JP2011165646A

JP2011165646A - 有機発光装置

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Publication number: JP2011165646A
Application number: JP2010180326A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Uchijo; 強内城
Original assignee: Samsung Mobile Display Co Ltd
Current assignee: Samsung Display Co Ltd
Priority date: 2010-02-05
Filing date: 2010-08-11
Publication date: 2011-08-25
Anticipated expiration: 2030-08-11
Also published as: KR20110091260A; US8405120B2; KR101135536B1; JP5717373B2; US20110193130A1

Abstract

【課題】色特性が優れていて、効率の高い白色発光が可能な有機発光装置を提供する。
【解決手段】有機発光装置は、第１電極と、前記第１電極上に位置し、同一または互いに異なる色を表示する少なくとも二つの発光ユニットを含む発光部材と、前記発光部材上に位置する第２電極と、前記第２電極上に位置し、少なくとも一つの色を表示する発光体を含む封止用充填層と、を含む。また、前記少なくとも二つの発光ユニットで表示する色および前記発光体で表示する色を組み合わせて白色を表示する。
【選択図】図１

Description

本発明は、有機発光装置に関する。

最近、表示装置および照明装置として有機発光装置（ｏｒｇａｎｉｃｌｉｇｈｔｅｍｉｔｔｉｎｇｄｉｏｄｅｄｅｖｉｃｅ、ＯＬＥＤｄｅｖｉｃｅ）が注目されている。

有機発光装置は、二つの電極およびその間に位置する発光層を含み、一つの電極から注入された電子（ｅｌｅｃｔｒｏｎ）および他の電極から注入された正孔（ｈｏｌｅ）が発光層で結合して励起子（ｅｘｃｉｔｏｎ）を形成し、励起子がエネルギーを放出して発光する。

有機発光装置は、自己発光型で別途の光源が不要であるため、消費電力の側面で有利であるだけでなく、応答速度、視野角、およびコントラスト比（ｃｏｎｔｒａｓｔｒａｔｉｏ）も優れている。

一方、有機発光装置は、画素ごとに赤色サブ画素、青色サブ画素、および緑色サブ画素などの複数のサブ画素を含み、これらのサブ画素を組み合わせてフルカラー（ｆｕｌｌｃｏｌｏｒ）を表現することができる。

この時、赤色サブ画素、青色サブ画素、および緑色サブ画素は、各々赤色発光層、青色発光層、および緑色発光層を含むことによって色を表現することができる。このような発光層は、微細シャドーマスク（ｆｉｎｅｓｈａｄｏｗｍａｓｋ）を使用してサブ画素別に蒸着することができる。しかし、表示装置が大面積化されることにより、微細シャドーマスクを使用してサブ画素ごとに発光層を蒸着するには限界がある。

そのため、表示装置全体に赤色発光層、青色発光層、および緑色発光層を順次に積層して白色発光し、発光した光が通過する位置に色フィルターを配置して、サブ画素別に赤色、緑色、および青色を表現する技術が提案された。

しかし、このような白色発光の場合、各発光層の特性によって色特性および効率が異なることがあり、安定性が低下することがある。

そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、色特性が優れていて、効率の高い白色発光が可能な、新規かつ改良された有機発光装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、第１電極と、前記第１電極上に位置し、同一または互いに異なる色を表示する少なくとも二つの発光ユニットを含む発光部材と、前記発光部材上に位置する第２電極と、前記第２電極上に位置し、少なくとも一つの色を表示する発光体を含む封止用充填層と、を含む、有機発光装置が提供される。

前記少なくとも二つの発光ユニットで表示する色および前記発光体で表示する色を組み合わせて白色を表示することができる。

前記発光ユニットは前記発光体で表示する色より短波長領域の色を表示することができる。

前記発光ユニットは青色を表示し、前記発光体は緑色、赤色、またはこれらの組み合わせを表示することができる。

前記発光ユニットは、同一の色を表示する第１発光ユニットおよび第２発光ユニットを含み、前記第１発光ユニットおよび前記第２発光ユニットは各々青色を表示し、前記発光体は緑色を表示する発光体および赤色を表示する発光体を含むことができる。

前記発光ユニットは、互いに異なる色を表示する第１発光ユニットおよび第２発光ユニットを含み、前記第１発光ユニットおよび前記第２発光ユニットのうちの少なくとも一つは、前記発光体で表示する色より短波長領域の色を表示することができる。

