KR20170079487A - 유기 발광 소자 - Google Patents

유기 발광 소자 Download PDF

Info

Publication number
KR20170079487A
KR20170079487A KR1020150190121A KR20150190121A KR20170079487A KR 20170079487 A KR20170079487 A KR 20170079487A KR 1020150190121 A KR1020150190121 A KR 1020150190121A KR 20150190121 A KR20150190121 A KR 20150190121A KR 20170079487 A KR20170079487 A KR 20170079487A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
light emitting
dopant material
organic light
peak
emitting unit
Prior art date
Application number
KR1020150190121A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102520026B1 (ko
Inventor
김병수
Original Assignee
엘지디스플레이 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지디스플레이 주식회사 filed Critical 엘지디스플레이 주식회사
Priority to KR1020150190121A priority Critical patent/KR102520026B1/ko
Priority to CN201610497407.9A priority patent/CN106935711B/zh
Priority to EP16176849.4A priority patent/EP3188273B1/en
Priority to US15/198,640 priority patent/US20170194388A1/en
Publication of KR20170079487A publication Critical patent/KR20170079487A/ko
Priority to US16/994,262 priority patent/US11557633B2/en
Priority to US18/083,464 priority patent/US20230121987A1/en
Priority to KR1020230044628A priority patent/KR20230048497A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102520026B1 publication Critical patent/KR102520026B1/ko
Priority to US18/539,177 priority patent/US20240147799A1/en
Priority to US18/539,207 priority patent/US20240147800A1/en

Links

Images

Classifications

    • H01L51/5036—
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/11—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers
    • H10K50/12—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers comprising dopants
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/11—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers
    • H10K50/125—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers specially adapted for multicolour light emission, e.g. for emitting white light
    • H01L27/3211—
    • H01L51/5024—
    • H01L51/5088—
    • H01L51/5278—
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/11—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers
    • H10K50/125—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers specially adapted for multicolour light emission, e.g. for emitting white light
    • H10K50/13—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers specially adapted for multicolour light emission, e.g. for emitting white light comprising stacked EL layers within one EL unit
    • H10K50/131—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers specially adapted for multicolour light emission, e.g. for emitting white light comprising stacked EL layers within one EL unit with spacer layers between the electroluminescent layers
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/14—Carrier transporting layers
    • H10K50/15—Hole transporting layers
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/14—Carrier transporting layers
    • H10K50/16—Electron transporting layers
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/18—Carrier blocking layers
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/19—Tandem OLEDs
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/30—Devices specially adapted for multicolour light emission
    • H10K59/35—Devices specially adapted for multicolour light emission comprising red-green-blue [RGB] subpixels
    • H01L2227/32—
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K2102/00—Constructional details relating to the organic devices covered by this subclass
    • H10K2102/301—Details of OLEDs
    • H10K2102/302—Details of OLEDs of OLED structures
    • H10K2102/3023—Direction of light emission
    • H10K2102/3026—Top emission

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)

Abstract

본 발명은 복수의 발광유닛들이 적층된 구조를 취하는 유기 발광 소자에 있어서, 각 발광유닛의 도펀트 물질 간의 조합을 통해 시야각 변화에 따른 백색 광의 색감 틀어짐이 저감된 유기 발광 소자에 관한 것이다. 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자는 복수의 발광유닛에서 각각 서로 다른 파장의 광을 발광하는 도펀트 물질들을 포함한다. 이로써, 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자는 시야각이 변화함에 따라 사용자에 의해 시인되는 색과 휘도의 변화가 저감될 수 있다.

