KR100531276B1 - Electrode of Organic electroluminescence device and method for fabricating thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 유기 EL 소자의 전극에 관한 것으로 특히 높은 반사율과 높은 일함수를 갖는 유기 EL 소자의 전극 및 그의 제조 방법에 관한 것이다. 이와 같은 본 발명 유기 EL 소자의 전극은, 고 일함수를 갖는 물질을 고 반사율을 갖는 물질에 대해 0.1%~50%의 비율로 혼합하여 구성됨으로서 열적 안정성과, 고 반사율 및 고 일함수를 갖는 유기 EL 소자의 전극을 형성할 수 있다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electrode of an organic EL device, and more particularly to an electrode of an organic EL device having a high reflectance and a high work function and a method of manufacturing the same. Such an electrode of the organic EL device of the present invention is composed by mixing a material having a high work function at a ratio of 0.1% to 50% with respect to a material having a high reflectance, thereby providing an organic material having thermal stability, high reflectance and a high work function. The electrode of the EL element can be formed.
Description
본 발명은 유기 EL 소자에 관한 것으로 특히 높은 반사율과 높은 일함수를 갖는 유기 EL 소자의 전극 및 그의 제조 방법에 관한 것이다. The present invention relates to an organic EL device, and more particularly to an electrode of an organic EL device having a high reflectance and a high work function, and a method of manufacturing the same.
일반적으로 유기 EL 디스플레이 소자는 전자 주입 전극(음극)과 정공 주입 전극(양극) 사이에 형성된 유기막에 전하를 주입하면 전자와 정공이 쌍을 이룬 후 소멸하면서 빛을 내는 소자로서 낮은 전압에서 구동이 가능하고, 또한 전력 소모가 비교적 적은 것이 특징이다.In general, an organic EL display device emits light when electrons and holes are paired and extinguished when charge is injected into an organic film formed between an electron injection electrode (cathode) and a hole injection electrode (anode). It is possible that the power consumption is relatively low.
도 1은 일반적인 유기 EL(electroluminescence) 소자의 단면도이다. 1 is a cross-sectional view of a general organic EL (electroluminescence) device.
도 1에 도시된 바와 같이, 먼저 투명 기판(10) 위에 제 1 전극(11)으로 사용할 양극 물질을 형성한다. 양극 물질로는 흔히 ITO(indium tin oxide)가 쓰인다. As shown in FIG. 1, first, an anode material to be used as the first electrode 11 is formed on the transparent substrate 10. Indium tin oxide (ITO) is commonly used as the anode material.
그 위에 정공 주입층(HIL : hole injecting layer)(12)을 형성한다. 정공 주입층(12)으로는 주로 CuPc(copper phthalocyanine)를 10~30nm 두께로 형성한다. 상기 CuPc의 구조는 도 4에 도시되어 있다. A hole injecting layer (HIL) 12 is formed thereon. The hole injection layer 12 is mainly formed of copper phthalocyanine (CuPc) to a thickness of 10 to 30 nm. The structure of CuPc is shown in FIG. 4.
다음 정공 주입층(12)상에 정공 수송층(HTL : hole transport layer)(13)을 형성하는데, 정공 수송층(13)으로는 흔히 N,N'-diphenyl-N,N'-bis(3-methylphenyl)-(1-1'-biphenyl)-4,4'-diamine(TPD) 또는 4,4'-bis[N-(1-naphthy1)-N-pheny1-amino]bipheny(NPD)를 30~60nm 정도 증착하여 입힌다. 상기 TPD 및 NPD의 구조는 각각 도 6과 도 7에 도시되어 있다. Next, a hole transport layer (HTL) is formed on the hole injection layer 12. As the hole transport layer 13, N, N'-diphenyl-N, N'-bis (3-methylphenyl is commonly used. 30-60 nm of)-(1-1'-biphenyl) -4,4'-diamine (TPD) or 4,4'-bis [N- (1-naphthy1) -N-pheny1-amino] bipheny (NPD) It is deposited by degree. The structures of the TPD and NPD are shown in FIGS. 6 and 7, respectively.
그 위에 발광층(emitting layer)(14)을 형성한다. 이때 필요에 따라 불순물(dopant)을 첨가하는데, 녹색 발광의 경우 흔히 Alq3(tris(8-hydroxy-quinolate)aluminum)을 30~60am 정도 증착하며, 불순물로는 큐머린 6(coumarin 6) 또는 Qd(Quinacridone)를 많이 쓰고, 레드 불순물로는 DCM, DCJT, DCJTB 등을 쓴다. 상기 Alq3 의 구조는 도 8에 도시되어 있고, 레드 불순물의 구조는 도 9에 도시되어 있다.An emitting layer 14 is formed thereon. At this time, dopant is added as needed. In the case of green light emission, Alq 3 (tris (8-hydroxy-quinolate) aluminum) is usually deposited about 30 to 60am, and as impurities, coumarin 6 or Qd is deposited. (Quinacridone) is used a lot, red impurities such as DCM, DCJT, DCJTB and the like. The structure of Alq 3 is shown in FIG. 8, and the structure of red impurities is shown in FIG. 9.
