KR20120075271A - White organic light emitting device - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 백색 유기 발광 소자에 관한 것으로 특히, 수명과 효율을 향상시킬 수 있는 백색 유기 발광 소자에 관한 것이다. The present invention relates to a white organic light emitting device, and more particularly, to a white organic light emitting device capable of improving lifetime and efficiency.
최근, 본격적인 정보화 시대로 접어듦에 따라 전기적 정보신호를 시각적으로 표현하는 디스플레이(display) 분야가 급속도로 발전해 왔고, 이에 부응하여 박형화, 경량화, 저소비전력화의 우수한 성능을 지닌 여러 가지 다양한 평판 표시장치(Flat Display Device)가 개발되어 기존의 브라운관(Cathode Ray Tube : CRT)을 빠르게 대체하고 있다.In recent years, the display field for visually expressing electrical information signals has been rapidly developed as the information age has been developed, and various flat panel display devices having excellent performance of thinning, light weight, and low power consumption have been developed. Flat Display Device has been developed and is rapidly replacing the existing Cathode Ray Tube (CRT).
이 같은 평판 표시장치의 구체적인 예로는 액정표시장치(Liquid Crystal Display device: LCD), 플라즈마표시장치(Plasma Display Panel device: PDP), 전계방출표시장치(Field Emission Display device: FED), 유기 발광 표시 장치(Organic Light Emitting Device: OLED) 등을 들 수 있다. Specific examples of such a flat panel display include a liquid crystal display (LCD), a plasma display panel (PDP), a field emission display (FED), and an organic light emitting display. (Organic Light Emitting Device: OLED) and the like.
이 중, 별도의 광원을 요구하지 않으며 장치의 컴팩트화 및 선명한 컬러 표시를 위해 유기 발광 표시 장치가 경쟁력 있는 어플리케이션으로 고려되고 있다. Among them, the organic light emitting diode display is considered as a competitive application for the compactness of the device and the vivid color display without requiring a separate light source.
이러한 유기 발광 표시 장치에는, 유기 발광층의 형성이 필수적인데, 종래 그 형성을 위해 새도우 마스크(shadow mask)를 이용한 증착 방법이 이용되었다. Formation of an organic light emitting layer is essential for the organic light emitting diode display, and a deposition method using a shadow mask has been conventionally used for the formation thereof.
그러나, 새도우 마스크는 대면적의 경우, 그 하중 때문에, 쳐짐 현상이 발생하고, 이로 인해 여러번 이용이 힘들고, 유기 발광층 패턴 형성에 불량이 발생하여 대안적 방법이 요구되었다. However, in the case of a large area, the shadow mask has a drooping phenomenon due to its load, which makes it difficult to use it several times, and a defect occurs in the formation of the organic light emitting layer pattern, and thus an alternative method is required.
이러한 새도우 마스크를 대체하여 여러 방법이 제시되었던 그 중 하나로서 백색 유기 발광 표시 장치가 있다. There is a white organic light emitting display device as one of several methods that have been proposed to replace the shadow mask.
이하, 백색 유기 발광 표시 장치에 대해 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a white organic light emitting diode display will be described.
백색 유기 발광 표시 장치는 발광 다이오드 형성시 양극과 음극 사이의 각 층을 마스크 없이 증착시키는 것으로 유기발광층을 포함한 유기막들의 형성을 차례로 그 성분을 달리하여 진공 상태에서 증착하는 것을 특징으로 한다. The white organic light emitting diode display is a method of depositing each layer between an anode and a cathode without a mask when forming a light emitting diode, and forming organic layers including an organic light emitting layer in a vacuum state by sequentially changing their components.
백색 유기 발광 표시 장치는 박형 광원, 액정표시장치의 백라이트 또는 컬러 필터를 채용한 풀컬러 표시 장치에 쓰일 수 있는 등 여러 용도를 가지고 있는 소자이다. 이러한, 백색 유기 발광 표시 장치는 백색 발광을 구현하기 위해 크게 파장 변형과 색상 혼합으로 분류된다. 먼저, 파장 변형(wavelength conversion) 방식은 OLED에서 방출되는 파란색 또는 보라색 빛이 형광체를 여기 시키는 원리를 바탕으로 하는데, 이렇게 여기된 여러 가지 색을 섞어서 넓은 영역의 파장 스펙트럼을 만들어 백색 광을 형성한다. 이러한 기술을 형광체에 의한 다운컨버젼(down conversion)이라고 부른다. A white organic light emitting diode display is a device having various uses, such as a thin light source, a backlight of a liquid crystal display, or a full color display employing a color filter. The white organic light emitting diode display is largely classified into wavelength modification and color mixing to realize white light emission. First, the wavelength conversion method is based on the principle that blue or purple light emitted from the OLED excites the phosphor. The wavelengths are mixed to form a wide spectrum of wavelengths to form white light. This technique is called down conversion by phosphors.
