KR20170063251A

KR20170063251A - 유기 발광 소자

Info

Publication number: KR20170063251A
Application number: KR1020150169404A
Authority: KR
Inventors: 박은정; 임동혁
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2015-11-30
Filing date: 2015-11-30
Publication date: 2017-06-08
Also published as: KR102393090B1

Abstract

본 발명은 상온보다 높은 고온 환경에서 구동을 하여도 수명이 유지되고 신뢰성이 있는 유기 발광 소자를 제공하는 것이다. 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자는 전자 수송 내지 주입 특성이 우수하면서도, 정공이 유입되지 않도록 최적화된 전자 수송층과, 전자 수송층과 유기 발광층 사이에 위치하는 발광 버퍼층을 포함한다. 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 수송층과 발광버퍼층의 다양한 조합에 의해, 유기 발광층의 계면 열화가 최소화되도록 발광 버퍼층이 유기 발광층으로부터 정공을 받아내면서도, 발광 버퍼층과 전자 수송층의 에너지 레벨 차이에 의해 정공이 전자 수송층으로 유입되지 않게 되고, 전자 수송층을 구성하는 확산성 물질이 유기 발광층으로 확산되지 않아 리컴비네이션 존의 변동이 최소화된다. 따라서, 수명이 우수한 유기 발광 소자를 구현할 수 있다.

Description

유기 발광 소자 {ORGANIC LIGHT EMITTING DIODE}

본 발명은 유기 발광 소자에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 상온보다 높은 온도에서 구동하여도 수명이 우수한 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 표시 장치(Display Device)가 개발되고 있다.

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

특히, 유기 발광 표시 장치는 유기 발광 소자라는 자발광 소자를 포함함으로써, 다른 표시 장치에 비해 응답속도가 빠르고 발광 효율, 휘도 및 시야각이 큰 장점이 있다.

이러한 유기 발광 소자는, 조명으로도 사용될 수 있어 최근에 조명 업계에서도 주목하고 있는 분야이다.

유기 발광 소자는 두 개의 전극 사이에 유기 발광층이 배치되는 기본 구조를 가진다. 두 개의 전극으로부터 각각 전자(electron)와 정공(hole)이 유기 발광층 내로 주입되고, 유기 발광층에서 전자와 정공이 결합하여 여기자(exciton)가 생성된다. 생성된 여기자가 여기 상태(excited state)로부터 기저 상태(ground state)로 떨어질 때, 유기 발광 소자로부터 광이 발생한다.

[선행기술문헌]

[특허문헌]

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

유기 발광 소자는 각 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)을 발광하는 서브 픽셀들의 일 구성 요소가 될 수 있다. 유기 발광 소자를 포함하는 각 서브 픽셀들에 의하여, 풀컬러(full-color)가 구현되는 픽셀이 구성된다. 유기 발광 소자는 양극에서 유기 발광층으로 정공이 주입되고, 음극에서 유기 발광층으로 전자가 주입되도록 구성되는데, 이 때 유기 발광층에서 전자과 정공이 만나는 영역 즉 리컴비네이션 존(recombination zone)이 유기 발광층에 형성되도록 하는 것이 중요하다. 그런데 통상, 양극과 유기 발광층 사이에서 정공이 이동하는 영역을 구성하는 물질들이 가지는 정공 이동도(hole mobility)가, 음극과 유기 발광층 사이에서 전자가 이동하는 영역을 구성하는 물질들의 전자 이동도(electron mobility)보다 10배 정도 더 크다. 정공 이동도와 전자 이동도의 차이를 고려하여 유기 발광 소자의 구조가 구성된다. 즉, 정공의 이동 거리를 전자의 이동 거리보다 더 길도록 유기 발광 소자를 구성할 수 있다. 예컨대, 양극과 유기 발광층 사이에서 정공이 이동하는 영역을, 음극과 유기 발광층 사이에서 전자가 이동하는 영역보다 더 두껍게 형성하는 것이 하나의 방법이다. 이러한 방법으로 정공 이동와 전자 이동도 차이를 반영하여, 유기 발광층에 리컴비네이션 존이 생기도록 유기 발광 소자를 구성할 수 있다. 그런데, 유기 발광 소자를 상온보다 높은, 고온의 환경에서 구동을 하게 되면 정공 이동도와 전자 이동도의 차이는 더욱 심화된다. 고온 구동 환경에서, 양극과 유기 발광층 사이에서 정공이 이동하는 영역을 구성하는 물질이 가지는 정공 이동도가 점점 더 커지는 것이다. 이로 인하여, 발광 효율 측면에서 최적의 위치에 리컴비네이션 존이 있도록 유기 발광 소자가 구성되었음에도 불구하고, 리컴비네이션 존은 본래 의도되었던 위치로부터 점점 벗어나 형성이 된다. 이는 곧 유기 발광 소자의 발광 효율의 저하 및 수명 저하의 문제로 이어진다.

곡면의 또는 플렉서블한 표시 장치나 조명 장치, 또는 투명한 표시 장치나 조명 장치를 구현하기 위해서 다른 어떠한 소자보다 유기 발광 소자가 최적이라고 알려져 있다. 이렇게 다양한 애플리케이션(application)이 가능한 유기 발광 소자를 향후 인간의 생활상에서 보다 다양한 영역에 실제로 적용하기 위해서는, 고온, 습한 조건 등 장치가 구동하기에 가혹한 환경 속에서도 우수한 화질과 긴 수명을 가질 필요가 있다. 이러한 유기 발광 소자에 대한 시장의 요구에 발맞추어, 고온에서도 우수한 화질을 제공하면서도 동시에 높은 발광 효율을 가짐에 따라 오랜 시간 사용할 수 있는 유기 발광 소자를 발명하기에 이르렀다.

본 발명의 실시예에 따른 해결 과제는 상온보다 높은, 고온 환경에서의 수명 우수한 유기 발광 소자를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 해결 과제는 전자 수송층이 확산성 물질로 구성되는 경우, 유기 발광층으로의 확산성 물질의 확산이 최소화되는 유기 발광 소자를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 해결 과제는 고온 환경에서 구동 시간이 누적되어도 리컴비네이션 존의 변동이 최소화되는 유기 발광 소자를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 해결 과제는 복수의 발광유닛을 포함하는 유기 발광 소자에 있어서, 비록 정공 수송층의 두께가 얇아지고, 고온 환경에서 구동 시간이 누적됨에 따라 정공 수송층의 정공 이동도가 빨라지더라도, 정공이 전자 수송층으로까지 넘어가는 현상이 최소화되는 유기 발광 소자를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 해결 과제는 고온 환경에서 구동 시간이 누적됨에 따른 구동 전압의 증가율이 최소화되는 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 유기 발광 소자는 전자 수송 내지 주입 특성이 우수하면서도, 정공이 유입되지 않도록 최적화된 전자 수송층과, 전자 수송층과 유기 발광층 사이에 위치하는 발광 버퍼층을 포함한다. 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 수송층과 발광버퍼층의 다양한 조합에 의해, 유기 발광층의 계면 열화가 최소화되도록 발광 버퍼층이 유기 발광층으로부터 정공을 받아내면서도, 발광 버퍼층과 전자 수송층의 에너지 레벨 차이에 의해 정공이 전자 수송층으로 유입되지 않게 되고, 전자 수송층을 구성하는 확산성 물질이 유기 발광층으로 확산되지않아 리컴비네이션 존의 변동이 최소화된다. 이로써 고온 구동 환경에서도 수명이 우수한 유기 발광 소자를 구현할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자는 서로 대향하여 이격된 양극 및 음극; 호스트 물질에 도펀트 물질이 도핑된 유기 발광층; 및 복수의 전자 수송 물질들이 혼합된 전자 수송층을 포함하고, 복수의 전자 수송 물질들의 각 LUMO 에너지 레벨의 절댓값은, 호스트 물질의 LUMO 에너지 레벨의 절댓값보다 작거나 호스트 물질의 LUMO 에너지 레벨의 절댓값과 동일하고, 복수의 전자 수송 물질들 중 적어도 어느 하나의 HOMO 에너지 레벨의 절댓값이, 호스트 물질의 HOMO 에너지 레벨의 절댓값보다 큰 것을 특징으로 한다.

다른 측면에서, 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자는 서로 대향하여 이격된 양극과 음극; 및 양극과 음극 사이에 위치하고, 제2 정공 수송층, 제2 유기 발광층, 제2 발광 버퍼층 및 제2 전자 수송층을 포함하는 제2 발광유닛;을 포함하고, 제2 전자 수송층에 포함된 제2 전자 수송 물질의 HOMO 에너지 레벨의 절댓값이, 제2 유기 발광층에 포함된 제2 호스트 물질의 HOMO 에너지 레벨의 절댓값보다 크고, 제2 발광 버퍼층은 제2 유기 발광층의 일 면에 직접 접하면서 제2 유기 발광층과 제2 전자 수송층 사이에 위치하고, 제2 발광 버퍼층에 포함된 제2 버퍼 물질의 HOMO 에너지 레벨의 절댓값이, 제2 호스트 물질의 HOMO 에너지 레벨보다 작거나 제2 호스트 물질의 HOMO 에너지 레벨과 동일한 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 관한 구체적인 사항들은 발명의 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

본 발명의 다양한 실시예들에 의해, 상온보다 높은, 고온 환경에서의 수명 우수한 유기 발광 소자를 제공할 수 있다.

본 발명의 다양한 실시예들에 의해, 전자 수송층이 확산성 물질로 구성되는 경우에 유기 발광층으로의 확산성 물질의 확산이 최소화되는 유기 발광 소자를 제공할 수 있다.

본 발명의 다양한 실시예들에 의해, 고온 환경에서 구동 시간이 누적되어도 리컴비네이션 존의 변동이 최소화되는 유기 발광 소자를 제공할 수 있다.

본 발명의 다양한 실시예들에 의해, 복수의 발광유닛을 포함하는 유기 발광 소자에 있어서, 비록 정공 수송층의 두께가 얇아지고 고온 환경에서 구동 시간이 누적됨에 따라 정공 수송층의 정공 이동도가 빨라지더라도, 정공이 전자 수송층으로까지 넘어가는 현상이 최소화되는 유기 발광 소자를 제공할 수 있다.

본 발명의 다양한 실시예들에 의해, 고온 환경에서 구동 시간이 누적됨에 따른 구동 전압의 증가율이 최소화되는 유기 발광 소자를 제공하는 것이다.

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 1a, 2a, 3a, 4a, 5a, 6a, 7a 및 8a는 본 발명의 각 실시예들에 따른 유기 발광 소자 구조를 나타내는 단면도이다.
도 1b, 2b, 3b, 3c, 4b, 4c, 5b, 5c, 6b, 6c, 7b, 7c, 8b 및 8c는 본 발명의 각 실시예들에 따른 유기 발광 소자에서, 유기 발광층과 전자 수송층, 또는 유기 발광층과 발광 버퍼층과 전자 수송 수송층의 HOMO 에너지 레벨을 비교하는 에너지 다이어그램이다.
도 9 및 도 10은 종래 및 실시예 1에 대한 섭씨 70 ℃ 에서의 구동 실험 결과를 도시한 그래프이다.
도 11는 복수의 발광유닛을 포함하는, 실시예 3, 실시예 7 및 실시예 8에 대한 섭씨 25 ℃ 에서의 구동 실험 결과를 도시한 그래프이다.
도 12는 복수의 발광유닛을 포함하는, 실시예 3, 실시예 7 및 실시예 8에 대한 섭씨 85 ℃ 에서의 구동 실험 결과를 도시한 그래프이다.
도 13은 도 11의 실시예 3, 도 11의 실시예 7와 실시예 7-1, 도 11의 실시예 8와 실시예 8-1의 섭씨 40 ℃ 에서의 수명을 도시한 그래프이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 다양한 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 다양한 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 다양한 실시예는 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 다양한 실시예의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하고, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 다양한 실시예가 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시할 수도 있다.

본 명세서에서 어떠한 층의 LUMO(Lowest Unoccupied Molecular Orbitals Level) 에너지 레벨 및 HOMO(Highest Occupied Molecular Orbitals Level) 에너지 레벨이라 함은, 해당 층에 도핑된 도펀트(dopant) 물질의 LUMO 에너지 레벨 및 HOMO 에너지 레벨이라고 지칭하지 않는 한, 해당 층의 대부분의 중량비를 차지하는 물질, 예를 들어 호스트(host) 물질의 LUMO 에너지 레벨 및 HOMO 에너지 레벨을 의미한다.

본 명세서에서 HOMO 에너지 레벨이란, 전극 전위값을 알고 있는 기준 전극에 대한, 상대적인 전위값으로부터 에너지 준위를 결정하는, CV(cyclic voltqammetry) 법으로 측정한 에너지 레벨일 수 있다. 예를 들어, 산화 전위값 및 환원 전위값을 아는 Ferrocene을 기준 전극으로 하여 어떠한 물질의 HOMO 에너지 레벨을 측정할 수 있다.

본 명세서에서 '도핑된'이란, 어떤 층의 대부분의 중량비를 차지하는 물질에, 대부분의 중량비를 중량비를 차지하는 물질과 다른 물성(서로 다른 물성이란, 예를 들어, N-타입과 P-타입, 유기물질과 무기물질)을 가지는 물질이 중량비 10 % 미만으로 첨가가 되어 있음을 의미한다. 달리 말하면, '도핑된'층이란, 어떤 층의 호스트 물질과 도펀트 물질을 중량비의 비중을 고려하여 분별해 낼 수 있는 층을 의미한다. 그리고 '비도핑된'이란, 도핑된'에 해당하는 경우 이외의 모든 경우를 칭한다. 예를 들어, 어떤 층이 단일 물질로 구성되었거나, 서로 성질이 동일 유사한 물질들이 혼합되어 구성되는 경우, 그 층은'비도핑된'층에 포함된다. 예를 들어, 어떤 층을 구성하는 물질들 중 적어도 하나가 P-타입이고, 그 층을 구성하는 물질 모두가 N-타입이 아니라면, 그 층은 '비도핑된'층에 포함된다. 예를 들어, 어떤 층을 구성하는 물질들 중 적어도 하나가 유기 물질이고, 그 층을 구성하는 물질 모두가 무기 물질은 아니라면, 그 층은 '비도핑된'층에 포함된다. 예를 들어, 어떤 층을 구성하는 물질들이 모두 유기 물질인데, 그 층을 구성하는 물질들 중 적어도 어느 하나가 N-타입이고 또 다른 적어도 어느 하나가 P-타입인 경우에, N-타입인 물질이 중량비 10 % 미만이거나 또는 P-타입인 물질이 중량비 10% 미만인 경우에 '도핑된'층에 포함된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시예들을 상세히 설명한다.

도 1a는 본 발명의 실시예 1에 따른 유기 발광 소자(1000)의 구조를 나타내는 단면도이다. 도 1a를 참조하면, 본 발명의 실시예 1에 따른 유기 발광 소자(1000)는 서로 대향하여 이격된 양극(AD)과 음극(CT) 사이에, 제1 정공 수송층(1120), 제1 유기 발광층(1140) 및 제1 전자 수송층(1160)을 포함하는 제1 발광유닛(1100)을 포함한다.

양극(AD)과 음극(CT)에 의해, 실시예 1의 유기 발광 소자(1000)에 전기장이 형성된다. 양극(AD)은 실시예 1의 유기 발광 소자(1000)에 정공을 공급하는 애노드이다. 양극(AD)은 일함수가 높은 투명 도전성 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 양극(AD)은 틴 옥사이드(Tin Oxide; TO), 인듐 틴 옥사이드(Indium Tin Oxide; ITO), 인듐 징크 옥사이드(Indium Zinc Oxide; IZO), 인듐 틴 징크 옥사이드(Indium Tin Zinc Oxide; ITZO) 등과 같은 투명 도전성 물질로 이루어질 수 있으며, 이에 제한되지 않는다. 실시예 1의 유기 발광 소자(1000)가 탑 에미션(top emission) 방식의 유기 발광 장치에 적용되는 경우, 유기 발광 소자는 양극(AD) 하부에 은(Ag) 또는 은 합금(Ag alloy)과 같은 반사성이 우수한 물질로 이루어지는 반사층을 포함할 수 있다. 즉, 양극(AD)은 제1 유기 발광층(1140)에서 발생한 광을 반사할 수 있다.

음극(CT)은 실시예 1의 유기 발광 소자(1000)에 전자를 공급하는 캐소드이다. 음극(CT)은 일함수가 낮은 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 음극(CT)은 TCO(Transparent Conductive Oxide)와 같은 투명 도전 물질인 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), IGZO(Indium Gallium Zinc Oxide) 등으로 이루어질 수 있다. 또는, 음극(CT)은 마그네슘(Mg), 은(Ag), 알루미늄(Al), 칼슘(Ca) 등과 같은 불투명 도전성 금속 및 이들의 합금으로 이루어진 군 중 어느 하나 이상으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 음극(CT)은 마그네슘(Mg)과 은(Ag)의 합금(Mg:Ag)으로 이루어질 수 있다. 또는, 음극(CT)은 TCO(Transparent Conductive Oxide), ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), IGZO(Indium Gallium Zinc Oxide)와 금속성 물질인 금(Au), 은(Ag), 알루미늄(Al), 몰리브덴(Mo), 마그네슘(Mg) 등의 두 개의 층으로 이루어질 수 있으며, 이에 제한되지 않는다. 실시예 1의 유기 발광 소자(1000)가 탑 에미션(Top-emission) 방식의 유기 발광 장치에 적용되는 경우, 유기 발광 소자 내부에서 발생된 광이 음극(CT)을 통과하여 외부로 출사될 수 있도록, 음극(CT)은 투명성 또는 반투과성을 가질 수 있다.

