KR20160061718A - Organic light emitting device - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 유기 발광 소자에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 유기 발광 소자에 있어서 효율 및 수명의 향상이 가능한 유기 발광 소자에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to an organic light emitting device, and more particularly, to an organic light emitting device capable of improving efficiency and lifetime in an organic light emitting device.
유기 발광 표시 장치(OLED)는 자체 발광형 표시 장치로서, 전자(electron) 주입을 위한 전극(cathode)과 정공(hole) 주입을 위한 전극(anode)으로부터 각각 전자와 정공을 발광층 내부로 주입시켜, 주입된 전자와 정공이 결합한 엑시톤(exciton)이 여기 상태로부터 기저 상태로 떨어질 때 발광하는 유기 발광 소자를 이용한 표시 장치이다. The organic light emitting diode (OLED) is a self-luminous display device in which electrons and holes are injected into the light emitting layer from an anode for injecting electrons and an anode for injecting holes, And emits light when an exciton in which injected electrons and holes are coupled falls from an excited state to a ground state.
유기 발광 표시 장치는 빛이 방출되는 방향에 따라서 상부 발광(Top Emission) 방식, 하부 발광(Bottom Emission) 방식 및 양면 발광(Dual Emission) 방식 등이 있고, 구동 방식에 따라서는 수동 매트릭스형(Passive Matrix)과 능동 매트릭스형(Active Matrix) 등으로 나누어진다.The organic light emitting display device includes a top emission type, a bottom emission type, and a dual emission type depending on a direction in which light is emitted, and a passive matrix type ) And active matrix (Active Matrix).
유기 발광 표시 장치는 액정 표시 장치(LCD)와는 달리 별도의 광원이 필요하지 않아 경량 박형으로 제조 가능하다. 또한, 유기 발광 표시 장치는 저전압 구동에 의해 소비 전력 측면에서 유리할 뿐만 아니라, 색상 구현, 응답 속도, 시야각, 명암비(contrast ratio: CR)도 우수하여, 차세대 디스플레이로서 연구되고 있다.Unlike a liquid crystal display (LCD), an organic light emitting display does not require a separate light source, and can be manufactured in a light and thin shape. Further, the organic light emitting display device is not only advantageous from the viewpoint of power consumption by low voltage driving, but also excellent in color implementation, response speed, viewing angle, and contrast ratio (CR), and is being studied as a next generation display.
고 해상도로 디스플레이가 발전하면서 단위 면적당 픽셀 개수가 증가하고, 높은 휘도가 요구되고 있지만 유기 발광 표시 장치의 발광 구조 상 단위 면적 전류(A)에 한계가 있고, 인가 전류의 증가로 인한 유기 발광 소자의 신뢰성 저하 및 소비 전력이 증가하는 문제점이 있다. The number of pixels per unit area increases and a high luminance is required. However, since the unit area current (A) is limited by the light emitting structure of the organic light emitting display device, There is a problem that reliability is lowered and power consumption is increased.
따라서 유기 발광 표시 장치의 품질 및 생산성을 저해하는 요인이 되고 있는 유기 발광 소자의 발광 효율, 수명 향상 및 소비 전력 절감이라는 기술적 한계를 극복해야 하며, 색감 영역을 유지하면서도 발광 효율, 발광층의 수명 및 시야각 특성을 향상시킬 수 있는 유기 발광 소자 개발을 위한 다양한 연구가 이루어지고 있다. Therefore, it is necessary to overcome the technical limitations of the luminous efficiency, life span and power consumption reduction of the organic light emitting device, which are factors that hinder the quality and productivity of the OLED display device. Various studies have been conducted for developing an organic light emitting device capable of improving characteristics.
유기 발광 표시 장치의 품질 및 생산성 향상을 위해서 유기 발광 소자의 효율, 수명 향상 및 소비 전력 저감 등을 위한 다양한 유기 발광 소자 구조가 제안되고 있다. Various organic light emitting device structures have been proposed for improving the efficiency, lifetime, and power consumption of the organic light emitting device in order to improve the quality and productivity of the organic light emitting display device.
이에 따라, 하나의 스택(1 stack) 즉, 하나의 발광 유닛(electroluminescence unit: EL unit)을 적용하는 유기 발광 소자 구조뿐만 아니라, 향상된 효율 및 수명 특성을 구현하기 위해 복수 개의 스택(stack), 즉 복수 개의 발광 유닛의 적층을 이용하는 탠덤(Tandem) 구조의 유기 발광 소자가 제안되고 있다. Accordingly, in order to realize an improved efficiency and lifetime characteristics as well as an organic light emitting device structure using one stack (i.e., one electroluminescence unit (EL unit)), a plurality of stacks An organic light emitting device of a tandem structure using a stack of a plurality of light emitting units has been proposed.
그러나, 단지 복수 개의 발광 유닛을 단순히 적층하여 형성하는 것만으로는 발광 효과가 상승하는 것이 아니며, 복수 개의 발광 유닛으로부터 빛을 발광하는데 있어서 복수 개의 발광 소자를 직렬로 연결한 것과 같은 효과를 얻을 수 있어야 한다. However, merely laminating a plurality of light-emitting units simply does not increase the light-emitting effect, and it is necessary to obtain an effect similar to the effect that a plurality of light-emitting elements are connected in series in order to emit light from a plurality of light- do.
위와 같이 복수 개의 발광 소자를 연결하여 향상된 발광 효과를 얻기 위해서 적층된 복수 개의 발광 유닛의 사이에 전하 생성층(charge generation layer: CGL)을 적용하고 있다.A charge generation layer (CGL) is applied between a plurality of stacked light emitting units in order to obtain an improved light emitting effect by connecting a plurality of light emitting devices as described above.
그러나, 이와 같은 탠덤 구조, 즉 복수 개의 발광 유닛의 적층을 이용한 2 스택 유기 발광 소자 구조에 있어서 전하 생성층(CGL)이 추가적으로 적용됨에 따라 전하 생성층(CGL)의 하부에 위치한 제 1 발광 유닛으로 전자가 이동하고, 또한 전하 생성층(CGL)의 상부에 위치한 제 2 발광 유닛으로 정공이 이동하는 양방향 이동이 필요로 하게 된다. 이와 같은 2 스택 구조에 있어서 p형 전하 생성층인 제 2 전하 생성층(P-CGL)은 정공 주입층(HIL)의 역할을 해야 하며 따라서 정공의 이동을 원활하게 해줄 수 있어야 한다. However, as the charge generation layer (CGL) is additionally applied in such a tandem structure, that is, in a two-stack organic light emitting device structure using a stack of a plurality of light emitting units, the first light emitting unit located below the charge generation layer Electrons move and bi-directional movement in which holes move to the second light emitting unit located above the charge generation layer (CGL) becomes necessary. In this two-stack structure, the second charge generation layer (P-CGL), which is a p-type charge generation layer, should serve as a hole injection layer (HIL)
종래의 유기 발광 소자에 있어서, 제 2 전하 생성층(p-CGL)은 단일층으로 이루어지고 제 2 전하 생성층(p-CGL) 내 도핑되는 p형 도펀트(dopant)의 도핑 농도를 약 12 내지 15%의 수준에서 조절함으로써 유기 발광 소자의 효율과 수명 특성을 확보하고 있다. In the conventional organic light emitting device, the second charge generation layer (p-CGL) has a doping concentration of a p-type dopant composed of a single layer and doped in the second charge generation layer (p-CGL) 15%, thereby securing the efficiency and lifetime characteristics of the organic light emitting device.
하지만 이와 같이 제 2 전하 생성층(P-CGL) 내 포함되는 p형 도펀트의 도핑 농도를 높은 수준으로 적용함에 따라, 정공의 이동도가 높아지면서 제 1 전하 생성층(n-CGL)과 제 2 전하 생성층(p-CGL) 사이의 전하 불균형 현상이 발생하고 있다.However, as the doping concentration of the p-type dopant contained in the second charge generating layer (P-CGL) is applied at a high level, the mobility of the holes increases and the first charge generating layer (n-CGL) Charge imbalance phenomenon occurs between the charge generation layer (p-CGL).
