KR102233619B1 - 발광 소자, 발광 장치, 전자 기기, 및 조명 장치 - Google Patents

발광 소자, 발광 장치, 전자 기기, 및 조명 장치 Download PDF

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Abstract

적어도 하나의 호스트 재료와 복수의 게스트 재료들을 함유하는 발광층을 갖는 발광 소자가 제공되고, 이러한 호스트 재료는 복수의 게스트 재료들 중 적어도 하나의 T1 준위보다 낮은 T1 준위를 갖는다. 복수의 게스트 재료들 중 하나의 발광은 다성분 감쇠 곡선을 나타내고, 이의 수명은 15㎲ 이하, 바람직하게는 10㎲ 이하, 더욱 바람직하게는 5㎲ 이하이고, 이러한 수명은 발광의 강도가 초기 강도의 1/100로 감소하는 시간으로 정의된다.

Description

발광 소자, 발광 장치, 전자 기기, 및 조명 장치{LIGHT-EMITTING ELEMENT, LIGHT-EMITTING DEVICE, ELECTRONIC DEVICE, AND LIGHTING DEVICE}
본 발명의 일 실시예는 전계의 인가를 통해 광을 방출하는 유기 화합물이 한 쌍의 전극들 사이에 제공되는 발광 소자에 관한 것이고, 또한 이러한 발광 소자를 포함하는 발광 장치, 전자 기기 및 조명 장치에 관한 것이다.
박막, 경량, 고속 응답 및 저전압의 DC 구동과 같은 특징들을 갖는, 발광체로서 유기화합물을 사용하는 발광 소자가 다음 세대의 편평한 디스플레이에 적용될 것으로 기대된다. 특히, 발광 소자가 매트릭스로 배열되는 디스플레이 장치는 종래의 액정 디스플레이 장치에 비해 넓은 시청 각도 및 우수한 가시성에서 장점을 갖는 것으로 간주된다.
발광 소자는 다음의 발광 메커니즘을 갖는 것으로 간주된다: 발광 물질을 함유하는 EL 층이 사이에 제공된 한 쌍의 전극들 사이에 전압이 인가될 때, 음극으로부터 주입된 전자들과 양극으로부터 주입된 홀들은 EL 층의 방출 영역에서 여기 상태를 형성하고, 여기된 상태가 기저 상태로 되돌아올 때 에너지가 방출되어 광이 방출된다. 발광 물질로서 유기 화합물을 사용하는 경우, 2가지 종류들의 여기 상태들, 즉 1중항 여기 상태 및 3중항 여기상태가 존재할 수 있다. 1중항 여기 상태(S1)로부터의 발광은 형광으로 언급되고, 3중항 여기상태(T1)로부터의 발광은 인광으로 언급된다. 발광 소자에서 여기 상태들의 통계적 생성 비율은 S1:T1 = 1:3으로 간주된다.
소자 특성들을 개선하기 위한 개발이 이루어지고 있다; 예컨대, 형광뿐만 아니라 인광을 사용하는 구조를 갖는 발광 소자가 개발되고 있다. 발광 소자의 발광층에서, 호스트 재료와 게스트 재료가 함유되고, 높은 에너지 방출을 나타내는 인광 재료는 게스트 재료로서 사용된다(특허문헌 1 참조).
일본 공개특허공보 제2010-182699호
일반적으로, 호스트 재료와 게스트 재료를 사용하는 발광 소자의 발광 효율을 개선하기 위하여, 호스트 재료의 T1 준위가 게스트 재료의 준위보다 높은 것이 바람직한 것으로 생각된다. 높은 방출 에너지를 갖는 인광 화합물(예, 청색 인광 화합물)이 게스트 재료로 사용되는 경우, 호스트 재료는, 낮은 방출 에너지를 갖는 인광 화합물이 게스트 재료로 사용되는 경우보다 더 높은 T1 준위를 가질 필요가 있다; 따라서 호스트 재료로서의 신뢰도는 감소한다.
위의 발명의 배경의 관점에서, 본 발명의 일 실시예는, 높은 방출 에너지를 갖는 인광 화합물이 사용될지라도, 높은 신뢰도를 나타내는 새로운 발광 소자를 제공한다. 특히, 적어도 하나의 호스트 재료와 복수의 게스트 재료들을 함유하는 발광층을 포함하는 발광 소자로서, 발광층으로부터 얻어진 발광(광여기에 의한 광발광(PL) 또는 전계 여기에 의한 전기발광(EL)을 포함)이 수학식 1(i≠1인 것이 가정됨)에 의해 표시되는 다성분 감쇠 곡선을 나타내고, 발광 수명은 호스트 재료의 열적 비활성화 과정을 극복하기에 충분히 짧은, 발광 소자가 개시된다. 발명의 상세한 설명 및 청구항들에서, 발광 수명은 발광 강도가 초기 값의 1/100로 감소 되는데 필요한 시간을 의미한다. 호스트 재료의 열적 비활성화 과정을 극복하기에 충분히 짧은 발광 수명은 특히 5㎲ 이상 15㎲ 이하, 바람직하게는 5㎲ 이상 10㎲ 이하이다. 발광층 내의 여기 농도는 농도 소멸이 발생하지 않는 범위 내에 있다.
위의 조건들 하에서, 호스트 재료의 T1 준위가 게스트 재료의 T1 준위보다 낮을 때 조차, 호스트 재료로부터 게스트 재료로의 에너지 이동이 가능하다. 따라서, 호스트 재료의 T1 준위가 게스트 재료의 것보다 반드시 높을 필요는 없기 때문에, 낮은 T1 준위를 갖는 재료가 호스트 재료로서 사용될 수 있다. 추가적으로, 이러한 소자 구조는 게스트 재료보다 더 높은 T1 준위를 갖는 재료를 사용하는 것과 비교하여 발광 소자의 신뢰도 개선을 가능케 한다.
Figure 112020114853019-pat00001
(E0는 초기 발광 강도를 나타내고, E(t)는 시간(t)의 발광 강도를 나타내고, A는 상수이고, τ는 각 감쇠 성분의 수명을 나타내고, n은 감쇠 곡선의 성분들의 수를 나타낸다.)
따라서, 본 발명의 일 실시예는 적어도 하나의 호스트 재료와 복수의 게스트 재료를 함유하는 발광층을 포함하는 발광 소자이다. 여기 광(출력 준위는 농도 소멸을 야기하지 않도록 설정된다)으로 발광층을 조사함으로써 얻어진 발광들 중 하나는 다성분 감쇠 곡선을 나타내고, 5㎲ 이상 15㎲ 이하, 바람직하게는 5㎲ 이상 10㎲ 이하인 발광 수명을 갖는다.
본 발명의 다른 실시예는 한 쌍의 전극들 및 한 쌍의 전극들 사이의 발광층을 포함하는 발광 소자이다. 발광층은 광 여기에 의한 복수의 발광들을 나타낸다. 발광들 중 하나는 다성분 감쇠 곡선을 나타내고, 이의 발광 수명은 5㎲ 이상 15㎲ 이하이다.
본 발명의 다른 실시예는 한 쌍의 전극들 사이에 적어도 하나의 발광층을 포함하는 발광 소자이다. 발광층은 두 종류의 발광 물질들을 함유한다. 발광 물질들 중 하나로부터 얻어진 발광은 다성분 감쇠 곡선을 나타내고, 이의 발광 수명은 5㎲ 이상 15㎲ 이하이다.
본 발명의 다른 실시예는 한 쌍의 전극들 사이에 적어도 하나의 발광층을 포함하는 발광 소자이다. 발광층은 적어도 제 1 유기 화합물(호스트 재료), 제 2 유기 화합물(게스트 재료), 및 제 3 유기 화합물(게스트 재료)을 포함한다. 제 2 유기 화합물과 제 3 유기 화합물의 각각은 유기 금속 착체이다. 제 1 유기 화합물의 T1 준위는 제 2 유기 화합물의 T1 준위보다 낮다. 제 1 유기 화합물의 T1 준위는 제 3 유기 화합물의 T1 준위보다 높다. 제 2 유기 화합물로부터 얻어진 발광은 다성분 감쇠 곡선을 나타내고, 이의 발광 수명은 5㎲ 이상 15㎲ 이하이다.
위의 구조들의 각각에서, 게스트 재료의 T1 준위보다 낮은 T1 준위을 갖는 유기 화합물이 호스트 재료로서 사용되고; 따라서 발광 소자는 호스트 재료로서 낮은 신뢰도를 갖는 유기 화합물을 사용하지 않고 제작될 수 있다.
호스트 재료의 T1 준위가 게스트 재료의 T1 준위보다 낮은 구조들에서, 호스트 재료와 게스트 재료 사이의 T1 준위의 차이는 0eV보다 크고, 0.2eV 이하이다. 따라서, 높은 신뢰도를 갖는 재료가 호스트 재료로서 발광 효율을 감소시키지 않고 사용될 수 있어서, 긴 수명의 발광 소자를 초래한다.
본 발명의 다른 실시예는 발광 소자를 포함하는 발광 장치뿐만 아니라 각각이 발광 장치를 포함하는 전자 기기 및 조명 장치이다. 따라서, 본 명세서의 발광 장치는 이미지 디스플레이 장치 또는 광원(조명 장치를 포함)을 언급한다. 덧붙여, 발광 장치는 그 범주에, 발광 장치가 가요성 인쇄 회로(FPC) 또는 테이프 캐리어 패키지(TCP)와 같은 커넥터에 연결된 모듈, 인쇄 배선 기판이 TCP의 팁 상에 제공된 모듈, 및 집적 회로(IC)가 칩온 글라스(COG) 방법에 의해 발광 소자 상에 직접 장착된 모듈 모두를 포함한다.
본 발명의 일 실시예의 발광 소자는 높은 발광 효율을 가질 수 있다. 본 발명의 일 실시예의 발광 소자는 발광층 내의 호스트 재료로서 높은 신뢰도를 갖는 재료를 포함함으로써 긴 수명을 가질 수 있다. 본 발명의 일 실시예의 발광 장치는 이러한 발광 소자를 포함함으로써 높은 신뢰도를 가질 수 있다. 본 발명의 일 실시예의 전자 기기 및 조명 장치는 이러한 발광 장치를 포함함으로써 높은 신뢰도를 가질 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예의 개념을 도시하는 도면.
도 2는 발광 소자의 구조를 도시하는 도면.
도 3은 발광 소자의 구조를 도시하는 도면.
도 4는 발광 소자들의 구조를 도시하는 도면들.
도 5는 발광 장치를 도시하는 도면들.
도 6은 전자 기기들을 도시하는 도면들.
도 7은 전자 기기를 도시하는 도면들.
도 8은 조명 장치들을 도시하는 도면.
도 9는 발광 소자의 구조를 도시하는 도면.
도 10은 발광 소자 1(소자 1로도 언급됨) 및 비교 발광 소자 2(비교 소자 2로도 언급됨)의 전류 밀도 대 휘도 특성들을 도시하는 도면.
도 11은 발광 소자 1 및 비교 발광 소자 2의 전압 대 휘도 특성들을 도시하는 도면.
도 12는 발광 소자 1 및 비교 발광 소자 2의 휘도 대 전류 효율 특성들을 도시하는 도면.
도 13은 발광 소자 1 및 비교 발광 소자 2의 전압 대 전류 특성들을 도시하는 도면.
도 14는 발광 소자 1 및 비교 발광 소자 2의 각각의 발광 스펙트럼을 도시하는 도면.
도 15는 발광 소자 1 및 비교 발광 소자 2의 각각의 신뢰도를 도시하는 도면.
도 16은 발광 소자들의 발광 감쇠 곡선들을 도시하는 도면.
이후, 본 발명의 실시예들은 도면들을 참조하여 기술될 것이다. 본 발명이 다음의 설명에 국한되지 않고, 본 발명의 모드들 및 세부사항들이 본 발명의 사상과 범주를 벗어나지 않고 다양한 방식으로 변경될 수 있음을 주목해야 한다. 그러므로, 본 발명은 다음의 실시예들의 설명으로 국한되는 것으로 해석되지 않아야 한다.
(실시예 1)
본 실시예에 있어서, 본 발명의 일 실시예의 발광 소자가 기술된다.
본 발명의 일 실시예의 발광 소자는 한 쌍의 전극들 사이의 발광 층을 포함한다. 발광 층은 적어도 하나의 호스트 재료와 복수의 게스트 재료들을 포함한다. 발광층 내에서 호스트 재료와 게스트 재료들 중 하나의 조합은, 발광층으로부터 얻어진 발광(예, 광여기에 의한 광발광(PL) 또는 전계 여기에 의한 전기발광(EL))이 다성분 감쇠 곡선을 나타내고, 이의 발광 수명이 호스트 재료의 열적 비활성화 과정을 극복하기에 충분히 짧도록(바람직하게는 5㎲ 이상 15㎲ 이하), 준비된다. 이러한 구조를 갖는 발광 소자는 충분히 높은 발광 효율을 가질 수 있다.