색상 혼합 방법은 하나의 소자에서 다양한 발광체를 이용하여 다양한 빛을 혼합하여 백색 광을 만드는 기술이다. 이 기술에는 소자의 구조에 따라 적, 녹, 청 발광층의 다층 구조, Microcavity 구조, 소자의 수직/수평으로의 적층 구조, 다양한 형광체의 단층구조로의 혼합, 도핑 방법 등이 속한다. The color mixing method is a technique of mixing white light using various light emitters in one device. This technology includes a multilayer structure of red, green, and blue light emitting layers, a microcavity structure, a stacked structure of devices vertically and horizontally, mixing various phosphors into a single layer structure, and a doping method, depending on the structure of the device.
이 중 다층 구조의 백색 유기 발광 표시 장치는 각각 다른 색의 발광층을 두 층 이상 적층하여 백색 광을 얻는 구조이다. 이 구조는 각기 다른 발광층에서 동시에 발광이 일어나면서 여러 가지 색의 빛이 혼합되어 결과적으로 백색 빛이 보이는 원리이다. 각기 다른 색을 발광하는 발광층들을 적어도 세 층이상 적층할 수 있으나, 층이 증가하면 그에 따른 비용이 증가하여 일반적으로 두 층의 발광층을 이용하여 백색 광을 구현한다. Among them, a white organic light emitting diode display having a multi-layered structure is obtained by stacking two or more layers of light emitting layers of different colors to obtain white light. This structure is based on the principle that light is emitted from different light emitting layers at the same time, and light of various colors is mixed, resulting in white light. At least three layers of light emitting layers emitting different colors may be stacked. However, as the number of layers increases, the cost increases, and white light is generally realized using two layers of light emitting layers.
이러한, 백색 광을 구현하기 위해 두 층의 발광층 중 어느 한 층에는 인광 옐로우 도펀트를 도핑하며, 다른 한 층의 발광층에는 딥 블루 도펀트의 도핑한다. 이에 따라, 인광 옐로우 도펀트가 도핑된 발광층으로부터 출사되는 노랑색 광과, 형광 딥 블루 도펀트가 도핑된 발광층으로부터 출사되는 청색 광이 혼합되어 백색 광이 구현된다. 하지만, 딥 블루 도펀트를 사용할 경우에 백색 유기 발광 소자의 수명과 효율이 나빠지는 문제점이 발생된다. In order to realize such white light, phosphorescent yellow dopant is doped in one of two light emitting layers, and deep blue dopant is doped in another light emitting layer. Accordingly, the yellow light emitted from the phosphorescent yellow dopant-doped light emitting layer and the blue light emitted from the fluorescent deep blue dopant-doped light emitting layer are mixed to realize white light. However, when the deep blue dopant is used, the life and efficiency of the white organic light emitting device are deteriorated.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 수명과 효율을 향상시킬 수 있는 백색 유기 발광 소자를 제공하는 것이다. The present invention has been made to solve the above problems, to provide a white organic light emitting device that can improve the life and efficiency.
이를 위하여, 본 발명에 따른 백색 유기 발광 소자는 기판 상에 서로 대향된 제1 전극과 제2 전극과, 상기 제1 전극과 제2 전극 사이에 형성되며, 하나의 호스트에 460nm~465nm의 파장대의 범위를 가지는 형광 노멀 블루 도펀트가 도핑되는 제1 발광층과, 상기 제1 발광층 상부 또는 하부에 형성되어 하나의 호스트에 560nm~570nm의 파장대의 범위를 가지는 인광 옐로우 도펀트와 570nm~580nm의 파장대의 범위를 가지는 형광 오렌지 도펀트가 도핑되는 제2 발광층를 포함한다. To this end, the white organic light emitting diode according to the present invention is formed between a first electrode and a second electrode facing each other on a substrate, and between the first electrode and the second electrode, and has a wavelength band of 460 nm to 465 nm in one host. A first light emitting layer doped with a fluorescent normal blue dopant having a range, a phosphorescent yellow dopant formed on or under the first light emitting layer having a wavelength range of 560 nm to 570 nm in one host, and a range of wavelength range of 570 nm to 580 nm The branch includes a second light emitting layer doped with a fluorescent orange dopant.
그리고, 상기 제1 발광층과 제1 전극 사이에 정공 주입층과 정공 수송층이 더 포함되며, 상기 제2 발광층과 제2 전극 사이에 전자 수송층과 전자 주입층이 더 포함된다. Further, a hole injection layer and a hole transport layer are further included between the first light emitting layer and the first electrode, and an electron transport layer and an electron injection layer are further included between the second light emitting layer and the second electrode.
또한, 상기 인광 옐로우의 도핑 비율은 상기 제2 발광층의 두께를 기준으로 3~20%로 형성되며, 상기 형광 오렌지의 도핑 비율은 상기 제2 발광층의 두께를 기준으로 0.1~5%로 형성된다. In addition, the doping ratio of the phosphorescent yellow is formed to 3 to 20% based on the thickness of the second light emitting layer, the doping ratio of the fluorescent orange is formed to 0.1 to 5% based on the thickness of the second light emitting layer.
그리고, 상기 제2 발광층은 하나의 호스트에 상기 인광 옐로우 도펀트와 상기 형광 오렌지 도펀트가 공증착(Co-deposition)하여 형성된다. The second light emitting layer is formed by co-deposition of the phosphorescent yellow dopant and the fluorescent orange dopant in one host.