즉, 2 스택 유기 발광 소자 구조에 있어서 제 1 전하 생성층(n-CGL)과 인접하여 위치하는 제 2 전하 생성층(p-CGL)의 도핑 수준이 적정 수준이 되지 않는 경우, 전하 생성층 내에서 전하 생성(charge generation)이 방해를 받을 수 있으며 이에 따라 유기 발광 소자에 있어서 효율과 수명 특성의 문제가 발생하고 있다.That is, when the doping level of the second charge generating layer (p-CGL) adjacent to the first charge generating layer (n-CGL) in the structure of the two-stack organic light emitting device does not become an appropriate level, The charge generation may be hindered in the organic light emitting device, resulting in problems of efficiency and lifetime characteristics of the organic light emitting device.
또한 제 2 전하 생성층(p-CGL)에 높은 수준으로 도펀트 도핑 농도를 적용하면서 도펀트 재료의 소비량이 증가하고 있으며 이에 따라 제품의 양산 측면에 있어서 재료비가 상승하는 문제가 발생하고 있다.Also, the amount of dopant material consumed is increased while applying a dopant doping concentration to a high level in the second charge generating layer (p-CGL), thereby causing a problem of an increase in material cost in terms of mass production of the product.
이에 본 발명의 발명자는 복수 개의 발광 유닛의 적층을 이용한 유기 발광 소자 구조에 있어서, 효율 및 수명의 향상이 가능한 유기 발광 소자를 발명하였다. Thus, the inventor of the present invention invented an organic light emitting device capable of improving efficiency and lifetime in the structure of an organic light emitting device using a stack of a plurality of light emitting units.
본 발명의 실시예에 따른 해결 과제는, 복수 개의 발광 유닛의 적층을 이용한 유기 발광 소자에 있어서 영역이 구분되어 형성되는 제 2 전하 생성층 영역 사이에 정공 수송층을 추가적으로 형성함으로써 효율 및 수명의 향상이 가능한 가능한 유기 발광 소자를 제공하는 것을 목적으로 한다.A solution according to an embodiment of the present invention is to further improve efficiency and lifetime by additionally forming a hole transporting layer between second charge generating layer regions in which regions are separately formed in an organic light emitting element using a stack of a plurality of light emitting units It is an object of the present invention to provide a possible organic light emitting device.
본 발명의 실시예에 따른 해결 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The solutions according to the embodiments of the present invention are not limited to the above-mentioned problems, and other problems not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자에 있어서 제 2 전하 생성층의 제 1 영역과 제 2 영역 사이에 제 3 정공 수송층을 추가적으로 형성함으로써 효율 및 수명의 향상이 가능한 유기 발광 소자가 제공된다.In the organic light emitting device according to the embodiment of the present invention, a third hole transporting layer is additionally formed between the first region and the second region of the second charge generating layer, thereby improving the efficiency and lifetime.
본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자는 제 1 전극과 제 2 전극과 제 1 전극과 제 2 전극 사이에 위치하는 제 1 및 제 2 발광 유닛과 제 1 및 제 2 발광 유닛의 사이에 위치하는 제 1 전하 생성층과 제 1 및 제 2 발광 유닛의 사이에 위치하고, 제 1 전하 생성층의 상부에 위치하는 제 2 전하 생성층 및 제 2 전하 생성층의 상부에 위치하는 제 2 정공 수송층을 포함하고, 제 2 전하 생성층은 제 1 영역 및 제 2 영역으로 이루어지고, 상기 제 2 전하 생성층의 상기 제 1 영역 및 제 2 영역의 사이에 위치하는 제 3 정공 수송층을 포함하는 유기 발광 소자인 것을 특징으로 한다. An organic light emitting diode according to an embodiment of the present invention includes a first electrode and a second electrode, first and second light emitting units positioned between the first electrode and the second electrode, and a second light emitting unit located between the first and second light emitting units A second charge generating layer located between the first charge generating layer and the first and second light emitting units and located above the first charge generating layer and a second hole transporting layer located above the second charge generating layer And the second charge generating layer comprises a first region and a second region, and a third hole transporting layer located between the first region and the second region of the second charge generating layer, .
제 2 전하 생성층의 제 1 영역 및 제 2 영역은 p형 도펀트를 더욱 포함하고, 제 1 영역 및 제 2 영역의 상기 p형 도펀트의 도핑 농도는 6 내지 8% 일 수 있다. The first and second regions of the second charge generating layer may further comprise a p-type dopant and the doping concentration of the p-type dopant in the first and second regions may be between 6 and 8%.
제 2 전하 생성층의 제 1 영역 및 제 2 영역의 p형 도펀트의 도핑 농도는 서로 다를 수 있다. The doping concentrations of the p-type dopant in the first region and the second region of the second charge generating layer may be different from each other.
제 2 전하 생성층의 제 1 영역 및 제 2 영역의 p형 도펀트는 F4-TCNQ 또는 NDP-9 중 어느 하나로 이루어질 수 있다. The p-type dopant in the first region and the second region of the second charge generating layer may be made of any one of F 4 -TCNQ and NDP-9.
제 2 전하 생성층의 제 1 영역 및 제 2 영역 각각의 두께는 제 3 정공 수송층의 두께보다 크거나 같고 제 2 정공 수송층의 두께보다 작거나 같을 수 있다. The thickness of each of the first and second regions of the second charge generating layer may be equal to or less than the thickness of the third hole transporting layer and may be less than or equal to the thickness of the second hole transporting layer.
제 2 전하 생성층의 제 1 영역과 제 2 영역의 두께는 서로 다를 수 있다.The thickness of the first region and the second region of the second charge generating layer may be different from each other.
제 2 전하 생성층의 제 1 영역 및 제 2 영역 사이에 위치하는 제 3 정공 수송층의 두께는 제 2 전하 생성층의 상부에 위치하는 제 2 정공 수송층의 두께보다 작을 수 있다. The thickness of the third hole transporting layer located between the first region and the second region of the second charge generating layer may be smaller than the thickness of the second hole transporting layer located above the second charge generating layer.
제 2 전하 생성층의 제 1 영역 및 제 2 영역의 사이에 위치하는 제 3 정공 수송층의 두께는 100 Å이하일 수 있다. The thickness of the third hole transporting layer located between the first region and the second region of the second charge generating layer may be 100 A or less.
제 2 전하 생성층의 상부에 위치하는 제 2 정공 수송층 및 제 2 전하 생성층의 제 1 영역 및 제 2 영역의 사이에 위치하는 제 3 정공 수송층은 HATCN, TBAHA, F4-TCNQ 및 CuPc 중 어느 하나로 이루어질 수 있다. The third hole transporting layer located between the first region and the second region of the second hole transporting layer and the second charge generating layer located above the second charge generating layer may be any of HATCN, TBAHA, F 4 -TCNQ, and CuPc It can be done in one.
제 2 전하 생성층의 상부에 위치하는 제 2 정공 수송층과 제 2 전하 생성층의 제 1 영역 및 제 2 영역의 사이에 위치하는 제 3 정공 수송층은 서로 다른 물질로 이루어질 수 있다. The second hole transport layer located on the second charge generation layer and the third hole transport layer located between the first region and the second region of the second charge generation layer may be made of different materials.
본 발명의 실시예에 따른 복수 개의 발광 유닛의 적층을 이용한 2 스택 구조의 유기 발광 소자에 있어서, p형 도펀트를 포함하는 제 2 전하 생성층을 제 1 영역과 제 2 영역을 갖도록 형성하고 그 사이에 제 3 정공 수송층을 추가적으로 형성하여 제 2 전하 생성층에서 원활한 전하 생성이 가능하도록 함으로써 유기 발광 소자의 효율 및 수명을 향상시킬 수 있다. In the organic light emitting device having the two stack structure using the stacking of the plurality of light emitting units according to the embodiment of the present invention, the second charge generating layer including the p-type dopant is formed to have the first region and the second region, The third charge transport layer may be additionally formed in the second charge generation layer to enable smooth charge generation, thereby improving the efficiency and lifetime of the organic light emitting device.
