KR20020004582A - organic electroluminescect devices - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 디스플레이 소자에 관한 것으로, 특히 유기 전계발광소자(organic electroluminescent device)에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to display devices, and more particularly to organic electroluminescent devices.
최근 표시장치의 대형화에 따라 공간 점유가 적은 평면표시소자의 요구가 증대되고 있는데, 이러한 평면표시소자 중 하나로서 최근 유기발광다이오드(organic light emitting diode:OLED)라고도 불리는 유기 전계발광소자의 기술이 빠른 속도로 발전하고 있으며, 이미 여러 시제품들이 발표된 바 있다.Recently, as the size of the display device increases, the demand for a flat display device having less space is increasing. As one of the flat display devices, an organic light emitting diode (OLED), also called an organic light emitting diode (OLED), has recently been rapidly developed. It is evolving at a rate, and several prototypes have already been announced.
유기 전계발광소자는 전자주입전극(cathode)인 제 1전극(음극)과, 정공주입전극(anode)인 제 2전극(양극) 사이에 형성된 유기 발광층에 각각 전자와 정공을주입하면 전자와 정공이 결합하여 쌍을 이루어 생성된 엑시톤(exciton)이 여기 상태로부터 기저 상태로 떨어지면서 소멸하여 발광하는 소자이다.An organic electroluminescent device is formed by injecting electrons and holes into an organic light emitting layer formed between a first electrode (cathode), which is an electron injection electrode, and a second electrode (anode), a hole injection electrode (anode), respectively. Excitons formed in pairs by combining fall from the excited state to the ground state and disappear and emit light.
이러한 유기 전계발광소자는 플라즈마 디스플레이 패널(PDP:Plasma Display Panel)이나 무기 전계발광소자 디스플레이에 비해 낮은 전압(5∼10V)으로 구동할 수 있다는 장점이 있어 연구가 활발하게 진행되고 있다.Such organic electroluminescent devices have an advantage that they can be driven at a lower voltage (5 to 10V) than plasma display panels (PDPs) or inorganic electroluminescent device displays.
그리고, 유기 전계발광소자는 넓은 시야각, 고속 응답성, 고 콘트라스트(contrast) 등의 뛰어난 특징을 갖고 있으므로, 그래픽 디스플레이의 픽셀(pixel), 텔레비젼 영상 디스플레이나 표면광원(surface light source)의 픽셀로서 사용될 수 있으며, 플라스틱 같이 휠 수 있는(flexible) 투명 기판 위에도 소자를 형성할 수 있고, 매우 얇고 가볍게 만들 수 있으며, 색감이 좋기 때문에 차세대 평면 디스플레이(flat panel display:FPD)에 적합한 소자이다.In addition, the organic electroluminescent device has excellent characteristics such as wide viewing angle, high speed response, high contrast, and the like, so that it can be used as a pixel of a graphic display, a pixel of a television image display or a surface light source. The device can be formed on a flexible transparent substrate, such as plastic, can be made very thin and light, and has good color, making it suitable for next-generation flat panel displays (FPDs).
또한, 녹색(green), 청색(blue), 적색(red)의 3가지 색을 나타낼 수 있고, 이미 잘 알려진 액정표시장치(liquid crystal display:LCD)에 비해 백라이트(backlight)가 필요치 않아 전력소모가 적으며, 색감이 뛰어나 차세대 풀 컬러 디스플레이(full color display) 소자로 많은 사람의 관심의 대상이 되고 있다.In addition, it can display three colors of green, blue, and red, and requires no backlight compared to the well-known liquid crystal display (LCD). It is small and has excellent color, and it is attracting many people's attention as the next generation full color display device.
도 1은 일반적인 유기 전계 발광 소자의 구조단면도이다.1 is a structural cross-sectional view of a general organic electroluminescent device.
도 1에 도시한 바와 같이, 투명 기판 위에 양극(anode) 물질을 형성한다.As shown in FIG. 1, an anode material is formed on a transparent substrate.
여기서, 양극 물질로는 ITO(Indium Tin Oxide)가 쓰인다.In this case, indium tin oxide (ITO) is used as the anode material.
그리고, 양극 물질 위에 정공주입층(HIL:Hole Injecting Layer)을 형성한다.In addition, a hole injection layer (HIL) is formed on the anode material.
