KR20010057124A - Organic light emitting device having double barrier quantum well structure - Google Patents

Organic light emitting device having double barrier quantum well structure Download PDF

Info

Publication number
KR20010057124A
KR20010057124A KR1019990058902A KR19990058902A KR20010057124A KR 20010057124 A KR20010057124 A KR 20010057124A KR 1019990058902 A KR1019990058902 A KR 1019990058902A KR 19990058902 A KR19990058902 A KR 19990058902A KR 20010057124 A KR20010057124 A KR 20010057124A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
light emitting
organic light
emitting device
layer
quantum well
Prior art date
Application number
KR1019990058902A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR100340410B1 (en
Inventor
이홍희
정진구
Original Assignee
이형도
삼성전기주식회사
이홍희
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 이형도, 삼성전기주식회사, 이홍희 filed Critical 이형도
Priority to KR1019990058902A priority Critical patent/KR100340410B1/en
Publication of KR20010057124A publication Critical patent/KR20010057124A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100340410B1 publication Critical patent/KR100340410B1/en

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00Organic light-emitting devices
    • H10K50/10OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/17Carrier injection layers
    • H10K50/171Electron injection layers
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B33/00Electroluminescent light sources
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00Organic light-emitting devices
    • H10K50/80Constructional details

Abstract

PURPOSE: An organic luminescent element using a double barrier quantum well structure is provided to promote efficiency by accelerating injection of electrons by employing a double barrier quantum well structure. CONSTITUTION: A transparent anode(103) is formed on a substrate(101). A luminescent layer(105) is formed on the anode and emits light according to application of a voltage. The first insulation layer(110) is formed on the luminescent layer and forms an energy barrier. A metallic layer(112) is formed on the first insulation layer and forms a quantum well. The second insulation layer(114) is formed on the metallic layer and forms an energy barrier. A cathode(107) is formed on the second insulation layer. The anode is ITO(Induim tin Oxide). The insulation layer and the metallic layer are formed between the luminescent layer and the cathode to form a double barrier quantum well structure, whereby efficiency is improved and an operation voltage is decreased.

Description

이중장벽 양자우물구조를 갖는 유기발광소자{ORGANIC LIGHT EMITTING DEVICE HAVING DOUBLE BARRIER QUANTUM WELL STRUCTURE}ORGANIC LIGHT EMITTING DEVICE HAVING DOUBLE BARRIER QUANTUM WELL STRUCTURE}

본 발명은 유기발광소자에 관한 것으로, 특히 발광층과 음극 사이에 다중장벽 양자우물구조를 형성하여 음극으로부터 발광층으로의 전자의 주입을 향상시켜 작동전압이 저하시키고 효율을 향상시킬 수 있는 이중장벽 양자우물구조를 갖는 유기발광소자에 관한 것이다.The present invention relates to an organic light emitting device, and in particular, to form a multi-barrier quantum well structure between the light emitting layer and the cathode to improve the injection of electrons from the cathode to the light emitting layer to reduce the operating voltage and improve the efficiency of the double barrier quantum well It relates to an organic light emitting device having a structure.

근래, 공액고분자(conjugate polymer)의 하나인 폴리(p-페닐린비닐린)(PPV)을 이용한 유기발광소자가 개발된 이래 전도성을 지닌 공액고분자와 같은 유기물에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 이러한 유기물을 박막트랜지스터(thin film transistor), 센서, 레이저, 광전소자 등에 응용하기 위한 연구도 계속 진행되고 있으며, 그중에서도 유기발광소자에 대한 연구가 가장 활발하게 진행되고 있다.Recently, since organic light emitting devices using poly (p-phenylinvinyline) (PPV), which is one of conjugated polymers, have been developed, research on organic materials such as conjugated polymers with conductivity has been actively conducted. Research on applying such organic materials to thin film transistors, sensors, lasers, photoelectric devices, and the like continues, and among them, researches on organic light emitting devices are most actively conducted.

인광물질(phosphors) 계통의 무기물로 이루어진 전계발광소자의 경우 작동전압이 교류 200V 이상 필요하고 소자의 제작공정이 진공증착으로 이루어지기 때문에 대형화가 어렵고 특히 청색발광이 어려울 뿐만 아니라 제조가격이 높다는 단점이 있다. 그러나, 유기물로 이루어진 발광소자는 뛰어난 발광효율, 대면적화의 용이화, 공정의 간편성, 특히 청색발광을 용이하게 얻을 수 있다는 장점과 함께 휠 수 있는 발광소자의 개발이 가능하다는 점 등에 의하여 차세대 표시장치로서 각광받고 있다.Electroluminescent devices made of phosphor-based inorganic materials require an operating voltage of 200V or more and the manufacturing process of the device is made by vacuum deposition, which makes it difficult to enlarge the size, in particular, it is difficult to emit blue light and the manufacturing cost is high. have. However, the light emitting device made of organic material has the advantages of excellent luminous efficiency, large area, ease of process, especially blue light emission, and the development of a light emitting device that can bend. As the spotlight.

도 1은 종래의 일반적인 유기발광소자를 나타내며, 도 2는 상기 유기발광소자의 밴드다이어그램(band diagram)이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 유기발광소자는 일함수(work function)가 높은 금속전극과 낮은 금속전극 사이에 발광물질이 삽입되는 구조로 되어 있다. 일함수가 높은 금속전극은 정공을 주입하는양극(anode;3)으로 사용되고 낮은 금속전극은 전자를 주입하는 음극(cathode;7)으로 사용된다.1 illustrates a conventional organic light emitting diode, and FIG. 2 is a band diagram of the organic light emitting diode. As shown in FIG. 1, the organic light emitting diode has a structure in which a light emitting material is inserted between a metal electrode having a high work function and a low metal electrode. The metal electrode having a high work function is used as an anode (3) for injecting holes and the metal electrode having a low work function is used as a cathode (7) for injecting electrons.

발광된 빛이 발광소자 외부로 발산되게 하기 위하여 기판과 한쪽 전극은 발광파장영역에서 빛의 흡수가 거의 없는 투명한 물질을 사용한다. 투명전극으로는 ITO(Indium Tin Oxide)가 가장 많이 사용되며, 이 금속은 통상 정공이 주입되는 양극(3)으로 사용된다. 음극(7)으로는 전자의 주입을 용이하게 하기 위해 일반적으로 일함수가 낮은 금속을 사용한다.In order to emit the emitted light to the outside of the light emitting device, the substrate and one electrode are made of a transparent material having almost no light absorption in the light emitting wavelength region. Indium Tin Oxide (ITO) is most commonly used as the transparent electrode, and this metal is usually used as the anode 3 into which holes are injected. As the cathode 7, a metal having a low work function is generally used to facilitate the injection of electrons.

유기발광소자의 발광의 원리는 다음과 같다. 일함수가 높은 양극(3)과 낮은 음극(7)에서 각각 정공과 전자가 발광층(5)에 주입되면, 상기 발광층(5) 내에 엑시톤(exciton)이 생성되며, 이 엑시톤이 발광소멸(decay)함에 따라 도 2에 도시된 발광층(15)의 LUMO(Lowest Unoccupied Molecular Orbital)와 HOMO(Highest Occupied Molecular Orbital)의 에너지 차이에 해당하는 빛이 발생하게 된다.The principle of light emission of the organic light emitting device is as follows. When holes and electrons are injected into the light emitting layer 5 in the anode 3 and the cathode 7 having a high work function, excitons are generated in the light emitting layer 5, and the excitons decay. As a result, light corresponding to the energy difference between the low unoccupied molecular orbital (LUMO) and the highest occupied molecular orbital (HOMO) of the light emitting layer 15 shown in FIG. 2 is generated.

현재, 유기발광소자의 연구는 주로 소자의 효율(efficiency) 및 수명의 향상에 집중되어 있다. 유기발광물질과 전극 사이의 계면상에서의 전하주입(charge injection) 특성이 발광소자의 양자효율(quantum efficiency) 및 작동전압에 가장 큰 영향을 주며, 수명에도 중대한 역할을 하기 때문에, 유기발광소자에 대한 연구는 주로 계면특성을 향상시키는데 집중되고 있다.At present, the research of the organic light emitting device is mainly focused on improving the efficiency (efficiency) and life of the device. The charge injection characteristic at the interface between the organic light emitting material and the electrode has the greatest influence on the quantum efficiency and operating voltage of the light emitting device and plays a significant role in the lifetime. Research is mainly focused on improving interfacial properties.