그 위에 전자 수송층(ETL : electron transport layer)(15) 및 전자주입층(16)(EIL : electron injecting layer)을 연속적으로 형성하거나, 아니면 전자주입 수송층을 형성한다. 즉 녹색 발광의 경우 상기 발광층(14)으로 이용되는 Alq3 가 좋은 전자수송 능력을 갖기 때문에 전자 주입/수송층을 쓰지 않는 경우도 많은데, 전자 주입층(EIL : electron injection layer)(16)으로 LiF 나 Li2O를 5Å 정도 얇게 형성하거나 또는 Li, CA, Mg, Sm 등 알카리 금속 또는 알카리토 금속을 200Å 이하로 형성하여 전자의 주입을 좋게 한다.An electron transport layer (ETL) 15 and an electron injection layer 16 (EIL: electron injecting layer) are continuously formed thereon, or an electron injection transport layer is formed thereon. That is, in the case of green light emission, since Alq 3 used as the light emitting layer 14 has a good electron transporting ability, an electron injection / transport layer is not often used. LiF or EIL may be used as the electron injection layer (EIL) 16. Forming Li 2 O as thin as 5 Å or forming an alkali metal or alkali metal such as Li, CA, Mg, Sm to 200 Å or less improves the injection of electrons.
다음 전자 주입층(16)상에 제 2 전극(17)으로 사용할 음극 물질로 Al을 1000Å 정도 형성한다. Next, Al is formed on the electron injection layer 16 as the cathode material to be used as the second electrode 17 at about 1000 Å.
도 2는 일반적인 다운 에미션(down emission) 방식의 유기 EL 소자를 나타낸 단면도이다. 2 is a cross-sectional view showing an organic EL device of a general down emission method.
도 2에 도시된 바와 같이 다운 에미션 방식의 유기 EL 소자는 음극으로 쓰이는 제 2 전극이 거울 반사면의 역할을 하여 유기 EL 소자의 발광층(emitting layer)에서 발생한 빛의 절반은 투명 전극인 제 1 전극쪽으로 에미션되고 나머지 절반은 음극 물질(cathode metal)인 제 2 전극에서 반사되어 제 1 전극쪽으로 에미션된다. As shown in FIG. 2, the organic EL device of the down emission type has a first electrode in which a second electrode serving as a cathode serves as a mirror reflecting surface, and half of the light generated in the emitting layer of the organic EL device is a transparent electrode. It is emitted towards the electrode and the other half is reflected from the second electrode, which is a cathode metal, to be emitted towards the first electrode.
도 3은 일반적인 탑 에미션(top emission) 방식의 유기 EL 소자를 나타낸 단면도이다. 3 is a cross-sectional view illustrating an organic EL device having a general top emission method.
도 3에 도시된 바와 같이 탑 에미션 방식의 유기 EL 소자는 양극으로 쓰이는 제 1 전극이 거울 반사면의 역할을 하여 유기 EL 소자의 발광층(emitting layer)에서 발생한 빛의 절반은 투명 전극인 제 2 전극쪽으로 에미션되고 나머지 절반은 양극 물질(anode metal)인 제 1 전극에서 반사되어 제 2 전극쪽으로 에미션된다. 여기서 애노드는 Au, Pt, Cu, ITO, IZO 등으로써, 일함수(work function)가 5eV 근처인 물질이다.As shown in FIG. 3, the organic EL device of the top emission type has a second electrode in which a first electrode serving as an anode serves as a mirror reflecting surface, and half of the light generated in the emitting layer of the organic EL device is a transparent electrode. It is emitted towards the electrode and the other half is reflected from the first electrode, which is an anode metal, to be emitted towards the second electrode. Here, the anode is Au, Pt, Cu, ITO, IZO, etc., the work function (work function) is near 5eV material.
