KR20160031073A - 백색 유기 발광 소자 - Google Patents

Abstract

본 발명의 실시예에 따른 백색 유기 발광 소자는 발광부에 포함된 발광층 중 적어도 하나는, 적어도 세 개의 호스트를 포함한다. 적어도 세 개의 호스트 중 하나는 전자 트랩성을 갖는 호스트로 구성하여 도펀트로 전자나 전하의 전달을 지연시킴으로써, 발광층의 효율을 향상시키고, 소자 수명을 향상시킬 수 있다.

Description

백색 유기 발광 소자{WHITE ORGANIC LIGHT EMITTING DEVICE}

본 발명은 유기 발광 소자에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 발광층의 효율을 향상시키고, 소자 수명을 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 엑시톤(exciton)을 생성한다. 그리고, 생성된 엑시톤(exciton)이 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 수명을 향상시키려는 다양한 방안이 제시되고 있다.

하나의 방안으로, 발광층을 단일층으로 사용하는 방안이 있다. 이 방안은 단일 물질을 사용하거나 2종 이상의 물질을 도핑하는 방식으로 백색 유기 발광 소자를 제조할 수 있다. 예를 들어, 청색 호스트에 적색 및 녹색 도펀트를 사용하거나 밴드 갭 에너지가 큰 호스트 물질에 적색, 녹색 및 청색 도펀트를 부가하여 사용하는 방법이 있다. 그러나, 이 방법은 도펀트로의 에너지 전달이 불완전하고, 백색의 밸런스를 조절하기 어려운 문제점이 있다.

또한, 도펀트가 자체적으로 갖는 특성에 의해 해당 발광층에 포함되는 도펀트의 성분에 한계가 있다. 그리고, 도펀트 상호 간의 에너지 전달을 차단하기 어렵기 때문에 도핑 농도를 조절하더라도 발광 효율이 떨어지는 문제점이 있다.

다른 방안으로, 두 개의 발광층을 적층하는 구조로 하는 방안이 있다. 그러나, 이 구조는 발광층 간의 에너지 전이(energy transfer)가 많고, 엑시톤(exciton)을 각 발광층에 고르게 분산하기 어려워, 높은 발광효율을 얻기 어렵다는 문제점이 있다.

또한, 발광층에 하나의 도펀트와 하나의 호스트를 적용할 경우, 발광 효율 및 소자의 수명을 동시에 향상시킬 수 없는 문제점이 있다. 즉, 도펀트나 호스트의 재료에 따라 발광 효율은 향상되나 소자의 수명은 저하되는 문제점이 생기거나, 또는 소자의 수명은 향상되나, 발광 효율은 저하되는 문제점이 생기게 된다.

이에 본 발명의 발명자들은 위에서 언급한 문제점들을 인식하고, 발광층에 포함되는 호스트의 특성을 개선하여 발광 효율 및 소자 수명을 향상시킬 수 있는 여러 실험을 하게 되었다.

이에 본 발명의 발명자들은 여러 실험을 거쳐 발광층에 포함되는 호스트를 적어도 세 개로 구성하여 발광층의 효율을 향상시키고, 소자 수명을 향상시킬 수 있는 새로운 구조의 백색 유기 발광 소자를 발명하였다.

본 발명의 실시예에 따른 해결 과제는 발광층에 포함되는 호스트를 적어도 세 개의 호스트로 구성하고, 적어도 세 개의 호스트 중 하나는 전자 트랩성을 갖는 호스트로 구성함으로써, 발광층의 효율을 향상시키고, 소자 수명을 향상시킬 수 있는 백색 유기 발광 소자를 제공하는 것을 목적으로 한다.

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 일 실시예에 따른 백색 유기 발광 소자는 제1 전극과 제2 전극 사이에 제1 발광층을 포함하는 제1 발광부와, 상기 제1 발광부 위에 제2 발광층을 포함하는 제2 발광부를 포함하고, 상기 제1 발광층 및 상기 제2 발광층 중 적어도 하나는, 적어도 세 개의 호스트를 포함하고, 상기 적어도 세 개의 호스트 중 하나는 전자 트랩성을 갖는 호스트로 구성함으로써, 발광층의 효율을 향상시키고, 소자 수명을 향상시킬 수 있는 백색 유기 발광 소자를 제공한다.

상기 제1 발광층은 청색 발광층, 진청색 발광층, 스카이 블루 발광층, 적색-청색 발광층, 황색-녹색 발광층 또는 녹색 발광층 중 하나일 수 있다.

상기 제2 발광층은 청색 발광층, 진청색 발광층, 스카이 블루 발광층, 적색-청색 발광층, 황색-녹색 발광층 또는 녹색 발광층 중 하나일 수 있다.

상기 적어도 세 개의 호스트 중 두 개의 호스트는 예비 혼합되어 구성될 수 있다.

상기 전자 트랩성을 갖는 호스트는 상기 두 개의 호스트 중 하나일 수 있다.

상기 제 상기 제1 발광부와 상기 제2 발광부에는 전자 수송층을 더 포함하고, 상기 전자 트랩성을 갖는 호스트의 전자 이동도는 상기 전자 수송층의 전자 이동도보다 느린 것을 특징으로 한다.

상기 제2 발광부 위에 제3 발광층을 포함하는 제3 발광부를 더 구성할 수 있다.

