KR20150060058A - 유기 발광 장치 - Google Patents
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Abstract
은(Ag) 함량이 마그네슘(Mg) 함량보다 높은 은(Ag)-마그네슘(Mg) 합금을 포함하는 제1 전극, 상기 제1 전극과 마주하는 제2 전극, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 위치하는 발광층, 상기 제1 전극과 상기 발광층 사이에 위치하고 무기 물질을 포함하는 제1 보조층, 및 상기 제1전극과 상기 제1 보조층 사이에 위치하고 일함수가 4.0 eV 이하인 물질을 포함하는 제2 보조층을 포함하는 유기 발광 장치에 관한 것이다.
Description
유기 발광 장치에 관한 것이다.
최근 모니터 또는 텔레비전 등의 경량화 및 박형화가 요구되고 있으며, 이러한 요구에 따라 음극선관(cathode ray tube, CRT)이 액정 표시 장치(liquid crystal display, LCD)로 대체되고 있다. 그러나, 액정 표시 장치는 수발광 소자로서 별도의 백라이트(backlight)가 필요할 뿐만 아니라, 응답 속도 및 시야각 등에서 한계가 있다.
최근 이러한 한계를 극복할 수 있는 표시 장치로서, 유기 발광 장치(organic light emitting diode display, OLED display)가 주목받고 있다.
유기 발광 장치는 두 개의 전극과 그 사이에 위치하는 발광층을 포함하며, 하나의 전극으로부터 주입된 전자(electron)와 다른 전극으로부터 주입된 정공(hole)이 발광층에서 결합하여 여기자(exciton)를 형성하고, 여기자가 에너지를 방출하면서 발광한다.
한편, 발광층에서 발광된 빛은 두 개의 전극 중 적어도 하나를 통과하여 외부로 방출된다. 이 경우 전극의 광학적 특성이 소자 효율에 영향을 미칠 수 있다.
일 구현예는 우수한 암점 제거 효과를 나타내면서, 저흡수율을 가지는 전극을 포함하는 유기 발광 장치를 제공한다.
일 구현예에 따르면, 은(Ag) 함량이 마그네슘(Mg) 함량보다 높은 은(Ag)-마그네슘(Mg) 합금을 포함하는 제1 전극, 상기 제1 전극과 마주하는 제2 전극, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 위치하는 발광층, 상기 제1 전극과 상기 발광층 사이에 위치하고 무기 물질을 포함하는 제1 보조층, 및 상기 제1전극과 상기 제1 보조층 사이에 위치하고 일함수가 4.0 eV 이하인 물질을 포함하는 제2 보조층을 포함하는 유기 발광 장치를 제공한다.
상기 무기 물질은 금속 산화물을 포함할 수 있다.
상기 무기 물질은 WO3, Li2O, 또는 이들의 조합일 수 있다.
상기 제1 보조층은 유기 물질을 더 포함할 수 있다.
상기 제1 보조층은 300Å 내지 500Å의 두께를 가질 수 있다.
상기 일함수가 4.0 eV 이하인 물질은 이테르븀(Yb), 사마륨(Sm), 란탄(La), 이트륨(Y), 칼슘(Ca), 스트론튬(Sr), 세슘(Cs), 루테늄(Ru) 및 바륨(Ba)으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나일 수 있다.
상기 일함수가 4.0 eV 이하인 물질은 이테르븀(Yb)일 수 있다.
상기 제2 보조층은 전자 주입성 물질을 더 포함할 수 있다.
상기 전자 주입성 물질은 LiF, NaF, NaCl, CsF, BaO, 리튬퀴놀레이트, 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나일 수 있다.
상기 일함수가 4.0 eV 이하인 물질 및 전자 주입성 물질은 1:100 내지 100:1의 중량비로 포함될 수 있다.
상기 제2 보조층은 5Å 내지 50Å의 두께를 가질 수 있다.
상기 마그네슘(Mg)은 상기 합금의 총 함량에 대하여 30 부피% 이하로 포함될 수 있다.
상기 마그네슘(Mg)은 상기 합금의 총 함량에 대하여 5 부피% 내지 30 부피%로 포함될 수 있다.
