KR20050028564A - Efficient white organic light emitting devices with three primary colors and the fabrication of the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 백색 유기 전기발광 소자의 구조 및 제조 방법에 관한 것으로, 구체적으로는 적녹청(RGB) 3원색의 유기발광층을 적층한 구조를 가진 고효율, 고휘도 백색 유기 전기발광 소자에 관한 것이다. The present invention relates to a structure and a manufacturing method of a white organic electroluminescent device, and more particularly, to a high efficiency, high brightness white organic electroluminescent device having a structure in which an organic light emitting layer having three primary colors of red green blue (RGB) is laminated.
유기 화합물을 발광층으로 하는 유기 일렉트로루미네선스(Organic ElectroLuminescence, 이하 '유기 EL'이라 칭함)는 구동전압을 큰 폭으로 저감할 수 있을 뿐 만 아니라, 소형화가 용이하며, 소비 전력이 작고, 면발광이 가능하며, 또한 삼원색 발광도 용이하므로, 차세대의 발광소자로서 연구 개발되고 있다. 특히, 전극 종류의 최적화에 의해, 전극으로부터의 캐리어 주입 효율을 높이고, 방향족 디아민으로 되는 정공 수송층과, 8-하이드록시퀴놀린의 알루미늄 착체로 되는 발광층을 설치한 적층 구조의 유기 EL소자의 개발에 의해, 종래의 안트라센 등의 단결정을 사용한 EL 소자와 비교하여, 발광 효율이 대폭적으로 개선되었다. Organic Electroluminescence (Organic EL), which uses an organic compound as a light emitting layer, can not only drastically reduce the driving voltage, but also it can easily be miniaturized, has low power consumption, and emits surface light. It is possible to emit light and tri-color light emission is easy, so research and development have been carried out as the next generation light emitting device. In particular, by optimizing the electrode type, the carrier injection efficiency from the electrode is increased, and the organic EL device having a laminated structure provided with a hole transport layer made of an aromatic diamine and a light emitting layer made of an aluminum complex of 8-hydroxyquinoline is provided. In comparison with the EL element using a single crystal such as anthracene or the like, the luminous efficiency was greatly improved.
또한 디바이스의 수명을 늘리기 위해서 각종의 재료 탐색도 행해지고, 예를 들어 정공주입층의 재료로는 포르피린 유도체나 프타로시아닌 화합물, 스타버스트형 방향족 트리아민, 하이드라존 화합물, 알콕시 치환의 방향족 디아민 유도체, p-(9-안트릴)-N, N-디-p-톨릴 아닐린 등이 개발되어, 실용성에 근접하고 있다.In order to increase the life of the device, various kinds of materials are also searched. For example, porphyrin derivatives, phthalocyanine compounds, starburst-type aromatic triamines, hydrazone compounds, alkoxy substituted aromatic diamines as the material of the hole injection layer. Derivatives, p- (9-anthryl) -N, N-di-p-tolyl aniline, and the like have been developed and are approaching practicality.
