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KR100811996B1 - 유기 전계 발광소자 및 이를 이용한 유기 전계발광표시장치 - Google Patents

유기 전계 발광소자 및 이를 이용한 유기 전계발광표시장치 Download PDF

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KR100811996B1
KR100811996B1 KR1020070027755A KR20070027755A KR100811996B1 KR 100811996 B1 KR100811996 B1 KR 100811996B1 KR 1020070027755 A KR1020070027755 A KR 1020070027755A KR 20070027755 A KR20070027755 A KR 20070027755A KR 100811996 B1 KR100811996 B1 KR 100811996B1
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KR
South Korea
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electrode
injection layer
light emitting
organic
layer
Prior art date
Application number
KR1020070027755A
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Inventor
박순룡
박일수
오준식
신대엽
김무현
송원준
장승욱
성연주
Original Assignee
삼성에스디아이 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Abstract

본 발명은 유기 전계 발광소자 및 이를 이용한 유기 전계 발광표시장치에 관한 것으로, 본 발명의 유기 전계 발광소자는 제1 전극과, 상기 제1 전극 상에 형성되는 정공 주입층과, 상기 정공 주입층 상에 형성되는 발광층과, 상기 발광층 상에 형성되는 전자 주입층과, 전자 주입층 상에 형성되는 제2 전극을 포함하며, 상기 제1 전극과 제2 전극 일함수 절대값의 차이가 0.5eV 이하이며, 상기 정공 주입층 및 전자 주입층 중 적어도 하나가 다층이다. 이에 따라, 제1 전극과 제2 전극의 일함수 차이에 의해 발생하는 빌트인 포텐셜을 구조적으로 제거 또는 최소화시켜 구동전압을 낮추고 발광효율을 향상시켜 유기 전계 발광소자의 특성을 향상시킬 수 있다.
빌트인 포텐셜, 일함수

Description

유기 전계 발광소자 및 이를 이용한 유기 전계 발광표시장치{Organic Light Emitting Diode and Organic Light Emitting Display Device having the Organic Light Emitting Diode}
도 1은 종래 기술에 따른 유기 전계 발광소자의 단면도.
도 2는 종래기술에 따른 유기 전계 발광소자의 에너지 다이어그램을 나타내는 도면.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 유기 전계 발광소자의 단면도.
도 4a 및 4b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 유기 전계 발광소자의 에너지 다이어그램을 나타내는 도면.
도 5a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 유기 전계 발광소자의 전류 밀도를 나타낸 그래프.
도 5b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 유기 전계 발광소자의 휘도를 나타내는 그래프.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 유기 전계 발광소자의 단면도.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 제2 실시예에 따른 유기 전계 발광소자의 에너지 다이어그램을 나타내는 도면.
도 8a는 본 발명의 제2 실시예에 따른 유기 전계 발광소자의 전류 밀도를 나 타낸 그래프.
도 8b는 본 발명의 제2 실시예에 따른 유기 전계 발광소자의 휘도를 나타내는 그래프.
도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 유기 전계 발광소자의 단면도.
도 10a 및 도 10b는 본 발명의 제3 실시예에 따른 유기 전계 발광소자의 에너지 다이어그램을 나타내는 도면.
도 11a는 본 발명의 제3 실시예에 따른 유기 전계 발광소자의 전류 밀도를 나타낸 그래프.
도 11b는 본 발명의 제3 실시예에 따른 유기 전계 발광소자의 휘도를 나타내는 그래프.
♣ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ♣
210 : 기판
220 : 제1 전극
230 : 정공 주입층
240 : 유기 발광층
250 : 전자 주입층
260 : 제2 전극
본 발명은 유기 전계 발광소자 및 이를 이용한 유기 전계 발광표시장치에 관한 기술로서, 보다 상세하게는 제1 전극과 제2 전극의 일함수를 조절할 수 있는 유기 전계 발광소자 및 이를 이용한 유기 전계 발광표시장치에 관한 것이다.
최근, 유기 전계 발광표시장치는 가장 광범위하게 응용되며, 상대적으로 간단한 구조를 가진다. 유기 전계 발광표시장치는 유기 전계 발광소자라고도 하며, 유기막층을 발광층으로 사용하는 자기 발광형 소자로서, 액정 디스플레이와 달리 발광을 위한 별도의 백라이트(Back light)가 필요 없으므로, 유기 전계 발광표시장치 자체의 두께가 얇고, 무게가 가벼운 장점이 있다. 따라서, 최근에는 유기 전계 발광표시장치가 이동 컴퓨터, 휴대용 전화기, 휴대용 게임 장치, 전자 서적 등 휴대용 정보 단말기의 표시 패널로써 활발히 개발되고 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 유기 전계 발광소자의 단면도이다.
도 1을 참조하면, 유기 전계 발광소자(10)는 박막 트랜지스터가 형성된 기판 상(100)에 박막 트랜지스터와 전기적으로 연결된 제1 전극(애노드:110), 제1 전극(110) 상에 정공 주입층(HIL:120), 상기 정공 주입층(120) 상에 유기 발광층(EML:130), 상기 유기 발광층(130) 상에 형성되는 전자 주입층(EIL:140), 상기 전자 주입층(140) 상에 형성되는 제2 전극(캐소드:150)을 포함한다. 이때, 제1 전극(110)과 정공 주입층(120) 사이에는 정공의 이동도를 높이기 위한 정공 수송층이 더 형성될 수 있으며, 제2 전극(150)과 전자 주입층(140) 사이에는 전자의 이동도를 높이기 위한 전자 수송층이 더 형성될 수 있다.
제1 전극(110)은 정공을 공급해 주는 역할을 하는 전극으로, 일함수가 높고 발광층(130)으로부터 발광된 빛이 반사될 수 있도록, Al/ITO(Indium Tin Oxide)로 적층되는 것이 바람직하다.
유기 발광층(130)은 제1 전극(110) 및 제2 전극(150)에서 각기 주입된 정공과 전자가 결합하여 빛을 발광하는 발광층으로, 고분자 유기 물질로 형성될 수 있다.
제2 전극(150)은 전자를 공급해 주는 역할을 하는 전극으로, 일함수가 낮고 전기 전도도가 높은 물질을 사용한다.
