KR20070059838A - 백색 유기 전계 발광 소자 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 백색 유기 전계 발광 소자에 관한 것으로, 본 백색 유기 전계 발광 소자는 기판상에 형성되는 제1 전극; 상기 제1 전극 상에 형성되는 정공 수송층; 상기 정공 수송층 상에 형성되는 발광층; 상기 발광층 상에 형성되는 전자 수송층; 및 상기 정공 수송층, 상기 발광층 및 상기 전자 수송층 중 적어도 하나에 형성되며, 상기 발광층으로부터의 에너지 전이에 의해 녹색 또는 적색으로 발광하는 발광 보조층을 포함한다. 이에 따라, 적색, 녹색 및 청색을 발광하는 효율이 높고, 색 재현율이 우수하고, 연색 지수(물체를 얼마나 잘 비춰주느냐를 평가하는 지수)가 높은 백색 유기 전계 발광 소자를 제공할 수 있다.
발광층, 발광 보조층, 백색 발광
Description
도 1은 본 발명의 일 실시에 따른 백색 유기 전계 발광 소자의 개략적 측단면도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 백색 유기 전계 발광 소자의 개략적 측단면도이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 백색 유기 전계 발광 소자의 개략적 측단면도이다.
도 4는 본 발명에 따라 제조된 백색 유기 전계 발광 소자의 발광 스펙트럼이다.
* 주요 구성 요소에 대한 도면 부호*
100, 200, 300: 백색 유기 전계 발광 소자
110: 기판 120: 제1 전극
130: 정공 주입층 140: 정공 수송층
150: 발광 보조층 160, 160a, 160b: 발광층
170: 전자 수송층 180: 전자 주입층
190: 제2 전극
본 발명은 백색 유기 전계 발광소자에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 간단한 공정을 이용하여 색순도를 개선시켜 효율을 향상시킨 백색 유기 전계 발광 소자에 관한 것이다.
최근 디스플레이 산업은 박막을 이용한 소형 경량화 및 박막화를 추구할 뿐 아니라 고해상도를 요구하며 발전하고 있다. 이러한 요구에 발맞추어 차세대 디스플레이의 구현을 위해서, 현존하는 소자 제작 기술 중에 유기 전계 발광 소자 기술이 주목을 받고 있으며, 이에 대한 연구가 집중적으로 이루어지고 있다.
통상적으로, 유기 전계 발광 소자는 기판상에 제1 전극, 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층, 절연층 및 제2 전극을 차례로 고진공 하에서 적층하여 형성되며, 제1 및 제2 전극은 투명 전극 또는 금속전극으로 이루어질 수 있다. 이처럼 구성된 유기 전계 발광 소자의 양전극에 (+)전극과 (-)전극을 각각 연결하면, 제1 전극으로부터의 정공이 정공 수송층을 통해 발광층으로 공급되고, 제2 전극으로부터의 전자가 전자 수송층을 통해 발광층으로 공급되어, 발광층에서 결합함으로써 발광하게 된다. 전술한 구성의 유기 전계 발광 소자는 응답속도가 빠르고, 저 전압구동으로 자기 발광형이기 때문에 배면광(back light)이 필요 없어, 경량 박형이 가능할 뿐 아니라, 휘도가 뛰어나며 시야각 의존성이 없는 등 여러 가지 장점이 있다.
유기 전계 발광 소자를 이용하여 풀칼라 디스플레이를 제조하는 방법에는 백색 유기 전계 발광 소자의 백색광과 적색, 녹색 및 청색광을 필터링해 주는 컬러 필터를 사용하는 방법이 있다. 이 방법은 효율은 떨어지지만 대면적 양산에 있어서 높은 생산성을 갖는다는 장점이 있다.
백색 발광 특성을 갖는 백색 유기 전계 발광 소자를 제작하기 위해서는 빛의 삼원색인 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 발광 특성을 갖는 발광물질들을 적층하거나, 서로 보색 관계를 갖는 발광물질들을 적층하는 방법이 있으며, 이에 따라 백색 유기 전계 발광 소자는 삼 파장 백색 유기 전계 발광 소자와 이 파장 백색 유기 전계 발광 소자로 분류할 수 있다.