상기 제3 발광층은 청색 발광층, 진청색 발광층, 스카이 블루 발광층 또는 적색-청색 발광층 중 하나일 수 있다.

상기 제3 발광층은 적어도 세 개의 호스트를 더 포함하고, 상기 적어도 세 개의 호스트 중 하나는 전자 트랩성을 갖는 호스트인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 백색 유기 발광 소자는 제1 전극과 제2 전극 사이에 제1 발광층을 포함하는 제1 발광부와, 상기 제1 발광부 위에 제2 발광층을 포함하는 제2 발광부와, 상기 제2 발광부 위에 제2 발광층을 포함하는 제3 발광부를 포함하고, 상기 제1 발광층, 상기 제2 발광층 및 상기 제3 발광층 중 적어도 하나는, 적어도 세 개의 호스트를 포함하고, 상기 적어도 세 개의 호스트 중 하나는 전자 트랩성을 갖는 호스트로 구성함으로써, 발광층의 효율을 향상시키고, 소자 수명을 향상시킬 수 있는 백색 유기 발광 소자를 제공한다.

상기 제1 발광부, 상기 제2 발광부 및 상기 제3 발광부에는 전자 수송층을 더 포함할 수 있다.

기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

본 발명의 실시예에 따라 발광층에 포함된 호스트가 도펀트로 전자나 전하의 전달을 지연시키거나 전자를 트랩(trap)함으로써, 도펀트의 과부화를 방지하므로, 발광층의 효율을 향상시키고, 소자 수명을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 발광층에 포함된 호스트가 도펀트로 전자나 전하 전달을 지연시킴으로써, 발광층 내에서 엑시톤(exciton)이 되지 못하고 남은 전자인 폴라론(polaron)의 발생을 감소시킬 수 있다. 따라서, 발광층 내에서 엑시톤-폴라론 반응(exciton-polaron interaction)을 감소시키므로 발광층의 효율을 향상시키고, 소자 수명을 향상시킬 수 있는 효과가 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 일 실시예에 따른 백색 유기 발광 소자를 나타내는 개략적인 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광부의 에너지 밴드 다이어그램을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 백색 유기 발광 소자를 나타내는 개략적인 도면이다.
도 4는 비교예 및 본 발명의 실시예에 따른 발광부의 전압을 나타내는 도면이다.
도 5은 비교예 및 본 발명의 실시예에 따른 발광부의 발광세기를 나타내는 도면이다.
도 6은 비교예 및 본 발명의 실시예에 따른 발광부의 양자 효율을 나타내는 도면이다.
도 7은 비교예 및 본 발명의 실시예에 따른 발광부의 수명을 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 일 실시예에 따른 백색 유기 발광 소자를 나타내는 개략적인 도면이다.

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)와 제2 발광부(120)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.

상기 제1 전극(102)은 투과 전극이고, 상기 제2 전극(104)은 반사 전극으로 구성될 수 있다. 또한, 상기 제1 전극(102)은 반사 전극이고, 상기 제2 전극(104)은 반투과 전극으로 구성될 수 있다.

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.

도면에 도시하지 않았으나, 정공 주입층(HIL; Hole Injecting Layer)을 추가로 구성할 수 있다. 상기 정공 주입층(HIL)은 상기 제1 전극(102) 위에 형성되고, 제1 전극(102)으로부터의 정공(hole) 주입을 원활하게 하는 역할을 한다. 상기 제1 정공 수송층(HTL)(112)은 정공 주입층(HIL)으로부터의 정공을 제1 발광층(EML)(114)에 공급한다. 상기 제1 전자 수송층(ETL)(116)은 제2 전극(104)으로부터의 전자를 제1 발광층(EML)(114)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)(114)에서는 정공 수송층(HIL)을 통해 공급된 정공(hole)과 전자 수송층(ETL)(116)을 통해 공급된 전자(electron)들이 재결합되므로 광이 생성된다.

상기 제1 정공 수송층(HTL)(112)은 2개 이상의 층이나 2개 이상의 재료를 적용하여 구성할 수 있다. 상기 제1 정공 수송층(HTL)(112)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)(116)은 2개 이상의 층이나 2개 이상의 재료를 적용하여 구성할 수 있다. 상기 제1 전자 수송층(ETL)(116)은 Alq3(tris(8-hydroxyquinolino)[0046] 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)(114)은 청색(Blue) 발광층, 진청색(Dark Blue) 발광층, 스카이 블루(Sky Blue) 발광층, 적색-청색(Red-Blue) 발광층, 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층 또는 녹색(Green) 발광층으로 구성될 수 있다. 상기 청색(Blue) 발광층, 진청색(Dark Blue) 발광층, 스카이 블루(Sky Blue) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 440㎚ 내지 480㎚ 범위가 될 수 있다. 그리고, 상기 적색-청색(Red-Blue) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 600㎚ 내지 650㎚ 범위가 될 수 있다. 그리고, 상기 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층 또는 녹색(Green) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 510㎚ 내지 580㎚ 범위가 될 수 있다. 상기 제1 발광층(EML)(114)은 유기 발광 소자의 구성에 따라 다른 색으로 구성하는 것도 가능하다.

