KR20100050762A - 유기발광 다이오드 - Google Patents
유기발광 다이오드 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20100050762A KR20100050762A KR1020080109823A KR20080109823A KR20100050762A KR 20100050762 A KR20100050762 A KR 20100050762A KR 1020080109823 A KR1020080109823 A KR 1020080109823A KR 20080109823 A KR20080109823 A KR 20080109823A KR 20100050762 A KR20100050762 A KR 20100050762A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- layer
- light emitting
- organic light
- electrode
- emitting diode
- Prior art date
Links
- 239000011368 organic material Substances 0.000 claims abstract description 14
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 35
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 15
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- DKHNGUNXLDCATP-UHFFFAOYSA-N dipyrazino[2,3-f:2',3'-h]quinoxaline-2,3,6,7,10,11-hexacarbonitrile Chemical class C12=NC(C#N)=C(C#N)N=C2C2=NC(C#N)=C(C#N)N=C2C2=C1N=C(C#N)C(C#N)=N2 DKHNGUNXLDCATP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229920000553 poly(phenylenevinylene) Polymers 0.000 claims description 4
- 229920000172 poly(styrenesulfonic acid) Polymers 0.000 claims description 4
- 229920000767 polyaniline Polymers 0.000 claims description 4
- -1 polyphenylenevinylene Polymers 0.000 claims description 4
- 229920000128 polypyrrole Polymers 0.000 claims description 4
- 229940005642 polystyrene sulfonic acid Drugs 0.000 claims description 4
- 229920000123 polythiophene Polymers 0.000 claims description 4
- 239000007769 metal material Substances 0.000 abstract description 7
- 238000005137 deposition process Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 164
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 10
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 9
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 9
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 9
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 6
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 5
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 4
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 4
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 4
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 3
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 3
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 3
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 2
- 230000005525 hole transport Effects 0.000 description 2
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 2
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 2
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 2
- YVTHLONGBIQYBO-UHFFFAOYSA-N zinc indium(3+) oxygen(2-) Chemical compound [O--].[Zn++].[In+3] YVTHLONGBIQYBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GJCOSYZMQJWQCA-UHFFFAOYSA-N 9H-xanthene Chemical compound C1=CC=C2CC3=CC=CC=C3OC2=C1 GJCOSYZMQJWQCA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001621 AMOLED Polymers 0.000 description 1
- 229910018068 Li 2 O Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910015621 MoO Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 1
- 229910001618 alkaline earth metal fluoride Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000287 alkaline earth metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001454 anthracenes Chemical class 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- PXXYOLIWFSWZNP-KYJUHHDHSA-P curarine Chemical compound C([C@@H]1[N+](C)(C)CCC=2C=C(C(=C(OC3=CC=C(C=C3)C[C@H]3C=4C=C(C(=CC=4CC[N+]3(C)C)OC)O3)C=21)O)OC)C1=CC=C(O)C3=C1 PXXYOLIWFSWZNP-KYJUHHDHSA-P 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 1
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- QDLAGTHXVHQKRE-UHFFFAOYSA-N lichenxanthone Natural products COC1=CC(O)=C2C(=O)C3=C(C)C=C(OC)C=C3OC2=C1 QDLAGTHXVHQKRE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 150000002790 naphthalenes Chemical class 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 125000002080 perylenyl group Chemical group C1(=CC=C2C=CC=C3C4=CC=CC5=CC=CC(C1=C23)=C45)* 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- ANRHNWWPFJCPAZ-UHFFFAOYSA-M thionine Chemical compound [Cl-].C1=CC(N)=CC2=[S+]C3=CC(N)=CC=C3N=C21 ANRHNWWPFJCPAZ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K50/00—Organic light-emitting devices
- H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
- H10K50/17—Carrier injection layers
- H10K50/171—Electron injection layers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/0405—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising semiconducting carbon, e.g. diamond, diamond-like carbon
- H01L21/0425—Making electrodes
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K50/00—Organic light-emitting devices
- H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
- H10K50/14—Carrier transporting layers
- H10K50/15—Hole transporting layers
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K50/00—Organic light-emitting devices
- H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
- H10K50/14—Carrier transporting layers
- H10K50/16—Electron transporting layers
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
- H10K85/10—Organic polymers or oligomers
- H10K85/111—Organic polymers or oligomers comprising aromatic, heteroaromatic, or aryl chains, e.g. polyaniline, polyphenylene or polyphenylene vinylene
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
- H10K85/10—Organic polymers or oligomers
- H10K85/111—Organic polymers or oligomers comprising aromatic, heteroaromatic, or aryl chains, e.g. polyaniline, polyphenylene or polyphenylene vinylene
- H10K85/113—Heteroaromatic compounds comprising sulfur or selene, e.g. polythiophene
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
- H10K85/10—Organic polymers or oligomers
- H10K85/111—Organic polymers or oligomers comprising aromatic, heteroaromatic, or aryl chains, e.g. polyaniline, polyphenylene or polyphenylene vinylene
- H10K85/114—Poly-phenylenevinylene; Derivatives thereof
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K2102/00—Constructional details relating to the organic devices covered by this subclass
- H10K2102/301—Details of OLEDs
- H10K2102/351—Thickness
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Electroluminescent Light Sources (AREA)
Abstract
본 발명은 유기발광 다이오드에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고효율 및 장수명의 특성을 가지는 대면적화에 적합한 탠덤 구조의 유기발광 다이오드에 관한 것이다.
