KR102595367B1 - 백색 유기 발광 소자 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 발광 효율 및 패널 효율을 향상시킬 수 있는 백색 유기 발광 소자를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 백색 유기 발광 소자는 제1 전극과 제2 전극 사이에 위치하며, 제1 발광층을 포함하는 제1 발광부와, 상기 제1 발광부 위에 위치하며, 제2 발광층을 포함하는 제2 발광부와, 상기 제2 발광부 위에 위치하며, 제3 발광층을 포함하는 제3 발광부가 배치된다. 본 발명의 실시예에 따라 상기 제1 발광층, 상기 제2 발광층 및 상기 제3 발광층의 발광 영역에 해당하는 상기 제1 발광층, 상기 제2 발광층 및 상기 제3 발광층의 발광 영역에서 최대 발광 범위를 가지는 EPEL(Emission Position of Emitting Layers) 구조인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 백색 유기 발광 소자는 제1 전극과 제2 전극 사이에 위치하며, 제1 발광층을 포함하는 제1 발광부와, 상기 제1 발광부 위에 위치하며, 제2 발광층을 포함하는 제2 발광부와, 상기 제2 발광부 위에 위치하며, 제3 발광층을 포함하는 제3 발광부가 배치된다. 본 발명의 실시예에 따라 상기 제1 발광층, 상기 제2 발광층 및 상기 제3 발광층의 발광 영역에 해당하는 상기 제1 발광층, 상기 제2 발광층 및 상기 제3 발광층의 발광 영역에서 최대 발광 범위를 가지는 EPEL(Emission Position of Emitting Layers) 구조인 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 유기 발광 소자에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 발광효율을 향상시킬 수 있는 백색 유기 발광 소자에 관한 것이다.
최근 정보화 시대로 접어듦에 따라 전기적 정보신호를 시각적으로 표현하는 디스플레이(display) 분야가 급속도로 발전해 왔고, 이에 부응하여 박형화, 경량화, 저소비전력화의 우수한 성능을 지닌 여러 가지 다양한 평판 표시장치(Flat Display Device)가 개발되고 있다.
이 같은 평판 표시장치의 구체적인 예로는 액정표시장치(Liquid Crystal Display device: LCD), 플라즈마 표시장치(Plasma Display Panel device: PDP), 전계방출 표시장치(Field Emission Display device: FED), 유기 발광 표시 장치(Organic Light Emitting Device: OLED) 등을 들 수 있다.
특히, 유기 발광 표시 장치는 자발광소자로서 다른 평판 표시 장치에 비해 응답속도가 빠르고 발광효율, 휘도 및 시야각이 큰 장점이 있다.
유기 발광 표시 소자는 두 개의 전극 사이에 유기 발광층을 형성한다. 두 개의 전극으로부터 각각 전자(electron)와 정공(hole)을 유기 발광층 내로 주입시켜 전자와 정공의 결합에 따른 여기자(exciton)를 생성한다. 그리고, 생성된 여기자가 여기 상태(excited state)로부터 기저 상태(ground state)로 떨어질 때 광이 발생하는 원리를 이용한 소자이다.
종래 유기 발광 표시 장치는 백색을 구현하기 위해 청색 형광 물질로 이루어진 청색 발광층을 구비한다. 그러나, 형광 물질로 이루어진 발광층은 인광 물질로 이루어진 발광층에 비해 이론상 양자 효율이 약 25% 수준이다. 이로 인해 형광 물질로 이루어진 청색 발광층은 인광 물질에 비해 충분한 휘도를 내지 못하는 문제점이 있다.
종래 유기 발광 소자는 유기 발광층의 재료 및 발광 구조로 인한 발광 특성 및 수명 성능에 한계가 있었고, 이에 발광 효율 및 수명을 향상시키려는 다양한 방안이 제시되고 있다.
하나의 방안으로, 발광층을 단일층으로 사용하는 방안이 있다. 이 방안은 단일 물질을 사용하거나 2종 이상의 물질을 도핑하는 방식으로 백색 유기 발광 소자를 제조할 수 있다. 예를 들어, 청색 호스트에 적색 및 녹색 도펀트를 사용하거나 밴드 갭 에너지가 큰 호스트 물질에 적색, 녹색 및 청색 도펀트를 부가하여 사용하는 방법이 있다. 그러나, 이 방법은 도펀트로의 에너지 전달이 불완전하고, 백색의 밸런스를 조절하기 어려운 문제점이 있다.
또한, 도펀트가 자체적으로 갖는 특성에 의해 해당 발광층에 포함되는 도펀트의 성분에 한계가 있다. 그리고, 각 발광층의 혼합 시 백색(White) 광 구현에 초점이 맞추어지므로 적색(Red), 녹색(Green), 청색(Blue)이 아닌 다른 파장에서 발광 피크(Emitting Peak) 값을 갖는 파장 특성을 나타내게 된다. 따라서, 컬러 필터 포함 시에 색 재현율이 떨어지는 문제점이 있었다. 또한, 도펀트 물질의 수명이 달라 계속적인 사용 시에 컬러 시프트(color shift)가 발생하게 된다.
다른 방안으로, 보색 관계의 두 개의 발광층을 적층하여 백색광을 방출하는 구조로 할 수 있다. 그러나, 이 구조는 백색광이 컬러 필터를 통과하게 되면 각 발광층의 피크 파장 영역과 컬러 필터의 투과 영역의 차이가 생긴다. 따라서, 표현할 수 있는 색상범위가 좁아져 원하는 색 재현율을 구현하는 데 있어서 어려움이 있을 수 있다.
예를 들어, 청색 발광층과 황색 발광층을 적층하는 경우, 청색 파장 영역과 황색 파장 영역에서 피크 파장이 형성되면서 백색광이 방출된다. 이 백색광이 각각 적색, 녹색 및 청색 컬러 필터를 통과하게 되면 청색 파장 영역의 투과도가 적색 또는 녹색 파장 영역 대비 낮아지게 되어 발광 효율 및 색 재현율이 낮아지게 된다.
또한, 황색 인광 발광층의 발광 효율이 청색 형광 발광층의 발광 효율보다 상대적으로 높아 인광 발광층과 형광 발광층 사이의 효율 차이로 인해 패널 효율 및 색 재현율을 감소시킨다. 또한, 청색의 휘도가 황색보다 상대적으로 낮다는 문제점이 있다.
이 구조 외에 청색의 형광 발광층과 녹색-적색의 인광 발광층을 적층한 구조일 경우, 청색의 휘도가 녹색-적색보다 상대적으로 낮다는 문제점이 있다.
위에서 문제점을 언급하였듯이, 발광 효율을 높이기 위해서 여러 방안들이 제안되었다. 그러나, 발광층들의 특성을 개선하기 위해서 발광층들에 포함되는 도펀트의 성분이나 도펀트의 양을 조절하는 것에는 한계가 있었다.
또한, 원하는 발광 피크(Emitting Peak)에서 발광층들의 발광 효율을 향상시키기 위해서 발광층들의 두께나 발광층들의 수, 유기층들의 두께나 유기층들의 수를 조절할 수도 있다. 그러나, 발광층들이나 유기층들을 두껍게 형성할 경우 공정의 증가 및 수명 저하가 수반되므로, 대면적의 유기발광 디스플레이 장치에 적용하기에는 어려움이 있었다.
이에 본 발명의 발명자들은 위에서 언급한 문제점들을 인식하고, 발광층들의 두께나 수에 상관없이, 유기층들의 두께나 수에 상관없이, 발광층들이 원하는 발광 영역에서 발광되어 발광 효율을 개선할 수 있는 여러 실험을 하게 되었다.
이미 설명한 바와 같이, 발광 효율을 개선하기 위해서는 원하는 백색을 구현하도록 두 개 이상의 발광층으로 구성하여도 되나 이는 소자의 두께를 두껍게 하므로 소자의 구동 전압이 상승하는 문제가 있었다. 그리고, 발광부를 구성하는 유기층들이 전자나 정공의 이동 특성을 가지는 여러 층으로 구성할 수도 있으나, 소자의 두께를 두껍게 하므로 소자의 구동 전압이 상승하는 문제가 있었다. 또한 유기층들의 수나 두께는 발광층의 발광 효율이나 발광 세기에 영향을 주므로, 원하는 수나 두께를 설정하는 것은 매우 어렵다는 것을 인식하였다. 따라서, 소자의 두께를 증가시키지 않으면서 원하는 특성을 가지고 원하는 수 또는 두께를 가지는 유기층으로 구성하고, 원하는 백색을 구현할 수 있는 소자를 구성하는 것은 매우 어렵다는 것을 인식하였다.
이에 본 발명의 발명자들은 여러 실험을 거쳐 청색 발광층의 효율을 향상시키기 위해 청색 발광층과 황색-녹색 발광층을 적층한 구조에서 추가로 발광층을 적층한 구조를 제안한다. 또한, 이 구조에서 발광층의 발광 효율 및 패널 효율이 향상될 수 있는 새로운 구조의 하부 발광 방식의 백색 유기 발광 소자를 발명하였다.
또한, 본 발명의 발명자들은 이에 여러 실험을 거쳐 발광층의 발광 효율 및 패널 효율이 향상될 수 있고, 편광판을 사용하지 않으므로 휘도가 향상된 새로운 구조의 상부 발광 방식 백색 유기 발광 소자를 발명하였다.
본 발명의 일 실시예에 따른 해결 과제는 발광층의 발광 영역에 해당하는 발광층의 발광 위치를 설정한 EPEL(Emission Position of Emission Layers) 구조를 적용하여 발광층들의 발광 영역에서 최대 효율을 낼 수 있도록 함으로써, 발광 효율 및 패널 효율을 향상시킬 수 있는 하부 발광 방식의 백색 유기 발광 소자를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 해결 과제는 발광 위치를 설정한 EPEL(Emission Position of Emission Layers) 구조를 발광층에 적용함으로써, 발광 효율, 패널 효율 및 휘도를 향상시킬 수 있는 상부 발광 방식 백색 유기 발광 소자를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 해결 과제는 적어도 하나의 유기층의 수, 유기층의 두께, 발광층의 수, 발광층의 두께에 상관없이, EPEL(Emission Position of Emission Layers) 구조를 가지는 백색 유기 발광 소자를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 백색 유기 발광 소자는 제1 전극과 제2 전극 사이에 위치하며, 제1 발광층을 포함하는 제1 발광부와, 상기 제1 발광부 위에 위치하며, 제2 발광층을 포함하는 제2 발광부와, 상기 제2 발광부 위에 위치하며, 제3 발광층을 포함하는 제3 발광부가 배치된다. 본 발명의 실시예에 따라 상기 제1 발광부, 상기 제2 발광부 및 상기 제3 발광부는 상기 제1 발광층, 상기 제2 발광층 및 상기 제3 발광층의 발광 영역에 해당하는 상기 제1 발광층, 상기 제2 발광층 및 상기 제3 발광층의 발광 영역에서 최대 발광 범위를 가지는 EPEL(Emission Position of Emitting Layers) 구조를 가짐으로써, 발광층의 발광 효율 및 패널 효율을 향상시킬 수 있는 백색 유기 발광 소자를 제공한다.
상기 유기 발광 소자는 하부 발광 방식의 유기 발광 소자일 수 있다.
상기 제1 전극의 위치는 상기 제2 전극으로부터 4,500Å 내지 6,000Å 범위로 설정할 수 있다.
상기 제3 발광층의 발광 위치는 상기 제2 전극으로부터 200Å 내지 800Å 범위로 설정할 수 있다.
상기 제2 발광층의 발광 위치는 상기 제2 전극으로부터 1,800Å 내지 2,550Å 범위로 설정할 수 있다.
상기 제1 발광층의 발광 위치는 상기 제2 전극으로부터 2,650Å 내지 3,300Å 범위로 설정할 수 있다.
상기 제2 전극의 위치는 상기 제1 전극으로부터 4,500Å 내지 6,000Å 범위로 설정할 수 있다.
상기 제1 발광층의 발광 위치는 상기 제1 전극으로부터 2,000Å 내지 2,650Å 범위로 설정할 수 있다.
상기 제2 발광층의 발광 위치는 상기 제1 전극으로부터 2,750Å 내지 3,500Å 범위로 설정할 수 있다.
상기 제3 발광층의 발광 위치는 상기 제1 전극으로부터 4,500Å 내지 5,100Å 범위로 설정할 수 있다.
