KR102494249B1 - Organic light emitting device - Google Patents
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Abstract
본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자는 제 1 전극과 제 2 전극과 제 1 전극과 제 2 전극 사이에 위치하고, 제 1 유기 발광층을 포함하는 제 1 발광 유닛과 제 1 전극과 제 2 전극 사이에 위치하고, 제 2 유기 발광층을 포함하는 제 2 발광 유닛 및 제 1 발광 유닛과 제 2 발광 유닛 사이에 위치하는 전하 생성층을 포함하고, 전하 생성층은 호스트와 n형 도펀트를 포함하는 제 1 영역, 호스트와 p형 도펀트를 포함하는 제 2 영역 및 제 1 영역과 제 2 영역 사이에 위치하고, 호스트로 이루어진 제 3 영역을 포함하는 유기 발광 소자인 것을 특징으로 한다.An organic light emitting device according to an embodiment of the present invention is positioned between a first electrode and a second electrode and between the first electrode and the second electrode, and between a first light emitting unit including a first organic light emitting layer and the first electrode and the second electrode. and a second light emitting unit including a second organic light emitting layer and a charge generating layer positioned between the first light emitting unit and the second light emitting unit, wherein the charge generating layer includes a first region including a host and an n-type dopant. , It is characterized in that the organic light emitting device includes a second region including a host and a p-type dopant and a third region located between the first region and the second region and made of a host.
Description
본 발명은 유기 발광 소자에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 2 스택 구조의 유기 발광 소자에 있어서 공정이 단순화되고 수명 향상 및 구동 전압 상승 현상의 최소화가 가능한 유기 발광 소자에 관한 것이다.The present invention relates to an organic light emitting device, and more particularly, to an organic light emitting device having a two-stack structure, in which a process is simplified, lifespan is improved, and a driving voltage increase phenomenon is minimized.
유기 발광 표시 장치(OLED)는 자체 발광형 표시 장치로서, 전자(electron) 주입을 위한 전극(cathode)과 정공(hole) 주입을 위한 전극(anode)으로부터 각각 전자와 정공을 발광층 내부로 주입시켜, 주입된 전자와 정공이 결합한 엑시톤(exciton)이 여기 상태로부터 기저 상태로 떨어질 때 발광하는 유기 발광 소자를 이용한 표시 장치이다. An organic light emitting display device (OLED) is a self-emissive display device, which injects electrons and holes into the light emitting layer from a cathode for electron injection and an anode for hole injection, respectively. A display device using an organic light emitting device that emits light when excitons, a combination of injected electrons and holes, fall from an excited state to a ground state.
유기 발광 표시 장치는 빛이 방출되는 방향에 따라서 상부 발광(Top Emission) 방식, 하부 발광(Bottom Emission) 방식 및 양면 발광(Dual Emission) 방식 등이 있고, 구동 방식에 따라서는 수동 매트릭스형(Passive Matrix)과 능동 매트릭스형(Active Matrix) 등으로 나누어진다.Organic light emitting display devices are classified into top emission, bottom emission, and dual emission modes depending on the direction in which light is emitted, and passive matrix type depending on the driving method. ) and active matrix type.
유기 발광 표시 장치는 액정 표시 장치(LCD)와는 달리 별도의 광원이 필요하지 않아 경량 박형으로 제조 가능하다. 또한, 유기 발광 표시 장치는 저전압 구동에 의해 소비 전력 측면에서 유리할 뿐만 아니라, 색상 구현, 응답 속도, 시야각, 명암비(contrast ratio: CR)도 우수하여, 차세대 디스플레이로서 연구되고 있다.Unlike a liquid crystal display (LCD), an organic light emitting display device does not require a separate light source and can be manufactured to be lightweight and thin. In addition, organic light emitting display devices are not only advantageous in terms of power consumption due to low voltage driving, but also excellent in color implementation, response speed, viewing angle, and contrast ratio (CR), and are being studied as next-generation displays.
고 해상도로 디스플레이가 발전하면서 단위 면적당 픽셀 개수가 증가하고, 높은 휘도가 요구되고 있지만 유기 발광 표시 장치의 발광 구조 상 단위 면적 전류(A)에 한계가 있고, 인가 전류의 증가로 인한 유기 발광 소자의 신뢰성 저하 및 소비 전력이 증가하는 문제점이 있다. As the display develops with high resolution, the number of pixels per unit area increases and high luminance is required. There are problems in that reliability decreases and power consumption increases.
따라서 유기 발광 표시 장치의 품질 및 생산성을 저해하는 요인이 되고 있는 유기 발광 소자의 발광 효율, 수명 향상 및 소비 전력 절감이라는 기술적 한계를 극복해야 하며, 요구되는 색감 영역을 유지하면서도 발광 효율, 발광층의 수명 및 시야각 특성을 향상시킬 수 있는 유기 발광 소자 개발을 위한 다양한 연구가 이루어지고 있다. Therefore, it is necessary to overcome the technical limitations of luminous efficiency, lifespan improvement, and power consumption reduction of organic light emitting devices, which are factors that hinder the quality and productivity of organic light emitting display devices. And various studies have been conducted for the development of an organic light emitting device capable of improving viewing angle characteristics.
유기 발광 표시 장치의 성능, 품질 및 생산성 향상을 위해서 유기 발광 소자의 효율과 수명 향상 및 소비 전력 저감을 위한 다양한 유기 발광 소자 구조가 제안되고 있다. In order to improve the performance, quality, and productivity of organic light emitting display devices, various structures of organic light emitting devices have been proposed to improve efficiency and lifetime of organic light emitting devices and reduce power consumption.
이에 따라, 하나의 스택(stack) 즉, 하나의 발광 유닛(electroluminescence unit: EL unit)을 적용하는 단일 스택의 유기 발광 소자 구조뿐만 아니라, 향상된 효율 및 수명 특성을 구현하기 위해 복수 개의 스택(stack), 즉 복수 개의 발광 유닛의 적층을 이용하는 멀티 스택(multi stack) 구조의 유기 발광 소자가 제안되고 있다. Accordingly, a single stack organic light emitting device structure applying one stack, that is, one electroluminescence unit (EL unit), as well as a plurality of stacks to implement improved efficiency and lifespan characteristics That is, an organic light emitting device having a multi-stack structure using stacking of a plurality of light emitting units has been proposed.
이와 같은 복수 개의 발광 유닛의 적층을 이용한 스택 구조의 유기 발광 소자 중에서 2 스택(stack) 구조의 유기 발광 소자의 경우, 동일한 색상을 갖는 제 1 발광 유닛에 포함된 제 1 유기 발광층과 제 2 발광 유닛에 포함된 제 2 유기 발광층이 전하 생성층(Charge Generation Layer: CGL)을 사이에 두고 두 번 적층되는 구조를 가진다.Among organic light emitting devices having a stack structure using the stacking of a plurality of light emitting units, in the case of an organic light emitting device having a two-stack structure, the first organic light emitting layer included in the first light emitting unit having the same color and the second light emitting unit The second organic light-emitting layer included in has a structure in which a charge generation layer (CGL) is stacked twice with a charge generation layer (CGL) interposed therebetween.
즉, 2 스택(stack) 구조의 유기 발광 소자의 경우, 전자와 정공의 재결합(recombination)을 통해서 발광이 일어나는 발광 영역이 제 1 발광 유닛과 제 2 발광 유닛 각각에 위치하므로, 단일 스택 구조의 유기 발광 소자 대비 높은 효율을 나타낼 수 있으며, 또한 저전류 구동이 가능하여 유기 발광 소자의 발광 수명을 향상시킬 수 있었다. That is, in the case of a two-stack organic light emitting device, since the light emitting region in which light emission occurs through recombination of electrons and holes is located in the first light emitting unit and the second light emitting unit, respectively, the organic light emitting device of the single stack structure It can exhibit higher efficiency than the light emitting device, and can also be driven with a low current, thereby improving the light emitting lifetime of the organic light emitting device.
전하 생성층(CGL)은 n형 도펀트가 도핑된 n형 전하 생성층(n-CGL)과 p형 도펀트가 도핑된 p형 전하 생성층(p-CGL)의 두 개의 층으로 구성되며, 각각의 도펀트 물질은 n형 전하 생성층의 호스트 물질과 p형 전하 생성층의 호스트 물질의 페르미 준위를 변경하여 전자와 정공이 서로 쉽게 이동할 수 있도록 하는 역할을 한다. The charge generation layer (CGL) is composed of two layers, an n-type charge generation layer (n-CGL) doped with an n-type dopant and a p-type charge generation layer (p-CGL) doped with a p-type dopant, each The dopant material serves to change the Fermi level of the host material of the n-type charge generation layer and the host material of the p-type charge generation layer so that electrons and holes can easily move to each other.
이와 같은 전하 생성층(CGL)은 전하 생성층(CGL)의 상부에 위치하는 제 2 발광 유닛과 하부에 위치하는 제 1 발광 유닛에 정공과 전자를 각가의 유기 발광층으로 공급하여 각 발광 유닛의 유기 발광층에서 여기자(Exciton)가 형성되도록 하는 역할을 한다. The charge generating layer CGL supplies holes and electrons to the second light emitting unit positioned above and the first light emitting unit positioned below the charge generating layer CGL to the respective organic light emitting layers, so that each light emitting unit is organic. It serves to form excitons in the light emitting layer.
종래의 2 스택(stack) 구조의 유기 발광 소자의 경우, n형 전하 생성층(n-CGL)과 p형 전하 생성층(p-CGL)을 개별적으로 증착하게 되는데, 이에 따라서 각각의 유기 증착 챔버를 사용해야 하며, 증착 챔버 간 이동으로 인해 공정 시간이 길어지고, n형 전하 생성층(n-CGL)과 p형 전하 생성층(p-CGL)에 각각의 호스트 물질 및 도펀트가 사용되므로 재료비가 상승하는 문제가 발생하고 있다. In the case of a conventional organic light emitting device having a two-stack structure, an n-type charge generating layer (n-CGL) and a p-type charge generating layer (p-CGL) are separately deposited. Accordingly, each organic deposition chamber must be used, the process time is long due to movement between deposition chambers, and the material cost is increased because each host material and dopant are used in the n-type charge generation layer (n-CGL) and the p-type charge generation layer (p-CGL). A problem is occurring.
