KR100964228B1 - Organic light-emitting device and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 금속 반사막; 제1전극; 버퍼층; 정공 수송층; 발광층; 제2전극을 구비하며, 상기 버퍼층이 탄소계 화합물을 포함하며, 상기 제1전극이 질소(N)를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자 및 그 제조방법을 제공한다. 본 발명의 유기 발광 소자는 제1전극 상부에 버퍼층을 형성하기 이전에 질소 플라즈마 처리를 실시하여 UV 또는 산소 플라즈마 처리를 실시한 경우와 비교하여 청색 유기 발광 소자의 수명 및 진행성 구동전압 상승 억제 효과가 개선된다. The present invention is a metal reflective film; A first electrode; Buffer layer; Hole transport layer; Light emitting layer; Provided is an organic light emitting device, comprising: a second electrode; wherein the buffer layer includes a carbon-based compound; and the first electrode includes nitrogen (N). In the organic light emitting device of the present invention, the lifespan and progressive driving voltage increase suppression effect of the blue organic light emitting device is improved compared with the case of performing the UV or oxygen plasma treatment by performing nitrogen plasma treatment before forming the buffer layer on the first electrode. do.
Description
본 발명은 유기 발광 소자 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 진행성 구동전압 및 수명 특성이 개선된 유기 발광 소자와 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to an organic light emitting device and a method of manufacturing the same, and more particularly, to an organic light emitting device and a method of manufacturing the improved driving voltage and lifetime characteristics.
유기 발광 소자는 애노드와 캐소드 사이에 삽입되어 있는 유기막에 전류를 인가시, 유기막에서 전자와 정공이 결합하면서 빛이 발생하는 현상을 이용한 자발광형 디스플레이 장치로서, 고화질, 빠른 응답 속도 및 광시야각의 특성을 갖는 경량 박형의 정보 표시 장치 구현을 가능하게 하는 장점을 갖는다. 이러한 유기 전계 발광 소자는 모바일폰뿐만 아니라, 기타 고품위의 정보 표시 장치에까지 그 응용 영역이 확장되고 있다.The organic light emitting device is a self-luminous display device using a phenomenon in which light is generated by combining electrons and holes in an organic film when a current is applied to an organic film inserted between an anode and a cathode. It has the advantage of enabling the implementation of a lightweight, thin information display device having characteristics of the viewing angle. Such organic electroluminescent devices have been extended not only to mobile phones but also to other high quality information display devices.
적색, 녹색, 청색중 청색 유기 발광 소자의 진행성 구동 전압의 상승으로 인한 유기 발광 소자의 소비전력 상승 및 수명 저하의 문제점이 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 애노드와 정공 수송층 사이에 버퍼층을 형성하는 기술이 제안되었다 (국내 공개 특허 2006-0032099). Among the red, green, and blue, there is a problem in that the power consumption and life of the organic light emitting diode are increased due to the increase in the driving voltage of the blue organic light emitting diode. In order to solve this problem, a technique for forming a buffer layer between the anode and the hole transport layer has been proposed (Domestic Patent Publication 2006-0032099).
한편, 전면 발광형 유기 발광 소자에서는 상술한 유기 발광 소자에서 상기 애노드의 일면에 금속 반사막을 형성하고, 버퍼층을 형성하기 이전에 금속반사막이 형성되지 않은 애노드의 일면에 산소 플라즈마 처리를 실시하거나 UV 조사하는 표면처리를 거치는 것이 일반적이다.On the other hand, in the top-emitting organic light emitting device, a metal reflective film is formed on one surface of the anode in the aforementioned organic light emitting device, and oxygen plasma treatment or UV irradiation is performed on one surface of the anode on which the metal reflective film is not formed before the buffer layer is formed. It is common to undergo surface treatment.
그런데 상술한 표면처리를 거친 전면발광형 유기 발광 소자중 특히 애노드의 일면에 산소 플라즈마 처리를 실시하는 경우 금속반사막에 산소가 침투되어 반사막을 구성하는 금속 산화물이 형성되어 소자의 수명 저하 및 진행성 구동 전압이 상승되어 개선의 여지가 많다.However, in the case of performing the oxygen plasma treatment on one surface of the anode, in particular, the surface-treated organic light emitting diode having undergone the surface treatment, oxygen penetrates into the metal reflective film to form a metal oxide constituting the reflective film, thereby degrading the lifetime of the device and driving voltage. There is a lot of room for improvement.
