KR100752321B1 - 백색 유기 전계 발광소자 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 백색 유기 전계 발광소자에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 투명기판, 상기 투명기판의 제1면에 순차적으로 적층된 제1 애노드, 제1 소자 유기층, 및 반사형 캐소드를 포함하는 제1소자, 및 상기 투명기판의 제2면에 순차적으로 적층된 제2 애노드, 제2 소자 유기층, 및 투명 또는 반투명 캐소드를 포함하는 제2소자를 포함하는 백색 유기 전계 발광소자에 관한 것이다.
본 발명의 백색 유기 전계 발광소자는 종래의 3원색 백색 유기 전계 발광소자에서 일어나는 백색광의 색 이동현상을 제거 할 수 있고, 발광층의 분할을 통해 발광 시 발생하는 열화 현상을 줄일 수 있어 발광소자의 장수명화에 유리하다.
백색 유기 전계 발광소자, 발광층, 병렬조합, 3원색광

Description

백색 유기 전계 발광소자 {WHITE LIGHT EMITTING ORAGNIC ELECTROLUMINECENT DEVICE}
도 1은 2색 보색 조합에 의하여 백색광을 구현하는 단순 적층형 백색 유기 전계 발광소자의 일 예를 나타낸 단면도이다.
도 2는 3색 조합 방식의 단순 적층형 백색 유기 전계 발광소자의 일 예를 나타낸 단면도이다.
도 3은 p, n 도핑층을 포함하는 tandem형 백색 유기 전계 발광소자의 일 예를 나타낸 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 백색 유기 전계 발광소자의 구조의 일 예를 나타낸 단면도이다.
도 5는 부분적으로 형성된 절연층을 더 포함하는 본 발명의 백색 유기 전계 발광소자의 구조의 일 예를 나타낸 단면도이다.
도 6은 본 발명의 백색 유기 전계 발광소자의 제1구체예를 나타낸 단면도이다.
도 7은 본 발명의 백색 유기 전계 발광소자의 제2구체예를 나타낸 단면도이다.
도 8은 본 발명의 백색 유기 전계 발광소자의 제3구체예를 나타낸 단면도이 다.
도 9는 본 발명의 백색 유기 전계 발광소자의 제4구체예를 나타낸 단면도이다.
도 10은 본 발명의 실시예 1에 따른 백색 유기 전계 발광소자의 발광 스펙트럼이다.
도 11은 본 발명의 실시예 2에 따른 백색 유기 전계 발광소자의 발광 스펙트럼이다.
도 12는 비교예 1에 따른 백색 유기 전계 발광소자의 단면도이다.
도 13은 비교예 1에 따른 백색 유기 전계 발광소자의 발광 스펙트럼이다.
도 14는 본 발명의 실시예 2에 따른 백색 유기 전계 발광소자와 비교예 1에 따른 백색 유기 전계 발광소자의 수명 특성을 비교한 그래프이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
A10, B10, C10, D10 ... 투명 기판
A01, B01, C01, D01 ... 애노드
A05, B05, C05, D05 ... 정공주입층(HIL)
A06, B06, C06a, C06b, D06 ... 정공수송층(HTL)
A07, A09, B07, B09, B11, C07a, C07b, D07, D09, D11...발광층(EML)
A08, B08, C08a, C08b, D08 ... 전자수송층(ETL)
A15, B15, C15, D15 ... 전자주입층
A04, B04, C04, D04 ... 캐소드
C20... p형 도핑층 C21... n형 도핑층
010... 투명 기판
100, 100a, 100b, 100c, 100d... 제1소자,
200, 200a, 200b, 200c, 200d... 제2소자
101... 제1소자 애노드, 201... 제2소자 애노드
102... 제1소자 절연층, 202... 제2소자 절연층
103, 103a, 103b, 103c, 103d... 제1소자 유기층,
203, 203a, 203b, 203c, 203d... 제2소자 유기층
104... 반사형 캐소드, 204... 투명 또는 반투명 캐소드
105... 제1정공주입층(HIL), 205... 제2 정공주입층(HIL)
106... 제1정공수송층(HTL), 206... 제2 정공수송층(HTL)
108... 제1 전자수송층(ETL), 208... 제2 전자수송층(ETL)
115... 제1 전자주입층, 215... 제2 전자주입층
107, 109, 111, 112.... 제 1 발광층(EML 1)
110, 206, 211.... 제 2 발광층(EML 2)
209, 212, 213.... 제 3 발광층(EML 3)
210.... 제 4 발광층(EML 4)
220.... 캐소드 보호층
[산업상 이용분야]
본 발명은 백색 유기 전계 발광소자에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 2색 이상의 발광층을 병렬로 조합시킨 고효율의 백색 유기 전계 발광소자에 관한 것이다.
[종래기술]
유기 전계발광소자는 액정표시장치(LCD)와는 달리 자체 발광을 하기 때문에 백라이트가 필요 없고, 수십 나노 이하의 두께를 가지는 초박형, 초경량 디스플레이로의 제작이 가능하다는 장점이 있다.
또한, 유기 전계발광소자는 소자의 구성과 제조공정이 비교적 간단하여 생산비용이 낮아 차세대 디스플레이로서 주목받고 있다.
특히, 유기 전계발광소자는 발광효율이 높고, 구동 전압이 낮아서 소비전력이 작으며, 화소의 응답속도가 빨라서 고화질의 동영상을 표현할 수 있다. 또한, 유기 전계발광소자를 칼라 디스플레이 소자로의 적용하였을 경우, 색 시현성이 우수하고, 경박 단소하여 휴대용 정보통신기기의 정보 표시용소자로서 고품위의 특성을 나타낸다.
유기 전계발광소자에 있어서 칼라를 구현하는 방법에는 적색(Red), 녹색(Green), 청색(Blue) 발광층을 미세하게 패턴된 금속 마스크를 사용하여 마스크의 미세한 이동에 의해 RGB 발광층을 순차적으로 증착하여 제작하는 독립증착방식(Side by Side)과 청색(Blue)을 이용하여 에너지의 하향 전환(down conversion)을 통해 녹색과 적색을 구현하는 CCM(color change media)방식, 그리고 백색 발광소자에 칼라필터(Color filter)를 사용하는 칼라필터 방식 등이 있다.
이중 칼라필터 방식은 상기의 독립증착 방식에서처럼 미세하게 패턴된 금속 마스크를 사용하지 않고, 전체 발광면적이 노출된 세도우 마스크(shadow mask)사용하므로 공정성이 뛰어나고, 불량률이 낮으며, 결과적으로 생산비용을 낮출 수 있는 방법이다.
