KR20150113622A - Organic light-emitting diode having buffer layer containing tungsten oxide and molybdenum oxide - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 유기 발광 다이오드에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 버퍼층을구비함으로써 양극과 정공수송층 간의 에너지 장벽을 낮춰 구동 전압이 강하되고 발광 효율이 증가된 유기 발광 다이오드에 관한 것이다. The present invention relates to an organic light emitting diode. More particularly, the present invention relates to an organic light emitting diode having a buffer layer to reduce an energy barrier between an anode and a hole transport layer, thereby lowering a driving voltage and increasing a light emitting efficiency.
유기 발광 다이오드(organic light-emitting diode, OLED)는 전기에너지를 빛 에너지로 곧바로 바꿔주어 자체 발광을 일으키는 반도체 소자로서 빠른 응답속도, 낮은 구동전압, 넓은 시야각, 저소비전력, 높은 발광효율, 경량, 박형 등 다수의 장점을 바탕으로 액정표시장치(LCD)에 이어 차세대 디스플레이로서 큰 주목을 받고 있다.Organic light-emitting diodes (OLEDs) are semiconductor devices that change their electrical energy directly to light energy and generate self-luminescence. They have fast response time, low driving voltage, wide viewing angle, low power consumption, high luminous efficiency, (LCD), it has received great attention as a next generation display.
유기 발광 다이오드의 작동원리에 대해 간단히 소개하면, 유기물 박막(저분자 혹은 고분자)에서 음극 (Cathode)과 양극(Anode)을 통해 주입된 전자(Electron)와 정공(Hole)이 재결합되고 이때 생성된 여기자(Exciton)가 바닥상태(Ground State)로 떨어지면서 발광층 물질의 에너지갭에 해당하는 가시광선이 방출되는 원리이다. 발광층에 사용되는 물질을 적색, 녹색 및 청색 등 다양한 색으로 바꿔줄 수 있어 이를 조합하면 원하는 색의 빛을 낼 수 있다.The operation principle of the organic light emitting diode will be briefly described. In the organic thin film (low molecular or polymer), electrons injected through a cathode and an anode are recombined with holes, Exciton falls to the ground state and a visible ray corresponding to the energy gap of the light emitting layer material is emitted. The material used for the light emitting layer can be changed into various colors such as red, green and blue, and a combination of these colors can emit light of a desired color.
상기와 같은 유기 발광 다이오드에 있어서, 최대화된 전자-정공 주입과 최적화된 전자-정공 재결합은 높은 효율을 얻기 위한 두 가지 중요한 요소이다.In the organic light emitting diode as described above, maximized electron-hole injection and optimized electron-hole recombination are two important factors for achieving high efficiency.
이러한 점에서, 무기 전극과 유기 반도체 사이의 접촉면에서의 밴드갭 기술분야는 주 연구 관심사로서 현재까지 다양한 소재와 구조의 전하 운송층들이 캐리어 인젝션의 효율과 균형을 향상시키기 위하여 개발되었으나, 소자의 발광 효율을 보다 높이는 한편 구동전압을 좀 더 낮춰 성능이 보다 향상된 유기 발광 다이오드에 대한 개발의 필요성이 여전히 요구되고 있다.In this regard, the field of bandgap technology at the interface between the inorganic electrode and the organic semiconductor has been developed to improve the efficiency and balance of the carrier injection with charge transport layers of various materials and structures to date. However, There is still a demand for development of an organic light emitting diode having a higher efficiency and a lower driving voltage to further improve the performance.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 구동 전압 강하 및 발광 효율의 개선을 위해 양극과 정공수송층 사이에 개재되는 버퍼층(buffer layer)를 구비한 유기 발광 다이오드를 제공함에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an organic light emitting diode having a buffer layer interposed between an anode and a hole transporting layer to improve a driving voltage drop and a light emitting efficiency.
상기 기술적 과제를 달성하기 위해, 본 발명은 양극(anode); 상기 양극 상에 형성된 버퍼층; 상기 버퍼층 상에 형성된 정공수송층; 상기 정공수송층 상에 형성된 발광층; 상기 발광층 상에 형성된 전자수송층; 및 상기 전자수송층 상에 형성된 음극(cathode)를 포함하며, 상기 버퍼층은 산화 텅스텐(WO3) 및 산화 몰리브덴(MoO3)을 포함하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 다이오드를 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a fuel cell comprising: an anode; A buffer layer formed on the anode; A hole transporting layer formed on the buffer layer; A light emitting layer formed on the hole transporting layer; An electron transport layer formed on the light emitting layer; And a cathode formed on the electron transport layer, wherein the buffer layer includes tungsten oxide (WO 3 ) and molybdenum oxide (MoO 3 ).
또한, 상기 버퍼층은 산화 몰리브덴(MoO3)으로 이루어진 제1 버퍼층 및 산화 텅스텐(WO3)으로 이루어진 제2 버퍼층으로 구성되는 이중층(bilayer) 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 유기 발광 다이오드를 제공한다.In addition, the buffer layer has a bilayer structure composed of a first buffer layer made of molybdenum oxide (MoO 3 ) and a second buffer layer made of tungsten oxide (WO 3 ).
또한, 상기 버퍼층은 산화 텅스텐(WO3)으로 이루어진 제1 버퍼층 및 산화 몰리브덴(MoO3)으로 이루어진 제2 버퍼층으로 구성되는 이중층(bilayer) 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 유기 발광 다이오드를 제공한다.In addition, the buffer layer has a bilayer structure composed of a first buffer layer made of tungsten oxide (WO 3 ) and a second buffer layer made of molybdenum oxide (MoO 3 ).
