KR20160054820A - Blue phosphorescent organic light emitting diode device having improved efficiency by suppressing triplet exciton quenching and acheiving charge balance - Google Patents

Blue phosphorescent organic light emitting diode device having improved efficiency by suppressing triplet exciton quenching and acheiving charge balance Download PDF

Info

Publication number
KR20160054820A
KR20160054820A KR1020140154307A KR20140154307A KR20160054820A KR 20160054820 A KR20160054820 A KR 20160054820A KR 1020140154307 A KR1020140154307 A KR 1020140154307A KR 20140154307 A KR20140154307 A KR 20140154307A KR 20160054820 A KR20160054820 A KR 20160054820A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
layer
light emitting
exciton blocking
emitting layer
blue phosphorescent
Prior art date
Application number
KR1020140154307A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
류승윤
이상호
김황식
Original Assignee
선문대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 선문대학교 산학협력단 filed Critical 선문대학교 산학협력단
Priority to KR1020140154307A priority Critical patent/KR20160054820A/en
Publication of KR20160054820A publication Critical patent/KR20160054820A/en

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/06—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing organic luminescent materials
    • 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]
    • H10K50/11—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers
    • H10K50/12—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers comprising dopants
    • 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]
    • H10K50/17—Carrier injection 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]
    • H10K50/18—Carrier blocking layers
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10S428/917—Electroluminescent

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)

Abstract

The present invention relates to a blue phosphorescent organic light emitting diode comprising: an anode; a hole injection layer (HIL) formed on the anode; a hole transport layer (HTL) formed on the hole injection layer; an exciton blocking layer (EBL) formed on the hole transport layer; an emitting layer (EML) formed on the exciton blocking layer and containing blue phosphorescent dopants; an electron transport layer (ETL) formed on the emitting layer; and a cathode formed on the electron transport layer, wherein hosts of the exciton blocking layer and the emitting layer are made of the same substance. The blue phosphorescent organic light emitting diode according to the present invention has the exciton blocking layer in front of the emitting layer so as to suppress triplet exciton quenching in an interface between the emitting layer and the hole transport layer and an interface between the emitting layer and the electron transport layer and achieve charge balance in the emitting layer, thereby having markedly improved efficiency.

Description

삼중항 여기자 소광 억제 및 전하 균형을 통해 개선된 효율을 가지는 청색 인광 유기발광 다이오드{BLUE PHOSPHORESCENT ORGANIC LIGHT EMITTING DIODE DEVICE HAVING IMPROVED EFFICIENCY BY SUPPRESSING TRIPLET EXCITON QUENCHING AND ACHEIVING CHARGE BALANCE}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a blue phosphorescent organic light emitting diode having improved efficiency through triplet exciton extinction suppression and charge balance. More particularly, the present invention relates to a blue phosphorescent organic light emitting diode,

본 발명은 청색 인광 유기발광 다이오드에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 여기자 차단층의 배치를 통해 삼중항 여기자 소광을 억제하고, 발광층 내에서의 전하 균형을 달성함으로써 개선된 효율을 가지는 청색 인광 유기발광 다이오드에 관한 것이다.The present invention relates to a blue phosphorescent organic light emitting diode, and more particularly, to a blue phosphorescent organic light emitting diode having improved efficiency by suppressing triplet exciton extinction through arrangement of exciton blocking layers and achieving charge balance in the light emitting layer Lt; / RTI >

유기발광 다이오드(organic light-emitting diode, OLED)는 전기에너지를 빛 에너지로 곧바로 바꿔주어 자체 발광을 일으키는 반도체 디바이스로서 빠른 응답속도, 낮은 구동전압, 넓은 시야각, 저소비전력, 높은 발광효율, 경량, 박형 등 다수의 장점을 바탕으로 액정표시장치(LCD)에 이어 차세대 디스플레이로서 큰 주목을 받고 있다.An organic light-emitting diode (OLED) is a semiconductor device that changes its electrical energy directly to light energy and generates self-luminescence. It has a high response speed, low driving voltage, wide viewing angle, low power consumption, (LCD), it has received great attention as a next generation display.

유기발광 다이오드의 작동원리에 대해 간단히 소개하면, 유기물 박막(저분자 혹은 고분자)에서 음극 (Cathode)과 양극(Anode)을 통해 주입된 전자(Electron)와 정공(Hole)이 재결합되고 이때 생성된 여기자(Exciton)가 바닥상태(Ground State)로 떨어지면서 발광층 물질의 에너지갭에 해당하는 가시광선이 방출되는 원리를 가지며, 발광층을 어떻게 형성하느냐에 따라 청색, 녹색, 적색의 발광 디바이스를 각각 구현 할 수가 있다.The operation principle of the organic light emitting diode will be briefly described. In the organic thin film (low molecular or polymer), electrons injected through a cathode and an anode are recombined with holes, Excitons fall to a ground state and a visible ray corresponding to an energy gap of the light emitting layer material is emitted. The blue, green, and red light emitting devices can be implemented according to how the light emitting layer is formed.

양쪽 전극에서부터 주입된 전자와 정공의 재결합에 의해 형성된 여기자(exciton)는 일중항 여기자(Singlet exciton)와 삼중항 여기자(Triplet exciton)로 존재하며, 통계적으로 1 : 3 의 비율로 형성된다. 발광은 일중항 상태에서 형광이, 삼중항 상태에서 인광이 관측되는데, 인광은 상온에서 대부분 열적 전이로 소멸되기 때문에 관측이 되지 않는다. 이러한 이유로 OLED 디바이스의 내부 양자효율은 최대 25%라고 알려져 왔으나 스핀-궤도 결합이 큰 Ir, Pt 등과 같은 무거운 원소를 중심으로 유기물이 배위 결합된 인광 재료가 상온의 삼중항 상태에서 효과적으로 빛을 방출한다는 사실이 알려짐으로써 이론적으로 OLED의 내부 양자효율을 100% 까지 올릴 수 있게 되었다.Excitons formed by recombination of electrons and holes injected from both electrodes exist as singlet excitons and triplet excitons, and are formed statistically at a ratio of 1: 3. Fluorescence is observed in the singlet state and phosphorescence is observed in the triplet state, and the phosphorescence is not observed because it is mostly extinguished by thermal transition at room temperature. For this reason, the internal quantum efficiency of an OLED device has been known to be up to 25%, but a phosphorescent material in which organics are coordinated around heavy elements such as Ir and Pt with high spin-orbit coupling effectively emits light at room temperature triplet state By knowing the fact, it is theoretically possible to increase the internal quantum efficiency of an OLED to 100%.

이와 같이 인광 재료는 형광 재료에 비해 매우 높은 양자효율을 가질 수 있으므로 인광 유기발광디바이스(PhOLED)가 유기전계발광디바이스의 효율을 높이고 소비전력을 낮추기 위해 많이 연구되고 있으며, 그 결과, 적색 및 녹색 인광 유기발광 다이오드의 경우에는 거의 20%에 이르는 양자 효율(quantum efficiency)을 달성한 연구들이 보고된 바 있다.Since the phosphorescent material can have a very high quantum efficiency as compared with the fluorescent material, the phosphorescent organic light emitting device (PhOLED) has been extensively studied for increasing the efficiency of the organic electroluminescent device and lowering the power consumption. As a result, In the case of an organic light emitting diode, studies have been made to achieve a quantum efficiency of almost 20%.