이러한 공정적, 비용적 장점 때문에 칼라필터를 이용한 Full-color 디스플레이에 사용되는 백색 유기전계발광 소자에 대한 연구가 활발히 진행되고 있으며, 이러한 유기 백색광에 대한 관심은 현재 사용하고 있는 수은등이나, 형광등과 같이 중금속이나 환경을 저해하는 충진 가스등이 필요 없어 친환경적 광원으로서 많은 관심을 받고 있다.
백색 유기 전계발광소자를 구현하는 종래의 기술의 일 예로는 도 1에 나타낸 바와 같이 진청색(Deep Blue)과 황색(Yellow), 또는 하늘색(Sky Blue)과 적색(Red)과 같이 보색관계를 갖는 색을 이용한 유기 전계발광소자가 있고, 도 2에 나타낸 것과 같이 청색(Blue), 녹색(Green), 적색(Red)과 같은 3원색의 적절한 배합에 의해 백색을 나타내는 유기 전계발광소자가 있다.
즉 상기 도 1및 도 2와 같은 종래의 백색 유기 전계 발광 소자는 기판(A10, B10) 상에 애노드(A01, B01)가 형성되어 있고, 이 애노드 위에 정공 주입층(A05, B05), 정공 수송층(A06, B06), 적, 녹, 또는 청색 발광체를 포함하는 복수개의 발광층(A07, A09, B07, B09, B11), 전자 수송층(A08, B08), 전자 주입층(A15, B15), 및 캐소드 (A04, B04)을 순차적으로 단순 적층하여 백색광을 얻는 방식이다.
상기 도 1 및 2의 유기 전계 발광소자의 원리는 애노드(A01, B01)와 캐소드(A04, B04) 간에 전압을 인가하면 애노드로부터 주입된 정공이 정공 수송층(A06, B06)을 경유하여 복수개의 발광층(A07, A09, B07, B09, B11)으로 이동되고, 전자는 캐소드(A04, B04)로부터 전자 수송층(A08, B08) 을 경유하여 복수개의 발광층에 주입되어 정공 수송층과 발광층의 계면(interface) 및 벌크(Bulk)상에서 캐리어(Carrier)들이 재결합하여 여기자(exciton)를 생성한다.
이렇게 생성된 여기자는 각각의 발광층에 분배되어 존재하며, 기저상태(ground state)로 변화하게 되고, 이로 인하여 각 발광층의 색깔에 따라 청색, 녹색, 및 적색을 형성하여 백색을 나타낸다.
도 3은 효율을 높이기 위하여 사용되는 종래의 구조 중 하나로서 매우 복잡한 다층구조로 구성된 직렬(tandem)형 유기 전계발광소자이다. 도 3의 유기 전계 발광소자의 구동원리는 일반적으로 구비되는 적층형 유기막 구조에 전자와 정공의 추가적인 생성을 위한 전하 생성층(Charge Generation Layer)을 복잡한 도핑공정을 거쳐, p형(C20) 및 n형 도핑층(C21)을 형성하거나, 유기막 위에 투명 애노드인 ITO를 스퍼터링(Sputtering)법을 통해 성막시키는 방법들을 사용하여, 애노드(C01)와 캐소드(C04)로 전압 인가 시 주입되는 전자와 정공이 2배가 되도록 하는 방법이 있다.
즉 기판(C10) 상에 애노드(C01)가 형성되어 있고, 이 애노드 위에 정공 주입층(C05), 정공 수송층(C06a), 발광층(C07a), 전자 수송층(C08a), n 형 도핑층(C20) 으로 구성되는 제 1 소자와 p 형 도핑층(C21)이나 스퍼터링 성막법에 의한 투명 애노드층을 포함하고, 정공 수송층(C06b), 발광층(C07b), 전자 수송층(C08b), 전자 주입층(C15), 및 캐소드(C04)를 포함하는 제 2 소자로 구성되어 있다.
상기에 제시된 종래의 방법 중 도 1의 유기 전계 발광소자와 같이 보색관계를 이용한 소자나 도 2의 3원색 발광층의 단순 적층식 구조는 구조적으로 정공 및 전자의 주입, 이동에 사용되는 유기층 백색광 구현을 위해 필수적으로 한 소자 위에 2개 내지 3개의 발광층이 구비되어야만 하고, 도 4의 유기 전계 발광 소자의 경우 발광 메카니즘 상 구비된 3개의 발광층에 생성되는 여기자를 적절히 분배해야만 한다.
일반적으로 유기 전계발광 소자는 전압인가 시 발광과 더불어 그 발광에 의한 주울열(Joule heating)을 발산하게 되며, 이러한 현상은 유기 전계 발광소자를 열화 시켜 수명을 저하시키는 가장 큰 원인이 되고 있다. 여러가지 색상의 발광층을 순차적으로 적층시킨 적층형 백색소자의 경우에는 발광층의 수가 증가할수록 수명저하 현상은 더욱 크게 나타난다.
유기 전계발광소자에 전압인가 시 애노드와 캐소드에 주입되는 전공과 전자의 결합에 의해 생성되는 여기자는 인가되는 전압, 전류의 세기가 변함에 따라 그 존재 영역이 변화하게 되며, 이는 곧 발광영역의 변화를 의미한다. 이러한 발광영역의 변화는 발광층이 많을수록 그 현상이 커지게 되며, 도 2와 같은 종래의 적층형 백색소자의 경우 전압, 또는 전류의 세기가 달라짐에 따라 RGB 각각의 발광 스펙트럼 세기가 변해, 결과적으로 전체 발광하는 색이 변하게 된다.
유기 전계발광소자는 발광효율을 높이기 위해 발광층에 도핑공정을 반드시 거쳐야 한다. 이러한 도핑공정은 호스트(Host)재료와 게스트(Guest)재료를 혼합하여 성막하는 공정으로서, 형광인 경우 일반적으로 게스트의 비가 전체 구성 대비 1 ~ 10 %에 달하며, 인광의 경우에는 5∼20%정도에 달한다. 공정 관점에서의 도핑의 의미는 소량의 게스트비를 일정하게 유지하면서 유기막을 성막 하여야 하므로, 가장 까다로운 공정이 되며, 발광층 내의 이종 도핑비의 존재는 발광 특성을 변하시키고, 유기 전계발광 소자 제품특성의 재현성을 떨어트리는 원인이 된다. 도 3에 나타낸 직렬형 백색소자의 경우 도핑공정을 발광층 이외에 p 형(C20) 및 n 형 도핑층(C21)에 사용해야 하거나, 또는 유기막 위에 투명 아노드용 스퍼터링 공정을 거쳐야 하므로, 그 공정이 매우 복잡하다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 반사형 캐소드를 구비하는 제1 소자와 투명 또는 반투명 캐소드를 포함하는 제1소자를 병렬조합시킨 고효율의 백색 유기전계 발광 소자를 제공하는 것이다.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여, 투명기판, 상기 투명기판의 제1면에 순차적으로 적층된 제1 애노드, 제1 소자 유기층, 및 반사형 캐소드를 포함하는 제1소자, 및 상기 투명기판의 제2면에 순차적으로 적층된 제2 애노드, 제2 소자 유기층, 및 투명 또는 반투명 캐소드를 포함하는 제2소자를 포함하는 백색 유기 전계 발광소자를 제공한다.
