KR101777123B1 - 백색 유기 발광 소자 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 인광 소자의 휘도 별 발광 효율 특성을 균일하게 하여 색순도를 향상시킬 수 있는 백색 유기 발광 소자에 관한 것으로, 본 발명에 따른 백색 유기 발광 소자는 기판 상에 서로 대향된 제1 전극과 제2 전극과, 상기 제1 전극과 제2 전극 사이에 정공 주입층, 제1 정공 수송층, 제1 발광층, 제1 전자 수송층이 순차적으로 적층된 제1 스택과, 상기 제1 스택과 제2 전극 사이에 제2 정공 수송층, 제2 발광층, 제2 전자 수송층, 전자 주입층이 순차적으로 적층된 제2 스택과, 상기 제1 스택과 제2 스택 사이에 형성되어 각 스택들 간의 전하 균형 조절을 하는 전하 생성층을 포함하며, 상기 제2 발광층의 도펀트 농도는 상기 제2 발광층의 두께을 기준으로 10%로 형성되며, 상기 제2 전자 수송층은 전자의 이동도가 10-5㎠/V < 전자의 이동도 < 10-3㎠/V 범위 내에 속하는 전자 수송층의 재료로 형성된다.

Description

백색 유기 발광 소자{WHITE ORGANIC LIGHT EMITTING DEVICE}
본 발명은 유기 발광 소자에 관한 것으로 특히, 인광 소자의 휘도 별 발광 효율 특성을 균일하게 하여 색순도를 향상시킬 수 있는 백색 유기 발광 소자에 관한 것이다.
최근, 본격적인 정보화 시대로 접어듦에 따라 전기적 정보신호를 시각적으로 표현하는 디스플레이(display) 분야가 급속도로 발전해 왔고, 이에 부응하여 박형화, 경량화, 저소비전력화의 우수한 성능을 지닌 여러 가지 다양한 평판 표시장치(Flat Display Device)가 개발되어 기존의 브라운관(Cathode Ray Tube : CRT)을 빠르게 대체하고 있다.
이 같은 평판 표시장치의 구체적인 예로는 액정표시장치(Liquid Crystal Display device: LCD), 플라즈마표시장치(Plasma Display Panel device: PDP), 전계방출표시장치(Field Emission Display device: FED), 유기 발광 표시 장치(Organic Light Emitting Device: OLED) 등을 들 수 있다.
이 중, 별도의 광원을 요구하지 않으며 장치의 컴팩트화 및 선명한 컬러 표시를 위해 유기 발광 표시 장치가 경쟁력 있는 어플리케이션으로 고려되고 있다.
이러한 유기 발광 표시 장치는 유기 발광층의 형성이 필수적인데, 종래 유기 발광층의 형성을 위해 새도우 마스크(shadow mask)를 이용한 증착 방법이 이용되었다.
그러나, 새도우 마스크는 대면적의 경우, 그 하중 때문에, 쳐짐 현상이 발생되어 여러번 사용하기 힘들고, 유기 발광층 패턴 형성에 불량이 발생하여 대안적 방법이 요구되었다.
이러한 새도우 마스크를 대체하여 여러 방법이 제시되었던 그 중 하나로서 백색 유기 발광 표시 장치가 있다.
이하, 백색 유기 발광 표시 장치에 대해 설명하면 다음과 같다.
백색 유기 발광 표시 장치는 발광 다이오드 형성시 양극과 음극 사이의 각 층을 마스크 없이 증착시키는 것으로 유기 발광층을 포함한 성분이 다른 유기막들을 진공 상태에서 차례로 증착하는 것을 특징으로 한다. 이러한, 백색 유기 발광 표시 장치는 박형 광원, 액정표시장치의 백라이트 또는 컬러 필터를 채용한 풀컬러 표시 장치에 쓰이는 등 여러 용도로 이용되고 있는 소자이다.
요즘, 백색 유기 발광 표시 장치는 청색(Blue) 형광 소자를 발광층으로 이용하는 제1 스택과, 노랑색(Yellow-Green) 인광 소자를 발광층으로 이용하는 제2 스택 구조가 적층된 형태의 인형광 스택 구조가 이용되고 있다. 이러한, 백색 유기 발광 소자는 청색 형광 소자로부터 발광되는 청색광과 노랑색 인광 소자로부터 발광되는 노랑색 광의 혼합 효과에 의해 백색광이 구현된다.