유기물내에서의 캐리어이동(carrier mobility)은 이온화포텐셜(ionization potential) 및 전자친화력(electron affinity) 등의 이유로 인해 일반적으로 정공이 전자보다 쉽게 이동한다. 즉, 전자가 유기물내에서 쉽게 이동하지 못하기 때문에 엑시톤이 음극 근처에서 생성되지만, 전극 근처에서는 비발광소멸이 크기 때문에 유기발광소자의 양자효율이 저하된다.Carrier mobility in organic materials generally moves holes more easily than electrons due to ionization potential and electron affinity. That is, excitons are generated near the cathode because electrons are not easily moved within the organic material, but the quantum efficiency of the organic light emitting device is degraded because the non-light emission is large near the electrode.

따라서, 소자의 효율을 향상시키기 위해서는 발광층내로의 전자 및 정공의 주입이 충분히 이루어지며 주입되는 전자 및 정공이 균형을 이루어야만 한다. 이상적인 발광소자는 전극금속의 페르미준위(Fermi level)와 발광물질의 HOMO 및 LUMO준위가 일치해야만 한다.Therefore, in order to improve the efficiency of the device, injection of electrons and holes into the light emitting layer is sufficiently performed, and the injected electrons and holes must be balanced. An ideal light emitting device should have the Fermi level of the electrode metal and the HOMO and LUMO levels of the light emitting material.

상기한 바와 같이 이유로 인해, 근해 유기발광소자의 효율을 향상시키기 위한 연구가 다음과 같은 2가지 방법에 집중되고 있다.For the reasons described above, research for improving the efficiency of the offshore organic light emitting device is focused on the following two methods.

첫째는 전극에 의한 효율개선이다. Ca와 같이 일함수가 작은 금속을 음극으로 사용하는 경우, 발광층의 LUMO와 음극의 페르미준위 사이의 에너지장벽이 낮아지기 때문에 발광층으로의 충분한 전자의 주입이 이루어지게 된다. 그러나, Ca는 공기중에서 극히 불안정하다는 문제가 있다. 또한, 상기 Ca는 유기물 내부의 이중결합에 전자를 제공할 뿐만 아니라 유기물 내부로 쉽게 확산되어 유기물을 도핑시키기 때문에 누설전류(leakage current)를 흐르게 하여 소자의 전기적 특성을 불안정하게 하는 문제가 있다. 특히, 금속이 유기층에 냉각사이트(quenching site)로 작용하기 때문에, 금속계면 근처에서 재결합이 일어나는 단일막 소자의 경우 효율이 급격히 감소하게 된다.The first is efficiency improvement by electrode. When a metal having a small work function, such as Ca, is used as the cathode, the energy barrier between LUMO of the light emitting layer and the Fermi level of the cathode is lowered, so that sufficient electrons are injected into the light emitting layer. However, there is a problem that Ca is extremely unstable in air. In addition, since Ca not only provides electrons to the double bonds in the organic material but also easily diffuses into the organic material to dope the organic material, Ca has a problem of unstable electrical characteristics of the device by flowing a leakage current. In particular, since the metal acts as a quenching site in the organic layer, the efficiency of the single film device where recombination occurs near the metal interface is drastically reduced.

둘째는 발광소자의 구조를 밴드갭이 다른 두개 이상의 유기물질을 써서 이종접합구조(heterostructure)로 형성하는 것이다. 이 구조는 전자의 이동도가 정공의 이동도 보다 낮기 때문에, 정공의 이동을 억제함으로써 국재적인 전하밀도를 크게하여 공간전하장(space charge field)에 의해 전자의 주입을 용이하게 하고 전자의 수송능력이 좋은 물질을 이용하여 정공과 재결합할 수 있는 충돌반경내로 전자를 빨리 들어오게 함으로써 발광효율을 높이는 것이다.Second, the structure of the light emitting device is formed using a heterojunction using two or more organic materials having different band gaps. Since the structure of the electrons is lower than the mobility of the holes, the structure can suppress the movement of the holes to increase the local charge density, thereby facilitating the injection of electrons by the space charge field, and the ability to transport the electrons. By using this good material, electrons are introduced into the collision radius where they can recombine with the holes, thereby increasing the luminous efficiency.

이종접합구조는 전하수송층을 발광층과 전극 사이에 형성함으로써 만들 수 있다. 전하수송층으로는 전자수송층(electron transport layer)과 정공수송층(hole transport layer)이 있으며, 이러한 전하수송층은 다음과 같은 작용을 한다.The heterojunction structure can be made by forming a charge transport layer between the light emitting layer and the electrode. The charge transport layer includes an electron transport layer and a hole transport layer, and the charge transport layer functions as follows.

첫째, 전하수송층은 캐리어들을 발광물질로 효율적으로 수송시켜줌으로써 발광층내에서 발광결합의 확률을 크게 한다.First, the charge transport layer efficiently transports carriers to the light emitting material, thereby increasing the probability of light emission coupling in the light emitting layer.

둘째, 전하수송물질의 HOMO나 LUMO준위가 발광물질의 것과 어느 정도 어긋남으로써 운반자의 이동을 억제하는(blocking)하는 작용을 한다. 예를 들어, 전자수송층은 발광층과의 계면에서 정공의 흐름을 억제하여 전자수송층내에서의 전기장이 증가하기 때문에 음극으로부터의 전자주입이 향상된다.Second, the HOMO or LUMO level of the charge transport material is somewhat different from that of the light emitting material, thereby blocking the transport of the carrier. For example, the electron transport layer suppresses the flow of holes at the interface with the light emitting layer to increase the electric field in the electron transport layer, so that the electron injection from the cathode is improved.

셋째, 발광층내에서 정공이동도가 전자이동도 보다 높은 경우에는 일중항 엑시톤(singlet exciton)을 형성하기 위한 발광 재결합이 음극 가까이에서 주로 일어나게 되는데, 음극 가까이에는 금속전극에서 확산되어 들어온 금속결함이 비발광소멸의 원천으로 작용하여 발광재결합의 확률이 저하된다. 전자수송층을 형성하면, 발광재결합이 발광층과 수송층의 계면에서 일어나기 때문에, 금속전극과는 어느 정도 거리가 생기게 되어 엑시톤의 억제(quenching)가 감소하게 된다.Third, in the case where the hole mobility is higher than the electron mobility in the light emitting layer, luminescence recombination mainly occurs near the cathode to form singlet exciton, and near the cathode, the metal defect diffused from the metal electrode is non-existent. It acts as a source of luminescence decay, reducing the probability of luminescence recombination. When the electron transport layer is formed, the light emitting recombination occurs at the interface between the light emitting layer and the transport layer, so that there is a certain distance from the metal electrode, thereby reducing exciton.

그러나, 상기와 같은 전하수송층, 특히 전자수송층이 형성된 유기발광소자에는 다음과 같은 문제가 있다. 예를 들어, 호소가와(Hosokawa) 등이 제안한 전자수송층을 포함하는 유기발광소자에서는 전자수송층으로 트리스(8-하이드록시퀴놀린) 알루미늄(Alq)를 사용하기 때문에 Mg:Ag로 이루어진 음극으로부터 도핑된 다이스트릴아릴렌(distyrylarylene) 발광층으로 전자주입이 원활하게 되어 충분한 청색발광을 얻을 수 있다(C. Hosokawa, H.Higashi, H.Nakamura, and T.Kusumoto, Appl. Phys. Lett. 67. 3853(1995)). 그러나, 상기 구조의 유기발광소자에서는 재결합영역의 일부가 Alq로 연장되기 때문에 발광스펙트럼상에 녹색영역이 발생한다. 따라서, 청색발광소자로서의 효율이 저하되는 문제가 있었다.However, the organic light emitting device in which the charge transport layer, in particular the electron transport layer, is formed has the following problems. For example, in the organic light emitting device including the electron transport layer proposed by Hosokawa et al., Since tris (8-hydroxyquinoline) aluminum (Alq) is used as the electron transport layer, the organic light emitting device is doped from a cathode composed of Mg: Ag. The electron injection is facilitated by the distriry arylene light emitting layer to obtain sufficient blue light emission (C. Hosokawa, H.Higashi, H.Nakamura, and T.Kusumoto, Appl. Phys. Lett. 67. 3853 ( 1995)). However, in the organic light emitting device having the above structure, part of the recombination region extends to Alq, so that a green region occurs on the emission spectrum. Therefore, there exists a problem that the efficiency as a blue light emitting element falls.

