KR20090029008A - 유기 발광소자 - Google Patents

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KR20090029008A
KR20090029008A KR1020070094213A KR20070094213A KR20090029008A KR 20090029008 A KR20090029008 A KR 20090029008A KR 1020070094213 A KR1020070094213 A KR 1020070094213A KR 20070094213 A KR20070094213 A KR 20070094213A KR 20090029008 A KR20090029008 A KR 20090029008A
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KR
South Korea
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light emitting
injection layer
layer
emitting device
organic light
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KR1020070094213A
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이태우
노태용
권오현
김유진
강성기
최병기
김명숙
신동우
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삼성전자주식회사
삼성모바일디스플레이주식회사
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    • H01L2924/11—Device type
    • H01L2924/12—Passive devices, e.g. 2 terminal devices
    • H01L2924/1204—Optical Diode
    • H01L2924/12044—OLED

Abstract

유기 발광소자가 개시된다. 개시된 유기 발광소자는 서로 이격되게 마련되는 애노드전극 및 캐소드전극; 애노드전극과 캐소드전극 사이에 형성되는 발광층; 상기 캐소드전극과 발광층 사이에 형성되는 것으로, 전자수송물질과 절연성의 유기 금속염(organo metal salt)이 혼합된 물질로 이루어진 전자주입층;을 구비한다.

Description

유기 발광소자{Organic light emitting device}
본 발명은 유기 발광소자에 대한 것으로, 상세하게는 전자 주입(charge injection)을 향상시킴으로써 구동 전압을 낮출 수 있고, 발광 효율을 향상시킬 수 있는 유기 발광소자에 관한 것이다.
일반적으로, 유기 발광소자(OLED; Organic Light Emitting Device)는 애노드전극으로부터 공급되는 홀(hole)과 캐소드전극으로부터 공급되는 전자(electron)가 애노드전극과 캐소드전극 사이에 형성된 유기 발광층 내에서 결합하며 빛을 방출하는 발광소자이다. 이러한 유기발광소자는 우수한 색 재현성, 빠른 응답 속도, 자발광성, 얇은 두께, 높은 명암비, 넓은 시야각, 그리고 저소비전력과 같은 우수한 특성으로 인하여 TV, PC 모니터, 이동통신 단말기, MP3 플레이어 및 자동차 네비게이션 등에 널리 적용될 수 있는 발광소자이다. 한편 상기 유기발광소자는 실내외 조명이나 간판 등으로도 이용이 가능하다.
한편, 유기발광소자에서 발광 효율을 높이기 위해서는 전자와 정공의 주입 및 이동 능력이 좋으면서 발광층 내에 주입된 전자와 정공의 균형(Balance)이 잘 맞아야 한다. 이를 위하여 최근에는 여러 가지 방안이 모색되고 있는 바, 그 대표 적인 것으로 전하 이동도가 크고 전극에 대한 주입 장벽이 낮은 정공주입물질 및 전자주입물질에 대한 개발이 연구되고 있다.
본 발명은 전자 주입을 향상시킬 수 있는 전자주입층을 구비함으로써 구동 전압을 낮출 수 있고, 발광 효율을 향상시킬 수 있는 유기 발광소자를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여,
본 발명의 구현예에 따른 유기 발광소자는,
서로 이격되게 마련되는 애노드전극 및 캐소드전극;
상기 애노드전극과 캐소드전극 사이에 형성되는 발광층;
상기 캐소드전극과 발광층 사이에 형성되는 것으로, 전자수송물질과 절연성의 유기 금속염(organo metal salt)이 혼합된 물질로 이루어진 전자주입층;을 구비한다.
상기 유기 금속염은 에너지 밴드갭(energy band gap)이 4eV 보다 큰 것이 바람직하다. 구체적으로, 상기 유기 금속염은 금속 아세테이트(metal acetate), 금속 벤조에이트(metal benzoate), 금속 아세토아세테이트(metal acetoacetate), 금속 아세틸아세토네이트(metal acetylacetonate) 또는 금속 스테아레이트(stearate)가 될 수 있다.
상기 전자수송물질은 1×106 V/cm의 전기장에서 1×10-4cm2/V.s 이상의 전자 이동도를 가질 수 있다. 구체적으로, 상기 전자수송물질은 Bphen, TPQ1, TPQ2, BeBq2, E3 또는 이들의 유도체가 될 수 있다.
상기 애노드전극과 발광층 사이에는 정공주입층이 형성될 수 있다.
상기 정공 주입층은 금속 산화물, 정공수송물질과 상기 금속 산화물을 혼합한 물질 또는 상기 정공수송물질과 F4-TCNQ(tetrafluorotetracyanoquinodimethane)을 혼합한 물질로 이루어질 수 있다. 이 경우, 상기 정공주입층 상에 유기 정공주입층이 더 형성될 수도 있다. 상기 금속 산화물은 MoO3, V2O5, WO3, SnO2, ZnO, MnO2, CoO2, TiO2 또는 이들의 복합체(composite)가 될 수 있다. 그리고, 상기 정공수송물질은 1×106 V/cm의 전기장에서 1×10-4cm2/V.s 이상의 정공 이동도를 가질 수 있다.
한편, 상기 정공주입층은 유기 화합물로 이루어질 수도 있다.
상기 정공주입층과 발광층 사이에는 정공수송층이 더 형성될 수 있으며, 상기 전자주입층과 발광층 사이에는 전자수송층이 더 형성될 수 있다.
본 발명의 다른 구현예에 따른 유기 발광소자는,
서로 이격되게 마련되는 애노드전극 및 캐소드전극;
상기 애노드전극과 캐소드전극 사이에 순차적으로 형성되는 복수개의 발광 유닛;을 구비하며,
상기 발광 유닛들 각각은,
순차적으로 적층되는 정공주입층, 발광층 및 전자주입층을 포함하고,
상기 전자주입층은 전자수송물질과 절연성의 유기 금속염(organo metal salt)이 혼합된 물질로 이루어진다.
상기 애노드전극 상에 형성된 정공주입층은 금속 산화물, 정공수송물질과 상기 금속 산화물을 혼합한 물질 또는 상기 정공수송물질과 F4-TCNQ(tetrafluorotetracyanoquinodimethane)을 혼합한 물질로 이루어질 수 있다. 이 경우, 상기 정공주입층 상에 유기 정공주입층이 더 형성될 수 있다.
