KR100898075B1 - 유기 발광 소자 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 제1 전극; 제2 전극; 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 위치한 발광층; 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 위치한 정공주입층을 포함하는 유기 발광 소자로서, 상기 정공주입층은 금속 불화물, 절연체 및 정공주입층 형성용 유기 화합물을 포함하는 3 성분 혼합물을 포함하고, 상기 금속 불화물은 1족 또는 2족 원소의 불화물이고, 상기 절연체는 Li, Na, K, Rb, Cs, Be, Mg, Ca, Sr, Ba 및 B로 이루어진 군으로부터 선택된 원소, 및 O, S, Cl, Se, Br 및 I로 이루어진 군으로부터 선택된 원소로 이루어진 화합물인 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자를 제공한다.
본 발명에서의 정공주입층 재료는 우수한 전기적 특성을 가지며, 적색, 녹색, 청색, 흰색 등의 모든 칼라의 형광 및 인광 소자에 적합한 정공 주입 재료로서, 이를 이용하여 고효율, 저전압, 고휘도, 장수명의 유기 발광 소자를 제작할 수 있다.
유기 발광 소자
Description
본 발명은 유기 발광 소자에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 발광 효율, 수명 등의 특성이 개선된 유기 발광 소자에 관한 것이다.
본 발명은 고품위 유기 발광 소자 개발을 위한 필수 선행 기술에 관한 것으로, 유기 발광 소자의 소비 전력 절감 및 수명 개선에 관한 것이다.
유기 발광 소자라 함은 도 1에서 보여지는 바와 같이 두 전극 사이에 삽입되어 있는 유기막에 전류를 인가시, 유기막에서 전자와 정공의 결합에 의하여 빛이 발생하는 장치를 말한다. 따라서 유기 발광 소자는 고화질, 빠른 응답 속도 및 광시야각의 특성을 갖는 경량 박형의 정보 표시 장치 구현을 가능하게 하는 장점을 갖는다. 이는 유기 발광 표시 소자 기술의 급격한 성장을 선도하는 원동력이 되었고, 현재 유기 발광 소자는 모바일 폰 뿐 아니라 기타 고품위의 정보 표시 장치에까지 그 응용 영역이 확장되고 있다.
이러한 유기 발광 소자의 급성장은 학술적 측면 뿐 아니라, 산업 기술 측면에서 TFT-LCD와 같은 기타 정보 표시 소자와의 경쟁이 불가피하게 되었고, 기존의 유기 발광 소자는 양적, 질적 성장을 저해하는 가장 큰 요인으로 남아 있는 소자의 효율, 수명 향상 및 소비 전력 절감이라는 기술적 한계를 극복해야 하는 난국에 직면해 있다.
상기 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 우수한 전기적 특성을 갖는 적색, 녹색, 청색, 흰색 등의 모든 칼라의 형광 및 인광 소자에 적합한 정공주입층 재료를 포함하는 유기막을 채용한 고효율, 저전압, 고휘도, 장수명의 유기 발광 소자를 제공하는 것이다.
상기 기술적 과제를 이루기 위하여, 본 발명에서는 제1 전극; 제2 전극; 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 위치한 발광층; 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 위치한 정공주입층을 포함하는 유기 발광 소자로서, 상기 정공주입층은 금속 불화물, 절연체 및 정공주입층 형성용 유기 화합물을 포함하는 3 성분 혼합물을 포함하고, 상기 금속 불화물은 1족 또는 2족 원소의 불화물이고, 상기 절연체는 Li, Na, K, Rb, Cs, Be, Mg, Ca, Sr, Ba 및 B로 이루어진 군으로부터 선택된 원소, 및 O, S, Cl, Se, Br 및 I로 이루어진 군으로부터 선택된 원소로 이루어진 화합물인 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자를 제공한다.
바람직하게는, 상기 금속 불화물 및 상기 절연체 대 상기 정공주입층 형성용 유기 화합물의 혼합 몰비가 1 : 1 내지 1 : 3이다.
또한 바람직하게는, 상기 금속 불화물 대 상기 불화물의 혼합 몰비가 1 : 2 내지 2 : 1이다.