이러한, 유기 전계 발광소자(10)의 구동원리를 살펴보면, 제1 전극(110) 및 제2 전극(150)에 전압이 인가되면 제1 전극(110)으로부터 주입된 정공이 정공 주입층(120)을 경유하여 유기 발광층(130)으로 이동하고 제2 전극(150)으로부터 주입된 전자가 전자 주입층(140)을 경유하여 유기 발광층(130)으로 이동한다. 이때, 유기 발광층(130)에서 캐리어들이 결합하여 여기자(exciton)을 생성하고, 이 여기자가 여기 상태에서 기저 상태로 변화되면서 빛을 발광한다.
도 2는 종래기술에 따른 유기 전계 발광소자의 에너지 다이어그램을 나타내는 도면이다.
전자는 "-", 정공은 "+", 그리고 Фan와 Фca 각각은 제1 전극과 제2 전극의 일함수, HOMO(Highest Occupied Molecular Orbital)와 LUMO(Lowest Unoccupied Molecular Orbital)는 최고비점유분자궤도와 최저비점유분자궤도를 나타낸다.
도 2를 참조하면, 제1 전극(110) 및 제2 전극(150)에 전압이 인가되면 제1 전극(110) 및 제2 전극(150)으로부터 정공 및 전자가 정공 주입층(120) 및 전자 주입층(140)을 경유하여 유기 발광층(130)으로 주입되어 빛이 발생한다.
그러나, 제1 전극(110)과 제2 전극(150)의 일함수 차이로 인해 빌트인 포텐셜(Vbi:built-in potential)이 발생한다. 제1 전극(110)의 일함수(work function)는 진공준위(Es)와 제1 전극(110)의 페르미 준위와의 에너지 차를 의미하며, 제2 전극(150)의 일함수는 진공준위(Es)와 제2 전극(150)의 페르미 준위와의 에너지 차를 의미한다.
빌트인 포텐셜(Vbi)은 아래와 같은 수학식 1에 의해 도출된 것으로,
Figure 112007022500684-pat00001
(Vbi:빌트인 포텐셜, Фan: 제1 전극의 일함수,Фca: 제2 전극의 일함수)
빌트인 포텐셜은 캐소드와 애노드의 일함수 차에 의해 형성된 에너지 장벽으로 정의할 수 있다.
유기 전계 발광소자(10)를 구동시키기 위해서는 빌트인 포텐셜(Vbi)보다 큰 전압을 인가해야 유기 전계 발광소자(10)에 전류가 흐르기 시작함으로, 유기 전계 발광소자(10)를 구동시키기 위해서는 빌트인 포텐셜 이상의 구동전압이 인가되어, 유기 전계 발광소자(10)의 효율이 저하되는 문제점을 갖는다.
따라서, 본 발명은 전술한 종래의 문제점들을 해소하기 위해 도출된 발명으로, 보다 상세하게는 제1 전극과 제2 전극의 일함수를 조절하여 구동전압을 낮추고 발광효율을 높여 소자의 특성을 향상시키는 유기 전계 발광소자 및 이를 이용한 유기 전계 발광표시장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
전술한 목적을 달성하기 위한, 본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명의 유기 전계 발광소자는 제1 전극과, 상기 제1 전극 상에 형성되는 정공 주입층과, 상기 정공 주입층 상에 형성되는 발광층과, 상기 발광층 상에 형성되는 전자 주입층과, 전자 주입층 상에 형성되는 제2 전극을 포함하며, 상기 제1 전극과 제2 전극 일함수 절대값의 차이가 0.5eV 이하이며, 상기 정공 주입층 및 전자 주입층 중 적어도 하나가 다층이다.
바람직하게, 상기 제1 전극과 제2 전극의 일함수 값은 동일할 수 있다. 상기 정공 주입층은 다층일 수 있으며, 상기 정공 주입층은 상기 제1 전극과 유기 발광층 사이의 HOMO 에너지 준위일 수 있다. 상기 전자 주입층은 다층일 수 있으며, 상기 전자 주입층은 상기 제2 전극과 유기 발광층 사이의 LUMO 에너지 준위일 수 있다. 상기 정공 주입층 및 상기 전자 주입층은 다층일 수 있으며, 상기 정공 주 입층은 상기 제1 전극과 유기 발광층 사이의 HOMO 에너지 준위이며, 상기 전자 주입층은 상기 제2 전극과 유기 발광층 사이의 LUMO 에너지 준위일 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 측면에 따르면, 본 발명의 유기 전계 발광표시장치는 적어도 하나의 박막 트랜지스터, 상기 박막 트랜지스터와 전기적으로 연결된 유기 전계 발광소자를 포함하는 유기 전계 발광표시장치에 있어서, 상기 유기 전계 발광소자는 제1 전극; 상기 제1 전극 상에 형성되는 정공 주입층; 상기 정공 주입층 상에 형성되는 발광층; 상기 발광층 상에 형성되는 전자 주입층; 상기 전자 주입층 상에 형성되는 제2 전극을 포함하며, 상기 제1 전극과 제2 전극 일함수 절대값의 차이가 0.5eV 이하이며, 상기 정공 주입층 및 전자 주입층 중 적어도 하나가 다층이다.
바람직하게, 상기 제1 전극과 제2 전극의 일함수 값은 동일할 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 실시 예들을 도시한 도면을 참조하여, 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 유기 전계 발광소자의 단면도이다.
도 3을 참조하면, 유기 전계 발광소자(20)는 적어도 하나의 박막 트랜지스터가 형성된 기판(200) 상에 박막 트랜지스터와 전기적으로 연결된 제1 전극(애노드:210), 제1 전극(210) 상에 정공 주입층(HIL:220), 상기 정공 주입층(220) 상에 유기 발광층(EML:230), 상기 유기 발광층(230) 상에 형성되는 전자 주입 층(EIL:240), 상기 전자 주입층(240) 상에 형성되는 제2 전극(캐소드:250)을 포함한다. 이때, 제1 전극(210)과 정공 주입층(220) 사이에는 정공의 이동도를 높이기 위해 정공 수송층이 더 형성될 수 있으며, 제2 전극(250)과 전자 주입층(240) 사이에는 전자의 이동도를 높이기 위해 전자 수송층이 더 형성될 수 있다.
