KR20150025937A - 유기 발광 소자 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 유기 발광 소자를 개시한다. 개시된 본 발명의 유기 발광 소자는, 기판 상에 서로 대향된 양극과 음극; 및 상기 양극과 음극 사이에 형성된 스택;을 포함하고, 상기 스택은 정공 수송층, 제 1 발광층, 제 2 발광층 및 전자 수송층을 포함하고, 상기 양극과 인접하게 배치된 제 1 발광층은 제 2 발광층의 발광 파장을 20% 이하로 흡수하는 호스트를 포함하는 것을 특징으로 한다.
따라서, 본 발명에 따른 유기 발광 소자는, 하나의 스택 내에 다수의 발광층을 포함하여, 구동전압을 개선하고, 음극과 가까운 발광층의 발광효율과 전체 외부 발광 효율을 개선할 수 있다.

Description

유기 발광 소자{Organic light emitting device}
본 발명은 유기 발광 소자에 관한 것으로, 특히, 2개 이상의 유기발광층을 포함할 때 발광 효율을 향상시킬 수 있는 유기 발광 소자를 제공하는 것이다.
최근, 본격적인 정보화 시대로 접어듦에 따라 전기적 정보신호를 시각적으로 표현하는 디스플레이(display)분야가 급속도로 발전해 왔고, 이에 부응하여 박형화, 경량화, 저소비전력화의 우수한 성능을 지닌 여러 가지 다양한 평판표시장치(Flat Display Device)가 개발되어 기존의 브라운관(Cathode Ray Tube: CRT)을 빠르게 대체하고 있다.
이 같은 평판표시장치의 구체적인 예로는 액정표시장치(Liquid Crystal Display device: LCD), 유기전계발광 표시장치(Organic Light Emitting Display: OLED), 전기영동표시장치(Electrophoretic Display: EPD,Electric Paper Display), 플라즈마표시장치(Plasma Display Panel device: PDP), 전계방출표시장치(Field Emission Display device: FED), 전기발광표시장치(Electro luminescence Display Device: ELD) 및 전기습윤표시장치(Electro-Wetting Display: EWD) 등을 들 수 있다. 이들은 공통적으로 영상을 구현하는 평판표시패널을 필수적인 구성요소로 하는데, 평판 표시패널은 고유의 발광물질 또는 편광물질층을 사이에 두고 대면 합착된 한 쌍의 기판을 포함하여 이루어진다.
이러한 평판표시장치 중 하나인 유기전계발광 표시장치(Organic light emitting diode display device)는 자발광소자인 유기발광소자를 포함하므로, 비발광소자인 액정표시장치에 사용되는 별도의 광원이 필요하지 않기 때문에 경량 박형이 가능하다. 또한, 액정표시장치에 비해 시야각 및 대비비가 우수하며, 소비전력 측면에서도 유리하며, 직류 저전압 구동이 가능하고, 응답속도가 빠르며, 내부 구성요소가 고체이기 때문에 외부충격에 강하고, 사용 온도범위도 넓은 장점을 가지고 있다.
상기 유기 발광 소자는 유리 기판 위에 ITO 등으로 이루어진 양극(anode)과 알루미늄(Al) 등으로 이루어진 음극(cathode) 사이에 유기물로 형성된 유기발광층을 증착하여 전기장을 가함으로 빛을 내는 소자이다. 상기 유기 발광 소자의 양극과 음극 사이에 전압을 인가하면, 양극으로부터 정공이 주입되고, 음극으로부터 전자가 주입된 후, 각각 이동을 통해 발광층에서 만나 엑시톤(exiton)을 생성한다. 유기전계발광 표시장치는 상기 생성된 엑시톤(exiton)이 기저상태로 떨어지면서 방출되는 빛을 이용할 수 있다.
이때, 유기전계발광 표시장치는 단일 스택(stack) 또는 유기 발광 소자가 적층된 다수개의 스택(stack)을 포함하는 구조로 형성될 수 있다. 다수의 스택(multi-stack)을 갖는 경우, 백색 유기 발광 소자에서 고효율을 낼 수 있는 효과가 있다. 다만, 스택이 증가할수록 구동전압이 증가하는 문제가 있다.