이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
본 발명의 도면에서 구성요소의 차이가 없는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하였다.
도 4는 본 발명의 백색 유기 전계 발광소자의 일 예를 나타낸 단면도이다. 도 4에서 보는 것과 같이 본 발명의 백색 유기 전계 발광소자(1)는 투명기판(010), 상기 투명기판(010)의 제1면에 순차적으로 적층된 제1 애노드(101), 제1 소자 유기층(103), 및 반사형 캐소드(104)를 포함하는 제1소자(100); 및 상기 투명기판(010)의 제2면에 순차적으로 적층된 제2 애노드(201), 제2 소자 유기층(203), 및 투명 또는 반투명 캐소드(204)를 포함하는 제2소자(200)를 포함한다.
또한, 본 발명의 백색 유기 전계 발광소자는 상기 제1소자 및 제2소자는 각각 제1 애노드와 제1 소자 유기층 사이, 및 제2 애노드와 제2소자 유기층 사이에 도 5와 같이 부분적으로 형성된 절연층(202)을 더 포함할 수 있다. 상기 절연층은 아노드와 캐소드의 모서리 부분에서의 단락(shortage)을 막아주는 역할을 한다.
또한, 본 발명의 백색 유기 전계 발광소자는 상기 제2 소자의 캐소드를 보호하기 위한 캐소드 보호층을 더 포함할 수도 있다.
상기 제1 소자 유기층(103), 및 제2 소자 유기층(203)은 각각 적색 발광층, 청색 발광층, 황색 발광층, 및 녹색 발광층으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 발광층을 포함하며, 상기 제1소자 유기층, 및 제2 소자 유기층에 전체적으로 포함되는 발광층은 서로 다른 발광 색상을 내는 2종 이상인 것이 바람직하다.
도 6은 본 발명의 유기 전계 발광소자의 제1구체예를 나타낸 단면도이다. 도 6에서 보는 것과 같이, 본 발명의 백색 유기 전계 발광소자는 투명 기판(010)의 제1면에 형성된 제1 애노드(101), 상기 제1 애노드(101) 상에 순차적으로 형성되는 제1 정공 수송층(105), 제1 정공 주입층(106), 제1 발광층(107), 제1 전자 수송층(108), 제1 전자 주입층(115), 및 반사형 캐소드(104)를 포함하는 제1 소자(100a); 및 투명기판(010)의 제2면에 형성된 제2 애노드(201), 상기 제2 애노드(201) 상에 순차적으로 형성되는 제2 정공 수송층(205), 제2 정공 주입층(206), 제2 발광층(207), 제2 전자 수송층(208), 제2 전자 주입층(215), 및 투명 또는 반투명 캐소드(204)를 포함하는 제 2 소자(200a)를 포함하는 구성을 가질 수 있다. 다만, 상기 구성에서 제1 전자주입층(115) 및 제2전자주입층(215)은 캐소드의 재질에 따라 배제될 수 있다.
이 때, 상기 제1 발광층, 및 제2 발광층은 각각 적색 발광층, 녹색 발광층, 황색 발광층, 및 청색 발광층으로 이루어진 군에서 선택되는 1종의 단일 발광층인 것이 바람직하고, 각각 녹색 발광층, 또는 청색 발광층인 것이 더 바람직하다. 단, 이 경우 상기 제1 발광층과 제2 발광층은 서로 다른 발광 색상을 나타내는 발광층인 것이 바람직하다.
도 7은 본 발명의 유기 전계 발광소자의 제2구체예를 나타낸 단면도이다. 도 7에서 보는 것과 같이, 본 발명의 백색 유기 전계 발광소자는 투명 기판(010)의 제1면에 형성된 제1 애노드(101), 상기 제1 애노드(101) 상에 순차적으로 형성되는 제1 정공 수송층(105), 제1 정공 주입층(106), 제1 발광층(109), 제2 발광층(110), 제1 전자 수송층(108), 제1 전자 주입층(115), 및 반사형 캐소드(104)를 포함하는 제1 소자(100b); 및 투명기판(010)의 제2면에 형성된 제2 애노드(201), 상기 제2 애노드(201) 상에 순차적으로 형성되는 제2 정공 수송층(205), 제2 정공 주입층(206), 제3 발광층(209), 제4 발광층(210), 제2 전자 수송층(208), 제2 전자 주입층(215), 및 투명 또는 반투명 캐소드(204)를 포함하는 제 2 소자(200b)를 포함하는 구성을 가질 수 있다. 다만, 상기 구성에서 제1 전자주입층(115) 및 제2전자주입층(215)은 캐소드의 재질에 따라 배제될 수 있다.
이 때, 상기 제1 발광층 내지 제4 발광층 중에서 적어도 하나의 발광층은 나머지 발광층과 서로 다른 발광 색상을 나타내는 발광층인 것이 바람직하며, 상기 제1 발광층과 제2 발광층이 각각 청색과 적색, 또는 적색과 청색, 또는 청색과 황색, 또는 황색과 청색, 또는 녹색과 적색, 또는 적색과 녹색 발광층이고, 상기 제3 발광층과 제4 발광층이 각각 청색과 적색, 또는 적색과 청색, 또는 청색과 황색, 또는 황색과 청색, 또는 녹색과 적색, 또는 적색과 녹색 발광층인 것이 더 바람직하다.
도 8, 및 도 9는 각각 본 발명의 유기 전계 발광소자의 제3구체예 및 제4구체예를 나타낸 단면도이다.
도 8에서 보는 것과 같이, 본 발명의 백색 유기 전계 발광소자는 발광소자는 투명 기판(010)의 제1면에 형성된 제1 애노드(101), 상기 제1 애노드(101) 상에 순차적으로 형성되는 제1 정공 수송층(105), 제1 정공 주입층(106), 제1 발광층(111), 제1 전자 수송층(108), 제1 전자 주입층(115), 및 반사형 캐소드(104)를 포함하는 제1 소자(100c); 및 투명기판(010)의 제2면에 형성된 제2 애노드(201), 상 기 제2 애노드(201) 상에 순차적으로 형성되는 제2 정공 수송층(205), 제2 정공 주입층(206), 제2 발광층(211), 제3 발광층(212), 제2 전자 수송층(208), 제2 전자 주입층(215), 및 투명 또는 반투명 캐소드(204)를 포함하는 제 2 소자(200c)를 포함하며, 상기 제2 소자를 보호하기 위한 캐소드 보호층(220)을 더 포함할 수도 있다. 다만, 상기 구성에서 제1 전자주입층(115) 및 제2전자주입층(215)은 캐소드의 재질에 따라 배제될 수 있다.