제1 정공 수송층(1120)은 양극(AD)으로부터 정공을 공급받는다. 그리고 제1 정공 수송층(1120)은 공급받은 정공을 제1 유기 발광층(1140)으로 전달한다. 제1 정공 수송층(1120)은 제1 정공 수송 물질로 구성된다. 양이온화 됨으로써(즉, 전자를 잃음으로써) 전기화학적으로 안정화되는 물질은 제1 정공 수송 물질일 수 있다. 또는, 안정한 라디칼 양이온을 생성하는 물질은 제1 정공 수송 물질일 수 있다. 또는, 방향족 아민(Aromatic Amine)을 포함함으로써, 양이온화 되기에 용이한 물질은 제1 정공 수송 물질일 수 있다. 예를 들어, 제1 정공 수송층(1120)은, NPD(N,N-dinaphthyl-N,N'-diphenylbenzidine)(N,N'-bis(naphthalene-1-yl)-N,N'-bis(phenyl)-2,2'-dimethylbenzidine), TPD(N,N'-bis-(3-methylphenyl)-N,N'-bis-(phenyl)-benzidine), spiro-TAD(2,2',7,7'-tetrakis(N,N-dimethylamino)-9,9-spirofluorene) 및 MTDATA(4,4',4-Tris(N-3-methylphenyl-N-phenyl-amino)-triphenylamine)중 어느 하나로 이루어질 수 있으며, 이에 제한되지 않는다.

제1 전자 수송층(1160)은 음극(CT)으로부터 전자를 공급받는다. 그리고 제1 전자 수송층(1160)은 공급받은 전자를 제1 유기 발광층(1140)으로 전달한다. 제1 전자 수송층(1160)은 제1 전자 수송 물질로 구성된다. 음이온화 됨으로써(즉, 전자를 얻음으로써) 전기화학적으로 안정화되는 물질은 제1 전자 수송 물질일 수 있다. 또는, 안정한 라디칼 음이온을 생성하는 물질은 제1 전자 수송 물질일 수 있다. 또는, 헤테로사이클릭 링(Heterocyclic Ring)을 포함함으로써, Hetero 원자에 의해 음이온화되기에 용이한 물질은 제1 전자 수송 물질일 수 있다. 예를 들어, 제1 전자 수송 물질은, Alq₃(tris(8-hydroxyquinolino)aluminum), Liq(8-hydroxyquinolinolato-lithium), PBD(2-(4-biphenylyl)-5-(4-tert-butylphenyl)-1,3,4oxadiazole), TAZ(3-(4-biphenyl)4-phenyl-5-tert-butylphenyl-1,2,4-triazole), spiro-PBD, 및 BAlq(bis(2-methyl-8-quinolinolate)-4-(phenylphenolato)aluminium), SAlq, TPBi(2,2',2-(1,3,5-benzinetriyl)-tris(1-phenyl-1-H-benzimidazole), 옥사디아졸(oxadiazole), 트리아졸(triazole), 페난트롤린(phenanthroline), 벤족사졸(benzoxazole) 또는 벤즈티아졸(benzthiazole)중 어느 하나로 이루어질 수 있으며, 이에 제한되지 않는다.

제1 유기 발광층(1140)은 제1 정공 수송층(1120)과 제1 전자 수송층(1160) 사이에 배치된다. 제1 유기 발광층(1140) 내에서 정공 전자 결합에 의한 엑시톤이 형성되도록 유기 발광 소자가 구성된다. 제1 유기 발광층(1140)은 일정한 색의 광을 발광할 수 있는 물질을 포함한다. 제1 유기 발광층(1140)은 호스트-도펀트 시스템(Host-Dopant system) 즉, 큰 중량비를 차지하는 제1 호스트 물질에 발광에 기여하는 제1 도펀트 물질이 2 % 이상 20 % 이하(즉, 소량)의 중량비를 차지하도록 도핑된 시스템을 가질 수 있다. 제1 유기 발광층(1140)은 적색광을 발광하는 층일 수도 있고, 녹색광을 발광하는 층일 수도 있고, 청색광을 발광하는 층일 수도 있고 제1 유기 발광층(1140)은 황색-녹색 광을 발광하는 층일 수도 있으나 이에 제한되지 않는다. 제1 유기 발광층(1140)이 적색광을 발광하는 층일 경우에는, 제1 유기 발광층(1140)의 설명에, 후술하는 실시예 3의 적색 제3 유기 발광층(3141)의 설명이 동일하게 적용된다. 제1 유기 발광층(1140)이 녹색광을 발광하는 층일 경우에는, 제1 유기 발광층(1140)의 설명에, 후술하는 실시예 3의 녹색 제3 유기 발광층(3142)의 설명이 동일하게 적용된다. 제1 유기 발광층(1140)이 청색광을 발광하는 층일 경우에는, 제1 유기 발광층(1140)의 설명에, 후술하는 실시예 3의 청색 제3 유기 발광층(3143)의 설명이 동일하게 적용된다.

도 1a를 참조하면, 실시예 1은 제1 유기 발광층(1140)과 제1 전자 수송층(1160)이 서로 직접 접하여 계면을 형성한 유기 발광 소자로 도시되어 있으나, 이에 제한되지 않는다. 즉, 실시예 1은 유기 발광 소자는 제1 유기 발광층(1140)과 제1 전자 수송층(1160)이 반드시 서로 직접 접하여 계면을 형성하는 경우로 제한되지 않는다.

제1 전자 수송층(1160)은 복수의 제1 전자 수송 물질들이 혼합되어 구성될 수 있다. 복수의 제1 전자 수송 물질들은 각기 다른 역할을 수행하며 제1 전자 수송층(1160)이 복합적인 기능을 하도록 한다. 복수의 제1 전자 수송 물질들은, 서로 동일 유사한 성질을 가지면서도 각기 다른 역할을 수행하기 위한 성질은 서로 다를 수 있다. 그럼에도 불구하고, 제1 전자 수송층(1160)은 코-데포지션으로써 동일 유사한 성질의 물질들이 혼합된 층일 수는 있어도, 도펀트 물질을 함유하지 않는 즉, 비도핑된 층이다.

유기 발광 소자에 전기장이 가해지면, 전자는 유기 발광 소자의 LUMO 에너지 레벨을 따라 이동한다. 이 때, 전자는 LUMO 에너지 레벨이 더 높은 곳에서 LUMO 에너지 레벨이 더 낮은 곳으로 (그 반대의 경우 대비하여) 용이하게 이동할 수 있다. 즉, 전자는 LUMO 에너지 레벨의 절댓값이 더 작은 곳에서 LUMO 에너지 레벨의 절댓값이 더 큰 곳으로, 그 반대의 경우보다 더 용이하게 이동할 수 있다. 전자가 LUMO 에너지 레벨이 더 높은 곳에서 LUMO 에너지 레벨이 더 낮은 곳으로 이동할 때에는 에너지 장벽이 없다고 할 수 있다. 만일 유기 발광 소자에, LUMO 에너지 레벨이 더 낮은 곳에서 LUMO 에너지 레벨이 더 높은 곳으로 전자가 이동하도록 전기장이 가해진 경우에는, 에너지 레벨의 차이만큼의 에너지 장벽이 있다고 할 수 있다. 가능한 한 그 에너지 장벽을 줄이는 것이 (1) 전자의 이동의 측면에서, 그리고 (2) 에너지 장벽이 형성되는 계면의 열화 요인인, 계면에서의 발열 감소 측면에서 유리하다. 그리고 정공은 유기 발광 소자의 HOMO 에너지 레벨을 따라 이동한다. 이 때, 정공은 HOMO 에너지 레벨이 더 낮은 곳에서 HOMO 에너지 레벨이 더 높은 곳으로 (그 반대의 경우 대비하여) 용이하게 이동할 수 있다. 즉, 정공은 HOMO 에너지 레벨의 절댓값이 더 큰 곳에서 HOMO 에너지 레벨의 절댓값이 더 작은 곳으로, 그 반대의 경우보다 더 용이하게 이동할 수 있다. 정공이 HOMO 에너지 레벨이 더 낮은 곳에서 HOMO 에너지 레벨이 더 높은 곳으로 이동할 때에는 에너지 장벽이 없다고 할 수 있다. 만일 유기 발광 소자에, HOMO 에너지 레벨이 더 높은 곳에서 HOMO 에너지 레벨이 더 낮은 곳으로 정공이 이동하도록 전기장이 가해진 경우에는, 에너지 레벨의 차이만큼의 에너지 장벽이 있는 것이므로, 가능한 한 에너지 장벽을 줄이는 것이 정공의 이동의 측면에서 유리하다.

복수의 제1 전자 수송 물질들의 각 LUMO 에너지 레벨의 절댓값은 모두, 제1 호스트 물질의 LUMO 에너지 레벨의 절댓값보다 작음으로써, 전자가 제1 전자 수송층(1160)으로부터 제1 유기 발광층(1140)으로 원활하게(예를 들어, 에너지 장벽을 극복할 필요 없이) 이동할 수 있다. 그리고, 복수의 제1 전자 수송 물질들 중 어느 하나는 다른 하나에 비해서 좀 더 빠른 전자 이동도를 가지거나(and/or) 절댓값이 더 큰 LUMO 에너지 레벨을 가지는 데 반해, 다른 하나는 어느 하나에 비해 절댓값이 더 큰 LUMO 에너지 레벨을 가질 수 있다. 달리 말하여, (1) 복수의 제1 전자 수송 물질들 중 어느 하나는 다른 하나에 비해서, 더 빠른 전자 이동도를 제공하여 제1 전자 수송층(1160) 내에서 전자가 빠르게 이동하도록 하거나(and/or) 절댓값이 더 큰 LUMO 에너지 레벨을 제공하여 전자가 보다 더 원활하게 제1 전자 수송층(1160)으로부터 제1 유기 발광층(1140)으로 넘어가도록 한다. (2) 다른 하나는 어느 하나에 비해서 LUMO 에너지 레벨의 절댓값이 더 커서, 제1 유기 발광층(1140)을 넘어서 제1 전자 수송층(1160)으로 정공이 이동하는 현상을 저감할 수 있다. 이러한 복수의 제1 전자 수송 물질이 코-데포지션(Co-deposition)되거나 혼합된 제1 전자 수송층(1160)은, 전자의 이동이 빠르게 진행될 수 있으면서도, 제1 유기 발광층(1140)으로 전자가 원활하게 넘어갈 수 있으면서도, 제1 유기 발광층(1140)으로부터 제1 전자 수송층(1160)으로 정공이 넘어오지 못하도록 하는 복합 기능을 수행하기 때문에, 대략 100 Å 이상으로 두꺼워져도 전자의 이동이 저해되지 않는다.

제1 전자 수송층(1160)을 구성하는 제1 전자 수송 물질의 HOMO 에너지 레벨의 절댓값은 제1 호스트 물질의 HOMO 에너지 레벨의 절댓값보다 크다. 이 때, 만일 복수의 제1 전자 수송 물질들이 혼합되어 제1 전자 수송층(1160)을 구성하는 경우라면, 복수의 제1 전자 수송 물질들 중 적어도 어느 하나의 HOMO 에너지 레벨의 절댓값은 제1 호스트 물질의 HOMO 에너지 레벨의 절댓값보다 크다. 예를 들어, 제1 호스트 물질의 HOMO 에너지 레벨과, 복수의 전자 수송 물질 중 적어도 어느 하나의 HOMO 에너지 레벨의 차이는 Δ 0.25 eV 이하일 수 있다. 제1 호스트 물질의 HOMO 에너지 레벨과, 복수의 전자 수송 물질 중 적어도 어느 하나의 HOMO 에너지 레벨의 차이가 Δ 0.25 eV 보다 커지면, 유기 발광 소자의 구동 전압이 급격하게 상승하기 때문이다. 따라서, 복수의 제1 전자 수송 물질들 중 적어도 어느 하나의 HOMO 에너지 레벨의 절댓값은 제1 호스트 물질의 HOMO 에너지 레벨의 절댓값보다 크되 그 차이는 Δ 0.25 eV 보다 크지 않을 수 있다.

이에 따라, 상온보다 높은 온도 즉 고온 환경에서, 제1 유기 발광층(1140)에 위치하도록 구성되었던 리컴비네이션 존의 이동 현상을 최소화할 수 있다. 구체적으로는, 고온 환경에서 실시예 1을 상온 환경에서 구동하면서 점점 고온 환경에서 구동함에 따라 나타나는 온도가속계수(Acceleration Factor, AF)의 증가율이 저하된다. 이 때, 온도가속계수는 다음과 같이 정리할 수 있다.

AF = 상온 상태(T-room = 25 ℃)에서 초기 밝기 대비 X %로 떨어질 때까지 걸리는 시간 / 고온 상태(T-high > 25 ℃)에서 초기 밝기 대비 X %로 떨어질 때까지 걸리는 시간.

이 때, X 는 예를 들어, 95 일 수 있으나 이에 제한되지 않음.

예를 들어, 유기발광소자는 고온 환경에서는 열화가 될 수밖에 없기 때문에, T-high = 40 ℃에서의 온도가속계수보다 T-high = 70 ℃에서의 온도가속계수가 더 크다. 그럼에도, 실시예 1의 경우, 구동 환경의 온도가 상승함에 따라 온도가속계수가 증가하는 폭이 최소화된다. 실시예 1의 경우, 구동 환경의 온도가 상승함에 따른 온도가속계수의 증가율이 저하된다. 이 때, 상온에서 고온으로 갈수록 온도가속계수의 증가율이 줄어든다는 것은, 고온 환경에서 실시예 1의 발광 효율의 저하가 더디게 진행된다는 것을 의미한다. 결과적으로, 고온 환경에서 실시예 1의 구동 시간이 흐름에 따라, 실시예 1의 구동 전압의 상승률이 최소화된다.

앞서 언급하였던 바와 같이, 고온 환경에서 유기 발광 소자를 구동할 경우, 제1 유기 발광층(1140)으로 유입되는 정공의 이동 경로를 구성하는 물질의 정공 이동도는 더욱 가속된다. 이는 물질의 고유한 특성에 기인하는 것이기 때문에, 유기 발광 소자의 재료를 바꾸는 방식이 아니라 유기 발광 소자의 구조를 바꾸는 방식에 의해 유기 발광 소자의 성능을 향상시키고자 할 때는, 정공 이동도의 상승은 감수할 수밖에 없다. 따라서, 제1 유기 발광층(1140)으로 유입되는 정공의 이동 경로를 구성하는 물질의 정공 이동도의 변화까지도 감안한, 유기 발광 소자의 구성이 필요하다.

도 1b는 본 발명의 실시예 1에 따른 유기 발광 소자(1000)에서, 제1 유기 발광층(1140)과 제1 전자 수송층(1160) 간의 HOMO 에너지 레벨 차이를 나타내는 에너지 밴드 다이어그램이다. 전술한 내용을 고려하여, 도 1b에 도시된 바에 따르면, 제1 전자 수송층(1160)에 포함되는 제1 전자 수송 물질의 HOMO 에너지 레벨의 절댓값이 제1 유기 발광층(1140)에 포함되는 제1 호스트 물질의 HOMO 에너지 레벨의 절댓값보다 크다. 만일 제1 전자 수송층(1160)이 복수의 제1 전자 수송 물질들을 포함한다고 할 경우, 실시예 1에 따른 유기 발광 소자(1000)는, 제1 전자 수송 물질들 중 적어도 어느 하나의 HOMO 에너지 레벨의 절댓값이 제1 호스트 물질의 HOMO 에너지 레벨의 절댓값보다 크다.

이로써, 본 발명의 실시예 1에 따른 유기 발광 소자(1000)는, 유기 발광 소자가 고온 환경에서 계속 구동됨에 따라 가속된 이동도에 의해 제1 유기 발광층(1140)에 보다 빨리 도달하게 되는 정공이라 할지라도, 제1 유기 발광층(1140)을 넘어 제1 전자 수송층(1160)으로 이동하기는 어려워진다. 정공이 제1 유기 발광층(1140)에 머무를 가능성이 커짐에 따라, 정공과 전자의 분포 변화가 적어진다. 즉, 실시예 1의 유기 발광 소자(1000)는 고온 환경에서 구동된다 하더라도 엑시톤이 생기는 지점인 리컴비네이션 존의 위치 변동이 줄어든다. 리컴비네이션 존은, 유기 발광 소자를 구성할 당시에, 발광 효율이 최적화 될 수 있는 위치에 형성되도록 설계된다. 따라서, 리컴비네이션 존이 본래 설계되어 있던 위치에 안정적으로 형성되어 그 위치에 변동이 없다는 것은, 유기 발광 소자의 발광 효율이 최적의 상태를 유지한다는 것을 의미한다. 유기 발광 소자의 발광 효율이 최적의 상태를 유지함으로써, 유기 발광 소자를 구동하는 시간이 흘러도 추가로 구동 전압을 상승시켜 주어야 할 필요가 없어진다. 즉, 초기 구동 시점 대비 상대적으로 더 높은 구동 전압을 주지 않아도 되거나, 그 상승 폭이 아주 적을 뿐이다.

제1 전자 수송층(1160)을 구성하는 제1 전자 수송 물질의 LUMO 에너지 레벨의 절댓값은, 제1 호스트 물질의 LUMO 에너지 레벨의 절댓값보다 작거나 제1 호스트 물질의 LUMO 에너지 레벨의 절댓값과 동일하다. 이 때, 만일 복수의 제1 전자 수송 물질들이 혼합되어 제1 전자 수송층(1160)을 구성하는 경우라면, 복수의 제1 전자 수송 물질들의 각 LUMO 에너지 레벨의 절댓값은 모두, 제1 호스트 물질의 LUMO 에너지 레벨의 절댓값보다 작거나 제1 호스트 물질의 LUMO 에너지 레벨의 절댓값과 동일하다다. 이에 따라, 전자가 보다 원활하게(예를 들어, 에너지 장벽을 극복할 필요 없이) 제1 전자 수송층(1160)으로부터 제1 유기 발광층(1140)으로 이동하게 된다.