또한 종래의 2 스택(stack) 구조의 유기 발광 소자의 경우, n형 전하 생성층(n-CGL)과 p형 전하 생성층(p-CGL)의 호스트 물질이 서로 다른 물질이므로, 두 개의 층이 접합된 계면에서 전자와 정공이 만나 여기자(Exciton)를 형성하게 되는데, 이러한 여기자가 본래의 준위로 돌아가면서 에너지를 발산하게 되고 이는 유기 재료에 손상을 주어 특성을 저하시킬 수 있다.In addition, in the case of a conventional two-stack organic light emitting device, since the host materials of the n-type charge generation layer (n-CGL) and the p-type charge generation layer (p-CGL) are different from each other, the two layers are At the bonded interface, electrons and holes meet to form excitons, and these excitons return to their original levels and emit energy, which can damage organic materials and deteriorate their properties.
또한 상기 n형 전하 생성층(n-CGL)과 p형 전하 생성층(p-CGL) 계면에서 저항이 크게 증가하고 이에 따라 각각의 발광 유닛에 충분한 전자와 정공이 공급되지 못하여 유기 발광 소자의 수명이 감소하는 문제가 발생하고 있다. In addition, the resistance greatly increases at the interface between the n-type charge generating layer (n-CGL) and the p-type charge generating layer (p-CGL), and accordingly, sufficient electrons and holes are not supplied to each light emitting unit, so that the organic light emitting device has a lifespan. This decreasing problem is occurring.
또한 상기 n형 전하 생성층(n-CGL)과 p형 전하 생성층(p-CGL) 계면에서 생성된 여기자에 의한 불안정한 계면 특성에 인해 유기 발광 소자의 구동 시, 또는 고온 장기 보관 후 구동 시에 유기 발광 소자의 구동 전압이 크게 증가하는 현상이 발생하고 있다. In addition, due to the unstable interface characteristics caused by excitons generated at the interface between the n-type charge generating layer (n-CGL) and the p-type charge generating layer (p-CGL), when driving an organic light emitting device or after long-term storage at high temperature, A phenomenon in which a driving voltage of an organic light emitting device greatly increases has occurred.
본 발명은 상기의 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 두 개의 발광 유닛의 적층을 이용한 2 스택 구조의 유기 발광 소자에 있어서 공정이 단순화되고 수명 향상 및 구동 전압 상승 현상의 최소화가 가능한 유기 발광 소자를 제공하는 것이다.The present invention is to solve the above problems, and the problem to be solved by the present invention is to simplify the process in an organic light emitting device of a two-stack structure using a stack of two light emitting units, improve lifespan, and minimize driving voltage increase. It is to provide an organic light emitting device capable of.
본 발명의 실시예에 따른 해결 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Solved problems according to embodiments of the present invention are not limited to the above-mentioned problems, and other problems not mentioned above will be clearly understood by those skilled in the art from the description below.
본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치에 따라 두 개의 발광 유닛의 적층을 이용한 2 스택 구조의 유기 발광 소자에 있어서, 공정이 단순화되고 수명 향상 및 구동 전압 상승 현상의 최소화가 가능한 유기 발광 소자가 제공된다.In the organic light emitting device having a two-stack structure using a stack of two light emitting units according to an organic light emitting display device according to an embodiment of the present invention, an organic light emitting device capable of simplifying a process, improving lifespan, and minimizing an increase in driving voltage is Provided.
본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자는 제 1 전극과 제 2 전극과 제 1 전극과 제 2 전극 사이에 위치하고, 제 1 유기 발광층을 포함하는 제 1 발광 유닛과 제 1 전극과 제 2 전극 사이에 위치하고, 제 2 유기 발광층을 포함하는 제 2 발광 유닛 및 제 1 발광 유닛과 제 2 발광 유닛 사이에 위치하는 전하 생성층을 포함하고, 전하 생성층은 호스트와 n형 도펀트를 포함하는 제 1 영역, 호스트와 p형 도펀트를 포함하는 제 2 영역 및 제 1 영역과 제 2 영역 사이에 위치하고, 호스트로 이루어진 제 3 영역을 포함한다.An organic light emitting device according to an embodiment of the present invention is positioned between a first electrode and a second electrode and between the first electrode and the second electrode, and between a first light emitting unit including a first organic light emitting layer and the first electrode and the second electrode. and a second light emitting unit including a second organic light emitting layer and a charge generating layer positioned between the first light emitting unit and the second light emitting unit, wherein the charge generating layer includes a first region including a host and an n-type dopant. , a second region including a host and a p-type dopant, and a third region located between the first region and the second region and made of a host.
호스트의 LUMO(Lowest Unoccupied Molecular Orbital) 에너지 레벨은 2.8eV 내지 3.5eV 이고, HOMO(Hightest Occupied Molecular Orbital) 에너지 레벨은 5.3eV 내지 6.5eV 일 수 있다. The LUMO (Lowest Unoccupied Molecular Orbital) energy level of the host may be 2.8 eV to 3.5 eV, and the HOMO (Highest Occupied Molecular Orbital) energy level may be 5.3 eV to 6.5 eV.
호스트는 옥사디아졸 유도체, 안트라센 유도체, Alq3, PBD, TAZ, spiro-PBD, BAlq 및 SAlq로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상으로 이루어질 수 있다. The host may include at least one selected from the group consisting of oxadiazole derivatives, anthracene derivatives, Alq3, PBD, TAZ, spiro-PBD, BAlq, and SAlq.
n형 도펀트는 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 알칼리 금속 화합물 및 알칼리 토금속 화합물 중 어느 하나로 이루어질 수 있다. The n-type dopant may be formed of any one of an alkali metal, an alkaline earth metal, an alkali metal compound, and an alkaline earth metal compound.
p형 도펀트의 LUMO(Lowest Unoccupied Molecular Orbital) 에너지 레벨은 4.3eV 내지 6.7eV 이고, HOMO(Hightest Occupied Molecular Orbital) 에너지 레벨은 7eV 내지 9.6eV 일 수 있다. The p-type dopant may have a Lowest Unoccupied Molecular Orbital (LUMO) energy level of 4.3 eV to 6.7 eV, and a Highest Occupied Molecular Orbital (HOMO) energy level of 7 eV to 9.6 eV.
p형 도펀트는 F4-TCNQ 또는 NDP-9 중 어느 하나로 이루어질 수 있다. The p-type dopant may consist of either F 4 -TCNQ or NDP-9.
전하 생성층의 두께는 200Å 내지 500Å일 수 있다. The thickness of the charge generation layer may be 200 Å to 500 Å.
제 3 영역의 두께는 5Å 내지 15Å일 수 있다. The thickness of the third region may be 5 Å to 15 Å.
제 2 발광 유닛은 제 1 발광 유닛의 상부에 위치할 수 있다. The second light emitting unit may be positioned above the first light emitting unit.
유기 발광 소자는 적색 서브 화소 영역, 녹색 서브 화소 영역 및 청색 서브 화소 영역을 포함하며, 제 1 유기 발광층과 제 2 유기 발광층은, 적색 서브 화소 영역, 녹색 서브 화소 영역 및 청색 서브 화소 영역 중 적어도 하나에 위치할 수 있다. The organic light-emitting element includes a red sub-pixel area, a green sub-pixel area, and a blue sub-pixel area, and the first organic light-emitting layer and the second organic light-emitting layer include at least one of a red sub-pixel area, a green sub-pixel area, and a blue sub-pixel area. can be located in
또 다른 측면에서 본 발명의 실시예에 따른 복수 개의 발광 유닛을 포함하는 멀티 스택 구조의 유기 발광 소자는 복수 개의 발광 유닛의 사이에 위치하는 전하 생성층을 호스트, n형 도펀트 및 p형 도펀트를 포함하는 하나의 층으로 구성하고, 전하 생성층이 n형 도펀트를 포함하는 영역과 p형 도펀트를 포함하는 영역 사이에 호스트로 이루어진 중간층 영역을 포함하도록 구성함으로써, n형 전하 생성층과 p형 전하 생성층 사이 계면에서 발생하는 전자와 정공의 반응을 최소화하여 수명이 향상되고 구동 전압 상승 현상이 최소화된다.In another aspect, an organic light emitting device having a multi-stack structure including a plurality of light emitting units according to an embodiment of the present invention includes a charge generation layer positioned between the plurality of light emitting units, a host, an n-type dopant, and a p-type dopant. is composed of one layer, and the charge generation layer is configured to include an intermediate layer region made of a host between the region containing the n-type dopant and the region containing the p-type dopant, thereby generating the n-type charge generation layer and the p-type charge. By minimizing the reaction between electrons and holes generated at the interface between layers, the lifetime is improved and the driving voltage increase phenomenon is minimized.
n형 도펀트와 p형 도펀트는 상기 전하 생성층에서 상기 중간층 영역을 제외한 영역에만 포함될 수 있다. The n-type dopant and the p-type dopant may be included only in regions other than the intermediate layer region in the charge generating layer.
전하 생성층의 두께는 200Å 내지 500Å일 수 있다. The thickness of the charge generation layer may be 200 Å to 500 Å.
중간층 영역의 두께는 5Å 내지 15Å일 수 있다. The thickness of the middle layer region may be 5 Å to 15 Å.
전하 생성층은 단일 증착 공정을 통해 하나의 층으로 이루어질 수 있다.The charge generation layer may be formed of one layer through a single deposition process.
본 발명의 실시예에 따른 복수 개의 발광 유닛을 포함하는 멀티 스택 구조의 유기 발광 소자의 경우, 복수 개의 발광 유닛의 사이에 위치하는 전하 생성층을 단일 증착 공정으로 통해 호스트, n형 도펀트 및 p형 도펀트를 포함하는 하나의 층으로 구성함으로써, 유기 발광 소자의 제조 공정의 단순화가 가능하며 재료비를 저감할 수 있다. In the case of an organic light emitting device having a multi-stack structure including a plurality of light emitting units according to an embodiment of the present invention, a host, an n-type dopant, and a p-type charge generation layer positioned between the plurality of light emitting units are deposited in a single deposition process. By forming one layer including a dopant, it is possible to simplify the manufacturing process of the organic light emitting device and reduce the material cost.
