KR102333934B1 - 유기발광 화소 및 이를 포함하는 유기발광 표시장치 - Google Patents

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Abstract

유기발광 화소는 제1 내지 제3 유기발광 소자들을 포함한다. 상기 제1 유기발광 소자는 제1 파장의 광을 n차(여기서 n은 1 이상의 자연수) 공진으로 방출하고, 상기 제2 유기발광 소자는 상기 제1 파장보다 단파장인 제2 파장의 광을 n차 공진으로 방출하며, 상기 제3 유기발광 소자는 상기 제1 파장 및 상기 제2 파장보다 단파장인 제3 파장의 광을 m차(여기서 m은 n보다 큰 자연수) 공진으로 방출한다.

Description

유기발광 화소 및 이를 포함하는 유기발광 표시장치{ORGANIC LIGHT EMITTING PIXEL AND ORGANIC LIGHT EMITTING DISPLAY DEVICE HAVING THE SAME}
본 발명은 유기발광 화소 및 유기발광 표시장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 표시품질이 향상된 유기발광 화소 및 유기발광 표시장치에 관한 것이다.
유기발광 소자(ORGANIC LIGHT EMITTING DIODE)는 자발광형 소자로서 시야각이 넓고 콘트라스트가 우수하다. 뿐만아니라 유기발광 소자는 응답시간이 빠르며, 휘도가 높고 구동전압이 낮다.
일반적으로 유기발광 소자는 애노드, 애노드 상에 순차적으로 배치된 정공수송층, 발광층, 전자수송층 및 캐소드를 포함한다. 여기에서 정공수송층, 발광층 및 전자수송층은 유기화합물로 이루어진 유기 박막들이다.
유기발광 소자의 구동 원리는 다음과 같다. 애노드 및 캐소드에 서로 다른 전압들이 인가하면, 애노드로부터 주입된 정공은 정공수송층을 경유하여 발광층으로 이동하고, 캐소드로부터 주입된 전자는 전자수송층을 경유하여 발광층으로 이동한다. 정공 및 전자는 발광층에서 재결합하여 엑시톤(exiton)을 생성한다. 이 엑시톤이 여기 상태에서 기저상태로 변하면서 광이 생성된다.
본 발명의 목적은 제조비용이 절감된 유기발광 화소를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 상기 유기발광 화소를 포함하는 유기발광 표시장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광 화소는 제1 내지 제3 유기발광 소자들을 포함한다. 제1 유기발광 소자는 제1 파장의 광을 n차(여기서 n은 1 이상의 자연수) 공진으로 방출하고, 제2 유기발광 소자는 상기 제1 파장보다 단파장인 제2 파장의 광을 n차 공진으로 방출한다. 제3 유기발광 소자는 상기 제1 파장 및 상기 제2 파장보다 단파장인 제3 파장의 광을 m차(여기서 m은 n보다 큰 자연수) 공진으로 방출한다. 상기 제1 파장은 약 620nm 내지 약 750nm에서 선택되고, 상기 제2 파장은 약 495nm 내지 약 570nm 에서 선택되고, 상기 제3 파장은 약 450nm 내지약 495nm 선택될 수 있다. 상기 n은 1이고, 상기 m은 2일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 유기발광 소자는 제1 애노드, 상기 제1 애노드 상의 제1 정공제어층, 상기 제1 정공제어층 상의 제1 공진제어층, 상기 제1 공진제어층 상의 제1 발광층, 상기 제1 발광층 상의 제1 전자제어층, 및 상기 제1 전자제어층 상의 제1 캐소드를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제2 유기발광 소자는 제2 애노드, 상기 제2 애노드 상의 제2 정공제어층, 상기 제2 정공제어층 상의 제2 공진제어층, 상기 제2 공진제어층 상의 제2 발광층, 상기 제2 발광층 상의 제2 전자제어층, 및 상기 제2 전자제어층 상에 배치되고 상기 제1 캐소드와 일체의 형상의 제2 캐소드를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제3 유기발광 소자는 제3 애노드, 상기 제3 애노드 상의 제3 정공제어층, 상기 제3 정공제어층 상의 제3 공진제어층, 적어도 상기 제3 공진제어층 상에 배치된 제3 발광층, 상기 제3 발광층 상의 제2 전자제어층, 및 상기 제3 전자제어층 상에 배치되고 상기 제2 캐소드와 일체의 형상의 제3 캐소드를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 정공제어층, 상기 제2 정공제어층, 및 상기 제3 정공제어층은 일체의 형상을 갖고, 상기 일체의 형상을 갖는 상기 제1 정공제어층, 상기 제2 정공제어층, 및 상기 제3 정공제어층은 공통 정공제어층으로 정의될 수 있다. 상기 공통 정공제어층은 상기 제1 내지 제3 발광층들에 정공을 수송하는 정공수송층을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 정공수송층은 상기 정공수송층의 두께 방향으로 구분되는 도핑층과 비도핑층을 포함하고, 상기 비도핑층은 상기 도핑층보다 상기 제1 내지 제3 발광층들에 더 인접할 수 있다. 상기 도핑층은 p타입의 도펀트 및 정공 수송 물질을 포함하고, 상기 비도핑층은 정공 수송 물질을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 공통 정공제어층은 상기 제1 내지 제3 애노드들로부터 상기 정공수송층에 정공을 주입하는 정공주입층을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 공통 정공제어층과 상기 제1 내지 제3 애노드들 사이에 배치되고, 정공를 생성하는 중간층을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 중간층은 헥사아자트리페닐렌 헥사카보니트릴(HAT-CN), MoO3 및 플러렌(C60) 중 어느 하나 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 전자제어층, 상기 제2 전자제어층, 및 상기 제3 전자제어층은 일체의 형상을 갖고, 상기 일체의 형상을 갖는 상기 제1 전자제어층, 상기 제2 전자제어층, 및 상기 제3 전자제어층은 공통 전자제어층으로 정의될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제3 발광층은 상기 제1 발광층에 중첩하는 제1 부분, 상기 제2 발광층에 중첩하는 제2 부분, 및 상기 제3 공진제어층에 중첩하는 제3 부분을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제3 발광층은 양쪽성 화합물(ambipolar compound)을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 양쪽성 화합물(ambipolar compound)은 anthracene, 9-phenylanthracene, DPA(9,10-diphenylanthracene), 또는 benzo(B)naphto(2,3-D)furan 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 부분은 상기 공통 정공제어층과 상기 제1 발광층 사이에 배치되고, 상기 제2 부분은 상기 공통 정공제어층과 상기 제2 발광층 사이에 배치되고, 상기 제3 부분은 상기 제3 발광층과 상기 공통 전자제어층 사이에 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 공진제어층은 상기 제1 발광층보다 약 0.2eV 큰 루모 레벨을 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 부분은 상기 공통 전자제어층과 상기 제1 발광층 사이에 배치되고, 상기 제2 부분은 상기 공통 전자제어층과 상기 제2 발광층 사이에 배치되고, 상기 제3 부분은 상기 제3 발광층과 상기 공통 전자제어층 사이에 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광 표시장치는 제1 내지 제3 발광영역들 및 상기 제1 내지 제3 발광영역들에 인접한 비발광영역을 포함한다. 유기발광 표시장치는 베이스층, 상기 베이스층의 상기 제1 발광영역에 대응하게 배치되고, 제1 파장의 광을 1차 공진으로 방출하는 제1 유기발광 소자, 상기 베이스층의 상기 제2 발광영역에 대응하게 배치되고, 상기 제1 파장보다 단파장인 제2 파장의 광을 1차 공진으로 방출하는 제2 유기발광 소자, 및 상기 제1 파장 및 상기 제2 파장보다 단파장인 제3 파장의 광을 2차 공진으로 방출하는 제3 유기발광 소자를 포함한다.
상술한 바에 따르면, 제1 및 제2 유기발광 소자들 각각이 1차 공진구조를 가짐으로써, 제1 및 제2 유기발광 소자들의 공진제어층, 발광층의 두께가 얇아진다. 그에 따라, 공진제어층, 발광층의 재료가 절감된다. 또한, 제1 및 제2 유기발광 소자들의 구동효율이 향상된다. 제1 유기발광 소자는 구동전압이 감소되고 전류효율이 증가된다. 제2 유기발광 소자는 구동전압이 감소되고, 전류효율이 2차 공진구조의 유기발광 소자와 동등한 수준으로 유지된다.
블루 광을 방출하는 발광층은 오픈 마스크를 이용하여 복수 개의 발광영역들과 비발광영역에 중첩하게 증착할 수 있다. 즉, FMM을 사용하지 않을 수 있다. 그에 따라 유기발광 표시장치의 제조비용이 절감된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광 표시장치의 블럭도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 서브 화소의 회로도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광 표시패널의 사시도이다.
도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광 표시패널의 평면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 화소의 단면도이다.
도 6a 내지 도 6c는 본 발명의 일 실시예에 따른 정공제어층의 단면도들이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자제어층의 단면도이다.
도 8a 내지 9b는 본 발명의 일 실시예에 따른 화소의 단면도들이다.
도 10a 및 10b는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광 표시패널의 단면도들이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광 표시패널의 단면도이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명한다. 도면에서는 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 일부 구성요소의 스케일을 과장하거나 축소하여 나타내었다. 명세서 전체에 걸쳐 유사한 참조 부호는 유사한 구성 요소를 지칭한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광 표시장치의 블럭도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 서브 화소의 회로도이다. 이하, 도 1 및 2를 참조하여 본 실시예에 따른 유기발광 표시장치를 설명한다.
도 1에 도시된 것과 같이, 유기발광 표시장치는 타이밍 제어부(100), 주사 구동부(200), 소스 구동부(300), 및 유기발광 표시패널(DP)을 포함한다.
타이밍 제어부(100)는 입력 영상신호들(미 도시)을 수신하고, 소스 구동부(300)와의 인터페이스 사양에 맞도록 입력 영상신호들의 데이터 포맷을 변환하여 영상 데이터들(D-RGB)을 생성한다. 타이밍 제어부(100)는 영상 데이터들(D-RGB)과 각종 제어신호들(DCS, SCS)을 출력한다.
주사 구동부(200)는 타이밍 제어부(100)로부터 주사 제어신호(SCS)를 수신한다. 주사 제어신호(SCS)는 주사 구동부(200)의 동작을 개시하는 수직개시신호, 신호들의 출력 시기를 결정하는 클럭신호 등을 포함할 수 있다. 주사 구동부(200)는 주사 제어신호(SCS)에 응답하여 게이트 신호들을 생성하고, 게이트 신호들을 후술하는 주사 라인들(SL1~SLn)에 순차적으로 출력한다.　
