KR101730554B1 - Organic electroluminescent device - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 기판 상의 제 1 전극과; 상기 제 1 전극 상부의 정공수송층과;
상기 정공수송층 상부에 인광 물질인 호스트 물질과 도펀트 물질로 이루어진 발광물질층과; 상기 발광물질층 상부의 전자수송층과; 상기 전자수송층 상부의 전자주입층과; 상기 전자주입층 상부의 제 2 전극을 포함하고, 상기 발광물질층은 상기 호스트층과 호스트 도펀트 혼합층과 도펀트층을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기전계 발광소자를 제공한다.The present invention provides a plasma display panel comprising: a first electrode on a substrate; A hole transport layer on the first electrode;
A light emitting material layer made of a host material and a dopant material, which are phosphorescent materials, on the hole transport layer; An electron transport layer on the light emitting material layer; An electron injection layer on the electron transport layer; And a second electrode over the electron injection layer, wherein the light emitting material layer includes a host layer, a host dopant mixed layer, and a dopant layer.
Description
본 발명은 유기전계 발광소자에 관한 것으로, 특히 발광 효율이 향상되며 도펀트의 농도를 감소시킬 수 있는 유기전계 발광소자에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE
최근, 박형화, 경량화, 저 소비전력화 등의 우수한 특성을 가지는 평판표시장치(flat panel display)가 널리 개발되어 다양한 분야에 적용되고 있다. 2. Description of the Related Art Flat panel displays having excellent characteristics such as thinning, lightening, and low power consumption have been widely developed and applied to various fields.
이중, 유기발광 다이오드(organic light emitting diode: OLED)라고도 불리는 유기전계 발광소자 또는 유기전기 발광소자(organic electroluminescent display)는, 전자 주입 전극인 음극과 정공 주입 전극인 양극 사이에 형성된 발광층에 전하를 주입하여 전자와 정공이 쌍을 이루어 엑시톤을 형성한 후, 상기 엑시톤이 소멸하면서 빛을 내는 소자이다. An organic electroluminescent display device or an organic electroluminescent display device, also referred to as an organic light emitting diode (OLED), is an organic electroluminescent display device in which charges are injected into a light emitting layer formed between a cathode serving as an electron injecting electrode and a cathode serving as a hole injecting electrode So that the electron and the hole are paired to form an exciton, and then the exciton extinguishes to emit light.
이러한 유기전계 발광소자는 플라스틱과 같은 유연한 기판(flexible substrate) 위에도 형성할 수 있을 뿐 아니라, 자체 발광에 의해 색감이 뛰어나며, 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel)이나 무기 전기발광(EL) 디스플레이에 비해 낮은 전압에서 (10V이하) 구동이 가능하고, 전력 소모가 비교적 적다는 장점이 있다. Such an organic electroluminescent device can be formed not only on a flexible substrate such as a plastic but also has excellent color sensitivity due to self-luminescence and is low in plasma display panel (Plasma Display Panel) or inorganic electroluminescence It has the advantage of being able to drive (less than 10V) voltage and relatively low power consumption.
일반적으로, 유기전계 발광소자는 기판 상에 양극인 애노드(anode) 전극과 음극인 캐소드(cathode) 전극 사이에 위치하는 발광 물질층(emitting material layer: EML)을 포함한다. In general, an organic electroluminescent device includes an emitting material layer (EML) disposed between an anode electrode, which is an anode, and a cathode electrode, which is a cathode, on a substrate.
애노드 전극으로부터의 정공과 캐소드 전극으로부터의 전자를 발광물질층으로 주입하기 위해, 애노드 전극과 발광 물질층 사이에는 정공수송층(hole transporting layer: HTL)이, 캐소드 전극과 발광물질층 사이에는 전자수송층(electron transporting layer: ETL)이 위치한다. In order to inject holes from the anode electrode and electrons from the cathode electrode into the light emitting material layer, a hole transporting layer (HTL) is formed between the anode electrode and the light emitting material layer, and an electron transporting layer electron transporting layer (ETL).
이때, 정공과 전자를 좀 더 효율적으로 주입하기 위해 애노드 전극과 정공수송층 사이에는 정공주입층(hole injecting layer: HIL)을, 전자수송층과 캐소드 전극 사이에는 전자주입층(electron injecting layer: EIL)을 더 포함한다. In order to inject holes and electrons more efficiently, a hole injecting layer (HIL) is formed between the anode electrode and the hole transporting layer, and an electron injecting layer (EIL) is formed between the electron transporting layer and the cathode electrode. .