여기서, 정공주입층의 물질로는 주로, 구리 프탈로시아닌(CuPC:copper phthalocyanine)이 사용되고, 그 두께는 약 10∼30㎚로 한다.Here, as the material of the hole injection layer, copper phthalocyanine (CuPC: copper phthalocyanine) is mainly used, and the thickness thereof is about 10 to 30 nm.
다음으로, 정공수송층(HTL:Hole Transport Layer)을 형성한다.Next, a hole transport layer (HTL) is formed.
정공수송층은 NPD(4,4'-bis[N-(1-naphthyl)-N-phenylamino]-biphenyl)를 약 30∼60㎚ 정도의 두께로 증착하여 형성한다.The hole transport layer is formed by depositing NPD (4,4'-bis [N- (1-naphthyl) -N-phenylamino] -biphenyl) to a thickness of about 30 to 60 nm.
그리고, 정공수송층 위에 유기발광층(EML:Organic Emitting Layer)을 형성한다.An organic emitting layer (EML) is formed on the hole transport layer.
이 때, 유기발광층에 필요에 따라 불순물(dopant)을 첨가한다.At this time, a dopant is added to the organic light emitting layer as necessary.
예를 들어, 녹색(green) 발광의 경우에, 흔히 유기발광층으로 Alq3(tris(8-hydroxy-quinolate)aluminum)을 약 30∼60㎚ 정도의 두께로 증착하며, 불순물로는 MQD(N-Methylquinacridone)를 많이 쓴다.For example, in the case of green light emission, Alq 3 (tris (8-hydroxy-quinolate) aluminum) is often deposited as an organic light emitting layer to a thickness of about 30 to 60 nm, and as an impurity, MQD (N- Methylquinacridone) is used a lot.
그리고 나서, 유기발광층 위에 전자수송층(ETL:Electron Transport Layer) 및 전자주입층(EIL:Electron Injection Layer)을 연속적으로 입히거나, 전자수송층과 전자주입층 대신에 전자주입운송층을 형성한다.Then, an electron transport layer (ETL) and an electron injection layer (EIL) are coated on the organic light emitting layer in succession, or an electron injection transport layer is formed instead of the electron transport layer and the electron injection layer.
녹색 발광의 경우에, 유기발광층으로 사용한 Alq3이 뛰어난 전자수송능력을 갖기 때문에 전자주입/수송층을 쓰지 않는 경우도 많다.In the case of green light emission, since Alq 3 used as the organic light emitting layer has excellent electron transport ability, the electron injection / transport layer is often not used.
다음으로, 전자주입층 위에 음극(cathode)을 형성하고, 마지막으로 보호막을 덧씌운다.Next, a cathode is formed on the electron injection layer, and finally a protective film is overlaid.
그러나 이상에서 설명한 종래 기술에 따른 유기 전계 발광 소자는 다음과 같은 문제점이 있다.However, the organic EL device according to the related art described above has the following problems.
풀 컬러(full color) 유기 전계 발광 소자를 구현하는데 있어, 적색의 발광은 그 효율 및 색순도에 있어 가장 큰 문제가 되고 있다.In realizing a full color organic electroluminescent device, red light has become the biggest problem in terms of efficiency and color purity.
CuPC는 정공주입층으로는 유리하지만, CuPC 자체적으로 적색(red) 영역에서의 흡수가 있으므로, CuPC를 두껍게(수백Å)할수록 적색 파장의 흡수가 커지기 때문에, 적색의 효율을 떨어뜨리는 문제점이 있다.CuPC is advantageous as a hole injection layer, but since CuPC itself has absorption in a red region, the thicker (hundreds of microseconds) of CuPC, the greater the absorption of the red wavelength, and thus there is a problem of lowering the efficiency of red.
따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 고휘도를 갖는 유기 전계 발광 소자를 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, an object of the present invention is to solve the above problems, and to provide an organic EL device having high brightness.
