KR100924145B1 - 유기전계발광소자 및 이의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 발광층의 호스트의 밴드갭 에너지보다 더 큰 밴드갭 에너지를 가지며, 바람직하게는 상기 호스트의 최고 점유 분자 궤도 에너지 준위의 절대값과 같거나 큰 최고 점유 분자 궤도 에너지 준위 또는 상기 호스트의 최저 비점유 분자 궤도 에너지 준위의 절대값과 같거나 작은 최저 비점유 분자 궤도 에너지 준위를 가지는 보조 도펀트를 사용함으로써, 유기전계발광소자의 색좌표 제어가 용이하며, 소자의 수명 특성을 향상시킬 수 있는 유기전계발광소자에 관한 것이다.
본 발명은 제 1 전극; 상기 제 1 전극 상에 위치하며, 호스트, 발광 도펀트, 및 보조 도펀트를 포함하는 발광층; 및 상기 발광층 상에 위치하는 제 2 전극을 포함하며, 상기 보조 도펀트의 밴드갭 에너지는 상기 호스트의 밴드갭 에너지보다 더 큰 것을 특징으로 하는 유기전계발광소자 및 이의 제조방법을 제공한다.
유기전계발광소자, 보조 도펀트
Description
본 발명은 유기전계발광소자 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 발광층의 호스트의 밴드갭 에너지보다 큰 밴드갭 에너지를 가지며, 바람직하게는 상기 호스트의 최고 점유 분자 궤도 에너지 준위의 절대값과 같거나 큰 최고 점유 분자 궤도 에너지 준위 또는 상기 호스트의 최저 비점유 분자 궤도 에너지 준위의 절대값과 같거나 작은 최저 비점유 분자 궤도 에너지 준위를 가지는 보조 도펀트를 사용함으로써, 유기전계발광소자의 색좌표 제어가 용이하며, 소자의 수명 특성을 향상시킬 수 있는 유기전계발광소자 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
유기전계발광소자는 자발광형 디스플레이로 박형에 경량, 부품이 간소하고 공정이 간단한 이상적 구조를 지니고 있으며 고화질에 광시야각을 확보하였으며, 완벽한 동영상 구현과 고색순도 구현이 가능하며, 저소비 전력, 저전압 구동으로 모바일 디스플레이에 적합한 전기적 특성을 지닌다는 장점이 있다.
일반적으로 유기전계발광소자의 구조는 화소전극이 위치하고, 상기 화소전극 상에 발광층(emission layer: EML)이 위치하며, 상기 발광층 상에 대향전극이 위치한다. 이러한 유기전계발광소자에 있어서, 상기 화소전극과 상기 대향전극 간에 전압을 인가하면, 정공과 전자가 상기 발광층 내로 주입되고, 상기 발광층 내로 주입된 정공과 전자는 상기 발광층에서 재결합하여 엑시톤(exiton)을 생성하고, 이러한 엑시톤이 여기상태에서 기저상태로 전이하면서 빛을 방출하게 된다.
이러한 상기 유기전계발광소자의 상기 발광층은 호스트 및 발광 도펀트를 포함하여 형성된다. 상기 호스트는 발광층 중의 구성 성분 중에서 일반적으로 가장 높은 비율로 포함되는 것으로, 발광층의 막 제조를 용이하게 하고, 발광층의 막을 지지하는 역할을 한다. 또한 상기 화소전극과 상기 대향전극 간에 전압이 인가되면 호스트 분자 내에서 캐리어의 재결합이 발생하고, 상기 여기 에너지를 도펀트로 이동시켜 상기 도펀트를 발광시키는 역할을 한다. 한편, 발광 도펀트는 형광 또는 인광을 갖는 화합물로, 호스트로부터 여기 에너지를 받아 여기하여 실질적으로 발광하는 역할을 한다.
