KR20160084283A - 탠덤형 유기발광소자 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 탠덤형 유기발광소자에 관한 것으로서 더욱 상세하게는 금속 도펀트가 도핑된 전자층과 유기물 도펀트가 도핑된 전자층이 전하 생성층의 일측에 차례로 적층됨으로써, 전하 생성층 구동영역에서의 구동전압을 감소시킬 수 있고, 이를 통해, 전력효율 및 수명이 증대된 탠덤형 유기발광소자에 관한 것이다.
이를 위해, 본 발명은, 베이스 기판; 상기 베이스 기판 상에 형성되는 제1 전극; 상기 제1 전극과 대향되게 형성되는 제2 전극; 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 형성되고, 발광층, 상기 발광층과 상기 제1 전극 사이에 형성되는 정공층 및 상기 발광층과 상기 제2 전극 사이에 형성되는 전자층을 포함하는 적어도 2개 이상의 유기 발광층; 및 서로 이웃하는 상기 유기 발광층 사이에 형성되는 전하 생성층을 포함하고, 상기 발광층과 상기 전하 생성층 사이에 형성되는 상기 전자층은 다층구조로 이루어지되, 금속 도펀트가 도핑된 제1 전자층과 유기물 도펀트가 도핑된 제2 전자층을 포함하는 것을 특징으로 하는 탠덤형 유기발광소자를 제공한다.

Description

탠덤형 유기발광소자{TANDEM TYPE ORGANIC LIGHT EMITTING DEVICE}
본 발명은 탠덤형 유기발광소자에 관한 것으로서 더욱 상세하게는 금속 도펀트가 도핑된 전자층과 유기물 도펀트가 도핑된 전자층이 전하 생성층의 일측에 차례로 적층됨으로써, 전하 생성층 구동영역에서의 구동전압을 감소시킬 수 있고, 이를 통해, 전력효율 및 수명이 증대된 탠덤형 유기발광소자에 관한 것이다.
최근, 디스플레이 및 조명 장치는 경량화, 박막화, 고효율화 및 친환경성 등을 요구 받고 있는데, 이러한 요구에 부흥하기 위하여, 유기발광소자를 이용한 연구가 이루어지고 있다.
이러한 유기발광소자는 유기 발광층의 구성 방법에 따라, 하나의 유기 발광층으로 구성된 단일형과 두 개 이상의 유기 발광층이 직렬로 적층된 탠덤형으로 구분된다. 이중, 탠덤형 유기발광소자는 단일형 유기발광소자에 비하여 높은 안정성과 긴 수명을 갖는 장점이 있어, 고 휘도 및 긴 수명을 요구하는 디스플레이 장치나 조명 장치에 사용될 수 있다.
한편, 백색 유기발광소자는 양극과 음극 사이에 복수의 색상의 광을 발광하는 서로 다른 유기 발광층을 구비한다. 이때, 각각의 유기 발광층 사이에는 전하 생성층(charge generation layer)이 형성된다.
하지만, 종래의 전하 생성층은 구동전압이 높아, 유기발광소자의 전력효율 및 수명을 저하시키는 문제가 있었다.
일본 등록특허공보 제4649676호(2010.12.24.)
본 발명은 상술한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 전력효율 및 수명이 증대된 탠덤형 유기발광소자를 제공하는 것이다.
이를 위해, 본 발명은, 베이스 기판; 상기 베이스 기판 상에 형성되는 제1 전극; 상기 제1 전극과 대향되게 형성되는 제2 전극; 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 형성되고, 발광층, 상기 발광층과 상기 제1 전극 사이에 형성되는 정공층 및 상기 발광층과 상기 제2 전극 사이에 형성되는 전자층을 포함하는 적어도 2개 이상의 유기 발광층; 및 서로 이웃하는 상기 유기 발광층 사이에 형성되는 전하 생성층을 포함하고, 상기 발광층과 상기 전하 생성층 사이에 형성되는 상기 전자층은 다층구조로 이루어지되, 금속 도펀트가 도핑된 제1 전자층과 유기물 도펀트가 도핑된 제2 전자층을 포함하는 것을 특징으로 하는 탠덤형 유기발광소자를 제공한다.
