WO2013180535A1 - 유기전계발광소자 - Google Patents

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WO2013180535A1
WO2013180535A1 PCT/KR2013/004845 KR2013004845W WO2013180535A1 WO 2013180535 A1 WO2013180535 A1 WO 2013180535A1 KR 2013004845 W KR2013004845 W KR 2013004845W WO 2013180535 A1 WO2013180535 A1 WO 2013180535A1
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light emitting
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type organic
organic compound
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강민수
문제민
함윤혜
장성수
유진아
이재인
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Definitions

  • the present disclosure relates to an organic electroluminescent device.
  • the organic electroluminescent device converts current into visible light by injecting electrons and holes into the organic material layer from two electrodes.
  • the organic light emitting display device may have a multilayer structure including two or more organic material layers.
  • the organic light emitting device may further include an electron or hole injection layer, an electron or hole blocking layer, or an electron or hole transport layer, in addition to the light emitting layer.
  • An organic light emitting display device is an anode; Cathode; And a light emitting layer provided between the anode and the cathode, and includes a light scattering insect provided between the light emitting layer and the cathode.
  • the organic light emitting diode includes: a first charge transport path provided between the light emitting layer and the cathode; And a second charge transport path provided between the light emitting layer and the anode,
  • the crab 1 charge transport path includes a giant U P-type organic material layer adjacent to the cathode; And a first n-type organic compound layer provided between the first P-type organic materialworm and the light emitting layer.
  • the light scattering layer may be the first p-type organic compound layer, or the light scattering layer may be provided between the first p-type organic compound layer and the first n-type organic compound layer.
  • the organic light emitting device is A buffer layer provided between the light emitting layer and the cathode,
  • the buffer layer is adjacent to the cathode and has a first p-type organic compound layer; And a first n-type organic compound layer provided between the first P-type organic compound layer and the light emitting layer.
  • the light scattering layer is the first P-type organic compound layer, or the light scattering layer is provided between the first p-type organic compound layer and the first n-type organic compound layer.
  • the organic light emitting device is provided between the light emitting layer and the cathode, the first P-type organic compound layer; And a first n-type organic compound layer provided between the light emitting layer and the first p-type organic compound layer,
  • the light scattering layer is the first P-type organic compound layer, or the light scattering layer is provided between the first p-type organic compound layer and the first n-type organic compound layer.
  • Embodiments according to the present specification can improve the light extraction efficiency by changing the path of the light generated inside the device by the light scattering layer.
  • 1 to 3 illustrate a lamination structure of an organic layer of an organic light emitting display device according to exemplary embodiments of the present specification, respectively.
  • FIG. 4 illustrates charge transfer between the first p-type organic compound layer and the cathode in the organic light emitting display device illustrated in FIGS. 2 and 3.
  • FIG. 5 illustrates charge transfer between the light emitting layer, the first n-type organic material layer, the C-type P-type organic material insect, and the cathode in the organic light emitting display device shown in FIG. 3.
  • 6 and 7 illustrate charge transfer between a light emitting layer, a first n-type organic compound layer, a system 1P-type organic compound layer, and a cathode in an organic light emitting display device according to still another exemplary embodiment of the present specification.
  • 10A to 10F are SEM photographs photographing the surface characteristics of the light scattering layer prepared in the experimental example.
  • 11A to 11C are SEM images of surface characteristics of the organic material layer formed in the experimental example.
  • n-type means n-type semiconductor characteristics.
  • n The type organic compound layer is an organic layer having a property of injecting or transporting electrons at the LUM0 energy level, and this is an organic layer having a property of a material whose electron mobility is greater than that of the hole.
  • P-type means P-type semiconductor characteristics.
  • the p-type organic material layer is an organic material layer having a property of injecting or transporting holes at the highest occupied molecular orbital (HO0) energy level, which is an organic material layer having a property of a material in which hole ions are larger than electron mobility.
  • the 'organic material layer for transporting charge on the HOMO energy level' and the p-type organic material layer may be used as the same meaning.
  • the 'organic material layer transporting charge at the LUM0 energy level' and the n-type organic material layer may be used in the same sense.
  • the energy level means the magnitude of energy. Therefore, even when the energy level is displayed in the negative (-) direction from the vacuum level, the energy level is interpreted to mean the absolute value of the corresponding energy value.
  • HOMO energy level means the distance from the vacuum level to the highest occupied molecular orbital.
  • LUM0 energy level means the distance from the vacuum level to the lowest unoccupied molecular orbital.
  • the charge means electrons or holes.
  • the 'charge transport path' means a path through which electrons or holes are transported.
  • the path may be at an interlayer interface or may be made through additional layers.
  • the first charge transport path includes a first p-type organic layer and a first n-type organic compound layer.
  • the second charge transport path may include only an interface between the anode and the light emitting layer, or may include a layer further provided between the anode and the light emitting layer.
  • 'non-doped' means that the organic material constituting the organic material layer is not doped by a material having different properties.
  • the 'undoped' organic layer is a P-type material, it may mean that the n-type material is not doped.
  • the non-organic inorganic material is not doped in the P-type organic material.
  • Organic materials having the same properties, for example, P-type properties may be used by mixing two or more because their properties are similar.
  • An undoped organic material layer means a case where the property is made only of a material having the same kind of property.
  • an organic light emitting device comprising a.
  • a laminated structure of layers is illustrated in FIG. 1. According to FIG. 1, an anode, a light emitting layer, a light scattering layer, and a cathode are stacked on a substrate.
  • the light scattering layer may include a light scattering structure provided in the layer or on the layer surface.
  • the light scattering structure may be formed by a particle structure formed by clustering molecules of a material included in the light scattering layer.
  • the particle structure includes individual particles formed by clustering molecules or a structure in which the particles are aggregated.
  • the structure formed by the aggregation of particles refers to a case in which the surface or the skeleton of at least a part of each of the particles maintains the shape before the aggregation. Therefore, roughness occurs in the layer or the surface of the light scattering layer due to the structure of the individual particles or the aggregated structure maintaining the shape of at least part of the surface or skeleton before the particles are aggregated.
  • the degree of roughness due to the particle structure formed by clustering molecules of the material included in the light scattering layer may be 2 to 50 nm.
  • the roughness is Ra value in the AFMCatomic force microscope data.
  • Ra is calculated as an average value of the difference of the surface height in the surface which has roughness.
  • a light scattering layer having roughness according to the particle structure is provided between the cathode and the light emitting layer, thereby maximizing light extraction efficiency due to light scattering.
  • the light emission efficiency may be maximized by minimizing the light absorption according to the surface plasma.
  • the thickness uniformity of the organic matter layer is achieved in comparison with the light emitting layer or the light scattering structure in the organic material layer in contact with the light emitting layer. This can prevent the device efficiency from dropping.
  • the material included in the light scattering layer is an organic material.
  • the light scattering function may be imparted by roughness according to a particle structure formed by forming organic molecules in clusters.
  • the specific kind of organic material may have a grain structure having roughness as described above only by being formed into a layer by a deposition method.
  • the particle structure may be formed by depositing two or more kinds of materials together at a specific component ratio, or may form a particle structure having the same roughness by only vapor deposition even by one type of material due to inherent physical properties.
  • the size of the particles formed by forming a cluster of molecules of the material in the light scattering layer may vary (grain size).
  • the particle size of the particles formed by clustering molecules of the material included in the light scattering layer may be several microns, for example, may be in the range of 0.5 to 30 micrometers, specifically 1 to 10 microns.
  • the roughness described above may be adjusted according to the particle size of the particles. In order to control the particle size of the particles, it is possible to select the type of material, the combination of materials or the combination ratio for forming the light scattering layer.
  • the size or roughness of the particles formed by clustering molecules of the material contained in the light scattering layer may vary.
  • the thickness of the light scattering layer may be selected according to the type of material or the process conditions, and may be, for example, 20 to 500 nm, specifically, 50 to 200 nm.
  • the light scattering layer is provided in physical contact with the cathode.
  • the surface in contact with the light scattering layer of the cathode may have a form of particle structure having a roughness on the surface in contact with the cathode of the light scattering layer.
  • the surface opposite to the surface in contact with the light scattering layer of the cathode may have a particle structure having a roughness on the surface in contact with the cathode of the light scattering layer.
  • the organic electroluminescent device includes a first charge transport path provided between the light emitting layer and the cathode; And a second charge transport path provided between the light emitting layer and the anode, wherein the first charge transport path is a first p-type organic material layer associated with the cathode; and the 1p-type organic material layer and the
  • the light emitting layer includes a first n-type organic compound layer, wherein the light scattering layer is the first p-type organic compound layer, or the light scattering layer is provided between the first p-type organic compound layer and the first n-type organic compound layer.
  • the organic electroluminescent device includes a buffer layer provided between the light emitting layer and the cathode, the buffer layer is adjacent to the cathode and the first p-type organic compound layer; And a first n-type organic compound layer provided between the first p-type organic compound layer and the light emitting layer, wherein the light scattering layer is the first p-type organic compound layer, or the light scattering layer is the first p-type organic compound layer and the first layer. It is provided between n-type organic compound layers.
  • the organic electroluminescent device is provided between the light emitting layer and the cathode, the first p-type organic compound layer; And a first n-type organic compound layer provided between the light emitting layer and the first p-type organic compound layer, wherein the light scattering layer is The first p-type organic compound layer or the light scattering layer is provided between the first p-type organic compound layer and the first n-type organic compound layer.
  • the 1 p type organic compound layer can improve the bonding properties between the light scattering layer and the cathode.
  • An example of an organic light emitting display device having such an effect is illustrated in FIG. 2.
  • an anode, a light emitting layer, a first n-type organic compound layer, a light scattering layer, a first p-type organic compound layer, and a cathode are sequentially stacked on the substrate.
  • 2 illustrates an example in which an anode is provided on a substrate, but a case in which a cathode is provided on a substrate is also included in the scope of the present exemplary embodiment.
  • an organic light emitting display device may have a structure in which a cathode, a first p-type organic compound layer, a light scattering layer, a first n-type organic compound layer, a light emitting layer, and an anode are sequentially stacked.
  • the introduction of one layer may simultaneously show not only the effect of introducing the first p-type organic compound layer but also the effect of the light scattering layer.
  • An example of an organic light emitting display device having such an effect is illustrated in FIG. 3.
  • the light scattering layer may include a polycyclic condensed ring compound and an arylamine-based compound.
  • the light scattering layer including the polycyclic condensed ring compound and the arylamine compound may be provided between the first P-type organic compound layer or between the first P-type organic compound layer and the system 1 n-type organic compound layer.
  • Examples of the arylamine-based compound include a compound of Formula 1
  • Ar 1 and Ar 3 are each independently hydrogen or a hydrocarbon group. In this case, at least one of Ar 1 Ar 2 and Ar 3 is an aromatic hydrocarbon
  • Aromatic hydrocarbon may include a substituent, each substituent may be the same, or may be composed of different substituents.
  • Aromatic Hydro of A, Ar 2 and Ar 3 Non-carbon carbons include hydrogen; Linear, branched or cyclic aliphatic hydrocarbons; It may be a heterocyclic group containing A, 0, S or Se.
  • a to Ar 3 may be substituted or unsubstituted with alkyl, aryl, heteroaryl or arylamine.
  • the alkyl includes straight or branched chain alkyl of from to C 20 .
  • the aryl includes C 6 to C 60 monocyclic or polycyclic aryl.
  • the heteroaryl includes a monocyclic or polycyclic heteroaryl including S, 0 or Se as a hetero atom.
  • the arylamine includes C 6 to C 60 monocyclic or polycyclic aryl groups substituted with one or two aryl groups.
  • Examples of the compound of Formula 1 include a compound of Formula 1-1 or 1-2. 4 3
  • ⁇ ⁇ to Ar 4 are the same as or different from each other, and are each independently substituted or unsubstituted.
  • C 6 to C 60 aryl which may combine with adjacent groups to form a monocyclic or polycyclic aromatic, aliphatic or heterocyclic ring,
  • Ar 5 is substituted or unsubstituted C 6 to C 60 arylene.
  • a to Ar 4 are the same as or different from each other, and are each independently phenyl, naphthyl, biphenyl, terphenyl, fluorenyl, or an alkyl such as methyl. Is a group substituted with.
  • Formula 1-1 is phenylene, naphthylene, biphenylene, terphenylene, fluorenylene, or they are alkyl, such as methyl, aryl or arylamine group such as phenyl Substituted group.
  • Ar 9 to ⁇ 14 are the same as or different from each other, and are each independently substituted or unsubstituted.
  • C 6 to C 60 aryl which may combine with adjacent groups to form a monocyclic or polycyclic aromatic, aliphatic or heterocyclic ring,
  • Ar 6 to Ar 8 are the same as or different from each other, and each independently substituted or unsubstituted
  • Ar 9 to 14 are the same as or different from each other, and each independently phenyl, naphthyl, biphenyl, terphenyl, fluorenyl, or alkyl such as methyl Is a group substituted with.
  • Ar 6 to Ar 8 are the same as or different from each other, and are each independently phenylene, naphthylene, biphenylene, terphenylene, fluorenylene, or methyl and Groups substituted with the same alkyl, aryl such as phenyl or arylamine groups.
  • Chemical Formula 1 include the following chemical formulas, but the scope of the embodiments described herein is not necessarily limited thereto.
  • arylamine-based compound includes NPB (N, N'-bis (naphthyl) -N, N'-bis (phenyl benzidine)).
  • polycyclic condensed ring compound includes a compound of Formula 2 below. [Formula 2]
  • R to R are each hydrogen, a halogen atom nitrile (-
  • Examples of Chemical Formula 2 include the following Chemical Formulas 2-1 to 2-6.
  • the weight ratio of the content of the polycyclic condensation compound to the content of the arylamine-based compound in the light scattering layer may be in the range of 1/7 to 5/7. Appropriate roughness may be formed within the above range.
  • the light scattering insect may include a compound of Formula 3 below.
  • the light scattering layer including the compound of Formula 3 may be provided between the first p-type organic compound layer or between the first P-type organic compound layer and the first n-type organic compound layer.
  • the compound of Formula 3 may be used as a material to simultaneously show the effect of the p-type organic compound layer and the effect of the light scattering layer of FIG.
  • the scope of the present invention is not limited to the following materials.
  • R lc to R 6c may be the same as or different from each other, and each independently a hydrogen atom; Halogen atom, amino group nitrile group, nitro group, ( ⁇ (: 30 alkyl group, C 2 ⁇ C 30 alkenyl group ,
  • Chemical Formula 3 is the following Chemical Formula 3a.
  • R lc and R 2c may be substituted or unsubstituted, straight or branched, straight chain, branched, alkyl group having a:: 30 cyclo group of C 3 ⁇ C 30 . It may be an alkyl group.
  • R lc and R 2c may be methyl, ethyl, propyl, butyl, or cyclonucleus.
  • R c may be an aryl ring of teeth or unsubstituted monocyclic or polycyclic C 6 ⁇ C 30.
  • R 3c and! In Chemical Formula 3 or 3a may be phenyl or naphthyl.
  • Examples of Chemical Formula 3 include compounds represented by the following Chemical Formulas 3-1 to 3-5.
  • the light scattering layer includes one organic material and it is a p-type organic material.
  • the compound of Formula 3 may be used as a p-type organic material.
  • the light scattering layer includes two organic materials, one of which is an n-type organic material, and the other of which is a p-type organic material.
  • the n- type organic material may serve as a P-type dopant with respect to the p-type organic material.
  • the n-type organic compound may be a compound of Formula 2
  • the p-type organic compound may be a compound of Formula 1.
  • an organic material layer may be further provided between the light emitting layer and the anode.
  • the organic material layer which may be provided between the light emitting layer and the anode may be a p-type organic material layer. Examples of the p-type organic compound layer between the light emitting layer and the anode include a hole injection layer and a hole transport layer.
  • the term "organic water layer adjacent to the cathode" refers to an organic material layer disposed closer to the cathode than the anode, based on the light emitting layer.
  • the organic matter adjacent to the cathode may include a case in which the cathode is in physical contact with the cathode.
  • the case where an additional layer is provided between the organic layer adjacent to the cathode and the cathode is not completely excluded.
  • an n-type organic compound layer is disposed between the cathode and the light emitting layer to receive or transport electrons through the LUM0 energy level.
  • the arrangement of the p-type organic material layer as the organic material layer adjacent to the cathode is contrary to the technique conceived in the field of the organic light emitting device.
  • the first p-type organic compound layer is disposed as the organic compound layer adjacent to the cathode.
  • the first n-type organic compound layer is disposed between the first P-type organic compound layer and the light emitting layer.
  • charge may be generated between the first p-type organic compound layer and the first n-type organic compound layer. Holes in the charge generated between the first p-type organic compound layer and the first n-type organic compound layer move toward the cathode through the HOMO energy level of the first p-type organic compound layer.
  • the conventional organic EL device includes an n-type organic material layer as an organic material layer adjacent to the cathode. Therefore, the barrier for injecting electrons from the cathode was the difference between the work function of the cathode and the LUM0 energy level of the n-type organic compound layer. Therefore, in the structure of the conventional organic EL device, in order to lower the electron injection barrier, an electron injection layer such as a LiF layer is introduced, an alkali or alkaline earth metal is doped into the electron transport layer, or a low work function metal is used as the cathode material. It was.
  • FIG. 4 A schematic diagram of charge transfer between the cathode and the first p-type organic compound layer in the device, for example, the organic electroluminescent device shown in FIG. 2 or 3, is illustrated in FIG. 4.
  • FIG. 4 holes transported to the HOMO energy level of the first p-type organic compound layer meet and disappear with electrons of the cathode. Therefore, there is no electron injection barrier between the cathode and the first p-type organic compound layer. Therefore, in the embodiment according to the present specification, no effort is required to lower the electron injection barrier from the cathode to the organic material layer.
  • the cathode material may be selected from materials having various work functions.
  • the light emission characteristic of the organic light emitting device is one of the important characteristics of the device.
  • it is important to have a charge balance in the light emitting region.
  • the electrons transported from the cathode and the holes transported from the anode need to be quantitatively balanced, but also the point where the electrons and the holes meet together to form an exciton is in the emission region.
  • the cavity of the device means a length at which light can resonate in the device.
  • the upper electrode is a transparent electrode and the lower electrode is a reflective electrode, it may mean a length from an upper surface of the upper electrode to an upper surface of the lower electrode.
  • the distance from the light emitting layer to the cathode may include surface plasmon, metal, waveguide mode, substrate mode, and out-coup led mode. It may also affect the light loss due to the mode. Therefore, it may be necessary to adjust the distance from the light emitting layer to the cathode.
  • an increase in the thickness of the n-type organic material layer adjacent to the cathode causes an unbalance of charge. Can cause.
  • the thickness of the first p-type organic compound layer adjacent to the cathode may be adjusted. That is, adjusting the thickness of the first P-type organic material layer may be used to control the cavity of the device or the distance between the light emitting layer and the cathode. Can be.
  • FIG. 5 illustrates a structure from the cathode to the light emitting layer of the structure of the organic light emitting display device as shown in FIG. 2 or FIG. 3.
  • the distance (D) from the light emitting point in the light emitting layer to the cathode is used as the distance related to the cavity of the device.
  • the light emitting point in the light emitting layer means a point that is actually emitted according to the balance of electrons and holes.
  • the light emitting point may vary depending on the material of the light emitting layer. In the art, for convenience, a middle point of the light emitting layer or an interface between the light emitting layer and another layer may be set as the light emitting point.
  • the distance (D) from the light emitting point in the light emitting layer to the cathode can be adjusted by an integer multiple of the [index of refraction * lambda / 4] of the organic layer. Is the wavelength of light emitted from the light emitting layer. Since lights having different colors have different wavelengths, the distance D from the light emitting point to the cathode in the light emitting layer may be adjusted differently according to the color of light emitted from the light emitting layer. In addition, according to the refractive index of the organic layer, the distance (D) from the light emitting point in the light emitting layer to the cathode may be adjusted differently. At this time, when the organic material layer is two or more layers, the refractive index of the organic material layer can be calculated by calculating the sum of the refractive indices of each charge.