또한, 상기 버퍼층은 산화 텅스텐(WO3) 및 산화 몰리브덴(MoO3)을 포함하는 단일층 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 유기 발광 다이오드를 제공한다.Also, the buffer layer has a single layer structure including tungsten oxide (WO 3 ) and molybdenum oxide (MoO 3 ).
또한, 상기 양극은 인듐주석산화물 (ITO:Indium Tin Oxide)로 이루어지고, 상기 정공수송층은 4,4'-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐아미노]바이페닐(NPB)로 이루어지고, 상기 발광층은 호스트 및 도펀트로서 각각 Alq3 및 C545T를 포함하며, 상기 전자수송층 4,7-디페닐-1,10-페난트롤린(Bphen)으로 이루어지고, 상기 음극은 LiF/Al로 이루어진 것을 특징으로 하는 유기 발광 다이오드를 제공한다The positive electrode is made of indium tin oxide (ITO), and the hole transport layer is made of 4,4'-bis [N- (1-naphthyl) -N-phenylamino] biphenyl Wherein the light emitting layer comprises Alq 3 and C545T as a host and a dopant respectively, and the
그리고, 본 발명은 다른 측면에서 기판 상에 양극(anode)를 형성하는 단계; 상기 양극 상에 산화 텅스텐(WO3)층 및 산화 몰리브덴(MoO3)층의 이중층(bi-layer) 구조 또는 산화 텅스텐(WO3) 및 산화 몰리브덴(MoO3)을 포함하는 단일층 구조의 버퍼층(buffrer layer)를 형성하는 단계; 상기 버퍼층 상에 정공수송층을 형성하는 단계; 상기 정공수송층 상에 발광층을 형성하는 단계; 상기 발광층 상에 전자수송층을 형성하는 단계; 및 상기 전자수송층 상에 음극(cathode)을 형성하는 단계를 포함하는 유기 발광 다이오드 제조방법을 제공한다.In another aspect, the present invention provides a method of manufacturing a semiconductor device, comprising: forming an anode on a substrate; A buffer layer of a single layer structure including a bi-layer structure of a tungsten oxide (WO 3 ) layer and a molybdenum oxide (MoO 3 ) layer or a tungsten oxide (WO 3 ) and a molybdenum oxide (MoO 3 ) forming a buffer layer; Forming a hole transport layer on the buffer layer; Forming a light emitting layer on the hole transport layer; Forming an electron transport layer on the light emitting layer; And forming a cathode on the electron transport layer. The present invention also provides a method of manufacturing an organic light emitting diode.
또한, 본 발명은 또 다른 측면에서 상기 유기 발광 다이오드를 포함하는 디스플레이 장치를 제공한다.In another aspect, the present invention provides a display device including the organic light emitting diode.
본 발명에 따른 유기 발광 다이오드는, 양극과 정공수송층 사이에 구비되며 산화 텅스텐(WO3)층 및 산화 몰리브덴(MoO3)층의 이중층(bi-layer) 구조 또는 산화 텅스텐(WO3) 및 산화 몰리브덴(MoO3)을 포함하는 단일층 구조를 가지는 버퍼층을 구비함으로써 양극으로부터의 정공의 유입을 촉진할 수 있어 종래 유기 발광 다이오드에 비하여 구동전압을 크게 낮출 수 있을 뿐만 아니라, 발광효율이 향상되어 이를 포함하는 디스플레이 장치나 조명 장치 등에 유용하게 사용될 수 있다.The organic light emitting diode according to the present invention includes a bi-layer structure of a tungsten oxide (WO 3 ) layer and a molybdenum oxide (MoO 3 ) layer or a tungsten oxide (WO 3 ) and a molybdenum oxide (MoO 3 ), hole injection from the anode can be promoted, so that the driving voltage can be significantly lowered as compared with the conventional organic light emitting diode, A display device, a lighting device, and the like.
도 1은 본 발명에 따른 유기 발광 다이오드의 단면 구조에 대한 개략도이다.
도 2는 본 발명에 따른 다른 적층구조를 가지는 유기 발광 다이오드의 단면 구조에 대한 개략도이다.
도 3는 본 발명에 따른 또 다른 적층구조를 가지는 유기 발광 다이오드의 단면 구조에 대한 개략도이다.
도 4는 각각 본원 실시예 1 내지 3에서 제조한 유기 발광 다이오드의 단면 구조를 보여주는 개략도이다.
도 5는 본원 실시예 및 비교예에서 제조된 유기 발광 다이오드를 대상으로 한 전류 밀도-전압 측정 결과를 보여주는 그래프이다.
도 6은 본원 실시예 및 비교예에서 제조된 유기 발광 다이오드를 대상으로 한 전압-휘도 측정 결과를 보여주는 그래프이다.
도 7은 본원 실시예 및 비교예에서 제조된 유기 발광 다이오드를 대상으로 한 발광효율-휘도 측정 결과를 보여주는 그래프이다.
도 8은 본원 실시예 및 비교예에서 제조된 유기 발광 다이오드를 대상으로 한 전력효율-휘도 측정 결과를 보여주는 그래프이다.1 is a schematic view of a cross-sectional structure of an organic light emitting diode according to the present invention.
2 is a schematic view of a cross-sectional structure of an organic light emitting diode having another laminated structure according to the present invention.
3 is a schematic view of a cross-sectional structure of an organic light emitting diode having another laminated structure according to the present invention.
4 is a schematic view showing a cross-sectional structure of the organic light emitting diode manufactured in Examples 1 to 3 of the present invention.
FIG. 5 is a graph showing current density-voltage measurement results for the organic light emitting diodes manufactured in Examples and Comparative Examples of the present invention.
FIG. 6 is a graph showing voltage-luminance measurement results for the organic light emitting diodes manufactured in Examples and Comparative Examples of the present invention.
