KR20160076883A

KR20160076883A - 유기 발광 소자

Info

Publication number: KR20160076883A
Application number: KR1020140187481A
Authority: KR
Inventors: 이세희; 송우섭
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2014-12-23
Filing date: 2014-12-23
Publication date: 2016-07-01
Also published as: KR102471177B1; KR20220162108A

Abstract

본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자는 제 1 전극과 제 2 전극과 제 1 전극과 제 2 전극 사이에 위치하며 제 1 정공 수송층 및 제 1 유기 발광층을 포함하는 제 1 발광 유닛과 제 1 전극과 제 2 전극 사이에 위치하며 제 2 정공 수송층 및 제 2 유기 발광층을 포함하는 제 2 발광 유닛과 제 1 정공 수송층과 제 1 유기 발광층의 사이에 위치하는 제 1 정공 조절층 및 제 2 정공 수송층과 상기 제 2 유기 발광층의 사이에 위치하는 제 2 정공 조절층을 포함하는 유기 발광 소자인 것을 특징으로 한다.

Description

유기 발광 소자{ORGANIC LIGHT EMITTING DEVICE}

본 발명은 유기 발광 소자에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 유기 발광 소자에 있어서 고온 환경에서 효율 및 수명의 향상이 가능한 유기 발광 소자에 관한 것이다.

유기 발광 표시 장치(OLED)는 자체 발광형 표시 장치로서, 전자(electron) 주입을 위한 전극(cathode)과 정공(hole) 주입을 위한 전극(anode)으로부터 각각 전자와 정공을 발광층 내부로 주입시켜, 주입된 전자와 정공이 결합한 엑시톤(exciton)이 여기 상태로부터 기저 상태로 떨어질 때 발광하는 유기 발광 소자를 이용한 표시 장치이다.

유기 발광 표시 장치는 빛이 방출되는 방향에 따라서 상부 발광(Top Emission) 방식, 하부 발광(Bottom Emission) 방식 및 양면 발광(Dual Emission) 방식 등이 있고, 구동 방식에 따라서는 수동 매트릭스형(Passive Matrix)과 능동 매트릭스형(Active Matrix) 등으로 나누어진다.

유기 발광 표시 장치는 액정 표시 장치(LCD)와는 달리 별도의 광원이 필요하지 않아 경량 박형으로 제조 가능하다. 또한, 유기 발광 표시 장치는 저전압 구동에 의해 소비 전력 측면에서 유리할 뿐만 아니라, 색상 구현, 응답 속도, 시야각, 명암비(contrast ratio: CR)도 우수하여, 차세대 디스플레이로서 연구되고 있다.

고 해상도로 디스플레이가 발전하면서 단위 면적당 픽셀 개수가 증가하고, 높은 휘도가 요구되고 있지만 유기 발광 표시 장치의 발광 구조 상 단위 면적 전류(A)에 한계가 있고, 인가 전류의 증가로 인한 유기 발광 소자의 신뢰성 저하 및 소비 전력이 증가하는 문제점이 있다.

따라서 유기 발광 표시 장치의 품질 및 생산성을 저해하는 요인이 되고 있는 유기 발광 소자의 발광 효율, 수명 향상 및 소비 전력 절감이라는 기술적 한계를 극복해야 하며, 색감 영역을 유지하면서도 발광 효율, 발광층의 수명 및 시야각 특성을 향상시킬 수 있는 유기 발광 소자 개발을 위한 다양한 연구가 이루어지고 있다.

유기 발광 표시 장치의 품질 및 생산성 향상을 위해서 유기 발광 소자의 효율, 수명 향상 및 소비 전력 저감 등을 위한 다양한 유기 발광 소자 구조가 제안되고 있다.

이에 따라, 하나의 스택(1 stack) 즉, 하나의 발광 유닛(electroluminescence unit: EL unit)을 적용하는 유기 발광 소자 구조뿐만 아니라, 향상된 효율 및 수명 특성을 구현하기 위해 복수 개의 스택(stack), 즉 복수 개의 발광 유닛의 적층을 이용하는 탠덤(Tandem) 구조의 유기 발광 소자가 제안되고 있다.

이와 같은 탠덤 구조, 즉 복수 개의 발광 유닛의 적층을 이용한 스택 유기 발광 소자 구조에 있어서, 전자와 정공의 재결합(recombination)을 통해서 발광이 일어나는 발광 영역이 제 1 발광 유닛 및 제 2 발광 유닛의 각각에 위치하므로 상온에서의 유기 발광 소자의 구동 시에는 높은 효율과 이에 따른 저전류로 인해 유기 발광 소자의 발광 수명에 문제가 발생하지 않았다.

그러나 고온 환경에서는 정공이 전자보다 높은 이동도 특성을 보임에 따라서 정공이 전자와 정공이 재결합하여 발광하는 영역인 유기 발광층을 지나 전자 수송층으로 이동하여 발광 영역을 벗어나는 현상이 나타나고 있으며, 이에 따라서 고온에서 유기 발광 소자의 효율 및 수명 특성이 현저히 저하되는 문제가 발생하고 있다.

이에 본 발명의 발명자는 복수 개의 발광 유닛의 적층을 이용한 유기 발광 소자 구조에 있어서 고온에서 효율 및 수명의 향상이 가능한 유기 발광 소자를 발명하였다.

본 발명의 실시예에 따른 해결 과제는 복수 개의 발광 유닛의 적층을 이용한 스택 구조의 유기 발광 소자에 있어서 제 1 정공 수송층과 제 1 유기 발광층 사이에 제 1 정공 조절층을 형성하고 또한 제 2 정공 수송층과 제 2 유기 발광층 사이에 제 2 정공 조절층을 형성함으로써 고온에서 효율 및 수명의 향상이 가능한 유기 발광 소자를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 해결 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 실시예에 따른 복수 개의 발광 유닛의 적층을 이용한 스택 구조의 유기 발광 소자에 있어서 제 1 정공 수송층과 제 1 유기 발광층 사이에 제 1 정공 조절층을 형성하고 또한 제 2 정공 수송층과 제 2 유기 발광층 사이에 제 2 정공 조절층을 형성함으로써 고온에서 효율 및 수명의 향상이 가능한 유기 발광 소자가 제공된다.

본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자는 제 1 전극과 제 2 전극과 제 1 전극과 제 2 전극 사이에 위치하며 제 1 정공 수송층 및 제 1 유기 발광층을 포함하는 제 1 발광 유닛과 제 1 전극과 제 2 전극 사이에 위치하며 제 2 정공 수송층 및 제 2 유기 발광층을 포함하는 제 2 발광 유닛과 제 1 정공 수송층과 제 1 유기 발광층 사이에 위치하는 제 1 정공 조절층 및 제 2 정공 수송층과 상기 제 2 유기 발광층 사이에 위치하는 제 2 정공 조절층을 포함하는 유기 발광 소자인 것을 특징으로 한다.

제 1 정공 조절층의 HOMO 에너지 레벨은 제 1 정공 수송층의 HOMO 에너지 레벨보다 0.1eV 이상 낮을 수 있다.

제 1 정공 조절층의 LUMO 에너지 레벨은 제 1 정공 수송층의 LUMO 에너지 레벨보다 0.1eV 이상 낮을 수 있다.

제 2 정공 조절층의 HOMO 에너지 레벨은 제 2 정공 수송층의 HOMO 에너지 레벨보다 0.1eV 이상 낮을 수 있다.

제 2 정공 조절층의 LUMO 에너지 레벨은 제 2 정공 수송층의 LUMO 에너지 레벨보다 0.1eV 이상 낮을 수 있다.

제 1 정공 조절층의 삼중항 에너지 레벨(T1)은 제 1 유기 발광층에 포함된 도펀트의 삼중항 에너지 레벨(T1)보다 높을 수 있다.

제 2 정공 조절층의 삼중항 에너지 레벨(T1)은 상기 제 2 유기 발광층에 포함된 도펀트의 삼중항 에너지 레벨(T1)보다 높을 수 있다.

제 1 정공 조절층 및 제 2 정공 조절층은 각각 TPD(N,N'-Bis(3-methylphenyl)-N,N'-bis(phenyl)-benzidine), α-NPB(Bis[N-(1-naphthyl)-N-phenyl]benzidine), TDAPB(1,3,5-tris(4-diphenylaminophenyl)benzene), TCTA(Tris(4-carbazoyl-9-yl)triphenylamine), spiro-TAD(2,2',7,7'-Tetrakis(N,N-diphenylamino)-9,9-spirobifluorene), CBP(4,4’-bis(carbazol-9-yl)biphenyl), BFA-1T(4-[bis(9,9-dimethylfluoren-2-yl)amino]phenyl group), spiro-TCBz(triclabendazole) 및 TBA 중 어느 하나로 이루어질 수 있다.

제 1 발광 유닛과 제 2 발광 유닛 사이에 위치하는 제 1 전하 생성층 및 제 2 전하 생성층을 포함할 수 있다.

제 1 전하 생성층 및 제 2 전하 생성층은 NP 접합 구조로 이루어질 수 있다.