여기서, 상기 발광층과 상기 전하 생성층 사이에는 상기 전하 생성층을 기준으로, 상기 제1 전자층 및 상기 제2 전자층이 차례로 형성될 수 있다.
이때, 상기 제1 전자층 및 상기 제2 전자층은 n형 전자층일 수 있다.
또한, 상기 전자층은, 상기 제2 전자층과 상기 발광층 사이에 형성되는 제3 전자층을 더 포함할 수 있다.
그리고 상기 정공층은 다층구조로 이루어지되, 상기 발광층을 기준으로, 제1 정공층 및 제2 정공층이 차례로 형성될 수 있다.
이때, 상기 제2 정공층은 p형 정공층일 수 있다.
또한, 상기 전하 생성층은 HATCN(hexacyanohexaazatriphenylene)으로 이루어질 수 있다.
그리고 상기 유기 발광층은 상기 제1 전극 상에 형성되는 제1 유기 발광층, 상기 제1 유기 발광층 상에 형성되는 제2 유기 발광층 및 상기 제2 유기 발광층 상에 형성되는 제3 유기 발광층을 포함하고, 상기 전하 생성층은 상기 제1 유기 발광층과 상기 제2 유기 발광층 사이에 형성되는 제1 전하 생성층 및 상기 제2 유기 발광층과 상기 제3 유기 발광층 사이에 형성되는 제2 전하 생성층을 포함할 수 있다.
이때, 상기 제1 유기 발광층 내지 상기 제3 유기 발광층과 상기 제1 전하 생성층 및 상기 제2 전하 생성층의 총 두께는 500㎚ 이하일 수 있다.
또한, 상기 제1 유기 발광층의 발광층은 청색 광, 상기 제2 유기 발광층의 발광층은 황색 광 및 상기 제3 유기 발광층의 발광층은 적색 광을 발광할 수 있다.
아울러, 상기 베이스 기판은 플렉서블 기판으로 이루어질 수 있다.
이때, 상기 베이스 기판은 두께 1.5㎜ 이하의 박판 유리로 이루어질 수 있다.
본 발명에 따르면, 금속 도펀트가 도핑된 전자층과 유기물 도펀트가 도핑된 전자층이 전하 생성층의 일측에 차례로 적층됨으로써, 전하 생성층에서의 구동전압을 감소시킬 수 있고, 이를 통해, 전력효율 및 수명이 증대될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 탠덤형 유기발광소자를 나타낸 단면 모식도.
도 2는 도 1의 "A" 영역에 대응되는 비교 예1의 구조를 나타낸 단면 모식도.
도 3은 도 1의 "A" 영역에 대응되는 비교 예2의 구조를 나타낸 단면 모식도.
도 4는 본 발명의 실시 예 및 비교 예1, 2의 구동전압에 따른 전류변화를 비교하여 나타낸 그래프.
도 5는 본 발명의 실시 예 및 비교 예1, 2의 전력효율을 비교하여 나타낸 그래프.
이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 탠덤형 유기발광소자에 대해 상세히 설명한다.
아울러, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 탠덤형 유기발광소자(10)는 베이스 기판(100), 제1 전극(200), 제2 전극(300), 유기 발광층(400) 및 전하 생성층(500)을 포함하여 형성된다.
베이스 기판(100)은 유기 발광층(400)으로부터 발생된 광을 외부로 방출시키는 통로 역할을 한다. 이를 위해, 베이스 기판(100)은 유기 발광층(400)의 전방, 즉, 유기 발광층(400)으로부터 발생된 광이 외부로 방출되는 경로에 배치된다. 또한, 베이스 기판(100)은 제1 전극(200), 제2 전극(300), 유기 발광층(400) 및 전하 생성층(500)을 외부 환경으로부터 보호하는 역할을 한다. 이를 위해, 즉, 제1 전극(200), 제2 전극(300), 유기 발광층(400) 및 전하 생성층(500)을 인캡슐레이션 시키기 위해, 베이스 기판(100)은 이의 테두리를 따라 형성되는 예컨대, 에폭시와 같은 씰링재를 매개로, 제2 전극(300) 상부에 이와 대향되게 배치되는 후면 기판(미도시)과 접합된다. 이때, 서로 대향되는 베이스 기판(100) 및 후면 기판(미도시) 그리고 이들 테두리에 형성되는 씰링재에 의해 구획되는 내부 공간 중 제1 전극(200), 제2 전극(300), 유기 발광층(400) 및 전하 생성층(500)이 차지하는 공간 이외의 내부 공간은 불활성 기체로 채워지거나 진공 분위기로 조성될 수 있다.