하지만, 청색 형광 소자에 대한 휘도별 발광 효율의 특성과 노랑색 인광 소자에 대한 휘도별 발광 효율의 특성이 달라 백색 광 구현시 색순도가 나빠지는 문제점이 발생된다. 구체적으로, 청색 형광 소자는 휘도별 발광 효율의 특성이 저휘도 영역이나 고휘도 영역의 전반적인 휘도 영역에서 균일하나, 노랑색 인광 소자는 휘도별 발광 효율의 특성이 저휘도 영역에서 고휘도 영역으로 갈수록 발광 효율 저하(roll-off) 현상이 발생되어 전반적인 휘도 영역이 불균일한 특성을 가지게 된다. 이와 같이, 청색 형광 소자의 발광 특성과 노랑색 인광 소자 간의 발광 특성의 차이가 발생되어 저휘도 영역이나 고휘도 영역의 전반적인 휘도 영역에서 균일하지 못한 화이트가 구현된다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 인광 소자의 휘도 별 발광 효율 특성을 균일하게 하여 색순도를 향상시킬 수 있는 백색 유기 발광 소자를 제공하는 것이다.
이를 위하여, 본 발명에 따른 백색 유기 발광 소자는 기판 상에 서로 대향된 제1 전극과 제2 전극과, 상기 제1 전극과 제2 전극 사이에 정공 주입층, 제1 정공 수송층, 제1 발광층, 제1 전자 수송층이 순차적으로 적층된 제1 스택과, 상기 제1 스택과 제2 전극 사이에 제2 정공 수송층, 제2 발광층, 제2 전자 수송층, 전자 주입층이 순차적으로 적층된 제2 스택과, 상기 제1 스택과 제2 스택 사이에 형성되어 각 스택들 간의 전하 균형 조절을 하는 전하 생성층을 포함하며, 상기 제2 발광층의 도펀트 농도는 상기 제2 발광층의 두께를 기준으로 10%로 형성되며, 상기 제2 전자 수송층은 전자의 이동도(electron mobility)가 10-5 ㎠/V < 전자의 이동도(electron mobility) < 10-3㎠/V 범위 내에 속하는 전자 수송층의 재료로 형성된다.
여기서, 상기 제1 발광층은 하나의 호스트에 청색 형광 성분의 도펀트가 도핑된 단일 발광층으로 형성된다.
그리고, 상기 제2 발광층은 하나의 호스트에 인광 Yellow-Green 도펀트(phosphorescence Yellow-phosphorescence Green)를 도핑하여 이루어지거나, 두 개의 호스트에 인광 Yellow-Green 도펀트를 도핑하여 이루어진다.
또한, 상기 제2 정공 수송층은 정공의 이동도(hole mobility)가 10-4㎠/V < 정공 이동도(hole mobility) < 10-2㎠/V의 범위 내에 속하는 정공 수송층의 재료로 형성된다.
그리고, 상기 제2 정공 수송층의 HOMO(Highest Occupied Molecular Orbital) 에너지 준위와 상기 제2 발광층의 HOMO(Highest Occupied Molecular Orbital) 에너지 준위 간의 차이(H1)는 0.1eV < H1 < 0.3eV 범위로 형성된다.
또한, 상기 제2 정공 수송층의 LUMO(Lowest Unoccupied Molecular Orgital) 에너지 준위와 상기 제2 발광층의 LUMO(Lowest Unoccupied Molecular Orgital) 에너지 준위 간의 차이(BL1)는 0.1eV < BL1 < 0.5eV 범위로 형성된다.
그리고, 상기 제2 전자 수송층의 LUMO(Lowest Unoccupied Molecular Orgital) 에너지 준위와 제2 발광층의 LUMO(Lowest Unoccupied Molecular Orgital) 에너지 준위 간의 차이(H2)는 0.1eV < H2 < 0.5eV 범위로 형성된다.
또한, 상기 제2 전자 수송층의 HOMO(Highest Occupied Molecular Orbital) 에너지 준위와 제2 발광층의 HOMO(Highest Occupied Molecular Orbital) 에너지 준위 간의 차이(BL2)가 0.3eV < BL2 < 0.5eV 범위로 형성된다.
그리고, 상기 제2 발광층 내의 호스트의 LUMO(Lowest Unoccupied Molecular Orgital) 에너지 준위와 도펀트의 LUMO(Lowest Unoccupied Molecular Orgital) 에너지 준위 간의 차이는 0.1eV < LUMO < 0.3eV 범위로 형성되며, 상기 제2 발광층 내의 호스트의 HOMO(Highest Occupied Molecular Orbital) 에너지 준위와 도펀트의 HOMO(Highest Occupied Molecular Orbital) 에너지 준위 간의 차이는 0.2eV < HOMO < 0.4eV 범위로 형성된다.
