JP2024077621A - 表示パネル及びそれを含む電子装置 - Google Patents

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Abstract

Figure 2024077621000001
【課題】表示効率及び表示寿命が向上された表示パネル及びそれを含む電子装置を提供する。
【解決手段】回路層(DP-CL)と、白色光を放出する発光素子(EL1)と、を含む表示素子層(ED)を含み、発光素子は、それぞれ第1電極(EL1)と、光学補助層(OAL)と、導電層(CDL)と、正孔輸送領域(HTL)と、正孔輸送領域の上に配置され、第1光を生成する第1発光層と、第1発光層の上に配置される発光補助部(EAP)と、発光補助部の上に配置され、第1光とは異なる第2光を生成する第2発光層と、第1発光層と発光補助部との間に配置されるか、または発光補助部と第2発光層との間に配置され、第1光及び第2光のそれぞれとは異なる第3光を生成する第3発光層と、第2発光層の上に配置される電子輸送領域(ETL)と、電子輸送領域の上に配置される第2電極(EL2)と、を含む表示パネルを提供する。
【選択図】図4a

Description

本発明は複数個の発光層を含む表示パネル及びそれを含む電子装置に関する。
身体に着用可能な形の多様な電子装置が開発されているが、このような装置は通常ウェアラブル(wearable)電子装置と呼ばれる。ウェアラブル電子装置は人体の一部または衣服に取り外し可能な多様な形態を有する。ウェアラブル電子装置の一例として、ユーザの頭に取り付けられる装置があるが、このような装置を、例えば、HMD(head-mounted device)と呼ぶ。HMDのような装置はユーザと近距離に配置されるため、画素を区分する線がユーザに視認されるSDE(screen door effect)を解消するための方法の開発が求められている。
韓国登録特許第10-1182442号公報 米国特許第11289669号明細書 韓国登録特許第10-2366022号公報 韓国公開特許第10-2020-0001045号公報 韓国公開特許第10-2021-0086336号公報 韓国登録特許第10-0968886号公報
Jang Jo et al., OLED Microdisplays for AR/VR Applications: Technical Approaches Toward Realization of over 10,000 Nits Full-Color Panels, Volume53, Issue1 ,June 2022, Pages 287- 290
本発明の目的は、表示効率及び表示寿命が向上された表示パネル及びそれを含む電子装置を提供することである。
一実施形態は、回路層と、前記回路層の上に配置される画素定義膜と、前記画素定義膜によって区分され、白色光を放出する第1発光素子、第2発光素子、及び第3発光素子と、を含む表示素子層を含み、前記第1発光素子、前記第2発光素子、及び前記第3発光素子のそれぞれは、第1電極と、前記第1電極の上に配置される光学補助層と、前記光学補助層の上に配置される導電層と、前記導電層の上に配置される正孔輸送領域と、前記正孔輸送領域の上に配置され、第1光を生成する第1発光層と、前記第1発光層の上に配置される発光補助部と、前記発光補助部の上に配置され、前記第1光とは異なる第2光を生成する第2発光層と、前記第1発光層と前記発光補助部との間に配置されるか、または前記発光補助部と前記第2発光層との間に配置され、前記第1光及び前記第2光のそれぞれとは異なる第3光を生成する第3発光層と、前記第2発光層の上に配置される電子輸送領域と、前記電子輸送領域の上に配置される第2電極と、を含む表示パネルを提供する。
前記第1発光素子、前記第2発光素子、及び前記第3発光素子のそれぞれに含まれる前記光学補助層は厚さがいずれも同じである。
前記光学補助層は、酸化シリコン、酸窒化シリコン、及び窒化シリコンのうち少なくとも一つを含む。
前記光学補助層の厚さは150nm以上200nm以下である。
前記導電層は前記光学補助層をカバーし、前記導電層は前記第1電極の上面と接触する。
前記導電層、前記正孔輸送領域、前記発光補助部、及び前記電子輸送領域の厚さの和は50nm以上250nm以下である。
前記第1光、前記第2光、及び前記第3光のうちいずれか一つの光は6次共振し、他の一つの光は4次共振し、残りの一つの光は3次共振する。
前記画素定義膜は前記第1電極と離隔され、前記光学補助層と同じ材料からなる。
前記正孔輸送領域は一つの層(single layer)で提供され、前記回路層は前記第1電極と前記第1電極に隣接した前記画素定義膜から露出される露出部分とを含み、前記正孔輸送領域は前記露出部分と接触する。
前記第1発光素子に重畳する第1フィルタと、前記第2発光素子に重畳する第2フィルタと、前記第3発光素子に重畳する第3フィルタとを含み、前記表示素子層の上に配置されるカラーフィルタ層を更に含み、前記第1フィルタは赤色光を透過し、前記第2フィルタは緑色光を透過し、前記第3フィルタは青色光を透過する。
前記第1光は青色光で、前記第2光は赤色光で、前記第3光は緑色光である。
前記第1光及び前記第3光のうちいずれか一つは赤色光で、残りの一つは緑色光で、前記第2光は青色光である。
他の実施形態は、表示パネルと、前記表示パネルと対向するレンズ部と、を含み、前記表示パネルは、回路層と、前記回路層の上に配置される表示素子層とを含み、前記表示素子層は、前記回路層の上に配置される画素定義膜と、前記画素定義膜によって区分され、白色光を放出する第1発光素子、第2発光素子、及び第3発光素子と、を含み、前記第1発光素子、前記第2発光素子、及び前記第3発光素子のそれぞれは、第1電極と、前記第1電極の上に配置される光学補助層と、前記光学補助層の上に配置される導電層と、前記導電層の上に配置される正孔輸送領域と、前記正孔輸送領域の上に配置され、第1光を生成する第1発光層と、前記第1発光層の上に配置される発光補助部と、前記発光補助部の上に配置され、前記第1光とは異なる第2光を生成する第2発光層と、前記第1発光層と前記発光補助部との間に配置されるか、または前記発光補助部と前記第2発光層との間に配置され、前記第1光及び前記第2光のそれぞれとは異なる第3光を生成する第3発光層と、前記第2発光層の上に配置される電子輸送領域と、前記電子輸送領域の上に配置される第2電極と、を含む電子装置を提供する。
前記第1発光素子、前記第2発光素子、及び前記第3発光素子のそれぞれに含まれる前記光学補助層は厚さがいずれも同じである。
前記第1光は6次共振し、前記第2光は4次共振し、前記第3光は3次共振する。
一実施形態に係る表示パネルは、光学補助層を含むことで優れた表示効率及び表示寿命を示す。
一実施形態に係る電子装置は、光学補助層を含む表示パネルを含むことで、優れた表示効率及び表示寿命を示す。
一実施形態に係る電子装置を示す分解斜視図である。 一実施形態に係る電子装置を示す斜視図である。 図2aに示した電子装置の分解斜視図である。 一実施形態に係る表示パネルを示す平面図である。 一実施形態に係る表示パネルの一部分を示す断面図である。 一実施形態に係る表示パネルの一部分を示す平面図である。 一実施形態に係る発光素子を示す断面図である。 一実施形態に係る発光素子を示す断面図である。 一実施形態に係る発光素子を示す断面図である。 一実施形態に係る表示パネルの断面図である。 一実施形態に係る表示パネルの一部分の拡大断面図である。 一実施形態に係る表示パネルの一部分を示す平面図である。 実施例及び比較例の表示パネルから放出された光の発光スペクトルを示す図である。
本発明は、多様な変更を加えることができ、多様な形態を有することができるゆえ、特定の実施形態を図面に例示し、本文に詳細に説明する。しかし、これは本発明を特定な開示形態に対して限定しようとするのではなく、本発明の思想及び技術範囲に含まれる全ての変更、均等物および代替物を含むと理解すべきである。
本明細書において、ある構成要素(または領域、層、部分など)が他の構成要素の「上にある」、または「結合される」と言及されれば、それは他の構成要素の上に直接配置・連結・結合され得るか、またはそれらの間に第3の構成要素が配置され得ることを意味する。
同じ図面符号は同じ構成要素を指す。また、図面において、構成要素の厚さ、割合、及び寸法は技術的内容の効果的な説明のために誇張されている。「及び/または」は、関連する構成要素が定義する一つ以上の組み合わせを全て含む。
第1、第2などの用語は多様な構成要素を説明するのに使用されるが、構成要素は用語に限らない。用語は一つの構成要素を他の構成要素から区別する目的にのみ使用される。例えば、本発明の権利範囲を逸脱しないながらも第1構成要素は第2構成要素と命名されてもよく、類似して第2構成要素も第1構成要素と命名されてもよい。単数の表面は、文脈上明白に異なるように意味しない限り複数の表現を含む。
また、「下に」、「下側に」、「上に」、「上側に」などの用語は、図面に示した構成要素の連関関係を説明するために使用される。用語は相対的な概念であって、図面に示した方向を基準に説明される。