도 1은 종래 기술에 따른 유기 전계 발광 소자의 구조단면도1 is a structural cross-sectional view of an organic EL device according to the prior art
도 2는 본 발명의 제 1실시 예에 따른 유기 전계 발광 소자의 구조단면도2 is a structural cross-sectional view of an organic EL device according to a first embodiment of the present invention
도 3은 본 발명의 제 2실시 예에 따른 유기 전계 발광 소자의 구조단면도3 is a structural cross-sectional view of an organic EL device according to a second embodiment of the present invention;
도 4는 정공주입층에서 빛의 흡수를 측정하기 위한 실험을 나타내는 도면4 is a view showing an experiment for measuring the absorption of light in the hole injection layer
도 5는 도 4에서 실험한 결과를 그래프로 나타낸 도면5 is a graph showing the results of the experiment in FIG.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자의 특징은 제 1전극, 제 2전극, 그들 사이에 형성되는 유기발광층을 갖는 유기 전계 발광 소자에 있어서, 상기 제 1전극과 유기발광층 사이에 정공주입층이 형성되고, 상기 정공주입층의 두께는 최대 50Å 이하로 이루어지는데 있다.The organic electroluminescent device according to the present invention for achieving the above object is characterized in that the first electrode, the second electrode, the organic light emitting device having an organic light emitting layer formed between them, the first electrode and the organic light emitting layer The hole injection layer is formed in between, and the thickness of the hole injection layer is at most 50 kPa or less.
본 발명의 또 다른 특징은 정공주입층 상에 가시광선을 흡수하지 않는 제 2정공주입층을 더 포함하여 이루어지는 데 있다.Another feature of the present invention is to further comprise a second hole injection layer that does not absorb visible light on the hole injection layer.
여기서, 정공주입층은 유기물 또는 유기 금속으로 이루어지고, 유기 금속은 포르피린(porphyrine) 유도체이다.Here, the hole injection layer is made of an organic material or an organic metal, and the organic metal is a porphyrine derivative.
본 발명의 또 다른 특징은 제 1전극, 제 2전극, 그들 사이에 형성되는 유기발광층을 갖는 유기 전계 발광 소자에 있어서, 상기 제 1전극과 유기발광층 사이에가시광선을 흡수하지 않는 유기물 또는 유기 금속으로 이루어지는 정공주입층을 포함하여 이루어지는 데 있다.Another feature of the present invention is an organic electroluminescent device having a first electrode, a second electrode, and an organic light emitting layer formed therebetween, wherein the organic material or organic metal does not absorb visible light between the first electrode and the organic light emitting layer. It consists of including the hole injection layer consisting of.
본 발명에 따르면, 고휘도의 유기 전계 발광 소자를 구현할 수 있다.According to the present invention, it is possible to implement a high brightness organic electroluminescent device.
본 발명의 다른 목적, 특성 및 이점들은 첨부한 도면을 참조한 실시 예들의 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.Other objects, features and advantages of the present invention will become apparent from the following detailed description of embodiments taken in conjunction with the accompanying drawings.
본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자의 바람직한 실시 예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.A preferred embodiment of the organic electroluminescent device according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명의 제 1실시 예에 따른 유기 전계 발광 소자의 구조단면도이다.2 is a structural cross-sectional view of an organic EL device according to a first embodiment of the present invention.
도 2에 도시한 바와 같이, 투명 기판 위에 ITO(Indium Tin Oxide)로 양극(anode) 물질을 형성한다.As shown in FIG. 2, an anode material is formed of indium tin oxide (ITO) on a transparent substrate.
그리고, 양극 물질 위에 약 50Å이하의 얇은 두께의 CuPC로 정공주입층(HIL)을 형성한 후, 적색(red) 영역의 흡수가 없는 제 2정공주입층(HIL)을 형성한다.After the hole injection layer (HIL) is formed of CuPC having a thickness of about 50 GPa or less on the anode material, a second hole injection layer (HIL) having no absorption in the red region is formed.
다음으로, NPD(4,4'-bis[N-(1-naphthyl)-N-phenylamino]-biphenyl)로 정공수송층(HTL)을 형성한다.Next, a hole transport layer (HTL) is formed of NPD (4,4'-bis [N- (1-naphthyl) -N-phenylamino] -biphenyl).
그리고, 정공수송층(HTL) 위에 불순물을 약 1% 도핑(doping)한 유기발광층(EML)을 형성한다.In addition, an organic light emitting layer (EML) is formed on the hole transport layer (HTL) by doping impurities about 1%.