또한 제 2 전하 생성층의 제 1 영역과 제 2 영역 사이에 제 3 정공 수송층을 적용함으로써 제 2 전하 생성층의 제 1 영역과 제 2 영역 내 도핑되는 도펀트의 농도를 낮출 수 있으며 따라서 높은 농도의 도펀트 적용에 따라 소요되는 재료비의 저감을 통해서 양산성을 개선할 수 있다. Also, by applying a third hole transporting layer between the first region and the second region of the second charge generating layer, the concentration of the dopant doped in the first region and the second region of the second charge generating layer can be lowered, The mass productivity can be improved by reducing the material cost required by dopant application.
본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과는 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
이상에서 해결하고자 하는 과제, 과제 해결 수단, 효과에 기재한 발명의 내용이 청구항의 필수적인 특징을 특정하는 것은 아니므로, 청구항의 권리범위는 발명의 내용에 기재된 사항에 의하여 제한되지 않는다.The scope of the claims is not limited by the matters described in the contents of the invention, as the contents of the invention described in the problems, the solutions to the problems and the effects to be solved do not specify essential features of the claims.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자의 구조를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자에 있어서 제 2 전하 생성층 및 제 2 전하 생성층 상부와 하부에 인접하여 위치하는 유기층의 구조를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자에 있어서 제 2 전하 생성층의 구조를 평가하기 위한 조건을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자의 전기 광학 특성 평가 결과를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자의 수명 특성 평가 결과를 나타내는 도면이다.1 is a schematic view illustrating a structure of an organic light emitting diode according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic view illustrating the structure of an organic layer adjacent to an upper portion and a lower portion of the second charge generation layer and the second charge generation layer in the organic light emitting device according to the embodiment of the present invention.
3 is a view showing a condition for evaluating the structure of the second charge generating layer in the organic light emitting device according to the embodiment of the present invention.
4 is a graph showing the results of an electro-optical characteristic evaluation of an organic light emitting device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a view showing a result of life characteristic evaluation of an organic light emitting device according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention and the manner of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described in detail below with reference to the accompanying drawings. It should be understood, however, that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but is capable of many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, To fully disclose the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims.
본 발명의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 본 명세서 상에서 언급된 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다.The shapes, sizes, ratios, angles, numbers, and the like disclosed in the drawings for describing the embodiments of the present invention are illustrative, and thus the present invention is not limited thereto. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail. Where the terms "comprises", "having", "done", and the like are used in this specification, other portions may be added unless "only" is used. Unless the context clearly dictates otherwise, including the plural unless the context clearly dictates otherwise.
구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다. 위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~상에', '~상부에', '~하부에', '~옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다.In interpreting the constituent elements, it is construed to include the error range even if there is no separate description. In the case of a description of the positional relationship, for example, if the positional relationship between two parts is described as 'on', 'on top', 'under', and 'next to' Or " direct " is not used, one or more other portions may be located between the two portions.
또한 제 1, 제 2 등이 다양한 구성 요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성 요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제 1 구성 요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제 2 구성 요소일 수도 있다.Also, the first, second, etc. are used to describe various components, but these components are not limited by these terms. These terms are used only to distinguish one component from another. Therefore, the first component mentioned below may be the second component within the technical spirit of the present invention.
본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하고, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시할 수도 있다.It is to be understood that each of the features of the various embodiments of the present invention may be combined or combined with each other, partially or wholly, technically various interlocking and driving, and that the embodiments may be practiced independently of each other, It is possible.
이하, 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자(1000)의 구조를 개략적으로 나타내는 도면이다.1 is a view schematically showing the structure of an organic
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자(1000)는 적색 서브 화소 영역(Rp), 녹색 서브 화소 영역(Gp) 및 청색 서브 화소 영역(Bp)이 정의되어 있는 기판 상에 형성되는 제 1 전극(110, anode)과 정공 주입층(120, hole injection layer: HIL), 제 1 정공 수송층(130, 1st hole transporting layer: 1st HTL), 제 1 적색 발광층(140, 1st Red emission layer: 1st Red EML), 제 1 녹색 발광층(141, 1st Green emission layer: 1st Green EML) 및 제 1 청색 발광층(142, 1st Blue emission layer: 1st Blue EML)으로 이루어지는 제 1 유기 발광층, 제 1 전자 수송층(150, 1st electron transporting layer: 1st ETL), 제 1 전하 생성층(160, 1st charge generation layer: N-CGL), 제 2 전하 생성층(165, 2nd charge generation layer: P-CGL), 제 2 정공 수송층(170, 2nd hole transporting layer: 2nd HTL), 제 2 적색 발광층(180, 2nd Red emission layer: 2nd Red EML), 제 2 녹색 발광층(181, 2nd Green emission layer: 2nd Green EML) 및 제 2 청색 발광층(182, 2nd Blue emission layer: 2nd Blue EML)으로 이루어지는 제 2 유기 발광층, 제 2 전자 수송층(190, 2nd electron transporting layer: 2nd ETL), 제 2 전극(200, cathode) 및 캡핑층(210, capping layer: CPL)을 포함하여 구성된다.1, an organic
또한 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자(1000)는 제 1 전극(110)과 제 2 전극(200)의 사이에 제 1 유기 발광층을 포함하는 제 1 발광 유닛(1100, 1st EL Unit) 및 제 2 유기 발광층을 포함하는 제 2 발광 유닛(1200, 2nd EL Unit)이 적층되어 구성된 2 스택(stack) 구조를 갖는 유기 발광 소자이다.In addition, the first light emitting unit (1100, 1 st EL Unit) including a first organic light emitting layer between the organic light-
보다 구체적으로 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자(1000)에 있어서 제 1 발광 유닛(1100)은 정공 주입층(120), 제 1 정공 수송층(130), 제 1 적색 발광층(140), 제 1 녹색 발광층(141) 및 제 1 청색 발광층(142)으로 이루어지는 제 1 유기 발광층 및 제 1 전자 수송층(150)을 포함하여 구성된다. More specifically, in the organic
또한 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자(1000)에 있어서 제 2 발광 유닛(1200)은 제 2 정공 수송층(170), 제 2 적색 발광층(180), 제 2 녹색 발광층(181) 및 제 2 청색 발광층(182)으로 이루어지는 제 2 유기 발광층 및 제 2 전자 수송층(190)을 포함하여 구성된다.The second
또한 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자(1000)는 제 1 발광 유닛(1100)과 제 2 발광 유닛(1200)의 사이에 위치하는 n형 전하 생성층인 제 1 전하 생성층(160)과 p형 전하 생성층인 제 2 전하 생성층(165)을 포함하여 구성된다. The organic
또한 도시하지 않았지만 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자를 포함하는 유기 발광 표시 장치에 있어, 기판 상에 서로 교차하여 각 화소 영역을 정의하는 게이트 배선과 데이터 배선과 이중 어느 하나와 평행하게 연장되는 전원 배선이 위치하며, 각 화소 영역에는 게이트 배선 및 데이터 배선에 연결된 스위칭 박막트랜지스터와 스위칭 박막 트랜지스터에 연결된 구동 박막 트랜지스터가 위치한다. 구동 박막 트랜지스터는 상기 제 1 전극(110, anode)에 연결된다. Although not shown, in an organic light emitting display device including an organic light emitting diode according to an exemplary embodiment of the present invention, a plurality of gate lines and data lines extending in parallel to any one of the gate lines and the data lines crossing each other and defining pixel regions A power supply wiring is located. In each pixel region, a switching thin film transistor connected to the gate wiring and the data wiring and a driving thin film transistor connected to the switching thin film transistor are disposed. A driving thin film transistor is connected to the first electrode 110 (anode).