제 1 유기 발광층은 적색 서브 화소 영역에 위치하는 제 1 적색 발광층, 녹색 서브 화소 영역에 위치하는 제 1 녹색 발광층 및 청색 서브 화소 영역에 위치하는 제 1 청색 발광층을 포함하여 이루어지고, 제 2 유기 발광층은 적색 서브 화소 영역에 위치하는 제 2 적색 발광층, 녹색 서브 화소 영역에 위치하는 제 2 녹색 발광층 및 청색 서브 화소 영역에 위치하는 제 2 청색 발광층을 포함하여 이루어질 수 있다.

제 1 정공 조절층과 제 2 정공 조절층은 서로 다른 물질로 이루어질 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 유기 발광 소자는 제 1 전극과 제 2 전극 및 제 1 전극과 제 2 전극 사이에 위치하는 적어도 두 개의 발광 유닛을 포함하며, 적어도 두 개의 발광 유닛은 정공 수송층 및 유기 발광층을 포함하고, 적어도 두 개의 발광 유닛 중 하나는 정공 수송층과 유기 발광층 사이에 위치하는 정공 조절층을 포함하는 유기 발광 소자인 것을 특징으로 한다.

적어도 두 개의 발광 유닛은 제 1 발광 유닛과 제 2 발광 유닛일 수 있다.

제 1 발광 유닛에 상기 정공 조절층이 포함될 수 있다.

제 2 발광 유닛에 상기 정공 조절층이 포함될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 복수 개의 발광 유닛의 적층을 이용한 스택 구조의 유기 발광 소자에 있어서, 정공 수송층과 유기 발광층의 사이에 정공 조절층을 구성함으로써 고온에서 정공이 전자보다 높은 이동도 특성을 보임에 따라 정공이 전자와 정공이 재결합하여 발광하는 영역인 유기 발광층을 지나 전자 수송층으로 이동하여 발광 영역을 벗어나는 현상을 방지할 수 있다.

또한, 전자와 정공의 재졀합 영역이 발광 영역을 벗어나지 않으므로 고온에서 유기 발광 소자의 효율 및 수명이 향상되는 효과를 얻을 수 있다.

본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과는 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

이상에서 해결하고자 하는 과제, 과제 해결 수단, 효과에 기재한 발명의 내용이 청구항의 필수적인 특징을 특정하는 것은 아니므로, 청구항의 권리범위는 발명의 내용에 기재된 사항에 의하여 제한되지 않는다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자의 구조를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자에 있어서 정공 수송층 및 정공 조절층의 HOMO 에너지 레벨 및 LUMO 에너지 레벨 조건을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자에 있어서 정공 수송층, 정공 조절층 및 청색 발광층의 삼중항 에너지 레벨(T1) 조건을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자에 있어서 상온 및 고온에서의 수명 평가 결과를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자에 있어서 상온 및 고온에서의 전압에 따른 전류 밀도 평가 결과를 나타내는 도면이다.
도 6은 비교예와 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자에 있어서 전기 광학 특성을 비교 평가한 결과를 나타내는 도면이다.
도 7은 비교예와 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자에 있어서 상온에서의 수명 특성을 비교 평가한 결과를 나타내는 도면이다.
도 8은 비교예와 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자에 있어서 고온에서의 수명 특성을 비교 평가한 결과를 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자에 있어서 상온 및 고온에서의 수명 특성을 비교 평가한 결과를 나타내는 도면이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

본 발명의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 본 명세서 상에서 언급된 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다.

구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다. 위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~상에', '~상부에', '~하부에', '~옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다.

또한 제 1, 제 2 등이 다양한 구성 요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성 요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제 1 구성 요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제 2 구성 요소일 수도 있다.

본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하고, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시할 수도 있다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자(1000)의 구조를 개략적으로 나타내는 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자(1000)는 적색 서브 화소 영역(Rp), 녹색 서브 화소 영역(Gp) 및 청색 서브 화소 영역(Bp)이 정의되어 있는 기판 상에 형성되는 제 1 전극(110, anode)과 정공 주입층(120, hole injection layer: HIL), 제 1 정공 수송층(130, 1^st hole transporting layer: 1^st HTL), 제 1 정공 조절층(135, 1^st hole control layer: 1^st HCL), 제 1 적색 발광층(140, 1^st Red emission layer: 1^st Red EML), 제 1 녹색 발광층(141, 1^st Green emission layer: 1^st Green EML) 및 제 1 청색 발광층(142, 1^st Blue emission layer: 1^st Blue EML)으로 이루어지는 제 1 유기 발광층, 제 1 전자 수송층(150, 1^st electron transporting layer: 1^st ETL), 제 1 전하 생성층(160, 1^st charge generation layer: N-CGL), 제 2 전하 생성층(165, 2^nd charge generation layer: P-CGL), 제 2 정공 수송층(170, 2^nd hole transporting layer: 2^nd HTL), 제 2 정공 조절층(175, 2^nd hole control layer: 2^nd HCL), 제 2 적색 발광층(180, 2^nd Red emission layer: 2^nd Red EML), 제 2 녹색 발광층(181, 2^nd Green emission layer: 2^nd Green EML) 및 제 2 청색 발광층(182, 2^nd Blue emission layer: 2^nd Blue EML)으로 이루어지는 제 2 유기 발광층, 제 2 전자 수송층(190, 2^nd electron transporting layer: 2^nd ETL), 제 2 전극(200, cathode) 및 캡핑층(210, capping layer: CPL)을 포함하여 구성된다.

또한 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자(1000)는 제 1 전극(110)과 제 2 전극(200)의 사이에 제 1 유기 발광층을 포함하는 제 1 발광 유닛(1100, 1^st EL Unit) 및 제 2 유기 발광층을 포함하는 제 2 발광 유닛(1200, 2^nd EL Unit)이 적층되어 구성된 2 스택(stack) 구조를 갖는 유기 발광 소자이다.

보다 구체적으로 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자(1000)에 있어서 제 1 발광 유닛(1100)은 정공 주입층(120), 제 1 정공 수송층(130), 제 1 정공 조절층(135), 제 1 적색 발광층(140), 제 1 녹색 발광층(141) 및 제 1 청색 발광층(142)으로 이루어지는 제 1 유기 발광층 및 제 1 전자 수송층(150)을 포함하여 구성된다.

또한 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자(1000)에 있어서 제 2 발광 유닛(1200)은 제 2 정공 수송층(170), 제 2 정공 조절층(175), 제 2 적색 발광층(180), 제 2 녹색 발광층(181) 및 제 2 청색 발광층(182)으로 이루어지는 제 2 유기 발광층 및 제 2 전자 수송층(190)을 포함하여 구성된다.

또한 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자(1000)는 제 1 발광 유닛(1100)과 제 2 발광 유닛(1200)의 사이에 위치하는 n형 전하 생성층인 제 1 전하 생성층(160)과 p형 전하 생성층인 제 2 전하 생성층(165)을 포함하여 구성된다.

또한 도시하지 않았지만 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자를 포함하는 유기 발광 표시 장치에 있어, 기판 상에 서로 교차하여 각 화소 영역을 정의하는 게이트 배선과 데이터 배선과 이중 어느 하나와 평행하게 연장되는 전원 배선이 위치하며, 각 화소 영역에는 게이트 배선 및 데이터 배선에 연결된 스위칭 박막트랜지스터와 스위칭 박막 트랜지스터에 연결된 구동 박막 트랜지스터가 위치한다. 구동 박막 트랜지스터는 상기 제 1 전극(110, anode)에 연결된다.

제 1 전극(110)은 적색 서브 화소 영역(Rp), 녹색 서브 화소 영역(Gp) 및 청색 서브 화소 영역(Bp) 각각에 대응되도록 기판 상에 위치하며, 반사 전극으로 이루어질 수 있다.

예를 들어서, 제 1 전극(110)은 인듐-틴-옥사이드(indium-tin-oxide: ITO)와 같이 일함수가 높은 투명 도전성 물질층과 은(Ag) 또는 은 합금(Ag alloy)과 같은 반사 물질층을 포함할 수 있다.

정공 주입층(120)은 적색 서브 화소 영역(Rp), 녹색 서브 화소 영역(Gp) 및 청색 서브 화소 영역(Bp) 모두에 대응되도록 제 1 전극(110) 상에 위치한다.

정공 주입층(120)은 정공의 주입을 원활하게 하는 역할을 할 수 있으며, HATCN(1,4,5,8,9,11-hexaazatriphenylene-hexanitrile), CuPc(cupper phthalocyanine), PEDOT(poly(3,4)-ethylenedioxythiophene), PANI(polyaniline) 및 NPD(N,N-dinaphthyl-N,N'-diphenylbenzidine)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상으로 이루어질 수 있으나 이에 한정되지 않는다.

제 1 정공 수송층(130)과 제 2 정공 수송층(170)은 각각 적색 서브 화소 영역(Rp), 녹색 서브 화소 영역(Gp) 및 청색 서브 화소 영역(Bp) 모두에 대응되도록 형성되며, 제 1 정공 수송층(130)은 정공 주입층(120) 상에, 제 2 정공 수송층(170)은 제 2 전하 생성층(165) 상에 위치한다.