이를 위한 본 발명에 따른 유기발광 다이오드는 기판 상에 구동 트랜지스터의 드레인 전극과 연결된 제 1 전극과; 상기 제 1 전극 상의 제 1 유기 발광층과; 상기 제 1 유기 발광층 상의 유기물질로 형성된 전하생성층과; 상기 전하생성층 상의 제 2 유기 발광층과; 상기 제 2 유기 발광층 상의 제 2 전극을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이 때, 전하생성층을 제 1 및 제 2 유기 발광층의 출발 원료와 동일한 유기 물질로 형성할 경우, 공정 챔버 간의 이동 없이 인라인 방식에 의한 연속 증착이 가능해지는 바, 대면적화에 적극적으로 대응하는 것이 가능하여 생산 수율을 극대화할 수 있는 효과가 있다.
Description
본 발명은 유기발광 다이오드에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고효율 및 장수명의 특성을 가지는 대면적화에 적합한 탠덤 구조의 유기발광 다이오드에 관한 것이다.
일반적으로, 평판 표시장치 중 하나인 유기전계 발광소자는 높은 휘도와 낮은 동작 전압 특성을 갖는다. 또한 스스로 빛을 내는 자체발광형이기 때문에 명암대비(contrast ratio)가 크고, 초박형 디스플레이의 구현이 가능하며, 응답시간이 수 마이크로초(㎲) 정도로 동화상 구현이 쉽고, 시야각의 제한이 없으며 저온에서도 안정적이고, 직류의 5V 내지 15V의 낮은 전압으로 구동하므로 구동회로의 제작 및 설계가 용이하다.
이러한 특성을 갖는 유기전계 발광소자는 수동 매트릭스 방식과 능동 매트릭스 방식으로 구분된다. 상기 수동 매트릭스 방식에서는 주사선(scan line)과 신호선(signal line)이 교차하면서 매트릭스 형태로 소자를 구성하므로, 각각의 픽셀을 구동하기 위하여 주사선을 시간에 따라 순차적으로 구동하므로, 요구되는 평균 휘도를 나타내기 위해서는 평균 휘도에 라인수를 곱한 것 만큼의 순간 휘도를 내야만 한다.
그러나, 능동 매트릭스 방식에서는, 화소를 온/오프(on/off)하는 스위칭 소자인 박막트랜지스터(Thin Film Transistor)가 화소 별로 위치하고, 이 박막트랜지스터와 연결된 제 1 전극은 화소 단위로 온/오프되고, 상기 제 1 전극과 대향하는 제 2 전극은 전면에 형성되어 공통전극이 된다.
상기 능동 매트릭스 방식에서는 픽셀에 인가된 전압이 스토리지 커패시터(storage capacitor: Cst)에 충전되어 있어, 그 다음 프레임(frame)의 신호가 인가될 때까지 전원을 인가해 주도록 함으로써, 주사선의 수에 관계없이 한 화면동안 계속해서 구동한다. 따라서, 낮은 전류를 인가하더라도 동일한 휘도를 나타내므로 저소비전력, 고정세, 대형화가 가능한 장점으로 최근에는 능동 매트릭스 방식의 유기전계 발광소자가 주로 이용되고 있다.
이러한 능동 매트릭스 방식의 유기전계 발광소자의 기본적인 구조 및 동작특성에 대해서는 이하 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 일반적인 능동 매트릭스 방식의 유기전계 발광소자의 단위 화소에 대해 나타낸 회로도이다.
도시한 바와 같이, 종래에 따른 능동 매트릭스 방식의 유기전계 발광소자의 단위 화소는 스위칭 트랜지스터(Ts), 구동 트랜지스터(Td), 스토리지 캐패시터(Cst) 및 유기발광 다이오드(E)로 이루어진다.