이러한 구조를 가지는 유기전계 발광소자에서, 애노드 전극으로부터 정공주입층과 정공수송층을 통해 발광 물질층으로 주입된 정공과, 캐소드 전극으로부터 전자주입층 및 전자수송층을 통해 발광 물질층으로 주입된 전자는 재결합(recombination)을 통해 엑시톤(exciton)을 형성하게 되고, 이 엑시톤으로부터 발광물질층의 밴드 갭에 해당하는 색상의 빛을 발하게 된다.In the organic electroluminescent device having such a structure, holes injected from the anode electrode to the light emitting material layer through the hole injecting layer and the hole transporting layer, and electrons injected from the cathode to the light emitting material layer through the electron injecting layer and the electron transporting layer are recombined the excitons are formed through recombination, and light of a color corresponding to the band gap of the light emitting material layer is emitted from the excitons.
한편, 최근에는 발광 물질층에 형광 물질보다 인광 물질이 많이 사용되는 추세이다. In recent years, phosphorescent materials have been used more frequently than fluorescent materials in the luminescent material layer.
형광 물질의 경우 발광 물질층에서 형성되는 엑시톤 중에 약 25% 정도만이 이 빛을 만드는 데 사용되고 75%의 삼중항은 대부분 열로 소실되는 반면, 인광 물질은 단일항과 삼중항 모두를 빛으로 전환시키는 발광 메커니즘을 가지고 있기 때문이다. In the case of fluorescent materials, only about 25% of the excitons formed in the emissive material layer are used to make this light, while 75% of the triplet is mostly lost to heat, whereas phosphorescent materials emit light that converts both singlet and triplet light into light It has a mechanism.
인광 도펀트(dopant)는 일반적으로 유기물의 중심부에 Ir, Pt, Eu와 같은 무거운 원소(heavy atom)를 포함하며 삼중항에서 단일항으로의 전자 전이 확률이 높다. Phosphorescent dopants generally contain heavy atoms such as Ir, Pt, and Eu in the center of organic matter, and have a high probability of electron transition from triplet to singlet.
하지만, 이러한 도펀트는 농도 소광 현상으로 급격한 효율감소가 발생하기 때문에 단독으로 발광물질층을 구성할 수는 없다. However, such a dopant can not constitute a light emitting material layer alone because a rapid efficiency reduction occurs due to a concentration extinction phenomenon.
따라서, 도펀트보다 열 안정성 및 삼중항 에너지가 높은 호스트 물질과 함께 발광층을 이루게 된다.Thus, a luminescent layer is formed together with the host material having higher thermal stability and higher triplet energy than the dopant.
도 1은 종래의 유기전계 발광소자에 있어서 유기 발광층에서의 도펀트 분포를 나타낸 도면이다.BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS FIG. 1 is a view showing a dopant distribution in an organic light emitting layer in a conventional organic electroluminescent device. FIG.
도시한 바와 같이, 발광 물질층(10)은 주 물질로 호스트(12)가 형성되고 있으며 이러한 호스트(12) 내의 전면에 도펀트(14)가 상기 호스트(12) 대비 8% 내지 12%의 농도비를 가지며 증착됨으로 호스트(12)와 도펀트(14)가 유기 발광층(10) 전면에 걸쳐 균일하게 혼합되어 형성되고 있다.As shown in the figure, the
하지만, 발광 물질층(10)이 이러한 구성을 갖는 경우, 상기 발광 물질층(10) 내부에서 엑시톤(exciton))을 축적시킬 수 있는 배리어 영역이 없으며, 이에 의해 엑시톤은 특정한 구간에 집중되어 형성되며 발광 영역이 가우시안 분포 특성을 이룬다.However, when the
따라서, 엑시톤 축적에 의한 발광 효율 향상 및 도펀트의 도핑량 감소와 같은 효과를 기대할 수 없는 실정이다.
Therefore, it is impossible to expect such effects as improvement of luminous efficiency due to accumulation of excitons and reduction of doping amount of dopant.
본 발명은 발광 물질층 내에 엑시톤 축적할 수 있는 배리어 영역을 가짐으로써 발광 효율을 향상시키고 도펀트의 농도를 저감시킬 수 있는 유기전계 발광소자를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
An object of the present invention is to provide an organic electroluminescent device capable of improving the luminous efficiency and reducing the concentration of the dopant by having a barrier region capable of accumulating an exciton in the luminous material layer.
위와 같은 과제의 해결을 위해, 본 발명에 따른 유기전계 발광소자는, 기판 상의 제 1 전극과; 상기 제 1 전극 상부의 정공수송층과; 상기 정공수송층 상부에 인광 물질인 호스트 물질과 도펀트 물질로 이루어진 발광물질층과; 상기 발광물질층 상부의 전자수송층과; 상기 전자수송층 상부의 전자주입층과; 상기 전자주입층 상부의 제 2 전극을 포함하고, 상기 발광물질층은 상기 호스트층과 호스트 도펀트 혼합층과 도펀트층을 포함하는 것이 특징이다. In order to solve the above problems, an organic electroluminescent device according to the present invention includes: a first electrode on a substrate; A hole transport layer on the first electrode; A light emitting material layer made of a host material and a dopant material, which are phosphorescent materials, on the hole transport layer; An electron transport layer on the light emitting material layer; An electron injection layer on the electron transport layer; And a second electrode on the electron injection layer. The light emitting material layer includes a host layer, a host dopant mixed layer, and a dopant layer.
