KR101626149B1 - Method for producting organic light emitting diode and apparatus thereof - Google Patents

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이원재
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가천대학교 산학협력단
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    • H10K10/20Organic diodes
    • H10K10/29Diodes comprising organic-inorganic heterojunctions

Abstract

본 기술은 유기발광소자 제조 장치 및 방법이 개시되어 있고, 구체적으로는 양극 기판과 정공 수송층 사이에 유리 도가니와 플라잉 보트를 이용한 헤테로 적층 구조의 열증착을 통해 단분자 계열인 CuPc의 정공 주입층을 마련함에 따라, 정공 주입층의 제조 공정이 용이하고, 기존의 정공 주입층의 유기물들에 비해 열적 산화 및 열적 안정성이 우수하며, 양극 기판과 CuPc의 정공주입층의 이온화 에너지가 유사하므로 CuPc의 정공 주입층에 토대로 발광 휘도의 효율이 근본적으로 향상되고, CuPc의 정공주입층에 의해 양극 기판과 정공 수송층 사이의 계면 접착력이 우수하며, 양극 기판의 일함수보다 CuPc의 정공 주입층의 HOMO 준위가 약간 높으므로 기존의 전압 보다 낮은 전압으로 정공 주입이 가능하고, 전기적인 안정성이 더욱 향상된다.The present invention relates to an apparatus and a method for manufacturing an organic light emitting diode, and more particularly, to a method of manufacturing an organic light emitting diode using a hole injection layer of CuPc, which is a monomolecular series, through thermal deposition of a heterojunction structure using a glass crucible and a flying boat between an anode substrate and a hole transporting layer The ion implantation energy of the hole injection layer of the anode substrate and the hole injection layer of the CuPc are similar to each other. Therefore, the hole injection layer can be easily manufactured, The efficiency of light emission luminance is basically improved on the basis of the injection layer, the interface adhesion force between the anode substrate and the hole transport layer is excellent by the hole injection layer of CuPc, and the HOMO level of the hole injection layer of CuPc is slightly lower than the work function of the anode substrate It is possible to inject holes at a voltage lower than the conventional voltage, and the electrical stability is further improved.

Description

유기발광소자 제조 방법 및 장치{METHOD FOR PRODUCTING ORGANIC LIGHT EMITTING DIODE AND APPARATUS THEREOF}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to an organic light emitting diode (OLED)

본 발명은 유기발광소자 제조 방법 및 장치에 관한 것으로서, 양극 기판과 음극 기판 사이에 유기 발광층을 형성함에 있어 양극 기판과 유기 발광층의 정공 수송층 사이에 CuPc(Copper Phthalocyanine, 동프탈로시아닌)의 정공 주입층을 추가로 마련하여 발광 효율을 극대화할 수 있도록 한 장치 및 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a method and an apparatus for manufacturing an organic light emitting diode, and in forming an organic light emitting layer between an anode substrate and an anode substrate, a hole injection layer of copper phthalocyanine (CuPc) is formed between the anode substrate and the hole transporting layer of the organic light emitting layer. And more particularly, to an apparatus and method for maximizing luminous efficiency.

일반적인 유기발광소자(Organic Light-Emitting Diodes)는 양극 기판과 음극 기판으로부터 주입된 정공과 전자가 내부의 유기 발광층을 만나 빛을 발광하는 디스플레이 용도로 사용되고 있으며, 디스플레이뿐만 아니라 일반 조명 및 엘씨디(LCD: Liquid Crystal Display)의 BLU(Back Light Unit) 분야에서 유기발광소자의 개발이 활발하게 이루어지고 있다In general, organic light-emitting diodes (OLEDs) are used for displays in which holes and electrons injected from an anode substrate and an anode substrate meet an organic light-emitting layer therein and emit light. Organic light emitting devices have been actively developed in the field of BLU (Back Light Unit) of Liquid Crystal Display

이러한 유기발광소자는 양극 기판과 음극 기판 사이에 유기 발광층을 마련하고, 상기 유기 발광층은 종공 주입층, 정공 수송층, 및 발광층 순으로 구비된다In this organic light emitting device, an organic light emitting layer is provided between the anode substrate and the cathode substrate, and the organic light emitting layer is provided in the order of a hole injection layer, a hole transporting layer, and a light emitting layer

이에 상기 정공 수송층은 무기물인 양극 기판과 유기물인 정공 수송층(TPD) 사이의 이종 접합으로 인해 양극 기판과 정공 수송층 간에 계면 특성 차이가 발생되고, 이러한 계면 특성 차이로 인해 상기 정공 주입층의 계면 특성이 저하되는 단점이 존재하였다. 따라서, 정공 주입층의 계면 특성을 향상시키기 위해 정공 주입층의 표면 에너지가 적절하게 증가될 필요가 있다. Therefore, the hole transport layer has a difference in interface characteristics between the anode substrate and the hole transport layer due to the heterojunction between the anode substrate, which is an inorganic material, and the hole transport layer (TPD), which is an organic material, and the interface characteristics of the hole injection layer There has been a drawback that it is deteriorated. Therefore, in order to improve the interface characteristics of the hole injection layer, the surface energy of the hole injection layer needs to be appropriately increased.