또한, 도 9에서 보는 것과 같이, 본 발명의 백색 유기전계 발광소자는 투명 기판(010)의 제1면에 형성된 제1 애노드(101), 상기 제1 애노드(101) 상에 순차적으로 형성되는 제1 정공 수송층(105), 제1 정공 주입층(106), 제1 발광층(112), 제2 발광층(113), 제1 전자 수송층(108), 제1 전자 주입층(115), 및 반사형 캐소드(104)를 포함하는 제1 소자(100d); 및 투명기판(010)의 제2면에 형성된 제2 애노드(201), 상기 제2 애노드(201) 상에 순차적으로 형성되는 제2 정공 수송층(205), 제2 정공 주입층(206), 제3 발광층(213), 제2 전자 수송층(208), 제2 전자 주입층(215), 및 투명 또는 반투명 캐소드(204)를 포함하는 제 2 소자(200d)를 포함하며, 상기 제2 소자를 보호하기 위한 캐소드 보호층(220)을 더 포함할 수도 있다. 다만, 상기 구성에서 제1 전자주입층(115) 및 제2전자주입층(215)은 캐소드의 재질에 따라 배제될 수 있다.
상기 제3구체예, 및 제4구체예에 있어서 상기 제1 발광층은 적색 발광층, 청색 발광층, 황색 발광층, 및 녹색 발광층으로 이루어진 군에서 선택되는 1종이고, 제2 발광층은 상기 제1 발광층에 선택된 것을 제외한 나머지 군에서 선택되는 1종 이고, 제3 발광층은 상기 제1 발광층, 및 제2 발광층에 선택된 것을 제외한 나머지 군에서 선택되는 1종인 것이 바람직하다.
상기 제1구체예 내지 제4구체예의 구성은 본 발명의 병렬 조합 방식 백색 유기 전계 발광소자의 바람직한 예를 나타내기 위한 것일 뿐, 발명을 한정하기 위한 것은 아니며, 발광층의 개수, 종류, 및 위치 등을 조절하여 다른 형태의 구성을 가지는 백색 유기 전계 발광소자도 본 발명의 범위에 속하는 것은 자명하다.
본 발명의 백색 유기 전계 발광소자의 각 구성을 이루는 재료들은 통상적인 유기 전계 발광소자에 사용되는 것 중에서 필요에 따라 임의로 선택될 수 있는 것이므로 특별히 한정되지 않는다. 다만, 보다 우수한 효과를 나타내기 위해서는 각 구성요소 별로 아래에 설명하는 것과 같은 재료들을 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 백색 유기 전계 발광소자의 투명기판은 통상적인 유기 전계 발광소자용 기판 중에서 소자의 최종 용도에 따라 적절히 선택할 수 있다. 다만, 투명성, 표면 평활성, 취급용이성 및 방수성이 우수한 투명 유리기판, 또는 투명 플라스틱 기판이 바람직하다.
상기 유기 전계 발광소자에 포함되는 제1애노드 및 제2 애노드도 통상적인 애노드 물질 중에서 임의로 선택될 수 있으나, 투명하고 전도성이 우수한 산화인듐주석(ITO), 산화주석(SnO2), 및 산화아연(ZnO)으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 것이 바람직하다. 상기 제1 애노드 및 제2애노드의 두께는 필요에 따라 적절한 범위로 선택할 수 있으므로 특별히 한정되지 않으나, 충분한 발광 특성을 얻기 위해서는 각각 100 Å 이상인 것이 바람직하고, 빛의 투과성을 높이기 위해서는 2000Å 이하인 것이 바람직하며, 1000 내지 2000 Å 인 것이 더 바람직하다.
상기 제1 애노드 및 제2 애노드 상에 형성되는 정공 주입층, 및 정공 수송층은 정공 수송 특성이 있는 트리페닐아민기를 가지는 재료를 포함하는 것이 바람직하며, 4,4',4"-트리스(N-3-메틸페닐-N-페닐-아미노)-트리페닐아민 (m-MTDATA), 및 N,N-비스(나프탈렌-1-일)페닐)-N,N-비스(페닐)벤지디인 (NPB)으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것이 더 바람직하다.
상기 정공 주입층, 및 정공 수송층의 두께는 필요에 따라 적절한 범위로 선택할 수 있으므로 특별히 한정되지 않으나, 충분한 발광특성을 얻기 위해서는 상기 제1소자 및 제2소자에 포함되는 정공 주입층이 각각 400Å 내지 1500Å의 두께를 가지는 것이 바람직하며, 상기 제1소자 및 제2소자에 포함되는 정공 수송층이 각각 100Å 내지 500Å정도의 두께를 가지는 것이 바람직하다.
본 발명의 유기 전계 발광 소자에 포함되는 각각의 발광층은 일반적인 유기 전계 발광 소자용 발광 호스트 재료 중에서 필요에 따라 임의로 선택되는 것을 포함할 수 있으며, 바람직하게는 도판트에 따라 녹색, 적색, 또는 황색 발광을 하는 발광 호스트인 알루미늄 트리스(8-히드록시퀴놀린) (Alq3), 녹색 발광 호스트인 4,4'-비스(카바졸-9-일)비페닐(CBP), 청색 발광 호스트인 4, 4'-비스(2,2-디페닐-에텐-1-일)-디페닐 (DPVBi), 4,4"-비스(2,2-디페닐비닐-1-일)-p-터페닐렌 (DPVTP), 및 Spiro-DPVBi로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 발광 호스트 재료를 포함 하거나, 상기 호스트들 보다 에너지 겝(Energy Gap)은 작으면서 청색 발광을 할 수 있는 페닐렌(perylene)류나 디스틸렌 아민(distylene amine)류 등과 같은 도판트를 포함하기도 한다.
상기 각 발광층들은 백색 발광에 대한 기여도에 따라 100Å 내지 500Å 의 두께로 형성되는 것이 바람직하며, 사용되는 재료의 특성에 따라 그 범위가 변화 될 수 있다.
본 발명의 각 발광층의 효율을 증가시키고, 색의 변화를 위해서는 상기 발광 호스트와 도판트 재료를 일정 비율로 공증착 (co-deposition)하여 발광층을 형성할 수도 있다.