서로 인접하는 발광 유닛들 사이에 형성되는 전자주입층 및 정공주입층은 각각 n형 도핑층 및 p형 도핑층이 될 수 있다. 이 경우, 상기 정공주입층은 정공수송물질과 금속 산화물을 혼합한 물질 또는 상기 정공수송물질과 F4-TCNQ(tetrafluorotetracyanoquinodimethane)을 혼합한 물질로 이루어질 수 있다.
본 발명에 따른 유기 발광소자에 의하면 전자 주입을 향상시킬 수 있는 전자주입층을 구비함으로써 구동 전압을 낮출 수 있고, 또한 발광 효율을 향상시킬 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 유기발광소자를 상세하게 설명한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭하며, 각 구성요소의 크기는 설명의 명료성을 위하여 과장되어 있을 수 있다. 한편, 이하에서 설명되는 실시예들은 예시적인 것에 불과하며, 이러한 실시예들로부터 다양한 변형이 가능하다. 예를 들면, 한 층이 다른 층의 위에 존재한다고 설명될 때, 그 층은 다른 층에 직접 접하면서 위에 존재할 수도 있고, 그 사이에 제 3의 층이 존재할 수도 있다. 그리고, 유기 발광소자를 구성하는 각 층을 이루는 물질은 예시된 물질과 다른 물질이 사용될 수도 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광소자의 단면을 개략적으로 도시한 것이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광소자는 순차적으로 적층된 애노드전극(100), 발광층(115), 전자주입층(EIL; electron injection layer,118) 및 캐소드전극(130)을 필수 구성요소로 구비한다. 여기서, 상기 애노드전극(100)과 발광층(115) 사이에는 정공주입층(HIL; hole injection layer,112)이 형성될 수 있으며, 상기 정공주입층(112)과 발광층(115) 사이에는 정공수송층(HTL; hole transproting layer,114)이 더 형성될 수 있다. 그리고, 상기 전자주입층(118)과 발광층(115) 사이에는 전자수송층(ETL; electron transporting layer,116)이 더 형성될 수 있다.
상기 애노드전극(100)은 기판(미도시) 상에 형성되며, 이러한 기판으로는 유리 기판 또는 투명한 플라스틱 기판이 사용될 수 있다. 상기 애노드전극(100)은 전도성 및 일함수(work function)가 높은 투명한 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 상기 애노드전극(100)은 배면 발광형 유기발광소자에서는 산화인듐주석(ITO;Indium Tin Oxide), 산화인듐아연(IZO;Indium Zinc Oxide), 산화주석(SnO2)또는 산화아연(ZnO) 등으로 이루어질 수 있다. 한편, 전면 발광형 유기 발광소자에서는 상기 애노드전극(100)은 금속으로 이루어진 반사전극이 될 수 있다. 그리고, 상기 캐소드전극(130)은 낮은 일함수를 가지는 금속이나 합금 또는 전기전도성 화 합물이나 이들의 혼합물로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 상기 캐소드전극(130)은 리튬(Li), 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 알루미늄-리튬(Al-Li), 칼슘(Ca), 마그네슘-인듐(Mg-In) 또는 마그네슘-은(Mg-Ag) 등으로 이루어질 수 있다. 한편, 전면 발광형 유기 발광소자에서는 상기 캐소드전극(130)은 산화인듐주석(ITO) 또는 산화인듐아연(IZO) 등과 같은 투명한 도전성 물질로 이루어질 수 있다.
상기 애노드전극(100)과 캐소드전극(130) 사이에는 애노드전극(100)으로부터 유입된 홀(holes)과 캐소드전극(130)으로부터 유입된 전자(electrons)가 결합하여 빛을 방출하는 발광층(115)이 형성된다. 상기 발광층(115)은 청색, 녹색 또는 적색 발광층이 될 수 있다. 또한, 상기 발광층(115)은 두 개의 보색 발광층 또는 세 개의 청색, 녹색 및 적색 발광층으로 구성된 백색 발광층이 될 수도 있다. 컬러 필터를 이용한 풀 컬러 디스플레이 장치를 구현하기 위해서는 상기 발광층(115)은 순차적으로 적층된 청색, 녹색 및 적색 발광층을 포함하는 백색 발광층인 것이 바람직하다.
상기 발광층(115)을 이루는 각 색상의 발광층들은 호스트 재료에 형광 또는 인광 발광물질을 도펀트로 사용하여 형성될 수 있다. 여기서, 상기 각 색상의 발광층들에 사용되는 호스트 재료는 청색, 녹색 및 적색 발광층 모두에 동일한 것을 사용할 수 있고, 녹색 및 적색 발광층의 호스트 재료는 청색 발광층에 사용되는 호스트 재료와 다른 것을 사용할 수도 있다. 상기 호스트 재료로는 일반적으로 유기 발광 소자에 사용되는 것을 제한 없이 사용할 수 있으며, 예를 들면, ADN(9,10-di-(2-naphthyl) anthracene), TBADN(2-(1,1-dimethyethyl)-9,10-bis(2- naphthalenyl)anthracene), Alq3(tris-(8-hydroxyquinoline) aluminum) 등이 사용될 수 있다.
Figure 112007067158963-PAT00001
ADN
Figure 112007067158963-PAT00002
TBADN
Figure 112007067158963-PAT00003
Alq3
청색 발광층에 사용되는 청색 도펀트로는 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, DPAVBi(4,4'-bis(2,2'-diphenylvinyl)-1,1'-biphenyl), DPAVBi 유도체, 디스티릴아릴렌(distyrylarylene; DSA), 디스티릴아릴렌 유도체, 디스티릴벤젠(distyrylbenzene; DSB), 디스티릴벤젠 유도체, 스피로-DPVBi 및 스피로-6P 등이 사용될 수 있다.
Figure 112007067158963-PAT00004
DPAVBi
녹색 발광층에 사용되는 녹색 도펀트로는 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 쿠마린 6(Coumarin 6), Ir(PPy)3(PPy=2-phenylpyridine) 등이 사용될 수 있다.
Figure 112007067158963-PAT00005
Coumarin 6
그리고, 적색 발광층에 사용되는 적색 도펀트로는 특별히 제한되지 않으며, 예를들면,DCJTB(4-(dicyanomethylene)-2-t-butyl-6-(1,1,7,7-tetramethyljulolidyl-9-enyl)-4H-pyran) 등이 사용될 수 있다.
