KR20130066743A - Organic light emitting diode display device - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 유기발광다이오드표시장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 제 2 전극 상부에 은을 포함한 캡핑층이 형성된 유기발광다이오드표시장치에 관한 것이다.
The present invention relates to an organic light emitting diode display device, and more particularly, to an organic light emitting diode display device in which a capping layer containing silver is formed on an upper portion of a second electrode.
최근, 박형화, 경량화, 저 소비전력화 등의 우수한 특성을 가지는 평판표시장치(flat panel display)가 널리 개발되어 다양한 분야에 적용되고 있다. 2. Description of the Related Art Flat panel displays having excellent characteristics such as thinning, lightening, and low power consumption have been widely developed and applied to various fields.
이중, 유기발광다이오드표시장치(organic light emitting diode display device: OLED, 이하 유기발광표시장치)는 전자 주입 전극인 음극과 정공 주입 전극인 양극 사이에 형성된 발광층에 전자 및 정공을 주입하여 전자와 정공이 쌍을 이룬 후 소멸하면서 빛을 내는 소자이다. 이러한 유기발광표시장치는 플라스틱과 같은 유연한 기판(flexible substrate) 위에도 형성할 수 있을 뿐 아니라, 자체 발광에 의해 색감이 뛰어나며, 낮은 전압에서(10V이하) 구동이 가능한 바, 전력 소모가 비교적 적다는 장점이 있다. In an organic light emitting diode (OLED) display device, electrons and holes are injected into a light emitting layer formed between a cathode, which is an electron injection electrode, and a cathode, which is a hole injection electrode, It is a device that emits light while paired and disappears. Such an organic light emitting display device can be formed on a flexible substrate such as plastic, and has excellent color by self-luminous and can be driven at a low voltage (10V or less). There is this.
이때, 유기발광표시장치는 예를 들면, 레드(red), 그린(green) 및 블루(blue) 부화소영역 각각에 대응되는 각각 레드, 그린 및 블루 발광층을 포함한다. The organic light emitting display includes red, green, and blue light emitting layers corresponding to red, green, and blue sub pixel regions, respectively.
이하, 도 1을 참조하여 설명한다. 도 1은 일반적인 유기발광표시장치의 단면도를 개략적으로 도시한 도면이다. A description with reference to FIG. 1 is as follows. 1 is a schematic cross-sectional view of a conventional OLED display.
도 1에 도시된 바와 같이, 제 1 전극(1) 상부에는 정공수송층(2)이 레드, 그린 및 블루 부화소영역(R, G, B)에 공통으로 형성된다. As shown in FIG. 1, a
정공수송층(2) 상부에는 그린 보조정공수송층(3)과 레드 보조정공수송층(4)이 형성되고, 이어서, 레드 발광층(5), 그린 발광층(6), 블루 발광층(7)이 각각 레드, 그린 및 블루 부화소영역(R, G, B)에 형성된다. The green auxiliary
레드, 그린 및 블루 발광층(5, 6, 7) 상부에는 전자수송층(8)이 형성된다. 또한, 전자수송층(8) 상부에는 제 2 전극(9)이 형성된다.The
이러한 일반적인 유기발광표시장치는 제 2 전극(9)이 외부에 노출되어 있는 바, 제 2 전극(9)이 쉽게 훼손되는 문제점이 있다. In the general organic light emitting display device, since the
또한, 발광층(5, 6, 7)에서 생성된 빛은 효율적으로 추출되지 못하고, 다수의 층을 통과함으로써 빛이 손실되는 문제점이 있다. 이에 따라, 색감이 떨어지게 되는 문제점이 있다. In addition, the light generated in the
본 발명은, 제 2 전극 상부에 은을 포함한 캡핑층을 형성함으로써, 제 2 전극의 훼손을 방지하고 광 추출 효과가 저하되는 문제점을 해결하는데 그 목적이 있다.
An object of the present invention is to provide a capping layer containing silver on an upper portion of the second electrode, thereby preventing the damage of the second electrode and reducing the light extraction effect.
본 발명은, 기판 상부에 형성되는 제 1 전극과; 상기 제 1 전극 상부에 형성되고, 제 1 물질을 포함하는 정공수송층과; 상기 정공수송층 상부에 형성되고, 제 2 물질을 포함하는 발광층과; 상기 발광층 상부에 형성되고, 제 3 물질을 포함하는 전자수송층과; 상기 전자수송층 상부에 형성되는 제 2 전극과; 상기 제 2 전극 상부에 형성되고, 유기물질과 금속물질을 포함하는 캡핑층을 포함하는 유기발광다이오드표시장치를 제공한다.The present invention, the first electrode formed on the substrate; A hole transport layer formed on the first electrode and comprising a first material; An emission layer formed on the hole transport layer and including a second material; An electron transport layer formed on the emission layer and including a third material; A second electrode formed on the electron transport layer; An organic light emitting diode display device is formed on the second electrode and includes a capping layer including an organic material and a metal material.
상기 금속물질은 은(Ag)인 것을 특징으로 한다.The metal material is characterized in that silver (Ag).
상기 은(Ag)의 함량은 10%미만인 것을 특징으로 한다.The content of silver (Ag) is characterized in that less than 10%.
