KR100406463B1 - Organic light-emitting device using composition of bis(10-hydroxybenzoquinolinato)beryllium and bis(2-methyl-8-hydroxyquinolinato) beryllium as light-emitting material - Google Patents
Organic light-emitting device using composition of bis(10-hydroxybenzoquinolinato)beryllium and bis(2-methyl-8-hydroxyquinolinato) beryllium as light-emitting material Download PDFInfo
- Publication number
- KR100406463B1 KR100406463B1 KR10-2001-0008955A KR20010008955A KR100406463B1 KR 100406463 B1 KR100406463 B1 KR 100406463B1 KR 20010008955 A KR20010008955 A KR 20010008955A KR 100406463 B1 KR100406463 B1 KR 100406463B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- beryllium
- light emitting
- bis
- layer
- bebq
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
- C09K11/06—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing organic luminescent materials
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B33/00—Electroluminescent light sources
- H05B33/12—Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces
- H05B33/14—Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces characterised by the chemical or physical composition or the arrangement of the electroluminescent material, or by the simultaneous addition of the electroluminescent material in or onto the light source
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K50/00—Organic light-emitting devices
- H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
- H10K50/11—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
- H10K85/30—Coordination compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K2211/00—Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
- C09K2211/18—Metal complexes
- C09K2211/186—Metal complexes of the light metals other than alkali metals and alkaline earth metals, i.e. Be, Al or Mg
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10S428/917—Electroluminescent
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Electroluminescent Light Sources (AREA)
Abstract
본 발명은 비스(10-히드록시벤조퀴놀리라토)베릴륨과 비스(2-메틸-8-히드록시퀴놀리라토)베릴륨의 혼합물을 전계발광재료로 사용한 유기발광소자에 관한 것이다. 이 혼합물로 이루어진 발광층을 구비하는 유기발광소자는 발광 효율이 우수하다.The present invention relates to an organic light emitting device using a mixture of bis (10-hydroxybenzoquinolito) beryllium and bis (2-methyl-8-hydroxyquinolito) beryllium as the electroluminescent material. An organic light emitting device having a light emitting layer made of this mixture has excellent light emitting efficiency.
Description
본 발명은 낮은 전압에서 구동이 가능하고, 저전압에서의 높은 발광 효율과 높은 휘도를 나타내는 유기발광소자(Organic Light-Emitting Devices : 이하 OLEDs) 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to an organic light-emitting device (OLEDs) and a method for manufacturing the same, which can be driven at a low voltage and exhibit high light emission efficiency and high brightness at low voltage.
1987년에 정공 수송층, 발광층 및 전자 수송층으로 이루어진 새로운 다층 박막 구조의 소자로 외부 양자 효율이 높고 구동 전압이 10 V이내의 소자가 개발되면서 OLEDs의 실용화가 가능하게 되었다. [ Tang, Van Slyke, Appl. Phys. Lett.51,913 (1987)]. 또한, 1988년부터 영국 캠브리지 대학의 홈즈(Holmes) 등이 합성한 폴리(p-페닐렌비닐렌)(이하 PPV)에서 높은 효율의 광 발광(Photoluminescence)이 나온다고 발표한 이후, 많은 연구자들에 의해 PPV 유도체의 공중합체 및 올리고머가 합성되었고, 이로부터 안정성과 발광 효율 및 발광 영역의 조절이 가능하다는 것이 알려졌다. 이후에 영국 캐번디쉬 연구소에 의해서 PPV가 OLEDs의 발광 물질로서 사용될 수 있음이 밝혀졌다. [J.H. Byrroughes et al., Nature,347,539 (1990)]. 계속해서, 인듐 틴 옥사이드(이하 ITO) 전극 위에 전도성 폴리아닐린을 완충층으로 사용하여 발광 효율과 유연성을 갖춘 OLEDs 소자 개발의 성공이 1992년 6월 네이쳐(Nature)지에 보고되었다. 이 때 발광물질로 사용한 유기 재료는 PPV의 유도체인 폴리[2-메톡시-5-(2'-에틸헥실옥시)-1,4-페닐렌비닐렌](MEH-PPV)였다. 이후, 발광 파장 영역을 조절할 수 있는 PPV 유도체 이외의 다양한 유기물들 및 발광 파장의 변화를 연속적으로 일으킬 수 있는 공중합체들이 알려졌다.In 1987, a new multilayer thin film structure consisting of a hole transporting layer, a light emitting layer, and an electron transporting layer was developed, and the OLEDs became practical due to the development of a device having a high external quantum efficiency and a driving voltage of less than 10V. Tang, Van Slyke, Appl. Phys. Lett. 51, 913 (1987). In addition, since 1988, since the announcement of high efficiency photoluminescence from poly (p-phenylenevinylene) (PPV) synthesized by Holmes et al. Copolymers and oligomers of PPV derivatives have been synthesized from which it is known that stability, luminous efficiency and control of the luminescent region are possible. Later, the British Cavendish Institute found that PPV could be used as a luminescent material for OLEDs. JH Byrroughes et al., Nature, 347, 539 (1990). Subsequently, a success in developing OLEDs devices with luminous efficiency and flexibility using conductive polyaniline as a buffer layer on indium tin oxide (ITO) electrodes was reported in Nature in June 1992. The organic material used as a luminescent material at this time was poly [2-methoxy-5- (2'-ethylhexyloxy) -1,4-phenylenevinylene] (MEH-PPV) which is a derivative of PPV. Since then, various organic materials other than the PPV derivative which can control the emission wavelength range and copolymers that can continuously change the emission wavelength are known.
이와 같이 유기물질을 이용한 OLEDs는 자발 발광형 표시 소자로서 시야각이 넓고 콘트라스트가 우수할 뿐만 아니라 응답속도가 빠르다는 장점을 가지고 있어서 차세대 표시소자로써 주목받고 있으나 아직도 개선의 여지가 많다. 예를 들어 현재의 OLEDs보다 낮은 전압에서 구동이 가능하고, 저전압에서의 높은 발광 효율과 높은 휘도를 나타내어 실제 디스플레이에 용이하게 사용할 수 있는 OLEDs에 대한 요구가 증대되고 있다. 따라서, 종래의 유기물질보다 양자효율이 우수한 유기 물질의개발이 필요하다.As such, OLEDs using organic materials are attracting attention as next generation display devices due to their spontaneous light emitting display devices, which have a wide viewing angle, excellent contrast, and fast response speed, but still have a lot of room for improvement. For example, there is an increasing demand for OLEDs that can be driven at lower voltages than current OLEDs, exhibit high luminous efficiency and high brightness at low voltages, and can be easily used in actual displays. Therefore, there is a need for the development of organic materials having superior quantum efficiency than conventional organic materials.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 실제 디스플레이에 적용가능하도록 발광 효율이 우수한 유기 물질을 채용하고 있는 유기 발광 소자를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in an effort to provide an organic light emitting device employing an organic material having excellent luminous efficiency so that it can be applied to an actual display.
또한, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상기 OLEDs를 제조하는데 적합한 제조 방법을 제공하는 것이다.In addition, the technical problem to be achieved by the present invention is to provide a manufacturing method suitable for manufacturing the OLEDs.