이때, 상기 호스트 물질은 하기 화학식1로 표시되는 BeBq2이며, 상기 도펀트 물질은 하기 화학식2로 표시되는 Btp2lr(acac)인 것이 특징이다. At this time, the host material is BeBq2 represented by the following formula (1), and the dopant material is Btp2lr (acac) represented by the following formula (2).
화학식1
화학식2(2)
또한, 상기 발광물질층은 상기 정공수송층 위로 순차적으로 제 1 호스트층, 제 1 호스트 도펀트 혼합층, 제 1 도펀트층, 제 2 호스트 도펀트 혼합층, 제 2 호스트층, 제 3 호스트층, 제 3 호스트 도펀트 혼합층, 제 2 도펀트층, 제 4 호스트 도펀트 혼합층, 제 4 호스트층의 적층 구조를 이루는 것이 특징이다.The light emitting material layer may include a first host layer, a first host dopant mixed layer, a first dopant layer, a second host dopant mixed layer, a second host layer, a third host layer, a third host dopant mixed layer , A second dopant layer, a fourth host dopant mixed layer, and a fourth host layer.
이때, 상기 제 1, 2, 3, 4 호스트층은 각각 제 1 두께를 가지며, 상기 제 1, 2, 3, 4 호스트 도펀트 혼합층은 상기 제 1 두께보다 두꺼운 제 2 두께를 가지며, 상기 제 1, 2 도펀트층은 상기 제 2 두께보다 작은 제 3 두께를 가지며, 상기 제 2 두께는 제 1 두께의 1.5배 내지 2.5배이며, 상기 제 3 두께는 1Å 내지 10Å인 것이 특징이다. The first, second, third, and fourth host layers each have a first thickness, the first, second, third, and fourth host dopant mixed layers have a second thickness that is thicker than the first thickness, 2 dopant layer has a third thickness less than the second thickness, the second thickness is 1.5 to 2.5 times the first thickness, and the third thickness is 1 to 10 ANGSTROM.
또한, 상기 발광 물질층은 상기 호스트 물질과 도펀트 물질의 농도비는 99:1 내지 98:2인 것이 특징이다.
In the light emitting material layer, the concentration ratio of the host material and the dopant material is 99: 1 to 98: 2.
본 발명에 따른 유기전계 발광소자는 발광 물질층 내부에 도펀트 만으로 이루어진 엑시톤을 축적시킬 수 있는 배리어가 구비됨으로써 엑시톤을 축적시킬 수 있으므로 발광 효율을 향상시키고 도펀트의 농도를 낮추는 효과가 있다.
The organic electroluminescent device according to the present invention has a barrier capable of accumulating excitons composed only of a dopant in the light emitting material layer to accumulate the excitons, thereby improving the luminous efficiency and lowering the concentration of the dopant.
도 1은 종래의 유기전계 발광소자에 있어서 유기 발광층에서의 도펀트 분포를 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자의 단면도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자에 있어 유기 발광층을 확대 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자에 있어 발광 물질층과 이의 양측에 구비된 정공수송층 및 전자수송층만을 확대 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자 제조용 증착 장비를 간략히 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자와 비교예로서 종래의 유기전계 발광소자의 발광 물질층의 단위면적당 광도 변화에 따른 발광효율을 나타낸 그래프이다. BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS FIG. 1 is a view showing a dopant distribution in an organic light emitting layer in a conventional organic electroluminescent device. FIG.
2 is a sectional view of an organic electroluminescent device according to an embodiment of the present invention.
3 is an enlarged view of an organic light emitting layer in an organic electroluminescent device according to an embodiment of the present invention.
4 is an enlarged view of only a hole transporting layer and an electron transporting layer provided on both sides of the light emitting material layer in the organic electroluminescent device according to the embodiment of the present invention.
5 is a view schematically illustrating a deposition apparatus for manufacturing an organic electroluminescent device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a graph illustrating the luminous efficiency of a conventional organic electroluminescent device according to changes in luminance per unit area of the organic electroluminescent device according to an embodiment of the present invention and a conventional organic electroluminescent device.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자에 대해 설명한다.Hereinafter, an organic electroluminescent device according to an embodiment of the present invention will be described.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자의 단면도이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자에 있어 유기 발광층을 확대 도시한 도면이며, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자에 있어 발광 물질층과 이의 양측에 구비된 정공수송층 및 전자수송층만을 확대 도시한 도면이다.FIG. 2 is a cross-sectional view of an organic electroluminescent device according to an embodiment of the present invention, FIG. 3 is an enlarged view of an organic electroluminescent device in an organic electroluminescent device according to an embodiment of the present invention, FIG. Only the hole transporting layer and the electron transporting layer provided on both sides of the light emitting material layer in the organic electroluminescent device according to the example are enlarged.