FIG. 7 is a graph showing the luminous efficacy-luminance measurement results of the organic light emitting diodes manufactured in the examples and the comparative examples of the present invention.
8 is a graph showing power efficiency-luminance measurement results for the organic light emitting diodes manufactured in the examples and the comparative examples of the present invention.
이하에서 본 발명에 대해 상세히 설명한다.
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
본 발명에 따른 버퍼층을 포함하는 유기 발광 다이오드는 양극(anode); 상기 양극 상에 형성된 버퍼층; 상기 버퍼층 상에 형성된 정공수송층; 상기 정공수송층 상에 형성된 발광층; 상기 발광층 상에 형성된 전자수송층; 및 상기 전자수송층 상에 형성된 음극(cathode)를 포함한다.
An organic light emitting diode including a buffer layer according to the present invention includes an anode; A buffer layer formed on the anode; A hole transporting layer formed on the buffer layer; A light emitting layer formed on the hole transporting layer; An electron transport layer formed on the light emitting layer; And a cathode formed on the electron transport layer.
상기 양극은 박막 트랜지스터의 소스 전극 및 드레인 전극 중 하나와 연결되어 박막 트랜지스터로부터 인가되는 구동 전류를 공급 받는 역할을 하며, 그 재질에 있어서는 유기 발광 다이오드 소자에 사용되는 공지의 전극 재료로 이루어질 수 있으며, 바람직하게는, 인듐주석산화물 (ITO:Indium Tin Oxide), 인듐아연산화물(IZO: Indium Zinc Oxide) 및 아연 산화물 (ZnO) 등과 같은 투명 금속 산화물 전극일 수 있다.
The anode is connected to one of a source electrode and a drain electrode of the thin film transistor and receives a driving current supplied from the thin film transistor. The anode may be made of a known electrode material used in the organic light emitting diode device, Preferably, the electrode may be a transparent metal oxide electrode such as indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), zinc oxide (ZnO), or the like.
상기 양극 위에 형성되는 상기 버퍼층은 양극으로부터의 정공(hole)의 유입이 용이하도록 정공 주입 장벽을 낮춤기 위해 구비되는 것으로서, 본 발명에서는 버퍼층이 양극으로부터 소자 내부로 정공을 주입시킬 수 있음과 동시에 발광층로부터 발생된 방출광이 재흡수되지 않도록 충분한 크기의 밴드 갭(band gap)을 가지도록, 산화 텅스텐(WO3)층 및 산화 몰리브덴(MoO3)층의 이중층(bi-layer) 구조를 가지거나(도 1 및 도 2 참조), 산화 텅스텐(WO3) 및 산화 몰리브덴(MoO3)을 하나의 층에 동시에 포함할 수 있다(도 3 참조).
The buffer layer formed on the anode is provided to lower the hole injection barrier so as to facilitate the introduction of holes from the anode. In the present invention, the buffer layer can inject holes from the anode into the device, Layer structure of a tungsten oxide (WO 3 ) layer and a molybdenum oxide (MoO 3 ) layer so as to have a band gap of a sufficient magnitude so that the emitted light generated from the light- 1 and 2), tungsten oxide (WO 3 ) and molybdenum oxide (MoO 3 ) in one layer (see FIG. 3).
참고로, 양극 상에 상기 버퍼층을 형성함에 있어서는, 공지의 진공 증착법을 사용할 수 있으나 공정 및 대면적화의 용이성 측면에서는 용액 공정을 이용하는 것이 바람직하며, 이와 같이 용액 공정을 통해 버퍼층을 형성할 경우에는 산화 텅스텐(WO3) 분말 및/또는 산화 몰리브덴(MoO3) 분말을 용제에 분산시킨 코팅액을 이용해 스핀 코팅 등의 습식 코팅법을 사용하는 방법 이외에도 산화 텅스텐 전구체 및/또는 산화 몰리브덴 전구체를 이용해 졸-겔(sol-gel)법을 사용할 수도 있다.
For reference, in forming the buffer layer on the anode, a known vacuum deposition method can be used, but a solution process is preferably used from the viewpoint of easiness of process and large area. When the buffer layer is formed through the solution process, (WO 3 ) powder and / or molybdenum oxide (MoO 3 ) powder dispersed in a solvent, in addition to a wet coating method such as spin coating, a sol-gel method using a tungsten oxide precursor and / or a molybdenum oxide precursor (sol-gel) method may be used.
금속 산화물 전구체를 이용해 버퍼층을 형성할 경우에는, 산화 텅스텐 전구체로서는 탄화텅스텐(WC), 텅스텐산분말(H2WO4), 염화텅스텐(WCl4, WCl6), 텅스텐아이소프로폭사이드(W(OCH(CH3)2)6), 텅스텐나트륨(Na2WO4), 텅스텐나트륨수화물(Na2WO4·nH2O), 텅스텐산암모늄((NH4)6H2W12O40), 텅스텐산암모늄수화물((NH4)6H2W12O40·nH2O) 및 텅스텐에톡사이드(W(OC2H5)6) 중에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있고, 산화 몰리브덴 전구체로서는 몰리브데늄아이소프로폭사이드(Mo(OC3H7)5), 염화몰리브데늄아이소프로폭사이드(MoCl3(OC3H7)2), 몰리브데늄산암모늄((NH4)2MoO4) 및 몰리브데늄산암모늄수화물((NH4)2MoO4 ·nH2O) 중에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있다.