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 전하 생성층(140)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(120)는 제2 정공 수송층(HTL; Hole Transporting Layer)(122), 제2 발광층(EML; Emitting Layer)(124), 제2 전자 수송층(ETL; Electron Transporting Layer)(126)을 포함하여 이루어질 수 있다. 도면에 도시하지 않았으나, 상기 제2 전자 수송층(ETL)(126) 위에 전자 주입층(EIL; Electron Injecting Layer)을 추가로 구성할 수 있다. 또한, 정공 주입층(HIL; Hole Injecting Layer)을 추가로 구성할 수 있다.

상기 제2 정공 수송층(HTL)(122)은 상기 제1 정공 수송층(HTL)(112)과 동일한 물질로 이루어질 수 있지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 제2 정공 수송층(HTL)(122)은 2개 이상의 층이나 2개 이상의 재료를 적용하여 구성할 수 있다.

상기 제2 전자 수송층(ETL)(126)은 상기 제1 전자 수송층(ETL)(116)과 동일한 물질로 이루어질 수 있지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 제2 전자 수송층(ETL)(126)은 2개 이상의 층이나 2개 이상의 재료를 적용하여 구성할 수 있다.

상기 제2 발광부(120)의 제2 발광층(EML)(124)은 청색(Blue) 발광층, 진청색(Dark Blue) 발광층, 스카이 블루(Sky Blue) 발광층, 적색-청색(Red-Blue) 발광층, 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층 또는 녹색(Green) 발광층으로 구성될 수 있다. 상기 청색(Blue) 발광층, 진청색(Dark Blue) 발광층, 스카이 블루(Sky Blue) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 440㎚ 내지 480㎚ 범위가 될 수 있다. 그리고, 상기 적색-청색(Red-Blue) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 600㎚ 내지 650㎚ 범위가 될 수 있다. 그리고, 상기 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층 또는 녹색(Green) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 510㎚ 내지 580㎚ 범위가 될 수 있다. 상기 제2 발광층(EML)(124)은 유기 발광 소자의 구성에 따라 다른 색으로 구성하는 것도 가능하다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 백색 유기 발광 소자는 하부 발광 방식(Bottom Emission), 상부 발광 방식(Top Emission), 또는 양부 발광 방식에 적용하는 것도 가능하다.

또한, 도시하지 않았으나, 유기 발광 소자를 포함하는 유기 발광 표시 장치에 있어, 기판 상에 서로 교차하여 각 화소 영역을 정의하는 게이트 배선과 데이터 배선과 이중 어느 하나와 평행하게 연장되는 전원 배선이 위치하며, 각 화소 영역에는 게이트 배선 및 데이터 배선에 연결된 스위칭 박막트랜지스터와 스위칭 박막트랜지스터에 연결된 구동 박막트랜지스터가 위치한다. 구동 박막트랜지스터는 상기 제1 전극(102)에 연결된다.

그리고, 상기 제2 발광층(EML)(124)은 세 개의 호스트와 하나의 도펀트를 포함하여 구성할 수 있다.

우선 제2 발광층(EML)(124)에 두 개의 호스트와 하나의 도펀트를 구성할 경우에 대해서 설명한다. 상기 두 개의 호스트는 제1 호스트와 제2 호스트로 구성된다. 상기 제1 호스트는 상기 제2 정공 수송층(HTL)(122)으로부터의 전자 이동도보다 상기 제2 전자 수송층(ETL)(126)으로부터의 상기 제2 호스트의 전자 이동도가 더 우수한 재료로 구성된다. 따라서, 일정량의 전자가 상기 제2 전극(104)으로부터 전송되어 상기 제2 전자 수송층(ETL)(126)을 거치지만 상기 제2 호스트를 거치지 않고, 상기 도펀트로 바로 전송되는 경우가 발생한다.

이는 상기 제2 발광층(EML)(124)의 제1 호스트로 전자가 이동하지 못하고, 상기 제2 발광층(EML)(124)의 도펀트로 전자가 직접 전달될 가능성이 커지게 된다. 상기 도펀트로 전달된 전자에 의해, 도펀트는 상기 제2 발광층(EML)(124) 내에서 엑시톤(exciton) 형성을 위한 도펀트로서의 역할을 가속화하게 되므로, 발광층의 효율을 저하시키게 된다.

또한, 상기 제2 발광층(EML)(124) 내에서 전자 밀도의 증가로 인해, 상기 제2 발광층(EML)(124)의 발광 영역에서 엑시톤(exciton)이 형성된 후 잔여 전하 또는 잔여 전자(polaron)가 발생하게 된다. 이러한 잔여 전하 또는 잔여 전자(polaron)는, 상기 제2 발광층(EML)(124) 내에서 엑시톤(exciton)과 결합하여 엑시톤-폴라론 반응(exciton-polaron interaction)이 발생하게 된다. 이 반응으로 의해 엑시톤(exciton)이 발광층의 발광에 기여할 수 없으므로, 발광층의 효율이 저하하고, 소자 수명이 저하하게 된다.

따라서, 본 발명의 발명자들은 발광층의 효율을 향상시키고, 소자의 수명을 향상시키기 위해서, 도펀트의 역할을 가속화시키지 않고, 도펀트로 전자나 전하 전달을 지연시킬 수 있는 호스트를 더 구성하는 새로운 구조의 유기 발광 소자를 발명하게 된 것이다. 이에 대해서는 도 2를 참조하여 설명한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광부의 에너지 밴드 다이어그램을 나타내는 도면이다.