우선, 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자는 양극인 애노드(anode) 전극(110) 위에 정공주입층(120)과 정공수송층(130) 및 발광물질층(140)이 차례로 형성되고 있다. 2 and 3, an organic electroluminescent device according to an embodiment of the present invention includes a
발광물질층(140) 상부에는 전자수송층(150)과 전자주입층(160)이 차례로 형성되고 있으며, 상기 전자주입층(160) 상부에 캐소드(cathode) 전극(170)이 형성되고 있다.An
여기서, 애노드 전극(110)은 일함수 값이 비교적 높은 물질인 인듐-틴-옥사이드(indium tin oxide; ITO)와 같은 투명 도전 물질로 이루어지고 있다.Here, the
또한,정공주입층(120)은 N,N'-diphenyl-N,N'-bis-[4-(phenyl-m-tolyl-amino)-phenyl]-biphenyl-4,4'-diamine(DNTPD)으로 이루어지고 있으며, 상기 정공수송층(130)은 4,4'-bis[N-(1-naphthyl)-N-phenylamino]-biphenyl(NPD)로 이루어지고 있다. In addition, the
한편, 본 발명에 따른 실시예에 있어서 가장 특징적인 구성으로서 발광 물질층(140)은 도 4에 도시한 바와같이, 호스트(host)와 도펀트(dopant)로 이루어지고 있다. 이때, 상기 발광 물질층(140)은 종래의 유기전계 발광소자와 같이 상기 호스트와 도펀트가 전면에 균일하게 혼합된 구성이 아닌, 호스트만으로 이루어진 영역(이하 호스트층이라 칭함)과, 호스트와 도펀트가 혼합된 영역(이하 호스트 도펀트 혼합층)과, 도펀트만으로 이루어진 영역(이하 도펀트층)으로 이루어지고 있는 것이 특징이다. Meanwhile, in the embodiment according to the present invention, the light emitting
여기서, 호스트 물질은 BeBq2로 이루어지며, 도펀트 물질은 Btp2lr(acac)로 이루어지며, 이때, 발광 물질층(140) 전체에서 상기 호스트 물질 대비 도펀트 물질은 1 ~ 2%의 농도가 되는 것이 특징이다. Here, the host material is made of BeBq2 and the dopant material is made of Btp2lr (acac). In this case, the concentration of the dopant material relative to the host material is 1 to 2% in the entire
한편, 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자에 있어 발광 물질층(140)을 이루는 호스트 물질인 BeBq2는 하기 화학식1로 표시되며, 도펀트 물질인 Btp2lr(acac)는 하기 화학식2로 표시된다.In the organic electroluminescent device according to an embodiment of the present invention, BeBq2, which is a host material of the light
화학식1
화학식2(2)
상기 화학식 1 및 2의 호스트 물질과 도펀트 물질은 실질적으로 적색 인광 물질이 되며, 이러한 화학식 1 및 2로 표시되는 호스트 물질과 도펀트 물질로 이루어진 발광 물질층(140)은 내부에서 정공(h+)과 전자(e-)가 결합하여 엑시톤을 이룬 후 소멸하면서 적색을 발광하게 되는 것이 특징이다. The host material and the dopant material of
한편, 전자 주입층(도 3의 160)은 Alq3 또는 DAlq3로 이루어지며, 상기 전자 수송층(150)은 LiF 또는 Liq로 이루어지고 있다. Meanwhile, the electron injection layer (160 in FIG. 3) is made of Alq3 or DAlq3, and the
또한, 캐소드 전극(도 3의 170)은 일함수 값이 낮은 금속물질 MgAg, Al, MgAl 중 어느 하나로 이루어지고 있다.Also, the cathode electrode (170 in FIG. 3) is made of any one of metal materials MgAg, Al, and MgAl having a low work function value.
