KR20060053691A - Emission light device - Google Patents
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Abstract
본 발명은 기판상에 형성되는 애노드전극과, 상기 애노드전극 상에 형성되는 발광층과, 상기 발광층 상에 형성되는 캐소드전극을 포함하는 발광소자에 관한 것이다. 본 발명의 상기 애노드전극은, 상기 기판 상에 란탄계열과 악티늄계열의 원소들로 이루어진 그룹에서 선택된 하나이상의 금속을 첨가하여 합금화한 은(은 합금)으로 형성되는 반사성 도전층이다. 또한, 상기 반사성 도전층은 900Å 내지 1500Å두께로 이루어진다.The present invention relates to a light emitting device comprising an anode electrode formed on a substrate, a light emitting layer formed on the anode electrode, and a cathode electrode formed on the light emitting layer. The anode electrode of the present invention is a reflective conductive layer formed of silver (silver alloy) alloyed by adding at least one metal selected from the group consisting of lanthanide and actinium series elements on the substrate. In addition, the reflective conductive layer has a thickness of 900 mW to 1500 mW.
이와 같이, 란탄계열과 악티늄계열의 원소들로 이루어진 그룹에서 선택된 은합금을 이용하여 애노드전극을 형성함으로써, 은의 접착력 및 내수성 문제를 해소할 수 있어 생산성을 향상시킬 수 있다. 또한, 최대의 반사율을 제공할 수 있는 최적의 애노드전극 두께를 적용함으로써, 공정시간 및 공정원가를 절감할 수 있다. In this way, by forming the anode electrode using a silver alloy selected from the group consisting of lanthanum and actinium-based elements, it is possible to solve the problem of adhesion and water resistance of the silver can be improved productivity. In addition, by applying the optimum anode electrode thickness that can provide the maximum reflectance, it is possible to reduce the process time and process cost.
제1 전극, 반사성 도전층, 란탄계열, 악티늄계열First electrode, reflective conductive layer, lanthanum series, actinium series
Description
도 1은 본 발명에 따른 애노드전극을 포함하는 유기발광소자의 개략적인 측단면도이다.1 is a schematic side cross-sectional view of an organic light emitting device including an anode electrode according to the present invention.
도 2는 본 발명에 따른 유기발광소자의 제작단계를 나타낸 개략적인 블럭도이다.Figure 2 is a schematic block diagram showing the manufacturing step of the organic light emitting device according to the present invention.
도 3은 본 발명에 따른 ATD합금으로 이루어진 애노드전극 두께에 따른 투과율 특성을 도시한 그래프이다.3 is a graph showing the transmittance characteristics according to the thickness of the anode electrode made of an ATD alloy according to the present invention.
도 4는 본 발명에 따른 ATD합금의 두께에 따른 반사율 그래프이다. 4 is a reflectance graph of the thickness of the ATD alloy according to the present invention.
도 5는 본 발명에 따른 ATD합금의 두께에 따른 투과율 그래프이다. 5 is a graph of transmittance according to the thickness of the ATD alloy according to the present invention.
도 6a 및 도 6b는 JIS규격에 따른 은합금 및 ATD합금의 접착력을 실험한 도면이다.6A and 6B are diagrams illustrating the adhesion between the silver alloy and the ATD alloy according to JIS standards.
♣ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ♣♣ Explanation of symbols for the main parts of the drawing ♣
100 : 발광소자 110 : 기판100
120 : 애노드전극 130 : 정공주입층120: anode electrode 130: hole injection layer
140 : 정공수송층 150 : 발광층140: hole transport layer 150: light emitting layer
160 : 전자수송층 170 : 전자주입층160: electron transport layer 170: electron injection layer
180 : 캐소드전극180: cathode electrode
본 발명은 발광소자에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 기판과의 접촉력을 높이고 반사율을 향상시킨 애노드전극을 포함하는 발광소자에 관한 것이다.The present invention relates to a light emitting device, and more particularly, to a light emitting device including an anode electrode having improved contact force with a substrate and improved reflectivity.
