KR102272053B1

KR102272053B1 - 백색 유기 발광 소자

Info

Publication number: KR102272053B1
Application number: KR1020140147733A
Authority: KR
Inventors: 정승룡; 안소연; 박정수; 이민규
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2014-10-28
Filing date: 2014-10-28
Publication date: 2021-07-02
Also published as: KR20160049918A

Abstract

본 발명에 따른 백색 유기 발광 소자는 제1 전극과 제2 전극 사이에 제1 발광부와, 상기 제1 발광부 위에 제2 발광부와, 상기 제2 발광부 위에 제3 발광부를 포함하고, 상기 제3 발광부는 적색 발광층과 청색 발광층으로 구성하고, 상기 적색 발광층의 호스트는 정공 수송층을 포함함으로써, 발광층의 발광 세기 및 발광 효율을 향상시킬 수 있는 백색 유기 발광 소자를 제공한다.

Description

백색 유기 발광 소자{WHITE ORGANIC LIGHT EMITTING DEVICE}

본 발명은 유기 발광 소자에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 소자의 발광 세기, 휘도 및 색재현율을 향상시킬 수 있는 백색 유기 발광 소자에 관한 것이다.

최근 정보화 시대로 접어듦에 따라 전기적 정보신호를 시각적으로 표현하는 디스플레이(display) 분야가 급속도로 발전해 왔고, 이에 부응하여 박형화, 경량화, 저소비전력화의 우수한 성능을 지닌 여러 가지 다양한 평판 표시장치(Flat Display Device)가 개발되고 있다.

이 같은 평판 표시장치의 구체적인 예로는 액정표시장치(Liquid Crystal Display device: LCD), 플라즈마 표시장치(Plasma Display Panel device: PDP), 전계방출 표시장치(Field Emission Display device: FED), 유기 발광 표시 장치(Organic Light Emitting Device: OLED) 등을 들 수 있다.

특히, 유기 발광 표시 장치는 자발광소자로서 다른 평판 표시 장치에 비해 응답속도가 빠르고 발광효율, 휘도 및 시야각이 큰 장점이 있다.

유기 발광 표시 소자는 두 개의 전극 사이에 유기 발광층을 형성한다. 두 개의 전극으로부터 각각 전자(electron)와 정공(hole)을 유기 발광층 내로 주입시켜 전자와 정공의 결합에 따른 여기자(exciton)를 생성한다. 그리고, 생성된 여기자가 여기 상태(excited state)로부터 기저 상태(ground state)로 떨어질 때 광이 발생하는 원리를 이용한 소자이다.

1. [백색 유기 발광 소자] (특허출원번호 제 10-2009-0092596호)

종래 유기 발광 소자는 유기 발광층의 재료 및 소자 구조로 인한 발광 특성 및 수명 성능에 한계가 있었고, 이에 백색 유기 발광 소자에서 발광층의 효율을 향상시키려는 다양한 방안이 제시되고 있다.

하나의 방안으로, 보색 관계의 두 개의 발광층을 적층하여 백색광을 방출하는 구조로 할 수 있다. 그러나, 이 구조는 백색광이 컬러 필터를 통과하게 되면 각 발광층의 발광 피크의 파장 영역과 컬러 필터의 투과 영역의 차이가 생긴다. 따라서, 표현할 수 있는 색상범위가 좁아져 원하는 색재현율을 구현하는 데 어려움이 있다.

예를 들어, 청색 발광층과 황색 발광층을 적층하는 경우, 청색 파장 영역과 황색 파장 영역에서 발광 피크의 파장이 형성되면서 백색광이 방출된다. 이 백색광이 각각 적색, 녹색 및 청색 컬러 필터를 통과하게 되면 청색 파장 영역의 투과도가 적색 또는 녹색 파장 영역 대비 낮아지게 되어 발광 효율 및 색재현율이 낮아지게 된다.

또한, 황색 인광 발광층의 발광 효율이 청색 형광 발광층의 발광 효율보다 상대적으로 높아 인광 발광층과 형광 발광층 사이의 효율 차이로 인해 패널 효율 및 색재현율을 감소시킨다.

이에 본 발명의 발명자들은 위에서 언급한 문제점들을 인식하고, 발광층의 발광 효율을 높이고 소자의 색재현율을 높이기 위한 여러 실험을 하게 되었다. 여러 실험을 거쳐 휘도 및 색재현율이 향상될 수 있는 새로운 구조의 백색 유기 발광 소자를 발명하였다.

본 발명의 실시예에 따른 해결 과제는 발광층의 특성을 조절하여 발광 세기 및 발광 효율을 향상시킬 수 있는 백색 유기 발광 소자를 제공하는 것이다.

본 발명의 실시예에 따른 해결 과제는 세 개의 발광부는 세 개의 발광 피크를 가지는 TER-TEP(Three Emission Region-Three Emission Peak) 구조를 적용함으로써, 휘도 및 색재현율을 향상시킬 수 있는 백색 유기 발광 소자를 제공하는 것이다.

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

본 발명의 실시예에 따른 백색 유기 발광 소자는 제1 전극과 제2 전극 사이에 위치한 제1 발광부와, 상기 제1 발광부 위에 위치한 제2 발광부와, 상기 제2 발광부 위에 위치한 제3 발광부를 포함하고, 상기 제3 발광부는 적색 발광층과 청색 발광층으로 구성하고, 상기 적색 발광층의 호스트는 정공 수송층을 포함함으로써, 발광층의 발광 세기 및 발광 효율을 향상시킬 수 있는 백색 유기 발광 소자를 제공한다.

상기 제3 발광부의 청색 발광층은 청색 발광층, 진청색 발광층 또는 스카이 블루 발광층 중 하나인 것을 특징으로 한다.

상기 정공 수송층의 에너지 갭은 2.8eV 내지 3.5eV 범위인 것을 특징으로 한다.

상기 제3 발광부의 발광 피크는 제1 발광 피크와 제2 발광 피크를 가지는 것을 특징으로 한다.

상기 제1 발광 피크는 600㎚ 내지 650㎚ 범위인 것을 특징으로 한다.

상기 제2 발광 피크는 440㎚ 내지 480㎚ 범위인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 백색 유기 발광 소자는 제1 전극과 제2 전극 사이에 위치한 제1 발광부와, 상기 제1 발광부 위에 위치한 제2 발광부와, 상기 제2 발광부 위에 위치한 제3 발광부를 포함하고, 상기 제1 발광부, 상기 제2 발광부 및 상기 제3 발광부는 세 개의 발광 피크를 가지는 TER-TEP(Three Emission Region-Three Emission Peak) 구조를 적용함으로써, 휘도 및 색재현율을 향상시킬 수 있는 백색 유기 발광 소자를 제공한다.

