KR19990024361A - Electroluminescent element utilizing conjugated high molecular compound - Google Patents

Electroluminescent element utilizing conjugated high molecular compound Download PDF

Info

Publication number
KR19990024361A
KR19990024361A KR1019970045389A KR19970045389A KR19990024361A KR 19990024361 A KR19990024361 A KR 19990024361A KR 1019970045389 A KR1019970045389 A KR 1019970045389A KR 19970045389 A KR19970045389 A KR 19970045389A KR 19990024361 A KR19990024361 A KR 19990024361A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
formula
electroluminescent device
vacuum
polymer compound
deposited
Prior art date
Application number
KR1019970045389A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR100216930B1 (en
Inventor
김은경
이성구
이창진
이서봉
Original Assignee
이서봉
재단법인 한국화학연구소
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 이서봉, 재단법인 한국화학연구소 filed Critical 이서봉
Priority to KR1019970045389A priority Critical patent/KR100216930B1/en
Publication of KR19990024361A publication Critical patent/KR19990024361A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100216930B1 publication Critical patent/KR100216930B1/en

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/649Aromatic compounds comprising a hetero atom
    • H10K85/653Aromatic compounds comprising a hetero atom comprising only oxygen as heteroatom
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K71/00Manufacture or treatment specially adapted for the organic devices covered by this subclass
    • H10K71/10Deposition of organic active material
    • H10K71/16Deposition of organic active material using physical vapour deposition [PVD], e.g. vacuum deposition or sputtering
    • H10K71/164Deposition of organic active material using physical vapour deposition [PVD], e.g. vacuum deposition or sputtering using vacuum deposition
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/10Organic polymers or oligomers
    • H10K85/111Organic polymers or oligomers comprising aromatic, heteroaromatic, or aryl chains, e.g. polyaniline, polyphenylene or polyphenylene vinylene
    • H10K85/113Heteroaromatic compounds comprising sulfur or selene, e.g. polythiophene

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)
  • Polyoxymethylene Polymers And Polymers With Carbon-To-Carbon Bonds (AREA)

Abstract

본 발명은 ITO 투명 전극 상에 하기 화학식 1의 방향족 유기산 이무수물을 진공증착하고, 하기 화학식 2 또는 화학식 3의 π-공액 고분자 화합물을 유기용매에 용해시킨 용액을 회전도포한 후, 음극으로 사용될 금속전극을 진공증착하여 발광효율을 증가시킨 전기발광소자의 제조법에 관한 것이다. 본 발명은, 또한 ITO 투명 전극 상에 하기 화학식 1의 방향족 유기산 이무수물을 진공증착하고, 하기 화학식 2 또는 화학식 3의 π-공액 고분자 화합물을 유기용매에 용해시킨 용액을 회전도포하고, 전자수송층을 하기 화학식의 Alq 또는 PBD로 진공증착한 후, 음극으로 사용될 금속전극을 진공증착하여 발광효율을 증가시킨 전기발광소자의 제조법에 관한 것이다.The present invention is vacuum-deposited the aromatic organic acid dianhydride of the general formula (1) on the ITO transparent electrode, and spin-coated a solution of dissolving the π-conjugated polymer compound of the general formula (2) or (3) in an organic solvent, the metal to be used as a negative electrode The present invention relates to a method for manufacturing an electroluminescent device in which the electrode is vacuum deposited to increase luminous efficiency. The present invention also vacuum-deposited an aromatic organic acid dianhydride of the following formula (1) on an ITO transparent electrode, and spin-coating a solution obtained by dissolving a π-conjugated polymer compound of the following formula (2) or (3) in an organic solvent, and The present invention relates to a method of manufacturing an electroluminescent device in which the luminous efficiency is increased by vacuum depositing a metal electrode to be used as a cathode after vacuum deposition with Alq or PBD of the following formula.

화학식 1Formula 1

위 식중, Ar는 벤젠, 나프탈렌, 안트라센, 페릴렌 또는 파이렌기 이다.Wherein Ar is a benzene, naphthalene, anthracene, perylene or pyrene group.

화학식 2Formula 2

위 식 중,In the stomach,

R1은 -H, -CH3, -CN기 이고,R 1 is —H, —CH 3 , —CN group,

R2는 -(CH2)nCH3(여기서, n=1~9),R 2 is — (CH 2 ) n CH 3 (where n = 1-9),

(여기서, n=0~8) 또는 (Where n = 0 to 8) or

-(OCH2CH2)n-OCH3(여기서, n=1~10)기 이며, x는 20~250 이다.-(OCH 2 CH 2 ) n -OCH 3 (where n = 1-10), x is 20-250.

화학식 3Formula 3

위 식 중,In the stomach,

Ar'는또는기 이다.Ar ' or Is.

여기서,here,

R3는 -(CH2)nCH3(여기서, n=0~7)기 이고,R 3 is a-(CH 2 ) n CH 3 (where n = 0-7),

R4는 -(CH2)nCH3(여기서, n=0~7) 또는R 4 is — (CH 2 ) n CH 3 (where n = 0-7) or

기 이며, x는 20~250 이다. And x is from 20 to 250.

PBDPBD

본 발명에 의한 전기발광소자는 평판 표시소자, 태양전지 소자, 광 센서 등에 매우 유용하게 사용될 수 있다.The electroluminescent device according to the present invention can be very usefully used for flat panel display devices, solar cell devices, optical sensors and the like.

