KR101453875B1 - Organic light-emitting diodes using a common host and flat panel display device employing the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 공통의 호스트를 채용한 유기 발광 소자 및 이를 채용한 평판 표시 소자를 제공한다. 본 발명에 따른 유기 발광 소자는 p-도핑층, 발광층 및 n-도핑층에 공통의 호스트를 포함함으로써, 제작시 사용되는 물질의 효용성과 장치의 제조 편이성이 증가된다.The present invention provides an organic light emitting device employing a common host and a flat panel display device employing the same. The organic light emitting device according to the present invention includes a common host in the p-doped layer, the light emitting layer, and the n-doped layer, so that the usefulness of materials used in fabrication and the ease of fabrication of the device are increased.
Description
본 발명은 공통의 호스트를 이용한 유기 발광 소자 및 이를 채용한 평판 표시 장치에 관한 것으로서, p-도핑층, 발광층 및 n-도핑층이 공통의 호스트를 포함함으로써 사용되는 물질의 효용성과 장치의 제조 편이성을 높일 수 있는 유기 발광 소자 및 이를 채용한 평판 표시 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an organic light emitting device using a common host and a flat panel display employing the organic light emitting diode, and more particularly, to an organic light emitting device using a common host, And a flat panel display employing the organic light emitting device.
전계 발광 장치(electroluminescent device)는 자발광형 표시장치로 시야각이 넓으며 콘트라스트가 우수할 뿐만 아니라 응답시간이 빠르다는 장점을 가지고 있기 때문에 커다란 주목을 받고 있다. 이러한 유기 전계 발광 장치에는 발광층 (emitting layer)에 무기 화합물을 사용하는 무기 발광 장치와 유기 화합물을 사용하는 유기 발광 소자가 있고, 이 중에서 특히 유기 발광 소자는 무기 발광 장치에 비하여 휘도, 구동전압 및 응답속도 특성이 우수하고 다색화가 가능하다는 점에서 많은 연구가 이루어지고 있다.An electroluminescent device is a self-emissive type display device, which has a wide viewing angle, has excellent contrast, and has a fast response time. Such an organic electroluminescent device includes an inorganic light emitting device using an inorganic compound for an emitting layer and an organic light emitting element using an organic compound. Among them, an organic light emitting device is more excellent in brightness, driving voltage and response Many studies have been made on the fact that the speed characteristics are excellent and the color can be varied.
유기 발광 소자는 일반적으로 도 1과 같이, 제1 전극/전하 주입층/전하 수송 층/발광층/전자 수송층/전자 주입층/제2 전극의 적층구조로 이루어져 있다. 유기 발광 소자를 구성하는 각각의 기능층들은 모두 다른 물질로 구성되어 있고 모든 물질의 전하 이동도가 달라서, 발광층의 발광 효율을 높여 주기 위해서는 전하 수송뿐 아니라 전하 저지도 잘 이루어지도록 장치를 구성하여야 한다. 이를 위해서, 여러 종류의 물질을 사용하게 되고 많은 기능층들을 형성 하게 된다.The organic light emitting device generally has a stacked structure of a first electrode / charge injecting layer / charge transporting layer / light emitting layer / electron transporting layer / electron injecting layer / second electrode, as shown in FIG. Each of the functional layers constituting the organic light emitting device is made of different materials and the charge mobility of all the materials is different. In order to increase the luminous efficiency of the light emitting layer, the device should be constructed so that charge blocking as well as charge transport can be performed well . For this purpose, various kinds of materials are used and many functional layers are formed.
최근 Novaled사 등에서는 도 2와 같은 P-I-N 구조의 유기 발광 소자를 개발하여 장치의 작동 전압을 낮추고 전력 효율을 높이고자 하였다(미국특허공개 제US2004-062949호). 이러한 구조의 특징은 전하 주입층을 p-도핑층으로, 전자 주입층을 n-도핑층으로 사용하여 전하 주입의 효율을 극대화하고자 하였지만, 이러한 구조에서는 장치에서 사용하는 물질의 수가 많아지게 된다.Recently, Novaled et al. Developed an organic light emitting device having a P-I-N structure as shown in FIG. 2 to lower the operating voltage of the device and improve the power efficiency (US Patent Publication No. US2004-062949). This structure is intended to maximize the charge injection efficiency by using the charge injection layer as the p-doped layer and the electron injection layer as the n-doped layer, but the number of materials used in the device is increased in this structure.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 p-도핑층, 발광층 및 n-도핑층이 공통의 호스트를 포함하는 유기 발광 소자를 제공하는 것을 목적으로 한다.Accordingly, an object of the present invention is to provide an organic light emitting device in which a p-doped layer, a light emitting layer, and an n-doped layer include a common host.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 상기 유기 발광 소자를 채용한 평판 표시 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.It is another object of the present invention to provide a flat panel display device employing the organic light emitting diode.
상기 기술적 과제를 이루기 위하여 본 발명에서는, 제1 전극; 제2 전극; 상기 제1 전극 및 제2 전극 사이에 개재된 발광층; 상기 제1 전극 및 발광층 사이에 개재된 p-도핑층; 및 상기 발광층 및 제2 전극 사이에 개재된 n-도핑층을 포함하며, 상기 발광층, p-도핑층 및 n-도핑층은 동일한 호스트 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자를 제공한다. According to an aspect of the present invention, there is provided a plasma display panel comprising: a first electrode; A second electrode; A light emitting layer interposed between the first electrode and the second electrode; A p-doped layer interposed between the first electrode and the light emitting layer; And an n-doped layer interposed between the light emitting layer and the second electrode, wherein the light emitting layer, the p-doped layer, and the n-doped layer include the same host material.
