KR101002004B1

KR101002004B1 - 유기전계발광표시장치

Info

Publication number: KR101002004B1
Application number: KR1020080095492A
Authority: KR
Inventors: 이희동; 이석종; 이세희; 김병수; 이광연
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2008-09-29
Filing date: 2008-09-29
Publication date: 2010-12-16
Also published as: KR20100036055A

Abstract

본 발명의 실시예는, 기판; 및 기판 상에 위치하는 복수의 서브 픽셀을 포함하고, 복수의 서브 픽셀 중 적어도 하나의 서브 픽셀은, 하부전극 및 상부전극 사이에 위치하는 두 개의 발광층과, 두 개의 발광층 사이에 위치하며 N타입연결층과, P타입연결층의 접합으로 구성된 연결층을 포함하며, N타입연결층은 N타입연결층의 두께가 200 Å일 때 전자수송층의 중량 대비 전자주입층의 중량이 5%를 포함하고, P타입연결층은 P타입연결층의 두께가 200 Å일 때 정공주입층의 중량 대비 정공수송층의 중량이 5 ~ 10%를 포함하며, 전자수송층 물질은 페난트롤린 유도체(phenanthroline-derivative)이고, 전자주입층 물질은 리튬(Li)이며, 정공주입층 물질은 피라진 유도체(2,3-di(pyrazin-2-yl)pyrazine-derivative)이고, 정공수송층 물질은 NPB(2,2'-bis(N-(naphthyl)-N-phenyl-amino) biphenyl)인 것을 특징으로 하는 유기전계발광표시장치를 제공한다.

유기전계발광표시장치, 연결층, PN접합

Description

유기전계발광표시장치{Organic Light Emitting Display}

본 발명의 실시예는 유기전계발광표시장치에 관한 것이다.

유기전계발광표시장치에 사용되는 유기전계발광소자는 기판 상에 위치하는 두 개의 전극 사이에 발광층이 형성된 자발광소자였다.

또한, 유기전계발광표시장치는 빛이 방출되는 방향에 따라 전면발광(Top-Emission) 방식, 배면발광(Bottom-Emission) 방식 또는 양면발광(Dual-Emission) 방식 등이 있다. 그리고, 구동방식에 따라 수동매트릭스형(Passive Matrix)과 능동매트릭스형(Active Matrix) 등으로 나누어져 있다.

이러한 유기전계발광표시장치는 매트릭스 형태로 배치된 복수의 서브 픽셀에 스캔 신호, 데이터 신호 및 전원 등이 공급되면, 선택된 서브 픽셀이 발광을 하게 됨으로써 영상을 표시할 수 있다.

여기서, 서브 픽셀은 기판 상에 위치하는 트랜지스터와, 트랜지스터 상에 위치하는 유기 발광다이오드가 포함된다. 유기 발광다이오드의 경우 트랜지스터 상에 애노드, 유기 발광층 및 캐소드가 형성된 노말(Normal) 형과 트랜지스터 상에 캐소드, 유기 발광층 및 애노드가 형성된 인버티드(Inverted) 형이 있다.

한편, 종래 서브 픽셀을 구성하는 유기 발광다이오드의 경우 재료의 효율 및 수명 특성의 한계로 인해, 대면적 패널에서 요구하는 휘도를 맞추기 위해 많은 전류를 필요로하여 패널의 소비전력 상승과 패널의 열화 문제를 야기하였다. 또한, 특정 서브 픽셀의 경우 다른 서브 픽셀보다 상대적으로 수명이 낮아 패널의 표시품질을 저하하는 문제를 야기하였다.

상술한 배경기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 실시예는, 서브 픽셀의 재료 효율 및 수명을 향상시킴과 아울러 패널의 소비 전력을 만족시킬 수 있는 유기전계발광표시장치를 제공하는 것이다.