Figure 112007067158963-PAT00006
DCJTB
상기 발광층(115)과 캐소드전극(130) 사이에는 전자주입층(HIL,118)이 형성 된다. 본 실시예에서, 상기 전자주입층(118)은 전자수송물질과 절연성의 유기 금속염(organo metal salt)이 혼합된 물질로 이루어진다. 이와 같이, 전자주입층(118)이 전자수송물질과 절연성의 유기 금속염(organo metal salt)이 혼합된 물질로 이루어지게 되면 발광층(15) 내로의 전자주입이 향상될 수 있다. 상기 유기 금속염은 에너지 밴드갭(energy band gap)이 대략 4eV 이상의 물질이 될 수 있다. 구체적으로 예를 들면, 상기 유기 금속염은 금속 아세테이트(metal acetate), 금속 벤조에이트(metal benzoate), 금속 아세토아세테이트(metal acetoacetate), 금속 아세틸아세토네이트(metal acetylacetonate) 또는 금속 스테아레이트(stearate)가 될 수 있다. 상기 전자수송물질은 발광층(115) 내로의 전자주입을 보다 향상시키기 위하여 1×106 V/cm의 전기장에서 1×10-4cm2/V.s 이상의 전자 이동도를 가지는 물질이 될 수 있다. 구체적으로 예를 들면, 상기 전자수송물질은 Bphen(4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline), TPQ1(tris-phenylquinoxalines 1,3,5-tris[(3-phenyl-6-trifluoromethyl) quinoxaline-2-yl]benzene), TPQ2(tris-phenylquinoxalines 1,3,5-tris[{3-(4-tert.-butylphenyl)-6-trifluoromethyl} quinoxaline-2-yl]benzene) BeBq2(10-benzo[h]qiunolinol-beryllium), E3(terfluorene) 또는 이들의 유도체가 될 수 있다.
Figure 112007067158963-PAT00007
BPhen
Figure 112007067158963-PAT00008
TPQ1
Figure 112007067158963-PAT00009
BeBq2
Figure 112007067158963-PAT00010
E3
상기 애노드전극(100)과 발광층(115) 사이에는 정공주입층(HIL,112)이 형성될 수 있다. 이러한 정공주입층(112)은 대략 1 ~ 200nm 정도의 두께로 형성될 수 있다. 상기 정공주입층(112)은 발광층(115) 내로의 정공 주입을 향상시키기 위하여 반도체 성질을 가지는 금속 산화물로 이루어질 수 있다. 상기 금속 산화물은 예를 들면, MoO3, V2O5, WO3, SnO2, ZnO, MnO2, CoO2 또는 TiO2 이거나 이들의 복합 체(composite)가 될 수 있다. 또한, 상기 정공주입층(112)은 정공수송물질과 상기한 금속 산화물이 혼합된 물질 또는 정공수송물질과 F4-TCNQ(tetrafluorotetracyanoquinodimethane)이 혼합된 물질 등과 같은 p형 도핑 물질(p-doped material)로 이루어질 수도 있다. 상기 정공수송물질은 특별히 제한되지 않으나, 정공 주입을 보다 향상시키기 위하여 1×106 V/cm의 전기장에서 1×10-4cm2/V.s 이상의 정공 이동도를 가질 수 있다. 예를 들면, 상기 정공수송물질은 트리페닐아민(triphenylamine) 유도체가 될 수 있다. 한편, 상기 정공주입층(112)은 종래와 같이 MTDATA (4,4',4"-tris(3-methylphenylphenylamino)triphenylamine) 등과 같은 유기 화합물로 이루어질 수도 있다.
Figure 112007067158963-PAT00011
MTDATA
상기 정공주입층(112)과 발광층(115) 사이에는 정공 수송을 용이하게 하기 위한 정공수송층(HTL,114)이 더 형성될 수 있다. 상기 정공수송층(114)을 이루는 물질은 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, N-페닐카르바졸, 폴리비닐카르바졸 등의 카르바졸 유도체, TPD(N,N'-비스(3-메틸페닐)-N,N'-디페닐-[1,1-비페닐]-4,4'- 디아민), α-NPD(N,N'-디(나프탈렌-1-일)-N,N'-디페닐 벤지딘) 등과 같은 방향족 축합환을 가지는 통상적인 아민 유도체가 될 수 있다. 한편, 상기 정공수송층(114) 상에는 전자의 유입을 차단하기 위한 전자차단층(EBL; electron blocking layer,미도시)이 더 형성될 수도 있다.
Figure 112007067158963-PAT00012
Figure 112007067158963-PAT00013
그리고, 상기 전자주입층(118)과 발광층(115) 사이에는 전자수송을 용이하게 하기 위한 전자수송층(ETL,116)이 더 형성될 수 있다. 상기 전자수송층(116)을 이루는 물질은 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 옥사졸계 화합물, 이소옥사졸계 화합물, 트리아졸계 화합물, 이소티아졸(isothiazole)계 화합물, 옥사디아졸계 화합물, 티아다아졸(thiadiazole)계 화합물, 페릴렌(perylene)계 화합물, 알루미늄 착물 또는 갈륨 착물 등과 같은 물질로 이루어질 수 있다. 이외에도 Bphen, TPQ1, TPQ2, BeBq2, E3 또는 이들의 유도체 등이 사용될 수 있다. 한편, 상기 전자수송층(116) 상에는 정공의 유입을 차단하기 위한 정공차단층(HBL; hole blocking layer,미도시)이 더 형성될 수도 있다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기 발광소자를 개략적으로 도시한 단면도이다. 이하에서는 전술한 실시예와 다른 점을 중심으로 설명한다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기 발광소자는 서로 이격되게 마련된 애노드전극(200)과 캐소드전극(230) 사이에 제1 및 제2 발광 유닛(210,220)이 순차적으로 적층된 구조를 가지고 있다. 상기 애노드전극(200)과 캐소드전극(230)에 대해서는 전술한 실시예에서 상세하게 설명되었으므로, 이에 대한 설명은 생략한다.
