KR20050063659A - White organic light emitting device - Google Patents

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KR20050063659A
KR20050063659A KR1020040052214A KR20040052214A KR20050063659A KR 20050063659 A KR20050063659 A KR 20050063659A KR 1020040052214 A KR1020040052214 A KR 1020040052214A KR 20040052214 A KR20040052214 A KR 20040052214A KR 20050063659 A KR20050063659 A KR 20050063659A
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Abstract

본 발명은 단순한 구조로 우수한 색순도와 고효율 특성을 구현할 수 있는 백색유기 발광소자에 관한 것으로, 바이어스 전압이 인가되는 양극과 음극 사이에 발광층, 정공장벽층 및 전자수송층을 포함하되, 발광층에는 청색 발광특성을 갖는 호스트와 오렌지 혹은 적색 발광 특성을 내는 제1 게스트가 도핑되고 전자수송층에는 녹색 발광특성을 갖는 물질이 포함된다.The present invention relates to a white organic light emitting device capable of realizing excellent color purity and high efficiency with a simple structure, including a light emitting layer, a factory wall layer, and an electron transporting layer between an anode and a cathode to which a bias voltage is applied, wherein the light emitting layer has a blue light emitting property. A host having a dopant and a first guest that emits orange or red light emission characteristics are doped, and the electron transport layer includes a material having green light emission characteristics.

Description

백색 유기발광소자 {White organic light emitting device}White organic light emitting device

본 발명은 디스플레이(Display) 장치로 사용되는 백색 유기발광소자에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 단순한 구조로 우수한 색순도와 고효율 특성을 나타낼 수 있는 백색 유기발광소자를 제공한다.The present invention relates to a white organic light emitting device used as a display device, and more particularly, to provide a white organic light emitting device that can exhibit excellent color purity and high efficiency with a simple structure.

정보통신 산업이 발달됨에 따라 디스플레이 장치의 사용이 급증하고 있으며, 최근들어 경량, 박막, 고해상도의 디스플레이 장치가 요구되고 있는 실정이다. 이러한 요구에 발맞추어 액정 디스플레이(LCD)나 유기발광 특성을 이용하는 디스플레이 소자들이 개발되고 있다. As the information and communication industry develops, the use of display devices is rapidly increasing, and in recent years, display devices of light weight, thin film, and high resolution are required. In response to these demands, display devices using liquid crystal displays (LCDs) or organic light emitting characteristics have been developed.

디스플레이 장치의 경량화 및 박막화를 구현하기 위해서는 유리 기판을 사용하는 기존의 디스플레이 소자와는 달리 가볍고 얇은 플라스틱 기판을 사용하는 것이 유리하다. 플라스틱 기판을 사용할 차세대 디스플레이 소자로는 현재의 디스플레이 소자 중 유기발광소자가 가장 현실성이 있는 것으로 주목을 받고 있으며, 이에 대한 집중적인 연구가 이루어지고 있다.In order to realize a lighter weight and a thinner display device, it is advantageous to use a light and thin plastic substrate, unlike a conventional display element using a glass substrate. As a next-generation display device using a plastic substrate, the organic light emitting device among the current display devices has been attracting attention as the most realistic, and intensive research has been made.

유기물을 소재로 하는 유기발광소자는 발광층의 양단에 형성된 음극과 양극에 전류 혹은 전압을 인가하므로써 발광된다. 일반적으로 보다 나은 발광 특성을 얻기 위하여 발광층의 양쪽에 정공 및 전자의 주입을 돕는 물질로 정공주입층 및/또는 정공수송층과 전자수송층 및/또는 전자주입층을 형성하는 다층막 구조를 이용한다.An organic light emitting element made of an organic material emits light by applying current or voltage to cathodes and anodes formed on both ends of the light emitting layer. In general, in order to obtain better light emission characteristics, a multilayer film structure is used in which a hole injection layer and / or a hole transport layer, an electron transport layer, and / or an electron injection layer are formed of a material that helps injection of holes and electrons to both sides of the light emitting layer.

종래의 단색 유기발광소자는 기판 상에 양극, 발광층 및 음극이 적층된 구조로 구성된다. 이와 같은 유기발광소자는 발광층을 구성하는 물질의 종류에 따라 다양한 색을 발광할 수 있다. 백색 발광 특성을 갖는 유기발광소자를 제작하기 위해서는 빛의 삼원색인 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 발광 특성을 갖는 발광물질들을 적층하거나, 서로 보색 관계를 갖는 발광물질들을 적층하는 방법이 있으며, 이에 따라 백색 유기발광소자는 삼파장 백색 유기발광소자와 두파장 백색 유기발광소자로 분류할 수 있다. The conventional monochromatic organic light emitting device has a structure in which an anode, a light emitting layer, and a cathode are stacked on a substrate. Such an organic light emitting device may emit various colors according to the type of material constituting the light emitting layer. In order to fabricate an organic light emitting device having a white light emitting property, the light emitting materials having the light emitting characteristics of red (R), green (G), and blue (B), which are three primary colors of light, are stacked or light emitting materials having complementary colors are stacked. The white organic light emitting diode can be classified into a three wavelength white organic light emitting diode and a two wavelength white organic light emitting diode.