이에 본 발명이 이루고자 하는 기술적인 과제는 상기와 같은 문제점을 해결하여 수명 및 진행성 구동전압 특성이 향상된 유기 발광 소자 및 그 제조방법을 제공하는 것이다. The technical problem to be achieved by the present invention is to solve the above problems and to provide an organic light emitting device and a method of manufacturing the improved life and progressive driving voltage characteristics.
상기 기술적 과제는 금속 반사막; 제1전극; 버퍼층; 정공 수송층; 발광층; 제2전극을 구비하며, The technical problem is a metal reflective film; A first electrode; Buffer layer; Hole transport layer; Light emitting layer; A second electrode,
상기 버퍼층이 탄소계 화합물을 포함하며, 상기 제1전극이 질소(N)를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자에 의하여 이루어진다.The buffer layer includes a carbon-based compound, and the first electrode includes nitrogen (N).
상기 버퍼층과 정공수송층 사이에는 정공주입층이 더 형성될 수 있다.A hole injection layer may be further formed between the buffer layer and the hole transport layer.
본 발명의 다른 기술적 과제는 금속 반사막 상부에 제1전극을 형성하고, 상기 제1전극 상부에 질소 플라즈마 처리를 실시하는 단계;Another technical problem of the present invention is to form a first electrode on the metal reflective film, and performing a nitrogen plasma treatment on the first electrode;
상기 질소 플라즈마 처리된 결과물 상부에 정공 수송층, 발광층, 제2전극을 순차적으로 형성하는 단계를 포함하는 유기 발광 소자의 제조방법에 의하여 이루어진다.And a hole transport layer, a light emitting layer, and a second electrode sequentially formed on the nitrogen plasma treated product.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the present invention.
본 발명에 따른 유기 발광 소자는 금속 반사막, 제1전극, 탄소계 화합물을 함유하는 버퍼층, 정공 수송층, 발광층 및 제2전극을 구비하며, 상기 제1전극은 제 1전극 표면의 질소 플라즈마 처리로 질소(N)를 포함한다. 이러한 질소 플라즈마 처리로 인하여 제1전극의 표면을 균일화시켜 제1전극과 버퍼층간의 계면을 안정화시킴으로써 소자의 수명 및 진행성 구동전압 상승 억제 등의 잇점이 있다. 여기에서 진행성 구동 전압 상승이란 유기 발광 소자에 일정 전류를 인가하여 작동되는 동안 구동전압이 점차 상승되는 것을 현상을 말한다.The organic light emitting device according to the present invention includes a metal reflective film, a first electrode, a buffer layer containing a carbon-based compound, a hole transport layer, a light emitting layer, and a second electrode, wherein the first electrode is nitrogen treated by nitrogen plasma treatment on the surface of the first electrode. (N). Due to such nitrogen plasma treatment, the surface of the first electrode is made uniform, thereby stabilizing the interface between the first electrode and the buffer layer. In this case, the progressive driving voltage increase refers to a phenomenon in which the driving voltage gradually increases during operation by applying a constant current to the organic light emitting diode.
상기 금속 반사막은 은(Ag), 알루미늄(Al) 등과 같은 반사 특성을 가지는 금속재료로 이루어진다.The metal reflective film is made of a metal material having reflective characteristics such as silver (Ag) and aluminum (Al).
상기 제1전극의 두께는 10-500Å이며, 상기 금속 반사막의 두께는 100 내지 5000Å인 것이 바람직하다. The thickness of the first electrode is 10-500 kPa, and the thickness of the metal reflective film is 100-5000 kPa.
만약 상술한 바와 같이 얇은 막 두께를 갖는 제1전극 표면에 종래기술에 따라 산소 플라즈마 처리를 실시하는 경우에는 제1전극의 하부에 은으로 된 금속 반사막이라면 산소가 침투되어 산화은(AgO)으로 변화되어 소자의 수명 및 진행성 구동전압 특성이 매우 저하된다.As described above, when oxygen plasma treatment is performed on the surface of the first electrode having a thin film thickness according to the prior art, oxygen penetrates into silver oxide (AgO) when the metal reflective film is silver at the lower portion of the first electrode. The lifetime of the device and the progressive drive voltage characteristics are very degraded.