도 1은 본 발명에 따른 유기 발광 소자(OLEDs)의 단면도이고,1 is a cross-sectional view of organic light emitting diodes (OLEDs) according to the present invention,
도 2는 비스(10-히드록시벤조퀴놀리라토)베릴륨(BeBq2) 단일막과 비스(2-메틸-8-히드록시퀴놀리라토)베릴륨(BeMq2) 단일막 및 이들의 혼합물로 이루어진 막(BM막)의 자외선-가시광선 흡수 특성 그래프이고,FIG. 2 is a membrane composed of a bis (10-hydroxybenzoquinolato) beryllium (BeBq 2 ) monolayer and a bis (2-methyl-8-hydroxyquinolinato) beryllium (BeMq 2 ) monolayer and mixtures thereof UV-visible light absorption characteristic graph of (BM film),
도 3은 BeBq2단일막, BeMq2단일막 및 서로 다른 중량비의 BM막들의 광 발광 특성 그래프이고,3 is a graph showing photoluminescence characteristics of BeBq 2 monolayer, BeMq 2 monolayer, and BM films having different weight ratios;
도 4a 내지 도 4h는 N,N'-디페닐-N,N'-(3-메틸페닐)-1,1'-바이페닐-4,4'-디아민막, BeBq2단일막, BeMq2단일막 및 서로 다른 중량비의 BM막들의 표면을 AFM(Atomic Force Microscope)으로 촬영한 사진이고,4A to 4H show N, N'-diphenyl-N, N '-(3-methylphenyl) -1,1'-biphenyl-4,4'-diamine membrane, BeBq 2 monolayer, BeMq 2 monolayer And photographing the surfaces of the BM films having different weight ratios using AFM (Atomic Force Microscope),
도 5는 BeBq2단일막, BeMq2단일막 및 서로 다른 중량비의 BM막들의 표면 거칠기의 평균값 및 편차를 나타내는 그래프이고,5 is a graph showing the average value and the deviation of the surface roughness of BeBq 2 single film, BeMq 2 single film and BM films of different weight ratios,
도 6은 BeBq2단일막, BeMq2단일막 및 서로 다른 중량비의 BM막들로 이루어진 OLEDs의 전류 밀도 - 전압 특성을 나타내는 그래프이고,6 is a graph showing the current density-voltage characteristics of OLEDs composed of BeBq 2 monolayer, BeMq 2 monolayer and BM films of different weight ratios,
도 7은 BeBq2단일막, BeMq2단일막 및 서로 다른 중량비의 BM막들로 이루어진 OLEDs의 휘도-전압 특성을 나타내는 그래프이고,7 is a graph showing luminance-voltage characteristics of OLEDs composed of a BeBq 2 single film, a BeMq 2 single film, and BM films having different weight ratios,
도 8은 BeBq2단일막, BeMq2단일막 및 서로 다른 중량비의 BM막들로 이루어진 OLEDs의 전계 발광 특성을 나타내는 그래프이고,8 is a graph showing the electroluminescence properties of OLEDs composed of BeBq 2 monolayer, BeMq 2 monolayer and BM films of different weight ratios,
도 9는 BeBq2단일막, BeMq2단일막 및 서로 다른 중량비의 BM막들로 이루어진 OLEDs의 발광효율-전류밀도 특성을 나타내는 그래프이다.9 is a graph showing the luminous efficiency-current density characteristics of OLEDs composed of a BeBq 2 single layer, a BeMq 2 single layer, and BM films having different weight ratios.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
11: 기판 12: 양전극층11: substrate 12: positive electrode layer
13: 정공 수송층 14: 발광층/전자 수송층13: hole transport layer 14: light emitting layer / electron transport layer
15: 음전극층15: negative electrode layer
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명에서는, 비스(10-히드록시벤조퀴놀리라토)베릴륨[bis(10-hydroxybenzo[h]quinolinato)beryllium](이하 BeBq2)과 비스(2-메틸-8-히드록시퀴놀리라토)베릴륨[bis(2-methyl-8-hydroxyquinolinato) beryllium](이하 BeMq2) 혼합물을 전계발광재료로서 채용함으로써 개선된 성능을 가지는 OLEDs를 제공한다.In order to achieve the above technical problem, in the present invention, bis (10-hydroxybenzoquinolato) beryllium [bis (10-hydroxybenzo [h] quinolinato) beryllium] (hereinafter referred to as BeBq 2 ) and bis (2-methyl-8- By employing a mixture of hydroxyquinolinato) beryllium [bis (2-methyl-8-hydroxyquinolinato) beryllium] (hereinafter BeMq 2 ) as an electroluminescent material, OLEDs having improved performance are provided.
즉, 본 발명의 첫번째 기술적 과제는 기판 상부에 하나 이상의 활성층을 포함하고 있고, 상기 활성층중의 하나인 발광층이 BeBq2와 BeMq2의 혼합물로 이루어진 OLEDs에 의해 이루어진다.That is, the first technical problem of the present invention includes one or more active layers on the substrate, and one of the active layers is made by OLEDs made of a mixture of BeBq 2 and BeMq 2 .
이 때, BeBq2와 BeMq2의 중량비는 1:5 내지 5:1인 것이 바람직하며, 3:1 일 경우가 가장 바람직하다.At this time, the weight ratio of BeBq 2 and BeMq 2 is preferably 1: 5 to 5: 1, and most preferably 3: 1.
상기 발광층은 전자주입층으로도 동시에 기능한다.The light emitting layer also functions simultaneously as an electron injection layer.
바람직하기로는 상기 발광층이 기판 상부에 차례대로 적층된 양전극층과 정공수송층 상부에 형성되고, 음전극층의 하부에 형성된다.Preferably, the light emitting layer is formed on the positive electrode layer and the hole transport layer sequentially stacked on the substrate, and is formed below the negative electrode layer.
상기 다른 기술적 과제는 기판 상부에 하나 이상의 활성층을 포함하는 유기 발광소자의 활성층중의 하나인 발광층을 BeBq2와 BeMq2의 혼합물을 유기 분자 증착법으로 증착하여 형성하는 것을 특징으로 하는 유기발광소자의 제조방법을 제공함으로써 이루어진다.The other technical problem is to manufacture an organic light emitting device, characterized in that formed by depositing a mixture of BeBq 2 and BeMq 2 of the light emitting layer is one of the active layer of the organic light emitting device including at least one active layer on the substrate by an organic molecular deposition method By providing a method.
이 때, 상기 BeBq2와 BeMq2각각의 증착 속도를 조절하여 중량비가 1:5 내지 5:1이 되도록, 바람직하기로는 3:1이 되도록 증착하는 것이 바람직하다.At this time, the deposition rate of each of the BeBq 2 and BeMq 2 is adjusted so that the weight ratio is 1: 5 to 5: 1, preferably deposited to be 3: 1.
이하 본 발명에 따른 OLEDs 및 그 제조 방법에 관해 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 특히 도면에서 OLEDs는 설명의 편의를 위해 개략화되고 막 두께는 과장되게 도시된 것이다.Hereinafter, the OLEDs according to the present invention and a manufacturing method thereof will be described in detail. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in various forms. It is provided for complete information. In particular the OLEDs in the drawings are outlined for convenience of description and the film thickness is exaggerated.
본 발명에 따른 OLEDs는 기판 상부에 하나 이상의 활성층을 포함하고 있고, 발광활성층의 적어도 하나가 BeBq2와 BeMq2의 혼합물로 이루어진다.OLEDs according to the invention comprise at least one active layer on top of the substrate, at least one of the luminescent active layers consisting of a mixture of BeBq 2 and BeMq 2 .
본 발명에서 "활성층"은 전계를 가할 때 발광하는 층을 의미하거나 정공 및/또는 전자의 주입 및/또는 수송층을 의미한다.In the present invention, the "active layer" means a layer that emits light when an electric field is applied, or means an injection and / or transport layer of holes and / or electrons.
