KR20040021222A - Organic electron luminescence device - Google Patents
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Abstract
본 발명은 본 유기 EL 소자에 관한 것으로, 특히 탑 에미션(Top emission) 방식의 유기 EL 소자에 관한 것이다. 이와 같은 본 발명에 따른 유기 EL 소자는 불투명한 기판의 후면에 형성된 반사층과, 반사층 위에 형성된 양극용 투명전극과, 이 투명 전극 위에 형성된 유기 물질의 유기 발광층과, 상기 유기 발광층 위에 형성된 음극용 투명전극을 포함하는 탑 에미션(Top emission) 방식의 유기 EL 소자에 있어서, 상기 반사면과 양극용 투명 전극을 분리하여 양극용 투명 전극의 두께를 조절하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to the present organic EL device, and more particularly, to an organic EL device of a top emission method. Such an organic EL device according to the present invention includes a reflective layer formed on the rear surface of an opaque substrate, a transparent electrode for an anode formed on the reflective layer, an organic light emitting layer of an organic material formed on the transparent electrode, and a transparent electrode for a cathode formed on the organic light emitting layer. In a top emission type organic EL device comprising: separating the reflective surface and the transparent electrode for the anode, characterized in that for controlling the thickness of the transparent electrode for the anode.
Description
본 발명은 유기 EL 소자에 관한 것으로, 특히 탑 에미션(Top emission) 방식의 유기 EL 소자에 관한 것이다.The present invention relates to an organic EL device, and more particularly to an organic EL device of a top emission method.
일반적으로 유기 EL 디스플레이 소자는 전자 주입 전극(음극)과 정공 주입 전극(양극) 사이에 형성된 유기막에 전하를 주입하면 전자와 정공이 쌍을 이룬 후 소멸하면서 빛을 내는 소자로서 낮은 전압에서 구동이 가능하고, 또한 전력 소모가 비교적 적은 것이 특징이다.In general, an organic EL display device emits light when electrons and holes are paired and extinguished when charge is injected into an organic film formed between an electron injection electrode (cathode) and a hole injection electrode (anode). It is possible that the power consumption is relatively low.
도 1은 일반적인 유기 EL(electroluminescence) 소자의 단면도이다.1 is a cross-sectional view of a general organic EL (electroluminescence) device.
도 1에 도시된 바와 같이, 먼저 투명 기판(1) 위에 양극 물질(2)을 입힌다. 양극(하부 전극) 물질로는 흔히 ITO(indium tin oxide)가 쓰인다.As shown in FIG. 1, first, an anode material 2 is coated on the transparent substrate 1. Indium tin oxide (ITO) is commonly used as the anode (lower electrode) material.
그 위에 정공 주입층(HIL : hole injecting layer)(3)을 입힌다. 정공 주입층(3)으로는 주로 CuPc(copper phthalocyanine)를 10~30nm 두께로 입힌다. 상기 CuPc의 구조는 도 6에 도시되어 있다.On it, a hole injecting layer (HIL) is applied. As the hole injection layer 3, CuPc (copper phthalocyanine) is mainly coated with a thickness of 10 to 30 nm. The structure of CuPc is shown in FIG. 6.
다음 정공 수송층(HTL : hole transport layer)(4)을 형성하는데, 흔히 N,N'-diphenyl-N,N'-bis(3-methylphenyl)-(1-1'-biphenyl)-4,4'-diamine(TPD) 또는 4,4'-bis[N-(1-naphthy1)-N-pheny1-amino]bipheny(NPD)를 30~60nm 정도 증착하여입힌다. 상기 TPD 및 NPD의 구조는 도 6에 도시되어 있다.Then form a hole transport layer (HTL) (4), often N, N'-diphenyl-N, N'-bis (3-methylphenyl)-(1-1'-biphenyl) -4,4 ' -Diamine (TPD) or 4,4'-bis [N- (1-naphthy1) -N-pheny1-amino] bipheny (NPD) is deposited by 30 to 60 nm. The structure of the TPD and NPD is shown in FIG.