제1 전극(210)은 정공을 공급해 주는 역할을 하는 전극으로, 투명전극 또는 반사형 전극으로 구별될 수 있는데, 투명전극으로 사용될 때에는 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), ZnO 또는 In2O3로 구비될 수 있고, 반사형 전극으로 사용될 때에는 Ag, Mg, Al, Pt, Pd, Au, Ni, Nd, Ir, Cr 및 이들의 화합물 등으로 반사막을 형성한 후, 그 위에 ITO, IZO, ZnO 또는 In2O3를 형성할 수 있다.
정공 주입층(220)은 제1 전극(210)으로부터 발생된 정공을 수송하고, 제2 전극(250)으로부터 발생된 전자를 제1 전극(210)으로 이동하는 것을 방지한다.
발광층(230)은 제1 전극(210) 및 제2 전극(250)으로부터 주입된 정공과 전자가 결합하여 여기자(exciton)를 생성하고, 이 여기자가 여기 상태에서 기저상태로 변화되면서 빛을 발광한다.
한편, 제2 전극(250)의 일함수 값은 제1 전극(210)과 동일하게 형성되거나, 유사한 일함수 값 즉, 빌트인 포텐셜 값이 0.5eV 이하의 차이를 갖는 전극으로 형성되어, 제1 전극(210)과 제2 전극(250)의 일함수 차이에 따라 발생하는 빌트인 포텐셜(Vbi)을 구조적으로 제거 또는 최소화시킬 수 있다. 이와 같이 제2 전극(250) 의 일함수 값과 제1 전극(210)의 일함수 값을 동일 또는 유사하게 형성하기 위해서는 제2 전극(250)과 제1 전극(210)을 동일한 물질로 형성하거나 일함수 값이 유사한 물질로 형성될 수 있다.
제1 전극(210)의 일함수(work function)는 진공준위 Es와 제1 전극(210)의 페르미(fermi) 준위와의 에너지 차를 의미하며, 제2 전극(250)의 일함수는 진공준위 Es와 제2 전극(250)의 페르미 준위와의 에너지 차를 의미한다.
빌트인 포텐셜(Vbi)은 아래와 같은 수학식 2에 의해 도출된 것으로,
Figure 112007022500684-pat00002
(Vbi:빌트인 포텐셜, Фan: 제1 전극의 일함수, Фca: 제2 전극의 일함수, )
빌트인 포텐셜은 캐소드와 애노드의 일함수 차이에 의해 형성된 에너지 장벽으로 정의할 수 있다. 제1 전극(210)과 제2 전극(250)의 일함수 차이에 의해 빌트인 포텐셜이 형성되면, 빌트인 포텐셜의 에너지 준위에 해당되는 만큼의 구동 전력이 손실된다. 즉, 유기 전계 발광소자(20)를 구동시키기 위해서는 빌트인 포텐셜 에너지 준위 이상의 전압이 인가되어야 제2 전극(250)으로부터 제공된 전자가 유기 발광층(230)으로 이동된다.
이에 따라, 본 발명에서는 빌트인 포텐셜을 제거 또는 감소시키기 위해 제1 전극(210)과 제2 전극(250)의 일함수 값을 동일 또는 유사하게 형성한다.
즉, 종래 기술에 따른 유기 전계 발광소자(100)를 구동시키기 위해서는 제1 전극(110)과 제2 전극(150)의 차에 의해 발생된 빌트인 포텐셜보다 높은 전압이 인가될 때 제2 전극(150)에서 제공된 전자가 발광층(130)으로 이동되는데 반해, 본 발명에서는 제1 전극(210)과 제2 전극(250)의 일함수 값이 동일하거나 유사하게 형성되어 종래 기술에 따른 유기 전계 발광소자(100)를 구동시키기 위해 인가된 구동 전압보다 작은 전압을 인가하여 유기 전계 발광소자(20)를 구동시킬 수 있다.
이와 같이 본 발명은 제1 전극(210)과 제2 전극(250)의 일함수 값 차이에 의해 발생된 빌트인 포텐셜을 제거 또는 최소화시켜 유기 전계 발광소자(20)를 구동시키기 위한 소비 전력을 감소시켜, 발광효율이 향상된 유기 발광층(230)을 제공할 수 있다.
또한, 제2 전극(250)과 인접한 전자 주입층(240)은 다층 구조로 형성되어 제2 전극(250)과 유기 발광층(230) 사이의 LUMO 에너지 준위의 차를 점차적으로 높여 전자의 수송 능력을 향상시켜 구동 전압을 감소시킨다.
이는 제2 전극(250)을 제1 전극(210)과 동일 또는 유사한 일함수를 갖는 전극으로 형성함에 따라, 종래의 제2 전극(150)과 전자 주입층(150) 사이에서 발생하는 에너지 장벽(contact potential)보다 큰 에너지 장벽을 보상하기 위한 것으로, 전자 주입층(240)은 제1 전자 주입층(241), 제2 전자 주입층(242) 및 제3 전자 주입층(243)을 포함한다.
제2 전극(250)과 인접한 제3 전자 주입층(243)의 LUMO 에너지 준위는 제2 전극(250)보다 낮고, 제3 전자 주입층(243)과 인접한 제2 전자 주입층(242)의 LUMO 에너지 준위는 제3 전자 주입층(243)의 LUMO 에너지 준위보다 낮고, 제2 전자 주입층(242)과 인접한 제1 전자 주입층(241)의 LUMO 에너지 준위는 제2 전자 주입층(242)의 LUMO 에너지 준위보다 낮어서, 제2 전극(250)으로부터 주입된 전자가 다층의 전자 주입층(240)을 통해 저전압으로 유기 발광층(230)까지 원활히 이동할 수 있게 된다.
예를 들어, 제2 전극(250)의 일함수가 3.7eV이고, 발광층(230)의 LUMO가 2.0eV일 때, 전자 주입층(240)의 에너지 준위를 살펴보면, 제1 전자 주입층(241)은 2.2eV, 제2 전자 주입층(242)은 2.7eV, 제3 전자 주입층(243)은 3.2eV를 나타낼 수 있다.
또한, 전자 주입층(240)은 제2 전극(250)으로부터 발생된 전자를 수송하고, 제1 전극(210)으로부터 이동해 온 정공을 제2 전극(250)으로 이동하지 못하게 한다. 즉, 제2 전극(250)으로부터 전자가 주입되면 이러한 전자를 부드럽게 발광층까지 도달하도록 하며, 제2 전극(250)으로 정공의 이동을 방지한다.
