 주표면을 형성할 수 있다.
또한, 부분 영역의 제1 기능 영역은 제1 체적을 포함하고, 부분 영역의 제2 기능 영역은 제2 체적을 포함할 수[0033]
있다. 제2 체적에 대한 제1 체적의 각각의 비율은 제1 전기 접촉 영역과의 래터럴 간격이 증가함에 따라 커질
수 있다. 바꾸어 말하면, 이는, 제1 접촉 영역과의 래터럴 간격이 증가하면서 제1 기능 영역의 두께가 증가하는
반면 제2 기능 영역의 두께는 감소한다는 것을 의미할 수 있다. 이를 통해, 부분 영역내에서 제1 접촉 영역과의
래터럴 간격이 증가할수록 제1 물질 분량에 대해 비율적으로 제2 물질의 분량이 증가할 수 있어서, 제1 전기 접
촉 영역과의 래터럴 간격이 증가함에 따라 부분 영역의 전기 전도도가 증가하는 것이 상기 기술한 효과 및 이점
을 가지고 달성될 수 있다.
또한, 제1 유기 기능층의 부분 영역의 제1 기능 영역은 제1 유기 기능층의 제1 부분층을 형성할 수 있는 반면,[0034]
제2 기능 영역은 제2 부분층을 형성한다. 제1 및 제2 부분층 사이에 단계적으로 형성되거나 연속적으로 굴곡진
가상의 경계면이 형성될 수 있다.
또한, 제1 물질은 유기 전기 전도 매트릭스 물질을 포함할 수 있고, 상기 매트릭스 물질에 제2 물질이 도펀트의[0035]
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형태로 삽입되어 있다. 이때, 본 명세서에 기술된 유기 복사 방출 소자에서 "도핑"이란 명칭은 제1 물질과의 비
율에 있어서 제2 물질의 농도와 관련하여 한정적으로만 해석될 수 없다. 특히, 부분 영역에서 "도펀트"로서의
제2 물질의 분량은 "매트릭스 물질"로서의 제1 물질의 분량보다 작거나 같거나 클 수 있다.
제1 물질 및 제2 물질은 함께 소위 전하-수송-착물을 형성할 수 있다. 이는, 제1 물질 및 제2 물질이 전자-공여[0036]
체-수용체-착물을 형성하고, 이 착물의 전기적 및/또는 광학적 특성은 제1 및 제2 물질 각각이 독자적으로 가지
는 전기적 및/또는 광학적 특성과 상이할 수 있음을 의미할 수 있다. 전하-수송 착물은 특히, 제1 물질 및 제2
물질을 함유한 부분 영역에서의 전기 전도도가 제1 물질만의 전기 전도도보다 크도록 기여할 수 있다. 더욱 바
람직하게는, 제1 및 제2 물질로 형성되는 전하-수송 착물은 활성 영역에서 생성된 전자기 복사의 파장 영역밖에
위치한 흡수 대역을 포함하여, 전하-수송 착물이 바람직하게는 적어도 부분적으로, 활성 영역에서 생성된 전자
기 복사에 대해 투명하다. 예컨대, 전하-수송 착물은 조명 목적의 유기 복사 방출 소자에서 적어도 부분적으로
가시광선에 대해 투명할 수 있다.
어느 파장에 대해 "적어도 부분적으로 투명한"이란, 여기서 그리고 이하에서, 특히, 80%이상, 바람직하게는 90%[0037]
이상의 투명도에 상응하여 상기 파장에서 흡수도는 20%이하, 더욱 바람직하게는 10%이하임을 의미할 수 있다.
가시광선 파장 영역은 여기서 그리고 이하에서 약 400과 약 700 nm사이의 파장 영역으로 간주된다.
또한, 제1 유기 기능층과 활성 영역 사이에 제1 물질을 함유한 제2 유기 기능층이 배치될 수 있으며, 제2 유기[0038]
기능층은 제2 물질을 포함하지 않고 활성 영역에 직접 접한다. 이를 통해, 제1 유기 기능층의 부분 영역에서 활
성 영역과의 전하-수송 착물의 분리가 가능할 수 있어, 제1 유기 기능층의 전하-수송 착물이 활성 영역에서의
전자기 복사의 생성을 억제하는 경우(소위 "소광(quenching)")가 방지될 수 있다.
특히, 제1 기능층은 제1 전극을 통해 주입된 전하 캐리어를 활성 영역으로 수송하기에 적합한 전하 캐리어 수송[0039]
층으로서 형성될 수 있다. 이때, 제1 기능층은 정공 수송층 및/또는 전자 수송층으로서 형성될 수 있다.
또한, 제2 전극은 상기 제2 전극의 전기 접촉을 위한 제2 전기 접촉 영역을 포함할 수 있다. 제2 전기 접촉 영[0040]
역은 앞서서 제1 전기 접촉 영역과 관련하여 기술한 하나 이상의 특징을 가질 수 있다. 활성 영역과 제2 전극
사이에 제3 유기 기능층이 배치될 수 있고, 제3 유기 기능층은 각각 제3 전기 전도도를 가진 제3 물질 및 제4
전기 전도도를 가진 제4 물질을 함유하며 래터럴 배치된 복수 개의 부분 영역을 포함할 수 있고, 이때 제4 전기
전도도는 제3 전기 전도도보다 크며, 제3 유기 기능층의 부분 영역에서 제3 물질의 분량에 대한 제4 물질의 분
량의 비율은 제1 전기 접촉영역과의 래터럴 간격에 의존하거나/의존하고 제2 전기 접촉 영역과의 래터럴 간격에
의존하여 달라진다.
이때, 제3 유기 기능층은 상기 또는 하기에서 제1 유기 기능층과 관련하여 기술한 하나 이상의 특징을 가질 수[0041]
있다. 또한, 제3 물질은 상기 또는 하기에서 제1 물질과 관련하여 기술한 하나 이상의 특징을 가질 수 있는 반
면, 제4 물질은 상기 또는 하기에서 제2 물질과 관련하여 기술한 하나 이상의 특징을 가질 수 있다.
상술한 제1 유기 기능층과 관련하여 이와 같이 형성된 제3 유기 기능층에 의해, 예컨대 대면적 유기 복사 방출[0042]
소자에서는 활성 영역에서의 전류 밀도 분포를 목적한 바에 따라 정합되는 것을 더욱 개선할 수 있다.
활성 영역과 제3 유기 기능층 사이에 제3 물질을 함유한 제4 유기 기능층이 배치될 수 있고, 제4 유기 기능층은[0043]
제4 물질을 포함하지 않고 활성 영역에 직접 접한다. 이를 통해, 이미 제2 유기 기능층과 관련하여 앞에서 계속
하여 설명한 바와 같이, 활성 영역에서 전자기 복사 생성의 "소광"이 제3 및 제4 물질로 이루어진 전하-수송 착
물에 의해 방지될 수 있다.