본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 호스트 물질은 양극성(ambipolar) 물질일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the host material may be an ambipolar material.
본 발명의 다른 구현예에 있어서, 상기 양극성 물질은 ADN, TBADN, 2TBADN 및 4TBADN으로 이루어진 군에서 하나 이상 선택될 수 있다.In another embodiment of the present invention, the bipolar material may be selected from the group consisting of ADN, TBADN, 2TBADN and 4TBADN.
본 발명의 다른 구현예에 있어서, 상기 p-도핑층은 전자 수용성 물질 또는 반도체성 금속 산화물을 포함할 수 있다.In another embodiment of the present invention, the p-doped layer may comprise an electron-accepting material or a semiconductive metal oxide.
본 발명의 다른 구현예에 있어서, 상기 전자 수용성 물질은 F4-TCNQ일 수 있다.In another embodiment of the present invention, the electron-accepting material may be F4-TCNQ.
본 발명의 다른 구현예에 있어서, 상기 반도체성 물질은 MoO3, V2O5, WO3, SnO2, ZnO, MnO2, CoO2, TiO2인 및 이들의 복합체(composite) 일 수 있다.In another embodiment of the present invention, the semiconducting material may be MoO 3 , V 2 O 5 , WO 3 , SnO 2 , ZnO, MnO 2 , CoO 2 , TiO 2 and composites thereof.
본 발명의 다른 구현예에 있어서, 상기 n-도핑층은 Li, Cs, Na, K, Ca, Mg, Ba 또는 Ra에서 선택되는 금속; 또는 금속 카보네이트 (metal carbonate), 금속 아세테이트(metal acetate), 금속 벤조에이트(metal benzoate), 금속 아세토아세테이트(metal acetoacetate), 금속 아세틸아세토네이트(metal acetylacetonate) 또는 금속 스테아레이트(stearate)을 포함할 수 있다.In another embodiment of the present invention, the n-doped layer is a metal selected from Li, Cs, Na, K, Ca, Mg, Ba or Ra; Or it may include metal carbonate, metal acetate, metal benzoate, metal acetoacetate, metal acetylacetonate or metal stearate. have.
다른 기술적 과제를 이루기 위하여 본 발명은 상술한 유기 발광 소자 및 박막 트랜지스터를 구비하며, 상기 유기 발광 소자의 제1 전극이 상기 박막 트랜지스터의 소스 전극 또는 드레인 전극과 전기적으로 연결된 평판 표시 장치를 제공한다. According to another aspect of the present invention, there is provided a flat panel display device including the organic light emitting device and the thin film transistor, wherein the first electrode of the organic light emitting device is electrically connected to a source electrode or a drain electrode of the thin film transistor.
이와 같이, 본 발명에 따른 유기 발광 소자는, 제1 전극/정공 주입층/정공 수송층/발광층/정공 저지층/전자 수송층/제2 전극 구조와 같이 여러 층 및 물질을 사용하는 통상의 저분자 유기 발광 소자와는 달리, 양극성(ambipolar) 물질을 공통의 호스트로서 사용하고 도펀트의 종류만 변화시켜 형성된 p-도핑층, 발광층 및 n-도핑층을 포함하는 유기 전계 발광 장치로서, 제작시 사용되는 물질 및 층 수가 감소될 수 있다. 본원에 있어서, 호스트는 임의의 기능층에서 두 가지 이상의 물질이 혼합되어 있을 때 가장 많은 양을 차지하는 물질을 의미하며, 도펀트가 실제로 그 층의 기능을 하는 데 결정적인 역할을 하나. 호스트는 해당 기능층의 역할을 도와 주면서 기능 도펀트를 희석시켜주는 역할을 한다. 이를 통해서 층의 안정성 및 발광소자의 안정성을 높이는 역할을 하고 있다.As described above, the organic light emitting device according to the present invention can be applied to a general low molecular weight organic light emitting device using various layers and materials such as a first electrode / hole injection layer / hole transporting layer / light emitting layer / hole blocking layer / electron transporting layer / An organic electroluminescent device including a p-doped layer, a light emitting layer, and an n-doped layer formed by using an ambipolar material as a common host and changing only the kind of a dopant, The number of layers can be reduced. As used herein, a host refers to a material that occupies the largest amount when two or more materials are mixed in an arbitrary functional layer, and the dopant plays a crucial role in actually functioning as a layer. The host serves to dilute the functional dopant while helping it function. Thereby enhancing the stability of the layer and the stability of the light emitting device.
도 2는 본 발명의 일 구현에 따른 유기 발광 소자의 개략도이다. 도 2의 유기 발광 소자는 제1 전극/p-도핑층/발광층/n-도핑층/제2 전극의 구조를 갖는다. p-도핑층 및 n-도핑층에는 발광층에 사용되는 호스트 물질을 공통으로 사용하고, 여기에, 각각, p-도펀트 및 n-도펀트를 더 포함함으로써 형성되어있다. 이에 따라 유기 발광 소자의 층 구조는 단순화되고, 호스트는 p-도핑층, 발광층 및 n-도핑층의 형성 과정에 걸쳐 연속하여 사용될 수 있기 때문에 공정의 택트 타임(tact time)을 단축될 수 있다. 또한 사용되는 물질의 수를 줄일 수 있기 때문에 양산 공정의 보수·유지(maintenance)에도 유리하다.2 is a schematic view of an organic light emitting device according to an embodiment of the present invention. The organic light emitting device of FIG. 2 has a structure of a first electrode / a p-doped layer / a light emitting layer / an n-doped layer / a second electrode. The p-doped layer and the n-doped layer are formed by commonly using a host material used for the light emitting layer and further including a p-dopant and an n-dopant, respectively. Accordingly, the layer structure of the organic light emitting device is simplified, and the tact time of the process can be shortened since the host can be used continuously during the formation of the p-doped layer, the light emitting layer and the n-doped layer. In addition, since the number of materials used can be reduced, it is advantageous in maintenance of the mass production process.