  • the penetration depth of the light varies according to the type of the cathode material.
  • the type of cathode material changes the phase of the light reflected from the cathode surface. In consideration of the phase difference which is changed at this time, it is necessary to adjust the distance D from the light emitting point in the light emitting layer to the cathode.
  • the material of the cathode can also affect the distance from the light emitting layer to the cathode.
  • phase matching of the light traveling from the light emitting layer to the cathode and the light reflected from the cathode occurs, constructive interference occurs to enable bright light, and conversely, phase mismatching between the lights. ), Destructive interference occurs, and part of the light is lost. According to the phenomenon of phase matching and phase mismatching, the brightness of the emitted light appears in the form of a sine curve according to the distance from the light emitting layer to the cathode.
  • the X-axis value of the point where the brightness of the light is the maximum from the light emitting layer to the cathode. can be set to the distance of.
  • the distance to the light emitting layer may be controlled to balance the amount of holes and the amount of electrons in the light emitting layer.
  • the balance between the amount of holes and the amount of electrons means that holes and electrons injected into the light emitting layer recombine in the light emitting layer to effectively form excitons for light emission. It means minimizing the loss.
  • the aim is to reduce the amount of holes and electrons that disappear without achieving quantitative balance between injected holes and electrons.
  • the hole mobility of a material that transports holes between the anode and the light emitting layer, that is, in the system 2 charge transport path is the electron mobility of the material that transports electrons between the cathode and the light emitting layer, that is, in the system 1 charge transport path.
  • NPB hole mobility is 8.8 X 10 " cmVvs
  • Alq3 electron mobility is 6.7 X 10 " 5 cm vs.
  • the distance from the interface between the first p-type organic compound layer and the first n-type organic compound layer or the interface between the light scattering layer and the first n3 ⁇ 4 organic compound layer to the light emitting layer is from the anode to the light emitting layer. Shorter than the distance can be configured.
  • the distance from the boundary surface of the first p-type organic compound layer and the first n-type organic compound layer or the interface of the light scattering layer and the first n-type organic compound layer to the light emitting layer may be 100 to 500 A.
  • the distance from the anode to the light emitting layer may be 500 to 5,000 A.
  • specific values may be adjusted differently according to the characteristics of the light emitting layer or the user.
  • the thickness of the first p-type organic layer may be adjusted for stability of the device.
  • the stability of the device can be further improved without affecting charge balance or voltage rise in the device.
  • the stability of the device refers to the degree to prevent the short phenomenon caused by the contact between the anode and the cathode that may occur when the thickness of the device is thin.
  • the stability of the device can be improved, but the driving voltage increases rapidly, thereby reducing power efficiency.
  • attempts have been made to control the thickness of the n-type organic compound layer provided between the cathode and the light emitting layer at the same time and to dope the metal, but this causes an increase in the light absorption rate and a decrease in the lifetime. There was a problem of getting complicated.
  • the n-type organic material provided in the cathode and the light emitting layer is n-type organic material provided in the cathode and the light emitting layer
  • the distance from the cathode to the light emitting layer may be longer than the distance from the anode to the light emitting layer in consideration of the stability of the device. Even in this configuration, unlike the prior art, it does not affect charge balance or voltage rise.
  • the thickness of the system 1 p-type organic layer may be adjusted to more than 5 nm, the thicker the thickness of the device stability It can increase.
  • the upper limit of the thickness of the first P-type organic compound layer is not particularly determined and can be determined by those skilled in the art.
  • the thickness of the first p-type organic compound layer may be selected at 500 nm or less in consideration of process ease.
  • the cavity of the organic light emitting device is formed by
  • the thickness of the low U-type organic compound layer may be controlled such that the length of the cavity is an integer multiple of the wavelength of light emitted from the light emitting layer.
  • the light emission efficiency by the constructive interference of light can be improved.
  • a distance from an interface between the first p-type organic compound layer and the first n-type organic compound layer or an interface between the light scattering layer and the first n-type organic compound layer to the light emitting layer and from the anode is controlled to balance the amount of holes and electrons in the light emitting layer, and the cavity length of the organic electroluminescent device is an integer multiple of the wavelength of light emitted from the light emitting layer.
  • the thickness of the first p-type organic compound layer may be controlled.
  • the movement time of electrons from the interface of the first p-type organic compound layer and the first n-type organic compound layer or the interface of the light scattering layer and the first n-type organic compound layer to the emission layer and the The movement time of the holes from the anode to the light emitting layer is controlled so that the holes and electrons of the device can be quantitatively balanced in the light emitting layer, and the cavity length of the organic light emitting device is the wavelength of the light emitted from the light emitting layer.
  • the thickness of the first P-type organic compound layer may be controlled to be an integer multiple of.
  • the difference between the HOMO energy level of the first p-type organic compound layer and the LIM0 energy level of the first n-type organic compound layer is 2 eV or less.
  • a difference between the HOMO energy level of the first p-type organic compound layer and the LUM0 energy level of the first n-type organic compound layer may be greater than 0 eV and less than or equal to 2 eV, or greater than 0 eV and less than 0.5 or less than eV.
  • the material of the first P-type organic compound layer and the first n-type organic compound layer is different from the H0M0 energy level of the 1 p-type organic compound and the LUM0 energy level of the first n-type organic compound layer. It may be selected to be 0.01 eV or more and 2 eV or less.
  • the NP junction When the NP junction is formed, the difference between the HOMO energy level of the first p-type organic compound layer and the LUM0 energy level of the first n-type organic compound layer is reduced. Therefore, when an external voltage is applied, holes and electrons are easily formed from the NP junction.
  • the first p-type organic compound layer is 'undoped'.
  • the first P-type organic compound layer When the first P-type organic compound layer is undoped, unexpected absorption of visible light may be prevented by formation of a charge transfer complex between the dopant and the host, and thus the reduction of the luminous efficiency may be prevented.
  • the first p-type organic compound layer When the first p-type organic compound layer is undoped, it is distinguished from a layer having p-type semiconductor properties by doping the p-type dopant to the conventional organic material.
  • the type 1 P-type organic compound layer does not exhibit p-type semiconductor characteristics by a p-type dopant, and includes an organic material which itself has p-type semiconductor characteristics. If the organic material having a p-type semiconductor properties, two or more organic materials may be included in the first p-type organic material layer.
  • the work function of the cathode may have a value equal to or less than the HOMO energy level of the first p-type organic compound layer.
  • a difference between the HOMO energy level of the first p-type organic compound layer and the LUM0 energy level of the first n-type organic compound layer may be 2 eV or less.
  • the difference between the HOMO energy level of the first p-type organic compound layer and the LUM0 energy level of the first n-type organic compound layer may be greater than 0 eV and less than 2 eV, or greater than 0 eV and 0.5 eV.
  • the material of the first p-type organic compound layer and the first n-type organic compound layer is different from the HOMO energy level of the 1 p-type organic compound and the LUM0 energy level of the first n-type organic compound layer. It may be selected to be 0.01 eV or more and 2 eV or less.
  • the first p-type organic compound layer and the first n-type organic compound layer may be NP contact between them can easily occur when contacted. In this case, the driving voltage for electron injection can be lowered.
  • the cathode and the first p-type organic insect may be in contact with each other.
  • the cathode When the cathode is in contact with the first p-type organic compound layer and the work function of the cathode has a value equal to or greater than the HOMO energy level of the first p-type organic compound layer, the HOMO energy of the cathode and the first p-type organic compound layer Even if the level difference is large, electrons are easily injected from the cathode to the HOMO level of the first p-type organic compound layer. This is because holes generated at the NP junction between the system 1 p-type organic compound layer and the first n-type organic compound layer move toward the cathode along the first p-type organic compound layer. In general, electrons have no barriers when moving from low to high energy levels. Also, holes do not create barriers when moving from high to low energy levels. Therefore, electron transfer from the cathode to the HOMO energy level of the first p-type organic compound layer is possible without an energy barrier.
  • An additional layer may be further provided between the cathode and the first p-type organic compound layer.
  • the HOMO energy level of the additional layer is equal to the work function of the cathode or the HOMO energy level of the first p-type organic compound layer, or between the work function of the cathode or HOMO energy level of the first p-type organic compound layer. Can be.
  • the type 1 p-type organic compound layer and the first n-type organic compound layer may contact each other.
  • an NP junction is formed between the first p-type organic compound layer and the first n-type organic compound layer.
  • the difference between the HOMO energy level of the first p-type organic compound layer and the LUM0 energy level of the first n-type organic compound layer is reduced. Therefore, when an external voltage is applied, holes and electrons are easily formed from the NP junction.
  • an organic material having a p-type semiconductor characteristic may be used.
  • an aryl amine compound can be used.
  • An example of the arylamine compound is a compound of Formula 1.
  • the first n-type organic compound layer is not limited to a single material, and may be formed of one or two or more compounds having n-type semiconductor properties.
  • the first n-type organic compound layer may be formed of a single layer, or may include two or three or more layers. In this case, each of the two or more layers may be made of the same material, or may be made of different materials. If necessary, at least one of the layers constituting the first n-type organic material layer may be doped by an n-type dopant.
  • the first n-type organic compound layer is not particularly limited as long as it is a material capable of transferring charge through the LUM0 energy level between the first p-type organic compound layer and the light emitting layer.
  • the compound of Formula 2 may be used.
  • the first n-type organic compound layer is 2, 3, 5, 6-tetrafluoro-7, 7, 8, 8 ⁇ tetracyano noquinomethane (F4TCNQ), fluorine-substituted 3, 4, 9 , 10-perylenetetracarboxylic dianhydride (PTCDA), cyano ⁇ substituted 3′4, 9,10-perylenetetracarboxylic dianhydride (PTCDA), naphthalenetetracarboxylic dianhydride (NTCDA), fluorine-substituted naphthalenetetracarboxylic dianhydride (NTCDA) and cyano-substituted naphthalenetetracarboxylicdianhydride (NTCDA). All.
  • the first n-type organic compound layer material an organic material having an n-type semiconductor property used as an electron injection or transport material known in the art may be used. Specifically, the following materials may be used, but are not limited thereto.
  • a compound having a functional group selected from an imidazole group, an oxazole group, a thiazole group, a quinoline, and a phenanthrene group can be used as an example of the first n-type organic compound layer material.
  • the compound having a functional group selected from the imidazole group, the oxazole group and the thiazole group include a compound of the compound of formula 4 or 5:
  • R 1 to R 4 may be the same as or different from each other, and each independently a hydrogen atom; Halogen atom, amino group, nitrile group, nitro group, (: ⁇ (: 30 alkyl group, C 2 ⁇ C 30 alkenyl group, (: alkoxy group, C 3 ⁇ C 30 cycloalkyl group, C 3 ⁇ C with a 30 heterocycloalkyl group, C 6 ⁇ C 30 aryl group and C 2 ⁇ with one or more groups selected line from the group consisting of a heteroaryl group of C 30, a substituted or unsubstituted (: ⁇ (: 30 alkyl group; a halogen atom, Amino group, nitrile group, nitro group, Ci-Cso ⁇ alkyl group, C 2 ⁇ C 30 alkenyl group, C ⁇ C 30 alkoxy group, C 3 ⁇ C 30 cycloalkyl group, C 3 ⁇ C 30 heterocycloalkyl group Or substituted
  • Ar 1 is a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted aromatic ring or a substituted or unsubstituted aromatic hetero ring;
  • X is 0, S or NR;
  • R may be hydrogen, an aliphatic hydrocarbon of dC 6 , an aromatic ring or an aromatic hetero ring.
  • X is a divalent hydrocarbon group of 0, S, NR or dC 7 ;
  • A, D and R are each a hydrogen atom, a nitrile group (-CN), a nitro group (-N0 2 ), an alkyl of dC ⁇ , an aromatic ring of C 5 -C 20 or a substituted aromatic ring containing a hetero atom, Halogen, or an alkylene containing an alkylene or hetero atom capable of forming a fused ring with an adjacent ring;
  • a and D may be joined to form an aromatic or heteroaromatic ring;
  • B is a substituted or unsubstituted alkylene or arylene which connects a plurality of hetero rings to be conjugated or unconjugated as a connecting unit when n is 2 or more, and substituted or unsubstituted alkyl or aryl when n is 1; n is an integer from 1 to 8.
  • Examples of the compound of Formula 5 include compounds known from Korean Patent Publication No. 2003-0067773, and examples of the compound of Formula 5 include compounds described in US Patent No. 5,645,948 and W005 / 097756. It includes the compound described in. remind The documents are incorporated herein in their entirety.
  • the compound of Formula 4 also includes a compound of Formula 6:
  • R to R are the same as or different from each other, and each independently a hydrogen atom, an aliphatic hydrocarbon, an aromatic ring, an aromatic hetero ring, or an aliphatic or aromatic condensed ring of d-Ca);
  • Ar is a direct bond, an aromatic ring or an aromatic hetero ring;
  • X is 0, S or NR a ;
  • R is a hydrogen atom, an aliphatic hydrocarbon of dC 6 , an aromatic ring or an aromatic hetero ring; Except that R 5 and R 6 are hydrogen at the same time.
  • the compound of Formula 5 also includes a compound of Formula 7:
  • Z is 0, S or NR; R and R are hydrogen atoms, d-
  • B is an alkylene, arylene, substituted alkylene, or substituted arylene that connects a plurality of benzazoles to be conjugated or non-conjugated as a connecting unit when n is 2 or more, and when n is 1, substituted or unsubstituted Alkyl or aryl; n is an integer from 1 to 8.
  • ⁇ is an integer from 0 to 9
  • m is an integer of 2 or more
  • R is an alkenyl group such as an alkyl group such as hydrogen, a methyl group, an ethyl group, a cycloalkyl group such as cyclohexyl, norbornyl, a benzyl group, an aralkyl group such as a vinyl group, an allyl group, a cyclopentadienyl group, or a cyclo Oxygen valences of ether bonds of arylethers such as alkylthio groups and phenoxy groups substituted with sulfur atoms by cycloalkenyl groups such as nucleenyl groups, alkoxy groups such as methoxy groups, and ether bonds of alkoxy groups
  • Aryl groups such as arylthioether groups, phenyl groups, naphthyl groups and biphenyl groups substituted with sulfur atoms, heterocyclic groups such as furyl groups,
  • the substituents may be unsubstituted or substituted, and when n is 2 or more, the substituents may be the same or different from each other, and Y is a divalent or more group of the groups of R 9 .
  • Examples of the compound having a phenanthryl group include compounds represented by the following Chemical Formulas 15 to 25, but are not limited thereto.
  • n is an integer of 1 or more
  • n and p are integers
  • n + p is 8 or less
  • R 10 and R 11 is hydrogen, methyl, alkenyl such as an aralkyl group, a vinyl group, an allyl group such as an alkyl group, a cycloalkyl haeksil, norbornyl such as a cycloalkyl group, a benzyl group in the group and the like Cycloalkenyl groups, such as a silyl group, a cyclopentadienyl group, and a cyclonuxenyl group, an alkoxy group, such as meso groups, the alkylthio group in which the oxygen atom of the ether bond of an alkoxy group was substituted by the sulfur atom, the arylether group, such as the phenoxy group, and arylether Aryl thioether group, phenyl group, naphthyl group, biphenyl group, etc.
  • Aryl group the furyl group, thienyl group, oxazolyl group, pyridyl group, quinolyl group, carbazolyl group in which the oxygen atom of the ether bond of the group was substituted by the sulfur atom.
  • Heterosilyl groups such as heterocyclic groups, halogens, cyano groups, ⁇ dehyde groups, carbonyl groups, carboxyl groups, ester groups, carbamoyl groups, amino groups, nitro groups, trimethylsilyl groups, and ether bonds; It is selected from the ring structure between the siloxanyl group which is a group which has a silicon, and an adjacent substituent through;
  • R 10 is a direct bond or a divalent or higher group of the aforementioned groups, and R U is the same as when m is 1,
  • the substituents may be unsubstituted or substituted, and when n or p is 2 or more, the substituents may be the same or different from each other.
  • R to R and R to R are each a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted aryl group having 5 to 60 nuclear atoms, a substituted or unsubstituted pyridyl group, a substituted or unsubstituted quinolyl group, substituted Or an unsubstituted 1-50 alkyl group, a bicyclic or unsubstituted cycloalkyl group having 3-50 carbon atoms, a substituted or unsubstituted aralkyl group having 6 to 50 nuclear atoms, a substituted or unsubstituted alkoxy group having 1 to 50 carbon atoms, substituted or unsubstituted An aryloxy group having 5 to 50 nuclear atoms, a substituted or unsubstituted arylthio group having 5 to 50 atoms, a substituted or unsubstituted alkoxycarbonyl group having 1 to 50 carbon atoms, a substituted
  • cb d to d and g are each a hydrogen or an aromatic or aliphatic hydrocarbon group, m and n are integers of 0 to 2, and p is an integer of 0 to 3.
  • the compounds of Formulas 23 and 24 are described in US Patent Publication 2007/0122656, which is incorporated by reference in its entirety.
  • R to R are each a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group, a substituted or unsubstituted aralkyl group, a substituted or unsubstituted aryl group, a substituted or unsubstituted heterocyclic group or a halogen atom, Ar and Ar are each selected from the following structural formula.
  • R 17 to R 23 in the above structural formulas each represent a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group, a substituted or unsubstituted aralkyl group, a substituted or unsubstituted aryl group, a substituted or unsubstituted heterocyclic group, or a halogen atom.
  • the compound of Formula 25 is described in Japanese Patent Laid-Open No. 2004-107263, which is incorporated by reference in its entirety.
  • At least one organic material layer may be further included between the first n-type organic material layer and the emission layer.
  • One or two or more electron transport layers, a hole blocking layer, and the like may be provided between the first ri type organic compound layer and the emission layer.
  • each layer constituting the organic light emitting display device will be described in detail.
  • the materials of each layer described below may be a single material or
  • It may be a mixture of two or more materials.
  • the anode includes a metal, metal oxide or conductive polymer.
  • the conductive polymer may include an electrically conductive polymer.
  • the anode may have a work function value of about 3.5 to 5.5 eV.
  • exemplary conductive materials include carbon, aluminum, vanadium, crumb, copper, zinc, silver, gold, other metals and alloys thereof; Zinc oxide, indium oxide, tin oxide, indium tin oxide (IT0), indium zinc oxide and other similar metal oxides; ⁇ ⁇ O: A1 and Sn0 2 : Sb such as a mixture of oxides and metals.
  • a transparent material may be used, or an opaque material may be used. In the case of the structure emitting light in the anode direction, the anode may be formed transparent.
  • transparent means that the light emitted from the organic material layer can transmit, and the light transmittance is not particularly limited.
  • the organic light emitting device according to the present disclosure is a front light emitting type, and the anode is formed on the substrate before the formation of the organic layer and the cathode, as an anode material, not only the transparent material but also the light reflection is excellent.
  • Transparent materials can also be used.
  • a transparent material is used as the anode material or the opaque material becomes transparent. It should be formed into a thin film.
  • a second charge transport path is formed.
  • a second p-type organic compound layer may be included between the light emitting layer and the anode. 8 illustrates an energy flow when the second p-type organic compound layer is provided.
  • the second p-type organic compound layer may be a hole injection layer (HIL) or a hole transport layer (HTL).
  • HIL hole injection layer
  • HTL hole transport layer
  • the materials mentioned as the first p-type organic material may be used.
  • a fourth n-type organic compound layer may be provided between the second p-type organic compound layer and the anode.
  • the difference between the HOMO energy level of the second p-type organic compound layer and the LUM0 energy level of the fourth n-type organic layer may be 2 eV or less and 1 eV or less, for example, about 0.5 eV.