제1 유기 기능층이 정공 수송층으로서 형성되면, 제3 유기 기능층은 전자 수송층으로서 형성되는 것이 바람직하[0044]
다. 제1 유기 기능층이 전자 수송층으로서 형성되면, 제3 유기 기능층은 정공 수송층으로서 형성되는 것이 바람
직하다. 이하에서 기술하는 제1 유기 기능층, 그리고 제1 또는 제2 물질을 위한 물질 및 특징은 별다른 언급이
없는 한 제3 유기 기능층 및 제3 또는 제4 물질을 위해서도 상응하게 적용된다.
제1 유기 기능층의 실시예에 따라 제1 물질은 정공 수송층 또는 전자 수송층으로서, 페난트롤린 유도체, 이미다[0045]
졸 유도체, 트리아졸 유도체, 옥사디아졸 유도체, 페닐 함유 화합물, 축합 방향족과의 화합물, 카르바졸 함유
화합물, 플루오렌유도체, 스피로플루오렌유도체, 피리딘 함유 화합물 및 언급한 물질들 중 적어도 2개 이상으로
구성된 조성물을 포함한 군으로부터 선택될 수 있다.
정공 수송층으로서 형성된 제1 유기 기능층을 위해, 특히 이하의 물질 중 하나 이상이 제1 물질로서 적합하다:[0046]
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N,N'-bis(나프탈렌-1-yl)-N,N'-bis(페닐)-벤지딘 (NPB),[0047]
N,N'-bis(나프탈렌-2-yl)-N,N'-bis(페닐)-벤지딘 (β-NPB),[0048]
N,N'-bis(3-메틸페닐)-1,1'-bis(페닐)-4,4'-디아민 (TPD),[0049]
N,N'-bis(3-메틸페닐)-N,N'-bis(페닐)-9,9'-스피로비플루오렌 (Spiro-TPD),[0050]
N,N'-bis(나프탈렌-1-yl)-N,N'-bis(페닐)-9,9'-스피로비플루오렌 (Spiro-NPB),[0051]
4,4',4''-tris(N-(나프트-1-yl)-N-페닐-아미노)-트리페닐아민 (1-TNATA),[0052]
2,2',7,7'-tetrakis-(N,n'-di-p-메틸페닐아미노)-9,9'-스피로비플루오렌 (Spiro-TTB),[0053]
N,N'-bis(3-메틸페닐)-N,N'-bis(페닐)-9,9-디메틸플루오렌 (DMFL-TPD),[0054]
N,N'-bis(나프탈렌-1-yl)-N,N'-bis(페닐)-9,9-디메틸플루오렌 (DMFL-NPB),[0055]
N,N'-bis(3-메틸페닐)-N,N'-bis(페닐)-9,9-디페닐플루오렌 (DPFL-TPD),[0056]
N,N'-bis(나프탈렌-1-yl)-N,N'-bis(페닐)-9,9-디페닐플루오렌 (DPFL-NPB),[0057]
2,2',7,7'-tetrakis(N,N-디페닐아미노)-9,9'-스피로비플루오렌 (Spiro-TAD),[0058]
9,9-bis[4-(N,N-bis-비페닐-4-yl-아미노)페닐]-9H-플루오렌 (BPAPF),[0059]
9,9-bis[4-(N,N-bis-나프탈렌-2-yl-아미노)페닐]-9H-플루오렌 (NPAPF),[0060]
9,9-bis[4-(N,N'-bis-나프탈렌-2-yl-N,N'-bis-페닐-아미노)-페닐]-9H-플루오렌 (NPBAPF),[0061]
2,2',7,7'-tetrakis[N-나프탈렌일(페닐)-아미노]-9,9'-스피로비플루오렌 (Spiro-2NPB),[0062]
N,N'-bis(페난트렌-9-yl)-N,N'-bis(페닐)-벤지딘 (PAPB),[0063]
2,7-bis[N,N-bis(9,9-스피로-비플루오렌-2-yl)-아미노]-9,9-스피로비플루오렌 (Spiro-S),[0064]
2,2'-bis[N,N-bis(비페닐-4-vl)아미노)-9,9-스피로비플루오렌 (2,2'-Spiro-DBP),[0065]
2,2'-bis(N,N-di-페닐-아미노)-9,9-스피로비플루오렌 (Spiro-BPA).[0066]
전자 수송층으로서 형성된 제1 유기 기능층을 위해, 특히, 이하의 물질들 중 하나 이상이 제1 물질로서 적합하[0067]
다:
8-하이드록시퀴놀리노라토-리튬 (Liq),[0068]
2,2',2''-(1,3,5-벤진트릴)-tris(1-페닐-1-H-벤지미다졸) (TPBi),[0069]
2-(4-비페닐일)-5-(4-tert-부틸페닐)-1,3,4-옥사디아졸 (PBD),[0070]
2,9-디메틸-4,7-디페닐-1,10-페난트롤린 (BCP),[0071]
4,7-디페닐-1,10-페난트롤린 (BPhen),[0072]
bis-(2-메틸-8-퀴놀리노라트)-4-(페닐페놀라토)알루미늄 (BAlq),[0073]
1,3-bis[2-(2,2'-비피리딘-6-yl)-1,3,4-옥사디아조-5-yl]벤젠 (Bpy-OXD),[0074]
6,6'-bis[5-(비페닐-4-yl)-1,3,4-옥사디아조-2-yl]-2,2'-비피리딜 (BP-OXD-Bpy),[0075]
3-(4-비페닐일)-4-페닐-5-tert-부틸페닐-1,2,4-트리아졸 (TAZ),[0076]
4-(나프탈렌-1-yl)-3,5-디페닐-4H-1,2,4-트리아졸 (NTAZ),[0077]
2,9-bis(나프탈렌-2-yl)-4,7-디페닐-1,10-페난트롤린 (NBphen),[0078]
2,7,-bis[2-(2,2'-비피리딘-6-yl)-1,3,4-옥사디아조-5-yl]-9,9-디메틸플루오렌 (Bby-FOXD),[0079]
1,3-bis[2-(4-tert-부틸페닐)-1,3,4-옥사디아조-5-yl]벤젠 (OXD-7).[0080]
예컨대, 제1 유기 기능층은 정공 수송층으로서 형성될 수 있다. 이는, 제2 물질이 제1 물질의 p형 도핑을 가능[0081]
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하게 하고 제2 물질이 전자쌍 수용체 물질로서 형성되어 있음을 의미한다.
제2 물질은 금속산화물, 금속유기화합물, 유기물질 또는 이들의 혼합물을 포함하거나 그것일 수 있다. 제2 물질[0082]
은 대안적 또는 부가적으로 복수 개의 서로 다른 금속산화물 및/또는 복수 개의 서로 다른 금속 유기 화합물 및
/또는 서로 다른 복수 개의 유기 화합물을 포함할 수 있다. 특히, 제2 물질은 루이스산 특성을 가지거나 루이스
산일 수 있다. 루이스산, 즉 전자쌍 수용체는 전하-수송 착물의 형성을 위해 매우 적합할 수 있다.
제2 물질은 하나 이상의 금속과의 하나 이상의 금속산화물을 포함할 수 있고, 이때 금속은 텅스텐, 몰리브덴,[0083]
바나듐 및 레늄으로부터 선택된다. 더욱 바람직하게는, 도펀트는 WO3, MoO3, V2O5, Re2O7, Re2O5 중 하나 이상의
금속산화물을 포함할 수 있다.
