KR20170049702A - 유기 전계 발광 소자 및 이를 포함하는 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

유기 전계 발광 소자는 제1 전극, 제1 전극 상에 제공된 정공 수송 영역, 정공 수송 영역 상에 제공된 발광층, 발광층 상에 제공된 전자 수송 영역 및 전자 수송 영역 상에 제공된 제2 전극을 포함하고, 전자 수송 영역은 발광층 상에 제공된 제1 전자 수송층 및 제1 전자 수송층 상에 제공된 제2 전자 수송층을 포함하며, 발광층의 최고준위 점유 분자궤도(Highest Occupied Molecular Orbital, HOMO)의 에너지 준위 및 제1 전자 수송층의 최고준위 점유 분자궤도의 에너지 준위의 차이의 절대값이 0.3eV 이상 1.5eV 이하인 것이다.

Description

유기 전계 발광 소자 및 이를 포함하는 표시 장치{ORGANIC ELECTROLUMINESCENT DEVICE AND DISPLAY DEVICE INCLUDING THE SAME}
본 발명은 유기 전계 발광 소자 및 이를 포함하는 표시 장치에 관한 것이다.
평판 표시 장치(flat display device)는 크게 발광형과 수광형으로 분류할 수 있다. 발광형으로는 평판 음극선관(flat cathode ray tube)과, 플라즈마 디스플레이 패널(plasma display panel)과, 유기 전계 발광 표시 장치 (organic light emitting display, OLED)등이 있다. 상기 유기 전계 발광 표시 장치는 자발광형 표시 장치로서, 시야각이 넓고, 콘트라스트가 우수하고, 응답 속도가 빠르다는 장점을 가지고 있다.
이에 따라, 유기 전계 발광 표시 장치는 디지털 카메라나, 비디오 카메라나, 캠코더나, 휴대 정보 단말기나, 스마트 폰이나, 초슬림 노트북이나, 태블릿 퍼스널 컴퓨터나, 플렉서블 디스플레이 장치와 같은 모바일 기기용 디스플레이 장치나, 초박형 텔레비전 같은 대형 전자 제품 또는 대형 전기 제품에 적용할 수 있어서 각광받고 있다.
유기 전계 발광 표시 장치는 제1 전극과 제2 전극에 주입되는 정공과 전자가 발광층에서 재결합하여 발광하는 원리로 색상을 구현할 수 있는 것으로서, 주입된 정공과 전자가 결합한 엑시톤(exciton)이 여기 상태로부터 기저 상태로 떨어질 때 발광한다.
본 발명의 일 목적은 장수명의 유기 전계 발광 소자를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 목적은 계조별 효율 변화가 최소화된 유기 전계 발광 소자를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예는 제1 전극, 제1 전극 상에 제공된 정공 수송 영역, 정공 수송 영역 상에 제공된 발광층, 발광층 상에 제공된 전자 수송 영역 및 전자 수송 영역 상에 제공된 제2 전극을 포함하고, 전자 수송 영역은 발광층 상에 제공된 제1 전자 수송층 및 제1 전자 수송층 상에 제공된 제2 전자 수송층을 포함하며, 발광층의 최고준위 점유 분자궤도(Highest Occupied Molecular Orbital, HOMO)의 에너지 준위 및 제1 전자 수송층의 최고준위 점유 분자궤도의 에너지 준위의 차이의 절대값이 0.3eV 이상 1.5eV 이하인 것인 유기 전계 발광 소자를 제공한다.
발광층의 최저준위 점유 분자궤도(Lowest Unoccupied Molecular Orbital, LUMO)의 에너지 준위 및 제1 전자 수송층의 최저준위 점유 분자궤도의 에너지 준위의 차이의 절대값이 0eV 이상 0.2eV 이하인 것일 수 있다.
제1 전자 수송층의 최저준위 점유 분자궤도의 에너지 준위 및 제2 전자 수송층의 최저준위 점유 분자궤도의 에너지 준위의 차이의 절대값이 0eV 이상 0.2eV 이하인 것일 수 있다.
발광층의 최고준위 점유 분자궤도의 에너지 준위 및 제1 전자 수송층의 최고준위 점유 분자궤도의 에너지 준위의 차이의 절대값이 0.5eV 이상 1.5eV 이하인 것일 수 있다.
제1 전자 수송층은 발광층과 접하고, 제2 전자 수송층은 제1 전자 수송층과 접하는 것일 수 있다.
제1 전자 수송층은 제1 전자 수송 물질 및 제1 n형 도펀트를 포함하고, 제2 전자 수송층은 제2 전자 수송 물질 및 제2 n형 도펀트를 포함하는 것일 수 있다.
제1 전자 수송 물질 및 제2 전자 수송 물질은 서로 동일한 것일 수 있다. 이 경우, 제1 n형 도펀트 및 제2 n형 도펀트는 서로 동일하고, 제1 전자 수송층을 기준으로 한 제1 n형 도펀트의 중량% 및 제2 전자 수송층을 기준으로 한 제2 n형 도펀트의 중량%가 서로 상이한 것일 수 있다. 제2 n형 도펀트의 중량%는 제1 n형 도펀트의 중량%보다 낮은 것일 수 있다.
제1 n형 도펀트 및 제2 n형 도펀트는 서로 상이한 것일 수 있다.
제1 전자 수송 물질 및 제2 전자 수송 물질 각각은 안트라센 유도체, 포스핀 옥사이드 유도체, 함질소 방향족 유도체 및 Alq3(tris(8-hydroxyquinolinato)aluminium)으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 것일 수 있다.
제1 n형 도펀트 및 제2 n형 도펀트 각각은 LiQ, LiF, Li2O, CsF, BaF, BaO, Al2O3, NaCl, RbCl, RbI, Ca, Cs 및 Yb으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 것일 수 있다.
발광층은 하기 일반식 1로 표시되는 안트라센 유도체를 포함하는 것일 수 있다:
[일반식 1]
Figure pat00001
상기 일반식 1에 있어서,
R1 내지 R3은 각각 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 이상 20 이하의 알킬기, 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 30 이하의 아릴기 또는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 2 내지 30 이하의 헤테로 아릴기이고, a 및 b는 각각 0 이상 5 이하의 정수이며, c는 0 이상 8 이하의 정수이고, 인접한 복수의 R1 내지 R3는 서로 결합하여 포화 또는 불포화 고리를 형성할 수 있다.
a는 2이고, 인접한 2개의 R1이 서로 결합하여 벤젠 고리를 형성하는 것일 수 있다.
제1 전자 수송층의 두께는 10Å 이상 150Å 이하인 것일 수 있다.
정공 수송 영역은 제1 전극 상에 제공된 정공 주입층 및 정공 주입층 상에 제공된 정공 수송층을 포함하고, 전자 수송 영역은 제2 전자 수송층 및 제2 전극 사이에 제공된 전자 주입층을 더 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예는 복수의 화소들을 포함하고, 화소들 각각은 제1 전극, 제1 전극 상에 제공된 정공 수송 영역, 정공 수송 영역 상에 제공된 발광층, 발광층 상에 제공된 전자 수송 영역 및 전자 수송 영역 상에 제공된 제2 전극을 포함하고, 전자 수송 영역은 발광층 상에 제공된 제1 전자 수송층 및 제1 전자 수송층 상에 제공된 제2 전자 수송층을 포함하며, 발광층의 최고준위 점유 분자궤도의 에너지 준위 및 제1 전자 수송층의 최고준위 점유 분자궤도의 에너지 준위의 차이의 절대값이 0.3eV 이상 1.5eV 이하인 것인 유기 전계 발광 표시 장치를 제공한다.
발광층의 최저준위 점유 분자궤도의 에너지 준위 및 제1 전자 수송층의 최저준위 점유 분자궤도의 에너지 준위의 차이의 절대값이 0eV 이상 0.2eV 이하이고, 제1 전자 수송층의 최저준위 점유 분자궤도의 에너지 준위 및 제2 전자 수송층의 최저준위 점유 분자궤도의 에너지 준위의 차이의 절대값이 0eV 이상 0.2eV 이하인 것일 수 있다.
제1 전자 수송층은 제1 전자 수송 물질 및 제1 n형 도펀트를 포함하고, 제2 전자 수송층은 제2 전자 수송 물질 및 제2 n형 도펀트를 포함하며, 제1 전자 수송 물질 및 제2 전자 수송 물질은 서로 동일하고, 제1 n형 도펀트 및 제2 n형 도펀트는 서로 동일하며, 제2 전자 수송층을 기준으로 한 제2 n형 도펀트의 중량%는 제1 전자 수송층을 기준으로 한 제1 n형 도펀트의 중량%보다 낮은 것일 수 있다.