도 1은 게이트 신호들이 하나의 주사 구동부(200)로부터 출력되는 것으로 도시하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 일 실시예에서, 유기발광 표시장치는 복수 개의 주사 구동부들을 포함할 수 있다. 주사 구동부들은 서로 다른 게이트 신호들을 출력할 수 있다.
소스 구동부(300)는 타이밍 제어부(100)로부터 데이터 제어신호(DCS) 및 영상 데이터들(D-RGB)을 수신한다. 소스 구동부(300)는 영상 데이터들(D-RGB)을 데이터 신호들로 변환하고, 데이터 신호들을 후술하는 소스 라인들(DL1~DLm)에 출력한다. 데이터 신호들은 영상 데이터들(D-RGB)의 계조값들에 각각 대응하는 아날로그 전압들이다.
유기발광 표시패널(DP)은 주사 라인들(SL1~SLn), 소스 라인들(DL1~DLm), 및 서브 화소들(SPX)을 포함한다. 주사 라인들(SL1~SLn)은 제1 방향축(DR1)을 따라 연장되고, 제1 방향축(DR1)에 교차하는 제2 방향축(DR2)을 따라 나열된다. 소스 라인들(DL1~DLm)은 주사 라인들(SL1~SLn)과 절연되게 교차한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광 표시패널(DP)은 서브 화소들(SPX)의 회로 구성에 종속하여 게이트 신호들 및 데이터 신호들과 다른 신호를 서브 화소들(SPX)에 제공하는 신호 라인들을 더 포함할 수 있다.
서브 화소들(SPX) 각각은 주사 라인들(SL1~SLn) 중 대응하는 주사 라인, 및 소스 라인들(DL1~DLm) 중 대응하는 소스 라인에 접속된다. 서브 화소들(SPX) 각각은 제1 전압(ELVDD) 및 제1 전압(ELVDD)보다 낮은 레벨의 제2 전압(ELVSS)을 수신한다. 서브 화소들(SPX) 각각은 제1 전압(ELVDD)이 인가되는 전원 라인(PL)에 접속된다.
도 2에는 i번째 주사 라인(SLi)과 j번째 소스 라인(DLj)에 접속된 하나의 서브 화소(SPXij)의 등가회로를 예시적으로 도시하였다. 별도로 도시하지 않았으나, 도 1에 도시된 다른 서브 화소들도 동일한 등가회로를 가질 수 있다.
도 2에 도시된 것과 같이, 서브 화소(SPXij) 적어도 하나의 트랜지스터, 적어도 하나의 커패시터, 및 유기발광 소자를 포함한다. 본 실시예에서 2개의 트랜지스터들 및 하나의 커패시터를 포함하는 화소 회로를 예시적으로 도시하였으나, 서브 화소(SPXij)의 구성은 이에 제한되지 않는다.
서브 화소(SPXij)는 제1 트랜지스터(TR1), 제2 트랜지스터(TR2), 커패시터(Cap), 및 유기발광 소자(OLED)를 포함한다. 제1 트랜지스터(TR1)는 i번째 주사 라인(SLi)에 인가된 게이트 신호에 응답하여 j번째 소스 라인(DLj)에 인가된 데이터 신호를 출력한다. 커패시터(Cap)는 제1 트랜지스터(TR1)로부터 수신한 데이터 신호에 대응하는 전압을 충전한다. 제2 트랜지스터(TR2)는 커패시터(Cap)에 저장된 전압에 대응하여 유기발광 소자(OLED)에 흐르는 구동전류를 제어한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광 표시패널(DP)의 사시도이다. 도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광 표시패널(DP)의 평면도이다.
도 3에 도시된 것과 같이, 유기발광 표시패널(DP)은 복수 개의 서브 화소들(SPX-R, SPX-G, SPX-B)을 포함한다. 3종의 서브 화소들(SPX-R, SPX-G, SPX-B)을 예시적으로 도시하였으며, 3종의 서브 화소들(SPX-R, SPX-G, SPX-B)은 서로 다른 컬러의 광들을 생성할 수 있다. 예컨대, 3종의 서브 화소들(SPX-R, SPX-G, SPX-B)은 레드의 광, 그린의 광, 블루의 광을 각각 방출할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 3종의 서브 화소들(SPX-R, SPX-G, SPX-B)은 마젠타의 광, 옐로우의 광, 시안의 광을 각각 방출할 수도 있다. 3종의 서브 화소들(SPX-R, SPX-G, SPX-B)은 도 3의 제3 방향축(DR3)으로 광을 방출할 수 있다.
서로 다른 컬러의 광들을 생성하는 서브 화소들(SPX-R, SPX-G, SPX-B)의 조합은 화소(PX)로 정의된다. 도 3에 도시된 것과 같이, 화소(PX)는 3종의 서브 화소들(SPX-R, SPX-G, SPX-B)을 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 화소(PX)는 4종의 서브 화소들을 포함할 수도 있고, 4종의 서브 화소들은 레드의 광, 그린의 광, 블루의 광, 화이트의 광을 각각 방출할 수도 있다.
도 4a에 도시된 것과 같이, 유기발광 표시패널(DP)은 제1 방향축(DR1)과 제2 방향축(DR2)이 정의하는 평면 상에서 복수 개의 발광영역들(PXA-R, PXA-G, PXA-B)과 비발광영역(NPXA)으로 구분된다. 도 4a에는 매트릭스 형태로 배치된 3종의 발광영역들(PXA-R, PXA-G, PXA-B)을 예시적으로 도시하였다. 3종의 발광영역들(PXA-R, PXA-G, PXA-B)에는 3종의 서브 화소들(SPX-R, SPX-G, SPX-B, 도 3 참조)의 유기발광 소자들이 각각 배치된다.
비발광영역(NPXA)은 3종의 발광영역들(PXA-R, PXA-G, PXA-B)을 에워쌓는 제1 비발광영역들(NPXA-1) 및 제1 비발광영역들(NPXA-1) 사이에 배치된 제2 비발광영역(NPXA-2)으로 구분될 수 있다 제1 비발광영역(NPXA-1)에 신호 라인들, 예컨대 주사 라인(SLi, 도 2 참조), 소스 라인(DLj, 도 2 참조), 전원 라인(PL, 도 2 참조)이 배치된다. 제2 비발광영역들(NPXA-2) 각각에 대응하는 서브 화소의 회로, 예컨대 트랜지스터들(TR1, TR2, 도 2 참조) 또는 커패시터(Cap, 도 2 참조)가 배치된다.
도 4b 내지 도 4d는 도 4a에 도시된 스트라이프 형상의 화소 배치와 다른 서브 화소 배치를 갖는 유기발광 표시패널들(DP-1, DP-2, DP-3)의 평면도를 예시적으로 도시하였다. 도 4b 및 도 4c에 도시된 것과 같이, 4개의 발광영역들(PXA-R, PXA-G1, PXA-B, RGB-G2)이 반복적으로 배치될 수 있다. 4개의 발광영역들(PXA-R, PXA-G1, PXA-B, RGB-G2) 각각에는 대응하는 서브 화소들의 유기발광 소자가 배치된다. 블루 발광영역(PXA-B)과 레드 발광영역(PXA-R)의 위치는 화소행에 따라 서로 바뀔 수 있다. 도 4d에 도시된 것과 같이, 블루 발광영역(PXA-B)은 2개의 레드 발광영역들(PXA-R)과 2개의 그린 발광영역들(PXA-G)에 의해 에워쌓일 수 있다. 이때 2개의 레드 발광영역들(PXA-R)은 대각선 상에 배치되고, 2개의 그린 발광영역들(PXA-G)은 대각선 상에 배치될 수 있다. 이와 같이, 본원 발명은 전형적인 스트라이프 타입의 서브 화소 배치에 제한되지 않는다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 화소(PX)의 단면도이다. 도 4a의 I-I'에 대응하는 단면을 도시하였다.
화소(PX)는 제1 내지 제3 유기발광 소자들(OLED-R, OLED-G, OLED-B)를 포함한다. 제1 내지 제3 유기발광 소자들(OLED-R, OLED-G, OLED-B)은 제1 내지 제3 발광영역들(PXA-R, PXA-G, PXA-B)에 각각 배치된다.
제1 유기발광 소자(OLED-R)는 제1 파장의 광을 n차(여기서 n은 1 이상의 자연수) 공진으로 방출한다. 제2 유기발광 소자(OLED-G)는 제1 파장보다 단파장인 제2 파장의 광을 n차 공진으로 방출한다. 제3 유기발광 소자(OLED-B)는 제1 파장 및 제2 파장보다 단파장인 제3 파장의 광을 m차(여기서 m은 n보다 큰 자연수) 공진으로 방출한다. 본 실시예에서 n은 1이고, m은 2일 수 있다.
제1 내지 제3 유기발광 소자들(OLED-R, OLED-G, OLED-B) 각각은 애노드(E1-R, E1-G, E1-B), 정공제어층(HCL), 공진제어층(SL-R, SL-G, SL-B), 발광층(EML-R, EML-G, EML-B), 전자제어층(ECL), 및 캐소드(E2)를 포함한다. 제1 내지 제3 유기발광 소자들(OLED-R, OLED-G, OLED-B) 각각의 애노드(E1-R, E1-G, E1-B)의 전면(제3 방향축(DR3)에 따른 상면)와 캐소드(E2)의 배면(제3 방향축(DR3)에 따른 하면) 사이의 거리는 공진거리(Lc)로 정의되고, 공진거리(Lc)는 아래의 수학식 1에 따른다.
[수학식 1]
Figure 112015073865021-pat00001
여기서, Nc은 공진구조물의 유효 굴절률, λ는 공진시키려는 광의 파장, k는 공진차수로 정의된다. 공진구조물은 애노드(E1-R, E1-G, E1-B)와 캐소드(E2) 사이에 배치된 기능층들을 모두 포함한다. 상기 기능층들은 앞서 설명한 정공제어층(HCL), 공진제어층(SL-R, SL-G, SL-B), 발광층(EML-R, EML-G, EML-B), 전자제어층(ECL) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있으며, 이에 제한되지 않고 또 다른 기능층들을 더 포함할 수 있다. 복수 개의 기능층들을 포함하는 공진구조물의 상기 유효 굴절률은 상기 복수 개의 기능층들의 굴절률값들을 연산하여 산출될 수 있다. 예컨대, 2개의 기능층들을 포함하는 공진구조물의 유효 굴절률은 아래의 수학식 2에 따라 산출될 수 있다.