제 1 정공 수송층(130)과 제 2 정공 수송층(170)은 정공의 수송을 원활하게 하는 역할을 하며, NPD(N,N-dinaphthyl-N,N'-diphenylbenzidine), TPD(N,N'-bis-(3-methylphenyl)-N,N'-bis-(phenyl)-benzidine), s-TAD 및 MTDATA(4,4',4"-Tris(N-3-methylphenyl-N-phenyl-amino)-triphenylamine)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상으로 이루어질 수 있으나 이에 한정되지 않는다.

본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자(1000)에 있어서, 제 1 정공 조절층(135)은 적색 서브 화소 영역(Rp), 녹색 서브 화소 영역(Gp) 및 청색 서브 화소 영역(Bp) 모두에 대응되도록 제 1 정공 수송층(130) 상에 위치한다.

또한 제 2 정공 조절층(175)은 적색 서브 화소 영역(Rp), 녹색 서브 화소 영역(Gp) 및 청색 서브 화소 영역(Bp) 모두에 대응되도록 제 2 정공 수송층(170) 상에 위치한다.

제 1 정공 조절층(135) 및 제 2 정공 조절층(175)은 고온에서 정공이 전자보다 높은 이동도 특성을 보임에 따라 정공이 전자와 정공이 재결합하여 발광하는 영역인 제 1 적색 발광층(140), 제 1 녹색 발광층(141) 및 제 1 청색 발광층(142)으로 이루어지는 제 1 유기 발광층 및 제 2 적색 발광층(180), 제 2 녹색 발광층(181) 및 제 2 청색 발광층(182)으로 이루어지는 제 2 유기 발광층을 지나 제 1 전자 수송층(150) 및 제 2 전자 수송층(190)으로 이동하여 발광 영역을 벗어나는 현상을 방지하는 역할을 한다. 제 1 정공 조절층(135) 및 제 2 정공 조절층(175)은 카바졸 유도체, 트리아릴아민 유도체 또는 트리아민 유도체 등의 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, TPD(N,N'-Bis(3-methylphenyl)-N,N'-bis(phenyl)-benzidine), α-NPB(Bis[N-(1-naphthyl)-N-phenyl]benzidine), TDAPB(1,3,5-tris(4-diphenylaminophenyl)benzene), TCTA(Tris(4-carbazoyl-9-yl)triphenylamine), spiro-TAD(2,2',7,7'-Tetrakis(N,N-diphenylamino)-9,9-spirobifluorene), CBP(4,4'-bis(carbazol-9-yl)biphenyl), BFA-1T(4-[bis(9,9-dimethylfluoren-2-yl)amino]phenyl group), spiro-TCBz(triclabendazole) 및 TBA로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상으로 이루어질 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 제 1 정공 조절층(135) 및 제 2 정공 조절층(175)의 물질은 아래의 구조식으로 표현될 수 있다.

제 1 정공 조절층(135) 및 제 2 정공 조절층(175)은 상기 설명한 물질 중에서 선택된 동일한 물질로 이루어질 수 있으며, 제 1 발광 유닛(1100)과 제 2 발광 유닛(1200)에서의 정공의 이동도 특성을 고려하여 상기 설명한 물질 중에서 선택된 서로 다른 물질로 이루어질 수도 있다.

제 1 적색 발광층(140)은 제 1 정공 수송층(130) 상의 적색 서브 화소 영역(Rp)에 위치하며, 또한 제 2 적색 발광층(180)은 제 2 정공 수송층(170) 상의 적색 서브 화소 영역(Rp)에 위치한다. 제 1 적색 발광층(140) 및 제 2 적색 발광층(180)은 각각 적색을 발광하는 발광 물질을 포함할 수 있으며, 발광 물질은 인광 물질 또는 형광 물질을 이용하여 형성할 수 있다.

보다 구체적으로 제 1 적색 발광층(140) 및 제 2 적색 발광층(180)은 CBP(4,4'-bis(carbozol-9-yl)biphenyl) 또는 mCP(1,3-bis(N-carbozolyl)benzene)를 포함하는 호스트 물질을 포함할 수 있으며, PQIr(acac)(bis(1-phenylquinoline) acetylacetonate iridium), PQIr(tris(1-phenylquinoline) iridium) 및 PtOEP(octaethylporphyrin platinum)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상을 포함하는 도펀트를 포함하는 인광 물질로 이루어질 수 있고, 이와는 달리 PBD:Eu(DBM)3(Phen) 또는 Perylene을 포함하는 형광 물질로 이루어질 수 있으나 이에 한정되지 않는다.

제 1 녹색 발광층(141)은 제 1 정공 수송층(130) 상의 녹색 서브 화소 영역(Gp)에 위치하며, 또한 제 2 녹색 발광층(181)은 제 2 정공 수송층(170) 상의 녹색 서브 화소 영역(Gp)에 위치한다. 제 1 녹색 발광층(141) 및 제 2 녹색 발광층(181)은 녹색을 발광하는 발광 물질을 포함할 수 있으며, 발광 물질은 인광 물질 또는 형광 물질을 이용하여 형성할 수 있다.

보다 구체적으로 제 1 녹색 발광층(141) 및 제 2 녹색 발광층(181)은 CBP 또는 mCP를 포함하는 호스트 물질을 포함할 수 있으며, Ir(ppy)₃(fac tris(2-phenylpyridine)iridium)을 포함하는 이리듐 착물(Ir complex)와 같은 도펀트 물질을 포함하는 인광 물질로 이루어질 수 있고, 이와는 달리 Alq₃(tris(8-hydroxyquinolino)aluminum)을 포함하는 형광 물질로 이루어질 수 있으나 이에 한정되지 않는다.

제 1 청색 발광층(142)은 제 1 정공 수송층(130) 상의 청색 서브 화소 영역(Bp)에 위치하며, 또한 제 2 청색 발광층(182)은 제 2 정공 수송층(170) 상의 청색 서브 화소 영역(Bp)에 위치한다. 제 1 청색 발광층(142) 및 제 2 청색 발광층(182)은 청색을 발광하는 발광 물질을 포함할 수 있으며, 발광 물질은 인광 물질 또는 형광 물질을 이용하여 형성할 수 있다.

보다 구체적으로 제 1 청색 발광층(142) 및 제 2 청색 발광층(182)은 CBP 또는 mCP를 포함하는 호스트 물질을 포함할 수 있으며, (4,6-F2ppy)2Irpic을 포함하는 도펀트 물질을 포함하는 인광 물질로 이루어질 수 있다. 또한, spiro-DPVBi, spiro-6P, 디스틸벤젠(DSB), 디스트릴아릴렌(DSA), PFO계 고분자 및 PPV계 고분자로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 포함하는 형광 물질로 이루어질 수 있으나 이에 한정되지 않는다.

제 1 전자 수송층(150)은 적색 서브 화소 영역(Rp), 녹색 서브 화소 영역(Gp) 및 청색 서브 화소 영역(Bp) 모두에 대응되도록 제 1 적색 발광층(140), 제 1 녹색 발광층(141) 및 제 1 청색 발광층(142) 상에 위치하며, 제 2 전자 수송층(190)은 적색 서브 화소 영역(Rp), 녹색 서브 화소 영역(Gp) 및 청색 서브 화소 영역(Bp) 모두에 대응되도록 제 2 적색 발광층(180), 제 2 녹색 발광층(181) 및 제 2 청색 발광층(182) 상에 위치한다.

제 1 전자 수송층(150) 및 제 2 전자 수송층(190)은 전자의 수송 및 주입의 역할을 할 수 있으며, 제 1 전자 수송층(150) 및 제 2 전자 수송층(190)의 두께는 전자 수송 특성을 고려하여 조절될 수 있다.

제 1 전자 수송층(150) 및 제 2 전자 수송층(190)은 전자의 수송을 원활하게 하는 역할을 하며, Alq₃(tris(8-hydroxyquinolino)aluminum), PBD(2-(4-biphenylyl)-5-(4-tert-butylpheny)-1,3,4oxadiazole), TAZ, spiro-PBD, BAlq 및 SAlq로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상으로 이루어질 수 있으나 이에 한정되지 않는다.

또한 도 1에 도시하지 않았으나 전자 주입층(electron injection layer: EIL)을 별도로 제 2 전자 수송층(190) 상에 추가로 구성하는 것이 가능하다.

전자 주입층(EIL)은 Alq₃(tris(8-hydroxyquinolino)aluminum), PBD(2-(4-biphenylyl)-5-(4-tert-butylpheny)-1,3,4oxadiazole), TAZ, spiro-PBD, BAlq 또는 SAlq를 사용할 수 있으나 이에 한정되지 않는다.

여기서, 본 발명의 실시예에 따라 그 구조가 한정되는 것은 아니며, 정공 주입층(120), 제 1 정공 수송층(130), 제 2 정공 수송층(170), 제 1 전자 수송층(150), 제 2 전자 수송층(190) 및 전자 주입층(EIL) 중에서 적어도 어느 하나가 생략될 수도 있다. 또한, 제 1 정공 수송층(130), 제 2 정공 수송층(170), 제 1 전자 수송층(150), 제 2 전자 수송층(190) 및 전자 주입층(EIL) 중 적어도 어느 하나를 두 개 이상의 층으로 형성하는 것도 가능하다.

