KR20150077587A - 유기 전계 발광 소자 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 양극; 음극; 및 상기 양극과 음극 사이에 개재(介在)된 1층 이상의 유기물층을 포함하며, 상기 1층 이상의 유기물층 중 적어도 하나는 제1 호스트 및 제2 호스트를 포함하는 유기 전계 발광 소자를 제공한다.

Description

유기 전계 발광 소자{ORGANIC ELECTRO LUMINESCENCE DEVICE}
본 발명은 1층 이상의 유기물층을 포함하는 유기 전계 발광 소자에 관한 것이다.
유기 전계 발광 소자는 두 전극 사이에 전압을 걸어 주면 양극에서는 정공이 유기물층으로 주입되고, 음극에서는 전자가 유기물층으로 주입된다. 주입된 정공과 전자가 만났을 때 엑시톤(exciton)이 형성되며, 이 엑시톤이 바닥상태로 떨어질 때 빛이 나게 된다. 이때, 유기물층으로 사용되는 물질은 그 기능에 따라, 발광 물질, 정공주입 물질, 정공수송 물질, 전자수송 물질, 전자주입 물질 등으로 분류될 수 있다.
유기 전계 발광 소자의 발광 효율을 높이기 위해서는 색순도 증가와 에너지 전이가 필요한데, 이를 위해 호스트 물질과 도펀트 물질이 혼합된 발광 물질을 사용할 수 있다.
상기 도펀트 물질은 유기 물질을 사용하는 형광 도펀트와 Ir, Pt 등의 중원자(heavy atoms)가 포함된 금속 착체 화합물을 사용하는 인광 도펀트로 나눌 수 있다. 이때, 인광 물질은 이론적으로 형광 물질에 비해 4배까지 발광 효율을 향상시킬 수 있기 때문에, 인광 도펀트 뿐만 아니라 인광 호스트에 대한 연구가 많이 진행되고 있다.
현재 발광층의 인광 도펀트 물질로는 Firpic, Ir(ppy)3, (acac)Ir(btp)2 등과 같은 Ir을 포함하는 금속 착체 화합물이 알려져 있으며, 인광 호스트 물질로는 CBP가 알려져 있다.
특히, 녹색이나 적색 인광 호스트에 비해 청색 인광 호스트의 경우, 큰 밴드 갭(band gap)을 필요로 한데, 이로 인해 전하 주입 및 엑시톤 구속이 비효율적이기 때문에, 고효율의 소자를 얻기 어렵다. Firpic을 청색 인광 도펀트로 사용하면서, mCP를 청색 인광 호스트로 사용할 경우, 높은 광발광 양자효율이 얻어지는 것이 보고되었다. 그러나, 이러한 시스템에 맞는 전하 캐리어 주입 및 엑시톤 구속이 효율적인 밴드갭이 큰 물질이 없어서, 고효율의 청색 인광은 구현하기 어려웠다.
이처럼, 종래의 물질들은 유기 전계 발광 소자에서의 발광 특성은 만족할 만한 수준이 되지 못하고 있어, 우수한 성능을 가지는 발광 물질을 포함하는 유기 전계 발광 소자의 개발이 요구되고 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해, 구동전압, 발광효율 및 수명 등의 특성이 향상된 유기 전계 발광 소자를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 양극; 음극; 및 상기 양극과 음극 사이에 개재(介在)된 1층 이상의 유기물층을 포함하며, 상기 1층 이상의 유기물 중 적어도 하나는 제1 호스트 및 제2 호스트를 포함하는 청색 인광 발광층이고, 상기 제2 호스트는 HOMO-LUMO 에너지 갭이 상기 제1 호스트와 동일하거나 또는 상기 제1 호스트보다 더 크고, 혹은 LUMO 에너지 준위가 상기 제1 호스트보다 더 큰 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자를 제공한다.