이와 같은 종래 기술에 따른 유기 EL 소자에 있어서, 일반적으로 다운 에미션(down emission) 방식의 유기 EL 소자에서는 제 2 전극을 이루는 음극 물질(cathode metal)이 거울 반사면의 역할을 하기 때문에 유기 EL 소자의 발광층(emitting layer)에서 발생한 빛의 절반은 투명 전극으로 형성되는 제 1 전극쪽으로 에미션되고 나머지 절반은 음극 물질인 제 2 전극에서 반사되어 투명 전극으로 형성되는 제 1 전극쪽으로 에미션된다In the organic EL device according to the related art, in general, in an organic EL device having a down emission method, since the cathode metal constituting the second electrode serves as a mirror reflection surface, the organic EL device Half of the light generated in the emitting layer of the substrate is emitted toward the first electrode formed of the transparent electrode, and the other half is emitted from the second electrode of the cathode material, and is emitted toward the first electrode formed of the transparent electrode.
탑 에미션 유기 EL소자에서 투명전극으로는 ITO나 IZO와 같은 산화(Oxide)박막을 사용되고, 반대 전극은 높은 반사율 및/또는 높은 일함수(high work-function)의 특성을 가지는 물질이 사용되어져야 한다. In the top emission organic EL device, an oxide thin film such as ITO or IZO is used as the transparent electrode, and a material having high reflectance and / or high work-function characteristics must be used as the opposite electrode. do.
일반적으로 단일 금속을 사용해서 이러한 특성을 얻고자 하지만, 높은 반사율과 높은 일함수 특성을 만족하기가 어렵고, 열적 안정성이 낮아 수명과 신뢰성에 문제가 있었다. In general, a single metal is used to obtain these characteristics, but it is difficult to satisfy high reflectance and high work function characteristics, and there is a problem in life and reliability due to low thermal stability.
따라서 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 고 반사율과 고 일함수를 갖는 물질의 합금 물질로 유기 EL 소자의 전극물질을 형성하여 높은 열적 안정성과 고 반사율 및 고 일함수를 갖는 유기 EL 소자의 전극 및 그의 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the problems described above, forming an electrode material of an organic EL device with an alloy material of a material having a high reflectance and a high work function to achieve high thermal stability, high reflectance and a high work function. The objective is to provide the electrode of the organic electroluminescent element which has, and its manufacturing method.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 유기 EL 소자의 전극은, 고 일함수를 갖는 물질을 고 반사율을 갖는 물질에 대해 0.1%~50%의 비율로 혼합하여 구성된다.An electrode of the organic EL device according to the present invention for achieving the above object is configured by mixing a material having a high work function at a ratio of 0.1% to 50% with respect to a material having a high reflectance.
바람직하게, 상기 전극은 고 반사율을 갖는 금속과 고 일함수를 갖는 두 가지 이상의 금속물질이며, 상기 전극은 알루미늄(Al), 은(Ag), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 팔라듐(Pd), 백금(Pt), 카드뮴(Cd), 아연(Zn), 로듐(Rh), 이리듐(Ir), 몰리브덴(Mo) 중 하나 이상의 물질과, 금(Au), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 구리(Cu), 니켈(Ni), 몰리브덴(Mo), 코발트(Co), 로듐(Rh), 이리듐(Ir) 중 하나 이상의 물질의 혼합으로 형성된다.Preferably, the electrode is a metal having a high reflectance and at least two metal materials having a high work function, and the electrode is made of aluminum (Al), silver (Ag), chromium (Cr), nickel (Ni), and palladium (Pd). ), Platinum (Pt), cadmium (Cd), zinc (Zn), rhodium (Rh), iridium (Ir), molybdenum (Mo), and gold (Au), platinum (Pt), palladium (Pd) ), Copper (Cu), nickel (Ni), molybdenum (Mo), cobalt (Co), rhodium (Rh), and iridium (Ir).
그리고 상기 전극은, 50nm ~ 500nm의 두께로 형성된다.The electrode is formed to a thickness of 50nm to 500nm.
바람직하게 상기 전극하부에는 투명기판이 형성되고, 상기 전극 상부에는 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층, 전자 주입층 및 투명전극이 더 형성되고, 상기 투명 전극은 낮은 저항율을 갖는 물질과 높은 광 투과율을 갖는 물질이 1:10의 비율로 적층되어 형성된다.Preferably, a transparent substrate is formed under the electrode, and a hole injection layer, a hole transport layer, an emission layer, an electron transport layer, an electron injection layer, and a transparent electrode are further formed on the electrode, and the transparent electrode is formed of a material having a low resistivity and high Materials having a light transmittance are formed by being laminated in a ratio of 1:10.