또한, 상기 제1 발광층과 상기 제2 발광층 사이에 상기 제1 발광층과 상기 제2 발광층 간의 에너지 준위 레벨을 보상하기 위한 층간 유기층을 더 포함한다. The organic light emitting device may further include an interlayer organic layer between the first light emitting layer and the second light emitting layer to compensate an energy level between the first light emitting layer and the second light emitting layer.
본 발명에 따른 백색 유기 발광 소자는 기판 상에 서로 대향된 제1 전극과 제2 전극과, 상기 제1 전극과 제2 전극 사이에 정공 주입층, 제1 정공 수송층, 제1 발광층, 제1 전자 수송층이 순차적으로 적층된 제1 스택과, 상기 제1 스택과 제2 전극 사이에 제2 정공 수송층, 제2 발광층, 제2 전자 수송층, 전자 주입층이 순차적으로 적층된 제2 스택과, 상기 제1 스택과 제2 스택 사이에 형성되어 각 스택들 간의 전하 균형 조절을 하는 전하 생성층을 포함하며, 상기 제1 발광층은 하나의 호스트에 460nm~465nm의 파장대의 범위를 가지는 형광 노멀 블루 도펀트가 도핑되며, 상기 제2 발광층은 하나의 호스트에 560nm~570nm의 파장대의 범위를 가지는 인광 옐로우 도펀트와 570nm~580nm의 파장대의 범위를 가지는 형광 오렌지 도펀트가 도핑된다. The white organic light emitting diode according to the present invention includes a first electrode and a second electrode facing each other on a substrate, a hole injection layer, a first hole transport layer, a first light emitting layer, and a first electron between the first electrode and the second electrode. A first stack in which the transport layers are sequentially stacked; a second stack in which a second hole transport layer, a second light emitting layer, a second electron transport layer, and an electron injection layer are sequentially stacked between the first stack and the second electrode; And a charge generating layer formed between the first stack and the second stack to control charge balance between the stacks, wherein the first light emitting layer is doped with a fluorescent normal blue dopant having a wavelength range of 460 nm to 465 nm in one host. The second light emitting layer is doped with a phosphorescent yellow dopant having a wavelength range of 560 nm to 570 nm and a fluorescent orange dopant having a wavelength range of 570 nm to 580 nm in one host.
여기서, 상기 인광 옐로우의 도핑 비율은 상기 제2 발광층의 두께를 기준으로 3~20%로 형성되며, 상기 형광 오렌지의 도핑 비율은 상기 제2 발광층의 두께를 기준으로 0.1~5%로 형성된다. Here, the doping ratio of the phosphorescent yellow is formed to 3 to 20% based on the thickness of the second light emitting layer, the doping ratio of the fluorescent orange is formed to 0.1 to 5% based on the thickness of the second light emitting layer.
그리고, 상기 제2 발광층은 하나의 호스트에 상기 인광 옐로우 도펀트와 상기 형광 오렌지 도펀트가 공증착(Co-deposition)하여 형성된다. The second light emitting layer is formed by co-deposition of the phosphorescent yellow dopant and the fluorescent orange dopant in one host.
본 발명에 따른 백색 유기 발광 소자는 하나의 호스트에 460nm~465nm의 파장대의 범위를 가지는 형광 노멀 블루 도펀트가 도핑되는 제1 발광층과, 제1 발광층 상부 또는 하부에 형성되어 하나의 호스트에 560nm~570nm의 파장대의 범위를 가지는 인광 옐로우 도펀트와 570nm~580nm의 파장대의 범위를 가지는 형광 오렌지 도펀트가 도핑되는 제2 발광층를 포함한다. The white organic light emitting diode according to the present invention includes a first light emitting layer doped with a fluorescent normal blue dopant having a wavelength range of 460 nm to 465 nm in one host, and a 560 nm to 570 nm formed in an upper or lower portion of the first light emitting layer. And a second light emitting layer doped with a phosphorescent yellow dopant having a wavelength range of and a fluorescent orange dopant having a range of 570 nm to 580 nm.
이때, 인광 옐로우의 도핑 비율은 제2 발광층의 두께를 기준으로 3~20%로 형성되며, 형광 오렌지의 도핑 비율은 상기 제2 발광층의 두께를 기준으로 0.1~5%로 형성된다. In this case, the doping ratio of the phosphorescent yellow is formed at 3 to 20% based on the thickness of the second light emitting layer, and the doping ratio of the fluorescent orange is formed at 0.1 to 5% based on the thickness of the second emitting layer.
상술한 조건을 가지는 제1 발광층을 통해 소자의 수명과 효율을 향상시킬 수 있다. 상술한 조건을 가지는 제2 발광층은 인광 옐로우 도펀트를 통해 소자의 수명과 효율을 향상시킬 수 있으며, 형광 오렌지 도펀트를 통해 색감을 향상시킬 수 있다. The life and efficiency of the device may be improved through the first light emitting layer having the above-described conditions. The second light emitting layer having the above-described conditions may improve the lifetime and efficiency of the device through the phosphorescent yellow dopant, and may improve the color through the fluorescent orange dopant.