상기 제1 발광유닛(210)은 애노드전극(200) 상에 순차적으로 적층된 제1 정공주입층(212), 제1 정공수송층(214), 제1 발광층(215), 제1 전자수송층(216) 및 제1 전자주입층(218)을 포함한다. 여기서, 상기 제2 발광유닛(220)의 제2 정공주입층(222)과 접하는 상기 제1 전자주입층(218)은 전자수송물질과 절연성의 유기 금속염이 혼합된 물질로 이루어진다. 여기서, 상기 제1 전자주입층(218)은 n형으로 도핑된 물질(n-doped material)로 이루어지게 된다. 상기 유기 금속염은 에너지 밴드갭이 대략 4eV 이상의 물질이 될 수 있다. 구체적으로 예를 들면, 상기 유기 금속염은 금속 아세테이트(metal acetate), 금속 벤조에이트(metal benzoate), 금속 아세토아세테이트(metal acetoacetate), 금속 아세틸아세토네이트(metal acetylacetonate) 또는 금속 스테아레이트(stearate)가 될 수 있다. 상기 전자수송물질은 전자주입을 보다 향상시키기 위하여 1×106 V/cm의 전기장에서 1×10-4cm2/V.s 이상의 전자 이동도를 가지는 물질이 될 수 있다. 구체적으로 예를 들면, 상기 전자수송물질은 Bphen, TPQ1, TPQ2, BeBq2, E3 또는 이들의 유도체가 될 수 있다. 이와 같은 제1 전자주입층(218)은 n형 도핑층(n-doped layer)으로서 후술하는 제2 발광유닛(220)의 p형 도핑층(p-doped layer)인 제2 정공주입층(222)과 결합하여 p-n 접합구조를 형성하게 된다.
상기 애노드 전극(200) 상에 형성되는 제1 정공주입층(212)은 대략 1 ~ 200nm 정도의 두께로 형성될 수 있다. 상기 제1 정공주입층(212)은 반도체 성질을 가지는 금속 산화물로 이루어지거나, 정공수송물질과 금속 산화물이 혼합된 물질 또는 정공수송물질과 F4-TCNQ(tetrafluorotetracyanoquinodimethane)이 혼합된 물질 등과 같은 p형 도핑 물질(p-doped material)로 이루어질 수 있다. 여기서, 상기 정공수송물질은 특별히 제한되지 않으나, 정공 주입을 보다 향상시키기 위하여 1×106 V/cm의 전기장에서 1×10-4cm2/V.s 이상의 정공 이동도를 가질 수 있다. 한편, 상기 제1 정공주입층(212)은 MTDATA (4,4',4"-tris(3-methylphenylphenylamino)triphenylamine) 등과 같은 유기 화합물로 이루어질 수도 있다.
상기 제1 정공수송층(214)을 이루는 물질은 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 카르바졸 유도체, TPD, α-NPD 등과 같은 아민 유도체가 될 수 있다. 상기 제1 발광층(215)은 청색, 녹색 또는 적색 발광층이 될 수 있다. 또한, 상기 제1 발광층(215)은 두 개의 보색 발광층 또는 세 개의 청색, 녹색 및 적색 발광층으로 구성된 백색 발광층이 될 수도 있다. 그리고, 상기 제1 전자수송층(216)을 이루는 물 질은 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 옥사졸계 화합물, 이소옥사졸계 화합물, 트리아졸계 화합물, 이소티아졸(isothiazole)계 화합물, 옥사디아졸계 화합물, 티아다아졸(thiadiazole)계 화합물, 페릴렌(perylene)계 화합물, 알루미늄 착물, 갈륨 착물이 될 수 있으며, 이외에도 Bphen, TPQ1, TPQ2, BeBq2, E3 또는 이들의 유도체 등이 될 수 있다.
상기 제2 발광유닛(220)은 상기 제1 전자주입층(218) 상에 순차적으로 적층된 제2 정공주입층(222), 제2 정공수송층(224), 제2 발광층(225), 제2 전자수송층(226) 및 제2 전자주입층(228)을 포함한다. 여기서, 상기 캐소드전극(230) 상에 형성되는 제2 전자주입층(228)은 제1 전자주입층(218)과 마찬가지로 전자수송물질과 절연성의 유기 금속염이 혼합된 물질로 이루어진다. 상기 유기 금속염은 에너지 밴드갭이 대략 4eV 이상의 물질이 될 수 있다. 예를 들면, 상기 유기 금속염은 금속 아세테이트(metal acetate), 금속 벤조에이트(metal benzoate), 금속 아세토아세테이트(metal acetoacetate), 금속 아세틸아세토네이트(metal acetylacetonate) 또는 금속 스테아레이트(stearate)가 될 수 있다. 상기 전자수송물질은 제2 발광층(225) 내로의 전자주입을 보다 향상시키기 위하여 1×106 V/cm의 전기장에서 1×10-4cm2/V.s 이상의 전자 이동도를 가지는 물질이 될 수 있다. 구체적으로 예를 들면, 상기 전자수송물질은 Bphen, TPQ1, TPQ2, BeBq2, E3 또는 이들의 유도체가 될 수 있다.
상기 제1 발광유닛(220)의 제1 전자주입층(218)과 접하는 상기 제2 정공주입층(222)은 p형 도핑층으로서 n형 도핑층인 제1 전자주입층(218)과 결합하여 p-n 접합구조를 형성하게 된다. 이에 따라, 제1 발광유닛(210)과 제2 발광유닛(220)은 제1 전자주입층(218) 및 제2 정공주입층(222)에 의하여 탠덤(tandom) 구조로 연결될 수 있다. 상기 제2 정공주입층(222)은 정공수송물질과 금속 산화물이 혼합된 물질 또는 정공수송물질과 F4-TCNQ(tetrafluorotetracyanoquinodimethane)이 혼합된 물질 등과 같은 p형 도핑 물질로 이루어질 수도 있다. 상기 금속 산화물은 예를 들면, MoO3, V2O5, WO3, SnO2, ZnO, MnO2, CoO2 또는 TiO2 이거나 이들의 복합체(composite)가 될 수 있다. 그리고, 상기 정공수송물질은 특별히 제한되지 않으나, 정공 주입을 보다 향상시키기 위하여 1×106 V/cm의 전기장에서 1×10-4cm2/V.s 이상의 정공 이동도를 가질 수 있다. 이러한 제2 정공주입층(222)은 대략 1 ~ 200nm 정도의 두께로 형성될 수 있다. 그리고, 상기 제2 정공수송층(224), 제2 발광층(225) 및 제2 전자수송층(226)은 전술한 제1 정공수송층(214), 제1 발광층(215) 및 제1 전자수송층(216)과 동일한 물질로 이루어질 수 있다.