종래의 삼파장 백색 유기발광소자는 기판 상에 양극, 발광층 및 음극이 적층된 구조로 이루어지며, 상기 발광층이 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 발광물질들로 이루어진다. The conventional three wavelength white organic light emitting diode has a structure in which an anode, a light emitting layer, and a cathode are stacked on a substrate, and the light emitting layer is formed of light emitting materials of red (R), green (G), and blue (B).

상기와 같이 삼원색의 발광물질들을 사용하는 삼파장 백색 유기발광소자는 색순도가 우수하다. 그러나 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 발광물질들이 적층되기 때문에 인가되는 전류나 시간에 따른 에너지 전위에 의하여 색 안정성이 변화하는 특성을 보인다. 상기 발광물질들 사이에 적절한 정공장벽층들을 삽입하면 색 안정성을 높일 수 있으나, 이 경우 구조가 복잡해져 제작이 어렵고 효율이 낮아지는 문제점이 있다. As described above, the three wavelength white organic light emitting diode using the three primary light emitting materials has excellent color purity. However, since the light emitting materials of red (R), green (G), and blue (B) are stacked, color stability changes due to an applied electric current or an energy potential according to time. Inserting an appropriate factory wall layer between the light emitting materials can improve color stability, but in this case, the structure is complicated, which makes it difficult to manufacture and lowers the efficiency.

한편, 종래의 두파장 백색 유기발광소자는 기판 상에 양극, 발광층 및 음극이 적층된 구조로 이루어지며, 상기 발광층이 서로 보색 관계를 갖는 발광물질들로 이루어진다. On the other hand, the conventional two wavelength white organic light emitting device has a structure in which an anode, a light emitting layer and a cathode are stacked on a substrate, and the light emitting layers are made of light emitting materials having a complementary color relationship with each other.

상기 두파장 백색 유기발광소자에는 서로 보색 관계를 갖는 발광물질들, 예를 들어, 하늘색과 적색 혹은 청색과 오렌지색의 발광물질들의 조합이 적용된다. 그러므로 삼파장 백색 전기발광소자에 비해 제작이 용이하고 효율이 높다. 그러나 녹색의 발광 특성이 적색 및 청색에 비하여 낮기 때문에 색 재현성이 좋지 않으며, 이에 따라 디스플레이, 조명 등 높은 색순도 및 색 재현성을 요구하는 응용분야에는 적용이 어렵다. The two-wavelength white organic light emitting diode is applied with a light emitting material having a complementary color relationship, for example, a combination of light blue and red or blue and orange light emitting materials. Therefore, it is easy to manufacture and high efficiency compared to the three wavelength white electroluminescent device. However, since the light emission characteristics of green are lower than those of red and blue, color reproducibility is not good, and thus, it is difficult to apply to applications requiring high color purity and color reproducibility such as display and lighting.

본 발명의 목적은 단일 발광층만을 사용하는 간단한 구조로 고효율의 백색 발광 특성을 갖는 유기발광소자를 구현하는 데 있다. An object of the present invention is to implement an organic light emitting device having a white light emitting property of high efficiency with a simple structure using only a single light emitting layer.

본 발명의 다른 목적은 단일 발광층만을 사용하는 간단한 구조로 높은 색 재현성을 갖는 삼파장 백색 유기발광소자를 구현하는 데 있다. Another object of the present invention is to implement a three-wavelength white organic light emitting diode having a high color reproducibility with a simple structure using only a single light emitting layer.

상술한 목적을 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 일측면은 바이어스 전압이 인가되는 양극과 음극; 및 상기 양극과 음극 사이에 적층되어 포함되며, 청색 발광특성을 갖는 호스트와 오렌지 혹은 적색 발광 특성을 내는 제 1 게스트가 도핑된 발광층, 상기 발광층 내에 정공을 가두어 두기 위한 정공장벽층, 및 녹색 발광 특성을 갖는 전자수송층을 포함하는 백색 유기발광소자를 제공한다. 바람직하게는, 상기 청색 발광물질의 효율을 향상시킬 수 있는 제 2 게스트를 추가로 도핑한다.As a technical means for achieving the above object, an aspect of the present invention is the anode and cathode to which a bias voltage is applied; And a light emitting layer stacked between the anode and the cathode, the light emitting layer doped with a host having blue light emitting characteristics and a first guest emitting orange or red light emitting characteristics, a factory wall layer for confining holes in the light emitting layer, and a green light emitting characteristic. It provides a white organic light emitting device comprising an electron transport layer having a. Preferably, the second guest may be further doped to improve the efficiency of the blue light emitting material.

