KR101611573B1

KR101611573B1 - 산화 텅스텐 및 산화 몰리브덴이 포함된 버퍼층을 가지는 유기 발광 다이오드

Info

Publication number: KR101611573B1
Application number: KR1020140037840A
Authority: KR
Inventors: 류승윤; 이상호; 남기봉
Original assignee: 선문대학교 산학협력단
Priority date: 2014-03-31
Filing date: 2014-03-31
Publication date: 2016-04-14
Also published as: KR20150113622A

Abstract

본 발명은 양극(anode); 상기 양극 상에 형성된 버퍼층; 상기 버퍼층 상에 형성된 정공수송층; 상기 정공수송층 상에 형성된 발광층; 상기 발광층 상에 형성된 전자수송층; 및 상기 전자수송층 상에 형성된 음극(cathode)를 포함하며, 상기 버퍼층은 산화 텅스텐(WO₃) 및 산화 몰리브덴(MoO₃)을 포함하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 다이오드. 그 제조방법 및 이를 포함하는 디스플레이 장치에 대한 것이다.

Description

산화 텅스텐 및 산화 몰리브덴이 포함된 버퍼층을 가지는 유기 발광 다이오드{Organic light-emitting diode having buffer layer containing tungsten oxide and molybdenum oxide}

본 발명은 유기 발광 다이오드에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 버퍼층을구비함으로써 양극과 정공수송층 간의 에너지 장벽을 낮춰 구동 전압이 강하되고 발광 효율이 증가된 유기 발광 다이오드에 관한 것이다.

유기 발광 다이오드(organic light-emitting diode, OLED)는 전기에너지를 빛 에너지로 곧바로 바꿔주어 자체 발광을 일으키는 반도체 소자로서 빠른 응답속도, 낮은 구동전압, 넓은 시야각, 저소비전력, 높은 발광효율, 경량, 박형 등 다수의 장점을 바탕으로 액정표시장치(LCD)에 이어 차세대 디스플레이로서 큰 주목을 받고 있다.

유기 발광 다이오드의 작동원리에 대해 간단히 소개하면, 유기물 박막(저분자 혹은 고분자)에서 음극 (Cathode)과 양극(Anode)을 통해 주입된 전자(Electron)와 정공(Hole)이 재결합되고 이때 생성된 여기자(Exciton)가 바닥상태(Ground State)로 떨어지면서 발광층 물질의 에너지갭에 해당하는 가시광선이 방출되는 원리이다. 발광층에 사용되는 물질을 적색, 녹색 및 청색 등 다양한 색으로 바꿔줄 수 있어 이를 조합하면 원하는 색의 빛을 낼 수 있다.

상기와 같은 유기 발광 다이오드에 있어서, 최대화된 전자-정공 주입과 최적화된 전자-정공 재결합은 높은 효율을 얻기 위한 두 가지 중요한 요소이다.

이러한 점에서, 무기 전극과 유기 반도체 사이의 접촉면에서의 밴드갭 기술분야는 주 연구 관심사로서 현재까지 다양한 소재와 구조의 전하 운송층들이 캐리어 인젝션의 효율과 균형을 향상시키기 위하여 개발되었으나, 소자의 발광 효율을 보다 높이는 한편 구동전압을 좀 더 낮춰 성능이 보다 향상된 유기 발광 다이오드에 대한 개발의 필요성이 여전히 요구되고 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 구동 전압 강하 및 발광 효율의 개선을 위해 양극과 정공수송층 사이에 개재되는 버퍼층(buffer layer)를 구비한 유기 발광 다이오드를 제공함에 있다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위해, 본 발명은 양극(anode); 상기 양극 상에 형성된 버퍼층; 상기 버퍼층 상에 형성된 정공수송층; 상기 정공수송층 상에 형성된 발광층; 상기 발광층 상에 형성된 전자수송층; 및 상기 전자수송층 상에 형성된 음극(cathode)를 포함하며, 상기 버퍼층은 산화 텅스텐(WO₃) 및 산화 몰리브덴(MoO₃)을 포함하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 다이오드를 제공한다.

또한, 상기 버퍼층은 산화 몰리브덴(MoO₃)으로 이루어진 제1 버퍼층 및 산화 텅스텐(WO₃)으로 이루어진 제2 버퍼층으로 구성되는 이중층(bilayer) 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 유기 발광 다이오드를 제공한다.

