KR101777124B1 - 백색 유기 발광 소자 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 수명과 효율을 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 형성되며, 하나의 호스트에 460nm~465nm의 파장대의 범위를 가지는 형광 노멀 블루 도펀트가 도핑되는 제1 발광층과, 상기 제1 발광층 상부 또는 하부에 형성되어 하나의 호스트에 560nm~570nm의 파장대의 범위를 가지는 인광 옐로우 도펀트와 570nm~580nm의 파장대의 범위를 가지는 형광 오렌지 도펀트가 도핑되는 제2 발광층를 포함한다.

Description

백색 유기 발광 소자{WHITE ORGANIC LIGHT EMITTING DEVICE}
본 발명은 백색 유기 발광 소자에 관한 것으로 특히, 수명과 효율을 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 장치에는, 유기 발광층의 형성이 필수적인데, 종래 그 형성을 위해 새도우 마스크(shadow mask)를 이용한 증착 방법이 이용되었다.
그러나, 새도우 마스크는 대면적의 경우, 그 하중 때문에, 쳐짐 현상이 발생하고, 이로 인해 여러번 이용이 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 유기발광층을 포함한 유기막들의 형성을 차례로 그 성분을 달리하여 진공 상태에서 증착하는 것을 특징으로 한다.
백색 유기 발광 표시 장치는 박형 광원, 액정표시장치의 백라이트 또는 컬러 필터를 채용한 풀컬러 표시 장치에 쓰일 수 있는 등 여러 용도를 가지고 있는 소자이다. 이러한, 백색 유기 발광 표시 장치는 백색 발광을 구현하기 위해 크게 파장 변형과 색상 혼합으로 분류된다. 먼저, 파장 변형(wavelength conversion) 방식은 OLED에서 방출되는 파란색 또는 보라색 빛이 형광체를 여기 시키는 원리를 바탕으로 하는데, 이렇게 여기된 여러 가지 색을 섞어서 넓은 영역의 파장 스펙트럼을 만들어 백색 광을 형성한다. 이러한 기술을 형광체에 의한 다운컨버젼(down conversion)이라고 부른다.
색상 혼합 방법은 하나의 소자에서 다양한 발광체를 이용하여 다양한 빛을 혼합하여 백색 광을 만드는 기술이다. 이 기술에는 소자의 구조에 따라 적, 녹, 청 발광층의 다층 구조, Microcavity 구조, 소자의 수직/수평으로의 적층 구조, 다양한 형광체의 단층구조로의 혼합, 도핑 방법 등이 속한다.
이 중 다층 구조의 백색 유기 발광 표시 장치는 각각 다른 색의 발광층을 두 층 이상 적층하여 백색 광을 얻는 구조이다. 이 구조는 각기 다른 발광층에서 동시에 발광이 일어나면서 여러 가지 색의 빛이 혼합되어 결과적으로 백색 빛이 보이는 원리이다. 각기 다른 색을 발광하는 발광층들을 적어도 세 층이상 적층할 수 있으나, 층이 증가하면 그에 따른 비용이 증가하여 일반적으로 두 층의 발광층을 이용하여 백색 광을 구현한다.
이러한, 백색 광을 구현하기 위해 두 층의 발광층 중 어느 한 층에는 인광 옐로우 도펀트를 도핑하며, 다른 한 층의 발광층에는 딥 블루 도펀트의 도핑한다. 이에 따라, 인광 옐로우 도펀트가 도핑된 발광층으로부터 출사되는 노랑색 광과, 형광 딥 블루 도펀트가 도핑된 발광층으로부터 출사되는 청색 광이 혼합되어 백색 광이 구현된다. 하지만, 딥 블루 도펀트를 사용할 경우에 백색 유기 발광 소자의 수명과 효율이 나빠지는 문제점이 발생된다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 수명과 효율을 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 형성되며, 하나의 호스트에 460nm~465nm의 파장대의 범위를 가지는 형광 노멀 블루 도펀트가 도핑되는 제1 발광층과, 상기 제1 발광층 상부 또는 하부에 형성되어 하나의 호스트에 560nm~570nm의 파장대의 범위를 가지는 인광 옐로우 도펀트와 570nm~580nm의 파장대의 범위를 가지는 형광 오렌지 도펀트가 도핑되는 제2 발광층를 포함한다.