본 발명의 일 실시예에 따른 OLEDs는, 도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 기판(11) 상부에 소정 패턴의 양전극층(12), 정공 수송층(13), 발광층/전자수송층(14)이 순차적으로 형성되고, 발광층/전자수송층(14)의 상면에는 소정 패턴의 음전극층(15)이 형성되어 있다.As shown in FIG. 1, in the OLEDs according to the exemplary embodiment, the positive electrode layer 12, the hole transport layer 13, and the light emitting layer / electron transport layer 14 of a predetermined pattern are sequentially formed on the substrate 11. The negative electrode layer 15 having a predetermined pattern is formed on the top surface of the light emitting layer / electron transport layer 14.
양전극층(12)의 재질로는 금(Au)과 같은 금속 또는 인듐 틴 옥사이드(ITO)와 같은 전도성 물질이 이용된다.As the material of the positive electrode layer 12, a metal such as Au or a conductive material such as indium tin oxide (ITO) is used.
정공수송층(13)의 재질로는 하기 화학식 1과 같은 N,N'-디페닐-N,N'-(3-메틸페닐)-1,1'-바이페닐-4,4'-디아민(이하 TPD)등이 적합하다. TPD는 정공 전달 특성이 좋은 물질로 C38H32N2의 분자구조를 가지는 흰색 분말 상태로서, 전계발광 효율을 높여주는 역할을 한다.As a material of the hole transport layer 13, N, N'-diphenyl-N, N '-(3-methylphenyl) -1,1'-biphenyl-4,4'-diamine (hereinafter referred to as TPD) ) Is suitable. TPD is a material with good hole transport properties and has a molecular structure of C 38 H 32 N 2 , which is a white powder, and plays a role of enhancing electroluminescence efficiency.
발광층(14)의 재질로는 BeBq2(화학식 2)와 BeMq2(화학식 3)의 혼합물이 사용된다. BeBq2와 BeMq2의 혼합물이 사용될 경우 발광층(14)은 전자수송층으로도 기능한다. 물론 전자수송층을 다른 물질로 형성하는 것도 가능하다. 여기서 발광층/전자수송층(14)의 두께는 50 nm 내지 200 nm인 것이 바람직하다. 발광층(14)의 두께가 상기 범위를 벗어나는 경우에는 발광효율 특성이 저하되므로 바람직하지 못하다.As a material of the light emitting layer 14, a mixture of BeBq 2 (Formula 2) and BeMq 2 (Formula 3) is used. When a mixture of BeBq 2 and BeMq 2 is used, the light emitting layer 14 also functions as an electron transport layer. Of course, it is also possible to form the electron transport layer with another material. The thickness of the light emitting layer / electron transport layer 14 is preferably 50 nm to 200 nm. When the thickness of the light emitting layer 14 is out of the above range, it is not preferable because the luminous efficiency characteristics are lowered.
발광층/전자수송층(14)의 정공 및 전자의 주입 용이성 등과 같은 전계발광 특성을 고려할 때 BeBq2와 BeMq2의 중량비는 1:5 내지 5:1인 것이 바람직하다. 특히, 표면 거칠기, 그레인 크기의 균일성 및 정공 및 전자의 주입이 용이한 에너지 준위 중첩 등을 고려할 때 BeBq2와 BeMq2의 중량비가 3:1인 것이 가장 바람직하다.In consideration of electroluminescent properties such as the hole and electron injection of the light emitting layer / electron transport layer 14, the weight ratio of BeBq 2 and BeMq 2 is preferably 1: 5 to 5: 1. In particular, the weight ratio of BeBq 2 to BeMq 2 is most preferably 3: 1 considering the surface roughness, the uniformity of grain size, and the superposition of energy levels that facilitate the injection of holes and electrons.
음전극층(15)의 재질로는 Al, Ca, Mg, In등의 금속, Mg/Al등과 같은 합금이 사용된다.As the material of the negative electrode layer 15, a metal such as Al, Ca, Mg, In, or an alloy such as Mg / Al is used.
이와 같은 구조를 가지는 본 발명의 일 실시예에 따른 OLEDs의 구동은 다음과 같이 이루어진다. 선택된 양전극층(12) 및 음전극층(15)간에 전압이 인가되면, 음전극층(15)이 양전극층(12)에 대하여 음(-) 포텐셜을 지니게 되므로 전자들은 음전극층(15)에서 전자수송층/발광층(14)으로 주입된다. 이와 동시에 정공들은 양전극층(12)에서 정공수송층(13)을 경유하여 발광층/전자수송층(14)으로 주입된다. 이로써 전자/정공쌍들이 발광층(14) 영역내에 재결합되면서 엑시톤(exciton)을 생성하고, 이 엑시톤이 여기상태에서 기저상태로 변화되고, 이로 인하여 발광층(14)의 형광성 분자가 발광함으로써 빛이 방출되고 이 빛을 이용하여 화상을 형성할 수가 있다.The driving of OLEDs according to an embodiment of the present invention having such a structure is performed as follows. When a voltage is applied between the selected positive electrode layer 12 and the negative electrode layer 15, the negative electrode layer 15 has a negative (-) potential with respect to the positive electrode layer 12, so that the electrons are transferred from the negative electrode layer 15 to the electron transport layer / It is injected into the light emitting layer 14. At the same time, holes are injected from the positive electrode layer 12 to the light emitting layer / electron transport layer 14 via the hole transport layer 13. As a result, the electron / hole pairs are recombined in the emission layer 14 to generate excitons, and the excitons change from the excited state to the ground state, whereby the fluorescent molecules of the emission layer 14 emit light to emit light. This light can be used to form an image.
발광층/전자수송층(14)이 본 발명과 같이 BeBq2와 BeMq2의 혼합물로 형성될 경우, BeBq2단일막 또는 BeMq2단일막으로 형성될 경우에 비해 그레인 크기가 일정하여 표면 모폴로지(morphology)가 우수하며, 에너지 준위가 정공 및 전자의 주입에 용이한 준위로 구성되어 있어서, 정공 및 전자의 주입이 용이하게 된다. 따라서, OLEDs의 발광 효율이 현저히 향상된다.When the light emitting layer / electron transport layer 14 is formed of a mixture of BeBq 2 and BeMq 2 as in the present invention, the grain size is constant compared to the case of forming the BeBq 2 single layer or BeMq 2 single layer, resulting in a surface morphology. It is excellent and the energy level is comprised by the level which is easy to inject | pour a hole and an electron, and the injection of a hole and an electron becomes easy. Therefore, the luminous efficiency of OLEDs is remarkably improved.
본 발명에 따른 OLEDs는 다음과 같은 방법에 의해 제조된다.OLEDs according to the present invention are manufactured by the following method.
먼저, ITO막이 코팅되어 있는 기판(11)을 준비한 후, ITO 막을 패터닝하여 양전극층(12)을 형성한다.First, after preparing the substrate 11 coated with the ITO film, the ITO film is patterned to form the positive electrode layer 12.
이어서, 유기 분자 증착(Organic Molecular Deposition:이하 OMD) 장치를 사용하여 TPD를 소정 두께로 증착하여 정공수송층(13)을 형성한다.Subsequently, the hole transport layer 13 is formed by depositing TPD to a predetermined thickness using an organic molecular deposition (OMD) device.