상기 유기물질은, 상기 제 1 내지 제 3 물질 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.The organic material is any one of the first to third materials.
상기 캡핑층의 두께는 500~800Å인 것을 특징으로 한다.
The thickness of the capping layer is characterized in that 500 ~ 800Å.
본 발명의 실시예에 따른 유기발광표시장치는, 제 2 전극 상부에 은을 포함한 캡핑층을 형성함으로써, 광 추출 효과를 극대화 할 수 있는 효과를 제공한다.The organic light emitting display device according to the embodiment of the present invention provides an effect of maximizing light extraction by forming a capping layer including silver on the second electrode.
이에 따라, 빛의 손실을 줄일 수 있는 바 색감이 우수한 유기발광표시장치를 제공한다.
Accordingly, an organic light emitting display device having excellent bar color that can reduce light loss is provided.
도 1은 일반적인 유기발광표시장치의 단면도를 개략적으로 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 유기발광표시장치의 부화소영역의 단면도의 일예.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 유기발광표시장치의 일부를 개략적으로 도시한 단면도로서, 레드, 그린 및 블루 부화소영역에 형성된 발광다이오드를 개략적으로 도시한 도면.
도 4는 은 나노 입자에 의해 빛이 흡광 및 산란되는 것을 보여주는 도면.
도 5는 은 나노 입자에 의해서 표면 플라즈몬 공명 현상이 일어나는 것을 보여주는 도면.
도 6은, 은 함량에 따라 변화되는 캡핑층의 표면을 촬영한 실사.
도 7은 챔버 내에 기판이 안착되어 캡핑층을 형성하는 과정을 보여주는 개략적인 도면. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 schematically shows a cross-sectional view of a general organic light emitting display device. FIG.
2 is an example of a cross-sectional view of a subpixel area of an organic light emitting display device according to an exemplary embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional view schematically illustrating a part of an organic light emitting display device according to an exemplary embodiment of the present invention, and schematically illustrates a light emitting diode formed in red, green, and blue subpixel regions.
4 is a view showing that light is absorbed and scattered by silver nanoparticles.
5 shows surface plasmon resonance caused by silver nanoparticles.
6 is a photograph of the surface of the capping layer is changed according to the silver content.
7 is a schematic diagram illustrating a process of forming a capping layer by mounting a substrate in a chamber.
이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 유기발광표시장치에 대해서 설명한다.Hereinafter, an organic light emitting diode display according to the present invention will be described with reference to the drawings.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 유기발광표시장치의 부화소영역의 단면도의 일예이다.2 is an example of a cross-sectional view of a subpixel area of an organic light emitting display device according to an exemplary embodiment of the present invention.
먼저, 도 2에 도시한 바와 같이, 기판(110)에는 부화소영역(SP)이 정의된다.First, as shown in FIG. 2, the subpixel area SP is defined in the
여기서, 기판(110)은 투명한 유리재질로 이루어지거나 또는 유연성이 우수한 투명한 플라스틱이나 또는 고분자 필름으로 이루어진다. Here, the
부화소영역(SP)은 예를 들면, 적, 녹 및 청색 빛을 발하는 레드, 그린 및 블루 부화소영역(도 3의 R, G, B)을 포함할 수 있다.The subpixel area SP may include, for example, red, green, and blue subpixel areas (R, G, and B of FIG. 3) that emit red, green, and blue light.
또한, 부화소영역(SP)에는 스위칭 박막트랜지스터(도시하지 않음) 및 구동트랜지스터(DTr)가 형성되며, 구동트랜지스터(DTr)의 드레인전극(136)과 연결되어 제 1 전극(147) 예를 들면 양극이 형성된다. A switching thin film transistor (not shown) and a driving transistor DTr are formed in the sub pixel area SP and connected to the
제 1 전극(147) 상부에는 발광물질층(155)이 형성되며, 발광물질층(155)은 레드, 그린 및 블루 부화소영역(도 3의 R, G, B)에 대응하여, 서로 다른 패턴을 가질 수 있으며, 이에 대해서는 차후 도 3을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.
