KR100852122B1 - 유기 발광 소자 - Google Patents

유기 발광 소자 Download PDF

Info

Publication number
KR100852122B1
KR100852122B1 KR1020070114950A KR20070114950A KR100852122B1 KR 100852122 B1 KR100852122 B1 KR 100852122B1 KR 1020070114950 A KR1020070114950 A KR 1020070114950A KR 20070114950 A KR20070114950 A KR 20070114950A KR 100852122 B1 KR100852122 B1 KR 100852122B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
light emitting
organic light
emitting layer
layer
electrode
Prior art date
Application number
KR1020070114950A
Other languages
English (en)
Inventor
김장주
박영서
권영길
Original Assignee
재단법인서울대학교산학협력재단
삼성에스디아이 주식회사
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 재단법인서울대학교산학협력재단, 삼성에스디아이 주식회사 filed Critical 재단법인서울대학교산학협력재단
Priority to KR1020070114950A priority Critical patent/KR100852122B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100852122B1 publication Critical patent/KR100852122B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/11—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers
    • H10K50/125—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers specially adapted for multicolour light emission, e.g. for emitting white light
    • H10K50/13—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers specially adapted for multicolour light emission, e.g. for emitting white light comprising stacked EL layers within one EL unit
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/14—Carrier transporting layers
    • H10K50/15—Hole transporting layers
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/14—Carrier transporting layers
    • H10K50/16—Electron transporting layers
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/17—Carrier injection layers
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/17—Carrier injection layers
    • H10K50/171—Electron injection layers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11—Device type
    • H01L2924/12—Passive devices, e.g. 2 terminal devices
    • H01L2924/1204—Optical Diode
    • H01L2924/12044—OLED

Abstract

구동 전압의 변화에 따른 색도 변화를 방지하고 효율이 향상된 백색광을 구현할 수 있도록, 본 발명은 기판, 상기 기판상에 형성되는 제1 전극, 상기 제1 전극상에 형성되는 제1 유기 발광층, 상기 제1 유기 발광층상에 형성되는 제2 유기 발광층, 상기 제2 유기 발광층상에 형성되는 제3 유기 발광층 및 상기 제3 유기 발광층상에 형성되는 제2 전극을 포함하고, 상기 제2 유기 발광층은 호스트와 도펀트를 구비하고, 상기 도펀트의 HOMO 에너지 준위는 상기 호스트의 HOMO 에너지 준위보다 높고 상기 도펀트의 LUMO 에너지 준위는 상기 호스트의 LUMO 에너지 준위보다 높게 형성되는 유기 발광 소자를 제공한다.

