KR100492850B1 - Organic electroluminescent device comprising a luminescent layer having a dopant with high bandgap - Google Patents

Organic electroluminescent device comprising a luminescent layer having a dopant with high bandgap Download PDF

Info

Publication number
KR100492850B1
KR100492850B1 KR10-2002-0037829A KR20020037829A KR100492850B1 KR 100492850 B1 KR100492850 B1 KR 100492850B1 KR 20020037829 A KR20020037829 A KR 20020037829A KR 100492850 B1 KR100492850 B1 KR 100492850B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
dopant
organic electroluminescent
electroluminescent device
light emitting
emitting layer
Prior art date
Application number
KR10-2002-0037829A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20040003199A (en
Inventor
김영규
오언석
권순남
Original Assignee
(주)네스디스플레이
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (주)네스디스플레이 filed Critical (주)네스디스플레이
Priority to KR10-2002-0037829A priority Critical patent/KR100492850B1/en
Publication of KR20040003199A publication Critical patent/KR20040003199A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100492850B1 publication Critical patent/KR100492850B1/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/06Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing organic luminescent materials
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B33/00Electroluminescent light sources
    • H05B33/12Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces
    • H05B33/14Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces characterised by the chemical or physical composition or the arrangement of the electroluminescent material, or by the simultaneous addition of the electroluminescent material in or onto the light source
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2211/00Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
    • C09K2211/10Non-macromolecular compounds
    • C09K2211/1003Carbocyclic compounds
    • C09K2211/1007Non-condensed systems
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2211/00Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
    • C09K2211/10Non-macromolecular compounds
    • C09K2211/1018Heterocyclic compounds
    • C09K2211/1025Heterocyclic compounds characterised by ligands
    • C09K2211/1029Heterocyclic compounds characterised by ligands containing one nitrogen atom as the heteroatom
    • C09K2211/1033Heterocyclic compounds characterised by ligands containing one nitrogen atom as the heteroatom with oxygen
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2211/00Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
    • C09K2211/18Metal complexes
    • C09K2211/181Metal complexes of the alkali metals and alkaline earth metals
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10S428/917Electroluminescent

Abstract

본 발명은 밴드갭(bandgap)이 큰 도펀트(dopant)를 발광층에 포함하는 유기전기발광소자에 관한 것으로, 호스트(host)보다 밴드갭이 큰 도펀트를 함유하는 발광층을 포함하는, 본 발명에 따른 유기전기발광소자는 개선된 색순도, 효율 및 수명을 갖는다.The present invention relates to an organic electroluminescent device comprising a dopant having a large bandgap in a light emitting layer, and comprising an organic light emitting layer containing a dopant having a larger bandgap than a host. Electroluminescent devices have improved color purity, efficiency and lifetime.

Description

밴드갭이 큰 도펀트를 발광층에 포함하는 유기전기발광소자{ORGANIC ELECTROLUMINESCENT DEVICE COMPRISING A LUMINESCENT LAYER HAVING A DOPANT WITH HIGH BANDGAP} ORGANIC ELECTROLUMINESCENT DEVICE COMPRISING A LUMINESCENT LAYER HAVING A DOPANT WITH HIGH BANDGAP}

본 발명은 밴드갭(bandgap)이 큰 도펀트(dopant)를 갖는 발광층을 포함하는 유기전기발광소자에 관한 것으로, 본 발명에 따른 유기전기발광소자는 색순도 및 효율이 개선되며 수명 또한 증가된다.The present invention relates to an organic electroluminescent device comprising a light emitting layer having a dopant having a large bandgap, and the organic electroluminescent device according to the present invention has improved color purity and efficiency, and also has a long lifespan.

종래에는, 유기전기발광소자의 성능을 개선시키기 위해 발광층에 도펀트를 도핑하는 경우, 통상적으로 밴드갭이 큰 호스트(host)에 밴드갭이 작은 도펀트를 도핑함으로써 높은 에너지의 호스트로부터 낮은 에너지의 도펀트로 엑시톤(exiton)이 전달되어 발광하는 원리를 이용해 왔다.Conventionally, when dopants are doped into the light emitting layer to improve the performance of the organic electroluminescent device, a dopant with a small bandgap is usually doped by a host with a large bandgap to a low energy dopant. Excitons have been used to transmit and emit light.

예를 들어, 미국 특허 제4,769,292호(Eastman Kodak), 제6,303,238호 (Princeton University) 및 제6,310,360호(Princeton University) 등의 도핑과 관련된 특허들은 모두 호스트의 밴드갭이 도펀트의 밴드갭보다 큰 발광층을 포함하는 유기전기발광소자를 개시하고 있으며, 이 경우 소자의 최종적인 발광색상은 도펀트의 색상에 의존한다.For example, patents related to doping, such as US Pat. Nos. 4,769,292 (Eastman Kodak), 6,303,238 (Princeton University), and 6,310,360 (Princeton University), all have light emitting layers in which the bandgap of the host is greater than the bandgap of the dopant. An organic electroluminescent device comprising is disclosed, in which case the final luminous color of the device depends on the color of the dopant.