그러나 본 발명에서는 버퍼층을 형성하기 이전에 제1전극 표면에 질소 플라즈마 처리를 실시하여 금속반사막의 산화로 인한 특성 저하의 문제점을 해결할 뿐만 아니라 표면 처리에 의한 제 1전극의 일함수 및 표면 특성 조절에 의해 제 1 전극 상부에 탄소계 화합물을 함유하는 버퍼층을 직접적으로 형성하는 경우 균일하게 도포하기가 매우 어려운 문제점도 해결할 수 있게 된다.However, the present invention not only solves the problem of deterioration of characteristics due to oxidation of the metal reflective film by subjecting the surface of the first electrode to nitrogen plasma treatment before forming the buffer layer, but also controls the work function and surface characteristics of the first electrode by surface treatment. As a result, when the buffer layer containing the carbon-based compound is directly formed on the first electrode, a problem that is very difficult to uniformly apply may be solved.
본 발명의 제1전극은 ITO(Iindium Tin Oxide), IZO(Iindium Zinc Oxide), 니켈(Ni), 백금(Pt), 금(Au), 이리듐(Ir)로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상 과, 질소(N)을 포함하며, 경우에 따라서 이들간의 반응에 의하여 생성된 화합물을 함유할 수도 있다.The first electrode of the present invention is at least one selected from the group consisting of ITO (Iindium Tin Oxide), IZO (Iindium Zinc Oxide), nickel (Ni), platinum (Pt), gold (Au), iridium (Ir) and nitrogen It may contain (N), and may contain the compound produced by reaction between these as needed.
본 발명에 있어서 제1전극에 질소가 함유되어 있는 것은 ICP-MS(Ion ooupled Plasma-Mass Spectrometry)와 같은 분석방법에 의하여 확인가능하다.In the present invention, the nitrogen contained in the first electrode can be confirmed by an analytical method such as ion ooupled plasma-mass spectrometry (ICP-MS).
본 발명의 유기 발광 소자는 전면발광형 유기 발광 소자일 수 있다.The organic light emitting device of the present invention may be a top emission organic light emitting device.
본 발명에서 질소 플라즈마 처리는 플라즈마 방전 가스로 질소 가스를 사용할 수 있고, 질소와, 아르곤, 수소 가스중에서 선택된 하나 이상의 가스의 혼합가스를 사용하는 것도 가능하다.In the present invention, the nitrogen plasma treatment may use nitrogen gas as the plasma discharge gas, and may use a mixed gas of nitrogen, at least one gas selected from argon and hydrogen gas.
본 발명에 따른 질소 플라즈마 처리는 후술하는 비제한적인 예에 의하여 수행될 수 있다The nitrogen plasma treatment according to the present invention can be performed by the following non-limiting examples.
RF 플라즈마 반응기속에 금속반사막이 형성된 제1전극 예를 들어 Ag막이 형성된 ITO막을 넣은 후 진공 펌프를 사용하여 진동도 (1×10-6 torr) 진공까지 진공을 뽑은 후 10~30 sccm 질소 MFC(Mass Flow Controller)를 사용하여 질소를 흘려 진공도를 소정시간동안 유지한 후, RF 발생기 및 조절기를 사용하여 RF 출력을 설정하여 질소 플라즈마를 발생시킬 수 있다. 이 때 플라즈마 처리 조건의 변수로는 압력, Power, 처리 시간, 유량이 있다. 본 발명에 따른 질소 플라즈마 처리시 질소 플라즈마 출력의 범위는 10 내지 400W인 것이 바람직하다. 만약 질소 플라즈마 출력의 범위가 10W 미만이면 질소 플라즈마 처리 효과가 미미하고, 출력이 400W를 초과하면 제1전극의 두께가 얇아 제1전극에 손상을 주어 균일도 및 전극 특성을 저하 시킬 수 있고 소자 특성 면에서는 수명저하가 심하게 나타나 바람직하지 못하다.Into the RF plasma reactor, a first electrode with a metal reflection film, for example, an ITO film with an Ag film, was put therein, and a vacuum pump was used to extract a vacuum to a vibration (1 × 10 -6 torr) vacuum, followed by 10 to 30 sccm nitrogen MFC (Mass). After maintaining the vacuum degree for a predetermined time by flowing nitrogen using a flow controller, the RF output may be set using an RF generator and a regulator to generate nitrogen plasma. At this time, the plasma processing conditions include pressure, power, processing time, and flow rate. In the nitrogen plasma treatment according to the present invention, the range of the nitrogen plasma output is preferably 10 to 400W. If the range of nitrogen plasma output is less than 10W, the effect of nitrogen plasma treatment is insignificant. If the output exceeds 400W, the thickness of the first electrode is thin, which may damage the first electrode, which may lower the uniformity and electrode characteristics. In the case of lifespan is severely undesired.
