KR101528663B1 - Organic light emitting device and method for preparing the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 유기 발광 소자 및 이의 제조방법에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명에 따른 유기 발광 소자는 2층 구조의 캐소드를 포함하고, 기판과 애노드 사이에 광추출층을 포함함으로써, 캐소드의 반사율을 높일 수 있고, 이에 따라 투명 전극과 기판과의 굴절률 차이에 의하여 발생하는 빛의 손실을 최소화할 수 있으며, 유기 발광 소자, 특히 조명용으로 사용되는 유기 발광 소자의 발광 효율을 높일 수 있다.The present invention relates to an organic light emitting device and a method of manufacturing the same. Specifically, the organic light emitting device according to the present invention includes a cathode having a two-layer structure and includes a light extracting layer between the substrate and the anode, thereby increasing the reflectivity of the cathode. Accordingly, the refractive index difference between the transparent electrode and the substrate The light emission efficiency of the organic light emitting device, particularly, the organic light emitting device used for the illumination can be increased.
Description
본 발명은 유기 발광 소자 및 이의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to an organic light emitting device and a method of manufacturing the same.
유기 발광 소자(OLED)는 통상 두 개의 전극 및 이들 전극 사이에 위치하는 한 층 이상의 유기물층으로 구성된다.The organic light emitting device OLED typically comprises two electrodes and one or more organic layers positioned between the electrodes.
이와 같은 구조의 유기 발광 소자에 있어서, 제1 전극 및 제2 전극 사이에 전압을 인가하면, 제1 전극으로부터는 정공이, 제2 전극으로부터는 전자가 각각 유기물층으로 유입되고, 이들이 재결합하여 여기자(exciton)를 형성하며, 이 여기자가 다시 기저 상태로 떨어지면서 에너지 차이에 해당하는 광자를 방출하게 된다. 이와 같은 원리에 의하여 유기 발광 소자는 가시 광선을 발생하며, 이를 이용하여 정보 표시 소자 또는 조명 소자를 제조할 수 있다.When a voltage is applied between the first electrode and the second electrode, holes from the first electrode and electrons from the second electrode flow into the organic material layer, respectively, in the organic light emitting device having such a structure, excitons, which emit photons corresponding to energy differences as they fall back to the ground state. According to such a principle, the organic light emitting element generates visible light, and an information display element or an illumination element can be manufactured using the same.
일반적으로, 유기 발광 소자는 기판 상에 제1 전극을 증착하고 1층 이상의 유기물층을 증착한 후, 제2 전극을 증착하는 방법에 의해서 제조될 수 있다. 따라서, 유기물층에서 발생된 빛을 방출하기 위해서 빛을 방출하고자 하는 방향의 전극은 투명해야 하며, 제1 전극 방향으로 빛을 방출하고자 할 때는 제1 전극뿐만 아니라 기판 또한 투명해야 한다.Generally, the organic light emitting device can be manufactured by depositing a first electrode on a substrate, depositing one or more organic layers, and then depositing a second electrode. Therefore, in order to emit light generated in the organic layer, the electrode in a direction to emit light must be transparent. In order to emit light toward the first electrode, not only the first electrode but also the substrate must be transparent.
일반적인 유기 발광 소자는 유기물층 내의 발광층에서 발생한 빛 중에서 일부(air mode)만이 공기 중으로 빠져 나오게 되는데, 이는 발광층의 굴절률이 약 1.8 수준으로 공기의 굴절률인 1.0보다 크기 때문이다. 이러한 굴절률 차이로 인해 굴절률이 1.8 수준인 유기물층에 갇히게 되는 빛을 광도파로 모드(wave guide mode), 유기물보다 굴절률이 낮고 공기보다 높은 유리 기판(굴절률 약 1.5)에 갇힌 빛을 글래스 모드(glass mode)라고 말한다.In a general organic light emitting device, only a part of the light emitted from the light emitting layer in the organic layer comes out into the air because the refractive index of the light emitting layer is about 1.8, which is larger than 1.0, which is the refractive index of air. Because of this difference in refractive index, the light confined in the organic layer having a refractive index of 1.8 is called a wave guide mode, the light confined in a glass substrate (refractive index: about 1.5) "He says.
당 기술분야에서는 투명 전극과 기판의 굴절률 차이에 따른 빛의 손실을 방지하여 유기 발광 소자의 효율을 높일 수 있는 유기 발광 소자 및 이의 제조방법에 대한 연구가 필요하다.There is a need in the art to study an organic light emitting device capable of enhancing the efficiency of an organic light emitting device by preventing light loss due to a difference in refractive index between a transparent electrode and a substrate and a method of manufacturing the same.
본 발명의 일 실시상태는,According to an embodiment of the present invention,
기판, 애노드, 1층 이상의 유기물층, 제1 금속을 포함하는 제1 캐소드, 및 제2 금속을 포함하는 제2 캐소드를 순차적으로 포함하고,A substrate, an anode, at least one organic material layer, a first cathode including a first metal, and a second cathode including a second metal,
550nm의 파장을 기준으로, 상기 제1 금속의 굴절률(n1)은 하기 수학식 1의 범위이며, 상기 제1 금속의 흡광계수(k)는 5 이하의 범위이고,(N 1 ) of the first metal is in the range of the following formula ( 1 ), the extinction coefficient (k) of the first metal is in a range of 5 or less,
상기 기판 및 애노드 사이에는 광추출층을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자를 제공한다.And a light extracting layer between the substrate and the anode.
[수학식 1][Equation 1]
상기 수학식 1에서, n1은 제1 금속의 굴절률이고, k는 제1 금속의 흡광계수를 나타낸다.In the
또한, 본 발명의 다른 실시상태는,In another embodiment of the present invention,
1) 기판 상에 광추출층을 형성하는 단계;1) forming a light extraction layer on a substrate;
2) 상기 광추출층 상에 애노드 및 1층 이상의 유기물층을 형성하는 단계;2) forming an anode and one or more organic layers on the light extracting layer;
3) 상기 유기물층 상에, 550nm의 파장을 기준으로 굴절률(n1)이 상기 수학식 1의 범위이고, 흡광계수(k)가 5 이하의 범위인 제1 금속을 포함하는 제1 캐소드를 형성하는 단계; 및3) forming a first cathode comprising a first metal having a refractive index (n 1 ) in the range of the formula ( 1 ) and a light absorption coefficient (k) of 5 or less on the basis of a wavelength of 550 nm step; And
4) 상기 제1 캐소드 상에 제2 금속을 포함하는 제2 캐소드를 형성하는 단계4) forming a second cathode comprising a second metal on the first cathode
를 포함하는 유기 발광 소자의 제조방법을 제공한다.And a method of manufacturing the organic light emitting device.
본 발명에 따른 유기 발광 소자는 2층 구조의 캐소드를 포함함으로써, 캐소드의 반사율을 높일 수 있고, 이에 따라 투명 전극과 기판과의 굴절률 차이에 의하여 발생하는 빛의 손실을 최소화할 수 있으며, 유기 발광 소자, 특히 조명용으로 사용되는 유기 발광 소자의 발광 효율을 높일 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 유기 발광 소자는 광추출층을 포함함으로써 광추출 효율을 개선할 수 있고, 수분 및 공기의 침투를 억제함으로써 소자의 내구성을 높일 수 있다.The organic light emitting device according to the present invention can increase the reflectance of the cathode by including the cathode having the two-layer structure, thereby minimizing the loss of light caused by the difference in refractive index between the transparent electrode and the substrate, It is possible to increase the luminous efficiency of an organic light emitting element, particularly an organic light emitting element used for illumination. Further, the organic light emitting device according to the present invention can improve the light extraction efficiency by including the light extracting layer, and can enhance the durability of the device by suppressing penetration of moisture and air.
도 1 내지 7은 본 발명의 일구체예로서, 캐소드의 550nm 파장에서의 반사율을 나타낸 도이다.