또한, 양극 기판의 일함수와 정공 수송층의 HOMO (highest occupied molecular orbital) 준위로 인해 에너지 밴드 갭 차가 발생하고 이러한 에너지 밴드 갭을 맞추기 위해, HOMO 준위는 양극 기판과 정공 수송층의 중간으로 설정되어야 한다. 아울러 외부 양자 효율을 높이기 위해 가시광 영역에서의 광 흡수는 제거하여야 할 필요가 있다.In addition, the energy bandgap difference occurs due to the work function of the anode substrate and the highest occupied molecular orbital (HOMO) level of the hole transport layer. In order to match the energy band gap, the HOMO level should be set between the anode substrate and the hole transport layer. In order to increase the external quantum efficiency, it is necessary to remove the light absorption in the visible light region.

이에 대표적으로 사용되는 정공 주입층 물질은 고투과성의 전도성 용액인 고분자 재료의 PEDOT:PSS(poly (3,4-ethylenedioxythiophene) poly (styrenesulfonate)를 사용하고 있으며, PEDOT:PSS 의 정공 주입층은 스핀 코터를 이용하여 양극 기판과 정공 수송층 사이에 형성된다.PEDOT: PSS (poly (3,4-ethylenedioxythiophene) poly (styrenesulfonate)), which is a high permeability conductive solution, is used as a typical hole injection layer material, and a hole injection layer of PEDOT: Is formed between the anode substrate and the hole transporting layer.

즉, 상기 PEDOT:PSS 의 정공 주입층은 스핀 코터를 이용하여 양극 기판과 정공 수송층 사이에 형성되므로, 정공 주입층의 제조 공정이 매우 복잡한 문제점이 존재하였다.
That is, since the hole injection layer of PEDOT: PSS is formed between the anode substrate and the hole transport layer using a spin coater, there is a problem that the process of manufacturing the hole injection layer is very complicated.

본 발명은 상세한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 양극 기판 상에 유리 도가니 및 플라잉 보트를 이용한 열증착을 통해 단분자 계열인 CuPc(Copper Phthalocyanine, 동프탈로시아닌)의 정공 주입층을 마련함에 따라, 기존의 정공 주입층의 유기물들에 비해 열적 산화 및 열적 안정성이 우수하고 발광 효율을 극대화할 수 있으며 양극과 정공 주입층의 이온화 에너지가 유사하므로 양극 과의 계면 접착력이 우수하고 양극의 일함수보다 CuPc의 정공 주입층의 HOMO 준위가 약간 높기 때문에 기존의 전압 보다 낮은 전압으로 정공 주입이 가능하여 정공 주입층의 제조 공정이 간소화할 수 있는 유기발광소자 제조 장치 및 방법을 제공하고자 함에 있다.
It is an object of the present invention to provide a positive hole injection layer of copper phthalocyanine (CuPc), which is a monomolecular series, by thermal evaporation using a glass crucible and a flying boat on an anode substrate. It is possible to maximize the luminous efficiency and the thermal oxidation and the thermal stability compared with the organic materials of the conventional hole injection layer. Since the ionization energy of the anode and the hole injection layer are similar to each other, the interfacial adhesion with the anode is excellent, The HOMO level of the hole injection layer of CuPc is slightly higher than that of the work function, so that the hole injection can be performed at a voltage lower than that of the conventional voltage, thereby simplifying the manufacturing process of the hole injection layer. .

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 유기발광소자 제조 장치는,According to an aspect of the present invention, there is provided an apparatus for fabricating an organic light emitting diode,

양극 기판과 음극 기판으로부터 주입된 정공 및 전자를 유기 발광체와 결합하여 발광하는 유기발광소자에 있어서,An organic light emitting device for emitting light by coupling holes and electrons injected from a cathode substrate and an anode substrate with an organic light emitting material,

상기 유기 발광체는,The organic light-

상기 양극 기판 상에 정공 수송층 및 발광층을 순차로 형성하고,A hole transporting layer and a light emitting layer are sequentially formed on the anode substrate,

상기 양극 기판과 상기 정공 수송층 사이에 단분자 계열의 정공 주입층을 더 형성하도록 구비되는 것을 특징으로 한다.
And a hole injecting layer of a monomolecular type is further formed between the anode substrate and the hole transporting layer.

여기서 상기 양극 기판은,Here,

전극 소재의 투명 기판 위에 유기물을 소정 증착율과 소정 압력으로 5 mm의 폭과 170 nm의 두께로 증착하고, An organic material was deposited on the transparent substrate of the electrode material at a predetermined deposition rate and a predetermined pressure with a width of 5 mm and a thickness of 170 nm,

염산과 질산을 이용한 습식 에칭(wet etching)을 통해 패터닝을 실행하여 제조하는 것이 바람직하다. It is preferable to perform patterning by wet etching using hydrochloric acid and nitric acid.

여기서, 소정 증착율은 0.2 Å/s에서 0.3 Å/s로 구비되는 것이 바람직하다.Here, the predetermined deposition rate is preferably 0.2? / S to 0.3? / S.

여기서, 소정 압력은 8×10-6 Torr 이상인 것이 바람직하다.Here, the predetermined pressure is preferably 8 x 10 < -6 > Torr or more.