이와 같이, 전자 주입층(240)은 다층 구조로 형성됨에 따라, 제2 전극(250)과 당면하고 있는 제3 전자 주입층(243)과의 에너지 장벽을 낮추고, 제3 전자 주입층(243)으로부터 제1 전자 주입층(241)으로 점차적으로 에너지 장벽을 높여 제2 전극(250)으로부터 주입된 전자가 다층 구조의 전자 주입층(240)을 통해 유기 발광층(230)으로 점차적으로 이동시킬 수 있다.
도 4a 및 4b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 유기 전계 발광소자의 에너지 다이어그램을 나타내는 도면이다.
전자는 "-", 정공은 "+", 그리고 Фca와 Фan 각각은 제1 전극과 제2 전극의 일함수, HOMO(Highest Occupied Molecular Orbital)와 LUMO(Lowest Unoccupied Molecular Orbital)는 최고비점유분자궤도와 최저비점유분자궤도를 나타낸다.
도 4a 및 4b를 참조하면, 유기 전계 발광소자는 제1 전극(Anode:210) 및 제2 전극(Cathode:250)에 전압이 인가되면 제1 전극(210) 및 제2 전극(250)으로부터 정공 및 전자가 유기 발광층(EML:230)으로 주입되어 빛이 발생한다.
이때, 제2 전극(250)의 일함수 값은 제1 전극(210)과 동일하거나 유사하게 형성되어, 제1 전극(210)과 제2 전극(250)의 일함수 차이에 의해 발생되는 빌트인 포텐셜을 구조적으로 제거 또는 최소화시킨다.
또한, 유기 발광층(230)과 제2 전극(250) 사이에 개재된 전자 주입층(EIL:240)은 제1 전자 주입층(241), 제2 전자 주입층(242) 및 제3 전자 주입층(243)을 포함하는 다층구조로 형성됨에 따라, 제2 전극(250)에서부터 유기 발광층(230)까지의 LUMO 레벨이 점차적으로 낮아지게 되어 제2 전극(250)으로부터 주입된 전자가 보다 용이하게 유기 발광층(230)으로 이동할 수 있다.
즉, 제2 전극(250)의 일함수 값을 제1 전극(210)과 동일 또는 유사하게 형성하여 제2 전극(250)과 전자 주입층(240) 사이에 발생한 빌트인 포텐셜(Vbi)을 보상하기 위해 전자 주입층(240)을 다층으로 형성한 것이다. 이와 같이, 전자 주입층(240)을 다층으로 형성하여 제2 전극(250)과 제3 전자 주입층(243) 사이에 발생한 에너지 장벽 즉, 빌트인 포텐셜(Vbi)을 감소시켜 유기 전계 발광소자(20)의 소 비 전력을 감소시킬 수 있다.
도 5a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 유기 전계 발광소자의 전류 밀도를 나타낸 그래프이다. 도 5b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 유기 전계 발광소자의 휘도를 나타내는 그래프이다.
도 5a 및 도 5b를 참조하면, 도 5a 그래프의 X축은 전압(V)을 나타내며, Y축은 유기 전계 발광소자의 전류 밀도(J:A/cm2)을 나타내고, 도 5b 그래프의 X축은 전압(V)을 나타내며, Y축은 유기 전계 발광소자의 휘도(L:cd/m2)을 나타낸다.
종래발명의 실시예의 빌트인 포텐셜 값은 2.04(v)이고, 본 발명의 실시예는 빌트인 포텐셜의 값이 0.14v인 경우를 나타낸다.
그래프에 나타난 바에 따르면, 도 5a에서 유기 전계 발광소자의 전류밀도(A/cm2)를 1E-5.5(A/cm2)로 나타내기 위해서 종래발명은 1.6(v)의 전압이 인가되고, 본 발명에서는 0.1(v)의 전압이 인가된다. 또한, 도 5b의 유기 전계 발광소자의 휘도(cd/m2)를 800(cd/m2)으로 나타내기 위해서 종래발명은 3.8(v)의 전압이 인가되고, 본 발명에서는 2.0(v)의 전압이 인가된다.
이와 같은 결과에 따르면, 유기 전계 발광소자에서 1E-5.5(A/cm2)의 전류밀도를 나타내기 위해 본 발명의 실시예는 종래발명의 실시예보다 1.5(v)가 감소하고, 유기 전계 발광소자에서 800(cd/m2)의 휘도를 나타내기 위해 본 발명의 실시예 는 종래발명의 실시예보다 1.8(v)의 전압이 감소된 것을 알 수 있다.
즉, 동일한 전압에서 나타나는 유기 전계 발광소자의 전류밀도 및 휘도가 종래발명보다 본 발명에서 현저히 향상되며, 보다 낮은 전압에서 유기 전계 발광소자를 구동시킬 수 있다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 유기 전계 발광소자의 단면도이다.
도 6을 참조하면, 유기 전계 발광소자(30)는 적어도 하나의 박막 트랜지스터가 형성된 기판(300) 상에 박막 트랜지스터와 전기적으로 연결된 제1 전극(애노드:310), 제1 전극(310) 상에 정공 주입층(HIL:320), 상기 정공 주입층(320) 상에 유기 발광층(EML:330), 상기 유기 발광층(330) 상에 형성되는 전자 주입층(EIL:340), 상기 전자 주입층(340) 상에 형성되는 제2 전극(캐소드:350)을 포함한다. 이때, 제1 전극(310)과 정공 주입층(320) 사이에는 정공의 이동도를 높이기 위해 정공 수송층이 더 형성될 수 있으며, 제2 전극(350)과 전자 주입층(340) 사이에는 전자의 이동도를 높이기 위해 전자 수송층이 더 형성될 수 있다.
한편, 제1 전극(310)의 일함수 값은 제2 전극(350)과 동일하게 형성되거나, 유사한 일함수 값을 갖는 전극으로 형성되어, 제1 전극(310)과 제2 전극(350)의 일함수 차이에 따라 발생하는 빌트인 포텐셜(Vbi)을 구조적으로 제거 또는 최소화시킬 수 있다.