도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 유기 발광 소자의 구조를 나타낸 단면도이다.1 is a cross-sectional view illustrating a structure of an organic light emitting diode according to an exemplary embodiment of the present invention.
이를 참조하면, 은(Ag)으로 된 금속 반사막(17) 상부에 제1전극(10)이 형성되고, 상기 제1전극 (10)상에는 버퍼층(11)이 형성되어 있고, 그 상부에 정공수송층(12), 발광층(13), 전자수송층(14) 및 전자주입층(15)이 순차적으로 형성되어 있다. 상기 전자주입층(15) 상부에는 제2전극(16)이 형성되어 있다.Referring to this, a
상기 제1전극(10) 표면은 질소 플라즈마 처리로 인하여 제1전극(10)과 버퍼층(11)간의 계면 특성이 안정화되어 구동시 수명이나 진행성 구동전압 특성이 개선된다. 즉 예를 들면, 제1전극이 ITO인 경우 ITO의 표면에 분포하는 산소가 질소 플라즈마 처리에 의해 질소로 소량 치환되면서 금속 반사막의 산화 가능성을 감소시켜 계면 특성이 안정화된다고 설명할 수 있다. 이 밖에도 도면에는 도시되어 있지 않으나 정공 블로킹이 더 적층되는 것도 가능하며 이 밖에도 층간의 계면 특성을 개선하기 위한 중간층을 더 형성하는 것도 가능하다.The surface of the
이하, 본 발명에 따른 전면발광형 유기 발광 소자의 제조방법을 살펴 보기로 하되, 편의상 본 발명의 일실시예인 도 1의 유기 발광 소자의 제조방법을 예로 들어 설명하기로 한다.Hereinafter, a method of manufacturing the top-emitting organic light emitting diode according to the present invention will be described. For convenience, the method of manufacturing the organic light emitting diode of FIG. 1 will be described as an example.
먼저, 기판 (미도시) 상부에 반사막(17)을 형성한다. 이 때 금속 반사막(17) 형성 재료로는 은(Ag), 알루미늄(Al)중에서 선택된 하나 이상을 사용하며, 반사막의 두께는 100내지 5000Å인 것이 바람직하다. 만약 반사막의 두께가 상기 범위를 벗어나는 경우에는 공정성 등이 저하되어 바람직하지 못하다.First, the
이어서, 상기 금속 반사막(17) 상부에 패터닝된 제1전극(10)을 형성한다. 여기에서 상기 기판은 통상적인 유기 전계 발광 소자에서 사용되는 기판을 사용하는데, 투명성, 표면 평탄성, 취급 용이성 및 방수성이 우수한 유리 기판 또는 투명 플라스틱 기판이 바람직하다. 그리고 상기 기판의 두께는 0.3 내지 1.1 mm인 것이 바람직하다.Subsequently, a patterned
상기 제1전극(10)의 형성 재료로는 정공 주입이 용이한 전도성 금속 또는 그 산화물로 이루어지며, 구체적인 예로서, ITO(Iindium Tin Oxide), IZO(Iindium Zinc Oxide), 니켈(Ni), 백금(Pt), 금(Au), 이리듐(Ir) 등을 사용한다. 본 발명에서는 특히 ITO를 실시예로 사용한다. The
상기 제1전극(10)이 형성된 기판을 세정한 다음, 질소 플라즈마 처리를 실시한다. 이 때 세정 방법으로는 이소프로판올(IPA), 아세톤 등의 유기용매를 이용한다. 그리고 질소 플라즈마 처리 조건은 상술한 바와 같다. 질소 플라즈마 처리된 제1전극(10) 상부에 탄소계 화합물을 증착하여 버퍼층(11)을 1 내지 100Å 두께로 형성한다. After cleaning the substrate on which the
상기 탄소계 화합물로는 풀러렌, 금속 함유 플러렌계 착화합물, 탄소 나노 튜브, 탄소 섬유, 카본 블랙, 흑연, 카르빈, MgC60, SrC60, CaC60, C60으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 사용하며, 그 중에서도 C60을 사용하는 것이 바람직하다.As the carbon-based compound, one or more selected from the group consisting of fullerenes, metal-containing fullerene-based complexes, carbon nanotubes, carbon fibers, carbon black, graphite, carbines, MgC60, SrC60, CaC60, and C60 may be used. Preference is given to using.