[수학식 2]
Figure 112015073865021-pat00002
여기서, N1은 2개의 기능층들 중 어느 하나의 굴절률이고, N2는 2개의 기능층들 중 다른 하나의 굴절률이다. 3개 이상의 기능층들을 포함하는 공진구조물의 유효 굴절률은 다른 공지된 방식에 의해 산출될 수 있다.
도 5에서 제1 공진거리(Lc-R)는 상기 수학식 1에 따른 제1 유기발광 소자(OLED-R)의 공진거리를 나타내고, 제2 공진거리(Lc-G)는 상기 수학식 1에 따른 제2 유기발광 소자(OLED-G)의 공진거리를 나타내고, 제3 공진거리(Lc-B)는 상기 수학식 1에 따른 제3 유기발광 소자(OLED-B)의 공진거리를 나타낸다.
본 실시예에서 제1 유기발광 소자(OLED-R)에서 방출되는 제1 광의 파장은 약 620nm 내지 약 750nm에서 선택되고, 제2 유기발광 소자(OLED-G)에서 방출되는 제2 광의 파장은 약 495nm 내지 약 570nm에서 선택되고, 제3 유기발광 소자(OLED-B)에서 방출되는 제3 광의 파장은 약 450nm 내지 약 495nm에서 선택될 수 있다. 제1 유기발광 소자(OLED-R)는 레드의 광, 제2 유기발광 소자(OLED-G)는 그린의 광, 제3 유기발광 소자(OLED-B)는 블루의 광을 방출할 수 있다.
본 실시예에서, 제1 및 제2 유기발광 소자들(OLED-R, OLED-G) 각각이 1차 공진구조를 갖고, 제3 유기발광 소자(OLED-B)가 2차 공진구조를 갖기 때문에, 제3 공진거리(Lc-B)가 제1 공진거리(Lc-R)와 제2 공진거리(Lc-G)보다 크다. 제1 광의 파장이 제2 광의 파장보다 장파장이므로 제1 공진거리(Lc-R)는 제2 공진거리(Lc-G)보다 크다.
제1 및 제2 유기발광 소자들(OLED-R, OLED-G) 각각이 1차 공진구조를 갖고, 제3 유기발광 소자(OLED-B)가 2차 공진구조를 가짐으로써 제조비용이 절감된다. 좀 더 구체적으로, 제1 및 제2 유기발광 소자들(OLED-R, OLED-G) 각각이 1차 공진구조를 가짐으로써, 제1 및 제2 유기발광 소자들(OLED-R, OLED-G)의 공진제어층(SL-R, SL-G), 발광층(EML-R, EML-G)의 두께가 얇아진다. 그에 따라, 공진제어층(SL-R, SL-G), 발광층(EML-R, EML-G)의 재료가 절감된다.
또한, 아래의 표 1과 같이, 제1 및 제2 유기발광 소자들(OLED-R, OLED-G)의 구동효율이 향상된다. 동일한 휘도를 기준으로 구동전압과 전류효율이 측정되었다.
전면발광 구조 구동전압(V) 전류효율(cd/A) 휘도(cd/㎡) 공진거리(Å)
2차 공진 제1 유기발광 소자(OLED-R) 5.0 45.1 3700 2740
1차 공진 제1 유기발광 소자(OLED-R) 4.2 50.6 3700 1100
2차 공진 제2 유기발광 소자(OLED-G) 4.1 107.5 9000 2240
1차 공진 제2 유기발광 소자(OLED-G) 3.7 104.3 9000 900
상기 표 1과 같이, 1차 공진 제1 유기발광 소자(OLED-R)는 2차 공진 제1 유기발광 소자(OLED-R)에 비해 구동전압이 감소되고 전류효율이 증가되었다. 1차 공진 제2 유기발광 소자(OLED-G)는 2차 공진 제2 유기발광 소자(OLED-G)에 비해 구동전압이 감소되고 전류효율이 동등한 수준으로 유지되었다.
제3 유기발광 소자(OLED-B)가 2차 공진구조를 가짐으로써, 제3 유기발광 소자(OLED-B)의 불량이 감소된다. 제3 유기발광 소자(OLED-B)가 1차 공진구조를 갖는 경우, 애노드(E1-B)와 발광층(EML-B) 사이의 거리가 가깝기 때문에 불순물들에 의해 암점이 발생할 수 있다. 공진제어층(SL-B)이 애노드(E1-B)와 발광층(EML-B) 사이의 거리를 소정값 이상 이격시키기 때문에 제3 유기발광 소자(OLED-B)의 암점 불량이 감소된다.
도 5를 참조하여 화소(PX)에 포함된 제1 내지 제3 유기발광 소자들(OLED-R, OLED-G, OLED-B)의 적층 구조에 대해 좀더 상세히 설명한다. 이하에서 설명되는 적층 구조는 하나의 일예에 불과하고 유기발광 소자의 적층구조는 이에 제한되지 않는다.
제1 내지 제3 유기발광 소자들(OLED-R, OLED-G, OLED-B)은 베이스층(BL) 상에 배치된다. 베이스층(BL)은 특별히 제한되지 않고, 유기층, 무기층, 유리 기판, 메탈 기판 등을 포함할 수 있다.
베이스층(BL) 상에 제1 내지 제3 유기발광 소자들(OLED-R, OLED-G, OLED-B)의 제1 내지 제3 애노드들(E1-R, E1-G, E1-B)이 배치된다. 제1 내지 제3 애노드들(E1-R, E1-G, E1-B) 각각은 투과형 전극, 반투과형 전극 또는 반사형 전극일 수 있다. 유기발광 소자의 발광 방향에 따라 결정될 수 있으며, 배면 발광 유기발광 소자는 투과형 애노드를 포함할 수 있다. 전면 발광 유기발광 소자는 반사형 또는 반투과형 애노드를 포함할 수 있다.
투과형 제1 내지 제3 애노드들(E1-R, E1-G, E1-B) 각각은 투명 금속 산화물, 예를 들어, ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), ZnO(zinc oxide), ITZO(indium tin zinc oxide) 등을 포함할 수 있다. 반투과형 또는 반사형 제1 내지 제3 애노드들(E1-R, E1-G, E1-B)은 Ag, Mg, Al, Pt, Pd, Au, Ni, Nd, Ir, Cr 또는 상술한 금속의 혼합물을 포함할 수 있다.
제1 내지 제3 애노드들(E1-R, E1-G, E1-B)은 투명 금속 산화물 또는 금속으로 이루어진 단일층 또는 복수의 층을 갖는 다층 구조일 수 있다. 예를 들어, 제1 내지 제3 애노드들(E1-R, E1-G, E1-B) 각각은 ITO, Ag 또는 금속혼합물(예를 들어, Ag와 Mg의 혼합물) 단일층 구조, ITO/Mg 또는 ITO/MgF의 2층 구조 또는 ITO/Ag/ITO의 3층 구조를 가질 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 제1 내지 제3 애노드들(E1-R, E1-G, E1-B)은 복수 개의 개구부들을 구비한 FMM(fine metal mask)를 이용한 증착공정을 통해 형성될 수 있다.
베이스층(BL) 상에 제1 내지 제3 애노드들(E1-R, E1-G, E1-B)을 커버하는 정공제어층(HCL)이 배치된다. 평탄면을 제공하는 정공제어층(HCL)이 예시적으로 도시되었으나, 이는 하나의 예시에 불과하고 애노드들(E1-R, E1-G, E1-B)에 대응하게 복수 개의 단차를 제공할 수도 있다.
정공제어층(HCL)은 제1 내지 제3 발광영역들(PXA-R, PXA-G, PXA-B)에 대응하는 제1 내지 제3 부분(HCL-R, HCL-G, HCL-B, 이하 제1 내지 제3 정공제어층)을 포함한다. 정공제어층(HCL)은 제1 내지 제3 발광영역들(PXA-R, PXA-G, PXA-B)과 비발광영역(NPXA)에 공통으로 형성될 수 있다. 오픈 마스크를 이용한 증착공정을 통해 형성될 수 있다. 제1 내지 제3 유기발광 소자들(OLED-R, OLED-G, OLED-B)의 정공제어층들은 일체의 형상을 가질 수 있다. 일체의 형상을 갖는 제1 내지 제3 유기발광 소자들(OLED-R, OLED-G, OLED-B)의 정공제어층들은 공통 정공제어층으로 정의될 수 있다.
정공제어층(HCL)은 단일 물질로 이루어진 단일층, 복수 개의 다른 물질들을 포함하는 단일층(예컨대 혼합물층) 또는 복수의 서로 다른 물질로 이루어진 복수의 층을 갖는 다층 구조를 가질 수 있다. 정공제어층(HCL)은 정공주입층, 정공수송층, 버퍼층 및 전자 저지층 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 정공제어층(HCL)의 상기 기능층들은 진공 증착법, 스핀 코팅법, 캐스트법, LB법(Langmuir-Blodgett), 잉크젯 프린팅법, 레이저 프린팅법, 레이저 열전사법(Laser Induced Thermal Imaging, LITI) 등과 같은 다양한 방법을 이용하여 형성될 수 있다.
정공제어층(HCL) 상에 제1 내지 제3 공진제어층들(SL-R, SL-G, SL-B)이 배치된다. 제1 내지 제3 공진제어층들(SL-R, SL-G, SL-B)은 정공 수송 물질을 포함할 수 있다. 제1 내지 제3 공진제어층들(SL-R, SL-G, SL-B)은 제1 내지 제3 공진거리들(Lc-R, Lc-G, Lc-B)을 달성하기 위해 제공된다.
제1 내지 제3 공진제어층들(SL-R, SL-G, SL-B) 상에 제1 내지 제3 발광층들(EML-R, EML-G, EML-B)이 배치된다. 제1 내지 제3 발광층들(EML-R, EML-G, EML-B) 각각은 단일 물질로 이루어진 단일층, 복수 개의 서로 다른 물질을 포함하는 단일층 또는 복수 개의 서로 다른 물질로 이루어진 복수의 층을 갖는 다층 구조를 가질 수 있다. 제1 내지 제3 발광층들(EML-R, EML-G, EML-B)은 진공 증착법, 스핀 코팅법, 캐스트법, LB법(Langmuir-Blodgett), 잉크젯 프린팅법, 레이저 프린팅법, 레이저 열전사법(Laser Induced Thermal Imaging, LITI) 등과 같은 다양한 방법을 이용하여 형성될 수 있다.