구체적으로, 삼 파장 백색 유기 전계 발광 소자는 기판상에 형성되는 양극, 발광층 및 음극이 적층된 구조로, 상기 발광층은 적색, 녹색 및 청색 발광 물질로 이루어진다. 삼원색의 발광 물질을 사용하는 삼 파장 백색 유기 전계 발광 소자는 색 순도는 우수하지만, 적색, 녹색, 청색 발광 물질이 적층되기 때문에 인가되는 전류나 시간에 따른 에너지 전위에 의해 색 안정성이 변화한다는 단점이 있다. 이에 따라, 발광 물질들 사이에 정공 장벽층을 삽입하면 색 안정성을 높일 수 있으나, 이 경우 구조가 복잡해서 제작이 용이하기 않고 효율이 떨어진다.
삼 파장을 얻기 위한 또 다른 방법으로는 청색 유기 전계 발광 소자의 외부에 청색으로부터의 에너지 전이에 의해 녹색 또는 적색을 얻을 수 있는 형광체를 적용하는 것이다. 상기 방법은 고 효율의 청색 유기 전계 발광 소자가 있으면 고 효율의 백색 유기 전계 발광 소자를 얻을 수 있다는 장점이 있으나, 새로운 구성 요소가 추가(형광체를 포함함)되어야 한다는 번거로움이 있다.
이 파장 백색 유기 전계 발광 소자는 기판 상에 양극, 발광층, 및 음극이 적층된 구조로, 상기 발광층이 보색 관계를 갖는 발광 물질(예를 들면, 하늘색과 적색 또는 청색과 오렌지색 등의 조합)로 이루어진다. 이에 따라, 이 파장 백색 유기 전계 발광 소자는 삼 파장 백색 유기 전계 발광 소자에 비해 제작이 용이하고 효율이 높다. 그러나, 이 파장 백색 유기 전계 발광 소자는 녹색의 발광 특성이 적색 및 청색에 비해 낮기 때문에 색 재현성이 좋지 않으며, 이에 의해, 높은 색순도 및 색 재현성을 요구하는 응용 분야(예를 들면, 평판 표시 장치와 같은 디스플레이, 조명 등)에 적용하는 것이 용이하지 않다는 단점을 갖는다.
본 발명은 전술한 문제점들을 해결하기 위해 고안된 발명으로, 본 발명의 목적은 에너지 전이에 의해 녹색 또는 적색을 얻을 수 있는 형광체를 이용함으로써, 효율을 향상시키고, 우수한 색 재현율을 가지며 높은 연색 지수를 갖는 백색 유기 전계 발광 소자를 제공하는 것이다.
전술한 목적을 달성하기 위한, 본 발명의 일 측면에 따르면, 본 백색 유기 전계 발광 소자는 기판상에 형성되는 제1 전극; 상기 제1 전극 상에 형성되는 정공 수송층; 상기 정공 수송층 상에 형성되는 발광층; 상기 발광층 상에 형성되는 전자 수송층; 및 상기 정공 수송층, 상기 발광층 및 상기 전자 수송층 중 적어도 하나에 형성되며, 상기 발광층으로부터의 에너지 전이에 의해 녹색 또는 적색으로 발광하는 발광 보조층을 포함한다.
바람직하게, 상기 발광층은 적색 발광층 또는 녹색 발광층과 청색 발광층을 포함하는 복수 층으로 이루어지거나, 적색 발광 물질 또는 녹색 발광 물질과 청색 발광 물질을 포함하는 단일 층으로 이루어진다. 상기 청색 발광층과 상기 청색 발광 물질은 2.5 내지 3.5eV 사이의 밴드 갭을 가지는 물질로 이루어진다. 상기 청색 발광 가능 물질로는 DPVBi, NPB 및 perylene 등을 사용할 수 있다. 상기 적색 발광층과 상기 적색 발광 물질은 1.7 내지 2.2eV 사이의 밴드 갭을 가지는 물질로 이루어진다. 상기 적색 발광 물질로는 DCM, DCJTB 및 DADB 등을 사용할 수 있다. 상기 녹색 발광층과 상기 녹색 발광 물질은 2.0 내지 2.7eV 사이의 밴드 갭을 가지는 물질로 이루어진다. 상기 녹색 발광 가능 물질로는 Coumarin, C545T 등을 사용할 수 있다.