이상에서는 애노드전극(200)과 캐소드전극(230) 사이에 두 개의 발광 유닛(210,220)이 형성되는 경우가 설명되었으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 애노드전극(200)과 캐소드전극(230) 사이에 세 개 이상의 발광유닛이 형성되는 것도 얼마든지 가능하다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유기 발광소자를 개략적으로 도시 한 단면도이다. 이하에서는 전술한 실시예와 다른 점을 중심으로 설명한다. 도 3에 도시된 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유기 발광소자는 무기 화합물로 이루어진 정공주입층(312a) 상에 유기 정공주입층(312b)이 더 형성되는 점을 제외하고는 도 1에 도시된 유기 발광소자와 그 구조가 동일하다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유기 발광소자는 애노드전극(300)과 캐소드전극(330) 사이에 정공주입층(312a), 유기 정공주입층(312b), 정공수송층(314), 발광층(315), 전자수송층(316) 및 전자주입층(318)이 순차적으로 형성되는 구조를 가진다. 상기 애노드전극(300)과 캐소드전극(330) 사이에는 애노드전극(300)으로부터 유입된 홀과 캐소드전극으로부터 유입된 전자가 결합하여 빛을 방출하는 발광층(315)이 형성된다. 상기 발광층(315)은 청색, 녹색 또는 적색 발광층이 될 수 있다. 또한, 상기 발광층(315)은 두 개의 보색 발광층 또는 세 개의 청색, 녹색 및 적색 발광층으로 구성된 백색 발광층이 될 수도 있다.
상기 발광층(315)과 캐소드전극(330) 사이에는 전자주입층(318)이 형성된다. 상기 전자주입층(318)은 전자수송물질과 절연성의 유기 금속염이 혼합된 물질로 이루어진다. 상기 유기 금속염은 에너지 밴드갭이 대략 4eV 이상의 물질이 될 수 있다. 구체적으로 예를 들면, 상기 유기 금속염은 금속 아세테이트(metal acetate), 금속 벤조에이트(metal benzoate), 금속 아세토아세테이트(metal acetoacetate), 금속 아세틸아세토네이트(metal acetylacetonate) 또는 금속 스테아레이트(stearate)가 될 수 있다. 상기 전자수송물질은 전자주입을 보다 향상시키기 위 하여 1×106 V/cm의 전기장에서 1×10-4cm2/V.s 이상의 전자 이동도를 가지는 물질이 될 수 있다. 구체적으로 예를 들면, 상기 전자수송물질은 Bphen, TPQ1, TPQ2, BeBq2, E3 또는 이들의 유도체가 될 수 있다.
상기 애노드전극(300)과 발광층(315) 사이에는 정공주입층(HIL,312a)이 형성될 수 있다. 이러한 정공주입층(312a)은 상기 애노드전극(300) 상에 대략 1 ~ 200nm 정도의 두께로 형성될 수 있다. 여기서, 상기 정공주입층(312a)은 반도체 성질을 가지는 금속 산화물로 이루어질 수 있다. 상기 금속 산화물은 예를 들면, MoO3, V2O5, WO3, SnO2, ZnO, MnO2, CoO2 또는 TiO2 이거나 이들의 복합체가 될 수 있다. 또한, 상기 정공주입층(312a)은 정공수송물질과 상기한 금속 산화물이 혼합된 물질 또는 정공수송물질과 F4-TCNQ(tetrafluorotetracyanoquinodimethane)이 혼합된 물질 등과 같은 p형 도핑 물질(p-doped material)로 이루어질 수도 있다. 여기서, 상기 정공수송물질은 특별히 제한되지 않으나, 정공 주입을 보다 향상시키기 위하여 1×106 V/cm의 전기장에서 1×10-4cm2/V.s 이상의 정공 이동도를 가질 수 있다.
한편, 상기 정공주입층(312a) 상에는 유기 화합물로 이루어지는 유기 정공주입층(312b)이 형성되어 있다. 여기서, 상기 유기 정공주입층(312b)을 이루는 유기 화합물은 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면 MTDATA (4,4',4"-tris(3-methylphenylphenylamino)triphenylamine) 등이 사용될 수 있다. 이와 같이, 본 실 시예에서는 애노드전극(300) 상에 무기 화합물로 이루어진 정공주입층(312a)과 유기 화합물로 이루어지는 유기 정공주입층(312b)이 복합층 형태로 형성된다.
상기 유기 정공주입층(312b)과 발광층(315) 사이에는 정공 수송을 용이하게 하기 위한 정공수송층(HTL,314)이 더 형성될 수 있다. 상기 정공수송층(314)을 이루는 물질은 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, N-페닐카르바졸, 폴리비닐카르바졸 등의 카르바졸 유도체, TPD(N,N'-비스(3-메틸페닐)-N,N'-디페닐-[1,1-비페닐]-4,4'-디아민), α-NPD(N,N'-디(나프탈렌-1-일)-N,N'-디페닐 벤지딘) 등과 같은 방향족 축합환을 가지는 통상적인 아민 유도체가 될 수 있다. 한편, 상기 정공수송층(314) 상에는 전자의 유입을 차단하기 위한 전자차단층(EBL,미도시)이 더 형성될 수도 있다.
그리고, 상기 전자주입층(318)과 발광층(315) 사이에는 전자수송을 용이하게 하기 위한 전자수송층(ETL,316)이 더 형성될 수 있다. 상기 전자수송층(316)을 이루는 물질은 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 옥사졸계 화합물, 이소옥사졸계 화합물, 트리아졸계 화합물, 이소티아졸(isothiazole)계 화합물, 옥사디아졸계 화합물, 티아다아졸(thiadiazole)계 화합물, 페릴렌(perylene)계 화합물, 알루미늄 착물 또는 갈륨 착물 등과 같은 물질로 이루어질 수 있다. 이외에도 Bphen, TPQ1, TPQ2, BeBq2, E3 또는 이들의 유도체 등이 사용될 수 있다. 한편, 상기 전자수송층(316) 상에는 정공의 유입을 차단하기 위한 정공차단층(HBL,미도시)이 더 형성될 수도 있다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유기 발광소자를 개략적으로 도시한 단면도이다. 이하에서는 전술한 실시예와 다른 점을 중심으로 설명한다. 도 4에 도시된 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유기 발광소자는 무기 화합물로 이루어진 제1 정공주입층(412a) 및 제2 정공주입층(422a) 상에 각 제1 유기 정공주입층(412b) 및 제2 유기 정공주입층(422b)이 더 형성되는 점을 제외하고는 도 2에 도시된 유기 발광소자와 그 구조가 동일하다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유기 발광소자는 서로 이격되게 마련된 애노드전극(400)과 캐소드전극(430) 사이에 제1 및 제2 발광 유닛(410,420)이 순차적으로 적층된 구조를 가지고 있다.