조금 더 구체적으로 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자에 있어서 가장 특징적인 구성인 발광 물질층의 단면 구조에 대해 도 4를 참조하여 설명한다. 도면에서는 정공수송층(130)과 전자수송층(150)이 좌측 및 우측에 위치하며 이들 두 물질층(130, 150) 사이에 발광 물질층(140)이 형성된 것처럼 도시되었지만, 이러한 정공수송층(130)과 발광 물질층(140) 및 전자수송층(150)은 모두 기판(미도시) 상에 적층 형성되는 것이므로 실질적으로 기판(미도시) 상에 상기 정공수송층(130)/발광물질층(140)/전자수송층(160)의 순으로 수직 구조를 이루게 된다. More specifically, the cross-sectional structure of the light emitting material layer, which is the most characteristic structure in the organic electroluminescent device according to the embodiment of the present invention, will be described with reference to FIG. Although the
상기 정공 수송층(130) 상부에는 상기 정공수송층(130)과 접촉하며 호스트 물질만으로 이루어진 제 1 두께를 갖는 제 1 호스트층(141a)이 형성되고 있으며, 상기 제 1 호스트층(141a) 상부에는 호스트와 도펀트가 섞인 제 1 호스트 도펀트 혼합층(143a)이 상기 제 1 두께보다 큰 제 2 두께를 가지며 형성되어 있다.A
또한, 상기 제 1 호스트 도펀트 혼합층(141a) 상부에는 제 1 두께보다 작은 제 3 두께의 제 1 도펀트층(ECA1)이 형성되어 있으며, 이외 상부에는 상기 제 2 두께를 갖는 제 2 호스트 도펀트 혼합층(143b)이 형성되고 있다.A first dopant layer ECA1 having a third thickness smaller than the first thickness is formed on the first host dopant mixed
그리고, 상기 제 2 호스트 도펀트 혼합층(143b) 상부에는 연속적으로 각각 제 1 두께를 갖는 제 2 및 제 3 호스트층(141b, 141c)이 형성되어 있으며, 이의 상부에는 제 2 두께의 제 3 호스트 도펀트 혼합층(143c)이 형성되어 있다.Second and
또한, 상기 제 3 호스트 도펀트 혼합층(143c) 상부에는 제 3 두께를 갖는 제 2 도펀트층(ECA2)이 형성되어 있으며, 이의 상부에는 제 2 두께의 제 4 호스트 도펀트 혼합층(143c)과 제 1 두께의 제 4 호스트층(141d)이 순차적으로 형성되어 있다. A second dopant layer (ECA2) having a third thickness is formed on the third host dopant mixed layer (143c), and a fourth host dopant mixed layer (143c) having a second thickness and a second dopant layer And a
여기서, 상기 제 2 두께는 제 1 두께의 1.5배 내지 2.5배가 되는 것이 특징이며, 일례로 상기 제 1 두께는 30Å, 제 2 두께는 60Å가 될 수 있다. 이때, 제 3 두께는 1Å 내지 10Å가 되는 것이 특징이다. Here, the second thickness is 1.5 to 2.5 times the first thickness. For example, the first thickness may be 30 ANGSTROM and the second thickness may be 60 ANGSTROM. In this case, the third thickness is 1 to 10 angstroms.
특히, 상기 제 1 및 제 2 도펀트층(ECA1, ECA2)이 10Å보다 큰 값을 갖는 경우는 도펀트 자체의 농도 소광 현상으로 급격한 효율 감소가 발생하며, 1Å보다 작은 경우 엑시톤 축적 배리어 영역으로서의 역할을 충분히 하지 못함으로써 발광 효율 상승의 효과를 구현하지 못한다. 따라서 상기 제 1 및 제 2 도펀트층(ECA1, ECA2)의 상기 제 3 두께는 최소 1Å에서 최대 10Å인 것이 바람직하다 Particularly, in the case where the first and second dopant layers ECA1 and ECA2 have a value larger than 10 angstroms, rapid efficiency reduction occurs due to the concentration quenching phenomenon of the dopant itself. When the first and second dopant layers ECA1 and ECA2 are smaller than 1 angstrom, The effect of increasing the luminous efficiency can not be realized. Therefore, the third thickness of the first and second dopant layers ECA1 and ECA2 is preferably at least 1 ANGSTROM to at most 10 ANGSTROM
이러한 구성을 갖도록 형성된 발광 물질층(140)은 종래의 호스트 물질과 도펀트 물질이 일정한 농도비를 가지며 혼합되어 하나의 층을 이루는 유기전계 발광소자(도 1의 10) 대비 그 발광 효율 측면에서 월등히 우수한 효과를 구현하게 되는 것이 특징이다.The light emitting