상기와 같은 저분자 유기 재료를 사용하여 백색 발광소자를 제작하는 경우 일반적으로는 복수의 발광층을 적층하여 백색을 얻는다. 백색 유기 EL 소자의 적층 구조로는 적녹청색(RGB)을 발광하는 층을 적층하는 구조의 3파장형 백색 유기 EL 소자 구조와 보색 관계를 이용한 2파장형 백색 유기 EL 소자 구조로 나눌 수 있다. 보색을 이용한 경우, 파랑/노랑 또는 청록/오렌지색의 조합이 많이 검토되고 있는데, 적녹청(RGB) 3파장 발광층 적층형에 비해서 비교적 시감도가 높은 파장영역의 발광을 이용할 수 있기 때문에 고효율화를 달성하기 쉽다. 그러나, 2파장형 백색 유기 EL 소자의 경우 고효율의 장점이 있지만, 보색관계를 이용하여 백색을 얻기 때문에 컬러 필터를 이용하여 풀컬러를 구현하는데 있어서는 불리하고, 표현할 수 있는 색상의 범위가 좁은 단점이 있다. 그러나 3색의 적층을 이용한 구조는 분자간 에너지 전이 때문에 3색의 균일한 스펙트럼을 얻기 힘들었다. 또한 발광층 속에 복수의 발광색소를 도핑하는 방법은 도핑량 제어나 재현성 등 공정 측면에서 많은 어려움이 있다.In the case of producing a white light emitting device using the above low molecular weight organic material, a plurality of light emitting layers are generally laminated to obtain white color. The stacked structure of the white organic EL device can be classified into a three wavelength white organic EL device structure having a structure of laminating a layer emitting red light blue (RGB) and a two wavelength white organic EL device structure using a complementary color relationship. In the case of using complementary colors, a combination of blue / yellow or cyan / orange colors has been studied. However, it is easy to achieve high efficiency since light emission in a wavelength region with a relatively high visibility can be used as compared to the red-green-blue (RGB) three wavelength light emitting layer stacked type. However, the two-wavelength white organic EL device has an advantage of high efficiency. However, since white is obtained by using a complementary color relationship, it is disadvantageous to implement full color using a color filter. have. However, it was difficult to obtain a uniform spectrum of three colors due to the intermolecular energy transfer. In addition, a method of doping a plurality of light emitting dyes in the light emitting layer has many difficulties in terms of processes such as doping amount control and reproducibility.
따라서 본 발명의 목적은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하는 방법을 제공함에 있다. It is therefore an object of the present invention to provide a method for solving the above problems of the prior art.
본 발명의 다른 목적은 적,녹,청색의 3파장 영역에서 균일하게 발광하고, 색좌표가 안정적인 유기 전기발광소자의 구조 및 제조방법을 제공함에 있다. Another object of the present invention is to provide a structure and a manufacturing method of an organic electroluminescent device which emits light uniformly in three wavelength regions of red, green, and blue, and whose color coordinates are stable.
상기와 같은 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면According to an aspect of the present invention for achieving the objects of the present invention as described above
전자와 정공의 재결합이 일어나는 청색 발광층을 형성하는 과정과, 상기 청색 발광층의 상단과 하단에 위치하는 정공수송층과 전자전달층의 일부 또는 전체에 녹색과 적색의 색소로 도핑하는 과정을 포함하는 유기 전기발광소자의 제조방법이 개시된다.Organic electricity including forming a blue light emitting layer in which electrons and holes are recombined, and doping some or all of the hole transport layer and the electron transport layer positioned at the top and bottom of the blue light emitting layer with green and red pigments. Disclosed is a method of manufacturing a light emitting device.
또한 본 발명의 다른 측면에 따르면, 전자와 정공의 재결합이 일어나는 청색 발광층을 형성하는 과정과, 상기 청색 발광층을 세개의 영역으로 구분하여 중간 영역의 두께는 5 내지 15nm로 형성하고, 상단과 하단 영역에 각각 적색 또는 녹색 색소를 도핑하는 과정을 포함하는 유기 전기발광소자의 제조방법이 개시된다.In addition, according to another aspect of the present invention, the process of forming a blue light emitting layer in which recombination of electrons and holes occurs, and the blue light emitting layer is divided into three areas to form a thickness of the middle region of 5 to 15nm, the top and bottom regions Disclosed is a method of manufacturing an organic electroluminescent device comprising a step of doping red or green pigments, respectively.
그리고, 본 발명의 또 다른 측면에 의하면, 전자와 정공의 재결합이 일어나는 청색 발광층을 형성하는 과정과, 상기 청색 발광층을 두개의 영역으로 구분하여 한 영역에 적색 및 녹색 중 어느 한 색소를 도핑하는 과정과, 상기 두개의 영역 중 도핑되지 않은 영역의 두께는 5내지 15nm로 형성하고, 이 와 접하는 유기층에 상기 도핑한 색소와 다른 발광색의 색소를 도핑하는 과정을 포함하는 유기 전기 발광소자의 제조방법이 개시된다.In addition, according to another aspect of the present invention, a process of forming a blue light emitting layer in which recombination of electrons and holes occurs, and a process of doping any one of red and green pigments in one region by dividing the blue light emitting layer into two regions And a thickness of an undoped region of the two regions is 5 to 15 nm, and the method of manufacturing an organic electroluminescent device comprising the step of doping a doped pigment and a dye having a different emission color to an organic layer in contact with the doped pigment. Is initiated.
