KR20180037684A - Bistable organic light emitting device and method of manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 쌍안정 유기발광소자 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 메모리 특성과 발광 특성을 동시에 갖는 쌍안정 유기발광소자 및 그의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a bistable organic light emitting device and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a bistable organic light emitting device having both a memory characteristic and a light emitting property, and a method of manufacturing the same.
최근 메모리소자와 유기발광소자(OLED, Organic Light Emitting Devices)를 결합하여 제조한 쌍안정 유기발광소자에 대한 연구가 발표되었고, 이에 대한 제조방법 및 특성에 대한 보고가 진행되고 있다.Recently, research on a bistable organic light emitting device manufactured by combining a memory device with an OLED (Organic Light Emitting Devices) has been announced, and a manufacturing method and characteristics thereof have been reported.
유기물 기반의 메모리소자(데이터 저장 소자)인 유기 쌍안정 소자(OBD, Organic Bistable Devices)는 두 개의 전극을 갖고, 인가된 전압에 따라 전도도의 상태가 바뀌는 특성을 가지며, 이로 인해 데이터를 읽고, 쓰고, 지우는 기능을 수행할 수 있다.Organic Bistable Devices (OBD), which is an organic-based memory device (data storage device), has two electrodes and has the property that the conductivity state changes according to the applied voltage. As a result, , Erase function can be performed.
또한, 유기물 기반의 유기발광소자(OLED)는 다양한 에너지 갭을 갖는 전도성 유기물을 사용하여 전자와 정공을 주입하여 발광하게 하는 소자이다. 유기발광소자는 소자의 두께가 수백 nm 두께로 형성되고 면 발광을 하는 소자로서, 현재 대부분의 휴대용 제품에 적용되고 있으며 차세대 대형 디스플레이 소자로 개발이 진행되고 있다.In addition, an organic-based organic light emitting diode (OLED) is an element that injects electrons and holes using a conductive organic material having various energy gaps to emit light. Organic light emitting devices are devices that emit light in a thickness of several hundred nanometers (nm), and are currently being applied to most portable products, and are being developed as next-generation large-sized display devices.
이러한 유기물 기반의 메모리소자와 유기발광소자를 결합한 쌍안정 유기발광소자는 각 소자에 데이터를 저장하고 데이터의 상태에 따라 디스플레이할 수 있는 기능을 가지고 있다.The bistable organic light emitting device that combines the organic-based memory device with the organic light emitting device has a function of storing data in each device and displaying the data according to the state of the data.
기존의 메모리소자에서 데이터의 읽기, 쓰기 및 지우기 시에 데이터를 직렬로 처리했으나, 쌍안정 유기발광소자를 사용하는 경우 메모리소자와 결합된 유기발광소자를 통해 데이터를 읽고 전송하는 경우 데이터의 병렬처리가 가능한 장점을 보이고 있다.In the case of using a bistable organic light emitting device, data is read and written through the organic light emitting device coupled with the memory device, .
메모리소자와 유기발광소자를 결합하여 쌍안정 유기발광소자를 제작할 경우 연결층으로 전도성이 높은 금속 등을 사용한다. 그러나 연결층에서의 누설전류로 인하여 기존의 특성보다 낮은 스위칭 특성을 얻게 되고 소자의 전압 증가와 함께 발광특성이 저하되는 문제점을 초래하게 된다. 이에 따라, 100배 이상의 온/오프(On/Off) 휘도 차이를 갖는 쌍안정 유기발광소자의 구현은 어려움이 있으며, 이러한 낮은 휘도 차이를 갖는 온/오프 상태를 감지하기에 어려움이 있다. When a bistable organic light emitting device is manufactured by combining a memory device and an organic light emitting device, a metal having high conductivity is used as a connection layer. However, due to the leakage current in the connection layer, switching characteristics lower than the conventional characteristics are obtained, and the voltage of the device is increased and the luminescence characteristics are deteriorated. Accordingly, it is difficult to realize a bistable organic light emitting device having an on / off luminance difference of 100 times or more, and it is difficult to detect on / off states having such a low luminance difference.
따라서, 100배 이상의 높은 온/오프 휘도 차이를 갖는 쌍안정 유기발광소자의 구현하거나 낮은 온/오프 휘도 차이를 갖더라도 색 변화를 정확하게 검출할 수 있는 쌍안정 유기발광소자에 대한 기술 개발이 필요하다.Therefore, it is necessary to develop a bistable organic light emitting device having a high on / off luminance difference of 100 times or more, or a bistable organic light emitting device capable of accurately detecting a color change even if the on / off luminance difference is low .
본 발명의 실시예는 메모리 특성과 발광 특성을 동시에 갖는 쌍안정 유기발광소자 및 그의 제조방법을 제공하고자 한다.An embodiment of the present invention is to provide a bistable organic light emitting device having a memory characteristic and a light emitting property at the same time and a method of manufacturing the same.
또한, 본 발명의 실시예는 두 개의 발광층을 포함하여 멀티레벨의 색 제어가 가능한 쌍안정 유기발광소자 및 그의 제조방법을 제공하고자 한다.Also, an embodiment of the present invention is to provide a bistable organic light emitting device including two light emitting layers and capable of multi-level color control, and a method of manufacturing the same.
또한, 본 발명의 실시예는 온/오프(On/Off) 상태 변화를 색 변화로 검출하여 신뢰성 있는 데이터 처리를 할 수 있는 쌍안정 유기발광소자 및 그의 제조방법을 제공하고자 한다.Also, an embodiment of the present invention is to provide a bistable organic light emitting device capable of performing reliable data processing by detecting on / off state change by color change and a method of manufacturing the same.
또한, 본 발명의 실시예는 읽기 전압의 변화에 따라 각각 다른 색을 표현할 수 있어 다중준위 메모리로 적용이 가능한 쌍안정 유기발광소자 및 그의 제조방법을 제공하고자 한다.In addition, embodiments of the present invention provide a bistable organic light emitting device capable of expressing different colors according to a change in a read voltage and applicable as a multi-level memory, and a method of manufacturing the same.
본 발명의 실시예에 따른 쌍안정 유기발광소자는, 기판 상에 형성된 제1 전극; 상기 제1 전극 상에 형성된 정공 수송층; 상기 정공 수송층 상에 형성된 발광층; 상기 발광층 상에 형성된 전자 수송층; 상기 전자 수송층 상에 형성된 제2 전극; 상기 제2 전극 상에 형성된 쌍안정 유기층; 및 상기 쌍안정 유기층 상에 형성된 제3 전극을 포함하고, 상기 발광층은 상기 정공 수송층 상에 형성된 제1 발광층, 및 상기 제1 발광층 상에 형성된 제2 발광층을 포함한다.A bistable organic light emitting device according to an embodiment of the present invention includes: a first electrode formed on a substrate; A hole transport layer formed on the first electrode; A light emitting layer formed on the hole transporting layer; An electron transport layer formed on the light emitting layer; A second electrode formed on the electron transporting layer; A bistable organic layer formed on the second electrode; And a third electrode formed on the bistable organic layer, wherein the light emitting layer includes a first light emitting layer formed on the hole transporting layer, and a second light emitting layer formed on the first light emitting layer.
상기 쌍안정 유기발광소자는 온/오프(On/Off) 상태 변화를 상기 발광층의 색 변화를 이용하여 검출할 수 있다.The bistable organic light emitting device can detect an on / off state change using a color change of the light emitting layer.
상기 제1 발광층 및 상기 제2 발광층은 인가되는 전압에 따라 서로 다른 광량을 나타내고, 상기 발광층은 전압의 변화에 따라 색 변화를 나타낼 수 있다.The first light emitting layer and the second light emitting layer exhibit different amounts of light depending on the applied voltage, and the light emitting layer may exhibit a color change according to a change in voltage.
상기 제1 발광층은 mCP:Firpic, Alq3 및 CBP:Ir(ppy)3으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.The first emitting layer is a mCP: may include at least one selected from the group consisting of Ir (ppy) 3: Firpic, Alq 3 and CBP.
상기 제2 발광층은 mCP:Ir(bt)2(acac), CBP:Rubrene 및 Alq3:PtOEP으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.The second light-emitting layer mCP: may include at least one selected from the group consisting of PtOEP: Ir (bt) 2 ( acac), CBP: Rubrene , and Alq 3.
상기 쌍안정 유기층은 유기물 단일층, 유기물 이중층 또는 유기물층/무기물층/유기물층일 수 있다.The bistable organic layer may be a single organic layer, an organic double layer, or an organic layer / inorganic layer / organic layer.
상기 유기물은 Alq3, PVK(poly-N-vinylcarbazole), PVP(poly-4-vinyl-phenol), PS(poly styrene), PI(polyimide), PFV(poly(fluorenyl-2,7-vinylene)), MEH-PPV(poly(2-methhoxy-5-(2-ethylhexyloxy)-1,4-pheneylenevinylene)) 및 AIDCN(2-amio-4, 5-imidazoledicarbonitrile)으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.The organic material may be selected from the group consisting of Alq 3 , poly-N-vinylcarbazole (PVK), poly-4-vinyl-phenol (PVP), poly styrene (PS), polyimide (PI), poly (fluorenyl- , At least one selected from the group consisting of poly (2-methoxy-5- (2-ethylhexyloxy) -1,4-pheneylenevinylene) and AIDCN (2-amio-4,5-imidazoledicarbonitrile) .
상기 무기물은 Al, Au, ZnO, Cu2O, Ga2O3 및 W2O3으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.The inorganic material may include at least one selected from the group consisting of Al, Au, ZnO, Cu 2 O, Ga 2 O 3 and W 2 O 3 .
상기 정공 수송층은 NPB, β-NPB, TPD, Spiro-TPD, Spiro-NPB, DMFL-TPD, DMFL-NPB, DPFL-TPD, DPFL-NPB, α-NPD, Spiro-TAD, BPAPF, NPAPF, NPBAPF, Spiro-2NPB, PAPB, 2,2'-Spiro-DBP, Spiro-BPA, TAPC, Spiro-TTB, β-TNB, HMTPD, α,β-TNB, α-TNB, β- NPP, PEDOT:PSS, PVK, WO3, NiO2, Mo 및 MoO3으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.The hole transport layer may be formed of at least one of NPB, β-NPB, TPD, Spiro-TPD, Spiro-NPB, DMFL-TPD, DMFL-NPB, DPFL-TPD, DPFL- TNP, α-TNB, α-TNP, β-NPP, PEDOT: PSS, PVK, Spiro-2NPB, PAPB, 2,2'-Spiro-DBP, Spiro-BPA, TAPC, Spiro-TTB, , WO 3 , NiO 2 , Mo, and MoO 3 .
상기 전자 수송층은 C60, C70, PCBM(C60), PCBM(C70), PCBM(C75), PCBM(C80), Liq, TPBi, PBD, BCP, Bphen, BAlq, Bpy-OXD, BP-OXD-Bpy, TAZ, NTAZ, NBphen, Bpy-FOXD, OXD-7, 3TPYMB, 2-NPIP, PADN, HNBphen, POPy2, BP4mPy, TmPyPB 및 BTB으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.The electron transport layer may be formed of one selected from the group consisting of C 60 , C 70 , PCBM (C 60 ), PCBM (C 70 ), PCBM (C 75 ), PCBM (C 80 ), Liq, TPBi, PBD, BCP, Bphen, BAlq, At least one selected from the group consisting of BP-OXD-Bpy, TAZ, NTAZ, NBphen, Bpy-FOXD, OXD-7, 3TPYMB, 2-NPIP, PADN, HNBphen, POPy 2 , BP 4 mPy, TmPyPB and BTB can do.