바람직하게, 상기 투명 전극 상에 보호막과, 커버링층이 차례로 더 형성되며, 상기 보호막은 CF4와 실록산(Siloxane) 유도체를 사용한 하이브리드 폴리머(hybrid polymer)층과, SiOxNy층 및 중합체(oligomer)를 광개시제와 진공증착한 막을 적어도 하나 포함하여 구성된다.Preferably, a protective film and a covering layer are further formed on the transparent electrode, and the protective film is a hybrid polymer layer using CF 4 and a siloxane derivative, an SiO x N y layer, and an oligomer. ) At least one film having a photoinitiator and vacuum deposition.
바람직하게 보호막은 투명한 중합체(oligomer), 폴리머(polymer), SiO2, SiOxNy, SiN, Al2O3, Al:Ti, SrO이 적어도 하나이상 형성되며, 상기 커버링층은 글래스(glass) 또는 필름(film) 물질 마이크로렌즈 어레이 형상을 갖는다.Preferably, the protective film is formed of at least one transparent polymer, a polymer, SiO 2 , SiO x N y , SiN, Al 2 O 3 , Al: Ti, SrO, and the covering layer is glass Or a film material microlens array shape.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 특징에 따르면 유기 EL 소자의 전극 제조 방법에 있어서, 기판을 준비하는 단계와, 상기 기판상에 고 일함수를 갖는 물질을 고 반사율을 갖는 물질에 대해 0.1%~50%의 비율로 혼합한 타겟물질을 스퍼터링하거나, 상기 고 일함수를 갖는 물질을 상기 고 반사율을 갖는 물질에 대해 0.1%~50%의 비율로 동시 증착하여 전극을 형성한다.According to another aspect of the present invention for achieving the above object, in the method of manufacturing an electrode of an organic EL device, preparing a substrate, a material having a high work function on the substrate to a material having a high reflectance Sputtering the target material mixed at a ratio of 0.1% to 50%, or simultaneously depositing the material having the high work function at a rate of 0.1% to 50% with respect to the material having the high reflectance to form an electrode.
바람직하게 상기 고 반사율을 갖는 물질은, 알루미늄(Al), 은(Ag), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 팔라듐(Pd), 백금(Pt), 카드뮴(Cd), 아연(Zn), 로듐(Rh), 이리듐(Ir), 몰리브덴(Mo) 중 하나 이상이고, 상기 고 일함수를 갖는 물질은 금(Au), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 구리(Cu), 니켈(Ni), 몰리브덴(Mo), 코발트(Co), 로듐(Rh), 이리듐(Ir) 중 하나 이상의 혼합물로 이루어진다.Preferably, the material having high reflectance may include aluminum (Al), silver (Ag), chromium (Cr), nickel (Ni), palladium (Pd), platinum (Pt), cadmium (Cd), zinc (Zn), At least one of rhodium (Rh), iridium (Ir), and molybdenum (Mo), and the material having a high work function is gold (Au), platinum (Pt), palladium (Pd), copper (Cu), nickel (Ni) ), Molybdenum (Mo), cobalt (Co), rhodium (Rh), iridium (Ir).
바람직하게 상기 전극상에 정공주입층과 정공 수송층 및 발광층을 차례로 형성하는 단계와, 상기 발광층 상에 전자 수송층과 전자 주입층 및 투명전극을 차례로 형성하는 단계와, 상기 투명 전극상에 보호막과 커버링층을 차례로 형성하는 단계를 더 포함한다.Preferably forming a hole injection layer, a hole transporting layer and a light emitting layer on the electrode in turn, forming an electron transporting layer, an electron injection layer and a transparent electrode on the light emitting layer in sequence, and a protective film and a covering layer on the transparent electrode It further comprises the step of forming.
바람직하게 상기 투명 전극은 낮은 전기저항을 갖는 제 2 전극과 높은 광 투과율을 갖는 제 3 전극을 1 : 10의 비율을 갖고 차례로 적층하여 형성하며, 상기 보호막은 CF4와 실록산(Siloxane) 유도체를 사용한 하이브리드 폴리머(hybrid polymer)층과, SiOxNy층 및 중합체(oligomer)를 광개시제와 진공증착한 막을 적어도 하나 포함하여 형성하거나, 투명한 중합체(oligomer), 폴리머(polymer), SiO2, SiOxNy, SiN, Al2O3, Al:Ti, SrO을 적어도 하나이상 포함하여 형성하며, 상기 커버링층은 글래스(glass) 또는 필름(film) 물질 마이크로렌즈 어레이 형상을 갖도록 형성한다.Preferably, the transparent electrode is formed by sequentially stacking a second electrode having a low electrical resistance and a third electrode having a high light transmittance having a ratio of 1:10, and the protective film is formed by using CF 4 and a siloxane derivative. At least one hybrid polymer layer, a SiO x N y layer and at least one polymer in which the polymer is vacuum-deposited, or a transparent polymer, polymer, SiO 2 , SiO x N At least one of y , SiN, Al 2 O 3 , Al: Ti, and SrO is formed, and the covering layer is formed to have a glass or film material microlens array shape.