제 1 전하 생성층(160)은 적색 서브 화소 영역(Rp), 녹색 서브 화소 영역(Gp) 및 청색 서브 화소 영역(Bp) 모두에 대응되도록 제 1 전자 수송층(150) 상에 위치하며, 제 2 전하 생성층(165)은 적색 서브 화소 영역(Rp), 녹색 서브 화소 영역(Gp) 및 청색 서브 화소 영역(Bp) 모두에 대응되도록 제 1 전하 생성층(160) 상에 위치하며, 제 1 전하 생성층(160) 및 제 2 전하 생성층(165)은 NP 접합 구조로 이루어질 수 있다.

도 1을 참조하면 제 1 전하 생성층(160)과 제 2 전하 생성층(165)은 제 1 발광 유닛(1100)과 제 2 발광 유닛(1200)의 사이에 위치하며, 제 1 전하 생성층(160) 및 제 2 전하 생성층(165)은 제 1 발광 유닛(1100)과 제 2 발광 유닛(1200)의 두 발광 유닛 간의 전하 균형을 조절하는 역할을 한다.

제 1 전하 생성층(160)은 제 1 전하 생성층(160)의 하부에 위치하는 제 1 발광 유닛(1100)으로 전자의 주입을 돕는 n형 전하 생성층(n-CGL)의 역할을 하며, 제 2 전하 생성층(165)은 제 2 전하 생성층(165)의 상부에 위치하는 제 2 발광 유닛(1200)으로 정공의 주입을 돕는 p형 전하 생성층(p-CGL)의 역할을 한다.

보다 구체적으로, 전자 주입의 역할을 하는 n형 전하 생성층(n-CGL)인 제 1 전하 생성층(160)은 알칼리 금속, 알칼리 금속 화합물 또는 전자 주입 역할을 하는 유기물 또는 이들의 화합물로 형성하는 것이 가능하다. 또한 제 1 전하 생성층(160)의 호스트 물질은 제 1 전자 수송층(150) 및 제 2 전자 수송층(190) 물질과 동일한 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어서, 안트라센(Anthracene) 유도체와 같은 유기 물질에 리튬(Li)과 같은 도펀트(dopant)가 도핑된 혼합층으로 이루어질 수 있으나 이에 한정되지 않는다.

제 2 전하 생성층(165)은 제 1 전하 생성층(160) 상에 위치한다. 제 2 전하 생성층(165)은 정공 주입의 역할을 하는 p형 전하 생성층(p-CGL)의 역할을 하며, 제 2 전하 생성층(165)의 호스트 물질은 제 1 정공 주입층(120), 제 1 정공 수송층(130) 및 제 2 정공 수송층(170)의 물질과 동일한 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어서, HATCN(1,4,5,8,9,11-hexaazatriphenylene-hexanitrile), CuPc(cupper phthalocyanine) 및 TBAHA(tris(4-bromophenyl)aluminum hexacholroantimonate)와 같은 유기 물질에 p형 도펀트(dopant)가 도핑된 혼합층으로 이루어질 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 또한 상기 p형 도펀트는 F₄-TCNQ 또는 NDP-9 중 어느 하나로 이루어질 수 있으나 이에 한정되지 않는다.

제 2 전극(200)은 적색 서브 화소 영역(Rp), 녹색 서브 화소 영역(Gp) 및 청색 서브 화소 영역(Bp) 모두에 대응되도록 제 2 전자 수송층(190) 상에 위치한다. 예를 들어, 제 2 전극(200)은 마그네슘과 은의 합금(Mg:Ag)으로 이루어져 반투과 특성을 가질 수 있다. 즉, 유기 발광층으로부터 방출된 빛은 제 2 전극(200)을 통해 외부로 표시되는데, 제 2 전극(200)은 반투과 특성을 갖기 때문에, 일부의 빛은 다시 제 1 전극(110)으로 향하게 된다.

이와 같이, 반사층으로 작용하는 제 1 전극(110)과 제 2 전극(200)의 사이에서 반복적인 반사가 일어나는 마이크로 캐비티(micro cavity) 효과에 의해서 제 1 전극(110)과 제 2 전극(200) 사이의 캐비티 내에서 빛이 반복적으로 반사되어 광 효율이 증가하게 된다.

이 외에도, 제 1 전극(110)을 투과 전극으로 형성하고, 제 2 전극(200)을 반사 전극으로 형성하여 제 1 전극(110)을 통해 유기 발광층으로부터의 빛이 외부로 표시되는 것도 가능하다.

캡핑층(210)은 제 2 전극(200) 상에 위치한다. 캡핑층(210)은 유기 발광 소자에 있어서 광 추출 효과를 증가시키기 위한 것으로, 제 1 정공 수송층(130), 제 2 정공 수송층(170) 물질, 제 1 전자 수송층(150), 제 2 전자 수송층(190) 물질, 그리고 제 1 적색 발광층(140), 제 2 적색 발광층(180), 제 1 녹색 발광층(141), 제 2 녹색 발광층(181), 제 1 청색 발광층(142) 및 제 2 청색 발광층(182)의 호스트 물질 중 어느 하나로 이루어질 수 있다. 또한, 캡핑층(210)은 생략하는 것이 가능하다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자(1000)에 있어서 정공 수송층 및 정공 조절층의 HOMO 에너지 레벨 및 LUMO 에너지 레벨 조건을 나타내는 도면이다. 또한 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자(1000)에 있어서 정공 수송층, 정공 조절층, 청색 발광층의 호스트 및 도펀트의 삼중항 에너지 레벨(T1) 조건을 나타내는 도면이다.

도 1을 참조하여 앞서 설명한 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자(1000)의 구조를 적용하여, 도 2 및 도 3의 조건에 따른 각각의 청색 유기 발광 소자를 제작하여 정공 조절층에 대한 구조 평가를 진행하였다. 여기서 본 평가에 있어서의 청색 유기 발광 소자의 경우 제 1 전극(110), 정공 주입층(120), 제 1 정공 수송층(130), 제 1 정공 조절층(135), 제 1 청색 발광층(142) 및 제 2 전극(200) 만으로 이루어지는 정공 조절층의 구조 평가를 위한 HOD(hole only device) 단위 소자를 활용하였다.

도 2 및 도 3을 참조하면 비교예 1의 경우는 제 1 정공 수송층(130) 및 제 1 정공 조절층(135) 각각에 2.1eV의 LUMO 에너지 레벨 및 5.26eV의 HOMO 에너지 레벨을 가지며 2.58eV의 삼중항 에너지 레벨(T1)을 갖는 정공 조절층 1(HCL 1) 물질을 형성하여 청색 유기 발광 소자를 제작하였다. 또한 제 1 청색 유기 발광층(142)의 도펀트의 경우 2.4eV의 삼중항 에너지 레벨(T1)을 갖는다. 즉, 비교예 1의 경우는 제 1 정공 수송층(130)과 제 1 정공 조절층(135) 각각에 동일하게 HOMO 에너지 레벨이 제 1 정공 수송층(130)의 HOMO 에너지 레벨보다 0.1eV 이상 낮고, LUMO 에너지 레벨이 제 1 정공 수송층(130)의 LUMO 에너지 레벨보다 0.1eV 이상 낮으며, 또한 삼중항 에너지 레벨(T1)이 제 1 청색 발광층(142)의 도펀트의 삼중항 에너지 레벨(T1)보다 높은 정공 조절층 1(HCL 1) 물질이 적용된 구조를 갖는다.

상기 LUMO 에너지 레벨은 최저준위 비점유 분자궤도(Lowest Unoccupied Molecular Orbital: LUMO)를 의미하고, 상기 HOMO 에너지 레벨은 최고준위 점유 분자궤도(Hightest Occupied Molecular Orbital: HOMO)를 의미한다.

또한 삼중항 에너지 레벨(T1)은 형광 발광에 있어서 소실되는 비발광 삼중항(triplet) 여기자의 에너지 레벨을 의미한다. 또한 도 3에 도시한 것과 같이 본 발명의 실시예에 따른 청색 유기 발광 소자에 있어서 정공 조절층(HCL)에 적용되는 정공 조절층 1(HCL 1) 물질, 정공 조절층 2(HCL 2) 물질 및 정공 조절층 3(HCL 3) 물질의 삼중항 에너지 레벨(T1)은 삼중항-삼중항 소멸(Triplet-Triplet Annihilation) 현상을 통한 효율 향상의 효과를 얻기 위해 모두 청색 발광층(B EML)의 도펀트(BD)의 삼중항 에너지 레벨(T1)보다 높은 에너지 레벨을 갖는다.