본 발명의 실시예에 따른 복수 개의 발광 유닛을 포함하는 멀티 스택 구조의 유기 발광 소자의 경우, 단일 층으로 구성된 전하 생성층이 n형 도펀트를 포함하는 영역과 p형 도펀트를 포함하는 영역 사이에 호스트로 이루어진 중간층 영역을 포함하도록 구성함으로써, n형 전하 생성층과 p형 전하 생성층 사이 계면에서 발생하는 전자와 정공의 반응을 최소화하여 유기 발광 소자의 수명이 향상되고 고온 보관 후 구동 시 구동 전압 상승 현상의 발생을 최소화할 수 있다. In the case of an organic light emitting device having a multi-stack structure including a plurality of light emitting units according to an embodiment of the present invention, a charge generating layer composed of a single layer is a host between a region including an n-type dopant and a region including a p-type dopant. By configuring to include an intermediate layer region made of, the reaction of electrons and holes generated at the interface between the n-type charge generation layer and the p-type charge generation layer is minimized, thereby improving the lifespan of the organic light emitting device and increasing the driving voltage during driving after storage at a high temperature. phenomena can be minimized.
본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과는 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description below.
이상에서 해결하고자 하는 과제, 과제 해결 수단, 효과에 기재한 발명의 내용이 청구항의 필수적인 특징을 특정하는 것은 아니므로, 청구항의 권리범위는 발명의 내용에 기재된 사항에 의하여 제한되지 않는다.Since the content of the invention described in the problem to be solved, the means for solving the problem, and the effect above does not specify the essential features of the claim, the scope of the claim is not limited by the matters described in the content of the invention.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자의 개략적인 단면을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자의 전하 생성층의 단면 구조를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자의 전하 생성층의 에너지 레벨을 나타내는 도면이다.
도 4 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자의 전하 생성층의 형성 방법을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 5는 비교예와 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자의 수명 평가 결과를 나타내는 도면이다.
도 6a 내지 도 6c는 비교예에 따른 유기 발광 소자의 도펀트 도핑 조건 별 고온 보관 후 구동 전압 변화 실험 결과를 나타내는 도면이다.
도 7a 내지 도 7c는 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자의 도펀트 도핑 조건 별 고온 보관 후 구동 전압 변화 실험 결과를 나타내는 도면이다.1 is a schematic cross-sectional view of an organic light emitting device according to an embodiment of the present invention.
2 is a view showing a cross-sectional structure of a charge generation layer of an organic light emitting device according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram showing energy levels of a charge generation layer of an organic light emitting device according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram schematically illustrating a method of forming a charge generation layer of an organic light emitting device according to an embodiment of the present invention.
5 is a view showing life evaluation results of organic light emitting diodes according to comparative examples and embodiments of the present invention.
6A to 6C are diagrams illustrating test results of driving voltage changes after storage at a high temperature for each dopant doping condition of an organic light emitting device according to a comparative example.
7A to 7C are diagrams illustrating test results of driving voltage changes after storage at a high temperature for each dopant doping condition of an organic light emitting device according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.Advantages and features of the present invention, and methods of achieving them, will become clear with reference to the detailed description of the following embodiments taken in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be embodied in a variety of different forms, and only these embodiments make the disclosure of the present invention complete, and common knowledge in the art to which the present invention pertains. It is provided to completely inform the person who has the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims.
본 발명의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 본 명세서 상에서 언급된 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다.The shapes, sizes, ratios, angles, numbers, etc. disclosed in the drawings for explaining the embodiments of the present invention are illustrative, so the present invention is not limited to the details shown. Like reference numbers designate like elements throughout the specification. In addition, in describing the present invention, if it is determined that a detailed description of related known technologies may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description will be omitted. When 'includes', 'has', 'consists of', etc. mentioned in this specification is used, other parts may be added unless 'only' is used. In the case where a component is expressed in the singular, the case including the plural is included unless otherwise explicitly stated.
구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다. 위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~상에', '~상부에', '~하부에', '~옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다.In interpreting the components, even if there is no separate explicit description, it is interpreted as including the error range. In the case of a description of a positional relationship, for example, 'on top of', 'on top of', 'at the bottom of', 'next to', etc. Or, unless 'directly' is used, one or more other parts may be located between the two parts.
또한 제 1, 제 2 등이 다양한 구성 요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성 요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제 1 구성 요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제 2 구성 요소일 수도 있다.In addition, although first, second, etc. are used to describe various components, these components are not limited by these terms. These terms are only used to distinguish one component from another. Therefore, the first component mentioned below may also be the second component within the technical spirit of the present invention.
본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하고, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시할 수도 있다.Each feature of the various embodiments of the present invention can be partially or entirely combined or combined with each other, technically various interlocking and driving are possible, and each embodiment can be implemented independently of each other or can be implemented together in a related relationship. may be
이하에서 도면을 참조하여 본 발명의 유기 발광 소자에 대해서 상세히 설명한다. Hereinafter, the organic light emitting device of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자의 개략적인 단면을 나타내는 도면이다. 1 is a schematic cross-sectional view of an organic light emitting device according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자(1000)는 적색 서브 화소 영역(Rp), 녹색 서브 화소 영역(Gp) 및 청색 서브 화소 영역(Bp)이 정의되어 있는 기판 상에 형성되는 제 1 전극(110, anode)과 정공 주입층(120, hole injection layer: HIL), 제 1 정공 수송층(130, 1st hole transporting layer: 1st HTL), 제 1 적색 발광층(140, 1st Red emission layer: 1st Red EML), 제 1 녹색 발광층(141, 1st Green emission layer: 1st Green EML) 및 제 1 청색 발광층(142, 1st Blue emission layer: 1st Blue EML)으로 이루어지는 제 1 유기 발광층, 제 1 전자 수송층(150, 1st electron transporting layer: 1st ETL), 전하 생성층(160, charge generation layer: CGL), 제 2 정공 수송층(170, 2nd hole transporting layer: 2nd HTL), 제 2 적색 발광층(180, 2nd Red emission layer: 2nd Red EML), 제 2 녹색 발광층(181, 2nd Green emission layer: 2nd Green EML) 및 제 2 청색 발광층(182, 2nd Blue emission layer: 2nd Blue EML)으로 이루어지는 제 2 유기 발광층, 제 2 전자 수송층(190, 2nd electron transporting layer: 2nd ETL), 제 2 전극(200, cathode) 및 캡핑층(210, capping layer: CPL)을 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 1 , an organic
또한 도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자(1000)는 제 1 전극(110)과 제 2 전극(200)의 사이에 제 1 유기 발광층을 포함하는 제 1 발광 유닛(1100, 1st EL Unit) 및 제 2 유기 발광층을 포함하는 제 2 발광 유닛(1200, 2nd EL Unit)이 적층되어 구성된 2 스택(stack) 구조를 갖는 유기 발광 소자이다.Referring also to FIG. 1 , an organic
보다 구체적으로, 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자(1000)의 제 1 발광 유닛(1100)은 정공 주입층(120), 제 1 정공 수송층(130), 제 1 적색 발광층(140), 제 1 녹색 발광층(141) 및 제 1 청색 발광층(142)으로 이루어지는 제 1 유기 발광층 및 제 1 전자 수송층(150)을 포함하여 구성된다. More specifically, the first
또한 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자(1000)의 제 2 발광 유닛(1200)은 제 2 정공 수송층(170), 제 2 적색 발광층(180), 제 2 녹색 발광층(181) 및 제 2 청색 발광층(182)으로 이루어지는 제 2 유기 발광층 및 제 2 전자 수송층(190)을 포함하여 구성된다.In addition, the second
또한 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자(1000)는 상기 제 1 발광 유닛(1100)과 제 2 발광 유닛(1200)의 사이에 위치하는 전하 생성층(160)을 포함하여 구성된다. In addition, the organic
또한 도시하지 않았지만 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자를 포함하는 유기 발광 표시 장치는, 기판 상에 서로 교차하여 각 화소 영역을 정의하는 게이트 배선, 데이터 배선과 이중 어느 하나와 평행하게 연장되는 전원 배선을 포함하며, 각 화소 영역에는 게이트 배선 및 데이터 배선에 연결된 스위칭 박막트랜지스터와 스위칭 박막 트랜지스터에 연결된 구동 박막 트랜지스터가 위치한다. 구동 박막 트랜지스터는 상기 제 1 전극(110, anode)에 전기적으로 연결된다. Also, although not shown, an organic light emitting diode display including an organic light emitting element according to an exemplary embodiment of the present invention includes a gate line and a data line that cross each other on a substrate to define each pixel area, and a power source extending in parallel with any one of them. A switching thin film transistor connected to the gate line and the data line and a driving thin film transistor connected to the switching thin film transistor are positioned in each pixel area. The driving thin film transistor is electrically connected to the first electrode 110 (anode).
제 1 전극(110)은 적색 서브 화소 영역(Rp), 녹색 서브 화소 영역(Gp) 및 청색 서브 화소 영역(Bp) 각각에 대응되도록 기판 상에 위치하며, 반사 전극으로 이루어질 수 있다. 예를 들어서, 제 1 전극(110)은 인듐-틴-옥사이드(indium-tin-oxide: ITO)와 같이 일함수가 높은 투명 도전성 물질층과 은(Ag) 또는 은 합금(Ag alloy)과 같은 반사 물질층을 포함할 수 있다. The first electrode 110 is positioned on the substrate to correspond to each of the red sub-pixel region Rp, the green sub-pixel region Gp, and the blue sub-pixel region Bp, and may be formed of a reflective electrode. For example, the first electrode 110 may include a layer of a transparent conductive material having a high work function, such as indium-tin-oxide (ITO), and a reflective layer such as silver (Ag) or a silver alloy (Ag alloy). A material layer may be included.