도 8은 본 발명의 일구체예로서, Al 캐소드 위에 Li의 두께를 달리했을 때의 1.8 매질에 접한 캐소드의 반사율을 나타낸 도이다.1 to 7 are diagrams showing the reflectance of the cathode at a wavelength of 550 nm as one embodiment of the present invention.
8 is a graph showing the reflectance of a cathode in contact with a 1.8 medium when the thickness of Li is varied on an Al cathode according to an embodiment of the present invention.
이하 본 발명에 대해서 자세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.
디스플레이(Display)와는 달리 넓은 발광면적을 필요로 하는 조명의 경우에는 일반적으로 애노드 방향으로 빛을 방출하는 구조로 개발이 진행되고 있다. 이는, 투명 전극의 전기 전도도를 높이는 것은 기술적으로 한계가 있기 때문에 조명용 유기 발광 소자의 투명 전극은 금속 보조전극이 필요하게 되는데, 애노드 쪽에 금속 보조전극을 형성하는 것이 캐소드 쪽에 형성하는 것 보다 기술적으로 수월하기 때문이다.Unlike a display, in the case of an illumination requiring a large light emitting area, a light emitting structure is generally being developed in an anode direction. This is because it is technically difficult to increase the electrical conductivity of the transparent electrode. Therefore, the transparent electrode of the organic light emitting device for illumination requires a metal auxiliary electrode. It is technically easier to form the metal auxiliary electrode on the anode side than to form it on the cathode side .
상기와 같이 애노드 방향으로 빛이 방출되는 유기 발광 소자의 경우에는 유기물층에서 발광된 빛이 애노드를 지나 기판을 통해서 공기 중으로 방출된다. 기판은 일반적으로 공기 및 수분의 차폐특성이 우수한 유리를 사용하게 되는데, 상기 유리는 대략 1.5 정도의 굴절률을 가지고 있다. 이에 비하여 빛이 발광하는 유기물층의 평균 굴절률은 대략 1.8 정도로 알려져 있다.In the case of the organic light emitting device in which light is emitted in the anode direction as described above, light emitted from the organic layer is emitted into the air through the anode and the substrate. The substrate generally uses glass having excellent air and moisture shielding properties, and the glass has a refractive index of about 1.5. On the other hand, the average refractive index of the organic material layer emitting light is known to be about 1.8.
일반적으로 높은 굴절률의 매질에서 낮은 굴절률의 매질로 빛이 진행될 때는 임계각 이상의 각도로 입사되는 빛은 통과되지 못하고 전반사되는 현상이 발생한다. 따라서, 상기 유기 발광 소자의 경우에도 빛이 발생되는 유기물층의 굴절률이 대략 1.8 정도이기 때문에, 임계각 이하의 각도로 입사되는 빛만이 굴절률이 대략 1.5 정도인 유리 기판을 통과하게 되어 상당한 빛의 손실이 발생한다. 이러한 현상은 유리 기판에서 굴절률이 1인 공기 중으로 빛이 방출될 때도 발생하게 된다.Generally, when light travels from a medium having a high refractive index to a medium having a low refractive index, light incident at an angle of more than a critical angle is not passed but is totally reflected. Therefore, even in the case of the organic light emitting diode, since the refractive index of the organic compound layer in which light is generated is about 1.8, only light incident at an angle of less than a critical angle passes through a glass substrate having a refractive index of about 1.5, do. This phenomenon occurs even when light is emitted from the glass substrate into the air having a refractive index of 1.
따라서, 상기와 같이 굴절률이 서로 다른 계면에서 발생하는 빛의 손실 중에서 투명 기판에서 공기층으로 빠져 나가지 못하고 투명 기판 내부에서 전반사되며 빛이 소멸되는 것을 방지하여 유기 발광 소자의 효율을 향상시키기 위한 외부 광 추출에 대한 연구가 필요하다.Therefore, it is possible to prevent the light from being lost from the transparent substrate to the air layer and to be totally reflected in the inside of the transparent substrate among the loss of light generated at the interfaces having different refractive indexes as described above, .
일례로, 유리 기판과 공기와의 계면에서 발생하는 빛의 손실을 방지하기 위하여 평평한 유리 기판의 표면에 변화를 주는 방법이 있다. 상기와 같은 방법으로 유리 기판 내에서 전반사로 소멸되는 빛을 상당량 회수하여 유기 발광 소자의 효율을 향상시킬 수 있다. 그러나, 이러한 방법은 유기물층에서 발광된 빛 중에서 유리 기판으로 전달된 빛에 한하여 효과를 낼 수 있는 한계가 있다. 유기물층에서 발광한 모든 빛이 유리 기판으로 전달되도록 하기 위해서는 굴절률이 1.8 이상인 유리 기판을 사용하여 유기물층과 유리 기판 사이의 굴절률 계면을 제거하면 되지만, 이 방법은 양산에 적합하지 않다.For example, there is a method of changing the surface of a flat glass substrate in order to prevent the loss of light generated at the interface between the glass substrate and air. In this way, the light emitted from the glass substrate can be totally eliminated, thereby improving the efficiency of the OLED. However, this method has a limitation in that it can exert an effect only on the light transmitted from the light emitted from the organic layer to the glass substrate. In order to transfer all the light emitted from the organic layer to the glass substrate, it is necessary to remove the refractive index interface between the organic layer and the glass substrate using a glass substrate having a refractive index of 1.8 or more. However, this method is not suitable for mass production.
또한, 본 발명자들은 캐소드에서도 빛의 손실이 많이 발생하는 것을 확인하였고, 캐소드에서 발생하는 빛의 손실을 방지하기 위한 방법을 연구하였다.In addition, the present inventors have found that a large amount of light is lost in the cathode, and a method for preventing the loss of light generated in the cathode has been studied.
본 발명의 일구체예에 따른 유기 발광 소자는 기판, 애노드, 1층 이상의 유기물층, 제1 금속을 포함하는 제1 캐소드, 및 제2 금속을 포함하는 제2 캐소드를 순차적으로 포함하고, 550nm의 파장을 기준으로, 상기 제1 금속의 굴절률(n1)은 하기 수학식 1의 범위이며, 상기 제1 금속의 흡광계수(k)는 5 이하의 범위이고, 상기 기판 및 애노드 사이에는 광추출층을 포함하는 것을 특징으로 한다.An organic light emitting device according to one embodiment of the present invention includes a substrate, an anode, at least one organic material layer, a first cathode including a first metal, and a second cathode sequentially including a second metal, The refractive index n 1 of the first metal is in the range of the following
[수학식 1][Equation 1]
상기 수학식 1에서, n1은 제1 금속의 굴절률이고, k는 제1 금속의 흡광계수를 나타낸다.In the
본 발명의 일구체예에 따른 유기 발광 소자는 2층 구조의 캐소드를 포함함으로써, 캐소드의 반사율을 높일 수 있고, 이에 따라 투명 전극과 기판과의 굴절률 차이에 의하여 발생하는 빛의 손실을 최소화할 수 있으며, 유기 발광 소자, 특히 조명용으로 사용되는 유기 발광 소자의 발광 효율을 높일 수 있다. 특히, 본 발명에서는 유기물층과 접하는 제1 캐소드에 흡수율이 낮고 반사율이 높은 제1 금속을 포함함으로써, 빛의 손실을 최소화할 수 있다.The organic light emitting diode according to an exemplary embodiment of the present invention includes a cathode having a two-layer structure, thereby increasing the reflectance of the cathode, thereby minimizing loss of light caused by a difference in refractive index between the transparent electrode and the substrate And can improve the luminous efficiency of an organic light emitting device, particularly an organic light emitting device used for illumination. In particular, in the present invention, the first cathode in contact with the organic material layer includes the first metal having a low absorption coefficient and a high reflectivity, thereby minimizing the loss of light.
금속에 정면으로 입사하는 빛에 대한 반사율(R)은 하기 수학식 2로 계산할 수 있다.The reflectance (R) for the light incident on the metal at the front can be calculated by the following equation (2).
