KR20090031145A - Organic light emitting device - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 유기전계발광소자에 관한 것으로, 보다 자세하게는 도펀트를 포함하는 전자주입층을 갖는 유기전계발광소자에 관한 것이다.The present invention relates to an organic light emitting display device, and more particularly, to an organic light emitting display device having an electron injection layer containing a dopant.
최근, 표시장치(FPD: Flat Panel Display)는 멀티미디어의 발달과 함께 그 중요성이 증대되고 있다. 이에 부응하여 액정표시장치(Liquid Crystal Display : LCD), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel: PDP), 전계방출표시장치(Field Emission Display: FED), 유기전계발광소자(Organic Light Emitting Diode Display Device) 등과 같은 여러 가지의 디스플레이가 실용화되고 있다.Recently, the importance of the flat panel display (FPD) has increased with the development of multimedia. In response, Liquid Crystal Display (LCD), Plasma Display Panel (PDP), Field Emission Display (FED), Organic Light Emitting Diode Display Device, etc. The same various displays are put to practical use.
이들 중, 유기전계발광소자는 응답속도가 1ms 이하로서 고속의 응답속도를 가지며, 소비 전력이 낮고, 자체 발광이므로 시야각에 문제가 없어서, 차세대 표시장치로 주목받고 있다.Among them, the organic light emitting display device has a high response time with a response speed of 1 ms or less, low power consumption, and no self-emission, thus having no problem in viewing angle.
일반적인 유기전계발광소자는 기판, 상기 기판 상에 제 1 전극이 위치하고, 상기 제 1 전극 상에 적어도 발광층을 포함하는 유기막층이 위치한다. 상기 유기막 층 상에는 제 2 전극이 위치한다. 상기 유기막층은 정공주입층(HIL : Hole Injection Layer), 정공수송층(HTL : Hole Transportation Layer), 전자수송층(ETL : Electron Transportation Layer) 및 전자주입층(EIL : Electron Injection Layer)을 더 포함할 수 있다.In a typical organic light emitting display device, a substrate, a first electrode is positioned on the substrate, and an organic layer including at least a light emitting layer is disposed on the first electrode. The second electrode is positioned on the organic layer. The organic layer may further include a hole injection layer (HIL), a hole transportation layer (HTL), an electron transport layer (ETL) and an electron injection layer (EIL). have.
이러한 구조의 유기전계발광소자의 작동 원리는 다음과 같다. 제 1 전극과 제 2 전극 간에 전압을 인가하면, 제 1 전극으로부터 정공이 주입되어 정공주입층, 정공수송층을 통해 발광층 내로 주입되고, 제 2 전극으로부터 전자가 주입되어 전자주입층, 전자수송층을 통해 발광층 내로 주입된다. 발광층 내로 주입된 정공과 전자는 재결합하여 여기자(Exiton)를 형성하고 여기자가 바닥상태로 전이하면서 발생하는 에너지에 의해 발광하게 된다. The principle of operation of the organic light emitting device of this structure is as follows. When a voltage is applied between the first electrode and the second electrode, holes are injected from the first electrode and injected into the light emitting layer through the hole injection layer and the hole transport layer, and electrons are injected from the second electrode through the electron injection layer and the electron transport layer. It is injected into the light emitting layer. Holes and electrons injected into the emission layer recombine to form an exciton, and emit light by energy generated as the exciton transitions to the ground state.
유기전계발광소자의 높은 발광효율을 위해서는 발광층 내로 주입되는 정공과 전자의 밸런스가 잘 맞아야 한다. 이를 위해서 종래에는 제 1 전극과 발광층 사이에 정공주입층 또는 정공수송층을 형성하고, 발광층과 제 2 전극 사이에는 전자수송층 또는 전자주입층을 형성하여, 각 층간의 에너지 장벽을 낮추어 전자와 정공의 이동을 원활하게 하였다.For the high luminous efficiency of the organic light emitting device, the balance of holes and electrons injected into the light emitting layer should be well balanced. To this end, conventionally, a hole injection layer or a hole transport layer is formed between the first electrode and the light emitting layer, and an electron transport layer or an electron injection layer is formed between the light emitting layer and the second electrode to lower the energy barrier between the layers to move electrons and holes. Was made smooth.
그러나, 종래의 유기전계발광소자는 일반적으로 정공의 이동도가 전자의 이동도보다 10배 이상 빠르기 때문에 발광층 내로 주입되는 정공과 전자의 주입량이 달라지게 된다. 따라서, 유기전계발광소자의 발광효율이 저하되는 문제점이 있다.However, in the conventional organic light emitting device, since the hole mobility is 10 times faster than the electron mobility, the amount of holes and electrons injected into the light emitting layer is changed. Therefore, there is a problem that the luminous efficiency of the organic light emitting device is lowered.
