KR102089271B1 - 유기 발광 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 발광 효율 및 수명을 향상시키고, 소비전력을 줄인 마이크로 캐버티(micro cavity) 발광 구조를 가지는 유기 발광 장치에 관한 것이다.
본 발명의 실시 예에 따른 유기 발광 장치는 제1 전극과 제2 전극 사이에 발광층이 형성된 유기 발광 장치에 있어서, 적색 광을 발광하는 제1 레드 발광층과 제2 레드 발광층을 포함하는 레드 픽셀; 녹색 광을 발광하는 제1 그린 발광층과 제2 그린 발광층을 포함하는 그린 픽셀; 청색 광을 발광하는 제1 블루 발광층과 제2 블루 발광층을 포함하는 블루 픽셀; 반사 전극으로 형성되어 상기 레드, 그린 및 블루 픽셀에 제1 극성의 전하를 공급하는 제1 전극; 및 반투과 전극으로 형성되어 상기 레드, 그린 및 블루 픽셀에 제2 극성의 전하를 공급하는 제2 전극;을 포함하고, 상기 레드, 그린 및 블루 픽셀 중에서 적어도 하나의 픽셀의 제1 발광층과 제2 발광층은 상이한 발광 물질을 포함한다.

Description

유기 발광 장치{Organic Light Emitting Device}
본 발명은 유기 발광 장치에 관한 것으로서, 발광 효율 및 수명을 향상시키고, 소비전력을 줄인 마이크로 캐버티(micro cavity) 발광 구조를 가지는 유기 발광 장치에 관한 것이다.
평판 디스플레이 장치로서 현재까지는 액정 디스플레이 장치(Liquid Crystal Display Device)가 널리 이용되었다. 액정 디스플레이 장치는 별도의 백라이트가 필요하고, 밝기 및 명암비 등에서 기술적 한계가 있다. 이에, 자체발광이 가능하여 별도의 광원이 필요하지 않고, 시야각, 밝기 및 명암비 등에서 액정 디스플레이 장치보다 우수한 유기 발광 장치(Organic Light Emitting Device)에 대한 관심이 증대되고 있다. 또한, 유기 발광 장치는 백라이트가 필요하지 않아 경량 박형으로 제조할 수 있고, 저 소비전력 및 응답속도가 빠른 장점이 있다.
유기 발광 장치는 광이 방출되는 방향에 따라 상부발광(Top Emission), 하부발광(Bottom Emission) 및 양면발광(Dual Emission) 방식 등이 있으며, 구동방식에 따라 수동 매트릭스(Passive Matrix) 방식과 능동 매트릭스(Active Matrix) 방식으로 구분할 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 마이크로 캐버티(micro cavity)의 구조를 가지는 유기 발광 장치의 레드(red), 그린(green), 블루(blue) 픽셀 구조를 나타내는 도면이다. 도 1에서는 상부발광 방식의 능동 매트릭스 방식의 유기 발광 장치의 픽셀 구조를 도시하고 있다.
도 1을 참조하면, 종래 기술에 따른 유기 발광 장치는 애노드 전극(10)과 캐소드 전극(70) 및 유기 발광층을 포함한다. 전자(electron)를 주입하는 캐소드 전극(70)과 정공을 주입하는 애노드 전극(10) 사이에 유기 발광층이 형성된 구조를 가진다. 캐소드 전극(70) 상에는 캡핑층(80, capping layer: CPL)이 형성되어 있다.
애노드 전극(10)을 반사 전극으로 형성하고, 캐소드 전극(70)을 반투과 전극으로 형성하여 마이크로 캐버티(micro cavity)를 구성한다. 캐소드 전극(70)과 애노드 전극(10) 사이에 옵티컬 캐버티(Optical Cavity)가 형성된다. 캐소드 전극(70)을 이용하여 유기 발광층에서 생성된 빛 중에서 일부(예로서, 60%)를 투과시키고, 투과되고 남은 빛(예로서, 40%)을 반사시켜 각 파장에 맞는 보강간섭을 일으킴으로써 발광 효율을 향상시킨다.
유기 발광층은 정공 주입층(20, hole injection layer: HIL), 정공 수송층(30, hole transport layer: HTL), 발광층(52, 54, 56, emission layer: EML), 전자 주입층(미도시, electron injection layer: EIL) 및 전자 수송층(60, electron transport layer: ETL)을 포함한다. 이때, 전자 주입층(EIL)은 생략될 수 있다.
하나의 단위 픽셀은 3색의 레드 픽셀, 그린 픽셀 및 블루 픽셀로 구성된다. 레드 픽셀의 유기 발광층은 레드 정공 수송층(42, red HTL)을 더 포함한다. 그리고, 그린 픽셀의 유기 발광층은 그린 정공 수송층(44, green HTL)을 더 포함한다.
레드 픽셀의 레드 발광층(52)은 전자 수송층(60, ETL)과 레드 정공 수송층(42, red HTL) 사이에 형성된다. 그린 픽셀(Gp)의 그린 발광층(54)은 전자 수송층(60, ETL)과 그린 정공 수송층(44, green HTL) 사이에 형성된다. 블루 픽셀(BP)의 블루 발광층(56)은 전자 수송층(60, ETL)과 정공 수송층(30, HTL) 사이에 형성된다.
캐소드 전극(70)에서 발생된 전자 및 애노드 전극(10)에서 발생된 정공이 발광층(52, 54, 56, EML) 내부로 주입되면, 주입된 전자 및 정공이 결합하여 액시톤(exciton)이 생성된다. 생성된 액시톤이 여기 상태(excited state)에서 기저 상태(ground state)로 떨어지면서 적색, 녹색 및 청색의 발광층(52, 54, 56, EML)에서 적색, 녹색 및 청색의 발광을 일으킨다.
종래 기술에 따른 유기 발광 장치는 발광층의 재료 및 발광 구조로 인한 발광 특성 및 수명 성능에 한계가 있고, 발광층(52, 54, 56)을 구성하는 형광 물질을 인광 물질로 변경하여 발광 효율을 높이는 방법이 제시된 바 있다. 그러나, 휘도는 높이고자 하는 경우에는 소비 전력이 소모되는 문제점이 있고, 장수명의 확보를 위해 발광 물질을 변경하면 발광 효율이 낮아지는 문제점이 있다.
고 해상도로 디스플레이가 발전하면서 단위 면적당 픽셀 개수가 증가하고, 높은 휘도가 요구되고 있지만 유기 발광 장치의 발광 구조 상 단위 면적(A)의 휘도(Cd)에 한계가 있고, 인가 전류의 증가로 인한 소자의 신뢰성 저하 및 소비 전력이 증가하는 문제점이 있다.
또한, 유기 발광 장치의 3색의 픽셀 중에서 블루 픽셀은 레드 픽셀과 그린 픽셀에 비해 수명이 짧아 3색의 픽셀들을 갖는 디스플레이 패널을 제조하면 디스플레이 패널의 수명을 보장할 수 없는 문제점이 있다.
따라서, 유기 발광 장치의 품질 및 생산성을 저해하는 가장 큰 요인인 소자의 발광 효율, 수명 향상 및 소비 전력 절감이라는 기술적 한계의 극복이 요구된다.
본 발명은 상술한 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 마이크로 캐버티(micro cavity) 구조가 적용된 유기 발광 장치의 발광 효율을 향상시키는 것을 기술적 과제로 한다.
본 발명은 상술한 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 마이크로 캐버티(micro cavity) 구조가 적용된 유기 발광 장치의 휘도를 높이는 것을 기술적 과제로 한다.
본 발명은 상술한 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 마이크로 캐버티(micro cavity) 구조가 적용된 유기 발광 장치의 수명을 늘리는 것을 기술적 과제로 한다.
본 발명은 상술한 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 유기 발광 장치의 소비전력을 줄이는 것을 기술적 과제로 한다.
위에서 언급된 본 발명의 기술적 과제 외에도, 본 발명의 다른 특징 및 이점들이 이하에서 기술되거나, 그러한 기술 및 설명으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 실시 예에 따른 유기 발광 장치는 제1 전극과 제2 전극 사이에 발광층이 형성된 유기 발광 장치에 있어서, 적색 광을 발광하는 제1 레드 발광층과 제2 레드 발광층을 포함하는 레드 픽셀; 녹색 광을 발광하는 제1 그린 발광층과 제2 그린 발광층을 포함하는 그린 픽셀; 청색 광을 발광하는 제1 블루 발광층과 제2 블루 발광층을 포함하는 블루 픽셀; 반사 전극으로 형성되어 상기 레드, 그린 및 블루 픽셀에 제1 극성의 전하를 공급하는 제1 전극; 및 반투과 전극으로 형성되어 상기 레드, 그린 및 블루 픽셀에 제2 극성의 전하를 공급하는 제2 전극;을 포함하고, 상기 레드, 그린 및 블루 픽셀 중에서 적어도 하나의 픽셀의 제1 발광층과 제2 발광층은 상이한 발광 물질을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이상과 같은 본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 있다. 본 발명의 실시 예에 따른 유기 발광 레드 픽셀, 그린 픽셀 및 블루 픽셀 중에서 적어도 하나의 픽셀의 제1 발광층과 제2 발광층을 상이한 발광 물질로 형성하여 발광 효율을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 유기 발광 레드 픽셀, 그린 픽셀 및 블루 픽셀 중에서 적어도 하나의 픽셀의 제1 발광층과 제2 발광층을 상이한 발광 물질로 형성하여 유기 발광 소자의 수명 향상 및 유기 발광 소자를 적용한 OLED 패널의 수명을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 유기 발광 레드 픽셀, 그린 픽셀 및 블루 픽셀 중에서 적어도 하나의 픽셀의 제1 발광층과 제2 발광층을 상이한 발광 물질로 형성하여 적색 광, 녹색 광 및 청색 광의 휘도를 높임과 아울러, 백색 광의 휘도를 높일 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 유기 발광 레드 픽셀, 그린 픽셀 및 블루 픽셀 중에서 적어도 하나의 픽셀의 제1 발광층과 제2 발광층을 상이한 발광 물질로 형성하여 소비전력을 줄일 수 있다.
위에서 언급된 본 발명의 특징 및 효과들 이외에도 본 발명의 실시 예들을 통해 본 발명의 또 다른 특징 및 효과들이 새롭게 파악될 수도 있을 것이다.
도 1은 종래 기술에 따른 마이크로 캐버티(micro cavity)의 구조를 가지는 유기 발광 장치의 레드(red), 그린(green), 블루(blue) 픽셀 구조를 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 비교 예의 레드(red), 그린(green), 블루(blue) 픽셀에 형성된 유기 발광층(ETL, EML, HTL, red HTL, green HTL, HIL)의 두께를 나타내는 도면이다.
도 3은 비교 예의 성능 및 OLED 패널의 시뮬레이션 결과를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예들에 따른 유기 발광 장치의 레드(red), 그린(green), 블루(blue) 픽셀 구조를 나타내는 도면이다.
도 5는 제1 발광층(EML1)과 제2 발광층(EML2)을 인광 물질 만으로 형성하거나, 또는 형광 물질 만으로 형성하는 것을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 제1 내지 제7 실시 예에 따른 유기 발광 장치의 제1 발광층(EML1)과 제2 발광층(EML2)을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 유기 발광 장치의 레드(red), 그린(green), 블루(blue) 픽셀 구조를 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 유기 발광 장치의 레드(red), 그린(green), 블루(blue) 픽셀 구조를 나타내는 도면이다.
도 9는 제1 내지 제7 실시 예에 따른 유기 발광 장치의 성능을 나타내는 도면이다.
도 10은 제1 내지 제7 실시 예에 따른 유기 발광 장치가 적용된 OLED 패널의 시뮬레이션 결과를 나타내는 도면이다.
도 11은 종래 기술에 따른 유기 발광 장치가 적용된 OLED 패널의 구동 시간이 경과될 때, T95 기준의 색온도(CCT)를 나타내는 도면이다.
도 12는 본 발명의 제1 내지 제7 실시 예에 따른 유기 발광 장치가 적용된 OLED 패널의 구동 시간이 경과될 때, T95 기준의 색온도(CCT)를 나타내는 도면이다.
도 13은 상온(25℃)에서 본 발명의 유기 발광 장치와 비교 예의 수명을 나타내는 도면이다.
도 14는 고온(80℃)에서 본 발명의 유기 발광 장치와 비교 예의 수명을 나타내는 도면이다.
도 15는 본 발명의 제8 내지 제13 실시 예에 따른 유기 발광 장치의 제1 발광층(EML1)과 제2 발광층(EML2)을 나타내는 도면이다.
도 16은 본 발명의 제14 내지 제20 실시 예에 따른 유기 발광 장치의 제1 발광층(EML1)과 제2 발광층(EML2)을 나타내는 도면이다.
본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다.
한편, 본 명세서에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 정의하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "제1", "제 2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다.
"포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명의 실시 예를 설명함에 있어서 어떤 구조물이 다른 구조물 "상에 또는 상부에" 및 "하부에 또는 아래에" 형성된다고 기재된 경우, 이러한 기재는 이 구조물들이 서로 접촉되어 있는 경우는 물론이고 이들 구조물들 사이에 제3의 구조물이 개재되어 있는 경우까지 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
"적어도 하나"의 용어는 하나 이상의 관련 항목으로부터 제시 가능한 모든 조합을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, "제1 항목, 제 2 항목 및 제 3 항목 중에서 적어도 하나"의 의미는 제1 항목, 제 2 항목 또는 제 3 항목 각각 뿐만 아니라 제1 항목, 제 2 항목 및 제 3 항목 중에서 2개 이상으로부터 제시될 수 있는 모든 항목의 조합을 의미한다.
본 발명의 실시 예들에 따른 유기 발광 장치의 휘도, 색 좌표, 소비전력 감소 및 수명 향상의 효과를 비교하기 위한 비교 예로서 도 1에 도시된 종래 기술에 따른 유기 발광 장치를 선정하였다. 이하, 도면을 참조로 상기 비교 예에 대해서 설명한 후, 본 발명의 바람직한 실시 예들에 대해서 상세히 설명하기로 한다.
비교 예
비교 예의 애노드 전극(10)은 반사 전극이며, ITO층(70Å), 반사층(APC, 100Å), ITO층(70Å)이 적층된 구조로 형성된다. 이때, 반사층(APC)은 은(Ag)이 90%이상 포함된 합금으로 형성된다. 애노드 전극(10)은 하나의 단위 픽셀 단위로 형성되며, 하나의 단위 픽셀은 3색의 레드 픽셀, 그린 픽셀 및 블루 픽셀로 구성되고, 3색의 픽셀들은 뱅크(bank)로 구분되어 있다. 그러나, 이에 한정되지 않고 애노드 전극(10)은 레드 픽셀, 그린 픽셀 및 블루 픽셀 각각에 형성될 수 있다.
도 2는 도 1에 도시된 비교 예의 레드(red), 그린(green), 블루(blue) 픽셀에 형성된 유기 발광층(ETL, EML, HTL, red HTL, green HTL, HIL)의 두께를 나타내는 도면이다.
도 1 및 도 2를 결부하여 설명하면, 비교 예의 휘도, 색 좌표, 소비전력 및 수명을 측정하기 위해서 다음과 같은 조건으로 유기 발광층을 형성하였다.
애노드 전극(10) 상에 HAT-CN 물질을 10nm 두께로 증착하여 정공 주입층(20, HIL)을 형성한다. 정공 주입층(20, HIL) 상에 NPD 물질을 110nm 두께로 증착하여 정공 수송층(30, HTL)을 형성한다.
그린 픽셀 영역(Gp)에는 TPD 물질을 20nm 두께로 증착하여 그린 정공 수송층(44, green HTL)을 형성한다. 레드 픽셀 영역(Rp)에는 NPD 물질을 90nm 두께로 증착하여 레드 정공 수송층(42, red HTL)을 형성한다.
레드 픽셀 영역(Rp)에 레드 발광층(52, red EML)을 형성한다. 레드 발광층(52, red EML)은 레드 호스트(RH)인 Be complex 유도체에 레드 도펀트(RD)인 btp2Ir(acac)를 5%를 도핑하여 36nm 두께로 형성한다. 이때, 레드 발광층(52, red EML)의 도펀트는 인광 물질이 적용된다.
그린 픽셀 영역(Gp)에 그린 발광층(54, green EML)을 형성한다. 그린 발광층(54, green EML)은 그린 호스트(GH)인 CBP에 그린 도펀트(GD)인 ppy2Ir(acac) 유도체를 5% 도핑하여 40nm 두께로 형성한다. 이때, 그린 발광층(54, green EML)의 도펀트는 인광 물질이 적용된다.
그리고, 블루 픽셀 영역(Bp)에 블루 발광층(56, blue EML)을 형성한다. 블루 발광층(56, blue EML)은 블루 호스트(BH)인 안트라센(Anthracene) 유도체에 블루 도펀트(BD)인 파이렌(Pyren) 유도체를 5% 도핑하여 20nm의 한다. 이때, 블루 발광층(56, blue EML)의 도펀트는 형광 물질이 적용된다.
발광층(52, 54, 56) 상부에 Alq3 물질을 35nm 두께로 증착하여 전자 수송층(60, ETL)을 형성한다. 전자 수송층(60, ETL) 상에 LiF를 15Å의 두께로 성막하고, Ag:Mg를 1:1 비율로 160Å의 두께로 성막하여 투과 또는 반투과 전극인 제2 전극(70, 캐소드 전극)을 형성한다. 그리고, 픽셀을 덮도록 NPD 물질을 65nm 두께로 증착하여 캡핑층(80)을 형성한다.
도 3은 비교 예의 성능 및 OLED 패널의 시뮬레이션 결과를 나타내는 도면이다.
도 3을 참조하면, 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한 조건들로 유기 발광층을 형성한 후, 레드 픽셀, 그린 픽셀 및 블루 픽셀의 색 좌표, 휘도, 소비전력 및 수명을 측정하였다.
[표 1]
Figure 112013121261269-pat00001
상기 표 1을 참조하면, 블루 픽셀(Bp)에서 청색 광의 색 좌표는 CIE_x가 0.143, CIE_y가 0.042으로 측정되었다. 그린 픽셀(Gp)에서 녹색 광의 색 좌표는 CIE_x가 0.205, CIE_y가 0.732로 측정되었다. 레드 픽셀(Rp)에서 적색 광의 색 좌표는 CIE_x가 0.674, CIE_y가 0.323으로 측정되었다. 그리고, 청색 광, 녹색 광 및 적색 광이 합해져 나타나는 백색 광의 색 좌표는 CIE_x가 0.299, CIE_y는 0.315로 측정되었다.
청색 광의 휘도는 5.3Cd/A, 녹색 광의 휘도는 108.5Cd/A, 적색 광의 휘도는 49.7Cd/A로 측정되었고, 백색 광의 휘도는 43Cd/A로 측정되었다.
T95(초기 값을 기준으로 광 휘도에서 95%가 되는 시간)를 기준으로, 블루 픽셀의 수명은 170시간 이하, 그린 픽셀의 수명은 600시간 이하, 레드 픽셀의 수명은 800시간 이하이다.
레드 픽셀, 그린 픽셀 및 블루 픽셀을 OLED 패널에 적용하는 경우 T95는 550시간 이하이고, 소비전력은 757mW이다. 이때, 블루 픽셀의 수명이 레드 픽셀 및 그린 픽셀에 비해 매우 짧기 때문에, 레드 픽셀, 그린 픽셀 및 블루 픽셀을 그대로 OLED 패널에 적용하면 OLED 패널의 수명이 짧아지는 문제점이 있다.
본 발명의 실시 예들의 픽셀 구조
도 4는 본 발명의 실시 예들에 따른 유기 발광 장치의 레드(red), 그린(green), 블루(blue) 픽셀 구조를 나타내는 도면이다. 도 4에서는 마이크로 캐버티(micro cavity) 구조가 적용된 상부 발광(top emission) 방식의 픽셀 구조를 도시하고 있다.
도 4을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 유기 발광 장치는 제1 전극(110, 애노드 전극)과 제2 전극(175, 캐소드 전극) 및 유기 발광층을 포함한다. 정공을 주입하는 제1 전극(110, 애노드 전극)과 전자(electron)를 주입하는 제2 전극(175, 캐소드 전극) 사이에 유기 발광층이 형성된 구조를 가진다. 제2 전극(175, 캐소드 전극) 상에는 캡핑층(180, capping layer: CPL)이 65nm의 두께로 형성되어 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 유기 발광 장치는 마이크로 캐버티(micro cavity) 구조를 가지며, 하나의 단위 픽셀은 3색의 레드 픽셀(Rp), 그린 픽셀(Gp) 및 블루 픽셀(Bp)로 구성된다.