상기 제1 발광층은 청색 발광층, 또는 청색 발광층 및 황색-녹색 발광층, 또는 청색 발광층 및 적색 발광층, 또는 청색 발광층 및 녹색 발광층 중 하나이거나 이들의 조합으로 구성될 수 있다.
상기 제2 발광층은 황색-녹색 발광층, 또는 황색 발광층 및 적색 발광층, 또는 적색 발광층 및 녹색 발광층, 또는 황색-녹색 발광층 및 적색 발광층 중 하나이거나 이들의 조합으로 구성될 수 있다.
상기 제3 발광층은 청색 발광층, 또는 청색 발광층 및 황색-녹색 발광층, 또는 청색 발광층 및 적색 발광층, 또는 청색 발광층 및 녹색 발광층 중 하나이거나 이들의 조합으로 구성될 수 있다.
상기 제1 발광층의 발광 영역은 440㎚ 내지 650㎚ 범위이고, 상기 제2 발광층의 발광 영역은 510㎚ 내지 650㎚ 범위이고, 상기 제3 발광층의 발광 영역은 440㎚ 내지 650㎚ 범위일 수 있다.
상기 제1 발광층의 최대 발광 범위는 440㎚ 내지 470㎚ 범위이고, 상기 제2 발광층의 최대 발광 범위는 530㎚ 내지 570㎚ 범위이고, 상기 제3 발광층의 최대 발광 범위는 440㎚ 내지 470㎚ 범위일 수 있다.
상기 제2 발광층과 상기 제3 발광층은 동일한 색을 발광하는 발광층을 포함할수 있다.
상기 제1 전극의 위치는 상기 제2 전극으로부터 3,500Å 내지 4,500Å 범위로 설정할 수 있다.
상기 제3 발광층의 발광 위치는 상기 제2 전극으로부터 250Å 내지 800Å 범위로 설정할 수 있다.
상기 제2 발광층의 발광 위치는 상기 제2 전극으로부터 1,450Å 내지 1,950Å 범위로 설정할 수 있다.
상기 제1 발광층의 발광 위치는 상기 제2 전극으로부터 2,050Å 내지 2,600Å 범위로 설정할 수 있다.
상기 제1 발광층은 황색-녹색 발광층, 또는 황색 발광층 및 적색 발광층, 또는 적색 발광층 및 녹색 발광층, 또는 황색-녹색 발광층 및 적색 발광층 중 하나이거나 이들의 조합으로 구성될 수 있다.
상기 제2 발광층 및 상기 제3 발광층은 청색 발광층, 또는 청색 발광층 및 황색-녹색 발광층, 또는 청색 발광층 및 적색 발광층, 또는 청색 발광층 및 녹색 발광층 중 하나이거나 이들의 조합으로 구성될 수 있다.
상기 제1 발광층의 발광 영역은 510㎚ 내지 650㎚ 범위이고, 상기 제2 발광층의 발광 영역은 440㎚ 내지 650㎚ 범위이고, 상기 제3 발광층의 발광 영역은 440㎚ 내지 650㎚ 범위일 수 있다.
상기 제1 발광층의 최대 발광 범위는 530㎚ 내지 570㎚ 범위이고, 상기 제2 발광층의 최대 발광 범위는 440㎚ 내지 470㎚ 범위이고, 상기 제3 발광층의 최대 발광 범위는 440㎚ 내지 470㎚ 범위일 수 있다.
상기 제2 전극의 위치는 상기 제1 전극으로부터 3,500Å 내지 4,500Å 범위로 설정할 수 있다.
상기 제1 발광층의 발광 위치는 상기 제1 전극으로부터 1,500Å 내지 2,050Å 범위로 설정할 수 있다.
상기 제2 발광층의 발광 위치는 상기 제1 전극으로부터 2,150Å 내지 2,600Å 범위로 설정할 수 있다.
상기 제3 발광층의 발광 위치는 상기 제1 전극으로부터 3,300Å 내지 3,850Å 범위로 설정할 수 있다.
상기 유기 발광 소자는 상부 발광 방식의 유기 발광 소자일 수 있다.
상기 제2 전극의 위치는 상기 제1 전극으로부터 4,700Å 내지 5,400Å 범위로 설정할 수 있다.
상기 제1 발광층의 발광 위치는 상기 제1 전극으로부터 150Å 내지 700Å 범위로 설정할 수 있다.
상기 제2 발광층의 발광 위치는 상기 제1 전극으로부터 1,600Å 내지 2,300Å 범위로 설정할 수 있다.
상기 제3 발광층의 발광 위치는 상기 제1 전극으로부터 2,400Å 내지 3,100Å 범위로 설정할 수 있다.
상기 제1 발광층의 발광 영역은 440㎚ 내지 650㎚ 범위이고, 상기 제2 발광층의 발광 영역은 510㎚ 내지 650㎚ 범위이고, 상기 제3 발광층의 발광 영역은 440㎚ 내지 650㎚ 범위일 수 있다.
상기 제1 발광층의 최대 발광 범위는 440㎚ 내지 470㎚ 범위이고, 상기 제2 발광층의 최대 발광 범위는 530㎚ 내지 570㎚ 범위이고, 상기 제3 발광층의 최대 발광 범위는 440㎚ 내지 470㎚ 범위일 수 있다.
상기 제1 전극의 위치는 상기 제2 전극으로부터 4,700Å 내지 5,400Å 범위로 설정할 수 있다.
상기 제3 발광층의 발광 위치는 상기 제2 전극으로부터 2,050Å 내지 2,750Å 범위로 설정할 수 있다.
상기 제2 발광층의 발광 위치는 상기 제2 전극으로부터 2,850Å 내지 3,550Å 범위로 설정할 수 있다.
상기 제3 발광층의 발광 위치는 상기 제1 전극으로부터 4,450Å 내지 5,000Å 범위로 설정할 수 있다.
상기 제2 발광층과 상기 제3 발광층은 동일한 색을 발광하는 발광층을 포함할 수 있다.
상기 제2 전극의 위치는 상기 제1 전극으로부터 4,700Å 내지 5,400Å 범위로 설정할 수 있다.
상기 제1 발광층의 발광 위치는 상기 제1 전극으로부터 200Å 내지 700Å 범위로 설정할 수 있다.
상기 제2 발광층의 발광 위치는 상기 제1 전극으로부터 1,200Å 내지 1,800Å 범위로 설정할 수 있다.
상기 제3 발광층의 발광 위치는 상기 제1 전극으로부터 2,400Å 내지 3,100Å 범위로 설정할 수 있다.
상기 제1 발광층의 발광 영역은 510㎚ 내지 650㎚ 범위이고, 상기 제2 발광층의 발광 영역은 440㎚ 내지 650㎚ 범위이고, 상기 제3 발광층의 발광 영역은 440㎚ 내지 650㎚ 범위일 수 있다.
상기 제1 발광층의 최대 발광 범위는 530㎚ 내지 570㎚ 범위이고, 상기 제2 발광층의 최대 발광 범위는 440㎚ 내지 470㎚ 범위이고, 상기 제3 발광층의 최대 발광 범위는 440㎚ 내지 470㎚ 범위일 수 있다.
상기 제1 전극의 위치는 상기 제2 전극으로부터 4,700Å 내지 5,400Å 범위로 설정할 수 있다.
상기 제3 발광층의 발광 위치는 상기 제2 전극으로부터 2,050Å 내지 2,750Å 범위로 설정할 수 있다.
상기 제2 발광층의 발광 위치는 상기 제2 전극으로부터 3,350Å 내지 3,950Å 범위로 설정할 수 있다.
상기 제1 발광층의 발광 위치는 상기 제2 전극으로부터 4,450Å 내지 4,950Å 범위로 설정할 수 있다.
그리고, 본 발명에 따른 백색 유기 발광 소자는 기판 위에 있는 제1 유기층 및 제1 발광층과, 상기 제1 발광층 위에 있는 제2 유기층 및 제2 발광층과, 상기 제2 발광층 위에 있는 제3 유기층 및 제3 발광층과, 상기 제3 발광층 위에 있는 제4 유기층을 포함하며, 적어도 하나의 제1 유기층의 두께, 제2 유기층의 두께, 제3 유기층의 두께, 제4 유기층의 두께에 상관없이 상기 제1 발광층, 상기 제2 발광층 및 상기 제3 발광층은 상기 제1 발광층, 상기 제2 발광층 및 상기 제3 발광층의 발광 영역에서 최대 발광 범위를 가지는 EPEL(Emission Position of Emitting Layers) 구조를 가짐으로써, 발광층의 발광 효율 및 패널 효율을 향상시킬 수 있는 백색 유기 발광 소자를 제공한다.
상기 EPEL 구조는 적어도 하나의 제1 유기층의 수, 제2 유기층의 수, 제3 유기층의 수, 제4 유기층의 수에 상관없이 상기 제1 발광층, 상기 제2 발광층 및 상기 제3 발광층이 최대 발광 범위를 가지도록 구성될 수 있다.
상기 EPEL 구조는 적어도 하나의 제1 발광층의 두께, 제2 발광층의 두께, 제3 발광층의 두께에 상관없이 상기 제1 발광층, 상기 제2 발광층 및 상기 제3 발광층이 최대 발광 범위를 가지도록 구성될 수 있다.
상기 EPEL 구조는 적어도 하나의 제1 발광층의 수, 제2 발광층의 수, 제3 발광층의 수에 상관없이 상기 제1 발광층, 상기 제2 발광층 및 상기 제3 발광층이 최대 발광 범위를 가지도록 구성될 수 있다.
기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 발광층에 발광 영역에 해당하는 발광층의 발광 위치를 설정한 EPEL(Emission Position of Emission Layers) 구조를 적용함으로써 발광층의 발광 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 발광층의 발광 세기가 증대하므로 패널 효율 및 소자 수명을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 적어도 하나의 발광층의 수, 발광층의 두께, 유기층의 수, 유기층
의 두께에 상관없이 EPEL(Emission Position of Emission Layers) 구조를 적용함으로써, 소자 구조나 특성에 적합한 유기 발광 소자를 구성할 수 있으므로 소자 효율을 최적화할 수 있다.
또한, 편광자를 사용하지 않아도 되므로 개구율 및 휘도가 향상된 유기발광 표시장치를 제공할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과는 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
이상에서 해결하고자 하는 과제, 과제 해결 수단, 효과에 기재한 발명의 내용이 청구항의 필수적인 특징을 특정하는 것은 아니므로, 청구항의 권리 범위는 발명의 내용에 기재된 사항에 의하여 제한되지 않는다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예 및 제2 실시예에 따른 백색 유기 발광 소자를 나타내는 개략적인 도면이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 백색 유기 발광 소자를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 유기 발광 소자의 발광 위치를 나타내는 도면이다.
도 4는 비교예 및 본 발명의 제1 실시예에 따른 EL 스펙트럼을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 백색 유기 발광 소자를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 유기 발광 소자의 발광 위치를 나타내는 도면이다.
도 7은 비교예 및 본 발명의 제2 실시예에 따른 EL 스펙트럼을 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 백색 유기 발광 소자를 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 유기 발광 소자의 발광 위치를 나타내는 도면이다.
도 10은 비교예 및 본 발명의 제3 실시예에 따른 EL 스펙트럼을 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명의 제1 실시예 내지 제3 실시예에 따른 유기발광 표시장치를 나타내는 도면이다.
도 12는 본 발명의 제4 실시예 및 제5 실시예에 따른 백색 유기 발광 소자를 나타내는 개략적인 도면이다.
도 13은 본 발명의 제4 실시예에 따른 백색 유기 발광 소자를 나타내는 도면이다.
도 14는 본 발명의 제4 실시예에 따른 유기 발광 소자의 발광 위치를 나타내는 도면이다.
도 15는 본 발명의 제4 실시예에 따른 EL 스펙트럼을 나타내는 도면이다.
도 16은 본 발명의 제5 실시예에 따른 백색 유기 발광 소자를 나타내는 도면이다.
도 17은 본 발명의 제5 실시예에 따른 유기 발광 소자의 발광 위치를 나타내는 도면이다.
도 18은 본 발명의 제5 실시예에 따른 EL 스펙트럼을 나타내는 도면이다.
도 19는 본 발명의 제6 실시예에 따른 백색 유기 발광 소자를 나타내는 도면이다.
도 20은 본 발명의 제6 실시예에 따른 유기 발광 소자의 발광 위치를 나타내는 도면이다.
도 21은 본 발명의 제6 실시예에 따른 EL 스펙트럼을 나타내는 도면이다.