본 발명에 따르는 정공주입층 재료는 우수한 전기적 특성을 가지며 적색, 녹색, 청색, 흰색 등의 모든 칼라의 형광과 인광 소자에 적합한 정공 주입 재료로서, 이를 이용하여 고효율, 저전압, 고휘도, 장수명의 유기 발광 소자를 제작할 수 있다.
이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명하기로 한다.
본 발명은 제1 전극; 제2 전극; 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 위치한 발광층; 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 위치한 정공주입층을 포함하는 유기 발광 소자를 제공하는데, 상기 정공주입층은 금속 불화물, 절연체 및 정공주입층 형성용 유기 화합물을 포함하는 3 성분 혼합물을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 상기 3 성분 혼합물의 각각의 성분에 대해 상세히 설명한다.
상기 금속 불화물은 1족 또는 2족 원소의 불화물이다. 바람직하게는 LiF, NaF, CaF2, MgF2, CsF 등이다.
상기 절연체는 Li, Na, K, Rb, Cs, Be, Mg, Ca, Sr, Ba 및 B로 이루어진 군으로부터 선택된 원소, 및 O, S, Cl, Se, Br 및 I로 이루어진 군으로부터 선택된 원소로 이루어진 화합물이다. 바람직하게는, 상기 절연체는 바륨 산화물, 붕소 산화물, 몰리브데님윰 산화물, 텅스텐산화물, 니켈산화물 등이다.
한편 상기 정공주입층 형성용 유기 화합물은 공지의 정공주입층 형성용 재료 로서 당업계에서 통상적으로 사용될 수 있는 화합물이다. 상기 정공주입층 형성용 유기 화합물의 예를 들면, 구리프탈로시아닌, 1,3,5-트리카바졸릴벤젠, 4,4'-비스카바졸릴비페닐, 폴리비닐카바졸, m-비스카바졸릴페닐, 4,4'-비스카바졸릴-2,2'-디메틸비페닐, 4,4',4"-트리(N-카바졸릴)트리페닐아민 (TCTA), 4,4',4"-트리스(3-메틸페닐아미노)트리페닐아민(m-MTDATA), 1,3,5-트리(2-카바졸릴페닐)벤젠, 1,3,5-트리스(2-카바졸릴-5-메톡시페닐)벤젠, 비스(4-카바졸릴페닐)실란, N,N'-비스(3-메틸페닐)-N,N'-디페닐-[1,1-비페닐]-4,4'디아민 (TPD), N,N'-디(나프탈렌-1-일)-N,N'-디페닐 벤지딘 (α-NPD), N,N'-디페닐-N,N'-비스(1-나프틸)-(1,1'-비페닐)-4,4'-디아민 (NPB), 폴리(9,9-디옥틸플루오렌-co-N-(4-부틸페닐)디페닐아민) (TFB), 폴리(9,9-디옥틸플루오렌-co-비스-N,N-페닐-1,4-페닐렌디아민 (PFB) 등을 들 수 있다.
본 발명에 따른 유기 발광 소자에서 정공주입층이 포함하고 있는 금속 불화물과 절연체는 각각 신규한 정공주입층 재료이고, 이를 공지의 정공주입층 형성용 물질과 혼합한 3 성분계 화합물을 포함하는 정공주입층을 구비하고 있다.
일반적으로 정공 주입 장벽을 줄이기 위해 사용되는 물질들은 순수 유기 베이스의 물질로 사용되며, 이 경우 전극과 유기 물질 간의 에너지 갭을 최대한 줄이는 목적으로 설계되어 진다. 하지만, 본 발명에서의 상기 절연체를 포함하는 정공주입층을 전극 계면층에 사용하게 되면, 유기물 구조에서 존재하는 에너지 트랩 분포를 줄이며, 표면 모폴로지 (morphology)를 개선시켜 접촉 저항이 낮아지게 되어 전하 축적 (charge accumulation)을 막을 수 있게 된다.
또한, 본 발명에서의 상기 금속 불화물을 포함하는 정공주입층을 전극 계면층에 사용하게 되면, 전극 계면에 이중극자 모멘트 (dipole moment)이 생기게 되고, 이러한 이중극자들은 전기장을 유기 발광 소자에 가했을 경우 정공의 주입을 더욱 유기적으로 가능하게 한다 (유발 이중극자: induced dipole).
