KR101450881B1 - 유기 전계 발광소자 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 유기 전계 발광소자는 형광양자 효율이 우수한 물질을 수송층에 도핑함으로써 수송층에서 형성된 엑시톤이나 수송층으로 흘러들어간 엑시톤을 형광으로 변환시켜 휘도 및 효율을 증가시킬 뿐 아니라 수송층의 열 발생을 저감시킬 수 있으며, 수송층에 형광양자 효율이 우수한 물질을 도핑시키되 발광층에 가까울수록 농도를 크게 하여 구배를 형성시켜 최대한 발광층 근처에서 엑시톤을 형광으로 변환시킬 수 있도록 하여 발광층의 빛에너지를 흡수하는 부작용을 최소화할 수 있으며, 형광양자 효율이 우수한 물질 중 정공수송층, 전자수송층 각각의 기능에 맞게 구분하여 사용함으로써 수송층의 전달 효율의 저하를 최소화할 수 있다.
유기 전계 발광소자, 엑시톤, 효율, 수송층
Description
본 발명은 유기 전계 발광소자에 관한 것이다.
유기 전계 발광소자(organic light emitting diodes, OLED)는 전자 주입 전극(음극)과 정공 주입 전극(양극) 사이에 형성된 유기발광층에 전하를 주입하면 전자와 정공이 쌍을 이룬 후 소멸하면서 빛을 내는 소자이다.
유기 전계 발광소자는 플라스틱 같은 휠 수 있는(flexible) 투명 기판 위에도 소자를 형성할 수 있을 뿐 아니라, 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel)이나 무기 전계 발광(EL) 디스플레이에 비해 10V이하의 낮은 전압에서 구동이 가능하고, 전력 소모가 비교적 적으며, 색감이 뛰어나다는 장점이 있다. 또한, 유기 전계 발광소자는 녹색, 청색, 적색의 3가지 색을 나타낼 수가 있어 차세대 풍부한 색 디스플레이 소자로 많은 사람들의 많은 관심의 대상이 되고 있다.
유기전계발광소자의 발광 매커니즘을 살펴보면 다음과 같다. 양극에서 정공 주입층(Hole Injection Layer: HIL)의 가전대(Valance Band 또는 Highest Occupied Molecular Orbital: HOMO)로 주입된 정공은 정공 전달층(Hole Transporting Layer: HTL)을 통하여 발광층(Emitting Layer)으로 진행하고, 동시에 음극에서 전자 주입층(Electron Injection Layer)을 통하여 발광층으로 전자가 이동하여 정공과 결합하여 엑시톤(exciton)을 형성한다. 이 엑시톤이 바닥상태로 떨어지면서 빛을 방출한다.
상기와 같은 유기전계발광소자의 원리를 이용하여 1987년 이스트만 코닥(Eastman Kodak)사에서는 정공 전달층으로 TPD(N-N'-DiphenyI-N-N'-bis (methylphenyl-1,1'-biphenyl-4,4'-diamine)를 발광층으로 Alq3(tris(8-hydroxy- quinoline) aluminium complex)을 사용한 유기전계발광소자를 개발하였다. 이후에 유기물을 이용한 전계발광소자에 대한 연구가 활발해지고 있다.
여기서 유기 전계 발광소자를 제작하는 과정을 간단히 살펴보면 다음과 같다.
(1)먼저, 투명기판 위에 양극 물질을 입힌다. 양극 물질로는 흔히 ITO(indium tin oxide)가 쓰인다.
(2)그 위에 정공주입층(HIL:hole injecting layer)을 입힌다. 정공주입층으로는 주로 구리 프탈로시아닌(copper phthalocyanine(CuPc))을 10nm 내지 30nm 두께로 입힌다.
(3)그 다음 정공전달층(HTL:hole transport layer)을 도입한다. 이러한 정공전달층으로는 4,4'-비스[N-(1-나프틸)-N-펜틸아미노]바이페닐(4,4'-bis[N-(1-naphthyl)-N-phenthylamino]-biphenyl, NPB)을 30nm 내지 60nm 정도 증착하여 입힌다.