제1 전자 수송층은 제1 전자 수송 물질 및 제1 n형 도펀트를 포함하고, 제2 전자 수송층은 제2 전자 수송 물질 및 제2 n형 도펀트를 포함하며, 제1 전자 수송 물질 및 제2 전자 수송 물질은 서로 동일하고, 제1 n형 도펀트 및 제2 n형 도펀트는 서로 상이한 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유기 전계 발광 소자 및 유기 전계 발광 표시 장치 각각은 정공이 발광층에서 발광에 참여하지 못하고 전자 수송 영역으로 넘어가는 현상을 최소화하여, 수명 향상을 구현할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유기 전계 발광 소자 및 유기 전계 발광 표시 장치는 각각 발광층으로의 전자 주입을 용이하게 하여 계조별 효율 변화를 최소화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 전계 발광 소자를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 전계 발광 소자를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 전계 발광 소자를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 전계 발광 소자의 에너지 전달 메커니즘을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 전계 발광 소자의 에너지 전달 메커니즘을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 전계 발광 소자의 에너지 전달 메커니즘을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 전계 발광 표시 장치를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 전계 발광 표시 장치에 포함되는 화소들 중 하나의 회로도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 전계 발광 표시 장치에 포함되는 화소들 중 하나를 나타낸 평면도이다.
도 10은 도 9의 I-I'선에 대응하여 개략적으로 나타낸 단면도이다.
이상의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 통상의 기술자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "상에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "하부에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 아래에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 전계 발광 소자에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 전계 발광 소자를 개략적으로 나타낸 단면도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 전계 발광 소자를 개략적으로 나타낸 단면도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 전계 발광 소자를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 전계 발광 소자(OEL)는 제1 전극(EL1), 정공 수송 영역(HTR), 발광층(EML), 전자 수송 영역(ETR) 및 제2 전극(EL2)을 포함한다. 정공 수송 영역(HTR), 발광층(EML), 전자 수송 영역(ETR) 및 제2 전극(EL2)은 일정한 방향(예를 들어, DR2)으로 순차적으로 제1 전극(EL1) 상에 제공된다.
제1 전극(EL1) 및 제2 전극(EL2)는 서로 대향한다. 제1 전극(EL1)은 도전성을 갖는다. 제1 전극(EL1)은 화소 전극 또는 양극일 수 있다. 제1 전극(EL1)은 투과형 전극, 반투과형 전극 또는 반사형 전극일 수 있다. 제1 전극(EL1)이 투과형 전극인 경우, 제1 전극(EL1)은 투명 금속 산화물, 예를 들어, ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), ZnO(zinc oxide), ITZO(indium tin zinc oxide) 등으로 이루어질 수 있다. 제1 전극(EL1)이 반투과형 전극 또는 반사형 전극인 경우, 제1 전극(EL1)은 Ag, Mg, Al, Pt, Pd, Au, Ni, Nd, Ir, Cr 또는 금속의 혼합물을 포함할 수 있다.
제1 전극(EL1) 상에는 유기층이 배치될 수 있다. 유기층은 정공 수송 영역(HTR), 발광층(EML) 및 전자 수송 영역(ETR)을 포함한다.
제1 전극(EL1) 상에 정공 수송 영역(HTR)이 제공된다. 정공 수송 영역(HTR)은 제1 전극(EL1) 및 발광층(EML) 사이에 제공될 수 있다. 정공 수송 영역(HTR)은 단일 물질로 이루어진 단일층, 복수의 서로 다른 물질로 이루어진 단일층 또는 복수의 서로 다른 물질로 이루어진 복수의 층을 갖는 다층 구조를 가질 수 있다.
정공 수송 영역(HTR)은, 정공 주입층(HIL), 정공 수송층(HTL), 정공 수송 기능 및 정공 주입 기능을 갖는 단일층, 버퍼층 및 전자 저지층 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 2를 참조하면, 정공 수송 영역(HTR)은 제1 전극(EL1) 상에 제공된 전자 주입층(HIL) 및 전자 주입층(HIL) 상에 제공된 정공 수송층(HTL)을 포함하는 것일 수 있다. 다만, 이에 의하여 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 정공 수송 영역(HTR)은, 복수의 서로 다른 물질로 이루어진 단일층의 구조를 갖거나, 제1 전극(EL1)으로부터 차례로 적층된 정공 주입층(HIL)/정공 수송층(HTL), 정공 주입층(HIL)/정공 수송층(HTL)/버퍼층, 정공 주입층(HIL)/버퍼층, 정공 수송층(HTL)/버퍼층 또는 정공 주입층(HIL)/정공 수송층(HTL)/전자 저지층의 구조를 가질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 정공 수송 영역(HTR)은 정공 주입 및 정공 수송 역할을 동시에 수행하는 단일층을 포함하는 것일 수도 있다.
정공 수송 영역(HTR)은, 진공 증착법, 스핀 코팅법, 캐스트법, LB법(Langmuir-Blodgett), 잉크젯 프린팅법, 레이저 프린팅법, 레이저 열전사법(Laser Induced Thermal Imaging, LITI) 등과 같은 다양한 방법을 이용하여 형성될 수 있다.
정공 수송 영역(HTR)이 정공 주입층(HIL)을 포함할 경우, 정공 수송 영역(HTR)은 구리프탈로시아닌(copper phthalocyanine) 등의 프탈로시아닌(phthalocyanine) 화합물; DNTPD (N,N'-diphenyl-N,N'-bis-[4-(phenyl-m-tolyl-amino)-phenyl]-biphenyl-4,4'-diamine), m-MTDATA(4,4',4"-tris(3-methylphenylphenylamino) triphenylamine), TDATA(4,4'4"-Tris(N,N-diphenylamino)triphenylamine), 2TNATA(4,4',4"-tris{N,-(2-naphthyl)-N-phenylamino}-triphenylamine), PEDOT/PSS(Poly(3,4-ethylenedioxythiophene)/Poly(4-styrenesulfonate)), PANI/DBSA(Polyaniline/Dodecylbenzenesulfonic acid), PANI/CSA(Polyaniline/Camphor sulfonicacid), PANI/PSS((Polyaniline)/Poly(4-styrenesulfonate)) 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
정공 수송 영역(HTR)이 정공 수송층(HTL)을 포함할 경우, 정공 수송 영역(HTR)은 N-페닐카바졸, 폴리비닐카바졸 등의 카바졸계 유도체, 플루오렌(fluorene)계 유도체, TPD(N,N'-bis(3-methylphenyl)-N,N'-diphenyl-[1,1-biphenyl]-4,4'-diamine), TCTA(4,4',4"-tris(N-carbazolyl)triphenylamine) 등과 같은 트리페닐아민계 유도체, NPB(N,N'-di(1-naphthyl)-N,N'-diphenylbenzidine), TAPC(4,4'-Cyclohexylidene bis[N,N-bis(4-methylphenyl)benzenamine]) 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
정공 수송층(HTL)은 p형 도펀트를 포함하는 것일 수 있다. p형 도펀트는 당 기술분야에 알려진 일반적인 것이라면 제한없이 채용될 수 있다.
정공 수송 영역(HTR)의 두께는 약 100Å 내지 약 10000Å, 예를 들어, 약 100Å 내지 약 1500Å일 수 있다. 정공 수송 영역(HTR)이 정공 주입층(HIL) 및 정공 수송층(HTL)을 모두 포함하면, 정공 주입층(HIL)의 두께는 약 100Å 내지 약 10000Å, 예를 들어, 약 100Å 내지 약 1500Å이고, 정공 수송층(HTL)의 두께는 약 50Å 내지 약 2000Å, 예를 들어 약 100Å 내지 약 1500Å일 수 있다. 정공 수송 영역(HTR), 정공 주입층(HIL) 및 정공 수송층(HTL)의 두께가 전술한 바와 같은 범위를 만족할 경우, 실질적인 구동 전압 상승 없이 만족스러운 정도의 정공 수송 특성을 얻을 수 있다.
발광층(EML)은 정공 수송 영역(HTR) 상에 제공된다. 발광층(EML)은 정공 수송층(HTL) 상에 제공된 것일 수 있다. 발광층(EML)은 단일 물질로 이루어진 단일층, 복수의 서로 다른 물질로 이루어진 단일층 또는 복수의 서로 다른 물질로 이루어진 복수의 층을 갖는 다층 구조를 가질 수 있다.
발광층(EML)이 단일층인 경우, 발광층(EML)은 예를 들어, 적색광, 녹색광 또는 청색광을 발광하는 것일 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.
발광층(EML)은 진공 증착법, 스핀 코팅법, 캐스트법, LB법(Langmuir-Blodgett), 잉크젯 프린팅법, 레이저 프린팅법, 레이저 열전사법(Laser Induced Thermal Imaging, LITI) 등과 같은 다양한 방법을 이용하여 형성될 수 있다.
발광층(EML)은 통상적으로 사용하는 물질이라면 특별히 한정되지 않으나, 예를 들어, 적색, 녹색 및 청색을 발광하는 물질로 이루어질 수 있으며, 형광 물질 또는 인광물질을 포함할 수 있다. 또한, 발광층(EML)은 호스트 및 도펀트를 포함할 수 있다.
호스트는 통상적으로 사용하는 물질이라면 특별히 한정하지 않으나, 예를 들어, Alq3(tris(8-hydroxyquinolino)aluminum), CBP(4,4'-bis(N-carbazolyl)-1,1'-biphenyl), PVK(poly(n-vinylcabazole)), ADN(9,10-di(naphthalene-2-yl)anthracene), TCTA(4,4',4''-Tris(carbazol-9-yl)-triphenylamine), TPBi(1,3,5-tris(N-phenylbenzimidazole-2-yl)benzene), TBADN(3-tert-butyl-9,10-di(naphth-2-yl)anthracene), DSA(distyrylarylene), CDBP(4,4'-bis(9-carbazolyl)-2,2′-dimethyl-biphenyl), MADN(2-Methyl-9,10-bis(naphthalen-2-yl)anthracene) 등을 사용될 수 있다.