제1 내지 제3 발광층들(EML-R, EML-G, EML-B)은 통상적으로 사용하는 물질이라면 특별히 한정되지 않으나, 예를 들어, 적색, 녹색 및 청색을 발광하는 물질로 이루어질 수 있으며, 형광물질 또는 인광물질을 포함할 수 있다. 본 실시예에서 제1 및 제2 발광층들(EML-R, EML-G)은 인광물질을 포함하고, 제3 발광층(EML-B)은 형광물질을 포함할 수 있다.
또한, 제1 내지 제3 발광층들(EML-R, EML-G, EML-B) 각각은 호스트 및 도펀트를 포함할 수 있다. 호스트는 통상적으로 사용하는 물질이라면 특별히 한정하지 않으나, 예를 들어, Alq3(tris(8-hydroxyquinolino)aluminum), CBP(4,4'-bis(N-carbazolyl)-1,1'-biphenyl), PVK(poly(n-vinylcabazole)), ADN(9,10-di(naphthalene-2-yl)anthracene), TCTA(4,4',4''-Tris(carbazol-9-yl)-triphenylamine), TPBi(1,3,5-tris(N-phenylbenzimidazole-2-yl)benzene), TBADN(3-tert-butyl-9,10-di(naphth-2-yl)anthracene), DSA(distyrylarylene), CDBP(4,4'-bis(9-carbazolyl)-2,2′'-dimethyl-biphenyl), MADN(2-Methyl-9,10-bis(naphthalen-2-yl)anthracene) 등을 사용될 수 있다.
제1 발광층(EML-R)은 예를 들어, PBD:Eu(DBM)3(Phen)(tris(dibenzoylmethanato)phenanthoroline europium) 또는 퍼릴렌(Perylene)을 포함하는 형광물질을 포함할 수 있다. 제1 발광층(EML-R)은 예를 들어, PIQIr(acac)(bis(1-phenylisoquinoline)acetylacetonate iridium), PQIr(acac)(bis(1-phenylquinoline)acetylacetonate iridium), PQIr(tris(1-phenylquinoline)iridium) 및 PtOEP(octaethylporphyrin platinum)과 같은 금속 착화합물(metal complex) 또는 유기 금속 착체(organometallic complex)와 같은 도펀트를 포함할 수 있다. 제1 발광층(EML-R)은 예를 들어, Btp2Ir(acac) 등과 같은 인광물질을 포함할 수 있다. 제1 발광층(EML-R)은 상술한 재료에 제한되지 않고, 본 발명의 일 실시예에서 제1 발광층(EML-R)은 기타 발광물질을 포함할 수 있다.
제2 발광층(EML-G)은 예를 들어, Alq3(tris(8-hydroxyquinolino)aluminum)을 포함하는 형광물질을 포함할 수 있다. 제2 발광층(EML-G)은 예를 들어, Ir(ppy)3(fac-tris(2-phenylpyridine)iridium)와 같은 금속 착화합물(metal complex) 또는 유기 금속 착체(organometallic complex)의 도펀트를 포함할 수 있다. 제2 발광층(EML-G)은 예를 들어, Ir(ppy)3 등과 같은 인광물질을 포함할 수 있다. 제2 발광층(EML-G)은 상술한 재료에 제한되지 않고, 본 발명의 일 실시예에서 제2 발광층(EML-G)은 기타 발광물질을 포함할 수 있다.
제3 발광층(EML-B)은 예를 들어, 스피로-DPVBi(spiro-DPVBi), 스피로-6P(spiro-6P), DSB(distyryl-benzene), DSA(distyryl-arylene), PFO(Polyfluorene)계 고분자 및 PPV(poly(p-phenylene vinylene)계 고분자로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 포함하는 형광물질을 포함할 수 있다. 3 발광층(EML-B)은 예를 들어, (4,6-F2ppy)2Irpic와 같은 금속 착화합물(metal complex) 또는 유기 금속 착체(organometallic complex)와 같은 도펀트를 포함할 수 있다. 제3 발광층(EML-B)은 상술한 재료에 제한되지 않고, 본 발명의 일 실시예에서 제3 발광층(EML-B)은 기타 발광물질을 포함할 수 있다.
정공제어층(HCL) 상에 제1 내지 제3 발광층들(EML-R, EML-G, EML-B)을 커버하는 전자제어층(ECL)이 배치된다. 전자제어층(ECL)은 제1 내지 제3 발광영역들(PXA-R, PXA-G, PXA-B)에 대응하는 제1 내지 제3 부분(ECL-R, ECL-G, ECL-B, 이하 제1 내지 제3 전자제어층)을 포함한다. 전자제어층(ECL)은 제1 내지 제3 발광영역들(PXA-R, PXA-G, PXA-B)과 비발광영역(NPXA)에 공통으로 형성될 수 있다. 오픈 마스크를 이용한 증착공정을 통해 형성될 수 있다. 제1 내지 제3 유기발광 소자들(OLED-R, OLED-G, OLED-B)의 전자제어층들은 일체의 형상을 가질 수 있다. 일체의 형상을 갖는 제1 내지 제3 유기발광 소자들(OLED-R, OLED-G, OLED-B)의 전자제어층들은 공통 전자제어층으로 정의될 수 있다.
전자제어층(ECL)은 전자 수송층 및 전자 주입층 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 전자제어층(ECL)의 상기 기능층들은 진공 증착법, 스핀 코팅법, 캐스트법, LB법(Langmuir-Blodgett), 잉크젯 프린팅법, 레이저 프린팅법, 레이저 열전사법(Laser Induced Thermal Imaging, LITI) 등과 같은 다양한 방법을 이용하여 형성될 수 있다.
정공제어층(HCL) 상에 캐소드(E2)가 배치된다. 캐소드(E2)는 제1 내지 제3 발광영역들(PXA-R, PXA-G, PXA-B)에 대응하는 제1 내지 제3 부분(E2-R, E2-G, E2-B, 이하 제1 내지 제3 캐소드)을 포함한다. 캐소드(E2)는 제1 내지 제3 발광영역들(PXA-R, PXA-G, PXA-B)과 비발광영역(NPXA)에 공통으로 형성될 수 있다. 오픈 마스크를 이용한 증착공정을 통해 형성될 수 있다. 제1 내지 제3 유기발광 소자들(OLED-R, OLED-G, OLED-B)의 캐소드들은 일체의 형상을 가질 수 있다. 일체의 형상을 갖는 1 내지 제3 유기발광 소자들(OLED-R, OLED-G, OLED-B)의 캐소드들은 공통전극으로 정의될 수 있다.
캐소드(E2)는 투과형 전극, 반투과형 전극 또는 반사형 전극일 수 있다. 투과형 캐소드(E2)는 Li, Liq, Ca, LiF/Ca, LiF/Al, Al, Mg, BaF, Ba, Ag 또는 이들의 화합물이나 혼합물(예를 들어, Ag와 Mg의 혼합물)을 포함할 수 있다. 반투과형 전극 또는 반사형 캐소드(E2)는 Ag, Liq, Mg, Al, Pt, Pd, Au, Ni, Nd, Ir, Cr, Li, Ca, LiF/Ca, LiF/Al, Mo, Ti 또는 이들의 화합물이나 혼합물(예를 들어, Ag와 Mg의 혼합물)을 포함할 수 있다. 반투과형 전극 또는 반사형 캐소드(E2)는 상술한 물질로 형성된 반사막이나 반투과막 및 ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), ZnO(zinc oxide), ITZO(indium tin zinc oxide) 등으로 형성된 투명 도전막을 포함하는 복수의 층 구조일 수 있다.
캐소드(E2)는 보조 전극(또는 보조 배선)을 포함할 수 있다. 보조 전극은 전압 강하 방지를 위한 전극으로써 투명 금속 산화물, 예를 들어, ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), ZnO(zinc oxide), ITZO(indium tin zinc oxide)을 포함할 수 있고, Mo, Ti, Ag 등을 포함할 수도 있다.
전면발광 구조의 유기발광 소자는 반사형 애노드와 투과형 전극 또는 반투과형 캐소드를 포함할 수 있다. 전면발광 구조의 유기발광 소자는 투과형 또는 반투과형 애노드와 반사형 캐소드를 포함할 수 있다.
도 6a 내지 도 6c는 본 발명의 일 실시예에 따른 정공제어층들(HCL-1, HCL-2, HCL-3)의 단면도이다. 이하, 도 6a 내지 도 6c를 참조하여 정공제어층들(HCL-1, HCL-2, HCL-3)에 대해 좀 더 상세히 설명한다. 이하에서 설명되는 정공제어층들(HCL-1, HCL-2, HCL-3)은 도 5의 정공제어층(HCL)으로 적용될 수 있다.
도 6a에 도시된 것과 같이, 정공제어층(HCL-1)은 정공주입층(HIL), 정공제어층(HCL-1)의 두께 방향(DR3)에서 정공주입층(HIL) 상에 배치된 정공수송층(HTL)을 포함한다.
정공주입층(HIL)은 구리프탈로시아닌(copper phthalocyanine) 등의 프탈로시아닌(phthalocyanine) 화합물, DNTPD (N,N'-diphenyl-N,N'-bis-[4-(phenyl-m-tolyl-amino)-phenyl]-biphenyl-4,4'-diamine), m-MTDATA(4,4',4"-tris(3-methylphenylphenylamino) triphenylamine), TDATA(4,4'4"-Tris(N,N-diphenylamino)triphenylamine), 2TNATA(4,4',4"-tris{N,-(2-naphthyl)-N-phenylamino}-triphenylamine), PEDOT/PSS(Poly(3,4-ethylenedioxythiophene)/Poly(4-styrenesulfonate)), PANI/DBSA(Polyaniline/Dodecylbenzenesulfonic acid), PANI/CSA(Polyaniline/Camphor sulfonicacid), PANI/PSS((Polyaniline)/Poly(4-styrenesulfonate)) 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
정공수송층(HTL)은 N-페닐카바졸, 폴리비닐카바졸 등의 카바졸계 유도체, 플루오렌(fluorine)계 유도체, TPD(N,N'-bis(3-methylphenyl)-N,N'-diphenyl-[1,1-biphenyl]-4,4'-diamine), TCTA(4,4',4"-tris(N-carbazolyl)triphenylamine) 등과 같은 트리페닐아민계 유도체, NPB(N,N'-di(1-naphthyl)-N,N'-diphenylbenzidine), TAPC(4,4'-Cyclohexylidene bis[N,N-bis(4-methylphenyl)benzenamine]) 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
정공주입층(HIL)의 두께는 약 50Å 내지 약 2000Å 일 수 있고,정공수송층(HTL)의 두께는 약 100Å 내지 약 2000Å일 수 있다. 정공제어층(HCL-1)의 두께가 전술한 바와 같은 범위를 만족할 경우, 실질적인 구동 전압 상승 없이 만족스러운 정도의 정공 수송 특성을 얻을 수 있다.