그러나, 청색 인광 유기발광 다이오드의 경우에는 녹색과 적색에 비해 낮은 발광 효율을 나타내고 있는데, 이는 발광층(EML)의 재결합 영역(recombination zone, RZ) 또는 발광층과 전하 수송층(정공 수송층(HTL) 또는 전자 수송층(ETL)) 간의 게면에서 발생하는 삼중항 여기자(triplet exicton)의 소광(quenching)이 주된 원인 중 하나로 알려져 있다.However, in the case of a blue phosphorescent organic light emitting diode, it exhibits a lower luminous efficiency than that of green and red. This is because the recombination zone (RZ) of the light emitting layer (EML) or the light emitting layer and the charge transporting layer (HTL) (ETL)) is known to be one of the main causes of triplet exicton quenching.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 상기 종래 기술의 문제점에 착안하여 삼중항 여기자 소광을 억제함과 동시에 발광층 내에서의 전하 균형을 달성함으로써 디바이스의 효율이 개선된 청색 인광 유기발광 다이오드(PhOLED)를 제공함에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a blue phosphorescent organic light emitting diode (hereinafter, referred to as " PHOLED ") having improved device efficiency by suppressing triplet exciton extinction and achieving charge balance in a light emitting layer, .

상기 기술적 과제를 달성하기 위해, 본 발명은 양극(anode); 상기 양극 상에 형성된 정공주입층(Hole Injection Layer, HIL); 상기 정공주입층 상에 형성된 정공수송층(Hole Transport Layer, HTL); 상기 정공수송층 상에 형성된 여기자 차단층(Exciton Blocking Layer, EBL); 상기 여기자 차단층 상에 형성되며 청색 인광 도펀트(dopant)를 포함하는 발광층(Emitting Layer, EML); 상기 발광층 상에 형성된 전자수송층(Electron Transport layer, ETL); 및 상기 전자수송층 상에 형성된 음극(cathode)를 포함하며, 상기 여기자 차단층 및 발광층의 호스트는 동일한 물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 청색 인광 유기발광 다이오드를 제안한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a fuel cell comprising: an anode; A hole injection layer (HIL) formed on the anode; A hole transport layer (HTL) formed on the hole injection layer; An exciton blocking layer (EBL) formed on the hole transport layer; An emissive layer (EML) formed on the exciton blocking layer and including a blue phosphorescent dopant; An electron transport layer (ETL) formed on the light emitting layer; And a cathode formed on the electron transport layer, wherein the exciton blocking layer and the host of the light emitting layer are made of the same material.

또한, 상기 발광층의 호스트에서 여기자가 생성되어 도펀트로 여기자 에너지가 이동하는 것을 특징으로 하는 청색 인광 유기발광 다이오드를 제안한다.Further, the present invention proposes a blue phosphorescent organic light emitting diode characterized in that excitons are generated in the host of the light emitting layer and exciton energy is transferred to the dopant.

또한, 상기 발광층에 포함된 호스트 및 도펀트는 각각 N,N'-dicarbazolyl-3,5-benzene(mCP) 및 FIrpic로 이루어지며, 상기 여기자 차단층 및 제2 여기자 차단층은 N,N'-dicarbazolyl-3,5-benzene(mCP)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 청색 인광 유기발광 다이오드를 제안한다.The exciton blocking layer and the second exciton blocking layer are made of N, N'-dicarbazolyl (mCP), and N, N'-dicarbazolyl -3,5-benzene (mCP).

또한, 상기 양극은 인듐주석산화물 (ITO:Indium Tin Oxide)로 이루어지고, 상기 정공주입층은 1,4,5,8,9,11-hexaazatriphenylene-hexacarbonitrile (HAT-CN)로 이루어지고, 상기 정공수송층은 N,N-bis-(1-naphthyl)-N,N'-diphenyl-1,1'-biphenyl-4,4'diamine (NPB)로 이루어지고, 상기 여기자 차단층은 N,N'-dicarbazolyl-3,5-benzene(mCP)으로 이루어지며, 상기 발광층은 N,N'-dicarbazolyl-3,5-benzene(mCP)으로 이루어진 호스트 및 FIrpic으로 이루어진 도펀트룰 포함하며, 상기 제2 여기자 차단층은 N,N'-dicarbazolyl-3,5-benzene(mCP)으로 이루어지며, 상기 전자수송층은 3-(4-biphenyl)-4-phenyl-5-(4-tertbutylphenyl)-1,2,4-triazole(TAZ)으로 이루어지고, 상기 음극은 LiF/Al로 이루어진 것을 특징으로 하는 청색 인광 유기발광 다이오드를 제안한다.The positive electrode is made of indium tin oxide (ITO), the hole injection layer is made of 1,4,5,8,9,11-hexaazatriphenylene-hexacarbonitrile (HAT-CN) The transport layer is made of N, N-bis- (1-naphthyl) -N, N'-diphenyl-1,1'-biphenyl-4,4'diamine (NPB) dicarbazolyl-3,5-benzene (mCP), and the light emitting layer comprises a host made of N, N'-dicarbazolyl-3,5-benzene (mCP) and a dopant rule made of FIrpic, (4-biphenyl) -4-phenyl-5- (4-tertbutylphenyl) -1,2,4-benzene (mCP), wherein the electron transport layer is made of N, N'-dicarbazolyl- triazole (TAZ), and the cathode is made of LiF / Al.

그리고, 본 발명은 또 다른 측면에서 상기 청색 인광 유기발광 다이오드를 포함하는 디스플레이 장치를 제안한다.In another aspect, the present invention provides a display device including the blue phosphorescent organic light emitting diode.

본 발명에 따른 청색 인광 유기발광 다이오드는 발광층의 전면에 여기자 차단층을 구비함으로써 발광층과 정공수송층 계면 및 발광층과 전자수송층 계면에서의 삼중항 여기자 소광을 억제하고 발광층 내에서의 전하 균형을 달성하여 현저히 개선된 효율을 가진다.The blue phosphorescent organic light emitting diode according to the present invention has an exciton blocking layer on the entire surface of the light emitting layer, thereby suppressing triplet exciton extinction at the light emitting layer, the hole transporting layer interface, the light emitting layer and the electron transporting layer interface, achieving charge balance in the light emitting layer, And has improved efficiency.

도 1은 본 발명에 따른 청색 인광 유기발광 다이오드의 단면 구조에 대한 개략도이다.
도 2는 본원 실시예에서 제조된 청색 인광 유기발광 다이오드의 단면 적층 구조를 나타낸 모식도이다.
도 3(a) 내지 도 3(d)는 각각 비교예 1, 비교예 2, 본원 실시예, 및 비교예 3에서 제조된 청색 인광 유기발광 다이오드에 대해 전하를 주입할 경우 발생되는 재결합 영역(recombination zone) 및 마이크로 캐비티 효과(micro-cavity effect)를 나타낸 모식도이다.
도 4(a) 내지 도 4(d)는 각각 본원 실시예 및 비교예 1 내지 3에서 제조된 청색 인광 유기발광 다이오드에 대한 전류 밀도-전압 관계, 휘도-전압 관계, 발광효율-휘도 관계 및 전력효율-휘도 측정 결과를 나타내는 그래프이다.
도 5는 본원 실시예 및 비교예 1 내지 3에서 제조된 청색 인광 유기발광 다이오드에 대한 파장에 따른 EL(electroluminiscence) 강도 및 CIE 색좌표를 기재한 그래프이다.1 is a schematic view of a cross-sectional structure of a blue phosphorescent organic light emitting diode according to the present invention.
FIG. 2 is a schematic view showing a cross-sectional structure of a blue phosphorescent organic light emitting diode manufactured in the present embodiment. FIG.
3 (a) to 3 (d) are graphs showing recombination regions (recombination regions) generated when charges are injected into the blue phosphorescent organic light emitting diodes manufactured in Comparative Example 1, Comparative Example 2, zone and a micro-cavity effect.
FIGS. 4 (a) to 4 (d) show the current density-voltage relationship, the luminance-voltage relationship, the luminous efficiency-luminance relationship, and the power (voltage) of the blue phosphorescent organic light emitting diode manufactured in the present embodiment and Comparative Examples 1 to 3, Efficiency-luminance measurement result.
FIG. 5 is a graph showing electroluminescence (EL) intensities and CIE chromaticity coordinates according to wavelengths for the blue phosphorescent organic light emitting diode manufactured in Examples and Comparative Examples 1 to 3. FIG.

