KR102463736B1 - 유기 발광 소자 및 이를 포함하는 유기 발광 표시 장치 - Google Patents

유기 발광 소자 및 이를 포함하는 유기 발광 표시 장치 Download PDF

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KR102463736B1
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Abstract

유기 발광 소자를 제공한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 소자는 서로 마주하는 제1 전극 및 제2 전극, 상기 제1 전극 위에 위치하는 발광층, 상기 발광층과 상기 제2 전극 사이에 위치하는 전자 수송층 그리고 상기 발광층과 상기 전자 수송층 사이에 위치하는 버퍼층을 포함하고, 상기 버퍼층은 상기 전자 수송층의 LUMO 레벨보다 높은 LUMO 레벨을 갖는 제1 물질을 포함한다.

Description

유기 발광 소자 및 이를 포함하는 유기 발광 표시 장치{ORGANIC LIGHT EMITTING DIODE AND ORGANIC LIGHT EMITTING DIODE DISPLAY INCLUDING THE SAME}
본 발명은 유기 발광 소자 및 유기 발광 표시 장치에 관한 것이다.
최근 모니터 또는 텔레비전 등의 경량화 및 박막화가 요구되고 있으며, 이러한 요구에 따라 음극선관(cathode ray tube, CRT)이 액정 표시 장치(liquid crystal display, LCD)로 대체되고 있다. 그러나, 액정 표시 장치는 수발광 장치로서 별도의 백라이트(backlight)가 필요할 뿐만 아니라, 응답 속도 및 시야각 등에서 한계가 있다.
최근 이러한 한계를 극복할 수 있는 표시 장치로서, 자발광형 표시소자로 시야각이 넓고 콘트라스트가 우수할 뿐만 아니라 응답시간이 빠르다는 장점을 가진 유기 발광 표시 장치(organic light emitting display device)가 커다란 주목을 받고 있다.
유기 발광 표시 장치는 발광을 위한 유기 발광 소자를 포함하고, 이러한 유기 발광 소자는 하나의 전극으로부터 주입된 전자(electron)와 다른 전극으로부터 주입된 정공(hole)이 발광층에서 결합하여 여기자(exciton)를 형성하고, 여기자가 에너지를 방출하면서 발광한다.
종래 고효율 유기 발광 표시 장치는 소자 성능이 향상되어, 유기 발광 표시 장치의 구동 전류 값이 초기 임계치 이상으로 인가될 경우, 저전류 인가 영역에서 소자의 발광 효율이 급격하게 증가하여, 저계조 영역의 색 표현이 불안정한 결과를 낳는다.
유기 발광 표시 장치의 낮은 밝기 영역을 전류로 제어할 경우 전류 효율이 급격하게 좋아져, 박막트랜지스터(Thin film Transistor; TFT)의 구동 전류의 편차가 밝기 편차로 나타나게 된다. 특히, 낮은 밝기 영역에서의 색 불균일 문제는 고효율 유기 발광 표시 장치에서 발생하며, 녹색 유기 발광 소자에서 빈번하게 발생한다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 고계조 영역에서의 효율 및 수명은 유지하면서, 저계조 영역에서의 효율을 효과적으로 저감할 수 있는 유기 발광 소자 및 이를 포함하는 유기 발광 표시 장치를 제공하고자 한다.
이러한 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 소자는 서로 마주하는 제1 전극 및 제2 전극, 상기 제1 전극 위에 위치하는 발광층, 상기 발광층과 상기 제2 전극 사이에 위치하는 전자 수송층 그리고 상기 발광층과 상기 전자 수송층 사이에 위치하는 버퍼층을 포함하고, 상기 버퍼층은 상기 전자 수송층의 LUMO 레벨보다 높은 LUMO 레벨을 갖는 제1 물질을 포함한다.
상기 버퍼층의 LUMO 레벨과 상기 전자 수송층의 LUMO 레벨의 차이는 0.3 eV 이상일 수 있다.
상기 제1 물질은 하기 화학식 1 내지 하기 화학식 4로 표시되는 화합물 중 어느 하나이고, 상기 버퍼층은 하기 화학식 1 내지 하기 화학식 4로 표시되는 화합물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
Figure 112015073182089-pat00001
화학식 1
Figure 112015073182089-pat00002
화학식 2
(상기 화학식 1 및 상기 화학식 2에서 X 또는 Y는 각각 서로 독립적으로
Figure 112015073182089-pat00003
,
Figure 112015073182089-pat00004
,
Figure 112015073182089-pat00005
중 어느 하나이고,
상기 화학식 2에서 Z는
Figure 112015073182089-pat00006
,
Figure 112015073182089-pat00007
,
Figure 112015073182089-pat00008
,
Figure 112015073182089-pat00009
중 어느 하나이다)
Figure 112015073182089-pat00010
화학식 3
Figure 112015073182089-pat00011
화학식 4
(상기 화학식 3 및 상기 화학식 4에서 A는 서로 독립적으로
Figure 112015073182089-pat00012
,
Figure 112015073182089-pat00013
중 어느 하나이고,
상기 화학식 4에서 B는
Figure 112015073182089-pat00014
,
Figure 112015073182089-pat00015
중 어느 하나이다)
상기 버퍼층은 상기 제1 물질보다 전자 이동도가 빠른 제2 물질을 더 포함할 수 있다.
상기 제2 물질은 하기 화학식 5 내지 하기 화학식 8로 표시되는 화합물 중 어느 하나이고, 상기 버퍼층은 하기 화학식 5 내지 하기 화학식 8로 표시되는 화합물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
Figure 112015073182089-pat00016
화학식 5
Figure 112015073182089-pat00017
화학식 6
Figure 112015073182089-pat00018
화학식 7
Figure 112015073182089-pat00019
화학식 8
상기 제1 물질과 상기 제2 물질의 혼합 비율은 1:9 내지 9:1일 수 있다.