상술한 과제 해결 수단으로 본 발명의 실시예는, 기판; 및 기판 상에 위치하는 복수의 서브 픽셀을 포함하고, 복수의 서브 픽셀 중 적어도 하나의 서브 픽셀은, 하부전극 및 상부전극 사이에 위치하는 두 개의 발광층과, 두 개의 발광층 사이에 위치하며 N타입연결층과, P타입연결층의 접합으로 구성된 연결층을 포함하며, N타입연결층은 N타입연결층의 두께가 200 Å일 때 전자수송층의 중량 대비 전자주입층의 중량이 5%를 포함하고, P타입연결층은 P타입연결층의 두께가 200 Å일 때 정공주입층의 중량 대비 정공수송층의 중량이 5 ~ 10%를 포함하며, 전자수송층 물질은 페난트롤린 유도체(phenanthroline-derivative)이고, 전자주입층 물질은 리튬(Li)이며, 정공주입층 물질은 피라진 유도체(2,3-di(pyrazin-2-yl)pyrazine-derivative)이고, 정공수송층 물질은 NPB(2,2'-bis(N-(naphthyl)-N-phenyl-amino) biphenyl)인 것을 특징으로 하는 유기전계발광표시장치를 제공한다.

삭제

두 개의 발광층은 동일한 색을 발광할 수 있다.

두 개의 발광층은 서로 다른 색을 발광할 수 있다.

두 개의 발광층 중 적어도 하나는 청색을 발광할 수 있다.

두 개의 발광층을 갖는 서브 픽셀은, 기판 상에 위치하는 하부전극과, 하부전극 상에 위치하는 하부정공주입층과, 하부정공주입층 상에 위치하는 하부정공수송층과, 하부정공수송층 상에 위치하는 제1발광층과, 제1발광층 상에 위치하는 연결층과, 연결층 상에 위치하는 상부정공수송층과, 상부정공수송층 상에 위치하는 제2발광층과, 제2발광층 상에 위치하는 상부전자수송층과, 상부전자수송층 상에 위치하는 상부전자주입층과, 상부전자주입층 상에 위치하는 상부전극을 포함할 수 있다.

두 개의 발광층을 갖는 서브 픽셀은, 기판과 하부전극 사이에 위치하는 트랜지스터부를 포함하고, 트랜지스터부의 소오스 또는 드레인은 하부전극에 연결될 수 있다.

본 발명의 실시예는, 서브 픽셀의 재료 효율 및 수명을 향상시킴과 아울러 패널의 소비 전력을 만족시킬 수 있는 유기전계발광표시장치를 제공하는 효과가 있다. 또한, 본 발명의 실시에는 유기전계발광표시장치의 표시품질을 향상시키는 효과가 있다.

이하, 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 유기전계발광표시장치의 개략적인 평면도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 유기전계발광표시장치는 기판(110) 상에 복수의 서브 픽셀(P)이 위치하는 표시부(130)를 포함할 수 있다. 기판(110)은 소자를 형성하기 위한 재료로 기계적 강도나 치수 안정성이 우수한 것을 선택할 수 있다. 기판(110)의 재료로는, 유리판, 금속판, 세라믹판 또는 플라스틱판(폴리카보네이트 수지, 아크릴 수지, 염화비닐 수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지, 폴리이미드 수지, 폴리에스테르 수지, 에폭시 수지, 실리콘 수지, 불소수지 등) 등을 예로 들 수 있다.

서브 픽셀(P)은 기판(110) 상에 위치하는 유기 발광다이오드를 포함하는 수동 매트릭스형으로 형성될 수 있다. 이와 달리, 서브 픽셀(P)은 기판(110) 상에 위치하는 트랜지스터와 트랜지스터 상에 위치하는 유기 발광다이오드를 포함하는 능동 매트릭스형으로 형성될 수 있다.

기판(110) 상에 위치하는 복수의 서브 픽셀(P)은 수분이나 산소에 취약하다.

이에 따라, 밀봉기판(140)을 구비하고, 표시부(130)의 외곽 기판(110)에 접착부재(150)를 형성하여 기판(110)과 밀봉기판(140)을 봉지할 수 있다.

복수의 서브 픽셀(P)은 기판(110) 상에 위치하는 구동부(160)에 의해 구동되어 영상을 표현할 수 있다. 구동부(160)는 외부로부터 공급된 각종 신호에 대응하여 스캔 신호 및 데이터 신호 등을 생성할 수 있으며, 생성된 신호 등을 표시부(130)에 위치하는 복수의 서브 픽셀(P)에 공급할 수 있다.