따라서, 본 발명은 발광효율을 향상시킬 수 있는 유기전계발광소자를 제공한다.Accordingly, the present invention provides an organic light emitting device capable of improving luminous efficiency.
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 실시 예에 따른 유기전계발광소자는 기판, 상기 기판 상에 위치하는 제 1 전극, 상기 제 1 전극 상에 위치하며, 발광층, 전자수송층 및 전자주입층을 포함하는 유기기능층 및 상기 유기기능층 상에 위치하는 제 2 전극을 포함하며, 상기 전자주입층은 유기물 및 도펀트를 포함하고, 상기 도펀트의 전도대 최저 레벨은 상기 유기물의 전도대 최저 레벨보다 낮을 수 있다.In order to achieve the above object, the organic light emitting display device according to an embodiment of the present invention is located on the substrate, the first electrode on the substrate, the first electrode, the light emitting layer, the electron transport layer and the electron injection layer And an organic functional layer including a second electrode positioned on the organic functional layer, wherein the electron injection layer includes an organic material and a dopant, and the lowest level of conduction band of the dopant may be lower than the lowest level of conduction band of the organic material. have.
본 발명의 유기전계발광소자는 발광효율을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.The organic light emitting display device of the present invention has an advantage of improving luminous efficiency.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 상세하게 설명하도록 한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
<실시예 1><Example 1>
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 유기전계발광소자를 도시한 단면도이다.1 is a cross-sectional view illustrating an organic light emitting display device according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 유기전계발광소자는 기판(100), 기판(100)에 위치하는 제 1 전극(110)이 위치하고, 상기 제 1 전극(110) 상에 위치하는 정공주입층(121), 정공수송층(122), 발광층(125), 전자수송층(126), 전자주입층(127)으로 이루어진 유기기능층들(120)이 위치하고, 상기 유기기능층들(120) 상에 위치하는 제 2 전극(130)을 포함할 수 있다. 상기 제 2 전극(130)에 인접한 전자주입층(127)은 도펀트(128)를 더 포함할 수 있다. Referring to FIG. 1, in an organic light emitting display device according to an embodiment of the present invention, a
먼저, 기판(100) 상에 제 1 전극(110)이 위치한다. 기판(100)과 제 1 전극(110) 사이에는 반도체층, 게이트 전극, 소오스 전극 및 드레인 전극을 포함하는 적어도 하나 이상의 박막 트랜지스터를 포함할 수 있다.First, the
상기 기판(100)은 절연유리, 플라스틱 또는 도전성물질을 포함하는 물질로 이루어질 수 있다.The
상기 제 1 전극(110)은 애노드일 수 있으며, 투명한 전극 또는 반사 전극일 수 있다. 상기 제 1 전극(110)이 투명한 전극인 경우에 상기 제 1 전극(110)은 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide) 또는 ZnO(Zinc Oxide) 중 어느 하나일 수 있다. 또한, 상기 제 1 전극(110)이 반사 전극일 경우에 상기 제 1 전극(110)은 ITO, IZO 또는 ZnO 중 어느 하나로 이루어진 층 하부에 알루미늄(Al), 은(Ag) 또는 니켈(Ni) 중 어느 하나로 이루어진 반사층을 더 포함할 수 있고, 이와 더불어, ITO, IZO 또는 ZnO 중 어느 하나로 이루어진 두 개의 층 사이에 상기 반사층을 포함할 수 있다.The
상기 제 1 전극(110)은 스퍼터링법(Sputtering), 증발법(Evaporation), 기상증착법(Vapor Phase Deposition) 또는 전자빔증착법(Electron Beam Deposition)을 사용하여 형성할 수 있다.The
