KR101621663B1 - 유기 발광 소자, 및 그 제조 방법 - Google Patents

유기 발광 소자, 및 그 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101621663B1
KR101621663B1 KR1020150101251A KR20150101251A KR101621663B1 KR 101621663 B1 KR101621663 B1 KR 101621663B1 KR 1020150101251 A KR1020150101251 A KR 1020150101251A KR 20150101251 A KR20150101251 A KR 20150101251A KR 101621663 B1 KR101621663 B1 KR 101621663B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
layer
light emitting
organic light
electrode
type organic
Prior art date
Application number
KR1020150101251A
Other languages
English (en)
Inventor
김대훈
김태환
고은임
Original Assignee
한양대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한양대학교 산학협력단 filed Critical 한양대학교 산학협력단
Priority to KR1020150101251A priority Critical patent/KR101621663B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101621663B1 publication Critical patent/KR101621663B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H01L51/5088—
    • H01L51/0002—
    • H01L51/002—
    • H01L51/504—
    • H01L2227/32—
    • H01L2251/50—
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11—Device type
    • H01L2924/12—Passive devices, e.g. 2 terminal devices
    • H01L2924/1204—Optical Diode
    • H01L2924/12044—OLED

Landscapes

  • Electroluminescent Light Sources (AREA)

Abstract

유기 발광 소자가 제공된다. 상기 유기 발광 소잔, 기판 상의 제1 전극, 상기 제2 전극 상의 제1 유기 발광층, 상기 제1 유기 발광층 상의 제2 유기 발광층, 상기 제1 및 제2 유기 발광층들 사이에 배치되고, P 타입 유기물(P type organic material) 및 N 타입 유기물(N type organic material)이 화학적으로 결합된 복합물(composite material)을 포함하는 전하 생성층, 및 상기 제2 유기 발광층 상의 제2 전극을 포함한다.