바람직하게는 금속 불화물 및 절연체 혼합물 대 정공주입층 형성용 유기 화합물의 혼합 몰비가 1 : 1 내지 1 : 3이다. 상기 혼합비가 1 : 1 미만으로 정공주입층에 포함된 금속 불화물 및 절연체 혼합물의 함량이 소량일 경우 구동전압 감소의 효과가 떨어지는 문제점이 있고, 또한, 상기 혼합비가 3 : 1 을 초과하여 정공주입층 형성용 유기 화합물의 함량이 과량 포함될 경우 전압이 증가하는 문제점이 있다.
바람직하게는 금속 불화물 대 절연체의 혼합 몰비가 1 : 2 내지 2 : 1이다. 상기 혼합비가 1 : 2 미만으로 정공주입층에 포함된 금속 불화물의 함량이 소량일 경우 구동전압 감소의 효과가 떨어지는 문제점이 있고, 또한, 상기 혼합비가 3 : 1 을 초과하여 정공주입층 형성용 유기 화합물의 함량이 과량 포함될 경우 전압이 증가하는 문제점이 있다.
상기 금속 불화물 및 절연체는 공지된 다양한 방법을 이용하여 제조가능하며, 이는 당업자에게 용이하게 인식가능하다.
상기와 같이 본 발명에 따른 제1 정공주입층 및 제2 정공주입층을 구비하는 유기 발광 소자는 구동 전압, 발광 효율, 수명 등의 특성이 개선되며, 특히 디지털 구동 (정전압 구동)시 수명 저하가 최소화되는 잇점을 갖는다.
도 2는 본 발명의 일 구현예에 따른 유기 발광 소자의 층들의 HOMO 레벨 및 LUMO 레벨의 차이를 개략적으로 도시한 에너지밴드 다이어그램이다.
이러한 구조에 의한 본 발명에 따른 유기 발광 소자는 전하 주입 장벽을 낮출 수 있고, 또한 계면의 접촉 저항을 줄여서 구동시 수명이 더욱 증가할 수 있다.
본 발명을 따르는 유기 발광 소자의 구조는 매우 다양하다.
본 발명의 유기 발광 소자는 도 1a 내지 도 1c에 도시된 애노드 (Anode), 홀주입층 (HIL), 홀수송층 (HTL), 발광층 (EML), 전자수송층 (ETL), 전자주입층 (EIL), 캐소드(Cathode) 구조의 유기 발광 소자 뿐만 아니라, 다양한 구조의 유기 발광 소자의 구조가 가능하며, 필요에 따라 한층 또는 2층의 중간층을 더 형성하는 것도 가능하다.
이하, 본 발명을 따르는 유기 발광 소자의 제조 방법을 도 1a 내지 도 1c에 도시된 유기 발광 소자를 참조하여, 살펴보기로 한다.
먼저 기판 상부에 높은 일함수를 갖는 제1 전극용 물질을 증착법 또는 스퍼터링법에 의해 형성하여 제1 전극을 형성한다. 상기 제1 전극은 애노드 (Anode)일 수 있다. 여기에서 기판으로는 통상적인 유기 발광 소자에서 사용되는 기판을 사용하는데 기계적 강도, 열적 안정성, 투명성, 표면 평활성, 취급용이성 및 방수성이 우수한 유기기판 또는 투명 플라스틱 기판이 바람직하다. 그리고, 제1 전극용 물질로는 투명하고 전도성이 우수한 산화인듐주석 (ITO), 산화인듐아연 (IZO), 산화주석 (SnO2), 산화아연 (ZnO) 등을 사용한다.
다음으로, 상기 제1 전극 상부에 진공증착법, 스핀코팅법, 캐스트법, LB법 등과 같은 다양한 방법을 이용하여 정공주입층 (HIL)을 형성할 수 있다. 예를 들면, 상기 정공주입층 물질인 금속 불화물, 절연체 및 공지된 정공주입층 형성용 유기 화합물을 공증착할 수 있다.