상기 제1 발광부는 청색 발광층, 진청색 발광층 또는 스카이 블루 발광층 중 하나로 이루어진 발광층을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 제2 발광부는 황색-녹색 발광층 또는 녹색 발광층 중 하나로 이루어진 발광층을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 제3 발광부는 상기 제3 발광부는 적색 발광층으로 이루어진 제1 발광층과, 청색 발광층, 진청색 발광층 또는 스카이 블루 발광층 중 하나로 이루어진 제2 발광층을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 제1 발광층에 포함된 호스트는 정공 수송층을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 제2 발광층은 상기 제1 발광층보다 상기 제2 전극에 가깝게 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 제1 발광부의 발광 피크는 440㎚ 내지 480㎚ 범위이고, 상기 제2 발광부의 발광 피크는 520㎚ 내지 590㎚ 범위이고, 상기 제3 발광부의 발광 피크는 600㎚ 내지 650㎚ 범위 및 440㎚ 내지 480㎚ 범위인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 백색 유기 발광 소자는 기판 상에 서로 대향하는 제1 전극 및 제2 전극과, 제1 전극과 제2 전극 사이에 위치한 적어도 두 개 이상의 발광부를 포함하고, 상기 적어도 두 개 이상의 발광부 중 적어도 하나의 발광부는 두 개의 발광층을 포함하며, 상기 적어도 두 개의 발광층 중 하나는 정공 수송층을 호스트로 구성함으로써, 발광층의 발광 세기 및 발광 효율을 향상시킬 수 있는 백색 유기 발광 소자를 제공한다.

상기 두 개의 발광층은 적색 발광층과 청색 발광층인 것을 특징으로 한다.

상기 정공 수송층은 상기 적색 발광층의 호스트인 것을 특징으로 한다.

상기 청색 발광층이 상기 적색 발광층보다 상기 제2 전극에 가깝게 구성된 것을 특징으로 한다.

기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

본 발명에서는 하나의 발광부 내에 두 개의 발광층으로 적색(Red) 발광층과 청색(Blue) 발광층으로 구성하고, 청색(Blue) 발광층은 상기 제2 전극에 가깝게 구성함으로써, 적색(Red) 발광층과 청색(Blue) 발광층의 발광 세기 및 발광 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 하나의 발광부 내에 적색(Red) 발광층과 청색(Blue) 발광층으로 구성하고, 적색(Red) 발광층의 호스트로 정공 수송층을 적용함으로써, 청색(Blue) 발광층 및 적색(Red) 발광층의 발광 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 하나의 발광부 내에 두 개의 발광층인 청색(Blue) 발광층 및 적색(Red) 발광층이 모두 유기 발광 소자의 발광에 기여하므로, 유기 발광 표시 장치의 휘도 및 색재현율을 향상시킬 수 있다.

또한, 하나의 발광부 내에 두 개의 발광층을 구성하는 경우에 발생하는 구동전압의 증가나 양자 효율이 감소하지 않는 유기 발광 소자를 제공할 수 있는 효과가 있다.

또한, 세 개의 발광부에 세 개의 발광 피크를 가지는 TER-TEP(Three Emission Region-Three Emission Peak) 구조를 적용함으로써, 유기 발광 표시 장치의 휘도 및 색재현율을 향상시킬 수 있다.

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

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

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 백색 유기 발광 소자를 나타내는 개략적인 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 발광부의 발광 위치에서 시야각에 따른 색시야각 변화율을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 발광부의 발광 세기를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예와 제2 실시예에 따른 백색 유기 발광 소자의 발광 세기를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 발광부의 에너지 밴드 다이어그램을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 발광부의 에너지 밴드 다이어그램을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예와 본 발명의 제3 실시예에 따른 발광부의 발광 세기를 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 백색 유기 발광 소자를 나타내는 개략적인 단면도이다.
도 9는 본 발명의 제1 실시예와 제3 실시예에 따른 백색 유기 발광 소자의 발광 세기를 나타내는 도면이다.

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

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

구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.

위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~상에', '~상부에', '~하부에', '~옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다.

시간 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~후에', '~에 이어서', '~다음에', '~전에' 등으로 시간적 선후 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 연속적이지 않은 경우도 포함할 수 있다.

제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성 요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있다.

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

이하, 첨부된 도면 및 실시예를 통해 본 발명의 실시예를 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 백색 유기 발광 소자를 나타내는 개략적인 단면도이다.

도 1에 도시된 백색 유기 발광 소자(100)는 기판(101) 위에 제1 전극(102) 및 제2 전극(104)과, 제1 및 제2 전극(102,104) 사이에 제1 발광부(110), 제2 발광부(120)와 제3 발광부(130)를 구비한다.

제1 전극(102)은 정공(hole)을 공급하는 양극으로 TCO(Transparent Conductive Oxide)와 같은 투명 도전 물질인 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide) 등으로 형성될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

제2 전극(104)은 전자(electron)를 공급하는 음극으로 금속성 물질인 금(Au), 은(Ag), 알루미늄(Al), 몰리브덴(Mo), 마그네슘(Mg) 등으로 형성되거나, 이들의 합금으로 형성될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 제1 전극(102)과 제2 전극(104)은 각각 애노드(anode) 또는 캐소드(cathode)로 지칭될 수 있다. 또한, 상기 제1 전극(102)은 반투과 전극, 상기 제2 전극(104)은 반사 전극으로 지칭될 수 있다.

여기서는 상기 제1 전극(102)은 반투과 전극이고, 상기 제2 전극(104)은 반사 전극으로 구성된 하부 발광 (Bottom Emission) 방식에 대해서 설명한다.

상기 제1 발광부(110)는 상기 제1 전극(102) 위에 제1 정공 수송층(HTL; Hole Transporting Layer)(112), 제1 발광층(EML; Emitting Layer)(114), 제1 전자 수송층(ETL; Electron Transporting Layer)(116)을 포함하여 이루어질 수 있다.

상기 제1 발광층(EML)(114)은 청색(Blue) 발광층으로 구성된다.

상기 제1 발광부(110)와 상기 제2 발광부(120) 사이에는 제1 전하 생성층(CGL; Charge Generating Layer)(140)이 더 구성될 수 있다. 상기 제1 전하 생성층(CGL)(140)은 상기 제1 발광부(110) 및 제2 발광부(120) 간의 전하 균형을 조절한다. 상기 제1 전하 생성층(140)은 N형 전하 생성층(N-CGL)과 P형 전하 생성층(P-CGL)을 포함할 수 있다.

상기 제2 발광부(120)는 제2 정공 수송층(HTL; Hole Transporting Layer)(122), 제1 발광층(EML; Emitting Layer)(124), 제2 전자 수송층(ETL; Electron Transporting Layer)(126)을 포함하여 이루어질 수 있다

상기 제2 발광부(120)의 제1 발광층(EML)(124)은 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층으로 구성한다.

상기 제3 발광부(130)는 상기 제2 전극(104) 아래에 제3 전자 수송층(ETL; Electron Transporting Layer)(136), 제1 발광층(EML; Emitting Layer)(134), 제3 정공 수송층(HTL; Hole Transporting Layer)(132)을 포함하여 이루어질 수 있다.

상기 제3 발광부(130)의 제1 발광층(EML)(134)은 청색(Blue) 발광층으로 구성된다.