Description

유기 발광 소자, 및 그 제조 방법{Organic light emitting device, and method of fabricating the same}
본 발명은 유기 발광 소자 및 그 제조 방법에 관련된 것으로, 보다 상세하게는, P 타입 유기물 및 N 타입 유기물이 화학적으로 결합된 복합물을 갖는 전하 생성층을 포함하는 유기 발광 소자 및 그 제조 방법을 제공하는 데 있다.
유기 발광 소자는 유기 물질의 전계 발광 현상을 이용한 표시 소자이다. 유기 발광 소자는 애노드 전극 및 캐소드 전극 사이에 유기 발광 물질을 배치시키고, 애노드 전극 및 캐소드 전극 사이에 전류에 의해 유기 발광층 내부에서 전자와 정공이 결합하여 생성된 여기자(exciton)가 여기 상태에서 기저 상태로 떨어질 때 발생하는 에너지에 의해 광을 발생시킨다.
액정 표시 장치와 달리, 유기 발광 소자는 자발광 특성을 가져, 표시 장치의 두께 등을 감소 시킬 수 있다. 또한, 유기 발광 소자는 액정 표시 장치와 비교하여 전력, 휘도, 반응속도 등에서 우월한 특성을 가져, 차세대 디스플레이 장치로 연구 개발 중이다.
예를 들어, 대한민국 특허 공개 공보 10-2011-0130933(출원번호 10-2010-0050498, 출원인 한국생산기술연구원)에는, 다층의 발광층을 갖는 유기 발광 다이오드에서, 발광층들 사이에 층간 삽입층을 개재시켜, 고분자 발광 재료로 형성되는 다층 구조의 발광층을 형성하여, 발광 효율을 향상시키는 기술이 개시되어 있다.
대한민국 특허 공개 공보 10-2011-0130933
본 발명이 해결하고자 하는 일 기술적 과제는, 고신뢰성의 유기 발광 소자 및 그 제조 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는, 발광 효율이 향상된 유기 발광 소자 및 그 제조 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 제조 공정이 간소화된 유기 발광 소자의 제조 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 제조 비용이 감소된 유기 발광 소자 및 그 제조 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 상술된 것에 제한되지 않는다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 유기 발광 소자를 제공한다.
일 실시 예에 따르면, 기판 상의 제1 전극, 상기 제2 전극 상의 제1 유기 발광층, 상기 제1 유기 발광층 상의 제2 유기 발광층, 상기 제1 및 제2 유기 발광층들 사이에 배치되고, P 타입 유기물(P type organic material) 및 N 타입 유기물(N type organic material)이 화학적으로 결합된 복합물(composite material)을 포함하는 전하 생성층, 및 상기 제2 유기 발광층 상의 제2 전극을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 P 타입 유기물은 LCV를 포함하고, 상기 N 타입 유기물은 HAT-CN을 포함하고, 상기 복합물은, HAT-CN-CV를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 전극 및 제2 전극 사이에 인가되는 전기장에 의해, 상기 P 타입 유기물 및 상기 N 타입 유기물이 결합되어, 상기 복합물이 생성될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 유기 발광층 및 상기 제2 유기 발광층은 서로 동일한 구성을 가질 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 유기 발광층은, 상기 전하 생성층과 접촉하고, 상기 N형 유기물을 포함하여, 상기 제1 유기 발광층으로 전자 주입을 증가시키는 제1 보조층을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제2 유기 발광층은, 상기 전하 생성층과 접촉하고, 상기 P형 유기물을 포함하여, 상기 제2 유기 발광층으로 정공(hole) 주입을 증가시키는 제2 보조층을 포함할 수 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 유기 발광 소자의 제조 방법을 제공한다.
일 실시 예에 따르면, 상기 유기 발광 소자의 제조 방법은, 기판 상에 제1 전극을 형성하는 단계, 상기 제1 전극 상에 제1 유기 발광층을 형성하는 단계, 상기 제1 유기 발광층 상에 P 타입 유기물 및 N 타입 유기물을 포함하는 예비 전하 생성층을 형성하는 단계, 상기 예비 전하 생성층 상에 제2 유기 발광층을 형성하는 단계, 상기 제2 유기 발광층 상에 제2 전극을 형성하는 단계, 및 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 사이에 전기장을 인가하여, 상기 P 타입 유기물 및 상기 N 타입 유기물이 화학적으로 결합된 복합물을 포함하는 전하 생성층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 예비 전하 생성층에서, 상기 P 타입 유기물 및 상기 N 타입 유기물은 서로 독립적으로 존재할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 동작 전압 시 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극에 사이에 인가되는 전기장에 의해, 상기 P 타입 유기물 및 상기 N 타입 유기물이 결합되어, 상기 복합물을 포함하는 상기 전하 생성층이 형성될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 P 타입 유기물은 LCV를 포함하고, 상기 N 타입 유기물은 HAT-CN을 포함하고, 상기 복합물은, HAT-CN-CV를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 유기 발광층을 형성하는 단계는, 상기 N 타입 유기물을 포함하는 제1 보조층을 형성하는 것을 포함하고, 상기 예비 전하 생성층은 상기 제1 보조층과 접촉되도록 형성될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제2 유기 발광층을 형성하는 단계는, 상기 예비 전하 생성층과 접촉하고, 상기 P 타입 유기물을 포함하는 제2 보조층을 형성하는 것을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 적층된 유기 발광층들 사이에 P 타입 유기물 및 N 타입 유기물을 포함하는 예비 전하 생성층이 배치되고, 상기 P 타입 유기물 및 상기 N 타입 유기물이 결합되어 전하 생성층이 형성될 수 있다. 상기 전하 생성층이 유기물로 형성되어, 상기 전하 생성층의 제조 공정이 간소화되고, 제조 비용이 감소되고, 박막의 손상 및 불순물의 농도가 최소화될 수 있다. 이에 따라, 고신뢰성 및 고발광효율을 갖는 유기 발광 소자 및 그 제조 방법이 제공될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 유기 발광 소자의 제조 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 2a 내지 도 2c는 본 발명의 실시 예에 따른 유기 발광 소자 및 그 제조 방법을 설명하기 위한 공정 단면도들이다.