진공증착법에 의해 정공주입층을 형성하는 경우, 그 증착 조건은 정공주입층의 재료로서 사용하는 화합물, 목적으로 하는 정공주입층의 구조 및 열적 특성 등에 따라 다르지만, 일반적으로 증착온도 50 내지 500℃, 진공도 10-8 내지 10-3torr, 증착속도 0.01 내지 100Å/sec, 막 두께는 통상 10Å 내지 5㎛ 범위에서 적절히 선택하는 것이 바람직하다.
정공수송층도 진공증착법, 스핀코팅법, 캐스트법, LB법 등과 같은 공지된 다양한 방법을 이용하여, 형성할 수 있으며, 진공증착법 및 스핀코팅법에 의하여 정공수송층을 형성하는 경우, 그 증착조건 및 코팅조건은 사용하는 화합물에 따라 다르지만, 일반적으로 정공주입층의 형성과 거의 동일한 조건범위 중에서 선택된다.
상기 정공수송층 물질은 정공수송층에 사용되고 있는 공지의 물질로부터 임의의 것을 선택하여 사용할 수 있다. 예를 들면, N-페닐카르바졸, 폴리비닐카르바졸 등의 카르바졸 유도체, N,N'-비스(3-메틸페닐)-N,N'-디페닐-[1,1-비페닐]-4,4'-디아민(TPD), N,N'-디(나프탈렌-1-일)-N,N'-디페닐 벤지딘(α-NPD) 등의 방향족 축합환을 가지는 통상적인 아민 유도체 등이 사용된다.
상기 정공주입층 및 정공수송층 상부로는 각 컬러별 발광층을 형성할 수 있 다. 상기 발광층 재료는 특별히 제한되지 않으며 공지의 재료, 공지의 호스트 재료 및 도펀트 재료 중에서 임의로 선택된 물질을 발광층 재료로 사용할 수 있다.
적색 발광층에는 예를 들면, DCM1, DCM2, Eu(thenoyltrifluoroacetone)3 (Eu(TTA)3, 부틸-6-(1,1,7,7-테트라메틸 줄로리딜-9-에닐)-4H-피란){butyl-6- (1,1,7,7,-tetramethyljulolidyl-9-enyl)-4H-pyran: DCJTB} 등이 사용될 수 있다. 한편, Alq3에 DCJTB와 같은 도펀트를 도핑하거나, Alq3와 루브렌을 공증착하고 도펀트를 도핑하여 형성할 수도 있으며, 4,4'-N,N'-디카바졸-비페닐(4,4'-N-N'- dicarbazole-biphenyl)(CBP)에 BTPIr 또는 RD 61과 같은 도펀트를 도핑할 수도 있는 등, 다양한 변형예가 가능하다.
녹색 발광층에는 예를 들면, 쿠마린 6(Coumarin 6), C545T, 퀴나크리돈(Quinacridone), Ir(ppy)3 등이 사용될 수 있다. 한편, CBP에 Ir(ppy)3를 도펀트로 사용하거나, 호스트로서 Alq3에 도펀트로서 쿠마린계 물질을 사용할 수 있는 등, 다양한 변형예가 가능하다. 상기 쿠마린계 도펀트의 구체적인 예로서 C314S, C343S, C7, C7S, C6, C6S, C314T, C545T가 있다.
청색 발광층에는 예를 들면, 옥사디아졸 다이머 염료(oxadiazole dimer dyes(Bis-DAPOXP)), 스피로 화합물(spiro compounds)(Spiro-DPVBi, Spiro-6P), 트리아릴아민 화합물(triarylamine compounds), 비스(스티릴)아민(bis(styryl) amine)(DPVBi, DSA), 화합물(A)Flrpic, CzTT, Anthracene, TPB, PPCP, DST, TPA, OXD-4, BBOT, AZM-Zn, 나프탈렌 모이어티를 함유하고 있는 방향족 탄화수소 화합물 인 BH-013X (이데미츠사) 등이 다양하게 사용될 수 있다. 한편, IDE140(상품명, 이데미쯔사 제품)에 도펀트로서 IDE105(상품명, 이데미쯔사 제품)를 사용할 수 있는 등, 다양한 변형예가 가능하다.