또한, 상기 버퍼층은 산화 텅스텐(WO₃)으로 이루어진 제1 버퍼층 및 산화 몰리브덴(MoO₃)으로 이루어진 제2 버퍼층으로 구성되는 이중층(bilayer) 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 유기 발광 다이오드를 제공한다.

또한, 상기 버퍼층은 산화 텅스텐(WO₃) 및 산화 몰리브덴(MoO₃)을 포함하는 단일층 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 유기 발광 다이오드를 제공한다.

또한, 상기 양극은 인듐주석산화물 (ITO:Indium Tin Oxide)로 이루어지고, 상기 정공수송층은 4,4'-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐아미노]바이페닐(NPB)로 이루어지고, 상기 발광층은 호스트 및 도펀트로서 각각 Alq₃ 및 C545T를 포함하며, 상기 전자수송층 4,7-디페닐-1,10-페난트롤린(Bphen)으로 이루어지고, 상기 음극은 LiF/Al로 이루어진 것을 특징으로 하는 유기 발광 다이오드를 제공한다

그리고, 본 발명은 다른 측면에서 기판 상에 양극(anode)를 형성하는 단계; 상기 양극 상에 산화 텅스텐(WO₃)층 및 산화 몰리브덴(MoO₃)층의 이중층(bi-layer) 구조 또는 산화 텅스텐(WO₃) 및 산화 몰리브덴(MoO₃)을 포함하는 단일층 구조의 버퍼층(buffrer layer)를 형성하는 단계; 상기 버퍼층 상에 정공수송층을 형성하는 단계; 상기 정공수송층 상에 발광층을 형성하는 단계; 상기 발광층 상에 전자수송층을 형성하는 단계; 및 상기 전자수송층 상에 음극(cathode)을 형성하는 단계를 포함하는 유기 발광 다이오드 제조방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 또 다른 측면에서 상기 유기 발광 다이오드를 포함하는 디스플레이 장치를 제공한다.

본 발명에 따른 유기 발광 다이오드는, 양극과 정공수송층 사이에 구비되며 산화 텅스텐(WO₃)층 및 산화 몰리브덴(MoO₃)층의 이중층(bi-layer) 구조 또는 산화 텅스텐(WO₃) 및 산화 몰리브덴(MoO₃)을 포함하는 단일층 구조를 가지는 버퍼층을 구비함으로써 양극으로부터의 정공의 유입을 촉진할 수 있어 종래 유기 발광 다이오드에 비하여 구동전압을 크게 낮출 수 있을 뿐만 아니라, 발광효율이 향상되어 이를 포함하는 디스플레이 장치나 조명 장치 등에 유용하게 사용될 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 유기 발광 다이오드의 단면 구조에 대한 개략도이다.
도 2는 본 발명에 따른 다른 적층구조를 가지는 유기 발광 다이오드의 단면 구조에 대한 개략도이다.
도 3는 본 발명에 따른 또 다른 적층구조를 가지는 유기 발광 다이오드의 단면 구조에 대한 개략도이다.
도 4는 각각 본원 실시예 1 내지 3에서 제조한 유기 발광 다이오드의 단면 구조를 보여주는 개략도이다.
도 5는 본원 실시예 및 비교예에서 제조된 유기 발광 다이오드를 대상으로 한 전류 밀도-전압 측정 결과를 보여주는 그래프이다.
도 6은 본원 실시예 및 비교예에서 제조된 유기 발광 다이오드를 대상으로 한 전압-휘도 측정 결과를 보여주는 그래프이다.
도 7은 본원 실시예 및 비교예에서 제조된 유기 발광 다이오드를 대상으로 한 발광효율-휘도 측정 결과를 보여주는 그래프이다.
도 8은 본원 실시예 및 비교예에서 제조된 유기 발광 다이오드를 대상으로 한 전력효율-휘도 측정 결과를 보여주는 그래프이다.

이하에서 본 발명에 대해 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 버퍼층을 포함하는 유기 발광 다이오드는 양극(anode); 상기 양극 상에 형성된 버퍼층; 상기 버퍼층 상에 형성된 정공수송층; 상기 정공수송층 상에 형성된 발광층; 상기 발광층 상에 형성된 전자수송층; 및 상기 전자수송층 상에 형성된 음극(cathode)를 포함한다.

상기 양극은 박막 트랜지스터의 소스 전극 및 드레인 전극 중 하나와 연결되어 박막 트랜지스터로부터 인가되는 구동 전류를 공급 받는 역할을 하며, 그 재질에 있어서는 유기 발광 다이오드 소자에 사용되는 공지의 전극 재료로 이루어질 수 있으며, 바람직하게는, 인듐주석산화물 (ITO:Indium Tin Oxide), 인듐아연산화물(IZO: Indium Zinc Oxide) 및 아연 산화물 (ZnO) 등과 같은 투명 금속 산화물 전극일 수 있다.