The light
기판(110)에 있어서 부화소영역(SP), 구동트랜지스터(DTr)가 형성될 위치에는 폴리실리콘으로 이루어지며 채널을 이루는 제 1 영역(113a), 그리고 제 1 영역(113a) 양 측면에 고농도의 불순물이 도핑된 제 2 영역(113b)으로 구성된 반도체층(113)이 형성된다. 이때, 반도체층(113)과 기판(110) 사이에는, 예를 들어, 무기절연물질인 산화실리콘(SiO2) 또는 질화실리콘(SiNx)으로 이루어진 절연층(도시하지 않음)이 기판(110) 전면(全面)에 더 형성될 수도 있다. 이러한 절연층을 상기 반도체층 하부에 구비하는 것은 상기 반도체층(113)의 결정화 시 기판(110) 내부로부터 나오는 알칼리 이온의 방출에 의한 상기 반도체층(113)의 특성 저하를 방지하기 위함이다. The
또한, 반도체층(113)을 덮으며 게이트절연막(116)이 기판(110) 전면에 형성되고, 게이트절연막(116) 위로는 반도체층(113)의 제 1 영역(113a)에 대응하여 게이트전극(120)이 형성된다. A gate
또한, 게이트절연막(116) 위에는, 스위칭트랜지스터의 게이트 전극(230)과 연결되며 일 방향으로 연장된 게이트배선(도시하지 않음)이 형성된다. 이때, 게이트전극(120)과 게이트배선(도시하지 않음)은 저저항 특성을 갖는 제 1 금속물질 예를 들면 알루미늄(Al), 알루미늄 합금(AlNd), 구리(Cu), 구리합금, 몰리브덴(Mo), 몰리티타늄(MoTi) 중 어느 하나로 이루어질 수 있다. A gate wiring (not shown) extending in one direction is formed on the gate
한편, 게이트전극(120)과 게이트배선(도시하지 않음) 위로 기판(110) 전면에 절연물질, 예를 들면, 무기절연물질인 산화실리콘(SiO2) 또는 질화실리콘(SiNx)으로 이루어진 층간절연막(123)이 형성된다. 이때, 층간절연막(123)과 그 하부의 게이트절연막(116)에는 반도체층의 제 2 영역(113b) 각각을 노출시키는 반도체층 콘택홀(125)이 구비된다. Meanwhile, an
또한, 반도체층 콘택홀(125)을 포함하는 층간절연막(123) 상부에는 게이트 배선(도시하지 않음)과 교차하여 부화소영역(SP)을 정의하며, 제 2 금속물질, 예를 들면 알루미늄(Al), 알루미늄 합금(AlNd), 구리(Cu), 구리합금, 몰리브덴(Mo), 몰리티타늄(MoTi), 크롬(Cr), 티타늄(Ti) 중 어느 하나 또는 둘 이상의 물질로 이루어진 데이터 배선(도시하지 않음)과, 이와 이격하여 전원배선(도시하지 않음)이 형성된다. 이때, 전원배선(도시하지 않음)은 상기 게이트 배선(도시하지 않음)이 형성된 층, 즉 게이트 절연막(116) 상에 게이트배선(도시하지 않음)과 이격하며 나란하게 형성될 수도 있다. On the upper surface of the interlayer
층간절연막(123) 위에는, 서로 이격되고 상기 반도체층 콘택홀(125)을 통해 노출된 상기 제 2 영역(113b)과 각각 접촉하며, 상기 데이터 배선(도시하지 않음)과 동일한 제 2 금속물질로 이루어진 소스 및 드레인 전극(133, 136)이 형성된다. The second interlayer
이때, 순차 적층된 반도체층(113)과, 게이트절연막(116), 게이트전극(120), 층간절연막(123)은, 서로 이격하며 형성된 소스 및 드레인 전극(133, 136)과 함께 구동트랜지스터(DTr)를 이룬다. The
여기서, 도시하지는 않았으나 구동트랜지스터(DTr)와 동일한 적층 구조를 갖는 스위칭트랜지스터도 기판(110) 상에 형성된다. Here, although not shown, a switching transistor having the same lamination structure as the driving transistor DTr is formed on the
한편, 구동트랜지스터(DTr) 위로는 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)의 드레인전극(136)을 노출시키는 드레인콘택홀(143)을 갖는 보호층(140)이 형성된다. A
또한, 보호층(140) 위로는 구동트랜지스터(DTr)의 드레인전극(136)과 드레인콘택홀(143)을 통해 접촉되며, 제 1 전극(147)이 형성된다. The
다음, 제 1 전극(147) 위로 부화소영역(SP)의 경계에는 절연물질 특히 유기절연물질, 예를 들면, 벤조사이클로부텐(BCB), 폴리이미드 수지 또는 포토아크릴(photo acryl)로 이루어진 뱅크(150)가 형성된다. 이때 뱅크(150)는 부화소영역(SP)을 둘러싸는 형태로 상기 제 1 전극(147)의 가장자리와 중첩하도록 형성될 수 있다. Next, a bank (not shown) made of an insulating material, for example, an organic insulating material such as benzocyclobutene (BCB), polyimide resin, or photo acryl is formed at the boundary of the sub- 150 are formed. At this time, the
또한, 뱅크(150)로 둘러싸인 부화소영역(SP) 내의 제 1 전극(147) 위로는 발광물질층(155)이 형성된다. A light
발광물질층(155)과 뱅크(150)의 상부에는 제 2 전극(158)이 형성된다. A
이때, 제 1 전극(147)과 발광물질층(155) 및 제 2 전극(158)은 발광다이오드(E)를 이룬다.
At this time, the
이하, 도 3을 더욱 참조하여, 레드, 그린 및 블루 부화소영역에 형성된 발광다이오드(E)에 대해서 보다 상세하게 살펴본다.
Hereinafter, the light emitting diodes E formed in the red, green, and blue subpixel regions will be described in more detail with reference to FIG. 3.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 유기발광표시장치의 일부를 개략적으로 도시한 단면도로서, 레드, 그린 및 블루 부화소영역에 형성된 발광다이오드를 개략적으로 도시한 도면이다.