본 발명에 따른 백색 유기 발광 소자는 형광 소자의 제1 발광층을 포함하는 제1 스택과, 인광 소자의 제2 발광층을 포함하는 제2 스택이 포함된 멀티-스택 구조로 형성된다. 이때, 제2 발광층의 도펀트의 농도는 제2 발광층의 두께를 기준으로 10%로 형성하며, 전자 이동도가 10-5㎠/V < 전자 이동도(electron mobility) < 10-3㎠/V 범위를 가지는 전자 수송층의 재질을 이용하여 제2 전자 수송층을 형성한다.
상술한 조건을 가지는 제2 발광층과 제2 전자 수송층으로 형성함으로써 제2 발광층(인광층)의 휘도별 발광 효율 특성에서 나타난 발광 효율 저하(roll-off) 현상을 최소화할 수 있게 되었으며, 저휘도 영역에서의 발광 효율에 대한 크기 변화가 최소화되었다.
이와 같이, 제2 발광층에 대한 발광 효율 저하(roll-off) 현상을 최소화되고, 저휘도 영역에서의 발광 효율에 대한 크기 변화가 작아짐으로써 제2 발광층의 휘도별 발광 효율의 특성이 저휘도 영역이나 고휘도 영역의 전반적인 휘도 영역에서 균일한 특성을 가진다.
이에 따라, 제1 발광층의 휘도별 발광 효율의 특성과 제2 발광층의 휘도별 발광 효율의 특성이 일치하여 전반적인 휘도 영역에서 균일한 화이트가 구현됨으로써 전반적인 휘도 영역에서 색순도가 향상되었다.
이와 같이, 전반적인 휘도 영역에서 균일한 화이트가 구현됨으로써 고휘도 영역에서 백색 광 구현시 발생되었던 색온도 변화 현상도 발생되지 않는다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 백색 유기 발광 소자를 나타낸 사시도이다.
도 2는 형광 소자의 휘도에 따른 효율 변화 특성과, 인광 소자의 휘도에 따른 효율 변화 특성을 나타낸 그래프이다.
도 3은 도 1에 도시된 본 발명에 따른 제2 스택의 구동 원리를 나타낸 사시도이다.
도 4는 도 1에 도시된 본 발명에 따른 제2 발광층의 에너지 준위를 나타낸 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 제2 발광층의 도펀트 농도를 설명하기 위한 그래프를 도시하고 있다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 제2 전자 수송층의 전자 이동도(electron mobility)를 설명하기 위한 그래프이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 휘도별 발광 효율을 나타내는 그래프이다.
도 8는 도 7에 도시된 본 발명의 실시 예에 따른 색순도 변화를 나타내는 그래프이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시 예를 상세하게 설명한다. 본 발명의 구성 및 그에 따른 작용 효과는 이하의 상세한 설명을 통해 명확하게 이해될 것이다. 본 발명의 상세한 설명에 앞서, 동일한 구성 요소에 대해서는 다른 도면 상에 표시되더라도 가능한 동일한 부호로 표시하며, 공지된 구성에 대해서는 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 구체적인 설명은 생략하기로 함에 유의한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 도 1 내지 도 8를 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 백색 유기 발광 소자를 나타낸 사시도이다.
도 1를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 백색 유기 발광 소자는 기판(100) 상에 서로 대향된 제1 전극(110)과 제2 전극(150), 제1 전극(110)과 제2 전극(150) 사이에 적층되어 이루어진 제1 스택(120), 전하생성층(Charge Generation Layer;130) 및 제2 스택(140)을 포함한다. 이러한, 멀티-스택(Multi-Stack)의 백색 유기 발광 소자는 각 스택에 서로 다른 색의 발광층을 포함하며, 각 스택의 발광층으로부터 출사되는 서로 다른 색의 광이 혼합되어 백색 광을 구현한다.
제1 전극(110)은 양극으로 TCO(Transparent Conductive Oxide; 이하, TCO)와 같은 투명 도전 물질로 ITO(Indum Tin Oxide; 이하,ITO), IZO(Indum Zinc Oxide; 이하,IZO) 등으로 형성된다.
제2 전극(150)은 음극으로 알루미늄과 같이 반사성 금속 재질로 금(Au), 알루미늄(AL), 몰리브덴(MO), 크롬(Cr), 구리(Cu) 등으로 형성된다.