빌트인 포텐셜(Vbi)은 아래와 같은 수학식 3에 의해 도출된 것으로,
Figure 112007022500684-pat00003
(Vbi:빌트인 포텐셜, Фan: 제1 전극의 일함수, Фca: 제2 전극의 일함수, )
빌트인 포텐셜은 캐소드와 애노드의 일함수 차이에 의해 형성된 에너지 장벽으로 정의할 수 있다. 제1 전극(310)과 제2 전극(350)의 일함수 차이에 의해 빌트인 포텐셜이 형성되면, 빌트인 포텐셜의 에너지 준위에 해당되는 만큼의 구동 전력이 손실된다. 즉, 유기 전계 발광소자(30)를 구동시키기 위해서는 빌트인 포텐셜 에너지 준위 이상의 전압이 인가되어야 제1 전극(310)으로부터 제공된 정공이 유기 발광층(330)으로 이동된다.
이에 따라, 본 발명에서는 빌트인 포텐셜을 제거 또는 감소시키기 위해 제1 전극(310)과 제2 전극(350)의 일함수 값을 동일 또는 유사하게 형성한다.
즉, 종래 기술에 따른 유기 전계 발광소자(100)를 구동시키기 위해서는 제1 전극(110)과 제2 전극(150)의 차에 의해 발생된 빌트인 포텐셜보다 높은 전압을 인가할 때 제2 전극(150)에서 제공된 전자가 발광층(130)으로 이동되는데 반해, 본 발명에서는 제1 전극(310)과 제2 전극(350)의 일함수 값이 동일하거나 유사하게 형성되어 종래 기술에 따른 유기 전계 발광소자(100)를 구동시키기 위해 인가된 구동 전압보다 작은 전압을 인가하여 유기 전계 발광소자(30)를 구동시킬 수 있다.
이와 같이 본 발명은 제1 전극(310)과 제2 전극(350)의 일함수 값 차이에 의해 발생된 빌트인 포텐셜을 제거 또는 최소화시켜 유기 전계 발광소자(30)를 구동 시키기 위한 소비 전력을 감소시켜, 발광효율이 향상된 유기 발광층(330)을 제공할 수 있다.
또한, 제1 전극(310)과 인접한 정공 주입층(320)은 다층 구조로 형성되어 제1 전극(310)과 유기 발광층(330) 사이의 HOMO 에너지 준위의 차를 점차적으로 높여어 정공의 수송 능력을 향상시켜 구동 전압을 감소시킨다.
이는 제1 전극(310)을 제2 전극(350)과 동일 또는 유사한 일함수를 갖는 전극으로 형성함에 따라, 종래의 제1 전극(110)과 정공 주입층(120) 사이에서 발생하는 에너지 장벽보다 큰 에너지 장벽을 보상하기 위한 것으로, 정공 주입층(320)은 제1 정공 주입층(321), 제2 정공 주입층(322) 및 제3 정공 주입층(323)을 포함한다.
제1 전극(310)과 인접한 제1 전자 주입층(321)의 HOMO 에너지 준위는 제2 전극(350)보다 높고, 제1 정공 주입층(321)과 인접한 제2 정공 주입층(322)의 HOMO 에너지 준위는 제3 정공 주입층(323)의 HOMO 에너지 준위보다 높고, 제2 정공자 주입층(322)과 인접한 제3 전자 주입층(323)의 HOMO 에너지 준위는 제2 정공 주입층(322)의 HOMO 에너지 준위보다 높게 형성되어, 제1 전극(310)으로부터 주입된 정공이 다층의 정공 주입층(320)을 통해 저전압으로 유기 발광층(330)까지 원활히 이동할 수 있게 된다.
예를 들어, 제1 전극(310)의 일함수가 3.7eV이고, 발광층(330)의 HOMO가 5.5eV일 때, 정공 주입층(320)의 에너지 준위를 살펴보면, 제1 정공 주입층(321)은 4.0eV, 제2 정공 주입층(322)은 4.5eV, 제3 정공 주입층(323)은 5.0eV를 나타낼 수 있다.
또한, 정공 주입층(320)은 제1 전극(310)으로부터 발생된 정공을 수송하고, 제2 전극(350)으로부터 이동해 온 전자를 제1 전극(310)으로 이동하지 못하게 한다. 즉, 제1 전극(310)으로부터 정공이 주입되면 이러한 정공을 부드럽게 발광층까지 도달하도록 하며, 제1 전극(310)으로 전자의 이동을 방지한다.
이와 같이, 정공 주입층(320)은 다층 구조로 형성됨에 따라, 제1 전극(310)과 당면하고 있는 제1 정공 주입층(321)과의 에너지 장벽을 낮추고, 제1 정공 주입층(321)으로부터 제3 정공 주입층(323)으로 점차적으로 에너지 장벽을 높여 제1 전극(310)으로부터 주입된 정공이 다층 구조의 정공 주입층(320)을 통해 유기 발광층(330)으로 점차적으로 이동시킬 수 있다.
발광층(330)은 제1 전극(310) 및 제2 전극(350)으로부터 주입된 정공과 전자가 결합하여 여기자(exciton)를 생성하고, 이 여기자가 여기 상태에서 기저상태로 변화되면서 빛을 발광한다.
전자 주입층(340)은 제1 전극(310)으로부터 발생된 전자를 수송하고, 제1 전극(350)으로부터 발생된 정공을 제2 전극(310)으로 이동하는 것을 방지한다.
제2 전극(350)은 전자를 공급해 주는 역할을 하는 전극으로, 투명전극 또는 반사형 전극으로 구별될 수 있는데, Li,Ca,LiF/Ca,LiF/Al,Al.Ag, Mg 및 이들의 화 합물로 형성될 수 있고, 그 위에 TO, IZO, ZnO 또는 In2O3를 형성할 수 있다. 그리고 반사형 전극으로 사용될 때에는 Ag, Mg, Al, Pt, Pd, Au, Ni, Nd, Ir, Cr 및 이들의 화합물을 증착하여 형성한다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 제2 실시예에 따른 유기 전계 발광소자의 에너지 다이어그램을 나타내는 도면이다.
전자는 "-", 정공은 "+", 그리고 Фca와 Фan 각각은 제1 전극과 제2 전극의 일함수, HOMO(Highest Occupied Molecular Orbital)와 HOMO(Lowest Unoccupied Molecular Orbital)는 최고비점유분자궤도와 최저비점유분자궤도를 나타낸다.
도 7a 및 도 7b를 참조하면, 유기 전계 발광소자는 제1 전극(Anode:310) 및 제2 전극(Cathode:350)에 전압이 인가되면 제1 전극(310) 및 제2 전극(350)으로부터 정공 및 전자가 유기 발광층(EMI:330)으로 주입되어 빛이 발생한다.