본 실시예에서 정공 주입층은(HIL)의 두께는 약 50Å 내지 약 200Å이고, 정공 수송층은(HTL)의 두께는 약 100Å 내지 약 500Å일 수 있다. 별도로 도시하지 않았으나, 본 발명의 일 실시예에 따르면 정공주입층(HIL)은 생략될 수도 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 정공제어층은 p타입의 도펀트가 도핑된 정공주입층을 포함할 수 있다. 이러한 정공제어층은 정공수송층이 생략될 수 있다. 이때, p타입의 도펀트가 도핑된 정공주입층의 두께는 약 100Å 내지 약 2000Å일 수 있다.
도 6b에 도시된 것과 같이, 정공제어층(HCL-2)은 도핑층(DL-P) 및 정공제어층(HCL-2)의 두께 방향(DR3) 상에서 도핑층(DL-P) 상에 배치된 비도핑층(NDL)을 포함할 수 있다. 비도핑층(NDL)은 정공 제어 물질(정공 수송 물질 및/또는 정공 주입 물질)을 포함한다. 정공 제어 물질에 대해서는 상술한 바, 이에 대한 설명은 생략한다.
도핑층(DL-P)은 정공 제어 물질과 정공 생성 물질을 포함할 수 있다. 정공 생성 물질은 정공 제어 물질 내에 균일하게 또는 불균일하게 분산되어 있을 수 있다. 정공 생성 물질은 예를 들어, p타입의 도펀트(dopant)일 수 있다. p타입의 도펀트는 퀴논(quinone) 유도체, 금속 산화물 및 시아노(cyano)기 함유 화합물 중 하나일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, p타입의 도펀트의 비제한적인 예로는, TCNQ(Tetracyanoquinodimethane) 및 F4-TCNQ(2,3,5,6-tetrafluoro-tetracyanoquinodimethane) 등과 같은 퀴논 유도체 텅스텐 산화물 및 몰리브덴 산화물 등과 같은 금속 산화물 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
도핑층(DL-P)과 비도핑층(NDL)을 포함하는 정공제어층(HCL-2)은 증착을 통해 형성할 수 있다. 증착 초기, 소정의 비율로 도펀트와 정공 제어 물질을 동시 증착 시켜 도핑층(DL-P)을 형성한다. 증착 중반 이후, 정공 제어 물질을 증착 시켜 비도핑층(NDL)을 형성한다.
도핑층(DL-P)의 두께는 정공제어층(HCL-2)의 두께 100% 대비 약 10% 내지 약 30% 범위일 수 있다. 예컨대 도핑층(DL-P)의 두께는 약 30Å 내지 약 100Å일 수 있다. 도핑층(DL-P)의 도펀트의 중량 비율은 정공 제어 물질과 도펀트 혼합물 대비 약 1 중량% 내지 약 3 중량% 일 수 있다.
도 6c에 도시된 것과 같이, 정공제어층(HCL-3)은 정공제어층(HCL-3)의 두께 방향(DR3)을 따라 순차적으로 적층된 정공주입층(HIL), 도핑층(DL-P) 및 정공수송층(HTL)을 포함할 수 있다. 각 층에 대한 설명은 상술한 바, 상세한 설명은 생략한다.
상술한 것과 같이, 정공제어층들(HCL-1, HCL-2, HCL-3)이 정공 생성 물질(예컨대 p타입의 도펀트)를 포함함으로써, 정공 주입 효율이 높아진다. 따라서, 유기발광 소자의 발광효율이 향상된다.
별도로 도시하지는 않았으나, 본 발명의 일 실시예에 따른 정공제어층은 정공주입층 및 정공수송층 이외에, 전자 저지층을 더 포함할 수 있다. 전자 저지층은 전자 수송 영역으로부터 정공 수송 영역으로의 전자 주입을 방지할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자제어층(ECL)의 단면도이다. 이하, 도 7를 참조하여 전자제어층(ECL)에 대해 좀 더 상세히 설명한다. 이하에서 설명되는 전자제어층(ECL)은 도 5의 전자제어층(ECL)으로 적용될 수 있다.
도 7에 도시된 것과 같이, 전자제어층(ECL)은 전자주입층(EIL), 전자제어층(ECL)의 두께 방향(DR3)에서 전자주입층(EIL)의 하측에 배치된 전자수송층(ETL)을 포함한다.
전자수송층(ETL)은 Alq3(Tris(8-hydroxyquinolinato)aluminum), TPBi(1,3,5-Tri(1-phenyl-1H-benzo[d]imidazol-2-yl)phenyl), BCP(2,9-Dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline), Bphen(4,7-Diphenyl-1,10-phenanthroline), TAZ(3-(4-Biphenylyl)-4-phenyl-5-tert-butylphenyl-1,2,4-triazole), NTAZ(4-(Naphthalen-1-yl)-3,5-diphenyl-4H-1,2,4-triazole), tBu-PBD(2-(4-Biphenylyl)-5-(4-tert-butylphenyl)-1,3,4-oxadiazole), BAlq(Bis(2-methyl-8-quinolinolato-N1,O8)-(1,1'-Biphenyl-4-olato)aluminum), Bebq2(berylliumbis(benzoquinolin-10-olate)), ADN(9,10-di(naphthalene-2-yl)anthracene) 및 이들의 혼합물을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 전자수송층(ETL)의 두께는 약 100Å 내지 약 1000Å, 예를 들어 약 150Å 내지 약 500Å일 수 있다. 전자수송층(ETL)의 두께가 상술한 범위를 만족할 경우, 실질적인 구동 전압 상승없이 목적하는 정도의 전자 수송 특성을 얻을 수 있다.
전자주입층(EIL)은 LiF, LiQ (Lithium quinolate), Li2O, BaO, NaCl, CsF, Yb와 같은 란타넘족 금속, 또는 RbCl, RbI와 같은 할로겐화 금속 등이 사용될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 전자주입층(EIL)은 전자 수송 물질과 절연된 유기 금속염(organo metal salt)을 더 포함할 수 있다. 유기 금속염은 에너지 밴드 갭(energy band gap)이 대략 4eV 이상의 물질이 될 수 있다. 구체적으로 예를 들어, 유기 금속염은 금속 아세테이트(metal acetate), 금속 벤조에이트(metal benzoate), 금속 아세토아세테이트(metal acetoacetate), 금속 아세틸아세토네이트(metal acetylacetonate) 또는 금속 스테아레이트(stearate)를 포함할 수 있다. 전자주입층(EIL)의 두께는 약 1Å 내지 약 100Å, 약 3Å 내지 약 90Å일 수 있다. 전자주입층(EIL)의 두께가 상술한 바와 같은 범위를 만족할 경우, 실질적인 구동 전압 상승 없이 목적하는 전자 주입 특성을 얻을 수 있다.
미 도시하였으나, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자제어층(ECL)은 정공 저지층을 더 포함할 수 있다. 정공 저지층은 예를 들어, BCP(2,9-dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline) 및 Bphen(4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline) 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 정공 저지층의 두께는 약 20Å 내지 약 1000Å, 예를 들어 약 30Å 내지 약 300Å일 수 있다. 정공저지층의 두께가 상술한 범위를 만족할 경우, 실질적인 구동 전압 상승없이 우수한 정공 저지 특성을 얻을 수 있다.
예를 들어, 전자제어층(ECL)은 발광층들(EML-R, EML-G, EML-B, 도 5 참조)으로부터 차례로 적층된 전자수송층/전자주입층 또는 정공저지층/전자수송층/전자주입층의 구조를 가질 수 있다. 그밖에 전자제어층(ECL)은 전자 수송 물질, 전자 주입 물질, 및 정공 저지 물질 중 2 이상의 물질이 혼합된 기능층을 포함할 수 있다.
도 8a 내지 도 9b는 본 발명의 일 실시예에 따른 화소들(PX-1 내지 PX-4)의 단면도들이다. 이하, 도 8a 내지 도 9b를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 화소들(PX-1 내지 PX-4)에 대해 설명한다. 다만, 도 1 내지 도 7을 참조하여 설명한 구성과 동일한 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 별도로 도시하지 않았으나, 도 1 내지 도 7을 참조하여 설명한 구성은 도 8a 내지 도 9b에 도시된 화소들(PX-1 내지 PX-4)에도 동일하게 적용될 수 있다.
도 8a 및 도 8b를 참조하면, 화소들(PX-1, PX-2) 각각은 중간층(CGL)을 더 포함한다. 중간층(CGL)은 전하를 생성할 수 있다. 중간층(CGL)은 헥사아자트리페닐렌 헥사카보니트릴(HAT-CN), MoO3 및 플러렌(C60) 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다. 상술한 정공 생성 물질을 포함하는 중간층(CGL)에 의해 정공 주입 효율이 높아진다. 따라서, 유기발광 소자의 발광효율이 향상된다. 예컨대 중간층(CGL)의 두께는 약 30Å 내지 약 100Å일 수 있다.
도 8a에 도시된 것과 같이, 중간층(CGL)은 정공제어층(HCL)과 제1 내지 제3 애노드들(E1-R, E1-G, E1-B) 사이에 배치될 수 있다. 정공제어층(HCL)은 정공주입층 또는 정공수송층 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 정공제어층(HCL)은 정공 주입 물질 및 정공 수송 물질의 혼합물을 포함할 수도 있다.
도 8b에 도시된 것과 같이, 중간층(CGL)은 제1 정공제어층(HCL1) 및 제2 정공제어층(HCL2) 사이에 배치될 수 있다. 제1 정공제어층(HCL1) 및 제2 정공제어층(HCL2) 각각은 정공주입층 또는 정공수송층 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 제1 정공제어층(HCL1)이 정공주입층일 때 제2 정공제어층(HCL2)은 정공수송층일 수 있다.
도 9a 및 도 9b에 도시된 것과 같이, 제3 발광층(EML-B)은 제1 내지 제3 발광영역들(PXA-R, PXA-G, PXA-B) 과 비발광영역(NPXA)에 중첩할 수 있다. 제3 발광층(EML-B)은 제1 내지 제3 발광영역들(PXA-R, PXA-G, PXA-B)에 각각 중첩하는 제1 내지 제3 부분(EML-B1, EML-B2, EML-B3)을 포함할 수 있다. 다시 말해, 제3 발광층(EML-B)은 화소들(PX-3, PX-4) 전체에 중첩하게 배치될 수 있다.