이후에는 전술한 구성을 갖는 발광 물질층을 형성하는 방법에 대해 설명한다.Hereinafter, a method of forming the light emitting material layer having the above-described structure will be described.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자 제조용 증착 장비를 간략히 도시한 도면이다.5 is a view illustrating a deposition apparatus for fabricating an organic electroluminescent device according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자 제조용 증착 장비(200)는 진공 챔버(210)와, 증착원 기체를 배출시키는 제 1, 2 증발로(230a, 230b)와, 각도제한판(240)과, 스테이지(220)를 포함하여 구성되고 있다. The
이때, 상기 진공 챔버(210)는 상기 각도제한판(212)에 의해 제 1 영역(A1)과 제 2 영역(A2)으로 나뉘며, 상기 제 1 영역(A1)에는 호스트를 이루는 유기 물질을 증착원으로 하여 이를 포함하는 상기 제 1 증발로(230a)가 위치하며, 상기 제 2 영역(A2)에는 도펀트를 이루는 유기물질을 증착원으로 하여 이를 포함하는 상기 제 2 증발로(230b)가 위치하고 있다. At this time, the
본 발명에 따른 유기전계 발광소자 제조용 증착 장비(200)는 전술한 구성에 의해 즉, 상기 각도제한판(240) 높이(h) 조절에 의해 상기 진공챔버(210) 내에 제 1 증발로(230a)를 통해 호스트 물질의 기체(이하 호스트 기체라 함)(271)가 배출되어 호스트 물질만이 증착되는 제 1 구간(B1)과, 상기 제 2 증발로(230b)를 통해 도펀트 물질의 기체(이하 도펀트 기체)(274)가 배출되어 도판트 물질만이 증착되는 제 2 구간(B2) 및 상기 제 1 증발로(230a)를 통해 배출되는 호스트 기체(271)와 상기 제 2 증발로(230b)를 통해 배출되는 도펀트 기체(274)가 적정 농도 비율을 가지며 혼합된 혼합기체 분위기를 이룸으로써 호스트와 도펀트 물질이 동시에 증착되는 제 3 구간(B3)이 존재하는 것이 특징이다.The
이때, 상기 각도제한판(240)의 높이 조절 및 상기 제 1 증발로(230a)와 제 2 증발로(230b) 사이에서의 거리 조절에 의해 상기 제 1, 2 및 제 3 구간(B1, B2, B3)의 폭이 조절될 수 있다. At this time, the first, second and third sections B1, B2, and third sections are formed by adjusting the height of the
즉, 상기 각도제한판(240)의 높이(h)를 증가시키면 호스트 물질과 도펀트 물질이 섞인 혼합가스가 증착되는 제 3 구간(B3)의 폭이 작아지고, 이의 양측에 위치하는 제 1 및 제 2 구간(B1, B2)의 폭이 커지며, 반면 상기 각도제한판(240)의 높이(h)를 낮추면 반대로 제 3 구간(B3)의 폭은 커지고, 이의 양측에 위치한 제 1 및 제 2 구간(B1, B2)의 폭은 작아진다.That is, if the height h of the
또한, 상기 제 1 증발로(230a)와 상기 각도제한판(240)간의 이격간격을 제 1 거리(d1), 상기 제 2 증발로(230b)와 상기 각도제한판(240)간의 이격간격을 제 2 거리(d2)라 할 때, 상기 제 1 거리(d1)를 제 2 거리(d2)보다 크도록 상기 각도제한판(240)을 위치시키는 경우 제 1 구간(B1)의 폭이 작아지며, 제 2 거리(d2)를 제 1 거리보다 크도록 상기 각도제한판(240)을 위치시키는 경우 제 2 구간(B2)의 폭이 작아지게 된다. The distance between the
이러한 구성을 갖는 증착장비(200)를 이용하여 상기 진공챔버(210) 내부로 그 저면에 발광 물질층이 형성되어야 할 부분에 대응하여 개구(oa)를 갖는 쉐도우 마스크(250)가 안착된 기판(260)을 상기 제 1 구간(B1)과 제 3 구간(B3) 및 제 2 구간(B2)을 순차적으로 통과하도록 일정한 이동속도를 가지며 이동시킨 후, 이동방향을 정 반대 방향으로 바꾸어 제 2, 3, 1 구간(B2, B3, B1)을 통과하도록 이동시킴으로써 즉, 상기 진공챔버(210) 내부에서 기판(260)을 1회 왕복운도 시킴으로써 상기 쉐도우 마스크(250)의 개구(oa)에 대응하는 기판(260)면에는 제 1 호스트층(도 4의 141a)/ 제 1 호스트 도펀트 혼합층(도 4의 143a)/제 1 도펀트층(도 4의 ECA1)/제 2 호스트 도펀트 혼합층(도 4의 143b)/ 제 2 호스트층(도 4의 141b)의 순으로 순차 적층된다.A
따라서 전술한 증착장치(200)를 통해 상기 쉐도우 마스크(250)가 그 저면에 안착된 기판(260)을 상기 진공챔버(210) 내부에서 상기 제 1, 3, 2 구간(B1, B3, B2)을 2회 왕복운동 하도록 함으로써 도 4에 도시한 바와같이 제 1 호스트층(141a)/제 1 호스트 도펀트 혼합층(143a)/제 1 도펀트층(ECA1)/제 2 호스트 도펀트 혼합층(143b)/ 제 2 호스트층(도 4의 141b)/제 3 호스트층(141c)/ 제 3 호스트 도펀트 혼합층(143c)/제 2 도펀트층(ECA2)/제 4 호스트 도펀트 혼합층(143d)/ 제 4 호스트층(141d)의 적층 구조를 이루는 발광 물질층(140)을 형성할 수 있다. Accordingly, the
한편, 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자 제조용 증착장비(200)는 도면에서는 진공챔버(210)내에서 상기 제 1 및 제 2 증발로(230a, 230b)를 기준으로 기판(260)이 직선 왕복하는 것을 일례로 나타내었지만, 기판(260)과 쉐도우 마스크(250)가 고정되고 상기 제 1, 2 증발로(230a, 230b) 및 각조제한판(240)이 안착된 스테이지(220)가 직선 왕복 운동하도록 할 수도 있다. 5, the
전술한 증착장비(200)를 통해 진공챔버(210) 내부에서 상기 제 1, 3, 2 구간(B1, B3, B2)을 통과하는 기판(260)의 왕복 회수(또는 스테이지의 왕복회수)에 따라 발광 물질층(도 4의 140) 내의 순수 도펀트만이 증착되는 도펀트층(도 4의 ECA1, ECA2)의 수를 조절할 수 있다.(Or reciprocal number of stages) of the