(4)그 위에 유기발광층(organic emitting layer)을 형성한다. 이때 필요에 따라 도판트(dopant)를 첨가한다. 유기발광층(organic emitting layer)은 적색 발광층 및 녹색 발광층, 청색 발광층이 하나의 픽셀을 구성하여 여러가지 계조(gray scale)을 표현하게 된다.
(5)그 위에 전자전달층(ETL:electron transport layer) 및 전자주입층(EI L: electron injecting layer)을 연속적으로 입히거나, 전자주입전달층을 형성한다.
(6)다음 음극(cathode)을 입히고, 마지막으로 보호막을 적층한다.
일반적인 유기 전계 발광소자의 정공수송층/전자수송층에 사용되는 재료는 자기가 수송하고자 하는 차지(charge)에 대해서는 안정하지만 반대 차지(charge)에 대해서는 불안정하여 재료가 변성되는 문제점이 있다.
또한, 발광층에서 차단(block)되지 않은 여분의 다른 차지(charge)와 엑시톤이 형성되면 수송층의 재료는 수송 물질이므로 발광 쇠퇴(radiative decay)보다 비발광 쇠퇴(non-radiative decay)로 엑시톤이 안정화되게 된다. 이 때 비발광 쇠퇴 의 경우 엑시톤이 안정화되면서 방출되는 에너지는 결국엔 수송층에 열을 발생시키고, 열은 축적되어 수송층을 결정화시키거나 변성시키는 등으로 인해 소자의 수명을 단축시키고 전압 증가 등의 현상을 발생시키는 문제점이 있다.
본 발명은 상기의 문제점을 개선하기 위한 것으로,
형광양자 효율이 우수한 물질을 수송층에 도핑함으로써 수송층에서 형성된 엑시톤이나 수송층으로 흘러들어간 엑시톤을 형광으로 변환시켜 휘도 및 효율을 증가시킬 뿐 아니라 수송층의 열 발생을 저감시킬 수 있는 유기 전계 발광소자를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 수송층에 형광양자 효율이 우수한 물질을 도핑시키되 발광층에 가까울수록 농도를 크게 하여 구배를 형성시켜 최대한 발광층 근처에서 엑시톤을 형광으로 변환시킬 수 있도록 하여 발광층의 빛에너지를 흡수하는 부작용을 최소화할 수 있는 유기 전계 발광소자를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 형광양자 효율이 우수한 물질 중 정공수송층, 전자수송층 각각의 기능에 맞게 구분하여 사용함으로써 수송층의 전달 효율의 저하를 최소화할 수 있는 유기 전계 발광소자를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 수단으로서,
양극, 정공수송층, 발광층, 전자수송층, 음극이 포함되어 이루어지는 유기 전계 발광소자로서, 상기 정공수송층 및 전자수송층 중 적어도 하나 이상의 층에는 엑시톤을 형광으로 변화시키는 도펀트가 더 포함된 유기 전계 발광소자를 제공한 다.
또한, 상기 도펀트의 도핑량은 도핑된 수송층 총 100중량 대비 0.1 내지 10 중량% 범위내인 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광소자를 제공한다.
또한, 상기 도펀트가 포함된 수송층은 발광층에 근접할수록 도펀트의 농도가 증가하도록 구배가 형성된 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광소자를 제공한다.
또한, 상기 발광층에는 호스트와 도펀트가 사용되며, 상기 정공수송층 및 전자수송층 중 적어도 하나 이상의 층에 포함되어 엑시톤을 형광으로 변화시키는 도펀트는 상기 발광층에서 사용되는 도펀트와 동일한 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광소자를 제공한다.
또한, 상기 도펀트는 형광양자 효율이 50% 이상인 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광소자를 제공한다.
또한, 정공수송층에 사용되는 도펀트는 전자수송층에 사용되는 도펀트보다 정공 수송 특성이 우수하고, 전자수송층에 사용되는 도펀트는 정공수송층에 사용되는 도펀트보다 전자 수송 특성이 우수한 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광소자를 제공한다.
이하 본 발명을 상세하게 설명한다.