또한, 제2 물질은 루이스산 특성을 가진 금속 유기 화합물을 포함할 수 있다. 특히, 금속 유기 화합물 또는 패[0084]
들휠(paddle wheel) 구조를 가진 착물에서 축 위치의 루이스산 특성은 매우 두드러진다.
또한, 금속 유기 화합물은 루테늄 및/또는 로듐을 포함할 수 있다. 예컨대, 제2 물질은 금속 유기 화합물로서[0085]
트리플루오로아세테이트(TFA)를 포함할 수 있고, 예컨대 디-로듐-테트라-트리플루오로아세테이트(Rh2(TFA)4), 등
전자수(isoelectronic) 루테늄화합물 Ru2(TFA)2(CO)2 및/또는 2,3,5,6-테트라플루오로-7,7,8,8-테트라시아노퀴
노디메탄(F4TCNQ)을 포함할 수 있다.
또한, 제2 물질은, 방향 기능족을 포함하거나 방향 유기 물질인 유기 물질을 포함할 수 있다. 특히, 제2 물질은[0086]
특정한 수의 플루오르치환기 및/또는 시아나이드(CN) 치환기를 가진 방향 물질을 포함할 수 있다.
또한, 제1 유기 기능층은 전자 수송층으로서 형성될 수 있다. 이는, 제2 물질이 제1 물질의 n형 도핑을 가능하[0087]
게 한다는 것을 의미할 수 있다. 제2 물질은 알칼리금속염, 알칼리토금속염, 금속 유기 화합물 또는 이들의 혼
합물을 포함하거나 그것일 수 있다. 부가적 또는 대안적으로, 제2 물질은 복수 개의 서로 다른 알칼리금속염 및
/또는 복수 개의 서로 다른 알칼리토금속염 및/또는 복수 개의 서로 다른 금속 유기 화합물을 포함할 수 있다.
또한, 제2 물질은 카보네이트를 포함할 수 있다. 또한, 더욱 바람직하게는, 제2 물질은 세슘 또는 칼슘을 포함
할 수 있다.
또한, 제2 물질은 메탈로센(metallocene)을 포함할 수 있고, 즉 금속(M)과 2개의 사이클로펜타디에닐잔기(Cp)를[0088]
포함한 식 M(Cp)2의 금속 유기 화합물, 예컨대 크롬오센 및 디카메틸크롬오센을 포함할 수 있다. 대안적 또는
부가적으로, 제2 물질은 금속-하이드로피리미도피리미딘-착물을 포함할 수 있다. 금속은 예컨대 텅스텐, 몰리브
덴 및/또는 크롬을 포함하거나 그것일 수 있다. 제2 물질은 예컨대 1,2,4,6,7,8-헥사하이드로-2H-피리미도[1,2-
a]피리미딘 (hpp)와의 금속 유기 화합물을 포함할 수 있고, 이는 가령 W2(hpp)4, Mo2(hpp)4, Cr2(hpp)4이다.
앞서 언급한 제2 물질은, 앞서서 언급한 제1 물질 중 하나에서 자유 전하 캐리어를 생성하여 전기 전도도를 증[0089]
가시킨다는 특성을 가질 수 있다. 이러한 의미에서, 본 출원에서는 상기 특징을, 제2 전기 전도도가 상기 전기
전도도보다 높다는 것으로 이해할 수 있다.
유기 복사 방출 소자는 기판을 더 포함할 수 있다. 제1 전극은 투명할 수 있고, 기판상에서 그리고 기판과 제1[0090]
유기 기능층 사이에 배치될 수 있다. 이때, 기판도 마찬가지로 투명할 수 있다. 따라서, 활성 영역에서 생성된
전자기 복사는 이 경우 기판 및 제1 전극을 통과하여 방출될 수 있고, 유기 복사 방출 소자는 소위 "바텀이미터
(bottom-emitter")로서 형성된다.
또한, 제1 전극도 투명할 수 있고, 기판으로부터 볼 때 활성 영역상부에 배치될 수 있다. 이때, 활성 영역에서[0091]
생성된 전자기 복사는 이 경우 기판으로부터 멀어지는 방출 방향으로 방출될 수 있고, 유기 복사 방출 소자는
소위 "탑이미터(top-emitter)"로서 형성된다.
제2 전극도 투명하게 형성되면, 유기 복사 방출 소자는 양 측에서 방출하는 것으로 형성될 수 있다.[0092]
예컨대, 기판은 유리, 석영, 플라스틱필름, 금속, 금속필름, 규소웨이퍼 또는 다른 적합한 기판 물질을 포함할[0093]
수 있다.
제1 전극은 예컨대 애노드로서 형성될 수 있고, 정공 주입 물질로서 역할할 수 있다. 제1 전극은 예컨대 투명[0094]
전도 산화물을 포함하거나 투명 전도 산화물로 구성될 수 있다. 투명 전도 산화물(transparent conductive
oxides, 약어로 "TCO")은 투명한 전도 물질로서 일반적으로 금속 산화물이며, 예컨대 아연산화물, 주석산화물,
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카드뮴산화물, 티타늄산화물, 인듐산화물 또는 인듐주석산화물(ITO)이 있다. 예컨대 ZnO, SnO2 또는 In2O3와 같
은 2성분 산화금속화합물외에 예컨대 Zn2SnO4, CdSnO3, ZnSnO3, MgIn2O4, GaInO3, Zn2In2O5 또는 In4Sn3O12와 같은
3성분 산화금속화합물 또는 서로 다른 투명 전도 산화물의 혼합물이 TCO군에 속한다. 또한, TCO가 화학량론적
조성에 반드시 부합할 필요는 없으며, p형이나 n형으로 도핑되어 있을 수 있다. 또한, 애노드로서 형성된 제1
전극은 가령 폴리스티롤설폰 도핑된 폴리디에톡시티오펜(PEDOT:PSS) 및/또는 챔퍼설폰산 도핑된 폴리아닐린
(PANI)과 같은 전기 전도 폴리머를 포함하거나 그것으로 구성될 수 있다.
유기 층시퀀스는 앞에서 제1 및 경우에 따라서 제2, 제3 및/또는 제4 유기 기능층을 위해 언급한 물질 외에 유[0095]
기 폴리머, 유기 올리고머, 유기 모노머, 유기 비폴리머 소분자("small molecules") 또는 이들의 조합을 함유한
다른 층을 포함할 수 있다. 이때, 유기 층시퀀스는 제1 및 경우에 따라서 제2, 제3 및/또는 제4 유기 기능층에
대해 부가적으로 가령 다른 전하 캐리어 수송층, 전하 캐리어 주입층, 전하 캐리어 차단층과 같은 다른 기능층
및 활성 영역으로서의 전계 발광층을 포함할 수 있다. 전계 발광층은 전자 및 정공의 재조합에 의해 전자기 복
사를 생성하기에 적합할 수 있다. 기능층의 물질 및 특히 유기 층시퀀스의 활성 영역에서의 물질에 따라, 생성
된 전자기 복사는 자외 파장 영역부터 적외 파장 영역에 이르기까지에서 개별 파장 또는 영역들을 포함할 수 있
고, 더욱 바람직하게는 가시광선 파장 영역으로부터 개별 파장 또는 영역을 포함할 수 있다.