본 발명의 다른 측면은 기판 상에 양극과 음극을 사이에 두고 적층되어 형성된 정공주입층, 정공수송층, 발광층, 정공장벽층, 전자수송층, 전자주입층을 포함하는 백색 유기발광소자에 있어서, 상기 발광층에는 청색 발광특성을 갖는 호스트와 오렌지 혹은 적색 발광 특성을 내는 제1 게스트가 도핑되고, 상기 전자수송층에는 녹색 발광 특성을 갖는 물질을 포함하는 백색 유기발광소자를 제공한다. Another aspect of the present invention is a white organic light emitting device comprising a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer, a factory wall layer, an electron transport layer, an electron injection layer formed by being laminated on the substrate with an anode and a cathode interposed therebetween, the light emitting layer A white organic light emitting diode including a host having a blue light emission property and a first guest having orange or red light emission properties is doped, and the electron transport layer includes a material having a green light emission property.

바람직하게는, 상기 청색 발광물질은 3.5 내지 2.5 eV 사이의 밴드갭을 가지는 DPVBi 또는 NPB 등이고, 제1 게스트는 2.2 내지 1.7eV 사이의 밴드갭을 가지는 DCM, DCJTB 또는 DADB와 같은 적색 발광물질이며, 0.01 내지 5%의 농도로 도핑된다.Preferably, the blue light emitting material is DPVBi or NPB and the like having a band gap between 3.5 and 2.5 eV, and the first guest is a red light emitting material such as DCM, DCJTB or DADB having a band gap between 2.2 and 1.7 eV. Doped to a concentration of 0.01 to 5%.

바람직하게는, 제 2 게스트는 3.5 내지 2.5eV 사이의 밴드갭을 가지는 DSA-Amine 또는 Perylene와 같은 청색 발광 물질이며, 0.1 내지 10%의 농도로 도핑된다. Preferably, the second guest is a blue light emitting material such as DSA-Amine or Perylene having a bandgap between 3.5 and 2.5 eV and is doped at a concentration of 0.1 to 10%.

상기 정공장벽층은 상기 발광층보다 HOMO 에너지 레벨이 높은 물질, 예를 들어, BCP 또는 TAZ로 이루어지며, 엑시톤이 상기 발광층에서 상기 전자수송층으로 Forster 에너지 전이 가능하도록 Forster 에너지 전이 반경보다 얇은 두께로 형성된다. The factory wall layer is formed of a material having a higher HOMO energy level than the light emitting layer, for example, BCP or TAZ, and has a thickness thinner than a Forster energy transition radius so that excitons can transfer Forster energy from the light emitting layer to the electron transport layer. .

이하, 본 발명의 일실시예를 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전 하도록 하며 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but can be implemented in various different forms, only the embodiments are to make the disclosure of the present invention complete and to those skilled in the art the scope of the invention It is provided for complete information.

도 1은 본 발명에 따른 백색 유기발광소자를 설명하기 위한 단면도이다. 1 is a cross-sectional view illustrating a white organic light emitting diode according to the present invention.

투명한 유리, 석영 혹은 플라스틱 기판(31) 상부에 투명한 전극 물질로 이루어진 양극(32)이 형성된다. 상기 양극(32) 상부에 정공의 주입을 돕는 정공주입층(Hole injection layer; HIL)(33)이 형성되며, 상기 정공주입층(33) 상부에 정공의 이동도가 좋으며 발광층(35)으로 정공의 수송을 용이하게 하는 정공수송층(Hole transport layer; HTL)(34)이 형성된다.An anode 32 made of a transparent electrode material is formed on the transparent glass, quartz or plastic substrate 31. A hole injection layer (HIL) 33 is formed on the anode 32 to help inject holes. The hole injection layer 33 has a high hole mobility and holes in the light emitting layer 35. Hole transport layer (HTL) 34 to facilitate the transport of (HTL) 34 is formed.

상기 정공수송층(34) 상부에는 청색 발광물질을 호스트로 하고, 오렌지 혹은 적색 발광 특성을 낼 수 있는 제 1 게스트가 도핑된 발광층(35)이 형성된다. 한편, 발광층(35)에는 청색 발광물질의 효율을 향상시킬 수 있는 제 2 게스트를 추가로 도핑할 수 있다. A light emitting layer 35 doped with a blue light emitting material as a host and doped with a first guest capable of emitting orange or red light may be formed on the hole transport layer 34. Meanwhile, the light emitting layer 35 may further be doped with a second guest that may improve the efficiency of the blue light emitting material.

상기 발광층(35) 상에는 정공을 상기 발광층(35) 내에 가두어 두기 위한 정공장벽층(Hole blocking layer; HBL)(36)이 형성되며, 상기 정공장벽층(36) 상에는 녹색 발광 특성을 가지며 상기 발광층(35) 내로 효율적인 전자 수송이 가능하도록 하는 전자수송층(Electron transport layer; ETL)(37)이 형성된다. A hole blocking layer (HBL) 36 is formed on the light emitting layer 35 to confine holes in the light emitting layer 35. The light blocking layer 36 has a green light emission characteristic and has a light emission layer on the light emitting layer 35. 35) An Electron Transport Layer (ETL) 37 is formed that allows efficient electron transport into the vessel.

상기 전자수송층(37) 상에는 전자주입층(Electron injection layer; EIL)(38)이 형성되며, 상기 전자주입층(38) 상부의 원하는 영역에 음극(cathode)(39)이 형성된다. An electron injection layer (EIL) 38 is formed on the electron transport layer 37, and a cathode 39 is formed in a desired region on the electron injection layer 38.

다음으로, 상기 백색 유기발광소자를 제조하는 방법을 설명한다. Next, a method of manufacturing the white organic light emitting diode will be described.

투명한 유리, 석영 혹은 플라스틱 기판(31) 상에 양극(32)을 형성한다. 상기 양극(32)은 투명한 전극물질, 예를 들어, ITO(Indium Tine Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide) 등과 같이 투명하고 전도성 및 일함수가 높은 물질로 형성하며, 투명한 전극물질을 증착한 후 패터닝하는 과정을 거친다.The anode 32 is formed on the transparent glass, quartz or plastic substrate 31. The anode 32 is formed of a transparent electrode material, for example, an indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), or the like, and is formed of a transparent conductive material having a high work function. Go through the process.

상기 양극(32) 상에 정공의 주입을 돕는 물질, 예를 들어, MTDATA, CuPc, PEDOT:PSS 등으로 정공주입층(HIL)(33)을 10nm 내지 50nm의 두께로 형성한다. A hole injection layer (HIL) 33 is formed to have a thickness of 10 nm to 50 nm using a material that helps injection of holes on the anode 32, for example, MTDATA, CuPc, PEDOT: PSS, or the like.

상기 정공주입층(33) 상에 정공의 이동도가 좋으며 발광층(35)으로 정공의 수송을 용이하게 하는 정공수송층(HTL)(34)을 10nm 내지 100nm 의 두께로 형성한다. 상기 정공수송층(HTL)(34)은 TPD(N,N'-diphenyl-N,N'-bis-(3-methyl phenyl)-1,1'-biphenyl-4,4'-diamine) 또는 NPB(4,4'-bis[N-(1-naphthyl-1-)-N- phenyl-amino]-biphenyl)등 정공 이동도가 좋은 물질로 구성하는 것이 바람직하다. A hole transport layer (HTL) 34 having good mobility of holes on the hole injection layer 33 and facilitating the transport of holes to the light emitting layer 35 is formed to a thickness of 10 nm to 100 nm. The hole transport layer (HTL) 34 is TPD (N, N'-diphenyl-N, N'-bis- (3-methyl phenyl) -1,1'-biphenyl-4,4'-diamine) or NPB ( It is preferable to comprise a material having good hole mobility, such as 4,4'-bis [N- (1-naphthyl-1-)-N-phenyl-amino] -biphenyl).

상기 정공수송층(34) 상에 청색 발광물질을 호스트로 하고, 오렌지 혹은 적색 발광 특성을 낼 수 있는 제 1 게스트가 도핑된 발광층(35)을 형성한다. 청색 발광물질의 효율을 향상시킬 수 있는 제 2 게스트를 추가로 도핑할 수 있다. 상기 발광층(35)은 원하는 속도로 증착할 수 있으며, 도핑은 증착속도를 조절하여 동시에 증착하는 방법으로 이루어진다. 발광층의 두께는 바람직하게는 소자의 효율을 극대화시킬 수 있는 10 내지 100nm의 두께로 형성한다.A light emitting layer 35 doped with a blue light emitting material as a host on the hole transport layer 34 and doped with a first guest capable of emitting orange or red light may be formed. The second guest may be further doped to improve the efficiency of the blue light emitting material. The light emitting layer 35 may be deposited at a desired speed, and doping may be performed by simultaneously controlling the deposition rate. The thickness of the light emitting layer is preferably formed to a thickness of 10 to 100nm to maximize the efficiency of the device.

상기 청색 발광물질로는 3.5 내지 2.5eV 사이의 밴드갭(Band gap)을 가지는 DPVBi, NPB 등을 사용할 수 있다. As the blue light emitting material, DPVBi, NPB, or the like having a band gap between 3.5 and 2.5 eV may be used.