도 3a는 본 발명의 실시 예의 제1 변형 예에 따른 유기 발광 소자를 설명하기 위한 도면이다.
도 3b는 본 발명의 실시 예의 제2 변형 예에 따른 유기 발광 소자를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 유기 발광 소자에 포함된 복합물의 특성을 평가한 MALDI-TOF MS 분석 결과 그래프이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 유기 발광 소자에 포함된 전하 생성층의 두께에 따른 전류 밀도를 측정한 그래프이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 유기 발광 소자의 전류 밀도 특성을 평가한 그래프이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 유기 발광 소자에 포함된 전하 생성층의 HAT-CN 및 LCV의 비율에 따른 전류 밀도를 측정한 그래프이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명할 것이다. 그러나 본 발명의 기술적 사상은 여기서 설명되는 실시 예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화 될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시 예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한, 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.
또한, 본 명세서의 다양한 실시 예 들에서 제1, 제2, 제3 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 따라서, 어느 한 실시 예에 제 1 구성요소로 언급된 것이 다른 실시 예에서는 제 2 구성요소로 언급될 수도 있다. 여기에 설명되고 예시되는 각 실시 예는 그것의 상보적인 실시 예도 포함한다. 또한, 본 명세서에서 '및/또는'은 전후에 나열한 구성요소들 중 적어도 하나를 포함하는 의미로 사용되었다.
명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 또한, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 또한, 본 명세서에서 "연결"은 복수의 구성 요소를 간접적으로 연결하는 것, 및 직접적으로 연결하는 것을 모두 포함하는 의미로 사용된다.
또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 유기 발광 소자의 제조 방법을 설명하기 위한 순서도이고, 도 2a 내지 도 2c는 본 발명의 실시 예에 따른 유기 발광 소자 및 그 제조 방법을 설명하기 위한 공정 단면도들이다.
도 1 및 도 2a를 참조하면, 기판(100)이 준비된다. 예를 들어, 상기 기판(100)은 실리콘 반도체 기판, 화합물 반도체 기판, 유리 기판, 플라스틱 기판, 또는 금속 기판 중에서 어느 하나일 수 있다.
상기 기판(100) 상에 제1 전극(110)이 형성될 수 있다(S110). 상기 제1 전극(110)은 투명한 도전성 물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 전극(110)은, ITO (Indium tin oxide), TCO (Transparent conducting oxide), TiO2 (Titanium Dioxide), GZO (Ga-doped ZnO), AZO (Al-doped ZnO), ZnO (Zinc Oxide), SnO2 (Tin Dioxide), MZO (Mg-doped ZnO), Mo-doped ZnO, Al-doped MgO, Ga-doped MgO, F-doped SnO2, Nb-doped TiO2, 또는 CuAlO2 중에서 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
또는, 상기 제1 전극(110)은 다층막이 적층된 구조일 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 전극(110)은 CuAlO2/Ag/CuAlO2, ITO/Ag/ITO, ZnO/Ag/ZnO, ZnS/Ag/ZnS, TiO2/Ag/TiO2, ITO/Au/ITO, WO3/Ag/WO3, 또는 MoO3/Ag/MoO3 중에서 어느 하나의 구조를 가질 수 있다.
상기 제1 전극(110) 상에 제1 유기 발광층(120)이 형성될 수 있다(S120). 상기 제1 유기 발광층(120)은 형광 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 형광 물질은, Alq3, ADN, TBADN, TDAF, MADN, BSBF, TSBF, BDAF, TPB3, BPPF, TPBA, Spiro-Pye, p-Bpye, m-Bpye, DBpenta, DNP, DOPPP, DMPPP, TPyPA, BANE, 4P-NPB, BUBH-3, DBP, BAnFPye, BAnF6Pye, Coumarin 6, C545T, DMQA, TTPA, TPA, BA-TTB, BA-TAD, BA-NPB, BCzVBi, Perylene, TBPe, BCzVB, DPAVBi, DPAVB, FIrPic, BDAVBi, BNP3FL, MDP3FL, N-BDAVBi, Spiro-BDAVBi, DBzA, DSA-Ph, BCzSB, DPASN, Bepp2, FIrN4, DCM, DCM2, DCJT, DCJTB, Rubrene, N-DPAVBi-CN, PO-01, 또는 DCQTB 중에서 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 유기 발광층(120)에는 호스트/도펀트 시스템(host/dopant system)이 사용될 수 있다. 예를 들어, 상기 호스트 물질은 mCP, TCP, TCTA, CBP, CDBP, DMFL-CBP, Spiro-CBP, DPFL-CBP, FL-2CBP, Spiro-2CBP, UGH2, UGH3, MPMP, DOFL-CBP, BST, BSB, CzSi, CzC, DFC, 26DCzPPy, FPCC, FPCA, BIPPA, BCPPA, DCDPA, TAPC, DTASi, BTPD, DmCBP, BCz1, BCz2, DCB, 또는 SimCP 중에서 선택된 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 도펀트 물질은 Ir(ppy)3, Ir(ppy)2(acac), Ir(mppy)3, Eu(dbm)3(Phen), Rubrene, Ir(btp)2(acac), Ir(piq)3, FIr6, Ir(piq)2(acac), Ir(fliq)2, Os(fppz)2(PPhMe2)2, Hex-Ir(phq)2acac, Hex-Ir(phq)3, Ir(Mphq)3, Ir(phq)2tpy, Ir(fbi)2acac, Ir(ppy)2Pc, PQ2Ir(dpm), 또느 Piq2Ir(dpm) 중에서 선택된 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