상기 발광 보조층의 도펀트 농도는 0.1 ~ 10 wt %이다. 상기 발광층이 청색과 적색으로 발광하는 경우, 상기 발광 보조층에는 2.0 내지 3.0 eV 사이의 밴드 갭을 가지는 녹색 형광체 또는 인광체를 포함하는 도펀트가 주입된다. 상기 발광층이 청색과 녹색으로 발광하는 경우, 상기 발광 보조층에는 1.7 내지 2.2 eV 사이의 밴드 갭을 가지는 적색 형광체 또는 인공체를 포함하는 도펀트가 주입된다. 상기 발광 보조층에 주입되는 호스트는 상기 정공 수송층 또는 상기 발광층의 청색 발광에 사용되는 호스트 물질을 이용할 수 있다. 상기 발광 보조층은 1 ~ 100㎚ 두께이다. 상기 발광 보조층은 상기 발광층의 하부 영역 및 상부 영역 중 적어도 일 영역에 형성된다.
상기 백색 유기 전계 발광 소자는 상기 전자 수송층과 상기 발광층 사이에 상기 발광층보다 높은 HOMO 에너지 레벨을 가지는 정공 장벽층을 더 포함할 수 있다. 또한, 백색 유기 전계 발광 소자는 상기 제1 전극 상에 형성되는 정공 주입층과, 상기 전자 수송층 상에 형성되는 전자 주입층을 더 포함할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 실시 예를 도시한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 백색 유기 전계 발광 소자를 구체적으로 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 백색 유기 전계 발광 소자의 개략적 측단면도이다. 도 1을 참조하면, 본 백색 유기 전계 발광 소자(100)는 기판(110), 제1 전극(120), 정공 주입층(130), 정공 수송층(140), 발광 보조층(150), 발광층(160), 전자 수송층(170), 전자 주입층(180) 및 제2 전극(190)을 포함한다.
본 발명에 따른 백색 유기 전계 발광 소자의 제조하기 위해서는, 우선, 기판(110)을 준비한다. 기판(110)은 투명성을 갖는 유리, 석영 또는 플럭서블 가능한 패널(예를 들면, 플라스틱, 금속 박막) 등을 이용한다. 다음, 기판(110) 상에는 제1 전극(120)이 형성된다. 본 제1 전극(120)은 음극(anode)이며, 기판(110) 상에 형성된 제1 전극(120)은 발광 형태(전면, 배면, 양면 발광)에 따라 여러 가지 전극 물질(투명 전극, 금속 전극)을 사용하여 형성할 수 있다. 본 실시 예에서의 제1 전극(120)은 양면 발광을 위해, ITO(Indium Tine Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide) 등과 같이 투명성을 가지며, 전도성 및 일 함수가 높은 물질을 이용한다. 제1 전극(120)을 형성하기 위해, 투명성을 갖는 전극물질을 기판(110) 상에 증착하는 단계와, 패터닝하는 단계를 수행한다. 또한, 전면 발광을 위해, 상기 제1 전극(120)은 반사성이 있는 도전 물질로 제조될 수 있다.
다음, 제1 전극(120) 상에는 정공 주입층(Hole injection layer, 130)이 형성된다. 정공 주입층(130)은 정공의 주입을 돕는 물질(예를 들어, 2-TNATA, MTDATA, CuPc, PEDOT: PSS 등)을 이용하여 형성하며, 상기 정공 주입층(130)은 제1 전극(120)으로부터의 정공이 용이하게 주입되도록 10㎚ ~ 50㎚의 두께로 형성한다. 정공 주입층(130) 상에는 정공의 이동도가 좋으며 정공의 수송을 용이하게 하는 정공 수송층(Hole transport layer, 140)이 형성된다. 정공 수송층(140)은 정공의 이동도가 좋은 물질인 TPD(N, N'-diphenyl-N, N'-bis-(3-methyl phenyl)-1, 1'-biphenyl-4,4'-diamine) 또는 NPB(4, 4'-bis[N-(1-naphthyl-1-)-N- phenyl-amino]-biphenyl) 등을 이용하여 형성한다. 정공 수송층(140)은 10㎚ ~ 100㎚의 두께로 형성한다.
