KR101581033B1 - organic light-emitting diode, and display device and illumination - Google Patents
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Abstract
본 발명은 기판; 상기 기판 상에 형성된 하부 전극; 상기 하부 전극 상에 형성된 n-도핑층, 상기 n-도핑층 상에 형성된 유기발광층, 상기 유기발광층 상에 형성된 정공수송층 및 상기 정공수송층 상에 형성되고 결정성(crystalline) 유기화합물을 포함하는 정공주입층을 포함하는 유기층; 상기 유기층 상에 형성된 투명한 상부 전극; 및 상기 투명한 상부 전극 상에 형성된 캡핑층을 포함하고, 상기 캡핑층은 굴절률이 1.0 내지 2.0 미만인 유기 발광 소자, 및 이를 포함하는 디스플레이 장치 및 조명에 관한 것이다.The present invention relates to a substrate; A lower electrode formed on the substrate; An n-doped layer formed on the lower electrode, an organic light emitting layer formed on the n-doped layer, a hole transporting layer formed on the organic light emitting layer, and a hole injecting layer formed on the hole transporting layer and including a crystalline organic compound An organic layer comprising a layer; A transparent upper electrode formed on the organic layer; And a capping layer formed on the transparent upper electrode, wherein the capping layer has a refractive index of less than 1.0 to 2.0, and a display device and an illumination including the same.
Description
본 발명은 유기 발광 소자 및 이를 포함하는 디스플레이 장치 및 조명에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 시야각에 따른 색편차 문제를 해소한 유기 발광 소자, 및 이를 포함하는 디스플레이 장치 및 조명에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to an organic light emitting device and a display device and an illumination including the same. More particularly, the present invention relates to an organic light emitting device that solves a color deviation problem according to a viewing angle, a display device including the organic light emitting device, and illumination.
유기 발광 소자(organic light emitting diode)는 유기 발광 소자의 애노드 및 캐소드 간에 전압을 인가하면, 애노드로부터 주입된 정공이 정공수송층을 경유하여 발광층으로 이동하고 캐소드로부터 주입된 전자는 전자수송층을 경유하여 발광층으로 이동하고 상기 정공 및 전자(캐리어)는 발광층에서 재결합하여 엑시톤(exciton)을 생성하고 이 엑시톤이 여기 상태에서 기저상태로 변하면서 광이 방출되는 원리에 의해 구동되는 자발광형 소자이다. When a voltage is applied between the anode and the cathode of the organic light emitting diode, the organic light emitting diode moves the holes injected from the anode to the light emitting layer via the hole transporting layer, and the electrons injected from the cathode pass through the electron transporting layer, And the holes and electrons (carriers) are recombined in the light emitting layer to generate excitons. The excitons are driven by the principle that light is emitted while the excitons are changed from an excited state to a ground state.
상기 유기 발광 소자는, CCFL(냉음극관)과 같은 종래의 광원에 비하여, 시야각이 넓고 콘트라스트가 우수할 뿐만 아니라, 응답시간이 빠르며, 휘도, 구동전압 및 응답속도 특성이 우수하고 다색화가 가능하다는 장점을 가진다.The organic light emitting device is advantageous in that it has a wide viewing angle and excellent contrast as well as a fast response time, excellent luminance, driving voltage and response speed characteristics, and can have multiple colors, compared with a conventional light source such as CCFL (cold cathode tube) .
그러나, 이러한 유기 발광 소자도 여전히 시야각에 따라 색편차가 발생하므로, 보다 넓은 시야각을 확보하기 위한 대책이 필요하다.However, such an organic light emitting element still has a color deviation depending on the viewing angle, so a measure for securing a wider viewing angle is required.
이에, 본 발명의 목적은 시야각에 따른 색 편차의 발생이 없는 유기 발광 소자, 및 이를 포함하는 디스플레이 장치 및 조명을 제공하는 것이다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide an organic light emitting device having no color deviation according to a viewing angle, and a display device and a lighting device including the same.
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 측면은 기판; 상기 기판 상에 형성된 하부 전극; 상기 하부 전극 상에 형성된 n-도핑층, 상기 n-도핑층 상에 형성된 유기발광층, 상기 유기발광층 상에 형성된 정공수송층 및 상기 정공수송층 상에 형성되고 결정성(crystalline) 유기화합물을 포함하는 정공주입층을 포함하는 유기층; 상기 유기층 상에 형성된 투명 전도성 금속 산화물로 이루어진 상부 전극; 및 상기 투명 전도성 금속 산화물로 이루어진 상부 전극 상에 형성된 캡핑층(capping layer)을 포함하고, 상기 캡핑층은 굴절률이 1.0 내지 2.0 미만인 유기 발광 소자를 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a plasma display panel comprising: a substrate; A lower electrode formed on the substrate; An n-doped layer formed on the lower electrode, an organic light emitting layer formed on the n-doped layer, a hole transporting layer formed on the organic light emitting layer, and a hole injecting layer formed on the hole transporting layer and including a crystalline organic compound An organic layer comprising a layer; An upper electrode made of a transparent conductive metal oxide formed on the organic layer; And a capping layer formed on the upper electrode made of the transparent conductive metal oxide, wherein the capping layer has a refractive index of less than 1.0 to 2.0.
본 발명의 일 실시형태에 있어서, 상기 캡핑층의 굴절률은 1.2 내지 1.5일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the refractive index of the capping layer may be 1.2 to 1.5.
본 발명의 추가 실시형태에 있어서, 상기 캡핑층은 플루오라이드(fluoride)계 화합물을 포함할 수 있다.In a further embodiment of the present invention, the capping layer may comprise a fluoride-based compound.
본 발명의 추가 실시형태에 있어서, 상기 플루오라이드계 화합물은 LiF, MgF2, CaF2 및 ScF3로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있다.In a further embodiment of the present invention, the fluoride-based compound may be at least one selected from the group consisting of LiF, MgF 2 , CaF 2 and ScF 3 .
본 발명의 추가 실시형태에 있어서, 상기 캡핑층은 유기층에서 발광되는 광의 파장보다 작은 크기의 입자를 포함할 수 있다.In a further embodiment of the present invention, the capping layer may comprise particles of a size smaller than the wavelength of light emitted from the organic layer.
본 발명의 추가 실시형태에 있어서, 상기 캡핑층은 서로 다른 굴절률을 갖는 2 이상의 층을 포함할 수 있다.In a further embodiment of the present invention, the capping layer may comprise two or more layers having different refractive indices.
본 발명의 추가 실시형태에 있어서, 상기 캡핑층은 두께가 20 내지 120 nm일 수 있다.In a further embodiment of the present invention, the capping layer may be 20 to 120 nm thick.
본 발명의 추가 실시형태에 있어서, 상기 n-도핑층은 n-도펀트를 포함하고, 상기 n-도펀트가 Li2CO3, Na2CO3, K2CO3, Cs2CO3, Rb2CO3, Ba2CO3, 피로닌 B(pyronin B), DMC(데카메틸코발토센), BEDTTTF(비스(에틸렌디티오)-테트라티아풀발렌), 로다민B(rhodamin B), TMBI (1,2,3-트리메틸-2-페닐-2,3-디히드로-1H-벤조이미다졸), DMBI (1,3-디메틸-2-페닐-2,3-디히드로-1H-벤조이미다졸), Cl-DMBI (디클로로페닐-1,3-디메틸-2,3-디히드로-1H-벤조이미다졸), N-DMBI (4-(1,3-디메틸-2,3-디히드로-1H-벤조이미다졸-2-일)-페닐)-디메틸-아민), OH-DMBI (2-(1,3-디메틸-2,3-디히드로-1H-벤조이미다졸-2-일)-페놀), PTCDI-C13(N,N'-디트리데실페릴렌-3,4:9,10-테트라카르복실산 디이미드) 및 F-PTCDI-C4(N,N'-디부틸-1,7-디플루오로페릴렌-3,4:9,10- 테트라카르복실산 디이미드)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있다.In a further embodiment of the present invention, the n-doped layer comprises an n-dopant and the n-dopant is Li 2 CO 3 , Na 2 CO 3 , K 2 CO 3 , Cs 2 CO 3 , Rb 2 CO 3 , Ba 2 CO 3 , pyronin B, DMC (decamethylcobaltosene), BEDTTTF (bis (ethylene dithio) -tetrathiafulvalene), rhodamin B, TMBI 1 Phenyl-2,3-dihydro-1H-benzoimidazole), DMBI (1,3-dimethyl- , Cl-DMBI (dichlorophenyl-1,3-dimethyl-2,3-dihydro-1H-benzoimidazole), N-DMBI (4- (1,3- Dimethyl-2,3-dihydro-1H-benzoimidazol-2-yl) -phenol) PTCDI-C13 (N, N'-ditridecylphenylene-3,4: 9,10-tetracarboxylic acid diimide) and F-PTCDI- Difluoropiperylene-3,4: 9,10-tetracarboxylic acid diimide), and at least one selected from the group consisting of .