「含む」または「有する」などの用語は明細書の上に記載された特徴、数字、ステップ、動作、構成要素、部品またはこれらを組み合わせたものが存在することを指定するものであって、一つまたはそれ以上の他の特徴や数字、ステップ、動作、構成要素、部品またはこれらを組み合わせたものの存在または付加可能性を予め排除しないと理解すべきである。
異なるように定義されない限り、本明細書で使用された全ての用語(技術的及び科学的用語を含む)は、本発明の属する技術分野の当業者によって一般的に理解されるようなものと同じ意味を有する。また、一般的に使用される辞書で定義された用語のような用語は、関連技術の脈絡で有する意味と一致する意味を有すると解釈すべきであって、ここで明示的に定義されない限り、過度に理想的であるか形式的な意味で解釈してはならない。
以下、図面を参照して一実施形態に係る表示パネル及びそれを含む電子装置について説明する。
図1は、一一実施形態に係る電子装置EAを示す斜視図である。電子装置EAは、電気的信号によって活性化される装置である。例えば、電子装置EAは、テレビ、モニタ、外部広告板、ゲーム機、パソコン、ノートパソコン、携帯電話、タブレット、ナビゲーション、及びウェアラブル装置であってもよいが、実施例はこれに限らない。
図1では電子装置EAの一例として、ヘッドマウントディスプレイ(Head Mounted Display、HMD)装置を示している。ヘッドマウントディスプレイ装置は、ユーザの頭に取り付けられてユーザに画像または映像が表示される画面を提供する装置である。ヘッドマウントディスプレイ装置は、実際の外部のものに基づいて拡張現実(augmented reality、AR)を提供するシー・スルー(see-through)型と、外部のものとは独立した画面でユーザに仮想現実(virtual reality、VR)を提供するシー・クローズド(see-closed)型とを含む。
図1を参照すると、電子装置EAは、表示パネルDPと、表示パネルDPと対向するレンズ部LSとを含む。また、電子装置EAは、メインフレームMFと、カバーフレームCFと、固定部FPとを含む。
メインフレームMFはユーザの顔に着用される部分である。メインフレームMFはユーザの頭(顔)の形状に相応する形状を有する。例えば、固定部FPの長さはユーザの頭囲によって調節される。固定部FPはメインフレームMFが容易に容易に取り付けられるようにするための構造物であって、ストラップ、帯などを含む。但し、実施例はこれに限らず、固定部FPはメインフレームMFと結合されるヘルメットまたはメガネのつるなど多様な形態であってもよい。
メインフレームMFにはレンズ部LS、表示パネルDP、及びカバーフレームCFが実装される。メインフレームMFはレンズ部LS及び表示パネルDPが収納される空間や構造を含む。
レンズ部LSは表示パネルDPとユーザとの間に配置される。レンズ部LSは表示パネルDPから出射された光を通過してユーザに提供する。例えば、レンズ部LSは、マルチチャネルレンズ、凸レンツ、凹レンズ、球面レンズ、非球面レンズ、単一レンズ、複合レンズ、標準レンズ、挟角レンズ、広角レンツ、固定焦点レンズ、可変焦点レンズなど多様な種類のレンズを含む。
レンズ部LSは、第1レンズLS1と第2レンズLS2とを含む。第1レンズLS1及び第2レンズLS2はユーザの左眼及び右眼の位置に対応するように配置される。第1レンズLS1及び第2レンズLS2はメインフレームMFの内部に収納される。
表示パネルDPはメインフレームMFに固定された状態で提供されてもよく、取り外し可能な状態で提供されてもよい。一実施例の表示パネルDPは光学補助層OAL(図4a)を含むことで、表示効率及び表示寿命が優秀な特性を示す。表示パネルDPについては後ほど詳細に説明する。
カバーフレームCFは表示パネルDPの一面上に配置されて表示パネルDPを保護する。カバーフレームCFとレンズ部LSは表示パネルDPを間に挟んで離隔される。
図1及び以下の図面には第1方向軸DR1、第2方向軸DR2および第3方向軸DR3を示したが、本明細書で説明される第1方向軸DR1、第2方向軸DR2および第3方向軸DR3が指示する方向は相対的な概念であって、他の方向に変換されてもよい。また、第1方向軸DR1、第2方向軸DR2および第3方向軸DR3が指示する方向は第1方向、第2方向および第3方向と説明され、同じ図面符号が使用される。本明細書において、第1方向軸DR1と第2方向軸DR2は互いに直交し、第3方向軸DR3は第1方向軸R1と第2方向軸DR2が定義する平面に対する法線方向である。
電子装置EAの厚さ方向は、第1方向軸DR1及び第2方向軸DR2が定義する表面に対する法線方向である第3方向軸DR3と平行な方向である。本明細書において、電子装置EAを構成する部材の前面(または上面)と背面(または下面)は第3方向軸DR3を基準に定義される。本明細書において、「平面上において」は第1方向軸DR1及び第2方向軸DR2が定義する平面と平行な面を意味し、「断面上において」は第3方向軸DR3と平行な面を意味する。
図2aは本発明の電子装置の他の実施例を示す斜視図であって、電子装置EA-aの一例として携帯電話を示している。電子装置EA-aはアクティブ領域AA-DDを介して映像IMを表示する。アクティブ領域AA-DDは第1方向軸DR1と第2方向軸DR2によって定義される平面を含む。アクティブ領域AA-DDは第1方向軸DR1と第2方向軸DR2が定義される平面の少なくとも一側から曲げられる曲面を含む。しかし、これは例示的なものであって、アクティブ領域AA-DDの形状はこれに限らない。例えば、アクティブ領域AA-DDは平面のみを含んでもよく、アクティブ領域AA-DDは平面の少なくとも2つ以上、例えば、4つの側面からそれぞれ曲げられる曲面を更に含んでもよい。
周辺領域NAA-DDはアクティブ領域AA-DDに隣接する。周辺領域NAA-DDはアクティブ領域AA-DDを囲む。それによって、アクティブ領域AA-DDの形状は実質的に周辺領域NAA-DDによって定義される。但し、これは例示的な図示であって、周辺領域NAA-DDはアクティブ領域AA-DDの一側にのみ隣接して配置されてもよく、省略されてもよい。アクティブ領域AA-DDは多様な形状に提供され、いずれか一つの実施例に限らない。
図2bは、図2aに示した電子装置EA-aの分解斜視図である。図2bを参照すると、電子装置EA-aは、筐体HAUと、表示パネルDPと、ウィンドウ部材WMとを含む。
ウィンドウ部材WMは表示パネルDPの外側全体をカバーする。ウィンドウ部材WMは透過領域TAとベゼル領域BZAとを含む。透過領域TA及びベゼル領域BZAを含むウィンドウ部材WMの前面は表示装置EA-aの前面に当たる。透過領域TAは図2aに示した電子装置EA-aのアクティブ領域AA-DDに対応し、ベゼル領域BZAは図2aに示した電子装置EA-aの周辺領域NAA-DDに対応する。
透過領域TAは光学的に透明な領域である。ベゼル領域BZAは透過領域TAに比べ相対的に光透過率が低い領域である。ベゼル領域BZAは所定のカラーを有する。ベゼル領域BZAは透過領域TAに隣接して透過領域TAを囲む。ベゼル領域BZAは透過領域TAの形状を定義する。但し、実施例はこれに限らず、ベゼル領域BZAは透過領域TAの一側にのみ隣接して配置されてもよく、一部分が省略されてもよい。
一実施例の表示パネルDPは光学補助層OAL(図4a)を含むことで、表示効率及び表示寿命が優秀な特性を示す。表示パネルDPについては後ほど詳細に説明する。
図示していないが、表示パネルDPの上には入力感知部が提供される。入力感知部は外部から印加される外部入力を感知する。外部入力はユーザの入力である。ユーザの入力はユーザの身体の一部、光、熱、ペン、または圧力なと、多様な形態の外部入力を含む。より詳しくは、入力感知部(図示せず)は後述する表示パネルDPの封止層TFE(図4a)の上に配置される。また、入力感知部(図示せず)は封止すTFE(図4a)の上に直接配置されるか、封止部TFE(図4a)の上に配置される接着部材(図示せず)の上に直接配置されてもよい。接着部材は通常の接着剤または粘着剤を含む。
本発明において、ある構成要素(または領域、層、部分など)が他の構成要素の上に「直接配置」されると言及されれば、ある構成要素と他の構成要素との間には第3の構成要素が配置されないことを意味する。つまり、ある構成要素が他の構成要素の上に「直接配置」されるとは、ある構成要素と他の構成要素が「接触」することを意味する。
筐体HAUは表示パネルDPなどを収納する。筐体HAUはウィドウ部材WMと結合される。
図3は、一実施例の表示パネルDPを示す平面図である。以下、表示パネルDPに関する説明は図1及び図2bに示す電子装置ED、ED-aが含む表示パネルDPに同じく適用される。
図3を参照すると、表示装置DPは発光領域PXAと非発光領域NPXAとを含む。非発光領域NPXAは発光領域PXAを囲む。発光領域PXAは複数個で提供される。発光領域PXAは、第1発光領域PXA-1と、第2発光領域PXA-2と、第3発光領域PXA-3とを含む。第1発光領域PXA-1、第2発光領域PXA-2、及び第3発光領域PXA-3のそれぞれは異なる波長領域の光を放出する。第1発光領域PXA-1は第1光を放出し、第2発光領域PXA-2は第1光とは異なる第2光を放出する。第3発光領域PXA-3は第1光及び第2光とは異なる第3光を放出する。