상기 마그네슘(Mg)과 은(Ag)의 혼합비는 1:8 내지 1:12일 수 있다.
상기 제1 전극은 30Å 내지 300Å의 두께를 가질 수 있다.
상기 제1 전극은 500nm 내지 600nm 파장에서 광 투과율이 50% 내지 90%일 수 있다.
전극의 광 흡수율을 낮춤으로써 외부로 발광되는 광 효율이 우수하고, 전극 물질의 확산을 억제하여 암점 발생을 최소화한 유기 발광 장치를 구현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 유기 발광 장치를 도시한 단면도이다.
도 2는 실시예 1, 실시예 2, 비교예 1, 및 비교예 2에 따른 유기 발광 장치의 광 흡수율을 보여주는 그래프이다.
도 3은 실시예 1, 실시예 2, 및 비교예 3에 따른 유기 발광 장치의 광 흡수율 및 광 투과율을 보여주는 그래프이다.
도 4는 실시예 1에 따른 OLED 패널의 TEM 사진이다.
도 5는 비교예 2에 따른 OLED 패널의 TEM 사진이다.
도 2는 실시예 1, 실시예 2, 비교예 1, 및 비교예 2에 따른 유기 발광 장치의 광 흡수율을 보여주는 그래프이다.
도 3은 실시예 1, 실시예 2, 및 비교예 3에 따른 유기 발광 장치의 광 흡수율 및 광 투과율을 보여주는 그래프이다.
도 4는 실시예 1에 따른 OLED 패널의 TEM 사진이다.
도 5는 비교예 2에 따른 OLED 패널의 TEM 사진이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 구현예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 구현예에 한정되지 않는다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우 뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
그러면 도 1을 참고하여 본 발명의 일 구현예에 따른 유기 발광 장치를 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 유기 발광 장치를 도시한 단면도이다.
도 1을 참고하면, 일 구현예에 따른 유기 발광 장치는 기판(10), 하부 전극(20), 하부 전극(20)과 마주하는 상부 전극(40), 그리고 하부 전극(20)과 상부 전극(40) 사이에 개재되어 있는 발광층(30)을 포함한다.
기판(10)은 예컨대 유리와 같은 무기 물질 또는 폴리카보네이트, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리아미드, 폴리에테르술폰 또는 이들의 조합과 같은 유기 물질, 실리콘웨이퍼 등으로 만들어질 수 있다.
하부 전극(20)과 상부 전극(40) 중 하나는 캐소드(cathode)이고 다른 하나는 애노드(anode)이다. 예컨대 하부 전극(20)은 애노드이고 상부 전극(40)은 캐소드일 수 있다.
하부 전극(20)과 상부 전극(40) 중 적어도 하나는 투명 전극이며, 하부 전극(20)이 투명 전극인 경우 기판(10) 측으로 빛을 내는 배면 발광(bottom emission)일 수 있으며 상부 전극(40)이 투명 전극인 경우 기판(10)의 반대 측으로 빛을 내는 전면 발광(top emission)일 수 있다. 또한 하부 전극(20) 및 상부 전극(40)이 모두 투명 전극인 경우 기판(10) 측 및 기판(10)의 반대 측으로 양면 발광할 수 있다.
상기 투명 전극은 은(Ag)-마그네슘(Mg) 합금을 포함한다.
은(Ag)은 전기전도도가 높으면서 광 흡수율이 낮은 금속으로 전기적 특성 및 광학적 특성을 개선할 수 있다. 마그네슘(Mg)은 일 함수가 낮은 금속으로 전하 이동성을 개선할 수 있으며 전극 박막의 강도를 높여 신뢰성을 높일 수 있다.
이 때, 상기 은(Ag)-마그네슘(Mg) 합금은 은(Ag) 함량이 마그네슘(Mg) 함량보다 높은 은 리치(Ag-rich) 합금일 수 있다.