When a buffer layer is formed using a metal oxide precursor, tungsten carbide (WC), tungstic acid powder (H 2 WO 4 ), tungsten chloride (WCl 4 , WCl 6 ), tungsten isopropoxide (W OCH (CH 3 ) 2 ) 6 ), tungsten sodium (Na 2 WO 4 ), tungsten sodium hydrate (Na 2 WO 4 .nH 2 O), ammonium tungstate ((NH 4 ) 6 H 2 W 1 2 O 4 0) , Ammonium tungstate ((NH 4 ) 6 H 2 W 1 2
다음으로, 상기 버퍼층 상에는 양극으로부터 버퍼층을 통해 주입된 정공을 발광층으로 이동시키는 역할을 하는 정공수송층이 구비되는데, 상기 정공 수송층 물질은 공지의 정공 수송층용 물질을 사용할 수 있으며, 4,4'-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐아미노]바이페닐(NPB), 4,4'-비스[N-(3-메틸페닐)-N-페닐아미노]바이페닐(TPD), 4,4',4"-트리스[(3-메틸페닐)페닐아미노]트라이페닐아민(MTDATA), 1,1-비스(4-(N,N-다이-p-톨릴아미노)페닐)사이클로헥세인(TAPC), 4-(9H-카바졸-9-일)-N,N-비스[4-(9H-카바졸-9-일)페닐]-벤젠아민(TCTA), 9,9'-[1,1'-바이페닐]-4,4'-다이일비스-9H-카바졸(CBP), 9,9'-(1,3-페닐렌)비스-9H-카바졸(mCP), 또는 2,2',2''-(1,3,5-벤젠트리일)트리스-[1-페닐-1H-벤즈이미다졸](TPBi) 등을 그 구체적인 예로 들 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
Next, a hole transporting layer for transferring the holes injected from the anode through the buffer layer to the light emitting layer is provided on the buffer layer. The hole transporting layer material may be a known material for the hole transporting layer, and 4,4'-bis N-phenylamino] biphenyl (NPB), 4,4'-bis [N- (3-methylphenyl) Bis (4- (N, N-di-p-tolylamino) phenyl) cyclohexane (TAPC), 4 '' - tris [(3- methylphenyl) phenylamino] triphenylamine (MTDATA) (TCTA), 9,9 '- [1,1'-biphenyl-4- (9H-carbazol-9-yl) (CBP), 9,9 '- (1,3-phenylene) bish-9H-carbazole (mCP), or 2,2'-biphenyl- ', 2''- (1,3,5-benzenetriyl) tris- [1-phenyl-1H-benzimidazole] (TPBi) and the like.
그리고, 상기 정공수송층 상에는 발광층이 구비되어 있다. 발광층은 음극으로로부터 주입되어 전자수송층을 경유한 전자와 양극으로부터 주입되어 정공수송층을 경유한 정공이 재결합하여 여기자(exiton)을 생성하고 생성된 여기자(exiton)가 여기 상태에서 기저상태로 변하면서 발광하는 층으로서, 공지된 다양한 발광 물질을 이용하여 형성할 수 있는데, 공지의 호스트 및 도펀트를 이용하여 형성할 수도 있다. 특히 도펀트의 경우, 공지의 형광 도펀트 및 공지의 인광 도펀트를 모두 사용할 수 있다.
A light emitting layer is provided on the hole transporting layer. The light emitting layer is injected from the cathode and injected from the anode through the electron transport layer, and the holes passing through the hole transport layer are recombined to generate an exciton, and the resulting exciton exits from the excited state to the base state And can be formed using a variety of well-known phosphors and dopants. Particularly in the case of a dopant, a known fluorescent dopant and a known phosphorescent dopant can be used.
예를 들어, 공지의 호스트로는 Alq3, CBP(4,4'-N,N'-디카바졸-비페닐), PVK(폴리(n-비닐카바졸)), 9,10-디(나프탈렌-2-일)안트라센(ADN), TPBI(1,3,5-트리스(N-페닐벤즈이미다졸-2-일)벤젠(1,3,5-tris(Nphenylbenzimidazole-2-yl)benzene)), TBADN(3-tert-부틸-9,10-디(나프트-2-일) 안트라센), E3, DSA(디스티릴아릴렌) 등을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
For example, known hosts include Alq 3 , CBP (4,4'-N, N'-dicarbazole-biphenyl), PVK (poly (n-vinylcarbazole) (ADN), TPBI (1,3,5-tris (N, N-phenylbenzimidazole-2-yl) benzene) , TBADN (3-tert-butyl-9,10-di (naphth-2-yl) anthracene), E3 and DSA (distyrylarylene).
그리고, 적색 도펀트로서 PtOEP, Ir(piq)3, Btp2Ir(acac), DCJTB 등을 이용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 공지된 녹색 도펀트로서, Ir(ppy)3 (ppy = 페닐피리딘), Ir(ppy)2(acac), Ir(mpyp)3, C545T 등을 이용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 공지된 청색 도펀트로서, F2Irpic, (F2ppy)2Ir(tmd), Ir(dfppz)3, ter-플루오렌(fluorene), 4,4'-비스(4-디페닐아미노스타릴) 비페닐 (DPAVBi), 2,5,8,11-테트라-티-부틸 페릴렌 (TBP) 등을 이용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
As the red dopant, PtOEP, Ir (piq) 3 , Btp 2 Ir (acac), DCJTB, and the like can be used, but the present invention is not limited thereto. Ir (ppy) 3 (ppy = phenylpyridine), Ir (ppy) 2 (acac), Ir (mpyp) 3 and C545T may be used as the known green dopant. However, the present invention is not limited thereto. Further, as known blue dopants, there can be used at least one compound selected from the group consisting of F 2 Irpic, (F 2 ppy) 2 Ir (tmd), Ir (dfppz) 3 , ter-fluorene, (DPAVBi), 2,5,8,11-tetra-t-butylperylene (TBP), and the like can be used, but the present invention is not limited thereto.