第1発光領域PXA-1、第2発光領域PXA-2、第3発光領域PXA-3のうち第3発光領域PXA-3の面積が最も大きく、第2発光領域PXA-2の面積が最も小さい。但し、これは例示的なものであって、第1発光領域PXA-1、第2発光領域PXA-2、第3発光領域PXA-3の面積はこれに限らない。図3において、第1発光領域PXA-1と第3発光領域PXA-3が一つの行で交互に配列され、第2発光領域PXA-2は第1発光領域PXA-1及び第3発光領域PXA-3とは離隔されて他の行に配列されると示している。但し、これは例示的なものであって、第1発光領域PXA-1、第2発光領域PXA-2、第3発光領域PXA-3の配列はこれに限らない。
図4aは、一実施例の表示パネルの断面図である。図4aは図3のI-I’線に対応する部分を示す断面図であり、一実施例による表示パネルDPの断面図である。図4bは、一実施例の表示パネルの一部分を示す平面図である。図4bは図3のAAに対応する部分を示す図である。説明の便宜上、図4bでは第1電極EL1-1、EL1-2、EL1-3及び光学補助層OALのみを示している。図5aは、一実施例の発光素子の断面図である。図5bは、一実施例の発光素子の断面図である。図5cは、一実施例の発光素子の断面図である。図5aから図5cで説明した発光素子に関する説明は図4aの第1発光素子、第2発光素子および第3発光素子のそれぞれに同じく適用される。
図4aを参照すると、表示パネルDPは、ベース層BSと、ベース層BSの上に配置される回路層DP-CLと、回路層DP-CLの上に配置される表示素子層DP-EDと、表示素子層DP-EDの上に配置される封止層TFEとを含む。表示パネルDPは封止層TFEの上に配置されるカラーフィルタ層CFLを更に含む。表示パネルDPはカラーフィルタ層CFLの上に配置される有機層OCを更に含む。有機層OCは、アクリルレジン(acrylic-based resin)、シリコンレジン(silicone-based resin)、またはエポキシレジン(epoxy-based resin)を含む。
ベース層BSは、回路層DP-CLが配置されるベース面を提供する部材である。ベース層BSはリジッド(rigid)基板であるか、曲げ(bending)、折りたたみ(folding)、巻き(rolling)などが可能なフレキシブル(flexible)基板である。ベース層BSはガラス基板、金属基板、または高分子基板などである。しかし、実施例はこれに限らず、ベース層BSは無機層、有機層、または複合材料層であってもよい。
ベース層BSは単層または多層構造を含む。例えば、ベース層BSは、順次に積層される第1合成樹脂層と、多層または単層構造の中間層と、第2合成樹脂層とを含む。中間層はベースバリア層と称される。中間層は酸化シリコン(SiO)層と酸化シリコン層の上に配置されるアモルファスシリコン(a-Si)層とを含むが、特にこれに限らない。例えば、中間層は酸化シリコン層、窒化シリコン層、酸窒化シリコン層、及びアモルファスシリコン(a-Si)層のうち少なくとも一つを含む。
第1合成樹脂層及び第2合成樹脂層のそれぞれはポリイミド系樹脂を含む。また、第1合成樹脂層及び第2合成樹脂層のそれぞれは、アクリル系樹脂、メタクリル系樹脂、ポリイソプレン系樹脂、ビニル系樹脂、エポキシ系樹脂、ウレタン系樹脂、セルロース系樹脂、シロキサン系樹脂、ポリアミド系樹脂、及びペリレン系樹脂のうち少なくとも一つを含む。本明細書において、「〇〇」系樹脂とは「〇〇」の作用基を含むことを意味する。
回路層DP-CLはベース層BSの上に配置される。回路層DP-CLは、絶縁層、半導体パターン、導電パターン、及び信号ラインなどを含む。コーティング、蒸着などの方式で絶縁層、半導体層、及び導電層がベース層BSの上に形成された後、複数回のフォトリソグラフィ工程を介して絶縁層、半導体層、及び導電層が選択的にパターニングされる。次に、回路層DP-CLに含まれる半導体パターン、導電パターン、及び信号ラインが形成される。
表示素子層DP-EDは回路層DP-CLの上に配置される。表示素子層DP-EDは第1発光素子ED-1、第2発光素子ED-2、第3発光素子ED-3と画素定義膜PDLとを含む。図4aを参照すると、第1発光素子ED-1、第2発光素子ED-2、第3発光素子ED-3は厚さ方向DR3に垂直な一方向で離隔される。第1発光素子ED-1、第2発光素子ED-2、第3発光素子ED-3は画素定義膜PDLによって区画される。
画素定義膜PDLはシリコン系の無機物を含む。詳しくは、画素定義膜PDLは、窒化シリコン、酸窒化シリコン、及び酸化シリコンのうち少なくとも一つを含む。一実施例の表示パネルDPは画素定義膜PDLを含むことで、隣接した発光素子ED-1、ED-2、ED-3の間に側面漏洩による混色が防止される。
第1発光素子ED-1、第2発光素子ED-2、第3発光素子ED-3はタンデム(Tandem)構造の発光素子である。第1発光素子ED-1、第2発光素子ED-2、第3発光素子ED-3のそれぞれは、第1電極EL1-1、EL1-2、EL1-3と、第1電極EL1-1、EL1-2、EL1-3の上に配置される発光部EPと、発光部EPの上に配置される第2電極EL2とを含む。また、第1発光素子ED-1、第2発光素子ED-2、第3発光素子ED-3のそれぞれはキャッピング層CPLを更に含む。発光部EPは複数個の発光層EML-1、EML-2、EML-3を含む。発光部EPについては後ほど詳細に説明する。第1発光素子ED-1、第2発光素子ED-2、第3発光素子ED-3のそれぞれは白色光を放出する。
第1発光素子ED-1、第2発光素子ED-2、第3発光素子ED-3において、発光部EPは共通に提供される。発光部EPは第1発光領域PXA-1、第2発光領域PXA-2、第3発光領域PXA-3及び非発光領域NPXAに重畳する。また、第1発光素子ED-1、第2発光素子ED-2、第3発光素子ED-3において、第2電極EL2は共通電極で提供される。本明細書において、ある構成要素と他の構成要素が重畳することは平面上で同じ面積及び同じ形状に制限されず、異なる面積及び/または異なる形状を有する場合も含む。
図4aを参照すると、第1発光素子ED-1、第2発光素子ED-2、第3発光素子ED-3のそれぞれは、第1電極EL1と発光部EPとの間に配置される光学補助層OALと、導電層CDLとを含む。光学補助層OALは第1電極EL1の上に直接配置される。光学補助層OALは第1サブ光学補助層S-OAL1、第2サブ光学補助層S-OAL2、第3サブ光学補助層S-OAL3を含む。第1サブ光学補助層S-OAL1は第1発光素子ED-1に含まれる光学補助層であり、第2サブ光学補助層S-OAL2は第2発光素子ED-2に含まれる光学補助層であり、第3サブ光学補助層S-OAL3は第3発光素子ED-3に含まれる光学補助層である。
導電層CDLは光学補助層OALの上に直接配置されて光学補助層OALをカバーする。導電層CDLは第1サブ導電層S-CDL1、第2サブ導電層S-CDL2、第3サブ導電層S-CDL3を含む。第1サブ導電層S-CDL1は第1発光素子ED-1に含まれる導電層であり、第2サブ導電層S-CDL2は第2発光素子ED-2に含まれる光学導電層であり、第3サブ導電層S-CDL3は第3発光素子ED-3に含まれる導電層である。
画素定義膜PDLの画素開口部P_OHは第1電極EL1-1、EL1-2、EL1-3の少なくとも一部を露出される。画素開口部P_OHによって露出される第1電極EL1-1、EL1-2、EL1-3に対応するように第1発光領域PXA-1、第2発光領域PXA-2、第3発光領域PXA-3が定義される。非発光領域NPXAは画素定義膜PDLに対応する領域である。
画素定義膜PDLは導電層CDLを間に挟んで光学補助層OALと離隔される。画素定義膜PDLは第1発光素子ED-1の第1電極EL1-1及び第2発光素子ED-2の第1電極EL1-2の上に配置される。
封止層TFEは表示素子層DP-EDの上に配置される。封止層TFEは水分、酸素、及びほこり粒子などのような異物から発光素子層DP-EDを保護する。封止層TFEは少なくとも一つの無機膜(以下、封止無機膜)を含む。また、封止層TFEは、少なくとも一つの有機膜(以下、封止有機膜)と、少なくとも一つの封止無機膜とを含む。
封止無機膜は水分/酸素から表示素子層DP-EDを保護し、封止有機膜はほこり粒子のような異物から表示素子層DP-EDを保護する。封止無機膜は、窒化シリコン、酸窒化シリコン、酸化シリコン、酸化チタン、または酸化アルミニウムなどを含むが、特にこれに限らない。封止有機膜はアクリル系化合物、エポキシ系化合物などを含む。封止有機膜は光重合可能な有機物質を含むが、特に限らない。