제2 전극은 캐소드로 형성될 수 있고, 전자 주입 물질로서 역할할 수 있다. 캐소드 물질로서, 특히, 알루미늄,[0096]
바륨, 인듐, 은, 금, 마그네슘, 칼슘 또는 리튬 및 이들의 화합물, 조성물 및 합금물이 유리한 것으로서 증명할
수 있다. 부가적으로, 제2 전극은 유기 기능층을 향한 측에서 양호한 전자 주입 특성을 가진 LiF를 함유한 층을
포함할 수 있다. 대안적 또는 부가적으로, 제2 전극은 앞서 언급한 TCO 중 하나를 포함하거나, TCO층 및 금속층
으로 구성된 층시퀀스를 포함할 수 있다. 제2 전극도 마찬가지로 투명할 수 있다.
또는, 제1 전극이 캐소드, 제2 전극이 애노드로 형성될 수 있다.[0097]
제1 및/또는 제2 전극은 각각 대면적으로 형성될 수 있다. 이를 통해, 활성 영역에서 생성된 전자기 복사의 대[0098]
면적 방출이 가능할 수 있다. 이때, "대면적"이란 본 명세서에 기술된 유기 복사 방출 소자에 있어서, 유기 복
사 방출 소자가 수 평방밀리미터이상의 면, 바람직하게는 일 평방센티미터 이상의 면, 더욱 바람직하게는 일 평
방데시미터이상의 면을 포함한다는 것을 의미할 수 있다. 대안적 또는 부가적으로, 제1 및/또는 제2 전극은 적
어도 일부 영역들에서 구조화되어 형성될 수 있다. 이를 통해, 활성 영역에서 생성된 전자기 복사가 가령 픽셀
또는 픽토그램의 형태로 구조화된 방출을 할 수 있다.
유기 복사 방출 소자는 예컨대 제1 및 제2 전극 그리고 유기 기능층을 습기 및/또는 가령 산소와 같은 산화성[0099]
물질로부터 보호하기 위해 유리 덮개의 형태 및/또는 다층-박막 봉지부의 형태로 봉지부를 포함할 수 있다.
본 명세서에 기술된 유기 복사 방출 소자에서 제1 물질의 분량에 대한 제2 물질의 분량의 비율이 래터럴로 달라[0100]
짐에 따라, 투명하게 형성된 제1 및/또는 제2 전극의 투명도를 불량화시키기 않고도 전체면에 걸쳐 균일한 광
분포를 가진 대면적 조사 부재를 얻을 수 있다. 공지된 OLED와 달리, 부가적인 보조 금속배선의 수가 감소할 수
있거나, 더욱이 이러한 보조 금속배선을 완전히 생략할 수 있다. 또한, 임의적 밝기 프로파일의 조절이 가능할
수 있다.
다른 실시예에 따르면, 유기 복사 방출 소자의 제조 방법은 특히:[0101]
A) 제1 전기 접촉 영역을 포함한 제1 전극의 제공단계,[0102]
B) 제1 및 제2 물질을 함유하며 래터럴로 배치된 복수 개의 부분 영역을 포함하는 제1 유기 기능층의 적층단계,[0103]
C) 제1 유기 기능층상에 활성 영역의 적층단계, 및[0104]
D) 활성영역상에 제2 전극의 적층단계를 포함한다.[0105]
특히, 방법은 앞서 기술한 하나 이상의 특징을 가지는 유기 복사 방출 소자를 제조하기에 적합할 수 있다. 상술[0106]
한 유기 복사 방출 소자와 관련한 모든 특징 및 이점은 본 명세서에 기술하는 방법에도 상응하여 관련한다.
특히, B 단계에서 제1 및 제2 물질이 적층되되, 제1 분량에 대한 제2 분량의 비율이 전기 접촉 영역과의 간격이[0107]
증가하면서 커지도록 적층될 수 있다. 이를 통해, 앞서 기술한 바와 같이, 제1 유기 기능층의 전기 전도도는 제
1 접촉 영역과의 래터럴 간격에 따라 증가할 수 있다.
예컨대, 제1 물질 및 제2 물질은 각 물질형에 따라, 즉 폴리머, 올리고머, 모노머 및/또는 소분자에 따라 증발[0108]
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증착, 인쇄, 특히 스크린 인쇄, 스핀코팅 또는 다른 적합한 적층 방법을 사용하여 제1 전극상에 적층될 수
있다. 제1 물질은 예컨대 대면적으로 적층될 수 있는 반면, 제2 물질도 예컨대 조절 가능한 구멍(aperture)을
이용하여 적층될 수 있다. 부분 영역의 원하는 형상에 따라 상기 조절형 구멍은 예컨대 핀홀 또는 틈새구멍일
수 있다.
B 단계 이후 그리고 C 단계 이전의 다른 방법 단계에서 앞서 기술한 바와 같은 제2 유기 기능층이 적층될 수 있[0109]
다.
또한, C 단계 이후 그리고 D 단계 전에 앞서 기술한 바와 같은 제3 및/또는 앞서 기술한 바와 같은 제4 유기 기[0110]
능층이 앞서 언급한 방법 중 하나를 이용하여 활성 영역상에 적층될 수 있다.
본 발명의 다른 이점, 유리한 실시예 및 발전예는 이하에서 도 1 내지 9와 관련하여 설명한 실시예로부터 도출[0111]
된다.
도면의 간단한 설명
도 1은 유기 복사 방출 소자의 등가회로도이다.[0112]
도 2는 일 실시예에 따른 유기 복사 방출 소자의 제조 방법의 개략도이다.
도 3 내지 6은 다른 실시예에 따른 유기 복사 방출 소자의 개략도이다.
도 7 내지 9는 다른 실시예에 따른 유기 기능층의 전기적 특성 및 광학적 특성의 측정 그래프이다.
발명을 실시하기 위한 구체적인 내용
실시예 및 도면에서 동일하거나 동일한 효과를 가진 구성요소는 각각 동일한 참조번호를 가질 수 있다. 도시된[0113]
요소 및 요소들간의 크기비는 기본적으로 척도에 맞는 것으로 볼 수 없으며, 오히려 예컨대 층, 소자, 부품, 영
역과 같은 개별 요소는 더 나은 표현 및/또는 더 나은 이해를 위해 과장되어 두껍거나 큰 치수로 도시되어 있을
수 있다.
도 1에는 유기발광다이오드(OLED)로서 형성된 유기 복사 방출 소자의 등가 회로도가 도시되어 있다. 파선으로[0114]
표시된 요소는 OLED의 다양한 기능적 요소 및 부품을 순수히 예시적인 실시 형태로 나타낸다.