도 3은 본 발명의 다른 구현예에 따른 유기 발광 소자의 개략도이다. 도 3은 유기 발광 소자는 제1 전극/p-도핑층/버퍼층/발광층/버퍼층/n-도핑층/제2 전극의 구조를 갖는다. 상기 버퍼층은 도펀트의 첨가 없이 발광층, p-도핑층, 및 n-도핑층에 사용된 공통의 호스트를 포함한다. 이러한 버퍼층은 발광층에서 생성된 여기자(exciton)이 옆에 위치한 p-dopant와 n-dopant에 의해서 발광이 소멸되는 현상(quenching)을 방지한다. 한편, 하부 버퍼층에는 정공수송 물질이, 상부 버퍼층에는 전자 수송물질이 더 첨가되는 것도 가능하다. 이를 통해서 하부 버퍼층에서는 정공 수송 및 전자 저지 효과를 상부 버퍼층에서는 전자 수송 및 정공 저지 효과를 더 줄 수 있다. 3 is a schematic view of an organic light emitting device according to another embodiment of the present invention. In FIG. 3, the organic light emitting device has a structure of a first electrode / p-doped layer / a buffer layer / a light emitting layer / a buffer layer / an n-doped layer / a second electrode. The buffer layer includes a common host used for the light emitting layer, the p-doped layer, and the n-doped layer without the addition of a dopant. This buffer layer prevents the quenching of the luminescence by the p-dopant and the n-dopant located next to the exciton generated in the light emitting layer. It is also possible that a hole transporting material is added to the lower buffer layer and an electron transporting material is further added to the upper buffer layer. Through this, hole transport and electron blocking effect in the lower buffer layer and electron transport and hole blocking effect in the upper buffer layer can be further provided.
본 발명의 유기 발광 소자에서 사용될 수 있는 호스트 물질로는 정공 수송과 전자수송능력을 동시에 가지고 있는 양극성 물질이며, 바람직하게는 정공 수송력과 전자 수송력이 동일한 호스트 물질이어야 한다. 본원에 있어서 양극성 물질이란 정공 이동도와 전자 이동도의 비가 10 미만인 물질을 말한다. The host material that can be used in the organic light emitting device of the present invention is a bipolar material having hole transporting and electron transporting ability at the same time, preferably a host material having the same hole transporting ability and electron transporting power. The term "bipolar material" as used herein means a substance having a ratio of hole mobility and electron mobility of less than 10.
본 발명에서 사용될 수 있는 양극성 물질의 비제한적인 예로는 하기 구조식으로 표현되는 ADN(9,10-di(2-naphthyl)anthracene), MADN(2-methyl-9,10-bis(naphthalen-2-yl)anthracene), TBADN(2-t-butyl-9,10-di(2-naph-thyl)anthracene), DTBADN(2,6-di(t-butyl)-9,10-di(2-naphthyl)anthracene), TTBADN(2,6-di(t-butyl)-9,10-di-[6-(t-butyl)(2-naphthyl)]anthracene) 등을 들 수 있다.Non-limiting examples of bipolar materials that can be used in the present invention include ADN (9,10-di (2-naphthyl) anthracene), MADN (2-methyl-9,10- yl) anthracene, TBADN (2-t-butyl-9,10-di (2-naphthyl) anthracene), DTBADN (2,6- ) anthracene, and 2,6-di (t-butyl) -9,10-di- [6- (t-butyl) (2-naphthyl)] anthracene.
본 발명에 따른 유기 발광 소자에 있어서, p-도핑층에 사용되는 도펀트는 반도체성 금속 산화물 또는 전자 수용성 물질을 포함할 수 있다. 본원에 있어서 반도체성 금속 산화물이란 물성적으로 반도체와 마찬가지로 두 개의 에너지 준위, 즉 가전자 밴드(VB)와 전도 밴드(CB)를 가지고, 밴드 갭(band gap) 이상의 에너지를 가지는 광자에 의해 전자가 여기되어 CB로 이동하고 전자가 빠져나간 VB에 정공이 생성되는 금속 산화물을 지칭한다. 상기 반도체성 금속 산화물의 비제한적인 예로서, MoO3, V2O5, WO3, SnO2, ZnO, MnO2, CoO2, TiO2 또는 이들의 복합체(composite)를 들 수 있다.In the organic light emitting device according to the present invention, the dopant used for the p-doped layer may include a semiconductive metal oxide or an electron-accepting material. The semiconductive metal oxide in the present invention is a substance which has two energy levels, that is, a valence band (VB) and a conduction band (CB) in the same way as a semiconductor. Quot; refers to a metal oxide which is excited and migrates to CB and holes are generated in VB that electrons have escaped. Examples of the semiconductive metal oxide include MoO 3 , V 2 O 5 , WO 3 , SnO 2 , ZnO, MnO 2 , CoO 2 , TiO 2 , and composites thereof.
또한 상기 p-도핑층에는 F4-TCNQ(tetrafluorotetracyanoquinodimethane)와 같이 강한 전자 수용성 물질(electron accetor)이 사용될 수도 있다. Also, a strong electron-accepting material such as tetrafluorotetracyanoquinodimethane (F4-TCNQ) may be used for the p-doped layer.