Description

공액 고분자 화합물을 이용한 전기발광소자의 제조법Manufacturing method of electroluminescent device using conjugated polymer compound

산업이 발달함에 따라 표시소자의 성능에 대한 요구가 증가하게 되었고, 지난 20여년 동안 음극선관(cathode ray tube(CRT))을 대체하고자 하는 평판형 표시소자의 개발에 대한 많은 연구가 진행되어 왔었다. 현재 사용되어지고 있는 평판형 표시소자로는 액정 디스플레이가 가장 많이 사용되고 있으나, 정보통신산업의 발달에 따라 다양한 성능을 가진 표시소자의 필요성이 증대되었다.As the industry has developed, the demand for display device performance has increased, and much research has been conducted on the development of a flat panel display device to replace a cathode ray tube (CRT) for the past 20 years. Liquid crystal displays are the most widely used flat panel display devices, but as the information and communication industry develops, the necessity of display devices having various performances has increased.

전기발광소자는 전류를 박막에 주입하여 빛을 발생시키는 표시소자로서 주로 무기 재료를 사용하는 것이 주종을 이루어 왔다. 그러나, 무기 재료를 사용한 표시소자는 효율이 낮고, 다양한 색깔을 내는데 문제가 있으며, 또한 결정형태를 갖는 것이 많아 넓은 면적의 소자를 제작하는데 어려움이 있다.BACKGROUND ART Electroluminescent devices have mainly used inorganic materials as display devices for generating light by injecting current into thin films. However, a display device using an inorganic material has low efficiency, has a problem in producing various colors, and also has a crystal form, which makes it difficult to manufacture a device having a large area.

이를 해결하기 위하여 유기 물질을 이용한 전기발광소자가 개발되었는데 (C.W.Tang,S.A.VanSlyke,Appl.Phys.Lett.,51,913(1987)), 유기 발광소자는 다양한 색상과 높은 발광 효율의 장점을 가지고 있는 반면, 소자가 작동할 때 발생하는 열로 인하여 유기물의 재결정화가 일어나 소자의 파괴 요인이 발생하며, 따라서 소자의 안정성이 떨어진다는 단점을 가지고 있다.To solve this problem, electroluminescent devices using organic materials have been developed (CWTang, SAVanSlyke, Appl. Phys. Lett., 51, 913 (1987)), while organic light emitting devices have advantages of various colors and high luminous efficiency. In addition, due to the heat generated when the device is operating, recrystallization of the organic material occurs, causing a factor of destruction of the device, and thus has the disadvantage of low stability of the device.

이러한 저분자 물질의 단점을 보완하기 위해 고분자 물질의 사용이 도입되었는데, π-공액 고분자 화합물을 전기발광에 이용한 것은 1990년에 부로(Burroughes)등이 폴리페닐렌비닐렌(polyphenylenevinylene(PPV))을 투명 전극인 ITO 상에 도포한 후, 알루미늄을 진공증착시켜 제조한 다이오드에서 빛이 방출되는 것을 발표한 것이 최초이다(J.H.Burroughes,D.D.C. Bradley, A.B.Brown, R.N.Marks, K.Mackay, R.H.Friend, P.L.Burns, A.B.Holmes, Nature, 347,539(1990)). 특히, π-공액 고분자 화합물은 우수한 가공성과 반도체와 같은 전자적 기능성을 결합할 수 있어 많은 연구의 대상이 되고 있다. 이와 같은 π-공액 고분자 화합물은 가공성을 이용하여 회전도포 및 인쇄의 기법으로 넓은 면적을 갖는 박막 소자를 쉽게 제작할 수 있다는 장점을 가질 뿐만 아니라 구동 전압이 낮다는 장점도 있다.In order to make up for the shortcomings of such low molecular materials, the use of high molecular materials was introduced.Burroughes et al. Made polyphenylenevinylene (PPV) transparent in 1990 by using π-conjugated high molecular compounds for electroluminescence. It was the first to announce the emission of light from a diode made by vacuum evaporation of aluminum after coating on the electrode ITO (JHBurroughes, DDC Bradley, ABBrown, RNMarks, K. Mackay, RHFriend, PLBurns). , ABHolmes, Nature, 347,539 (1990)). In particular, π-conjugated high molecular compounds have been the subject of many studies because they can combine excellent processability and electronic functionality such as semiconductors. Such a π-conjugated polymer compound has the advantage that it is easy to manufacture a thin film device having a large area by rotating coating and printing technique using processability, and also has the advantage of low driving voltage.