발광층(EML)은 하기 일반식 1로 표시되는 안트라센 유도체를 포함하는 것일 수 있다. 발광층(EML)에 포함되는 호스트는 하기 일반식 1로 표시되는 안트라센 유도체를 포함하는 것일 수 있다.
[일반식 1]
Figure pat00002
일반식 1에 있어서, R1 내지 R3은 각각 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 이상 20 이하의 알킬기, 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 30 이하의 아릴기 또는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 2 내지 30 이하의 헤테로 아릴기이고, a 및 b는 각각 0 이상 5 이하의 정수이며, c는 0 이상 8 이하의 정수이고, 인접한 복수의 R1 내지 R3는 서로 결합하여 포화 또는 불포화 고리를 형성할 수 있다.
a는 2이고, 인접한 2개의 R1이 서로 결합하여 벤젠 고리를 형성한 것일 수 있다. 즉, 일반식 1은 안트라센에 나프탈렌이 치환된 구조일 수 있다.
일반식 1로 표시되는 안트라센 유도체는 예를 들어, 하기의 화합물 중 하나일 수 있다. 다만, 이에 의하여 한정되는 것은 아니다.
Figure pat00003
본 명세서에서 "치환 또는 비치환된" 이라는 용어는 중수소, 할로겐기, 니트릴기, 니트로기, 아미노기, 포스핀옥사이드기, 알콕시기, 실릴기, 붕소기, 알킬기, 시클로알킬기, 알케닐기, 아릴기, 알킬아민기, 헤테로아릴아민기, 아릴아민기, 또는 헤테로고리기로 이루어진 군에서 선택된 1개 이상의 치환기로 치환 또는 비치환되거나, 상기 예시된 치환기 중 2 이상의 치환기가 연결된 치환기로 치환 또는 비치환된 것을 의미한다. 예컨대, "2 이상의 치환기가 연결된 치환기"는 비페닐기일 수 있다. 즉, 비페닐기는 아릴기일 수도 있고, 2개의 페닐기가 연결된 치환기로 해석될 수 있다.
a가 1 이상일 경우, 복수의 R1은 서로 동일할 수도 있고 상이할 수도 있다. b가 1 이상일 경우, 복수의 R2는 서로 동일할 수도 있고 상이할 수도 있다. c가 1 이상일 경우, 복수의 R3은 서로 동일할 수도 있고 상이할 수도 있다.
발광층(EML)이 적색을 발광할 때, 발광층(EML)은 예를 들어, PBD:Eu(DBM)3(Phen)(tris(dibenzoylmethanato)phenanthoroline europium) 또는 페릴렌(Perylene)을 포함하는 형광 물질을 포함할 수 있다. 발광층(EML)이 적색을 발광할 때, 발광층(EML)에 포함되는 도펀트는 예를 들어, PIQIr(acac)(bis(1-phenylisoquinoline)acetylacetonate iridium), PQIr(acac)(bis(1-phenylquinoline)acetylacetonate iridium), PQIr(tris(1-phenylquinoline)iridium) 및 PtOEP(octaethylporphyrin platinum)과 같은 금속 착화합물(metal complex) 또는 유기 금속 착체(organometallic complex)에서 선택할 수 있다.
발광층(EML)이 녹색을 발광할 때, 발광층(EML)은 예를 들어, Alq3(tris(8-hydroxyquinolino)aluminum)을 포함하는 형광 물질을 포함할 수 있다. 발광층(EML)이 녹색을 발광할 때, 발광층(EML)에 포함되는 도펀트는 예를 들어, Ir(ppy)3(fac-tris(2-phenylpyridine)iridium)와 같은 금속 착화합물(metal complex) 또는 유기 금속 착체(organometallic complex)에서 선택할 수 있다.
발광층(EML)이 청색을 발광할 때, 발광층(EML)은 예를 들어, 스피로-DPVBi(spiro-DPVBi), 스피로-6P(spiro-6P), DSB(distyryl-benzene), DSA(distyryl-arylene), PFO(Polyfluorene)계 고분자 및 PPV(poly(p-phenylene vinylene)계 고분자로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 포함하는 형광 물질을 포함할 수 있다. 발광층(EML)이 청색을 발광할 때, 발광층(EML)에 포함되는 도펀트는 예를 들어, (4,6-F2ppy)2Irpic와 같은 금속 착화합물(metal complex) 또는 유기 금속 착체(organometallic complex)에서 선택할 수 있다.
발광층(EML) 상에 전자 수송 영역(ETR)이 제공된다. 전자 수송 영역(ETR)은, 진공 증착법, 스핀 코팅법, 캐스트법, LB법(Langmuir-Blodgett), 잉크젯 프린팅법, 레이저 프린팅법, 레이저 열전사법(Laser Induced Thermal Imaging, LITI) 등과 같은 다양한 방법을 이용하여 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유기 전계 발광 소자(OEL)에 포함되는 전자 수송 영역(ETR)은 2층 구조의 전자 수송층(ETL1, ETL2)을 포함하는 것을 일 특징으로 한다. 발광층(EML) 상에 일정한 방향(예를 들어, DR2)으로 제1 전자 수송층(ETL1) 및 제2 전자 수송층(ETL2)이 순차적으로 적층된다. 발광층(EML) 상에 제1 전자 수송층(ETL1)이 제공되고, 제1 전자 수송층(ETL1) 상에 제2 전자 수송층(ETL2)이 제공된다. 2층 구조의 전자 수송층(ETL1, ETL2)을 포함함으로써, 발광층(EML)으로의 유기적인 전자 주입을 구현할 수 있다.
제1 전자 수송층(ETL1)은 발광층(EML)과 직접 접하여 제공될 수 있다. 발광층(EML) 및 제1 전자 수송층(ETL1) 사이에는 다른 층이 개재되지 않을 수 있다. 다만, 이에 의하여 한정되는 것은 아니다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 전계 발광 소자의 에너지 전달 메커니즘을 개략적으로 도시한 도면이다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 전계 발광 소자의 에너지 전달 메커니즘을 개략적으로 도시한 도면이다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 전계 발광 소자의 에너지 전달 메커니즘을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 발광층(EML)의 최고준위 점유 분자궤도(Highest Occupied Molecular Orbital, HOMO)의 에너지 준위 및 제1 전자 수송층(ETL1)의 최고준위 점유 분자궤도(Highest Occupied Molecular Orbital, HOMO)의 에너지 준위의 차이의 절대값은 0.3eV 이상 1.5eV 이하이다. 구체적으로, 발광층(EML)의 최고준위 점유 분자궤도(Highest Occupied Molecular Orbital, HOMO)의 에너지 준위 및 제1 전자 수송층(ETL1)의 최고준위 점유 분자궤도(Highest Occupied Molecular Orbital, HOMO)의 에너지 준위의 차이(G1)의 절대값은 0.5eV 이상 1.5eV 이하, 0.3eV 이상 1.0eV 이하, 0.3eV 이상 0.8eV 이하, 0.5eV 이상 1.0eV 이하 또는 0.5eV 이상 0.8eV 이하일 수 있다. 발광층(EML)의 최고준위 점유 분자궤도(Highest Occupied Molecular Orbital, HOMO)의 에너지 준위 및 제1 전자 수송층(ETL1)의 최고준위 점유 분자궤도(Highest Occupied Molecular Orbital, HOMO)의 에너지 준위의 차이(G1)의 절대값이 0.5eV 이상인 경우, 정공(100)이 제1 전자 수송층(ETL1)로 넘어오는 것을 보다 효율적으로 방지할 수 있다.
일반적으로 정공의 이동도는 전자의 이동도보다 빠르다. 이에, 발광층에 주입된 정공 중에 전자와 결합하여 엑시톤을 형성하지 못한 잔류의 정공들이 전자 수송층으로 주입될 수 있으며, 전자 수송층에 정공이 축적될 경우 전자 수송층의 산화가 진행된다. 이러한 전자 수송층의 산화는 유기 전계 발광 소자의 수명 저하의 원인이 된다. 전자 수송층의 산화에 의한 유기 전계 발광 소자의 수명 저하는 발광층의 열화에 의한 유기 전계 발광 소자의 수명 저하보다 빠르게 진행된다. 이에, 유기 전계 발광 소자의 수명 향상 관점에서, 전자 수송층의 산화를 최소화할 필요가 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유기 전계 발광 소자(OEL)는 발광층(EML) 및 발광층(EML)과 제1 전자 수송층(ETL1) 간의 최고준위 점유 분자궤도(HOMO)의 에너지 준위 차이의 절대값을 조절하여, 정공(100)이 발광층(EML)을 거쳐 제1 전자 수송층(ETL1)으로 주입되는 것을 최소화한다. 구체적으로, 발광층(EML) 및 제1 전자 수송층(ETL1) 간의 최고준위 점유 분자궤도(HOMO)의 에너지 준위 차이(G1)의 절대값을 0.3eV 이상으로 조절하여, 에너지 장벽에 의해 정공(100)이 발광층(EML)에서 발광층(EML)과 제1 전자 수송층(ETL1)으로 넘어가는 것을 억제할 수 있다. 제1 전자 수송층(ETL1) 간의 최고준위 점유 분자궤도(HOMO)의 에너지 준위 차이(G1)의 절대값을 0.3eV 미만일 경우, 발광층(EML)에서 제1 전자 수송층(ETL1)으로 넘어가는 누설 정공(100)의 양이 증가하여 제1 전자 수송층(ETL1)으로 정공(100)이 주입되는 것을 방지하는 효과가 미비하다. 한편, 제조 용이성 관점에서, 발광층(EML) 및 제1 전자 수송층(ETL1) 간의 최고준위 점유 분자궤도(HOMO)의 에너지 준위 차이(G1)의 절대값이 1.5eV 이하인 것이 바람직하다.