본 발명에 따른 유기 발광 소자에 있어서, n-도핑층에 사용되는 도펀트는 금속, 금속 카보네이트 (metal carbonate), 금속 아세테이트(metal acetate), 금속 벤조에이트(metal benzoate), 금속 아세토아세테이트(metal acetoacetate), 금속 아세틸아세토네이트(metal acetylacetonate) 또는 금속 스테아레이트(stearate)을 포함할 수 있다. 상기 n-도핑층에 사용되는 금속 물질 또는 상기 금속염에 포함되는 금속은 Li, Cs, Na, K 등의 주기율표 1A족의 알칼리 금속 및 Ca, Mg, Ba, Ra과 같은 주기율표 2A족의 알칼리 토금속 등을 포함한다.In the organic light emitting device according to the present invention, the dopant used for the n-doped layer may be a metal, metal carbonate, metal benzoate, metal acetoacetate, , Metal acetylacetonate, or metal stearate. The metal material used for the n-doped layer or the metal included in the metal salt may be an alkali metal of the periodic table 1A such as Li, Cs, Na, K, an alkaline earth metal of the periodic table 2A group such as Ca, Mg, .
이와 같이, 본 발명에 따른 유기 발광 소자는, 정공 이동도와 전자 이동도가 유사한 양극성(ambipolar)을 p-도핑층, 발광층 및 n-도핑층의 공통 호스트로 사용하고 도펀트만 조절하여 각 층의 기능을 살릴 수 있도록 디자인을 함으로써, 유기 발광 소자 제작 시 소요되는 물질의 수와 양을 줄일 수가 있다. 또한 양극성 물질을 사용하기 때문에, 정공 및 전자 수송의 균형을 잘 맞춤으로서 추가적인 전자 저지층이 불필요하다.As described above, the organic light emitting device according to the present invention is characterized in that an ambipolar layer having similar hole mobility and electron mobility is used as a common host of the p-doped layer, the light emitting layer, and the n-doped layer, The number and amount of materials required for manufacturing an organic light emitting device can be reduced. Further, since a bipolar material is used, a well-balanced balance of holes and electrons is required, so that no additional electron blocking layer is required.
이하 도면을 참조하여 본 발명에 따른 유기 발광 소자의 제조 방법을 설명한다. Hereinafter, a method of manufacturing an organic light emitting diode according to the present invention will be described with reference to the drawings.
본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자는 순차적으로 적층된 제1 전극, p 도핑층, 발광층, n-도핑층 및 제2 전극을 포함한다. 여기서, 상기 제1 전극과 발광층 사이에는 정공주입층이 형성될 수 있으며, 상기 p-도핑층과 발광층 사이에는 버퍼층 및/또는 정공 수송층이 더 형성될 수 있다. 그리고, 상기 제2 전극과 발광층 사이에는 버퍼층 및/또는 전자 수송층이 더 형성될 수 있다.An organic light emitting diode according to an exemplary embodiment of the present invention includes a first electrode, a p-doped layer, a light emitting layer, an n-doped layer, and a second electrode sequentially stacked. Here, a hole injecting layer may be formed between the first electrode and the light emitting layer, and a buffer layer and / or a hole transporting layer may be further formed between the p-doping layer and the light emitting layer. A buffer layer and / or an electron transport layer may be further formed between the second electrode and the light emitting layer.
제1 전극은 기판상에 형성되며, 이러한 기판으로는 유리 기판 또는 투명한 플라스틱 기판이 사용될 수 있다. 상기 제1 전극은 애노드일 수 있는데, 전도성 및 일함수(work function)가 높은 투명한 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 전극은 배면 발광형 유기 발광 소자에서 산화인듐주석(ITO;Indium Tin Oxide), 산화인듐아연(IZO;Indium Zinc Oxide), 산화주석(SnO2)또는 산화아연(ZnO) 등으로 이루어질 수 있다. 한편, 전면 발광형 유기 발광 소자에서는 상기 제1 전극은 금속으로 이루어진 반사전극이 될 수 있다. 그리고, 상기 제2 전극은 캐소드일 수 있는데, 낮은 일함수를 가지는 금속이나 합금 또는 전기전도성 화합물이나 이들의 혼합물로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 상기 제2 전극은 리튬(Li), 바륨 (Ba), 세슘 (Cs), 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 알루미늄-리튬(Al-Li), 칼슘(Ca), 마그네슘-인듐(Mg-In) 또는 마그네슘-은(Mg-Ag) 등으로 이루어질 수 있다. 한편, 전면 발광형 유기 발광 소자에서는 상기 제2 전극은 산화인듐주석(ITO) 또는 산화인듐아연(IZO) 등과 같은 투명한 도전성 물질로 이루어질 수 있다.The first electrode is formed on a substrate, and a glass substrate or a transparent plastic substrate may be used as the substrate. The first electrode may be an anode, and may be made of a transparent material having a high conductivity and a high work function. For example, the first electrode may be formed of indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), tin oxide (SnO 2), zinc oxide (ZnO), or the like in a bottom emission type organic light emitting device ≪ / RTI > On the other hand, in the top emission organic light emitting device, the first electrode may be a reflective electrode made of a metal. The second electrode may be a cathode, and may be formed of a metal or alloy having a low work function, an electrically conductive compound, or a mixture thereof. For example, the second electrode may include at least one selected from the group consisting of Li, Ba, Cs, Mg, Al, Al-Li, Ca, Indium (Mg-In), or magnesium-silver (Mg-Ag). Meanwhile, in the top emission type organic light emitting device, the second electrode may be formed of a transparent conductive material such as indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), or the like.