도 22는 본 발명의 제4 실시예 내지 제6 실시예에 따른 유기발광 표시장치를 나타내는 도면이다.
도 23은 본 발명의 제7 실시예 및 제8 실시예에 따른 백색 유기 발광 소자를 나타내는 개략적인 도면이다.
도 24는 본 발명의 제7 실시예에 따른 백색 유기 발광 소자를 나타내는 도면이다.
도 25는 본 발명의 제7 실시예에 따른 유기 발광 소자의 발광 위치를 나타내는 도면이다.
도 26은 본 발명의 제7 실시예에 따른 EL 스펙트럼을 나타내는 도면이다.
도 27은 본 발명의 제8 실시예에 따른 백색 유기 발광 소자를 나타내는 도면이다.
도 28은 본 발명의 제8 실시예에 따른 유기 발광 소자의 발광 위치를 나타내는 도면이다.
도 29는 본 발명의 제8 실시예에 따른 EL 스펙트럼을 나타내는 도면이다.
도 30은 본 발명의 제9 실시예에 따른 백색 유기 발광 소자를 나타내는 도면이다.
도 31은 본 발명의 제9 실시예에 따른 유기 발광 소자의 발광 위치를 나타내는 도면이다.
도 32는 본 발명의 제9 실시예에 따른 EL 스펙트럼을 나타내는 도면이다.
도 33은 본 발명의 제7 실시예 내지 제9 실시예에 따른 유기발광 표시장치를 나타내는 도면이다.
도 34는 본 발명의 제10 실시예에 따른 백색 유기 발광 소자를 나타내는 개략적인 도면이다.
도 35는 본 발명의 제10 실시예에 따른 백색 유기 발광 소자를 나타내는 도면이다.
도 36은 본 발명의 제10 실시예에 따른 유기 발광 소자의 발광 위치를 나타내는 도면이다.
도 37은 본 발명의 제10 실시예에 따른 EL 스펙트럼을 나타내는 도면이다.
도 38은 본 발명의 제11 실시예에 따른 백색 유기 발광 소자를 나타내는 도면이다.
도 39는 본 발명의 제11 실시예에 따른 유기 발광 소자의 발광 위치를 나타내는 도면이다.
도 40은 본 발명의 제11 실시예에 따른 EL 스펙트럼을 나타내는 도면이다.
도 41은 본 발명의 제10 실시예 및 제11 실시예에 따른 유기발광 표시장치를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 백색 유기 발광 소자를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 유기 발광 소자의 발광 위치를 나타내는 도면이다.
도 4는 비교예 및 본 발명의 제1 실시예에 따른 EL 스펙트럼을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 백색 유기 발광 소자를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 유기 발광 소자의 발광 위치를 나타내는 도면이다.
도 7은 비교예 및 본 발명의 제2 실시예에 따른 EL 스펙트럼을 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 백색 유기 발광 소자를 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 유기 발광 소자의 발광 위치를 나타내는 도면이다.
도 10은 비교예 및 본 발명의 제3 실시예에 따른 EL 스펙트럼을 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명의 제1 실시예 내지 제3 실시예에 따른 유기발광 표시장치를 나타내는 도면이다.
도 12는 본 발명의 제4 실시예 및 제5 실시예에 따른 백색 유기 발광 소자를 나타내는 개략적인 도면이다.
도 13은 본 발명의 제4 실시예에 따른 백색 유기 발광 소자를 나타내는 도면이다.
도 14는 본 발명의 제4 실시예에 따른 유기 발광 소자의 발광 위치를 나타내는 도면이다.
도 15는 본 발명의 제4 실시예에 따른 EL 스펙트럼을 나타내는 도면이다.
도 16은 본 발명의 제5 실시예에 따른 백색 유기 발광 소자를 나타내는 도면이다.
도 17은 본 발명의 제5 실시예에 따른 유기 발광 소자의 발광 위치를 나타내는 도면이다.
도 18은 본 발명의 제5 실시예에 따른 EL 스펙트럼을 나타내는 도면이다.
도 19는 본 발명의 제6 실시예에 따른 백색 유기 발광 소자를 나타내는 도면이다.
도 20은 본 발명의 제6 실시예에 따른 유기 발광 소자의 발광 위치를 나타내는 도면이다.
도 21은 본 발명의 제6 실시예에 따른 EL 스펙트럼을 나타내는 도면이다.
도 22는 본 발명의 제4 실시예 내지 제6 실시예에 따른 유기발광 표시장치를 나타내는 도면이다.
도 23은 본 발명의 제7 실시예 및 제8 실시예에 따른 백색 유기 발광 소자를 나타내는 개략적인 도면이다.
도 24는 본 발명의 제7 실시예에 따른 백색 유기 발광 소자를 나타내는 도면이다.
도 25는 본 발명의 제7 실시예에 따른 유기 발광 소자의 발광 위치를 나타내는 도면이다.
도 26은 본 발명의 제7 실시예에 따른 EL 스펙트럼을 나타내는 도면이다.
도 27은 본 발명의 제8 실시예에 따른 백색 유기 발광 소자를 나타내는 도면이다.
도 28은 본 발명의 제8 실시예에 따른 유기 발광 소자의 발광 위치를 나타내는 도면이다.
도 29는 본 발명의 제8 실시예에 따른 EL 스펙트럼을 나타내는 도면이다.
도 30은 본 발명의 제9 실시예에 따른 백색 유기 발광 소자를 나타내는 도면이다.
도 31은 본 발명의 제9 실시예에 따른 유기 발광 소자의 발광 위치를 나타내는 도면이다.
도 32는 본 발명의 제9 실시예에 따른 EL 스펙트럼을 나타내는 도면이다.
도 33은 본 발명의 제7 실시예 내지 제9 실시예에 따른 유기발광 표시장치를 나타내는 도면이다.
도 34는 본 발명의 제10 실시예에 따른 백색 유기 발광 소자를 나타내는 개략적인 도면이다.
도 35는 본 발명의 제10 실시예에 따른 백색 유기 발광 소자를 나타내는 도면이다.
도 36은 본 발명의 제10 실시예에 따른 유기 발광 소자의 발광 위치를 나타내는 도면이다.
도 37은 본 발명의 제10 실시예에 따른 EL 스펙트럼을 나타내는 도면이다.
도 38은 본 발명의 제11 실시예에 따른 백색 유기 발광 소자를 나타내는 도면이다.
도 39는 본 발명의 제11 실시예에 따른 유기 발광 소자의 발광 위치를 나타내는 도면이다.
도 40은 본 발명의 제11 실시예에 따른 EL 스펙트럼을 나타내는 도면이다.
도 41은 본 발명의 제10 실시예 및 제11 실시예에 따른 유기발광 표시장치를 나타내는 도면이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 본 명세서 상에서 언급한 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다.
구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.
위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~상에', '~상부에', '~하부에', '~옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다.
시간 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~후에', '~에 이어서', '~다음에', '~전에' 등으로 시간적 선후 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 연속적이지 않은 경우도 포함할 수 있다.
제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성 요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있다.
본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하고, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시할 수도 있다.
이하, 첨부된 도면 및 실시예를 통해 본 발명의 실시예를 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예 및 제2 실시예에 따른 백색 유기 발광 소자를 나타내는 개략적인 도면이다.
유기 발광 소자는 발광된 빛의 투과방향에 따라 하부 발광(bottom emission) 방식과 상부 발광(top emission) 방식으로 분류된다. 본 발명의 제1 내지 제3 실시예에서는 하부 발광 방식을 예로 들어 설명한다.
여기서 제1, 제2 및 제3 발광부를 포함하는 유기 발광 소자를 적용한 유기발광 표시장치의 발광 피크(ElectroLuminescence Peak; EL Peak)는 발광층이 가지고 있는 고유의 색을 표시하는 광발광 피크(PhotoLuminescence Peak; PL Peak)와 유기 발광 소자를 구성하는 유기층의 발광 피크(Emittance Peak; EM Peak)의 곱에 의해 결정된다.
도 1에 도시된 백색 유기 발광 소자(100)는 제1 및 제2 전극(102,104)과, 제1 및 제2 전극(102,104) 사이에 배치된 제1 발광부(110), 제2 발광부(120) 및 제3 발광부(130)를 구비한다.
제1 전극(102)은 정공을 공급하는 양극으로 TCO(Transparent Conductive Oxide)와 같은 투명 도전 물질인 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide) 등으로 형성될 수 있다. 그러나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
제2 전극(104)은 전자를 공급하는 음극으로 금속성 물질인 금(Au), 은(Ag), 알루미늄(Al), 몰리브덴(Mo), 마그네슘(Mg) 등으로 형성되거나, 이들의 합금으로 형성될 수 있다. 그러나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 제1 전극(102)과 제2 전극(104)은 각각 애노드(anode) 또는 캐소드(cathode)로 지칭될 수 있다.
상기 제1 전극은 투과 전극이고, 상기 제2 전극은 반사 전극으로 구성될 수 있다.
본 발명은 제1 전극(102)과 제2 전극(104) 사이에 제1 발광부(110), 제2 발광부(120) 및 청색 발광층을 포함하는 제3 발광부(130)를 구성하여 청색(Blue) 발광층의 발광 효율을 개선할 수 있다. 그리고, 상기 제2 전극(104)으로부터 상기 제1 전극(102)의 위치와, 상기 제1 발광부(110)의 제1 발광층, 상기 제2 발광부(120)의 제2 발광층 및 상기 제3 발광부(130)의 제3 발광층의 발광 위치를 설정하여 발광 효율 및 패널 효율을 개선하는 것이다. 즉, 상기 제1 발광층, 상기 제2 발광층 및 상기 제3 발광층에 EPEL(Emission Position of Emitting Layers) 구조를 적용하는 것이다.
상기 제1 전극(102)의 위치(L0)는 상기 제2 전극(104)으로부터 4,500Å 내지 6,000Å이 오도록 설정한다. 또는, 상기 제1 전극(102)의 위치(L0)는 상기 제2 전극(104)의 반사면으로부터 4,500Å 내지 6,000Å의 범위 내에 위치하도록 설정한다. 그리고, 상기 제1 발광부(110), 제2 발광부(120), 제3 발광부(130)를 구성하는 발광층의 발광 피크(Emitting Peak)를 특정한 파장에 위치하게 하고, 그 특정 파장의 빛을 발광시킴으로써 발광 효율을 개선할 수 있다. 상기 발광 피크(Emitting Peak)는 상기 발광부들을 구성하는 유기층의 발광 피크(Emittance Peak)라고 할 수 있다.
상기 제2 전극(104)으로부터 상기 제1 전극(102)의 위치(L0)를 설정하고, 상기 제2 전극(104)으로부터 가장 가까운 위치에 있는 상기 제3 발광부(130)의 발광 위치(L1)는 200Å 내지 800Å의 범위 내에 위치하도록 설정한다. 또는, 상기 제3 발광부(130)의 발광 위치(L1)는 상기 제2 전극(104)의 반사면으로부터 200Å 내지 800Å의 범위 내에 위치하도록 설정한다. 상기 제3 발광부(130)는 청색(Blue) 발광층, 또는 청색(Blue) 발광층 및 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층, 또는 청색(Blue) 발광층 및 적색(Red) 발광층, 또는 청색 발광층(Blue) 및 녹색(Green) 발광층 중 하나이거나 이들의 조합으로 구성할 수 있다. 상기 청색(Blue) 발광층은 청색(Blue) 발광층, 진청색(Deep Blue) 발광층, 또는 스카이 블루(Sky Blue) 발광층 중 하나를 포함할 수 있다. 진청색(Deep Blue) 발광층은 청색(Blue) 발광층에 비해 단파장 영역에 위치하므로, 색재현율 및 휘도 향상에 유리할 수 있다.
상기 발광층의 두께, 발광층의 수, 유기층의 두께, 유기층의 수 중 적어도 하나에 상관없이, 상기 제3 발광부(130)의 발광 위치(L1)는 상기 제2 전극(104)으로부터 200Å 내지 800Å의 범위 내에 위치하도록 설정한다. 또는, 상기 제3 발광부(130)의 발광 위치(L1)는 상기 제2 전극(104)의 반사면으로부터 200Å 내지 800Å의 범위 내에 위치하도록 설정한다. 따라서, 발광 피크(Emitting Peak)가 청색(Blue) 발광 영역, 또는 청색(Blue) 및 황색-녹색(Yellow-Green) 발광영역, 또는 청색(Blue) 및 적색(Red) 발광 영역, 또는 청색 (Blue) 및 녹색(Green) 발광 영역에 위치하게 하고 발광 피크(Emitting Peak)에 해당하는 파장의 빛을 발광함으로써 제3 발광부(130)가 최대의 휘도를 낼 수 있도록 한다. 상기 청색(Blue) 발광층의 피크 파장(peak wavelength) 범위는 440㎚ 내지 480㎚일 수 있다.