구동부(160)는 복수의 서브 픽셀(P)에 스캔 신호를 공급하는 스캔 구동부와 복수의 서브 픽셀(P)에 데이터 신호를 공급하는 데이터 구동부를 포함할 수 있다. 여기서, 구동부(160)는 스캔 구동부 및 데이터 구동부가 하나의 칩에 형성된 것을 일례로 도시한 것일 뿐, 스캔 구동부와 데이터 구동부 중 하나 이상은 기판(110) 또는 기판(110)의 외부에 구분되어 위치할 수 있다.

이하, 서브 픽셀(P)이 능동 매트릭스형인 것을 일례로 이의 구조에 대해 설명한다.

도 2는 서브 픽셀의 개략적인 단면도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 기판(110) 상에는 버퍼층(111)이 위치할 수 있다. 버퍼층(111)은 기판(110)에서 유출되는 알칼리 이온 등과 같은 불순물로부터 후속 공정에서 형성되는 박막 트랜지스터를 보호하기 위해 형성할 수 있다. 버퍼층(111)은 실리콘 산화물(SiOx), 실리콘 질화물(SiNx) 등을 사용할 수 있다.

버퍼층(111) 상에는 게이트(112)가 위치할 수 있다. 게이트(112)는 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 금(Au), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd) 및 구리(Cu)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 또는 이들의 합금으로 이루어질 수 있다. 또한, 게이트(112)는 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 금(Au), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd) 및 구리(Cu)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 또는 이들의 합금으로 이루어진 다중층일 수 있다. 또한, 게이트(112)는 몰리브덴/알루미늄-네오디뮴 또는 몰리브덴/알루미늄의 2중층일 수 있다.

게이트(112) 상에는 제1절연막(113)이 위치할 수 있다. 제1절연막(113)은 실리콘 산화물(SiOx), 실리콘 질화물(SiNx) 또는 이들의 다중층일 수 있으나 이에 한정되지 않는다.

제1절연막(113) 상에는 액티브층(114)이 위치할 수 있다. 액티브층(114)은 비정질 실리콘 또는 이를 결정화한 다결정 실리콘을 포함할 수 있다. 여기서 도시하지는 않았지만, 액티브층(114)은 채널 영역, 소오스 영역 및 드레인 영역을 포함할 수 있으며, 소오스 영역 및 드레인 영역에는 P형 또는 N형 불순물이 도핑될 수 있다. 또한, 액티브층(114)은 접촉 저항을 낮추기 위한 오믹 콘택층을 포함할 수도 있다.

액티브층(114) 상에는 소오스(115a) 및 드레인(115b)이 위치할 수 있다. 소오스(115a) 및 드레인(115b)은 단일층 또는 다중층으로 이루어질 수 있으며, 소오스(115a) 및 드레인(115b)이 단일층일 경우에는 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 금(Au), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd) 및 구리(Cu)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 또는 이들의 합금으로 이루어질 수 있다. 또한, 소오스(115a) 및 드레인(115b)이 다중층일 경우에는 몰리브덴/알루미늄-네오디뮴의 2중층, 몰리브덴/알루미늄/몰리브덴 또는 몰리브덴/알루미늄-네오디뮴/몰리브덴의 3중 층으로 이루어질 수 있다.

소오스(115a) 및 드레인(115b) 상에는 제2절연막(116a)이 위치할 수 있다. 제2절연막(116a)은 실리콘 산화물(SiOx), 실리콘 질화물(SiNx) 또는 이들의 다중층일 수 있으나 이에 한정되지 않는다.

소오스(115a) 및 드레인(115b) 중 하나는 제2절연막(116a) 상에 위치하며 소오스(115a) 및 드레인(115b) 간의 간섭을 방지하기 위한 실드(shield) 금속(118)에 연결될 수 있다.

제2절연막(116a) 상에는 평탄도를 높이기 위한 제3절연막(116b)이 위치할 수 있다. 제3절연막(116b)은 폴리이미드 등의 유기물을 포함할 수 있다.