상기 제 1 게스트로는 2.2 내지 1.7eV 사이의 밴드갭을 가지는 DCM, DCJTB, DADB 등의 적색 발광물질을 사용할 수 있으며, 청색의 에너지가 적색의 제 1 게스트로 이동하지 않을 정도의 농도, 예를 들어, 0.01 내지 5%, 바람직하게는 0.05%의 농도로 도핑한다. As the first guest, a red light emitting material such as DCM, DCJTB, DADB, etc. having a band gap between 2.2 and 1.7 eV may be used, and a concentration such that the energy of blue does not move to the first guest of red, for example. For example, at a concentration of 0.01 to 5%, preferably 0.05%.

상기 제 2 게스트로는 3.5 내지 2.5eV 사이의 밴드갭을 가지는 DSA-Amine, Perylene 등의 청색 발광물질을 사용할 수 있으며, 최적의 청색 효율을 얻을 수 있는 농도, 예를 들어, 0.1 내지 10%, 바람직하게는 5%의 농도로 도핑한다. As the second guest, a blue light emitting material such as DSA-Amine or Perylene having a band gap between 3.5 and 2.5 eV may be used, and a concentration capable of obtaining an optimal blue efficiency, for example, 0.1 to 10%, Preferably it is doped at a concentration of 5%.

상기 발광층(35) 상에 정공을 상기 발광층(35) 내에 가두어 두기 위한 정공장벽층(HBL)(36)을 형성한다. 상기 정공장벽층(36)은 상기 발광층(35)보다 HOMO 에너지 레벨이 높은 물질, 예를 들어, BCP, TAZ 등을 사용할 수 있다. 상기 BCP, TAZ 등은 상기 발광층(35)보다 약 0.5 내지 1.0eV 정도 높은 HOMO 에너지 레벨을 갖는다.A factory wall layer (HBL) 36 is formed on the light emitting layer 35 to trap holes in the light emitting layer 35. The factory wall layer 36 may use a material having a higher HOMO energy level than the light emitting layer 35, for example, BCP, TAZ, or the like. The BCP, TAZ, and the like have a HOMO energy level about 0.5 to 1.0 eV higher than that of the emission layer 35.

상기 정공장벽층(36)은 Forster 에너지 전이 반경보다 얇은 두께, 예를 들어, 1 내지 5nm의 두께로 형성한다. 엑시톤이 상기 발광층(35)에서 전자수송층(37)으로 Forster 에너지 전이 가능하도록 두께를 설정하므로써 상기 전자수송층(37)이 발광 특성을 가질 수 있다. 상기 Forster 에너지 전이 반경에 관해서는 예를 들어, X.G. Jacek et al., "Electrophosphorescence from a polymer guest-host system with an Iridium Complex as guest: Forster Energy Transfer and Charge Trapping", Advanced Functional Materials 2003, 13, pp439-444 등에 기재되어 있다.The factory wall layer 36 is formed to a thickness thinner than the Forster energy transition radius, for example, 1 to 5 nm thick. The electron transport layer 37 may have light emission characteristics by setting a thickness such that excitons are capable of transferring Forster energy from the emission layer 35 to the electron transport layer 37. Regarding the Forster energy transition radius, for example, X.G. Jacek et al., "Electrophosphorescence from a polymer guest-host system with an Iridium Complex as guest: Forster Energy Transfer and Charge Trapping", Advanced Functional Materials 2003, 13, pp 439-444.

상기 정공장벽층(36) 상에 전자수송층(ETL)(37)을 형성한다. 상기 전자수송층(37)은 녹색 발광 특성을 가지며 상기 발광층(35) 내로 효율적인 전자 수송이 가능하도록 한다. 상기 전자수송층(ETL)(37)은 tris(8-hydroxy quinoline) aluminum(Alq3), 4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline(BPhen)와 같이 녹색 발광특성을 갖는 자로 구성되는 것이 바람직하다.An electron transport layer (ETL) 37 is formed on the factory wall layer 36. The electron transport layer 37 has a green light emission characteristic and enables efficient electron transport into the light emitting layer 35. The electron transport layer (ETL) 37 is preferably composed of a person having green light emission characteristics such as tris (8-hydroxy quinoline) aluminum (Alq3) and 4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline (BPhen).