본 발명의 유기 전계 발광소자는 양극, 정공수송층, 발광층, 전자수송층, 음극이 포함되어 이루어지는 유기 전계 발광소자로서, 상기 정공수송층 및 전자수송층 중 적어도 하나 이상의 층에는 엑시톤을 형광으로 변화시키는 도펀트가 더 포함된 것을 특징으로 한다.
엑시톤을 형광으로 변화시키는 형광양자 효율이 우수한 물질을 수송층에 도핑함으로써 수송층에서 형성된 엑시톤이나 수송층으로 흘러들어간 엑시톤을 형광으로 변환시킬 수 있게 된다. 이로써 엑시톤의 비발광 쇠퇴로 인해 수송층에 열이 발생하는 것을 저감시킬 수 있다.
또한, 비발광 쇠퇴하는 엑시톤을 발광 쇠퇴하도록 함으로써 휘도 및 효율을 증가시킬 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 유기 전계 발광소자의 단면도이다. 이를 간략히 설명하면 다음과 같다. 먼저 투명한 기판(1) 위에 스퍼터링(sputtering) 등의 방법에 의해 양극(2)을 형성시키고, 양극 상부에 정공주입층(3), 정공수송층(4)을 순차적으로 진공증착시킨다. 정공수송층(4) 상부에 다시 발광층(5), 전자수송층(6)을 진공증착법으로 형성시킨다. 그 후 전자수송층(6) 상부에 전자주입층(7)과 음극(8)을 형성시킨다.
상기 구성에서 필요에 따라 정공주입층, 전자주입층 중 하나 이상은 선택적으로 생략될 수 있으며, 이외에도 다른 구성이 추가될 수도 있으며 모두 본 발명에 포함된다.
상기 정공수송층(4)과 전자수송층(6) 중 적어도 하나 이상의 층은 엑시톤을 형광으로 변화시키는 도펀트가 더 포함된다. 바람직하기로는 최소한의 도핑으로도 우수한 효과를 제공할 수 있기 위해서 형광양자 효율이 50% 이상인 도펀트를 사용하는 것이 좋다. 형광양자 효율이 우수한 도펀트의 일례로는 Rubrene(형광양자 효율 95%), 하기 화학식 1의 DEQ 등을 들 수 있다. 참고로 Alq3의 형광양자 효율은 25%이다. 여기서의 형광양자 효율은 일반적으로 PL 스펙트럼을 얻기 위해 제조되는 용액상태에서의 측정치를 의미하며, 용매로는 클로로포름 등을 사용할 수 있다.
<화학식 1>
또한, 도펀트의 도핑량은 도핑된 수송층 총 100중량 대비 0.1 내지 10 중량% 범위내인 것이 좋다. 10중량%를 초과할 경우 발광층에 도달하지 못하고 수송층에 서 트랩되는 정공/전자가 많아져 바람직하지 않으며, 0.1 중량% 미만의 경우 그 효과가 미미하다.
또한, 상기 도펀트가 포함된 수송층은 발광층에 근접할수록 도펀트의 농도가 증가하도록 구배가 형성될 수 있다. 엑시톤의 발생 및 존재 확률은 발광층에 근접할수록 증가하므로, 도펀트의 농도를 발광층에 근접할수록 크게 하여 최대한 발광층 근처에서 엑시톤을 형광으로 변환시킬 수 있도록 하고, 다른 영역에서는 도펀트의 농도를 최소화하여 수송층에 도펀트를 추가하는 것의 부작용을 최소화할 수 있게 된다. 구배를 두는 방법은 수송층 재료와 도펀트를 동시에 증착시 도펀트 소스의 제공량을 변화시키는 것으로 간단히 실현될 수 있다.
정공수송층(4)의 경우 정공주입층(3)의 상부에 형성시 초기에는 도펀트의 제공이 없다가 서서히 도펀트의 제공량을 증가시켜(일례로 10중량%까지) 구배를 둘 수 있다. 전자수송층(6)은 발광층(5)을 증착한 후에 형성하는 것이 일반적이므로 도펀트의 제공량 변화는 정공수송층(4)의 역순이 된다.