그리고, 상술한 제조방법에 의해 제조된 백색 유기발광소자의 구조가 제공된다.Then, the structure of the white organic light emitting device manufactured by the above-described manufacturing method is provided.
이하 본 발명의 바람직한 실시예의 상세한 설명이 첨부된 도면들을 참조하여 설명될 것이다. 도면들 중 참조번호들 및 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 참조번호들 및 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 하기에서는 먼저 본 발명의 원리가 설명될 것이다. 다음에 본 발명의 원리에 따른 실시예들이 설명될 것이다.DETAILED DESCRIPTION A detailed description of preferred embodiments of the present invention will now be described with reference to the accompanying drawings. It should be noted that reference numerals and like elements among the drawings are denoted by the same reference numerals and symbols as much as possible even though they are shown in different drawings. In the following description of the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. In the following, the principles of the present invention will first be described. Next, embodiments according to the principles of the present invention will be described.
<본 발명의 원리>Principle of the Invention
종래기술에 있어서, 적녹청(RGB) 3파장형 백색 유기 EL 소자를 제조하는데 있어, 가장 큰 문제 중 하나는 청색에서 녹색으로, 녹색에서 적색으로 순차적으로 에너지 전달이 일어나기 때문에 적,녹,청색의 3파장영역에서 균일하게 발광하도록 만들기 어려운 것이었다. 또한 전자-정공의 재결합이 여러 발광층에 걸쳐 일어나서 구동전압(또는 전류밀도) 또는 온도의 변화에 따라 발광스펙트럼의 변화가 커서 색좌표가 안정적이지 않다는 것이다. 이러한 문제들을 해결하기 위한 본 발명의 원리는 전자와 정공의 재결합이 일어나는 청색 발광층을 가운데에 있게 하고, 그 층의 위와 아래에 있는 유기층에 적어도 엑시톤 에너지 전달 범위(약 10nm) 영역을 녹색과 적색의 색소로 도핑하여 발광하도록 하는 것이다.In the prior art, one of the biggest problems in manufacturing a red-green-blue (RGB) three-wavelength type white organic EL device is that red, green, and blue color energy are sequentially generated from blue to green and green to red. It was difficult to make uniform light emission in the three wavelength region. In addition, electron-hole recombination occurs over several light emitting layers, and thus the color coordinate is not stable because the light emission spectrum is largely changed according to a change in driving voltage (or current density) or temperature. The principle of the present invention to solve these problems is to center the blue light emitting layer where the recombination of electrons and holes takes place, and at least the exciton energy transfer range (approximately 10 nm) in the organic layer above and below the layer of green and red Doping with a dye to emit light.
따라서, 본 발명의 원리에 따른 백색 발광 유기 EL 소자는 녹색/청색/적색 혹은 적색/청색/녹색의 발광층이 있는 구조로 되어 있다. 그리고 음극 및 양극 전극에서 각각 주입된 전자와 정공은 청색 발광층에서 재결합하여 엑시톤을 형성하고, 인접한 녹색과 적색 발광층으로 에너지를 전달하여 청색뿐만 아니라 적색과 녹색 영역에서도 우수한 발광을 할 수 있다.Therefore, the white light emitting organic EL device according to the principle of the present invention has a structure in which a light emitting layer of green / blue / red or red / blue / green is present. The electrons and holes injected from the cathode and anode electrodes, respectively, are recombined in the blue light emitting layer to form excitons, and transmit energy to adjacent green and red light emitting layers, thereby enabling excellent light emission in the red and green regions as well as blue.