또한, (1) 제1 전자 수송층(1160)을 구성하는 제1 전자 수송 물질의 HOMO 에너지 레벨의 절댓값은 제1 호스트 물질의 HOMO 에너지 레벨의 절댓값보다 크면서, (2) 제1 전자 수송층(1160)을 구성하는 제1 전자 수송 물질의 LUMO 에너지 레벨의 절댓값은 제1 호스트 물질의 LUMO 에너지 레벨의 절댓값보다 작거나 제1 호스트 물질의 LUMO 에너지 레벨의 절댓값과 동일할 수 있다. 이 때, 만일 복수의 제1 전자 수송 물질들이 혼합되어 제1 전자 수송층(1160)을 구성하는 경우라면, (1) 복수의 제1 전자 수송 물질들 중 적어도 어느 하나의 HOMO 에너지 레벨의 절댓값은 제1 호스트 물질의 HOMO 에너지 레벨의 절댓값보다 크면서, (2) 복수의 제1 전자 수송 물질들의 각 LUMO 에너지 레벨의 절댓값은 모두, 제1 호스트 물질의 LUMO 에너지 레벨의 절댓값보다 작거나 제1 호스트 물질의 LUMO 에너지 레벨의 절댓값과 동일할 수 있다. 이에 따라, 전자가 보다 원활하게(예를 들어, 에너지 장벽을 극복할 필요 없이) 제1 전자 수송층(1160)으로부터 제1 유기 발광층(1140)으로 넘어가면서, 동시에 구동 환경의 온도가 상승하더라도, 즉 고온 환경에서도, 제1 유기 발광층(1140)에 위치하도록 구성되었던 리컴비네이션 존의 이동 현상이 최소화될 수 있다. 고온 환경임에도 불구하고 실시예 1의 발광 효율 저하가 더디게 진행됨에 따라, 실시예 1의 구동 전압의 상승률이 최소화된다.

본 발명의 실시예 1에 따른 유기 발광 소자(1000)는 청색 유기 발광 소자일 수 있다. 달리 말해, 제1 유기 발광층(1140)은 청색 광을 방출할 수 있다. 특히, 제1 유기 발광층(1140)이 청색 발광을 위하여 청색 형광 도펀트와 같은 형광 물질을 포함하는 경우에 전술한 효과가 더욱 극대화된다.

본 발명의 실시예 1에 따른 유기 발광 소자(1000)에는, 양극(AD)과 제1 정공 수송층(1120) 사이에 제1 정공 주입층이 더 포함될 수 있다. 본 발명의 실시예 1에 따른 유기 발광 소자(1000)에는, 제1 정공 수송층(1120)과 제1 유기 발광층(1140) 사이에 제1 전자 유입 방지층이 더 포함될 수 있다. 본 발명의 실시예 1에 따른 유기 발광 소자(1000)에는, 음극(CT)과 제1 전자 수송층(1160) 사이에 제1 전자 주입층이 더 포함될 수 있다.

도 2A는 본 발명의 실시예 2에 따른 유기 발광 소자(2000)의 구조를 나타내는 단면도이다. 도 2a의 실시예 2는, 도 1a의 실시예 1에 대한 변형 실시예이다. 본 발명의 실시예 2에 따른 유기 발광 소자(2000)는, 실시예 1에 따른 유기 발광 소자(1000)에서 1 유기 발광층과 제1 전자 수송층(1160) 사이에 제1 제2 발광 버퍼층(2150)이 추가된 실시예이다. 따라서, 도 1a의 양극(AD), 제1 전자 수송층(1160), 제1 유기 발광층(1140), 제1 정공 수송층(1120) 및 음극(CT)에 대한 설명은 각각 도 2a의 양극(AD), 제2 전자 수송층(2160), 제2 유기 발광층(2140), 제2 정공 수송층(2120) 및 음극(CT)에 대한 설명으로 적용될 수 있다. 따라서, 도 1a 및 도 1b에서의 설명과 중복되는 부분을 제외하고, 도 2a 및 도 2b의 실시예 2에 대하여 후술한다.

도 2a를 참조하면, 제2 유기 발광층(2140)과 제2 전자 수송층(2160) 사이에 있는 제2 발광 버퍼층(2150)은 제2 유기 발광층(2140)의 일 면에 직접 접하여 위치한다. 즉, 제2 유기 발광층(2140)과 제2 발광 버퍼층(2150)은 계면을 형성한다.

도 2b는 본 발명의 실시예 2에 따른 유기 발광 소자(2000)에서, 제2 유기 발광층(2140), 제2 발광 버퍼층(2150) 및 제2 전자 수송층(2160) 간의 HOMO 에너지 레벨 차이를 나타내는 에너지 밴드 다이어그램이다. 도 2b는 실시예 2에 따라, 제2 유기 발광층(2140)과 제2 발광 버퍼층(2150)이 서로 직접 접하여 계면을 형성하는 것을 전제로 한다. 그리고 도 2b는 실시예 2에 따라, 제2 발광 버퍼층(2150)과 제2 전자 수송층(2160)이 서로 직접 접하여 계면을 형성한 경우를 도시하고 있으나, 이에 제한되지 않는다. 즉, 도 2a의 실시예 2에 따른 유기 발광 소자(2000)는 제2 유기 발광층(2140)과 제2 발광 버퍼층(2150)은 반드시 계면을 형성하되, 제2 유기 발광층(2140)과 제2 전자 수송층(2160)이 반드시 계면을 형성하는 경우가 아닌 경우도 포함한다.

전술한 내용을 고려하여, 도 2b에 도시된 바에 따르면, 제2 발광 버퍼층(2150)에 포함된 제2 버퍼 물질의 HOMO 에너지 레벨의 절댓값은, 제2 전자 수송층(2160)에 포함된 제2 전자 수송 물질의 HOMO 에너지 레벨의 절댓값보다 작다. 만일 복수의 제2 전자 수송 물질들이 혼합되어 제2 전자 수송층(2160)을 구성하는 경우라면, 제2 버퍼 물질의 HOMO 에너지 레벨의 절댓값은, 복수의 제2 전자 수송 물질들 중 적어도 어느 하나의 HOMO 에너지 레벨의 절댓값보다 작다. 그리고, 제2 버퍼 물질의 HOMO 에너지 레벨의 절댓값은, 상기 제2 호스트 물질의 HOMO 에너지 레벨의 절댓값보다 작거나 상기 제2 호스트 물질의 HOMO 에너지 레벨과 동일하다. 따라서, 정공이 제2 유기 발광층(2140)을 넘어가서 제2 발광 버퍼층(2150)까지 도달한다 하더라도, 제2 전자 수송층(2160)까지 넘어가는 가능성이 최소화된다. 복수의 제2 전자 수송 물질들이 혼합되어 제2 전자 수송층(2160)을 구성하는 경우라면, 제2 버퍼 물질의 HOMO 에너지 레벨의 절댓값이 복수의 제2 전자 수송 물질들의 각 HOMO 에너지 레벨의 절댓값 모두보다 작을 경우, 정공이 제2 전자 수송층(2160)까지 넘어가는 가능성이 최소화되는 효과가 극대화된다.

제2 발광 버퍼층(2150)은 제2 전자 수송층(2160) 대신에 제2 유기 발광층(2140)과 계면을 형성함으로써, 정공이 에너지 장벽을 극복할 필요 없이 제2 유기 발광층(2140)을 넘어갈(즉 지나갈) 수 있다. 즉, 제2 발광 버퍼층(2150)은 제2 유기 발광층(2140)을 넘어가는 정공을 받되, 제2 유기 발광층(2140)의 계면의 열화를 최소화하면서 정공을 받아내는, 이른바 버퍼 역할을 한다. 동시에, 제2 발광 버퍼층(2150)이 실시예 1의 유기 발광 소자(1000)에 추가됨으로써, 제2 유기 발광층(2140)으로부터 받아낸 정공이 제2 전자 수송층(2160)으로 넘어가지 않도록 하는 효과가 더욱 극대화된다. 제2 발광 버퍼층(2150)에 의해, 제2 전자 수송층(2160)의 계면 또는 제2 전자 수송층(2160) 내에서 리컴비네이션 존이 형성됨에 따라 발생하는 발광 효율 저하 문제가 저감된다.

구체적으로, 제2 유기 발광층(2140)과 제2 전자 수송층(2160)이 계면을 형성함으로써 제2 유기 발광층(2140)을 넘어 제2 전자 수송층(2160)으로 정공이 이동할 때의 에너지 장벽보다, 제2 발광 버퍼층(2150)과 제2 전자 수송층(2160)이 계면을 형성함으로써 제2 발광 버퍼층(2150)을 넘어 제2 전자 수송층(2160)으로 정공이 이동할 때의 에너지 장벽이 더 크도록 한다. 따라서, 실시예 2의 유기 발광 소자(2000)는, 실시예 1의 유기 발광 소자(1000) 대비하여, 제2 유기 발광층(2140)을 넘어 제2 전자 수송층(2160)으로 이동하기가 보다 더 어려워지고, 정공이 제2 유기 발광층(2140)에 머무를 가능성이 보다 더 커짐에 따라 정공과 전자의 분포 변화가 더 적어진다. 즉, 실시예 2의 유기 발광 소자(2000)는, 고온 환경에서 구동된다 하여도 엑시톤이 생기는 지점인 리컴비네이션 존의 위치 변동이 줄어드는 효과가 극대화된다.

전술한 바와 같이, 실시예 2는, 실시예 1에서와 같이 제1 유기 발광층(1140)이 제1 전자 수송층(1160)과 서로 직접 접하는 경우 대비하여, 제2 전자 수송층(2160)에서 리컴비네이션 존이 형성될 가능성을 더욱 최소화할 수 있다. 특히, 제2 전자 수송층(2160)의 전자 주입 특성을 향상하기 위하여, 제2 전자 수송 물질이 전자 주입 특성이 우수한 물질(예를 들어, Ca, Li, LiF 또는 Liq 중 어느 하나)을 포함하는 경우가 있을 수 있다.

물론, 제2 유기 발광층(2140)과 계면을 형성하는 제2 발광 버퍼층(2150)으로 정공이 유입됨에 따라 제2 발광 버퍼층(2150)에서도 정공과 전자의 결합이 발생할 수는 있으나, 제2 유기 발광층(2140)과 제2 발광 버퍼층(2150)이 형성하는 계면의 열화가 상대적으로 적기 때문에, 제2 유기 발광층(2140) 자체가 온전히 발광에 기여할 수 있게 된다는 장점이 있다. 또한, Ca, Li, LiF 또는 Liq와 같은 물질 중 어느 하나를 제2 전자 수송 물질로 사용할 경우, 유기 발광 소자의 구동 시간이 지남에 따라 제2 전자 수송 물질이 제2 전자 수송층(2160)을 넘어서 인접한 층으로 확산해 가는 경향이 있다. 이 때, 제2 발광 버퍼층(2150)은 제2 전자 수송층(2160)으로부터 제2 전자 수송 물질이 확산되어 제2 유기 발광층(2140)이 잠식되지 않도록 하는 이른바 희생층의 역할을 할 수 있다.

부연하면, 제2 발광 버퍼층(2150)은, 종래의 정공 유입 방지층과 다르다. 종래의 정공 유입 방지층의 경우, 비록 전자 이동도가 우수하지는 못하지만, 정공 유입 방지층을 구성하는 물질의 HOMO 에너지 레벨의 절댓값이 유기 발광층의 제2 호스트 물질의 HOMO 에너지 레벨의 절댓값보다 더 크다. 이러한 정공 유입 방지층은 정공의 이동 경로에서 일종의 에너지 장벽을 형성하는 방식으로 정공이 유기 발광층을 넘어가는 것을 방지하는 것이 목적이다. 이러한 측면에서는 정공 유입 방지층을 구성하는 물질은, HOMO 에너지 레벨의 요건만 만족하면 전자 이동도가 다소 낮더라도 무방하다. 그러나, 전자 이동의 측면에서는, 전자 이동도가 낮은 물질로 구성된 정공 유입 방지층은 음극(CT)과 유기 발광층 사이에 배치되기에 부적합하다. 따라서, 정공 유입 방지층은 보통 50 Å 이상 80 Å 이하의, 아주 얇은 두께로 구성할 수 밖에 없다.

반면, 제2 발광 버퍼층(2150)은, 유기 발광 소자의 리컴비네이션 존이 제2 유기 발광층(2140) 안에서, 구동 초기 대비하여 보다 더 제2 전자 수송층(2160) 쪽으로 이동하는 경우에 제2 유기 발광층(2140)으로부터 넘어오는 정공을 오히려 받아낼 수 있되, 제2 전자 수송층(2160)으로 전자가 넘어가지 않도록 하는 층이다. 따라서 제2 발광 버퍼층(2150)은 종래의 정공 유입 방지층과는 다르다.

이로써, 본 발명의 실시예 2에 따른 유기 발광 소자(2000)는, 제2 전자 수송층(2160)과 계면을 형성하는 층으로부터 제2 전자 수송층(2160)으로 정공이 넘어오려고 할 때의 에너지 장벽을 크게 구성을 함으로써, 실시예 1의 유기 발광 소자(1000)로부터 얻을 수 있었던 효과를 보다 더 증대시킬 수 있다. 또한 본 발명의 실시예 2에 따른 유기 발광 소자(2000)는, 제2 유기 발광층(2140)으로부터 제2 유기 발광층(2140)과 계면을 형성하는 층으로 정공이 넘어오려고 할 때의 에너지 장벽을 없앰으로써, 제2 유기 발광층(2140)의 계면의 열화를 최소화하는 추가적인 효과까지 얻을 수 있다.

도 3A는 본 발명의 실시예 3에 따른 유기 발광 소자(3000)의 구조를 나타내는 단면도이다. 도 3a의 실시예 3은, 도 1a의 실시예 1에 대한 변형 실시예이다. 즉, 본 발명의 실시예 3에 따른 유기 발광 소자(3000)는, 제3 발광유닛(3100)과 제4 발광유닛(3200)이 적층된, 적색, 녹색 및 청색을 발광하는 유기 발광 소자이다. 다시 말해, 실시예 3의 유기 발광 소자(3000)는, 실시예 1의 제1 발광유닛(1100) 두 개를 포함하는 유기 발광 소자이고, 실시예 3의 유기 발광 소자(3000)에서 두 개의 제1 발광유닛(1100)들은 서로 적층하여 위치할 수 있다. 실시예 3의 유기 발광 소자(3000)는 편의상 두 개의 발광유닛, 즉 제3 발광유닛(3100)과 제4 발광유닛(3200)을 포함하는 것으로 도시되어 있으나, 이에 제한되지 않으며, 도 1a의 실시예 1의 제1 발광유닛(1100)이 복수 포함되는 유기 발광 소자를 예시적으로 도시한 것에 불과하다. 이 때, 제3 발광유닛(3100)은 제1 발광유닛(1100)에 제3 N-타입 전하생성층(3170)이 추가된 것이고, 제4 발광유닛(3200)은 제1 발광유닛(1100)에 제3 P-타입 전하생성층(3210)이 추가된 것이다. 따라서, 실시예 1의 양극(AD) 및 음극(CT)에 대한 설명은 각각 실시예 3의 양극(AD) 및 음극(CT)에 대한 설명으로 적용될 수 있다. 또한, 실시예 1의 제1 전자 수송층(1160), 제1 유기 발광층(1140), 제1 정공 수송층(1120)에 대한 설명은 각각 실시예 3의 제3 전자 수송층(3160), 제3 유기 발광층(3140), 제3 정공 수송층(3120)에 대한 설명으로 적용될 수 있다. 또한, 실시예 1의 제1 전자 수송층(1160), 제1 유기 발광층(1140), 제1 정공 수송층(1120)에 대한 설명은 각각 실시예 3의 제4 전자 수송층(3260), 제4 유기 발광층(3240), 제4 정공 수송층(3220)에 대한 설명으로 적용될 수 있다. 따라서, 도 1a 및 도 1b에서의 설명과 중복되는 부분을 제외하고, 도 3a, 도 3b 및 도 3c의 실시예 3에 대하여 후술한다.

도 3a를 참조하면, 본 발명의 실시예 3에 따른 유기 발광 소자(3000)는 서로 대향하여 이격된 양극(AD)과 음극(CT) 사이에, 제3 발광유닛(3100) 및 제4 발광유닛(3200)을 포함한다. 실시예 3의 제3 발광유닛(3100)은, 실시예 1의 제1 발광유닛(1100)의 변형으로서, 실시예 1의 제1 전자 수송층(1160) 상에 제3 N-타입 전하생성층(3170)이 추가된 것이다. 그리고 실시예 3의 제4 발광유닛(3200)은, 실시예 1의 제1 발광유닛(1100)의 변형으로서, 실시예 1의 제1 정공 수송층(1120) 아래에 제3 P-타입 전하생성층(3210)이 추가된 것이다. 제3 N-타입 전하생성층(3170)과 제3 P-타입 전하생성층(3210)이 서로 계면을 형성하도록 제3 발광유닛(3100)과 제4 발광유닛(3200)이 위치한다. 제3 유기 발광층(3140)은 적색광을 발광하는 적색 제3 유기 발광층(3141), 녹색광을 발광하는 녹색 제3 유기 발광층(3142) 및 청색광을 발광하는 청색 제3 유기 발광층(3143)을 포함할 수 있다. 제4 유기 발광층(3240)도 마찬가지로, 적색광을 발광하는 적색 제4 유기 발광층(3241), 녹색광을 발광하는 녹색 제4 유기 발광층(3242) 및 청색광을 발광하는 청색 제4 유기 발광층(3243)을 포함할 수 있다. 이로써, 실시예 3의 유기 발광 소자(3000)는 적색광, 녹색광 및 청색광을 발광할 수 있다. 나아가, 양극(AD)이 각각의 색상의 유기 발광층마다 독립하여 형성됨으로써, 실시예 3의 유기 발광 소자(3000)는 각각 구동이 가능한 적색 서브 유기 발광 소자, 녹색 서브 유기 발광 소자, 청색 서브 유기 발광 소자를 포함할 수 있다.