본 발명의 추가 실시형태에 있어서, 상기 n-도핑층은 n-도펀트를 포함하는 불순물층 및 상기 불순물층 상에 형성된 제1 전자수송물질을 포함하는 제1 전자수송층을 포함할 수 있다.In a further embodiment of the present invention, the n-doped layer may include a first electron transporting layer including an impurity layer including an n-dopant and a first electron transporting material formed on the impurity layer.
본 발명의 추가 실시형태에 있어서, 상기 결정성 유기 화합물은 하기 화학식 1로 표시될 수 있다.In a further embodiment of the present invention, the crystalline organic compound may be represented by the following formula (1).
[화학식 1][Chemical Formula 1]
상기 화학식 1에서 R은 시아노(-CN), 니트로(-NO2), 페닐술포닐(-SO2(C6H5)), 시아노 또는 니트로 치환된 C2 내지 C5 알케닐, 및 시아노 또는 니트로로 치환된 페닐로 이루어진 군에서 선택된다.Wherein R is C 2 to C 5 alkenyl substituted with cyano (-CN), nitro (-NO 2 ), phenylsulfonyl (-SO 2 (C 6 H 5 )), cyano or nitro, and Phenyl substituted with cyano or nitro.
본 발명의 추가 실시형태에 있어서, 상기 결정성 유기 화합물은 HAT-CN(헥사아자트리페닐렌 헥사카보니트릴)일 수 있다.In a further embodiment of the present invention, the crystalline organic compound may be HAT-CN (hexaazatriphenylene hexacarbonitrile).
본 발명의 추가 실시형태에 있어서, 상기 상부 전극은 ITO(인듐주석산화물), IZO(인듐아연산화물), ZnO(아연 산화물) 또는 SnO2(주석산화물)을 포함할 수 있다.In a further embodiment of the present invention, the upper electrode may comprise ITO (Indium Tin Oxide), IZO (Indium Zinc Oxide), ZnO (Zinc Oxide) or SnO 2 (Tin Oxide).
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 다른 일 측면은 전술한 바와 같은 유기 발광 소자를 포함하는 디스플레이 장치를 제공한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a display device including the organic light emitting diode.
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 또 다른 일 측면은 전술한 바와 같은 유기 발광 소자를 포함하는 조명을 제공한다.According to another aspect of the present invention, there is provided an illumination device including the organic light emitting device.
본 발명의 유기 발광 소자는 캡핑층을 사용함으로써 시야각에 따른 색 편차, 즉, 시야각에 따라 발광하는 빛의 스펙트럼이 변하는 현상이 감소하여 넓은 시야각을 확보할 수 있다. 또한, 본 발명의 유기 발광 소자는 상기의 캡핑층을 사용하더라도 광효율이 우수하고, 캡핑층의 두께를 유기 발광 소자의 발광색에 따라 크게 변경시킬 필요 없이 적색 발광 소자, 녹색 발광 소자, 청색 발광 소자에서 거의 동일 내지 유사한 두께로 적용할 수 있어 공정이 간단하다.In the organic light emitting diode of the present invention, the color deviation according to the viewing angle, that is, the phenomenon of the spectrum of light emitted according to the viewing angle, is reduced by using the capping layer, thereby securing a wide viewing angle. In addition, the organic light emitting device of the present invention is excellent in light efficiency even when the capping layer is used, and it is possible to provide a red light emitting device, a green light emitting device, and a blue light emitting device without the necessity of changing the thickness of the capping layer according to the light emitting color of the organic light emitting device The process can be applied to almost the same thickness or a similar thickness.
도 1은 일 구현예에 따른 유기 발광 소자의 구조를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 2a는 비교예 1의 캡핑층이 없는 청색 유기 발광 소자에서 0° ~ 60°의 시야각 변화에 따른 발광 스펙트럼을 나타낸다.
도 2b는 실시예 1의 캡핑층이 있는 청색 유기 발광 소자에서 0° ~ 60°의 시야각 변화에 따른 발광 스펙트럼을 나타낸다.
도 3은 상기 도 2a와 2b의 발광 스펙트럼으로부터 산출한 색좌표값을 나타낸다.
도 4a는 비교예 2의 캡핑층이 없는 녹색 유기 발광 소자에서 0° ~ 60°의 시야각 변화에 따른 발광 스펙트럼을 나타낸다.
도 4b는 실시예 2의 캡핑층이 있는 녹색 유기 발광 소자에서 0° ~ 60°의 시야각 변화에 따른 발광 스펙트럼을 나타낸다.
도 5는 상기 도 4a와 4b의 발광 스펙트럼으로부터 산출한 색좌표값을 나타낸다.
도 6a는 비교예 3의 캡핑층이 없는 적색 유기 발광 소자에서 0° ~ 60°의 시야각 변화에 따른 발광 스펙트럼을 나타낸다.
도 6b는 실시예 3의 캡핑층이 있는 적색 유기 발광 소자에서 0° ~ 60°의 시야각 변화에 따른 발광 스펙트럼을 나타낸다.
도 7는 상기 도 6a와 6b의 발광 스펙트럼으로부터 산출한 색좌표값을 나타낸다.
도 8은 캡핑층의 굴절률과 두께에 따른 유기 발광 소자의 광효율(양자 수율)의 변화를 나타낸다.
도 9a, 9b, 9c 및 9d는 각각 두께가 5 nm, 10 nm, 15 nm 및 20 nm인 캡핑층에 굴절률 2.4의 고굴절률 물질을 사용한 녹색 유기 발광 소자의 0° ~ 60°의 시야각 변화에 따른 발광 스펙트럼을 나타낸다.
도 10은 도 9a 내지 9d의 발광 스펙트럼 및 도 4b의 발광 스펙트럼으로부터 산출한 색좌표값을 나타낸다.1 is a cross-sectional view schematically showing a structure of an organic light emitting diode according to an embodiment.
2A shows the emission spectrum of the blue organic light emitting device without the capping layer of Comparative Example 1 according to the viewing angle change of 0 ° to 60 °.
FIG. 2B shows the emission spectrum of the blue organic light emitting device having the capping layer of Example 1 according to the viewing angle change of 0 ° to 60 °.
Fig. 3 shows the color coordinate values calculated from the emission spectra of Figs. 2A and 2B.
4A shows a luminescence spectrum of a green organic light emitting device without a capping layer of Comparative Example 2 according to a viewing angle change of 0 ° to 60 °.
FIG. 4B shows the emission spectrum of the green organic light emitting device having the capping layer of Example 2 according to the viewing angle change of 0 ° to 60 °.
FIG. 5 shows the color coordinate values calculated from the emission spectra of FIGS. 4A and 4B.
FIG. 6A shows the emission spectrum of the red organic light emitting device without the capping layer of Comparative Example 3 according to the viewing angle change of 0 ° to 60 °.