상기 도판트는 정공-전자 결합에 대하여 호스트와 게스트간에 에너지 전달현상이 일어나 발광할 수 있도록 한다. 상기 도판트의 예로는 녹색 구현에 사용되는 쿠마린 6 (Coumarin 6), 황색 구현에 사용되는 루브렌 (Rubrene), 적색 구현에 사용되는 4-디시아노메틸렌)-2-메틸-6-(P-디메틸아미노스티릴)-4H-피란 (DCM), 및 4-(디시아노메틸렌)-2-터트-부틸-6-(1,1,7,7-테트라메틸줄로리딜-9-에닐)-4H-피란 (DCJTB), 및 청색 구현에 사용되는 페릴렌 (Perylene), 퀴나크리돈 (Quinacridone), 및 DCM2 등의 형광 도판트와 적색의 2,3,7,8,12,13,17,18-옥타에틸-21H,23H-포르핀 플래티넘 (PtOEP), 및 청색의 이리듐(III)비스[(4,6-디-플루오로페닐)-피리디네이토-N,C2']피콜리네이트 (Firpic) 등과 같은 인광 도판트가 있으며, 이들 중 하나 또는 둘 이상이 각각의 발광층에 포함될 수 있다.
상기 도판트의 도핑 농도는 백색 유기 전계 발광소자의 백색 발광스펙트럼의 색좌표(CIE index)를 맞추기 위해 적절한 범위로 선택될 수 있으나, 상기 발광 호스트 100 중량부에 대하여 1 내지 20 중량부로 도핑되는 것이 바람직하다. 특히 상기 도판트가 형광 도판트인 경우에는 발광 메커니즘 상의 이유로 상기 발광 호스트 100 중량부에 대하여 1 내지 10 중량부로 도핑되는 것이 더 바람직하며, 상기 도판트가 인광 도판트인 경우에는 발광 메커니즘 상의 이유로 상기 발광 호스트 100 중량부에 대하여 5 내지 20 중량부로 도핑되는 것이 더 바람직하다.
상기 제1소자 및 제2소자에 포함되는 각각의 전자 수송층은 일반적으로 사용되는 금속 복합체를 포함할 수 있으며, 전자 수송 측면에서는 Alq3등과 같은 금속 복합체를 포함하는 것이 더 바람직하다. 다만, 본 발명의 백색 유기 전계 발광소자에 포함되는 전자수송층의 재료가 상기 예로만 한정되는 것은 아니다. 상기 전자 수송층의 두께는 전자 수송 능력 측면에서 각각 50 내지 300 Å 인 것이 바람직하다.
상기 제1소자 및 제2소자에 포함되는 각각의 전자 주입층은 전자 주입을 원활히 하기 위한 것으로서, 일함수가 작은 알칼리 금속을 포함하는 것이 바람직하며, 상기 알칼리 금속은 리튬, 칼슘, 마그네슘, 및 세슘으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것이 바람직하다.
다만, 제1소자의 반사형 캐소드가 상기 일함수가 작은 알칼리 금속을 포함하는 경우에는 캐소드에 포함된 알칼리 금속이 사실상 전자주입층의 역할을 담당하게 되므로, 제1 전자주입층의 배제될 수 있으며, 제2소자의 투명 또는 반투명 캐소드가 상기 일함수가 작은 알칼리 금속을 포함하는 경우에도 마찬가지로 제2 전자주입 층이 배제될 수 있다.
상기 알칼리 금속을 포함하는 전자 주입층은 상기 전자 수송층 재료와 알칼리 금속을 공증착(co-deposition)하여 100 ~ 500 Å 정도의 두께로 형성되거나, 리튬플루오라이드(Lithium Fluoride), 및 리튬벤조에이트 또는 (Lithium Benzoate)등과 같은 리튬염을 1종 이상 증착하여 5 내지 20 Å 정도의 두께로 형성되는 것이 바람직하다.
본 발명의 백색 유기 전계 발광소자에 포함되는 캐소드는 일반적인 캐소드용 금속을 포함하며, 바람직하게는 리튬(Li), 마그네슘(Mg), 은(Ag), 알루미늄(Al), 알루미늄-리튬(Al-Li), 칼슘(Ca), 마그네슘-인듐(Mg-In), 및 마그네슘-은(Mg-Ag)으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함한다.
특히, 제1소자에 포함되는 반사형 캐소드의 경우에는 그 두께가 500Å 내지 5000Å인 것이 바람직하고, 제2 소자에 포함되는 투명 또는 반투명 캐소드의 경우에는 그 두께가 80 Å 내지 350 Å 인 것이 바람직하고, 칼슘(Ca)을 50 ~ 150 Å, 은(Ag)을 50 ~ 200 Å 범위로 포함하는 것이 가장 바람직하다.
또한, 상기 투명 또는 반투명 캐소드의 경우에는 투명도와 전도성을 증가시키기 위해서는 50Å 내지 100Å 두께의 금속 캐소드 위에 산화인듐주석(ITO), 산화주석(SnO2), 및 산화아연(ZnO)으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 투명 금속 산화물을 코팅할 수 있다. 이 때, 상기 투명 금속 산화물의 코팅 두께는 투명성과 높은 전도성을 위해 1000 Å 이상인 것이 바람직하며, 1000 내지 5000 Å인 것이 더 바람직하다.
또한, 투명 금속 산화물 이외에 상기 제2소자의 캐소드를 보호하기 위해 사용될 수 있는 캐소드 보호층은 통상적인 유기 전계 발광소자용 캐소드 보호층을 이용할 수 있으므로, 특별히 한정되지 않으나, 실리콘 질화물(Silicon Nitrate), 실리콘 산화물(Silicon Oxide), 및 유기 금속 복합물(Organic metal complex)등과 같은 산분 산소 Barrier특성이 좋은 재료를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 캐소드 보호층의 두께는 바람직한 동공 효과(cavity effect)를 유도하고, 수분과 산소를 막기 위하여 1000 Å 이상인 것이 바람직하고, 1000 내지 10,000Å인 것이 더 바람직하다.
이하, 본 발명의 백색 유기 전계 발광소자의 성능을 시험하기 위한 바람직한 실시예를 기재한다. 다만, 하기의 실시예는 본 발명의 바람직한 일 실시예일 뿐, 본 발명이 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
[실시예]
실시예 1
투명한 유리 기판의 상, 하 면에 각각1800 Å 두께로 ITO 전극 (제1 및 제2 애노드)를 형성한 다음, 상기 애노드의 상부에 제 1 소자를 형성하기 위해 제1 정공 주입층으로 m-MTDATA를 600Å 두께로 형성하고, 제1 정공 수송층으로 NPB를 150Å 두께로 성막하였다.