한편, 베이스 기판(100)에서 외기와 접하는 표면에는 유기 발광층(400)으로부터 방출된 광을 외부로 추출하는 효율을 향상시키기 위한 별도의 외부 광추출층(미도시)이 형성되거나 표면 자체가 렌즈 어레이 형상을 이룰 수 있다. 또한, 베이스 기판(100)과 제1 전극(200) 사이에는 내부 광추출층(미도시)이 형성될 수도 있다.
이러한 베이스 기판(100)은 투명 기판으로, 광 투과율이 우수하고 기계적인 물성이 우수한 것이면 어느 것이든 제한되지 않는다. 예를 들어, 베이스 기판(100)으로는 열경화 또는 UV 경화가 가능한 유기필름인 고분자 계열의 물질이 사용될 수 있다. 또한, 베이스 기판(100)으로는 화학강화유리인 소다라임 유리(SiO2-CaO-Na2O) 또는 알루미노실리케이트계 유리(SiO2-Al2O3-Na2O)가 사용될 수 있다. 여기서, 본 발명의 실시 예에 따른 탠덤형 유기발광소자(10)가 조명용인 경우, 베이스 기판(100)으로는 소다라임 유리가 사용될 수 있다. 이외에도 베이스 기판(100)으로는 금속산화물이나 금속질화물로 이루어진 기판이 사용될 수도 있다. 그리고 본 발명의 실시 예에서는 베이스 기판(100)으로 플렉서블(flexible) 기판이 사용될 수 있는데, 특히, 두께 1.5㎜ 이하의 박판 유리가 사용될 수 있다. 이때, 이러한 박판 유리는 퓨전(fusion) 공법 또는 플로팅(floating) 공법을 통해 제조될 수 있다. 한편, 베이스 기판(100)과 인캡슐레이션을 이루는 후면 기판(미도시)은 베이스 기판(100)과 동일 또는 다른 물질로 이루어질 수 있다.
제1 전극(200)은 베이스 기판(100) 상에 형성된다. 이러한 제1 전극(200)은 탠덤형 유기발광소자(10)의 애노드(anode)로서의 역할을 하는 투명전극으로, 유기 발광층(400)으로의 정공 주입이 잘 일어나도록 일함수(work function)가 큰 물질 중 유기 발광층(400)에서 발광된 빛이 잘 투과될 수 있는 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 제1 전극(200)은 ITO로 이루어질 수 있다.
제2 전극(300)은 제1 전극(200)과 대향되게 형성된다. 이에 따라, 제2 전극(300)과 제1 전극(200) 사이에는 유기 발광층(400) 및 전하 생성층(500)이 위치하게 된다. 이러한 제2 전극(300)은 탠덤형 유기발광소자(10)의 캐소드(cathode)로서의 역할을 하는 금속전극으로, 유기 발광층(400)으로부터 발광된 빛을 전방 즉, 베이스 기판(100) 측으로 반사시키는 물질 중 유기 발광층(400)으로의 전자 주입이 잘 일어나도록 일함수가 작은 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 제2 전극(300)은 Al, Al:Li 또는 Mg:Ag와 같은 금속 박막으로 이루어질 수 있다.
유기 발광층(400)은 탠덤형 유기발광소자(10)를 이루기 위해, 제1 전극(200)과 제2 전극(300) 사이에 적어도 2개 이상 형성된다. 본 발명의 실시 예에 따른 유기 발광층(400)은 제1 전극(200) 상에 형성되는 제1 유기 발광층(401), 제1 유기 발광층(401) 상에 형성되는 제2 유기 발광층(402) 및 제2 유기 발광층(402) 상에 형성되는 제3 유기 발광층(403)을 포함한다. 이때, 각각의 유기 발광층들(401, 402, 403)들 사이에는 전하 생성층(500)이 배치된다. 하지만, 이는 일례일 뿐, 유기 발광층(400)은 제1 유기 발광층(401)과 제2 유기 발광층(402)만을 포함할 수 있고, 4개 이상의 유기 발광층으로도 형성될 수 있다. 이러한 유기 발광층(400), 즉, 제1 유기 발광층(401), 제2 유기 발광층(402) 및 제3 유기 발광층(403) 각각은 발광층(EML)(410), 정공층(420) 및 전자층(430)을 포함하여 형성된다. 이때, 정공층(420)은 발광층(410)과 제1 전극(200) 사이에 형성되고, 전자층(430)은 발광층(410)과 제2 전극(300) 사이에 형성된다.