즉, 상기 제2 발광층(EML)(124)에 세 개의 호스트와 하나의 도펀트를 구성할 경우 에너지 밴드 다이어그램을 나타낸 것이다. 상기 제2 발광층(EML)(124) 외에 상기 제1 발광층(EML)(114)에 세 개의 호스트와 하나의 도펀트를 구성할 수도 있으며, 상기 제2 발광층(EML)(124)을 예로 들어 설명한다. 따라서, 상기 제1 발광층(EML)(114) 및 상기 제2 발광층(EML)(124) 중 적어도 하나에, 세 개의 호스트와 하나의 도펀트를 구성하는 것도 가능하다.

상기 세 개의 호스트 중 제1 호스트(124H1)와 상기 제2 호스트(124H2)는 동일 온도에서 증착되어 예비 혼합(premixed)된다. 상기 예비 혼합(premixed)되는 상기 제1 호스트(124H1)와 상기 제2 호스트(124H2)의 혼합 비율은 1:1 내지 3:1로 이루어질 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 그리고, 상기 증착 온도는 150℃ 내지 350℃ 정도의 범위가 될 수 있다.

상기 제1 호스트(124H1), 제2 호스트(124H2) 및 제3 호스트(124H3)의 혼합 비율은 1:1:1로 이루어 질 수 있으며, 호스트의 물질에 따라 혼합 비율은 달라질 수 있다.

상기 제1 호스트(124H1), 제2 호스트(124H2) 및 제3 호스트(124H3)는 TCTA (Tris(4-carbazoyl-9-ylphenyl)amine), CBP (4,4′-Bis(N-carbazolyl)-1,1′-biphenyl), Balq(Bis(8-hydroxy-2-methylquinoline)-(4-phenylphenoxy)aluminum)및 PPV(poly(p phenylene vinylene)) 물질 중에서 선택할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

그리고, 상기 제1 호스트(124H1), 제2 호스트(124H2) 및 제3 호스트(124H3)는 전자 수송층(ETL)에 포함된 호스트나 정공 수송층(HTL)에 포함된 호스트로 구성할 수도 있다. 상기 전자 수송층(ETL)에 포함된 호스트는 상기 전자 수송층(ETL)에 포함된 물질과 동일할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 그리고 상기 정공 수송층(HTL)에 포함된 호스트는 상기 정공 수송층(HTL)에 포함된 물질과 동일할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

도 2에 도시한 바와 같이, 상기 제1 전극(102)으로부터 정공(도면에서, “+”로 표시)과 상기 제2 전극(104)으로부터 상기 전자(도면에서, “?”로 표시)가 결합하여 상기 제2 발광층(EML)(124) 내에서 엑시톤(exciton, E)이 형성된다. 도 2에서 화살표는 정공이나 전자가 제1 호스트(124H1), 제2 호스트(124H2), 제3 호스트(124H3) 및 도펀트(124D)로 전달되는 것을 나타낸다.

상기 제2 발광층(EML)(124)에 포함되는 제1 호스트(124H1), 제2 호스트(124H2) 및 제3 호스트(124H3)는 서로 다른 전자 전달 특성을 가지고, 서로 다른 전자 이동도를 갖도록 구성될 수 있다. 그리고, 상기 도펀트(124D)는 인광 도펀트 또는 형광 도펀트로 구성될 수 있다.

상기 제2 호스트(124H2)의 전자 이동도는 상기 제2 전자 수송층(ETL)(126)의 전자 이동도보다 느린 것이 바람직하다. 그리고, 상기 제2 호스트(124H2)의 전자 이동도는 상기 제3 호스트(124H3)의 전자 이동도보다 느린 것이 바람직하다. 그리고, 예비 혼합(premixed)된 상기 제1 호스트(124H1)의 전자 이동도는 상기 제2 호스트(124H2)의 전자 이동도보다 느린 것이 바람직하다. 예를 들어, 상기 제2 호스트(124H2)의 전자 이동도는 1.0×10-4 cm2/Vs 이하의 범위일 수 있다.

이는 상기 제2 전극으로(104)부터 전달되는 전자가 상기 제2 전자 수송층(ETL)(126)에서 상기 제3 호스트(124H3)를 거치지 않고 상기 도펀트(124D)로 전달되지 않도록, 상기 제2 호스트(124H2)에 의해 전자가 트랩(trap)되도록 하는 것이다. 또한, 전자가 상기 제3 호스트(124H3)에서 상기 제2 호스트(124H2)를 거쳐 상기 도펀트(124D)로 전달되도록 함으로써, 상기 도펀트(124D)에 많은 전자가 전달되지 않도록 하는 것이다. 상기 제2 호스트(124H2)는 상기 도펀트(124D)로 전자의 전달을 지연시키는 역할을 하게 된다. 도펀트(124D)로 전자 전달이 지연됨으로써, 상기 제2 발광층(EML)(124) 내에서 엑시톤(exciton) 형성을 위한 도펀트(124D)의 역할을 저하시키게 되고, 상기 제2 발광층(EML)(124) 내에서 엑시톤(exciton)으로 결합하지 못하고 남게 되는 전자를 줄일 수 있게 된다. 따라서, 상기 제2 발광층(EML)(124) 내에서 엑시톤-폴라론 반응(exciton-polaron interaction)의 발생이 감소하게 되어 엑시톤(exciton)이 발광에 기여하므로, 발광층의 효율을 향상시키고, 소자의 수명을 향상시킬 수 있게 된다.