상기 제1 전극과 제2 전극 사이에는 제1 전극으로부터 유입된 정공(holes)과 제2 전극으로부터 유입된 전자(electrons)가 결합하여 빛을 방출하는 발광층이 형성된다. 상기 발광층은 청색, 녹색 또는 적색 발광층이 될 수 있다. 또한, 상기 발광층은 두 개의 보색 발광층 또는 세 개의 청색, 녹색 및 적색 발광층으로 구성된 백색 발광층이 될 수도 있다. 컬러 필터를 이용한 풀 컬러 디스플레이 장치를 구현하기 위해서는 상기 발광층은 순차적으로 적층된 청색, 녹색 및 적색 발광층을 포 함하는 백색 발광층인 것이 바람직하다. Between the first electrode and the second electrode, holes injected from the first electrode and electrons injected from the second electrode are combined to form a light emitting layer. The light emitting layer may be a blue, green or red light emitting layer. The light emitting layer may be a white light emitting layer composed of two complementary color light emitting layers or three blue, green, and red light emitting layers. In order to realize a full-color display device using a color filter, the light emitting layer is preferably a white light emitting layer including blue, green and red light emitting layers which are sequentially stacked.
상기 발광층을 이루는 각 색상의 발광층들은 상기 기술한 호스트 물질에 형광 또는 인광 발광물질을 도펀트로 사용하여 형성될 수 있다. 여기서, 상기 각 색상의 발광층들에 사용되는 호스트 재료는 청색, 녹색 및 적색 발광층 모두에 동일한 것을 사용할 수 있고, 녹색 및 적색 발광층의 호스트 재료는 청색 발광층에 사용되는 호스트 재료와 다른 것을 사용할 수도 있다. 상기 호스트 물질로는 상술한 바와 같이 정공 이동도와 전자 이동도의 비가 10 미만인 물질 양극성 물질을 사용한다.The light emitting layers of each color forming the light emitting layer may be formed by using a fluorescent or phosphorescent material as a dopant in the host material. Here, the same host material for the blue, green, and red light emitting layers may be used as the host material for the light emitting layers of the respective colors, and the host material for the green and red light emitting layers may be different from the host material used for the blue light emitting layer. As the host material, a material bipolar material having a ratio of hole mobility and electron mobility of less than 10 is used as described above.
청색 발광층에 사용되는 청색 도펀트로는 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, DPAVBi(4,4'-bis(2,2'-diphenylvinyl)-1,1'-biphenyl), 하기 구조식을 갖는 DPAVBi의 유도체, 디스티릴아릴렌(distyrylarylene; DSA) 유도체, 디스티릴벤젠(distyrylbenzene; DSB) 유도체, 스피로-DPVBi 및 스피로-6P 등이 사용될 수 있다. The blue dopant used for the blue light emitting layer is not particularly limited, and examples thereof include DPAVBi (4,4'-bis (2,2'-diphenylvinyl) -1,1'-biphenyl), a derivative of DPAVBi , Distyrylarylene (DSA) derivatives, distyrylbenzene (DSB) derivatives, spiro-DPVBi, and spiro-6P.
DPAVBiDPAVBi
녹색 발광층에 사용되는 녹색 도펀트로는 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 하기 구조식을 갖는 쿠마린 6(Coumarin 6), Ir(PPy)3(PPy=2-phenylpyridine) 등이 사용될 수 있다.The green dopant to be used for the green light emitting layer is not particularly limited. For example, coumarin 6 and Ir (PPy) 3 (PPy = 2-phenylpyridine) having the following structural formulas can be used.
쿠마린 6Coumarin 6
그리고, 적색 발광층에 사용되는 적색 도펀트로는 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, DCJTB (4-(dicyanomethylene)-2-t-butyl-6-(1,1,7,7-tetramethyljulolidyl-9-enyl)-4H-pyran) 등이 사용될 수 있다. The red dopant used for the red light emitting layer is not particularly limited, and examples thereof include DCJTB (4- (dicyanomethylene) -2-t-butyl-6- (1,1,7,7-tetramethyljulolidyl-9-enyl ) -4H-pyran) and the like can be used.
DCJTBDCJTB
n-도핑층에 사용되는 n-도펀트로서, 상술한 바와 같이, 금속, 금속 카보네이트 (metal carbonate), 금속 아세테이트(metal acetate), 금속 벤조에이트(metal benzoate), 금속 아세토아세테이트(metal acetoacetate), 금속 아세틸아세토네이트(metal acetylacetonate) 또는 금속 스테아레이트(stearate) 등이 사용될 수 있다.As the n-dopant used in the n-doped layer, as described above, a metal, a metal carbonate, a metal acetate, a metal benzoate, a metal acetoacetate, Metal acetylacetonate or metal stearate may be used.
상기 p-도핑층에 사용되는 p-도펀트로서, 상술한 바와 같이, MoO3, V2O5, WO3, SnO2, ZnO, MnO2, CoO2 또는 TiO2 또는 이들의 복합체(composite)와 같은 반도체성 금속 산화물; 또는 F4-TCNQ(tetrafluorotetracyanoquinodimethane)과 같은 강한 전자 수용성 물질이 사용될 수 있다. As p- dopants used for the p- doped layer, as described above, MoO3, V2O5, WO3, SnO 2, ZnO, MnO 2, CoO 2 or TiO 2 or semiconductive metal oxide such as a complex thereof (composite) ; Or F4-TCNQ (tetrafluorotetracyanoquinodimethane) may be used.