도 3b는 본 발명의 실시예 3에 따른 유기 발광 소자(3000)에서, 제3 유기 발광층(3140)과 제3 전자 수송층(3160) 간의 HOMO 에너지 레벨 차이를 나타내는 에너지 밴드 다이어그램이다. 도 3c는 본 발명의 실시예 3에 따른 유기 발광 소자(3000)에서, 제4 유기 발광층(3240)과 제4 전자 수송층(3260) 간의 HOMO 에너지 레벨 차이를 나타내는 에너지 밴드 다이어그램이다. 도 3b 및 도 3c 에 대한 설명은 도 1b에 대한 설명이 역시 동일하게 적용된다. 이 때, 도 3b의 제3 유기 발광층(3140)은 적색광을 발광하는 적색 제3 유기 발광층(3141), 녹색광을 발광하는 녹색 제3 유기 발광층(3142) 및 청색광을 발광하는 청색 제3 유기 발광층(3143) 중 어느 하나일 수 있다. 이 때, 도 3c의 제4 유기 발광층(3240)은 적색광을 발광하는 적색 제4 유기 발광층(3241), 녹색광을 발광하는 녹색 제4 유기 발광층(3242) 및 청색광을 발광하는 청색 제4 유기 발광층(3243) 중 어느 하나일 수 있다. 즉, 실시예 3의 유기 발광 소자(3000)가 적색 서브 유기 발광 소자, 녹색 서브 유기 발광 소자 및 청색 서브 유기 발광 소자를 포함하는 경우, 적색 서브 유기 발광 소자, 녹색 서브 유기 발광 소자 및 청색 서브 유기 발광 소자 중 적어도 하나가 도 3b 및 도 3c의 에너지 밴드 다이어그램을 만족한다.

적색 제3 유기 발광층(3141)은, 적색 제3 호스트 물질과 적색 제3 도펀트 물질로 구성될 수 있다.

예를 들어, 적색 제3 호스트 물질은, NPD(N,N-dinaphthyl-N,N'-diphenylbenzidine)(N,N'-bis(naphthalene-1-yl)-N,N'-bis(phenyl)-2,2'-dimethylbenzidine), TPD(N,N'-bis-(3-methylphenyl)-N,N'-bis-(phenyl)-benzidine), spiro-TAD(2,2',7,7'-tetrakis(N,N-dimethylamino)-9,9-spirofluorene), MTDATA(4,4',4-Tris(N-3-methylphenyl-N-phenyl-amino)-triphenylamine), Alq₃(tris(8-hydroxyquinolino)aluminum), Liq(8-hydroxyquinolinolato-lithium), PBD(2-(4-biphenylyl)-5-(4-tert-butylphenyl)-1,3,4oxadiazole), TAZ(3-(4-biphenyl)4-phenyl-5-tert-butylphenyl-1,2,4-triazole), spiro-PBD, 및 BAlq(bis(2-methyl-8-quinolinolate)-4-(phenylphenolato)aluminium), SAlq, TPBi(2,2',2-(1,3,5-benzinetriyl)-tris(1-phenyl-1-H-benzimidazole), 옥사디아졸(oxadiazole), 트리아졸(triazole), 페난트롤린(phenanthroline), 벤족사졸(benzoxazole) 또는 벤즈티아졸(benzthiazole)중 어느 하나 이상을 포함하는 물질로 이루어질 수 있으며, 이에 제한되지 않는다.

예를 들어, 적색 제3 도펀트 물질은 Ir(ppy)₃( tris(2-phenylpyridine)iridium), PIQIr(acac)(bis(1-phenylisoquinoline) acetylacetonate iridium), PQIr(acac)(bis(1-phenylquinoline) acetylacetonate iridium), PQIr(tris(1-phenylquinoline) iridium) Ir(piq)₃(tris(1-phenylisoquinoline)iridium), Ir(piq)₂(acac)(bis(1-phenylisoquinoline)(acetylacetonate)iridium)을 포함하는 이리듐(Ir) 리간드 착물, PtOEP(octaethylporphyrinporphine platinum) PBD:Eu(DBM)3(Phen) 또는 Perylene 중 어느 하나 이상을 포함하는 물질로 이루어질 수 있으며, 이에 제한되지 않는다.

그리고 적색 제3 유기 발광층(3141)에 대한 설명은 적색 제4 유기 발광층(3241)에 대한 설명으로 동일하게 적용된다.

녹색 제 3 유기 발광층은, 녹색 제3 호스트 물질과 녹색 제3 도펀트 물질로구성될 수 있다.

예를 들어, 녹색 제3 호스트 물질은, NPD(N,N-dinaphthyl-N,N'-diphenylbenzidine)(N,N'-bis(naphthalene-1-yl)-N,N'-bis(phenyl)-2,2'-dimethylbenzidine), TPD(N,N'-bis-(3-methylphenyl)-N,N'-bis-(phenyl)-benzidine), spiro-TAD(2,2',7,7'-tetrakis(N,N-dimethylamino)-9,9-spirofluorene), MTDATA(4,4',4-Tris(N-3-methylphenyl-N-phenyl-amino)-triphenylamine), Alq₃(tris(8-hydroxyquinolino)aluminum), Liq(8-hydroxyquinolinolato-lithium), PBD(2-(4-biphenylyl)-5-(4-tert-butylphenyl)-1,3,4oxadiazole), TAZ(3-(4-biphenyl)4-phenyl-5-tert-butylphenyl-1,2,4-triazole), spiro-PBD, 및 BAlq(bis(2-methyl-8-quinolinolate)-4-(phenylphenolato)aluminium), SAlq, TPBi(2,2',2-(1,3,5-benzinetriyl)-tris(1-phenyl-1-H-benzimidazole), 옥사디아졸(oxadiazole), 트리아졸(triazole), 페난트롤린(phenanthroline), 벤족사졸(benzoxazole) 또는 벤즈티아졸(benzthiazole)중 어느 하나 이상을 포함하는 물질로 이루어질 수 있으며, 이에 제한되지 않는다.

예를 들어, 녹색 제3 도펀트 물질은, Ir(ppy)₃( (tris(2-phenylpyridine)iridium)을 포함하는 이리듐(Ir) 리간드 착물, 또는 Alq₃(tris(8-hydroxyquinolino)aluminum) 로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상을 포함하는 물질로 이루어질 수 있으며, 이에 제한되지 않는다.

그리고 녹색 제3 유기 발광층(3142)에 대한 설명은 녹색 제4 유기 발광층(3242)에 대한 설명으로 동일하게 적용된다.

청색 제 3 유기 발광층은, 청색 제3 호스트 물질과 청색 제3 도펀트 물질로구성될 수 있다.

예를 들어, 청색 제3 호스트 물질은, Alq₃(tris(8-hydroxy-quinolino)aluminum), ADN(9,10-di(naphtha-2-yl)anthracene), BSBF(2-(9,9-spirofluoren-2-yl)-9,9-spirofluorene), CBP (4,4'-bis(carbazol-9-yl)biphenyl), spiro-CBP(2,2',7,7'-tetrakis(carbazol-9-yl)-9,9'-spirobifluorene), mCP 및 TcTa (4,4',4-tris(carbazoyl-9-yl)triphenylamine) 중 어느 하나 이상을 포함하는 물질로 이루어질 수 있으며, 이에 제한되지 않는다.

예를 들어, 청색 제3 도펀트 물질은, 아릴 아민계 화합물이 치환된 파이렌(pyrene) 계열, FIrPic(bis(3,5-difluoro-2-(2-pyridyl)phenyl-(2-carboxyprdidyl)iridium), Ir(ppy)₃(tris(2-phenylpyridine)iridium)을 포함하는 이리듐(Ir) 리간드 착물, spiro-DPVBi, spiro-6P, spiro-BDAVBi(2,7-bis[4-(diphenylamino)styryl]-9,9'-spirofluorene), 디스틸벤젠(DSB), 디스트릴아릴렌(DSA), PFO계 고분자 및 PPV계 고분자중 어느 하나 이상을 포함하는 물질로 이루어질 수 있으며, 이에 제한되지 않는다.

그리고 청색 제3 유기 발광층(3143)에 대한 설명은 청색 제4 유기 발광층(3243)에 대한 설명으로 동일하게 적용된다.

제3 N-타입 전하생성층(3170)은 제3 발광유닛(3100)으로 전자를 주입한다. 제3 N-타입 전하생성층(3170)은 N-타입 도펀트 물질 및 N-타입 호스트 물질을 포함할 수 있다. N-타입 도펀트 물질은 주기율표 상의 제1 족 및 제2 족의 금속 또는 전자 주입할 수 있는 유기물 또는 이들의 혼합물일 수 있다. 예를 들어, N-타입 도펀트 물질은 알칼리 금속 및 알칼리 토금속 중 어느 하나일 수 있다. 즉, N-타입 전하생성층은 리튬(Li), 나트륨(Na), 칼륨(K), 또는 세슘(Cs)과 같은 알칼리 금속, 또는 마그네슘(Mg), 스트론튬(Sr), 바륨(Ba), 또는 라듐(Ra)과 같은 알칼리 토금속으로 도핑된 유기층으로 이루어질 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. N-타입 호스트 물질은, 전자를 전달할 수 있는 물질, 예를 들어, Alq₃(tris(8-hydroxyquinolino)aluminum), Liq(8-hydroxyquinolinolato-lithium), PBD(2-(4-biphenylyl)-5-(4-tert-butylphenyl)-1,3,4oxadiazole), TAZ(3-(4-biphenyl)4-phenyl-5-tert-butylphenyl-1,2,4-triazole), spiro-PBD, 및 BAlq(bis(2-methyl-8-quinolinolate)-4-(phenylphenolato)aluminium), SAlq, TPBi(2,2’,2-(1,3,5-benzinetriyl)-tris(1-phenyl-1-H-benzimidazole), 옥사디아졸(oxadiazole), 트리아졸(triazole), 페난트롤린(phenanthroline), 벤족사졸(benzoxazole) 또는 벤즈티아졸(benzthiazole)중 어느 하나 이상으로 이루어질 수 있으며, 이에 제한되지 않는다.

제3 P-타입 전하생성층(3210)은 제4 발광유닛(3200)으로 정공을 주입한다. 제3 P-타입 전하생성층(3210)은 P-타입 도펀트 물질 및 P-타입 호스트 물질을 포함할 수 있다. 제3 P-타입 전하생성층(3210)은 제3 N-타입 전하생성층(3170) 상에 배치되어 제3 N-타입 전하생성층(3170)과 접합된 구조를 가진다. P-타입 도펀트 물질은 금속 산화물, 테트라플루오로-테트라시아노퀴노디메탄(F4-TCNQ), HAT-CN(Hexaazatriphenylene-hexacarbonitrile), 헥사아자트리페닐렌 등과 같은 유기물 또는 V₂O₅, MoOx, WO₃ 등과 같은 금속 물질로 이루어질 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. P-타입 호스트 물질은, 정공을 전달할 수 있는 물질, 예를 들어, NPD(N,N-dinaphthyl-N,N'-diphenyl benzidine)(N,N'-bis(naphthalene-1-yl)-N,N'-bis(phenyl)-2,2'-dimethylbenzidine), TPD(N,N'-bis-(3-methylphenyl)-N,N'-bis-(phenyl)-benzidine) 및 MTDATA(4,4',4-Tris(N-3-methylphenyl-N-phenyl-amino)-triphenylamine) 중 어느 하나 이상을 포함하는 물질로 이루어질 수 있으며, 이에 제한되지 않는다.

제3 N-타입 전하생성층(3170)과 제3 P-타입 전하생성층(3210)으로 구성되는 P-N 접합 시스템을 따르지 않고, 단일 전하생성층을 사용하여 제3 발광유닛(3100)과 제4 발광유닛(3200)에 전하를 주입할 수도 있다.

전술한 실시예 3의 유기 발광 소자(3000)는, 제3 발광유닛(3100)으로부터 실시예 1의 유기 발광 소자(1000)에서 얻을 수 있는 효과를 얻을 수 있고, 제4 발광유닛(3200)으로부터 실시예 1의 유기 발광 소자(1000)에서 얻을 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

도 4A는 본 발명의 실시예 4에 따른 유기 발광 소자(4000)의 구조를 나타내는 단면도이다. 도 4a의 실시예 4는, 도 1a의 실시예 1과 도 2a의 실시예 2를 조합한 변형 실시예이다. 즉, 본 발명의 실시예 4에 따른 유기 발광 소자(4000)는, 제5 발광유닛(4100)과 제6 발광유닛(4200)이, 적색, 녹색 및 청색을 발광하는 유기 발광 소자이다. 다시 말해, 실시예 4의 유기 발광 소자(4000)는, 실시예 1의 제1 발광유닛(1100)과 실시예 2의 제2 발광유닛(2100)을 포함하는 유기 발광 소자이고, 실시예 4의 유기 발광 소자(4000)에서 두 개의, 제1 발광유닛(1100) 및 제2 발광유닛(2100)은 서로 적층하여 위치할 수 있다. 실시예 4의 유기 발광 소자(4000)는 편의상 두 개의 발광유닛, 즉, 제5 발광유닛(4100)과 제6 발광유닛(4200)을 포함하는 것으로 도시되어 있으나, 이에 제한되지 않으며, 두 개 이상의 발광유닛을 포함할 수 있다. 이 때, 제5 발광유닛(4100)은 제1 발광유닛(1100)에 제4 N-타입 전하생성층(4170)이 추가된 것이고, 제6 발광유닛(4200)은 제2 발광유닛(2100)에 제4 P-타입 전하생성층(4210)이 추가된 것이다. 따라서, 실시예 1의 양극(AD) 및 음극(CT)에 대한 설명은 각각 실시예 4의 양극(AD) 및 음극(CT)에 대한 설명으로 적용될 수 있다. 또한, 실시예 1의 제1 전자 수송층(1160), 제1 유기 발광층(1140), 제1 정공 수송층(1120)에 대한 설명은 각각 실시예 4의 제5 전자 수송층(4160), 제5 유기 발광층(4140), 제5 정공 수송층(4120)에 대한 설명으로 적용될 수 있다. 또한, 실시예 2의 제2 전자 수송층(2160), 제2 발광 버퍼층(2150), 제2 유기 발광층(2140), 제2 정공 수송층(2120)에 대한 설명은 각각 실시예 4의 제6 전자 수송층(4260), 제6 발광 버퍼층(4250), 제6 유기 발광층(4240), 제6 정공 수송층에 대한 설명으로 적용될 수 있다. 또한, 실시예 3의 제3 유기 발광층(3140), 제4 유기 발광층(3240), 제3 N-타입 전하생성층(3170), 제3 P-타입 전하생성층(3210)에 대한 설명은 각각 실시예 4의 제5 유기 발광층(4140), 제6 유기 발광층(4240), 제4 N-타입 전하생성층(4170), 제4 P-타입 전하생성층(4210)에 대한 설명으로 적용될 수 있다. 따라서, 도 1a, 도 1b, 도 2a, 도 2b 및 도 3a에서의 설명과 중복되는 부분을 제외하고, 도 4a, 도 4b 및 도 4c의 실시예 4에 대하여 후술한다.

도 4a를 참조하면, 본 발명의 실시예 4에 따른 유기 발광 소자(4000)는 서로 대향하여 이격된 양극(AD)과 음극(CT) 사이에, 제5 발광유닛(4100) 및 제6 발광유닛(4200)을 포함한다. 실시예 4의 제5 발광유닛(4100)은, 실시예 1의 제1 발광유닛(1100)의 변형으로서, 실시예 1의 제1 전자 수송층(1160) 상에 제4 N-타입 전하생성층(4170)이 추가된 것이다. 그리고 실시예 4의 제6 발광유닛(4200)은, 실시예 2의 제2 발광유닛(2100)의 변형으로서, 실시예 2의 제2 정공 수송층(2120) 아래에 제4 P-타입 전하생성층(4210)이 추가된 것이다. 제4 N-타입 전하생성층(4170)과 제4 P-타입 전하생성층(4210)이 서로 계면을 형성하도록 제5 발광유닛(4100)과 제6 발광유닛(4200)이 위치한다. 그리고 제5 유기 발광층(4140)은 적색광을 발광하는 적색 제5 유기 발광층(4141), 녹색광을 발광하는 녹색 제5 유기 발광층(4142) 및 청색광을 발광하는 청색 제5 유기 발광층(4143)을 포함할 수 있다. 또한, 제6 유기 발광층(4240)도 마찬가지로, 적색광을 발광하는 적색 제6 유기 발광층(4241), 녹색광을 발광하는 녹색 제6 유기 발광층(4242) 및 청색광을 발광하는 청색 제6 유기 발광층(4243)을 포함할 수 있다. 이로써, 실시예 4의 유기 발광 소자(4000)는 적색광, 녹색광 및 청색광을 발광할 수 있다. 나아가, 양극(AD)이 각각의 색상의 유기 발광층마다 독립하여 형성됨으로써, 실시예 4의 유기 발광 소자(4000)는 각각 구동이 가능한 적색 서브 유기 발광 소자, 녹색 서브 유기 발광 소자, 청색 서브 유기 발광 소자를 포함할 수 있다.