상기 마그네슘(Mg)은 상기 은(Ag)- 마그네슘(Mg) 합금의 총 함량에 대하여 약 30 부피% 이하로 포함될 수 있다. 상기 범위로 포함됨으로써 전극 박막의 안정성은 확보하면서도 광 투과율은 높이고 광 흡수율은 낮춤으로써 효율을 개선할 수 있다. 상기 범위 내에서 상기 마그네슘(Mg)은 상기 은(Ag)- 마그네슘(Mg) 합금의 총 함량에 대하여 5 부피% 내지 30 부피%로 포함될 수 있다.
상기 범위 내에서 상기 마그네슘(Mg)과 은(Ag)의 혼합비는 약 1:8 내지 1:12, 예컨대, 약 1:9 내지 약 1:11일 수 있다. 상기 범위로 혼합됨으로써 은(Ag)-마그네슘(Mg) 합금을 용이하게 형성하면서도 효율을 개선할 수 있다.
상기 투명 전극은 약 30Å 내지 300Å의 두께를 가질 수 있다. 상기 범위의 두께를 가짐으로써 광 투과율은 높이고 광 흡수율을 낮추어 효율을 개선할 수 있다.
상기 투명 전극은 가시광선 영역, 예컨대 약 500nm 내지 600nm, 예컨대 약 550nm의 파장 영역에서 약 50 % 내지 90 %의 광 투과율, 예컨대 약 65 % 내지 85 %의 광 투과율을 가질 수 있다. 상기 투명 전극이 상기 범위의 광 투과율을 가짐으로써 외부로 발광되는 광 효율을 높일 수 있다.
하부 전극(20) 및 상부 전극(40)이 모두 투명 전극인 경우, 하나는 상술한 은(Ag)-마그네슘(Mg) 합금으로 만들어진 전극이고 다른 하나는 상술한 은(Ag)-마그네슘(Mg) 합금 또는 투명 도전성 산화물로 만들어진 전극일 수 있다. 상기 투명 도전성 산화물은 예컨대 인듐 주석 산화물(indium tin oxide, ITO) 또는 인듐 아연 산화물(indium zinc oxide, IZO) 등을 들 수 있다.
하부 전극(20) 및 상부 전극(40) 중 하나가 투명 전극인 경우, 투명 전극은 상술한 은(Ag)-마그네슘(Mg) 합금으로 만들어질 수 있고 다른 하나는 불투명 도전체로 만들어진 반사 전극일 수 있다. 불투명 도전체는 예컨대 알루미늄(Al), 구리(Cu), 몰리브덴(Mo), 은(Ag), 이들의 합금 또는 이들의 조합과 같은 금속을 포함할 수 있다.
예컨대 상부 전극(40)이 캐소드이며 상술한 은(Ag)-마그네슘(Mg) 합금으로 만들어진 투명 전극일 수 있다.
발광층(30)은 적색, 녹색, 청색의 삼원색 등 기본색(primary color) 중 어느 하나의 빛을 고유하게 내는 유기 물질 또는 유기 물질과 무기 물질의 혼합물로 만들어지며, 예컨대 폴리플루오렌(polyfluorene) 유도체, (폴리)파라페닐렌비닐렌((poly)paraphenylenevinylene) 유도체, 폴리페닐렌(polyphenylene) 유도체, 폴리플루오렌(polyfluorene) 유도체, 폴리비닐카바졸(polyvinylcarbazole), 폴리티오펜(polythiophene) 유도체 또는 이들의 고분자 재료에 페릴렌(perylene)계 색소, 쿠마린(cumarine)계 색소, 로더민계 색소, 루브렌(rubrene), 페릴렌(perylene), 9,10-디페닐안트라센(9,10-diphenylanthracene), 테트라페닐부타디엔(tetraphenylbutadiene), 나일 레드(Nile red), 쿠마린(coumarin), 퀴나크리돈(quinacridone) 등을 도핑한 화합물이 포함될 수 있다. 유기 발광 장치는 발광층에서 내는 기본색 색광의 공간적인 합으로 원하는 영상을 표시한다.