본 발명의 실시 예에서, 제1 유기 발광층(401)의 발광층(410)은 450±5㎚ 파장대의 청색 광을 방출하는 물질로 이루어질 수 있다. 또한, 제2 유기 발광층(402)의 발광층(410)은 540±5㎚ 파장대의 황색 광을 방출하는 물질로 이루어질 수 있다. 그리고 제3 유기 발광층(403)의 발광층(410)은 610±5㎚ 파장대의 적색 광을 방출하는 물질로 이루어질 수 있다. 이와 같이, 제1 내지 제3 유기 발광층(401, 402, 403)으로부터 각각 발광되는 청색 광, 황색 광 및 적색 광의 혼합 효과에 의해, 본 발명의 실시 예에 따른 탠덤형 유기발광소자(10)는 백색 광을 발광하게 된다. 하지만, 이는 일례일 뿐, 각각의 발광층(410)은 다양한 구조, 형태 및 물질로 이루어져 백색 광을 구현할 수도 있다.
본 발명의 실시 예에서, 정공층(420)은 다층구조로 이루어질 수 있다. 즉, 정공층(420)은 발광층(410)을 기준으로, 이에 차례로 형성되는 제1 정공층(421) 및 제2 정공층(422)으로 이루어질 수 있다. 이때, 제2 정공층(422)은 p형 정공층으로 이루어질 수 있다. 이러한 제1 정공층(421) 및 제2 정공층(422)은 정공 수송층(HTL)으로, 정공층(420)과 제1 전극(200) 또는 정공층(420)과 전하 생성층(500) 사이에는 정공 주입층(HIL)(미도시)이 형성될 수 있다. 이에 따라, 제1 유기 발광층(401)의 경우에는 제1 전극(200)으로부터 정공이 정공 주입층(미도시), 제2 정공층(422) 및 제1 정공층(421)을 통해 발광층(410)으로 이동하게 된다. 반면, 제2 유기 발광층(402) 및 제3 유기 발광층(403)의 경우에는 전하 생성층(500)으로부터 정공이 정공 주입층(미도시), 제2 정공층(422) 및 제1 정공층(421)을 통해 발광층(410)으로 이동하게 된다.
본 발명의 실시 예에서는 전자층(430) 또한 정공층(420)과 마찬가지로 다층 구조로 이루어질 수 있다. 즉, 전자층(430)은 발광층(410)과 제2 전극(300) 사이에서 다층구조로 이루어지는데, 특히, 발광층(410)과 전하 생성층(500) 사이에 형성되는 전자층(430)은 전하 생성층(500)을 기준으로, 이에 차례로 형성되는 제1 전자층(431) 및 제2 전자층(432)을 포함한다. 이때, 본 발명의 실시 예에서, 제1 전자층(431)은 금속 도펀트, 예컨대, Li, Cs, Rb, Ca, Mg, Ag와 같은 알칼리 금속 계열의 나노파티클로 이루어진 금속 도펀트가 도핑된 전자층으로 이루어지고, 제2 전자층(432)은 유기물 도펀트가 도핑된 전자층으로 이루어지며, 제1 전자층(431) 및 제2 전자층(432)은 모두 n형 전자층으로 이루어진다. 이때, n형 유기물 도펀트는 순수한 유기화합물 또는 유기금속 착체물질을 통칭한다. 예를 들어, n형 유기물 도펀트가 유기금속 착체물질로 이루어진 경우, n형 유기물 도펀트는 CsCO3, Rb2CO3, Li2CO3, Ca2CO3, Na2CO3, K2CO3, MgCO3, BaCO3와 같은 카보네이트(carbonate) 계열의 유기물로 이루어지거나 CsN3, LiN3, NaN3와 같은 아지드(azide) 계열의 유기물로 이루어질 수 있다.