3 is a cross-sectional view schematically illustrating a part of an organic light emitting display device according to an exemplary embodiment of the present invention, and schematically illustrates a light emitting diode formed in red, green, and blue subpixel regions.
도 3에 도시한 바와 같이, 기판(도 2의 110)에는 예를 들면, 레드, 그린 및 블루 부화소영역(R, G, B)이 정의된다. As shown in FIG. 3, for example, red, green, and blue subpixel regions R, G, and B are defined in the substrate (110 of FIG. 2).
또한, 레드, 그린 및 블루 부화소영역(R, G, B) 각각은, 제 1 전극(147) 및 제 2 전극(158)과, 그리고 제 1 및 제 2 전극(147, 158) 사이에 형성되는 발광물질층(155)과, 제 2 전극(158) 상부에 형성된 캡핑층(capping layer: CPL, 250)을 포함한다. In addition, each of the red, green, and blue subpixel regions R, G, and B is formed between the
구체적으로, 제 1 전극(147)은 기판(110) 상부에 레드, 그린 및 블루 부화소영역(R, G, B) 각각에 대응하여 형성된다. Specifically, the
여기서, 제 1 전극(147)은 반사전극으로서, 은(Ag), 알루미늄(Al), 금(Au), 백금(Pt), 크롬(Cr) 또는 이들을 함유하는 합금 등과 같은 반사형 금속층과, 반사형 금속층 상부에 인듐-틴-옥사이드(indium tin oxide: ITO), IZO(indium zinc oxide), ITZO(indium tin zinc oxide) 또는 AZO(Al2O3 doped ZnO)와 같이 일함수가 높은 물질로 이루어지는 투명 도전성 물질층을 포함한다.Here, the
제 2 전극(158)은 반투명 전극으로서, 마그네슘(Mg)과 은(Ag)의 합금(Mg:Ag)으로 이루어질 수 있으며, 또는 은(Ag), 알루미늄(Al), 금(Au), 백금(Pt) 또는 크롬(Cr) 등의 금속이나 이러한 금속을 함유하는 합금일 수 있다. The
이때, 제 2 전극(158)은 예를 들면 5% 이상의 반사율과 50%의 투과율을 달성할 수 있는 두께를 가지는 것이 바람직하다.At this time, it is preferable that the
제 1 전극(147)은 빛을 반사시키는 반사전극의 역할을 하고, 제 2 전극(158)은 빛의 일부를 통과시키고, 일부를 반사시키는 반투명전극의 역할을 한다.The
이에 따라, 발광물질층(155)으로부터 방출된 빛의 일부는 제 2 전극(158)을 통과하여 외부로 출사되고, 발광물질층(155)으로부터 방출된 빛의 일부는 제 2 전극(158)을 통과하지 못하고, 다시 제 1 전극(147)으로 돌아간다.Accordingly, a part of the light emitted from the light emitting
다시 말하면, 반사층으로 작용하는 제 1 전극(147)과 제 2 전극(158) 사이에서 빛은 반복적인 반사가 일어나게 되는데, 이와 같은 현상을 마이크로 캐버티(micro cavity) 현상이라 한다. In other words, light is repeatedly reflected between the
즉, 본 발명의 실시예에서는 빛의 광학적 공진(resonance) 현상을 이용하여, 광효율을 증가시키고 발광다이오드(E)의 발광 순도를 조율한다. That is, in the embodiment of the present invention, the optical resonance phenomenon of the light is used to increase the light efficiency and to adjust the light emitting purity of the light emitting diode E.
이때, 레드, 그린 및 블루 부화소영역(R, G, B) 각각의 발광물질층(155)에서 방출되는 빛의 파장이 다르기 때문에, 제 1 전극(147)과 제 2 전극(158) 사이의 거리로 정의되는 마이크로 캐버티의 두께를 달리하게 된다. Since the wavelengths of light emitted from the light emitting material layers 155 of the red, green, and blue sub-pixel regions R, G, and B are different from each other, The thickness of the microcavity defined by the distance is different.
구체적으로, 레드 부화소영역(R)에서 제 1 및 제 2 전극(147, 158) 사이의 거리를 제 1 거리(d1), 그린 부화소영역(G)에서 제 1 및 제 2 전극(147, 158) 사이의 거리를 제 2 거리(d2), 블루 부화소영역(B)에서 제 1 및 제 2 전극(147, 158) 사이의 거리를 제 3 거리(d3)로 정의 할 때, 파장이 가장 긴 적색 빛을 방출하는 레드 부화소영역(R)의 제 1 거리(d1)가 가장 큰 값을 가지고, 파장이 가장 짧은 청색 빛을 방출하는 블루 부화소영역(B)의 제 3 거리(d3)가 가장 짧은 값을 가진다. 즉, 제 1 거리(d1) > 제 2 거리(d2) > 제 3 거리(d3)가 된다. 이와 같이 제 1 거리(d1), 제 2 거리(d2) 및 제 3 거리(d3)를 조절하기 위하여, 레드 부화소영역(R)에는 레드 보조정공수송층(R’HTL, 221)이 형성되며, 그린 부화소영역(G)에는 그린 보조정공수송층(G’HTL, 222)이 형성된다.