상기 제 1 전극(110) 상에 유기기능층들(120)이 위치한다. 상기 유기기능층들(120)은 적어도 발광층(125)을 포함할 수 있다. 이와 더불어 상기 유기기능층들(120)은 정공주입층(121), 정공수송층(122), 전자수송층(126) 및 전자주입층(127)으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상을 더 포함할 수 있다.Organic
상기 정공주입층(121)은 상기 제 1 전극(110)으로부터 발광층(125)으로 정공의 주입을 원활하게 하는 역할을 할 수 있으며, CuPc(cupper phthalocyanine), PEDOT(poly(3,4)-ethylenedioxythiophene), PANI(polyaniline) 및 NPD(N,N-dinaphthyl-N,N'-diphenyl benzidine)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상으로 이루어질 수 있으나 이에 한정되지 않는다. The
상기 정공주입층(121)은 발광층으로의 정공의 이동이 용이하도록 가전자대(valence band) 레벨이 -5.0 내지 -5.5eV일 수 있고, 전도대(conducting band) 레벨은 -1.8 내지 -2.8eV일 수 있다. The
상기 정공주입층(121)은 증발법 또는 스핀코팅법을 이용하여 형성할 수 있다. The
상기 정공주입층(121)의 두께는 5 내지 150nm일 수 있다. 여기서, 상기 정공 주입층(121)의 두께가 5nm 이상이면, 정공 주입 특성이 저하되는 것을 방지할 수 있는 이점이 있고, 150nm 이하이면, 정공주입층(121)의 두께가 너무 두꺼워 정공의 이동을 향상시키기 위해 구동전압이 상승되는 것을 방지할 수 있는 이점이 있다.The
상기 제 1 전극(110)과 상기 정공주입층(121) 사이에 버퍼층을 더 포함할 수 있다. 버퍼층은 전자친화도가 강한 수산기(-OH), 시안기(-CN) 또는 할로겐기를 포함하는 화합물을 포함할 수 있다. 예를 들면, 버퍼층은 하기의 화학식을 갖는 화합물을 포함할 수 있다.A buffer layer may be further included between the
여기서 R1 내지 R6 중 어느 하나 이상은 수산기(-OH), 시안기(-CN) 또는 할로겐기일 수 있다.At least one of R1 to R6 may be a hydroxyl group (-OH), a cyan group (-CN) or a halogen group.
버퍼층은 계면을 안정화시키는 역할을 하는 한편, 전자친화력이 강한 물질을 포함하므로, 정공주입층(121)에 존재하는 전자를 버퍼층 내로 끌어당긴다. 이로써, 정공주입층(121)에는 상대적으로 많은 양의 정공이 생성되며, 이러한 정공들은 정 공수송층으로 전달되고, 발광층은 충분한 양의 정공을 공급받게 된다. 따라서, 버퍼층은 계면을 안정화시키고, 정공주입층에 정공을 생성시킴으로써 구동 전압을 낮추는 효과가 있다.Since the buffer layer serves to stabilize the interface and includes a material having a strong electron affinity, the buffer layer attracts electrons present in the
버퍼층의 전도대 레벨과 가전자대 레벨의 차이는 ±5eV 이내일 수 있다. 여기서, 버퍼층의 전도대 레벨과 가전자대 레벨의 차이가 -0.5eV 이상이면, 제 1 전극으로부터 정공주입층으로 정공이 이동하지 못하는 홀 트랩핑(hole trapping)이 발생하는 것을 방지할 수 있다.The difference between the conduction band level and the valence band level of the buffer layer may be within ± 5 eV. Here, when the difference between the conduction band level and the valence band level of the buffer layer is -0.5 eV or more, hole trapping in which holes cannot move from the first electrode to the hole injection layer can be prevented from occurring.
버퍼층의 두께는 10 내지 100Å일 수 있다. 버퍼층의 두께가 10Å 이상이면 제 1 전극과 정공주입층 사이의 계면을 안정시킬 수 있으며, 버퍼층의 두께가 100Å이하이면 제 1 전극으로부터 정공주입층으로 정공이 쉽게 이동할 수 있다.The thickness of the buffer layer may be 10 to 100 kPa. If the thickness of the buffer layer is 10 GPa or more, the interface between the first electrode and the hole injection layer can be stabilized. If the thickness of the buffer layer is 100 GPa or less, holes can be easily moved from the first electrode to the hole injection layer.