본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

본 발명의 개념에 따른 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본 명세서 또는 출원에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예를 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
Embodiments in accordance with the concepts of the present invention can make various changes and have various forms, so that specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in this specification or application. It should be understood, however, that it is not intended to limit the embodiments according to the concepts of the present invention to the particular forms of disclosure, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the present invention.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, the terms "comprises ",or" having ", or the like, specify that there is a stated feature, number, step, operation, , Steps, operations, components, parts, or combinations thereof, as a matter of principle.

이하, 본 발명에 따른 본 발명에 따른 청색 인광 유기발광 다이오드를 상세하게 설명한다.
Hereinafter, the blue phosphorescent organic light emitting diode according to the present invention will be described in detail.

본 발명에 따른 청색 인광 유기발광 다이오드는 양극(anode); 상기 양극 상에 형성된 정공주입층(Hole Injection Layer, HIL); 상기 정공주입층 상에 형성된 정공수송층(Hole Transport Layer, HTL); 상기 정공수송층 상에 형성된 여기자 차단층(Exciton Blocking Layer, EBL); 상기 여기자 차단층 상에 형성되며 청색 인광 도펀트(dopant)를 포함하는 발광층(Emitting Layer, EML); 상기 발광층 상에 형성된 전자수송층(Electron Transport layer, ETL); 및 상기 전자수송층 상에 형성된 음극(cathode)를 포함하며, 이하에서 각 층에 대해 상세히 설명한다.
A blue phosphorescent organic light emitting diode according to the present invention includes an anode; A hole injection layer (HIL) formed on the anode; A hole transport layer (HTL) formed on the hole injection layer; An exciton blocking layer (EBL) formed on the hole transport layer; An emissive layer (EML) formed on the exciton blocking layer and including a blue phosphorescent dopant; An electron transport layer (ETL) formed on the light emitting layer; And a cathode formed on the electron transporting layer. Hereinafter, each layer will be described in detail.

상기 양극은 박막 트랜지스터의 소스 전극 및 드레인 전극 중 하나와 연결되어 박막 트랜지스터로부터 인가되는 구동 전류를 공급 받는 역할을 하며, 그 재질에 있어서는 유기발광 다이오드 디바이스에 사용되는 공지의 전극 재료로 이루어질 수 있으며, 바람직하게는, 인듐주석산화물 (ITO:Indium Tin Oxide), 인듐아연산화물(IZO: Indium Zinc Oxide) 및 아연 산화물 (ZnO) 등과 같은 투명 금속 산화물 전극일 수 있다.
The anode is connected to one of a source electrode and a drain electrode of the thin film transistor and receives a driving current from the thin film transistor. The anode may be made of a known electrode material used for the organic light emitting diode device, Preferably, the electrode may be a transparent metal oxide electrode such as indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), zinc oxide (ZnO), or the like.

상기 양극 상에 형성되는 정공주입층은 양극으로부터 주입된 정공을 발광층이 위치하는 방향으로 이동시키며 정공의 주입을 보조하는 역할을 한다.The hole injection layer formed on the anode moves the holes injected from the anode in a direction in which the light emitting layer is positioned and assists injection of holes.

이러한 정공주입층은 정공주입재료 및 금속 산화물 또는 유기물 p형 도펀트를 포함할 수 있다.Such a hole injecting layer may include a hole injecting material and a metal oxide or organic p-type dopant.

정공 주입 재료는 양극으로부터 정공 주입을 용이하게 해주는 재료로, 가장 중요한 요건은 양극 및 인접한 다른 유기층과의 접합성 및 계면 접착력이 높아야 한다는 것이다. 이것은 궁극적으로 디바이스의 전력 효율을 개선시키고 디바이스의 수명을 증가시킨다. 양극과 접하고 있는 정공 주입 재료는 양극으로부터 정공의 주입이 용이하도록 양극의 일함수와 HOMO level의 에너지 준위의 차이가 작아야 한다. 또한 외부 양자 효율을 높이기 위해서는 가시광선 영역에서의 흡수가 가능한 없어야 한다. 정공 주입 재료들 중, CuPc는 정공 주입성이 뛰어나고 열 안정성은 우수하지만 청색 및 적색의 가시광 영역에서 흡수가 일어나는 문제점을 가지고 있다. 이를 개선하기 위해 starburst형의 아민류인 4, 4',4'-tris[N-(2-naphthyl)-N-phenyl-amino]triphenylamine(2-TNATA)가 개발되었는데, 이는 가시광선 전 영역에 걸쳐 흡수가 일어나지 않으며 낮은 HOMO 에너지 레벨을 가져 저전압 구동을 가능하게 한다는 장점을 가진다.The hole injection material is a material that facilitates injection of holes from the anode. The most important requirement is that the anode and adjacent organic layers have high bonding and interfacial adhesion. This ultimately improves the power efficiency of the device and increases the lifetime of the device. The hole injecting material in contact with the anode should have a small difference between the work function of the anode and the energy level of the HOMO level so as to facilitate the injection of holes from the anode. In order to increase the external quantum efficiency, absorption in the visible light region should not be possible. Of the hole injecting materials, CuPc is excellent in hole injection property and excellent in thermal stability, but has the problem that absorption occurs in blue and red visible light regions. To improve this, starburst amines such as 4,4 ', 4'-tris [N- (2-naphthyl) -N-phenylamino] triphenylamine (2-TNATA) Absorption does not occur and has a low HOMO energy level, thereby enabling low-voltage driving.

하지만, 본 발명에서는 상기한 2T-NATA에 비해 우수한 정공 이동도를 가지며 매우 낮은 에너지 밴드갭을 가지고 있고 n형의 정공 주입 물질로 LUMO를 통해 정공이 주입되는 특성을 가지는 1,4,5,8,9,11-hexaazatriphenylene-hexacarbonitrile(HAT-CN)을 사용하는 것이 바람직하다.However, in the present invention, it has a hole mobility of better than that of the 2T-NATA described above and has a very low energy band gap and is an n-type hole injecting material and has a characteristic of injecting holes through the LUMO. , 9,11-hexaazatriphenylene-hexacarbonitrile (HAT-CN) is preferably used.