그리고, 상기 제1 발광층과 제1 전극 사이에 정공 주입층과 정공 수송층이 더 포함되며, 상기 제2 발광층과 제2 전극 사이에 전자 수송층과 전자 주입층이 더 포함된다.
또한, 상기 인광 옐로우의 도핑 비율은 상기 제2 발광층의 두께를 기준으로 3~20%로 형성되며, 상기 형광 오렌지의 도핑 비율은 상기 제2 발광층의 두께를 기준으로 0.1~5%로 형성된다.
그리고, 상기 제2 발광층은 하나의 호스트에 상기 인광 옐로우 도펀트와 상기 형광 오렌지 도펀트가 공증착(Co-deposition)하여 형성된다.
또한, 상기 제1 발광층과 상기 제2 발광층 사이에 상기 제1 발광층과 상기 제2 발광층 간의 에너지 준위 레벨을 보상하기 위한 층간 유기층을 더 포함한다.
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 제1 발광층은 하나의 호스트에 460nm~465nm의 파장대의 범위를 가지는 형광 노멀 블루 도펀트가 도핑되며, 상기 제2 발광층은 하나의 호스트에 560nm~570nm의 파장대의 범위를 가지는 인광 옐로우 도펀트와 570nm~580nm의 파장대의 범위를 가지는 형광 오렌지 도펀트가 도핑된다.
여기서, 상기 인광 옐로우의 도핑 비율은 상기 제2 발광층의 두께를 기준으로 3~20%로 형성되며, 상기 형광 오렌지의 도핑 비율은 상기 제2 발광층의 두께를 기준으로 0.1~5%로 형성된다.
그리고, 상기 제2 발광층은 하나의 호스트에 상기 인광 옐로우 도펀트와 상기 형광 오렌지 도펀트가 공증착(Co-deposition)하여 형성된다.
본 발명에 따른 백색 유기 발광 소자는 하나의 호스트에 460nm~465nm의 파장대의 범위를 가지는 형광 노멀 블루 도펀트가 도핑되는 제1 발광층과, 제1 발광층 상부 또는 하부에 형성되어 하나의 호스트에 560nm~570nm의 파장대의 범위를 가지는 인광 옐로우 도펀트와 570nm~580nm의 파장대의 범위를 가지는 형광 오렌지 도펀트가 도핑되는 제2 발광층를 포함한다.
이때, 인광 옐로우의 도핑 비율은 제2 발광층의 두께를 기준으로 3~20%로 형성되며, 형광 오렌지의 도핑 비율은 상기 제2 발광층의 두께를 기준으로 0.1~5%로 형성된다.
상술한 조건을 가지는 제1 발광층을 통해 소자의 수명과 효율을 향상시킬 수 있다. 상술한 조건을 가지는 제2 발광층은 인광 옐로우 도펀트를 통해 소자의 수명과 효율을 향상시킬 수 있으며, 형광 오렌지 도펀트를 통해 색감을 향상시킬 수 있다.
도 1a 내지 도 1c는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 백색 유기 발광 소자를 나타낸 사시도이다.
도 2는 노멀 블루 도펀트, 딥 블루 도펀트, 옐로우 도펀트, 오렌지 도펀트를 이용하여 백색 광을 구현하는 것을 설명하기 위한 색좌표이다.
도 3는 도 1a에 도시된 본 발명의 제1 실시 예에 따른 제2 발광층 내의 구동 원리를 나타낸 사시도이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 백색 유기 발광 소자를 나타낸 사시도이다.
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 1a 내지 도 4를 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1a 내지 도 1c는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 백색 유기 발광 소자를 나타낸 사시도이다.
도 1a를 참조하면, 본원 발명의 제1 실시 예에 따른 백색 유기 발광 소자는 제1 전극(110)과 제2 전극(119), 제1 전극(110)과 제2 전극(119) 사이에 정공 주입층(Hole Injection Layer;HIL)(112), 정공 수송층(Hole Transport Layer;HTL)(114), 제1 발광층(122), 제2 발광층(124), 전자 수송층(Electron Transport Layer;ETL)(116), 전자 주입층(Electron Injection Layer;EIL)(118)이 적층되어 형성된다. 이러한, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 백색 유기 발광 소자는 다층 구조의 백색 유기 발광 소자로서, 각각 다른 색의 발광층을 두 층 이상 적층하여 백색 광을 얻는 구조이다. 이 구조는 각기 다른 발광층에서 동시에 발광이 일어나면서 여러 가지 색의 빛이 혼합되어 결과적으로 백색 빛이 원리이다.
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(119)은 음극으로 알루미늄과 같이 반사성 금속 재질로 금(Au), 알루미늄(AL), 몰리브덴(MO), 크롬(Cr), 구리(Cu) 등으로 형성된다.
제1 발광층(122)은 도 1a에 도시된 바와 같이 하나의 호스트(Host)에 형광 노멀 블루 도펀트(fluorescence Normal blue Dopant)가 도핑된 단일 발광층으로 형성될 수 있으며, 제2 발광층(124)은 하나의 호스트에 인광 옐로우 도펀트(phosphorescence Yellow Dopant)와, 형광 오렌지 도펀트(fluorescence Orange Dopant)를 도핑하여 이루어진 단일 발광층일 수 있다. 이에 따라, 제1 발광층(122)으로부터 출사되는 청색(Blue) 광과 제2 발광층(124)으로부터 출사되는 주황색(Orange) 광이 혼합되어 백색 광이 구현된다.
또는, 도 1b에 도시된 바와 같이 제1 발광층(122)은 하나의 호스트에 인광 옐로우 도펀트(phosphorescence Yellow Dopant)와, 형광 오렌지 도펀트(phosphorescence Yellow Dopant)를 도핑하여 이루어진 단일 발광층일 수 있으며, 제2 발광층(124)은 하나의 호스트에 형광 노멀 블루 도펀트(fluorescence Normal blue Dopant)가 도핑된 단일 발광층으로 형성될 수 있다. 이에 따라, 제1 발광층(122)으로부터 출사되는 주황색(Orange) 광과 제2 발광층(124)으로부터 출사되는 청색(Blue) 광이 혼합되어 백색 광이 구현된다.
그리고, 도 1c에 도시된 바와 같이 제1 발광층(122)과 제2 발광층 사이에 층간 유기층(Inter Layer)(126)을 형성할 수 있다. 이러한, 층간 유기층(126)은 캐리어 밸런싱을 조절하여 더욱 향상된 색감을 표시할 수 있다.
이러한, 형광 노멀 블루 도펀트의 파장대는 460nm~465nm 범위를 가지며, 인광 옐로우 도펀트의 파장대는 560nm~570nm 범위를 가지며, 형광 오렌지 도펀트의 파장대는 570nm~580nm 범위를 가진다.
그리고, 인광 옐로우의 도핑 비율(Doping Ratio)는 제1 또는 제2 발광층(122,124)의 두께를 기준으로 3~20%로 형성되며, 형광 오렌지의 도핑 비율(Doping Ratio)은 제1 또는 제2 발광층의 두께를 기준으로 0.1~5%로 형성된다. 이러한 비율로, 인광 옐로우 도펀트와 형광 오렌지 도펀트를 하나의 호스트(Host)에 공증착(Co-deposition)하여 제1 또는 제2 발광층에 형성된다.
도 2는 노멀 블루 도펀트, 딥 블루 도펀트, 옐로우 도펀트, 오렌지 도펀트를 이용하여 백색 광을 구현하는 것을 설명하기 위한 색좌표이다. 그리고, 도 3는 도 에 도시된 본 발명의 제1 실시 예에 따른 제2 발광층 내의 구동 원리를 나타낸 사시도이다.
백색 유기 발광 소자는 제1 발광층(122)으로부터 출사된 청색 광과 제2 발광층(124)으로 출사된 주황색 광이 혼합되어 백색 광을 구현한다. 쿨 화이트(Cool White)를 표시하기 위해 백색 유기 발광 소자의 제1 발광층(122)은 하나의 호스트에 형광 딥 블루(Deep Blue)의 도펀트가 도핑된 단일 발광층으로 형성하며, 제2 발광층(124)은 하나의 호스트에 인광 옐로우(Yellow) 도펀트가 도핑된 단일 발광층으로 형성한다. 이와 같이, 형광 딥 블루의 도펀트를 사용한 백색 유기 발광 소자는 수명과 효율 특성이 좋지 못한 특성이 나타난다. 이에 대한 구체적인 설명은 도 2를 결부하여 설명하기로 한다.
구체적으로, 도 2에 도시된 제1 곡선(162)은 하나의 호스트에 형광 딥 블루의 도펀트로 도핑된 제1 발광층과, 하나의 호스트에 인광 옐로우 도펀트로 도핑된 제2 발광층을 포함하는 백색 유기 발광 소자가 구동시 표시되는 화이트 영역을 나타낸 색좌표 그래프이고, 제2 곡선(160)은 하나의 호스트에 형광 노멀 블루의 도펀트가 도핑된 제1 발광층과, 하나의 호스트에 인광 옐로우 도펀트와 형광 오렌지 도펀트가 도핑된 제2 발광층을 포함하는 본 발명에 따른 백색 유기 발광 소자 구동시 표시되는 화이트 영역을 나타낸 색좌표 그래프이다.
이때, 형광 노멀 블루(Normal Blue) 도펀트는 460nm~465nm의 파장대의 범위를 가지는 도펀트를 의미하며, 형광 딥 블루(Deep Blue) 도펀트는 450nm~455nm의 파장대의 범위를 가지는 도펀트를 의미하며, 인광 옐로우(Yellow) 도펀트는 560nm~570nm의 파장대의 범위를 가지는 도펀트를 의미하며, 형광 오렌지(Orange) 도펀트는 570nm~580nm의 파장대의 범위를 가지는 도펀트를 의미한다.
이에 대해, 색좌표를 간단히 설명하자면, 블루 영역에 대한 CIEy의 값에 따라 소자의 수명과 효율이 달라지며, 오렌지 및 옐로우 영역에 대한 CIEx의 값에 따라 소자의 색감이 달라진다.
다시 말하여, 색좌표의 블루 영역에 대한 CIEy의 값은 커질수록 소자의 효율과 수명이 높다. 이에 따라, 형광 딥 블루 영역에 대한 CIEy의 값은 본 발명에 따른 형광 노멀 블루 영역보다 CIEy의 값이 낮으므로 그에 따른 효율과 수명이 낮다. 또한, 색좌표의 오렌지 영역 및 옐로우 영역에 대한 CIEx의 값은 클수록 소자의 색감이 향상된다. 이에 따라, 인광 옐로우 영역에 대한 CIEx의 값은 본 발명에 따른 인광 옐로우 도펀트 및 형광 오렌지 도펀트 영역보다 CIEx의 값보다 작으므로 그에 따른 색감이 낮다.
이와 같이, 본 발명은 제1 발광층(122)에 형광 노멀 블루의 도펀트로 도핑하여 효율과 수명을 높였다. 또한, 제2 발광층(124)에 인광 옐로우 도펀트를 도핑하여 수명과 효율을 향상시켰으며, 이와 동시에 제2 발광층(124)에 형광 오렌지 도펀트를 도핑함으로써 색감을 향상시켰다.
이는, [표 1]에 도시된 바와 같이 외부 양자 효율(EQE)과 전류 효율(cd/A)이 증가되며, 색좌표(CIEx,CIEy)의 색감도 향상되었다.
발광층 cd/A EQE(%) CIEx CIEy
인광 Yellow +
형광 Oragne		 28.2 10.1 0.48 0.509
상기 [표 1]은 560nm~570nm의 파장대의 범위를 가지는 인광 옐로우 도펀트가 제2 발광층의 두께를 기준으로 3~20%로 도핑되며, 570nm~580nm의 파장대의 범위를 가지는 형광 오렌지 도펀트가 제2 발광층의 두께를 기준으로 0.1~5%로 도핑된 경우에 대한 결과값이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 제2 발광층 내의 구동 원리를 나타내는 에너지 다이어그램이다.
도 3에 도시된 바와 같이 제2 발광층(124) 내의 에너지 준위 레벨은 인광 호스트(HOST)의 LUMO(Lowest Unoccupied Molecular Orgital;이하, LUMO) 에너지 레벨(Ph.HOST LUMO)> 인광 옐로우(YELLOW) 도펀트의 LUMO 에너지 레벨(Ph.DOPANT LUMO) > 형광 오렌지(ORANGE) 도펀트의 LUMO 에너지(Fl.DOPANT LUMO) 순으로 높다. 그리고, 인광 호스트의 HOMO(Highest Occupied Molecular Orbital;이하, HOMO) 에너지 레벨(Ph.HOST HOMO)> 인광 옐로우 도펀트의 LUMO 에너지 레벨(Ph.DOPANT HOMO) > 형광 오렌지 도펀트의 LUMO 에너지(Fl.DOPANT HOMO) 순으로 낮다.
이러한 에너지 레벨을 갖는 제2 발광층(124) 내의 구동 원리는 효율과 수명이 높은 인광 옐로우 도펀트(Ph. YEOLLOW DOPNAT)에서 형성된 엑시톤(EXITON)이 색감이 좋은 형광 오렌지 도펀트(ORANGE DOPNAT)로 에너지가 전이된다. 이에 따라, 효율과 수명이 향상된 엑시톤이 오렌지 도펀트로 전이되어 색감이 향상된 오렌지 (Orange) 광을 출사하게 된다. 이와 같이, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 백색 유기 발광 소자는 수명과 효율이 향상되며, 색감이 향상되었다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 백색 유기 발광 소자를 나타낸 사시도이다.
도 4a를 참조하면, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 백색 유기 발광 소자는 기판(100) 상에 서로 대향된 제1 전극(110)과 제2 전극(119), 제1 전극(110)과 제2 전극(119) 사이에 적층되어 이루어진 제1 스택(130), 전하생성층(Charge Generation Layer;140) 및 제2 스택(150)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(119)은 음극으로 알루미늄과 같이 반사성 금속 재질로 금(Au), 알루미늄(AL), 몰리브덴(MO), 크롬(Cr), 구리(Cu) 등으로 형성된다.
제1 스택(130)은 제1 전극(110)과 전하 생성층(140) 사이에 정공 주입층(Hole Injection Layer;HIL)(132), 제1 정공 수송층(Hole Transport Layer;HTL)(134), 제1 발광층(136), 제1 전자 수송층(Electron Transport Layer; ETL)(138)이 차례로 적층되어 있다.
제1 발광층(136)은 도 4a에 도시된 바와 같이 하나의 호스트에 형광 노멀 블루 도펀트(fluorescence Normal blue Dopant)가 도핑된 단일 발광층으로 형성될 수 있다. 이때, 형광 노멀 블루 도펀트의 파장대의 범위는 460nm~465nm를 가진다.
전하 생성층(Charge Generation Layer;CGL)(140)은 스택들 사이에 형성되어 각 스택들 간의 전하 균형 조절을 한다. 이러한, 전하 생성층(140)은 제1 스택(130)과 인접하게 위치하여 제1 스택(130)으로 전자를 주입해주는 역할을 하는 N 타입 유기층(142)과 제2 스택(150)과 인접하게 위치하여 제2 스택(150)으로 정공을 주입해주는 역할을 하는 P 타입 유기층(144)으로 이뤄진다.
제2 스택(150)은 제2 전극(119)과 전하 생성층(140) 사이에 제2 정공 수송층(152), 제2 발광층(154), 제2 전자 수송층(156), 전자 주입층(158)이 차례로 적층되어 있다.
제2 발광층(154)은 도 4a에 도시된 바와 같이 하나의 호스트에 인광 옐로우 도펀트(phosphorescence Yellow Dopant)와, 형광 오렌지 도펀트(phosphorescence Yellow Dopant)를 도핑하여 이루어진 단일 발광층일 수 있다. 그리고, 인광 옐로우 도펀트의 파장대 범위는 560nm~570nm를 가지며, 형광 오렌지 도펀트의 파장대의 범위는 570nm~580nm를 가진다. 그리고, 인광 옐로우의 도핑 비율(Doping Ratio)는 제2 발광층의 두께를 기준으로 3~20%로 형성되며, 형광 오렌지의 도핑 비율(Doping Ratio)는 제2 발광층의 두께를 기준으로 0.1~5%로 형성된다. 이러한 비율로, 인광 옐로우 도펀트와 형광 오렌지 도펀트를 하나의 호스트(Host)에 공증착(Co-deposition)하여 제2 발광층에 형성된다. 이에 따라, 제1 발광층(136)으로부터 출사되는 청색(Blue) 광과 제2 발광층(154)으로부터 출사되는 주황색(Orange) 광이 혼합되어 백색 광이 구현된다.
도 4a에 도시된 바와 같이 하나의 호스트에 형광 노멀 블루 도펀트를 도핑한 제1 발광층(136)과, 하나의 호스트에 인광 옐로우 도펀트와 형광 오렌지 도펀트를 도핑한 제2 발광층(154)으로 구성할 수 있으며, 도 4b에 도시된 바와 같이 하나의 호스트에 인광 옐로우 도펀트와 형광 오렌지 도펀트를 도핑한 제1 발광층(136)과, 하나의 호스트에 형광 노멀 블루 도펀트를 도핑한 제2 발광층(154)으로 구성할 수 있다. 이에 따라, 제1 발광층(136)으로부터 주황색(Orange) 광이 출사되며, 제2 발광층(154)으로부터 청색(Blue) 광이 출사되어 백색 광을 구현한다. 이밖에 도펀트 농도와 파장 범위는 도 4a에 설명한 것과 동일하므로 생략하기로 한다.
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
112 : 정공 주입층 114 : 정공 수송층
116 : 전자 수송층 118 : 전자 주입층
119 : 제2 전극 122 : 제1 발광층
124 : 제2 발광층 126 : 층간 유기층
130 : 제1 스택 132 : 제1 정공 주입층
134 : 제1 정공 수송층 136 : 제1 발광층
138 : 제1 전자 수송층 140 : 전하 생성층
142 : N 타입 유기층 144 : P 타입 유기층
150 : 제2 스택 152 : 제2 정공 수송층
154 : 제2 발광층 156 : 제2 전자 수송층
158 : 전자 주입층

Claims (8)

  1. 기판 상에 서로 대향된 제1 전극과 제2 전극;
    상기 제1 전극과 제2 전극 사이에 형성되며, 하나의 호스트에 460nm~465nm의 파장대의 범위를 가지는 형광 노멀 블루 도펀트가 도핑되는 제1 발광층;
    상기 제1 발광층 상부 또는 하부에 형성되어 하나의 호스트에 560nm~570nm의 파장대의 범위를 가지는 인광 옐로우 도펀트와 570nm~580nm의 파장대의 범위를 가지는 형광 오렌지 도펀트가 도핑되는 제2 발광층를 포함하고,
    상기 인광 옐로우의 도핑 비율은 상기 제2 발광층의 두께를 기준으로 3~20%이며, 상기 형광 오렌지의 도핑 비율은 상기 제2 발광층의 두께를 기준으로 0.1~5%인 백색 유기 발광 소자.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 발광층과 제1 전극 사이에 정공 주입층과 정공 수송층이 더 포함되며, 상기 제2 발광층과 제2 전극 사이에 전자 수송층과 전자 주입층이 더 포함되는 백색 유기 발광 소자.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서, 상기 제2 발광층은 하나의 호스트에 상기 인광 옐로우 도펀트와 상기 형광 오렌지 도펀트가 공증착(Co-deposition)하여 형성되는 백색 유기 발광 소자.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제1 발광층과 상기 제2 발광층 사이에 상기 제1 발광층과 상기 제2 발광층 간의 에너지 준위 레벨을 보상하기 위한 층간 유기층을 더 포함하는 백색 유기 발광 소자.
  6. 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 제1 발광층은 하나의 호스트에 460nm~465nm의 파장대의 범위를 가지는 형광 노멀 블루 도펀트가 도핑되며,
    상기 제2 발광층은 하나의 호스트에 560nm~570nm의 파장대의 범위를 가지는 인광 옐로우 도펀트와 570nm~580nm의 파장대의 범위를 가지는 형광 오렌지 도펀트가 도핑되는 백색 유기 발광 소자.
  7. 제6항에 있어서, 상기 인광 옐로우의 도핑 비율은 상기 제2 발광층의 두께를 기준으로 3~20%로 형성되며, 상기 형광 오렌지의 도핑 비율은 상기 제2 발광층의 두께를 기준으로 0.1~5%로 형성되는 백색 유기 발광 소자.
  8. 제7항에 있어서, 상기 제2 발광층은 하나의 호스트에 상기 인광 옐로우 도펀트와 상기 형광 오렌지 도펀트가 공증착(Co-deposition)하여 형성되는 백색 유기 발광 소자.
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