상기 정공 주입층은,Wherein the hole injection layer

상기 양극 기판과 정공 수송층 사이에 단분자 계열의 CuPc(Copper Phthalocyanine)를 헤테로 적층 구조의 열증착을 통해 10nm 이상 30nm 이하의 두께로 구비되는 것이 바람직하다.
It is preferable that a monomolecular copper (CuPc) is deposited between the anode substrate and the hole transporting layer by thermal evaporation of a hetero-layer structure to a thickness of 10 nm or more and 30 nm or less.

상기 정공 수송층은 The hole transport layer

상기 정공 주입층 위에 TPD(N,N`-Bis(3-methylphenyl)-N,N`-dphenylbenzidine)를 열증착을 통해 40 nm 이하의 두께로 구비되는 것이 바람직하다.
It is preferable that TPD (N, N'-Bis (3-methylphenyl) -N, N'-dphenylbenzidine) is deposited to a thickness of 40 nm or less on the hole injection layer through thermal deposition.

그리고, 상기 발광층은,In addition, the light-

상기 전자 수송층 위에 Alq3(Tris-(8-hydroxyquinoline)aluminum)를 열증착을 통해 60nm 이하의 두께로 형성하도록 구비되는 것이 바람직하다.It is preferable that Alq3 (Tris- (8-hydroxyquinoline) aluminum) is formed on the electron transport layer by thermal deposition to a thickness of 60 nm or less.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 유기발광소자 제조 방법은,According to an aspect of the present invention,

투명 기판의 이물질을 제거한 후 유기물 마스크를 사용하여 유기물을 소정 두께로 증착하고 습식 에칭으로 패터닝을 하여 양극 기판을 형성하는 단계와,Removing the foreign substances on the transparent substrate, depositing an organic material to a predetermined thickness using an organic material mask, patterning the organic material by wet etching to form a positive electrode substrate,

상기 양극 기판 상에 열증착을 통해 CuPc의 정공 주입층을 형성하는 단계와, Forming a hole injection layer of CuPc on the anode substrate by thermal evaporation;

상기 CuPc의 정공 주입층 위에 열증착으로 정공 수송층을 형성하는 단계와,Forming a hole transport layer on the hole injection layer of CuPc by thermal evaporation;

상기 정공 수송층 위에 열증착을 통해 발광층을 형성하는 단계와Forming a light emitting layer on the hole transporting layer by thermal evaporation;

상기 발광층 위에 음극 기판을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. And forming a cathode substrate on the light emitting layer.

여기서, 상기 정공 주입층은, Here, the hole injection layer may include a hole injection layer,

단분자 계열의 CuPc 를 헤테로 적층 구조의 열증착으로 10nm 이상 30nm 이하의 두께로 구비되는 것이 바람직하다.
It is preferable that the single-molecular-based CuPc is provided in a thickness of not less than 10 nm and not more than 30 nm by thermal vapor deposition of a hetero-layer structure.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 양극 기판과 정공 수송층 사이에 유리 도가니와 플라잉 보트를 이용한 헤테로 적층 구조의 열증착을 통해 단분자 계열인 CuPc의 정공 주입층을 형성함에 따라, 정공 주입층의 제조 공정이 용이하고, 기존의 정공 주입층의 유기물들에 비해 열적 산화 및 열적 안정성이 우수하며, 양극 기판과 CuPc의 정공주입층의 이온화 에너지가 유사하므로 CuPc의 정공 주입층에 토대로 발광 휘도의 효율을 근본적으로 향상시킬 수 있다.As described above, according to the present invention, since the hole injection layer of CuPc, which is a monomolecular series, is formed by thermal vapor deposition of a hetero-layer structure using a glass crucible and a flying boat between an anode substrate and a hole transporting layer, Is superior in thermal oxidation and thermal stability compared with the organic materials of the conventional hole injection layer and has a similar ionization energy to the hole injection layer of the anode substrate and CuPc, The efficiency can be fundamentally improved.

또한 본 발명에 따르면, CuPc의 정공주입층에 의해 양극 기판과 정공 수송층 사이의 계면 접착력이 우수하고, 양극 기판의 일함수보다 CuPc의 정공 주입층의 HOMO 준위가 약간 높으므로 기존의 전압 보다 낮은 전압으로 정공 주입이 가능하며, 전기적인 안정성을 향상시킬 수 있는 효과를 얻는다.
According to the present invention, since the interface adhesion between the anode substrate and the hole transport layer is excellent by the hole injection layer of CuPc and the HOMO level of the hole injection layer of CuPc is slightly higher than the work function of the anode substrate, It is possible to inject holes into the hole, and the effect of improving the electrical stability is obtained.