또한, 하나의 스택 내에 다수의 발광층을 포함하는 구조가 적용될 수 있다. 하지만, 전자가 주입되는 음극과 가까운 발광층에서 발광 파장을 정공이 주입되는 양극과 가까운 발광층에서 흡수하는 문제점이 있다. 보다 자세하게는, 발광층은 각각 발광효율을 최대화하기 위한 호스트를 포함하는데, 양극과 가까운 발광층의 호스트가 음극과 가까운 발광층의 발광 파장을 흡수한다. 즉, 음극과 가까운 발광층의 외부 발광 효율이 저하되는 문제가 발생한다.
본 발명은 하나의 스택 내에 제 1 발광층 및 제 2 발광층을 포함하여 발광효율을 개선하고, 구동전압을 개선하는 유기 발광 소자를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 양극과 가까운 발광층의 호스트로 인해, 음극과 가까운 발광층의 발광효율을 개선하는 유기 발광 소자를 제공하는데 다른 목적이 있다.
또한, 본 발명은 하나의 스택 내에서 제 1 발광층 및 제 2 발광층을 갖는 유기 발광 소자의 외부 발광 효율을 개선하는 유기 발광 소자를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.
상기와 같은 종래 기술의 과제를 해결하기 위한 본 발명의 유기 발광 소자는, 기판 상에 서로 대향된 양극과 음극; 및 상기 양극과 음극 사이에 형성된 스택;을 포함하고, 상기 스택은 정공 수송층, 제 1 발광층, 제 2 발광층 및 전자 수송층을 포함하고, 상기 양극과 인접하게 배치된 제 1 발광층은 제 2 발광층의 발광 파장을 20% 이하로 흡수하는 호스트를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 유기 발광 소자는, 하나의 스택 내에 제 1 발광층 및 제 2 발광층을 포함하여 발광효율을 개선하고, 구동전압을 개선하는 제 1 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 유기 발광 소자는, 양극과 가까운 발광층의 호스트로 인해, 음극과 가까운 발광층의 발광효율을 개선하는 제 2 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 유기 발광 소자는, 하나의 스택 내에서 제 1 발광층 및 제 2 발광층을 갖는 유기 발광 소자의 외부 발광 효율을 개선하는 제 3 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유기 발광 소자를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 유기 발광 소자를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 유기 발광 소자의 발광부를 도시한 도면이다.
도 4는 종래 발명과 본 발명에 따른 유기 발광 소자의 스펙트럼을 도시한 도면이다.
도 5는 제 2 발광층 발광 파장의 제 1 발광층 투과도를 도시한 도면이다.
이하, 본 발명의 실시예들은 도면을 참고하여 상세하게 설명한다. 다음에 소개되는 실시예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되는 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 제 1 실시예에 따른 유기 발광 소자를 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 유기 발광 소자는 기판(100) 상에 서로 대향된 양극(Anode,110)과 음극(Cathode,130)이 형성된다. 상기 양극(110)과 음극(130) 사이에서, 하나의 스택(120)이 형성된다.
상기 기판(100)은 절연 기판 상에 형성된 박막 트랜지스터를 포함할 수 있다. 상기 절연 기판은 절연 유리, 금속, 플라스틱 또는 폴리이미드(PI) 등으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 박막 트랜지스터는 상기 절연 기판 상에 형성된 게이트 전극과, 게이트 전극을 덮는 게이트 절연막, 상기 게이트 절연막을 사이에 두고 게이트 전극과 중첩되어 채널을 형성하는 반도체층과, 채널을 사이에 두고 대향하는 소스 전극 및 드레인 전극으로 구성될 수 있다. 상기 기판에 형성된 상기 박막 트랜지스터 드레인 전극은 상기 양극(110)과 연결된다. 도면 상에는 상기 양극(110)이 기판(100)에 접하도록 도시되었으나, 음극(130)과 기판(100)이 접하도록 형성될 수도 있다.