Description

유기 발광 소자{ORGANIC LIGHT EMITTING DIODE}
본 발명은 유기 발광 소자에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 복수의 발광유닛들이 적층된 구조를 취하는 유기 발광 소자에 있어서, 각 발광유닛의 도펀트 물질 간의 조합을 통해 시야각 변화에 따른 색감 틀어짐이 저감된 유기 발광 소자에 관한 것이다.
최근 정보화 시대로 접어들면서 전기적 정보신호를 시각적으로 표현하는 디스플레이(display) 분야가 급속도로 발전해 옴에 따라, 이에 부응하여 박형화, 경량화, 저소비전력화의 우수한 성능을 지닌 여러가지 다양한 표시 장치(display device)가 개발되고 있다.
이와 같은 표시 장치의 구체적인 예로는 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display device: LCD), 플라즈마 표시 장치(Plasma Display Panel device: PDP), 전계방출 표시 장치(Field Emission Display device: FED), 유기 발광 표시 장치(Organic Light Emitting Display device: OLED) 등을 들 수 있다.
특히, 유기 발광 표시 장치는 유기 발광 소자라는 자체 발광형 소자를 포함함으로써, 다른 표시 장치에 비해 응답속도, 발광 효율, 색재현율, 휘도 및 시야각 측면에서 큰 장점이 있다. 이러한 유기 발광 소자는 표시 장치뿐만 아니라 조명 장치에서도 광원으로 적용될 수 있어서, 최근 조명 업계에서도 유기 발광 소자에 주목을 하고 있다. 특히, 곡면의 또는 플렉서블한 표시 장치나 조명 장치, 또는 투명한 표시 장치나 조명 장치를 구현하기 위해서 다른 어떠한 발광 소자보다도 유기 발광 소자가 최적이라고 알려져 있다.
유기 발광 소자는 두 개의 전극 사이에 유기 발광층이 배치되는 기본 구조를 가진다. 두 개의 전극으로부터 각각 전자(electron)와 정공(hole)이 유기 발광층 내로 주입되고, 유기 발광층에서 전자와 정공이 결합하여 여기자(exciton)가 생성된다. 생성된 여기자가 여기 상태(excited state)로부터 기저 상태(ground state)로 떨어질 때, 유기 발광 소자로부터 광이 발생한다.
유기 발광 소자는 양극에서부터 유기 발광층으로 정공이 주입되고, 음극에서부터 유기 발광층으로 전자가 주입되도록 구성되는데, 이 때 전자과 정공이 만나서 엑시톤이 형성되는 영역 즉, 리컴비네이션 존(recombination zone)이 유기 발광층 안에 형성되도록 구성된다. 이러한 유기 발광 소자는 적색(red, R), 녹색(green, G) 및 청색(blue, B)을 발광하는 각각의 서브 픽셀들의 일 구성 요소가 될 수 있다. 즉, 적색 서브 픽셀에 적색 서브 유기 발광 소자가, 녹색 서브 픽셀에 녹색 서브 유기 발광 소자가, 청색 서브 픽셀에 청색 서브 유기 발광 소자가 자발광 소자로서 포함될 수 있다. 이렇게 유기 발광 소자를 포함하는 각 서브 픽셀들에 의하여, 풀-컬러(full-color)를 구현할 수 있는 픽셀이 구성될 수 있다.
[선행기술문헌]
1. [백색 유기 발광 소자] (특허출원번호 제 10-2009-0092596호)
전술한 다양한 애플리케이션(application)이 가능한 유기 발광 소자를 향후 인간의 생활에서 보다 다양한 영역에 실제로 적용하기 위해서는, 가혹한 환경에서의 긴 수명뿐만 아니라, 다채로운 색 표현 및 우수한 화질의 구현이 동시에 요구된다. 이를 위하여, 업계에서는 표시 장치나 조명 장치를 사용자가 정면에서 바라볼 때 시인되는 색 표현과 화질이, 측면에서 바라보는 경우에도 동일한 수준으로 시인되는 유기 발광 소자를 제작하기 위한 노력이 계속되고 있다.
본 발명의 실시예에 따른 해결 과제는 시야각 변화에 따른 색감 틀어짐이 저감된 유기 발광 소자를 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 해결 과제는 시야각 변화에 따른 휘도 변화가 저감된 유기 발광 소자를 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 해결 과제는 시야각 변화에 따른 적색광, 녹색광, 청색광의 각 색감 틀어짐 및 휘도 변화가 저감됨에 따라, 적색광, 녹색광, 청색광의 혼합으로 구현되는 백색광의 색감 틀어짐이 저감된 유기 발광 소자를 제공하는 것이다.
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 발명은 복수의 발광유닛들이 적층된 구조를 취하는 유기 발광 소자에 있어서, 각 발광유닛의 도펀트 물질 간의 조합을 통해 시야각 변화에 따른 색감 틀어짐이 저감된 유기 발광 소자에 관한 것이다. 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자는 복수의 발광유닛에서 각각 서로 다른 파장의 광을 발광하는 도펀트 물질들을 포함한다. 이로써, 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자는 시야각이 변화함에 따라 사용자에 의해 시인되는 색과 휘도의 변화가 저감될 수 있다. 구체적으로, 본 발명의 실시에에 따른 유기 발광 소자는 적색 서브 유기 발광 소자에서 발광하는 적색광, 녹색 서브 유기 발광 소자에서 발광하는 녹색광, 청색 서브 유기 발광 소자에서 발광하는 청색광 각각의, 시야각에 따른 표준 색도도 변화 및 휘도 변화를 최소화한다. 이로써 적색광, 녹색광 및 청색광이 혼합되어 구현되는 백색광의 시야각에 따른 색감 틀어짐을 최소화한다.
본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자는 서로 대향하여 이격된 양극 및 음극; 양극과 음극 사이에 적층된, 제1 유기 발광층을 포함하는 제1 발광유닛, 전하생성층 및 제2 유기 발광층을 포함하는 제2 발광유닛;을 포함한다. 이 때, 제1 유기 발광층과 제2 유기 발광층 중 어느 하나에는 주(主) 도펀트 물질이 도핑되고, 나머지 하나에는 주 도펀트 물질과 동일한 색의 광을 발광하는 보조 도펀트 물질이 도핑되고, 주 도펀트 물질의 PL 피크는 보조 도펀트 물질의 PL 피크보다, 0 nm 초과 15 nm 이하의 범위 내에서, 상대적으로 장파장 영역에 위치한다.
다른 측면에서, 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자는 적색 제1 발광유닛, 전하 생성층 및 적색 제2 발광유닛을 포함하는 적색 서브 유기 발광 소자; 녹색 제1 발광유닛, 전하 생성층 및 녹색 제2 발광유닛을 포함하는 녹색 서브 유기 발광 소자; 및 청색 제1 발광유닛, 전하 생성층, 및 청색 제2 발광유닛을 포함하는 청색 서브 유기 발광 소자를 포함한다. 이 때, 적색 제1 발광유닛은 적색 주 도펀트 물질이 도핑된 적색 제1 유기 발광층을 포함하고, 적색 제2 발광유닛은 적색 보조 도펀트 물질이 도핑된 적색 제2 유기 발광층을 포함하고, 녹색 제1 발광유닛은 녹색 주 도펀트 물질이 도핑된 녹색 제1 유기 발광층을 포함하고, 녹색 제2 발광유닛은 녹색 보조 도펀트 물질이 도핑된 녹색 제2 유기 발광층을 포함하고, 청색 제1 발광유닛은 청색 주 도펀트 물질이 도핑된 청색 제1 유기 발광층을 포함하고, 청색 제2 발광유닛은 청색 보조 도펀트 물질이 도핑된 청색 제2 유기 발광층을 포함하고, 적색 주 도펀트 물질의 PL 피크의 파장과 적색 보조 도펀트 물질의 PL 피크의 파장의 차이의 절댓값을 XR 라 하고, 녹색 주 도펀트 물질의 PL 피크의 파장과 녹색 보조 도펀트 물질의 PL 피크의 파장의 차이의 절댓값을 XG 라 하고, 청색 주 도펀트 물질의 PL 피크의 파장과 청색 보조 도펀트 물질의 PL 피크의 파장의 차이의 절댓값을 XB 라 할 때, XR, XG 및 XB 중 적어도 하나는 0(zero)보다 크다.
본 발명의 실시예에 관한 구체적인 사항들은 발명의 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 의해, 상온보다 높은, 고온 환경에서의 수명이 우수한 유기 발광 소자를 제공할 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예들에 의해, 시야각 변화에 따른 색감 틀어짐이 저감된 유기 발광 소자를 제공할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 의해, 시야각 변화에 따른 휘도 변화가 저감된 유기 발광 소자를 제공할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 의해, 시야각 변화에 따른 적색광, 녹색광, 청색광 각각의 색감 틀어짐 및 휘도 변화가 저감됨에 따라, 적색광, 녹색광, 청색광의 혼합으로 구현되는 백색광의 색감 틀어짐이 저감된 유기 발광 소자를 제공할 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 권리 범위는 발명의 내용에 기재된 사항에 의하여 제한되지 않는다.
도 1a는 본 발명의 실시예에 따른 PL(광발광, photoluminescence) 스펙트럼이다.
도 1b는 본 발명의 실시예에 따른 아웃 커플링(out coupling) 에미턴스(emittance) 스펙트럼이다.
도 1c는 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자의 EL(전계발광, electroluminescence) 스펙트럼이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자의 구조를 나타내는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자의 보조 도펀트 물질의 PL 스펙트럼(도 3의 상단)과, 주 도펀트 물질의 PL 스펙트럼(도 3의 하단)이다.
도 4a 내지 도 4c는, 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자의 백색광 색감 틀어짐(white color shift) 그래프이다.
도 5a 내지 도 5c는, 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자의 백색광 색감 틀어짐(white color shift) 등고선 그래프(contour graph)이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 실시예의 시야각에 따른 청색광, 녹색광 및 적색광 각각의 휘도 비율 변동 그래프이다.
도 8은 비교예와 본 발명의 실시예의 시야각에 따른백색광의 색감 변동 그래프이다.
도 9는 비교예와 본 발명의 실시예의 시야각에 따른 백색광의 휘도 변동 그래프이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 다양한 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 다양한 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 발명의 다양한 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 따라서 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의된다.
본 발명의 다양한 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도면에 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 본 명세서 전체에 걸쳐 동일한 도면 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 언급한 '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.
본 발명의 다양한 실시예에 포함된 구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.
본 발명의 다양한 실시예를 설명함에 있어, 위치 관계에 대하여 설명하는 경우에, 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.
본 발명의 다양한 실시예를 설명함에 있어, 시간 관계에 대한 설명하는 경우에, 예를 들어, '~후에', '~에 이어서', '~다음에', '~전에' 등으로 시간적 선후 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 연속적이지 않은 경우도 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예를 설명함에 있어, '제1~', '제2~' 등이 다양한 구성 요소를 서술하기 위해서 사용될 수 있지만, 이러한 용어들은 서로 동일 유사한 구성 요소 간에 구별을 하기 위하여 사용될 따름이다. 따라서, 본 명세서에서 '제1~'로 수식되는 구성 요소는 별도의 언급이 없는 한, 본 발명의 기술적 사상 내에서 '제2~' 로 수식되는 구성 요소와 동일할 수 있다.
본 발명의 여러 다양한 실시예의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하고, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 다양한 실시예가 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시 가능할 수도 있다.
본 명세서에서 어떠한 층의 'LUMO(Lowest Unoccupied Molecular Orbitals Level) 에너지 레벨' 및 'HOMO(Highest Occupied Molecular Orbitals Level) 에너지 레벨'이라 함은, 해당 층에 도핑된 도펀트(dopant) 물질의 LUMO 에너지 레벨 및 HOMO 에너지 레벨이라고 지칭하지 않는 한, 해당 층의 대부분의 중량비를 차지하는 물질, 예를 들어 호스트(host) 물질의 LUMO 에너지 레벨 및 HOMO 에너지 레벨을 의미한다.
본 명세서에서 'HOMO 에너지 레벨'이란, 전극 전위값을 알고 있는 기준 전극에 대한, 상대적인 전위값으로부터 에너지 준위를 결정하는, CV(cyclic voltqammetry) 법으로 측정한 에너지 레벨일 수 있다. 예를 들어, 산화 전위값 및 환원 전위값을 아는 Ferrocene을 기준 전극으로 하여 어떠한 물질의 HOMO 에너지 레벨을 측정할 수 있다.
본 명세서에서 '도핑된'이란, 어떤 층의 대부분의 중량비를 차지하는 물질에, 대부분의 중량비를 중량비를 차지하는 물질과 다른 물성(서로 다른 물성이란, 예를 들어, N-타입과 P-타입, 유기물질과 무기물질)을 가지는 물질이 중량비 10 % 미만으로 첨가가 되어 있음을 의미한다. 달리 말하면, '도핑된'층이란, 어떤 층의 호스트 물질과 도펀트 물질을 중량비의 비중을 고려하여 분별해 낼 수 있는 층을 의미한다. 그리고 '비도핑된'이란, 도핑된'에 해당하는 경우 이외의 모든 경우를 칭한다. 예를 들어, 어떤 층이 단일 물질로 구성되었거나, 서로 성질이 동일 유사한 물질들이 혼합되어 구성되는 경우, 그 층은'비도핑된'층에 포함된다. 예를 들어, 어떤 층을 구성하는 물질들 중 적어도 하나가 P-타입이고, 그 층을 구성하는 물질 모두가 N-타입이 아니라면, 그 층은 '비도핑된'층에 포함된다. 예를 들어, 어떤 층을 구성하는 물질들 중 적어도 하나가 유기 물질이고, 그 층을 구성하는 물질 모두가 무기 물질은 아니라면, 그 층은 '비도핑된'층에 포함된다. 예를 들어, 어떤 층을 구성하는 물질들이 모두 유기 물질인데, 그 층을 구성하는 물질들 중 적어도 어느 하나가 N-타입이고 또 다른 적어도 어느 하나가 P-타입인 경우에, N-타입인 물질이 중량비 10 % 미만이거나 또는 P-타입인 물질이 중량비 10% 미만인 경우에 '도핑된'층에 포함된다.
본 명세서에서 EL(전계발광, electroluminescence) 스펙트럼(도 1c 참조)이라 함은, (1) 유기 발광층에 포함되는 도펀트 물질이나 호스트 물질과 같은 발광 물질의 고유한 특성을 반영하는 PL(광발광, photoluminescence) 스펙트럼(도 1a 참조)과, (2) 전자 수송층 등과 같은 유기층들의 두께를 포함한 유기 발광 소자의 구조와 광학적 특성에 따라 결정되는, 아웃 커플링(out coupling) 에미턴스(emittance) 스펙트럼 커브(도 1b 참조)의 곱으로써 산출된다. 아웃 커플링 에미턴스 스펙트럼 커브가 유기 발광 소자로부터 방출되는 광의 방향에 대한 사용자의 시야각에 따라 변화하는 경우, 그에 따라 EL 스펙트럼 역시 시야각에 따라 변화한다. 특별히 시야각 조건에 대한 언급이 없는 한, 본 명세서에서 EL 스펙트럼은, 유기 발광 소자로부터 방출되는 광의 방향에 대한 사용자의 시야각이 0°(즉, 유기 발광 소자의 전면(前面)) 인 경우의 EL 스펙트럼을 의미한다.