상술한 발광 층은 호스트 재료의 T1 준위가 게스트 재료(이후, 편리를 위해 제 1 게스트 재료로 언급됨)의 T1 준위보다 낮도록 구성된다. 위의 구조에서, 호스트 재료로부터 제 1 게스트 재료로의 에너지 전달은 호스트 재료의 T1 준위가 제 1 게스트 재료의 T1 준위보다 낮다 할지라도 가능하고, 호스트 재료의 T1 준위는 게스트 재료의 T1 준위보다 반드시 높을 필요는 없고; 따라서 호스트 재료로서 높은 신뢰도를 갖는 재료가 사용될 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 있어서, 제 1 게스트 재료의 T1 준위보다 낮은 T1 준위를 갖는 호스트 재료가 사용될 수 있다.
다른 게스트 재료(이후, 편리를 위해 제 2 게스트 재료로 언급됨)의 T1 준위는 호스트 재료의 T1 준위보다 낮다.
위의 구조의 적용을 통해, 높은 신뢰도를 갖는 재료가 발광 층 내의 호스트 재료로서 사용될 수 있고, 상이한 파장들을 갖는 2 이상의 종류의 광들이 발광 층 내에서 얻어질 수 있다.
다음에, 본 발명의 일 실시예의 발광 소자의 발광 층 내에서 호스트 재료와 게스트 재료 사이의 에너지 전달 과정이 도 1의 (A)를 참조하여 기술된다.
도 1의 (A)는 발광 층 내에 포함되는 호스트 재료(11) 및 제 1 게스트 재료(12)의 여기자들의 에너지 준위들을 도시한다. T1(g)는 제 1 게스트 재료(12)의 3중항 여기 상태이고, T1(h)는 T1(g) 준위보다 ΔE(eV)에너지만큼 낮은 호스트 재료(11)의 3중항 여기 상태이다.
이 경우, 제 1 게스트 재료(12)의 T1(g)의 에너지는 k2×[D*]의 속도로 호스트 재료(11)의 T1(h)로 이동된다(Yg). [D*]는 제 1 게스트 재료의 여기자들의 농도를 나타내고, k2는 제 1 게스트 재료(12)로부터 호스트 재료(11)로의 에너지 이동의 속도 상수를 나타냄을 주목해야 한다. 더욱이, 에너지는 k3×[H*]의 속도로 호스트 재료(11)의 T1(h)로부터 제 1 게스트 재료(12)의 T1(g)로 이동될 수 있다(Yh). [H*]는 호스트 재료의 여기자들의 농도를 나타내고, k3은 호스트 재료(11)로부터 제 1 게스트 재료(12)로의 에너지 이동의 속도 상수를 나타냄을 주목해야 한다. 즉, 평형상태는 Yh와 Yg 사이에서 구축된다. 낮은 준위로부터 높은 준위로의 이러한 열역학적으로 불리한 에너지 이동(이후, 역에너지 이동으로 언급됨)은 여기자들이 상온의 에너지에 의해 활성화되기 때문에 발생할 수 있다. 도 1의 (A)에서, k1이 제 1 게스트 재료(12)의 T1(g)로부터 S0(g)로의 이동의 속도 상수를 나타내고, k4가 호스트 재료(11)의 T1(h)로부터 S0(h)로의 이동의 속도 상수를 나타냄을 주목해야 한다.
여기에서, 본 발명의 실시예는 T1(g)와 T1(h) 사이의 에너지 차이(ΔE)가 식 0 < ΔE ≤ 0.2eV을 충족시키도록 호스트 재료(11)와 제 1 게스트 재료(12)의 조합을 제공한다. 그러므로, T1(g)로부터 T1(h)로의 에너지 이동(Yg)이 진행된다.
상술한 에너지 이동이 발생할 때, 제 1 게스트 재료(12)의 T1(g)로부터 S0(g)로의 발광성 천이(Xg) 및 호스트 재료(11)의 T1(h)로부터 S0(h)로의 비-발광성 천이(열적 비활성화 과정 Xh)는 또한 동시에 발생한다. 이 때, 높은 효율의 광 방출을 위해, 발광성 천이(Xg)의 속도가 상대적으로 높고, 비-발광성 천이(Xh)의 속도가 상당히 낮은 것이 또한 중요하다. 특히, 발광성 천이(Xg)의 속도 상수(k1)가 5.0×105(sec-1)보다 크고, 비-발광성 천이(Xh)의 속도 상수(k4)가 1×102(sec-1)보다 작은 것이 바람직하다.
즉, Yh와 Yg 사이의 평형상태는 고속의 발광성 천이(Xg), 느린 비-발광성 천이(Xh), 및 작은 ΔE를 사용함으로써 제 1 게스트의 측으로 이동되어, 높은 효율의 광 방출을 구현한다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예의 발광 소자가 또한 광 방출을 위해 낮은 준위로부터 역으로 이동하는 에너지를 사용하기 때문에, 발광층으로부터의 발광은 다성분 감쇠 곡선을 나타낸다. 발광의 수명은 호스트 재료의 열적 비활성화 과정을 극복하기에 충분히 짧고(15㎲ 이하, 바람직하게는 10㎲ 이하, 더욱 바람직하게는 5㎲ 이하); 따라서, 충분히 높은 발광 효율이 얻어진다.
발광층이 에너지 준위들에 관한 상술한 관계를 갖지 않는 경우에조차, 여기광의 출력이 여기자의 높은 농도를 제공하도록 높게 설정되는 상태에서 측정이 수행될 때, 다성분 감쇠 곡선이 얻어짐을 주목해야 한다. 이것은 높은 여기자 농도가 여기자들 사이의 상호작용을 야기하여, 3중항-3중항 소멸을 초래하기 때문이다. 이러한 현상은 농도 소멸로 불린다. 그러므로 측정은, 농도 소멸의 영향을 방지하기 위하여, 여기광의 출력이 낮게 설정되어, 여기자 농도를 낮게 하는 상태에서 수행된다.
다음에, 본 발명의 일 실시예의 발광 소자의 구조가 도 2를 참조하여 기술된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예의 발광 소자는 제 1 유기 화합물과 제 2 유기 화합물을 함유하는 발광층(104)이 한 쌍의 전극들(양극(101)과 음극(102)) 사이에 제공되는 구조를 갖는다. 발광층(104)은 한 쌍의 전극들과 접하는 EL층(103) 내에 포함된 기능층들 중 하나이다. EL층(103)은 발광층(104)에 부가하여, 홀-주입층, 홀-전달층, 전자-전달층, 전자-주입층, 등 중 어느 하나를 필요한 위치들에 적절하게 포함할 수 있다. 발광층(104)이 적어도 호스트 재료로서 작용하는 제 1 유기 화합물(105), 제 1 게스트 재료로서 작용하는 제 2 유기 화합물(106), 및 제 2 게스트 재료로서 작용하는 제 3 유기 화합물(107)을 함유함을 주목해야 한다.
우수한 홀-전달 특성을 갖는 재료 또는 우수한 전자-전달 특성을 갖는 재료가 호스트 재료로서 작용하는 제 1 유기 화합물(105)로서 사용될 수 있다.
제 1 유기 화합물(105)로서 사용될 수 있는 우수한 홀-전달 특성을 갖는 재료의 예들은, 4-(1-나프틸)-4'-페닐-4''-(9-페닐-9H-카바졸-3-일)트리페닐아민(약어 : PCBBiNB), 4-페닐-4'-(9-페닐-9H-카바졸-3-일)트리페닐아민(약어 : PCBA1BP), 4,4'-디(1-나프틸)-4''-(9-페닐-9H-카바졸-3-일)트리페닐아민(약어 : PCBNBB), 3-[N-(1-나프틸)-N-(9-페닐카바졸-3-일)아미노]-9-페닐카바졸(약어 : PCzPCN1), 4,4',4''-트리스[N-(1-나프틸)-N-페닐아미노]트리페닐아민(약어 : 1'-TNATA), 2,7-비스[N-(4-디페닐아미노페닐)-N-페닐아미노]스피로-9,9'-바이플루오렌(약어 : DPA2SF), N,N'-비스(9-페닐카바졸-3-일)-N,N'-디페닐벤젠-1,3-디아민(약어: PCA2B), N-(9,9-디메틸-2-디페닐아미노-9H-플루오렌-7-일)디페닐아민(약어: DPNF), N,N',N''-트리페닐-N,N',N''-트리스(9-페닐카바졸-3-일)벤젠-1,3,5-트리아민(약어: PCA3B), 2-[N-(9-페닐카바졸-3-일)-N-페닐아미노]스피로-9,9'-바이플루오렌(약어: PCASF), 2-[N-(4-디페닐아미노페닐)-N-페닐아미노]스피로-9,9'-바이플루오렌(약어: DPASF), N,N'-비스[4-(카바졸-9-일)페닐]-N,N'-디페닐-9,9-디메틸플루오렌-2,7-디아민(약어: YGA2F), 4,4'-비스[N-(4-디페닐아미노페닐)-N-페닐아미노]바이페닐(약어: DPAB), N-(9,9-디메틸-9H-플루오렌-2-일)-N-{9,9-디메틸-2-[N'-페닐-N'-(9,9-디메틸-9H-플루오렌-2-일)아미노]-9H-플루오렌-7-일}페닐아민(약어: DFLADFL), 4,4'-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐아미노]바이페닐 (약어: NPB 또는 α-NPD), N,N'-비스(3-메틸페닐)-N,N'-디페닐-[1,1'-바이페닐]-4,4'-디아민(약어: TPD), 4,4',4''-트리스(카바졸-9-일)트리페닐아민(약어: TCTA), 4,4',4''-트리스(N,N-디페닐아미노)트리페닐아민(약어: TDATA), 4,4',4''-트리스[N-(3-메틸페닐)-N-페닐아미노]트리페닐아민(약어: MTDATA), 및 4,4'-비스[N-(스피로-9,9'-바이플루오렌-2-일)-N-페닐아미노]바이페닐 (약어: BSPB); 3-[N-(9-페닐카바졸-3-일)-N-페닐아미노]-9-페닐카바졸(약어: PCzPCA1), 3-[N-(4-디페닐아미노페닐)-N-페닐아미노]-9-페닐카바졸(약어: PCzDPA1), 3,6-비스[N-(4-디페닐아미노페닐)-N-페닐아미노]-9-페닐카바졸(약어: PCzDPA2), 4,4'-비스(N-{4-[N'-(3-메틸페닐)-N'-페닐아미노]페닐}-N-페닐아미노)바이페닐(약어: DNTPD), 3,6-비스[N-(4-디페닐아미노페닐)-N-(1-나프틸)아미노]-9-페닐카바졸(약어: PCzTPN2), 및 3,6-비스[N-(9-페닐카바졸-3-일)-N-페닐아미노]-9-페닐카바졸(약어: PCzPCA2)과 같은 방향족 아민 화합물들을 포함한다. 덧붙여, 카바졸 골격을 포함하는 다음의 화합물들이 사용될 수 있다: 예컨대, 4,4'-디(N-카바졸일)바이페닐(약어: CBP), 1,3,5-트리스[4-(N-카바졸일)페닐]벤젠(약어: TCPB), 및 9-[4-(10-페닐-9-안트라세닐)페닐]-9H-카바졸(약어: CzPA). 여기에서 언급된 물질들은 주로 10-6㎝2/Vs 이상의 홀 이동도를 갖는 물질이다. 위의 물질들 이외에 임의의 물질이 홀-전달 특성을 갖는 한 사용될 수 있음을 주목해야 한다.