본 발명의 유기 전계 발광 소자는 제1 호스트, 및 HOMO-LUMO 에너지 갭이 상기 제1 호스트와 동일하거나 또는 더 큰 제2 호스트를 혼합 사용하거나, 혹은 제1 호스트와 LUMO 에너지 준위가 상기 제1 호스트보다 더 큰 제2 호스트를 혼합 사용하는 발광층을 포함함으로써, 1종의 호스트를 단독 사용하는 종래 유기 전계 발광 소자에 비해 구동전압, 발광효율 및 수명 등의 특성이 더 향상될 수 있다. 따라서, 본 발명의 유기 전계 발광 소자 사용하여 디스플레이 패널을 제조할 경우 성능 및 수명이 향상된 디스플레이 패널을 제공할 수 있다.
이하, 본 발명에 대해 설명한다.
본 발명에서, HOMO-LUMO 에너지 갭은 HOMO와 LUMO의 에너지 차이를 의미한다.
본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자는 제1 호스트 및 제2 호스트를 혼합 사용하는 청색 인광 발광층을 포함하되, 상기 제2 호스트는 HOMO-LUMO 에너지 갭이 상기 제1 호스트와 동일하거나 또는 상기 제1 호스트보다 더 크고, 혹은 LUMO 에너지 준위가 상기 제1 호스트보다 더 큰 것을 특징으로 한다.
유기 전계 발광 소자에서, 정공 주입/수송층 재료의 HOMO(highest occupied molecular orbital) 에너지 준위는 정공 주입을 원활하게 하기 위해서 주변 유기물층(특히, 발광층)의 HOMO 에너지 준위와 양극의 HOMO 에너지 준위 사이이고, 전자 주입/수송층 재료의 LUMO(lowest unoccupied molecular orbital) 에너지 준위는 전자 전달을 원활하게 하기 위해서 주변 유기물층(특히, 발광층)의 LUMO 에너지 준위와 음극의 LUMO 에너지 준위 사이인 것이 바람직하다.
다만, 청색 인광 발광층에 있어서 호스트 물질은 단일항과 삼중항 에너지 레벨이 도펀트 물질보다 높아야 한다. 이는 도펀트의 삼중항에 있는 엑시톤이 다시 호스트로 역전이되는 현상을 막기 위해서이다. 그러나, 삼중항 에너지가 높고, HOMO-LUMO 에너지 갭이 넓으면서, 동시에 전하 이동도가 높은 단독 호스트를 개발하기 어려웠다.
이에, 본 발명은 발광층의 호스트를 단독 사용하는 대신에 일 호스트(이하, '제1 호스트')와 상기 제1 호스트와 HOMO-LUMO 에너지 갭이 동일하거나 또는 HOMO-LUMO 에너지 갭이 더 큰 호스트(이하, '제2 호스트')를 혼합 사용하거나, 또는 상기 제1 호스트보다 LUMO 에너지 준위가 더 큰 호스트를 혼합 사용함으로써, 유기 전계 발광 소자로 유입되는 정공과 전자의 균형이 맞추어지고, 이로 인해 유기 전계 발광 소자의 수명이 향상되고, 효율이 개선될 수 있다.
이때, 상기 제2 호스트는 HOMO-LUMO 에너지 갭이 상기 제1 호스트보다 0.1 ~ 2.0 eV 더 크고, 또는 LUMO 에너지 준위가 상기 제1 호스트보다 0.1 ~ 1.0 eV 더 큰 것이 바람직하다.
여기서, 상기 제1 호스트 및 제2 호스트 중 에너지 밴드 갭(HOMO-LUMO)이 상대적으로 위쪽에 있는 제2 호스트는 정공 전달 특성(hole dominant)이 강한 것이고, 상대적으로 에너지 밴드 갭이 아래쪽에 있는 제1 호스트는 전자 전달 특성(electron dominant)이 강한 것이다.