그리고, 상기 금속 산화물은 전이금속을 함유하는 산화물일 수 있다. 전이금속의 예로는 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W), 바나듐(V), 레늄(Re), 루테늄(Ru), 크롬(Cr), 망간(Mn), 니켈(Ni), 이리듐(Ir), APC(은-팔라듐-구리합금) 및 이들의 조합 등이 포함될 수 있다. 상기 유기물 p형 도펀트로는, 예를 들면, 테트라플루오로-테트라시아노-퀴노디메탄(F4-TCNQ) 또는 트리스[1,2-비스(트리플루오로메틸)에탄-1,2-디티올렌[Mo(tfd)3] 등을 들 수 있다.The metal oxide may be an oxide containing a transition metal. Examples of the transition metal include molybdenum, tungsten, vanadium, rhenium, ruthenium, chromium, manganese, nickel, iridium, APC (silver-palladium-copper alloy), combinations thereof, and the like. Examples of the organic p-type dopant include tetrafluoro-tetracyanoquinodimethane (F4-TCNQ) or tris [1,2-bis (trifluoromethyl) ethane-1,2-dithiolene [Mo (tfd) 3] and the like.

한편, 상기 정공주입층은 향상된 효율 달성, 구동 전압의 과도한 상승 방지 및 NTSC(National Television System Committee) 색 좌표에 근접한 색 좌표의 구현하기 위해서 1 ~ 100nm의 두께를 가지는 것이 바람직하다.
Meanwhile, the hole injection layer preferably has a thickness of 1 to 100 nm in order to achieve an improved efficiency, prevent an excessive increase in driving voltage, and achieve color coordinates close to NTSC (National Television System Committee) color coordinates.

다음으로, 상기 정공주입층 상에는 양극으로부터 주입된 정공을 발광층으로 이동시키는 역할을 하는 정공수송층이 구비되는데, 상기 정공 수송층 물질은 공지의 정공 수송층용 물질을 사용할 수 있으며, 4,4'-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐아미노]바이페닐(NPB), 4,4'-비스[N-(3-메틸페닐)-N-페닐아미노]바이페닐(TPD), 4,4',4"-트리스[(3-메틸페닐)페닐아미노]트라이페닐아민(MTDATA), 1,1-비스(4-(N,N-다이-p-톨릴아미노)페닐)사이클로헥세인(TAPC), 4-(9H-카바졸-9-일)-N,N-비스[4-(9H-카바졸-9-일)페닐]-벤젠아민(TCTA), 9,9'-[1,1'-바이페닐]-4,4'-다이일비스-9H-카바졸(CBP), 9,9'-(1,3-페닐렌)비스-9H-카바졸(mCP), 또는 2,2',2''-(1,3,5-벤젠트리일)트리스-[1-페닐-1H-벤즈이미다졸](TPBi) 등을 그 구체적인 예로 들 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.Next, a hole transporting layer for transporting the holes injected from the anode to the light emitting layer is provided on the hole injecting layer. The hole transporting layer material may be a known material for the hole transporting layer, and the 4,4'-bis [ N-phenylamino] biphenyl (NPB), 4,4'-bis [N- (3-methylphenyl) Bis (4- (N, N-di-p-tolylamino) phenyl) cyclohexane (TAPC), 4 "-tris [(3- methylphenyl) phenylamino] triphenylamine (MTDATA) (TCTA), 9,9 '- [1,1', 8-tetramethyl-4- (9H-carbazol-9- (CBP), 9,9 '- (1,3-phenylene) bish-9H-carbazole (mCP), or 2,2' , 2 '' - (1,3,5-benzenetriyl) tris- [1-phenyl-1H-benzimidazole] (TPBi), and the like.

한편, 상기 정공수송층은 향상된 효율 달성, 구동 전압의 과도한 상승 방지 및 NTSC(National Television System Committee) 색 좌표에 근접한 색 좌표의 구현하기 위해서 1 ~ 100nm의 두께를 가지는 것이 바람직하다.
Meanwhile, it is preferable that the hole transport layer has a thickness of 1 to 100 nm in order to achieve an improved efficiency, prevent an excessive increase of the driving voltage, and realize color coordinates close to NTSC (National Television System Committee) color coordinates.

그리고, 상기 정공수송층 상에는 발광층으로부터 정공수송층으로 삼중항 여기자가 확산되는 현상을 방지하기 위하여 여기자 차단층(Exiton Blocking Layer, ExBL)이 형성되며, 이 때 사용할 수 있는 여기자 차단층을 이루는 소재는 옥사디아졸 유도체나 트리아졸 유도체, 페난트롤린 유도체, Balq, BCP 등 공지된 여기자 차단층 물질 중에서 임의로 선택하여 이용할 수 있으나, 후술할 발광층에 포함된 호스트를 이루는 소재와 동일한 것이 바람직하다.
An exciton blocking layer (ExBL) is formed on the hole transport layer to prevent the triplet exciton from diffusing from the light emitting layer to the hole transport layer. The exciton blocking layer, which can be used at this time, A hole transporting layer, a sol derivative, a triazole derivative, a phenanthroline derivative, Balq, BCP or the like, but it is preferably the same material as the host included in the light emitting layer to be described later.

그리고, 상기 여기자 차단층 상에는 발광층이 구비되어 있다. 발광층은 음극으로로부터 주입되어 전자수송층을 경유한 전자와 양극으로부터 주입되어 정공수송층을 경유한 정공이 재결합하여 여기자(exiton)을 생성하고 생성된 여기자(exiton)가 여기 상태에서 기저상태로 변하면서 발광하는 층으로서, 단층 또는 복층으로 구성될 수 있다.A light emitting layer is provided on the exciton blocking layer. The light emitting layer is injected from the cathode and injected from the anode through the electron transport layer, and the holes passing through the hole transport layer are recombined to generate an exciton, and the resulting exciton exits from the excited state to the base state And may be composed of a single layer or a multilayer.

상기 발광층은 전하 이송을 위한 호스트(host)와 청색 인광 특성을 위한 도펀트(dopant)를 포함한다. 이때, 상기 호스트는 통상적인 것으로서 예를 들어 1,3-N,N-디카바졸벤젠(mCP) 및 이들의 유도체를 사용하는 것이 바람직하나 이에 제한되는 것은 아니며, 4,4'-N,N-디카바졸비페닐(CBP), (4,4'-비스(2,2-디페닐-에텐-1-일)디페닐(DPVBi), 비스(스티릴)아민(DSA)계, 비스(2-메틸-8-퀴놀리놀라토)(트리페닐실록시)알루미늄(III)(SAlq), 비스(2-메틸-8-퀴놀리놀라토)(파라-페놀라토)알루미늄(III)(BAlq), 3-(비페닐-4-일)-5-(4-디메틸아미노)4-(4-에틸페닐)-1,2,4-트리아졸(p-EtTAZ), 3-(4-비페닐)-4-페닐-5-(4-터셔리-부틸페닐)-1,2,4-트리아졸(TAZ), 2,2',7,7'-테트라키스(비-페닐-4-일)-9,9'-스피로플루오렌(Spiro-DPVBI), 트리스(파라-터-페닐-4-일)아민(p-TTA), 5,5-비스(디메지틸보릴)-2,2-비티오펜(BMB-2T) 및 퍼릴렌(perylene) 등을 사용할 수도 있다. 다만, 전술한 여기자 차단층을 이루는 재료와 동일한 것이 바람직하다.The light emitting layer includes a host for charge transport and a dopant for blue phosphorescence. For example, 1,3-N, N-dicarbazole benzene (mCP) and derivatives thereof are preferably used as the host, but not limited thereto, 4,4'-N, N- Dicarbazolebiphenyl (CBP), (4,4'-bis (2,2-diphenyl-ethen-1-yl) diphenyl (DPVBi), bis (styryl) amine (DSA) Aluminum (III) (BAlq), bis (2-methyl-8-quinolinolato) (triphenylsiloxy) aluminum 4- (4-ethylphenyl) -1,2,4-triazole (p-EtTAZ), 3- (biphenyl- (4-tert-butylphenyl) -1,2,4-triazole (TAZ), 2,2 ', 7,7'-tetrakis -9,9'-spirofluorene (Spiro-DPVBI), tris (para-phenyl-4-yl) amine (p-TTA), 5,5- Bithiophene (BMB-2T), perylene, or the like may be used. However, the same material as that of the above- It is.