발광층(30)은 적색, 녹색, 청색의 삼원색 등 기본색들의 조합에 의해 백색 발광할 수 있으며, 이 때 색의 조합은 이웃하는 서브화소들의 색을 조합하여 백색 발광할 수도 있고 수직 방향으로 적층된 색을 조합하여 백색 발광할 수도 있다.
발광층(30)과 상부 전극(40) 사이에는 발광층(30)의 발광 효율을 개선하기 위한 하부 보조층(60) 및 상부 보조층(50)을 포함한다. 도면에서는 발광층(30)과 하부 전극(40) 사이에만 도시하였지만 이에 한정되지 않고 발광층(30)과 상부 전극(20) 사이에 위치하거나 발광층(30)과 상부 전극(40) 사이 및 발광층(30)과 하부 전극(20) 사이에 모두 위치할 수도 있다.
하부 보조층(60)은 무기 물질을 포함함으로써 상부 전극(40)의 형성시 및/또는 유기 발광 장치의 구동시 상부 전극(40)을 이루는 금속 물질이 하부층, 예컨대 발광층(30)으로 확산되는 것을 줄일 수 있다.
하부 보조층(60)은 예컨대 금속 산화물을 포함할 수 있고, 상기 금속 산화물은 예컨대 WO3, Li2O, 또는 이들의 조합일 수 있다.
하부 보조층(60)은 예컨대 300Å 내지 500Å의 두께를 가질 수 있다.
하부 보조층(60)이 상기 범위의 두께 및 상기 무기 물질을 포함함으로써, 금속 물질이 하부로 확산되는 것을 억제하여 발광층 내에 암점 발생을 줄일 수 있다.
구체적으로, 유기 발광 장치에 전기장이 인가되는 경우, 상부 전극(40)을 이루는 금속 물질이 하부로 랜덤하게 확산될 수 있고, 상기 확산된 금속 물질과 하부 전극(20) 사이의 거리가 가까워지면서 발광층(30)의 소정 위치에서 전기장이 강하게 걸릴 수 있다. 이와 같이 전기장이 강하게 걸리는 위치에서 다른 부분보다 어둡게 표현되는 암점이 형성될 수 있고 이에 따라 표시 특성이 불량해질 수 있다.
본 구현예에서는 상부 전극(40)과 발광층(30) 사이에 상기 무기 물질을 포함하는 하부 보조층(60)을 둠으로써 상기 무기 물질이 하부로 확산된 이온 형태의 금속 물질과 결합하여 하부로 더욱 확산되는 것을 방지할 수 있다. 특히, WO3, Li2O, 또는 이들의 조합과 같은 금속 산화물은 금속 물질과 더욱 강한 결합을 형성할 수 있어서 암점 발생을 줄일 수 있다.
하부 보조층(60)은 전자와 정공의 균형을 맞추기 위해 유기 물질을 더 포함할 수 있다. 상기 유기 물질로는 예컨대 옥사디아졸 유도체, 벤조퀴논 또는 그의 유도체, 안트라퀴논 또는 그의 유도체, 또는 8-히드록시퀴놀린 또는 그의 유도체의 금속 착체, 폴리퀴놀린 또는 그의 유도체, 폴리퀴녹살린 또는 그의 유도체, 폴리플루오렌 또는 그의 유도체 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 구체적으로 상기 유기 물질은 2-(4-비페닐릴)-5-(4-t-부틸페닐)-1,3,4-옥사디아졸, 벤조퀴논, 안트라퀴논, 트리스(8-퀴놀리놀)알루미늄, 폴리퀴놀린일 수 있다.
상부 보조층(50)은 일함수가 4.0 eV 이하인 물질을 포함할 수 있다. 상기 일함수가 4.0 eV 이하인 물질은 예컨대 이테르븀(Yb), 사마륨(Sm), 란탄(La), 이트륨(Y), 칼슘(Ca), 스트론튬(Sr), 세슘(Cs), 루테늄(Ru) 및 바륨(Ba)으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나일 수 있다. 구체적으로 상기 일함수가 4.0 eV 이하인 물질은 이테르븀(Yb)일 수 있다. 이테르븀(Yb)은 일 함수(workfunction)가 비교적 낮아 발광층(30)으로 전자 주입이 용이하여 구동전압을 낮출 수 있으며, 가시 광선 영역에서 흡수율이 낮아 광 투과도가 개선될 수 있다.