상기 제1 호스트의 HOMO-LUMO 에너지 갭은 특별히 한정되지 않으나, 3.0 ~ 5.0 eV인 것이 바람직하다. 이때, 상기 제1 호스트의 HOMO 에너지 준위는 5.0 ~ 7.0 eV이고, LUMO 에너지 준위는 1.0~3.0 eV일 수 있다.
또한, 상기 제1 호스트의 삼중항 에너지는 특별히 한정되지 않으나, 2.8 eV 이상, 바람직하게는 2.8~4.0 eV일 경우, 호스트에서 도펀트로의 에너지 전이가 용이하게 이루어지기 때문에, 유기 전계 발광 소자의 발광 효율, 구동 전압 및 수명 등이 더 향상될 수 있다.
이러한 제1 호스트로 사용되는 화합물의 예로는 카바졸계 화합물, 포스핀 옥사이드(Phosphine oxide)계 화합물, 함질소 복소환계 화합물(예컨대, 피리미딘계 화합물) 등이 있는데, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 카바졸계 화합물은 삼중항 에너지가 3.2 eV이기 때문에, 적색 인광은 물론 청색 인광까지 모든 발광층에 적용이 가능하며, 열적 안정성이 매우 우수하여 소자의 안정성도 향상시킬 수 있다.
상기 포스핀 옥사이드(Phosphine oxide)계 화합물은 포스핀 옥사이드기로 인해서 π-π conjugation 방해를 받아 에너지 밴드 갭이 클 뿐만 아니라, 3.0 eV 이상의 삼중항 에너지를 가질 수 있다. 또한, 상기 포스핀 옥사이드계 화합물은 포스핀 옥사이드기로 인해 전자 수송 특성이 우수하고, 따라서 소자의 효율이 우수하며, 나아가 소자의 안정성도 우수하다.
또한, 함질소 복소환 화합물은 에너지 밴드 갭이 크고, 2.8 eV 이상의 삼중항 에너지를 가질 수 있다. 또한, 상기 함질소 복소환계 화합물은 전자 흡수성이 큰 물질이기 때문에, 전자 수송 특성이 우수하고, 따라서 소자의 효율이 우수하며, 나아가 소자의 안정성도 우수하다.
상기 제2 호스트의 HOMO-LUMO 에너지 갭은 전술한 제1 호스트와 동일하거나 또는 제1 호스트보다 크면 특별히 한정되지 않지만, 제2 호스트의 HOMO-LUMO 에너지 갭이 3.0 ~ 6.0 eV인 것이 바람직하다. 이때, 상기 제2 호스트의 HOMO 에너지 준위는 5.0 ~ 7.0 eV이고, LUMO 에너지 준위는 0.5 ~ 3.0 eV 일 수 있다.
또한, 상기 제2 호스트의 삼중항 에너지는 특별히 한정되지 않으나, 2.8 eV 이상, 바람직하게는 2.8~4.0 eV일 경우, 호스트에서 도펀트로의 에너지 전이가 용이하게 이루어지기 때문에, 유기 전계 발광 소자의 발광 효율, 구동 전압 및 수명 등이 더 향상될 수 있다.
이러한 제2 호스트로 사용되는 화합물의 예로는 카바졸계 화합물, 실란(silane)계 화합물 또는 카볼린계 화합물 등이 있는데, 이에 한정되지 않는다.
상기 실란계 화합물은 분자 내 함유된 Si 원자가 분자 내의 π-π conjugation을 방해할 수 있어 에너지 밴드 갭이 크고, 3.0 eV 이상의 삼중항 에너지를 가지므로 청색 인광 발광에 적합하다.
다만, 상기 실란계 화합물은 전하이동성이 떨어지는 단점이 있으나, 분자에 카바졸, 트리페닐렌, 페닐 등의 모이어티가 도입함으로써, 전하이동성이 향상됨과 동시에 넓은 밴드 갭을 갖게 되어, 우수한 발광 특성을 가지는 호스트로 사용될 수 있다.