제 1 전극(110)은 적색 서브 화소 영역(Rp), 녹색 서브 화소 영역(Gp) 및 청색 서브 화소 영역(Bp) 모두에 대응되도록 기판 상에 위치하며, 반사 전극으로 이루어질 수 있다. The
예를 들어서, 제 1 전극(110)은 인듐-틴-옥사이드(indium-tin-oxide: ITO)와 같이 일함수가 높은 투명 도전성 물질층과 은(Ag) 또는 은 합금(Ag alloy)과 같은 반사 물질층을 포함할 수 있다. For example, the
정공 주입층(120)은 적색 서브 화소 영역(Rp), 녹색 서브 화소 영역(Gp) 및 청색 서브 화소 영역(Bp) 모두에 대응되도록 제 1 전극(110) 상에 위치한다. The
정공 주입층(120)은 정공의 주입을 원활하게 하는 역할을 할 수 있으며, HATCN(1,4,5,8,9,11-hexaazatriphenylene-hexanitrile) 및 CuPc(cupper phthalocyanine), PEDOT(poly(3,4)-ethylenedioxythiophene), PANI(polyaniline) 및 NPD(N,N-dinaphthyl-N,N'-diphenylbenzidine)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상으로 이루어질 수 있으나 이에 한정되지 않는다.The
제 1 정공 수송층(130)과 제 2 정공 수송층(170)은 각각 적색 서브 화소 영역(Rp), 녹색 서브 화소 영역(Gp) 및 청색 서브 화소 영역(Bp) 모두에 대응되도록, 제 1 정공 수송층(130)은 정공 주입층(120) 상에, 제 2 정공 수송층(170)은 제 2 전하 생성층(165) 상에 위치한다.The first
제 1 정공 수송층(130)과 제 2 정공 수송층(170)은 정공의 수송을 원활하게 하는 역할을 하며, NPD(N,N-dinaphthyl-N,N'-diphenylbenzidine), 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 이루어질 수 있으나 이에 한정되지 않는다.The first
제 1 적색 발광층(140)은 제 1 정공 수송층(130) 상의 적색 서브 화소 영역(Rp)에 위치하며, 또한 제 2 적색 발광층(180)은 제 2 정공 수송층(170) 상의 적색 서브 화소 영역(Rp)에 위치한다. 제 1 적색 발광층(140) 및 제 2 적색 발광층(180)은 각각 적색을 발광하는 발광 물질을 포함할 수 있으며, 발광 물질은 인광 물질 또는 형광 물질을 이용하여 형성할 수 있다. The first red
보다 구체적으로 제 1 적색 발광층(140) 및 제 2 적색 발광층(180)은 CBP(carbazole biphenyl) 또는 mCP(1,3-bis(carbazol-9-yl)를 포함하는 호스트 물질을 포함할 수 있으며, PIQIr(acac)(bis(1-phenylisoquinoline) acetylacetonate iridium), PQIr(acac)(bis(1-phenylquinoline) acetylacetonate iridium), PQIr(tris(1-phenylquinoline) iridium) 및 PtOEP(octaethylporphyrin platinum)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상을 포함하는 도펀트를 포함하는 인광 물질로 이루어질 수 있고, 이와는 달리 PBD:Eu(DBM)3(Phen) 또는 Perylene을 포함하는 형광 물질로 이루어질 수 있으나 이에 한정되지 않는다.More specifically, the first red
제 1 녹색 발광층(141)은 제 1 정공 수송층(130) 상의 녹색 서브 화소 영역(Gp)에 위치하며, 또한 제 2 녹색 발광층(181)은 제 2 정공 수송층(170) 상의 녹색 서브 화소 영역(Gp)에 위치한다. 제 1 녹색 발광층(141) 및 제 2 녹색 발광층(181)은 녹색을 발광하는 발광 물질을 포함할 수 있으며, 발광 물질은 인광 물질 또는 형광 물질을 이용하여 형성할 수 있다.The first green
보다 구체적으로 제 1 녹색 발광층(141) 및 제 2 녹색 발광층(181)은 CBP 또는 mCP를 포함하는 호스트 물질을 포함할 수 있으며, Ir(ppy)3(fac tris(2-phenylpyridine)iridium)을 포함하는 이리듐 착물(Ir complex)와 같은 도펀트 물질을 포함하는 인광 물질로 이루어질 수 있고, 이와는 달리 Alq3(tris(8-hydroxyquinolino)aluminum)을 포함하는 형광 물질로 이루어질 수 있으나 이에 한정되지 않는다.More specifically, the first green
제 1 청색 발광층(142)은 제 1 정공 수송층(130) 상의 청색 서브 화소 영역(Bp)에 위치하며, 또한 제 2 청색 발광층(182)은 제 2 정공 수송층(170) 상의 청색 서브 화소 영역(Bp)에 위치한다. 제 1 청색 발광층(142) 및 제 2 청색 발광층(182)은 청색을 발광하는 발광 물질을 포함할 수 있으며, 발광 물질은 인광 물질 또는 형광 물질을 이용하여 형성할 수 있다. The first blue
보다 구체적으로 제 1 청색 발광층(142) 및 제 2 청색 발광층(182)은 CBP 또는 mCP를 포함하는 호스트 물질을 포함할 수 있으며, (4,6-F2ppy)2Irpic을 포함하는 도펀트 물질을 포함하는 인광 물질로 이루어질 수 있다. 또한, spiro-DPVBi, spiro-6P, 디스틸벤젠(DSB), 디스트릴아릴렌(DSA), PFO계 고분자 및 PPV계 고분자로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 포함하는 형광 물질로 이루어질 수 있으나 이에 한정되지 않는다.More specifically, the first blue
제 1 전자 수송층(150)은 적색 서브 화소 영역(Rp), 녹색 서브 화소 영역(Gp) 및 청색 서브 화소 영역(Bp) 모두에 대응되도록 제 1 적색 발광층(140), 제 1 녹색 발광층(141) 및 제 1 청색 발광층(142) 상에 위치하며, 제 2 전자 수송층(190)은 적색 서브 화소 영역(Rp), 녹색 서브 화소 영역(Gp) 및 청색 서브 화소 영역(Bp) 모두에 대응되도록 제 2 적색 발광층(180), 제 2 녹색 발광층(181) 및 제 2 청색 발광층(182) 상에 위치한다. The first
제 1 전자 수송층(150) 및 제 2 전자 수송층(190)은 전자의 수송 및 주입의 역할을 할 수 있으며, 제 1 전자 수송층(150) 및 제 2 전자 수송층(190)의 두께는 전자 수송 특성을 고려하여 조절될 수 있다. The first
제 1 전자 수송층(150) 및 제 2 전자 수송층(190)은 전자의 수송을 원활하게 하는 역할을 하며, Alq3(tris(8-hydroxyquinolino)aluminum), PBD(2-(4-biphenylyl)-5-(4-tert-butylpheny)-1,3,4oxadiazole), TAZ, spiro-PBD, BAlq 및 SAlq로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상으로 이루어질 수 있으나 이에 한정되지 않는다.The first
또한 도 1에 도시하지 않았으나 전자 주입층(electron injection layer: EIL)을 별도로 제 2 전자 수송층(190) 상에 추가로 구성하는 것이 가능하다. Although not shown in FIG. 1, it is possible to additionally form an electron injection layer (EIL) on the second
전자 주입층(EIL)은 Alq3(tris(8-hydroxyquinolino)aluminum), PBD(2-(4-biphenylyl)-5-(4-tert-butylpheny)-1,3,4oxadiazole), TAZ, spiro-PBD, BAlq 또는 SAlq를 사용할 수 있으나 이에 한정되지 않는다.The electron injection layer (EIL) is composed of Alq3 (tris (8-hydroxyquinolino) aluminum), PBD (2- (4-biphenylyl) -5- , BAlq, or SAlq, but is not limited thereto.