한편, 이러한 도펀트 물질만으로 1Å 내지 10Å 정도의 두께를 가지며 형성된 도펀트층(도 4의 ECA1, ECA2)은 그 호모(HOMO) 루모(LUMO) 레벨에 의해 정공과 전자가 결합하여 이루어진 엑시톤을 축적시키는 영역이 되며 이렇게 도펀트층(도 4의 ECA1, ECA2)에 축적된 엑시톤은 그 밀도가 적정 수준에 도달하면 거의 동시에 소멸되어 빛을 발생시킴으로써 발광 효율을 향상시킬 수 있으며, 발광 물질층 전체 두께에 균일하게 호스트 도펀트 혼합층을 형성하는 종래의 유기전계 발광소자 대비 호스트 내의 도펀트 농도를 낮출 수 있다.On the other hand, the dopant layer (ECA1, ECA2 in FIG. 4) formed with a thickness of about 1 to 10 angstroms with only such a dopant material has a region for accumulating excitons in which holes and electrons are combined by the HOMO LUMO level And the excitons accumulated in the dopant layer (ECA1 and ECA2 of FIG. 4) are emitted almost at the same time when the density reaches an appropriate level to generate light, thereby improving the luminous efficiency. In addition, The dopant concentration in the host can be lowered compared to the conventional organic electroluminescent device forming the host dopant mixed layer.
도펀트의 경우 농도 소광 현상으로 급격한 효율 감소를 발생시킬 수 있으며, 열적 안정성이 호스트 대비 낮은 수준이 되므로, 소자 수명 등을 고려할 때 호스트 내에서의 도펀트의 농도가 낮을수록 소자 수명 측면에서는 우수하다. In the case of the dopant, it is possible to cause a rapid efficiency reduction due to the concentration quenching phenomenon, and since the thermal stability is lower than that of the host, considering the lifetime of the device, the lower the dopant concentration in the host, the better the device life.
따라서, 이러한 측면에서 1% 내지 2%정도의 도펀트 농도를 갖는 발광 물질층을 구비한 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자가 8% 내지 12% 정도의 도펀트 농도를 갖는 발광 물질층을 구비한 종래의 유기전계 발광소자 대비 유기 발광층의 안정성 및 장 수명 측면에서 우수하다 할 것이다. Therefore, in this aspect, the organic electroluminescent device according to the embodiment of the present invention having a light emitting material layer having a dopant concentration of about 1% to 2% has a light emitting material layer having a dopant concentration of about 8% to 12% The organic electroluminescent device of the present invention is superior in terms of stability and longevity of an organic light emitting layer compared to a conventional organic electroluminescent device.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자와 비교예로서 종래의 유기전계 발광소자의 발광 물질층의 단위면적당 광도 변화에 따른 발광효율을 나타낸 그래프이다. FIG. 6 is a graph illustrating the luminous efficiency of a conventional organic electroluminescent device according to variation of luminous intensity per unit area of the organic electroluminescent device according to an embodiment of the present invention and a conventional organic electroluminescent device.
도시한 바와같이, 비교예의 경우 단위면적당 광도가 증가함에 따라 그 발광효율이 41에서 34정도로 크게 감소되는 반면, 본 발명의 실시예의 경우 그 발광 효율은 42에서 41정도 매우 미약한 감소가 발생되었음을 알 수 있다.As shown in the figure, in the comparative example, the luminous efficiency is greatly reduced from 41 to 34 as the luminous intensity per unit area increases. On the other hand, in the embodiment of the present invention, the luminous efficiency is reduced to about 42 to 41 .
따라서, 본 발명의 실시예가 단위 면적당 광도 변화시에도 안정적인 발광효율을 유지할 수 있는 장점을 가짐을 알 수 있다. Therefore, it can be seen that the embodiment of the present invention has an advantage that the stable luminous efficiency can be maintained even when the luminous intensity per unit area is changed.