  • the second p-type organic compound layer and the fourth n-type organic compound layer may contact each other. As a result, the second p-type organic compound layer and the fourth n-type organic compound layer may form an NP junction. 9 illustrates an energy flow when the fourth n-type organic compound layer is provided.
  • the difference between the LUM0 energy level of the fourth n-type organic compound layer and the work function of the anode may be 4 eV or less.
  • the fourth n-type organic compound layer and the anode may contact.
  • Vs 1 cm or may have an electron mobility of about 10- 6 cm 2 / Vs ⁇ 10- 2 cm 2 / Vs. It is advantageous for efficient injection of holes to fall within the electron mobility range.
  • the fourth n-type organic compound layer may be a vacuum deposition material or solution process
  • the fourth n-type organic material include, but are not limited to, 2,3,5,6-tetrafluoro-7,7,8,8-tetracyanoquinomethane (F4TCNQ), fluorine-substituted 3 , 4, 9, 10-perylenetetracarboxylic dianhydride (FTCDA), cyano-substituted PTCDA, naphthalenetetracarboxylic dianhydride (NTCDA), fluorine-substituted NTCDA, cyano-substituted NTCDA or nucleonitrile nucleated azatriphenylene (HAT).
  • F4TCNQ 2,3,5,6-tetrafluoro-7,7,8,8-tetracyanoquinomethane
  • FTCDA 2,3,5,6-tetrafluoro-7,7,8,8-tetracyanoquinomethane
  • FTCDA 2,3,5,6-tetrafluoro-7,7,8,8-tetra
  • the second p-type organic compound layer may include an arylamine-based compound, a conductive polymer, or a block copolymer including a conjugated portion and a non-conjugated portion, but is not limited thereto.
  • the light emitting layer since hole and electron transfer occur simultaneously, the light emitting layer may have both n-type characteristics and P-type characteristics. For convenience, n-type light emitting layer when electron transport is faster than hole transport and p-type light emitting layer when hole transport is faster than electron transport. You can.
  • the n-type light emitting layer is not limited thereto, but may be aluminum tris (8-hydroxyquinoline).
  • the p-type light emitting layer is not limited thereto, but a carbazole compound; Anthracene-based compounds; Polyphenylenevinylene (PPV) -based polymers; Or spiro compounds and the like.
  • ETL electron transport layer
  • the first n-type organic compound layer may be formed as an electron transport layer, and an additional second n-type organic compound layer may be provided between the first n-type organic compound layer and the light emitting layer.
  • 6 illustrates an energy flow when the second n-type organic compound layer is provided.
  • the second n-type organic layer may serve as an electron transport layer or a hole blocking layer.
  • As the type 2 n-type organic compound material a material having high electron mobility is preferable to transport electrons well.
  • a third n-type organic compound layer may be provided between the second n-type organic compound layer and the light emitting layer.
  • the 3 n-type organic compound layer may also serve as an electron transport layer or a hole blocking layer.
  • the first n-type organic compound layer is preferably made of a material whose LUM0 energy level is 2 eV or less with the HOMO energy level of the first p-type organic layer.
  • the first n-type organic compound layer may have a LUM0 energy level of 5 eV to 7 eV.
  • the LUM0 energy level of the second n-type organic compound layer is preferably smaller than the LUM0 energy level of the first n-type organic compound layer.
  • the second n-type organic compound layer may have a LUM0 energy level of 2 eV to 3 eV.
  • the second n-type organic layer may have a HOMO energy level of 5 eV to 6 eV, specifically, 5.8 eV to 6 eV.
  • the second or crab 3 n-type organic compound layer is not limited thereto, but may be aluminum tris.
  • the second or type 3 n-type organic compound material 8-hydroxyquinoline) (Al); Organic compounds containing Alq 3 structures; Hydroxyflavone-metal complex compounds or silacyclopentadiene (silole) -based compounds and the like.
  • the second or type 3 n-type organic compound material the above-described materials of the first and n-type organic compound layers may be used.
  • the second or third n-type organic insects may be guided by the n-type dopant.
  • any one of the second n-type organic compound layer and the 3 n-type organic compound layer to the n-type dopant When doped, the host material of the doped layer and the material of the undoped layer may be the same.
  • the n-type dopant may be organic or inorganic.
  • an alkali metal such as Li, Na, K, Rb, Cs or Fr
  • Alkaline earth metals such as Be, Mg, Ca ⁇ Sr, Ba or Ra
  • Rare earth metals such as La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Tb, Th, Dy, Ho, Er, Em, Gd, Yb, Lu, Y or Mn;
  • it may include a metal compound containing at least one of the metals.
  • the n-type dopant may be a material including a cyclopentadiene, a cycloheptatriene, a six-membered hetero ring or a condensed ring containing these rings.
  • the doping concentration may be 0.01 to 50% by weight, or 1 to 10% by weight.
  • the organic light emitting display device may include first to third n-type organic compound layers, the first n-type organic compound layer may include the compound of Formula 1, and the second n-type organic compound layer may be an n-type dopant. Can be doped by.
  • the second n-type organic compound layer and the third n-type organic compound layer may include the compound of Formula 5 as a host material.
  • the cathode material may be selected from materials having various work functions by providing the aforementioned first p-type organic compound layer and the first n-type organic material layer.
  • a material having a small work function is generally preferred to facilitate electron injection.
  • a material having a large work function may also be applied.
  • a material having a work function that is equal to or greater than the HOMO of the first p-type organic compound layer may be used as the cathode material.
  • a material having a work function of 2 eV to 5 eV may be used as the cathode material.
  • the cathode may include, but is not limited to, metals such as magnesium, sword, sodium, potassium, titanium, indium, yttrium, lithium, gadolinium, aluminum, silver, tin, and lead or alloys thereof; Multilayer structure materials such as LiF / Al or Li0 2 / Al, and the like.
  • an element capable of operating efficiently can be provided by being used alone or in combination with LiF or Liq.
  • Ag does not work well when used alone or in combination with LiF or Liq
  • a layer made of a metal such as alkali metal or alkaline earth metal as an organic material layer adjacent to the cathode.
  • an organic layer doped with metal should be used.
  • a material having a large work function, such as Ag is available.
  • a transparent conductive oxide having a high work function such as IZ0 (work function 4.8 to 5.2 eV).
  • the cathode may be provided to be in physical contact with the organic material layer.
  • the organic layer in contact with the cathode may be the first p-type organic layer described above, or may be an additional organic layer.
  • the organic layer in contact with the cathode may be undoped.
  • the cathode even when the cathode is in contact with the organic material layer, the cathode may be formed using a material having a work function of 3.5 eV or more by the first P-type organic material layer and the first n-type organic material layer.
  • the cathode is provided to be in physical contact with the organic material layer, and the cathode is made of a material having a work function of 3.5 eV or more.
  • the cathode is provided to be in physical contact with the organic material layer, and the cathode is made of a material having a work function of 4 eV or more.
  • the cathode is provided to be in physical contact with the organic material layer, and the cathode is made of a material having a work function of 4.5 eV or more.
  • the upper limit of the work function of the material constituting the cathode is not particularly limited, but a material of 5.5 eV or less can be used from the viewpoint of material selection.
  • the cathode may be formed of the same material as the anode.
  • the cathode can be formed of the materials exemplified above as the material of the anode.
  • the cathode or anode may comprise a transparent material.
  • the thickness, shape, or pattern of the organic material layers described herein, such as the first to second p-type organic material layers, the first to fourth n-type organic material layers, the light scattering layer, the cathode, and the anode, may vary depending on the type of material or the device. It may be selected by those skilled in the art depending on the role required.
  • the organic electroluminescent device may be a device including a light extraction structure.
  • the organic electroluminescent device is the anode Or further comprising a substrate on a surface opposite to the surface on which the organic material of the cathode is provided, and further comprising a light extraction layer between the substrate and the anode or the cathode or on a surface opposite to the surface on which the anode or the cathode of the substrate is provided.
  • the substrate may further include an internal light extraction layer between the anode and the cathode and the substrate provided on the surface opposite to the surface on which the organic material layer of the anode or cathode is provided.
  • an external light extracting layer may be further provided on an opposite surface of the substrate on which the anode or the cathode is provided.
  • the internal light extraction layer or the external light extraction layer is not particularly limited so long as it may induce light scattering and improve the light extraction efficiency of the device.
  • the light extraction layer may be formed using a film having a structure in which scattering particles are dispersed in a binder or having an unevenness.
  • the light extraction layer may be formed directly on the substrate by a method such as spin coating, bar coating, slit coating, or the like by forming and attaching a film.
  • the organic light emitting diode is flexible.
  • the substrate comprises a flexible material.
  • a glass, plastic or film substrate in the form of a flexible thin film may be used.
  • the material of the plastic substrate is not particularly limited, but generally, PET,
  • Films such as PEN and PI, can be used in the form of a single layer or a multilayer.
  • a display device including the organic light emitting display device is provided.
  • a lighting apparatus including the organic light emitting device is provided.
  • An anode having a thickness of 1,000 A was formed on the substrate by a sputtering method of IZ0, and m-MTDATA of the following chemical formula was thermally vacuum deposited to form a p-type hole injection layer having a thickness of 500 A.
  • NPB of the following chemical formula was vacuum-deposited thereon to form a p-type hole transport layer having a thickness of 400 A.
  • 10 wt% of the following formula Ir (ppy) 3 was doped into the CBP of the following formula to form a light emitting layer having a thickness of 300 A.
  • BCP of the following formula to form a hole blocking layer having a thickness of 50 A.
  • An organic layer having a thickness of 100 A was formed thereon using an electron transporting material having the following chemical formula, and 10 wt% of Ca was doped on the electron transporting material having the chemical formula below.
  • Electron transport layer was formed.
  • the first n-type organic compound layer having a thickness of 300 A was formed thereon by using a HAT having the following formula which is an ⁇ -type organic compound.
  • a light scattering layer was formed using materials selected from A to F shown in Table 1 below.
  • 50 A thickness and the first p-type organic compound layer were formed using NPB as the p-type organic compound.
  • Ag is formed to a thickness of 2,000 A as a cathode and an organic light emitting diode
  • the deposition rate of the organic material was maintained at 0.5-1 A / sec, and the vacuum at the time of deposition was maintained at 7 ⁇ 2 ⁇ 10 ′′ 8 torr.
  • FIGS. 10A to 10F SEM pictures of the surface of the organic material layer formed using the materials described in the table are shown in FIGS. 10A to 10F.
  • the roughness was large.
  • the roughness of the particles formed by the material forming the layer was the most, in this case, the light extraction efficiency increases by about 20% compared to the device B in accordance with the change of the light path generated inside the device Indicated.
  • An anode having a thickness of 1,000 A was formed on the substrate by a sputtering method, and m-MTDATA of the above formula was thermally vacuum deposited to form a p-type hole injection layer having a thickness of 500 A. Subsequently, NPB of the chemical formula was vacuum deposited thereon to form a P-type hole transport layer having a thickness of 400 A.
  • An organic layer having a thickness of 100 A was formed thereon using an electron transporting material of the above formula, and 10 wt% of Ca was doped on the electron transporting material of the above formula to form an electron transporting layer having a thickness of 50 A. .
  • the first n-type organic compound layer having a thickness of 300 A was formed thereon by using the HAT of the above formula, which is an n-type organic compound.
  • the compound of Formula 3-1 which is a layer capable of functioning as a system of 1 p-type organic compound and a scattering layer, is formed to a thickness of 500 A and 5,000 A, respectively.
  • NPB is 500 A and 5,000 A, respectively.
  • the device and its characteristics were formed with a thickness of.
  • Ag was formed to a thickness of 2,000 A as a cathode to fabricate an organic light emitting display device.
  • the light extraction efficiency of the device having the scattering layer at the cathode interface is increased by about 20%, similar to that of Experimental Example 1, compared to the device that is not. All.
  • the surface characteristics of the glass substrate, the surface characteristics after forming the ITO layer on the glass substrate, and the surface after forming the compound layer of the formula 3-1 on the ITO layer on the glass substrate The characteristics were taken by SEM photograph for each layer thickness and are shown in FIGS. 11A to 11C. It can be seen that the compound of formula 3-1 can be used as the material of the light scattering layer described herein, depending on the thickness. In Figs. 11A to 11C, the thickness means the thickness of the uppermost layer.

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Abstract

본 명세서에는 애노드; 캐소드; 및 상기 애노드와 캐소드 사이에 구비된 발광층을 포함하고, 상기 발광층과 상기 캐소드 사이에 광산란층을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광소자가 개시된다.

Description

【명세서】
【발명의 명칭】
유기전계발광소자
【기술분야】
<1> 본 기재는 유기전계발광소자에 관한 것이다.
<2> 본 출원은 2012년 5월 31일에 한국특허청에 제출된 한국 특허 출원 제 10-
2012-0058936호의 출원일의 이익을 주장하며， 그 내용 전부는 본 명세서에 포함된 다.
【배경기술】
<3> 유기전계발광소자는 2 개의 전극으로부터 유기물층에 전자 및 정공을 주입하 여 전류를 가시광으로 변환시킨다. 유기전계발광소자는 2층 이상의 유기물층을 포 함하는 다층 구조를 가질 수 있다. 예컨대， 유기전계발광소자는 발광층 이외에， 필 요에 따라 전자 또는 정공 주입층， 전자 또는 정공 차단층， 또는 전자 또는 정공 수송층을 더 포함할 수 있다.
<4> 최근 유기전계발광소자의 용도가 다양해짐에 따라， 유기전계발광소자의 성능 을 개선할 수 있는 재료들에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다.
【발명의 상세한 설명】
【기술적 과제】
<5> 본 명세서에는 신규한 구조의 유기전계발광소자가 기재된다.
【기술적 해결방법】
<6> 본 명세서의 일 실시상태에 따른 유기전계발광소자는 애노드 ; 캐소드 ; 및 상 기 애노드와 캐소드 사이에 구비된 발광층을 포함하고， 상기 발광층과 상기 캐소드 사이에 구비된 광산란충을 포함한다.
<7> 본 명세서의 또 하나의 실시상태에 따르면， 상기 유기전계발광소자는 상기 발광층과 상기 캐소드 사이에 구비된 제 1 전하 수송 경로 (passage); 및 상기 발광 층과 상기 애노드 사이에 구비된 제 2 전하 수송 경로를 포함하고，
<8> 상기 게 1 전하 수송 경로는 상기 캐소드에 인접한 (associated) 거 U P형 유기 물층; 및 상기 제 1 P형 유기물충과 상기 발광층 사이에 구비된 제 1 n형 유기물층을 포함하며 ,
<9> 상기 광산란층은 상기 제 1 p형 유기물층이거나， 상기 광산란층이 상기 제 1 p 형 유기물층과 상기 제 1 n형 유기물층 사이에 구비된다.
<ιο> 본 명세서의 또 하나의 실시상태에 따르면， 상기 유기전계발광소자는 상기 발광층과 상기 캐소드 사이에 구비된 버퍼층을 포함하고 ,
상기 버퍼층은 상기 캐소드에 인접하고 제 1 p형 유기물층; 및 상기 제 1 P형 유기물층과 상기 발광층 사이에 구비된 제 1 n형 유기물층을 포함하며，
상기 광산란층은 상기 제 1 P형 유기물층이거나， 상기 광산란층이 상기 제 1 p 형 유기물층과 상기 제 1 n형 유기물층 사이에 구비된다.
본 명세서의 또 하나의 실시상태에 따르면， 상기 유기전계발광소자는 상기 발광층과 상기 캐소드 사이에 구비되고， 제 1 P형 유기물층; 및 상기 발광층과 상기 제 1 p형 유기물층 사이에 구비된 제 1 n형 유기물층을 포함하고，
상기 광산란층은 상기 제 1 P형 유기물층이거나， 상기 광산란층이 상기 제 1 p 형 유기물층과 상기 제 1 n형 유기물층 사이에 구비된다.
【유리한 효과】
본 명세서에 따른 실시상태들은 광산란층에 의하여 소자 내부에서 발생한 빛 의 경로를 바꾸어 줌으로써， 광추출 효율을 향상시킬 수 있다.
【도면의 간단한 설명】
도 1 내지 3은 각각 본 명세서의 실시상태들에 따른 유기전계발광소자의 유 기물층의 적층구조를 예시한 것이다.
도 4는 도 2 및 도 3에 도시한 유기전계발광소자에서 제 1 p형 유기물층과 캐 소드 사이에서의 전하이동을 예시한 것이다.
도 5는 도 3에 도시한 유기전계발광소자에서 발광층， 제 1 n형 유기물층， 게 1 P형 유기물충 및 캐소드 사이에서의 전하이동을 예시한 것이다.
도 6 및 도 7은 본 명세서의 또 다른 실시상태들에 따른 유기전계발광소자에 서 발광층， 제 1 n형 유기물층, 계 1 P형 유기물층 및 캐소드 사이에서의 전하이동을 예시한 것이다.
도 8 및 도 9는 본 명세서의 또 다른 실시상태들에 따른 유기전계발광소자에 서 애노드와 캐소드 사이에서의 전하이동을 예시한 것이다.
도 10a 내지 도 10f는 실험예에서 제작한 광산란층의 표면 특성을 촬영한 SEM사진이다.
도 11a 내지 도 11c는 실험예에서 형성한 유기물층의 표면 특성을 촬용한 SEM사진이다.
【발명의 실시를 위한 형태】
이하에서， 본 명세서에 예시한 실시상태들에 대하여 상세히 설명한다.
본 명세서에 있어서， n형이란 n형 반도체 특성을 의미한다. 다시 말하면， n 형 유기물층은 LUM0 에너지 준위에서 전자를 주입받거나 수송하는 특성을 갖는 유 기물층이며 이는 전자의 이동도가 장공의 이동도 보다 큰 물질의 특성을 갖는 유 기물층이다. 반대로， P형이란 P형 반도체 특성을 의미한다. 다시 말하면, p형 유기 물층이란 H0M0(highest occupied molecular orbital) 에너지 준위에서 정공을 주입 받거나 수송하는 특성을 갖는 유기물층이며, 이는 정공의 이^도가 전자의 이동도 보다 큰 물질의 특성을 갖는 유기물층이다. 본 명세서에 있어서， 'HOMO 에너지 준 위에서 전하를 수송하는 유기물층'과 p형 유기물층은 서로 같은 의미로 사용될 수 있다. 또한， 'LUM0 에너지 준위에서 전하를 수송하는 유기물층'과 n형 유기물층은 서로 같은 의미로 사용될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 에너지 준위는 에너지의 크기를 의미하는 것이다. 따라 서， 진공준위로부터 마이너스 (-) 방향으로 에너지 준위가 표시되는 경우에도, 에너 지 준위는 해당 에너지 값의 절대값을 의미하는 것으로 해석된다. 예컨대, HOMO 에 너지 준위란 진공준위로부터 최고 점유 분자 오비탈 (highest occupied molecular orbital)까지의 거리를 의미한다. 또한， LUM0 에너지 준위란 진공준위로부터 최저 비점유 분자 오비탈 (lowest unoccupied molecular orbital)까지의 거리를 의미한 다.
본 명세서에 있어서, 전하란 전자 또는 정공을 의미한다.
본 명세서에 있어서， '전하 수송 경로 '란 전자 또는 정공이 수송되는 경로를 의미한다. 상기 경로는 층간 계면에서 이루어질 수도 있고， 추가의 층을 통하여 이 루어질 수도 있다. 예컨대， 상기 실시상태에서는 제 1 전하 수송 경로는 제 1 p형 유 기물층과 제 1 n형 유기물층을 포함한다. 또한， 상기 실시상태에 있어서， 제 2 전하 수송 경로는 애노드와 발광층의 계면만을 포함할 수도 있고， 애노드와 발광층 사이 에 추가로 구비된 층을 포함할 수도 있다.