계속해서 동일한 OMD 장치를 사용하고, BeBq2와 BeMq2시료 각각의 증착 속도를 조절하여 BeBq2와 BeMq2의 중량비가 1:5 내지 5:1이 되도록 증착하여 발광층/전자수송층(14)을 형성한 다음, 발광층/전자수송층(14) 및 정공수송층(13)을 소정 패턴으로 증착한다.Subsequently, using the same OMD apparatus, the deposition rate of each of the BeBq 2 and BeMq 2 samples was adjusted so that the weight ratio of BeBq 2 and BeMq 2 was 1: 5 to 5: 1 to form the light emitting layer / electron transport layer 14. Next, the light emitting layer / electron transport layer 14 and the hole transport layer 13 are deposited in a predetermined pattern.
이어서, 물리적 기상 증착(Physical Vapor Deposition:이하 PVD) 장치를 이용하여 Al, Ca, Mg, In 등의 금속, Mg/Al등과 같은 합금을 소정 패턴으로 증착하여 음전극층(15)을 형성하여 OLEDs를 완성한다.Subsequently, metals such as Al, Ca, Mg, In, alloys such as Mg / Al, and the like are deposited in a predetermined pattern using a physical vapor deposition (PVD) device to form a negative electrode layer 15 to form OLEDs. Complete
본 발명은 하기의 실험예를 참고로 더욱 상세히 설명되며, 이 실험예가 본 발명을 제한하려는 것은 아니다.The present invention is described in more detail with reference to the following experimental examples, which are not intended to limit the present invention.
<실험예 1: 실험 시료의 준비>Experimental Example 1: Preparation of Experimental Sample
1-1. 기판의 준비1-1. Preparation of the board
기판의 표면 상태는 제작된 박막의 특성에 커다란 영향을 미친다. 따라서 기판의 처리에 있어서 청결성이 가장 중요하다. 따라서, 모든 측정용 기판들은 표 1에서 나타난 순서에 따라서 세정하였다.The surface state of the substrate has a great influence on the properties of the fabricated thin film. Therefore, cleanliness is most important in the processing of the substrate. Therefore, all the measurement substrates were cleaned in the order shown in Table 1.
세정 방법은 일반적으로 널리 사용되는 기판 세정 방법으로 기판에 묻어있는 유기 물질, 이온 물질, 금속 물질 등의 불순물뿐만 아니라 표면에 있는 미세 물질을 제거하기 위해 화학적으로 세정하는 것이다. 세정 과정 중 5 단계는 이전 단계에서 사용한 세정 용액들의 용매를 제거하기 위한 단계이고, 6 단계는 기판에 잔존하는 먼지 등의 물질을 제거하기 위한 단계이고, 7 단계는 기판을 깨끗하게 보존하기 위한 단계이다.The cleaning method is a widely used substrate cleaning method, which is chemically cleaned to remove impurities such as organic materials, ionic materials, and metal materials on the substrate, as well as fine materials on the surface. Step 5 of the cleaning process is to remove the solvent of the cleaning solutions used in the previous step, step 6 is to remove substances such as dust remaining on the substrate, step 7 is to keep the substrate clean .
1-2. 박막 형성용 재료의 준비1-2. Preparation of thin film forming material
1-2-1. TPD1-2-1. TPD
정공 전달 물질로 정공 수송층을 만들기 위한 TPD는 일본 동경 화성 공업주식회사(TCI)의 1급 시약을 구입하여 사용하였다.TPD for making a hole transporting layer from a hole transporting material was purchased from the first grade reagent of Tokyo Chemical Industry Co., Ltd. (TCI), Japan.
1-2-2. BeBq1-2-2. BeBq 22
BeBq2는 녹색 발광 물질로서 다음과 같은 방법으로 준비하였다. 황산 베릴륨 수화물(BeSO4·4H2O)과 10-히드록시벤조 퀴놀린(10-hydroxy-benzo[h] quinoline)를 반응물로서 사용하였으며, 이들 물질은 각각 미국의 시그마-알드리치사와 일본 TCI사에서 구입하여 사용하였다.BeBq 2 was prepared as follows as a green light emitting material. Beryllium sulfate hydrate (BeSO 4 · 4H 2 O) and 10-hydroxybenzoquinoline (10-hydroxy-benzo [h] quinoline) were used as reactants, which were purchased from Sigma-Aldrich and TCI of Japan, respectively. Was used.
플라스크안에 BeSO4·4H2O를 0.45g을 넣고 증류수를 50㎖ 가하여 녹였다. 1:1 에탄올/메탄올 용액 20㎖ 속에 10-히드록시벤조 퀴놀린 1g을 용해시킨 후에 두 용액을 혼합한 후 1M 수산화나트륨 수용액을 사용하여 pH를 10으로 조절하였다. 두용액을 혼합하여 실온에서 5∼6 시간 정도 교반(stirring)한 후 침전물을 걸러서(filtering) 증류수로 2회, 탄산수소나트륨(NaHCO3) 수용액으로 3회, 메탄올-에탄올 혼합용액으로 2회 세척하고 건조시켰다. 건조된 고체를 승화법을 이용하여 정제하였다.0.45 g of BeSO 4 4H 2 O was added to the flask, and 50 ml of distilled water was added to dissolve it. After dissolving 1 g of 10-hydroxybenzo quinoline in 20 ml of 1: 1 ethanol / methanol solution, the two solutions were mixed and the pH was adjusted to 10 using 1 M aqueous sodium hydroxide solution. The two solutions are mixed and stirred at room temperature for 5-6 hours, then the precipitate is filtered and washed twice with distilled water, three times with an aqueous solution of sodium hydrogen carbonate (NaHCO 3 ) and twice with a mixed methanol-ethanol solution. And dried. The dried solid was purified using sublimation.
이와 같은 합성 반응을 식으로 나타내면 하기 반응식 1과 같다.Such a synthetic reaction is represented by the following Scheme 1.
1-2-3. BeMq1-2-3. BeMq 22
BeMq2는 각각 미국 시그마-알드리치사와 일본 TCI사에서 구입한 황산 베릴륨 수화물(BeSO4.4H2O)과 2-메틸-8-히드록시퀴놀린(2-methyl-8-hydroxyquinoline)을 반응물로 사용하여 제조하였다.BeMq 2 are each USA Sigma-Aldrich Inc. using a beryllium sulfate hydrate purchased from TCI Japan Inc. (BeSO 4 .4H 2 O) and 2-methyl-8-hydroxyquinoline (2-methyl-8-hydroxyquinoline ) as the reactant Prepared.
플라스크 안에 BeSO4·4H2O 0.5g를 증류수 50㎖에 녹이고, 비이커에 12-메틸-8-히드록시퀴놀린 1g을 75㎖ 에탄올을 사용하여 용해시킨 후, 1M 수산화나트륨 수용액으로 pH를 6으로 조절하였다. 두 용액을 혼합한 후 실온에서 5 - 6 시간 정도를 교반한 후, 침전물을 걸러서 증류수로 2회, 탄산수소나트륨 수용액으로 3회, 메탄올-에탄올 혼합용액으로 2회 세척하고 건조시켰다. 건조된 고체를 승화법을 이용하여 정제하였다.Dissolve 0.5 g of BeSO 4 4H 2 O in 50 ml of distilled water in a flask, dissolve 1 g of 12-methyl-8-hydroxyquinoline in 75 ml ethanol in a beaker, and adjust the pH to 6 with 1 M aqueous sodium hydroxide solution. It was. After the two solutions were mixed and stirred at room temperature for about 5-6 hours, the precipitate was filtered and washed twice with distilled water, three times with aqueous sodium bicarbonate solution and twice with a methanol-ethanol mixed solution and dried. The dried solid was purified using sublimation.