상기 발광층의 두께는 200Å 내지 500Å, 바람직하게는 300Å 내지 400Å인 것이 바람직하다. 한편, R, G, B 영역의 각각의 발광층들의 두께는 서로 동일하거나, 상이할 수 있다. 만약 발광층의 두께가 200Å 미만인 경우에는 수명이 감소하고, 500Å을 초과하는 경우에는 구동전압 상승폭이 높아져서 바람직하지 못하다.
발광층은 진공증착법, 스핀코팅법, 캐스트법, LB법 등과 같은 공지된 다양한 방법을 이용하여, 형성할 수 있으며, 진공증착법 및 스핀팅법에 의하여 발광층을 형성하는 경우, 그 증착조건 및 코팅조건은 사용하는 화합물에 따라 다르지만, 일반적으로 정공주입층의 형성과 거의 동일한 조건범위 중에서 선택된다.
상기 발광층 위에 정공 억제용 물질을 진공 증착, 또는 스핀 코팅하여 정공 억제층 (미도시)을 선택적으로 형성할 수 있다. 이 때 사용하는 정공 억제층용 물질은 특별히 제한되지는 않으나 전자 수송 능력을 가지면서 발광 화합물 보다 높은 이온화 퍼텐셜을 가져야 하며 대표적으로 bis(2-methyl-8-quinolato)- (p-phenylphenolato)-aluminum (Balq), bathocuproine(BCP), tris(N-aryl benzimidazole)(TPBI)등이 사용된다.
정공억제층의 두께는 30Å 내지 60Å, 바람직하게는 40Å 내지 50Å인 것이 바람직하다. 정공억제층의 두께가 30Å 미만인 경우에는 정공 억제 특성을 잘 구현하지 못하고, 50Å를 초과하는 경우에는 구동전압이 상승될 수 있는 문제점이 있 기 때문이다.
정공억제층은 진공증착법, 스핀코팅법, 캐스트법, LB법 등과 같은 공지된 다양한 방법을 이용하여, 형성할 수 있으며, 진공증착법 및 스핀팅법에 의하여 정공 억제층을 형성하는 경우, 그 증착조건 및 코팅조건은 사용하는 화합물에 따라 다르지만, 일반적으로 정공주입층의 형성과 거의 동일한 조건범위 중에서 선택된다.
상기 발광층 또는 정공 억제층 상부에 전자 수송 물질을 진공 증착 또는 스핀 코팅하여 전자 수송층을 선택적으로 형성한다. 전자 수송 물질은 특별히 제한되지는 않으며 Alq3 등을 이용할 수 있다.
상기 전자수송층의 두께는 100Å 내지 400Å, 바람직하게는 250Å 내지 350Å일 수 있다. 상기 전자수송층의 두께가 100Å 미만인 경우에는 전자 수송 속도가 과도하여 전하균형이 깨질 수 있으며, 400Å를 초과하는 경우에는 구동전압이 상승될 수 있다는 문제점이 있기 때문이다.
전자수송층은 진공증착법, 스핀코팅법, 캐스트법, LB법 등과 같은 공지된 다양한 방법을 이용하여, 형성할 수 있으며, 진공증착법 및 스핀팅법에 의하여 전자수송층을 형성하는 경우, 그 증착조건 및 코팅조건은 사용하는 화합물에 따라 다르지만, 일반적으로 정공주입층의 형성과 거의 동일한 조건범위 중에서 선택된다.
상기 발광층, 정공억제층 또는 전자수송층 상부에 전자주입층을 진공 증착법 또는 스핀 코팅법을 이용하여 형성될 수 있다. 상기 전자주입층 형성 재료로서는 BaF2, LiF, NaCl, CsF, Li2O, BaO, Liq 등의 물질을 이용할 수 있으나, 이에 한정되 는 것은 아니다.
상기 전자주입층의 두께는 2Å 내지 10Å, 바람직하게는 2Å 내지 5Å일 수 있다. 이 중, 2Å 내지 4Å가 특히 적합한 두께이다. 상기 전자주입층의 두께가 2Å 미만인 경우에는 효과적인 전자주입층으로서 역할을 못할 수 있고, 상기 전자주입층의 두께가 10Å 초과하는 경우에는 구동전압이 높아질 수 있다는 문제점이 있기 때문이다.