본 명세서에 있어서， '비도핑된'이란 유기물층을 구성하는 유기물이 다른 성 질을 가지는 물질에 의하여 도핑되지 않았음을 의미한다. 예를 들어， '비도큉된' 유기물층이 P-형 물질이라면, n-형 물질이 도핑되지 않는다는 것을 의미할 수 있 다. 또한， P-형 유기물에 유기물이 아닌 무기물이 도핑되지 않음을 의미할 수 있 다. 같은 성질을 가지는， 예컨대 P형 특성을 갖는 유기물들은 그 성질이 유사하기 때문에 2가지 이상을 섞어서 사용할 수도 있다. 비도핑된 유기물층은 그 성질이 동 종의 특성을 가지는 물질로만 이루어진 경우를 의미한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면， 애노드; 캐소드; 및 상기 애노드와 캐소 드 사이에 구비된 발광층을 포함하고， 상기 발광층과 상기 캐소드 사이에 광산란층 을 포함하는 유기전계발광소자가 제공된다. 본 명세서의 일 실시상태에 따른 유기 전계발광소자에 있어서， 층의 적층 구조를 도 1에 예시하였다. 도 1에 따르면， 기 판 상에 애노드， 발광층， 광산란층 및 캐소드가 적층된다.
<30> 상기 광산란층은 층내 또는 층표면에 구비된 광 산란 구조를 포함할 수 있 다.
<31> 본 명세서의 일 실시상태에 따르면， 상기 광 산란 구조는 상기 광산란층내 포함된 물질의 분자들이 클러스터를 이루어 형성된 입자 구조에 의하여 형성될 수 있다. 여기서， 입자 구조란， 분자들이 클러스터를 이루어 형성된 개별의 입자 또는 이 입자들이 뭉쳐 형성된 구조를 포함한다. 여기서 입자들이 뭉쳐서 형성된 구조란 입자들 각각의 적어도 일부의 표면 또는 골격이 뭉치기 전의 형태를 유지하는 경우 를 의미한다. 따라서， 개별 입자들의 구조 또는 입자들이 뭉치기 전의 적어도 일부 의 표면 또는 골격의 형태를 유지하면서 뭉쳐있는 구조에 의하여 광산란층의 층내 또는 층 표면에 거칠기가 생긴다 .
<32> 예컨대， 상기 광산란층내 포함된 물질의 분자들이 클러스터를 이루어 형성 된 입자 구조에 의한 거칠기 정도는 2~50 nm 일 수 있다. 여기서， 거칠기 정도는 AFMCatomic force microscope) 데이터에서 Ra 값이다. 여기서, Ra는 거칠기를 갖는 표면에서의 표면 높낮이의 차이의 평균값으로 계산된다.
<33> 상기 실시상태에 따르면, 캐소드와 발광층 사이에 상기와 같은 입자 구조에 따른 거칠기를 갖는 광산란층이 구비됨으로써， 광산란에 따른 광추출 효율을 극대 화할 수 있다. 구체적으로， 표면 플라즈마 (surface plasma)에 따른 광흡수를 최소 화함으로써 발광 효율을 극대화할 수 있다. 또한， 상기 광산란층이 캐소드에 접하 고， 광산란층과 발광층 사이에 1층 이상의 유기물층이 구비되는 경우에는 발광층 또는 발광층에 접하는 유기물층에 광산란 구조를 포함하는 경우에 비하여 유거물층 의 두께 균일성을 달성할 수 있고, 소자 효율 저하를 방지할 수 있다.
<34> 본 명세서의 일 실시상태에 따르면， 상기 광산란층내에 포함된 물질은 유기 물이다. 다시 말하면， 유기물 분자들이 클러스터를 이루어 형성된 입자 구조에 따 른 거칠기에 의하여 광 산란 기능을 부여할 수 있다.
<35> 특정 종류의 유기물은 증착 방법에 의하여 층으로 형성되는 것만으로 전술한 바와 같이 거칠기를 갖는 입자 구조를 가질 수 있다.
<36> 상기 입자 구조는 2종 이상의 물질이 함께 특정 성분비로 증착됨으로써 형성 될 수도 있고， 1종의 물질이라도 물질 고유의 물성에 의하여 증착만으로도 상기와 같은 거칠기를 갖는 입자 구조를 형성할 수도 있다. <37> 상기 광산란층내 포함된 물질의 종류에 따라， 광산란층 형성 시 물질의 분자 들이 클러스터를 이루어 형성 된 입자의 크기 (grain size)가 달라질 수 있다 . 예컨 대， 광산란층에 포함된 물질의 분자들이 클러스터를 이루어 형성된 입자의 입 경은 수 마이크론일 수 있으며， 예컨대 0.5 내지 30 마이크로미터， 구체적으로 1 내지 10 마이크론의 범위 내일 수 있다 . 상기 입자의 입 경에 따라 전술한 거 칠기가 조절 될 수 있다. 상기 입자의 입경을 조절하기 위하여 광산란층을 형성하기 위 한 물질 의 종류， 물질의 조합 또는 조합비율을 선택할 수 있다 .
<38> 상기 광산란층의 두께에 따라서도 광산란층 내에 포함된 물질의 분자들이 클 러스터를 이루어 형성된 입자의 크기 또는 거 칠기가 달라질 수 있다 . 광산란층의 두께는 물질의 종류나 공정 조건에 따라 선택될 수 있으며， 예컨대 20 내지 500 nm, 구체적으로 50 내지 200 nm으로 형성될 수 있다 .
<39> 본 명세서의 또 하나의 실시상태에 따르면， 상기 광산란층은 캐소드와 물리 적으로 접 하여 구비된다 . 이 때， 상기 캐소드의 광산란층과 접하는 면은 상기 광산 란층의 캐소드와 접 하는 면 상의 거 칠기를 갖는 입자 구조의 형 태를 가질 수 있다 . 한 예에 따르면 , 상기 캐소드의 광산란층과 접하는 면의 반대면에도 상기 광산란층 의 캐소드와 접하는 면 상의 거 칠기를 갖는 입자 구조의 형 태를 가질 수 있다 .
<40> 본 발명의 또 하나의 실시상태에 따르면 , 상기 유기 전계발광소자는 상기 발 광층과 상기 캐소드 사이에 구비된 제 1 전하 수송 경로 (passage) ; 및 상기 발광층 과 상기 애노드 사이에 구비된 제 2 전하 수송 경로를 포함하고， 상기 제 1 전하 수 송 경로는 상기 캐소드에 인접 한 (associated) 제 1 p형 유기물층； 및 상기 게 1 p형 유기물층과 상기 발광층 사이에 구비된 제 1 n형 유기물층을 포함하며， 상기 광산란 층은 상기 제 1 p형 유기물층이거나， 상기 광산란층이 상기 제 1 p형 유기물층과 상 기 제 1 n형 유기물층 사이에 구비된다.
<41> 본 명세서의 또 하나의 실시상태에 따르면 , 상기 유기 전계발광소자는 상기 발광층과 상기 캐소드 사이에 구비된 버퍼층을 포함하고， 상기 버퍼층은 상기 캐소 드에 인접하고 제 1 p형 유기물층 ; 및 상기 제 1 p형 유기물층과 상기 발광층 사이에 구비된 제 1 n형 유기물층을 포함하며， 상기 광산란층은 상기 제 1 p형 유기물층이거 나， 상기 광산란층이 상기 제 1 p형 유기물층과 상기 제 1 n형 유기물층 사이에 구비 된다 .
<42> 본 명세서의 또 하나의 실시상태에 따르면 , 상기 유기 전계발광소자는 상기 발광층과 상기 캐소드 사이에 구비되고 , 제 1 p형 유기물층 ; 및 상기 발광층과 상기 제 1 p형 유기물층 사이에 구비된 제 1 n형 유기물층을 포함하고， 상기 광산란층은 상기 제 1 p형 유기물층이거나， 상기 광산란층이 상기 제 1 p형 유기물층과 상기 제 1 n형 유기물층 사이에 구비된다.
상기 광산란층이 상기 제 1 p형 유기물층과 상기 제 1 n형 유기물층 사이에 구 비되는 경우， 상기 광산란층과 상기 제 1 p형 유기물층에 의한 후술하는 효과를 동 시에 나타낼 수 있을 뿐만 아니라, 제 1 p형 유기물층이 광산란층과 캐소드 사이에 서 접합 특성을 개선할 수 있다. 이와 같은 효과를 나타내는 유기전계발광소자의 일 예를 도 2에 도시하였다.
도 2에 따르면， 기판 상에 애노드, 발광층， 제 1 n형 유기물층， 광산란층， 제 1 p형 유기물층 및 캐소드가 순차적으로 적층된다. 도 2에서는 기판 상에 애노드가 구비된 예를 도시하지만, 기판 상에 캐소드가 구비되는 경우도 본 실시상태의 범위 에 포함된다. 예컨대, 본 명세서의 일 실시상태에 따른 유기전계발광소자는 기판 상에 캐소드， 제 1 p형 유기물층， 광산란층， 제 1 n형 유기물층， 발광층 및 애노드가 순차적으로 적층된 구조를 가질 수 있다.
상기 광산란층이 제 1 p형 유기물층인 경우， 1개의 층의 도입에 의하여 제 1 p 형 유기물층의 도입에 따른 효과 뿐만 아니라， 광산란층에 따른 효과를 동시에 나 타낼 수 있다. 이와 같은 효과를 나타내는 유기전계발광소자의 일 예률 도 3에 도 시하였다.
하나의 예로서, 상기 광산란층은 다환 축합고리 화합물 및 아릴아민계 화합 물을 포함할 수 있다. 다환 축합고리 화합물 및 아릴아민계 화합물을 포함하는 광 산란층은 상기 제 1 P형 유기물층이거나， 상기 제 1 P형 유기물층과 상기 계 1 n형 유 기물층 사이에 구비될 수 있다.
상기 아릴아민계 화합물의 일 예는 하기 화학식 1의 화합물을 포함한다:
[화학식 1]
Figure imgf000008_0001
상기 화학식 1에 있어서， Ai^, Ar2 및 Ar3는 각각 독립적으로 수소 또는 탄화 수소기이다. 이 때， Ar1 Ar2 및 Ar3 중 적어도 하나는 방향족 하이드로카본
(aromatic hydrocarbon) 치환체를 포함할 수 있으며， 각 치환체는 동일한 것일 수 도 있고, 각기 다른 치환체로 구성될 수도 있다. A , Ar2 및 Ar3 중 방향족 하이드 로카본이 아닌 것은 수소; 직쇄， 분지쇄 또는 고리형 지방족 탄화수소; N, 0， S 또 는 Se를 포 A함하는 헤테로고리기일 수 있다.
상기 A 내지 Ar3은 알킬, 아릴， 헤테로아릴 또는 아릴아민으로 치환 또는 비치환될 수 밌다. 상기 알킬은 내지 C20의 직쇄 또는 분지쇄 알킬을 포함한다. 상기 아릴은 C6 내지 C60의 단환 또는 다환의 아릴을 포함한다. 상기 헤테로아릴은 헤테로원자로서 S, 0 또는 Se를 포함하는 단환 또는 다환의 해테로아릴을 포함한
5
다. 상기 아릴아민은 C6 내지 C60의 단환 또는 다환의 아릴 1 또는 2개로 치환된 아 민기를 포함한다.
상기 화학식 1의 화합물의 예로는 하기 화학식 1-1 또는 1-2의 화합물이 있 다. 4 3
[화학식 1-1]
화학식 1-1에 있어서，
ΑΓι 내지 Ar4는 서로 같거나 상이하고 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된
C6 내지 C60의 아릴이고， 이들은 인접하는 기와 서로 결합하여 단환 또는 다환의 방 향족， 지방족 또는 헤테로고리를 형성할 수 있으며，
Ar5는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C60의 아릴렌이다. 하나의 실시상태에 따르면， 상기 화학식 1-1에 있어서, A 내지 Ar4는 서로 같거나 상이하고， 각각 독립적으로 페닐， 나프틸, 바이페닐， 터페닐， 플루오레닐, 또는 이들이 메틸과 같은 알킬로 치환된 기이다.
하나의 실시상태에 따르면， 상기 화학식 1-1에 있어서, 는 페닐렌, 나프틸 렌， 바이페닐렌, 터페닐렌， 플루오레닐렌， 또는 이들이 메틸과 같은 알킬， 페닐과 같은 아릴 또는 아릴아민기로 치환된 기이다. [화학식 1-2]
Figure imgf000010_0001
화학식 1ᅳ 2에 있어서，
Ar9 내지 ^14는 서로 같거나 상이하고 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된
C6 내지 C60의 아릴이고， 이들은 인접하는 기와 서로 결합하여 단환 또는 다환의 방 향족， 지방족 또는 헤테로고리를 형성할 수 있으며，
Ar6 내지 Ar8은 서로 같거나 상이하고 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된
C6 내지 C60의 아릴렌이다. 하나의 실시상태에 따르면， 상기 화학식 1-2에 있어서, Ar9 내지 14는 서로 같거나 상이하고， 각각 독립적으로 페닐， 나프틸， 바이페닐， 터페닐， 플루오레닐, 또는 이들이 메틸과 같은 알킬로 치환된 기이다.
하나의 실시상태에 따르면， 상기 화학식 1-2에 있어서， Ar6 내지 Ar8은 서로 같거나 상이하고 각각 독립적으로 페닐렌, 나프틸렌, 바이페닐렌, 터페닐렌， 플루 오레닐렌 또는 이들이 메틸과 같은 알킬， 페닐과 같은 아릴 또는 아릴아민기로 치 환된 기이다.
상기 화학식 1의 구체적인 예로서 하기 화학식들이 있으나， 본 명세서에 기 재된 실시형태들의 범위가 반드시 이들로만 한정되는 것은 아니다.
Figure imgf000011_0001
Figure imgf000012_0001
상기 아릴아민계 화합물의 하나의 구체적인 예는 NPB(N,N'-bis(naphthyl)- N,N'-bis(phenyl benzidine)를 포함한다.
상기 다환 축합고리 화합물의 일 예는 하기 화학식 2의 화합물을 포함한다. [화학식 2]
Figure imgf000012_0002
<75> 상기 화학식 2에 있어서， R 내지 R 은 각각 수소， 할로겐 원자 니트릴 (-
CN), 니트로 (-N02), 술포닐 (-S02R), 술폭사이드 (-S0R), 술폰아미드 (ᅳ S02NR)， 술포네 이트 (-S03R), 트리플루오로메틸 (-CF3), 에스테르 (ᅳ C00R), 아미드 (-C0NHR 또는
-CONRR'), 치환 또는 비치환된 직쇄 또는 분지쇄의 d-C12 알콕시， 치환 또는 비치 환된 직쇄 또는 분지쇄 (广(12의 알킬， 치환 또는 비치환된 직쇄 또는 분지쇄 C2-C12 의 알케닐， 치환 또는 비치환된 방향족 또는 비방향족의 헤테로 고리， 치환 또는 비치환된 아릴， 치환 또는 비치환된 모노- 또는 디 -아릴아민， 또는 치환 또는 비치 환된 아랄킬아민이고， 상기 R 및 R' 는 각각 치환 또는 비치환된 -(：60의 알킬， 치 환 또는 비 치환된 아릴 또는 치환 또는 비치환된 5-7원 헤테로 고리 이다 .
<76> 상기 화학식 2의 예로는 하기 화학식 2-1 내지 2-6 가 있다.
<77> [화학식 2-1]
Figure imgf000013_0001
<79> [화학식 2-2]
Figure imgf000013_0002
[화학식 2-3]
Figure imgf000014_0001
<85> [화학식 2-5]
Figure imgf000015_0001
<86>
<87> [화학식 2-6]
Figure imgf000015_0002
<89> 상기 예에 있어서, 상기 광산란층 내에서 상기 아릴아민계 화합물의 함량에 대한 상기 다환 축합 화합물의 함량의 중량비는 1/7 내지 5/7의 범위 내일 수 있 다. 상기 범위 내에서 적절한 거칠기가 형성될 수 있다.
<90> 또 하나의 예로서， 상기 광산란충은 하기 화학식 3의 화합물을 포함할 수 있 다. 하기 화학식 3의 화합물을 포함하는 광산란층은 상기 제 1 p형 유기물층이거나， 상기 제 1 P형 유기물층과 상기 제 1 n형 유기물층 사이에 구비될 수 있다. 특히， 하 기 화학식 3의 화합물은 도 3의 p형 유기물층의 효과와 광산란층에 따른 효과를 동 시에 나타내는 물질로서 사용될 수 있다. 그러나, 본 발명의 범위를 하기 물질로 한정하는 것은 아니다. < 1> [화학식 3]
Figure imgf000016_0001
<93> 상기 화학식 3에 있어서，
<94> Rlc 내지 R6c는 서로 동일하거나 다를 수 있으며， 각각 독립적으로 수소원자; 할로겐 원자， 아미노기 니트릴기， 니트로기， (广(：30의 알킬기, C2~C30의 알케닐기，
(：广 C30의 알콕시기， C3~C30의 시클로알킬기， C2~C3。의 헤테로시클로알킬기， C6~C30의 아 릴기 및 C2~C30의 헤테로아릴기로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 기로 치 환된 또는 비치환된 CrC30의 알킬기; 할로겐 원자, 아미노기， 니트릴기， 니트로기，
CrC30≤] 알킬기， C2~C30의 알케닐기， (：广(：30의 알콕시기， C3~C30의 시클로알킬기，
C3~C30의 헤테로시클로알킬기, C6~C30의 아릴기 및 C2~C30의 헤테로아릴기로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 기로 치환된 또는 비치환된 C3~C30의 시클로알킬기; 할로겐 원자， 아미 i기, 니트릴기, 니트로기， (：广(：30의 알킬기， C2~C30의 알께닐기,
C广 C30의 알콕시기， C3~C30의 시클로말킬기, C3~C30의 헤테로시클로알킬기， C6~C30의 아 릴기 및 C2~C30의 헤테로아릴기로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 기로 치 환된 또는 비치환된 C6~C30의 아릴기; 또는 할로겐 원자, 아미노기, 니트릴기, 니트 로기, Cr o의 알킬기， C2~C30의 알케닐기, C广 C30의 알콕시기， C3~C30의 시클로알킬 기， C3~C30의 해테로시클로알킬기， C6~C30의 아릴기 및 C2~C30의 헤테로아릴기로 이루 어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 기로 치환된 또는 비치환된 C2~C30의 헤테로아 릴기이고， 서로 인접하는 기와 지방족， 방향족， 지방족헤테로 또는 방향족헤테로의 축합 고리를 형성하거나 스피로 결합을 이를 수 있고， n 및 m은 각각 0 내지 4의 정수이다.
상기 화학식 3의 예로는 하기 화학식 3a가 있다.
[화학식 3a]
Figure imgf000017_0001
<97>
<98> Rlc 내지 ！ 는 전술한 바와 같다.
<99> 하나의 실시상태에 따르면， 상기 화학식 3 또는 3a에서 상기 Rlc 및 R2c는 치 환 또는 비치환된 직쇄 또는 분지쇄의 (：广(：30의 알킬기 또는 C3~C30의 시클로알킬기일 수 있다.
<ιοο> 또 하나의 실시상태에 따르면， 상기 화학식 3 또는 3a에서 상기 Rlc 및 R2c는 메틸, 에틸， 프로필, 부틸， 시클로핵실일 수 있다.
<ιοι> 하나의 실시상태에 따르면， 상기 화학식 3 또는 3a에서 상기 R3c 및 c는 치 환 또는 비치환된 단환 또는 다환의 C6~C30의 아릴기일 수 있다.
<1()2> 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 화학식 3 또는 3a에서 상기 R3c 및 ！ 는 페닐， 또는 나프틸일 수 있다.
<103> 상기 화학식 3의 예로는 하기 화학식 3-1 내지 3-5의 화합물이 있다.