그러나, 이러한 종래의 도핑 개념에 기초하는 경우, 밴드갭이 큰 호스트의 합성이 실질적으로 용이하지 않을 뿐 아니라 양극에서의 정공주입 및 음극에서의 전자주입이 발광층 호스트의 큰 밴드갭 때문에 어려워져 자연적으로 켜짐 전압이 높아지고 효율이 낮아지게 된다. 이러한 이유 때문에, 현재까지 청색 및 녹색 유기발광소자의 색순도는 아직 NTSC 표준을 맞추지 못 하고 있는 실정이다. However, based on this conventional doping concept, not only is the synthesis of a host with a large bandgap practically easy, but also hole injection at the anode and electron injection at the cathode become difficult due to the large bandgap of the light emitting layer host, and naturally The on voltage is high and the efficiency is low. For this reason, the color purity of blue and green organic light emitting diodes has not yet met the NTSC standard.

따라서, 본 발명의 목적은 이제까지와는 다른 특성의 도펀트를 발광층에 도핑시킴으로써 색순도를 비롯한 효율 및 수명이 개선된 유기전기발광소자를 제공하는 것이다. Accordingly, it is an object of the present invention to provide an organic electroluminescent device having improved efficiency and lifespan, including color purity, by doping a light emitting layer with a dopant having a different characteristic than ever before.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는, 양전극, 유기층 및 음전극을 포함하는 유기전기발광소자에 있어서, 유기층이, 호스트(host)보다 밴드갭 (bandgap)이 큰 도펀트(dopant)를 함유하는 발광층을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기전기발광소자를 제공한다.In order to achieve the above object, in the present invention, in the organic electroluminescent device comprising a positive electrode, an organic layer and a negative electrode, the organic layer includes a light emitting layer containing a dopant having a bandgap larger than the host (host) It provides an organic electroluminescent device characterized in that.

이하 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명의 하나의 실시양태에 따른 유기전기발광소자의 구조를 도 1에 나타내었다. 도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 유기전기발광소자는 기판, 양전극, 정공주입층, 정공수송층, 발광층, 전자수송층, 전자주입층 및 음전극으로 구성될 수 있다.The structure of the organic electroluminescent device according to one embodiment of the present invention is shown in FIG. 1. As shown in FIG. 1, the organic electroluminescent device of the present invention may be composed of a substrate, a positive electrode, a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer, an electron transport layer, an electron injection layer, and a negative electrode.

여기서, 양전극과 음전극은 소자의 구성에 따라서 바뀔 수 있으며, 빛의 투과도 또한 조절될 수 있다. 기판은 일반적으로 유리를 사용하며, 특수 목적에 따라서 실리콘 웨이퍼, 고분자 시트, 금속, 무기물 등으로 다양하게 응용될 수 있다. 정공주입층 및 정공수송층은 소자에 사용되는 통상적인 것으로서, 단분자, 고분자 또는 단분자와 고분자의 혼합물로 제작될 수 있다. 발광층은 주로 단분자 호스트와 도펀트의 혼합박막으로 구성되며, 고분자 혼합박막도 가능하다. 전자수송층 및 전자주입층 역시 소자에 사용되는 통상적인 것으로서, 전자수송층은 단분자 및 고분자 모두 가능하며, 전자주입층은 LiF와 같은 무기박막, Alq3와 같은 유기박막 및 기타 전자주입능이 있는 고분자 등이 모두 가능하다. 음전극으로는 일반적으로 안정한 알루미늄을 많이 사용하나, 소자의 구조에 따라서 리튬-알루미늄 합금, 마그네슘-은 합금, 칼슘, 스트론튬, 리튬 등도 가능하다.Here, the positive electrode and the negative electrode can be changed according to the configuration of the device, the light transmission can also be adjusted. The substrate generally uses glass, and may be variously applied to a silicon wafer, a polymer sheet, a metal, an inorganic material, etc. according to a special purpose. The hole injection layer and the hole transport layer are conventional ones used in the device, and may be made of a single molecule, a polymer, or a mixture of a single molecule and a polymer. The light emitting layer is mainly composed of a mixed thin film of a monomolecular host and a dopant, and a polymer mixed thin film is also possible. The electron transport layer and the electron injection layer are also conventionally used in the device, the electron transport layer can be both a single molecule and a polymer, the electron injection layer is an inorganic thin film such as LiF, an organic thin film such as Alq 3 and other polymers with electron injection ability, etc. This is all possible. Generally, stable aluminum is used as the negative electrode, but lithium-aluminum alloy, magnesium-silver alloy, calcium, strontium, lithium, etc. may be used depending on the structure of the device.