또한 본 발명의 원리에 따른 발광소자는 가운데 위치하는 발광층으로 에너지밴드갭이 큰 청색 발광층의 두께가 엑시톤의 에너지 전달 범위보다 크게 하여(적어도 5nm 이상, 약 15nm이하) 녹색발광층에서 적색발광층으로의 엑시톤 에너지 전달은 일어나지 않도록 하여 순차적인 청색 -> 녹색 -> 적색의 에너지 전달의 문제를 해결하였다. 즉, 종래의 방식에서는 청색에서 녹색으로, 다시 녹색에서 적색으로 일어나는 순차적 에너지 전이 때문에 청색과 녹색이 적색에 비해 상대적으로 발광효율(Luminous Efficiency)이 낮았던 문제점을 가운데에 있는 에너지갭이 큰 청색 발광층의 적절한 두께 조절을 통해 해결한 것이다. 또한 종래의 소자구조에서는 각 색상의 발광층을 20nm 이상으로 하여 3색의 발광층을 형성하기 위해 적어도 40nm 이상의 두께로 하였지만, 본 발명의 원리에 따른 발광소자는 약 5 ~ 15nm 두께의 청색 발광층에서 엑시톤의 재결합이 이루어지고, 적색과 녹색은 인접한 정공수송층의 일부 영역을 도핑하여 제작해도 되므로 같은 휘도에서의 구동 전압을 낮출 수 있어서 발광 효율을 향상시킬 수 있다.In addition, the light emitting device according to the principles of the present invention is a light emitting layer located in the center, the thickness of the blue light emitting layer having a large energy band gap is greater than the energy transfer range of excitons (at least 5 nm, about 15 nm or less) excitons from the green light emitting layer to the red light emitting layer The energy transfer is solved by sequential blue-> green-> red energy. That is, in the conventional method, due to the sequential energy transition that occurs from blue to green and again from green to red, the blue and green light emitting layers have a lower luminous efficiency than the red color. It was solved through proper thickness control. In addition, in the conventional device structure, the light emitting layer of each color is 20 nm or more and has a thickness of at least 40 nm or more in order to form three light emitting layers. However, the light emitting device according to the principles of the present invention is characterized in that Recombination is performed, and red and green colors may be manufactured by doping a portion of the adjacent hole transport layer, thereby lowering a driving voltage at the same luminance, thereby improving luminous efficiency.
<실시예들><Examples>
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 백색 유기발광소자의 구조를 보여주는 도면이다. 상기 도 1에서 각각의 부분들은 인식이 용이하도록 표시하였으며, 실제의 막 두께등과는 다르다.1 is a view showing the structure of a white organic light emitting diode according to a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, the parts are marked for easy recognition, and are different from the actual film thickness.
상기 도 1을 참조하면, 기판(1)상부에 Indium Tin Oxide(이하 'ITO'라 칭함)등의 투명전극(2)을 양극으로 하고, 정공 주입층(3), 정공 수송층(4), 적색 발광색소가 도핑된 발광층(5a), 청색 발광층(6), 녹색 발광색소가 도핑된 발광층(7a), 전자 수송층(8), 전자 주입층(8), 및 음극(10)을 순차적으로 형성한다.Referring to FIG. 1, a transparent electrode 2 such as indium tin oxide (hereinafter, referred to as “ITO”) is used as an anode on the substrate 1, and a hole injection layer 3, a hole transport layer 4, and a red color are used as the anode. A light emitting layer 5a doped with a light emitting color, a blue light emitting layer 6, a light emitting layer 7a doped with a green light emitting color, an electron transporting layer 8, an electron injection layer 8, and a cathode 10 are sequentially formed. .
여기서, 유기발광소자가 형성된 기판(1)의 재료로서, 유리나 비정질 열가소성 수지를 사용한다. 비정질 열가소성 수지의 예로는 AS 수지, ABS수지, 폴리프로필렌(PP), 폴리스티렌(HIPS), 폴리메틸 메타크릴릭 에시드(PMMA), 폴리카보네이트(PC) 및 폴리옥시메틸렌(POM)이 있다. Here, glass or an amorphous thermoplastic resin is used as the material of the substrate 1 on which the organic light emitting element is formed. Examples of amorphous thermoplastic resins are AS resins, ABS resins, polypropylene (PP), polystyrene (HIPS), polymethyl methacrylic acid (PMMA), polycarbonate (PC) and polyoxymethylene (POM).