Figure imgf000018_0001
<i08> [화학식 3-3]
Figure imgf000018_0002
<uo> [화학식 3-4]
Figure imgf000019_0001
<ii2> [화학식 3-5]
Figure imgf000019_0002
일 실시상태에 따르면， 상기 광산란층은 1종의 유기물을 포함하고 그것이 p 형 유기물이다. 예컨대 상기 화학식 3의 화합물은 p형 유기물로서 사용될 수 있다. 또 하나의 실시상태에 따르면， 상기 광산란층은 2종의 유기물을 포함하고， 어느 1종은 n형 유기물이고, 나머지 1종은 p형 유기물이다. 이 때， 상기 n형 유기 물이 상기 p형 유기물에 대하여 P형 도편트의 역할을 할 수도 있다. 예컨대， 상기 n형 유기물은 상기 화학식 2의 화합물이고， 상기 p형 유기물은 상기 화학식 1의 화 합물일 수 있다.
도 1 내지 3에는 발광층과 애노드가 직접 접한 구조가 도시되어 있다. 그러 나, 상기 발광층과 상기 애노드 사이에 추가로 유기물층이 구비될 수 있다. 상기 발광층과 상기 애노드 사이에 구비될 수 있는 유기물층은 p형 유기물층일 수 있다. 상기 발광층과 상기 애노드 사이의 p형 유기물층의 예로는 정공주입층, 정공수송층 등이 있다.
도 2 또는 도 3에 따른 실시상태에 있어서， 캐소드에 인접한 유기물층으로서 제 1 p형 유기물층이 배치되고， 상기 제 1 p형 유기물층과 발광층 사이에 구비된 유 기물층으로서 제 1 n형 유기물층이 배치된다. 본 명세서에서 "캐소드에 인접한 유기 물층"이란 발광층을 기준으로, 애노드 보다는 캐소드에 가깝게 배치된 유기물층을 의미한다. 이 때， 캐소드에 인접한 유기물충은 캐소드에 물리적으로 접하는 경우를 포함할 수 있다. 그러나， 상기 실시상태에 있어서， 캐소드에 인접한 유기물층과 캐 소드 사이에 추가의 층이 구비된 경우를 완전히 배제하는 것은 아니다.
<118> 일반적으로， 유기전계발광소자에서는 캐소드로부터 발광층으로 전자가 주입 및 수송되고, 애노드로부터 발광층으로 정공이 주입 및 수송된다. 따라서, 종래의 유기전계발광소자에서는ᅳ 캐소드와 발광층 사이에 LUM0 에너지 준위를 통하여 전자 를 주입받거나 수송하는 n형 유기물층이 배치된다.
<119> 캐소드에 인접한 유기물층으로서 p형 유기물층을 배치하는 것은 지금까지 유 기전계발광소자 분야에서 생각되던 기술과는 상반된다. 그러나， 상기 실시상태에서 는 캐소드에 인접한 유기물층으로서 제 1 p형 유기물층을 배치한다. 또한， 상기 실 시상태에서는 제 1 P형 유기물층과 발광층 사이에 제 1 n형 유기물층을 배치한다. 여 기서, 제 1 p형 유기물층과 제 1 n형 유기물층 사이에서 전하가 발생될 수 있다. 상 기 제 1 p형 유기물층과 상기 제 1 n형 유기물층 사이에서 발생된 전하 중 정공은 제 1 p형 유기물층의 HOMO 에너지 준위를 통하여 캐소드 쪽으로 이동한다. 상기 게 1 p 형 유기물층의 HOMO 에너지 준위를 통하여 이동한 정공은 캐소드 방향으로 빠져나 가게 된다. 또한， 상기 제 1 p형 유기물층과 제 1 n형 유기물층 사이에서 발생된 전 하 중 전자는 제 1 n형 유기물층의 LUM0 에너지 준위를 통하여 발광층 쪽으로 이동 한다.
<120> 캐소드와 캐소드에 인접한 유기물층 간의 전하 주입 방식을 좀 더 구체적으 로 살펴보면 하기와 같다.
<i2i> 종래의 유기전계발광소자는 캐소드에 인접한 유기물층으로서 n형 유기물층을 포함하였다. 따라서， 캐소드로부터 전자를 주입하기 위한 장벽 (barrier)은 캐소드 의 일함수와 n형 유기물층의 LUM0 에너지 준위의 차이이었다. 따라서， 종래의 유기 전계발광소자의 구조에서는 전자 주입 장벽을 낮추기 위하여 LiF층과 같은 전자주 입층을 도입하거나， 전자수송층에 알칼리금속 또는 알칼리토금속을 도핑하거나， 캐 소드 재료로서 낮은 일함수 금속을 이용하였다.
<122> 그러나， 상기 실시상태에 따르면， 전술한 제 1 p형 유기물층과 제 1 n형 유기 물층 사이에서 전하가 발생하고, 발생된 전하 중 정공이 제 1 p형 유기물층의 HOMO 에너지 준위를 통하여 캐소드쪽으로 이동한다. 상기 실시상태에 따른 유기전계발광 소자， 예를 들어 도 2 또는 도 3에 도시한 유기전계발광소자에서 캐소드와 제 1 p형 유기물층 사이에서의 전하의 이동의 모식도를 도 4에 예시하였다. 도 4에 따르면， 제 1 p형 유기물층의 HOMO 에너지 준위로 수송된 정공은 캐소드의 전자와 만나 소멸 하게 된다. 따라서， 캐소드와 제 1 p형 유기물층 사이에서는 전자 주입 장벽이 존재 하지 않는다. 그러므로， 본 명세서에 따른 실시상태에서는 캐소드로부터 유기물층 으로의 전자 주입 장벽을 낮추기 위한 노력이 요구되지 않는다.
<123> 이에 의하여， 본 명세서의 상기 실시상태에서는 다양한 일함수를 갖는 재료 들 중에서 캐소드 재료를 선택할 수 있다. 또한， 전자 주입 장벽을 낮추기 위하여 전자주입층을 도입하거나 캐소드에 인접한 유기물층을 금속 물질로 도핑할 필요가 없다.
<124> 한편， 유기전계발광소자에서 발광 특성은 소자의 중요한 특성 중의 하나이 다. 유기전계발광소자에서 발광이 효율적으로 이루어지기 위해서는 발광 영역에서 의 전하의 균형 (charge balance)이 이루어지는 것이 중요하다. 이를 위해서는 캐소 드로부터 수송되는 전자와 애노드로부터 수송되는 정공이 양적으로 균형을 이루어 질 필요가 있을 뿐만 아니라， 전자와 정공이 만나 함께 액시톤 (exiton)을 형성하는 지점이 발광 영역 내일 필요가 있다.
<125> 한편， 유기전계발광소자에서는, 발광 효율을 증가시키는 방법 중에 하나로 서， 발광색에 따라 소자의 캐비티 (cavity)를 조절하는 방법을 이용할 수 있다. 발 광색의 파장에 적합하도록 소자의 캐비티를 조절함으로써 발광 효율을 더욱 증가시 킬 수 있다. 여기서， 소자의 캐비티란， 소자 내에서 빛이 공진할 수 있는 길이를 의미한다. 하나의 예에서， 상부 전극이 투명 전극이고， 하부 전극이 반사 전극인 경우， 상부 전극의 상면에서 하부 전극의 상면까지의 길이를 의미할 수 있다.
<126> 또한, 유기전계발광소자에 있어서， 발광층에서 캐소드까지의 거리는 표면 플 라즈몬 (surf ace plasmon), 금속, 도파관 (waveguide) 모드， 기판 모드, 아웃-커플드 (out -coup led mode) 모드 등에 의한 광손실에도 영향을 미칠 수 있다. 따라서, 발 광층에서 캐소드까지의 거리의 조정이 필요할 수 있다.
<127> 상기와 같이 소자의 캐비티 또는 발광층과 캐소드 간의 거리를 조절하기 위 하여， 종래의 유기전계발광소자의 구조에서 캐소드에 인접한 n형 유기물층， 예컨대 전자수송충의 두께를 증가시키는 경우 전하의 불균형을 초래할 수 있다. 그러나， 본 명세서의 상기 실시상태에 따른 유기전계발광소자에서는 캐소드에 인접한 제 1 p 형 유기물층의 두께를 조절할 수 있다. 즉， 상기 제 1 P형 유기물층의 두께를 조절 하는 것은 소자의 캐비티 또는 발광층과 캐소드 간의 거리를 조절하는 데 사용될 수 있다. 본 명세서의 상기 실시상태에 있어서， 발광층에 도달하는 전자는 캐소드 로부터 수송되지 않고， 제 1 p형 유기물층과 제 1 n형 유기물층 사이에서 발생된 것 이다. 따라서， 상기 제 1 p형 유기물층의 두께를 조절하는 것은 발광층에서의 전하 균형에 영향을 미치지 않는다. 또한， 본 명세서의 상기 실시상태에서는， 제 1 p형 유기물층의 두께를 조절하는 경우， 종래의 ,구조에서 n형 유기물층인 전자수송층의 두께 증가에 따른 구동 전압 상승 문제를 최소화할 수 있다.
<128> 종래의 구조에서 캐소드로부터 발광층까지의 거리 (D)를 조절하는 경우 발광 층에서의 전하 균형에 영향올 줄 수 있다. 그 이유는， n형 유기물층， 예컨대 전자 주입층 또는 전자수송층의 두께를 조절하는 경우， 발광층에 도달하는 전자의 양이 변화하기 때문이다. 도 5는 도 2 또는 도 3에 도시한 것과 같은 유기전계발광소자 의 구조의 캐소드부터 발광층까지의 구조를 예시한 것이다. 상기와 같은 구조에 있 어서， 캐소드에 인접한 제 1 p형 유기물층의 두께 (Dh)를 조절하는 경우， 소자의 캐 비티와 관련된 거리로서， 발광층 중의 발광지점으로부터 캐소드까지의 거리 (D) 조 절에는 영향을 줄 수 있으나, 전자의 양과 관련된 길이 De에는 영향을 주지 않기 때문에， 전하 균형에 영향을 미치지 않는다. 여기서， 발광층 중의 발광지점이란， 전자와 정공의 균형 (balance)에 따라 실제로 발광되는 지점을 의미한다 발광 지점 은 발광층의 재료에 따라 달라질 수 있다. 당 기술분야에서는 편의상 발광층의 가 운데 지점 또는 발광층과 다른 층의 계면을 발광 지점으로 설정하기도 한다.
<129> 예컨대， 캐소드가 반사판으로서 작용을 하는 경우， 발광층 중의 발광 지점으 로부터 캐소드까지의 거리 (D)는 [유기물층의 굴절율 * λ/4]의 정수배로 조절할 수 있다. 이 때， λ는 발광층으로부터 방출되는 빛의 파장이다. 색상 (color)이 다른 빛들은 서로 다른 파장을 갖기 때문에， 발광층에서 방출되는 빛의 색상에 따라， 발 광층 중의 발광지점으로부터 캐소드까지의 거리 (D)는 다르게 조절될 수 있다. 또 한, 유기물층의 굴절율에 따라 발광층 중의 발광 지점으로부터 캐소드까지의 거리 (D)는 다르게 조절 ¾ 수 있다. 이 때， 유기물층이 2층 이상인 경우， 유기물층의 굴 절율은 각 충의 굴절율을 구한 다음 그 합을 구함으로써 계산할 수 있다.
<130> 또한， 캐소드 쪽으로 진행된 빛이 캐소드의 표면에 도달하여 반사할 때, 캐 소드 물질의 종류에 따라 빛의 침투 깊아 (penetration depth)가 다르다. 따라서， 캐소드 물질의 종류는 캐소드 표면에서 반사된 빛의 위상 (phase)에 변화를 주게 된 다. 이 때 변화되는 위상차를 고려하여, 발광층 중의 발광 지점으로부터 캐소드까 지의 거리 (D)를 조절할 필요가 있다. 따라서， 캐소드의 물질도 역시 발광층으로부 터 캐소드까지의 거리에 영향을 미칠 수 있다. <131> 상기 발광층으로부터 캐소드로 진행하는 빛과 캐소드로부터 반사하는 빛의 상 매칭 (phase matching)이 일어나면 보강 간섭이 일어나 밝은 빛의 구현이 가능하 며， 반대로 상기 빛들간의 상 미스매칭 (phase mismatching)이 일어나면 상쇄 간섭 이 일어나 빛의 일부가 소멸된다. 이와 같은 상 매칭과 상 미스매칭의 현상에 따 라， 발광 빛의 밝기는 발광층으로부터 캐소드까지의 거리에 따라 사인 (sine) 곡선 의 형태로 나타난다.
<132> 본 명세서의 일 실시형태에 따르면， 발광층으로부터 캐소드까지의 거리에 따 른， 소자의 발광 빛의 밝기를 나타내는 사인 곡선에서， 빛의 밝기가 최대인 지점의 X축 값을 발광층으로부터 캐소드까지의 거리로 설정할 수 있다.
<133> 본 명세서의 일 실시상태에 따르면， 상기 제 1 p형 유기물층과 상기 제 1 n형 유기물층의 경계면 또는 광산란층과 계 1 n형 유기물층의 경계면으로부터 상기 발광 층까지의 거리 및 상기 애노드로부터 상기 발광층까지의 거리가， 상기 발광층 내의 정공의 양과 전자의 양이 균형을 이루도록 제어될 수 있다. 여기서, 정공의 양과 전자의 양이 균형을 이룬다는 것은 발광층으로 주입된 정공과 전자가 발광층 내에 서 재결합하여 발광을 위한 액시톤 (exciton)을 효과적으로 형성되게 하는 것으로， 엑시톤 형성에 관여하는 정공과 전자의 손실을 최소화하는 것을 의미한다. 예를 들 면， 소자 내의 정공의 양이 전자의 양보다 많아질 경우， 정공 과잉으로 인하여 엑 시톤에 관여하는 정공 이외에도 비발광 소멸하는 정공이 발생하게 되며， 이는 소자 의 양자 효율의 손실을 초래하게 한다. 반대로 전자의 양이 정공의 양보다 많아질 경우, 전자의 손실을 초래할 수 있다. 따라서， 주입된 정공과 전자의 양적인 균형 을 이루어 발광에 기여하지 않고 소멸되는 정공과 전자의 양을 줄이고자 하는 것이 다.
<134> 예컨대， 정공과 전자가 발광층 내에서 양적인 균형을 이루게 하기 위한 수단 으로서， 정공과 전자의 이동 속도를 제어하는 것도 중요하다. 발광층 내에 정공 과 잉일 경우， 전자의 주입 속도를 높여 줌으로써 발광층 내의 정공과 전자의 균형을 이루게 할 수 있다. 일반적으로 애노드와 발광층 사이， 즉 계 2 전하 수송 경로에 구비되어 정공을 수송하는 물질의 정공 이동도는 캐소드와 발광층 사이， 즉 계 1 전 하 수송 경로에 구비되어 전자를 수송하는 물질의 전자 이동도에 비하여 빠른 특성 을 나타낸다. 예컨대， NPB의 정공 이동도는 8.8 X 10" cmVvs 인 한편， Alq3의 전 자 이동도는 6.7 X 10"5 cm vs 정도의 수준이다.
<Π5> 따라서， 소자의 발광 효율을 높여주는 데 있어서， 전자의 이동도를 높여주는 것이 중요하며, 캐소드로부터 발광층까지의 거리를 늘려서 사용함에 있어 제 1 n형 유기물층의 두께를 증가시키는 것 보다 제 1 p형 유기물층의 두께를 증가시키는 것 이 효과적일 수 있다. '
<136> 따라서, 하나의 예에 따르면， 상기 제 1 p형 유기물층과 상기 제 1 n형 유기물 층의 경계면 또는 광산란층과 제 1 n¾ 유기물층의 경계면으로부터 상기 발광층까지 의 거리가 상기 애노드로부터 상기 발광층까지의 거리 보다 짧게 구성될 수 있다. 구체적인 예로서 상기 제 1 p형 유기물층과 상기 제 1 n형 유기물층의 경계면 또는 광산란층과 제 1 n형 유기물층의 경계면으로부터 상기 발광층까지의 거리는 100~500 A로 구성될 수 있다. 또 하나의 구체적인 예로서， 상기 애노드로부터 상기 발광층 까지의 거리는 500~5，000 A 로 구성될 수 있다. 다만， 발광층의 특성에 따라 또 는 사용자에 따라 구체적인 수치는 다르게 조절될 수 있다.
<137> 본 명세서의 하나의 실시상태에 따르면， 소자의 안정성을 위하여 제 1 p형 유 기물층의 두께를 조절할 수 있다. 제 1 P형 유기물층의 두께를 두껍게 조절하는 경 우， 소자 내의 전하 균형 또는 전압 상승에는 영향을 미치지 않으면서, 소자의 안 정성을 더욱 향상시킬 수 있다.
<138> 여기서， 소자의 안정성이란 소자의 두께가 얇은 경우 생길 수 있는 애노드와 캐소드 사이의 접촉에 의한 쇼트 현상을 방지할 수 있는 정도를 의미한다. 일반적 으로 캐소드와 발광층 사이에 구비된 n형 유기물층의 두께를 두껍게 조절하는 경우 에는 소자의 안정성은 향상시킬 수 있으나， 구동전압이 급격하게 상승하여 전력효 율 (power efficiency)을 감소시킨다. 종래에는 이와 같은 문제를 해결하기 위하여 캐소드와 발광층 사이에 구비된 n형 유기물층의 두께를 두껍게 조절함과 동시에 금 속을 도핑하는 시도가 이루어졌으나, 이는 광흡수율 증가 및 수명 저하가 발생되 고， 공정이 복잡해지는 문제가 있었다.
<139> 그러나, 본 명세서의 기재에 따르면， 캐소드와 발광층에 구비된 n형 유기물
' 층의 두께를 조절하지 않고， 전하 균형 또는 전압 상승에 영향을 미치지 않는 제 1 P형 유기물층의 두께를 조절하여 발광층과 캐소드 사이의 거라를 증가시킬 수 있 다. 이에 의하여 소자의 안정성은 항상되는 한편， 구동전압 상승은 최소화되어 전 력효율은 증가된다. -
<140> 하나의 예에 따르면， 소자의 안정성을 고려하여 상기 캐소드로부터 상기 발 광층까지의 거리가 상기 애노드로부터 상기 발광층까지의 거리 보다 길게 구성될 수 있다. 이와 같이 구성하는 경우에도, 종래기술과 달리 전하 균형 또는 전압 상 승에는 영향을 미치지 않는다. 하나의 구체적인 예에 있어서， 상기 계 1 p형 유기물 층의 두께는 5 nm 이상으로 조절될 수 있으며 , 두께는 두꺼울수록 소자의 안정성을 높일 수 있다. 상기 제 1 P형 유기물층의 두께의 상한은 특별히 힌:정되어 있지 않으 며 당업자에 의하여 결정될 수 있다. 예컨대, 공정 용이성을 고려하여 상기 제 1 p 형 유기물층의 두께는 500 nm 이하에서 선택될 수 있다.
<141> 본 명세서의 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 유기전계발광소자의 캐비티
(cavity) 길이가 상기 발광층에서 방출되는 빛의 파장의 정수배가 되도록 상기 저 U P형 유기물층의 두께가 제어될 수 있다. 이와 같이 빛의 파장의 정수배가 되도록 함으로써， 빛의 보강 간섭에 의한 광 방출 효율을 향상시킬 수 있다.
<142> 본 명세서의 또 하나의 실시상태에 따르면， 상기 제 1 p형 유기물층과 상기 제 1 n형 유기물층의 경계면 또는 광산란층과 제 1 n형 유기물층의 경계면으로부터 상기 발광층까지의 거리 및 상기 애노드로부터 상기 발광층까지의 거리가， 상기 발 광층 내의 정공의 양과 전자의 양이 균형을 이루도록 제어됨과 동시에， 상기 유기 전계발광소자의 캐비티 (cavity) 길이가 상기 발광층에서 방출되는 빛의 파장의 정 수배가 되도록 상기 제 1 p형 유기물층의 두께가 제어될 수 있다.