도 2에 도시한 바와 같이, 상기 제2 전극(104)으로부터 전달되는 전자(?)는 상기 제2 전자 수송층(ETL)(126)으로 바로 전송되지 않고, 상기 제3 호스트(124H3)에서 상기 제2 호스트(124H2)를 거쳐서 상기 도펀트(124D)로 전송되게 된다. 따라서, 상기 제2 호스트(124H2)에 의해 전자(?)가 트랩(trap)되어 상기 도펀트(124D)의 과부화를 방지하므로, 발광층의 효율을 향상시키고, 소자의 수명을 향상시킬 수 있다.

또한, 상기 제2 호스트(124H2)에 의해 상기 도펀트(124D)로 전자의 전달을 지연하므로, 상기 제2 발광층(EML)(124) 내에서 엑시톤(exciton)으로 결합하지 못하고 남게 되는 전자(polaron)가 줄어들게 된다. 따라서, 엑시톤-폴라론 반응(exciton-polaron interaction)의 발생이 감소하게 되어 엑시톤(exciton)이 발광에 기여하므로, 발광층의 효율을 향상시키고, 소자의 수명을 향상시킬 수 있다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 백색 유기 발광 소자를 나타내는 도면이다. 본 실시예를 설명함에 있어 이전 실시예와 동일 또는 대응되는 구성 요소에 대한 설명은 생략하기로 한다.

본 발명의 다른 실시예인 백색 유기 발광 소자(200)는 기판(201) 위에 제1 전극(202) 및 제2 전극(204)과, 제1 및 제2 전극(202,204) 사이에 제1 발광부(210), 제2 발광부(220)와 제3 발광부(230)를 구비한다.

상기 제1 발광부(210)는 제1 정공 수송층(HTL)(212), 제1 발광층(EML)(214) 및 제1 전자 수송층(ETL)(216)을 포함하여 구성할 수 있다. 도면에 도시하지 않았으나, 상기 제1 전극(202) 위에 정공 주입층(HIL)을 추가로 구성할 수 있다. 상기 제1 발광층(EML)(214)은 청색 발광층, 진청색 발광층, 스카이 블루 발광층, 적색-청색 발광층, 황색-녹색 발광층 또는 녹색 발광층으로 구성될 수 있다. 상기 제1 발광층(EML)(214)은 유기 발광 소자의 구성에 따라 다른 색으로 구성하는 것도 가능하다.

상기 제2 발광부(220)는 제2 정공 수송층(HTL)(222), 제2 발광층(EML)(224) 및 제2 전자 수송층(ETL)(226)을 포함하여 구성할 수 있다. 도면에 도시하지 않았으나, 상기 제2 전자 수송층(ETL)(226) 위에 전자 주입층(EIL)을 추가로 구성할 수 있다. 또한, 정공 주입층(HIL)을 추가로 구성할 수 있다. 상기 제2 발광층(EML)(224)은 청색 발광층, 진청색 발광층, 스카이 블루 발광층, 적색-청색 발광층, 황색-녹색 발광층 또는 녹색 발광층으로 구성될 수 있다. 상기 제2 발광층(EML)(224)은 유기 발광 소자의 구성에 따라 다른 색으로 구성하는 것도 가능하다.

그리고, 상기 제1 발광부(210)와 상기 제2 발광부(220) 사이에는 제1 전하 생성층(CGL)(240)이 구성될 수 있다.

이외의 상기 제1 발광부(210) 및 상기 제2 발광부(220)는 이전 실시예와 동일 또는 대응되는 구성 요소에 대한 설명이므로 생략하기로 한다.

상기 제3 발광부(230)는 상기 제2 전극(204) 아래에 제3 전자 수송층(ETL; Electron Transporting Layer)(236), 제3 발광층(EML; Emitting Layer)(234), 제3 정공 수송층(HTL; Hole Transporting Layer)(232)을 포함하여 이루어질 수 있다. 도면에 도시하지 않았으나, 상기 제3 전자 수송층(ETL)(236) 위에 전자 주입층(EIL; Electron Injecting Layer)을 추가로 구성할 수 있다. 또한, 정공 주입층(HIL; Hole Injecting Layer)을 추가로 구성할 수 있다.

상기 제3 정공 수송층(HTL)(232)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)(232)은 2개 이상의 층이나 2개 이상의 재료를 적용하여 구성할 수 있다.

상기 제3 전자 수송층(ETL)(236)은 옥사디아졸(oxadiazole), 트리아졸(triazole), 페난트롤린(phenanthroline), 벤족사졸(benzoxazole) 또는 벤즈티아졸(benzthiazole) 등으로 이루어질 수 있지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 제3 전자 수송층(ETL)(236)은 2개 이상의 층이나 2개 이상의 재료를 적용하여 구성할 수 있다.