정공주입층(3)으로는 PEDOT/PSS 또는 copper phthalocyanine(이하 'Cu-PC'라 칭함), 4,4',4"-tris(3-methylphenylphenylamino)triphenylamine(이하 m-MTDATA)등의 물질을 5nm ~ 40nm 정도 형성한다.The hole injection layer 3 may be formed of a material such as PEDOT / PSS or copper phthalocyanine (hereinafter referred to as "Cu-PC"), 4,4 ', 4 "-tris (3-methylphenylphenylamino) triphenylamine (hereinafter referred to as m-MTDATA). Form about 5nm ~ 40nm.
정공수송층(4)으로는 4,4'-bis[N-(1-napthyl)-N-phenyl-amino]-biphenyl(이하 α-NPD)나 N,N'-diphenyl-N,N'-bis(3-methyphenyl)-1,1'-biphenyl-4,4'-diamin (이하 'TPD'라 칭함)등의 물질을 20~60nm정도 사용한다. 도핑된 적색 발광층(5a)은 모체(host) 물질로는 정공 수송층을, 도판트(dopant)로는 4-Dicyanomethylene-2-methyl-6-[2-(2,3,6,7-tetrahydro-1H,5H-benzo[ij]quinolizin-8-yl)viny]-4H-pyran)(이하 'DCM2'라 칭함)나 5,6,11,12-tetraphenylnaphthacene (이하 'Rubrene'라 칭함), 4-(dicyanomethylene)-2-t-butyl-6-(1,1,7,7-tetramethyljulolidyl-9-enyl)-4H-pyran(이하 'DCJTB'라 칭함), Pt(II)Octaethylporphine(이하 'PtOEP'라 칭함)등의 적색 색소를 0.1 ~ 10 % 도핑하여 0.5 ~ 10nm정도 사용한다. As the hole transport layer 4, 4,4'-bis [N- (1-napthyl) -N-phenyl-amino] -biphenyl (hereinafter α-NPD) or N, N'-diphenyl-N, N'-bis A material such as (3-methyphenyl) -1,1'-biphenyl-4,4'-diamin (hereinafter referred to as 'TPD') is used at about 20 to 60 nm. The doped red light-emitting layer 5a has a hole transport layer as a host material and 4-Dicyanomethylene-2-methyl-6- [2- (2,3,6,7-tetrahydro-1H as a dopant). , 5H-benzo [ij] quinolizin-8-yl) viny] -4H-pyran) (hereinafter referred to as 'DCM2') or 5,6,11,12-tetraphenylnaphthacene (hereinafter referred to as 'Rubrene'), 4- ( dicyanomethylene) -2-t-butyl-6- (1,1,7,7-tetramethyljulolidyl-9-enyl) -4H-pyran (hereinafter referred to as 'DCJTB'), Pt (II) Octaethylporphine (hereinafter referred to as 'PtOEP' Doping 0.1 to 10% of red pigment, etc.) and use about 0.5 to 10nm.
청색발광층(6)으로는 1,4-bis(2,2-diphenyl vinyl)benzene(이하 'DPVBi'라 칭함)등의 청색 발광물질을 4~20nm정도 사용하고, 도핑된 녹색 발광층(7a)은 모체 물질로는 전자 수송층인 tris-(8-hydroxyquinoline) aluminum(이하 'Alq3'라 칭함)을, 도판트로는 Benzo[h]benzo[7,8]quino[2,3-b]acridine-7,16-dione,9,18-dihydro (이하 'Quinacridone'라 칭함), Coumarin, Ir(ppy)3 등의 녹색 색소를 0.1 ~10% 도핑하여 0.5~20nm 정도 사용한다.As the blue light emitting layer 6, a blue light emitting material such as 1,4-bis (2,2-diphenyl vinyl) benzene (hereinafter referred to as 'DPVBi') is used at about 4-20 nm, and the doped green light emitting layer 7a is The parent material is tris- (8-hydroxyquinoline) aluminum (hereinafter referred to as 'Alq3'), which is an electron transport layer, and Benzo [h] benzo [7,8] quino [2,3-b] acridine-7, Green pigments such as 16-dione, 9,18-dihydro (hereinafter referred to as 'Quinacridone'), Coumarin, and Ir (ppy) 3 are doped by 0.1 to 10% and used at about 0.5 to 20 nm.