본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위한 것으로, 발광층과 음극 사이에 이중장벽 양자우물구조를 도입하여 전자의 주입을 촉진함으로써 효율을 향상시킬 수 있는 유기발광소자를 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide an organic light emitting device capable of improving efficiency by introducing a double barrier quantum well structure between a light emitting layer and a cathode to promote electron injection.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 유기발광소자는 기판과, 상기 기판위에 형성된 양극과, 상기 양극 위에 형성되어 전압의 인가시 빛을 발광하는 발광층과, 상기 발광층 위에 형성되어 발광층 내로의 전자의 주입을 촉진하는 이중장벽 양자우물구조와, 상기 이중장벽 양자우물구조 위에 형성된 음극으로 구성된 다.In order to achieve the above object, the organic light emitting device according to the present invention comprises a substrate, an anode formed on the substrate, a light emitting layer formed on the anode to emit light upon application of voltage, and formed on the light emitting layer into the light emitting layer A double barrier quantum well structure for promoting the injection of electrons, and a cathode formed on the double barrier quantum well structure.

상기 이중장벽 양자우물구조는 발광층과 음극 사이에 형성되는 제1에너지장벽과, 상기 제1에너지장벽과 인접하는 제2에너지장벽과, 상기 제1에너지장벽과 제2에너지장벽 사이에 형성된 양자우물로 이루어진다. 제1에너지장벽과 제2에너지장벽은 각각 LiF로 이루어진 절연층이고 양자우물은 알루미늄으로 이루어진 금속층이다.The double barrier quantum well structure includes a first energy barrier formed between the light emitting layer and the cathode, a second energy barrier adjacent to the first energy barrier, and a quantum well formed between the first energy barrier and the second energy barrier. Is done. The first energy barrier and the second energy barrier are each an insulating layer made of LiF, and the quantum well is a metal layer made of aluminum.

발광층과 양극 사이에는 발광층으로의 정공의 주입을 향상시키는 고분자전극 및 혼합전극이나 정공수송층이 형성될 수 있으며 발광층과 음극 사이에도 전자수송층이 형성될 수 있다. 고분자전극은 PANI나 PEDT를 주로 사용하며, 혼합전극으로는 PANI:PVK을 사용한다. 또한, 정공수송층으로는 PVK나 TPD를 사용하고 전자수송층으로는 Alq나 PBD를 사용한다.A polymer electrode and a mixed electrode or a hole transport layer may be formed between the light emitting layer and the anode to improve injection of holes into the light emitting layer, and an electron transport layer may be formed between the light emitting layer and the cathode. The polymer electrode mainly uses PANI or PEDT, and the mixed electrode uses PANI: PVK. In addition, PVK or TPD is used as the hole transport layer, and Alq or PBD is used as the electron transport layer.

도 1은 종래의 유기발광소자의 구조를 나타내는 도면.1 is a view showing the structure of a conventional organic light emitting device.

도 2는 종래 유기발광소자의 밴드다이어그램.Figure 2 is a band diagram of a conventional organic light emitting device.

도 3은 본 발명에 따른 유기발광소자의 밴드다이어그램.3 is a band diagram of the organic light emitting device according to the present invention.

도 4는 본 발명에 따른 유기발광소자의 구조를 나타내는 도면.4 is a view showing the structure of an organic light emitting device according to the present invention.

도 5는 본 발명의 제1실시예 및 제2실시예에 따른 유기발광소자의 전압대 전류의 특성곡선을 나타내는 그래프.5 is a graph showing a characteristic curve of voltage versus current of an organic light emitting diode according to the first and second embodiments of the present invention.

도 6은 본 발명의 제1 및 제2실시예에 따른 유기발광소자의 전압대 휘도의 특성곡선을 나타내는 그래프.6 is a graph showing characteristic curves of voltage versus luminance of organic light emitting diodes according to the first and second exemplary embodiments of the present invention;

- 도면부호의 주요부분에 대한 부호의 간단한 설명--Brief description of the symbols for the main parts of the drawing.

103 : ITO 105 : 발광층103: ITO 105: light emitting layer

110 : 제1절연층 112 : 금속층110: first insulating layer 112: metal layer

114 : 제2절연층 107 : 음극114: second insulating layer 107: cathode

본 발명에서는 유기발광소자의 효율개선을 위해 발광층과 음극 사이에 이중장벽 양자우물구조(double barrier quantum well)를 도입한다. 이중장벽 양자우물구조는 2개의 에너지장벽 사이에 양자우물이 존재하는 구조로 공진터널링현상(Resonant Tunneling effect)을 일으킨다.In the present invention, a double barrier quantum well structure is introduced between the light emitting layer and the cathode to improve the efficiency of the organic light emitting device. The double-barrier quantum well structure is a structure in which quantum wells exist between two energy barriers, causing a resonant tunneling effect.

도 3에 이중장벽 양자우물구조가 도시되어 있으며, 이에 대한 물리적 작용을 설명하면 다음과 같다. 전극(E)으로부터 방출되어 2개의 에너지장벽(B1,B2)를 지나가는 전자는 제2에너지장벽(B2)을 통과하여 에너지가 낮은 양자우물(W)을 지나 다음의 제1에너지장벽(B1)을 만나게 된다. 이때, 2개의 에너지장벽(B1,B2)과 양자우물(W)이 전자에 대해 상호작용을 하기 때문에, 공진터널링현상이 일어나게 된다. 처음에 제2에너지장벽(B2)을 통과한 전자는 제1에너지장벽(B1)을 통과하지 못하고 반사된다.The double barrier quantum well structure is illustrated in FIG. 3, and the physical action thereof is as follows. Electrons emitted from the electrode E and passing through the two energy barriers B1 and B2 pass through the second energy barrier B2 and pass through the low energy quantum well W to pass the next first energy barrier B1. Meet. At this time, since two energy barriers B1 and B2 and the quantum well W interact with each other, resonance tunneling occurs. Electrons that initially pass through the second energy barrier B2 do not pass through the first energy barrier B1 and are reflected.

따라서, 양자우물(W) 속에는 제2에너지장벽(B2)을 통과한 전자와 제1에너장벽(B1)으로부터 반사된 전자가 함께 존재하게 되어, 에너지에 따라 두전자에 보강간섭이 발생하거나 상쇄간섭이 발생한다. 그러므로, 상쇄간섭이 발생하는 에너지수준에서는 전자들이 에너지장벽을 거의 통과하지 못하고 보강간섭이 생기는 수준에서는 전자들이 모두 에너지장벽을 통과할 수 있게 된다. 이러한 현상을 공진터널링현상이라고 하는데, 이러한 현상을 이용하면 음극에서의 전자의 주입을 개선할 수 있게 된다.Therefore, in the quantum well W, electrons passing through the second energy barrier B2 and electrons reflected from the first energy barrier B1 are present together, so that constructive or destructive interference occurs between the two electrons depending on the energy. This happens. Therefore, at the energy level where offset interference occurs, electrons rarely pass through the energy barrier, and at the level where constructive interference occurs, all electrons can pass through the energy barrier. This phenomenon is called resonant tunneling, and this phenomenon can improve the injection of electrons from the cathode.

상기한 이중장벽 양자우물구조가 적용된 유기발광소자가 도 4에 도시되어 있다. 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 유기발광소자는 유리기판(101) 위에 ITO와 같은 투명한 금속으로 이루어져 전압이 인가되는 양극(103)이 적층되어 있으며, 상기 양극(103) 위에는 전압의 인가시 빛을 발산하는 발광층(105)이 적층되어 있다.An organic light emitting diode to which the double barrier quantum well structure is applied is illustrated in FIG. 4. As shown in the figure, the organic light emitting device of the present invention is made of a transparent metal such as ITO on the glass substrate 101 is laminated a positive electrode 103, the voltage is applied, the application of the voltage on the anode 103 The light emitting layer 105 which emits light is stacked.