상기 버퍼층의 두께는 1 nm 내지 10 nm일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 소자는 상기 전자 수송층과 상기 제2 전극 사이에 위치하는 전자 주입층을 더 포함하고, 상기 제1 전극과 상기 발광층 사이에 위치하는 정공 수송층을 더 포함할 수 있다.
상기 제1 물질의 전자 이동도는 상기 전자 수송층에 포함된 물질의 전자 이동도보다 느릴 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치는 기판, 상기 기판 위에 위치하는 박막 트랜지스터 그리고 상기 박막 트랜지스터와 연결되는 유기 발광 소자를 포함하고, 상기 유기 발광 소자는 서로 마주하는 제1 전극 및 제2 전극, 상기 제1 전극 위에 위치하는 발광층, 상기 발광층과 상기 제2 전극 사이에 위치하는 전자 수송층 그리고, 상기 발광층과 상기 전자 수송층 사이에 위치하는 버퍼층을 포함하고, 상기 버퍼층은 상기 전자 수송층의 LUMO 레벨보다 높은 LUMO 레벨을 갖는 제1 물질을 포함한다.
상기 버퍼층의 LUMO 레벨과 상기 전자 수송층의 LUMO 레벨의 차이는 0.3 eV 이상일 수 있다.
상기 제1 물질은 하기 화학식 1 내지 하기 화학식 4로 표시되는 화합물 중 어느 하나이고, 상기 버퍼층은 하기 화학식 1 내지 하기 화학식 4로 표시되는 화합물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
Figure 112015073182089-pat00020
화학식 1
Figure 112015073182089-pat00021
화학식 2
(상기 화학식 1 및 상기 화학식 2에서 X 또는 Y는 각각 서로 독립적으로
Figure 112015073182089-pat00022
,
Figure 112015073182089-pat00023
,
Figure 112015073182089-pat00024
중 어느 하나이고,
상기 화학식 2에서 Z는
Figure 112015073182089-pat00025
,
Figure 112015073182089-pat00026
,
Figure 112015073182089-pat00027
,
Figure 112015073182089-pat00028
중 어느 하나이다)
Figure 112015073182089-pat00029
화학식 3
Figure 112015073182089-pat00030
화학식 4
(상기 화학식 3 및 상기 화학식 4에서 A는 서로 독립적으로
Figure 112015073182089-pat00031
,
Figure 112015073182089-pat00032
중 어느 하나이고,
상기 화학식 4에서 B는
Figure 112015073182089-pat00033
,
Figure 112015073182089-pat00034
중 어느 하나이다)
상기 버퍼층은 상기 제1 물질보다 전자 이동도가 빠른 제2 물질을 더 포함할 수 있다.
상기 제2 물질은 하기 화학식 5 내지 하기 화학식 8로 표시되는 화합물 중 어느 하나이고, 상기 버퍼층은 하기 화학식 5 내지 하기 화학식 8로 표시되는 화합물 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
Figure 112015073182089-pat00035
화학식 5
Figure 112015073182089-pat00036
화학식 6
Figure 112015073182089-pat00037
화학식 7
Figure 112015073182089-pat00038
화학식 8
상기 제1 물질과 상기 제2 물질의 혼합 비율은 1:9 내지 9:1일 수 있다.
상기 버퍼층의 두께는 1 nm 내지 10 nm일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치는 상기 전자 수송층과 상기 제2 전극 사이에 위치하는 전자 주입층을 더 포함하고, 상기 제1 전극과 상기 발광층 사이에 위치하는 정공 수송층을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 고계조 영역에서의 효율 및 수명은 유지하면서, 저계조 영영에서 색불균일을 유발하지 않고 요구휘도에서 효율을 효과적으로 저감할 수 있는 고효율 유기 발광 소자 및 이를 포함하는 유기 발광 표시 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치를 나타내는 단면도이다.
도 2는 도 1의 유기 발광 소자를 확대하여 나타낸 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 소자의 에너지 레벨을 도시한 모식도이다.
도 4은 도 2의 유기 발광 소자를 일부 변형한 실시예를 나타낸 단면도이다.
도 5는 비교예 및 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 소자의 계조에 따른 발광 효율을 나타내는 그래프이다.
도 6은 비교예 및 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 소자의 수명을 나타내는 그래프이다.
도 7은 비교예 및 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 소자의 계조에 따른 발광 효율을 나타내는 그래프이다.
첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치를 나타내는 단면도이다. 도 2는 도 1의 유기 발광 소자를 확대하여 나타낸 단면도이다.
여기서, 기판(123)은 예컨대 유리와 같은 무기 물질 또는 폴리카보네이트, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리아미드, 폴리에테르술폰, 폴리이미드 또는 이들의 조합과 같은 유기 물질, 실리콘웨이퍼 등으로 만들어질 수 있다.
그리고, 기판(123) 위에는 기판 버퍼층(126)이 위치할 수 있다. 기판 버퍼층(126)은 불순 원소의 침투를 방지하며, 표면을 평탄화하는 역할을 한다.
이때, 기판 버퍼층(126)은 상기 기능을 수행할 수 있는 다양한 물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 기판 버퍼층(126)은 질화 규소(SiNx)막, 산화 규소(SiOy)막, 산질화 규소(SiOxNy)막 중 어느 하나가 사용될 수 있다. 그러나, 기판 버퍼층(126)은 반드시 필요한 구성은 아니며, 기판(123)의 종류 및 공정 조건에 따라 생략될 수도 있다.
기판 버퍼층(126) 위에는 구동 반도체층(137)이 형성된다. 구동 반도체층(137)은 다결정 규소를 포함하는 물질로 형성될 수 있다. 또한, 구동 반도체층(137)은 불순물이 도핑되지 않은 채널 영역(135), 채널 영역(135)의 양 옆에서 도핑되어 형성된 소스 영역(134) 및 드레인 영역(136)을 포함한다. 이때, 도핑되는 이온 물질은 붕소(B)와 같은 P형 불순물이며, 주로 B2H6이 사용될 수 있다. 여기서, 이러한 불순물은 박막 트랜지스터의 종류에 따라 달라진다.