이때, 제1 전극(310)의 일함수 값은 제2 전극(350)과 동일하거나 유사하게 형성되어, 제1 전극(310)과 제2 전극(350)의 일함수 차이에 의해 발생되는 빌트인 포텐셜을 구조적으로 제거 또는 최소화시킨다.
또한, 유기 발광층(330)과 제1 전극(310) 사이에 개재된 정공 주입층(HIL:320)은 제1 정공 주입층(321), 제2 정공 주입층(322) 및 제3 정공 주입층(323)을 포함하는 다층구조로 형성됨에 따라, 제1 전극(310)에서부터 유기 발광층(330)까지의 HOMO 레벨이 점차적으로 높아지게 되어 제1 전극(310)으로부터 주입 된 정공이 보다 용이하게 유기 발광층(330)으로 이동할 수 있다.
즉, 제1 전극(310)의 일함수 값을 제2 전극(350)과 동일 또는 유사하게 형성하여 제1 전극(310)과 정공 주입층(320) 사이에 발생한 빌트인 포텐셜(Vbi)을 보상하기 위해 정공 주입층(320)을 다층으로 형성한 것이다. 이와 같이, 정공 주입층(320)을 다층 구조로 형성하여 제1 전극(310)과 제1 정공 주입층 사이에 발생한 에너지 장벽 즉, 빌트인 포텐셜(Vbi)을 감소시켜 유기 전계 발광소자(30)의 소비 전력을 감소시킬 수 있다.
도 8a는 본 발명의 제2 실시예에 따른 유기 전계 발광소자의 전류 밀도를 나타낸 그래프이다. 도 8b는 본 발명의 제2 실시예에 따른 유기 전계 발광소자의 휘도를 나타내는 그래프이다.
도 8a 및 도 8b를 참조하면, 도 8a 그래프의 X축은 전압(V)을 나타내며, Y축은 유기 전계 발광소자의 전류 밀도(J:A/cm2)을 나타내고, 도 8b 그래프의 X축은 전압(V)을 나타내며, Y축은 유기 전계 발광소자의 휘도(L:cd/m2)을 나타낸다.
종래발명의 실시예의 빌트인 포텐셜 값은 2.04(v)이고, 본 발명의 실시예는 빌트인 포텐셜의 값이 0.34v인 경우를 나타낸다.
그래프에 나타난 바에 따르면, 도 8a에서 유기 전계 발광소자의 전류밀도(A/cm2)를 1E-5.5(A/cm2)로 나타내기 위해서 종래발명은 1.6(v)의 전압이 인가되고, 본 발명에서는 0.3(v)의 전압이 인가된다. 또한, 도 8b의 유기 전계 발광소자 의 휘도(cd/m2)를 800(cd/m2)으로 나타내기 위해서 종래발명은 3.8(v)의 전압이 인가되고, 본 발명에서는 2.8(v)의 전압이 인가된다.
이와 같은 결과에 따르면, 유기 전계 발광소자에서 1E-5.5(A/cm2)의 전류밀도를 나타내기 위해 본 발명의 실시예는 종래발명의 실시예보다 1.3(v)가 감소하고, 유기 전계 발광소자에서 800(cd/m2)의 휘도를 나타내기 위해 본 발명의 실시예는 종래발명의 실시예보다 1.0(v)의 전압이 감소된 것을 알 수 있다.
즉, 동일한 전압에서 나타나는 유기 전계 발광소자의 전류밀도 및 휘도가 종래발명보다 본 발명에서 현저히 향상되며, 보다 낮은 전압에서 유기 전계 발광소자를 구동시킬 수 있다.
도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 유기 전계 발광소자의 단면도이다.
도 9를 참조하면, 유기 전계 발광소자(40)는 적어도 하나의 박막 트랜지스터가 형성된 기판(400) 상에 박막 트랜지스터와 전기적으로 연결된 제1 전극(애노드:410), 제1 전극(410) 상에 정공 주입층(HIL:420), 상기 정공 주입층(420) 상에 유기 발광층(EML:430), 상기 유기 발광층(430) 상에 형성되는 전자 주입층(EIL:440), 상기 전자 주입층(440) 상에 형성되는 제2 전극(캐소드:450)을 포함한다. 이때, 제1 전극(410)과 정공 주입층(420) 사이에는 정공의 이동도를 높이기 위해 정공 수송층이 더 형성될 수 있으며, 제2 전극(450)과 전자 주입층(440) 사이에는 전자의 이동도를 높이기 위해 전자 수송층이 더 형성될 수 있다.
한편, 제1 전극(410)과 제2 전극(450)은 서로 동일하나, 유사한 일함수 값을 갖는 전극으로 형성되어, 제1 전극(410)과 제2 전극(450)의 일함수 차이에 따라 발생하는 빌트인 포텐셜(Vbi)을 구조적으로 제거 또는 최소화시킬 수 있다.
빌트인 포텐셜(Vbi)은 아래와 같은 수학식 4에 의해 도출된 것으로,
Figure 112007022500684-pat00004
(Vbi:빌트인 포텐셜, Фan: 제1 전극의 일함수, Фca: 제2 전극의 일함수, )
빌트인 포텐셜은 캐소드와 애노드의 일함수 차이에 의해 형성된 에너지 장벽으로 정의할 수 있다. 제1 전극(410)과 제2 전극(450)의 일함수 차이에 의해 빌트인 포텐셜이 형성되면, 빌트인 포텐셜의 에너지 준위에 해당되는 만큼의 구동 전력이 손실된다. 즉, 유기 전계 발광소자(40)를 구동시키기 위해서는 빌트인 포텐셜 에너지 준위 이상의 전압이 인가되어야 제1 전극(410)으로부터 제공된 정공 및 제2 전극(450)으로부터 제공된 전자가 유기 발광층(430)으로 이동된다.
이에 따라, 본 발명에서는 빌트인 포텐셜을 제거 또는 감소시키기 위해 제1 전극(410)과 제2 전극(450)의 일함수 값을 동일 또는 유사하게 형성한다.