한편, 상기 청색 인광 도펀트로는 통상적으로 사용되는 FIr6 및 FIrpic 등으로부터 선택된 하나 이상을 사용할 수 있으며, 이외에　DCM1(4-디시아노메틸렌-2-메틸-6-(파라-디메틸아미노스틸릴)-4H-피란), 디시아노메틸렌-2-메틸-6-(줄로리딘-4-일-비닐)-4H-피란), 디시아노메틸렌)-2-메틸-6-(1,1,7,7-테트라메틸줄로리딜-9-에닐)-4H-피란), 디시아노메틸렌)-2-터셔리부틸-6-(1,1,7,7-테트라메틸줄로리딜-9-에닐)-4H-피란), 디시아노메틸렌)-2-아이소프로필-6-(1,1,7,7-테트라메틸줄로리딜-9-에닐)-4H-피란) 등을 사용할 수도 있다.
As the blue phosphorescent dopant, at least one selected from among commonly used FIr6 and FIrpic may be used. In addition, at least one selected from DCM1 (4-dicyanomethylene-2-methyl-6- (para- dimethylaminostyryl) 4-yl-vinyl) -4H-pyran), dicyanomethylene) -2-methyl-6- (1,1,7,7) -dicyanomethylene- -Tetramethyljulolidyl-9-enyl) -4H-pyran), dicyanomethylene) -2-tertiarybutyl-6- (1,1,7,7- 4H-pyran), dicyanomethylene) -2-isopropyl-6- (1,1,7,7-tetramethylpyrrolidyl-9-enyl) -4H-pyran).

또한, 상기 발광층 상에는 음극으로부터 주입된 전자를 발광층이 위치하는 방향으로 이동시키는 역할을 하는 전자수송층이 구비되는데, 본 발명에 있어서 상기 전자수송층은 5.0×10-6 cm2/V·s 이하의 전자 이동도(electron mobility)를 가지는 소재로 이루어진 것이 바람직하며, 이러한 소재로는 대표적으로 3-(4-비페닐)-4-(페닐-5-tert-부틸페닐-1,2,4-트리아졸 (3-(4-biphenyl)-4-phenyl-5-tert-butylphenyl-1,2,4-triazole : TAZ)를 예로 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
In the present invention, the electron transporting layer may include an electron transporting layer having an electron density of 5.0 x 10 -6 cm 2 / Vs or less (4-biphenyl) -4- (phenyl-5-tert-butylphenyl-1,2,4-triazole) is preferably used as the material of the electron mobility. (3- (4-biphenyl) -4-phenyl-5-tert-butylphenyl-1,2,4-triazole: TAZ).

그리고, 상기 전자수송층 상에는 음극이 구비되어 있다. 음극은 전원 전압에 공통 연결되어 전자수송층으로 전자를 주입시키는 역할을 한다. 상기 음극은 낮은 일함수(work function)을 가지는 금속으로서 마그네슘, 칼슘, 나트륨, 칼륨, 타이타늄, 인듐, 이트륨, 리튬, 가돌리늄, 알루미늄, 은, 주석 및 납과 같은 금속 또는 이들의 합금으로 형성될 수 있다. 또한, LiF/Al 또는 LiO2/Al과 같은 다층 구조 물질 등으로 형성될 수도 있다.
A negative electrode is provided on the electron transporting layer. The cathodes are commonly connected to the power supply voltage and inject electrons into the electron transport layer. The cathode may be formed of a metal having a low work function as a metal such as magnesium, calcium, sodium, potassium, titanium, indium, yttrium, lithium, gadolinium, aluminum, silver, have. It may also be formed of a multilayer structure material such as LiF / Al or LiO 2 / Al.

다음으로, 아래에서 본 발명에 대해 실시예를 기초로 하여 상세하게 설명한다. 제시된 실시예는 예시적인 것으로 본 발명의 범위를 제한하기 위한 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described in detail on the basis of embodiments. The presented embodiments are illustrative and are not intended to limit the scope of the invention.

<실시예><Examples>

양극으로는 탈이온수, 아세톤 및 이소프로판올을 사용하여 초음파(40kHz)로 세정한 후, 표면에 존재하는 잔류 유기물을 제거하고 일함수(work function)를 증가시키기 위해 그 표면을 자외선-오존(UVO) 처리한 ITO(Indium Tin Oxide) 유리 기판을 사용하였다.The anode was cleaned with ultrasonic waves (40 kHz) using deionized water, acetone and isopropanol, and the surface was subjected to ultraviolet-ozone (UVO) treatment in order to remove residual organic substances present on the surface and increase the work function An ITO (Indium Tin Oxide) glass substrate was used.

상기 ITO 유리 기판 상부에 1,4,5,8,9,11-hexaazatriphenylene-hexacarbonitrile(HAT-CN)으로 이루어진 정공주입층(60nm); N,N'-dicarbazolyl-3,5-benzene(mCP)으로 이루어진 여기자 차단층(2.5nm); N,N-bis-(1-naphthyl)-N,N'-diphenyl-1,1'-biphenyl-4,4'diamine(NPB)으로 이루어진 정공수송층(30nm); 호스트로서 N,N'-dicarbazolyl-3,5-benzene(mCP) 90 중량% 및 도펀트로서 FIrpic 10 중량%을 포함하는 발광층(30nm); 3-(4-biphenyl)-4-phenyl-5-(4-tertbutylphenyl)-1,2,4-triazole(TAZ)으로 이루어진 전자수송층(20nm); 및 LiF/Al(1nm/130nm)으로 이루어진 음극을 순서대로 열증착(thermal evaporation)에 의해 적층하여 도 2에 도시된 단면 구조를 가지는 청색 인광 유기발광 다이오드를 완성하였다.
A hole injection layer (60 nm) made of 1,4,5,8,9,11-hexaazatriphenylene-hexacarbonitrile (HAT-CN) on the ITO glass substrate; An exciton blocking layer (2.5 nm) made of N, N'-dicarbazolyl-3,5-benzene (mCP); A hole transport layer (30 nm) made of N, N-bis- (1-naphthyl) -N, N'-diphenyl-1,1'-biphenyl-4,4'diamine (NPB); An emissive layer (30 nm) comprising 90% by weight of N, N'-dicarbazolyl-3,5-benzene (mCP) as a host and 10% by weight of FIrpic as a dopant; An electron transport layer (20 nm) made of 3- (4-biphenyl) -4-phenyl-5- (4-tertbutylphenyl) -1,2,4-triazole (TAZ); And LiF / Al (1 nm / 130 nm) were sequentially laminated by thermal evaporation to complete a blue phosphorescent organic light emitting diode having the sectional structure shown in FIG.

<비교예 1>&Lt; Comparative Example 1 &

여기자 차단층을 형성시키지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 청색 인광 유기발광 다이오드를 완성하였다.
A blue phosphorescent organic light emitting diode was completed in the same manner as in Example 1, except that the exciton blocking layer was not formed.