정공 주입층(120)은 적색 서브 화소 영역(Rp), 녹색 서브 화소 영역(Gp) 및 청색 서브 화소 영역(Bp) 모두에 대응되도록 제 1 전극(110) 상에 위치한다. The
정공 주입층(120)은 정공의 주입을 원활하게 하는 역할을 할 수 있으며, HATCN(1,4,5,8,9,11-hexaazatriphenylene-hexanitrile), CuPc(cupper phthalocyanine), PEDOT(poly(3,4)-ethylenedioxythiophene), PANI(polyaniline) 및 NPD(N,N-dinaphthyl-N,N'-diphenylbenzidine)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상으로 이루어질 수 있으나 이에 한정되지 않는다.The
제 1 정공 수송층(130)과 제 2 정공 수송층(170)은 각각 적색 서브 화소 영역(Rp), 녹색 서브 화소 영역(Gp) 및 청색 서브 화소 영역(Bp) 모두에 대응되도록 형성되며, 제 1 정공 수송층(130)은 정공 주입층(120) 상에, 제 2 정공 수송층(170)은 제 2 전하 생성층(165) 상에 위치한다.The first
제 1 정공 수송층(130)과 제 2 정공 수송층(170)은 정공의 수송을 원활하게 하는 역할을 하며, NPD(N,N-dinaphthyl-N,N'-diphenylbenzidine), TPD(N,N'-bis-(3-methylphenyl)-N,N'-bis-(phenyl)-benzidine), s-TAD 및 MTDATA(4,4',4"-Tris(N-3-methylphenyl-N-phenyl-amino)-triphenylamine)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상으로 이루어질 수 있으나 이에 한정되지 않는다.The first
또한 도 1을 참조하면, 제 1 발광 유닛(1100)의 제 1 적색 발광층(140)은 제 1 정공 수송층(130) 상의 적색 서브 화소 영역(Rp)에 위치하며, 또한 제 2 발광 유닛(1200)의 제 2 적색 발광층(180)은 제 2 정공 수송층(170) 상의 적색 서브 화소 영역(Rp)에 위치한다. 제 1 적색 발광층(140) 및 제 2 적색 발광층(180)은 각각 적색을 발광하는 발광 물질을 포함할 수 있으며, 발광 물질은 인광 물질 또는 형광 물질을 이용하여 형성할 수 있다. Referring also to FIG. 1 , the first red
보다 구체적으로 제 1 적색 발광층(140) 및 제 2 적색 발광층(180)은 CBP(4,4’-bis(carbozol-9-yl)biphenyl) 또는 mCP(1,3-bis(N-carbozolyl)benzene)를 포함하는 호스트 물질을 포함할 수 있으며, PQIr(acac)(bis(1-phenylquinoline) acetylacetonate iridium), PQIr(tris(1-phenylquinoline) iridium) 및 PtOEP(octaethylporphyrin platinum)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상을 포함하는 도펀트를 포함하는 인광 물질로 이루어질 수 있고, 이와는 달리 PBD:Eu(DBM)3(Phen) 또는 Perylene을 포함하는 형광 물질로 이루어질 수 있으나 이에 한정되지 않는다.More specifically, the first red light-emitting
또한 도 1을 참조하면, 제 1 발광 유닛(1100)의 제 1 녹색 발광층(141)은 제 1 정공 수송층(130) 상의 녹색 서브 화소 영역(Gp)에 위치하며, 또한 제 2 발광 유닛(1200)의 제 2 녹색 발광층(181)은 제 2 정공 수송층(170) 상의 녹색 서브 화소 영역(Gp)에 위치한다. 제 1 녹색 발광층(141) 및 제 2 녹색 발광층(181)은 녹색을 발광하는 발광 물질을 포함할 수 있으며, 발광 물질은 인광 물질 또는 형광 물질을 이용하여 형성할 수 있다.Referring also to FIG. 1 , the first green
보다 구체적으로 제 1 녹색 발광층(141) 및 제 2 녹색 발광층(181)은 CBP 또는 mCP를 포함하는 호스트 물질을 포함할 수 있으며, Ir(ppy)3(fac tris(2-phenylpyridine)iridium)을 포함하는 이리듐 착물(Ir complex)와 같은 도펀트 물질을 포함하는 인광 물질로 이루어질 수 있고, 이와는 달리 Alq3(tris(8-hydroxyquinolino)aluminum)을 포함하는 형광 물질로 이루어질 수 있으나 이에 한정되지 않는다.More specifically, the first green
또한 도 1을 참조하면, 제 1 발광 유닛(1100)의 제 1 청색 발광층(142)은 제 1 정공 수송층(130) 상의 청색 서브 화소 영역(Bp)에 위치하며, 또한 제 2 발광 유닛(1200)의 제 2 청색 발광층(182)은 제 2 정공 수송층(170) 상의 청색 서브 화소 영역(Bp)에 위치한다. 제 1 청색 발광층(142) 및 제 2 청색 발광층(182)은 청색을 발광하는 발광 물질을 포함할 수 있으며, 발광 물질은 인광 물질 또는 형광 물질을 이용하여 형성할 수 있다. Referring also to FIG. 1 , the first blue
보다 구체적으로 제 1 청색 발광층(142) 및 제 2 청색 발광층(182)은 CBP 또는 mCP를 포함하는 호스트 물질을 포함할 수 있으며, (4,6-F2ppy)2Irpic을 포함하는 도펀트 물질을 포함하는 인광 물질로 이루어질 수 있다. 또한, spiro-DPVBi, spiro-6P, 디스틸벤젠(DSB), 디스트릴아릴렌(DSA), PFO계 고분자 및 PPV계 고분자로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 포함하는 형광 물질로 이루어질 수 있으나 이에 한정되지 않는다.More specifically, the first blue
또한 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자(1000)는 적색 서브 화소 영역(Rp), 녹색 서브 화소 영역(Gp) 및 청색 서브 화소 영역(Bp)을 포함하여 구성되며, 제 1 유기 발광층과 제 2 유기 발광층은 적색 서브 화소 영역(Rp), 녹색 서브 화소 영역(Gp) 및 청색 서브 화소 영역(Bp) 중 적어도 하나에 위치할 수 있다. In addition, the organic light-emitting
또한 도 1을 참조하면 제 1 전자 수송층(150)은 적색 서브 화소 영역(Rp), 녹색 서브 화소 영역(Gp) 및 청색 서브 화소 영역(Bp) 모두에 대응되도록 제 1 적색 발광층(140), 제 1 녹색 발광층(141) 및 제 1 청색 발광층(142) 상에 위치하며, 제 2 전자 수송층(190)은 적색 서브 화소 영역(Rp), 녹색 서브 화소 영역(Gp) 및 청색 서브 화소 영역(Bp) 모두에 대응되도록 제 2 적색 발광층(180), 제 2 녹색 발광층(181) 및 제 2 청색 발광층(182) 상에 위치한다. Also, referring to FIG. 1 , the first
제 1 전자 수송층(150) 및 제 2 전자 수송층(190)은 전자의 수송 및 주입의 역할을 할 수 있으며, 제 1 전자 수송층(150) 및 제 2 전자 수송층(190)의 두께는 전자 수송 특성을 고려하여 조절될 수 있다. The first
제 1 전자 수송층(150) 및 제 2 전자 수송층(190)은 전자의 수송을 원활하게 하는 역할을 하며, Alq3(tris(8-hydroxyquinolino)aluminum), PBD(2-(4-biphenylyl)-5-(4-tert-butylpheny)-1,3,4oxadiazole), TAZ, spiro-PBD, BAlq 및 SAlq로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상으로 이루어질 수 있으나 이에 한정되지 않는다.The first
또한 도 1에 도시하지 않았으나 전자 주입층(electron injection layer: EIL)을 별도로 제 2 전자 수송층(190) 상에 추가로 구성하는 것도 가능하다. Also, although not shown in FIG. 1 , an electron injection layer (EIL) may be additionally formed separately on the second
전자 주입층(EIL)은 Alq3(tris(8-hydroxyquinolino)aluminum), PBD(2-(4-biphenylyl)-5-(4-tert-butylpheny)-1,3,4oxadiazole), TAZ, spiro-PBD, BAlq 또는 SAlq를 사용할 수 있으나 이에 한정되지 않는다.The electron injection layer (EIL) is Alq 3 (tris(8-hydroxyquinolino)aluminum), PBD (2-(4-biphenylyl)-5-(4-tert-butylpheny)-1,3,4oxadiazole), TAZ, spiro- PBD, BAlq or SAlq may be used, but is not limited thereto.