[수학식 2]&Quot; (2) "
상기 수학식 2에서, n0은 진입매질의 굴절률이고, n은 금속의 굴절률이며, k는 금속의 흡광계수를 나타낸다.In
상기 수학식 2에 따르면, 상기 금속의 굴절률(n)이 0에 가까울수록 금속의 반사율이 증가하고, 금속의 흡광계수(k)가 클수록 반사율이 증가함을 알 수 있다. 또한, 진입매질의 굴절률이 증가할수록 금속의 반사율은 감소하므로, 유기 발광 소자에 불리하다.According to Equation (2), the reflectivity of the metal increases as the refractive index (n) of the metal becomes closer to 0, and the reflectivity increases as the extinction coefficient (k) of the metal increases. Also, as the refractive index of the incoming medium increases, the reflectance of the metal decreases, which is disadvantageous for organic light emitting devices.
이에, 본 발명에 따른 유기 발광 소자는 550nm의 파장을 기준으로, 상기 제1 금속의 굴절률(n1)은 하기 수학식 1의 범위이며, 상기 제1 금속의 흡광계수(k)는 5 이하의 범위인 것을 특징으로 한다.The refractive index (n 1 ) of the first metal is in the range of the following formula ( 1 ), and the extinction coefficient (k) of the first metal is 5 or less . ≪ / RTI >
[수학식 1][Equation 1]
본 발명에 있어서, 상기 제1 금속을 포함하는 제1 캐소드는 상기 1층 이상의 유기물층과 접하는 구조일 수 있다.In the present invention, the first cathode containing the first metal may be in contact with the one or more organic layers.
상기 제1 캐소드에 포함되는 제1 금속과 상기 제2 캐소드에 포함되는 제2 금속은 서로 상이한 금속일 수 있다.The first metal included in the first cathode and the second metal included in the second cathode may be different metals.
상기 제1 금속의 예로는 Cu, Au, Li, Ag 등을 들 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.Examples of the first metal include, but are not limited to, Cu, Au, Li, and Ag.
상기 제1 캐소드의 두께는 1 ~ 100nm 일 수 있고, 1 ~ 50nm 일 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.The thickness of the first cathode may be 1 to 100 nm and may be 1 to 50 nm, but is not limited thereto.
상기 제1 캐소드에 정면으로 입사하는 빛에 대한 반사율은 70% 이상일 수 있고, 80% 이상일 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다. 여기서, 상기 반사율은 상기 수학식 1로 계산될 수 있다.The reflectivity of the light incident on the first cathode to the front surface may be 70% or more and may be 80% or more, but the present invention is not limited thereto. Here, the reflectance can be calculated by Equation (1).
본 발명에 있어서, 상기 제2 캐소드의 구체적인 물질, 형성방법은 특별히 제한되는 것은 아니고, 당 기술분야에 널리 알려진 물질 및 형성방법을 이용할 수 있다.In the present invention, the material for forming the second cathode is not particularly limited, and materials and forming methods well known in the art can be used.
상기 제2 캐소드는 제2 금속을 포함하고, 상기 제2 금속은 마그네슘, 칼슘, 나트륨, 칼륨, 타이타늄, 인듐, 이트륨, 리튬, 가돌리늄, 알루미늄, 은, 백금, 금, 텅스텐, 탄탈륨, 구리, 주석 및 납 중에서 선택된 1종 이상일 수 있다.Wherein the second cathode comprises a second metal and the second metal is selected from the group consisting of magnesium, calcium, sodium, potassium, titanium, indium, yttrium, lithium, gadolinium, aluminum, silver, platinum, gold, tungsten, tantalum, And lead.
상기 제2 캐소드의 두께는 50nm ~ 5㎛일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The thickness of the second cathode may be 50 nm to 5 탆, but is not limited thereto.
Al은 550nm에서 굴절률이 1.015이고, 흡광계수는 6.627의 값을 갖는다. 굴절률이 1인 공기 중에서 Al 표면의 반사율은 상기 수학식 2에 따르면 91.5% 수준으로 매우 높은 편이다.Al has a refractive index of 1.015 at 550 nm and an extinction coefficient of 6.627. The reflectance of the Al surface in air having a refractive index of 1 is as high as 91.5% according to Equation (2).
하지만, OLED에 적용되는 환경에서는 Al의 반사면이 공기 중이 아니라 굴절률이 약 1.8 수준인 유기물에 접하게 된다. 이 때의 Al의 반사율은 85.9%로 낮아지게 된다. 내부 광추출층을 적용한 OLED에서는 빛이 여러 번 유기물층을 순환하면서 Al 표면에 반사되게 되는데 그 때마다 약 14%의 빛이 손실된다. 이러한 손실을 줄일 경우 내부 광추출층을 통한 추출 효과가 증가하게 되므로 내부 광추출층의 개발 못지 않게 OLED 자체의 흡수율을 낮추는 작업도 매우 중요하다.However, in an OLED environment, the reflection surface of Al is not in air, but is exposed to organic matter having a refractive index of about 1.8. At this time, the reflectance of Al is lowered to 85.9%. In the OLED using the inner light extraction layer, the light is reflected on the Al surface while circulating the organic layer several times, and about 14% of the light is lost. When the loss is reduced, the extraction efficiency through the inner light extraction layer is increased. Therefore, it is very important to lower the absorption rate of the OLED itself as well as the development of the inner light extraction layer.
금속 중에서 Al 보다 반사율이 높은 금속은 Ag가 거의 유일하다. Al 보다 반사율이 높은 Ag를 내부 광추출층이 적용된 OLED에 적용할 경우의 효율 상승은 확인되었지만, Ag 캐소드를 사용한 OLED는 전기적으로 불안정하여 디스플레이에 비하여 수천배 이상 넓은 단일 셀(cell)로 구성된 조명 소자에서는 쇼트(short) 발생 확률이 매우 높아 양산 적용에 아직은 적당하지 않다. 상기 쇼트 발생 확률은 소자의 기판 상의 결함(defect)으로 인해 캐소드와 애노드가 낮은 저항 수준에서 연결되는 현상인데, 결함(defect)의 발생 확률은 기판 면적에 비례하므로 단일 셀(cell)이 매우 크게 형성되는 조명에서 특히 불리할 수 있다.Among metals, Ag is almost unique in that the reflectance is higher than that of Al. Although the efficiency of applying Ag with higher reflectance than Al to the OLED using the inner light extracting layer has been confirmed, the OLED using the Ag cathode is electrically unstable, so that the light composed of a single cell, which is several times larger than the display, In the device, the probability of occurrence of a short is very high and is not yet suitable for mass production application. The probability of occurrence of the short is a phenomenon that a cathode and an anode are connected at a low resistance level due to a defect on a substrate of the device. Since the probability of occurrence of a defect is proportional to the substrate area, Which can be particularly disadvantageous for illumination.
본 발명에서는 Al 캐소드 앞에 위에서 설명한 범위의 굴절률 및 흡광계수 값을 갖는 제1 금속을 얇게 형성하는 것을 특징으로 하고, 이와 같은 구성에 의하여 제1 금속 자체 또는 Al 보다 높은 반사율을 얻을 수 있게 된다.In the present invention, a first metal having a refractive index and an extinction coefficient in the above-described range is thinly formed in front of an Al cathode. With such a structure, a reflectance higher than that of the first metal itself or Al can be obtained.