구동 반도체층(137) 위에는 질화 규소(SiNx) 또는 산화 규소(SiOy) 따위로 형성된 게이트 절연막(127)이 위치한다. 게이트 절연막(127) 위에는 구동 게이트 전극(133)을 포함하는 게이트 배선이 위치한다. 그리고, 구동 게이트 전극(133)은 구동 반도체층(137)의 적어도 일부, 특히 채널 영역(135)와 중첩되도록 형성된다.
한편, 게이트 절연막(127) 상에는 구동 게이트 전극(133)을 덮는 층간 절연막(128)이 형성된다. 게이트 절연막(127)과 층간 절연막(128)에는 구동 반도체층(137)의 소스 영역(134) 및 드레인 영역(136)을 드러내는 제1 접촉 구멍(122a) 및 제2 접촉 구멍(122b)이 형성되어 있다. 층간 절연막(128)은, 게이트 절연막(127)과 마찬가지로, 질화 규소(SiNx) 또는 산화 규소(SiOy) 등의 물질을 사용하여 만들어질 수 있다.
그리고, 층간 절연막(128) 위에는 구동 소스 전극(131) 및 구동 드레인 전극(132)을 포함하는 데이터 배선이 위치할 수 있다. 또한, 구동 소스 전극(131) 및 구동 드레인 전극(132)은 각각 층간 절연막(128) 및 게이트 절연막(127)에 형성된 제1 접촉 구멍(122a) 및 제2 접촉 구멍(122b)을 통해 구동 반도체층(137)의 소스 영역(134) 및 드레인 영역(136)과 연결된다.
이와 같이, 구동 반도체층(137), 구동 게이트 전극(133), 구동 소스 전극(131) 및 구동 드레인 전극(132)을 포함하여 구동 박막 트랜지스터(130)가 형성된다. 구동 박막 트랜지스터(130)의 구성은 전술한 예에 한정되지 않고, 당해 기술 분야의 전문가가 용이하게 실시할 수 있는 공지된 구성으로 다양하게 변경 가능하다.
그리고, 층간 절연막(128) 상에는 데이터 배선을 덮는 평탄화막(124)이 형성된다. 평판화막(124)은 그 위에 형성될 유기 발광 소자의 발광 효율을 높이기 위해 단차를 없애고 평탄화시키는 역할을 한다. 또한, 평탄화막(124)은 드레인 전극(132)의 일부를 노출시키는 제3 접촉 구멍(122c)을 갖는다.
평탄화막(124)은 아크릴계 수지(polyacrylates resin), 에폭시 수지(epoxy resin), 페놀 수지(phenolic resin), 폴리아미드계 수지(polyamides resin), 폴리이미드계 수지(polyimides rein), 불포화 폴리에스테르계 수지(unsaturated polyesters resin), 폴리페닐렌계 수지(poly phenylenethers resin), 폴리페닐렌설파이드계 수지(poly phenylenesulfides resin), 및 벤조사이클로부텐(benzocyclobutene, BCB) 중 하나 이상의 물질 등으로 만들 수 있다.
여기에서, 본 발명에 따른 일 실시예는 전술한 구조에 한정되는 것은 아니며, 경우에 따라 평탄화막(124)과 층간 절연막(128) 중 어느 하나는 생략될 수도 있다.
이때, 평탄화막(124) 위에는 유기 발광 소자의 제1 전극(160), 즉 화소 전극(160)이 위치한다. 즉, 유기 발광 표시 장치는 복수의 화소들마다 각각 배치된 복수의 화소 전극(160)을 포함한다. 이때, 복수의 화소 전극(160)은 서로 이격 배치된다. 화소 전극(160)은 평탄화막(124)의 제3 접촉 구멍(122c)을 통해 드레인 전극(132)과 연결된다.
또한, 평탄화막(124) 위에는 화소 전극(160)을 드러내는 개구부가 형성된 화소 정의막(125)이 위치한다. 즉, 화소 정의막(125) 사이에는 각 화소에 대응하는 복수개의 개구부가 형성되어 있다. 이때, 화소 정의막(125)에 의해 형성된 개구부마다 발광 소자층(170)이 위치할 수 있다. 이에 따라, 화소 정의막(125)에 의해 각각의 발광 소자층(170)이 형성되는 화소 영역이 정의될 수 있다.
이때, 화소 전극(160)은 화소 정의막(125)의 개구부에 대응하도록 배치된다. 그러나, 화소 전극(160)은 반드시 화소 정의막(125)의 개구부에만 배치되는 것은 아니며, 화소 전극(160)의 일부가 화소 정의막(125)과 중첩되도록 화소 정의막(125) 아래에 배치될 수 있다.
화소 정의막(125)은 폴리아크릴계 수지(polyacrylates resin) 및 폴리이미드계(polyimides) 등의 수지 또는 실리콘 계열의 무기물 등으로 만들 수 있다.
한편, 화소 전극(160) 위에는 발광 소자층(170)이 위치한다. 발광 소자층(170)의 구조에 대해서는 하기에서 상세히 설명하기로 한다.
발광 소자층(170) 위에는 제2 전극(180), 즉 공통 전극(180)이 위치할 수 있다. 이와 같이, 화소 전극(160), 발광 소자층(170) 및 공통 전극(180)을 포함하는 유기 발광 소자(LD)가 형성된다.
이때, 화소 전극(160) 및 공통 전극(180)은 각각 투명한 도전성 물질로 형성되거나 반투과형 또는 반사형 도전성 물질로 형성될 수 있다. 화소 전극(160) 및 공통 전극(180)을 형성하는 물질의 종류에 따라, 유기 발광 표시 장치는 전면 발광형, 배면 발광형 또는 양면 발광형이 될 수 있다.
한편, 공통 전극(180) 위에는 공통 전극(180)을 덮어 보호하는 덮개막(190)이 유기막으로 형성될 수 있다.
그리고, 덮개막(190) 위에는 박막 봉지층(121)이 형성되어 있다. 박막 봉지층(121)은 기판(123) 위에 형성되어 있는 유기 발광 소자(LD)와 구동 회로부를 외부로부터 밀봉시켜 보호한다.