前記第１発光ユニットは、青色および赤色のうちのいずれか一方の色を表示し、前記第２発光ユニットは、他方の色を表示し、前記発光体は緑色を表示することができる。

前記第１発光ユニットは、青色および緑色のうちのいずれか一方の色を表示し、前記第２発光ユニットは、他方の色を表示し、前記発光体は赤色を表示することができる。

前記発光部材は、隣接する前記発光ユニットの間に位置する電荷生成層を含むことができる。

前記第２電極は透明電極であることができる。

以上説明したように本発明によれば、色特性および効率を改善して、安定した白色を実現することができる。

本発明の一実施形態による有機発光装置を概略的に示した断面図である。具現例による有機発光装置を示した断面図である。具現例による有機発光装置を示した断面図である。具現例による有機発光装置を示した断面図である。具現例による有機発光装置を示した断面図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

図面では、各種層および領域を明確に表現するために厚さを拡大して示した。層、膜、領域、板などの部分がある部分の「上に」あるとする時、これはある部分の「すぐ上に」ある場合だけでなく、その中間にまた他の部分がある場合も含む。一方、ある部分が他の部分の「すぐ上に」あるとする時、これはその中間に他の部分がないことを意味する。

以下、本発明の一実施形態による有機発光装置について、図１を参照して説明する。
図１は本発明の一実施形態による有機発光装置を概略的に示した断面図である。

図１を参照すれば、本発明の一実施形態による有機発光装置は、基板１０、下部電極２０、下部電極２０上に位置する発光部材３５、発光部材３５上に位置する上部電極６０、上部電極６０上に位置する封止用充填層７０、および封止用充填層７０上に位置する封止基板８０を含む。

基板１０は、例えばガラスまたは高分子から形成される。

下部電極２０は、アノード（ａｎｏｄｅ）またはカソード（ｃａｔｈｏｄｅ）であり、透明導電体または不透明導電体から形成される。透明導電体は、例えばＩＴＯ、ＩＺＯ、またはこれらの組み合わせであり、不透明導電体は、例えばアルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、またはこれらの組み合わせである。

発光部材３５は、第１発光ユニット３０、第２発光ユニット５０、および第１発光ユニット３０と第２発光ユニット５０との間に位置する電荷生成層４０を含む。しかし、必ずしもこれに限定されるのではなく、三つ以上の発光ユニットを含むこともでき、この場合には、隣接する発光ユニットの間には電荷生成層が形成される。

第１発光ユニット３０および第２発光ユニット５０は、同一または互いに異なる色を表示することができる。第１発光ユニット３０および第２発光ユニット５０で表示する色は、後述する発光体で表示する色と組み合わせて白色を表示することができる。

第１発光ユニット３０は、色を表示する発光層３２、および発光層３２の下部および上部に位置する補助層３１、３３を含む。下部電極２０が例えばアノードである場合には、補助層３１は正孔注入層および正孔伝達層から選択された少なくとも一つであり、補助層３３は電子注入層および電子伝達層から選択された少なくとも一つである。しかし、補助層３１、３３のうちの少なくとも一つは省略することができる。

第２発光ユニット５０も、また、色を表示する発光層５２、及び発光層５２の下部および上部に位置する補助層５１、５３を含む。上部電極６０が例えばカソードである場合には、補助層５１は正孔注入層および正孔伝達層から選択された少なくとも一つであり、補助層５３は電子注入層および電子伝達層から選択された少なくとも一つである。しかし、補助層５１、５３のうちの少なくとも一つは省略することができる。

電荷生成層４０は、電子-正孔の対を生成することができる層であって、ここで生成された正孔は一側の発光ユニットに伝達され、電子は他側の発光ユニットに伝達される。例えば、下部電極２０がアノードであり、上部電極６０がカソードである場合、電荷生成層４０で生成された電子は第１発光ユニット３０に移動し、正孔は第２発光ユニット５０に移動することができる。

このように、第１発光ユニット３０と第２発光ユニット５０との間に電荷生成層４０が形成されることによって、電流効率を向上させて、素子の寿命を改善することができる。

発光部材３５上には上部電極６０が形成されている。上部電極６０は透過電極であり、これにより発光部材３５から放出される光を上部電極６０を通じて上部に排出することができる。上部電極６０は、例えばＩＴＯまたはＩＺＯなどの導電性酸化物から形成されたり、アルミニウム（Ａｌ）または銀（Ａｇ）などを薄い厚さに形成することができる。