상기 발광층에 상기 호스트 및 발광 도펀트 외에 상기 호스트 내의 전하 이동을 제어하기 위하여 보조 도펀트를 더욱 포함하기도 한다. 종래 상기 보조 도펀트는 상기 발광 도펀트와 동일한 파장 범위의 발광 스펙트럼을 가지는 재료로 형성되거나, 상기 보조 도펀트의 에너지 준위를 상기 호스트의 에너지 준위 내로 한정하였다. 그러나 이와 같이 상기 보조 도펀트의 에너지 준위를 상기 호스트의 에너지 준위 내로 한정하는 경우, 상기 보조 도펀트의 선택에 한계가 있으며, 상기 호 스트 재료와 도펀트들 간의 에너지 레벨 간의 간섭이나 상기 보조 도펀트가 상기 발광 도펀트보다 발광에 더 기여하는 등의 문제로 인하여 색좌표 제어에 어려움이 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 유기전계발광소자의 색좌표 제어가 용이하며, 소자의 수명 특성을 향상시킬 수 있는 유기전계발광소자 및 이의 제조방법을 제공함에 있다.
본 발명은 제 1 전극; 상기 제 1 전극 상에 위치하며, 호스트, 발광 도펀트, 및 보조 도펀트를 포함하는 발광층; 및 상기 발광층 상에 위치하는 제 2 전극을 포함하며, 상기 보조 도펀트의 밴드갭 에너지는 상기 호스트의 밴드갭 에너지보다 큰 것을 특징으로 하는 유기전계발광소자를 제공한다.
또한 본 발명은 제 1 전극을 형성하고, 상기 제 1 전극 상에 호스트, 발광 도펀트, 및 보조 도펀트를 포함하는 발광층을 형성하고, 상기 발광층 상에 제 2 전극을 형성하는 것을 포함하며, 상기 보조 도펀트의 밴드갭 에너지는 상기 호스트의 밴드갭 에너지보다 더 큰 것을 특징으로 하는 유기전계발광소자의 제조방법을 제공한다.
본 발명은 발광층의 호스트의 밴드갭 에너지보다 큰 밴드갭 에너지를 가지며, 바람직하게는 상기 호스트의 최고 점유 분자 궤도 에너지 준위의 절대값과 같거나 큰 최고 점유 분자 궤도 에너지 준위 또는 상기 호스트의 최저 비점유 분자 궤도 에너지 준위의 절대값과 같거나 작은 최저 비점유 분자 궤도 에너지 준위를 가지는 보조 도펀트를 사용함으로써, 유기전계발광소자의 색좌표 제어가 용이하면서 소자의 수명 특성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 상기 목적과 기술적 구성 및 그에 따른 작용효과에 관한 자세한 사항은 본 발명의 바람직한 실시 예를 도시하고 있는 도면을 참조한 이하 상세한 설명에 의하여 명확하게 이해될 것이다. 도면들에 있어서, 층 및 영역의 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다. 또한, 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명의 일 실시예들에 따른 유기전계발광소자의 단면도들이다.
먼저 도 1a을 참조하면, 기판(미도시) 상에 제 1 전극(100)이 위치한다. 상기 기판은 유리, 플라스틱 또는 스테인레스 스틸 등의 재질로 이루어질 수 있다. 상기 기판 상에 반도체층, 게이트 전극, 및 소오스/드레인 전극을 포함하는 박막트랜지스터(미도시)를 더욱 형성할 수도 있다. 상기 박막트랜지스터는 제 1 전극과 전기적으로 연결된다.