Specifically, the distance between the first and
발광물질층(155)은 순차적으로 적층 된 정공주입층(hole injecting layer: HIL, 210)과, 정공수송층(hole transporting layer: HTL, 220)과, 발광층(230)과, 전자수송층(240)을 포함할 수 있다. The light emitting
또한, 발광물질층(155)은, 레드 부화소영역(R)의 발광층(230) 하부에 형성된 레드 보조정공수송층(221)과 그린 부화소영역(G)의 발광층(230) 하부에 형성된 그린 보조정공수송층(222)을 포함할 수 있다.In addition, the light emitting
이하, 각각에 대해서 살펴보면, 먼저 정공주입층(210)과 정공수송층(220)은 레드, 그린 및 블루 부화소영역(R, G, B)에 공통으로 형성되어, 정공의 주입 및 수송을 원활하게 하는 역할을 한다. 이때, 정공주입층(210)과 정공수송층(220) 중 어느 하나의 층은 생략될 수 있다.Hereinafter, the
여기서, 정공수송층(220)은 예를 들면 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 이루어 질 수 있다.Here, the
발광층(230) 상부의 레드, 그린 및 블루 부화소영역(R, G, B)에 공통으로 형성되는 전자수송층(240)은 전자의 수송을 원활하게 하는 역할을 한다. The
전자수송층(240)은 예를 들면, Alq3, PBD, TAZ, spiro-PBD, BAlq 및 SAlq로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상으로 이루어 질 수 있다. For example, the
한편, 도시하지는 않았으나, 전자수송층(ETL, 240) 상부에는 전자의 주입을 원활하게 하기 위하여 전자주입층이 더욱 형성될 수 있다.
On the other hand, although not shown, an electron injection layer may be further formed on the electron transport layer (ETL) 240 to facilitate the injection of electrons.
발광층(230)은, 레드, 그린 및 블루 부화소영역(R, G, B)에 대응하여, 레드 발광층(R-EML, 231)과, 그린 발광층(G-EML, 232)과, 블루 발광층(B-EML, 233)을 포함할 수 있다.The
또한, 발광층(230)은, 호스트(host) 및 도펀트(dopant)를 포함할 수 있다. 발광층(230)은 예를 들면, 레드 부화소영역(R), 그린 부화소영역(G) 및 블루 부화소영역(B)에 대응하여 적색, 녹색 및 청색을 발광하는 물질을 포함할 수 있으며, 이러한 발광물질로서 인광 또는 형광물질을 이용할 수 있다.In addition, the
여기서, 발광층(230)의 호스트 물질로서 예를 들면 CBP(carbazole biphenyl) 또는 mCP(1, 3-bis(carbazol-9-yl)가 이용될 수 있다.Here, for example, CBP (carbazole biphenyl) or mCP (1, 3-bis (carbazol-9-yl)) may be used as the host material of the
한편, 레드 발광층(231) 및 그린 발광층(232) 각각의 하부에 형성된 레드 보조정공수송층(221)과 그린 보조정공수송층(222)은 제 1 및 제 2 전극(147, 158) 사이의 거리를 조절하여, 마이크로 캐버티를 구현한다.
Meanwhile, the red auxiliary
이하, 캡핑층(250)에 대해서 보다 상세하게 살펴본다. Hereinafter, the
본 발명의 실시예에 따른 캡핑층(250)은 광 추출 효과를 증가시키기 위한 것으로서, 유기물질(OM)과 금속물질(MM)을 포함할 수 있다.The
여기서, 유기물질(OM)은 예를 들면 정공 이동도 특성이 우수한 물질 즉, 정공수송층(220), 레드 및 그린 보조정공수송층(221, 222)과, 레드, 그린 및 블루 발광층(231, 232, 233)의 호스트 물질 중 어느 하나와 동일한 물질로 이루어 질 수 있다. 또는, 유기물질(OM)은 예를 들면 전자수송층(240)과 같이 전자 이동도 특성이 우수한 물질로 이루어 질 수 있다. The organic material OM is, for example, a material having excellent hole mobility characteristics, that is, the
금속물질(MM)은 예를 들면, 전이금속, 알카리금속, 알카리토금속, 희토류 금속 및 이들의 합금으로 이루어질 수 있는데, 구체적으로, 은(Ag), 마그네슘-은 합금(Mg:Ag), 사마리움(samarium, Sm) 중 어느 하나로 이루어 질 수 있으며, 바람직하게는 은이 된다.The metal material (MM) may be composed of, for example, transition metals, alkali metals, alkaline earth metals, rare earth metals, and alloys thereof, and specifically, silver (Ag), magnesium-silver alloy (Mg: Ag), samarium (samarium, Sm), and may be made of silver.
캡핑층(250)에 금속물질(MM)을 포함시키는 이유는, 캡핑층(250)에서 표면 플라즈몬 공명(surface plasmon resonance) 현상을 일으켜, 빛의 산란과 흡수를 동시에 증가시킴으로써 광추출 효과를 더욱 우수하게 하기 위함이다.The reason for including the metal material (MM) in the
먼저, 표면 플라즈몬 공명 현상에 대해서 설명한다. First, the surface plasmon resonance phenomenon is demonstrated.