上部電極６０上には封止用充填層７０が形成されている。封止用充填層７０は、充填材７１および発光体７２を含む。

充填材７１は、無機充填材、有機充填材、またはこれらの組み合わせである。

発光体７２は、光によって刺激されて自らの固有の波長範囲の光を発光する光発光物質を含み、例えば蛍光体、半導体ナノ結晶などの量子点、またはこれらの組み合わせである。

蛍光体は、例えば青色蛍光体、緑色蛍光体、または赤色蛍光体であり、二種類以上が混合されて構成されてもよい。

半導体ナノ結晶は特に制限されず、例えばＩＩ-ＶＩ族半導体化合物、ＩＩ-Ｖ族半導体化合物、ＩＩＩ-ＶＩ族半導体化合物、ＩＩＩ-Ｖ族半導体化合物、ＩＶ-ＶＩ族半導体化合物、ＩＩ-ＩＩＩ-ＶＩ族化合物、ＩＩ-ＩＶ-ＶＩ族化合物、ＩＩ-ＩＶ-Ｖ族化合物、およびこれらの合金、およびこれらの組み合わせからなる群より選択されるものである。

この時、発光体７２で表示する色は、第１発光ユニット３０および第２発光ユニット５０で表示する色と組み合わせて白色を表示することができる。また、第１発光ユニット３０および第２発光ユニット５０のうちの少なくとも一つは、発光体７２で表示する色より短波長領域の色を表示することができる。

封止用充填層７０上には封止基板８０が形成されている。封止基板８０は、ガラス、金属、または高分子膜などから形成され、発光部材３５を密封して、外部から流入する水分および酸素を遮断することができる。

これについて、図２〜図５を図１と共に参照して説明する。
図２〜図５は具現例による有機発光装置を示した断面図である。

図２〜図５において、図１と同一な符号は同一な構成要素を示す。以下では、発光部材３５および封止用充填層７０を中心に説明するが、図１と重複する説明は省略する。

図２を参照すれば、一具現例による有機発光装置において、第１発光ユニット３０および第２発光ユニット５０は各々青色発光ユニットであり、封止用充填層７０は赤色発光体７２Ｒを含む。しかし、必ずしも赤色発光体に限定されるのではなく、青色より長い波長領域の色を表示する発光体であれば同一に適用することができる。

具体的に、第１発光ユニット３０は、青色発光層３２Ｂ、正孔輸送層および正孔注入層の中から選択された少なくとも一つを含む補助層３１Ｂ、そして電子輸送層および電子注入層の中から選択された少なくとも一つを含む補助層３３Ｂを含む。

第２発光ユニット５０は、青色発光層５２Ｂ、正孔輸送層および正孔注入層の中から選択された少なくとも一つを含む補助層５１Ｂ、そして電子輸送層および電子注入層の中から選択された少なくとも一つを含む補助層５３Ｂを含む。

赤色発光体７２Ｒは、青色発光層３２Ｂ、５２Ｂから放出された光によって刺激されて固有の色を表示することができ、赤色発光体７２Ｒおよび青色発光層３２Ｂ、５２Ｂで表示する色を組み合わせて白色を表示することができる。

図３を参照すれば、他の具現例による有機発光装置において、第１発光ユニット３０および第２発光ユニット５０は各々青色発光ユニットであり、封止用充填層７０は赤色発光体７２Ｒ及び緑色発光体７２Ｇを含む。しかし、必ずしも赤色発光体および緑色発光体に限定されるのではなく、青色より長い波長領域の色を表示する発光体が二種類以上含まれていれば同一に適用することができる。

赤色発光体７２Ｒ及び緑色発光体７２Ｇは、青色発光層３２Ｂ、５２Ｂから放出された光によって刺激されて固有の色を表示することができ、赤色発光体７２Ｒ、緑色発光層７２Ｇ、および青色発光層３２Ｂ、５２Ｂで表示する色を組み合わせて白色を表示することができる。

図４を参照すれば、また他の具現例による有機発光装置において、第１発光ユニット３０は青色発光ユニットであり、第２発光ユニット５０は赤色発光ユニットであり、封止用充填層７０は緑色発光体７２Ｇを含む。