도 1a 내지 도 1c는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 백색 유기 발광 소자를 나타낸 사시도이다.
도 2는 노멀 블루 도펀트, 딥 블루 도펀트, 옐로우 도펀트, 오렌지 도펀트를 이용하여 백색 광을 구현하는 것을 설명하기 위한 색좌표이다.
도 3는 도 1a에 도시된 본 발명의 제1 실시 예에 따른 제2 발광층 내의 구동 원리를 나타낸 사시도이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 백색 유기 발광 소자를 나타낸 사시도이다.1A to 1C are perspective views illustrating a white organic light emitting diode according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a color coordinate for explaining implementing white light using a normal blue dopant, a deep blue dopant, a yellow dopant, and an orange dopant.
3 is a perspective view illustrating a driving principle in a second light emitting layer according to the first embodiment of the present invention illustrated in FIG. 1A.
4A and 4B are perspective views illustrating a white organic light emitting diode according to a second exemplary embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시 예를 상세하게 설명한다. 본 발명의 구성 및 그에 따른 작용 효과는 이하의 상세한 설명을 통해 명확하게 이해될 것이다. 본 발명의 상세한 설명에 앞서, 동일한 구성 요소에 대해서는 다른 도면 상에 표시되더라도 가능한 동일한 부호로 표시하며, 공지된 구성에 대해서는 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 구체적인 설명은 생략하기로 함에 유의한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The configuration of the present invention and the operation and effect thereof will be clearly understood through the following detailed description. Before describing the present invention in detail, the same components are denoted by the same reference symbols as possible even if they are displayed on different drawings. In the case where it is judged that the gist of the present invention may be blurred to a known configuration, do.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 도 1a 내지 도 4를 참조하여 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1A to 4.
도 1a 내지 도 1c는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 백색 유기 발광 소자를 나타낸 사시도이다.1A to 1C are perspective views illustrating a white organic light emitting diode according to a first embodiment of the present invention.
도 1a를 참조하면, 본원 발명의 제1 실시 예에 따른 백색 유기 발광 소자는 제1 전극(110)과 제2 전극(119), 제1 전극(110)과 제2 전극(119) 사이에 정공 주입층(Hole Injection Layer;HIL)(112), 정공 수송층(Hole Transport Layer;HTL)(114), 제1 발광층(122), 제2 발광층(124), 전자 수송층(Electron Transport Layer;ETL)(116), 전자 주입층(Electron Injection Layer;EIL)(118)이 적층되어 형성된다. 이러한, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 백색 유기 발광 소자는 다층 구조의 백색 유기 발광 소자로서, 각각 다른 색의 발광층을 두 층 이상 적층하여 백색 광을 얻는 구조이다. 이 구조는 각기 다른 발광층에서 동시에 발광이 일어나면서 여러 가지 색의 빛이 혼합되어 결과적으로 백색 빛이 원리이다. Referring to FIG. 1A, a white organic light emitting diode according to a first embodiment of the present invention may have holes formed between a
제1 전극(110)은 양극으로 TCO(Transparent Conductive Oxide; 이하, TCO)와 같은 투명 도전 물질로 ITO(Indum Tin Oxide; 이하,ITO), IZO(Indum Zinc Oxide; 이하,IZO) 등으로 형성된다. The
제2 전극(119)은 음극으로 알루미늄과 같이 반사성 금속 재질로 금(Au), 알루미늄(AL), 몰리브덴(MO), 크롬(Cr), 구리(Cu) 등으로 형성된다. The
제1 발광층(122)은 도 1a에 도시된 바와 같이 하나의 호스트(Host)에 형광 노멀 블루 도펀트(fluorescence Normal blue Dopant)가 도핑된 단일 발광층으로 형성될 수 있으며, 제2 발광층(124)은 하나의 호스트에 인광 옐로우 도펀트(phosphorescence Yellow Dopant)와, 형광 오렌지 도펀트(fluorescence Orange Dopant)를 도핑하여 이루어진 단일 발광층일 수 있다. 이에 따라, 제1 발광층(122)으로부터 출사되는 청색(Blue) 광과 제2 발광층(124)으로부터 출사되는 주황색(Orange) 광이 혼합되어 백색 광이 구현된다. As illustrated in FIG. 1A, the first
또는, 도 1b에 도시된 바와 같이 제1 발광층(122)은 하나의 호스트에 인광 옐로우 도펀트(phosphorescence Yellow Dopant)와, 형광 오렌지 도펀트(phosphorescence Yellow Dopant)를 도핑하여 이루어진 단일 발광층일 수 있으며, 제2 발광층(124)은 하나의 호스트에 형광 노멀 블루 도펀트(fluorescence Normal blue Dopant)가 도핑된 단일 발광층으로 형성될 수 있다. 이에 따라, 제1 발광층(122)으로부터 출사되는 주황색(Orange) 광과 제2 발광층(124)으로부터 출사되는 청색(Blue) 광이 혼합되어 백색 광이 구현된다. Alternatively, as illustrated in FIG. 1B, the
그리고, 도 1c에 도시된 바와 같이 제1 발광층(122)과 제2 발광층 사이에 층간 유기층(Inter Layer)(126)을 형성할 수 있다. 이러한, 층간 유기층(126)은 캐리어 밸런싱을 조절하여 더욱 향상된 색감을 표시할 수 있다. As shown in FIG. 1C, an interlayer
이러한, 형광 노멀 블루 도펀트의 파장대는 460nm~465nm 범위를 가지며, 인광 옐로우 도펀트의 파장대는 560nm~570nm 범위를 가지며, 형광 오렌지 도펀트의 파장대는 570nm~580nm 범위를 가진다. The wavelength band of the fluorescent normal blue dopant has a range of 460 nm to 465 nm, the wavelength band of the phosphorescent yellow dopant has a range of 560 nm to 570 nm, and the wavelength band of the fluorescent orange dopant has a range of 570 nm to 580 nm.