또한 본 발명에서는 n-도핑층과 발광층 사이 및/또는 p-도핑층과 발광층 사이에는 버퍼층이 더 형성할 수 있다. 이러한 버퍼층은 도펀트 없이 호스트 물질을 사용하여 증착된다. 또한 필요에 따라서 버퍼층의 정공 수송 및 전자 수송을 용이하게 하기 위해서 정공 수송 물질 및 전자 수송 물질이 버퍼층에 도핑될 수 있다.In the present invention, a buffer layer may be further formed between the n-doped layer and the light emitting layer and / or between the p-doped layer and the light emitting layer. This buffer layer is deposited using the host material without a dopant. In addition, a hole transporting material and an electron transporting material may be doped in the buffer layer to facilitate hole transport and electron transport of the buffer layer, if necessary.
상기 전자수송 물질은 하기 구조식으로 표현되는 Bphen, TPQ, BeBq2, E3 또는 이들의 유도체가 될 수 있다.The electron transporting material may be Bphen, TPQ, BeBq2, E3 or derivatives thereof represented by the following structural formulas.
BPhen TPQBPhen TPQ
BeBq2 E3BeBq2 E3
상기 정공 수송 물질은 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 하기 구조식으 로 표현되는 N-페닐카르바졸, 폴리비닐카르바졸 등의 카르바졸 유도체, MTDATA (4,4',4''-tris(3-methylphenylphenylamino)triphenylamine), TPD(N,N'-비스(3-메틸페닐)-N,N'-디페닐-[1,1-비페닐]-4,4'-디아민), α-NPD(N,N'-디(나프탈렌-1-일)-N,N'-디페닐 벤지딘) 등과 같은 방향족 축합환을 가지는 통상적인 아민 유도체가 될 수 있다. 한편, 상기 p 도핑층 상에는 전자의 유입을 차단하기 위한 전자 차단층(EBL; electron blocking layer)이 더 형성될 수도 있다.The hole transport material is not particularly limited and includes, for example, carbazole derivatives such as N-phenylcarbazole and polyvinylcarbazole, MTDATA (4,4 ', 4 "-tris (3 -methylphenylphenylamino) triphenylamine, TPD (N, N'-bis (3-methylphenyl) -N, N'-diphenyl- [1,1-biphenyl] -4,4'- diamine) , N'-di (naphthalen-1-yl) -N, N'-diphenylbenzidine), and the like. On the other hand, an electron blocking layer (EBL) may be further formed on the p-type doping layer to block the flow of electrons.
MTDATAMTDATA
TPDTPD
α-NPDalpha -NPD
본 발명의 유기 발광 소자는 동일한 호스트를 사용하여 연속적인 공정으로 제작 가능하기 때문에, 택트 타임(tact time)이 감소될 수 있다.Since the organic light emitting device of the present invention can be manufactured in a continuous process using the same host, the tact time can be reduced.
본 발명을 따르는 유기 발광 소자 다양한 형태의 평판 표시 장치, 예를 들면 수동 매트릭스 유기 발광 표시 장치 및 능동 매트릭스 유기 발광 표시 장치에 구비될 수 있다. 특히, 능동 매트릭스 유기 발광 표시 장치에 구비되는 경우, 기판 측에 구비된 제1 전극은 화소 전극으로서 박막 트랜지스터의 소스 전극 또는 드레인 전극와 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 상기 유기 발광 장치는 양면으로 화면을 표시할 수 있는 평판 표시 장치에 구비될 수 있다.The organic light emitting device according to the present invention may be provided in various types of flat panel display devices, for example, a passive matrix organic light emitting display device and an active matrix organic light emitting display device. In particular, in the case of the active matrix organic light emitting diode display, the first electrode provided on the substrate side may be electrically connected to the source electrode or the drain electrode of the thin film transistor as the pixel electrode. In addition, the organic light emitting device may be provided in a flat panel display device capable of displaying a screen on both sides.
이하, 본 발명을 하기 구체적인 실시예를 들어 설명하기로 하되, 본 발명이 하기 실시예로만 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described with reference to the following specific examples, but the present invention is not limited thereto.
<실시예><Examples>
실시예Example 1: 유기 발광 소자의 제조 1: Fabrication of organic light emitting device
다음과 같은 구조의 유기 발광 소자를 제조하였다. An organic light emitting device having the following structure was fabricated.