91로 표시된 요소는 투명 전극을 나타내며, 투명 전극은 전기적 연결부(93)를 경유하여 외부 전압 공급부 및 전[0115]
류 공급부(미도시)에 연결된다. 92로 표시된 요소는 반사 전극을 나타내며, 반사 전극은 전기 연결부(94)를 경
유하여 외부 전압 공급부 및 전류 공급부에 연결된다. 전극들(91, 92) 사이에는 순수히 예시적으로 개별적인 유
기층(95) 및 다른 유기층(96)이 배치된다. 또한, 4개의 가상 전류 경로가 전기 연결부(93, 94) 사이에 표시되어
있으며, 이는 다양한 방식으로, 전기적 연결부(93, 94) 사이에서 외부 전압 공급부 및 전류 공급부에 의해 야기
된 전류 흐름을 나타낸다.
가상 전류 경로를 따라 각 요소의 개별적 부분 전기 저항이 표시되어 있다. 이때, 부분 저항(RE1, RE2, RE3)이 합[0116]
해지면 주 연장 방향을 따르는 투명 전극의 전체 저항을 표시하며, 상기 전체 저항은 일반 설명부에 기술된 바
와 같이 투명 전극의 물질 및 얇은 두께에 의해 야기된다. 가상 전류 경로들 사이에서 각 부분 저항은 이하와
같이 동일하다고 간주되는 것이 간단하다.
RE1 = RE2 = RE3[0117]
이와 달리, 전극(92)은 무시해도 좋을만큼의 작은 전기 저항을 가진 것으로 간주되므로, 부재(92)의 전류 경로[0118]
사이에서 부분 저항이 표시되지 않는다.
가상 전류 경로를 따라 개별적 유기층(95)은 상호간 평행하게 배치된 부분 저항(RD1, RD2, RD3, RD4)을 포함한다.[0119]
다른 유기층(96)은 상호간 평행하게 배치된 부분저항(R01, R02, R03, R04)을 포함하고, 이때 상기 다른 유기층(9
6)은 전기 특성과 관련하여 균일하다고 간주하며, 이때 이하와 같이 적용된다:
R01 = R02 = R03 = R04[0120]
전기 연결부(93, 94)사이의 가상 전류 경로를 따르는 전체 부분 저항은 각 부분 저항의 합으로부터 [0121]
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R1 = RD1 R01[0122]
R2 = RE1 RD2 R02[0123]
R3 = RE1 RE2 RD3 RO3, 및[0124]
R4 = RE1 RE2 RE3 RD4 RO4 [0125]
으로 도출된다.[0126]
종래의 OLED에서 모든 유기층은 일반적으로 전기적 특성과 관련하여 균일하게 형성되므로, 종래의 OLED에서는[0127]
이하와 같다:
RD1 = RD2 = RD3 = RD4[0128]
이로부터 직접적으로[0129]
R1 < R2 < R3 < R4[0130]
가 도출되며, 이는 바꾸어 말하면, 가상 전류 경로 각각은 다른 가상 전류와 상이한 부분 전기 저항을 포함한다[0131]
는 것을 의미한다. 일반 설명부에 설명한 바와 같이, 이러한 점은 유기층 및 특히 전계 발광층에서 비균일한 전
류 밀도 분포를 야기하여, 이와 같은 구조의 공지된 OLED에서는 OLED의 방출면에 걸쳐 방출된 광의 비균일한 세
기 분포가 있다. 도시된 등가회로도에 따른 OLED에서 방출된 광의 세기는 좌측으로부터 우측으로 가면서 전기
연결부(93)와의 간격이 증가함에 따라 감소하며, 이는 소위 "욕조 효과"를 야기한다.
이와 달리, 일반설명부의 실시예 및 이하의 실시예에 따른 유기 복사 방출 소자는 목적에 따라 맞춰진 부분 저[0132]
항을 포함하여,
RD1 > RD2 > RD3 > RD4[0133]
이하의 실시예에 따른 유기 복사 방출 소자를 위해서는:[0134]
R1 = R2 = R3 = R4[0135]
이 해당한다.[0136]
이로부터 본 명세서에 기술된 유기 복사 방출 소자에서는 활성 영역에서 전류 밀도 분포가 균일하게 얻어져서,[0137]
생성된 전자기 복사의 방출 세기가 균일해질 수 있다.
도 2 및 이하의 도면과 관련하여 다양한 실시예에 따른 유기 복사 방출 소자의 제조를 위한 일부의 방법이 설명[0138]
된다.
이를 위해, 이하에서 설명하는 방법에서 도 2의 방법에 따르면 참조번호로 표시된 제1 단계(A)에서 각각 제1 전[0139]
기 접촉 영역을 포함한 제1 전극이 제공된다.
참조번호 102로 표시된 이후의 방법 단계(B)에서 제1 전기 전도도를 가진 제1 물질 및 제2 전기 전도도를 가진[0140]
제2 물질을 함유하며 래터럴 배치된 복수 개의 부분 영역들을 포함하는 제1 유기 기능층이 적층된다. 이때, 제1
유기 기능층의 부분 영역들에서 제1 물질의 분량에 대한 제2 물질의 분량의 비율은 제1 전기 접촉 영역과의 래
터럴 간격에 따라 달라진다. 또한, 제2 전기 전도도는 제1 전기 전도도보다 크다.
참조번호 103으로 표시된 이후의 방법 단계(C)에서 제1 유기 기능층상에 유기 활성 영역이 적층된다.[0141]
참조번호 104로 표시된 이후의 방법 단계(D)에서 활성 영역상에 제2 전극이 적층된다.[0142]
도 3에는 일 실시예에 따른 유기 복사 방출 소자가 도시되어 있고, 상기 소자는 기판(6)사에서 제1 전극(1)을[0143]
포함한다. 제1 전극(1)은 제1 전기 접촉 영역(10)을 포함하고, 제1 전기 접촉 영역은 제1 전극(1)과 외부 전압
공급부 및 전류 공급부(미도시)와의 전기적 접촉 및 전기적 연결을 위해 역할한다. 여기서 그리고 이하의 실시
예에서, 제1 전기 접촉 영역(10)은 순수하게 예시적으로 제1 전극(1)의 둘레에 대칭으로 배치된 금속 소재의 접
촉 패드 형태로 형성된다. 이에 대해 대안적으로, 제1 전기 접촉 영역이 점형, 선형 또는 면형의 접촉 형태로
대칭 또는 비대칭 배열로 배치되는 다른 경우도 가능하다.
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제1 전극은 도시된 실시예에서 인듐주석산화물(ITO)을 포함하고, 투명하며 애노드로서 형성된다. 기판(6)도 마[0144]
찬가지로 투명하게 형성되고, 도시된 실시예에서는 유리 소재여서, 이후에 계속 설명하는 활성 영역(4)에서 생
성된 전자기 복사는 "바텀이미터"로서 형성된 유기 복사 방출 소자로부터 제1 전극(1) 및 기판(6)을 통과하여
방출될 수 있다.
제1 전극(1)상에 제1 유기 기능층(31)이 적층된다. 제1 유기 기능층(31)상에 활성 영역(4) 및 다른 유기 기능층[0145]
(3)이 더 적층된다. 다른 유기 기능층(3)상에 제2 전극(2)이 적층되고, 제2 전극은 도시된 실시예에서 반사 캐
소드로서 형성되며, 알루미늄을 함유한다.
제2 전극(2) 상부에는 전극(1, 2) 및 그 사이에 위치한 층(31, 4, 3)을 습기 및 산소로부터 보호하기 위한 봉지[0146]
부가 적층되며, 봉지부는 개관상의 이유로 미도시되었다.