이에 따라, 전하 생성층(500)을 기준으로 보면, 전하 생성층(500)의 일측에는 p형 정공층이 배치되고, 전하 생성층(500)의 타측에는 n형 전자층이 배치되어, PIN 구조를 이루게 된다. 이와 같이, 전하 생성층(500)의 타측에 금속 도펀트가 도핑된 제1 전자층(431)과 유기물 도펀트가 도핑된 제2 전자층(432)이 차례로 배치되면, 전하 생성층(500)이 금속 도펀트의 초반 주입특성과 유기물 도펀트의 캐리어 전달능력을 모두 가지게 되고, 이는, 전하 생성층(500) 구동영역에서의 저항을 크게 낮춰, 구동전압을 감소시키게 되며, 결국, 탠덤형 유기발광소자(10)의 전력효율 및 수명을 증대시킬 수 있게 된다.
한편, 전자층(430)은 제2 전자층(432)과 발광층(410) 사이에 형성되는 제3 전자층(433)을 더 포함할 수 있다. 여기서, 제1 전자층(431), 제2 전자층(432) 및 제3 전자층(433)은 전자 수송층(ETL)으로, 전자층(430)과 전하 생성층(500) 또는 전자층(430)과 제2 전극(300) 사이에는 전자 주입층(EIL)(미도시)이 형성될 수 있다. 이에 따라, 제1 유기 발광층(401) 및 제2 유기 발광층(402)의 경우에는 전하 생성층(500)으로부터 전자가 전자 주입층(미도시), 제1 전자층(431), 제2 전자층(432) 및 제3 전자층(433)을 통해 발광층(410)으로 이동하게 된다. 반면, 제3 유기 발광층(403)의 경우에는 전자층(430)이 제2 전자층(432) 및 제3 전자층(433)으로 이루어짐에 따라, 제2 전극(300)으로부터 전자가 전자 주입층(미도시), 제2 전자층(432) 및 제3 전자층(433)을 통해 발광층(410)으로 이동하게 된다.
즉, 제1 유기 발광층(401)의 경우에는 제1 전극(200)으로부터 정공이 발광층(410)으로 이동하게 되고, 전하 생성층(500), 보다 상세하게는 제1 전하 생성층(501)으로부터 전자가 발광층(410)으로 이동하게 된다. 또한, 제2 유기 발광층(402)의 경우에는 제1 전하 생성층(501)으로부터 정공이 발광층(410)으로 이동하게 되고, 제2 전하 생성층(502)으로부터 전자가 발광층(410)으로 이동하게 된다. 그리고 제3 유기 발광층(403)의 경우에는 제2 전하 생성층(502)으로부터 정공이 발광층(410)으로 이동하게 되고, 제2 전극(300)으로부터 전자가 발광층(410)으로 이동하게 된다.
제1 전극(200) 및 제2 전극(300)에 순방향 전압이 인가되면, 상기와 같은 경로를 통해 전자와 정공이 각각의 발광층(410)으로 이동하게 된다. 이와 같이, 발광층(410) 내로 주입된 전자와 정공은 발광층(410)에서 재결합하여 엑시톤(exciton)을 생성하고, 이러한 엑시톤이 여기상태(excited state)에 기저상태(ground state)로 전이하면서 빛을 방출하게 되는데, 이때, 방출되는 빛의 밝기는 애노드인 제1 전극(200)과 캐소드인 제2 전극(300) 사이에 흐르는 전류량에 비례하게 된다.