본 명세서에서 발광유닛이란, 전자 수송층과 정공 수송층을 포함하는 유기층 및 전자 수송층과 정공 수송층 사이에 배치되는 유기 발광층을 포함하는 단위 구조를 의미한다. 유기층에는 전자 주입층, 정공 주입층, 및 정공 저지층 등이 더 포함될 수도 있으며, 이 밖에도 유기 발광 소자의 구조나 설계에 따라 다른 유기층들이 더 포함될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시예를 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자(100)의 구조를 나타내는 단면도이다. 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예 1에 따른 유기 발광 소자(100)는 서로 대향하여 이격된 양극(AD)과 음극(CT)과, 양극(AD)과 음극(CT) 사이에서 적층되어 있는, 제1 발광유닛(110), 전하 생성층(120) 및 제2 발광유닛(130)을 포함한다. 제1 발광유닛(110)은 제1 정공 수송층(111), 제1 유기 발광층(112) 및 제1 전자 수송층(113)을 포함하고, 제2 발광유닛(130)은 제2 정공 수송층, 제1 유기 발광층 및 제1 전자 수송층(133)을 포함한다.
양극(AD)과 음극(CT)에 의해, 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자(100)에 전기장이 형성된다. 양극(AD)은 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자(100)에 정공을 공급하는 전극이다. 양극(AD)은 유기 발광 소자(100)를 구동시키는 구동 박막 트랜지스터의 소스 또는 드레인에 연결될 수 있다. 양극(AD)은 일함수가 높은 투명 도전성 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 양극(AD)은 틴 옥사이드(Tin Oxide; TO), 인듐 틴 옥사이드(Indium Tin Oxide; ITO), 인듐 징크 옥사이드(Indium Zinc Oxide; IZO), 인듐 틴 징크 옥사이드(Indium Tin Zinc Oxide; ITZO) 등과 같은 투명 도전성 물질로 이루어질 수 있으며, 이에 제한되지 않는다. 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자(100)가 탑 에미션(top-emission) 방식의 유기 발광 장치에 적용되는 경우, 유기 발광 소자는 양극(AD) 하부에 은(Ag) 또는 은 합금(Ag alloy)과 같은 반사성이 우수한 물질로 이루어지는 반사층을 포함할 수 있다. 즉, 양극(AD)은 제1 유기 발광층(112)에서 발생한 광을 반사할 수 있다.
음극(CT)은 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자(100)에 전자를 공급하는 전극이다. 음극(CT)은 일함수가 낮은 물질로 이루어질 수 있다. 음극(CT)은 투명 도전성 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 음극(CT)은 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), IGZO(Indium Gallium Zinc Oxide) 등으로 이루어질 수 있다. 또는, 음극(CT)은 금(Au), 은(Ag), 알루미늄(Al), 몰리브덴(Mo), 마그네슘(Mg), 팔라듐(Pd), 구리(Cu) 등과 같은 금속 물질 또는 이들의 합금으로 이루어진 군 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 음극(CT)은 마그네슘(Mg)과 은(Ag)의 합금(Mg:Ag)으로 이루어질 수 있다. 또는, 음극(CT)은 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), IGZO(Indium Gallium Zinc Oxide)와 같은 투명 도전성 물질로 이루어진 층과, 금(Au), 은(Ag), 알루미늄(Al), 몰리브덴(Mo), 마그네슘(Mg), 팔라듐(Pd), 구리(Cu) 등과 같은 금속 물질 또는 이들의 합금으로 이루어진 층이 적층되어 구성될 수 있으며, 이에 제한되지 않는다. 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자(100)가 탑 에미션(top-emission) 방식의 유기 발광 장치에 적용되는 경우, 유기 발광 소자 내부에서 발생된 광이 음극(CT)을 통과하여 외부로 출사될 수 있도록, 음극(CT)은 투명성 또는 반투과성을 가질 수 있다.
제1 정공 수송층(111)은 양극(AD)으로부터 정공을 공급받는다. 그리고 제1 정공 수송층(111)은 공급받은 정공을 제1 유기 발광층(112)으로 전달한다. 제1 정공 수송층(111)은 제1 정공 수송 물질로 구성된다. 양이온화 됨으로써(즉, 전자를 잃음으로써) 전기화학적으로 안정화되는 물질은 제1 정공 수송 물질일 수 있다. 안정한 라디칼 양이온을 생성하는 물질은 제1 정공 수송 물질일 수 있다. 방향족 아민(aromatic amine)을 포함함으로써, 양이온화 되기에 용이한 물질은 제1 정공 수송 물질일 수 있다. 예를 들어, 제1 정공 수송층(111)은, NPD(N,N'-bis(naphthalene-1-yl)-N,N'-bis(phenyl)-2,2'-dimethylbenzidine), TPD(N,N'-bis-(3-methylphenyl)-N,N'-bis-(phenyl)-benzidine), spiro-TAD(2,2',7,7'-tetrakis(N,N-dimethylamino)-9,9-spirofluorene) 및 MTDATA(4,4',4-Tris(N-3-methylphenyl-N-phenyl-amino)-triphenylamine)중 어느 하나로 이루어질 수 있으며, 이에 제한되지 않는다.
제1 유기 발광층(112)은 제1 정공 수송층(111)과 제1 전자 수송층(113) 사이에 배치된다. 제1 유기 발광층(112) 내에서 정공과 전자가 결합하여 엑시톤이 형성되도록, 유기 발광 소자가 구성된다. 제1 유기 발광층(112)은 일정한 색의 광을 발광할 수 있는 물질을 포함한다. 제1 유기 발광층(112)은 호스트-도펀트 시스템(host-dopant system)을 취한다. 즉, 제1 유기 발광층(112)은 큰 중량비를 차지하는 제1 호스트 물질에, 발광에 기여하는 제1 도펀트 물질이 작은(예를 들어, 2 % 이상 20 % 이하) 중량비를 차지하도록 도핑될 수 있다. 제1 유기 발광층(112)은 적색광을 발광하는 층일 수도 있고, 녹색광을 발광하는 층일 수도 있고, 청색광을 발광하는 층일 수도 있고, 황색-녹색 광을 발광하는 층일 수도 있으나, 이에 제한되지 않는다. 이 때, 제1 유기 발광층에서 방출되는 광발광(photoluminescence)에 따른 PL 스펙트럼의 피크(peak) 파장이, 620 nm 이상 780 nm 이하에 해당하는 경우에 제1 유기 발광층은 적색광을 발광한다고 말할 수 있다. 제1 유기 발광층에서 방출되는 광발광(photoluminescence)에 따른 PL 스펙트럼의 피크(peak) 파장이, 491 nm 이상 560 nm 이하에 해당하는 경우에 제1 유기 발광층은 녹색광을 발광한다고 말할 수 있다. 제1 유기 발광층에서 방출되는 광발광(photoluminescence)에 따른 PL 스펙트럼의 피크(peak) 파장이, 450 nm 이상 491 nm 미만에 해당하는 경우에 제1 유기 발광층은 청색광을 발광한다고 말할 수 있다.
제1 유기 발광층이 적색광을 발광하는 경우, 제1 호스트 물질은, MADN(2-methyl-9,10-di(2-naphthyl) anthracene)과 같은 안트라센(anthracene) 유도체 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있으며, 이에 제한되지 않는다. 또한, 후술할 제1 전자 수송층에 사용되는 물질이 제1 호스트 물질로 사용될 수도 있다. 이 때, 제1 호스트 물질은 NPD(N,N'-bis(naphthalene-1-yl)-N,N'-bis(phenyl)-2,2'-dimethylbenzidine), TPD(N,N'-bis-(3-methylphenyl)-N,N'-bis-(phenyl)-benzidine), spiro-TAD(2,2',7,7'-tetrakis(N,N-dimethylamino)-9,9-spirofluorene), MTDATA(4,4',4-Tris(N-3-methylphenyl-N-phenyl-amino)-triphenylamine), Alq3(tris(8-hydroxyquinolino)aluminum), Liq(8-hydroxyquinolinolato-lithium), PBD(2-(4-biphenylyl)-5-(4-tert-butylphenyl)-1,3,4oxadiazole), TAZ(3-(4-biphenyl)4-phenyl-5-tert-butylphenyl-1,2,4-triazole), spiro-PBD, 및 BAlq(bis(2-methyl-8-quinolinolate)-4-(phenylphenolato)aluminium), SAlq, TPBi(2,2',2-(1,3,5-benzinetriyl)-tris(1-phenyl-1-H-benzimidazole), 옥사디아졸(oxadiazole) 유도체, 트리아졸(triazole) 유도체, 페난트롤린(phenanthroline) 유도체, 벤즈옥사졸(benzoxazole) 유도체 또는 벤즈티아졸(benzthiazole) 유도체 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있으며, 이에 제한되지 않는다.
제1 유기 발광층이 적색광을 발광하는 경우, 제1 도펀트 물질은, Ir(ppy)3 (tris(2-phenylpyridine)iridium), PIQIr(acac)(bis(1-phenylisoquinoline) acetylacetonate iridium), PQIr(acac)(bis(1-phenylquinoline) acetylacetonate iridium), PQIr(tris(1-phenylquinoline) iridium) Ir(piq)3(tris(1-phenylisoquinoline)iridium), Ir(piq)2(acac)(bis(1-phenylisoquinoline)(acetylacetonate)iridium)와 같은 이리듐(Ir) 리간드 착물, PtOEP(octaethylporphyrinporphine platinum) PBD:Eu(DBM)3(Phen), DCJTB(4-(dicyanomethylene)-2-tert-butyl-6-(1,1,7,7-tetramethyljulolidyl-9-enyl)-4H) 와 같은 피란(pyran) 유도체, 보론(boron) 유도체 또는 페릴렌(perylene) 유도체 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있으며, 이에 제한되지 않는다.
제1 유기 발광층이 녹색광을 발광하는 경우, 제1 호스트 물질은, TBSA(9,10-bis[(2",7"-di-t-butyl)-9',9"-spirobifluorenyl]anthracene), ADN(9,10-di(naphth-2-yl)anthracene)과 같은 안트라센(anthracene) 유도체 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있으며, 이에 제한되지 않는다. 또한, 제1 전자 수송층에 사용되는 물질이 제1 호스트 물질로 사용될 수도 있다. 이 때, 제1 호스트 물질은 NPD(N,N'-bis(naphthalene-1-yl)-N,N'-bis(phenyl)-2,2'-dimethylbenzidine), TPD(N,N'-bis-(3-methylphenyl)-N,N'-bis-(phenyl)-benzidine), spiro-TAD(2,2',7,7'-tetrakis(N,N-dimethylamino)-9,9-spirofluorene), MTDATA(4,4',4-Tris(N-3-methylphenyl-N-phenyl-amino)-triphenylamine), Alq3(tris(8-hydroxyquinolino)aluminum), Liq(8-hydroxyquinolinolato-lithium), PBD(2-(4-biphenylyl)-5-(4-tert-butylphenyl)-1,3,4oxadiazole), TAZ(3-(4-biphenyl)4-phenyl-5-tert-butylphenyl-1,2,4-triazole), spiro-PBD, 및 BAlq(bis(2-methyl-8-quinolinolate)-4-(phenylphenolato)aluminium), SAlq, TPBi(2,2',2-(1,3,5-benzinetriyl)-tris(1-phenyl-1-H-benzimidazole), 옥사디아졸(oxadiazole) 유도체, 트리아졸(triazole) 유도체, 페난트롤린(phenanthroline) 유도체, 벤즈옥사졸(benzoxazole) 유도체 또는 벤즈티아졸(benzthiazole) 유도체 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있으며, 이에 제한되지 않는다.
제1 유기 발광층이 녹색광을 발광하는 경우, 제1 도펀트 물질은 Ir(ppy)3(tris(2-phenylpyridine)iridium)을 포함하는 이리듐(Ir) 리간드 착물, 또는 Alq3(tris(8-hydroxyquinolino)aluminum)중 어느 하나 이상을 포함할 수 있으며, 이에 제한되지 않는다.
제1 유기 발광층이 청색광을 발광하는 경우, 예를 들어, 제1 호스트 물질은, TBSA (9,10-bis[(2",7"-di-t-butyl)-9',9"-spirobifluorenyl]anthracene), , Alq3(tris(8-hydroxy-quinolino)aluminum), ADN(9,10-di(naphth-2-yl)anthracene)와 같은 안트라센(anthracene) 유도체, BSBF(2-(9,9-spirofluoren-2-yl)-9,9-spirofluorene), CBP (4,4'-bis(carbazol-9-yl)biphenyl), spiro-CBP(2,2',7,7'-tetrakis(carbazol-9-yl)-9,9'-spirobifluorene), mCP 및 TcTa (4,4',4-tris(carbazoyl-9-yl)triphenylamine) 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있으며, 이에 제한되지 않는다.
제1 유기 발광층이 청색광을 발광하는 경우, 예를 들어, 제1 도펀트 물질은 아릴 아민계 화합물이 치환된 파이렌(pyrene), FIrPic(bis(3,5-difluoro-2-(2-pyridyl)phenyl-(2-carboxyprdidyl)iridium), Ir(ppy)3 (tris(2-phenylpyridine)iridium)을 포함하는 이리듐(Ir) 리간드 착물, spiro-DPVBi, spiro-6P, spiro-BDAVBi(2,7-bis[4-(diphenylamino)styryl]-9,9'-spirofluorene), 디스틸벤젠(distyryl benzene, DSB), 디스트릴아릴렌(distyryl arylene, DSA), 폴리플루오렌(polyfluorene, PFO)계 고분자 및 폴리파라페닐렌비닐렌(poly(p-phenylene vinylene), PPV)계 고분자 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있으며, 이에 제한되지 않는다.