도 1을 참조하면, 정공 수송층(140) 상에는 발광 보조층(150)이 형성된다. 발광 보조층(150)은 발광층(160)으로부터 에너지 전이에 의해 녹색 또는 적색 발광을 얻을 수 있다. 예를 들면, 발광 보조층(150)은 청색 발광을 에너지 전이에 의해 녹색 발광으로 바꿀 수 있다. 발광 보조층(150)은 정공 수송층(140) 또는 발광층(160)의 호스트 물질 또는 전자 수송층(170)의 호스트 물질을 이용하고, 에너지 전이에 의해 녹색 또는 적색 발광을 나타내는 발광체(형광 또는 인광체)를 도펀트로 이용한다. 발광 보조층(150)은 발광층(160)에서 나타나지 않는 색상을 얻을 수 있도록, 발광층(160)이 청색과 적색으로 발광하는 경우, 녹색 형광체 또는 인광체를 포함하며, 발광층(160)이 청색과 녹색으로 발광하는 경우, 적색 형광체 또는 인광체를 포함한다.
이때 녹색 또는 적색 발광체(형광 또는 인광체)의 도핑농도는 0.1 ~ 10%이다. 발광 보조층(150)의 두께는 상기 도핑된 발광체의 에너지 전이 정도와 원하는 백색의 색상에 따라 변화할 수 있으며, 1 ~100㎚인 것이 바람직하다. 여기서, 녹색 발광체는 2.0 ~ 3.0 eV의 밴드 갭을 가지며, 적색 발광체는 2.2 ~ 1.7eV 사이의 밴드 갭을 가지는 형광 효율이 높은 물질로 구성하는 것이 바람직하다.
다음, 발광 보조층(150) 상에 형성되는 발광층(160)은 청색과 적색 또는 청색과 녹색으로 발광하는 물질로 구성한다. 발광층(160)은 청색 발광층과 적색 발광층 또는 청색 발광층과 녹색 발광층을 포함하는 두 개의 층으로 구성으로 구성할 수도 있고, 청색 발광물질과 적색 발광 물질 또는 청색 발광물질과 녹색 발광 물질을 조합하여 하나의 층으로 구성할 수도 있다. 발광층(160)은 발광효율을 고려하여 10 ~ 500㎚ 두께로 형성하며, 발광층(160)을 구성하는 상기 발광 물질의 농도는 0.1 ~ 10%인 것이 바람직하다. 상기 청색 발광 물질은 3.5 ~ 2.5eV 사이의 밴드 갭(Band gap)을 가지는 물질(예를 들면, DPVBi, NPB, perylene 등)을 사용할 수 있다. 또한, 적색 발광 물질은 1.7 ~ 2.2eV 사이의 밴드 갭을 가지는 물질(예를 들면, DCM, DCJTB, DADB 등)을 사용할 수 있다. 상기 녹색 발광 물질은 2.0 ~ 2.7eV 사이의 밴드 갭을 가지는 물질(예를 들면, Coumarin, C545T 등)을 사용할 수 있다.
발광층(160) 상에는 발광층(160)으로의 전자 수송을 용이하게 하여 효율적인 전자 수송을 제공할 수 있는 전자 수송층(Electron transport layer; ETL)(170)이 형성된다. 전자 수송층(ETL)(170)은 tris(8-hydroxy quinoline) aluminum(Alq3), 4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline(BPhen)와 같은 전자 이동도가 높은 물질을 이용하여 구성된다. 전자 수송층(170) 상에는 전자 주입층(Electron injection layer; EIL)(180)이 형성된다. 전자 주입층(180)은 제2 전극(190)으로부터의 전자 주입을 용이하게 할 수 있는 물질(예를 들면, 1,3,4-oxadiazole dreivertive(PBD), 4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline(BPhen), Li doped BPhen과 같은 유기박막과 LiF, NaF, AlO, CsF, 와 같은 무기박막 등)을 이용하여 제작할 수 있다.
전자 주입층(180) 상에는 제2 전극(190)이 형성된다. 제2 전극(190)은 음극(cathode)(190)으로 전자 주입층(180) 상부에 사용자가 원하는 형태로 형성될 수 있다. 제2 전극(190) 역시 제1 전극(120)과 마찬가지로 발광 형태(전면 발광, 배면 발광, 양면 발광)에 따라 다양한 재질의 도전 물질을 이용하여 형성할 수 있으며, 예를 들면, Al, Ag, LiAl, Mg/Al, Mg/Ag 등을 이용한다. 제2 전극(190)은 전면 발광을 얻기 위해 1 ~ 50㎚의 반투과형으로도 제작할 수 있다.