상기 제1 전극은 InSnO(ITO), AlZnO(AZO), GaZnO(GZO), InGaZnO(IGZO), MgZnO(MZO), MoZnO, AlMgO, GaMgO, FSnO2, NbTiO2 및 CuAlO2으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.Wherein the first electrode is at least one selected from the group consisting of InSnO (ITO), AlZnO (AZO), GaZnO (GZO), InGaZnO (IGZO), MgZnO (MZO), MoZnO, AlMgO, GaMgO, FSnO 2 , NbTiO 2 and CuAlO 2 And may include any one of them.
상기 제1 전극은 CuAlO2/Ag/CuAlO2, ITO/Ag/ITO, ZnO/Ag/ZnO, ZnS/Ag/ZnS, TiO2/Ag/TiO2, ITO/Au/ITO, WO3/Ag/WO3 또는 MoO3/Ag/MoO3으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 어느 하나의 다층구조일 수 있다.The first electrode CuAlO 2 / Ag / CuAlO 2, ITO / Ag / ITO, ZnO / Ag / ZnO, ZnS / Ag / ZnS,
상기 제2 전극 및 상기 제3 전극은 Al, Au, Ag, Cu, Pt, W, Ni, Zn, Ti, Zr, Hf, Cd, Pd, 그래핀, SW-CNT, DW-CNT, MW-CNT 및 C60으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.The second electrode and the third electrode are made of Al, Au, Ag, Cu, Pt, W, Ni, Zn, Ti, Zr, Hf, Cd, Pd, graphene, SW-CNT, DW- And C < RTI ID = 0.0 > 60. ≪ / RTI >
상기 정공 수송층과 상기 제1 발광층의 사이, 상기 제1 발광층과 상기 제2 발광층의 사이, 상기 제2 발광층과 상기 전자 수송층의 사이 중 적어도 어느 한 부분에 중간층을 더 포함할 수 있다.An intermediate layer may be further formed between the hole transporting layer and the first light emitting layer, between the first light emitting layer and the second light emitting layer, or between the second light emitting layer and the electron transporting layer.
상기 중간층은 mCP, CBP, CDBP, DCB, DCz, Ad-Cz, TCz1, CzSi, CBZ1-F2, CBF, SlimCP, TCTEB, 4CzPBP, 3CzPBP, 2,6DCzPPy, 3,6DCzPPy, BSB, BST, TPSi-F, DPCzPSi, PO1, PO6, DBF, SPPO1, MPO12, UGH1, UGH2, UGH3, TCTA, TPBi, Alq3, BAlq, CbBPCb, CzPhO, CZPPQ, CzPPQCz, Bebq2, Bepp2, BIQF, NPB 및 BCP으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.Wherein the intermediate layer is selected from the group consisting of mCP, CBP, CDBP, DCB, DCz, Ad-Cz, TCz1, CzSi, CBZ1-F2, CBF, SlimCP, TCTEB, 4CzPBP, 3CzPBP, 2,6DCzPPy, 3,6DCzPPy, BSB, BST, TPSi-F , DPCzPSi, PO1, PO6, DBF , SPPO1, MPO12, UGH1, UGH2, UGH3, TCTA, TPBi, Alq 3, BAlq, CbBPCb, CzPhO, CZPPQ, CzPPQCz,
상기 제1 전극과 상기 정공 수송층의 사이에 정공 주입층을 더 포함할 수 있다.And a hole injection layer between the first electrode and the hole transport layer.
상기 전자 수송층과 제2 전극의 사이에 전자 주입층을 더 포함할 수 있다.And an electron injection layer between the electron transport layer and the second electrode.
상기 기판은 실리콘(Si), 갈륨비소(GaAs), 인화인듐(InP), 산화알루미늄(Al2O3), 탄화규소(SiC), 유리(glass), 석영(quartz), PET(poly ethylene terephthalate), PS(poly styrene), PI(polyimide), PVC(polyvinyl chloride), PVP(polyvinyl pyrrolidone) 및 PE(poly Ethylene)으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 어느 하나로 이루어질 수 있다.The substrate is silicon (Si), gallium arsenide (GaAs), indium phosphide (InP), aluminum oxide (Al 2 O 3), silicon carbide (SiC), glass (glass), quartz (quartz), PET (poly ethylene terephthalate ), PS (poly styrene), PI (polyimide), PVC (polyvinyl chloride), PVP (polyvinyl pyrrolidone) and PE (poly ethylene).
본 발명의 실시예에 따른 쌍안정 유기발광소자의 제조방법은, 기판 상에 제1 전극을 형성하는 단계; 상기 제1 전극 상에 정공 수송층을 형성하는 단계; 상기 정공 수송층 상에 제1 발광층을 형성하는 단계; 상기 제1 발광층 상에 제2 발광층을 형성하는 단계; 상기 제2 발광층 상에 전자 수송층을 형성하는 단계; 상기 전자 수송층 상에 제2 전극을 형성하는 단계; 상기 제2 전극 상에 쌍안정 유기층을 형성하는 단계; 및 상기 쌍안정 유기층 상에 제3 전극을 형성하는 단계를 포함한다.A method of manufacturing a bistable organic light emitting device according to an embodiment of the present invention includes: forming a first electrode on a substrate; Forming a hole transport layer on the first electrode; Forming a first light emitting layer on the hole transport layer; Forming a second light emitting layer on the first light emitting layer; Forming an electron transport layer on the second light emitting layer; Forming a second electrode on the electron transport layer; Forming a bistable organic layer on the second electrode; And forming a third electrode on the bistable organic layer.
본 발명의 실시예에 따른 쌍안정 유기발광소자는 두 개의 발광층을 포함하므로 색 제어가 가능하다. 구체적으로, 본 발명의 실시예에 따른 쌍안정 유기발광소자는 두 개의 발광층을 이용하여 온/오프(On/Off) 상태가 낮은 휘도 차이를 갖더라도 색 변화를 정확하게 검출할 수 있다.The bistable organic light emitting device according to the embodiment of the present invention includes two light emitting layers, so that color control is possible. Specifically, the bistable organic light emitting device according to the embodiment of the present invention can accurately detect a color change even if the on / off state has a low luminance difference using two light emitting layers.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 쌍안정 유기발광소자는 온/오프(On/Off) 상태 변화를 색 변화로 검출하여 신뢰성 있는 데이터 처리를 할 수 있다.In addition, the bistable organic light emitting device according to the embodiment of the present invention can perform reliable data processing by detecting on / off state change as a color change.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 쌍안정 유기발광소자는 소자의 읽기 전압에 따라 두 개의 발광층에서 생성되는 각각의 광량이 달라지기 때문에, 읽기 전압의 변화에 따라 각각 다른 색을 표현할 수 있어 다중준위 메모리로 적용이 가능하다.In the bistable organic light emitting device according to the embodiment of the present invention, since the amount of light generated in each of the two light emitting layers varies according to the read voltage of the device, different colors can be expressed according to the change of the read voltage, It can be applied to memory.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 쌍안정 유기발광소자의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 쌍안정 유기발광소자의 제조방법의 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따라 제조된 쌍안정 유기발광소자의 전류-전압(I-V) 특성을 나타낸 그래프이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따라 제조된 쌍안정 유기발광소자의 휘도-전압(L-V) 특성을 나타낸 그래프이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따라 제조된 쌍안정 유기발광소자의 전압에 따른 전계발광 스펙트럼(오프(Off) 상태)을 나타낸 그래프이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따라 제조된 쌍안정 유기발광소자의 전압에 따른 전계발광 스펙트럼(온(On) 상태)을 나타낸 그래프이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따라 제조된 쌍안정 유기발광소자의 온/오프(On/Off) 상태에 따른 색좌표(CIE)를 나타낸 그래프이다.1 is a cross-sectional view of a bistable organic light emitting device according to an embodiment of the present invention.
2 is a flowchart of a method of manufacturing a bistable organic light emitting device according to an embodiment of the present invention.
3 is a graph showing current-voltage (IV) characteristics of a bistable organic light emitting device manufactured according to an embodiment of the present invention.
4 is a graph showing luminance-voltage (LV) characteristics of a bistable organic light emitting device manufactured according to an embodiment of the present invention.
5 is a graph showing an electroluminescence spectrum (off state) according to a voltage of a bistable organic light emitting device manufactured according to an embodiment of the present invention.
6 is a graph showing an electroluminescence spectrum (on state) according to a voltage of a bistable organic light emitting device manufactured according to an embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a graph showing a color coordinate (CIE) according to an on / off state of a bistable organic light emitting device manufactured according to an embodiment of the present invention.
이하 첨부 도면들 및 첨부 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings and accompanying drawings, but the present invention is not limited to or limited by the embodiments.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.The terminology used herein is for the purpose of illustrating embodiments and is not intended to be limiting of the present invention. In the present specification, the singular form includes plural forms unless otherwise specified in the specification. It is noted that the terms "comprises" and / or "comprising" used in the specification are intended to be inclusive in a manner similar to the components, steps, operations, and / Or additions.
본 명세서에서 사용되는 "실시예", "예", "측면", "예시" 등은 기술된 임의의 양상(aspect) 또는 설계가 다른 양상 또는 설계들보다 양호하다거나, 이점이 있는 것으로 해석되어야 하는 것은 아니다.As used herein, the terms "embodiment," "example," "side," "example," and the like should be construed as advantageous or advantageous over any other aspect or design It does not.
또한, '또는' 이라는 용어는 배타적 논리합 'exclusive or'이기보다는 포함적인 논리합 'inclusive or'를 의미한다. 즉, 달리 언급되지 않는 한 또는 문맥으로부터 명확하지 않는 한, 'x가 a 또는 b를 이용한다'라는 표현은 포함적인 자연 순열들(natural inclusive permutations) 중 어느 하나를 의미한다.Also, the term 'or' implies an inclusive or 'inclusive' rather than an exclusive or 'exclusive'. That is, unless expressly stated otherwise or clear from the context, the expression 'x uses a or b' means any of the natural inclusive permutations.
또한, 본 명세서 및 청구항들에서 사용되는 단수 표현("a" 또는 "an")은, 달리 언급하지 않는 한 또는 단수 형태에 관한 것이라고 문맥으로부터 명확하지 않는 한, 일반적으로 "하나 이상"을 의미하는 것으로 해석되어야 한다.Also, the phrase "a" or "an ", as used in the specification and claims, unless the context clearly dictates otherwise, or to the singular form, .