도 4b는 본 발명의 실시예 4에 따른 유기 발광 소자(4000)에서, 제5 유기 발광층(4140)과 제5 전자 수송층(4160) 간의 HOMO 에너지 레벨 차이를 나타내는 에너지 밴드 다이어그램이다. 도 4c는 본 발명의 실시예 4에 따른 유기 발광 소자(4000)에서, 제6 유기 발광층(4240)과 제6 발광 버퍼층(4250)과 제6 전자 수송층(4260) 간의 HOMO 에너지 레벨 차이를 나타내는 에너지 밴드 다이어그램이다. 도 4b에 대한 설명은 도 1b에 대한 설명이 역시 동일하게 적용된다. 이 때, 도 4b의 제5 유기 발광층(4140)은 적색광을 발광하는 적색 제5 유기 발광층(4141), 녹색광을 발광하는 녹색 제5 유기 발광층(4142) 및 청색광을 발광하는 청색 제5 유기 발광층(4143) 중 어느 하나일 수 있다. 도 4c에 대한 설명은 도 2b에 대한 설명이 역시 동일하게 적용된다. 이 때, 도 4c의 제6 유기 발광층(4240)은 적색광을 발광하는 적색 제6 유기 발광층(4241), 녹색광을 발광하는 녹색 제6 유기 발광층(4242) 및 청색광을 발광하는 청색 제6 유기 발광층(4243) 중 어느 하나일 수 있다. 즉, 실시예 4의 유기 발광 소자(4000)가 적색 서브 유기 발광 소자, 녹색 서브 유기 발광 소자 및 청색 서브 유기 발광 소자를 포함하는 경우, 적색 서브 유기 발광 소자, 녹색 서브 유기 발광 소자 및 청색 서브 유기 발광 소자 중 적어도 하나가 도 4b 및 도 4c의 에너지 밴드 다이어그램을 만족한다.

전술한 실시예 4의 유기 발광 소자(4000)는, 제5 발광유닛(4100)으로부터 실시예 1의 유기 발광 소자(1000)에서 얻을 수 있는 효과를 얻을 수 있고, 제6 발광유닛(4200)으로부터 실시예 1의 유기 발광 소자(1000)에서 얻을 수 있는 효과 및 실시예 2의 유기 발광 소자(2000)에서 얻을 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

전술한 바와 같이, 실시예 4의 유기 발광 소자(4000)는 실시예 2의 제2 발광유닛(2100)의 변형인 제6 발광유닛(4200)을 포함한다. 실시예 2의 제2 발광유닛(2100)에서 언급되었던 효과는, 실시예 4의 유기 발광 소자(4000)에서 더 극대화될 수 있다. 그 이유를 설명하면 다음과 같다.

실시예 4의 유기 발광 소자(4000)의 양극(AD)과 음극(CT) 사이의 두께(이하 d라 한다)는 유기 발광 소자가 발생하는 광의 각 색감별 파장대를 고려하여 2nd = ml (n,m = 0보다 큰 정수, d = 유기 발광 소자의 양극(AD)과 음극(CT) 사이의 두께, l = 유기 발광 소자가 발생하는 광의 각 색감별 파장대)의 보강효과를 고려하여 결정될 수 있다.

예를 들어, 마이크로 캐비티(micro-cavity) 효과를 이용한 아웃 커플링(out-coupling)을 적용하는 탑 에미션 방식의 유기 발광 소자는 전술한 보강효과를 고려하여 양극(AD)과 음극(CT) 사이의 두께가 결정될 수 있다. 이 때, 청색광에 대응하는 파장이 녹색광에 대응하는 파장보다 짧고, 녹색광에 대응하는 파장이 적색광에 대응하는 파장보다 짧기 때문에, 적색 서브 유기 발광 소자에서의 양극(AD)과 음극(CT) 사이의 두께(이하 d-red라 한다)가 녹색 서브 유기 발광 소자에서의 양극(AD)과 음극(CT) 사이의 두께(이하 d-green라 한다)보다 길고, d-green은 청색 서브 유기 발광 소자에서의 양극(AD)과 음극(CT) 사이의 두께(이하 d-blue라 한다)보다 길다. 한편, 유기 발광 소자를 구성하는 대다수의 유기 물질은 정공 이동도가 전자 이동도보다 훨씬 빠르다. 따라서 유기 발광 소자 안에서 정공과 전자가 양극(AD)과 음극(CT) 사이의 적당한 중간 지점에서 만나도록, 음극(CT)에서부터 유기 발광층 사이의 거리는 양극(AD)에서 유기 발광층 사이의 거리보다 더 두껍게 구성될 수 있다. 이에 따라, 유기 발광 소자가 발생하는 광의 각 색감을 고려하여 광학거리가 조절된 유기 발광 소자의 구조가 구성될 수 있다. 이 때, d-red, d-green 및 d-blue은 각각, 각 서브 유기 발광 소자의 정공 수송층의 두께가 차지하는 비율이 가장 크다. 따라서, 각 서브 유기 발광 소자의 d-red, d-green 및 d-blue 및 구조를 조절하기 위해서는 정공 수송층의 두께를 조절하는 방법이 용이하다.

그런데, 유기 발광 소자의 양극(AD)에서부터 음극(CT)까지의 거리가 커질수록, 유기 발광 소자를 구동하기 위한 구동 전압이 상승한다. 따라서, 발광유닛을 두 개 이상 포함하는 유기 발광 소자라 하더라도, 발광유닛을 두 개 이상 포함하는 유기 발광 소자의 d는 하나의 발광유닛만을 포함하는 유기 발광 소자의 d와 동일한 것이 구동 전압 측면에서 유리하다. 각 발광유닛의 정공 수송층의 두께를 줄임으로써, 발광유닛을 두 개 이상 포함하는 유기 발광 소자의 d는, 발광유닛을 하나만 포함하는 유기 발광 소자의 d와 동일하게 유지될 수 있다.

예를 들어, 실시예 2에서와 같이, m = 2 를 적용하여 하나의 제2 발광유닛(2100)만을 포함하는 유기 발광 소자를 구성하는 경우에는 청색 서브 유기 발광 소자의 정공 수송층의 두께가 1000 Å 이상 1200 Å 이하에서 결정된다. 그런데, 실시예 4에서와 같이, m = 2 를 적용하여 두 개의 제5 발광유닛(4100) 및 제6 발광유닛(4200)을 포함하는 유기 발광 소자를 구성하는 경우에는 청색 서브 유기 발광 소자의 정공 수송층의 두께가 400 Å 이상 700 Å 이하에서 결정될 수밖에 없다. 정공 수송층의 두께가 700 Å 보다 더 두꺼우면, 고정된 d에 의해 상대적으로 다른 층들의 두께가 얇아져야 함에 따라, 유기 발광 소자의 광학적 특성이 명백하게 조화를 가지지 못하게 된다.

유기 발광 소자의 구동 시간이 누적될수록, 정공 수송층의 정공 이동도는 증가하고, 만일 유기 발광 소자의 구동 환경이 상온보다 높은 온도일 경우, 온도가 증가함에 따라 정공 수송층의 정공 이동도의 증가율도 함께 증가하게 된다. 따라서, 정공 수송층의 두께가 얇으면, 리컴비네이션 존의 위치 변동이 보다 빨리 진행되고, 이는 유기 발광 소자가 고온에서 구동될 때 보다 가속화된다. 결국, 고온 구동 시의 유기 발광 소자의 수명은, 하나의 발광유닛만을 포함하는 유기 발광 소자 대비, 발광유닛을 두 개 이상 포함하는 유기 발광 소자에서 더욱 심각한 문제가 된다.

또한, 정공 수송층의 정공 이동도 대비 상대적으로 낮은 이동도를 가지는 전자 수송층의 전자 주입을 보다 원활히 하기 위해, 전자 수송층에 확산성이 큰 칼슘(Ca), 리튬(Li), Liq 또는 LiF 와 같은 물질을 전자 수송 물질로서 도입하기도 한다. 그런데 칼슘(Ca), 리튬(Li), Liq 또는 LiF 와 같은 물질의 확산성은 고온 환경에서 보다 커지게 되고, 이에 따라 리컴비네이션 존의 위치 변동이 보다 빨리 진행된다. 결국, 고온 구동 시의 유기 발광 소자의 수명은 전자 수송 물질로서 칼슘(Ca), 리튬(Li), Liq 또는 LiF 와 같은 물질을 사용할 경우에 보다 급격히 저하된다.

따라서, 제6 유기 발광층(4240)을 구성하는 제6 호스트 물질의 HOMO 에너지 레벨과 유사한 HOMO 에너지 레벨을 가지는 물질로 구성된, 제6 발광 버퍼층(4250)은 복수의 제5 발광유닛(4100) 및 제6 발광유닛(4200)을 포함하는 실시예 4의 유기 발광 소자(4000)에서 보다 효과적이다. 제6 발광 버퍼층(4250)은 제6 유기 발광층(4240)의 계면 열화도 최소화하면서, 칼슘(Ca), 리튬(Li), Liq 또는 LiF 와 같은 물질이 제6 유기 발광층(4240)까지 확산되어 오는 현상을 최소화한다. 이러한 제6 발광 버퍼층(4250)의 효과는, 정해진 d 안에서 복수의 제5 발광유닛(4100) 및 제6 발광유닛(4200) 구조를 취함으로써 얇아질 수밖에 없는 제6 전자 수송층(4260)을 포함하는 실시예 4의 유기 발광 소자(4000)에서 더 극대화될 수 있다.

도 5a는 본 발명의 실시예 5에 따른 유기 발광 소자(5000)의 구조를 나타내는 단면도이다. 도 5a의 실시예 5는, 도 2a의 실시예 2와 도 1a의 실시예 1을 조합한 변형 실시예이다. 즉, 본 발명의 실시예 5에 따른 유기 발광 소자(5000)는, 제7 발광유닛(5100)과 제8 발광유닛(5200) 두 개가 적층된, 적색, 녹색 및 청색을 발광하는 유기 발광 소자이다. 다시 말해, 실시예 5의 유기 발광 소자(5000)는, 실시예 2의 제2 발광유닛(2100)과 실시예 1의 제1 발광유닛(1100)을 포함하는 유기 발광 소자이고, 실시예 5의 유기 발광 소자(5000)에서 두 개의, 제2 발광유닛(2100) 및 제1 발광유닛(1100)은 서로 적층하여 위치할 수 있다. 실시예 5의 유기 발광 소자(5000)는 편의상 두 개의 발광유닛을 포함하는 것으로 도시되어 있으나, 이에 제한되지 않으며 두 개 이상의 발광유닛을 포함할 수 있다. 이 때, 제7 발광유닛(5100)은 제2 발광유닛(2100)에 제5 N-타입 전하생성층(5170)이 추가된 것이고, 제8 발광유닛(5200)은 제1 발광유닛(1100)에 제5 P-타입 전하생성층(5210)이 추가된 것이다. 따라서, 실시예 1의 양극(AD) 및 음극(CT)에 대한 설명은 각각 실시예 5의 양극(AD) 및 음극(CT)에 대한 설명으로 적용될 수 있다. 또한, 실시예 2의 제2 전자 수송층(2160), 제2 발광 버퍼층(2150), 제2 유기 발광층(2140), 제2 정공 수송층(2120)에 대한 설명은 각각 실시예 5의 제7 전자 수송층(5160), 제7 발광 버퍼층(5150), 제7 유기 발광층(5140), 제7 정공 수송층(5120)에 대한 설명으로 적용될 수 있다. 또한, 실시예 1의 제1 전자 수송층(1160), 제1 유기 발광층(1140), 제1 정공 수송층(1120)에 대한 설명은 각각 실시예 5의 제8 전자 수송층(5260), 제8 유기 발광층(5240), 제8 정공 수송층(5220)에 대한 설명으로 적용될 수 있다. 또한, 실시예 3의 제3 유기 발광층(3140), 제4 유기 발광층(3240), 제3 N-타입 전하생성층(3170), 제3 P-타입 전하생성층(3210)에 대한 설명은 각각 실시예 5의 제7 유기 발광층(5140), 제8 유기 발광층(5240), 제5 N-타입 전하생성층(5170), 제5 P-타입 전하생성층(5210)에 대한 설명으로 적용될 수 있다. 따라서, 도 1a, 도 1b, 도 2a, 도 2b, 및 도 3a에서의 설명과 중복되는 부분을 제외하고, 도 5a, 도 5b 및 도 5c의 실시예 5에 대하여 후술한다.

도 5a를 참조하면, 본 발명의 실시예 5에 따른 유기 발광 소자(5000)는 서로 대향하여 이격된 양극(AD)과 음극(CT) 사이에, 제7 발광유닛(5100) 및 제8 발광유닛(5200)을 포함한다. 실시예 5의 제7 발광유닛(5100)은, 실시예 2의 제2 발광유닛(2100)의 변형으로서, 실시예 2의 제2 전자 수송층(2160) 상에 제5 N-타입 전하생성층(5170)이 추가된 것이다. 그리고 실시예 5의 제8 발광유닛(5200)은, 실시예 1의 제1 발광유닛(1100)의 변형으로서, 실시예 1의 제1 정공 수송층(1120) 아래에 제5 P-타입 전하생성층(5210)이 추가된 것이다. 제5 N-타입 전하생성층(5170)과 제5 P-타입 전하생성층(5210)이 서로 계면을 형성하도록 제7 발광유닛(5100)과 제8 발광유닛(5200)이 위치한다. 제7 유기 발광층(5140)은 적색광을 발광하는 적색 제7 유기 발광층(5141), 녹색광을 발광하는 녹색 제7 유기 발광층(5142) 및 청색광을 발광하는 청색 제7 유기 발광층(5143)을 포함할 수 있다. 제8 유기 발광층(5240)도 마찬가지로, 적색광을 발광하는 적색 제8 유기 발광층(5241), 녹색광을 발광하는 녹색 제8 유기 발광층(5242) 및 청색광을 발광하는 청색 제8 유기 발광층(5243)을 포함할 수 있다. 이로써, 실시예 5의 유기 발광 소자(5000)는 적색광, 녹색광 및 청색광을 발광할 수 있다. 또한, 양극(AD)이 각각의 색상의 유기 발광층마다 독립하여 형성됨으로써, 실시예 5의 유기 발광 소자(5000)는 각각 구동이 가능한 적색 서브 유기 발광 소자, 녹색 서브 유기 발광 소자, 청색 서브 유기 발광 소자를 포함할 수 있다.

도 5b는 본 발명의 실시예 5에 따른 유기 발광 소자(5000)에서, 제7 유기 발광층(5140)과 제7 발광 버퍼층(5150)과 제7 전자 수송층(5160) 간의 HOMO 에너지 레벨 차이를 나타내는 에너지 밴드 다이어그램이다. 도 5c는 본 발명의 실시예 5에 따른 유기 발광 소자(5000)에서, 제8 유기 발광층(5240)과 제8 전자 수송층(5260) 간의 HOMO 에너지 레벨 차이를 나타내는 에너지 밴드 다이어그램이다. 도 5b에 대한 설명은 도 2b에 대한 설명이 역시 동일하게 적용된다. 이 때, 도 5b의 제7 유기 발광층(5140)은 적색광을 발광하는 적색 제7 유기 발광층(5141), 녹색광을 발광하는 녹색 제7 유기 발광층(5142) 및 청색광을 발광하는 청색 제7 유기 발광층(5143) 중 어느 하나일 수 있다. 도 5c에 대한 설명은 도 1b에 대한 설명이 역시 동일하게 적용된다. 이 때, 도 5c의 제8 유기 발광층(5240)은 적색광을 발광하는 적색 제8 유기 발광층(5241), 녹색광을 발광하는 녹색 제8 유기 발광층(5242) 및 청색광을 발광하는 청색 제8 유기 발광층(5243) 중 어느 하나일 수 있다. 즉, 실시예 5의 유기 발광 소자(5000)가 적색 서브 유기 발광 소자, 녹색 서브 유기 발광 소자 및 청색 서브 유기 발광 소자를 포함하는 경우, 적색 서브 유기 발광 소자, 녹색 서브 유기 발광 소자 및 청색 서브 유기 발광 소자 중 적어도 하나가 도 5b 및 도 5c의 에너지 밴드 다이어그램을 만족한다.