<비교예 2>&Lt; Comparative Example 2 &

mCP로 이루어진 여기자 차단층을 정공주입층과 발광층 사이에 형성시키지 않고 발광층과 전자수송층 사이에 형성시킨 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 청색 인광 유기발광 다이오드를 완성하였다.
A blue phosphorescent organic light emitting diode was completed in the same manner as in Example 1, except that an exciton blocking layer made of mCP was formed between the light emitting layer and the electron transporting layer without forming between the hole injecting layer and the light emitting layer.

<비교예 3>&Lt; Comparative Example 3 &

mCP로 이루어진 여기자 차단층을 발광층과 전자수송층 사이에 추가로 형성시킨 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 청색 인광 유기발광 다이오드를 완성하였다.
A blue phosphorescent organic light emitting diode was completed in the same manner as in Example 1, except that an exciton blocking layer made of mCP was additionally formed between the light emitting layer and the electron transporting layer.

<실험예> 실시예 및 비교예 1-3에서 제조된 청색 인광 유기발광 다이오드에 대한 디바이스 특성 평가<Experimental Example> Evaluation of device characteristics for the blue phosphorescent organic light emitting diode manufactured in Examples and Comparative Examples 1-3

도 3(a) 내지 도 3(d)는 각각 비교예 1, 비교예 2, 본원 실시예, 및 비교예 3에서 제조된 청색 인광 유기발광 다이오드에 대해 전하를 주입할 경우 발생되는 재결합 영역(recombination zone) 및 마이크로 캐비티 효과(micro-cavity effect)를 나타낸 모식도이다.
3 (a) to 3 (d) are graphs showing recombination regions (recombination regions) generated when charges are injected into the blue phosphorescent organic light emitting diodes manufactured in Comparative Example 1, Comparative Example 2, zone and a micro-cavity effect.

그리고, 도 4(a) 내지 도 4(d)는 각각 본원 실시예 및 비교예 1 내지 3에서 제조된 청색 인광 유기발광 다이오드에 대상으로 색도계(Minolta CS-1000) 및 전원 공급장치(Keithley 2400)를 사용하여 얻어진 전류 밀도-전압 관계, 휘도-전압 관계, 발광효율-휘도 관계 및 전력효율-휘도 관계를 나타낸다.
4 (a) to 4 (d) show a colorimeter (Minolta CS-1000) and a power supply device (Keithley 2400) as targets for the blue phosphorescent organic light emitting diodes manufactured in the Examples and Comparative Examples 1 to 3, respectively. Voltage relationship, a luminous efficiency-luminance relationship, and a power efficiency-luminance relationship obtained using the current density-voltage relationship.

도 4(a)를 참조하면, 발광층의 전면 및 후면 모두에 여기자 차단층을 구비한 비교예 3의 디바이스의 경우에는 발광층 양측에 여기자 차단층을 구비함에 따라 형성된 에너지 장벽에 의해 전하의 이동이 제약되어 다른 디바이스와 비교해 전류 밀도가 가장 낮은 것으로 나타났다.Referring to FIG. 4A, in the case of the device of Comparative Example 3 having an exciton blocking layer on both the front and rear surfaces of the light emitting layer, the energy barrier formed by the exciton blocking layers on both sides of the light emitting layer restricts the movement of charges And the current density is lowest compared with other devices.

발광층 후면에 여기자 차단층을 구비한 비교예 2의 디바이스의 경우에는 상기 비교예 3의 디바이스에 비해서는 향상된 전류 밀도를 나타냈으나, BPhen 또는 TPBi 등에 비해 전자 이동도가 매우 낮은 소재인 TAZ로 이루어진 전자수송층 측에 여기자 차단층이 형성됨에 따라 발광층 전면에 여기자 차단층을 구비한 본원 실시예의 디바이스에 비해서는 낮은 전류 밀도를 나타냈다.The device of Comparative Example 2 having an exciton blocking layer on the back surface of the light emitting layer showed an improved current density as compared with the device of Comparative Example 3, but was made of TAZ, which is a material having a lower electron mobility than BPhen or TPBi The exciton blocking layer was formed on the side of the electron transporting layer, so that the device exhibited a lower current density than the device of this embodiment having the exciton blocking layer on the entire surface of the light emitting layer.

반면, 본원 실시예의 디바이스는 발광층과 전자수송층 사이의 계면에서 전자 축적이 발생되지 않아 그 전류 밀도는 발광층 후면에 여기자 차단층을 구비하는 비교예 2의 디바이스보다 높은 수치를 나타내었으며, 여기자 차단층을 포함하지 않는 비교예 1의 디바이스에 가까운 전류 밀도값을 나타내었다.
On the other hand, in the device of this embodiment, no electron accumulation was generated at the interface between the light emitting layer and the electron transporting layer, and the current density was higher than that of the device of Comparative Example 2 having the exciton blocking layer on the back surface of the light emitting layer. And the current density value close to that of the device of Comparative Example 1 which does not include the device.

도 4(b)를 참조하면, 본원 실시예의 디바이스는 TAZ(삼중항 여기자 에너지: 2.6 eV)로 이루어진 전자수송층 및 NPB(삼중항 여기자 에너지: 2.3 eV)로 이루어진 정공수송층 중 발광층 도펀트 재료로 사용된 FIrpic의 삼중항 밴드갭(2.7eV)과 비교해 보다 낮은 삼중항 밴드갭을 가지는 정공수송층 측에만 여기자 차단층을 형성시킴으로써 삼중항 여기자 소광 방지 및 발광층 내에서의 전하 균형을 동시에 달성함에 따라 가장 높은 휘도를 나타내는 것을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 4 (b), the device of the present embodiment was used as a light emitting layer dopant material among a hole transport layer composed of TAZ (triplet exciton energy: 2.6 eV) and an NPB (triplet exciton energy: 2.3 eV) By forming an exciton blocking layer only on the side of the hole transporting layer having a lower triplet anti-band gap as compared with the triplet band gap (2.7 eV) of FIrpic, the triplet exciton extinction prevention and the charge balance in the light emitting layer are simultaneously achieved, .

반면, 비교예 1의 디바이스의 경우에는 가장 높은 전류 밀도를 나타냈음에도 불구하고 여기자 차단층의 부재로 인해 삼중항 여기자 소광으로 인해 본원 실시예의 디바이스에 비해 낮은 휘도를 나타내고, 비교예 2의 디바이스의 경우에는 발광층 전자수송층 측에 여기자 차단층을 구비함에 따라 삼중항 여기자 소광 및 상대적으로 낮은 전자-정공 재결합률로 인해 본원 실시예의 디바이스에 비해 낮은 휘도를 나타내고, 가장 낮은 전류 밀도를 나타내는 비교예 3의 디바이스는 삼중항 여기자 소광은 최소화되나 정공과 전자의 재결합 정도가 가장 낮아 가장 낮은 휘도를 나타냈다.On the other hand, in the case of the device of Comparative Example 1, although the highest current density was shown, the device exhibited lower luminance than the device of the present embodiment due to triplet exciton extinction due to the absence of the exciton blocking layer, Exhibited lower luminance than the device of the present embodiment due to triplet exciton extinction and a relatively low electron-hole recombination ratio, and that the device of Comparative Example 3 exhibiting the lowest current density The triplet exciton extinction was minimized, but the recombination of the holes and electrons was the lowest, indicating the lowest luminance.