상기 제1 정공 수송층 상부에 발광 호스트로 Alq3를, 도판트로 DCM을 공증착하여 300Å의 두께의 제1발광층을 형성하였다. 이 때 Alq3의 함량은 95 중량%, DCM의 함량은 5 중량% 이다.
이어서, 제1 전자 수송층으로 Alq3를 300 Å, 제1전자 주입층으로LiF를 10 Å, 반사형 캐소드로 Al을 2,000 Å 두께로 순차적으로 적층하여 제 1 소자를 구비하였다.
다음으로 제 2 소자를 구성하기 위해 제 1 소자와 동일한 방법으로 제2애노드 상부에 제2 정공 수송층 m-MTDATA를 600 Å두께로, 제2 정공 주입층 NPB를 150 Å 두께로, 청색 발광층인 DPVBi를 300 Å 두께로, 제2 전자 수송층 Alq3를 300 Å두께로 증착 하였으며, 그 위에 칼슘을 80Å, 은을 100 Å 두께로 순차적으로 증착하여 광 투과율 80% 이상인 투명 캐소드를 제작하여 제2소자를 구비하였다.
또한 수분 또는 산소로부터 캐소드를 보호하고, 바람직한 동공효과(cavity effect)를 유발하기 위해 불화리튬(LiF) 및 Alq3를 각각 1,000 Å 씩 성막하여 제 2 소자에 캐소드 보호층을 형성하였다.
상기 실시예 1에 따른 유기 전계 발광소자의 단면도는 도 8과 같다. 단, 상기 제2 소자의 투명 캐소드가 칼슘을 포함하므로, 도8에 표시된 제2전자주입층(215)은 배제하였다.
상기 실시예 1에 따라 제조된 유기 전계 발광소자의 스펙트럼을 측정하여 도 10에 나타내었으며, 전류밀도 11 mA/cm2, 25 mA/cm2, 50 mA/cm2, 및 100 mA/cm2에서 측정된 소자의 특성을 하기 표 1에 나타내었다.
전류밀도 (mA/cm2) 전압 (V) 휘도 (cd/m2) 색좌표 (x,y) 피크파장(nm) 발광효율 (cd/A) 전력효율 (lm/W)
R G B
10 7.4 548 0.305, 0.312 581 - 452 5.5 2.3
25 8.8 1,350 0.304, 0.313 581 - 452 5.4 1.9
50 9.8 2,652 0.303, 0.315 582 - 452 5.3 1.7
100 10.7 5,443 0.302, 0.318 582 - 452 5.4 1.6
상기 도 10, 및 표 1에 나타난 유기 전계 발광소자의 스펙트럼을 살펴보면 581 nm, 452 nm의 적색 및 청색 파장 피크가 함께 나타나며, 제 1 소자의 적색 발광층에서 나오는 빛이 반사형 캐소드를 통해 반사되어 제 2 소자의 청색 발광층에서 나오는 빛과 혼합되어 투명 캐소드를 통해 색 좌표 (0.305, 0.312)인 백색광을 나타내는 것을 볼 수 있다.
이 때 상기 표 1에 나타낸 것과 같이 10 mA/cm2에서 5.5 cd/A의 발광효율과 2.3 lm/W의 전력효율을 나타내었으며, 유기 전계 발광소자에 가해지는 전류밀도 증가에 따른 색 좌표 이동현상은 10 mA/cm2에서 100 mA/cm2로 전류 밀도가 증가되면서 (-0.003, +0.006) 의 이동현상을 보였다. 이는 단일 발광층을 구비하는 소자에서 일어나는 색이동현상과 유사한 값으로, 본 발명의 백색 유기 전계 발광소자가 매우 안정된 백색 발광특성을 나타내는 것을 알 수 있다.
실시예 2
투명한 유리 기판의 상, 하 면에 각각 1800 Å 두께로 ITO 전극 (제1 및 제2 애노드)를 형성한 다음, 상기 애노드의 상부에 제 1 소자를 형성하기 위해 제1 정공 주입층으로 m-MTDATA를 600Å 두께로 형성하고, 제1 정공 수송층으로 NPB를 150Å 두께로 성막하였다.
제1정공 수송층의 상부에 청색 발광층으로 DPVBi를 200 Å두께로 형성하고, 적색 발광층으로 Alq3 호스트95 중량%와 DCM 도판트5 중량%을 공증착하여 150 Å의 두께로 형성하였다.
이어서, 제1 전자 수송층으로 Alq3를 250 Å, 제1전자 주입층으로 LiF를 10 Å, 반사형 캐소드로 Al을 2,000 Å 두께로 순차적으로 증착하여 제 1 소자를 구비하였다.
다음으로 제 2 소자를 구성하기 위해 제 1 소자와 동일한 방법으로 제2애노드 상부에 제2 정공 수송층 m-MTDATA를 600 Å두께로, 제2 정공 주입층 NPB를 150 Å 두께로, Alq3 호스트98 중량%에 큐마린6 도판트 2 중량%를 공증착하여 녹색 발광층을 300 Å의 두께로, 제2전자 수송층인 Alq3를 250 Å두께로 진공 증착하였으며, 칼슘을 50Å, 은 110 Å 두께로 순차적으로 증착하여 광 투과율 85 % 이상인 투명 캐소드를 제작하여 제2소자를 구비하였다.
또한 수분 또는 산소로부터 캐소드를 보호하고, 바람직한 동공효과(cavity effect)를 유발하기 위해 불화리튬(LiF) 및 Alq3를 각각 1,000 Å 씩 성막하여 제 2 소자에 캐소드 보호층을 형성하였다.
상기 실시예 2에 따른 유기 전계 발광소자의 단면도는 도 9와 같다. 단, 상기 제2 소자의 투명 캐소드가 칼슘을 포함하므로, 도9에 표시된 제2전자주입층(215)은 배제하였다.
상기 실시예 2에 따라 제조된 유기 전계 발광소자의 스펙트럼을 측정하여 도 11에 나타내었으며, 전류밀도 11 mA/cm2, 25 mA/cm2, 50 mA/cm2, 및 100 mA/cm2에서 측정된 소자의 특성을 하기 표 2에 나타내었다.
전류밀도 (mA/cm2) 전압 (V) 휘도 (cd/m2) 색좌표 (x,y) 피크파장(nm) 발광효율 (cd/A) 전력효율 (lm/W)
R G B
10 8.0 589 0.341, 0.373 581 510 455 5.9 2.3
25 9.2 1,475 0.342, 0.375 581 510 455 5.9 2.0
50 10.1 2,956 0.343, 0.376 582 511 455 5.9 1.8
100 11.1 5,934 0.344, 0.379 582 511 455 5.9 1.7
상기 도 11 및 표 2에 나타난 전계 발광소자의 스펙트럼을 살펴보면 색 455 nm, 녹색 511 nm, 적색 581 nm의 파장 피크가 함께 나타나며, 제 1 소자의 적색 발광층에서 나오는 빛이 반사형 캐소드를 통해 반사되어 제 2 소자의 청색 발광층에서 나오는 빛과 혼합되어 투명 캐소드를 통해 색 좌표 (0.341, 0.373)인 백색광을 나타내는 것을 볼 수 있다.