상부 보조층(50)은 예컨대 약 5Å 내지 50Å의 두께를 가질 수 있다. 상기 범위의 두께를 가짐으로써 광 투과율을 높이면서도 전하 이동성을 높여 효율을 개선할 수 있다.
상부 보조층(50)은 전자 주입성 물질을 더 포함할 수 있다. 상기 전자 주입성 물질은 공지된 전자 주입 물질을 이용할 수 있고, 예컨대, 알칼리금속 또는 알칼리토금속의 옥사이드, 플루오라이드, 퀴놀레이트, 아세토아세테이트 화합물, 또는 이들의 조합일 수 있다. 구체적으로, 상기 전자 주입성 물질은 LiF, NaF, NaCl, CsF, BaO, 리튬퀴놀레이트, 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나일 수 있다.
상부 보조층(50)은 일함수가 약 4.0 eV 이하인 물질 및 전자 주입성 물질을 포함할 수 있다. 일함수가 약 4.0 eV 이하인 물질과 전자 주입성 물질을 예를 들어 공증착하는 방법 등으로 제조될 수 있고, 일함수가 약 4.0 eV 이하인 물질과 전자 주입성 물질을 동시에 포함함으로써 전자 수송층(60)으로 전자 주입이 보다 원활히 일어날 수 있다.
상기 일함수가 4.0 eV 이하인 물질 및 상기 전자 주입성 물질은 약 1:100 내지 약 100:1의 중량비로 포함될 수 있다. 상기 범위의 함량비로 포함될 때, 전자 주입이 보다 원활히 일어날 수 있다.
이하 실시예를 통해서 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 다만 하기의 실시예는 단지 설명의 목적을 위한 것이며 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니다.
유기 발광 장치의 제작
실시예
1
유리 기판 위에 ITO(애노드 전극)를 적층하고 패터닝한 후, NPB(N,N-디나프탈렌-1-일_N,N-디페틸 벤지딘)를 증착한 다음, 그 위에 발광층으로 Alq3(트리스 8-하이드로퀴놀린 알루미늄)에 쿠마린 6(coumarin 6)을 1 중량% 도핑하여 공증착하고, 다시 그 위에 다시 제1 보조층으로 WO3를 증착하였다. 이어서 그 위에 이테르븀(Yb) 및 LiF(1:1 부피비)를 20Å의 두께로 공증착하여 제2 보조층을 증착하고, 그 위에 은(Ag)과 마그네슘(Mg)을 10:1(vol%)의 비율로 열 증착 방법을 이용하여 100Å의 두께로 증착하여 캐소드 전극을 형성하였다.
실시예
2
WO3 대신 Li2O를 사용한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 장치를 제작하였다.
비교예
1
제1 보조층을 증착하지 않은 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 장치를 제작하였다.
비교예
2
WO3 대신 Liq를 증착한 것을 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 장치를 제작하였다.
비교예
3
은(Ag)과 마그네슘(Mg)을 1:10(vol%)의 비율로 한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 장치를 제작하였다.
비교예
4
이테르븀(Yb)을 사용하지 않은 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 장치를 제작하였다.
평가 1:
암점
발생 정도
실시예 1 및 비교예 2의 유기 발광 장치의 암점 발생 정도를 측정하였다. 측정 방법은 OLED 패널의 암점 발생 부분의 TEM 사진을 찍어 암점 발생 정도를 측정하였다.
그 결과는 도 4 및 도 5와 같다.
도 4는 실시예 1에 따른 OLED 패널의 TEM 사진이고, 도 5는 비교예 2에 따른 OLED 패널의 TEM 사진이다.
도 4 및 도 5를 참고하면, 실시예 1에 따른 유기 발광 장치는 비교예 2에 따른 유기 발광 장치와 대비하여 암점이 거의 발생하지 않은 것을 확인할 수 있다.