일반적으로, 유기발광소자(organic emitting light device)는 애노드전극 (anode)과 캐소드전극(cathod)으로 이루어진 한 쌍의 전극과, 이 전극들 사이에 정공주입층, 정공수송층, 발광층, 전자주입층 및 전자수송층을 포함하는 구조이다. 이러한 구조의 유기발광소자는 애노드전극과 캐소드전극으로부터의 전자와 정공이 발광층에 주입됨에 따라 발광한다. 보다 구체적으로, 정공주입층에는 애노드전극으로부터 정공이 주입되고, 정공주입층으로 주입된 정공은 정공수송층에 의해 발광층에 수송된다. 전자주입층는 캐소드전극으로부터 전자가 주입되고, 전자주입층으로 주입된 전자는 전자수송층에 의해 발광층에 수송한다. 발광층에 운반된 정공 및 전자는 상호 결합하여 여기전자를 형성하며, 이에 따라, 발광층에서 빛이 발생한다.In general, an organic light emitting device includes a pair of electrodes consisting of an anode and a cathode, a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer, an electron injection layer, It is a structure including an electron transport layer. The organic light emitting device having such a structure emits light as electrons and holes from the anode electrode and the cathode electrode are injected into the light emitting layer. More specifically, holes are injected into the hole injection layer from the anode, and holes injected into the hole injection layer are transported to the light emitting layer by the hole transport layer. In the electron injection layer, electrons are injected from the cathode electrode, and electrons injected into the electron injection layer are transported to the light emitting layer by the electron transport layer. Holes and electrons carried in the light emitting layer combine with each other to form excitation electrons, whereby light is generated in the light emitting layer.
상술한 유기발광소자를 구성하는 애노드전극은 반사가능한 도전물질 이용하여 단일층으로 형성된다. 예를 들면, 애노드전극은 빛이 발광하는 방향으로 높은 일함수를 갖으며, 투명성을 띠는 도전성 금속산화물(ITO, IZO 등)로 형성된 전극이다. ITO 및 IZO로 형성된 애노드전극은 이들의 투명성때문에 발광층에서 발생된 빛을 외부로 방출할 수 있다.The anode electrode constituting the organic light emitting device described above is formed in a single layer using a reflective conductive material. For example, the anode has a high work function in the direction of light emission and is formed of a transparent conductive metal oxide (ITO, IZO, etc.). Anodes formed of ITO and IZO can emit light generated in the light emitting layer to the outside due to their transparency.
그런데, 이러한 도전성 금속산화물은 시간이 경과할수록 일함수가 감소하기 때문에 발광효율이 떨어진다는 단점을 갖는다. 이러한 문제점을 해소하기 위해, 반사가능한 금속물질, 예를 들면, 알루미늄, 은 및 이들 각각을 주체로 하는 합금 등을 이용하여 애노드전극이 형성되는 것이 제안되었다. 그러나, 애노드전극을 알루미늄 또는 알루미늄합금으로 형성하는 경우, 알루미늄의 반사율이 90%정도이기 때문에 발광층에서 발광하는 빛을 모두 반사시키는 것은 용이하지 않으므로, 발광효율이 떨어진다. 한편, 반사율이 98%이상인 은 또는 은합금을 이용하여 애노드전극을 형성하는 경우에는 다른 금속에 비해 반사율은 좋지만, 은의 특성상 내수성이 떨어지기 때문에 이온화된 금속이 녹거나 전식되는 문제점을 갖는다. 더욱이, 은은 접착력이 떨어지기 때문에, 특정 기판, 예를 들면, 아크릴 또는 산화옥사이드 등과 같은 기판 상에 형성하는 것이 용이하지 않아 은을 기판상에 접착하기 위해서는 기판상에 접착물질을 도포해야한다는 번거로움이 있다.However, such a conductive metal oxide has a disadvantage in that luminous efficiency is lowered because the work function decreases with time. In order to solve this problem, it has been proposed to form an anode electrode using a reflective metal material, for example, aluminum, silver, and an alloy mainly composed of them. However, when the anode is formed of aluminum or an aluminum alloy, since the reflectivity of aluminum is about 90%, it is not easy to reflect all the light emitted from the light emitting layer, so that the luminous efficiency is low. On the other hand, when the anode is formed using silver or silver alloy having a reflectance of 98% or more, the reflectance is better than that of other metals, but the ionized metal is melted or transferred because of its poor water resistance. Moreover, since silver has poor adhesion, it is not easy to form on a specific substrate, for example, acrylic or oxide, etc., and it is troublesome to apply an adhesive material on the substrate in order to adhere the silver onto the substrate. There is this.