본 발명의 다른 목적, 특성 및 이점들은 첨부한 도면을 참조한 실시예들의 상세한 설명을 통해 명백해 질 것이다.Other objects, features and advantages of the present invention will become apparent from the following detailed description of embodiments taken in conjunction with the accompanying drawings.
본 발명에 따른 유기 EL 소자의 전극 및 그의 제조 방법의 바람직한 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.Preferred embodiments of the electrode of the organic EL device and the method of manufacturing the same according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 10은 본 발명에 따른 유기 EL 소자를 나타낸 단면도이다.10 is a cross-sectional view showing an organic EL device according to the present invention.
본 발명에 따른 유기 EL 소자는, 먼저 투명기판(30) 위에 고 반사율 및/또는 고 일함수(high work-function)의 특성을 갖는 제 1 전극(31)을 형성한다. 여기서, 제 1 전극(31)은 고 반사율을 갖는 금속과 고 일함수(high work-function)를 갖는 두 가지 이상의 금속을 일정한 비율로 조합(Combination)하여 동시증착(co-deposition)하여 형성한다. 이때, 고 반사율을 갖는 물질로는 알루미늄(Al), 은(Ag), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 팔라듐(Pd), 백금(Pt), 카드뮴(Cd), 아연(Zn), 로듐(Rh), 이리듐(Ir), 몰리브덴(Mo) 중 하나 이상이다.In the organic EL device according to the present invention, first, the first electrode 31 having the characteristics of high reflectance and / or high work-function is formed on the transparent substrate 30. Here, the first electrode 31 is formed by co-deposition by combining a metal having a high reflectance and two or more metals having a high work-function at a constant ratio. In this case, the materials having high reflectivity include aluminum (Al), silver (Ag), chromium (Cr), nickel (Ni), palladium (Pd), platinum (Pt), cadmium (Cd), zinc (Zn), rhodium (Rh), iridium (Ir), and molybdenum (Mo).
그리고 고 일함수(high work-function)를 갖는 물질로는 금(Au), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 구리(Cu), 니켈(Ni), 몰리브덴(Mo), 코발트(Co), 로듐(Rh), 이리듐(Ir) 등이 사용되어진다.In addition, materials having a high work-function include gold (Au), platinum (Pt), palladium (Pd), copper (Cu), nickel (Ni), molybdenum (Mo), cobalt (Co), Rhodium (Rh), iridium (Ir) and the like are used.
이때, 고 일함수율(high work-function)을 갖는 전극물질과 고 반사율을 갖는 전극물질의 혼합비율은 0.1%~50%로써, 두 물질이 일정한 비율로 혼합된 합금을 증착 또는 스퍼터링(sputtering)을 이용해서 형성하며, 증착시에는 동시증착(co-deposition) 방법으로 형성한다. In this case, the mixing ratio of the electrode material having a high work-function and the electrode material having a high reflectance is 0.1% to 50%, and deposition or sputtering of an alloy in which the two materials are mixed at a constant ratio is performed. It is formed by using, and during deposition, it is formed by a co-deposition method.
그리고 고 반사율, 고 일함수(high work-function)를 갖는 전극의 두께는 50nm ~ 500nm 이다.And the thickness of the electrode having a high reflectance, high work-function (50nm ~ 500nm).
이때, 본 발명에 따른 제 1 전극(31)의 일함수 특성을 설명하기로 한다.At this time, the work function characteristics of the first electrode 31 according to the present invention will be described.
도 11은 알루미늄(Al)의 일함수를 보여주는 그래프이고, 도 12는 금(Au)의 일함수를 보여주는 그래프이며, 도 13은 금(Au)과 ITO 합금의 일함수를 보여주는 그래프이고, 도 14는 백금(Pt)의 일함수를 보여주는 그래프이다.FIG. 11 is a graph showing a work function of aluminum (Al), FIG. 12 is a graph showing a work function of gold (Au), FIG. 13 is a graph showing a work function of gold (Au) and an ITO alloy, and FIG. 14. Is a graph showing the work function of platinum (Pt).