도 4a를 참조하여 제3 발광층(EML-B)의 평면상 형상을 좀 더 상세히 설명하면, 제3 발광층(EML-B)은 제1 발광영역들(PXA-R), 제2 발광영역들(PXA-G), 제3 발광영역들(PXA-B)에 각각 중첩하는 세로 방향(제2 방향축(DR2)) 연장형 스트라이프 패턴들을 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서 제3 발광층(EML-B) 은 제1 내지 제3 발광영역들(PXA-R, PXA-G, PXA-B)에 중첩하는 가로 방향(제1 방향축(DR1)) 연장형 스트라이프 패턴들을 포함할 수 있다. 제3 발광층(EML-B)은 도 4a 및 도 4b의 제1 방향축(DR1)과 제2 방향축(DR2)이 정의하는 평면 전체에 중첩할 수도 있다.
도 9a에 도시된 것과 같이, 제3 발광층(EML-B)의 제1 부분(EML-B1) 및 제2 부분(EML-B2)은 정공제어층(HCL) 상에 배치된다. 제1 부분(EML-B1)은 정공제어층(HCL)과 제1 유기발광 소자(OLED-R)의 공진제어층(SL-R) 사이에 배치되고, 제2 부분(EML-B2)은 정공제어층(HCL)과 제2 유기발광 소자(OLED-G)의 공진제어층(SL-G) 사이에 배치된다. 제3 발광층(EML-B)의 제3 부분(EML-B3)은 제3 유기발광 소자(OLED-B)의 공진제어층(SL-B)와 전자제어층(ECL) 사이에 배치된다. 그밖에 제3 발광층(EML-B)의 비발광영역(NPXA)에 중첩하는 부분들은 제3 발광층(EML-B)의 제1 부분(EML-B1) 및 제2 부분(EML-B2)과 동일한 층상에 배치된다.
도 9b에 도시된 것과 같이, 제3 발광층(EML-B)의 제1 부분(EML-B1)은 제1 발광층(EML-R)과 전자제어층(ECL) 사이에 배치되고, 제2 부분(EML-B2)은 제2 발광층(EML-G)과 전자제어층(ECL)사이에 배치된다. 제3 발광층(EML-B)의 제3 부분(EML-B3)은 제3 유기발광 소자(OLED-B)의 공진제어층(SL-B)와 전자제어층(ECL) 사이에 배치된다. 그밖에 제3 발광층(EML-B)의 비발광영역(NPXA)에 중첩하는 부분들은 제3 발광층(EML-B)의 제1 부분(EML-B1) 및 제2 부분(EML-B2)과 동일한 층상에 배치된다.
도 9a 및 도 9b에 도시된 것과 같이, 제3 발광층(EML-B)은 오픈 마스크를 이용하여 화소들(PX-3, PX-4) 전체에 중첩하게 증착할 수 있다. 즉, FMM을 사용하지 않을 수 있다. 그에 따라 유기발광 표시장치의 제조비용이 절감된다.
도 9a 및 도 9b에 도시된 제3 발광층(EML-B)은 양쪽성 화합물(ambipolar compound)을 포함할 수 있다. 상기 양쪽성 화합물이란 전자 수송 능력 및 정공 수송 능력이 모두 우수한 화합물이다. 양쪽성 화합물(ambipolar compound)은 anthracene, 9-phenylanthracene, DPA(9,10-diphenylanthracene), 또는 benzo(B)naphto(2,3-D)furan 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
도 9a를 참조하면, 양쪽성 화합물(ambipolar compound)이 제1 발광층(EML-R) 및 제2 발광층(EML-G)에 정공을 좀 더 효율적으로 제공함으로써 구동전압이 감소될 수 있다. 도 9b를 참조하면, 양쪽성 화합물(ambipolar compound)이 제1 발광층(EML-R) 및 제2 발광층(EML-G)에 전자를 좀 더 효율적으로 제공함으로써 구동전압이 감소될 수 있다.
도 9a를 참조하면, 제1 공진제어층(SL-R)은 제1 발광층(EML-R)보다 약 0.2eV 큰 루모 레벨을 갖고, 제2 공진제어층(SL-G)은 제2 발광층(EML-G)보다 약 0.2eV 큰 루모 레벨을 가질 수 있다. 제1 발광층(EML-R) 및 제2 발광층(EML-G)으로부터 제3 발광층(EML-B)에 전자가 수송되는 것을 방지하기 위함이다. 그에 따라 제3 발광층(EML-B)의 제1 부분(EML-B1) 및 제2 부분(EML-B2)이 제3 발광영역(PXA-B) 이외의 영역에 증착되더라도, 제1 발광영역(PXA-R) 및 제2 발광영역(PXA-G)에서 블루 광이 출사되는 오류 발광이 발생하지 않는다.
도 9a 및 도 9b를 참조하면, 제1 발광층(EML-R) 및 제2 발광층(EML-G)의 발광에 필요한 에너지 갭은 제3 발광층(EML-B)의 발광에 필요한 에너지 갭보다 작기 때문에 제3 발광층(EML-B)의 제1 부분(EML-B1) 및 제2 부분(EML-B2)이 제3 발광영역(PXA-B) 이외의 영역에 증착되더라도, 제1 발광영역(PXA-R) 및 제2 발광영역(PXA-G)에서 블루 광이 출사되는 오류 발광이 발생하지 않는다. 예컨대, 제1 발광층(EML-R) 및 제2 발광층(EML-G)의 발광에 필요한 에너지 갭은 각각 2.0eV 및 2.4eV이고, 제3 발광층(EML-B)의 발광에 필요한 에너지 갭은 2.7eV 이상일 수 있다.
도 10a 및 10b는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광 표시패널(DP, 도 2 참조)의 단면도들이다. 도 10a 내지 10b에 도시된 단면도는 도 2에 도시된 등가 회로를 갖는 서브 화소(SPXij)의 일부분에 각각 대응한다. 서브 화소(SPXij)를 참조하여 유기발광 표시패널(DP)에 대해 설명한다.
유기발광 표시패널(DP)은 베이스 부재(SUB1), 기능층들(12, 14, 16, PXL, 18), 신호배선들(SLi, DLj, PL, 도 2 참조), 서브 화소(SPXij), 및 봉지부재(SUB2)을 포함한다. 유기발광 표시패널(DP)의 목적에 따라 베이스 부재(SUB1), 기능층들(12, 14, 16, PXL, 18), 신호배선들(SLi, DLj, PL), 서브 화소(SPXij), 및 봉지부재(SUB2)의 구성은 변경될 수 있다.
베이스 부재(SUB1)은 폴리 이미드와 같은 플렉서블한 플라스틱 기판, 유리 기판, 메탈 기판 등을 포함할 수 있다. 베이스 부재(SUB1) 상에 제1 트랜지스터(TR1)의 반도체 패턴(AL1: 이하, 제1 반도체 패턴) 및 제2 트랜지스터(TR2)의 반도체 패턴(AL2, 이하 제2 반도체 패턴)이 배치된다. 제1 반도체 패턴(AL1) 및 제2 반도체 패턴(AL2)는 저온에서 형성되는 아몰포스 실리콘을 포함할 수 있다. 그밖에 제1 반도체 패턴(AL1) 및 제2 반도체 패턴(AL2)는 금속 산화물 반도체를 포함할 수 있다. 별도로 도시하지 않았으나 베이스 부재(SUB1)의 일면 상에 기능층들이 더 배치될 수 있다. 기능층들은 배리어층 또는 버퍼층 중 적어도 어느 하나를 포함한다. 제1 반도체 패턴(AL1) 및 제2 반도체 패턴(AL2)은 배리어층 또는 버퍼층 상에 배치될 수 있다.
베이스 부재(SUB1) 상에 제1 반도체 패턴(AL1) 및 제2 반도체 패턴(AL2)을 커버하는 제1 절연층(12)이 배치된다. 제1 절연층(12)은 유기막 및/또는 무기막을 포함한다. 특히, 제1 절연층(12)은 복수 개의 무기 박막들을 포함할 수 있다. 복수 개의 무기 박막들은 실리콘 나이트라이드층 및 실리콘 옥사이드층을 포함할 수 있다.
제1 절연층(12) 상에 주사 라인(SLi)이 배치된다. 제1 절연층(12) 상에 제1 트랜지스터(TR1)의 제어전극(GE1: 이하, 제1 제어전극) 및 제2 트랜지스터(TR2)의 제어전극(GE2, 이하, 제2 제어전극)이 배치된다.
제1 절연층(12) 상에 커패시터(Cap)의 제1 전극(CE1)이 배치된다. 제1 전극(CE1)은 주사 라인(SLi)과 동일한 포토리소그래피 공정에 따라 제조될 수 있다. 다시 말해, 제1 전극(CE1)은 주사 라인(SLi)과 동일한 물질로 구성될 수 있다.
제1 절연층(12) 상에 제1 제어전극(GE1) 및 제2 제어전극(GE2) 및 제1 전극(CE1)을 커버하는 제2 절연층(14)이 배치된다. 제2 절연층(14)은 유기막 및/또는 무기막을 포함한다. 특히, 제2 절연층(14)은 복수 개의 무기 박막들을 포함할 수 있다. 복수 개의 무기 박막들은 실리콘 나이트라이드층 및 실리콘 옥사이드층을 포함할 수 있다.
제2 절연층(14) 상에 소스 라인(DLj) 및 전원 라인(PL)이 배치된다. 제2 절연층(14) 상에 제1 트랜지스터(TR1)의 입력전극(SE1: 이하, 제1 입력전극) 및 출력전극(DE1: 이하, 제1 출력전극)이 배치된다. 제2 절연층(14) 상에 제2 트랜지스터(TR2)의 입력전극(SE2: 이하, 제2 입력전극) 및 출력전극(DE2: 이하, 제2 출력전극)이 배치된다. 제1 입력전극(SE1)은 소스 라인(DLj)으로부터 분기된다. 제2 입력전극(SE2)은 전원 라인(PL)으로부터 분기된다.
제2 절연층(14) 상에 커패시터(Cap)의 제2 전극(CE2)이 배치된다. 제2 전극(CE2)은 소스 라인(DLj) 및 전원 라인(PL)과 동일한 포토리소그래피 공정에 따라 제조될 수 있고, 동일한 물질로 구성될 수 있다.
제1 입력전극(SE1)과 제1 출력전극(DE1)은 제1 절연층(12) 및 제2 절연층(14)을 관통하는 제1 관통홀(CH1)과 제2 관통홀(CH2)을 통해 제1 반도체 패턴(AL1)에 각각 연결된다. 제1 출력전극(DE1)은 제1 전극(CE1)에 전기적으로 연결될 수 있다. 예컨대, 제1 출력전극(DE1)은 제2 절연층(14)을 관통하는 관통홀(미 도시)을 통해 제1 전극(CE1)에 연결될 수 있다. 제2 입력전극(SE2)과 제2 출력전극(DE2)은 제1 절연층(12) 및 제2 절연층(14)을 관통하는 제4 관통홀(CH4)과 제5 관통홀(CH5)을 통해 제2 반도체 패턴(AL2)에 각각 연결된다. 한편, 본 발명의 다른 실시예에서 제1 트랜지스터(TR1)와 제2 트랜지스터(TR2)는 바텀 게이트 구조로 변형되어 실시될 수 있다.
제2 절연층(14) 상에 제1 입력전극(SE1), 제1 출력전극(DE1), 제2 입력전극(SE2), 및 제2 출력전극(DE2)을 커버하는 제3 절연층(16)이 배치된다. 제3 절연층(16)은 유기막 및/또는 무기막을 포함한다. 특히, 제3 절연층(16)은 평탄면을 제공하기 위해서 유기물질을 포함할 수 있다.
제3 절연층(16) 상에 유기발광 소자 및 유기발광 소자(OLED-B)가 배치된다. 유기발광 소자(OLED-B)는 도 5 내지 도 9b를 참조하여 설명한 유기발광 소자들 중 어느 하나일 수 있다. 도 10b에는 도 5에 도시된 제3 유기발광 소자(OLED-B)가 예시적으로 도시되었다.
애노드(E1-B)는 제3 절연층(16)을 관통하는 제6 관통홀(CH6)을 통해 제2 출력전극(DE2)에 연결된다. 화소정의막(PXL)의 개구부(OP-B)는 애노드(E1-B)의 적어도 일부분을 노출시킨다. 캐소드(E2) 상에 보호층(18)이 배치된다. 보호층(18)은 외부의 수분으로부터 캐소드(E2)를 보호할 수 있다. 보호층(18)은 광 추출 효율을 향상시키고, 외부광 반사를 방지하기 위해 소정의 굴절률을 가질 수 있다.
보호층(18) 상에 봉지부재(SUB2)가 배치된다. 별도로 도시하지는 않았으나, 본 발명의 일 실시예에서 봉지부재(SUB2)는 복수 개의 박막 봉지층들(Thin-Film Encapsulation layers)로 대체될 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에서 보호층(18)은 생략될 수 있다. 그밖에 본 발명의 일 실시예에서 베이스 부재(SUB1)의 외측면(도 11a 및 도 11b의 배면) 상에는 보호필름이 배치될 수 있다. 보호필름은 외부의 충격으로부터 서브 화소(SPXij)를 보호할 수 있다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광 표시패널의 단면도이다. 도 11은 도 4a에 도시된 I-I'에 대응하는 유기발광 표시패널의 단면도이다. 도 11에서 제3 절연층(16) 아래의 구성은 간략히 도시되었다. 또한, 제3 절연층(16)은 도 5의 베이스층(BL)에 대응될 수 있다.
제3 절연층(16) 상에 제1 내지 제3 애노드들(E1-R, E1-G, E1-B)이 배치된다. 제3 절연층(16) 상에 제1 내지 제3 개구부들(OP-R, OP-G, OP-B)이 정의된 화소정의막(PXL)이 배치된다.
화소정의막(PXL) 상에 제1 내지 제3 애노드들(E1-R, E1-G, E1-B)에 각각 접촉하는 정공제어층(HCL)이 배치된다. 정공제어층(HCL)은 도 6b를 참조하여 설명한 것과 같이, 도핑층(DL-P)과 비도핑층(NDL)을 포함할 수 있다. 도핑층(DL-P)의 두께는 약 50 Å 일수 있다. 비도핑층(NDL)의 두께는 약 200 Å 일수 있다.
정공제어층(HCL)의 제1 발광영역(PXA-R) 상에 제1 공진제어층(SL-R)이 배치되고, 제1 공진제어층(SL-R) 상에 제1 발광층(EML-R)이 배치된다. 제1 공진제어층(SL-R)의 두께는 약 150 Å 일수 있고, 제1 발광층(EML-R)의 두께는 약 300 Å 일수 있다.
정공제어층(HCL)의 제2 발광영역(PXA-G) 상에 제2 공진제어층(SL-G)이 배치되고, 제2 공진제어층(SL-G) 상에 제2 발광층(EML-G)이 배치된다. 제2 공진제어층(SL-G)의 두께는 약 50 Å 일수 있고, 제2 발광층(EML-G)의 두께는 약 200 Å 일수 있다.
정공제어층(HCL)의 제3 발광영역(PXA-B) 상에 제3 공진제어층(SL-B)이 배치되고, 제3 공진제어층(SL-B) 상에 제3 발광층(EML-B)이 배치된다. 제2 공진제어층(SL-B)의 두께는 약 1120 Å 일수 있고, 제3 발광층(EML-B)의 두께는 약 150 Å 일수 있다. 도 9b를 참조하여 설명한 것과 같이, 제3 발광층(EML-B)은 제1 발광영역(PXA-R) 및 제2 발광영역(PXA-G) 상에도 배치될 수 있다.
제3 발광층(EML-B) 상에 전자제어층(ECL)이 배치된다. 전자제어층(ECL)은 제1 내지 제3 발광영역들(PXA-R, PXA-G, PXA-B)과 비발광영역(NPXA)에 배치된다. 전자제어층(ECL) 의 두께는 약 250 Å 일수 있다.
그에 따라 본 실시예에서, 제1 유기발광 소자(OLED-R)의 공진거리는 1100 Å, 제2 유기발광 소자(OLED-G)의 공진거리는 900 Å, 제3 유기발광 소자(OLED-B)의 공진거리는 1770 Å이다.
전자제어층(ECL) 상에 캐소드(E2)가 배치되고, 캐소드(E2) 상에 보호층(18) 및 봉지부재(SUB2)가 배치된다. 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 화소(PX)를 포함하는 유기발광 표시패널(DP)을 도시하였으나, 유기발광 표시패널(DP)의 구조는 이에 제한되지 않는다. 화소(PX)는 도 5 내지 9b를 참조하여 설명한 화소들(PX-1 내지 PX-4) 또는 이들의 조합으로 대체될 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술 분야에 통상의 지식을 갖는 자라면, 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
100: 타이밍 제어부 200: 주사 구동부
300: 소스 구동부 DP: 유기발광 표시패널
OLED: 유기발광 소자 ELVDD: 제1 전압
ELVSS: 제2 전압 PX: 화소

Claims (33)

  1. 제1 파장의 광을 n차(여기서 n은 1 이상의 자연수) 공진으로 방출하는 제1 유기발광 소자;
    상기 제1 파장보다 단파장인 제2 파장의 광을 n차 공진으로 방출하는 제2 유기발광 소자; 및
    상기 제1 파장 및 상기 제2 파장보다 단파장인 제3 파장의 광을 m차(여기서 m은 n보다 큰 자연수) 공진으로 방출하는 제3 유기발광 소자를 포함하고,
    상기 제1 유기발광 소자의 제1 공진거리 및 제2 유기발광 소자의 제2 공진거리는 제3 유기발광 소자의 제3 공진거리보다 작고,
    상기 제1 유기발광 소자는 제1 발광층 및 제1 공진제어층을 포함하고,
    상기 제2 유기발광 소자는 제2 발광층 및 제2 공진제어층을 포함하고,
    상기 제3 유기발광 소자는 제3 발광층 및 제3 공진제어층을 포함하고,
    상기 제3 발광층은 상기 제1 발광층에 중첩하는 제1 부분, 상기 제2 발광층에 중첩하는 제2 부분, 및 상기 제3 공진제어층에 중첩하는 제3 부분을 포함하고,
    상기 제1 부분은 상기 제1 공진제어층 아래에 배치되고,
    상기 제2 부분은 상기 제2 공진제어층 아래에 배치되고,
    상기 제3 부분은 상기 제3 공진제어층 상에 배치된 유기발광 화소.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 유기발광 소자는 제1 애노드, 상기 제1 애노드 상의 제1 정공제어층, 상기 제1 정공제어층 상의 상기 제1 공진제어층, 상기 제1 공진제어층 상의 상기 제1 발광층, 상기 제1 발광층 상의 제1 전자제어층, 및 상기 제1 전자제어층 상의 제1 캐소드를 포함하고,
    상기 제2 유기발광 소자는 제2 애노드, 상기 제2 애노드 상의 제2 정공제어층, 상기 제2 정공제어층 상의 상기 제2 공진제어층, 상기 제2 공진제어층 상의 상기 제2 발광층, 상기 제2 발광층 상의 제2 전자제어층, 및 상기 제2 전자제어층 상에 배치되고 상기 제1 캐소드와 일체의 형상의 제2 캐소드를 포함하고,
    상기 제3 유기발광 소자는 제3 애노드, 상기 제3 애노드 상의 제3 정공제어층, 상기 제3 정공제어층 상의 상기 제3 공진제어층, 적어도 상기 제3 공진제어층 상에 배치된 상기 제3 발광층, 상기 제3 발광층 상의 제3 전자제어층, 및 상기 제3 전자제어층 상에 배치되고 상기 제2 캐소드와 일체의 형상의 제3 캐소드를 포함하는 유기발광 화소.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 제1 정공제어층, 상기 제2 정공제어층, 및 상기 제3 정공제어층은 일체의 형상을 갖고,
    상기 일체의 형상을 갖는 상기 제1 정공제어층, 상기 제2 정공제어층, 및 상기 제3 정공제어층은 공통 정공제어층으로 정의되는 유기발광 화소.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 공통 정공제어층은 상기 제1 내지 제3 발광층들에 정공을 수송하는 정공수송층을 포함하는 유기발광 화소.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 정공수송층은 상기 정공수송층의 두께 방향으로 구분되는 도핑층과 비도핑층을 포함하고, 상기 비도핑층은 상기 도핑층보다 상기 제1 내지 제3 발광층들에 더 인접하고,
    상기 도핑층은 p타입의 도펀트 및 정공 수송 물질을 포함하고, 상기 비도핑층은 정공 수송 물질을 포함하는 유기발광 화소.
  6. 제4 항에 있어서,
    상기 공통 정공제어층은 상기 제1 내지 제3 애노드들로부터 상기 정공수송층에 정공을 주입하는 정공주입층을 더 포함하는 유기발광 화소.
  7. 제3 항에 있어서,
    상기 공통 정공제어층과 상기 제1 내지 제3 애노드들 사이에 배치되고, 정공을 생성하는 중간층을 더 포함하는 유기발광 화소.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 중간층은 헥사아자트리페닐렌 헥사카보니트릴(HAT-CN), MoO3 및 플러렌(C60) 중 어느 하나 이상을 포함하는 유기발광 화소.