이어서, 상기 버퍼층(11) 상부에 정공 수송 물질을 진공 열증착 또는 스핀 코팅하여 정공 수송층(12)을 형성한다. Subsequently, the
상기 정공 수송 물질은 특별히 제한되지는 않으며, N,N'-비스(3-메틸페닐)-N,N'-디페닐-[1,1-비페닐]-4,4' 디아민(TPD), N,N'-디(나프 탈렌-1-일)-N,N'-디페닐 벤지딘,N,N'-디(나프탈렌-1-일)-N,N'-diphenyl- benzidine :α-NPD) 등이 사용된다. The hole transport material is not particularly limited, and N, N'-bis (3-methylphenyl) -N, N'-diphenyl- [1,1-biphenyl] -4,4 'diamine (TPD), N , N'-di (naphthalen-1-yl) -N, N'-diphenyl benzidine, N, N'-di (naphthalen-1-yl) -N, N'-diphenyl-benzidine: α-NPD) Etc. are used.
여기에서 정공 수송층의 두께는 10 내지 3000Å인 것이 바람직하다. 만약 정공 수송층의 두께가 10Å 미만인 경우에는 너무 얇아서 정공 수송 능력이 저하되고, 3000Å를 초과하는 경우에는 구동 전압 상승 때문에 바람직하지 못하다. It is preferable that the thickness of a positive hole transport layer is 10-3000 GPa here. If the thickness of the hole transport layer is less than 10 kV, the hole transport capacity is too thin, and if the hole transport layer is more than 3000 kV, it is not preferable because of the increase in driving voltage.
[화학식 4][Formula 4]
상기 버퍼층과 정공수송층 사이에 정공주입층을 더 형성할 수 있다. 하지만 그 소자 특성 개선은 소자 구조에 따라 좌우된다. 상기 정공 주입 물질로는 특별히 제한되지 않으며 구리 프탈로시아닌(CuPc) 또는 스타버스트(Starburst)형 아민류인 TCTA, m-MTDATA 등을 정공 주입층으로 사용할 수 있다. A hole injection layer may be further formed between the buffer layer and the hole transport layer. However, the improvement of the device characteristics depends on the device structure. The hole injection material is not particularly limited, and copper phthalocyanine (CuPc) or starburst type amines such as TCTA and m-MTDATA may be used as the hole injection layer.
[화학식 3](3)
상기 과정에 따라 형성된 정공 수송층(12) 상부에 발광층(13)을 형성한다.The
상기 발광층 재료는 통상적으로 사용되는 것을 사용하며, 특별히 제한되지는 않으며, 구체적인 예로서 알루미늄 착물(예: Alq3(트리스(8-퀴놀리놀라토)-알루미늄 (tris(8-quinolinolato)-aluminium), BAlq, SAlq, Almq3, 갈륨 착물(예: Gaq'2OPiv, Gaq'2OAc, 2(Gaq'2)), 플루오렌(fluorene)계 고분자, 폴리파라페닐렌 비닐렌 또는 그 유도체, 비페닐 유도체, 스피로 폴리플루오렌(spiro polyfluorne)계 고분자 등을 이용한다.The light emitting layer material is a conventionally used one, and is not particularly limited. Specific examples thereof include aluminum complexes such as Alq3 (tris (8-quinolinolato) -aluminium), BAlq, SAlq, Almq3, gallium complexes (e.g. Gaq ' 2 OPiv, Gaq' 2 OAc, 2 (Gaq ' 2 )), fluorene polymers, polyparaphenylene vinylene or derivatives thereof, biphenyl derivatives And spiro polyfluorene polymers.