도 11, 도 12 및 도 14는 단일금속을 사용한 경우의 일함수를 나타내고 있는데, 도 11의 알루미늄의 일함수는 4.11[eV]이고, 도 12의 금(Au)의 일함수는 4.88[eV]이며, 도 14의 백금의 일함수는 5.01[eV]임을 보여 주고 있다. 통상적으로 유기 EL 소자의 전극으로 사용되는 금속의 일함수는 5[eV] 내외여야 하는데, 그에 적합함을 알 수 있으나 종래 기술에서 그 문제점을 설명한바 있다.11, 12 and 14 show the work function in the case of using a single metal, the work function of aluminum in FIG. 11 is 4.11 [eV], and the work function of gold (Au) in FIG. 12 is 4.88 [eV]. 14 shows that the work function of platinum is 5.01 [eV]. Typically, the work function of the metal used as the electrode of the organic EL device should be about 5 [eV], and it can be seen that it is suitable, but the problem has been described in the related art.
도 15 내지 도 20은 본 발명 유기 EL 소자의 전극으로 사용될 제 1 내지 제 6 실시예에 따른 합금의 일함수를 보여주는 그래프이다.15 to 20 are graphs showing work functions of alloys according to the first to sixth embodiments to be used as electrodes of the organic EL device of the present invention.
본 발명에 따른 두 물질 이상의 조합으로 구성되는 전극 물질 조합 및 그에 따른 일함수는 다음 표와 같다(AC2장비 이용(RIKEN KEIKI Co.,LTD, JAPAN)).The electrode material combination and its work function composed of a combination of two or more materials according to the present invention are shown in the following table (using AC2 equipment (RIKEN KEIKI Co., LTD, JAPAN)).
동시 증착 방법이외에도 일정한 비율로 섞은 타겟(target)을 만들어 증착 또는 스퍼터링 방법을 사용하여 형성할 수도 있다.In addition to the simultaneous deposition method, it is also possible to form a target mixed with a certain ratio and form it using a deposition or sputtering method.
본 발명의 현장 실험에서는 도 15에 나타낸 바와 같이 Ag:Au(9:1,Wt %)를 사용하여 200 nm를 형성하였을 때, 일함수(work-function)는 5.12eV, 반사율 90%을 얻었다.In the field experiment of the present invention, when 200 nm was formed using Ag: Au (9: 1, Wt%) as shown in FIG. 15, the work function was 5.12 eV and the reflectance was 90%.
이때, 반사율에 따른 휘도 증가비를 도 21에 나타내고 있다.At this time, the brightness increase ratio according to the reflectance is shown in FIG.
도 21에서는 전극의 조합 물질로 알루미늄을 사용한 경우로써 크롬(Cr)을 조합물질로 사용한 경우보다 높은 휘도 증가비(고반사율)를 얻을 수 있다.In FIG. 21, when aluminum is used as a combination material of an electrode, a higher luminance increase ratio (high reflectance) may be obtained than when chromium (Cr) is used as a combination material.
이와 같은 제 1 전극(31)상에 정공주입층(32)을 형성한다. 이때 정공주입층(32)으로는 CuPc(copper phthalocyanine)을 사용하여 25nm정도 형성한다.The hole injection layer 32 is formed on the first electrode 31 as described above. At this time, the hole injection layer 32 is formed by using copper phthalocyanine (CuPc) about 25 nm.
그 다음 정공 주입층(32) 상에 정공 수송층(33)을 형성한다. 정공 수송층(33)은 NPD(4,4-bis[N-(1-naphthy1)-N-pheny1- amino]bipheny1)를 35 nm 정도 형성한다.A hole transport layer 33 is then formed on the hole injection layer 32. The hole transport layer 33 forms NPD (4,4-bis [N- (1-naphthy1) -N-pheny1-amino] bipheny1) about 35 nm.
이어서, 정공 수송층(33)상에 발광층(34)을 형성한다. 이때, 녹색(Green) 발광의 경우 발광층을 만들기 위해 Alq3(8-hydroxyquinoline aluminum)에 Co6을 1%정도 도핑(doping)하여 25nm 정도 형성한다.Subsequently, the light emitting layer 34 is formed on the hole transport layer 33. In this case, in the case of green light emission, about 25 nm is formed by doping about 6% of Co6 to Alq3 (8-hydroxyquinoline aluminum) to form a light emitting layer.
그 다음 발광층(34) 상에 전자 수송층(35)과 전자 주입층(36)을 차례로 형성한다. 전자 수송층(35)으로는 Alq3(8-hydroxyquinoline aluminum)을 35nm정도 형성하고, 전자 주입층(36)으로 Li2O를 0.5nm정도 형성한다.Next, the electron transport layer 35 and the electron injection layer 36 are sequentially formed on the light emitting layer 34. Alq 3 (8-hydroxyquinoline aluminum) is formed to about 35 nm as the electron transport layer 35, and Li 2 O is formed to about 0.5 nm as the electron injection layer 36.