상기 제 1 전극(100)은 애노드 전극으로 일 수 있으며, 투명전극 또는 반사전극일 수 있다. 상기 제 1 전극(100)이 투명전극인 경우, ITO(Indium Tin Oxide)막, IZO(Indium Zinc Oxide)막, TO(Tin Oxide)막 또는 ZnO(Zinc Oxide)막으로 형성될 수 있다. 또는 상기 제 1 전극(100)이 반사전극인 경우에는 은(Ag), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W), 티타늄(Ti), 금(Au), 팔라듐(Pd) 또는 이들의 합금막으로 반사막을 형성하고, 상기 반사막 상에 ITO, IZO, TO 또는 ZnO 등의 투명막이 적층된 구조일 수 있다. 상기 제 1 전극(100)을 형성하는 것은 스퍼터링(sputtering)법, 기상증착(vapor phase deposition)법, 이온 빔 증착(ion beam deposition)법, 전자 빔 증착(electron beam deposition)법 또는 레이저 어블레이션(laser ablation)법을 사용하여 형성할 수 있다.
상기 제 1 전극(100) 상에 발광층(110)이 위치한다. 상기 발광층(110)은 호스트, 발광 도펀트, 및 보조 도펀트를 포함한다.
본 발명에서 상기 보조 도펀트의 밴드갭 에너지는 상기 호스트의 밴드갭 에너지보다 크다. 이에 반하여 상기 발광 도펀트의 밴드갭 에너지는 상기 호스트의 밴드갭 에너지보다 작다. 상기 보조 도펀트의 밴드갭 에너지를 상기 호스트의 밴드갭 에너지보다 크게 함으로써, 상기 호스트에서 상기 보조 도펀트로 에너지의 이동을 저해하여, 상기 보조 도펀트가 발광하는 것을 방지할 수 있다. 따라서 상기 보조 도펀트가 발광층의 색좌표에 미치는 영향은 거의 유의차가 없게 되므로, 유기전계발광소자의 색좌표를 용이하게 제어할 수 있다.
또한 상기 호스트 및 발광 도펀트로 이루어진 발광층이 정공 이동도보다 전자 이동도가 더 큰 경우, 상기 보조 도펀트는 상기 호스트의 최저 비점유 분자 궤도(lowest unoccupied molecular orbital:LUMO) 에너지 준위의 절대값과 같거나 작은 LUMO 에너지 준위의 절대값을 가지는 물질로 형성하는 것이 바람직하다. 이 경우, 상기 보조 도펀트는 상기 발광층의 전자 이동도를 제어하는 역할을 할 수 있으며, 상기 발광층의 정공 이동도와 전자 이동도의 차이를 감소시킬 수 있다. 그 결과 상기 발광층 내에서 전자와 정공의 재결합율이 향상되어 유기전계발광소자의 수명을 향상시킬 수 있다.
한편, 상기 호스트 및 발광 도펀트로 이루어진 발광층이 전자 이동도보다 정공 이동도가 더 큰 경우, 상기 보조 도펀트는 상기 호스트의 최고 점유 분자 궤도(highest occupied molecular orbital:HOMO) 에너지 준위의 절대값과 같거나 큰HOMO 에너지 준위의 절대값을 가지는 물질로 형성하는 것이 바람직하다. 이 경우, 상기 보조 도펀트는 상기 발광층의 정공 이동도를 제어하는 역할을 할 수 있으며, 상기 발광층의 정공 이동도와 전자 이동도의 차이를 감소시킬 수 있다. 그 결과 상기 발광층 내에서 전자와 정공의 재결합율이 향상되어 유기전계발광소자의 수명을 향상시킬 수 있다.
상기 보조 도펀트는 상기 발광층(110) 내에서 0.01 내지 30wt%로 포함되는 것이 바람직하다. 상기 보조 도펀트가 0.01wt%로 미만으로 포함되면, 상기 보조 도펀트의 첨가에 의한 소자의 수명 특성 향상의 효과가 크지 않을 수 있으며, 30wt% 을 초과하여 포함되면, 소자의 발광 효율이 저하될 수도 있다.