또한, 제한되지 않으나 정공수송층에 사용되는 도펀트는 전자수송층에 사용되는 도펀트보다 정공 수송 특성이 우수하고, 전자수송층에 사용되는 도펀트는 정공수송층에 사용되는 도펀트보다 전자 수송 특성이 우수한 것을 사용하는 것이 좋다.
정공수송층에 사용되는 도펀트를 정공 수송 특성이 보다 우수한 도펀트를 사 용함으로써 정공 수송의 둔화를 최소화하고, 전자수송층에 사용되는 도펀트를 전자 수송 특성이 보다 우수한 도펀트를 사용함으로써 전자 수송의 둔화를 역시 최소화할 수 있게 된다.
한편, 정공수송층(4) 및/또는 전자수송층(6)의 도펀트로서, 발광층(5)에서 사용된 도펀트를 사용할 수도 있다. 이 경우에는 발광층의 발광과 동일한 발광이 일어날 수 있으므로 발광의 색순도가 뛰어나고 원하는 색상의 휘도를 극대화할 수 있게 된다. 또한, 동일한 도펀트를 사용하므로 계면 특성이 보다 우수하게 된다.
정공수송층(4)의 수송재료로는 제한되지 않으나 4,4'-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐-아미노]-바이페닐(NPD)나 N,N'-디페닐-N,N'-비스(3-메틸페닐)-1,1'-바이페닐-4,4'-디아민(TPD) 등의 물질을 사용할 수 있으며,
전자 수송층(6)의 수송재료로는 제한되지 않으나 아릴 치환된 옥사디아졸, 아릴-치환된 트리아졸, 아릴-치환된 펜안트롤린, 벤족사졸, 또는 벤즈시아졸 화합물을 포함할 수 있으며, 예를 들면, 1,3-비스(N,N-t-부틸-페닐)-1,3,4-옥사디아졸(OXD-7); 3-페닐-4-(1'-나프틸)-5-페닐-1,2,4-트리아졸(TAZ); 2,9-디메틸-4,7-디페닐-펜안트롤린(바소큐프로인 또는 BCP); 비스(2-(2-히드록시페닐)-벤족사졸레이트)징크; 또는 비스(2-(2-히드록시페닐)-벤즈시아졸레이트)아연; 전자 수송 물질은 (4-비페닐)(4-t-부틸페닐)옥시디아졸(PDB)과 트리스(8-퀴놀리나토)알루미늄(III)(Alq3)를 사용할 수 있으며, 바람직하게는 트리스(8-퀴놀리나토)알루미 늄(III)(Alq3)가 바람직하다.
기판(1)에는 특별한 제한이 없으며, 유기 전계 발광 소자에 통상적으로 사용되는 것, 예를 들면, 유리, 투명 플라스틱, 석영 등이 사용될 수 있다.
상기 양극(2) 재료의 예로는 ITO, IZO, 주석 옥사이드, 아연 옥사이드, 아연 알루미늄 옥사이드, 및 티타늄 니트라이드 등의 금속 옥사이드 또는 금속 니트라이드; 금, 백금, 은, 구리, 알루미늄, 니켈, 코발트, 리드, 몰리브덴, 텅스텐, 탄탈륨, 니오븀 등의 금속; 이러한 금속의 합금 또는 구리 요오드화물의 합금; 폴리아닐린, 폴리티오핀, 폴리피롤, 폴리페닐렌비닐렌, 폴리(3-메틸티오핀), 및 폴리페닐렌설파가드 등의 전도성 중합체가 있다. 상기 양극(2)은 전술한 재료들 중 한가지 타입으로만 형성되거나 또는 복수개의 재료의 혼합물로도 형성될 수 있다. 또한, 동일한 조성 또는 상이한 조성의 복수개의 층으로 구성되는 다층 구조가 형성될 수 있다.
본 발명의 정공주입층(3)은 본 기술분야에서 알려진 재료를 사용할 수 있으며, 제한되지 않으나 PEDOT/PSS 또는 구리 프탈로시아닌(CuPc), 4,4',4"-트리스(3-메틸페닐페닐아미노)트리페닐아민(m-MTDATA) 등의 물질을 사용할 수 있다.