발광층(105)은 주로 유기발광물질로 이루어지는데, 이러한 유기발광물질로는 HP(Para-Hexaphenyl)나 DPVBi(4,4'-bis(2,2-diphenylvinyl)-1,1'-iphenyl), 또는 BCzVBi(4,4'-bis[2-(3-N-ethylcarbazoryl)vinyl]biphenyl)을 사용할 수도 있지만, 본 발명에서는 최대 파장이 425nm인 파라헥사페닐(para-hexaphenyl)을 주로 사용한다. 물론 이러한 발광물질이 한정될 필요는 없다. 상기 PHP를 사용하는 이유는 본 발명의 일예로서 본 발명의 유기발광물질이 상기 물질에 한정될 필요는 없다. 즉, 일반적인 유기발광소자에서 사용되는 발광물질은 모두 훌륭하게 사용될 수 있다.The light emitting layer 105 mainly consists of an organic light emitting material, and the organic light emitting material is HP (Para-Hexaphenyl) or DPVBi (4,4'-bis (2,2-diphenylvinyl) -1,1'-iphenyl), Alternatively, BCzVBi (4,4'-bis [2- (3-N-ethylcarbazoryl) vinyl] biphenyl) may be used, but the present invention mainly uses para-hexaphenyl having a maximum wavelength of 425 nm. Of course, the light emitting material does not need to be limited. The reason for using the PHP is an example of the present invention is not limited to the organic light emitting material of the present invention. That is, all the light emitting materials used in the general organic light emitting device can be used excellently.

상기 발광층(105) 위에는 제1절연층(110)이 적층되고 그 위에는 각각 금속층(112)과 제2절연층(114)이 적층되어 있다. 상기 제1절연층(110), 금속층(112) 및 제2절연층(114)은 유기발광소자에 이중장벽 양자우물구조를 형성하기 위한 것으로, 제1절연층(110)과 제2절연층(114)은 LiF, MgF2, SiO, SiO2또는 Al2O3로 이루어지며 금속층(112)은 알루미늄이나 은 또는 인듐으로 이루어진다. 즉, 제1절연층(110) 및 제2절연층(114)에 의해 도 3에 도시된 제1에너지장벽(B1) 및 제2에너지장벽(B2)이 형성되고 금속층(112)에 의해 양자우물(W)이 형성된다.The first insulating layer 110 is stacked on the light emitting layer 105, and the metal layer 112 and the second insulating layer 114 are stacked thereon, respectively. The first insulating layer 110, the metal layer 112, and the second insulating layer 114 are for forming a double barrier quantum well structure in the organic light emitting diode, and the first insulating layer 110 and the second insulating layer ( 114 is made of LiF, MgF 2 , SiO, SiO 2 or Al 2 O 3 and the metal layer 112 is made of aluminum, silver, or indium. That is, the first energy barrier B1 and the second energy barrier B2 shown in FIG. 3 are formed by the first insulating layer 110 and the second insulating layer 114, and the quantum well is formed by the metal layer 112. (W) is formed.

에너지장벽을 형성하는 상기 절연층(110,114)은 각각 약 5∼35Å의 두께로 적층된다. 이중장벽 양자우물구조의 형성에 의해 유기발광소자의 작동전압이 작아지지만, 에너지장벽의 두께(즉, 절연층의 두께)가 너무 크면 발광효율이 저하된다. 따라서, 절연층은 약 10∼20Å의 두께로 형성하는 것이 바람직하다.The insulating layers 110 and 114 forming the energy barrier are stacked to have a thickness of about 5 to 35 각각, respectively. Although the operating voltage of the organic light emitting device is reduced by the formation of the double barrier quantum well structure, when the thickness of the energy barrier (that is, the thickness of the insulating layer) is too large, the luminous efficiency is lowered. Therefore, it is preferable to form an insulating layer in the thickness of about 10-20 micrometers.

상기 제2절연층(114) 위에는 음극(107)이 형성되어 있다. 음극(107)은 상기 금속층(112)과 마찬가지로 알루미늄으로 형성되어 전압이 인가됨에 따라 발광층(105)으로부터 빛이 발산된다.The cathode 107 is formed on the second insulating layer 114. Like the metal layer 112, the cathode 107 is made of aluminum, and light is emitted from the light emitting layer 105 as a voltage is applied.

일반적으로 유기발광소자에서는 소자의 효율을 향상시키기 위해 음극으로 Ca, Mg, Li 등과 같은 일함수가 작은 금속을 사용한다. 그러나, 이러한 금속은 강한 반응성으로 인해 공기중에서 쉽게 산화되는 불안정성을 갖고 있으며, 유기물층(즉, 발광층)으로 확산이 일어나게 되어 소자의 성능이 저하된다. 본 발명에서는 이중장벽 양자우물구조를 도입함으로써 상기와 같이 일함수가 작은 금속 대신에 값싸고 안정된 알루미늄(Al)이나 은, 인듐등의 금속을 음극으로 사용할 수 있게 된다.In general, an organic light emitting diode uses a metal having a small work function such as Ca, Mg, Li, etc. as a cathode to improve the efficiency of the device. However, these metals have instabilities that are easily oxidized in the air due to their strong reactivity, and diffusion into the organic material layer (ie, the light emitting layer) occurs, thereby degrading the performance of the device. In the present invention, by introducing the double-barrier quantum well structure, it is possible to use cheap and stable metals such as aluminum (Al), silver, indium, etc. as the cathode instead of the metal having a low work function as described above.

도면에는 도시하지 않았지만, 상기 ITO(103)와 발광층(105) 사이에는 발광층(105)으로의 정공의 주입을 향상시키기 위한 고분자전극 및 혼합전극이나 정공수송층을 형성할 수도 있다.Although not shown in the drawing, a polymer electrode, a mixed electrode, or a hole transport layer may be formed between the ITO 103 and the light emitting layer 105 to improve the injection of holes into the light emitting layer 105.

고분자전극은 전도성을 띠고 있는 절연층으로서 ITO(103) 위에 도포됨으로써 형성된다. 본 발명에서는 이러한 고분자전극으로 폴리아닐린(PANI) 또는 PEDT(polyethylen dioxythiophene)를 사용한다. 일반적으로 PANI나 PEDT는 절연물질이기 때문에, 전도성을 부여하기 위해 CSA(10-Camphor-Sulonic Acid)나 PSS(Polystyrenesulfonic Acid)와 같은 유기술폰산을 도핑하며, 이러한 전도성에 의해 발광층(105) 내로의 정공의 주입이 향상된다.The polymer electrode is formed by applying on the ITO 103 as a conductive insulating layer. In the present invention, polyaniline (PANI) or polyethylen dioxythiophene (PEDT) is used as the polymer electrode. In general, since PANI or PEDT is an insulating material, dopants such as 10-Camphor-Sulonic Acid (CSA) or polystyrenesulfonic acid (PSS) are used to impart conductivity. Injection is improved.

또한, 본 발명에서는 상기 PANI나 PEDT로 이루어진 고분자전극 대신에 PANI:PVK 혼합 고분자전극을 사용할 수도 있다. 상기 PANI:PVK 고분자전극은 고분자전극물질과 정공수송물질이 혼합되어 있기 때문에 ITO(103)와 발광층(105) 사이의 계면특성 향상에 의한 양극(ITO)에서 발광층(105)으로의 정공주입의 향상에 의해 유기발광소자의 효율이 대폭 향상될 수 있다.In addition, in the present invention, a PANI: PVK mixed polymer electrode may be used instead of the polymer electrode made of PANI or PEDT. Since the PANI: PVK polymer electrode is a mixture of a polymer electrode material and a hole transport material, the hole injection from the anode (ITO) to the light emitting layer 105 is improved by improving the interfacial properties between the ITO 103 and the light emitting layer 105. The efficiency of the organic light emitting device can be significantly improved by.