상기 보조 도펀트는 상기 호스트 및 상기 발광 도펀트와 함께 공증착되어 상기 발광층(110) 내에 전체적으로 포함될 수 있으며, 또는 상기 보조 도펀트는 상기 발광층(110)의 두께 방향에서 일부 영역에만 포함될 수도 있다. 예를 들면, 상기 발광층(110)을 상기 호스트와 상기 발광 도펀트가 공증착된 제 1 층과 상기 호스트, 상기 발광 도펀트, 및 상기 보조 도펀트가 공증착된 제 2 층이 적층된 구조로 형성함으로써, 상기 보조 도펀트가 상기 발광층(110)의 두께 방향에서 일부 영역에만 포함되도록 형성할 수 있다. 또는 상기 발광층(110)을 상기 호스트와 상기 발광 도펀트가 공증착된 제 1 층과 상기 호스트 및 상기 보조 도펀트가 공증착된 제 2 층이 적층된 구조로 형성함으로써, 상기 보조 도펀트가 상기 발광층(110)의 두께 방향에서 일부 영역에만 포함되도록 형성할 수도 있다.
상기 호스트, 상기 발광 도펀트, 및 상기 보조 도펀트는 공지된 재료를 적절히 채용할 수 있다. 상기 호스트로 사용될 수 있는 물질로는 4,4'- N,N'- 디카르바졸-비페닐(4,4'- N,N' dicarbazole-biphenyl: CBP), 비스-(2-메틸-8-퀴놀리나토)-(4-페닐페놀레이트 알루미늄)(bis(2-methyl-8-quinolinato)-4-phenylphenolate aluminum: BAlq), 2,9-디메틸-4,7-디페닐-1,10-페난트롤린(2,9-dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline: BCP), N,N'-디카바졸릴-1,4-디메텐-벤젠(N,N′-dicarbazolyl-1,4-dimethene-benzene: DCB), 루브렌(rubrene) 등이 있다. 상기 발광 도펀트 및 상기 보조 도펀트로 사용될 수 있는 물질로는 4,4'-비스(2,2'-디페닐비닐)-1,1'비페닐(4,4'-bis(2,2'-diphenyl vinyl) -1,1'-biphenyl: DPVBi), 디스티릴아민유도체, 피렌 유도체, 페릴렌 유도체, 디스티릴비페닐 유도 체(distyrylbiphenyl: DSBP), 10-(1,3-벤조티아졸-2-y1)-1,1,7,7-테트라메틸-2,3,6,7-테트라하이드로-1H,5H,11H-피라노(2,3-f)피리도(3,2,1-ij)퀴놀린-11-one(C545T), 퀴나크리돈(Quinacridone) 유도체, 트리스(2-페닐피리딘)이리듐( Ir(PPy)3 ), PQIr, Btp2Ir(acac), 4-(디시아노메틸렌)-2-터트-부틸-6-(1,1,7,7-테트라메틸줄로리딜-9-에닐)-4H-피란(DCJTB), 4-(디시아노메틸렌)-2-메틸-6-(p-디메틸아미노스티릴)-4H-피란(DCM), 2,3,7,8,12,13,17,18-옥타에틸-21H, 23H-포르피린-백금 착체(PtOEP), Ir(piq)2(acac), RD3(Kodak 사),
이어서, 상기 발광층(110) 상에 제 2 전극(120)이 위치한다. 상기 제 2 전극(120)은 캐소드 전극일 수 있으며, 투과전극 또는 반사전극일 수 있다. 상기 제 2 전극(120)이 투과전극인 경우, 일함수가 낮은 도전성의 금속인 Mg, Ca, Al, Ag 및 이들의 합금으로 이루어진 군에서 선택된 1종의 물질을 이용하여 빛을 투과할 수 있을 정도의 얇은 두께로 형성하고, 상기 제 2 전극(120)이 반사전극인 경우에는 빛을 반사시킬 수 있을 정도의 두꺼운 두께로 형성할 수 있다. 상기 제 2 전극(120)을 형성하는 것은 스퍼터링법, 기상증착법, 이온 빔 증착법, 전자 빔 증착법 또는 레이저 어블레이션법 등을 사용하여 형성할 수 있다.