활성 영역(4)은 도시된 실시예에서 3개의 전계 발광층(41, 42, 43)을 포함하고, 이러한 전계 발광층은 서로 다[0147]
른 색의 전자기 복사를 방출하기에 적합하다. 예컨대, 전계 발광층(41)은 청색광을, 전계 발광층(42)은 녹색광
을, 전계 발광층(43)은 적색광을 방출할 수 있어서, 도시된 유기 복사 방출 소자는 구동 시 상기 광이 중첩된
것으로서 백색의 혼합광을 방출할 수 있다.
다른 유기 기능층(3)은 전자 수송층으로서 형성되며, 전자 수송층은 제2 전극(2)으로부터 주입된 전자를 활성[0148]
영역으로 수송하기에 적합하다.
전체 방출면에 걸쳐 균일한 발광 인상을 구현하기 위해, 활성 영역(4)의 전계 발광층(41, 42, 43)에서 전류 밀[0149]
도 분포는 균일하고 앞서 기술한 "욕조효과"를 야기하지 않을 필요가 있다. 상기 전체 방출면은 도시된 실시예
에서 활성 영역(4)과 다른 방향을 향해있는 기판(6)의 주 표면으로 제공된다.
유기 복사 방출 소자는 복수 개의 부분 영역(30)을 구비한 제1 유기 기능층(31)을 포함한다. 파선으로 표시된[0150]
부분 영역(30)은 제1 전극(1)에 인접한 제1 유기 기능층(31)의 주표면으로부터 활성 영역에 인접한 주표면까지
연장되며, 제1 유기 기능층(31)의 주 연장 방향을 따라 래터럴로 배치된다. 이때, 부분 영역(30)은 일반 설명부
에 기술한 바와 같이 맞물려있으며 경계면없이 형성되어, 제1 유기 기능층(31)이 연속적으로 형성된다. 도 3 및
이후의 도면에서 부분 영역(30)의 규격은 개관상의 이유로 과장되어 크게 도시되어 있다.
제1 기능층(31)은 정공 수송층으로서 형성되고 제1 전기 전도도를 가진 제1 물질(51) 및 제2 전기 전도도를 가[0151]
진 제2 물질(52)을 포함하고, 이때 제2 전기 전도도는 제1 전기 전도도보다 크다. 부분 영역(30)에서 제1 물질
(51)의 분량에 대한 제2 물질(52)의 분량의 비율은 제1 전기 접촉 영역(10)과의 래터럴 간격에 따라 달라진다.
도시된 실시예에서, 제1 물질(51)은 N,N'-bis(나프탈렌-1-yl)-N,N'-bis(페닐)-벤지딘(NPB)이고, 제2 물질은 레[0152]
늄헵톡사이드(Re2O7)이다. 이에 대해 대안적 또는 부가적으로, 제1 및/또는 제2 물질(51, 52)은 일반 설명부에
상술한 물질 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 제1 및 제2 물질(51, 52)이 전하-수송 착물을 형성하므로, 본 실
시예에서 가능한 제1 및 제2 물질(51, 52)의 선택 및 조합은 가시광선 파장 영역에서의 흡수가 일어나지 않거나
미미한 흡수만이 일어나도록, 즉 가령 전하-수송 피크가 발생하지 않도록 하는 것에 한정되는데, 그렇지 않으면
부분 영역(30)에서 제1 물질(51)의 분량에 대한 제2 물질(52)의 분량의 비율 변화에 의해 제1 유기 기능층의 균
일한 투명도가 보장될 수 없기 때문이다.
제1 유기 기능층(31)은 제1 물질(51)의 분량에 대한 제2 물질(52)의 분량의 비율이 제1 전기 접촉 영역(10)과의[0153]
래터럴 간격이 증가하면서 커지도록 형성된다. 이는, 본 실시예에 도시된 제1 전기 접촉 영역(10)의 배치에 의
해, 부분 영역(30)에서 유기 복사 방출 소자의 테두리 영역에서는 제1 물질(51)의 분량에 대한 비율에 있어 제2
물질(52)의 분량이 더 낮고, 유기 복사 방출 소자의 중심으로 가면서 증가한다는 것을 의미한다. 이때 제1 유기
기능층(31)의 각 부분 영역(30)은, 상기 부분 영역(30)내에서, 제1 물질에서의 제2 물질의 균일한 분포를 포함
한다.
이와 같이 형성된 부분 영역(30)에 의해, 제1 유기 기능층(31)의 전기 저항은 중심으로 가면서, 즉 제1 전기 접[0154]
촉 영역(10)과의 래터럴 간격이 증가하면서 감소할 수 있다. 이를 통해, 도 1과 관련하여 설명한 효과가 달성되
며, 즉 제1 접촉 영역(10)과 제2 전극(2)사이의 가상 전류 경로의 각각의 부분 저항은 동일한 크기이거나 적어
도 어느 정도 동일한 크기로써, 활성 영역에서 생성된 전자기 복사의 균일한 방출이 가능하다. "어느 정도 동일
한 크기"란, 오차가 20%미만, 더욱 바람직하게는 10%미만임을 의미한다.
제1 유기 기능층(31)은 균일한 두께를 가지므로, 다양한 부분 영역(30)에서 서로 다른 캐비티 효과에 의한 색[0155]
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이동이 발생하지 않는 것이 보장될 수 있다.
도 3에 도시된 유기 복사 방출 소자를 도 2에 따른 방법을 이용하여 제조하기 위해, 방법 단계(A)에서 구조화된[0156]
ITO 소재의 제1 전극은 200 x 200 mm의 규격을 가진 유리기판(6)상에 제공된다. 상기 전극은 전기 접촉 영역
(10)을 포함한다.
방법 단계(B)를 위해, 진공 수용부에서, 덮개를 구비하며 알루미늄산화물로 내부가 입혀지고 전기적으로 가열[0157]
가능한 몰리브덴 보트에 500 밀리그램의 Re2O7이 제2 물질(52)을 위한 소스로서 채워진다. 제1 물질(51)을 위한
유사한 소스는 NPB로 준비되었다. 이어서, 기판(6)은 제1 전극(1)과 함께, 상기 소스로부터 약 60 cm 이격되어
기판 홀더상에 고정된다. 제1 전극(1)을 포함한 기판(6)의 상부에 기판 구멍이 배치되며, 상기 구멍은 처음에는
닫혀있었다. 제2 물질(51)을 위한 소스도 마찬가지로 핀홀의 형태로 구멍을 포함한다.
제1 물질(51)을 위한 소스는 초당 1 나노미터의 성장율로, 제2 물질을 위한 소스는 초당 0.1 나노미터의 성장율[0158]
로 도핑 비율 10:1로 하여 조절된다. 이어서, 기판구멍이 완전히 개방되었고, 기판 층 두께 모니터에 의해 제어
되면서 전체적으로 30 나노미터의 레늄헵톡사이트 도핑된 NPB가 증착되었다. 이를 위해, 제2 물질(52)을 위한
소스의 구멍은 처음에는 완전히 개방되는데, 이는 제1 물질의 분량에 대한 제2 물질의 분량의 비율이 균일한 5
나노미터 두께의 층을 증착하기 위함이다.