<143> 본 명세서의 또 하나의 실시상태에 따르면， 상기 제 1 p형 유기물층과 상기 제 1 n형 유기물층의 경계면 또는 광산란층과 제 1 n형 유기물층의 경계면으로부터 상기 발광층까지 전자의 이동 시간과 상기 애노드로부터 상기 발광층까지 정공의 이동 시간을 소자의 정공과 전자가 발광층 내에서 양적인 균형이 이루어질 수 있도 록 제어됨과 동시에， 상기 유기전계발광소자의 캐비티 (cavity) 길이가 상기 발광충 에서 방출되는 빛의 파장의 정수배가 되도록 상기 제 1 P형 유기물층의 두께가 제어 될 수 있다.
<144> 본 명세서의 또 하나의 실시상태에 따르면， 상기 제 1 p형 유기물층의 HOMO 에너지 준위와 상기 제 1 n형 유기물층의 LIM0 에너지 준위와의 차이는 2 eV 이하이 다. 본 명세서의 하나의 실시형태에 따르면， 상기 제 1 p형 유기물층의 HOMO 에너지 준위와 상기 제 1 n형 유기물층의 LUM0 에너지 준위와의 차이는 0 eV 초과 2 eV 이 하일 수 있으며, 혹은 0 eV 초과 0.5 eV 이하일 수 있다. 본 명세서의 또 다른 실 시형태에 따르면， 상기 제 1 P형 유기물층과 상기 제 1 n형 유기물층의 재료는 상기 1 p형 유기물충의 H0M0 에너지 준위와 상기 제 1 n형 유기물층의 LUM0 에너지 준위 와의 차이가 0.01 eV 이상 2 eV 이하가 되도록 선택될 수 있다.
<145> 상기 제 1 p형 유기물충의 H0M0 에너지 준위와 상기 제 1 n형 유기물층의 LUM0 에너지 준위의 에너지 차이가 2eV 이하인 경우， 상기 제 1 p형 유기물충과 상기 제 1 n형 유기물충이 접할 때 이들 사이에 NP 접합이 용이하게 발생할 수 있다. 이 경 우, 전자 주입을 위한 구동전압을 낮출 수 있다. <I46> 상기 제 1 p형 유가물층과 상기 저 11 n형 유기물층은 접할 수 있다. 이 경우， 상기 제 1 P형 유기물층과 상기 제 1 n형 유기물층 사이에는 NP 접합이 형성된다. NP 접합이 형성된 경우 제 1 p형 유기물층의 HOMO 에너지 준위와 제 1 n형 유기물층의 LUM0 에너지 준위 사이의 차이가 감소된다. 따라서, 외부 전압이 인가되는 경우， NP 접합으로부터 정공 및 전자가 용이하게 형성된다.
<147> 본 명세서의 일 실시상태에 따르면， 상기 제 1 p형 유기물층은 '비도핑'된다.
상기 제 1 P형 유기물층이 비도핑된 경우， 도편트와 호스트 간의 전하 수송 복합체 (Charge transfer complex) 형성에 의하여 예상치 못한 가시광선 흡수를 방지할 수 있으므로， 발광 효율의 감소를 방지할 수 있다. 상기 제 1 p형 유기물층이 비도핑된 경우， 이는 종래의 유기물에 p형 도편트를 도핑시킴으로써 p형 반도체 특성을 갖는 층과는 구분된다. 상기 계 1 P형 유기물층은 p형 도펀트에 의하여 p형 반도체 특성 을 나타내는 것이 아니고, 그 자체가 p형 반도체 특성을 갖는 유기물을 포함한다. p형 반도체 특성을 갖는 유기물이라면， 2종 이상의 유기물이 상기 제 1 p형 유기물 층에 포함될 수도 있다.
<148> 본 명세서의 일 실시형태에 따르면， 본 명세서의 일 실시형태에 따르면 상 기 캐소드의 일함수는 상기 제 1 p형 유기물층의 HOMO 에너지 준위 이하의 값을 가 질 수 있다.
<149> 상기 캐소드의 일함수가 상기 제 1 p형 유기물층의 HOMO 에너지 준위 이하의 값을 가지는 경우, 캐소드로부터 전자가 게 1 P형 유기물층의 HOMO 에너지 준위로 주입이 될 때， 주입 장벽 (injection barrier)이 존재하지 않게 된다.
<150> 본 명세서의 일 실시형태에 따르면， 상기 제 1 p형 유기물층의 HOMO 에너지 준위와 상기 제 1 n형 유기물층의 LUM0 에너지 준위와의 차이는 2 eV 이하일 수 있 다. 본 명세서의 다른 실시형태에 따르면， 상기 제 1 p형 유기물층의 HOMO 에너지 준위와 상기 제 1 n형 유기물층의 LUM0 에너지 준위와의 차이는 0 eV 초과 2 eV 이 하일 수 있으며， 혹은 0 eV 초과 0.5 eV 이하일 수 있다. 본 명세서의 또 다른 실 시형태에 따르면， 상기 제 1 p형 유기물층과 상기 제 1 n형 유기물층의 재료는 상기 1 p형 유기물충의 HOMO 에너지 준위와 상기 제 1 n형 유기물층의 LUM0 에너지 준위 와의 차이가 0.01 eV 이상 2 eV 이하가 되도록 선택될 수 있다.
<i5i> 상기 제 1 p형 유기물층의 H()M0 에너지 준위와 상기 제 1 n형 유기물층의 LUM0 에너지 준위의 에너지 차이가 약 2eV 이하인 경우， 상기 제 1 p형 유기물층과 상기 제 1 n형 유기물층이 접할 때 이들 사이에 NP 접합이 용이하게 발생할 수 있다. 이 경우， 전자주입을 위한 구동전압을 낮출 수 있다. <)52> 상기 캐소드와 상기 제 1 p형 유기물충은 접할 수 있다. 상기 캐소드와 제 1 p 형 유기물층이 접하고 캐소드의 일함수가 제 1 p형 유기물층의 HOMO 에너지 준위와 같거나 그보다 큰 값을 가지는 경우， 상기 캐소드의 일함수와 상기 제 1 p형 유기물 층의 HOMO 에너지 준위의 차이가 커도， 캐소드로부터 제 1 p형 유기물층의 HOMO 준 위로 전자의 주입이 용이하게 이루어진다. 이는 계 1 p형 유기물층과 제 1 n형 유기 물층 사이의 NP 접합에서 생성된 정공이 제 1 p형 유기물층을 따라 캐소드쪽으로 이 동하게 되기 때문이다. 일반적으로 전자는 에너지 준위가 낮은 곳에서 높은 것으로 이동할 때 장벽이 없다. 또한， 정공은 에너지 준위가 높은 곳에서 낮은 곳으로 이 동할 때 장벽이 생기지 않는다. 따라서, 에너지 장벽 없이， 캐소드로부터 제 1 p형 유기물층의 HOMO 에너지 준위로의 전자 이동이 가능하게 되는 것이다.
<153> 상기 캐소드와 상기 제 1 p형 유기물층 사이에 추가의 층이 추가로 구비될 수 있다. 이 경우， 상기 추가의 층의 HOMO 에너지 준위가 상기 캐소드의 일함수 또는 상기 제 1 p형 유기물층의 HOMO 에너지 준위와 동일하거나, 상기 캐소드의 일함수 또는 상기 제 1 p형 유기물층의 HOMO에너지 준위 사이일 수 있다.
<154> 상기 계 1 p형 유기물층과 상기 제 1 n형 유기물층은 접할 수 있다. 이 경우， 상기 제 1 p형 유기물층과 상기 제 1 n형 유기물층 사이에는 NP 접합이 형성된다. NP 접합이 형성된 경우 제 1 p형 유기물층의 HOMO 에너지 준위와 제 1 n형 유기물층의 LUM0 에너지 준위 사이의 차이가 감소된다. 따라서, 외부 전압이 인가되는 경우， NP 접합으로부터 정공 및 전자가 용이하게 형성된다.
<155> 상기 제 1 p형 유기물층 재료로는 p형 반도체 특성을 갖는 유기물을 사용할 수 있다. 예컨대， 아릴아민계 화합물 (aryl amine compound)을 사용할 수 있다. 아 릴아민계 화합물의 일 예로는 상기 화학식 1의 화합물이 있다.
<156> 상기 제 1 n형 유기물층은 단일 물질로 이루어지는 것으로 한정되지 않고， n 형 반도체 특성을 갖는 화합물 1종 또는 2 종 이상으로 이루어질 수 있다. 또한， 상기 제 1 n형 유기물층은 단일층으로 이루어질 수도 있으나， 2층 또는 3층 이상을 포함할 수도 있다. 이 때, 2층 이상의 각 층들은 서로 동일한 재료로 이루어질 수 도 있으나, 서로 다른 재료로 이루어질 수도 있다. 필요에 따라 상기 제 1 n형 유기 물층을 구성하는 층 중에 적어도 한 층은 n형 도편트에 의하여 도핑될 수 있다.
<157> 상기 제 1 n형 유기물층은 전술한 바와 같이 제 1 p형 유기물층과 발광층 사이 에서 LUM0 에너지 준위를 통하여 전하를 이동할 수 있는 재료라면 특별히 한정되지 않는다. 예컨대， 상기 화학식 2의 화합물이 사용될 수 있다.
<158> 상기 화학식 2의 다른 예들이나， 합성 방법 및 다양한 특징들은 미국 특허 출원 제 2002-0158242호， 미국 특허 제 6， 436， 559호 및 미국 특허 제 4 ,780,536호에 기재되어 있으며, 이들 문헌의 내용은 모두 본 명세서에 포함된다.
<159> 또한， 상기 제 1 n형 유기물층은 2，3，5，6-테트라플루오로 -7，7，8，8ᅳ테트라시아 노퀴노디메탄 (F4TCNQ), 불소-치환된 3，4，9，10-페릴렌테트라카르복실릭 디안하이드 라이드 (PTCDA), 시아노ᅳ치환된 3ᅳ 4, 9 ,10-페릴렌테트라카르복실릭 디안하이드라이드 (PTCDA) , 나프탈렌테트라카르복실릭디안하이드라이드 (NTCDA), 불소-치환된 나프탈 렌테트라카르복실릭디안하이드라이드 (NTCDA) 및 시아노-치환된 나프탈렌테트라카르 복실릭디안하이드라이드 (NTCDA) 중에서 선택되는 1 이상의 화합물을 포함할 수 있 . 다.
<160> 그외에도, 상기 제 1 n형 유기물층 재료로는 당기술분야에 알려져 있는 전자 주입 또는 수송 재료로 사용되는 n형 반도체 특성을 갖는 유기물이 사용될 수 있 다. 구체적으로 하기와 같은 재료가 사용될 수 있으나， 이들에만 한정되는 것은 아 니다. 예컨대， 제 1 n형 유기물층 재료의 예로서 이미다졸기， 옥사졸기， 티아졸기, 퀴놀린 및 페난쓰를린기로부터 선택되는 작용기를 갖는 화합물을 사용할 수 있다.
<161> 상기 이미다졸기， 옥사졸기 및 티아졸기로부터 선택되는 작용기를 갖는 화합 물의 구체적인 예로는 하기 화학식 4 또는 5의 화합물의 화합물이 있다:
<162> [화학식 4]
Figure imgf000028_0001
<163>
<164> 상기 화학식 4에 있어서， R1 내지 R4는 서로 동일하거나 다를 수 있으며， 각 각 독립적으로 수소원자; 할로겐 원자， 아미노기, 니트릴기, 니트로기, (：广(：30의 알 킬기， C2~C30의 알케닐기， (：广 의 알콕시기, C3~C30의 시클로알킬기， C3~C30의 헤테로 시클로알킬기， C6~C30의 아릴기 및 C2~C30의 헤테로아릴기로 이루어진 군으로부터 선 택된 하나 이상의 기로 치환된 또는 비치환된 (：广(：30의 알킬기; 할로겐 원자， 아미 노기， 니트릴기， 니트로기, Ci-Cso^ 알킬기， C2~C30의 알케닐기, C广 C30의 알콕시기， C3~C30의 시클로알킬기， C3~C30의 헤테로시클로알킬기， C6~C30의 아릴기 및 C2~C30의 헤 테로아릴기로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 기로 치환된 또는 비치환된 C3~C30의 시클로알킬기; 할로겐 원자， 아미노기, 니트릴기， 니트로기， (：广(：30의 알킬 기， C2~C30의 알케닐기， (广(：30의 알콕시기， C3~C30의 시클로알킬기, C3~C30의 헤테로시 클로알킬기， C6~C30의 아릴기 및 C2~C30의 헤테로아릴기로 이루어진 군으로부터 선택 된 하나 이상의 기로 치환된 또는 비치환된 C5~C30의 아릴기; 또는 할로겐 원자， 아 미노기， 니트릴기， 니트로기， C广 C30의 알킬기， C2~C30의 알케닐기， d- 의 알콕시 기， C3~C30의 시클로알킬기, C3~C30의 헤테로시클로알킬기， C6~C30의 아릴기 및 C2~C30 의 헤테로아릴기로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 기로 치환된 또는 비 치환된 C2~C30의 헤테로아릴기이고， 서로 인접하는 기와 지방족, 방향족， 지방족헤 테로 또는 방향족헤테로의 축합 고리를 형성하거나 스피로 결합을 이롤 수 있고;
Ar1은 수소원자， 치환 또는 비치환의 방향족 고리 또는 치환 또는 비치환의 방향족 해테로 고리이며 ; X는 0， S 또는 NR이고; R는 수소， d-C6의 지방족 탄화수소， 방 향족 고리 또는 방향족 헤테로 고리일 수 있다.
[화학식 5]
Figure imgf000029_0001
상기 화학식 5에 있어서 X는 0， S, NR 또는 d-C7의 2가 탄화수소기이고;
A, D및 R는 각각 수소원자, 니트릴기 (-CN), 니트로기 (-N02), d-C^의 알킬， C5-C20 의 방향족 고리 또는 해테로 원자를 포함하는 치환된 방향족 고리， 할로겐， 또는 인접 고리와 융합 고리를 형성할 수 있는 알킬렌 또는 헤테로 원자를 포함하는 알 킬렌이며; A와 D는 연결되어 방향족 또는 헤테로 방향족고리를 형성할 수 있고; B 는 n이 2 이상인 경우 연결 유니트로서 다수의 헤테로 고리를 공액 또는 비공액되 도록 연결하는 치환 또는 비치환된 알킬렌 또는 아릴렌이며， n이 1인 경우 치환 또 는 비치환된 알킬 또는 아릴이고; n은 1 내지 8의 정수이다.
상기 화학식 5의 화합물의 예로는 한국 특허 공개 제 2003-0067773호에 공지 되어 있는 화합물을 포함하며， 상기 화학식 5의 화합물의 예로는 미국 특허 제 5，645，948호에 기재된 화합물과 W005/097756호에 기재된 화합물을 포함한다. 상기 문헌들은 그 내용 전부가 본 명세서에 포함된다.
구체적으로, 상기 화학식 4의 화합물에는 하기 화학식 6의 화합물도 포함된 다：
[화학식 6]
Figure imgf000030_0001
상기 화학식 6에 있어서， R 내지 R은 서로 같거나 상이하고， 각각 독립적 으로 수소원자， d-Ca)의 지방족 탄화수소， 방향족 고리， 방향족 헤테로 고리 또는 지방족 또는 방향족 축합고리이며; Ar은 직접 결합， 방향족 고리 또는 방향족 헤테 로 고리이며 ; X는 0， S 또는 NRa이며 ; R는 수소원자， d-C6의 지방족 탄화수소， 방 향족 고리 또는 방향족 헤테로 고리이고; 단 R5 및 R6이 동시에 수소인 경우는 제외 된다.
또한， 상기 화학식 5의 화합물에는 하기 화학식 7의 화합물도 포함된다: [화학식 7]
Figure imgf000030_0002
상기 화학식 7에 있어서， Z는 0， S 또는 NR이며 ; R 및 R는 수소원자， d-
C24의 알킬， C5-C20의 방향족 고리 또는 헤테로 원자를 포함하는 치환된 방향족 고 리, 할로겐, 또는 벤자졸 고리와 융합 고리를 형성할 수 있는 알킬렌 또는 헤테로 원자를 포함하는 알킬렌이고; B는 n이 2 이상인 경우 연결 유니트로서 다수의 벤자 졸들을 공액 또는 비공액되도록 연결하는 알킬렌， 아릴렌， 치환된 알킬렌, 또는치 환된 아릴렌이며, n이 1인 경우 치환 또는 비치환된 알킬 또는 아릴이고; n은 1 내 지 8의 정수이다.
Figure imgf000031_0001
[화학식 8]
Figure imgf000032_0001
<183> [화학식 9]
Figure imgf000032_0002
<185> [화학식 10]
Figure imgf000032_0003
:187> [화학식 11]
Figure imgf000032_0004
189> [화학식 12]
Figure imgf000032_0005
! 91> [화학식 1
Figure imgf000032_0006
93> [화학식 14]
Figure imgf000032_0007
)5> 상기 화학식 8 내지 14에 있어서，
»6> η은 0 내지 9의 정수이고， m은 2 이상의 정수이며 <197> R는 수소， 메틸기 , 에틸기 등의 알킬기， 시클로헥실， 노르보르닐 등의 시클 로알킬기， 벤질기 등의 아랄킬기， 비닐기， 알릴기 등의 알케닐기, 시클로펜타디에 닐기, 시클로핵세닐기 등의 시클로알케닐기， 메톡시기 등의 알콕시기， 알콕시기의 에테르 결합의 산소 원자가 황 원자로 치환된 알킬티오기, 페녹시기 등의 아릴에테 르기， 아릴에테르기의 에테르 결합의 산소 원자가 황 원자로 치환된 아릴티오에테 르기， 페닐기， 나프틸기, 비페닐기 등의 아릴기, 푸릴기, 티에닐기， 옥사졸릴기， 피리딜기， 퀴놀릴기， 카르바졸릴기 등의 복소환기, 할로겐, 시아노기, 알데히드기， 카르보닐기， 카르복실기, 에스테르기， 카르바모일기, 아미노기， 니트로기， 트리메 틸실릴기 등의 실릴기， 에테르 결합을 통해 규소를 갖는 기인 실록사닐기， 인접 치 환기와의 사이의 환 구조로부터 선택되며; 상가 치환기들은 비치환 또는 치환될 수 있고， n이 2 이상인 경우 치환기들은 서로 동일하거나 상이할 수 있고， 。 <198> Y는 상기 R9의 기들의 2가 이상의 기이다.
<199> 상기 화학식 8 내지 14의 화합물은 한국 공개특허 2007-0118711에 기재되어 있으며， 이 문헌 전부는 본 명세서에 참고로 포함된다.
<200> 상기 페난쓰를린기를 갖는 화합물의 예로는 하기 화학식 15 내지 25의 화합 물들이 있으나， 이들 예로만 한정되는 것은 아니다.