정공수송층으로는 폴리(N-비닐카바졸)(PVK)이나 TPD(N,N'-diphenyl-N,N'-bis(3-methylphenyl)-(1,1'-biphenyl)-4,4'-diamine)를 사용하고 전자수송층으로는 Alq 및 PBD(2-(4-biphenylyl)-5-(4-tert-butylphenyl)-1,3,4-oxadiazole)를 사용한다. 상기 정공수송층에 의해 발광층(105) 내로의 정공의 주입이 향상되어 유기발광소자의 효율이 향상될 수 있으며, 전자수송층에 의해 발광층(105) 내로의 전자의 주입이 향상되므로 역시 유기발광소자의 효율이 향상될 수 있다.As the hole transport layer, poly (N-vinylcarbazole) (PVK) or TPD (N, N'-diphenyl-N, N'-bis (3-methylphenyl)-(1,1'-biphenyl) -4,4 ' -diamine) and Alq and PBD (2- (4-biphenylyl) -5- (4-tert-butylphenyl) -1,3,4-oxadiazole) are used as the electron transport layer. Injection of holes into the light emitting layer 105 may be improved by the hole transport layer, thereby improving efficiency of the organic light emitting device, and electron injection into the light emitting layer 105 may be improved by the electron transport layer. This can be improved.

이하, 실시예를 참조하여 본 발명에 따른 유기발광소자의 제조방법을 상세히 설명한다. 실시예에서 제작되는 유기발광소자는 상술한 구조의 유기발광소자에 대한 것이지만, 이러한 구조는 한정되는 것은 아니다. 즉, 이하의 실시예에 개시된 내용은 발명의 일예를 나타내는 것에 불과한 것으로 본 발명의 권리의 범위를 정하는 것은 아니다.Hereinafter, a method of manufacturing an organic light emitting diode according to the present invention will be described in detail with reference to Examples. The organic light emitting device manufactured in Example is for an organic light emitting device having the above-described structure, but such a structure is not limited. That is, the contents disclosed in the following examples are merely examples of the invention and do not define the scope of the invention.

이하의 방법에서 예시되는 조건들, 예를 들면 농도, 용액의 혼합비율, 건조온도, 건조시간 등은 발명을 상세하게 설명하기 위한 하나의 예이다.Conditions exemplified in the following method, for example, concentration, mixing ratio of solution, drying temperature, drying time and the like are one example for describing the invention in detail.

실시예1Example 1

① ITO(Indium Tin Oxide)가 설정 두께로 적층된 유리기판을 트리클로에틸렌(trichloroethylene) 속에 넣어 초음파로 세척한 후, 아세톤과 이소-프로필알콜(IPA)에서 동일한 방법으로 세척하였다. 상기한 각 세척과정의 사이에 질소로 건조시켰다. 세척된 ITO는 글로브박스(glove box)내로 이동시킨다. 글로브박스의 내부는 아르곤분위기로 산소 및 수분의 농도가 수 ppm으로 유지되었으며 이후의 모든 공정은 상기 글로브박스내에서 진행되었다.① ITO (Indium Tin Oxide) was laminated to a glass substrate laminated in a set thickness in trichloroethylene (trichloroethylene) and then ultrasonically washed, and then washed in the same way in acetone and iso-propyl alcohol (IPA). Drying was carried out with nitrogen between each of the washing procedures described above. The washed ITO is transferred into a glove box. The inside of the glove box was kept in an argon atmosphere to maintain concentrations of oxygen and water at several ppm, and all subsequent processes were performed in the glove box.

② PANI의 반복단위 1몰당 0.5몰의 CSA(또는 PSS)를 혼합한 후, m-크레졸에 녹여 PANI-CSA용액을 형성하고 상기 용액을 필터로 걸러 균일하게 녹은 부분만을 사용하였다. PVK를 크로로포름을 용매로 녹인 후, 필터로 걸러 완전히 녹은 부분만을 사용하였다. 상기 PANI-CSA 용액과 PVK용액을 혼합하여 약 10.0% 농도의 PANI:PVK 혼합용액을 형성하였다.② After mixing 0.5 moles of CSA (or PSS) per mole of PANI repeating units, it was dissolved in m-cresol to form a PANI-CSA solution, and the solution was filtered and used only to dissolve uniformly. PVK was dissolved in chloroform with a solvent, and then filtered to use only the completely dissolved portion. The PANI-CSA solution and the PVK solution were mixed to form a PANI: PVK mixed solution having a concentration of about 10.0%.

혼합된 PANI:PVK 혼합용액을 약 4000rpm에서 약 120초 동안 스핀코팅한 후, 약 1.0×10-5Torr 이하의 진공하에서 약 50∼70℃의 온도로 약 10∼14 시간 동안 건조하여 PANI:PVK 혼합전극을 형성하였다.The mixed PANI: PVK mixed solution was spin-coated at about 4000 rpm for about 120 seconds, and then dried for about 10 to 14 hours at a temperature of about 50 to 70 ° C. under a vacuum of about 1.0 × 10 −5 Torr or less and then PANI: PVK A mixed electrode was formed.

③ 상기 PANI:PVK 혼합전극 위에 정공물질인 TPD를 약 1.0×10-6Torr 이하의 진공하에서 약 2∼3Å/s의 속도로 약 450∼550Å 증착하여 정공수송층을 형성하였다.③ A hole transport layer was formed on the PANI: PVK mixed electrode by depositing TPD, which is a hole material, at about 450 to 550 Pa at a rate of about 2 to 3 Pa / s under a vacuum of about 1.0 × 10 −6 Torr or less.

④ 상기 정공수송층 위에 발광물질인 PHP를 약 1.0×10-6Torr 이하의 진공하에서 약 2∼3Å/s의 속도로 약 450∼550Å 증착하여 발광층을 형성하였다.(4) The light emitting layer was formed by depositing PHP as a light emitting material on the hole transport layer at a rate of about 2 to 3 mW / s at about 450 × 550 m / s under a vacuum of about 1.0 × 10 −6 Torr or less.

⑤ 상기 발광층 위에 약 1.0×10-6Torr 이하의 진공하에서 약 0.2Å/s의 속도로 LiF를 약 10∼20Å 증착한 후 알루미늄을 약 10∼20Å 증착하였다. 이어서, 상기 알루미늄층 위에 다시 LiF를 약 10∼20Å의 두께로 증착하여 LiF층, 알루미늄층 및 LiF층으로 구성된 이중장벽 양자우물구조를 형성하였다.(5) LiF was deposited on the light emitting layer under a vacuum of about 1.0 x 10 -6 Torr or less at a rate of about 0.2 kPa / s, and then aluminum was deposited about 10 to 20 kPa. Subsequently, LiF was further deposited on the aluminum layer to a thickness of about 10 to 20 microns to form a double barrier quantum well structure including a LiF layer, an aluminum layer, and a LiF layer.

⑥ 상기 이중장벽 양자우물구조 위에 알루미늄과 같은 일함수가 높고 저가의 금속을 진공증착이나 스퍼터링방법으로 적층하여 음극을 형성하였다. 이때, 상기 음극은 약 1.0×10-6Torr 이하의 진공하에서 약 5.0Å/s의 속도로 증착되어 약 500∼1500Å 두께의 형성되었다.(6) A cathode was formed on the double barrier quantum well structure by laminating a metal having a high work function such as aluminum and inexpensive metal by vacuum deposition or sputtering. At this time, the cathode was deposited at a rate of about 5.0 kW / s under a vacuum of about 1.0 × 10 −6 Torr or less to form a thickness of about 500 to 1500 kW.

⑦ 상기 LiF:PVK 복합전극과 음극에 은페이스트를 이용하여 와이어본딩하였다.⑦ wire bonding was performed on the LiF: PVK composite electrode and the cathode using silver paste.

실시예2Example 2

상기 실시예1의 공정⑤ 발광층 위에 약 1.0×10-6Torr 이하의 진공하에서 LiF를 약 0.2Å/s의 속도로 약 10∼20Å 증착한 후 알루미늄을 약 25∼35Å 증착하여 상기 실시예1과는 다른 크기의 양자우물구조를 갖는 유기발광소자를 제작하였다.Example 5 of Example 1 and LiF deposited on the light emitting layer in a vacuum of about 1.0 × 10 -6 Torr or less at a rate of about 0.2 kW / s to about 10 to 20 kW and then about 25 to 35 kW of aluminum Fabricated organic light emitting diodes with different sized quantum well structures.