이어서, 투명 캐소드(transparent cathode)로써 제 2 전극(37)과 제 3 전극(38)(이하 투명 전극이라 함)을 차례로 형성한다. 이때, 제 2 전극(37)은 전기저항이 낮은 은(Ag)을 10 nm정도 형성하고, 그 위에 제 3 전극(38)으로 투과율이 높은 ITO(indium tin oxide) 또는 IZO(indium zinc oxide )를 1000Å(100 nm) 정도 형성하여 유기 EL 소자를 완성한다. 이때, 제 2 전극(37)과 제 3 전극(38)은 1 : 10의 비율을 갖고 차례로 적층하여 형성할 수도 있다. 예를 들면 제 2 전극(37)의 두께를 1nm로 하고, 제 3 전극(38)의 두께를 10nm로 하는 경우 제 2 전극과 제 2 전극 사이에 제 3 전극이 형성되고, 제 3 전극과 제 3 전극 사이에는 제 2 전극이 형성되는 구조를 갖도록 할 수 있다.Subsequently, the second electrode 37 and the third electrode 38 (hereinafter referred to as transparent electrode) are sequentially formed as a transparent cathode. In this case, the second electrode 37 forms silver (Ag) having a low electrical resistance of about 10 nm, and on the third electrode 38, indium tin oxide (ITO) or indium zinc oxide (IZO) having high transmittance is formed thereon. It forms about 1000 micrometers (100 nm), and completes an organic electroluminescent element. At this time, the second electrode 37 and the third electrode 38 may be formed by stacking one by one in a ratio of 1:10. For example, when the thickness of the second electrode 37 is 1 nm and the thickness of the third electrode 38 is 10 nm, a third electrode is formed between the second electrode and the second electrode, and the third electrode and the third electrode are formed. It is possible to have a structure in which the second electrode is formed between the three electrodes.
이어서, 투명 전극 상에 가스, 수분 등의 투과를 막기 위한 보호막을 형성한다. 보호막은 단층으로 형성할 수도 있고, 다층으로도 형성할 수 있는데, 본 발명 실시예에서는 다층 보호막을 예로 들어 설명한다.Subsequently, a protective film for preventing the permeation of gas, moisture, and the like is formed on the transparent electrode. The protective film may be formed in a single layer or may be formed in multiple layers. In the embodiment of the present invention, the multilayer protective film will be described as an example.
우선, 제 1 보호막(40)으로 ICP-CVD를 사용하여 CF4와 실록산(Siloxane) 유도체를 사용한 하이브리드 폴리머(hybrid polymer)층을 0.5~3um 정도 증착한다.First, a hybrid polymer layer using CF 4 and a siloxane (Siloxane) derivative is deposited by 0.5 to 3 μm using ICP-CVD as the first protective film 40.
그리고 제 2 보호막(41)으로는 제1 보호막(40)상에 SiOxNy층을 1~100nm까지 코팅을 한다.As the second passivation layer 41, a SiO x Ny layer is coated on the first passivation layer 40 to 1 to 100 nm.
제 3 보호막(42)으로는 중합체(oligomer)를 광개시제와 진공증착하여 필름 스트레스(film stress)를 줄일 수 있는 막을 형성한다. 여기에 사용되는 중합체(oligomer)는 부타디엔(butadiene)계를 주로 사용한다. As the third passivation layer 42, an oligomer is vacuum-deposited with a photoinitiator to form a film capable of reducing film stress. The oligomer used here mainly uses butadiene system.
이때, 제 1 내지 제 3 보호막(40,41,42)은 기본적으로 투명(transparent)하여야 하며, 중합체(oligomer)나 폴리머(polymer), SiO2, SiOxNy, SiN, Al2O3, Al:Ti, SrO와 같은 산화막이나 금속막으로 층층히 형성되며, 동시 증착으로 형성할 수 있다.In this case, the first to third passivation layers 40, 41, and 42 should be basically transparent, and may be a polymer or a polymer, SiO 2 , SiO x N y , SiN, Al 2 O 3 , It is formed layered by an oxide film or a metal film such as Al: Ti, SrO, and can be formed by simultaneous deposition.