또한, 막, 층, 영역, 구성 요청 등의 부분이 다른 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 할 때, 다른 부분의 바로 위에 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 막, 층, 영역, 구성 요소 등이 개재되어 있는 경우도 포함한다.It will also be understood that when an element such as a film, layer, region, configuration request, etc. is referred to as being "on" or "on" another element, And the like are included.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 쌍안정 유기발광소자의 단면도이다.1 is a cross-sectional view of a bistable organic light emitting device according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 쌍안정 유기발광소자(100)는, 기판(110), 제1 전극(120), 정공 수송층(131), 발광층(133), 전자 수송층(139), 제2 전극(140), 쌍안정 유기층(150) 및 제3 전극(160)을 포함하고, 발광층(133)은 제1 발광층(135) 및 제2 발광층(137)을 포함한다.1, a bistable organic
구체적으로, 본 발명의 실시예에 따른 쌍안정 유기발광소자(OBLED, Organic Bistable Light Emitting Devices)(100)는 유기발광소자(OLED, Organic Light Emitting Devices) 유닛(Unit) 및 유기 쌍안정 소자(OBD, Organic Bistable Devices) 유닛이 결합된 구성을 갖는다.Specifically, the bistable organic light emitting device (OBLED, Organic Bistable Light Emitting Devices) 100 have a structure in which an organic light emitting device (OLED) unit and an organic bistable device (OBD) unit are combined.
보다 구체적으로, 본 발명의 실시예에 따른 쌍안정 유기발광소자(100)에 있어서, 유기발광소자(OELD) 유닛은 기판(110), 제1 전극(120), 정공 수송층(131), 발광층(133), 전자 수송층(139) 및 제2 전극(140)으로 구성되고, 유기 쌍안정 소자(OBD) 유닛은 제2 전극(140), 쌍안정 유기층(150) 및 제3 전극(160)으로 구성될 수 있다.In the bistable organic
즉, 본 발명의 실시예에 따른 쌍안정 유기발광소자(100)는 제2 전극(140)을 통해 유기발광소자(OELD) 및 유기 쌍안정 소자(OBD)를 결합하여 형성할 수 있다.That is, the bistable organic
이러한 쌍안정 유기발광소자(100)는 다양한 에너지 갭을 갖는 전도성 유기물을 통해 자체 발광할 수 있는 유기발광소자(OLED)와, 인가되는 전압에 따라 전도도의 상태가 바뀌는 특성을 통해 데이터를 처리할 수 있는 유기 쌍안정 소자(OBD)가 결합된 것이다.The bistable organic
본 발명의 실시예에 따른 쌍안정 유기발광소자(100)는 소자에 전압(VOBLED)을 인가하면, 쌍안정 유기층(150)에 전자가 주입되어 쌍안정 유기층(150) 내에 트랩(trap)되게 된다. 이에 따라, 소자에 흐르는 전류량은 적어지게 되고, 유기발광소자(OLED)의 음극(Cathode)일 수 있는 제2 전극(140)으로 주입되는 전자가 적어지며, 제2 발광층(137)에서 주로 발광이 이루어진다.When the voltage V OBLED is applied to the device, electrons are injected into the bistable
이후, 유기 쌍안정 소자(OBD)에 쓰기 전압(VOBD)을 인가하면, 소자는 낮은 전류상태에서 높은 전류상태로 바뀌게 되고, 쌍안정 유기발광소자(100)에 전압(VOBLED)이 인가될 때 유기발광소자(OLED)의 제2 전극(140)으로 주입되는 전자가 증가하여 제1 발광층(135)에서의 발광이 증가하게 된다.Thereafter, when the write voltage V OBD is applied to the organic bistable element OBD, the element is changed from a low current state to a high current state, and a voltage V OBLED is applied to the bistable organic
이후, 유기 쌍안정 소자(OBD)에 지우기 전압(VOBD)을 인가하면, 쌍안정 유기층(150) 내에 트랩된 전자가 제거되기 때문에 다시 낮은 전류상태로 돌아오게 되고, 이렇게 쓰기 및 지우기 전압을 통해서 소자의 광량 및 색 변환이 가능하게 된다.Thereafter, when the erase voltage V OBD is applied to the organic bistable element OBD, the trapped electrons are removed from the bistable
본 발명의 실시예에 따른 쌍안정 유기발광소자(100)는 온/오프(On/Off)의 상태 변화에 따라 다른 색의 광을 발광할 수 있고, 온/오프(On/Off) 상태 변화에 따른 발광층(133)의 색 변화를 이용하여, 온/오프(On/Off) 상태에 따라 낮은 휘도 차이를 보이더라도, 색 변화를 정확하게 검출할 수 있기 때문에, 데이터를 처리하는데 용이하다.The bistable organic
또한, 본 발명의 실시예에 따른 쌍안정 유기발광소자(100)는 데이터의 병렬처리가 가능한데, 본 발명의 실시예에 따르면, 유기 쌍안정 소자(OBD)의 데이터를 병렬방식으로 읽고, 쓰고, 지우는 처리를 할 경우, 온/오프(On/Off) 상태 변화를 색 변화로 검출하여 신뢰성 있는 데이터를 처리할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, data of the organic bistable element OBD can be read, written, and written in a parallel manner. When erasing processing is performed, reliable data can be processed by detecting a change in the On / Off state with a color change.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 쌍안정 유기발광소자(100)는 제1 발광층(135) 및 제2 발광층(137)이 인가되는 읽기 전압에 따라 서로 다른 광량을 나타낼 수 있기 때문에, 발광층(133)은 읽기 전압의 변화에 따라 색이 변화되어 다른 색을 표현할 수 있으므로 다중준위 메모리로 적용이 가능하다.In addition, since the bistable organic
이하, 도 1을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 쌍안정 유기발광소자(100)의 각 구성요소를 보다 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, each component of the bistable organic
기판(110)은 일반적으로 사용되는 반도체 소자용 기판일 수 있다.The
기판(110)은 예를 들어, 실리콘(Si), 갈륨비소(GaAs), 인화인듐(InP), 산화알루미늄(Al2O3), 탄화규소(SiC), 유리(glass), 석영(quartz), PET(poly ethylene terephthalate), PS(poly styrene), PI(polyimide), PVC(polyvinyl chloride), PVP(polyvinyl pyrrolidone) 또는 PE(poly Ethylene)로 이루어질 수 있다.The
제1 전극(120)은 기판(110) 상에 형성된다.A first electrode (120) is formed on the substrate (110).
제1 전극(120)은 공지된 다양한 방법, 예를 들면, 열 증착(thermal evaporation)법, 화학기상증착(CVD, Chemical Vapor Deposition)법, 원자층증착(Atomic Layer Deposition, ALD)법, 전자빔 증착(e-beam evaporation)법, 스퍼터링(sputtering)법 또는 스핀코팅(Spin-coating)법 등을 이용하여 형성될 수 있다.The
제1 전극(120)은 전도성(conductivity) 및 일함수(work function)가 높은 투명한 도전물질로 이루어질 수 있다. 제1 전극(120)은 예를 들어, InSnO(ITO), AlZnO(AZO), GaZnO(GZO), InGaZnO(IGZO), MgZnO(MZO), MoZnO, AlMgO, GaMgO, FSnO2, NbTiO2, CuAlO2 또는 이들의 조합으로 이루어질 수 있다.The
제1 전극(120)은 두 개의 투명한 도전물질층 사이에 금속물질이 삽입된 다층구조일 수 있다. 제1 전극(120)은 예를 들어, CuAlO2/Ag/CuAlO2, ITO/Ag/ITO, ZnO/Ag/ZnO, ZnS/Ag/ZnS, TiO2/Ag/TiO2, ITO/Au/ITO, WO3/Ag/WO3 또는 MoO3/Ag/MoO3 등의 다층구조일 수 있다.The
본 발명의 실시예에 따른 쌍안정 유기발광소자(100)는, 제1 전극(120)과 정공 수송층(131)의 사이에 정공 주입층(Hole Injection Layer, HIL)(미도시)을 더 포함할 수 있다.The bistable organic
정공 주입층(HIL)은 제1 전극(120) 상에 형성될 수 있다.A hole injection layer (HIL) may be formed on the
정공 주입층(HIL)은 진공증착법, 스핀코팅법, 캐스트법 또는 LB(Langmuir -Blodgett)법 등과 같은 다양한 방법을 통해 형성될 수 있다.The hole injection layer (HIL) may be formed by various methods such as a vacuum deposition method, a spin coating method, a casting method, or an LB (Langmuir-Blodgett) method.
정공 주입층(HIL)은 예를 들어, MTDATA(4,4',4"-tris(3-methylphenylphenylamino)triphenylamine), CuPc(copper phthalocyanine), PEDOT:PSS(poly(3,4-ethylenedioxythiphene, polystyrene sulfonate) 또는 이들의 조합으로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The hole injection layer (HIL) may include, for example, MTDATA (4,4 ', 4 "-tris (3-methylphenylphenylamino) triphenylamine), CuPc (copper phthalocyanine), PEDOT: PSS (poly (3,4-ethylenedioxythiophene, polystyrene sulfonate ), Or a combination thereof, but is not limited thereto.
정공 수송층(HTL, Hole Transport Layer)(131)은 제1 전극(120) 상에 형성된다.A hole transport layer (HTL) 131 is formed on the
정공 수송층(131)은 진공증착법, 스핀코팅법, 캐스트법 또는 LB법 등과 같은 다양한 방법을 통해 형성될 수 있다.The
정공 수송층(131)은 통상적인 정공 수송물질로 이루어질 수 있고, 정공 수송물질은 유기물일 수 있다.The
정공 수송층(131)은 예를 들어, NPB, β-NPB, TPD, Spiro-TPD, Spiro-NPB, DMFL-TPD, DMFL-NPB, DPFL-TPD, DPFL-NPB, α-NPD, Spiro-TAD, BPAPF, NPAPF, NPBAPF, Spiro-2NPB, PAPB, 2,2'-Spiro-DBP, Spiro-BPA, TAPC, Spiro-TTB, β-TNB, HMTPD, α,β-TNB, α-TNB, β- NPP, PEDOT:PSS, PVK, WO3, NiO2, Mo, MoO3 또는 이들의 조합으로 이루어질 수 있다.NPD, Spiro-TPD, Spiro-NPB, DMFL-TPD, DMFL-NPB, DPFL-TPD, DPFL-NPB, BPPF, NPAPF, NPBAPF, Spiro-2NPB, PAPB, 2,2'-Spiro-DBP, Spiro-BPA, TAPC, Spiro-TTB,? -TNB, HMTPD,?, , PEDOT: PSS, PVK, WO 3 , NiO 2 , Mo, MoO 3, or a combination thereof.