박막 봉지층(121)은 서로 하나씩 교대로 적층되는 봉지 유기막(121a, 121c)과 봉지 무기막(173, 121d)을 포함한다. 도 1에서는 일례로 2개의 봉지 유기막(121a, 121c)과 2개의 봉지 무기막(121b, 121d)이 하나씩 교대로 적층되어 박막 봉지층(121)을 구성하는 경우를 도시하였으나, 이에 한정되지 않는다.
이하에서는 도 2를 참고하여 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 소자에 대해 설명하기로 한다.
도 2를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 소자(도 1의 X 부분)는 제1 전극(160), 정공 수송층(174), 발광층(175), 버퍼층(176), 전자 수송층(177) 및 제2 전극(180)이 순서대로 적층된 구조를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 제1 전극(160)이 애노드(anode)일 경우에는 정공 주입이 용이하도록 높은 일함수를 갖는 물질 중에서 선택된 물질을 선택할 수 있다. 제1 전극(160)은 투명 전극 또는 불투명 전극일 수 있다. 제1 전극(160)이 투명 전극일 경우에는 인듐주석 산화물(ITO), 인듐아연 산화물(IZO), 주석 산화물(SnO2), 아연 산화물(ZnO) 또는 이들의 조합과 같은 도전성 산화물 또는 알루미늄, 은, 마그네슘과 같은 금속을 사용하여 얇은 두께로 제1 전극(160)을 형성할 수 있다. 제1 전극(160)이 불투명 전극인 경우에는, 알루미늄, 은, 마그네슘과 같은 금속을 사용하여 제1 전극(160)을 형성할 수 있다.
제1 전극(160)은 서로 다른 종류의 물질을 포함한 2층 이상의 구조로 형성할 수 있다. 예를 들어 제1 전극(160)은 인듐주석 산화물(ITO)/은(Ag)/인듐 주석 산화물(ITO)이 차례로 적층된 구조로 형성될 수 있다.
제1 전극(160)은 스퍼터링(sputtering)법 또는 진공 증착법 등을 이용해서 형성할 수 있다.
제1 전극(160) 위에는 정공 수송 영역이 위치한다. 정공 수송 영역은 제1 전극(160)으로부터 전달되는 정공을 후술하는 발광층(175)에 원활하게 수송하는 기능을 수행할 수 있다. 상기 정공 수송 영역은 정공 수송층(174)을 포함할 수 있다. 정공 수송층(174)은 유기 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 정공 수송층(174)은 NPD(N,N-dinaphthyl-N,N'-diphenyl benzidine), TPD(N,N'-bis-(3-methylphenyl)-N,N'-bis-(phenyl)-benzidine), s-TAD, MTDATA(4,4',4"-Tris(N-3-methylphenyl-N-phenyl-amino)-triphenylamine) 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
이때, 정공 수송층(174)의 두께는 10 nm 내지 150 nm 일 수 있다. 바람직하게는, 정공 수송층(174)의 두께는 50 nm 내지 100 nm일 수 있다. 본 실시예에서 설명한 수 있다. 발광층(175)은 호스트와 도펀트를 포함한다. 발광층(175)은 적색, 녹색, 청색 및 백색을 발광하는 물질을 포함할 수 있으며, 인광 또는 형광물질을 이용하여 형성할 수 있다.
발광층(175)이 적색을 발광하는 경우, CBP(carbazole biphenyl) 또는 mCP(1,3-bis(carbazol-9-yl)를 포함하는 호스트 물질을 포함하며, PIQIr(acac)(bis(1-phenylisoquinoline)acetylacetonate iridium), PQIr(acac)(bis(1-phenylquinoline)acetylacetonate iridium), PQIr(tris(1-phenylquinoline)iridium) 및 PtOEP(octaethylporphyrin platinum)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상을 포함하는 도펀트를 포함하는 인광물질로 이루어질 수 있고, 이와는 달리 PBD:Eu(DBM)3(Phen) 또는 Perylene을 포함하는 형광물질로 이루어질 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
발광층(175)이 녹색을 발광하는 경우, CBP 또는 mCP를 포함하는 호스트 물질을 포함하며, Ir(ppy)3(fac-tris(2-phenylpyridine)iridium)을 포함하는 도펀트 물질을 포함하는 인광물질로 이루어질 수 있고, 이와는 달리, Alq3(tris(8-hydroxyquinolino)aluminum)을 포함하는 형광물질로 이루어질 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
발광층(175)이 청색을 발광하는 경우, CBP, 또는 mCP를 포함하는 호스트 물질을 포함하며, (4,6-F2ppy)2Irpic 를 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.
발광층(175) 위에는 버퍼층(176)이 위치한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 버퍼층(176)의 LUMO 레벨은 전자 수송층(177) LUMO 레벨 보다 높은 제1 물질을 포함한다. 이에 따라, 전자 수송층(177)으로부터 발광층(175)으로 주입되는 전자의 주입 정도를 조절할 수 있다.
상세하게는 버퍼층(176)의 제1 물질의 LUMO(Lowest unocuppied molecuar orbital) 레벨이 전자 수송층(177)의 LUMO 레벨보다 0.3 eV 이상 높은 물질을 포함한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 소자의 에너지 레벨을 도시한 모식도이다. 구체적으로, 도 3은 발광층(175), 버퍼층(176) 및 전자 수송층(177)의 에너지 레벨을 나타낸다. 도 3을 참조하면, 버퍼층(176)의 LUMO 레벨은 발광층(175) 및 전자 수송층(177)의 LUMO 레벨보다 높은 준위를 가진다. 따라서, 전자 수송층(177)으로부터 발광층(175)으로 주입되는 전자를 제한하면서도, 버퍼층(176)에서 발광층(175)으로의 전자 주입이 용이할 수 있다.