상기 제1 발광유닛(410)은 애노드전극(400) 상에 순차적으로 적층된 제1 정공주입층(412a), 제1 유기 정공주입층(412b), 제1 정공수송층(414), 제1 발광층(415), 제1 전자수송층(416) 및 제1 전자주입층(418)을 포함한다. 여기서, 상기 제2 발광유닛(420)의 제2 정공주입층(422a)과 접하는 상기 제1 전자주입층(418)은 전자수송물질과 절연성의 유기 금속염이 혼합된 물질로 이루어진다. 여기서, 상기 제1 전자주입층(418)은 n형으로 도핑된 물질(n-doped material)로 이루어지게 된다. 상기 유기 금속염은 에너지 밴드갭이 대략 4eV 이상의 물질이 될 수 있다. 구체적으로 예를 들면, 상기 유기 금속염은 금속 아세테이트(metal acetate), 금속 벤조에이트(metal benzoate), 금속 아세토아세테이트(metal acetoacetate), 금속 아세틸아세토네이트(metal acetylacetonate) 또는 금속 스테아레이트(stearate)가 될 수 있다. 상기 전자수송물질은 전자주입을 보다 향상시키기 위하여 1×106 V/cm의 전기장에서 1×10-4cm2/V.s 이상의 전자 이동도를 가지는 물질이 될 수 있다. 구체적으로 예를 들면, 상기 전자수송물질은 Bphen, TPQ1, TPQ2, BeBq2, E3 또는 이들의 유도체가 될 수 있다. 이와 같은 제1 전자주입층(418)은 n형 도핑층(p-doped layer)으로서 후술하는 제2 발광유닛(420)의 p형 도핑층(p-doped layer)인 제2 정공주입층(422a)과 결합하여 p-n 접합구조를 형성하게 된다.
상기 애노드 전극(400) 상에는 제1 정공주입층(412a) 및 제1 유기 정공주입층(412b)이 순차적으로 형성되어 있다. 상기 제1 정공주입층(412a)은 대략 1 ~ 200nm 정도의 두께로 형성될 수 있다. 상기 제1 정공주입층(412a)은 반도체 성질을 가지는 금속 산화물로 이루어지거나, 정공수송물질과 금속 산화물이 혼합된 물질 또는 정공수송물질과 F4-TCNQ(tetrafluorotetracyanoquinodimethane)이 혼합된 물질 등과 같은 p형 도핑 물질로 이루어질 수 있다. 여기서, 상기 정공수송물질은 특별히 제한되지 않으나, 정공 주입을 보다 향상시키기 위하여 1×106 V/cm의 전기장에서 1×10-4cm2/V.s 이상의 정공 이동도를 가질 수 있다. 그리고, 상기 제1 정공주입층(412a) 상에는 유기 화합물로 이루어지는 제1 유기 정공주입층(412b)이 형성되어 있다. 여기서, 상기 제1 유기 정공주입층(412b)을 이루는 유기 화합물은 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면 MTDATA (4,4',4"-tris(3-methylphenylphenylamino)triphenylamine) 등이 사용될 수 있다.
상기 제1 유기 정공주입층(412b)과 제1 발광층(415) 사이에는 제1 정공수송층(414)이 더 형성될 수 있다. 상기 제1 정공수송층(414)을 이루는 물질은 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 카르바졸 유도체, TPD, α-NPD 등과 같은 아민 유도체가 될 수 있다. 상기 제1 발광층(415)은 청색, 녹색 또는 적색 발광층이 될 수 있다. 또한, 상기 제1 발광층(415)은 두 개의 보색 발광층 또는 세 개의 청색, 녹색 및 적색 발광층으로 구성된 백색 발광층이 될 수도 있다. 그리고, 상기 제1 발광층(415)과 제1 전자주입층(418) 사이에는 제1 전자수송층(416)이 더 형성될 수 있다. 상기 제1 전자수송층(416)을 이루는 물질은 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 옥사졸계 화합물, 이소옥사졸계 화합물, 트리아졸계 화합물, 이소티아졸(isothiazole)계 화합물, 옥사디아졸계 화합물, 티아다아졸(thiadiazole)계 화합물, 페릴렌(perylene)계 화합물, 알루미늄 착물, 갈륨 착물이 될 수 있으며, 이외에도 Bphen, TPQ1, TPQ2, BeBq2, E3 또는 이들의 유도체 등이 될 수 있다.
상기 제2 발광유닛(420)은 상기 제1 전자주입층(418) 상에 순차적으로 적층된 제2 정공주입층(422a), 제2 유기 정공주입층(422b), 제2 정공수송층(424), 제2 발광층(425), 제2 전자수송층(426) 및 제2 전자주입층(428)을 포함한다. 여기서, 상기 캐소드전극(430) 상에 형성되는 제2 전자주입층(428)은 제1 전자주입층(418)과 마찬가지로 전자수송물질과 절연성의 유기 금속염이 혼합된 물질로 이루어진다. 상기 유기 금속염은 에너지 밴드갭이 대략 4eV 이상의 물질이 될 수 있다. 예를 들면, 상기 유기 금속염은 금속 아세테이트(metal acetate), 금속 벤조에이트(metal benzoate), 금속 아세토아세테이트(metal acetoacetate), 금속 아세틸아세토네이트(metal acetylacetonate) 또는 금속 스테아레이트(stearate)가 될 수 있다. 상기 전자수송물질은 전자주입을 보다 향상시키기 위하여 1×106 V/cm의 전기장에서 1×10-4cm2/V.s 이상의 전자 이동도를 가지는 물질이 될 수 있다. 구체적으로 예를 들면, 상기 전자수송물질은 Bphen, TPQ1, TPQ2, BeBq2, E3 또는 이들의 유도체가 될 수 있다.