상기 정공수송층(122)은 정공의 수송을 원활하게 하는 역할을 하며, NPD(N,N-dinaphthyl-N,N'-diphenyl benzidine), TPD(N,N'-bis-(3-methylphenyl)-N,N'-bis-(phenyl)-benzidine), s-TAD 및 MTDATA(4,4',4"-Tris(N-3-methylphenyl-N-phenyl-amino)-triphenylamine)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상으로 이루어질 수 있으나 이에 한정되지 않는다.The
상기 정공수송층(122)은 발광층으로의 정공의 이동이 용이하도록 가전자대 레벨이 -5.0 내지 -5.8eV일 수 있고, 전도대 레벨은 -1.8 내지 -3.0eV일 수 있다. The
상기 정공수송층(122)은 증발법 또는 스핀코팅법을 이용하여 형성할 수 있다. The
상기 정공수송층(122)의 두께는 5 내지 150nm일 수 있다. 여기서, 상기 정공 수송층(122)의 두께가 5nm 이상이면, 정공 수송 특성이 저하되는 것을 방지할 수 있는 이점이 있고, 150nm 이하이면, 정공수송층(122)의 두께가 너무 두꺼워 정공의 이동을 향상시키기 위해 구동전압이 상승되는 것을 방지할 수 있는 이점이 있다.The
상기 정공수송층(122)은 버퍼층이 금속화합물로 이루어질 경우에, 버퍼층 내의 금속이 발광층으로 확산되는 것을 방지하는 역할도 할 수 있다.The
상기 발광층(125)은 적색, 녹색 및 청색을 발광하는 물질로 이루어질 수 있으며, 인광 또는 형광물질을 이용하여 형성할 수 있다.The
상기 발광층(125)이 적색인 경우, CBP(carbazole biphenyl) 또는 mCP(1,3-bis(carbazol-9-yl)를 포함하는 호스트 물질을 포함하며, PIQIr(acac)(bis(1-phenylisoquinoline)acetylacetonate iridium), PQIr(acac)(bis(1-phenylquinoline)acetylacetonate iridium), PQIr(tris(1-phenylquinoline)iridium) 및 PtOEP(octaethylporphyrin platinum)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상을 포함하는 도펀트를 포함하는 인광물질로 이루어질 수 있고, 이와는 달리 PBD:Eu(DBM)3(Phen) 또는 Perylene을 포함하는 형광물질로 이루어질 수 있으나 이에 한정되지 않는다.When the
이때, 상기 적색을 발광하는 발광층(125)의 경우에 호스트 물질의 가전자대 레벨은 -5.0 내지 -6.5eV일 수 있고, 전도대 레벨은 -2.0 내지 -3.5eV일 수 있다. 그리고, 도펀트 물질의 가전자대 레벨은 -4.0 내지 -6.0eV일 수 있고, 전도대 레벨은 -2.4 내지 -3.5eV일 수 있다. 호스트 물질의 전도대 레벨은 도펀트 물질의 전도 대 레벨을 포함할 수 있다. In this case, in the case of the
상기 발광층(125)이 녹색인 경우, CBP 또는 mCP를 포함하는 호스트 물질을 포함하며, Ir(ppy)3(fac tris(2-phenylpyridine)iridium)을 포함하는 도펀트 물질을 포함하는 인광물질로 이루어질 수 있고, 이와는 달리, Alq3(tris(8-hydroxyquinolino)aluminum)을 포함하는 형광물질로 이루어질 수 있으나 이에 한정되지 않는다.When the
이때, 상기 녹색을 발광하는 발광층(125)의 경우에 호스트 물질의 가전자대 레벨은 -5.0 내지 -6.5eV일 수 있고, 전도대 레벨은 -2.0 내지 -3.5eV일 수 있다. 그리고, 도펀트 물질의 가전자대 레벨은 -4.5 내지 -6.0eV일 수 있고, 전도대 레벨은 -2.0 내지 -3.5eV일 수 있다. 호스트 물질의 전도대 레벨은 도펀트 물질의 전도대 레벨을 포함할 수 있다. In this case, in the case of the
상기 발광층(125)이 청색인 경우, CBP 또는 mCP를 포함하는 호스트 물질을 포함하며, (4,6-F2ppy)2Irpic을 포함하는 도펀트 물질을 포함하는 인광물질로 이루어질 수 있고, 이와는 달리, spiro-DPVBi, spiro-6P, 디스틸벤젠(DSB), 디스트릴아릴렌(DSA), PFO계 고분자 및 PPV계 고분자로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 포함하는 형광물질로 이루어질 수 있으나 이에 한정되지 않는다.When the
