KR100570975B1

KR100570975B1 - Organic electro luminescence display

Info

Publication number: KR100570975B1
Application number: KR1020030042837A
Authority: KR
Inventors: 주상현; 김창수
Original assignee: 삼성에스디아이 주식회사
Priority date: 2003-06-27
Filing date: 2003-06-27
Publication date: 2006-04-13
Also published as: KR20050001256A

Abstract

본 발명은 캐소드 전극으로 AlNd를 사용하여 발광 효율 및 수명이 우수한 유기 전계 발광 소자에 관한 것으로, 절연 기판 상의 애노드 전극과; 상기 애노드 전극 상의 발광층과; 상기 발광층 상의 캐소드 전극을 포함하며, 상기 캐소드 전극은 AlNd 합금 전극으로 이루어진 유기 전계 발광 표시 장치를 제공하는 것을 특징으로 한다. The present invention relates to an organic electroluminescent device having excellent luminous efficiency and lifetime using AlNd as a cathode, comprising: an anode on an insulating substrate; A light emitting layer on the anode electrode; A cathode is provided on the emission layer, and the cathode is an organic light emitting display device including an AlNd alloy electrode.

유기 전계 발광 표시 장치, 캐소드, AlNdOrganic electroluminescent display, cathode, AlNd

Description

Organic electroluminescent display

도 1 및 도 2는 종래의 Al 캐소드 전극을 사용하는 유기 전계 발광 표시 장치의 발광 효율과 수명을 나타내는 도면. 1 and 2 are diagrams illustrating light emission efficiency and lifespan of an organic light emitting display device using a conventional Al cathode electrode.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유기 전계 발광 표시 장치를 나타내는 단면도. 3 is a cross-sectional view illustrating an organic light emitting display device according to a preferred embodiment of the present invention.

도 4 및 도 5는 본 발명의 AlNd 캐소드 전극을 사용하는 유기 전계 발광 표시 장치의 발광 효율과 수명을 나타내는 도면. 4 and 5 illustrate light emission efficiency and lifetime of an organic light emitting display device using the AlNd cathode electrode of the present invention.

(도면의 주요 부위에 대한 부호의 설명)(Explanation of symbols for main parts of drawing)

100; 절연 기판 110; 애노드 전극100; Insulating substrate 110; Anode electrode

120; 유기 전계 발광층 130; 캐소드 전극120; An organic electroluminescent layer 130; Cathode electrode

본 발명은 유기 전계 발광 소자에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 캐소드 전극으로 AlNd를 사용하여 발광 효율 및 수명이 우수한 유기 전계 발광 소자에 관한 것이다. The present invention relates to an organic electroluminescent device, and more particularly, to an organic electroluminescent device having excellent luminous efficiency and lifetime using AlNd as a cathode.

유기 전계 발광 표시 장치는 투명 기판 상의 유기 전계 발광층(electro luminescence layer)이 애노드 전극과 캐소드 전극 사이에 형성되어, 상기 양 전극에 전압을 인가하면, 유기 전계 발광층이 자발광하는 디스플레이의 일종으로 현재 평판 디스플레이(Flat Panel Display)를 주도하는 AM-LCD의 차세대 제품으로 주목받고 있다. In the organic electroluminescent display, an organic electroluminescence layer on a transparent substrate is formed between an anode electrode and a cathode electrode, and when the voltage is applied to both electrodes, the organic electroluminescent layer is a type of display that is currently flat panel. It is attracting attention as the next generation product of AM-LCD leading flat panel display.

상기 애노드 전극과 캐소드 전극에 각각 전압을 인가하는 방식으로 액티브매트릭스 방식(AMOLED)과 패시브매트릭스 방식(PMOLED)이 있으며, 대면적 고정세의 시장을 감안하면 액티브 매트릭스 방식이 효과적이다. An active matrix method (AMOLED) and a passive matrix method (PMOLED) are applied as a method of applying a voltage to the anode electrode and the cathode electrode, respectively, and an active matrix method is effective in consideration of a large-area high-definition market.

상기 유기 전계 발광층에는 다수개의 서로 다른 역할을 하는 다수의 유기 전계 발광층이 적층되어 있으며, 각각 홀 주입층(HIL), 홀 수송 층(HTL), 발광층(EML), 전자 수송층(ETL) 등으로 구성된다. The organic electroluminescent layer has a plurality of organic electroluminescent layers that play a plurality of different roles, and each includes a hole injection layer (HIL), a hole transport layer (HTL), an emission layer (EML), and an electron transport layer (ETL). do.