상기 제2 발광부(220)와 상기 제3 발광부(230) 사이에는 제2 전하 생성층(CGL; Charge Generating Layer)(250)이 더 구성될 수 있다. 상기 제2 전하 생성층(250)은 상기 제2 발광부(220) 및 제3 발광부(230) 간의 전하 균형을 조절한다. 이러한 제2 전하 생성층(CGL)(250)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(220)로 전자(electron)를 주입해주는 역할을 하며, P형 전하 생성층(P-CGL)은 제3 발광부(230)로 정공(hole)을 주입해주는 역할을 한다. 이에 한정되지 않고 상기 제2 전하 생성층(CGL)(250)은 단일층으로 형성할 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. 상기 제1 전하 생성층(CGL)(240)은 상기 제2 전하 생성층(CGL)(250)의 N형 전하 생성층과 P형 전하 생성층의 동일한 물질로 이루어질 수 있지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 제3 발광층(EML)(234)은 청색(Blue) 발광층, 진청색(Dark Blue) 발광층, 스카이 블루(Sky Blue) 발광층, 또는 적색-청색(Red-Blue) 발광층으로 구성될 수 있다. 상기 청색(Blue) 발광층, 진청색(Dark Blue) 발광층, 또는 스카이 블루(Sky Blue) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 440㎚ 내지 480㎚ 범위가 될 수 있다. 그리고, 상기 적색-청색(Red-Blue) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 600㎚ 내지 650㎚ 범위가 될 수 있다. 상기 제3 발광층(EML)(234)은 유기 발광 소자의 구성에 따라 다른 색으로 구성하는 것도 가능하다.

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

또한, 도시하지 않았으나, 유기 발광 소자를 포함하는 유기 발광 표시 장치에 있어, 기판 상에 서로 교차하여 각 화소 영역을 정의하는 게이트 배선과 데이터 배선과 이중 어느 하나와 평행하게 연장되는 전원 배선이 위치하며, 각 화소 영역에는 게이트 배선 및 데이터 배선에 연결된 스위칭 박막트랜지스터와 스위칭 박막트랜지스터에 연결된 구동 박막트랜지스터가 위치한다. 구동 박막트랜지스터는 상기 제1 전극(202)에 연결된다.

또한, 본 발명의 다른 실시예에서는 상기 제2 발광층(EML)(224)에 세 개의 호스트와 하나의 도펀트를 구성하는 것으로 설명하였지만, 상기 제2 발광층(EML)(224) 외에 상기 제1 발광층(EML)(214) 또는 상기 제3 발광층(EML)(234)에 세 개의 호스트와 하나의 도펀트를 구성하는 것도 가능하다. 따라서, 상기 제1 발광층(EML)(214), 상기 제2 발광층(EML)(224) 및 상기 제3 발광층(EML)(234) 중 적어도 하나에, 세 개의 호스트와 하나의 도펀트를 구성하는 것도 가능하다.

그리고, 상기 제2 발광층(EML)(224)은 도 2에서 설명한 바와 같이, 세 개의 호스트와 하나의 도펀트로 구성한다. 상기 세 개의 호스트 중 제1 호스트와 상기 제2 호스트는 동일 온도에서 증착되어 예비 혼합(premixed)된다. 상기 예비 혼합(premixed)되는 상기 제1 호스트와 상기 제2 호스트의 혼합 비율은 1:1 내지 3:1로 이루어질 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 그리고, 상기 증착 온도는 150℃ 내지 350℃ 정도의 범위가 될 수 있다.

상기 제1 호스트, 제2 호스트 및 제3 호스트의 혼합 비율은 1:1:1로 이루어 질 수 있으며, 상기 호스트의 물질에 따라 혼합 비율은 달라질 수 있다.

그리고, 상기 제1 호스트, 제2 호스트 및 제3 호스트는 TCTA (Tris(4-carbazoyl-9-ylphenyl)amine), CBP (4,4′-Bis(N-carbazolyl)-1,1′-biphenyl), Balq(Bis(8-hydroxy-2-methylquinoline)-(4-phenylphenoxy)aluminum)및 PPV(poly(p phenylene vinylene)) 물질 중에서 선택할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 제1 호스트(124H1), 제2 호스트(124H2) 및 제3 호스트(124H3)는 전자 수송층(ETL)에 포함된 호스트나 정공 수송층(HTL)에 포함된 호스트로 구성할 수도 있다. 상기 전자 수송층(ETL)에 포함된 호스트는 상기 전자 수송층(ETL)에 포함된 물질과 동일할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 그리고 상기 정공 수송층(HTL)에 포함된 호스트는 상기 정공 수송층(HTL)에 포함된 물질과 동일할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

그리고, 상기 제2 발광층(EML)(224)에 포함되는 제1 호스트, 제2 호스트 및 제3 호스트는 서로 다른 전자 전달 특성을 가지고, 서로 다른 전자 이동도를 갖도록 구성할 수 있다. 그리고, 상기 도펀트는 인광 도펀트 또는 형광 도펀트로 구성될 수 있다.

상기 제2 호스트의 전자 이동도는 상기 제2 전자 수송층(ETL)(226)의 전자 이동도보다 느린 것이 바람직하다. 그리고, 상기 제2 호스트의 전자 이동도는 상기 제3 호스트의 전자 이동도보다 느린 것이 바람직하다. 그리고, 예비 혼합(pre-mixed)된 상기 제1 호스트의 전자 이동도는 상기 제2 호스트의 전자 이동도보다 느린 것이 바람직하다. 예를 들어, 상기 제2 호스트의 전자 이동도는 1.0×10-4 cm2/Vs 이하의 범위일 수 있다.