전술한 실시 예에서는 발광층(160) 상부에 전자 수송층(170)이 개시되어 있으나, 전자 수송층(170)과 발광층(160) 사이에 상기 발광층(160)보다 높은 HOMO 에너지 레벨을 갖는 정공 장벽층(미도시)을 더 포함할 수 있다. 전술한 실시 예에서는 정공 수송층(140) 상에 발광 보조층(150)이 형성되고 발광 보조층(150) 상에 발 광층(160)이 형성되어 있으나, 이와 달리 발광층(160)을 먼저 형성하고 발광층(160) 상에 발광 보조층(150)을 형성할 수 있으며, 또한, 발광 보조층(150)의 상부 및 하부에 각각 발광층을 형성할 수 있다.
도 2는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 백색 유기 전계 발광 소자의 개략적 측단면도이다. 도 2를 참조하면, 백색 유기 전계 발광 소자(200)는 투명성을 가지는 유리, 석영 또는 플라스틱으로 이루어진 기판(110)을 포함한다. 백색 유기 발광 소자(200)의 기판(110) 상에는 제1 전극(120)이 형성되며, 제1 전극(120) 상에는 정공 주입을 도와주는 정공 주입층(130)이 형성되고, 정공 주입층(130) 상에는 정공 수송층(140)이 형성된다. 정공 수송층(140) 상에는 발광층(160)이 형성되고, 발광층(160) 상에는 발광 보조층(150)이 형성된다. 발광 보조층(150) 상에는 전자 수송층(170)이 형성되고, 전자 수송층(170) 상에는 전자 주입층(180)이 형성되며, 전자 주입층(180) 상에는 제2 전극(190)이 형성된다. 이때, 제1 전극(120)과 제2 전극(190)을 모두 투명성을 갖는 도전 금속으로 형성하는 경우, 양면 발광 가능하며, 제1 전극(120)과 제2 전극(190) 중 어느 하나를 반사 가능한 금속으로 형성하는 경우 전면 발광 또는 배면 발광 가능하다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 백색 유기 전계 발광 소자의 개략적 측단면도이다. 도 3을 참조하면, 백색 유기 전계 발광 소자(300)는 투명성을 가지는 유리, 석영 또는 플라스틱으로 이루어진 기판(110)을 포함한다. 백색 유기 전계 발광 소자(300)의 기판(110) 상에는 제1 전극(120)이 형성되며, 제1 전 극(120) 상에는 정공 주입을 도와주는 정공 주입층(130)이 형성되고, 정공 주입층(130) 상에는 정공 수송층(140)이 형성된다. 정공 수송층(140) 상에는 제1 발광층(160a)이 형성되고, 제1 발광층(160a) 상에는 발광 보조층(150)이 형성된다. 발광 보조층(150) 상에는 제2 발광층(160b)이 형성되고, 제2 발광층(160b)상에는 전자 수송층(170)이 형성되고, 전자 수송층(170) 상에는 전자 주입층(180)이 형성되며, 전자 주입층(180) 상에는 제2 전극(190)이 형성된다.
도 2 및 도 3에 개시된 백색 유기 전계 발광 소자(200, 300)는 도 1에 개시된 백색 유기 전계 발광 소자(100)와 발광 보조층(160, 160a, 160b)의 위치와 발광층(150)의 적층 두께만 상이하게 개시되어 있을 뿐 제작 방법이나 구성 물질 등은 동일하다. 이에 따라, 도 1에 개시된 구성 요소와 동일한 구성요소에 대한 설명은 도 1의 설명을 참조한다. 또한, 본 실시 예들에는 개시되어 있지 않지만, 발광 보조층을 정공 수송층 또는 전자 수송층 내부에 형성할 수 있다.
도 4는 본 발명에 따라 제조된 백색 유기 전계 발광 소자의 발광 스펙트럼이다. 도 4를 참조하면, 본 측정에는 도 1에 개시된 백색 유기 전계 발광 소자(100)를 사용하였다. 본 측정에 사용된 백색 유기 전계 발광 소자(100)는 제1 전극(120)을 ITO로 제2 전극(190)을 Al으로 제작하였다. 다음, 정공 주입층(130)은 2-TNATA 물질로 10㎚ 두께로 제작하고, 정공 수송층(140)은 NPB물질로 10㎚ 두께로 제작하였다. 정공 수송층(140)의 상부에 형성되는 발광 보조층(150)은 정공 수송층 물질인 NPB를 호스트로 하고, 녹색 형광체인 Coumarin을 도펀트로 하여 1nm 두 께로 형성하였으며, 이때, 녹색 형광체의 도핑 농도를 1wt% 로 하였다.