여기서, 본 발명의 실시예에 따라 그 구조가 한정되는 것은 아니며, 정공 주입층(120), 제 1 정공 수송층(130), 제 2 정공 수송층(170), 제 1 전자 수송층(150), 제 2 전자 수송층(190) 및 전자 주입층(EIL) 중에서 적어도 어느 하나가 생략될 수도 있다. 또한, 제 1 정공 수송층(130), 제 2 정공 수송층(170), 제 1 전자 수송층(150), 제 2 전자 수송층(190) 및 전자 주입층(EIL) 중 적어도 어느 하나를 두 개 이상의 층으로 형성하는 것도 가능하다.Here, the structure is not limited according to the embodiment of the present invention, and the structure of the
제 1 전하 생성층(160)은 적색 서브 화소 영역(Rp), 녹색 서브 화소 영역(Gp) 및 청색 서브 화소 영역(Bp) 모두에 대응되도록 제 1 전자 수송층(150) 상에 위치하며, 제 2 전하 생성층(165)은 적색 서브 화소 영역(Rp), 녹색 서브 화소 영역(Gp) 및 청색 서브 화소 영역(Bp) 모두에 대응되도록 제 1 전하 생성층(160) 상에 위치한다. The first
도 1을 참조하면 제 1 전하 생성층(160)과 제 2 전하 생성층(165)은 제 1 발광 유닛(1100)과 제 2 발광 유닛(1200)의 사이에 위치하며, 제 1 전하 생성층(160) 및 제 2 전하 생성층(165)은 제 1 발광 유닛(1100)과 제 2 발광 유닛(1200)의 두 발광 유닛 간의 전하 균형을 조절하는 역할을 한다. 1, the first
제 1 전하 생성층(160)은 제 1 전하 생성층(160)의 하부에 위치하는 제 1 발광 유닛(1100)으로 전자의 주입을 돕는 n형 전하 생성층(n-CGL)의 역할을 하며, 제 2 전하 생성층(165)은 제 2 전하 생성층(165)의 상부에 위치하는 제 2 발광 유닛(1200)으로 정공의 주입을 돕는 p형 전하 생성층(p-CGL)의 역할을 한다. The first
보다 구체적으로, 전자 주입의 역할을 하는 n형 전하 생성층(n-CGL)인 제 1 전하 생성층(160)은 알칼리 금속, 알칼리 금속 화합물 또는 전자 주입 역할을 하는 유기물 또는 이들의 화합물로 형성하는 것이 가능하다. 또한 제 1 전하 생성층(160)의 호스트 물질은 제 1 전자 수송층(150) 및 제 2 전자 수송층(190) 물질과 동일한 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어서, 안트라센(Anthracene) 유도체와 같은 유기 물질에 리튬(Li)과 같은 도펀트(dopant)가 도핑된 혼합층으로 이루어질 수 있으나 이에 한정되지 않는다. More specifically, the first
제 2 전하 생성층(165)은 제 1 전하 생성층(160) 상에 위치한다. 제 2 전하 생성층(165)은 정공 주입의 역할을 하는 p형 전하 생성층(p-CGL)의 역할을 하며, 제 2 전하 생성층(165)의 호스트 물질은 제 1 정공 주입층(120), 제 1 정공 수송층(130) 및 제 2 정공 수송층(170)의 물질과 동일한 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어서, HATCN, TBAHA, F4-TCNQ 및 CuPc와 같은 유기 물질에 p형 도펀트(dopant)가 도핑된 혼합층으로 이루어질 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 또한 상기 p형 도펀트는 하기 도시한 화학 구조식으로 표현되는 1) F4-TCNQ 또는 2) NDP-9 중 어느 하나로 이루어질 수 있다.The second
1) One)
2) 2)
제 2 전극(200)은 적색 서브 화소 영역(Rp), 녹색 서브 화소 영역(Gp) 및 청색 서브 화소 영역(Bp) 모두에 대응되도록 제 2 전자 수송층(190) 상에 위치한다. 예를 들어, 제 2 전극(200)은 마그네슘과 은의 합금(Mg:Ag)으로 이루어져 반투과 특성을 가질 수 있다. 즉, 유기 발광층으로부터 방출된 빛은 제 2 전극(200)을 통해 외부로 표시되는데, 제 2 전극(200)은 반투과 특성을 갖기 때문에, 일부의 빛은 다시 제 1 전극(110)으로 향하게 된다.The
이와 같이, 반사층으로 작용하는 제 1 전극(110)과 제 2 전극(200)의 사이에서 반복적인 반사가 일어나는 마이크로 캐비티(micro cavity) 효과에 의해서 제 1 전극(110)과 제 2 전극(200) 사이의 캐비티 내에서 빛이 반복적으로 반사되어 광 효율이 증가하게 된다. The
이 외에도, 제 1 전극(110)을 투과 전극으로 형성하고, 제 2 전극(200)을 반사 전극으로 형성하여 제 1 전극(110)을 통해 유기 발광층으로부터의 빛이 외부로 표시되는 것도 가능하다.In addition, the
캡핑층(210)은 제 2 전극(200) 상에 위치한다. 캡핑층(210)은 유기 발광 소자에 있어서 광 추출 효과를 증가시키기 위한 것으로, 제 1 정공 수송층(130), 제 2 정공 수송층(170) 물질, 제 1 전자 수송층(150), 제 2 전자 수송층(190) 물질, 그리고 제 1 적색 발광층(140), 제 2 적색 발광층(180), 제 1 녹색 발광층(141), 제 2 녹색 발광층(181), 제 1 청색 발광층(142) 및 제 2 청색 발광층(182)의 호스트 물질 중 어느 하나로 이루어질 수 있다. 또한, 캡핑층(210)은 생략하는 것이 가능하다.The
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자(1000)에 있어서 제 2 전하 생성층(165) 및 제 2 전하 생성층(165)의 상부와 하부에 인접하여 위치하는 유기층의 구조를 개략적으로 나타내는 도면이다. 2 schematically shows the structure of an organic layer positioned adjacent to upper and lower portions of a second
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자(1000)에 있어서의 제 2 전하 생성층(165)은 적층되어 형성되는 제 2 전하 생성층의 제 1 영역(166), 제 3 정공 수송층(167) 및 제 2 전하 생성층의 제 2 영역(168)을 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 2, the second
종래의 유기 발광 소자의 경우에 있어서 제 2 전하 생성층(p-CGL)은 영역이 구분되지 않은 단일층으로 구성되었으나, 이와 다르게 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자(1000)에 있어서 제 2 전하 생성층(165)은 제 2 전하 생성층의 제 1 영역(166) 및 제 2 전하 생성층의 제 2 영역(168)의 구분된 영역을 가지며, 또한 제 2 전하 생성층의 제 1 영역(166) 및 제 2 전하 생성층의 제 2 영역(168)의 사이에 형성되는 제 3 정공 수송층(167)을 더욱 포함하여 구성된다. In the case of the conventional organic light emitting device, the second charge generation layer (p-CGL) is composed of a single layer not divided into regions. Alternatively, in the organic
또한 앞서 설명한 것과 같이 제 2 전하 생성층의 제 1 영역(166) 및 제 2 전하 생성층의 제 2 영역(168)은 정공 주입 및 수송의 역할을 할 수 있는 유기 물질 및 p형 도펀트를 포함한다. As described above, the
종래의 유기 발광 소자에 있어서, 제 2 전하 생성층(p-CGL)은 단일층으로 이루어지고 제 2 전하 생성층(p-CGL) 내 도핑되는 p형 도펀트(dopant)의 도핑 농도를 약 12 내지 15%의 수준에서 조절하여 효율과 수명 특성을 확보하고 있다. In the conventional organic light emitting device, the second charge generation layer (p-CGL) has a doping concentration of a p-type dopant composed of a single layer and doped in the second charge generation layer (p-CGL) And 15%, respectively, to ensure efficiency and lifetime characteristics.