한편, 발광층이 인광 도펀트를 포함할 경우, 삼중항 여기자 또는 정공이 전자 수송층으로 확산되는 현상을 방지하기 위하여 정공 저지층 (HBL)을 발광층 상부에 형성할 수 있다. 이 때 사용할 수 있는 정공저지층 물질은 특별히 제한되지는 않으며, 공지된 정공 저지층 물질 중에서 임의로 선택하여 이용할 수 있으며, 구체적인 예로서 옥사디아졸 유도체나 트리아졸 유도체, 페난트롤린 유도체, Balq, BCP 등을 이용할 수 있다.
On the other hand, when the light emitting layer includes a phosphorescent dopant, a hole blocking layer (HBL) may be formed on the light emitting layer to prevent the triplet excitons or holes from diffusing into the electron transporting layer. The hole blocking layer material that can be used at this time is not particularly limited and may be selected from among known hole blocking layer materials. Specific examples thereof include oxadiazole derivatives, triazole derivatives, phenanthroline derivatives, Balq, BCP .
그리고, 상기 발광층 상에는 음극으로로부터 주입된 전자를 발광층이 위치하는 방향으로 이동시키는 역할을 하는 전자수송층이 구비되며, 이러한 전자수송층을 이루는 전자 수송성 물질은, 4,7-디페닐-1,10-페난트롤린 (4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline : Bphen), ((2,2',2"-(benzene-1,3,5-triyl)- tris(1-phenyl-1H-benzimidazole : TPBI), 2,9-디메틸-4,7-디페닐-1,10-페난트롤린 (2,9-dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline : BCP), 비스(2-메틸-8-퀴놀리놀레이트)-4-(페닐페놀라토)알루미늄 (Bis(2-methyl-8-quinolinolate)-4-(phenylphenolato)aluminium : Balq), 1,3-비스[2-(2,2'-비피리딘-6-일)-1,3,4-옥사디아조-5-일]벤젠 (1,3-bis[2-(2,2'-bipyridine-6-yl)-1,3,4-oxadiazo-5-yl]benzene : Bpy-OXD), 6,6'-비스[5-(비페닐-4-일)-1,3,4-옥사디아조-2-일]-2,2'-비피리딜 (6,6'-bis[5-(biphenyl-4-yl)-1,3,4-oxadiazo-2-yl]-2,2'-bipyridyl : BP-OXD-Bpy), 3-(4-비페닐)-4-(페닐-5-tert-부틸페닐-1,2,4-트리아졸 (3-(4-biphenyl)-4-phenyl-5-tert-butylphenyl-1,2,4-triazole : TAZ), 4-(나프탈렌-1-일)-3,5-디페닐-4H-1,2,4-트리아졸 (4-(naphthalen-1-yl)-3,5-diphenyl-4H-1,2,4-triazole : NTAZ), 2,9-비스(나프탈렌-2-일)-4,7-디페닐-1,10-페난트롤린 (2,9-bis(naphthalen-2-yl)-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline : NBphen), 트리스(2,4,6-트리메틸-3-(피리딘-3-일)페닐)보란 (Tris(2,4,6-trimethyl-3-(pyridin-3-yl)phenyl)borane : 3TPYMB), 페닐-디파이레닐포스핀 옥사이드 (Phenyl-dipyrenylphosphine oxide : POPy2), 3,3',5,5'-테트라[(m-피리딜)-펜-3-일]비페닐 (3,3',5,5'-tetra[(m-pyridyl)-phen-3-yl]biphenyl : BP4mPy), 1,3,5-트리[(3-피리딜)-펜-3-일]벤젠 (1,3,5-tri[(3-pyridyl)-phen-3-yl]benzene : TmPyPB), 1,3-비스[3,5-디(피리딘-3-일)페닐]벤젠 (1,3-bis[3,5-di(pyridin-3-yl)phenyl]benzene : BmPyPhB), 비스(10-히드록시벤조[h]퀴놀리나토)베릴륨 (Bis(10-hydroxybenzo[h]quinolinato)beryllium : Bepq2), 비스(10-히드록시벤조 [h] 퀴놀리나토)베릴륨 (bis(10-hydroxybenzo [h] quinolinato)-beryllium : Bebq2), 디페닐비스(4-(피리딘-3-일)페닐)실란 (Diphenylbis(4-(pyridin-3-yl)phenyl)silane : DPPS) 및 1,3,5-트리(p-피리드-3-일-페닐)벤젠 (1,3,5-tri(p-pyrid-3-yl-phenyl)benzene : TpPyPB)를 예로 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
An electron transport layer is provided on the light emitting layer and serves to move electrons injected from the cathode into a direction in which the light emitting layer is positioned. The electron transporting material constituting the electron transport layer includes 4,7-diphenyl-1,10- Phenanthroline (Bphen), ((2,2 ', 2 "- (benzene-1,3,5-triyl) -tris (1-phenyl-1H-benzimidazole : TPBI), 2,9-dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline (BCP), bis (2- Methyl-8-quinolinolato) -4- (phenylphenolato) aluminum (Balq), 1,3-bis [2- (2 Bipyridine-6-yl) -1, 3, 4-oxadiazo-5-yl] , 3,4-oxadiazo-5-yl] benzene: Bpy-OXD), 6,6'-bis [5- (biphenyl- -2,6-bis [5- (biphenyl-4-yl) -1,3,4-oxadiazo-2-yl] -2,2'-bipyridyl: BP-OXD -Bpy), 3- (4-biphenyl) -4- (phenyl-5-tert-butyl 4- (4-biphenyl) -4-phenyl-5-tert-butylphenyl-1,2,4-triazole TAZ, 4- (naphthalen- (Naphthalen-1-yl) -3,5-diphenyl-4H-1,2,4-triazole: NTAZ), 2,9- Bis (naphthalen-2-yl) -4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline: 2,7- NBphen), tris (2,4,6-trimethyl-3- (pyridin-3-yl) phenyl) borane (Tris ), Phenyl-dipyrenylphosphine oxide (POPy2), 3,3 ', 5,5'-tetra [(m-pyridyl) (3-pyridyl) -phen-3-yl] benzene (1, 5,5'-tetra [(m-pyridyl) -phen-3-yl] biphenyl: BP4mPy) , 3,5-tri [(3-pyridyl) -phen-3-yl] benzene: TmPyPB), 1,3- bis [10-hydroxybenzo [h] quinolinato) beryllium: Bepq2 (5-hydroxybenzo [h] quinolinato) ), Bis Hydroxybenzo [h] quinolinato-beryllium: Bebq2), diphenylbis (4- (pyridin-3-yl) phenyl) silane (Diphenylbis 3-yl) phenyl) silane: DPPS) and 1,3,5-tri (p-pyrid-3-yl-phenyl ) benzene: TpPyPB), but the present invention is not limited thereto.