상기 발광층(5)은 특별히 제한이 없으며, 단색 또는 다색 발광일 수 있으며, 다층 구조로 형성될 수도 있다. 발광재료로서는 일중항 발광재료 및 삼중항 발광재료를 들 수 있다. 일중항 발광재료로서는 Alq3 및 그 유도체 외에, 낮빛 현광재료, 현광증백재, 레이저색소, 유기 신틸레이터(organic scintillator), 각종의 현광분석시약 등의 공지의 발광재료를 사용할 수 있다.
구체적으로는 안트라센, 피렌, 크리센, 페릴렌, 코로넨, 루브렌, 퀴나크리돈 등의 다환축합 화합물, 쿼터페닐 등의 올리고 페닐렌계 화합물, 1,4-비스(2-메틸스티릴)벤젠, 1,4-비스(4-메틸-5-페닐-2-옥사졸릴)벤젠, 1,4-비스(5-페닐-2-옥사졸릴)벤젠, 2,5-비스(5-터셔리-부틸-2-벤즈옥사졸릴)티오펜, 1,4-디페닐-1,3-부타디엔, 1,6-디페닐-1,3,5-헥사트리엔, 1,1,4,4-테트라페닐-1,3-부타디엔 등의 액체 신틸레이션용 신틸레이터, 옥신 유도체의 금속 착체, 쿠마린 염료, 디시아노메틸렌피란 염료, 디시아노메틸렌티오피란 염료, 폴리메틴 염료, 옥소벤즈안트라센 염료, 크산텐 염료, 카르보스티릴염료 및 페릴렌 염료, 옥사딘계 화합물, 스틸벤 유도체, 스피로 화합물 및 옥사디아졸계 화합물 등이 바람직하다.
한편, 3중항 발광재료로서는 백금을 중심 금속으로 하는 금속 착체나, 이리듐을 중심 금속으로 하는 금속 착체 등의 귀금속 착체 등을 들 수 있다. 상기 금속 착체가 발광층 중에 함유되는 양은 0.1~30중량%의 범위에 있는 것이 바람직하다. 0.1중량%이하에서는 소자의 발광효율 향상에 기여할 수 없고, 30중량%를 초과하면 유기금속 착체끼리가 2량체를 형성하는 등의 농도소광이 일어나, 발광효율의 저하에 이르게 된다. 종래의 현광(일중항)을 사용한 소자에 있어서, 발광층에 함유되는 현광성 색소(dopant)의 양보다 약간 많은 쪽이 바람직한 경향이 있다.
보다 구체적으로, CBP(N,N'-디카르바졸리-4,4'-비페닐), TPD(4,4'-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐-아미노]-바이페닐), TNATA(4,4',4"-트리스(N-(2-나프틸)-N-페닐-아미노)-트리페닐아민), HMTPD(4,4'-비스[N,N'-(3-톨릴)아미노]-3,3'-디메틸비페닐), NPD(4,4'-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐-아미노]-바이페닐), AND(9,10-디-(2-나프틸)안트라센), Alq3(트리스(8-퀴놀리나토)알루미늄(III)), TAZ(3-페닐-4-(1'-나프틸)-5-페닐-1,2,4-트리아졸), BAlq(비스(2-메틸-8-퀴놀라토)(p-페닐-페놀라토)알루미늄), BCP(2,9-디메틸-4,7-디페닐-1,10-페난트롤린)등을 호스트로 선택하여 사용할 수 있으며, 상기의 나열된 호스트와 함께, 제한되지 않으나, (4,4'-비스(2,2-디페닐-에텐-1-일)디페닐(DPVBi), 비스(스티릴)아민(DSA)계, 비스(2-메틸-8-퀴놀리놀라토)(트리페닐실록시)알루미늄(III)(SAlq), 비스(2-메틸-8-퀴놀리놀라토)(파라-페놀라토)알루미늄(III)(BAlq), 비스(살렌)진크(II), 