이후, 제2 소스의 구멍이 닫히고, 1 mm/s의 속도로 개방되며, 이는 제1 유기 기능층(31)의 테두리 영역으로 가[0159]
면서 감소하는, 제1 물질(51)의 분량에 대한 제2 물질(52)의 분량의 비율을 얻기 위함이다. 제2 소스의 구멍이
완전히 개방된 후, 제1 유기 기능층(31)이 완성되었다.
이후의 방법 단계(C, D)에서 활성 영역(4), 다른 유기 기능층(3) 및 제2 전극(2)이 적층되었고, 이후에, 유기[0160]
복사 방출 소자의 층시퀀스가 봉지되었다.
이와 같이 제조된 "바텀이미터"로 형성된 유기 복사 방출 소자는 전체 방출면에 걸쳐 균일한 발광 세기를 보여[0161]
주었다.
다른 실시예에 따르면, 제2 물질(52)로서 레늄헵톡사이드 대신 F4TCNQ를 포함하고 전체 방출면에 걸쳐 마찬가지[0162]
로 균일한 발광 세기를 보여준 유기 복사 방출 소자가 제조되었다.
도 3에 도시된 실시예 및 이와 관련하여 설명된 방법 그리고 다른 실시예에 대해 대안적으로, 제1 전극(1)이 반[0163]
사성이고 제2 전극(2)은 투명하거나, 두 전극(1, 2)이 투명하게 형성될 수 있다. 또한, 제1 전극(1)은 캐소드로
서, 제2 전극(2)은 애노드로서 형성될 수 있고, 제1 유기 기능층(31)은 전자 수송층으로서 형성될 수 있으며,
상기 전자 수송층은 일반 설명부에 설명된 바에 따른 제1 및 제2 물질(51, 52)을 포함한다. 또한, 전극(1, 2),
제1 유기층(31), 활성 영역(4) 및 다른 유기층(3)은 반대의 순서로 기판(6)상에 배치될 수 있다. 또한, 가령 전
하 캐리어 차단층과 같이 다른 유기 기능층이 더 적층될 수 있다. 활성 영역(4)은 대안적으로 다소간의 전계 발
광층을 포함할 수 있다. 제1 전기 접촉 영역(10)이 도 3 및 이하의 도면에 도시된 바와 다른 배열을
포함하거나, 설명된 가능한 한 균일한 휘도 분포와 상이한 특정한 휘도 분포가 달성되어야 하는 경우, 제1 유기
기능층(31)의 부분 영역(30)에서 제1 및 제2 물질(51, 52)의 분포는 앞서 설명한 바와 상이할 수 있다. 이러한
모든 점은 다른 실시예에서도 적용되며, 상기 다른 실시예에서 별도의 언급은 필요하지 않다.
도 4에는 다른 실시예에 따른 유기 복사 방출 소자가 도시되어 있으며, 상기 소자에서 제1 유기 기능층(31)은[0164]
앞서 설명한 증발증착 방법을 이용하여 적층되었다. 도 4에 도시된 유기 복사 방출 소자는 활성 영역(4)과 제1
유기 기능층(31)사이에서 제1 물질(51)을 함유한 제2 유기 기능층(32)을 포함한다. 제2 유기 기능층(32)은 제2
물질(52)을 포함하지 않으며, 활성 영역(4)에 직접 접한다. 제2 유기 기능층(32)에 의해 활성 영역(4)에서의 전
자기 복사 방출 억제("소광")가 제1 유기 기능층(31)에서 제2 물질(52)과 함께 제1 물질(51)로 구성된 전하 수
송 착물에 의해 방지될 수 있고, 따라서 유기 복사 방출 소자의 효율이 개선될 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 유기 복사 방출 소자는 도 3 및 4의 유기 복사 방출 소자의 원칙적 구성을 가지는 "탑이[0165]
미터"로서 제조되었고, 여기서 제1 전극(1)은 알루미늄 소재로서 캐소드로 형성되었다. 이를 위해, 우선 150 나
노미터 두께의 알루미늄층이 제1 전극(1)으로서 기판(6)상에 증발증착되었다.
앞서 기술한 방법 단계(B)와 유사한 방식으로, 해당 방법 단계(B)에서 제1 유기 기능층(31)은 전자 수송층으로[0166]
서 적층되었고, 상기 전자 수송층은 제1 물질로서 2,9-디메틸-4,7-디페닐-1,10-페난트롤린(BCP)을 포함하고, 제
2 물질로서 세슘카보네이트를 포함하였다.
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이후의 방법 단계(C, D)에서 활성 영역(4), 정공 수송층으로서 형성된 다른 기능층(3) 및 애노드로서 형성된 투[0167]
명 제2 전극(2)이 적층되었다.
도 5에는 다른 실시예에 따른 유기 복사 방출 소자가 도시되어 있다.[0168]
도 3의 유기 복사 방출 소자와 달리, 도 5의 실시예에 따른 소자는 제1 유기 기능층(31)을 포함하고, 상기 소자[0169]
에서 각 부분 영역(30)은 제1 기능 영역(35) 및 제2 기능 영역(36)을 포함하고, 이는 파선으로 표시된 바와 같
다. 각 부분 영역(30)에서 제1 기능 영역(35)은 제1 및 제2 물질(51, 52)을 균일한 체적 농도 및 분포로 포함하
는 반면, 제2 기능 영역(36)은 제1 물질만을 포함하고 제2 물질은 포함하지 않는다. 또한, 제1 물질(51)의 분량
에 대한 제2 물질(52)의 분량의 비율은 각각의 제1 기능 영역(35)에서 동일하다.
각 부분 영역(30)의 제1 기능 영역(35) 및 제2 기능 영역(36)은 제1 체적 또는 제2 체적을 포함한다. 부분 영역[0170]
(30)은 제2 체적에 대한 제1 체적의 비율이 제1 전기 접촉 영역과의 래터럴 간격이 증가하면서 커지도록 형성된
다. 이를 통해, 부분 영역(30)에서는 제1 전기 접촉 영역(10)과의 래터럴 간격에 의존하여 제1 물질(51)의 분량
에 대한 비율에 있어 제2 물질(52)의 분량이 증가할 수 있다.
바꾸어 말하면, 부분 영역(30)의 제1 기능 영역(35)은 제1 및 제2 물질(51, 52)을 함유한 제1 기능층을 형성하[0171]
며, 제1 기능층은 제1 전기 접촉 영역(10)과의 래터럴 간격이 증가하면서 두께가 증가한다. 이에 상응하여 부분
영역(30)의 제2 기능 영역(36)은 제2 기능층을 형성하며, 상기 제2 기능층의 두께는 제1 전기 접촉 영역(10)과
의 래터럴 간격이 증가하면서 감소한다. 이때, 제1 유기 기능층(31)의 두께는 균일하며, 제1 전기 접촉 영역
(10)과의 래터럴 간격과 무관하다. 이를 통해, 활성 영역(4) 및 제1 전극(1) 사이의 서로 상이한 간격에 의해
발생할 수 있는 서로 다른 캐비티 효과에 따른 색 이동이 야기되지 않도록 보장될 수 있다.