여기서, 본 발명의 실시예에 따라 그 구조가 한정되는 것은 아니며, 정공 주입층(120), 제 1 정공 수송층(130), 제 2 정공 수송층(170), 제 1 전자 수송층(150), 제 2 전자 수송층(190) 및 전자 주입층(EIL) 중에서 적어도 어느 하나가 생략될 수도 있다. 또한, 제 1 정공 수송층(130), 제 2 정공 수송층(170), 제 1 전자 수송층(150), 제 2 전자 수송층(190) 및 전자 주입층(EIL) 중 적어도 어느 하나를 두 개 이상의 층으로 형성하는 것도 가능하다.Here, the structure is not limited according to the embodiment of the present invention, and the
본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자(1000)의 전하 생성층(160)은 적색 서브 화소 영역(Rp), 녹색 서브 화소 영역(Gp) 및 청색 서브 화소 영역(Bp) 모두에 대응되도록 제 1 전자 수송층(150) 상에 위치한다. The first
도 1을 참조하면, 전하 생성층(160)은 제 1 발광 유닛(1100)과 제 2 발광 유닛(1200)의 사이에 위치하며, 전하 생성층(160)은 제 1 발광 유닛(1100)과 제 2 발광 유닛(1200)의 두 발광 유닛 간의 전하 균형을 조절하는 역할을 한다.Referring to FIG. 1 , the
또한 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자(1000)의 전하 생성층(160)은 단일 증착 공정을 통해 하나의 층으로 이루어질 수 있으며, 또한 도 1을 참조하면, 전하 생성층(160)은 호스트(host)와 n형 도펀트(dopant)를 포함하여 이루어진 제 1 영역(161), 호스트(host)와 p형 도펀트(dopant)를 포함하여 이루어진 제 2 영역(163) 및 제 1 영역(161)과 제 2 영역(163) 사이에 위치하고, n형 도펀트와 p형 도펀트를 포함하지 않으며 호스트(host)로 이루어진 제 3 영역(162)을 포함하여 이루어질 수 있다. In addition, the
즉, 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자(1000)의 전하 생성층(160)의 제 1 영역(161)은 전하 생성층(160)의 하부에 위치하는 제 1 발광 유닛(1100)으로 전자의 주입을 돕는 n형 전하 생성층(n-CGL)의 역할을 할 수 있으며, 전하 생성층(160)의 제 2 영역(163) 전하 생성층(160)의 상부에 위치하는 제 2 발광 유닛(1200)으로 정공의 주입을 돕는 p형 전하 생성층(p-CGL)의 역할을 할 수 있다.That is, the
제 2 전극(200)은 적색 서브 화소 영역(Rp), 녹색 서브 화소 영역(Gp) 및 청색 서브 화소 영역(Bp) 모두에 대응되도록 제 2 전자 수송층(190) 상에 위치한다. 예를 들어, 제 2 전극(200)은 마그네슘과 은의 합금(Mg:Ag)으로 이루어져 반투과 특성을 가질 수 있다. 즉, 유기 발광층으로부터 방출된 빛은 제 2 전극(200)을 통해 외부로 표시되는데, 제 2 전극(200)은 반투과 특성을 갖기 때문에, 일부의 빛은 다시 제 1 전극(110)으로 향하게 된다.The
이와 같이, 반사층으로 작용하는 제 1 전극(110)과 제 2 전극(200)의 사이에서 반복적인 반사가 일어나는 마이크로 캐비티(micro cavity) 효과에 의해서 제 1 전극(110)과 제 2 전극(200) 사이의 캐비티 내에서 빛이 반복적으로 반사되어 광 효율이 증가하게 된다. In this way, the first electrode 110 and the
이 외에도, 제 1 전극(110)을 투과 전극으로 형성하고, 제 2 전극(200)을 반사 전극으로 형성하여 제 1 전극(110)을 통해 유기 발광층으로부터 출사된 빛이 외부로 표시되는 것도 가능하다.In addition to this, it is also possible to form the first electrode 110 as a transmissive electrode and form the
캡핑층(210)은 제 2 전극(200) 상에 위치한다. 캡핑층(210)은 유기 발광 소자에 있어서 광 추출 효과를 증가시키는 역할을 할 수 있으며, 제 1 정공 수송층(130) 및 제 2 정공 수송층(170) 물질, 제 1 전자 수송층(150) 및 제 2 전자 수송층(190) 물질, 그리고 제 1 적색 발광층(140) 및 제 2 적색 발광층(180), 제 1 녹색 발광층(141) 및 제 2 녹색 발광층(181), 제 1 청색 발광층(142) 및 제 2 청색 발광층(182)의 호스트 물질 중 어느 하나로 이루어질 수 있다. 또한, 캡핑층(210)은 생략하는 것이 가능하다.The
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자의 전하 생성층의 단면 구조를 나타내는 도면이다.2 is a view showing a cross-sectional structure of a charge generation layer of an organic light emitting device according to an embodiment of the present invention.
또한 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자의 전하 생성층의 에너지 레벨을 나타내는 도면이다. 3 is a diagram showing energy levels of a charge generation layer of an organic light emitting device according to an embodiment of the present invention.
종래의 2 스택(stack) 구조의 유기 발광 소자에 있어서, 전하 생성층(CGL)은 n형 도펀트가 도핑된 n형 전하 생성층(n-CGL)과 p형 도펀트가 도핑된 p형 전하 생성층(p-CGL)의 두 개의 층으로 구성되며, 이와 같은 전하 생성층(CGL)은 전하 생성층(CGL)의 상부에 위치하는 제 2 발광 유닛과 하부에 위치하는 제 1 발광 유닛에 정공과 전자를 각가의 유기 발광층으로 공급하여 각 발광 유닛의 유기 발광층에서 여기자(Exciton)가 형성되도록 하는 역할을 한다. In a conventional two-stack organic light emitting device, the charge generation layer (CGL) is an n-type charge generation layer (n-CGL) doped with an n-type dopant and a p-type charge generation layer doped with a p-type dopant. It is composed of two layers of (p-CGL), and such a charge generation layer (CGL) is located on the upper side of the charge generation layer (CGL), the second light emitting unit and the lower side of the first light emitting unit, holes and electrons is supplied to each organic light emitting layer to form excitons in the organic light emitting layer of each light emitting unit.
즉, 종래 2 스택 구조의 유기 발광 소자의 경우, n형 전하 생성층(n-CGL)과 p형 전하 생성층(p-CGL)을 개별적으로 증착하게 되는데, 이에 따라서 각각의 유기 증착 챔버를 사용해야 하며, 증착 챔버 간 이동으로 인해 공정 시간이 길어지고, n형 전하 생성층(n-CGL)과 p형 전하 생성층(p-CGL)에 각각의 호스트 물질 및 도펀트가 사용되므로 재료비가 상승하는 문제가 발생하고 있다. That is, in the case of a conventional organic light emitting device having a two-stack structure, an n-type charge generation layer (n-CGL) and a p-type charge generation layer (p-CGL) are separately deposited. Accordingly, each organic deposition chamber must be used. process time is increased due to movement between deposition chambers, and material cost is increased because each host material and dopant are used in the n-type charge generation layer (n-CGL) and the p-type charge generation layer (p-CGL). is happening
또한 종래의 2 스택(stack) 구조의 유기 발광 소자의 경우, n형 전하 생성층(n-CGL)과 p형 전하 생성층(p-CGL)의 호스트 물질이 서로 다른 물질이므로, 두 개의 층이 접합된 계면에서 전자와 정공이 만나 여기자(Exciton)를 형성하게 되는데, 이러한 여기자가 본래의 준위로 돌아가면서 에너지를 발산하게 되고 이는 유기 재료에 손상을 주어 특성을 저하시킬 수 있다.In addition, in the case of a conventional two-stack organic light emitting device, since the host materials of the n-type charge generation layer (n-CGL) and the p-type charge generation layer (p-CGL) are different from each other, the two layers are At the bonded interface, electrons and holes meet to form excitons, and these excitons return to their original levels and emit energy, which can damage organic materials and deteriorate their properties.
또한 상기 n형 전하 생성층(n-CGL)과 p형 전하 생성층(p-CGL) 계면에서 저항이 크게 증가하고 이에 따라 각각의 발광 유닛에 충분한 전자와 정공이 공급되지 못하여 유기 발광 소자의 수명이 감소하는 문제가 발생하고 있다. In addition, the resistance greatly increases at the interface between the n-type charge generating layer (n-CGL) and the p-type charge generating layer (p-CGL), and accordingly, sufficient electrons and holes are not supplied to each light emitting unit, so that the organic light emitting device has a lifespan. This decreasing problem is occurring.
또한 상기 n형 전하 생성층(n-CGL)과 p형 전하 생성층(p-CGL) 계면에서 생성된 여기자에 의한 불안정한 계면 특성에 인해 유기 발광 소자의 구동 시, 또는 고온 장기 보관 후 구동 시에 유기 발광 소자의 구동 전압이 크게 증가하는 현상이 발생하고 있다. In addition, due to the unstable interface characteristics caused by excitons generated at the interface between the n-type charge generating layer (n-CGL) and the p-type charge generating layer (p-CGL), when driving an organic light emitting device or after long-term storage at high temperature, A phenomenon in which a driving voltage of an organic light emitting device greatly increases has occurred.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서, 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자(1000)의 전하 생성층(160)은 n형 전하 생성층(n-CGL)과 p형 전하 생성층(p-CGL) 사이에서 계면이 형성되지 않도록 하나의 층으로 이루어지고, 전하 생성층(160) 내 n형 도펀트를 포함하는 영역과 p형 도펀트를 포함하는 영역의 사이에 호스트로 이루어진 중간층 영역을 포함하도록 구성될 수 있다.In order to solve the above problems, the
보다 구체적으로 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자의 전하 생성층(160)은 단일 증착 공정을 통해 하나의 층으로 이루어질 수 있으며, 또한 전하 생성층(160)은 호스트(host)와 n형 도펀트(dopant)를 포함하여 이루어진 제 1 영역(161), 호스트(host)와 p형 도펀트(dopant)를 포함하여 이루어진 제 2 영역(163) 및 제 1 영역(161)과 제 2 영역(163) 사이에 위치하고, n형 도펀트와 p형 도펀트를 포함하지 않으며 호스트(host)로 이루어진 제 3 영역(162)을 포함하여 이루어질 수 있다. More specifically, referring to FIG. 2 , the
상기 전하 생성층(160)의 호스트(host)와 n형 도펀트(dopant)를 포함하는 제 1 영역(161)과 호스트(host)와 p형 도펀트(dopant)를 포함하는 제 2 영역(163)은 각 영역에서 전하 생성층(160)의 호스트 물질의 페르미 준위를 변경시킴으로써 전자와 정공이 서로 쉽게 이동할 수 있도록 하는 역할을 할 수 있다. The
즉, 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자(1000)의 전하 생성층(160)의 제 1 영역(161)은 전하 생성층(160)의 하부에 위치하는 제 1 발광 유닛(1100)으로 전자의 주입을 돕는 n형 전하 생성층(n-CGL)의 역할을 할 수 있으며, 전하 생성층(160)의 제 2 영역(163) 전하 생성층(160)의 상부에 위치하는 제 2 발광 유닛(1200)으로 정공의 주입을 돕는 p형 전하 생성층(p-CGL)의 역할을 할 수 있다.That is, the
도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자(1000)의 전하 생성층(160)의 호스트(host)의 LUMO(Lowest Unoccupied Molecular Orbital) 에너지 레벨은 2.8eV 내지 3.5eV 이고, HOMO(Hightest Occupied Molecular Orbital) 에너지 레벨은 5.3eV 내지 6.5eV 일 수 있다. Referring to FIG. 3 , the LUMO (Lowest Unoccupied Molecular Orbital) energy level of the host of the