제1 스택(120)은 제1 전극(110)과 전하 생성층(130) 사이에 정공 주입층(Hole Injection Layer;HIL)(122), 제1 정공 수송층(Hole Transport Layer;HTL)(124), 제1 발광층(126), 제1 전자 수송층(Electron Transport Layer; ETL)(129)이 차례로 적층되어 있다. 이때, 제1 발광층(128)은 하나의 호스트에 청색 형광 성분의 도펀트가 도핑된 단일 발광층이다.
전하 생성층(Charge Generation Layer;CGL)(130)은 스택들 사이에 형성되어 각 스택들 간의 전하 균형 조절을 한다. 이러한, 전하 생성층(130)은 제1 스택(120)과 인접하게 위치하여 제1 스택(120)으로 전자를 주입해주는 역할을 하는 N 타입 유기층(132)과 제2 스택(140)과 인접하게 위치하여 제2 스택(140)으로 정공을 주입해주는 역할을 하는 P 타입 유기층(134)으로 이뤄진다.
제2 스택(140)은 제2 전극(150)과 전하 생성층(130) 사이에 제2 정공 수송층(142), 제2 발광층(144), 제2 전자 수송층(146), 전자 주입층(148)이 차례로 적층되어 있다. 이때, 제2 발광층(144)은 도 1에 도시된 바와 같이 하나의 호스트에 인광 Yellow-Green 도펀트(phosphorescence Yellow-phosphorescence Green)를 도핑하여 이루어진 단일 발광층이거나 두 개의 호스트에 인광 Yellow-Green 도펀트를 도핑하여 이루어진 단일 발광층일 수 있다. 이와 같이, 백색 유기 발광 소자는 도 1에 도시된 바와 같이 제1 스택(120)으로부터 청색(B)가 발광되며, 제2 스택(140)으로부터 노랑색(YG)이 발광되어 백색 광이 구현된다.
이때, 제1 스택(120)의 제1 발광층(형광 소자)(126)에 따른 휘도별 발광 효율과 제2 스택(140)의 제2 발광층(인광 소자)(144)에 따른 휘도별 발광 효율의 차이가 발생된다. 즉, 형광 소자의 휘도별 발광 효율 특성과 인광 소자에 따른 휘도별 발광 효율 특성의 차이가 발생된다. 이러한 발광 효율의 차이를 줄이기 위해 제2 스택(140)은 제2 발광층(144)의 도펀트 비율을 조절하며, 일정 범위의 전하 이동도를 가지는 제2 전자 수송층(146) 및 제2 정공 수송층(142)을 가진다. 이에 대한 구체적인 설명은 도 2 내지 도 8을 결부하여 설명하기로 한다.
도 2는 형광 소자의 휘도에 따른 효율 변화 특성과, 인광 소자의 휘도에 따른 효율 변화 특성을 나타낸 그래프이다. 그리고, 도 3은 도 1에 도시된 본 발명에 따른 제2 스택의 구동 원리를 나타낸 사시도이고, 도 4는 도 1에 도시된 본 발명에 따른 제2 발광층의 에너지 준위를 나타낸 단면도이다.
본 발명의 실시 예에 따른 백색 유기 발광 소자는 제1 스택(120)으로부터 청색(Blue)이 발광되며, 제2 스택(140)으로부터 노랑색(Yellow-Green)이 발광되어 제1 스택(120)으로부터 출사된 청색(B) 광과 제2 스택(140)으로부터 출사된 노랑색(YG) 광이 혼합되어 백색(White) 광을 구현한다.
도 1를 결부하여 설명한 바와 같이 제1 스택(120)의 제1 발광층(126)은 하나의 호스트에 청색 형광 성분의 도펀트가 도핑된 발광층이며, 제2 스택(140)의 제2 발광층(144)은 하나의 호스트에 인광 Yellow-Green 도펀트를 도핑하여 이루어진 단일 발광층이다. 즉, 제1 스택(120)의 제1 발광층(126)은 형광층이며, 제2 스택(140)의 제2 발광층(144)은 인광층이다.
일반적인 백색 유기 발광 소자는 도 2에 도시된 바와 같은 그래프 특성을 나타낸다. 구체적으로, 도 2에 도시된 제1 곡선(20)은 형광 소자의 휘도에 따른 효율 변화 특성을 나타내는 기울기이며, 도 2에 도시된 제2 곡선(10)은 인광 소자의 휘도에 따른 효율 변화 특성을 나타낸 기울기이다.