이때, 상기 청색을 발광하는 발광층(125)의 경우에 호스트 물질의 가전자대 레벨은 5.0 내지 6.5eV일 수 있고, 전도대 레벨은 -2.0 내지 -3.5eV일 수 있다. 그리고, 도펀트 물질의 가전자대 레벨 -4.5 내지 -6.0eV일 수 있고, 전도대 레벨은 -2.0 내지 -3.5eV일 수 있다. 호스트 물질의 전도대 레벨은 도펀트 물질의 전도대 레벨을 포함할 수 있다.In this case, in the case of the
상기 전자수송층(126)은 전자의 수송을 원활하게 하는 역할을 하며, Alq3(tris(8-hydroxyquinolino)aluminum), PBD, TAZ, spiro-PBD, BAlq 및 SAlq로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상으로 이루어질 수 있으나 이에 한정되지 않는다. The
상기 전자수송층(126)은 발광층으로의 전자의 이동이 용이하도록 가전자대 레벨은 -5.0 내지 -6.5eV일 수 있고, 전도대 레벨은 -2.5 내지 -3.8eV일 수 있다. The
상기 전자수송층(126)은 증발법 또는 스핀코팅법을 이용하여 형성할 수 있다. The
상기 전자수송층(126)의 두께는 1 내지 50nm일 수 있다. 여기서, 상기 전자수송층(126)의 두께가 1nm 이상이면, 전자 수송 특성이 저하되는 것을 방지할 수 있는 이점이 있고, 50nm 이하이면, 전자수송층(126)의 두께가 너무 두꺼워 전자의 이동을 향상시키기 위해 구동전압이 상승되는 것을 방지할 수 있는 이점이 있다.The
상기 전자수송층(126)은 제 1 전극으로부터 주입된 정공이 발광층을 통과하여 제 2 전극으로 이동하는 것을 방지하는 역할도 할 수 있다. 즉, 정공저지층의 역할을 하여 발광층에서 정공과 전자의 결합을 효율적이게 하는 역할을 하게 된다.The
상기 전자주입층(127)은 전자의 주입을 원활하게 하는 역할을 하며, Alq3(tris(8-hydroxyquinolino)aluminum), MTPD((N,N'-diphenyl-N,N'-vis(3-methyl phenyl)-1,1'-biphenyl-4,4'-diamine), PBD, TAZ, spiro-PBD, BAlq 또는 SAlq를 사 용할 수 있으나 이에 한정되지 않는다.The
상기 전자주입층(127)은 도펀트(128)를 더 포함할 수 있으며, 상기 도펀트는 하기의 화학식 1~3에서 나타낸 루브렌(rubrene), DCM(4-(디시아노메틸렌)-2-메틸-6-(4-디메틸아미노스티릴)-4H-피란(4-(dicyanomethylene)-2-methyl-6-(4-dimethylaminostyryl)-4H-pyran)) 및 나프타센(naphthacene)을 포함할 수 있다.The
도펀트(128) 물질 중 루브렌(rubrene)의 가전자대 최고 레벨은 -5.4eV일 수 있고, 전도대 최저 레벨은 -3.2eV일 수 있다. 또한, DCM의 가전자대 최고 레벨은 -3.2eV일 수 있고, 전도대 최저 레벨은 -5.4eV일 수 있다. 나프타센(naphthacene)의 가전자대 최고 레벨은 -5.3eV일 수 있고, 전도대 최저 레벨은 -3.0일 수 있다.The valence band peak level of rubrene in the
그리고, 전자주입층(127)은 발광층으로의 전자의 이동이 용이하도록 가전자대 레벨은 -5.0 내지 -6.5eV일 수 있고, 전도대 레벨은 -2.0 내지 -3.0eV일 수 있다.In addition, the
여기서, 도펀트(128) 물질들은 전자주입층(127)의 가전자대 최고 레벨보다 높고, 전도대 최저 레벨보다 낮을 수 있다. 즉, 도펀트(128)를 포함하는 전자주입층(127)은 도펀트(128)의 전도대 레벨이 전자주입층(127)을 이루는 유기물의 전도대 레벨을 낮추는 역할을 할 수 있다.Here, the
따라서, 전자주입층(127) 내의 도펀트(128)는 제 2 전극으로부터 발광층으로 주입되는 전자의 호핑(hopping)을 용이하게 하여, 발광층내로 주입되는 정공과 전자의 밸런스를 맞추어 발광효율을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.Accordingly, the
상기 전자주입층(127)의 가전자대 최고 레벨은 상기 전자수송층(126)의 가전자대 최고 레벨보다 낮거나 같을 수 있다. The highest valence band level of the
이와는 달리, 전자수송층(126)이 형성되지 않을 경우에는, 전자주입층(127)의 가전자대 최고 레벨은 발광층(125) 가전자대 최고 레벨보다 낮거나 같을 수 있고, 상기 전자주입층(127)의 전도대 최저 레벨은 발광층(125)의 전도대 최저 레벨보다 낮거나 같을 수 있다.On the contrary, when the