가용성이 있는 폴리알킬티오펜을 이용한 전기발광 다이오드는 측쇄에 치환된 알킬 사슬의 길이가 길수록 발광 효율이 증가된다고 발표되어 있으나 (K.Yoshino et.al.,J.Appl.Phys.,68,5976(1990)), 이를 상업적으로 이용하기 위해서는 전기발광소자의 발광 효율을 지금보다 향상시켜야 한다. 전기발광소자에 공급되는 전자의 일부는 빛으로 방출되고, 나머지는 전류로 소자를 통해 소모된다. 전기발광소자를 통해 소모되는 전류는 오옴의 법칙에 의해 열을 발생시킬 것이므로, 공급되는 전류가 대부분 빛을 발생시키는데 사용되어지는 것이 유리하다. 실제로 π-공액 고분자 화합물을 이용한 전기발광소자는 열화(熱化)에 의해 소자가 파괴되어 원하는 작동수명을 가지지 못하는 것이 가장 큰 문제점으로 지적되어 왔었다.Electroluminescent diodes using soluble polyalkylthiophenes have been reported to increase luminous efficiency with longer alkyl chains substituted in the side chains (K. Yoshino et.al., J. Appl. Phys., 68,5976). (1990)), in order to use it commercially, the luminous efficiency of the electroluminescent device should be improved. Some of the electrons supplied to the electroluminescent device are emitted as light, and the rest are consumed through the device as current. Since the current consumed through the electroluminescent device will generate heat according to Ohm's law, it is advantageous that the current supplied is mostly used to generate light. In fact, the electroluminescent device using the π-conjugated polymer compound has been pointed out as the biggest problem that the device is destroyed by deterioration and does not have a desired operating life.

이러한 전기발광소자의 발광 효율을 향상시키는 방법으로는 일반적으로 두가지 방법이 사용되고 있다. 첫째 방법은 음극을 일함수가 작은 금속을 사용하여 에너지 장벽을 줄이는 것이다(D.Braun,A.J.Heeger,Appl, Phys.Lett.,58,1982(1991)In general, two methods are used to improve the luminous efficiency of the electroluminescent device. The first method is to reduce the energy barrier by using a metal with a small work function (D. Braun, A. J. Heeger, Appl, Phys. Lett., 58,1982 (1991).

). 음극으로 일함수가 큰 것으로부터 작은 것을 사용함에 따라 양자 효율이 증가하는 것에 대해서는 보고되어 있다(J.Appl.Phys.,75,1656(1994)). 즉, 일함수가 작 은 칼슘(Ca)을 사용할 경우 이보다 일함수가 큰 알루미늄(Al)보다 효율이 크게 증가한다고 보고되었다. 그러나, 일함수가 작은 금속은 공기나 습기에 치명적으로 약한 결함을 가지고 있어 사용에는 극히 제한이 따른다.). It has been reported that the quantum efficiency increases as the work function is used from the large to the small cathode (J. Appl. Phys., 75, 1656 (1994)). In other words, when calcium (Ca) having a small work function is used, the efficiency is greatly increased than that of aluminum (Al) having a higher work function. However, metals with a small work function have defects that are fatally weak to air or moisture and are extremely limited in use.

둘째 방법은 전기발광소자 구조가 밴드 갭(band gap)이 다른 두 개 이상의 물질을 사용하여 이중접합구조를 이루게 하는 것이다[M.Onoda, K.Yoshino, Jpn.J.Appl.Phys.,34,L260(1995)][H.Suzuki,S.Hoshino,J.Appl.Phys.,79,858(1996)]. 즉, 발광층과 음극 사이에 전자수송층을 삽입하거나 또는 발광층과 양극 사이에 정공수송층을 삽입하는 것이다. 발광층과 음극 사이에 삽입된 전자수송층은 정공이 양극에서 주입되어 고분자화합물을 통해 이동하다가 음극으로 빠져 나가기 전에 새로운 에너지 장벽을 만나 계면에 축척되게 함으로써 양전하를 발광층에 가두는 역할을 하여 효율을 증대시킨다고 발표되어있다.The second method is for the electroluminescent device structure to form a double junction structure using two or more materials with different band gaps [M.Onoda, K.Yoshino, Jpn.J.Appl.Phys., 34, L 260 (1995)] H. Suzuki, S. Hoshino, J. Appl. Phys., 79,858 (1996). That is, an electron transport layer is inserted between the light emitting layer and the cathode or a hole transport layer is inserted between the light emitting layer and the anode. The electron transport layer inserted between the light emitting layer and the cathode increases efficiency by confining positive charges to the light emitting layer by allowing holes to be injected from the anode to move through the polymer compound and to accumulate at the interface before encountering a new energy barrier. Has been announced.

이와 마찬가지로, 발광층과 양극 사이에 정공수송층을 삽입한 전기발광소자는 양극으로부터 π-공액 고분자화합물로 정공의 수송을 쉽게하여주므로 발광 효율을 증가시킬 수 있을 것이다. 그러나, π-공액 고분자화합물을 발광층으로 사용한 전기발광소자에서 이와 같은 정공수송층을 사용한 예는 거의 보고되어 있지 않은데, 그 이유는 π-공액 고분자화합물은 그 자체로 정공수송층으로 사용이 가능하여 정공수송에는 큰 문제가 없는 것으로 생각되어 왔으며, 또한 전기발광소자의 제작시 정공수송층 위에 π-공액 고분자화합물의 용액을 회전 도포하여야 하는데, 이때 정공수송층이 녹아서 사용할 수 없기 때문이다.Similarly, the electroluminescent device having a hole transport layer inserted between the light emitting layer and the anode may facilitate the transport of holes from the anode to the π-conjugated polymer compound, thereby increasing the luminous efficiency. However, few examples have been reported of using such a hole transport layer in an electroluminescent device using a π-conjugated polymer compound as a light emitting layer, because the π-conjugated polymer compound can be used as a hole transport layer by itself. It has been thought that there is no big problem, and also in the manufacture of the electroluminescent device, a solution of π-conjugated polymer compound must be rotated on the hole transport layer, because the hole transport layer is melted and cannot be used.