이는 실시예 1에 따른 유기 발광 장치의 무기 물질을 포함하는 제1 보조층으로 인해 암점 발생율을 최소화할 수 있음을 의미한다. 이는 실시예 1의 경우 제1 보조층의 무기 물질(WO3)이 이온 형태의 캐소드 전극 물질과 강한 결합을 형성하여 캐소드 전극 물질의 확산을 억제하지 않지만, 비교예 2의 경우 유기 물질(Liq)이 이온 형태의 캐소드 전극 물질과 강한 결합을 형성하지 못해 캐소드 전극 물질이 확산되기 때문이다.
하기 표 1은 도 5의 암점 발생 부위를 확대하여 조성을 분석한 결과이다.
| ① | ② | ③ | ④ | |
| Mg (at.%) | 59.2 | 20.6 | 5.7 | 0.5 |
| Ag (at.%) | 40.8 | 79.4 | 94.3 | 2.5 |
| C (at. %) | - | - | - | 97.0 |
상기 표 1에서도 알 수 있듯이, 전극 물질인 Ag 및 Mg가 아일랜드(island)를 형성하면서 Ag 입자 쪽으로 형성되어 있음을 확인할 수 있다. 이로부터 Ag 및 Mg의 확산을 억제할 수 있는 저지층의 역할을 하는 물질이 필요하며, 도 4로부터 실시예 1의 무기 물질이 상기 Ag 및 Mg의 확산을 억제하는 역할을 하고 있음을 확인할 수 있다.
평가 2: 광 투과율, 광 흡수율
실시예 1, 실시예 2, 및 비교예 3의 유기 발광 장치의 광 투과율 및 광 흡수율을 측정하였다. 측정 방법은 자외선-가시광선 분광법(UV-visible spectrophotometery)으로 측정하였다.
그 결과는 도 2 및 도 3과 같다.
도 2는 실시예 1, 실시예 2, 비교예 1, 및 비교예 2의 유기 발광 장치의 광 흡수율을 보여주는 그래프이고, 도 3은 실시예 1, 실시예 2, 및 비교예 3의 유기 발광 장치의 광 투과율 및 광 흡수율을 보여주는 그래프이다.
도 2 및 도 3을 참고하면, 실시예 1 및 실시예 2에 따른 유기 발광 장치는 비교예 1 내지 비교예 3에 따른 유기 발광 장치와 대비하여, 광 흡수율은 낮은 것을 알 수 있다. 특히, 실시예 1 및 실시예 2에 따른 유기 발광 장치는 비교예 3에 따른 유기 발광 장치보다 높은 광 투과율 및 낮은 광 흡수율을 가짐을 알 수 있다.
이는 실시예 1 및 실시예 2에 따른 유기 발광 장치의 은(Ag)-마그네슘(Mg) 합금 전극으로 인해 광 투과율은 개선되고 전극에 의해 흡수되는 빛의 양을 감소시켜 효율을 개선할 수 있음을 의미한다.
특히 약 500 nm 내지 600 nm(예컨대 550nm)의 파장 기준으로 실시예 1 및 실시예 2에 따른 유기 발광 장치의 은(Ag)-마그네슘(Mg) 합금 전극은 약 50 % 내지 90 %(예컨대 약 65 % 내지 85 %)의 광 투과율을 나타내는 것을 확인할 수 있다.
평가 3: 구동전압, 휘도, 효율 및 수명 특성
실시예 1 및 비교예 4의 유기 발광 장치의 구동전압, 휘도, 효율 및 수명 특성을 측정하였다. 전압 및 효율은 전류-전압계(Keithley 2400)를 이용하여 측정하였으며, 휘도는 휘도계(Minolta Cs-1000A)를 이용하여 측정하였고, 초기 휘도 대비 90%까지 감소되는 시간을 수명으로 표기하였다.