전하 생성층(charge generation layer; CGL)(500)은 서로 이웃하는 유기 발광층(400) 사이에 형성된다. 본 발명의 실시 예에 따른 전하 생성층(500)은 HATCN(hexacyanohexaazatriphenylene)으로 이루어질 수 있다. 이러한 전하 생성층(500)은 서로 인접한 혹은 서로 이웃하는 유기 발광층(400) 간의 전하 균형을 조절하는 연결층(interconnecting layer)으로서의 역할을 한다. 상술한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에서는 유기 발광층(400)은 제1 유기 발광층(401), 제2 유기 발광층(402) 및 제3 유기 발광층(403)의 적층 구조로 이루어지므로, 이에 따라, 전하 생성층(500)은 제1 유기 발광층(401)과 제2 유기 발광층(402) 사이에 형성되는 제1 전하 생성층(501) 및 제2 유기 발광층(402)과 제3 유기 발광층(403) 사이에 형성되는 제2 전하 생성층(502)으로 이루어진다. 이러한 제1 전하 생성층(501) 및 제2 전하 생성층(502) 각각의 일측에는 금속 도펀트가 도핑된 제1 전자층(431)과 유기물 도펀트가 도핑된 제2 전자층(432)이 차례로 배치됨에 따라, 제1 전하 생성층(501) 및 제2 전하 생성층(502)은 초반 주입특성과 유기물 도펀트의 캐리어 전달능력을 모두 가지게 된다. 즉, 금속 도펀트와 유기물 도펀트로 인해, 제1 전하 생성층(501) 및 제2 전하 생성층(502) 구동영역에서의 저항 및 구동전압은 감소되고, 이로 인해, 본 발명의 실시 예에 따른 탠덤형 유기발광소자(10)의 전력효율 및 수명은 증대된다.
본 발명의 실시 예에 따른 탠덤형 유기발광소자(10)에서, 제1 유기 발광층(401), 제2 유기 발광층(402), 제3 유기 발광층(403), 제1 전하 생성층(501) 및 제2 전하 생성층(502)의 총 두께는 500㎚ 이하로 제어되는 것이 바람직하다. 이때, 제1 유기 발광층(401)의 발광층(410)과 제2 전극(300) 사이의 거리는 292㎚일 수 있고, 제2 유기 발광층(402)의 발광층(410)과 제2 전극(300) 사이의 거리는 200㎚일 수 있으며, 제3 유기 발광층(403)의 발광층(410)과 제2 전극(300) 사이의 거리는 60㎚일 수 있다. 또한, 제1 유기 발광층(401)의 발광층(410)과 제1 전극(200) 사이의 거리는 95㎚일 수 있다.
한편, 도 2는 도 1의 "A" 영역에 대응되는 비교 예1의 구조를 나타낸 단면 모식도이고, 도 3은 도 1의 "A" 영역에 대응되는 비교 예2의 구조를 나타낸 단면 모식도이다. 도 2에 도시한 바와 같이, 비교 예1은 본 발명의 실시 예에 따른 "A" 영역과 비교할 때, 제1 전하 생성층(501)의 일측에 제1 정공층(421)만이 단층구조를 이루고 있고, 제1 전하 생성층(501)의 타측에 유기물 도펀트가 도핑된 제2 전자층(432)이 생략된 구조를 이루고 있다. 또한, 비교 예 2는 금속 도펀트가 도핑된 제1 전자층(431)이 생략된 구조를 이루고 있다. 즉, 본 발명의 실시 예에서는 금속 도펀트가 도핑된 제1 전자층(431)과 유기물 도펀트가 도핑된 제2 전자층(432)이 동시에 구비되어 있는 것에 반해, 비교 예1에서는 제1 전자층(431)만이 구비되어 있고, 비교 예2는 제2 전자층(432)만이 구비되어 있다.
적분구@3,000nit 비교 예1 비교 예2 실시 예
구동전압(V) 8.3 8.2 7.7
전력효율(lm/W) 41.3 44.3 47.0
도 4는 본 발명의 실시 예 및 비교 예1, 2의 구동전압에 따른 전류변화를 비교하여 나타낸 그래프이고, 도 5는 본 발명의 실시 예 및 비교 예1, 2의 전력효율을 비교하여 나타낸 그래프이다. 상기 표 1은 이에 따른 전력효율을 비교하여 나타낸 것이다.