전술한 실시예 5의 유기 발광 소자(5000)는, 제7 발광유닛(5100)으로부터 실시예 1의 유기 발광 소자(1000)에서 얻을 수 있는 효과 및 실시예 2의 유기 발광 소자(2000)에서 얻을 수 있는 효과를 - 실시예 4의 유기 발광 소자(4000)와 유사하게, 실시예 2 대비 보다 극대화하여 - 얻을 수 있고, 제8 발광유닛(5200)으로부터 실시예 1의 유기 발광 소자(1000)에서 얻을 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

도 6A는 본 발명의 실시예 6에 따른 유기 발광 소자(6000)의 구조를 나타내는 단면도이다. 도 6a의 실시예 6은, 도 2a의 실시예 2에 대한 변형 실시예이다. 즉, 본 발명의 실시예 6에 따른 유기 발광 소자(6000)는, 제9 발광유닛과 제10 발광유닛(6200)이 적층된, 적색, 녹색 및 청색을 발광하는 유기 발광 소자이다. 다시 말해, 실시예 6의 유기 발광 소자(6000)는, 실시예 2의 제2 발광유닛(2100)을 두 개 포함하는 유기 발광 소자이고, 실시예 6의 유기 발광 소자(6000)에서 두 개의 제2 발광유닛(2100)들은 서로 적층하여 위치할 수 있다. 실시예 6의 유기 발광 소자(6000)는 편의상 두 개의 발광유닛, 즉 제9 발광유닛과 제10 발광유닛(6200)을 포함하는 것으로 도시되어 있으나, 이에 제한되지 않으며, 도 2a의 실시예 2의 제2 발광유닛(2100)이 복수 포함되는 유기 발광 소자를 예시적으로 도시한 것에 불과하다. 이 때, 제9 발광유닛은 제2 발광유닛(2100)에 제6 N-타입 전하생성층(6170)이 추가된 것이고, 제10 발광유닛(6200)은 제2 발광유닛(2100)에 제6 P-타입 전하생성층(6210)이 추가된 것이다. 따라서, 실시예 1의 양극(AD) 및 음극(CT)에 대한 설명은 각각 실시예 6의 양극(AD) 및 음극(CT)에 대한 설명으로 적용될 수 있다. 또한, 실시예 2의 제2 전자 수송층(2160), 제2 발광 버퍼층(2150), 제2 유기 발광층(2140), 제2 정공 수송층(2120)에 대한 설명은 각각 실시예 6의 제9 전자 수송층(6160), 제9 발광 버퍼층(6150), 제9 유기 발광층(6140), 제9 정공 수송층(6120)에 대한 설명으로 적용될 수 있다. 또한, 실시예 2의 제2 전자 수송층(2160), 제2 발광 버퍼층(2150), 제2 유기 발광층(2140), 제2 정공 수송층(2120)에 대한 설명은 각각 실시예 6의 제10 전자 수송층(6260), 제10 발광 버퍼층(6250), 제10 유기 발광층(6240), 제10 정공 수송층(6220)에 대한 설명으로 적용될 수 있다. 또한, 실시예 3의 제3 유기 발광층(3140), 제4 유기 발광층(3240), 제3 N-타입 전하생성층(3170), 제3 P-타입 전하생성층(3210)에 대한 설명은 각각 실시예 6의 제9 유기 발광층(6140), 제10 유기 발광층(6240), 제6 N-타입 전하생성층(6170), 제6 P-타입 전하생성층(6210)에 대한 설명으로 적용될 수 있다. 따라서, 도 2a, 도 2b 및 도 3a에서의 설명과 중복되는 부분을 제외하고, 도 6a, 도 6b 및 도 6c의 실시예 6에 대하여 후술한다.

도 6a를 참조하면, 본 발명의 실시예 6에 따른 유기 발광 소자(6000)는 서로 대향하여 이격된 양극(AD)과 음극(CT) 사이에, 제9 발광유닛 및 제10 발광유닛(6200)을 포함한다. 실시예 6의 제9 발광유닛은, 실시예 2의 제2 발광유닛(2100)의 변형으로서, 실시예 2의 제2 전자 수송층(2160) 상에 제6 N-타입 전하생성층(6170)이 추가된 것이다. 그리고 실시예 6의 제10 발광유닛(6200)은, 실시예 2의 제2 발광유닛(2100)의 변형으로서, 실시예 2의 제2 정공 수송층(2120) 아래에 제6 P-타입 전하생성층(6210)이 추가된 것이다. 제6 N-타입 전하생성층(6170)과 제6 P-타입 전하생성층(6210)이 서로 계면을 형성하도록 제9 발광유닛과 제10 발광유닛(6200)이 위치한다. 제9 유기 발광층(6140)은 적색광을 발광하는 적색 제9 유기 발광층(6141), 녹색광을 발광하는 녹색 제9 유기 발광층(6142) 및 청색광을 발광하는 청색 제9 유기 발광층(6143)을 포함할 수 있다. 제10 유기 발광층(6240)도 마찬가지로, 적색광을 발광하는 적색 제10 유기 발광층(6241), 녹색광을 발광하는 녹색 제10 유기 발광층(6242) 및 청색광을 발광하는 청색 제10 유기 발광층(6243)을 포함할 수 있다. 이로써, 실시예 6의 유기 발광 소자(6000)는 적색광, 녹색광 및 청색광을 발광할 수 있다. 나아가, 양극(AD)이 각각의 색상의 유기 발광층마다 독립하여 형성됨으로써, 실시예 6의 유기 발광 소자(6000)는 각각 구동이 가능한 적색 서브 유기 발광 소자, 녹색 서브 유기 발광 소자, 청색 서브 유기 발광 소자를 포함할 수 있다.

도 6b는 본 발명의 실시예 6에 따른 유기 발광 소자(6000)에서, 제9 유기 발광층(6140)과 제9 발광 버퍼층(6150)과 제9 전자 수송층(6160) 간의 HOMO 에너지 레벨 차이를 나타내는 에너지 밴드 다이어그램이다. 도 6c는 본 발명의 실시예 6에 따른 유기 발광 소자(6000)에서, 제10 유기 발광층(6240)과 제10 발광 버퍼층(6250)과 제10 전자 수송층(6260) 간의 HOMO 에너지 레벨 차이를 나타내는 에너지 밴드 다이어그램이다. 도 6b 및 도 6c 에 대한 설명은 도 2b에 대한 설명이 역시 동일하게 적용된다. 이 때, 도 6b의 제9 유기 발광층(6140)은 적색광을 발광하는 적색 제9 유기 발광층(6141), 녹색광을 발광하는 녹색 제9 유기 발광층(6142) 및 청색광을 발광하는 청색 제9 유기 발광층(6143) 중 어느 하나일 수 있다. 이 때, 도 6c의 제10 유기 발광층(6240)은 적색광을 발광하는 적색 제10 유기 발광층(6241), 녹색광을 발광하는 녹색 제10 유기 발광층(6242) 및 청색광을 발광하는 청색 제10 유기 발광층(6243) 중 어느 하나일 수 있다. 즉, 실시예 6의 유기 발광 소자(6000)가 적색 서브 유기 발광 소자, 녹색 서브 유기 발광 소자 및 청색 서브 유기 발광 소자를 포함하는 경우, 적색 서브 유기 발광 소자, 녹색 서브 유기 발광 소자 및 청색 서브 유기 발광 소자 중 적어도 하나가 도 6b 및 도 6c의 에너지 밴드 다이어그램을 만족한다.

전술한 실시예 6의 유기 발광 소자(6000)는, 제9 발광유닛으로부터 실시예 1의 유기 발광 소자(1000)에서 얻을 수 있는 효과 및 실시예 2의 유기 발광 소자(2000)에서 얻을 수 있는 효과를 - 실시예 2와 실시예 4 대비 보다 극대화하여 - 얻을 수 있고, 제10 발광유닛(6200)으로부터 실시예 1의 유기 발광 소자(1000)에서 얻을 수 있는 효과 및 실시예 2의 유기 발광 소자(2000)에서 얻을 수 있는 효과를 - 실시예 2와 실시예 4 대비 보다 극대화하여 - 얻을 수 있다.

도 7A는 본 발명의 실시예 7에 따른 유기 발광 소자(7000)의 구조를 나타내는 단면도이다. 도 7a의 실시예 7은, 도 5a의 실시예 5의 변형 실시예이다. 즉, 본 발명의 실시예 7에 따른 유기 발광 소자(7000)는, 제11 발광유닛(7100)과 제12 발광유닛(7200) 두 개가 적층된, 적색, 녹색 및 청색을 발광하는 유기 발광 소자이다. 다시 말해, 실시예 7의 유기 발광 소자(7000)는, 실시예 2의 제2 발광유닛(2100)과 실시예 1의 제1 발광유닛(1100)을 포함하는 유기 발광 소자이고, 실시예 7의 유기 발광 소자(7000)에서 두 개의, 제2 발광유닛(2100) 및 제1 발광유닛(1100)은 서로 적층하여 위치할 수 있다. 실시예 7의 유기 발광 소자(7000)는 편의상 두 개의 발광유닛을 포함하는 것으로 도시되어 있으나, 이에 제한되지 않으며 두 개 이상의 발광유닛을 포함할 수 있다. 이 때, 제11 발광유닛(7100)은 제2 발광유닛(2100)의 제2 전자 수송층(2160)이 제7 N-타입 전하생성층의 역할도 함께 수행하는(즉, 제2 전자 수송층(2160)이 곧 N-타입 도펀트 물질을 포함하는 전하생성층인) 경우이고, 제12 발광유닛(7200)은 제1 발광유닛(1100)에 제7 P-타입 전하생성층(7210)이 추가된 것이다. 따라서, 실시예 1의 양극(AD) 및 음극(CT)에 대한 설명은 각각 실시예 7의 양극(AD) 및 음극(CT)에 대한 설명으로 적용될 수 있다. 또한, 실시예 2의 제2 전자 수송층(2160), 제2 발광 버퍼층(2150), 제2 유기 발광층(2140), 제2 정공 수송층(2120)에 대한 설명은 각각 실시예 7의 제11 전자 수송층(7160), 제11 발광 버퍼층(7150), 제11 유기 발광층(7140), 제11 정공 수송층(7120)에 대한 설명으로 적용될 수 있다. 또한, 실시예 1의 제1 전자 수송층(1160), 제1 유기 발광층(1140), 제1 정공 수송층(1120)에 대한 설명은 각각 실시예 7의 제12 전자 수송층(7260), 제12 유기 발광층(7240), 제12 정공 수송층(7220)에 대한 설명으로 적용될 수 있다. 또한, 실시예 3의 제3 유기 발광층(3140), 제4 유기 발광층(3240), 제3 N-타입 전하생성층(3170), 제3 P-타입 전하생성층(3210)에 대한 설명은 각각 실시예 7의 제11 유기 발광층(7140), 제12 유기 발광층(7240), 제7 N-타입 전하생성층, 제7 P-타입 전하생성층(7210)에 대한 설명으로 적용될 수 있다. 따라서, 도 1a, 도 1b, 도 2a, 도 2b, 및 도 3a에서의 설명과 중복되는 부분을 제외하고, 도 7a, 도 7b 및 도 7c의 실시예 7에 대하여 후술한다.

도 7a를 참조하면, 본 발명의 실시예 7에 따른 유기 발광 소자(7000)는 서로 대향하여 이격된 양극(AD)과 음극(CT) 사이에, 제11 발광유닛(7100) 및 제12 발광유닛(7200)을 포함한다. 실시예 7의 제11 발광유닛(7100)은, 실시예 2의 제2 발광유닛(2100)의 변형으로서, 실시예 2의 제2 전자 수송층(2160)에 N-타입 도펀트 물질이 도핑된 층이다. 즉, 실시예 7의 제11 발광유닛(7100)은, 실시예 2의 제2 전자 수송층(2160)이 동시에 제7 N-타입 전하생성층의 역할도 함께 수행하는 경우이다. 그리고 실시예 7의 제12 발광유닛(7200)은, 실시예 1의 제1 발광유닛(1100)의 변형으로서, 실시예 1의 제1 정공 수송층(1120) 아래에 제7 P-타입 전하생성층(7210)이 추가된 것이다. 제7 N-타입 전하생성층과 제7 P-타입 전하생성층(7210)이 서로 계면을 형성하도록 제11 발광유닛(7100)과 제12 발광유닛(7200)이 위치한다. 제11 유기 발광층(7140)은 적색광을 발광하는 적색 제11 유기 발광층(7141), 녹색광을 발광하는 녹색 제11 유기 발광층(7142) 및 청색광을 발광하는 청색 제11 유기 발광층(7143)을 포함할 수 있다. 제12 유기 발광층(7240)도 마찬가지로, 적색광을 발광하는 적색 제12 유기 발광층(7241), 녹색광을 발광하는 녹색 제12 유기 발광층(7242) 및 청색광을 발광하는 청색 제12 유기 발광층(7243)을 포함할 수 있다. 이로써, 실시예 7의 유기 발광 소자(7000)는 적색광, 녹색광 및 청색광을 발광할 수 있다. 나아가, 양극(AD)이 각각의 색상의 유기 발광층마다 독립하여 형성됨으로써, 실시예 7의 유기 발광 소자(7000)는 각각 구동이 가능한 적색 서브 유기 발광 소자, 녹색 서브 유기 발광 소자, 청색 서브 유기 발광 소자를 포함할 수 있다.

도 7b는 본 발명의 실시예 7에 따른 유기 발광 소자(7000)에서, 제11 유기 발광층(7140)과 제11 발광 버퍼층(7150)과 제11 전자 수송층(7160) 간의 HOMO 에너지 레벨 차이를 나타내는 에너지 밴드 다이어그램이다. 도 7c는 본 발명의 실시예 7에 따른 유기 발광 소자(7000)에서, 제12 유기 발광층(7240)과 제12 전자 수송층(7260) 간의 HOMO 에너지 레벨 차이를 나타내는 에너지 밴드 다이어그램이다. 도 7b에 대한 설명은 도 2b에 대한 설명이 역시 동일하게 적용된다. 이 때, 도 7b의 제11 유기 발광층(7140)은 적색광을 발광하는 적색 제11 유기 발광층(7141), 녹색광을 발광하는 녹색 제11 유기 발광층(7142) 및 청색광을 발광하는 청색 제11 유기 발광층(7143) 중 어느 하나일 수 있다. 도 7c에 대한 설명은 도 1b에 대한 설명이 역시 동일하게 적용된다. 이 때, 도 7c의 제12 유기 발광층(7240)은 적색광을 발광하는 적색 제12 유기 발광층(7241), 녹색광을 발광하는 녹색 제12 유기 발광층(7242) 및 청색광을 발광하는 청색 제12 유기 발광층(7243) 중 어느 하나일 수 있다. 즉, 실시예 7의 유기 발광 소자(7000)가 적색 서브 유기 발광 소자, 녹색 서브 유기 발광 소자 및 청색 서브 유기 발광 소자를 포함하는 경우, 적색 서브 유기 발광 소자, 녹색 서브 유기 발광 소자 및 청색 서브 유기 발광 소자 중 적어도 하나가 도 7b 및 도 7c의 에너지 밴드 다이어그램을 만족한다.

전술한 실시예 7의 유기 발광 소자(7000)는, 제11 발광유닛(7100)으로부터 실시예 1의 유기 발광 소자(1000)에서 얻을 수 있는 효과 및 실시예 2의 유기 발광 소자(2000)에서 얻을 수 있는 효과를 - 실시예 4의 유기 발광 소자(4000)와 유사하게, 실시예 2 대비 보다 극대화하여 - 얻을 수 있고, 제12 발광유닛(7200)으로부터 실시예 1의 유기 발광 소자(1000)에서 얻을 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

도 8A는 본 발명의 실시예 8에 따른 유기 발광 소자(8000)의 구조를 나타내는 단면도이다. 도 8a의 실시예 8은, 도 6a의 실시예 6의 변형 실시예이다. 즉, 본 발명의 실시예 8에 따른 유기 발광 소자(8000)는, 제13 발광유닛(8100)과 제14 발광유닛(8200) 두 개가 적층된, 적색, 녹색 및 청색을 발광하는 유기 발광 소자이다. 다시 말해, 실시예 8의 유기 발광 소자(8000)는, 실시예 2의 제2 발광유닛(2100)을 두 개 포함하는 유기 발광 소자이고, 실시예 8의 유기 발광 소자(8000)에서 두 개의 제2 발광유닛(2100)들은 서로 적층하여 위치할 수 있다. 실시예 8의 유기 발광 소자(8000)는 편의상 두 개의 발광유닛을 포함하는 것으로 도시되어 있으나, 이에 제한되지 않으며 두 개 이상의 발광유닛을 포함할 수 있다. 이 때, 제13 발광유닛(8100)은 제2 발광유닛(2100)의 제2 전자 수송층(2160)이 제8 N-타입 전하생성층의 역할도 함께 수행하는 경우이고, 제14 발광유닛(8200)은 제2 발광유닛(2100)에 제8 P-타입 전하생성층(8210)이 추가된 것이다. 따라서, 실시예 1의 양극(AD) 및 음극(CT)에 대한 설명은 각각 실시예 8의 양극(AD) 및 음극(CT)에 대한 설명으로 적용될 수 있다. 또한, 실시예 2의 제2 전자 수송층(2160), 제2 발광 버퍼층(2150), 제2 유기 발광층(2140), 제2 정공 수송층(2120)에 대한 설명은 각각 실시예 8의 제13 전자 수송층(8160), 제13 발광 버퍼층(8150), 제13 유기 발광층(8140), 제13 정공 수송층(8120)에 대한 설명으로 적용될 수 있다. 또한, 실시예 2의 제2 전자 수송층(2160), 제2 발광 버퍼층(2150), 제2 유기 발광층(2140), 제2 정공 수송층(2120)에 대한 설명은 각각 실시예 8의 제14 전자 수송층(8260), 제14 발광 버퍼층(8250), 제14 유기 발광층(8240), 제14 정공 수송층(8220)에 대한 설명으로 적용될 수 있다. 또한, 실시예 3의 제3 유기 발광층(3140), 제4 유기 발광층(3240), 제3 N-타입 전하생성층(3170), 제3 P-타입 전하생성층(3210)에 대한 설명은 각각 실시예 8의 제13 유기 발광층(8140), 제14 유기 발광층(8240), 제8 N-타입 전하생성층, 제8 P-타입 전하생성층(8210)에 대한 설명으로 적용될 수 있다. 따라서, 도 1a, 도 1b, 도 2a, 도 2b, 및 도 3a에서의 설명과 중복되는 부분을 제외하고, 도 8a, 도 8b 및 도 8c의 실시예 8에 대하여 후술한다.