상기 양극(110)은 투명 도전 물질로 형성될 수 있으며, 예를 들면, ITO(Indum Tin Oxide), IZO(Indum Zinc Oxide) 및 ZnO로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 포함할 수 있다. 또한, 상기 음극(130)은 금속 재질로 형성될 수 있으며, 예를 들면, 일함수가 낮은 Mg, Ca, Al, Al-합금, Ag, Ag-합금, Au 및 Au-합금으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 스택(120)은 상기 양극(110)과 음극(130) 사이에서, 상기 양극(110) 상에 정공 주입층(Hole Injection Layer;HIL,121), 정공 수송층(Hole Transport Layer;HTL,122), 발광부(128), 전자 수송층(Electron Transport Layer;ETL,126) 및 전자 주입층(Electron Injection Layer;EIL,127)이 차례로 적층되어 형성된다. 상기 발광부(128)는 제 1 발광층(Emitting Layer;EML,123), 발광조절층(Emitting Control Layer;ECL,124) 및 제 2 발광층(Emitting Layer;EML,125)이 적층되어 형성된다.
상기 제 1 발광층(123)은 상기 양극(110)에 인접한 발광층으로 정의되고, 상기 제 2 발광층(125)은 상기 음극(130)에 인접한 발광층으로 정의된다. 양극(110)으로부터 정공(hole)이 주입되고, 음극(130)으로부터 전자(electron)가 주입되면, 각각 이동을 통해 상기 제 1 발광층(123) 및 제 2 발광층(125)에서 만나 엑시톤(exiton)을 생성한다. 상기 제 1 발광층(123) 및 제 2 발광층(125)에서 상기 생성된 엑시톤(exiton)이 기저상태로 떨어지면서 빛을 방출한다.
상기 제 1 발광층(123) 및 제 2 발광층(125)은 각각 전자(electron) 이동에는 유리하지만, 정공(hole) 이동이 어려운 문제점이 있다. 양극(110)에 인접한 제 1 발광층(123)은 정공이 바로 주입되어 발광에 어려움이 없으나, 제 2 발광층(125)의 경우 상기 제 1 발광층(123)을 통하여 정공을 전달받아야 발광할 수 있다. 이때, 제 1 발광층(123)을 통해서 정공 전달이 용이하지 않고, 제 2 발광층(125)의 발광이 어려워 개선할 필요가 있다.
상기 제 1 발광층(123) 및 제 2 발광층(125) 사이에 형성되는 발광조절층(124)은 제 2 발광층(125)으로 정공(hole) 공급을 원활히 하기 위해 형성된다. 즉, 상기 발광조절층(124)은 상기 상기 제 2 발광층(125)으로 정공을 수송하는 역할을 한다. 보다 바람직하게는, 상기 발광조절층(124)은 상기 정공 수송층(Hole Transport Layer;HTL,122)으로 사용될 수 있는 재료로 형성될 수 있다. 또한, 상기 발광조절층(124)은 정공 수송층(124)과 동일한 재료로 형성되어 상기 제 2 발광층(125)으로 정공의 주입을 도울 수 있다.
상기 제 1 발광층(123)과 제 2 발광층(125)으로부터 방출되는 빛은 양극(110) 방향으로 방출된다. 즉, 제 1 발광층(123)에서 발생된 대부분의 빛은 양극(110)을 통해 바로 방출될 수 있다. 이때, 제 2 발광층(125)에서 발생된 빛은 제 1 발광층(123)을 투과하여 방출된다. 상기 제 2 발광층(125)으로부터 제 1 발광층(123)을 투과할 때, 제 1 발광층(123)에서 일부 발광 파장이 흡수된다. 이로 인해, 제 2 발광층(125)에서 형성되는 빛의 80%미만의 빛이 외부로 방출되는 문제점이 있다.
이를 개선하기 위해, 본 발명에 따른 유기 발광 소자는 제 1 발광층(123)의 호스트(host)를 조절함으로써, 제 1 발광층(123)은 제 2 발광층(125)의 발광 파장을 20% 이하로 흡수하도록 한다. 즉, 제 2 발광층(125)에서 발생된 빛의 투과율이 80% 이상으로 형성할 수 있다.