상기 전자수송층(37) 상에 전자주입층(EIL)(38)을 형성한다. 상기 전자주입층(EIL)(38)은 1,3,4-oxadiazole dreivertive(PBD), 4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline(BPhen), Li doped BPhen과 같은 유기박막과 LiF, NaF, AlO, CsF, 와 같은 무기박막이 사용되며, 음극으로부터 전자의 주입이 용이하도록 하는 물질로 구성되는 것이 바람직하다. An electron injection layer (EIL) 38 is formed on the electron transport layer 37. The electron injection layer (EIL) 38 is an organic thin film such as 1,3,4-oxadiazole dreivertive (PBD), 4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline (BPhen), Li doped BPhen and LiF, NaF, Inorganic thin films such as AlO, CsF, and the like are used, and are preferably made of a material that facilitates injection of electrons from the cathode.

상기 전자주입층(38) 상부의 원하는 영역에 음극(cathode)(39)을 형성한다. 상기 음극(39)은 Al, Ag, LiAl, Mg/Al, Mg/Ag 등을 형성할 수 있다.A cathode 39 is formed in a desired region on the electron injection layer 38. The cathode 39 may form Al, Ag, LiAl, Mg / Al, Mg / Ag, or the like.

일반적인 방법으로 백색 발광 특성을 얻기 위해서는 청색에 오렌지색의 발광물질을 적층하거나 하늘색에 적색의 발광물질을 적층한다. 그러나 이 경우 녹색의 낮은 발광 특성으로 인하여 색 재현성이 떨어진다. 또한, 발광층을 단일층 구조로 간단하게 구현하기 위해서는 청색 호스트에 오렌지 게스트를 직접 도핑하거나 하늘색 호스트에 적색 게스트를 직접 도핑해야 하는데, 이 경우 청색이나 하늘색 호스트에서 에너지 밴드 갭이 적은 오렌지나 적색 게스트로 에너지 전이가 쉽게 일어나 백색 발광이 어려워진다. In order to obtain a white light emitting property in a general manner, an orange light emitting material is laminated on blue or a red light emitting material is laminated on light blue. However, in this case, color reproducibility is inferior due to the low luminescence property of green. In addition, in order to easily implement the light emitting layer in a single layer structure, the orange guest should be directly doped to the blue host or the red guest to the sky blue host. In this case, the blue or light blue host should be orange or red guest with a small energy band gap. Energy transfer occurs easily, making white light emission difficult.

따라서 본 발명은 청색 발광물질을 호스트로 하고, 오렌지 혹은 적색 발광 특성을 낼 수 있는 제 1 게스트가 도핑된 발광층(35)을 형성하여 청색과 적색의 발광 특성을 가지도록 한다. 청색 발광물질의 효율을 향상시킬 수 있는 제2 게스트를 추가할 수 있다. 또한, 두파장 백색 유기발광소자에서 문제점으로 남아 있는 색순도 향상을 위하여 발광층(35) 상부에 정공을 발광층 내에 효과적으로 가두어 발광 효율이 증대될 수 있도록 정공장벽층(36)을 형성한다. 이 때 엑시톤이 발광층(35)에서 전자수송층(37)으로 Forster 에너지 전이 가능하도록 하기 위하여 Forster 에너지 전이 반경보다 얇게 정공장벽층(36)을 형성함으로써 전자수송층(37)이 녹색 발광 특성을 갖게 된다.Therefore, the present invention uses the blue light emitting material as a host, and forms the light emitting layer 35 doped with a first guest that can exhibit orange or red light emission characteristics to have blue and red light emission characteristics. A second guest may be added to improve the efficiency of the blue light emitting material. In addition, in order to improve color purity, which remains a problem in the two wavelength white organic light emitting diode, a positive factory wall layer 36 is formed to effectively trap holes in the light emitting layer 35 in the light emitting layer to increase the light emission efficiency. At this time, the excitons are formed to have a regular wall layer 36 thinner than the Forster energy transition radius in order to enable Forster energy transfer from the light emitting layer 35 to the electron transport layer 37, so that the electron transport layer 37 has green light emission characteristics.