상기 제1 캐소드 및 제2 캐소드는 스퍼터링(Sputtering)법, 전자-빔 증착법(E-beam evaporation), 열 증착법(Thermal evaporation), 레이저 분자 빔 증착법(Laser Molecular Beam Epitaxy, L-MBE), 및 펄스 레이저 증착법(Pulsed Laser Deposition, PLD) 중에서 선택된 어느 하나의 물리 기상 증착법(Physical Vapor Deposition, PVD); 열 화학 기상 증착법(Thermal Chemical Vapor Deposition), 플라즈마 화학 기상 증착법(Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition, PECVD), 광 화학 기상 증착법(Light Chemical Vapor Deposition), 레이저 화학 기상 증착법(Laser Chemical Vapor Deposition), 금속-유기 화학 기상 증착법(Metal-Organic Chemical Vapor Deposition, MOCVD), 및 수소화물 기상 증착법(Hydride Vapor Phase Epitaxy, HVPE) 중에서 선택된 어느 하나의 화학 기상 증착법(Chemical Vapor Deposition); 또는 원자층 증착법(Atomic Layer Deposition, ALD)을 이용하여 형성할 수 있다.The first cathode and the second cathode may be formed by a sputtering method, an E-beam evaporation method, a thermal evaporation method, a laser molecular beam epitaxy (L-MBE) method, Physical vapor deposition (PVD) selected from among pulsed laser deposition (PLD); A thermal chemical vapor deposition method, a plasma chemical vapor deposition (PECVD) method, a light chemical vapor deposition method, a laser chemical vapor deposition method, a metal- A chemical vapor deposition method selected from the group consisting of metal organic chemical vapor deposition (MOCVD), and hydride vapor phase epitaxy (HVPE); Or atomic layer deposition (ALD).
특히, 본 발명에 있어서, 상기 제1 금속은 Li이고, 상기 제2 금속은 Al 또는 Ag 일 수 있다.In particular, in the present invention, the first metal may be Li and the second metal may be Al or Ag.
본 발명에 있어서, 상기 광추출층은 광 산란을 유도하여 소자의 내부 광추출 효율을 향상시킬 수 있는 구조라면 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 상기 광추출층은 굴절률이 1.7 이상, 구체적으로는 굴절률이 1.7 내지 3.0인 영역을 포함할 수 있다. 광추출층 내에 굴절률이 1.7 이상인 물질을 포함함으로써, 상대적으로 굴절률이 낮은 다른 영역과의 굴절률 차이에 의한 광산란 효과를 얻을 수 있다.In the present invention, the light extracting layer is not particularly limited as long as it can induce light scattering to improve internal light extraction efficiency of the device. For example, the light extracting layer may include a region having a refractive index of 1.7 or more, specifically, a refractive index of 1.7 to 3.0. By including a material having a refractive index of 1.7 or more in the light extracting layer, it is possible to obtain a light scattering effect by a refractive index difference with another region having a relatively low refractive index.
본 발명의 하나의 예로서, 상기 광추출층은 바인더 내에 산란 입자가 분산된 구조일 수 있다. 상기 바인더는 산란 입자에 비해 굴절률이 높을 수 있으며, 바인더와 산란 입자 사이의 계면에서 굴절률 차이로 인한 광산란을 유도할 수 있다. 예를 들어, 상기 바인더는 굴절률이 1.7 이상, 또는 1.7 내지 3.0 범위일 수 있다.As an example of the present invention, the light extracting layer may be a structure in which scattering particles are dispersed in a binder. The binder may have a higher refractive index than the scattering particles and can induce light scattering due to the difference in refractive index at the interface between the binder and the scattering particles. For example, the binder may have a refractive index in the range of 1.7 or more, or 1.7 to 3.0.
또 다른 예로서, 상기 광추출층은 산란 입자 및 바인더를 포함하고, 기판과 접하는 면의 반대면에는 산란 입자에 의한 요철이 형성되는 산란층; 및 상기 산란층 상에 형성되며, 산란층의 요철 구조로 인한 표면 굴곡을 평탄화시키는 평탄층을 포함할 수 있다. 상기 광추출층은 산란 입자와 평탄층 간의 굴절률 차이를 크게 형성함으로써 내부 광추출 효율을 높일 수 있다. 상기 평탄층은 산란 입자에 비해 굴절률이 높은 경우일 수 있으며, 예를 들어, 상기 평탄층의 굴절률은 1.7 이상, 또는 1.7 내지 3.0 범위일 수 있다.As another example, the light extracting layer may include scattering particles and a binder, and a scattering layer on the opposite side of the surface in contact with the substrate, the scattering particles being formed by scattering particles; And a flat layer formed on the scattering layer to flatten the surface deflection due to the concavo-convex structure of the scattering layer. The light extraction layer can increase the internal light extraction efficiency by forming a large difference in refractive index between the scattering particles and the flat layer. The flat layer may have a refractive index higher than that of the scattering particles. For example, the refractive index of the flat layer may be in the range of 1.7 or more, or 1.7 to 3.0.
또 다른 예로서, 상기 광추출층은 기판 상에 형성되며 요철 구조를 형성하는 바인더층; 및 상기 바인더층 상에 형성되어 평탄면을 형성하는 평탄층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 평탄층의 굴절률은 1.7 이상, 또는 1.7 내지 3.0 범위일 수 있다.As another example, the light extracting layer may include a binder layer formed on a substrate and forming a concave-convex structure; And a flat layer formed on the binder layer to form a flat surface. For example, the refractive index of the flat layer may be in the range of 1.7 or more, or 1.7 to 3.0.
상기 산란 입자는 구형, 타원체형 또는 무정형의 형상일 수 있으며, 바람직하게는 구형 또는 타원체형의 형상일 수 있다. 상기 산란 입자의 평균 직경은 100 내지 300 nm일 수 있으며, 구체적으로는 150 내지 200 nm일 수 있다.The scattering particles may be spherical, ellipsoidal or amorphous, preferably spherical or ellipsoidal. The average diameter of the scattering particles may be 100 to 300 nm, and may be 150 to 200 nm.
상기 산란 입자는 바인더 내지 평탄층과의 굴절률 차이를 이용하여 빛을 산란시킬 수 있는 경우라면 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어 공기, 실리콘, 실리카, 글래스, 산화 티탄, 불화 마그네슘, 산화 지르코늄, 알루미나, 산화 세륨, 산화 하프늄, 오산화 니오브, 오산화 탄탈, 산화 인듐, 산화 주석, 산화 인듐 주석, 산화 아연, 규소, 황아연, 탄산칼슘, 황산바륨, 실리콘 나이트라이드 및 알루미늄 나이트라이드로 구성된 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있다. 하나의 예로서, 상기 산란입자는 이산화티탄일 수 있다.The scattering particles are not particularly limited as long as the scattering particles can scatter light by using a refractive index difference between the binder and the flat layer. For example, air, silicon, silica, glass, titanium oxide, magnesium fluoride, zirconium oxide, alumina, A metal oxide selected from the group consisting of cerium oxide, hafnium oxide, niobium pentoxide, tantalum pentoxide, indium oxide, tin oxide, indium tin oxide, zinc oxide, silicon, zinc sulfide, calcium carbonate, barium sulfate, silicon nitride and aluminum nitride It can be more than a species. As an example, the scattering particles may be titanium dioxide.
상기 바인더는 특별히 제한되는 것은 아니며, 유기, 무기 또는 유무기 복합체 바인더일 수 있다. 예를 들어, 상기 바인더는 무기 또는 유무기 복합체 바인더일 수 있다. 무기 또는 유무기 복합체 바인더는 유기 바인더에 비해 내열성 및 내화학성이 우수하여 소자의 성능 특히 수명에 유리하고, 소자 제작 과정에 있을 수 있는 150℃ 이상의 고온 공정, 포토 공정 및 식각 공정 등에서도 열화가 일어나지 않기 때문에 다양한 소자 제작에 유리하다는 장점이 있다. 예를 들어, 상기 바인더는 실리콘 옥사이드, 실리콘 나이트라이드(silicon nitride), 실리콘 옥시나이트라이드(silicon oxynitride), 알루미나(alumina) 및 실록산(siloxane) 결합(Si-O)을 기반으로 하는 무기 또는 유무기 복합체 등으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있다. 예를 들어, 실록산을 이용하여 축중합시켜 [Si-O] 결합을 기반으로 한 무기 바인더를 형성하거나, 실록산 결합에서 알킬기가 완전히 제거되지 않은 유무기 복합체의 형태도 사용 가능하다.The binder is not particularly limited, and may be an organic, inorganic or organic composite binder. For example, the binder may be an inorganic or organic binder. The inorganic or organic binder binder is more advantageous than the organic binder in terms of heat resistance and chemical resistance, so that the performance and life of the device is advantageous. It is advantageous in manufacturing various devices. For example, the binder may be an inorganic or organic material based on silicon oxide, silicon nitride, silicon oxynitride, alumina and siloxane bonds (Si-O) Complexes, and the like. For example, it is possible to form an inorganic binder based on [Si-O] bond by condensation polymerization using siloxane, or a form of organic or inorganic complex in which the alkyl group is not completely removed from the siloxane bond.