도 4 및 도 6에 도시한 바와 같이, 발광층(EML)의 최고준위 점유 분자궤도(HOMO)의 에너지 준위가 제1 전자 수송층(ETL1)의 최고준위 점유 분자궤도(HOMO)의 에너지 준위보다 높을 수 있다. 도 5에 도시한 바와 같이 발광층(EML)의 최고준위 점유 분자궤도(HOMO)의 에너지 준위가 제1 전자 수송층(ETL1)의 최고준위 점유 분자궤도(HOMO)의 에너지 준위보다 낮을 수도 있다. 즉, 발광층(EML) 및 제1 전자 수송층(ETL1) 간의 최고준위 점유 분자궤도(HOMO)의 에너지 준위 차이(G1)의 절대값이 0.3eV 이상이라면 발광층(EML)의 최고준위 점유 분자궤도(HOMO)의 에너지 준위가 제1 전자 수송층(ETL1)의 최고준위 점유 분자궤도(HOMO)의 에너지 준위보다 높을 수도 있고, 낮을 수도 있다.
제1 전자 수송층(ETL1)은 전자 수송 및 정공 저지 역할을 동시에 수행하는 층일 수 있다.
발광층(EML)의 최저준위 점유 분자궤도(LUMO)의 에너지 준위 및 제1 전자 수송층(ETL1)의 최저준위 점유 분자궤도(LUMO)의 에너지 준위의 차이(G2)의 절대값은 0eV 이상 0.2eV 이하인 것일 수 있다.
유기 전계 발광 소자의 경우, 계조별로 효율이 일정할수록 구동 전압 조절이 용이하다. 유기 전계 발광 소자는 일반적으로 저계조(저휘도) 영역에서 효율이 높아 고계조(고휘도) 영역에서 발광체가 포화되어 급격히 전류 효율이 감소하는 문제점이 있다. 즉, 계조별로 효율이 일정하지 못한 문제점이 있다. 이러한 문제는 예를 들어, 백색을 구현하는 유기 전계 발광 소자의 경우, 계조별로 다른 백색 변화를 가져오게 된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유기 전계 발광 소자(OEL)는 발광층(EML) 및 발광층(EML)과 제1 전자 수송층(ETL1) 간의 최저준위 점유 분자궤도(LUMO)의 에너지 준위 차이의 절대값을 조절하여, 전자(200)가 제1 전자 수송층(ETL1)을 거쳐 발광층(EML)으로 용이하게 주입되도록 한다. 일반적으로 정공(100)보다 이동 속도가 느린 전자(200)가 발광층(EML)으로 주입되는 과정에서의 에너지 장벽을 낮춰 발광층(EML)에서의 정공(100) 및 전자(200) 만나는 비율을 높일 수 있게 되며, 저계조에서 고계조 영역으로 갈수록 전류 효율이 급격하게 감소되는 문제를 최소화할 수 있다. 결과적으로, 계조별로 균일한 효율을 얻을 수 있다는 장점이 있다. 구체적으로, 발광층(EML) 및 발광층(EML)과 제1 전자 수송층(ETL1) 간의 최저준위 점유 분자궤도(LUMO)의 에너지 준위 차이의 절대값을 0.2 eV 이하로 조절하여 상기 효과를 구현할 수 있다.
도 4에 도시한 바와 같이, 발광층(EML)의 최저준위 점유 분자궤도(LUMO)의 에너지 준위가 제1 전자 수송층(ETL1)의 최저준위 점유 분자궤도(LUMO)의 에너지 준위보다 높을 수 있다. 도 5에 도시한 바와 같이, 발광층(EML)의 최저준위 점유 분자궤도(LUMO)의 에너지 준위가 제1 전자 수송층(ETL1)의 최저준위 점유 분자궤도(LUMO)의 에너지 준위보다 낮을 수 있다. 즉, 발광층(EML) 및 제1 전자 수송층(ETL1) 간의 최저준위 점유 분자궤도(LUMO)의 에너지 준위 차이(G2)의 절대값이 0.2eV 이하라면 발광층(EML)의 최저준위 점유 분자궤도(LUMO)의 에너지 준위가 제1 전자 수송층(ETL1)의 최저준위 점유 분자궤도(LUMO)의 에너지 준위보다 높을 수도 있고, 낮을 수도 있다.
도 6에 도시한 바와 같이, 발광층(EML)의 최저준위 점유 분자궤도(LUMO)의 에너지 준위가 제1 전자 수송층(ETL1)의 최저준위 점유 분자궤도(LUMO)의 에너지 준위와 동일할 수 있다. 즉, 발광층(EML)의 최저준위 점유 분자궤도(LUMO)의 에너지 준위 및 제1 전자 수송층(ETL1)의 최저준위 점유 분자궤도(LUMO)의 에너지 준위 차이(G2)의 절대값이 0eV일 수도 있다.
제1 전자 수송층(ETL1)의 최고준위 점유 분자궤도(HOMO)의 에너지 준위 및 제2 전자 수송층(ETL2)의 최고준위 점유 분자궤도(HOMO)의 에너지 준위의 차이(G3)의 절대값이 0eV 이상 0.2eV 이하인 것일 수 있다. 발광층(EML)의 최저준위 점유 분자궤도(LUMO)의 에너지 준위 및 제1 전자 수송층(ETL1)의 최저준위 점유 분자궤도(LUMO)의 에너지 준위 차이(G2)의 절대값 및 제1 전자 수송층(ETL1)의 최고준위 점유 분자궤도(HOMO)의 에너지 준위 및 제2 전자 수송층(ETL2)의 최고준위 점유 분자궤도(HOMO)의 에너지 준위의 차이(G3)의 절대값은 동일할 수도 있고, 상이할 수도 있다.
제1 전자 수송층(ETL1)의 최고준위 점유 분자궤도(HOMO)의 에너지 준위 및 제2 전자 수송층(ETL2)의 최고준위 점유 분자궤도(HOMO)의 에너지 준위의 차이(G3)의 절대값의 차이를 0.2eV 이하로 조절함으로써, 제2 전자 수송층(ETL2)에서 제1 전자 수송층(ETL1)으로 용이하게 전자 주입을 할 수 있다. 이로 인해, 저계조에서 고계조 영역으로 갈수록 전류 효율이 급격하게 감소되는 문제를 최소화하는 효과를 향상시킬 수 있다.
제1 전자 수송층(ETL1)의 두께(도 1의 TH1)는 10Å 이상 150Å 이하인 것일 수 있다. 제1 전자 수송층(ETL1)의 두께가 150Å를 초과할 경우, 발광층(EML) 및 제1 전자 수송층(ETL1) 간의 최저준위 점유 분자궤도(LUMO) 에너지 준위 차이 조절이 전자(200)의 이동에 미치는 영향보다 제1 전자 수송층(ETL1)의 두께 자체가 전자(200)의 이동에 미치는 효과가 크게 된다는 문제점이 있다. 제1 전자 수송층(ETL1)의 두께가 10Å 미만일 경우, 제1 전자 수송층(ETL1)의 전자 수송 역할이 미비하여, 발광층(EML)으로의 전자 수송이 원활하지 못하게 되는 문제점이 있다.
제1 전자 수송층(ETL1) 및 제2 전자 수송층(ETL2)을 포함하는 전자 수송층(ETL1, ETL2)의 두께는 약 100Å 내지 약 1000Å, 예를 들어 약 150Å 내지 약 500Å일 수 있다. 전자 수송층의 두께가 전술한 바와 같은 범위를 만족할 경우, 실질적인 구동 전압 상승없이 만족스러운 정도의 전자 수송 특성을 얻을 수 있다.
제2 전자 수송층(ETL2)은 제1 전자 수송층(ETL1)과 접할 수 있다. 제1 전자 수송층(ETL1)과 직접 접하는 제2 전자 수송층(ETL2)은 제2 전극(EL2)으로부터 제공받은 전자를 제1 전자 수송층(ETL1)으로 전달하는 역할을 한다.