상기 전자주입층은 진공증착법, 스핀코팅법, 캐스트법, LB법 등과 같은 공지된 다양한 방법을 이용하여, 형성할 수 있으며, 진공증착법 및 스핀팅법에 의하여 전자주입층을 형성하는 경우, 그 증착조건 및 코팅조건은 사용하는 화합물에 따라 다르지만, 일반적으로 정공주입층의 형성과 거의 동일한 조건범위 중에서 선택된다.
이어서, 상기 전자주입층 상부에 제2전극용 물질을 증착하여 제2전극을 형성함으로써 유기 발광 소자가 완성된다.
상기 제2전극용 물질로는 도전성이 우수한 투명한 금속 산화물인 산화인듐주석 (ITO), 산화인듐아연 (IZO), 산화주석 (SnO2), 산화아연 (ZnO)등이 사용될 수 있다. 또는, 리튬 (Li), 마그네슘 (Mg), 알루미늄 (Al), 알루미늄-리튬 (Al-Li), 칼슘 (Ca), 마그네슘-인듐 (Mg-In), 마그네슘-은 (Mg-Ag), 칼슘 (Ca)-알루미늄 (Al) 등을 박막으로 형성함으로써 반사형 전극, 반투명 전극, 또는 투명 전극으로 다양하게 형성할 수 있다. 상기 제2전극을 이루는 물질은 상기 예시된 금속 및 금속의 조합에 한정되는 것은 아님은 물론이다.
상기 제1전극 및 제2전극은 각각 애노드 및 캐소드로서의 역할을 할 수 있으며, 그 반대도 물론 가능하다.
이하에서, 상기 본 발명을 따르는 실시예를 구체적으로 예시하지만, 본 발명이 하기 실시예로 한정되는 것은 아니다.
실시예
애노드는 코닝(corning) 15Ω/cm2 (1200Å) ITO 유리 기판을 50mm × 50mm × 0.7mm크기로 잘라서 이소프로필 알코올과 순수를 이용하여 각 5분 동안 초음파 세정한 후, 30분 동안 자외선을 조사하고 오존에 노출시켜 세정하고 진공증착장치에 이 유리기판을 설치하였다.
상기 기판 상부에 정공주입층으로서 MgF2, B2O3 및 NPB를 공증착하여 50Å 두께로 형성하였다.
이어서 정공 수송성 화합물로서 4,4'-비스[N-(1-나프틸)-N- 페닐아미노]비페닐 (이하, NPB)을 300Å의 두께로 진공증착하여 정공수송층을 형성하였다.
상기 정공수송층 상부에 공지의 녹색 형광 호스트인 Alq3와 도판트인 쿠마린(C545T)을 증착하여 200Å의 두께로 발광층을 형성하였다.
이어서 상기 발광층 상부에 전자수송층으로 Alq3를 300Å의 두께로 증착한 후, 이 전자수송층 상부에 할로겐화 알칼리금속인 전자주입층으로 LiF를 10Å의 두 께로 증착하고, Al를 3000Å (음극 전극)의 두께로 진공 증착하여 LiF/Al 전극을 형성함으로써 유기 발광 소자를 제조 하였다.
비교예
정공주입층을 IDE406(이데미츠사)을 이용하여 일 층으로 형성한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일하게 하여 유기 발광 소자를 제작했다.
평가예
상기 실시예 및 비교예에 대하여 전류밀도, 휘도 특성 및 효율 특성을 평가하였다. 도 3 내지 5는 상기 각 특성에 대한 데이터를 측정하여 그래프로 나타낸 것이다. 상기 전류밀도 평가에는 Source Measurement Unit 238 (keithley社)을 사용하였고, 휘도 및 효율 특성 평가에는 PR650 LMS를 사용하였다.
본 발명에 의한 정공주입층 형성 재료로 사용한 결과, 전하의 주입 능력이 향상됨으로 인해 동일 전류치에서 구동전압이 낮아졌으며, 전류효율 (Current Efficiency)값이 향상되었고 이에 따른 휘도값의 증가되었으며, 또한 수명 증가를 확인할 수 있었다.