그리고 나서, 유기발광층 위에 전자주입층(EIL)을 형성한다.Then, an electron injection layer (EIL) is formed on the organic light emitting layer.
다음으로, 전자주입층(EIL) 위에 음극(cathode)을 형성하고, 마지막으로 보호막을 덧씌운다.Next, a cathode is formed on the electron injection layer EIL, and finally a protective film is overlaid.
표 1은 본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자의 휘도를 측정한 결과이다.Table 1 shows the results of measuring the luminance of the organic EL device according to the present invention.
즉, 양극 물질(ITO) 위에 정공주입층으로 약 10Å의 두께를 갖는 CuPC와, 정공수송층으로 약 600Å의 두께를 갖는 NPD와, 유기발광층으로 Alq3(약 250Å의 적색 불순물, 약 350Å의 Alq3, 약 5Å의 LiF, 약 1000Å의 Al)을 순차적으로 증착한 유기 전계 발광 소자의 휘도를 측정한다.That is, CuPC having a thickness of about 10 GPa as the hole injection layer on the anode material (ITO), NPD having a thickness of about 600 GPa as the hole transport layer, and Alq 3 (red impurity of about 250 GPa, Alq 3 of about 350 GPa) as the organic light emitting layer. , LiF of about 5 kW and Al of about 1000 mW are measured sequentially.
여기서, 적색은 1% 도핑하였으며, 양극물질(ITO) 발광 면적은 3㎜×3㎜이다.Here, red was doped 1%, and the light emitting area of the anode material (ITO) was 3 mm x 3 mm.
그리고, 표 2는 표 1의 실험 결과와 비교하기 위한 종래 기술에 따른 유기 전계 발광 소자의 휘도 측정 결과이다.In addition, Table 2 is a luminance measurement results of the organic EL device according to the prior art for comparison with the experimental results of Table 1.
즉, 양극 물질(ITO) 위에 정공주입층으로 약 250Å의 두께를 갖는 CuPC와, 정공수송층으로 약 350Å의 두께를 갖는 NPD와, 유기발광층으로 Alq3(약 250Å의 적색 불순물, 약 350Å의 Alq3, 약 5Å의 LiF, 약 1000Å의 Al)을 순차적으로 진공 증착한 유기 전계 발광 소자의 휘도를 측정한다.That is, the CuPC having about 250Å thickness of the hole injection layer on the positive electrode material (ITO), and NPD having about 350Å thickness of the hole transport layer, the organic light emitting layer Alq 3 (about 250Å red impurities, of about 350Å Alq 3 , LiF of about 5 kW and Al of about 1000 mW are measured sequentially.
여기서, 적색은 1% 도핑하였으며, 양극물질(ITO) 발광 면적은 3㎜×3㎜이다.Here, red was doped 1%, and the light emitting area of the anode material (ITO) was 3 mm x 3 mm.
위의 표 1과 표 2에 나타난 실험 결과에서 알 수 있듯이, 본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자의 색순도가 향상되었고, 휘도는 동일 전류에서 기존의 소자보다 약 2배 이상 증가하였다.As can be seen from the experimental results shown in Tables 1 and 2 above, the color purity of the organic EL device according to the present invention was improved, and the luminance was increased by about two times or more than the existing device at the same current.
도 3은 본 발명의 제 2실시 예에 따른 유기 전계 발광 소자의 구조단면도이다.3 is a structural cross-sectional view of an organic EL device according to a second embodiment of the present invention.
도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제 2실시 예에서는 적색 영역의 흡수가 없는 또 다른 정공주입층을 사용한다.As shown in Fig. 3, in the second embodiment of the present invention, another hole injection layer without absorption of the red region is used.
즉, 투명 기판 위에 ITO로 양극 물질을 형성한다.That is, the anode material is formed of ITO on the transparent substrate.
그리고, 양극 물질 위에 적색 영역의 흡수가 없는 정공주입층(HIL)을 형성한다.In addition, a hole injection layer HIL having no absorption of a red region is formed on the anode material.
다음으로, NPD로 정공수송층(HTL)을 형성한다.Next, a hole transport layer (HTL) is formed of NPD.
그리고, 정공수송층(HTL) 위에 불순물을 약 1% 도핑한 유기발광층(EML)을 형성한다.In addition, an organic light emitting layer EML doped with about 1% of impurities is formed on the hole transport layer HTL.