또한, 청색(Blue) 발광층 및 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층의 피크 파장(peak wavelength) 범위는 440㎚ 내지 580㎚일 수 있다. 또한, 청색(Blue) 발광층 및 적색(Red) 발광층의 피크 파장(peak wavelength) 범위는 440㎚ 내지 650㎚일 수 있다. 또한, 청색(Blue) 발광층 및 녹색(Green) 발광층의 피크 파장(peak wavelength) 범위는 440㎚ 내지 560㎚일 수 있다. 여기서 피크 파장은 발광 영역일 수 있다.
상기 제2 발광부(120)의 발광 위치(L2)는 상기 제2 전극(104)으로부터 1,800Å 내지 2,550Å의 범위 내에 위치하도록 설정한다. 또는, 상기 제2 발광부(120)의 발광 위치(L2)는 상기 제2 전극(104)의 반사면으로부터 1,800Å 내지 2,550Å의 범위 내에 위치하도록 설정한다. 상기 제2 발광부(120)는 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층, 또는 적색(Red) 발광층 및 녹색(Green) 발광층, 또는 황색(Yellow) 발광층 및 적색(Red) 발광층, 또는 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층 및 적색(Red) 발광층 중 하나이거나 이들의 조합으로 구성할 수 있다.
상기 발광층의 두께, 발광층의 수, 유기층의 두께, 유기층의 수 중 적어도 하나에 상관없이, 상기 제2 발광부(120)의 발광 위치(L2)는 상기 제2 전극(104)으로부터 1,800Å 내지 2,550Å의 범위 내에 위치하도록 한다. 또는, 상기 제2 발광부(120)의 발광 위치(L2)는 상기 제2 전극(104)의 반사면으로부터 1,800Å 내지 2,550Å의 범위 내에 위치하도록 설정한다. 따라서, 발광 피크(Emission Peak)가 황색-녹색(Yellow-Green) 발광 영역, 또는 황색 및 적색 발광 영역, 또는 적색 및 녹색 발광 영역, 또는 황색-녹색 및 적색 발광 영역에 위치하게 하고, 발광 피크(Emitting Peak)에 해당하는 파장의 빛을 발광함으로써 제2 발광부(120)가 최대의 휘도를 낼 수 있도록 한다. 상기 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층의 피크 파장(peak wavelength) 범위는 510㎚ 내지 580㎚일 수 있다. 그리고, 황색(Yellow) 발광층 및 적색(Red) 발광층의 피크 파장(peak wavelength) 범위는 540㎚ 내지 650㎚일 수 있다. 또한, 적색(Red) 발광층 및 녹색(Green) 발광층의 피크 파장(peak wavelength) 범위는 510㎚ 내지 650㎚일 수 있다. 또한, 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층 및 적색(Red) 발광층의 피크 파장(peak wavelength) 범위는 510㎚ 내지 650㎚일 수 있다. 여기서 피크 파장은 발광 영역일 수 있다.
상기 제1 발광부(110)의 발광 위치(L3)는 상기 제2 전극(104)으로부터 2,650 Å 내지 3,300Å이 되도록 설정한다. 또는, 상기 제1 발광부(110)의 발광 위치(L3)는 상기 제2 전극(104)의 반사면으로부터 2,650Å 내지 3,300Å이 되도록 설정한다. 상기 제1 발광부(110)는 청색(Blue) 발광층, 또는 청색(Blue) 발광층 및 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층, 또는 청색(Blue) 발광층 및 적색(Red) 발광층, 또는 청색(Blue) 발광층 및 녹색(Green) 발광층 중 하나이거나 이들의 조합으로 구성할 수 있다. 상기 청색(Blue) 발광층은 청색(Blue) 발광층, 진청색(Deep Blue) 발광층, 또는 스카이 블루(Sky Blue) 발광층 중 하나를 포함할 수 있다. 진청색(Deep Blue) 발광층은 청색(Blue) 발광층에 비해 단파장 영역에 위치하므로, 색재현율 및 휘도 향상에 유리할 수 있다.
상기 발광층의 두께, 발광층의 수, 유기층의 두께, 유기층의 수 중 적어도 하나에 상관없이, 상기 제1 발광부(110)의 발광 위치(L3)는 상기 제2 전극(104)으로부터 2,650Å 내지 3,300Å의 범위 내에 위치하도록 설정한다. 또는, 상기 제1 발광부(110)의 발광 위치(L3)는 상기 제2 전극(104)의 반사면으로부터 2,650Å 내지 3,300Å의 범위 내에 위치하도록 설정한다. 따라서, 상기 제1 발광부(110)의 발광 피크(Emitting Peak)가 청색(Blue) 발광 영역에 위치하게 하여 제1 발광부(110)가 최대의 휘도를 낼 수 있도록 한다. 상기 청색(Blue) 발광층의 피크 파장(peak wavelength) 범위는 440㎚ 내지 480㎚일 수 있다. 또한, 청색(Blue) 발광층 및 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층의 피크 파장(peak wavelength) 범위는 440㎚ 내지 580㎚일 수 있다. 또한, 청색(Blue) 발광층 및 적색(Red) 발광층의 피크 파장(peak wavelength) 범위는 440㎚ 내지 650㎚일 수 있다. 또한, 청색(Blue) 발광층 및 녹색(Green) 발광층의 피크 파장(peak wavelength) 범위는 440㎚ 내지 560㎚일 수 있다. 여기서 피크 파장은 발광 영역일 수 있다.
본 발명은 상기 발광층의 두께, 발광층의 수, 유기층의 두께, 유기층의 수 중 적어도 하나에 상관없이, 상기 제2 전극(104)으로부터 상기 제1 전극(102)의 위치를 설정하고, 상기 제2 전극(104)으로부터 발광층들의 발광 위치를 설정한 EPEL(Emission Position of Emitting Layers) 구조를 적용한 것이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 백색 유기 발광 소자를 나타내는 도면이다.
도 2에 도시된 백색 유기 발광 소자(100)는 제1 및 제2 전극(102,104)과, 제1 및 제2 전극(102,104) 사이에 제1 발광부(110), 제2 발광부(120) 및 제3 발광부(130)를 구비한다.
상기 제1 전극(102)과 제2 전극(104)은 각각 애노드(anode) 또는 캐소드(cathode)로 지칭될 수 있다.
상기 제1 전극(102)의 위치는 상기 제2 전극(104)으로부터 4,500Å 내지 6,000Å에 있도록 설정한다. 상기 제1 전극(102)의 위치(L0)를 설정함으로써 상기 제1 발광부(110), 제2 발광부(120), 제3 발광부(130)를 구성하는 발광층들의 발광 피크(Emitting Peak)가 특정한 파장에 위치하게 하고, 그 특정 파장의 빛을 발광시킴으로써 발광층들의 효율을 개선할 수 있다. 그리고, 상기 제1 발광부(110), 상기 제2 발광부(120) 및 상기 제3 발광부(130)는 상기 제1 발광층, 상기 제2 발광층 및 상기 제3 발광층의 발광 영역에서 최대 발광 범위를 가지는 EPEL(Emission Position of Emitting Layers) 구조를 갖는 것이다.
상기 제3 발광부(130)는 상기 제2 전극(104) 아래에 제3 전자 수송층(ETL; Electron Transporting Layer)(136), 제3 발광층(EML; Emitting Layer)(134), 제3 정공 수송층(HTL; Hole Transporting Layer)(132)을 포함하여 이루어질 수 있다. 도면에 도시하지 않았으나, 상기 제3 전자 수송층(ETL)(136) 위에 전자 주입층(EIL; Electron Injecting Layer)을 추가로 구성할 수 있다. 상기 전자 주입층(EIL)은 상기 제2 전극(104)으로부터의 전자를 상기 제3 전자 수송층(ETL)(136)에 주입하는 역할을 한다.
상기 제3 전자 수송층(ETL)(136)은 옥사디아졸(oxadiazole), 트리아졸(triazole), 페난쓰롤린(phenanthroline), 벤족사졸(benzoxazole) 또는 벤즈티아졸(benzthiazole) 등으로 이루어질 수 있지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 제3 전자 수송층(ETL)(136)은 2개 이상의 층이나 2개 이상의 재료를 적용하여 구성할 수 있다.
상기 제3 정공 수송층(HTL)(132)은 TPD(N,N'-bis(3-methylphenyl)-N,N'-bis(phenyl)-benzidine) 또는 NPB(N,N'-di(naphthalen-1-yl)-N,N'-diphenyl-benzidine) 등으로 이루어질 수 있지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 제3 정공 수송층(HTL)(132)은 2개 이상의 층이나 2개 이상의 재료를 적용하여 구성할 수 있다.
상기 제3 정공 수송층(HTL)(132) 아래에 정공 주입층(HIL; Hole Injecting Layer)을 추가로 구성할 수 있다. 상기 정공 주입층(HIL)은 제2 전하 생성층(CGL)(150)으로부터의 정공을 상기 제3 정공 수송층(HTL)(132)에 주입하는 역할을 한다.
상기 제3 발광층(EML)(134) 위에 정공 저지층(HBL; Hole Blocking Layer)을 추가로 구성할 수 있다. 상기 정공 저지층(HBL)은 상기 제3 발광층(EML)(134)에서 생성된 정공이 상기 제3 전자 수송층(ETL)(136)으로 넘어오는 것을 방지함으로써 상기 제3 발광층(EML)(134)에서 전자와 정공의 결합을 향상시켜 제3 발광층(EML)(134)의 발광 효율을 향상시킬 수 있다. 상기 제3 전자 수송층(ETL)(136)과 상기 정공 저지층(HBL)은 하나의 층으로도 구성할 수 있다.
상기 제3 발광층(EML)(134) 아래에 전자 저지층(EBL; Electron Blocking Layer)을 추가로 구성할 수 있다. 상기 전자 저지층(EBL)은 상기 제3 발광층(EML)(134)에서 생성된 전자가 상기 제3 정공 수송층(HTL)(132)으로 넘어오는 것을 방지함으로써 상기 제3 발광층(EML)(134)에서 전자와 정공의 결합을 향상시켜 제3 발광층(EML)(134)의 발광 효율을 향상시킬 수 있다. 상기 제3 정공 수송층(HTL)(132)과 상기 전자 저지층(EBL)은 하나의 층으로도 구성할 수 있다.
상기 제3 발광층(EML)(134)은 청색(Blue) 발광층 또는 다른 색을 발광할 수 있는 보조 발광층을 포함한 청색(Blue) 발광층 중 하나로 구성된다. 상기 청색(Blue) 발광층은 청색(Blue) 발광층, 진청색(Deep Blue) 발광층, 또는 스카이 블루(Sky Blue) 발광층 중 하나를 포함할 수 있다. 진청색(Deep Blue) 발광층은 청색(Blue) 발광층에 비해 단파장 영역에 위치하므로, 색재현율 및 휘도 향상에 유리할 수 있다.
상기 보조 발광층으로는 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층 또는 적색(Red) 발광층 또는 녹색(Green) 발광층 중 하나로 구성되거나 이들의 조합으로 구성될 수 있다. 상기 보조 발광층을 더 구성할 경우 녹색(Green) 발광층이나 적색(Red) 발광층의 발광 효율을 더 개선할 수 있다. 상기 보조 발광층을 포함하여 제3 발광층(EML)(134)을 구성하는 경우, 상기 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층 또는 적색(Red) 발광층 또는 녹색(Green) 발광층이 상기 제3 발광층(EML)(134)의 위 또는 아래에 구성하는 것도 가능하다.
또한, 상기 보조 발광층으로 황색-녹색(Yellow-Green) 또는 적색(Red) 발광층 또는 녹색(Green) 발광층이 상기 제3 발광층(EML)(134)의 위 및 아래에 동일하게 구성하거나 다르게 구성할 수도 있다. 발광층의 위치나 수 등은 소자의 구성 및 특성에 따라 선택적으로 배치하는 것이 가능하며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 제3 발광층(EML)(134)에 상기 보조 발광층을 구성할 경우, 상기 제3 발광층(EML)(134)의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 440㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 여기서 피크 파장은 발광 영역일 수 있다.