상기 제2 발광부(120)와 상기 제3 발광부(130) 사이에는 제2 전하 생성층(CGL; Charge Generating Layer)(150)이 더 구성될 수 있다. 상기 제2 전하 생성층(150)은 상기 제2 발광부(120) 및 제3 발광부(130) 간의 전하 균형을 조절한다. 상기 제2 전하 생성층(CGL)(150)은 N형 전하 생성층(N-CGL) 및 P형 전하 생성층(P-CGL)을 포함할 수 있다

이 구조에서 상기 제2 발광부(120)의 상기 제1 발광층(EML)(124)인 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층은 적색(Red)과 녹색(Green) 영역을 모두 발광해야 하므로, 적색(Red)과 녹색(Green)의 발광 효율이 낮아지게 된다. 특히, 장파장 영역인 적색(Red)의 발광 세기가 낮아서 적색(Red) 효율이 더 낮아진다.

그리고, 컬러 필터의 투과율이 최대인 파장과 황색-녹색(Yellow-Green)의 발광층의 발광 피크가 일치하지 않으므로, 적색(Red)과 녹색(Green)의 효율이 떨어지게 된다.

또한, 컬러 필터를 통해 적색(Red), 녹색(Green), 청색(Blue)를 구현하는 백색 유기 발광 소자에서, 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층으로 적색(Red)과 녹색(Green) 영역을 모두 구현하여야 하므로, 적색(Red)과 녹색(Green)의 색순도가 저하된다.

또한, 적색(Red) 효율을 증가시키기 위해서, 도 1에 도시한 구조에서 하나의 발광부 내에 적색(Red) 발광층을 포함한 발광부를 추가로 구성할 경우 소자의 두께 증가에 따른 구동 전압이 상승하는 문제가 생긴다.

이에 본 발명의 발명자들은 청색(Blue) 발광층과 적색(Red) 발광층의 효율을 개선하기 위해 여러 실험을 진행하였다.

이에 본 발명의 발명자들은 하나의 발광부에 청색(Blue) 발광층과 적색(Red) 발광층을 구성할 경우 적색(Red) 발광층의 위치에 대해서 시야각에 따른 색시야각 변화율(Δu'v')을 확인하였으며, 이는 도 2에 도시하였다.

도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 발광부의 위치에서 시야각에 따른 색시야각 변화율을 나타내는 도면이다.

도 2에서 가로축은 시야각 각도(Angle)를 나타낸 것이고, 세로축은 색시야각 변화율(Δu'v')을 나타낸 것이다.

도 2는 상기 제 3 발광부(130)를 구성하는 적색(Red) 발광층이 청색(Blue) 발광층의 아래인 ①과 청색(Blue) 발광층의 위인 ② 위치에서 시야각에 따른 색시야각 변화율을 나타낸 도면이다.

도 2에 도시한 바와 같이, ① 위치가 ② 위치보다 시야각에 따른 색시야각 변화율이 작아 백색(White) 변화가 작음을 알 수 있다. 예를 들면, 시야각 60에서 ① 위치는 색시야각 변화율(Δu'v')이 0.0167이고, ② 위치는 색시야각 변화율(Δu'v')이 0.0224이므로, ① 위치가 ② 위치보다 색시야각 변화율(Δu'v')이 작음을 알 수 있다.

따라서, 시야각에 따른 색시야각 변화율(Δu'v')을 확인한 결과, 상기 제3 발광부(130)에서는 청색(Blue) 발광층의 아래에 적색(Red) 발광층이 위치하는 것이 시야각에 따른 색시야각 변화율(Δu'v')이 작음을 확인할 수 있었다. 또한, 색시야각 변화율(Δu'v')이 작으므로 색이동을 방지할 수 있고 표시 품질에의 영향이 작음을 알 수 있다.

그리고, 본 발명의 발명자들은 여러 실험을 통하여 상기 제3 발광부(130)에 두 개의 발광층인 적색(Red) 발광층과 청색(Blue) 발광층을 구성할 경우 적색(Red) 발광층만 발광하는 것을 확인할 수 있었다. 이에 대해서는 도 3을 참조하여 설명한다.

도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 발광부의 발광 세기를 나타내는 도면이다.

도 3은 제3 발광부(130)에 적색(Red) 발광층과 청색(Blue) 발광층을 구성한 경우에 발광 세기를 나타낸 것이다. 도 3에 도시한 바와 같이, 적색(Red) 발광층의 발광 피크(Emission Peak)만 나타남을 확인할 수 있다.

따라서, 본 발명의 발명자들은 하나의 발광부에 적색(Red) 발광층과 청색(Blue) 발광층을 구성한 경우, 청색(Blue) 발광층의 효율이 저하하고, 유기 발광 표시 장치의 휘도가 저하함을 인식하였다. 이에 대해서는 도 4를 참조하여 설명한다.

도 4는 본 발명의 제1 실시예와 제2 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 발광 세기를 나타낸 도면이다. 도 4에서 제1 실시예는 제1 발광부의 제1 발광층(EML)으로 청색(Blue) 발광층을 구성하고, 제2 발광부의 제1 발광층(EML)으로 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층을 구성하고, 제3 발광부의 제1 발광층(EML)으로 청색(Blue) 발광층을 구성한 것이다. 그리고, 본 발명의 제2 실시예는 제1 발광부의 제1 발광층(EML)으로 청색(Blue) 발광층을 구성하고, 제2 발광부의 제1 발광층(EML)으로 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층을 구성하고, 제3 발광부의 제1 발광층(EML)으로 적색(Red) 발광층과 제2 발광층(EML)으로 청색(Blue) 발광층을 구성한 것이다.

도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에서는 제1 실시예와 비교하여 적색(Red) 발광층의 발광 피크(Emission Peak)인 600㎚ 내지 650㎚에서 발광 피크가 나타남을 알 수 있다. 즉, 본 발명의 제2 실시예에 따라 세 개의 발광부에 세 개의 발광 피크를 가지는 TER-TEP(Three Emission Region-Three Emission Peak) 구조임을 알 수 있다.

본 발명의 제2 실시예에서 청색(Blue) 발광층의 발광 피크(Emission Peak)인 440㎚ 내지 480㎚에서 제1 실시예와 비교하여 발광 세기가 감소함을 알 수 있다.

그리고, DCI(Digital Cinema Initiatives) 색재현율과 휘도를 측정한 결과는 아래 표 1과 같다.

표 1에 나타난 바와 같이, 색재현율은 제2 실시예에서 적색(Red) 발광층의 발광 효율이 증가하므로 제1 실시예와 비교하여 9% 증가함을 알 수 있다.

그리고, 제2 실시예에서 청색(Blue) 발광층의 발광 세기가 감소하므로 유기 발광 표시 장치의 휘도는 제1 실시예와 비교하여 14% 감소함을 알 수 있다.