封止層TFEの上にカラーフィルタ層CFLが配置される。カラーフィルタ層CFLは、第1発光領域PXA-1に対応する第1フィルタCF1と、第2発光領域PXA-2に対応する第2フィルタCF2と、第3発光領域PXA-3に対応する第3フィルタCF3とを含む。図示していないが、カラーフィルタ層CFLは遮光部(図示せず)を更に含む。遮光部はブラックマトリックスである。遮光部は黒色顔料または黒色染料を含む有機遮光物質または無機遮光物質を含んで形成される。遮光部は光漏れ現象を防止し、隣接するフィルタCF1、CF2、CF3の間の境界を区分する。
第1フィルタCF1、第2フィルタCF2、第3フィルタCF3のそれぞれは、高分子感光樹脂と色材(colorant)含む。本明細書において、色材は含量及び染料を含む。赤色色材は赤色顔料及び赤色染料を含み、緑色色材は緑色顔料及び緑色染料を含み、青色色材は青色顔料及び青色染料を含む。
図4aにおいて、第1フィルタCF1は赤色顔料または赤色染料を含み、第2フィルタCF2は緑色顔料または緑色染料を含み、第3フィルタCF3は青色顔料または青色染料を含む。第1フィルタCF1は赤色光を透過させる。第2フィルタCF2は緑色光を透過させる。第3フィルタCF3は青色光を透過させる。
第1発光素子ED-1の上に配置される第1フィルタCF1が赤色色材を含む。第2発光素子ED-2の上に配置される第2フィルタCF2が緑色色材を含む。第3発光素子ED-3の上に配置される第3フィルタCF3が青色色材を含む。但し、これは例示的なものであって、実施例はこれに限らない。これとは異なって、第1発光素子ED-1の上に配置される第1フィルタCF1が緑色色材を含み、第2発光素子ED-2の上に配置される第2フィルタCF2が赤色色材を含み、第3発光素子ED-3の上に配置される第3フィルタCF3が青色色材を含んでもよい。
図4a及び図4bを参照すると、平面上から見ると、第1サブ光学補助層S-OAL1、第2サブ光学補助層S-OAL2、第3サブ光学補助層S-OAL3のそれぞれは第1電極EL1-1、EL1-2、EL1-3の上に配置される。平面上から見ると、第1サブ光学補助層S-OAL1の面積は第1発光素子ED-1の第1電極EL1-1より小さい。平面上から見ると、第2サブ光学補助層S-OAL2の面積は第2発光素子ED-2の第1電極EL1-2より小さい。平面上から見ると、第3サブ光学補助層S-OAL3の面積は第3発光素子ED-3の第1電極EL1-3より小さい。
第1サブ光学補助層S-OAL1は第1発光素子ED-1の第1電極EL1-1の一部をカバーする。第1サブ光学補助層S-OAL1は第1発光素子ED-1の第1電極EL1-1の一部を露出させる。第1サブ光学補助層S-OAL1から露出された第1発光素子ED-1の第1電極EL1-1は第1サブ導電層S-CDL1と接触する。
第2サブ光学補助層S-OAL2は第2発光素子ED-2の第1電極EL1-2の一部をカバーする。第2サブ光学補助層S-OAL2は第2発光素子ED-2の第1電極EL1-2の一部を露出させる。第2サブ光学補助層S-OAL2から露出された第2発光素子ED-2の第1電極EL1-2は第2サブ導電層S-CDL2と接触する。
第3サブ光学補助層S-OAL3は第3発光素子ED-3の第1電極EL1-3の一部をカバーする。第3サブ光学補助層S-OAL3は第3発光素子ED-3の第1電極EL1-3の一部を露出させる。第3サブ光学補助層S-OAL3から露出された第3発光素子ED-3の第1電極EL1-3は第3サブ導電層S-CDL3と接触する。
一方、第1サブ光学補助層S-OAL1、第2サブ光学補助層S-OAL2、第3サブ光学補助層S-OAL3の厚さはいずれも同じである。つまり、第1発光素子ED-1、第2発光素子ED-2、第3発光素子ED-3は同じ厚さの光学補助層を含む。それによって、第1発光素子ED-1、第2発光素子ED-2、第3発光素子ED-3に含まれる第1発光層EML-1、第2発光層EML-2、第3発光層EML-3のそれぞれから放出される第1乃至第3光の共振距離が第1発光層EML-1、第2発光層EML-2、第3発光層EML-3のそれぞれで同じである。
図4a及び図5aを参照すると、一実施例による発光部EPは、正孔輸送領域HTRと、第1発光層EML-1と、発光補助部EAPと、第2発光層EML-2と、第3発光層EML-3と、電子輸送領域ETRとを含む。
導電層CDLの厚さTH2と、正孔輸送領域HTRの厚さTH3と、発光補助部EATの厚さTH4と、電子輸送領域ETRの厚さTH5との和は50nm以上250nm以下である。導電層CDLの厚さTH2と、正孔輸送領域HTRの厚さTH3と、発光補助部EATの厚さTH4と、電子輸送領域ETRの厚さTH5との和が50nm以上250nm以下であれば、駆動電圧の上昇を最小化し、第1発光層EML-1、第2発光層EML-2、第3発光層EML-3における光の生成を容易にする。導電層CDLの厚さTH2と、正孔輸送領域HTRの厚さTH3と、発光補助部EATの厚さTH4と、電子輸送領域ETRの厚さTH5との和が250nmを超過すれば、表示パネルの厚さの増加及び駆動電圧の上昇を引き起こす。導電層CDLの厚さTH2と、正孔輸送領域HTRの厚さTH3と、発光補助部EATの厚さTH4と、電子輸送領域ETRの厚さTH5との和が50nm未満であれば、第1発光層、第2発光層および第3発光層で光を生成するために必要な物質を含む層で構成されない。
第1発光層EML-1、第2発光層EML-2、第3発光層EML-3において、正孔輸送領域HTR、第1発光層EML-1、発光補助部EAP、第2発光層EML-2、第3発光層EML-3、及び電子輸送領域ETRは共通層として提供される。異なる波長領域の光を生成する第1発光層EML-1、第2発光層EML-2、及び第3発光層EML-3を含む発光素子EDは白色光を放出する。
共通に提供される第1発光層EML-1、第2発光層EML-2、第3発光層EML-3はマスクがなくても蒸着できるため、より小さい面積の画素を形成する。一実施例による表示パネルDPは、平面上においてより小さい面積の画素が多く配置されて高解像度を示す。
第1電極EL1-1、EL1-2、EL1-3は金属材料、金属合金、または導電性化合物からなる。第1電極EL1-1、EL1-2、EL1-3はアノード(anode)またはカソード(cathode)である。しかし、実施例はこれに限らない。また、第1電極EL1-1、EL1-2、EL1-3は画素電極である。第1電極EL1-1、EL1-2、EL1-3は透過型電極、半透過型電極、または反射型電極である。第1電極EL1-1、EL1-2、EL1-3は、Ag、Mg、Cu、Al、Pt、Pd、Au、Ni、Nd、Ir、Cr、Li、Ca、LiF、Mo、Ti、W、In、Sn、TiN、及びZnのうちから選択される少なくとも一つ、これらのうちから選択される2種以上の化合物、これらのうちから選択される2種以上の混合物、またはこれらの酸化物を含む。
第1電極EL1-1、EL1-2、EL1-3が半透過型電極または反射型電極であれば、第1電極EL1-1、EL1-2、EL1-3はAg、Mg、Cu、Al、Pt、Pd、Au、Ni、Nd、Ir、Cr、Li、Ca、LiF/Ca(LiFとCaの積層構造)、LiF/Al(LiFとAlの積層構造)、Mo、Ti、W、またはこれらの化合物や混合物(例えば、AgとMgの混合物)を含む。または、第1電極EL1-1、EL1-2、EL1-3は物質からなる反射膜や半透過膜、及びITO(indium tin oxide)、IZO(indium zinc oxide)、ZnO(zinc oxide)、ITZO(indium tin zinc oxide)などからなる透明導電膜を含む複数の層構造である。例えば、第1電極EL1-1、EL1-2、EL1-3は反射型電極であり、透明伝導性酸化物(Transparent Conductive Oxide、TCO)からなる。第1電極EL1-1、EL1-2、EL1-3はITO/Ag/ITOの3層構造、またはTi/Al/TiNの構造を有してもよいが、これに限らない。一方、A/B/Cの3層構造はAが最も下部層であり、A、B、Cの順に順次に積層されることを意味する。
光学補助層OAL及び導電層CDLは第1電極EL1-1と正孔輸送領域HTRとの間に配置される。光学補助層OALは無機物を含む。光学補助層OALはシリコンを含む無機物からなる。例えば、光学補助層OALは窒化シリコン、酸窒化シリコン、及び酸化シリコンのうち少なくとも一つを含む。無機物を含む光学補助層OALが第1電極EL1-1の上に直接配置されるため、光学補助層OALの上に配置される正孔輸送領域HTRなどに電荷を提供するために光学補助層OALの上に導電層CDLが配置される。導電層CDLの少なくとも一部は第1電極EL1-1、EL1-2、EL1-3と接触する。
導電層CDLは導電性を有する。導電層CDLは金属材料、金属合金、または導電性化合物からなる。例えば、導電層CDLは透明伝送性酸化物(TCO)からなる。導電層CDLは第1電極EL1-1、EL1-2、EL1-3と同じ材料からなるか、異なる材料からなる。例えば、第1電極EL1-1、EL1-2、EL1-3はITO/Ag/ITOの3層構造からなり、導電層CDLはITOからなってもよい。但し、これは例示的なものであって、実施例はこれに限らない。