발광층(EML, Emitting Layer)(133)은 정공 수송층(131) 상에 형성된다.An emission layer (EML) 133 is formed on the
발광층(133)은 제1 발광층(1st EML)(135) 및 제2 발광층(2nd EML)(137)을 포함한다.The light-emitting
제1 발광층(135)은 정공 수송층(131) 상에 형성되고, 제2 발광층(137)은 제1 발광층(135) 상에 형성된다.The first
제1 발광층(135) 및 제2 발광층(137)은 각각에 인가되는 전압에 따라 서로 상이한 광량을 나타낼 수 있도록, 서로 상이한 발광물질로 이루어질 수 있다.The first
구체적으로, 제1 발광층(135) 및 제2 발광층(137)은 서로 상이한 발광물질로 이루어져 인가되는 전압에 따라 서로 상이한 광량을 나타내고, 서로 상이한 광량을 통해 발광층(133)의 색 제어가 가능하다.Specifically, the first
보다 구체적으로, 제1 발광층(135)과 제2 발광층(137)이 서로 상이한 물질로 이루어질 경우, 소자가 오프(Off) 상태일 경우에는 주로 제2 발광층(137)에서 광량을 나타내고, 온(On) 상태일 경우에는 오프(Off) 상태의 제2 발광층(137)에서 나타내는 광량에 더해 제1 발광층(135)에서 나타내는 추가적인 광량이 합쳐진 색이 발광할 수 있어, 발광층(133)의 색 제어가 가능하다.More specifically, when the first
발광층(133)의 색 제어는 유기발광소자(OLED)의 동작원리로 설명이 가능하다.The color control of the
구체적으로, 유기발광소자(OLED)는 음극에서 전자가 주입되고, 양극에서 정공이 주입되고 나면 전자수송층 및 정공수송층을 통해 발광층에서 전자와 정공이 만나서 엑시톤(exciton)을 형성하여 발광하게 되는데, 본 발명의 실시예에 따른 발광층(133)은 2개의 층으로 구성되기 때문에 어느 발광층에서 엑시톤(exciton)이 많이 형성되느냐에 따라 발광색이 달라지게 된다.Specifically, when electrons are injected from the cathode of the organic light emitting diode OLED and holes are injected from the anode, electrons and holes in the light emitting layer meet through the electron transporting layer and the hole transporting layer to form an exciton to emit light. Since the
보다 구체적으로, 일반적인 유기물에서는 정공의 이동도가 더 빠르기도 하고 유기 쌍안정 소자(OBD) 유닛에서 전자의 이동도를 제어(오프(Off) 상태)하기 때문에 제2 발광층(137)에서 주로 엑시톤(exciton)이 형성되어 발광하지만, 온(On) 상태가 되면 유기발광소자(OELD) 유닛으로 흐르는 전자가 많아지기 때문에 제1 발광층(135)에서 형성되는 엑시톤(exciton)의 수가 많아져 제1 발광층(135)과 제2 발광층(137)이 합쳐진 광량/색이 나타나게 된다. 따라서, 온/오프(On/Off)에 따라 다른 색과 광량이 발생하게 된다.More specifically, since the mobility of holes is higher in general organic materials and the mobility of electrons in an organic bistable element (OBD) unit is controlled (turned off), the excitons the number of excitons formed in the first
다만, 제1 발광층(135)과 제2 발광층(137)이 서로 상이한 물질이더라도 재료가 비슷한 파장을 발광하는 재료일 경우, 광량으로 온/오프(On/Off)를 검출할 수는 있으나, 색(파장)으로써는 검출이 어려울 수 있다.However, when the material is a material emitting light having a similar wavelength even though the first and second
제1 발광층(135)은 진공증착법, 스핀코팅법, 캐스트법 또는 LB법 등과 같은 다양한 방법을 통해 형성될 수 있다.The first
제1 발광층(135)은 예를 들어, mCP:Firpic, Alq3, CBP:Ir(ppy)3 또는 이들의 조합으로 이루어질 수 있다.A first
제2 발광층(137)은 진공증착법, 스핀코팅법, 캐스트법 또는 LB법 등과 같은 다양한 방법을 통해 형성될 수 있다.The second
제2 발광층(137)은 예를 들어, mCP:Ir(bt)2(acac), CBP:Rubrene, Alq3:PtOEP 또는 이들의 조합으로 이루어질 수 있다.A second
전자 수송층(ETL, Electron Transport Layer)(139)은 발광층(133) 상에 형성된다. 구체적으로, 전자 수송층(139)은 제2 발광층(137) 상에 형성된다.An electron transport layer (ETL) 139 is formed on the
전자 수송층(139)은 진공증착법, 스핀코팅법, 캐스트법 또는 LB법 등과 같은 다양한 방법을 통해 형성될 수 있다.The
전자 수송층(139)은 통상적인 전자 수송물질로 이루어질 수 있다.The
전자 수송층(139)은 예를 들어, C60, C70, PCBM(C60), PCBM(C70), PCBM(C75), PCBM(C80), Liq, TPBi, PBD, BCP, Bphen, BAlq, Bpy-OXD, BP-OXD-Bpy, TAZ, NTAZ, NBphen, Bpy-FOXD, OXD-7, 3TPYMB, 2-NPIP, PADN, HNBphen, POPy2, BP4mPy, TmPyPB, BTB 또는 이들의 조합으로 이루어질 수 있다.The
본 발명의 실시예에 따른 쌍안정 유기발광소자(100)는, 전자 수송층(139)과 제2 전극(140)의 사이에 전자 주입층(Electron Injection Layer, EIL)(미도시)을 더 포함할 수 있다.The bistable organic
전자 주입층(EIL)은 전자 수송층(139) 상에 형성될 수 있다.An electron injection layer (EIL) may be formed on the
전자 주입층(EIL)은 진공증착법, 스핀코팅법, 캐스트법 또는 LB법 등과 같은 다양한 방법을 통해 형성될 수 있다.The electron injection layer (EIL) may be formed by various methods such as a vacuum deposition method, a spin coating method, a casting method, or an LB method.
전자 주입층(EIL)은 예를 들어, LiF, NaCl, CsF, Li2O, BaO, Liq 또는 이들의 조합으로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.An electron injection layer (EIL), for example, LiF, NaCl, CsF, Li 2 O, BaO, Liq, or however be formed of a combination thereof, and the like.
제2 전극(140)은 전자 수송층(139) 상에 형성된다.The
제2 전극(140)은 공지된 다양한 방법, 예를 들면, 열증착법, 화학기상증착법, 원자층증착법, 전자빔 증착법, 스퍼터링법 또는 스핀코팅법 등을 통해 형성될 수 있다.The
제2 전극(140)은 예를 들어, Al, Au, Ag, Cu, Pt, W, Ni, Zn, Ti, Zr, Hf, Cd, Pd, 그래핀(Graphene), SW-CNT(Single Walled Carbon Nanotube), DW-CNT(Double Walled CNT), MW-CNT(Multi Walled CNT), C60 또는 이들의 조합으로 이루어질 수 있다.The
쌍안정 유기층(BOL, Bistable Organic Layer)(150)은 제2 전극(140) 상에 형성된다.A bistable organic layer (BOL) 150 is formed on the
쌍안정 유기층(150)은 진공증착법, 스핀코팅법, 캐스트법 또는 LB법 등과 같은 다양한 방법을 통해 형성될 수 있다.The bistable
쌍안정 유기층(150)은 유기물의 단일층으로 이루어질 수 있고, 유기물의 이중층으로 이루어질 수 있으며, 유기물층/무기물층/유기물층의 다층구조일 수 있다.The bistable
쌍안정 유기층(150)이 유기물 단일층, 유기물 이중층 또는 유기물층/무기물층/유기물층 구조일 경우, 유기물은 예를 들어, Alq3, PVK(poly-N-vinylcarbazole), PVP(poly-4-vinyl-phenol), PS(poly styrene), PI(polyimide), PFV(poly(fluorenyl-2,7-vinylene)), MEH-PPV(poly(2-methhoxy-5-(2-ethylhexyloxy)-1,4-pheneylenevinylene)), AIDCN(2-amio-4, 5-imidazoledicarbonitrile) 또는 이들의 조합으로 이루어질 수 있다.When the bistable
쌍안정 유기층(150)이 유기물층/무기물층/유기물층 구조일 경우, 무기물은 Al, Au, ZnO, Cu2O, Ga2O3, W2O3 또는 이들의 조합으로 이루어질 수 있다. 또한, 전술한 무기물은 나노입자 형태일 수 있다.When the bistable
제3 전극(160)은 쌍안정 유기층(150) 상에 형성된다.The
제3 전극(160)은 공지된 다양한 방법, 예를 들면, 열증착법, 화학기상증착법, 원자층증착법, 전자빔 증착법, 스퍼터링법 또는 스핀코팅법 등을 이용하여 형성될 수 있다.The
제3 전극(160)은 예를 들어, Al, Au, Ag, Cu, Pt, W, Ni, Zn, Ti, Zr, Hf, Cd, Pd, 그래핀(Graphene), SW-CNT(Single Walled Carbon Nanotube), DW-CNT(Double Walled CNT), MW-CNT(Multi Walled CNT), C60 또는 이들의 조합으로 이루어질 수 있다.The
본 발명의 실시예에 따른 쌍안정 유기발광소자(100)는, 제1 전극(120)과 제3 전극(160)의 사이에 적어도 어느 하나의 중간층(IML, Intermediate Layer)(미도시)을 더 포함할 수 있다.The bistable organic
구체적으로, 중간층(IML)은 정공 수송층(131)과 제1 발광층(135)의 사이, 제1 발광층(135)과 제2 발광층(137)의 사이, 제2 발광층(137)과 전자 수송층(139)의 사이 중 적어도 어느 한 부분에 형성될 수 있다.Specifically, the intermediate layer IML is formed between the
중간층(IML)은 제1 발광층(135)과 제2 발광층(137)의 사이에 형성될 경우, 엑시톤의 확산(exciton diffusion)을 막을 수 있고, 정공 수송층(131)과 제1 발광층(135)의 사이 또는 제2 발광층(137)과 전자 수송층(139)의 사이에 형성될 경우, 전하가 흐르는 양을 제어할 수 있다.When the intermediate layer IML is formed between the
일반적으로 재료마다 각각의 전하 이동도 및 물질 사이의 베리어가 다르기 때문에, 유기발광소자(OELD) 유닛 내부에서 형성되는 엑시톤(exciton)의 위치는 달라지게 된다.Generally, the position of excitons formed inside the organic light emitting device (OELD) unit is different because the barrier between the materials and the charge mobility are different for each material.
중간층(IML)을 사용하지 않아도 온/오프(On/Off)에 따라 다른 색을 나타내는 조합이 있지만, 그렇지 않을 경우, 예를 들어, 오프(Off) 상태에서 제1 발광층(135)의 발광이 제2 발광층(137)의 발광과 동등하게 이루어지는 경우, 온(On) 상태의 발광은 오프(Off) 상태와 파장이 같을 수 있어, 중간층(IML)을 사용하여 제1 발광층(135)에서의 발광이 적게 일어나게 하는 역할을 할 수 있다.There is a combination of different colors depending on on / off without using the intermediate layer IML. Otherwise, for example, in the off state, Emitting
즉, 엑시톤(exciton)이 형성되면 발광하기까지 엑시톤의 확산(exciton diffusion)이 일어나는데, 제2 발광층(137)에서의 엑시톤의 확산으로 인하여 제1 발광층(135)에서 발광하는 것을 방지하고, 온/오프(On/Off) 상태에 따라 다른 색을 발광할 수 있도록 할 수 있다.That is, when excitons are formed, exciton diffusion occurs until light is emitted. This prevents the first
중간층(IML)은 진공증착법, 스핀코팅법, 캐스트법 또는 LB법 등과 같은 다양한 방법을 통해 형성될 수 있다.The intermediate layer (IML) may be formed by various methods such as a vacuum deposition method, a spin coating method, a casting method, or an LB method.