한편, 도 1b를 참조하면, 상기 제 1 전극(100)이 애노드 전극이고, 상기 제 2 전극(120)이 캐소드 전극인 경우, 상기 제 1 전극(100)과 상기 발광층(110) 사이에 정공 주입층(130), 정공 수송층(140), 및 전자 억제층(150) 중에서 선택된 하나 이상의 층이 더욱 위치할 수 있으며, 상기 발광층(110)과 상기 제 2 전극(120) 사이에 정공 억제층(160), 전자 수송층(170), 및 전자 주입층(180) 중에서 선택된 하나 이상의 층이 더욱 위치할 수도 있다.
상기 정공 주입층(130)은 아릴 아민계 화합물, 프탈로시아닌 화합물, 또는 스타버스터형 아민류 등으로 형성할 수 있으며, 더욱 상세하게는 4,4,4트리스(3-메틸페닐아미노)트리페닐아미노(m-MTDATA), 1,3,5-트리스[4-(3-메틸페닐아미노)페닐]벤젠(m-MTDATB) 또는 프타로시아닌 구리(CuPc) 등으로 형성할 수 있다. 상기 정공 수송층(140)은 아릴렌 디아민 유도체, 스타버스트형 화합물, 스피로기를 갖는 비페닐디아민유도체 또는 사다리형 화합물 등으로 형성할 수 있으며, 더욱 상세하게는 N,N'-디페닐-N,N'-비스(3-메틸페닐)-1,1'-바이페닐-4,4'-디아민(TPD), N,N'-디(나프탈렌-1-일)-N,N'-디페닐 벤지딘(α-NPD) 또는 4,4'-비스(1-나프틸페닐아미노)비페닐(NPB) 등으로 형성할 수 있다. 상기 전자 억제층(150)은 BAlq, BCP, CF-X, 3- (4-t-부틸페닐)-4-페닐-5-(4-비페닐)-1,2,4-트리아졸(TAZ) 또는 스피로-TAZ를 사용하여 형성할 수 있다.
또한 상기 정공 억제층(160)은 2-(4-비페닐)-5-(4-tert-부틸페닐)-1,3,4-옥시디아졸(PBD), 스피로-PBD 또는 (TAZ) 등으로 형성할 수 있으며, 상기 전자 수송층(170)은 TAZ, PBD, spiro-PBD, Alq3, BAlq, SAlq, 또는 TYE 704(Toyo ink 사) 등으로 형성할 수 있다. 상기 전자 주입층(180)은 LiF, 갈륨 혼합물(Ga complex), Liq 또는 CsF 등으로 형성할 수 있다.
상기 정공 주입층(130), 상기 정공 수송층(140), 상기 전자 억제층(150), 상기 정공 억제층(160), 상기 전자 수송층(170), 및 상기 전자 주입층(180)은 열 진공 증착, 기상 증착, 스핀 코팅, 딥 코팅, 닥터 블레이딩, 잉크젯 프린팅, 또는 열전사법 등을 사용하여 형성할 수 있다.
본 발명에서는 상기 보조 도펀트를 상기 호스트의 밴드갭 에너지보다 더 큰 에너지 밴드갭을 가지는 물질로 형성함으로써, 상기 보조 도펀트의 발광을 억제하여 색좌표 제어를 용이하게 할 수 있다. 또한 상기 호스트의 LUMO 에너지 준위의 절대값과 같거나 작은 LUMO 에너지 준위의 절대값 또는 상기 호스트의 HOMO 에너지 준위의 절대값과 같거나 큰 HOMO 에너지 준위의 절대값을 가지는 보조 도펀트를 사용하여 상기 발광층의 정공 이동도 또는 전자 이동도를 제어함으로써, 상기 발광층(110) 내에서 전자와 정공의 재결합율을 향상시킬 수 있으며, 그로 인하여 유기전계발광소자의 수명 특성을 향상시킬 수 있다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위해 바람직한 실험예 및 비교예를 제시한다. 다만, 하기의 실험예 및 비교예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐, 본 발명이 하기의 실험예에 의해 한정되는 것은 아니다.