상기 호스트는 밴드갭(band gap)이 2.70 이하 2.76 이상인 물질이다. 보다 자세하게는, 상기 호스트는 밴드갭이 1.00 이상 2.70 이하 및 2.76 이상 4.00 이하인 물질이다. 상기 제 1 발광층(123)의 호스트를 밴드갭(band gap)이 2.70이하 2.76이상인 물질로 형성할 때, 제 2 발광층(125)의 발광효율과 전체적인 유기 발광 소자의 발광 효율이 개선된다.
이때, 상기 제 1 발광층(123)은 인광 발광층이고, 상기 제 2 발광층(125)은 형광 발광층일 수 있다. 보다 자세하게는, 상기 제 1 발광층(123)은 인광 적색 발광층이고, 상기 제 2 발광층(125)은 형광 청색 발광층일 수 있다. 즉, 인광 발광층의 호스트를 밴드갭(band gap)이 2.70이하 2.76이상인 물질로 형성하여 형광 발광층의 발광 효율을 개선할 수 있다.
도 2는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 유기 발광 소자를 도시한 도면이다. 상기 제 1 실시예와 중복되는 설명은 생략될 수 있다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 유기 발광 소자는 멀티 스택(Multi-stack) 구조로 형성될 수 있다. 도면에는 제 1 스택(220)과 제 2 스택(320)만 도시하였지만, 2 이상의 다수의 스택을 포함하는 구조로 형성될 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 유기 발광 소자는 다수의 스택을 포함하는 구조로 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 유기 발광 소자는 기판(200) 상에 서로 대향된 양극(210)과 음극(230)이 형성된다. 상기 양극(210)과 음극(230) 사이에서, 상기 양극(210) 상에 제 1 스택(220), 전하 생성층(Charge Generation Layer;CGL,300) 및 제 2 스택(320)이 순차적으로 적층되어 형성된다.
상기 기판(200)은 절연 기판 상에 형성된 박막 트랜지스터를 포함할 수 있다. 상기 절연 기판은 절연 유리, 금속, 플라스틱 또는 폴리이미드(PI) 등으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 박막 트랜지스터는 상기 절연 기판 상에 형성된 게이트 전극과, 게이트 전극을 덮는 게이트 절연막, 상기 게이트 절연막을 사이에 두고 게이트 전극과 중첩되어 채널을 형성하는 반도체층과, 채널을 사이에 두고 대향하는 소스 전극 및 드레인 전극으로 구성될 수 있다. 상기 기판에 형성된 상기 박막 트랜지스터 드레인 전극은 상기 양극(210)과 연결된다. 도면 상에는 상기 양극(210)이 기판(200)에 접하도록 도시되었으나, 음극(230)과 기판(200)이 접하도록 형성될 수도 있다.
상기 양극(210)은 투명 도전 물질로 형성될 수 있으며, 예를 들면, ITO(Indum Tin Oxide), IZO(Indum Zinc Oxide) 및 ZnO로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 포함할 수 있다. 또한, 상기 음극(230)은 금속 재질로 형성될 수 있으며, 예를 들면, 일함수가 낮은 Mg, Ca, Al, Al-합금, Ag, Ag-합금, Au 및 Au-합금으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 전하 생성층(300)은 제 1 스택(220)과 제 2 스택(320) 사이에 형성되어, 제 1 스택(220)에는 전자를 공급하고, 제 2 스택(320)에는 정공을 공급하여, 각 스택들 간의 전하 균형을 조절한다. 상기 전하 생성층(300)은 알루미늄(Al) 등의 얇은 금속층으로 형성되거나 ITO(Indum Tin Oxide) 등의 투명 전극 등으로 단층으로 형성하여 소자 구성이 간단하고 제조를 용이하게 형성될 수 있다.
또한, 불순물 도핑에 의한 유기물층의 접합 구조인 복수층으로 형성될 수 있다. 복수 층으로 형성하는 경우, 각각 전자 수송 및 정공 수송에 적합하도록 형성하여 효율 향상 및 수명 장기화에 유리하다. 이때, 상기 전하 생성층(300)의 상기 제 1 스택(220)과 접하는 영역은 전자 공급을 원활히 하기 위해 도핑되고, 상기 제 2 스택(320)과 접하는 영역은 정공 공급을 원활히 하기 위해 도핑되어 형성될 수 있다. 양극(210)과 음극(230) 사이에서 3개 이상의 다수의 스택이 형성되는 경우, 각 스택들의 사이에 전하 생성층이 형성될 수 있다.