発光素子EDにおいて、正孔輸送領域HTRは導電層CDLの上に提供される。正孔輸送領域HTRは、単一物質からなる単一層、複数の互いに異なる物質からなる単一層、または複数の互いに異なる物質からなる複数の層を有する多層構造を有する。例えば、正孔輸送領域HTRは、銅フタロシアニンなどのフタロシアニン化合物、DNTPD(N1,N11’-([1,1’-ビフェニル]-4,4’-ジイル)ビス(N1-フェニル-N4,N4-ジ-m-トリルベンゼン-1,、4-ジアミン))、m-MTDATA(4,4’,4”-[トリス(3-メチルフェニル)フェニルアミノ)トリフェニルアミノ]、TDATA(4,4’,4”-トリス(N,N-ジフェニルアミノ)トリフェニルアミン)、2-TNATA(4,4’,4”-トリス[N(2-ナフチル)-N-フェニルアミノ]-トリフェニルアミン)、PEDOT/PSS(ポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン)/ポリ(4-スチレンスルフォナート)、PANI/DBSA(ポリアニリン/ドデシルベンゼンスルホン酸)、PANI/CSA(ポリアニリン/カンファースルホン酸)、PANI/PSS((ポリアニリン)/ポリ(4-スチレンスルフォナート))、NPB(N,N’-ジ(ナフタレン-1-イル)-N,N’-ジフェニル-ベンジジン)、トリフェニルアミンを含むポリエテールケトン(TPAPEK)、4-イソプロピル-4’-メチルジフェニルヨードニウム[テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボラート]、HATCN(ジピラジノ[2,3-f:2’,3’-h]キノキサリン-2,3,6,7,10,11-ヘキサカルボニトリル)などを含んでもよい。
また、正孔輸送領域HTRは、N-フェニルカルバゾール、ポリビニルカルバゾールなどのカルバゾール系誘導体、フルオレン系誘導体、TPD(N,N’-ビス(3-メチルフェニル)-N,N’-ジフェニル-[1,1-ビフェニル]-4,4’-ジアミン)、TCTA(4,4’,4”-トリス(N-カルバゾリル)トリフェニルアミン)などのようなトリフェニルアミン系誘導体、TAPC(4,4’-シクロへキシリデンビス[N,N-ビス(4-メチルフェニル)ベンゼンアミン])、HMTPD(4,4’-ビス[N,N’-(3-トリル)アミノ]-3,3’-ジメチルビフェニル)、CzSi(9-(4-tert-ブチルフェニル)-3,6-ビス(トリフェニルシリル)-9H-カルバゾール)、CCP(9-フェニル-9H-3,9’-ジカルバゾール)、mCP(1,3-ビス(N-カルバゾリル)ベンゼン)、またはmDCP(1,3-ビス(1,8-ジメチル-9H-カルバゾール-9-イル)ベンゼン)などを含む。
正孔輸送領域HTRは、上述した物質以外に、導電性を向上するために電荷発生物質を更に含む。電荷発生物質は、正孔輸送領域HTR内に均一にまたは不均一に分散されている。電荷発生物質は、例えば、p-ドーパント(dopant)である。p-ドーパントは、ハロゲン化金属化合物、キノン誘導体、金属酸化物及びシアノ基含有化合物のうち少なくとも一つを含んでもよいが、これに限らない。例えば、p-ドーパントは、CuI及びRbIなどのハロゲン化金属化合物、TCNQ(テトラシアノキノジメタン)及びF4-TCNQ(2,3,5,6-テトラフルオロ-7,7’,8,8-テトラシアノキノジメタン)などのようなキノン誘導体、タングステン酸化物及びモリブデン酸化物のような金属酸化物、HATCN(ジピラジノ[2,3-f:2’,3’-h]キノキサリン-2,3,6,7,10,11-ヘキサカルボニトリル)、及びNDP9(4-[[2,3-ビス[シアノ-(4-シアノ-2,3,5,6-テトラフルオロフェニル)メチリデン]シクロプロピリデン]-シアノメチル]-2,3,5,6-テトラフルオロベンゾニトリル)のようなシアノ基含有化合物などが挙げられるが、実施例はこれに限らない。
正孔輸送領域HTRは、順次に積層される正孔注入層HILと、第1正孔輸送層HTLと、第1サブ正孔制御層AIL-1とを含む。図示とは異なって、正孔注入層HIL、第1正孔輸送層HTL、及び第1サブ正孔制御層AIL-1のうち少なくとも一つは省略されてもよい。正孔注入層HIL、第1正孔輸送層HTL、及び第1サブ正孔制御層AIL-1は上述した正孔輸送領域HTRの化合物を含む。
第1サブ正孔制御層AIL-1は第1光を生成する第1発光層EML-1と隣接して配置される。第1サブ正孔制御層AIL-1は、正孔の移動が容易なHOMO(highest occupied molecular orbital)エネルギー準位及びLUMO(lowest unoccupied molecular orbital)エネルギー準位を有するように形成される。それによって、第1サブ正孔制御層AIL-1を含む発光素子ED-1は駆動電圧の上昇が防止される。また、第1サブ正孔制御層AIL-1は第1発光層EML-1から正孔輸送領域HTRに移動する電子を遮断する。よって、第1サブ正孔制御層AIL-1を含む発光素子ED-1を含む表示パネルDPは表示寿命が向上される。
電子輸送領域ETRは発光補助部EAPの上に配置される。電子輸送領域ETRは、単一物質からなる単一層、複数の互いに異なる物質からなる単一層、または複数の互いに異なる物質からなる複数の層を有する多層構造を有する。
例えば、電子輸送領域ETRはアントラセン系化合物を含む。但し、これに限らず、電子輸送領域ETRは、Alq(トリス(8-ヒドロキシキノリナト)アルミニウム)、1,3,5-トリ[(3-ピリジル)-フェン-3-イル]ベンゼン、2,4,6-トリス(3’-ピリジン-3-イル)ビフェニル-3-イル)-1,3,5-トリアジン、2-(4-(N-フェニルベンゾイミダゾール-1-イル)フェニル)-9,10-ジナフチルアントラセン、TPBi(1,3,5-トリ(1-フェニル-1H-ベンゾ[d]イミダゾール-2-イル)ベンゼン)、BCP(2,9-ジメチル-4,7-ジフェニル-1,10-フェナントロリン)、Bphen(4,7-ジフェニル-1,10-フェナントロリン)、TAZ(3-(4-ビフェニルイル)-4-フェニル-5-テルト-ブチルフェニル-1,2,4-トリアゾール)、NTAZ(4-(ナフタレン-1-イル)-3,5-ジフェニル-4H-1,2,4-トリアゾール)、tBu-PBD(2-(4-ビフェニルイル)-5-(4-テルトーブチルフェニル)-1,3,4-オキサジアゾール)、BAlq(ビス(2-メチル-8-キノリノラト-N1,O8)-(1,1’-ビフェニル-4-オラト)アルミニウム)、Bebq(ベリリウムビス(ベンゾキノリン-10-オラト)、ADN(9,10-ジ(ナフタレン-2-イル)アントラセン)、BmPyPhB(1,3-ビス[3,5-ジ(ピリジン-3-イル)フェニル]ベンゼン)、及びこれらの混合物を含む。
また、電子輸送領域ETRは、LiF、NaCl、CsF、RbCl、RbI、CuI、KIのようなハロゲン化金属、Ybのようなランタン族金属、またはハロゲン化金属とランタン族金属の共蒸着材料を含む。例えば、電子輸送領域ETRは共蒸着材料としてKI:Yb、RbI:Yb、LiF:Ybなどを含んでもよい。一方、電子輸送領域ETRは、LiO、BaOのような金属酸化物、またはLiq(8-ヒドロキシ-リチウムキノラート)などが使用されてもよいが、実施例はこれに限らない。電子輸送領域ETRはまた、電子輸送物質と絶縁性の有機金属塩(organo metal salt)が混合された物質からなる。有機金属塩は、エネルギーバンドギャップ(energy band gap)が約4eV以上の物質である。詳しくは、例えば、有機金属塩は、酢酸金属塩(metal acetate)、安息香酸金属塩(metal benzoate)、アセト酢酸金属塩(metal acetoacetate)、金属アセチルアセトネート(metal acetylacetonate)、またはステアリン酸金属塩(stearate)を含む。
電子輸送領域ETRは上述した材料以外に、BCP(2,9-ジメチル-4,7-ジフェニル-1,10-フェナントロリン)、TSPO1(ジフェニル(4-(トリフェニルシリル)フェニル)ホスフィンオキシド)、及びBphen(4,7-ジフェニル-1,10-フェナントロリン)のうち少なくとも一つを更に含んでもよいが、これに限らない。
電子輸送領域ETRは、順次に積層される第2バッファ層BUF-2と、第1電子輸送層ETLと、第1電子注入層EILとを含む。図示とは異なって、第2バッファ層BUF-2、第1電子輸送層ETL、及び第1電子注入層EILのうち少なくとも一つは省略されてもよい。第2バッファ層BUF-2、第1電子輸送層ETL、及び第1電子注入層EILは上述した電子輸送領域ETRの化合物を含む。第2バッファ層BUF-2は第3発光層EML-3から電子輸送領域ETRに移動する正孔を遮断する。
第1発光層EML-1と第2発光層EML-2との間に配置される発光補助部EAPは、順次に積層される第1バッファ層BUF-1と、第2電子輸送層ETL-Aと、第1電荷生成層nCGLと、第2電荷生成層pCGLと、第2正孔輸送層HTL-Aと、第2サブ正孔制御層AIL-2とを含む。第1電荷生成層nCGLはn型電荷生成層であり、第2電荷生成層pCGLはp型電荷生成層である。図示とは異なって、第1バッファ層BUF-1、第2電子輸送層ETL-A、第1電荷生成層nCGL、第2電荷生成層pCGL、第2正孔輸送層HTL-A、及び第2サブ正孔制御層AIL-2のうち少なくとも一つは省略されてもよい。