이와 같은 합성 반응을 식으로 나타내면 하기 반응식 2와 같다.Such a synthetic reaction is represented by the following Scheme 2.
1-3. 박막 및 OLEDs의 제작1-3. Fabrication of Thin Films and OLEDs
본 발명에 따른 BeBq2와 BeMq2의 혼합물로 이루어진 발광층/전자수송층(이하 BM 층이라 함)의 자외선 흡수 특성 및 발광 특성을 알아보기 위하여 BM층을 석영 기판위에 제작하였고, 전계발광 특성을 알아보기 위하여 삼성 코닝사에서 구입한 ITO 기판(면저항 =15Ω/□)상에 TPD층, BM층 및 알루미늄층을 차례대로 형성하여 발광소자를 제조하였다.The BM layer was fabricated on a quartz substrate to investigate the ultraviolet absorption and emission characteristics of the light emitting layer / electron transport layer (hereinafter referred to as BM layer) composed of a mixture of BeBq 2 and BeMq 2 according to the present invention. In order to manufacture a light emitting device, a TPD layer, a BM layer, and an aluminum layer were sequentially formed on an ITO substrate (surface resistance = 15Ω / □) purchased from Samsung Corning.
1-3-1. TPD 양전극층 및 BM 발광층/전자수송층의 형성1-3-1. Formation of TPD Positive Electrode Layer and BM Emitting Layer / Electron Transport Layer
OMD 장비의 기판 홀더에 ITO기판을 설치하고, OMD 장비내의 셀(cell)에 TPD 시료를 넣고 챔버 내의 진공도가 10-6torr에 도달할 때까지 배기시킨 뒤, 셀에 전류를 인가하여 TPD를 증발시켜 ITO 기판상에 400Å 두께의 TPD 층(도 1의 12)을 증착하였다.The ITO substrate is installed in the substrate holder of the OMD equipment, the TPD sample is placed in a cell in the OMD equipment, the vacuum is evacuated until the vacuum in the chamber reaches 10 -6 torr, and the current is applied to the cell to evaporate the TPD. A 400 nm thick TPD layer (12 in FIG. 1) was deposited on the ITO substrate.
계속해서 BeBq2와 BeMq2를 챔버내의 두 개의 서로 다른 셀에 넣고 셀에 서로 다른 전류를 인가하는 방식으로 증착 속도를 조절하여 BeBq2와 BeMq2를 중량비가1:0, 1:1, 1:3, 1:5, 5:1, 3:1, 0:1인 발광층/전자수송층(도 1의 14)을 600Å 두께로 각각 7개의 서로 다른 TPD 층상에 형성하였다.Subsequently, BeBq 2 and BeMq 2 are placed in two different cells in the chamber, and the deposition rate is controlled by applying different currents to the cells, whereby BeBq 2 and BeMq 2 have weight ratios of 1: 0, 1: 1, 1 :. A light emitting layer / electron transport layer (14 in FIG. 1) of 3, 1: 5, 5: 1, 3: 1, 0: 1 was formed on seven different TPD layers, each 600 μm thick.
박막 2 내지 6에서 숫자는 각각 BeBq2와 BeMq2의 증착속도비 또는 중량비를 나타낸다.Numbers in the thin films 2 to 6 represent the deposition rate ratio or the weight ratio of BeBq 2 and BeMq 2 , respectively.
한편, 표 2의 박막 형성 조건과 동일한 방법으로 석영 기판상에 BeBq2단일막 및 BeMq2의 단일막과 서로 다른 중량비의 BM막을 형성하였다.On the other hand, a BM film having a weight ratio different from that of a single film of BeBq 2 and a single film of BeMq 2 was formed on a quartz substrate in the same manner as the thin film forming conditions of Table 2.
1-3-2. Al 음전극층의 형성1-3-2. Formation of Al Cathode Electrode Layer
Al을 PVD 장치를 사용하여 증착하여 음전극층을 형성하여 OLEDs를 완성하였다. 기판 홀더는 증착이 잘 될 수 있도록 적절한 위치에 설치하고, 상부전극 형성용 금속인 Al을 보트에 넣을 때 될 수 있으면 중앙에 위치하도록 하며 보트에 전압이 일정하게 흐를 수 있도록 하기 위해서 전극과 보트사이의 연결을 주의 깊게 하였으며, 증착시 너무 높은 전원을 공급하여 순식간에 증착하는 것보다 옆에서 증착되는 것을 보면서 서서히 낮은 전압에서 증착하여 균일한 음전극층(도 1의 15)을 형성하여 도 1에 도시된 바와 같은 OLEDs를 완성하였다.Al was deposited using a PVD device to form a negative electrode layer to complete OLEDs. The substrate holder should be installed in a proper position for good deposition, and should be placed in the center when Al, the metal for forming the upper electrode, can be placed in the boat. Carefully connected the wires, and supplying too high power during deposition, while depositing from the side rather than instantaneously depositing, they are gradually deposited at a lower voltage to form a uniform negative electrode layer (15 in FIG. 1), as shown in FIG. OLEDs as shown were completed.
<실험예 2: 자외선-가시광선 흡수 특성 측정>Experimental Example 2: Measurement of UV-Visible Absorption Characteristics
실험예 1-3-1에서 석영 기판상에 형성한 BeBq2및 BeMq2의 단일막과 서로 다른 중량비의 BM막 각각에 대하여 휴렛 패커드(Hewlett-Packard) 8425A 분광기(spectrometer)를 이용하여 자외선-가시광선 흡수 특성을 측정하였다.Ultraviolet-visibility using a Hewlett-Packard 8425A spectrometer for each of the BeBq 2 and BeMq 2 single films formed on the quartz substrate and the BM films having different weight ratios in Experimental Example 1-3-1 Light absorption characteristics were measured.
측정한 자외선-가시광선 흡수 스펙트럼이 도 2에 도시되어 있다. BeBq2단일막의 광학적 흡수도(optical absorption)의 최대 피크(maximum peak)는 420 nm 부근에서 나타나며, 최대 피크를 따라 내려오는 에지(edge)가 대략 465 nm임을 확인할 수 있었다. 또한 BeMq2단일막의 광학적 흡수도의 최대 피크는 380 nm 부근에서 나타나며, 최대 피크를 따라 내려오는 에지(edge)가 대략 444 nm 임을 확인할 수 있었다. BM막의 자외선-가시광선 흡수 특성 곡선은 BeBq2및 BeMq2의 특성 피크가 함께 나타나는 것으로 단일막보다 많은 파장대에서 에너지를 흡수하는 것을 확인할 수 있었다. 또한 다양한 에너지 준위를 가지므로 전자나 정공의 호핑(hoping)이 보다 쉽게 일어나서 전자의 주입이나 이동이 용이할 것으로 예측되었다.The measured ultraviolet-visible light absorption spectrum is shown in FIG. 2. The maximum peak of optical absorption of the BeBq 2 single layer appeared in the vicinity of 420 nm, and the edge descending along the maximum peak was approximately 465 nm. In addition, the maximum peak of the optical absorption of the BeMq 2 single layer appeared in the vicinity of 380 nm, and the edge descending along the maximum peak was approximately 444 nm. The ultraviolet-visible absorption curve of the BM film showed characteristic peaks of BeBq 2 and BeMq 2 , and it was confirmed that the energy absorption was performed in more wavelength bands than the single film. In addition, since it has various energy levels, hopping of electrons or holes occurs more easily, and it is expected that electrons are easily injected or moved.