第２発光ユニット５０は、赤色発光層５２Ｒ、正孔輸送層および正孔注入層の中から選択された少なくとも一つを含む補助層５１Ｒ、そして電子輸送層および電子注入層の中から選択された少なくとも一つを含む補助層５３Ｒを含む。

緑色発光体７２Ｇは、青色発光層３２Ｂから放出された光によって刺激されて固有の色を表示することができ、青色発光層３２Ｂ、赤色発光層５２Ｒ、および緑色発光体７２Ｇで表示する色を組み合わせて白色を表示することができる。

図５を参照すれば、また他の具現例による有機発光装置において、第１発光ユニット３０は青色発光ユニットであり、第２発光ユニット５０は緑色発光ユニットであり、封止用充填層７０は赤色発光体７２Ｒを含む。

第２発光ユニット５０は、緑色発光層５２Ｇ、正孔輸送層および正孔注入層の中から選択された少なくとも一つを含む補助層５１Ｇ、そして電子輸送層および電子注入層の中から選択された少なくとも一つを含む補助層５３Ｇを含む。

赤色発光体７２Ｒは、青色発光層３２Ｂおよび緑色発光層５２Ｇから放出された光によって刺激されて固有の色を表示することができ、青色発光層３２Ｂ、緑色発光層５２Ｇ、および赤色発光体７２Ｒで表示する色を組み合わせて白色を表示することができる。

前記では、説明の便宜上、赤色、緑色、および青色を中心に例示したが、必ずしもこれに限定されるのではなく、発光ユニットの発光層で表示する色および充填層の発光体で表示する色を組み合わせて白色光を発光することができれば、多様に色を組み合わせることが可能である。

前記のように、二つ以上の発光ユニットを積層してこれらの発光ユニットで表示する色および発光体で表示する色を組み合せることによって、発光層を順次に積層して白色を表示するのに比べて安定した白色を実現することができる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

１０基板
２０下部電極
３０第１発光ユニット
３５発光部材
４０電荷生成層
５０第２発光ユニット
６０上部電極
７０封止用充填層
７１充填材
７２発光体
７２Ｒ赤色発光体
７２Ｇ緑色発光体
８０封止基板

Claims

第１電極と、
前記第１電極上に位置し、同一または互いに異なる色を表示する少なくとも二つの発光ユニットを含む発光部材と、
前記発光部材上に位置する第２電極と、
前記第２電極上に位置し、少なくとも一つの色を表示する発光体を含む封止用充填層と、を含む、有機発光装置。
前記少なくとも二つの発光ユニットで表示する色および前記発光体で表示する色を組み合わせて白色を表示する、請求項１に記載の有機発光装置。
前記発光ユニットは前記発光体で表示する色より短波長領域の色を表示する、請求項２に記載の有機発光装置。
前記発光ユニットは青色を表示し、
前記発光体は緑色、赤色、またはこれらの組み合わせを表示する、請求項３に記載の有機発光装置。
前記発光ユニットは、同一の色を表示する第１発光ユニットおよび第２発光ユニットを含み、
前記第１発光ユニットおよび前記第２発光ユニットは各々青色を表示し、
前記発光体は緑色を表示する発光体および赤色を表示する発光体を含む、請求項３に記載の有機発光装置。
前記発光ユニットは、互いに異なる色を表示する第１発光ユニットおよび第２発光ユニットを含み、
前記第１発光ユニットおよび前記第２発光ユニットのうちの少なくとも一つは、前記発光体で表示する色より短波長領域の色を表示する、請求項２に記載の有機発光装置。
前記第１発光ユニットは、青色および赤色のうちのいずれか一方の色を表示し、前記第２発光ユニットは、他方の色を表示し、前記発光体は緑色を表示する、請求項６に記載の有機発光装置。
前記第１発光ユニットは、青色および緑色のうちのいずれか一方の色を表示し、前記第２発光ユニットは、他方の色を表示し、前記発光体は赤色を表示する、請求項６に記載の有機発光装置。
前記発光部材は、隣接する前記発光ユニットの間に位置する電荷生成層を含む、請求項１〜８のいずれか１項に記載の有機発光装置。
前記第２電極は透明電極である、請求項１〜９のいずれか１項に記載の有機発光装置。