그리고 나서, 유기발광층 위에 전자주입층(EIL)을 형성한다.Then, an electron injection layer (EIL) is formed on the organic light emitting layer.
다음으로, 전자주입층(EIL) 위에 음극(cathode)을 형성하고, 마지막으로 보호막을 덧씌운다.Next, a cathode is formed on the electron injection layer EIL, and finally a protective film is overlaid.
도 4는 정공주입층으로 사용된 CuPC에서의 적색 영역의 흡수를 측정하기 위한 실험을 나타내는 도면이다.4 is a view showing an experiment for measuring the absorption of the red region in CuPC used as the hole injection layer.
이 실험에서는 ITO와, 약 250Å의 두께를 갖는 CuPC와, 약 350Å의 두께를 갖는 NPD와/ 유기발광층(약 300Å의 적색 불순물 1%/약 300Å의 Alq3/약 5Å의 LiF/약 1000Å의 Al)의 조건 등이 사용된다.In this experiment, ITO, CuPC having a thickness of about 250 GPa, NPD having a thickness of about 350 GPa, and an organic light emitting layer (300% red impurity 1% / about 300 Hz Alq 3 / about 5 GPa LiF / about 1000 GPa) ) Is used.
표 3은 이러한 실험 결과를 나타내고 있다.Table 3 shows the results of these experiments.
도 5는 위의 표 3의 실험 결과를 그래프로 나타낸 것이다.5 is a graph showing the experimental results of Table 3 above.
본 발명은 이상의 실험 결과들에서 알 수 있듯이, 적색 발광 소자를 구현할 때, 정공주입층으로 사용되는 CuPC의 두께를 최소화하여 적색 파장의 흡수를 줄이거나, 적색 파장을 흡수하지 않는 물질로 정공주입층을 형성하는 것이다As can be seen from the above experimental results, when implementing the red light emitting device, the thickness of the CuPC used as the hole injection layer is minimized to reduce the absorption of the red wavelength, or the hole injection layer with a material that does not absorb the red wavelength To form
이는 청색 및 녹색의 발광 소자를 구현할 때도 동일하게 적용되기 때문에, 가장 바람직한 것은 가시광선의 흡수가 없는 정공주입층을 형성하는 것이 고휘도 풀 컬러를 얻는데 중요한 점이다.Since the same applies to the implementation of blue and green light emitting devices, it is most preferable to form a hole injection layer without absorbing visible light, which is important for obtaining high luminance full color.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자는 다음과 같은 효과가 있다.The organic EL device according to the present invention as described above has the following effects.
적색 파장을 흡수하는 CuPC로 이루어진 정공주입층의 두께를 50Å 이하로 최소화하여 적색 파장의 흡수를 최소화하거나, 적색 파장을 흡수하지 않는 정공주입층을 사용함으로써, 고휘도의 유기 전계 발광 소자를 구현할 수 있다.By minimizing the thickness of the hole injection layer made of CuPC absorbing the red wavelength to 50 kΩ or less, the absorption of the red wavelength is minimized or by using the hole injection layer that does not absorb the red wavelength, a high brightness organic electroluminescent device can be realized. .
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 이탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다.Those skilled in the art will appreciate that various changes and modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
따라서, 본 발명의 기술적 범위는 실시 예에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의하여 정해져야 한다.Therefore, the technical scope of the present invention should not be limited to the contents described in the embodiments, but should be defined by the claims.
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100861121B1 (en) * | 2006-03-07 | 2008-09-30 | 에스에프씨 주식회사 | Organic metal complex for organic emitting layer and organic light emitting diode |
| KR100908229B1 (en) * | 2002-12-05 | 2009-07-20 | 삼성모바일디스플레이주식회사 | Organic electroluminescent element |
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2000
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| KR100908229B1 (en) * | 2002-12-05 | 2009-07-20 | 삼성모바일디스플레이주식회사 | Organic electroluminescent element |
| KR100861121B1 (en) * | 2006-03-07 | 2008-09-30 | 에스에프씨 주식회사 | Organic metal complex for organic emitting layer and organic light emitting diode |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| N231 | Notification of change of applicant | ||
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E601 | Decision to refuse application |