도 8a를 참조하면, 본 발명의 실시예 8에 따른 유기 발광 소자(8000)는 서로 대향하여 이격된 양극(AD)과 음극(CT) 사이에, 제13 발광유닛(8100) 및 제14 발광유닛(8200)을 포함한다. 실시예 8의 제13 발광유닛(8100)은, 실시예 2의 제2 발광유닛(2100)의 변형으로서, 실시예 2의 제2 전자 수송층(2160)에 N-타입 도펀트 물질이 도핑된 층이다. 즉, 실시예 8의 제13 발광유닛(8100)은, 실시예 2의 제2 전자 수송층(2160)이 동시에 제8 N-타입 전하생성층의 역할도 함께 수행하는 경우이다. 그리고 실시예 8의 제14 발광유닛(8200)은, 실시예 2의 제2 발광유닛(2100)의 변형으로서, 실시예 2의 제2 정공 수송층(2120) 아래에 제8 P-타입 전하생성층(8210)이 추가된 것이다. 제8 N-타입 전하생성층과 제8 P-타입 전하생성층(8210)이 서로 계면을 형성하도록 제13 발광유닛(8100)과 제14 발광유닛(8200)이 위치한다. 제13 유기 발광층(8140)은 적색광을 발광하는 적색 제13 유기 발광층(8141), 녹색광을 발광하는 녹색 제13 유기 발광층(8142) 및 청색광을 발광하는 청색 제13 유기 발광층(8143)을 포함할 수 있다. 제14 유기 발광층(8240)도 마찬가지로, 적색광을 발광하는 적색 제14 유기 발광층(8241), 녹색광을 발광하는 녹색 제14 유기 발광층(8242) 및 청색광을 발광하는 청색 제14 유기 발광층(8243)을 포함할 수 있다. 이로써, 실시예 8의 유기 발광 소자(8000)는 적색광, 녹색광 및 청색광을 발광할 수 있다. 나아가, 양극(AD)이 각각의 색상의 유기 발광층마다 독립하여 형성됨으로써, 실시예 8의 유기 발광 소자(8000)는 각각 구동이 가능한 적색 서브 유기 발광 소자, 녹색 서브 유기 발광 소자, 청색 서브 유기 발광 소자를 포함할 수 있다.

도 8b는 본 발명의 실시예 8에 따른 유기 발광 소자(8000)에서, 제13 유기 발광층(8140)과 제13 발광 버퍼층(8150)과 제13 전자 수송층(8160) 간의 HOMO 에너지 레벨 차이를 나타내는 에너지 밴드 다이어그램이다. 도 8c는 본 발명의 실시예 8에 따른 유기 발광 소자(8000)에서, 제14 유기 발광층(8240)과 제14 발광 버퍼층(8250)과 제14 전자 수송층(8260) 간의 HOMO 에너지 레벨 차이를 나타내는 에너지 밴드 다이어그램이다. 도 8b에 대한 설명은 도 2b에 대한 설명이 역시 동일하게 적용된다. 이 때, 도 8b의 제13 유기 발광층(8140)은 적색광을 발광하는 적색 제13 유기 발광층(8141), 녹색광을 발광하는 녹색 제13 유기 발광층(8142) 및 청색광을 발광하는 청색 제13 유기 발광층(8143) 중 어느 하나일 수 있다. 도 8c에 대한 설명은 도 2b에 대한 설명이 역시 동일하게 적용된다. 이 때, 도 8c의 제14 유기 발광층(8240)은 적색광을 발광하는 적색 제14 유기 발광층(8241), 녹색광을 발광하는 녹색 제14 유기 발광층(8242) 및 청색광을 발광하는 청색 제14 유기 발광층(8243) 중 어느 하나일 수 있다. 즉, 실시예 8의 유기 발광 소자(8000)가 적색 서브 유기 발광 소자, 녹색 서브 유기 발광 소자 및 청색 서브 유기 발광 소자를 포함하는 경우, 적색 서브 유기 발광 소자, 녹색 서브 유기 발광 소자 및 청색 서브 유기 발광 소자 중 적어도 하나가 도 8b 및 도 8c의 에너지 밴드 다이어그램을 만족한다.

전술한 실시예 8의 유기 발광 소자(8000)는, 제13 발광유닛(8100)으로부터 실시예 1의 유기 발광 소자(1000)에서 얻을 수 있는 효과 및 실시예 2의 유기 발광 소자(2000)에서 얻을 수 있는 효과를 - 실시예 2 및 실시예 4 대비 보다 극대화하여 - 얻을 수 있고, 제14 발광유닛(8200)으로부터 실시예 1의 유기 발광 소자(1000)에서 얻을 수 있는 효과 및 실시예 2의 유기 발광 소자(2000)에서 얻을 수 있는 효과를 -실시예 2 및 실시예 4 대비 보다 극대화하여 - 얻을 수 있다.

다음에서, 도 9 내지 도 13을 참조하여, 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 유기 발광 소자의 성능 내지 효과에 대하여 설명한다.

도 9 및 도 10은 종래 및 실시예 1에 대한 섭씨 70 ℃ 에서의 구동 실험 결과를 도시한 그래프이다.

도 9는 종래 및 실시예 1의 수명 그래프로서, X축은 구동 시간을 나타내고(단위 : 시간) Y축은 초기 휘도를 100 % 라고 하였을 때, 휘도 감소 비율을 나타낸다(단위 : %).

도 9에서의 실시예 1은, 청색 서브 유기 발광 소자로서, 양극(AD) 위에 P-타입 도펀트 물질로서 F₄-TCNQ를 3 % 도핑한 NPD를 50 Å 증착하고(제1 정공 주입층), NPD를 950 Å 증착하고(제1 정공 수송층(1120)), 전자 유입 방지층을 150 Å 증착하고, 청색 도펀트 물질로서 파이렌(Pyren) 유도체를 5 % 도핑한 안트라센(Anthracene) 유도체를 200 Å 증착하고(제1 유기 발광층(1140)), 두 가지의 전자 수송 물질들(그 중 한 물질은 Liq, 나머지 한 물질은 A 물질)을 1:1 비율로 300 Å 코-데포지션 하고(제1 전자 수송층(1160)), 마그네슘(Mg)과 LiF를 1:1 비율로 30 Å 코-데포지션 하고(제1 전자 주입층), 은(Ag)과 마그네슘(Mg)을 3:1 비율로 160 Å 코-데포지션하고(음극(CT)), 상부에 NPD를 630 Å 증착하였다.

그리고, 도 9에서의 종래는, 실시예 1과 동일하되, 두 가지의 전자 수송 물질들 중 한 물질은 동일하게 Liq 이나, 나머지 한 물질은 A 물질 및 청색 호스트 물질보다 HOMO 에너지 레벨의 절댓값이 작은, B 물질을 사용하였다.

도 9의 실시예 1의 경우, Liq와 A 물질의 HOMO 에너지 레벨의 절댓값은 모두, 청색 호스트 물질의 HOMO 에너지 레벨의 절댓값보다 컸다. 반면, 도 9의 종래의 경우, B 물질의 HOMO 에너지 레벨의 절댓값은 청색 호스트 물질의 HOMO 에너지 레벨의 절댓값보다 작았다. 섭씨 70 에서의 고온 구동 시에, 실시예 1의 수명이 종래 대비하여 우수함을 확인할 수 있다.

도 10은 종래 및 실시예 1의 섭씨 70 에서의 고온 구동 시에 구동 전압 그래프로서, X축은 구동 시간을 나타내고(단위 : 시간,hour) Y축은 구동 전압을 나타낸다(단위 : V).

초기 구동 전압 자체도 실시예 1이 종래 대비 우수함을 확인할 수 있으며, 구동 시간이 누적됨에 따른 구동 전압 증가율 역시도 실시예 1이 종래 대비 우수함을 확인할 수 있다.

도 11 및 도 12는 복수의 발광유닛을 포함하는, 실시예 3, 실시예 7 및 실시예 8에 대한 구동 실험 결과를 도시한 그래프이다.

도 11은 상온, 즉 섭씨 25 ℃ 에서의 실시예 3, 실시예 7 및 실시예 8의 수명 그래프로서, X축은 구동 시간을 나타내고(단위 : 시간,hour) Y축은 초기 휘도를 100 % 라고 하였을 때, 휘도 감소 비율을 나타낸다(단위 : %).

도 11의 실시예 3은, 청색 서브 유기 발광 소자, 녹색 서브 유기 발광 소자 및 적색 서브 유기 발광 소자를 포함하는 유기 발광 소자로서, 양극(AD) 위에 P-타입 도펀트 물질로서 F₄-TCNQ 를 3 % 도핑한 NPD를 50 Å 증착하고(제3 정공 주입층), NPD를 350 Å 증착하고(제3 정공 수송층(3120)), 청색 서브 유기 발광 소자 영역에 대응하여, 청색 도펀트 물질로서 파이렌(Pyren) 유도체를 5 % 도핑한 안트라센(Anthracene) 유도체를 200 Å 증착하고(청색 제3 유기 발광층(3143)), 녹색 서브 유기 발광 소자 영역에 대응하여, 녹색 도펀트 물질로서 Ir(ppy)₂(acac)를 5 % 도핑하고 CBP와 안트라센 유도체를 1:1 비율로 400 Å 코-데포지션 하고(녹색 제3 유기 발광층(3142)), 적색 서브 유기 발광 소자 영역에 대응하여, Ir(btp)₂(acac)를 5 % 도핑한 Be complex 유도체를 600 Å 증착하고(적색 제3 유기 발광층(3141)), 두 가지의 전자 수송 물질들(그 중 한 물질은 Liq, 나머지 한 물질은 A 물질)을 1:1 비율로 150 Å 코-데포지션 하고(제3 전자 수송층(3160)), Li를 1% 도핑한 안트라센 유도체를 150 Å 증착하고(제3 N-타입 전하생성층(3170)), P-타입 도펀트 물질로서 F₄-TCNQ 를 15 % 도핑한 NPD를 50 Å 증착하고(제3 P-타입 전하생성층(3210)), NPD를 350 Å 증착하고(제4 정공 수송층(3220)), 청색 서브 유기 발광 소자 영역에 대응하여, 청색 도펀트 물질로서 파이렌(Pyren) 유도체를 5 % 도핑한 안트라센(Anthracene) 유도체를 200 Å 증착하고(청색 제4 유기 발광층(3243)), 녹색 서브 유기 발광 소자 영역에 대응하여, 녹색 도펀트 물질로서 Ir(ppy)₂(acac)를 5 % 도핑하고 CBP와 안트라센 유도체를 1:1 비율로 400 Å 코-데포지션 하고(녹색 제4 유기 발광층(3242)), 적색 서브 유기 발광 소자 영역에 대응하여, 2Ir(btp)₂(acac)를 5 % 도핑한 Be complex 유도체를 600 Å 증착하고(적색 제4 유기 발광층(3241)), 두 가지의 전자 수송 물질들(그 중 한 물질은 Liq, 나머지 한 물질은 A 물질)을 1:1 비율로 300 Å 코-데포지션 하고(제4 전자 수송층(3260)), 호스트 물질로 하여 마그네슘(Mg)과 LiF를 1:1 비율로 30 Å 코-데포지션 하고(제4 전자 주입층), 은(Ag)과 마그네슘(Mg)을 3:1 비율로 160 Å 코-데포지션하고(음극(CT)), 상부에 NPD를 650 Å 증착하였다.

그리고, 도 11에서의 실시예 7은, 청색 서브 유기 발광 소자, 녹색 서브 유기 발광 소자 및 적색 서브 유기 발광 소자를 포함하는 유기 발광 소자로서, 양극(AD) 위에 P-타입 도펀트 물질로서 F₄-TCNQ 를 3 % 도핑한 NPD를 50 Å 증착하고(제11 정공 주입층), NPD를 350 Å 증착하고(제11 정공 수송층(7120)), 청색 서브 유기 발광 소자 영역에 대응하여, 청색 도펀트 물질로서 파이렌(Pyren) 유도체를 5 % 도핑한 안트라센(Anthracene) 유도체를 200 Å 증착하고(청색 제11 유기 발광층(7143)), 녹색 서브 유기 발광 소자 영역에 대응하여, 녹색 도펀트 물질로서 Ir(ppy)₂(acac)를 5 % 도핑하고 CBP와 안트라센 유도체를 1:1 비율로 400 Å 코-데포지션 하고(녹색 제11 유기 발광층(7142)), 적색 서브 유기 발광 소자 영역에 대응하여, Ir(btp)₂(acac)를 5 % 도핑한 Be complex 유도체를 600 Å 증착하고(적색 제11 유기 발광층(7141)), 제11 발광 버퍼층(7150)을 150 Å 증착하고, Li를 1% 도핑한 안트라센 유도체를 150 Å 증착하고(제7 N-타입 전하생성층 역할을 하는, 제11 전자 수송층(7160)), P-타입 도펀트 물질로서 F₄-TCNQ 를 15 % 도핑한 NPD를 50 Å 증착하고(제7 P-타입 전하생성층(7210)), NPD를 350 Å 증착하고(제12 정공 수송층(7220)), 청색 서브 유기 발광 소자 영역에 대응하여, 청색 도펀트 물질로서 파이렌(Pyren) 유도체를 5 % 도핑한 안트라센(Anthracene) 유도체를 200 Å 증착하고(청색 제12 유기 발광층(7243)), 녹색 서브 유기 발광 소자 영역에 대응하여, 녹색 도펀트 물질로서 Ir(ppy)₂(acac)를 5 % 도핑하고 CBP와 안트라센 유도체를 1:1 비율로 400 Å 코-데포지션 하고(녹색 제12 유기 발광층(7242)), 적색 서브 유기 발광 소자 영역에 대응하여, Ir(btp)₂(acac)를 5 % 도핑한 Be complex 유도체를 600 Å 증착하고(적색 제12 유기 발광층(7241)), 두 가지의 전자 수송 물질들(그 중 한 물질은 Liq, 나머지 한 물질은 A 물질)을 1:1 비율로 300 Å 코-데포지션 하고(제12 전자 수송층(7260)), 호스트 물질로 하여 마그네슘(Mg)과 LiF를 1:1 비율로 30 Å 코-데포지션 하고(제12 전자 주입층), 은(Ag)과 마그네슘(Mg)을 3:1 비율로 160 Å 코-데포지션하고(음극(CT)), 상부에 NPD를 650 Å 증착하였다.

그리고, 도 11에서의 실시예 8은, 청색 서브 유기 발광 소자, 녹색 서브 유기 발광 소자 및 적색 서브 유기 발광 소자를 포함하는 유기 발광 소자로서, 양극(AD) 위에 P-타입 도펀트 물질로서 F₄-TCNQ 를 3 % 도핑한 NPD를 50 Å 증착하고(제13 정공 주입층), NPD를 350 Å 증착하고(제13 정공 수송층(8120)), 청색 서브 유기 발광 소자 영역에 대응하여, 청색 도펀트 물질로서 파이렌(Pyren) 유도체를 5 % 도핑한 안트라센(Anthracene) 유도체를 200 Å 증착하고(청색 제13 유기 발광층(8143)), 녹색 서브 유기 발광 소자 영역에 대응하여, 녹색 도펀트 물질로서 Ir(ppy)₂(acac)를 5 % 도핑하고 CBP와 안트라센 유도체를 1:1 비율로 400 Å 코-데포지션 하고(녹색 제13 유기 발광층(8142)), 적색 서브 유기 발광 소자 영역에 대응하여, Ir(btp)₂(acac)를 5 % 도핑한 Be complex 유도체를 600 Å 증착하고(적색 제13 유기 발광층(8141)), 제13 발광 버퍼층(8150)을 150 Å 증착하고, Li를 1% 도핑한 안트라센 유도체를 150 Å 증착하고(제8 N-타입 전하생성층 역할을 하는, 제13 전자 수송층(8160)), P-타입 도펀트 물질로서 F₄-TCNQ 를 15 % 도핑한 NPD를 50 Å 증착하고(제8 P-타입 전하생성층(8210)), NPD를 350 Å 증착하고(제14 정공 수송층(8220)), 청색 서브 유기 발광 소자 영역에 대응하여, 청색 도펀트 물질로서 파이렌(Pyren) 유도체를 5 % 도핑한 안트라센(Anthracene) 유도체를 200 Å 증착하고(청색 제14 유기 발광층(8243)), 녹색 서브 유기 발광 소자 영역에 대응하여, 녹색 도펀트 물질로서 Ir(ppy)₂(acac)를 5 % 도핑하고 CBP와 안트라센 유도체를 1:1 비율로 400 Å 코-데포지션 하고(녹색 제14 유기 발광층(8242)), 적색 서브 유기 발광 소자 영역에 대응하여, Ir(btp)₂(acac)를 5 % 도핑한 Be complex 유도체를 600 Å 증착하고(적색 제14 유기 발광층(8241)), 제14 발광 버퍼층(8250)을 150 Å 증착하고, 두 가지의 전자 수송 물질들(그 중 한 물질은 Liq, 나머지 한 물질은 A 물질)을 1:1 비율로 150 Å 코-데포지션 하고(제14 전자 수송층(8260)), 호스트 물질로 하여 마그네슘(Mg)과 LiF를 1:1 비율로 30 Å 코-데포지션 하고(제14 전자 주입층), 은(Ag)과 마그네슘(Mg)을 3:1 비율로 160 Å 코-데포지션하고(음극(CT)), 상부에 NPD를 650 Å 증착하였다.

도 11의 실시예 3의 경우, 초기 휘도 대비 5 % 만큼 저하되는데까지 걸리는 시간(즉, 수명)이 약 250 시간 이상으로, 수명이 매우 우수하다.

도 11의 실시예 7 및 8 역시, 초기 휘도 대비 5 % 만큼 저하되는데까지 걸리는 시간이 약 600 시간 및 800 시간 이상으로, 수명이 매우 우수하다.

도 11의 실시예 3 역시 수명이 매우 우수하지만, 발광 버퍼층을 유기 발광층에 직접 접하도록 구성한 실시예 7 및 실시예 8이 실시예 3보다 더 수명이 우수함을 확인할 수 있고, 발광 버퍼층을 모든 발광유닛에 적용한 실시예 8이, 일부 발광유닛에만 발광 버퍼층을 적용한 실시예 7보다 더 수명이 우수함을 확인할 수 있다.