또한, 버퍼층(176)에 포함된 제1 물질의 전자 이동도는 전자 수송층(177)에 포함된 물질의 전자 이동도보다 느린 물질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 버퍼층(176)에 포함된 제1 물질은 스피로 플루오렌(spiro fluorene) 계열의 물질일 수 있다. 보다 상세하게는 제1 물질은 하기 화학식 1 내지 하기 화학식 4로 표시되는 화합물일 수 있다.
Figure 112015073182089-pat00039
화학식 1
Figure 112015073182089-pat00040
화학식 2
상기 화학식 1 및 상기 화학식 2에서 X 또는 Y는 각각 서로 독립적으로
Figure 112015073182089-pat00041
,
Figure 112015073182089-pat00042
,
Figure 112015073182089-pat00043
중 어느 하나이고, 상기 화학식 2에서 Z는
Figure 112015073182089-pat00044
,
Figure 112015073182089-pat00045
,
Figure 112015073182089-pat00046
,
Figure 112015073182089-pat00047
중 어느 하나를 포함한다.
Figure 112015073182089-pat00048
화학식 3
Figure 112015073182089-pat00049
화학식 4
상기 화학식 3 및 상기 화학식 4에서 A는 서로 독립적으로
Figure 112015073182089-pat00050
,
Figure 112015073182089-pat00051
중 어느 하나이고, 상기 화학식 4에서 B는
Figure 112015073182089-pat00052
,
Figure 112015073182089-pat00053
중 어느 하나를 포함한다.
상기 화학식 1 내지 상기 화학식 4로 표현되는 제1 물질들은 각각 하기 화학식 1-1 내지 하기 화학식 1-3, 하기 화학식 2-1 내지 하기 화학식 2-4, 하기 화학식 3-1 및 하기 화학식 3-2, 하기 화학식 4-1 내지 하기 화학식 4-4로 표현되는 화합물을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
구체적으로, 화학식 1로 표현되는 제1 물질은 하기 화학식 1-1 내지 하기 화학식 1-3으로 표현되는 화합물을 포함하고, 화학식 2로 표현되는 제1 물질은 하기 화학식 2-1 내지 하기 화학식 2-4로 표현되는 화합물을 포함하며, 화학식 3으로 표현되는 제1 물질은 하기 화학식 3-1 및 하기 화학식 3-2로 표현되는 화합물을 포함하고, 화학식 4로 표현되는 제1 물질은 하기 화학식 4-1 내지 하기 화학식 4-4로 표현되는 화합물을 포함한다.
Figure 112015073182089-pat00054
화학식 1-1
Figure 112015073182089-pat00055
화학식 1-2
Figure 112015073182089-pat00056
화학식 1-3
Figure 112015073182089-pat00057
화학식 2-1
Figure 112015073182089-pat00058
화학식 2-2
Figure 112015073182089-pat00059
화학식 2-3
Figure 112015073182089-pat00060
화학식 2-4
Figure 112015073182089-pat00061
화학식 3-1
Figure 112015073182089-pat00062
화학식 3-2
Figure 112015073182089-pat00063
화학식 4-1
Figure 112015073182089-pat00064
화학식 4-2
Figure 112015073182089-pat00065
화학식 4-3
Figure 112015073182089-pat00066
화학식 4-4
본 발명의 일 실시예에 따른 버퍼층(176)은 제1 물질보다 전자 이동도가 빠른 제2 물질을 더 포함할 수 있다. 이때, 제2 물질의 전자 이동도는 전자 수송층(177)에 포함된 물질의 전자 이동도와 동등 수준일 수 있다. 이러한 제2 물질을 더 포함함으로써, 본 실시예에 따른 유기 발광 소자의 저계조에서의 발광 효율 저감 폭을 조절할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 버퍼층(176)에 포함되는 제2 물질은 통상의 빠른 전자 이동도를 갖는 전자 수송층 물질 중 제1 물질 보다 빠른 전자 이동도를 갖는 물질일 수 있으며, 또한, 이러한 특성을 갖는 발광층 호스트 물질일 수 있다.
상세하게는 본 실시예에서 제2 물질은 하기 화학식 5 내지 하기 화학식 8로 표시되는 화합물 중 어느 하나일 수 있으며, 버퍼층(176)은 하기 화학식 5 내지 하기 화학식 8로 표시되는 화합물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
Figure 112015073182089-pat00067
화학식 5
Figure 112015073182089-pat00068
화학식 6
Figure 112015073182089-pat00069
화학식 7
Figure 112015073182089-pat00070
화학식 8
본 실시예에서 버퍼층(176)에 포함된 제1 물질 및 제2 물질의 혼합 비율은 1:9 내지 9:1일 수 있다. 보다 바람직하게는 3:7 내지 7:3의 비율일 수 있지만, 제1 물질 및 제2 물질의 혼합 비율은 이에 제한되는 것은 아니고, 저계조에서의 소자 효율 제어폭 필요에 따라 조절될 수 있는 비율일 수 있다.
본 실시예에 따른 버퍼층(176)의 LUMO 레벨 및 전자 이동도는 버퍼층(176)의 두께에 의해 조절이 가능하다. 상세하게는 본 발명의 실시예에 따른 버퍼층(176)의 두께는 1 nm 내지 10 nm일 수 있다. 보다 바람직하게는 3 nm 내지 8 nm일 수 있다.
버퍼층(176)의 두께가 10 nm를 초과하는 경우, 전자 수송층(177)에서 발광층(175)으로의 전자 주입이 과도하게 제한될 수 있고, 두께가 1 nm 미만인 경우에는 본 실시예의 버퍼층(176) 형성으로 인한 효과가 미비할 수 있다.
도 2를 다시 참고하면, 버퍼층(176) 위에는 전자 수송층(177)이 위치한다. 전자 수송층(177)은 제2 전극(180)으로부터 발광층(175)으로 전자를 전달할 수 있다. 또한, 전자 수송층(177)은 제1 전극(160)으로부터 주입된 정공이 발광층(175)을 통과하여 제2 전극(180)으로 이동하는 것을 방지할 수 있다. 즉, 전자 수송층(177)은 정공 저지층의 역할을 하여, 발광층(175)에서 정공과 전자의 결합을 돕는다. 도 3을 참조하면, 버퍼층(176)은 HOMO((Highest occupied molecular orbital) 레벨이 전자 수송층(177)의 HOMO 레벨보다 높아 발광층(175)에서 전자 수송층(177)으로의 정공이 주입되는 것을 방지할 수 있다.