상기 평탄층을 구성하는 성분은 앞서 설명한 산란층을 구성하는 바인더와 동일한 범위에서 선택될 수 있다. 상기 산란층 내의 바인더와 상기 평탄층은 동일 성분이 사용되거나, 서로 다른 성분이 사용될 수 있다. 또한, 상기 평탄층은 굴절률을 높일 수 있는 고굴절 필러를 더 포함할 수 있다. 상기 고굴절 필러는 광추출층 내에 분산되어 굴절률을 높일 수 있는 경우라면 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어, 알루미나, 알루미늄 나이트라이드, 산화 지르코늄, 산화 티탄, 산화 세륨, 산화 하프늄, 오산화 니오브, 오산화 탄탈, 산화 인듐, 산화 주석, 산화 인듐 주석, 산화 아연, 규소, 황아연, 탄산칼슘, 황산바륨 및 실리콘 나이트라이드로 구성된 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있다. 하나의 예에서, 상기 고굴절 필러는 이산화티탄일 수 있다.The component constituting the flat layer can be selected in the same range as the binder constituting the scattering layer described above. The same component may be used for the binder in the scattering layer and the flat layer, or different components may be used. In addition, the flat layer may further include a high refractive index filler capable of increasing the refractive index. The high refractive index filler is not particularly limited as long as it can be dispersed in the light extracting layer to increase the refractive index. Examples of the high refractive index filler include alumina, aluminum nitride, zirconium oxide, titanium oxide, cerium oxide, hafnium oxide, And may be at least one selected from the group consisting of indium oxide, tin oxide, indium tin oxide, zinc oxide, silicon, sulfur zinc, calcium carbonate, barium sulfate and silicon nitride. In one example, the high refractive index filler may be titanium dioxide.
상기 고굴절 필러의 평균 입경은 5 내지 30nm, 구체적으로는 15 내지 25nm 범위일 수 있다. 상기 고굴절 필러의 입경이 지나치게 작으면 굴절률을 높이는 효과가 미미하고, 반대의 경우에는 광투과율을 저하시킬 수 있다.The average particle size of the high refractive index fillers may range from 5 to 30 nm, specifically from 15 to 25 nm. If the particle diameter of the high refractive index filler is too small, the effect of increasing the refractive index is insignificant, and in the opposite case, the light transmittance can be lowered.
일반적으로, 유기 발광 소자는 소자를 구성하는 각 층들 간의 굴절률 차이로 인해 내부 전반사가 발생되며, 이로 인해 발광 효율이 악화되고, 휘도가 저하될 수 있다. 본 발명은 기판 상에 산란 입자를 포함하는 광추출층을 형성함으로써, 내부 광추출 효율을 향상시키게 된다.In general, the organic light emitting device generates total internal reflection due to the difference in refractive index between the respective layers constituting the device, which results in deterioration of the luminous efficiency and lowering of the luminance. The present invention improves internal light extraction efficiency by forming a light extraction layer comprising scattering particles on a substrate.
상기 광추출층은, 소자가 증착되는 면쪽으로, 소자의 발광 영역에 한정하여 형성될 수 있다. 또한, 상기 광추출층은 기판과 애노드에 의하여 밀봉된 구조일 수 있다.The light extracting layer may be formed only in a light emitting region of the device toward the surface on which the device is deposited. Further, the light extracting layer may be a structure sealed by the substrate and the anode.
종래의 유기 발광 소자에서는 광추출층이 형성된 경로를 통해서 외부의 공기(예를 들어, 산소) 또는 수분이 소자 내부로 침투할 수 있다. 소자 내부로 유입된 산소 또는 수분은 소자의 수명을 단축시키는 원인이 된다. 그러나, 본 발명에서는 광추출층 형성으로 인한 산소 내지 수분의 유입을 차단하기 위해서, 상기 광추출층이 소자의 발광 영역에 한정하여 형성되거나, 기판과 애노드에 의하여 밀봉된 구조이므로, 외부의 공기 또는 수분이 소자 내부로 침투하는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.In the conventional organic light emitting device, external air (for example, oxygen) or moisture can penetrate into the device through the path where the light extracting layer is formed. Oxygen or moisture introduced into the device shortens the lifetime of the device. However, in the present invention, since the light extracting layer is limited to the light emitting region of the device or is sealed by the substrate and the anode in order to block the inflow of oxygen and moisture due to the formation of the light extracting layer, It is possible to effectively prevent moisture from penetrating into the inside of the device.
본 발명에 있어서, 상기 기판은 당 기술분야에 알려진 것을 제한 없이 이용할 수 있으며, 보다 구체적으로는 유리 기판, 플라스틱 기판 등을 들 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.In the present invention, the substrate is not limited to those known in the art, and more specifically, it may be a glass substrate, a plastic substrate, or the like, but is not limited thereto.
본 발명에 있어서, 상기 애노드는 마그네슘, 칼슘, 나트륨, 칼륨, 타이타늄, 인듐, 이트륨, 리튬, 가돌리늄, 알루미늄, 백금, 금, 텅스텐, 탄탈륨, 구리, 은, 주석 및 납 중에서 선택된 1종 이상으로 형성될 수 있다.In the present invention, the anode is formed of at least one selected from magnesium, calcium, sodium, potassium, titanium, indium, yttrium, lithium, gadolinium, aluminum, platinum, gold, tungsten, tantalum, copper, silver, .
또한, 애노드는 투명 전도성 산화물로 형성될 수도 있다. 여기서, 상기 투명 전도성 산화물은 인듐(In), 주석(Sn), 아연(Zn), 갈륨(Ga), 세륨(Ce), 카드뮴(Cd), 마그네슘(Mg), 베릴륨(Be), 은(Ag), 몰리브덴(Mo), 바나듐(V), 구리(Cu), 이리듐(Ir), 로듐(Rh), 루세늄(Ru), 텅스텐(W), 코발트(Co), 니켈(Ni), 망간(Mn), 알루미늄(Al), 및 란탄(La) 중에서 선택된 적어도 하나의 산화물일 수 있다.In addition, the anode may be formed of a transparent conductive oxide. The transparent conductive oxide may be at least one selected from the group consisting of In, Sn, Zn, Ga, Ce, Cd, Mg, Ber, Ag, ), Molybdenum (Mo), vanadium (V), copper (Cu), iridium (Ir), rhodium (Rh), ruthenium (Ru), tungsten (W), cobalt Mn), aluminum (Al), and lanthanum (La).
상기 애노드는 스퍼터링(Sputtering)법, 전자-빔 증착법(E-beam evaporation), 열 증착법(Thermal evaporation), 레이저 분자 빔 증착법(Laser Molecular Beam Epitaxy, L-MBE), 및 펄스 레이저 증착법(Pulsed Laser Deposition, PLD) 중에서 선택된 어느 하나의 물리 기상 증착법(Physical Vapor Deposition, PVD); 열 화학 기상 증착법(Thermal Chemical Vapor Deposition), 플라즈마 화학 기상 증착법(Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition, PECVD), 광 화학 기상 증착법(Light Chemical Vapor Deposition), 레이저 화학 기상 증착법(Laser Chemical Vapor Deposition), 금속-유기 화학 기상 증착법(Metal-Organic Chemical Vapor Deposition, MOCVD), 및 수소화물 기상 증착법(Hydride Vapor Phase Epitaxy, HVPE) 중에서 선택된 어느 하나의 화학 기상 증착법(Chemical Vapor Deposition); 또는 원자층 증착법(Atomic Layer Deposition, ALD)을 이용하여 형성할 수 있다The anode may be formed by sputtering, E-beam evaporation, thermal evaporation, Laser Molecular Beam Epitaxy (L-MBE), Pulsed Laser Deposition , And PLD); a physical vapor deposition (PVD) method; A thermal chemical vapor deposition method, a plasma chemical vapor deposition (PECVD) method, a light chemical vapor deposition method, a laser chemical vapor deposition method, a metal- A chemical vapor deposition method selected from the group consisting of metal organic chemical vapor deposition (MOCVD), and hydride vapor phase epitaxy (HVPE); Or by using Atomic Layer Deposition (ALD)
본 발명에 있어서, 상기 애노드의 저항 개선을 위하여 보조전극을 추가로 포함할 수 있다. 상기 보조전극은 전도성 실란트(sealant) 및 금속으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 증착 공정 또는 프린팅 공정을 이용하여 형성할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 보조전극은 Cr, Mo, Al, Cu, 이들의 합금 등을 포함할 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.In the present invention, an auxiliary electrode may be further included to improve the resistance of the anode. The auxiliary electrode may be formed using a deposition process or a printing process using at least one selected from the group consisting of a conductive sealant and a metal. More specifically, the auxiliary electrode may include, but is not limited to, Cr, Mo, Al, Cu, alloys thereof, and the like.