그러나 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자(1000)의 경우, 제 2 전하 생성층의 제 1 영역(166) 및 제 2 전하 생성층의 제 2 영역(168) 사이에 제 3 정공 수송층(167)을 추가적으로 형성함으로써 제 2 전하 생성층(165) 내 정공의 이동 및 수송이 원활하게 이루어지도록 할 수 있으며, 따라서 제 2 전하 생성층의 제 1 영역(166) 및 제 2 전하 생성층의 제 2 영역(168) 내에 포함된 p형 도펀트의 도핑 농도를 종래의 제 2 전하 생성층 대비 낮은 수준인 6 내지 8% 수준으로 낮추어 적용하는 것이 가능하다. However, in the case of the organic
또한 제 2 전하 생성층의 제 1 영역(166)과 제 2 전하 생성층의 제 2 영역(168)에 있어서의 p형 도펀트의 도핑 농도는 제 2 전하 생성층(165)의 정공 수송 능력을 고려하여 6 내지 8%의 범위에서 서로 다르게 이루어질 수 있다. The doping concentration of the p-type dopant in the
또한 제 2 전하 생성층의 제 1 영역(166) 및 제 2 전하 생성층의 제 2 영역(168) 내 포함되는 p형 도펀트는 F4-TCNQ 또는 NDP-9 중 어느 하나로 이루어질 수 있다. The p-type dopant included in the
또한 제 2 전하 생성층(165)의 정공 주입 특성을 고려할 때 제 2 전하 생성층의 제 1 영역(166) 및 제 2 전하 생성층의 제 2 영역(168)의 각각의 두께는 정공 수송의 역할을 하는 제 3 정공 수송층(167)의 두께보다 크거나 같을 수 있으며 제 2 정공 수송층(170)의 두께보다 작거나 같을 수 있다. 또한 제 2 전하 생성층의 제 1 영역(166) 및 제 2 전하 생성층의 제 2 영역(168)의 두께는 서로 다르게 형성될 수 있다. Considering the hole injection characteristics of the second
또한 제 3 정공 수송층(167)의 경우, 두께가 두껍게 형성되는 경우 제 2 전하 생성층(165) 내에서 정공의 이동이 방해를 받을 수 있으며 따라서 전하 생성의 효율이 낮아질 수 있으므로 제 2 전하 생성층의 제 1 영역(166) 및 제 2 전하 생성층의 제 2 영역(168) 사이에 위치하는 제 3 정공 수송층(167)의 두께는 제 2 전하 생성층(165)의 상부에 위치하는 제 2 정공 수송층(170)의 두께보다 작게 형성될 수 있다. Further, in the case of the third
따라서 제 2 전하 생성층의 제 1 영역(166) 및 제 2 전하 생성층의 제 2 영역(168)의 사이에 위치하는 제 3 정공 수송층(167)의 두께는 100 Å이하의 두께로 형성될 수 있으며, 보다 바람직하게는 20 내지 70 Å일수 있다. The thickness of the third
또한 제 2 전하 생성층의 제 1 영역(166) 및 제 2 전하 생성층의 제 2 영역(168) 사이에 위치하는 제 3 정공 수송층(167) 및 제 2 전하 생성층(165)의 상부에 위치하는 제 2 정공 수송층(170)은 하기 도시한 화학 구조식으로 표현되는 1) HATCN, 2) TBAHA, 3) F4-TCNQ 및 4) CuPc 중 어느 하나로 이루어질 수 있다.The third
1) One)
2) 2)
3) 3)
4) 4)
또한 제 2 전하 생성층의 제 1 영역(166) 및 제 2 전하 생성층의 제 2 영역(168) 사이에 위치하는 제 3 정공 수송층(167)과 제 2 전하 생성층(165)의 상부에 위치하는 제 2 정공 수송층(170)은 정공 수송 특성을 고려할 때 서로 다른 물질로 형성될 수 있다. The third
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자(1000)에 있어서 제 2 전하 생성층(165)의 구조를 평가하기 위한 실험 조건을 나타내는 도면이다.3 is a diagram showing experimental conditions for evaluating the structure of the second
도 3에서 도시한 제 1 전하 생성층(160), 제 2 전하 생성층의 제 1 영역(166), 제 3 정공 수송층(167), 제 2 전하 생성층의 제 2 영역(168) 및 제 2 정공 수송층(170)을 제외한 다른 유기층의 구조는 도 1을 참조하여 설명한 유기 발광 소자 구조와 동일한 구조를 가지며, 상기 도 3의 조건에 따른 각각의 청색 유기 발광 소자를 제작하여 실험을 진행하였다. The first
도 3을 참조하면, 비교예의 경우, 종래의 유기 발광 소자에 따른 구조로써 제 1 전하 생성층(n-CGL)으로 전하 생성층 호스트 물질에 리튬(Li)이 2% 수준으로 도핑되고 150Å의 두께를 갖는 제 1 전하 생성층(n-CGL)을 포함한다. Referring to FIG. 3, in the comparative example, lithium (Li) was doped to a level of 2% in the charge generation layer host material by a first charge generation layer (n-CGL) (N-CGL) having a first charge generating layer and a second charge generating layer.
또한 제 2 전하 생성층(p-CGL)은 영역이 구분되지 않은 단일층으로 구성되며, 전하 생성층 호스트 물질에 p형 도펀트가 15%의 수준으로 도핑되고 50Å의 두께를 갖는 제 2 전하 생성층(p-CGL)을 포함한다. In addition, the second charge generating layer (p-CGL) is composed of a single layer of which the region is not separated, and the p-type dopant is doped to the charge generating layer host material at a level of 15% (p-CGL).
또한 비교예는 제 2 전하 생성층의 상부에 제 2 정공 수송층으로 정공 수송층 호스트 물질로 형성되고 400Å의 두께를 갖는 제 2 정공 수송층을 포함한다.The comparative example also includes a second hole transport layer formed of a hole transport layer host material as a second hole transport layer on the second charge generation layer and having a thickness of 400 ANGSTROM.
또한 도 3을 참조하면, 실시예 1의 경우, 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자(1000)의 구조로써 제 1 전하 생성층(160)으로 전하 생성층 호스트 물질에 리튬(Li)이 2%의 수준으로 도핑되고 150Å의 두께를 갖는 제 1 전하 생성층(160)을 포함한다.Referring to FIG. 3, in the case of Embodiment 1, the structure of the organic
또한 제 2 전하 생성층(165)은 제 1 영역(166) 및 제 2 영역(168)으로 구분된 영역을 가지며, 제 1 영역(166) 및 제 2 영역(168)의 사이에 형성되는 제 3 정공 수송층(167)을 더욱 포함한다. The second
본 발명의 실시예 1에 있어서 제 2 전하 생성층의 제 1 영역(166)은 전하 생성층 호스트 물질에 p형 도펀트가 8%의 수준으로 도핑되고 100Å의 두께를 가지도록 형성되고, 제 3 정공 수송층(167)은 정공 수송층 호스트 물질로 형성되고 50Å의 두께를 가지며, 제 2 전하 생성층의 제 2 영역(168)은 전하 생성층 호스트 물질에 p형 도펀트가 8%의 수준으로 도핑되고 100Å의 두께를 가지도록 형성된다.In the first embodiment of the present invention, the
또한 실시예 1은 제 2 전하 생성층(165)의 상부에 제 2 정공 수송층(170)으로 정공 수송층 호스트 물질로 형성되고 150Å의 두께를 갖는 제 2 정공 수송층(170)을 포함한다.In Example 1, the second
또한 도 3을 참조하면, 실시예 2의 경우, 실시예 1과 마찬가지로 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자(1000)의 구조로써 제 1 전하 생성층(160)으로 전하 생성층 호스트 물질에 리튬(Li)이 2% 수준으로 도핑되고 150Å의 두께를 갖는 제 1 전하 생성층(160)을 포함한다.Referring to FIG. 3, in the case of Embodiment 2, the structure of the organic
또한 제 2 전하 생성층(165)은 제 1 영역(166) 및 제 2 영역(168)으로 구분된 영역을 가지며, 제 1 영역(166) 및 제 2 영역(168)의 사이에 형성되는 제 3 정공 수송층(167)을 더욱 포함한다. The second
본 발명의 실시예 2에 있어서 제 2 전하 생성층의 제 1 영역(166)은 전하 생성층 호스트 물질에 p형 도펀트가 6%의 수준으로 도핑되고 100Å의 두께를 가지도록 형성되고, 제 3 정공 수송층(167)은 정공 수송층 호스트 물질로 형성되고 50Å의 두께를 가지며, 제 2 전하 생성층의 제 2 영역(168)은 전하 생성층 호스트 물질에 p형 도펀트가 6%의 수준으로 도핑되고 100Å의 두께를 가지도록 형성된다.In the second embodiment of the present invention, the
또한 실시예 2는 제 2 전하 생성층(165)의 상부에 제 2 정공 수송층(170)으로 정공 수송층 호스트 물질로 형성되고 150Å의 두께를 갖는 제 2 정공 수송층(170)을 포함한다.In Example 2, a second
상기 도 3의 조건에 따른 각각의 청색 유기 발광 소자를 제작하여 제 2 전하 생성층의 구조를 평가하였다.Each of the blue organic light emitting devices according to the conditions of FIG. 3 was fabricated to evaluate the structure of the second charge generating layer.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자(1000)의 전기 광학 특성 평가 결과를 나타내는 도면이다.4 is a diagram showing the result of the electro-optical characteristic evaluation of the organic
도 4는 앞서 도 3을 참조하여 설명한 것과 같이 단일층의 제 2 전하 생성층 구조를 갖는 종래의 유기 발광 소자에 따른 비교예와 새로운 제 2 전하 생성층(165)의 구조를 갖는 본 발명의 실시예 1, 2에 따른 청색 유기 발광 소자의 전기 광학 특성을 비교 평가한 결과를 나타내는 도면이다.FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a comparative example according to a conventional organic light emitting device having a second charge generating layer structure of a single layer as described above with reference to FIG. 3 and an embodiment of the present invention having a structure of a novel second
도 4를 참조하여 본 발명의 비교예와 실시예에 따른 청색 유기 발광 소자의 구동 전압 측면을 비교하여 살펴보면, 비교예의 경우, 498nit의 휘도를 나타내는데 7.0V 수준의 구동 전압이 요구되었으며, 실시예 1의 경우, 동일하게 498nit의 휘도를 나타내는데 7.1V 수준, 실시예 2의 경우, 498nit의 휘도를 나타내는데 7.2V 수준의 구동 전압이 요구되는 것을 알 수 있다. Referring to FIG. 4, the driving voltage of the blue organic light emitting device according to the comparative example and the exemplary embodiment of the present invention is compared with that of the comparative example. In the comparative example, a driving voltage of about 7.0V is required to show a luminance of 498nit. It is found that the driving voltage of 7.2V is required to exhibit the luminance of 498nit and the luminance of 498nit in the case of the second embodiment.