상기 제3 전자 수송층(ETL)(136), 상기 제3 발광층(EML)(134), 전자 주입층(EIL), 정공 저지층(HBL) 등의 모든 층들을 유기층이라고 할 수 있다. 상기 제2 전극(104)과 상기 제3 발광층(EML)(134) 사이에 있는 모든 유기층들과 상기 제3 발광층(EML)(134)을 유기층이라고 할 수 있다. 따라서, 상기 제2 전극(104)과 상기 제3 발광층(EML)(134) 사이에 있는 모든 유기층들을 제4 유기층으로 지칭할 수 있다.
상기 제3 전자 수송층(ETL)(136)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제3 발광층(EML)(134)의 수나 두께에 상관없이, 또는 전자 주입층(EIL)의 수나 두께에 상관없이, 또는 정공 저지층(HBL)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제2 전극(104)과 상기 제3 발광층(EML)(134) 사이에 있는 모든 유기층의 수나 두께에 상관없이, 상기 제3 발광층(EML)(134)의 발광 위치(L1)는 상기 제2 전극(104)으로부터 200Å 내지 800Å의 범위 내에 위치하도록 설정한다. 또는, 상기 제3 발광층(EML)(134)의 발광 위치(L1)는 상기 제2 전극(104)의 반사면으로부터 200Å 내지 800Å의 범위 내에 위치하도록 설정한다. 따라서, 적어도 하나의 상기 제4 유기층의 수, 상기 제4 유기층의 두께, 상기 제3 발광층의 수, 상기 제3 발광층의 두께에 상관없이 상기 제3 발광층(EML)(134)의 발광 위치(L1)는 상기 제2 전극(104)으로부터 200Å 내지 800Å의 범위 내에 위치하도록 설정할 수 있다. 또는, 적어도 하나의 상기 제4 유기층의 수, 상기 제4 유기층의 두께, 상기 제3 발광층의 수, 상기 제3 발광층의 두께에 상관없이 상기 제3 발광층(EML)(134)의 발광 위치(L1)는 상기 제2 전극(104)의 반사면으로부터 200Å 내지 800Å의 범위 내에 위치하도록 설정할 수 있다.
상기 제2 발광부(120)는 제2 정공 수송층(HTL)(122), 제2 발광층(EML)(124), 제2 전자 수송층(ETL)(126)을 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 제2 전자 수송층(ETL)(126)은 상기 제3 전자 수송층(ETL)(136)과 동일한 물질로 이루어질 수 있지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 제2 전자 수송층(ETL)(126)은 2개 이상의 층이나 2개 이상의 재료를 적용하여 구성할 수 있다.
상기 제2 정공 수송층(HTL)(122)은 상기 제3 정공 수송층(HTL)(132)과 동일한 물질로 이루어질 수 있지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 제2 정공 수송층(HTL)(122)은 2개 이상의 층이나 2개 이상의 재료를 적용하여 구성할 수 있다.
상기 제2 정공 수송층(HTL)(122) 아래에 정공 주입층(HIL)을 추가로 구성할 수 있다. 상기 정공 주입층(HIL)은 상기 제1 전하 수송층(CGL)(140)으로부터의 정공을 상기 제2 정공 수송층(HTL)(122)에 주입하는 역할을 한다.
상기 제2 발광층(EML)(124) 위에 정공 저지층(HBL)을 추가로 구성할 수 있다. 상기 정공 저지층(HBL)은 상기 제2 발광층(EML)(124)에서 생성된 정공이 상기 제2 전자 수송층(ETL)(126)으로 넘어오는 것을 방지함으로써 상기 제2 발광층(EML)(124)에서 전자와 정공의 결합을 향상시켜 제2 발광층(EML)(124)의 발광 효율을 향상시킬 수 있다. 상기 제2 전자 수송층(ETL)(126)과 상기 정공 저지층(HBL)은 하나의 층으로도 구성할 수 있다.
상기 제2 발광층(EML)(124) 아래에 전자 저지층(EBL)을 추가로 구성할 수 있다. 상기 전자 저지층(EBL)은 상기 제2 발광층(EML)(124)에서 생성된 전자가 상기 제2 정공 수송층(HTL)(122)으로 넘어오는 것을 방지함으로써 상기 제2 발광층(EML)(124)에서 전자와 정공의 결합을 향상시켜 제2 발광층(EML)(124)의 발광 효율을 향상시킬 수 있다. 상기 제2 정공 수송층(HTL)(122)과 상기 전자 저지층(EBL)은 하나의 층으로도 구성할 수 있다.
상기 제2 발광층(EML)(124)은 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층, 또는 황색(Yellow) 발광층 및 적색(Red) 발광층, 또는 적색(Red) 발광층 및 녹색(Green) 발광층, 또는 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층 및 적색(Red) 발광층 중 하나로 구성되거나 이들의 조합으로 구성될 수 있다. 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층에 적색(Red) 발광층을 더 구성하는 경우에는 적색(Red) 발광층의 효율을 더 개선할 수 있다. 상기 적색(Red) 발광층은 상기 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층의 위 또는 아래에 구성할 수 있다. 그리고, 상기 황색(Yellow) 발광층 및 적색(Red) 발광층, 또는 적색(Red) 발광층 및 녹색(Green) 발광층, 또는 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층 및 적색(Red) 발광층은 상기 제2 발광층(EML)(124)의 위 또는 아래에 구성하는 것도 가능하다. 또한, 상기 황색(Yellow) 발광층 및 적색(Red) 발광층, 또는 적색(Red) 발광층 및 녹색(Green) 발광층, 또는 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층 및 적색(Red) 발광층은 상기 제2 발광층(EML)(124)의 위 및 아래에 동일하게 구성하거나 다르게 구성할 수도 있다.
그리고, 상기 황색(Yellow) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 540㎚ 내지 580㎚의 범위로 할 수 있다. 상기 적색(Red) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 600㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 따라서, 상기 황색(Yellow) 발광층 및 적색(Red) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 540㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 여기서 피크 파장은 발광 영역일 수 있다. 상기 황색(Yellow) 발광층과 적색(Red) 발광층의 두 개의 층으로 구성할 경우, 적색(Red) 발광층의 발광 효율을 높일 수 있다.
그리고, 상기 적색(Red) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 600㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 상기 녹색(Green) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 510㎚ 내지 560㎚의 범위로 할 수 있다. 따라서, 적색(Red) 발광층 및 녹색(Green) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 510㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 여기서 피크 파장은 발광 영역일 수 있다. 상기 적색(Red) 발광층과 녹색(Green) 발광층의 두 개의 층으로 구성할 경우, 색 재현율을 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 황색(Yellow) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 540㎚ 내지 580㎚의 범위로 할 수 있다. 상기 적색(Red) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 600㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 따라서, 상기 황색(Yellow) 발광층과 적색(Red) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 540㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 여기서 피크 파장은 발광 영역일 수 있다. 상기 황색(Yellow) 발광층과 적색(Red) 발광층의 두 개의 층으로 구성할 경우, 적색(Red) 발광층의 발광 효율을 높일 수 있다.
또한, 소자의 특성이나 구조에 따라 상기 제2 발광부(220)의 상기 제2 발광층(EML)(224)은 적색(Red) 발광층과 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층의 두 개의 층으로 구성할 수 있다. 상기 적색(Red) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 600㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 상기 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 510㎚ 내지 580㎚의 범위로 할 수 있다. 상기 적색(Red) 발광층과 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층의 두 개의 층으로 구성할 경우, 적색(Red) 발광층의 발광 효율을 높일 수 있다. 이 경우, 상기 제2 발광층(EML)(224)의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 510㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 여기서 피크 파장은 발광 영역일 수 있다.
상기 제2 발광층(EML)(124)을 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층, 또는 황색(Yellow) 발광층 및 적색(Red) 발광층, 또는 적색(Red) 발광층 및 녹색(Green) 발광층, 또는 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층 및 적색(Red) 발광층 중 하나로 구성되거나 이들의 조합으로 구성될 경우, 상기 제2 발광층(EML)(124)의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 510㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 여기서 피크 파장은 발광 영역일 수 있다.
상기 제2 발광부(120)와 상기 제3 발광부(130) 사이에는 제2 전하 생성층(CGL; Charge Generating Layer)(150)이 더 구성될 수 있다. 상기 제2 전하 생성층(CGL)(150)은 상기 제2 및 제3 발광부(120,130) 간의 전하 균형을 조절한다. 이러한 제2 전하 생성층(CGL)(150)은 N형 전하 생성층(N-CGL) 및 P형 전하 생성층(P-CGL)을 포함할 수 있다.
N형 전하 생성층은 상기 제2 발광부(120)로 전자(electron)를 주입해주는 역할을 하며, P형 전하 생성층은 제3 발광부(130)로 정공(hole)을 주입해주는 역할을 한다.
상기 N형 전하 생성층(N-CGL)은 각각 Li, Na, K, 또는 Cs와 같은 알칼리 금속, 또는 Mg, Sr, Ba, 또는 Ra와 같은 알칼리 토금속으로 도핑된 유기층으로 이루어질 수 있지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 P형 전하 생성층(P-CGL)은 각각 P형 도펀트가 포함된 유기층으로 이루어질 수 있지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 제2 전하 생성층(CGL)(150)은 단일층으로 구성할 수도 있다.
상기 제2 발광층(EML)(124), 상기 제2 전자 수송층(ETL)(126), 상기 제2 전하 생성층(CGL)(150), 상기 제3 정공 수송층(HTL)(132), 정공 저지층(HBL), 전자 저지층(EBL), 정공 주입층(HIL) 등의 모든 층들을 유기층이라고 할 수 있다. 상기 제3 발광층(EML)(134)과 상기 제2 발광층(EML)(124) 사이에 있는 모든 유기층들과 상기 제2 발광층(EML)(124)을 유기층이라 할 수 있다. 따라서, 상기 제3 발광층(EML)(134)과 상기 제2 발광층(EML)(124) 사이에 있는 모든 유기층들을 제3 유기층으로 지칭할 수 있다.
상기 제3 정공 수송층(HTL)(132)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제2 전하 생성층(CGL)(150)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제2 전자 수송층(ETL)(126)의 수나 두께에 상관없이, 또는 정공 저지층(HBL)의 수나 두께에 상관없이, 또는 전자 저지층(EBL)의 수나 두께에 상관없이, 또는 정공 주입층(HIL)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제2 발광층(EML)(124)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제3 발광층(EML)(134)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제2 전극(104)과 상기 제3 발광층(EML)(134) 사이에 있는 모든 유기층의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제3 발광층(EML)(134)과 상기 제2 발광층(EML)(124) 사이에 있는 모든 유기층의 수나 두께에 상관없이, 상기 제2 발광층(EML)(124)의 발광 위치(L2)는 상기 제2 전극(104)으로부터 1,800Å 내지 2,550Å의 범위 내에 위치하도록 설정한다. 또는, 상기 제2 발광층(EML)(124)의 발광 위치(L2)는 상기 제2 전극(104)의 반사면으로부터 1,800Å 내지 2,550Å의 범위 내에 위치하도록 설정한다.
따라서, 적어도 하나의 상기 제4 유기층의 수, 상기 제4 유기층의 두께, 상기 제3 유기층의 수, 상기 제3 유기층의 두께, 상기 제3 발광층의 수, 상기 제3 발광층의 두께, 상기 제2 발광층의 수, 상기 제2 발광층의 두께에 상관없이 상기 제2 발광층(EML)(124)의 발광 위치(L2)는 상기 제2 전극(104)으로부터 1,800Å 내지 2,550Å의 범위 내에 위치하도록설정할 수 있다. 또는, 적어도 하나의 상기 제4 유기층의 수, 상기 제4 유기층의 두께, 상기 제3 유기층의 수, 상기 제3 유기층의 두께, 상기 제3 발광층의 수, 상기 제3 발광층의 두께에 상관없이, 상기 제2 발광층의 수, 상기 제2 발광층의 두께에 상관없이 상기 제2 발광층(EML)(124)의 발광 위치(L2)는 상기 제2 전극(104)의 반사면으로부터 1,800Å 내지 2,550Å의 범위 내에 위치하도록 설정할 수 있다.
상기 제1 발광부(110)는 상기 제1 전극(102) 위에 제1 정공 수송층(HTL)(112), 제1 발광층(EML)(114), 제1 전자 수송층(ETL)(116)을 포함하여 이루어질 수 있다.