도 2는 본 발명에 따라 제조된 백색 유기발광소자의 발광스펙트럼으로, 본 측정에 사용된 백색 유기발광소자의 구조는 양극인 ITO(32) 와 음극인 Al(39) 사이에 정공주입층(33)으로 10nm 두께의 MTDATA를, 정공수송층(34) 30nm 두께의 NPB를, 발광층(35)으로 0.05 wt.% DADB와 3.0 wt.%의 DSA-amine이 도핑된 DPVBi를 300nm의 두께로 증착한 후 이어서 3nm 두께의 BCP를 정공장벽층(36)으로 증착하고, 30nm 두께의 Alq를 전자수송층(37)을 1nm의 LiF를 전자주입층(38)으로 형성하였다. 이상의 구조를 갖는 백색 유기발광소자를 상온에서 양극(32) 및 음극(39) 사이에 20 mA/cm2 의 전류를 인가한 상태에서 나타나는 발광특성을 미놀타 CS1000 스펙트로미터로 측정한 발광(EL) 스펙트럼을 도시한 그래프이다. 앞서 기술한 바와 같이 하나의 발광으로 구성된 소자임에도 불구하고 전 가시영역의 발광특성이 나타나는 것을 우수한 백색 특성을 나타낸다.2 is a light emission spectrum of the white organic light emitting diode manufactured according to the present invention. The structure of the white organic light emitting diode used in the present measurement is a hole injection layer 33 between the anode ITO 32 and the cathode Al 39. 10 nm thick MTDATA, hole transport layer 34 30 nm thick NPB, and 0.05 wt.% DADB and 3.0 wt.% DSA-amine doped DPVBi doped with 300 nm thick. Subsequently, BCP having a thickness of 3 nm was deposited on the factory wall layer 36, Alq having a thickness of 30 nm was formed on the electron transport layer 37, and LiF of 1 nm on the electron injection layer 38. The luminescence (EL) spectrum measured by a Minolta CS1000 spectrometer for the luminescence properties of a white organic light emitting diode having the above structure at a room temperature with a current of 20 mA / cm 2 applied between the anode 32 and the cathode 39. Is a graph. As described above, although the device is composed of one light emission, the light emission characteristics of the entire visible region are excellent, indicating excellent white characteristics.

이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러가지 변형이 가능하다.As mentioned above, although the preferred embodiment of this invention was described in detail, this invention is not limited to the said embodiment, A various deformation | transformation is performed by a person with ordinary skill in the art within the technical idea of this invention. It is possible.

일반적인 백색 유기발광소자의 경우 보색 관계를 갖는 두 개의 발광층을 적층하거나 삼원색의 세 발광층을 적층하여 백색 특성을 도출한다. 그러나 이 경우 다층의 유기박막을 증착해야 하는 어려움이 있으며 발광 효율이 떨어지는 문제점이 있다. In the case of a general white organic light emitting diode, two white light emitting layers having a complementary color relationship or three light emitting layers having three primary colors are stacked to derive white characteristics. However, in this case, there is a difficulty in depositing a multilayer organic thin film and there is a problem in that luminous efficiency is low.

본 발명은 단일 발광층을 구비하는 간단한 구조의 백색 유기발광소자를 구현함으로써 제조가 용이하고 제조 단가가 절감된다. 본 발명의 백색 유기발광소자는 삼파장 백색으로 색 재현성이 우수하여 고효율의 백색을 구현할 수 있는 범용의 유기발광소자를 구현할 수 있게 한다. 또한, 본 발명의 백색 유기발광소자를 응용하면 백색광 백라이트판 및 컬러필터를 포함하는 액정 디스플레이, 조명판, 백색 유기 LED 등을 용이하게 구현할 수 있다. The present invention is easy to manufacture and the manufacturing cost is reduced by implementing a white organic light emitting device having a simple structure having a single light emitting layer. The white organic light emitting diode of the present invention has a three-wavelength white color, which is excellent in color reproducibility, thereby enabling the implementation of a general-purpose organic light emitting diode that can realize high efficiency white. In addition, the application of the white organic light emitting device of the present invention can easily implement a liquid crystal display, a lighting plate, a white organic LED, and the like including a white light backlight plate and a color filter.

도 1은 본 발명에 따른 백색 유기발광소자를 설명하기 위한 단면도.1 is a cross-sectional view for explaining a white organic light emitting device according to the present invention.

도 2는 본 발명에 따른 백색 유기발광소자의 발광(EL) 특성을 설명하기 위한 그래프.Figure 2 is a graph for explaining the light emission (EL) characteristics of the white organic light emitting device according to the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

31: 기판 32: 양극31 substrate 32 anode

33: 정공주입층 34: 정공수송층33: hole injection layer 34: hole transport layer

35: 발광층 36: 정공장벽층35: light emitting layer 36: factory wall layer

37: 전자수송층 38: 전자주입층37: electron transport layer 38: electron injection layer

39: 음극39: cathode

Claims (14)