FIG. 6B shows the emission spectrum of the red organic light emitting device having the capping layer of Example 3 according to the viewing angle change of 0 ° to 60 °.
Fig. 7 shows the color coordinate values calculated from the emission spectra of Figs. 6A and 6B.
8 shows changes in the light efficiency (quantum yield) of the organic light emitting device according to the refractive index and thickness of the capping layer.
FIGS. 9A, 9B, 9C and 9D are graphs showing changes in viewing angle of a green organic light emitting device using a high refractive index material having a refractive index of 2.4 with respect to a capping layer having a thickness of 5 nm, 10 nm, 15 nm and 20 nm, respectively, Luminescence spectrum.
Fig. 10 shows the color coordinate values calculated from the emission spectra of Figs. 9A to 9D and the emission spectrum of Fig. 4B.
이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 구현예들을 상세히 설명한다. 그러나, 여기서 소개되는 구현예들은 본원에 개시된 내용이 당업자에게 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것일 뿐, 본 발명이 해당 구현예들에 한정되어서는 아니되며, 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 도면에서 동일한 참조번호는 동일한 요소를 지칭한다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Reference will now be made in detail to the preferred embodiments of the present invention, examples of which are illustrated in the accompanying drawings. It should be understood, however, that the embodiments described herein are provided so that this disclosure will be thoroughly conveyed to those skilled in the art, and the present invention should not be limited to those embodiments but may be embodied in other forms. In the drawings, like reference numerals refer to like elements.
도 1은 일 구현예에 따른 유기 발광 소자(100)의 구조를 개략적으로 나타낸 단면도이다. FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing the structure of an organic
도 1을 참조하면, 유기 발광 소자(100)는 기판(101), 상기 기판(101) 상에 형성된 하부전극(110), 상기 하부전극(110) 상에 형성된 유기층(120), 상기 하부전극(110)과 대향하며 상기 유기층(120) 상에 형성된 투명한 상부전극(130) 및 상기 상부전극(130) 상에 형성된 캡핑층(141)을 포함한다. 1, an organic
상기 유기층(120)은 n-도핑층(123), 상기 n-도핑층(123) 상에 형성된 유기발광층(125), 상기 유기발광층(125) 상에 형성된 정공수송층(126) 및 상기 정공수송층(126) 상에 형성되고 결정성(crystalline) 유기화합물을 포함하는 정공주입층(127)을 포함한다. 선택적으로 하부전극(110)과 n-도핑(123) 사이에 전자주입층(미도시)이 더 형성될 수 있다.The
상기 기판(101)으로는 기계적 강도, 열적 안정성, 투명성, 표면 평활성, 취급용이성 및 방수성이 우수한 유리 기판 또는 플라스틱 기판을 사용할 수 있으며,예를 들면, 기판(101)으로는 SiO2를 주성분으로 하는 투명한 유리 재질 기판을 사용할 수 있다.The
상기 기판(101) 상에 형성된 하부전극(110)은 구동 트랜지스터와 전기적으로 연결되어 구동 트랜지스터로부터 구동 전류를 공급 받을 수 있다. 하부전극(110)은 반사율이 높은 금속으로 형성될 수 있으며, 일 함수가 4.5 eV보다 작은 물질을 사용하는 것이 바람직하다. 구체적인 예로는 알루미늄, 칼슘, 마그네슘, 은, 세슘 (Cs), 리튬 또는 이들을 포함하는 알로이 (alloy)들이 사용될 수 있다. 또는, 유기 발광 소자가 하기 설명한 바와 같은 n-도핑층을 구비함에 따라, 하부 전극(110)은 ITO(인듐주석산화물), IZO(인듐아연산화물) 또는 ZnO(아연 산화물) 같은 투명한 산화물을 사용할 수 있고, 이에 따라 하부 전극(110)과 상부 전극(130)의 양쪽으로 동시에 발광을 유도할 수 있다. 하부전극(110)은 공지된 다양한 방법, 예를 들면, 증착법, 스퍼터링법, 스핀코팅법 또는 블레이드코팅법 등을 이용하여 형성될 수 있다. The
상기 하부전극(110) 상에는 형성된 n-도핑층(123)은 소자에 전압이 인가되면 전자를 생성하는 층으로서, 이 전자가 유기발광층(125)으로 주입 및 수송될 수 있다. 하부전극(230)에 (-) 전압을 인가하고 상부전극(130)에 (+) 전극을 인가하면, n-도핑층(123)과 하부전극(110)의 계면의 에너지 장벽이 낮아져서 하부전극(110)의 일함수 값에 상관없이 전자의 주입 및 수송이 용이해 질 수 있다. The n-doped
상기 n-도핑층(123)은 불순물인 n-도펀트를 포함하는 불순물층(123’)에 제1 전자수송물질을 포함하는 제1 전자수송층(123”)이 순서대로 적층된 이중층의 형태일 수 있다. 이 경우 불순물층(123')과 하부전극(110) 사이 계면의 에너지 장벽이 낮아져 하부전극(110)의 일함수 값에 상관없이 전자의 주입 및 수송이 용이해 질 수 있다. 또는 선택적으로 상기 n-도핑층(123)은 전자수송 특성을 가지는 층에 n-도펀트가 불순물로 함유된 단일층일 수 있다.The n-doped
n-도펀트는 특별히 한정되지 않는다. n-도펀트의 예로는 리튬(Li), 나트륨(Na), 칼륨(K), 루비듐(Rb), 세슘(Cs), 마그네슘(Mg), 칼슘(Ca), 스트론튬(Sr), 바륨(Ba), 란타늄(La), 세륨(Ce), 네오디뮴(Nd), 사마륨(Sm), 유로퓸(Eu), 테르븀(Tb), 디스프로슘(Dy) 및 이테르븀(Yb)과 같은 금속, 상기 금속의 질화물, 상기 금속의 탄산염, 및 상기 금속의 착물을 들 수 있다. 바람직하게는 n-도펀트로는 Li2CO3, Na2CO3, K2CO3, Cs2CO3, Rb2CO3, Ba2CO3, 피로닌 B(pyronin B), DMC(데카메틸코발토센), BEDTTTF(비스(에틸렌디티오)-테트라티아풀발렌), 로다민B(rhodamin B), TMBI (1,2,3-트리메틸-2-페닐-2,3-디히드로-1H-벤조이미다졸), DMBI (1,3-디메틸-2-페닐-2,3-디히드로-1H-벤조이미다졸), Cl-DMBI (디클로로페닐-1,3-디메틸-2,3-디히드로-1H-벤조이미다졸), N-DMBI (4-(1,3-디메틸-2,3-디히드로-1H-벤조이미다졸-2-일)-페닐)-디메틸-아민), OH-DMBI (2-(1,3-디메틸-2,3-디히드로-1H-벤조이미다졸-2-일)-페놀), PTCDI-C13(N,N'-디트리데실페릴렌-3,4:9,10-테트라카르복실산 디이미드) 및 F-PTCDI-C4(N,N'-디부틸-1,7-디플루오로페릴렌-3,4:9,10- 테트라카르복실산 디이미드)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있다.The n-dopant is not particularly limited. Examples of n-dopants include lithium, sodium, potassium, rubidium, cesium, magnesium, calcium, strontium, barium, A metal such as lanthanum (La), cerium (Ce), neodymium (Nd), samarium (Sm), europium (Eu), terbium (Tb), dysprosium (Dy) and ytterbium (Yb) Carbonates of metals, and complexes of the metals. Preferably, the n-dopant is Li 2 CO 3 , Na 2 CO 3 , K 2 CO 3 , Cs 2 CO 3 , Rb 2 CO 3 , Ba 2 CO 3 , pyronin B, DMC (Ethylenethio) -tetrathiafulvalene), rhodamine B, TMBI (1,2,3-trimethyl-2-phenyl-2,3-dihydro-1H Benzimidazole), DMBI (1,3-dimethyl-2-phenyl-2,3-dihydro-1H-benzoimidazole), Cl-DMBI (dichlorophenyl- Benzoimidazole), N-DMBI (4- (1,3-dimethyl-2,3-dihydro-1H-benzoimidazol- DMBI (2- (1,3-dimethyl-2,3-dihydro-1H-benzoimidazol-2-yl) -phenol), PTCDI-C13 (N, N'-ditridecylphenylrene- : 9,10-tetracarboxylic acid diimide) and F-PTCDI-C4 (N, N'-dibutyl-1,7-difluoroperylene-3,4: 9,10-tetracarboxylic di Amide) may be used.
제1전자수송물질로는 공지의 전자수송성 물질을 사용할 수 있다. 제1전자수송물질은 예를 들어 B3PYMPM(비스-4,6-(3,5-디-3-피리딜페닐)-2-메틸피리미딘), Bphen(4,7-디페닐-1,10-페난트롤린), BCP(2,9-디메틸-4,7-디페닐-1,10-페난트롤린), TPBi(2,2',2"-(1,3,5-벤젠트리일)-트리스(1-페닐-1H-벤즈이미다졸), TPQ1(트리스-페닐퀴녹살린즈 1,3,5-트리스[(3-페닐-6-트리플루오로메틸)퀴녹살린-2-일]벤젠), TPQ2(트리스-페닐퀴녹살린즈 1,3,5-트리스[3-(4-tert-부틸페닐)-6-트리플루오로메틸퀴녹살린-2-일]벤젠), TAZ(3-(4-비페닐릴)-4-페닐-5-터트-부틸페닐-1,2,4-트리아졸), NTAZ(4-(나프탈렌-1-일)-3,5-디페닐-4H-1,2,4-트리아졸), tBu-PBD(2-(4-비페닐릴)-5-(4-tert-부틸페닐)-1,3,4-옥사디아졸), BeBq2(10-벤조[h]퀴놀리놀-베릴륨), E3(터플루오렌) 또는 이들 중 2종 이상을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.As the first electron transporting material, a known electron transporting material may be used. The first electron transporting material may be, for example, B3PYMPM (bis-4,6- (3,5-di-3-pyridylphenyl) -2- methylpyrimidine), Bphen - phenanthroline), BCP (2,9-dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline), TPBi (2,2 ', 2 "-( 1,3,5- ) -Tris (1-phenyl-1H-benzimidazole), TPQ1 (tris-phenylquinoxalines 1,3,5-tris [ Benzene), TPQ2 (tris-phenylquinoxalines 1,3,5-tris [3- (4-tert-butylphenyl) -6-trifluoromethylquinoxalin- (4-biphenylyl) -4-phenyl-5-tert-butylphenyl-1,2,4-triazole), NTAZ (4- (naphthalen- Triazole), tBu-PBD (2- (4-biphenylyl) -5- (4-tert- butylphenyl) -1,3,4- oxadiazole), BeBq2 (10- Benzo [h] quinolinol-beryllium), E3 (perfluorene), or two or more of them, but are not limited thereto.
불순물층(123')은 진공증착법, 스퍼터링법, 증착 중합법, 전자빔 증착법, 플라즈마 증착법, 화학기상 증착법, 졸젤법, 잉크젯 인쇄법, 스핀 코팅법, 오프셋 인쇄법 등의 방법을 사용하여 형성할 수 있고, 제1전자수송층(123")은 진공증착법, 스핀 코팅법, 캐스트법 또는 LB법 등과 같은 방법을 이용하여 형성할 수 있다. 불순물층(123')의 두께는 약 0.2 nm 내지 약 10nm, 바람직하게는 0.5 nm 내지 5 nm일 수 있고, 제1전자수송층(123")의 두께는 약 1 nm 내지 약 100 nm, 바람직하게는 약 10 nm 내지 약 50 nm일 수 있다. 불순물층(123') 및 제1전자수송층(123")의 두께가 상기 범위를 만족할 경우, 실질적인 구동 전압의 상승 없이 불순물층(123') 및 제1전자수송층(123")에 의해 만족스러운 수준으로 전자가 생성될 수 있다. The impurity layer 123 'can be formed by a method such as vacuum deposition, sputtering, vapor deposition polymerization, electron beam deposition, plasma deposition, chemical vapor deposition, sol-gel method, inkjet printing, spin coating, The first
선택적으로 n-도핑층(123)은 전자수송물질에 n-도펀트를 도핑하여 형성할 수 있다. 전자수송물질은 상기 제1전자수송층(123")에 사용하는 전자수송물질을 사용할 수 있고, n-도펀트는 불순물층(123')에 사용하는 n-도펀트를 사용할 수 있다. 이때 n-도펀트의 도핑 농도는 n-도핑층(123)의 총중량 대비 약 0.1중량% 내지 25중량%일 수 있다.Alternatively, the n-doped
n-도핑층(123)의 형성은 진공증착법, 스핀코팅법, 캐스트법 또는 LB법 등과 같은 다양한 방법을 이용할 수 있다. n-도핑층(123)의 두께는 약 1 nm 내지 약 100 nm일 수 있다. n-도핑층(123)의 두께가 상기 범위를 만족할 경우, 실질적인 구동 전압의 상승 없이 n-도핑층(123) 내에서 만족스러운 수준으로 전자가 생성될 수 있다. The n-doped
n-도핑층(123) 상에 형성된 유기발광층(125)은 공지의 인광 호스트와 인광 도펀트, 또는 공지의 형광 호스트와 형광 도펀트를 사용하여 형성할 수 있다. The organic
공지의 호스트로서, 예를 들어, Alq3(트리스(8-퀴놀리노레이트)알루미늄), CBP(4,4'-N,N'-디카바졸-비페닐), mCP (1,3-비스(카바졸-9-일)벤젠), ADN(9,10-디-나프탈렌-2-일-안트라센), PVK(폴리(n-비닐카바졸)), TCTA, TPBI(1,3,5-트리스(N-페닐벤즈이미다졸-2-일)벤젠), TBADN(3-터트-부틸-9,10-디(나프트-2-일) 안트라센), 또는 E3 등을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. As a known host, for example, Alq3 (tris (8-quinolinolato) aluminum), CBP (4,4'-N, N'-dicarbazole-biphenyl), mCP (1,3- Naphthalene-2-yl-anthracene), PVK (poly (n-vinylcarbazole)), TCTA, TPBI (1,3,5-tris N-phenylbenzimidazol-2-yl) benzene), TBADN (3-tert-butyl-9,10-di (naphth-2-yl) anthracene), or E3. no.
적색 도펀트로서 PtOEP(Pt(II) 옥타에틸포르핀), Ir(piq)3(트리스(2-페닐이소퀴놀린)이리듐(III)), Ir(Mphq)3 (트리스(2-페닐-4-메틸퀴놀린)이리듐(III)), Btp2Ir(acac)(비스(2-(2'-벤조티에닐)-피리디나토-N,C3')이리듐(아세틸아세토네이트)), DCM(4-(디시아노메틸렌)-2-메틸-6-[p-(디메틸아미노)스티릴]-4H-피란) 또는 DCJTB(4-(디시아노메틸렌)-2-터트-부틸-6-(1,1,7,7,-테트라메틸주로리딜-9-에닐)-4H-피란) 등을 이용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.Ir (piq) 3 (tris (2-phenylisoquinoline) iridium (III)), Ir (Mphq) 3 (tris (2-phenyl- Quinoline) iridium (III)), Btp 2 Ir (acac) (bis (2- (2'-benzothienyl) -pyridinate- (Dicyanomethylene) -2-methyl-6- [p- (dimethylamino) styryl] -4H-pyran) or DCJTB 7,7-tetramethylurilidyl-9-enyl) -4H-pyran), and the like, but the present invention is not limited thereto.
녹색 도펀트로서 Ir(ppy)3 (트리스(2-페닐피리딘)이리듐(III)), Ir(ppy)2(acac)(비스(2-페닐피리딘)(아세틸아세토) 이리듐(III)), 또는 Ir(mpyp)3(트리스(2-(4-톨일)페닐피리딘) 이리듐(III)), C545T(10-(2-벤조티아졸일)-1,1,7,7-테트라메틸-2,3,6,7,-테트라하이드로-1H,5H,11H-[1]벤조피라노 [6,7,8-ij]-퀴놀리진-11-온) 등을 이용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.Ir (ppy) 3 (tris (2-phenylpyridine) iridium (III)), Ir (ppy) 2 (acac) (bis (2-phenylpyridine) (acetylaceto) iridium (III) (mpyp) 3 (tris (2- (4-tolyl) phenylpyridine) iridium (III)), C545T (10- (2-benzothiazolyl) -1,1,7,7- 6,7, -tetrahydro-1H, 5H, 11H- [1] benzopyrano [6,7,8-ij] -quinolizin-11-one).
또한, 청색 도펀트로서, FIrPic(비스(3,5-디플루오로-2-(2-피리딜)페닐-(2-카르복시피리딜)이리듐(III)), (F2ppy)2Ir(tmd), Ir(dfppz)3, DPVBi(4,4'-비스(2,2'-디페닐에텐-1-일)비페닐), DPAVBi(4,4'-비스(4-디페닐아미노스타릴) 비페닐), 또는 TBPe(2,5,8,11-테트라-tert-부틸 페릴렌) 등을 이용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. Further, as blue dopants, FIrPic (bis (3,5-difluoro-2- (2-pyridyl) phenyl- (2-carboxypyridyl) iridium (III)), (F 2 ppy) 2 Ir ), Ir (dfppz) 3 , DPVBi (4,4'-bis (2,2'-diphenylethen-1-yl) biphenyl), DPAVBi (4,4'- Biphenyl) or TBPe (2,5,8,11-tetra- tert -butylperylene) may be used, but the present invention is not limited thereto.
유기발광층(125)이 호스트 및 도펀트를 포함할 경우, 도펀트의 함량은 통상적으로 호스트 약 100 중량부를 기준으로 하여 약 0.01 내지 약 25 중량부의 범위에서 선택할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.When the organic light-emitting
유기발광층(125)의 두께는 약 10 nm 내지 약 50 nm일 수 있다. 유기발광층(125)의 두께가 상기 범위를 만족할 경우 실질적인 구동 전압의 상승 없이 우수한 발광 특성을 나타낼 수 있다. The thickness of the organic
유기발광층(125) 상에 형성된 정공수송층(126)을 형성하는 재료로는 NPB(4,4'-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐아미노]바이페닐), TPD(4,4'-비스[N-(3-메틸페닐)-N-페닐아미노]바이페닐), MTDATA(4,4',4"-트리스[(3-메틸페닐)페닐아미노]트라이페닐아민), TAPC(1,1-비스(4-(N,N-다이-p-톨릴아미노)페닐)사이클로헥세인), TCTA(4-(9H-카바졸-9-일)-N,N-비스[4-(9H-카바졸-9-일)페닐]-벤젠아민), CBP(9,9'-[1,1'-바이페닐]-4,4'-다이일비스-9H-카바졸) 및 2-TNATA(4,4',4"-트리스(N-(2-나프틸)-N-페닐아미노) 트리페닐아민) 중 적어도 1종을 들 수 있다. NPB (4,4'-bis [N- (1-naphthyl) -N-phenylamino] biphenyl), TPD (4, (4,4'-bis [N- (3-methylphenyl) -N-phenylamino] biphenyl), MTDATA , 4- bis (4- (N, N-di-p-tolylamino) phenyl) cyclohexane), TCTA (4- (9H-carbazol- Carbazole-9-yl) phenyl] -benzenamine), CBP (9,9 '- [1,1'- biphenyl] -4,4'- And at least one of TNATA (4,4 ', 4 "-tris (N- (2-naphthyl) -N-phenylamino) triphenylamine).
정공수송층(126)의 형성은 진공증착법, 스핀코팅법, 캐스트법 또는 LB법 등과 같은 다양한 방법을 이용할 수 있다. 정공수송층(126)의 두께는 약 1 nm 내지 약 100 nm일 수 있다. 정공수송층(126)의 두께가 상기 범위를 만족할 경우, 실질적인 구동 전압의 상승 없이 만족스러운 정도의 정공 수송 특성을 얻을 수 있다. The
정공수송층(126) 상에 형성된 정공주입층(127)은 도핑하지 않은 단일 물질로 이루어진 층으로 형성하는 것이 바람직하다. 단일 물질로 이루어진 층을 사용할 경우, 실질적인 구동 전압의 상승 없이 만족스러운 수준의 정공 주입 특성을 가지면서 유기층의 손상도 방지할 수 있다. The
정공주입층(127)은 하기 화학식 1의 결정성(crystalline) 유기화합물을 포함할 수 있다.The
[화학식 1][Chemical Formula 1]
상기 화학식 1에서 R은 시아노(-CN), 니트로(-NO2), 페닐술포닐(-SO2(C6H5)), 시아노 또는 니트로 치환된 C2 내지 C5 알케닐, 및 시아노 또는 니트로로 치환된 페닐로 이루어진 군에서 선택된다.Wherein R is selected from the group consisting of cyano (-CN), nitro (-NO 2 ), phenylsulfonyl (-SO 2 (C 6 H 5)), C 2 to C 5 alkenyl substituted with cyano or nitro, ≪ / RTI > substituted phenyl.
상기 화학식 1의 결정성(crystalline) 유기화합물은 바람직하게는 하기 화학식의 HAT-CN(헥사아자트리페닐렌 헥사카보니트릴)이다.The crystalline organic compound of Formula 1 is preferably HAT-CN (hexaazatriphenylene hexacarbonitrile) of the following formula:
정공주입층(127) 내의 결정성 유기화합물은 격자화, 즉 결정화되는 특성을 나타내어 정공주입층(127)이 기계적 강도를 가질 수 있다. 따라서 스퍼터링에 의하여 상부전극(130)을 형성하는 경우, 정공주입층(127)이 상부전극(130)의 형성 과정에서 발생할 수 있는 충격 손상으로부터 하부의 유기층을 보호할 수 있다. 이에 따라, 상부전극으로서 투명한 전극을 사용할 수 있다.The crystalline organic compound in the
정공주입층(127)의 형성은 진공증착법, 스핀코팅법, 캐스트법 또는 LB법 등과 같은 다양한 방법을 이용할 수 있다. 정공주입층(127)의 두께는 약 1 nm 내지 약 1,000 nm일 수 있다. 정공주입층(127)의 두께가 상기 범위를 만족할 경우, 실질적인 구동 전압의 상승 없이 만족스러운 정도의 정공 주입 특성을 얻을 수 있고, 상부전극(130) 형성시 하부의 유기층을 보호할 수 있다.The
정공주입층(127) 상에 형성된 상부전극(130)은 전면발광을 위해 투명 전극으로 형성할 수 있다. 예를 들면, 상부전극(130)은 ITO(인듐주석산화물), IZO(인듐아연산화물), ZnO(아연 산화물) 또는 SnO2(주석산화물) 같은 투명한 금속 산화물을 이용하여 형성할 수 있다.The
상부전극(130) 상에 형성된 캡핑층(141)은 굴절률이 1.0 내지 2.0 미만인 것으로서, 이러한 범위의 굴절률을 갖는 캡핑층(141)을 상부전극(130)상에 형성시킴으로써 종래의 유기발광소자에서 시야각에 따라 발광하는 빛의 스펙트럼이 변하는 현상을 감소시켜 넓은 시야각을 확보할 수 있을 뿐만 아니라 유기 발광 소자의 광효율도 우수하다. 상기 굴절률은 낮을수록 바람직하다. 구체적으로, 상기 굴절률은 1.2 내지 1.5의 범위일 수 있다.The
또한, 캡핑층(141)은 상부전극(130) 상에 형성되므로, 낮은 광흡수도를 갖는 것이 바람직하며, 가시광선 영역의 파장에서 투과도가 50% 초과인 것이 바람직하고, 투과도가 80% 초과인 것이 더 바람직하다.Further, since the
캡핑층(141)의 재료는 상기 굴절률 및 투과도의 조건을 만족하는 것이라면 특별히 제한되지는 않는다. 예를 들어, 상기 캡핑층(141)의 재료는 플루오라이드(fluoride)계 화합물, 구체적으로, LiF, MgF2, CaF2 및 ScF3로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있다. 또한, 상기 캡핑층(141)은 유기층에서 발광되는 광의 파장보다 작은 크기의 입자를 포함함으로써 상기의 저굴절률을 만족시킬 수도 있는데, 본 구현 방법에 사용할 수 있는 입자의 예로는 이산화티탄(TiO2), 실리카(SiO2), 알루미나(Al2O3), 수산화알루미늄(Al(OH)3), 알루미늄, 니켈, 구리, 은 및 금과 같은 무기 입자 및 실리콘 비드, 스티렌 비드, PMMA (폴리메틸메타크릴레이트) 비드, PU(폴리우레탄) 비드, 및 PBMA(폴리부틸메타크릴레이트) 비드와 같은 유기 입자를 들 수 있다. 상기 무기 입자 및/또는 상기 유기 입자는 상기 플루오라이드계 화합물과 함께 사용되어도 좋고, Alq3와 같은 유전성(dielectric) 화합물 또는 바인더 수지와 함께 사용되어도 좋다.The material of the
캡핑층(141)은 단일층일 수도 있으나, 서로 다른 굴절률을 갖는 2 이상의 층을 포함하여, 상기 2 이상의 층을 통과하면서 점점 굴절률이 변화하도록 할 수 있다.The
캡핑층(141)의 두께는 20 내지 120 nm일 수 있다. 상기 캡핑층(141)은 유기 발광 소자가 적색, 녹색 및 청색 중 어느 색을 발광하는지 여부에 관계없이 거의 유사한 두께로 형성시킬 수 있다. 바람직하게는 상기 유기 발광층(125)이 청색 도펀트 또는 적색 도펀트를 포함하는 청색 또는 적색 유기 발광 소자(100)일 경우에는 상기 캡핑층(141)의 두께가 70 내지 90 nm일 수 있고, 상기 유기발광층(125)이 녹색 도펀트를 포함하는 녹색 유기 발광 소자(100)일 경우에는 상기 캡핑층(141)의 두께가 90 내지 120 nm일 수 있다. 캡핑층(141)의 형성은 진공증착법, 스핀코팅법, 캐스트법 또는 LB법 등과 같은 다양한 방법을 이용할 수 있다. The thickness of the
이하, 상기 도 1을 참조하여 유기 발광 소자(100)의 제조 방법을 상세히 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing the organic
일 구현예에 따른 유기 발광 소자(100)는 기판(101)을 제공하는 단계, 상기 기판(101) 상에 하부전극(110)을 형성하는 단계, 상기 하부전극(110) 상에 n-도핑층(123), 유기발광층(125), 정공수송층(126) 및 결정성 화합물을 포함하는 정공주입층(127)을 포함한 유기층(120)을 형성하는 단계, 상기 유기층(120) 상에 투명한 상부전극(130)을 형성하는 단계, 및 상기 상부전극(130) 상에 1.2 내지 2 미만의 굴절률을 갖는 캡핑층(141)을 형성하는 단계를 거쳐 제조된다.An organic
본 발명의 다른 일 측면에 따라, 전술한 유기 발광 소자를 포함하는 디스플레이 장치가 제공된다. 구체적으로, 상기 디스플레이 장치는 기판, 상기 기판 상에 형성되며 소스 전극, 드레인 전극, 산화물 반도체층, 게이트 전극, 및 게이트 절연층을 포함하는 n형 박막 트랜지스터; 상기 n형 박막 트랜지스터 상에 형성된 절연층; 및 상기 절연층 상에 형성된 상기 설명한 유기 발광 소자를 포함하고, 상기 유기 발광 소자의 상기 하부전극이 상기 소스 전극 및 드레인 전극 중 하나와 전기적으로 연결된 디스플레이 장치일 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a display device including the above-described organic light emitting element. Specifically, the display device includes a substrate, an n-type thin film transistor formed on the substrate and including a source electrode, a drain electrode, an oxide semiconductor layer, a gate electrode, and a gate insulating layer; An insulating layer formed on the n-type thin film transistor; And the organic light emitting element described above formed on the insulating layer, and the lower electrode of the organic light emitting element is electrically connected to one of the source electrode and the drain electrode.
상기 디스플레이 장치는 발광 효율이 우수하며 최근 디스플레이 분야에 대두되고 있는 플렉시블 유기 발광 디스플레이 장치 및 조명 등에 유용하게 사용될 수 있다.The display device is useful for a flexible organic light emitting display device and an illumination device which are excellent in luminous efficiency and are currently in the display field.
이하에서, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 그러나, 이하의 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위가 실시예로 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail by way of examples. However, the following examples are for illustrative purposes only and are not intended to limit the scope of the invention.
[[ 실시예Example 1] - One] - 캡핑층이The capping layer 있는 청색 유기 발광 소자의 제작 Of blue organic light-emitting device
투명한 유리 기판을 준비하고, 상기 유리 기판 위에 알루미늄(Al)을 진공 증착하여 100 nm 두께의 하부전극을 형성하였다. 상기 하부전극 위에 Cs2CO3를 진공 증착하여 1 nm 두께의 불순물층을 형성하고, 상기 불순물층 상에 B3PYMPM을 진공 증착하여 35 nm 두께의 제1 전자수송층을 형성하였다. 상기 제1 전자수송층 상부에 TPBi를 진공 증착하여 15 nm 두께의 제2전자수송층을 형성하였다. 상기 제2전자수송층 상부에 mCP와 FIrPic를 90:10 의 중량비로 공증착하여 15 nm 두께의 발광층을 형성하였다. 상기 발광층 상부에 TAPC를 진공 증착하여 20 nm 두께의 정공수송층을 형성하였다. 상기 정공수송층 상부에 HAT-CN을 진공 증착하여 50 nm 두께의 정공주입층을 형성한 다음, IZO를 스퍼터 증착하여 60 nm 두께의 상부전극을 형성하였다. 상기 IZO 상부전극 위에 LiF (굴절률 = 1.39)를 진공 증착하여 80 nm 두께의 캡핑층을 형성함으로써, 캡핑층이 있는 청색 유기 발광 소자가 제작되었다.A transparent glass substrate was prepared, and aluminum (Al) was vacuum-deposited on the glass substrate to form a lower electrode having a thickness of 100 nm. Cs 2 CO 3 was vacuum-deposited on the lower electrode to form an impurity layer having a thickness of 1 nm, and B3PYMPM was vacuum-deposited on the impurity layer to form a first electron transport layer having a thickness of 35 nm. TPBi was vacuum deposited on the first electron transporting layer to form a second electron transporting layer having a thickness of 15 nm. MCP and FIrPic were co-deposited on the second electron transport layer at a weight ratio of 90:10 to form a 15 nm thick light emitting layer. TAPC was vacuum deposited on the light emitting layer to form a hole transport layer having a thickness of 20 nm. HAT-CN was vacuum deposited on the hole transport layer to form a hole injection layer having a thickness of 50 nm, and IZO was sputter deposited to form an upper electrode having a thickness of 60 nm. LiF (refractive index = 1.39) was vacuum-deposited on the IZO upper electrode to form a capping layer having a thickness of 80 nm to fabricate a blue organic light emitting device having a capping layer.
[[ 비교예Comparative Example 1] - One] - 캡핑층이The capping layer 없는 청색 유기 발광 소자의 제작 Fabrication of blue-free organic light-emitting devices
IZO 상부전극 위에 LiF의 캡핑층을 형성시키지 않은 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방식에 따라 청색 유기 발광 소자를 제작하였다.A blue organic light emitting device was fabricated in the same manner as in Example 1, except that a capping layer of LiF was not formed on the IZO upper electrode.
[[ 실시예Example 2] - 2] - 캡핑층이The capping layer 있는 녹색 유기 발광 소자의 제작 Of green organic light emitting device
투명한 유리 기판을 준비하고, 상기 유리 기판 위에 알루미늄(Al)을 진공 증착하여 100 nm 두께의 하부전극을 형성하였다. 상기 하부전극 위에 Cs2CO3를 진공 증착하여 1 nm 두께의 불순물층을 형성하고, 상기 불순물층 상에 B3PYMPM을 진공 증착하여 45 nm 두께의 제1 전자수송층을 형성하였다. 상기 제1 전자수송층 상부에 TPBi를 진공 증착하여 15 nm 두께의 제2전자수송층을 형성하였다. 상기 제2전자수송층 상부에 CBP와 Ir(ppy)3을 92:8의 중량비로 공증착하여 15 nm 두께의 발광층을 형성하였다. 상기 발광층 상부에 TAPC를 진공 증착하여 40 nm 두께의 정공수송층을 형성하였다. 상기 정공수송층 상부에 HAT-CN을 진공 증착하여 50 nm 두께의 정공주입층을 형성한 다음, IZO를 스퍼터 증착하여 60 nm 두께의 상부전극을 형성하였다. 상기 IZO 상부전극 위에 LiF(굴절률 = 1.39)를 진공 증착하여 100 nm 두께의 캡핑층을 형성함으로써, 캡핑층이 있는 녹색 유기 발광 소자가 제작되었다.A transparent glass substrate was prepared, and aluminum (Al) was vacuum-deposited on the glass substrate to form a lower electrode having a thickness of 100 nm. Cs 2 CO 3 was vacuum-deposited on the lower electrode to form a 1-nm-thick impurity layer, and B3PYMPM was vacuum-deposited on the impurity layer to form a first electron-transporting layer having a thickness of 45 nm. TPBi was vacuum deposited on the first electron transporting layer to form a second electron transporting layer having a thickness of 15 nm. CBP and Ir (ppy) 3 were co-deposited on the second electron transport layer at a weight ratio of 92: 8 to form a 15 nm thick light emitting layer. TAPC was vacuum-deposited on the emission layer to form a hole transport layer having a thickness of 40 nm. HAT-CN was vacuum deposited on the hole transport layer to form a hole injection layer having a thickness of 50 nm, and IZO was sputter deposited to form an upper electrode having a thickness of 60 nm. LiF (refractive index = 1.39) was vacuum-deposited on the IZO upper electrode to form a capping layer having a thickness of 100 nm. Thus, a green organic light emitting device having a capping layer was fabricated.
[[ 비교예Comparative Example 2] - 2] - 캡핑층이The capping layer 없는 녹색 유기 발광 소자의 제작 Fabrication of green organic light emitting device
IZO 상부전극 위에 LiF의 캡핑층을 형성시키지 않은 것을 제외하고는, 실시예 2와 동일한 방식에 따라 녹색 유기 발광 소자를 제작하였다.A green organic light emitting device was fabricated in the same manner as in Example 2, except that a capping layer of LiF was not formed on the IZO upper electrode.
[[ 실시예Example 3] - 3] - 캡핑층이The capping layer 있는 적색 유기 발광 소자의 제작 Fabrication of Red OLED
투명한 유리 기판을 준비하고, 상기 유리 기판 위에 알루미늄(Al)을 진공 증착하여 100 nm 두께의 하부전극을 형성하였다. 상기 하부전극 위에 Cs2CO3를 진공 증착하여 1 nm 두께의 불순물층을 형성하고, 상기 불순물층 상에 B3PYMPM을 진공 증착하여 60 nm 두께의 제1 전자수송층을 형성하였다. 상기 제1 전자수송층 상부에 TPBi를 진공 증착하여 15 nm 두께의 제2전자수송층을 형성하였다. 상기 제2전자수송층 상부에 CBP와 Ir(Mphq)3를 95:5 의 중량비로 공증착하여 15 nm 두께의 발광층을 형성하였다. 상기 발광층 상부에 TAPC를 진공 증착하여 60 nm 두께의 정공수송층을 형성하였다. 상기 정공수송층 상부에 HAT-CN을 진공 증착하여 50 nm 두께의 정공주입층을 형성한 다음, IZO를 스퍼터 증착하여 60 nm 두께의 상부전극을 형성하였다. 상기 IZO 상부전극 위에 LiF(굴절률=1.39)를 진공 증착하여 80 nm 두께의 캡핑층을 형성함으로써, 캡핑층이 있는 적색 유기 발광 소자가 제작되었다.A transparent glass substrate was prepared, and aluminum (Al) was vacuum-deposited on the glass substrate to form a lower electrode having a thickness of 100 nm. Cs 2 CO 3 was vacuum-deposited on the lower electrode to form an impurity layer having a thickness of 1 nm, and B3PYMPM was vacuum-deposited on the impurity layer to form a first electron transport layer having a thickness of 60 nm. TPBi was vacuum deposited on the first electron transporting layer to form a second electron transporting layer having a thickness of 15 nm. CBP and Ir (Mphq) 3 were co-deposited on the second electron transport layer at a weight ratio of 95: 5 to form a 15 nm thick light emitting layer. TAPC was vacuum deposited on the emission layer to form a hole transport layer having a thickness of 60 nm. HAT-CN was vacuum deposited on the hole transport layer to form a hole injection layer having a thickness of 50 nm, and IZO was sputter deposited to form an upper electrode having a thickness of 60 nm. LiF (refractive index = 1.39) was vacuum-deposited on the IZO upper electrode to form a capping layer having a thickness of 80 nm, thereby manufacturing a red organic light emitting device having a capping layer.
[[ 비교예Comparative Example 3] - 3] - 캡핑층이The capping layer 없는 적색 유기 발광 소자의 제작 Fabrication of non-red organic light emitting device
IZO 상부전극 위에 LiF의 캡핑층을 형성시키지 않은 것을 제외하고는, 실시예 3과 동일한 방식에 따라 적색 유기 발광 소자를 제작하였다.
A red organic light emitting device was fabricated in the same manner as in Example 3, except that a capping layer of LiF was not formed on the IZO upper electrode.
[[ 평가예Evaluation example 1] - 시야각 평가 1] - Viewing angle evaluation
0°부터 60°까지 단계적으로 시야각을 변화시키면서 분광 광도계를 사용하여 유기 발광 소자의 발광 스펙트럼을 측정하고, 이 측정값으로부터 색좌표값을 산출하였다. The emission spectrum of the organic light emitting device was measured using a spectrophotometer while varying the viewing angle stepwise from 0 ° to 60 °, and the color coordinate values were calculated from the measured values.
비교예 1과 실시예 1의 발광 스펙트럼을 각각 도 2a 및 도 2b에 나타내고, 이들의 색좌표값은 도 3에 함께 나타내었다. 또한, 비교예 2와 실시예 2의 발광 스펙트럼을 각각 도 4a 및 도 4b에 나타내고, 이들의 색좌표값은 도 5에 나타내었다. 또한, 비교예 3과 실시예 3의 발광 스펙트럼을 각각 도 6a 및 도 6b에 나타내고, 이들의 색좌표값은 도 7에 나타내었다.The emission spectra of Comparative Example 1 and Example 1 are shown in Figs. 2A and 2B, respectively, and their color coordinate values are shown together in Fig. The emission spectra of Comparative Examples 2 and 2 are shown in Figs. 4A and 4B, respectively, and their color coordinate values are shown in Fig. The emission spectra of Comparative Examples 3 and 3 are shown in Figs. 6A and 6B, respectively, and their color coordinate values are shown in Fig.
이들 도 2 내지 7에 따르면, 캡핑층이 없는 유기 발광 소자의 경우에는 0°부터 60°까지 시야각의 변화에 따라 발광 스펙트럼 및 색좌표값에 편차가 심하게 나타나는 반면, 캡핑층이 있는 유기 발광 소자의 경우에는 이와 같이 시야각이 변하더라도 발광 스펙트럼 및 색좌표값이 변하지 않고 거의 일정하게 유지된다는 것을 알 수 있다. 이는 본 발명에 따라 캡핑층을 구비한 유기 발광 소자를 사용하면 시야각의 특성이 현저히 개선될 수 있다는 것을 의미한다.2 to 7, in the case of the organic light emitting device having no capping layer, the emission spectrum and the chromaticity coordinate value are greatly deviated according to the viewing angle change from 0 to 60, whereas in the case of the organic light emitting device having the capping layer It can be seen that the emission spectrum and the chromaticity coordinate value remain unchanged and remain almost constant even when the viewing angle is changed. This means that the use of an organic light emitting device having a capping layer according to the present invention can remarkably improve the viewing angle characteristics.
[[ 평가예Evaluation example 2] - 2] - 캡핑층의Capping layer 굴절률와Refractive index 두께에 따른 Thickness 광효율Light efficiency 변화 change
캡핑층의 굴절률 및 두께의 변화에 따른 광효율의 변화를 알아보기 위하여 실시예 2에서 제작한 녹색 유기 발광 소자를 이용하여 시뮬레이션 결과를 얻고 이를 도 8에 나타냈다. 도 8에서, 캡핑층의 굴절률 및 두께는 각각 1.4 내지 2.5의 범위 및 0 내지 200 nm의 범위로 변화시켰으며, 광효율은 양자수율의 값으로 나타냈다. A simulation result was obtained using the green organic light emitting device fabricated in Example 2 and the result is shown in FIG. 8 in order to examine the change of the light efficiency according to the change of the refractive index and the thickness of the capping layer. In FIG. 8, the refractive index and thickness of the capping layer were varied in the range of 1.4 to 2.5 and 0 to 200 nm, respectively, and the light efficiency was expressed as the value of the quantum yield.
도 8에서 광효율은 캡핑층의 굴절률이 낮으면 낮을수록 두께와 관계없이 항상 우수하고, 굴절률이 높으면 높을수록 작은 두께의 차이에도 광 효율이 크게 감소한다는 것을 알 수 있다.
In FIG. 8, the light efficiency is always excellent regardless of the thickness of the capping layer, and the light efficiency is greatly reduced when the refractive index is higher and smaller, even when the refractive index of the capping layer is lower.
[[ 평가예Evaluation example 3] - 3] - 고굴절률High refractive index 캡핑층을The capping layer 사용하였을 때의 시야각 평가 Evaluation of viewing angle when used
도 8에서 캡핑층의 굴절률이 높더라도, 두께가 얇으면 광효율이 양호한 것을 알 수 있다. 따라서, 캡핑층을 고굴절률의 재료로 하였을 때에도 시야각이 개선될 수 있는지를 알아보기 위하여, 실시예 2에서 제작한 녹색 유기 발광 소자를 이용하되, 굴절률 2.4의 재료를 사용하고 두께가 각각 5 nm, 10 nm, 15 nm 및 20 nm인 캡핑층으로 하여, 0°부터 60°까지 단계적으로 시야각을 변화하였을 때 유기 발광 소자의 발광 스펙트럼을 시뮬레이션 결과로서 얻고, 이를 도 9a (두께 5 nm), 9b (두께 10 nm), 9c (두께 15 nm) 및 9d (두께 20 nm)에 나타냈다. 아울러, 상기 도 9a 내지 9d의 발광 스펙트럼 및 실시예 2의 유기 발광소자로부터 얻은 도 4b의 발광 스펙트럼으로부터 색좌표값을 얻고 이를 도 10에 나타내었다.Although the refractive index of the capping layer is high in FIG. 8, the thinner the thickness, the better the light efficiency. Therefore, in order to examine whether the viewing angle can be improved even when the capping layer is made of a material having a high refractive index, the green organic light emitting device manufactured in Example 2 is used, and a material having a refractive index of 2.4 is used, 10 nm, 15 nm and 20 nm, and the emission spectra of the organic light emitting device were obtained as simulation results when the viewing angle was changed stepwise from 0 ° to 60 °. The results are shown in FIG. 9a (
이들 도 9a 내지 9d 및 도 10에 따르면, 고굴절률의 캡핑층을 사용한 유기 발광 소자의 경우에는 두께가 얇더라도 발광 스펙트럼 및 색좌표값에 편차가 심하게 나타난다는 것을 알 수 있다. 이는 캡핑층의 굴절률이 높으면 광효율은 양호하게 유지되더라도 캡핑층의 사용에 따른 시야각의 개선 효과가 나타나지 않는다는 것을 의미한다.9A to 9D and FIG. 10, it can be seen that, in the case of an organic light emitting device using a capping layer having a high refractive index, even if the thickness is thin, deviations in the emission spectrum and the chromaticity coordinate value are remarkably deviated. This means that the higher the refractive index of the capping layer is, the better the light efficiency is maintained, but the improvement of the viewing angle depending on the use of the capping layer is not exhibited.
100: 유기 발광 소자 101: 기판
110: 하부전극 120: 유기층
123: n-도핑층 125: 유기발광층
126: 정공수송층 127: 정공주입층
130: 상부전극 141: 캡핑층100: organic light emitting element 101: substrate
110: lower electrode 120: organic layer
123: n-doped layer 125: organic light emitting layer
126: Hole transport layer 127: Hole injection layer
130: upper electrode 141: capping layer
Claims (14)
상기 기판 상에 형성된 하부 전극;
상기 하부 전극 상에 형성된 n-도핑층, 상기 n-도핑층 상에 형성된 유기발광층, 상기 유기발광층 상에 형성된 정공수송층 및 상기 정공수송층 상에 형성되고 결정성(crystalline) 유기화합물을 포함하는 정공주입층을 포함하는 유기층;
상기 유기층 상에 형성된 투명한 상부 전극; 및
상기 투명한 상부 전극 상에 형성된 캡핑층(capping layer)을 포함하고, 상기 캡핑층은 굴절률이 1.0 내지 2.0 미만이고;
상기 캡핑층이 유기층에서 발광되는 광의 파장보다 작은 크기의 입자를 포함하는, 유기 발광 소자.Board;
A lower electrode formed on the substrate;
An n-doped layer formed on the lower electrode, an organic light emitting layer formed on the n-doped layer, a hole transporting layer formed on the organic light emitting layer, and a hole injecting layer formed on the hole transporting layer and including a crystalline organic compound An organic layer comprising a layer;
A transparent upper electrode formed on the organic layer; And
And a capping layer formed on the transparent upper electrode, wherein the capping layer has a refractive index of less than 1.0 to 2.0;
Wherein the capping layer comprises particles smaller in size than the wavelength of light emitted from the organic layer.
[화학식 1]
상기 화학식 1에서 R은 시아노(-CN), 니트로(-NO2), 페닐술포닐(-SO2(C6H5)), 시아노 또는 니트로 치환된 C2 내지 C5 알케닐, 및 시아노 또는 니트로로 치환된 페닐로 이루어진 군에서 선택된다.The organic electroluminescent device according to claim 1, wherein the crystalline organic compound is represented by the following Formula 1:
[Chemical Formula 1]
Wherein R is selected from the group consisting of cyano (-CN), nitro (-NO2), phenylsulfonyl (-SO2 (C6H5)), C2 to C5 alkenyl substituted with cyano or nitro, Phenyl. ≪ / RTI >
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