이러한 경향성은, 도 11의 실시예 3, 실시예 7 및 실시예 8의, 섭씨 85 에서의 수명 그래프인 도 12를 참조하여도 동일하게 나타난다.

도 13은 섭씨 40 ℃ 에서의, 도 11의 실시예 3, 도 11의 실시예 7 및 실시예 7-1, 도 11의 실시예 8 및 실시예 8-1의 수명을 나타낸 그래프이다. 도 13의 X축은 구동 시간을 나타내고(단위 : 시간,hour) Y축은 초기 휘도를 100 % 라고 하였을 때, 휘도 감소 비율을 나타낸다(단위 : %).

도 11의 실시예 7에서 제11 발광 버퍼층(7150)의 두께를 200 Å으로 구성하고 제11 전자 수송층(7160)을 100 Å으로 구성한 것이 실시예 7-1의 유기 발광 소자이고, 도 11의 실시예 8에서 도 11의 실시예 8에서 제13 발광 버퍼층(8150)의 두께를 200 Å으로 구성하고 제13 전자 수송층(8160)을 100 Å으로 구성하고, 제14 발광 버퍼층(8250)의 두께를 200 Å으로 구성하고 제14 전자 수송층(8260)을 100 Å으로 구성한 것이 실시예 8-1의 유기 발광 소자이다.

도 13의 실시예 3 대비, 복수의 발광유닛을 포함하는 실시예 7, 실시예 7-1, 실시예 8 및 실시예 8-1 모두 수명이 더 길다. 단, 실시예 7과 실시예 7-1을 비교하면, 제11 발광 버퍼층(7150)의 두께가 제11 전자 수송층(7160)의 두께보다 얇을 때에 수명이 더 우수함을 알 수 있다. 또한, 실시예 8과 실시예 8-1을 비교하면, 제13 발광 버퍼층(8150)의 두께가 제13 전자 수송층(8160)의 두께보다 더 두껍지 않고, 제 14 발광 버퍼층의 두께가 제14 전자 수송층(8260)의 두께보다 더 두껍지 않은 경우에 수명이 더 우수함을 알 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자는 서로 대향하여 이격된 양극 및 음극; 호스트 물질에 도펀트 물질이 도핑된 유기 발광층; 및 복수의 전자 수송 물질들이 혼합된 전자 수송층을 포함하고, 복수의 전자 수송 물질들의 각 LUMO 에너지 레벨의 절댓값은, 호스트 물질의 LUMO 에너지 레벨의 절댓값보다 작거나 호스트 물질의 LUMO 에너지 레벨의 절댓값과 동일하고, 복수의 전자 수송 물질들 중 적어도 어느 하나의 HOMO 에너지 레벨의 절댓값이, 호스트 물질의 HOMO 에너지 레벨의 절댓값보다 크다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자에서 유기 발광층은 청색 광을 방출할 수 있다.또한, 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자에서 유기 발광층과 전자 수송층은 서로 직접 접할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자는 제2 유기 발광층에서 전자 수송층은 비도핑되고, 호스트 물질의 HOMO 에너지 레벨과 복수의 전자 수송 물질 중 적어도 어느 하나의 HOMO 에너지 레벨 간의 차이는 0.25 eV 이하일 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자는 유기 발광층과 전자 수송층 사이에 발광 버퍼층(emission buffer layer)을 더 포함하고, 유기 발광층의 일 면에, 발광 버퍼층이 직접 접하여 위치하고, 발광 버퍼층에 포함된 버퍼 물질의 HOMO 에너지 레벨의 절댓값은, 복수의 전자 수송 물질 중 적어도 어느 하나의 HOMO 에너지 레벨의 절댓값보다 작을 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자에서 버퍼 물질의 HOMO 에너지 레벨의 절댓값은 호스트 물질의 HOMO 에너지 레벨의 절댓값보다 작거나 호스트 물질의 HOMO 에너지 레벨의 절댓값과 같을 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자는 발광 버퍼층의 일 면에, 전자 수송층이 직접 접하여 위치할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자에서 전자 수송 물질은, Ca, Li, LiF 또는 Liq 중 어느 하나를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자에서 전자 수송층은, N-타입 도펀트 물질이 도핑된, 전하 생성층일 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자에서 발광 버퍼층의 두께는 전자 수송층의 두께보다 얇을 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자에서 유기 발광 소자는 탑 에미션 유기 발광 소자일 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자에서 양극과 유기 발광층 사이의 거리는 700 Å 이하일 수 있다.

다른 측면에서, 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자는 서로 대향하여 이격된 양극과 음극; 및 양극과 음극 사이에 위치하고, 제2 정공 수송층, 제2 유기 발광층, 제2 발광 버퍼층 및 제2 전자 수송층을 포함하는 제2 발광유닛;을 포함하고, 제2 전자 수송층에 포함된 제2 전자 수송 물질의 HOMO 에너지 레벨의 절댓값이, 제2 유기 발광층에 포함된 제2 호스트 물질의 HOMO 에너지 레벨의 절댓값보다 크고, 제2 발광 버퍼층은 제2 유기 발광층의 일 면에 직접 접하면서 제2 유기 발광층과 제2 전자 수송층 사이에 위치하고, 제2 발광 버퍼층에 포함된 제2 버퍼 물질의 HOMO 에너지 레벨의 절댓값이, 제2 호스트 물질의 HOMO 에너지 레벨보다 작거나 제2 호스트 물질의 HOMO 에너지 레벨과 동일하다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자는 유기 발광층이 적색 광을 발광하는 적색 서브 유기 발광 소자, 유기 발광층이 녹색 광을 발광하는 녹색 서브 유기 발광 소자 및 유기 발광층이 청색 광을 발광하는 청색 서브 유기 발광 소자 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자는 양극과 음극 사이에, 제2 발광유닛은 복수 개가 있고, 복수 개의 제2 발광유닛들은 서로 적층하여 구성될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자에서 음극은 투명하거나 또는 반투명하고 양극은 불투명하여, 제2 유기 발광층에서 발생한 광이 음극을 통과해서 방출될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자에서 양극은 제2 유기 발광층에서 발생한 광을 반사할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자에서 제2 전자 수송층은 N-타입 도펀트 물질이 도핑될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자는 양극과 음극 사이에 위치하고, 제1 정공 수송층, 제1 유기 발광층 및 제1 전자 수송층을 포함하는 제1 발광유닛을 더 포함하고, 제1 전자 수송층은 제1 유기 발광층의 일 면에 직접 접하고, 제1 전자 수송층에 포함된 제1 전자 수송 물질의 HOMO 에너지 레벨의 절댓값이, 제1 유기 발광층에 포함된 제1 호스트 물질의 HOMO 에너지 레벨의 절댓값보다 크고, 제1 발광유닛은 제2 발광유닛과 적층하도록 구성될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자에서 음극에 직접 접하여 위치하는 발광 유닛은 제2 발광 유닛이고, 음극에 직접 접하여 위치하는 제2 발광 유닛의 제2 버퍼 물질은, 복수의 발광유닛 중 음극과 가장 가까이 위치하는 발광유닛에 포함되는 전자 수송층의 일면에 복수의 발광유닛 중 음극과 가장 가까이 위치하는 발광유닛에 포함되는 발광 버퍼층의 일 면과 직접 접하고, 전자 수송층은 Ca, Li, Liq 또는 LiF 중 어느 하나를 포함할 수 있다.

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

1000: 유기 발광 소자 1100: 제1 발광유닛
AD: 양극 CT: 음극
1120: 제1 정공 수송층 1140: 제1 유기 발광층
1160: 제1 전자 수송층
2000: 유기 발광 소자 2100: 제2 발광유닛
2120: 제2 정공 수송층 2140: 제2 유기 발광층
2150: 제2 발광 버퍼층 2160: 제2 전자 수송층
3000: 유기 발광 소자 3100: 제3 발광유닛
3200: 제4 발광유닛 3120: 제3 정공 수송층
3140: 제3 유기 발광층 3141: 적색 제3 유기 발광층
3142: 녹색 제3 유기 발광층 3143: 청색 제3 유기 발광층
3160: 제3 전자 수송층 3170: 제3 N-타입 전하생성층
3210: 제3 P-타입 전하생성층 3220: 제4 정공 수송층
3240: 제4 유기 발광층 3241: 적색 제4 유기 발광층
3242: 녹색 제4 유기 발광층 3243: 청색 제4 유기 발광층
3260: 제4 전자 수송층
4000: 유기 발광 소자 4100: 제5 발광유닛
4200: 제6 발광유닛 4120: 제5 정공 수송층
4140: 제5 유기 발광층 4141: 적색 제5 유기 발광층
4142: 녹색 제5 유기 발광층 4143: 청색 제5 유기 발광층
4160: 제5 전자 수송층 4170: 제4 N-타입 전하생성층
4210: 제4 P-타입 전하생성층 4220: 제6 정공 수송층
4240: 제6 유기 발광층 4241: 적색 제6 유기 발광층
4242: 녹색 제6 유기 발광층 4243: 청색 제6 유기 발광층
4250: 제6 발광 버퍼층 4260: 제6 전자 수송층
5000: 유기 발광 소자 5100: 제7 발광유닛
5200: 제8 발광유닛 5120: 제7 정공 수송층
5140: 제7 유기 발광층 5141: 적색 제7 유기 발광층
5142: 녹색 제7 유기 발광층 5143: 청색 제7 유기 발광층
5150: 제7 발광 버퍼층 5160: 제7 전자 수송층
5170: 제5 N-타입 전하생성층 5210: 제5 P-타입 전하생성층
5220: 제8 정공 수송층 5240: 제8 유기 발광층
5241: 적색 제8 유기 발광층 5242: 녹색 제8 유기 발광층
5243: 청색 제8 유기 발광층 5260: 제8 전자 수송층
6000: 유기 발광 소자 6100: 제9 발광유닛
6200: 제10 발광유닛 6120: 제9 정공 수송층
6140: 제9 유기 발광층 6141: 적색 제9 유기 발광층
6142: 녹색 제9 유기 발광층 6143: 청색 제9 유기 발광층
6150: 제9 발광 버퍼층 6160: 제9 전자 수송층
6170: 제6 N-타입 전하생성층 6210: 제6 P-타입 전하생성층
6220: 제10 정공 수송층 6240: 제10 유기 발광층
6241: 적색 제10 유기 발광층 6242: 녹색 제10 유기 발광층
6243: 청색 제10 유기 발광층 6250: 제10 발광 버퍼층
6260: 제10 전자 수송층
7000: 유기 발광 소자 7100: 제11 발광유닛
7200: 제12 발광유닛 7120: 제11 정공 수송층
7140: 제11 유기 발광층 7141: 적색 제11 유기 발광층
7142: 녹색 제11 유기 발광층 7143: 청색 제11 유기 발광층
7150: 제11 발광 버퍼층 7160: 제11 전자 수송층
7210: 제7 P-타입 전하생성층 7220: 제12 정공 수송층
7240: 제12 유기 발광층 7241: 적색 제12 유기 발광층
7242: 녹색 제12 유기 발광층 7243: 청색 제12 유기 발광층
7260: 제12 전자 수송층
8000: 유기 발광 소자 8100: 제13 발광유닛
8200: 제14 발광유닛 8120: 제13 정공 수송층
8140: 제13 유기 발광층 8141: 적색 제13 유기 발광층
8142: 녹색 제13 유기 발광층 8143: 청색 제13 유기 발광층
8150: 제13 발광 버퍼층 8160: 제13 전자 수송층
8210: 제8 P-타입 전하생성층 8220: 제14 정공 수송층
8240: 제14 유기 발광층 8241: 적색 제14 유기 발광층
8242: 녹색 제14 유기 발광층 8243: 청색 제14 유기 발광층
8250: 제14 발광 버퍼층 8260: 제14 전자 수송층

Claims

서로 대향하여 이격된 양극 및 음극;
호스트 물질에 도펀트 물질이 도핑된 유기 발광층; 및
복수의 전자 수송 물질들이 혼합된 전자 수송층을 포함하고,
상기 복수의 전자 수송 물질들의 각 LUMO 에너지 레벨의 절댓값은, 상기 호스트 물질의 LUMO 에너지 레벨의 절댓값보다 작거나 상기 호스트 물질의 LUMO 에너지 레벨의 절댓값과 동일하고,
상기 복수의 전자 수송 물질들 중 적어도 어느 하나의 HOMO 에너지 레벨의 절댓값은, 상기 호스트 물질의 HOMO 에너지 레벨의 절댓값보다 큰 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자.
제1항에 있어서,
상기 유기 발광층은 청색 광을 방출하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자.
제1항에 있어서,
상기 유기 발광층과 상기 전자 수송층은 서로 직접 접하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자.
제1항에 있어서,
상기 전자 수송층은 비도핑되고,
상기 호스트 물질의 HOMO 에너지 레벨과 상기 복수의 전자 수송 물질들 중 적어도 어느 하나의 HOMO 에너지 레벨 간의 차이는 0.25 eV 이하인 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자.
제1항에 있어서,
상기 유기 발광층과 상기 전자 수송층 사이에 발광 버퍼층(emission buffer layer)을 더 포함하고,
상기 발광 버퍼층은 상기 유기 발광층의 일 면에 직접 접하여 위치하고,
상기 발광 버퍼층에 포함된 버퍼 물질의 HOMO 에너지 레벨의 절댓값은, 상기 복수의 전자 수송 물질들 중 적어도 어느 하나의 HOMO 에너지 레벨의 절댓값보다 작은 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자.
제5항에 있어서,
상기 버퍼 물질의 HOMO 에너지 레벨의 절댓값은 상기 호스트 물질의 HOMO 에너지 레벨의 절댓값보다 작거나 상기 호스트 물질의 HOMO 에너지 레벨의 절댓값과 같은 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자.
제5항에 있어서,
상기 발광 버퍼층의 일 면에, 상기 전자 수송층이 직접 접하여 위치하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자.
제7항에 있어서,
상기 전자 수송 물질은, Ca, Li, LiF 또는 Liq 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자.
제7항에 있어서,
상기 전자 수송층은, N-타입 도펀트 물질이 도핑된, 전하 생성층인 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자.
제5항에 있어서,
상기 발광 버퍼층의 두께는 상기 전자 수송층의 두께보다 얇은 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자.
제5항에 있어서,
상기 유기 발광 소자는 탑 에미션 유기 발광 소자인 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자.
제5항에 있어서,
상기 양극과 상기 유기 발광층 사이의 거리는 700 Å 이하인 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자.
서로 대향하여 이격된 양극과 음극; 및
상기 양극과 상기 음극 사이에 위치하고, 제2 정공 수송층, 제2 유기 발광층, 제2 발광 버퍼층 및 제2 전자 수송층을 포함하는 제2 발광유닛;을 포함하고
상기 제2 전자 수송층에 포함된 제2 전자 수송 물질의 HOMO 에너지 레벨의 절댓값은, 상기 제2 유기 발광층에 포함된 제2 호스트 물질의 HOMO 에너지 레벨의 절댓값보다 크고,
상기 제2 발광 버퍼층은 상기 제2 유기 발광층의 일 면에 직접 접하면서 상기 제2 유기 발광층과 상기 제2 전자 수송층 사이에 위치하고,
상기 제2 발광 버퍼층에 포함된 제2 버퍼 물질의 HOMO 에너지 레벨의 절댓값은, 상기 제2 호스트 물질의 HOMO 에너지 레벨보다 작거나 상기 제2 호스트 물질의 HOMO 에너지 레벨과 동일한 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자.
제13항에 있어서,
상기 유기 발광층이 적색 광을 발광하는 적색 서브 유기 발광 소자, 상기 유기 발광층이 녹색 광을 발광하는 녹색 서브 유기 발광 소자 및 상기 유기 발광층이 청색 광을 발광하는 청색 서브 유기 발광 소자 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자.
제13항에 있어서,
상기 양극과 상기 음극 사이에, 상기 제2 발광유닛은 복수 개가 있고, 상기 복수 개의 제2 발광유닛들은 서로 적층하여 있는 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자.
제15항에 있어서,
상기 음극은 투명하거나 반투명하고 상기 양극은 불투명하여,
상기 제2 유기 발광층에서 발생한 광이 상기 음극을 통과해서 방출되는 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자.
제16항에 있어서,
상기 양극은 상기 제2 유기 발광층에서 발생한 광을 반사하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자.
제15항에 있어서,
상기 제2 전자 수송층은 N-타입 도펀트 물질이 도핑된 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자.
제13항에 있어서,
상기 양극과 상기 음극 사이에 위치하고, 제1 정공 수송층, 제1 유기 발광층 및 제1 전자 수송층을 포함하는 제1 발광유닛을 더 포함하고,
상기 제1 전자 수송층은 상기 제1 유기 발광층의 일 면에 직접 접하고,
상기 제1 전자 수송층에 포함된 제1 전자 수송 물질의 HOMO 에너지 레벨의 절댓값은, 상기 제1 유기 발광층에 포함된 제1 호스트 물질의 HOMO 에너지 레벨의 절댓값보다 크고,
상기 제1 발광유닛은 상기 제2 발광유닛과 적층하여 있는 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자.
제19항에 있어서,
상기 음극에 직접 접하여 위치하는 발광 유닛은 상기 제2 발광 유닛이고,
상기 음극에 직접 접하여 위치하는 상기 제2 발광 유닛의 상기 제2 버퍼 물질은, 복수의 발광유닛 중 상기 음극과 가장 가까이 위치하는 발광유닛에 포함되는 상기 전자 수송층의 일면은 상기 복수의 발광유닛 중 상기 음극과 가장 가까이 위치하는 발광유닛에 포함되는 상기 발광 버퍼층의 일 면과 직접 접하고, 상기 전자 수송층은 Ca, Li, Liq 또는 LiF 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자.