제1 전자 수송층(ETL1)은 제1 전자 수송 물질 및 제1 n형 도펀트를 포함할 수 있다. 제1 전자 수송층(ETL1)을 기준으로 한 제1 n형 도펀트의 중량%는 1 중량% 내지 90 중량%일 수 있다. 제1 n형 도펀트의 중량%는 제1 전자 수송층(ETL1)에 포함되는 재료의 총중량을 기준으로 한 것일 수 있다. 제1 n형 도펀트의 중량%는 예를 들어, 10 중량% 내지 70 중량%, 10 중량% 내지 60 중량%, 10 중량% 내지 50 중량%, 15 중량% 내지 40 중량% 또는 15 중량% 내지 35 중량%일 수 있다. 다만, 이에 의하여 한정되는 것은 아니다. 제1 전자 수송층(ETL1)에 포함되는 제1 n형 도펀트의 중량%가 상기 범위를 만족하는 경우, 지나친 구동 전압의 상승 없이 만족스러운 정도의 전자 수송 특성을 얻을 수 있다.
제2 전자 수송층(ETL2)은 제2 전자 수송 물질 및 제2 n형 도펀트를 포함할 수 있다. 제2 전자 수송층(ETL2)을 기준으로 한 제2 n형 도펀트의 중량%는 1 중량% 내지 90 중량%일 수 있다. 제2 n형 도펀트의 중량%는 제2 전자 수송층(ETL2)에 포함되는 재료의 총중량을 기준으로 한 것일 수 있다. 제2 n형 도펀트의 중량%는 예를 들어, 10 중량% 내지 70 중량%, 10 중량% 내지 60 중량%, 10 중량% 내지 50 중량%, 15 중량% 내지 40 중량% 또는 15 중량% 내지 35 중량%일 수 있다. 다만, 이에 의하여 한정되는 것은 아니다. 제2 전자 수송층(ETL2)에 포함되는 제2 n형 도펀트의 중량%가 상기 범위를 만족하는 경우, 지나친 구동 전압의 상승 없이 만족스러운 정도의 전자 수송 특성을 얻을 수 있다.
제1 전자 수송 물질 및 제2 전자 수송 물질은 각각 안트라센 유도체, 포스핀 옥사이드 유도체, 함질소 방향족 유도체 및 Alq3(tris(8-hydroxyquinolinato)aluminium)으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 것일 수 있다. 구체적으로, 제1 전자 수송 물질 및 제2 전자 수송 물질은 각각 안트라센 유도체, 포스핀 옥사이드 유도체, 피리딘 유도체, 피리미딘 유도체, 트리아진 유도체 및 Alq3(tris(8-hydroxyquinolinato)aluminium)으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 것일 수 있다.
제1 n형 도펀트 및 제2 n형 도펀트 각각은 LiQ, LiF, Li2O, CsF, BaF, BaO, Al2O3, NaCl, RbCl, RbI, Ca, Cs 및 Yb으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 것일 수 있다. 예를 들어, 제1 n형 도펀트 및 제2 n형 도펀트 중 적어도 하나는 LiQ를 포함하는 것일 수도 있다. 다만, 이에 의하여 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유기 전계 발광 소자(OEL)에 포함되는 제1 전자 수송층(ETL1) 및 제2 전자 수송층(ETL2)은 동일한 전자 수송 물질을 포함하는 것일 수 있다. 제1 전자 수송층(ETL1)에 포함되는 제1 전자 수송 물질 및 제2 전자 수송층(ETL2)에 포함되는 제2 전자 수송 물질은 서로 동일할 수 있다. 이 경우, 제1 전자 수송층(ETL1)에 포함되는 제1 n형 도펀트 및 제2 전자 수송층(ETL2)에 포함되는 제2 n형 도펀트는 서로 동일하고, 제1 전자 수송층(ETL1)을 기준으로 한 제1 n형 도펀트의 중량% 및 제2 전자 수송층(ETL2)을 기준으로 한 제2 n형 도펀트의 중량%는 서로 상이한 것일 수 있다. 제2 n형 도펀트의 중량%는 제1 n형 도펀트의 중량%보다 낮은 것일 수 있다. 예를 들어, 제2 n형 도펀트의 중량%가 약 20 중량%이고, 제1 n형 도펀트의 중량%가 약 30 중량%인 것일 수 있다. 다만, 일 예시일 뿐 이에 의하여 한정되는 것은 아니다.
즉, 제1 전자 수송층(ETL1) 및 제2 전자 수송층(ETL2)이 각각 동일한 전자 수송 물질 및 동일한 n형 도펀트를 포함하고, n형 도펀트의 중량%를 조절하여, 발광층(EML), 제1 전자 수송층(ETL1) 및 제2 전자 수송층(ETL2) 간의 목적하는 최고준위 점유 분자궤도(HOMO) 에너지 준위 및 최저준위 점유 분자궤도(LUMO) 에너지 준위 관계를 구현할 수 있다.
다만, 이에 의하여 한정되는 것은 아니며, 예를 들어, 제1 전자 수송층(ETL1) 및 제2 전자 수송층(ETL2)은 상이한 n형 도펀트를 포함하여 발광층(EML), 제1 전자 수송층(ETL1) 및 제2 전자 수송층(ETL2) 간의 목적하는 최고준위 점유 분자궤도(HOMO) 에너지 준위 및 최저준위 점유 분자궤도(LUMO) 에너지 준위 관계를 구현할 수도 있다.
예를 들어, 제1 전자 수송층(ETL1)에 포함되는 제1 전자 수송 물질 및 제2 전자 수송층(ETL2)에 포함되는 제2 전자 수송 물질은 동일하고, 제1 전자 수송층(ETL1)에 포함되는 제1 n형 도펀트 및 제2 전자 수송층(ETL2)에 포함되는 제2 n형 도펀트는 상이할 수 있다. 이 경우, 제1 전자 수송층(ETL1)을 기준으로 한 제1 n형 도펀트의 중량% 및 제2 전자 수송층(ETL2)을 기준으로 한 제2 n형 도펀트의 중량%는 동일한 것일 수 있다. 다만, 이에 의하여 한정되는 것은 아니며, 제1 n형 도펀트 및 제2 n형 도펀트의 구체적인 재료에 따라 제1 n형 도펀트의 중량% 및 제2 n형 도펀트의 중량%가 상이할 수도 있다.
다시 도 3을 참조하면, 전자 수송 영역(ETR)은 제2 전자 수송층(ETL2) 및 제2 전극(EL2) 사이에 제공된 전자 주입층(EIL)을 더 포함하는 것일 수 있다. 전자 주입층(EIL)은 제2 전자 수송층(ETL2) 상에 제공된 것일 수 있다. 전자 수송 영역(ETR)이 전자 주입층(EIL)을 포함할 경우, 전자 수송 영역(ETR)은 LiF, LiQ(Lithium quinolate), Li2O, BaO, NaCl, CsF, Yb와 같은 란타넘족 금속, 또는 RbCl, RbI와 같은 할로겐화 금속 등이 사용될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 전자 주입층(EIL)은 또한 전자 수송 물질과 절연성의 유기 금속염(organo metal salt)이 혼합된 물질로 이루어질 수 있다. 유기 금속염은 에너지 밴드 갭(energy band gap)이 대략 4eV 이상의 물질이 될 수 있다. 구체적으로 예를 들어, 유기 금속염은 금속 아세테이트(metal acetate), 금속 벤조에이트(metal benzoate), 금속 아세토아세테이트(metal acetoacetate), 금속 아세틸아세토네이트(metal acetylacetonate) 또는 금속 스테아레이트(stearate)를 포함할 수 있다. 전자 주입층(EIL)의 두께는 약 1Å 내지 약 100Å, 약 3Å 내지 약 90Å일 수 있다. 전자 주입층(EIL)의 두께가 전술한 바와 같은 범위를 만족할 경우, 실질적인 구동 전압 상승 없이 만족스러운 정도의 전자 주입 특성을 얻을 수 있다.
제2 전극(EL2)은 전자 수송 영역(ETR) 상에 제공된다. 제2 전극(EL2)은 공통 전극 또는 음극일 수 있다. 제2 전극(EL2)은 투과형 전극, 반투과형 전극 또는 반사형 전극일 수 있다.
제2 전극(EL2)이 투과형 전극인 경우, 제2 전극(EL2)은 Li, Ca, LiF/Ca, LiF/Al, Al, Mg, BaF, Ba, Ag 또는 이들의 화합물이나 혼합물(예를 들어, Ag와 Mg의 혼합물)을 포함할 수 있다.
제2 전극(EL2)은 보조 전극을 포함할 수 있다. 보조 전극은 상기 물질이 발광층(EML)을 향하도록 증착하여 형성된 막, 및 상기 막 상에 투명 금속 산화물, 예를 들어, ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), ZnO(zinc oxide), ITZO(indium tin zinc oxide), Mo, Ti 등을 포함할 수 있다.
제2 전극(EL2)이 반투과형 전극 또는 반사형 전극인 경우, 제2 전극(EL2)은 Ag, Mg, Al, Pt, Pd, Au, Ni, Nd, Ir, Cr, Li, Ca, LiF/Ca, LiF/Al, Mo, Ti 또는 이들의 화합물이나 혼합물(예를 들어, Ag와 Mg의 혼합물)을 포함할 수 있다. 또는 상기 물질로 형성된 반사막이나 반투과막 및 ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), ZnO(zinc oxide), ITZO(indium tin zinc oxide) 등으로 형성된 투명 도전막을 포함하는 복수의 층 구조일 수 있다.