반면에, 유기물질을 진공증착법을 사용하여 제작하는 전기발광소자에 있어서는 도 1이나 도 2에 나타낸 것과 같은 다층 구조의 소자가 많이 알려져 있으며, 거의 모든 경우 다층 구조의 소자를 사용함으로써 발광 효율이 증가하는 것이 알려져 있다.On the other hand, in the electroluminescent device fabricated by vacuum deposition of organic materials, many devices having a multilayer structure as shown in Figs. 1 and 2 are known, and in almost all cases, the light emission efficiency is increased by using a device having a multilayer structure. It is known.

본 발명은 π-공액 고분자화합물을 용해시키는 용매에 용해되지 않는 유기물질을 발견하고, 이를 정공수송층으로 사용하여 π-공액 고분자화합물을 발광층으로 사용한 전기발광소자의 효율을 증가시키는 방법을 제공하는 것이다.The present invention finds an organic material that is insoluble in a solvent for dissolving a π-conjugated polymer compound, and provides a method of increasing the efficiency of an electroluminescent device using the π-conjugated polymer compound as a light emitting layer by using the same as a hole transport layer. .

도 1은 정공수송층과 발광층으로 이루어진 전기발광소자 이고,1 is an electroluminescent device consisting of a hole transport layer and a light emitting layer,

도 2는 정공수송층, 발광층과 전자수송층으로 이루어진 전기발광소자 이고,2 is an electroluminescent device consisting of a hole transport layer, a light emitting layer and an electron transport layer,

도 3은 인디움 틴 옥사이드(indium tin oxide(ITO))/페릴렌 벤젠테트라카복실릭 다이안하이드라이드(perylene benzenetetracarboxylic dianhydride(PTCDA))/폴리프로파노일옥시 에틸 티오펜(polypropanoyloxy ethyl thiopene(PPET))/알루미늄(Al) 소자의 전기발광 스펙트럼 이고,Figure 3 is indium tin oxide (ITO) / perylene benzenetetracarboxylic dianhydride (PTCDA) / polypropanoyloxy ethyl thiopene (PPET) Electroluminescence spectrum of aluminum (Al) device,

도 4는 ITO/나프탈렌테트라카복실릭 다이안하이드라이드(naphthalenetetra carboxylic dianhydride(NTCDA)/폴리(2-메톡시, 5-(2'-에틸헥속시)-1,4-페닐렌비닐렌)[poly(2-methoxy, 5-(2'-ethylhexoxy)-1,4-phenylene vinylene)(MEH-PPV)]/Al 소자의 전기발광 스펙트럼 이다.4 shows ITO / naphthalenetetracarboxylic dianhydride (NTCDA) / poly (2-methoxy, 5- (2′-ethylhexoxy) -1,4-phenylenevinylene) [poly ( Electroluminescence spectra of 2-methoxy, 5- (2'-ethylhexoxy) -1,4-phenylene vinylene) (MEH-PPV)] / Al devices.

본 발명은 π-공액 고분자 화합물을 발광층으로 사용하고, 방향족 유기산 이무수물을 정공수송층으로 사용한 다층 구조의 전기발광소자의 제조법에 관한 것이다. 더욱 구체적으로, 본 발명은 하기 화학식 1의 방향족 유기산 이무수물을 전기 발광소자의 정공수송층으로 사용하고, 하기 화학식 2 또는 화학식 3의 π-공액 고분자 화합물을 발광층으로 사용하여 발광효율을 향상시킨 전기발광소자의 제조법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing a multi-layer electroluminescent device using a? -Conjugated polymer compound as a light emitting layer and an aromatic organic acid dianhydride as a hole transporting layer. More specifically, the present invention uses an aromatic organic acid dianhydride of Formula 1 as a hole transporting layer of an electroluminescent device, and electroluminescence is improved by using a π-conjugated polymer compound of Formula 2 or Formula 3 as a light emitting layer. The manufacturing method of an element is related.

화학식 1Formula 1

위 식 중, Ar는 벤젠, 나프탈렌, 안트라센, 페릴렌 또는 파이렌기이다.In the above formulae, Ar is a benzene, naphthalene, anthracene, perylene or pyrene group.

화학식 2Formula 2

위 식 중,In the stomach,

R1은 -H, -CH3, -CN기 이고,R 1 is —H, —CH 3 , —CN group,

R2는 -(CH2)nCH3(여기서, n=1~9),R 2 is — (CH 2 ) n CH 3 (where n = 1-9),

(여기서, n=0~8) 또는 (Where n = 0 to 8) or

-(OCH2CH2)n-OCH3(여기서, n=1~10)기 이며, x는 20~250 이다.-(OCH 2 CH 2 ) n -OCH 3 (where n = 1-10), x is 20-250.

화학식 3Formula 3

위 식 중,In the stomach,

Ar'는또는기 이다.Ar ' or Is.

여기서,here,

R3는 -(CH2)nCH3(여기서, n=0~7)기 이고,R 3 is a-(CH 2 ) n CH 3 (where n = 0-7),

R4는 -(CH2)nCH3(여기서, n=0~7) 또는R 4 is — (CH 2 ) n CH 3 (where n = 0-7) or

기 이며, x는 20~250 이다. And x is from 20 to 250.