제1 전자 수송층(113)은 음극(CT)으로부터 전자를 공급받는다. 그리고 제1 전자 수송층(113)은 공급받은 전자를 제1 유기 발광층(112)으로 전달한다. 제1 전자 수송층(113)은 제1 전자 수송 물질로 구성된다. 음이온화 됨으로써(즉, 전자를 얻음으로써) 전기화학적으로 안정화되는 물질은 제1 전자 수송 물질일 수 있다. 안정한 라디칼 음이온을 생성하는 물질은 제1 전자 수송 물질일 수 있다. 헤테로사이클릭 링(heterocyclic ring)을 포함함으로써, Hetero 원자에 의해 음이온화되기에 용이한 물질은 제1 전자 수송 물질일 수 있다. 예를 들어, 제1 전자 수송 물질은, Alq3(tris(8-hydroxyquinolino)aluminium), Liq(8-hydroxyquinolinolato-lithium), PBD(2-(4-biphenylyl)-5-(4-tert-butylphenyl)-1,3,4-oxadiazole), TAZ(3-(4-biphenyl)4-phenyl-5-tert-butylphenyl-1,2,4-triazole), spiro-PBD, 및 BAlq(bis(2-methyl-8-quinolinolate)-4-(phenylphenolato)aluminium), SAlq, TPBi(2,2',2-(1,3,5-benzinetriyl)-tris(1-phenyl-1-H-benzimidazole), 옥사디아졸(oxadiazole) 유도체, 트리아졸(triazole) 유도체, 페난트롤린(phenanthroline) 유도체, 벤즈옥사졸(benzoxazole) 유도체 또는 벤즈티아졸(benzthiazole) 유도체 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있으며, 이에 제한되지 않는다.
제1 전자 수송층(113)은 복수의 제1 전자 수송 물질들이 혼합되어 구성될 수 있다. 복수의 제1 전자 수송 물질들은 각기 다른 역할을 수행하며 제1 전자 수송층(113)이 복합적인 기능을 하도록 한다. 복수의 제1 전자 수송 물질들은, 서로 동일 유사한 성질을 가지면서도 각기 다른 역할을 수행하기 위하여 필요한 성질은 서로 다를 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자(100)에는, 양극(AD)과 제1 정공 수송층(111) 사이에 제1 정공 주입층이 더 포함될 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자(100)에는, 제1 정공 수송층(111)과 제1 유기 발광층(112) 사이에 제1 전자 유입 방지층이 더 포함될 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자(100)에는, 음극(CT)과 제1 전자 수송층(113) 사이에 제1 전자 주입층이 더 포함될 수 있다.
제1 발광유닛(110) 상에 전하 생성층(120)이 배치된다. 전하 생성층(120)은 제1 발광유닛(110)과 후술할 제2 발광유닛(130) 사이에 배치되어, 제1 발광유닛(110)과 제2 발광유닛(130)으로 전하를 공급한다. 달리 말하여, 전하 생성층(130)은 제1 발광유닛(110) 및 제2 발광유닛(130)에서의 전하 균형을 조절하는 역할을 한다. 전하 생성층(120)은 N형 전하 생성층(N-CGL)과 P형 전하 생성층(P-CGL)을 포함함으로써 복수의 층으로 구성될 수 있으나 이에 제한되지 않고, 단일층으로 구성될 수도 있다.
N형 전하 생성층은 제1 발광유닛(110)으로 전자를 주입한다. N형 전하 생성층은 N형 도펀트 물질 및 N형 호스트 물질을 포함할 수 있다. N형 도펀트 물질은 주기율표 상의 제1 족 및 제2 족의 금속 또는 전자 주입할 수 있는 유기물 또는 이들의 혼합물일 수 있다. 예를 들어, N형 도펀트 물질은 알칼리 금속 및 알칼리 토금속 중 어느 하나일 수 있다. 즉, N형 전하 생성층은 리튬(Li), 나트륨(Na), 칼륨(K), 또는 세슘(Cs)과 같은 알칼리 금속, 또는 마그네슘(Mg), 스트론튬(Sr), 바륨(Ba), 또는 라듐(Ra)과 같은 알칼리 토금속으로 도핑된 유기층으로 이루어질 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. N형 호스트 물질은, 전자를 전달할 수 있는 물질, 예를 들어, Alq3(tris(8-hydroxyquinolino)aluminium), Liq(8-hydroxyquinolinolato-lithium), PBD(2-(4-biphenylyl)-5-(4-tert-butylphenyl)-1,3,4oxadiazole), TAZ(3-(4-biphenyl)4-phenyl-5-tert-butylphenyl-1,2,4-triazole), spiro-PBD, 및 BAlq(bis(2-methyl-8-quinolinolate)-4-(phenylphenolato)aluminium), SAlq, TPBi(2,2’,2-(1,3,5-benzinetriyl)-tris(1-phenyl-1-H-benzimidazole), 옥사디아졸(oxadiazole), 트리아졸(triazole), 페난트롤린(phenanthroline), 벤족사졸(benzoxazole) 또는 벤즈티아졸(benzthiazole)중 어느 하나 이상으로 이루어질 수 있으며, 이에 제한되지 않는다.
P형 전하 생성층은 제2 발광유닛(130)으로 정공을 주입한다. P형 전하 생성층은 P형 도펀트 물질 및 P형 호스트 물질을 포함할 수 있다. P형 전하 생성층은 N형 전하 생성층 상에 배치되어 N형 전하 생성층과 접합된 구조를 가진다. P형 도펀트 물질은 금속 산화물, F4-TCNQ(tetrafluoro-tetracyanoquinodimethane), HAT-CN(Hexaazatriphenylene-hexacarbonitrile), 헥사아자트리페닐렌(hexaazatriphenylene) 유도체와 같은 유기물 또는 V2O5, MoOx, WO3 등과 같은 금속 물질로 이루어질 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. P형 호스트 물질은, 정공을 전달할 수 있는 물질, 예를 들어, NPD (N,N'-bis(naphthalene-1-yl)-N,N'-bis(phenyl)-2,2'-dimethylbenzidine), TPD(N,N'-bis-(3-methylphenyl)-N,N'-bis-(phenyl)-benzidine) 및 MTDATA(4,4',4-Tris(N-3-methylphenyl-N-phenyl-amino)-triphenylamine) 중 어느 하나 이상을 포함하는 물질로 이루어질 수 있으며, 이에 제한되지 않는다.
제2 발광유닛(130)은 전하 생성층(130) 상에 배치된다. 제2 발광유닛(130)은 제1 발광유닛(110)에서 방출되는 광의 색과 동일한 색의 광이 방출되는 발광유닛이다. 예를 들어, 제1 발광유닛(110)과 제2 발광유닛(130)이 함께 적색광을 방출할 수 있다. 달리 말하여, 제1 유기 발광층(112)과 제2 유기 발광층(132)이 함께 적색광을 발광할 수 있다. 또는, 제1 발광유닛(110)과 제2 발광유닛(130)이 함께 녹색광을 방출할 수 있다. 달리 말하여, 제1 유기 발광층(112)과 제2 유기 발광층(132)이 함께 녹색광을 발광할 수 있다. 또는, 제1 발광유닛(110)과 제2 발광유닛(130)이 함께 청색광을 방출할 수 있다. 달리 말하여, 제1 유기 발광층(112)과 제2 유기 발광층(132)이 함께 청색광을 발광할 수 있다. 따라서, 전술한 제1 정공 수송층(111), 제1 유기 발광층(112) 및 제1 전자 수송층(113)을 포함하는 제1 발광유닛(110)에 대한 설명은, 제2 발광유닛(130)에 대한 설명으로 적용된다. 보다 구체적으로, 제1 정공 수송층(111)에 대한 설명은 제2 정공 수송층(131)에 대한 설명으로 적용된다. 제1 유기 발광층(112)에 대한 설명은 제2 유기 발광층(132)에 대한 설명으로 적용된다. 제1 유기 발광층(112)에 포함되는 제1 호스트 물질에 대한 설명은 제2 유기 발광층(132)에 포함되는 제2 호스트 물질에 대한 설명으로 적용된다. 제1 유기 발광층(112)에 포함되는 제1 도펀트 물질에 대한 설명은 제2 유기 발광층(132)에 포함되는 제2 도펀트 물질에 대한 설명으로 적용된다. 제1 전자 수송층(113)에 대한 설명은 제2 전자 수송층(133)에 대한 설명으로 적용된다.
본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자(100)는 제1 도펀트 물질 및 제2 도펀트 물질이 서로 다르면서, 제1 발광유닛(110)과 제2 발광유닛(130)에서 동일한 색이 발광된다. 도 3을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자(100)의 제1 도펀트 물질과 제2 도펀트 물질의 관계에 대해서 후술한다.
제1 유기 발광층(112)은 제1 호스트 물질에 제1 도펀트 물질이 도핑되어 형성되고 제2 유기 발광층(132)은 제2 호스트 물질에 제2 도펀트 물질이 도핑되어 형성된다. 제1 유기 발광층(112)에서 발광하는 색과, 제2 유기 발광층(132)에서 발광하는 색이 동일하도록, 제1 도펀트 물질의 PL 피크와 제2 도펀트 물질의 PL 피크는 서로 인접한다. 이 때, 제1 도펀트 물질의 PL 피크와 제2 도펀트 물질의 PL 피크는 매우 가깝지만 서로 일치하지는 않는다. 예를 들어, 제1 도펀트 물질의 PL 피크의 파장과, 제2 도펀트 물질의 PL 피크의 파장의 차이는 0 nm 초과 15 nm 이하이다.
본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자(100)의 구조는, 캐비티(cavity)와 같은 아웃 커플링을 고려하여 설계된다. 유기 발광층에서 발생하는 광은, 그 광의 파장에 대응하는 고유한 공진 조건을 만족할 때 보강 간섭에 의해 증폭될 수 있다. 그리고, 그 광의 파장(이하에서 주(主) 파장이라 한다)을 고려하여, 공진 조건을 만족할 수 있는 유기 발광 소자(100)가 설계되고 발광에 사용될 도펀트 물질이 선택된다. 이러한 도펀트 물질은 기준 파장에 해당하는 광을 발광한다는 측면에서, 이른바 주 도펀트 물질이라고 할 수 있다. 즉, 유기 발광 소자(100)가 가지는 공진 조건의 기준이 되는 파장의 광을 제공할 수 있는 도펀트 물질은 주 도펀트 물질이라고 한다. 그리고, 주 도펀트 물질의 PL 피크가 위치하는 파장이 주 파장이 된다. 주 파장과, 유기 발광 소자(100)의 정면(正面)에서의 아웃 커플링 에미턴스 스펙트럼 커브를 고려하여 유기 발광 소자(100)의 구조가 설계된다. 보다 구체적으로는, 주 파장과 정면에서의 아웃 커플링 에미턴스 스펙트럼 커브의 피크의 파장이 일치하도록, 유기 발광 소자(100)의 구조가 설계된다. 달리 말하여, 즉, 주 도펀트 물질의 PL 피크는, 정면에서의 아웃 커플링 에미턴스 스펙트럼 커브의 피크와 중첩한다. 그런데, 도 1b에 도시한 바와 같이, 유기 발광 소자(100)의 아웃 커플링 에미턴스 스펙트럼 커브는 사용자의 시야각에 따라 변화한다. 즉, 유기 발광 소자(100)에 대한 사용자의 시야각이 0°(즉, 정면(正面))에서 90° 를 향하는 방향(즉, 측면(側面))으로 변화할수록, 유기 발광 소자(100)의 아웃 커플링 에미턴스 스펙트럼 커브의 피크가 점점 단파장 영역(즉, 왼쪽)으로 이동한다. 시야각이 증가할수록, 해당 시야각만큼 굴절되어 출사되는 광의 출사면에서부터 사용자 눈까지의 진행 경로 차이가 커지고, 이로 인해 보강 간섭이 일어나는 파장이 짧아진다.
유기 발광 소자(100)에 대한 사용자의 시야각이 0°(즉, 정면(正面))에서 90° 를 향하는 방향(즉, 측면(側面))으로 변화할수록, 주 파장과 해당 시야각에서의 아웃 커플링 에미턴스 스펙트럼 커브의 피크 파장이 불일치하게 된다. 따라서, 시야각 변화에 따른 (1) 주 파장과 (2) 아웃 커플링 에미턴스 스펙트럼 커브의 피크 파장 간의 불일치를 보완하고자, 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자(100)는 주 도펀트 물질 이외에, 주 도펀트 물질과는 다른 물질인, 보조 도펀트 물질을 포함한다. 보조 도펀트 물질은, 제1 유기 발광층(112)과 제2 유기 발광층(132)중에서 주 도펀트 물질이 포함되는 발광유닛 이외의 발광유닛에 포함된다. 예를 들어, 주 도펀트 물질이 제1 도펀트 물질인 경우에는 보조 도펀트 물질은 제2 도펀트 물질이다. 즉, 주 도펀트 물질이 제1 발광유닛(110)에 포함되는 경우에는 보조 도펀트 물질은 제2 발광유닛(130)에 포함된다. 반대로 주 도펀트 물질이 제2 도펀트 물질인 경우에는, 보조 도펀트 물질은 제1 도펀트 물질이다. 즉, 주 도펀트 물질이 제2 발광유닛(130)에 포함되는 경우에는 보조 도펀트 물질은 제1 발광유닛(110)에 포함된다. 보조 도펀트 물질은 주 도펀트 물질과 다르지만, 주 도펀트 물질이 발광하는 색과 동일한 색을 발광한다. 보조 도펀트 물질과 주 도펀트 물질의 관계 대하여 도 3을 참조하여 후술한다.
도 3에 도시된, 상단의 PL 스펙트럼은 보조 도펀트 물질의 PL 스펙트럼이고 하단의 PL 스펙트럼은 주 도펀트 물질의 PL 스펙트럼이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 보조 도펀트 물질의 PL 피크는 주 도펀트 물질의 PL 피크와 약간의 간격만큼 이격하여 위치한다. 보조 도펀트 물질의 PL 피크와 주 도펀트 물질의 PL 피크 사이의 파장 간격을 X(이 때 X는 절댓값)이라 할 때, 0 nm < X ≤ 15nm 일 수 있다. 즉, 보조 도펀트 물질의 PL 피크는 주 도펀트 물질의 PL 피크보다 0 nm 초과 15 nm 이하의 범위 내에서 상대적으로 단파장 영역(즉, 상대적으로 왼쪽)에 위치할 수 있다. 달리 말하여, 주 도펀트 물질의 PL 피크는 보조 도펀트 물질의 PL 피크보다 0 nm 초과 15 nm 이하의 범위 내에서 상대적으로 장파장 영역(즉, 상대적으로 오른쪽)에 위치할 수 있다.
주 도펀트 물질의 PL 피크 대비하여, 약간 단파장 영역으로 치우쳐 있는 PL 피크를 가지는 보조 도펀트 물질은, 사용자가 측면에서 유기 발광 소자(100)를 바라보는 경우에서의 아웃 커플링 에미턴스 스픽트럼 커브의 피크와의 매칭을 고려하여 선택된다. 사용자가 정면에서 유기 발광 소자(100)를 바라보는 경우에서의 아웃 커플링 에미턴스 스펙트럼 커브 대비하여, 사용자가 측면에서 유기 발광 소자(100)를 바라보는 경우에서의 아웃 커플링 에미턴스 스펙트럼 커브는, 보다 단파장 영역에 치우쳐서 위치한다. 이에 대응하여, 보조 도펀트 물질의 PL 피크가 측면에서의 아웃 커플링 에미턴스 스펙트럼 커브의 피크와 중첩하도록, 보조 도펀트 물질의 PL 피크는 주 도펀트 물질의 PL 피크 대비 단파장 영역에 치우쳐서 위치한다.
다시 말하여, 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자(100)의 시야각 0°에서의 아웃 커플링 에미턴스 스펙트럼 커브의 피크는, 보조 도펀트 물질의 PL 피크보다 주 도펀트 물질의 PL 피크에 더 가깝다. 그리고 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자(100)의 시야각 60°에서의 아웃 커플링 에미턴스 스펙트럼 커브의 피크는, 주 도펀트 물질의 PL 피크보다 보조 도펀트 물질의 PL 피크에 더 가깝다. 예를 들어, 양극과 가까운 제1 발광유닛(110)의 제1 유기 발광층(112)에 주 도펀트 물질이 도핑되고, 음극과 가까운 제2 발광유닛(130)의 제2 유기 발광층(132)에 보조 도펀트 물질이 도핑될 수 있다. 이 때, 주 도펀트 물질과 보조 도펀트 물질이 서로 다른 물질이라도 주 도펀트 물질의 PL 피크의 파장과 보조 도펀트 물질의 PL 피크의 파장이 미소한 차이만을 가짐에 따라, 제1 발광유닛(110)에서 발광하는 색과 제2 발광유닛(130)에서 발광하는 색이 서로 동일할 수 있다. 그리고 제1 발광유닛(110)과 제2 발광유닛(130)에서 동일한 색의 광이 방출되면서 동시에 시야각의 변화에 따른 색감 틀어짐 현상이 저감될 수 있다. 보다 자세히 설명하면, 유기 발광 소자(100)의 아웃 커플링 에미턴스 스펙트럼 커브가 시야각이 증가함에 따라 점점 단파장 영역으로 이동하면서, 아웃 커플링 에미턴스 스펙트럼 커브는 주 도펀트 물질의 PL 피크와 중첩하다가 보조 도펀트 물질의 PL 피크와 중첩하게 된다. 달리 말하여, 정면 만이 아니라 측면을 포함한 전체 시야각 범위에서, 유기 발광 소자(100)의 아웃 커플링 에미턴스 스펙트럼 커브의 피크와 중첩하는 PL 피크가 존재할 수 있게 된다. 전체 시야각 범위에서, 광의 파장이 시야각 변화에 따라 함께 변화하는 아웃 커플링 에미턴스 스펙트럼 커브의 피크와 온전히 중첩할 수 있게 됨에 따라, (1) 유기 발광 소자(100)의 시야각 변화에 따른 색감 틀어짐 현상이 저감되고, (2) 유기 발광 소자(100)의 EL 스펙트럼 커브의 적분값이 증가함에 따라 이에 비례하는 유기 발광 소자(100)의 발광 효율도 향상된다.