제 1 유기 화합물(105)로서 사용될 수 있는 우수한 전자-전달 특성을 갖는 재료의 예들은 다음을 포함한다: 2-(4-바이페닐일)-5-(4-터트-부틸페닐)-1,3,4-옥사디아졸(약어: PBD), 3-(4'-터트-부틸페닐)-4-페닐-5-(4''-바이페닐)-1,2,4-트리아졸(약어: TAZ), 1,3-비스[5-(p-터트-부틸페닐)-1,3,4-옥사디아졸-2-일]벤젠(약어: OXD-7), 9-[4-(5-페닐-1,3,4-옥사디아졸-2-일)페닐]-9H-카바졸(약어: CO11), 2,2',2''-(1,3,5-벤젠에트리일)트리스(1-페닐-1H-벤지미다졸)(약어: TPBI), 및 2-[3-(디벤조티오펜-4-일)페닐]-1-페닐-1H-벤지미다졸(약어: mDBTBIm-II)과 같은 폴리아졸 골격들을 갖는 헤테로 고리 화합물들; 2-[3-(디벤조티오펜-4-일)페닐]디벤조[f,h]퀴녹살린(약어: 2mDBTPDBq-II), 7-[3-(디벤조티오펜-4-일)페닐]디벤조[f,h]퀴녹살린(약어: 7mDBTPDBq-II), 6-[3-(디벤조티오펜-4-일)페닐]디벤조[f,h]퀴녹살린(약어: 6mDBTPDBq-II), 2-[3'-(디벤조티오펜-4-일)바이페닐-3-일]디벤조[f,h]퀴녹살린 (약어: 2mDBTBPDBq-II), 및 2-[3'-(9H-카바졸-9-일)바이페닐-3-일]디벤조[f,h]퀴녹살린(약어: 2mCzBPDBq)과 같은 퀴녹살린 골격들 또는 디벤조퀴녹살린 골격들을 갖는 헤테로 고리 화합물들; 4,6-비스[3-(페난트렌-9-일)페닐]피리미딘(약어: 4,6mPnP2Pm), 4,6-비스[3-(4-디벤조티에닐)페닐]피리미딘(약어: 4,6mDBTP2Pm-II), 및 4,6-비스[3-(9H-카바졸-9-일)페닐]피리미딘(약어: 4,6mCzP2Pm)과 같은 디아진 골격들 (피리미딘 골격들 또는 피라진 골격들)을 갖는 헤테로 고리 화합물들; 및 3,5-비스[3-(9H-카바졸-9-일)페닐]피리딘(약어: 35DCzPPy), 1,3,5-트리[3-(3-피리딜)페닐]벤젠(약어: TmPyPB), 및 3,3',5,5'-테트라[(m-피리딜)-펜-3-일]바이페닐(약어: BP4mPy)과 같은 피리딘 골격들을 갖는 헤테로 고리 화합물들. 상술한 화합물들 중, 퀴녹살린 골격들 또는 디벤조퀴녹살린 골격들을 갖는 헤테로 고리 화합물들, 디아진 골격들을 갖는 헤테로 고리 화합물들, 및 피리딘 골격들을 갖는 헤테로 고리 화합물들은 높은 신뢰성을 갖고, 따라서 바람직하다. 우수한 전자-전달 특성을 갖는 재료의 다른 예들은 다음을 포함한다: 페닐-디(1-피레닐)포스핀 산화물(약어: POPy2), 스피로-9,9'-바이플루오렌-2-일-디페닐포스핀 산화물(약어: SPPO1), 2,8-비스(디페닐포스포릴)디벤조[b,d]티오펜(약어: PPT), 및 3-(디페닐포스포릴)-9-[4-(디페닐포스포릴)페닐]-9H-카바졸(약어: PPO21)과 같은 트리아릴 포스핀 산화물들; 및 트리스[2,4,6-트리메틸-3-(3-피리딜)페닐]보란(약어: 3TPYMB)과 같은 트리아릴 보란. 여기에서 언급된 물질들은 전자-전달 특성을 갖고, 주로 10-6㎝2/Vs 이상의 전자 이동도를 갖는 물질이다. 위의 물질들 이외에 임의의 물질이 전자-전달 특성을 갖는 한 사용될 수 있음을 주목해야 한다.
발광층이 제 1 유기 화합물(호스트 재료), 제 2 유기 화합물(제 1 게스트 재료) 및 제 3 유기 화합물(제 2 게스트 재료)에 부가하여 제 4 유기 화합물을 함유할 수 있음을 주목해야 한다. 발광층 내의 홀과 전자 사이의 균형의 조정을 통해 높은 발광 효율을 얻기 위하여, 제 1 유기 화합물이 홀-전달 특성을 가질 때, 제 4 유기 화합물은 전자-전달 특성을 갖는 것이 바람직하다. 대조적으로, 제 1 유기 화합물이 전자-전달 특성을 가질 때, 제 4 유기 화합물은 홀-전달 특성을 갖는 것이 바람직하다. 어느 경우든지, 제 1 유기 화합물의 T1(h) 준위는 제 2 유기 화합물의 T1(g) 준위보다 낮고, 제 3 유기 화합물의 T1(g) 준위보다 높은 것이 바람직하다. 그러나, 제 4 유기 화합물의 T1 준위가 제 1 유기 화합물의 T1(g) 준위보다 낮은 경우, 호스트 재료와 게스트 재료 사이의 상술한 상호작용은 제 4 유기 화합물과 제 2 유기 화합물 사이, 및 제 4 유기 화합물과 제 3 유기 화합물 사이에서 발생한다. 따라서, 제 4 유기 화합물의 T1 준위가 제 2 유기 화합물의 T1 준위보다 낮고, 제 3 유기 화합물의 T1 준위보다 높은 것이 바람직하다. 이것은 발광 게스트 재료 이외의 2 이상의 재료들이 존재할 때, 그 사이에서 높은 T1으로부터 낮은 T1으로 에너지가 우선적으로 이동하기 때문이다.
게스트 재료로 작용하는 제 2 유기 화합물(106) 및 제 3 유기 화합물(107)로서, 예컨대 3중항 여기 에너지를 광 방출로 변환하는 발광 물질인 유기 금속 착체(인광 화합물)가 사용될 수 있다.
제 2 유기 화합물(106) 및 제 3 유기 화합물(107)로 사용될 수 있는 재료의 예들은, 비스[2-(4',6'-디플루오로페닐)피리디나토-N,C2']이리디움(III)테트라키스(1-피라졸일)보레이트(약어: FIr6), 비스[2-(4',6'-디플루오로페닐)피리디나토-N,C2']이리디움(III) 피콜리네이트(약어: FIrpic), 비스[2-(3',5'-비스트리플루오로메틸페닐)피리디나토-N,C2']이리디움(III)피콜리네이트(약어: [Ir(CF3ppy)2(pic)]), 비스[2-(4',6'-디플루오로페닐)피리디나토-N,C2']이리디움(III)아세틸아세토네이트(약어: FIracac), 트리스(2-페닐피리디나토)이리디움(III)(약어: [Ir(ppy)3]), 비스(2-페닐피리디나토)이리디움(III)아세틸아세토네이트(약어: [Ir(ppy)2(acac)]), 비스(벤조[h]퀴놀리나토)이리디움(III)아세틸아세토네이트(약어: [Ir(bzq)2(acac)]), 비스(2,4-디페닐-1,3-옥사졸라토-N,C2')이리디움(III)아세틸아세토네이트(약어: [Ir(dpo)2(acac)]), (아세틸아세토네이토)비스(6-터트-부틸-4-페닐피리미디나토)이리디움(III)(약어:[Ir(tBuppm)2(acac)]), 비스{2-[4'-(퍼플루오로페닐)페닐]피리디나토-N,C2'}이리디움(III)아세틸아세토네이트(약어: [Ir(p-PF-ph)2(acac)]), 비스(2-페닐벤조티아졸라토-N,C2')이리디움(III)아세틸아세토네이트(약어: [Ir(bt)2(acac)]), 비스[2-(2'-벤조[4,5-α]티에닐)피리디나토-N,C3']이리디움(III)아세틸아세토네이트(약어: [Ir(btp)2(acac)]), 비스(1-페닐이소퀴놀리나토-N,C2')이리디움(III)아세틸아세토네이트(약어: [Ir(piq)2(acac)]), (아세틸아세토나토)비스[2,3-비스(4-플루오로페닐)퀴녹살리나토]이리디움(III)(약어: [Ir(Fdpq)2(acac)]), (아세틸아세토나토)비스(2,3,5-트리페닐피라지나토)이리디움(III) (약어: [Ir(tppr)2(acac)]), 비스(2,3,5-트리페닐피라지나토)(디피발로일메타나토)이리디움(III)(약어: Ir(tppr)2(dpm)), 2,3,7,8,12,13,17,18-옥타에틸-21H,23H-포핀플라티넘(II)(약어: PtOEP), 트리스(아세틸아세토나토)(모노페난트롤린)테르비움(III)(약어: Tb(acac)3(Phen)), 트리스(1,3-디페닐-1,3-프로판디오나토)(모노페난트롤린)유러퓸(III)(약어: Eu(DBM)3(Phen)), 및 트리스[1-(2-테노일)-3,3,3-트리플루오로아세토나토](모노페난트롤린)유러퓸(III)(약어: Eu(TTA)3(Phen))을 포함한다.
본 실시예에서 기술된 발광 소자의 발광층에 함유된 호스트 재료 및 제 1 게스트 재료는 다음의 조건들을 충족시킨다: 이들 조합으로부터 얻어진 발광(예, 광여기에 의한 광발광(PL) 또는 전계 여기에 의한 전기발광(EL))은 다성분 감쇠 곡선을 나타내고; 이의 수명은 호스트 재료의 열적 비활성화 과정을 극복하기에 충분히 짧다(5㎲ 이상 15㎲ 이하, 바람직하게는 5㎲ 이상 10㎲ 이하). 이러한 구조는 충분히 높은 발광 효율을 제공한다. 또한, 발광층에서, 제 3 유기 화합물(107)(제 2 게스트 재료)은 동일한 호스트 재료를 사용하여 광을 방출할 수 있다. 호스트 재료가 상이한 게스트 재료에 대해 공통적으로 사용되므로, 호스트 재료들 사이의 분자간 캐리어-주입 장벽은 형성되지 않고; 결과적으로 상이한 파장들을 갖는 복수의 광들이 구동 전압을 증가시키지 않고 발광층으로부터 얻어질 수 있다.
본 실시예의 발광 소자에서, 호스트 재료(제 1 유기 화합물(105))의 T1 준위는 제 1 게스트 재료(제 2 유기 화합물(106))의 T1 준위보다 낮고, 제 2 게스트 재료(제 3 유기 화합물(107))의 T1 준위보다 높다. 동일한 호스트 재료 내의 복수의 게스트 재료들로부터의 발광은 제 1 게스트 재료로서 작용하는 제 2 유기 화합물(106)로의 에너지의 이동으로부터 초래되고, 이는 심지어 제 1 유기 화합물(105)의 T1 준위가 제 2 유기 화합물(106)의 T1 준위보다 낮을 때에도 발생한다. 따라서, 호스트 재료의 T1 준위는 일반적으로 사용된 호스트 재료의 T1 준위보다 낮을 수 있고, 이는 호스트 재료로서 높은 신뢰도를 갖는 재료의 사용을 허용한다. 그러므로, 발광 소자는 긴 수명을 가질 수 있다.
본 실시예의 구조는 호스트 재료와 호스트 재료의 T1 준위보다 높은 T1 준위를 갖는 제 1 게스트 재료 사이의 역 에너지 이동과 관련된 지연된 광 방출을 나타낸다. T1의 호스트 재료는 상온에서 비발광성이므로, 지연된 광 방출을 나타내는 발광층이 낮은 효율을 야기하는 것이 걱정된다. 그러나, 역에너지 이동은 상술한 T1 준위의 작은 차이로 인해 허용되고, 게스트 재료의 이동 속도(발광성 비활성화 속도)는 호스트 재료의 이동 속도(비발광성 비활성화 속도)보다 충분히 높다; 따라서, 소자 특성들은 영향을 받지 않고, 높은 발광 효율을 갖는 발광 소자가 얻어질 수 있다.
(실시예 2)
본 실시예에서, 본 발명의 일 실시예의 발광 소자의 예가 도 3을 참조로 기술된다.
도 3에 도시된 바와 같이 본 실시예에 기술된 발광 소자에서, 발광층(206)을 포함하는 EL층(203)은 한 쌍의 전극들(제 1 전극(양극)(201) 및 제 2 전극(음극)(202)) 사이에 제공되고, EL층(203)은 발광층(206)에 덧붙여, 홀-주입층(204), 홀-전달층(205), 전자-전달층(207), 전자-주입층(208), 등을 포함한다.
실시예 1에 기술된 발광 소자에서와 같이, 발광층(206)은 적어도 호스트 재료로서 작용하는 제 1 유기 화합물, 제 1 게스트 재료로서 작용하는 제 2 유기 화합물, 및 제 2 게스트 재료로서 작용하는 제 3 유기 화합물을 포함한다. 실시예 1에 기술된 동일한 물질들이 제 1 유기 화합물, 제 2 유기 화합물 및 제 3 유기 화합물로 사용될 수 있기 때문에, 이들의 설명은 생략된다.
호스트 재료로서 작용하는 제 1 유기 화합물, 제 1 게스트 재료로서 작용하는 제 2 유기 화합물 및 제 2 게스트 재료로서 작용하는 제 3 유기 화합물에 덧붙여, 발광층(206)은 또한 제 1 유기 화합물의 특성(홀-전달 특성 또는 전자-전달 특성)과 반대의 캐리어-전달 특성을 갖는 제 4 유기 화합물을 함유할 수 있다.
다음에, 본 실시예에 기술된 발광 소자를 제작하는 특정 예가 기술된다.