유기 전계 발광 소자(OEL)가 전면 발광형일 경우, 제1 전극(EL1)은 반사형 전극이고, 제2 전극(EL2)은 투과형 전극 또는 반투과형 전극일 수 있다. 유기 전계 발광 소자가 배면 발광형일 경우, 제1 전극(EL1)은 투과형 전극 또는 반투과형 전극이고, 제2 전극(EL2)은 반사형 전극일 수 있다.
도시하지는 않았으나, 제2 전극(EL2) 상에 유기 캡핑층(미도시)이 제공될 수 있다. 유기 캡핑층(미도시)은 발광층(EML)에서 방출된 광을 유기 캡핑층(미도시)의 상면에서 발광층(EML) 방향으로 반사시킬 수 있다. 반사된 광은 유기층 내부에서 공진 효과에 의해 증폭되어, 광 효율을 증가시킬 수 있다. 유기 캡핑층(미도시)은 전면 발광형 유기 전계 발광 소자에서, 빛의 전반사를 통해 제2 전극(EL2)에서 빛이 손실되는 것을 방지할 수 있다.
유기 캡핑층(미도시)은 통상적으로 사용하는 것이라면 특별히 한정하지 않으나, 예를 들어, TPD15(N4,N4,N4',N4'-tetra (biphenyl-4-yl) biphenyl-4,4'-diamine), TCTA(4,4',4"- Tris (carbazol sol-9-yl) triphenylamine), N, N'-bis (naphthalen-1-yl), α-NPD(N, N'-bis (phenyl) -2,2'-dimethylbenzidine) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
유기 캡핑층(미도시)은 1.6 내지 2.4의 굴절률을 갖는 것일 수 있다. 유기 캡핑층(미도시)의 굴절률이 1.6 미만이면, 발광층(EML)에서 방출된 광이 유기 캡핑층(미도시)의 상면에서 발광층(EML) 방향으로 충분히 반사되지 않아, 유기층 내부에서 공진 효과에 의해 증폭될 수 있는 광의 양이 떨어질 수 있다. 이에 따라 유기 전계 발광 소자(OEL)의 광 효율이 떨어질 수 있다. 유기 캡핑층(미도시)의 굴절률이 2.4 초과이면, 발광층(EML)에서 방출된 광이 유기 캡핑층(미도시)의 상면에서 발광층(EML) 방향으로 과도하게 반사되어, 유기 캡핑층(미도시)을 투과하여, 영상을 표시할 수 있는 광의 양이 떨어질 수 있다.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 전계 발광 표시 장치에 대하여 설명한다. 이하에서는 앞서 설명한 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 전계 발광 소자(OEL)와의 차이점을 위주로 구체적으로 설명하고, 설명되지 않은 부분은 앞서 설명한 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 전계 발광 소자(OEL)에 따른다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 전계 발광 표시 장치를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 전계 발광 표시 장치(10)는 표시 영역(DA) 및 비표시 영역(NDA)을 포함한다.
표시 영역(DA)은 영상을 표시한다. 유기 전계 발광 표시 장치(10)의 두께 방향에서 보았을 때, 표시 영역(DA)은 대략적으로 직사각형 형상을 갖는 것일 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다.
표시 영역(DA)은 복수의 화소 영역들(PA)을 포함한다. 화소 영역들(PA)은 매트릭스 형태로 배치될 수 있다. 화소 영역들(PA)은 화소 정의막(도 10의 PDL)에 의해 정의될 수 있다. 화소 영역들(PA)은 복수의 화소들(도 8의 PX) 각각을 포함할 수 있다.
비표시 영역(NDA)은 영상을 표시하지 않는다. 유기 전계 발광 표시 장치(10)를 두께 방향에서 보았을 때, 비표시 영역(NDA)은 예를 들어, 표시 영역(DA)을 둘러싸는 것일 수 있다. 비표시 영역(NDA)은 제1 방향(예를 들어 DR1) 및 제1 방향(예를 들어 DR1)과 교차하는 제3 방향(예를 들어 DR3)으로 표시 영역(DA)과 인접할 수 있다. 제2 방향(DR2)은 제1 방향(DR1) 및 제3 방향(DR3) 각각에 대하여 수직하는 방향일 수 있다. 제2 방향(DR2)은 두께 방향의 반대 방향일 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 전계 발광 표시 장치에 포함되는 화소들 중 하나의 회로도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 전계 발광 표시 장치에 포함되는 화소들 중 하나를 나타낸 평면도이다.
도 10은 도 9의 I-I'선에 대응하여 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 8 내지 도 10을 참조하면, 화소들(PX) 각각은 게이트 라인(GL), 데이터 라인(DL) 및 구동 전압 라인(DVL)으로 이루어진 배선부와, 배선부에 연결된 박막 트랜지스터(TFT1, TFT2), 박막 트랜지스터(TFT1, TFT2)에 연결된 유기 전계 발광 소자(OEL) 및 커패시터(Cst)를 포함한다.
화소들(PX) 각각은 특정 컬러의 광, 예를 들어, 적색광, 녹색광, 청색광 중 하나를 출사할 수 있다. 컬러 광의 종류는 상기한 것에 한정된 것은 아니며, 예를 들어, 시안광, 마젠타광, 옐로우광 등이 추가될 수 있다. 화소들(PX) 각각이 백색광을 출사하는 것일 수도 있다.
게이트 라인(GL)은 제1 방향(DR1)으로 연장된다. 데이터 라인(DL)은 게이트 라인(GL)과 교차하는 제3 방향(DR3)으로 연장된다. 구동 전압 라인(DVL)은 데이터 라인(DL)과 실질적으로 동일한 방향, 즉 제3 방향(DR3)으로 연장된다. 게이트 라인(GL)은 박막 트랜지스터(TFT1, TFT2)에 주사 신호를 전달하고, 데이터 라인(DL)은 박막 트랜지스터(TFT1, TFT2)에 데이터 신호를 전달하며, 구동 전압 라인(DVL)은 박막 트랜지스터에 구동 전압을 제공한다.
박막 트랜지스터(TFT1, TFT2)는 유기 전계 발광 소자(OEL)를 제어하기 위한 구동 박막 트랜지스터(TFT2)와, 구동 박막 트랜지스터(TFT2)를 스위칭 하는 스위칭 박막 트랜지스터(TFT1)를 포함할 수 있다. 본 발명이 일 실시예에서는 화소들(PX) 각각이 두 개의 박막 트랜지스터(TFT1, TFT2)를 포함하는 것을 설명하나, 이에 한정되는 것은 아니고, 화소들(PX) 각각이 하나의 박막 트랜지스터와 커패시터를 포함할 수도 있고, 화소들(PX) 각각이 셋 이상의 박막 트랜지스터와 둘 이상의 커패시터를 구비할 수도 있다.
스위칭 박막 트랜지스터(TFT1)는 제1 게이트 전극(GE1), 제1 소스 전극(SE1) 및 제1 드레인 전극(DE1)을 포함한다. 제1 게이트 전극(GE1)은 게이트 라인(GL)에 연결되며, 제1 소스 전극(SE1)은 데이터 라인(DL)에 연결된다. 제1 드레인 전극(DE1)은 제5 콘택홀(CH5)에 의해 제1 공통 전극(CE1)과 연결된다. 스위칭 박막 트랜지스터(TFT1)는 게이트 라인(GL)에 인가되는 주사 신호에 따라 데이터 라인(DL)에 인가되는 데이터 신호를 구동 박막 트랜지스터(TFT2)에 전달한다.
구동 박막 트랜지스터(TFT2)는 제2 게이트 전극(GE2), 제2 소스 전극(SE2) 및 제2 드레인 전극(DE2)을 포함한다. 제2 게이트 전극(GE2)은 제1 공통 전극(CE1)에 연결된다. 제2 소스 전극(SE2)은 구동 전압 라인(DVL)에 연결된다. 제2 드레인 전극(DE2)은 제3 콘택홀(CH3)에 의해 제1 전극(EL1)과 연결된다.
제1 전극(EL1)은 구동 박막 트랜지스터(TFT2)의 제2 드레인 전극(DE2)과 연결된다. 제2 전극(EL2)에는 공통 전압이 인가되며, 발광층(EML)은 구동 박막 트랜지스터(TFT2)의 출력 신호에 따라 특정 색의 광을 출사함으로써 영상을 표시한다.
커패시터(Cst)는 구동 박막 트랜지스터(TFT2)의 제2 게이트 전극(GE2)과 제2 소스 전극(SE2) 사이에 연결되며, 구동 박막 트랜지스터(TFT2)의 제2 게이트 전극(GE2)에 입력되는 데이터 신호를 충전하고 유지한다. 커패시터(Cst)는 제1 드레인 전극(DE1)과 제6 콘택홀(CH6)에 의해 연결되는 제1 공통 전극(CE1) 및 구동 전압 라인(DVL)과 연결되는 제2 공통 전극(CE2)을 포함할 수 있다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 전계 발광 표시 장치(10)는 박막 트랜지스터와 유기 전계 발광 소자(OEL)가 적층되는 베이스 기판(BS)을 포함한다. 베이스 기판(BS)은 통상적으로 사용하는 것이라면 특별히 한정하지 않으나, 예를 들어, 유리, 플라스틱, 수정 등의 절연성 물질로 형성될 수 있다. 베이스 기판(BS)을 이루는 유기 고분자로는 PET(Polyethylene terephthalate), PEN(Polyethylene naphthalate), 폴리이미드(Polyimide), 폴리에테르술폰 등을 들 수 있다. 베이스 기판(BS)은 기계적 강도, 열적 안정성, 투명성, 표면 평활성, 취급 용이성, 방수성 등을 고려하여 선택될 수 있다.