1,3-비스[4-(N,N-디메틸아미노)페닐-1,3,4-옥사디아조릴]벤젠(OXD8), 3-(비페닐-4-일)-5-(4-디메틸아미노)4-(4-에틸페닐)-1,2,4-트리아졸(p-EtTAZ), 3-(4-비페닐)-4-페닐-5-(4-터셔리-부틸페닐)-1,2,4-트리아졸(TAZ), 2,2',7,7'-테트라키스(비-페닐-4-일)-9,9'-스피로플루오렌(Spiro-DPVBI), 트리스(파라-터-페닐-4-일)아민(p-TTA), 5,5-비스(디메지틸보릴)-2,2-비티오펜(BMB-2T) 및 퍼릴렌(perylene), 트리스(8-퀴놀리나토)알루미늄(III)(Alq3), DCM1(4-디시아노메틸렌-2-메틸-6-(파라-디메틸아미노스틸릴)-4H-피란), DCM2(4-디시아노메틸렌-2-메틸-6-(줄로리딘-4-일-비닐)-4H-피란), DCJT(4-(디시아노메틸렌)-2-메틸-6-(1,1,7,7-테트라메틸줄로리딜-9-에닐)-4H-피란), DCJTB(4- (디시아노메틸렌)-2-터셔리부틸-6-(1,1,7,7-테트라메틸줄로리딜-9-에닐)-4H-피란), DCJTI(4-디시아노메틸렌)-2-아이소프로필-6-(1,1,7,7-테트라메틸줄로리딜-9-에닐)-4H-피란) 및 나일레드(Nile red), 루브렌(Rubrene) 등이 하나 이상 선택되어 호스트 또는 도펀트로 사용 가능하다. 이외에도 본 기술분야에서 알려진 청색 도펀트, 적색 도펀트, 황색 도펀트 등을 사용할 수 있다. 일례로 청색 도펀트로 하기 화학식 2의 DSA-amine, 하기 화학식 3의 Perylene을 사용하고, 적색 도펀트로 하기 화학식 4의 Ir(piq)3를 사용할 수 있다.
<화학식 2>
<화학식 3>
<화학식 4>
상기 전자 주입층(7)과 음극(8)은 본 기술분야에서 알려진 재료를 사용할 수 있으며, 제한되지 않으나 LiF를 전자 주입층으로 사용하고 Al, Ca, Mg, Ag 등 일함수가 낮은 금속을 음극으로 사용할 수 있으며, 바람직하게는 Al이 바람직하다.
본 발명의 유기 전계 발광 소자를 구성하는 각 층은, 각 층을 구성해야 하는 재료에 공지된 방법, 예컨대 증착법, 스핀코트법, 캐스트법 등을 적용하여 박막화시킴으로써 형성할 수 있다. 이렇게 형성된 각 층, 예컨대 발광층의 막두께에 대해서는 특별히 제한받지 않고, 적절히 상황에 따라서 선정할 수 있다.
본 발명의 유기 전계 발광소자는 형광양자 효율이 우수한 물질을 수송층에 도핑함으로써 수송층에서 형성된 엑시톤이나 수송층으로 흘러들어간 엑시톤을 형광으로 변환시켜 휘도 및 효율을 증가시킬 뿐 아니라 수송층의 열 발생을 저감시킬 수 있으며, 수송층에 형광양자 효율이 우수한 물질을 도핑시키되 발광층에 가까울 수록 농도를 크게 하여 구배를 형성시켜 최대한 발광층 근처에서 엑시톤을 형광으로 변환시킬 수 있도록 하여 발광층의 빛에너지를 흡수하는 부작용을 최소화할 수 있으며, 형광양자 효율이 우수한 물질 중 정공수송층, 전자수송층 각각의 기능에 맞게 구분하여 사용함으로써 수송층의 전달 효율의 저하를 최소화할 수 있다.
이하, 실시예를 통해 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 하기의 실시예는 본 발명의 구체적 일례로서, 비록 단정적, 한정적 표현이 있더라도 특허청구범위로부터 정해지는 권리범위가 제한되지 않는다.