그 위에 유기 발광층(organic emitting layer)(5)을 형성한다. 이때 필요에 따라 불순물(dopant)을 첨가하는데, 녹색 발광의 경우 흔히 유기 발광층(5)으로 Alq3(tris(8-hydroxy-quinolate)aluminum)을 30~60am 정도 증착하며, 불순물로는 큐머린 6(coumarin 6) 또는 Qd(Quinacridone)를 많이 쓰고, 레드 불순물로는 DCM, DCJT, DCJTB 등을 쓴다. 상기 Alq3의 구조는 도 6에 도시되어 있다.An organic emitting layer 5 is formed thereon. At this time, dopant is added as needed. In the case of green light emission, Alq 3 (tris (8-hydroxy-quinolate) aluminum) is deposited on the organic light emitting layer 5 about 30-60am. (coumarin 6) or Qd (Quinacridone) is used a lot, red impurities such as DCM, DCJT, DCJTB and the like. The structure of Alq 3 is shown in FIG. 6.
그 위에 전자 수송층(ETL : electron transport layer)(6) 및 전자주입층(7)(EIL : electron injecting layer)을 연속적으로 형성하거나, 아니면 전자주입 수송층을 형성한다.On this, an electron transport layer (ETL) 6 and an electron injection layer 7 (EIL: electron injecting layer) are continuously formed, or an electron injection transport layer is formed.
또한, 녹색 발광의 경우 상기 유기 발광층(5)으로 이용되는 Alq3가 좋은 전자수송 능력을 갖기 때문에 전자 주입/수송층을 쓰지 않는 경우도 많은데, 전자 주입층(EIL : electron injection layer)(7)으로 LiF 나 Li2O를 5Å 정도 얇게 입히거나 또는 Li, CA, Mg, Sm 등 알카리 금속 또는 알카리토 금속을 200Å 이하로 입혀서 전자의 주입을 좋게 한다.In addition, in the case of green light emission, since Alq 3 used as the organic light emitting layer 5 has a good electron transport ability, an electron injection / transport layer is often not used, but as an electron injection layer (EIL) 7. Apply LiF or Li 2 O as thin as 5Å or alkali metal or alkalito metal such as Li, CA, Mg, Sm at 200Å or less to improve the injection of electrons.
다음 음극(8)으로 Al을 1000Å 정도 입힌다.Next, Al is applied to the cathode 8 at about 1000 mW.
도 2는 일반적인 다운 에미션(down emission) 방식의 유기 EL 소자를 나타낸 단면도이다.2 is a cross-sectional view showing an organic EL device of a general down emission method.
도 2에 도시된 바와 같이 다운 에미션 방식의 유기 EL 소자는 음극으로 쓰이는 물질이 거울 반사면의 역할을 하여 유기 EL 소자의 발광층(emitting layer)에서발생한 빛의 절반은 투명 전극쪽으로 나오고 나머지 절반은 음극 물질(cathod metal)에 반사되어 투명 전극쪽으로 나오게 된다.As shown in FIG. 2, in the organic EL device of the down emission type, a material used as a cathode serves as a mirror reflecting surface, so that half of the light emitted from the emitting layer of the organic EL device is directed toward the transparent electrode, and the other half is Reflected by the cathode metal, it is directed toward the transparent electrode.
도 3은 일반적인 탑 에미션(top emission) 방식의 유기 EL 소자를 나타낸 단면도이다.3 is a cross-sectional view illustrating an organic EL device having a general top emission method.
도 3에 도시된 바와 같이 탑 에미션 방식의 유기 EL 소자는 제 1 전극을 애노드로, 제 2 전극을 투명한 전극을 사용하므로 발광층에서 발생한 빛이 캐소드쪽으로 나오는 방식으로, 애노드 물질로는 Au, Pt, Cu, ITO, IZO 등으로 워크 펑션(work function)이 5eV 근처인 물질이다.As shown in FIG. 3, the organic EL device of the top emission type uses a first electrode as an anode and a second electrode as a transparent electrode, so that light generated in the light emitting layer is emitted toward the cathode. As an anode material, Au, Pt , Cu, ITO, IZO, etc. The work function (work function) is near 5eV material.