그리고, 상기 전자수송층 상에는 음극이 구비되어 있다. 음극은 전원 전압에 공통 연결되어 전자수송층으로 전자를 주입시키는 역할을 한다. 상기 음극은 낮은 일함수(work function)을 가지는 금속으로서 마그네슘, 칼슘, 나트륨, 칼륨, 타이타늄, 인듐, 이트륨, 리튬, 가돌리늄, 알루미늄, 은, 주석 및 납과 같은 금속 또는 이들의 합금으로 형성될 수 있다. 또한, LiF/Al 또는 LiO2/Al과 같은 다층 구조 물질 등으로 형성될 수도 있다.
A negative electrode is provided on the electron transporting layer. The cathodes are commonly connected to the power supply voltage and inject electrons into the electron transport layer. The cathode may be formed of a metal having a low work function as a metal such as magnesium, calcium, sodium, potassium, titanium, indium, yttrium, lithium, gadolinium, aluminum, silver, have. It may also be formed of a multilayer structure material such as LiF / Al or LiO 2 / Al.
다음으로, 전술한 본 발명에 따른 유기 발광 다이오드의 제조방법에 대하 설명하면, 해당 제조방법은 유리 또는 플라스틱 등으로 이루어진 기판 상에 양극(anode)를 형성하는 단계; 상기 양극 상에 산화 텅스텐(WO3)층 및 산화 몰리브덴(MoO3)층의 이중층(bi-layer) 구조 또는 산화 텅스텐(WO3) 및 산화 몰리브덴(MoO3)을 포함하는 단일층 구조의 버퍼층(buffrer layer)를 형성하는 단계; 상기 버퍼층 상에 정공수송층을 형성하는 단계; 상기 정공수송층 상에 발광층을 형성하는 단계; 상기 발광층 상에 전자수송층을 형성하는 단계; 및 상기 전자수송층 상에 음극(cathode)을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
Next, a method of manufacturing the organic light emitting diode according to the present invention will be described. The method includes: forming an anode on a substrate made of glass or plastic; A buffer layer of a single layer structure including a bi-layer structure of a tungsten oxide (WO 3 ) layer and a molybdenum oxide (MoO 3 ) layer or a tungsten oxide (WO 3 ) and a molybdenum oxide (MoO 3 ) forming a buffer layer; Forming a hole transport layer on the buffer layer; Forming a light emitting layer on the hole transport layer; Forming an electron transport layer on the light emitting layer; And forming a cathode on the electron transporting layer.
상기에서 상세히 설명한 본 발명에 따른 유기 발광 다이오드는, 양극과 정공수송층 사이에 구비되며 산화 텅스텐(WO3)층 및 산화 몰리브덴(MoO3)층의 이중층(bi-layer) 구조 또는 산화 텅스텐(WO3) 및 산화 몰리브덴(MoO3)을 포함하는 단일층 구조를 가지는 버퍼층을 구비함으로써 양극으로부터의 정공의 유입을 촉진할 수 있어 종래 유기 발광 다이오드에 비하여 구동전압을 크게 낮출 수 있을 뿐만 아니라, 발광효율이 향상되어 이를 포함하는 디스플레이 장치나 조명 장치 등에 유용하게 사용될 수 있다.
The organic light emitting diode according to the invention described in detail above, is provided between an anode and a hole transport layer of tungsten (WO 3) layer and a molybdenum oxide (MoO 3) double layered (bi-layer) structure or a tungsten oxide layer oxide (WO 3 ) And molybdenum oxide (MoO 3 ), it is possible to promote the inflow of holes from the anode, thereby greatly reducing the driving voltage as compared with the conventional organic light emitting diode, And can be usefully used for a display device or a lighting device including the same.
다음으로, 아래에서 본 발명에 대해 실시예를 기초로 하여 상세하게 설명한다. 제시된 실시예는 예시적인 것으로 본 발명의 범위를 제한하기 위한 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described in detail on the basis of embodiments. The presented embodiments are illustrative and are not intended to limit the scope of the invention.