바이어스가 인가되는 양극과 음극; 및An anode and a cathode to which a bias is applied; And 상기 양극과 음극 사이에 적층되어 포함되며, 청색 발광특성을 갖는 호스트와 오렌지 혹은 적색 발광 특성을 내는 제1 게스트가 도핑된 발광층, 상기 발광층 내에 정공을 가두어 두기 위한 정공장벽층, 및 녹색 발광 특성을 갖는 전자수송층을 포함하는 백색 유기발광소자.The light emitting layer is stacked between the anode and the cathode and includes a light emitting layer doped with a host having blue light emission characteristics and a first guest that emits orange or red light, a factory wall layer for confining holes in the light emitting layer, and a green light emission characteristic. White organic light emitting device comprising an electron transport layer having. 제1 항에 있어서,According to claim 1, 상기 청색 발광물질의 효율을 향상시킬 수 있는 제2 게스트가 추가로 도핑된 백색 유기발광소자.The white organic light emitting diode further doped with a second guest that can improve the efficiency of the blue light emitting material. 제 1 항에 있어서, 상기 청색 발광물질은 3.5 내지 2.5eV 사이의 밴드갭을 가지는 DPVBi 또는 NPB인 백색 유기발광소자.The white organic light emitting diode of claim 1, wherein the blue light emitting material is DPVBi or NPB having a band gap between 3.5 and 2.5 eV. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 게스트는 2.2 내지 1.7eV 사이의 밴드갭을 가지는 DCM, DCJTB 또는 DADB 중 어느 하나이며, 0.01 내지 5%의 농도로 도핑되는 백색 유기발광소자.The white organic light emitting diode of claim 1, wherein the first guest is any one of DCM, DCJTB, or DADB having a band gap between 2.2 and 1.7 eV, and is doped at a concentration of 0.01 to 5%. 제 1 항에 있어서, 상기 제2 게스트는 3.5 내지 2.5eV 사이의 밴드갭을 가지는 SA-Amine 또는 Perylene이며, 0.1 내지 10%의 농도로 도핑된 백색 유기발광소자.The white organic light emitting diode of claim 1, wherein the second guest is SA-Amine or Perylene having a band gap between 3.5 and 2.5 eV and is doped at a concentration of 0.1 to 10%. 제 1 항에 있어서, 상기 양극 및 상기 발광층 사이에 적층된 정공주입층 및 정공수송층이 추가로 게재된 백색 유기발광소자.The white organic light emitting diode of claim 1, further comprising a hole injection layer and a hole transport layer stacked between the anode and the light emitting layer. 제1 항에 있어서The method of claim 1 상기 전자수송층 상에는 전자주입층을 더 포함하는 백색 유기발광소자.The white organic light emitting device further comprises an electron injection layer on the electron transport layer. 제 1 항에 있어서, 상기 정공장벽층은 상기 발광층보다 HOMO 에너지 레벨이 높은 물질로 이루어진 백색 유기발광소자.The white organic light emitting diode of claim 1, wherein the regular wall layer is formed of a material having a higher HOMO energy level than the light emitting layer. 제 8 항에 있어서, 상기 물질은 BCP 또는 TAZ 중 어느 하나인 것을 백색 유기발광소자.The white organic light emitting diode of claim 8, wherein the material is any one of BCP and TAZ. 제 1 항에 있어서, 상기 정공장벽층은 엑시톤이 상기 발광층에서 상기 전자수송층으로 Forster 에너지 전이 가능하도록 Forster 에너지 전이 반경보다 얇은 두께로 형성되는 백색 유기발광소자.The white organic light emitting diode of claim 1, wherein the factory wall layer is formed to have a thickness thinner than a Forster energy transition radius so that excitons can transfer Forster energy from the light emitting layer to the electron transport layer. 제 10 항에 있어서, 상기 정공장벽층은 1 내지 5nm의 두께로 형성되는 백색 유기발광소자.The white organic light emitting diode of claim 10, wherein the regular wall layer is formed to a thickness of 1 to 5 nm. 기판 상에 양극과 음극을 사이에 두고 적층되어 형성된 정공주입층, 정공수송층, 발광층, 정공장벽층, 전자수송층, 전자주입층을 포함하는 백색 유기발광소자에 있어서,In a white organic light emitting device comprising a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer, a factory wall layer, an electron transport layer, an electron injection layer formed by being laminated on the substrate with an anode and a cathode interposed therebetween, 상기 발광층에는 청색 발광특성을 갖는 호스트와 오렌지 혹은 적색 발광 특성을 내는 제1 게스트가 도핑되고,The light emitting layer is doped with a host having blue light emission characteristics and a first guest having orange or red light emission characteristics, 상기 전자수송층에는 녹색 발광 특성을 갖는 물질을 포함하는 백색 유기발광소자. The organic light emitting device comprising a material having a green light emitting property in the electron transport layer. 제 12 항에 있어서, 상기 정공장벽층은 엑시톤이 상기 발광층에서 상기 전자수송층으로 Forster 에너지 전이 가능하도록 Forster 에너지 전이 반경보다 얇은 두께로 형성되는 백색 유기발광소자.The white organic light emitting diode of claim 12, wherein the regular wall layer is formed to a thickness thinner than a Forster energy transition radius so that excitons can transfer Forster energy from the light emitting layer to the electron transport layer. 제12 항에 있어서,The method of claim 12, 상기 청색 발광물질의 효율을 향상시킬 수 있는 제2 게스트가 추가로 도핑된 백색 유기발광소자.The white organic light emitting diode further doped with a second guest that can improve the efficiency of the blue light emitting material.
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