발광 보조층(150) 상에 형성되는 발광층(160)은 청색 발광층과 적색 발광층의 복합층으로 형성하였다. 청색 발광층은 호스트 물질로 DPVBI를 사용하여, 20㎚ 두께로 제조하였으며, 도펀트는 DSA-amine을 사용하였다. 이때, 도펀트는 5 wt%로 도핑하였다. 적색 발광층은 호스트 물질로 Alq를 사용하여 6㎚ 두께로 제조하였으며, 도펀트로는 DCJTB를 1 wt% 도핑하였다. 발광층(160)의 적색 발광층 상부에 형성되는 전자 수송층(170)은 Alq를 30㎚ 두께로 적층하여 제조하였다. 그리고, 전자 수송층(170) 상에 형성되는 전자 주입층(180)은 LiF를 1nm의 두께로 형성하였다.
도 4는 상기와 같은 구조를 갖는 백색 유기 전계 발광 소자(100)를 이용하여, 상온에서 제1 전극(120) 및 제2 전극(190) 사이에 10 ㎃/㎠ 의 전류를 인가한 상태에서 나타나는 발광 특성을 스펙트로미터(미놀타 CS 1000)로 측정한 발광(EL) 스펙트럼 그래프이다. 도 4의 그래프에 나타난 바에 따르면, 청색 발광은 파장이 464㎚일 때 발광 세기가 0.019 W/sr/m2 정도이며, 녹색 발광은 파장이 521㎚일 때 발광 세기가 0.026 W/sr/m2 정도이고, 적색 발광은 파장이 606㎚일 때, 발광 세기가 0.022 W/sr/m2 정도이다. 이때 색 좌표는 (0.34, 0.39)이다. 결과적으로, 본 발명에 따른 백색 유기 전계 발광 소자(100)는 청색 발광 및 적색 발광과 함께 녹색 형광체에 의한 녹색 발광이 나타나는 삼 파장 백색 스펙트럼을 얻을 수 있다.
표 1은 도 4에 이용된 삼 파장 백색 유기 전계 발광 소자의 특성을 나타내는 표이다.
| 휘도(cd/㎡) | 전압(V) | 전류밀도(㎃/㎠) | 외부 양자 효율(%) | 발광 효율(cd/A) | 전력 효율(lm/W) |
| 130 | 5.0 | 1.2 | 5.3 | 11.0 | 7.6 |
| 1,500 | 6.5 | 12.2 | 5.9 | 12.3 | 6.6 |
| 77,000 | 12.0 | 1,170 | 3.2 | 6.6 | 1.9 |
표 1을 참조하면, 양 전극 간에 인가되는 전류에 따라 휘도가 증가하며, 휘도 증가에 따른 발광 효율을 비교하면, 휘도가 130cd/㎡일 때, 발광효율은 11cd/A이고, 1500cd/㎡일 때, 발광효율은 12.3cd/A이며, 77,000cd/㎡일 때, 발광효율은 6.6cd/A이다. 즉, 본 발명에 따른 백색 유기 전계 발광 소자는 삼 파장의 백색 발광이면서도 1500cd/㎡에서 가장 높은 발광 효율(12.3 cd/A)을 나타내고 있다.
도 4 및 표 1의 실험 결과에 따르면, 녹색 또는 적색을 발광할 수 있는 형광체를 발광 보조층으로 백색 유기 전계 발광 소자에 삽입함으로써, 적색, 녹색, 청색을 발광하는 고 효율 백색 유기 전계 발광 소자를 구현할 수 있다. 결과적으로, 이러한 백색 유기 전계 발광 소자를 응용하면, 백색광 백라이트 판 및 컬러 필터를 포함하는 액정 디스플레이, 조명판 등을 용이하게 구현할 수 있다.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 실시 예들을 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
이상, 전술에 따르면, 발광층으로부터의 에너지 전이에 의해 녹색 또는 적색을 얻을 수 있는 형광체를 발광 보조층으로 이용함으로써, 적색, 녹색, 및 청색을 발광하는 효율이 높고, 색 재현율이 우수하고, 높은 연색지수(물체를 얼마나 잘 비춰주느냐를 평가하는 지수)를 갖는 백색 유기 전계 발광 소자를 제공할 수 있다.