<20i> [화학식 15]
Figure imgf000033_0001
<203> [화학식 16]
Figure imgf000033_0002
<205> [화학식 17]
Figure imgf000033_0003
<207> [화학식 18]
Figure imgf000034_0001
<209> 상기 화학식 15 내지 18에 있어서，
<2io> m은 1 이상의 정수이고， n 및 p는 정수이며， n+p는 8 이하이고，
<2ii> m이 1인 경우， R10 및 R11은 수소， 메틸기, 에틸기 등의 알킬기， 시클로핵실， 노르보르닐 등의 시클로알킬기， 벤질기 등의 아랄킬기， 비닐기， 알릴기 등의 알케 닐기， 시클로펜타디에닐기, 시클로핵세닐기 등의 시클로알케닐기， 메특시기 등의 알콕시기， 알콕시기의 에테르 결합의 산소 원자가 황 원자로 치환된 알킬티오기, 페녹시기 등의 아릴에테르기， 아릴에테르기의 에테르 결합의 산소 원자가 황 원자 로 치환된 아릴티오에테르기, 페닐기， 나프틸기， 비페닐기 등의 아릴기, 푸릴기， 티에닐기， 옥사졸릴기， 피리딜기， 퀴놀릴기， 카르바졸릴기 등의 복소환기， 할로겐， 시아노기, ^데히드기， 카르보닐기， 카르복실기， 에스테르기, 카르바모일기， 아미 노기, 니트로기， 트리메틸실릴기 등의 실릴기， 에테르 결합을 통해 규소를 갖는 기 인 실록사닐기， 인접 치환기와의 사이의 환 구조로부터 선택되며 ;
<2i2> m이. 2 이상인 경우， R10은 직접 결합 또는 전술한 기들의 2가 이상의 기이 고， RU은 m이 1인 경우와 같으며 ,
<213> 상기 치환기들은 비치환 또는 치환될 수 있고 , n 또는 p가 2 이상인 경우 치 환기들은 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
<214> 상기 화학식 15 내지 18의 화합물은 한국 공개특허 2007-0052764 및 2007-
0118711에 기재되어 있으며， 이 문헌 전부는 본 명세서에 참고로 포함된다. <215> [화학식 19]
Figure imgf000034_0002
Figure imgf000035_0001
[화학식 22]
Figure imgf000035_0002
상기 화학식 19 내지 22에 있어서， R 내지 R 및 R 내지 R 는 각각 수소 원자， 치환 또는 비치환의 핵원자수 5— 60의 아릴기， 치환 또는 비치환의 피리딜기， 치환 또는 비치환의 퀴놀릴기， 치환 또는 비치환의 1-50의 알킬기, 이환 또는 비치 환의 탄소수 3-50의 시클로알킬기， 치환 또는 비치환의 핵원자수 6ᅳ50의 아랄킬기， 치환 또는 비치환의 탄소수 1—50의 알콕시기, 치환 또는 비치환의 핵원자수 5-50의 아릴옥시기， 치환 또는 비치환의 핵원자수 5-50의 아릴티오기, 치환 또는 비치환의 탄소수 1-50의 알콕시카르보닐기， 치환 또는 비치환의 핵원자수 5-50의 아릴기로 치환된 아미노기, 할로겐원자， 시아노기， 니트로기, 히드록실기 또는 카르복실기이 고， 이들은 서로 결합하여 방향족 고리를 형성할 수 있으며, L은 치환 또는 비치환 의 탄소수 6— 60의 아릴렌기, 치환 또는 비치환의 피리디닐렌기， 치환 또는 비치환 의 퀴놀리닐렌기 또는 치환 또는 비치환의 플루오레닐렌기이다. 상기 화학식 19 내 지 22의 화합물은 일본 특허공개 2007-39405호에 기재되어 있으며, 이 문헌 전부는 명세서에 참고로 포함된다.
[화학식 23]
Figure imgf000036_0001
[화학식 24]
Figure imgf000036_0002
상기 화학식 23 및 24에 있어서， cᄂ d 내지 d 및 g 은 각각 수소 또는 방 향족 또는 지방족 탄화수소기 이고， m 및 n은 0 내지 2의 정수이고， p는 0 내지 3의 정수이다. 상기 화학식 23 및 24의 화합물은 미국 특허 공개 2007/0122656에 기 재 되어 있으며， 이 문헌 전부는 본 명세서에 참고로 포함된다 .
[화학식 25]
Figure imgf000036_0003
상기 화학식 25에 있어서 , R 내지 R 은 각각 수소원자， 치환 또는 비치환 의 알킬기， 치환 또는 비치환의 아랄킬기， 치환 또는 비 치환의 아릴기， 치환 또 비치환의 복소환기 또는 할로겐 원자이고， Ar 및 Ar 는 각각 하기 구조식에서 선 택된다 .
Figure imgf000037_0001
<232>
<233> 상기 구조식에서 R17 내지 R23은 각각 수소원자， 치환 또는 비치환의 알킬기， 치환 또는 비치환의 아랄킬기， 치환 또는 비치환의 아릴기, 치환 또는 비치환의 복 소환기 또는 할로겐 원자이다. 상기 화학식 25의 화합물은 일본 특허 공개 2004- 107263에 기재되어 있으며， 이 문헌 전부는 본 명세서에 참고로 포함된다.
<234> 상기 제 1 n형 유기물층과 상기 발광층 사이에는 적어도 하나의 유기물층을 더 포함할 수 있다. 상기 제 1 ri형 유기물층과 상기 발광층 사이에는 한 층 또는 두 층 이상의 전자수송층， 정공 차단층 등이 구비될 수 있다.
<235> 이하， 본 명세서의 실시상태에 따른 유기전계발광소자를 구성하는 각 층에 대하여 구체적으로 설명한다. 이하에서 설명하는 각 층의 물질들은 단일 물질 또는
2 이상의 물질의 흔합물일 수 있다.
<236> 애노드
<237> 애노드는 금속， 금속 산화물 또는 도전성 폴리머를 포함한다 . 상기 도전성 폴리머는 전기전도성 폴리머를 포함할 수 있다. 예컨대， 상기 애노드는 약 3.5 내 지 5.5eV의 일함수 값을 가질 수 있다. 예시적인 도전성 물질의 예는 탄소， 알루미 늄, 바나듐， 크름， 구리， 아연， 은， 금, 기타 금속 및 이들의 합금; 아연 산화물， 인듐 산화물， 주석 산화물， 인듐 주석 산화물 (IT0), 인듐 아연 산화물 및 기타 이 와 유사한 금속 산화물; ΖηΟ:Α1 및 Sn02:Sb와 같은 산화물과 금속의 흔합물 등이 있 다. 애노드 재료로는 투명 물질이 사용될 수도 있고， 불투명 물질이 사용될 수도 있다. 애노드 방향으로 발광되는 구조의 경우， 애노드는 투명하게 형성될 수 있다. 여기서， 투명이란 유기물층에서 발광된 빛이 투과할 수 있으면 되며， 빛의 투과도 는 특별히 한정되지 않는다.
<238> 예컨대， 본 명세서에 따른 유기전계발광소자가 전면발광형이고， 애노드가 유 기물층 및 캐소드의 형성 전에 기판 상에 형성되는 경우에는， 애노드 재료로서 투 명 물질 뿐만 아니라 광반사을이 우수한 블투명 물질도 사용될 수 있다. 예컨대， 본 명세서에 따른 유기전계발광소자가 후면발광형이고, 애노드가 유기물충 및 캐소 드의 형성 전에 기판 상에 형성되는 경우에는, 애노드 재료로서 투명 물질이 사용 되거나， 불투명 물질이 투명하게 될 정도로 박막으로 형성되어야 한다.
<239> 본 명세서의 기재에 따른 유기전계발광소자에서, 제 2 전하 수송 경로가 형성 되는 발광층과 애노드 사이에， 제 2 p형 유기물층이 포함될 수 있다. 도 8에 제 2 p 형 유기물층이 구비되는 경우 에너지 흐름을 예시하였다. 제 2 p형 유기물층은 정공 주입층 (HIL) 또는 정공수송층 (HTL)일 수 있다. 제 2 p형 유기물층 재료로는、전술한 제 1 p형 유기물층 재료로 언급한 재료들이 사용될 수 있다.
<240> 상기 제 2 p형 유기물층과 상기 애노드 사이에는 제 4 n형 유기물층이 구비될 수도 있다. 여기서， 상기 제 2 p형 유기물층의 HOMO 에너지 준위와 상기 제 4 n형 유 기물층의 LUM0 에너지 준위의 차이는 2 eV 이하 흑은 1 eV 이하, 예컨대 약 0.5 eV 일 수 있다. 상기 제 2 p형 유기물층과 상기 제 4 n형 유기물층은 접할 수 있다. 이 의 의하여， 상기 제 2 p형 유기물층과 상기 제 4 n형 유기물층은 NP 접합을 형성할 수 있다. 도 9에 제 4 n형 유기물층이 구비되는 경우 에너지 흐름을 예시하였다.
<24i> 상기 제 4 n형 유기물층의 LUM0 에너지 준위와 상기 애노드의 일함수의 차이 는 4 eV 이하일 수 있다. 상기 제 4 n형 유기물층과 상기 애노드는 접할 수 있다.
<242> 상기 제 4 n형 유기물층의 약 4~7eV의 LIM0 에너지 준위 및 약 1으 8 cm'/Vs ~
1 cm vs , 또는 약 10— 6cm2/Vs ~ 10— 2cm2/Vs의 전자이동도를 가질 수 있다. 상기 전자 이동도 범위 내인 것이 정공의 효율적인 주입에 유리하다.
<243> 상기 제 4 n형 유기물층은 진공증착될 수 있는 물질 또는 솔루션 프로세스
(solution process)로 박막성형될 수 있는 물질로 형성돨수도 있다. 상기 제 4 n형 유기물의 구체적인 예는 이에 한정되지 않지만 2，3， 5,6-테트라플루오로 -7,7, 8, 8-테 트라시아노퀴노디메탄 (F4TCNQ), 불소-치환된 3， 4, 9， 10-페릴렌테트라카르복실릭 디 안하이드라이드 (FTCDA), 시아노-치환된 PTCDA, 나프탈렌테트라카르복실릭 디안하이 드라이드 (NTCDA), 불소-치환된 NTCDA, 시아노-치환된 NTCDA 또는 핵사니트릴 핵사 아자트리페닐렌 (HAT)를 포함한다.
<244> 상기 제 4 n형 유기물층과 상기 제 2 p형 유기물층이 NP 접합을 형성하는 경 우， NP 접합에서 형성된 정공은 상기 제 2 p형 유기물층을 통하여 발광층으로 수송 된다.
<245> 상기 제 2 p형 유기물층은 아릴아민계 화합물， 도전성 폴리머， 또는 공역 부 분과 비공역 부분이 함께 있는 블록 공중합체 등올 포함할 수 있으나， 이에 한정되 는 것은 아니다.
<246> 발광층 (EML)
<247> 발광층에서는 정공전달과 전자전달이 동시에 일어나므로 발광층은 n형 특성 과 P형 특성을 모두 가질 수 있다. 편의상 전자 수송이 정공 수송에 비하여 빠를 경우 n형 발광층， 정공 수송이 전자 수송에 비하여 빠를 경우 p형 발광층이라고 정 의할 수 있다.
<248> n형 발광층은 이에 한정되지 않지만 알루미늄 트리스 (8-히드록시퀴놀린
)(Alq3); 8ᅳ히드록시퀴놀린 베릴륨 (BAlq); 벤즈옥사졸계 화합물， 벤즈티아졸계 화합 물 또는 벤즈이미다졸계 화합물; 폴리플루오렌계 화합물; 실라사이클로펜타디엔 (silole)계 화합물 등을 포함한다.
<249> p형 발광층은 이에 한정되는 것은 아니지만 카바졸계 화합물; 안트라센계 화 합물; 폴리페닐렌비닐렌 (PPV)계 폴리머; 또는 스피로 (spiro) 화합물 등을 포함한 다.
<250> 전자수송층 (ETL)
<25i> 본 명세서에 있어서, 제 1 n형 유기물층이 전자수송층으로 형성될 수도 있고， 제 1 n형 유기물층과 발광층 사이에 추가의 제 2 n형 유기물층이 구비될 수도 있다. 도 6에 제 2 n형 유기물층이 구비되는 경우 에너지 흐름을 예시하였다. 제 2 n형 유 기물층은 전자수송층 또는 정공차단층의 역할을 할 수도 있다. 계 2 n형 유기물층 재료로서는 전자를 잘 수송할 수 있도록 전자이동도 (electron mobility)가 큰 물질 이 바람직하다. 제 2 n형 유기물층과 발광층 사이에 제 3 n형 유기물층이 구비될 수 도 있다. 게 3 n형 유기물층도 전자수송층 또는 정공차단층의 역할을 할 수도 있다. 도 7에 제 3 n형 유기물층이 구비되는 경우 에너지 흐름을 예시하였다.
<252> 상기 제 1 n형 유기물층은 전술한 바와 같이 LUM0 에너지 준위가 제 1 p형 유 기물층의 HOMO 에너지 준위와 2 eV 이하인 재료로 구성되는 것이 바람직하다. 일 예에 따르면， 상기 제 1 n형 유기물층은 LUM0 에너지 준위가 5 eV 내지 7 eV일 수 있다.
<253> 상기 제 2 n형 유기물층은 LUM0에너지 준위가 상기 제 1 n형 유기물층의 LUM0 에너지 준위보다 작은 것이 바람직하다. 일 예에 따르면， 상기 제 2 n형 유기물층은 LUM0 에너지 준위가 2 eV내지 3 eV일 수 있다. 일 예에 따르면 상기 제 2 n형 유기 물층은 HOMO 에너지 준위가 5 eV내지 6 eV, 구체적으로 5.8 eV내지 6 eV일 수 있 다.
<254> 상기 제 2 또는 게 3 n형 유기물층은 이에 한정되지 않지만 알루미늄 트리스
(8-히드록시퀴놀린) (Al ); Alq3 구조를 포함하는 유기화합물; 히드록시플라본 -금속 착화합물 또는 실라사이클로펜타디엔 (silole)계 화합물 등을 포함할 수 있다. 제 2 또는 계 3 n형 유기물층 재료는 전술한 제 1， n형 유기물층의 재료가 사용될 수도 있 다. 제 2 또는 제 3 n형 유기물충은 n형 도편트에 의하여 도큉될 수 있다. 한 실시상 태에 따르면， 제 2 n형 유기물층과 계 3 n형 유기물층 중 어느 하나가 n형 도펀트에 의하여 도핑되는 경우， 도핑된 층의 호스트 재료와 도핑되지 않은 층의 재료는 동 일할 수 있다.
<255> n형 도편트로는 유기물 또는 무기물일 수 있다. n형 도편트가 무기물인 경 우， 알칼리금속， 예컨대 Li, Na, K, Rb, Cs 또는 Fr; 알칼리 토금속， 예컨대 Be, Mg, Caᅳ Sr, Ba 또는 Ra; 희토류 금속， 예컨대 La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Tb, Th, Dy, Ho, Er, Em, Gd, Yb, Lu, Y또는 Mn; 또는 상기 금속들 중 1 이상의 금속을 포 함하는 금속 화합물을 포함할 수 있다. 또는， n형 도편트는 시클로펜타디엔， 시클 로헵타트리엔， 6원 헤테로 고리 또는 이들 고리가 포함된 축합고리를 포함하는 물 질일 수도 있다. 이 때， 도핑 농도는 0.01 내지 50 중량 %， 또는 1 내지 10 중량 %일 수 있다.
<256> 구체적인 한 예로서 , 유기전계발광소자는 제 1 내지 제 3 n형 유기물층을 포함 하고， 제 1 n형 유기물층은 상기 화학식 1의 화합물을 포함하고， 제 2 n형 유기물층 은 n형 도편트에 의하여 도핑될 수 있다. 이 때， 제 2 n형 유기물층과 제 3 n형 유기 물층은 상기 화학식 5의 화합물을 호스트 재료로서 포함할 수 있다.
<257> 캐소드
<258> 전술한 바와 같이, 본 명세서에서는 전술한 제 1 p형 유기물층 및 제 1 n형 유 기물층을 구비함으로써， 캐소드 물질을 다양한 일함수를 갖는 재료로부터 선택할 수 있다. 캐소드 물질로는 통상 전자주입이 용이하게 이루어지도록 일함수가 작은 물질이 바람직하다. 그러나， 본 명세서에서는 일함수가 큰 물질도 적용될 수 있다. 구체적으로， 본 명세서에서는 전술한 제 1 p형 유기물층의 HOMO 이상인 일함수를 갖 는 물질을 캐소드 재료로서 사용할 수 있다. 예컨대， 본 명세서에사는 캐소드 재료 로서 일함수가 2 eV 내지 5 eV인 물질이 사용될 수 있다. 상기 캐소드는 이에 한정 되지 않지만 마그네슘， 칼슴， 나트륨， 칼륨， 티타늄， 인듐， 이트륨， 리튬， 가돌리 늄， 알루미늄, 은， 주석 및 납과 같은 금속 또는 이들의 합금; LiF/Al 또는 Li02/Al 과 같은 다층 구조 물질 등을 포함한다.
<259> 캐소드 재료로서 A1을 사용하는 경우， 단독으로 또는 LiF나 Liq와 함께 사용 함으로써 효율적으로 동작이 가능한 소자를 제공할 수 있다. 특히， 캐소드 재료로 서 Ag를 사용하는 경우， 종래기술에 따른 소자에서는 Ag 단독으로 또는 LiF나 Liq 와 함께 사용시 잘 동작하지 않기 때문에， 캐소드에 인접한 유기물층으로서 알칼리 금속 또는 알칼리토금속 등의 금속으로 이루어진 층이나 금속을 도핑한 유기물층을 이용해야 한다. 그러나, 본 명세서에 기재된 실시상태에서는 상기와 같이 금속 층 이나 금속을 도핑한 유기물층 없이도， 캐소드 재료로서 Ag와 같은 일함수가 큰 재 료를 이용할 수 있다 . 또한 , 본 명세서에 기 재된 실시상태에서는 캐소드 재료로서
IZ0(일함수 4.8~5.2 eV)와 같이 일함수가 높은 투명 전도성 산화물을 사용할 수도 있다.
<260> 본 명세서의 일 실시상태에 따르면， 상기 캐소드는 유기물층과 물리 적으로 접 하도록 구비될 수 있다 . 상기 캐소드와 접하는 유기물층은 전술한 제 1 p형 유기 물층일 수도 있고， 추가의 유기물층일 수 있다 . 여기서， 캐소드와 접하는 유기물층 은 비도핑될 수 있다 .
<261> 종래의 유기 전계발광소자에서는 A1 또는 Ag와 같은 일함수가 큰 재료의 캐소 드를 사용하는 경우에는 유기물층과 캐소드 사이에 LiF충과 같은 무기물층이나 유 기물층에 금속을 도핑하는 것이 필요하였다 . 종래에는 상기와 같은 무기물층이나 금속 도핑된 유기물층을 사용하지 아니하고， 캐소드와 유기물층이 접하도록 하는 경우， 캐소드 재료로서는 일함수가 2 eV 이상 3.5 eV 미만의 재료밖에 사용할 수 없었다 . 그러나 , 본 명세서에 따른 유기 전계발광소자에서는 캐소드가 유기물층과 접하는 경우에도， 상기 제 1 P형 유기물층과 제 1 n형 유기물층에 의하여 일함수가 3.5 eV 이상인 재료를 이용하여 캐소드를 구성할 수 있다 .
<262> 본 명세서의 일 실시상태에 따르면， 캐소드는 유기물층과 물리 적으로 접하도 록 구비되고， 캐소드는 일함수가 3.5 eV 이상인 재료로 구성된다 .
<263> 본 명세서 의 일 실시상태에 따르면， 캐소드는 유기물층과 물리 적으로 접 하도 록 구비되고， 캐소드는 일함수가 4 eV 이상인 재료로 구성된다 .
<264> 본 명세서의 일 실시상태에 따르면， 캐소드는 유기물층과 물리 적으로 접 하도 록 구비되고， 캐소드는 일함수가 4.5 eV 이상인 재료로 구성된다 .
<265> 상기 캐소드를 구성하는 재료의 일함수의 상한은 특별히 제한되지 않지만， 재료 선택의 관점에서 5.5 eV 이하의 재료를 사용할 수 있다 .