상기 제 1 스택(220)은 양극(210)과 전하 생성층(300) 사이에 정공 주입층(221), 제 1 정공 수송층(222), 제 1 발광부(228) 및 제 1 전자 수송층(226)이 차례로 적층되어 형성된다. 또한, 상기 제 2 스택(320)은 전하 생성층(300)과 음극(230) 사이에 제 2 정공 수송층(322), 제 2 발광부(328) 및 제 2 전자 수송층(326) 및 전자 주입층(327)이 차례로 적층되어 형성된다.
상기 제 1 발광부(228) 및 제 2 발광부(328) 중 적어도 하나의 발광부는 제 1 발광층, 발광조절층 및 제 2 발광층이 적층되어 형성될 수 있다. 즉, 상기 제 1 발광부(228) 및 제 2 발광부(328) 중 하나의 스택만 제 1 발광층, 발광조절층 및 제 2 발광층이 적층된 구조일 수 있고, 제 1 발광부(228) 및 제 2 발광부(328) 모두 제 1 발광층, 발광조절층 및 제 2 발광층이 적층된 구조일 수 있다. 상기 제 1 발광부(228) 또는 제 2 발광부(328)가 제 1 발광층, 발광조절층 및 제 2 발광층이 적층된 구조로 형성되지 않을 경우, 상기 제 1 발광부(228) 또는 제 2 발광부(328)는 단일 발광층으로 형성될 수 있다.
또한, 유기 발광 소자가 3개 이상의 다수의 스택 구조로 형성되는 경우, 적어도 하나 이상의 스택에서 제 1 발광층, 발광조절층 및 제 2 발광층이 적층된 구조의 발광부를 포함할 수 있다. 제 1 발광층, 발광조절층 및 제 2 발광층이 적층되어 형성된 발광부를 도면과 함께 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 유기 발광 소자의 발광부를 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 다수의 스택을 포함하는 유기 발광 소자는 적어도 하나의 발광부를 포함할 수 있다. 상기 발광부는 제 1 발광층(223), 발광조절층(224) 및 제 2 발광층(225)이 적층된 구조를 포함한다. 상기 발광부를 포함하는 하나 이상의 스택을 제외하고, 다른 스택은 단층으로 형성된 발광층을 포함할 수 있다.
상기 제 1 발광층(223)은 양극에 인접한 발광층으로 정의된다. 또한, 상기 제 2 발광층(225)은 상기 음극에 인접한 발광층으로 정의된다. 양극으로부터 정공(hole)이 주입되고, 음극으로부터 전자(electron)가 주입되면, 각각 이동을 통해 상기 제 1 발광층(223) 및 제 2 발광층(225)에서 빛을 방출한다. 상기 제 1 발광층(223)은 정공 수송층과 접하도록 형성될 수 있고, 상기 제 2 발광층(225)은 전자 수송층과 접하도록 형성될 수 있다.
상기 제 1 발광층(223) 및 제 2 발광층(225)은 각각 전자(electron) 이동에는 유리하지만, 정공(hole) 이동이 어렵다. 즉, 제 2 발광층(225)의 경우 상기 제 1 발광층(223)을 통하여 정공을 전달받아야 발광할 수 있으나, 제 1 발광층(223)을 통해서 정공 전달이 용이하지 않으므로 발광이 어려운 문제점이 있다.
따라서, 상기 발광조절층(224)은 제 2 발광층(225)으로 정공(hole) 공급을 원활히 하기 위해 형성된다. 즉, 상기 발광조절층(224)은 상기 상기 제 2 발광층(225)으로 정공을 수송하는 역할을 한다. 보다 바람직하게는, 상기 발광조절층(224)은 상기 정공 수송층(Hole Transport Layer;HTL)으로 사용될 수 있는 재료로 형성될 수 있다. 또한, 상기 발광조절층(224)은 정공 수송층과 동일한 재료로 형성될 수 있다.