그리고, 인광 옐로우의 도핑 비율(Doping Ratio)는 제1 또는 제2 발광층(122,124)의 두께를 기준으로 3~20%로 형성되며, 형광 오렌지의 도핑 비율(Doping Ratio)은 제1 또는 제2 발광층의 두께를 기준으로 0.1~5%로 형성된다. 이러한 비율로, 인광 옐로우 도펀트와 형광 오렌지 도펀트를 하나의 호스트(Host)에 공증착(Co-deposition)하여 제1 또는 제2 발광층에 형성된다. In addition, the doping ratio of the phosphorescent yellow is 3-20% based on the thickness of the first or second
도 2는 노멀 블루 도펀트, 딥 블루 도펀트, 옐로우 도펀트, 오렌지 도펀트를 이용하여 백색 광을 구현하는 것을 설명하기 위한 색좌표이다. 그리고, 도 3는 도 에 도시된 본 발명의 제1 실시 예에 따른 제2 발광층 내의 구동 원리를 나타낸 사시도이다. FIG. 2 is a color coordinate for explaining implementing white light using a normal blue dopant, a deep blue dopant, a yellow dopant, and an orange dopant. 3 is a perspective view showing a driving principle in the second light emitting layer according to the first embodiment of the present invention shown in FIG.
백색 유기 발광 소자는 제1 발광층(122)으로부터 출사된 청색 광과 제2 발광층(124)으로 출사된 주황색 광이 혼합되어 백색 광을 구현한다. 쿨 화이트(Cool White)를 표시하기 위해 백색 유기 발광 소자의 제1 발광층(122)은 하나의 호스트에 형광 딥 블루(Deep Blue)의 도펀트가 도핑된 단일 발광층으로 형성하며, 제2 발광층(124)은 하나의 호스트에 인광 옐로우(Yellow) 도펀트가 도핑된 단일 발광층으로 형성한다. 이와 같이, 형광 딥 블루의 도펀트를 사용한 백색 유기 발광 소자는 수명과 효율 특성이 좋지 못한 특성이 나타난다. 이에 대한 구체적인 설명은 도 2를 결부하여 설명하기로 한다. In the white organic light emitting diode, blue light emitted from the first
구체적으로, 도 2에 도시된 제1 곡선(162)은 하나의 호스트에 형광 딥 블루의 도펀트로 도핑된 제1 발광층과, 하나의 호스트에 인광 옐로우 도펀트로 도핑된 제2 발광층을 포함하는 백색 유기 발광 소자가 구동시 표시되는 화이트 영역을 나타낸 색좌표 그래프이고, 제2 곡선(160)은 하나의 호스트에 형광 노멀 블루의 도펀트가 도핑된 제1 발광층과, 하나의 호스트에 인광 옐로우 도펀트와 형광 오렌지 도펀트가 도핑된 제2 발광층을 포함하는 본 발명에 따른 백색 유기 발광 소자 구동시 표시되는 화이트 영역을 나타낸 색좌표 그래프이다. Specifically, the
이때, 형광 노멀 블루(Normal Blue) 도펀트는 460nm~465nm의 파장대의 범위를 가지는 도펀트를 의미하며, 형광 딥 블루(Deep Blue) 도펀트는 450nm~455nm의 파장대의 범위를 가지는 도펀트를 의미하며, 인광 옐로우(Yellow) 도펀트는 560nm~570nm의 파장대의 범위를 가지는 도펀트를 의미하며, 형광 오렌지(Orange) 도펀트는 570nm~580nm의 파장대의 범위를 가지는 도펀트를 의미한다. In this case, the fluorescent normal blue dopant means a dopant having a wavelength range of 460 nm to 465 nm, and the fluorescent deep blue dopant means a dopant having a wavelength range of 450 nm to 455 nm, and phosphorescent yellow. (Yellow) Dopant means a dopant having a wavelength range of 560nm ~ 570nm, fluorescent orange dopant (orange) dopant means a dopant having a wavelength range of 570nm ~ 580nm.