제 1 전극(양극)(201) 및 제 2 전극(음극)(202)을 위해, 금속, 합금, 전기적으로 도전성 화합물, 이들의 혼합물, 등이 사용될 수 있다. 특히, 산화 인듐-산화 주석(ITO : 인듐 주석 산화물), 실리콘 또는 산화 실리콘을 함유하는 산화 인듐-산화 주석, 산화 인듐-산화 아연(인듐 아연 산화물), 산화 텅스텐과 산화 아연을 함유한 산화 인듐, 금(Au), 백금(Pt), 니켈(Ni), 텅스텐(W), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 철(Fe), 코발트(Co), 구리(Cu), 팔라듐(Pd), 또는 티타늄(Ti)이 사용될 수 있다. 덧붙여, 주기율표의 1족 및 2족에 속한 원소, 예컨대, 리튬(Li) 또는 세슘(Cs)과 같은 알칼리 금속, 마그네슘(Mg), 칼슘(Ca), 또는 스트론튬(Sr)과 같은 알칼리 토류 금속, 이러한 원소를 함유한 합금(예, MgAg 또는 AlLi), 유러퓸(Eu) 또는 이테르븀(Yb)과 같은 희토류 금속, 이러한 원소를 함유한 합금, 또는 그라핀이 사용될 수 있다. 제 1 전극(양극)(201) 및 제 2 전극(음극)(202)은 예컨대, 스퍼터링 방법 또는 증착 방법(진공 증착 방법을 포함)에 의해 형성될 수 있다.
홀-주입층(204) 및 홀-전달층(205)을 위해 사용될 수 있는 우수한 홀-전달 특성을 갖는 재료의 예들은, NPB, TPD, TCTA, TDATA, MTDATA, BSPB; 및 4-페닐-4'-(9-페닐플루오렌-9-일)트리페닐아민(약어: BPAFLP)과 같은 방향족 아민 화합물; PCzPCA1, PCzPCA2 및 PCzPCN1, CBP, TCPB 및 CzPA와 같은 카바졸 유도체; 및 1,3,5-트리(디벤조티오펜-4-일)벤젠 (약어: DBT3P-II)과 같은 디벤조티오펜 유도체들을 포함한다. 여기에 언급된 물질들은 주로 10-6㎠/Vs 이상의 홀 이동도를 갖는 물질들이다. 위의 물질들 이외의 물질들이 홀-전달 특성이 전자-전달 특성보다 높은 한 사용될 수 있음을 주목해야 한다.
대안적으로, 폴리(N-비닐카바졸)(약어: PVK), 폴리(4-비닐트리페닐아민)(약어: PVTPA), 폴리[N-(4-{N'-[4-(4-디페닐아미노)페닐]페닐-N'-페닐아미노}페닐)메타크릴아미드](약어: PTPDMA), 또는 폴리[N,N'-비스(4-부틸페닐)-N,N'-비스(페닐)벤지다인](약어: 폴리-TPD)과 같은 고분자 화합물이 사용될 수 있다.
홀-주입층(204)은 높은 홀-전달 특성을 갖는 물질에 대해 전자 억셉터(억셉터)로서 작용하는 물질로 도핑될 수 있다. 억셉터의 예들로서, 주기율표의 4족 내지 8족 중 어느 하나에 속한 금속의 산화물이 주어질 수 있다. 특히, 산화 몰리브덴이 특별하게 선호된다.
발광층(206)은 상술한 바와 같이, 적어도 호스트 재료로서 작용하는 제 1 유기 화합물(209), 제 1 게스트 재료로서 작용하는 적어도 제 2 유기 화합물(210), 및 제 2 게스트 재료로서 작용하는 제 3 유기 화합물(211)을 포함한다.
발광층(206)과 접하는 홀-전달층(205)을 위해, 발광층에 함유된 유기 화합물과 유사한 화합물이 바람직하게 사용됨을 주목해야 한다. 이러한 구조를 통해, 홀 전달층(205)과 발광층(206) 사이의 홀-주입 장벽은 감소될 수 있고, 이는 방출 효율을 증가시킬 수 있고, 구동 전압을 낮출 수 있다. 즉, 전압 손실로 인한 전력 효율의 적은 감소를 갖는 발광 소자가 얻어질 수 있다. 홀-주입 장벽을 감소시키기 위한 특별히 바람직한 모드는 홀-전달층(205)이 발광층으로서 제 1 유기 화합물을 함유하는 구조이다.
전자-전달층(207)은 우수한 전자-전달 특성을 갖는 재료를 함유한 층이다. 전자-전달층(207)을 위해, 트리스(8-퀴놀리놀라토)알루미늄(III)(약어: Alq3), 트리스(4-메틸-8-퀴놀리놀라토)알루미늄(III)(약어: Almq3), 비스(10-하이드록시벤조[h]퀴놀리나토)베릴륨(II)(약어: BeBq2), 비스(2-메틸-8-퀴놀리놀라토)(4-페닐페놀라토)알루미늄(III)(약어: BAlq), 비스[2-2(하이드록시페닐)벤족사졸라토]아연(II)(약어: Zn(BOX)2), 또는 비스[2-(2-하이드록시페닐)벤조티아졸라토]아연(II) (약어: Zn(BTZ)2)와 같은 금속 착체가 사용될 수 있다. 또한, PBD, OXD-7, TAZ, 3-(4-터트-부틸페닐)-4-(4-에틸페닐)-5-(4-바이페닐일)-1,2,4-트리아졸(약어: p-EtTAZ), 바소페난트롤린(약어: BPhen), 바소쿠프로인(약어: BCP), 또는 4,4'-비스(5-메틸벤조사졸-2-일)스틸벤(약어: BzOs)과 같은 이종 방향족 화합물이 사용될 수 있다. 폴리(2,5-피리딘디일) (약어: PPy), 폴리[(9,9-디헥실플루오렌-2,7-디일)-코-(피리딘-3,5-디일)] (약어: PF-Py), 또는 폴리[(9,9-디옥틸플루오렌-2,7-디일)-코-(2,2'-바이피리딘-6,6'-디일)](약어: PF-BPy)과 같은 고분자 화합물이 사용될 수 있다. 여기에 주어진 물질들은 주로 10-6㎠/Vs 이상의 전자 이동도를 갖는 물질들이다. 위의 물질들 이외의 어떠한 물질들이라도 전자-전달 특성이 홀-전달 특성보다 높은 한 전자-전달층(207)으로 사용될 수 있음을 주목해야 한다.
전자-전달층(207)은 단일층으로 국한되지 않고, 위의 물질들 중 어느 하나를 함유하는 2이상 층들의 적층일 수 있다.
전자-주입층(208)은 높은 전자-주입 특성을 갖는 물질을 함유한 층이다. 전자-주입층(208)을 위해, 알칼리 금속, 알칼리 토류 금속, 또는 리튬 플로라이드(LiF), 세슘 플로라이드(CsF), 칼슘 플로라이드(CaF2) 또는 산화 리튬(LiOx)과 같은 이들의 화합물이 사용될 수 있다. 에르븀 플로라이드(ErF3)와 같은 희토류 금속 화합물이 또한 사용될 수 있다. 전자-전달층(207)을 형성하기 위한 위의 물질들 중 어느 하나가 또한 사용될 수 있다.
유기 화합물과 전자 도너(도너)가 혼합된 복합 재료가 또한 전자-주입층(208)을 위해 사용될 수 있다. 이러한 복합 재료는 전자들이 전자 도너에 의해 유기 화합물 내에서 생성되기 때문에 전자-주입 특성과 전자-전달 특성에서 훌륭하다. 이 경우, 유기 화합물은 생성된 전자들을 전달하는데 우수한 재료인 것이 바람직하다. 특히, 예컨대 전자-전달층(207)을 형성하기 위한 위의 재료들(예, 금속 착체 또는 이종 방향족 화합물)이 사용될 수 있다. 전자 도너로서, 유기 화합물에 대해 전자-공여 특성을 나타내는 물질이 사용될 수 있다. 특히 알칼리 금속, 알칼리 토류 금속 및 희토류 금속이 바람직하고, 리튬, 세슘, 마그네슘, 칼슘, 에르븀, 및 이테르븀이 예시될 수 있다. 또한, 알칼리 금속 산화물 또는 알칼리 토류 금속 산화물이 바람직하고, 예컨대, 산화 리튬, 산화 칼슘, 및 산화 바륨이 주어질 수 있다. 산화 마그네슘과 같은 루이스 염기가 또한 사용될 수 있다. 테트라티아풀바렌(약어: TTF)과 같은 유기 화합물이 또한 사용될 수 있다.
위의 홀-주입층(204), 홀-전달층(205), 발광층(206), 전자-전달층(207), 및 전자-주입층(208)의 각각이 예컨대 증착 방법(예, 진공 증착 방법), 잉크젯 방법, 또는 코팅 방법에 의해 형성될 수 있음을 주목해야 한다.
상술된 발광 소자의 발광층(206)에서 얻어진 광 방출은 제 1 전극(201) 또는 제 2 전극(202) 또는 둘 모두를 통해 밖으로 추출된다. 그러므로, 본 실시예에서 제 1 전극(201) 또는 제 2 전극(202) 중 어느 하나 또는 둘 모두는 광-투과 특성을 갖는 전극이다.
본 실시예에서 기술된 구조가 다른 실시예들에 기술된 구조들 중 어느 하나와 조합하여 적절하게 사용될 수 있음을 주목해야 한다.
(실시예 3)
본 실시예에서, 본 발명의 일 실시예로서, 전하 생성층이 복수의 EL층들 사이에 제공된 발광 소자(이후로 탠덤 발광 소자로 언급됨)가 기술된다.
본 실시예에서 기술된 발광 소자는 도 4의 (A)에 도시된 바와 같이 한 쌍의 전극들(제 1 전극(301) 및 제 2 전극(304)) 사이에 복수의 EL층들(제 1 EL층(302(1)) 및 제 2 EL층(302(2)))을 포함하는 탠덤 발광 소자이다.
본 실시예에서, 제 1 전극(301)은 양극으로 기능하고, 제 2 전극(304)은 음극으로 기능한다. 제 1 전극(301) 및 제 2 전극(304)이 실시예 2에 기술된 것과 유사한 구조들을 가짐을 주목해야 한다. 덧붙여, 복수의 EL층들(제 1 EL층(302(1)) 및 제 2 EL층(302(2))) 중 모두 또는 어느 하나가 실시예 2에 기술된 구조와 유사한 구조를 가질 수 있다. 즉, 제 1 EL층(302(1)) 및 제 2 EL층(302(2))의 구조들은 서로 동일하거나 상이할 수 있고, 실시예 2에 기술된 EL층들의 구조와 유사할 수 있다.
전하 생성층(305)은 복수의 EL층들(제 1 EL층(302(1)) 및 제 2 EL층(302(2)) 사이에 제공된다. 전하 생성층(305)은 전압이 제 1 전극(301)과 제 2 전극(304) 사이에 인가될 때 EL층들 중 하나에 전자들을 주입하고 EL층들 중 다른 하나에 홀들을 주입하는 기능을 갖는다. 본 실시예에 있어서, 제 1 전극(301)의 전위가 제 2 전극(304)의 전위보다 높도록 전압이 인가될 때, 전하 생성층(305)은 제 1 EL층(302(1))에 전자들을 주입하고 제 2 EL층(302(2))에 홀들을 주입한다.
광 추출 효율을 개선하기 위하여, 전하 생성층(305)이 바람직하게 가시광 투과 특성을 가짐(특히, 전하 생성층(305)이 바람직하게 40% 이상의 가시광 투과율을 가짐을)을 주목해야 한다. 더욱이, 전하 생성층(305)은 심지어 제 1 전극(301) 또는 제 2 전극(304)보다 낮은 도전율을 가질 때에도 기능한다.
전하 생성층(305)은 전자 억셉터(억셉터)가 양호한 홀-전달 특성을 갖는 유기 화합물에 첨가되는 구조 또는 전자 도너(도너)가 양호한 전자-전달 특성을 갖는 유기 화합물에 첨가되는 구조 중 하나를 가질 수 있다. 대안적으로, 이들 구조들 모두가 적층될 수 있다.
전자 억셉터가 양호한 홀-전달 특성을 갖는 유기 화합물에 첨가되는 구조의 경우, 양호한 홀-전달 특성을 갖는 유기 화합물로서, 예컨대, NPB, TPD, TDATA, MTDATA, 또는 BSPB와 같은 방향족 아민 화합물이 사용될 수 있다. 여기에서 주어진 물질들은 주로 10-6cm2/Vs 이상의 홀 이동도를 갖는 물질들이다. 그러나, 홀-전달 특성이 전자-전달 특성보다 높은 한, 위의 물질들 이외의 임의의 물질이 사용될 수 있다.
전자 억셉터의 예들은 7,7,8,8-테트라시아노-2,3,5,6-테트라플루오로퀴노디메탄(약어: F4TCNQ) 또는 클로라닐과 같은 할로겐 화합물; 및 피라지노[2,3-f][1, 10]페난트롤린-2,3-디카보니트릴(약어: PPDN) 또는 디피라지노[2,3-f:2',3'-h]퀴녹살린-2,3,6,7,10,11-헥사카보니트릴(약어: HAT-CN)과 같은 시아노 화합물을 포함한다. 전자 억셉터의 예들은 또한 주기율표의 4족 내지 8족에 속하는 금속들의 산화물들을 포함한다. 특히, 바나듐 산화물, 니오븀 산화물, 탄탈 산화물, 크롬 산화물, 몰리브덴 산화물, 텅스텐 산화물, 망간 산화물, 및 레니움 산화물은, 이들의 높은 전자-수용 특성으로 인해 바람직하다. 이들 중에서, 몰리브덴 산화물은, 공기중에서 안정적이고, 낮은 흡습 특성을 갖고, 쉽게 취급될 수 있기 때문에 특히 바람직하다.