이때, 전자 수송층(177)은 유기 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 전자 수송층(177)은 Alq3(tris(8-hydroxyquinolino)aluminum), PBD, TAZ, spiro-PBD, BAlq 및 SAlq로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상으로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
전자 수송층(177) 위에 제2 전극(180)이 위치한다.
제2 전극(180)이 캐소드(cathode)일 경우에는 전자 주입이 용이하도록 일함수가 작은 물질을 포함할 수 있다. 구체적으로, 마그네슘, 칼슘, 나트륨, 칼륨, 타이타늄, 인듐, 이트륨, 리튬, 가돌리늄, 알루미늄, 은, 주석, 납, 세슘, 바륨 등과 같은 금속 또는 이들의 합금을 들 수 있고, LiF/Al, LiO2/Al, LiF/Ca, LiF/Al 및 BaF2/Ca과 같은 다층 구조 물질 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
앞에서 언급한 제2 전극(180)을 합금으로 형성하는 경우에 합금 비율은 증착원의 온도, 분위기, 진공도 등에 의해 제어되고 적절한 비율로서 선택될 수 있다.
제2 전극(180)은 두 층 이상으로 구성될 수도 있다.
도 4는 도 2의 유기 발광 소자를 일부 변형한 실시예를 나타낸 단면도이다.
도 4를 참고하면, 도 2의 실시예에 따른 유기 발광 소자(LD)의 정공 수송 영역은 정공 주입층(172)을 더 포함하고, 전자 수송층(177)과 제2 전극(180) 사이에 전자 주입층(179)이 위치할 수 있다. 본 실시예에서 정공 주입층(172)은 정공 수송층(174)과 제1 전극(160) 사이에 위치한다. 정공 주입층(172)은 제1 전극(160)으로부터 정공 수송층(174)으로 정공이 용이하게 주입되도록 한다. 본 실시예에서 정공 주입층(172)은 4.3 eV 이상의 일함수를 갖는 금속 또는 비금속과 할로겐이 조합된 쌍극자 물질을 포함할 수 있다. 하지만 정공 주입층(172)은 이에 한정되지 않고 다른 무기 물질 또는 유기 물질로 형성할 수도 있다.
4.3 eV 이상의 일함수를 갖는 금속 또는 비금속은 Ag, Au, B, Be, C, Co, Cr, Cu, Fe, Hg, Ir, Mo, Nb, Ni, Os, Pd, Pt, Re, Rh, Ru, Sb, Se, Si, Sn, Ta, Te, Ti, V, W 및 Zn 을 포함하는 그룹에서 선택된 하나의 원소일 수 있다.
전자 주입층(179)은 제2 전극(180)으로부터 전자 수송층(177)으로 전자 주입을 개선하는 역할을 한다.
전자 주입층(179)의 두께는 1 nm 내지 50 nm일 수 있다
본 발명의 일 실시에에 따른 전자 주입층(179)은 금속 기반의 할로겐 쌍극자 물질을 포함한다. 전자 주입층(179)은 바람직하게는 1족, 2족, 란탄계 금속(lanthanide metal)으로서 Li, Na, K, Rb, Cs, Fr, Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra, La, Yb, Lu, Tm, Ce, Pr 및 Nd 중 선택된 어느 하나의 물질에 할로겐 원소인 F, Cl, Br 및 I 중 선택된 어느 하나의 물질이 결합된 쌍극자 물질일 수 있다.
전자 주입층(179)은 전자 수송층(177)과 제2 전극(180) 사이에 위치한다.
전자 주입층(179)은 금속 기반의 할로겐 쌍극자 물질의 단일층으로 형성하거나, 금속 및 금속 기반의 할로겐 물질을 포함한 2층의 구조로 형성할 수 있다.
전자 주입층(179)은 스퍼터링(sputtering)법을 이용해서 형성할 수 있다.
이상에서 설명한 차이점 외에 도 2에서 설명한 내용은 도 4의 실시예에 적용할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 소자의 계조에 따른 발광 효율에 대해 살펴본다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 소자는 발광층(175)과 전자 수송층(177) 사이에 형성된 버퍼층(176)으로 인해 저계조에서 발광 효율이 감소된다. 상세하게는 하기 표 1를 참고하여 설명한다. 표 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 발광층(175) 상에 버퍼층(176)이 형성된 경우, 87G, 255G 휘도에서의 유기 발광 소자의 발광 효율을 나타낸 것이다.
이때, 실시예 1 및 실시예 2는 버퍼층(176)이 각각 5 nm, 10 nm 두께로 발광층(175)과 전자 수송층(177) 사이에 형성된 경우이다. 실시예 1 및 실시예 2의 버퍼층(176)은 전자 수송층(177) 물질보다 전자 이동도가 느린 제1 물질을 포함한다.
반면, 비교예 1은 버퍼층(176)이 형성되지 않은 경우이다.
발광효율(cd/A)
(87G의 경우)		 발광효율(cd/A)
(255G의 경우)
비교예 1 118 107
실시예 1 109 103
실시예 2 107 104
상세하게는 표 1에 도시된 87G, 255G는 계조(gradation)를 나타내는 것으로, 각각 초기 저계조에서부터 얼룩이 시인되는 시점인 87G 및 가장 밝은 계조인 255G(요구 휘도)에서의 발광 효율을 나타낸 것이다.
도 5는 비교예 및 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 소자의 계조에 따른 발광 효율을 나타내는 그래프이다.