상기 제1 발광유닛(420)의 제1 전자주입층(418)과 접하는 상기 제2 정공주입층(422a)은 p형 도핑층으로서 n형 도핑층인 제1 전자주입층(418)과 결합하여 p-n 접합구조를 형성하게 된다. 이에 따라, 제1 발광유닛(410)과 제2 발광유닛(420)은 제1 전자주입층(418) 및 제2 정공주입층(422a)에 의하여 탠덤(tandom) 구조로 연결될 수 있다. 상기 제2 정공주입층(422a)은 정공수송물질과 금속 산화물이 혼합된 물질 또는 정공수송물질과 F4-TCNQ(tetrafluorotetracyanoquinodimethane)이 혼합된 물질 등과 같은 p형 도핑 물질로 이루어질 수도 있다. 상기 금속 산화물은 예를 들면, MoO3, V2O5, WO3, SnO2, ZnO, MnO2, CoO2 또는 TiO2 이거나 이들의 복합체(composite)가 될 수 있다. 그리고, 상기 정공수송물질은 특별히 제한되지 않으나, 정공 주입을 보다 향상시키기 위하여 1×106 V/cm의 전기장에서 1×10-4cm2/V.s 이상의 정공 이동도를 가질 수 있다. 이러한 제2 정공주입층(422a)은 대략 1 ~ 200nm 정도의 두께로 형성될 수 있다.
상기 제2 정공주입층(422a) 상에는 유기 화합물로 이루어지는 제2 유기 정공주입층(422b)이 형성되어 있다. 여기서, 상기 제2 유기 정공주입층(422b)을 이루는 유기 화합물은 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면 MTDATA (4,4',4"-tris(3-methylphenylphenylamino)triphenylamine) 등이 사용될 수 있다. 그리고, 상기 제2 정공수송층(424), 제2 발광층(425) 및 제2 전자수송층(426)은 전술한 제1 정공수송층(414), 제1 발광층(415) 및 제1 전자수송층(416)과 동일한 물질로 이루어질 수 있다.
이상에서는 애노드전극(400)과 캐소드전극(430) 사이에 두 개의 발광 유닛(410,420)이 형성되는 경우가 설명되었으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 애노드전극(400)과 캐소드전극(430) 사이에 세 개 이상의 발광유닛이 형성되는 것도 얼마든지 가능하다.
아래의 실험예들을 통하여 본 발명에 따른 유기발광소자의 구동 전압 및 발광 효율을 평가하여 보았다.
<실험예 1>
다음과 같은 구조의 유기발광소자를 제조하였다.
ITO /MTDATA/α-NPD/5wt% DPAVBi: TBADN/Alq3/LiAc:BCP/Al
0.7mm 두께의 유리기판 상부에 150nm 두께의 애노드전극(ITO)을 증착한 다음, 상기 유리기판은 중성세제, 탈이온수 및 이소프로필알코올 등의 용매를 사용하여 순차적으로 세정한 다음, UV-오존처리 하였다. 그리고, 상기 애노드전극 상에 정공주입층(MTDATA) 및 정공수송층(α-NPD)을 증착속도 0.1 내지 10Å/sec에서 각각 200Å 및 300Å 두께로 순차적으로 증착하였다. 이어서, 상기 정공수송층 상에 발광층(호스트: TBADN, 도펀트: DPAVBi)을, 증착속도의 비율을 조절하여 호스트 100중량부 당 도펀트 5중량부 비율로 공증착하여 200Å의 두께로 형성하였다. 다음으로, 상기 발광층 상에 전자수송층(Alq3)을 증착속도 1 내지 10Å/sec에서 300Å 두께로 증착한 다음, 상기 전자수송층 상에 전자주입층(LiAc(lithium acetate):BCP, 1:1)을 증착속도 1 내지 10Å/sec에서 200Å 두께로 공증착하였다. 마지막으로, 상기 전자주입층 상에 캐소드전극(Al)을 증착속도 0.1 내지 10Å/sec에서 1500Å 두께로 증착하였다.
Figure 112007067158963-PAT00014
BCP
<실험예 2>
다음과 같은 구조의 유기발광소자를 제조하였다.
ITO /MoO3/α-NPD/5wt% DPAVBi: TBADN/Alq3/LiAc:BCP/Al
정공주입층 물질로 금속 산화물인 MoO3 층을 25Å 두께로 형성한 것을 제외하고는 상기 실험예 1과 동일한 방법으로 유기발광소자를 제조하였다.
<실험예 3>
다음과 같은 구조의 유기발광소자를 제조하였다.
ITO /MoO3/α-NPD/5wt% DPAVBi: TBADN/Alq3/LiAc:BPhen/Al
정공주입층 물질로 금속 산화물인 MoO3 층을 25Å 두께로 형성하고, 전자수송층 상에 전자주입층(LiAc:BPhen, 1:1)을 증착속도 200Å 두께로 형성한 것을 제외하고는 상기 실험예 1과 동일한 방법으로 유기발광소자를 제조하였다.
<평가>
상기 실험예들에 의하여 제조된 유기발광소자의 구동 전압 및 최대 발광효율을 측정하였으며, 이에 대한 측정 결과를 하기의 표 1에 나타내었다.
실험예 1 실험예 2 실험예 3
구동전압 (V) 4.1 2.6 2.5
최대 발광효율 (cd/A) 9.0 9.5 10.5
표 1을 참조하면, 전자주입층을 1×106 V/cm의 전기장에서 1×10-4cm2/V.s 이상의 전자 이동도를 가지는 전자수송물질(BPhen)과 절연성의 유기 금속염(LiAc)을 혼합한 물질로 형성하고, 정공주입층을 반도체 특성을 가지는 금속산화물(MoO3)로 형성한 실시예 3에 따른 유기 발광소자에서, 구동전압이 가장 낮아지고, 발광효율을 가장 향상되었음을 알 수 있다.