즉, 비교예에서와 실시예 1 및 실시예 2의 경우 모두에서 동일한 휘도를 나타내는데 유사한 수준의 구동 전압이 요구되는 결과를 나타내었다. 따라서 본 발명의 실시예 1과 실시예 2의 경우, 즉, 제 2 전하 생성층의 제 1 영역(166) 및 제 2 전하 생성층의 제 2 영역(168) 사이에 제 3 정공 수송층(167)을 포함하고, 제 2 전하 생성층의 제 1 영역(166) 및 제 2 전하 생성층의 제 2 영역(168) 내에 포함되는 p형 도펀트의 도핑 농도가 종래 대비 낮은 수준인 6% 또는 8%인 경우에 있어서도 종래 구조와 유사한 수준의 구동 전압을 나타내는 것을 알 수 있다. That is, a similar level of driving voltage is required to show the same luminance in both the comparative example and the first and second embodiments. Therefore, in the case of Embodiment 1 and Embodiment 2 of the present invention, the third
또한 도 4를 참조하여, 본 발명의 비교예와 실시예에 따른 유기 발광 소자의 전류 효율 측면을 비교하여 살펴보면, 비교예의 경우 5.4Cd/A 수준의 결과를 나타내었다. 반면 실시예 1의 경우 6.1Cd/A, 실시예 2의 경우는 5.8Cd/A 수준의 결과를 나타내어, 비교예 대비 실시예 1 및 실시예 2에 있어서 효율이 상승한 결과를 나타내었다. Referring to FIG. 4, the current efficiency of the organic light emitting device according to the comparative example and the exemplary embodiment of the present invention is compared with that of the comparative example, and the result is shown to be 5.4Cd / A in the comparative example. On the other hand, in the case of Example 1, the result is 6.1Cd / A, and in Example 2, the result is 5.8Cd / A. As a result, the efficiency is improved in Examples 1 and 2 as compared with Comparative Example.
즉, 이는 비교예와 대비할 때 실시예 1, 실시예 2에 있어서 제 2 전하 생성층의 제 1 영역(166)과 제 2 영역(168) 사이에 제 3 정공 수송층(167)을 적용하고 이를 통해 제 2 전하 생성층의 제 1 영역(166)과 제 2 영역(168) 내 도펀트의 도핑 농도를 종래 대비 낮출 수 있으며, 제 2 전하 생성층 내에서 원활한 전하 생성이 가능하도록 함으로써 전류 효율이 향상된 결과를 나타낸 것을 알 수 있다.That is, in comparison with the comparative example, the third
또한 도 5를 참조하여 본 발명의 비교예와 실시예에 따른 유기 발광 소자의 색좌표 측면을 비교하여 살펴보면, 비교예의 경우 CIE_x는 0.144, CIE_y는 0.049의 결과를 나타내었다. 또한 실시예 1의 경우 CIE_x는 0.143, CIE_y는 0.050의 결과를 나타내었고, 실시예 2의 경우 CIE_x는 0.144, CIE_y는 0.050의 결과를 나타내었다. Referring to FIG. 5, the color coordinate values of the organic light emitting device according to the comparative example and the exemplary embodiment of the present invention are compared. In the comparative example, CIE_x is 0.144 and CIE_y is 0.049. In the case of Example 1, CIE_x was 0.143 and CIE_y was 0.050. In Example 2, CIE_x was 0.144 and CIE_y was 0.050.
상기 결과를 살펴보면 비교예와 대비할 때 실시예 1 및 실시예 2에 있어서 유사한 수준의 색좌표 값의 결과를 나타내었으며 이는 비교예와 대비할 때 실시예 1, 실시예 2에 있어서도 원하는 색감을 만족하는 결과를 나타낸 것을 알 수 있다. As a result of comparison with the comparative example, the results of color coordinate values similar to those of the first and second embodiments are shown. In comparison with the comparative example, the results satisfying the desired color are also satisfied in the first and second embodiments .
상기 실험 결과의 결과로부터, 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자(1000)의 경우, p형 도펀트를 포함하는 제 2 전하 생성층의 제 1 영역(166)과 제 2 영역(168) 사이에 제 3 정공 수송층(167)을 추가적으로 적용하고 이를 통해 제 2 전하 생성층의 제 1 영역(166)과 제 2 영역(168) 내 도펀트의 도핑 농도를 낮춤으로써 제 2 전하 생성층(165) 내 원활한 전하 생성이 가능하도록 하여 유기 발광 소자의 효율을 향상시킬 수 있다. It can be seen from the results of the above experiment that in the case of the organic
또한 제 2 전하 생성층의 제 1 영역(166)과 제 2 영역(168) 사이에 제 3 정공 수송층(167)을 적용함으로써 제 2 전하 생성층의 제 1 영역(166)과 제 2 영역(168) 내 도핑되는 도펀트의 농도를 낮출 수 있으며 높은 농도의 도펀트 적용에 따른 소요되는 재료비의 저감을 통해서 양산성 개선이 가능하다.The third
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자(1000)의 수명 특성 평가 결과를 나타내는 도면이다.FIG. 5 is a view showing the life characteristic evaluation result of the organic
도 5는 앞서 도 3을 참조하여 설명한 것과 같이 단일층의 제 2 전하 생성층 구조를 갖는 종래의 청색 유기 발광 소자에 따른 비교예와 새로운 제 2 전하 생성층(165)의 구조를 갖는 본 발명의 실시예 1 및 실시예 2에 따른 청색 유기 발광 소자의 수명 특성을 비교 평가한 결과를 나타내는 도면이다.FIG. 5 is a cross-sectional view showing a comparative example according to a conventional blue organic light emitting device having a second charge generating layer structure of a single layer as described with reference to FIG. 3 and a comparative example according to the present invention having a structure of a novel second
도 5에서 볼 수 있는 것과 같이, 비교예의 경우, 초기 발광 휘도의 95% 수준의 발광 휘도를 나타내는데 까지의 시간, 즉 유기 발광 소자의 95% 수명 시간이 약 350시간의 수준을 나타내었으나, 실시예 1의 경우는 95% 수명 시간이 약 440시간의 수준을 나타내었고, 실시예 2의 경우는 95% 수명 시간이 약 390시간의 수준을 나타내어, 비교예와 대비할 때 실시예 1 및 실시예 2에서 유기 발광 소자의 수명이 향상된 결과를 나타내었다. As can be seen from FIG. 5, in the comparative example, the time until the light emission luminance of 95% of the initial light emission luminance was exhibited, that is, the 95% lifetime of the organic light emitting device was about 350 hours, 1, the 95% lifetime showed a level of about 440 hours. In the case of Example 2, the 95% lifetime showed a level of about 390 hours. When compared with the comparative example, in Examples 1 and 2 The lifetime of the organic light emitting device is improved.