Description

유기 발광 소자{Organic light emitting device}
본 발명은 유기 발광 소자에 관한 것으로 더 상세하게는 구동 전압의 변화에 따른 색도 변화를 방지하고 효율이 향상된 백색광을 구현할 수 있는 유기 발광 소자에 관한 것이다.
근래에 디스플레이 장치는 휴대가 가능한 박형의 평판 표시 장치로 대체되는 추세이다. 평판 디스플레이 장치 중에서도 전계 발광 표시장치는 자발광형 디스플레이 장치로서 시야각이 넓고 콘트라스트가 우수할 뿐 만 아니라 응답속도가 빠르다는 장점을 가지고 있어서 차세대 디스플레이 장치로 주목 받고 있다. 또한 발광층의 형성 물질이 유기물로 구성되는 유기 발광 표시 장치는 무기 발광 표시 장치에 비해 휘도, 구동 전압 및 응답속도 특성이 우수하고 다색화가 가능하다는 점을 가지고 있다.
유기 발광 표시 장치는 유기 발광 소자를 포함한다. 유기 발광 소자는 애노드 전극, 캐소우드 전극 및 양 전극 사이에 배치되는 중간층을 포함한다. 중간층은 유기 발광층 및 기타 유기물을 구비한다. 유기 발광 소자는 전극을 통하여 전압을 인가하여 유기 발광층에서 가시광을 발광하게 된다. 이 중 백색광을 구현하는 유기 발광 소자는 액정 표시 장치의 광 공급원으로서 백라이트 유니트로 이용될 수 있다. 또한 컬러 필터등과 사용되어 풀 컬러 평판 표시 장치로도 이용될 수 있다.
백색광을 구현하는 유기 발광 소자는 발광층을 하나의 층으로 형성하거나 복수 개의 층으로 형성할 수 있다. 발광층을 하나의 층으로 형성하는 경우에는 호스트 물질에 적색, 녹색, 청색을 방출하는 도펀트를 부가하여 사용한다. 하나의 층으로 발광층을 형성하므로 제조가 용이하나 도펀트들 사이에 에너지가 전달되어 발광 스펙트럼이 쉽게 변화된다. 그러므로 원하는 백색의 색상을 구현하기가 용이하지 않다.
유기 발광 소자의 발광층을 복수 개의 층으로 형성하는 경우에는 적색, 청색, 녹색을 발광하는 층을 적층하는 구조의 3파장형 유기 발광 소자 구조 및 보색 관계를 이용한 2파장형 유기 발광 소자 구조가 있다. 복수 개의 층으로 발광층을 형성하면 도펀트들 간의 에너지 전달이 적고, 도펀트의 함량을 조절하기 용이한 유기 발광 소자를 구현할 수 있다. 그러나 전하이동도가 구동전압에 따라 변하여 전자와 정공이 만나 여기자(exciton)을 형성하는 영역이 변하여 색상이 변하는 문제가 있다.
본 발명은 구동 전압의 변화에 따른 색도 변화를 방지하고 효율이 향상된 백색광을 구현할 수 있는 유기 발광 소자를 제공할 수 있다.
본 발명은 기판, 상기 기판상에 형성되는 제1 전극, 상기 제1 전극상에 형성되는 제1 유기 발광층, 상기 제1 발광층상에 형성되는 제2 유기 발광층, 상기 제2 발광층상에 형성되는 제3 유기 발광층 및 상기 제3 발광층상에 형성되는 제2 전극을 포함하고, 상기 제2 유기 발광층은 호스트와 도펀트를 구비하고, 상기 도펀트의 HOMO 에너지 준위는 상기 호스트의 HOMO 에너지 준위보다 높고 상기 도펀트의 LUMO 에너지 준위는 상기 호스트의 LUMO 에너지 준위보다 높게 형성되는 유기 발광 소자를 개시한다.
본 발명에 있어서 상기 제2 유기 발광층의 도펀트는 이리듐 콤플렉스를 포함할 수 있다.
본 발명에 있어서 상기 제2 유기 발광층의 호스트는 CBP를 포함할 수 있다.
본 발명에 있어서 상기 제1 전극과 상기 제1 발광층 사이에 형성되는 정공 수송층 및 상기 제2 전극과 상기 제2 발광층 사이에 형성되는 전자 수송층을 더 포함할 수 있다.
본 발명에 있어서 상기 제1 전극과 상기 정공 수송층 사이에 형성되는 정공 주입층 및 상기 제2 전극과 상기 전자 수송층 사이에 형성되는 전자 주입층을 더 포함할 수 있다.
본 발명에 관한 유기 발광 소자는 구동 전압의 변화에 따른 색도 변화를 방지하고 효율이 향상된 백색광을 구현할 수 있는 유기 발광 소자를 제공한다.
도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다
이하 첨부된 도면들에 도시된 본 발명에 관한 실시예를 참조하여 본 발명의 구성 및 작용을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 관한 유기 발광 소자를 도시한 개략적인 단면도이다. 도 1을 참조하면 본 실시예에 관한 유기 발광 소자는 기판(100), 제1 전극(110), 정공 수송층(130), 제1 발광층(140), 제2 발광층(150), 제3 발광층(160), 전자 수송층(170) 및 제2 전극(190)을 포함한다. 그러나 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 구체적인 예로서 도 2는 도 1의 한 변형예를 도시한 단면도이다. 도 2를 참조하면 유기 발광 소자는 도 1과 비교하여 정공 주입층(120) 및 전자 주입층(180)을 더 포함한다. 본 발명은 정공 주입층(120), 정공 수송층(130), 전자 수송층(170) 및 전자 주입층(180)중 하나의 층 또는 복수의 층을 선택적으로 형성할 수 있다. 또한 그 외에 전하 억제층들을 별도로 형성할 수 있음은 물론이다. 설명 의 편의를 위하여 도 2의 구조를 예를 들어 각 부재에 대한 설명을 하기로 한다.