전자 도너가 양호한 전자-전달 특성을 갖는 유기 화합물에 첨가되는 구조의 경우, 우수한 전자-전달 특성을 갖는 유기 화합물으로서, 예컨대 Alq, Almq3, BeBq2, 또는 BAlq와 같은 퀴놀린 골격 또는 벤조퀴놀린 골격을 갖는 금속 착체가 사용될 수 있다. Zn(BOX)2 또는 Zn(BTZ)2와 같은 옥사졸-계 리간드 또는 티아졸-계 리간드를 갖는 금속 착체, 등이 또한 사용될 수 있다. 금속 착체들 외에, PBD, OXD-7, TAZ, BPhen, BCP, 등이 사용될 수 있다. 여기에서 주어진 물질들은 주로 10-6cm2/Vs 이상의 전자 이동도를 갖는 물질들이다. 전자-전달 특성이 홀-전달 특성보다 높은 한, 위의 물질들 이외의 물질들이 사용될 수 있음을 주목해야 한다.
또한, 전자 도너로서, 알칼리 금속, 알칼리 토류 금속, 희토류 금속, 주기율표의 2족 및 13족에 속하는 금속, 또는 이들의 산화물 또는 탄화물이 사용될 수 있다. 특히, 리튬(Li), 세슘(Cs), 마그네슘(Mg), 칼슘(Ca), 이테르븀(Yb), 인듐(In), 리튬 산화물, 세슘 탄화물, 등이 바람직하게 사용된다. 테트라티아나프타센과 같은 유기 화합물이 또한 전자 도너로서 사용될 수 있다.
위의 재료들 중 임의의 것의 사용에 의한 전하-생성층(305)의 형성은 EL층들의 적층에 의해 야기된 구동 전압의 불필요한 증가를 억제할 수 있음을 주목해야 한다.
2개의 EL층들을 갖는 발광 소자가 본 실시예에서 기술되었지만, 본 발명은 도 4의 (B)에 도시된 바와 같이 n개의 EL층들이 적층된 발광 소자에 유사하게 적용될 수 있다. 복수의 EL층들이 본 실시예의 발광 소자에서와 같이 한 쌍의 전극들 사이에 제공되는 경우, 전하-생성층을 EL층들 사이에 제공함으로써, 발광 소자는 전류 밀도가 낮게 유지되는 동안 높은 휘도 영역에서 광을 방출할 수 있다. 전류 밀도가 낮게 유지될 수 있으므로, 소자는 긴 수명을 가질 수 있다. 발광 소자가 대형 발광 영역을 갖는 발광 장치들, 전자 장치들 및 조명 장치들 각각에 적용될 때, 전극 재료의 저항값으로 인한 전압 강하는 감소될 수 있고, 이에 의해 발광 영역의 전체에서 균질의 광 방출을 얻는다.
EL층들의 방출 컬러들을 다르게 함으로써, 원하는 컬러의 광이 전체적으로 발광 소자로부터 얻어질 수 있다. 예컨대, 제 1 및 제 2 EL층들의 방출 컬러들은 2개의 EL층들을 갖는 발광 소자에서 상보적이고, 이에 의해 발광 소자는 전체적으로 백색 광을 방출할 수 있다. 용어, "상보적"은 컬러들이 혼합될 때 무색 컬러가 얻어지는 컬러 관계를 의미함을 주목해야 한다. 즉, 백색 광의 방출은 방출 컬러들이 상보적인 컬러들인 물질들로부터 방출된 광의 혼합에 의해 얻어질 수 있다.
또한, 3개의 EL층들을 갖는 발광 소자에 대해서도 동일하다. 예컨대, 제 1 EL층의 방출 컬러가 적색이고, 제 2 EL층의 방출 컬러가 녹색이고, 제 3 EL층의 방출 컬러가 청색일 때, 발광 소자는 전체적으로 백색 광을 방출할 수 있다.
EL층들이 전하 생성층을 개재하여 적층되는 본 실시예에 기술된 구조와 마찬가지로, 발광 소자는 전극들(제 1 전극(301) 및 제 2 전극(304)) 사이의 거리를 원하는 값으로 조정함으로써 광 공진 효과를 사용하는 미소 광 공진기(미소공동) 구조를 가질 수 있다.
본 실시예에 기술된 구조가 다른 실시예들에 기술된 구조들 중 어느 하나와 조합하여 적절하게 사용될 수 있음을 주목해야 한다.
(실시예 4)
본 실시예에서, 본 발명의 일 실시예의 발광 소자를 포함하는 발광 장치가 기술된다.
다른 실시예들에 기술된 발광 소자들 중 어느 하나가 발광 소자로서 사용될 수 있음을 주목해야 한다. 수동 매트릭스 발광 장치 또는 능동 매트릭스 발광 장치 중 하나가 발광 장치로서 사용될 수 있다. 능동 매트릭스 발광 장치는 도 5를 참조하여 본 실시예에서 기술된다.
도 5의 (A)가 발광 장치를 도시하는 평면도이고, 도 5의 (B)가 도 5의 (A)에서 일점쇄선(A-A')을 따라 취해진 단면도임을 주목해야 한다. 본 실시예의 능동 매트릭스 발광 장치는 소자 기판(501) 위에 제공된 픽셀부(502), 구동기 회로부(소스 라인 구동기 회로)(503), 및 구동기 회로부들(게이트 라인 구동기 회로들)(504a 및 504b)을 포함한다. 픽셀부(502), 구동기 회로부(503), 및 구동기 회로부들(504a 및 504b)은 밀봉제(505)에 의해 소자 기판(501)과 밀봉 기판(506) 사이에 밀봉된다.
리드 배선(507)은 소자 기판(501) 위에 제공된다. 리드 배선(507)은 외부로부터 신호(예, 비디오 신호, 클록 신호, 시작 신호, 및 리셋 신호) 또는 전위가 구동기 회로부(503) 및 구동기 회로부들(504a 및 504b)에 송신되는 외부 입력 단자를 연결하기 위해 제공된다. 여기에서 가요성 프린트 회로(FPC; 508)가 외부 입력 단자로서 제공되는 예가 도시된다. FPC가 단독으로 도시되었지만, 이러한 FPC는 프린트 배선 보드(PWB)를 구비할 수 있다. 본 명세서의 발광 장치는 발광 장치 자체뿐만 아니라 FPC 또는 PWB를 구비한 발광 장치를 또한 그 범주에 포함한다.
다음에, 단면 구조가 도 5의 (B)를 참조하여 기술된다. 구동기 회로부와 픽셀부는 소자 기판(501) 위에 형성되고; 여기에서는 소스 라인 구동기 회로인 구동기 회로부(503)와 픽셀부(502)가 도시된다.
구동기 회로부(503)는 n-채널 FET(509)와 p-채널 FET(510)의 조합인 CMOS 회로가 형성되는 일 예이다. 구동기 회로부에 포함된 회로가 다양한 CMOS 회로들, PMOS 회로들, 또는 NMOS 회로들을 사용하여 형성될 수 있고, 스태거(staggered)형 FET 및 역스태거형 FET 중 어느 하나가 사용될 수 있음을 주목해야 한다. 또한 FET에 사용된 반도체막의 결정성은 제한되지 않고, 비정질 또는 결정성이 될 수 있다. 추가적으로, 산화물 반도체는 반도체막을 위해 사용될 수 있다. 반도체 재료의 예들은 실리콘, 게르마늄, 주석, 셀렌늄, 및 텔루륨과 같은 원소 반도체들; GaAs, GaP, InSb, ZnS 및 CdS와 같은 화합물 반도체들; 및 SnO2, ZnO, Fe2O3, V2O5, TiO2, NiO, Cr2O3, Cu2O, MnO2, MnO, 및 InGaZnO과 같은 산화물 반도체들(상이한 원자수비들을 갖는 것들을 포함)을 포함한다. 본 실시예가 구동기 회로가 기판 위에 형성되는 구동기 집적 유형을 도시하지만, 구동기 회로는 반드시 기판 위에 형성되는 것은 아니고, 기판 밖에 형성될 수도 있다.
픽셀부(502)는 각각이 스위칭 FET(511), 전류 제어 FET(512), 및 전류 제어 FET(512)의 배선(소스 전극 또는 드레인 전극)에 전기적으로 접속된 제 1 전극(양극; 513)을 포함하는, 복수의 픽셀들로 형성된다. 제 1 전극(양극; 513)의 단부 부분들을 덮기 위해 절연체(514)가 형성됨을 주목해야 한다. 본 실시예에서, 절연체(514)는 양의 광감응 아크릴 수지를 사용하여 형성된다.
절연체(514)는 바람직하게 절연체(514) 위에 적층될 막에 의한 양호한 피복성을 얻기 위하여 상부 단부 부분과 하부 단부 부분에서 곡률을 갖는 곡면 표면을 갖는다. 예컨대, 절연체(514)의 재료로서 양의 광감응 아크릴 수지를 사용하는 경우, 절연체(514)는 바람직하게 상부 단부 부분에서 곡률 반경(0.2㎛ 내지 3㎛)을 갖는 곡면 표면을 갖는다. 절연체(514)가 음의 광감응 수지 또는 양의 광감응 수지 중 어느 하나를 사용하여 형성될 수 있음을 주목해야 한다. 절연체(514)의 재료는 유기 화합물로 국한되지 않고, 산화 실리콘 또는 산화질화 실리콘과 같은 무기 화합물이 또한 사용될 수 있다.
EL층(515) 및 제 2 전극(음극; 516)은 제 1 전극(양극; 513) 위에 적층되어, 발광 소자(517)가 형성된다. EL층(515)은 적어도 실시예 1에 기술된 발광층을 포함함을 주목해야 한다. EL층(515)에서, 홀-주입층, 홀-전달층, 전자-전달층, 전자-주입층, 전하-생성층, 등이 발광층에 덧붙여 적절하게 제공될 수 있다.
제 1 전극(양극; 513), EL층(515), 및 제 2 전극(음극; 516)을 위해, 실시예 2에 기술된 재료들이 사용될 수 있다. 도시되지 않았지만, 제 2 전극(음극; 516)은 외부 입력 단자인 FPC(508)에 전기적으로 접속된다.
도 5의 (B)의 단면도가 오로지 하나의 발광 소자(517)를 도시하지만, 복수의 발광 소자들이 픽셀부(502) 내에서 매트릭스로 배열된다. 3가지 종류의 광 방출(R, G, 및 B)을 제공하는 발광 소자들은 픽셀부(502) 내에서 선택적으로 형성되고, 이에 의해 풀컬러 디스플레이가 가능한 발광 장치가 제작될 수 있다. 대안적으로, 풀컬러 디스플레이가 가능한 발광 장치는 컬러 필터들의 조합에 의해 제작될 수 있다.
또한, 밀봉 기판(506)은 밀봉제(505)에 의해 소자 기판(501)에 부착되고, 이에 의해 발광 소자(517)는 소자 기판(501), 밀봉 기판(506) 및 밀봉제(505)에 의해 둘러싸인 공간(518)에 제공된다. 공간(518)은 불활성 가스(질소 또는 아르곤과 같은), 또는 밀봉제(505)로 채워질 수 있다.
에폭시-계 수지 또는 유리 프릿은 밀봉제(505)를 위해 바람직하게 사용된다. 이러한 재료가 습기 또는 산소의 침투를 가능한 적게 허용하는 것이 바람직하다. 밀봉 기판(506)으로서, 유리 기판, 석영 기판, 또는 유리섬유 강화 플라스틱(FRP), 폴리(비닐 플루오라이드)(PVF), 폴리에스테르, 아크릴 수지, 등으로 이루어진 플라스틱 기판이 사용될 수 있다. 유리 프릿이 밀봉제로서 사용된 경우, 소자 기판(501) 및 밀봉제 기판(506)은 유리 기판인 것이 바람직하다.
상술한 바와 같이, 능동 매트릭스 발광 장치가 얻어질 수 있다.
본 실시예에서 기술된 구조가 다른 실시예들에 기술된 구조들 중 어느 하나와 조합하여 적절하게 사용될 수 있음을 주목해야 한다.
(실시예 5)
본 실시예에서, 발광 장치를 사용하여 완성된 다양한 전자 장치들의 예들이 도 6 및 도 7을 참조하여 기술된다. 발광 장치는 본 발명의 일 실시예의 발광 소자를 사용하여 제작된다.
발광 장치가 적용되는 전자 장치들의 예들은 텔레비전 장치들(TV 또는 텔레비전 수신기들로도 또한 언급됨), 컴퓨터들 등을 위한 모니터들, 디지털 카메라들, 디지털 비디오 카메라들, 디지털 포토 프레임들, 모바일 폰들(셀룰러 폰들 또는 모바일 폰 장치들로도 또한 언급됨), 휴대용 게임 기계들, 휴대용 정보 단말들, 오디오 재생 장치들, 및 핀볼 기계들과 같은 대형 게임 기계들을 포함한다. 전자 장치들의 특정 예들은 도 6에 도시된다.