<< 실시예Example 1> 1>
양극(anode)으로는 ITO(Indium Tin Oxide) 유리 기판을 사용하였다. 상기 ITO 유리 기판 상부에 산화 몰리브덴(MoO3)으로 이루어진 제1 버퍼층 및 산화 텅스텐(WO3)으로 이루어진 제2 버퍼층을 순차적으로 적층하여 총 5nm 두께의 버퍼층을 형성한 후, 상기 제2 버퍼층 상에 정공수송층으로서 60nm 두께의4,4'-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐아미노]바이페닐(NPB)층을 형성하고, 상기 정공수송층의 상부에 호스트로서 Alq3에 99 중량% 및 도펀트로서 C545T 1 중량%을 포함하는 40nm 두께의 발광층을 형성하고, 상기 발광층 상에 전자수송층으로서 20nm 두께의 4,7-디페닐-1,10-페난트롤린(Bphen)층을 형성한 후, 마지막으로, 상기 전자수송층 상에 음극(cathode)으로서 LiF/Al를 형성함으로써 도 4에 그 개략적인 단면구조가 도시된 유기 발광 다이오드를 완성하였다.
An ITO (Indium Tin Oxide) glass substrate was used as an anode. A first buffer layer made of molybdenum oxide (MoO 3 ) and a second buffer layer made of tungsten oxide (WO 3 ) are sequentially stacked on the ITO glass substrate to form a buffer layer having a total thickness of 5 nm. (NPB) layer having a thickness of 60 nm as a hole transport layer was formed on the hole transport layer, and 99 wt% of Alq 3 was added as a host to the top of the hole transport layer %, And 1 wt% of C545T as a dopant, and forming a 20 nm thick 4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline (Bphen) layer as an electron transporting layer on the light emitting layer Finally, an organic light emitting diode having the schematic sectional structure shown in FIG. 4 was completed by forming LiF / Al as a cathode on the electron transporting layer.
<< 실시예Example 2> 2>
양극 상에 버퍼층으로서 산화 텅스텐(WO3)으로 이루어진 제1 버퍼층 및 산화 몰리브덴(MoO3)으로 이루어진 제2 버퍼층을 순차적으로 적층한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 다이오드를 완성하였다.
An organic light emitting diode was completed in the same manner as in Example 1, except that a first buffer layer made of tungsten oxide (WO 3 ) and a second buffer layer made of molybdenum oxide (MoO 3 ) were sequentially laminated on the anode, Respectively.
<< 실시예Example 3> 3>
양극 상에 버퍼층으로서 산화 텅스텐(WO3) 및 산화 몰리브덴(MoO3)을 1:1의 중량비로 포함된 단일층을 형성시킨 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 다이오드를 완성하였다.
An organic light emitting diode was completed in the same manner as in Example 1 except that a single layer containing tungsten oxide (WO 3 ) and molybdenum oxide (MoO 3 ) as a buffer layer in a weight ratio of 1: 1 was formed on the anode .
<< 비교예Comparative Example 1> 1>
양극 상에 버퍼층의 형성 없이 직접 정공수송층을 형성한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 다이오드를 완성하였다.
An organic light emitting diode was completed in the same manner as in Example 1, except that a hole transport layer was directly formed on the anode without forming a buffer layer.
<< 비교예Comparative Example 2> 2>
양극 상에 버퍼층으로서 산화 몰리브덴(MoO3)층을 형성시킨 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 다이오드를 완성하였다.
An organic light emitting diode was completed in the same manner as in Example 1, except that a molybdenum oxide (MoO 3 ) layer was formed as a buffer layer on the anode.
<< 비교예Comparative Example 3> 3>
양극 상에 버퍼층으로서 산화 텅스텐(WO3)층을 형성시킨 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 유기 발광 다이오드를 완성하였다.
An organic light emitting diode was completed in the same manner as in Example 1 except that a tungsten oxide (WO 3 ) layer was formed as a buffer layer on the anode.
<< 실험예Experimental Example > > 실시예Example 및 And 비교예에서In the comparative example 제조된 발광소자에 대한 소자 특성 평가 Evaluation of device characteristics for manufactured light emitting device
상기 실시예 및 비교예에서 각각 제조된 유기 발광 다이오드에 대하여, 색도계(Photo research spectrophotometer; PR-650) 및 전원 공급장치(Keithley 237)를 사용하여 전류 밀도-전압 관계, 전압-휘도 관계, 발광효율-휘도 관계, 전력효율-휘도 관계를 측정하였으며, 그 결과를 각각 도 5 내지 도 8에 도시하였다.The current density-voltage relationship, the voltage-luminance relationship, the luminous efficiency (luminous efficiency), and the luminous efficiency were measured using a photo research spectrophotometer (PR-650) and a power supply (Keithley 237) - luminance relationship, and power efficiency-luminance relationship were measured, and the results are shown in FIGS. 5 to 8, respectively.
도 5 및 도 6에 따르면, 본원 실시예에서 제조된 유기 발광 다이오드는 버퍼층을 구비함으로써 버퍼층이 결여된 비교예 1의 유기 발광 다이오드에 비해 현저히 낮은 전하 주입 전압(charge injection voltage) 및 구동전압을 가지는 것을 알 수 있는데, 이는 본원 실시예의 유기 발광 다이오드는 산화 텅스텐(WO3)층 및 산화 몰리브덴(MoO3)층의 이중층(bi-layer) 구조 또는 산화 텅스텐(WO3) 및 산화 몰리브덴(MoO3)을 포함하는 단일층 구조의 버퍼층을 구비함으로써 양극과 정공수송층 사이의 정공 주입 에너지 장벽을 최소화하여 정공을 양극으로부터 발광층까지 훨씬 더 용이하게 주입시키고 수송시킨다는 것을 알 수 있다.
Referring to FIGS. 5 and 6, the organic light emitting diode manufactured in the present embodiment has a buffer layer, and thus has a significantly lower charge injection voltage and drive voltage than the organic light emitting diode of Comparative Example 1, The organic light emitting diode of the present embodiment may be a bi-layer structure of a tungsten oxide (WO 3 ) layer and a molybdenum oxide (MoO 3 ) layer or a tungsten oxide (WO 3 ) and molybdenum oxide (MoO 3 ) The hole injection energy barrier between the anode and the hole transport layer is minimized, so that the holes are injected from the anode to the light emitting layer much more easily and transported.