<실험예 1>
제 1 전극으로 ITO(Indium tin oxide)를 1,000Å의 두께로 형성하였다. 이어서 상기 제 1 전극 상에 정공 수송층으로 NPB를 1,000Å의 두께로 형성하였다. 상기 정공 수송층 상에 호스트로 루브렌, 발광 도펀트로 RD3(Kodak 사)을 0.3wt%, 및보조 도펀트로 
을 0.3wt% 로 함유하는 적색 발광층을 형성하였다. 상기 발광층은 400Å의 두께로 형성하였다. 상기 발광층 상에 전자 수송층으로 TYE 704(Toyo ink 사)를 250Å의 두께로 형성하였다. 상기 전자 수송층 상에 전자 주입층으로 LiF를 50Å의 두께로 형성하였다. 상기 전자 주입층 상에 제 2 전극으로 Al을 1500Å의 두께로 형성하였다.
<실험예 2>
상기 실험예 1에서 발광층에 보조 도펀트로 
이 함유된 것 이외에는, 상기 실험예 1과 동일하게 형성하였다.
<비교예 1>
상기 실험예 1에서 발광층에 보조 도펀트가 포함되어 있지 않은 것 이외에는, 상기 실험예 1과 동일하게 형성하였다.
하기 표 1은 상기 실험예 1 및 2와 상기 비교예 1에 사용된 물질의 LUMO 에너지 준위, HOMO 에너지 준위 및 밴드갭 에너지를 나타낸 것이며, 하기 표 2는 상기 실험예 1 및 2와 상기 비교예 1에 따라 제조된 유기전계발광소자의 발광층의 정공 이동도, 전자 이동도, 구동전압, 효율, 및 색좌표를 나타낸 것이다. 또한 도 2는 소자의 수명 특성을 나타낸 그래프로, 가로축은 수명시간(hr)을 나타내며, 세로축은 상대 휘도(%)를 나타낸다.
[표 1]
| LUMO 에너지 준위 (eV) | HOMO 에너지 준위 (eV) | 에너지 밴드갭 (eV) | |
| 호스트 | -3.2 | -5.4 | 2.2 |
| 발광 도펀트 | -3.4 | -5.5 | 2.1 |
| 실험예 1의 보조 도펀트 | -3.04 | -5.5 | 2.46 |
| 실험예 2의 보조 도펀트 | -2.97 | -5.6 | 2.63 |
[표 2]
| 정공 이동도 (㎠/V·s) | 전자 이동도 (㎠/V·s) | 구동전압 (V) | 효율(cd/A) | 색좌표 (CIE x,CIE y) | |
| 실험예 1 | 7.77216*10-7 | 4.47519*10-6 | 6.4 | 5.2 | (0.658, 0.341) |
| 실험예 2 | 3.82615*10-6 | 7.30065*10-6 | 6.1 | 5.4 | (0.663, 0.336) |
| 비교예 1 | 2.37209*10-4 | 1.42814*10-5 | 6.0 | 5.3 | (0.660, 0.338) |
상기 표 2를 참조하면, 상기 실험예 1 및 2에 따른 소자는 비교예 1에 따른 소자와 구동전압 및 효율면에서 거의 동등한 특성을 나타낸다. 특히 색좌표에서 유의차가 없음을 확인할 수 있는데, 상기 결과에 의하면 상기 실험에 1 및 2에서의 보조 도펀트는 발광에 관여하지 않았음을 알 수 있다.