도 6의 (A)는 텔레비전 장치의 일 예를 도시한다. 텔레비전 장치(7100)에서, 디스플레이부(7103)는 하우징(7101) 내에 통합된다. 이미지들은 디스플레이부(7103)에 의해 디스플레이될 수 있고, 발광 장치는 디스플레이부(7103)를 위해 사용될 수 있다. 덧붙여, 여기에서 하우징(7101)은 스탠드(7105)에 의해 지지된다.
텔레비전 장치(7100)는 하우징(7101)의 조작 스위치 또는 별도의 리모컨(7110)에 의해 동작될 수 있다. 리모컨(7110)의 조작 키들(7109)에 의해, 채널들 및 볼륨이 제어될 수 있고, 디스플레이부(7103)에 디스플레이된 이미지들이 제어될 수 있다. 또한, 리모컨(7110)은 리모컨(7110)으로부터 출력된 데이터를 디스플레이하기 위한 디스플레이부(7107)를 구비할 수 있다.
텔레비전 장치(7100)는 수신기, 모뎀, 등을 구비함을 주목해야 한다. 수신기를 통해, 일반 텔레비전 방송이 수신될 수 있다. 또한, 텔레비전 장치(7100)가 모뎀을 통한 유선 또는 무선 연결에 의해 통신 네트워크에 연결될 때, 단방향(송신기로부터 수신기로) 또는 양방향(송신기와 수신기 사이, 수신기들 사이, 등) 데이터 통신이 수행될 수 있다.
도 6의 (B)는 주 몸체(7201), 하우징(7202), 디스플레이부(7203), 키보드(7204), 외부 연결 포트(7205), 포인팅 장치(7206), 등을 포함하는 컴퓨터를 도시한다. 이러한 컴퓨터는 디스플레이부(7203)를 위해 본 발명의 일 실시예의 발광 장치를 사용함으로써 제작된다.
도 6의 (C)는 하우징(7301) 및 하우징(7302)의 2개의 하우징들을 포함하는 휴대용 게임 기계를 도시하고, 이들 하우징들은 휴대용 게임 기계가 개방 또는 접혀질 수 있도록 연결부(7303)에 의해 연결된다. 디스플레이부(7304)는 하우징(7301) 내에 통합되고, 디스플레이부(7305)는 하우징(7302) 내에 통합된다. 덧붙여, 도 6의 (C)에 도시된 휴대용 게임 기계는 스피커부(7306), 기록 매체 삽입부(7307), LED 램프(7308), 입력 수단(조작 키(7309), 연결 단자(7310), 및 마이크(7312)), 센서(7311)(힘, 변위, 위치, 속도, 가속도, 각속도, 회전 주파수, 거리, 광, 액체, 자력, 온도, 화학 물질, 음향, 시간, 경도, 전기장, 전류, 전압, 전력, 복사, 유량, 습도, 기울기, 발진, 냄새, 또는 적외선을 측정하는 기능을 갖는 센서), 등을 포함한다. 발광 장치가 적어도 디스플레이부(7304) 또는 디스플레이부(7305) 중 어느 하나를 위해 또는 둘 모두를 위해 사용되는 한, 휴대용 게임 기계의 구조가 상술한 것으로 국한되지는 않고, 다른 액세서리들을 적절하게 포함할 수 있음은 당연하다. 도 6의 (C)에 도시된 휴대용 게임 기계는 저장 매체에 저장된 프로그램 또는 데이터를 판독하여 이를 디스플레이부 상에 디스플레이하는 기능, 및 무선 통신에 의해 다른 휴대용 게임 기계와 정보를 공유하는 기능을 갖는다. 도 6의 (C)에 도시된 휴대용 게임 기계는 상술한 것에 국한되지 않고 다양한 기능들을 가질 수 있다.
도 6의 (D)는 모바일 폰의 일 예를 도시한다. 모바일 폰(7400)은 하우징(7401) 내에 통합된 디스플레이부(7402), 조작 버튼들(7403), 외부 연결 포트(7404), 스피커(7405), 마이크(7406), 등을 구비한다. 모바일 폰(7400)이 디스플레이부(7402)를 위한 발광 장치를 사용하여 제작됨을 주목해야 한다.
도 6의 (D)에 도시된 모바일 폰(7400)의 디스플레이부(7402)가 손가락 등에 의해 터치될 때, 데이터는 모바일 폰(7400)에 입력될 수 있다. 또한, 호출을 행하고, e-메일을 작성하는 것과 같은 동작들은 손가락 등에 의해 디스플레이부(7402) 상에 터치함으로써 수행될 수 있다.
디스플레이부(7402)의 3가지 스크린 모드들이 주로 존재한다. 제 1 모드는 주로 이미지들을 디스플레이하기 위한 디스플레이 모드이다. 제 2 모드는 주로 텍스트와 같은 데이터를 입력하기 위한 입력 모드이다. 제 3 모드는 디스플레이 모드와 입력 모드의 두 모드들이 결합되는 디스플레이-및-입력 모드이다.
예컨대, 호출을 행하거나 e-메일을 작성하는 경우, 주로 텍스트를 입력하기 위한 텍스트 입력 모드가 디스플레이부(7402)를 위해 선택되어, 스크린 상에 디스플레이된 텍스트가 입력될 수 있다. 이 경우, 디스플레이부(7402)의 전체 스크린의 대부분에 키보드 또는 숫자 버튼들을 디스플레이하는 것이 바람직하다.
센서(예, 자이로스코프 또는 가속도 센서)를 포함하는 검출 장치가 모바일 폰(7400) 내에 제공될 때, 디스플레이부(7402)의 스크린 상의 디스플레이는 모바일 폰(7400)의 방위(모바일 폰이 수평으로 또는 수직으로 놓여있는지)를 결정함으로써 자동적으로 변경될 수 있다.
스크린 모드들은 하우징(7401)의 디스플레이부(7402)를 터치하거나 또는 조작 버튼들(7403)을 조작함으로써 전환된다. 대안적으로, 스크린 모드들은 디스플레이부(7402) 상에 디스플레이된 이미지들의 종류에 따라 전환될 수 있다. 예컨대, 디스플레이부 상에 디스플레이된 이미지의 신호가 동영상 데이터의 신호일 때, 스크린 모드는 디스플레이 모드로 전환된다. 신호가 텍스트 데이터의 신호일 때, 스크린 모드는 입력 모드로 전환된다.
더욱이, 입력 모드에 있어서, 디스플레이부(7402) 내의 광 센서에 의해 검출된 신호에 기초하여, 디스플레이부(7402)의 터치에 의한 입력이 특정 기간 내에 수행되지 않았다고 결정될 때, 스크린 모드는 입력 모드에서 디스플레이 모드로 전환되도록 제어될 수 있다.
디스플레이부(7402)는 이미지 센서로서 기능할 수 있다. 예컨대, 장문(palm print), 지문, 등의 이미지는 손바닥 또는 손가락에 의한 디스플레이부(7402) 상의 터치로써 취해지고, 이에 의해 개인 인증이 수행될 수 있다. 또한, 디스플레이부 내에서 근적외선 광을 방출하는 센싱 광원을 제공함으로써, 손가락 정맥, 손바닥 정맥 등의 이미지가 취해질 수 있다.
도 7의 (A) 및 (B)는 접을 수 있는 태블릿 단말을 도시한다. 도 7의 (A)에서, 태블릿 단말이 개방된 상태가 도시된다. 태블릿 단말은 하우징(9630), 디스플레이부(9631a), 디스플레이부(9631b), 디스플레이 모드 스위치(9034), 전력 스위치(9035), 전력 절감 스위치(9036), 걸쇠(9033), 및 조작 스위치(9038)를 포함한다. 태블릿 단말은 디스플레이부들(9631a 및 9631b) 중 하나 또는 둘 모두를 위해 발광 장치를 사용하여 제작된다.
디스플레이부(9631a)의 부분은 터치 패널 영역(9632a)이 될 수 있고, 데이터는 디스플레이되는 조작 키들(9637)을 터치함으로써 입력될 수 있다. 도 7의 (A)가 일 예로서 디스플레이부(9631a)의 영역의 절반이 오로지 디스플레이 기능을 갖고, 영역의 다른 절반이 터치 패널 기능을 갖는 것을 도시함을 주목해야 한다. 그러나, 디스플레이부(9631a)의 구조는 이러한 모드에 국한되지 않고, 디스플레이부(9631a)의 영역의 전체가 터치 패널 기능을 가질 수 있다. 예컨대, 디스플레이부(9631a)의 영역의 전체가 키보드 버튼들을 디스플레이할 수 있고, 디스플레이부(9631b)가 디스플레이 스크린으로 사용될 수 있는 동안 터치 패널로서 작용할 수 있다.
디스플레이부(9631a)와 같이, 디스플레이부(9631b)의 부분은 터치 패널 영역(9632b)이 될 수 있다. 손가락, 스타일러스, 등이 키보드 디스플레이로 전환하기 위한 버튼(9639)이 터치 패널 내에서 디스플레이되는 곳을 터치할 때, 키보드 버튼들은 디스플레이부(9631b) 상에 디스플레이될 수 있다.
또한, 터치 입력은 터치 패널 영역들(9632a 및 9632b) 상에서 동시에 수행될 수 있다.
디스플레이 모드들을 전환하기 위한 스위치(9034)는 예컨대, 디스플레이 배향(예, 횡표시 모드와 종표시 모드 사이)을 전환할 수 있고, 디스플레이 모드(단색 디스플레이 및 컬러 디스플레이 사이의 전환)를 선택할 수 있다. 전력-절감 모드로 전환하기 위한 스위치(9036)에 의해, 디스플레이의 휘도는 태블릿 단말이 사용중인 시간에 태블릿 단말에 통합된 광 센서에 의해 측정된 외부 광의 양에 따라 최적화될 수 있다. 태블릿 단말은 광 센서에 덧붙여 센서(예, 자이로스코프 또는 가속도 센서)와 같은 다른 검출 장치를 포함할 수 있다.
도 7의 (A)가 디스플레이부(9631a)의 디스플레이 영역이 디스플레이부(9631b)의 것과 동일한 예를 도시하지만, 본 발명의 일 실시예는 이 예에 국한되지 않는다. 이들은 크기 및/또는 이미지 품질에서 상이할 수 있다. 예컨대, 이들 중 하나는 다른 것보다 더 높은 해상도의 이미지들을 디스플레이할 수 있는 디스플레이 패널일 수 있다.
도 7의 (B)는 닫혀진 태블릿 단말을 도시한다. 태블릿 단말은 하우징(9630), 태양 전지(9633), 충/방전 제어 회로(9634), 전지(9635) 및 DC-DC 컨버터(9636)를 포함한다.
이러한 태블릿 단말이 2개로 접혀질 수 있으므로, 하우징(9630)은 태블릿 단말이 사용되지 않을 때 접혀질 수 있다. 따라서, 디스플레이부들(9631a 및 9631b)은 보호될 수 있고, 이에 의해 장기간 사용을 위한 높은 내구성 및 높은 신뢰성을 갖는 태블릿 단말을 제공한다.
도 7의 (A) 및 (B)에 도시된 태블릿 단말은 또한, 달력, 날짜 또는 시간과 같은 다양한 종류들의 데이터를 디스플레이부 상에 정지 이미지, 동영상, 및 텍스트 이미지로 디스플레이하는 기능, 터치 입력에 의해 디스플레이부 상에 디스플레이된 데이터를 조작 또는 편집하는 터치-입력 기능, 다양한 종류들의 소프트웨어(프로그램들)에 의한 처리를 제어하는 기능, 등을 가질 수 있다.
태블릿 단말의 표면상에 부착된 태양 전지(9633)는 전력을 터치 패널, 디스플레이부, 이미지 신호 처리기, 등에 공급한다. 태양 전지(9633)가 하우징(9630)의 한 표면 또는 양 표면들 상에 제공될 수 있고, 따라서 전지(9635)는 효과적으로 충전될 수 있음을 주목해야 한다. 리튬 이온 전지가 전지(9635)로서 사용될 때, 소형화 등의 장점이 존재한다.
도 7의 (B)에 도시된 충/방전 제어 회로(9634)의 구조 및 동작은 도 7의 (C)의 블록도를 참조하여 기술된다. 도 7의 (C)는 태양 전지(9633), 전지(9635), DC-DC 컨버터(9636), 컨버터(9638), 스위치들(SW1 내지 SW3), 및 디스플레이부(9631)를 도시한다. 전지(9635), DC-DC 컨버터(9636), 컨버터(9638), 및 스위치들(SW1 내지 SW3)은 도 7의 (B)에 도시된 충/방전 제어 회로(9634)의 것들에 대응한다.