도 2a 내지 도 2c에 도시되지 않았으나, 상기 유기 발광층(120)은 전자 주입층, 전자 수송층, 정공 주입층, 또는 정공 수송층 중에서 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 전자 수송층은 BmPyPB, Gaq3, Be(PP)2, Liq, TPBi, PBD, BCP, Bphen, Balq, Bpy-OXD, BP-OXD-Bpy, TAZ, NTAZ, NBphen, Bpy-FOXD, OXD-7, 3TPYMB, 2-NPIP, HNBphen, POPy2, BP4mPy, TmPyPB, BTB, BmPyPhB, DPPS, PY1, TpPyPB, TmPPPyTz, B3PYMPM, TPyQB, DPyBPTz, PyBPTz, PFNBr, 또는 B4PYMPM 중에서 선택된 적어도 어느 하나로 형성될 수 있고, 상기 전자 주입층은 Ir(ppz)3, LiF, Cs2CO3, MoO3, 또는 CsF 중에서 선택된 적어도 어느 하나로 형성될 수 있다.
예를 들어, 상기 정공 주입층은 CuPc, TPD, α-NPD, m-MTDATA, 1-TNATA, 2-TNATA, TPTE1, TPTE2, (DTP)DPPD, TNFL, TFLFL, HTM1, p-DPA-TDAB, WO3, 또는 MoO3 중에서 선택된 적어도 어느 하나의 물질로 형성될 수 있고, 상기 정공 수송층은 NPB, β-NPB, TPD, Spiro-TPD, Spiro-NPB, DMFL-TPD, DMFL-NPB, DPFL-TPD, DPFL-NPB, α-NPD, Spiro-TAD, BPAPF, NPAPF, NPBAPF, Spiro-2NPB, PAPB, 2,2'-Spiro-DBP, Spiro-BPA, TAPC, Spiro-TTB, β-TNB, HMTPD, α,β-TNB, α-TNB, β-NPP, PEDOT: PSS, PVK, 또는 NiO2 중에서 선택된 적어도 어느 하나의 물질로 형성될 수 있다.
상기 제1 유기 발광층(120) 상에 예비 전하 생성층(preliminary charge generating layer, 130)이 형성될 수 있다(S130). 상기 예비 전하 생성층(130)은, P 타입의 유기물(p type organic material) 및 N 타입 유기물(N type organic material)을 포함할 수 있다. 상기 예비 전하 생성층(130) 내에서, 상기 P 타입 유기물, 및 상기 N 타입 유기물은 서로 독립적으로 존재할 수 있다. 다시 말하면, 상기 P 타입 유기물, 및 상기 N 타입 유기물은 서로 화학적으로 결합되지 않은 상태일 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 P 타입 유기물은 LCV(4, 4', 4''-methylidynetris (N,N-dimethylaniline))를 포함하고, 상기 N 타입 유기물은 HAT-CN(1,4,5,8,9,11-hexaazatriphenylene hexacarbonitrile)을 포함할 수 있다. 이 경우, 일 실시 예에 따르면, 상기 P 타입 유기물 및 상기 N 타입 유기물을 포함하는 상기 예비 전하 생성층(130)은, 상기 P 타입 유기물 및 상기 N 타입 유기물을 동시에 증발(evaporation)시켜 형성될 수 있다. 또는, 다른 실시 예에 따르면, 상기 P 타입 유기물 및 상기 N 타입 유기물을 포함하는 상기 예비 전하 생성층(130)은, 용액 공정으로 형성될 수 있다.
또는, 상술된 바와는 달리, 다른 실시 예에 따르면, 상기 N 타입 유기물은 TCNQ, F4-TCNQ, F2-HCNQ, NaT4, a-NPD, CuPc, C60, Pentacene, TioPc, WO3, MoO3, 또는 V2O5 중에서 적어도 어느 하나로 대체될 수 있다.
도 1 및 도 2b를 참조하면, 상기 예비 전하 생성층(130) 상에, 제2 유기 발광층(140)이 형성될 수 있다(S140). 일 실시 에에 따르면, 상기 제2 유기 발광층(140)은, 상기 제1 유기 발광층(120)과 서로 동일한 물질로 형성되고, 서로 동일한 구성을 가질 수 있다.
상기 제2 유기 발광층(140) 상에 제2 전극(150)이 형성될 수 있다(S150). 상기 제2 전극(150)은, 상기 제1 전극(110)과 서로 동일한 물질로 형성되고, 서로 동일한 구성을 가질 수 있다.
도 1 및 도 2c를 참조하면, 상기 제1 전극(110) 및 상기 제2 전극(150) 사이에 전기장(E)을 인가하여, 상기 P 타입 유기물 및 상기 N 타입 유기물이 화학적으로 결합된 복합물을 포함하는 전하 생성층(130a)이 형성될 수 있다(S160).
상술된 바와 같이, 상기 P 타입 유기물이 LCV이고, 상기 N 타입 유기물이 HAT-CN인 경우, 상기 복합물은 HAT-CN-CV일 수 있다. 보다 상세하게 설명하면, LCV가 HAT-CN과 혼합된 상태에서 전기장이 인가되는 경우, LCV는 이온화되어 CV로 변환될 수 있다. LCV가 이온화되어 CV로 변환되는 과정에서, LCV로부터 수소(H)가 탈락될 수 있다. HAT-CN의 일부는 LCV로부터 탈락된 수소와 결합되고, HAT-CN의 다른 일부는 CV와 결합되어, HAT-CN-CV가 형성될 수 있다.
상기 예비 전하 생성층(130)으로부터 상기 전하 생성층(130a)이 형성되는 과정에서, 상기 제1 전극(110) 및 상기 제2 전극(150) 사이의 상기 전기장(E)은, 본 발명의 실시 예에 따른 유기 발광 소자의 동작 전압 시 인가될 수 있다. 다시 말하면, 상기 P 타입 유기물 및 상기 N 타입 유기물로부터 상기 복합물을 제조하는 과정에서, 상기 복합물을 형성하기 위해 별도의 전기장을 인가하지 않고, 상기 유기 발광 소자의 동작 전압 시 인가되는 상기 전기장(E)에 의해 상기 복합물이 형성될 수 있다. 이로 인해, 상기 예비 전하 생성층(130)으로부터 상기 전하 생성층(130a)을 형성하기 위한 별도의 공정이 생략될 수 있어, 제조 공정이 간소화되고 제조 비용이 감소된 유기 발광 소자의 제조 방법이 제공될 수 있다.
동작 전압 시 인가되는 전기장에 의해, 상기 예비 전하 생성층(130)으로부터 상기 전하 생성층(130a)이 형성되는 것으로 설명되었으나, 상기 예비 전하 생성층(130)의 상기 P 타입 유기물 및 상기 N 타입 유기물로부터 상기 복합물을 제조하기 위해, 별도의 전기장 인가 공정을 수행하는 것이, 본 발명의 실시 예에서 배제되는 것은 아니다.
또한, 상술된 본 발명의 실시 예에서, 상기 예비 전하 생성층(130)에 전기장이 인가되어 상기 전하 생성층(130a)이 형성되는 것으로 설명되었으나, 상기 예비 전하 생성층(130)에 특정 파장의 광을 조사하여, 상기 전하 생성층(130a)이 형성될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 제1 유기 발광층(120) 및 상기 제2 유기 발광층(140) 사이에, 상기 P형 유기물 및 상기 N형 유기물이 결합된 상기 복합물을 갖는 상기 전하 생성층(130a)이 배치될 수 있다. 상기 전하 생성층(130a)은 단일층으로 제공되어, 간소화된 구조를 갖는 유기 발광 소자가 제공될 수 있다.