따라서, 하나의 발광부에 두 개의 발광층을 구성할 경우, 적색(Red) 발광층의 발광 세기는 증가하나, 청색(Blue) 발광층의 발광 세기는 감소하였음을 알 수 있다. 그리고, 색재현율은 증가하나, 청색(Blue) 발광층의 발광 세기가 감소하므로 휘도는 감소하였음을 알 수 있다. 이에 대해서 도 5를 참조하여 설명한다.

도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 발광부의 밴드 다이어그램을 나타낸 도면이다.

도 5는 세 개의 발광부를 포함하는 유기 발광 소자에서 제3 발광부에 두 개의 발광층을 구성한 것으로, 두 개의 발광층 중 제1 발광층(EML)은 적색(Red) 발광층(EML)(234), 제2 발광층(EML)은 청색(Blue) 발광층(EML)(235)으로 구성한 것이다.

발광(Luminescence)은 물질이 전자파나 열, 마찰에 의하여 에너지를 받아 여기되어 그 받은 에너지로 특정 파장의 빛을 방출하는 현상을 말한다. 유기 발광 소자의 경우 전자(electron)(도 5에서 θ로 표시)와 정공(hole)(도 5에서

로 표시)의 결합에 의한 에너지로 유기 발광층의 발광 물질이 여기 상태(excited state, S1)가 되고 그 여기 상태(S1)에서 다시 기저 상태(ground state)로 돌아갈 때에 빛을 발생한다. 도 5에서 실선은 전자(electron)와 정공(hole)의 이동을 나타낸 것이다.

상기 적색(Red) 발광층과 청색(Blue) 발광층의 두 개의 발광층을 구성한 경우 적색(Red) 발광층만 발광하는 원인은 적색(Red) 발광층과 청색(Blue) 발광층의 밴드 갭(band gap) 차이에 의해 발생한다. 상기 적색(Red) 발광층에 포함된 호스트(host)의 밴드 갭은 2.4eV이고, 청색(Blue) 발광층에 포함된 호스트(host)의 밴드 갭은 3.0eV이다. 상기 적색(Red) 발광층의 여기 상태(234S1) 즉, 일중항(singlet) 에너지 레벨이 상기 청색(Blue) 발광층의 에너지 레벨(235S1)보다 낮으므로, 상기 적색(Red) 발광층과 상기 청색(Blue) 발광층의 계면에서 형성된 여기자(exciton)(E)의 에너지는 낮아지게 된다. 따라서, 청색(Blue) 발광층으로 여기자(exciton)가 이동하지 못하고 안정한 적색(Red) 발광층으로 여기자(exciton)가 이동하여 발광하게 되므로, 적색(Red) 발광층만 발광하게 된다.

이에 본 발명의 발명자들은 하나의 발광부 내에서 적색(Red) 발광층과 청색(Blue) 발광층을 구성할 경우, 적색(Red) 발광층만 발광하게 됨을 인식하게 되었다. 따라서, 본 발명의 발명자들은 하나의 발광부 내에서 적색(Red) 발광층과 청색(Blue) 발광층을 구성할 경우, 적색(Red) 발광층과 청색(Blue) 발광층을 모두 발광시키기 위한 여러 실험을 진행하였다.

여러 실험을 통하여 본 발명의 발명자들은 일중항(singlet) 에너지 레벨이 큰 청색(Blue) 발광층을 조절하기보다는 청색(Blue) 발광층에 비해 에너지 레벨이 상대적으로 낮은 적색(Red) 발광층의 특성을 조절하는 것이 더 효과적임을 알게 되었다. 이는 청색(Blue) 발광층의 일중항 에너지 레벨을 작게 하면 청색(Blue) 발광층의 발광이 더 어려워지므로, 청색(Blue) 발광층이 발광하기 위해서는 일중항(singlet) 에너지 레벨이 2.8eV 이상이어야 한다.

따라서, 본 발명의 발명자들은 청색(Blue) 발광층보다 일중항(singlet) 에너지 레벨이 낮은 적색(Red) 발광층의 특성을 조절함으로써, 적색(Red) 발광층과 청색(Blue) 발광층의 발광 효율을 개선하고, 휘도를 개선할 수 있는 새로운 구조의 백색 유기 발광 소자를 발명하였다.

본 발명의 실시예에 따른 백색 유기 발광 소자는 제1 발광부, 제2 발광부, 제3 발광부의 세 개의 발광부에, 세 개의 발광 피크를 가지게 된다. 상기 세 개의 발광 피크는 제1 발광부에 포함된 제1 발광층에 의해서 제1 발광 피크인 청색(Blue) 발광 피크(Emission Peak)가 나타난다. 그리고, 제2 발광부에 포함된 제1 발광층에 의해서 제2 발광 피크인 황색-녹색(Yellow-Green) 발광 피크가 나타난다. 그리고, 제3 발광부에 포함된 두 개의 발광층 중 적색(Red) 발광층에 의해서 제3 발광 피크인 적색(Red) 발광 피크(Emission Peak)가 나타난다. 따라서, 세 개의 발광부에 세 개의 발광 피크를 가지는 TER-TEP(Three Emission Region-Three Emission Peak) 구조를 적용함으로써, 유기 발광 표시 장치의 휘도 및 색재현율을 개선할 수 있다.

그리고, 본 발명의 실시예에 따른 적어도 세 개의 발광부를 포함하는 유기 발광 소자에서 하나의 발광부에 적색(Red) 발광층 및 청색(Blue) 발광층을 구성하고, 상기 청색(Blue) 발광층은 상기 제2 전극에 가깝게 위치시킨다. 이렇게 구성함으로써, 청색(Blue) 발광층과 적색(Red) 발광층이 원하는 발광 영역의 발광 피크(Emission Peak)에서 발광할 수 있으므로, 적색(Red) 발광층과 청색(Blue) 발광층의 발광 세기와 색재현율을 향상시킬 수 있다.

그리고, 상기 적색(Red) 발광층의 특성을 조절함으로써, 적색(Red) 발광층과 청색(Blue) 발광층이 원하는 발광 영역의 발광 피크(Emission Peak)에서 모두 발광할 수 있도록 한다. 따라서, 적색(Red) 발광층과 청색(Blue) 발광층의 색재현율을 향상시킬 수 있고, 유기 발광 표시 장치의 휘도를 개선할 수 있다.

상기 적색(Red) 발광층의 특성을 조절하기 위한 여러 실험을 거쳐, 상기 적색(Red) 발광층에 정공 수송층(HTL)을 적용하는 것이 소자 특성이 향상될 수 있음을 알 수 있었다. 이는 도 6을 참조하여 설명한다.

도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 발광부의 에너지 밴드 다이어그램을 나타내는 도면이다.

도 6은 세 개의 발광부를 포함하는 유기 발광 소자에서 제3 발광부에 두 개의 발광층을 구성한 것으로, 두 개의 발광층으로 적색(Red) 발광층(EML)(334)과 청색(Blue) 발광층(EML)(335)을 구성한 것이다. 그리고, 상기 적색(Red) 발광층의 호스트로 정공 수송층(HTL)을 적용한 것이다.