전력이 외부 광을 사용하여 태양 전지(9633)에 의해 생성될 때 수행되는 동작의 일 예가 기술된다. 태양 전지(9633)에 의해 생성된 전력의 전압은 전지(9635)를 충전하기 위한 전압이 되도록 DC-DC 컨버터(9636)에 의해 상승되거나 낮추어진다. 이후, 태양 전지(9633)로부터 전력이 디스플레이부(9631)의 동작을 위해 사용될 때, 스위치(SW1)는 턴온되고, 전력의 전압은 디스플레이부(9631)를 위해 필요한 전압이 되도록 컨버터(9638)에 의해 상승되거나 낮추어진다. 이미지들이 디스플레이부(9631) 상에 디스플레이되지 않을 때, 스위치(SW1)는 턴오프되고 스위치(SW2)는 턴온되어, 전지(9635)가 충전된다.
여기에서, 태양 전지(9633)는 전력 생성 수단의 일 예로서 도시되었지만; 전지(9635)를 충전하는 방식에 대한 특별한 제한은 없고, 전지(9635)는 압전 소자 또는 열전 변환 소자(펠티에 소자)와 같은 다른 전력 생성 수단에 의해 충전될 수 있다. 예컨대, 전지(9635)는, 전지를 충전하기 위해 전력을 무선으로(접촉 없이) 송신 및 수신하는 비접촉 전력 송신 모듈에 의해 또는 다른 충전 수단들의 조합에 의해 충전될 수 있다.
위의 실시예에서 기술된 디스플레이부가 포함되는 한, 본 발명의 일 실시예가 도 7에 도시된 전자 장치에 국한되지 않는 것은 당연하다.
상술한 바와 같이, 전자 장치들은 본 발명의 일 실시예의 발광 장치의 적용에 의해 얻어질 수 있다. 발광 장치는 극히 넓은 적용 범위를 갖고, 다양한 분야들의 전자 장치들에 적용될 수 있다.
본 실시예에서 기술된 구조가 다른 실시예들에 기술된 구조들 중 어느 하나와 조합하여 적절하게 사용될 수 있음을 주목해야 한다.
(실시예 6)
본 실시예에서, 발광 장치를 사용하여 완성된 조명 장치들의 예들이 도 8을 참조하여 기술된다. 발광 장치는 본 발명의 일 실시예의 발광 소자를 사용하여 제작된다.
도 8은 발광 장치가 실내 조명 장치(8001)로서 사용되는 일 예를 도시한다. 발광 장치가 큰 면적을 갖기 때문에, 큰 면적을 갖는 조명 장치를 위해 사용될 수 있다. 덧붙여, 발광 영역이 곡면 표면을 갖는 조명 장치(8002)가 또한 곡면 표면을 갖는 하우징의 사용에 의해 얻어질 수 있다. 본 실시예에서 기술된 발광 장치에 포함된 발광 소자는 박막 형태이고, 이는 하우징이 더 자유롭게 설계되도록 허용한다. 그러므로, 조명 장치는 다양한 방식들로 정교하게 설계될 수 있다. 또한, 방의 벽은 대형 조명 장치(8003)를 구비할 수 있다.
더욱이, 발광 장치가 테이블의 표면에 사용될 때, 테이블의 기능을 갖는 조명 장치(8004)가 얻어질 수 있다. 발광 장치가 다른 가구의 부분으로서 사용될 때, 가구로 기능하는 조명 장치가 얻어질 수 있다.
상술한 바와 같이, 발광 장치가 적용되는 다양한 조명 장치들이 얻어질 수 있다. 이러한 조명 장치들이 또한 본 발명의 실시예들임을 주목해야 한다.
본 실시예에서 기술된 구조가 다른 실시예들에 기술된 구조들 중 어느 하나와 조합하여 적절하게 사용될 수 있음을 주목해야 한다.
[ 예 1 ]
본 예에서, 본 발명의 실시예들인 발광 소자 1(소자 1) 및 비교 발광 소자 2(기준 소자 2)가 도 9를 참조하여 기술된다. 본 예에서 사용된 재료들의 화학식은 아래에 도시된다.
Figure 112020114853019-pat00002
《 발광 소자 1 및 비교 발광 소자 2의 제작 》
먼저, 산화 실리콘을 함유하는 산화 인듐-산화 주석(ITSO)의 막이 스퍼터링 방법에 의해 유리 기판(1100) 위에 형성되어, 양극으로 기능하는 제 1 전극(1101)이 형성되었다. 두께는 110nm이었고, 전극 면적은 2mm×2mm이었다.
다음에, 기판(1100) 위에 발광 소자를 형성하기 위한 전처리로서, 기판의 표면은 물로 세척되었고, 1시간 동안 200℃로 베이킹되었고, 370초 동안 UV 오존 처리를 거쳤다.
이후, 기판(1100)은 압력이 대략 10-4Pa로 감압되는 진공 증착 장치로 이송되었고, 진공 증착 장치의 가열 챔버 내에서 30분 동안 170℃로 진공 베이킹을 거쳤고, 이후 기판(1100)은 약 30분 동안 냉각되었다.
이후, 제 1 전극(1101)이 위에 형성된 기판(1100)은 제 1 전극(1101)이 제공된 표면이 아래를 향하도록 진공 증착 장치 내에 제공된 기판 홀더에 고정되었다. 본 예에서, EL층(1102) 내에 포함된, 홀-주입층(1111), 홀-전달층(1112), 발광층(1113), 전자-전달층(1114), 및 전자-주입층(1115)이 진공 증착 방법에 의해 순차적으로 형성되는 경우가 기술되었다.
진공 증착 장치 내에서 압력을 10-4Pa로 감압한 후, 1,3,5-트리(디벤조티오펜-4-일)벤젠(약어: DBT3P-II) 및 몰리브덴(VI) 산화물이 DBT3P-II(약어):산화 몰리브덴의 질량비가 2:1이 되도록 공-증착되었고, 이에 의해 홀-주입층(1111)이 제 1 전극(1101) 위에 형성되었다. 두께는 33nm이었다. 공-증착 방법이 복수의 상이한 물질들이 각기 다른 증기 소스들로부터 동시에 증발되는 증착 방법임을 주목해야 한다.
이후, 4-페닐-4'-(9-페닐플루오렌-9-일)트리페닐아민(약어: BPAFLP)이 20nm의 두께로 증착되어, 홀-전달층(1112)이 형성되었다.
다음에, 발광층(1113)(제 1 발광층(1113a) 및 제 2 발광층(1113b))이 홀-전달층(1112) 위에 형성되었다. 발광 소자 1을 위해, 적층된 구조를 갖는 발광층(1113)이 다음과 같이 형성되었다: 2-[3'-(디벤조티오펜-4-일)바이페닐-3-일]디벤조[f,h]퀴녹살린(약어: 2mDBTBPDBq-II), 4-(1-나프틸)-4'-페닐-4''-(9-페닐-9H-카바졸-3-일)트리페닐아민 (약어: PCBBiNB), 및 (아세틸아세토나토)비스(6-터트-부틸-4-페닐피리미디나토)이리디움(III)(약어:[Ir(tBuppm)2(acac)])이 0.8:0.2:0.06인 2mDBTBPDBq-II : PCBBiNB : [Ir(tBuppm)2(acac)]의 질량비로 20nm의 두께로 공-증착되어, 제 1 발광층(1113a)이 형성되었고; [Ir(tBuppm)2(acac)] 대신에 비스(2,3,5-트리페닐피라지나토)(디피발로일메타나토)이리디움(III)(약어: [Ir(tppr)2(dpm)])을 사용하여 0.9:1.0:0.06인 2mDBTBPDBq-II : PCBBiNB : [Ir(tppr)2(dpm)]의 질량비로 20nm의 두께로 추가로 공-증착이 수행되었고, 이에 의해 제 2 발광층(1113b)이 형성되었다.
비교 발광 소자 2를 위해, 2mDBTBPDBq-II, 4-페닐-4'-(9-페닐-9H-카바졸-3-일)트리페닐아민(약어: PCBA1BP), 및 [Ir(tBuppm)2(acac)]가 0.8:0.2:0.06인 2mDBTBPDBq-II : PCBA1BP : [Ir(tBuppm)2(acac)]의 질량비로 20nm의 두께로 공-증착되었고, 이후 추가로 0.9:0.1:0.06인 2mDBTBPDBq-II : PCBA1BP : [Ir(tppr)2(dpm)]의 질량비로 20nm의 두께로 공-증착되었다; 이와 같이 발광층(1113)이 형성되었다.
이후, 2mDBTBPDBq-II가 발광층(1113) 위에 15nm의 두께로 증착되었고 바소페난트롤린(약어: Bphen)이 15nm의 두께로 증착되어, 적층 구조를 갖는 전자-전달층(1114)이 형성되었다. 또한, 리튬 플루오라이드가 전자-전달층(1114) 위에 1nm의 두께로 증착되었고, 이에 의해 전자-주입층(1115)이 형성되었다.
최종적으로, 알루미늄이 음극으로 작용하는 제 2 전극(1103)을 형성하기 위하여 전자-주입층(1115) 위에 200nm의 두께로 증착되었다; 이와 같이 발광 소자 1과 비교 발광 소자 2가 얻어졌다. 위의 증착 공정에서, 증착은 모두 저항 가열 방법에 의해 수행되었음을 주목해야 한다.
상술된 방식에서, 발광 소자 1과 비교 발광 소자 2가 얻어졌다. 표 1은 발광 소자 1(소자 1)과 비교 발광 소자 2(기준 소자 2)의 소자 구조들을 도시한다.
Figure 112020114853019-pat00003
제작된 발광 소자 1과 비교 발광 소자 2는 공기에 노출되지 않도록 질소 분위기를 함유하는 글로브 박스 내에 밀봉되었다(특히, 밀봉제가 소자들의 외측 에지들에 도포되었고, 밀봉시 1시간 동안 80℃로 열처리가 수행되었다).
《 발광 소자 1과 비교 발광 소자 2의 동작 특성들 》
제작된 발광 소자 1과 비교 발광 소자 2의 동작 특성들이 측정되었다. 측정이 상온(25℃로 유지된 분위기 내에서)에서 수행되었음을 주목해야 한다.
도 10은 발광 소자 1과 비교 발광 소자 2의 전류 밀도 대 휘도의 특성들을 도시한다. 도 10에서, 수직축은 휘도(cd/㎡)를 나타내고, 수평축은 전류 밀도(mA/㎠)를 나타낸다. 도 11은 발광 소자 1과 비교 발광 소자 2의 전압 대 휘도의 특성들을 도시한다. 도 11에서, 수직축은 휘도(cd/㎡)를 나타내고, 수평축은 전압(V)을 나타낸다. 도 12는 발광 소자 1과 비교 발광 소자 2의 휘도 대 전류 효율의 특성들을 도시한다. 도 12에서, 수직축은 전류 효율(cd/A)을 나타내고, 수평축은 휘도(cd/㎡)를 나타낸다. 도 13은 발광 소자 1과 비교 발광 소자 2의 전압 대 전류의 특성들을 도시한다. 도 13에서, 수직축은 전류(mA)를 나타내고, 수평축은 전압(V)을 나타낸다.
도 10, 도 11, 도 12 및 도 13의 결과들은, 본 발명의 일 실시예의 발광 소자 1과 비교 발광 소자 2가 양호한 특성들을 나타내고(아래에 주어진 표 2 참조), 발광 소자 1의 발광층 내에서, [Ir(tBuppm)2(acac)]의 T1 준위보다 낮은 T1 준위를 갖는 PCBBiNB가 호스트 재료로 사용되고, [Ir(tBuppm)2(acac)]이 게스트 재료로 사용되고, 동시에 비교 발광 소자 2의 발광층 내에서 [Ir(tBuppm)2(acac)]의 T1 준위보다 높은 T1 준위를 갖는 PCBA1BP가 호스트 재료로 사용될지라도, 이들 사이에 큰 차이가 관측되지 않음을 나타낸다.
표 2는 대략 1000 cd/㎡의 휘도에서 발광 소자 1과 비교 발광 소자 2의 주 특성들의 초기 특성값들을 도시한다.
Figure 112020114853019-pat00004
표 2의 상기 결과들은 또한 본 예에서 제작된 발광 소자 1과 비교 발광 소자 2의 각각이 높은 양자 효율을 갖는 것을 나타낸다.
도 14는 0.1mA의 전류가 이들 발광 소자들 내에서 흐를 때 얻어지는 발광 소자 1과 비교 발광 소자 2의 발광 스펙트럼을 도시한다. 도 14에 도시된 바와 같이, 발광 소자 1의 발광 스펙트럼은 546nm 및 620nm에서 피크를 갖고, 이들은 발광층(1113)에 함유된 [Ir(tBuppm)2(acac)] 및 [Ir(tppr)2(dpm)]의 발광으로부터 각각 유도된 것으로 확인된다. 비교 발광 소자 2는 또한 [Ir(tBuppm)2(acac)] 및 [Ir(tppr)2(dpm)]의 발광으로부터 유도된 피크들을 갖지만, 546nm에서의 발광 강도는 발광 소자 1의 것보다 낮다. 이것은 아마도 발광 영역들이 발광 소자들을 위해 사용된 재료들에 따라 다르기 때문일 것이다.