[실시예 1] - 적색 유기 전계 발광소자
ITO 글리스의 발광 면적이 3mm X 3mm 크기가 되도록 패터닝한 후 세정하였다. 기판을 진공 챔버에 장착한 후 기초압력이 1 X 10-6torr가 되도록 한 후 유기물을 ITO위에 DNTPD(500Å) / Rubrene 3중량% 도핑된 NPD(500Å) / Ir(piq)3이 5중량% 도핑된 BAlq(250Å) / Rubrene 3중량% 도핑된 Balq(350Å) / LiF(50Å) / Al(1,000Å)의 순서로 성막하였다. 즉, 발광층의 양 옆의 정공수송층, 전자수송층에 Rubrene 을 도핑하였다.
[실시예 2] - 청색 유기 전계 발광소자
상기 실시예 1에서 Ir(piq)3이 5중량% 도핑된 BAlq(250Å) 대신에 Perylene이 5중량% 도핑된 ADN(250Å)을 사용한 것을 제외하고는 동일하게 실시하였다.
[비교예 1]
상기 실시예 1에서 발광층의 양 옆의 정공수송층, 전자수송층에 Rubrene 을 도핑하지 않은 것을 제외하고는 동일하게 실시하였다.
[비교예 2]
상기 실시예 2에서 발광층의 양 옆의 정공수송층, 전자수송층에 Rubrene 을 도핑하지 않은 것을 제외하고는 동일하게 실시하였다.
상기 실시예 및 비교예에 따라 제조된 유기 전계발광 소자의 효율특성을 표 1에 나타내었으며, 수명 측정 그래프를 도 2에 나타내었다. 보는 바와 같이, 실시예의 유기 전계 발광소자는 수송층이 도핑되지 않은 비교예보다 효율이 우수하고 수명이 더 연장되는 것을 알 수 있다.
[표 1]
| 항목 | 발광색 | 전압(V) | 효율(cd/A) |
| 실시예 1 | 적색 | 8.2 | 20.93 |
| 비교예 1 | 9.3 | 19.31 | |
| 실시예 2 | 청색 | 4.2 | 2.87 |
| 비교예 2 | 4.8 | 2.54 |
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 유기 전계 발광소자의 단면도,
도 2는 본 발명의 실시예 및 비교예의 수명 측정 그래프이다.
** 도면의 주요 부호에 대한 설명 **
1: 기판 2: 양극
3: 정공주입층 4: 정공수송층
5: 발광층 6: 전자수송층
7: 전자주입층 8: 음극
Claims (7)
- 양극, 정공수송층, 발광층, 전자수송층, 음극이 포함되어 이루어지는 유기 전계 발광소자로서,상기 정공수송층 및 전자수송층 중 적어도 하나 이상의 층에는 엑시톤을 형광으로 변화시키는 도펀트가 더 포함되며,상기 도펀트가 포함된 수송층은 발광층에 근접할수록 도펀트의 농도가 증가하도록 구배가 형성된 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광소자.
- 제1항에 있어서, 상기 도펀트의 도핑량은 도핑된 수송층 총 100중량 대비 0.1 내지 10 중량% 범위내인 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광소자.
- 삭제
- 제1항에 있어서, 상기 발광층에는 호스트와 도펀트가 사용되며, 상기 정공수송층 및 전자수송층 중 적어도 하나 이상의 층에 포함되어 엑시톤을 형광으로 변화시키는 도펀트는 상기 발광층에서 사용되는 도펀트와 동일한 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광소자.
- 제1항에 있어서, 상기 도펀트는 형광양자 효율이 50% 이상인 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광소자.
- 제1항에 있어서, 정공수송층 및 전자수송층에 각각 다른 도펀트가 사용되되, 정공수송층에 사용되는 도펀트는 전자수송층에 사용되는 도펀트보다 정공 수송 특성이 우수하고, 전자수송층에 사용되는 도펀트는 정공수송층에 사용되는 도펀트보다 전자 수송 특성이 우수한 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광소자.
- 제1항에 있어서, 상기 도펀트로는 루부렌(Rubrene) 또는 DEQ가 포함되는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광소자.
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