여기서 상기 전하 생성층(160)의 호스트(host)는 옥사디아졸 유도체, 안트라센 유도체, Alq3, PBD, TAZ, spiro-PBD, BAlq 및 SAlq로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상으로 이루어질 수 있다. Here, the host of the
상기 전하 생성층(160)의 제 1 영역(161)의 호스트(host) 내 포함된 n형 도펀트(dopant)는 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 알칼리 금속 화합물 및 알칼리 토금속 화합물 중 어느 하나로 이루어질 수 있다. An n-type dopant included in the host of the
또한 상기 전하 생성층(160)의 제 2 영역(163)의 호스트(host) 내 포함된 p형 도펀트의 LUMO(Lowest Unoccupied Molecular Orbital) 에너지 레벨은 4.3eV 내지 6.7eV 이고, HOMO(Hightest Occupied Molecular Orbital) 에너지 레벨은 7eV 내지 9.6eV 일 수 있다. In addition, the LUMO (Lowest Unoccupied Molecular Orbital) energy level of the p-type dopant included in the host of the
또한 상기 전하 생성층(160)의 제 2 영역(163)의 호스트(host) 내 포함된 p형 도펀트는 F4-TCNQ 또는 NDP-9 중 어느 하나로 이루어질 수 있다. In addition, the p-type dopant included in the host of the
또한 전하 생성층(160)의 두께는 전하 생성층(charge generation layer)으로 동작할 수 있는 수준인 200Å 내지 500Å으로 형성될 수 있다. In addition, the
또한 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자(1000)의 제 1 영역(161)과 제 2 영역(163) 사이에 위치하고, n형 도펀트와 p형 도펀트를 포함하지 않으며 호스트(host)로 이루어진 중간층(buffer layer)인 제 3 영역(162)은 n형 전하 생성층과 p형 전하 생성층 사이에 형성되는 계면에서 발생할 수 있는 전자와 정공의 반응을 최소화하는 역할을 할 수 있다.In addition, the intermediate layer is located between the
본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자(1000)의 전하 생성층(160)의 제 3 영역(162)의 두께는 전하 생성층(160) 내 전자와 정공의 반응을 최소화할 수 있는 중간층(buffer layer)으로서의 특성을 고려할 때, 바람직하게 5Å 내지 15Å일 수 있다. The thickness of the
즉, 본 발명의 실시예에 따른 복수 개의 발광 유닛을 포함하는 멀티 스택 구조의 유기 발광 소자의 경우, 단일 층으로 구성된 전하 생성층이 상기 n형 도펀트를 포함하는 영역과 상기 p형 도펀트를 포함하는 영역 사이에 호스트로 이루어진 중간층 영역을 포함하도록 구성함으로써, n형 전하 생성층과 p형 전하 생성층 사이 계면에서 발생하는 전자와 정공의 반응을 최소화하여 유기 발광 소자의 수명이 향상되고 고온 보관 후 구동 시 구동 전압 상승 현상의 발생을 최소화할 수 있다.That is, in the case of an organic light emitting device having a multi-stack structure including a plurality of light emitting units according to an embodiment of the present invention, a charge generating layer composed of a single layer includes a region including the n-type dopant and the p-type dopant. By including an intermediate layer region made of a host between the regions, the reaction between electrons and holes generated at the interface between the n-type charge generation layer and the p-type charge generation layer is minimized, thereby improving the lifespan of the organic light emitting device and operating after storage at a high temperature. It is possible to minimize the occurrence of a driving voltage increase phenomenon.
도 4 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자의 전하 생성층의 형성 방법을 개략적으로 나타내는 도면이다. 4 is a diagram schematically illustrating a method of forming a charge generation layer of an organic light emitting device according to an embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자의 전하 생성층(CGL)은 하나의 유기 증착 챔버에서 단일 증착 공정을 통해 하나의 층으로 형성될 수 있다. Referring to FIG. 4 , the charge generation layer (CGL) of the organic light emitting device according to an embodiment of the present invention may be formed as one layer through a single deposition process in one organic deposition chamber.
즉, 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자의 전하 생성층(CGL) 형성을 위한 유기 증착 챔버는 n형 도펀트(n-dopant) 증착용 소스, 호스트(host) 증착용 소스 및 p형 도펀트(n-dopant) 증착용 소스를 포함하여 구성될 수 있다. That is, referring to FIG. 4 , an organic deposition chamber for forming a charge generation layer (CGL) of an organic light emitting device according to an embodiment of the present invention is a source for n-dopant deposition and a host for deposition. It may include a source and a source for depositing a p-type dopant (n-dopant).
일반적인 경우, 기판(substrate)은 유기 증착 챔버 내에서 양방향으로 이동하면서 증착되는데, 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자의 경우, 유기 증착 챔버 내에서 일방향으로 이동하여 증착된 후 셔터(shutter)를 닫고 기판을 회수하여 일방향으로 이동 시에만 증착되도록 할 수 있다. In general, a substrate is deposited while moving in both directions within an organic deposition chamber. In the case of an organic light emitting device according to an embodiment of the present invention, a substrate is deposited while moving in one direction within an organic deposition chamber, and then a shutter is released. It can be closed and the substrate is retrieved so that it is deposited only when moving in one direction.
즉, 도 4에 도시된 것과 같이, 유기 증착 챔버 내에서 기판(substrate)이 n형 도펀트(n-dopant) 소스, 호스트(host) 소스 및 p형 도펀트(n-dopant) 소스와 마주하여 도 4의 화살표 방향인 일방향으로만 이동하면서 증착이 이루어지며, 따라서 상기 기판 상의 유기 발광 소자에 호스트와 n형 도펀트를 포함하는 제 1 영역, n형 도펀트와 p형 도펀트를 포함하지 않으며, 호스트로만 이루어진 중간층(buffer layer)인 제 3 영역 및 호스트와 p형 도펀트를 포함하는 제 2 영역이 순차적으로 형성될 수 있다. That is, as shown in FIG. 4, a substrate faces an n-type dopant source, a host source, and a p-type dopant source in an organic deposition chamber. Deposition is performed while moving only in one direction, which is the direction of the arrow of , and therefore, the organic light emitting element on the substrate has a first region containing a host and an n-type dopant, an intermediate layer that does not contain an n-type dopant and a p-type dopant, and is composed only of a host. A third region (buffer layer) and a second region including a host and a p-type dopant may be sequentially formed.
상기와 같은 단일 증착 공정을 통해 하나의 층으로 이루어지고, 중간층 영역을 갖는 본 발명의 실시예에 따른 전하 생성층(CGL)이 형성될 수 있으며, 상기 중간층인 제 3 영역의 경우, 유기 증착 챔버 내 구비된 각도 조절판을 조정함으로써 중간층에 증착되는 호스트의 두께를 변화시킬 수 있다. The charge generation layer (CGL) according to an embodiment of the present invention made of one layer and having an intermediate layer region may be formed through the single deposition process as described above. In the case of the third region, which is the intermediate layer, an organic deposition chamber It is possible to change the thickness of the host deposited on the intermediate layer by adjusting the angle adjustment plate provided inside.
즉, 본 발명의 실시예에 따른 복수 개의 발광 유닛을 포함하는 멀티 스택 구조의 유기 발광 소자의 경우, 상기 복수 개의 발광 유닛의 사이에 위치하는 전하 생성층을 단일 증착 공정으로 통해 호스트, n형 도펀트 및 p형 도펀트를 포함하는 하나의 층으로 구성함으로써, 유기 발광 소자의 제조 공정을 단순화할 수 있으며, 전하 생성층(CGL)에 사용되는 재료의 종류를 줄임으로써 재료비를 저감할 수 있다. That is, in the case of an organic light emitting device having a multi-stack structure including a plurality of light emitting units according to an embodiment of the present invention, a host and an n-type dopant are formed through a single deposition process for a charge generation layer positioned between the plurality of light emitting units. and a p-type dopant, it is possible to simplify the manufacturing process of the organic light emitting device, and reduce the material cost by reducing the types of materials used for the charge generation layer (CGL).
도 5는 비교예와 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자의 수명 평가 결과를 나타내는 도면이다. 5 is a view showing life evaluation results of organic light emitting diodes according to comparative examples and embodiments of the present invention.
보다 구체적으로 도 5는 비교예로써 전하 생성층(CGL)이 n형 도펀트가 도핑된 n형 전하 생성층(n-CGL)과 p형 도펀트가 도핑된 p형 전하 생성층(p-CGL)의 두 개의 층으로 구성된 종래 구조의 2 스택 유기 발광 소자와, 전하 생성층(CGL)이 하나의 층으로 구성되고, n형 도펀트를 포함하는 영역과 상기 p형 도펀트를 포함하는 영역 사이에 호스트로 이루어진 중간층 영역을 포함하는 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자에 있어서의 수명 특성을 비교 평가한 결과를 나타낸 것이다. More specifically, FIG. 5 is a comparative example of an n-type charge generating layer (CGL) doped with an n-type dopant and a p-type charge generating layer (p-CGL) doped with a p-type dopant. A two-stack organic light emitting device of a conventional structure composed of two layers, a charge generating layer (CGL) composed of one layer, and a host between a region containing an n-type dopant and a region containing the p-type dopant. It shows the result of comparative evaluation of the lifespan characteristics of the organic light emitting device according to the embodiment of the present invention including the intermediate layer region.