상기 실험의 결과로부터, 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자(1000)는 p형 도펀트를 포함하는 제 2 전하 생성층의 제 1 영역(166)과 제 2 영역(168) 사이에 제 3 정공 수송층(167)을 추가적으로 적용하고 이를 통해 제 2 전하 생성층의 제 1 영역(166)과 제 2 영역(168) 내 도펀트의 도핑 농도를 낮출 수 있으며, 제 2 전하 생성층(165) 내 원활한 전하 생성이 가능하도록 하여 종래 구조와 대비할 때 유기 발광 소자의 효율이 향상되면서 수명 특성 측면에서 보다 향상된 결과를 나타내는 것을 알 수 있다. As a result of the experiment, the organic
상기 결과를 종합하면, 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자(1000)의 경우, p형 도펀트를 포함하는 제 2 전하 생성층의 제 1 영역(166)과 제 2 영역(168)의 사이에 제 3 정공 수송층(167)을 추가적으로 형성하여 제 2 전하 생성층(165) 내 원활한 전하 생성이 가능하도록 함으로써 유기 발광 소자의 효율 및 수명을 향상시킬 수 있다. In the case of the organic
또한 제 2 전하 생성층의 제 1 영역과 제 2 영역 사이에 제 3 정공 수송층을 적용함으로써 제 2 전하 생성층의 제 1 영역과 제 2 영역 내 도핑되는 도펀트의 농도를 낮출 수 있으며 높은 농도의 도펀트 적용에 따라 소요되는 재료비의 저감을 통해서 양산성 개선이 가능하다.Also, by applying a third hole transporting layer between the first and second regions of the second charge generating layer, the concentration of the dopant doped in the first and second regions of the second charge generating layer can be lowered, It is possible to improve the mass productivity by reducing the material cost required by the application.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형되어 실시될 수 있다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 보호 범위는 청구 범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, have. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are intended to illustrate rather than limit the scope of the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. Therefore, it should be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive. The scope of protection of the present invention should be construed according to the claims, and all technical ideas within the scope of equivalents should be interpreted as being included in the scope of the present invention.
1000 : 유기 발광 소자
110 : 제 1 전극
120 : 정공 주입층
130 : 제 1 정공 수송층
140 : 제 1 적색 발광층
141 : 제 1 녹색 발광층
142 : 제 1 청색 발광층
150 : 제 1 전자 수송층
160 : 제 1 전하 생성층
165 : 제 2 전하 생성층
166 : 제 2 전하 생성층 제 1 영역
167 : 제 3 정공 수송층
168 : 제 2 전하 생성층 제 2 영역
170 : 제 2 정공 수송층
180 : 제 2 적색 발광층
181 : 제 2 녹색 발광층
182 : 제 2 청색 발광층
190 : 제 2 전자 수송층
200 : 제 2 전극
210 : 캡핑층
1100 : 제 1 발광 유닛
1200 : 제 2 발광 유닛
Rp : 적색 서브 화소 영역
Gp : 녹색 서브 화소 영역
Bp : 청색 서브 화소 영역1000: organic light emitting element
110: first electrode
120: Hole injection layer
130: First hole transport layer
140: first red light emitting layer
141: first green light emitting layer
142: first blue light emitting layer
150: first electron transporting layer
160: first charge generating layer
165: second charge generating layer
166: second charge generating layer first region
167: Third hole transport layer
168: second charge generating layer second region
170: Second hole transport layer
180: second red light emitting layer
181: second green light emitting layer
182: second blue light emitting layer
190: Second electron transport layer
200: second electrode
210: capping layer
1100: first light emitting unit
1200: second light emitting unit
Rp: Red sub pixel area
Gp: green sub pixel area
Bp: blue sub pixel area
Claims (10)
상기 제 1 전극과 제 2 전극 사이에 위치하는 제 1 및 제 2 발광 유닛;
상기 제 1 및 제 2 발광 유닛의 사이에 위치하는 제 1 전하 생성층;
상기 제 1 및 제 2 발광 유닛의 사이에 위치하고, 상기 제 1 전하 생성층의 상부에 위치하는 제 2 전하 생성층; 및
상기 제 2 전하 생성층의 상부에 위치하는 제 2 정공 수송층을 포함하고,
상기 제 2 전하 생성층은 제 1 영역 및 제 2 영역으로 이루어지고,
상기 제 2 전하 생성층의 상기 제 1 영역 및 제 2 영역의 사이에 위치하는 제 3 정공 수송층을 더 포함하는 유기 발광 소자.A first electrode and a second electrode;
First and second light emitting units positioned between the first electrode and the second electrode;
A first charge generation layer located between the first and second light emitting units;
A second charge generation layer located between the first and second light emitting units and located above the first charge generation layer; And
And a second hole transport layer located on the second charge generation layer,
Wherein the second charge generation layer comprises a first region and a second region,
And a third hole transporting layer located between the first region and the second region of the second charge generating layer.
상기 제 2 전하 생성층의 상기 제 1 영역 및 제 2 영역은 p형 도펀트를 더 포함하고, 상기 제 1 영역 및 제 2 영역의 상기 p형 도펀트의 도핑 농도는 6 내지 8%인 유기 발광 소자.The method according to claim 1,
Wherein the first region and the second region of the second charge generation layer further comprise a p-type dopant, and the doping concentration of the p-type dopant in the first region and the second region is 6 to 8%.
상기 제 2 전하 생성층의 상기 제 1 영역 및 제 2 영역의 상기 p형 도펀트의 도핑 농도는 서로 다른 유기 발광 소자.3. The method of claim 2,
Wherein the doping concentration of the p-type dopant in the first region and the second region of the second charge generation layer is different.
상기 제 2 전하 생성층의 상기 제 1 영역 및 제 2 영역의 상기 p형 도펀트는 F4-TCNQ 또는 NDP-9 중 어느 하나로 이루어지는 유기 발광 소자.The method of claim 3,
And the p-type dopant in the first region and the second region of the second charge generation layer comprises any one of F 4 -TCNQ and NDP-9.
상기 제 2 전하 생성층의 상기 제 1 영역 및 제 2 영역 각각의 두께는 상기 제 3 정공 수송층의 두께보다 크거나 같고 상기 제 2 정공 수송층의 두께보다 작거나 같은 유기 발광 소자.The method according to claim 1,
Wherein the thickness of each of the first region and the second region of the second charge generation layer is greater than or equal to the thickness of the third hole transport layer and less than or equal to the thickness of the second hole transport layer.
상기 제 2 전하 생성층의 상기 제 1 영역과 상기 제 2 영역의 두께는 서로 다른 유기 발광 소자.6. The method of claim 5,
And the thickness of the first region and the second region of the second charge generation layer are different from each other.
상기 제 2 전하 생성층의 제 1 영역 및 제 2 영역 사이에 위치하는 상기 제 3 정공 수송층의 두께는 상기 제 2 전하 생성층의 상부에 위치하는 상기 제 2 정공 수송층의 두께보다 작은 유기 발광 소자. The method according to claim 1,
The thickness of the third hole transporting layer located between the first region and the second region of the second charge generating layer is smaller than the thickness of the second hole transporting layer located above the second charge generating layer.
상기 제 2 전하 생성층의 상기 제 1 영역 및 제 2 영역의 사이에 위치하는 상기 제 3 정공 수송층의 두께는 100 Å이하인 유기 발광 소자.8. The method of claim 7,
Wherein the thickness of the third hole transporting layer located between the first region and the second region of the second charge generation layer is 100 ANGSTROM or less.
상기 제 2 전하 생성층의 상부에 위치하는 제 2 정공 수송층과 상기 제 2 전하 생성층의 상기 제 1 영역 및 제 2 영역의 사이에 위치하는 상기 제 3 정공 수송층은 HATCN, TBAHA, F4-TCNQ 및 CuPc 중 어느 하나로 이루어지는 유기 발광 소자.8. The method of claim 7,
The second hole transport layer located above the second charge generation layer and the third hole transport layer located between the first region and the second region of the second charge generation layer are HATCN, TBAHA, F 4 -TCNQ And CuPc.
상기 제 2 전하 생성층의 상부에 위치하는 상기 제 2 정공 수송층과 상기 제 2 전하 생성층의 상기 제 1 영역 및 제 2 영역의 사이에 위치하는 상기 제 3 정공 수송층은 서로 다른 물질로 이루어지는 유기 발광 소자.10. The method of claim 9,
The third hole transporting layer located between the first and second regions of the second charge transporting layer and the second charge transporting layer located above the second charge generating layer comprises an organic light emitting device.
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