또한, 상기 전극은 애노드 전극으로 사용되는 투명 전극과 상기 투명전극보다 일함수가 작은 캐소드 전극으로 사용되는 금속 전극이 사용되며, 일반적으로 애노드 전극은 일함수가 약 4.8eV의 되는 ITO 투명 전극이, 캐소드 전극은 일함수가 약 4.28eV의 순수 Al 금속 전극이 주로 사용된다. In addition, the electrode is a transparent electrode used as an anode electrode and a metal electrode used as a cathode electrode having a lower work function than the transparent electrode, the anode electrode is generally an ITO transparent electrode having a work function of about 4.8 eV, Cathode electrodes are mainly used pure Al metal electrodes having a work function of about 4.28 eV.

도 1 을 참조하면, x축은 유기 전계 발광 표시 장치에 인가하는 전압(V)을, y축은 발광 효율(cd/A)을 나타낸다. 종래의 Al 금속 전극을 캐소드 전극으로 사용하는 유기 전계 발광 표시 장치는 약 4V를 인가하여야 발광하기 시작하여, 9V에서 최대 발광 효율을 나타내는 것을 알 수 있다. Referring to FIG. 1, the x axis represents a voltage V applied to the organic light emitting display, and the y axis represents a light emission efficiency (cd / A). In the conventional organic light emitting display device using the Al metal electrode as the cathode electrode, the light emitting diode starts to emit light when about 4V is applied, and the maximum emission efficiency is shown at 9V.

도 2를 참조하면, x축은 유기 전계 발광 표시 장치의 수명(hour)을, y축은 상대적 발광효율을 나타낸다. 유기 전계 발광 표시 장치가 발광하는 순간의 발광 효율을 1이라고 하고, 대략 115시간 정도 구동하였을 때 나타나는 발광효율이 0.6으로 40% 감소한 것을 알 수 있다.Referring to FIG. 2, the x axis represents an lifetime of the organic light emitting display device and the y axis represents a relative luminous efficiency. The luminous efficiency at the moment when the organic light emitting display device emits light is 1, and it can be seen that the luminous efficiency when driving for about 115 hours is decreased to 0.6 by 40%.

그러나, 상기 Al 캐소드의 경우에는 Al의 막질에 따라 그 특성의 변동이 발생한다. 이는 Al은 일반적으로 막질 특성이 나쁘기 때문에 유기 전계 발광 표시 장치의 불량을 발생시키는 문제점이 있다. However, in the case of the Al cathode, a change in characteristics occurs according to the film quality of Al. This is because Al generally has a poor film quality, which causes a problem in generating an organic light emitting display device.

본 발명의 목적은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명은 캐소드 전극으로 AlNd 합금 전극을 사용하여 발광 효율이 우수하며, 수명이 향상된 유기 전계 발광 표시 장치를 제공하는 데에 그 목적이 있다. An object of the present invention is to solve the above problems of the prior art, the present invention is to provide an organic electroluminescent display device having an excellent luminous efficiency and improved lifetime using AlNd alloy electrode as a cathode electrode. There is this.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 절연 기판 상의 애노드 전극과; 상기 애노드 전극 상의 발광층과; 상기 발광층 상의 캐소드 전극을 포함하며, 상기 캐소드 전극은 Nd가 2% 내지 40% 함유된 AlNd 합금 전극으로 이루어진 유기 전계 발광 표시 장치를 제공하는 것을 특징으로 한다. The present invention for achieving the above object is an anode electrode on an insulating substrate; A light emitting layer on the anode electrode; A cathode is formed on the emission layer, and the cathode provides an organic light emitting display device including an AlNd alloy electrode containing 2% to 40% Nd.

바람직하게는, 상기 캐소드 전극은 Nd가 2% 내지 10% 함유된 AlNd 합금 전극이다. Preferably, the cathode electrode is an AlNd alloy electrode containing 2% to 10% Nd.

이하 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 실시예를 설명한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유기 전계 발광 표시 장치를 설명하는 단면도이다. 3 is a cross-sectional view illustrating an organic light emitting display device according to a preferred embodiment of the present invention.

도 4 및 도 5는 본 발명의 유기 전계 발광 표시 장치의 캐소드 전극으로 AlNd(알루미늄-네오디뮴)를 사용하는 경우의 발광 효율에 따른 인가 전압과 유기 전계 발광 표시 장치의 수명을 나타내는 도면이다. 4 and 5 are diagrams illustrating an applied voltage and lifetime of an organic electroluminescent display when AlNd (aluminum-neodymium) is used as a cathode of the organic electroluminescent display of the present invention.