또한 비교예 2의 경우는 제 1 정공 수송층(130) 및 제 1 정공 조절층(135) 각각에 2.0eV의 LUMO 에너지 레벨을 갖고, 5.13eV의 HOMO 에너지 레벨을 가지며 2.50eV의 삼중항 에너지 레벨(T1)을 갖는 정공 수송층(HTL) 물질인 NPD를 각각 형성하여 청색 유기 발광 소자를 제작하였다. 또한 제 1 청색 유기 발광층(142)의 도펀트의 경우 2.40eV의 삼중항 에너지 레벨(T1)을 갖는다. 즉, 비교예 2의 경우 제 1 정공 수송층(130) 및 제 1 정공 조절층(135) 각각에 동일하게 2.0eV의 LUMO 에너지 레벨을 갖고 5.13eV의 HOMO 에너지 레벨을 가지며 삼중항 에너지 레벨(T1)이 제 1 청색 발광층(142)의 도펀트의 삼중항 에너지 레벨(T1)보다 높은 정공 수송층(HTL) 물질인 NPD가 적용된 구조를 갖는다.

또한 실시예 1의 경우는 제 1 정공 수송층(130)에 2.0eV의 LUMO 에너지 레벨을 갖고, 5.13eV의 HOMO 에너지 레벨을 갖는 정공 수송층(HTL) 물질인 NPD를 형성하였고, 제 1 정공 조절층(135)에 2.1eV의 LUMO 에너지 레벨 및 5.26eV의 HOMO 에너지 레벨을 가지며 2.58eV의 삼중항 에너지 레벨(T1)을 갖는 정공 조절층 1(HCL 1) 물질을 형성하여 청색 유기 발광 소자를 제작하였다. 또한 제 1 청색 유기 발광층(142)의 도펀트의 경우 2.4eV의 삼중항 에너지 레벨(T1)을 갖는다. 즉, 실시예 1의 경우는 제 1 정공 수송층(130)으로는 NPD가 적용되고, 제 1 정공 조절층(135)으로는 HOMO 에너지 레벨이 제 1 정공 수송층(130)의 HOMO 에너지 레벨보다 0.1eV 이상 낮고, LUMO 에너지 레벨이 제 1 정공 수송층(130)의 LUMO 에너지 레벨보다 0.1eV 이상 낮으며, 또한 삼중항 에너지 레벨(T1)이 제 1 청색 발광층(142)의 도펀트의 삼중항 에너지 레벨(T1)보다 높은 정공 조절층 1(HCL 1) 물질이 적용된 구조를 갖는다.

또한 실시예 2의 경우는 제 1 정공 수송층(130)에 2.0eV의 LUMO 에너지 레벨을 갖고, 5.13eV의 HOMO 에너지 레벨을 갖는 정공 수송층(HTL) 물질인 NPD를 형성하였고, 제 1 정공 조절층(135)에 2.1eV의 LUMO 에너지 레벨 및 5.20eV의 HOMO 에너지 레벨을 가지며 2.57eV의 삼중항 에너지 레벨(T1)을 갖는 정공 조절층 2(HCL 2) 물질을 형성하여 청색 유기 발광 소자를 제작하였다. 또한 제 1 청색 유기 발광층(142)의 도펀트의 경우 2.40eV의 삼중항 에너지 레벨(T1)을 갖는다. 즉, 실시예 2의 경우는 제 1 정공 수송층(130)으로는 실시예 1과 동일하게 NPD가 적용되고, 제 1 정공 조절층(135)으로는 HOMO 에너지 레벨이 제 1 정공 수송층(130)의 HOMO 에너지 레벨보다 0.1eV 미만으로 낮고, LUMO 에너지 레벨이 제 1 정공 수송층(130)의 LUMO 에너지 레벨보다 0.1eV 미만으로 낮으며, 또한 삼중항 에너지 레벨(T1)이 제 1 청색 발광층(142)의 도펀트의 삼중항 에너지 레벨(T1)보다 높은 정공 조절층 2(HCL 2) 물질이 적용된 구조를 갖는다.

또한 실시예 3의 경우는 제 1 정공 수송층(130)에 2.0eV의 LUMO 에너지 레벨을 갖고, 5.13eV의 HOMO 에너지 레벨을 갖는 정공 수송층(HTL) 물질인 NPD를 형성하였고, 제 1 정공 조절층(135)에 1.95eV의 LUMO 에너지 레벨 및 5.1eV의 HOMO 에너지 레벨을 가지며 2.50eV의 삼중항 에너지 레벨(T1)을 갖는 정공 조절층 3(HCL 3) 물질을 형성하여 청색 유기 발광 소자를 제작하였다. 또한 제 1 청색 유기 발광층(142)의 도펀트의 경우 2.40eV의 삼중항 에너지 레벨(T1)을 갖는다. 즉, 실시예 3의 경우는 제 1 정공 수송층(130)으로는 실시예 1 및 2와 동일하게 NPD가 적용되고, 제 1 정공 조절층(135)으로는 HOMO 에너지 레벨이 제 1 정공 수송층(130)의 HOMO 에너지 레벨보다 높고, LUMO 에너지 레벨이 제 1 정공 수송층(130)의 LUMO 에너지 레벨보다 높으며, 또한 삼중항 에너지 레벨(T1)이 제 1 청색 발광층(142)의 도펀트의 삼중항 에너지 레벨(T1)보다 높은 정공 조절층 3(HCL 3) 물질이 적용된 구조를 갖는다.

이상 도 2 및 도 3을 참조하여 설명한 조건으로 제 1 정공 수송층(130) 및 제 1 정공 조절층(135)을 형성하여 각각의 청색 유기 발광 소자를 제작하였으며 각 청색 유기 발광 소자의 상온 및 고온에서의 효율과 수명 특성을 비교 평가하였다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자(1000)에 있어서 정공 조절층 적용 조건에 따른 상온 및 고온에서의 수명 평가 결과를 나타내는 도면이다.

즉 도 4는 앞서 도 2 및 도 3을 참조하여 설명한 조건으로 정공 수송층 및 정공 조절층을 형성하여 각각의 청색 유기 발광 소자를 제작하여 각 청색 유기 발광 소자의 상온(25?) 및 고온(85?)에서의 수명 특성을 비교 평가한 결과를 나타낸 것이다.

도 4를 참조하면 비교예 1의 조건에 따른 청색 유기 발광 소자의 경우 상온에서 초기 발광 휘도로부터 초기 발광 휘도의 95% 수준의 휘도를 나타내는 데까지의 시간인 95% 수명 시간(T95)은 약 310시간을 나타내었고 비교예 2, 실시예 1, 실시예 2 및 실시예 3의 조건에 따른 청색 유기 발광 소자들의 경우에는 상온에서 95% 수명 시간(T95)은 모두 약 2650시간의 결과를 나타내었다. 즉 비교예 2, 실시예 1, 실시예 2 및 실시예 3의 조건에 따른 청색 유기 발광 소자의 경우 동일한 수준의 우수한 상온에서의 수명 특성을 보였으나, 비교예 1에 따른 청색 유기 발광 소자의 경우에는 상온에서도 낮은 수명 특성을 나타내었다.

또한 비교예 1의 조건에 따른 청색 유기 발광 소자의 경우 고온에서 즉, 약 85?에서 보관 후 측정한 80% 수명 시간(초기 발광 휘도로부터 초기 발광 휘도의 80% 수준의 휘도를 나타내는 데까지의 시간, T80)은 약 215시간을 나타내었으며, 비교예 2의 조건에 따른 청색 유기 발광 소자의 80% 수명 시간(T80)은 약 240시간을 나타내었고, 실시예 1의 조건에 따른 청색 유기 발광 소자의 80% 수명 시간(T80)은 약 865시간, 실시예 2의 조건에 따른 청색 유기 발광 소자의 80% 수명 시간(T80)은 약 520시간, 실시예 3의 조건에 따른 청색 유기 발광 소자의 80% 수명 시간(T80)은 약 280시간의 결과를 나타내었다.

즉, 상기 결과를 종합하여 살펴보면 비교예 1, 비교예 2, 실시예 1, 실시예 2 및 실시예 3의 모든 조건에 있어서 상온 대비 고온에서의 수명 특성이 저하된 결과를 나타내었으나, 실시예 1에 따른 청색 유기 발광 소자 경우에는 고온에서 가장 우수한 수명 특성을 나타내었다. 이는 본 발명의 실시예에 따라 제 1 정공 조절층(135)의 HOMO 에너지 레벨이 제 1 정공 수송층(130)의 HOMO 에너지 레벨보다 0.1eV 이상 낮고, LUMO 에너지 레벨이 제 1 정공 수송층(130)의 LUMO 에너지 레벨보다 0.1eV 이상 낮으며, 또한 삼중항 에너지 레벨(T1)이 제 1 청색 발광층(142)의 도펀트의 삼중항 에너지 레벨(T1)보다 높은 특성을 갖는 제 1 정공 조절층(135)을 적용한 청색 유기 발광 소자의 경우에, 제 1 정공 조절층(135)이 고온에서 정공이 전자보다 높은 이동도 특성을 나타내게 된다. 이에 따라, 정공이 전자와 정공이 재결합하여 발광하는 영역인 유기 발광층을 지나 전자 수송층으로 이동하여 발광 영역을 벗어나는 현상을 방지해 줌으로써 유기 발광층 내에서의 발광 효율이 향상되고 고온에서도 우수한 수명 특성을 나타내는 것을 알 수 있다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자(1000)에 있어서 상온 및 고온에서의 전압에 따른 전류 밀도 평가 결과를 나타내는 도면이다.