도 4는 일반적인 탑 에미션 방식의 스펙트럼 쉬프트 형상을 보여주는 도면으로, 녹색 에미션하는 소자 구조에 있어서 애노드 전극과 반사면으로 Au를 쓴 경우에 반사면에서의 스펙트럼 쉬프트한 경우를 보여주는데 애노드 물질로 쓰여지는 물질은 컬러 쉬프트가 없는 물질이어야 한다.FIG. 4 is a diagram illustrating a spectral shift shape of a general top emission method, and illustrates a case where spectral shift is performed on a reflective surface when Au is used as an anode electrode and a reflective surface in a device structure emitting green light. The material should be a material without color shift.
도 5는 일반적인 녹색 소자에서의 스펙트럼을 보여주는 도면으로, 글래스 기판 위에 반사판으로 Cr(2000Å)두고, 이 위에 투명한 애노드로는 ITO(indium tin oxide) 1000Å 가지는 녹색 소자에서의 스펙트럼으로 발광층에서 발생한 빛 중 캐소드쪽으로 향하는 빛과 Cr 반사면에서 반사되어 캐소드로 향하는 빛과의 인터퍼런스로 인해 스펙트럼이 블루 쉬프트하게 된다.FIG. 5 is a diagram showing a spectrum of a general green device, in which Cr (2000Å) is placed as a reflector on a glass substrate, and as the transparent anode thereon, a spectrum of a green device having indium tin oxide (ITO) 1000Å is used. The interference between the light directed towards the cathode and the light reflected from the Cr reflector towards the cathode results in a blue shift in the spectrum.
이와 같은 경우 블루나 그린 소자에 있어서는 문제가 되지 않지만 레드 발광하는 소자에 있어서는 레드의 색감이 나빠지게 되므로 풀-컬러 OLED(organic lighting emitting device)에서 문제가 있다.In this case, the blue or green device is not a problem, but in the red light emitting device, the red color becomes worse, so there is a problem in the full-color OLED (organic lighting emitting device).
그리고, 다운 에미션(down emission) 유기 EL 소자가 액티브형일 경우, 기판위에 유기 EL 소자를 형성하기 전에 트랜지스터나 능동 스위치등을 형성하는데 이 능동 소자들의 면적 때문에 빛이 방출되는 개구율이 감소한다.When the down emission organic EL element is active, a transistor or an active switch is formed before forming the organic EL element on the substrate, and the aperture ratio at which light is emitted decreases because of the area of the active elements.
따라서, 본 발명의 목적은 이상에서 언급한 종래 기술의 문제점을 감안하여 안출한 것으로서, 거울 반사면과 투명한 애노드를 분리하고 애노드의 두께를 조절함으로 컬러 쉬프트가 없는 유기 El 소자를 제공하기 위한 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to provide an organic El device having no color shift by separating the mirror reflection surface and the transparent anode and adjusting the thickness of the anode, in view of the above-mentioned problems of the prior art.
도 1은 일반적인 유기 EL(electroluminescence) 소자의 단면도1 is a cross-sectional view of a typical organic EL (electroluminescence) device
도 2는 일반적인 다운 에미션(down emission) 방식의 유기 EL 소자를 나타낸 단면도2 is a cross-sectional view showing an organic EL device having a general down emission method.
도 3은 일반적인 탑 에미션(Top emission) 방식의 유기 EL 소자를 나타낸 단면도3 is a cross-sectional view showing an organic EL device having a general top emission method.
도 4는 일반적인 탑 에미션 방식의 스펙트럼 쉬프트 형상을 보여주는 도면으로4 is a diagram illustrating a spectral shift shape of a general top emission method.
도 5는 일반적인 녹색 소자에서의 스펙트럼을 보여주는 도면5 shows a spectrum of a typical green device.
도 6은 CuPC, TPD, Alq3, NPD, 프탈로시아닌의 화학구조 단면도6 is a cross-sectional view of the chemical structure of CuPC, TPD, Alq 3 , NPD, phthalocyanine
도 7은 본 발명에 따른 유기 EL 소자의 단면도7 is a cross-sectional view of an organic EL device according to the present invention.