도 2에 도시된 자외선-가시광선 흡수 특성 곡선의 에지 부근의 파장 값을 이용해 유기물의 밴드 갭 에너지를 구할 수 있다. 465 nm에 해당하는 에너지는 약2.67eV이며, 이 값은 BeBq2단일막의 밴드 갭 에너지(Eg)이다. 표 3에 각 물질들의 자외선-가시광선 흡수 특성 곡선에서 구한 에지 파장(λedge) 값과 이 파장을 에너지로 환산한 밴드 갭 에너지를 나타내었다.The bandgap energy of the organic material may be determined using the wavelength value near the edge of the ultraviolet-visible absorption characteristic curve shown in FIG. 2. The energy corresponding to 465 nm is about 2.67 eV, which is the band gap energy (Eg) of the BeBq 2 single layer. Table 3 shows the edge wavelength values (λ edge ) obtained from the UV-visible absorption curves of the materials and the band gap energy converted from the wavelengths into energy.
<실험예 3: 광 발광 특성 측정>Experimental Example 3: Measurement of Photoluminescence Properties
실험예 1-3-1에서 석영 기판상에 형성한 BeBq2및 BeMq2의 단일막과 서로 다른 중량비의 BM막 각각에 대하여 퍼킨 엘머(Perkin Elmer) LS50B를 이용하여 광 발광 특성을 측정하였다. 측정한 광 발광(Photoluminescence: 이하 PL) 특성 곡선이 도 3에 도시되어 있다.Photoluminescence properties were measured using a Perkin Elmer LS50B for each of the single films of BeBq 2 and BeMq 2 formed on the quartz substrate and BM films having different weight ratios in Experimental Example 1-3-1. The measured photoluminescence (PL) characteristic curve is shown in FIG. 3.
BeBq2단일막과 BeMq2단일막은 최대 피크가 각각 500 nm에서 나타나지만, BM막에서는 BeMq2의 중량비가 클수록 단파장 쪽으로 최대 피크가 이동하고, BeBq2의 중량비가 클 때는 단일막의 최대 피크인 500 nm에서 최대 피크가 나타나고 있다. 이러한 단 파장으로의 이동은 두 가지 물질이 혼합 증착됨으로서 크기가 큰 분자인 BeBq2의 빈 공간들을 BeMq2가 채워줌으로서 BeBq2보다 안정화 되어 단파장으로 이동하게 되는 것으로 판단된다. 표 4에 각 박막의 중량비에 따른 광발광 스펙트럼의최대 피크에서의 파장을 나타내었다.BeBq 2 appears on a single membrane and BeMq 2 500 nm respectively, the maximum peak single film, BM film the higher the weight ratio of BeMq 2 the maximum peak moves toward a shorter wavelength and, when the ratio by weight of BeBq 2 is large at 500 nm with a maximum peak single film The maximum peak is shown. Movement in this short wavelength is determined that the two materials are the BeMq 2 filling out the empty spaces of BeBq 2, the size of large molecules stabilized by being mixed than BeBq 2 as zoom deposition go to shorter wavelength. Table 4 shows the wavelength at the maximum peak of the photoluminescence spectrum according to the weight ratio of each thin film.
<실험예 4: 이온화 에너지 및 전자 친화도 특성 측정>Experimental Example 4: Measurement of Ionization Energy and Electron Affinity
실험예 1-3-1에서 형성한 OLEDs에 대하여 순환 전압 전류(Cyclic voltammetry)법을 이용하여 유기물질의 이온화 에너지(Ionization Potential: IP)와 전자 친화도(Electron Affinity: EA)를 측정하였다. 그 결과를 표 5에 표시하였다.For the OLEDs formed in Experimental Example 1-3-1, ionization potential (IP) and electron affinity (EA) of organic materials were measured using cyclic voltammetry. The results are shown in Table 5.
표 5의 결과가 자외선-가시광선 흡수 스펙트럼 측정 결과에서 얻어진 밴드갭값(표 3 참조)과 거의 유사한 값을 가짐을 알 수 있었다.The results of Table 5 have a value almost similar to the band gap value (see Table 3) obtained from the ultraviolet-visible absorption spectrum measurement results.
중량비가 1:1인 경우를 제외하고는 Eg값이 단일 물질보다 전체적으로 조금씩 커지는 것을 볼 수 있는데, 이것은 PL 값이 단 파장대로 이동하는 것을 의미한다. BeBq2와 BeMq2의 중량비가 3:1, 1:5, 0:1인 경우가 IP 값이 작은데 이것은 정공의 이동 에너지 장벽이 낮아져서 정공의 이동이 더 용이하다는 것을 의미한다. 그러나 1:5와 0:1은 EA값이 더 많이 작아져서 음극에서의 전자 주입 장벽이 더 커지는 것을 확인할 수 있었다. 이러한 이유로 실제 소자를 제작하였을 때 3:1의 중량비일 때 가장 좋은 전계발광 특성을 나타내는 것을 확인할 수 있었다.Except when the weight ratio is 1: 1, the E g value can be seen to be slightly larger than the single material as a whole, which means that the PL value is shifted by a short wavelength. When the weight ratio of BeBq 2 to BeMq 2 is 3: 1, 1: 5, and 0: 1, the IP value is small, which means that the hole's moving energy barrier is lowered, which makes the hole easier to move. However, 1: 5 and 0: 1 show that the EA value becomes smaller, resulting in a larger electron injection barrier at the cathode. For this reason, when the actual device was manufactured, it was confirmed that the best electroluminescence property was shown at the weight ratio of 3: 1.
<실험예 5: 표면 거칠기 측정>Experimental Example 5: Surface Roughness Measurement
실험예 1-3-1에서 형성한 TPD 막 및 BeBq2단일막, BeMq2단일막 및 서로 다른 중량비의 BM막에 대하여 AFM(Atomic Force Microscope) 장치를 사용하여 동일한 조건인 2 ㎛의 범위로 유기 박막의 표면을 관측하였고, 접촉(contact) 방식을 사용하여 표면 거칠기를 측정하였다. 도 4a는 TPD의 3차원의 이미지로 표면의 거칠기(roughness)가 20Å으로 양호하게 성막되는 것을 확인할 수 있었다. 도 4b 내지 도 4h는 BeBq2단일막, 서로 다른 중량비의 BM막 및 BeMq2단일막의 표면 형상으로 BM막 대부분(도 4c 내지 도 4g)의 표면 거칠기가 양호함을 알 수 있다. 특히 B3M1박막(도 4d)은 다른 시료와는 달리 그레인(grain) 크기가 균일함을 알 수 있었다. 일반적으로 전기적 특성은 그레인 크기가 균일할수록 우수하다. 전기적 특성은 이동도나 전기전도도 등을 말하며, 보통 그레인의 경계에서 산란 등이 일어나 캐리어(carrier)의 이동을 방해함으로서 전기적 특성을 떨어뜨린다. 따라서 그레인 크기가 균일한 B3M1박막(도 4d)이 다른 시료에 비해서 전자의 이동도가 빠르리라는것을 예측할 수 있다. 또한, B3M1박막(도 4d)의 거칠기가 가장 작은 값을 나타내므로, 가장 세밀하게 증착 됨을 확인할 수 있었다. 도 5는 박막의 여러 부분을 AFM으로 조사하여 표면 거칠기의 평균값과 편차를 측정한 값을 나타내는 그래프이다. BM막 모두 BeBq2단일막에 비해 표면 거칠기가 양호하며, B5M1막을 제외하고는 BeMq2단일막과 거의 유사한 표면 거칠기를 나타냄을 알 수 있다.The TPD film and BeBq 2 single film, BeMq 2 single film, and BM films having different weight ratios were formed in the range of 2 μm under the same conditions using an AFM (Atomic Force Microscope) apparatus. The surface of the thin film was observed and surface roughness was measured using a contact method. FIG. 4A shows that the surface roughness of the TPD is three-dimensionally. 4B to 4H show that the surface roughness of most of the BM films (FIGS. 4C to 4G) is good due to the surface shape of the BeBq 2 single film, the BM film having different weight ratios, and the BeMq 2 single film. In particular, the B3M1 thin film (FIG. 4D) was found to have a uniform grain size unlike other samples. In general, the better the electrical characteristics, the more uniform the grain size. The electrical characteristics refer to mobility or electrical conductivity, and scattering occurs at grain boundaries, which hinders the movement of carriers, thereby degrading electrical characteristics. Therefore, it can be predicted that the B3M1 thin film (FIG. 4D) having a uniform grain size will have a higher electron mobility than other samples. In addition, since the roughness of the B3M1 thin film (FIG. 4D) shows the smallest value, it could be confirmed that the finest deposition. 5 is a graph showing values of average values and deviations of surface roughnesses by irradiating various parts of the thin film with AFM. All of the BM films have better surface roughness than those of the BeBq 2 single film, and exhibit almost the same surface roughness as those of the BeMq 2 single film except for the B5M1 film.