본 발명에 있어서, 상기 보조전극 상에 절연층을 추가로 포함할 수 있다. 상기 절연층은 당 기술분야에 알려진 재료 및 방법을 이용하여 형성될 수 있다. 보다 구체적으로, 일반적인 포토 레지스트 물질; 폴리이미드; 폴리아크릴; 실리콘 나이트라이드; 실리콘 옥사이드; 알루미늄 옥사이드; 알루미늄 나이트라이드; 알카리 금속 산화물; 알카리토금속 산화물 등을 이용하여 형성될 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다. 상기 절연층의 두께는 10nm ~ 10㎛일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In the present invention, an insulating layer may be further included on the auxiliary electrode. The insulating layer may be formed using materials and methods known in the art. More specifically, general photoresist materials; Polyimide; Polyacrylics; Silicon nitride; Silicon oxide; Aluminum oxide; Aluminum nitride; Alkali metal oxides; An alkaline earth metal oxide, or the like, but the present invention is not limited thereto. The thickness of the insulating layer may be 10 nm to 10 탆, but is not limited thereto.
상기 유기물층의 구체적인 물질, 형성방법은 특별히 제한되는 것은 아니고, 당 기술분야에 널리 알려진 물질 및 형성방법을 이용할 수 있다.The material and method for forming the organic material layer are not particularly limited, and materials and forming methods well known in the art can be used.
상기 유기물층은 다양한 고분자 소재를 사용하여 증착법이 아닌 용매 공정(solvent process), 예컨대 스핀 코팅, 딥 코팅, 닥터 블레이딩, 스크린 프린팅, 잉크젯 프린팅 또는 열 전사법 등의 방법에 의하여 더 적은 수의 층으로 제조할 수 있다.The organic material layer may be formed by using a variety of polymer materials in a smaller number of layers by a solvent process such as a spin coating process, a dip coating process, a doctor blading process, a screen printing process, an inkjet printing process or a thermal transfer process, Can be manufactured.
본 발명에 따른 유기물층은 발광층을 포함하고, 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 수송층 및 전자 주입층 중에서 선택된 하나 이상을 포함하는 적층 구조일 수 있다.The organic layer according to the present invention may include a light emitting layer and may have a laminated structure including at least one selected from a hole injection layer, a hole transport layer, an electron transport layer, and an electron injection layer.
본 발명에 있어서, 상기 정공 주입층을 형성할 수 있는 물질로는 통상 유기물층으로 정공 주입이 원활할 수 있도록 일함수가 큰 물질이 바람직하다. 본 발명에서 사용될 수 있는 정공 주입 물질의 구체적인 예로는 바나듐, 크롬, 구리, 아연, 금과 같은 금속 또는 이들의 합금; 아연 산화물, 인듐 산화물, 인듐 주석 산화물(ITO), 인듐 아연 산화물(IZO)과 같은 금속 산화물; ZnO : Al 또는 SnO2 : Sb와 같은 금속과 산화물의 조합; 폴리(3-메틸티오펜), 폴리[3,4-(에틸렌-1,2-디옥시)티오펜](PEDT), 폴리피롤 및 폴리아닐린과 같은 전도성 고분자 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.In the present invention, the material capable of forming the hole injection layer is preferably a material having a large work function so that injection of holes into the organic material layer can be smoothly performed. Specific examples of the hole injecting material that can be used in the present invention include metals such as vanadium, chromium, copper, zinc, and gold, or alloys thereof; Metal oxides such as zinc oxide, indium oxide, indium tin oxide (ITO), and indium zinc oxide (IZO); ZnO: Al or SnO 2: a combination of a metal and an oxide such as Sb; Conductive polymers such as poly (3-methylthiophene), poly [3,4- (ethylene-1,2-dioxy) thiophene] (PEDT), polypyrrole and polyaniline.
본 발명에 있어서, 상기 전자 주입층을 형성할 수 있는 물질로는 통상 유기물층으로 전자 주입이 용이하도록 일함수가 작은 물질인 것이 바람직하다. 전자 주입 물질의 구체적인 예로는 마그네슘, 칼슘, 나트륨, 칼륨, 티타늄, 인듐, 이트륨, 리튬, 가돌리늄, 알루미늄, 은, 주석 및 납과 같은 금속 또는 이들의 합금; LiF/Al 또는 LiO2/Al과 같은 다층 구조 물질 등이 있고, 정공 주입 전극 물질과 동일한 물질을 사용할 수도 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.In the present invention, the material capable of forming the electron injection layer is preferably a material having a small work function so as to facilitate electron injection into the organic material layer. Specific examples of the electron injecting material include metals such as magnesium, calcium, sodium, potassium, titanium, indium, yttrium, lithium, gadolinium, aluminum, silver, tin and lead or alloys thereof; A multilayer structure material such as LiF / Al or LiO 2 / Al, and the same material as the hole injection electrode material may be used, but is not limited thereto.
본 발명에 있어서, 상기 발광층을 형성할 수 있는 물질로는 정공 수송층과 전자 수송층으로부터 정공과 전자를 각각 수송받아 결합시킴으로써 가시광선 영역의 빛을 낼 수 있는 물질로서, 형광이나 인광에 대한 양자 효율이 좋은 물질이 바람직하다. 구체적인 예로는 8-히드록시-퀴놀린 알루미늄 착물(Alq3); 카르바졸 계열 화합물; 이량체화 스티릴(dimerized styryl) 화합물; BAlq; 10-히드록시벤조 퀴놀린-금속 화합물; 벤족사졸, 벤즈티아졸 및 벤즈이미다졸 계열의 화합물; 폴리(p-페닐렌비닐렌)(PPV) 계열의 고분자; 스피로(spiro) 화합물; 폴리플루오렌, 루브렌; 인광 호스트 CBP[[4,4'-bis(9-carbazolyl)biphenyl]; 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.In the present invention, the material capable of forming the light emitting layer is a material capable of emitting light in a visible light region by transporting and combining holes and electrons from the hole transporting layer and the electron transporting layer, respectively, and the quantum efficiency for fluorescence or phosphorescence Good materials are desirable. Specific examples include 8-hydroxy-quinoline aluminum complex (Alq 3 ); Carbazole-based compounds; Dimerized styryl compounds; BAlq; 10-hydroxybenzoquinoline-metal compounds; Compounds of the benzoxazole, benzothiazole and benzimidazole series; Polymers of poly (p-phenylenevinylene) (PPV) series; Spiro compounds; Polyfluorene, rubrene; Phosphorescent host CBP [[4,4'-bis (9-carbazolyl) biphenyl]; And the like, but are not limited thereto.
또한, 상기 발광 물질은 형광 또는 인광 특성을 향상시키기 위해 인광 도판트 또는 형광 도판트를 추가로 포함할 수 있다. 상기 인광 도판트의 구체적인 예로는 ir(ppy)(3)(fac tris(2-phenylpyridine) iridium) 또는 F2Irpic[iridium(Ⅲ)bis(4,6-di-fluorophenyl-pyridinato-N,C2) picolinate] 등이 있다. 형광 도판트로는 당 기술분야에 알려진 것들을 사용할 수 있다.In addition, the luminescent material may further include a phosphorescent dopant or a fluorescent dopant to improve fluorescence or phosphorescence characteristics. Specific examples of the phosphorescent dopant include ir (ppy) (3) (fac tris (2-phenylpyridine) iridium) or F2Irpic [iridium (Ⅲ) bis (4,6-di- fluorophenyl-pyridinato- . As the fluorescent dopant, those known in the art can be used.
본 발명에 있어서, 상기 전자 수송층을 형성할 수 있는 물질로는 전자 주입층으로부터 전자를 잘 주입 받아 발광층으로 옮겨줄 수 있는 물질로서, 전자에 대한 이동성이 큰 물질이 적합하다. 구체적인 예로는 8-히드록시퀴놀린의 Al 착물; Alq3를 포함한 착물; 유기 라디칼 화합물; 히드록시플라본-금속 착물 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.In the present invention, the material capable of forming the electron transport layer is a material capable of transferring electrons from the electron injection layer to the light-emitting layer well, and is preferably a material having high mobility to electrons. Specific examples include an Al complex of 8-hydroxyquinoline; Complexes containing Alq 3 ; Organic radical compounds; Hydroxyflavone-metal complexes, and the like, but are not limited thereto.
또한, 본 발명에 따른 유기 발광 소자의 제조방법의 일구체예는 1) 기판 상에 광추출층을 형성하는 단계; 2) 상기 광추출층 상에 애노드 및 1층 이상의 유기물층을 형성하는 단계; 3) 상기 유기물층 상에, 550nm의 파장을 기준으로 굴절률(n1)이 상기 수학식 1의 범위이고, 흡광계수(k)가 5 이하의 범위인 제1 금속을 포함하는 제1 캐소드를 형성하는 단계; 및 4) 상기 제1 캐소드 상에 제2 금속을 포함하는 제2 캐소드를 형성하는 단계를 포함한다.Also, one embodiment of a method of manufacturing an organic light emitting diode according to the present invention comprises the steps of: 1) forming a light extracting layer on a substrate; 2) forming an anode and one or more organic layers on the light extracting layer; 3) forming a first cathode comprising a first metal having a refractive index (n 1 ) in the range of the formula ( 1 ) and an extinction coefficient (k) of 5 or less on the basis of a wavelength of 550 nm on the organic material layer step; And 4) forming a second cathode comprising a second metal on the first cathode.
상기 기판, 애노드, 유기물층, 제1 캐소드 및 제2 캐소드의 재료 및 형성방법은 전술한 바와 동일하므로, 이에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.Materials and forming methods of the substrate, the anode, the organic material layer, the first cathode and the second cathode are the same as those described above, so a detailed description thereof will be omitted.
본 발명에 있어서, 상기 광추출층을 형성하는 단계는, 기판 상에 산란 입자 및 바인더를 포함하는 코팅액을 사용하여 광추출층을 형성하는 것을 포함할 수 있다. 상기 산란 입자는 바인더에 분산된 구조를 형성하게 된다. 상기 바인더의 굴절률은 특별히 제한되지 않으나, 예를 들어 1.7 이상일 수 있다.In the present invention, the step of forming the light extracting layer may include forming a light extracting layer using a coating liquid containing scattering particles and a binder on a substrate. The scattering particles form a structure dispersed in the binder. The refractive index of the binder is not particularly limited, but may be, for example, 1.7 or more.
또 다른 예로서, 상기 광추출층을 형성하는 단계는, 기판 상에 산란 입자 및 바인더를 포함하는 코팅액을 사용하여 산란층을 형성하는 단계; 및 형성된 산란층 위에 평탄층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 평탄층의 굴절률은 특별히 제한되지 않으나, 예를 들어 1.7 이상일 수 있다.As another example, the step of forming the light extracting layer may include forming a scattering layer using a coating liquid containing scattering particles and a binder on a substrate; And forming a flat layer over the formed scattering layer. The refractive index of the flat layer is not particularly limited, but may be, for example, 1.7 or more.
또 다른 예로서, 상기 광추출층을 형성하는 단계는, 기판에 마이크로 엠보싱을 통해 요철 구조를 형성하고, 형성된 요철 구조 위에 표면을 평탄화하는 평탄층을 형성하는 것을 포함할 수 있다. 예를 들어, 기판에 바인더를 포함하는 코팅액을 도포하고, 마이크로 엠보싱 공정을 거쳐 요철 구조를 형성하게 된다. 그런 다음, 형성된 요철 구조 위에 상대적으로 고굴절의 평탄층을 형성하여 광추출층을 구성할 수 있다. 상기 평탄층의 굴절률은, 예를 들어, 1.7 이상일 수 있다.As another example, the step of forming the light extracting layer may include forming a concave-convex structure on the substrate by micro-embossing, and forming a flat layer for flattening the surface on the concave-convex structure formed. For example, a coating solution containing a binder is applied to a substrate, and micro-embossing is performed to form a concave-convex structure. Then, a light extraction layer can be formed by forming a relatively high-refractive-index flat layer on the concavo-convex structure formed. The refractive index of the flat layer may be, for example, 1.7 or more.
본 발명에서, 상기 광추출층을 형성하는 단계는 CVD(chemical vapor deposition; 화학기상증착법), PVD(physical vapor deposition; 물리증착법) 또는 졸-겔(sol-gel) 코팅에 의해 수행할 수 있으며, 그 방법이 특별히 제한되는 것은 아니다.In the present invention, the step of forming the light extracting layer may be performed by chemical vapor deposition (CVD), physical vapor deposition (PVD), or sol-gel coating, The method is not particularly limited.
본 발명에 따른 유기 발광 소자는 조명용 유기 발광 소자에 보다 바람직하게 적용할 수 있다.The organic light emitting device according to the present invention can be more suitably applied to an organic light emitting device for illumination.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시한다. 그러나, 하기의 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 이에 의하여 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in order to facilitate understanding of the present invention. However, the following examples are intended to illustrate the invention and are not intended to limit the scope of the invention.
<< 실시예Example >>
Al 제2 캐소드(두께 0.1nm, 굴절률 1.02, 흡광계수 6.627) 앞에 하기 표 1 ~ 6에 기재된 굴절률(n), 흡광계수(k), 두께를 갖는 제1 금속을 포함하는 제1 캐소드를 형성하였을 때, 굴절률 1.8인 유기물과 접한 캐소드의 550nm 파장에서의 반사율을 계산하였다. 그 결과는 하기 표 1 ~ 6 및 도 1 ~ 6에 기재된 바와 같다.A first cathode including a first metal having a refractive index (n), an extinction coefficient (k), and a thickness described in Tables 1 to 6 was formed in front of an Al second cathode (thickness 0.1 nm, refractive index 1.02, extinction coefficient 6.627) , The reflectance at a wavelength of 550 nm of the cathode contacting the organic material having a refractive index of 1.8 was calculated. The results are as shown in Tables 1 to 6 and Figs. 1 to 6 below.
[표 1][Table 1]
[표 2][Table 2]
[표 3][Table 3]
[표 4][Table 4]
[표 5][Table 5]
[표 6][Table 6]
상기 표 1 ~ 6의 결과를 보면, 굴절률이 0.1이고 흡광계수가 1인 금속을 50nm 두께로 Al 캐소드 위에 형성하면 굴절률이 0.1이고 흡광계수가 1인 금속 자체의 반사율 84.4% 또는 Al 캐소드 자체만의 반사율 85.9% 보다 높은 90.4%의 반사율을 갖는 캐소드가 될 수 있음을 알 수 있다.The results of Tables 1 to 6 show that when a metal having a refractive index of 0.1 and an extinction coefficient of 1 is formed on an Al cathode with a thickness of 50 nm, the reflectance of the metal itself having a refractive index of 0.1 and an extinction coefficient of 1 is 84.4% It can be seen that the cathode can have a reflectance of 90.4%, which is higher than the reflectance of 85.9%.
Al을 제2 캐소드로 사용하고, 그래프상의 굴절률(n), 흡광계수(k) 값을 갖는 임의의 물질을 제2전극으로 사용하여 얻을 수 있는 최대 반사율에서 Al과 그래프상의 굴절률(n), 흡광계수(k) 값을 갖는 임의의 금속이 자체적으로 1.8 매질과 접했을 때 갖는 반사율 중 높은 반사율 값을 뺀 값을 정리한 그래프를 하기 도 7에 나타내었다.Al is used as the second cathode and Al and the refractive index (n) on the graph at the maximum reflectance obtained by using any material having the refractive index (n) and the extinction coefficient (k) FIG. 7 shows a graph summarizing a value obtained by subtracting the high reflectance value of the reflectance of an arbitrary metal having a coefficient (k) value when the metal itself contacts the 1.8 medium.
Al과 또 하나의 금속 전극의 반사율보다 높은 반사율을 갖는 2층 구조의 캐소드를 만들기 위해서는 1.8 매질에서 Al과 유사한 굴절률을 갖게 되는 굴절률(n), 흡광계수(k) 값을 갖는 금속을 제1 전극으로 사용해야 한다.Layer structure having a reflectivity higher than that of Al and another metal electrode, a metal having a refractive index (n) and an extinction coefficient (k), which have a similar refractive index to Al in the 1.8 medium, Should be used.
특히, 본 발명에서는 550nm의 파장을 기준으로, 굴절률(n1)은 하기 수학식 1의 범위이며, 흡광계수(k)는 5 이하의 범위인 제1 금속을 이용함으로써 캐소드의 반사율을 높일 수 있고, 이에 따라 투명 전극과 기판과의 굴절율 차이에 의하여 발생하는 빛의 손실을 최소화할 수 있다.In particular, in the present invention, the first metal having a refractive index (n 1 ) in the range of the following formula ( 1 ) and an extinction coefficient (k) in the range of 5 or less can be used to increase the reflectivity of the cathode , Thereby minimizing the loss of light caused by the difference in refractive index between the transparent electrode and the substrate.
[수학식 1][Equation 1]
본 발명에 있어서, 상기 제1 금속의 바람직한 예는 Li 이다. 상기 Li의 550nm 영역에서의 굴절률은 0.206이고 흡광계수는 2.474의 값을 갖는다.In the present invention, a preferable example of the first metal is Li. The refractive index of Li in the 550 nm region is 0.206 and the extinction coefficient is 2.474.
Al 캐소드 위에 Li의 두께를 달리했을 때의 1.8 매질에 접한 캐소드의 반사율을 하기 도 8에 나타내었다. 도 8의 아래 점선들은 두 금속 단독의 반사율이다. 도 8의 결과와 같이, 두 금속을 이용하여 보다 높은 반사율을 얻을 수 있게 된다.The reflectance of the cathode in contact with the 1.8 medium when the thickness of Li is varied on the Al cathode is shown in Fig. The lower dotted lines in Fig. 8 are the reflectance of the two metals alone. As shown in FIG. 8, higher reflectance can be obtained by using two metals.
상기 결과와 같이, 본 발명에 따른 유기 발광 소자는 2층 구조의 캐소드를 포함함으로써, 캐소드의 반사율을 높일 수 있고, 이에 따라 투명 전극과 기판과의 굴절률 차이에 의하여 발생하는 빛의 손실을 최소화할 수 있으며, 유기 발광 소자, 특히 조명용으로 사용되는 유기 발광 소자의 발광 효율을 높일 수 있다.As described above, since the organic light emitting device according to the present invention includes the cathode having the two-layer structure, the reflectance of the cathode can be increased, thereby minimizing the loss of light caused by the refractive index difference between the transparent electrode and the substrate And the luminous efficiency of an organic light emitting device, particularly an organic light emitting device used for illumination, can be increased.
또한, 본 발명에 따른 유기 발광 소자는 광추출층을 포함함으로써 광추출 효율을 개선할 수 있고, 수분 및 공기의 침투를 억제함으로써 소자의 내구성을 높일 수 있다.Further, the organic light emitting device according to the present invention can improve the light extraction efficiency by including the light extracting layer, and can enhance the durability of the device by suppressing penetration of moisture and air.
Claims (19)
550nm의 파장을 기준으로, 상기 제1 금속의 굴절률(n1)은 하기 수학식 1의 범위이며, 상기 제1 금속의 흡광계수(k)는 5 이하의 범위이며,
상기 기판 및 애노드 사이에는 광추출층을 포함하고,
상기 제1 캐소드는 상기 1층 이상의 유기물층과 접하는 구조이며,
상기 제1 금속과 상기 제2 금속은 서로 상이한 금속인 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자:
[수학식 1]
상기 수학식 1에서, n1은 제1 금속의 굴절률이고, k는 제1 금속의 흡광계수를 나타낸다.A substrate, an anode, at least one organic material layer, a first cathode including a first metal, and a second cathode including a second metal,
The refractive index (n 1 ) of the first metal is in the range of the following formula ( 1 ), the extinction coefficient (k) of the first metal is in a range of 5 or less,
And a light extracting layer between the substrate and the anode,
The first cathode has a structure in contact with the at least one organic layer,
Wherein the first metal and the second metal are different metals from each other.
[Equation 1]
In the above Equation 1, n 1 is the refractive index of the first metal and k is the extinction coefficient of the first metal.
바인더 및 산란 입자를 포함하고, 기판과 접하는 면의 반대면에는 산란입자에 의한 요철이 형성되는 산란층; 및
상기 산란층 상에 형성되며 산란층의 요철 구조로 인한 표면 굴곡을 평탄화시키는 1.7 이상의 굴절율을 갖는 평탄층을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자.The light-emitting device according to claim 1,
A scattering layer containing a binder and scattering particles, wherein a scattering layer is formed on a surface opposite to a surface in contact with the substrate, the scattering particles being formed by scattering particles; And
And a flat layer formed on the scattering layer and having a refractive index of 1.7 or more to flatten the surface curvature due to the concavo-convex structure of the scattering layer.
기판 상에 형성되며 요철 구조를 형성하는 바인더층; 및
상기 바인더층 상에 형성되어 평탄면을 형성하며, 굴절률이 1.7 이상인 평탄층을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자.The light-emitting device according to claim 1,
A binder layer formed on the substrate and forming a concavo-convex structure; And
And a flat layer formed on the binder layer to form a flat surface and having a refractive index of 1.7 or more.
2) 상기 광추출층 상에 애노드 및 1층 이상의 유기물층을 형성하는 단계;
3) 상기 유기물층 상에, 550nm의 파장을 기준으로 굴절률(n1)이 하기 수학식 1의 범위이고, 흡광계수(k)가 5 이하의 범위인 제1 금속을 포함하는 제1 캐소드를 형성하는 단계; 및
4) 상기 제1 캐소드 상에 제2 금속을 포함하는 제2 캐소드를 형성하는 단계
를 포함하고,
상기 제1 캐소드는 상기 1층 이상의 유기물층과 접하는 구조이며,
상기 제1 금속과 상기 제2 금속은 서로 상이한 금속인 것인 유기 발광 소자의 제조방법:
[수학식 1]
상기 수학식 1에서, n1은 제1 금속의 굴절률이고, k는 제1 금속의 흡광계수를 나타낸다.1) forming a light extraction layer on a substrate;
2) forming an anode and one or more organic layers on the light extracting layer;
3) forming, on the organic material layer, a first cathode including a first metal having a refractive index (n 1 ) in the range of the following formula ( 1 ) and an extinction coefficient (k) step; And
4) forming a second cathode comprising a second metal on the first cathode
Lt; / RTI >
The first cathode has a structure in contact with the at least one organic layer,
Wherein the first metal and the second metal are different metals from each other.
[Equation 1]
In the above Equation 1, n 1 is the refractive index of the first metal and k is the extinction coefficient of the first metal.
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