비교예Comparative example

① ITO(Indium Tin Oxide)가 설정 두께로 적층된 유리기판을 트리클로에틸렌(trichloroethylene) 속에 넣어 초음파로 세척한 후, 아세톤과 이소-프로필알콜(IPA)에서 동일한 방법으로 세척하였다. 상기한 각 세척과정의 사이에 질소를 건조시켰다. 세척된 ITO는 글로브박스(glove box)내로 이동시킨다. 글로브박스의 내부는 아르곤분위기로 산소 및 수분의 농도가 수 ppm으로 유지되었으며 이후의 모든 공정은 상기 글로브박스내에서 진행되었다.① ITO (Indium Tin Oxide) was laminated to a glass substrate laminated in a set thickness in trichloroethylene (trichloroethylene) and then ultrasonically washed, and then washed in the same way in acetone and iso-propyl alcohol (IPA). Nitrogen was dried between each of the above washing procedures. The washed ITO is transferred into a glove box. The inside of the glove box was kept in an argon atmosphere to maintain concentrations of oxygen and water at several ppm, and all subsequent processes were performed in the glove box.

② PANI의 반복단위 1몰당 0.5몰의 CSA(또는 PSS)를 혼합한 후, m-크레졸에 녹여 PANI-CSA용액을 형성하고 상기 용액을 필터로 걸러 균일하게 녹은 부분만을 사용하였다. PVK를 크로로포름을 용매로 녹인 후, 필터로 걸러 완전히 녹은 부분만을 사용하였다. 상기 PANI-CSA 용액과 PVK용액을 혼합하여 약 10.0% 농도의 PANI:PVK 혼합용액을 형성하였다.② After mixing 0.5 moles of CSA (or PSS) per mole of PANI repeating units, it was dissolved in m-cresol to form a PANI-CSA solution, and the solution was filtered and used only to dissolve uniformly. PVK was dissolved in chloroform with a solvent, and then filtered to use only the completely dissolved portion. The PANI-CSA solution and the PVK solution were mixed to form a PANI: PVK mixed solution having a concentration of about 10.0%.

혼합된 PANI:PVK 혼합용액을 약 4000rpm에서 약 120초 동안 스핀코팅한 후, 약 1.0×10-5Torr 이하의 진공하에서 약 50∼70℃의 온도로 약 10∼14 시간 동안 건조하여 PANI:PVK 혼합전극을 형성하였다.The mixed PANI: PVK mixed solution was spin-coated at about 4000 rpm for about 120 seconds, and then dried for about 10 to 14 hours at a temperature of about 50 to 70 ° C. under a vacuum of about 1.0 × 10 −5 Torr or less and then PANI: PVK A mixed electrode was formed.

③ 상기 PANI:PVK 혼합전극 위에 정공물질인 TPD를 약 1.0×10-6Torr 이하의 진공하에서 약 2∼3Å/s의 속도로 약 450∼550Å 증착하여 정공수송층을 형성하였다.③ A hole transport layer was formed on the PANI: PVK mixed electrode by depositing TPD, which is a hole material, at about 450 to 550 Pa at a rate of about 2 to 3 Pa / s under a vacuum of about 1.0 × 10 −6 Torr or less.

④ 상기 정공수송층 위에 발광물질인 PHP를 약 1.0×10-6Torr 이하의 진공하에서 약 2∼3Å/s의 속도로 약 450∼550Å 증착하여 발광층을 형성하였다.(4) The light emitting layer was formed by depositing PHP as a light emitting material on the hole transport layer at a rate of about 2 to 3 mW / s at about 450 × 550 m / s under a vacuum of about 1.0 × 10 −6 Torr or less.

⑤ 상기 발광층 위에 약 1.0×10-6Torr 이하의 진공하에서 LiF를 약 0.2Å/s의 속도로 약 10∼20Å 증착하여 단일장벽구조를 형성한 후 알루미늄과 같은 금속을 진공증착이나 스퍼터링방법으로 적층하여 음극을 형성하였다. 이때, 상기 음극은 약 1.0×10-6Torr 이하의 진공하에서 약 5.0Å/s의 속도로 증착되어 약 500∼1500Å 두께의 형성되었다.⑤ LiF is deposited on the light emitting layer under a vacuum of about 1.0 × 10 −6 Torr or less at a rate of about 0.2 to 20 kW / s to form a single barrier structure, and then a metal such as aluminum is deposited by vacuum deposition or sputtering. To form a negative electrode. At this time, the cathode was deposited at a rate of about 5.0 kW / s under a vacuum of about 1.0 × 10 −6 Torr or less to form a thickness of about 500 to 1500 kW.

⑥ 상기 PANI:PVK 복합전극과 음극에 은페이스트를 이용하여 와이어본딩하였다.⑥ Wire bonding was performed on the PANI: PVK composite electrode and the cathode using silver paste.

상기 실시예1 및 2와 비교예1에 의해 제작된 유기발광소자의 특성이 도 5 및 도 6에 도시되어 있다.The characteristics of the organic light emitting diodes manufactured by Examples 1 and 2 and Comparative Example 1 are shown in FIGS. 5 and 6.

도면에서 도 5는 제작된 유기발광소자의 전압-전류 특성곡선을 나타내는 그래프이고 도 6은 전류-휘도의 특성곡선을 나타내는 그래프이다. 도면에서, 검은 원은 이중장벽 양자우물구조의 금속층 두께가 약 30Å인 유기발광소자의 특성곡선을 나타내고 빈원은 이중장벽 양자우물구조의 금속층 두께가 약 15Å인 유기발광소자의 특성곡선을 나타내며, 빈 사각형은 단일장벽의 유기발광소자의 특성곡선을 나타낸다.5 is a graph showing a voltage-current characteristic curve of the fabricated organic light emitting diode, and FIG. 6 is a graph showing a characteristic curve of current-luminance. In the figure, the black circle represents the characteristic curve of the organic light emitting device having a metal layer thickness of about 30 μs and the empty circle represents the characteristic curve of the organic light emitting device having the thickness of about 15 μm of the double barrier quantum well structure. Squares represent the characteristic curves of the organic light-emitting device having a single barrier.

우선, 도 5의 전압-전류 특성곡선에 도시된 바와 같이, 유기발광소자의 양극(ITO) 및 음극에 전압이 인가됨에 따라 각 유기발광소자의 전류가 지수함수적으로 증가한다. 이러한 전압-전류특성곡선은 유기발광소자의 작동전압을 나타내는 것으로, 이 특성은 유기발광소자의 성능을 좌우하는 매우 중요한 요인이다.First, as shown in the voltage-current characteristic curve of FIG. 5, as the voltage is applied to the anode (ITO) and the cathode of the organic light emitting diode, the current of each organic light emitting diode increases exponentially. The voltage-current characteristic curve represents the operating voltage of the organic light emitting diode, which is a very important factor that determines the performance of the organic light emitting diode.

도면에 도시된 바와 같이, 단일장벽 유기발광소자의 작동전압(전류가 지수함수적으로 증가하기 시작하는 전압)은 약 10V인데 반해, 이중장벽 양자우물구조를 갖는 유기발광소자는 약 5.5V의 작동전압을 갖는다. 따라서, 이중장벽 양자우물구조를 갖는 유기발광소자의 작동전압이 단일장벽구조를 갖는 유기발광소자나 에너지장벽이 존재하지 않는 종래의 유기발광소자의 작동전압에 비해 대폭 저하됨을 알 수 있다.As shown in the figure, the operating voltage (voltage at which the current starts to increase exponentially) of the single barrier organic light emitting diode is about 10V, whereas the organic light emitting diode having the double barrier quantum well structure operates about 5.5V. Has a voltage. Therefore, it can be seen that the operating voltage of the organic light emitting device having the double barrier quantum well structure is significantly lower than the operating voltage of the organic light emitting device having the single barrier structure or the conventional organic light emitting device having no energy barrier.