따라서, 본 발명은 은의 접착력 및 내수성 문제를 해소할 수 있도록 제안된 발명으로, 본 발명의 목적은 접착력을 향상시킨 ATD합금으로 형성된 애노드전극을 포함하는 발광소자를 제공하는 것이다. Accordingly, the present invention has been proposed to solve the problem of adhesion and water resistance of silver, an object of the present invention is to provide a light emitting device comprising an anode electrode formed of an ATD alloy with improved adhesion.
본 발명의 또 다른 목적은, 반사율이 높은 은을 포함하는 ATD합금을 이용하여 반사율을 개선시킬 수 있는 애노드전극을 포함하는 발광소자를 제공하는 것이다.
Still another object of the present invention is to provide a light emitting device including an anode electrode capable of improving reflectance using an ATD alloy containing silver having high reflectance.
전술한 목적을 달성하기 위한, 본 발명의 일측면에 따르면, 본 발명은 기판상에 형성되는 애노드전극과, 상기 애노드전극 상에 형성되는 발광층과, 상기 발광층 상에 형성되는 캐소드전극을 포함하는 발광소자에 관한 것이다. 상기 애노드전극은, 상기 기판 상에 란탄계열과 악티늄계열의 원소들로 이루어진 그룹에서 선택된 하나이상의 금속을 첨가하여 합금화한 은(은 합금)으로 형성되는 반사성 도전층이다. According to an aspect of the present invention for achieving the above object, the present invention provides a light emission comprising an anode electrode formed on the substrate, a light emitting layer formed on the anode electrode, and a cathode electrode formed on the light emitting layer It relates to an element. The anode electrode is a reflective conductive layer formed of silver (silver alloy) alloyed by adding at least one metal selected from the group consisting of lanthanide and actinium series elements on the substrate.
바람직하게, 상기 반사성 도전층은 900Å 내지 1500Å이다. 상기 은 합금은 금 또는 구리 중 적어도 하나의 금속을 더 첨가하여 형성된다. 상기 은합금은 상기 란탄계열과 악티늄계열에서 선택된 사마륨(samarium)을 포함한다. 상기 사마륨은 0.1 내지 0.6at%(atomic percent)이다. 상기 은 합금은 상기 란탄계열과 악티늄계열에서 선택된 테르븀(Terbium)을 더 포함한다. 상기 은합금에 첨가된 상기 금 또는 구리는 0.4 내지 1 at% 이다. 상기 테르븀은 0.4 내지 1 at% 이다. Preferably, the reflective conductive layer is 900 mW to 1500 mW. The silver alloy is formed by further adding at least one metal of gold or copper. The silver alloy includes samarium selected from the lanthanum series and actinium series. The samarium is 0.1 to 0.6 at% (atomic percent). The silver alloy further includes terbium selected from the lanthanum series and actinium series. The gold or copper added to the silver alloy is 0.4 to 1 at%. The terbium is 0.4 to 1 at%.
이하, 본 발명을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, the present invention will be described in detail.
도 1은 본 발명에 따른 애노드 전극을 포함하는 유기발광소자의 개략적인 측단면도이다. 1 is a schematic side cross-sectional view of an organic light emitting device including an anode electrode according to the present invention.