상기 전자주입층(127)의 두께는 1 내지 50nm일 수 있다. 여기서, 상기 전자주입층(127)의 두께가 1nm 이상이면, 전자 주입 특성이 저하되는 것을 방지할 수 있는 이점이 있고, 50nm 이하이면, 전자주입층의 두께가 너무 두꺼워 전자의 이동을 향상시키기 위해 구동전압이 상승되는 것을 방지할 수 있는 이점이 있다.The
여기서, 본 발명의 실시 예에서는 도펀트를 포함하는 전자주입층(127)의 두께는 전자주입층(127) 외의 다른 유기기능층들 중 어느 하나, 즉 정공주입층(121), 정공수송층(122), 발광층(125) 또는 전자수송층(126)보다 얇을 수 있다.Here, in the embodiment of the present invention, the thickness of the
즉, 제 1 전극(110)으로부터 주입되는 정공은 제 2 전극(130)으로부터 주입되는 전자보다 이동도가 10배 이상 빠르기 때문에 전자주입층(127)의 두께가 다른 층들에 비해 얇으면, 제 2 전극(130)으로부터 주입되는 전자가 전자주입층(127)의 두께가 얇기 때문에 빠르게 이동할 수 있어, 정공과 전하의 밸런스를 맞출 수 있게 된다. 따라서, 발광층(125)에서의 엑시톤(exiton) 형성을 균일하게 하여 발광효율을 향상시킬 수 있다. That is, since the hole injected from the
상기 제 2 전극(130)은 캐소드 전극일 수 있으며, 일함수가 낮은 마그네슘(Mg), 칼슘(Ca), 알루미늄(Al), 은(Ag) 또는 이들의 합금으로 이루어질 수 있다. 여기서, 제 2 전극(130)은 유기전계발광소자가 전면 또는 양면발광구조일 경우, 빛을 투과할 수 있을 정도로 얇은 두께로 형성할 수 있으며, 유기전계발광소자가 배면발광구조일 경우, 빛을 반사시킬 수 있을 정도로 두껍게 형성할 수 있다. The
이하, 도 2를 참조하여, 상술한 실시 예와는 달리 기판 상에 박막 트랜지스 터를 포함하는 액티브 매트릭스형 유기전계발광소자에 관해 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, referring to FIG. 2, unlike the above-described embodiment, an active matrix type organic light emitting display device including a thin film transistor on a substrate will be described.
도 2는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 유기전계발광소자의 단면도이다.2 is a cross-sectional view of an organic light emitting display device according to another embodiment of the present invention.
도 2를 참조하여, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 유기전계발광소자를 살펴보면 다음과 같다.2, an organic light emitting display device according to another embodiment of the present invention will be described.
기판(200) 상에 버퍼층(205)이 위치한다. 버퍼층(205)은 기판(200)에서 유출되는 알칼리 이온 등과 같은 불순물로부터 후속 공정에서 형성되는 박막 트랜지스터를 보호하기 위해 형성하는 것으로, 실리콘 산화물(SiO2), 실리콘 질화물(SiNx) 등을 사용하여 선택적으로 형성할 수 있다. The
버퍼층(205) 상에 반도체층(210)이 위치한다. 반도체층(210)은 비정질 실리콘 또는 이를 결정화한 다결정 실리콘을 포함할 수 있다. 여기서 도시하지는 않았지만, 반도체층(210)은 채널 영역, 소오스 영역 및 드레인 영역을 포함할 수 있으며, 소오스 영역 및 드레인 영역에는 P형 또는 N형 불순물이 도핑될 수 있다.The
반도체층(210)을 포함하는 기판(200) 상에 게이트 절연막(215)이 위치한다. 게이트 절연막(215)은 실리콘 산화물(SiO2) 또는 실리콘 질화물(SiNx) 등을 사용하여 선택적으로 형성할 수 있다.The
반도체층(210)의 일정 영역, 즉 채널 영역에 대응되는 게이트 절연막(215) 상에 게이트 전극(220)이 위치한다. 게이트 전극(220)은 알루미늄(Al), 알루미늄 합금(Al alloy), 티타늄(Ti), 은(Ag), 몰리브덴(Mo), 몰리브덴 합금(Mo alloy), 텅스텐(W), 텅스텐 실리사이드(WSi2) 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있으나 이에 한 정되지 않는다.The
게이트 전극(220)을 포함한 기판(200) 상에 층간 절연막(225)이 위치한다. 층간 절연막(225)은 유기막 또는 무기막일 수 있으며, 이들의 복합막일 수도 있다. 있다. 층간 절연막(225)이 무기막인 경우 실리콘 산화물(SiO2), 실리콘 질화물(SiNx) 또는 SOG(silicate on glass)를 포함할 수 있으며, 유기막인 경우 아크릴계 수지, 폴리이미드계 수지 또는 벤조사이클로부텐(benzocyclobutene,BCB)계 수지를 포함할 수 있으나 이에 한정되지 않는다.An interlayer insulating
층간 절연막(225) 및 게이트 절연막(215)을 관통하여 반도체층(210)의 일부를 노출시키는 콘택홀들(230a, 230b)이 위치한다.Contact
콘택홀들(230a, 230b)을 포함하는 기판(200) 상에 콘택홀들(230a, 230b)을 통하여 반도체층(210)과 전기적으로 연결되는 소오스 전극(235a) 및 드레인 전극(235b)이 위치한다. 소오스 전극 및 드레인 전극(235a, 235b)은 배선 저항을 낮추기 위해 저저항 물질을 포함할 수 있으며, 몰리브덴(Mo), 몰리 텅스텐(MoW), 티타늄(Ti), 알루미늄(Al) 또는 알루미늄 합금(Al alloy)으로 이루어진 다층막일 수 있다. 이때, 다층막으로는 티타늄/알루미늄/티타늄(Ti/Al/Ti), 몰리브덴/알루미늄/몰리브덴(Mo/Al/Mo) 또는 몰리 텅스텐/알루미늄/몰리 텅스텐(MoW/Al/MoW)의 적층구조가 사용될 수 있다.The
소오스 전극(235a) 및 드레인 전극(235b) 상에 평탄화막(240)이 위치한다. 상기 평탄화막(240)은 벤조사이클로부텐(benzocyclobutene, BCB)계 수지, 아크릴계 수지 또는 폴리이미드 수지 등의 유기물을 포함할 수 있으나 이에 한정되지 않는다.The
평탄화막(240)에 형성된 비어홀(245)을 통해 드레인 전극(235b)과 전기적으로 연결된 제 1 전극(250)이 위치한다. 제 1 전극(250)은 애노드일 수 있으며 ITO(Indium Tin Oxide) 또는 IZO(Indium Zinc Oxide)와 같은 투명도전층을 포함할 수 있다. 또는, 제 1 전극(250)은 ITO/Ag/ITO 또는 ITO/Ag와 같이 투명도전층 하부에 반사막을 더 포함하는 적층구조를 가질 수도 있다.The
제 1 전극(250)이 형성된 기판(200) 상에 제 1 전극(250)의 일부 영역을 노출시키는 뱅크층(255)이 위치한다. 뱅크층(250)은 벤조사이클로부텐(benzocyclobutene, BCB)계 수지, 아크릴계 수지 또는 폴리이미드 수지 등의 유기물을 포함할 수 있으나 이에 한정되지 않는다.The
뱅크층(255)에 의해 노출된 제 1 전극(250) 상에 유기기능층(260)이 위치한다. 유기기능층(260)은 유기물로 이루어질 수 있으며, 유기기능층(260)은 적어도 발광층을 포함하며, 발광층의 상부 또는 하부에 전자주입층, 전자수송층, 정공수송층 또는 정공주입층을 더 포함할 수 있다.The organic
상기 유기기능층(260)의 구성은 전술한 실시 예와 같이, 전자주입층에 도펀트를 포함할 수 있다. 상기 유기기능층(260)에 대한 설명은 전술한 실시 예들과 설명하였기 때문에 여기서는 자세한 설명을 생략한다.The organic
상기 유기기능층(260)을 포함하는 기판(200) 상에 제 2 전극(270)이 위치한다. 제 2 전극(270)은 유기기능층(260)에 전자를 공급하는 캐소드일 수 있으며, 마 스네슘(Mg), 은(Ag), 칼슘(Ca), 알루미늄(Al) 또는 이들의 합금을 포함할 수 있다.The
이하, 본 발명의 일 실시 예에 따른 유기전계발광소자에 따른 실험예를 개시한다. 다만, 하기의 실험예는 본 발명의 바람직한 일 실험 예일 뿐, 본 발명이 하기의 실험예에 의해 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, an experimental example according to an organic light emitting display device according to an embodiment of the present invention. However, the following experimental examples are only preferable experimental examples of the present invention, and the present invention is not limited by the following experimental examples.
<실험예 1>Experimental Example 1
기판 상에 제 1 전극으로 ITO(Indium tin oxide)를 130nm의 두께로 형성하였고 상기 제 1 전극 상에 정공주입층으로 NPD(4,4'-bis[N-(1-naphthyl)-N-phenyl-amino]biphenyl)을 40nm의 두께로 형성하고, 정공수송층으로는 NPD(4,4'-bis[N-(1-naphthyl)-N-phenyl-amino]biphenyl)를 30nm의 두께로 형성하였다. 상기 정공수송층 상에 호스트로 DPVBi(4,4'-bis(2,2'-diphenyl vinyl) -1,1'-biphenyl)에 도펀트로 페릴렌(Perylene)을 2wt%의 농도를 혼합하여 청색 발광층을 25nm의 두께로 형성하고, 전자수송층으로 Alq3(8-hydroxyquinoline aluminum)을 20nm의 두께로 형성하였다. 다음, Alq3(8-hydroxyquinoline aluminum) 100중량부 대비 루브렌(rubrene)을 1중량부로 도핑하여 10nm의 두께의 전자주입층을 형성하였다. 이어, 제 2 전극으로 Al막을 두께 150nm로 형성하고, 상기 MgAg 막 상에 Al막을 1000Å의 두께로 형성하였다.Indium tin oxide (ITO) was formed as a first electrode on a substrate to a thickness of 130 nm, and NPD (4,4'-bis [N- (1-naphthyl) -N-phenyl was formed as a hole injection layer on the first electrode. -amino] biphenyl) was formed to a thickness of 40 nm, and NPD (4,4'-bis [N- (1-naphthyl) -N-phenyl-amino] biphenyl) was formed to a thickness of 30 nm as the hole transport layer. Blue light emitting layer by mixing a concentration of 2 wt% perylene (Perylene) with a dopant in DPVBi (4,4'-bis (2,2'-diphenyl vinyl) -1,1'-biphenyl) as a host on the hole transport layer Was formed to a thickness of 25nm, Alq 3 (8-hydroxyquinoline aluminum) was formed to a thickness of 20nm as the electron transport layer. Next, dopants were rubbed with 1 part by weight relative to 100 parts by weight of Alq 3 (8-hydroxyquinoline aluminum) to form an electron injection layer having a thickness of 10 nm. Subsequently, an Al film was formed to a thickness of 150 nm with a second electrode, and an Al film was formed to a thickness of 1000 kPa on the MgAg film.
<실험예 2>Experimental Example 2
루브렌을 3중량부로 도핑한 것을 제외하고, 상기 실험예 1의 공정 조건과 동일하게 형성하였다. Except for doping with 3 parts by weight of rubrene, it was formed under the same process conditions as in Experimental Example 1.
<실험예 3>Experimental Example 3
루브렌을 5중량부로 도핑한 것을 제외하고, 상기 실험예 1의 공정 조건과 동일하게 형성하였다. Except that doped with 5 parts by weight of rubrene, it was formed in the same manner as the process conditions of Experimental Example 1.
<실험예 4>Experimental Example 4
루브렌을 7중량부로 도핑한 것을 제외하고, 상기 실험예 1의 공정 조건과 동일하게 형성하였다. Except that doped with 7 parts by weight of rubrene, it was formed under the same process conditions as in Experimental Example 1.
<비교예>Comparative Example
Alq3(8-hydroxyquinoline aluminum)로 전자주입층을 형성한 것을 제외하고, 상기 실험예 1의 공정 조건과 동일하게 형성하였다.Except that the electron injection layer was formed of Alq 3 (8-hydroxyquinoline aluminum) was formed in the same manner as the process conditions of Experimental Example 1.
상기 실험예 1,2,3,4 및 비교예에 따라 제조된 유기전계발광소자의 구동 전압, 발광 효율 및 수명을 측정하였고 그 결과는 표 1에 나타내었다.The driving voltage, the luminous efficiency and the lifetime of the organic light emitting diodes manufactured according to Experimental Examples 1, 2, 3, 4 and Comparative Examples were measured and the results are shown in Table 1.
상기 표 1에서 나타난 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 유기전계발광소자는 전자주입층에 도펀트를 포함함으로써, 종래 유기물로 이루어진 전자주입층을 구비한 유기전계발광소자에 비해, 구동전압, 발광효율 및 수명이 더 향상됨을 알 수 있다.As shown in Table 1, the organic light emitting device according to an embodiment of the present invention includes a dopant in the electron injection layer, compared to the organic light emitting device having an electron injection layer made of a conventional organic material, the driving voltage, It can be seen that the luminous efficiency and lifespan are further improved.
즉, 전자주입층에 도펀트를 포함함으로써, 전자의 운동성을 향상시켜줌으로써 정공과 전자의 전하 밸런스를 유지시켜 유기전계발광소자의 효율을 높일 수 있게 된다.That is, by including the dopant in the electron injection layer, it is possible to improve the mobility of the electrons to maintain the charge balance between the hole and the electrons to increase the efficiency of the organic light emitting device.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하였지만, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 한다. 아울러, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어진다. 또한, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Although the embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, the above-described technical configuration of the present invention may be embodied in other specific forms by those skilled in the art to which the present invention pertains without changing its technical spirit or essential features. It will be appreciated that it may be practiced. Therefore, the embodiments described above are to be understood as illustrative and not restrictive in all aspects. In addition, the scope of the present invention is shown by the claims below, rather than the above detailed description. Also, it is to be construed that all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalent concepts are included in the scope of the present invention.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 유기전계발광소자의 단면도.1 is a cross-sectional view of an organic light emitting display device according to an embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 유기전계발광소자의 단면도.2 is a cross-sectional view of an organic light emitting display device according to an embodiment of the present invention.
Claims (9)
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