본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 본 발명에 적용되는 유기 발광 소자의 구성을 보인 도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 유기발광소자의 CuPc의 정공 주입층과 정공 수송층의 분자 구조를 보인 도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 유기발광소자의 유기발광소자의 각 층에 대한 에너지 준위를 보인 도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 유기발광소자의 CuPc의 정공 주입층의 두께가 변동될 때 각 층의 전압 대비 휘도를 보인 그래프이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 유기발광소자의 CuPc의 정공 주입층의 두께가 변동될 때 전압 대비 휘도에 대한 로그 스케일을 보인 그래프이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 유기발광소자의 유기 발광층의 CuPc의 정공 주입층의 두께가 변동될 때 전압 대비 전류 밀도를 보인 그래프이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 유기발광소자와 CuPc가 증착되지 않은 기본 소자의 전기 발광(EL)을 보인 그래프이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 유기발광소자의 발광층 제조 과정을 보인 흐름도이다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings, which are incorporated in and constitute a part of the specification, illustrate preferred embodiments of the invention and, together with the description of the invention given below, serve to further understand the technical idea of the invention. And should not be construed as limiting.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a view showing a configuration of an organic light emitting device according to the present invention. FIG.
2 is a graph showing the molecular structure of a hole injection layer and a hole transport layer of CuPc in an organic light emitting device according to an embodiment of the present invention.
3 is a graph showing energy levels of respective layers of an organic light emitting diode of an organic light emitting diode according to an embodiment of the present invention.
4 is a graph showing the luminance versus voltage of each layer when the thickness of the hole injection layer of CuPc of the organic light emitting diode according to the embodiment of the present invention is varied.
FIG. 5 is a graph showing a logarithmic scale of luminance versus voltage when a thickness of a hole injection layer of CuPc of an organic light emitting diode according to an embodiment of the present invention is varied.
6 is a graph showing the current density versus voltage when the thickness of the hole injection layer of CuPc in the organic light emitting layer of the organic light emitting device according to the embodiment of the present invention is varied.
FIG. 7 is a graph showing electroluminescence (EL) of an organic light emitting device according to an embodiment of the present invention and a basic element in which CuPc is not deposited.
8 is a flowchart illustrating a manufacturing process of a light emitting layer of an organic light emitting diode according to another embodiment of the present invention.

이하 본 발명을 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 하기의 각 도면이 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 동일한 부호를 가지도록 하며, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the following drawings, like reference numerals are used to denote like elements, and the same reference numerals are given to the same elements even if they are shown in different drawings, Detailed description of functions and configurations is omitted.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 유기발광소자의 제조 장치의 구성을 보인 도이다. FIG. 1 is a view showing a configuration of an apparatus for manufacturing an organic light emitting diode according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시 예에 따른 유기발광소자 제조 장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 양극 기판(10), 유기 발광층(30), 및 음극 기판(50)를 포함하고, 여기서, 상기 유기 발광층(30)은 정공 주입층(31), 정공 수송층(33), 및 발광층(35)을 포함한다.1, an apparatus for manufacturing an organic light emitting diode according to an exemplary embodiment of the present invention includes an anode substrate 10, an organic light emitting layer 30, and a cathode substrate 50, 30 includes a hole injection layer 31, a hole transporting layer 33, and a light emitting layer 35.

여기서, 상기 양극 기판(10)는 산화인듐주석(ITO: Indium tin oxide) 물질로 구비되며, 투명 기판의 이물질을 제거한 후 소정 증착율과 소정 압력으로 유기물을 5 mm의 폭과 170 nm의 두께로 증착하고, 염산과 질산을 이용한 습식 에칭을 통해 패터닝을 실행으로써 형성된다.Here, the anode substrate 10 is made of indium tin oxide (ITO), and the organic material is deposited to a thickness of 5 mm and a thickness of 170 nm at a predetermined deposition rate and a predetermined pressure, And performing patterning through wet etching using hydrochloric acid and nitric acid.

여기서 소정 증착율은 0.2 Å/s에서 0.3 Å/s이고, 소정 압력은 8×10-6 Torr 이상으로 구비되는 것이 바람직하다. It is preferable that the predetermined deposition rate is 0.2 Å / s to 0.3 Å / s and the predetermined pressure is 8 × 10 -6 Torr or more.

한편, 상기 정공 주입층(32)은, 단분자 계열의 CuPc(Copper Phthalocyanine)를 헤테로 적층 구조의 얼증착을 통해 10nm 이상 30nm 이하의 두께로 구비된다. 이때 헤테로 적층 구조의 얼증착을 위해, 유리 도가니 및 플라잉 보트가 사용된다.On the other hand, the hole injection layer 32 is formed to a thickness of 10 nm or more and 30 nm or less through a monolayer system of copper phthalocyanine (CuPc) by heteroeposition deposition. At this time, a glass crucible and a flying boat are used for free deposition of the hetero-layer structure.

상기 정공 수송층(33)은 상기 정공 주입층(32) 위에 TPD((N,N`-Bis(3-methylphenyl)-N,N`-dphenylbenzidine)를 열증착을 통해 40 nm 이하의 두께로 구비된다.The hole transport layer 33 is formed to have a thickness of 40 nm or less through thermal deposition by TPD (N, N'-bis (3-methylphenyl) -N, N'-dphenylbenzidine) on the hole injection layer 32 .