즉 도 5는 앞서 도 2 및 도 3을 참조하여 설명한 비교예 1, 비교예 2, 실시예 1, 실시예 2 및 실시예 3에 따른 정공 수송층 및 정공 조절층 조건별 청색 유기 발광 소자 각각에 대해서 상온 및 고온에서의 전압에 따른 전류 밀도 수준을 평가한 결과를 나타낸 것이다.

도 5에서 전압-전류 밀도(J-V) 곡선 내에 실선으로 도시되어 있는 사각형 형태의 EML 영역은 유기 발광 소자에 있어 발광에 기여하는 원하는 전류 밀도 영역으로 유기 발광층(EML) 기여 예측 구간을 의미하며, 또한 곡선 내에 실선으로 도시되어 있는 사각형 형태의 ETL 구간은 원하지 않는 전류 밀도 영역으로 전자 수송층(ETL) 기여 예측 구간을 의미한다.

도 5를 참조하여 비교예 1, 비교예 2, 실시예 1, 실시예 2 및 실시예 3에 따른 청색 유기 발광 소자에 있어서 상온(25?)에서의 전압-전류 밀도(J-V) 곡선 결과와 고온(85?)에서의 전압-전류 밀도(J-V) 곡선의 결과를 살펴보면, 상온으로부터 고온으로 갈수록 전압-전류 밀도(J-V) 곡선이 전체적으로 왼쪽 방향으로 이동하면서 고온에서 보다 낮은 전압에서 청색 유기 발광 소자가 턴온(turn-on)되어 전류가 흐르기 시작하는 것을 알 수 있다.

상기 결과는 상온에서 정공이 주입 및 이동될 때의 경우와, 고온에서 정공이 주입 및 이동하는 경우에 있어서 정공의 이동 특성의 차이를 나타내는 현상이다. 고온에서 정공이 더욱 빠르게 이동하여 전압-전류 밀도(J-V) 곡선이 왼쪽 방향으로 이동하며 턴온(turn-on) 전압이 낮아지고 보다 낮은 전압에서 더 많은 전류가 흐르는 것을 나타내고 있다.

도 5를 참조하여 비교예 1 및 비교예 2를 살펴보면, 비교예 1의 경우 상온에서는 전압-전류 밀도(J-V) 곡선이 원하는 전류 밀도 영역, 즉 EML 기여 예측 구간의 오른쪽에 위치하고 있으나 고온에서는 EML 기여 예측 구간 내에 위치하고 있다. 비교예 2의 경우는 상온에서는 전압-전류 밀도(J-V) 곡선이 원하는 전류 밀도 영역(EML 기여 예측 구간) 내에 위치하고 있으나 고온에서는 원하는 전류 밀도 영역을 벗어나 EML 기여 예측 구간의 왼쪽에 위치하는 것을 알 수 있다.

비교예 1과 같이 제 1 정공 수송층(130)과 제 1 정공 조절층(135) 각각에 동일하게 정공 조절층 물질인 정공 조절층 1(HCL 1) 물질을 구성한 경우에는 상온에서도 전압-전류 밀도(J-V) 곡선이 EML 기여 예측 구간을 벗어나서 위치하는 것을 알 수 있다. 따라서 상온에서 청색 유기 발광 소자의 효율이 낮아지면서 청색 유기 발광 소자의 수명이 낮은 결과를 보이는 것을 알 수 있다.

또한 비교예 2의 경우를 살펴보면 제 1 정공 수송층(130)과 제 1 정공 조절층(135) 각각에 동일하게 정공 수송층 물질인 NPD를 형성한 경우에는 상온에서는 일반적인 정공의 이동으로 인해 원하는 전류 밀도 영역(EML 기여 예측 구간)에서 발광이 일어나는 것을 알 수 있다. 고온에서는 정공의 이동 능력이 높아짐에 따라서 청색 유기 발광 소자의 턴온(turn-on) 전압이 낮아지면서 원하지 않는 전류 밀도 영역(ETL 기여 예측 구간)에서 발광이 이루어지고, 에너지가 발광에 기여하지 못하고 비발광 에너지(열 에너지)로 사용되게 된다. 따라서 청색 유기 발광 소자의 발광 안정성 및 효율이 낮아지면서 청색 유기 발광 소자의 수명이 줄어들게 된다.

반면에 본 발명의 실시예에 따른 실시예 1의 조건에 따라 제 1 정공 수송층(130)에 NPD를 형성하고 제 1 정공 조절층(135)에 정공 조절층 물질인 정공 조절층 1(HCL 1)을 형성한 경우에는 상온에서 전압-전류 밀도(J-V) 곡선이 원하는 전류 밀도 영역인 EML 기여 예측 구간 내에 위치한다. 또한 고온에서도 정공의 이동 능력이 높아짐에 따라 전압-전류 밀도(J-V) 곡선이 왼쪽 방향으로 이동한 경우에도 전압-전류 밀도(J-V) 곡선이 원하는 전류 밀도 영역인 EML 기여 예측 구간 내에 위치하는 것을 알 수 있다.

이와 같이 본 발명의 실시예에 따른 실시예 1의 경우 즉, 제 1 정공 조절층(135)의 HOMO 에너지 레벨이 제 1 정공 수송층(130)의 HOMO 에너지 레벨보다 0.1eV 이상 낮고, LUMO 에너지 레벨이 제 1 정공 수송층(130)의 LUMO 에너지 레벨보다 0.1eV 이상 낮으며, 또한 삼중항 에너지 레벨(T1)이 제 1 청색 발광층(142)의 도펀트의 삼중항 에너지 레벨(T1)보다 높은 특성을 갖는 제 1 정공 조절층(135)을 적용한 청색 유기 발광 소자의 경우에, 제 1 정공 조절층(135)이 고온에서 정공이 전자보다 높은 이동도 특성을 보임에 따라 정공이 전자와 정공이 재결합하여 발광하는 영역인 유기 발광층을 지나 전자 수송층으로 이동하여 발광 영역을 벗어나는 현상을 방지해 줄 수 있다. 이에 따라 유기 발광층 내에서의 발광 효율이 향상되고 고온에서도 우수한 수명 특성을 나타내는 것을 알 수 있다.

또한 도 5를 참조하여 실시예 2 및 실시예 3의 경우를 살펴보면, 두 경우 모두 상온에서는 전압-전류 밀도(J-V) 곡선이 원하는 전류 밀도 영역인 EML 기여 예측 구간 내에 위치하고 있으나, 고온에서는 전압-전류 밀도(J-V) 곡선이 원하는 전류 밀도 영역인 EML 기여 예측 구간을 일부 벗어나 ETL 기여 예측 구간에 위치하는 것을 알 수 있다.

따라서 실시예 2 및 실시예 3의 경우, 비교예 1 및 비교예 2와 대비할 때에는 고온에서 향상된 수명 특성을 나타내지만, 실시예 1과 대비할 때에는 고온에서 수명 특성이 떨어진 결과를 나타낸 것을 알 수 있다.

즉, 상기 결과에서, 실시예 1의 조건을 만족하는 정공 조절층(HCL) 구조를 적용하는 경우, 고온에서 정공의 높은 이동도 특성을 나타냄에 따라 정공이 전자와 정공이 재결합하여 발광하는 영역인 유기 발광층을 지나 전자 수송층(ETL)으로 이동하여 발광 영역을 벗어나는 현상을 방지할 수 있다. 따라서, 유기 발광층 내 정공과 전자의 전하 균형(charge balance)을 안정적으로 유지시켜 줌으로써 고온에서도 유기 발광 소자의 우수한 수명 특성 확보가 가능한 것을 알 수 있다.

도 6은 비교예와 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자(1000)에 있어서 전기 광학 특성을 비교 평가한 결과를 나타내는 도면이다.

도 6을 참조하면 비교예 2-1은 앞서 도 2를 참조하여 설명한 비교예 2의 조건에 따른 청색 유기 발광 소자 구조를 가지며, 실시예 1-1은 앞서 도 2를 참조하여 설명한 실시예 1의 조건에 따른 청색 유기 발광 소자 구조를 가지며 각각의 청색 유기 발광 소자에 대한 전기 광학 특성을 비교 평가한 결과를 나타낸 것이다.

이하에서는 비교예 2-1에 따른 청색 유기 발광 소자 구조에 대해 구체적으로 설명한다.

기판 위에 제 1 전극(110)을 ITO/APC/ITO의 구조로 240Å의 두께로 형성하고 그 상부에 정공 주입층(120)을 HATCN으로 100Å의 두께로 형성한 후 그 상부에 제 1 정공 수송층(130)을 NPD로 400Å의 두께로 형성하였다.

다음으로 그 상부에 제 1 청색 발광층(142)의 호스트 물질로 안트라센(Anthracene) 유도체를 200Å의 두께로 형성하고 도펀트 물질로 파이렌(Pyrene) 유도체를 5% 도핑하여 제 1 청색 발광층(142)을 형성하였다.