도 8은 본 발명에 따른 유기 EL 소자의 컬러 쉬프트 형성을 보이는 도면8 is a view showing color shift formation of an organic EL device according to the present invention;
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *
11 : 기판 12 : 반사층11 substrate 12 reflective layer
13 : 애노드 14 : 정공주입층13: anode 14: hole injection layer
15 : 정공수송층 16 : 발광층15: hole transport layer 16: light emitting layer
17 : 전자수송층 18 : 전자주입층17: electron transport layer 18: electron injection layer
19 : 캐소드 20 : 보호막19: cathode 20: shield
이상과 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 특징에 따르면, 불투명한 기판의 후면에 형성된 반사층과, 반사층 위에 형성된 양극용 투명전극과, 이 투명 전극 위에 형성된 유기 물질의 유기 발광층과, 상기 유기 발광층 위에 형성된 음극용 투명전극을 포함하는 탑 에미션(Top emission) 방식의 유기 EL 소자에 있어서, 상기 반사면과 양극용 투명 전극을 분리하여 양극용 투명 전극의 두께를 조절하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention for achieving the above object, a reflective layer formed on the rear surface of an opaque substrate, a transparent electrode for an anode formed on the reflective layer, an organic light emitting layer of an organic material formed on the transparent electrode, and the organic light emitting layer A top emission type organic EL device including the cathode transparent electrode formed thereon, wherein the reflective surface and the anode transparent electrode are separated to adjust the thickness of the anode transparent electrode.
바람직하게, 상기 양극용 투명 전극의 두께는 200Å 정도이다.Preferably, the thickness of the transparent electrode for the positive electrode is about 200 kPa.
그리고, 상기 반사층의 두께는 200nm 정도이며, 완전한 거울 반사를 시켜주는 은백색의 광택을 내는 금속층이다.The thickness of the reflective layer is about 200 nm, and is a silver-white gloss metal layer that provides complete mirror reflection.
이하 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 구성 및 작용을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.Hereinafter, a configuration and an operation according to an exemplary embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 7은 본 발명에 따른 유기 EL 소자의 단면도이다.7 is a sectional view of an organic EL device according to the present invention.
도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 유기 EL 소자는 탑 에미션(Top emission) 방식으로 불투명한 기판(11) 위에 반사층(12)을 형성하고, 이 반사층(12)의 후면에 양극용 투명전극(13)을 형성한다.As shown in Fig. 7, the organic EL device of the present invention forms a reflective layer 12 on the opaque substrate 11 by a top emission method, and is transparent for an anode on the rear surface of the reflective layer 12. The electrode 13 is formed.
여기서 탑 에미션(Top emission) 방식은, 기판(gless)(11) 위에 유기 EL 소자를 형성하는데 있어서, 상기 기판(11)쪽에 투명전극(13)을 형성하므로, 기판(11) 쪽으로 빛이 나오도록 하는 다운 에미션(Down emission) 구조와는 다른 기판(불투명 기판)(11) 위에 유기 EL 소자를 형성하고, 투명전극을 맨 마지막 공정하여 빛이 기판의 반대방향으로 나오도록 하는 구조이다.Here, in the top emission method, in forming an organic EL device on a substrate 11, a transparent electrode 13 is formed on the substrate 11, so that light is emitted toward the substrate 11. The organic EL element is formed on a substrate (opaque substrate) 11 that is different from a down emission structure, and light is emitted in the opposite direction to the substrate by performing a transparent electrode last.
이어서, 상기 형성된 양극용 투명 전극(13) 위에 정공 주입층(14)과, 정공 수송층(15)을 형성하고, 상기 정공 수송층(15) 위에 유기 물질로 된 유기 발광층(16)을 형성하고, 상기 형성된 유기 발광층(16) 위에, 전자 수송층(17)과, 전자 주입층(18)을 형성하여, 상기 전자 주입층(18) 위에 음극용 투명 전극(19)을 형성한다.Subsequently, a hole injection layer 14 and a hole transport layer 15 are formed on the formed transparent electrode 13 for anode, and an organic light emitting layer 16 made of an organic material is formed on the hole transport layer 15. The electron transport layer 17 and the electron injection layer 18 are formed on the formed organic light emitting layer 16, and the transparent electrode 19 for a cathode is formed on the electron injection layer 18.