이상은 기판(110) 상에 형성된 트랜지스터가 바탐 게이트형인 것을 일례로 설명하였다. 그러나, 기판(110) 상에 형성되는 트랜지스터는 바탐 게이트형뿐만 아니라 탑 게이트형으로도 형성될 수 있다.

트랜지스터의 제3절연막(116b) 상에는 소오스(115a) 또는 드레인(115b)에 연결된 하부전극(117)이 위치할 수 있다. 하부전극(117)은 애노드 또는 캐소드로 선택될 수 있다. 하부전극(117)이 애노드로 선택된 경우, 애노드의 재료로는 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), ITZO(Indium Tin Zinc Oxide), AZO(Zno doped Al2O3) 중 어느 하나로 형성될 수 있으나 이에 한정되지 않는다.

하부전극(117) 상에는 하부전극(117)의 일부를 노출하는 개구부를 갖는 뱅크층(120)이 위치할 수 있다. 뱅크층(120)은 벤조사이클로부텐(benzocyclobutene,BCB)계 수지, 아크릴계 수지 또는 폴리이미드 수지 등의 유기 물을 포함할 수 있다.

하부전극(117) 상에는 유기 발광층(121)이 위치할 수 있다. 유기 발광층(121)은 서브 픽셀에 따라 적색, 녹색 및 청색과 같은 색을 발광하도록 형성될 수 있다.

유기 발광층(121) 상에는 상부전극(122)이 위치할 수 있다. 상부전극(122)은 캐소드 또는 애노드로 선택될 수 있다. 캐소드로 선택된 경우, 캐소드의 재료로는 알루미늄(Al), 알루미늄 합금(Al alloy), 알미네리윰(AlNd) 중 어느 하나로 형성될 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 다만, 도시된 서브 픽셀의 단면 구조는 실시예의 일례를 설명하기 위한 것일 뿐 본 발명은 이에 한정되지 않는다.

한편, 표시부(130)에 위치하는 복수의 서브 픽셀(P) 중 적어도 하나의 서브 픽셀은 하부전극 및 상부전극 사이에 위치하는 두 개의 발광층과, 두 개의 발광층 사이에 위치하며 PN접합으로 구성된 연결층을 포함하는 유기 발광다이오드를 포함할 수 있다. 그리고 복수의 서브 픽셀(P) 중 남은 서브 픽셀은 하부전극 및 상부전극 사이에 위치하는 한 개의 발광층을 포함하는 유기 발광다이오드를 포함할 수 있다.

이하, 한 개의 발광층을 포함하는 유기 발광다이오드의 계층 구조에 대해 설명한다.

도 3은 한 개의 발광층을 포함하는 유기 발광다이오드의 계층 구조도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 한 개의 발광층을 포함하는 유기 발광다오드는 하부전극(117), 하부정공주입층(121a), 하부정공수송층(121b), 발광층(121c), 상부전자수송층(121h), 상부전자주입층(121i) 및 상부전극(122)을 포함할 수 있다.

하부정공주입층(121a)은 정공의 주입을 원활하게 하는 역할을 할 수 있으며, CuPc(cupper phthalocyanine), PEDOT(poly(3,4)-ethylenedioxythiophene), PANI(polyaniline) 및 NPD(N,N-dinaphthyl-N,N'-diphenyl benzidine)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상으로 이루어질 수 있으나 이에 한정되지 않는다.

하부정공수송층(121b)은 정공의 수송을 원활하게 하는 역할을 하며, NPD(N,N-dinaphthyl-N,N'-diphenyl benzidine), TPD(N,N'-bis-(3-methylphenyl)-N,N'-bis-(phenyl)-benzidine), s-TAD 및 MTDATA(4,4',4"-Tris(N-3-methylphenyl-N-phenyl-amino)-triphenylamine)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상으로 이루어질 수 있으나 이에 한정되지 않는다.

발광층(121c)은 적색, 녹색, 청색 및 백색 등을 발광하는 물질을 포함할 수 있으며, 인광 또는 형광물질을 이용하여 형성할 수 있다.

발광층(121c)이 적색인 경우, CBP(carbazole biphenyl) 또는 mCP(1,3-bis(carbazol-9-yl)를 포함하는 호스트 물질을 포함하며, PIQIr(acac)(bis(1-phenylisoquinoline)acetylacetonate iridium), PQIr(acac)(bis(1-phenylquinoline)acetylacetonate iridium), PQIr(tris(1-phenylquinoline)iridium) 및 PtOEP(octaethylporphyrin platinum)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상을 포함하는 도펀트를 포함하는 인광물질로 이루어질 수 있고, 이와는 달리 PBD:Eu(DBM)3(Phen) 또는 Perylene을 포함하는 형광물질로 이루어질 수 있으나 이에 한정되지 않는다.

발광층(121c)이 녹색인 경우, CBP 또는 mCP를 포함하는 호스트 물질을 포함하며, Ir(ppy)3(fac tris(2-phenylpyridine)iridium)을 포함하는 도펀트 물질을 포함하는 인광물질로 이루어질 수 있고, 이와는 달리, Alq3(tris(8-hydroxyquinolino)aluminum)을 포함하는 형광물질로 이루어질 수 있으나 이에 한정되지 않는다.

발광층(121c)이 청색인 경우, CBP 또는 mCP를 포함하는 호스트 물질을 포함하며, (4,6-F2ppy)2Irpic을 포함하는 도펀트 물질을 포함하는 인광물질로 이루어질 수 있다. 이와는 달리, spiro-DPVBi, spiro-6P, 디스틸벤젠(DSB), 디스트릴아릴렌(DSA), PFO계 고분자 및 PPV계 고분자로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 포함하는 형광물질로 이루어질 수 있으나 이에 한정되지 않는다.

상부전자수송층(121d)은 전자의 수송을 원활하게 하는 역할을 하며, Alq3(tris(8-hydroxyquinolino)aluminum), PBD, TAZ, spiro-PBD, BAlq 및 SAlq로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상으로 이루어질 수 있으나 이에 한정되지 않는다.

상부전자주입층(121e)은 전자의 주입을 원활하게 하는 역할을 하며, Alq3(tris(8-hydroxyquinolino)aluminum), PBD, TAZ, spiro-PBD, BAlq 또는 SAlq를 사용할 수 있으나 이에 한정되지 않는다.

여기서, 본 발명의 실시예는 도 3에 한정되는 것은 아니며, 하부정공주입 층(121a), 하부정공수송층(121b), 상부전자수송층(121h), 상부전자주입층(121i) 중 적어도 어느 하나가 생략될 수도 있다.

이하, 두 개의 발광층을 포함하는 유기 발광다이오드의 계층 구조에 대해 설명한다.

도 4는 두 개의 발광층을 포함하는 유기 발광다이오드의 계층 구조도이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 두 개의 발광층을 포함하는 유기 발광다오드는 하부전극(117), 하부정공주입층(121a), 하부정공수송층(121b), 제1발광층(121c), 연결층(121d, 121e), 상부정공수송층(121f), 제2발광층(121g), 상부전자수송층(121h), 상부전자주입층(121i) 및 상부전극(122)을 포함할 수 있다.

제1발광층(121c) 및 제2발광층(121g)은 적색, 녹색, 청색 및 백색 등을 발광하는 물질을 포함할 수 있으며, 인광 또는 형광물질 중 하나 이상을 이용하여 형성할 수 있다. 여기서, 제1발광층(121c) 및 제2발광층(121g)은 동일한 색을 발광할 수 있다. 이와 달리, 제1발광층(121c) 및 제2발광층(121g)은 서로 다른 색을 발광할 수도 있다. 그리고 경우에 따라서, 제1발광층(121c) 및 제2발광층(121g) 중 적어도 하나는 청색을 발광할 수 있다.

연결층(121d, 121e)은 두 개의 발광층(121c, 121g) 사이에서 양단의 차지(charge)를 효율적으로 분배하는 인터커넥팅층(interconnecting layer) 역할을 하도록 N타입연결층(121d)과, P타입연결층(121e)을 포함할 수 있다.

여기서, 본 발명의 실시예는 도 4에 한정되는 것은 아니며, 하부정공주입 층(121a), 하부정공수송층(121b), 상부전자수송층(121h), 상부전자주입층(121i) 중 적어도 어느 하나가 생략될 수도 있다.

이하, 도 5를 참조하여 앞서 설명한 연결층(121c, 121g)에 대해 더욱 자세히 설명한다.

도 5는 연결층을 설명하기 위한 도면이다.

도 5에 도시된 연결층(121d, 121e)은 N타입연결층(121d)과 P타입연결층(121e)을 포함할 수 있다. N타입연결층(121d)의 경우 N타입연결층(121d)의 두께가 200 Å일 때 전자수송층의 중량 대비 전자주입층의 중량이 5%를 포함하도록 형성될 수 있다. 그리고, P타입연결층(121e)의 경우 P타입연결층(121e)의 두께가 200 Å일 때 정공주입층의 중량 대비 정공수송층의 중량이 5 ~ 10%를 포함하도록 형성될 수 있다.

N타입연결층(121d)은 전자수송층에 전자주입층을 도핑함으로써 형성될 수 있다. 여기서, 전자수송층은 페난트롤린 유도체(phenanthroline-derivative)일 수 있고, 전자주입층은 리튬(Li) 일 수 있다.

P타입연결층(121e)은 정공주입층에 정공수송층을 도핑함으로써 형성될 수 있다. 여기서, 정공주입층은 피라진 유도체(2,3-di(pyrazin-2-yl)pyrazine-derivative) 일 수 있고, 정공수송층은 NPB(2,2'-bis(N-(naphthyl)-N-phenyl-amino) biphenyl ) 일 수 있다.

그러나 N타입연결층(121d)과 P타입연결층(121e)에 포함된 전자수송층, 전자 주입층, 정공주입층 및 정공수송층은 이에 한정되지 않고 유기 발광다이오드를 구성하는 하부정공주입층(121a), 하부정공수송층(121b), 상부전자수송층(121h) 및 상부전자주입층(121i)을 구성하는 재료 중 적어도 하나를 선택하여 사용할 수도 있다.

이하, 실시예의 이해를 돕기 위해 N타입연결층(121d)과 P타입연결층(121e) 구성시 각 층의 두께와 조성물의 중량 비의 관계에 대해 설명한다.

- 실시 예의 구조 및 두께(단위 Å) 조건

애노드(500)/정공주입층(50)/정공수송층(1000)/제1발광층(250)/N타입연결층(200, 5%)/P타입연결층(200, 5 ~ 10%)/전공수송층(x)/제2발광층(250)/전자수송층(200)/전자주입층(10)/캐소드(1000)

위와 같은 구조로 형성된 서브 픽셀에서 N타입연결층(121d)과 P타입연결층(121e)을 각각 구성할 때, 도핑되는 조성물의 중량 비가 전압(Volt), 휘도(cd/A), 전류(Im/W), 색좌표(x,y) 및 외부양자효율(EQE) 특성에 어떠한 영향을 기여하는지 하기의 표 1에 도시한다.

(단, 하기 표 1의 측정조건은 서브 픽셀의 휘도가 1000 nit 일때 임)

	구조	Volt	cd/A	Im/W	x	y	EQE
(1)	ETL:Li(200, 50%)	6.0	3.44	1.81	0.129	0.187	2.82
(1)	ETL:Li(200, 5%)	3.6	6.24	5.39	0.131	0.197	4.9
(2)	ETL:Li(200, 5%)/ HIL:NPB(200, 5%)	6.4	14.21	6.99	0.130	0.234	9.79
	ETL:Li(200, 5%)/ HIL:NPB(200, 10%)	6.3	14.63	7.28	0.128	0.228	10.49
	ETL:Li(200, 5%)/ HIL:NPB(50, 5%)	7.7	12.22	4.95	0.130	0.235	8.46
	ETL:Li(200, 5%)/ HIL(200)	6.6	12	5.7	0.131	0.234	5.3

표 1에서 (1)번의 실험은 N타입연결층(ETL:Li)의 두께가 200 Å일 때 전자수송층(ETL)의 중량 대비 전자주입층(Li)의 중량이 50% 포함된 것보다 전자수송층(ETL)의 중량 대비 전자주입층(Li)의 중량이 5% 포함되었을 때 전압(Volt), 휘도(cd/A), 전류(Im/W), 색좌표(x,y) 및 외부양자효율(EQE) 특성이 좋아진 것을 알 수 있다. 이 실험을 통해 전자수송층(ETL)의 중량 대비 전자주입층(Li)의 중량을 낮게 도핑하는 것이 특성 개선 측면에서 유리함을 알 수 있다. 또한, 이 실험을 통해 전자주입층(Li)의 중량이 5% 이상 10% 이하를 포함할 때 우수한 특성을 나타냄을 알 수 있다.

표 1에서 (2)번의 실험은 N타입연결층(ETL:Li)의 두께가 200 Å일 때 P타입연결층(HIL:NPB)의 두께를 50 Å으로 형성했을 때의 효율 보다 200 Å으로 형성했 을 때 효율이 더욱 상승함을 알 수 있다. 이 실험을 통해 N타입연결층(ETL:Li)의 두께 및 조성비를 고정한 상태에서 P타입연결층(HIL:NPB)을 구성하는 정공주입층(HIL)의 중량 대비 정공수송층(NPB)의 중량이 5% 이상 10% 이하를 포함할 때 우수한 특성을 나타냄을 알 수 있다.

도 6은 표 1의 실험에 따른 휘도와 수명의 관계를 나타낸 그래프이다.

도 6을 참조하면, 표 1의 (2)번 실험에 나타난 바와 같이 N타입연결층(ETL:Li)의 두께가 200 Å으로 형성되고 전자수송층(ETL)의 중량 대비 전자주입층(Li)의 중량이 5% 포함되며, P타입연결층(HIL:NPB)의 두께가 200 Å으로 형성되고 정공주입층(HIL)의 중량 대비 정공수송층(NPB)의 중량이 10% 포함 되도록 연결층을 구성하면 휘도와 수명 측면에서 우수한 특성을 나타냄을 알 수 있다.

한편, 표 1의 (2)번 실험에서와 같이 연결층을 구성하는 각 층의 두께와 조성물의 중량 비 관계를 참조하면 연결층을 구성하는 N타입연결층(ETL:Li) 및 P타입연결층(HIL:NPB)의 두께와 조성물의 중량 비를 요구하는 서브 픽셀의 구조에 맞추어 조절할 수 있게 된다.

이하, 하나의 발광층을 포함하는 유기 발광다이오드로 형성된 서브 픽셀과 두 개의 발광층을 포함하는 유기 발광다이오드로 형성된 서브 픽셀에 대해 그래프를 참조하여 비교 설명한다. 단, 서브 픽셀이 청색을 발광하도록 형성된 것을 일례로 한다.

도 7은 전류밀도와 전압의 관계를 나타낸 그래프이고, 도 8은 휘도와 전류밀도의 관계를 나타낸 그래프이며, 도 9는 전류효율과 전류밀도의 관계를 나타낸 그래프이고, 도 10은 EL강도와 파장의 관계를 나타낸 그래프이며, 도 11은 광학적강도와 수명의 관계를 나타낸 그래프이다.

도 7 내지 도 11을 참조하면, 두 개의 발광층을 포함하는 유기 발광다이오드로 형성된 서브 픽셀(Blue stacked unit)은 하나의 발광층을 포함하는 유기 발광다이오드로 형성된 서브 픽셀(Single stacked uint)보다 우수한 특성을 나타낼 수 있음을 알 수 있다.

그러므로, 본 발명의 실시예는 소자의 효율 상승 및 수명 개선 측면에서 만족할 수 있는 서브 픽셀을 형성할 수 있는 구조를 제공할 수 있다. 또한, 특정 서브 픽셀의 효율 및 수명이 다른 서브 픽셀보다 구조적 및 재료적으로 낮게 나타날 경우 본 발명의 실시예를 적용할 수 있다.

따라서, 본 발명의 실시예는 서브 픽셀의 재료 효율 및 수명을 향상시킴과 아울러 패널의 소비 전력을 만족시킬 수 있어 대면적화가 가능한 유기전계발광표시장치를 제공하는 효과가 있다. 또한, 본 발명의 실시에는 패널의 색좌표가 이동하는 문제를 개선할 수 있는 효과가 있다. 또한, 본 발명의 실시예는 유기전계발광표시장치의 표시품질을 향상시키는 효과가 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 한다. 아울러, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어진다. 또한, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 유기전계발광표시장치의 개략적인 평면도.

도 2는 서브 픽셀의 개략적인 단면도.

도 3은 한 개의 발광층을 포함하는 유기 발광다이오드의 계층 구조도.

도 4는 두 개의 발광층을 포함하는 유기 발광다이오드의 계층 구조도.

도 5는 연결층을 설명하기 위한 도면.

도 6은 표 1의 실험에 따른 휘도와 수명의 관계를 나타낸 그래프.

도 7은 전류밀도와 전압의 관계를 나타낸 그래프.

도 8은 휘도와 전류밀도의 관계를 나타낸 그래프.

도 9는 전류효율과 전류밀도의 관계를 나타낸 그래프.

도 10은 EL강도와 파장의 관계를 나타낸 그래프.

도 11은 광학적강도와 수명의 관계를 나타낸 그래프.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

110: 기판 112: 게이트

115a: 드레인 115b: 소오스

117: 하부전극 121d: N타입연결층

121e: P타입연결층 122: 상부전극

Claims

기판; 및

상기 기판 상에 위치하는 복수의 서브 픽셀을 포함하고,

상기 복수의 서브 픽셀 중 적어도 하나의 서브 픽셀은,

하부전극 및 상부전극 사이에 위치하는 두 개의 발광층과,

상기 두 개의 발광층 사이에 위치하며 N타입연결층과, P타입연결층의 접합으로 구성된 연결층을 포함하며,

상기 N타입연결층은 상기 N타입연결층의 두께가 200 Å일 때 전자수송층 물질에 전자주입층 물질을 중량 대비 5%를 포함하고,

상기 P타입연결층은 상기 P타입연결층의 두께가 200 Å일 때 정공주입층 물질에 정공수송층 물질을 중량 대비 5 ~ 10%를 포함하며,

상기 전자수송층 물질은 페난트롤린 유도체(phenanthroline-derivative)이고, 상기 전자주입층 물질은 리튬(Li)이며, 상기 정공주입층 물질은 피라진 유도체(2,3-di(pyrazin-2-yl)pyrazine-derivative)이고, 상기 정공수송층 물질은 NPB(2,2'-bis(N-(naphthyl)-N-phenyl-amino) biphenyl)인 것을 특징으로 하는 유기전계발광표시장치.
삭제
삭제
삭제
삭제
제1항에 있어서,

상기 두 개의 발광층은 동일한 색을 발광하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광표시장치.
제1항에 있어서,

상기 두 개의 발광층은 서로 다른 색을 발광하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광표시장치.
제1항에 있어서,

상기 두 개의 발광층 중 적어도 하나는 청색을 발광하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광표시장치.
제1항에 있어서,

상기 두 개의 발광층을 갖는 서브 픽셀은,

상기 기판 상에 위치하는 상기 하부전극과, 상기 하부전극 상에 위치하는 하부정공주입층과, 상기 하부정공주입층 상에 위치하는 하부정공수송층과, 상기 하부정공수송층 상에 위치하는 제1발광층과, 상기 제1발광층 상에 위치하는 상기 연결층과, 상기 연결층 상에 위치하는 상부정공수송층과, 상기 상부정공수송층 상에 위치하는 제2발광층과, 상기 제2발광층 상에 위치하는 상부전자수송층과, 상기 상부전자수송층 상에 위치하는 상부전자주입층과, 상기 상부전자주입층 상에 위치하는 상기 상부전극을 포함하는 유기전계발광표시장치.
제1항에 있어서,

상기 두 개의 발광층을 갖는 서브 픽셀은,

상기 기판과 상기 하부전극 사이에 위치하는 트랜지스터부를 포함하고,

상기 트랜지스터부의 소오스 또는 드레인은 상기 하부전극에 연결된 것을 특징으로 하는 유기전계발광표시장치.