이하 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

전기발광소자의 제작은 깨끗이 세척한 ITO 상에 상기 화학식 1의 방향족 유기산 이수물을 진공증착시킨 후, 이 유기층 위에 상기 화학식 2 또는 화학식 3의 π-공액 고분자화합물 중 하나 또는 그 이상의 화합물을 용해시킨 용액을 스핀-코팅하고, 이 고분자층 위에 금속 전극을 진공 증착시켜 제조할 수 있다. 완성된 전기발광소자의 측면도는 도 1과 같다.The electroluminescent device is manufactured by vacuum depositing the aromatic organic acid dihydrate of Chemical Formula 1 on clean ITO, and then dissolving one or more compounds of the π-conjugated polymer compound of Chemical Formula 2 or Chemical Formula 3 on the organic layer. The solution can be prepared by spin-coating and vacuum depositing a metal electrode on the polymer layer. Side view of the completed electroluminescent device is shown in FIG.

또한, 상기와 같은 방법으로 ITO 전극 상에 정공수송층과 π-공액 고분자층을 코팅한 후, 다시 전자수송층을 진공 증착하고, 이 전자수송층 위에 금속전극을 진공증착하여 전기발광소자를 제작한다. 완성된 전기발광소자의 측면도는 도 2와 같다. 여기서, 각 층의 두께는 100 - 2000Å이며, 사용할 수 있는 금속전극은 Ca, Ag, Mg, Al, Au 등이다. 여기서 사용상의 편의와 효율면에서 Mg, Ag, Al이 가장 적합하다.In addition, after the hole transport layer and the π-conjugated polymer layer is coated on the ITO electrode in the same manner as above, the electron transport layer is vacuum deposited again, and a metal electrode is vacuum deposited on the electron transport layer to fabricate an electroluminescent device. Side view of the completed electroluminescent device is shown in FIG. Here, the thickness of each layer is 100-2000 kPa, and the metal electrodes which can be used are Ca, Ag, Mg, Al, Au, and the like. Mg, Ag and Al are most suitable here for ease of use and efficiency.

상기와 같이 정공수송층이 π-공액 고분자 발광층과 양극인 ITO 전극 사이에 삽입된 다층 구조의 전기발광소자는 정공수송층이 없는 π-공액 고분자 화합물만으로 제작된 단층 구조의 전기발광소자보다 그 발광 효율이 1.5배에서 8배나 증가되는 효과를 나타냈다. 이러한 발광 효율의 증가는 정공수송층이 양극으로부터 π-공액 고분자화합물로 정공수송을 쉽게하게 만들었다는 사실만으로는 설명하기 어려운데, 이는 π-공액 고분자화합물 자체가 좋은 정공수송 물질이기 때문이다. 따라서, 사용된 정공수송층 물질은 정공수송 역할도 하는 동시에 π-공액 고분자화합물보다 전기전도성이 적으며, 또한 전기적으로 π-공액 고분자화합물보다 쉽게 산화가 되지 않아 안정하기 때문에 발광 효율을 증가시킨다고 볼 수 있다.As described above, the electroluminescent device having a multi-layered structure in which the hole transport layer is inserted between the π-conjugated polymer light emitting layer and the anode ITO electrode has a higher luminous efficiency than the electroluminescent device having a single layer structure made of only a π-conjugated polymer compound without the hole transport layer. The effect was increased from 1.5 to 8 times. This increase in luminous efficiency cannot be explained simply by the fact that the hole transport layer makes it easier to transport holes from the anode to the π-conjugated polymer compound, because the π-conjugated polymer compound itself is a good hole transport material. Therefore, the hole transport layer material used can be said to increase the luminous efficiency because it also functions as a hole transporter and has less electrical conductivity than π-conjugated polymer compound and is not easily oxidized than π-conjugated polymer compound. have.

이러한 전기발광 효율의 증가는 발광수명의 연장으로도 관측이 되는데, 즉 정공수송층의 사용으로 단층 구조의 전기발광소자보다 약 2배에서 10배에 가까운 작동수명의 연장도 다층 구조의 전기발광소자에서 관측되었다.This increase in electroluminescence efficiency is also observed as an extension of light emission life, i.e., the use of a hole transport layer extends the operating life of about 2 to 10 times that of a single layer electroluminescent device. Observed.

즉, 본 발명에서는 π-공액 고분자화합물을 이용한 전기발광소자의 제작에서 정공수송층을 사용함으로써 그 발광 효율을 증가시킬 수 있다는 사실을 보여주는 것이다. 이는 π-공액 고분자화합물이 주로 p-형의 반도체이므로 정공수송에는 문제가 없으므로 정공수송층을 사용하지 않아도 된다는 현재까지의 통념을 깬 것으로 앞으로의 π-공액 고분자화합물을 이용한 전기발광소자의 제작에 유용하게 사용될 수 있다.That is, the present invention shows that the light emission efficiency can be increased by using a hole transport layer in the fabrication of an electroluminescent device using a π-conjugated polymer compound. This breaks the conventional notion that the π-conjugated polymer compound is mainly a p-type semiconductor, and thus there is no problem in the hole transport. Therefore, it is useful for the fabrication of electroluminescent devices using the π-conjugated polymer compound. Can be used.

이를 다음의 비제한 실시예에서 더욱 자세히 설명한다.This is described in more detail in the following non-limiting examples.