본 발명의 실시 예에 따른 유기 발광 장치의 유기 발광층은 2개의 발광 유닛(2unit)의 구조로 형성되어 있다. 레드 픽셀, 그린 픽셀 및 블루 픽셀의 제1 발광 유닛(unit1) 및 제2 발광 유닛(unit2)은 동일한 색상의 광을 발광하는 구조를 가진다.
레드 픽셀(Rp)의 제1 발광 유닛(unit1)은 적색 광을 발광하는 제1 레드 발광층(132, red EML1)을 포함하고, 레드 픽셀(Rp)의 제2 발광 유닛(unit2)은 적색 광을 발광하는 제2 레드 발광층(162, red EML2)를 포함한다.
그린 픽셀(Gp)의 제1 발광 유닛(unit1)은 녹색 광을 발광하는 제1 그린 발광층(134, green EML1)을 포함하고, 그린 픽셀(Gp)의 제2 발광 유닛(unit2)은 녹색 광을 발광하는 제2 그린 발광층(164, green EML2)를 포함한다.
블루 픽셀(Bp)의 제1 발광 유닛(unit1)은 청색 광을 발광하는 제1 블루 발광층(136, blue EML1)을 포함하고, 블루 픽셀(Bp)의 제2 발광 유닛(unit2)은 청색 광을 발광하는 제2 블루 발광층(166, blue EML2)를 포함한다.
제1 전극(110, 애노드 전극)을 반사 전극으로 형성하고, 제2 전극(175, 캐소드 전극)을 투과 또는 반투과 전극으로 형성하여 마이크로 캐버티(micro cavity)를 구성한다.
여기서, 제1 전극(110, 애노드 전극)은 반사 전극이며, ITO층(70Å), 반사층(APC, 100Å), ITO층(70Å)이 적층된 구조로 형성된다. 이때, 반사층(APC)의 재료는 은(Ag)이 90%이상 포함된 합금으로 형성된다.
반사층(APC)의 재료로 은(Ag)뿐만 아니라, 팔라듐(Pd), 구리(Cu), 인듐(In) 또는 네오디뮴(Nd)이 이용될 수도 있다. 또한, APC의 재료로 은(Ag)에 팔라듐(Pd), 구리(Cu), 인듐(In), 네오디뮴(Nd) 중 적어도 하나가 첨가된 합금이 이용될 수 있다.
제1 전극(110, 애노드 전극)은 하나의 단위 픽셀 단위로 형성되며, 하나의 단위 픽셀은 3색의 레드 픽셀(Rp), 그린 픽셀(Gp) 및 블루 픽셀(Bp)로 구성되고, 3색의 픽셀들은 뱅크(bank, 미도시)로 구분되어 있다. 그러나, 이에 한정되지 않고 애노드 전극(110)은 레드 픽셀(Rp), 그린 픽셀(Gp) 및 블루 픽셀(Bp) 각각에 형성될 수 있다.
그리고, 반투과 전극인 제2 전극(175, 캐소드 전극)은 레드 픽셀(Rp), 그린 픽셀(Gp) 및 블루 픽셀(Bp)에 동일한 두께로 형성된다. 일 예로서, 제2 전극(175, 캐소드 전극)은 제2 전자 수송층(170, ETL2) 상에 LiF를 15Å의 두께로 성막하고 Ag:Mg를 1:1 비율로 160Å의 두께로 성막하여 반투과 전극으로 형성된다.
제1 전극(110, 애노드 전극)과 제2 전극(175, 캐소드 전극) 사이에 옵티컬 캐버티(Optical Cavity)가 형성된다. 제2 전극(175, 캐소드 전극)을 이용하여 유기 발광층에서 생성된 빛 중에서 일부(예로서, 60%)를 투과시키고, 투과되고 남은 빛(예로서, 40%)을 반사시켜 각 파장에 맞는 보강간섭을 일으킴으로써 발광 효율을 향상시킨다.
유기 발광층은 정공 주입층(115, HIL), 제1 정공 수송층(120, HTL1), 제1 레드 발광층(132, red EML1), 제1 그린 발광층(134, green EML1), 제1 블루 발광층(136, blue EML1), 제1 전자 수송층(140, ETL1), 제1 전하 생성층(145, N-CGL), 제2 전하 생성층(150, P-CGL), 제2 정공 수송층(155, HTL2), 제2 레드 발광층(162, red EML2), 제2 그린 발광층(164, green EML2), 제2 블루 발광층(166, blue EML2) 및 제2 전자 수송층(170, ETL2)을 포함한다. 도면에 도시하지 않았지만, 전자 주입층(EIL)을 더 포함할 수도 있다.
제1 전극(110, 애노드 전극) 상에 정공 주입층(115, HIL)이 형성되어 있고, 정공 주입층(115, HIL) 상에 제1 정공 수송층(120, HTL1)이 형성되어 있다. 제1 정공 수송층(120, HTL1) 상부 중에서 레드 픽셀 영역(Rp)에는 제1 레드 발광층(132, red EML1)이 형성되어 있고, 그린 픽셀 영역(Gp)에는 제1 그린 발광층(134, green EML1)이 형성되어 있고, 블루 픽셀 영역(Bp)에는 제1 블루 발광층(136, blue EML1)이 형성되어 있다.
제1 레드 발광층(132, red EML1), 제1 그린 발광층(134, green EML1) 및 제1 블루 발광층(136, blue EML1) 상에는 제1 전자 수송층(140, ETL1)이 형성되어 있다. 제1 전자 수송층(140, ETL1) 상에는 전하 생성층(CGL)이 형성되어 있다.
전하 생성층(CGL)은 제1 전하 생성층(145, N-CGL) 및 제2 전하 생성층(150, P-CGL)을 포함한다. 제1 전자 수송층(140, ETL1) 상에 제1 전하 생성층(145, N-CGL)이 형성되어 있고, 제1 전하 생성층(145, N-CGL) 상에 제2 전하 생성층(150, P-CGL)이 형성되어 있다.
제2 전하 생성층(150, P-CGL) 상부 중에서 레드 픽셀 영역(Rp)에는 제2 레드 발광층(162, red EML1)이 형성되어 있고, 그린 픽셀 영역(Gp)에는 제2 그린 발광층(164, green EML1)이 형성되어 있고, 블루 픽셀 영역(Bp)에는 제2 블루 발광층(166, blue EML1)이 형성되어 있다.
제2 레드 발광층(162, red EML2), 제2 그린 발광층(164, green EML2) 및 제2 블루 발광층(166, blue EML2) 상에 제2 전자 수송층(170, ETL2)이 형성되어 있다. 제2 전자 수송층(170, ETL) 상에 캐소드(175)가 형성되어 있고, 캐소드(175) 상에 캡핑층(180, CPL)이 형성되어 있다.
유기 발광층의 제1 발광 유닛(unit1)은 정공 주입층(115, HIL), 제1 정공 수송층(120, HTL1), 제1 레드 발광층(132, red EML1), 제1 그린 발광층(134, green EML1), 제1 블루 발광층(136, blue EML1) 및 제1 전자 수송층(140, ETL1)을 포함한다.
유기 발광층의 제2 발광 유닛(unit2)은 제2 정공 수송층(155, HTL2), 제2 레드 발광층(162, red EML2), 제2 그린 발광층(164, green EML2), 제2 블루 발광층(166, blue EML2) 및 제2 전자 수송층(170, ETL2)을 포함한다.
제1 전하 생성층(145, N-CGL)과 제2 전하 생성층(150, P-CGL)은 제1 발광 유닛(unit1)과 제2 발광 유닛(unit2) 사이에 형성되어 있다.
레드 픽셀(Rp)의 유기 발광층은 250nm~310nm의 두께로 형성된다. 레드 픽셀(Rp)의 유기 발광층의 두께는 제1 전극(110, 애노드 전극)과 제2 전극(175, 캐소드 전극) 사이의 두께를 의미한다.
제1 레드 발광층(132, red EML1)과 제2 레드 발광층(162, red EML2)은 55nm~85nm의 두께로 형성된다.
여기서, 레드 픽셀(Rp)에 형성된 제1 레드 발광층(132, red EML1)과 제2 레드 발광층(162, red EML2)은 동일한 두께로 형성될 수도 있다. 그러나, 이에 한정되지 않고, 레드 픽셀(Rp)에 형성된 제1 레드 발광층(132, red EML1)과 제2 레드 발광층(162, red EML2)은 상이한 두께로 형성될 수도 있다.
그린 픽셀(Gp)의 유기 발광층은 200nm~270nm의 두께로 형성된다. 그린 픽셀(Gp)의 유기 발광층의 두께는 제1 전극(110, 애노드 전극)과 제2 전극(175, 캐소드 전극) 사이의 두께를 의미한다.
제1 그린 발광층(134, green EML1)과 제2 그린 발광층(164, green EML2)은 30nm~50nm의 두께로 형성된다.
여기서, 그린 픽셀(Gp)에 형성된 제1 그린 발광층(134, green EML1)과 제2 그린 발광층(164, green EML2)은 동일한 두께로 형성될 수 있다. 그러나, 이에 한정되지 않고, 그린 픽셀(Gp)에 형성된 제1 그린 발광층(134, green EML1)과 제2 그린 발광층(164, green EML2)은 상이한 두께로 형성될 수도 있다.
블루 픽셀(Bp)의 유기 발광층은 150nm~230nm의 두께로 형성된다. 블루 픽셀(Bp)의 유기 발광층의 두께는 제1 전극(110, 애노드 전극)과 제2 전극(175, 캐소드 전극) 사이의 두께를 의미한다.
제1 블루 발광층(136, blue EML1)과 제2 블루 발광층(166, blue EML2)은 10nm~30nm의 두께로 형성된다.
여기서, 블루 픽셀(Bp)에 형성된 제1 블루 발광층(136, blue EML1)과 제2 블루 발광층(166, blue EML2)은 동일한 두께로 형성될 수 있다. 그러나, 이에 한정되지 않고, 블루 픽셀(Bp)에 형성된 제1 블루 발광층(136, blue EML1)과 제2 블루 발광층(166, blue EML2)은 상이한 두께로 형성될 수 있다.
정공 주입층(115, HIL), 제1 정공 수송층(120, HTL1), 제1 전자 수송층(140, ETL1), 제1 전하 생성층(145, N-CGL), 제2 전하 생성층(150, P-CGL), 제2 정공 수송층(155, HTL2), 제2 전자 수송층(170, ETL2), 캐소드(175) 및 캡핑층(180)은 레드 픽셀(Rp), 그린 픽셀(Gp) 및 블루 픽셀(Bp) 전체에 대응하여 공통으로 형성된다.
정공 주입층(115, HIL), 제1 정공 수송층(120, HTL1), 제1 전자 수송층(140, ETL1), 제1 전하 생성층(145, N-CGL), 제2 전하 생성층(150, P-CGL), 제2 정공 수송층(155, HTL2), 제2 전자 수송층(170, ETL2), 캐소드(175) 및 캡핑층(180) 각각은 레드 픽셀(Rp), 그린 픽셀(Gp) 및 블루 픽셀(Bp)에 동일한 두께로 형성된다.
발광층(EML) 내에서 광의 발산을 형성하는 액시톤(exciton) 형성 지역과 정공 및 전자의 차지 밸런스(charge balance)를 맞추어 적색 광, 녹색 광 및 청색 광을 발광시킨다.
레드 픽셀(Rp), 그린 픽셀(Gp) 및 블루 픽셀(Bp) 각각은 마이크로 캐버티 구조를 가지며, 색감을 맞추기 위해 컬러 캐버티 컨트롤(color cavity control)을 적용할 수 있다.
여기서, 블루 픽셀(Bp)은 제1 발광 유닛의 제1 정공 수송층(120, HTL1)의 두께로 청색 광의 색감을 조절할 수 있다.
그리고, 레드 픽셀(Rp) 및 그린 픽셀(Gp)은 발광층(EML)의 두께로 적색 광과 녹색 광의 색감을 조절할 수 있다. 제1 레드 발광층(132, red EML1)과 제2 레드 발광층(162, red EML2) 중 적어도 하나의 두께를 조절하여 적색 광의 색감을 맞출 수 있다. 그리고, 제1 그린 발광층(134, green EML1)과 제2 그린 발광층(164, green EML2) 중 적어도 하나의 두께를 조절하여 녹색 광의 색감을 맞출 수 있다.
즉, 레드 픽셀(Rp)은 제1 레드 발광층(132, red EML1)과 제2 레드 발광층(162, red EML2) 중 적어도 하나의 두께로 컬러 캐버티의 광학 거리를 조절하여 적색 광을 색감을 만족시킨다.
그리고, 그린 픽셀(Gp)은 제1 그린 발광층(134, green EML1)과 제2 그린 발광층(164, green EML2) 중 적어도 하나의 두께로 컬러 캐버티의 광학 거리를 조절하여 녹색 광의 색감을 만족시킨다.
레드, 그린 및 블루 발광층(EML)을 구성하는 형광 물질은 수명이 긴 장점이 있으나, 광 효율이 낮은 단점이 있다. 반면, 인광 물질은 광 효율이 높은 장점이 있으나, 수명이 짧은 단점이 있다.
유기 발광층의 물질
정공 주입층(115, HIL)은 하기의 화학식1에 기재된 HAT-CN, TBAHA, F4-TCNQ 또는 CuPc 물질로 형성될 수 있다.
Figure 112013121261269-pat00002
그리고, 제1 전자 수송층(140, ETL1) 및 제2 전자 수송층(170, ETL2)은 하기의 화학식 2 내지 화학식 9에 기재된 spiro-PBD, BMB-3T, PF-6P, PyPySPyPy, COT, TPBI, 옥사디아졸 유도체 또는 안트라센 유도체로 형성될 수 있다.
Figure 112013121261269-pat00003
Figure 112013121261269-pat00004
Figure 112013121261269-pat00005
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그리고, 블루 발광층(blue EML)의 형광 물질은 하기의 화학식 10 내지 화학식 17의 물질이 적용될 수 있다.
Figure 112013121261269-pat00011
Figure 112013121261269-pat00012
Figure 112013121261269-pat00013
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Figure 112013121261269-pat00016
Figure 112013121261269-pat00017
Figure 112013121261269-pat00018
그리고, 블루 형광 물질의 호스트(BH)는 하기의 화학식 18의 물질이 적용될 수 있다.
Figure 112013121261269-pat00019
그리고, 블루 형광 물질의 도펀트(BD)는 하기의 화학식 19의 물질이 적용될 수 있다.
Figure 112013121261269-pat00020
그러나, 이에 한정되지 않고, 블루 발광층의 재료로써, DAS, DSA-amin, 1-DNA, DNA/mADN/TBADN 또는 spiro-oligo(phenylene)가 적용될 수 있으며, 다양한 유도체 및 다양한 구조의 발광 재료가 적용될 수 있다.
그리고, 그린 형광 물질은 하기의 화학식 20 내지 화학식 25의 물질이 적용될 수 있다.
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Figure 112013121261269-pat00023
Figure 112013121261269-pat00024
Figure 112013121261269-pat00025
Figure 112013121261269-pat00026
그리고, 레드 형광 물질은 하기의 화학식 26 내지 화학식 30의 물질이 적용될 수 있다.
Figure 112013121261269-pat00027
Figure 112013121261269-pat00028
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Figure 112013121261269-pat00031
그리고, 블루 발광층(blue EML)의 인광 물질의 호스트는 하기의 화학식 31 내지 화학식 37의 물질이 적용될 수 있다.
Figure 112013121261269-pat00032
Figure 112013121261269-pat00033
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Figure 112013121261269-pat00037
Figure 112013121261269-pat00038
그리고, 레드 발광층(red EML) 및 그린 발광층(green EML)의 인광 물질의 호스트는 하기의 화학식 38 내지 화학식 44의 물질이 적용될 수 있다.
Figure 112013121261269-pat00039
Figure 112013121261269-pat00040
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Figure 112013121261269-pat00044
Figure 112013121261269-pat00045
그리고, 레드 발광층(red EML)의 인광 물질의 도펀트는 하기의 화학식 45의 물질이 적용될 수 있다.
Figure 112013121261269-pat00046
그리고, 그린 발광층(green EML)의 인광 물질의 도펀트는 하기의 화학식 46의 물질이 적용될 수 있다.
Figure 112013121261269-pat00047
그리고, 블루 발광층(blue EML)의 인광 물질의 도펀트는 하기의 화학식 47의 물질이 적용될 수 있다.
Figure 112013121261269-pat00048
그러나, 이에 한정되지 않고, 인광 물질의 호스트는 각각의 유도체로 다양하게 변환이 가능하며, 인광 물질의 도펀트는 Ir complex로 이루어 질 수 있다.
그러나, 이에 한정되지 않고, 인광 물질의 호스트는 각각의 유도체로 다양하게 변환이 가능하며, 인광 물질의 도펀트는 Ir complex로 이루어 질 수 있다.
제1 발광 유닛(unit1)의 발광층(ELM1)과 제2 발광 유닛(unit2)의 발광층(EML2) 중 적어도 하나의 발광층은 2가지 이상의 호스트가 믹싱되어 형성될 수 있다. 또한, 제1 발광 유닛(unit1)의 발광층(EML1)과 제2 발광 유닛(unit2)의 발광층(EML2) 중 적어도 하나의 발광층은 2가지 이상의 도펀트가 믹싱되어 형성될 수 있다.
도 5는 제1 발광층(EML1)과 제2 발광층(EML2)을 인광 물질 만으로 형성하거나, 또는 형광 물질 만으로 형성하는 것을 나타내는 도면이다.도 5를 참조하면, Case 1-1과 같이, 레드 픽셀의 제1 레드 발광층(132, red EML1)과 제2 레드 발광층(162, red EML2)을 모두 형광 물질로 형성할 수 있다.
Case 2-1과 같이, 그린 픽셀의 제1 그린 발광층(134, green EML1)과 제2 그린 발광층(164, green EML2)을 모두 형광 물질로 형성할 수 있다.
Case 3-1과 같이, 블루 픽셀의 제1 블루 발광층(136, blue EML1)과 제2 블루 발광층(166, blue EML2)을 모두 형광 물질로 형성할 수 있다.
한편, Case 1-2와 같이, 레드 픽셀의 제1 레드 발광층(132, red EML1)과 제2 레드 발광층(162, red EML2)을 모두 인광 물질로 형성할 수 있다.
Case 2-2와 같이, 그린 픽셀의 제1 그린 발광층(134, green EML1)과 제2 그린 발광층(164, green EML2)을 모두 인광 물질로 형성할 수 있다.
Case 3-2와 같이, 블루 픽셀의 제1 블루 발광층(136, blue EML1)과 제2 블루 발광층(166, blue EML2)을 모두 인광 물질로 형성할 수 있다.
이와 같이, 인광 물질만으로, 또는 형광물질만으로 레드 픽셀, 그린 픽셀 및 블룩 픽셀의, 제1 발광층과 제2 발광층을 형성하면, 광 효율이 낮아지거나 수명이 짧아질 수 있다.
도 6은 본 발명의 제1 내지 제7 실시 예에 따른 유기 발광 장치의 제1 발광층(EML1)과 제2 발광층(EML2)을 나타내는 도면이다.
도 6을 참조하면, 제1 실시 예는 제1 발광층(EML1)과 제2 발광층(EML2)을 모두 형광 물질로 형성하였다. 그리고, 제2 실시 예는 제1 발광층(EML1)과 제2 발광층(EML2)을 모두 인광 물질로 형성하였다.
본 발명의 제1 실시 예의 실험 조건
도 7은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 유기 발광 장치의 레드(red), 그린(green), 블루(blue) 픽셀 구조를 나타내는 도면이다.
도 7을 참조하면, 제1 전극(110, 애노드 전극)은 반사 전극이며, ITO층(70Å), 반사층(APC, 100Å), ITO층(70Å)이 적층된 구조로 형성된다. 이때, APC의 재료는 은 (Ag)이 90%이상 포함된 합금으로 형성된다.
제1 전극(110, 애노드 전극)은 하나의 단위 픽셀 단위로 형성되며, 하나의 단위 픽셀은 3색의 레드 픽셀(Rp), 그린 픽셀(Gp) 및 블루 픽셀(Bp)로 구성되고, 3색의 픽셀들은 뱅크(bank, 미도시)로 구분되어 있다.
제1 전극(110, 애노드 전극) 상에 HAT-CN 물질을 10nm 두께로 증착하여 정공 주입층(115, HIL)을 형성한다. 정공 주입층(115, HIL) 상에 NPD 물질을 37.5nm 두께로 증착하여 제1 정공 수송층(120, HTL1)을 형성한다.
제1 정공 수송층(120, HTL1) 상부 중에서 레드 픽셀 영역(Rp)에 제1 레드 발광층(132, red EML1)을 형성한다. 제1 레드 발광층(132, red EML1)은 레드 호스트(RH)인 Alq3에 레드 도펀트(RD)인 루브렌(Rubrene)을 5%를 도핑하여 70nm 두께로 형성된다.
제1 정공 수송층(120, HTL1) 상부 중에서 그린 픽셀 영역(Gp)에 제1 그린 발광층(134, green EML1)을 형성한다. 제1 그린 발광층(134, green EML1)은 그린 호스트(GH)인 안트라센(Anthracene) 유도체에 그린 도펀트(GD)인 쿼나크리돈(Quinacridone)을 5% 도핑하여 40nm 두께로 형성된다.
제1 정공 수송층(120, HTL1) 상부 중에서 블루 픽셀 영역(Bp)에 제1 블루 발광층(136, blue EML1)을 형성한다. 제1 블루 발광층(136, blue EML1)은 블루 호스트(BH)인 안트라센(Anthracene) 유도체에 블루 도펀트(BD)인 파이렌(Pyren) 유도체를 5% 도핑하여 20nm 두께로 형성된다.
제1 레드 발광층(132, red EML1), 제1 그린 발광층(134, green EML1) 및 제1 블루 발광층(136, blue EML1) 상에 Alq3 물질을 25nm 두께로 증착하여 제1 전자 수송층(140, ETL1)을 형성한다.
제1 전자 수송층(140, ETL) 상에 제1 전하 생성층(145, N-CGL)을 형성한다. 제1 전하 생성층(145, N-CGL)은 안트라센(Anthracene) 유도체 ETL 물질에 Li을 2% 도핑하여 10nm 두께로 형성된다.
제1 전하 생성층(145, N-CGL) 상에 HAT-CN 물질을 10nm 두께로 증착하여 제2 전하 생성층(150, P-CGL)을 형성한다.
제2 전하 생성층(150, P-CGL) 상에 NPD 물질을 37.5nm 두께로 증착하여 제2 정공 수송층(155, HTL2)을 형성한다.
제2 정공 수송층(155, HTL2) 상부 중에서 레드 픽셀 영역(Rp)에 제2 레드 발광층(162, red EML2)을 형성한다. 제2 레드 발광층(162, red EML2)은 레드 호스트(RH)인 Alq3에 레드 도펀트(RD)인 루브렌(Rubrene)을 5%를 도핑하여 70nm 두께로 형성된다.
제2 정공 수송층(155, HTL2) 상부 중에서 그린 픽셀 영역(Gp)에 제2 그린 발광층(164, green EML2)을 형성한다. 제2 그린 발광층(164, green EML2)은 그린 호스트(GH)인 안트라센(Anthracene) 유도체에 그린 도펀트(GD)인 쿼나크리돈(Quinacridone)을 5% 도핑하여 40nm 두께로 형성된다.
여기서, 레드 픽셀, 그린 픽셀 및 블루 픽셀 각각에 형성된 제1 발광층(EML1)과 제2 발광층(EML2)은 모두 형광 물질로 형성된다.
제2 정공 수송층(155, HTL2) 상부 중에서 블루 픽셀 영역(Bp)에 제2 블루 발광층(166, blue EML2)을 형성한다. 제2 블루 발광층(166, blue EML2)은 블루 호스트(BH)인 안트라센(Anthracene) 유도체에 블루 도펀트(BD)인 파이렌(Pyren) 유도체를 5% 도핑하여 20nm 두께로 형성된다.
제2 레드 발광층(162, red EML2), 제2 그린 발광층(164, green EML2) 및 제2 블루 발광층(166, blue EML2) 상에 Alq3 물질과 LiQ 물질을 1:1 비율로써 35nm 두께로 증착하여 제2 전자 수송층(170, ETL2)을 형성한다.
제2 전자 수송층(170, ETL2) 상에 Mg:LiF를 15Å의 두께로 성막하고, Ag:Mg를 1:1 비율로 160Å의 두께로 성막하여 반투과 전극인 제2 전극(175, 캐소드 전극)을 형성한다.
그리고, 픽셀을 덮도록 제2 전극(175, 캐소드 전극) 상에 NPD 물질을 65nm 두께로 증착하여 캡핑층(180)을 형성한다.
본 발명의 제2 실시 예의 실험 조건
도 8은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 유기 발광 장치의 레드(red), 그린(green), 블루(blue) 픽셀 구조를 나타내는 도면이다.
도 8을 참조하면, 제1 전극(110, 애노드 전극)은 반사 전극이며, ITO층(70Å), 반사층(APC, 100Å), ITO층(70Å)이 적층된 구조로 형성된다. 이때, APC의 재료는 은 (Ag)이 90%이상 포함된 합금으로 형성된다.
제1 전극(110, 애노드 전극)은 하나의 단위 픽셀 단위로 형성되며, 하나의 단위 픽셀은 3색의 레드 픽셀(Rp), 그린 픽셀(Gp) 및 블루 픽셀(Bp)로 구성되고, 3색의 픽셀들은 뱅크(bank, 미도시)로 구분되어 있다.
제1 전극(110, 애노드 전극) 상에 HAT-CN 물질을 10nm 두께로 증착하여 정공 주입층(115, HIL)을 형성한다. 정공 주입층(115, HIL) 상에 NPD 물질을 37.5nm 두께로 증착하여 제1 정공 수송층(120, HTL1)을 형성한다.
제1 정공 수송층(120, HTL1) 상부 중에서 레드 픽셀 영역(Rp)에 제1 레드 발광층(132, red EML1)을 형성한다. 제1 레드 발광층(132, red EML1)은 레드 호스트(RH)인 Be complex에 레드 도펀트(RD)인 Btp2Ir(acac) 를 5%를 도핑하여 70nm 두께로 형성된다.
제1 정공 수송층(120, HTL1) 상부 중에서 그린 픽셀 영역(Gp)에 제1 그린 발광층(134, green EML1)을 형성한다. 제1 그린 발광층(134, green EML1)은 그린 호스트(GH)인 CBP 에 그린 도펀트(GD)인 Ir(ppy)3를 5% 도핑하여 40nm 두께로 형성된다.
제1 정공 수송층(120, HTL1) 상부 중에서 블루 픽셀 영역(Bp)에 제1 블루 발광층(136, blue EML1)을 형성한다. 제1 블루 발광층(136, blue EML1)은 블루 호스트(BH)인 mCP에 블루 도펀트(BD)인 F2Irpic를 5% 도핑하여 20nm 두께로 형성된다.
제1 레드 발광층(132, red EML1), 제1 그린 발광층(134, green EML1) 및 제1 블루 발광층(136, blue EML1) 상에 Alq3 물질을 25nm 두께로 증착하여 제1 전자 수송층(140, ETL1)을 형성한다.
제1 전자 수송층(140, ETL) 상에 제1 전하 생성층(145, N-CGL)을 형성한다. 제1 전하 생성층(145, N-CGL)은 안트라센(Anthracene) 유도체 ETL 물질에 Li을 2% 도핑하여 10nm 두께로 형성된다.
제1 전하 생성층(145, N-CGL) 상에 HAT-CN 물질을 10nm 두께로 증착하여 제2 전하 생성층(150, P-CGL)을 형성한다.
제2 전하 생성층(150, P-CGL) 상에 NPD 물질을 37.5nm 두께로 증착하여 제2 정공 수송층(155, HTL2)을 형성한다.
제2 정공 수송층(155, HTL2) 상부 중에서 레드 픽셀 영역(Rp)에 제2 레드 발광층(162, red EML2)을 형성한다. 제2 레드 발광층(162, red EML2)은 레드 호스트(RH)인 Be complex에 레드 도펀트(RD)인 Btp2Ir(acac)를 5%를 도핑하여 70nm 두께로 형성된다.
제2 정공 수송층(155, HTL2) 상부 중에서 그린 픽셀 영역(Gp)에 제2 그린 발광층(164, green EML2)을 형성한다. 제2 그린 발광층(164, green EML2)은 그린 호스트(GH)인 CBP 에 그린 도펀트(GD)인Ir(ppy)3를 5% 도핑하여 40nm 두께로 형성된다.
제1 정공 수송층(155, HTL2) 상부 중에서 블루 픽셀 영역(Bp)에 제2 블루 발광층(166, blue EML2)을 형성한다. 제2 블루 발광층(166, blue EML2)은 블루 호스트(BH)인 mCP에 블루 도펀트(BD)인 F2Irpic를 5% 도핑하여 20nm 두께로 형성된다.
여기서, 레드 픽셀, 그린 픽셀 및 블루 픽셀 각각에 형성된 제1 발광층(EML1)과 제2 발광층(EML2)은 모두 인광 물질로 형성된다.
제2 정공 수송층(155, HTL2) 상부 중에서 블루 픽셀 영역(Bp)에 제2 블루 발광층(166, blue EML2)을 형성한다. 제2 블루 발광층(166, blue EML2)은 블루 호스트(BH)인 안트라센(Anthracene) 유도체에 블루 도펀트(BD)인 파이렌(Pyren) 유도체를 5% 도핑하여 20nm 두께로 형성된다.
제2 레드 발광층(162, red EML2), 제2 그린 발광층(164, green EML2) 및 제2 블루 발광층(166, blue EML2) 상에 Alq3 물질과 LiQ 물질을 1:1 비율로써 35nm 두께로 증착하여 제2 전자 수송층(170, ETL2)을 형성한다.
제2 전자 수송층(170, ETL2) 상에 Mg:LiF를 15Å의 두께로 성막하고, Ag:Mg를 1:1 비율로 160Å의 두께로 성막하여 반투과 전극인 제2 전극(175, 캐소드 전극)을 형성한다.
그리고, 픽셀을 덮도록 제2 전극(175, 캐소드 전극) 상에 NPD 물질을 65nm 두께로 증착하여 캡핑층(180)을 형성한다.
제1 내지 제3 실시 예의 성능 및 OLED 패널의 시뮬레이션 결과
도 9는 제1 내지 제7 실시 예에 따른 유기 발광 장치의 성능을 나타내는 도면이고, 도 10은 제1 내지 제7 실시 예에 따른 유기 발광 장치가 적용된 OLED 패널의 시뮬레이션 결과를 나타내는 도면이다.
도 3에 도시된 비교 예의 성능 및 OLED 패널의 시뮬레이션 결과를 도 9 및 도 10에 도시된 본 발명의 제1 내지 제3 실시 예와 비교하여 설명하기로 한다.
도 7에 도시된 본 발명의 제1 실시 예와 같이, 레드 픽셀, 그린 픽셀 및 블루 픽셀의 제1 발광층(EML1)과 제2 발광층(EML2)를 모두 형광 물질로 형성할 수 있다.
제1 실시 예에서, 청색 광의 색 좌표는 CIE_x가 0.143, CIE_y가 0.042이고, 청색 광의 휘도는 8.1Cd/A이다. 녹색 광의 색 좌표는 CIE_x가 0.210, CIE_y가 0.73이고, 녹색 광의 휘도는 111Cd/A이다. 적색 광의 색 좌표는 CIE_x가 0.675, CIE_y가 0.323이고, 적색 광의 휘도는 38Cd/A이다. 백색 광의 색 좌표는 CIE_x가 0.299, CIE_y가 0.315이고, 백색 광의 휘도는 48.9Cd/A이다.
T95를 기준으로, 청색 광의 수명은 600시간 이하, 녹색 광의 수명은 1100시간 이하, 적색 광의 수명은 1800시간 이다. T95를 기준으로, 백색 광의 수명은 1150시간 이하이다.
레드 픽셀, 그린 픽셀 및 블루 픽셀의 제1 발광층(EML1)과 제2 발광층(EML2)을 모두 형광 물질로 형성하면, 제1 발광층(EML1)과 제2 발광층(EML2)을 모두 인광 물질로 형성했을 때보다 수명은 향상되지만 휘도가 낮아지고 소비전력이 증가할 수 있다.
그리고, 도 8에 도시된 본 발명의 제2 실시 예와 같이, 레드 픽셀, 그린 픽셀 및 블루 픽셀의 제1 발광층(EML1)과 제2 발광층(EML2)를 모두 인광 물질로 형성할 수 있다.
제2 실시 예에서, 청색 광의 색 좌표는 CIE_x가 0.143, CIE_y가 0.055이고, 청색 광의 휘도는 11.5Cd/A이다. 녹색 광의 색 좌표는 CIE_x가 0.180, CIE_y가 0.73이고, 녹색 광의 휘도는 161Cd/A이다. 적색 광의 색 좌표는 CIE_x가 0.674, CIE_y가 0.323이고, 적색 광의 휘도는 80Cd/A이다. 백색 광의 색 좌표는 CIE_x가 0.299, CIE_y가 0.315이고, 백색 광의 휘도는 69.7Cd/A이다.
T95를 기준으로, 청색 광의 수명은 150시간 이하, 녹색 광의 수명은 1300시간 이하, 적색 광의 수명은 1400시간 이다. T95를 기준으로, 백색 광의 수명은 825시간 이하이다.
레드 픽셀, 그린 픽셀 및 블루 픽셀의 제1 발광층(EML1)과 제2 발광층(EML2)를 모두 인광 물질로 형성하면, 제1 발광층(EML1)과 제2 발광층(EML2)를 모두 형광 물질로 형성했을 때보다 휘도를 높일 수 있지만 발광 층의 수명이 짧아질 수 있다. 특히, 블루 픽셀의 제1 블루 발광층(136, blue EML1)과 제2 블루 발광층(166, blue EML2)의 수명이 많이 감소할 수 있다.
제3 실시 예를 살펴보면, 블루 픽셀과 그린 픽셀은 제1 발광층과 제2 발광층을 형광 물질로 형성한다. 그리고, 레드 픽셀의 제1 발광층과 제2 발광층을 인광 물질로 형성할 수 있다.
제3 실시 예에서, 청색 광의 색 좌표는 CIE_x가 0.143, CIE_y가 0.042이고, 청색 광의 휘도는 8.1Cd/A이다. 녹색 광의 색 좌표는 CIE_x가 0.210, CIE_y가 0.73이고, 녹색 광의 휘도는 111Cd/A이다. 적색 광의 색 좌표는 CIE_x가 0.674, CIE_y가 0.323이고, 적색 광의 휘도는 80Cd/A이다. 백색 광의 색 좌표는 CIE_x가 0.299, CIE_y가 0.315이고, 백색 광의 휘도는 59.5Cd/A이다.
T95를 기준으로, 청색 광의 수명은 600시간 이하, 녹색 광의 수명은 1100시간 이하, 적색 광의 수명은 1400시간 이다. T95를 기준으로, 백색 광의 수명은 1150시간 이하이다.
OLED 패널을 구현하기 위해서는 백색 광(white light)의 밸런스를 맞춰야 한다. 백색 광의 효율은 청색 광의 효율에 가장 큰 영향을 받게 되므로, 녹색 광과 적색 광의 효율이 높더라도 청색 광의 효율이 떨어지면 고 효율의 백색 광을 생성할 수 없다. 2개의 발광층을 모두 인광 물질 만으로 또는 형광 물질 만으로 형성하면 일부 컬러의 광 효율이 불필요하게 높아지거나 또는 광 효율이 급격히 떨어지는 문제점이 발생한다.
본 발명의 다른 실시 예의 유기 발광 장치는 레드 픽셀(Rp), 그린 픽셀(Gp) 및 블루 픽셀(Bp)의 광 효율 및 수명을 향상시키기 위해서, 레드 픽셀(Rp), 그린 픽셀(Gp) 및 블루 픽셀(Bp) 각각의 제1 발광층(EML1)과 제2 발광층(EML2)을 서로 다른 물질(인광 물질, 형광 물질)로 형성할 수 있다.
즉, 제1 발광층(EML1)은 인광 물질로 형성하고, 제2 발광층(EML2)는 형광 물질로 형성할 수 있다. 반대로, 제1 발광층(EML1)은 형광 물질로 형성하고, 제2 발광층(EML2)는 인광 물질로 형성할 수 있다.
이어서, 본 발명의 제4 내지 제7 실시 예의 유기 발광 장치는 유기 발광 장치는 레드 픽셀, 그린 픽셀, 블루 픽셀이 제1 발광층과 제2 발광층을 포함한다. 레드 픽셀, 그린 픽셀, 블루 픽셀 중에서 적어도 하나의 픽셀의 제1 발광층과 제2 발광층은 상이한 발광 물질을 포함한다.
레드 픽셀, 그린 픽셀, 블루 픽셀 중에서 적어도 하나의 픽셀의 제1 발광층(EML1)은 인광 물질로 형성하고, 제2 발광층(EML2)는 형광 물질로 형성할 수 있다. 반대로, 레드 픽셀, 그린 픽셀, 블루 픽셀 중에서 적어도 하나의 픽셀의 제1 발광층(EML1)은 형광 물질로 형성하고, 제2 발광층(EML2)는 인광 물질로 형성할 수 있다.
도 9는 제1 내지 제7 실시 예에 따른 유기 발광 장치의 성능을 나타내는 도면이고, 도 10은 제1 내지 제7 실시 예에 따른 유기 발광 장치가 적용된 OLED 패널의 시뮬레이션 결과를 나타내는 도면이다. 도 3에 도시된 비교 예의 성능 및 OLED 패널의 시뮬레이션 결과를 도 9 및 도 10에 도시된 본 발명의 제4 내지 제7 실시 예와 비교하여 설명하기로 한다.
제4 실시 예의 성능 및 OLED 패널의 시뮬레이션 결과
도 9 및 도 10을 참조하면, 본 발명의 제4 실시 예에 따른 유기 발광 장치는 블루 픽셀의 제1 발광층(blue EML1)을 형광 물질로 형성하고, 제2 발광층(blue EML2)을 인광 물질로 형성한다. 그린 픽셀의 제1 발광층(green EML1)을 형광 물질로 형성하고, 제2 발광층(green EML2)을 인광 물질로 형성한다. 레드 픽셀의 제1 발광층(red EML1)을 형광 물질로 형성하고, 제2 발광층(red EML2)을 인광 물질로 형성한다.
제4 실시 예에서, 청색 광의 색 좌표는 CIE_x가 0.143, CIE_y가 0.045이고, 청색 광의 휘도는 9.1Cd/A이다. 녹색 광의 색 좌표는 CIE_x가 0.215, CIE_y가 0.73이고, 녹색 광의 휘도는 130Cd/A이다. 적색 광의 색 좌표는 CIE_x가 0.675, CIE_y가 0.323이고, 적색 광의 휘도는 55Cd/A이다. 백색 광의 색 좌표는 CIE_x가 0.299, CIE_y가 0.315이고, 백색 광의 휘도는 58.6Cd/A이다.
T95를 기준으로, 청색 광의 수명은 450시간 이하, 녹색 광의 수명은 1200시간 이하, 적색 광의 수명은 1500시간 이다. T95를 기준으로, 백색 광의 수명은 1125시간 이하이다. 이때, 소비전력은 769mW이다.
제5 실시 예의 성능 및 OLED 패널의 시뮬레이션 결과
도 9 및 도 10을 참조하면, 본 발명의 제5 실시 예에 따른 유기 발광 장치는 블루 픽셀의 제1 발광층(blue EML1)을 형광 물질로 형성하고, 제2 발광층(blue EML2)을 형광 물질로 형성한다. 그린 픽셀의 제1 발광층(green EML1)을 형광 물질로 형성하고, 제2 발광층(green EML2)을 인광 물질로 형성한다. 레드 픽셀의 제1 발광층(red EML1)을 인광 물질로 형성하고, 제2 발광층(red EML2)을 인광 물질로 형성한다.
제5 실시 예에서, 청색 광의 색 좌표는 CIE_x가 0.143, CIE_y가 0.042이고, 청색 광의 휘도는 8.1Cd/A이다. 녹색 광의 색 좌표는 CIE_x가 0.215, CIE_y가 0.73이고, 녹색 광의 휘도는 130Cd/A이다. 적색 광의 색 좌표는 CIE_x가 0.674, CIE_y가 0.323이고, 적색 광의 휘도는 80Cd/A이다. 백색 광의 색 좌표는 CIE_x가 0.299, CIE_y가 0.315이고, 백색 광의 휘도는 62.7Cd/A이다.
T95를 기준으로, 청색 광의 수명은 600시간 이하, 녹색 광의 수명은 1200시간 이하, 적색 광의 수명은 1400시간 이다. T95를 기준으로, 백색 광의 수명은 1175시간 이하이다. 이때, 소비전력은 819mW이다.
제6 실시 예의 성능 및 OLED 패널의 시뮬레이션 결과
도 9 및 도 10을 참조하면, 본 발명의 제6 실시 예에 따른 유기 발광 장치는 블루 픽셀의 제1 발광층(blue EML1)을 형광 물질로 형성하고, 제2 발광층(blue EML2)을 형광 물질로 형성한다. 그린 픽셀의 제1 발광층(green EML1)을 형광 물질로 형성하고, 제2 발광층(green EML2)을 인광 물질로 형성한다. 레드 픽셀의 제1 발광층(red EML1)을 형광 물질로 형성하고, 제2 발광층(red EML2)을 형광 물질로 형성한다.
제6 실시 예에서, 청색 광의 색 좌표는 CIE_x가 0.143, CIE_y가 0.042이고, 청색 광의 휘도는 8.1Cd/A이다. 녹색 광의 색 좌표는 CIE_x가 0.215, CIE_y가 0.73이고, 녹색 광의 휘도는 130Cd/A이다. 적색 광의 색 좌표는 CIE_x가 0.675, CIE_y가 0.323이고, 적색 광의 휘도는 38Cd/A이다. 백색 광의 색 좌표는 CIE_x가 0.299, CIE_y가 0.315이고, 백색 광의 휘도는 54.2Cd/A이다.
T95를 기준으로, 청색 광의 수명은 600시간 이하, 녹색 광의 수명은 1200시간 이하, 적색 광의 수명은 1800시간 이다. T95를 기준으로, 백색 광의 수명은 1200시간 이하이다. 이때, 소비전력은 706mW이다.
제7 실시 예의 성능 및 OLED 패널의 시뮬레이션 결과
도 9 및 도 10을 참조하면, 본 발명의 제7 실시 예에 따른 유기 발광 장치는 블루 픽셀의 제1 발광층(blue EML1)을 형광 물질로 형성하고, 제2 발광층(blue EML2)을 형광 물질로 형성한다. 그린 픽셀의 제1 발광층(green EML1)을 형광 물질로 형성하고, 제2 발광층(green EML2)을 인광 물질로 형성한다. 레드 픽셀의 제1 발광층(red EML1)을 형광 물질로 형성하고, 제2 발광층(red EML2)을 인광 물질로 형성한다.
제7 실시 예에서, 청색 광의 색 좌표는 CIE_x가 0.143, CIE_y가 0.042이고, 청색 광의 휘도는 8.1Cd/A이다. 녹색 광의 색 좌표는 CIE_x가 0.215, CIE_y가 0.73이고, 녹색 광의 휘도는 130Cd/A이다. 적색 광의 색 좌표는 CIE_x가 0.675, CIE_y가 0.323이고, 적색 광의 휘도는 55Cd/A이다. 백색 광의 색 좌표는 CIE_x가 0.299, CIE_y가 0.315이고, 백색 광의 휘도는 57.6Cd/A이다.
T95를 기준으로, 청색 광의 수명은 600시간 이하, 녹색 광의 수명은 1200시간 이하, 적색 광의 수명은 1500시간 이다. T95를 기준으로, 백색 광의 수명은 1200시간 이하이다. 이때, 소비전력은 735mW이다.
도 11은 종래 기술에 따른 유기 발광 장치가 적용된 OLED 패널의 구동 시간이 경과될 때, T95 기준의 색온도(CCT)를 나타내는 도면이고, 도 12는 본 발명의 제1 내지 제7 실시 예에 따른 유기 발광 장치가 적용된 OLED 패널의 구동 시간이 경과될 때, T95 기준의 색온도(CCT)를 나타내는 도면이다.
도 11 및 도 12를 참조하여, 비교 예와 본 발명의 제4 내지 제7 실시 예의 유기 발광 장치의 성능 및 OLED 패널의 시뮬레이션 결과를 비교하여 살펴보기로 한다.
제4 내지 제7 실시 예의 유기 발광 장치는 CCT(Correlated Color Temperature) 비교 예보다 매우 안정적이며, T95 기준의 OLED 패널의 수명도 2배 이상 증가하는 것을 확인할 수 있다. 또한, 소비전력은 비교 예 대비 동등하거나, 그 이하인 것을 확인할 수 있다.
특히, 제6 및 제 7 실시 예의 경우, 레드 픽셀의 효율은 38Cd/A와 55Cd/A로 비교 예보다 낮지만, 소비전력을 크게 낮출 수 있는 장점이 있다. 또한, OLED 패널의 수명을 2배 이상 향상시켜 디스플레이 장치에 적용함이 있어서 매우 큰 장점을 가진다.
도 13은 상온(25℃)에서 본 발명의 유기 발광 장치와 비교 예의 수명을 나타내는 도면이고, 도 14는 고온(80℃)에서 본 발명의 유기 발광 장치와 비교 예의 수명을 나타내는 도면이다.
도 13 및 도 14를 참조하면, 백색 광을 구성하기 위한 적색 광, 녹색 광 및 청색 광 중에서 녹색 광의 비중이 매우 높기 때문에, 적색 광, 녹색 광 및 청색 광 중에서 백색 광의 수명에 가장 큰 영향을 주는 것은 녹색 광이다.
도 13에 도시된 상온(25℃) 수명을 살펴보면, 2개의 발광층에 모두 인광 물질을 적용하면 수명이 1300시간(T95 기준) 이하가 되고, 2개의 발광층에 모두 형광 물질을 적용하면 수명이 1100시간(T95 기준) 이하가 된다. 즉, 발광층에 인광 물질을 적용하는 경우에 OLED 패널의 수명을 길게 가져갈 수 있다. 그러나, 도 14에 도시된 바와 같이, 인광 물질은 고온(80℃)에서 수명이 급격하게 감소하는 특성이 있다.
본 발명의 제4 내지 제7 실시 예와 같이, 픽셀의 발광층을 2개의 발광 유닛으로 구성하고, 하나의 발광층에는 인광 물질을 적용하고 다른 하나의 발광층에는 형광 물질을 적용하면 각 픽셀의 휘도를 높이면서도 수명을 향상시킬 수 있다. 또한, OLED 패널에서 백색 광을 밸런스를 맞추면서 휘도 및 수명을 향상시킬 수 있고, 소비전력도 줄일 수 있는 장점이 있다. 특히, 구동에 의해서 OLED 패널이 고온 상태가 되는 경우에 그린 픽셀의 수명이 급격하게 저하되는 것을 방지하여 OLED 패널의 수명을 향상시킬 수 있다.
도 15는 본 발명의 제8 내지 제13 실시 예에 따른 유기 발광 장치의 제1 발광층(EML1)과 제2 발광층(EML2)을 나타내는 도면이다.
도 15를 참조하면, 본 발명의 제8 실시 예에 따른 유기 발광 장치는 블루 픽셀의 제1 발광층(blue EML1)을 형광 물질로 형성하고, 제2 발광층(blue EML2)을 인광 물질로 형성할 수 있다. 그린 픽셀의 제1 발광층(green EML1)을 인광 물질로 형성하고, 제2 발광층(green EML2)을 형광 물질로 형성할 수 있다. 레드 픽셀의 제1 발광층(red EML1)을 인광 물질로 형성하고, 제2 발광층(red EML2)을 인광 물질로 형성할 수 있다.
본 발명의 제9 실시 예에 따른 유기 발광 장치는 블루 픽셀의 제1 발광층(blue EML1)을 인광 물질로 형성하고, 제2 발광층(blue EML2)을 인광 물질로 형성할 수 있다. 그린 픽셀의 제1 발광층(green EML1)을 형광 물질로 형성하고, 제2 발광층(green EML2)을 인광 물질로 형성할 수 있다. 레드 픽셀의 제1 발광층(red EML1)을 인광 물질로 형성하고, 제2 발광층(red EML2)을 인광 물질로 형성할 수 있다.
본 발명의 제10 실시 예에 따른 유기 발광 장치는 블루 픽셀의 제1 발광층(blue EML1)을 인광 물질로 형성하고, 제2 발광층(blue EML2)을 인광 물질로 형성할 수 있다. 그린 픽셀의 제1 발광층(green EML1)을 인광 물질로 형성하고, 제2 발광층(green EML2)을 인광 물질로 형성할 수 있다. 레드 픽셀의 제1 발광층(red EML1)을 형광 물질로 형성하고, 제2 발광층(red EML2)을 인광 물질로 형성할 수 있다.
본 발명의 제11 실시 예에 따른 유기 발광 장치는 블루 픽셀의 제1 발광층(blue EML1)을 형광 물질로 형성하고, 제2 발광층(blue EML2)을 인광 물질로 형성할 수 있다. 그린 픽셀의 제1 발광층(green EML1)을 형광 물질로 형성하고, 제2 발광층(green EML2)을 인광 물질로 형성할 수 있다. 레드 픽셀의 제1 발광층(red EML1)을 인광 물질로 형성하고, 제2 발광층(red EML2)을 인광 물질로 형성할 수 있다.
본 발명의 제12 실시 예에 따른 유기 발광 장치는 블루 픽셀의 제1 발광층(blue EML1)을 형광 물질로 형성하고, 제2 발광층(blue EML2)을 인광 물질로 형성할 수 있다. 그린 픽셀의 제1 발광층(green EML1)을 인광 물질로 형성하고, 제2 발광층(green EML2)을 인광 물질로 형성할 수 있다. 레드 픽셀의 제1 발광층(red EML1)을 형광 물질로 형성하고, 제2 발광층(red EML2)을 인광 물질로 형성할 수 있다.
본 발명의 제13 실시 예에 따른 유기 발광 장치는 블루 픽셀의 제1 발광층(blue EML1)을 인광 물질로 형성하고, 제2 발광층(blue EML2)을 인광 물질로 형성할 수 있다. 그린 픽셀의 제1 발광층(green EML1)을 형광 물질로 형성하고, 제2 발광층(green EML2)을 인광 물질로 형성할 수 있다. 레드 픽셀의 제1 발광층(red EML1)을 형광 물질로 형성하고, 제2 발광층(red EML2)을 인광 물질로 형성할 수 있다.
도 16은 본 발명의 제14 내지 제20 실시 예에 따른 유기 발광 장치의 제1 발광층(EML1)과 제2 발광층(EML2)을 나타내는 도면이다.
레드 픽셀, 그린 픽셀, 블루 픽셀 중에서 적어도 하나의 픽셀의 제1 발광층(EML1)은 인광 물질로 형성하고, 제2 발광층(EML2)는 형광 물질로 형성할 수 있다. 반대로, 레드 픽셀, 그린 픽셀, 블루 픽셀 중에서 적어도 하나의 픽셀의 제1 발광층(EML1)은 형광 물질로 형성하고, 제2 발광층(EML2)는 인광 물질로 형성할 수 있다.
도 16을 참조하면, 본 발명의 제14 실시 예에 따른 유기 발광 장치는 블루 픽셀의 제1 발광층(blue EML1)을 인광 물질로 형성하고, 제2 발광층(blue EML2)을 형광 물질로 형성할 수 있다. 그린 픽셀의 제1 발광층(green EML1)을 인광 물질로 형성하고, 제2 발광층(green EML2)을 형광 물질로 형성할 수 있다. 레드 픽셀의 제1 발광층(red EML1)을 인광 물질로 형성하고, 제2 발광층(red EML2)을 형광 물질로 형성할 수 있다.
본 발명의 제15 실시 예에 따른 유기 발광 장치는 블루 픽셀의 제1 발광층(blue EML1)을 인광 물질로 형성하고, 제2 발광층(blue EML2)을 형광 물질로 형성할 수 있다. 그린 픽셀의 제1 발광층(green EML1)을 형광 물질로 형성하고, 제2 발광층(green EML2)을 형광 물질로 형성할 수 있다. 레드 픽셀의 제1 발광층(red EML1)을 형광 물질로 형성하고, 제2 발광층(red EML2)을 형광 물질로 형성할 수 있다.
본 발명의 제16 실시 예에 따른 유기 발광 장치는 블루 픽셀의 제1 발광층(blue EML1)을 형광 물질로 형성하고, 제2 발광층(blue EML2)을 형광 물질로 형성할 수 있다. 그린 픽셀의 제1 발광층(green EML1)을 인광 물질로 형성하고, 제2 발광층(green EML2)을 형광 물질로 형성할 수 있다. 레드 픽셀의 제1 발광층(red EML1)을 형광 물질로 형성하고, 제2 발광층(red EML2)을 형광 물질로 형성할 수 있다.
본 발명의 제17 실시 예에 따른 유기 발광 장치는 블루 픽셀의 제1 발광층(blue EML1)을 형광 물질로 형성하고, 제2 발광층(blue EML2)을 형광 물질로 형성할 수 있다. 그린 픽셀의 제1 발광층(green EML1)을 형광 물질로 형성하고, 제2 발광층(green EML2)을 형광 물질로 형성할 수 있다. 레드 픽셀의 제1 발광층(red EML1)을 인광 물질로 형성하고, 제2 발광층(red EML2)을 형광 물질로 형성할 수 있다.
본 발명의 제18 실시 예에 따른 유기 발광 장치는 블루 픽셀의 제1 발광층(blue EML1)을 인광 물질로 형성하고, 제2 발광층(blue EML2)을 형광 물질로 형성할 수 있다. 그린 픽셀의 제1 발광층(green EML1)을 인광 물질로 형성하고, 제2 발광층(green EML2)을 형광 물질로 형성할 수 있다. 레드 픽셀의 제1 발광층(red EML1)을 형광 물질로 형성하고, 제2 발광층(red EML2)을 형광 물질로 형성할 수 있다.
본 발명의 제19 실시 예에 따른 유기 발광 장치는 블루 픽셀의 제1 발광층(blue EML1)을 인광 물질로 형성하고, 제2 발광층(blue EML2)을 형광 물질로 형성할 수 있다. 그린 픽셀의 제1 발광층(green EML1)을 형광 물질로 형성하고, 제2 발광층(green EML2)을 인광 물질로 형성할 수 있다. 레드 픽셀의 제1 발광층(red EML1)을 인광 물질로 형성하고, 제2 발광층(red EML2)을 형광 물질로 형성할 수 있다.
본 발명의 제20 실시 예에 따른 유기 발광 장치는 블루 픽셀의 제1 발광층(blue EML1)을 형광 물질로 형성하고, 제2 발광층(blue EML2)을 형광 물질로 형성할 수 있다. 그린 픽셀의 제1 발광층(green EML1)을 인광 물질로 형성하고, 제2 발광층(green EML2)을 형광 물질로 형성할 수 있다. 레드 픽셀의 제1 발광층(red EML1)을 인광 물질로 형성하고, 제2 발광층(red EML2)을 형광 물질로 형성할 수 있다.
본 발명의 제8 내지 제20 실시 예와 같이, 레드, 그린 및 블루 픽셀픽셀의 발광층을 2개의 발광 유닛으로 구성하고, 레드, 그린 및 블루 픽셀 중에서 적어도 하나의 픽셀의 제1 발광층과 제2 발광층은 상이한 발광 물질로 형성하면, 픽셀의 휘도를 높이면서도 수명을 향상시킬 수 있다. 또한, OLED 패널에서 백색 광을 밸런스를 맞추면서 휘도 및 수명을 향상시킬 수 있고, 소비전력도 줄일 수 있는 장점이 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 당 업자는 상술한 본 발명이 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 것으로 이해해야만 한다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
110: 제1 전극(애노드)
115: 정공 주입층(HIL)
120: 제1 정공 수송층(HTL1)
132: 제1 레드 발광층(red EML1)
134: 제1 그린 발광층(green EML1)
136: 제1 블루 발광층(blue EML1)
140: 제1 전자 수송층(ETL1)
145: 제1 전하 생성층(N-CGL)
150: 제2 전하 생성층(P-CGL)
155: 제2 정공 수송층(HTL2)
162: 제2 레드 발광층(red EML2)
164: 제2 그린 발광층(green EML2)
166: 제1 블루 발광층(blue EML2)
170: 제2 전자 수송층(ETL2)
175: 제2 전극(캐소드)
180: 캡핑층

Claims (12)

  1. 제1 전극과 제2 전극 사이에 발광층이 형성된 유기 발광 장치에 있어서,
    적색 광을 발광하는 제1 레드 발광층과 제2 레드 발광층을 포함하는 레드 픽셀;
    녹색 광을 발광하는 제1 그린 발광층과 제2 그린 발광층을 포함하는 그린 픽셀;
    청색 광을 발광하는 제1 블루 발광층과 제2 블루 발광층을 포함하는 블루 픽셀;
    반사 전극으로 형성되어 상기 레드, 그린 및 블루 픽셀에 제1 극성의 전하를 공급하는 제1 전극;
    투과 또는 반투과 전극으로 형성되어 상기 레드, 그린 및 블루 픽셀에 제2 극성의 전하를 공급하는 제2 전극;
    상기 제1 레드 발광층, 상기 제1 그린 발광층 및 상기 제1 블루 발광층 상에 형성된 제1 전자 수송층; 및
    상기 제1 전자 수송층 상에 배치된 전하 생성층을 포함하고,
    상기 전하 생성층은 상기 제1 전자 수송층 상에 배치된 제1 전하 생성층과 상기 제1 전하 생성층 상에 배치된 제2 전하 생성층을 포함하고,
    상기 레드, 그린 및 블루 픽셀 중에서 적어도 하나의 픽셀의 제1 발광층과 제2 발광층은 상이한 발광 물질을 포함하고,
    상기 제1 발광층의 발광 물질은 인광이고,
    상기 제2 발광층의 발광 물질은 형광이고,
    상기 제1 레드 발광층과 상기 제2 레드 발광층의 두께가 동일하고,
    상기 제1 그린 발광층과 상기 제2 그린 발광층의 두께가 동일하고,
    상기 제1 블루 발광층과 상기 제2 블루 발광층의 두께가 동일하고,
    상기 제1 레드 발광층 및 상기 제2 레드 발광층은 55nm~85nm의 두께로 형성되고,
    상기 제1 그린 발광층 및 상기 제2 그린 발광층은 30nm~50nm의 두께로 형성되며,
    상기 제1 블루 발광층과 및 상기 제2 블루 발광층은 10nm~30nm의 두께로 형성된 유기 발광 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 레드 발광층을 인광 물질, 상기 제2 레드 발광층을 형광 물질로 형성하는 유기 발광 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 그린 발광층을 인광 물질, 상기 제2 그린 발광층을 형광 물질로 형성하는 유기 발광 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 블루 발광층을 인광 물질, 상기 제2 블루 발광층을 형광 물질로 형성하는 유기 발광 장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    레드 픽셀의 유기 발광층은 250nm~310nm의 두께로 형성되고,
    그린 픽셀의 유기 발광층은 200nm~270nm의 두께로 형성되고,
    블루 픽셀의 유기 발광층은 150nm~230nm의 두께로 형성된 유기 발광 장치.
  6. 삭제
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 전극 상에 형성된 정공 주입층;
    상기 정공 주입층 상에 형성된 제1 정공 수송층;
    상기 제1 정공 수송층 상에 상기 제1 레드 발광층, 상기 제1 그린 발광층 및 제1 블루 발광층이 형성된 유기 발광 장치.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 제1 정공 수송층의 두께로 청색 광의 컬러 캐버티의 광학 거리를 만족시키는 유기 발광 장치.
  9. 제7 항에 있어서,
    상기 제2 레드 발광층, 상기 제2 그린 발광층 및 상기 제2 블루 발광층 아래에 형성된 제2 정공 수송층;
    상기 제2 레드 발광층, 상기 제2 그린 발광층 및 상기 제2 블루 발광층 상에 형성된 제2 전자 수송층을 포함하는 유기 발광 장치.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 제1 레드 발광층과 상기 제2 레드 발광층 중 적어도 하나의 두께로 적색 광의 컬러 캐버티의 광학 거리를 만족시키는 유기 발광 장치.
  11. 제9 항에 있어서,
    상기 제1 그린 발광층과 상기 제2 그린 발광층 중 적어도 하나의 두께로 녹색 광의 컬러 캐버티의 광학 거리를 만족시키는 유기 발광 장치.
  12. 제9 항에 있어서,
    상기 전하 생성층은 상기 제1 전자 수송층과 상기 제2 정공 수송층 사이에 형성된 유기 발광 장치.
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