상기 실험예 1 및 2의 보조 도펀트의 LUMO 에너지 준위의 절대값은 호스트의 LUMO 에너지 준위의 절대값보다 작으며, HOMO 에너지 준위의 절대값은 호스트의 LUMO 에너지 준위의 절대값보다 큰데, 상기 표 2를 참조하면, 상기 보조 도펀트의 첨가에 의해 상기 비교예 1의 정공 이동도 및 전자 이동도가 제어되었음을 확인할 수 있다. 따라서 실험예 1에 따른 소자의 발광층의 전자 이동도와 정공 이동도의 차이는 감소하였으며, 그 결과 도 2에서 보는 바와 같이 수명 특성이 비교예 1의 소자에 비하여 현저히 상승하였음을 확인할 수 있다.
<실험예 3>
제 1 전극으로 ITO(Indium tin oxide)를 1,000Å의 두께로 형성하였다. 이어 서 상기 제 1 전극 상에 정공 수송층으로 NPB를 1,000Å의 두께로 형성하였다. 상기 정공 수송층 상에 호스트로 루브렌, 발광 도펀트로 RD3(Kodak 사)을 0.3wt%로 함유하는 제 1 층을 400Å 두께로 형성하고, 상기 제 1 층 상에 상기 호스트, 상기 발광 도펀트, 및 보조 도펀트로 
을 0.3wt% 로 함유하는 제 2 층을 150Å 두께로 형성하여 제 1 층 및 제 2 층이 적층된 적색 발광층을 형성하였다. 상기 발광층 상에 전자 수송층으로 TYE 704(Toyo ink 사)를 250Å의 두께로 형성하였다. 상기 전자 수송층 상에 전자 주입층으로 LiF를 50Å의 두께로 형성하였다. 상기 전자 주입층 상에 제 2 전극으로 Al을 1500Å의 두께로 형성하였다.
<실험예 4>
상기 실험예 3에서 발광층의 제 2 층을 호스트와 보조 도펀트로만 형성한 것을 제외하고는 상기 실험예 3과 동일하게 형성하였다.
<비교예 2>
상기 실험에 3에서 제 2 층을 형성하기 않고, 호스트 및 발광 도펀트만을 포함하는 발광층을 550Å 두께로 형성한 것을 제외하고는 상기 실험에 3과 동일하게 형성하였다.
하기 표 3은 실험예 3-4 및 비교예 2에 따른 소자의 구동전압, 효율, 및 색 좌표의 x값을 나타낸 것이다. 도 3은 소자의 수명 특성을 나타낸 그래프로, 가로축은 수명시간(hr)을 나타내며, 세로축은 상대 휘도(%)를 나타낸다.
[표 3]
| 구동전압 (V) | 효율(cd/A) | 색좌표 (CIE x) | |
| 실험예 3 | 6.9 | 5.4 | 0.661 |
| 실험예 4 | 6.1 | 5.5 | 0.650 |
| 비교예 2 | 6.4 | 5.5 | 0.662 |
상기 표 3 및 도 3을 참조하면, 보조 도펀트가 상기 발광층 내에서 두께 방향으로 일부 영역에만 포함되더라도, 비교예 2에 따른 소자와 구동전압, 효율, 및 색순도 면에서는 거의 동등한 특성을 나타냄에 반하여, 수명 특성은 현저히 향상시킴을 확인할 수 있다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명의 일 실시예들에 따른 유기전계발광소자의 단면도들이다.
도 2는 실험예 1-2 및 비교예 1에 따라 제조된 유기전계발광소자의 수명 특성을 나타낸 그래프이다.
도 3은 실험예 3-4 및 비교예 2에 따라 제조된 유기전계발광소자의 수명 특성을 나타낸 그래프이다.