또한, 카바졸계 화합물 및 카볼린계 화합물은 삼중항 에너지가 3.2 eV 이상으로서, 적색 인광 및 청색 인광까지의 모든 발광층에 적용이 가능하며, 열적인 안정성이 매우 우수하여 소자의 안정성 측면에서도 우수한 장점을 갖는다.
전술한 제1 호스트와 제2 호스트의 혼합비율은 특별히 한정되지 않으나, 1:99 내지 99:1의 중량 비율일 수 있으며, 이때 제2 호스트의 사용 비율이 더 높은 것이 바람직하다. 바람직하게는, 제1 호스트와 제2 호스트의 혼합비율이 20:40~80:60 중량비율일 수 있다.
본 발명의 발광층은 전술한 제1 호스트 및 제2 호스트 이외 도펀트를 더 포함할 수 있다.
상기 도펀트로 사용 가능한 물질은 특별히 한정되지 않으나, 금속, 금속 산화물, 금속 착체 화합물 등이 있는데, 금속 착체 화합물을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 금속 착체 화합물의 비제한적인 예를 들면, 백금-함유 금속 착체 화합물, 아연-함유 금속 착체 화합물, 이리듐-함유 금속 착체 화합물 등이 있는데, 이리듐(Ir)을 포함하는 금속 착체 화합물을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 이리듐-함유 금속 착체 화합물의 비제한적인 예로서, Firpic, Ir(ppy)3, (acac)Ir(btp)2 등을 들 수 있다.
이때, 제1 호스트, 제2 호스트 및 도펀트의 혼합비율은 특별히 한정되지 않으나, 제1 호스트와 제2 호스트, 및 도펀트는 70~99:30~1 중량비율일 수 있다. 바람직하게는, 제1 호스트와 제2 호스트, 및 도펀트의 혼합비율이 80~95:20~5 중량비율일 수 있다.
이러한 제1 호스트 및 제2 호스트를 포함하고, 선택적으로 도펀트를 더 포함하는 발광층을 제조하는 방법은 당업계에 공지된 방법이라면 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어 공증착법, 진공 증착법, 용액 도포법 등이 있다. 상기 공증착법의 예로는 하기 방법들이 있다.
일례로, 상기 제1 호스트와 제2 호스트를 각각 제1 및 제2 열원에 위치시키고, 제3 열원에 도펀트를 위치시켜 동시에 열을 가해 공증착시켜 발광층을 형성한다.
구체적으로, 1×10-0.6torr 이하의 진공도에서, 전자이동도(Electron mobility)가 높고 전자 주입효율이 좋은 제1 호스트를 제1 열원에 위치시키고, 정공이동도(Hole mobility)가 높고 정공 주입효율이 좋은 제 2 호스트를 제2 열원에 위치시키고, 제3 열원에 도펀트를 위치시킨 다음, 각 물질의 초당 증발속도를 동시에 조절하여 적정비율로 공증착시키는 방법이다. 이때, 공증착되는 호스트의 개수는 발광층의 특성에 따라 2개 이상이 될 수 있다.
다른 일례로, 발광층 형성에 사용되는 제1 호스트 및 제2 호스트를 적정비율로 혼합하여 하나의 열원에 위치시키고 열을 가해 공증착시켜 발광층을 형성한다. 이 방법은 전술한 방법에 비해 사용되는 열원의 개수가 적고, 형성과정이 단순하다.
구체적으로, 1×10-0.6torr이하의 진공도에서 제1 열원에 혼합된 호스트(제1 호스트+제2 호스트)를 위치시키고, 제2 열원에 도펀트를 위치시킨 다음, 각 물질의 초당 증발속도를 동시에 조절하여 발광층을 형성시킨다. 이 방법은 1종 이상의 호스트를 사용할 경우, 1종 이상의 호스트 혼합비율의 오차를 줄일 수 있고, 적은 수의 열원을 사용하여 발광층을 형성할 수 있다.