도 2에 도시된 바와 같이 청색 형광층의 제1 곡선(20)은 저휘도 영역에서 고휘도 영역으로 갈수록 발광 효율의 변화가 없으나, 노랑색 인광층의 제2 곡선(10)은 저휘도 영역에서 고휘도 영역으로 갈수록 청색 형광층의 제1 곡선(20)에 비해 효율의 변화가 커지고 있다. 이와 같이, 제1 스택(120)의 형광 소자와 제2 스택(140)의 인광 소자의 휘도별 발광 효율에 대한 차이로 인해 휘도에 따른 색순도 변화가 나타난다.
다시 말하여, 청색 형광층에 대한 제1 곡선(20)은 형광 소자의 특성상 발광 영역 전반에 걸쳐 균일한 발광 휘도를 나타내는 반면에 노랑색 인광층에 대한 제2 곡선(10)은 발광 영역 전반에 걸쳐 불균일한 발광 휘도를 나타내고 있다. 노랑색 인광층에 대한 제2 곡선(10)은 저휘도 영역에서 고휘도 영역으로 갈수록 발광 효율 저하(roll-off) 현상이 나타나고 있으며, 이로 인해 고휘도 구동 시 색온도가 변하는 현상을 나타내고 있다.
이를 보완하기 위해, 본 발명의 실시 예에 따른 제2 스택(140)은 제2 발광층(144)의 도펀트 농도와 제2 전자 수송층(146) 및 제2 정공 수송층(142)의 전하 이동도를 조절하여 고휘도 영역에서의 발광 효율 저하(roll-off) 현상을 최소화하였다.
구체적으로, 제2 발광층(144)의 도펀트 농도는 제2 발광층(144)의 두께를 기준으로 10% 농도를 가지며, 제2 정공 수송층(142)은 정공 이동도가 10-4㎠/V < 정공 이동도(hole mobility) < 10-2㎠/V의 범위 내에 속하는 정공 수송층의 재료를 사용하며, 제2 전자 수송층(146)은 전자 이동도가 10-5㎠/V < 전자 이동도(electron mobility) < 10-3㎠/V 범위 내에 속하는 전자 수송층의 재료를 사용한다.
또한, 도 3에 도시된 바와 같이 제2 정공 수송층(142)의 HOMO(Highest Occupied Molecular Orbital) 에너지 준위(2HTL HOMO Level)와 제2 발광층(144)의 HOMO(Highest Occupied Molecular Orbital) 에너지 준위(2EML HOMO Level) 간의 차이(H1)는 0.1eV < H1 < 0.3eV 범위 안의 편차를 가지도록 형성한다. 제2 정공 수송층(142)의 LUMO(Lowest Unoccupied Molecular Orgital) 에너지 준위(2HTL LUMO Level)와 제2 발광층(144)의 LUMO(Lowest Unoccupied Molecular Orgital) 에너지 준위(2EML LUMO Level) 간의 차이(BL1)는 0.1eV < BL1 < 0.5eV 범위 안의 편차를 가지도록 형성한다. 이는, 제2 발광층(144)과 제2 정공 수송층(142) 간의 전자(electron) 또는 엑시톤(exiton)의 확산을 방지(Blocking)하기 위함이다.
그리고, 제2 전자 수송층(146)의 LUMO(Lowest Unoccupied Molecular Orgital) 에너지 준위(2ETL LUMO Level)와 제2 발광층(144)의 LUMO(Lowest Unoccupied Molecular Orgital) 에너지 준위(2EML LUMO Level) 간의 차이(H2)는 0.1eV < H2 < 0.5eV 범위 내의 편차를 가지도록 형성한다. 제2 전자 수송층(146)의 HOMO(Highest Occupied Molecular Orbital) 에너지 준위(2ETL HOMO Level)와 제2 발광층(144)의 HOMO(Highest Occupied Molecular Orbital) 에너지 준위(2EML HOMO Level) 간의 차이(BL2)는 0.3eV < BL2 < 0.5eV 범위 안의 편차를 가지도록 형성한다. 이는, 제2 발광층(144)과 제2 전자 수송층(146) 간의 정공(hole)의 확산을 방지(Blocking)하기 위함이다.
또한, 도 4에 도시된 바와 같이 제2 발광층(144) 내의 호스트(Host)의 LUMO(Lowest Unoccupied Molecular Orgital) 에너지 준위와 도펀트(Dopant)의 LUMO(Lowest Unoccupied Molecular Orgital) 에너지 준위 간의 차이는 0.1eV < LUMO < 0.3eV 범위 내에 속한다. 그리고, 제2 발광층(144) 내의 호스트(Host)의 HOMO(Highest Occupied Molecular Orbital) 에너지 준위와 도펀트(Dopant)의 HOMO(Highest Occupied Molecular Orbital) 에너지 준위 간의 차이는 0.2eV < HOMO < 0.4eV 범위 내에 속한다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 제2 발광층의 도펀트 농도를 설명하기 위한 그래프를 도시하고 있다. 도 5는 휘도별 발광 효율을 나타내는 그래프를 나타내고 있으며, X축은 휘도(Luminescence)를 나타내고 있으며, Y축은 발광 효율(Efficiency)을 나타내고 있다.
본 발명에 따른 제2 발광층(144)의 도펀트 농도는 인광층 특성에 따른 저휘도 영역에서 고휘도 영역으로 갈수록 발광 효율 저하(roll-off) 현상을 줄이며, 저휘도 영역에의 발광 효율에 대한 크기 변화를 줄여서 전반적인 휘도 영역에 균일한 발광 특성을 가진다.
구체적으로, 도 5에 도시된 제1 곡선(210)은 도펀트의 농도가 제2 발광층(144)의 두께를 기준으로 8%인 경우를 나타내고 있으며, 제2 곡선(212)은 도펀트의 농도가 제2 발광층(144)의 두께를 기준으로 10%인 경우를 나타내고 있으며, 제3 곡선(214)은 도펀트의 농도가 제2 발광층(144)의 두께를 기준으로 12%인 경우를 나타내고 있으며, 제4 곡선(216)은 도펀트의 농도가 제2 발광층(144)의 두께를 기준으로 15%인 경우를 나타내고 있으며, 제5 곡선(200)은 제1 발광층(126)의 청색 형광층을 나타내고 있다.
도 5에 도시된 바와 같이 10% 도펀트 농도를 기점으로 저휘도 영역에서 발광 효율에 대한 크기 변화가 심해지는 것을 알 수 있다. 다시 말하여, 저휘도 영역(0~1000nit)에서 제2 곡선(212)의 발광 효율의 크기 변화(E2)는 7cd/A 이내이며, 저휘도 영역(0~1000nit)에서 제3 곡선(214)의 발광 효율의 크기 변화(E3)는 13cd/A 정도이며, 저휘도 영역(0~1000nit)에서 제4 곡선(216)의 발광 효율의 크기 변화(E4)는 17cd/A 정도이다. 이와 같이, 저휘도 영역(0~1000nit)에서 도펀트 농도가 10%인 제2 곡선(212)의 발광 효율의 크기 변화가 가장 적다.
한편, 저휘도 영역(0~1000nit)에서 도펀트 농도가 8%인 제1 곡선(210)은 발광 효율의 크기(E1)가 본 발명의 제2 곡선(212)과 큰 차이는 없지만 저휘도 영역에서 고휘도 영역으로 갈수록 발광 효율이 심하게 작아지는 롤-오프 현상을 나타내고 있다.
이에 따라, 본 발명의 제2 발광층(144)의 실시 예인 도펀트 농도가 10%인 경우가 저휘도 영역에서 고휘도 영역으로 갈수록 발광 효율 저하(roll-off) 현상이 적으며, 저휘도 영역에서는 발광 효율의 크기 변화가 작게 됨으로써 저휘도 영역이나 고휘도 영역의 전반적인 휘도 영역에서 균일한 색순도를 나타낼 수 있게 되었다. 이에 따라, 휘도 영역 변화에 따른 화이트 구현시 발생되었던 색온도 변화에 대한 문제를 해결하였다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 제2 전자 수송층의 전자 이동도(electron mobility)를 설명하기 위한 그래프이다. 이때, 제2 발광층(144)의 도펀트 농도는 10%일 경우이다.
도 6은 휘도별 발광 효율을 나타내는 그래프를 나타내고 있으며, X축은 휘도(Luminescence)를 나타내고 있으며, Y축은 발광 효율(Efficiency)을 나타내고 있다.
구체적으로, 도 6에 도시된 제1 곡선(226)은 본 발명에 따른 전자 이동도를 가지는 제2 전자 수송층(146)의 재질로 전자 이동도가 10-5㎠/V < 전자 이동도(electron mobility) < 10-3㎠/V 범위 내에 속하는 전자 수송층의 재질을 나타내고 있는 곡선이며, 제2 곡선(224)은 본 발명에 따른 전자 이동도보다 빠른 전자 수송층의 재질을 가진 경우를 나타낸 곡선이며, 제3 곡선(222)은 제2 곡선(224)의 전자 이동도보다 빠른 전자 수송층의 재질을 가진 경우를 나타내고 있는 곡선이고, 제4 곡선(220)은 제3 곡선(222)의 전자 이동도보다 빠른 전자 수송층의 재질을 가진 경우를 나타내고 있는 곡선이다.
도 6에 도시된 바와 같이 전자 수송층의 전자 이동도가 빠를수록 소자 내의 전하 균형이 흐트러져 휘도별 발광 특성에 대해 불균일한 현상이 심화된다. 이에 따라, 본 발명의 실시 예와 같은 전자 이동도를 가지는 전자 수송층의 재질을 이용함으로써 휘도 별 발광 특성에 대해 균일하게 할 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 휘도별 발광 효율을 나타내는 그래프이다.
도 7에 도시된 제1 곡선(230)은 본 발명의 실시 예에 따른 곡선이며, 제2 발광층(144)의 도펀트 농도가 10%이며, 제2 전자 수송층(146)의 전자 이동도가 10-5㎠/V < 전자 이동도(electron mobility) < 10-3㎠/V 범위 내에 속하는 전자 수송층의 재질을 이용한 경우를 나타낸 휘도별 발광 효율을 나타낸 곡선이며, 제2 곡선(240)은 제2 발광층(144)의 도펀트 농도가 10%이며, 제1 곡선(230)의 전자 이동도보다 빠른 전자 수송층의 재질을 이용한 경우를 나타낸 휘도별 발광 효율을 나타낸 곡선이다.
도 7에 도시된 바와 같이 제1 곡선(230)은 저휘도 영역에서 발광 효율의 크기 변화가 적으며, 저휘도 영역에서 고휘도 영역으로 가더라도 롤-오프 현상 거의 발생하지 않지만, 제2 곡선(240)은 본 발명의 실시 예와 비교하여 저휘도 영역에서 고휘도 영역으로 갈수록 롤-오프 현상이 심해지고 있을 뿐만 아니라, 저휘도 영역의 발광 효율의 크기 변화가 크다.
이와 같이, 동일한 도펀트 농도를 가지더라도 제2 전자 수송층(146)의 전자 이동도에 따라서도 불균일한 발광 특성을 나타내고 있다. 이에 따라, 본 발명의 실시 예와 같이 10%의 도펀트 농도를 가지는 제2 발광층(144)과 전자 이동도가 10-5㎠/V < 전자 이동도(electron mobility) < 10-3㎠/V 범위 속하는 전자 수송층의 재질을 이용한 제2 전자 수송층(146)이여야 하며, 이러한 구성요소로 도 7에 도시된 바와 같이 저휘도 영역과 고휘도 영역 전반적으로 균일한 휘도를 표시할 수 있다.
도 8는 도 7에 도시된 본 발명의 실시 예에 따른 색순도 변화를 나타내는 그래프이다.
도 8에 도시된 제1 곡선(230b)은 본 발명의 실시 예에 따른 곡선이며, 제2 발광층(144)의 도펀트 농도가 10%이며, 제2 전자 수송층(146)의 전자 이동도가 10-5㎠/V < 전자 이동도(electron mobility) < 10-3㎠/V 범위 내에 속하는 전자 수송층의 재질을 이용한 경우를 나타낸 CIE 색좌표 상에서 Y좌표 변화를 나타내는 기울기이며, 제2 곡선(230a)은 제1 곡선(230b)과 동일한 조건에서 색좌표 상에서 X좌표 변화를 나타낸 기울기이다. 제3 곡선(240b)은 제2 발광층(144)의 도펀트 농도가 10%이며, 본 발명에 따른 제2 전자 수송층(146)의 전자 이동도보다 빠른 전자 수송층의 재질을 이용한 경우에 CIE 색좌표에서의 Y좌표 변화를 나타낸 기울기이며, 제4 곡선(240a)은 제3 곡선(240b)과 동일한 조건에서 색좌표 상에서 X 좌표 변화를 나타낸 기울기이다.
색좌표 변화 그래프는 0.01 기준으로 0.01 이내에 속해 있을 경우에 색좌표의 변화가 거의 없는 것이다. 이에 따라, 본 발명의 실시 예를 나타낸 제1 및 제2 곡선(230a,230b)은 0.01 수치 이내이거나 15000nit의 고휘도 영역에 있더라도 0.01 값에 근접하여 있으므로 색좌표의 변화가 없다할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 제2 발광층(144)은 색좌표의 변화가 없으므로 색순도가 향상됨을 알 수 있다.
이상의 설명은 본 발명을 예시적으로 설명한 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명의 명세서에 개시된 실시 예들은 본 발명을 한정하는 것이 아니다. 본 발명의 범위는 아래의 특허청구범위에 의해 해석되어야 하며, 그와 균등한 범위 내에 있는 모든 기술도 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석해야 할 것이다.
100 : 기판 110: 제1 전극
120 : 제1 스택 122 : 정공 주입층
124 : 제1 정공 수송층 126 : 제1 발광층
128 : 제1 전자 수송층 130 : 전하 생성층
132 : N 타입 유기층 134 : P 타입 유기층
140 : 제2 스택 142 : 제2 정공 수송층
144 : 제2 발광층 146 : 제2 전자 수송층
148 : 전자 주입층 150 : 제2 전극

Claims (9)

  1. 기판 상에 서로 대향된 제1 전극과 제2 전극;
    상기 제1 전극과 제2 전극 사이에 정공 주입층, 제1 정공 수송층, 제1 발광층, 제1 전자 수송층이 순차적으로 적층된 제1 스택;
    상기 제1 스택과 제2 전극 사이에 제2 정공 수송층, 제2 발광층, 제2 전자 수송층, 전자 주입층이 순차적으로 적층된 제2 스택;
    상기 제1 스택과 제2 스택 사이에 형성되어 각 스택들 간의 전하 균형 조절을 하는 전하 생성층을 포함하며,
    상기 제2 발광층은 두 개의 호스트에 인광 Yellow-Green 도펀트를 도핑하여 이루어진 단일 발광층이고, 상기 인광 Yellow-Green 도펀트의 농도는 상기 제2 발광층의 두께를 기준으로 10%로 형성되며, 상기 제2 전자 수송층은 전자의 이동도가 10-5㎠/V < 전자의 이동도< 10-3㎠/V 범위 내에 속하는 전자 수송층의 재료로 형성되는 백색 유기 발광 소자.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 발광층은 하나의 호스트에 청색 형광 성분의 도펀트가 도핑된 단일 발광층으로 형성되는 백색 유기 발광 소자.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서, 상기 제2 정공 수송층은 정공의 이동도가 10-4㎠/V < 정공 이동도 < 10-2㎠/V의 범위 내에 속하는 정공 수송층의 재료로 형성되는 백색 유기 발광 소자.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제2 정공 수송층의 HOMO 에너지 준위와 상기 제2 발광층의 HOMO 에너지 준위 간의 차이(H1)는 0.1eV < H1 < 0.3eV 범위로 형성되는 백색 유기 발광 소자.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제2 정공 수송층의 LUMO 에너지 준위와 상기 제2 발광층의 LUMO 에너지 준위 간의 차이(BL1)는 0.1eV < BL1 < 0.5eV 범위로 형성되는 백색 유기 발광 소자.
  7. 제1항에 있어서, 상기 제2 전자 수송층의 LUMO 에너지 준위와 제2 발광층의 LUMO 에너지 준위 간의 차이(H2)는 0.1eV < H2 < 0.5eV 범위로 형성되는 백색 유기 발광 소자.
  8. 제1항에 있어서, 상기 제2 전자 수송층의 HOMO 에너지 준위와 제2 발광층의 HOMO 에너지 준위 간의 차이(BL2)가 0.3eV < BL2 < 0.5eV 범위로 형성되는 백색 유기 발광 소자.
  9. 제1항에 있어서, 상기 제2 발광층 내의 호스트의 LUMO 에너지 준위와 도펀트의 LUMO 에너지 준위 간의 차이는 0.1eV < LUMO < 0.3eV 범위로 형성되며, 상기 제2 발광층 내의 호스트의 HOMO 에너지 준위와 도펀트의 HOMO 에너지 준위 간의 차이는 0.2eV < HOMO < 0.4eV 범위로 형성되는 백색 유기 발광 소자.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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KR20180036437A (ko) * 2016-09-30 2018-04-09 엘지디스플레이 주식회사 유기 발광 소자 및 이를 이용한 유기 발광 표시 장치

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100253209A1 (en) * 2009-04-03 2010-10-07 Spindler Jeffrey P Tandem white oled with efficient electron transfer

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100253209A1 (en) * 2009-04-03 2010-10-07 Spindler Jeffrey P Tandem white oled with efficient electron transfer

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11063231B2 (en) 2018-10-05 2021-07-13 Samsung Electronics Co., Ltd. Light emitting device and display device including the same

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