第2サブ正孔制御層AIL-2は上述した第1サブ正孔制御層AIL-1とは異なる物質を含む。第2サブ正孔制御層AIL-2は、第2発光層EML-2の第2光の生成を助ける物質、または第3発光層EML-3の第3光の生成を助ける物質を含む。第1サブ正孔制御層AIL-1は、第1発光層EML-1の第1光の生成を助ける物質を含む。但し、実施例はこれに限らず、第1サブ正孔制御層AIL-1と第2サブ正孔制御層AIL-2は同じ物質を含んでもよい。
第2サブ正孔制御層AIL-2は、第3光を生成する第3発光層EML-3または第2光を生成する第2発光層EML-2と隣接して配置される。第2サブ正孔制御層AIL-2は、正孔の移動が容易なHOMOエネルギー準位及びLUMOエネルギー準位を有するように形成される。それによって、第2サブ正孔制御層AIL-2を含む発光素子ED-1は駆動電圧の上昇が防止される。また、第2サブ正孔制御層AIL-2は第2発光層EML-2または第3発光層EML-3から第2正孔輸送領域HTL-Aに移動する電子を遮断する。よって、第2サブ正孔制御層AIL-2を含む第2発光素子ED-2を含む表示パネルDPは表示寿命が向上される。
第2電極EL2は電子輸送領域ETRの上に配置される。第2電極EL2は共通電極である。第2電極EL2はカソードまたはアノードであってもよいが、実施例はこれに限らない。例えば、第1電極EL1-1、EL1-2、EL1-3はアノードで、第2電極EL2はカソードである。これとは異なって、第1電極EL1-1、EL1-2、EL1-3はカソードで、第2電極EL2はアノードであってもよい。
第2電極EL2は、Ag、Mg、Cu、Al、Pt、Pd、Au、Ni、Nd、Ir、Cr、Li、Ca、LiF、Mo、Ti、W、In、Sn、及びZnのうちから選択される少なくとも一つ、これらのうちから選択される2種以上の化合物、これらのうちから選択される2種以上の混合物、またはこれらの酸化物を含む。第2電極EL2は、透過型電極、半透過型電極、または反射型電極である。第2電極EL2が透過型電極であれば、第2電極EL2は透明金属酸化物、例えば、ITO、IZO、ZnO、ITZOなどからなる。
第2電極EL2が半透過型電極または反射型電極であれば、第2電極EL2はAg、Mg、Cu、Al、Pt、Pd、Au、Ni、Nd、Ir、Cr、Li、Ca、LiF/Ca、LiF/Al、Mo、Ti、Yb、W、またはこれらを含む化合物や混合物(例えば、AgMg、AgYb、またはMgYb)を含む。または、第2電極EL2は前記物質からなる反射膜や半透過膜、及びITO、IZO、ZnO、ITZOなどからなる透明導電膜を含む複数の層構造である。例えば、第2電極EL2は上述した金属材料、上述した金属材料のうちから選択される2種以上の金属材料の組み合わせ、または上述した金属材料の酸化物などを含む。
第2電極EL2の上にはキャッピング層CPLが提供される。キャッピング層CPLは多層または単層を含む。キャッピング層CPLは有機層または無機層である。例えば、キャッピング層CPLが無機物を含めば、無機物はLiFなどのアルカリ金属化合物、MgFなどのアルカリ土類化合物、SiON、SiN、SiOなどを含む。これとは異なって、キャッピング層CPLが有機物を含めば、有機物は、α-NPD、NPB、TPD、m-MTDATA、Alq、CuPc、TPD15(N4,N4,N4’,N4’-テトラ(ビフェニル-4-イル)ビフェニル-4,4’-ジアミン)、TCTA(4,4’,4”-トリス(カルバゾール-9-イル)トリフェニルアミン)などを含むか、エポキシ樹脂、またはメタクリレートなどのようなアクリレートを含む。
一実施例において第1発光層EML-1は正孔輸送領域HTRの上に配置される。第2発光層EML-2は発光補助部EAPの上に配置される。第3発光層EML-3は第2発光層EML-2と発光補助部EAPとの間に配置される。但し、これは例示的なものであって、実施例はこれに限らない。例えば、図5bを参照すると、一実施例の発光素子ED-aにおいて、第1発光層EML-1は正孔輸送領域HTRの上に配置され、第2発光層EML-2は発光補助部EAPの上に配置され、第3発光層EML-3は第1発光層EML-1と発光補助部EAPとの間に配置される。つまり、図5bに示したように、一実施例は順次に積層される正孔輸送領域HTRと、第1発光層EML-1と、第3発光層EML-1と、第3発光層EML-3と、発光補助部EAPと、第2発光層EML-2と、電子輸送領域ETRとを含む発光部EP-1を含む。図5bに示した発光素子ED-aは、図5aに示した発光素子EDと第3発光層EML-3の位置のみ異なっており、図5aの発光素子EDに関する説明は図5bに示した発光素子ED-aにも同じく適用される。以下、図5aに示した発光素子EDを基準に説明する。
第1発光層EML-1は青色光を生成し、第2発光層EML-2は赤色光を生成し、第3発光層EML-3は緑色光を生成する。これとは異なって、第1発光層EML-1は緑色光を生成し、第2発光層EML-2は青色光を生成し、第3発光層EML-3は赤色光を生成してもよい。または、第1発光層EML-1は赤色光を生成し、第2発光層EML-2は緑色光を生成し、第3発光層EML-3は青色光を生成してもよい。
一実施例において、発光素子EDは光学補助層OAL及び導電層CDLを含む。それによって、青色光を6次共振し、赤色光は4次共振し、緑色光は3次共振する。
下記式1は赤色光、緑色光、及び青色光がn次共振するために必要な薄膜の厚さを示す。nは2以上6以下の整数である。赤色光、緑色光、及び青色光がn次共振するために必要な薄膜の厚さは、赤色光、緑色光及び青色光が共振する距離と称されてもよい。薄膜は、第1電極EL-1、EL-2、EL-3と第2電極EL2との間に配置される構成を含む。例えば、薄膜は、導電層CDLと、発光層EML-1、EML-2、EML-3と、正孔輸送領域HTRと、発光補助部EAPと、電子輸送領域ETRと、光学補助層OALとを含む。薄膜の厚さは、導電層CDLの厚さ、正孔輸送領域HTRの厚さ、発光層EML-1、EML-2、EML-3の厚さ、発光補助部EAPの厚さ、電子輸送領域ETRの厚さ、及び光学補助層OALの厚さのうち2つ以上の厚さの和である。
式1
B2<G2<R2≒B3<G3<B4<R3<G4≒B5<R4≒G5≒B6
式1において、Bnは青色光がn次共振するために必要な薄膜の厚さを示しており、例えば、B2は青色光が2次共振するために必要な薄膜の厚さを意味する。Gnは緑色光がn次共振するために必要な薄膜の厚さを示しており、例えば、G2は緑色光が2次共振するために必要な薄膜の厚さを意味する。Rnは赤色光がn次共振するために必要な薄膜の厚さを示しており、例えば、R2は赤色光が2次共振するために必要な薄膜の厚さを意味する。
式1を参照すると、緑色光及び赤色光が2次共振するために必要な薄膜の厚さG2、R2は、青色光が2次共振するために必要な薄膜の厚さB2より厚いことが分かる。赤色光が2次共振するために必要な薄膜の厚さR2は、青色光が3次共振するために必要な薄膜の厚さB3と類似したレベルであることが分かる。また、青色光が6次共振するために必要な薄膜の厚さB6は、赤色光が2次共振するために必要な薄膜の厚さR2及び緑色光が3次共振するために必要な薄膜の厚さG3のそれぞれより大きい。
例えば、第1発光素子ED-1、第2発光素子ED-2、第3発光素子ED-3に含まれる導電層CDL、正孔輸送領域HTR、発光補助部EAP、電子輸送領域ETR、及び光学補助層OALそれぞれの厚さは、赤色光が4次共振、緑色光は3次共振、青色光は6次共振するように提供される。それによって、一実施例の表示パネルDPは優れた表示効率及び改善された表示寿命を示す。
詳しくは、光学補助層OALの厚さTH1は150nm以上200nm以下である。光学補助層OALの厚さTH1が150nm未満であれば、赤色光の共振が行われないため赤色光の強度が弱いというの問題がある。光学補助層OALの厚さTH1が200nmを超過すれば、赤色光と緑色光の強度が弱いというの問題がある。つまり、光学補助層OALの厚さTH1が150nm以上200nm以下であれば、青色光、赤色光、緑色光それぞれの発光強度が最大値を有し、光学補助層OALを含む発光素子EDを含む表示パネルDPは優れた表示効率及び改善された表示寿命を示す。一方、光学補助層OALの厚さTH1が150nm以上200nm以下であれば、一実施例の発光素子EDから放出される青色光は6次共振し、赤色光は4次共振し、緑色光は3次共振する。
一実施の光学補助層OALを含む表示パネルDPは、青色光は6次共振し、赤色光は4次共振し、緑色光は3次共振する。それによって、一実施例の表示パネルDPは優れた表示効率及び改善された表示寿命を示す。
一方、図5a及び図5bの図示とは異なって、図5cに示した一実施例の発光素子ED-bは2つの発光補助部EAP-1、EAP-2を含む点に差がある。一実施例の発光素子ED-bは、2つの発光補助部EAP-1、EAP-2を含む発光部EP-2を含む。一実施例の発光部EP-2は、厚さ方向に順次に積層される正孔輸送領域HTRと、第1発光層EML-1と、第1発光補助部EAP-1と、第2発光層EML-2と、第2発光補助部EAP-2と、第3発光層EML-3と、電子輸送領域ETRとを含む。