도 1a 내지 1c는 본 발명의 구현예들에 따른 유기 발광 소자의 구조를 간략하게 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명의 다른 구현예에 따른 유기 발광 소자의 층들의 HOMO 레벨 및 LUMO 레벨의 차이를 개략적으로 도시한 에너지밴드 다이어그램이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 구현예 및 종래 유기 발광 소자의 전류밀도를 측정한 그래프이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 구현예 및 종래 유기 발광 소자의 휘도 특성을 측정한 그래프이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 구현예 및 종래 유기 발광 소자의 효율 특성을 측정한 그래프이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 구현예 및 종래 유기 발광 소자의 시간에 따른 휘도 특성을 측정하여 나타낸 그래프이다.
Claims (8)
- 제1 전극; 제2 전극; 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 위치한 발광층; 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 위치한 정공주입층을 포함하는 유기 발광 소자로서, 상기 정공주입층은 금속 불화물, 절연체 및 정공주입층 형성용 유기 화합물을 포함하는 3 성분 혼합물을 포함하고, 상기 금속 불화물은 1족 또는 2족 원소의 불화물이고, 상기 절연체는 Li, Na, K, Rb, Cs, Be, Mg, Ca, Sr, Ba 및 B로 이루어진 군으로부터 선택된 원소, 및 O, S, Cl, Se, Br 및 I로 이루어진 군으로부터 선택된 원소로 이루어진 화합물인 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자.
- 제1항에 있어서, 상기 금속 불화물 및 상기 절연체 혼합물 대 상기 정공주입층 형성용 유기 화합물의 혼합 몰비가 1 : 1 내지 1 : 3인 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자.
- 제1항에 있어서, 상기 금속 불화물 대 상기 절연체의 혼합 몰비가 1 : 2 내지 2 : 1인 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자.
- 제1항에 있어서, 상기 금속 불화물이 LiF, NaF, CaF2, MgF2 또는 CsF인 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자.
- 제1항에 있어서, 상기 절연체가 바륨 산화물, 붕소 산화물, 몰리브데님윰 산화물, 텅스텐산화물 또는 니켈산화물인 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자.
- 제1항에 있어서, 상기 유기 화합물이 구리프탈로시아닌, 1,3,5-트리카바졸릴벤젠, 4,4'-비스카바졸릴비페닐, 폴리비닐카바졸, m-비스카바졸릴페닐, 4,4'-비스카바졸릴-2,2'-디메틸비페닐, 4,4',4"-트리(N-카바졸릴)트리페닐아민 (TCTA), 4,4',4"-트리스(3-메틸페닐아미노)트리페닐아민(m-MTDATA), 1,3,5-트리(2-카바졸릴페닐)벤젠, 1,3,5-트리스(2-카바졸릴-5-메톡시페닐)벤젠, 비스(4-카바졸릴페닐)실란, N,N'-비스(3-메틸페닐)-N,N'-디페닐-[1,1-비페닐]-4,4'디아민 (TPD), N,N'-디(나프탈렌-1-일)-N,N'-디페닐 벤지딘 (α-NPD), N,N'-디페닐-N,N'-비스(1-나프틸)-(1,1'-비페닐)-4,4'-디아민 (NPB), 폴리(9,9-디옥틸플루오렌-co-N-(4-부틸페닐)디페닐아민) (TFB) 또는 폴리(9,9-디옥틸플루오렌-co-비스-N,N-페닐-1,4-페닐렌디아민 (PFB)으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나인 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자.
- 제1항에 있어서, 상기 소자가 정공주입층, 정공수송층, 전자저지층, 발광층, 정공저지층, 전자수송층 및 전자주입층으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자.
- 제1항에 있어서, 상기 소자가 제1 전극/정공수송층/발광층/전자수송층/제2 전극, 제1 전극/정공주입층/정공수송층/발광층/전자수송층/전자주입층/제2 전극 또는 제1 전극/정공주입층/정공수송층/발광층/정공저지층/전자수송층/전자주입층/제2 전극의 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자.
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