다음에, 발광 소자 1과 비교 발광 소자 2의 신뢰도 시험들이 수행되었다. 도 15는 신뢰도 시험들의 결과들을 도시한다. 도 15에서, 수직축은 100%의 초기 휘도에 대해 정규화된 휘도(%)를 나타내고, 수평축은 소자들의 구동 시간(h)을 나타낸다. 신뢰도 시험들에 있어서, 발광 소자 1과 비교 발광 소자 2는 초기 휘도가 5000 cd/㎡이었고, 전류 밀도가 일정한 상태 하에서 구동되었음을 주목해야 한다. 결과적으로, 100시간의 구동 이후 발광 소자 1의 휘도는 초기 휘도의 대략 85%이었다; 따라서 발광 소자 1은 비교 발광 소자 2의 휘도보다 밝은 휘도를 유지하였다.
위의 신뢰도 시험들은 본 발명의 일 실시예의 발광 소자 1이 높은 신뢰도 및 긴 수명을 가짐을 나타낸다.
[ 예 2 ]
본 예에서, 유기막(두께: 50nm)이 석영 기판들 사이에 제공된 수 개의 시료들이 제작되었고, 각 시료의 수명(τ1,τ2)[㎲]이 측정되었다. 유기막은, 예 1에서 발광 소자 1 또는 비교 발광 소자 2의 발광층에 함유된 2mDBTBPDBq-II(호스트 재료), PCBBiNB 또는 PCBA1BP(호스트 재료), 및 [Ir(tBuppm)2(acac)](게스트 재료)를 사용하여 형성되었다. 이들 재료들의 조성 및 질량비는 시료들 사이에서 상이하게 형성되었다.
유기막 내에서의 질량비는, 2mDBTBPDBq-II : PCBBiNB(또는 PCBA1BP) : [Ir(tBuppm)2(acac)] = 1-X : X : 0.06이었다. 표 3은 시료들의 성분들 및 발광 수명들을 도시한다.
Figure 112020114853019-pat00005
측정은, N2 가스 레이저(Laser Technik Berlin에 의해 제작된 MSG 800, λ=337nm, 펄스폭 < 500ps, 반복율 = 10Hz)와 함께 스트릭 카메라(Hamamatsu Photonics K.K에 의해 제작된 C4334)를 사용하여 수행되었다. 구멍 크기는 100㎛로 설정되었고, 측정 시간은 0 ㎲ 내지 20㎲의 범위로 설정되었다. 도 16은 측정 결과들을 도시한다. 여기에서, τ1 및 τ2의 각각은 수학식 1에 따라 나누어지는 감쇠 성분들의 수명들이다. 표 3으로부터, 시료 2 내지 시료 4가 다성분(2개의 성분들) 감쇠 곡선을 제공하는 것으로 추정될 수 있다.
도 16에 도시된 데이터의 분석은 게스트 재료로서 작용하는 [Ir(tBuppm)2(acac)]의 T1 준위보다 높은 T1 준위를 갖는 PCBA1BP가 호스트 재료로 사용되는 시료 5(PCBA1BP : 50%)의 경우, 오로지 단일 감쇠 성분이 관찰된다는 것을 나타낸다. 다른 한 편으로, 게스트 재료로서 작용하는 [Ir(tBuppm)2(acac)]의 T1 준위보다 낮은 T1 준위를 갖는 PCBBiNB가 호스트 재료로 사용되는 시료 2(PCBBiNB : 20%), 시료 3(PCBBiNB : 50%), 및 시료 4(PCBBiNB : 100%)의 경우, 2개의 감쇠 성분들(제 1 감쇠 성분 및 제 2 감쇠 성분)이 관찰되고, 초기 발광 강도가 초기값들의 1/100로 감쇠하는데 필요한 시간인 이들의 수명들은 15㎲이하이다. 또한, 시료들 2 내지 4의 각각에서 제 1 감쇠 성분의 발광 수명(τ1 )이 시료 5에서의 것보다 짧고, PCBBiNB의 가장 높은 비율을 갖는 시료 4에서의 제 2 감쇠 성분의 발광 수명(τ2 )이 시료들 2 내지 4 중에서 가장 긴 것으로 밝혀졌다. 제 2 성분은 호스트 재료로부터 게스트 재료로의 에너지 이동을 통해 발광 과정이 기여하는 것으로 고려된다.
따라서, 본 발명의 일 실시예의 발광 소자의 특징들은 게스트 재료와 게스트 재료의 T1 준위보다 낮은 T1 준위를 갖는 호스트 재료를 포함하는 발광층이 포함되고, 발광층으로부터의 발광이 도 16에 도시된 바와 같이 다성분 감쇠 곡선을 보인다는 점들이다.
본 출원은 2013년 3월 26일에 일본 특허청에 출원된, 일본 특허 출원 제2013-063634호에 기초하여, 그 전체 내용들은 본 명세서에 참조로서 통합된다.
11: 호스트 재료 12: 제 1 게스트 재료
101: 양극 102: 음극
103: EL 층 104: 발광층
105: 제 1 유기 화합물 (호스트 재료로 작용 )
106: 제 2 유기 화합물 (제 1 게스트 재료로 작용 )
107: 제 3 유기 화합물 (제 2 게스트 재료로 작용 )
201: 제 1 전극 202: 제 2 전극
203: EL 층 204: 홀-주입 층
205: 홀-전달 층 206: 발광층
207: 전자-전달 층 208: 전자-주입 층
209: 제 1 유기 화합물 (호스트 재료로 작용 )
210: 제 2 유기 화합물 (제 1 게스트 재료로 작용 )
211: 제 3 유기 화합물 (제 2 게스트 재료로 작용 )
301: 제 1 전극 302(1): 제 1 EL 층
302(2): 제 2 EL 층 304: 제 2 전극
305: 전하-생성 층 305(1): 제 1 전하-생성 층
305(2): 제 2 전하-생성 층 501: 소자 기판
502: 픽셀부 503: 구동기 회로부(소스 라인 구동기 회로)
504a, 504b: 구동기 회로부(게이트 라인 구동기 회로)
505: 밀봉제 506: 밀봉 기판
507: 배선 508: FPC(가요성 프린트 회로)
509: n-채널 FET 510: p-채널 FET
511: 스위칭 FET 512: 전류 제어 FET
513: 제 1 전극(양극) 514: 절연체
515: EL 층 516: 제 2 전극 (음극)
517: 발광소자 518: 소자 층
1100: 기판 1101: 제 1 전극
1102: EL 층 1103: 제 2 전극
1111: 홀-주입 층 1112: 홀-전달 층
1113: 발광층 1113a: 제 1 발광층
1113b: 제 2 발광층 1114: 전자-전달 층
1115: 공간 7100: 텔레비전 장치
7101: 하우징 7103: 디스플레이부
7105: 스탠드 7107: 디스플레이부
7109: 조작키 7110: 리모컨
7201: 주 몸체 7202: 하우징
7203: 디스플레이 부 7204: 키보드
7205: 외부 연결 포트 7206: 포인팅 장치
7301: 하우징 7302: 하우징
7303: 연결부 7304: 디스플레이부
7305: 디스플레이부 7306: 스피커부
7307: 기록매체 삽입부 7308: LED 램프
7309: 조작키 7310: 연결 단자
7311: 센서 7312: 마이크
7400: 모바일폰 장치 7401: 하우징
7402: 디스플레이부 7403: 조작 버튼
7404: 외부 연결 포트 7405: 스피커
7406: 마이크 8001: 조명 장치
8002: 조명 장치 8003: 조명 장치
8004: 조명 장치 9033: 걸쇠
9034: 디스플레이 모드 스위치 9035: 전원 스위치
9036: 전력 절감 스위치 9038: 조작 스위치
9630: 하우징 9631: 디스플레이부
9631a: 디스플레이부 9631b: 디스플레이부
9632a: 터치 패널 영역 9632b: 터치 패널 영역
9633: 태양 전지 9634: 충/방전 제어 회로
9635: 전지 9636: DC-DC 컨버터
9637: 조작키 9638: 컨버터
9639: 버튼

Claims (14)

  1. 발광 장치에 있어서:
    제 1 전극;
    제 1 발광층으로서, 제 1 유기 화합물, 제 2 유기 화합물, 및 제 3 유기 화합물을 포함하는, 상기 제 1 발광층;
    제 2 발광층; 및
    제 2 전극을 포함하고,
    상기 제 1 발광층 및 상기 제 2 발광층은 상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극 사이에 개재되고,
    상기 제 1 유기 화합물의 T1 준위는 상기 제 2 유기 화합물의 T1 준위보다 낮고 상기 제 3 유기 화합물의 T1 준위보다 높고,
    상기 제 2 유기 화합물로부터의 발광의 수명은 5㎲ec 이상 15㎲ec 이하이고, 상기 수명은 상기 제 2 유기 화합물로부터의 상기 발광이 강도에서 발광의 초기값의 1/100로 감소하는 데 필요한 시간이고,
    상기 제 2 발광층으로부터의 발광색은 상기 제 1 발광층으로부터의 발광색과 상이한, 발광 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 발광층으로부터의 상기 발광색 및 상기 제 2 발광층으로부터의 상기 발광색은 상기 발광 장치로부터 백색 광을 방출하도록 보색 관계에 있는, 발광 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 발광층과 상기 제 2 발광층 사이의 전하 생성층을 더 포함하는, 발광 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 발광층으로부터의 발광은 상기 제 2 유기 화합물과 상기 제 3 유기 화합물 양쪽에서 유래하는, 발광 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 발광층은 제 4 유기 화합물을 포함하고,
    상기 제 1 유기 화합물은 홀-전달 특성을 갖고,
    상기 제 4 유기 화합물은 전자-전달 특성을 갖고,
    상기 제 4 유기 화합물의 T1 준위는 상기 제 1 유기 화합물의 상기 T1 준위보다 낮고, 상기 제 2 유기 화합물의 상기 T1 준위보다 낮고 상기 제 3 유기 화합물의 상기 T1 준위보다 높은, 발광 장치.
  6. 발광 장치에 있어서:
    제 1 전극;
    상기 제 1 전극 위의 발광층으로서, 제 1 유기 화합물, 제 2 유기 화합물, 및 제 3 유기 화합물을 포함하는, 상기 발광층; 및
    상기 발광층 위의 제 2 전극을 포함하고,
    상기 제 1 유기 화합물의 T1 준위는 상기 제 2 유기 화합물의 T1 준위보다 낮고 상기 제 3 유기 화합물의 T1 준위보다 높고,
    상기 제 2 유기 화합물로부터의 발광의 수명은 5㎲ec 이상 15㎲ec 이하이고, 상기 수명은 상기 제 2 유기 화합물로부터의 상기 발광이 강도에서 발광의 초기값의 1/100로 감소하는 데 필요한 시간인, 발광 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 발광층으로부터의 발광은 상기 제 2 유기 화합물과 상기 제 3 유기 화합물 양쪽에서 유래하는, 발광 장치.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 발광층은 제 4 유기 화합물을 포함하고,
    상기 제 1 유기 화합물은 홀-전달 특성을 갖고,
    상기 제 4 유기 화합물은 전자-전달 특성을 갖고,
    상기 제 4 유기 화합물의 T1 준위는 상기 제 1 유기 화합물의 상기 T1 준위보다 낮고, 상기 제 2 유기 화합물의 상기 T1 준위보다 낮고 상기 제 3 유기 화합물의 상기 T1 준위보다 높은, 발광 장치.
  9. 제 1 항 또는 제 6 항에 있어서,
    상기 제 1 유기 화합물과 상기 제 2 유기 화합물 사이의 T1 준위의 차이는 0eV보다 크고 0.2eV 이하인, 발광 장치.
  10. 제 1 항 또는 제 6 항에 있어서,
    상기 제 2 유기 화합물의 발광성 천이의 속도 상수는 5×105sec-1보다 큰, 발광 장치.
  11. 제 1 항 또는 제 6 항에 있어서,
    상기 제 1 유기 화합물의 비발광성 천이의 속도 상수는 1×102sec-1보다 작은, 발광 장치.
  12. 제 1 항 또는 제 6 항에 있어서,
    상기 제 1 유기 화합물은 카바졸 골격을 갖는 화합물, 폴리아졸 골격을 갖는 화합물, 퀴녹살린 골격을 갖는 화합물, 디벤조퀴녹살린 골격을 갖는 화합물, 디아진 골격을 갖는 화합물, 및 피리딘 골격을 갖는 화합물로부터 선택되는, 발광 장치.
  13. 제 1 항 또는 제 6 항에 있어서,
    상기 제 2 유기 화합물로부터의 상기 발광의 상기 수명은 10㎲ec 이하인, 발광 장치.
  14. 제 1 항 또는 제 6 항에 있어서,
    상기 제 2 유기 화합물은 유기 금속 화합물이고,
    상기 제 3 유기 화합물은 유기 금속 화합물인, 발광 장치.
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