즉, 본원 실시예의 디바이스의 경우에는, 발광층 내에서 전하 균형(charge balance)이 이루어지고, 전자수송층 측보다 삼중항 여기자 소광이 보다 현저하게 일어나는 정공수송층 측에 구비된 여기자 차단층에서 삼중항 여기자 소광을 방지하기 때문에 다른 디바이스들과 비교해 가장 높은 휘도를 나타내었다.
That is, in the case of the device of the present embodiment, the charge balance is made in the light emitting layer, and the exciton blocking layer provided on the side of the hole transporting layer where the triplet exciton extinction is more conspicuous than the electron transporting layer side, Which is the highest luminance compared to other devices.

도 4(c) 및 도 4(d)에 의하면, 본원 실시예에서 제조된 디바이스의 전류 및 전력 효율은 비교예 1 내지 3에서 제조된 다바이스를 포함한 총 4개의 디바이스 중에서 가장 높았다.According to FIG. 4 (c) and FIG. 4 (d), the current and power efficiency of the device manufactured in this embodiment was the highest among the four devices including the device manufactured in Comparative Examples 1 to 3.

이러한 결과는 여기자 차단층을 발광층의 전면, 즉, 정공수송층과 발광층 사이에만 배치함으로써, 전자수송층으로부터 발광층으로의 전자 주입에 영향을 주지 않아 발광층에서의 전하 균형(charge balance)를 개선시킴과 동시에, 삼중항 여기자 소광이 훨씬 더 현저하게 발생할 수 있는 정공수송층 측으로의 삼중항 여기자의 확산을 막아 삼중항 여기자 소광을 최대한 억제함에 따른 것으로 보인다.
This result shows that the exciton blocking layer is disposed only on the entire surface of the light emitting layer, that is, between the hole transporting layer and the light emitting layer, so as not to affect the electron injection from the electron transporting layer to the light emitting layer, thereby improving the charge balance in the light emitting layer, Appears to be due to the suppression of triplet exciton extinction as much as possible by blocking the diffusion of triplet excitons toward the hole transport layer side where triplet exciton extinction can occur even more significantly.

도 5는 본원 실시예 및 비교예 1 내지 3에서 제조된 청색 인광 유기발광 다이오드에 대한 파장에 따른 EL(electroluminiscence) 강도 및 CIE 색좌표를 기재한 그래프로서, 도 5에 따르면 모든 디바이스들이 전형적인 FIrpic의 발광 피크에 유사한 EL 피크를 나타냈다.FIG. 5 is a graph showing electroluminescence (EL) intensities and CIE color coordinates according to wavelengths of the blue phosphorescent organic light emitting diodes manufactured in this embodiment and Comparative Examples 1 to 3, wherein FIG. 5 shows that all devices emit light of a typical FIrpic Lt; RTI ID = 0.0 &gt; EL &lt; / RTI &gt; peaks.

특히, 도 5로부터 각 디바이스의 총 두께뿐만 아니라 재결합 영역의 크기 및 위치의 차이에 따라 약 500nm에서 나타나는 피크로서 마이크로 캐비티 효과(micro-cavity effect)에 인해 발생되는 숄더 피크(shoulder peak)의 강도에 차이가 있음을 알 수 있는데, 이는 각 디바이스에 있어서 여기자 차단층의 배치에서의 차이에 기인하는 것으로서 각 디바이스에서의 상이한 마이크로 캐비티 효과를 나타내 CIE 색좌표에 영향을 주며, 상기 숄더 피크의 강도가 증가함에 따라 CIE y 좌표도 증가하여 좀 더 짙은 청색(deep blue)의 구현이 가능함을 알 수 있었다.In particular, it can be seen from FIG. 5 that the intensity of the shoulder peak caused by the micro-cavity effect as a peak appearing at about 500 nm according to the difference in size and position of the recombination region as well as the total thickness of each device This is due to the difference in the arrangement of the exciton blocking layer in each device, which results in different micro-cavity effects in each device, affecting the CIE color coordinates and increasing the intensity of the shoulder peaks As a result, the CIE y coordinate is increased and it is possible to realize a deep blue.

보다 구체적으로, 도 3(a)를 참조하면 여기자 차단층이 구비되지 않은 비교예 1의 디바이스는 재결합 영역(recombination zone, RZ)이 정공수송층 및 전자수송층으로부터 떨어져 위치해 있음을 알 수 있는데, 이는 발광층과 정공수송층/전자수송층 사이의 계면에서 발생된 삼중항 여기자 소광에 따른 것이다.More specifically, referring to FIG. 3A, the device of Comparative Example 1 in which the exciton blocking layer is not provided can be seen that the recombination zone (RZ) is located apart from the hole transporting layer and the electron transporting layer, And the triplet exciton extinction at the interface between the hole transporting layer and the electron transporting layer.

한편, 도 3(b) 및 도 3(c)에서 알 수 있는 것처럼 발광층의 일면에 여기자 차단층이 구비된 비교예 2 또는 본원 실시예의 디바이스의 경우에는 재결합 영역이 전자수송층 근처 또는 정공수송층에 보다 가까이 편재되는데, 이는 삼중항 여기자 소광이 정공수송층과 발광층 사이의 계면 또는 전자수송층과 발광층 사이의 계면에서 일어났기 때문이다. 이에 따라, 비교예 2 및 비교예 3의 디바이스에서는 비교예 1의 디바이스보다 넓은 재결합 영역을 형성해 상이한 마이크로 캐비티 효과를 나타냈다.3 (b) and 3 (c), in the case of the device of Comparative Example 2 or the embodiment of the present invention in which the exciton blocking layer is provided on one surface of the light emitting layer, the recombination region is formed near the electron transporting layer or in the hole transporting layer Because the triplet exciton extinction occurred at the interface between the hole transporting layer and the light emitting layer or at the interface between the electron transporting layer and the light emitting layer. As a result, the device of Comparative Example 2 and Comparative Example 3 formed a recombination region wider than that of the device of Comparative Example 1 and exhibited different micro-cavity effects.

그리고, 도 3(d)에 도시된 바와 같이 비교예 3에서 제조된 디바이스는 발광층 전면 및 후면에 여기자 차단층을 구비함에 따라 삼중항 여기자 소광이 방지됨으로써 비교예 1-2 및 본원 실시예의 디바이스에 비해 넓은 재결합 영역을 형성해 또 다른 마이크로 캐비티 효과를 나타낸다.
As shown in FIG. 3 (d), the device manufactured in Comparative Example 3 has exciton blocking layers on the front and back surfaces of the light emitting layer, thereby preventing triplet exciton extinction. Thus, the device of Comparative Example 1-2 and the device of this embodiment Thereby forming a larger recombination region and exhibiting another micro-cavity effect.

요컨대, 발광층의 전면 및 후면 모두에 여기자 차단층을 구비한 본원 실시예에서 제조된 디바이스는 비교예 1 내지 3에서 제조된 디바이스에 비해 향상된 효율을 나타냈으며, 또한, 여기자 차단층의 배치에 따른 재결합 영역의 위치 및 크기의 차이 및 디바이스의 전체 두께 차이에 따라 각 장치에서 상이한 마이크로 캐비티 효과를 나타냈고, 이는 CIE 색좌표에서의 차이로 이어졌다.In short, the device manufactured in this example having an exciton blocking layer on both the front and rear surfaces of the light-emitting layer exhibited improved efficiency as compared with the device manufactured in Comparative Examples 1 to 3, and further, the recombination due to the arrangement of the exciton blocking layer Different micro-cavity effects were exhibited in each device depending on the difference in the location and size of the regions and the overall thickness difference of the device, leading to differences in the CIE color coordinates.