<실험예 6: OLEDs의 소자의 전류-전압 특성 측정>Experimental Example 6 Measurement of Current-Voltage Characteristics of Devices of OLEDs
실험예 1-3-2에서 완성된 OLEDs에 대해 전류와 전압 관계를 측정하여 도 6에 나타내었다. 측정 결과, OLEDs에 흐르는 전류와 전압은 공간 전하 제한 구간(Space Charge Limited Current, SCLC)구간과 트랩 전하 제한 구간(Trap Charge Limited Current, TCLC) 구간이 뚜렷하게 분리되어 나타났다.Current and voltage relationships of the OLEDs completed in Experimental Examples 1-3-2 were measured and shown in FIG. 6. As a result, the current and voltage flowing through the OLEDs were clearly separated from the space charge limited section (SCLC) section and the trap charge limited section (TCLC) section.
문턱전압(threshold voltage)이 B3M1 소자에서는 약 3.5 V에서 나타나고, B5M1은 약 4 V에서 나타나며, 나머지 소자들은 7 V 이상에서 나타났다. B3M1소자의 경우, 약 3.5 V가 되면 전류가 급격히 증가하고 이러한 전류의 증가로 인해 휘도(luminance)가 증가함을 알 수 있었다. B3M1소자가 전류밀도가 큰 이유는 혼합에 따른 표면의 거칠기가 감소하고 이로 인해 금속전극과의 접촉 저항이 감소하여 전자와 정공의 주입이 용이하고 흡수 레벨의 중첩에 의한 보다 많은 에너지 궤도를 가지므로 전자와 정공의 이동이 용이하기 때문임을 알 수 있다.Threshold voltage appears at about 3.5 V in the B3M1 device, B5M1 at about 4 V, and the remaining devices are above 7 V. In the case of the B3M1 device, when the current reaches about 3.5 V, the current rapidly increases and the luminance increases due to the increase of the current. The reason why the B3M1 device has a large current density is that the surface roughness due to the mixing is reduced and the contact resistance with the metal electrode is reduced, thereby easily injecting electrons and holes, and having more energy trajectories due to overlapping absorption levels. It can be seen that the movement of electrons and holes is easy.
<실험예 7: OLEDs의 휘도-전압 특성 측정>Experimental Example 7: Measurement of luminance-voltage characteristics of OLEDs
실험예 1-3-2에서 완성된 OLEDs에 대해 발광 소자의 휘도와 소자에 흐르는전류 사이의 관계를 알아보기 위하여 휘도-전압 특성을 측정하였다. 그 결과가 도 7에 도시되어 있다.The luminance-voltage characteristics of the OLEDs completed in Experimental Example 1-3-2 were measured to determine the relationship between the luminance of the light emitting device and the current flowing through the device. The result is shown in FIG.
측정 결과, 발광 소자에 흐르는 휘도는 전압에 거의 지수함수적으로 비례하여 증가하고 있다. B3M1 소자와 B5M1 소자가 나머지 소자에 비해 낮은 전압에서 높은 휘도를 보이고 있다. BeMq2의 혼합이 많은 경우는 혼합을 하지 않은 경우보다 휘도가 더 감소하고 있는데 이것은 BeMq2의 원래 효율이 좋지 않고 비교적 적은 분자들이 모여 있는 곳에 큰 분자가 들어가서 박히는 경우가 되어 큰 분자들이 소광 위치(quenching site)로 작용하여 소광(quenching)이 일어나는 것으로 볼 수 있다.As a result of the measurement, the luminance flowing through the light emitting element is increasing in proportion to the voltage almost exponentially. The B3M1 and B5M1 devices show higher luminance at lower voltages than the rest. In the case of BeMq 2 mixing, the luminance decreases more than in the case of no mixing. This is because BeMq 2 's original efficiency is not good and large molecules enter and become lodged where relatively small molecules are gathered. It acts as a quenching site and can be seen as quenching.
BeBq2만을 발광층으로 사용했을 경우 19 V에서 약 3000 cd/m2휘도를 보이고, BeBq2와 BeMq2를 중량비가 3:1이 되도록 혼합 증착하여 만든 B3M1소자의 경우 최고 휘도가 17 V에서 약 6000 cd/m2으로 약 2배정도로 휘도가 향상되었음을 알 수 있다.When only BeBq 2 was used as the light emitting layer, the B3M1 device made by mixing and depositing BeBq 2 and BeMq 2 at a weight ratio of 3: 1 at 19 V exhibited about 3000 cd / m 2 luminance. It can be seen that the luminance is improved by about 2 times with cd / m 2 .
<실험예 8: OLEDs의 전계 발광 (Electroluminscence, EL) 특성 측정>Experimental Example 8: Measurement of Electroluminescence (EL) Characteristics of OLEDs>
실험예 1-3-2에서 완성된 7가지의 OLEDs에 대해 전계 발광 특성을 측정하였다. 그 결과가 도 8에 도시되어 있다. 전계 발광(EL) 특성 곡선이 광 발광(PL) 특성 곡선 보다 약간 단 파장 쪽으로 천이된 것을 제외하고는 두 특성 곡선은 매우 유사함을 알 수 있었다.Electroluminescent properties of the seven OLEDs completed in Experimental Examples 1-3-2 were measured. The result is shown in FIG. The two characteristic curves were very similar except that the electroluminescence (EL) characteristic curve was shifted to a shorter wavelength than the photoluminescence (PL) characteristic curve.
B3M1소자의 경우, 이러한 천이가 가장 커서 약 10 nm 정도 이동했고, 다른혼합 증착 시료들은 단일 물질 소자들보다 약 5 nm 정도 이동하였다. PL과 같이 EL 스펙트럼도 BeBq2와 BeMq2를 혼합 증착 했을 경우 BeBq2와 BeMq2두 물질간의 쌍극자 모멘트에 의해 물질이 더욱 안정화되어 쌍극자 모멘트 에너지만큼 단 파장으로 이동하여 나타나는 것이라고 판단된다.In the case of the B3M1 device, this transition was the largest and moved about 10 nm, while other mixed deposition samples moved about 5 nm than the single material devices. If the deposited mixed EL spectrum BeBq 2 and BeMq 2 as PL is further stabilize the material by a dipole moment between BeBq 2 and 2 BeMq two materials it is determined that appears to move as a single wavelength dipole moment as energy.