중간층은 예를 들어, mCP, CBP, CDBP, DCB, DCz, Ad-Cz, TCz1, CzSi, CBZ1-F2, CBF, SlimCP, TCTEB, 4CzPBP, 3CzPBP, 2,6DCzPPy, 3,6DCzPPy, BSB, BST, TPSi-F, DPCzPSi, PO1, PO6, DBF, SPPO1, MPO12, UGH1, UGH2, UGH3, TCTA, TPBi, Alq3, BAlq, CbBPCb, CzPhO, CZPPQ, CzPPQCz, Bebq2, Bepp2, BIQF, NPB, BCP 또는 이들의 조합으로 이루어질 수 있다.The intermediate layer may be, for example, mCP, CBP, CDBP, DCB, DCz, Ad-Cz, TCz1, CzSi, CBZ1-F2, CBF, SlimCP, TCTEB, 4CzPBP, 3CzPBP, 2,6DCzPPy, 3,6DCzPPy, BSB, BST, TPSi-F, DPCzPSi, PO1, PO6, DBF, SPPO1, MPO12, UGH1, UGH2, UGH3, TCTA, TPBi, Alq 3, BAlq, CbBPCb, CzPhO, CZPPQ, CzPPQCz,
본 발명의 실시예에 따르면, 쌍안정 유기발광소자(100)가 두 개의 발광층(제1 발광층, 제2 발광층)을 포함함으로써, 멀티레벨의 색 제어가 가능하다는 장점이 있다. 구체적으로, 본 발명의 실시예에 따른 쌍안정 유기발광소자(100)는 두 개의 발광층(제1 발광층, 제2 발광층)을 이용하기 때문에, 온/오프(On/Off) 상태가 낮은 휘도 차이를 갖더라도 색 변화를 정확하게 검출할 수 있다.According to the embodiment of the present invention, the bistable organic
또한, 본 발명의 실시예에 따른 쌍안정 유기발광소자는 비휘발성 메모리로의 광량을 통한 병렬처리가 가능하고, 온/오프(On/Off) 상태에 따른 다른 색의 발광으로 이러한 색 변화로 검출하여 보다 빠른 신뢰성 있는 데이터가 가능하다.In addition, the bistable organic light emitting device according to the embodiment of the present invention can perform parallel processing through the amount of light into the nonvolatile memory, and can detect light of different colors depending on the ON / OFF state Thereby enabling faster and more reliable data.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 쌍안정 유기발광소자는 소자의 읽기 전압에 따라 두 개의 발광층에서 생성되는 각각의 광량이 달라지기 때문에, 읽기 전압의 변화에 따라 각각 다른 색을 표현할 수 있어 다중준위 메모리로 적용이 가능하고, 전체적으로 유기물을 사용하기 때문에 플렉서블 소자(Flexible Device)로서 구현이 가능하다.In the bistable organic light emitting device according to the embodiment of the present invention, since the amount of light generated in each of the two light emitting layers varies according to the read voltage of the device, different colors can be expressed according to the change of the read voltage, It can be applied as a memory and can be implemented as a flexible device because organic materials are used as a whole.
이하, 도 2를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 쌍안정 유기발광소자의 제조방법을 보다 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, a method of manufacturing a bistable organic light emitting diode according to an exemplary embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 쌍안정 유기발광소자의 제조방법의 흐름도이다.2 is a flowchart of a method of manufacturing a bistable organic light emitting device according to an embodiment of the present invention.
도 1 및 도 2를 참조하면, 단계 S110은 기판(110) 상에 제1 전극(120)을 형성한다.Referring to FIGS. 1 and 2, a step S110 forms a
기판(110)은 쌍안정 유기발광소자를 제조하거나 제조된 쌍안정 유기발광소자를 지지하는 기초가 되는 구초제로서, 예를 들어, 실리콘(Si), 갈륨비소(GaAs), 인화인듐(InP), 산화알루미늄(Al2O3), 탄화규소(SiC), 유리(glass), 석영(quartz), PET(poly ethylene terephthalate), PS(poly styrene), PI(polyimide), PVC(polyvinyl chloride), PVP(polyvinyl pyrrolidone) 또는 PE(poly Ethylene)로 이루어질 수 있다.The
제1 전극(120)은 열증착법, 화학기상증착법, 원자층증착법, 전자빔 증착법, 스퍼터링법 또는 스핀코팅법 등 공지된 다양한 방법 중에서 적절하게 선택하여 형성할 수 있다.The
제1 전극(120)은 투명한 도전물질이라면 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어, InSnO(ITO), AlZnO(AZO), GaZnO(GZO), InGaZnO(IGZO), MgZnO(MZO), MoZnO, AlMgO, GaMgO, FSnO2, NbTiO2, CuAlO2 또는 이들의 조합으로 형성할 수 있다.The
또한, 제1 전극(120)은 두 개의 투명한 도전물질층 사이에 금속물질이 삽입된 다층구조로 형성할 수 있고, 예를 들어, CuAlO2/Ag/CuAlO2, ITO/Ag/ITO, ZnO/Ag/ZnO, ZnS/Ag/ZnS, TiO2/Ag/TiO2, ITO/Au/ITO, WO3/Ag/WO3 또는 MoO3/Ag/MoO3 등의 다층구조일 수 있다.The
단계 S120은 제1 전극(120) 상에 정공 수송층(131)을 형성한다.Step 120 is to form a
정공 수송층(131)은 진공증착법, 스핀코팅법, 캐스트법 또는 LB법 등과 같은 다양한 방법을 이용하여 형성할 수 있다.The
정공 수송층(131)은 통상적인 정공 수송물질로 형성할 수 있고, 예를 들어, NPB, β-NPB, TPD, Spiro-TPD, Spiro-NPB, DMFL-TPD, DMFL-NPB, DPFL-TPD, DPFL-NPB, α-NPD, Spiro-TAD, BPAPF, NPAPF, NPBAPF, Spiro-2NPB, PAPB, 2,2'-Spiro-DBP, Spiro-BPA, TAPC, Spiro-TTB, β-TNB, HMTPD, α,β-TNB, α-TNB, β- NPP, PEDOT: PSS, PVK, WO3, NiO2, Mo, MoO3 또는 이들의 조합으로 형성할 수 있다.The
단계 S130은 정공 수송층(131) 상에 제1 발광층(135)을 형성한다.In step S130, the first
제1 발광층(135)은 진공증착법, 스핀코팅법, 캐스트법 또는 LB법 등과 같은 다양한 방법을 이용하여 형성할 수 있다.The first
제1 발광층(135)은 예를 들어, mCP:Firpic, Alq3, CBP:Ir(ppy)3 또는 이들의 조합으로 형성할 수 있다.A first
단계 S140은 제1 발광층(135) 상에 제2 발광층(137)을 형성한다.In step S140, a second
제2 발광층(137)은 진공증착법, 스핀코팅법, 캐스트법 또는 LB법 등과 같은 다양한 방법을 이용하여 형성할 수 있다.The second
제2 발광층(137)은 예를 들어, mCP:Ir(bt)2(acac), CBP:Rubrene, Alq3:PtOEP 또는 이들의 조합으로 형성할 수 있다.A second
단계 S150은 제2 발광층(137) 상에 전자 수송층(139)을 형성한다.In step S150, the
전자 수송층(139)은 진공증착법, 스핀코팅법, 캐스트법 또는 LB법 등과 같은 다양한 방법을 이용하여 형성할 수 있다.The
전자 수송층(139)은 통상적인 전자 수송물질로 형성할 수 있고, 예를 들어, C60, C70, PCBM(C60), PCBM(C70), PCBM(C75), PCBM(C80), Liq, TPBi, PBD, BCP, Bphen, BAlq, Bpy-OXD, BP-OXD-Bpy, TAZ, NTAZ, NBphen, Bpy-FOXD, OXD-7, 3TPYMB, 2-NPIP, PADN, HNBphen, POPy2, BP4mPy, TmPyPB, BTB 또는 이들의 조합으로 형성할 수 있다.
단계 S160은 전자 수송층(139) 상에 제2 전극(140)을 형성한다.Step S160 forms the
제2 전극(140)은 열증착법, 화학기상증착법, 원자층증착법, 전자빔 증착법, 스퍼터링법 또는 스핀코팅법 등 공지된 다양한 방법 중에서 적절하게 선택하여 형성할 수 있다.The
제2 전극(140)은 예를 들어, Al, Au, Ag, Cu, Pt, W, Ni, Zn, Ti, Zr, Hf, Cd, Pd, 그래핀(Graphene), SW-CNT(Single Walled Carbon Nanotube), DW-CNT(Double Walled CNT), MW-CNT(Multi Walled CNT), C60 또는 이들의 조합으로 형성할 수 있다.The
단계 S170은 제2 전극(140) 상에 쌍안정 유기층(150)을 형성한다.Step S170 forms a bistable
쌍안정 유기층(150)은 진공증착법, 스핀코팅법, 캐스트법 또는 LB법 등과 같은 다양한 방법을 이용하여 형성할 수 있다.The bistable
쌍안정 유기층(150)은 유기물의 단일층으로 형성할 수 있고, 유기물의 이중층으로 형성할 수도 있으며, 유기물층/무기물층/유기물층의 다층구조로 형성할 수도 있다.The bistable
유기물층에 이용되는 유기물은 예를 들어, Alq3, PVK(poly-N-vinylcarbazole), PVP(poly-4-vinyl-phenol), PS(poly styrene), PI(polyimide), PFV(poly(fluorenyl-2,7-vinylene)), MEH-PPV(poly(2-methhoxy-5-(2-ethylhexyloxy)-1,4-pheneylenevinylene)), AIDCN(2-amio-4, 5-imidazoledicarbonitrile) 또는 이들의 조합으로 이루어질 수 있다.Organic materials used for the organic material layer include, for example, Alq 3 , poly-N-vinylcarbazole (PVK), poly-4-vinylphenol (PVP), poly (styrene), polyimide (PI) 2,7-vinylene), poly (2-methoxy-5- (2-ethylhexyloxy) -1,4-pheneylenevinylene), AIDCN (2-amio- ≪ / RTI >
또한, 무기물층에 이용되는 무기물은 Au, ZnO, Cu2O, Ga2O3, W2O3 또는 이들의 조합으로 이루어질 수 있다.The inorganic material used for the inorganic layer may be Au, ZnO, Cu 2 O, Ga 2 O 3 , W 2 O 3, or a combination thereof.
단계 S180은 쌍안정 유기층(150) 상에 제3 전극(160)을 형성한다.Step S180 forms the
제3 전극(160)은 열증착법, 화학기상증착법, 원자층증착법, 전자빔 증착법, 스퍼터링법 또는 스핀코팅법 등 공지된 다양한 방법 중에서 적절하게 선택하여 형성할 수 있다.The
제3 전극(160)은 예를 들어, Al, Au, Ag, Cu, Pt, W, Ni, Zn, Ti, Zr, Hf, Cd, Pd, 그래핀(Graphene), SW-CNT(Single Walled Carbon Nanotube), DW-CNT(Double Walled CNT), MW-CNT(Multi Walled CNT), C60 또는 이들의 조합으로 형성할 수 있다.The
이하에서는 본 발명의 실시예를 기재한다. 하기 실시예는 본 발명의 일 실시예일뿐 본 발명이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described. The following examples are only illustrative of the present invention and the present invention is not limited to the following examples.