이에 대해, 색좌표를 간단히 설명하자면, 블루 영역에 대한 CIEy의 값에 따라 소자의 수명과 효율이 달라지며, 오렌지 및 옐로우 영역에 대한 CIEx의 값에 따라 소자의 색감이 달라진다.On the other hand, the color coordinates will be described briefly. The lifetime and efficiency of the device depend on the value of CIEy for the blue region, and the color of the device depends on the value of CIEx for the orange and yellow regions.
다시 말하여, 색좌표의 블루 영역에 대한 CIEy의 값은 커질수록 소자의 효율과 수명이 높다. 이에 따라, 형광 딥 블루 영역에 대한 CIEy의 값은 본 발명에 따른 형광 노멀 블루 영역보다 CIEy의 값이 낮으므로 그에 따른 효율과 수명이 낮다. 또한, 색좌표의 오렌지 영역 및 옐로우 영역에 대한 CIEx의 값은 클수록 소자의 색감이 향상된다. 이에 따라, 인광 옐로우 영역에 대한 CIEx의 값은 본 발명에 따른 인광 옐로우 도펀트 및 형광 오렌지 도펀트 영역보다 CIEx의 값보다 작으므로 그에 따른 색감이 낮다. In other words, the larger the value of CIEy for the blue region of the color coordinate, the higher the efficiency and lifetime of the device. Accordingly, since the value of CIEy for the fluorescent deep blue region is lower than that of the fluorescent normal blue region according to the present invention, the efficiency and lifetime thereof are low. In addition, the larger the CIEx value for the orange region and the yellow region of the color coordinates, the more the color of the device is improved. Accordingly, since the value of CIEx for the phosphorescent yellow region is smaller than the value of CIEx than the phosphorescent yellow dopant and fluorescent orange dopant regions according to the present invention, the resulting color is low.
이와 같이, 본 발명은 제1 발광층(122)에 형광 노멀 블루의 도펀트로 도핑하여 효율과 수명을 높였다. 또한, 제2 발광층(124)에 인광 옐로우 도펀트를 도핑하여 수명과 효율을 향상시켰으며, 이와 동시에 제2 발광층(124)에 형광 오렌지 도펀트를 도핑함으로써 색감을 향상시켰다. As described above, according to the present invention, the first
이는, [표 1]에 도시된 바와 같이 외부 양자 효율(EQE)과 전류 효율(cd/A)이 증가되며, 색좌표(CIEx,CIEy)의 색감도 향상되었다.As shown in [Table 1], the external quantum efficiency (EQE) and the current efficiency (cd / A) are increased, and the color of the color coordinates (CIEx, CIEy) is also improved.
형광 OragnePhosphorescent Yellow +
Fluorescent Oragne
상기 [표 1]은 560nm~570nm의 파장대의 범위를 가지는 인광 옐로우 도펀트가 제2 발광층의 두께를 기준으로 3~20%로 도핑되며, 570nm~580nm의 파장대의 범위를 가지는 형광 오렌지 도펀트가 제2 발광층의 두께를 기준으로 0.1~5%로 도핑된 경우에 대한 결과값이다. [Table 1] shows that the phosphorescent yellow dopant having a wavelength range of 560 nm to 570 nm is doped at 3 to 20% based on the thickness of the second light emitting layer, and the fluorescent orange dopant having a wavelength range of 570 nm to 580 nm is second. This is a result for the case of doping at 0.1 to 5% based on the thickness of the light emitting layer.
도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 제2 발광층 내의 구동 원리를 나타내는 에너지 다이어그램이다. 3 is an energy diagram illustrating a driving principle in a second light emitting layer according to the first embodiment of the present invention.
도 3에 도시된 바와 같이 제2 발광층(124) 내의 에너지 준위 레벨은 인광 호스트(HOST)의 LUMO(Lowest Unoccupied Molecular Orgital;이하, LUMO) 에너지 레벨(Ph.HOST LUMO)> 인광 옐로우(YELLOW) 도펀트의 LUMO 에너지 레벨(Ph.DOPANT LUMO) > 형광 오렌지(ORANGE) 도펀트의 LUMO 에너지(Fl.DOPANT LUMO) 순으로 높다. 그리고, 인광 호스트의 HOMO(Highest Occupied Molecular Orbital;이하, HOMO) 에너지 레벨(Ph.HOST HOMO)> 인광 옐로우 도펀트의 LUMO 에너지 레벨(Ph.DOPANT HOMO) > 형광 오렌지 도펀트의 LUMO 에너지(Fl.DOPANT HOMO) 순으로 낮다. As shown in FIG. 3, the energy level level in the second
이러한 에너지 레벨을 갖는 제2 발광층(124) 내의 구동 원리는 효율과 수명이 높은 인광 옐로우 도펀트(Ph. YEOLLOW DOPNAT)에서 형성된 엑시톤(EXITON)이 색감이 좋은 형광 오렌지 도펀트(ORANGE DOPNAT)로 에너지가 전이된다. 이에 따라, 효율과 수명이 향상된 엑시톤이 오렌지 도펀트로 전이되어 색감이 향상된 오렌지 (Orange) 광을 출사하게 된다. 이와 같이, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 백색 유기 발광 소자는 수명과 효율이 향상되며, 색감이 향상되었다. The driving principle in the second
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 백색 유기 발광 소자를 나타낸 사시도이다.4A and 4B are perspective views illustrating a white organic light emitting diode according to a second exemplary embodiment of the present invention.