표 1과 함께 도 5를 참조하면, 비교예 대비 실시예 1 및 실시예 2는 초기 계조에서부터 87G에까지의 발광 효율이 효과적으로 저감된 것을 확인할 수 있다. 또한, 초기 발광효율이 저하됨에도 87G 이후의 발광 효율은 비교예와 동등 수준을 유지하는 것을 확인하였다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 저휘도 영역에서는 얼룩으로 시인되지 않는 낮은 효율을 가지며, 고휘도 영역에서는 높은 효율을 가질 수 있는 유기 발광 소자를 제공할 수 있다.
이는 버퍼층(176)으로 인해 전자 수송층(177)에서부터 발광층(175)으로의 전자 주입이 제한됨에 따라, 생성되는 엑시톤 자체의 양을 제어할 수 있기 때문이다. 이로 인해, 구동 영역별 전하의 흐름을 제어할 수 있어 초기 저계조에서의 얼룩을 제어하고, 고계조에서 높은 디바이스 효율을 유지할 수 있다.
실시예 1 및 실시예 2를 비교하면, 보다 두꺼운 두께로 형성된 실시예 2의 경우, 저휘도 영역에서의 발광 효율 실시예 1 보다 더 저감됨을 확인할 수 있었다.
도 6은 비교예 및 실시예 1, 실시예 2에 따른 유기 발광 소자의 상온 수명을 나타내는 그래프이다. 실시예 1 및 실시예 2는 초기 저계조에서의 효율이 낮음에도 비교예 대비 동등한 수준의 수명을 나타내는 것을 확인할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 소자의 버퍼층(176)은 제1 물질 외 제1 물질 보다 전자 이동도가 빠른 제2 물질을 더 포함할 수 있다. 본 실시예서는 버퍼층(176)에 포함된 제2 물질의 전자 이동도 정도 및 제1 물질과 제2 물질과의 혼합비율에 따라 저계조에서의 발광 효율 제어 폭을 적절히 조절할 수 있다.
도 7은 비교예 및 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 소자의 계조에 따른 발광 효율을 나타내는 그래프이다.
도 7에서, 실시예 3은 제1 물질 및 제2 물질의 혼합비율이 1:1인 경우이고, 실시예 4는 제1 물질의 비율이 제2 물질의 비율보다 큰 경우이고, 실시예 5는 제1 물질의 비율이 제 2 물질의 비율보다 작은 경우의 실시예이다.
도 7을 참고하면, 비교예 대비 실시예 3 내지 5는 초기 저계조에서부터 얼룩이 최초 시인되는 시점인 87G까지의 발광 효율이 비교예 대비 저감됨을 확인 할 수 있다.
상세하게는 실시예 3의 경우, 초기 계조 영역에서는 발광효율이 효과적으로 저감되고, 87G부터 255G까지의 효율이 비교예와 동등수준의 발광 효율을 유지하는 것을 확인할 수 있다. 제1 물질이 비율이 다소 많이 포함된 실시예 4의 경우, 초기 계조에서의 발광 효율이 크게 감소한 것을 확인할 수 있다. 제2물질의 비율이 다소 많이 포함된 실시예 5의 경우, 저계조 영역에서의 실시예 3 및 실시예 4 대비 발광 효율의 저감 폭이 가장 작은 것을 확인 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 저계조에서의 발광 효율을 효과적으로 제어할 수 있는 제1 물질 및 제 2물질의 혼합 비율은 1:9 내지 9:1일 수 있다. 보다 효과적으로는 3:7 내지 7:3일 수 있지만, 이에 제한되지 않고, 필요에 따라 저계조 효율 제어폭 조절이 가능하도록, 제1 물질 및 제2 물질의 혼합 비율을 조절할 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (17)

  1. 서로 마주하는 제1 전극 및 제2 전극,
    상기 제1 전극 위에 위치하는 발광층,
    상기 발광층과 상기 제2 전극 사이에 위치하는 전자 수송층 그리고,
    상기 발광층과 상기 전자 수송층 사이에 위치하는 버퍼층을 포함하고,
    상기 버퍼층은 상기 전자 수송층의 LUMO 레벨보다 높은 LUMO 레벨을 갖는 제1 물질을 포함하고,
    상기 제1 물질은 하기 화학식 1 내지 하기 화학식 4로 표시되는 화합물 중 어느 하나이고,
    상기 버퍼층은 하기 화학식 1 내지 하기 화학식 4로 표시되는 화합물 중 적어도 하나를 포함하는 유기 발광 소자:
    Figure 112022062778402-pat00116
    화학식 1
    Figure 112022062778402-pat00117
    화학식 2
    (상기 화학식 1 및 상기 화학식 2에서 X 또는 Y는 각각 서로 독립적으로
    Figure 112022062778402-pat00118
    ,
    Figure 112022062778402-pat00119
    ,
    Figure 112022062778402-pat00120
    중 어느 하나이고,
    상기 화학식 2에서 Z는
    Figure 112022062778402-pat00121
    ,
    Figure 112022062778402-pat00122
    ,
    Figure 112022062778402-pat00123
    ,
    Figure 112022062778402-pat00124
    중 어느 하나이다)
    Figure 112022062778402-pat00125
    화학식 3
    Figure 112022062778402-pat00126
    화학식 4
    (상기 화학식 3 및 상기 화학식 4에서 A는 서로 독립적으로
    Figure 112022062778402-pat00127
    ,
    Figure 112022062778402-pat00128
    중 어느 하나이고,
    상기 화학식 4에서 B는
    Figure 112022062778402-pat00129
    ,
    Figure 112022062778402-pat00130
    중 어느 하나이다).
  2. 제1항에서,
    상기 버퍼층의 LUMO 레벨과 상기 전자 수송층의 LUMO 레벨의 차이가 0.3 eV 이상인 유기 발광 소자.
  3. 삭제
  4. 제1항에서,
    상기 버퍼층은 상기 제1 물질보다 전자 이동도가 빠른 제2 물질을 더 포함하는 유기 발광 소자.