도 4의 그래프를 보면, 본 발명의 실시 예는 비교 예1, 2에 비해, CGL 구동영역에서의 저항이 크게 감소된 것을 확인할 수 있다. 실시 예는, 턴-언 전압 (turn-on voltage) 및 구동 전압 (driving voltage)을 크게 낮출 수 있다. 이와 같은 저항 감소는 표 1에 나타낸 바와 같이, 구동전압을 낮추게 된다. 이에 따라, 본 발명의 실시 예의 경우 3000nit에서 전력효율은 47.0(lm/W)으로, 비교 예1 41.3(lm/W), 비교 예2 44.3(lm/W)보다 크게 증가된 것으로 확인되었다. 1000nit에서는 실시 예의 경우, 51 lm/W (7.4V)로, 비교 예1의 47 lm/W (7.7V) 및 비교 예2의 48 lm/W (7.8V)보다 크게 증가된 것으로 확인되었다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시 예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
10: 탠덤형 유기발광소자 100: 베이스 기판
200: 제1 전극 300: 제2 전극
400: 유기 발광층 401: 제1 유기 발광층
402: 제2 유기 발광층 403: 제3 유기 발광층
410: 발광층 420: 정공층
421: 제1 정공층 422: 제2 정공층
430: 전자층 431: 제1 전자층
432: 제2 전자층 433: 제3 전자층
500: 전하 생성층 501: 제1 전하 생성층
502: 제2 전하 생성층

Claims (12)

  1. 베이스 기판;
    상기 베이스 기판 상에 형성되는 제1 전극;
    상기 제1 전극과 대향되게 형성되는 제2 전극;
    상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 형성되고, 발광층, 상기 발광층과 상기 제1 전극 사이에 형성되는 정공층 및 상기 발광층과 상기 제2 전극 사이에 형성되는 전자층을 포함하는 적어도 2개 이상의 유기 발광층; 및
    서로 이웃하는 상기 유기 발광층 사이에 형성되는 전하 생성층;
    을 포함하고,
    상기 발광층과 상기 전하 생성층 사이에 형성되는 상기 전자층은 다층구조로 이루어지되, 금속 도펀트가 도핑된 제1 전자층과 유기물 도펀트가 도핑된 제2 전자층을 포함하는 것을 특징으로 하는 탠덤형 유기발광소자.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 발광층과 상기 전하 생성층 사이에는 상기 전하 생성층을 기준으로, 상기 제1 전자층 및 상기 제2 전자층이 차례로 형성되는 것을 특징으로 하는 탠덤형 유기발광소자.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 전자층 및 상기 제2 전자층은 n형 전자층인 것을 특징으로 하는 탠덤형 유기발광소자.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 전자층은,
    상기 제2 전자층과 상기 발광층 사이에 형성되는 제3 전자층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 탠덤형 유기발광소자.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 정공층은 다층구조로 이루어지되, 상기 발광층을 기준으로, 제1 정공층 및 제2 정공층이 차례로 형성되는 것을 특징으로 하는 탠덤형 유기발광소자.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제2 정공층은 p형 정공층인 것을 특징으로 하는 탠덤형 유기발광소자.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 전하 생성층은 HATCN(hexacyanohexaazatriphenylene)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 탠덤형 유기발광소자.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 유기 발광층은 상기 제1 전극 상에 형성되는 제1 유기 발광층, 상기 제1 유기 발광층 상에 형성되는 제2 유기 발광층 및 상기 제2 유기 발광층 상에 형성되는 제3 유기 발광층을 포함하고,
    상기 전하 생성층은 상기 제1 유기 발광층과 상기 제2 유기 발광층 사이에 형성되는 제1 전하 생성층 및 상기 제2 유기 발광층과 상기 제3 유기 발광층 사이에 형성되는 제2 전하 생성층을 포함하는 것을 특징으로 하는 탠덤형 유기발광소자.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1 유기 발광층 내지 상기 제3 유기 발광층과 상기 제1 전하 생성층 및 상기 제2 전하 생성층의 총 두께는 500㎚ 이하인 것을 특징으로 하는 탠덤형 유기발광소자.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 제1 유기 발광층의 발광층은 청색 광, 상기 제2 유기 발광층의 발광층은 황색 광 및 상기 제3 유기 발광층의 발광층은 적색 광을 발광하는 것을 특징으로 하는 탠덤형 유기발광소자.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 베이스 기판은 플렉서블 기판으로 이루어진 것을 특징으로 하는 탠덤형 유기발광소자.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 베이스 기판은 두께 1.5㎜ 이하의 박판 유리로 이루어진 것을 특징으로 하는 탠덤형 유기발광소자.
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