상기 제 1 발광층(223)과 제 2 발광층(225)으로부터 방출되는 빛은 양극 방향으로 방출된다. 이때, 제 2 발광층(225)에서 발생된 빛은 제 1 발광층(223)을 투과하여 방출된다. 상기 제 2 발광층(225)으로부터 제 1 발광층(223)을 투과할 때, 제 1 발광층(223)에서 일부 발광 파장이 흡수된다.
본 발명에 따른 유기 발광 소자의 제 1 발광층(223)의 호스트(host)는 제 1 발광층(223)이 제 2 발광층(225)의 발광 파장을 20% 이하로 흡수하도록 한다. 즉, 제 2 발광층(225)에서 발생된 빛의 투과율이 80% 이상으로 형성할 수 있다.
상기 호스트는 밴드갭(band gap)이 2.70 이하 2.76 이상인 물질이다. 보다 자세하게는, 상기 호스트는 밴드갭이 1.00 이상 2.70 이하 및 2.76 이상 4.00 이하인 물질이다. 상기 제 1 발광층(223)의 호스트를 밴드갭(band gap)이 2.70이하 2.76이상인 물질로 형성할 때, 제 2 발광층(225)의 발광효율과 전체적인 유기 발광 소자의 발광 효율이 개선된다.
이때, 상기 제 1 발광층(223)은 인광 발광층이고, 상기 제 2 발광층(225)은 형광 발광층일 수 있다. 보다 자세하게는, 상기 제 1 발광층(223)은 인광 적색 발광층이고, 상기 제 2 발광층(225)은 형광 청색 발광층일 수 있다. 즉, 인광 발광층의 호스트를 밴드갭(band gap)이 2.70이하 2.76이상인 물질로 형성하여 형광 발광층의 발광 효율을 개선할 수 있다. 이러한 제 1 발광층(223)의 효과를 자세히 살펴보면 다음과 같다.
도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 유기 발광 소자의 효과에 대한 실험결과를 도시한 도면이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 종래 유기 발광 소자와 본 발명에 따른 유기 발광 소자는 각각 제 1 발광층과 제 2 발광층이 적층된 구조이다. 이때, 제 2 발광층의 빛은 제 1 발광층을 투과하여 방출된다. 종래 유기 발광 소자는 2.70이상 2.76이하의 밴드갭을 갖는 호스트를 갖는 제 1 발광층을 포함한다. 본 발명에 따른 유기 발광 소자는 2.70이하 2.76이상의 밴드갭을 갖는 호스트를 갖는 제 1 발광층을 포함한다.
도 4는 종래 발명과 본 발명에 따른 유기 발광 소자의 스펙트럼을 도시한 도면이다. 즉, 빛의 파장(Wavelength)에 대한 빛의 강도(Intensity)를 도시한 도면이다. 도 4에서 430nm~480nm의 파장에서 피크(peak)가 형성되는 영역은 제 2 발광층의 발광 영역이다. 또한, 580nm~680nm의 파장에서 피크(peak)가 형성되는 영역은 제 1 발광층의 발광 영역이다. 제 2 발광층의 발광 영역은 동일한 색 좌표에서 빛의 강도가 높아진 것을 알 수 있다. 보다 자세하게 검토하면 하기 표 1과 같다.
구동전압(V) 전류효율(cd/A) 발광효율(EQE)
종래 발명 1.00 1.00 1.00
본 발명 0.98 1.06 1.08
유기 발광 소자에서 방출되는 빛에 대해 종래 발명을 1.00으로 표준화하였을 때, 본 발명에 따른 유기 발광 소자의 전류 효율은 6% 증가하고, 발광효율은 8% 증가하였음을 알 수 있다. 즉, 유기 발광 소자 전체로서 전류 효율 및 발광 효율이 증가하였다. 또한, 제 1 발광층을 투과하여 발광하는 제 2 발광층의 발광 영역만을 분리하여 검토하면 다음과 같다.