도 1을 참조하면, 유기발광소자(100)는, 기판(110)과, 기판(110)상에 형성되 는 애노드전극(120)과, 애노드전극(120) 상에 형성되는 정공주입층(130), 정공수송층(140), 발광층(150), 전자수송층(160), 전자주입층(170), 및 캐소드전극(180)을 포함한다.Referring to FIG. 1, the organic light emitting diode 100 includes a
상술한 구성의 유기발광소자(100)는 다음과 같은 원리로 발광된다. 우선, 애노드전극(120)으로부터 정공주입층(130)으로 정공이 주입되고, 정공주입층(130)에 주입된 정공은 정공수송층(140)에 의해 발광층(150)으로 운반된다. 그 다음, 캐소드전극(180)으로부터 전자주입층(170)으로 전자가 주입되고, 전자주입층(170)에 주입된 전자는 전자수송층(160)에 의해 발광층(150)으로 운반된다. 발광층(150)으로 운반된 정공 및 전자가 상호 결합하면서 여기(excitation) 전자를 형성하며, 이에 따라, 발광층(150)에서 빛이 발생한다.The organic light emitting diode 100 having the above-described configuration emits light based on the following principle. First, holes are injected from the
보다 구체적으로, 애노드전극(120)은 기판(110)상에 형성되며 은을 주체로 하는 합금으로 형성된 반사성 도전층이다. 반사성 도전층(120)을 형성하는 은합금은 란탄계열(La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu)과 악티늄계열(Ac, Th, Pa, U, Np, Pu, Am, Cm, Bk, Cf, Es, Fm, Md, No, Lr))의 원소들로 이루어진 그룹에서 적어도 하나의 금속을 선택하여 첨가한다. 반사성 도전층(120)은, 란탄계열과 악티늄계열에서 선택된 하나이상의 금속에 금(Au) 또는 구리(Cu) 중 하나이상의 금속을 더 포함한다. 이하에서는 반사성도전층(120)을 형성하는 은합금, 다시말해, 란탄계열과 악티늄계열에서 선택된 금속과 금 및 구리를 포함하여 형성된 은합금을 ATD합금이라 칭한다. More specifically, the
본 실시예에서 반사성 도전층(120)은 란탄계열과 악티늄계열에서 선택된 사마륨(Sm), 테르븀(Tb)과 금(Au) 및 구리(Cu)를 포함한다. 이때, 사마륨은 0.1 내지 0.6at%(at:atomic percent), 테르븀, 금, 및 구리는 각각 0.4 내지 1at%을 첨가하는 것이 바람직하다. 가장 바람직하게, 사마륨은 0.3at% 첨가한다. 한편, 반사성 도전층(120)의 두께는 900Å 내지 1500Å 범위인 것이 바람직하다.In the present exemplary embodiment, the reflective
도 2는 본 발명에 따른 유기발광소자의 제작단계를 나타낸 개략적인 블럭도이다. 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 유기발광소자(100)의 제작단계는 유리 또는 유기물로 제작된 기판(110)을 마련하는 단계 (S21)에서 시작한다. 다음 단계 인 (S22)에서는, 기판(110)상에 스퍼터링공정과 같은 증착공정을 통해 반사성 도전층(120)을 형성한다. 반사성 도전층(120)은 사마륨(Sm), 금(Au), 구리(Cu) 및 테르븀(Tb)이 포함한다. 그 다음, 본 발명은 반사성도전층인 애노드전극(120)이 형성된 다음, 정공주입층(130) 및 정공수송층(140)을 형성하는 공정(S23)과, 발광층(150)을 형성하는 공정(S24), 전자수송층(160) 및 전자주입층(170) 형성하는 공정(S25) 및 캐소드전극(190)을 형성하는 공정(S26)이 이어진다.Figure 2 is a schematic block diagram showing the manufacturing step of the organic light emitting device according to the present invention. Referring to FIG. 2, the manufacturing step of the organic light emitting device 100 according to the present invention starts at step S21 of preparing a
도 3은 본 발명에 따른 ATD합금 두께에 따른 투과율을 도시한 그래프이다. 도 3을 참조하면, 그래프(3a)는 ATD합금이 520Å두께로 형성될 때, 그래프(3b)는 ATD합금이 780Å두께로 형성될 때, 그래프(3c)는 ATD합금이 1000Å두께로 증착될 때의의 투과율을 나타낸다. 이들 세 개의 그래프를 통해, ATD합금은 두께가 두꺼 울수록 투과율이 낮아진다는 것을 알 수 있다. 3 is a graph showing the transmittance according to the thickness of the ATD alloy according to the present invention. Referring to FIG. 3, the
이에 따라, 발광층에서 발광된 빛의 손실을 줄이기 위해서는 ATD합금을 일정 두께이상으로 형성하는 것이 바람직하다.Accordingly, in order to reduce the loss of light emitted from the light emitting layer, it is preferable to form the ATD alloy to a predetermined thickness or more.
표 1은 ATD두께에 따른 반사율과 투과율을 나타낸 것이다. Table 1 shows the reflectance and transmittance according to the ATD thickness.
표 1을 참조하면, ATD두께 500Å인 (실험 1)에서의 ATD반사율은 대략 102%이고, 투과율은 5.5%이다. ATD두께 800Å인 (실험 2)에서 ATD반사율은 대략 105%이고, 투과율은 3%이고, ATD두께 1000Å인 (실험 3)에서 ATD반사율은 대략 107.25%이고, 투과율은 대략 0.5%이다. 또한, ATD두께 1500Å인 (실험 4)에서 ATD반사율은 대략 107.9%이고, 투과율은 대략 0.2%이고, ATD두께 2000Å인 (실험 5)에서 ATD반사율은 대략 108%이고, 투과율은 대략 0%이다. Referring to Table 1, the ATD reflectance is approximately 102% and the transmittance is 5.5% at an ATD thickness of 500 Hz (Experiment 1). The ATD reflectance is approximately 105%, the transmittance is 3%, and the ATD reflectance is approximately 107.25% and the transmittance is approximately 0.5% at an ATD thickness of 1000 Hz (Experiment 3). The ATD reflectance is approximately 107.9%, the transmittance is approximately 0.2% at ATD thickness of 1500 Hz (Experiment 4), and the ATD reflectance is approximately 108% at approximately ATD thickness of 2000 Hz, and the transmittance is approximately 0%.
도 4는 본 발명에 따른 ATD두께에 따른 반사율 그래프이고, 도 5는 본 발명에 따른 ATD두께에 따른 투과율 그래프이다. 4 is a reflectance graph according to the ATD thickness according to the present invention, Figure 5 is a transmittance graph according to the ATD thickness according to the present invention.
도 4 및 도 5를 참조하면, 반사성 도전층의 두께가 400Å 내지 900Å 범위인 경우에는, ATD의 반사율은 점진적으로 상승하지만, ATD의 투과율은 점진적으로 하강한다. 즉, ATD 두께가 900Å이하인 경우에는 투과율에 비해 반사율을 상대적으로 낮기 때문에, 발광층에서 발광된 빛이 상대적으로 많이 투과된다. 한편, 반사 성 도전층의 두께가 900Å 내지 1400Å범위인 경우에는, ATD의 반사율과 투과율 모두 약간의 변화는 있으나 큰 차이는 없으며, ATD의 두께가 1500Å이상인 경우에는, ATD반사율과 ATD투과율은 거의 변화하지 않는다. 4 and 5, when the thickness of the reflective conductive layer is in the range of 400 Hz to 900 Hz, the reflectance of the ATD gradually increases, but the transmittance of the ATD gradually decreases. That is, when the thickness of the ATD is 900 Å or less, since the reflectance is relatively lower than the transmittance, the light emitted from the light emitting layer is relatively transmitted. On the other hand, in the case where the thickness of the reflective conductive layer is in the range of 900 kPa to 1400 kPa, both the reflectance and the transmittance of the ATD are slightly changed, but there is no significant difference. I never do that.