즉, 일 방향으로 형성된 게이트 배선(GL)과, 상기 게이트 배선(GL)과 수직 교차하여 화소 영역(P)을 정의하는 데이터 배선(DL)과, 상기 데이터 배선(DL)과 이격하며 전원전압을 인가하기 위한 전원배선(PL)이 각각 형성된다.
또한, 상기 게이트 배선(GL)과 데이터 배선(DL)의 교차지점에는 스위칭 트랜지스터(Ts)가 형성되고, 상기 스위칭 트랜지스터(Ts)와 이격된 일 측으로 이와는 전기적으로 연결된 구동 트랜지스터(Td)가 형성된다.
이 때, 상기 구동 트랜지스터(Td)는 유기발광 다이오드(E)와 전기적으로 연결된다. 즉, 상기 유기발광 다이오드(E)의 일측 단자인 제 1 전극은 상기 구동 트랜지스터(Td)의 드레인 전극과 연결되고, 타측 단자인 제 2 전극은 전원배선(PL)과 연결된다. 상기 전원배선(PL)은 전원전압을 유기발광 다이오드(E)로 전달하는 기능을 한다. 또한, 상기 구동 트랜지스터(Td)의 게이트 전극과 소스 전극 사이에는 스토리지 커패시터(Cst)가 형성된다.
따라서, 상기 게이트 배선(GL)을 통해 신호가 인가되면 스위칭 트랜지스터(Ts)가 턴-온(turn-on) 되고, 데이터 배선(DL)의 신호가 구동 트랜지스터(Td)의 게이트 전극에 전달되어 구동 트랜지스터(Td)의 턴-온으로 이에 연결된 유기발광 다이오드(E)의 전계-전공쌍에 의해 빛이 출력된다. 이 때, 상기 구동 트랜지스터(Td)가 턴-온 상태가 되면, 전원배선(PL)으로부터 유기발광 다이오드(E)에 흐르는 전류의 레벨이 정해지며 이로 인해 유기발광 다이오드(E)는 그레이 스케일(gray scale)을 구현할 수 있게 된다.
또한, 상기 스토리지 커패시터(Cst)는 스위칭 트랜지스터(Ts)가 오프(off) 되었을 때, 상기 구동 트랜지스터(Td)의 게이트 전압을 일정하게 유지시키는 역할을 함으로써 상기 스위칭 트랜지스터(Ts)가 오프(off) 상태가 되더라도 다음 프레임(frame)까지 상기 유기발광 다이오드(E)에 흐르는 전류의 레벨을 일정하게 유지할 수 있게 된다.
전술한 유기발광 다이오드(E)는 제 1 전극 및 제 2 전극과, 상기 제 1 전극과 제 2 전극의 사이 공간으로 전공층, 발광층, 전자층이 차례로 적층되는 구조로 이루어진다. 이러한 유기발광 다이오드(E)의 제 1 전극 및 제 2 전극에 정공과 전자를 주입하게 되면, 정공은 정공층을, 전자는 전자층으로 이동하게 되고, 정공과 전자는 발광층 내에서 전자-전공쌍의 재결합에 의해 빛을 발산하게 된다.
최근에는 전술한 구조를 복수의 층으로 제작하는 것을 통해 고효율 및 장수명을 구현할 수 있는 탠덤 구조의 유기발광 다이오드에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이러한 탠덤 구조의 유기발광 다이오드는 고효율 및 장수명 소자로 대면적의 유기전계 발광소자를 제작하는 데 적합한 소자로 알려져 있다.
도 2는 종래에 따른 탠덤 구조의 유기발광 다이오드를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도시한 바와 같이, 종래에 따른 탠덤 구조의 유기발광 다이오드(E)는 기판(5)의 상부로 구동 트랜지스터(도 1의 Td)와 연결된 제 1 전극(70)과, 상기 제 1 전극(70)의 상부에 차례로 형성된 제 1 유기 발광층(72), 전하생성층(74), 제 2 유기 발광층(76) 및 제 2 전극(80)을 포함한다. 이 때, 제 1 전극(70)은 인듐-틴-옥사이드(ITO)와 인듐-징크-옥사이드(IZO)를 포함하는 투명한 도전성 물질 그룹, 상 기 제 2 전극(80)은 칼슘(Ca), 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al)과 같은 비교적 일함수가 낮은 금속 물질 그룹 중 선택된 어느 하나로 각각 형성될 수 있다.