상기 양극 위에 형성되는 상기 버퍼층은 양극으로부터의 정공(hole)의 유입이 용이하도록 정공 주입 장벽을 낮춤기 위해 구비되는 것으로서, 본 발명에서는 버퍼층이 양극으로부터 소자 내부로 정공을 주입시킬 수 있음과 동시에 발광층로부터 발생된 방출광이 재흡수되지 않도록 충분한 크기의 밴드 갭(band gap)을 가지도록, 산화 텅스텐(WO₃)층 및 산화 몰리브덴(MoO₃)층의 이중층(bi-layer) 구조를 가지거나(도 1 및 도 2 참조), 산화 텅스텐(WO₃) 및 산화 몰리브덴(MoO₃)을 하나의 층에 동시에 포함할 수 있다(도 3 참조).

참고로, 양극 상에 상기 버퍼층을 형성함에 있어서는, 공지의 진공 증착법을 사용할 수 있으나 공정 및 대면적화의 용이성 측면에서는 용액 공정을 이용하는 것이 바람직하며, 이와 같이 용액 공정을 통해 버퍼층을 형성할 경우에는 산화 텅스텐(WO₃) 분말 및/또는 산화 몰리브덴(MoO₃) 분말을 용제에 분산시킨 코팅액을 이용해 스핀 코팅 등의 습식 코팅법을 사용하는 방법 이외에도 산화 텅스텐 전구체 및/또는 산화 몰리브덴 전구체를 이용해 졸-겔(sol-gel)법을 사용할 수도 있다.

금속 산화물 전구체를 이용해 버퍼층을 형성할 경우에는, 산화 텅스텐 전구체로서는 탄화텅스텐(WC), 텅스텐산분말(H₂WO₄), 염화텅스텐(WCl₄, WCl₆), 텅스텐아이소프로폭사이드(W(OCH(CH₃)₂)₆), 텅스텐나트륨(Na₂WO₄), 텅스텐나트륨수화물(Na₂WO₄·nH₂O), 텅스텐산암모늄((NH₄)₆H₂W1₂O₄0), 텅스텐산암모늄수화물((NH₄)₆H₂W1₂O₄0·nH₂O) 및 텅스텐에톡사이드(W(OC₂H₅)₆) 중에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있고, 산화 몰리브덴 전구체로서는 몰리브데늄아이소프로폭사이드(Mo(OC₃H₇)₅), 염화몰리브데늄아이소프로폭사이드(MoCl₃(OC₃H₇)₂), 몰리브데늄산암모늄((NH₄)₂MoO₄) 및 몰리브데늄산암모늄수화물((NH₄)₂MoO₄ _·nH₂O) 중에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있다.

다음으로, 상기 버퍼층 상에는 양극으로부터 버퍼층을 통해 주입된 정공을 발광층으로 이동시키는 역할을 하는 정공수송층이 구비되는데, 상기 정공 수송층 물질은 공지의 정공 수송층용 물질을 사용할 수 있으며, 4,4'-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐아미노]바이페닐(NPB), 4,4'-비스[N-(3-메틸페닐)-N-페닐아미노]바이페닐(TPD), 4,4',4"-트리스[(3-메틸페닐)페닐아미노]트라이페닐아민(MTDATA), 1,1-비스(4-(N,N-다이-p-톨릴아미노)페닐)사이클로헥세인(TAPC), 4-(9H-카바졸-9-일)-N,N-비스[4-(9H-카바졸-9-일)페닐]-벤젠아민(TCTA), 9,9'-[1,1'-바이페닐]-4,4'-다이일비스-9H-카바졸(CBP), 9,9'-(1,3-페닐렌)비스-9H-카바졸(mCP), 또는 2,2',2''-(1,3,5-벤젠트리일)트리스-[1-페닐-1H-벤즈이미다졸](TPBi) 등을 그 구체적인 예로 들 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.