즉, ATD의 두께가 900Å이상인 경우에는 투과 손실이 거의 없는 최적의 반사특성을 갖는다. 반면, ATD두께가 1500Å이상인 경우에는 반사율이 거의 동일하므로, ATD두께를 1500Å이상으로 형성하는 것은 공정원가 및 공정시간만 소요될 뿐 성능을 향상시키지 않는다. 따라서, 성능, 공정원가 및 공정시간을 절감한다는 측면모두를 고려하여, ATD두께가 900Å 내지 1500Å인 것이 가장 바람직하다.In other words, when the thickness of the ATD is 900 kPa or more, it has an optimum reflection characteristic with little transmission loss. On the other hand, when the ATD thickness is 1500 Å or more, the reflectance is almost the same. Therefore, forming the ATD thickness at 1500 Å or more does not improve the performance but only the process cost and processing time. Therefore, in consideration of all aspects of reducing performance, process cost, and process time, it is most preferable that the ATD thickness is 900 mW to 1500 mW.
도 6a 및 도 6b는 JIS규격에 따른 은합금 및 ATD합금의 접착력을 실험한 도면이다. 도 6a는 기판상에 은합금이 도포된 경우의 JIS실험이고, 도 6b는 기판상에 ATD합금이 도포된 경우의 JIS실험이다. 6A and 6B are diagrams illustrating the adhesion between the silver alloy and the ATD alloy according to JIS standards. 6A is a JIS test when silver alloy is applied onto a substrate, and FIG. 6B is a JIS test when ATD alloy is applied onto a substrate.
JIS 접착력 실험이란, 기판상에 반사성도전층을 도포한 다음, 반사성도전층이 도포된 기판의 상부에 접착력이 있는 테이프 등을 이용하여 접착하고 소정 시간 경과 후에 테이프를 떼어내었을 때 기판상에 반사성 도전층이 제거정도를 나타내는 실험이다. 도 6a를 참조하면, 기판상에 도포된 은이 모두 테이프에 묻어나서 기판상에 남아있지 않다(영역 ⓐ). 도 6b를 참조하면, JIS규격실험 이후에도 기판상에 ATD합금이 그대로 남아있다(영역 ⓑ). 이들 실험을 통해서 알 수 있듯이, ATD합금은 기존의 은 또는 은합금에 비해 접착력이 뛰어나기 때문에, 기판상에 별도의 접착물질을 도포하지 않아도 형성이 용이하다.JIS adhesion test means that a reflective conductive layer is applied onto a substrate, and then adhered to the upper surface of the substrate on which the reflective conductive layer is applied, using an adhesive tape or the like, and the tape is removed after a predetermined time elapses. It is an experiment showing the degree of removal of the conductive layer. Referring to FIG. 6A, all of the silver applied on the substrate is buried in the tape and does not remain on the substrate (area ⓐ). Referring to FIG. 6B, the ATD alloy remains on the substrate even after the JIS standard test (area ⓑ). As can be seen from these experiments, the ATD alloy is superior to the conventional silver or silver alloy, and thus is easily formed without applying a separate adhesive material on the substrate.
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 여러 가지 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 by a person of ordinary skill in the art within the scope of the technical idea of this invention is carried out. This is possible.
이상에 따르면, 본 발명에 의하면, ATD합금을 이용하여 애노드전극을 형성함으로써, 은의 접착력 및 내수성 문제를 해소할 수 있어 생산성을 향상시킬 수 있다. According to the present invention, according to the present invention, by forming the anode electrode using the ATD alloy, it is possible to solve the problem of adhesion and water resistance of silver, thereby improving productivity.
또한, 본 발명은 은을 포함하는 ATD합금을 이용함으로써 반사율을 높일 수 있어 발광휘도를 향상시킬 수 있는 효과를 제공한다. In addition, the present invention can increase the reflectance by using the ATD alloy containing silver provides an effect that can improve the luminous brightness.
더욱이, 최대의 반사율을 제공할 수 있는 최적의 애노드전극 두께를 적용함으로써, 공정시간 및 공정원가를 절감할 수 있다.Furthermore, by applying the optimum anode electrode thickness that can provide the maximum reflectance, the process time and the process cost can be reduced.
Claims (9)
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| KR1020040094120A KR100688817B1 (en) | 2004-11-17 | 2004-11-17 | Emission Light Device |
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