도 6에 도시한 바와 같이, 상기 적색(Red) 발광층(EML)(334)의 호스트로 정공 수송층(HTL)을 구성한다. 제3 실시예에서의 상기 정공 수송층(HTL)의 밴드 갭은 상기 적색(Red) 발광층(EML)(334)에 포함된 호스트보다 밴드 갭이 큰 값을 가지므로, 상기 적색(Red) 발광층(EML)(334)의 밴드 갭과 청색(Blue) 발광층(EML)(335)의 밴드 갭과의 차이가 작음을 알 수 있다. 따라서, 상기 적색(Red) 발광층의 일중항(singlet) 에너지 레벨(334S1)과 상기 청색(Blue) 발광층의 일중항(singlet) 에너지 레벨(335S1)이 거의 동일한 수준임을 알 수 있다. 예를 들어 상기 정공 수송층(HTL)의 밴드 갭은 2.8eV 내지 3.5eV 범위일 수 있다.

그리고, 상기 정공 수송층(HTL)은 상기 적색(Red) 발광층(EML)(334)의 호스트(host)와 비교하여 정공 이동도(hole mobility)가 크기 때문에 적색(Red) 발광층(EML)(334)의 발광을 억제할 수 있다.

또한, 상기 정공 수송층(HTL)의 정공 이동도(hole mobility)가 전자 이동도(electron mobility)보다 크므로, 상기 정공 수송층(HTL)이 상기 적색(Red) 발광층(EML)(334)과 청색(Blue) 발광층(EML)(335)의 계면에서 정공(hole)을 많게 형성할 수 있다.

따라서, 상기 정공 수송층(HTL)이 상기 적색(Red) 발광층(EML)(334)과 청색(Blue) 발광층(EML)(335)의 계면에서 정공(hole)을 많게 하므로, 전자(electron)(도 6에서 θ로 표시)와 정공(hole)(도 6에서

로 표시)이 결합하여 엑시톤(exciton)(E)이 형성되는 재결합 영역(Recombination Zone)을 상기 청색(Blue) 발광층(EML)(335)으로 이동시킬 수 있으므로, 상기 청색(Blue) 발광층(EML)(335)의 발광을 가능하게 하는 것이다. 도 6에서 실선은 전자(electron)와 정공(hole)의 이동을 나타낸 것이다.

상기 적색(Red) 발광층(EML)(334)의 호스트는 정공 수송층(HTL)을 포함한 혼합 호스트(mixed host)로 구성할 수 있다. 예를 들어, 적색(Red) 발광층(EML)(334)의 호스트는 CBP(carbazole biphenyl) 또는 mCP(1,3-bis(carbazol-9-yl)를 포함하는 물질 등 중에서 이루어질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 정공 수송층(HTL)은 예를 들어, 벤지딘(benzidine) 계열, 바이페닐(biphenyl) 계열, 아민(amine) 계열 등으로 이루어질 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 적색(Red) 발광층(EML)(334)의 호스트를 혼합 호스트(mixed host)로 구성할 경우, 상기 적색(Red) 발광층(EML)(334)의 호스트의 물질과 정공 수송층(HTL) 물질 중에서 혼합하여 구성할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

도 7은 본 발명의 제2 실시예와 본 발명의 제3 실시예에 따른 발광부의 발광 세기를 나타낸 도면이다.

도 7에서 본 발명의 제2 실시예는 적색 발광층에는 적색 호스트와 적색 도펀트가 포함하고 청색 발광층에는 청색 호스트와 청색 도펀트가 포함된 것이다. 본 발명의 제3 실시예는 적색 발광층에는 정공 수송층의 호스트와 적색 도펀트가 포함되고, 청색 발광층에는 청색 호스트와 청색 도펀트가 포함된 것이다.

도 7에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에서는 청색(Blue) 발광층의 발광 피크는 나타나지 않고, 적색(Red) 발광층의 발광 피크(Emission Peak)인 600㎚ 내지 650㎚에서 발광 세기가 나타남을 알 수 있다. 본 발명의 제3 실시예에서는 적색(Red) 발광층의 발광 피크(Emission Peak)인 600㎚ 내지 650㎚에서 제2 실시예와 비교하여 발광 세기가 증가하였음을 알 수 있다. 그리고, 제3 실시예에서는 청색(Blue) 발광층의 발광 피크(Emission Peak)인 440㎚ 내지 480㎚에서 발광 세기가 나타남을 알 수 있다. 따라서, 본 발명의 제3 실시예에 따라 적색(Red) 발광층에 정공 수송층의 호스트를 적용함으로써, 상기 적색(Red) 발광층과 청색(Blue) 발광층의 발광이 모두 발광하고, 적색(Red) 발광층과 청색(Blue) 발광층의 발광 효율이 증가하였음을 알 수 있다.

아래 표 2는 본 발명의 제2 실시예와 본 발명의 제3 실시예에 따른 구동 전압, 양자 효율, 색좌표를 측정한 결과이다.

표 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 제3 실시예는 제2 실시예와 비교하여 구동 전압(Volt, V)은 거의 동일하게 유지됨을 알 수 있다. 이는 적색(Red) 발광층의 호스트로 정공 수송층을 구성하여도 구동 전압은 변화가 없음을 알 수 있다.

그리고, EQE (External quantum efficiency)는 외부 양자 효율로, 빛이 유기 발광 소자 외부로 나갈 때의 발광 효율을 말한다. 이 양자 효율(EQE)도 제2 실시예와 비교하여 동일함을 알 수 있다. 이는 적색(Red) 발광층의 호스트로 정공 수송층을 구성하여도 양자 효율(EQE)은 변화가 없음을 알 수 있다.

색좌표는 제2 실시예의 경우 CIE_x는 0.632, CIE_y는 0.341의 결과를 나타내었고, 제3 실시예는 CIE_x는 0.193, CIE_y는 0.137의 결과를 나타내었다. 이는 제2 실시예와 비교할 때 제3 실시예에서 원하는 색감의 색좌표 값을 나타낸다는 것을 알 수 있다.

따라서, 적색(Red) 발광층의 호스트로 정공 수송층(HTL)을 적용함으로써 적색(Red) 발광층과 청색(Blue) 발광층의 효율을 향상시키고, 색재현율을 향상시킬 수 있다. 또한, 적색(Red) 발광층의 호스트로 정공 수송층(HTL)을 적용함으로써 구동 전압이 증가하지 않고, 양자 효율이 감소하지 않는 소자를 제공할 수 있다.

도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 백색 유기 발광 소자의 개략적인 단면도이다.

도 8에 도시된 백색 유기 발광 소자(300)는 기판(301) 위에 제1 전극(302) 및 제2 전극(304)과, 제1 및 제2 전극(302,304) 사이에 제1 발광부(310), 제2 발광부(320)와 제3 발광부(330)를 구비한다.