도 4a를 참조하면, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 백색 유기 발광 소자는 기판(100) 상에 서로 대향된 제1 전극(110)과 제2 전극(119), 제1 전극(110)과 제2 전극(119) 사이에 적층되어 이루어진 제1 스택(130), 전하생성층(Charge Generation Layer;140) 및 제2 스택(150)을 포함한다. 이러한, 멀티-스택(Multi-Stack)의 백색 유기 발광 소자는 각 스택에 서로 다른 색의 발광층을 포함하며, 각 스택의 발광층으로부터 출사되는 서로 다른 색의 광이 혼합되어 백색 광을 구현한다. Referring to FIG. 4A, a white organic light emitting diode according to a second exemplary embodiment of the present invention may include a
제1 전극(110)은 양극으로 TCO(Transparent Conductive Oxide; 이하, TCO)와 같은 투명 도전 물질로 ITO(Indum Tin Oxide; 이하,ITO), IZO(Indum Zinc Oxide; 이하,IZO) 등으로 형성된다. The
제2 전극(119)은 음극으로 알루미늄과 같이 반사성 금속 재질로 금(Au), 알루미늄(AL), 몰리브덴(MO), 크롬(Cr), 구리(Cu) 등으로 형성된다. The
제1 스택(130)은 제1 전극(110)과 전하 생성층(140) 사이에 정공 주입층(Hole Injection Layer;HIL)(132), 제1 정공 수송층(Hole Transport Layer;HTL)(134), 제1 발광층(136), 제1 전자 수송층(Electron Transport Layer; ETL)(138)이 차례로 적층되어 있다. The
제1 발광층(136)은 도 4a에 도시된 바와 같이 하나의 호스트에 형광 노멀 블루 도펀트(fluorescence Normal blue Dopant)가 도핑된 단일 발광층으로 형성될 수 있다. 이때, 형광 노멀 블루 도펀트의 파장대의 범위는 460nm~465nm를 가진다. As illustrated in FIG. 4A, the
전하 생성층(Charge Generation Layer;CGL)(140)은 스택들 사이에 형성되어 각 스택들 간의 전하 균형 조절을 한다. 이러한, 전하 생성층(140)은 제1 스택(130)과 인접하게 위치하여 제1 스택(130)으로 전자를 주입해주는 역할을 하는 N 타입 유기층(142)과 제2 스택(150)과 인접하게 위치하여 제2 스택(150)으로 정공을 주입해주는 역할을 하는 P 타입 유기층(144)으로 이뤄진다.A charge generation layer (CGL) 140 is formed between the stacks to control charge balance between the stacks. The
제2 스택(150)은 제2 전극(119)과 전하 생성층(140) 사이에 제2 정공 수송층(152), 제2 발광층(154), 제2 전자 수송층(156), 전자 주입층(158)이 차례로 적층되어 있다. The
제2 발광층(154)은 도 4a에 도시된 바와 같이 하나의 호스트에 인광 옐로우 도펀트(phosphorescence Yellow Dopant)와, 형광 오렌지 도펀트(phosphorescence Yellow Dopant)를 도핑하여 이루어진 단일 발광층일 수 있다. 그리고, 인광 옐로우 도펀트의 파장대 범위는 560nm~570nm를 가지며, 형광 오렌지 도펀트의 파장대의 범위는 570nm~580nm를 가진다. 그리고, 인광 옐로우의 도핑 비율(Doping Ratio)는 제2 발광층의 두께를 기준으로 3~20%로 형성되며, 형광 오렌지의 도핑 비율(Doping Ratio)는 제2 발광층의 두께를 기준으로 0.1~5%로 형성된다. 이러한 비율로, 인광 옐로우 도펀트와 형광 오렌지 도펀트를 하나의 호스트(Host)에 공증착(Co-deposition)하여 제2 발광층에 형성된다. 이에 따라, 제1 발광층(136)으로부터 출사되는 청색(Blue) 광과 제2 발광층(154)으로부터 출사되는 주황색(Orange) 광이 혼합되어 백색 광이 구현된다.As shown in FIG. 4A, the
도 4a에 도시된 바와 같이 하나의 호스트에 형광 노멀 블루 도펀트를 도핑한 제1 발광층(136)과, 하나의 호스트에 인광 옐로우 도펀트와 형광 오렌지 도펀트를 도핑한 제2 발광층(154)으로 구성할 수 있으며, 도 4b에 도시된 바와 같이 하나의 호스트에 인광 옐로우 도펀트와 형광 오렌지 도펀트를 도핑한 제1 발광층(136)과, 하나의 호스트에 형광 노멀 블루 도펀트를 도핑한 제2 발광층(154)으로 구성할 수 있다. 이에 따라, 제1 발광층(136)으로부터 주황색(Orange) 광이 출사되며, 제2 발광층(154)으로부터 청색(Blue) 광이 출사되어 백색 광을 구현한다. 이밖에 도펀트 농도와 파장 범위는 도 4a에 설명한 것과 동일하므로 생략하기로 한다. As shown in FIG. 4A, a first
이상의 설명은 본 발명을 예시적으로 설명한 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명의 명세서에 개시된 실시 예들은 본 발명을 한정하는 것이 아니다. 본 발명의 범위는 아래의 특허청구범위에 의해 해석되어야 하며, 그와 균등한 범위 내에 있는 모든 기술도 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석해야 할 것이다.The foregoing description is merely illustrative of the present invention, and various modifications may be made by those skilled in the art without departing from the spirit of the present invention. Accordingly, the embodiments disclosed in the specification of the present invention are not intended to limit the present invention. The scope of the present invention should be construed according to the following claims, and all the techniques within the scope of equivalents should be construed as being included in the scope of the present invention.