도 5를 참조하면, 비교예의 경우에는, 초기 휘도로부터 초기 휘도의 95% 수준의 휘도를 나타내는 데까지의 시간인 수명 특성이 약 250시간의 수준을 나타내었고, 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자의 경우에는 수명 특성이 약 350시간의 수준을 나타내어, n형 도펀트를 포함하는 영역과 상기 p형 도펀트를 포함하는 영역 사이에 호스트로 이루어진 중간층 영역을 포함하는 경우에서 종래 대비 수명 측면에서 우수한 결과를 보인 것을 알 수 있다.Referring to FIG. 5, in the case of Comparative Example, the lifetime characteristic, which is the time from the initial luminance to the 95% level of luminance of the initial luminance, was about 250 hours, and the organic light emitting diode according to an embodiment of the present invention In the case of , the lifetime characteristic shows a level of about 350 hours, and in the case of including an intermediate layer region made of a host between the region containing the n-type dopant and the region containing the p-type dopant, excellent results are obtained in terms of lifetime compared to the prior art. you can see what you see
즉, 본 발명의 실시예에 따른 복수 개의 발광 유닛을 포함하는 멀티 스택 구조의 유기 발광 소자의 경우, 단일 층으로 구성된 전하 생성층이 상기 n형 도펀트를 포함하는 영역과 상기 p형 도펀트를 포함하는 영역 사이에 호스트로 이루어진 중간층 영역을 포함하도록 구성함으로써, n형 전하 생성층과 p형 전하 생성층 사이 계면에서 발생하는 전자와 정공의 반응을 최소화하고, 전자와 정공을 제 1 발광 유닛과 제 2 발광 유닛 각각에 충분히 전달함으로써 유기 발광 소자의 수명을 향상시킬 수 있다. That is, in the case of an organic light emitting device having a multi-stack structure including a plurality of light emitting units according to an embodiment of the present invention, a charge generating layer composed of a single layer includes a region including the n-type dopant and the p-type dopant. By including an intermediate layer region made of a host between the regions, the reaction between electrons and holes generated at the interface between the n-type charge generation layer and the p-type charge generation layer is minimized, and the electrons and holes are transferred between the first light emitting unit and the second light emitting unit. The lifetime of the organic light emitting device can be improved by sufficiently transmitting the light emitting unit to each light emitting unit.
도 6a 내지 도 6c는 비교예에 따른 유기 발광 소자의 도펀트 도핑 조건 별 고온 보관 후 구동 전압 변화 실험 결과를 나타내는 도면이다.6A to 6C are diagrams illustrating test results of driving voltage changes after storage at a high temperature for each dopant doping condition of an organic light emitting device according to a comparative example.
또한 도 7a 내지 도 7c는 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자의 도펀트 도핑 조건 별 고온 보관 후 구동 전압 변화 실험 결과를 나타내는 도면이다.7A to 7C are diagrams illustrating test results of a driving voltage change after storage at a high temperature for each dopant doping condition of an organic light emitting device according to an embodiment of the present invention.
즉, 도 6a 내지 도 6c는 비교예로써, 전하 생성층(CGL)이 n형 도펀트가 도핑된 n형 전하 생성층(n-CGL)과 p형 도펀트가 도핑된 p형 전하 생성층(p-CGL)의 두 개의 층으로 구성된 종래 2 스택 구조의 청색 유기 발광 소자에 있어서, 96시간, 240시간 동안 95℃ 고온 챔버에서 고온 보관 후에 700니트(nit)의 휘도를 내는데 요구되는 구동 전압의 변화를 평가한 결과를 나타낸 것이다. That is, FIGS. 6A to 6C are comparative examples, wherein the charge generating layer (CGL) is an n-type charge generating layer (n-CGL) doped with an n-type dopant and a p-type charge generating layer (p- In the conventional two-stack structure blue organic light emitting device composed of two layers of CGL), the change in driving voltage required to produce 700 nit luminance after high temperature storage in a 95 ° C. high temperature chamber for 96 hours and 240 hours It shows the result of evaluation.
또한 도 6a, 도 6b 및 도 6c의 경우, p형 전하 생성층(p-CGL)에 포함된 p형 도펀트(p-dopant)의 농도를 각각 12%, 24% 및 36% 수준으로 다르게 적용하였을 때의 결과를 나타낸 것이다. In addition, in the case of FIGS. 6a, 6b, and 6c, the concentration of the p-type dopant (p-dopant) included in the p-type charge generation layer (p-CGL) was applied differently to the level of 12%, 24%, and 36%, respectively. It shows the result when
또한 도 7a 내지 도 7c는 전하 생성층(CGL)이 하나의 층으로 구성되고, n형 도펀트를 포함하는 영역과 상기 p형 도펀트를 포함하는 영역 사이에 호스트로 이루어진 중간층 영역을 포함하는 본 발명의 실시예에 따른 청색 유기 발광 소자에 있어서, 96시간, 240시간 동안 95℃ 고온 챔버에서 고온 보관 후에 700니트(nit)의 휘도를 내는데 요구되는 구동 전압의 변화를 평가한 결과를 나타낸 것이다.7a to 7c show the charge generation layer (CGL) of the present invention including a region including an n-type dopant and an intermediate layer region made of a host between a region including the p-type dopant and a region including the p-type dopant. In the blue organic light emitting device according to the embodiment, the result of evaluating the change in driving voltage required to generate luminance of 700 nits after high-temperature storage in a 95° C. high-temperature chamber for 96 hours and 240 hours is shown.
또한 도 7a, 도 7b 및 도 7c의 경우, 전하 생성층(CGL)의 제 2 영역에 포함된 p형 도펀트(p-dopant)의 농도를 각각 12%, 24% 및 36% 수준으로 다르게 적용하였을 때의 결과를 나타낸 것이다.In addition, in the case of FIGS. 7A, 7B, and 7C, different concentrations of the p-dopant included in the second region of the charge generation layer (CGL) were applied at levels of 12%, 24%, and 36%, respectively. It shows the result when
우선 도 6a를 참조하면, p형 도펀트(p-dopant)의 농도를 12% 수준으로 적용한 비교예 조건 1의 경우, 96시간 고온 보관 후에 0.2V, 240시간 고온 보관 후에 0.4V 수준으로 구동 전압이 상승한 결과를 나타내었다. First of all, referring to FIG. 6A, in the case of
반면에 도 7a를 참조하면, p형 도펀트(p-dopant)의 농도를 12% 수준으로 적용한 실시예 조건 1의 경우, 96시간 고온 보관 후에 0.12V, 240시간 고온 보관 후에 0.3V 수준으로 구동 전압이 상승한 결과를 나타내어, 동일한 p형 도펀트 적용 조건에서 비교예 조건 1 대비 실시예 조건 1에서 고온 보관 후 구동 시 구동 전압 상승 수준이 감소한 것을 알 수 있다. On the other hand, referring to FIG. 7A, in the case of
다음으로, 도 6b를 참조하면, p형 도펀트(p-dopant)의 농도를 24% 수준으로 적용한 비교예 조건 2의 경우, 96시간 고온 보관 후에 0.5V, 240시간 고온 보관 후에 0.9V 수준으로 구동 전압이 상승한 결과를 나타내었다. Next, referring to FIG. 6B, in the case of
반면에 도 7b를 참조하면, p형 도펀트(p-dopant)의 농도를 24% 수준으로 적용한 실시예 조건 2의 경우, 96시간 고온 보관 후에 0.12V, 240시간 고온 보관 후에 0.3V 수준으로 구동 전압이 상승한 결과를 나타내어, 동일한 p형 도펀트 적용 조건에서 비교예 조건 2 대비 실시예 조건 2에서 고온 보관 후 구동 시 구동 전압 상승 수준이 감소한 것을 알 수 있다. On the other hand, referring to FIG. 7B, in the case of
또한 도 6c를 참조하면, p형 도펀트(p-dopant)의 농도를 36% 수준으로 적용한 비교예 조건 3의 경우, 96시간 고온 보관 후에 1.2V, 240시간 고온 보관 후에 1.7V 수준으로 구동 전압이 상승한 결과를 나타내었다. In addition, referring to FIG. 6C, in the case of
반면에 도 7c를 참조하면, p형 도펀트(p-dopant)의 농도를 36% 수준으로 적용한 실시예 조건 3의 경우, 96시간 고온 보관 후에 0.2V, 240시간 고온 보관 후에 0.4V 수준으로 구동 전압이 상승한 결과를 나타내어, 동일한 p형 도펀트 적용 조건에서 비교예 조건 3 대비 실시예 조건 3에서 고온 보관 후 구동 시 구동 전압 상승 수준이 감소한 것을 알 수 있다. On the other hand, referring to FIG. 7c, in the case of
상기 결과를 종합하면, 본 발명의 실시예에 따른 복수 개의 발광 유닛을 포함하는 멀티 스택 구조의 유기 발광 소자의 경우, 상기 복수 개의 발광 유닛의 사이에 위치하는 전하 생성층을 단일 증착 공정으로 통해 호스트, n형 도펀트 및 p형 도펀트를 포함하는 하나의 층으로 구성함으로써, 유기 발광 소자의 제조 공정의 단순화가 가능하며 재료비를 저감할 수 있다. Summarizing the above results, in the case of an organic light emitting device having a multi-stack structure including a plurality of light emitting units according to an embodiment of the present invention, the charge generation layer positioned between the plurality of light emitting units is formed as a host through a single deposition process. , By configuring one layer including an n-type dopant and a p-type dopant, it is possible to simplify the manufacturing process of the organic light emitting device and reduce material costs.
본 발명의 실시예에 따른 복수 개의 발광 유닛을 포함하는 멀티 스택 구조의 유기 발광 소자의 경우, 단일 층으로 구성된 전하 생성층이 상기 n형 도펀트를 포함하는 영역과 상기 p형 도펀트를 포함하는 영역 사이에 호스트로 이루어진 중간층 영역을 포함하도록 구성함으로써, n형 전하 생성층과 p형 전하 생성층 사이 계면에서 발생하는 전자와 정공의 반응을 최소화하여 유기 발광 소자의 수명이 향상되고 고온 보관 후 구동 시 구동 전압 상승 현상의 발생을 최소화할 수 있다.In the case of an organic light emitting device having a multi-stack structure including a plurality of light emitting units according to an embodiment of the present invention, a charge generation layer composed of a single layer is formed between a region including the n-type dopant and a region including the p-type dopant. By configuring to include an intermediate layer region made of a host, the reaction of electrons and holes generated at the interface between the n-type charge generation layer and the p-type charge generation layer is minimized, thereby improving the lifespan of the organic light emitting device and driving it after storage at a high temperature. The occurrence of a voltage rise phenomenon can be minimized.