이러한 제 1 전극(70)은 투명한 도전성 물질로 이루어진 애노드 전극, 제 2 전극(80)은 불투명한 도전성 물질로 이루어진 캐소드 전극으로 이루어지고, 제 1 및 제 2 유기 발광층(72, 74)에서의 전자/전공 쌍의 재결합에 의해 제 1 기판(5)이 향하는 방향으로 빛을 방출하는 하부 발광식 유기발광 다이오드(E)를 일예로 나타내고 있다.
상기 제 1 유기 발광층(72)은 제 1 기판(5) 상에 차례로 적층되는 제 1 정공층(72a), 제 1 발광층(72b), 제 1 전자층(72c)을 포함한다. 또한, 상기 제 2 유기 발광층(76)은 제 2 전극(80)의 하부에 차례로 적층되는 제 2 전자층(76a)과, 제 2 발광층(76b), 제 2 전공층(76c)을 포함한다.
이 때, 제 1 정공층(72a)과 제 2 정공층(76a)은 제 1 및 제 2 전극(70, 80)의 상부 및 하부로 전공주입층(hole injection layer: HIL) 및 전공수송층(hole transporting layer: HTL)이 차례로 적층되는 형태로 형성될 수 있으며, 필요에 따라서는 전공수송층(HTL)은 생략하고 전공주입층(HIL) 만으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 제 1 전자층(72c) 및 제 2 전자층(76c)은 전하생성층(74)의 상부 및 하부로 전하주입층(electron injection layer: EIL) 및 전하수송층(electron transporting layer: ETL)이 차례로 적층되는 형태로 형성될 수 있으며, 필요에 따라서는 전하수송층(EIL)은 생략하고 전하주입층(ETL) 만으로 형성될 수 있다.
이 때, 상기 전하생성층(74)은 제 1 발광층(72)에 대해서는 제 1 전자 층(72c)과 함께 음극으로써의 기능을 하고, 제 2 발광층(76)에 대해서는 제 2 전공층(76c)과 함께 양극으로써의 기능을 한다. 즉, 본 발명에 따른 탠덤 구조의 유기발광 다이오드(E)는 2개의 다이오드가 전하생성층(74)을 사이에 두고 적층된 구조로 이루어진다. 따라서, 단층 구조의 유기발광 다이오드에 비해 발광 효율을 증대시킬 수 있게 된다.
전술한 탠덤 구조의 유기발광 다이오드(E)는 제 1 전극(70)과 제 2 전극(80)에 정공과 전자를 각각 주입하게 되면, 정공은 제 1 전공층(72a) 및 제 2 전공층(76c)을, 전자는 제 1 전자층(72c) 및 제 2 전자층(76a)으로 각각 이동하게 되고, 정공과 전자는 제 1 및 제 2 발광층(72b, 76b) 내에서 전자-전공쌍의 재결합에 의해 기판(5)이 향하는 방향으로 각각의 빛을 발산하게 된다.
그러나, 전술한 유기발광 다이오드(E)의 경우, 제 1 유기 발광층(72)과 제 2 유기 발광층(76)은 유기 물질로, 전하생성층(74)은 무기 물질이나 금속 물질 중 선택된 어느 하나로 각각 형성하고 있다. 이와 같이, 종래에는 제 1 및 제 2 유기 발광층(72, 76)과 전하생성층(74) 간의 출발 원료가 상이한 관계로 인라인 방식의 제조설비를 대면적 장비에 적용하는 것이 불가능한 상황이다.
특히, 종래의 전하생성층(74)은 Li, Cs, MoO3, Li2O 등과 같이 주기율표상에서 일함수가 상대적으로 낮은 금속이 주로 이용된다. 이러한 일함수가 낮은 금속은 대기중에 노출될 경우 민감도가 높아서 공정을 수행하는 데 어려움이 따르고 있다. 또한, 이러한 민감도에 기인한 증착불량의 다발로 생산 수율의 저하 문제가 대두되고 있다.
본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 탠덤 구조의 유기발광 다이오드의 전하생성층으로 사용되는 금속 물질을 유기 물질로 대체하는 것을 통해 생산 수율을 향상시키는 것을 목적으로 한다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 유기발광 다이오드는 기판 상에 구동 트랜지스터의 드레인 전극과 연결된 제 1 전극과; 상기 제 1 전극 상의 제 1 유기 발광층과; 상기 제 1 유기 발광층 상의 유기물질로 형성된 전하생성층과; 상기 전하생성층 상의 제 2 유기 발광층과; 상기 제 2 유기 발광층 상의 제 2 전극을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이 때, 상기 제 1 유기 발광층은 제 1 정공층, 제 1 발광층 및 제 1 전자층을 포함하고, 상기 제 2 유기 발광층은 제 2 전자층, 제 2 발광층 및 제 2 전공층을 포함한다.
상기 전하생성층은 제 1, 제 2, 제 3 층이 차례로 적층된 3중층 구조인 것을 특징으로 한다. 이 때, 상기 제 1 층은 폴리페닐렌비닐렌, 폴리티오펜, 폴리스티렌술폰산, 폴리피롤, 폴리아닐린 및 이들의 유도체 물질 중에서 선택된 어느 하나 로 이루어진 제 1 물질과 8-하이드로시-키놀린네이토 리튬으로 이루어진 제 2 물질을 20 ~ 600Å의 두께로 형성한 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 1 물질과 제 2 물질의 비율은 1:1 ~ 1:10에서부터 10:1 ~ 1:10의 범위에서 선택된다. 상기 제 2 층은 8-하이드로시-키놀린네이토 리튬을 5 ~ 100Å의 두께로 형성한다. 상기 제 3 층은 헥사카보니트릴 유도체 및 헥사카보니트릴 계열의 물질 중 선택된 어느 하나를 10 ~ 300Å의 두께로 형성한다.
또한, 상기 전하생성층은 제 1 층과 제 2 층이 차례로 적층된 2중층 구조인 것을 특징으로 한다.
본 발명에서는 첫째, 탠덤 구조의 유기발광 다이오드의 전하 생성층을 유기 물질로 형성하는 것을 통해 발광 효율을 향상시킬 수 있다.
둘째, 무기물질이나 금속 물질로 이루어진 전하생성층을 유기물질로 대체함으로써, 동일 소스를 이용한 증착 공정이 가능해지고, 이를 통해 대면적의 유기전계 발광소자를 제작하는 데 있어서 유리한 장점이 있다.
셋째, 전하생성층을 유기 물질로 대체하는 것을 통해 무기 물질이나 금속 물질로 형성했을 때 발생되는 대기 불안정에 따른 증착 불량과 같은 문제가 발생하지 않는다.
--- 실시예 ---
본 발명은 대면적화에 최적화시킬 수 있도록 전하생성층의 물질을 유기물질로 대체하는 것을 통해 연속 증착이 가능한 탠덤 구조의 유기발광 다이오드를 제공하는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 탠덤 구조의 유기발광 다이오드에 대해 설명하도록 한다.
도 3은 본 발명에 따른 탠덤 구조의 유기발광 다이오드를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 탠덤 구조의 유기발광 다이오드(E)는 기판(105)의 상부로 구동 트랜지스터(미도시)와 연결된 제 1 전극(170)과, 상기 제 1 전극(170)의 상부에 차례로 형성된 제 1 유기 발광층(172), 전하생성층(174), 제 2 유기 발광층(176) 및 제 2 전극(180)을 포함한다.
상기 제 1 전극(170)은 인듐-틴-옥사이드(ITO)와 인듐-징크-옥사이드(IZO)를 포함하는 투명한 도전성 물질 그룹, 상기 제 2 전극(180)은 칼슘(Ca), 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al)과 같은 비교적 일함수가 낮은 금속 물질 그룹 중 선택된 어느 하나로 각각 형성될 수 있다.
이 때, 제 2 전극(180)을 일함수가 낮은 금속으로 사용하는 이유는 제 2 전극(180)과 제 2 유기 발광층(176) 사이에 형성되는 장벽을 낮춤으로써 전자 주입에 있어 높은 전류 밀도를 확보하기 위함이다. 이를 통해 발광 효율을 향상시킬 수 있다.
이러한 제 1 전극(170)은 투명한 도전성 물질로 이루어진 애노드 전극, 제 2 전극(180)은 불투명한 도전성 물질로 이루어진 캐소드 전극으로 이루어지고, 제 1 및 제 2 유기 발광층(172, 174)에서의 전자/전공 쌍의 재결합에 의해 제 1 기판(105)이 향하는 방향으로 빛을 방출하는 하부 발광식 유기발광 다이오드(E)를 일예로 나타내고 있다.
상기 제 1 유기 발광층(172)은 제 1 기판(105) 상에 차례로 적층되는 제 1 정공층(172a), 제 1 발광층(172b), 제 1 전자층(172c)을 포함한다. 또한, 상기 제 2 유기 발광층(176)은 제 2 전극(180)의 하부에 차례로 적층되는 제 2 전자층(176a)과, 제 2 발광층(176b), 제 2 전공층(176c)을 포함한다.
이 때, 제 1 정공층(172a)과 제 2 정공층(176a)은 제 1 및 제 2 전극(170, 180)의 상부 및 하부로 전공주입층(hole injection layer: HIL) 및 전공수송층(hole transporting layer: HTL)이 차례로 적층되는 형태로 형성될 수 있으며, 필요에 따라서는 전공수송층(HTL)은 생략하고 전공주입층(HIL) 만으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 제 1 전자층(172c) 및 제 2 전자층(176c)은 전하생성층(174)의 상부 및 하부로 전하주입층(electron injection layer: EIL) 및 전하수송층(electron transporting layer: ETL)이 차례로 적층되는 형태로 형성될 수 있으며, 필요에 따라서는 전하수송층(EIL)은 생략하고 전하주입층(ETL) 만으로 형성될 수 있다.
이 때, 상기 전하생성층(174)은 제 1 발광층(172)에 대해서는 제 1 전자층(172c)과 함께 음극으로써의 기능을 하고, 제 2 발광층(176)에 대해서는 제 2 전 공층(176c)과 함께 양극으로써의 기능을 한다. 이 때, 상기 전하생성층(174)은 제 1 및 제 2 유기 발광층(172, 176)의 출발 원료와 동일한 유기 물질로 형성된다. 이러한 전하생성층(174)의 물질에 대해서는 후술하도록 한다.
따라서, 본 발명에서는 제 1 및 제 2 유기 발광층(172, 176)과 전하생성층(174)이 모두 유기 물질로 형성되기 때문에 연속 증착이 가능한 장점으로 대면적화의 유기전계 발광소자를 제작하는 데 적합한 제조설비를 구축할 수 있는 장점이 있다.
즉, 본 발명에 따른 탠덤 구조의 유기발광 다이오드(E)는 2개의 다이오드가 전하생성층(174)을 사이에 두고 적층된 구조로 이루어진다. 따라서, 단층 구조의 유기발광 다이오드에 비해 발광 효율을 증대시킬 수 있게 된다.
이 때, 제 1 및 제 2 정공층(172a, 176a)은 폴리페닐렌비닐렌, 폴리티오펜, 폴리스티렌술폰산, 폴리피롤, 폴리아닐린 및 이들의 유도체 물질 중에서 선택된 어느 하나로 형성될 수 있다. 또한, 제 1 및 제 2 발광층(172b, 176b)은 각종 형광 물질이나 인광 물질 등을 포함하는 저분자의 유기발광 색소 중 선택된 어느 하나가 이용될 수 있다. 이러한 저분자계의 물질로는 나플탈렌 유도체, 안트라센 유도체, 페릴렌 유도체, 폴리메틴계, 잔텐계, 쿠라린계 및 시아닌계 등이 있다.
제 1 및 제 2 전자층(172c, 176c)은 알칼리 금속, 알칼리 토금속 산화물 및 알칼리 토금속 불화물 중 선택된 어느 하나로 형성될 수 있다.
이 때, 전하생성층(174)을 제 1 및 제 2 유기 발광층(172, 176)의 출발 원료와 동일한 유기 물질로 형성할 경우, 공정 챔버 간의 이동 없이 인라인 방식에 의 한 연속 증착이 가능해지는 바, 대면적화에 적극적으로 대응하는 것이 가능하여 생산 수율을 극대화할 수 있는 효과가 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 탠덤 구조의 유기발광 다이오드, 보다 구체적으로는 유기 물질로 형성되는 전하생성층에 대해 상세히 설명하도록 한다.
도 4는 본 발명에 따른 전하생성층을 세부적으로 나타낸 단면도이다.
도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 전하생성층(174)은 제 1, 제 2, 제 3 층(174a, 174b, 174c)이 차례로 적층된 3중층의 구조로 형성될 수 있다. 이 때, 상기 제 1층(174a)은 폴리페닐렌비닐렌, 폴리티오펜, 폴리스티렌술폰산, 폴리피롤, 폴리아닐린 및 이들의 유도체 물질 중에서 선택된 어느 하나로 이루어진 제 1 물질과 8-하이드로시-키놀린네이토 리튬(8-hydroxy-quinolinato lithium, 이하 Liq로 약칭함)으로 이루어진 제 2 물질을 포함한다. 상기 제 1 물질과 제 2 물질은 서로 다른 증발원에서 동시에 증발하게 되고, 이러한 증발 과정에서 각 물질의 비율에 따라 혼합된 상태로 증착이 이루어진다.
이 때, 상기 제 1 물질과 제 2 물질의 비율은 1:1 ~ 1:10에서부터 10:1 ~ 1:10의 범위에서 선택될 수 있다. 이러한 제 1 물질과 제 2 물질로 이루어진 제 1 층(174a)은 20 ~ 600Å, 보다 구체적으로는 200Å의 두께로 형성하는 것이 바람직하다.