<실험예 9: OLEDs의 발광 효율(Luminous efficiency)-전류밀도(J) 특성 측정>Experimental Example 9: Measurement of Luminous Efficiency-Current Density (J) Characteristics of OLEDs
발광효율(Luminance efficiency; lm/w)를 알아내기 위해서 아래의 수학식 1을 이용하였다.Equation 1 below was used to find the luminescence efficiency (lm / w).
이 식에서 L은 휘도로서 단위는 sr·cd/m2이고, J는 전류밀도로서 단위는 A/m2이며, V는 전압이다. 각 소자의 효율을 계산한 후 전류밀도와의 관계를 도 9에 나타내었다.In this equation, L is luminance and the unit is sr · cd / m 2 , J is the current density and the unit is A / m 2 , and V is the voltage. After calculating the efficiency of each device, the relationship with the current density is shown in FIG.
일반적으로 휘도는 전류밀도에 비례하고 전류밀도는 전압의 n 제곱에 비례하므로 효율은 전류밀도 J-1/n에 비례하여 감소한다. 여기서 B5M1 소자가 특정 전류밀도에서 가장 큰 효율을 보이나 감소하는 비율이 B3M1보다 크고 전체적인 효율은 B3M1 소자의 효율이 가장 좋음을 알 수 있다. 도 9의 결과로부터, BM막으로발광층/전자수송층을 형성할 경우, 전류밀도가 낮은 전압에서 높은 휘도를 보이기 때문에 현재 유기 디스플레이에서 요구하는 저전압 구동이 가능함을 알 수 있다.In general, since the luminance is proportional to the current density and the current density is proportional to n squared of the voltage, the efficiency decreases in proportion to the current density J -1 / n . Here, the B5M1 device shows the greatest efficiency at a specific current density, but the rate of decrease is greater than that of B3M1, and the overall efficiency is the best of the B3M1 device. From the results of FIG. 9, it can be seen that when the light emitting layer / electron transport layer is formed of the BM film, the low current driving required by the organic display is possible because the current density shows high luminance at a low voltage.
BeBq2와 BeMq2의 혼합물을 전계발광재료로 사용한 OLEDs는 낮은 전압에서 구동이 가능하고, 저전압에서의 높은 발광 효율과 높은 휘도를 나타내어 실제 디스플레이에 용이하게 사용할 수 있는 특성을 나타낸다. 이는 크기가 큰 분자인 BeBq2의 빈 공간들을 BeMq2가 채워줌으로써 표면 거칠기가 작아지고 그레인 크기가 일정해지고, 두 개의 에너지 준위가 중첩되어 중첩된 에너지 준위를 따라 전자와 정공의 이동속도가 증가하여 전류밀도가 커지고 발광휘도가 증가하게 되기 때문이다.OLEDs using a mixture of BeBq 2 and BeMq 2 as electroluminescent materials can be driven at low voltage, exhibit high luminous efficiency and high luminance at low voltage, and can be easily used in actual displays. This is because BeMq 2 fills the empty spaces of the large molecule BeBq 2 , resulting in a small surface roughness and constant grain size, and overlapping two energy levels to increase the speed of electron and hole movement along the superimposed energy levels. This is because the current density increases and the luminance of light emitted increases.
특히, BeBq2와 BeMq2의 중량비가 3:1 일 때에는 구동 전압이 3.5 V(at 1 cd/m2)로 매우 낮고, 17 V에서 가장 밝은 5,990 cd/m2의 휘도를 나타내었으며, 이 때의 전류밀도는 541 mA/cm2으로 나타나는 등 전기적 특성이 매우 양호하다.In particular, when the weight ratio of BeBq 2 and BeMq 2 is 3: 1, the driving voltage is very low at 3.5 V (at 1 cd / m 2 ), and the brightest brightness at 5,990 cd / m 2 at 17 V is obtained. The electrical current density of 541 mA / cm 2 is very good.
Claims (8)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR10-2001-0008955A KR100406463B1 (en) | 2001-02-22 | 2001-02-22 | Organic light-emitting device using composition of bis(10-hydroxybenzoquinolinato)beryllium and bis(2-methyl-8-hydroxyquinolinato) beryllium as light-emitting material |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR10-2001-0008955A KR100406463B1 (en) | 2001-02-22 | 2001-02-22 | Organic light-emitting device using composition of bis(10-hydroxybenzoquinolinato)beryllium and bis(2-methyl-8-hydroxyquinolinato) beryllium as light-emitting material |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20020068713A KR20020068713A (en) | 2002-08-28 |
| KR100406463B1 true KR100406463B1 (en) | 2003-11-19 |
Family
ID=27695185
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR10-2001-0008955A KR100406463B1 (en) | 2001-02-22 | 2001-02-22 | Organic light-emitting device using composition of bis(10-hydroxybenzoquinolinato)beryllium and bis(2-methyl-8-hydroxyquinolinato) beryllium as light-emitting material |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR100406463B1 (en) |
-
2001
- 2001-02-22 KR KR10-2001-0008955A patent/KR100406463B1/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20020068713A (en) | 2002-08-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5811833A (en) | Electron transporting and light emitting layers based on organic free radicals | |
| TWI334741B (en) | Cascaded organic electroluminescent devices | |
| US6303238B1 (en) | OLEDs doped with phosphorescent compounds | |
| KR100777174B1 (en) | Organic electroluminescent device | |
| US6351067B2 (en) | Organic electroluminescent device with improved hole injecting structure | |
| JP2008533735A (en) | Quantum dot light-emitting diodes containing inorganic electron transport layers | |
| US20030197465A1 (en) | Organic light-emitting devices | |
| JP2002100478A (en) | Organic electroluminescence element and its method of manufacture | |
| KR20060136232A (en) | Formation method of the unique cathode electrodes utilizing Mg-Ag single thin films in organic light-emitting devices | |
| JP2002100482A (en) | Organic electroluminescence element | |
| KR20030014119A (en) | Organic light-emitting device having a color-neutral dopant in an emission layer and in a hole-transport layer | |
| KR20150099517A (en) | Method for depositing a conductive coating on a surface | |
| KR20070000262A (en) | Formation method of the unique cathode electrodes utilizing mg-ag single thin films in organic light-emitting devices | |
| JP2003031365A (en) | Organic electroluminescent element | |
| JP2003031371A (en) | Organic electroluminescent element and blue light emitting element | |
| JP2003123984A (en) | Organic light emitting device | |
| KR102191703B1 (en) | Perovskite light-emitting device having passivation layer and fabrication method therof | |
| KR100769946B1 (en) | Organic electroluminesecnt device capable of driving in low voltage | |
| KR20170136038A (en) | Quasi-2 dimension perovskite light emitting device and method for manufacturing the same | |
| JP3978976B2 (en) | Organic electroluminescence device | |
| JP2008300270A (en) | Light emitting element | |
| JP2002100479A (en) | Organic electroluminescence element and manufacturing method thereof | |
| EP1560469A1 (en) | Organic electroluminescent device | |
| KR100406463B1 (en) | Organic light-emitting device using composition of bis(10-hydroxybenzoquinolinato)beryllium and bis(2-methyl-8-hydroxyquinolinato) beryllium as light-emitting material | |
| WO2010031243A1 (en) | Hybrid organic/nanoparticle devices |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20121101 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20131001 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20140930 Year of fee payment: 12 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20151016 Year of fee payment: 13 |
|
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |