KR101279121B1

KR101279121B1 - 유기전계발광표시장치

Info

Publication number: KR101279121B1
Application number: KR1020090092450A
Authority: KR
Inventors: 이세희
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2009-09-29
Filing date: 2009-09-29
Publication date: 2013-06-26
Also published as: US8314435B2; US20110073884A1; KR20110034945A

Abstract

본 발명은, 적어도 세 가지의 색을 발광하며 제1전극, 유기 발광층 및 제2전극을 포함하는 서브 픽셀들을 포함하며, 서브 픽셀들 중 적어도 둘은 유기 발광층이 적어도 두 개의 전자수송층을 포함하며, 서브 픽셀들 중 적어도 하나는 유기 발광층이 적어도 하나의 전자수송층을 포함하는 유기전계발광표시장치를 제공한다.

유기전계발광표시장치, 전자수송층, 수명

Description

유기전계발광표시장치{Organic Light Emitting Display Device}

본 발명은 유기전계발광표시장치에 관한 것이다.

유기전계발광표시장치에 사용되는 유기전계발광소자는 두 개의 전극 사이에 발광층이 형성된 자발광소자이다. 유기전계발광소자는 전자(electron) 주입전극(cathode)과 정공(hole) 주입전극(anode)으로부터 각각 전자와 정공을 발광층 내부로 주입시켜, 주입된 전자와 정공이 결합한 엑시톤(exciton)이 여기 상태로부터 기저상태로 떨어질 때 발광하는 소자이다.

유기전계발광소자를 이용한 유기전계발광표시장치는 빛이 방출되는 방향에 따라 상부발광(Top-Emission) 방식, 하부발광(Bottom-Emission) 방식 및 양면발광(Dual-Emission) 등이 있고, 구동방식에 따라 수동매트릭스형(Passive Matrix)과 능동매트릭스형(Active Matrix) 등으로 나누어진다.

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.

서브 픽셀은 스위칭 트랜지스터, 구동 트랜지스터 및 커패시터를 포함하는 트랜지스터부와 트랜지스터부에 포함된 구동 트랜지스터에 연결된 제1전극, 유기 발광층 및 제2전극을 포함하는 유기 발광다이오드를 포함한다.

유기전계발광표시장치는 적색, 녹색 및 청색 서브 픽셀들로 구성된 단위 픽셀의 화이트 밸런스를 맞추기 위해 각 서브 픽셀들의 휘도를 달리하는 것이 일반적이다. 그런데, 종래 유기전계발광표시장치는 단위 픽셀을 구성하는 서브 픽셀들의 수명이 다르기 때문에 구동 시간이 지날수록 휘도가 감소하거나 색좌표가 이동하는 문제가 있어 이의 개선이 요구된다.

상술한 배경기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명은, 화이트 밸런스의 요구 휘도 조건에서 색좌표 이동이나 잔상이 나타나는 문제를 방지하여 균일한 휘도를 나타낼 수 있음은 물론 광학 특성을 향상시킬 수 있는 상부발광 방식 또는 하부발광 방식 유기전계발광표시장치를 제공하는 것이다. 또한, 본 발명은 소비전력을 감소시킬 수 있음은 물론 소자의 수명 중 잔상을 좌우하는 초기 수명을 늘릴 수 있는 상부발광 방식 또는 하부발광 방식 유기전계발광표시장치를 제공하는 것이다.

상술한 과제 해결 수단으로 본 발명은, 적어도 세 가지의 색을 발광하며 제1전극, 유기 발광층 및 제2전극을 포함하는 서브 픽셀들을 포함하며, 서브 픽셀들 중 적어도 하나는 유기 발광층이 적어도 두 개의 전자수송층을 포함하며, 서브 픽셀들 중 적어도 하나는 유기 발광층이 적어도 하나의 전자수송층을 포함하는 유기전계발광표시장치를 제공한다.

또한 다른 측면에서 본 발명은, 적어도 세 가지의 색을 발광하며 제1전극, 유기 발광층 및 제2전극을 포함하는 서브 픽셀들을 포함하며, 서브 픽셀들 중 적어도 하나는 유기 발광층에 포함된 전자수송층의 총 두께가 동일하고 서브 픽셀들 중 적어도 하나는 유기 발광층에 포함된 전자수송층의 총 두께가 다른 것을 특징으로 하는 유기전계발광표시장치를 제공한다.

서브 픽셀들 중 적어도 둘은, 유기 발광층에 포함된 전자수송층이 동일한 재료로 형성된 제1전자수송층과 제2전자수송층을 포함할 수 있다.

서브 픽셀들 중 적어도 둘은, 유기 발광층에 포함된 전자수송층이 다른 재료로 형성된 제1전자수송층과 제2전자수송층을 포함할 수 있다.

서브 픽셀들은, 유기 발광층에 포함된 전자수송층의 총 두께가 50Å ~ 600Å일 수 있다.

서브 픽셀들 중 적어도 둘은, 유기 발광층에 포함된 전자수송층이 제1전자수송층과 제2전자수송층을 포함하며, 제1전자수송층과 제2전자수송층의 두께는, 각각 50Å ~ 300Å일 수 있다.

서브 픽셀들 중 적어도 하나는, 전자수송층의 두께가 50Å ~ 300Å일 수 있다.

서브 픽셀들 중 적어도 둘은 전자수송층이 동일한 구조를 갖는 청색 및 녹색 서브 픽셀이고, 서브 픽셀들 중 적어도 하나는 전자수송층이 다른 구조를 갖는 적색 서브 픽셀일 수 있다.

유기 발광층은 정공주입층과 정공수송층을 포함하고, 서브 픽셀들 중 적어도 하나는 정공주입층과 정공수송층의 두께가 다를 수 있다.

유기 발광층은 제1전극과 접촉하는 유무기 버퍼층을 더 포함할 수 있다.

본 발명은, 화이트 밸런스의 요구 휘도 조건에서 적색, 녹색 및 청색 서브 픽셀들의 수명을 평준화하여 색좌표 이동이나 잔상이 나타나는 문제를 방지하여 균일한 휘도를 나타낼 수 있음은 물론 광학 특성을 향상시킬 수 있는 상부발광 방식 또는 하부발광 방식 유기전계발광표시장치를 제공할 수 있는 효과가 있다. 또한, 본 발명의 실시예는 청색 및 녹색 서브 픽셀들의 효율을 향상시켜 소비전력을 감소시킬 수 있음은 물론 소자의 수명 중 잔상을 좌우하는 초기 수명을 늘릴 수 있는 상부발광 방식 또는 하부발광 방식 유기전계발광표시장치를 제공할 수 있는 효과가 있다.

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

<제1실시예>

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 유기전계발광표시장치의 개략적인 블록도이고, 도 2는 도 1에 도시된 서브 픽셀의 회로구성 예시도 이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 유기전계발광표시장치는 매트릭스형태로 배치된 서브 픽셀(SP)을 포함하는 패널(PNL), 서브 픽셀(SP)의 스캔배선(SL1..SLm)에 스캔신호를 공급하는 스캔구동부(SDRV) 및 서브 픽셀(SP)의 데이터배선(DL1..DLn)에 데이터신호를 공급하는 데이터구동부(DDRV)를 포함한다.

서브 픽셀(SP)은 수동매트릭스형(Passive Matrix) 또는 능동매트릭스 형(Active Matrix)으로 형성된다. 서브 픽셀(SP)이 능동매트릭스형으로 형성된 경우, 이는 스위칭 트랜지스터(S1), 구동 트랜지스터(T1), 커패시터(Cst) 및 유기 발광다이오드(D)를 포함하는 2T(Transistor)1C(Capacitor) 구조로 구성되거나 트랜지스터 및 커패시터가 더 추가된 구조로 구성될 수도 있다.

2T1C 구조의 경우, 서브 픽셀(SP)에 포함된 소자들은 다음과 같이 연결될 수 있다. 스위칭 트랜지스터(S1)는 스캔신호가 공급되는 스캔배선(SL1)에 게이트가 연결되고 데이터신호가 공급되는 데이터배선(DL1)에 일단이 연결되며 제1노드(A)에 타단이 연결된다. 구동 트랜지스터(T1)는 제1노드(A)에 게이트가 연결되고 고 전위의 전원이 공급되는 제1전원 배선(VDD)에 연결된 제2노드(B)에 일단이 연결되며 제3노드(C)에 타단이 연결된다. 커패시터(Cst)는 제1노드(A)에 일단이 연결되고 제2노드(B)에 타단이 연결된다. 유기 발광다이오드(D)는 구동 트랜지스터의 타단에 연결된 제3노드(C)에 애노드가 연결되고 저 전위의 전원이 공급되는 제2전원 배선(VSS)에 캐소드가 연결된다.

위의 설명에서는 서브 픽셀(SP)에 포함된 트랜지스터들(S1, T1)이 P-Type으로 구성된 것을 일례로 설명하였으나 트랜지스터들(S1, T1)은 N-Type으로 구성될 수도 있다. 다만, 트랜지스터들(S1, T1)이 N-Type으로 구성된 경우 유기 발광다이오드(D)의 위치는 물론 각 소자들의 연결 관계가 변경될 수도 있다. 따라서, 도 2는 일반적인 서브 픽셀들의 회로 구성에 대한 이해를 돕기 위해 도시한 것일 뿐 본 발명의 실시예는 이에 한정되지 않는다. 아울러, 제1전원 배선(VDD)을 통해 공급되는 고 전위의 전원은 제2전원 배선(VSS)을 통해 공급되는 저 전위의 전원보다 높을 수 있으며, 제1전원 배선(VDD) 및 제2전원 배선(VSS)을 통해 공급되는 전원의 레벨은 구동방법에 따라 스위칭이 가능하다.

앞서 설명한 서브 픽셀(SP)은 다음과 같이 동작할 수 있다. 스캔배선(SL1)을 통해 스캔신호가 공급되면 스위칭 트랜지스터(S1)가 턴온된다. 다음, 데이터배선(DL1)을 통해 공급된 데이터신호가 턴온된 스위칭 트랜지스터(S1)를 거쳐 제1노드(A)에 공급되면 데이터신호는 커패시터(Cst)에 데이터전압으로 저장된다. 다음, 스캔신호가 차단되고 스위칭 트랜지스터(S1)가 턴오프되면 구동 트랜지스터(T1)는 커패시터(Cst)에 저장된 데이터전압에 대응하여 구동된다. 다음, 제1전원 배선(VDD)을 통해 공급된 고 전위의 전원이 제2전원 배선(VSS)을 통해 흐르게 되면 유기 발광다이오드(D)는 애노드 또는 캐소드 방향으로 빛을 발광하게 된다. 그러나 이는 도 2에 도시된 서브 픽셀회로에 따른 구동방법의 일례일 뿐, 본 발명의 실시예는 이에 한정되지 않는다.

이하, 앞서 설명한 유기전계발광표시장치의 구조에 대해 설명한다.

도 3은 유기전계발광표시장치의 평면도이고, 도 4는 도 3에 도시된 I-II 영역의 단면도이며, 도 5는 서브 픽셀의 단면도이다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 유기전계발광표시장치는 표시영역(AA)에 배치된 서브 픽셀들이 수분이나 산소로부터 보호되도록 밀봉된다. 이를 위해, 기판(110)은 표시영역(AA)의 외곽에 위치하는 비표시영역(NA)에 형성된 접착부재(180)에 의해 밀봉기판(140)과 함께 합착 밀봉된다. 그러나 기 판(110)은 밀봉기판(140)과 대응되는 보호막 등에 밀봉될 수도 있다.

도시된 유기전계발광표시장치는 외부로부터 각종 신호나 전원을 공급받도록 기판(110)의 외곽에 패드부(170)가 마련되고, 하나의 칩으로 구성된 구동장치(160)에 의해 소자들이 구동되는 것을 일례로 한 것이다. 여기서, 구동장치(160)는 도 1에 설명된 데이터구동부와 스캔구동부 등이 포함된다. 하지만, 데이터구동부와 스캔구동부는 기판(110) 상에 각각 구분되어 위치할 수도 있다.

도 5를 참조하면, 표시영역(AA)에 배치된 서브 픽셀들은 다음과 같은 구조로 형성될 수 있다.

기판(110) 상에는 버퍼층(111)이 위치한다. 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(SiO₂), 실리콘 질화물(SiNx) 등을 사용할 수 있다.

버퍼층(111) 상에는 게이트(112)가 위치한다. 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 위치한다. 제1절연막(113)은 실리콘 산화막(SiOx), 실리콘 질화막(SiNx) 또는 이들의 다중층일 수 있으나 이에 한정되지 않는다.

제1절연막(113) 상에는 액티브층(114)이 위치한다. 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 위치한다. 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 3중층으로 이루어질 수 있다.

소오스(115a) 및 드레인(115b) 상에는 제2절연막(116)이 위치한다. 제2절연막(116)은 실리콘 산화막(SiOx), 실리콘 질화막(SiNx) 또는 이들의 다중층일 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 제2절연막(116)은 패시베이션막일 수 있다.

제2절연막(116) 상에는 제3절연막(117)이 위치한다. 제3절연막(117)은 실리 콘 산화막(SiOx), 실리콘 질화막(SiNx) 또는 이들의 다중층일 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 제3절연막(117)은 평탄화막일 수 있다.

이상은 기판(110) 상에 위치하는 구동 트랜지스터(T1)에 대한 설명이다. 이하에서는 구동 트랜지스터(T1) 상에 위치하는 유기 발광다이오드(D)에 대해 설명한다.

제3절연막(117) 상에는 제1전극(119)이 위치한다. 제1전극(119)은 애노드 또는 캐소드로 선택될 수 있다. 제1전극(119)이 애노드로 선택된 경우, 이는 투명한 재료 예컨대, ITO(Indium Tin Oxide) 또는 IZO(Indium Zinc Oxide) 등으로 형성될 수 있으나 이에 한정되지 않는다.

제1전극(119) 상에는 제1전극(119)의 일부를 노출하는 개구부를 갖는 뱅크층(120)이 위치한다. 뱅크층(120)은 벤조사이클로부텐(benzocyclobutene,BCB)계 수지, 아크릴계 수지 또는 폴리이미드 수지 등의 유기물을 포함할 수 있으나 이에 한정되지 않는다.

뱅크층(120)의 개구부 내에는 유기 발광층(121)이 위치한다. 유기 발광층(121)은 정공주입층, 정공수송층, 발광층, 전자수송층 및 전자주입층을 포함한다.

유기 발광층(121) 상에는 제2전극(122)이 위치한다. 제2전극(122)은 캐소드 또는 애노드로 선택될 수 있다. 제2전극(122)이 캐소드로 선택된 경우, 이는 알루미늄(Al) 또는 알루미늄합금(AlNd) 등으로 형성될 수 있으나 이에 한정되지 않는다.

이하, 본 발명의 제1실시예에 따른 유기전계발광표시장치에 대해 설명하되, 유기 발광다이오드의 구조를 중심으로 더욱 자세히 설명한다.

도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 서브 픽셀들의 구성도이다.

도 6을 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 서브 픽셀들은 적어도 세 가지의 색을 발광하며 제1전극(119), 유기 발광층(121) 및 제2전극(122)을 포함하는 서브 픽셀들(R,G,B)을 포함한다. 여기서, 제1전극(119)은 ITO(Indium Tin Oxide) 또는 IZO(Indium Zinc Oxide) 등을 사용할 수 있고, 제2전극(122)은 알루미늄(Al) 또는 알루미늄합금(AlNd) 등을 사용할 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 위와 같은 전극의 구조에 따라 본 발명의 제1실시예에 따른 서브 픽셀들을 포함하는 유기전계발광표시장치는 제1전극(119)의 방향으로 빛을 발광하는 하부발광(Bottom-Emission) 방식으로 형성된다.

서브 픽셀들(R,G,B) 중 청색 서브 픽셀(B) 및 녹색 서브 픽셀(G)은 유기 발광층(121)이 적어도 두 개의 전자수송층(121e, 121f)을 포함하며, 서브 픽셀들(R,G,B) 중 적색 서브 픽셀(R)은 유기 발광층(121)이 적어도 하나의 전자수송층(121f)을 포함한다. 여기서, 청색 서브 픽셀(B) 및 녹색 서브 픽셀(G)은 유기 발광층(121)에 포함된 전자수송층(121e, 121f)의 두께가 동일하다. 그러나, 적색 서브 픽셀(R)은 유기 발광층(121)에 포함된 전자수송층(121f)의 두께가 청색 서브 픽셀(B) 및 녹색 서브 픽셀(G)에 포함된 전자수송층(121e, 121f)의 두께와 다르다. 즉, 서브 픽셀들 중 청색 서브 픽셀(B) 및 녹색 서브 픽셀(G)은 전자수송층(121d, 121f)의 구조가 동일하지만, 적색 서브 픽셀(R)은 전자수송층(121f)의 구조가 청색 서브 픽셀(B) 및 녹색 서브 픽셀(G)과 다르다.

청색 서브 픽셀(B) 및 녹색 서브 픽셀(G)의 유기 발광층(121)은 제1전극(119) 상에 정공주입층(121a), 제1정공수송층(121b), 제2정공수송층(121c), 발광층(121d), 제1전자수송층(121e), 제2전자수송층(121f) 및 전자주입층(121g) 순으로 형성된다. 반면, 적색 서브 픽셀(R)의 유기 발광층(121)은 제1전극(119) 상에 정공주입층(121a), 제1정공수송층(121b), 제2정공수송층(121c), 발광층(121d), 제2전자수송층(121f) 및 전자주입층(121g) 순으로 형성다. 여기서, 적색 서브 픽셀(R)에 포함된 유기 발광층(121)의 제2전자수송층(121f)은 청색 서브 픽셀(B) 및 녹색 서브 픽셀(G)에 포함된 유기 발광층(121)의 제2전자수송층(121f)과 동일한 재료로 형성된다.

정공주입층(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.

제1 및 제2정공수송층(121b, 121c)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. 여기서, 제1 및 제2정공수 송층(121b, 121c)은 동일하거나 다른 재료로 형성될 수 있다.

발광층(121d)은 적색, 녹색, 청색을 발광하는 물질을 포함할 수 있으며, 인광 또는 형광물질을 이용하여 형성할 수 있다. 적색 서브 픽셀(R)에 형성된 발광층(121d)의 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. 녹색 서브 픽셀(G)에 형성된 발광층(121d)의 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. 청색 서브 픽셀(B)에 포함된 발광층(121d)의 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.

제1 및 제2전자수송층(121e, 121f)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. 여기서, 제1 및 제2전자수송층(121e, 121f)은 동일하거나 다른 재료로 형성될 수 있다.

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

위의 구조에서 적색, 녹색 및 청색 서브 픽셀들(R,G,B)의 유기 발광층(121)에 포함된 전자수송층(121e, 121f)의 총 두께는 50Å ~ 600Å로 형성된다. 적색, 녹색 및 청색 서브 픽셀들(R,G,B)의 유기 발광층(121)에 포함된 전자수송층(121e, 121f)의 총 두께를 50Å ~ 600Å으로 형성하면, 화이트 밸런스나 색감을 향상시킬 수 있음은 물론 수명을 향상시킬 수 있게 된다. 이를 위해 더욱 바람직하게는, 적색, 녹색 및 청색 서브 픽셀들(R,G,B)의 유기 발광층(121)에 포함된 전자수송층(121e, 121f)의 총 두께를 150Å ~ 400Å로 형성한다. 다만, 적색 서브 픽셀(R)의 유기 발광층(121)의 경우 제1전자수송층이 공정에서 생략된 형태로 하나의 전자수송층 즉, 제2전자수송층(121f)만 형성된다.

제1실시예에서는, 서브 픽셀들 간의 화이트 밸런스나 색감은 물론 수명을 향상시킬 수 있도록 녹색 및 청색 서브 픽셀들(G,B)의 유기 발광층(121)에 포함된 제1전자수송층(121e)과 제2전자수송층(121f)의 두께를 각각 50Å ~ 300Å로 형성하 고, 적색 서브 픽셀(R)의 유기 발광층(121)에 포함된 제2전자수송층(121f)의 두께는 50Å ~ 300Å로 형성한다.

이하, 표 1 내지 표 3 및 도 7 내지 도 9를 참조하여 비교예들과 실시예 간의 전자수송층의 두께 및 구조에 따른 광학 특성과 수명에 대해 설명한다.

도 7 내지 도 9는 비교예들과 실시예의 휘도 대비 수명 그래프이다.

하기 표 1 및 도 7은 비교예 1을 나타낸 표이다.

하기 표 2 및 도 8은 비교예 2를 나타낸 표이다.

하기 표 3 및 도 9는 실시예를 나타낸 표이다.

비교예 1 및 2의 경우 앞서 설명한 실시예와 동일한 구조를 소자를 제작하였다. 다만, 비교예 1은 적색, 녹색 및 청색 서브 픽셀들(R,G,B)의 유기 발광층(121)에 포함된 전자수송층(ETL)의 두께를 각각 200Å으로 형성하였고, 비교예 2는 적색, 녹색 및 청색 서브 픽셀들(R,G,B)의 유기 발광층(121)에 포함된 전자수송층(ETL)의 두께를 각각 300Å으로 형성하였다. 여기서, 비교예 1은 1회의 증착 공정으로 하나의 전자수송층(ETL)을 형성하였다. 이와 달리, 비교예 2는 전자수송 재료를 2회의 증착 공정(1회 100Å, 2회 200Å)으로 나누어 적색, 녹색 및 청색 서브 픽셀들(R,G,B) 각각에 형성하였다.

반면, 제1실시예는 청색 및 녹색 서브 픽셀들(B,G)의 유기 발광층(121)에 포함된 전자수송층(ETL)의 두께를 각각 300Å으로 형성하였고, 적색 서브 픽셀(R)의 유기 발광층(121)에 포함된 전자수송층(ETL)의 두께를 200Å으로 형성하였다. 여기서, 청색 및 녹색 서브 픽셀들(B,G)의 경우 전자수송 재료를 2회의 증착 공정(1회 100Å, 2회 200Å)으로 나누어 형성하였다. 즉, 앞서 설명한 바와 같이 두 개의 전자수송층(121e, 121f)을 형성하였다. 이와 달리, 적색 서브 픽셀(R)의 경우 1회 증착시 제1전자수송층(121e)의 형성을 생략한 후, 2회의 증착 공정시 청색 및 녹색 서브 픽셀들(B,G)의 제2전자수송층(121f)과 동일한 조건으로 제2전자수송층(121f)을 형성하였다.

위와 같이 전자수송층(ETL)의 두께 및 구조적 차이에 따라 제1실시예는 비교예들 대비 광학 특성 측면에서 발광량 (양자효율 QE)이 향상되었고, 수명 측면에서 화이트 밸런스의 요구 휘도 특성이 향상되었음을 알 수 있다. 비록 제1실시예에서는 표 1 내지 표 3에 기재된 구조만 설명하였으나 위의 실험 결과와 같이, 적색, 녹색 및 청색 서브 픽셀들(R,G,B)의 유기 발광층(121)에 포함되는 전자수송층의 두께나 증착 구조를 달리하면 이들 간의 화이트 밸런스의 요구 휘도와 발광량을 향상시킬 수 있게 됨은 자명하게 나타날 것이다.

한편, 제1실시예는 적색, 녹색 및 청색 서브 픽셀들(R,G,B) 중 적어도 하나의 유기 발광층(121)에 포함된 정공수송층(121b, 121c)의 두께를 달리한다. 이에 따라, 광학 특성에서 색좌표(CIE x, y)의 변동폭이 크게 나타날 수는 있지만, 전자수송층의 두께 변화를 통해 수명을 향상시킬 수 있으므로 색감의 변화는 적게 나타난다. 그러므로, 전자수송층의 두께 변화는 정공수송층의 두께 변화 대비 수명 및 성능의 변화 측면에서 더욱 안정적인 요건으로 작용하게 된다.

도 10은 본 발명의 제1실시예의 변형된 실시예를 나타낸 서브 픽셀들의 구성도이다.

도 10을 참조하면, 본 발명의 제1실시예의 변형된 실시예는 제1실시예와 동일하되, 유기 발광층(121)에 포함된 유무기 버퍼층(121i)을 더 포함한다. 유무기 버퍼층(121i)은 제1전극(119)과 정공주입층(121a) 사이에 형성된다. 유무기 버퍼층(121i)은 제1전극(119)의 계면과 정공주입층(121a)의 계면 사이에 접촉하여 이들 간의 계면을 안정화(및 내전압 안정화)하여 소자의 수명, 성능을 향상시키는 역할을 한다. 유무기 버퍼층(121i)은 무기물(마그네슘플로라이드; MgF2)과 유기물을 동시 증착법(co-deposition)과 같은 방법으로 형성할 수 있으나 이에 한정되지 않는다.

<제2실시예>

도 11은 본 발명의 제2실시예에 따른 서브 픽셀들의 구성도이다.

도 11을 참조하면, 본 발명의 제2실시예에 따른 서브 픽셀들은 적어도 세 가지의 색을 발광하며 제2전극(122), 유기 발광층(121) 및 제1전극(119)을 포함하는 서브 픽셀들(R,G,B)을 포함한다. 여기서, 제2전극(122)은 알루미늄(Al) 또는 알루미늄합금(AlNd) 등을 사용할 수 있고, 제1전극(119)은 ITO(Indium Tin Oxide) 또는 IZO(Indium Zinc Oxide) 등을 사용할 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 위와 같은 전극의 구조에 따라 본 발명의 제1실시예에 따른 서브 픽셀들을 포함하는 유기전계발광표시장치는 제1전극(119)의 방향으로 빛을 발광하는 상부발광(Top-Emission) 방식으로 형성된다.

청색 서브 픽셀(B) 및 녹색 서브 픽셀(G)의 유기 발광층(121)은 제2전극(122) 상에 전자주입층(121g), 제2전자수송층(121f), 제1전자수송층(121e), 발광층(121d), 제2정공수송층(121c), 제1정공수송층(121b) 및 정공주입층(121a) 순으로 형성된다. 반면, 적색 서브 픽셀(R)의 유기 발광층(121)은 제2전극(122) 상에 전자주입층(121g), 제2전자수송층(121f), 발광층(121d), 제2정공수송층(121c), 제1정공수송층(121b) 및 정공주입층(121a) 순으로 형성된다. 여기서, 적색 서브 픽셀(R)에 포함된 유기 발광층(121)의 제2전자수송층(121f)은 청색 서브 픽셀(B) 및 녹색 서브 픽셀(G)에 포함된 유기 발광층(121)의 제2전자수송층(121f)과 동일한 재료로 형성된다.

제2실시예에서 전자주입층(121g), 제1전자수송층(121e), 제2전자수송층(121f), 발광층(121d), 제1정공수송층(121b), 제2정공수송층(121c) 및 정공주입층(121a)의 재료 및 구조는 앞서 설명한 제1실시예와 동일하게 형성된다.

위의 구조에서 적색, 녹색 및 청색 서브 픽셀들(R,G,B)의 유기 발광층(121)에 포함된 전자수송층(121e, 121f)의 두께는 제1실시예와 동일하게 50Å ~ 600Å로 형성된다. 적색, 녹색 및 청색 서브 픽셀들(R,G,B)의 유기 발광층(121)에 포함된 전자수송층(121e, 121f)의 총 두께를 50Å ~ 600Å으로 형성하면, 화이트 밸런스나 색감을 향상시킬 수 있음은 물론 수명을 향상시킬 수 있게 된다. 이를 위해 더욱 바람직하게는, 적색, 녹색 및 청색 서브 픽셀들(R,G,B)의 유기 발광층(121)에 포함된 전자수송층(121e, 121f)의 총 두께를 150Å ~ 400Å로 형성한다. 다만, 적색 서브 픽셀(R)의 유기 발광층(121)의 경우 제1전자수송층이 공정에서 생략된 형태로 하나의 전자수송층 즉, 제2전자수송층(121f)만 형성된다.

제2실시예에서는, 서브 픽셀들 간의 화이트 밸런스나 색감은 물론 수명을 향상시킬 수 있도록 녹색 및 청색 서브 픽셀들(G,B)의 유기 발광층(121)에 포함된 제1전자수송층(121e)과 제2전자수송층(121f)의 두께를 각각 50Å ~ 300Å로 형성하고, 적색 서브 픽셀(R)의 유기 발광층(121)에 포함된 제2전자수송층(121f)의 두께는 50Å ~ 300Å로 형성한다.

제2실시예 또한 제1실시예의 표 1 내지 표 3, 도 7 내지 도 10에 설명한 바와 같이 전자수송층(121e, 121f)의 두께 및 구조적 차이에 따라 비교예들 대비 광학 특성 측면에서 발광량 (양자효율 QE)이 향상되었고, 수명 측면에서 화이트 밸런스의 요구 휘도 특성이 향상된다. 비록 제1실시예에서는 표 1 내지 표 3에 기재된 구조만 설명하였으나 위의 실험 결과와 같이, 적색, 녹색 및 청색 서브 픽셀들(R,G,B)의 유기 발광층(121)에 포함되는 전자수송층의 두께나 증착 구조를 달리하면 이들 간의 화이트 밸런스의 요구 휘도와 발광량을 향상시킬 수 있게 됨은 자명하게 나타날 것이다.

한편, 제2실시예 또한 제1실시예와 같이 적색, 녹색 및 청색 서브 픽셀들(R,G,B) 중 적어도 하나의 유기 발광층(121)에 포함된 정공수송층(121b, 121c)의 두께를 달리한다. 이에 따라, 광학 특성에서 색좌표(CIE x, y)의 변동폭이 크게 나타날 수는 있지만, 전자수송층의 두께 변화를 통해 수명을 향상시킬 수 있으므로 색감의 변화는 적게 나타난다. 그러므로, 전자수송층의 두께 변화는 정공수송층의 두께 변화 대비 수명 및 성능의 변화 측면에서 더욱 안정적인 요건으로 작용하게 된다.

도 12는 본 발명의 제2실시예의 변형된 실시예를 나타낸 서브 픽셀들의 구성도이다.

도 12를 참조하면, 본 발명의 제2실시예의 변형된 실시예는 제2실시예와 동일하되, 유기 발광층(121)에 포함된 유무기 버퍼층(121i)을 더 포함한다. 유무기 버퍼층(121i)은 제1전극(119)과 정공주입층(121a) 사이에 형성된다. 유무기 버퍼층(121i)은 제1전극(119)의 계면과 정공주입층(121a)의 계면 사이에 접촉하여 이들 간의 계면을 안정화(및 내전압 안정화)하여 소자의 수명, 성능을 향상시키는 역할을 한다. 유무기 버퍼층(121i)은 무기물(마그네슘플로라이드; MgF2)과 유기물을 동시 증착법(co-deposition)과 같은 방법으로 형성할 수 있으나 이에 한정되지 않는다.

이상 본 발명의 실시예는 화이트 밸런스의 요구 휘도 조건에서 적색, 녹색 및 청색 서브 픽셀들의 수명을 평준화하여 색좌표 이동이나 잔상이 나타나는 문제를 방지하여 균일한 휘도를 나타낼 수 있음은 물론 광학 특성을 향상시킬 수 있는 상부발광 방식 또는 하부발광 방식 유기전계발광표시장치를 제공할 수 있는 효과가 있다. 또한, 본 발명의 실시예는 청색 및 녹색 서브 픽셀들의 효율을 향상시켜 소비전력을 감소시킬 수 있음은 물론 소자의 수명 중 잔상을 좌우하는 초기 수명을 늘릴 수 있는 상부발광 방식 또는 하부발광 방식 유기전계발광표시장치를 제공할 수 있는 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 제1실시예에 따른 유기전계발광표시장치의 개략적인 블록도.

도 2는 도 1에 도시된 서브 픽셀의 회로구성 예시도.

도 3은 유기전계발광표시장치의 평면도.

도 4는 도 3에 도시된 I-II 영역의 단면도.

도 5는 서브 픽셀의 단면도.

도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 서브 픽셀들의 구성도.

도 7 내지 도 9는 비교예들과 실시예의 휘도 대비 수명 그래프.

도 10은 본 발명의 제1실시예의 변형된 실시예를 나타낸 서브 픽셀들의 구성도.

도 11은 본 발명의 제2실시예에 따른 서브 픽셀들의 구성도.

도 12는 본 발명의 제2실시예의 변형된 실시예를 나타낸 서브 픽셀들의 구성도.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

110: 기판 119: 제1전극

121: 유기 발광층 121e: 제1전자수송층

121f: 제2전자수송층 121i: 유무기 버퍼층

122: 제2전극 180: 밀봉기판

Claims

적어도 세 가지의 색을 발광하며 제1전극, 유기 발광층 및 제2전극을 포함하는 서브 픽셀들을 포함하며,

상기 서브 픽셀들 중 하나는 상기 유기 발광층이 하나의 전자수송층을 포함하고,

상기 서브 픽셀들 중 적어도 둘은 상기 유기 발광층이 동일한 재료로 형성되고, 동일한 두께를 갖는 제1전자수송층과 제2전자수송층을 포함하되,

상기 서브 픽셀들 중 적어도 둘은 청색 및 녹색 서브 픽셀이고,

상기 서브 픽셀들 중 적어도 하나는 적색 서브 픽셀이며,

상기 적색 서브 픽셀은 상기 제1전자수송층과 상기 제2전자수송층 중 하나인 상기 제2전자수송층을 포함하고,

상기 유기 발광층에 포함된 전자수송층의 총 두께는 50Å ~ 600Å인 것을 특징으로 하는 유기전계발광표시장치.
적어도 세 가지의 색을 발광하며 제1전극, 유기 발광층 및 제2전극을 포함하는 서브 픽셀들을 포함하며,

상기 서브 픽셀들 중 하나는 상기 유기 발광층이 하나의 전자수송층을 포함하고,

상기 서브 픽셀들 중 적어도 둘은 상기 유기 발광층이 다른 재료로 형성되고, 다른 두께를 갖는 제1전자수송층과 제2전자수송층을 포함하되,

상기 서브 픽셀들 중 적어도 둘은 청색 및 녹색 서브 픽셀이고,

상기 서브 픽셀들 중 적어도 하나는 적색 서브 픽셀이며,

상기 적색 서브 픽셀은 상기 제1전자수송층과 상기 제2전자수송층 중 하나인 상기 제2전자수송층을 포함하고,

상기 유기 발광층에 포함된 전자수송층의 총 두께는 50Å ~ 600Å인 것을 특징으로 하는 유기전계발광표시장치.
삭제
삭제
삭제
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 제1전자수송층과 상기 제2전자수송층의 두께는,

각각 50Å ~ 300Å인 것을 특징으로 하는 유기전계발광표시장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 서브 픽셀들 중 적어도 하나는,

상기 전자수송층의 두께가 50Å ~ 300Å인 것을 특징으로 하는 유기전계발광 표시장치.
삭제
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 유기 발광층은 정공주입층과 정공수송층을 포함하고,

상기 서브 픽셀들 중 적어도 하나는 상기 정공주입층과 상기 정공수송층의 두께가 다른 것을 특징으로 하는 유기전계발광표시장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 유기 발광층은 상기 제1전극과 접촉하는 유무기 버퍼층을 더 포함하는 유기전계발광표시장치.
적어도 세 가지의 색을 발광하며 제1전극, 유기 발광층 및 제2전극을 포함하는 서브 픽셀들을 포함하며,

상기 서브 픽셀들 중 하나는 상기 유기 발광층이 하나의 전자수송층을 포함하고,

상기 서브 픽셀들 중 적어도 둘은 상기 유기 발광층이 동일한 재료로 형성되고, 다른 두께를 갖는 제1전자수송층과 제2전자수송층을 포함하되,

상기 서브 픽셀들 중 적어도 둘은 청색 및 녹색 서브 픽셀이고,

상기 서브 픽셀들 중 적어도 하나는 적색 서브 픽셀이며,

상기 적색 서브 픽셀은 상기 제1전자수송층과 상기 제2전자수송층 중 하나인 상기 제2전자수송층을 포함하고,

상기 유기 발광층에 포함된 전자수송층의 총 두께는 50Å ~ 600Å인 것을 특징으로 하는 유기전계발광표시장치.
적어도 세 가지의 색을 발광하며 제1전극, 유기 발광층 및 제2전극을 포함하는 서브 픽셀들을 포함하며,

상기 서브 픽셀들 중 하나는 상기 유기 발광층이 하나의 전자수송층을 포함하고,

상기 서브 픽셀들 중 적어도 둘은 상기 유기 발광층이 다른 재료로 형성되고, 동일한 두께를 갖는 제1전자수송층과 제2전자수송층을 포함하되,

상기 서브 픽셀들 중 적어도 둘은 청색 및 녹색 서브 픽셀이고,

상기 서브 픽셀들 중 적어도 하나는 적색 서브 픽셀이며,

상기 적색 서브 픽셀은 상기 제1전자수송층과 상기 제2전자수송층 중 하나인 상기 제2전자수송층을 포함하고,

상기 유기 발광층에 포함된 전자수송층의 총 두께는 50Å ~ 600Å인 것을 특징으로 하는 유기전계발광표시장치.
삭제
제11항 또는 제12항에 있어서,

상기 제1전자수송층과 상기 제2전자수송층의 두께는,

각각 50Å ~ 300Å인 것을 특징으로 하는 유기전계발광표시장치.
제11항 또는 제12항에 있어서,

상기 유기 발광층은 정공주입층과 정공수송층을 포함하고,

상기 서브 픽셀들 중 적어도 하나는 상기 정공주입층과 상기 정공수송층의 두께가 다른 것을 특징으로 하는 유기전계발광표시장치.
제11항 또는 제12항에 있어서,

상기 유기 발광층은 상기 제1전극과 접촉하는 유무기 버퍼층을 더 포함하는 유기전계발광표시장치.