상기 제 2 층(174b)은 Liq를 5 ~ 100Å, 보다 구체적으로는 20 ~ 30Å의 두 께로 형성하는 것이 바람직하다. 또한, 제 3 층(174c)은 헥사카보니트릴 유도체 및 헥사카보니트릴 계열의 물질 중 선택된 어느 하나를 10 ~ 300Å, 보다 구체적으로는 50Å의 두께로 형성하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 따른 전하생성층(174)은 이중층의 구조로 형성할 수도 있다. 이중층의 구조는 전술한 삼중층의 구조에서 제 2 층(174b)은 생략하고, 제 1 층(174a)과 제 3층(174c)만으로 형성된다.
아래 도시한 표는 전하생성층의 두께별 구동전압, 발광 효율 및 색좌표값을 나타낸 실험 데이터이다.
<표>
| 전하생성층 | 전압(V) | 발광효율 | CIE | ||
| cd/A | Im/W | x | y | ||
| A | 13.5 | 6 | 1.4 | 0.132 | 0.210 |
| B | 10.5 | 11.2 | 3.4 | 0.131 | 0.202 |
| C | 11 | 8.3 | 2.4 | 0.133 | 0.234 |
| D | 9.8 | 8.7 | 2.8 | 0.133 | 0.238 |
| E | 10 | 9.15 | 2.9 | 0.130 | 0.224 |
| F | 10.1 | 10.0 | 3.1 | 0.128 | 0.193 |
도시한 바와 같이, (A), (B), (C), (D), (E), (F)에 따른 구동 전압, 발광 효율 및 색좌표값을 각각 나타내고 있다. 이 때, (A), (B), (C), (D), (E)는 삼중층의 구조, (F)는 이중층의 구조로 형성된 전하생성층을 나타낸 것이다.
(A)는 제 1 물질(50Å)+제 2 물질(150Å)/제2층(20Å)/제3층(50Å)으로, (B)는 제 1 물질(100Å)+제 2 물질(100Å)/제2층(20Å)/제3층(50Å)으로, (C)는 제 1 물질(150Å)+제 2 물질(50Å)/제2층(20Å)/제3층(50Å)으로, (D)는 제 1 물질(100Å)+제 2 물질(100Å)/제2층(30Å)/제3층(50Å)으로, (E)는 제 1 물질(100 Å)+제 2 물질(100Å)/제2층(5Å)/제3층(50Å)으로, (F)는 제 1 물질(100Å)+제 2 물질(100Å)/제3층(50Å)으로 각각 형성된다.
이 때, 전술한 실험 데이터를 바탕으로, (A), (B), (C), (D), (E), (F)와 같이 전하생성층의 각 층의 두께를 상이하게 실험한 결과, (B)의 발광 효율이 가장 우수했고, (D)는 가장 낮은 전압으로 구동됨을 확인하였다. 또한, 색좌표값은 (A), (B), (C), (D), (E), (F)에서 뚜렷한 차이가 없음을 확인하였다.
따라서, 위 실험 데이터를 바탕으로 최적화된 전하생성층을 유기발광 다이오드에 적용할 경우, 인라인 방식에 의한 연속 증착이 가능해지므로, 대면적화에 적극적으로 대응하는 것이 가능하여 생산 수율을 극대화할 수 있는 효과가 있다.
지금까지, 스위칭 및 구동 트랜지스터와, 상기 구동 트랜지스터와 연결되는 유기발광 다이오드가 어레이 기판에 모두 형성된 구조를 일 예로 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 어레이 소자와 유기발광 다이오드가 서로 다른 기판에 형성되는 듀얼플레이트 방식의 유기전계 발광소자에 동일하게 적용할 수 있다는 것은 유추 가능할 것인바, 이에 대한 설명은 생략하도록 한다.
따라서, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 정신 및 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서 다양하게 변형 및 변경할 수 있다는 것은 자명한 사실일 것이다.
도 1은 일반적인 능동 매트릭스 방식의 유기전계 발광소자의 단위 화소에 대해 나타낸 회로도.
도 2는 종래에 따른 탠덤 구조의 유기발광 다이오드를 개략적으로 나타낸 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 탠덤 구조의 유기발광 다이오드를 개략적으로 나타낸 단면도.
도 4는 본 발명에 따른 전하생성층을 세부적으로 나타낸 단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
174 : 전하생성층 174a : 제 1 층
174b : 제 2 층 174c : 제 3 층
Claims (8)
- 기판 상에 구동 트랜지스터의 드레인 전극과 연결된 제 1 전극과;상기 제 1 전극 상의 제 1 유기 발광층과;상기 제 1 유기 발광층 상의 유기물질로 형성된 전하생성층과;상기 전하생성층 상의 제 2 유기 발광층과;상기 제 2 유기 발광층 상의 제 2 전극을 포함하는 유기발광 다이오드.