제1 전극(302)은 정공(hole)을 공급하는 양극으로 TCO(Transparent Conductive Oxide)와 같은 투명 도전 물질인 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide) 등으로 형성될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

제2 전극(304)은 전자(electron)를 공급하는 음극으로 금속성 물질인 금(Au), 은(Ag), 알루미늄(Al), 몰리브덴(Mo), 마그네슘(Mg) 등으로 형성되거나, 이들의 합금으로 형성될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 제1 전극(302)과 제2 전극(304)은 각각 애노드(anode) 또는 캐소드(cathode)로 지칭될 수 있다.

상기 제1 전극(302)은 투과 전극이고, 상기 제2 전극(304)은 반사 전극으로 구성될 수 있다. 또한, 상기 제1 전극(302)은 반사 전극이고, 상기 제2 전극(304)은 반투과 전극으로 구성될 수 있다.

여기서는 상기 제1 전극(302)은 반투과 전극이고, 상기 제2 전극(304)은 반사 전극으로 구성된 하부 발광 (Bottom Emission) 방식에 대해서 설명한다.

상기 제1 발광부(310)는 제1 정공 수송층(HTL)(312), 제1 발광층(EML)(314) 및 제1 전자 수송층(ETL)(316)을 포함하여 구성할 수 있다.

도면에 도시하지 않았으나, 상기 제1 전극(302) 위에 정공 주입층(HIL)을 추가로 구성할 수 있다. 상기 정공 주입층(HIL)은 상기 제1 전극(302) 위에 형성되고, 제1 전극(302)으로부터의 정공(hole) 주입을 원활하게 하는 역할을 한다.

상기 제1 정공 수송층(HTL)(312)은 정공 주입층(HIL)으로부터의 정공을 제1 발광층(EML)(314)에 공급한다. 상기 제1 전자 수송층(ETL)(316)은 제2 전극(304)으로부터의 전자를 상기 제1 발광부(310)의 제1 발광층(EML)(314)에 공급한다.

상기 정공 주입층(HIL)은 MTDATA(4,4',4"-tris(3-methylphenylphenylamino)triphenylamine), CuPc(copper phthalocyanine) 또는 PEDOT/PSS(poly(3,4-ethylenedioxythiphene, polystyrene sulfonate) 등으로 이루어질 수 있지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 제1 발광층(EML)(314)에서는 정공 수송층(HIL)을 통해 공급된 정공(hole)과 전자 수송층(ETL)(316)을 통해 공급된 전자(electron)들이 재결합되므로 광이 생성된다.

상기 제1 정공 수송층(HTL)(312)은 2개 이상의 층이나 2개 이상의 재료를 적용하여 구성할 수 있다. 상기 제1 정공 수송층(HTL)(312)은 NPD(N,N-dinaphthyl-N,N'-diphenylbenzidine), TPD(N,N'-bis-(3-methylphenyl)-N,N'-bis-(phenyl)-benzidine), s-TAD 및 MTDATA(4,4',4"-Tris(N-3-methylphenyl-N-phenyl-amino)-triphenylamine)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상으로 이루어질 수 있으나 이에 한정되지 않는다.

상기 제1 전자 수송층(ETL)(316)은 2개 이상의 층이나 2개 이상의 재료를 적용하여 구성할 수 있다. 상기 제1 전자 수송층(ETL)(316)은 Alq3(tris(8-hydroxyquinolino)aluminum), PBD, TAZ, spiro-PBD, BAlq, Liq(lithium quinolate), BMB-3T, PF-6P, TPBI, COT 및 SAlq로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상으로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.

상기 제1 발광층(EML)(314)은 청색(Blue) 발광층, 진청색(Deep Blue) 발광층, 또는 스카이 블루(Sky Blue) 발광층으로 구성할 수 있다. 그리고, 상기 제1 발광층(EML)(314)의 발광 영역의 발광 피크(Emission Peak)는 440㎚ 내지 480㎚ 범위가 될 수 있다. 상기 제1 발광층(EML)(314)은 유기 발광 소자의 구성에 따라 다른 색으로 구성하는 것도 가능하다.

상기 제1 발광부(310)와 상기 제2 발광부(320) 사이에는 제1 전하 생성층(CGL; Charge Generating Layer)(340)이 더 구성될 수 있다. 상기 제1 전하 생성층(CGL)(340)은 상기 제1 발광부(310) 및 제2 발광부(320) 간의 전하 균형을 조절한다. 상기 전하 생성층(340)은 N형 전하 생성층(N-CGL)과 P형 전하 생성층(P-CGL)을 포함할 수 있다.

상기 N형 전하 생성층(N-CGL)은 각각 Li, Na, K, 또는 Cs와 같은 알칼리 금속, 또는 Mg, Sr, Ba, 또는 Ra와 같은 알칼리 토금속으로 도핑된 유기층으로 이루어질 수 있지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 P형 전하 생성층(P-CGL)은 각각 P형 도펀트가 포함된 유기층으로 이루어질 수 있지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 그리고, 상기 제1 전하 생성층(CGL)(140)은 단일층으로 형성할 수 있다.

상기 제2 발광부(320)는 제2 정공 수송층(HTL)(322), 제2 발광부(320)의 제1 발광층(EML)(324) 및 제2 전자 수송층(ETL)(326)을 포함하여 구성할 수 있다. 도면에 도시하지 않았으나, 상기 제2 전자 수송층(ETL)(326) 위에 전자 주입층(EIL)을 추가로 구성할 수 있다. 또한, 정공 주입층(HIL)을 추가로 구성할 수 있다.

상기 제2 정공 수송층(HTL)(322)은 상기 제1 정공 수송층(HTL)(312)과 동일한 물질로 이루어질 수 있지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 제2 정공 수송층(HTL)(322)은 2개 이상의 층이나 2개 이상의 재료를 적용하여 구성할 수 있다.

상기 제2 전자 수송층(ETL)(326)은 상기 제1 전자 수송층(ETL)(316)과 동일한 물질로 이루어질 수 있지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 제2 전자 수송층(ETL)(326)은 2개 이상의 층이나 2개 이상의 재료를 적용하여 구성할 수 있다.

상기 제2 발광부(320)의 제1 발광층(EML)(324)은 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층 또는 녹색(Green) 발광층으로 구성할 수 있다. 그리고, 상기 제1 발광층(EML)(324)의 발광 영역의 발광 피크(Emission Peak)는 520㎚ 내지 590㎚ 범위가 될 수 있다. 상기 제1 발광층(EML)(324)은 유기 발광 소자의 구성에 따라 다른 색으로 구성하는 것도 가능하다.

그리고, 상기 제1 발광부(310)와 상기 제2 발광부(320) 사이에는 제1 전하 생성층(CGL)(340)이 구성될 수 있다.

상기 제3 발광부(330)는 제3 정공 수송층(HTL)(332), 제3 발광부(330)의 제1 발광층(EML)(334), 제2 발광층(EML)(335) 및 제3 전자 수송층(ETL)(336)을 포함하여 구성할 수 있다. 도면에 도시하지 않았으나, 상기 제3 전자 수송층(ETL)(336) 위에 전자 주입층(EIL)을 추가로 구성할 수 있다. 또한, 정공 주입층(HIL)을 추가로 구성할 수 있다.