<도면부호에 대한 간단한 설명>
100: 제 1 전극 110: 발광층
120: 제 2 전극
Claims (14)
- 제 1 전극;상기 제 1 전극 상에 위치하며, 호스트, 발광 도펀트, 및 보조 도펀트를 포함하는 발광층; 및상기 발광층 상에 위치하는 제 2 전극을 포함하며,상기 보조 도펀트의 밴드갭 에너지는 상기 호스트의 밴드갭 에너지보다 더 큰 것을 특징으로 하는 유기전계발광소자.
- 제 1 항에 있어서,상기 보조 도펀트의 최고 점유 분자 궤도 에너지 준위의 절대값은 상기 호스트의 최고 점유 분자 궤도 에너지 준위의 절대값과 같거나 큰 것을 특징으로 하는 유기전계발광소자.
- 제 2 항에 있어서,상기 발광층의 정공 이동도는 상기 호스트 및 상기 발광 도펀트만으로 이루어진 층의 정공 이동도보다 작은 값을 가지는 것을 특징으로 하는 유기전계발광소자.
- 제 1 항에 있어서,상기 보조 도펀트의 최저 비점유 분자 궤도 에너지 준위의 절대값은 상기 호스트의 최저 비점유 분자 궤도 에너지 준위의 절대값과 같거나 작은 것을 특징으로 하는 유기전계발광소자.
- 제 4 항에 있어서,상기 발광층의 전자 이동도는 상기 호스트 및 상기 발광 도펀트만으로 이루어진 층의 전자 이동도보다 작은 값을 가지는 것을 특징으로 하는 유기전계발광소자.
- 제 1 항에 있어서,상기 발광층은 상기 호스트, 상기 발광 도펀트, 및 상기 보조 도펀트가 공증착된 단일층인 것을 특징으로 유기전계발광소자.
- 제 1 항에 있어서,상기 보조 도펀트는 상기 발광층의 두께 방향에서 일부 영역에만 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 유기전계발광소자.
- 제 7 항에 있어서,상기 발광층은 상기 호스트 및 상기 발광 도펀트가 공증착된 제 1 층; 및상기 호스트, 상기 발광 도펀트, 및 상기 보조 도펀트가 공증착된 제 2 층이 적층된 구조인 것을 특징으로 하는 유기전계발광소자.
- 제 7 항에 있어서,상기 발광층은 상기 호스트 및 상기 발광 도펀트가 공증착된 제 1 층; 및상기 호스트 및 상기 보조 도펀트가 공증착된 제 2 층이 적층된 구조인 것을 특징으로 하는 유기전계발광소자.
- 제 1 항에 있어서,상기 발광 도펀트의 밴드갭 에너지는 상기 호스트의 밴드갭 에너지보다 작은 것을 특징으로 하는 유기전계발광소자.
- 제 1 전극을 형성하고,상기 제 1 전극 상에 호스트, 발광 도펀트, 및 보조 도펀트를 포함하는 발광층을 형성하고,상기 발광층 상에 제 2 전극을 형성하는 것을 포함하며,상기 보조 도펀트의 밴드갭 에너지는 상기 호스트의 밴드갭 에너지보다 더 큰 것을 특징으로 하는 유기전계발광소자의 제조방법.
- 제 11 항에 있어서,상기 발광층은 상기 호스트, 상기 발광 도펀트, 및 상기 보조 도펀트를 공증착하여 단일층으로 형성하는 것을 특징으로 유기전계발광소자의 제조방법.
- 제 11 항에 있어서,상기 발광층은 상기 호스트 및 상기 발광 도펀트를 공증착하여 형성된 제 1층 및 상기 호스트, 상기 발광 도펀트, 및 상기 보조 도펀트를 공증착하여 형성된 제 2 층을 포함하도록 형성하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광소자의 제조방법
- 제 11 항에 있어서,상기 발광층은 상기 호스트 및 상기 발광 도펀트가 공증착하여 형성된 제 1 층 및 상기 호스트 및 상기 보조 도펀트가 공증착된 형성된 제 2 층을 포함하도록 형성하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광소자의 제조방법.
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