본 발명의 유기 전계 발광 소자는 양극(anode), 음극(cathode), 및 상기 양극과 음극 사이에 개재(介在)된 1층 이상의 유기물층을 포함한다.
상기 1층 이상의 유기물층은 정공주입층, 정공수송층, 발광층, 전자수송층 및 전자주입층 중 어느 하나 이상일 수 있고, 이때 상기 발광층은 전술한 제1 호스트 및 제2 호스트를 포함한다. 이러한 발광층을 포함함으로써, 본 발명의 유기 전계 발광 소자는 단독 호스트를 포함하는 발광층을 구비하는 종래 유기 전계 발광 소자에 비해 효율(발광효율 및 전력효율), 수명, 휘도 및 구동전압 등이 더 향상될 수 있다.
상기 유기 전계 발광 소자의 구조는 특별히 한정되지 않으며, 예컨대 기판, 양극, 정공주입층, 정공수송층, 발광층, 전자수송층 및 음극이 순차적으로 적층된 구조일 수 있다. 이때, 상기 발광층은 전술한 바와 같이, 제1 호스트 및 제2 호스트를 포함하며, 상기 제2 호스트는 HOMO-LUMO 에너지 갭이 상기 제1 호스트와 동일하거나, 또는 상기 제1 호스트보다 더 크고, 혹은 LUMO 에너지 준위가 상기 제1 호스트보다 더 큰 물질이다. 경우에 따라, 상기 전자수송층 위에는 전자주입층이 추가로 적층될 수 있다. 또한, 상기 전극과 유기물층의 계면에 절연층 또는 접착층이 더 삽입될 수 있다.
본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자는 발광층을 전술한 바와 같이 형성하는 것을 제외하고는, 당 기술 분야에 알려져 있는 재료 및 방법을 이용하여 다른 유기물층 및 전극을 형성하여 제조될 수 있다.
발광층 이외 다른 유기물층은 진공 증착법이나 용액 도포법에 의하여 형성될 수 있다. 상기 용액 도포법의 예로는 스핀 코팅, 딥코팅, 닥터 블레이딩, 잉크젯 프린팅 또는 열 전사법 등이 있으나, 이들에 한정되지 않는다.
본 발명에서 사용 가능한 기판으로는 특별히 한정되지 않으며, 실리콘 웨이퍼, 석영, 유리판, 금속판, 플라스틱 필름 및 시트 등이 사용될 수 있다.
또, 양극 물질로는 바나듐, 크롬, 구리, 아연, 금과 같은 금속 또는 이들의 합금; 아연산화물, 인듐산화물, 인듐 주석 산화물(ITO), 인듐 아연 산화물(IZO)과 같은 금속 산화물; ZnO:Al 또는 SnO2:Sb와 같은 금속과 산화물의 조합; 폴리티오펜, 폴리(3-메틸티오펜), 폴리[3,4-(에틸렌-1,2-디옥시)티오펜](PEDT), 폴리피롤 또는 폴리아닐린과 같은 전도성 고분자; 및 카본블랙 등이 있는데, 이에 한정되지 않는다.
또, 음극 물질로는 마그네슘, 칼슘, 나트륨, 칼륨, 타이타늄, 인듐, 이트륨, 리튬, 가돌리늄, 알루미늄, 은, 주석, 또는 납과 같은 금속 또는 이들의 합금; 및 LiF/Al 또는 LiO2/Al과 같은 다층 구조 물질 등이 있는데, 이에 한정되지 않는다.