기판(100)은 SiO2를 주성분으로 하는 투명한 유리 재질로 이루어질 수 있다. 기판(100)은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 투명한 플라스틱 재로 형성할 수도 있다. 플라스틱 기판은 절연성 유기물로 형성할 수 있는데 폴리에테르술폰(PES, polyethersulphone), 폴리아크릴레이트(PAR, polyacrylate), 폴리에테르 이미드(PEI, polyetherimide), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN, polyethyelenen napthalate), 폴리에틸렌 테레프탈레이드(PET, polyethyeleneterepthalate), 폴리페닐렌 설파이드(polyphenylene sulfide: PPS), 폴리아릴레이트(polyallylate), 폴리이미드(polyimide), 폴리카보네이트(PC), 셀룰로오스 트리 아세테이트(TAC), 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트(cellulose acetate propinonate: CAP)로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 유기물로 이루어질 수 있다. 기판(100)은 이에 한정되지 않고 금속으로 형성할 수 있다. 기판(100)의 상면에는 기판(100)의 평활성과 불순 원소의 침투를 차단하기 위하여 버퍼층(미도시)을 형성할 수도 있다.
기판(100)상에 제1 전극(110)을 형성한다. 제1 전극(110)은 포토 리소그래피법 등에 의해 소정의 패턴으로 형성할 수 있다. 제1 전극(110)은 투명 전극 또는 반사 전극으로 형성할 수 있다. 투명 전극으로 형성할 때는 ITO, IZO, ZnO 또는 In2O3로 형성할 수 있고, 반사전극으로 형성할 때에는 Ag, Mg, Al, Pt, Pd, Au, Ni, Nd, Ir, Cr 및 이들의 화합물 등으로 반사막을 형성한 후, 그 위에 ITO, IZO, ZnO 또는 In2O3로 막을 형성함으로써 형성할 수 있다. 제1 전극(110)의 표면에 자외선 및 오존 처리를 하여 유기막과의 콘택 저항을 감소할 수 있다.
제1 전극(110)상에 정공 주입층(HIL: 120)을 형성한다. 정공 주입층(120)은 진공증착법, 스핀코팅법, 캐스트법, LB법 등과 같은 공지된 다양한 방법을 이용하여 형성할 수 있다.
진공증착법에 의하여 정공 주입층(120)을 형성하는 경우, 증착 조건은 정공 주입층(120)의 재료로서 사용하는 화합물, 정공 주입층(120)의 구조 및 열적 특성 등에 따라 다르지만, 일반적으로 증착온도 100 내지 500℃, 진공도 10-8 내지 10-3torr, 증착속도 0.01 내지 100Å/sec 범위에서 적절히 선택하는 것이 바람직하다. 스핀코팅법에 의하여 정공 주입층(120)을 형성하는 경우, 코팅 조건은 정공 주입층(120)의 재료로서 사용하는 화합물, 정공 주입층(120)의 구조 및 열적 특성에 따라 상이하지만, 약 2000rpm 내지 5000rpm의 코팅 속도, 코팅 후 용매 제거를 위한 열처리 온도는 약 80℃ 내지 200℃의 온도 범위에서 적절히 선택하는 것이 바람직하다.
정공 주입층(120)을 이루는 물질은 공지된 정공 주입 물질 중에서 선택될 수 있으며, 특별히 제한되지 않는다. 정공 주입 물질의 구체적인 예로서, 구리 프탈로시아닌(Copper phthalocyanine: CuPc) 또는 스타버스트(Starburst)형 아민류인 TCTA, m-MTDATA, Pani/DBSA(Polyaniline/Dodecylbenzenesulfonic acid:폴리아닐린/도데실벤젠술폰산) 또는 PEDOT/PSS(Poly(3,4-ethylenedioxythiophene)/Poly(4-styrenesulfonate):폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)/폴리(4-스티렌술포네이트)) 등이 포함되나, 이에 한정되는 것은 아니다.
정공 주입층(120)의 두께는 5nm 내지 150nm일 수 있다. 정공 주입층(120)의 두께가 5nm 미만인 경우 정공 주입 특성이 저하될 수 있고, 정공 주입층(120)의 두께가 150nm를 초과할 경우, 구동 전압이 상승할 수 있기 때문이다.
정공 주입층(120)상부에 정공 수송층(HTL: 130)이 형성된다. 정공 수송층(130)은 진공증착법, 스핀코팅법, 캐스트법, LB법 등과 같은 다양한 방법을 이용하여 형성할 수 있다. 진공증착법 및 스핀코팅법에 의하여 정공 수송층(130)을 형성하는 경우, 증착조건 및 코팅조건은 사용하는 화합물에 따라 다르지만, 일반적으로 정공 주입층(120)의 형성과 거의 동일한 조건범위 중에서 선택된다.
정공 수송층(130)을 이루는 물질은 공지된 정공 수송 물질 중에서 선택될 수 있으며, 특별히 제한되지 않는다. 정공 수송 물질의 구체적인 예로서, 1,3,5-트리카바졸릴벤젠, 4,4'-비스카바졸릴비페닐, 폴리비닐카바졸, m-비스카바졸릴페닐, 4,4'-비스카바졸릴-2,2'-디메틸비페닐, 4,4',4"-트리(N-카바졸릴)트리페닐아민, 1,3,5-트리(2-카바졸릴페닐)벤젠, 1,3,5-트리스(2-카바졸릴-5-메톡시페닐)벤젠, 비스(4-카바졸릴페닐)실란, N,N'-비스(3-메틸페닐)-N,N'-디페닐-[1,1-비페닐]-4,4'디아민(TPD), N,N'-디(나프탈렌-1-일)-N,N'-디페닐 벤지딘(NPD), N,N'-디페닐-N,N'-비스(1-나프틸)-(1,1'-비페닐)-4,4'-디아민(NPB), 폴리(9,9-디옥틸플루오렌-co-N-(4-부틸페닐)디페닐아민)(poly(9,9-dioctylfluorene-co-N-(4-butylphenyl)diphenylamine) (TFB) 또는 폴리(9,9-디옥틸플루오렌-co-비스-N,N-페닐-1,4-페닐렌디아민(poly(9,9-dioctylfluorene-co-bis-(4-butylphenyl-bis-N,N- phenyl-1,4-phenylenediamin) (PFB) 등이 포함되나 이에 한정되는 것은 아니다.
정공 수송층(130)의 두께는 5nm 내지 150nm일 수 있다. 정공 수송층(130)의 두께가 5nm 미만인 경우 정공 수송 특성이 저하될 수 있고, 정공 수송층(130)의 두께가 150nm를 초과할 경우, 구동 전압이 상승할 수 있기 때문이다.
정공 수송층(130)상에 제1 유기 발광층(140), 제2 유기 발광층(150) 및 제3유기 발광층(160)이 형성된다. 제1 유기 발광층(140), 제2 유기 발광층(150) 및 제3 유기 발광층(160)은 각각 다른 파장의 광을 발생시키도록 형성한다. 제1 유기 발광층(140), 제2 유기 발광층(150) 및 제3 유기 발광층(160)은 각각 적색, 녹색 및 청색 중 한 개의 광을 발생하도록 형성할 수 있다. 이를 위하여 제1, 2, 3 유기 발광층(140, 150, 160)은 한 개 이상의 호스트에 도펀트를 주입하여 형성할 수 있다. 사용할 수 있는 호스트는 카바졸 디메틸바이페닐(carbazole dimethylbiphenyl: CDBP), 카바졸 바이페닐(carbazole biphenyl: CBP), mCP(N,N'-dicarbazolyl-3,5-benzene) 또는 mCP 유도체일 수 있다. 또한 안트라센(anthracene) 유도체, 파이렌(pyrene) 유도체 및 페릴렌(perylene) 유도체를 이용하여 형성할 수 있고 PPV, Soluble PPV's, Cyano-PPV, 폴리플루오렌(Polyfluorene)등 다양한 유기물이 호스트에 이용된다. 제1, 2, 3 유기 발광층(140, 150, 160)에 청색, 적색, 녹색의 발광 특성을 갖는 다양한 도펀트를 주입하여 사용할 수 있다.
제1, 2, 3 유기 발광층(140, 150, 160)은 잉크젯 프린팅이나 스핀 코팅 또는 레이저를 이용한 열전사방식 등의 통상의 방법으로 컬러 패턴을 형성할 수 있다.
제2 유기 발광층(150)은 제1 유기 발광층(140)과 제3 유기 발광층(160)사이 에 형성된다. 제2 유기 발광층은 호스트와 도펀트를 구비한다. 도펀트의 HOMO(highest occupied molecular orbital)에너지 준위는 호스트의 HOMO 에너지 준위보다 높고 도펀트의 LUMO(lowest unoccupied molecular orbital)에너지 준위는 호스트의 LUMO(lowest unoccupied molecular orbital)에너지 준위보다 높다. 제2 유기 발광층(150)의 도펀트의 HOMO 에너지 준위가 호스트의 HOMO 에너지 준위보다 높기 때문에 정공(hole)이 도펀트 사이트(dopant site)에 트랩되는 현상이 증가한다. 또한 도펀트의 LUMO 에너지 준위가 호스트의 LUMO 에너지 준위보다 높기 때문에 전자가 도펀트 사이트에서 스캐터링된다. 즉 전하의 이동을 지연하게 된다.
제1, 2, 3 유기 발광층(140, 150, 160)내에서 이동하는 전하들은 구동 전압의 증가에 따라 이동도가 각각 함께 증가한다. 그리고 정공과 전자의 이동도의 증가량은 다르게 되어 구동 전압에 따라 여기자(exciton)가 형성되는 영역이 변동되어 색도 변화를 일으키고 원하는 색상을 구현하는데 한계가 있다. 그러나 본 발명은 제1 유기 발광층(140)과 제3 유기 발광층(160)사이에 위치한 제2 유기 발광층(150)의 도펀트의 HOMO 에너지 준위, LUMO 에너지 준위가 각각 호스트의 HOMO 에너지 준위, LUMO 에너지 준위보다 높아 정공 및 전자의 이동을 지연시켜 여기자의 형성영역을 일정하게 유지할 수 있다. 결과적으로 구동 전압에 따른 색도 변화를 억제하여 원하는 색상을 용이하게 구현할 수 있다. 또한 정공 및 전자의 이동도를 억제하여 일정한 범위를 갖도록 할 수 있어 정공 및 전자의 수적 균형을 이루어 여기자가 증가하여 발광 효율이 증가한다.
제3 유기 발광층(160)상에 전자 수송층(ETL: 170)이 형성된다. 전자 수송 층(170)은 진공증착법, 스핀코팅법, 캐스트법, LB법 등과 같은 다양한 방법을 이용하여 형성할 수 있다. 진공증착법 및 스핀코팅법에 의하여 전자 수송층(170)을 형성하는 경우, 그 증착조건 및 코팅조건은 사용하는 화합물에 따라 다르지만, 일반적으로 정공 주입층(120)의 형성과 거의 동일한 조건범위 중에서 선택된다. 전자 수송 물질은 특별히 제한되지는 않으며 Alq3 등을 이용할 수 있다.
전자 수송층(170)의 두께는 10nm 내지 40nm일 수 있다. 전자 수송층(170)의 두께가 10nm 미만인 경우에는 전자 수송 속도가 과도하여 전하균형이 깨질 수 있으며, 40nm를 초과하는 경우에는 구동전압 상승될 수 있다는 문제점이 있기 때문이다.
전자 수송층(170)상부에 전자 주입층(180)이 형성된다. 전자 주입층(180)은 70) 진공증착법, 스핀코팅법, 캐스트법, LB법 등과 같은 다양한 방법을 이용하여 형성할 수 있다. 진공증착법 및 스핀코팅법에 의하여 전자 주입층(180)을 형성하는 경우, 그 증착조건 및 코팅조건은 사용하는 화합물에 따라 다르지만, 일반적으로 정공 주입층(120)의 형성과 거의 동일한 조건범위 중에서 선택된다.
전자 주입층(180)형성 재료로는 BaF2, LiF, NaCl, CsF, Li2O, BaO, Liq 등의 물질을 이용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 전자 주입층(180)의 두께는 0.2nm 내지 10nm일 수 있다. 전자 주입층(180)의 두께가 0.2nm 미만인 경우에는 효과적인 전자 주입층(180)으로서 역할을 못할 수 있고, 전자 주입층(180)의 두께가 10nm를 초과하는 경우에는 구동전압이 높아질 수 있다는 문제점이 있기 때문이다.
전자 주입층(180)상에 제2 전극(190)이 형성된다. 제2 전극(330)은 투명전극 또는 반사전극으로 형성할 수 있는데, 투명전극으로 형성할 때는 Li, Ca, LiF/Ca, LiF/Al, Al, Mg 및 이들의 화합물이 중간층을 향하도록 증착한 후, 그 위에 ITO, IZO, ZnO 또는 In2O3 등의 투명한 도전성 물질로 보조 전극이나 버스 전극 라인을 형성함으로써 제2 전극(330)을 형성할 수 있다. 반사형 전극으로 형성할 때에는 Li, Ca, LiF/Ca, LiF/Al, Al, Mg 및 이들의 화합물을 증착하여 형성할 수 있다.
도 3은 도 1의 유기 발광 소자의 각층의 에너지 준위를 도시한 개략적인 도면이고, 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 관한 유기 발광 소자의 각층의 에너지 준위를 도시한 개략적인 도면이다. 도 3의 유기 발광 소자는 구체적으로 제1 전극(110)은 ITO를 포함하고, 전자 수송층(130)은 NPB를 포함하고, 제1 발광층(140)은 mCP를 포함하는 호스트에 Firpic을 도핑한 구조이고, 제2 발광층(150)은 CBP를 포함하는 호스트에 Ir(chpy)3을 도핑한 구조, 제3 유기 발광층(160)은 CBP에 Ir(piq)3가 도핑된 구조이고, 전자 수송층(170)은 BAlq를 포함하고, 제2 전극은 LiF 및 Al을 포함하는 구조이다. 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 즉 본 발명은 제2 유기 발광층(150)의 도펀트의 HOMO 에너지 준위 및 LUMO 에너지 준위가 호스트의 HOMO 에너지 준위 및 LUMO 에너지 준위보다 높기만 하면 다양한 재료를 이용할 수 있다.
도 3을 참조하면 제2 유기 발광층(150)의 호스트의 HOMO 에너지 준위는 -6.0eV이고 도펀트의 HOMO 에너지 준위는 이보다 높은 -5.0eV이다. 제2 유기 발광 층(150)의 호스트의 LUMO 에너지 준위는 -2.9eV이고 도펀트의 LUMO 에너지 준위는 이보다 높은 -2.5eV이다.
도 4는 도 3과 유사하나 제2 유기 발광층(150)의 도펀트를 Ir(chpy)3대신에 Ir(mchpy)3를 사용한 것이 다르다. 에너지 준위도 차이가 있어서 제2 유기 발광층(150)의 호스트의 HOMO 에너지 준위는 -6.0eV이고 도펀트의 HOMO 에너지 준위는 이보다 높은 -5.1eV이다. 제2 유기 발광층(150)의 호스트의 LUMO 에너지 준위는 -2.9eV이고 도펀트의 LUMO 에너지 준위는 이보다 높은 -2.6eV이다.
도 5는 도 3 및 도 4에 도시한 유기 발광 소자의 색좌표를 도시한 도면이고, 도 6은 도 5의 A의 확대도이다. 구체적으로 도 5 및 도 6은 유기 발광 소자의 발광 휘도를 10 내지 5000cd/m2로 변화시켜 가면서 색좌표를 측정한 결과를 도시한다. 발광 휘도를 변화시키기 위하여 구동 전압을 변화시켜 가면서 색좌표의 변화를 측정하였다. 도 5 및 도 6에 표시된 (a)는 종래의 구조, (b)는 도 3에 도시된 구조 및 (c)는 도 4에 도시된 구조를 나타낸다. 종래의 구조는 구체적으로 제2 발광층을 형성할 때 호스트를 CBP로 하고, 도펀트를 Ir(ppy)3을 사용하여 도펀트와 호스트의 LUMO 에너지 준위를 -2.9eV로 같게 만든 구조이다. 도 5를 참조하면 (a)에 비해 본 발명의 구조인 (b), (c)가 색좌표의 변화가 적음을 알 수 있다. 이는 도 5의 A의 확대도인 도 6을 참조하면 더욱 명확하게 나타난다. 본 발명의 실시예들에 관한 유기 발광 소자는 제1 유기 발광층(140)과 제3 유기 발광층(160)사이에 형성된 제2 유기 발광층(150)의 도펀트의 에너지 준위를 조절하여 전하의 이동을 억제한다. 결 과적으로 여기자의 형성영역을 변동시키지 않아 구동 전압의 변화에 따른 색좌표의 이동을 용이하게 방지할 수 있다. 원하는 색좌표의 광을 용이하게 방출할 수 있으므로 순도높은 백색광을 효과적으로 구현한다. 백색광을 이용하여 디스플레이용 광원 및 칼라필터등을 구비한 풀컬러 디스플레이 장치를 용이하게 제조 할 수 있다.
도 7은 도 3 및 도 4에 도시한 유기 발광 소자의 전류 밀도변화에 따른 전류 효율 및 발광 효율의 값을 측정한 그래프이다. 구체적으로 (a)는 종래의 구조, (b)는 도 3에 도시된 구조 및 (c)는 도 4에 도시된 구조를 나타낸다. 종래의 구조는 구체적으로 제2 발광층을 형성할 때 호스트를 CBP로 하고, 도펀트를 Ir(ppy)3을 사용하여 도펀트와 호스트의 LUMO 에너지 준위를 -2.9eV로 같게 만든 구조이다.
도 7을 참조하면 전류밀도의 변화에 따라 측정한 전류 효율 및 발광 효율값 모두 종래의 구조(a)에 비해 본 발명의 실시예들의 구조 (b) 및 (c)가 현저하게 높음을 알 수 있다. 전류 효율 및 발광 효율은 정공과 전자의 결합체인 여기자(exciton)와 연관이 있다. 본 발명은 제1 유기 발광층(140)과 제3 유기 발광층(160)사이에 개재한 제2 유기 발광층(150)의 도펀트의 에너지 준위를 조절하여 구동 전압의 변화에 따른 정공 및 전자의 이동도의 증가를 억제할 수 있다. 이를 통하여 발광층 내에서의 정공 및 전자의 수적 균형을 이루게 한다. 결과적으로 여기자의 감소를 방지하여 전류 효율 및 발광 효율이 증가할 수 있다.
도 8은 도 3에 도시한 유기 발광 소자의 파장 변화에 따른 발광 스펙트럼의 변화를 측정한 그래프이다. 구체적으로 (a)는 도 3의 유기 발광 소자를 10cd/m2에서 측정한 그래프이고, (b)는 도 3의 유기 발광 소자를 100cd/m2에서 측정한 그래프이고, (c)는 도 3의 유기 발광 소자를 1000cd/m2에서 측정한 그래프이고, (d)는 도 3의 유기 발광 소자를 5000cd/m2에서 측정한 그래프이다. 도 8의 하단의 그래프는 적색, 청색, 녹색의 파장을 참고적으로 나타내기 위한 것으로 적색 유기 발광층만을 포함하는 유기 발광 소자, 청색 유기 발광층 만을 포함하는 유기 발광 소자 및 녹색 유기 발광층만을 포함하는 유기 발광 소자를 이용하여 측정한 개략적인 그래프이다. 도 8을 참조하면 유기 발광 소자의 휘도를 10cd/m2 에서 5000cd/m2까지 변화시켜가면서 스펙트럼을 측정하였다. 즉 휘도를 500배로 증가시켜가면서 발광 스펙트럼을 측정하였다. 휘도를 변화시키기 위하여 구동 전압을 변화시켜 가면서 발광 스펙트럼을 측정하였다. 휘도를 크게 변화시켰는데도 발광 스펙트럼의 변동은 크지 않다. 발광 스펙트럼의 변화가 적으므로 색상의 변화가 크지 않음을 알 수 있다. 즉 본 발명의 실시예들에 관한 유기 발광 소자는 제1 유기 발광층(140)과 제3 유기 발광층(160)사이에 형성된 제2 유기 발광층(150)의 도펀트의 에너지 준위를 조절하여 전하의 이동을 억제한다. 결과적으로 여기자의 형성영역을 변동시키지 않아 구동 전압의 변화에 따른 발광 스펙트럼의 변동을 억제하여 색도 변화를 용이하게 방지할 수 있다.
본 발명의 유기 발광 장치의 제2 발광층의 도펀트 및 호스트는 전술한 실시 예에 언급한 재료들에 한정되지 않는다. 도 9는 본 발명의 다른 실시예에 관한 유기 발광 소자의 각층의 에너지 준위를 도시한 개략적인 도면이다. 설명의 편의를 위하여 전술한 실시예와 상이한 점을 중심을 설명하기로 한다.
도 9의 유기 발광 소자는 구체적으로 제1 전극(미도시)은 ITO를 포함하고, 전자 수송층(130)은 NPB를 포함하고, 제1 발광층(140)은 CBP를 포함하는 호스트에 Ir(ppy)3을 도핑한 구조이고, 제2 발광층(150)은 CBP를 포함하는 호스트에 BCzVBi를 도핑한 구조, 제3 유기 발광층(160)은 CBP에 Ir(piq)3가 도핑된 구조이고, 전자 수송층(170)은 BAlq를 포함하고, 제2 전극은 LiF 및 Al을 포함하는 구조이다.
도 9를 참조하면 제2 유기 발광층(150)의 호스트의 HOMO 에너지 준위는 -6.0eV이고 도펀트의 HOMO 에너지 준위는 이보다 높은 -5.1eV이다. 제2 유기 발광층(150)의 호스트의 LUMO 에너지 준위는 -2.9eV이고 도펀트의 LUMO 에너지 준위는 이보다 높은 -2.6eV이다.
또한 도시하지 않았으나 제2 유기 발광층(150)의 호스트로 CBP, DPVBi, spiro-DPVBi중에서 하나를 선택할 수 있고, 제2 유기 발광층(150)의 도펀트로 Ir(mchpy)3, Ir(mppy)3, perylene, BCzVB, BCzVBi, DPAVBi중에서 하나를 선택할 수 있다. 이러한 도펀트와 호스트를 조합하여도 제2 유기 발광층(150)의 도펀트의 HOMO 에너지 준위는 제2 유기 발광층(150)의 호스트의 HOMO 에너지 준위보다 높고, 제2 유기 발광층(150)의 도펀트의 LUMO 에너지 준위는 제2 유기 발광층(150)의 호스트의 LUMO 에너지 준위보다 높게 형성된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 관한 유기 발광 소자를 도시한 개략적인 단면도이다.
도 2는 도 1의 변형예를 도시한 단면도이다.
도 3은 도 1의 유기 발광 소자의 각층의 에너지 준위를 도시한 개략적인 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 관한 유기 발광 소자의 각층의 에너지 준위를 도시한 개략적인 도면이다.
도 5는 도 3 및 도 4에 도시한 유기 발광 소자의 색좌표를 도시한 도면이다.
도 6은 도 5의 A의 확대도이다.
도 7은 도 3 및 도 4에 도시한 유기 발광 소자의 전류 밀도변화에 따른 전류 효율 및 발광 효율의 값을 측정한 그래프이다.
도 8은 도 3에 도시한 유기 발광 소자의 파장 변화에 따른 발광 스펙트럼의 변화를 측정한 그래프이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 관한 유기 발광 소자의 각층의 에너지 준위를 도시한 개략적인 도면이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 간단한 설명>
100: 기판 110: 제1 전극
120: 정공 주입층 130: 정공 수송층
140: 제1 유기 발광층 150: 제2 유기 발광층
160: 제3 유기 발광층 170: 전자 수송층
180: 전자 주입층 190: 제2 전극

Claims (6)

  1. 기판;
    상기 기판상에 형성되는 제1 전극;
    상기 제1 전극상에 형성되는 제1 유기 발광층;
    상기 제1 유기 발광층상에 형성되는 제2 유기 발광층;
    상기 제2 유기 발광층상에 형성되는 제3 유기 발광층; 및
    상기 제3 유기 발광층상에 형성되는 제2 전극을 포함하고,
    상기 제2 유기 발광층은 호스트와 도펀트를 구비하고, 상기 도펀트의 HOMO 에너지 준위는 상기 호스트의 HOMO 에너지 준위보다 높고 상기 도펀트의 LUMO 에너지 준위는 상기 호스트의 LUMO 에너지 준위보다 높게 형성되는 유기 발광 소자.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 유기 발광층의 도펀트는 이리듐 콤플렉스를 포함하는 유기 발광 소자.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 유기 발광층의 도펀트는 Ir(mchpy)3, Ir(mppy)3, perylene, BCzVB, BCzVBi 및 DPAVBi로 이루어지는 군으로부터 선택된 어느 하나를 포함하는 유기 발 광 소자.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 유기 발광층의 호스트는 CBP, DPVBi 및 spiro-DPVBi로 이루어지는 군으로부터 선택된 어느 하나를 포함하는 유기 발광 소자.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 전극과 상기 제1 유기 발광층 사이에 형성되는 정공 수송층; 및
    상기 제2 전극과 상기 제2 유기 발광층 사이에 형성되는 전자 수송층을 더 포함하는 유기 발광 소자.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 제1 전극과 상기 정공 수송층 사이에 형성되는 정공 주입층; 및
    상기 제2 전극과 상기 전자 수송층 사이에 형성되는 전자 주입층을 더 포함하는 유기 발광 소자.
KR1020070114950A 2007-11-12 2007-11-12 유기 발광 소자 KR100852122B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070114950A KR100852122B1 (ko) 2007-11-12 2007-11-12 유기 발광 소자

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070114950A KR100852122B1 (ko) 2007-11-12 2007-11-12 유기 발광 소자

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR100852122B1 true KR100852122B1 (ko) 2008-08-13

Family

ID=39881727

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020070114950A KR100852122B1 (ko) 2007-11-12 2007-11-12 유기 발광 소자

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100852122B1 (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8735873B2 (en) 2011-07-11 2014-05-27 Lg Display Co., Ltd. Organic light emitting diode
WO2018100476A1 (en) * 2016-11-30 2018-06-07 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Light-emitting element, light-emitting device, electronic device, and lighting device
CN111969118A (zh) * 2020-08-18 2020-11-20 义乌清越光电科技有限公司 一种发光器件及控制方法、显示面板

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20060056378A (ko) * 2003-08-22 2006-05-24 소니 가부시키가이샤 유기 ｅｌ 소자 및 표시장치
KR20060055765A (ko) * 2004-11-19 2006-05-24 삼성에스디아이 주식회사 유기 전계 발광 소자
KR20060059323A (ko) * 2004-11-27 2006-06-01 삼성에스디아이 주식회사 유기 전계 발광 소자
KR20060066644A (ko) * 2004-12-13 2006-06-16 가부시키가이샤 도요다 지도숏키 유기 ｅｌ 소자
KR20070020051A (ko) * 2006-11-28 2007-02-16 후지필름 홀딩스 가부시끼가이샤 색도 조정 가능한 유기 일렉트로루미네선스 장치

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20060056378A (ko) * 2003-08-22 2006-05-24 소니 가부시키가이샤 유기 ｅｌ 소자 및 표시장치
KR20060055765A (ko) * 2004-11-19 2006-05-24 삼성에스디아이 주식회사 유기 전계 발광 소자
KR20060059323A (ko) * 2004-11-27 2006-06-01 삼성에스디아이 주식회사 유기 전계 발광 소자
KR20060066644A (ko) * 2004-12-13 2006-06-16 가부시키가이샤 도요다 지도숏키 유기 ｅｌ 소자
KR20070020051A (ko) * 2006-11-28 2007-02-16 후지필름 홀딩스 가부시끼가이샤 색도 조정 가능한 유기 일렉트로루미네선스 장치

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8735873B2 (en) 2011-07-11 2014-05-27 Lg Display Co., Ltd. Organic light emitting diode
WO2018100476A1 (en) * 2016-11-30 2018-06-07 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Light-emitting element, light-emitting device, electronic device, and lighting device
US10510806B2 (en) 2016-11-30 2019-12-17 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Light-emitting element, light-emitting device, electronic device, and lighting device
CN111969118A (zh) * 2020-08-18 2020-11-20 义乌清越光电科技有限公司 一种发光器件及控制方法、显示面板

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102258067B1 (ko) 저휘도에서의 ｏｌｅｄ 디바이스 효율 감소
KR101407574B1 (ko) 백색 유기 발광 소자
JP4903234B2 (ja) 有機発光素子
KR100670383B1 (ko) 유기 발광 소자 및 이를 구비한 평판 표시 장치
KR101182447B1 (ko) 유기 발광 소자 및 그 제조 방법
KR100922760B1 (ko) 유기 발광 소자
KR100879477B1 (ko) 유기 발광 소자
KR100922755B1 (ko) 유기 발광 소자
KR101434358B1 (ko) 백색 유기발광소자
KR100741104B1 (ko) 유기 발광 소자
US20080224605A1 (en) White organic light emitting device including color control layer
JP2004014172A (ja) 有機エレクトロルミネッセンス素子及びその製造方法と用途
EP2377181A1 (en) Improved oled stability via doped hole transport layer
KR20090050369A (ko) 유기 발광 소자
KR20150028554A (ko) 표시 장치
KR20150001966A (ko) 유기전계발광소자
US8969864B2 (en) Organic light emitting device having a bulk layer comprising a first and second material
US9051513B2 (en) Organic light emitting device
KR100852122B1 (ko) 유기 발광 소자
EP1705729B1 (en) Polymer and small molecule based hybrid light source
Dong et al. Hole-transporting small molecules as a mixed host for efficient solution processed green phosphorescent organic light emitting diodes
KR100659131B1 (ko) 유기 발광 소자
KR20070115478A (ko) 유기 발광 장치
KR100804533B1 (ko) 유기 발광 소자
KR101108156B1 (ko) 백색 유기 발광 소자

Legal Events

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

Payment date: 20120730

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130731

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160801

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180802

Year of fee payment: 11