실시예 1Example 1

전기발광소자는 하기 화학식의 PTCDA를 정공수송층으로, 하기 화학식의 폴리(3-알킬에스테르티오펜)(PAET)를 발광층으로 이용하여 제작하였다. 전기발광소자의 제작은 우선 ITO 유리전극을 아세톤과 이소-프로필알콜에 넣은 후, 초음파 세척기를 이용하여 세척했다. PTCDA층은 진공증착기를 사용하여 진공도가 약 2×10-5torr 이하에서 증착시켰다. 이때 증착속도는 약 0.1 Å/s로 증착하였다.The electroluminescent device was manufactured using PTCDA of the following formula as a hole transport layer and poly (3-alkylesterthiophene) (PAET) of the following formula as a light emitting layer. In fabrication of the electroluminescent device, the ITO glass electrode was first placed in acetone and iso-propyl alcohol, and then washed using an ultrasonic cleaner. The PTCDA layer was deposited at a vacuum degree of about 2 × 10 −5 torr or less using a vacuum evaporator. At this time, the deposition rate was deposited at about 0.1 Å / s.

PTCDAPTCDA

PAETPAET

위 식 중, R은 -(CH2)nCH3(여기서, n=0~10)이고, x는 20~250 이다.In the above formula, R is-(CH 2 ) nCH 3 (where n = 0-10), and x is 20-250.

PAET층은 20초 동안 약 2000 rpm에서 PTCDA층 위에 스핀-코팅하였다. 이때 고분자화합물의 용액은 고분자화합물 40㎎을 1ml의 클로로포름에 용해시킨 용액을 사용하였다.The PAET layer was spin-coated on the PTCDA layer at about 2000 rpm for 20 seconds. At this time, a solution of the polymer compound was used as a solution of 40 mg of the polymer compound in 1 ml of chloroform.

마지막으로, 알루미늄은 고분자층 위에 진공증착하였다. 증착은 약 2×10-5torr 이하에서 3 Å/s의 증착속도에서 실시하였다. 제작된 전기발광소자의 전기발광 스펙트럼을 도 3에 나타내었다. 비교를 위하여, 정공수송층이 없이 폴리(알킬 에스테르 티오펜)만을 이용하여 제작된 단층 구조를 갖는 전기발광소자의 전기발광 스펙트럼을 도 3에 함께 나타냈다.Finally, aluminum was vacuum deposited on the polymer layer. The deposition was carried out at a deposition rate of 3 kW / s below about 2 × 10 −5 torr. The electroluminescence spectrum of the fabricated electroluminescent device is shown in FIG. 3. For comparison, the electroluminescence spectrum of the electroluminescent device having the monolayer structure manufactured using only poly (alkyl ester thiophene) without the hole transport layer was shown in FIG. 3.

실시예 2Example 2

전기발광소자는 하기 화학식의 NTCDA와 하기 화학식의 MEH-PPV로 구성되어 있다. 전기발광소자의 제작은 우선 ITO를 아세톤과 이소-프로필 알콜에 넣은 후, 초음파 세척기를 이용하여 연속적으로 세척했다. NTCDA층은 진공증착기를 사용하여 진공도 약 2×10-5torr 이하에서 증착시켰다. 이때 증착속도는 약 0.1 Å/s이였다.The electroluminescent device is composed of NTCDA of the formula and MEH-PPV of the formula. In the fabrication of the electroluminescent device, ITO was first placed in acetone and iso-propyl alcohol, and then washed continuously using an ultrasonic cleaner. The NTCDA layer was deposited at a vacuum degree of about 2 × 10 −5 torr or less using a vacuum evaporator. At this time, the deposition rate was about 0.1 mW / s.

NTCDANTCDA

MEH-PPVMEH-PPV

MEH-PPV층은 20초 동안 약 2000 rpm에서 NTCDA층 위에 스핀-코팅하였다. 이때, 고분자화합물의 용액은 고분자화합물 20㎎을 클로로포름 1㎖에 용해시킨 용액을 사용하였다.The MEH-PPV layer was spin-coated over the NTCDA layer at about 2000 rpm for 20 seconds. At this time, the solution of the polymer compound was used a solution in which 20 mg of the polymer compound was dissolved in 1 ml of chloroform.

마지막으로, 알루미늄은 고분자층 위에 진공증착하였다. 증착은 약 2×10-5torr 이하에서 3Å/s의 증착속도에서 실시하였다. 제작된 전기발광 소자의 전기발광 스펙트럼을 도 4에 나타내었다. 비교를 위하여, MEH-PPV만으로 제작된 단층 구조의 전기발광 스펙트럼을 도 4에 함께 나타냈다.Finally, aluminum was vacuum deposited on the polymer layer. The deposition was carried out at a deposition rate of 3 kW / s below about 2 × 10 −5 torr. 4 shows an electroluminescence spectrum of the fabricated electroluminescent device. For comparison, the electroluminescence spectrum of the monolayer structure made with only MEH-PPV is shown together in FIG. 4.

실시예 3Example 3

상기 실시예 1과 같이 전기발광소자를 제작하되, 음극인 Al을 진공증착하기 전에 전자수송층 물질로 하기 화학식의 알루미늄 트리(8-하이드록시퀴놀리네이트)[aluminium tri(8-hydroxyquinolinate)(Alq)]를 진공증착한 후, Al을 진공증착하여 전기발광소자를 제작하였다. Alq의 증차속도는 1Å/s이다. 이렇게 제작된 전기발광소자는 이층 구조를 갖는 실시예 1의 전기발광소자에 비해 약 2배 정도의 발광 효율의 증가를 보였다.Prepare an electroluminescent device as in Example 1, but before the vacuum deposition of the cathode Al as an electron transport layer material aluminum tri (8-hydroxyquinolinate) of the formula (aluminum tri (8-hydroxyquinolinate) (Alq) ] Was vacuum-deposited and Al was vacuum-deposited to produce an electroluminescent device. The increase rate of Alq is 1Å / s. The electroluminescent device thus manufactured showed an increase in luminous efficiency about 2 times as compared to the electroluminescent device of Example 1 having a two-layer structure.