이하에서 도 4a 내지 도 4c를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자에 대하여 설명한다.
도 4a 내지 도 4c는 보조 도펀트 물질과 주 도펀트 물질을 포함하는 서브 유기 발광 소자를 일 구성요소로서 포함하고, 백색광을 발광하는, 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자의 백색광 색감 틀어짐(white color shift) 그래프이다. 즉, 도 4a 내지 도 4c의 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자는, 도 3의 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자(100)를 서브 유기 발광 소자로서 포함한다.
도 4a 내지 도 4c에서, X축은 X 값을 나타내고, Y축은 해당 백색 유기 발광 소자의 백색광의 Δu'v'(표준 색도도의 변위차)을 나타낸다. 도 4a 내지 도 4c를 참조하여, 도 3의 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자(100)의 X 값이 무슨 값을 가질 때, 도 3의 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자(100)를 포함하는, 도 4a 도 4c의 유기 발광 소자가 시야각에 무관하게 백색광의 색감이 유지되는지 살펴보면 다음과 같다.
도 4a 내지 도 4c 의 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자는, (1) 적색 제1 발광유닛, 전하 생성층 및 적색 제2 발광유닛을 포함하는 적색 서브 유기 발광 소자와, (2) 녹색 제1 발광유닛, 전하 생성층 및 녹색 제2 발광유닛을 포함하는 녹색 서브 유기 발광 소자와 (3) 청색 제1 발광유닛, 전하 생성층, 및 청색 제2 발광유닛을 포함하는 청색 서브 유기 발광 소자를 포함함으로써 백색광을 방출한다. 이 때, 적색 제1 발광유닛은 적색 주 도펀트 물질이 도핑된 적색 제1 유기 발광층을 포함하고, 적색 제2 발광유닛은 적색 보조 도펀트 물질이 도핑된 적색 제2 유기 발광층을 포함한다. 그리고, 녹색 제1 발광유닛은 녹색 주 도펀트 물질이 도핑된 녹색 제1 유기 발광층을 포함하고, 녹색 제2 발광유닛은 녹색 보조 도펀트 물질이 도핑된 녹색 제2 유기 발광층을 포함한다. 그리고, 청색 제1 발광유닛은 청색 주 도펀트 물질이 도핑된 청색 제1 유기 발광층을 포함하고, 청색 제2 발광유닛은 청색 보조 도펀트 물질이 도핑된 청색 제2 유기 발광층을 포함한다. 그리고, 적색 주 도펀트 물질의 PL 피크의 파장과 적색 보조 도펀트 물질의 PL 피크의 파장의 차이의 절댓값을 XR 라 한다. 또한, 녹색 주 도펀트 물질의 PL 피크의 파장과 녹색 보조 도펀트 물질의 PL 피크의 파장의 차이의 절댓값을 XG 라 한다. 또한, 청색 주 도펀트 물질의 PL 피크의 파장과 청색 보조 도펀트 물질의 PL 피크의 파장의 차이의 절댓값을 XB 라 한다. 이 때, XR, XG 및 XB 중 적어도 하나는 0(zero)보다 크다.
즉, 도 4a 도 4c의 본 발명을 실시예에 따른 유기 발광 소자에 포함되는 청색 서브 유기 발광 소자, 녹색 서브 유기 발광 소자 및 적색 서브 유기 발광 소자 중 적어도 어느 하나는, 제1 발광유닛의 제1 유기 발광층에 도핑된 제1 도펀트 물질과, 제2 발광유닛의 제1 유기 발광층에 도핑된 제1 도펀트 물질이 서로 다름에 따라, 제1 도펀트 물질의 PL 피크의 파장과 제2 도펀트 물질의 PL 피크의 파장이 서로 미소하게 이격되어 있다.
이를 위하여, 적색 서브 유기 발광 소자는 양극과 음극 사이에 적색 제1 발광유닛, 전하 생성층 및 적색 제2 발광유닛이 순차로 적층되어 위치하고, 적색 보조 도펀트 물질의 PL 피크의 파장이 적색 주 도펀트 물질의 PL 피크의 파장보다 더 단파장 영역에 있을 수 있다. 이 때, 적색 보조 도펀트 물질이 적색 제1 도펀트 물질에 해당하거나, 또는 적색 제2 도펀트 물질에 해당할 수 있다.
또는, 녹색 서브 유기 발광 소자는 양극과 음극 사이에 녹색 제1 발광유닛, 전하 생성층 및 녹색 제2 발광유닛이 순차로 적층되어 위치하고, 녹색 보조 도펀트 물질의 PL 피크의 파장이 녹색 주 도펀트 물질의 PL 피크의 파장보다 더 단파장 영역에 있을 수 있다. 이 때, 녹색 보조 도펀트 물질이 녹색 제1 도펀트 물질에 해당하거나, 녹색 제2 도펀트 물질에 해당할 수 있다.
또는, 청색 서브 유기 발광 소자는 양극과 음극 사이에 청색 제1 발광유닛, 전하 생성층 및 청색 제2 발광유닛이 순차로 적층되어 위치하고, 청색 보조 도펀트 물질의 PL 피크의 파장이 청색 주 도펀트 물질의 PL 피크의 파장보다 더 단파장 영역에 있을 수 있다. 이 때, 청색 보조 도펀트 물질이 청색 제1 도펀트 물질에 해당하거나, 또는 청색 제2 도펀트 물질에 해당할 수 있다.
도 4a는, 백색 유기 발광 소자를 구성하는 청색 서브 유기 발광 소자, 녹색 서브 유기 발광 소자 및 적색 서브 유기 발광 소자 중에서 청색 서브 유기 발광 소자만이 기준 도펀트 물질과 보조 도펀트 물질을 포함하는 경우에 있어서의, 백색광 색감 틀어짐(@ 시야각 60°) 그래프이다. 즉, 청색 서브 유기 발광 소자만 제1 유기 발광층과 제2 유기 발광층 두 층에 각기 다른 도펀트 물질 즉, 기준 도펀트 물질과 보조 도펀트 물질을 사용하고, 나머지 녹색 및 적색 서브 유기 발광 소자는 기준 도펀트 물질과 보조 도펀트 물질의 구별 없이 제1 유기 발광층과 제2 유기 발광층에 모두 동일한 도펀트 물질을 사용한 경우이다. 이 때, 색감 틀어짐은 국제조명위원회(Commission International de I'Eclairage, CIE)에서 정한 표준 측색 시스템에 의해 작성된 표준 색도도의 변위차를 말하는 바, 도 4a에서의 Δu'v'는 시야각 0° 에서의 백색광 표준 색도도와 시야각 60° 에서의 백색광 표준 색도도의 변위차이다. 동그란 점으로 표시된 그래프는 1:9의 중량비의 은(Ag)-마그네슘(Mg) 합금을 음극(CA)으로 사용한 경우(CA_1)에 해당하고, 사각형으로 표시된 그래프는 5:1의 중량비로 은(Ag)-마그네슘(Mg) 합금을 음극(CA)으로 사용한 경우(CA_2)에 해당한다.
CA_1 에 있어서, 초기 Δu'v'대비하여 더 낮은 Δu'v'를 가지는 XB 값(XB는 청색광에 대한 X값을 의미한다) 구간(B/R)은 대략 0 nm < XB (CA_1) ≤ 3 nm 이다. 그리고 가장 작은 Δu’v’를 가지는 X 값은 2 nm 이다. 즉, CA_1 에 있어서, 청색광을 방출하는 유기 발광 소자(100)의 기준 도펀트 물질의 PL 피크 파장과 보조 도펀트 물질의 PL 피크 파장의 차이가 2 nm 일 때, 백색광 색감 틀어짐이 가장 적다.
CA_2 에 있어서, 초기 Δu'v'대비하여 더 낮은 Δu'v'를 가지는 XB 값 구간(B/R)은 대략 0 nm < XB (CA_2) ≤ 4 nm 이다. 그리고 가장 작은 Δu’v’를 가지는 X 값은 2 nm 이다. 즉, CA_1 에 있어서, 청색광을 방출하는 유기 발광 소자(100)의 기준 도펀트 물질의 PL 피크의 파장과 보조 도펀트 물질의 PL 피크의 파장의 차이가 2 nm 일 때, 백색광 색감 틀어짐이 가장 적다.
CA_1 의 초기 Δu'v'대비하여 더 낮은 Δu'v'를 가지는 XB 값 구간(B/R)과, CA_2 의 초기 Δu'v'대비하여 더 낮은 Δu'v'를 가지는 XB 값 구간(B/R)을 비교했을 때, 양자는 미소한 차이만이 난다. 따라서, 백색 유기 발광 소자에 일 구성요소로서의 청색광을 발광하는 유기 발광 소자(100)는, 기준 도펀트 물질의 PL 피크의 파장과 보조 도펀트 물질의 PL 피크의 파장 사이의 차이가 대략 0 nm < XB ≤ 4 nm 을 만족할 때, 백색광 색감 틀어짐이 저감된다. 그리고, 청색광을 발광하는 유기 발광 소자(100)에서는 음극(CA)의 물성과 무관하게 0 nm < XB ≤ 4 nm 의 조건을 만족하면, 시야각이 증가하더라도 색감 틀어짐이 저감됨에 따른 화질 개선 효과를 얻을 수 있다.
도 4b는, 백색 유기 발광 소자를 구성하는 녹색 서브 유기 발광 소자, 청색 서브 유기 발광 소자 및 적색 서브 유기 발광 소자 중에서 녹색 서브 유기 발광 소자만이 기준 도펀트 물질과 보조 도펀트 물질을 포함하는 경우에 있어서의, 백색광 색감 틀어짐(@ 시야각 60°) 그래프이다. 즉, 녹색 서브 유기 발광 소자만 제1 유기 발광층과 제2 유기 발광층 두 층에 각기 다른 도펀트 물질 즉, 기준 도펀트 물질과 보조 도펀트 물질을 사용하고, 나머지 청색 및 적색 서브 유기 발광 소자는 기준 도펀트 물질과 보조 도펀트 물질의 구별 없이 제1 유기 발광층과 제2 유기 발광층에 모두 동일한 도펀트 물질을 사용한 경우이다. 이 때, 색감 틀어짐은 국제조명위원회(Commission International de I'Eclairage, CIE)에서 정한 표준 측색 시스템에 의해 작성된 표준 색도도의 변위차를 말하는 바, 도 4b에서의 Δu'v'는 시야각 0° 에서의 백색광 표준 색도도와 시야각 60° 에서의 백색광 표준 색도도의 변위차이다. 동그란 점으로 표시된 그래프는 1:9의 중량비의 은(Ag)-마그네슘(Mg) 합금을 음극(CA)으로 사용한 경우(CA_1)에 해당하고, 사각형으로 표시된 그래프는 5:1의 중량비로 은(Ag)-마그네슘(Mg) 합금을 음극(CA)으로 사용한 경우(CA_2)에 해당한다.
CA_1 에 있어서, 초기 Δu'v'대비하여 더 낮은 Δu'v'를 가지는 XG 값(XG 는 녹색광에 대한 X 값을 의미한다) 구간(G/R)은 대략 0 nm < XG (CA_1) ≤ 6 nm 이다. 그리고 가장 작은 Δu’v’를 가지는 X 값은 4 nm 이다. 즉, CA_1 에 있어서, 녹색광을 방출하는 유기 발광 소자(100)의 기준 도펀트 물질의 PL 피크 파장과 보조 도펀트 물질의 PL 피크 파장의 차이가 4 nm 일 때, 백색광 색감 틀어짐이 가장 적다.
CA_2 에 있어서, 초기 Δu'v'대비하여 더 낮은 Δu'v'를 가지는 XG 값 구간(G/R)은 대략 0 nm < XG (CA_2) ≤ 6 nm 이다. 그리고 가장 작은 Δu’v’를 가지는 X 값은 4 nm 이다. 즉, CA_1 에 있어서, 녹색광을 방출하는 유기 발광 소자(100)의 기준 도펀트 물질의 PL 피크의 파장과 보조 도펀트 물질의 PL 피크의 파장의 차이가 4 nm 일 때, 백색광 색감 틀어짐이 가장 적다.
CA_1 의 초기 Δu'v'대비하여 더 낮은 Δu'v'를 가지는 XG 값 구간(G/R)과, CA_2 의 초기 Δu'v'대비하여 더 낮은 Δu'v'를 가지는 XG 값 구간(G/R)을 비교했을 때, 양자는 미소한 차이만이 난다. 따라서, 백색 유기 발광 소자에 일 구성요소로서의 녹색광을 발광하는 유기 발광 소자(100)는, 기준 도펀트 물질의 PL 피크의 파장과 보조 도펀트 물질의 PL 피크의 파장 사이의 차이가 대략 0 nm < XG ≤ 6 nm 을 만족할 때, 백색광 색감 틀어짐이 저감된다. 그리고, 녹색광을 발광하는 유기 발광 소자(100)에서는 음극(CA)의 물성과 무관하게 0 nm < XG ≤ 6 nm 의 조건을 만족하면, 시야각이 증가하더라도 색감 틀어짐이 저감됨에 따른 화질 개선 효과를 얻을 수 있다.
도 4c는, 백색 유기 발광 소자를 구성하는 적색 서브 유기 발광 소자, 녹색 서브 유기 발광 소자 및 청색 서브 유기 발광 소자 중에서 적색 서브 유기 발광 소자만이 기준 도펀트 물질과 보조 도펀트 물질을 포함하는 경우에 있어서의, 백색광 색감 틀어짐(@ 시야각 60°) 그래프이다. 즉, 적색 서브 유기 발광 소자만 제1 유기 발광층과 제2 유기 발광층 두 층에 각기 다른 도펀트 물질 즉, 기준 도펀트 물질과 보조 도펀트 물질을 사용하고, 나머지 녹색 및 청색 서브 유기 발광 소자는 기준 도펀트 물질과 보조 도펀트 물질의 구별 없이 제1 유기 발광층과 제2 유기 발광층에 모두 동일한 도펀트 물질을 사용한 경우이다. 이 때, 색감 틀어짐은 국제조명위원회(Commission International de I'Eclairage, CIE)에서 정한 표준 측색 시스템에 의해 작성된 표준 색도도의 변위차를 말하는 바, 도 4c에서의 Δu'v'는 시야각 0° 에서의 백색광 표준 색도도와 시야각 60° 에서의 백색광 표준 색도도의 변위차이다. 동그란 점으로 표시된 그래프는 1:9의 중량비의 은(Ag)-마그네슘(Mg) 합금을 음극으로 사용한 경우(CA_1)에 해당하고, 사각형으로 표시된 그래프는 5:1의 중량비로 은(Ag)-마그네슘(Mg) 합금을 음극으로 사용한 경우(CA_2)에 해당한다.
CA_1 에 있어서, 초기 Δu'v'대비하여 더 낮은 Δu'v'를 가지는 XR 값(XR는 적색광에 대한 X 값을 의미한다) 구간(R/R)은 대략 0 nm < XR(CA_1) ≤ 12 nm 이다. 그리고 가장 작은 Δu’v’를 가지는 XR 값은 8 nm 이다. 즉, CA_1 에 있어서, 적색광을 방출하는 유기 발광 소자(100)의 기준 도펀트 물질의 PL 피크 파장과 보조 도펀트 물질의 PL 피크 파장의 차이가 8 nm 일 때, 백색광 색감 틀어짐이 가장 낮다.
CA_2 에 있어서, 초기 Δu'v'대비하여 더 낮은 Δu'v'를 가지는 XR 값 구간(R/R)은 대략 0 nm < XR (CA_2) ≤ 12 nm 이다. 그리고 가장 작은 Δu’v’를 가지는 XR 값은 8 nm 이다. 즉, CA_1 에 있어서, 적색광을 방출하는 유기 발광 소자(100)의 기준 도펀트 물질의 PL 피크의 파장과 보조 도펀트 물질의 PL 피크의 파장의 차이가 8 nm 일 때, 백색광 색감 틀어짐이 가장 적다.
CA_1 의 초기 Δu'v'대비하여 더 낮은 Δu'v'를 가지는 XR 값 구간(R/R)과, CA_2 의 초기 Δu'v'대비하여 더 낮은 Δu'v'를 가지는 XR 값 구간(R/R)을 비교했을 때, 양자는 미소한 차이만이 난다. 따라서, 백색 유기 발광 소자에 일 구성요소로서의 적색광을 발광하는 유기 발광 소자(100)는, 기준 도펀트 물질의 PL 피크의 파장과 보조 도펀트 물질의 PL 피크의 파장 사이의 차이가 대략 0 nm < XR ≤ 12 nm 을 만족할 때, 백색광 색감 틀어짐이 저감된다. 그리고, 적색광을 발광하는 유기 발광 소자(100)에서는 음극(CA)의 물성과 무관하게 0 nm < XR ≤ 12 nm 의 조건을 만족하면, 시야각이 증가하더라도 색감 틀어짐이 저감됨에 따른 화질 개선 효과를 누릴 수 있다.
도 4a 내지 도 4c를 참조하면, XR 값 구간(R/R)의 최댓값 > XG 값 구간(G/R)의 최댓값 > XB 값 구간(B/R)의 최댓값의 경향성을 파악해 볼 수 있다. 이로부터, 본 발명의 실시예에 따른 백색 유기 발광 소자는, 예를 들어, XR, XG 및 XB 가 모두 0 nm 초과 15nm 이하의 범위를 만족하면서 동시에 XR > XG > XB 를 만족함으로써, 백색광 색감 틀어짐이 효과적으로 저감될 수 있다.
도 4a 내지 도 4c의 유기 발광 소자의 백색광 색감 틀어짐 그래프는, 백색 유기 발광 소자를 구성하는 세 가지 서브 유기 발광 소자들 중 하나의 X 값 만을 변동시키면서 도출해낸 그래프이다. 즉, 도 4a 는 XB 만을 점점 증가시키되 XR, XG는 0(zero)로 고정되어 있는 조건에서의 백색광 색감 틀어짐 그래프이고, 도 4b 는 XG 만을 점점 증가시키되 XR, XB는 0(zero)로 고정되어 있는 조건에서의 백색광 색감 틀어짐 그래프이고, 도 4c 는 XR 만을 점점 증가시키되 XG , XB는 0(zero)로 고정되어 있는 조건에서의 백색광 색감 틀어짐 그래프이다. 따라서, 이하에서 도 5a 내지 도 5c를 참조하여 XR , XG , XB 를 함께 변동시키면서 백색광 색감 틀어짐이 최소화되는 최적 조건을 설명한다.
도 5a 내지 도 5c는, 보조 도펀트 물질과 주 도펀트 물질을 포함하는, 청색, 녹색 및 적색 서브 유기 발광 소자로 구성되면서 백색광을 발광하는, 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자의 백색광 색감 틀어짐(white color shift) 등고선 그래프(contour graph)이다. 즉, 도 5a 내지 도 5c의 유기 발광 소자는 청색, 녹색 및 적색 서브 유기 발광 소자(100)가 모두 도 3의 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자(100)에 해당하고, 이들의 조합으로써 백색광을 발광하는 백색 유기 발광 소자이다. 도 5a 내지 도 5c를 참조하여, 청색, 녹색 및 적색 서브 유기 발광 소자(100)의 X 값이 무슨 값을 가질 때, 도 5a 도 5c의 유기 발광 소자가 시야각에 무관하게 백색광의 색감이 유지되는지 살펴보면 다음과 같다.