이는 상기 제2 전극으로(204)부터 전달되는 전자가 상기 제2 전자 수송층(ETL)(126)에서 상기 제3 호스트를 거치지 않고 상기 도펀트로 전달되지 않도록, 상기 제2 호스트에 의해 전자가 트랩(trap)되도록 하는 것이다. 또한, 전자가 상기 제3 호스트에서 상기 제2 호스트를 거쳐 상기 도펀트로 전달되도록 함으로써, 상기 도펀트에 많은 전자가 전달되지 않도록 하는 것이다. 상기 제2 호스트는 상기 도펀트로 전자의 전달을 지연시키는 역할을 하게 된다. 도펀트(124D)로 전자 전달이 지연됨으로써, 상기 제2 발광층(EML)(224) 내에서 엑시톤(exciton) 형성을 위한 도펀트의 역할을 저하시키게 되고, 상기 제2 발광층(EML)(224) 내에서 엑시톤(exciton)으로 결합하지 못하고 남게 되는 전자를 줄일 수 있게 된다. 따라서, 상기 제2 발광층(EML)(224) 내에서 엑시톤-폴라론 반응(exciton-polaron interaction)의 발생이 감소하게 되어 엑시톤(exciton)이 발광에 기여하므로, 발광층의 효율을 향상시키고, 소자의 수명을 향상시킬 수 있게 된다.

아래 표 1은 비교예 및 본 발명의 실시예에 따른 전압, 효율, 양자 효율 및 수명을 비교한 것이다.

표 1에서, 비교예는 정공 주입층(HIL), 정공 수송층(HTL), 발광층(EML), 전자 수송층(ETL), N형 전하 생성층(N-CGL) 및 제2 전극으로 구성한다. 그리고, 발광층(EML)은 두 개의 호스트가 포함된 황색- 녹색(Yellow-Green) 발광층으로 구성한 것이다.

실시예는 정공 주입층(HIL), 정공 수송층(HTL), 발광층(EML), 전자 수송층(ETL), N형 전하 생성층(N-CGL) 및 제2 전극으로 구성한다. 그리고, 발광층(EML)은 세 개의 호스트가 포함된 황색- 녹색(Yellow-Green) 발광층으로 구성한 것이다.

상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 비교예와 실시예의 구동 전압(Voltage, V)을 보면, 비교예와 대비하여 변화가 없음을 알 수 있다. 이는 호스트 수의 증가에 의해 구동 전압이 상승할 가능성이 있지만, 세 개의 호스트를 구성할 경우에도 두 개의 호스트와 동일한 전압에서 구동이 가능함을 알 수 있다.

효율(efficiency)에서는 비교예와 실시예의 변화가 없음을 알 수 있다. 즉, 본 발명의 세 개의 호스트를 구성하더라도, 비교예와 대비하여 효율 면에서 영향이 없으며, 효율은 유지된다는 것을 알 수 있다.

EQE (External quantum efficiency)는 외부 양자 효율로, 빛이 유기 발광 소자 외부로 나갈 때의 발광 효율을 말한다. EQE 또한, 비교예와 비교해 볼 때 변화가 없음을 알 수 있다. 이는 호스트 수의 증가에 따른 양자 효율의 저하가 일어날 가능성이 있지만, 세 개의 호스트를 구성할 경우에도 두 개의 호스트와 동일한 양자 효율을 얻을 수 있음을 알 수 있다.

그리고, 수명 면에서는 비교예와 대비하여 본 발명에서 약 30% 정도 향상되었음을 알 수 있다. 이는 발광층에 포함된 전자 트랩성을 갖는 호스트에 의해, 도펀트로 전달되는 전자나 전하의 전달을 지연시키므로 도펀트의 역할을 저하시키고, 발광층 내에서 남은 전자인 폴라론(polaron)과 엑시톤(exciton)과의 반응(exciton-polaron interaction)이 일어날 가능성을 낮추게 되므로, 발광부의 효율 저하를 방지하여 소자 수명을 향상시킬 수 있음을 알 수 있다.

따라서, 본 발명의 발광층에 적어도 세 개의 호스트를 구성하고, 세 개의 호스트 중 하나는 전자 트랩성을 갖는 호스트를 구성함으로써, 도펀트로 전달되는 전자나 전하의 전달을 지연시키고, 엑시톤-폴라론 반응(exciton-polaron interaction)을 감소시키므로 구동 전압, 효율 및 양자 효율은 유지되고, 수명은 향상됨을 알 수 있다.

도 4 내지 도 7은 표 1의 비교예 및 실시예에 따른 발광부의 특성들을 나타낸 도면이다.

도 4는 비교예 및 본 발명의 실시예에 따른 발광부의 전압을 나타내는 도면이고, 도 5는 비교예 및 본 발명의 실시예에 따른 발광부의 발광 세기를 나타내는 도면이다. 도 6은 비교예 및 본 발명의 실시예에 따른 발광부의 양자 효율을 나타내는 도면이고, 도 7은 비교예 및 본 발명의 실시예에 따른 발광부의 수명을 나타내는 도면이다.

도 4에 도시한 바와 같이, 비교예와 실시예의 전압은 거의 동일함을 알 수 있다. 이미 상술한 바와 같이, 호스트 수의 증가에 의해 구동 전압이 상승할 가능성이 있지만, 세 개의 호스트를 구성할 경우에도 두 개의 호스트와 동일한 전압에서 구동이 가능함을 알 수 있다.