다음으로 그 상부에 제 1 전자 수송층(150)을 Alq₃로250Å의 두께로 형성하고 그 상부에 제 1 전하 생성층(160)으로 안트라센 유도체를 100Å의 두께로 형성하고 도펀트로 리튬(Li)을 2% 도핑하여 제 1 전하 생성층(160)을 형성하였다. 그 상부에 제 2 전하 생성층(165)으로 NPD를 375Å의 두께로 형성하고 p형(p type) 물질인 F4-TCNQ를 8% 도핑하여 제 2 전하 생성층(165)을 형성하였다.

다음으로 그 상부에 제 2 정공 수송층(170)을 NPD로 400Å의 두께로 형성하고 그 상부에 제 2 청색 발광층(182)의 호스트 물질로 안트라센(Anthracene) 유도체를 200Å의 두께로 형성하고 도펀트 물질로 파이렌(Pyrene) 유도체를 5% 도핑하여 제 2 청색 발광층(182)을 형성하였다.

다음으로 그 상부에 제 2 전자 수송층(190)을 Alq₃ 와 Liq를 혼합하여 350Å의 두께로 형성하고 그 상부에 제 2 전극(200)으로 은-마그네슘 합금(Ag:Mg)을 160Å의 두께로 형성하고 그 상부에 캡핑층(210)을 NPD로 650Å의 두께로 형성하여 비교예 2-1에 따른 청색 유기 발광 소자를 제작하였다.

다음으로 이하에서는 실시예 1-1에 따른 청색 유기 발광 소자 구조에 대해 구체적으로 설명한다.

기판 위에 제 1 전극(110)을 ITO/APC/ITO의 구조로 240Å의 두께로 형성하고 그 상부에 정공 주입층(120)을 HATCN으로 100Å의 두께로 형성한 후 그 상부에 제 1 정공 수송층(130)을 NPD로 300Å의 두께로 형성하고 그 상부에 제 1 정공 조절층(135)을 정공 조절층 1(HCL 1) 물질로 100Å의 두께로 형성하였다.

다음으로 그 상부에 제 2 정공 수송층(170)을 NPD로 300Å의 두께로 형성하고 그 상부에 제 2 정공 조절층(175)을 정공 조절층 1(HCL 1) 물질로 100Å의 두께로 형성한 후 그 상부에 제 2 청색 발광층(182)의 호스트 물질로 안트라센(Anthracene) 유도체를 200Å의 두께로 형성하고 도펀트 물질로 파이렌(Pyrene) 유도체를 5% 도핑하여 제 2 청색 발광층(182)을 형성하였다.

다음으로 그 상부에 제 2 전자 수송층(190)을 Alq₃와 Liq를 혼합하여 350Å의 두께로 형성하고 그 상부에 제 2 전극(200)으로 은-마그네슘 합금(Ag:Mg)을 160Å의 두께로 형성하고 그 상부에 캡핑층(210)을 NPD로 650Å의 두께로 형성하여 실시예 1-1에 따른 청색 유기 발광 소자를 제작하였다. 상기 비교예 2-1과 실시예 1-1에 따른 각 청색 유기 발광 소자의 전기 광학 특성을 비교 평가하였다.

도 6을 참조하여 비교예 2-1과 실시예 1-1에 따른 청색 유기 발광 소자의 구동 전압 측면을 비교하여 살펴보면, 비교예 2-1의 경우 650nit의 휘도를 나타내는데 7.7V 수준의 구동 전압이 요구되었다. 실시예 1-1의 경우 동일하게 650nit의 휘도를 나타내는데 7.6V 수준의 구동 전압이 요구되어, 비교예 2-1 대비 실시예 1-1에 있어서 약 0.1 V 수준으로 구동 전압이 감소한 결과를 나타내었다.

또한 도 6을 참조하여, 본 발명의 비교예 2-1과 실시예 1-1에 따른 청색 유기 발광 소자의 전류 효율 측면을 비교하여 살펴보면, 비교예의 경우 11.6Cd/A 수준의 효율을 나타내었다. 실시예 1-1의 경우 12.2Cd/A 수준의 효율을 나타내어 비교예 2-1 대비 실시예 1-1에 있어서 0.6Cd/A 수준으로 효율이 상승한 결과를 나타내었다.

또한 도 6을 참조하면 전력 효율(lm/W) 및 외부 양자 효율(EQE)의 측면에 있어서도 비교예 2-1 대비 실시예 1-1에 따른 청색 유기 발광 소자에 있어서 향상된 결과를 나타낸 것을 알 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 실시예 1-1의 경우 고온에서 발광 효율이 향상되고, 구동 전압이 낮아지는 것을 알 수 있다. 따라서, 고온에서 발광 효율을 향상시키고, 낮은 구동 전압을 얻기 위해서는 제 1 정공 조절층(135)의 HOMO 에너지 레벨을 제 1 정공 수송층(130)의 HOMO 에너지 레벨보다 0.1eV 이상 낮고, LUMO 에너지 레벨을 제 1 정공 수송층(130)의 LUMO 에너지 레벨보다 0.1eV 이상 낮게 설정할 수 있다. 또한 삼중항 에너지 레벨(T1)이 제 1 청색 발광층(142)의 도펀트의 삼중항 에너지 레벨(T1)보다 높은 특성을 갖는 제 1 정공 조절층(135)을 적용할 수 있다. 또한 제 2 정공 조절층(175)의 HOMO 에너지 레벨을 제 2 정공 수송층(170)의 HOMO 에너지 레벨보다 0.1eV 이상 낮고, LUMO 에너지 레벨을 제 2 정공 수송층(170)의 LUMO 에너지 레벨보다 0.1eV 이상 낮게 설정할 수 있다. 또한 삼중항 에너지 레벨(T1)이 제 2 청색 발광층(182)의 도펀트의 삼중항 에너지 레벨(T1)보다 높은 특성을 갖는 제 2 정공 조절층(135)을 적용할 수 있다.

도 7은 비교예 2-1과 본 발명의 실시예 1-1에 따른 청색 유기 발광 소자에 있어서 상온에서의 수명 특성을 비교 평가한 결과를 나타내는 도면이다. 또한 도 8은 비교예 2-1과 본 발명의 실시예 1-1에 따른 청색 유기 발광 소자에 있어서 고온에서의 수명 특성을 비교 평가한 결과를 나타내는 도면이다. 또한 도 9는 비교예 2-1과 본 발명의 실시예 1-1에 따른 청색 유기 발광 소자에 있어서 상온 및 고온에서의 수명 특성을 비교 평가한 결과를 나타내는 도면이다.

우선 도 7 및 도 9를 참조하여 비교예 2-1과 본 발명의 실시예 1-1에 따른 청색 유기 발광 소자에 있어서 상온에서의 수명 특성을 비교하여 살펴보면, 상온(25?)에서 비교예 2-1의 경우, 초기 발광 휘도의 95% 수준의 발광 휘도를 나타내는데 까지의 시간, 즉 청색 유기 발광 소자의 95% 수명 시간(T95)이 약 245시간의 수준을 나타내었다. 실시예 1-1의 경우는 95% 수명 시간(T95)이 약 250시간의 수준을 나타내어 상온에서는 비교예 2-1과 실시예 1-1에 따른 청색 유기 발광 소자의 수명이 동등한 수준을 나타내었다.

반면에 도 8 및 도 9를 참조하여 비교예 2-1과 본 발명의 실시예 1-1에 따른 청색 유기 발광 소자에 있어서 고온에서의 수명 특성을 비교하여 살펴보면, 고온(85?)에서 비교예 2-1의 경우, 초기 발광 휘도의 80% 수준의 발광 휘도를 나타내는데 까지의 시간, 즉 청색 유기 발광 소자의 80% 수명 시간(T80)이 약 125시간의 수준을 나타내었다. 실시예 1-1의 경우는 80% 수명 시간(T80)이 약 275시간의 수준을 나타내어 고온에서는 비교예 2-1과 대비할 때 실시예 1-1에 따른 청색 유기 발광 소자에 있어서 수명이 크게 향상된 결과를 나타낸 것을 알 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 실시예 1-1의 경우 고온에서 유기 발광층 내에서의 발광 효율이 향상될 수 있으며 또한 고온에서 향상된 수명 특성을 얻을 수 있다. 따라서, 고온에서 유기 발광층 내에서의 발광 효율 및 고온에서 향상된 수명 특성을 얻기 위해서는 제 1 정공 조절층(135)의 HOMO 에너지 레벨을 제 1 정공 수송층(130)의 HOMO 에너지 레벨보다 0.1eV 이상 낮고, LUMO 에너지 레벨을 제 1 정공 수송층(130)의 LUMO 에너지 레벨보다 0.1eV 이상 낮게 설정할 수 있다. 또한 삼중항 에너지 레벨(T1)이 제 1 청색 발광층(142)의 도펀트의 삼중항 에너지 레벨(T1)보다 높은 특성을 갖는 제 1 정공 조절층(135)을 적용할 수 있다. 또한 제 2 정공 조절층(175)의 HOMO 에너지 레벨을 제 2 정공 수송층(170)의 HOMO 에너지 레벨보다 0.1eV 이상 낮고, LUMO 에너지 레벨을 제 2 정공 수송층(170)의 LUMO 에너지 레벨보다 0.1eV 이상 낮게 설정할 수 있다. 또한 삼중항 에너지 레벨(T1)이 제 2 청색 발광층(182)의 도펀트의 삼중항 에너지 레벨(T1)보다 높은 특성을 갖는 제 2 정공 조절층(135)을 적용할 수 있다. 이에 의해 제 1 정공 조절층(135) 및 제 2 정공 조절층(175)이 고온에서 정공이 전자보다 높은 이동도 특성을 보임에 따라 정공이 전자와 정공이 재결합하여 발광하는 영역인 유기 발광층을 지나 전자 수송층으로 이동하여 발광 영역을 벗어나는 현상을 방지해 줌으로써 고온에서 유기 발광층 내에서의 발광 효율이 향상될 수 있으며 또한 고온에서 향상된 수명 특성을 얻을 수 있다.