베이스 기판(BS) 상에는 기판 버퍼층(미도시)이 제공될 수 있다. 기판 버퍼층(미도시)은 스위칭 박막 트랜지스터(TFT1) 및 구동 박막 트랜지스터(TFT2)에 불순물이 확산되는 것을 막는다. 기판 버퍼층(미도시)은 질화규소(SiNx), 산화규소(SiOx), 질산화규소(SiOxNy) 등으로 형성될 수 있으며, 베이스 기판(BS)의 재료 및 공정 조건에 따라 생략될 수도 있다.
베이스 기판(BS) 상에는 제1 반도체층(SM1)과 제2 반도체층(SM2)이 제공된다. 제1 반도체층(SM1)과 제2 반도체층(SM2)은 반도체 소재로 형성되며, 각각 스위칭 박막 트랜지스터(TFT1)와 구동 박막 트랜지스터(TFT2)의 활성층으로 동작한다. 제1 반도체층(SM1)과 제2 반도체층(SM2)은 각각 소스 영역(SA), 드레인 영역(DRA) 및 소스 영역(SA)과 드레인 영역(DRA) 사이에 제공된 채널 영역(CA)을 포함한다. 제1 반도체층(SM1)과 제2 반도체층(SM2)은 각각 무기 반도체 또는 유기 반도체로부터 선택되어 형성될 수 있다. 소스 영역(SA) 및 드레인 영역(DRA)은 n형 불순물 또는 p형 불순물이 도핑될 수 있다.
제1 반도체층(SM1) 및 제2 반도체층(SM2) 상에는 게이트 절연층(GI)이 제공된다. 게이트 절연층(GI)은 제1 반도체층(SM1) 및 제2 반도체층(SM2)을 커버한다. 게이트 절연층(GI)은 유기 절연물 또는 무기 절연물로 이루어질 수 있다.
게이트 절연층(GI) 상에는 제1 게이트 전극(GE1)과 제2 게이트 전극(GE2)이 제공된다. 제1 게이트 전극(GE1)과 제2 게이트 전극(GE2)은 각각 제1 반도체층(SM1)과 제2 반도체층(SM2)의 채널 영역(CA)에 대응되는 영역을 커버하도록 형성된다.
제1 게이트 전극(GE1) 및 제2 게이트 전극(GE2) 상에는 층간 절연층(IL)이 제공된다. 층간 절연층(IL)은 제1 게이트 전극(GE1) 및 제2 게이트 전극(GE2)을 커버한다. 층간 절연층(IL)은 유기 절연물 또는 무기 절연물로 이루어질 수 있다.
층간 절연층(IL)의 상에는 제1 소스 전극(SE1)과 제1 드레인 전극(DE1), 제2 소스 전극(SE2)과 제2 드레인 전극(DE2)이 제공된다. 제2 드레인 전극(DE2)은 게이트 절연층(GI) 및 층간 절연층(IL)에 형성된 제1 콘택홀(CH1)에 의해 제2 반도체층(SM2)의 드레인 영역(DRA)과 접촉하고, 제2 소스 전극(SE2)은 게이트 절연층(GI) 및 층간 절연층(IL)에 형성된 제2 콘택홀(CH2)에 의해 제2 반도체층(SM2)의 소스 영역(SA)과 접촉한다. 제1 소스 전극(SE1)은 게이트 절연층(GI) 및 층간 절연층(IL)에 형성된 제4 콘택홀(CH4)에 의해 제1 반도체층(SM1)의 소스 영역(미도시)과 접촉하고, 제1 드레인 전극(DE1)은 게이트 절연층(GI) 및 층간 절연층(IL)에 형성된 제5 콘택홀(CH5)에 의해 제1 반도체층(SM1)의 드레인 영역(미도시)과 접촉한다.
제1 소스 전극(SE1)과 제1 드레인 전극(DE1), 제2 소스 전극(SE2)과 제2 드레인 전극(DE2) 상에는 패시베이션층(PL)이 제공된다. 패시베이션층(PL)은 스위칭 박막 트랜지스터(TFT1) 및 구동 박막 트랜지스터(TFT2)를 보호하는 보호막의 역할을 할 수도 있고, 그 상면을 평탄화시키는 평탄화막의 역할을 할 수도 있다.
패시베이션층(PL) 상에는 제1 전극(EL1)이 제공된다. 패시베이션층(PL) 상에는 화소들(PX) 각각에 대응하도록 화소 영역들(도 7의 PA)을 구획하는 화소 정의막(PDL)이 제공된다. 화소 정의막(PDL)은 제1 전극(EL1)의 상면을 노출하며 화소들(PX) 각각의 둘레를 따라 베이스 기판(BS)으로부터 돌출된다.
화소 정의막(PDL)에 의해 둘러싸인 화소 영역(도 7의 PA) 각각에는 유기 전계 발광 소자(OEL)가 제공된다. 유기 전계 발광 소자(OEL)는 제1 전극(EL1), 정공 수송 영역(HTR), 발광층(EML), 전자 수송 영역(ETR) 및 제2 전극(EL2)을 포함한다.
도시하지는 않았으나, 화소 정의막(PDL)에 의해 화소 영역들(도 7의 PA) 및 비화소 영역들(미도시)이 구획되고, 정공 수송 영역(HTR), 전자 수송 영역(ETR) 및 제2 전극(EL2)은 화소 영역들(도 7의 PA) 및 비화소 영역들(미도시)에 공통으로 제공될 수 있다. 제1 전극(EL1) 및 발광층(EML)은 화소 영역들(도 7의 PA)에만 패턴화되어 제공될 수 있다. 다만, 이에 의하여 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유기 전계 발광 표시 장치(10)는 복수의 화소들(PX)을 포함하고, 화소들(PX) 각각은 유기 전계 발광 소자(OEL)를 포함한다. 화소들(PX) 각각은 제1 전극(EL1), 제1 전극(EL1) 상에 제공된 정공 수송 영역(HTR), 정공 수송 영역(HTR) 상에 제공된 발광층(EML), 발광층(EML) 상에 제공된 전자 수송 영역(ETR) 및 전자 수송 영역(ETR) 상에 제공된 제2 전극(EL2)을 포함한다. 전자 수송 영역(ETR)은 발광층(EML) 상에 제공된 제1 전자 수송층(ETL1) 및 제1 전자 수송층(ETL1) 상에 제공되는 제2 전자 수송층(ETL2)을 포함한다.
제1 전극(EL1), 정공 수송 영역(HTR), 발광층(EML), 전자 수송 영역(ETR) 및 제2 전극(EL2)은 베이스 기판(BS) 상에 일정한 방향으로 순차적으로 적층된다. 제1 전극(EL1), 정공 수송 영역(HTR), 발광층(EML), 전자 수송 영역(ETR) 및 제2 전극(EL2)은 베이스 기판(BS) 상에 제2 방향(DR2)으로 순차적으로 적층된다.
제1 전극(EL1), 정공 수송 영역(HTR), 발광층(EML), 제1 전자 수송층(ETL1) 및 제2 전자 수송층(ETL2)을 포함하는 전자 수송 영역(ETR) 및 제2 전극(EL2) 각각에 대한 구체적인 설명은 전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 전계 발광 소자(10)에 관한 설명이 그대로 적용될 수 있는 바, 생략하도록 한다.
예를 들어, 전술한 바와 같이, 발광층(EML)의 최고준위 점유 분자궤도의 에너지 준위 및 제1 전자 수송층(ETL1)의 최고준위 점유 분자궤도의 에너지 준위의 차이(G1)의 절대값은 0.3eV 이상 1.5eV 이하이여야 한다.
예를 들어, 전술한 바와 같이, 발광층(EML)의 최저준위 점유 분자궤도의 에너지 준위 및 제1 전자 수송층(ETL1)의 최저준위 점유 분자궤도의 에너지 준위의 차이(G2)의 절대값이 0eV 이상 0.2eV 이하일 수 있고, 제1 전자 수송층(ETL1)의 최저준위 점유 분자궤도의 에너지 준위 및 제2 전자 수송층(ETL2)의 최저준위 점유 분자궤도의 에너지 준위의 차이(G3)의 절대값이 0eV 이상 0.2eV 이하일 수 있다.
상기 에너지 준위 차이 관계를 구현하기 위해, 예를 들어, 전술한 바와 같이, 제1 전자 수송층(ETL1)이 제1 전자 수송 물질 및 제1 n형 도펀트를 포함하고, 제2 전자 수송층(ETL2)이 제2 전자 수송 물질 및 제2 n형 도펀트를 포함하며, 제1 전자 수송 물질 및 제2 전자 수송 물질은 서로 동일하고, 제1 n형 도펀트 및 제2 n형 도펀트는 서로 동일하며, 제2 전자 수송층(ETL2)을 기준으로 한 제2 n형 도펀트의 중량%가 제1 전자 수송층(ETL1)을 기준으로 한 제1 n형 도펀트의 중량%보다 낮은 것일 수 있다.