ITO/TBADN+MoO3(6:1)/5wt% DPAVBi:TBADN/TBADN+Cs2CO3(1:1)/Al ITO / TBADN + MoO 3 (6: 1) / 5 wt% DPAVBi: TBADN / TBADN + Cs 2 CO 3 (1: 1) / Al
0.7mm 두께의 유리기판 상부에 150nm 두께의 애노드 전극(ITO)을 증착한 다음, 상기 유리기판을 중성세제, 탈이온수 및 이소프로필알코올 등의 용매를 사용하여 순차적으로 세정한 후, UV-오존처리 하였다. 그리고, 상기 애노드 전극 상에 호스트로서 TBADN과 도펀트로서 MoO3를 증착속도 0.1 내지 10Å/sec로 증착하여 호스트 100 중량부 당 도펀트 100 중량부 비율로 200Å 두께로 증착하여 p-도핑층을 형성하였다. 이어서, 상기 p-도핑층 상에 호스트로서 TBADN 및 도펀트로서 DPAVBi을 호스트 증착속도의 비율을 조절하여 100 중량부 당 도펀트 5중량부 비율로 공증착하여 600Å의 두께의 발광층을 형성하였다. 다음으로, 상기 발광층 상에 호스트로서 TBADN 및 도펀트로서 Cs2CO3를 증착속도 0.1 내지 10Å/sec에서 호스트 100 중량부 당 도펀트 100 중량부 비율로 공증착하여 200Å 두께의 n-도핑층을 형성하였다. 마지막으로, 상기 n-도핑층 상에 Al을 증착속도 0.1 내지 10Å/sec로 증착하여 1500Å 두께의 캐소드 전극을 형성하였다.An anode electrode (ITO) having a thickness of 150 nm was deposited on a glass substrate having a thickness of 0.7 mm, and then the glass substrate was sequentially cleaned using a solvent such as neutral detergent, deionized water and isopropyl alcohol, and then UV- Respectively. TBADN as a host and MoO 3 as a dopant were deposited on the anode electrode at a deposition rate of 0.1 to 10 Å / sec and deposited to a thickness of 200 Å at a rate of 100 parts by weight of a dopant per 100 parts by weight of host to form a p-doped layer. Subsequently, TBADN as a host and DPAVBi as a dopant were co-deposited on the p-doped layer at a rate of 5 parts by weight per 100 parts by weight of host deposition rate to form a light emitting layer having a thickness of 600 Å. Next, TBADN as a host and Cs 2 CO 3 as a dopant were co-deposited on the light emitting layer at a deposition rate of 0.1 to 10 Å / sec at a rate of 100 parts by weight of a dopant per 100 parts by weight of host to form a 200 Å thick n-doped layer . Finally, Al was deposited on the n-doped layer at a deposition rate of 0.1 to 10 Å / sec to form a 1500 Å thick cathode electrode.
실시예Example 2: 유기 발광 소자의 제조 2: Fabrication of organic light emitting device
다음과 같은 구조의 유기 발광 소자를 제조하였다. An organic light emitting device having the following structure was fabricated.
ITO/TBADN+MoO3(6:1)/TBADN/5wt% DPAVBi:TBADN/TBADN/TBADN+Cs2CO3(1:1)/Al ITO / TBADN + MoO 3 (6 : 1) / TBADN / 5wt% DPAVBi: TBADN / TBADN / TBADN + Cs 2 CO 3 (1: 1) / Al
0.7mm 두께의 유리기판 상부에 150nm 두께의 애노드 전극(ITO)을 증착한 다음, 상기 유리기판을 중성세제, 탈이온수 및 이소프로필알코올 등의 용매를 사용하여 순차적으로 세정한 후, UV-오존처리 하였다. 그리고, 상기 애노드 전극 상에 호스트로서 TBADN 및 도펀트로서 MoO3를 증착속도 0.1 내지 10Å/sec에서 호스트 100 중량부 당 도펀트 100 중량부 비율로 증착하여 200Å 두께의 p-도핑층을 형성하였다. 이어서, 상기 p-도핑층 상에 TBADN을 증착속도 0.1 내지 10Å/sec로 증착하여 5 nm 두께의 버퍼층을 형성하였다. 이어서 호스트로서 TBADN 및 도펀트로서 DPAVBi을 증착속도의 비율을 조절하여 호스트 100 중량부 당 도펀트 5중량부 비율로 공증착하여 550Å의 두께의 발광층을 형성하였다. 이어서 발광층 상부에 TBADN을 증착 속도 0.1 내지 10Å/sec로 증착하여 10 nm 두께의 버퍼층을 형성하였다. 다음으로, 상기 버퍼층 상에 TBADN과 Cs2CO3를 증착속도 0.1 내지 10Å/sec에서 호스트 100 중량부 당 도펀트 100 중량부 비율로 공증착하여 200Å 두께의 n-도핑층을 형성하였다. 마지막으로, 상기 n-도핑층 상에 Al을 증착속도 0.1 내지 10Å/sec으로 증착하여 1500Å 두께의 캐소드 전극을 형성하였다.An anode electrode (ITO) having a thickness of 150 nm was deposited on a glass substrate having a thickness of 0.7 mm, and then the glass substrate was sequentially cleaned using a solvent such as neutral detergent, deionized water and isopropyl alcohol, and then UV- Respectively. Then, TBADN as a host and MoO 3 as a dopant were deposited on the anode electrode at a deposition rate of 0.1 to 10 Å / sec at a rate of 100 parts by weight of a dopant per 100 parts by weight of host to form a p-doped layer with a thickness of 200 Å. Subsequently, TBADN was deposited on the p-doped layer at a deposition rate of 0.1 to 10 Å / sec to form a buffer layer having a thickness of 5 nm. Subsequently, TBADN as a host and DPAVBi as a dopant were co-deposited at a deposition rate of 5 parts by weight per 100 parts by weight of the host, thereby forming a light emitting layer having a thickness of 550 Å. Subsequently, TBADN was deposited on the light emitting layer at a deposition rate of 0.1 to 10 Å / sec to form a buffer layer having a thickness of 10 nm. Next, TBADN and Cs 2 CO 3 were co-deposited on the buffer layer at a deposition rate of 0.1 to 10 Å / sec at a rate of 100 parts by weight of the dopant per 100 parts by weight of the host to form a 200 Å thick n-doped layer. Finally, Al was deposited on the n-doped layer at a deposition rate of 0.1 to 10 Å / sec to form a 1500 Å thick cathode electrode.
실시예Example 3: 유기 발광 소자의 제조 3: Fabrication of organic light emitting device
다음과 같은 구조의 유기 발광 소자를 제조하였다. An organic light emitting device having the following structure was fabricated.