실시예Example
실시예에서 사용된 유기물층 및 전극은 모두 열 증착(Thermal evaporation) 장비를 이용하여 9x10-7 Torr 이하의 진공도에서 1Å/s의 증착속도로 진공증착하여 형성하였다.Both the organic layer and the electrode used in the examples were formed by vacuum evaporation at a deposition rate of 1 Å / s at a vacuum degree of 9 × 10 -7 Torr or less by using a thermal evaporation apparatus.
쌍안정 유기발광소자의 제조를 위해, 먼저, 제1 전극(하부전극)으로서 150 nm 두께의 ITO가 증착된 유리(glass) 기판(이하 'ITO 기판'이라 함)을 사용하였고, 상기 ITO 기판을 이소프로필 알코올과 아세톤으로 미리 세정 후 건조하였다. 상기 세정 및 건조 공정을 마친 ITO 기판 상에 TCTA를 증착하여 40 nm 두께의 정공 수송층을 형성하였다.In order to manufacture a bistable organic light emitting device, a glass substrate (hereinafter referred to as an ITO substrate) on which 150 nm thick ITO was deposited was used as a first electrode (lower electrode), and the ITO substrate Washed with isopropyl alcohol and acetone, and dried. TCTA was deposited on the cleaned and dried ITO substrate to form a hole transport layer having a thickness of 40 nm.
상기 정공 수송층 상에 mCP 및 Firpic를 증착하여 10 nm 두께의 제1 발광층을 형성하였다. 여기서, mCP 및 Firpic의 총 중량 100 중량%를 기준으로 하여, Ir(bt)2(acac)의 함량은 8 중량%이었다. 상기 제1 발광층 상에 mCP를 증착하여 10 nm 두께의 중간층을 형성하였다.MCP and Firpic were deposited on the hole transport layer to form a first light emitting layer having a thickness of 10 nm. Here, the content of Ir (bt) 2 (acac) was 8% by weight based on the total weight of 100% by weight of mCP and Firpic. MCP was deposited on the first light emitting layer to form an intermediate layer having a thickness of 10 nm.
상기 중간층 상에 mCP 및 Ir(bt)2(acac)를 증착하여 10 nm 두께의 제2 발광층을 형성하였다. 여기서, mCP 및 Ir(bt)2(acac)의 총 중량 100 중량%를 기준으로 하여, Ir(bt)2(acac)의 함량은 7 중량%이었다. 상기 제2 발광층 상에 TPBi을 증착하여 30 nm 두께의 전자 수송층을 형성하였다. 상기 전자 수송층 상에 알루미늄(Al)을 증착하여 100 nm 두께의 제2 전극(중간전극)을 형성하였다.MCP and Ir (bt) 2 (acac) were deposited on the intermediate layer to form a second light emitting layer having a thickness of 10 nm. Here, the content of Ir (bt) 2 (acac) was 7% by weight based on the total weight of 100% by weight of mCP and Ir (bt) 2 (acac). TPBi was deposited on the second light emitting layer to form an electron transport layer having a thickness of 30 nm. Aluminum (Al) was deposited on the electron transport layer to form a second electrode (intermediate electrode) having a thickness of 100 nm.
상기 제2 전극 상에 두 개의 Alq3 유기물층 사이에 알루미늄(Al) 나노입자로 이루어진 무기물층이 삽입된 구조(Alq3 유기물층/ 알루미늄(Al) 나노입자 무기물층/ Alq3 유기물층)를 갖도록 쌍안정 유기층을 형성하였다. 구체적으로, Alq3 유기물층을 50 nm 두께로 증착한 후, 알루미늄(Al) 나노입자를 10 nm 두께로 증착하고, 다시 Alq3 유기물층을 50 nm 두께로 증착하여 쌍안정 유기층을 형성하였다.remind A bistable organic layer was formed on the second electrode so as to have a structure in which an inorganic layer made of aluminum (Al) nanoparticles was inserted between two Alq 3 organic layers (Alq 3 organic layer / aluminum (Al) nanoparticle inorganic layer / Alq 3 organic layer) . Specifically, an Alq 3 organic layer was deposited to a thickness of 50 nm, aluminum (Al) nanoparticles were deposited to a thickness of 10 nm, and an Alq 3 organic layer was deposited to a thickness of 50 nm to form a bistable organic layer.
상기 쌍안정 유기층 상에 알루미늄(Al)을 증착하여 100 nm 두께의 제3 전극(상부전극)을 형성함으로써 쌍안정 유기발광소자를 제조하였다.A bistable organic light emitting device was fabricated by depositing aluminum (Al) on the bistable organic layer to form a third electrode (upper electrode) having a thickness of 100 nm.
본 발명의 실시예에 따라 제조된 쌍안정 유기발광소자에 전압(VOBLED)을 인가하게 되면, Alq3 유기물층/ 알루미늄(Al) 나노입자 무기물층/ Alq3 유기물층으로 이루어진 쌍안정 유기층에 주입된 전자는 알루미늄 나노입자 표면에 형성된 Al2O3에 의해 전자가 트랩(trap)되게 된다.When a voltage is applied (V OBLED) to the prepared bistable organic light emitting device according to an embodiment of the invention, Alq 3 organic layer / aluminum (Al) nanoparticles inorganic layer / Alq 3 electrons injected to the bistable organic layer made of an organic material layer Electrons are trapped by Al 2 O 3 formed on the surface of the aluminum nanoparticles.
여기서, Al2O3는 대기 중에서 쉽게 산화하는 알루미늄(Al)의 성질 때문에 자연적으로 형성된다. 따라서 입자 형태로 얇게 증착된 알루미늄은 대기 중에서 코어쉘 형태로 Al2O3 쉘이 형성되게 되고, 이렇게 형성된 Al2O3는 전자를 트랩시키는 역할할 수 있다.Here, Al 2 O 3 is naturally formed because of the nature of aluminum (Al) which readily oxidizes in the atmosphere. Therefore, aluminum deposited thinly in the form of particles will form an Al 2 O 3 shell in the form of a core shell in the atmosphere, and thus the formed Al 2 O 3 can serve to trap electrons.
Al2O3에 의해 전자가 트랩(trap)됨에 따라, 소자에 흐르는 전류량은 적어지게 되고, 유기발광소자(OLED)의 음극(Cathode)일 수 있는 제2 전극으로 주입되는 전자가 적어지며, mCP:Ir(bt)2(acac)으로 이루어진 제2 발광층(Ir(bt)2(acac)가 도핑된 제2 발광층)에서 주로 발광이 이루어진다.As the electrons are trapped by Al 2 O 3 , the amount of current flowing through the device is reduced, electrons injected into the second electrode, which may be a cathode of the organic light emitting device OLED, : from Ir (bt) 2 (acac) second light-emitting layer (Ir (bt) 2 (acac the second emitting layer) is doped) consisting mainly made to emit light.
이후, 유기 쌍안정 소자(OBD)에 쓰기 전압(VOBD)을 인가하면, 소자는 낮은 전류상태에서 높은 전류상태로 바뀌게 되고, 쌍안정 유기발광소자에 전압(VOBLED)이 인가될 때, 유기발광소자(OLED)의 제2 전극(음극)으로 주입되는 전자가 증가하여 mCP:Firpic으로 이루어진 제1 발광층에서의 발광이 증가하게 된다.Then, when the writing voltage V OBD is applied to the organic bistable element OBD, the element is changed from a low current state to a high current state. When the voltage V OBLED is applied to the bistable organic light emitting element, The electrons injected into the second electrode (cathode) of the light emitting device OLED increase and the light emission in the first light emitting layer made of mCP: Firpic increases.
유기 쌍안정 소자(OBD)에 지우기 전압(VOBD)을 인가하면, Al2O3에 트랩된 전자가 제거되기 때문에 다시 낮은 전류상태로 돌아오게 되고, 이렇게 쓰기 및 지우기 전압을 통해서 소자의 광량과 색 제어(조절), 즉 색 변환이 가능하게 된다.When the erasing voltage (V OBD ) is applied to the organic bistable element (OBD), electrons trapped in Al 2 O 3 are removed, and the state returns to a low current state. Thus, through the writing and erasing voltages, Color control (adjustment), i.e., color conversion becomes possible.
이하에서는 도 3 내지 도 7을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따라 제조된 쌍안정 유기발광소자의 특성을 상세히 설명한다.Hereinafter, characteristics of a bistable organic light emitting device manufactured according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 3 to 7. FIG.
도 3은 본 발명의 실시예에 따라 제조된 쌍안정 유기발광소자의 전류-전압(I-V) 특성을 나타낸 그래프이다.3 is a graph showing current-voltage (I-V) characteristics of a bistable organic light emitting device manufactured according to an embodiment of the present invention.
구체적으로, 도 3은 본 발명의 실시예에 따라 제조된 쌍안정 유기발광소자의 유기 쌍안정 소자(OBD)에 쓰기 전압으로 4 V, 지우기 전압으로 -4 V를 인가하여 온(On) 상태와 오프(Off) 상태에서의 전압(Voltage)에 따른 전류밀도(Current density)를 측정하여 나타낸 것이다.Specifically, FIG. 3 shows a state in which the organic bistable element OBD of the bistable organic light emitting device manufactured according to the embodiment of the present invention is turned on by applying 4 V as the write voltage and -4 V as the erase voltage Current density according to the voltage in the off state is measured and shown.
도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따라 제조된 쌍안정 유기발광소자의 온(On) 상태의 전류밀도는 20 V의 전압에서 14.57 mA/cm2의 값이 측정되었고, 오프(Off) 상태의 전류밀도는 0.74 mA/cm2의 값이 측정되었다.Referring to FIG. 3, the on-state current density of the bistable organic light-emitting device manufactured according to the embodiment of the present invention was measured to be 14.57 mA / cm 2 at a voltage of 20 V, The current density of the state was measured to be 0.74 mA / cm < 2 >.
도 4는 본 발명의 실시예에 따라 제조된 쌍안정 유기발광소자의 휘도-전압(L-V) 특성을 나타낸 그래프이다.4 is a graph showing luminance-voltage (L-V) characteristics of a bistable organic light emitting device manufactured according to an embodiment of the present invention.
구체적으로, 도 4는 본 발명의 실시예에 따라 제조된 쌍안정 유기발광소자의 유기 쌍안정 소자(OBD)에 쓰기 전압으로 4 V, 지우기 전압으로 -4 V를 인가하여 온(On) 상태와 오프(Off) 상태에서의 전압(Voltage)에 따른 휘도(Luminance)를 측정하여 나타낸 것이다.Specifically, FIG. 4 shows a state where the organic bistable element OBD of the bistable organic light emitting device manufactured according to the embodiment of the present invention is turned on by applying 4 V as the write voltage and -4 V as the erase voltage And the luminance according to the voltage in the off state is measured and shown.
도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따라 제조된 쌍안정 유기발광소자의 온(On) 상태의 휘도는 20 V의 전압에서 641.80 cd/m2의 값이 측정되었고, 오프(Off) 상태의 휘도는 22.25 cd/m2의 값이 측정되었다.Referring to FIG. 4, the on-state luminance of the bistable organic light-emitting device manufactured according to the embodiment of the present invention was measured to be 641.80 cd / m 2 at a voltage of 20 V, The luminance of 22.25 cd / m < 2 > was measured.