또, 상기 정공 주입 물질로는 낮은 전압에서 양극으로부터 정공을 잘 주입받을 수 있는 물질로서, 정공 주입 물질의 HOMO(highest occupied molecular orbital)가 양극 물질의 일함수와 주변 유기물층의 HOMO 사이인 것이 바람직하다. 정공 주입 물질의 구체적인 예로는 금속 포피린(porphyrine), 올리고티오펜, 아릴아민 계열의 유기물, 헥사니트릴헥사아자트리페닐렌 계열의 유기물, 퀴나크리돈(quinacridone) 계열의 유기물, 페릴렌(perylene) 계열의 유기물, 안트라퀴논 및 폴리아닐린과 폴리티오펜 계열의 전도성 고분자 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
또, 상기 정공 수송 물질로는 양극이나 정공 주입층으로부터 정공을 수송받아 발광층으로 옮겨줄 수 있는 물질로 정공에 대한 이동성이 큰 물질이 적합하다. 구체적인 예로는 아릴아민 계열의 유기물, 전도성 고분자, 및 공액 부분과 비공액 부분이 함께 있는 블록 공중합체 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
상기 전자 수송 물질로는 음극으로부터 전자를 잘 주입받아 발광층으로 옮겨줄 수 있는 물질로서, 전자에 대한 이동성이 큰 물질이 적합하다. 구체적인 예로는 8-히드록시퀴놀린의 Al 착물; Alq3를 포함한 착물; 유기 라디칼 화합물; 히드록시플라본-금속 착물 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
이하 본 발명을 실시예를 통하여 상세히 설명하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명이 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
[ 실시예 1] 유기 전계 발광 소자의 제조
ITO(Indium tin oxide)가 1500 Å 두께로 박막 코팅된 유리 기판을 증류수로 초음파 세척하였다. 증류수 세척이 끝나면, 이소프로필 알코올, 아세톤, 메탄올 등의 용제로 초음파 세척을 하고 건조시킨 후 UV OZONE 세정기(Power sonic 405, 화신테크)로 이송시킨 다음, UV를 이용하여 상기 기판을 5분간 세정하고 진공 증착기로 기판을 이송하였다.
상기와 같이 준비된 ITO 투명 기판 위에 CuPc (10 nm)/ TPAC (30 nm)/ 제 1 호스트(PBH-1) + 제 2 호스트(PBH-4) + 10 % Flrpic (30nm)/ Alq3 (30 nm)/ LiF (0.2 nm)/Al (150 nm) 순으로 적층하여 유기 EL 소자를 제작하였다. 여기서, 제1 호스트와 제2 호스트의 혼합비율은 3:7 중량 비율로 하였다.
이때, 사용된 CuPc, TPAC, Flrpic 및 PBH-1 및 PBH-4의 구조는 하기와 같으며, 이들의 HOMO 에너지 준위, LUMO 에너지 준위, 밴드갭은 하기 표 1에 나타내었다.
Figure pat00001
Figure pat00002

Figure pat00003
[실시예 2] ~ [실시예 9] 유기 전계 발광 소자의 제조
실시예 1에서 발광층의 호스트로 사용된 PBH-1 및 PBH-4 대신 하기 표 2에 기재된 각 화합물을 사용하는 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일하게 수행하여 유기 전계 발과 소자를 제조하였다.
이때, 사용된 PBH-1 ~ PBH-6의 구조는 상기 실시예 1에 기재된 바와 같다.
[비교예 1] 유기 전계 발광 소자의 제조
실시예 1에서 발광층 형성시 사용된 PBH-1 및 PBH-4 대신 CBP를 사용하는 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일하게 수행하여 유기 전계 발광 소자를 제작하였다. 이때, 사용된 CBP의 구조는 하기와 같다.
Figure pat00004

[비교예 2] 유기 전계 발광 소자의 제조
실시예 1에서 발광층 형성시 사용된 PBH-1 및 PBH-4 대신 PBH-5를 사용하는 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일하게 수행하여 유기 전계 발광 소자를 제작하였다.
[비교예 3] 유기 전계 발광 소자의 제조
실시예 1에서 발광층 형성시 사용된 PBH-1 및 PBH-4 대신 PBH-2를 사용하는 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일하게 수행하여 유기 전계 발광 소자를 제작하였다.