  9. 제3 항에 있어서,
    상기 제1 전자제어층, 상기 제2 전자제어층, 및 상기 제3 전자제어층은 일체의 형상을 갖고,
    상기 일체의 형상을 갖는 상기 제1 전자제어층, 상기 제2 전자제어층, 및 상기 제3 전자제어층은 공통 전자제어층으로 정의되는 유기발광 화소.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 제3 발광층은 상기 제1 발광층에 중첩하는 제1 부분, 상기 제2 발광층에 중첩하는 제2 부분, 및 상기 제3 공진제어층에 중첩하는 제3 부분을 포함하는 유기발광 화소.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 제3 발광층은 양쪽성 화합물(ambipolar compound)을 포함하는 유기발광 화소.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 양쪽성 화합물(ambipolar compound)은 anthracene, 9-phenylanthracene, DPA(9,10-diphenylanthracene), 또는 benzo(B)naphto(2,3-D)furan 중 적어도 하나를 포함하는 유기발광 화소.
  13. 제10 항에 있어서,
    상기 제1 부분은 상기 공통 정공제어층과 상기 제1 발광층 사이에 배치되고, 상기 제2 부분은 상기 공통 정공제어층과 상기 제2 발광층 사이에 배치되고, 상기 제3 부분은 상기 제3 발광층과 상기 공통 전자제어층 사이에 배치된 유기발광 화소.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 제1 공진제어층은 상기 제1 발광층보다 0.2eV 큰 루모 레벨을 갖는 유기발광 화소.
  15. 제10 항에 있어서,
    상기 제1 부분은 상기 공통 전자제어층과 상기 제1 발광층 사이에 배치되고, 상기 제2 부분은 상기 공통 전자제어층과 상기 제2 발광층 사이에 배치되고, 상기 제3 부분은 상기 제3 발광층과 상기 공통 전자제어층 사이에 배치된 유기발광 화소.
  16. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 파장은 620nm 내지 750nm에서 선택되고, 상기 제2 파장은 495nm 내지 570nm 에서 선택되고, 상기 제3 파장은 450nm 내지 495nm 선택된 것을 특징으로 하는 유기발광 화소.
  17. 제1 항에 있어서,
    상기 n은 1이고, 상기 m은 2인 것을 특징으로 하는 유기발광 화소.
  18. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 유기발광 소자는 아래의 수학식 1에 따른 제1 공진거리(Lc1)를 갖고,
    [수학식 1]
    Figure 112015073865021-pat00003

    상기 제2 유기발광 소자는 아래의 수학식 2에 따른 제2 공진거리(Lc2)를 갖고,
    [수학식 2]
    Figure 112015073865021-pat00004

    상기 제3 유기발광 소자는 아래의 수학식 3에 따른 제3 공진거리(Lc3)를 가지며,
    [수학식 3]
    Figure 112015073865021-pat00005

    여기서, Nc1은 상기 제1 유기발광 소자의 상기 제1 공진거리를 제공하는 제1 공진구조물의 제1 유효 굴절률이고, λ1은 상기 제1 파장이며, Nc2는 상기 제2 유기발광 소자의 상기 제2 공진거리를 제공하는 제2 공진구조물의 제2 유효 굴절률이고, λ2는 상기 제2 파장이며, Nc3은 상기 제3 유기발광 소자의 상기 제3 공진거리를 제공하는 제3 공진구조물의 제3 유효 굴절률이고, λ3은 상기 제3 파장인 유기발광 화소.
  19. 제18 항에 있어서,
    상기 n은 1이고, 상기 m은 2인 것을 특징으로 하는 유기발광 화소.
  20. 제1 발광영역, 제2 발광영역, 제3 발광영역 및 상기 제1 내지 제3 발광영역들에 인접한 비발광영역을 구비한 유기발광 표시장치에 있어서,
    베이스층;
    상기 베이스층의 상기 제1 발광영역에 대응하게 배치되고, 제1 파장의 광을 1차 공진으로 방출하는 제1 유기발광 소자;
    상기 베이스층의 상기 제2 발광영역에 대응하게 배치되고, 상기 제1 파장보다 단파장인 제2 파장의 광을 1차 공진으로 방출하는 제2 유기발광 소자; 및
    상기 제1 파장 및 상기 제2 파장보다 단파장인 제3 파장의 광을 2차 공진으로 방출하는 제3 유기발광 소자를 포함하고,
    상기 제1 유기발광 소자의 제1 공진거리 및 제2 유기발광 소자의 제2 공진거리는 제3 유기발광 소자의 제3 공진거리보다 작고,
    상기 제1 유기발광 소자는 제1 발광층 및 제1 공진제어층을 포함하고,
    상기 제2 유기발광 소자는 제2 발광층 및 제2 공진제어층을 포함하고,
    상기 제3 유기발광 소자는 제3 발광층 및 제3 공진제어층을 포함하고,
    상기 제3 발광층은 상기 제1 발광층에 중첩하는 제1 부분, 상기 제2 발광층에 중첩하는 제2 부분, 및 상기 제3 공진제어층에 중첩하는 제3 부분을 포함하고,
    상기 제1 부분은 상기 제1 발광층 상에 배치되고,
    상기 제2 부분은 상기 제2 발광층 상에 배치되고,
    상기 제3 부분은 상기 제3 공진제어층 상에 배치된 유기발광 표시장치.
  21. 제20 항에 있어서,
    상기 베이스층 상에 배치되고, 상기 제1 내지 제3 발광영역들에 각각 대응하는 제1 내지 제3 개구부들이 정의된 화소정의막을 더 포함하는 유기발광 표시장치.
  22. 제21 항에 있어서,
    상기 제1 유기발광 소자는 상기 제1 발광영역에 배치된 제1 애노드, 상기 제1 애노드 상의 제1 정공제어층, 상기 제1 정공제어층 상의 상기 제1 공진제어층, 상기 제1 공진제어층 상의 상기 제1 발광층, 상기 제1 발광층 상의 제1 전자제어층, 및 상기 제1 전자제어층 상의 제1 캐소드를 포함하고,
    상기 제2 유기발광 소자는 상기 제2 발광영역에 배치된 제2 애노드, 상기 제2 애노드 상에 배치된 제2 정공제어층, 상기 제2 정공제어층 상의 상기 제2 공진제어층, 상기 제2 공진제어층 상의 상기 제2 발광층, 상기 제2 발광층 상의 제2 전자제어층, 및 상기 제2 전자제어층 상에 배치된 제2 캐소드를 포함하고,
    상기 제3 유기발광 소자는 상기 제3 발광영역에 배치된 제3 애노드, 상기 제3 애노드 상의 제3 정공제어층, 상기 제3 정공제어층 상의 제3 공진제어층, 상기 제3 공진제어층 상에 배치되고 상기 제1 내지 제3 발광영역들 및 상기 비발광영역에 중첩하는 상기 제3 발광층, 상기 제3 발광층 상의 제3 전자제어층, 및 상기 제3 전자제어층 상에 배치된 제3 캐소드를 포함하고
    상기 제1 내지 제3 정공제어층들은 일체의 형상을 갖는 공통 정공제어층의 부분들이고, 상기 제1 내지 제3 전자제어층들은 일체의 형상을 갖는 공통 전자제어층의 부분들이고, 상기 제1 내지 제3 캐소드들은 일체의 형상을 갖는 공통 캐소드의 부분들인 것을 특징으로 하는 유기발광 표시장치.
  23. 제22 항에 있어서,
    상기 공통 정공제어층은 상기 제1 내지 제3 발광층들에 정공을 수송하는 정공수송층을 포함하는 유기발광 표시장치.
  24. 제23 항에 있어서,
    상기 정공수송층은 상기 정공수송층의 두께 방향으로 구분되는 도핑층과 비도핑층을 포함하고, 상기 비도핑층은 상기 도핑층보다 상기 제1 내지 제3 발광층들에 더 인접하고,
    상기 도핑층은 p타입의 도펀트 및 정공 수송 물질을 포함하고, 상기 비도핑층은 정공 수송 물질을 포함하는 유기발광 표시장치.
  25. 제23 항에 있어서,
    상기 공통 정공제어층은 상기 제1 내지 제3 애노드들로부터 상기 정공수송층에 정공을 주입하는 정공주입층을 더 포함하는 유기발광 표시장치.
  26. 제22 항에 있어서,
    상기 공통 정공제어층과 상기 제1 내지 제3 애노드들 사이에 배치되고, 정공을 생성하는 중간층을 더 포함하는 유기발광 표시장치.
  27. 제26 항에 있어서,
    상기 중간층은 헥사아자트리페닐렌 헥사카보니트릴(HAT-CN), MoO3 및 플러렌(C60) 중 어느 하나 이상을 포함하는 유기발광 표시장치.
  28. 제22 항에 있어서,
    상기 제3 발광층은 양쪽성 화합물(ambipolar compound)을 포함하는 유기발광 표시장치.
  29. 제28 항에 있어서,
    상기 양쪽성 화합물(ambipolar compound)은 anthracene, 9-phenylanthracene, DPA(9,10-diphenylanthracene), 또는 benzo(B)naphto(2,3-D)furan 중 적어도 하나를 포함하는 유기발광 표시장치.
  30. 제22 항에 있어서,
    상기 제3 발광층은 상기 공통 정공제어층과 상기 제1 발광층 사이에 배치된 제1 부분, 상기 공통 정공제어층과 상기 제2 발광층 사이에 배치된 제2 부분, 및 상기 제3 발광층과 상기 공통 전자제어층 사이에 배치된 제3 부분을 포함하는 유기발광 표시장치.
  31. 제30 항에 있어서,
    상기 제1 공진제어층은 상기 제1 발광층보다 0.2eV 큰 루모 레벨을 갖는 유기발광 표시장치.
  32. 제22 항에 있어서,
    상기 제3 발광층은 상기 공통 전자제어층과 상기 제1 발광층 사이에 배치된 제1 부분, 상기 공통 전자제어층과 상기 제2 발광층 사이에 배치된 제2 부분, 및 상기 제3 발광층과 상기 공통 전자제어층 사이에 배치된 제3 부분을 포함하는 유기발광 표시장치.
  33. 제20 항에 있어서,
    상기 제1 파장의 광은 레드 광이고, 상기 제2 파장의 광은 그린 광이고, 상기 제3 파장의 광은 블루 광인 것을 특징으로 하는 유기발광 표시장치.
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