상기 반사층(12)은 상기 불투명 기판(11) 위에 양극인 애노드층(13) 형성시 애노드층(13) 아래에 완전한 거울 반사를 시켜주는 반사층(12)을 둔다.The reflective layer 12 has a reflective layer 12 that provides complete mirror reflection under the anode layer 13 when the anode layer 13 is formed on the opaque substrate 11.
상기 반사층(12)은 은백색의 광택을 내는 Cr등의 물질을 200nm 정도 입히고, 이 반사층(12) 위에 투명한 애노드(13)로 ITO를 200Å 정도 입힌다.The reflective layer 12 is coated with a silver white gloss material such as Cr for about 200 nm, and ITO is coated on the reflective layer 12 with a transparent anode 13 by about 200 mW.
그리고, 정공 수송층(15)으로서 4, 4'- bis[N-(1-naphthy1)-N-pheny1-amino]bipheny1(NPD)를 60nm 정도 입힌다.Then, 4, 4'-bis [N- (1-naphthy1) -N-pheny1-amino] bipheny1 (NPD) is coated with about 60 nm as the hole transport layer 15.
또한, 녹색의 경우 발광층을 만들기 위해 8-hydroxyquinolinealuminum(Alq3)에 Co6을 1%정도 도핑하여 25nm 정도 입힌다.In addition, in the case of green, 8-hydroxyquinolinealuminum (Alq3) is coated with about 25% by doping Co6 with 1% of Co6.
상기 전자 수송층(17)으로 8-hydroxyquinoline (Alq3)을 35nm 정도 입히고, 전자주입층(18)으로 Li3O를 0.5nm 정도 입힌다.8-hydroxyquinoline (Alq3) is coated on the electron transport layer 17 by about 35 nm, and Li 3 O is coated on the electron injection layer 18 by about 0.5 nm.
다음으로 투명한 캐소드(19)를 형성하기 위해 Ag를 100Å 정도 입힌다.Next, Ag is coated with about 100 Å to form a transparent cathode 19.
이 위에 ITO(indiub tin oxide) 1000Å 정도 입히고, 투명한 보호막(20)을 형성한다.ITO (indiub tin oxide) is coated on about 1000 Å, and a transparent protective film 20 is formed.
도 8은 본 발명에 따른 유기 EL 소자의 컬러 쉬프트 형성을 보이는 도면으로 탑 에미션방식의 유기 EL 제작시 컬러 쉬프트 현상이 거의 없음을 볼 수 있다.8 is a view showing the color shift of the organic EL device according to the present invention, it can be seen that there is almost no color shift phenomenon when manufacturing the organic EL of the top emission method.
이상의 설명에서와 같이 본 발명은 애노드에 사용되던 물질의 제한을 감소시켜, 다운 에미션 유기 EL 소자보다 발광층의 개구율을 증가시키며, 컬러 쉬프트(color shift)가 거의 없는 효과가 있다.As described above, the present invention reduces the limit of the material used for the anode, increases the aperture ratio of the light emitting layer than the down emission organic EL device, and has an effect of almost no color shift.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다.Those skilled in the art will appreciate that various changes and modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
따라서, 본 발명의 기술적 범위는 실시예에 기재된 내용으로 한정하는 것이 아니라 특허 청구 범위에 의해서 정해져야 한다.Therefore, the technical scope of the present invention should not be limited to the contents described in the examples, but should be defined by the claims.
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Comment text: Notification of reason for refusal Patent event date: 20040922 Patent event code: PE09021S01D |
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| PE0601 | Decision on rejection of patent |
Patent event date: 20050318 Comment text: Decision to Refuse Application Patent event code: PE06012S01D Patent event date: 20040922 Comment text: Notification of reason for refusal Patent event code: PE06011S01I |