[실험예]
상기 실시예 1 내지 9와, 비교예 1 내지 3에서 각각 제조된 유기 전계 발광 소자에 대하여, 전류밀도 10mA/㎠에서의 구동전압과 전류효율를 측정하였고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
샘플 호스트 구동 전압 (V) EL 피크
(nm)		 전류효율 (cd/A)
제1 호스트 제2 호스트
실시예 1 30% PBH-1 70% PBH-4 6.50 480 6.99
실시예 2 30% PBH-1 70% PBH-5 6.45 485 6.85
실시예 3 30% PBH-1 70% PBH-6 6.70 471 7.34
실시예 4 30% PBH-2 70% PBH-4 6.10 475 6.90
실시예 5 30% PBH-2 70% PBH-5 6.50 479 7.34
실시예 6 30% PBH-2 70% PBH-6 6.20 470 6.55
실시예 7 30% PBH-3 70% PBH-4 6.00 482 6.94
실시예 8 30% PBH-3 70% PBH-5 6.40 485 7.25
실시예 9 30% PBH-3 70% PBH-6 6.20 472 7.47
비교예 1 CBP 7.80 474 5.80
비교예 2 PBH-5 7.50 473 6.20
비교예 3 PBH-2 7.40 474 6.10
상기 표 2를 살펴보면, 제1 호스트와 제2 호스트를 포함하는 발광층을 사용한 본 발명의 유기 전계 발광 소자(실시예 1 내지 9)는 종래 CBP 또는 PBH-2, PBH-5를 단독호스트 물질로 포함하는 발광층을 사용한 유기 전계 발광 소자(비교예 1 내지 3)보다 전류효율 및 구동전압 면에서 우수한 성능을 나타내는 것을 확인할 수 있었다.

Claims (8)

  1. 양극; 음극; 및 상기 양극과 음극 사이에 개재(介在)된 1층 이상의 유기물층을 포함하며,
    상기 1층 이상의 유기물층 중 적어도 하나는 제1 호스트 및 제2 호스트를 포함하는 청색 인광 발광층을 포함하고,
    상기 제2 호스트는 HOMO-LUMO 에너지 갭이 상기 제1 호스트와 동일하거나 또는 상기 제1 호스트보다 더 크고, 혹은 LUMO 에너지 준위가 상기 제1 호스트보다 더 큰 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2 호스트는 HOMO-LUMO 에너지 갭이 상기 제1 호스트보다 0.1 ~ 2.0 eV 더 크거나, 또는 LUMO 에너지 준위가 상기 제1 호스트보다 0.1 ~ 1.0 eV 더 큰 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 호스트는 HOMO-LUMO 에너지 갭이 3.0 ~ 5.0 eV 범위이고, LUMO 에너지 준위가 1.0 ~ 3.0 eV 범위이며,
    상기 제2 호스트는 HOMO-LUMO 에너지 갭이 3.0 ~ 6.0 eV 범위이고, LUMO 에너지 준위가 0.5 ~ 3.0 eV 범위인 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 호스트 및 제2 호스트는 각각 삼중항 에너지가 2.8 eV 이상인 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 호스트는 카바졸계 화합물, 포스핀 옥사이드계 화합물 및 비피리미딘계 화합물로 이루어진 군에서 선택되고,
    상기 제2 호스트는 실란계 화합물, 카바졸계 화합물 또는 카볼린계 화합물인 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 호스트와 제2 호스트는 1~99:99~1의 중량 비율로 포함되는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 청색 인광 발광층은 도펀트를 더 포함하고,
    상기 도펀트는 이리듐-함유 금속 착체 화합물인 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 (a) 제1 호스트와 제2 호스트, 및 (b) 도펀트는 70~99:30~1 중량비율로 포함되는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자.
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