또한, 상술된 바와 같이, 상기 전하 생성층(130a)이 상기 P형 유기물 및 상기 N형 유기물을 이용하여 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 전하 생성층(130a)을 형성하는 과정에서, 박막(예를 들어, 상기 제1 유기 발광층(120))의 손상이 감소되고, 불순물 농도가 감소될 수 있다.
상술된 본 발명의 실시 예와 달리, 만약, 적층된 발광층들 사이에 무기물을 포함하는 전하 생성층을 사용하는 경우, 상기 전하 생성층을 형성하기 위해 무기물 증착용 챔버를 별도로 사용해야 하고, 상기 무기물을 증착하는 과정에서 박막이 손상되고, 불순물 등이 함께 증착될 수 있다.
하지만, 본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 전하 생성층(130a)은 상기 P형 유기물 및 상기 N형 유기물이 화학적으로 결합되어 형성될 수 있다. 이에 따라, 제조 공정이 간소화된 고신뢰성의 유기 발광 소자 및 그 제조 방법이 제공될 수 있다.
상술된 본 발명의 실시 예와 달리, 본 발명의 실시 예의 변형 예들에 따른 유기 발광 소자에 포함된 유기 발광층은 상기 P 타입 유기물 및/또는 상기 N 타입 유기물을 포함하는 보조층을 포함할 수 있다. 이하, 도 3a 및 도 b를 참조하여, 본 발명의 실시 예의 변형 예들에 따른 유기 발광 소자 및 그 제조 방법이 설명된다.
도 3a는 본 발명의 실시 예의 제1 변형 예에 따른 유기 발광 소자를 설명하기 위한 도면이다.
도 3a를 참조하면, 본 발명의 실시 예의 제1 변형 예에 따른 유기 발광 소자는, 기판(100), 제1 전극(110), 제1 유기 발광층(120), 전하 생성층(130a), 제2 유기 발광층(140), 및 제2 전극(150)을 포함할 수 있다. 상기 기판(100), 상기 제1 전극(110), 상기 전하 생성층(130a), 상기 제2 유기 발광층(140), 및 상기 제2 전극(150)은 도 2a 내지 도 2c를 참조하여 설명된 것과 같다.
상기 제1 유기 발광층(120)은, 상기 전하 생성층(130a)과 접촉하는 제1 보조층(122)을 포함할 수 있다. 상기 제1 보조층(122)은, 도 2b를 참조하여 설명된 상기 예비 전하 생성층(130)에 포함된 상기 N 형 유기물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 보조층(122)은 LCV가 도핑된 BPhen층(BPehn: LCV)일 수 있다. 상기 제1 보조층(122)은, 에너지 베리어를 감소시켜, 상기 제1 유기 발광층(120)으로 전자 주입을 증가시켜, 발광 효율을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 실시 예의 제1 변형 예에 따른 유기 발광 소자를 형성하는 단계는, 도 2a를 참조하여 설명된 것과 같이 상기 기판(100) 상에 제1 전극(110)을 형성하는 단계, 상기 제1 보조층(122)을 갖는 상기 제1 유기 발광층(120)을 형성하는 단계, 도 2a 내지 도 2b를 참조하여 설명된 것과 같이 상기 제1 보조층(122) 상에 상기 예비 전하 생성층(130), 상기 제2 유기 발광층(140), 및 상기 제2 전극(150)을 형성하는 단계, 및 도 2c를 참조하여 설명된 것과 같이 상기 전하 생성층(130a)을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
도 3b는 본 발명의 실시 예의 제2 변형 예에 따른 유기 발광 소자를 설명하기 위한 도면이다.
도 3b를 참조하면, 본 발명의 실시 예의 제2 변형 예에 따른 유기 발광 소자는, 제1 전극(110), 제1 유기 발광층(120), 전하 생성층(130a), 제2 유기 발광층(140), 및 제2 전극(150)을 포함할 수 있다. 상기 기판(100), 상기 제1 전극(110), 상기 제1 유기 발광층(120), 상기 전하 생성층(130a), 및 상기 제2 전극(150)은 도 2a 내지 도 2c를 참조하여 설명된 것과 같다.
상기 제2 유기 발광층(140)은, 제2 보조층(142)을 포함할 수 있다. 상기 제2 보조층(142)은, 도 2b를 참조하여 설명된 상기 예비 전하 생성층(130)에 포함된 상기 P형 유기물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 보조층(142)은 HAT-CN층일 수 있다. 상기 제2 보조층(142)은 상기 제2 유기 발광층(140)으로 정공 주입을 증가시켜, 발광 효율을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 실시 예의 제2 변형 예에 따른 유기 발광 소자를 형성하는 단계는, 도 2a 및 도 2b를 참조하여 설명된 것과 같이 상기 기판(100) 상에 제1 전극(110), 상기 제1 유기 발광층(120), 및 상기 예비 전하 생성층(130)을 형성하는 단계, 및 상기 예비 전하 생성층(130)과 접촉하는 상기 제2 보조층(142)을 갖는 상기 제2 유기 발광층(140)을 형성하는 단계, 및 도 2b 및 도 2c를 참조하여 설명된 것과 같이 상기 제2 유기 발광층(140) 상에 상기 제2 전극(150) 및 상기 전하 생성층(130a)을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
이하, 상술된 본 발명의 실시 예에 따른 유기 발광 소자의 특성 평가 결과가 설명된다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 유기 발광 소자에 포함된 복합물의 특성을 평가한 MALDI-TOF MS 분석 결과 그래프이다.
도 4를 참조하면, P 타입 유기물로 LCV 및 N 타입 유기물로 HAT-CN을 준비하였다. LCV 및 HAT-CN층을 기판 상에 증착하고, MALDI-TOF MS(Matrix assisted laser desorption/ionization time-of-flight mass spectrometry) 분석을 수행하였다. 이후, LCV 및 HAT-CN층에 전기장을 인가하여, LCV 및 HAT-CN이 화학적으로 결합된 HAT-CN-CV층으로 LCV 및 HAT-CN층을 변환하고, MALDI-TOF MS 분석을 수행하였다. 도 4의 (a)는 전기장 인가 전 LCV 및 HAT-CN층에 대한 MALDI-TOF MS 분석 결과이고, 도 4의 (b)는 전기장 인가 후 HAT-CN-CV층에 대한 MALDI-TOF MS 분석 결과이다.
도 4에서 알 수 있듯이, 전기장을 인가하기 전, LCV 및 HAT-CN층 내에 LCV와 HAT-CN이 서로 독립적으로 존재하는 것을 확인 할 수 있다. 또한, 전기장을 인가하는 경우, LCV가 CV로 변환되고, CV 및 HAT-CN이 서로 반응되어, HAT-CN-CV가 형성된 것을 확인할 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 유기 발광 소자에 포함된 전하 생성층의 두께에 따른 전류 밀도를 측정한 그래프이다.