도면에 도시하지 않았으나, 정공 주입층(HIL)을 추가로 구성할 수 있다. 상기 정공 주입층(HIL)은 상기 제1 전극(102) 위에 형성되고, 제1 전극(102)으로부터의 정공(hole) 주입을 원활하게 하는 역할을 한다. 상기 제1 정공 수송층(HTL)(112)은 정공 주입층(HIL)으로부터의 정공을 제1 발광층(EML)(114)에 공급한다. 상기 제1 전자 수송층(ETL)(116)은 제2 전극(104)으로부터의 전자를 제1 발광층(EML)(114)에 공급한다.
상기 정공 주입층(HIL)은 MTDATA(4,4',4"-tris(3-methylphenylphenylamino)triphenylamine), CuPc(copper phthalocyanine) 또는 PEDOT/PSS(poly(3,4-ethylenedioxythiphene, polystyrene sulfonate) 등으로 이루어질 수 있지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 제1 발광층(EML)(114)에서는 제1 정공 수송층(HTL)(112)을 통해 공급된 정공(hole)과 제1 전자 수송층(ETL)(116)을 통해 공급된 전자(electron)들이 재결합되므로 광이 생성된다.
상기 제1 전자 수송층(ETL)(116)은 상기 제3 전자 수송층(ETL)(136)과 동일한 물질로 이루어질 수 있지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 제1 전자 수송층(ETL)(116)은 2개 이상의 층이나 2개 이상의 재료를 적용하여 구성할 수 있다.
상기 제1 정공 수송층(HTL)(112)은 상기 제3 정공 수송층(HTL)(132)과 동일한 물질로 이루어질 수 있지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 제1 정공 수송층(HTL)(112)은 2개 이상의 층이나 2개 이상의 재료를 적용하여 구성할 수 있다.
상기 제1 발광층(EML)(114) 위에 정공 저지층(HBL)을 추가로 구성할 수 있다. 상기 정공 저지층(HBL)은 상기 제1 발광층(EML)(114)에서 생성된 정공이 상기 제1 전자 수송층(ETL)(116)으로 넘어오는 것을 방지함으로써 상기 제1 발광층(EML)(114)에서 전자와 정공의 결합을 향상시켜 제1 발광층(EML)(114)의 발광 효율을 향상시킬 수 있다. 상기 제1 전자 수송층(ETL)(116)과 상기 정공 저지층(HBL)은 하나의 층으로도 구성할 수 있다.
상기 제1 발광층(EML)(114) 아래에 전자 저지층(EBL)을 추가로 구성할 수 있다. 상기 전자 저지층(EBL)은 상기 제1 발광층(EML)(114)에서 생성된 전자가 상기 제1 정공 수송층(HTL)(112)으로 넘어오는 것을 방지함으로써 상기 제1 발광층(EML)(114)에서 전자와 정공의 결합을 향상시켜 제1 발광층(EML)(114)의 발광 효율을 향상시킬 수 있다. 상기 제1 정공 수송층(HTL)(112)과 상기 전자 저지층(EBL)은 하나의 층으로도 구성할 수 있다.
상기 제1 발광층(EML)(114)은 청색(Blue) 발광층 또는 다른 색을 발광할 수 있는 보조 발광층을 포함한 청색(Blue) 발광층으로 구성된다. 상기 청색(Blue) 발광층은 청색(Blue) 발광층, 진청색(Deep Blue) 발광층, 또는 스카이 블루(Sky Blue) 발광층 중 하나를 포함할 수 있다. 진청색(Deep Blue) 발광층은 청색(Blue) 발광층에 비해 단파장 영역에 위치하므로, 색재현율 및 휘도 향상에 유리할 수 있다.
상기 보조 발광층으로는 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층 또는 적색(Red) 발광층 또는 녹색(Green) 발광층 중 하나로 구성되거나 이들의 조합으로 구성될 수 있다. 상기 보조 발광층을 더 구성할 경우 녹색(Green) 발광층이나 적색(Red) 발광층의 발광 효율을 더 개선할 수 있다. 상기 보조 발광층을 포함하여 제1 발광층(EML)(114)을 구성하는 경우, 상기 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층 또는 적색(Red) 발광층 또는 녹색(Green) 발광층이 제1 발광층(EML)(114)의 위 또는 아래에 구성하는 것도 가능하다. 또한, 상기 보조 발광층으로 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층 또는 적색(Red) 발광층 또는 녹색(Green) 발광층이 상기 제1 발광층(EML)(114)의 위 및 아래에 동일하게 구성하거나 다르게 구성할 수 있다. 발광층의 위치나 수 등은 소자의 구성 및 특성에 따라 선택적으로 배치하는 것이 가능하며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 제1 발광층(EML)(114)에 상기 보조 발광층을 구성할 경우, 상기 제1 발광층(EML)(114)의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 440㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 여기서 피크 파장은 발광 영역일 수 있다.
상기 제1 발광부(110)와 상기 제2 발광부(120) 사이에는 제1 전하 생성층(CGL; Charge Generating Layer)(140)이 더 구성될 수 있다. 상기 제1 전하 생성층(CGL)(140)은 상기 제1 및 제2 발광부(110,120) 간의 전하 균형을 조절한다. 이러한 제1 전하 생성층(CGL)(140)은 N형 전하 생성층과 P형 전하 생성층을 포함할 수 있다.
N형 전하 생성층은 상기 제1 발광부(110)로 전자(electron)를 주입해주는 역할을 하며, P형 전하 생성층은 제2 발광부(120)로 정공(hole)을 주입해주는 역할을 한다.
상기 제1 전하 생성층(CGL)(140)은 상기 제2 전하 생성층(CGL)(150)의 N형 전하 생성층과 P형 전하 생성층의 동일한 물질로 이루어질 수 있지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 제1 전하 생성층(CGL)(140)은 단일층으로 구성할 수도 있다.
상기 제1 발광층(EML)(114), 상기 제1 전자 수송층(ETL)(116), 상기 제1 전하 생성층(CGL)(140), 상기 제2 정공 수송층(HTL)(122), 정공 저지층(HBL), 전자 저지층(EBL), 정공 주입층(HIL) 등의 모든 층을 유기층이라고 할 수 있다. 상기 제2 발광층(EML)(124)과 상기 제1 발광층(EML)(114) 사이에 있는 모든 유기층들과 상기 제1 발광층(EML)(114)을 유기층이라고 할 수 있다. 따라서, 상기 제2 발광층(EML)(124)과 상기 제1 발광층(EML)(114) 사이에 있는 모든 유기층들을 제2 유기층으로 지칭할 수 있다.
상기 제2 정공 수송층(HTL)(122)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제1 전하 생성층(CGL)(140)의 수나 두께에 상관없이, 또는 전자 저지층(EBL)의 수나 두께에 상관없이, 또는 정공 주입층(HIL)의 수나 두께에 상관없이, 또는 정공 저지층(HBL)의 수나 두께에 상관없이, 상기 제1 전자 수송층(ETL)(116)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제1 발광층(EML)(114)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제2 발광층(EML)(124)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제3 발광층(EML)(134)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제2 전극(104)과 상기 제3 발광층(EML)(134) 사이에 있는 모든 유기층의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제3 발광층(EML)(134)과 상기 제2 발광층(EML)(124) 사이에 있는 모든 유기층의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제2 발광층(EML)(124)과 상기 제1 발광층(EML)(114) 사이에 있는 모든 유기층의 수나 두께에 상관없이, 상기 제1 발광층(EML)(114)의 발광 위치(L3)는 상기 제2 전극(104)으로부터 2,650Å 내지 3,300Å의 범위 내에 위치하도록 설정한다. 또는, 상기 제1 발광층(EML)(114)의 발광 위치(L3)는 상기 제2 전극(104)의 반사면으로부터 2,650Å 내지 3,300Å의 범위 내에 위치하도록 설정한다.
따라서, 적어도 하나의 상기 제4 유기층의 수, 상기 제4 유기층의 두께, 상기 제3 유기층의 수, 상기 제3 유기층의 두께, 상기 제2 유기층의 수, 상기 제2 유기층의 두께, 상기 제3 발광층의 수, 상기 제3 발광층의 두께, 상기 제2 발광층의 수, 상기 제2 발광층의 두께, 상기 제1 발광층의 수, 상기 제1 발광층의 두께에 상관없이 상기 제1 발광층(EML)(114)의 발광 위치(L3)는 상기 제2 전극(104)으로부터 2,650Å 내지 3,300Å의 범위 내에 위치하도록 설정할 수 있다. 또는, 적어도 하나의 상기 제4 유기층의 수, 상기 제4 유기층의 두께, 상기 제3 유기층의 수, 상기 제3 유기층의 두께, 상기 제2 유기층의 수, 상기 제2 유기층의 두께, 상기 제3 발광층의 수, 상기 제3 발광층의 두께, 상기 제2 발광층의 수, 상기 제2 발광층의 두께, 상기 제1 발광층의 수, 상기 제1 발광층의 두께에 상관없이 상기 제1 발광층(EML)(114)의 발광 위치(L3)는 상기 제2 전극(104)의 반사면으로부터 2,650Å 내지 3,300Å의 범위 내에 위치하도록 설정할 수 있다.
그리고, 상기 제1 발광층(EML)(114)과 상기 기판(101) 사이에 있는 상기 제1 정공 수송층(HTL)(112), 전자 저지층(EBL), 정공 주입층(HIL) 등을 유기층이라고 할 수 있다. 따라서, 상기 제1 발광층(EML)(114)과 상기 기판(101) 사이에 있고, 상기 제1 전극(102)을 포함한 모든 층들을 유기층이라고 할 수 있다. 상기 제1 발광층(EML)(114)과 상기 기판(101) 사이에 있는 모든 유기층들과 제1 전극(102)을 제1 유기층이라 지칭할 수 있다.
상기 제1 정공 수송층(HTL)(112)의 수나 두께에 상관없이, 상기 정공 주입층(HIL)의 수나 두께에 상관없이, 또는 전자 저지층(EBL)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제1 전극(102)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제1 발광층(EML)(114)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제2 발광층(EML)(124)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제3 발광층(EML)(134)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제2 전극(104)과 상기 제3 발광층(EML)(134) 사이에 있는 모든 유기층의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제3 발광층(EML)(134)과 상기 제2 발광층(EML)(124) 사이에 있는 모든 유기층의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제2 발광층(EML)(124)과 상기 제1 발광층(EML)(114) 사이에 있는 모든 유기층의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제1 발광층(EML)(114)과 상기 기판(101) 사이에 있는 모든 유기층의 수나 두께에 상관없이 상기 제1 전극(102)의 위치(L0)는 상기 제2 전극(104)으로부터 4,500Å 내지 6,000Å의 범위 내에 위치하도록 설정할 수 있다. 또는, 상기 제1 전극(102)의 위치(L0)는 상기 제2 전극(104)의 반사면으로부터 4,500Å 내지 6,000Å의 범위 내에 위치하도록 설정할 수 있다.
따라서, 적어도 하나의 상기 제4 유기층의 수, 상기 제4 유기층의 두께, 상기 제3 유기층의 수, 상기 제3 유기층의 두께, 상기 제2 유기층의 수, 상기 제2 유기층의 두께, 상기 제3 발광층의 수, 상기 제3 발광층의 두께, 상기 제2 발광층의 수, 상기 제2 발광층의 두께, 상기 제1 발광층의 수, 상기 제1 발광층의 두께, 상기 제1 유기층의 수, 상기 제1 유기층의 두께에 상관없이 제1 전극(102)의 위치(L0)는 상기 제2 전극(104)으로부터 4,500Å 내지 6,000Å의 범위 내에 위치하도록 설정할 수 있다. 또는, 적어도 하나의 상기 제4 유기층의 수, 상기 제4 유기층의 두께, 상기 제3 유기층의 수, 상기 제3 유기층의 두께, 상기 제2 유기층의 수, 상기 제2 유기층의 두께, 상기 제3 발광층의 수, 상기 제3 발광층의 두께, 상기 제2 발광층의 수, 상기 제2 발광층의 두께, 상기 제1 발광층의 수, 상기 제1 발광층의 두께, 상기 제1 유기층의 수, 상기 제1 유기층의 두께에 상관없이 상기 제1 전극(102)의 위치(L0)는 상기 제2 전극(104)의 반사면으로부터 4,500Å 내지 6,000Å의 범위 내에 위치하도록 설정할 수 있다.