Claims (5)

양극(anode);
상기 양극 상에 형성된 정공주입층(Hole Injection Layer, HIL);
상기 정공주입층 상에 형성된 정공수송층(Hole Transport Layer, HTL);
상기 정공수송층 상에 형성된 여기자 차단층(Exciton Blocking Layer, EBL);
상기 여기자 차단층 상에 형성되며 청색 인광 도펀트(dopant)를 포함하는 발광층(Emitting Layer, EML);
상기 발광층 상에 형성된 형성된 전자수송층(Electron Transport layer, ETL); 및
상기 전자수송층 상에 형성된 음극(cathode)를 포함하며,
상기 여기자 차단층 및 발광층의 호스트는 동일한 물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 청색 인광 유기발광 다이오드.Anode;
A hole injection layer (HIL) formed on the anode;
A hole transport layer (HTL) formed on the hole injection layer;
An exciton blocking layer (EBL) formed on the hole transport layer;
An emissive layer (EML) formed on the exciton blocking layer and including a blue phosphorescent dopant;
An electron transport layer (ETL) formed on the light emitting layer; And
And a cathode formed on the electron transporting layer,
Wherein the exciton blocking layer and the host of the light emitting layer are made of the same material. 제1항에 있어서,
상기 발광층의 호스트에서 여기자가 생성되어 도펀트로 여기자 에너지가 이동하는 것을 특징으로 하는 청색 인광 유기발광 다이오드.The method according to claim 1,
Wherein excitons are generated in the host of the light emitting layer and exciton energy is transferred as a dopant. 제1항에 있어서,
상기 발광층에 포함된 호스트 및 도펀트는 각각 N,N'-dicarbazolyl-3,5-benzene(mCP) 및 FIrpic로 이루어지며,
상기 여기자 차단층은 N,N'-dicarbazolyl-3,5-benzene(mCP)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 청색 인광 유기발광 다이오드.The method according to claim 1,
The host and the dopant contained in the light emitting layer are composed of N, N'-dicarbazolyl-3,5-benzene (mCP) and FIrpic,
Wherein the exciton blocking layer comprises N, N'-dicarbazolyl-3,5-benzene (mCP). 제1항에 있어서,
상기 양극은 인듐주석산화물 (ITO:Indium Tin Oxide)로 이루어지고,
상기 정공주입층은 1,4,5,8,9,11-hexaazatriphenylene-hexacarbonitrile (HAT-CN)로 이루어지고,
상기 정공수송층은 N,N-bis-(1-naphthyl)-N,N'-diphenyl-1,1'-biphenyl-4,4'diamine (NPB)로 이루어지고,
상기 여기자 차단층은 N,N'-dicarbazolyl-3,5-benzene(mCP)으로 이루어지며,
상기 발광층은 N,N'-dicarbazolyl-3,5-benzene(mCP)으로 이루어진 호스트 및 FIrpic으로 이루어진 도펀트룰 포함하며,
상기 전자수송층은 3-(4-biphenyl)-4-phenyl-5-(4-tertbutylphenyl)-1,2,4-triazole(TAZ)으로 이루어지고,
상기 음극은 LiF/Al로 이루어진 것을 특징으로 하는 청색 인광 유기발광 다이오드.The method according to claim 1,
The anode is made of indium tin oxide (ITO)
Wherein the hole injection layer is made of 1,4,5,8,9,11-hexaazatriphenylene-hexacarbonitrile (HAT-CN)
Wherein the hole transport layer is made of N, N-bis- (1-naphthyl) -N, N'-diphenyl-1,1'-biphenyl-4,4'diamine (NPB)
The exciton blocking layer is composed of N, N'-dicarbazolyl-3,5-benzene (mCP)
The light emitting layer includes a host made of N, N'-dicarbazolyl-3,5-benzene (mCP) and a dopant rule made of FIrpic,
The electron transport layer is made of 3- (4-biphenyl) -4-phenyl-5- (4-tertbutylphenyl) -1,2,4-triazole (TAZ)
Wherein the cathode is made of LiF / Al. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항의 청색 인광 유기발광 다이오드를 포함하는 디스플레이 장치.A display device comprising the blue phosphorescent organic light emitting diode according to any one of claims 1 to 4.
KR1020140154307A 2014-11-07 2014-11-07 Blue phosphorescent organic light emitting diode device having improved efficiency by suppressing triplet exciton quenching and acheiving charge balance KR20160054820A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140154307A KR20160054820A (en) 2014-11-07 2014-11-07 Blue phosphorescent organic light emitting diode device having improved efficiency by suppressing triplet exciton quenching and acheiving charge balance

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140154307A KR20160054820A (en) 2014-11-07 2014-11-07 Blue phosphorescent organic light emitting diode device having improved efficiency by suppressing triplet exciton quenching and acheiving charge balance

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20160054820A true KR20160054820A (en) 2016-05-17

Family

ID=56109441

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140154307A KR20160054820A (en) 2014-11-07 2014-11-07 Blue phosphorescent organic light emitting diode device having improved efficiency by suppressing triplet exciton quenching and acheiving charge balance

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20160054820A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108666430A (en) * 2017-06-23 2018-10-16 深圳市晶鸿电子有限公司 A kind of high performance electroluminescent organic device
WO2021192158A1 (en) * 2020-03-26 2021-09-30 シャープ株式会社 Light emitting element and display device

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108666430A (en) * 2017-06-23 2018-10-16 深圳市晶鸿电子有限公司 A kind of high performance electroluminescent organic device
WO2021192158A1 (en) * 2020-03-26 2021-09-30 シャープ株式会社 Light emitting element and display device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3499598B1 (en) Organic light-emitting diode and preparation method thereof, and display device
KR101365824B1 (en) Organic Light Emitting Diode Device
EP3010057B1 (en) Organic light emitting display device
EP3107131A1 (en) Organi light emitting display device
EP3032600B1 (en) Organic light emitting display device
US20090001875A1 (en) Organic light-emitting device incorporating multifunctional osmium complexes
KR20120041460A (en) Organic light emitting diode device
KR102291896B1 (en) Charge generating compound and organic light emitting diode device comprising the same
KR102353804B1 (en) Organic light emitting device
KR102458043B1 (en) Organic Light Emitting Diode Device
KR20100073417A (en) Organic light emitting diode device
KR20100072644A (en) Organic light emitting diode device
KR20230048497A (en) Organic light emitting diode
US20200388780A1 (en) Organic el display device, manufacturing method thereof, and light-emission method thereof
JP2014063829A (en) Organic el display device
KR101536569B1 (en) Blue phosphorescent organic light emitting diode device having improved efficiency by controlling recombination zone spatially
KR20140140966A (en) Organic light emitting diode device
KR102326951B1 (en) Organic light emitting device
TWI249368B (en) White organic light emitting device using three emissive layer
KR20130057738A (en) Organic light emitting diode device
US10784458B1 (en) Organic light-emitting diode with enhanced light-emitting efficiency and color purity
KR20160054820A (en) Blue phosphorescent organic light emitting diode device having improved efficiency by suppressing triplet exciton quenching and acheiving charge balance
KR20160035561A (en) Organic Light Emitting Device
KR101536568B1 (en) Blue phosphorescent organic light emitting diode device having improved efficiency by suppressing triplet exciton quenching
KR20200103611A (en) Organic light emitting diode and organic light emittind display device having the same

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application