도 5를 참조하면, P 타입 유기물로 LCV, 및 N 타입 유기물로 HAT-CN을 준비하였다. 본 발명의 실시 예에 따른 HAT-CN-CV 전하 생성층의 전하 생성 특성을 평가하기 위해, ITO 기판 상에 정공 주입 방지막으로 BPhen층을 증착하고, BPhen층 상에 LCV 및 HAT-CN을 1:1의 비율로 증착하여 LCC 및 HAT-CN층을 형성하고, LCV 및 HAT-CN층 상에 전자 주입 방지막으로 NPB층을 증착하고, NPB층 상에 알루미늄 전극을 증착하여, 유기 발광 소자를 제조하였다. LCV 및 HAT-CN층의 두께에 따른 전류 밀도를 측정하기 위해, LCV 및 HAT-CN층의 두께를 0.5nm, 1nm, 3nm, 및 5nm로 달리하면서 형성하였다. 상술된 본 발명의 실시 예에 대한 비교 예로, 상술된 바와 달리, LCV 및 HAT-CN 증착 공정을 생략한 유기 발광 소자를 제조하였다.
이후, 전기장을 인가하여, LCV 및 HAT-CN층 내의 LCV와 HAT-CN을 반응시켜, HAT-CN-CV 전하 생성층을 형성하고, 전압에 따른 전류 밀도를 측정하였다. 도 5에서 알 수 있듯이, HAT-CN-CV 전하 생성층이 생략된 유기 발광 소자(도 5에서 0nm)와 비교하여, HAT-CN-CV 전하 생성층을 갖는 유기 발광 소자들의 전류 밀도 특성이 우수한 것이 확인된다. 다시 말하면, HAT-CN-CV 전하 생성층을 이용하는 것이, 유기 발광 소자의 전류 밀도 특성을 향상시키는 효율적인 방법임을 알 수 있다. 또한, HAT-CN-CV 전하 생성층의 두께가 증가할수록, 전압에 따른 전류 밀도 특성이 향상되는 것을 확인할 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 유기 발광 소자의 전류 밀도 특성을 평가한 그래프이다.
도 6을 참조하면, 단일 발광층을 갖는 유기 발광 소자(Device I), 적층된 발광층들을 갖는 유기 발광 소자(Device II), 및 본 발명의 실시 예에 따라 적층된 발광층들 사이에 HAT-CN-CV 전하 생성층이 배치된 유기 발광 소자(Device III)를 준비하였다.
구체적으로, 차례로 적층된 ITO 기판, 5nm 두께의 HAT-CN층, 40nm 두께의 NPB층, 10nm 두께의 TCTA층, 30nm 두께의 CBP:IR(ppy)3층, 20nm두께의 BPhen층, 및 LiF/Al 전극을 포함하는 단일 발광층을 갖는 유기 발광 소자(Device I), 차례로 적층된 ITO 기판, 5nm 두께의 HAT-CN층, 40nm 두께의 NPB층, 10nm 두께의 TCTA층, 30nm 두께의 CBP:IR(ppy)3층, 10nm 두께의 BPhen층, 10nm 두께의 BPhen:LCV층, 5nm 두께의 HAT-CN층, 40nm 두께의 NPB층, 10nm두께의 TCTA층, 및 LiF/Al 전극을 포함하는 적층된 발광층들을 갖는 유기 발광 소자(Device II), 및 차례로 적층된 ITO 기판, 5nm 두께의 HAT-CN층, 40nm 두께의 NPB층, 10nm 두께의 TCTA층, 30nm 두께의 CBP:IR(ppy)3층, 10nm 두께의 BPhen층, 10nm 두께의 BPhen:LCV층, 5nm 두께의 HAT-CN-CV층, 5nm 두께의 HAT-CN층, 40nm 두께의 NPB층, 10nm두께의 TCTA층, 및 LiF/Al 전극을 포함하는 HAT-CN-CV 전하 생성층을 갖는 유기 발광 소자(Device III)를 준비하였다.
도 6에서 알 수 있듯이, 단일 발광층을 갖는 유기 발광 소자(Device I), 및 HTA-CN-CV 전하 생성층이 생략된 복수의 발광층을 갖는 유기 발광 소자(Device II)와 비교하여, 본 발명의 실시 예에 따라 HAT-CV-CN 전하 생성층을 갖는 유기 발광 소자(Device III)의 전류 밀도 특성이, 우수한 것을 확인할 수 있다. 다시 말하면, HAT-CN-CV 전하 생성층을 이용하는 것이, 유기 발광 소자의 전류 밀도 특성을 향상시키는 효율적인 방법임을 알 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 유기 발광 소자에 포함된 전하 생성층의 HAT-CN 및 LCV의 비율에 따른 전류 밀도를 측정한 그래프이다.
도 7을 참조하면, HAT-CN 및 LCV의 비율을 달리하여 제조된 HAT-CN-CV 전하 생성층을 갖는 본 발명의 실시 예에 따른 유기 발광 소자, 및 HAT-CN-CV 전하 생성층이 생략된 본 발명의 실시 예에 대한 비교 예에 따른 유기 발광 소자를 제조하였다.
구체적으로, ITO 기판 상에 BPhen층 및 BPhen:LCV(2%)층을 형성하고, HAT-CN 및 LCV를 1:1 무게 비율로 조절하여 HAT-CN 및 LCV 층을 형성하고, HAT-CN층, NPB층, 및 Al 전극을 차례로 형성하여, 실시 예 1에 따른 유기 발광 소자를 준비하였다. 실시 예 1에 따른 유기 발광 소자에서 HAT-CN 및 LCV의 무게 비율을 각각 1:2 및 2:1로 조절하여, 실시 예 2 및 3에 따른 유기 발광 소자를 준비하였다.
또한, 실시 예 1에 따른 유기 발광 소자에서 HAT-CN 및 LCV 층을 생략하여, 비교 예 1에 따른 유기 발광 소자를 준비하고, 실시 예 1에 따른 유기 발광 소자에서 HAT-CN 및 LCV 층을 LCV층으로 대체하여 비교 예 2에 따른 유기 발광 소자를 준비하였다.
실시 예 1 내지 3에 따른 유기 발광 소자들과, 비교 예 1 및 2에 따른 유기 발광 소자들의 전류 밀도 특성을 평가하였다.
구분 구조
실시 예 1 ITO / BPhen / BPhen:LCV / HAT-CN 및 LCV 층(무게 비율 1:1) / HAT-CN층 / NPB층 / Al 전극
실시 예 2 ITO / BPhen / BPhen:LCV / HAT-CN 및 LCV 층(무게 비율 1:2) / HAT-CN층 / NPB층 / Al 전극
실시 예 3 ITO / BPhen / BPhen:LCV / HAT-CN 및 LCV 층(무게 비율 2:1) / HAT-CN층 / NPB층 / Al 전극
비교 예 1 ITO / BPhen / BPhen:LCV / HAT-CN층 / NPB층 / Al 전극
비교 예 2 ITO / BPhen / BPhen:LCV / LCV 층 / HAT-CN층 / NPB층 / Al 전극
도 7에서 알 수 있듯이, 비교 예 1에 따라 HAT-CN-CV 전하 생성층이 생략된 유기 발광 소자, 및 비교 예 2에 따라 HAT-CN-CV 전하 생성층이 LCV층으로 대체된 유기 발광 소자와 비교하여, 실시 예 1 내지 3에 따라 HAT-CN-CV 전하 생성층을 갖는 유기 발광 소자들의 전류 밀도 특성이, 우수한 것을 확인할 수 있다. 또한, 동일한 무게 비율의 HAT-CN 및 LCV를 이용하여, HAT-CN-CV 전하 생성층을 형성하는 경우(실시 예 1), 전류 밀도 특성이 가장 우수한 것을 확인할 수 있다.
상술된 본 발명의 실시 예에 따른 HAT-CN-CV 전하 생성층이 유기 발광 소자에 적용되는 것으로 설명되었으나, 이에 한정되지 아니하고, 태양 전지, 광 센서 등 다양한 소자에 적용될 수 있다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.
100: 기판
110: 제1 전극
120: 제1 유기 발광층
122: 제1 보조층
130: 예비 전하 생성층
130a: 전하 생성층
140: 제2 유기 발광층
150: 제2 전극