상기 측정 결과를 요약하여 아래의 표 2에 나타내었다.
| 보조층 재료 | 구동전압 (V) |
전류밀도 (㎃/㎠) |
효율 (cd/A) |
발광색 | 수명 (hr @10㎃/㎠) | |
| 실시예 1 | 이테르븀(Yb) 및 LiF(1:1 부피비) | 4.8 | 10 | 3.96 | 청색 | 195 hr |
| 비교예 4 | LiF | 4.9 | 10 | 3.80 | 청색 | 192 hr |
상기 표 2로부터 알 수 있듯이, 실시예 1에 따른 유기 발광 장치는 보조층 재료로 '이테르븀(Yb) 및 LiF(1:1 부피비)'를 사용함으로써 'LiF'만을 사용한 비교예 4와 비교하여 구동전압, 휘도, 효율, 수명 특성 등이 모두 우수함을 확인할 수 있다.
상기 평가 1 내지 평가 3에서 알 수 있는 바와 같이, WO3 등의 무기 물질을 포함하는 제1 보조층은 암점 발생을 방지하고, 은 함량이 마그네슘 함량보다 높은 은-마그네슘 합금을 제1 전극으로 사용함으로써 광 투과율이 개선되며, 이테르븀 등의 일함수가 4.0 eV 이하인 물질을 사용함으로써 유기 발광 장치의 효율 및 수명특성이 우수해진다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예들에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리 범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구 범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리 범위에 속하는 것이다.
10: 기판
20: 하부 전극
30: 발광층 40: 상부 전극
50: 제2 보조층 60 : 제1 보조층
30: 발광층 40: 상부 전극
50: 제2 보조층 60 : 제1 보조층
Claims (16)
- 은(Ag) 함량이 마그네슘(Mg) 함량보다 높은 은(Ag)-마그네슘(Mg) 합금을 포함하는 제1 전극,
상기 제1 전극과 마주하는 제2 전극,
상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 위치하는 발광층,
상기 제1 전극과 상기 발광층 사이에 위치하고 무기 물질을 포함하는 제1 보조층, 및
상기 제1전극과 상기 제1 보조층 사이에 위치하고 일함수가 4.0 eV 이하인 물질을 포함하는 제2 보조층
을 포함하는 유기 발광 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 무기 물질은 금속 산화물을 포함하는 유기 발광 장치.
- 제2항에 있어서,
상기 무기 물질은 WO3, Li2O 또는 이들의 조합인 유기 발광 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 제1 보조층은 유기 물질을 더 포함하는 유기 발광 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 제1 보조층은 300Å 내지 500Å의 두께를 가지는 유기 발광 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 일함수가 4.0 eV 이하인 물질은 이테르븀(Yb), 사마륨(Sm), 란탄(La), 이트륨(Y), 칼슘(Ca), 스트론튬(Sr), 세슘(Cs), 루테늄(Ru) 및 바륨(Ba)으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나인 유기 발광 장치.
- 제6항에 있어서,
상기 일함수가 4.0 eV 이하인 물질은 이테르븀(Yb)인 유기 발광 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 제2 보조층은 전자 주입성 물질을 더 포함하는 유기 발광 장치.
- 제8항에 있어서,
상기 전자 주입성 물질은 LiF, NaF, NaCl, CsF, BaO, 리튬퀴놀레이트, 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나인 유기 발광 장치.
- 제8항에 있어서,
상기 일함수가 4.0 eV 이하인 물질 및 전자 주입성 물질은 1:100 내지 100:1의 중량비로 포함되는 유기 발광 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 제2 보조층은 5Å 내지 50Å의 두께를 가지는 유기 발광 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 마그네슘(Mg)은 상기 합금의 총 함량에 대하여 30 부피% 이하로 포함되어 있는 유기 발광 장치.
- 제12항에서,
상기 마그네슘(Mg)은 상기 합금의 총 함량에 대하여 5 부피% 내지 30 부피%로 포함되어 있는 유기 발광 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 마그네슘(Mg)과 은(Ag)의 혼합비는 1:8 내지 1:12인 유기 발광 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 제1 전극은 30Å 내지 300Å의 두께를 가지는 유기 발광 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 제1 전극은 500nm 내지 600nm 파장에서 광 투과율이 50% 내지 90%인 유기 발광 장치.
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| US20150144903A1 (en) | 2015-05-28 |
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