즉, 종래 기술에 따른 유기 전계 발광소자(100)를 구동시키기 위해서는 제1 전극(110)과 제2 전극(150)의 차에 의해 발생된 빌트인 포텐셜보다 높은 전압을 인가할 때 제2 전극(150)에서 제공된 전자가 발광층(130)으로 이동되는데 반해, 본 발명에서는 제1 전극(410)과 제2 전극(450)의 일함수 값이 동일하거나 유사하게 형성되어 종래 기술에 따른 유기 전계 발광소자(100)를 구동시키기 위해 인가된 구동 전압보다 작은 전압을 인가하여 유기 전계 발광소자(40)를 구동시킬 수 있다.
이와 같이 본 발명은 제1 전극(410)과 제2 전극(450)의 일함수 값 차이에 의해 발생된 빌트인 포텐셜을 제거 또는 최소화시켜 유기 전계 발광소자(40)를 구동시키기 위한 소비 전력을 감소시켜, 발광효율이 향상된 유기 발광층(430)을 제공할 수 있다.
또한, 제1 전극(410)과 인접한 정공 주입층(420)을 다층 구조로 형성하여 제1 전극(410)과 유기 발광층(430) 사이의 HOMO 에너지 준위의 차를 점차적으로 높여 정공의 수송 능력을 향상시키며, 제2 전극(450)과 인접한 전자 주입층(450)을 다층 구조로 형성하여 제2 전극(450)과 유기 발광층(430) 사이의 LUMO 에너지 준위의 차를 점차적으로 낮추어 정공의 수송 능력을 향상시키켜 구동 전압을 감소시킨다.
이는 제1 전극(410)을 제2 전극(450)과 동일 또는 유사한 일함수를 갖는 전극으로 형성함에 따라, 종래의 제1 전극(110)과 정공 주입층(120) 사이에서 발생하는 에너지 장벽보다 큰 에너지 장벽을 보상하기 위한 것으로, 정공 주입층(420)은 제1 정공 주입층(421), 제2 정공 주입층(422) 및 제3 정공 주입층(423)을 포함하며, 전자 주입층(440)은 제1 전자 주입층(441), 제2 전자 주입층(442) 및 제3 전자 주입층(443)을 포함한다.
제1 전극(410)과 인접한 제1 전자 주입층(421)의 HOMO 에너지 준위는 제1 전 극(410)보다 높고, 제1 정공 주입층(421)과 인접한 제2 정공 주입층(422)의 HOMO 에너지 준위는 제3 정공 주입층(423)의 HOMO 에너지 준위보다 높고, 제2 정공자 주입층(422)과 인접한 제3 정공 주입층(423)의 HOMO 에너지 준위는 제2 정공 주입층(422)의 HOMO 에너지 준위보다 높아서, 제1 전극(410)으로부터 주입된 정공이 다층의 정공 주입층(420)을 통해 저전압으로 유기 발광층(430)까지 원활히 이동할 수 있게 된다.
또한, 제2 전극(450)과 인접한 제3 전자 주입층(443)의 LUMO 에너지 준위는 제2 전극(450)보다 낮고, 제3 전자 주입층(443)과 인접한 제2 전자 주입층(442)의 LUMO 에너지 준위는 제3 전자 주입층(443)의 LUMO 에너지 준위보다 낮고, 제2 전자 주입층(442)과 인접한 제1 전자 주입층(441)의 LUMO 에너지 준위는 제2 전자 주입층(442)의 LUMO 에너지 준위보다 낮으므로, 제2 전극(450)으로부터 주입된 전자가 다층의 전자 주입층(440)을 통해 저전압으로 유기 발광층(430)까지 원활히 이동할 수 있게 된다.
이와 같이, 정공 주입층(420)을 다층 구조로 형성함에 따라, 제1 정공 주입층(421)으로부터 제3 정공 주입층(423)으로 점차적으로 에너지 장벽을 낮추어 제1 전극(410)으로부터 주입된 정공이 다층 구조의 정공 주입층(420)을 통해 유기 발광층(430)으로 점차적으로 이동할 수 있다. 또한, 전자 주입층(440)을 다층 구조로 형성함에 따라, 제2 전극(450)과 당면하고 있는 제3 전자 주입층(443)과의 에너지 장벽을 낮추고, 제3 전자 주입층(443)으로부터 제1 정공 주입층(441)으로 점차적으로 에너지 장벽을 낮추어 제2 전극(450)으로부터 주입된 전자가 다층 구조의 전자 주입층(440)을 통해 유기 발광층(430)으로 점차적으로 이동시킬 수 있다.
발광층(430)은 제1 전극(410) 및 제2 전극(450)으로부터 주입된 정공과 전자가 결합하여 여기자(exciton)를 생성하고, 이 여기자가 여기 상태에서 기저상태로 변화되면서 빛을 발광한다.
도 10a 및 도 10b는 본 발명의 제3 실시예에 따른 유기 전계 발광소자의 에너지 다이어그램을 나타내는 도면이다.
전자는 "-", 정공은 "+", 그리고 Фca와 Фan 각각은 제1 전극과 제2 전극의 일함수, HOMO(Highest Occupied Molecular Orbital)와 HOMO(Lowest Unoccupied Molecular Orbital)는 최고비점유분자궤도와 최저비점유분자궤도를 나타낸다.
도 10a 및 도 10b를 참조하면, 유기 전계 발광소자는 제1 전극(Anode:410) 및 제2 전극(Cathode:450)에 전압이 인가되면 제1 전극(410) 및 제2 전극(450)으로부터 정공 및 전자가 유기 발광층(430)으로 주입되어 빛이 발생한다.
이때, 제1 전극(410)과 제2 전극(450)은 서로 동일하나, 유사한 일함수 값을 갖는 전극으로 형성되어, 제1 전극(410)과 제2 전극(450)의 일함수 차이에 의해 발생되는 빌트인 포텐셜을 구조적으로 제거 또는 최소화시킨다.
유기 발광층(EMI:430)과 제1 전극(410) 사이에 개재된 정공 주입층(HIL:420)은 제1 정공 주입층(421), 제2 정공 주입층(422) 및 제3 정공 주입층(423)을 포함하는 다층구조로 형성됨에 따라, 제1 전극(410)에서부터 유기 발광층(430)까지의 HOMO 레벨이 점차적으로 높아지게 되어 제1 전극(410)으로부터 주입된 정공이 보다 용이하게 유기 발광층(430)으로 이동할 수 있다. 또한, 유기 발광층(430)과 제2 전극(450) 사이에 개재된 전자 주입층(EIL:440)은 제1 전자 주입층(441), 제2 전자 주입층(442) 및 제3 전자 주입층(443)을 포함하는 다층구조로 형성됨에 따라, 제2 전극(450)에서부터 유기 발광층(430)까지의 LUMO 레벨이 점차적으로 낮아지게 되어 제2 전극(450)으로부터 주입된 전자가 보다 용이하게 유기 발광층(430)으로 이동할 수 있다.