이어서 탑 에미션의 경우 광 효율 증가를 위한 커버링층(50)을 형성한다. 이때, 커버링층(50)으로는 글래스(glass) 또는 필름(film)을 사용하며 필름(film) 사용시 출력 특성(output-coupling) 향상을 위해 마이크로렌즈 어레이 필름(microlens array film)을 사용한다. 이를 도 22와 도 23에 나타내었다. Subsequently, in the case of top emission, a covering layer 50 is formed to increase light efficiency. In this case, glass or film is used as the covering layer 50, and a microlens array film is used to improve output-coupling when the film is used. This is illustrated in FIGS. 22 and 23.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명은 고 반사율을 갖는 물질과 고 일함수를 갖는 물질의 조합으로 전극을 형성함으로써 열적 안정성과, 고 반사율 및 고 일함수를 갖는 유기 EL 소자의 전극을 형성할 수 있는 효과가 있다.As described above, the present invention provides an effect of forming an electrode of an organic EL device having thermal stability, high reflectance and high work function by forming an electrode with a combination of a material having a high reflectance and a material having a high work function. There is.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 이탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다.Those skilled in the art will appreciate that various changes and modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
따라서, 본 발명의 기술적 범위는 실시예에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의하여 정해져야 한다.Therefore, the technical scope of the present invention should not be limited to the contents described in the embodiments, but should be defined by the claims.
도 1은 일반적인 유기 EL(electroluminescence) 소자의 단면도1 is a cross-sectional view of a typical organic EL (electroluminescence) device
도 2는 일반적인 다운 에미션(down emission) 방식의 유기 EL 소자를 나타낸 단면도2 is a cross-sectional view showing an organic EL device having a general down emission method.
도 3은 일반적인 탑 에미션(Top emission) 방식의 유기 EL 소자를 나타낸 단면도3 is a cross-sectional view showing an organic EL device having a general top emission method.
도 4는 유기 EL 소자의 정공 주입층으로 사용되는 CuPc의 화학 구조를 나타낸 도면4 is a diagram showing the chemical structure of CuPc used as a hole injection layer of an organic EL device
도 5는 유기 EL 소자의 정공 주입층으로 사용되는 메탈-프탈로시아닌의 화학 구조를 나타낸 도면Fig. 5 shows the chemical structure of the metal-phthalocyanine used as the hole injection layer of the organic EL device.
도 6은 유기 EL 소자의 정공 수송층으로 사용되는 TPD의 화학 구조를 나타낸 도면6 shows the chemical structure of a TPD used as a hole transport layer of an organic EL device
도 7은 유기 EL 소자의 정공 수송층으로 사용되는 NPD의 화학 구조를 나타낸 도면7 shows the chemical structure of an NPD used as a hole transporting layer of an organic EL device
도 8은 유기 EL 소자의 발광층 중 녹색 발광층을 구성하는 Alq3의 화학 구조를 나타낸 도면8 is a view showing a chemical structure of Alq 3 constituting the green light emitting layer of the light emitting layer of the organic EL device
도 9는 유기 EL 소자의 발광층 중 녹색 발광층을 구성하는 물질의 화학구조를 나타낸 도면9 is a view showing the chemical structure of the material constituting the green light emitting layer of the light emitting layer of the organic EL device
도 10은 본 발명에 따른 유기 EL 소자를 나타낸 단면도10 is a cross-sectional view showing an organic EL device according to the present invention.
도 11은 알루미늄(Al)의 일함수를 보여주는 그래프11 is a graph showing the work function of aluminum (Al)
도 12는 금(Au)의 일함수를 보여주는 그래프 12 is a graph showing the work function of gold (Au)
도 13은 금(Au)과 ITO 합금의 일함수를 보여주는 그래프13 is a graph showing the work function of gold (Au) and ITO alloys
도 14는 백금(Pt)의 일함수를 보여주는 그래프14 is a graph showing the work function of platinum (Pt)
도 15 내지 도 20은 본 발명 유기 EL 소자의 전극으로 사용될 제 1 내지 제 6 실시예에 따른 합금의 일함수를 보여주는 그래프15 to 20 are graphs showing work functions of alloys according to the first to sixth embodiments to be used as electrodes of the organic EL device of the present invention.
도 21은 본 발명에 따른 유기 EL 소자에 사용되는 전극 물질의 반사율을 설명하기 위한 도면21 is a view for explaining the reflectance of an electrode material used in the organic EL device according to the present invention;
도 22 및 도 23은 본 발명에 따른 유기 EL 소자의 커버링층을 설명하기 위한 도면22 and 23 are views for explaining a covering layer of the organic EL device according to the present invention.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *
30 : 투명 기판 31 : 제 1 전극30 transparent substrate 31 first electrode
32 : 정공 주입층 33 : 정공 수송층32: hole injection layer 33: hole transport layer
34 : 발광층 35 : 전자 수송층34 light emitting layer 35 electron transport layer
36 : 전자 주입층 37 : 제 2 전극36 electron injection layer 37 second electrode
38 : 제 3 전극 40, 41, 42 : 보호막38: third electrode 40, 41, 42: protective film
50 : 커버링층50: covering layer
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