- 제 1 항에 있어서,상기 제 1 유기 발광층은 제 1 정공층, 제 1 발광층 및 제 1 전자층을 포함하고, 상기 제 2 유기 발광층은 제 2 전자층, 제 2 발광층 및 제 2 전공층을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광 다이오드.
- 제 1 항에 있어서,상기 전하생성층은 제 1, 제 2, 제 3 층이 차례로 적층된 3중층 구조인 것을 특징으로 하는 유기발광 다이오드.
- 제 3 항에 있어서,상기 제 1 층은 폴리페닐렌비닐렌, 폴리티오펜, 폴리스티렌술폰산, 폴리피롤, 폴리아닐린 및 이들의 유도체 물질 중에서 선택된 어느 하나로 이루어진 제 1 물질과 8-하이드로시-키놀린네이토 리튬으로 이루어진 제 2 물질을 20 ~ 600Å의 두께로 형성한 것을 특징으로 하는 유기발광 다이오드.
- 제 4 항에 있어서,상기 제 1 물질과 제 2 물질의 비율은 1:1 ~ 1:10에서부터 10:1 ~ 1:10의 범위에서 선택되는 것을 특징으로 하는 유기발광 다이오드.
- 제 3 항에 있어서,상기 제 2 층은 8-하이드로시-키놀린네이토 리튬을 5 ~ 100Å의 두께로 형성한 것을 특징으로 하는 유기발광 다이오드.
- 제 3 항에 있어서,상기 제 3 층은 헥사카보니트릴 유도체 및 헥사카보니트릴 계열의 물질 중 선택된 어느 하나를 10 ~ 300Å의 두께로 형성한 것을 특징으로 하는 유기발광 다이오드
- 제 1 항에 있어서,상기 전하생성층은 제 1 층과 제 2 층이 차례로 적층된 2중층 구조인 것을 특징으로 하는 유기발광 다이오드.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020080109823A KR20100050762A (ko) | 2008-11-06 | 2008-11-06 | 유기발광 다이오드 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020080109823A KR20100050762A (ko) | 2008-11-06 | 2008-11-06 | 유기발광 다이오드 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20100050762A true KR20100050762A (ko) | 2010-05-14 |
Family
ID=42276712
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020080109823A KR20100050762A (ko) | 2008-11-06 | 2008-11-06 | 유기발광 다이오드 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20100050762A (ko) |
-
2008
- 2008-11-06 KR KR1020080109823A patent/KR20100050762A/ko not_active Application Discontinuation
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4734368B2 (ja) | 有機発光表示装置 | |
| Burrows et al. | Prospects and applications for organic light-emitting devices | |
| KR101429537B1 (ko) | 유기발광소자 | |
| US20130049024A1 (en) | Organic electroluminescence display device | |
| KR101403781B1 (ko) | 유기발광장치 | |
| JP4966176B2 (ja) | 有機エレクトロルミネッセンス素子 | |
| JP2008108530A (ja) | 有機ｅｌ表示装置 | |
| US9257664B2 (en) | Organic electroluminescent display device | |
| US9748316B2 (en) | Organic electroluminescent panel | |
| JP2011522391A (ja) | 有機エレクトロルミネッセンス素子 | |
| WO2019095565A1 (zh) | 串联量子点发光器件、面板即显示器 | |
| KR20150042626A (ko) | 유기 발광 소자 | |
| KR20110082370A (ko) | 유기 발광 표시 장치 | |
| US8008851B2 (en) | Organic light emitting display | |
| JP2009252458A (ja) | 有機エレクトロルミネセンス素子 | |
| JP2012059962A (ja) | 有機ｅｌ素子 | |
| KR101182268B1 (ko) | 유기 발광 장치 | |
| KR20100022638A (ko) | 유기발광 표시장치 | |
| KR102101202B1 (ko) | 유기발광다이오드 및 이를 포함하는 유기발광다이오드 표시장치 | |
| US10249686B2 (en) | Organic light-emitting device and method of manufacturing the same | |
| KR102009804B1 (ko) | 유기 발광 다이오드 표시 장치 및 이의 제조 방법 | |
| CN110854165A (zh) | 一种oled显示面板及oled显示装置 | |
| US11690241B2 (en) | OLED with auxiliary electrode contacting electron transport layer | |
| US9755177B2 (en) | Organic electroluminescent display panel | |
| KR102081122B1 (ko) | 유기 발광 표시 장치 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| WITN | Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid |