KR101941084B1 - 유기전계발광소자 - Google Patents

Abstract

본 발명은 제 1 전극; 상기 제 1 전극상에 배치되며 제 1 발광층을 구비한 제 1 발광유닛; 상기 제 1 발광유닛상에 배치된 제 1 전하생성층; 상기 제 1 전하생성층상에 배치된 제 2 전하생성층; 상기 제 2 전하생성층상에 배치되며 제 2 발광층을 구비한 제 2 발광유닛; 및 상기 제 2 발광유닛상에 배치된 제 2 전극;을 포함하며, 상기 제 1 전하생성층은 호스트와 도펀트를 포함하며, 상기 도펀트의 도핑량은 상기 제 1 전하생성층내에서 상기 제 2 전하생성층에 근접할수록 감소된 유기전계발광소자에 관한 것이다.

Description

유기전계발광소자{Organic Light Emitting Diode Device}

본 발명은 유기전계발광소자에 관한 것으로, 발광층을 적층하여 형성하는 스택 구조를 갖는 유기전계발광소자에 관한 것이다.

오늘날, 정보 통신 발달과 함께 표시장치가 급격하게 발전해오고 있다. 특히, 표시장치 중 유기전계발광소자는 자발광 소자로써, 별도의 백라이트 유닛을 구비하지 않아도 되므로, 다른 표시장치에 비해 얇게 형성하며 낮은 소비전력을 가질 수 있다.

여기서, 유기전계발광소자는 애노드 전극, 캐소드 전극 및 애노드 전극과 캐소드 전극 사이에 구비된 발광층을 포함한다. 여기서, 애노드 전극은 발광층에 정공을 제공하고, 캐소드 전극은 발광층에 전자를 제공한다. 이때, 발광층에서 전자와 정공의 재결합을 통해 엑시톤이 생성되며, 이 엑시톤이 기저상태로 떨어지면서 빛을 방출하게 된다.

최근, 유기전계발광소자는 발광 효율을 증대시키기 위해, 전하생성층을 사이에 두고 발광층을 적층하여 형성하는 스택 구조를 갖는 유기전계발광소자가 개발되었다. 예컨대, 스택 구조를 갖는 유기전계발광소자는 애노드 전극, 제1발광층, 전하생성층, 제2발광층 및 캐소드 전극을 포함할 수 있다. 여기서, 전하생성층은 적층된 제 1 및 제 2 발광층들에 각각 전자와 정공을 효율적으로 제공하기 위해 N타입 전하생성층과 P타입 전하생성층을 포함할 수 있다.

종래, N타입 전하생성층의 LUMO값과 P타입 전하생성층의 LUMO값은 큰 차이를 가지기 때문에, 낮은 전압에서 제 2 발광층으로 정공을 효과적으로 제공할 수 없었다. 이를 해결하기 위해, N타입 전하생성층에 메탈로 이루어진 도펀트를 도핑하여, 낮은 전압에서 정공을 제 2 발광층으로 원활하게 제공하고자 하였다.

하지만, 도펀트의 확산현상, 즉 N 타입 전하생성층의 메탈이 P 타입 전하생성층의 물질과 화학적으로 결합하는 현상이 발생되어, P 타입 전하생성층의 기능이 저하되는 문제점이 있었다. 이와 같은 도펀트의 확산 현상은 결국 유기전계발광소자의 수명을 저하시키는 문제점을 발생시켰다.

본 발명은 유기전계발광소자에서 발생할 수 있는 문제점을 해결하기 위한 것으로, 구체적으로 도펀트의 확산현상을 지연시켜 수명을 개선할 수 있는 스택구조를 갖는 유기전계발광소자를 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명에 따른 해결 수단의 유기전계발광소자를 제공한다. 본 발명에 따른 유기전계발광소자는 제 1 전극; 상기 제 1 전극상에 배치되며 제 1 발광층을 구비한 제 1 발광유닛; 상기 제 1 발광유닛상에 배치된 제 1 전하생성층; 상기 제 1 전하생성층상에 배치된 제 2 전하생성층; 상기 제 2 전하생성층상에 배치되며 제 2 발광층을 구비한 제 2 발광유닛; 및 상기 제 2 발광유닛상에 배치된 제 2 전극;을 포함하며, 상기 제 1 전하생성층은 호스트와 도펀트를 포함하며, 상기 도판트의 도핑량은 상기 제 1 전하생성층내에서 상기 제 2 전하생성층에 근접할수록 감소될 수 있다.

본 발명에 따른 또 하나의 해결 수단의 유기전계발광소자를 제공한다. 본 발명에 따른 유기전계발광소자는 제 1 전극; 상기 제 1 전극상에 배치되며 제 1 발광층을 구비한 제 1 발광유닛; 상기 제 1 발광유닛상에 배치되며 서로 다른 도핑량을 가지며 적층된 서브 제 1 전하생성층들을 구비하는 제 1 전하생성층; 상기 제 1 전하생성층상에 배치된 제 2 전하생성층; 상기 제 2 전하생성층상에 배치되며 제 2 발광층을 구비한 제 2 발광유닛; 및 상기 제 2 발광유닛상에 배치된 제 2 전극;을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 유기전계발광소자는 제2전하생성층과 근접할수록 제1전하생성층에 함유된 도펀트의 도핑량을 점진적으로 감소시켜, 제2전하수송층으로 도펀트가 확산되는 것을 지연함으로써, 유기전계발광소자의 수명이 단축되는 것을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 유기전계발광소자의 단면도이다.
도 2는 도 1의 제 1 전하수송층의 단면도이다.
도 3은 실시예와 비교예에 따른 유기전계발광소자의 시간에 따른 휘도를 보여주는 그래프이다.

본 발명의 실시예들은 유기전계발광소자의 도면을 참고하여 상세하게 설명한다. 다음에 소개되는 실시예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되어지는 것이다.

따라서, 본 발명은 이하 설명되어지는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고, 도면들에 있어서, 장치의 크기 및 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 유기전계발광소자의 단면도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 유기전계발광소자는 베이스 기재층(100)상에 순차적으로 배치된 제 1 전극(110), 제 1 발광유닛(120), 전하생성층(Charge generation layer;130), 제 2 발광유닛(140) 및 제 2 전극(150)을 포함할 수 있다.

여기서, 베이스 기재층(100)은 기판 또는 외력에 의해 휠 수 있는 필름의 형태로 이루어질 수 있다. 여기서, 유기전계발광소자가 베이스 기재층(100)을 향해 광을 방출하는 하부발광식일 경우, 베이스 기재층(100)은 광을 투과할 수 있는 투명한 재질로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 베이스 기재층(100)은 유리 또는 플라스틱 재질로 이루어질 수 있다. 또한, 유기전계발광소자가 후술될 봉지부재를 향해 광을 방출하는 상부발광식일 경우, 베이스 기재층(100)은 투명 재질 또는 불투명 재질로 이루어질 수 있다.

그러나, 본 발명의 실시예에서, 베이스 기재층(100)의 재질을 한정하는 것은 아니다.

베이스 기재층(100)은 영상을 표시하기 위한 최소한의 단위인 화소를 다수개 구비할 수 있다.

제 1 전극(110)은 애노드 전극이거나 캐소드 전극일 수 있다. 또한, 후술될 제 2 전극(150)은 제 1 전극(110)이 애노드 전극일 경우 캐소드 전극일 수 있으며, 제 1 전극(110)이 캐소드 전극일 경우 애노드 전극일 수 있다. 여기서, 제 1 및 제 2 전극(110, 150)의 위치에 따른 각 구성들의 위치 변경은 당업자라면 충분히 변경하여 실시할 수 있을 것이므로, 이하, 유기전계발광소자의 설명에 있어서, 제 1 전극(110)은 애노드 전극이며 제 2 전극(150)은 캐소드 전극인 것으로 설명하기로 한다.

여기서, 제 1 전극(110)은 베이스 기재층(100) 상에 화소별로 분리되어 있을 수 있다. 유기전계발광소자가 하부발광식일 경우, 제 1 전극(110)은 광을 투과하는 광투과성 도전물질로 이루어질 수 있다. 또한, 제 1 전극(110)은 제 2 전극(150)에 비해 높은 일함수를 갖는 도전물질로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 제 1 전극(110)은 ITO 또는 IZO로 형성될 수 있다. 이때, 제 1 전극(110)은 후술 될 제 1 발광유닛(120)으로 정공을 제공하는 애노드의 역할을 할 수 있다.

제 1 발광유닛(120)은 광을 생성하여 방출하는 제 1 발광층(122)을 포함한다. 여기서, 제 1 발광층(122)은 청색 호스트 물질과 청색 호스트 물질에 도핑된 청색 도펀트 물질을 포함할 수 있다. 여기서, 청색 호스트 물질의 예로서는 AND(9,10-di(2-naphthyl)anthracene) 또는 PVBi(4,4'-bis(2,2-diphenylethen-1-yl)-diphenyl) 등일 수 있다. 또한, 청색 도펀트 물질의 예로서는 1,6-Bis(diphenylamine)pyrene 또는 TBPe(tetrakis(t-butyl)perylene)등일 수 있다.

제 1 발광유닛(120)은 제 1 발광층(122)에 정공을 효율적으로 전달하기 위해 제 1 전극(110)과 제 1 발광층(122) 사이에 제 1 정공보조층(121)을 포함할 수 있다.

여기서, 제 1 정공보조층(121)은 제 1 정공 주입층 및 제 1 정공 수송층 중 적어도 어느 하나 또는 둘의 적층 구조를 가질 수 있다.

여기서, 제 1 정공 주입층은 제 1 전극(110)의 정공을 제 1 발광층(122)으로 원활하게 주입하는 역할을 할 수 있다. 제 1 정공 주입층을 형성하는 재질의 예로서는 CuPc(cupper phthalocyanine), PEDOT(poly(3,4)-ethylenedioxythiophene), PANI(polyaniline) 및 NPD(N,N-dinaphthyl-N,N'-diphenyl benzidine)로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나 또는 둘 이상을 포함할 수 있다.

또한, 제 1 정공 수송층은 제 1 발광층(122)으로 정공의 수송을 원활하게 하는 역할을 할 수 있다. 제 1 정공 수송층을 형성하는 재질의 예로서는 NPD(N,N-dinaphthyl-N,N'-diphenyl benzidine), TPD(N,N'-bis-(3-methylphenyl)-N,N'-bis-(phenyl)-benzidine), s-TAD 및 MTDATA(4,4',4"-Tris(N-3-methylphenyl-N-phenyl-amino)-triphenylamine)로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나 또는 둘 이상을 포함할 수 있다.

제 1 발광유닛(120)은 제 1 발광층(122)상에 배치된 제1 전자보조층(123)을 포함할 수 있다. 여기서, 제 1 전자보조층(123)은 제 1 전자수송층()일 수 있다. 제 1 전자수송층은 제 1 발광층(122)으로 전자를 원활하게 전달하는 역할을 할 수 있다. 제 1 전자수송층을 형성하는 재질의 예로서는 Alq3(tris(8-hydroxyquinolino)aluminum), PBD(2-(Biphenyl-4-yl)-5-(4-tert-butylphenyl)-1,3,4-oxadiazole), TAZ(3-phenyl-4-(1'-naphthyl)-5-phenyl-1,2,4-triazole), spiro-PBD 및 BAlq(bis-(2-methyl-8-quinolinolato)-4-(phenyl-phenolato) aluminum-(III))로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나 또는 둘 이상을 포함할 수 있다.

전하생성층(130)은 제 1 및 제 2 전극(110, 150)에 전원이 걸린 경우, 전하생성층 내부에서 전자 및 정공을 생성시켜 제 1 및 제 2 발광층(122, 142)에 각각 제공하는 역할을 할 수 있다.

전하생성층(130)은 제 1 발광유닛(120)상에 순차적으로 배치된 제 1 및 제 2 전하생성층(131, 132)을 포함할 수 있다.

여기서, 제 1 전하생성층(131)은 제 1 발광유닛(120)상에 배치되어 있다. 제 1 전하생성층(131)은 제 1 발광유닛(120)으로 전자를 제공하는 역할을 할 수 있다. 제 1 전하생성층(131)은 제 1 도펀트 및 제 1 호스트 물질을 포함할 수 있다. 여기서, 제 1 호스트 물질에 제 1 도펀트가 도핑되어 있을 수 있다.

제 1 도펀트는 알칼리 금속 및 알칼리 토금속 중 어느 하나일 수 있다. 여기서, 알칼리 금속의 예로서는 Li, Cs, Na 및 K등일수 있다. 또한, 알칼리 토금속의 예로서는 Sr, Ba, Ra 및 Mg등일 수 있다. 또한, 제 1 호스트물질은 전자수송의 기능을 수행할 수 있는 재질, 예컨대 Alq3(tris(8-hydroxyquinolino)aluminum) 및 Bphen(4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline)등일 수 있다.

제 1 전하생성층(131)은 서로 다른 도핑량을 갖는 서브 제 1 전하생성층들(131a, 131b, 131c)을 포함할 수 있다. 여기서, 다수의 서브 제 1 전하생성층들(131a, 131b, 131c)은 제 2 전하생성층(132)에 근접할수록 감소된 도핑량을 가질 수 있다. 이때, 서브 제 1 전하생성층들(131a, 131b, 131c)은 제 2 전하생성층(132)에 근접할수록 일정한 비율로 감소될 수 있다. 이에 따라, 제 1 도펀트가 제 2 전하생성층(132)으로 확산되어 제 2 전하생성층(132)이 기능이 저하되는 것을 지연할 수 있다. 즉, 제 1 전하생성층(131)에 제 1 도펀트의 도핑량을 조절하여, 제 1 도펀트의 확산으로 인한 유기전계발광소자의 수명이 단축되는 것을 개선할 수 있다.

이하, 도 2를 참조하여 제 1 전하생성층을 더욱 구체적으로 설명하기로 한다.

도 2는 도 1의 제 1 전하생성층을 구체적으로 도시한 단면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 제 1 전하생성층(131)은 제 1 발광유닛(120)상에 순차적으로 적층되며 서로 다른 도핑량을 갖는 제 1, 제 2 및 제 3 서브 제 1 전하생성층들(131a, 131b, 131c)을 포함할 수 있다.

여기서, 제 1, 제 2 및 제 3 서브 제 1 전하생성층들(131a, 131b, 131c)은 제 1 호스트 물질에 제 1, 제 2 및 제 3 도핑량으로 각각 도핑된 제 1 도펀트를 포함할 수 있다. 여기서, 제 2 도핑량 및 제 3 도핑량은 제 1 도핑량에 비해 작은 값을 가질 수 있다. 이때, 제 2 및 제 3 도핑량은 일정한 비율로 감소될 수 있다. 예컨대, 제 2 도핑량은 제 1 도핑량에 비해 1% 감소될 수 있으며, 제 3 도핑량은 제 1 도핑량에 비해 2% 감소될 수 있다. 즉, 제 1, 제 2 및 제 3 도핑량은 일정한 비율, 즉 1%씩 감소될 수 있다.

이에 따라, 제 2 전하생성층(132)과 접촉하는 제 3 서브 제 1 전하생성층(131)은 제 1 서브 전하생성층(131a)에 비해 작은 도핑량을 가질 수 있다. 이에 따라, 제 1 전하생성층(131)의 도펀트가 제 2 전하생성층(132)으로 확산되는 시간 및 확산량을 줄일 수 있어, 도펀트의 확산으로 인한 유기전계발광소자의 수명이 단축되는 것을 개선할 수 있다.

여기서, 제 1, 제 2 및 제 3 서브 제 1 전하생성층들(131a, 131b, 131c)에서 도펀트량은 1%씩 점진적으로 감소되는 것으로 설명하였으나 이에 한정되는 것은 아니다.

예를 들어, 각 서브 제 1 전하생성층(131)의 도펀트량은 하기 수학식 1에서와 같이 표시될 수 있다.

여기서, Xn은 n층의 서브 제 1 전하생성층의 도핑량일 수 있다. X1은 첫번째 층, 즉 제 1 발광유닛과 가장 근접한 서브 제 1 전하생성층의 도핑량일 수 있다. a는 자연수로써, X1보다 작은 값일 수 있다. 또한, n은 해당 제 1 전하생성층의 층수이다.

여기서, 제 1, 제 2 및 제 3 서브 제 1 전하생성층들(131a, 131b, 131c)은 서로 동일한 두께로 형성될 수 있다.

또한, 제 1 전하생성층(131)은 단계별로, 즉 제 1, 제 2 및 제 3 서브 제 1 전하생성층(131a, 131b, 131c)별로 일정한 도펀트량을 가지는 것으로 설명하였으나 이에 한정되는 것은 아니며, 제 1 전하생성층(131) 내에서 일정한 비율로 점진적으로 감소될 수도 있다. 즉, 제 1 전하생성층(131)내에서 제1도판트는 점진적, 즉 일정한 기울기를 갖는 직선의 농도구배를 가질 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에서, 서브 제 1 전하생성층(131)은 3층으로 형성된 것으로 설명하였으나 이에 한정되는 것은 아니며 2층 또는 4층이상으로 형성될 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 제 1 전하생성층(131)내에서 도펀트의 감소량은 유기전계발광소자의 설계에 따라, 예컨대 유기전계발광소자의 모델 크기, 유기전계발광소자의 구동방식, 그리고 유기전계발광소자를 구성하는 재질, 특히 제 1 및 제 2 전하생성층과 발광층들의 재질등에 의해 변경될 수 있다.

제 1 전하생성층(131)은 공증착법 또는 OVPD (Organic Vapor Phase Deposition)을 통해 형성할 수 있다. 여기서, 제 1 전하생성층(131)의 호스트 물질이 용매에 용해될 수 있는 유기물질로 형성될 경우, 제 1 전하생성층(131)은 코팅법을 통해 형성할 수 있다. 여기서, 코팅법의 예로서는 잉크젯 프린팅법, 다이코팅법, 스핀코팅법 및 스프레이코팅법등일 수 있다.

제 2 전하생성층(132)은 제 1 전하생성층(131)과 제 2 발광유닛(140) 사이에 배치된다. 여기서, 제 2 전하생성층(132)은 제 2 발광유닛(140)에 정공을 제공하는 역할을 한다. 이때, 제 2 전하생성층(132)은 제 2 도펀트 및 제 2 호스트물질을 포함할 수 있다. 여기서, 제 2 호스트물질에 제2도펀트가 도핑되어 있을 수 있다.

제 2 도펀트는 금속 산화물, 테트라플루오로-테트라시아노퀴노디메탄(F4-TCNQ), 헥사니트릴 헥사아자트리페닐렌, FeCl3, FeF3 및 SbCl5으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나 또는 둘 이상을 포함할 수 있다. 여기서, 금속 산화물의 예로서는 MoO3, V2O5, ITO, TiO2, WO3 및 SnO2등일 수 있다. 제2호스트물질은 정공을 전달할 수 있는 물질, 예컨대 NPD(N,N-dinaphthyl-N,N'-diphenyl benzidine), TPD(N,N'-bis-(3-methylphenyl)-N,N'-bis-(phenyl)-benzidine) 및 MTDATA(4,4',4"-Tris(N-3-methylphenyl-N-phenyl-amino)-triphenylamine)으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나 또는 둘 이상을 포함할 수 있다.

제 2 전하생성층(132)상에 제 2 발광유닛(140)이 배치되어 있을 수 있다. 제 2 발광유닛(140)은 제 1 발광층(122)의 광과 혼색되어 백색을 구현할 수 있는 재질로 이루어진 제 2 발광층(142)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제 2 발광층(142)은 CBP(4,4'-N,N'-dicarbazolebiphenyl) 또는 Balq(Bis(2-methyl-8-quinlinolato-N1,O8)-(1,1'-Biphenyl-4-olato)aluminium) 중 선택된 어느 하나의 호스트 물질에 Ir(ppy)3의 인광 녹색 도펀트와 Ir(Mnpy)3, Btp2Ir(acac)(bis(2O-benzo[4,5-a]thienyl)pyridinato-N,C3O)iridium(zcetylactonate) 또는 Btp2Ir(acac)(iridium(III)bis(1-phenylisoquinolyl)-N,C2')acetylacetonate 중 선택된 어느 하나의 인광 적색 도펀트가 혼합될 수 있다.

또 다른 예로써, 제 2 발광층(142)은 하나의 호스트에 Alq3(tris(8-hydroxyquinolino)aluminum)의 형광 녹색 도펀트와 PBD:Eu(DBM)3(Phen) 또는 Perylene의 형광 적색 도펀트가 혼합될 수도 있다.

그러나, 본 발명의 실시예에서 제 1, 제 2 발광층의 재질을 한정하는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시예에서 제 1 및 제 2 발광 유닛이 적층된 구조로 서명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며 추가적으로 발광유닛이 더 적층될 수도 있다.

제 2 발광유닛(140)은 제 2 정공 보조층(141)을 더 포함할 수 있다. 여기서, 제 2 정공보조층(141)은 제 2 정공수송층일 수 있다. 또한, 제 2 발광유닛(140)은 제 2 전자보조층(142)을 더 포함할 수 있다. 여기서, 제 2 전자보조층은 제 2 전자수송층 및 제 2 전자주입층 중 어느 하나의 단일층 또는 이들의 적층구조로 이루어질 수 있다. 여기서, 제 2 정공수송층 및 제 2 전자수송층은 전술한 제 1 정공수송층 및 제 1 전자수송층의 재질을 이용할 수 있다.

또한, 제 2 전자주입층을 형성하는 재질의 예로서는 LiF, MgO, MgF2, LiO2 및 CaF2 등일 수 있다.

이에 더하여, 도면에는 도시되지 않았으나, 제 2 정공보조층(141)과 제 2 발광층(142) 사이에 엑시톤 저지층(Exiton blocking layer ; EBL)이 더 구비될 수 있다. 여기서, 엑시톤저지층은 유기전계발광소자의 구동 과정에 있어서 제 2 발광층(142)에서 생성된 엑시톤이 제 2 정공보조층(141)으로 확산되는 것을 억제하는 역할을 할 수 있다. 여기서, 엑시톤저지층을 형성하는 재질의 예로서는 TCTA(4,4',4"-tris(N-carbazolyl)-triphenylamine), Balq, BCP, CF-X, TAZ 또는 spiro-TAZ 등으로 이루어질 수 있다.

제 2 전극(150)은 제 2 발광유닛(140)상에 배치될 수 있다. 여기서, 제 2 전극(150)은 제 1 전극(110)에 비해 작은 일함수를 갖는 재질로 이루어질 수 있다. 이때, 유기전계발광소자가 하부발광식일 경우, 제 2 전극(150)을 광을 하부, 즉 베이스 기재층으로 반사시키는 반사물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 제 2 전극(150)은 Al, Mg, Ca, Li 및 Ag로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 단일 금속 또는 적어도 어느 하나를 포함한 합금으로 이루어질 수 있다. 이때, 제 2 전극(150)은 후술될 제 2 발광유닛(140)에 전자를 제공하는 애노드의 역할을 할 수 있다.

도면에는 도시되지 않았으나, 베이스 기재층(100)은 다수의 화소들을 포함할 수 있다. 여기서, 도면에는 구체적으로 도시하지 않았으나, 다수의 화소들은 베이트 기재층상에 절연막을 사이에 두고 서로 교차하도록 배치된 게이트 배선과 데이터 배선에 의해 정의될 수 있다.

각 화소는 게이트 배선과 데이터 배선에 전기적으로 연결된 스위칭 박막트랜지스터와 스위칭 박막트랜지스터와 전기적으로 연결된 구동 박막트랜지스터를 포함할 수 있다. 이때, 유기전계발광다이오드는 각 화소별로 배치되며 구동 박막트랜지스터와 전기적으로 연결될 수 있다.

또한, 제 1 전극(110), 제 1 발광유닛(120), 전하수송층(130), 제 2 발광유닛(140) 및 제 2 전극(150)을 덮으며 베이스 기재층(100)과 합착된 봉지부재를 더 포함할 수 있다. 여기서, 봉지부재는 외부의 수분 및 산소로부터 제 1 및 제 2 발광유닛(140)을 차단하여, 수분이나 산소에 의한 유기전계발광소자의 열화를 방지하는 역할을 할 수 있다. 이때, 봉지부재를 형성하는 재질의 예로서는 금속 기판, 유리기판, 산화실리콘막 및 질화실리콘막등일 수 있다. 그러나, 본 발명의 실시예에서 봉지부재의 재질에 대해서 한정하는 것은 아니다.

이하, 비교예와 본발명의 실시예에 따른 유기전계발광소자들을 서로 비교하여 보았다.

여기서, 비교예은 단일 농도를 갖는 제 1 전하수송층을 구비한 유기전계발광소자에서 시간에 따른 휘도를 보여주는 것이다. 실시예는 비교예와 대비하여 제 1 전하수송층을 제 2 발광유닛으로 근접할 수록 1%씩 감소된 도펀트의 도핑량을 갖는 제 1, 제 2 및 제 3 서브 제 1 전하수송층을 구비하는 것을 제외하고 동일한 구성을 갖는 유기전계발광소자에서 시간에 따른 휘도를 보여주는 것이다. 이때, 제 1 서브 제 1 전하수송층은 비교예의 제 1 전하수송층과 동일한 도펀트량의 도펀트를 함유하고 있다.

하기 표 1은 비교예와 실시예에 따른 휘도 및 색재현율을 비교한 것이다.

구분	전압(V)	발광효율		CIE		EQE
		cd/A	Im/W	X	Y
비교예	7.18	72.7	31.8	0.322	0.323	30.3
실험예	7.07	72.2	32.1	0.320	0.322	30.2

표 1을 살펴보면, 본 발명과 비교예에 따른 유기전계발광소자는 서로 유사한 발광효율, 색재현율 및 외부양자효율을 가졌으며, 본 발명의 실시예에 따른 유기전계발광소자는 비교예보다 낮은 전압으로 구동됨을 확인할 수 있었다.

도 3은 실시예와 비교예에 따른 유기전계발광소자의 시간에 따른 휘도를 보여주는 그래프이다.

도 3에서와 같이, 비교예(L1)보다 실시예(L2)의 휘도가 더 늦게 감소되는 것을 확인할 수 있었다. 즉, 비교예(L1)보다 실시예(L2)의 유기전계발광소자의 수명이 더 향상되는 것을 확인할 수 있었다.

따라서, 본 발명의 실시예에서와 같이, 제 1 전하수송층내에서 제 2 전하수송층에 근접할수록 도펀트의 함량을 점진적으로 감소시킴에 따라, 유기전계발광소자의 수명이 향상되는 것을 확인할 수 있었다.

100 : 베이스 기재층 110 : 제 1 전극
120 : 제 1 발광유닛 130 : 전하생성층
131: 제 1 전하생성층 131a : 제 1 서브 제1전하생성층
131b: 제 2 서브 제1전하생성층 131c : 제 3 서브 제1전하생성층
132 : 제 2 전하생성층 140 : 제 2 발광유닛
150 : 제 2 전극

Claims (11)

1. 제 1 전극;
   상기 제 1 전극상에 배치되며 제 1 발광층을 구비한 제 1 발광유닛;
   상기 제 1 발광유닛상에 배치된 제 1 전하생성층;
   상기 제 1 전하생성층상에 배치된 제 2 전하생성층;
   상기 제 2 전하생성층상에 배치되며 제 2 발광층을 구비한 제 2 발광유닛; 및
   상기 제 2 발광유닛상에 배치된 제 2 전극;을 포함하며,
   상기 제 1 전하생성층은 호스트와 도펀트를 포함하며, 상기 도펀트의 도핑량은 상기 제 1 전하생성층내에서 상기 제 2 전하생성층에 근접할수록 감소된 유기전계발광소자.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 1 전하생성층은
   제 1 도핑량을 갖는 제 1 서브 제 1 전하생성층;
   상기 제 1 서브 제 1 전하생성층상에 배치되며 상기 제 1 도핑량에 비해 작은 제 2 도핑량을 갖는 제 2 서브 제 1 전하생성층; 및
   상기 제 2 서브 제 1 전하생성층상에 배치되며 상기 제 2 도핑량에 비해 작은 제 3 도핑량을 갖는 제 3 서브 제 1 전하생성층;
   을 포함하는 유기전계발광소자
   
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 제 1, 제 2 및 제 3 서브 제 1 전하생성층들은 동일한 호스트 물질을 포함하는 유기전계발광소자.
   
4. 제 2 항에 있어서,
   상기 제 1, 제 2 및 제 3 서브 제 1 전하생성층들은 동일한 도펀트 물질을 포함하는 유기전계발광소자.
   
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 1 전하생성층은 순차적으로 적층되며 단계별로 감소된 다수의 서브 제 1 전하생성층을 구비하며,
   상기 제 1 전하생성층에 구비된 각 서브 제 1 전하생성층들의 도핑량은 하기 수학식 1과 같이 표시되는 유기전계발광소자.
   [수학식 1]
   

   

   
   여기서, Xn은 n층의 서브 제 1 전하생성층의 도핑량이다. X1은 제 1 발광유닛과 가장 근접한 서브 제 1 전하생성층의 도핑량이다. a는 자연수로써, X1보다 작은 값이다. 또한, n은 해당 서브 제 1 전하생성층의 층수이다.
   
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 도펀트는 상기 제 1 전하생성층내에서 상기 제 2 전하생성층에 근접할수록 일정한 기울기를 갖는 직선상의 농도구배를 갖는 유기전계발광소자.
   
7. 제 1 전극;
   상기 제 1 전극상에 배치되며 제 1 발광층을 구비한 제 1 발광유닛;
   상기 제 1 발광유닛상에 배치되며 서로 다른 도핑량을 가지며 적층된 서브 제 1 전하생성층들을 구비하는 제 1 전하생성층;
   상기 제 1 전하생성층상에 배치된 제 2 전하생성층;
   상기 제 2 전하생성층상에 배치되며 제 2 발광층을 구비한 제 2 발광유닛; 및
   상기 제 2 발광유닛상에 배치된 제 2 전극;을 포함하는 유기전계발광소자.
   
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 서브 제 1 전하생성층들은,
   제 1 도핑량을 갖는 제 1 서브 제 1 전하생성층;
   상기 제 1 서브 제 1 전하생성층상에 배치되며 상기 제 1 도핑량에 비해 작은 제 2 도핑량을 갖는 제 2 서브 제 1 전하생성층; 및
   상기 제 2 서브 제 1 전하생성층상에 배치되며 상기 제 2 도핑량에 비해 작은 제 3 도핑량을 갖는 제 3 서브 제 1 전하생성층;
   을 포함하는 유기전계발광소자.
   
9. 제 7 항에 있어서,
   상기 서브 제 1 전하생성층들에 구비된 각 서브 제 1 전하생성층들의 도핑량은 하기 수학식 1과 같이 표시되는 유기전계발광소자.
   [수학식 1]
   

   

   
   여기서, Xn은 n층의 서브 제 1 전하생성층의 도핑량이다. X1은 제 1 발광유닛과 가장 근접한 서브 제 1 전하생성층의 도핑량이다. a는 자연수로써, X1보다 작은 값이다. 또한, n은 해당 서브 제 1 전하생성층의 층수이다.
10. 제 1 항 또는 제 7 항에 있어서,
    상기 제1 전하생성층과 제2 전하생성층은 서로 접촉하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광소자.
    
11. 삭제

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