도 5a는, 백색 유기 발광 소자가, X 값이 1nm인(XB=2nm) 청색 서브 유기 발광 소자(100)에 대하여, X축에 적색 서브 유기 발광 소자의 X 값(XR)을, Y축에 녹색 서브 유기 발광 소자의 X 값(XG)을 각각 나타내어 각 조합마다의 백색광의 Δu'v'를 나타낸 등고선 그래프이다. 가장 작은 Δu’v’를 나타내는 영역의 면적이 매우 좁은 것을 알 수 있다. 그리고, XB=1nm 일 경우에는, XR=8nm 이면서 XG=4nm 의 조합을 가질 때, 백색광의 Δu'v'가 최소화됨을 알 수 있다.
도 5b는, 백색 유기 발광 소자가, X 값이 2nm인(XB=2nm) 청색 서브 유기 발광 소자(100)에 대하여, X축에 적색 서브 유기 발광 소자의 X 값(XR)을, Y축에 녹색 서브 유기 발광 소자의 X 값(XG)을 각각 나타내어 각 조합마다의 백색광의 Δu'v'를 나타낸 등고선 그래프이다. 가장 작은 Δu’v’를 나타내는 영역의 면적이 도 5a에서의 영역 대비하여 비교적 넓은 것을 알 수 있다. 이로부터, 도 5a에 도시된 경우의 백색 유기 발광 소자보다, 도 5b에 도시된 경우의 백색 유기 발광 소자가 더욱 백색광의 Δu'v'가 최소화됨을 알 수 있다. 그리고, XB=2nm 일 경우에는, XR=(8nm 이상 9 nm 이하)이고 XG=4nm 의 조합을 가질 때, 백색광의 Δu'v'가 최소화됨을 알 수 있다.
도 5c는, 백색 유기 발광 소자가, X 값이 3nm인(XB=3nm) 청색 서브 유기 발광 소자(100)에 대하여, X축에 적색 서브 유기 발광 소자의 X 값(XR)을, Y축에 녹색 서브 유기 발광 소자의 X 값(XG)을 각각 나타내어 각 조합마다의 백색광의 Δu'v'를 나타낸 등고선 그래프이다. 가장 작은 Δu’v’를 나타내는 영역의 면적이 도 5b에서의 영역 대비하여 작은 것을 알 수 있다. 이로부터, 도 5c에 도시된 경우의 백색 유기 발광 소자보다, 도 5b에 도시된 경우의 백색 유기 발광 소자가 더욱 백색광의 Δu'v'가 최소화됨을 알 수 있다. 그리고, XB=3nm 일 경우에는, XR=8nm 이고 XG=4nm 의 조합을 가질 때, 백색광의 Δu'v'가 최소화됨을 알 수 있다.
도 5a 내지 도 5c의 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자는, 세 가지 구성 요소인 청색, 녹색 및 적색 서브 유기 발광 소자(100)가 각각 XB=2nm, XG=4nm, XR=(8nm 이상 9 nm 이하)의 조건을 만족할 때, 백색광의 Δu'v'가 최소화됨을 알 수 있다. 이로부터 XR, XG 및 XB 가 모두 0 nm 초과 15nm 이하의 범위를 만족하면서 동시에 XR > XG > XB 를 만족하는 경우에, 백색광 색감 틀어짐이 효과적으로 저감될 수 있음을 알 수 있다.
이하에서, 도 6 내지 도 8을 참조하여 비교예와 실시예 간의 시야각에 따른 백색광 색감 틀어짐의 정도를 비교하여 보기로 한다.
비교예는 청색 서브 유기 발광 소자, 녹색 서브 유기 발광 소자 및 적색 서브 유기 발광 소자를 포함하는 백색 유기 발광 소자이다. 그리고, 청색 서브 유기 발광 소자의 청색 제1 유기 발광층과 청색 제2 유기 발광층은 동일한 도펀트 물질로 제2 유기 발광층은 동일한 도펀트 물질로 도핑되어 있다. 그리고, 적색 서브 유기 발광 소자의 적색 제1 유기 발광층과 적색 제2 유기 발광층은 동일한 도펀트 물질로 도핑되어 있다. 즉, 비교예는 XR, XG 및 XB 가 모두 0 nm 인 백색 유기 발광 소자이다.
실시예는 청색 서브 유기 발광 소자, 녹색 서브 유기 발광 소자 및 적색 서브 유기 발광 소자를 포함하는 백색 유기 발광 소자이다. 그리고, 청색 서브 유기 발광 소자의 청색 제1 유기 발광층과 청색 제2 유기 발광층은 서로 다른 도펀트 물질로 도핑되어 있다. 보다 구체적으로, (XB 가 2nm 이다.) 그리고, 녹색 서브 유기 발광 소자의 녹색 제1 유기 발광층과 녹색 제2 유기 발광층은 서로 다른 도펀트 물질로 도핑되어 있다. 보다 구체적으로, (XB 가 4nm 이다.) 그리고, 적색 서브 유기 발광 소자의 적색 제1 유기 발광층과 적색 제2 유기 발광층은 서로 다른 도펀트 물질로 도핑되어 있다. 보다 구체적으로, (XB 가 8nm 이다.) 즉, 실시예는 XR, XG 및 XB 가 각각 XR = 8nm, XG = 4nm, XB = 2nm 인 백색 유기 발광 소자이다.
백색 유기 발광 소자의 경우, 원하는 색도의 백색광(즉, 특정한 백색 u'v'좌표를 가지는 백색광, 예를 들어 u'= 0.198,v'= 0.468)을 구현하기 위하여 각 청색 서브 유기 발광 소자와 녹색 서브 유기 발광 소자와 적색 서브 유기 발광 소자에서 발생하는 각각의 광의 색도와, 각각의 광의 휘도 조합 비율을 적절하게 설계한다.
도 6 및 도 7의 그래프는 백색 유기 발광 소자가 백색광을 구현하기 위한, 시야각 0°에서의 청색광, 녹색광 및 적색광의 조합을 100% 라고 하였을 때, 시야각이 점점 증가함에 따라 청색광, 녹색광 및 적색광 각각의 휘도 비율이 얼마나 틀어지는지를 도시하고 있다. 도 6은 비교예에 대한 그래프이고, 도 7은 실시예에 대한 그래프인데, 도 6 및 도 7의 각 그래프를 비교해 보면, 도 6의 비교예에 대한 그래프는 시야각 0°대비하여 시야각이 증가할수록 청색광, 녹색광 및 적색광 모두 휘도 비율이 변동하는 것을 알 수 있다. 이로부터 비교예의 백색 유기 발광 소자는 시야각이 변함에 따라서 백색광의 색감이 틀어질 것임을 예상할 수 있다. 반면, 도 7의 실시예에 대한 그래프는 시야각 0°대비하여 시야각이 증가할수록 청색광, 녹색광 및 적색광 모두 휘도 비율이 거의 일정한 것을 알 수 있다. 이로부터 실시예의 백색 유기 발광 소자는 시야각이 변하더라도 백색광의 색감이 틀어지지 않거나 아주 미소한 차이로 틀어지는 데에 불과할 것임을 예상할 수 있다.
이하에서 도 8을 참조하여 비교예와 실시예의 시야각에 따른 백색광 색감 틀어짐의 정도를 비교하여 후술한다.
도 8의 그래프는 백색 유기 발광 소자에 대한 시야각이 점점 증가함에 따라 백색광의 색감이 얼마나 틀어지는지를 도시하고 있다. 도 8에서 실시예에 대한 그래프는 사각형 형상의 점으로 표시되어 있고, 비교예에 대한 그래프는 원형 형상의 점으로 표시되어 있다. 비교예에 대한 그래프는 시야각 0°대비하여 시야각이 증가할수록 백색광 표준 색도도가 급격하게 변화하여, 시야각 60°에서는 0.031 의 변위차를 나타낸다. 이로부터 비교예의 백색 유기 발광 소자는 시야각이 변함에 따라서 백색광의 색감 틀어짐이 크게 일어난다는 것을 알 수 있다. 반면, 실시예에 대한 그래프는 시야각 0°대비하여 시야각이 증가할수록 백색광 표준 색도도가 약간 변화하기는 하지만, 그 정도가 아주 미미하여, 시야각 60°에서는 0.004 의 변위차를 나타낸다. 이로부터 비교예의 백색 유기 발광 소자는 시야각이 변함에 따라서 백색광의 색감 틀어짐이 거의 일어나지 않음을 알 수 있다.
나아가 도 9를 참조하여, 비교예와 실시예의 시야각에 따른 휘도 변화를 비교하여 후술한다.
도 9의 그래프는 백색 유기 발광 소자에 대한 시야각이 점점 증가함에 따라 백색광의 휘도가 얼마나 감소하는지를 도시하고 있다. 보다 구체적으로, 도 9의 그래프는 백색 유기 발광 소자가 백색광을 구현함에 있어, 시야각 0°에서의 백색광의 휘도를 100% 라고 하였을 때, 시야각이 점점 증가함에 따라 백색광의 휘도가 얼마나 낮아지는지를 도시하고 있다. 도 9에서 실시예에 대한 그래프는 사각형 형상의 점으로 표시되어 있고, 비교예에 대한 그래프는 원형 형상의 점으로 표시되어 있다. 전체 시야각 범위에서, 실시예에 대한 그래프가 비교예에 대한 그래프 대비 상단에 위치한다. 이로부터 시야각 0°에서의 휘도를 기준으로 시야각이 변하더라도 그 휘도가 저감되는 비율이, 비교예보다 실시예가 더 낮음을 알 수 있다. 특히, 시야각 45°를 비교해 보면, 비교예는 시야각 0°에서의 휘도의 43%의 휘도를 내는 것에 불과한 반면, 실시예는 시야각 0°에서의 휘도의 58%의 휘도를 낸다는 것을 알 수 있다. 즉, 비교예 대비, 실시예의 백색 유기 발광 소자가, 측면에서 바라볼 때 보다 우수한 휘도를 제공한다.
본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자는 다음과 같이 설명될 수도 있다.
본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자는 서로 대향하여 이격된 양극 및 음극; 양극과 음극 사이에 적층된, 제1 유기 발광층을 포함하는 제1 발광유닛, 전하생성층 및 제2 유기 발광층을 포함하는 제2 발광유닛;을 포함하고 제1 유기 발광층과 제2 유기 발광층 중 어느 하나에는 주(主) 도펀트 물질이 도핑되고, 나머지 하나에는 주 도펀트 물질과 동일한 색의 광을 발광하는 보조 도펀트 물질이 도핑되고, 주 도펀트 물질의 PL 피크는 보조 도펀트 물질의 PL 피크보다, 0 nm 초과 15 nm 이하의 범위에 위치한다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자에서 주 도펀트 물질의 PL 피크는 보조 도펀트 물질의 PL 피크보다, 0 nm 초과 15 nm 이하의 범위 내에서, 상대적으로 장파장 영역에 위치한다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자에서 유기 발광 소자의 시야각 0° 에서의 아웃 커플링 에미턴스 스펙트럼 커브의 피크는, 보조 도펀트 물질의 PL 피크보다 주 도펀트 물질의 PL 피크에 더 가까울 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자에서 유기 발광 소자의 시야각 60° 에서의 아웃 커플링 에미턴스 스펙트럼 커브의 피크는, 주 도펀트 물질의 PL 피크보다 보조 도펀트 물질의 PL 피크에 더 가까울 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자에서 제1 발광유닛이, 제2 발광유닛보다 양극에 상대적으로 더 가까이 위치하고, 제1 유기 발광층의 제1 호스트 물질에 주 도펀트 물질이 도핑되고, 제2 유기 발광층의 제2 호스트 물질에 보조 도펀트 물질이 도핑될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자에서 제1 발광유닛에서 발광하는 색과 제2 발광유닛에서 발광하는 색이 동일할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자에서 주 도펀트 물질과 보조 도펀트 물질은 서로 다른 물질일 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자에서 제1 발광유닛 및 제2 발광유닛에서 발광하는 색은 청색이고, 주 도펀트 물질의 PL 피크와 보조 도펀트 물질의 PL 피크의 파장 차이가 0 nm 초과이고, 4 nm 이하일 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자에서 주 도펀트 물질은 제1 유기 발광층에 포함되고, 제1 발광유닛보다 제2 발광유닛이 음극에 더 가까이 위치할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자에서 제1 발광유닛 및 제2 발광유닛에서 발광하는 색은 녹색이고, 주 도펀트 물질의 PL 피크와 보조 도펀트 물질의 PL 피크의 파장 차이가 0 nm 초과이고, 6 nm 이하일 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자에서 주 도펀트 물질은 제1 유기 발광층에 포함되고, 제1 발광유닛보다 제2 발광유닛이 음극에 더 가까이 위치할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자에서 제1 발광유닛 및 제2 발광유닛에서 발광하는 색은 적색이고, 제1 도펀트 물질의 PL 피크와 제2 도펀트 물질의 PL 피크의 파장 차이가 0 nm 초과이고, 12 nm 이하일 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자에서 주 도펀트 물질은 제1 유기 발광층에 포함되고, 제1 발광유닛보다 제2 발광유닛이 음극에 더 가까이 위치할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자에서 유기 발광 소자는 탑 에미션 유기 발광 소자일 수 있다. 다른 측면에서, 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자는, 적색 제1 발광유닛, 전하 생성층 및 적색 제2 발광유닛을 포함하는 적색 서브 유기 발광 소자; 녹색 제1 발광유닛, 전하 생성층 및 녹색 제2 발광유닛을 포함하는 녹색 서브 유기 발광 소자; 및 청색 제1 발광유닛, 전하 생성층, 및 청색 제2 발광유닛을 포함하는 청색 서브 유기 발광 소자를 포함하고, 적색 제1 발광유닛은 적색 주 도펀트 물질이 도핑된 적색 제1 유기 발광층을 포함하고, 적색 제2 발광유닛은 적색 보조 도펀트 물질이 도핑된 적색 제2 유기 발광층을 포함하고, 녹색 제1 발광유닛은 녹색 주 도펀트 물질이 도핑된 녹색 제1 유기 발광층을 포함하고, 녹색 제2 발광유닛은 녹색 보조 도펀트 물질이 도핑된 녹색 제2 유기 발광층을 포함하고, 청색 제1 발광유닛은 청색 주 도펀트 물질이 도핑된 청색 제1 유기 발광층을 포함하고, 청색 제2 발광유닛은 청색 보조 도펀트 물질이 도핑된 청색 제2 유기 발광층을 포함하고, 적색 주 도펀트 물질의 PL 피크의 파장과 적색 보조 도펀트 물질의 PL 피크의 파장의 차이의 절댓값을 XR 라 하고, 녹색 주 도펀트 물질의 PL 피크의 파장과 녹색 보조 도펀트 물질의 PL 피크의 파장의 차이의 절댓값을 XG 라 하고, 청색 주 도펀트 물질의 PL 피크의 파장과 청색 보조 도펀트 물질의 PL 피크의 파장의 차이의 절댓값을 XB 라 할 때, XR, XG 및 XB 중 적어도 하나는 0(zero)보다 크다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자에서, XR, XG 및 XB는 XR > XG > XB 를 만족하할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자에서 XB는 XB > 0(zero) 를 만족할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자에서 적색 서브 유기 발광 소자는 양극과 음극을 더 포함하며, 양극과 음극 사이에 적색 제1 발광유닛, 전하 생성층 및 적색 제2 발광유닛이 순차로 적층되어 위치하고, 적색 보조 도펀트 물질의 PL 피크의 파장이 적색 주 도펀트 물질의 PL 피크의 파장보다 더 단파장 영역에 있을 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자에서 녹색 서브 유기 발광 소자는 양극과 음극을 더 포함하며, 양극과 음극 사이에 녹색 제1 발광유닛, 전하 생성층 및 녹색 제2 발광유닛이 순차로 적층되어 위치하고, 녹색 보조 도펀트 물질의 PL 피크의 파장이 녹색 주 도펀트 물질의 PL 피크의 파장보다 더 단파장 영역에 있을 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자에서 청색 서브 유기 발광 소자는 양극과 음극을 더 포함하며, 양극과 음극 사이에 청색 제1 발광유닛, 전하 생성층 및 청색 제2 발광유닛이 순차로 적층되어 위치하고, 청색 보조 도펀트 물질의 PL 피크의 파장이 청색 주 도펀트 물질의 PL 피크의 파장보다 더 단파장 영역에 있을 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다. 따라서, 본 발명에 개시된 다양한 실시예는 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 다양한 실시예는 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.
100: 유기 발광 소자 110: 제1 발광유닛
130: 제2 발광유닛 120: 전하 생성층
AD: 양극 CA: 음극
111: 제1 정공 수송층 112: 제1 유기 발광층
113: 제1 전자 수송층 131: 제2 정공 수송층
132: 제2 유기 발광층 133: 제2 전자 수송층