Claims (12)

  1. 기판 상의 제1 전극;
    상기 제1 전극 상의 제1 유기 발광층;
    상기 제1 유기 발광층 상의 제2 유기 발광층;
    상기 제1 및 제2 유기 발광층들 사이에 배치되고, P 타입 유기물(P type organic material) 및 N 타입 유기물(N type organic material)이 화학적으로 결합된 복합물(composite material)을 포함하는 전하 생성층; 및
    상기 제2 유기 발광층 상의 제2 전극을 포함하되,
    기 제1 전극 및 제2 전극 사이에 인가되는 전기장에 의해, 상기 P 타입 유기물 및 상기 N 타입 유기물이 결합되어, 상기 복합물이 생성되는 것을 포함하는 유기 발광 소자.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 P 타입 유기물은 LCV를 포함하고,
    상기 N 타입 유기물은 HAT-CN을 포함하고,
    상기 복합물은, HAT-CN-CV를 포함하는 유기 발광 소자.
  3. 삭제
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 유기 발광층 및 상기 제2 유기 발광층은 서로 동일한 구성을 갖는 것을 포함하는 유기 발광 소자.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 유기 발광층은,
    상기 전하 생성층과 접촉하고, 상기 N 타입 유기물을 포함하여, 상기 제1 유기 발광층으로 전자 주입을 증가시키는 제1 보조층을 포함하는 유기 발광 소자.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 유기 발광층은,
    상기 전하 생성층과 접촉하고, 상기 P 타입 유기물을 포함하여, 상기 제2 유기 발광층으로 정공(hole) 주입을 증가시키는 제2 보조층을 포함하는 유기 발광 소자.
  7. 기판 상에 제1 전극을 형성하는 단계;
    상기 제1 전극 상에 제1 유기 발광층을 형성하는 단계;
    상기 제1 유기 발광층 상에 P 타입 유기물 및 N 타입 유기물을 포함하는 예비 전하 생성층을 형성하는 단계;
    상기 예비 전하 생성층 상에 제2 유기 발광층을 형성하는 단계;
    상기 제2 유기 발광층 상에 제2 전극을 형성하는 단계; 및
    상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 사이에 전기장을 인가하여, 상기 P 타입 유기물 및 상기 N 타입 유기물이 화학적으로 결합된 복합물을 포함하는 전하 생성층을 형성하는 단계를 포함하는 유기 발광 소자의 제조 방법.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 예비 전하 생성층에서, 상기 P 타입 유기물 및 상기 N 타입 유기물은 서로 독립적으로 존재하는 것을 포함하는 유기 발광 소자의 제조 방법.
  9. 제7 항에 있어서,
    동작 전압 시 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극에 사이에 인가되는 전기장에 의해, 상기 P 타입 유기물 및 상기 N 타입 유기물이 결합되어, 상기 복합물을 포함하는 상기 전하 생성층이 형성되는 것을 포함하는 유기 발광 소자의 제조 방법.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 P 타입 유기물은 LCV를 포함하고,
    상기 N 타입 유기물은 HAT-CN을 포함하고,
    상기 복합물은, HAT-CN-CV를 포함하는 유기 발광 소자의 제조 방법.
  11. 제7 항에 있어서,
    상기 제1 유기 발광층을 형성하는 단계는, 상기 N 타입 유기물을 포함하는 제1 보조층을 형성하는 것을 포함하고,
    상기 예비 전하 생성층은, 상기 제1 보조층과 접촉되도록 형성되는 것을 포함하는 유기 발광 소자의 제조 방법.
  12. 제7 항에 있어서,
    상기 제2 유기 발광층을 형성하는 단계는,
    상기 예비 전하 생성층과 접촉하고, 상기 P 타입 유기물을 포함하는 제2 보조층을 형성하는 것을 포함하는 유기 발광 소자의 제조 방법.
KR1020150101251A 2015-07-16 2015-07-16 유기 발광 소자, 및 그 제조 방법 KR101621663B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150101251A KR101621663B1 (ko) 2015-07-16 2015-07-16 유기 발광 소자, 및 그 제조 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150101251A KR101621663B1 (ko) 2015-07-16 2015-07-16 유기 발광 소자, 및 그 제조 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101621663B1 true KR101621663B1 (ko) 2016-05-17