이상에서 본 발명에 따른 바람직한 실시예가 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광소자의 개략적인 단면도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기 발광소자의 개략적인 단면도이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유기 발광소자의 개략적인 단면도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유기 발광소자의 개략적인 단면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100,200,300,400... 애노드전극
130,230,330,430... 캐소드전극
112,312a... 정공주입층 114,314... 정공수송층
115,315... 발광층 116,316... 전자수송층
118,318... 전자주입층
210,410... 제1 발광유닛 220,420... 제2 발광유닛
212,412a... 제1 정공주입층 214,414... 제1 정공수송층
215,415... 제1 발광층 216,416... 제1 전자수송층
218,418... 제1 전자주입층 222,422a... 제2 정공주입층
224,424... 제2 정공수송층 225,425... 제2 발광층
226,426... 제2 전자수송층 228,428... 제2 전자주입층
312b... 유기 정공주입층
412b... 제1 유기 정공주입층 422b... 제2 유기 정공주입층

Claims (33)

  1. 서로 이격되게 마련되는 애노드전극 및 캐소드전극;
    상기 애노드전극과 캐소드전극 사이에 형성되는 발광층;
    상기 캐소드전극과 발광층 사이에 형성되는 것으로, 전자수송물질과 절연성의 유기 금속염(organo metal salt)이 혼합된 물질로 이루어진 전자주입층;을 구비하는 것을 특징으로 하는 유기 발광소자.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 유기 금속염은 에너지 밴드갭(energy band gap)이 4eV 보다 큰 것을 특징으로 하는 유기 발광소자.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 유기 금속염은 금속 아세테이트(metal acetate), 금속 벤조에이트(metal benzoate), 금속 아세토아세테이트(metal acetoacetate), 금속 아세틸아세토네이트(metal acetylacetonate) 또는 금속 스테아레이트(stearate)인 것을 특징으로 하는 유기 발광소자.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 전자수송물질은 1×106 V/cm의 전기장에서 1×10-4cm2/V.s 이상의 전자 이동도를 가지는 것을 특징으로 하는 유기 발광소자.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 전자수송물질은 Bphen, TPQ1, TPQ2, BeBq2, E3 또는 이들의 유도체인 것을 특징으로 하는 유기 발광소자.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 애노드전극과 발광층 사이에는 정공주입층이 형성되는 것을 특징으로 하는 유기 발광소자.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 정공주입층의 두께는 1 ~ 200nm 인 것을 특징으로 하는 유기 발광소자.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 정공 주입층은 금속 산화물, 정공수송물질과 상기 금속 산화물을 혼합한 물질 또는 상기 정공수송물질과 F4-TCNQ(tetrafluorotetracyanoquinodimethane)을 혼합한 물질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유기 발광소자.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 금속 산화물은 MoO3, V2O5, WO3, SnO2, ZnO, MnO2, CoO2, TiO2 또는 이들의 복합체(composite)인 것을 유기 발광소자.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 정공수송물질은 1×106 V/cm의 전기장에서 1×10-4cm2/V.s 이상의 정공 이동도를 가지는 것을 특징으로 하는 유기 발광소자.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 정공수송물질은 트리페닐아민(triphenylamine) 유도체를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 발광소자.
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 정공주입층 상에 유기 정공주입층이 더 형성되는 것을 특징으로 하는 유기 발광소자.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 유기 정공주입층은 MTDATA로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유기 발광소자.
  14. 제 6 항에 있어서,
    상기 정공주입층은 유기 화합물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유기 발광소자.
  15. 제 6 항에 있어서,
    상기 정공주입층과 발광층 사이에는 정공수송층이 더 형성되는 것을 특징으로 하는 유기 발광소자.
  16. 제 6 항에 있어서,
    상기 전자주입층과 발광층 사이에는 전자수송층이 더 형성되는 것을 특징으로 하는 유기 발광소자.
  17. 서로 이격되게 마련되는 애노드전극 및 캐소드전극;
    상기 애노드전극과 캐소드전극 사이에 순차적으로 형성되는 복수개의 발광 유닛;을 구비하며,
    상기 발광 유닛들 각각은,
    순차적으로 적층되는 정공주입층, 발광층 및 전자주입층을 포함하고,
    상기 전자주입층은 전자수송물질과 절연성의 유기 금속염(organo metal salt)이 혼합된 물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 유기 발광소자.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 유기 금속염은 에너지 밴드갭(energy band gap)이 4eV 보다 큰 것을 특징으로 하는 유기 발광소자.
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 유기 금속염은 금속 아세테이트(metal acetate), 금속 벤조에이트(metal benzoate), 금속 아세토아세테이트(metal acetoacetate), 금속 아세틸아세토네이트(metal acetylacetonate) 또는 금속 스테아레이트(stearate)인 것을 특징으로 하는 유기 발광소자.
  20. 제 17 항에 있어서,
    상기 전자수송물질은 1×106 V/cm의 전기장에서 1×10-4cm2/V.s 이상의 전자 이동도를 가지는 것을 특징으로 하는 유기 발광소자.
  21. 제 17 항에 있어서,
    상기 전자수송물질은 Bphen, TPQ1, TPQ2, BeBq2, E3 또는 이들의 유도체인 것을 특징으로 하는 유기 발광소자.
  22. 제 17 항에 있어서,
    상기 정공주입층의 두께는 1 ~ 200nm 인 것을 특징으로 하는 유기 발광소자.
  23. 제 17 항에 있어서,
    상기 애노드전극 상에 형성된 정공주입층은 금속 산화물, 정공수송물질과 상기 금속 산화물을 혼합한 물질 또는 상기 정공수송물질과 F4-TCNQ(tetrafluorotetracyanoquinodimethane)을 혼합한 물질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유기 발광소자.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 금속 산화물은 MoO3, V2O5, WO3, SnO2, ZnO, MnO2, CoO2, TiO2 또는 이들의 복합체(composite)인 것을 유기 발광소자.
  25. 제 23 항에 있어서,
    상기 정공수송물질은 1×106 V/cm의 전기장에서 1×10-4cm2/V.s 이상의 정공 이동도를 가지는 것을 특징으로 하는 유기 발광소자.
  26. 제 23 항에 있어서,
    상기 정공수송물질은 트리페닐아민(triphenylamine) 유도체를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 발광소자.
  27. 제 23 항에 있어서,
    상기 정공주입층 상에 유기 정공주입층이 더 형성되는 것을 특징으로 하는 유기 발광소자.
  28. 제 17 항에 있어서,
    상기 정공주입층은 유기 화합물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유기 발광소자.
  29. 제 17 항에 있어서,
    서로 인접하는 발광 유닛들 사이에 형성되는 전자주입층 및 정공주입층은 각각 n형 도핑층 및 p형 도핑층인 것을 특징으로 하는 유기 발광소자.
  30. 제 29 항에 있어서,
    상기 정공주입층은 정공수송물질과 금속 산화물을 혼합한 물질 또는 상기 정공수송물질과 F4-TCNQ(tetrafluorotetracyanoquinodimethane)을 혼합한 물질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유기 발광소자.
  31. 제 29 항에 있어서,
    상기 정공 주입층 상에 유기 정공주입층이 더 형성되는 것을 특징으로 하는 유기 발광소자.
  32. 제 17 항에 있어서,
    상기 정공주입층과 발광층 사이에는 정공수송층이 더 형성되는 것을 특징으로 하는 유기 발광소자.
  33. 제 32 항에 있어서,
    상기 전자주입층과 발광층 사이에는 전자수송층이 더 형성되는 것을 특징으로 하는 유기 발광소자.
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