한편, 상기 정공 수송층(33)의 상면에 상기 전자 및 정공과의 결합으로 발광하는 발광층(35)를 형성하고, 상기 발광층(35)는 Alq3(Tris-(8-hydroxyquinoline)aluminum)물질을 60nm 이하의 두께로 열증착을 통해 형성된다.A light emitting layer 35 is formed on the upper surface of the hole transport layer 33 by the combination of electrons and holes and the light emitting layer 35 is formed of Alq3 (Tris- (8-hydroxyquinoline) aluminum) Lt; RTI ID = 0.0 > thickness. ≪ / RTI >

도 2는 상기 정공 주입층의 CuPc와 정공 수송층의 분자 구조를 보인 도이고, 도 3은 유기발광소자의 각 층에 대한 에너지 준위를 보인 도로서, 이에 도시된 바와 같이, CuPc의 정공 주입층(31)으로 인해 표면적 에너지 준위가 높아짐에 따라 양극 기판(10)과 유기 발광층(30) 사이의 접합 부분에 대한 계면 특성의 차로 기인된 계면 특성 저하가 완화되는 것을 알 수 있다. FIG. 2 is a view showing the molecular structure of CuPc and the hole transport layer of the hole injection layer. FIG. 3 shows the energy level of each layer of the organic light emitting device. As shown in FIG. 3, 31, the lowering of the interface characteristics caused by the difference in the interface characteristics with respect to the junction portion between the anode substrate 10 and the organic light emitting layer 30 is alleviated as the surface energy level becomes higher.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 유기발광소자의 CuPc의 정공 주입층의 두께가 변동될 때 각 층의 전압 대비 휘도를 보인 그래프이다. 이에 도시된 바와 같이, CuPc의 정공 주입층이 증착되지 않은 기본 소자인 경우 약 7 V 부근에서 턴 온 전압이 발생되고 11 V 부근에서 최대 휘도는 약 700 cd/m2 임을 알 수 있다.4 is a graph showing the luminance versus voltage of each layer when the thickness of the hole injection layer of CuPc of the organic light emitting diode according to the embodiment of the present invention is varied. As shown in the figure, a turn-on voltage is generated in the vicinity of about 7 V and a maximum luminance is about 700 cd / m 2 in the vicinity of 11 V in the case of a base element in which a hole injection layer of CuPc is not deposited.

또한 CuPc의 정공 주입층 두께가 각각 10 nm, 20 nm, 30 nm 각각 열 증착된 경우 상기 기본 소자의 같은 전압에서 휘도가 향상됨을 알 수 있고, 반면 CuPc의 정공 주입층의 두께가 40 nm와 50 nm인 경우에는 상기 기본 소자와 같은 전압에서 휘도가 더 작게 발생되는 것을 알 수 있습니다.In addition, when the thickness of the hole injection layer of CuPc is 10 nm, 20 nm, and 30 nm, respectively, the luminance is improved at the same voltage of the basic element, whereas the thickness of the hole injection layer of CuPc is 40 nm and 50 nm, the luminance is smaller at the same voltage as that of the basic device.

그리고, 약 10 V 부근에서 각 유기 발광층이 견딜 수 있는 줄열이 발생되고 발생된 줄열로 인해 유기물의 열적 산화 현상이 시작되므로, 발광 휘도가 점차 감소하는 경향을 보이고 있다.In addition, near the about 10 V, the organic light emitting layer is able to withstand a short circuit, and thermal oxidation of the organic material starts due to the generated short circuit, so that the luminance of the organic light emitting layer gradually decreases.

예를 들어, CuPc의 정공 주입층가 두께 40 nm와 50nm일 때 기본 소자와 같은 전압에서 기본 소자에 비해 더 많은 전하가 유입되므로 전류밀도가 증가되고 이에 따라 더 많은 줄열이 발생되므로 유기 발광체의 손상이 예측되고, 이러한 유기 발광체의 손상으로 인해 상기 기본 소자에 비해 더 적은 휘도가 관측된다.For example, when the hole injection layer of CuPc has a thickness of 40 nm and 50 nm, more charge is injected at the same voltage as the basic device at the same voltage as the basic device, so that the current density is increased and accordingly more heat is generated. And less luminance is observed compared to the basic element due to the damage of this organic light emitting element.

한편, 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 유기발광소자의 CuPc의 정공 주입층의 두께가 변동될 때 전압 대비 휘도에 대한 로그 스케일을 보인 그래프로서, CuPc의 정공 주입층이 증착된 유기발광소자는 상기 기본 소자에 비해 턴 온 전압이 더 빠르게 발생된다.Meanwhile, FIG. 5 is a graph showing a logarithmic scale of the luminance versus voltage when the thickness of the hole injection layer of CuPc of the organic light emitting device according to the embodiment of the present invention is changed, wherein the organic light emitting device having the hole injection layer of CuPc deposited thereon The turn-on voltage is generated faster than the basic element.

또한, 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 유기발광소자의 발광층의 CuPc 정공 주입층의 두께가 변동될 때 전압 대비 전류 밀도를 보인 그래프이다. 이에 도시된 바와 같이, CuPc가 증착된 유기발광소자가 상기 기본 소자에 비교하여 같은 전압에서 더 많은 전류 밀도가 발생함을 알 수 있다.6 is a graph showing the current density versus voltage when the thickness of the CuPc hole injection layer of the light emitting layer of the organic light emitting diode according to the embodiment of the present invention is varied. As shown in the figure, it can be seen that the current density of the organic light emitting device having CuPc deposited therein is higher than that of the basic device at the same voltage.

도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 유기발광소자와 CuPc가 증착되지 않은 기본 소자의 전기 발광(EL)을 보인 그래프이다.FIG. 7 is a graph showing electroluminescence (EL) of an organic light emitting device according to an embodiment of the present invention and a basic element in which CuPc is not deposited.