도 5 및 도 6은 본 발명의 실시예에 따라 제조된 쌍안정 유기발광소자의 전압에 따른 전계발광 스펙트럼을 나타낸 그래프이다. 여기서, 도 5는 온(On) 상태에서의 그래프이고, 도 6은 오프(Off) 상태에서의 그래프이다.5 and 6 are graphs showing electroluminescence spectra of a bistable organic light emitting device manufactured according to an embodiment of the present invention. Here, FIG. 5 is a graph in an On state, and FIG. 6 is a graph in an Off state.
구체적으로, 도 5 및 도 6은 본 발명의 실시예에 따라 제조된 쌍안정 유기발광소자에 11 V 내지 20 V(1 V 간격)의 전압을 다르게 인가하여 파장(Wavelength)(nm)에 따른 정규화된 전계발광 세기(Normalized EL intensity)의 변화를 측정하여 나타낸 것이다.5 and FIG. 6 illustrate how a voltage of 11 V to 20 V (1 V interval) is differently applied to a bistable organic light emitting device manufactured according to an embodiment of the present invention to perform normalization according to a wavelength (nm) And the change in the normalized EL intensity was measured.
먼저 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따라 제조된 쌍안정 유기발광소자는 유기발광소자(OLED)의 전계발광의 세기가 인가되는 전압의 크기에 따라 다른 색을 발광하는 것을 확인할 수 있다. 구체적으로, Ir(bt)2(acac)가 도핑된 제2 발광층에서 발광하는 560 nm 파장의 주황색 광은 전압에 따라 일정하게 발광하는 반면, Firpic이 도핑된 제1 발광층에서 발광하는 470 nm 내지 500 nm의 청색 광은 광량이 증가되는 것을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 5, it can be seen that the bistable organic light emitting diode manufactured according to the embodiment of the present invention emits light of different colors depending on the magnitude of the voltage applied to the electroluminescence intensity of the organic light emitting diode OLED . Specifically, the orange light having a wavelength of 560 nm emitted from the second light emitting layer doped with Ir (bt) 2 (acac) is uniformly emitted according to the voltage, while the light emitted from the first light emitting layer doped with Ir (bt) nm blue light increases the amount of light.
도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따라 제조된 쌍안정 유기발광소자는 온/오프(On/Off) 상태에 따라 다른 전계발광 스펙트럼을 나타내는 것을 확인할 수 있다.5 and 6, it can be seen that the bistable organic light emitting device manufactured according to the embodiment of the present invention shows different electroluminescence spectra according to on / off states.
구체적으로, 본 발명의 실시예에 따라 제조된 쌍안정 유기발광소자는 인가되는 전압의 크기에 따라 온/오프(On/Off) 상태 모두에서 Firpic이 도핑된 제1 발광층에서의 발광은 증가하지만, 주입된 전자의 흐름은 유기 쌍안정 소자(OBD)에서 제어되기 때문에 제1 발광층에서 형성되는 엑시톤(exciton)이 오프(Off) 상태보다 온(On) 상태에서 더 많이 형성되어 전압에 따른 광량차이가 더 많이 증가된 것을 확인할 수 있다.Specifically, in the bistable organic light emitting device manufactured according to the embodiment of the present invention, the light emission in the first light emitting layer doped with Firpic increases in both On / Off states depending on the applied voltage, Since the flow of the injected electrons is controlled by the organic bistable element OBD, the excitons formed in the first light emitting layer are formed more in the ON state than in the OFF state, It can be confirmed that it is increased more.
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따르면, 낮은 전류상태에서는 주황색에 가깝고, 높은 전류상태에서는 노란색에 가까운 빛을 발광하는 소자를 구현할 수 있다. 즉, 제1 발광층 및 제2 발광층의 물질을 달리하여 더 넓은 색을 표현할 수 있기 때문에 그 활용도가 높으며, 다른 읽기 전압을 인가함으로써 각각의 색을 제어하여 표현할 수 있는 쌍안정 유기발광소자를 구현할 수 있다.As described above, according to the embodiment of the present invention, it is possible to realize an element that is close to orange in a low current state and emits light in a yellow state in a high current state. That is, since a wider color can be expressed by different materials of the first light emitting layer and the second light emitting layer, a bistable organic light emitting device capable of expressing each color by applying different read voltages can be realized have.
도 7은 본 발명의 실시예에 따라 제조된 쌍안정 유기발광소자의 온/오프(On/Off) 상태에 따른 색좌표(CIE)를 나타낸 그래프이다.FIG. 7 is a graph showing a color coordinate (CIE) according to an on / off state of a bistable organic light emitting device manufactured according to an embodiment of the present invention.
도 7을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따라 제조된 쌍안정 유기발광소자는 읽기 전압 20 V의 온(On) 상태에서는 (0.42, 0.46) 좌표를 나타내었고, 오프(Off) 상태에서는 (0.51, 0.47) 좌표를 나타내었다. 여기서, 쓰기 전압은 유기 쌍안정 소자(OBD)에 전압을 인가함으로써 조절할 수 있는데, 이는 온/오프(On/Off) 상태 따른 휘도 차이가 작더라도 색 제어를 통해서 더 쉽고 빠른 데이터 디텍션(data detection)을 할 수 있음을 의미한다.Referring to FIG. 7, the bistable organic light emitting device manufactured according to the embodiment of the present invention has coordinates (0.42, 0.46) in an On state of a read voltage of 20 V and a , 0.47). Here, the write voltage can be adjusted by applying a voltage to the organic bistable element OBD, which is easier and faster data detection through color control even if the luminance difference is small due to the ON / OFF state. It is possible to do.
구체적으로, 본 발명의 실시예에 따라 제조된 쌍안정 유기발광소자는 메모리로서 데이터를 쓰고, 읽고, 지우기가 가능하다. 유기 쌍안정 소자(OBD) 유닛에서는 데이터를 쓰고, 지우는 역할을 하며, 데이터를 읽는 역할은 어떠한 방식으로 하느냐에 따라 달라진다.Specifically, a bistable organic light emitting device manufactured according to an embodiment of the present invention can write, read, and erase data as a memory. In the organic bistable element (OBD) unit, it plays a role of writing and erasing data, and the role of reading data depends on how it is done.
이러한 저장된 데이터를 읽는 역할을 데이터 디텍션(data detection)이라고도 하는데, 기존의 유기메모리에서는 전류의 양, 즉 온/오프(On/Off) 상태에 따른 전류 차이로 데이터(date)를 검출(detection) 했다면, 종래의 쌍안정 유기발광소자는 온/오프(On/Off)에 따른 다른 광량으로 검출(detection)이 가능하다.The role of reading such stored data is also referred to as data detection. In the conventional organic memory, if data is detected with a current difference according to the amount of current, that is, the on / off state , A conventional bistable organic light emitting device can be detected with different amounts of light depending on ON / OFF.
따라서 광학적 검출로 병렬처리가 가능해지는 것이고, 더 나아가 본 발명의 실시예에 따라 제조된 쌍안정 유기발광소자는 온/오프(On/Off)에 따른 큰 광량 차이를 얻지 못하더라도, 검출하기 힘든 점을 색 제어를 통해서 더 쉽고, 빠르게 데이터를 검출할 수 있다.Therefore, it is possible to perform parallel processing by optical detection. Further, even if a bistable organic light emitting device manufactured according to the embodiment of the present invention can not obtain a large light quantity difference due to on / off, The data can be detected more easily and quickly through the color control.
본 발명의 실시예에 따른 쌍안정 유기발광소자는 메모리 특성과 발광 특성을 동시에 갖는 소자로서, 데이터를 저장하고 디스플레이하는 기능을 가진 제품에 적용할 수 있다. 구체적으로, 본 발명의 실시예에 따른 쌍안정 유기발광소자는 현재 사용되고 있는 휴대용 디스플레이 제품이나, TV, 모니터 등에 적용되어 디스플레이 기능 및 화상데이터를 저장할 수 있는 기능을 복합적으로 수행할 수 있는 제품에 적용할 수 있다.The bistable organic light emitting device according to the embodiment of the present invention is a device having both a memory characteristic and a light emitting characteristic and can be applied to a product having a function of storing and displaying data. Specifically, the bistable organic light emitting device according to an exemplary embodiment of the present invention is applied to a product that can be combined with a display function and a function capable of storing image data, can do.
또한, 플렉서블 기판을 사용하는 디스플레이 소자에 적용할 수 있어, 다양한 웨어러블 소자의 디스플레이에 적용되어 디스플레이 기능 및 화상데이터 저장 기능을 복합적으로 수행할 수 있는 제품에 적용할 수 있다.In addition, the present invention can be applied to a display device using a flexible substrate, and can be applied to a display device having various display functions and image data storage functions.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.While the invention has been shown and described with reference to certain preferred embodiments thereof, it will be understood by those of ordinary skill in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. This is possible. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be determined by the equivalents of the claims, as well as the claims.
100: 쌍안정 유기발광소자
110: 기판
120: 제1 전극
131: 정공 수송층
133: 발광층
135: 제1 발광층
137: 제2 발광층
139: 전자 수송층
140: 제2 전극
150: 쌍안정 유기층
160: 제3 전극100: a bistable organic light emitting device 110:
120: first electrode 131: hole transport layer
133: luminescent layer 135: first luminescent layer
137: second light emitting layer 139: electron transporting layer
140: second electrode 150: bistable organic layer
160: Third electrode
Claims (19)
상기 제1 전극 상에 형성된 정공 수송층;
상기 정공 수송층 상에 형성된 발광층;
상기 발광층 상에 형성된 전자 수송층;
상기 전자 수송층 상에 형성된 제2 전극;
상기 제2 전극 상에 형성된 쌍안정 유기층; 및
상기 쌍안정 유기층 상에 형성된 제3 전극
을 포함하고,
상기 발광층은 상기 정공 수송층 상에 형성된 제1 발광층, 및 상기 제1 발광층 상에 형성된 제2 발광층을 포함하는 것을 특징으로 하는 쌍안정 유기발광소자.
A first electrode formed on a substrate;
A hole transport layer formed on the first electrode;
A light emitting layer formed on the hole transporting layer;
An electron transport layer formed on the light emitting layer;
A second electrode formed on the electron transporting layer;
A bistable organic layer formed on the second electrode; And
The third electrode formed on the bistable organic layer
/ RTI >
Wherein the light emitting layer comprises a first light emitting layer formed on the hole transporting layer and a second light emitting layer formed on the first light emitting layer.
상기 쌍안정 유기발광소자는
온/오프(On/Off) 상태 변화를 상기 발광층의 색 변화를 이용하여 검출하는 것을 특징으로 하는 쌍안정 유기발광소자.
The method according to claim 1,
The bistable organic light emitting device
Wherein a change in on / off state is detected using a change in color of the light emitting layer.
상기 제1 발광층 및 상기 제2 발광층은
인가되는 전압에 따라 서로 다른 광량을 나타내고, 상기 발광층은 전압의 변화에 따라 상기 색 변화를 나타내는 것을 특징으로 하는 쌍안정 유기발광소자.