도 5는 제 2 발광층 발광 파장의 제 1 발광층 투과도를 도시한 도면이다. 도 4와 같이, 제 2 발광층은 발광 파장 430nm~480nm에서 피크(peak)가 형성된다. 이때, 상기 제 1 발광층을 투과한 제 2 발광층의 최대 피크의 강도는 20%이하로 감소되었음을 알 수 있다. 상기 최대 피크는 빛의 파장(Wavelength)에 대한 빛의 강도(Intensity)를 도시한 스펙트럼에서 빛의 강도가 최고치인 지점을 의미한다.
보다 자세하게는, 제 2 발광층의 피크가 형성되는 영역에서 제 1 발광층의 투과율을 검토하면, 종래 기술은 76.97% 투과하였음을 볼 수 있다. 즉, 약 23.03%가 제 1 발광층에 흡수되어 제 2 발광층의 빛은 76.97%만 투과되었다.
본 발명에 따른 유기 발광 소자의 제 2 발광층은 94.32%가 제 1 발광층을 투과하였음을 볼 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 유기 발광 소자의 제 1 발광층은 약 5.68%만 흡수하여 제 2 발광층의 빛이 94.32% 투과될 수 있다.
CIEx CIEy 전류효율(cd/A) 발광효율(EQE)
종래 발명 1.00 1.00 1.00 1.00
본 발명 1.00 1.00 1.14 1.14
표 2를 참조하면, 유기 발광 소자에서 방출되는 빛에 대해 종래 발명을 1.00으로 표준화하였을 때, 본 발명에 따른 유기 발광 소자의 제 2 발광층의 전류 효율은 14% 증가하고, 발광효율은 14% 증가하였음을 알 수 있다. 즉, 유기 발광 소자의 제 2 발광층의 전류 효율 및 발광 효율이 종래 발명과 비교하여 증가하였음을 알 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 유기 발광 소자는, 하나의 스택 내에 2개의 발광층을 포함하여, 구동전압을 개선하고, 제 1 발광층의 호스트를 개선하여 유기 발광 소자와 제 2 발광층의 정류 효율과 발광 효율을 개선할 수 있다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
100: 기판 124: 발광조절층
110: 양극 125: 제 2 발광층
120: 스택 126: 전자 수송층
121: 정공 주입층 127: 전자 주입층
122: 정공 수송층 128: 발광부
123: 제 1 발광층 130: 음극

Claims (12)

  1. 기판 상에 서로 대향된 양극과 음극; 및
    상기 양극과 음극 사이에 형성된 스택;을 포함하고,
    상기 스택은 정공 수송층, 제 1 발광층, 제 2 발광층 및 전자 수송층을 포함하고,
    상기 양극과 인접하게 배치된 제 1 발광층의 호스트는 1.00 이상 2.70이하 및 2.76이상 4.00이하인 밴드갭을 갖는 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 발광층을 투과한 제 2 발광층의 최대 피크의 강도는 20%이하로 감소되는 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 발광층과 제 2 발광층 사이에는 발광조절층(emitting control layer)이 더 형성되는 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 발광조절층은 상기 제 2 발광층으로 정공을 수송하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 발광층은 인광 발광층이고, 상기 제 2 발광층은 형광 발광층인 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자.
  6. 기판 상에 서로 대향된 양극과 음극; 및
    상기 양극과 음극 사이에 형성된 다수의 스택;을 포함하고,
    상기 다수의 스택 중 적어도 하나의 스택은 상기 정공 수송층, 제 1 발광층, 제 2 발광층 및 전자 수송층을 포함하고,
    상기 양극과 인접하게 배치된 제 1 발광층의 호스트는 1.00 이상 2.70이하 및 2.76이상 4.00이하인 밴드갭을 갖는 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 다수의 스택에서, 스택과 스택 사이에는 전하 생성층이 형성되는 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 1 발광층을 투과한 제 2 발광층의 최대 피크의 강도는 20%이하로 감소되는 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 2 스택의 제 1 발광층과 제 2 발광층 사이에는 발광조절층(emitting control layer)이 더 형성되는 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 발광조절층은 상기 제 2 발광층으로 정공을 수송하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자.
  11. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 1 발광층은 인광 발광층이고, 상기 제 2 발광층은 형광 발광층인 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 1 발광층은 인광 적색 발광층이고, 상기 제 2 발광층은 형광 청색 발광층인 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자.
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