본 명세서에서는 본 발명의 실시예에 따라 제 1 발광 유닛(1100)에 포함된 제 1 정공 조절층(135) 및 제 2 발광 유닛(1200)에 포함된 제 2 정공 조절층(175)을 갖는 유기 발광 소자 구조에 대해 구체적으로 설명하였으나 이에 한정되지 않고 제 1 발광 유닛(1100) 및 제 2 발광 유닛(1200) 중 적어도 어느 하나의 발광 유닛에 정공 조절층을 갖는 유기 발광 소자 구조에 있어서도 동일하게 고온에서 발광 효율이 높아지고 수명이 향상되는 효과를 얻는 것이 가능하다.

또한 본 명세서에서는 정공 조절층을 적용한 청색 유기 발광 소자를 제작하여 고온에서의 효율 및 수명을 평가한 결과에 대해서 구체적으로 설명하였고, 적색 유기 발광 소자 및 녹색 유기 발광 소자에 대해서는 실시예를 들어서 구체적으로 설명하지 않았으나, 본 발명의 실시예에 따른 청색 유기 발광 소자 구조에서와 동일한 조건을 갖는 정공 조절층을 적용하는 경우, 적색 유기 발광 소자 및 녹색 유기 발광 소자에 있어서도 동일하게 고온에서 발광 효율이 높아지고 수명이 향상되는 효과를 얻을 수 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형되어 실시될 수 있다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 보호 범위는 청구 범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

1000 : 유기 발광 소자
110 : 제 1 전극
120 : 정공 주입층
130 : 제 1 정공 수송층
135 : 제 1 정공 조절층
140 : 제 1 적색 발광층
141 : 제 1 녹색 발광층
142 : 제 1 청색 발광층
150 : 제 1 전자 수송층
160 : 제 1 전하 생성층
165 : 제 2 전하 생성층
170 : 제 2 정공 수송층
175 : 제 2 정공 조절층
180 : 제 2 적색 발광층
181 : 제 2 녹색 발광층
182 : 제 2 청색 발광층
190 : 제 2 전자 수송층
200 : 제 2 전극
210 : 캡핑층
1100 : 제 1 발광 유닛
1200 : 제 2 발광 유닛
Rp : 적색 서브 화소 영역
Gp : 녹색 서브 화소 영역
Bp : 청색 서브 화소 영역

Claims

제 1 전극과 제 2 전극;
상기 제 1 전극과 제 2 전극 사이에 위치하며 제 1 정공 수송층 및 제 1 유기 발광층을 포함하는 제 1 발광 유닛;
상기 제 1 전극과 제 2 전극 사이에 위치하며 제 2 정공 수송층 및 제 2 유기 발광층을 포함하는 제 2 발광 유닛;
상기 제 1 정공 수송층과 상기 제 1 유기 발광층 사이에 위치하는 제 1 정공 조절층; 및
상기 제 2 정공 수송층과 상기 제 2 유기 발광층 사이에 위치하는 제 2 정공 조절층을 포함하는 유기 발광 소자.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 정공 조절층의 HOMO 에너지 레벨은 상기 제 1 정공 수송층의 HOMO 에너지 레벨보다 0.1eV 이상 낮은 에너지 레벨을 갖는 유기 발광 소자.
제 2 항에 있어서,
상기 제 1 정공 조절층의 LUMO 에너지 레벨은 상기 제 1 정공 수송층의 LUMO 에너지 레벨보다 0.1eV 이상 낮은 에너지 레벨을 갖는 유기 발광 소자.
제 1 항에 있어서,
상기 제 2 정공 조절층의 HOMO 에너지 레벨은 상기 제 2 정공 수송층의 HOMO 에너지 레벨보다 0.1eV 이상 낮은 에너지 레벨을 갖는 유기 발광 소자.
제 2 항에 있어서,
상기 제 2 정공 조절층의 LUMO 에너지 레벨은 상기 제 2 정공 수송층의 LUMO 에너지 레벨보다 0.1eV 이상 낮은 에너지 레벨을 갖는 유기 발광 소자.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 정공 조절층의 삼중항 에너지 레벨(T1)은 상기 제 1 유기 발광층에 포함된 도펀트의 삼중항 에너지 레벨(T1)보다 높은 유기 발광 소자.
제 1 항에 있어서,
상기 제 2 정공 조절층의 삼중항 에너지 레벨(T1)은 상기 제 2 유기 발광층에 포함된 도펀트의 삼중항 에너지 레벨(T1)보다 높은 유기 발광 소자.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 정공 조절층 및 상기 제 2 정공 조절층은 각각 TPD(N,N'-Bis(3-methylphenyl)-N,N'-bis(phenyl)-benzidine), α-NPB(Bis[N-(1-naphthyl)-N-phenyl]benzidine), TDAPB(1,3,5-tris(4-diphenylaminophenyl)benzene), TCTA(Tris(4-carbazoyl-9-yl)triphenylamine), spiro-TAD(2,2',7,7'-Tetrakis(N,N-diphenylamino)-9,9-spirobifluorene), CBP(4,4'-bis(carbazol-9-yl)biphenyl), BFA-1T(4-[bis(9,9-dimethylfluoren-2-yl)amino]phenyl group), spiro-TCBz(triclabendazole) 및 TBA 중 어느 하나로 이루어지는 유기 발광 소자.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 발광 유닛과 상기 제 2 발광 유닛 사이에 위치하는 제 1 전하 생성층 및 제 2 전하 생성층을 포함하는 유기 발광 소자.
제 9 항에 있어서,
상기 제 1 전하 생성층 및 제 2 전하 생성층은 NP 접합 구조로 이루어지는 유기 발광 소자.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 유기 발광층은 적색 서브 화소 영역에 위치하는 제 1 적색 발광층, 녹색 서브 화소 영역에 위치하는 제 1 녹색 발광층 및 청색 서브 화소 영역에 위치하는 제 1 청색 발광층을 포함하여 이루어지고,
상기 제 2 유기 발광층은 적색 서브 화소 영역에 위치하는 제 2 적색 발광층, 녹색 서브 화소 영역에 위치하는 제 2 녹색 발광층 및 청색 서브 화소 영역에 위치하는 제 2 청색 발광층을 포함하여 이루어지는 유기 발광 소자.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 정공 조절층과 상기 제 2 정공 조절층은 서로 다른 물질로 이루어지는 유기 발광 소자.
제 1 전극과 제 2 전극; 및
상기 제 1 전극과 제 2 전극 사이에 위치하는 적어도 두 개의 발광
유닛을 포함하며,
상기 적어도 두 개의 발광 유닛은 정공 수송층 및 유기 발광층을 포함하고, 상기 적어도 두 개의 발광 유닛 중 하나는 상기 정공 수송층과 상기 유기 발광층 사이에 위치하는 정공 조절층을 포함하는 유기 발광 소자.
제 13 항에 있어서,
상기 적어도 두 개의 발광 유닛은 제 1 발광 유닛과 제 2 발광 유닛인 유기 발광 소자.
제 14 항에 있어서,
상기 제 1 발광 유닛에 상기 정공 조절층이 포함된 유기 발광 소자.
제 15 항에 있어서,
상기 정공 조절층의 HOMO 에너지 레벨은 상기 제 1 발광 유닛에 포함된 상기 정공 수송층의 HOMO 에너지 레벨보다 0.1eV 이상 낮은 에너지 레벨을 갖는 유기 발광 소자.
제 16 항에 있어서,
상기 정공 조절층의 LUMO 에너지 레벨은 상기 제 1 발광 유닛에 포함된 상기 정공 수송층의 LUMO 에너지 레벨보다 0.1eV 이상 낮은 에너지 레벨을 갖는 유기 발광 소자.
제 14 항에 있어서,
상기 제 2 발광 유닛에 상기 정공 조절층이 포함된 유기 발광 소자.
제 18 항에 있어서,
상기 정공 조절층의 HOMO 에너지 레벨은 상기 제 2 발광 유닛에 포함된 상기 정공 수송층의 HOMO 에너지 레벨보다 0.1eV 이상 낮은 에너지 레벨을 갖는 유기 발광 소자.
제 19 항에 있어서,
상기 정공 조절층의 LUMO 에너지 레벨은 상기 제 2 발광 유닛에 포함된 상기 정공 수송층의 LUMO 에너지 레벨보다 0.1eV 이상 낮은 에너지 레벨을 갖는 유기 발광 소자.