이 때 상기 표 2에 나타낸 것과 같이 10 mA/cm2에서 5.9 cd/A 의 발광효율과 2.3 lm/W의 전력효율을 나타내었으며, 유기 전계 발광소자에 가해지는 전류밀도 증가에 따른 색 좌표 이동현상은 10 mA/cm2에서 100 mA/cm2로 전류 밀도가 증가되면서 (+0.003, +0.006)의 이동현상을 보였다. 이는 적색, 녹색, 및 청색 3 파장이 기여하는 백색광이면서도 안정적인 색 재현성을 유지함으로서 풀-컬러(Full-color)용 유기 전계 발광소자의 광원으로 사용시에도 고 품위의 색 재현성을 나타낼 수 있음을 의미한다.
비교예 1
본 발명의 실시예 1 내지 2의 구조와 비교평가하기 위해 종래에 사용되었던 적층형 구조로 적색, 녹색, 및 청색 3파장이 기여하는 백색 유기 전계발광소자의 특성을 확인하였다.
이 때 실시예와 비교예의 바람직한 특성 비교를 위해 사용된 모든 재료와 도핑농도 및 진공 제작 조건을 모두 동일하게 적용 하여 도 12와 같은 구성의 유기 전계 발광소자를 제조하였다. 도 12의 내용을 참조하여 구체적인 공정을 설명하면 다음과 같다.
투명한 유리 기판(D10) 상에 1800Å 두께로 ITO 전극(애노드)(D01)을 형성한 다음, 이 상부에 m-MTDATA를 진공증착하여 정공 주입층(D05)을 600Å 두께로 형성하였다. 이어서, 상기 정공 주입층(D05) 상부에 NPB를 진공증착하여 150Å 두께의 정공 수송층(D06)을 형성하였다.
그 후, 상기 정공 수송층(D06) 상부에 적색 발광층(D07)으로 Alq3, DCM을 각 각 95 중량%, 5 중량%로 공증착하여 100 Å으로 형성하고, 녹색 발광층(D09)으로 Alq3와 Coumarin6을 98 중량%, 및 2 중량%로 공증착하여 100Å으로 형성하고, 청색 발광층(D11)으로 DPVBi를 150 Å으로 증착하여 적, 녹, 청 3원색 발광층을 구비하였다.
이어서, Alq3를 전자 수송층(D08)으로 250Å 두께로 진공 증착하고, 전자 주입층인LiF와 캐소드인Al을 각각 10 Å, 2,000 Å의 두께로 증착하여 전자주입층(D15)과 캐소드(D04)를 형성하여 유기 전계발광소자를 제작하였다.
상기 비교예 1에 따라 제조된 유기 전계 발광소자의 스펙트럼을 측정하여 도 13에 나타내었으며, 전류밀도 11 mA/cm2, 25 mA/cm2, 50 mA/cm2, 및 100 mA/cm2에서 측정된 소자의 특성을 하기 표 3에 나타내었다.
전류밀도 (mA/cm2) 전압 (V) 휘도 (cd/m2) 색좌표 (x,y) 피크파장(nm) 발광효율 (cd/A) 전력효율 (lm/W)
R G B
10 7.4 423 0.340, 0.373 582 517 452 4.2 1.8
25 8.9 1,075 0.343, 0.386 582 517 452 4.3 1.5
50 10.0 2,155 0.348, 0.399 583 517 452 4.3 1.4
100 11.2 4,372 0.355, 0.415 583 517 453 4.4 1.2
상기 도 13 및 표 3에 나타난 전계 발광소자의 스펙트럼을 살펴보면 청색 452 nm, 녹색 517 nm, 적색 582 nm의 파장 피크가 함께 나타나며, 단순 적층된 R, G, B발광층에서 나오는 빛이 혼합되어 색 좌표 (0.340, 0.373)을 갖는 백색광을 나타내는 것을 볼 수 있다.
또한, 상기 표 3에 나타낸 것과 같이 10 mA/cm2에서 4.2 cd/A의 발광효율과 1.8 lm/W의 전력효율을 나타내며, 유기 전계 발광소자에 가해지는 전류밀도 증가에 따른 색 좌표 이동현상은 10 mA/cm2에서 (0.340, 0.373)이던 색 좌표가 100 mA/cm2에서 (0.355, 0.415)로 크게 이동된 것을 알 수 있다.
이는 상기에서 설명된 바와 같이 종래의 단순 적층에 의해 구동되는 백색 유기 전계발광소자에서 정공과 전자의 결합에 의해 생성되는 여기자는 인가되는 전압, 전류의 세기가 변함에 따라 그 존재 영역이 변화하게 되며, 이는 곧 발광영역의 변화를 의미한다.
이러한 발광영역의 변화는 발광층이 많을수록 그 현상이 매우 커지게 되며, 도 13의 스펙트럼 결과에서 알 수 있듯이 전류 밀도가 증가함에 따라 청색발광의 기여도가 현저하게 떨어지게 된다.
따라서, 본 발명의 실시예 1 내지 2의 유기 전계 발광소자가 비교예1의 유기 전계 소자에 비하여 발광 효율은 140 %, 전력 효율은 128 %의 향상된 특성을 나타내는 것을 알 수 있다.
상기 실시예 2와 비교예 1에 따라 제조된 백색 유기 전계 발광소자의 발광 수명(Lifetime)과 노화에 따른 색 좌표 이동(color shift)특성을 도 14과 표 4에 나타내었다.
도 14는 23 ℃, 수분 10 ppm, 산소 5 ppm으로 유지되는 조건 속에서 초기휘도(L0) 100 % 대비 50 %로 감소되는 시간으로 정의되는 반감수명을 나타낸 그래프이다.
도 11의 결과에 따르면 초기휘도 1,000 cd/m2에서 실시예 2에 의해 제조된 백색 유기 전계 발광소자의 경우 355시간의 반감수명을 나타낸 반면, 비교예 1에 의해 제조된 백색 소자는 275시간의 반감수명을 나타내는 것을 볼 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예 2에 따라 제조된 백색 유기 전계 발광소자의 수명이 비교예 1의 소자에 비하여 130 %의 향상된 수명특성을 나타내는 것을 알 수 있다.