그리고, 상기 정공수송층 상에는 발광층이 구비되어 있다. 발광층은 음극으로로부터 주입되어 전자수송층을 경유한 전자와 양극으로부터 주입되어 정공수송층을 경유한 정공이 재결합하여 여기자(exiton)을 생성하고 생성된 여기자(exiton)가 여기 상태에서 기저상태로 변하면서 발광하는 층으로서, 공지된 다양한 발광 물질을 이용하여 형성할 수 있는데, 공지의 호스트 및 도펀트를 이용하여 형성할 수도 있다. 특히 도펀트의 경우, 공지의 형광 도펀트 및 공지의 인광 도펀트를 모두 사용할 수 있다.

예를 들어, 공지의 호스트로는 Alq₃, CBP(4,4'-N,N'-디카바졸-비페닐), PVK(폴리(n-비닐카바졸)), 9,10-디(나프탈렌-2-일)안트라센(ADN), TPBI(1,3,5-트리스(N-페닐벤즈이미다졸-2-일)벤젠(1,3,5-tris(Nphenylbenzimidazole-2-yl)benzene)), TBADN(3-tert-부틸-9,10-디(나프트-2-일) 안트라센), E3, DSA(디스티릴아릴렌) 등을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

그리고, 적색 도펀트로서 PtOEP, Ir(piq)₃, Btp₂Ir(acac), DCJTB 등을 이용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 공지된 녹색 도펀트로서, Ir(ppy)₃ (ppy = 페닐피리딘), Ir(ppy)₂(acac), Ir(mpyp)₃, C545T 등을 이용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 공지된 청색 도펀트로서, F₂Irpic, (F₂ppy)₂Ir(tmd), Ir(dfppz)₃, ter-플루오렌(fluorene), 4,4'-비스(4-디페닐아미노스타릴) 비페닐 (DPAVBi), 2,5,8,11-테트라-티-부틸 페릴렌 (TBP) 등을 이용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

한편, 발광층이 인광 도펀트를 포함할 경우, 삼중항 여기자 또는 정공이 전자 수송층으로 확산되는 현상을 방지하기 위하여 정공 저지층 (HBL)을 발광층 상부에 형성할 수 있다. 이 때 사용할 수 있는 정공저지층 물질은 특별히 제한되지는 않으며, 공지된 정공 저지층 물질 중에서 임의로 선택하여 이용할 수 있으며, 구체적인 예로서 옥사디아졸 유도체나 트리아졸 유도체, 페난트롤린 유도체, Balq, BCP 등을 이용할 수 있다.

그리고, 상기 발광층 상에는 음극으로로부터 주입된 전자를 발광층이 위치하는 방향으로 이동시키는 역할을 하는 전자수송층이 구비되며, 이러한 전자수송층을 이루는 전자 수송성 물질은, 4,7-디페닐-1,10-페난트롤린 (4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline : Bphen), ((2,2',2"-(benzene-1,3,5-triyl)- tris(1-phenyl-1H-benzimidazole : TPBI), 2,9-디메틸-4,7-디페닐-1,10-페난트롤린 (2,9-dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline : BCP), 비스(2-메틸-8-퀴놀리놀레이트)-4-(페닐페놀라토)알루미늄 (Bis(2-methyl-8-quinolinolate)-4-(phenylphenolato)aluminium : Balq), 1,3-비스[2-(2,2'-비피리딘-6-일)-1,3,4-옥사디아조-5-일]벤젠 (1,3-bis[2-(2,2'-bipyridine-6-yl)-1,3,4-oxadiazo-5-yl]benzene : Bpy-OXD), 6,6'-비스[5-(비페닐-4-일)-1,3,4-옥사디아조-2-일]-2,2'-비피리딜 (6,6'-bis[5-(biphenyl-4-yl)-1,3,4-oxadiazo-2-yl]-2,2'-bipyridyl : BP-OXD-Bpy), 3-(4-비페닐)-4-(페닐-5-tert-부틸페닐-1,2,4-트리아졸 (3-(4-biphenyl)-4-phenyl-5-tert-butylphenyl-1,2,4-triazole : TAZ), 4-(나프탈렌-1-일)-3,5-디페닐-4H-1,2,4-트리아졸 (4-(naphthalen-1-yl)-3,5-diphenyl-4H-1,2,4-triazole : NTAZ), 2,9-비스(나프탈렌-2-일)-4,7-디페닐-1,10-페난트롤린 (2,9-bis(naphthalen-2-yl)-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline : NBphen), 트리스(2,4,6-트리메틸-3-(피리딘-3-일)페닐)보란 (Tris(2,4,6-trimethyl-3-(pyridin-3-yl)phenyl)borane : 3TPYMB), 페닐-디파이레닐포스핀 옥사이드 (Phenyl-dipyrenylphosphine oxide : POPy2), 3,3',5,5'-테트라[(m-피리딜)-펜-3-일]비페닐 (3,3',5,5'-tetra[(m-pyridyl)-phen-3-yl]biphenyl : BP4mPy), 1,3,5-트리[(3-피리딜)-펜-3-일]벤젠 (1,3,5-tri[(3-pyridyl)-phen-3-yl]benzene : TmPyPB), 1,3-비스[3,5-디(피리딘-3-일)페닐]벤젠 (1,3-bis[3,5-di(pyridin-3-yl)phenyl]benzene : BmPyPhB), 비스(10-히드록시벤조[h]퀴놀리나토)베릴륨 (Bis(10-hydroxybenzo[h]quinolinato)beryllium : Bepq2), 비스(10-히드록시벤조 [h] 퀴놀리나토)베릴륨 (bis(10-hydroxybenzo [h] quinolinato)-beryllium : Bebq2), 디페닐비스(4-(피리딘-3-일)페닐)실란 (Diphenylbis(4-(pyridin-3-yl)phenyl)silane : DPPS) 및 1,3,5-트리(p-피리드-3-일-페닐)벤젠 (1,3,5-tri(p-pyrid-3-yl-phenyl)benzene : TpPyPB)를 예로 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