도 7을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 유기발광소자와 기본 소자는 동일하게 파장 약 530 nm 부근에서 녹색 파장을 형성되는 바, Alq3의 발광층(35)의 발광체가 발광됨을 보인다.Referring to FIG. 7, the organic light emitting device and the basic device according to the embodiment of the present invention similarly have a green wavelength at a wavelength of about 530 nm, and the light emitting layer 35 of Alq3 emits light.

즉, CuPc의 정공 주입층(31)의 두께가 20 nm일 때 발광 휘도는 최대로 되었다가 30 nm 이상에서 발광 휘도는 감소한다. 따라서, CuPc의 정공 주입층을 사용할 때 정공 주입이 원활하게 이루어지고 있다. 그리고, CuPc의 정공 주입층이 20 nm 두께로 증착될 때 발광하는 휘도가 극대화됨을 알 수 있다. That is, when the thickness of the hole injection layer 31 of CuPc is 20 nm, the light emission luminance is maximized, while the light emission luminance is decreased at 30 nm or more. Therefore, when the hole injection layer of CuPc is used, the hole injection is smoothly performed. It can be seen that when the hole injection layer of CuPc is deposited to a thickness of 20 nm, the luminance emitted is maximized.

본 발명의 실시 예에 의하면, 양극 기판과 정공 수송층 사이에 유리 도가니와 플라잉 보트를 이용한 헤테로 적층 구조의 열증착을 통해 단분자 계열인 CuPc의 정공 주입층을 마련함에 따라, 정공 주입층의 제조 공정이 용이하고, 기존의 정공 주입층의 유기물들에 비해 열적 산화 및 열적 안정성이 우수하며, 양극 기판과 CuPc의 정공주입층의 이온화 에너지가 유사하므로 CuPc의 정공 주입층에 토대로 발광 휘도의 효율이 근본적으로 향상된다.According to the embodiment of the present invention, a hole injection layer of CuPc, which is a monomolecular series, is provided through thermal deposition of a hetero-layer structure using a glass crucible and a flying boat between an anode substrate and a hole transport layer, The ionization energy of the positive hole injection layer of the positive electrode substrate is similar to that of the positive hole injection layer of the positive electrode substrate. Therefore, the efficiency of the emission luminance based on the hole injection layer of CuPc is essentially .

또한, CuPc의 정공주입층에 의해 양극 기판과 정공 수송층 사이의 계면 접착력이 우수하고, 양극 기판의 일함수보다 CuPc의 정공 주입층의 HOMO 준위가 약간 높으므로 기존의 전압 보다 낮은 전압으로 정공 주입이 가능하며, 전기적인 안정성이 더욱 향상된다.In addition, since the interface adhesion between the anode substrate and the hole transport layer is excellent by the hole injection layer of CuPc and the HOMO level of the hole injection layer of CuPc is slightly higher than the work function of the anode substrate, And the electrical stability is further improved.

양극 기판과 정공 수송층 사이에 유리 도가니와 플라잉 보트를 이용한 열증착을 통해 단분자 계열인 CuPc의 정공 주입층을 마련하는 일련의 과정을 도 8을 참조하여 설명한다.A series of processes for providing a hole injection layer of CuPc, which is a monomolecular series, through thermal deposition using a glass crucible and a flying boat between an anode substrate and a hole transporting layer will be described with reference to FIG.

도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 유기발광소자 제조 과정을 보인 흐름도로서, 도 8을 참조하여 도 1에 도시된 유기발광소자 제조 과정을 설명한다.FIG. 8 is a flowchart illustrating an organic light emitting device manufacturing process according to another embodiment of the present invention. Referring to FIG. 8, a process of manufacturing the organic light emitting device shown in FIG. 1 will be described.

우선, 양극 기판(10)은 전극 소재의 투명 기판 위에 이물질을 제거한 후 유기물 마스크를 사용하여 유기물을 소정 두께로 증착하고 습식 에칭(wet etching)으로 패터닝을 실행하여 형성되며, 여기서, 상기 양극 기판(10)은 산화인듐주석(ITO) 물질을 이용한다(단계 101).First, the anode substrate 10 is formed by removing foreign substances on a transparent substrate of an electrode material, depositing an organic material to a predetermined thickness using an organic material mask, and performing patterning by wet etching, 10 uses an indium tin oxide (ITO) material (step 101).

그리고, 상기 양극 기판(10) 상에 유기 발광층(30)의 정공 주입층(31)이 마련되는데, 상기 정공 주입층(31)은 단분자 물질인 CuPc(Copper Phthalocyanine, 동프탈로시아닌) 물질을 유리 도가니와 플라잉 보트를 이용한 헤테로 적층 구조의 열 증착을 통해 형성된다.A hole injection layer 31 of the organic emission layer 30 is formed on the anode substrate 10. The hole injection layer 31 may be formed of a single crystal material such as copper phthalocyanine (CuPc) And a heterojunction structure using a flying boat.

이때 상기 CuPc의 정공 주입층(31)은 10nm 이상 30nm 이하의 두께로 이루어진다(단계 103).At this time, the hole injection layer 31 of CuPc has a thickness of 10 nm or more and 30 nm or less (Step 103).