본 발명의 기술구성상 특징은 발광층에 있는데, 본 발명에 따르면, 발광층이 기존의 도핑 박막과는 달리 호스트보다 밴드갭이 큰 도펀트를 포함하기 때문에, 발광 중심이 도펀트가 아니라 호스트에 있으며, 도펀트는 발광층을 안정하게 해 주고 호스트끼리의 자기흡수에 의한 효율의 저하를 막아주는 역할을 한다. 또한, 보다 작은 밴드갭을 갖는 호스트는 양극에서의 정공주입 및 음극에서의 전자주입을 용이하게 하여 켜짐 전압을 낮추고 효율의 저하 또한 억제할 수 있다.The technical feature of the present invention lies in the light-emitting layer. According to the present invention, since the light-emitting layer includes a dopant having a larger band gap than the host, unlike the conventional doped thin film, the emission center is in the host, not the dopant, and the dopant is It stabilizes the light emitting layer and prevents a decrease in efficiency due to self-absorption between hosts. In addition, a host having a smaller bandgap can facilitate hole injection at the anode and electron injection at the cathode, thereby lowering the ON voltage and suppressing the decrease in efficiency.

본 발명에서는, 호스트로서 도펀트보다 밴드갭이 작은 화합물이면 무엇이든 사용할 수 있으며, 도펀트로서 호스트보다 밴드갭이 큰 화합물이면 무엇이든 사용할 수 있다. 예를 들어, 호스트로서 하기 화학식 1의 4,4'-비스(2,2-디페닐-비 닐)-비페닐(DPVBi)(밴드갭=2.9eV)을 사용하는 경우 도펀트로서 하기 화학식 2의 2-(2-하이드록시페닐)벤족사졸라토 리튬(LiPBO)(밴드갭=3.1eV)을 사용할 수 있다.In the present invention, any compound having a bandgap smaller than the dopant can be used as the host, and any compound having a bandgap larger than the host as the dopant can be used. For example, when using 4,4'-bis (2,2-diphenyl-vinyl) -biphenyl (DPVBi) (bandgap = 2.9 eV) of the formula (1) as a host as a dopant 2- (2-hydroxyphenyl) benzoxazola lithium (LiPBO) (bandgap = 3.1 eV) can be used.

본 발명에 따르면, 발광층에 대해 도펀트를 0.1 내지 50 중량%의 양으로 도핑할 수 있는데, 도펀트의 양이 0.1 중량%보다 적으면, 도핑의 효과가 거의 없고, 50 중량%보다 많으면, 호스트와 도펀트의 조성이 역전되어 원하는 효과를 얻기 어렵다.According to the present invention, the dopant may be doped in an amount of 0.1 to 50% by weight with respect to the light emitting layer. When the amount of the dopant is less than 0.1% by weight, there is little effect of doping. The composition of reversed is difficult to obtain the desired effect.

이와 같은 특성의 발광층을 포함하는 본 발명에 따른 유기전기발광소자는 청색, 녹색 및 적색 모두에 사용가능하고, 특히 총천연색(full-color) 디스플레이 상품화에 필요한 청색 및 녹색의 색순도 제어에 유리하며, 효율이 우수하고, 10,000시간 이상의 동작 수명을 보이는 등 기존의 상품인 TFT-LCD를 능가하는 수명을 가지므로, 유기광다이오드, 유기광볼타전지 등 유기물 반도체를 이용한 소자에 유용하게 적용될 수 있다.The organic electroluminescent device according to the present invention including the light emitting layer having such characteristics can be used in all of blue, green and red, and is particularly advantageous in controlling color purity of blue and green required for commercializing full-color displays, and It has excellent lifespan and has a lifespan exceeding that of conventional TFT-LCDs such as showing an operating life of 10,000 hours or more, and thus can be usefully applied to devices using organic semiconductors such as organic photodiodes and organic photovoltaic batteries.

이하 실시예 및 비교예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다. 단, 본 발명의 범위가 하기 실시예만으로 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples. However, the scope of the present invention is not limited only to the following Examples.