Claims (20)

  1. 서로 대향하여 이격된 양극 및 음극;
    상기 양극과 상기 음극 사이에 적층된, 제1 유기 발광층을 포함하는 제1 발광유닛, 전하생성층 및 제2 유기 발광층을 포함하는 제2 발광유닛;을 포함하고
    상기 제1 유기 발광층과 상기 제2 유기 발광층 중 어느 하나에는 주(主) 도펀트 물질이 도핑되고, 나머지 하나에는 상기 주 도펀트 물질과 동일한 색의 광을 발광하는 보조 도펀트 물질이 도핑되고,
    상기 주 도펀트 물질의 PL 피크는 상기 보조 도펀트 물질의 PL 피크보다, 0 nm 초과 15 nm 이하의 범위에 위치하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 주 도펀트 물질의 PL 피크는 상기 보조 도펀트 물질의 PL 피크보다, 0 nm 초과 15 nm 이하의 범위 내에서, 상대적으로 장파장 영역에 위치하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 유기 발광 소자의 시야각 0° 에서의 아웃 커플링 에미턴스 스펙트럼 커브의 피크는, 상기 보조 도펀트 물질의 PL 피크보다 상기 주 도펀트 물질의 PL 피크에 더 가까운 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 유기 발광 소자의 시야각 60° 에서의 아웃 커플링 에미턴스 스펙트럼 커브의 피크는, 상기 주 도펀트 물질의 PL 피크보다 상기 보조 도펀트 물질의 PL 피크에 더 가까운 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 제1 발광유닛이, 상기 제2 발광유닛보다 상기 양극에 더 가까이 위치하고,
    상기 제1 유기 발광층의 제1 호스트 물질에 상기 주 도펀트 물질이 도핑되고, 상기 제2 유기 발광층의 제2 호스트 물질에 상기 보조 도펀트 물질이 도핑되는 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 발광유닛에서 발광하는 색과 상기 제2 발광유닛에서 발광하는 색이 동일한 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 주 도펀트 물질과 상기 보조 도펀트 물질은 서로 다른 물질인 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1 발광유닛 및 상기 제2 발광유닛에서 발광하는 색은 청색이고,
    상기 주 도펀트 물질의 PL 피크와 상기 보조 도펀트 물질의 PL 피크의 파장 차이가 0 nm 초과이고, 4 nm 이하인 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 주 도펀트 물질은 상기 제1 유기 발광층에 포함되고,
    상기 제1 발광유닛보다 상기 제2 발광유닛이 상기 음극에 더 가까이 위치하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제1 발광유닛 및 상기 제2 발광유닛에서 발광하는 색은 녹색이고,
    상기 주 도펀트 물질의 PL 피크와 상기 보조 도펀트 물질의 PL 피크의 파장 차이가 0 nm 초과이고, 6 nm 이하인 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 주 도펀트 물질은 상기 제1 유기 발광층에 포함되고,
    상기 제1 발광유닛보다 상기 제2 발광유닛이 상기 음극에 더 가까이 위치하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 제1 발광유닛 및 상기 제2 발광유닛에서 발광하는 색은 적색이고,
    상기 제1 도펀트 물질의 PL 피크와 상기 제2 도펀트 물질의 PL 피크의 파장 차이가 0 nm 초과이고, 12 nm 이하인 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 주 도펀트 물질은 상기 제1 유기 발광층에 포함되고,
    상기 제1 발광유닛보다 상기 제2 발광유닛이 상기 음극에 더 가까이 위치하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 유기 발광 소자는 탑 에미션 유기 발광 소자인 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자.
  15. 적색 제1 발광유닛, 전하 생성층 및 적색 제2 발광유닛을 포함하는 적색 서브 유기 발광 소자;
    녹색 제1 발광유닛, 상기 전하 생성층 및 녹색 제2 발광유닛을 포함하는 녹색 서브 유기 발광 소자; 및
    청색 제1 발광유닛, 상기 전하 생성층, 및 청색 제2 발광유닛을 포함하는 청색 서브 유기 발광 소자를 포함하고,
    상기 적색 제1 발광유닛은 적색 주 도펀트 물질이 도핑된 적색 제1 유기 발광층을 포함하고, 상기 적색 제2 발광유닛은 적색 보조 도펀트 물질이 도핑된 적색 제2 유기 발광층을 포함하고,
    상기 녹색 제1 발광유닛은 녹색 주 도펀트 물질이 도핑된 녹색 제1 유기 발광층을 포함하고, 상기 녹색 제2 발광유닛은 녹색 보조 도펀트 물질이 도핑된 녹색 제2 유기 발광층을 포함하고,
    상기 청색 제1 발광유닛은 청색 주 도펀트 물질이 도핑된 청색 제1 유기 발광층을 포함하고, 상기 청색 제2 발광유닛은 청색 보조 도펀트 물질이 도핑된 청색 제2 유기 발광층을 포함하고,
    상기 적색 주 도펀트 물질의 PL 피크의 파장과 상기 적색 보조 도펀트 물질의 PL 피크의 파장의 차이의 절댓값을 XR 라 하고,
    상기 녹색 주 도펀트 물질의 PL 피크의 파장과 상기 녹색 보조 도펀트 물질의 PL 피크의 파장의 차이의 절댓값을 XG 라 하고,
    상기 청색 주 도펀트 물질의 PL 피크의 파장과 상기 청색 보조 도펀트 물질의 PL 피크의 파장의 차이의 절댓값을 XB 라 할 때,
    상기 XR, 상기 XG 및 상기 XB 중 적어도 하나는 0(zero)보다 큰 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 XR, 상기 XG 및 상기 XB는
    XR > XG > XB 를 만족하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 XB는 XB > 0(zero) 를 만족하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자.
  18. 제15항에 있어서,
    상기 적색 서브 유기 발광 소자는 양극과 음극을 더 포함하며, 상기 양극과 상기 음극 사이에 상기 적색 제1 발광유닛, 상기 전하 생성층 및 상기 적색 제2 발광유닛이 순차로 적층되어 위치하고,
    상기 적색 보조 도펀트 물질의 PL 피크의 파장이 상기 적색 주 도펀트 물질의 PL 피크의 파장보다 더 단파장 영역에 있는 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자.
  19. 제15항에 있어서,
    상기 녹색 서브 유기 발광 소자는 양극과 음극을 더 포함하며, 상기 양극과 상기 음극 사이에 상기 녹색 제1 발광유닛, 상기 전하 생성층 및 상기 녹색 제2 발광유닛이 순차로 적층되어 위치하고,
    상기 녹색 보조 도펀트 물질의 PL 피크의 파장이 상기 녹색 주 도펀트 물질의 PL 피크의 파장보다 더 단파장 영역에 있는 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자.
  20. 제15항에 있어서,
    상기 청색 서브 유기 발광 소자는 양극과 음극을 더 포함하며, 상기 양극과 상기 음극 사이에 상기 청색 제1 발광유닛, 상기 전하 생성층 및 상기 청색 제2 발광유닛이 순차로 적층되어 위치하고,
    상기 청색 보조 도펀트 물질의 PL 피크의 파장이 상기 청색 주 도펀트 물질의 PL 피크의 파장보다 더 단파장 영역에 있는 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자.
KR1020150190121A 2015-12-30 2015-12-30 유기 발광 소자 KR102520026B1 (ko)