여기서, 플라즈몬이란 물질 내의 전자들이 동시에 진동하는 현상으로 전자들의 파동(waves of electrons)을 의미한다.Here, plasmon is a phenomenon in which electrons in a material vibrate simultaneously, meaning waves of electrons.
수 많은 자유전자를 포함하고 있는 금속은, 나노(nano) 크기가 되면 자유전자의 거동에 의해 표면 플라즈몬 공명 특성이 나타남으로써, 독특한 광학적 특성을 가지게 된다. Metals containing a large number of free electrons have a unique optical property by exhibiting surface plasmon resonance characteristics due to the behavior of free electrons when they become nano.
구체적으로, 표면 플라즈몬 공명이란 금속의 나노 입자 표면과, 물 또는 공기 등의 유전체 사이에 빛이 입사되면 빛이 가지는 특정 에너지의 전자기장과의 공명으로 인하여, 금속 표면의 자유전자들이 집단적으로 진동하는 현상을 말한다. Specifically, surface plasmon resonance refers to a phenomenon in which free electrons of a metal surface vibrate collectively due to resonance between a surface of a metal nanoparticle of metal and a dielectric such as water or air due to resonance of a specific energy of light. Say
즉, 표면 플라즈몬 공명은 금속박막 표면에서 일어나는 자유전자들의 집단적 진동(collective charge density oscillation)이며, 이에 의해 발생한 표면 플라즈몬파(surface plasmon wave)는 금속과, 금속과 인접한 유전물질의 경계면을 따라 진행하는 표면전자기파이다.In other words, surface plasmon resonance is a collective charge density oscillation of free electrons occurring on the surface of the metal thin film, and the surface plasmon waves generated by this process travel along the interface between the metal and the dielectric material adjacent to the metal. Surface electromagnetic waves.
여기서, 도 4 및 도 5를 참조하여 은 나노 입자에 의한 표면 플라즈몬 공명 현상에 대해서 살펴 본다. Here, with reference to Figures 4 and 5 looks at the surface plasmon resonance phenomenon by the silver nanoparticles.
도 4는 은 나노 입자에 의해 빛이 흡광 및 산란되는 것을 보여주는 도면이고, 도 5는 은 나노 입자에 의해서 표면 플라즈몬 공명 현상이 일어나는 것을 보여주는 도면이다. 4 is a view showing that light is absorbed and scattered by silver nanoparticles, and FIG. 5 is a view showing that surface plasmon resonance occurs by silver nanoparticles.
먼저, 도 4에 도시한 바와 같이, 은 나노 입자(AN)는 유기물질(OM)을 통과한 빛(L)을 강하게 흡광한다. 또한, 은 나노 입자(AN)에 의해서 흡광 된 빛(L)은, 은 나노 입자(AN) 표면과 접하게 되면 사방으로 산란됨으로써 산란광(SL)이 된다.First, as shown in FIG. 4, the silver nanoparticles AN strongly absorb light L that has passed through the organic material OM. In addition, the light L absorbed by the silver nanoparticles AN becomes scattered light SL by being scattered in all directions when it comes into contact with the surface of the silver nanoparticles AN.
즉, 은 나노 입자(AN)는 가시광 영역의 빛과 강하게 공명하여 빛을 강하게 흡광하고, 흡광된 빛을 산란시킴으로써 더 많은 광자를 방출 할 수 있도록 한다. 따라서, 은(Ag)은 효율적으로 표면 플라즈몬 공명 현상을 유도할 수 있는 우수한 금속이다.That is, the silver nanoparticles (AN) resonates strongly with light in the visible light region, thereby absorbing light strongly and scattering the absorbed light to emit more photons. Therefore, silver (Ag) is an excellent metal capable of efficiently inducing surface plasmon resonance.
도 5를 살펴보면, 먼저 캡핑층(250)은 예를 들면 유기물질(OM)과 은 나노 입자(AN)를 포함한다. Referring to FIG. 5, first, the
여기서, 유기물질(OM)과 은 나노 입자(AN) 표면 사이에 입사한 빛(L1)에 의해서, 은 나노 입자(AN)의 자유전자들이 집단적으로 진동하게 되고, 이러한 자유전자들의 집단적 진동에 의해서 발생한 표면 플라즈몬파(SPW)는 은 나노 입자(AN)와, 이와 인접한 유전체인 유기물질(OM)의 표면을 따라 진행하게 된다. 이에 따라, 표면 플라즈몬 공명 현상이 일어남으로써, 광 추출이 증가된다. Here, the free electrons of the silver nanoparticles (AN) are collectively vibrated by the light L1 incident between the organic material (OM) and the surface of the silver nanoparticles (AN), and by the collective vibrations of the free electrons. The generated surface plasmon wave (SPW) proceeds along the surface of the silver nanoparticle (AN) and the organic material (OM), which is a dielectric adjacent thereto. Accordingly, surface plasmon resonance occurs, whereby light extraction is increased.