3. The method of claim 2,
The first light-emitting layer and the second light-
Wherein the light emitting layer exhibits different amounts of light depending on an applied voltage, and the light emitting layer exhibits the color change according to a change in voltage.
상기 제1 발광층은
mCP:Firpic, Alq3 및 CBP:Ir(ppy)3로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 쌍안정 유기발광소자.
The method according to claim 1,
The first light-
mCP: at least one selected from the group consisting of Firpic, Alq 3 and CBP: Ir (ppy) 3 .
상기 제2 발광층은
mCP:Ir(bt)2(acac), CBP:Rubrene 및 Alq3:PtOEP으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 쌍안정 유기발광소자.
The method according to claim 1,
The second light-
mCP: Ir (bt) 2 ( acac), CBP: Rubrene , and Alq 3: bi-stable organic light emitting device comprises at least one selected from the group consisting of PtOEP.
상기 쌍안정 유기층은
유기물 단일층, 유기물 이중층 및 유기물층/무기물층/유기물층 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 쌍안정 유기발광소자.
The method according to claim 1,
The bistable organic layer
Wherein the organic light emitting layer is one of an organic single layer, an organic double layer, and an organic layer / an inorganic layer / an organic layer.
상기 유기물은 Alq3, PVK(poly-N-vinylcarbazole), PVP(poly-4-vinyl-phenol), PS(poly styrene), PI(polyimide), PFV(poly(fluorenyl-2,7-vinylene)), MEH-PPV(poly(2-methhoxy-5-(2-ethylhexyloxy)-1,4-pheneylenevinylene)) 및 AIDCN(2-amio-4, 5-imidazoledicarbonitrile)으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 쌍안정 유기발광소자.
The method according to claim 6,
The organic material may be selected from the group consisting of Alq 3 , poly-N-vinylcarbazole (PVK), poly-4-vinyl-phenol (PVP), poly styrene (PS), polyimide (PI), poly (fluorenyl- , At least one selected from the group consisting of poly (2-methoxy-5- (2-ethylhexyloxy) -1,4-pheneylenevinylene) and AIDCN (2-amio-4,5-imidazoledicarbonitrile) Wherein the organic compound is a compound represented by the following formula (1).
상기 무기물은 Al, Au, ZnO, Cu2O, Ga2O3 및 W2O3으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 쌍안정 유기발광소자.
The method according to claim 6,
Wherein the inorganic material comprises at least one selected from the group consisting of Al, Au, ZnO, Cu 2 O, Ga 2 O 3, and W 2 O 3 .
상기 정공 수송층은 NPB, β-NPB, TPD, Spiro-TPD, Spiro-NPB, DMFL-TPD, DMFL-NPB, DPFL-TPD, DPFL-NPB, α-NPD, Spiro-TAD, BPAPF, NPAPF, NPBAPF, Spiro-2NPB, PAPB, 2,2'-Spiro-DBP, Spiro-BPA, TAPC, Spiro-TTB, β-TNB, HMTPD, α,β-TNB, α-TNB, β- NPP, PEDOT: PSS, PVK, WO3, NiO2, Mo 및 MoO3으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 쌍안정 유기발광소자.
The method according to claim 1,
The hole transport layer may be formed of at least one of NPB, β-NPB, TPD, Spiro-TPD, Spiro-NPB, DMFL-TPD, DMFL-NPB, DPFL-TPD, DPFL- TNP, α-TNB, α-TNP, β-NPP, PEDOT: PSS, PVK, Spiro-2NPB, PAPB, 2,2'-Spiro-DBP, Spiro-BPA, TAPC, Spiro-TTB, , WO 3 , NiO 2 , Mo, and MoO 3 .
상기 전자 수송층은 C60, C70, PCBM(C60), PCBM(C70), PCBM(C75), PCBM(C80), Liq, TPBi, PBD, BCP, Bphen, BAlq, Bpy-OXD, BP-OXD-Bpy, TAZ, NTAZ, NBphen, Bpy-FOXD, OXD-7, 3TPYMB, 2-NPIP, PADN, HNBphen, POPy2, BP4mPy, TmPyPB 및 BTB으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 쌍안정 유기발광소자.
The method according to claim 1,
The electron transport layer may be formed of one selected from the group consisting of C 60 , C 70 , PCBM (C 60 ), PCBM (C 70 ), PCBM (C 75 ), PCBM (C 80 ), Liq, TPBi, PBD, BCP, Bphen, BAlq, At least one selected from the group consisting of BP-OXD-Bpy, TAZ, NTAZ, NBphen, Bpy-FOXD, OXD-7, 3TPYMB, 2-NPIP, PADN, HNBphen, POPy 2 , BP 4 mPy, TmPyPB and BTB Wherein the organic compound is a bistable organic compound.
상기 제1 전극은 InSnO(ITO), AlZnO(AZO), GaZnO(GZO), InGaZnO(IGZO), MgZnO(MZO), MoZnO, AlMgO, GaMgO, FSnO2, NbTiO2 및 CuAlO2으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 쌍안정 유기발광소자.
The method according to claim 1,
Wherein the first electrode is at least one selected from the group consisting of InSnO (ITO), AlZnO (AZO), GaZnO (GZO), InGaZnO (IGZO), MgZnO (MZO), MoZnO, AlMgO, GaMgO, FSnO 2 , NbTiO 2 and CuAlO 2 Wherein the organic light-emitting layer is formed of an organic compound.
상기 제1 전극은 CuAlO2/Ag/CuAlO2, ITO/Ag/ITO, ZnO/Ag/ZnO, ZnS/Ag/ZnS, TiO2/Ag/TiO2, ITO/Au/ITO, WO3/Ag/WO3 또는 MoO3/Ag/MoO3으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 어느 하나의 다층구조인 것을 특징으로 하는 쌍안정 유기발광소자.
The method according to claim 1,
The first electrode CuAlO 2 / Ag / CuAlO 2, ITO / Ag / ITO, ZnO / Ag / ZnO, ZnS / Ag / ZnS, TiO 2 / Ag / TiO 2, ITO / Au / ITO, WO 3 / Ag / WO 3, or MoO 3 / Ag / MoO 3 .
상기 제2 전극 및 상기 제3 전극은 Al, Au, Ag, Cu, Pt, W, Ni, Zn, Ti, Zr, Hf, Cd, Pd, 그래핀, SW-CNT, DW-CNT, MW-CNT 및 C60으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 쌍안정 유기발광소자.
The method according to claim 1,
The second electrode and the third electrode are made of Al, Au, Ag, Cu, Pt, W, Ni, Zn, Ti, Zr, Hf, Cd, Pd, graphene, SW-CNT, DW- and a bi-stable organic light emitting device comprises at least one selected from the group consisting of C 60.
상기 정공 수송층과 상기 제1 발광층의 사이, 상기 제1 발광층과 상기 제2 발광층의 사이, 상기 제2 발광층과 상기 전자 수송층의 사이 중 적어도 어느 한 부분에 중간층
을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 쌍안정 유기발광소자.
The method according to claim 1,
Wherein at least one of the hole transporting layer and the first emitting layer, between the first emitting layer and the second emitting layer, and between the second emitting layer and the electron transporting layer,
Wherein the organic light emitting device further comprises a light emitting layer.
상기 중간층은
mCP, CBP, CDBP, DCB, DCz, Ad-Cz, TCz1, CzSi, CBZ1-F2, CBF, SlimCP, TCTEB, 4CzPBP, 3CzPBP, 2,6DCzPPy, 3,6DCzPPy, BSB, BST, TPSi-F, DPCzPSi, PO1, PO6, DBF, SPPO1, MPO12, UGH1, UGH2, UGH3, TCTA, TPBi, Alq3, BAlq, CbBPCb, CzPhO, CZPPQ, CzPPQCz, Bebq2, Bepp2, BIQF, NPB 및 BCP으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 쌍안정 유기발광소자.
15. The method of claim 14,
The intermediate layer
MCP, CBP, CDBP, DCB, DCz, Ad-Cz, TCz1, CzSi, CBZ1-F2, CBF, SlimCP, TCTEB, 4CzPBP, 3CzPBP, 2,6DCzPPy, 3,6DCzPPy, BSB, BST, TPSi-F, DPCzPSi, PO1, PO6, DBF, SPPO1, MPO12, UGH1, UGH2, UGH3, TCTA, TPBi, Alq 3, BAlq, CbBPCb, CzPhO, CZPPQ, CzPPQCz, Bebq 2, Bepp 2, BIQF, at least selected from the group consisting of NPB, and BCP Wherein the organic light-emitting layer is formed of an organic compound.
상기 제1 전극과 상기 정공 수송층의 사이에 정공 주입층
을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 쌍안정 유기발광소자.
The method according to claim 1,
A hole injecting layer is interposed between the first electrode and the hole transporting layer,
Wherein the organic light emitting device further comprises a light emitting layer.
상기 전자 수송층과 제2 전극의 사이에 전자 주입층
을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 쌍안정 유기발광소자.
The method according to claim 1,
And an electron injection layer between the electron transport layer and the second electrode
Wherein the organic light emitting device further comprises a light emitting layer.
상기 기판은 실리콘(Si), 갈륨비소(GaAs), 인화인듐(InP), 산화알루미늄(Al2O3), 탄화규소(SiC), 유리(glass), 석영(quartz), PET(poly ethylene terephthalate), PS(poly styrene), PI(polyimide), PVC(polyvinyl chloride), PVP(polyvinyl pyrrolidone) 및 PE(poly Ethylene)으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 어느 하나로 이루어진 것을 특징으로 하는 쌍안정 유기발광소자.
The method according to claim 1,
The substrate is silicon (Si), gallium arsenide (GaAs), indium phosphide (InP), aluminum oxide (Al 2 O 3), silicon carbide (SiC), glass (glass), quartz (quartz), PET (poly ethylene terephthalate ), PS (poly styrene), PI (polyimide), PVC (polyvinyl chloride), PVP (polyvinyl pyrrolidone) and PE (poly ethylene).
상기 제1 전극 상에 정공 수송층을 형성하는 단계;
상기 정공 수송층 상에 제1 발광층을 형성하는 단계;
상기 제1 발광층 상에 제2 발광층을 형성하는 단계;
상기 제2 발광층 상에 전자 수송층을 형성하는 단계;
상기 전자 수송층 상에 제2 전극을 형성하는 단계;
상기 제2 전극 상에 쌍안정 유기층을 형성하는 단계; 및
상기 쌍안정 유기층 상에 제3 전극을 형성하는 단계
를 포함하는 쌍안정 유기발광소자의 제조방법.Forming a first electrode on the substrate;
Forming a hole transport layer on the first electrode;
Forming a first light emitting layer on the hole transport layer;
Forming a second light emitting layer on the first light emitting layer;
Forming an electron transport layer on the second light emitting layer;
Forming a second electrode on the electron transport layer;
Forming a bistable organic layer on the second electrode; And
Forming a third electrode on the bistable organic layer
Wherein the organic light-emitting layer is formed on the substrate.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| AMND | Amendment | ||
| E601 | Decision to refuse application | ||
| AMND | Amendment | ||
| X701 | Decision to grant (after re-examination) | ||
| GRNT | Written decision to grant |