또한, 도 6의 전압-휘도특성곡선에 도시된 바와 같이, 단일장벽구조를 갖는 유기발광소자에 비해 이중장벽 양자우물구조를 갖는 유기발광소자의 휘도가 대폭 향상됨을 알 수 있다. 또한, 이때 양자우물을 형성하는 금속층의 두께가 약 30Å인 유기발광소자에 비해 금속층의 두께가 약 15Å인 유기발광소자의 효율이 더욱 향상된다.In addition, as shown in the voltage-luminance characteristic curve of FIG. 6, it can be seen that the luminance of the organic light emitting device having the double barrier quantum well structure is significantly improved compared to the organic light emitting device having the single barrier structure. In addition, the efficiency of the organic light emitting diode having a thickness of about 15 GPa is further improved compared to the organic light emitting diode having a thickness of about 30 GPa.

상기한 바와 같이, 발광층과 음극 사이에 이중장벽 양자우물구조를 형성함으로써 유기발광소자의 작동전압을 낮추고 효율을 향상시킬 수 있게 된다.As described above, by forming a double barrier quantum well structure between the light emitting layer and the cathode, it is possible to lower the operating voltage of the organic light emitting device and to improve efficiency.

상기 실시예에서는 설명의 편의를 위해 특정한 방법에 의해 특정한 구조의 유기발광소자가 제작되었지만, 본 발명의 유기발광소자가 상기 실시예에만 국한되는 것은 아니다. 예를 들어, 발광층과 음극 사이에 3층 이상의 절연층과 2층 이상의 금속층을 형성하여 이중장벽이 아닌 삼중장벽 이상의 양자우물구조를 형성하는 것도 가능하다.In the above embodiment, an organic light emitting device having a specific structure is manufactured by a specific method for convenience of description, but the organic light emitting device of the present invention is not limited to the above embodiment. For example, it is also possible to form three or more insulating layers and two or more metal layers between the light emitting layer and the cathode to form a quantum well structure of three or more barriers instead of a double barrier.

따라서, 본 발명의 권리의 범위는 상기한 실시예에 의해 결정되는 것이 아니라 첨부한 특허청구범위에 의해 결정되어야만 한다.Therefore, the scope of the present invention should be determined not by the above-described embodiments, but by the appended claims.

본 발명의 유기발광소자는 상기한 바와 같이, 발광층과 음극 사이에 이중장벽 양자우물구조를 형성하는 절연층과 금속층을 형성함으로써 효율이 대폭 향상되고 작동전압이 저하된 유기발광소자를 얻을 수 있게 된다.As described above, the organic light emitting device according to the present invention forms an insulating layer and a metal layer forming a double-barrier quantum well structure between the light emitting layer and the cathode, whereby an organic light emitting device having a greatly improved efficiency and a low operating voltage can be obtained. .

Claims (25)

기판;Board; 상기 기판 위에 형성된 투명한 양극;A transparent anode formed on the substrate; 상기 양극 위에 형성되어 전압이 인가됨에 따라 빛을 발광하는 발광층;An emission layer formed on the anode to emit light as a voltage is applied; 상기 발광층 위에 형성되어 에너지장벽을 형성하는 제1절연층;A first insulating layer formed on the light emitting layer to form an energy barrier; 상기 제1절연층 위에 형성되어 양자우물을 형성하는 금속층;A metal layer formed on the first insulating layer to form a quantum well; 상기 금속층 위에 형성되어 에너지장벽을 형성하는 제2절연층; 및A second insulating layer formed on the metal layer to form an energy barrier; And 상기 제2절연층 위에 형성된 음극으로 구성된 유기발광소자.An organic light emitting device consisting of a cathode formed on the second insulating layer. 제1항에 있어서, 상기 양극이 ITO(Induim Tin Oxide)인 것을 특징으로 하는 유기발광소자.The organic light emitting device of claim 1, wherein the anode is indium tin oxide (ITO). 제1항에 있어서, 상기 발광층이 파라헥사페닐(para-hexaphenyl), DPVBi(4,4'-bis(2,2-diphenylvinyl)-1,1'-iphenyl), BCzVBi(4,4'-bis[2-(3-N-ethylcarbazoryl)vinyl]biphenyl)로 구성된 일군으로부터 선택되는 물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 유기발광소자.According to claim 1, wherein the light emitting layer is para-hexaphenyl (para-hexaphenyl), DPVBi (4,4'-bis (2,2-diphenylvinyl) -1,1'-iphenyl), BCzVBi (4,4'-bis An organic light emitting device, comprising: a material selected from the group consisting of [2- (3-N-ethylcarbazoryl) vinyl] biphenyl). 제1항에 있어서, 상기 제1절연층은 LiF, MgF2, SiO, SiO2및 Al2O3로 구성된 일군으로부터 선택되는 물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 유기발광소자.The organic light emitting diode of claim 1, wherein the first insulating layer is formed of a material selected from the group consisting of LiF, MgF 2 , SiO, SiO 2, and Al 2 O 3 . 제5항에 있어서, 상기 LiF의 두께는 10∼20Å인 것을 특징으로 하는 유기발광소자.The organic light emitting device according to claim 5, wherein the LiF has a thickness of 10 to 20 GPa. 제1항에 있어서, 상기 금속층은 알루미늄, 은 및 인듐으로 구성된 일군으로부터 선택되는 물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 유기발광소자.The organic light emitting device of claim 1, wherein the metal layer is made of a material selected from the group consisting of aluminum, silver, and indium. 제6항에 있어서, 상기 금속층의 두께는 10∼20Å인 것을 특징으로 하는 유기발광소자.The organic light emitting device of claim 6, wherein the metal layer has a thickness of about 10 to about 20 microns. 제6항에 있어서, 상기 금속층의 두께는 25∼35Å인 것을 특징으로 하는 유기발광소자.The organic light emitting device according to claim 6, wherein the metal layer has a thickness of 25 to 35 GPa. 제1항에 있어서, 상기 제2절연층은 LiF, MgF2, SiO, SiO2및 Al2O3로 구성된 일군으로부터 선택되는 물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 유기발광소자.The organic light emitting device of claim 1, wherein the second insulating layer is formed of a material selected from the group consisting of LiF, MgF 2 , SiO, SiO 2, and Al 2 O 3 . 제9항에 있어서, 상기 제2절연층의 두께는 10∼20Å인 것을 특징으로 하는 유기발광소자.10. The organic light emitting device of claim 9, wherein the second insulating layer has a thickness of about 10 to about 20 microns. 제1항에 있어서, 상기 음극은 알루미늄, 은 및 인듐으로 구성된 일군으로부터 선택된 물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 유기발광소자.The organic light emitting device of claim 1, wherein the cathode is made of a material selected from the group consisting of aluminum, silver, and indium. 제11항에 있어서, 상기 음극의 두께는 500∼1500Å인 것을 특징으로 하는 유기발광소자.12. The organic light emitting device of claim 11, wherein the cathode has a thickness of 500 to 1500 mW. 제1항에 있어서, 상기 양극 및 발광층 사이에 형성된 고분자전극을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광소자.The organic light emitting device of claim 1, further comprising a polymer electrode formed between the anode and the light emitting layer. 제13항에 있어서, 상기 고분자전극은 폴리아닐린(PANI)와 PEDT(polyethylen dioxythiophene)로 이루어진 일군으로부터 선택된 물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 유기발광소자.The organic light emitting diode of claim 13, wherein the polymer electrode is made of a material selected from the group consisting of polyaniline (PANI) and polyethylen dioxythiophene (PEDT). 제13항에 있어서, 상기 고분자전극은 PANI:PVK(폴리(N-비닐카바졸)) 혼합전극인 것을 특징으로 하는 유기발광소자.The organic light emitting diode of claim 13, wherein the polymer electrode is a PANI: PVK (poly (N-vinylcarbazole)) mixed electrode. 제1항에 있어서, 상기 양극과 발광층 사이에 형성된 정공수송층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광소자.The organic light emitting device of claim 1, further comprising a hole transport layer formed between the anode and the light emitting layer. 제16항에 있어서, 상기 정공수송층은 폴리(N-비닐카바졸)(PVK)과 TPD(N,N'-diphenyl-N,N'-bis(3-methylphenyl)-(1,1'-biphenyl)-4,4'-diamine)이루어진 일군으로부터 선택되는 물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 유기발광소자.The method of claim 16, wherein the hole transport layer is poly (N-vinylcarbazole) (PVK) and TPD (N, N'-diphenyl-N, N'-bis (3-methylphenyl)-(1,1'-biphenyl) ) -4,4'-diamine) organic light emitting device, characterized in that consisting of a material selected from the group consisting of. 제1항에 있어서, 상기 발광층과 제1절연층 사이에 형성된 전자수송층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광소자.The organic light emitting device of claim 1, further comprising an electron transport layer formed between the light emitting layer and the first insulating layer. 제18항에 있어서, 상기 전자수송층은 트리스(8-하이드록시퀴놀린) 알루미늄(Alq) 및 PBD(2-(4-biphenylyl)-5-(4-tert-butylphenyl)-1,3,4-oxadiazole)로 구성된 일군으로부터 선택된 물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 유기발광소자.The electron transport layer of claim 18, wherein the electron transport layer comprises tris (8-hydroxyquinoline) aluminum (Alq) and PBD (2- (4-biphenylyl) -5- (4-tert-butylphenyl) -1,3,4-oxadiazole. An organic light emitting device, characterized in that consisting of a material selected from the group consisting of. 기판;Board; 상기 기판위에 형성된 양극;An anode formed on the substrate; 상기 양극 위에 형성되어 전압의 인가시 빛을 발광하는 발광층;An emission layer formed on the anode and emitting light when voltage is applied; 상기 발광층 위에 형성되어 발광층 내로의 전자의 주입을 촉진하는 다중장벽 양자우물구조; 및A multi-barrier quantum well structure formed on the light emitting layer to facilitate injection of electrons into the light emitting layer; And 상기 다중장벽 양자우물구조 위에 형성된 음극으로 구성된 유기발광소자.An organic light emitting device comprising a cathode formed on the multi-barrier quantum well structure. 제20항에 있어서, 상기 다중장벽 우물구조는,The method of claim 20, wherein the multi-barrier well structure, 상기 발광층 위에 형성되는 적어도 하나의 제1에너지장벽;At least one first energy barrier formed over the light emitting layer; 상기 제1에너지장벽과 인접하는 적어도 하나의 제2에너지장벽; 및At least one second energy barrier adjacent the first energy barrier; And 상기 제1에너지장벽과 제2에너지장벽 사이에 형성된 적어도 하나의 양자우물로 이루어진 것을 특징으로 하는 유기발광소자.And at least one quantum well formed between the first energy barrier and the second energy barrier. 제21항에 있어서, 상기 제1에너지장벽은 LiF, MgF2, SiO, SiO2및 Al2O3로 구성된 일군으로부터 선택되는 물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 유기발광소자.The organic light emitting device of claim 21, wherein the first energy barrier is made of a material selected from the group consisting of LiF, MgF 2 , SiO, SiO 2, and Al 2 O 3 . 제21항에 있어서, 상기 제2에너지장벽은 LiF, MgF2, SiO, SiO2및 Al2O3로 구성된 일군으로부터 선택되는 물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 유기발광소자.The organic light emitting device of claim 21, wherein the second energy barrier is made of a material selected from the group consisting of LiF, MgF 2 , SiO, SiO 2, and Al 2 O 3 . 제21항에 있어서, 상기 양자우물은 알루미늄, 은, 및 인듐으로 구성된 일군으로부터 선택된 물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 유기발광소자.The organic light emitting device of claim 21, wherein the quantum well is made of a material selected from the group consisting of aluminum, silver, and indium. 제21항에 있어서, 상기 알루미늄, 은, 인듐으로 구성된 일군으로부터 선택된 물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 유기발광소자.22. The organic light emitting device of claim 21, wherein the organic light emitting diode is made of a material selected from the group consisting of aluminum, silver, and indium.
KR1019990058902A 1999-12-18 1999-12-18 Organic light emitting device having double barrier quantum well structure KR100340410B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019990058902A KR100340410B1 (en) 1999-12-18 1999-12-18 Organic light emitting device having double barrier quantum well structure