전자수송층(8) 및 녹색 발광층으로는 Alq3를 사용하며, LiF를 전자 주입층(9)으로 사용하고 Al, Ca, Mg:Ag 등 일함수가 낮은 금속을 음극(10)으로 사용한다.Alq3 is used as the electron transport layer 8 and the green light emitting layer, LiF is used as the electron injection layer 9, and a metal having a low work function, such as Al, Ca, Mg: Ag, is used as the cathode 10.
상술한 백색 발광 소자의 제조에 사용되는 물질들의 구조는 도 2a 내지 도 2h에 도시된 바와 같다. 여기서, 도 2a는 CuPC, 도 2b는 DPVBi, 도 2c는 α-NPD, 도 2d는 TPD, 도 2e는 Rubrene, 도 2f는 DCM2, 도 2g는 Alq3, 도 2h는 Quinacridone의 구조이다.The structure of the materials used to fabricate the white light emitting device described above is as shown in Figures 2a to 2h. Here, FIG. 2A shows CuPC, FIG. 2B shows DPVBi, FIG. 2C shows α-NPD, FIG. 2D shows TPD, FIG. 2E shows Rubrene, FIG. 2F shows DCM2, FIG. 2G shows Alq3, and FIG. 2H shows Quinacridone.
상술한 본 발명의 제1실시예에 따른 소자의 전기발광 스펙트럼은 도 3a에 도시된 바와 같다. 상기 도 3a를 참조하면, 스펙트럼의 최고점이 472nm, 506nm, 562nm에서 나타나고, ClExy 좌표는 (0.30, 0.37)이다. 도 3b는 본 발명의 제1실시예에 따른 소자의 양자효율 및 발광효율을 보여주는 도면이다.The electroluminescence spectrum of the device according to the first embodiment of the present invention described above is as shown in FIG. 3A. Referring to FIG. 3A, the peaks of the spectrum appear at 472 nm, 506 nm and 562 nm, and the ClExy coordinates are (0.30, 0.37). 3B is a view showing quantum efficiency and luminous efficiency of a device according to a first embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 백색 유기발광소자의 구조를 보여주는 도면이다4 is a view showing the structure of a white organic light emitting diode according to a second embodiment of the present invention;
상기 도 4를 참조하면, 제2실시예의 구조는 상기 제1실시예의 기본적인 구조에서 녹색과 적색 도판트를 각각 정공 수송층(4)과 전자 수송층(8)에 도핑하여 녹색(5b)과 적색(7b)의 도핑 발광층 위치를 바꾼 구조이다. 여기서, 녹색과 적색 도판트는 상기 제1실시예와 마찬가지로 Quinacridone과 DCM2를 사용하였다. Referring to FIG. 4, in the structure of the second embodiment, the green and red dopants are doped into the hole transport layer 4 and the electron transport layer 8, respectively, in the basic structure of the first embodiment. Is a structure in which the doped light emitting layer is replaced. In the green and red dopants, Quinacridone and DCM2 were used as in the first embodiment.
상술한 본 발명의 제2실시예에 따른 소자의 전기발광 스펙트럼은 도 5a에 도시된 바와 같다. 상기 도 5a를 참조하면, 스펙트럼의 최고점이 472nm, 498nm, 584nm에서 나타나고, ClExy 좌표는 (0.33, 0.36)이다. 도 5b는 본 발명의 제2실시예에 따른 소자의 양자효율 및 발광효율을 보여주는 도면이다.The electroluminescence spectrum of the device according to the second embodiment of the present invention described above is as shown in FIG. 5A. Referring to FIG. 5A, the peaks of the spectrum appear at 472 nm, 498 nm, and 584 nm, and the ClExy coordinates are (0.33, 0.36). 5B is a diagram illustrating quantum efficiency and light emission efficiency of a device according to a second exemplary embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명의 제3실시예에 따른 백색 유기발광소자의 구조를 보여주는 도면이다6 is a view showing the structure of a white organic light emitting diode according to a third embodiment of the present invention;
상기 도 6을 참조하면, 제3실시예의 구조는 청색 발광층(6)을 중심으로 노랑색(5c)과 적색 도판트(7c)를 각각 정공 수송층(4)과 전자 수송층(8)에 도핑한 구조이다. 노랑색과 적색 도판트는 각각 Rubrene 과 DCM2를 사용한다. Referring to FIG. 6, the structure of the third embodiment is a structure in which a yellow 5c and a red dopant 7c are doped into the hole transport layer 4 and the electron transport layer 8, respectively, around the blue light emitting layer 6. . Yellow and red dopants use Rubrene and DCM2, respectively.