第1発光補助部EAP-1は、順次に積層される第1バッファ層BUF-1と、第2電子輸送層ETL-A1と、第1電荷生成層nCGL-1と、第2電荷生成層pCGL-1と、第2正孔輸送層HTL-A1と、第2サブ正孔制御層AIL-2とを含む。第1電荷生成層nCGL-1はn型電荷生成層であり、第2電荷生成層pCGL-1はp型電荷生成層である。図示とは異なって、第1バッファ層BUF-1、第2電子輸送層ETL-A1、第1電荷生成層nCGL-1、第2電荷生成層pCGL-1、第2正孔輸送層HTL-A1、及び第2サブ正孔制御層AIL-2のうち少なくとも一つは省略されてもよい。
第2サブ正孔制御層AIL-2は上述した第1サブ正孔制御層A1とは異なる物質を含む。第2サブ正孔制御層AIL-2は、第2発光層EML-2の第2光の生成を助ける物質を含み、第1サブ正孔制御層AIL-1は第1発光層EML-1の第1光の生成を助ける物質を含む。但し、実施例はこれに限らず、第1サブ正孔制御層AIL-1と第2サブ正孔制御層AIL-2は同じ物質を含んでもよい。
第2サブ正孔制御層AIL-2は第2光を生成する第2発光層EML-2と隣接して配置される。第2サブ正孔制御層AIL-2は、正孔の移動が容易なHOMOエネルギー準位及びLUMOエネルギー準位を有するように形成される。それによって、第2サブ正孔制御層AIL-2を含む発光素子ED-bは駆動電圧の上昇が防止される。また、第2サブ正孔制御層AIL-2は第2発光層EML-2から第2正孔輸送層HTL-A1に移動する電子を遮断する。よって、第2サブ正孔制御層AIL-2を含む発光素子ED-bを含む表示パネルDPは表示寿命が向上される。
第2発光補助部EAP-2は、順次に積層される第3バッファ層BUF-3と、第3電子輸送層ETL-A2と、第3電荷生成層nCGL-2と、第4電荷生成層pCGL-2と、第3正孔輸送層HTL-A2と、第3サブ正孔制御層AIL-3とを含む。第3電荷生成層nCGL-2はn型電荷生成層であり、第4電荷生成層pCGL-2はp型電荷生成層である。図示とは異なって、第3バッファ層BUF-3、第3電子輸送層ETL-A2、第3電荷生成層nCGL-2と、第4電荷生成層pCGL-2、第3正孔輸送層HTL-A2と、及び第3サブ正孔制御層AIL-3のうち少なくとも一つは省略されてもよい。
第3サブ正孔制御層AIL-3は第1サブ正孔制御層AIL-1及び第2サブ正孔制御層AIL-2とは異なる物質を含む。第3サブ正孔制御層AIL-3は、第3発光層EML-3の第3光の生成を助ける物質を含む。但し、実施例はこれに限らず、第3サブ正孔制御層AIL-3は第1及び第2サブ正孔制御層AIL-1、AIL-2のうち少なくとも一つと同じ物質を含んでもよい。例えば、第1サブ正孔制御層AIL-1、第2サブ正孔制御層AIL-2、第3サブ正孔制御層AIL-3のうち少なくとも一つはトリフェニルアミン系の化合物を含む。
第3サブ正孔制御層AIL-3は第3光を生成する第3発光層EML-3と隣接して配置される。第3サブ正孔制御層AIL-3は、正孔の移動が容易なHOMOエネルギー準位及びLUMOエネルギー準位を有するように形成される。それによって、第3サブ正孔制御層AIL-3を含む発光素子ED-bは駆動電圧の上昇が防止される。また、第3サブ正孔制御層AIL-3は第3発光層EML-3から第3正孔輸送層HTL-A2に移動する電子を遮断する。よって、第3サブ正孔制御層AIL-3を含む発光素子ED-bを含む表示パネルDPは表示寿命が向上される。詳しくは、光学補助層OALの厚さTH1は150nm以上200nm以下である。光学補助層OALの厚さTH1が150nm未満であれば、赤色光の共振が行われないため赤色光の強度が弱いというの問題がある。光学補助層OALの厚さTH1が200nmを超過すれば、赤色光と緑色光の強度が弱いというの問題がある。つまり、光学補助層OALの厚さTH1が150nm以上200nm以下であれば、青色光、赤色光、緑色光それぞれの発光強度が最大値を有し、光学補助層OALを含む発光素子EDを含む表示パネルDPは優れた表示効率及び改善された表示寿命を示す。一方、光学補助層OALの厚さTH1が150nm以上200nm以下であれば、一実施例の発光素子EDから放出される青色光は6次共振し、赤色光は4次共振し、緑色光は3次共振する。
導電層CDLの厚さTH2と、正孔輸送領域HTRの厚さTH3と、第1発光補助部EAP-1の厚さTH4-1と、第2発光補助部EAP-2の厚さTH4-2と、電子輸送領域ETRの厚さTH5との和は50nm以上250nm以下である。導電層CDLの厚さTH2と、正孔輸送領域HTRの厚さTH3と、第1発光補助部EAP-1の厚さTH4-1と、第2発光補助部EAP-2の厚さTH4-2と、電子輸送領域ETRの厚さTH5との和が50nm以上250nm以下であれば、駆動電圧の上昇を最小化し、第1発光層EML-1、第2発光層EML-2、第3発光層EML-3における光の生成を容易にする。導電層CDLの厚さTH2と、正孔輸送領域HTRの厚さTH3と、第1発光補助部EAP-1の厚さTH4-1と、第2発光補助部EAP-2の厚さTH4-2と、電子輸送領域ETRの厚さTH5との和が250nmを超過すれば、表示パネルの厚さの増加及び駆動電圧の上昇を引き起こす。導電層CDLの厚さTH2と、正孔輸送領域HTRの厚さTH3と、第1発光補助部EAP-1の厚さTH4-1と、第2発光補助部EAP-2の厚さTH4-2と、電子輸送領域ETRの厚さTH5との和が50nm未満であれば、第1発光層、第2発光層および第3発光層で光を生成するために必要な物質を含む層で構成されない。
図6aは、一実施形態に係る表示パネルの断面図である。図6bは、一実施形態に係る表示パネルの一部分の拡大断面図である。図7は、一実施形態に係る表示パネルの一部分の平面図である。図6a、図6b、及び図7は一実施例の表示パネルを示す断面図であって、画素定義膜PDL-aが第1電極EL1-1、EL1-2、EL1-3と離隔されていると示されている。図6aは、一実施例の表示パネルを図3に示したI-I’線に沿って切断した断面図である。図6bは、図6aに示したXX’に対応する部分の拡大図である。
図4a及び図4bに比べ、図6a、図6b、及び図7は画素定義膜PDL-aが第1電極EL1-1、EL1-2、EL1-3と離隔されていることに差がある。図6a、図6b、及び図7に関する説明において、図1から図5bを参照して説明した内容と重複する内容は再度説明せず、差を中心に説明する。
図6a、図6b、及び図7を参照すると、厚さ方向D3に垂直な一方向において、画素定義膜PDL-aと第1電極EL1-1、EL1-2、EL1-3は発光部EPを間に挟んで離隔される。図6aに示した発光部EPは図5bを参照して説明した発光部EPの構成をそのまま含む。つまり、図6a及び図6bを参照すると、発光部EPは順次に積層される正孔輸送領域HTRと、第1発光層EL1-1(図5a)と、発光補助部EAP(図5a)と、第2発光層EML-2(図5a)と、第3発光層EML-3(図5a)と、電子輸送領域ETR(図5a)とを含む。
正孔輸送領域HTRは画素定義膜PDL-a及び第1電極EL1-1、EL1-2、EL1-3と重畳しない部分で回路層DP-CLの上に配置される。発光部EPは画素定義膜PDL-a及び第1電極EL1-1、EL1-2、EL1-3と重畳しない部分で回路層DP-CLと接触する。回路層DP-CLは第1電極EL1-1、EL1-2、EL1-3と、第1電極EL1-1、EL1-2、EL1-3に隣接した画素定義膜PDL-aから露出される露出部分とを含み、その露出部分と正孔輸送領域HTRが接触する。
画素定義膜PDL-aの間には画素開口部P_OH-aが定義される。画素開口部P_OH-a内で回路層DP-CLの上に第1電極EL1-1、EL1-2、EL1-3及び光学補助層OALが配置される。
第1電極EL1-1、EL1-2、EL1-3と離隔された画素定義膜PDL-aは光学補助層OALと同じ材料からなる。例えば、図6a、図6b、図7に示した画素定義膜PDL-aはシリコン系の無機物を含む。詳しくは、図6a、図6b、図7に示した画素定義膜PDL-aは、窒化シリコン、酸窒化シリコン、及び酸化シリコンのうち少なくとも一つを含む。一実施例の表示パネルDPは画素定義膜PDL-aを含むことで、隣接した発光素子ED-1、ED-2、ED-3の間に側面漏洩による混色が防止される。
図8は、実施例及び比較例の表示パネルから放出された光の発光スペクトルを示す図である。図8において、実施例及び比較例は図5aに示した構造を有する発光素子を含む表示パネルを利用して発光スペクトルを測定したものである。
詳しくは、実施例及び比較例はそれぞれ第1発光層EML-1(図5a)が青色光を放出し、第2発光層EML-2(図5a)が赤色光を放出し、第3発光層EML-3(図5a)が緑色光を放出する発光素子を含む表示パネルである。実施例は青色光が6次共振する場合である。比較例1は青色光が4次共振する場合である。比較例2例は青色光が5次共振する場合である。比較例3は青色光が7次共振する場合である。比較例1は光学補助層を含まない場合である。比較例2は光学補助層の厚さが150nm未満の場合である。比較例3は光学補助層の厚さが200nmを超過する場合である。実施例は光学補助層の厚さが150nm以上200nm以下の場合である。
図8では赤色最高ピークRP、緑色最高ピークGP、及び青色最高ピークBPを示している。赤色最高ピークRP、緑色最高ピークGP、及び青色最高ピークBPそれぞれでいずれも高い強度を示す場合、表示パネルは優れた表示効率及び表示寿命を示す。
実施例の場合、赤色最高ピークRP、緑色最高ピークGP、及び青色最高ピークBPそれぞれで高い発光強度を示すことが分かる。比較例1及び2の場合、赤色最高ピークRPの近くで発光が行われないことが分かる。比較例3の場合、実施例に比べ赤色最高ピークRP及び緑色最高ピークGPそれぞれで低い発光強度を示すことが分かる。つまり、実施例の表示パネルは比較例1から比較例3の表示パネルに比べ赤色最高ピークRP、緑色最高ピークGP、及び青色最高ピークBPそれぞれで高い発光強度を示し、優れた表示効率及び表示寿命を示す。
下記表1は、実施例1、実施例2、比較例4、及び比較例5による表示パネルのCIE色座標、駆動電圧、及び高効率を示す。実施例1、実施例2、比較例4、及び比較例5による表示パネルは、第1発光素子から第3発光素子の上にカラーフィルタ層を含み、カラーフィルタ層を介して第1光、第2光、または第3光が放出されている。第1発光素子の上に配置される第1フィルタは第1光を放出し、第2発光素子の上に配置される第2フィルタは第2光を放出し、第3発光素子の上に配置される第3フィルタは第3光を放出する。第1光から第3光のそれぞれは青色光、赤色光、または緑色光である。
表1において、第1駆動電圧は第1発光素子から第3発光素子のうち青色光が放出されたフィルタに対応する発光素子で測定されたものである。第2駆動電圧は第1発光素子から第3発光素子のうち緑色光が放出されたフィルタに対応する発光素子で測定されたものである。第3駆動電圧は第1発光素子から第3発光素子のうち赤色光が放出されたフィルタに対応する発光素子で測定されたものである。
実施例1及び実施例2は厚さが192nmの光学補助層を含む表示パネルである。比較例4及び比較例5光学補助層を含まない表示パネルである。実施例1及び実施例2は厚さが192nmの光学補助層を含み、青色光が6次共振する構造である。一方、実施例1及び比較例4は厚さが60nmのキャッピング層を含む表示パネルであり、実施例2及び比較例5は厚さが40nmのキャッピング層を含む表示パネルである。
Figure 2024077621000002
表1を参照すると、実施例1及び実施例2は比較例4及び比較例5に比べ、同じレベルの青色光効率、及び相対的に優れた緑色光効率、赤色光効率を示すことが分かる。その結果、実施例1及び実施例2は比較例4及び比較例5に比べ高い白色光効率及び高い色一致率を示すことが分かる。この結果は、図8に示したグラフにおいて赤色最高ピークRP、緑色最高ピークGP、及び青色最高ピークBPそれぞれで高い発光強度を示すことに対応する。つまり、一実施例の表示パネルは、厚さが150nm以上200nm以下の光学補助層を含むことで高い表示効率及び表示寿命を示す。また、一実施例の表示パネルは、厚さが150nm以上200nm以下の光学補助層を含むことで高い色一致率を示す。
これまで本発明の好ましい実施例を参照して説明したが、該当技術分野における熟練した当業者または該当技術分野における通常の知識を有する者であれば、後述する特許請求の範囲に記載された本発明の思想及び技術領域から逸脱しない範囲内で本発明を多様に修正及び変更し得ることを理解できるはずである。
よって、本発明の技術的範囲は明細書の詳細な説明に記載の内容に限らず、特許請求の範囲によって決められるべきである。
DP-CL:回路層 DP-ED:表示素子層
ED-1、ED-2:発光素子 EL1-1、EL1-2:第1電極
HTR:正孔輸送領域 EML-1、EML-2、EML-3:発光層
ETR:電子輸送領域 EA:発光補助部
OAL:発光補助層 CDL:導電層

Claims (15)

  1. 回路層と、
    前記回路層の上に配置される画素定義膜と、
    前記画素定義膜によって区分され、白色光を放出する第1発光素子、第2発光素子、及び第3発光素子と、を含む表示素子層を含み、
    前記第1発光素子、前記第2発光素子、及び前記第3発光素子のそれぞれは、
    第1電極と、
    前記第1電極の上に配置される光学補助層と、
    前記光学補助層の上に配置される導電層と、
    前記導電層の上に配置される正孔輸送領域と、
    前記正孔輸送領域の上に配置され、第1光を生成する第1発光層と、
    前記第1発光層の上に配置される発光補助部と、
    前記発光補助部の上に配置され、前記第1光とは異なる第2光を生成する第2発光層と、
    前記第1発光層と前記発光補助部との間に配置されるか、または前記発光補助部と前記第2発光層との間に配置され、前記第1光及び前記第2光のそれぞれとは異なる第3光を生成する第3発光層と、
    前記第2発光層の上に配置される電子輸送領域と、
    前記電子輸送領域の上に配置される第2電極と、を含む表示パネル。
  2. 前記第1発光素子、前記第2発光素子、及び前記第3発光素子のそれぞれに含まれる前記光学補助層は厚さがいずれも同じである請求項1に記載の表示パネル。
  3. 前記光学補助層は、酸化シリコン、酸窒化シリコン、及び窒化シリコンのうち少なくとも一つを含む請求項1に記載の表示パネル。
  4. 前記光学補助層の厚さは150nm以上200nm以下である請求項1に記載の表示パネル。
  5. 前記導電層は前記光学補助層をカバーし、
    前記導電層は前記第1電極の上面と接触する請求項1に記載の表示パネル。
  6. 前記導電層、前記正孔輸送領域、前記発光補助部、及び前記電子輸送領域の厚さの和は50nm以上250nm以下である請求項1に記載の表示パネル。
  7. 前記第1光、前記第2光、及び前記第3光のうちいずれか一つの光は6次共振し、他の一つの光は4次共振し、残りの一つの光は3次共振する請求項1に記載の表示パネル。
  8. 前記画素定義膜は前記第1電極と離隔され、前記光学補助層と同じ材料からなる請求項1に記載の表示パネル。
  9. 前記正孔輸送領域は一つの層で提供され、
    前記回路層は前記第1電極と前記第1電極に隣接した前記画素定義膜から露出される露出部分とを含み、
    前記正孔輸送領域は前記露出部分と接触する請求項8に記載の表示パネル。
  10. 前記第1発光素子に重畳する第1フィルタと、前記第2発光素子に重畳する第2フィルタと、前記第3発光素子に重畳する第3フィルタとを含み、前記表示素子層の上に配置されるカラーフィルタ層を更に含み、
    前記第1フィルタは赤色光を透過し、
    前記第2フィルタは緑色光を透過し、
    前記第3フィルタは青色光を透過する請求項1に記載の表示パネル。
  11. 前記第1光は青色光で、
    前記第2光は赤色光で、
    前記第3光は緑色光である請求項1に記載の表示パネル。
  12. 前記第1光及び前記第3光のうちいずれか一つは赤色光で、残りの一つは緑色光で、
    前記第2光は青色光である請求項1に記載の表示パネル。
  13. 表示パネルと、前記表示パネルと対向するレンズ部と、を含み、
    前記表示パネルは、回路層と、前記回路層の上に配置される表示素子層とを含み、
    前記表示素子層は、
    前記回路層の上に配置される画素定義膜と、前記画素定義膜によって区分され、白色光を放出する第1発光素子、第2発光素子、及び第3発光素子と、を含み、
    前記第1発光素子、前記第2発光素子、及び前記第3発光素子のそれぞれは、
    第1電極と、
    前記第1電極の上に配置される光学補助層と、
    前記光学補助層の上に配置される導電層と、
    前記導電層の上に配置される正孔輸送領域と、
    前記正孔輸送領域の上に配置され、第1光を生成する第1発光層と、
    前記第1発光層の上に配置される発光補助部と、
    前記発光補助部の上に配置され、前記第1光とは異なる第2光を生成する第2発光層と、
    前記第1発光層と前記発光補助部との間に配置されるか、または前記発光補助部と前記第2発光層との間に配置され、前記第1光及び前記第2光のそれぞれとは異なる第3光を生成する第3発光層と、
    前記第2発光層の上に配置される電子輸送領域と、
    前記電子輸送領域の上に配置される第2電極と、を含む電子装置。
  14. 前記第1発光素子、前記第2発光素子、及び前記第3発光素子のそれぞれに含まれる前記光学補助層は厚さがいずれも同じである請求項13に記載の電子装置。
  15. 前記第1光は6次共振し、
    前記第2光は4次共振し、
    前記第3光は3次共振する請求項13に記載の電子装置。
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