실시예 4Example 4

상기 실시예 3과 같이 전기발광소자를 제작하되, 전자수송층 물질로 Alq 대신에 하기 화학식의 사용하여 전기발광소자를 제작하였다. PBD의 증착속도는 1Å/s이었다. 이렇게 제작된 전기발광소자는 이층 구조를 갖는 실시예 1의 전기발광소자에 비해 약 2.5배 정도의 발광 효율의 증가를 보였다.An electroluminescent device was manufactured as in Example 3, but an electroluminescent device was manufactured using the following chemical formula instead of Alq as the electron transport layer material. The deposition rate of PBD was 1 dl / s. The electroluminescent device thus produced showed an increase in luminous efficiency of about 2.5 times compared to the electroluminescent device of Example 1 having a two-layer structure.

상기 실시예에서 π-공액 고분자 화합물을 발광층으로 갖는 전기발광소자에 있어서 그 발광 효율이 방향족 유기산 이수물을 사용함으로써 증가됨을 알 수 있었다.In the above embodiment, in the electroluminescent device having the π-conjugated polymer compound as the light emitting layer, the light emission efficiency was increased by using the aromatic organic acid dihydrate.

PBDPBD

본 발명에 따라 제작된 전기발광소자는 평판 표시소자, 태양전지소자 및 광 센서 등에 매우 유용하게 사용될 수 있다.The electroluminescent device manufactured according to the present invention can be very usefully used for flat panel display devices, solar cell devices and optical sensors.

Claims (3)

ITO 투명 전극 상에 하기 화학식 1의 방향족 유기산 이무수물을 진공증착하고, 하기 화학식 2 또는 화학식 3의 π-공액 고분자 화합물을 유기용매에 용해시킨 용액을 회전도포한 후, 음극으로 사용될 금속전극을 진공증착하여 발광효율을 증가시키는 것을 특징으로 하는 전기발광소자의 제조법.After vacuum depositing the aromatic organic acid dianhydride of the following Chemical Formula 1 on the ITO transparent electrode, rotating the solution of dissolving the π-conjugated polymer compound of the following Chemical Formula 2 or Formula 3 in an organic solvent, and vacuuming the metal electrode to be used as the negative electrode. Method of manufacturing an electroluminescent device characterized in that to increase the luminous efficiency by deposition. 화학식 1Formula 1 위 식 중, Ar는 벤젠, 나프탈렌, 안트라센, 페릴렌 또는 파이렌기이다.In the above formulae, Ar is a benzene, naphthalene, anthracene, perylene or pyrene group. 화학식 2Formula 2 위 식 중,In the stomach, R1은 -H, -CH3, -CN기 이고,R 1 is —H, —CH 3 , —CN group, R2는 -(CH2)nCH3(여기서, n=1~9),R 2 is — (CH 2 ) n CH 3 (where n = 1-9), (여기서, n=0~8) 또는 (Where n = 0 to 8) or -(OCH2CH2)n-OCH3(여기서, n=1~10)기 이며, x는 20~250 이다.-(OCH 2 CH 2 ) n -OCH 3 (where n = 1-10), x is 20-250. 화학식 3Formula 3 위 식 중,In the stomach, Ar'는또는기 이다.Ar ' or Is. 여기서,here, R3는 -(CH2)nCH3(여기서, n=0~7)기 이고,R 3 is a-(CH 2 ) n CH 3 (where n = 0-7), R4는 -(CH2)nCH3(여기서, n=0~7) 또는R 4 is — (CH 2 ) n CH 3 (where n = 0-7) or 기 이며, x는 20~250 이다. And x is from 20 to 250. ITO 투명 전극 상에 하기 화학식 1의 방향족 유기산 이무수물을 진공증착하고, 하기 화학식 2 또는 화학식 3의 π-공액 고분자 화합물을 유기용매에 용해시킨 용액을 회전도포하고, 전자수송층을 하기 화학식의 Alq 또는 PBD로 진공층착한 후, 음극으로 사용될 금속전극을 진공증착하여 발광효율을 증가시키는 것을 특징으로하는 전기발광소자의 제조법.A vacuum-deposited aromatic organic acid dianhydride of the following formula (1) on an ITO transparent electrode, spin-coating a solution in which the π-conjugated polymer compound of the following formula (2) or (3) was dissolved in an organic solvent, and the electron transport layer was coated with Alq or After vacuum-deposited with PBD, a metal electrode to be used as a cathode is vacuum-deposited to increase the luminous efficiency. 화학식 1Formula 1 위 식 중, Ar는 벤젠, 나프탈렌, 안트라센, 페릴렌 또는 파이렌기이다.In the above formulae, Ar is a benzene, naphthalene, anthracene, perylene or pyrene group. 화학식 2Formula 2 위 식 중,In the stomach, R1은 -H, -CH3, -CN기 이고,R 1 is —H, —CH 3 , —CN group, R2는 -(CH2)nCH3(여기서, n=1~9),R 2 is — (CH 2 ) n CH 3 (where n = 1-9), (여기서, n=0~8) 또는 (Where n = 0 to 8) or -(OCH2CH2)n-OCH3(여기서, n=1~10)기 이며, x는 20~250 이다.-(OCH 2 CH 2 ) n -OCH 3 (where n = 1-10), x is 20-250. 화학식 3Formula 3 위 식 중,In the stomach, Ar'는또는기 이다.Ar ' or Is. 여기서,here, R3는 -(CH2)nCH3(여기서, n=0~7)기 이고,R 3 is a-(CH 2 ) n CH 3 (where n = 0-7), R4는 -(CH2)nCH3(여기서, n=0~7) 또는R 4 is — (CH 2 ) n CH 3 (where n = 0-7) or 기 이며, x는 20~250 이다. And x is from 20 to 250. PBDPBD 제 I항 또는 제 2항에 있어서, 유기용매가 클로로포름 또는 테트라하이드로푸란인 것을 특징으로 하는 전기발광소자의 제조법.The method of manufacturing an electroluminescent device according to claim 1 or 2, wherein the organic solvent is chloroform or tetrahydrofuran.
KR1019970045389A 1997-09-01 1997-09-01 Electroluminescent element utilizing conjugated high molecular compound KR100216930B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019970045389A KR100216930B1 (en) 1997-09-01 1997-09-01 Electroluminescent element utilizing conjugated high molecular compound