그리고, 상기 전자수송층 상에는 음극이 구비되어 있다. 음극은 전원 전압에 공통 연결되어 전자수송층으로 전자를 주입시키는 역할을 한다. 상기 음극은 낮은 일함수(work function)을 가지는 금속으로서 마그네슘, 칼슘, 나트륨, 칼륨, 타이타늄, 인듐, 이트륨, 리튬, 가돌리늄, 알루미늄, 은, 주석 및 납과 같은 금속 또는 이들의 합금으로 형성될 수 있다. 또한, LiF/Al 또는 LiO₂/Al과 같은 다층 구조 물질 등으로 형성될 수도 있다.

다음으로, 전술한 본 발명에 따른 유기 발광 다이오드의 제조방법에 대하 설명하면, 해당 제조방법은 유리 또는 플라스틱 등으로 이루어진 기판 상에 양극(anode)를 형성하는 단계; 상기 양극 상에 산화 텅스텐(WO₃)층 및 산화 몰리브덴(MoO₃)층의 이중층(bi-layer) 구조 또는 산화 텅스텐(WO₃) 및 산화 몰리브덴(MoO₃)을 포함하는 단일층 구조의 버퍼층(buffrer layer)를 형성하는 단계; 상기 버퍼층 상에 정공수송층을 형성하는 단계; 상기 정공수송층 상에 발광층을 형성하는 단계; 상기 발광층 상에 전자수송층을 형성하는 단계; 및 상기 전자수송층 상에 음극(cathode)을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.

상기에서 상세히 설명한 본 발명에 따른 유기 발광 다이오드는, 양극과 정공수송층 사이에 구비되며 산화 텅스텐(WO₃)층 및 산화 몰리브덴(MoO₃)층의 이중층(bi-layer) 구조 또는 산화 텅스텐(WO₃) 및 산화 몰리브덴(MoO₃)을 포함하는 단일층 구조를 가지는 버퍼층을 구비함으로써 양극으로부터의 정공의 유입을 촉진할 수 있어 종래 유기 발광 다이오드에 비하여 구동전압을 크게 낮출 수 있을 뿐만 아니라, 발광효율이 향상되어 이를 포함하는 디스플레이 장치나 조명 장치 등에 유용하게 사용될 수 있다.

다음으로, 아래에서 본 발명에 대해 실시예를 기초로 하여 상세하게 설명한다. 제시된 실시예는 예시적인 것으로 본 발명의 범위를 제한하기 위한 것은 아니다.

< 실시예 1>

양극(anode)으로는 ITO(Indium Tin Oxide) 유리 기판을 사용하였다. 상기 ITO 유리 기판 상부에 산화 몰리브덴(MoO₃)으로 이루어진 제1 버퍼층 및 산화 텅스텐(WO₃)으로 이루어진 제2 버퍼층을 순차적으로 적층하여 총 5nm 두께의 버퍼층을 형성한 후, 상기 제2 버퍼층 상에 정공수송층으로서 60nm 두께의4,4'-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐아미노]바이페닐(NPB)층을 형성하고, 상기 정공수송층의 상부에 호스트로서 Alq₃에 99 중량% 및 도펀트로서 C545T 1 중량%을 포함하는 40nm 두께의 발광층을 형성하고, 상기 발광층 상에 전자수송층으로서 20nm 두께의 4,7-디페닐-1,10-페난트롤린(Bphen)층을 형성한 후, 마지막으로, 상기 전자수송층 상에 음극(cathode)으로서 LiF/Al를 형성함으로써 도 4에 그 개략적인 단면구조가 도시된 유기 발광 다이오드를 완성하였다.