상기 제1 발광부(110), 제2 발광부(120), 제3 발광부(130)를 구성하는 발광층의 두께, 발광층의 수, 유기층의 두께, 유기층의 수 중 적어도 하나에 상관없이, 상기 제1 발광부(110), 제2 발광부(120), 제3 발광부(130) 사이에 구성될 수 있는 유기층들을 예로 들어 설명한 도면이다. 따라서, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 소자의 구성 및 특성에 따라 선택적으로 배치하는 것이 가능하다.
도 2에 도시한 구조는 본 발명의 일예를 나타낸 것으로, 유기 발광 소자의 구조나 특성에 따라 선택적으로 구성하는 것이 가능하며, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 유기 발광 소자의 발광 위치를 나타내는 도면이다.
즉, 도 3에서 가로축은 빛의 파장 영역을 나타낸 것이며, 세로축은 상기 제2 전극(104)으로부터 상기 발광부를 구성하는 발광층들의 발광 위치를 나타낸 것으로, contour map이라 할 수 있다. 여기서는 상기 제1 전극(102)과 상기 제2 전극(104)을 제외하고, 본 발명의 EPEL 구조를 적용할 경우 발광 피크(Emitting Peak)에서 발광층들의 발광 위치를 나타낸 것이다. 그리고, 발광층들의 발광 영역에서 최대 발광 범위를 가지는 발광층들의 발광 위치를 나타낸 것이다. 도 3에서는 상기 제1 전극(102)과 상기 제2 전극(104)을 제외하고 전체 유기층들의 두께를 4,200Å으로 하여 발광층들의 발광 위치를 나타낸 것이다. 상기 전체 유기층들의 두께가 본 발명의 내용을 제한하는 것은 아니다.
상기 제3 발광부(130)를 구성하는 상기 제3 발광층(EML)(134)은 청색(Blue) 발광층이므로, 상기 제3 발광층(EML)(134)의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength) 범위가 440㎚ 내지 480㎚ 범위가 될 수 있다. 청색(Blue) 발광층의 최대 파장(B-Max)인 460㎚에서 등고선(contour map)의 백색(white) 영역에서 빛이 발광하도록 하여야 최대 효율을 낼 수 있다.
따라서, 상기 제2 전극(104)으로부터 상기 제3 발광층(EML)(134)의 발광 위치(134E)를 200Å 내지 800Å 범위로 설정하여 상기 제3 발광층(EML)(134)의 발광 피크(Emitting Peak)(134E)가 최대 파장(B-Max)인 460㎚에 위치하게 한다. 그로 인해, 상기 제3 발광층(EML)(134)이 최대 파장(B-Max)인 460㎚에서 빛을 발광하게 됨으로써 최대 효율을 낼 수 있게 된다. 이미 설명한 바와 같이, 도 3에서는 상기 제3 발광층(EML)(134)의 발광 위치가 3,400Å 내지 4,000Å로 도시되어 있으나, 이는 전체 유기층들의 두께인 4,200Å에서 3,400Å 내지 4,000Å를 뺀 값이다. 따라서, 상기 제3 발광층(EML)(134)의 발광 위치는 200Å 내지 800Å 범위가 될 수 있다. 이는 상기 제2 발광층(EML)(124)의 발광 위치와 상기 제1 발광층(EML)(114)의 발광 위치에도 동일하게 적용될 수 있다.
그리고, 상기 제3 발광층(EML)(134)으로 청색(Blue) 발광층 및 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층, 또는 청색(Blue) 발광층 및 적색(Red) 발광층, 또는 청색(Blue) 발광층 및 녹색(Green) 발광층 중 하나이거나 이들의 조합으로 구성하는 경우에는, 상기 제3 발광층(EML)(134)의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength) 범위가 440㎚ 내지 650㎚ 범위가 될 수 있다. 상기 청색(Blue) 발광층은 청색(Blue) 발광층, 진청색(Deep Blue) 발광층, 또는 스카이 블루(Sky Blue) 발광층 중 하나를 포함할 수 있다.
상기 제2 발광부(120)를 구성하는 상기 제2 발광층(EML)(124)은 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층이므로, 상기 제2 발광층(EML)(124)의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength) 범위가 510㎚ 내지 580㎚ 범위가 될 수 있다. 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층의 최대 파장(YG-Max)이 560㎚에서 등고선(contour map)의 백색(white) 영역에서 빛이 발광하도록 하여야 최대 효율을 낼 수 있다.
따라서, 상기 제2 전극(104)으로부터 상기 제2 발광층(EML)(124)의 발광 위치를 1,800Å 내지 2,550Å 범위로 설정하여 상기 제2 발광층(EML)(124)의 발광 피크(Emitting Peak)(124E)가 최대 파장(YG-Max)인 560㎚에 위치하게 한다. 그로 인해, 상기 제2 발광층(EML)(124)이 최대 파장(YG-Max)인 560nm에서 빛을 발광하게 됨으로써 최대 효율을 낼 수 있게 된다.
그리고, 소자의 특성이나 구조에 따라 상기 제2 발광부(120)의 상기 제2 발광층(EML)(124)은 황색(Yellow) 발광층과 적색(Red) 발광층의 두 개의 층으로 구성할 수 있다. 상기 황색(Yellow) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 540㎚ 내지 580㎚의 범위로 할 수 있다. 상기 적색(Red) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 600㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 따라서, 이 경우에는 제2 발광층(EML)(124)의 발광 영역인 540㎚ 내지 650㎚에서 발광하도록 하여야 등고선(contour map)의 백색(white) 영역에서 최대 효율을 낼 수 있다.
또한, 소자의 특성이나 구조에 따라 상기 제2 발광부(120)의 상기 제2 발광층(EML)(124)은 적색(Red) 발광층과 녹색(Green) 발광층의 두 개의 층으로 구성할 수도 있다. 상기 적색(Red) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 600㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 상기 녹색(Green) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 510㎚ 내지 560㎚의 범위로 할 수 있다. 따라서, 이 경우에는 제2 발광층(EML)(124)의 발광 영역인 510㎚ 내지 650㎚에서 발광하도록 하여야 등고선(contour map)의 백색(white) 영역에서 최대 효율을 낼 수 있다.
또한, 소자의 특성이나 구조에 따라 상기 제2 발광부(120)의 상기 제2 발광층(EML)(124)은 적색(Red) 발광층과 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층의 두 개의 층으로 구성할 수 있다. 상기 적색(Red) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 600㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 상기 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 510㎚ 내지 580㎚의 범위로 할 수 있다. 따라서, 이 경우에는 제2 발광층(EML)(124)의 발광 영역인 510㎚ 내지 650㎚에서 발광하도록 하여야 등고선(contour map)의 백색(white) 영역에서 최대 효율을 낼 수 있다.
따라서, 상기 제2 발광층(EML)(124)으로 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층, 또는 황색(Yellow) 발광층 및 적색(Red) 발광층, 또는 적색(Red) 발광층 및 녹색(Green) 발광층, 또는 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층 및 적색(Red) 발광층 중 하나이거나 이들의 조합으로 구성하는 경우에는, 상기 제2 발광층(EML)(124)의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength) 범위가 510㎚ 내지 650㎚ 범위가 될 수 있다. 이 경우에는 제2 발광층(EML)(124)의 발광 영역인 510㎚ 내지 650㎚에서 발광하도록 하여야 등고선(contour map)의 백색(white) 영역에서 최대 효율을 낼 수 있다.
상기 제1 발광부(110)를 구성하는 상기 제1 발광층(EML)(114)은 청색(Blue) 발광층이므로, 상기 제1 발광층(EML)(114)의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength) 범위가 440㎚ 내지 480㎚ 범위가 될 수 있다. 청색(Blue) 발광층의 최대 파장(B-Max)이 460㎚에서 등고선(contour map)의 백색(white) 영역에서 빛이 발광하도록 하여야 최대 효율을 낼 수 있다.
따라서, 상기 제2 전극(104)으로부터 상기 제1 발광층(EML)(114)의 발광 위치를 2,650Å 내지 3,300Å 범위로 설정하여, 발광 피크(Emitting Peak)(114E)가 최대 파장(B-Max)인 460㎚에 위치하게 한다. 그로 인해, 상기 제1 발광층(EML)(114)이 최대 파장(B-Max)인 460㎚에서 빛을 발광하게 됨으로써 최대 효율을 낼 수 있게 된다.
그리고, 상기 제1 발광층(EML)(114)으로 청색(Blue) 발광층 및 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층, 또는 청색(Blue) 발광층 및 적색(Red) 발광층, 또는 청색(Blue) 발광층 및 녹색(Green) 발광층 중 하나이거나 이들의 조합으로 구성하는 경우에는, 상기 제1 발광층(EML)(114)의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength) 범위는 440㎚ 내지 650㎚ 범위가 될 수 있다. 상기 청색(Blue) 발광층은 청색(Blue) 발광층, 진청색(Deep Blue) 발광층, 또는 스카이 블루(Sky Blue) 발광층 중 하나를 포함할 수 있다. 따라서, 이 경우에는 제1 발광층(EML)(114)의 발광 영역인 440㎚ 내지 650㎚에서 발광하도록 하여야 등고선(contour map)의 백색(white) 영역에서 최대 효율을 낼 수 있다.
위에서 설명한 바와 같이, 발광층의 발광 위치에 따라 발광 피크(Emitting Peak)의 위치가 변하게 된다. 따라서, 본 발명은 발광부를 구성하는 발광층의 발광 위치를 설정함으로써, 발광층의 발광 피크(Emitting Peak)가 원하는 발광 영역에서 최대 발광 범위를 가지는 EPEL(Emission Position of Emitting Layers) 구조를 적용하는 것이다.
다시 말하면, 발광층에 EPEL(Emission Position of Emitting Layers) 구조를 적용함으로써 발광 피크(Emitting Peak)가 특정한 파장에 위치하게 되고, 그로 인해 특정 파장에 해당하는 빛에서 발광층들이 최대의 효율을 낼 수 있게 된다.
그리고, 상기 특정 파장인 발광 영역에서 발광층들의 최대의 효율을 낼 수 있는 발광 범위를 최대 발광 범위라고 할 수 있다. 즉, 피크 파장은 발광 영역일 수 있다.
따라서, 상기 제1 발광층의 최대 발광 범위는 440nm 내지 470nm이며, 상기 제2 발광층의 최대 발광 범위는 530nm 내지 570nm이며, 상기 제3 발광층의 최대 발광 범위는 440nm 내지 470nm일 수 있다.
즉, 청색(Blue) 발광층의 최대 발광 범위인 440㎚ 내지 470㎚와, 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층의 최대 발광 범위인 530㎚ 내지 570㎚에서 빛이 발광하도록 하여야 등고선(contour map)의 백색(white) 영역에서 최대 효율을 낼 수 있다. 상기 발광 영역에 해당하도록 본 발명의 발광층의 발광 위치를 설정함으로써 발광층이 최대 효율을 낼 수 있음을 알 수 있다. 그리고, 본 발명의 상기 EPEL 구조는 적어도 하나의 제1 유기층의 수, 제1 유기층의 두께, 상기 제2 유기층의 수, 상기 제2 유기층의 두께, 상기 제3 유기층의 수, 상기 제3 유기층의 두께, 상기 제4 유기층의 수, 상기 제4 유기층의 두께, 상기 제1 발광층의 수, 상기 제1 발광층의 두께, 상기 제2 발광층의 수, 상기 제2 발광층의 두께, 상기 제3 발광층의 수, 상기 제3 발광층의 두께에 상관없이, 상기 제1 발광층, 상기 제2 발광층 및 상기 제3 발광층이 최대 발광 범위를 가지도록 구성함으로써 발광층이 최대 효율을 낼 수 있음을 알 수 있다. 도 4는 비교예 및 본 발명의 제1 실시예에 따른 EL 스펙트럼을 나타내는 도면이다.
즉, 본 발명의 EPEL(Emission Position of Emitting Layers) 구조를 적용했을 경우와 비교예로 청색(Blue) 발광층과 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층을 적층한 구조의 하부 발광 방식의 발광 세기를 나타낸 것이다.
도 4에서 가로축은 빛의 파장 영역을 나타낸 것이며, 세로축은 발광 세기(intensity)를 나타낸 것이다. 발광 세기는 EL 스펙트럼의 최대값을 기준으로 하여 상대적인 값으로 표현한 수치이다.
도 4에서 실시예(최소 위치)는 발광층들의 발광 위치를 설정하였을 때 최소 위치로 설정한 부분이다. 예를 들면, 상기 제3 발광층(EML)(134)의 발광 위치(L1)가 상기 제2 전극(104)으로부터 200Å 내지 800Å의 범위인 경우, 최소 위치는 200Å으로 설정한 것이다.