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019970045389A KR100216930B1 (en) 1997-09-01 1997-09-01 Electroluminescent element utilizing conjugated high molecular compound

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR19990024361A true KR19990024361A (en) 1999-04-06
KR100216930B1 KR100216930B1 (en) 1999-09-01

Family

ID=19520663

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019970045389A KR100216930B1 (en) 1997-09-01 1997-09-01 Electroluminescent element utilizing conjugated high molecular compound

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100216930B1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009061134A1 (en) * 2007-11-07 2009-05-14 Industry-University Cooperation Foundation, Hanyang University Method of fabricating solar cell utilizing semiconductor nanoparticles embedded in polymer layer
US8952900B2 (en) 2009-08-11 2015-02-10 Samsung Display Co., Ltd. Touch screen display apparatus
US11217764B2 (en) 2001-12-05 2022-01-04 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Organic semiconductor element

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11217764B2 (en) 2001-12-05 2022-01-04 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Organic semiconductor element
WO2009061134A1 (en) * 2007-11-07 2009-05-14 Industry-University Cooperation Foundation, Hanyang University Method of fabricating solar cell utilizing semiconductor nanoparticles embedded in polymer layer
US8952900B2 (en) 2009-08-11 2015-02-10 Samsung Display Co., Ltd. Touch screen display apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
KR100216930B1 (en) 1999-09-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Yang et al. Polyaniline as a transparent electrode for polymer light‐emitting diodes: Lower operating voltage and higher efficiency
JP4846953B2 (en) High efficiency transparent organic light emitting device
Yang et al. Electron injection polymer for polymer light‐emitting diodes
Ma et al. Novel heterolayer organic light‐emitting diodes based on a conjugated dendrimer
US20120112318A1 (en) Transistor and process of producing the same, light-emitting device, and display
Palilis et al. A water soluble inorganic molecular oxide as a novel efficient electron injection layer for hybrid light-emitting diodes (HyLEDs)
US20080003456A1 (en) Methods for producing electroluminescent devices by screen printing
KR20030046327A (en) Organic semiconductor element
US8692235B2 (en) Organic photoelectric semiconductor device and method for fabricating the same
KR20020034981A (en) Organic/Polymer Electroluminescent Device Employing Single-ion Conductor
JP4515735B2 (en) Display element and manufacturing method thereof
US8569743B2 (en) Light-emitting component
KR100315346B1 (en) Organic light-emitting diodes including poly[2-methoxy-5-(2'-ethylhexyloxy)-1,4-phenylene-1,2-ethenylene-2,5-dimethoxy-1,4-phenylene-1,2-ethenylene] as electroluminescent material
WO2002082864A1 (en) Electroluminescent element having lead bromide based layered perovskite compound as luminescent layer
KR20110132165A (en) EFFICIENT HYBRID ORGANIC·IORGANIC LIGHT EMITTING DIODES WITH SELF-ASSEMBLED DIPOLE MOLECULE DEPOSTITED METAL OXIDE
US20070031700A1 (en) Organic light emitting diode
JP2004063363A (en) Material for electroluminescent element and electroluminescent element using the material
JPH10335066A (en) Organic electroluminescent element and flat panel display using this organic electroluminescent element
KR20010067868A (en) Organic Light-Emitting Device excellent in endurance and the method of manufacturing the same
KR100216930B1 (en) Electroluminescent element utilizing conjugated high molecular compound
KR100298899B1 (en) An organic electroluminescent device and a method of fabricating thereof
JP2002343570A (en) Conductive liquid crystal element and organic electroluminescence element
KR100340410B1 (en) Organic light emitting device having double barrier quantum well structure
Jiang et al. Multilayer organic light-emitting diodes
Cea et al. Single layer polymer electroluminescent devices incorporating new electron transport materials

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20030407

Year of fee payment: 5

LAPS Lapse due to unpaid annual fee