상술한 본 발명의 제3실시예에 따른 소자의 전기발광 스펙트럼은 도 7a에 도시된 바와 같다. 상기 도 7a를 참조하면, 스펙트럼의 최고점이 472nm, 552nm, 592nm에서 나타나고, ClExy 좌표는 (0.33, 0.36)이다. 도 7b는 본 발명의 제3실시예에 따른 소자의 양자효율 및 발광효율을 보여주는 도면이다.Electroluminescence spectrum of the device according to the third embodiment of the present invention described above is as shown in Figure 7a. Referring to FIG. 7A, the peaks of the spectrum appear at 472 nm, 552 nm, and 592 nm, and the ClExy coordinates are (0.33, 0.36). 7B is a diagram illustrating quantum efficiency and light emission efficiency of a device according to a third exemplary embodiment of the present invention.
상술한 바와 같이, 각각의 실시예를 살펴보면, 도핑 위치에 상관없이 청색 발광층을 중심으로 정공 수송층(4)과 전자 수송층(8)에 녹색, 노랑색, 적색의 도판트를 각각 도핑하면 고효율의 3파장 백색 유기발광소자를 만들 수 있음을 알 수 있다. 도판트의 종류와 도핑 위치, 도핑 농도를 변화시키면 원하는 파장대의 3파장 백색 유기발광소자를 만들 수 있다. 하기 <표 1>은 각 실시예에 따른 구조에 대한 백색 유기발광소자의 특성을 비교한 결과이다.As described above, in each of the embodiments, the doping of the green, yellow, and red dopants in the hole transport layer 4 and the electron transport layer 8 around the blue light emitting layer irrespective of the doping position, respectively, is highly efficient in three wavelengths. It can be seen that a white organic light emitting device can be manufactured. By changing the type of dopant, the doping position, and the doping concentration, a three-wavelength white organic light emitting diode can be manufactured. Table 1 shows a result of comparing the characteristics of the white organic light emitting diode with respect to the structure according to each embodiment.
상기 <표 1>에서 Device 1은 제1실시예에 따른 구조, Device2는 제2실시예에 따른 구조, Device3는 제3실시예에 따른 구조를 의미한다. 그리고 각 Device에서 물질들의 구성은 하기와 같다.In Table 1, Device 1 refers to the structure according to the first embodiment, Device 2 refers to the structure according to the second embodiment, and Device 3 refers to the structure according to the third embodiment. The composition of materials in each device is as follows.
* Device 1* Device 1
ITO/PEDOT:PSS/α-NPD(50nm)/ α-NPD:DCM2(5nm, 0.1%)/ DPVBi(12nm)/Alq3:Quinacridone(5nm, 0.2%)/Alq3(40nm)/LiF(0.5nm)/Al(120nm)ITO / PEDOT: PSS / α-NPD (50nm) / α-NPD: DCM2 (5nm, 0.1%) / DPVBi (12nm) / Alq3: Quinacridone (5nm, 0.2%) / Alq3 (40nm) / LiF (0.5nm) / Al (120 nm)
* Device 2* Device 2
ITO/PEDOT:PSS/α-NPD(50nm)/ α-NPD:Quinacridone(5nm, 0.1%)/ DPVBi(6nm)/Alq3:DCM2(5nm, 0.2%)/Alq3(40nm)/LiF(0.5nm)/Al(120nm)ITO / PEDOT: PSS / α-NPD (50nm) / α-NPD: Quinacridone (5nm, 0.1%) / DPVBi (6nm) / Alq3: DCM2 (5nm, 0.2%) / Alq3 (40nm) / LiF (0.5nm) / Al (120 nm)
* Device 3* Device 3
ITO/PEDOT:PSS/α-NPD(50nm)/ α-NPD:Rubrene(5nm, 0.2%)/ DPVBi(10nm)/Alq3:DCM2(5nm, 0.3%)/Alq3(40nm)/LiF(0.5nm)/Al(120nm)ITO / PEDOT: PSS / α-NPD (50nm) / α-NPD: Rubrene (5nm, 0.2%) / DPVBi (10nm) / Alq3: DCM2 (5nm, 0.3%) / Alq3 (40nm) / LiF (0.5nm) / Al (120 nm)
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다. Meanwhile, in the detailed description of the present invention, specific embodiments have been described, but various modifications may be made without departing from the scope of the present invention. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be determined not only by the scope of the following claims, but also by the equivalents of the claims.