Priority Applications (9)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150190121A KR102520026B1 (ko) 2015-12-30 2015-12-30 유기 발광 소자
CN201610497407.9A CN106935711B (zh) 2015-12-30 2016-06-29 有机发光装置
EP16176849.4A EP3188273B1 (en) 2015-12-30 2016-06-29 Organic light emitting device
US15/198,640 US20170194388A1 (en) 2015-12-30 2016-06-30 Organic light emitting device
US16/994,262 US11557633B2 (en) 2015-12-30 2020-08-14 Organic light emitting device
US18/083,464 US20230121987A1 (en) 2015-12-30 2022-12-16 Organic light emitting device
KR1020230044628A KR20230048497A (ko) 2015-12-30 2023-04-05 유기 발광 소자
US18/539,177 US20240147799A1 (en) 2015-12-30 2023-12-13 Organic light emitting device
US18/539,207 US20240147800A1 (en) 2015-12-30 2023-12-13 Organic light emitting device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150190121A KR102520026B1 (ko) 2015-12-30 2015-12-30 유기 발광 소자

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020230044628A Division KR20230048497A (ko) 2015-12-30 2023-04-05 유기 발광 소자

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20170079487A true KR20170079487A (ko) 2017-07-10
KR102520026B1 KR102520026B1 (ko) 2023-04-07

Family

ID=56289422

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150190121A KR102520026B1 (ko) 2015-12-30 2015-12-30 유기 발광 소자
KR1020230044628A KR20230048497A (ko) 2015-12-30 2023-04-05 유기 발광 소자

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020230044628A KR20230048497A (ko) 2015-12-30 2023-04-05 유기 발광 소자

Country Status (4)

Country Link
US (5) US20170194388A1 (ko)
EP (1) EP3188273B1 (ko)
KR (2) KR102520026B1 (ko)
CN (1) CN106935711B (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200002180A (ko) * 2018-06-29 2020-01-08 엘지디스플레이 주식회사 유기 발광 소자를 이용한 조명 장치

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102382005B1 (ko) * 2015-05-13 2022-04-01 삼성디스플레이 주식회사 유기 발광 표시 장치
US11367837B2 (en) * 2018-07-20 2022-06-21 Samsung Electronics Co., Ltd. Organic light-emitting device
GB202010088D0 (en) 2020-07-01 2020-08-12 Savvy Science Novel light emitting device architectures
KR20230111222A (ko) * 2020-11-26 2023-07-25 이데미쓰 고산 가부시키가이샤 유기 일렉트로루미네센스 소자, 유기 일렉트로루미네센스 발광 장치 및 전자 기기

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150062759A (ko) * 2013-11-29 2015-06-08 엘지디스플레이 주식회사 유기 발광 장치
KR20150078570A (ko) * 2013-12-31 2015-07-08 엘지디스플레이 주식회사 유기 전계 발광 소자

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050100760A1 (en) * 2003-10-24 2005-05-12 Pentax Corporation White organic electroluminescent device
TWI224943B (en) * 2003-10-29 2004-12-01 Au Optronics Corp Organic electroluminescence device and fabricating method thereof
KR100670383B1 (ko) * 2006-01-18 2007-01-16 삼성에스디아이 주식회사 유기 발광 소자 및 이를 구비한 평판 표시 장치
US20090001885A1 (en) * 2007-06-27 2009-01-01 Spindler Jeffrey P Tandem oled device
US8877350B2 (en) * 2007-12-11 2014-11-04 Global Oled Technology Llc White OLED with two blue light-emitting layers
KR100944909B1 (ko) 2008-02-27 2010-03-03 주식회사 유라코퍼레이션 그로멧
KR101074787B1 (ko) * 2008-12-26 2011-10-19 삼성모바일디스플레이주식회사 유기 발광 소자
JP5162554B2 (ja) * 2009-09-25 2013-03-13 パナソニック株式会社 有機電界発光素子
KR101351410B1 (ko) 2009-09-29 2014-01-14 엘지디스플레이 주식회사 백색 유기 발광 소자
US8633475B2 (en) * 2010-07-16 2014-01-21 Idemitsu Kosan Co., Ltd. Organic electroluminescence device and a method for producing the device
TW201324761A (zh) * 2011-12-08 2013-06-16 Au Optronics Corp 電激發光顯示面板之畫素結構
US9655199B2 (en) * 2012-05-30 2017-05-16 Universal Display Corporation Four component phosphorescent OLED for cool white lighting application
KR101429725B1 (ko) * 2012-10-31 2014-08-12 엘지디스플레이 주식회사 유기전계발광표시장치 및 이의 제조방법
KR102016068B1 (ko) * 2012-11-30 2019-08-29 엘지디스플레이 주식회사 유기 발광 표시 장치
KR102331042B1 (ko) * 2015-08-31 2021-11-24 엘지디스플레이 주식회사 유기 발광 소자

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150062759A (ko) * 2013-11-29 2015-06-08 엘지디스플레이 주식회사 유기 발광 장치
KR20150078570A (ko) * 2013-12-31 2015-07-08 엘지디스플레이 주식회사 유기 전계 발광 소자

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200002180A (ko) * 2018-06-29 2020-01-08 엘지디스플레이 주식회사 유기 발광 소자를 이용한 조명 장치

Also Published As

Publication number Publication date
US20200381490A1 (en) 2020-12-03
CN106935711A (zh) 2017-07-07
US11557633B2 (en) 2023-01-17
KR102520026B1 (ko) 2023-04-07
KR20230048497A (ko) 2023-04-11
US20170194388A1 (en) 2017-07-06
CN106935711B (zh) 2018-12-14
US20240147800A1 (en) 2024-05-02
EP3188273A1 (en) 2017-07-05
US20230121987A1 (en) 2023-04-20
EP3188273B1 (en) 2018-12-12
US20240147799A1 (en) 2024-05-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10411194B2 (en) Organic light emitting display device
US10879481B2 (en) Organic light emitting display device
US9761823B2 (en) Organic light emitting display device
KR102353804B1 (ko) 유기 발광 소자
EP3010056B1 (en) Organic light emitting diode device
US11557633B2 (en) Organic light emitting device
KR20160024074A (ko) 유기 발광 소자 및 그의 제조 방법
KR20220024377A (ko) 유기 발광 소자 및 이를 포함하는 유기 발광 표시 장치
KR101941084B1 (ko) 유기전계발광소자
KR20220018535A (ko) 유기발광 표시장치
KR20180047601A (ko) 유기 발광 소자 및 이를 이용한 유기 발광 표시 장치
KR102536929B1 (ko) 유기 발광 소자
KR102393090B1 (ko) 유기 발광 소자
KR102574241B1 (ko) 유기 발광 소자 및 이를 이용한 유기 발광 표시 장치
KR102358545B1 (ko) 유기발광 표시장치
KR102272053B1 (ko) 백색 유기 발광 소자
KR20160079268A (ko) 유기 발광 소자
KR102272943B1 (ko) 백색 유기 발광 소자
KR20150125159A (ko) 백색 유기 발광 소자
KR20160003463A (ko) 개선된 색 좌표 및 효율을 가지는 청색 인광 유기발광 다이오드

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
A107 Divisional application of patent
GRNT Written decision to grant