ITO/TBADN+MoO3(6:1)/TBADN+α-NPD(1:1)/5wt% DPAVBi:TBADN/TBADN+BPhen(1:1)/TBADN+Cs2CO3(1:1)/AlTBADN + Cs 2 CO 3 (1: 1) / 5 wt% DPAVBi: TBADN / TBADN + MoO 3 (6: 1) / TBADN + Al
0.7mm 두께의 유리기판 상부에 150nm 두께의 애노드 전극(ITO)을 증착한 다음, 상기 유리기판은 중성세제, 탈이온수 및 이소프로필알코올 등의 용매를 사용하여 순차적으로 세정한 후, UV-오존처리 하였다. 그리고, 상기 애노드 전극 상에 TBADN 및 MoO3를 증착속도 0.1 내지 10Å/sec에서 호스트 100 중량부 당 도펀트 100 중량부 비율로 증착하여 100Å 두께의 p-도핑층을 형성하였다. 이어서, 상기 p-도핑층 상에 호스트로서 TBADN 및 도펀트로서 α-NPD 을 1:1의 중량비율로 증착속도 0.1 내지 10Å/sec에서 증착하여 200Å 두께의 버퍼층을 형성하였다. 이어서 상기 버퍼층상에 호스트로서 TBADN 및 도펀트로서 DPAVBi을 증착속도의 비율을 조절하여 호스트 100 중량부 당 도펀트 5중량부 비율로 공증착하여 200Å 두께의 발광층을 형성하였다. 이어서 발광층 상부에 호스트로서 TBADN 및 도펀트로서 BPhen을 1:1의 중량 비율로 증착속도 0.1 내지 10Å/sec로 증착하여 200Å 두께의 버퍼층을 증착하였다. 다음으로, 상기 버퍼층 상에 호스트로서 TBADN 및 도펀트로서 Cs2CO3를 증착속도 0.1 내지 10Å/sec에서 호스트 100 중량부 당 도펀트 100 중량부 비율로 공증착하여 200Å 두께의 n-도핑층을 형성하였다. 마지막으로, 상기 n-도핑층 상에 Al을 증착속도 0.1 내지 10Å/sec로 증착하여 1500Å 두께의 캐소드 전극을 증착하였다.After an anode electrode (ITO) having a thickness of 150 nm was deposited on a glass substrate having a thickness of 0.7 mm, the glass substrate was sequentially cleaned using a solvent such as neutral detergent, deionized water and isopropyl alcohol, and then UV- Respectively. Then, TBADN and MoO 3 were deposited on the anode electrode at a deposition rate of 0.1 to 10 Å / sec at a rate of 100 parts by weight of the dopant per 100 parts by weight of the host to form a 100 Å-thick p-doped layer. Subsequently, TBADN as a host and α-NPD as a dopant were deposited on the p-doped layer at a deposition rate of 0.1 to 10 Å / sec at a weight ratio of 1: 1 to form a 200 Å thick buffer layer. Subsequently, TBADN as a host and DPAVBi as a dopant were co-deposited on the buffer layer at a rate of 5 parts by weight per 100 parts by weight of the host, thereby forming a light emitting layer having a thickness of 200 Å. Subsequently, TBADN as a host and BPhen as a dopant were deposited on the light emitting layer at a deposition rate of 0.1 to 10 Å / sec at a weight ratio of 1: 1 to deposit a 200 Å thick buffer layer. Next, TBADN as a host and Cs 2 CO 3 as a dopant were co-deposited on the buffer layer at a deposition rate of 0.1 to 10 Å / sec at a rate of 100 parts by weight of a dopant per 100 parts by weight of host to form a 200 Å thick n-doped layer . Finally, Al was deposited on the n-doped layer at a deposition rate of 0.1 to 10 ANGSTROM / sec to deposit a cathode having a thickness of 1500 ANGSTROM.
<평가><Evaluation>
상기 실험예들에 의하여 제조된 유기 발광 소자의 구동 전압 및 최대 발광효율을 측정하였으며, 이에 대한 측정 결과를 하기의 표 1에 나타내었다. The driving voltage and the maximum luminous efficiency of the organic light emitting diode fabricated according to the above experimental examples were measured. The measurement results are shown in Table 1 below.
양극성 물질을 공통의 호스트로 사용하여 p-도핑층, 발광층 및 n-도핑층을 형성할 수 있다. 이와 같이 제작된 본 발명에 따른 유기 발광 소자는 사용되는 물질 및 층의 수를 줄일 수 있으며, 연속 공정으로 제작할 수 있으므로 공정의 택트 타임(tact time)이 감소된다. 또한 구조적인 관점에서는 정공 및 전자의 수송의 균형을 잘 맞추게 할 수 있어 추가적인 전하 저지층이 불필요하다.A p-doped layer, a light emitting layer and an n-doped layer can be formed using a bipolar material as a common host. The organic light emitting device manufactured according to the present invention can reduce the number of materials and layers to be used and can be manufactured in a continuous process, thereby reducing the tact time of the process. From a structural point of view, it is possible to balance the transport of holes and electrons, thus eliminating the need for additional charge blocking layers.
도 1은 종래의 유기 발광 소자의 구조를 개략적으로 나타낸 도면이다1 is a schematic view showing a structure of a conventional organic light emitting diode
도 2는 본 발명의 일 구현예에 따른 유기 발광 소자의 구조를 개략적으로 나타낸 도면이다.2 is a schematic view illustrating the structure of an organic light emitting diode according to an embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 다른 구현예에 따른 유기 발광 소자의 구조를 개략적으로 나타낸 도면이다.FIG. 3 is a schematic view illustrating the structure of an organic light emitting diode according to another embodiment of the present invention. Referring to FIG.
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