그리고, 도 5에 도시한 바와 같이, 비교예와 실시예의 발광 세기는 거의 동일하게 유지됨을 알 수 있다. 즉, 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 510㎚ 내지 580㎚ 범위에서 발광 세기가 거의 동일하게 유지됨을 알 수 있다.

양자 효율 면에서 보면, 도 6에 도시한 바와 같이, 비교예와 대비하여 동일하게 유지됨을 알 수 있다. 호스트 수의 증가에 의해 양자 효율이 저하할 가능성이 있으나, 호스트 수가 증가하더라도 양자 효율은 동일하게 유지됨을 알 수 있다.

수명 면에서 보면, 도 7에 도시한 바와 같이, 본 발명이 비교예와 비교하여 수명이 약 30% 정도 향상되었음을 알 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따라 발광층에 포함된 호스트가 도펀트로 전자나 전하의 전달을 지연시키거나 전자를 트랩(trap)함으로써, 도펀트의 역할을 저하시키므로, 발광층의 효율을 향상시키고, 소자 수명을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 발광층에 포함된 호스트가 도펀트로 전자나 전하의 전달을 지연시킴으로써, 발광층 내에서의 엑시톤-폴라론 반응(exciton-polaron interaction)을 감소시키므로 발광층의 효율을 향상시키고, 소자 수명을 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, 200: 백색 유기 발광 소자
101, 201: 기판 102, 202: 제1 전극
104, 204: 제2 전극 110, 210: 제1 발광부
120, 220: 제2 발광부 130, 230: 제3 발광부
140, 240: 제1 전하 생성층 250: 제2 전하 생성층
112, 212: 제1 정공 수송층 122, 222: 제2 정공 수송층
232: 제3 정공 수송층 216: 제1 전자 수송층
126, 226: 제2 전자 수송층 236: 제3 전자 수송층
114, 214: 제1 발광층
124, 224: 제2 발광층
234: 제3 발광층

Claims (12)

1. 제1 전극과 제2 전극 사이에 제1 발광층을 포함하는 제1 발광부; 및
   상기 제1 발광부 위에 제2 발광층을 포함하는 제2 발광부를 포함하고,
   상기 제1 발광층 및 상기 제2 발광층 중 적어도 하나는, 적어도 세 개의 호스트를 포함하고, 상기 적어도 세 개의 호스트 중 하나는 전자 트랩성을 갖는 호스트인 것을 특징으로 하는 백색 유기 발광 소자.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 제1 발광층은 청색 발광층, 진청색 발광층, 스카이 블루 발광층, 적색-청색 발광층, 황색-녹색 발광층 또는 녹색 발광층 중 하나인 것을 특징으로 하는 백색 유기 발광 소자.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 제2 발광층은 청색 발광층, 진청색 발광층, 스카이 블루 발광층, 적색-청색 발광층, 황색-녹색 발광층 또는 녹색 발광층 중 하나인 것을 특징으로 하는 백색 유기 발광 소자.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 적어도 세 개의 호스트 중 두 개의 호스트는 예비 혼합되어 구성된 것을 특징으로 하는 백색 유기 발광 소자.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 전자 트랩성을 갖는 호스트는 상기 두 개의 호스트 중 하나인 것을 특징으로 하는 백색 유기 발광 소자.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 제1 발광부와 상기 제2 발광부는 전자 수송층을 더 포함하고, 상기 전자 트랩성을 갖는 호스트의 전자 이동도는 상기 전자 수송층의 전자 이동도보다 느린 것을 특징으로 하는 백색 유기 발광 소자.
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 제2 발광부 위에 제3 발광층을 포함하는 제3 발광부를 더 구성하는 것을 특징으로 하는 백색 유기 발광 소자.
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 제3 발광층은 청색 발광층, 진청색 발광층, 스카이 블루 발광층 또는 적색-청색 발광층 중 하나인 것을 특징으로 하는 백색 유기 발광 소자.
9. 제 7 항에 있어서,
   상기 제3 발광층은 상기 적어도 세 개의 호스트를 더 포함하고, 상기 세 개의 호스트 중 하나는 전자 트랩성을 갖는 호스트인 것을 특징으로 하는 백색 유기 발광 소자.
10. 제1 전극과 제2 전극 사이에 제1 발광층을 포함하는 제1 발광부;
    상기 제1 발광부 위에 제2 발광층을 포함하는 제2 발광부; 및
    상기 제2 발광부 위에 제2 발광층을 포함하는 제3 발광부를 포함하고,
    상기 제1 발광층, 상기 제2 발광층 및 상기 제3 발광층 중 적어도 하나는, 적어도 세 개의 호스트를 포함하고, 상기 적어도 세 개의 호스트 중 하나는 전자 트랩성을 갖는 호스트인 것을 특징으로 하는 백색 유기 발광 소자.
11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제1 발광부, 상기 제2 발광부 및 상기 제3 발광부에는 전자 수송층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 백색 유기 발광 소자.
12. 제 11 항에 있어서,
    상기 전자 트랩성을 갖는 호스트의 전자 이동도는 상기 전자 수송층의 전자 이동도보다 느린 것을 특징으로 하는 백색 유기 발광 소자.

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