100 : 기판 110: 제1 전극
112 : 정공 주입층 114 : 정공 수송층
116 : 전자 수송층 118 : 전자 주입층
119 : 제2 전극 122 : 제1 발광층
124 : 제2 발광층 126 : 층간 유기층
130 : 제1 스택 132 : 제1 정공 주입층
134 : 제1 정공 수송층 136 : 제1 발광층
138 : 제1 전자 수송층 140 : 전하 생성층
142 : N 타입 유기층 144 : P 타입 유기층
150 : 제2 스택 152 : 제2 정공 수송층
154 : 제2 발광층 156 : 제2 전자 수송층
158 : 전자 주입층 100 substrate 110: first electrode
112: hole injection layer 114: hole transport layer
116: electron transport layer 118: electron injection layer
119: second electrode 122: first light emitting layer
124: second light emitting layer 126: interlayer organic layer
130: first stack 132: first hole injection layer
134: first hole transport layer 136: first light emitting layer
138: first electron transport layer 140: charge generating layer
142: N type organic layer 144: P type organic layer
150: second stack 152: second hole transport layer
154: second emission layer 156: second electron transport layer
158: electron injection layer
Claims (8)
상기 제1 전극과 제2 전극 사이에 형성되며, 하나의 호스트에 460nm~465nm의 파장대의 범위를 가지는 형광 노멀 블루 도펀트가 도핑되는 제1 발광층;
상기 제1 발광층 상부 또는 하부에 형성되어 하나의 호스트에 560nm~570nm의 파장대의 범위를 가지는 인광 옐로우 도펀트와 570nm~580nm의 파장대의 범위를 가지는 형광 오렌지 도펀트가 도핑되는 제2 발광층를 포함하는 백색 유기 발광 소자. First and second electrodes opposed to each other on a substrate;
A first light emitting layer formed between the first electrode and the second electrode and doped with a fluorescent normal blue dopant having a wavelength range of 460 nm to 465 nm in one host;
A white organic light emitting layer including a phosphorescent yellow dopant formed on the first emission layer or under the first emission layer and doped with a phosphorescent yellow dopant having a wavelength range of 560 nm to 570 nm and a fluorescent orange dopant having a wavelength range of 570 nm to 580 nm device.
상기 제1 전극과 제2 전극 사이에 정공 주입층, 제1 정공 수송층, 제1 발광층, 제1 전자 수송층이 순차적으로 적층된 제1 스택;
상기 제1 스택과 제2 전극 사이에 제2 정공 수송층, 제2 발광층, 제2 전자 수송층, 전자 주입층이 순차적으로 적층된 제2 스택;
상기 제1 스택과 제2 스택 사이에 형성되어 각 스택들 간의 전하 균형 조절을 하는 전하 생성층을 포함하며,
상기 제1 발광층은 하나의 호스트에 460nm~465nm의 파장대의 범위를 가지는 형광 노멀 블루 도펀트가 도핑되며,
상기 제2 발광층은 하나의 호스트에 560nm~570nm의 파장대의 범위를 가지는 인광 옐로우 도펀트와 570nm~580nm의 파장대의 범위를 가지는 형광 오렌지 도펀트가 도핑되는 백색 유기 발광 소자. First and second electrodes opposed to each other on a substrate;
A first stack in which a hole injection layer, a first hole transport layer, a first light emitting layer, and a first electron transport layer are sequentially stacked between the first electrode and the second electrode;
A second stack in which a second hole transport layer, a second light emitting layer, a second electron transport layer, and an electron injection layer are sequentially stacked between the first stack and the second electrode;
A charge generation layer formed between the first stack and the second stack to control charge balance between the stacks;
The first light emitting layer is doped with a fluorescent normal blue dopant having a wavelength range of 460nm to 465nm in one host,
The second light emitting layer is a white organic light emitting device doped with a phosphorescent yellow dopant having a wavelength range of 560nm ~ 570nm and a fluorescent orange dopant having a wavelength range of 570nm ~ 580nm in one host.
The white organic light emitting diode of claim 7, wherein the second emission layer is formed by co-deposition of the phosphorescent yellow dopant and the fluorescent orange dopant in one host.
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