Alq3 BAlq Alq3 BAlq
SAlq Almq3 SAlq Almq3
Gaq'2OPiv Gaq'2OAc, 2(Gaq'2) Gaq ' 2 OPiv Gaq' 2 OAc, 2 (Gaq'2)
본 발명에 있어서, 상기 발광층(13)의 두께는 300 내지 500Å인 것이 바람직하다. 만약 발광층의 두께 범위를 정한다면 150 내지 600Å의 경우가 가장 바람직하다. 발광층의 두께가 두꺼울수록 구동 전압이 상승하는 단점 때문에 600Å을 초과하면 적용하기 힘들다.In the present invention, the thickness of the
도 1에는 나타나 있지 않으나 상기 발광층(13) 위에 정공 블로킹 물질을 진공 증착, 또는 스핀 코팅하여 정공 블로킹층을 선택적으로 형성하기도 한다. 이 때 사용하는 정공 블로킹 물질은 특별히 제한되지는 않으나 전자 수송 능력을 가지면서 발광 화합물 보다 높은 이온화 퍼텐셜을 가져야 하며 대표적으로 Balq, BCP, TPBI 등이 사용된다. 만약 정공 블로킹층의 두께는 30 내지 70Å인 것이 바람직하다. 만약 정공 블로킹층의 두께가 30Å 미만인 경우에는 정공 블로킹 특성을 잘 구현하지 못하고, 70Å를 초과하는 경우에는 구동 전압 상승으로 바람직하지 못하다. Although not shown in FIG. 1, a hole blocking layer may be selectively formed by vacuum deposition or spin coating a hole blocking material on the
이어서 발광층 (13) 상부에 전자 수송 물질을 진공 증착 또는 스핀 코팅하여 전자 수송층(14)을 형성한다. 전자 수송 물질로는 특별히 제한되지는 않으며 Alq3를 이용할 수 있다. Subsequently, the
본 발명에서는 애노드와 정공 주입층 사이에 형성된 탄소계 화합물의 버퍼층과 함께 정공 주입층 및/또는 정공 수송층이나 전자 수송층에 탄소계 화합물이 도 핑될 수 있다. 즉 애노드와 정공 주입층 사이에 탄소계 화합물의 버퍼층을 형성하고, 정공 주입층 및/또는 정공 수송층이나 전자 수송층 형성시, 상기 탄소 화합물을 정공 주입 물질 및/또는 정공 수송 물질과 함께 진공 열증착 법으로 공증착 하여 형성할 수 있다. 이때 탄소계 화합물의 함량은 정공 주입층, 정공 수송층 또는 전자 수송층 각각에 대하여 총중량 100 중량부를 기준으로 하여 0.005 내지 99.95 중량부이다. 만약 탄소계 화합물의 함량이 0.005 중량부 미만인 경우에는 유기 전계 발광 소자의 특성 향상에 미치는 효과가 미미하여 바람직하지 못하다.In the present invention, the carbon compound may be doped into the hole injection layer and / or the hole transport layer or the electron transport layer together with the buffer layer of the carbon compound formed between the anode and the hole injection layer. That is, when the buffer layer of the carbon compound is formed between the anode and the hole injection layer, and the hole injection layer and / or the hole transport layer or the electron transport layer are formed, the carbon compound is vacuum-deposited together with the hole injection material and / or the hole transport material. It can be formed by co-deposition. In this case, the content of the carbon-based compound is 0.005 to 99.95 parts by weight based on 100 parts by weight of the total weight of each of the hole injection layer, the hole transport layer, or the electron transport layer. If the content of the carbon-based compound is less than 0.005 parts by weight, the effect on the improvement of the characteristics of the organic EL device is insignificant, which is not preferable.
상기 전자 수송층(14)의 경우 두께는 150 내지 600Å인 것이 바람직하다. 만약 전자 수송층의 두께가 150Å 미만인 경우에는 전자 수송 능력이 저하되고, 600Å를 초과하는 경우에는 구동 전압 상승으로 바람직하지 못하다. In the case of the
또한 상기 전자 수송층(24) 위에 전자 주입층(15)이 적층될 수 있다. 상기 전자 주입층 형성 재료로서는 LiF, NaCl, CsF, Li2O, BaO, Liq 등의 물질을 이용할 수 있다. 상기 전자 주입층의 두께는 5 내지 20Å인 것이 바람직하다. 만약 전자 주입층의 두께가 5Å 미만인 경우에는 효과적인 전자 주입층으로서의 역할을 하지 못하며, 20Å을 초과하는 경우에는 구동 전압이 높아 바람직하지 못하다. In addition, an
이어서, 상기 전자 주입층 상부에 제2전극인 캐소드용 금속을 진공 열 증착하여 제2전극(16)인 캐소드를 형성함으로써 유기 발광 소자가 완성된다.Subsequently, the organic light emitting device is completed by forming a cathode as the
상기 캐소드 금속으로는 리튬(Li), 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 알루미늄-리튬(Al-Li), 칼슘(Ca), 마그네슘-인듐(Mg-In), 마그네슘-은(Mg-Ag) 등이 이용된다. The cathode metal is lithium (Li), magnesium (Mg), aluminum (Al), aluminum-lithium (Al-Li), calcium (Ca), magnesium-indium (Mg-In), magnesium-silver (Mg-Ag ) And the like are used.