즉, 제1 전극(410)과 제2 전극(450)의 일함수 값을 동일하거나, 유사하게 형성하여 제1 전극(410)과 정공 주입층(420) 및 제2 전극(450)과 전자 주입층(440) 사이에 발생한 빌트인 포텐셜(Vbi)을 보상하기 위해 정공 주입층(420) 및 전자 주입층(440)을 다층으로 형성한 것이다. 이와 같이, 정공 주입층(420) 및 전자 주입층(440)을 다층 구조로 형성하여 제1 전극(410)과 제1 정공 주입층(421) 사이에 발생한 에너지 장벽 즉, 빌트인 포텐셜(Vbi)을 감소시켜 유기 전계 발광소자(40)의 소비 전력을 감소시킬 수 있다.
도 11a는 본 발명의 제3 실시예에 따른 유기 전계 발광소자의 전류 밀도를 나타낸 그래프이다. 도 11b는 본 발명의 제3 실시예에 따른 유기 전계 발광소자의 휘도를 나타내는 그래프이다.
도 11a 및 도 11b를 참조하면, 도 10a 그래프의 X축은 전압(V)을 나타내며, Y축은 유기 전계 발광소자의 전류 밀도(J:A/cm2)을 나타내고, 도 10b 그래프의 X축은 전압(V)을 나타내며, Y축은 유기 전계 발광소자의 휘도(L:cd/m2)을 나타낸다.
종래발명의 실시예의 빌트인 포텐셜 값은 2.04(v)이고, 본 발명의 실시예는 빌트인 포텐셜의 값이 0.14v인 경우를 나타낸다.
그래프에 나타난 바에 따르면, 도 10a에서 유기 전계 발광소자의 전류밀도(A/cm2)를 0.05(A/cm2)로 나타내기 위해서 종래발명은 2.2(v)의 전압이 인가되고, 본 발명에서는 0.4(v)의 전압이 인가된다. 또한, 도 10b의 유기 전계 발광소자의 휘도(cd/m2)를 800(cd/m2)으로 나타내기 위해서 종래발명은 3.8(v)의 전압이 인가되고, 본 발명에서는 1.9(v)의 전압이 인가된다.
이와 같은 결과에 따르면, 유기 전계 발광소자에서 0.05(A/cm2)의 전류밀도를 나타내기 위해 본 발명의 실시예는 종래발명의 실시예보다 1.8(v)가 감소하고, 유기 전계 발광소자에서 800(cd/m2)의 휘도를 나타내기 위해 본 발명의 실시예는 종래발명의 실시예보다 1.9(v)의 전압이 감소된 것을 알 수 있다.
즉, 동일한 전압에서 나타나는 유기 전계 발광소자의 전류밀도 및 휘도가 종래 발명보다 본 발명에서 현저히 향상되며, 보다 낮은 전압에서 유기 전계 발광소자를 구동시킬 수 있다.
발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시 예에 따라 구체적으로 기술되었으 나, 상기한 실시 예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주지해야 한다. 또한, 본 발명의 기술분야에서 당업자는 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시 예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
이상과 같이, 본 발명에 의하면, 보다 상세하게는 제1 전극과 제2 전극의 일함수를 조절하여 빌트인 포텐셜을 구조적으로 제거 또는 최소화시켜 구동전압을 낮추고 발광효율을 향상시켜 유기 전계 발광소자의 특성을 향상시킬 수 있다.
또한, 정공 주입층 및 전자 주입층 중 적어도 하나가 다층 구조로 형성하여 에너지 장벽을 점차적으로 낮추거나 높여 전자 및 정공을 발광층으로 원활하게 이동시킬 수 있다.

Claims (13)

  1. 제1 전극;
    상기 제1 전극 상에 형성되는 정공 주입층;
    상기 정공 주입층 상에 형성되는 발광층;
    상기 발광층 상에 형성되는 전자 주입층; 및
    상기 전자 주입층 상에 형성되는 제2 전극을 포함하며,
    상기 제1 전극과 제2 전극 일함수 절대값의 차이가 0.5eV 이하이며, 상기 정공 주입층 및 전자 주입층 중 적어도 하나가 다층인 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광소자.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 제1 전극과 제2 전극의 일함수 값은 동일한 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광소자.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 정공 주입층은 다층인 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광소자.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 정공 주입층은 상기 제1 전극과 유기 발광층 사이의 HOMO 에너지 준위인 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광소자.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 전자 주입층은 다층인 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광소자.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 전자 주입층은 상기 제2 전극과 유기 발광층 사이의 LUMO 에너지 준위인 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광소자.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 정공 주입층 및 상기 전자 주입층은 다층인 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광소자.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 정공 주입층은 상기 제1 전극과 유기 발광층 사이의 HOMO 에너지 준위이며, 상기 전자 주입층은 상기 제2 전극과 유기 발광층 사이의 LUMO 에너지 준위인 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광소자.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 전극과 정공 주입층 사이에 정공 수송층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광소자.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 전극과 전자 주입층 사이에 전자 수송층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광소자.
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 전극과 제2 전극은 동일한 물질인 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광소자.
  12. 적어도 하나의 박막 트랜지스터, 상기 박막 트랜지스터와 전기적으로 연결된 유기 전계 발광소자를 포함하는 유기 전계 발광표시장치에 있어서,
    상기 유기 전계 발광소자는
    제1 전극;
    상기 제1 전극 상에 형성되는 정공 주입층;
    상기 정공 주입층 상에 형성되는 발광층;
    상기 발광층 상에 형성되는 전자 주입층; 및
    상기 전자 주입층 상에 형성되는 제2 전극을 포함하며,
    상기 제1 전극과 제2 전극 일함수 절대값의 차이가 0.5eV 이하이며, 상기 정공 주입층 및 전자 주입층 중 적어도 하나가 다층인 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광표시장치.
  13. 제12 항에 있어서, 상기 제1 전극과 제2 전극의 일함수 값은 동일한 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광표시장치.
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