  5. 제4항에서,
    상기 제2 물질은 하기 화학식 5 내지 하기 화학식 8로 표시되는 화합물 중 어느 하나이고,
    상기 버퍼층은 하기 화학식 5 내지 하기 화학식 8로 표시되는 화합물 중 적어도 하나를 포함하는 유기 발광 소자:
    Figure 112015073182089-pat00086
    화학식 5
    Figure 112015073182089-pat00087
    화학식 6
    Figure 112015073182089-pat00088
    화학식 7
    Figure 112015073182089-pat00089
    화학식 8.
  6. 제5항에서,
    상기 제1 물질과 상기 제2 물질의 혼합 비율은 1:9 내지 9:1인 유기 발광 소자.
  7. 제1항에서,
    상기 버퍼층의 두께는 1 nm 내지 10 nm인 유기 발광 소자.
  8. 제1항에서,
    상기 전자 수송층과 상기 제2 전극 사이에 위치하는 전자 주입층을 더 포함하고,
    상기 제1 전극과 상기 발광층 사이에 위치하는 정공 수송층을 더 포함하는 유기 발광 소자.
  9. 제1항에서,
    상기 제1 물질의 전자 이동도는 상기 전자 수송층에 포함된 물질의 전자 이동도보다 느린 유기 발광 소자.
  10. 기판,
    상기 기판 위에 위치하는 박막 트랜지스터 그리고,
    상기 박막 트랜지스터와 연결되는 유기 발광 소자를 포함하고,
    상기 유기 발광 소자는
    서로 마주하는 제1 전극 및 제2 전극,
    상기 제1 전극 위에 위치하는 발광층,
    상기 발광층과 상기 제2 전극 사이에 위치하는 전자 수송층 그리고,
    상기 발광층과 상기 전자 수송층 사이에 위치하는 버퍼층을 포함하고,
    상기 버퍼층은 상기 전자 수송층의 LUMO 레벨보다 높은 LUMO 레벨을 갖는 제1 물질을 포함하고,
    상기 제1 물질은 하기 화학식 1 내지 하기 화학식 4로 표시되는 화합물 중 어느 하나이고,
    상기 버퍼층은 하기 화학식 1 내지 하기 화학식 4로 표시되는 화합물 중 적어도 하나를 포함하는 유기 발광 표시 장치:
    Figure 112022062778402-pat00131
    화학식 1
    Figure 112022062778402-pat00132
    화학식 2
    (상기 화학식 1 및 상기 화학식 2에서 X 또는 Y는 각각 서로 독립적으로
    Figure 112022062778402-pat00133
    ,
    Figure 112022062778402-pat00134
    ,
    Figure 112022062778402-pat00135
    중 어느 하나이고,
    상기 화학식 2에서 Z는
    Figure 112022062778402-pat00136
    ,
    Figure 112022062778402-pat00137
    ,
    Figure 112022062778402-pat00138
    ,
    Figure 112022062778402-pat00139
    중 어느 하나이다)
    Figure 112022062778402-pat00140
    화학식 3
    Figure 112022062778402-pat00141
    화학식 4
    (상기 화학식 3 및 상기 화학식 4에서 A는 서로 독립적으로
    Figure 112022062778402-pat00142
    ,
    Figure 112022062778402-pat00143
    중 어느 하나이고,
    상기 화학식 4에서 B는
    Figure 112022062778402-pat00144
    ,
    Figure 112022062778402-pat00145
    중 어느 하나이다).
  11. 제10항에서,
    상기 버퍼층의 LUMO 레벨과 상기 전자 수송층의 LUMO 레벨의 차이가 0.3 eV 이상인 유기 발광 표시 장치.
  12. 삭제
  13. 제10항에서,
    상기 버퍼층은 상기 제1 물질보다 전자 이동도가 빠른 제2 물질을 더 포함하는 유기 발광 표시 장치.
  14. 제13항에서,
    상기 제2 물질은 하기 화학식 5 내지 하기 화학식 8로 표시되는 화합물 중 어느 하나이고,
    상기 버퍼층은 하기 화학식 5 내지 하기 화학식 8로 표시되는 화합물 중 적어도 하나를 더 포함하는 유기 발광 표시 장치:
    Figure 112015073182089-pat00105
    화학식 5
    Figure 112015073182089-pat00106
    화학식 6
    Figure 112015073182089-pat00107
    화학식 7
    Figure 112015073182089-pat00108
    화학식 8.
  15. 제14항에서,
    상기 제1 물질과 상기 제2 물질의 혼합 비율은 1:9 내지 9:1인 유기 발광 표시 장치.
  16. 제10항에서,
    상기 버퍼층의 두께는 1 nm 내지 10 nm인 유기 발광 표시 장치.
  17. 제16항에서,
    상기 전자 수송층과 상기 제2 전극 사이에 위치하는 전자 주입층을 더 포함하고,
    상기 제1 전극과 상기 발광층 사이에 위치하는 정공 수송층을 더 포함하는 유기 발광 표시 장치.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113193130A (zh) * 2021-04-02 2021-07-30 深圳市华星光电半导体显示技术有限公司 显示面板及其制备方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005100921A (ja) 2003-08-22 2005-04-14 Sony Corp 有機ｅｌ素子および表示装置
KR101976104B1 (ko) 2011-11-01 2019-05-09 유니버셜 디스플레이 코포레이션 저휘도에서의 ｏｌｅｄ 디바이스 효율 감소
KR101927941B1 (ko) 2011-12-19 2018-12-12 삼성디스플레이 주식회사 다층 구조의 정공수송층을 포함하는 유기 발광 소자 및 이를 포함하는 평판 표시 장치
KR101908385B1 (ko) * 2012-03-02 2018-10-17 삼성디스플레이 주식회사 유기 발광 소자
KR20130100635A (ko) 2012-03-02 2013-09-11 삼성디스플레이 주식회사 유기 발광 소자
KR102017743B1 (ko) * 2013-01-04 2019-09-04 삼성디스플레이 주식회사 개선된 효율 특성을 갖는 유기 발광 소자 및 이를 포함하는 유기 발광 표시 장치

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Dalton Trans., 1818-1820 (2008)*
Materials Science and Engineering C, 26,196 - 201 (2006).*

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