또한, 도 7 및 도 8로부터 본원 실시예 2에서 제조된 유기 발광 다이오드(산화 텅스텐(WO3)으로 이루어진 제1 버퍼층 및 산화 몰리브덴(MoO3)으로 이루어진 제2 버퍼층 포함)의 경우에는 측정된 휘도 범위 전체에서 비교예에 비해 현저히 우수한 전류 효율 및 전력 효율을 나타내기 때문에, 해당 유기 발광 다이오드가 고효율 디스플레이 장치 또는 조명장치의 제조에 유용하게 사용될 수 있을 것으로 예상된다.7 and 8, in the case of the organic light emitting diode manufactured in Example 2 (including the first buffer layer made of tungsten oxide (WO 3 ) and the second buffer layer made of molybdenum oxide (MoO 3 )), It is expected that the organic light emitting diode is useful for manufacturing a high-efficiency display device or a lighting device because it exhibits remarkably excellent current efficiency and power efficiency over the entire range in comparison with the comparative example.
Claims (7)
상기 양극 상에 형성된 버퍼층;
상기 버퍼층 상에 형성된 정공수송층;
상기 정공수송층 상에 형성된 발광층;
상기 발광층 상에 형성된 전자수송층; 및
상기 전자수송층 상에 형성된 음극(cathode)를 포함하며,
상기 버퍼층은 산화 텅스텐(WO3) 및 산화 몰리브덴(MoO3)을 포함하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 다이오드.Anode;
A buffer layer formed on the anode;
A hole transporting layer formed on the buffer layer;
A light emitting layer formed on the hole transporting layer;
An electron transport layer formed on the light emitting layer; And
And a cathode formed on the electron transporting layer,
Wherein the buffer layer comprises tungsten oxide (WO 3 ) and molybdenum oxide (MoO 3 ).
상기 버퍼층은 산화 몰리브덴(MoO3)으로 이루어진 제1 버퍼층 및 산화 텅스텐(WO3)으로 이루어진 제2 버퍼층으로 구성되는 이중층(bilayer) 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 유기 발광 다이오드.The method according to claim 1,
Wherein the buffer layer has a bilayer structure composed of a first buffer layer made of molybdenum oxide (MoO 3 ) and a second buffer layer made of tungsten oxide (WO 3 ).
상기 버퍼층은 산화 텅스텐(WO3)으로 이루어진 제1 버퍼층 및 산화 몰리브덴(MoO3)으로 이루어진 제2 버퍼층으로 구성되는 이중층(bilayer) 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 유기 발광 다이오드.The method according to claim 1,
Wherein the buffer layer has a bilayer structure composed of a first buffer layer made of tungsten oxide (WO 3 ) and a second buffer layer made of molybdenum oxide (MoO 3 ).
상기 버퍼층은 산화 텅스텐(WO3) 및 산화 몰리브덴(MoO3)을 포함하는 단일층 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 유기 발광 다이오드.The method according to claim 1,
Wherein the buffer layer has a single layer structure including tungsten oxide (WO 3 ) and molybdenum oxide (MoO 3 ).
상기 양극은 인듐주석산화물 (ITO:Indium Tin Oxide)로 이루어지고,
상기 정공수송층은 4,4'-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐아미노]바이페닐(NPB)로 이루어지고,
상기 발광층은 호스트 및 도펀트로서 각각 Alq3 및 C545T를 포함하며,
상기 전자수송층 4,7-디페닐-1,10-페난트롤린(Bphen)으로 이루어지고,
상기 음극은 LiF/Al로 이루어진 것을 특징으로 하는 유기 발광 다이오드.The method according to claim 1,
The anode is made of indium tin oxide (ITO)
Wherein the hole transport layer is made of 4,4'-bis [N- (1-naphthyl) -N-phenylamino] biphenyl (NPB)
The light emitting layer includes Alq 3 and C545T as a host and a dopant, respectively,
The electron transport layer 4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline (Bphen)
Lt; RTI ID = 0.0 > LiF / Al. ≪ / RTI >
상기 양극 상에 산화 텅스텐(WO3)층 및 산화 몰리브덴(MoO3)층의 이중층(bi-layer) 구조 또는 산화 텅스텐(WO3) 및 산화 몰리브덴(MoO3)을 포함하는 단일층 구조의 버퍼층(buffrer layer)를 형성하는 단계;
상기 버퍼층 상에 정공수송층을 형성하는 단계;
상기 정공수송층 상에 발광층을 형성하는 단계; 상기 발광층 상에 전자수송층을 형성하는 단계; 및
상기 전자수송층 상에 음극(cathode)을 형성하는 단계를 포함하는 유기 발광 다이오드 제조방법.Forming an anode on the substrate;
A buffer layer of a single layer structure including a bi-layer structure of a tungsten oxide (WO 3 ) layer and a molybdenum oxide (MoO 3 ) layer or a tungsten oxide (WO 3 ) and a molybdenum oxide (MoO 3 ) forming a buffer layer;
Forming a hole transport layer on the buffer layer;
Forming a light emitting layer on the hole transport layer; Forming an electron transport layer on the light emitting layer; And
And forming a cathode on the electron transport layer.
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|---|---|---|---|---|
| US11038138B2 (en) | 2017-08-11 | 2021-06-15 | Lg Chem, Ltd. | Organic electroluminescent device and method for manufacturing the same |
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2014
- 2014-03-31 KR KR1020140037840A patent/KR101611573B1/en active IP Right Grant
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