이하, 본 발명을 하기 실시예를 들어 설명하기로 하되, 본 발명이 하기 실시예로만 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described with reference to the following examples, but the present invention is not limited only to the following examples.
실시예Example 1 One
유리기판에 두께 1000Å의 은(Ag)막과 두께 100Å의 ITO막을 순차적으로 형성하고, 이 유리 기판을 증류수 세척을 실시한 다음, 이소프로필 알코올과 순수 물 속에서 각 5 분 동안 초음파 세정한 후, 진공오븐에서 1시간 건조하였다.A 1000 mm thick silver (Ag) film and a 100 mm thick ITO film were sequentially formed on the glass substrate, the glass substrate was washed with distilled water, and then ultrasonically cleaned in isopropyl alcohol and pure water for 5 minutes, followed by vacuum. Dry in oven for 1 hour.
상기 결과물을 질소 플라즈마 처리 장치로 이송하여 질소 플라즈마를 이용하여 30mtorr의 압력에서 40W의 조건에서 상기 기판을 2분간 플라즈마 처리를 실시하고 나서 진공 증착기로 기판을 이송하였다.The resultant was transferred to a nitrogen plasma treatment apparatus, and plasma treatment was performed on the substrate for 2 minutes under a condition of 40 W at a pressure of 30 mtorr using nitrogen plasma, and then the substrate was transferred to a vacuum evaporator.
상기 기판 상부에 C60을 진공 증착하여 버퍼층을 30Å 두께로 형성한 다음, 이 버퍼층 상부에 NPB를 진공 열증착하여 정공 수송층을 200Å 두께로 형성하였다. C60 was vacuum-deposited on the substrate to form a buffer layer having a thickness of 30 μm, and then NPB was vacuum-heat-deposited on the buffer layer to form a hole transport layer having a thickness of 200 μm.
상기 정공 수송층 상부에 호스트로 DPVBi(4,4'-bis(2,2'-diphenyl vinyl) -1,1'-biphenyl)에 도펀트로 페릴렌(Perylene)을 2wt%의 농도를 혼합하여 블루 발광층을 200Å의 두께로 청색 발광층을 형성하였다. 이어서, 상기 발광층 상부에 전자 수송 물질인 Alq3를 증착하여 250Å 두께의 전자 수송층을 형성하였다.Blue light emitting layer by mixing a concentration of 2 wt% perylene (Perylene) as a dopant in DPVBi (4,4'-bis (2,2'-diphenyl vinyl) -1,1'-biphenyl) as a host on the hole transport layer Was formed to a blue light emitting layer to a thickness of 200 kHz. Subsequently, Alq3, which is an electron transporting material, was deposited on the emission layer to form an electron transporting layer having a thickness of 250 Å.
상기 전자 수송층 상부에 LiF 10Å (전자 주입층)과 Mg:Ag 500Å (캐소드)을 순차적으로 진공 증착하여 LiF/ Mg:Ag 전극을 형성하여 전면발광형 유기 발광 소자를 제조하였다. 이 때 MgAg의 원자비는 캐소드로 작용할 수 있으면 어느 범위든 무방하며 9:1 내지 1:9, 바람직하기로는 8:2 내지 2:8이다.
비교예Comparative example 1 One
질소 플라즈마 처리 대신 후술하는 UV 처리 과정을 실시한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법에 따라 실시하여 전면발광형 유기 발광 소자를 제조하였다.Except for performing a UV treatment process described later instead of nitrogen plasma treatment, it was carried out in the same manner as in Example 1 to prepare a top-emitting organic light emitting device.
비교예Comparative example 2 2
질소 플라즈마 처리를 실시하지 않고, ITO막 상부에 C60을 진공 증착하여 버퍼층을 30Å 두께로 형성하고 이 버퍼층 상부에 NPB를 진공 열증착하여 정공 주입층을 1000Å 두께로 형성한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법에 따라 실시하여 전면발광형 유기 발광 소자를 제조하였다.Except that the C60 was vacuum-deposited on the ITO film to form a buffer layer having a thickness of 30 kPa without the nitrogen plasma treatment, and the hole injection layer was formed to have a thickness of 1000 kPa by vacuum thermal evaporation of NPB on the buffer layer. A light emitting organic light emitting diode was manufactured by the same method as in (1).
상기 실시예 1, 비교예 1-2에 따른 유기 발광 소자에 있어서, 가속수명을 평가하였고 그 결과는 도 2에 나타난 바와 같다. 여기에서 가속 수명은 20mA 정전류를 인가하여 시간에 따른 휘도 감소율을 평가하였다. 도 2는 정전류 20mA 인가시 시간에 따른 휘도 감소율을 나타낸 것으로 x축 단위는 시간(hr) 및 y축 단위는 휘도 감소율 (%)이다. In the organic light emitting diode according to Example 1 and Comparative Examples 1-2, the accelerated life was evaluated and the results are shown in FIG. In this case, the acceleration life was applied to a constant current of 20mA to evaluate the rate of decrease in luminance over time. FIG. 2 shows a luminance reduction rate with time when a constant current is applied at 20 mA, in which the x-axis unit represents time (hr) and the y-axis unit represents luminance reduction rate (%).
도 2를 참조하면, 실시예 1에 따른 전면발광형 유기 발광 소자는 비교예 1 및 비교예 2의 경우와 비교하여 가속수명이 향상된다는 것을 알 수 있었다.Referring to FIG. 2, it can be seen that the front emission type organic light emitting diode according to Example 1 has an improved acceleration life compared to that of Comparative Example 1 and Comparative Example 2.
상기 실시예 1, 비교예 1-2에 따른 전면발광형 유기 발광 소자에 있어서, 진행성 구동전압 변화량을 평가하였고 그 결과는 도 3에 나타난 바와 같다. 여기에서 진행성 구동전압 변화량은 정전류 인가하는 동안 휘도 감소에 따른 구동전압 변화량을 측정한 것이다. 도 3은 정전류 20mA 인가시 시간에 따른 구동전압 변화량을 나타낸 그래프로 x축 단위는 시간 (hr) 및 y축 단위는 구동전압 변화량 (Voltage, V)이다. In the top emission type organic light emitting diode according to Example 1 and Comparative Examples 1-2, the amount of change in the progressive driving voltage was evaluated and the results are shown in FIG. 3. Here, the progressive driving voltage variation is a measure of the variation of the driving voltage according to the decrease in luminance during the constant current application. 3 is a graph showing the amount of change in driving voltage according to time when a constant current is applied to 20 mA, in which the x-axis unit represents a time (hr) and the y-axis unit represents a drive voltage variation (Voltage, V).
도 3을 참조하면, 실시예 1에 따른 유기 발광 소자는 비교예 1 및 비교예 2의 경우와 비교하여 진행성 구동전압 상승이 억제된다는 사실을 확인할 수 있었다.Referring to FIG. 3, it was confirmed that the organic light emitting diode according to Example 1 was suppressed from increasing the progressive driving voltage as compared with those of Comparative Examples 1 and 2.
본 발명의 유기 발광 소자는 제1전극 상부에 버퍼층을 형성하기 이전에 질소 플라즈마 처리를 실시하여 UV 또는 산소 플라즈마 처리를 실시한 경우와 비교하여 청색 유기 발광 소자의 수명 개선 및 진행성 구동전압 상승 억제 효과가 있다. The organic light emitting device according to the present invention has a life improvement and a progressive driving voltage increase suppression effect of the blue organic light emitting device as compared with the UV or oxygen plasma treatment by performing nitrogen plasma treatment before forming the buffer layer on the first electrode. have.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 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. Although the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, these are merely exemplary, and those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.
도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 전면 발광형 유기 발광 소자의 구조를 도시하는 단면도이고,1 is a cross-sectional view showing the structure of a top-emitting organic light emitting diode according to an embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 실시예 1, 비교예 1-2에 따른 전면 발광형 유기 발광 소자에 있어서, 가속수명을 평가하여 나타낸 그래프이고,2 is a graph illustrating an evaluation of an accelerated lifetime in a top emission organic light emitting diode according to Example 1 and Comparative Examples 1-2 of the present invention.
도 3은 본 발명의 실시예 1, 비교예 1-2에 따른 전면 발광형 유기 발광 소자에 있어서, 구동전압 변화량을 평가하여 나타낸 그래프이다.3 is a graph illustrating an evaluation of a driving voltage variation in the top emission organic light emitting diode according to Example 1 and Comparative Examples 1-2 of the present invention.
<도면의 주요 부호에 대한 간단한 설명><Brief description of the major symbols in the drawings>
10... 제1전극 11...버퍼층10 ...
12.. 정공수송층 13... 발광층12 ..
14.. 전자수송층 15.... 전자주입층14 ..
16...제2전극 17... 금속 반사막16.
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