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 이상 다양한 변화와 변형이 가능하다.
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various changes and modifications may be made without departing from the spirit of the present invention.
130 : 정공수송층 140 : 발광 물질층
141a, 141b, 141c, 141d : 제 1, 2, 3, 4 호스트층
143a, 143b, 143c, 143d : 제 1, 2, 3, 4 호스트 도펀트 혼합층
150 : 전자수송층
ECA1, ECA2 : 제 1, 2 도펀트층130: hole transport layer 140: light emitting material layer
141a, 141b, 141c, 141d: first, second, third and fourth host layers
143a, 143b, 143c and 143d: first, second, third and fourth host dopant mixed layers
150: electron transport layer
ECA1, ECA2: First and second dopant layers
Claims (6)
상기 제 1 전극 상부의 정공수송층과;
상기 정공수송층 상부에 인광 물질인 호스트 물질과 도펀트 물질로 이루어진 발광물질층과;
상기 발광물질층 상부의 전자수송층과;
상기 전자수송층 상부의 전자주입층과;
상기 전자주입층 상부의 제 2 전극
을 포함하고,
상기 호스트 물질은 하기 화학식1로 표시되는 BeBq2이며,
상기 도펀트 물질은 하기 화학식2로 표시되는 Btp2lr(acac)이고,
화학식1
화학식2
상기 발광물질층은 상기 정공수송층 위로 순차적으로 상기 호스트 물질만으로 이루어진 제 1 호스트층과,
상기 호스트 물질과 상기 도펀트 물질이 혼합된 제 1 호스트 도펀트 혼합층과,
상기 도펀트 물질만으로 이루어진 제 1 도펀트층과,
상기 호스트 물질과 상기 도펀트 물질이 혼합된 제 2 호스트 도펀트 혼합층과,
상기 호스트 물질만으로 이루어진 제 2 호스트층 및 제 3 호스트층과,
상기 호스트 물질과 상기 도펀트 물질이 혼합된 제 3 호스트 도펀트 혼합층과,
상기 도펀트 물질만으로 이루어진 제 2 도펀트층과,
상기 호스트 물질과 상기 도펀트 물질이 혼합된 제 4 호스트 도펀트 혼합층과,
상기 호스트 물질만으로 이루어진 제 4 호스트층의 적층 구조를 갖는
유기전계 발광소자.
A first electrode on the substrate;
A hole transport layer on the first electrode;
A light emitting material layer made of a host material and a dopant material, which are phosphorescent materials, on the hole transport layer;
An electron transport layer on the light emitting material layer;
An electron injection layer on the electron transport layer;
And a second electrode
/ RTI >
Wherein the host material is BeBq2 represented by the following formula (1)
Wherein the dopant material is Btp2lr (acac) represented by the following formula (2)
Formula 1
(2)
Wherein the light emitting material layer comprises a first host layer consisting of only the host material sequentially on the hole transport layer,
A first host dopant mixed layer in which the host material and the dopant material are mixed,
A first dopant layer made of only the dopant material,
A second host dopant mixed layer in which the host material and the dopant material are mixed,
A second host layer and a third host layer made of only the host material,
A third host dopant mixed layer in which the host material and the dopant material are mixed,
A second dopant layer made of only the dopant material,
A fourth host dopant mixed layer in which the host material and the dopant material are mixed,
Having a laminated structure of a fourth host layer made of only the host material
Organic electroluminescent device.
상기 제 1, 2, 3, 4 호스트층은 각각 제 1 두께를 가지며, 상기 제 1, 2, 3, 4 호스트 도펀트 혼합층은 상기 제 1 두께보다 두꺼운 제 2 두께를 가지며, 상기 제 1, 2 도펀트층은 상기 제 2 두께보다 작은 제 3 두께를 갖는 것이 특징인 유기전계 발광소자.
The method according to claim 1,
The first, second, third, and fourth host layers each have a first thickness, the first, second, third, and fourth host dopant mixed layers have a second thickness greater than the first thickness, Layer has a third thickness that is less than the second thickness.
상기 제 2 두께는 제 1 두께의 1.5배 내지 2.5배이며,
상기 제 3 두께는 1Å 내지 10Å인 것이 특징인 유기전계 발광소자.
5. The method of claim 4,
The second thickness being 1.5 to 2.5 times the first thickness,
And the third thickness is 1 to 10 ANGSTROM.
상기 발광 물질층은 상기 호스트 물질과 도펀트 물질의 농도비는 99:1 내지 98:2인 것이 특징인 유기전계 발광소자.The method according to claim 1,
Wherein the light emitting material layer has a concentration ratio of the host material and the dopant material of 99: 1 to 98: 2.
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