또한, 상기 CuPc 정공 주입층 위에 열증착 방법으로 정공 수송층(33)이 형성되며, 상기 정공 수송층(33)은 상기 정공 주입층(31) 위에 TPD((N,N`-Bis(3-methylphenyl)-N,N`-dphenylbenzidine) 물질을 열증착을 통해 40 nm 이하의 두께로 마련된다(단계 105).A hole transport layer 33 is formed on the CuPc hole injection layer by a thermal evaporation method. The hole transport layer 33 is formed on the hole injection layer 31 by using TPD (N, N'-Bis (3-methylphenyl) -N, N'-diphenylbenzidine) material is deposited to a thickness of 40 nm or less through thermal deposition (Step 105).

한편, 상기 정공 수송층(33)의 상면에 상기 전자 및 정공과의 결합으로 발광하는 발광층(35)를 형성하고, 상기 발광층(35)는 Alq3(Tris-(8-hydroxyquinoline)aluminum)물질을 60nm 이하의 두께로 열증착을 통해 형성된다(단계 107).A light emitting layer 35 is formed on the upper surface of the hole transport layer 33 by the combination of electrons and holes and the light emitting layer 35 is formed of Alq3 (Tris- (8-hydroxyquinoline) aluminum) Lt; RTI ID = 0.0 > 107 < / RTI >

그리고, 상기 Alq3의 발광층(35) 위에 Al(cathode)의 음극 기판을 마련하고, 상기 음극 기판을 마련하는 일련의 과정을 널리 알려진 공지의 기술이므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.A series of processes of providing a cathode substrate of Al (cathode) on the light emitting layer 35 of Alq3 and a process of providing the cathode substrate are well known in the art, and a detailed description thereof will be omitted.

따라서, 양극 기판과 정공 수송층 사이에 유리 도가니와 플라잉 보트를 이용한 헤테로 적층 구조의 열증착을 통해 단분자 계열인 CuPc의 정공 주입층을 마련함에 따라, 정공 주입층의 제조 공정이 용이하고, 기존의 정공 주입층의 유기물들에 비해 열적 산화 및 열적 안정성이 우수하며, 양극 기판과 CuPc의 정공주입층의 이온화 에너지가 유사하므로 CuPc의 정공 주입층에 토대로 발광 휘도의 효율이 근본적으로 향상된다.Accordingly, the hole injection layer of CuPc, which is a monomolecular series, is formed through thermal deposition of a hetero-layer structure using a glass crucible and a flying boat between the anode substrate and the hole transporting layer, Since the ionization energy of the positive hole injection layer of the positive electrode substrate is similar to that of the positive hole injection layer of the positive hole injection layer, the efficiency of the emission luminance is basically improved based on the hole injection layer of CuPc.

또한, CuPc의 정공주입층에 의해 양극 기판과 정공 수송층 사이의 계면 접착력이 우수하고, 양극 기판의 일함수보다 CuPc의 정공 주입층의 HOMO 준위가 약간 높으므로 기존의 전압 보다 낮은 전압으로 정공 주입이 가능하며, 전기적인 안정성이 더욱 향상된다.In addition, since the interface adhesion between the anode substrate and the hole transport layer is excellent by the hole injection layer of CuPc and the HOMO level of the hole injection layer of CuPc is slightly higher than the work function of the anode substrate, And the electrical stability is further improved.

지금까지 본 발명을 바람직한 실시 예를 참조하여 상세히 설명하였지만, 본 발명이 상기한 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 또는 수정이 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 사상이 미친다 할 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.

양극 기판과 정공 수송층 사이에 유리 도가니와 플라잉 보트를 이용한 헤테로 적층 구조의 열증착을 통해 단분자 계열인 CuPc의 정공 주입층을 마련함에 따라, 정공 주입층의 제조 공정이 용이하고, 기존의 정공 주입층의 유기물들에 비해 열적 산화 및 열적 안정성이 우수하며, 양극 기판과 CuPc의 정공주입층의 이온화 에너지가 유사하므로 CuPc의 정공 주입층에 토대로 발광 휘도의 효율이 근본적으로 향상되고, CuPc의 정공주입층에 의해 양극 기판과 정공 수송층 사이의 계면 접착력이 우수하며, 양극 기판의 일함수보다 CuPc의 정공 주입층의 HOMO 준위가 약간 높으므로 기존의 전압 보다 낮은 전압으로 정공 주입이 가능하고, 전기적인 안정성이 더욱 향상되는 유기발광소자 제조 방법 및 장치에 대한 운용의 정확성 및 신뢰도 측면, 더 나아가 성능 효율 면에 매우 큰 진보를 가져올 수 있으며, 적용되는 조면 및 차세대의 디스플레이 장치의 시판 또는 영업의 가능성이 충분할 뿐만 아니라 현실적으로 명백하게 실시할 수 있는 정도이므로 산업상 이용가능성이 있는 발명이다.A hole injection layer of CuPc, which is a monomolecular series, is provided through thermal deposition of a hetero-layer structure using a glass crucible and a flying boat between an anode substrate and a hole transporting layer, so that a process of manufacturing a hole injection layer is easy, Layer and the hole injection layer of CuPc is similar to that of the hole injection layer of CuPc. Therefore, the efficiency of luminescence brightness is basically improved on the basis of the hole injection layer of CuPc, and the hole injection of CuPc Layer has an excellent interfacial adhesion between the anode substrate and the hole transporting layer and the HOMO level of the hole injection layer of CuPc is slightly higher than the work function of the anode substrate. Hence, holes can be injected at a voltage lower than the conventional voltage, In terms of accuracy and reliability of operation for the method and apparatus for manufacturing an organic light emitting diode which is further improved, And it is an industrially applicable invention since it is possible to carry out a commercially available or next generation display device to be applied on the market or to be operated in a realistic manner.