실시예 1 : 밴드갭이 큰 도펀트가 5% 도핑된 발광층을 포함하는 유기전기발광소자의 제작Example 1: Fabrication of an organic electroluminescent device comprising a light emitting layer doped with a bandgap dopant 5%

(A) 기판의 세정(A) Cleaning the substrate

먼저, 인듐 주석 산화물(ITO)이 코팅된 유리 기판을 비인계 세정제가 5% 함유된 탈이온수(deionized water)에 담그고 5분간 초음파처리(sonication)한 후, 탈이온수 중에서 5분간 2-3차례 추가로 초음파처리하였다. 이어, 유리 기판을 아세톤 및 에탄올 중에서 순차적으로 각각 5분간 초음파처리한 후, 스핀 건조(spin drying)시킨 다음, 글로브 박스(glove box)에 넣어 UV-오존 세정을 수행하였다.First, an indium tin oxide (ITO) coated glass substrate was immersed in deionized water containing 5% of a non-phosphorus cleaner, sonicated for 5 minutes, and then added 2-3 times in 5 minutes in deionized water. It was sonicated with. Subsequently, the glass substrates were sequentially sonicated in acetone and ethanol for 5 minutes each, followed by spin drying, and then placed in a glove box to perform UV-ozone cleaning.

(B) 유기박막층의 성막(B) Formation of Organic Thin Film

세정이 완료된, ITO 코팅된 유리 기판을 증착 챔버에 넣고, 정공주입층으로서 하기 화학식 3의 4,4',4"-트리스(N-(2-나프틸)-N-페닐아미노)-트리페닐아민 (2TNATA)를 0.4Å/s의 속도로 최종 두께가 600Å이 되도록 증착한 후, 정공수송층으로서 하기 화학식 4의 N,N'-디(나프탈렌-1-일)-N,N'-디페닐-벤지딘(NPB)을 1Å/s의 속도로 최종 두께가 120Å이 되도록 증착하였다. 이어, 발광층의 호스트로서 4,4'-비스(2,2-디페닐-비닐)-비페닐(DPVBi)(화학식 1의 화합물, 밴드갭=2.9eV)을 1Å/s의 속도로, 도펀트로서 2-(2-하이드록시페닐)벤족사졸라토 리튬(LiPBO)(화학식 2의 화합물, 밴드갭=3.1eV)을 0.2Å/s의 속도로 최종 두께가 400Å이 되도록 증착하였다. 전자수송층으로서 하기 화학식 5의 트리스(8-하이드록시퀴놀리놀라토)알루미늄(Alq3)을 1Å/s의 속도로 최종 두께가 200Å이 되도록 증착하였다.The cleaned, ITO-coated glass substrate was placed in a deposition chamber, and as a hole injection layer, 4,4 ', 4 "-tris (N- (2-naphthyl) -N-phenylamino) -triphenyl After the amine (2TNATA) was deposited to a final thickness of 600 kPa at a rate of 0.4 kW / s, N, N'-di (naphthalen-1-yl) -N, N'-diphenyl represented by the following formula (4) as a hole transport layer -Benzidine (NPB) was deposited to a final thickness of 120 kPa at a rate of 1 kW / s, followed by 4,4'-bis (2,2-diphenyl-vinyl) -biphenyl (DPVBi) ( 2- (2-hydroxyphenyl) benzoxazolato lithium (LiPBO) (compound of formula 2, bandgap = 3.1eV) as a dopant at a rate of 1 dl / s Was deposited to a final thickness of 400 kPa at a rate of 0.2 kW / s As the electron transporting layer, tris (8-hydroxyquinolinolato) aluminum (Alq 3 ) of Chemical Formula 5 was added at a rate of 1 kW / s. Deposition to 200Å It was.

(C) 전자주입층 및 음전극의 성막(C) Formation of electron injection layer and negative electrode

전자주입층으로서 LiF를 0.1Å/s의 속도로 최종 두께가 22Å이 되도록 증착한 다음, 연속하여 음전극인 알루미늄을 7Å/s의 속도로 최종 두께가 2500Å이 되도록 증착하여 소자 제작을 마무리하였다.LiF was deposited as an electron injection layer at a rate of 0.1 mW / s to have a final thickness of 22 mW, and then aluminum was continuously deposited at a speed of 7 mW / s to have a final thickness of 2500 mW to finish device fabrication.

(D) 소자의 봉지화(encapsulation)(D) encapsulation of the device

미리 준비된 스테인레스 강 캔(SUS can)을 홀더에 장착하고 광경화성 수지를 분주한 후, 제작된 소자를 그 위에 적당히 위치시킨 다음 자외선(파장 365nm, 에너지 6000mJ)을 120초 동안 조사하여 소자를 봉지화하였다.After mounting a prepared stainless steel can in a holder and dispensing the photocurable resin, the fabricated device is appropriately placed thereon, and the device is encapsulated by irradiating with ultraviolet (wavelength 365nm, energy 6000mJ) for 120 seconds. It was.

실시예 2 : 밴드갭이 큰 도펀트가 10% 도핑된 발광층을 포함하는 유기전기발광소자의 제작Example 2 Fabrication of Organic Electroluminescent Device Comprising Light-Emitting Layer Doped with 10% Dopant with Large Band Gap

발광층의 도펀트인 LiPBO를 0.4Å/s의 속도로 도핑한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 봉지화된 유기전기발광소자를 제작하였다.An encapsulated organic electroluminescent device was manufactured in the same manner as in Example 1, except that LiPBO, a dopant of the light emitting layer, was doped at a rate of 0.4 μs / s.

비교예 1 : 도핑되지 않은 발광층을 포함하는 유기전기발광소자의 제작Comparative Example 1: Fabrication of an organic electroluminescent device comprising an undoped light emitting layer

도펀트의 도핑을 수행하지 않은 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 봉지화된 유기전기발광소자를 제작하였다. An encapsulated organic electroluminescent device was manufactured in the same manner as in Example 1, except that doping was not performed.

비교예 2 : 밴드갭이 작은 도펀트가 2.5% 도핑된 발광층을 포함하는 유기전기발광소자의 제작Comparative Example 2: Fabrication of an organic electroluminescent device comprising a light emitting layer doped with a 2.5% dopant having a small band gap

발광층의 도펀트로서 하기 화학식 6의 4,4'-비스(2-N-에틸카바졸릴-비닐)-비페닐(DSA)(밴드갭=2.7eV)을 0.1Å/s의 속도로 도핑한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 봉지화된 유기전기발광소자를 제작하였다.As a dopant of the light emitting layer, 4,4'-bis (2-N-ethylcarbazolyl-vinyl) -biphenyl (DSA) (Band gap = 2.7 eV) of the following Chemical Formula 6 was doped at a rate of 0.1 μs / s. Then, an organic electroluminescent device encapsulated was manufactured in the same manner as in Example 1.

실시예 1, 2 및 비교예 1에서 제작된 유기전기발광소자의 전류밀도-전압 특성, 휘도-전압 특성, 휘도-전류밀도 특성, 전력효율-휘도 특성, 색좌표-휘도 특성 및 전기발광 스펙트럼을 도 2 내지 7에 각각 나타내었다.Figure 1 shows the current density-voltage characteristics, luminance-voltage characteristics, luminance-current density characteristics, power efficiency-luminance characteristics, color coordinates-luminance characteristics, and electroluminescence spectra of the organic electroluminescent devices fabricated in Examples 1, 2 and Comparative Example 1. FIG. It is shown to 2-7 respectively.

도 2 및 3의 전류밀도-전압 및 휘도-전압 그래프로부터, LiPBO의 도핑량이 증가할수록 전류밀도 및 휘도가 감소하는 것을 알 수 있다. 그러나, 실시예 및 비교예에서 제작된 유기전기발광소자는 전압 의존형이 아닌 전류 의존형이기 때문에 그 경향을 자세히 고찰하기 위해서 도 4에 전류밀도의 변화에 따른 휘도의 변화를 나타내었다. 그 결과, 도 4로부터, 동일한 전류밀도에서 LiPBO의 도핑량이 증가할수록 휘도가 증가하며, 전류밀도가 클수록 그 차이가 더욱 커짐을 알 수 있다.It can be seen from the current density-voltage and luminance-voltage graphs of FIGS. 2 and 3 that the current density and luminance decrease as the doping amount of LiPBO increases. However, since the organic electroluminescent devices fabricated in Examples and Comparative Examples are not voltage-dependent but current-dependent, the luminance of the organic electroluminescent device is changed according to the change of the current density. As a result, it can be seen from FIG. 4 that the luminance increases as the doping amount of LiPBO increases at the same current density, and the difference becomes larger as the current density increases.

또한, 도 5의 전력효율-휘도 그래프로부터, 전력효율 역시 LiPBO의 도핑량이 증가할수록 증가하며, 그 차이 또한 휘도가 클수록 더욱 커짐을 알 수 있다.Further, it can be seen from the power efficiency-luminance graph of FIG. 5 that the power efficiency also increases as the doping amount of LiPBO increases, and the difference also increases as the luminance increases.

도 6의 색좌표-휘도 그래프로부터, LiPBO를 도핑한 소자(실시예 1 및 2)의 색좌표가 도핑하지 않은 것(비교예 1)보다 기본적으로 더 우수하며 휘도에 관계없이 그 폭이 거의 일정하게 유지됨을 알 수 있다. 즉, 청색의 경우 NTSC 표준 색좌표는 (x=0.14, y=0.08)인데, LiPBO를 도핑한 발광층을 포함하는 소자의 색좌표가 도핑하지 않은 경우보다 더 표준에 가까움을 알 수 있다.From the color coordinate-luminance graph of FIG. 6, the color coordinates of LiPBO-doped devices (Examples 1 and 2) are basically better than those without dope (Comparative Example 1) and their width remains almost constant regardless of luminance. It can be seen. That is, in the case of blue, the NTSC standard color coordinates are (x = 0.14, y = 0.08), and it can be seen that the color coordinates of the device including the light emitting layer doped with LiPBO are closer to the standard than those without dope.

도 7의 전기발광 스펙트럼으로부터 알 수 있듯이, 실시예 1, 2 및 비교예 1에서 얻어진 소자의 주요 피크는 모두 약 450nm로서 큰 차이가 없으나, 500nm 내지 700nm 사이의 장파장 영역에서 스펙트럼 강도에 차이를 보였다. 일반적으로, 색순도의 좋고 나쁨은 주로 스펙트럼의 꼬리 부분의 영향이 가장 크며, 특히 청색 및 녹색의 경우는 장파장 영역이, 적색의 경우는 단파장 영역이 주요 영향 범위이다. 따라서, 밴드갭이 큰 도펀트인 LiPBO의 함량이 증가할수록 장파장 영역의 강도가 감소하여 색좌표가 좋아진 것으로 판단된다. 특히, 소자의 효율은 녹색을 중심으로 청색 및 적색으로 갈수록 감소하는데, 상기 결과들에서 알 수 있듯이, 실시예 2의 경우 색좌표가 좋음에도 불구하고 비교예 1에 비해 효율이 15% 이상 증가한 것은 소자의 성능이 개선되었음을 확실히 보여준다.As can be seen from the electroluminescence spectrum of FIG. 7, the main peaks of the devices obtained in Examples 1, 2 and Comparative Example 1 are all about 450 nm, but there is no significant difference, but the spectral intensity is different in the long wavelength region between 500 nm and 700 nm. . In general, the good and bad color purity is mainly influenced by the tail portion of the spectrum, especially the long wavelength region in blue and green, and the short wavelength region in red. Therefore, as the content of LiPBO, which is a dopant with a large band gap, increases, the intensity of the long wavelength region decreases, and thus the color coordinate is improved. In particular, the efficiency of the device decreases toward the blue and red centering on the green. As can be seen from the above results, the efficiency of the device is increased by more than 15% compared to Comparative Example 1 in spite of the good color coordinate in Example 2 It clearly shows that the performance of.

이러한 도 7의 전기발광 스펙트럼 결과에 비교예 2에서 제작된 유기전기발광소자의 전기발광 스펙트럼을 함께 도시하여 도 8에 나타내었다. 도 8로부터, 밴드갭이 작은 도펀트를 사용한 비교예 2의 경우 스펙트럼의 주요 피크가 이동하기 때문에 우수한 색순도를 얻는 것이 용이하지 않음을 알 수 있다. 이러한 스펙트럼의 이동을 최소화하기 위해서 밴드갭의 차이가 최소인 도펀트를 사용한다 하여도, 기본적으로 호스트보다 밴드갭이 작기 때문에 호스트의 주요 피크에서 청색의 경우 장파장으로 이동될 수 밖에 없는 단점이 있다.The electroluminescence spectrum of the organic electroluminescent device manufactured in Comparative Example 2 is shown in FIG. 7 as shown in FIG. 8. 8 shows that in Comparative Example 2 using a dopant having a small band gap, it is not easy to obtain excellent color purity because the main peak of the spectrum shifts. In order to minimize the shift of the spectrum, even if a dopant having a minimum difference in the bandgap is used, the bandgap is basically smaller than that of the host.

실험예 : 온도가속 수명 측정법에 의한 유기전기발광소자의 수명 측정Experimental Example: Measurement of Life of Organic Electroluminescent Device by Temperature Accelerated Life Measurement

온도가속 수명 측정법은 측정하고자 하는 소자 주위의 온도를 상온보다 높게 한 후 시간 경과에 따른 초기 휘도의 감소를 측정하는 방법으로서, 공지된 아레니우스형 수식에 기초하여 상온에서의 수명 또한 예측할 수 있다. 상기 실시예 2에서 제작된 유기전기발광소자의 수명을 다음과 같은 조건하의 온도가속 수명 측정법에 따라 측정하였다.The temperature acceleration life measurement method is a method of measuring the decrease in initial luminance over time after raising the temperature around the device to be measured above room temperature. The life at room temperature can also be predicted based on a known Arennius equation. . The lifespan of the organic electroluminescent device manufactured in Example 2 was measured according to the temperature acceleration life measurement method under the following conditions.

- 초기 휘도 : 30cd/m2 Initial luminance: 30 cd / m 2

- 전류 인가 : 직류 모드(DC constant current mode)-Current application: DC constant current mode

- 온도 조건 : 50℃, 65℃, 75℃ 및 85℃의 4가지-Temperature conditions: 4 kinds of temperature of 50 ℃, 65 ℃, 75 ℃ and 85 ℃

- 습도 조건 : 45% RHHumidity condition: 45% RH

측정된, 온도별(50℃, 65℃, 75℃ 및 85℃) 휘도감소율-시간 및 수명-온도 특성을 도 9 및 10에 각각 나타내었다. 도 9로부터, 본 발명에 따른 소자의 75℃에서의 휘도가 반감되는 시간, 즉 반감 수명이 약 650 시간으로서 일반적으로 휴대단말기용 TFT-LCD가 보장하는 70℃에서의 240 시간을 훨씬 능가하는 성능을 가짐을 알 수 있다. 또한, 도 10의 상온 수명을 예측한 그래프로부터, 본 발명에 따른 소자의 휘도가 65% 감소되는 시간은 약 9,500 시간으로 예측되며, 반감 수명은 약 20,000 시간에 가까움을 알 수 있다.The measured decrease in temperature (50 ° C., 65 ° C., 75 ° C. and 85 ° C.) luminance-time and life-temperature characteristics are shown in FIGS. 9 and 10, respectively. From Fig. 9, the time at which the luminance of the device according to the present invention is halved at 75 ° C, that is, the half-life is about 650 hours, far surpassing 240 hours at 70 ° C, which is generally guaranteed by a TFT-LCD for a mobile terminal It can be seen that it has. In addition, the graph predicting the room temperature life of FIG. 10 shows that the time when the brightness of the device according to the present invention is reduced by 65% is estimated to be about 9,500 hours, and the half-life is close to about 20,000 hours.

본 발명에 따른 유기전기발광소자는 청색, 녹색 및 적색 모두에 사용가능하고, 특히 총천연색 디스플레이 상품화에 필요한 청색 및 녹색의 색순도 제어에 유리하며, 효율이 우수하고, 10,000시간 이상의 동작 수명을 보이는 등 기존의 상품인 TFT-LCD를 능가하는 수명을 가지므로, 유기광다이오드, 유기광볼타전지 등 유기물 반도체를 이용한 소자에 유용하게 적용될 수 있다.The organic electroluminescent device according to the present invention can be used for both blue, green and red, and is particularly advantageous for controlling the color purity of blue and green required for commercializing full-color displays, and has excellent efficiency and shows an operating life of 10,000 hours or more. Since the product has a lifespan exceeding that of TFT-LCD, it can be usefully applied to devices using organic semiconductors such as organic photodiodes and organic photovoltaic batteries.

도 1은 본 발명의 하나의 실시양태에 따른 유기전기발광소자(Organic Electroluminescent Device)의 구조를 보여주는 도이고,1 is a view showing the structure of an organic electroluminescent device according to an embodiment of the present invention,

도 2 내지 7은 각각, 실시예 1, 2 및 비교예 1에서 제작된 유기전기발광소자의 전류밀도-전압 그래프, 휘도-전압 그래프, 휘도-전류밀도 그래프, 전력효율-휘도 그래프, 색좌표-휘도 그래프 및 전기발광 스펙트럼을 나타내고,2 to 7 show current density-voltage graphs, luminance-voltage graphs, luminance-current density graphs, power efficiency-luminance graphs, and color coordinates-luminances of the organic electroluminescent devices fabricated in Examples 1, 2 and Comparative Example 1, respectively. Graph and electroluminescence spectrum,

도 8은 도 7의 전기발광 스펙트럼에 비교예 2에서 제작된 유기전기발광소자의 전기발광 스펙트럼을 함께 나타낸 것이고,FIG. 8 shows the electroluminescence spectrum of the organic electroluminescent device manufactured in Comparative Example 2 together with the electroluminescence spectrum of FIG.

도 9 및 10은 각각, 실시예 2에서 제작된 유기전기발광소자의 휘도감소율-시간 그래프 및 수명-온도 그래프를 나타낸다.9 and 10 show a luminance reduction rate-time graph and a lifetime-temperature graph of the organic electroluminescent device manufactured in Example 2, respectively.

Claims (3)

양전극, 유기층 및 음전극을 포함하는 유기전기발광소자에 있어서, 유기층이, 청색 발광성 호스트(host) 및 그 보다 밴드갭(bandgap)이 큰 청색 발광성 도펀트(dopant)를 함유하는 발광층을 포함하는 유기전기발광소자.An organic electroluminescent device comprising a positive electrode, an organic layer and a negative electrode, wherein the organic layer comprises an organic electroluminescent device comprising a light emitting layer containing a blue light emitting host and a blue light emitting dopant having a larger bandgap. device. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 호스트가 4,4'-비스(2,2-디페닐-비닐)-비페닐(DPVBi)이고, 도펀트가 2-(2-하이드록시페닐)벤족사졸라토 리튬(LiPBO)인 것을 특징으로 하는 유기전기발광소자.Wherein the host is 4,4′-bis (2,2-diphenyl-vinyl) -biphenyl (DPVBi) and the dopant is 2- (2-hydroxyphenyl) benzoxazolato lithium (LiPBO) Organic electroluminescent device. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 발광층이 0.1 내지 50 중량%의 도펀트를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기전기발광소자.An organic electroluminescent device, characterized in that the light emitting layer comprises 0.1 to 50% by weight of dopant.
KR10-2002-0037829A 2002-07-02 2002-07-02 Organic electroluminescent device comprising a luminescent layer having a dopant with high bandgap KR100492850B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2002-0037829A KR100492850B1 (en) 2002-07-02 2002-07-02 Organic electroluminescent device comprising a luminescent layer having a dopant with high bandgap

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2002-0037829A KR100492850B1 (en) 2002-07-02 2002-07-02 Organic electroluminescent device comprising a luminescent layer having a dopant with high bandgap

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20040003199A KR20040003199A (en) 2004-01-13
KR100492850B1 true KR100492850B1 (en) 2005-06-03

Family

ID=37314232

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR10-2002-0037829A KR100492850B1 (en) 2002-07-02 2002-07-02 Organic electroluminescent device comprising a luminescent layer having a dopant with high bandgap

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100492850B1 (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100924145B1 (en) * 2008-06-10 2009-10-28 삼성모바일디스플레이주식회사 Organic light emitting diode and fabrication method of the same
KR101765199B1 (en) 2014-12-15 2017-08-07 (주)위델소재 Iridium complex compounds and organic electroluminescent device using the same
KR20160095667A (en) 2015-02-03 2016-08-12 (주)위델소재 Pentaphenylbenzene derivative compound and organic electroluminescent device using the same
JP2018107449A (en) * 2016-12-27 2018-07-05 株式会社半導体エネルギー研究所 Light-emitting element, light-emitting device, electronic equipment, and illumination device

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19990088252A (en) * 1998-05-19 1999-12-27 다카노 야스아키 Organic electroluminescent device
KR20010035597A (en) * 1999-10-01 2001-05-07 김상국 Organic electroluminescent device having improved color purity
JP2001257076A (en) * 2000-03-13 2001-09-21 Tdk Corp Organic el element

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19990088252A (en) * 1998-05-19 1999-12-27 다카노 야스아키 Organic electroluminescent device
KR20010035597A (en) * 1999-10-01 2001-05-07 김상국 Organic electroluminescent device having improved color purity
JP2001257076A (en) * 2000-03-13 2001-09-21 Tdk Corp Organic el element

Also Published As

Publication number Publication date
KR20040003199A (en) 2004-01-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Lee et al. Highly efficient, deep‐blue doped organic light‐emitting devices
JP3897468B2 (en) Organic light emitting diode
TWI495707B (en) The organic light emitting diode and manufacturing method thereof
US7701131B2 (en) Organic electroluminescent element comprising a carbonyl matrix material
EP1665896B1 (en) Organic el device
EP1715728A1 (en) Organic electroluminescent device
WO2011010696A1 (en) Organic electroluminescent element
JP2008533735A (en) Quantum dot light-emitting diodes containing inorganic electron transport layers
JP2002038140A (en) Organic luminescent layer and electroluminescent device
JPH03152184A (en) El element of organic thin film
JP2003059668A (en) Organic light-emitting device
KR101760004B1 (en) Oled device with stabilized yellow light-emitting layer
EP1901364A1 (en) Organic electroluminescent device
JP2007291013A (en) Compound and organic el element
KR20070036835A (en) Method for preparation of organic light emitting devices comprising inorganic buffer layer
USH2084H1 (en) Pentacene derivatives as red emitters in organic light emitting devices
Qiao et al. Pure red electroluminescence from a host material of binuclear gallium complex
KR20070023078A (en) Organic light emitting devices having hole blocking layer utilizing multiple hetero-structure and preparation method thereof
WO2004045254A1 (en) Method for manufacturing organic electroluminescent display device
KR100492850B1 (en) Organic electroluminescent device comprising a luminescent layer having a dopant with high bandgap
JP4767725B2 (en) Method for manufacturing organic electroluminescence device
JP2002313580A (en) Organic el element and organic el display
CN113394360B (en) Blue light film and preparation method thereof, and blue light device and preparation method thereof
KR19990078127A (en) Organic Electroluminescence Material and Device Using the Same
KR100643924B1 (en) Organic light emitting devices comprising emitting layer doped by wide energy gap impurity

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130313

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140401

Year of fee payment: 10

LAPS Lapse due to unpaid annual fee