제1 전자 수송층(ETL1)은 제1 전자 수송 물질 및 제1 n형 도펀트를 포함하고, 제2 전자 수송층(ETL2)은 제2 전자 수송 물질 및 제2 n형 도펀트를 포함하며, 제1 전자 수송 물질 및 제2 전자 수송 물질은 서로 동일하고, 제1 n형 도펀트 및 제2 n형 도펀트는 서로 상이한 것일 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유기 전계 발광 소자 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 표시 장치는 각각 정공 수송 영역으로 정공이 넘어가는 것을 최소화하여, 정공 축적에 의한 정공 수송 영역의 산화를 억제할 수 있다. 이로 인해, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 전계 소자 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 표시 장치는 각각 장수명을 구현할 수 있다는 장점이 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유기 전계 발광 소자 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 표시 장치는 각각 전자 수송 영역에서 발광층으로의 전자 주입을 보다 용이하게 하여, 계조별 효율 변화를 최소화할 수 있다.
이상, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징으로 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
EL1: 제1 전극 HTR: 정공 수송 영역
EML: 발광층 ETR: 전자 수송 영역
ETL1: 제1 전자 수송층 ETL2: 제2 전자 수송층
EL2: 제2 전극
G1: 발광층의 최고준위 점유 분자궤도의 에너지 준위 및 제1 전자 수송층의 최고준위 점유 분자궤도의 에너지 준위의 차이
G2: 발광층의 최저준위 점유 분자궤도의 에너지 준위 및 상기 제1 전자 수송층의 최저준위 점유 분자궤도의 에너지 준위의 차이
G3: 제1 전자 수송층의 최저준위 점유 분자궤도의 에너지 준위 및 상기 제2 전자 수송층의 최저준위 점유 분자궤도의 에너지 준위의 차이

Claims (20)

  1. 제1 전극;
    상기 제1 전극 상에 제공된 정공 수송 영역;
    상기 정공 수송 영역 상에 제공된 발광층;
    상기 발광층 상에 제공된 전자 수송 영역; 및
    상기 전자 수송 영역 상에 제공된 제2 전극을 포함하고,
    상기 전자 수송 영역은
    상기 발광층 상에 제공된 제1 전자 수송층; 및
    상기 제1 전자 수송층 상에 제공된 제2 전자 수송층을 포함하며,
    상기 발광층의 최고준위 점유 분자궤도(Highest Occupied Molecular Orbital, HOMO)의 에너지 준위 및 상기 제1 전자 수송층의 최고준위 점유 분자궤도의 에너지 준위의 차이의 절대값이 0.3eV 이상 1.5eV 이하인 것인 유기 전계 발광 소자.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 발광층의 최저준위 점유 분자궤도(Lowest Unoccupied Molecular Orbital, LUMO)의 에너지 준위 및 상기 제1 전자 수송층의 최저준위 점유 분자궤도의 에너지 준위의 차이의 절대값이 0eV 이상 0.2eV 이하인 것인 유기 전계 발광 소자.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전자 수송층의 최저준위 점유 분자궤도의 에너지 준위 및 상기 제2 전자 수송층의 최저준위 점유 분자궤도의 에너지 준위의 차이의 절대값이 0eV 이상 0.2eV 이하인 것인 유기 전계 발광 소자.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 발광층의 최고준위 점유 분자궤도의 에너지 준위 및 상기 제1 전자 수송층의 최고준위 점유 분자궤도의 에너지 준위의 차이의 절대값이 0.5eV 이상 1.5eV 이하인 것인 유기 전계 발광 소자.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전자 수송층은
    상기 발광층과 접하고,
    상기 제2 전자 수송층은
    상기 제1 전자 수송층과 접하는 것인 유기 전계 발광 소자.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전자 수송층은
    제1 전자 수송 물질 및 제1 n형 도펀트를 포함하고,
    상기 제2 전자 수송층은
    제2 전자 수송 물질 및 제2 n형 도펀트를 포함하는 것인 유기 전계 발광 소자.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 전자 수송 물질 및 상기 제2 전자 수송 물질은 서로 동일한 것인 유기 전계 발광 소자.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1 n형 도펀트 및 상기 제2 n형 도펀트는 서로 동일하고,
    상기 제1 전자 수송층을 기준으로 한 제1 n형 도펀트의 중량% 및 상기 제2 전자 수송층을 기준으로 한 제2 n형 도펀트의 중량%는 서로 상이한 것인 유기 전계 발광 소자.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제2 n형 도펀트의 상기 중량%는 상기 제1 n형 도펀트의 상기 중량%보다 낮은 것인 유기 전계 발광 소자.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 제1 n형 도펀트 및 상기 제2 n형 도펀트는 서로 상이한 것인 유기 전계 발광 소자.
  11. 제6항에 있어서,
    상기 제1 전자 수송 물질 및 상기 제2 전자 수송 물질 각각은
    안트라센 유도체, 포스핀 옥사이드 유도체, 함질소 방향족 유도체 및 Alq3(tris(8-hydroxyquinolinato)aluminium)으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 것인 유기 전계 발광 소자.
  12. 제6항에 있어서,
    상기 제1 n형 도펀트 및 상기 제2 n형 도펀트 각각은
    LiQ, LiF, Li2O, CsF, BaF, BaO, Al2O3, NaCl, RbCl, RbI, Ca, Cs 및 Yb으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 것인 유기 전계 발광 소자.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 발광층은 하기 일반식 1로 표시되는 안트라센 유도체를 포함하는 것인 유기 전계 발광 소자:
    [일반식 1]
    Figure pat00004

    상기 일반식 1에 있어서,
    R1 내지 R3은 각각 독립적으로 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 이상 20 이하의 알킬기, 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 30 이하의 아릴기 또는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 2 내지 30 이하의 헤테로 아릴기이고,
    a 및 b는 각각 0 이상 5 이하의 정수이며,
    c는 0 이상 8 이하의 정수이고,
    인접한 복수의 R1 내지 R3는 서로 결합하여 포화 또는 불포화 고리를 형성할 수 있다.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 a는 2이고,
    인접한 2개의 R1이 서로 결합하여 벤젠 고리를 형성하는 것인 유기 전계 발광 소자.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전자 수송층의 두께는 10Å이상 150Å 이하인 것인 유기 전계 발광 소자.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 정공 수송 영역은
    상기 제1 전극 상에 제공된 정공 주입층; 및
    상기 정공 주입층 상에 제공된 정공 수송층을 포함하고,
    상기 전자 수송 영역은
    상기 제2 전자 수송층 및 상기 제2 전극 사이에 제공된 전자 주입층을 더 포함하는 것인 유기 전계 발광 소자.
  17. 복수의 화소들을 포함하고,
    상기 화소들 각각은
    제1 전극;
    상기 제1 전극 상에 제공된 정공 수송 영역;
    상기 정공 수송 영역 상에 제공된 발광층;
    상기 발광층 상에 제공된 전자 수송 영역; 및
    상기 전자 수송 영역 상에 제공된 제2 전극을 포함하고,
    상기 전자 수송 영역은
    상기 발광층 상에 제공된 제1 전자 수송층; 및
    상기 제1 전자 수송층 상에 제공된 제2 전자 수송층을 포함하며,
    상기 발광층의 최고준위 점유 분자궤도의 에너지 준위 및 상기 제1 전자 수송층의 최고준위 점유 분자궤도의 에너지 준위의 차이의 절대값이 0.3eV 이상 1.5eV 이하인 것인 유기 전계 발광 표시 장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 발광층의 최저준위 점유 분자궤도의 에너지 준위 및 상기 제1 전자 수송층의 최저준위 점유 분자궤도의 에너지 준위의 차이의 절대값이 0eV 이상 0.2eV 이하이고,
    상기 제1 전자 수송층의 최저준위 점유 분자궤도의 에너지 준위 및 상기 제2 전자 수송층의 최저준위 점유 분자궤도의 에너지 준위의 차이의 절대값이 0eV 이상 0.2eV 이하인 것인 유기 전계 발광 표시 장치.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 제1 전자 수송층은
    제1 전자 수송 물질 및 제1 n형 도펀트를 포함하고,
    상기 제2 전자 수송층은
    제2 전자 수송 물질 및 제2 n형 도펀트를 포함하며,
    상기 제1 전자 수송 물질 및 상기 제2 전자 수송 물질은 서로 동일하고,
    상기 제1 n형 도펀트 및 상기 제2 n형 도펀트는 서로 동일하며,
    상기 제2 전자 수송층을 기준으로 한 상기 제2 n형 도펀트의 중량%가 상기 제1 전자 수송층을 기준으로 한 상기 제1 n형 도펀트의 중량%보다 낮은 것인 유기 전계 발광 표시 장치.
  20. 제17항에 있어서,
    상기 제1 전자 수송층은
    제1 전자 수송 물질 및 제1 n형 도펀트를 포함하고,
    상기 제2 전자 수송층은
    제2 전자 수송 물질 및 제2 n형 도펀트를 포함하며,
    상기 제1 전자 수송 물질 및 상기 제2 전자 수송 물질은 서로 동일하고,
    상기 제1 n형 도펀트 및 상기 제2 n형 도펀트는 서로 상이한 것인 유기 전계 발광 표시 장치.
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