Claims (9)

양극 기판과 음극 기판으로부터 주입된 정공 및 전자를 유기 발광체와 결합하여 발광하는 유기발광소자에 있어서,
상기 유기 발광체는,
상기 양극 기판 상에 정공 수송층 및 발광층을 순차로 형성하고,
상기 양극 기판과 상기 정공 수송층 사이에 단분자 계열의 정공 주입층을 더 형성하도록 구비하되,
상기 정공 주입층은,
상기 양극 기판과 정공 수송층 사이에 단분자 계열의 CuPc(Copper Phthalocyanine)를 헤테로 적층 구조의 열증착을 통해 10nm 이상 30nm 이하의 두께로 구비되는 것을 특징으로 하는 유기발광소자 제조 장치.
An organic light emitting device for emitting light by coupling holes and electrons injected from a cathode substrate and an anode substrate with an organic light emitting material,
The organic light-
A hole transporting layer and a light emitting layer are sequentially formed on the anode substrate,
A hole injecting layer of a monomolecular type is further formed between the anode substrate and the hole transporting layer,
Wherein the hole injection layer
Wherein a single molecule of copper phthalocyanine (CuPc) is deposited between the anode substrate and the hole transport layer by thermal evaporation of a hetero-layer structure to a thickness of 10 nm or more and 30 nm or less.
제1항에 있어서, 상기 양극 기판은,
전극 소재의 투명 기판 위에 유기물을 소정 증착율과 소정 압력으로 5 mm의 폭과 170 nm의 두께로 증착하고,
염산과 질산을 이용한 습식 에칭(wet etching)을 통해 패터닝을 실행하여 제조하는 것을 특징으로 하는 유기발광소자 제조 장치.
The method according to claim 1,
An organic material was deposited on the transparent substrate of the electrode material at a predetermined deposition rate and a predetermined pressure with a width of 5 mm and a thickness of 170 nm,
And patterning is performed by wet etching using hydrochloric acid and nitric acid.
제2항에 있어서, 소정 증착율은 0.2 Å/s에서 0.3 Å/s로 구비되는 것을 특징으로 하는 유기발광소자 제조 장치.
3. The apparatus of claim 2, wherein the predetermined deposition rate is 0.2 A / s to 0.3 A / s.
제2항 및 제3항 중 한 항에 있어서, 소정 압력은 8×10-6 Torr 이상인 것을 특징으로 하는 유기발광소자 제조 장치.
The organic light emitting diode manufacturing apparatus according to any one of claims 2 and 3, wherein the predetermined pressure is 8 x 10 < -6 > Torr or more.
삭제delete 제4항에 있어서, 상기 정공 수송층은
상기 정공 주입층 위에 TPD(N,N`-Bis(3-methylphenyl)-N,N`-dphenylbenzidine)를 열증착을 통해 40 nm 이하의 두께로 구비되는 것을 특징으로 하는 유기발광소자 제조 장치.
The organic electroluminescence device according to claim 4, wherein the hole transport layer
Wherein TPD (N, N'-bis (3-methylphenyl) -N, N'-diphenylbenzidine) is deposited on the hole injection layer to a thickness of 40 nm or less by thermal evaporation.
제6항에 있어서, 상기 발광층은,
상기 정공 수송층 위에 Alq3(Tris-(8-hydroxyquinoline)aluminum)를 열증착을 통해 60nm 이하의 두께로 형성하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 유기발광소자 제조 장치.
7. The organic electroluminescent device according to claim 6,
Wherein Alq3 (Tris- (8-hydroxyquinoline) aluminum) is formed on the hole transport layer by thermal deposition to a thickness of 60 nm or less.
투명 기판의 이물질을 제거한 후 유기물 마스크를 사용하여 유기물을 소정 두께로 증착하고 습식 에칭으로 패터닝을 하여 양극 기판을 형성하는 단계와,
상기 양극 기판 상에 열증착을 통해 단분자 계열의 CuPc 를 헤테로 적층 구조의 열증착으로 10nm 이상 30nm 이하의 두께로 CuPc의 정공 주입층을 형성하는 단계와,
상기 CuPc의 정공 주입층 위에 열증착으로 정공 수송층을 형성하는 단계와,
상기 정공 수송층 위에 열증착을 통해 발광층을 형성하는 단계와
상기 발광층 위에 음극 기판을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광소자 제조 방법.
Removing the foreign substances on the transparent substrate, depositing an organic material to a predetermined thickness using an organic material mask, patterning the organic material by wet etching to form a positive electrode substrate,
Forming a hole injection layer of CuPc with a thickness of 10 nm or more and 30 nm or less by thermal deposition of mono-molecular-based CuPc on the anode substrate by thermal deposition;
Forming a hole transport layer on the hole injection layer of CuPc by thermal evaporation;
Forming a light emitting layer on the hole transporting layer by thermal evaporation;
And forming a cathode substrate on the light emitting layer.
삭제delete
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