경과시간 (hr) 실시예 2 비교예 1
휘도 (cd/m2) 색좌표 (x, y) 휘도 (cd/m2) 색좌표 (x, y)
fresh 1,000 0.341, 0.373 1,000 0.340, 0.373
30 788 0.341, 0.373 765 0.343, 0.382
80 721 0.342, 0.374 661 0.345, 0.389
140 622 0.343, 0.375 589 0.348, 0.395
180 591 0.343, 0.375 556 0.351, 0.398
220 564 0.344, 0.375 528 0.356, 0.410
270 537 0.344, 0.375 501 0.358, 0.420
320 514 0.345, 0.377 - -
350 502 0.346, 0.377 - -
또한, 상기 표 4에 나타낸 노화에 따른 색 좌표 이동현상을 보면 실시예 2의 유기 전계 발광소자의 경우 노화가 진행되므로, 적, 녹, 청 3원색이 균일하게 감소하면서 초기의 백색 색 좌표 (0.341, 0.373)를 일정수준 유지하며, 반감수명의 근사시간인 350시간 후에도 (0.346, 0.377)으로 변화되는 것을 볼 수 있다.
반면에, 비교예 1의 유기 전계 발광소자의 경우, 청색 발광층의 급격한 발광효율 감소로 초기 백색 색 좌표 (0.340, 0.373)가 반감수명의 근사 값인 270시간 후에 (0.358, 0.420)로 변하여, 백색광이 Yellow에서 Orange쪽으로 크게 변한 것을 확인할 수 있다.
본 발명의 백색 유기 전계 발광소자는 광원의 병렬조합에 의해 색 이동현상을 제거 할 수 있으며, 안정된 백색 광원으로서 고 품위 칼라 디스플레이로의 적용이 가능하고, 발광층의 분할을 통해 발광 시 발생하는 열에 의한 노화 현상을 줄여 발광소자의 장수명화에도 유리한 장점이 있다.

Claims (8)

  1. 투명기판,
    상기 투명기판의 제1면에 순차적으로 적층된 제1 애노드, 제1 소자 유기층, 및 반사형 캐소드를 포함하는 제1소자, 및
    상기 투명기판의 제2면에 순차적으로 적층된 제2 애노드, 제2 소자 유기층, 및 투명 또는 반투명 캐소드를 포함하는 제2소자를 포함하고,
    상기 제1 소자 유기층, 및 제2 소자 유기층은 보색 또는 3원색 조합으로 이루어진 발광층을 포함하는 것인 백색 유기 전계 발광소자.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 소자 유기층, 및 제2 소자 유기층은 각각 적색 발광층, 청색 발광층, 황색 발광층, 및 녹색 발광층으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 발광층을 포함하며,
    상기 제1소자 유기층, 및 제2 소자 유기층에 전체적으로 포함되는 발광층은 서로 다른 발광 색상을 내는 2종 이상인 백색 유기 전계 발광소자.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1소자 유기층은 상기 제1 애노드 위에 순차적으로 적층된 제1 정공 주입층, 제1 정공 수송층, 제1 발광층, 및 제1 전자 수송층을 포함하고,
    상기 제2소자 유기층은 상기 제2 애노드 위에 순차적으로 적층된 제2 정공 주입층, 제2 정공 수송층, 제2 발광층, 및 제2 전자 수송층을 포함하며,
    상기 제1 발광층과 제2 발광층은 서로 다른 발광 색상을 나타내는 발광층인 백색 유기 전계 발광소자.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제1소자 유기층은 상기 제1 애노드 위에 순차적으로 적층된 제1 정공 주입층, 제1 정공 수송층, 제1 발광층, 제2 발광층, 및 제1 전자 수송층을 포함하고,
    상기 제2소자 유기층은 상기 제2 애노드 위에 순차적으로 적층된 제2 정공 주입층, 제2 정공 수송층, 제3 발광층, 제4 발광층, 및 제2 전자 수송층을 포함하며,
    상기 제1 발광층 내지 제4 발광층 중에서 적어도 하나의 발광층은 나머지 발광층과 서로 다른 발광 색상을 나타내는 발광층인 백색 유기 전계 발광소자.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 제1소자 유기층은 상기 제1 애노드 위에 순차적으로 적층된 제1 정공 주입층, 제1 정공 수송층, 제1 발광층, 및 제1 전자 수송층을 포함하고,
    상기 제2소자 유기층은 상기 제2 애노드 위에 순차적으로 적층된 제2 정공 주입층, 제2 정공 수송층, 제2 발광층, 제3발광층, 및 제2 전자 수송층을 포함하며,
    상기 제1 발광층은 적색 발광층, 청색 발광층, 황색 발광층, 및 녹색 발광층으로 이루어진 군에서 선택되는 1종이고, 제2 발광층은 상기 제1 발광층에 선택된 것을 제외한 발광층으로 이루어진 군에서 선택되는 1종이고, 제3 발광층은 상기 제1 발광층 및 제2 발광층에 선택된 것을 제외한 발광층으로 이루어진 군에서 선택되는 1종인 백색 유기 전계 발광소자.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 제1소자 유기층은 상기 제1 애노드 위에 순차적으로 적층된 제1 정공 주입층, 제1 정공 수송층, 제1 발광층, 제2 발광층, 및 제1 전자 수송층을 포함하고,
    상기 제2소자 유기층은 상기 제2 애노드 위에 순차적으로 적층된 제2 정공 주입층, 제2 정공 수송층, 제3 발광층, 및 제2 전자 수송층을 포함하며,
    상기 제1 발광층은 적색 발광층, 청색 발광층, 황색 발광층, 및 녹색 발광층으로 이루어진 군에서 선택되는 1종이고, 제2 발광층은 상기 제1 발광층에 선택된 것을 제외한 발광층으로 이루어진 군에서 선택되는 1종이고, 제3 발광층은 상기 제1 발광층 및 제2 발광층에 선택된 것을 제외한 발광층으로 이루어진 군에서 선택되는 1종인 백색 유기 전계 발광소자.
  7. 제3항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1소자 유기층이 제1 전자 수송층, 및 반사형 캐소드 사이에 제1전자 주입층을 더 포함하거나, 또는
    상기 제2소자 유기층이 제2 전자 수송층, 및 투명 또는 반투명 캐소드 사이에 제2 전자주입층을 더 포함하거나, 또는
    상기 제1소자 및 제2소자 유기층이 상기 제1전자주입층 및 제2전자주입층을 더 포함하는 것인 백색 유기 전계 발광소자.
  8. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2소자는 투명 또는 반투명 캐소드 상부에 캐소드 보호층을 더 포함하는 것인 백색 유기 전계 발광소자.
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