도 3을 참조하면, 절연 기판(100)으로 사용되는 유리 기판 상에 ITO, IZO 등의 투명한 전도성의 물질을 증착하고 패터닝하여 투명한 애노드 전극(110)을 형성한다. Referring to FIG. 3, a transparent anode electrode 110 is formed by depositing and patterning a transparent conductive material such as ITO and IZO on a glass substrate used as the insulating substrate 100.

그런 다음, 상기 투명한 애노드 전극(110) 상에 유기 전계 발광층(120)을 형성한다. 상기 유기 전계 발광층(120)은 그 기능에 따라 여러 층으로 구성될 수 있는데, 일반적으로 정공 주입층(HIL), 정공 전달층(HTL), 발광층(Emitting layer), 정공 저지층(HBL), 전자 수송층(ETL), 전자 주입층(EIL) 중 적어도 하나의 층 이상으로 된 다층구조로 이루어진다. Then, the organic electroluminescent layer 120 is formed on the transparent anode electrode 110. The organic electroluminescent layer 120 may be composed of several layers according to its function, and is generally a hole injection layer (HIL), a hole transport layer (HTL), an emitting layer, an hole blocking layer (HBL), and an electron. It has a multilayer structure made of at least one layer of a transport layer (ETL) and an electron injection layer (EIL).

상기 유기 전계 발광층(120)을 형성한 다음, 유기 전계 발광층(120) 상에 캐소드 전극(130)을 형성한다. 바람직하게는 상기 캐소드 전극(130)으로 AlNd 합금 전극을 사용하는 것이 바람직하다. After the organic electroluminescent layer 120 is formed, a cathode electrode 130 is formed on the organic electroluminescent layer 120. Preferably, an AlNd alloy electrode is used as the cathode electrode 130.

상기 AlNd 합금 전극은 알루미늄에 Nd가 2% 내지 40% 포함되는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 Nd가 2~10%인 AlNd 합금 전극인 것이 바람직하다. The AlNd alloy electrode preferably contains 2% to 40% of Nd in aluminum, and more preferably AlNd alloy electrode having 2% to 10% of Nd.

상기 공정을 통하여 형성된 유기 전계 발광 표시 장치는 투명 전극인 애노드(110)로부터 정공이 주입되고, 주입된 정공이 유기 전계 발광층(120)의 정공 주입층과 정공 전달층을 통하여 발광층으로 정공이 전달되고, 캐소드 전극(130)으로부터 전자가 주입되어 전자 주입층과 전자 전달층을 통하여 발광층으로 전자가 전달된다. 전달된 전자와 정공은 발광층에서 결합하여 빛을 내게 된다. 상기 발광층은 도펀트(dopant)가 호스트(host)에 도핑되어 있는 구조로 이루어져 전자와 정 공이 호스트를 통하여 도펀트로 전달되어 발광하게 된다. In the organic light emitting display device formed through the above process, holes are injected from the anode 110, which is a transparent electrode, and the injected holes are transferred to the light emitting layer through the hole injection layer and the hole transport layer of the organic electroluminescent layer 120. Electrons are injected from the cathode electrode 130 and electrons are transferred to the light emitting layer through the electron injection layer and the electron transfer layer. The transferred electrons and holes combine to emit light in the light emitting layer. The light emitting layer has a structure in which a dopant is doped in a host and electrons and holes are transferred to the dopant through the host to emit light.

도 4를 참조하면, x축은 유기 전계 발광 표시 장치에 인가되는 전압(V)을, y축은 발광효율(cd/A)을 나타낸다. 2% Nd가 함유된 AlNd 합금 전극을 사용하면 약 2.5V에서 발광하기 시작하여 약 9V에서 발광 효율이 최대가 되며, 도 1과 비교하였을 때, Al 금속 전극을 사용하는 유기 전계 발광 표시 장치의 최대 발광효율이 대략 1.2cd/A 인 것에 비하여 AlNd 합금 전극을 사용하는 경우 최대 발광효율이 대략 2.0cd/A 이므로 발광 효율이 약 2배가 됨을 알 수 있다. Referring to FIG. 4, the x axis represents a voltage V applied to the organic light emitting display, and the y axis represents a light emitting efficiency cd / A. When the AlNd alloy electrode containing 2% Nd is used, light emission starts at about 2.5V and the light emission efficiency is maximized at about 9V. Compared to FIG. 1, the maximum value of the organic light emitting display using Al metal electrode is shown. When the AlNd alloy electrode is used in comparison with the luminous efficiency of about 1.2 cd / A, the maximum luminous efficiency is about 2.0 cd / A.