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019990058902A KR100340410B1 (en) 1999-12-18 1999-12-18 Organic light emitting device having double barrier quantum well structure

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20010057124A true KR20010057124A (en) 2001-07-04
KR100340410B1 KR100340410B1 (en) 2002-06-12

Family

ID=19626870

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019990058902A KR100340410B1 (en) 1999-12-18 1999-12-18 Organic light emitting device having double barrier quantum well structure

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100340410B1 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100455244B1 (en) * 2001-12-10 2004-11-06 주식회사 두성테크 Transparent conductive compound and printing method of forming transparent conductive electrode for display panel
KR100656490B1 (en) * 2001-11-26 2006-12-12 삼성에스디아이 주식회사 Full Color OLED and Method for fabricating the Same
KR100695307B1 (en) * 2005-07-29 2007-03-14 한양대학교 산학협력단 Organic light emitting devices and preparation method thereof
KR100743597B1 (en) * 2006-04-03 2007-07-27 (주)매트릭스 Manufacturing method of el sheet using double layer film for backlight of keypad and manufacturing method of el metal dome sheet and el metal dome sheet thereof
US8593058B2 (en) 2011-04-20 2013-11-26 Samsung Display Co., Ltd. Organic light-emitting display device

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100656490B1 (en) * 2001-11-26 2006-12-12 삼성에스디아이 주식회사 Full Color OLED and Method for fabricating the Same
KR100455244B1 (en) * 2001-12-10 2004-11-06 주식회사 두성테크 Transparent conductive compound and printing method of forming transparent conductive electrode for display panel
KR100695307B1 (en) * 2005-07-29 2007-03-14 한양대학교 산학협력단 Organic light emitting devices and preparation method thereof
KR100743597B1 (en) * 2006-04-03 2007-07-27 (주)매트릭스 Manufacturing method of el sheet using double layer film for backlight of keypad and manufacturing method of el metal dome sheet and el metal dome sheet thereof
US8593058B2 (en) 2011-04-20 2013-11-26 Samsung Display Co., Ltd. Organic light-emitting display device

Also Published As

Publication number Publication date
KR100340410B1 (en) 2002-06-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Yamamori et al. Doped organic light emitting diodes having a 650-nm-thick hole transport layer
US6465953B1 (en) Plastic substrates with improved barrier properties for devices sensitive to water and/or oxygen, such as organic electroluminescent devices
KR100656035B1 (en) Transparent, thermally stable light-emitting component comprising organic layers
JP5322075B2 (en) Organic phosphorescent light emitting device and manufacturing method thereof
Gong et al. Electrophosphorescence from a polymer guest–host system with an Iridium complex as guest: Förster energy transfer and charge trapping
US8101941B2 (en) Interface conditioning to improve efficiency and lifetime of organic electroluminescence devices
JP3327558B2 (en) Organic / inorganic alloys used to improve organic electroluminescent devices
KR100679381B1 (en) Phosphorescent light- emitting component comprising organic layers
JP3695714B2 (en) Light emitting device with organic layer
JP4846953B2 (en) High efficiency transparent organic light emitting device
US6274979B1 (en) Organic light emitting diodes
US8120242B2 (en) Transistor and process of producing the same, light-emitting device, and display
JP4086817B2 (en) Organic EL device
Yu et al. Hole-injection enhancement by copper phthalocyanine (CuPc) in blue polymer light-emitting diodes
KR100654579B1 (en) Light-emitting apparatus
JP2008533735A (en) Quantum dot light-emitting diodes containing inorganic electron transport layers
KR100781620B1 (en) Electrode structure for electronic and opto-electronic devices
KR20090009252A (en) Light-emitting component
KR100298899B1 (en) An organic electroluminescent device and a method of fabricating thereof
KR100340410B1 (en) Organic light emitting device having double barrier quantum well structure
KR100595928B1 (en) Organic light emitting diode having dotted-line doped emission layer with mixed host materials
Cacialli et al. Naphthalimide polymers for organic light-emitting diodes
CN113193129B (en) Light emitting device and display panel
CN112467058B (en) Ternary exciplex composite material main body and OLED device preparation method thereof
KR100298898B1 (en) An organic electroluminescent device and a method of fabricating thereof

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130430

Year of fee payment: 12

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140430

Year of fee payment: 13

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150430

Year of fee payment: 14

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160429

Year of fee payment: 15

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170427

Year of fee payment: 16

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180430

Year of fee payment: 17

LAPS Lapse due to unpaid annual fee