상술한 바와 같이 본 발명은 3원색인 적,녹,청색의 3파장 영역에 걸쳐 우수한 효율이 나오는 백색 발광이 가능한 유기전기발광소자 구조이다. 이러한 본 발명에 따르면, 종래의 백색발광 유기전기 발광소자와 달리 전류밀도 또는 온도에 따른 색좌표의 변화가 적으며, 적,녹,청색의 3파장 영역에 걸쳐 높은 휘도의 백색광을 방출하며, 구동전압이 낮고, 발광 효율 특성이 우수하다.As described above, the present invention is an organic electroluminescent device structure capable of emitting white light having excellent efficiency over three wavelength regions of red, green, and blue, which are three primary colors. According to the present invention, unlike the conventional white light emitting organic electroluminescent device, there is little change in color coordinates according to current density or temperature, and emits white light of high luminance over three wavelength regions of red, green, and blue, and a driving voltage. It is low and is excellent in luminous efficiency characteristics.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 백색 유기 전기발광소자의 구조를 보여주는 도면,1 is a view showing the structure of a white organic electroluminescent device according to a first embodiment of the present invention;
도 2a 내지 도 2h는 백색 유기발광소자의 제조에 사용되는 물질의 구조도,2A to 2H are structural diagrams of materials used for manufacturing a white organic light emitting diode;
도 3a는 본 발명의 제1실시예에 따른 소자의 전기발광 스펙트럼을 보여주는 도면,3A is a view showing an electroluminescence spectrum of a device according to a first embodiment of the present invention;
도 3b는 본 발명의 제1실시예에 따른 소자의 양자효율 및 발광효율을 보여주는 도면,3b is a view showing quantum efficiency and luminous efficiency of a device according to a first embodiment of the present invention;
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 백색 유기 전기발광소자의 구조를 보여주는 도면,4 is a view showing the structure of a white organic electroluminescent device according to a second embodiment of the present invention;
도 5a는 본 발명의 제2실시예에 따른 소자의 전기발광 스펙트럼을 보여주는 도면,5A is a view showing an electroluminescence spectrum of a device according to a second embodiment of the present invention;
도 5b는 본 발명의 제2실시예에 따른 소자의 양자효율 및 발광효율을 보여주는 도면,5B is a view showing quantum efficiency and luminous efficiency of a device according to a second embodiment of the present invention;
도 6은 본 발명의 제3실시예에 따른 백색 유기발광소자의 구조를 보여주는 도면,6 is a view showing the structure of a white organic light emitting diode according to a third embodiment of the present invention;
도 7a는 본 발명의 제3실시예에 따른 소자의 전기발광 스펙트럼을 보여주는 도면,7A is a view showing an electroluminescence spectrum of a device according to a third embodiment of the present invention;
도 7b는 본 발명의 제3실시예에 따른 소자의 양자효율 및 발광효율을 보여주는 도면이다.7B is a diagram illustrating quantum efficiency and light emission efficiency of a device according to a third exemplary embodiment of the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 설명** Description of the main parts of the drawing *
1: 기판 2: 양극 1: substrate 2: anode
3: 정공 주입층(HIL) 4: 정공 수송층(HTL)3: hole injection layer (HIL) 4: hole transport layer (HTL)
5: 녹색 및 적색 발광층 6: 청색 발광층5: green and red light emitting layer 6: blue light emitting layer
7: 적색 및 녹색 발광층 8: 전자 수송층(ETL)7: red and green light emitting layer 8: electron transport layer (ETL)
9: 전자 주입층(EIL) 10: 음극 9: electron injection layer (EIL) 10: cathode
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