Family

ID=56109688

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150101251A KR101621663B1 (ko) 2015-07-16 2015-07-16 유기 발광 소자, 및 그 제조 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101621663B1 (ko)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015041775A (ja) 2013-08-20 2015-03-02 ユニバーサル ディスプレイ コーポレイション 有機エレクトロルミネセンス材料、及びデバイス

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015041775A (ja) 2013-08-20 2015-03-02 ユニバーサル ディスプレイ コーポレイション 有機エレクトロルミネセンス材料、及びデバイス

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3499598B1 (en) Organic light-emitting diode and preparation method thereof, and display device
KR101671343B1 (ko) 유기 발광 소자 및 그 제조방법
US10573836B2 (en) Organic light-emitting device
EP2747160B1 (en) Organic light emitting diode
KR100721571B1 (ko) 유기 전계 발광 소자 및 그의 제조방법
CN102694131A (zh) 一种有机电致发光器件及其制备方法以及显示装置
US20160149150A1 (en) Organic light-emitting diode and display panel including the same
CN102916132A (zh) 一种白光有机电致发光器件及其制备方法
KR102147845B1 (ko) 유기 발광 소자
EP2787792A1 (en) Polymeric electroluminescent device and method for preparing same
KR101941084B1 (ko) 유기전계발광소자
EP2787553A1 (en) Doped organic electroluminescent device and method for preparing same
CN104051655A (zh) 倒置型有机电致发光器件及其制作方法
CN103594653A (zh) 一种顶发射有机电致发光器件及其制备方法
CN102842682A (zh) 叠层有机电致发光器件及其制备方法
CN103730579A (zh) 有机电致发光器件及其制备方法
US20160204371A1 (en) Organic light-emitting device and display apparatus including the same
KR101621663B1 (ko) 유기 발광 소자, 및 그 제조 방법
KR101586903B1 (ko) 유기 발광 소자 및 그 제조 방법
US9871218B2 (en) Organic light emitting display including color-adjusting layer and manufacturing method thereof
KR20160082895A (ko) 유기 발광 소자와 그 제조 방법 및 그를 이용한 유기 발광 디스플레이 장치
WO2019195383A1 (en) Organic light emitting diodes and methods of use thereof
CN114171694B (zh) 显示面板及其制作方法
KR101551543B1 (ko) 유기 발광 소자 및 그 제조 방법
KR102666449B1 (ko) 유기 발광 소자 및 유기 발광 소자의 제조 방법

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190415

Year of fee payment: 4