이때, 캡핑층(250)에 포함된 은(Ag)은 10% 미만으로 하는 것이 바람직하다.At this time, the silver (Ag) contained in the
그 이유에 대해서 도 6을 함께 참조하여 설명한다. 도 6은, 은 함량에 따라 변화되는 캡핑층(250)의 표면을 촬영한 실사이다. The reason will be described with reference to FIG. 6 together. FIG. 6 is a photographed image of the surface of the
먼저, 도 6의 (A)는 은의 함량이 0%이고, (B)는 은의 함량이 5%이고, (C)는 은의 함량이 10%이다.First, (A) of FIG. 6 has a content of silver of 0%, (B) has a content of silver of 5%, and (C) has a content of silver of 10%.
은의 함량이 5%가 되면, 도 6의 (B)에서 보는 바와 같이 올록 볼록한 패턴(LP)이 생기기 시작하고, 은의 함량이 10%가 되면, 도 6의 (C)에서 보는 바와 같이 올록 볼록한 패턴(LP)이 더욱 심해진다. 이러한, 올록 볼록한 패턴(LP)에 의해 캡핑층(250)의 표면은 거칠어지게 되고, 거칠어진 표면은 빛의 진행 경로를 방해하게 되는 바 오히려 광 추출 효과를 떨어뜨린다. When the content of silver reaches 5%, the convex pattern LP starts to appear as shown in FIG. 6B, and when the content of silver reaches 10%, the convex pattern as shown in FIG. 6C. (LP) gets worse. Due to the convex pattern LP, the surface of the
또한, 은의 함량이 10% 이상이거나 은을 박막으로 형성할 경우, 블루 쉬프트(blue shift) 현상이 발생하게 된다. 이는, 은은 반사율과 흡수율이 높은 금속물질로서, 은의 함량이 높을 경우 발광층(도 3의 230)에서 발광된 빛은 순수한 성질 예를 들면, 원래 파장을 잃고 은의 반사율과 흡수율에 따라 다른 파장으로 변하기 때문이다. 즉, 은의 함량이 10% 이상이 되면, 발광층(230)에서 발광된 빛은 은에 의해 매우 강하게 흡수 및 반사됨으로써 블루 쉬프트 현상이 나타나게 된다.In addition, when the silver content is 10% or more or when silver is formed as a thin film, a blue shift phenomenon occurs. This is because silver is a metal material having high reflectance and high absorption, and when the content of silver is high, the light emitted from the light emitting layer (230 of FIG. 3) loses its original wavelength, for example, changes its wavelength according to the reflectance and absorption of silver. to be. That is, when the content of silver is 10% or more, the light emitted from the
따라서, 빛의 광 효율을 증가시키기 위해서, 캡핑층(250)은 10% 미만의 은을 포함하는 것이 바람직하다.Thus, to increase the light efficiency of the light, the
한편, 캡핑층(250)의 두께는 예를 들면, 500~800Å이 될 수 있다. On the other hand, the thickness of the
이하, [표 1]을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 효과를 살펴본다. [표 1]은 일반적인 유기발광표시장치의 부화소영역(Ref)과, 본 발명의 실시예에 따른 유기발광표시장치의 부화소영역 각각의 특성을 나타낸 시뮬레이션 결과이다. Hereinafter, with reference to [Table 1], looks at the effects according to the embodiment of the present invention. Table 1 shows simulation results showing the characteristics of each of the subpixel regions Ref of the organic light emitting display and the subpixel regions of the organic light emitting display according to the exemplary embodiment of the present invention.
여기서, V는 구동전압, cd/A는 광의 세기, Im/W는 전력 효율, CIE_x 및 CIE_y 각각은 색좌표의 x축과 y축 값을 나타내고, SPR효과는 비교예보다 실시예에서 증가된 표면 플라즈몬 공명 효과를 보여주는 수치이다.Where V is the driving voltage, cd / A is the light intensity, Im / W is the power efficiency, and CIE_x and CIE_y are the x- and y-axis values of the color coordinates, respectively, and the SPR effect is increased in the embodiment than in the comparative example. This figure shows the resonance effect.
또한, 캡핑층(250)의 두께는 630Å이고, 괄호 안의 수치는 은의 함량은 5%이다.In addition, the thickness of the
[표 1]에서 보는 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 유기발광표시장치의 레드, 그린 및 블루 부화소영역 각각의 색좌표값은 일반적인 유기발광표시장치와 유사하다.As shown in Table 1, the color coordinate values of each of the red, green, and blue subpixel regions of the organic light emitting display according to the exemplary embodiment of the present invention are similar to those of the general organic light emitting display.
또한, 블루 부화소영역의 경우, 실시예에서는 비교예(Ref) 보다 광의 세기가 0.5(cd/A), 전력효율이 0.4(Im/W), 표면 플라즈몬 공명 효과는 약 12%가 증가한다.In addition, in the case of the blue subpixel area, the intensity of light is 0.5 (cd / A), power efficiency is 0.4 (Im / W), and surface plasmon resonance effect is increased by about 12% in comparison with the comparative example (Ref).
그린 부화소영역의 경우, 실시예에서는 비교예(Ref) 보다 광의 세기가 약 7.3(cd/A), 전력효율이 약 0.7(Im/W), 표면 플라즈몬 공명 효과는 7.6%가 증가한다.In the case of the green subpixel area, the light intensity is increased by about 7.3 (cd / A), the power efficiency is about 0.7 (Im / W), and the surface plasmon resonance effect is increased by 7.6% in comparison with the comparative example (Ref).