본 명세서에서는 2 스택 구조의 청색 유기 발광 소자의 평가를 통해, n형 도펀트를 포함하는 영역과 p형 도펀트를 포함하는 영역 사이에 호스트로 이루어진 중간층 영역을 포함하는 단일 층으로 구성된 전하 생성층의 경우에 대해서 구체적으로 설명하였으나, 본 발명의 실시예에 따른 청색 유기 발광 소자에서와 동일하게 적색 유기 발광 소자와 녹색 유기 발광 소자의 경우에 있어서도, 본 발명의 실시예에 따른 전하 생성층을 적용하는 경우, 유기 발광 소자의 수명이 향상되고 고온 보관 후 구동 시 구동 전압 상승 현상의 발생이 최소화되는 효과를 얻을 수 있다.In the present specification, through evaluation of a blue organic light emitting device having a two-stack structure, in the case of a charge generation layer composed of a single layer including an intermediate layer region made of a host between a region containing an n-type dopant and a region containing a p-type dopant has been described in detail, but in the case of the red organic light emitting device and the green organic light emitting device as in the blue organic light emitting device according to the embodiment of the present invention, when the charge generation layer according to the embodiment of the present invention is applied , the lifespan of the organic light emitting device can be improved and the occurrence of a driving voltage increase phenomenon can be minimized during driving after storage at a high temperature.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형되어 실시될 수 있다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 보호 범위는 청구 범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.Although the embodiments of the present invention have been described in more detail with reference to the accompanying drawings, the present invention is not necessarily limited to these embodiments, and various modifications can be made without departing from the technical spirit of the present invention. there is. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical idea of the present invention, but to explain, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive. The protection scope of the present invention should be construed according to the scope of the claims, and all technical ideas within the scope equivalent thereto should be construed as being included in the scope of the present invention.
1000 : 유기 발광 소자
110 : 제 1 전극
120 : 정공 주입층
130 : 제 1 정공 수송층
140 : 제 1 적색 발광층
141 : 제 1 녹색 발광층
142 : 제 1 청색 발광층
150 : 제 1 전자 수송층
160 : 전하 생성층
170 : 제 2 정공 수송층
180 : 제 2 적색 발광층
181 : 제 2 녹색 발광층
182 : 제 2 청색 발광층
190 : 제 2 전자 수송층
200 : 제 2 전극
210 : 캡핑층
1100 : 제 1 발광 유닛
1200 : 제 2 발광 유닛
Rp : 적색 서브 화소 영역
Gp : 녹색 서브 화소 영역
Bp : 청색 서브 화소 영역1000: organic light emitting element
110: first electrode
120: hole injection layer
130: first hole transport layer
140: first red light emitting layer
141: first green light emitting layer
142: first blue light emitting layer
150: first electron transport layer
160: charge generation layer
170: second hole transport layer
180: second red light emitting layer
181: second green light emitting layer
182: second blue light emitting layer
190: second electron transport layer
200: second electrode
210: capping layer
1100: first light emitting unit
1200: second light emitting unit
Rp: red sub-pixel area
Gp: green sub-pixel area
Bp: blue sub-pixel area
Claims (15)
상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극 사이에 위치하고, 제 1 유기 발광층을 포함하는 제 1 발광 유닛;
상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극 사이에 위치하고, 제 2 유기 발광층을 포함하는 제 2 발광 유닛; 및
상기 제 1 발광 유닛과 상기 제 2 발광 유닛 사이에 위치하는 전하 생성층;을 포함하고,
상기 전하 생성층은 호스트와 n형 도펀트를 포함하는 제 1 영역, 상기 호스트와 p형 도펀트를 포함하는 제 2 영역 및 상기 제 1 영역과 상기 제 2 영역 사이에 위치하고, 상기 호스트로 이루어진 제 3 영역을 포함하고,
상기 제1 영역, 상기 제2 영역 및 상기 제3 영역은 동일한 호스트를 포함하는 하나의 층으로 이루어지고,
상기 제3 영역에는 상기 n형 도펀트 및 상기 p형 도펀트가 배치되지 않고,
상기 제 1 유기 발광층과 상기 제 2 유기 발광층은 동일한 색상을 발광하는 유기 발광 소자.
a first electrode and a second electrode;
a first light emitting unit disposed between the first electrode and the second electrode and including a first organic light emitting layer;
a second light emitting unit disposed between the first electrode and the second electrode and including a second organic light emitting layer; and
A charge generation layer positioned between the first light emitting unit and the second light emitting unit;
The charge generation layer includes a first region including a host and an n-type dopant, a second region including the host and a p-type dopant, and a third region between the first region and the second region and made of the host. including,
The first region, the second region, and the third region are made of one layer including the same host,
The n-type dopant and the p-type dopant are not disposed in the third region;
The first organic light emitting layer and the second organic light emitting layer emit light of the same color.
상기 호스트의 LUMO(Lowest Unoccupied Molecular Orbital) 에너지 레벨은 2.8eV 내지 3.5eV 이고, HOMO(Hightest Occupied Molecular Orbital) 에너지 레벨은 5.3eV 내지 6.5eV 인 유기 발광 소자.
According to claim 1,
LUMO (Lowest Unoccupied Molecular Orbital) energy level of the host is 2.8eV to 3.5eV, HOMO (Highest Occupied Molecular Orbital) energy level is 5.3eV to 6.5eV organic light emitting device.
상기 호스트는 옥사디아졸 유도체, 안트라센 유도체, Alq3, PBD, TAZ, spiro-PBD, BAlq 및 SAlq로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상으로 이루어진 유기 발광 소자.
According to claim 2,
The host is an organic light emitting device consisting of at least one selected from the group consisting of oxadiazole derivatives, anthracene derivatives, Alq3, PBD, TAZ, spiro-PBD, BAlq and SAlq.
상기 n형 도펀트는 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 알칼리 금속 화합물 및 알칼리 토금속 화합물 중 어느 하나로 이루어진 유기 발광 소자.
According to claim 1,
The n-type dopant is an organic light emitting device made of any one of an alkali metal, an alkaline earth metal, an alkali metal compound, and an alkaline earth metal compound.
상기 p형 도펀트의 LUMO(Lowest Unoccupied Molecular Orbital) 에너지 레벨은 4.3eV 내지 6.7eV 이고, HOMO(Hightest Occupied Molecular Orbital) 에너지 레벨은 7eV 내지 9.6eV 인 유기 발광 소자.
According to claim 1,
The p-type dopant has a LUMO (Lowest Unoccupied Molecular Orbital) energy level of 4.3 eV to 6.7 eV, and a HOMO (Highest Occupied Molecular Orbital) energy level of 7 eV to 9.6 eV.
상기 p형 도펀트는 F4-TCNQ 또는 NDP-9 중 어느 하나로 이루어진 유기 발광 소자.
According to claim 5,
The p-type dopant is an organic light emitting device made of any one of F 4 -TCNQ or NDP-9.
상기 전하 생성층의 두께는 200Å 내지 500Å인 유기 발광 소자.
According to claim 1,
The thickness of the charge generation layer is 200Å to 500Å organic light emitting device.
상기 제 3 영역의 두께는 5Å 내지 15Å인 유기 발광 소자.
According to claim 7,
The thickness of the third region is 5 Å to 15 Å organic light emitting device.
상기 제 2 발광 유닛은 상기 제 1 발광 유닛의 상부에 위치하는 유기 발광 소자.
According to claim 1,
The second light emitting unit is positioned above the first light emitting unit.
상기 유기 발광 소자는 적색 서브 화소 영역, 녹색 서브 화소 영역 및 청색 서브 화소 영역을 포함하며,
상기 제 1 유기 발광층과 상기 제 2 유기 발광층은, 상기 적색 서브 화소 영역, 상기 녹색 서브 화소 영역 및 상기 청색 서브 화소 영역 중 적어도 하나에 위치하는 유기 발광 소자.
According to claim 1,
The organic light emitting device includes a red sub-pixel area, a green sub-pixel area, and a blue sub-pixel area;
The first organic light emitting layer and the second organic light emitting layer are positioned in at least one of the red sub-pixel area, the green sub-pixel area, and the blue sub-pixel area.
상기 복수 개의 발광 유닛의 사이에 위치하는 전하 생성층을 호스트, n형 도펀트 및 p형 도펀트를 포함하는 하나의 층으로 구성하고, 상기 전하 생성층이 상기 n형 도펀트와 상기 호스트를 포함하는 제1 영역과 상기 p형 도펀트와 상기 호스트를 포함하는 제2 영역 사이에 상기 호스트로 이루어진 중간층 영역을 포함하도록 구성하고, 상기 제1 영역, 상기 제2 영역 및 상기 중간층 영역은 동일한 호스트를 포함하고, 상기 중간층 영역에는 상기 n형 도펀트와 상기 p형 도펀트가 배치되지 않도록 구성하고, 상기 복수 개의 발광 유닛은 서로 동일한 색상을 발광하도록 구성함으로써, n형 전하 생성층과 p형 전하 생성층 사이 계면에서 발생하는 전자와 정공의 반응을 최소화하여 수명이 향상되고 구동 전압 상승 현상이 최소화된 유기 발광 소자.
In the organic light emitting device of a multi-stack structure including a plurality of light emitting units,
A first charge generation layer positioned between the plurality of light emitting units is composed of one layer including a host, an n-type dopant, and a p-type dopant, and the charge generation layer includes the n-type dopant and the host. an intermediate layer region made of the host between a region and a second region including the p-type dopant and the host, wherein the first region, the second region, and the intermediate layer region include the same host; The n-type dopant and the p-type dopant are not disposed in the middle layer region, and the plurality of light emitting units are configured to emit the same color as each other, so that the n-type charge generation layer and the p-type charge generation layer generate An organic light emitting device with improved lifetime and minimized driving voltage increase by minimizing the reaction between electrons and holes.
상기 n형 도펀트와 상기 p형 도펀트는 상기 전하 생성층에서 상기 중간층 영역을 제외한 영역에만 포함되는 유기 발광 소자.
According to claim 11,
The n-type dopant and the p-type dopant are included only in a region other than the intermediate layer region in the charge generation layer.
상기 전하 생성층의 두께는 200Å 내지 500Å인 유기 발광 소자.
According to claim 11,
The thickness of the charge generation layer is 200Å to 500Å organic light emitting device.
상기 중간층 영역의 두께는 5Å 내지 15Å인 유기 발광 소자.
According to claim 13,
The thickness of the intermediate layer region is 5 Å to 15 Å organic light emitting device.
상기 전하 생성층은 단일 증착 공정을 통해 하나의 층으로 이루어진 유기 발광 소자.According to claim 11,
The charge generating layer is an organic light emitting device made of one layer through a single deposition process.
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