< 실시예 2>

양극 상에 버퍼층으로서 산화 텅스텐(WO₃)으로 이루어진 제1 버퍼층 및 산화 몰리브덴(MoO₃)으로 이루어진 제2 버퍼층을 순차적으로 적층한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 다이오드를 완성하였다.

< 실시예 3>

양극 상에 버퍼층으로서 산화 텅스텐(WO₃) 및 산화 몰리브덴(MoO₃)을 1:1의 중량비로 포함된 단일층을 형성시킨 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 다이오드를 완성하였다.

< 비교예 1>

양극 상에 버퍼층의 형성 없이 직접 정공수송층을 형성한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 다이오드를 완성하였다.

< 비교예 2>

양극 상에 버퍼층으로서 산화 몰리브덴(MoO₃)층을 형성시킨 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 다이오드를 완성하였다.

< 비교예 3>

양극 상에 버퍼층으로서 산화 텅스텐(WO₃)층을 형성시킨 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 다이오드를 완성하였다.

< 실험예 > 실시예 및 비교예에서 제조된 발광소자에 대한 소자 특성 평가

상기 실시예 및 비교예에서 각각 제조된 유기 발광 다이오드에 대하여, 색도계(Photo research spectrophotometer; PR-650) 및 전원 공급장치(Keithley 237)를 사용하여 전류 밀도-전압 관계, 전압-휘도 관계, 발광효율-휘도 관계, 전력효율-휘도 관계를 측정하였으며, 그 결과를 각각 도 5 내지 도 8에 도시하였다.

도 5 및 도 6에 따르면, 본원 실시예에서 제조된 유기 발광 다이오드는 버퍼층을 구비함으로써 버퍼층이 결여된 비교예 1의 유기 발광 다이오드에 비해 현저히 낮은 전하 주입 전압(charge injection voltage) 및 구동전압을 가지는 것을 알 수 있는데, 이는 본원 실시예의 유기 발광 다이오드는 산화 텅스텐(WO₃)층 및 산화 몰리브덴(MoO₃)층의 이중층(bi-layer) 구조 또는 산화 텅스텐(WO₃) 및 산화 몰리브덴(MoO₃)을 포함하는 단일층 구조의 버퍼층을 구비함으로써 양극과 정공수송층 사이의 정공 주입 에너지 장벽을 최소화하여 정공을 양극으로부터 발광층까지 훨씬 더 용이하게 주입시키고 수송시킨다는 것을 알 수 있다.

또한, 도 7 및 도 8로부터 본원 실시예 2에서 제조된 유기 발광 다이오드(산화 텅스텐(WO₃)으로 이루어진 제1 버퍼층 및 산화 몰리브덴(MoO₃)으로 이루어진 제2 버퍼층 포함)의 경우에는 측정된 휘도 범위 전체에서 비교예에 비해 현저히 우수한 전류 효율 및 전력 효율을 나타내기 때문에, 해당 유기 발광 다이오드가 고효율 디스플레이 장치 또는 조명장치의 제조에 유용하게 사용될 수 있을 것으로 예상된다.

Claims

인듐주석산화물 (ITO:Indium Tin Oxide)로 이루어진 양극(anode);
상기 양극 상에 형성되며, 산화 텅스텐(WO₃)으로 이루어진 제1 버퍼층;
상기 제1 버퍼층 상에 형성되며, 산화 몰리브덴(MoO₃)으로 이루어진 제2 버퍼층;
상기 제2 버퍼층 상에 형성되며, 4,4'-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐아미노]바이페닐(NPB)로 이루어진 정공수송층;
상기 정공수송층 상에 형성되며, 호스트 및 도펀트로서 각각 Alq₃ 및 C545T를 포함하는 발광층;
상기 발광층 상에 형성되며, 4,7-디페닐-1,10-페난트롤린(Bphen)으로 이루어진 전자수송층; 및
상기 전자수송층 상에 형성되며, LiF/Al로 이루어진 음극(cathode)를 포함하는 유기 발광 다이오드.
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제1항의 유기 발광 다이오드를 포함하는 디스플레이 장치.