상기 제3 정공 수송층(HTL)(332)은 TPD(N,N'-diphenyl-N,N'-bis(3-methylphenyl)-1,1'-bi-phenyl-4,4'-diamine) 또는 NPB(N,N'-di(naphthalen-1-yl)-N,N'-diphenyl-benzidine) 등으로 이루어질 수 있지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 제3 정공 수송층(HTL)(332)은 2개 이상의 층이나 2개 이상의 재료를 적용하여 구성할 수 있다.

상기 제3 전자 수송층(ETL)(336)은 옥사디아졸(oxadiazole), 트리아졸(triazole), 페난쓰롤린(phenanthroline), 벤족사졸(benzoxazole) 또는 벤즈티아졸(benzthiazole) 등으로 이루어질 수 있지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 제3 전자 수송층(ETL)(336)은 2개 이상의 층이나 2개 이상의 재료를 적용하여 구성할 수 있다.

상기 제2 발광부(320)와 상기 제3 발광부(330) 사이에는 제2 전하 생성층(CGL; Charge Generating Layer)(350)이 더 구성될 수 있다. 상기 제2 전하 생성층(350)은 상기 제2 발광부(320) 및 제3 발광부(330) 간의 전하 균형을 조절한다. 상기 제2 전하 생성층(CGL)(350)은 N형 전하 생성층(N-CGL) 및 P형 전하 생성층(P-CGL)을 포함할 수 있다.

N형 전하 생성층(N-CGL)은 상기 제2 발광부(320)로 전자(electron)를 주입해주는 역할을 하며, P형 전하 생성층(P-CGL)은 제3 발광부(330)로 정공(hole)을 주입해주는 역할을 한다. 이에 한정되지 않고 상기 제2 전하 생성층(CGL)(350)은 단일층으로 형성할 수 있다.

상기 P형 전하 생성층(P-CGL)은 각각 P형 도펀트가 포함된 유기층으로 이루어질 수 있지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 제1 전하 생성층(CGL)(340)은 상기 제2 전하 생성층(CGL)(350)의 N형 전하 생성층과 P형 전하 생성층의 동일한 물질로 이루어질 수 있지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

그리고, 상기 제3 발광부(330)의 제1 발광층(EML)(334)은 적색(Red) 발광층으로 구성한다. 제2 발광층(EML)(335)은 청색(Blue) 발광층, 진청색(Deep Blue) 발광층, 또는 스카이 블루(Sky Blue) 발광층으로 구성한다. 상기 제3 발광부의 제1 발광층(EML)(334)과 제2 발광층(EML)(335)의 발광 영역의 발광 피크(emission peak )는 600㎚ 내지 650㎚ 범위 및 440㎚ 내지 4800㎚ 범위가 될 수 있다.

따라서, 본 발명의 제3 실시예에 따른 백색 유기 발광 소자는 제3 발광부에 청색(Blue) 발광층과 적색(Red) 발광층을 구성한다. 그리고, 적색(Red) 발광층의 호스트로 정공 수송층(HTL)을 적용함으로써, 청색(Blue) 발광층과 적색(Red) 발광층의 발광 효율을 향상시키고, 패널의 휘도나 색재현율을 향상시킬 수 있다.

본 발명의 제3 실시예에 따른 백색 유기 발광 소자는 하부 발광(Bottom Emission) 방식이나, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 백색 유기 발광 소자를 상부 발광(Top Emission) 방식, 또는 양부 발광(Dual Emission) 방식에 적용하는 것도 가능하다.

그리고, 본 발명의 제3 실시예에 따른 유기 발광 소자를 포함하는 유기 발광 표시 장치에는, 기판 상에 서로 교차하여 각 화소 영역을 정의하는 게이트 배선과 데이터 배선 및 이중 어느 하나와 평행하게 연장되는 전원 배선이 위치하며, 각 화소 영역에는 게이트 배선 및 데이터 배선에 연결된 스위칭 박막트랜지스터와 스위칭 박막 트랜지스터에 연결된 구동 박막 트랜지스터가 위치한다. 구동 박막 트랜지스터는 상기 제1 전극(302)에 연결된다.

본 발명의 제3 실시예에서는 세 개의 발광부를 예를 들어 설명하였으나, 적어도 두 개 이상의 발광부로 구성하고, 두 개 이상의 발광부 중 적어도 하나의 발광부는 두 개의 발광층을 포함할 수 있다. 적어도 두 개의 발광층 중 하나는 정공 수송층을 호스트로 구성함으로써, 발광층의 발광 세기 및 발광 효율을 향상시킬 수 있다.

도 8에 도시된 백색 유기 발광 소자를 제작하여 소자 특성을 측정한 결과는 표 3 및 도 9를 참조하여 설명한다.

표 3은 본 발명의 제1 실시예와 제3 실시예에 따른 DCI 색재현율과 휘도를 측정한 결과를 나타낸 것이다.

표 3 및 도 9에서, 제1 실시예는 제1 발광부의 제1 발광층(EML)으로 청색(Blue) 발광층을 구성하고, 제2 발광부의 제1 발광층(EML)으로 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층을 구성하고, 제3 발광부의 제1 발광층(EML)으로 청색(Blue) 발광층을 구성한 것이다.

표 3에 나타낸 바와 같이, DCI 색재현율은 제1 실시예의 경우 88%, 제3 실시예는 91%로 측정되었다. 이는 본 발명의 적색(Red) 발광층과 청색(Blue) 발광층의 발광 효율이 모두 개선되므로, DCI 색재현율이 제1 실시예와 비교하여 증가하였음을 알 수 있다.

그리고, 휘도를 비교한 결과, 제1 실시예와 비교하여 제3 실시예가 약 18% 정도 개선됨을 알 수 있다. 이는 적색(Red) 발광층과 청색(Blue) 발광층이 모두 유기 발광 소자의 발광에 기여하므로, 패널의 휘도가 향상되었음을 알 수 있다.

도 9는 본 발명의 제1 실시예와 제3 실시예에 따른 백색 유기 발광 소자의 발광 세기를 나타내는 도면이다. 도 9에서 가로축은 파장을 나타내며, 세로축은 발광 세기를 나타낸다.

도 9에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제3 실시예는 세 개의 발광부에 세 개의 발광 피크를 가지는 TER-TEP(Three Emission Region-Three Emission Peak) 구조임을 알 수 있다. 제1 실시예와 비교하여 제3 발광부의 두 개의 발광층 중 적색(Red) 발광층에 의해 적색(Red) 발광층의 발광 피크(Emission Peak)인 600㎚ 내지 650㎚에서 발광 피크가 나타남을 알 수 있다.

그리고, 도 9에 도시한 바와 같이, 청색(Blue) 발광층의 발광 영역의 발광 피크(Emission Peak)인 440㎚ 내지 480㎚에서 제3 실시예의 발광 세기는 제1 실시예와 비교하여 약간 감소함을 알 수 있다. 그리고, 적색(Red) 발광층의 발광 영역의 발광 피크(Emission Peak)인 600㎚ 내지 650㎚에서 제3 실시예의 발광 세기가 나타남을 알 수 있다.