도 6에는 다른 실시예에 따른 유기 복사 방출 소자가 도시되어 있으며, 상기 소자는 선행 실시예의 경우와 같은[0172]
제1 유기 기능층(31)을 포함한다. 부가적으로, 본 명세서에 설명한 유기 복사 방출 소자는 제2 유기 기능층(3
2)을 포함하고, 제2 유기 기능층은 제1 물질(51)만을 포함한다.
활성 영역(4) 상부에는 제3 전기 전도도를 가진 제3 물질(52) 및 제4 전기 전도도를 가진 제4 물질(54)을 함유[0173]
하면서 래터럴 배치된 복수 개의 부분 영역(30)을 포함하는 제3 유기 기능층(33)이 배치된다. 이때, 제4 전기
전도도는 제3 전기 전도도보다 크다. 제3 유기 기능층(33)은 그 구조와 관련하여 제1 유기 기능층(31)과 유사하
게 형성되며, 도시된 실시예에서 마찬가지로, 제3 및 제4 물질(53, 54)을 함유한 제1 기능 영역(35) 및 제3 물
질을 함유한 제2 기능 영역(36)을 포함한다. 제3 유기 기능층의 제2 기능 영역(36)은 제4 물질을 포함하지 않는
다. 이를 통해, 제3 유기 기능층(33)에서도, 부분 영역(30)에서 제3 물질(53)의 분량에 대한 제4 물질(54)이 분
량의 비율이 제1 전기 접촉 영역(10)과의 래터럴 간격에 의존하거나/의존하고 제2 전극(2)의 제2 전기 접촉 영
역(20)과의 래터럴 간격에 의존하여 달라진다. 상기 간격은 파선으로 표시되어 있다.
활성 영역(4)과 제3 유기 기능층(33) 사이에 제4 유기 기능층(34)이 배치되며, 제4 유기 기능층은 제3 물질(5[0174]
3)을 포함하며 제4 물질(54)은 포함하지 않는다. 제4 유기 기능층은 직접적으로 활성 영역(4)에 접한다. 이를
통해, 제4 유기 기능층(34)은 활성 영역(4)에서 가능한 "소광"을 제4 물질(54)과 제3 물질(53)의 전하 수속 착
물에 의해 방지하기에 적합하다.
유기 복사 방출 소자는 도시된 실시예에서 제1 및 제2 물질(51, 52)로서 NPB 또는 Re2O7을 포함하고, 제3 및 제[0175]
4 물질(53, 54)로서 BCP 또는 세슘카보네이트를 포함한다.
도 6에 따른 유기 복사 방출 소자는 균일한 발광 세기를 가진 매우 큰 방출면을 구현하기에 매우 적합한데, 제1[0176]
전기 접촉 영역(10)과 제2 전극(2) 또는 제2 전기 접촉 영역(20)사이에서 가능한 전류 경로의 부분 저항이 제1
유기 기능층(31)에서의 제1 및 제2 물질(51, 52)의 분포 및 부가적으로 제3 유기 기능층(33)에서의 제3 및 제4
물질(53, 54)의 분포를 이용하여 조절될 수 있기 때문이다.
도 7 및 8에는 각각 인가된 전압(볼트)에 따라 유기 기능층에서의 전류 밀도(평방센티미터 당 밀리암페어) 측정[0177]
곡선이 도시되어 있으며, 이는 순수히 예시적으로 제1 물질의 분량에 대한 제2 물질의 분량의 비율에 의존하여
전기 전도도의 변화를 나타낸다. 도시된 측정 곡선에서는, 마치 전압이 0 볼트일 때 각각 0이 아닌 유한 전류
밀도에 의해 달성할 수 있을 것을 나타낸다. 이때는, 각각의 측정 정확도에 의한, 그리고 특히 측정 곡선의 반
대수(semilogarithmic) 표현에 의한, 당업자에게 공지된 측정 인공값(measurement artifact)을 말한다.
두 도면 7 및 8의 측정에서는 제1 물질로서 NPB를 포함하는 150 나노미터 두께의 유기 기능층이 제조되었다.[0178]
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도 7의 측정 곡선을 위해 F4TCNQ는 제2 물질로서 사용되었다. 이때, 측정곡선(901, 902, 903, 904)은 제1 물질[0179]
독자적으로 사용할 때(901), 제1 물질의 분량에 대한 제2 물질의 분량의 비율이 1%일 때(902), 상기 비율이 4%
일 때(903), 상기 비율이 10%일 때(904) 각각 달성 가능한 전류 밀도를 나타낸다.
도 8의 측정 곡선에서 MoO3는 제2 물질로서 사용되었다. 이때 측정 곡선(905, 906, 907, 908)은 제1 물질 독자[0180]
적으로 사용할 때(905), 제1 물질의 분량에 대한 제2 물질의 분량의 비율이 1%일 때(906), 상기 비율이 10%일
때(907), 상기 비율이 50%일 때(908) 각각 달성 가능한 전류 밀도를 나타낸다.
두 도면으로부터, 제1 물질의 분량에 대한 제2 물질의 분량의 비율이 증가함에 따라 달성 가능한 전류 밀도가[0181]
증가하고, 이는 그에 상응하여 감소하는 전기 저항 또는 증가하는 전기 전도도에 중요하다는 점을 쉽게 알 수
있다.
도 9에는 자외 파장 영역에서 적외 파장 영역까지의 파장(나노미터)에 따라 제1 및 제2 물질을 함유한 유기 기[0182]
능층의 투명도(정규 세기로서)의 측정 곡선이 도시되어 있다. 이를 위해 유기 기능층을 투과한 UV 스펙트럼이
측정되었다.
제1 물질은 모든 측정의 경우에 NPB였던 반면, 제2 물질은 서로 다른 분량의 Re2O7이었다. 측정곡선(909, 910,[0183]
911, 912)은 제1 물질 독자적으로 사용할 때(909), 제1 물질의 분량에 대한 제2 물질의 분량의 비율이 1%일 때
(910), 상기 비율이 10%일 때(911), 상기 비율이 50%일 때(912) 각각 투과된 UV 스펙트럼 부분을 나타낸다.
측정곡선(909, 910, 911, 912)으로부터, 제1 물질의 분량에 대한 제2 물질의 분량의 비율에 의존하여 유기 기능[0184]
층의 투명도가 미미한 정도로만 변경되고, 이는 앞서 설명한 유기 복사 방출 소자에서 균일한 발광 인상을 야기
할 수 있다는 것을 용이하게 알 수 있다.
본 발명은 실시예에 의거한 설명에 의하여 이러한 실시예에 한정되지 않는다. 오히려 본 발명은 각각의 새로운[0185]
특징 및 특징들의 각 조합을 포함하고, 이러한 점은 특히, 비록 이러한 특징 또는 이러한 조합이 그 자체로 명
백하게 특허청구범위 또는 실시예에 제공되지 않더라도, 특허청구범위에서의 특징들의 각 조합을 포괄한다.
도면
도면1
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도면2
도면3
도면4
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도면5
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도면7
도면8
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