더욱이, 상기 백색 유기 전계 발광 소자를 응용하여, 백색광 백라이트 판 및 컬러 필터를 포함하는 액정 디스플레이, 조명판 등을 용이하게 구현할 수 있다.
Claims (17)
- 기판상에 형성되는 제1 전극;상기 제1 전극 상에 형성되는 정공 수송층;상기 정공 수송층 상에 형성되는 발광층;상기 발광층 상에 형성되는 전자 수송층; 및상기 정공 수송층, 상기 발광층 및 상기 전자 수송층 중 적어도 하나에 형성되며, 상기 발광층으로부터의 에너지 전이에 의해 녹색 또는 적색으로 발광하는 발광 보조층을 포함하는 백색 유기 전계 발광 소자.
- 제1항에 있어서,상기 발광층은 청색 발광층과 적색 발광층 또는 녹색 발광층을 포함하는 복수 층으로 이루어진 백색 유기 전계 발광 소자.
- 제1항에 있어서,상기 발광층은 청색 발광 물질과 적색 발광 물질 또는 상기 녹색 발광 물질을 포함하는 단일층으로 이루어진 백색 유기 전계 발광 소자.
- 제2항 또는 제3항에 있어서,상기 청색 발광층과 상기 청색 발광 물질은 2.5 내지 3.5eV 사이의 밴드 갭을 가지는 물질로 이루어지는 백색 유기 전계 발광 소자.
- 제4항에 있어서,상기 물질은 DPVBi, NPB 및 perylene 중 하나인 백색 유기 전계 발광 소자.
- 제2항 또는 제3항에 있어서,상기 적색 발광층과 상기 적색 발광 물질은 1.7 내지 2.2eV 사이의 밴드 갭을 가지는 물질로 이루어지는 백색 유기 전계 발광 소자.
- 제6항에 있어서,상기 물질은 DCM, DCJTB 및 DADB 중 하나인 백색 유기 전계 발광 소자.
- 제2항 또는 제3항에 있어서,상기 녹색 발광층과 상기 녹색 발광 물질은 2.0 내지 2.7eV 사이의 밴드 갭을 가지는 물질로 이루어지는 백색 유기 전계 발광 소자.
- 제8항에 있어서,상기 물질은 Coumarin, C545T 중 하나인 백색 유기 전계 발광 소자.
- 제1항에 있어서,상기 발광 보조층의 도펀트 농도는 0.1 ~ 10 wt %인 백색 유기 전계 발광 소자.
- 제2항 또는 제3항에 있어서,상기 발광층이 청색과 적색으로 발광하는 경우, 상기 발광 보조층에는 2.0 내지 3.0 eV 사이의 밴드 갭을 가지는 녹색 형광체 또는 인광체를 포함하는 도펀트가 주입되는 백색 유기 전계 발광 소자.
- 제2항 또는 제3항에 있어서,상기 발광층이 청색과 녹색으로 발광하는 경우, 상기 발광 보조층에는 1.7 내지 2.2 eV 사이의 밴드 갭을 가지는 적색 형광체 또는 인광체를 포함하는 도펀트가 주입되는 백색 유기 전계 발광 소자.
- 제1항에 있어서,상기 발광 보조층에 주입되는 호스트는 상기 정공 수송층 또는 상기 발광층의 청색 발광에 사용되는 호스트 물질을 이용하는 백색 유기 전계 발광 소자.
- 제1항에 있어서,상기 발광 보조층은 1 ~ 100㎚ 두께인 백색 유기 전계 발광 소자.
- 제1항에 있어서,상기 발광 보조층은 상기 발광층내의 하부 영역 및 상부 영역 중 적어도 일영역에 형성되는 백색 유기 전계 발광 소자.
- 제1항에 있어서,상기 전자 수송층과 상기 발광층 사이에 상기 발광층보다 높은 HOMO 에너지 레벨을 가지는 정공 장벽층을 더 포함하는 백색 유기 전계 발광 소자.
- 제1항에 있어서,상기 제1 전극 상에 형성되는 정공 주입층과, 상기 전자 수송층 상에 형성되는 전자 주입층을 더 포함하는 백색 유기 전계 발광 소자.
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