또한, 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층의 발광 영역의 발광 피크(Emission Peak)인 520㎚ 내지 590㎚에서 제1 실시예와 제3 실시예가 동일하게 발광 피크(Emission Peak)가 나타남을 알 수 있다.

따라서, 백색 유기 발광 소자를 세 개의 발광부로 구성하고, 세 개의 발광부 중 하나의 발광부에 적색(Red) 발광층과 청색(Blue) 발광층을 적용한 경우, 세 개의 발광 피크를 가지는 TER-TEP(Three Emission Region-Three Emission Peak) 구조임을 알 수 있다. 또한, 세 개의 발광부 중 하나의 발광부에 적색(Red) 발광층과 청색(Blue) 발광층을 적용한 경우, 적색(Red) 발광층과 청색(Blue) 발광층이 모두 발광할 수 있으므로, 적색(Red) 발광층의 발광 세기가 증가함을 알 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 하나의 발광부 내에 두 개의 발광층으로 적색(Red) 발광층과 청색(Blue) 발광층으로 구성하고, 청색(Blue) 발광층은 상기 제2 전극에 가깝게 구성함으로써, 적색(Red) 발광층과 청색(Blue) 발광층의 발광 세기 및 발광 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

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

100, 300: 백색 유기 발광 소자
101, 301: 기판 102,302: 제1 전극
104, 304: 제2 전극 110, 310: 제1 발광부
120, 320: 제2 발광부 130, 330: 제3 발광부
140, 340: 제1 전하 생성층 150, 350: 제2 전하 생성층
112, 312: 제1 정공 수송층 122, 322: 제2 정공 수송층
132, 332: 제3 정공 수송층 116, 316: 제1 전자 수송층
126, 326: 제2 전자 수송층 136, 336: 제3 전자 수송층
114, 314: 제1 발광부의 제1 발광층
124, 324: 제2 발광부의 제1 발광층
134, 334: 제3 발광부의 제1 발광층
335: 제3 발광부의 제2 발광층

Claims

제1 전극과 제2 전극 사이에 위치한 제1 발광부;
상기 제1 발광부 위에 위치한 제2 발광부; 및
상기 제2 발광부 위에 위치한 제3 발광부를 포함하고,
상기 제3 발광부는 적색 발광층과 청색 발광층으로 구성하고, 상기 적색 발광층의 호스트는 정공 수송층을 포함하며,
상기 정공 수송층의 밴드 갭은 상기 적색 발광층에 포함된 호스트의 밴드 갭보다 큰 것을 특징으로 하는 백색 유기 발광 소자.
제 1 항에 있어서,
상기 제3 발광부의 청색 발광층은 청색 발광층, 진청색 발광층 또는 스카이 블루 발광층 중 하나인 것을 특징으로 하는 백색 유기 발광 소자.
제 1 항에 있어서,
상기 정공 수송층의 에너지 갭은 2.8eV 내지 3.5eV 범위인 것을 특징으로 하는 백색 유기 발광 소자.
제 1 항에 있어서,
상기 제3 발광부의 발광 피크는 제1 발광 피크와 제2 발광 피크를 가지는 것을 특징으로 하는 백색 유기 발광 소자.
제 4 항에 있어서,
상기 제1 발광 피크는 600㎚ 내지 650㎚ 범위인 것을 특징으로 하는 백색 유기 발광 소자.
제 4 항에 있어서,
상기 제2 발광 피크는 440㎚ 내지 480㎚ 범위인 것을 특징으로 하는 백색 유기 발광 소자.
제1 전극과 제2 전극 사이에 위치한 제1 발광부;
상기 제1 발광부 위에 위치한 제2 발광부; 및
상기 제2 발광부 위에 위치한 제3 발광부를 포함하고,
상기 제1 발광부, 상기 제2 발광부 및 상기 제3 발광부는 세 개의 발광 피크를 가지는 TER-TEP(Three Emission Region-Three Emission Peak) 구조이고,
상기 제3 발광부는 적색 발광층으로 이루어진 제1 발광층과, 청색 발광층, 진청색 발광층 또는 스카이 블루 발광층 중 하나로 이루어진 제2 발광층을 포함하고,
상기 제1 발광층에 포함된 호스트는 정공 수송층을 포함하며,
상기 정공 수송층의 밴드 갭은 상기 적색 발광층에 포함된 호스트의 밴드 갭보다 큰 것을 특징으로 하는 백색 유기 발광 소자.
제 7 항에 있어서,
상기 제1 발광부는 청색 발광층, 진청색 발광층 또는 스카이 블루 발광층 중 하나로 이루어진 발광층을 포함하는 것을 특징으로 하는 백색 유기 발광 소자.
제 7 항에 있어서,
상기 제2 발광부는 황색-녹색 발광층 또는 녹색 발광층 중 하나로 이루어진 발광층을 포함하는 것을 특징으로 하는 백색 유기 발광 소자.
삭제
삭제
제 7 항에 있어서,
상기 정공 수송층의 에너지 갭은 2.8eV 내지 3.5eV 범위인 것을 특징으로 하는 백색 유기 발광 소자.
제 7 항에 있어서,
상기 제2 발광층은 상기 제1 발광층보다 상기 제2 전극에 가깝게 구성된 것을 특징으로 하는 백색 유기 발광 소자.
제 7 항에 있어서,
상기 제1 발광부의 발광 피크는 440㎚ 내지 480㎚ 범위이고, 상기 제2 발광부의 발광 피크는 520㎚ 내지 590㎚ 범위이고, 상기 제3 발광부의 발광 피크는 600㎚ 내지 650㎚ 범위 및 440㎚ 내지 480㎚ 범위인 것을 특징으로 하는 백색 유기 발광 소자.
기판 상에 서로 대향하는 제1 전극 및 제2 전극; 및
제1 전극과 제2 전극 사이에 위치한 적어도 두 개 이상의 발광부를 포함하고,
상기 적어도 두 개 이상의 발광부 중 적어도 하나의 발광부는 두 개의 발광층을 포함하고, 상기 두 개의 발광층 중 하나는 정공 수송층을 호스트로 포함하며,
상기 정공 수송층의 밴드 갭은 상기 정공 수송층을 호스트로 포함하는 발광층에 포함된 호스트의 밴드 갭보다 큰 것을 특징으로 하는 백색 유기 발광 소자.
제 15 항에 있어서,
상기 두 개의 발광층은 적색 발광층과 청색 발광층인 것을 특징으로 하는 백색 유기 발광 소자.
제 16 항에 있어서,
상기 정공 수송층은 상기 적색 발광층의 호스트인 것을 특징으로 하는 백색 유기 발광 소자.
제 16 항에 있어서,
상기 청색 발광층이 상기 적색 발광층보다 상기 제2 전극에 가깝게 구성된 것을 특징으로 하는 백색 유기 발광 소자.