마찬가지로 레드 부화소영역의 경우, 실시예에서는 비교예(Ref) 보다 광의 세기가 약 1(cd/A), 전력효율이 약 1(Im/W), 표면 플라즈몬 공명 효과는 5.6%가 증가한다.Similarly, in the case of the red subpixel area, the light intensity is about 1 (cd / A), the power efficiency is about 1 (Im / W), and the surface plasmon resonance effect is increased by 5.6% in comparison with the comparative example (Ref).
다시 말하면, 본 발명의 실시예에서는 캡핑층(250)에 은을 10%미만 포함시킴으로써, 광의 세기 및 전력 효율을 증가 시킬 뿐만 아니라, 표면 플라즈몬 공명 효과도 함께 증가시킨다. 이에 따라, 캡핑층(250)의 광 추출 효과가 더욱 증가된다.
In other words, in the embodiment of the present invention by including less than 10% silver in the
도 7을 참고하여, 본 발명의 실시예에 따른 캡핑층(250)의 형성 방법에 대해서 간략히 살펴본다. Referring to FIG. 7, a brief description will be given of a method of forming the
도 7은 챔버 내에 기판이 안착되어 캡핑층을 형성하는 과정을 보여주는 개략적인 도면이다. 7 is a schematic diagram illustrating a process of forming a capping layer by mounting a substrate in a chamber.
먼저, 제 2 전극(도 3의 158)이 형성된 기판(110)을 챔버(300) 내에 안착시킨다. First, the
은나노입자분사부(310)는 은 나노 입자(AN)를 분사시키고, 이와 함께 유기물질분사부(320)는 유기물질(OM)을 분사시킨다. 이에 따라, 기판(110) 상부에 은 나노 입자(AN)와 유기무질(OM)이 함께 증착됨으로써, 캡핑층(250)이 형성된다.The silver
이때, 은 나노 입자(AN)의 함량은 캡핑층(250)의 10% 미만이 될 수 있다.
In this case, the content of the silver nanoparticles (AN) may be less than 10% of the
전술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에서는 10% 미만의 은 나노 입자를 유기물질과 함께 증착하여 캡핑층을 형성함으로써, 광 추출 효과를 극대화 시킬 수 있다. 이에 따라, 색감이 우수한 유기발광표시장치가 제공된다.As described above, in the embodiment of the present invention by depositing less than 10% silver nanoparticles with an organic material to form a capping layer, it is possible to maximize the light extraction effect. Accordingly, an organic light emitting display device having excellent color is provided.
또한, 제 2 전극 상부에 캡핑층을 형성함으로써, 제 2 전극을 외부로부터 보호할 수 있어, 유기발광표시장치의 수명이 연장된다.In addition, by forming a capping layer on the second electrode, the second electrode can be protected from the outside, thereby extending the life of the organic light emitting display device.
본 발명은 한 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 이상 다양한 변화와 변형이 가능하다.
The present invention is not limited to the embodiment, and various changes and modifications are possible without departing from the spirit of the present invention.
147: 제 1 전극 158: 제 2 전극 210: 정공주입층
220: 정공수송층 230: 발광층 240: 전자수송층
250: 캡핑층147: first electrode 158: second electrode 210: hole injection layer
220: Hole transport layer 230: Light emitting layer 240: Electron transport layer
250: capping layer
Claims (5)
상기 제 1 전극 상부에 형성되고, 제 1 물질을 포함하는 정공수송층과;
상기 정공수송층 상부에 형성되고, 제 2 물질을 포함하는 발광층과;
상기 발광층 상부에 형성되고, 제 3 물질을 포함하는 전자수송층과;
상기 전자수송층 상부에 형성되는 제 2 전극과;
상기 제 2 전극 상부에 형성되고, 유기물질과 금속물질을 포함하는 캡핑층
을 포함하는 유기발광다이오드표시장치.
A first electrode formed on the substrate;
A hole transport layer formed on the first electrode and comprising a first material;
An emission layer formed on the hole transport layer and including a second material;
An electron transport layer formed on the emission layer and including a third material;
A second electrode formed on the electron transport layer;
A capping layer formed on the second electrode and including an organic material and a metal material.
An organic light emitting diode display device comprising a.
상기 금속물질은 은(Ag)인 것을 특징으로 하는 유기발광다이오드표시장치.
The method of claim 1,
And the metal material is silver (Ag).
상기 은(Ag)의 함량은 10%미만인 것을 특징으로 하는 유기발광다이오드표시장치.
3. The method of claim 2,
The organic light emitting diode display device, characterized in that the content of silver (Ag) is less than 10%.
상기 유기물질은, 상기 제 1 내지 제 3 물질 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 유기발광다이오드 표시장치.
The method of claim 1,
And the organic material is any one of the first to third materials.
상기 캡핑층의 두께는 500~800Å인 것을 특징으로 하는 유기발광다이오드표시장치.The method of claim 1,
The capping layer is an organic light emitting diode display device, characterized in that the thickness of 500 ~ 800Å.
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