즉, 캐소드 전극(130)으로 Al 금속 전극을 사용하는 경우보다 AlNd 합금 전극을 사용하는 유기 전계 발광 표시 장치의 발광 효율이 우수함을 알 수 있다. That is, it can be seen that the emission efficiency of the organic light emitting display device using the AlNd alloy electrode is superior to that of the Al metal electrode as the cathode electrode 130.

도 5를 참조하면, x축은 유기 전계 발광 표시 장치의 수명(hour)을, y축은 상대적 발광효율을 나타낸다. 2% Nd이 함유된 AlNd 합금 전극을 사용하면 유기 전계 발광 표시장치가 처음 발광하였을 때의 발광효율을 1이라고 하면, 대략 115시간 구동하였을 때 나타나는 발광효율이 0.7로 30% 감소한 것을 알 수 있다. 또한, 도 2와 비교하였을 때, Al 금속 전극을 사용하는 경우, 동일한 발광효율인 0.7일 때 대략 40시간 정도 구동되는 것과 비교하여 AlNd 합금 전극을 사용하였을 때는 대략 115시간 이상 구동됨으로 수명특성이 향상되는 것을 알 수 있다.Referring to FIG. 5, the x axis represents an lifetime of the organic light emitting display device and the y axis represents a relative luminous efficiency. When the AlNd alloy electrode containing 2% Nd is used, the luminous efficiency when the organic light emitting display first emits light is 1, and the luminous efficiency when driving for 115 hours is reduced to 0.7 by 30%. In addition, when compared to FIG. 2, when the Al metal electrode is used, the lifespan characteristics are improved by being driven for about 115 hours or more when AlNd alloy electrodes are used for about 40 hours compared to about 40 hours when the same luminous efficiency is 0.7. It can be seen that.

즉, 캐소드 전극(130)으로 Al 금속 전극을 사용하는 것보다 AlNd 합금 전극을 사용하는 유기 전계 발광 표시 장치의 발광 효율과 수명이 매우 우수함을 알 수 있다. That is, it can be seen that the light emitting efficiency and lifespan of the organic light emitting display device using the AlNd alloy electrode are much superior to using the Al metal electrode as the cathode electrode 130.

상기 캐소드 전극(130)으로 AlNd 합금 전극을 사용하는 유기 전계 발광 표시 장치의 발광 효율과 수명이 캐소드 전극으로 종래의 Al 금속 전극을 사용하는 경우보다 매우 우수한 것은 애노드 전극으로 사용되는 ITO나 IZO와의 일함수 차이가 Al보다 AlNd가 더 크며, AlNd의 막질 특성이 Al보다 우수하기 때문이다. The light emitting efficiency and lifespan of the organic light emitting display device using the AlNd alloy electrode as the cathode electrode 130 is much better than that of the conventional Al metal electrode as the cathode electrode. This is because AlNd has a larger function difference than Al, and AlNd has better film quality than Al.

상기와 같이 순수 Al을 캐소드 전극으로 사용하는 경우보다 AlNd 합금을 캐 소드 전극으로 사용했을 때 유기 전계 발광 표시 장치의 발광 효율과 수명이 우수한 것은 AlNd의 일함수가 4.1eV로 애노드 전극으로 사용되는 ITO 또는 IZO 등과의 일함수의 차이가 더욱 커짐과 동시에 AlNd의 막 특성 자체가 순수 Al보다 우수하기 때문이다. As described above, when the AlNd alloy is used as the cathode electrode than the pure Al is used as the cathode electrode, the light emitting efficiency and lifespan of the organic electroluminescent display are superior to the ITO used as the anode electrode because the work function of AlNd is 4.1 eV. Alternatively, the difference in work function between IZO and the like is greater, and the film property of AlNd itself is superior to pure Al.

상기한 바와 같이 본 발명에 따르면, 캐소드 전극으로 AlNd 합금 전극을 사용함으로써, 휘도, 발광 효율 및 수명이 향상된 유기 전계 발광 표시 장치를 제공할 수 있다. As described above, according to the present invention, by using an AlNd alloy electrode as the cathode, it is possible to provide an organic electroluminescent display device having improved luminance, luminous efficiency and lifetime.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. While the foregoing has been described with reference to preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art will be able to variously modify and change the present invention without departing from the spirit and scope of the invention as set forth in the claims below. It will be appreciated.

Claims

An anode electrode on the insulating substrate;

A light emitting layer on the anode electrode;

It includes a cathode on the light emitting layer,

And the cathode is an AlNd alloy electrode containing 2% to 40% Nd.

delete

The method of claim 2,

The cathode is an AlNd alloy electrode containing 2% to 10% Nd.