<266> 상기 캐소드는 상기 애노드와 동일한 물질로 형성될 수 있다 . 이 경우， 상기 캐소드로는 앞에서 애노드의 재료로서 예시 한 재료들로 형성될 수 있다. 또는， 캐 소드 또는 애노드는 투명 물질을 포함할 수 있다 .
<267> 본 명세서에 기 재된 유기물층， 예컨대 제 1 내지 제 2 p형 유기물층， 제 1 내지 제 4 n형 유기물층， 광산란층， 캐소드， 애노드의 두께나 형상 또는 패턴 형 태는 물 질의 종류 또는 소자에서 요구되는 역할에 따라 당업자에 의 하여 선택될 수 있다 .
<268> 본 명세서의 일 실시상태에 따른 유기 전계발광소자는 광추출 구조를 포함한 소자일 수 있다 .
<269> 본 명세서의 일 실시상태에 있어서， 상기 유기 전계발광소자는 상기 애노드 또는 캐소드의 유기물충이 구비되는 면과 대향하는 면에 기판을 더 포함하고， 상기 기판과 애노드 또는 캐소드 사이에 또는 상기 기판의 애노드 또는 캐소드가 구비 되는 면과 대향하는 면에 광추출층을 더 포함한다.
<270> 다시 말하면, 상기 애노드 또는 캐소드의 유기물층이 구비되는 면과 대향하 는 면에 구비된 기판과 애노드 또는 캐소드 사이에 내부 광추출층을 더 포함할 수 있다. 또 하나의 실시상태에 있어서， 상기 기판에서 애노드 또는 캐소드가 구비된 면의 반대 면에 외부 광추출층이 추가로 구비될 수 있다.
<271> 본 명세서에 있어서， 상기 내부 광추출층 또는 외부 광추출층은 광산란을 유 도하여， 소자의 광추출 효율을 향상시킬 수 있는 구조라면 특별히 제한하지 않는 다. 하나의 실시상태에 있어서， 상기 광추출층은 바인더 내에 산란입자가 분산된 구조를 갖거나 요철을 갖는 필름을 이용하여 형성될 수 있다.
<272> 또한， 상기 광추출층은 기판 위에 스핀 코팅， 바코팅， 슬릿 코팅 등의 방법 에 의하여 직접 형성되거나， 필름 형태로 제작하여 부착하는 방식에 의하여 형성될 수 있다.
<273> 본 명세서의 일 실시상태에 있어서， 상기 유기전계발광소자는 플랙시블
(flexible) 유기전계발광소자다. 이 경우, 상기 기판이 플랙시블 재료를 포함한다. 예컨대， 휘어질 수 있는 박막 형태의 글래스, 플라스틱 또는 필름 형태의 기판을 사용할 수 있다.
<274> 상기 플라스틱 기판의 재료는 특별히 한정하지는 않으나， 일반적으로 PET,
PEN 및 PI 등의 필름을 단층 또는 복층의 형태로 사용할 수 있다.
<275> 본 명세서의 일 실시상태에 있어서， 상기 유기전계발광소자를 포함하는 디스 플레이 장치를 제공한다.
<276> 본 명세서의 일 실시상태에 있어서， 상기 유기전계발광소자를 포함하는 조명 장치를 제공한다.
<277> 이하에서는 전술한 실시형태들의 구체적인 실험예를 기재한다. 그러나， 하기 실험예들은 예시일 뿐이며, 상기 실시형태들의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니 다.
<278> <실험예 1>
<279> 기판 상에 IZ0를 스퍼터링 방법으로 1,000 A 두께의 애노드를 형성하고， 그 위에 하기 화학식의 m-MTDATA를 열 진공 증착하여 두께가 500 A인 p형 정공주입층 을 형성하였다. 이어서， 그 위에 하기 화학식의 NPB를 진공증착하여 두께가 400 A 인 p형 정공수송층을 형성하였다. <280> 이어서， 하기 화학식의 CBP에 하기 화학식 Ir(ppy)3를 10 중량 % 도핑하여 두 께 300 A의 발광층을 형성하였다. 그 위에， 하기 화학식의 BCP를 50 A의 두께의 정공차단층을 형성하였다.
<281> 그 위에 하기 화학식의 전자 수송 재료를 이용하여 100 A의 두께의 유기물 층을 형성하고， 그 위에 하기 화학식의 전자 수송 재료에 Ca를 10 중량 % 도핑하여
50 A 두께 ΐ 전자수송층을 형성하였다.
<282> 그 위에 η형 유기물인 하기 화학식의 HAT를 이용하여 300 A 두께의 제 1 n형 유기물층을 형성하였다. 그 위에， 하기 표 1에 기재된 A 내지 F 중에서 선택된 재 료를 각각 이용하여 광산란층을 형성하였다. 이어서, p형 유기물로서 NPB를 이용하 여 50 A 두께와제 1 p형 유기물층을 형성하였다.
<283> 【표 1】
<284>
Figure imgf000043_0002
마지막으로， 캐소드로서 Ag를 2,000 A의 두께로 형성하여 유기전계발광소자
Figure imgf000043_0001
<287> llf(ppy)3l [BCP1
Figure imgf000044_0001
상기 과정에서 유기물의 증착 속도는 0.5-1 A /sec로 유지하였고， 증착시 진 공도는 2 X 1으 7 ~ 2 X 10"8 torr 정도로 유지하였다.
상기 표에 기재된 재료를 이용하여 형성된 유기물층의 표면을 촬영한 SEM 사 진을 도 10a 내지 도 10f에 나타내었다. 도 10a, 도 10c, 도 10e 및 도 10f의 경우 에 거칠기가 크게 나타났다. 특히， 도 10e에서， 층을 형성하는 물질들이 형성한 입 자의 거칠기가 가장 많이 나타났으며， 이 경우 소자 내부에서 발생한 빛의 경로 변 경에 따라 광 추출 효율이 소자 B 대비 약 20%증가하는 효과를 나타내었다.
【표 2】
Figure imgf000044_0002
<실험예 2>
기판 상에 IZ0를 스퍼터링 방법으로 1,000 A 두께의 애노드를 형성하고， 그 위에 상기 화학식의 m-MTDATA를 열 진공 증착하여 두께가 500 A인 p형 정공주입층 을 형성하였다. 이어서， 그 위에 상기 화학식의 NPB를 진공증착하여 두께가 400 A 인 P형 정공수송층을 형성하였다.
이어서， 상기 화학식의 CBP에 하기 화학식 Ir(ppy)3를 10 중량 % 도핑하여 두 께 300 A의 발광층을 형성하였다. 그 위에， 상기 화학식의 BCP를 50 A의 두께의 정공차단층을 형성하였다.
<295> 그 위에 상기 화학식의 전자 수송 재료를 이용하여 100 A의 두께의 유기물 층을 형성하고， 그 위에 상기 화학식의 전자 수송 재료에 Ca를 10 중량 % 도핑하여 50 A 두께의 전자수송층을 형성하였다.
<296> 그 위에 n형 유기물인 상기 화학식의 HAT를 이용하여 300 A 두께의 제 1 n형 유기물층을 형성하였다. 그 위에， 계 1 p형 유기물층 및 산란층의 기능을 할 수 있 는 층인 하기 화학식 3—1의 화합물을 각각 500 A, 5,000 A의 두께로 형성하고， 비교예로서 NPB를 각각 500 A, 5,000 A의 두께로 형성한 소자와 그 특성을 비교 하였다.
<297> 마지막으로 캐소드로서 Ag를 2,000 A의 두께로 형성하여 유기전계발광소자 를 제작하였다.
<298> [화학식 3ᅳ1]
Figure imgf000045_0001
제조된 소자의 특성을 하기 표 3에 나타내었다.
【표 3】
Figure imgf000045_0002
<303>
<304> 표 3에 있어서, 캐소드 계면에 산란층이 위치한 소자가 그렇지 않은 소자에 비하여 실험예 1에서와 유사하게 광추출 효율이 약 20% 증가하는 결과를 나타내었 다.
광산란층에 사용될 수 있는지 가능성을 검토하기 위하여， 유리기판의 표면 특성， 유리기판 상에 ITO층을 형성한 후의 표면 특성, 및 유리기판 상의 ITO층 상 에 화학식 3-1의 화합물층을 형성한 후의 표면 특성을 각 층의 두께별로 SEM 사진 으로 촬영하여 도 11a 내지 도 11c에 나타내었다. 화학식 3-1의 화합물은 두께에 따라， 본 명세서에 기재된 광산란층의 재료로서 사용될 수 있다는 것을 알 수 있 다. 도 11a내지 도 11c에 있어서， 두께는 최상층의 두께를 의미한다.

Claims

【청구의 범위】
【청구항 1】
애노드; 캐소드; 및 상기 애노드와 캐소드 사이에 구비된 발광층을 포함하 고，
상기 발광층과 상기 캐소드 사이에 광산란층을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광소자.
【청구항 2】
청구항 1에 있어서， 상기 유기전계발광소자는
상기 발광층과 상기 캐소드 사이에 구비된 게 1 전하 수송 경로 (passage); 및 상기 발광층과 상기 애노드 사이에 구비된 계 2 전하 수송 경로를 포함하고， 상기 제 1 전하 수송 경로는 상기 캐소드에 인접한 (associated) 제 1 p형 유기 물층; 및 상기 계 1 P형 유기물층과 상기 발광층 사이에 구비된 제 1 n형 유기물층을 포함하며，
상기 광산란층은 상기 제 1 p형 유기물층이거나， 상기 광산란층이 상기 제 1 P 형 유기물층과 상기 제 1 n형 유기물층 사이에 구비된 것을 특징으로 하는 유기전계 발광소자.
【청구항 3】
청구항 1에 있어서， 상기 유기전계발광소자는 상기 발광층과 상기 캐소드 사 이에 구비된 버퍼층을 포함하고，
상기 버퍼층은 상기 캐소드에 인접하고 제 1 p형 유기물층; 및 상기 제 1 p형 유기물층과 상가 발광층 사이에 구비된 제 1 n형 유기물층을 포함하며，
상기 광산란층은 상기 제 1 p형 유기물층이거나, 상기 광산란층이 상기 제 1 P 형 유기물층과 상기 제 1 n형 유기물층 사이에 구비된 것을 특징으로 하는 유기전계 발광소자.
【청구항 4】
청구항 1에 있어서， 상기 유기전계발광소자는
상기 발광층과 상기 캐소드 사이에 구비되고, 제 1 p형 유기물층; 및 상기 발광층과 상기 제 1 P형 유기물층 사이에 구비된 제 1 n형 유기물층을 포 함하고，
상기 광산란층은 상기 제 1 P형 유기물층이거나, 상기 광산란층이 상기 계 1 p 형 유기물층과 상기 제 1 n형 유기물층 사이에 구비된 것을 특징으로 하는 유기전계 발광소자.
【청구항 5]
청구항 1 내지 4 중 어느 하나의 항에 있어서， 상기 광산란층은 층내 또는 층표면에 구비된 광산란 구조를 포함하는 것인 유기전계발광소자.
【청구항 6】
청구항 5에 있어서， 상기 광산란층은 유기물로 이루어진 것인 유기전계발광 소자.
[청구항 7】
청구항 5에 있어서 , 상기 광산란 구조는 유기물 분자들이 클러스터를 이루 어 형성된 입자 구조인 것인 유기전계발광소자.
【청구항 8】
청구항 5에 있어서, 상기 광산란 구조는 유기물의 증착에 의하여 형성된 것 인 유기전계발광소자.
【청구항 9】
청구항 7에 있어서， 상기 입자의 입경은 0.5~30 마이크론인 것인 유기전계발 광소자.
【청구항 10]
청구항 7에 있어서， 상기 입자 구조의 거칠기 정도는 2~50 nm인 것인 유기전 계발광소자.
【청구항 11】
청구항 5에 있어서, 상기 광산란층은 다환 축합고리 화합물 및 아릴아민계 화합물을 포함하는 것인 유기전계발광소자.
【청구항 12]
청구항 11에 있어서， 상기 아릴아민계 화합물은 하기 화학식 1의 화합물을 포함하는 것인 유기전계발광소자:
[화학식 1]
Figure imgf000048_0001
상기 화학식 1에 있어서， Ar^ Ar2 및 Ar3는 각각 독립적으로 수소 또는 탄화 수소기이다.
【청구항 13】
청구항 12에 있어서， 상기 아릴아민계 화합물은 NPB(N,N'-bis(naphthyl)_ N,N'_bis(phenyl benzidine)를 포함하는 것인 유기전계발광소자:
【청구항 14】
청구항 11에 있어서， 상기 다환 축합고리 화합물은 하기 화학식 2의 화합물 을 포함하는 것인 유기전계발광소자:
[화학식 2]
Figure imgf000049_0001
상기 화학식 2에 있어서， R 내지 R 은 각각 수소， 할로겐 원자, 니트릴 (- CN), 니트로 (-N02), 술포닐 (-S02R), 술폭사이드 (― S0R), 술폰아미드 (-S02NR)， 술포네 이트 (-S03R), 트리플루오로메틸 (-CF3), 에스테르 (-C00R), 아미드 (-C0NHR 또는 -C0NRR'), 치환 또는 비치환된 직쇄 또는 분지쇄의 d-C12 알콕시， 치환 또는 비치 환된 직쇄 또는 분지쇄 (^ᅳ(：12의 알킬， 치환 또는 비치환된 직쇄 또는 분지쇄 C2-C12 의 알케닐， 치환 또는 비치환된 방향족 또는 비방향족의 헤테로 고리， 치환 또는 비치환된 아릴， 치환 또는 비치환된 모노- 또는 디ᅳ아릴아민， 또는 치환 또는 비치 환된 아랄킬아민이고， 상기 R 및 R'는 각각 치환 또는 비치환된 d- o의 알킬， 치 환 또는 비치환된 아릴 또는 치환 또는 비치환된 5-7원 헤테로 고리이다.
[청구항 15】
청구항 14에 있어서, 상기 화학식 2는 하기 화학식 2-1 내지 2-6 중에서 선 택되는 것인 유기전계발광소자: 48
Figure imgf000050_0001
Figure imgf000051_0001
[화학식 2-6]
Figure imgf000052_0001
[청구항 16】
청구항 11에 있어서， 상기 광산란층 내에서 상기 아릴아민계 화합물의 함량 에 대한 상기 다환 축합 화합물의 함량의 중량비는 1/7 내지 5/7인 것 인 유기 전계 발광소자 .
【청구항 17】
청구항 5에 있어서， 상기 광산란층은 하기 화학식 3의 화합물을 포함하는 것 인 유기 전계발광소자:
[화학식 3]
Figure imgf000052_0002
상기 화학식 3에 있어서， ,
Rlc 내지 R6c는 서로 동일하거나 다를 수 있으며， 각각 독립적으로 수소원자 ; 할로겐 원자， 아미노기， 니트릴기， 니트로기， CrCso의 알킬기， C2~C30의 알케닐기， (VC30의 알콕시 기， C3~C30의 시클로알킬기， C2~C30의 헤테로시클로알킬기， rC30의 아 릴기 및 C2~C30의 헤테로아릴기로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 기로 치 환된 또는 비치환된 (：广(30의 알킬기; 할로겐 원자， 아미노기， 니트릴기， 니트로기， 의 알킬기， C2~C30의 알케닐기， d~C3o의 알콕시기， C3~C30의 시클로알킬기， C3~C30의 헤테로시클로알킬기， C6~C30의 아릴기 및 C2~C30의 헤테로아릴기로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 기로 치환된 또는 비치환된 C3~C30의 시클로알킬기; 할로겐 원자， 아미노기， 니트릴기， 니트로기， C ;30의 알킬기， C2~C30의 알케닐기，
C广 C30의 알콕시기， C3~C30의 시클로알킬기， C3~C30의 헤테로시클로알킬기， C6~C30의 아 릴기 및 ~(:30의 헤테로아릴기로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 기로 치 환된 또는 비치환된 C6~C30의 아릴기; 또는 할로겐 원자， 아미노기， 니트릴기, 니트 로기, C C30^ 알킬기， C2~C30의 알케닐기, d~C3。의 알콕시기， C3~C30의 시클로알킬 기， C3~C30의 헤테로시클로알킬기， C6~C30의 아릴기 및 C2~C30의 헤테로아릴기로 이루 어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 기로 치환된 또는 비치환된 C2~C30의 헤테로아 릴기이고， 서로 인접하는 기와 지방족， 방향족， 지방족헤테로 또는 방향족헤테로의 축합 고리를 형성하거나 스피로 결합을 이를 수 있고， n 및 m은 각각 0 내지 4의 정수이다.
【청구항 18】
청구항 17에 있어서， 상기 화학식 3의 화합물은 하기 화학식 3-1 내지 3-5 중 어느 하나로 표시되는 것인 유기전계발광소자:
[화학식 3-1]
Figure imgf000053_0001
Figure imgf000054_0001
[화학식 3-5]
Figure imgf000055_0001
【청구항 19]
청구항 2 내지 4 중 어느 하나의 항에 있어서， 상기 캐소드의 일함수는 상기 제 1 p형 유기물층의 HOMO 에너지 준위 이하인 것인 유기전계발광소자.
【청구항 20】
청구항 2 내지 4 중 어느 하나의 항에 있어서， 상기 제 1 p형 유기물층의 HOMO 에너지 준위와 상기 제 1 n형 유기물층의 LIM0 에너지 준위의 차이는 2 eV 이 하인 것인 유기전계발광소자.
【청구항 21】
청구항 2 내지 4 중 어느 하나의 항에 있어서， 상기 제 1 n형 유기물층과 상 기 발광층 사이에 구비된 제 2 n형 유기물층을 더 포함하는 유기전계발광소자.
【청구항 22]
청구항 21에 있어서， 상기 제 2 n형 유기물층은 n형 도편트에 의하여 도핑되 어 있는 것인 유기전계발광소자.
【청구항 23]
청구항 21에 있어서， 상기 제 2 n형 유기물층과 상기 발광층 사이에 구비된 제 3 n형 유기물층을 더 포함하는 유기전계발광소자.
【청구항 24]
청구항 2 내지 4 중 어느 하나의 항에 있어서， 상기 캐소드와 상기 제 1 p형 유기물층은 접하는 것인 유기전계발광소자.
【청구항 25】
청구항 2 내지 4 중 어느 하나의 항에 있어서 상기 제 1 n형 유기물층과 상 기 제 1 P형 유기물층은 NP 접합을 형성한 것인 유기전계발광소자.
【청구항 26】 청구항 2 내지 4 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 발광층과 애노드 사이에 구비된 제 2 p형 유기물층을 더 포함하는 것인 유기전계발광소자.
【청구항 27】 '
청구항 26에 있어서， 상기 애노드와 상기 제 2 p형 유기물층 사이에 구비된 제 4 n형 유기물층을 더 포함하는 유기전계발광소자.
【청구항 28]
청구항 27에 있어서, 상기 제 2 p형 유기물층과 상기 제 4 n형 유기물층은 NP 접합을 형성한 것인 유기전계발광소자.
【청구항 29】
청구항 1 내지 4 중 어느 하나의 항에 있어서， 상기 캐소드 또는 상기 애노 드의 유기물층이 구비된 면의 반대면에 구비된 기판이 더 구비되고， 상기 캐소드 또는 상기 애노드와 상기 기판 사이에， 또는 상기 기판의 애노드 또는 캐소드가 구 비된 면의 반대면에 구비된 광추출층을 더 포함하는 유기전계발광소자.
【청구항 30]
청구항 1 내지 4 중 어느 하나의 항에 있어서， 상기 유기전계발광소자는 플 렉서블 유기전계발광소자인 것인 유기전계발광소자.
【청구항 31】
청구항 1 내지 4 중 어느 하나의 항의 유기전계발광소자를 포함하는 디스플 레이.
【청구항 32]
청구항 1 내지 4 중 어느 하나의 항의 유기전계발광소자를 포함하는 조명.
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