실시예(최대 위치)는 발광층들의 발광 위치를 설정하였을 때 최대 위치로 설정한 부분이다. 예를 들면, 상기 제3 발광층(EML)(134)의 발광 위치(L1)가 상기 제2 전극(104)으로부터 200Å 내지 800Å의 범위인 경우, 최대 위치는 800Å으로 설정한 것이다.
실시예(최적 위치)는 본 발명의 제1 실시예의 발광 위치로 설정한 부분이다. 예를 들면, 상기 제3 발광층(EML)(134)의 발광 위치(L1)가 상기 제2 전극(104)으로부터 200Å 내지 800Å의 범위인 경우, 실시예의 발광 위치는 200Å 내지 800Å 범위로 설정한 것이다.
도 4에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 EPEL(Emission Position of Emitting Layers) 구조에서 발광 위치의 최소 위치를 벗어날 경우 최적 위치와 비교하면 아래와 같다. 청색(Blue) 광의 피크 파장(peak wavelength) 범위인 440㎚ 내지 480㎚에서 발광 세기가 감소함을 알 수 있다. 그리고, 황색-녹색(Yellow-Green) 광의 피크 파장(peak wavelength) 범위인 510㎚ 내지 580㎚에서 발광 세기가 감소함을 알 수 있다. 그리고, 적색(Red) 광의 피크 파장(peak wavelength) 범위인 600㎚ 내지 650㎚ 에서 발광 세기가 현저히 감소함을 알 수 있다.
그리고, 본 발명의 EPEL(Emission Position of Emitting Layers) 구조에서 발광 위치의 최대 위치를 벗어날 경우 최적 위치와 비교하면 아래와 같다. 청색(Blue) 광의 피크 파장(peak wavelength) 범위인 440㎚ 내지 480㎚에서 발광 세기가 감소하며, 청색(Blue) 광의 피크 파장 범위를 벗어남을 알 수 있다. 따라서, 청색 발광 효율이 감소하게 된다. 그리고, 황색-녹색(Yellow-Green) 광의 피크 파장(peak wavelength) 범위인 510㎚ 내지 580㎚에서 발광 세기가 감소함을 알 수 있다.
따라서, 실시예의 최소 위치 또는 최대 위치로 설정할 경우보다 본 발명의 최적 위치로 설정할 경우가 청색(Blue) 광의 피크 파장 범위에서 발광 세기가 증가함을 알 수 있다. 또한, 실시예의 최소 위치 또는 최대 위치로 설정할 경우보다 본 발명의 최적 위치로 설정할 경우가 황색-녹색(Yellow-Green) 광의 피크 파장 범위에서 발광 세기가 증가함을 알 수 있다. 또한, 실시예의 최소 위치 또는 최대 위치로 설정할 경우보다 본 발명의 최적 위치로 설정할 경우가 적색(Red) 광의 피크 파장 범위에서 발광 세기가 증가함을 알 수 있다.
본 발명의 EPEL(Emission Position of Emitting Layers) 구조를 적용한 백색 유기 발광 소자의 효율은 아래 표 1과 같다. 비교예의 효율을 100%라고 하였을 때, 본 발명의 제1 실시예의 효율을 나타낸 것이다.
아래 표 1에서 비교예는 청색(Blue) 발광층과 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층을 적층한 구조의 하부 발광 방식의 백색 유기 발광 소자이다. 그리고, 실시예는 본 발명의 EPEL(Emission Position of Emitting Layers) 구조의 최적 위치를 적용했을 경우의 하부 발광 방식의 백색 유기 발광 소자이다.
상기 표 1에서와 같이, 상기 비교예와 대비하여 본 발명의 EPEL(Emission Position of Emitting Layers) 구조를 적용했을 경우 비교예의 효율이 100%라고 하면, 녹색(Green) 효율은 25% 정도 상승하였음을 알 수 있다. 그리고, 청색(Blue) 효율은 47% 정도 상승하였고, 백색(White) 효율은 19% 정도 상승하였음을 알 수 있다. 평균 효율은 비교예와 대비하여 20% 정도 상승하였음을 알 수 있다.
본 발명의 EPEL(Emission Position of Emitting Layers) 구조를 적용한 백색 유기 발광 소자와 비교예의 패널 효율은 아래 표 2에 기재한 바와 같다.
아래 표 2는 실시예(최적 위치)의 효율을 100%라고 하였을 때, 실시예(최소 위치)와 실시예(최대 위치)의 효율을 나타낸 것이다.
패널 효율은 구동 전류밀도가 10mA/cm2일 때 측정한 것이다. 그리고, 실시예의 패널 효율이 100%일 경우, 실시예(최소 위치)와 실시예(최대 위치)의 패널 효율을 측정한 것이다.
표 2에 나타낸 바와 같이, 실시예(최소 위치)와 실시예(최대 위치)의 경계에서는 적색(Red), 녹색(Green), 청색(Blue) 및 백색(white)의 효율이 모두 감소됨을 알 수 있다. 그리고, 실시예(최소 위치)가 실시예(최대 위치)보다 적색(Red), 녹색(Green), 청색(Blue) 및 백색(white)의 효율이 더 감소함을 알 수 있다. 따라서, 본 발명의 EPEL(Emission Position of Emitting Layers) 구조의 발광 위치는 최적 위치를 벗어날 경우에는 패널 효율이 감소함을 알 수 있다.
본 발명의 제1 실시예에서 설명한 바와 같이, 상기 유기 발광 소자는 하부 발광 방식의 유기 발광 소자일 수 있다.
상기 제1 전극의 위치는 상기 제2 전극으로부터 4,500Å 내지 6,000Å 범위로 설정할 수 있다.
상기 제3 발광층의 발광 위치는 상기 제2 전극으로부터 200Å 내지 800Å 범위로 설정할 수 있다.
상기 제2 발광층의 발광 위치는 상기 제2 전극으로부터 1,800Å 내지 2,550Å 범위로 설정할 수 있다.
상기 제1 발광층의 발광 위치는 상기 제2 전극으로부터 2,650Å 내지 3,300Å 범위로 설정할 수 있다.
상기 제1 발광층은 청색 발광층, 또는 청색 발광층 및 황색-녹색 발광층, 또는 청색 발광층 및 적색 발광층, 또는 청색 발광층 및 녹색 발광층 중 하나이거나 이들의 조합으로 구성될 수 있다.
상기 제2 발광층은 황색-녹색 발광층, 또는 황색 발광층 및 적색 발광층, 또는 적색 발광층 및 녹색 발광층, 또는 황색-녹색 발광층 및 적색 발광층 중 하나이거나 이들의 조합으로 구성될 수 있다.
상기 제3 발광층은 청색 발광층, 또는 청색 발광층 및 황색-녹색 발광층, 또는 청색 발광층 및 적색 발광층, 또는 청색 발광층 및 녹색 발광층 중 하나이거나 이들의 조합으로 구성될 수 있다.
상기 제1 발광층의 발광 영역은 440㎚ 내지 650㎚ 범위이고, 상기 제2 발광층의 발광 영역은 510㎚ 내지 650㎚ 범위이고, 상기 제3 발광층의 발광 영역은 440㎚ 내지 650㎚ 범위일 수 있다.
상기 제1 발광층의 최대 발광 범위는 440㎚ 내지 470㎚ 범위이고, 상기 제2 발광층의 최대 발광 범위는 530㎚ 내지 570㎚ 범위이고, 상기 제3 발광층의 최대 발광 범위는 440㎚ 내지 470㎚ 범위일 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 EPEL(Emission Position of Emitting Layers) 구조를 적용할 경우 발광층의 발광 세기가 증가할 수 있음을 알 수 있다. 또한, 발광 세기가 증가하므로 패널 효율이 향상된다는 것을 알 수 있다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 백색 유기 발광 소자를 나타내는 도면이다.
도 5에 도시된 백색 유기 발광 소자(100)는 제1 및 제2 전극(102,104)과, 제1 및 제2 전극(102,104) 사이에 제1 발광부(110), 제2 발광부(120) 및 제3 발광부(130)를 구비한다. 이하, 본 실시예를 설명함에 있어 이전 실시예와 동일 또는 대응되는 구성 요소에 대한 설명은 생략하기로 한다.상기 제1 전극(102)의 위치는 상기 제2 전극(104)으로부터 4,500Å 내지 6,000Å에 있도록 설정한다. 그리고, 상기 제1 발광부(110), 제2 발광부(120), 제3 발광부(130)를 구성하는 발광층들의 발광 피크(Emitting Peak)가 특정한 파장에 위치하게 하고, 그 특정 파장의 빛을 발광시킴으로써 발광층들의 효율을 개선할 수 있다. 그리고, 상기 제1 발광부(110), 상기 제2 발광부(120) 및 상기 제3 발광부(130)는 상기 제1 발광층, 상기 제2 발광층 및 상기 제3 발광층의 발광 영역에서 최대 발광 범위를 가지는 EPEL(Emission Position of Emitting Layers) 구조를 갖는 것이다.
상기 제3 발광부(130)는 상기 제2 전극(104) 아래에 제3 전자 수송층(ETL) (136), 제3 발광층(EML)(134), 제3 정공 수송층(HTL)(132)을 포함하여 이루어질 수 있다.
도면에 도시하지 않았으나, 상기 제3 전자 수송층(ETL)(136) 위에 전자 주입층(EIL)을 추가로 구성할 수 있다. 상기 전자 주입층(EIL)은 상기 제2 전극(104)으로부터의 전자를 상기 제3 전자 수송층(ETL)(136)에 주입하는 역할을 한다.
상기 제3 정공 수송층(HTL)(132) 아래에 정공 주입층(HIL)을 추가로 구성할 수 있다.
상기 제3 발광층(EML)(134) 위에 정공 저지층(HBL)을 추가로 구성할 수 있다. 상기 제3 전자 수송층(ETL)(136)과 상기 정공 저지층(HBL)은 하나의 층으로도 구성할 수 있다.
상기 제3 발광층(EML)(134) 아래에 전자 저지층(EBL)을 추가로 구성할 수 있다. 상기 제3 정공 수송층(HTL)(132)과 상기 전자 저지층(EBL)은 하나의 층으로도 구성할 수 있다.
상기 제3 발광층(EML)(134)은 청색(Blue) 발광층 또는 다른 색을 발광할 수 있는 보조 발광층을 포함한 청색(Blue) 발광층 중 하나로 구성된다. 상기 청색(Blue) 발광층은 청색(Blue) 발광층, 진청색(Deep Blue) 발광층, 또는 스카이 블루(Sky Blue) 발광층 중 하나를 포함할 수 있다.
상기 보조 발광층으로는 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층 또는 적색(Red) 발광층 또는 녹색(Green) 발광층 중 하나로 구성되거나 이들의 조합으로 구성될 수 있다. 상기 보조 발광층을 더 구성할 경우 녹색(Green) 발광층이나 적색(Red) 발광층의 발광 효율을 더 개선할 수 있다. 상기 보조 발광층을 포함하여 제3 발광층(EML)(134)을 구성하는 경우, 상기 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층 또는 적색(Red) 발광층 또는 녹색(Green) 발광층이 상기 제3 발광층(EML)(134)의 위 또는 아래에 구성하는 것도 가능하다.
또한, 상기 보조 발광층으로 황색-녹색(Yellow-Green) 또는 적색(Red) 발광층 또는 녹색(Green) 발광층이 상기 제3 발광층(EML)(134)의 위 및 아래에 동일하게 구성하거나 다르게 구성할 수도 있다. 발광층의 위치나 수 등은 소자의 구성 및 특성에 따라 선택적으로 배치하는 것이 가능하며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 제3 발광층(EML)(134)에 상기 보조 발광층을 구성할 경우, 상기 제3 발광층(EML)(134)의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 440㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 여기서 피크 파장은 발광 영역일 수 있다.
상기 제3 전자 수송층(ETL)(136), 상기 제3 발광층(EML)(134), 전자 주입층(EIL), 정공 저지층(HBL) 등의 모든 층들을 유기층이라고 할 수 있다. 상기 제2 전극(104)과 상기 제3 발광층(EML)(134) 사이에 있는 모든 유기층들과 상기 제3 발광층(EML)(134)을 유기층이라고 할 수 있다. 따라서, 상기 제2 전극(104)과 상기 제3 발광층(EML)(134) 사이에 있는 모든 유기층들을 제4 유기층으로 지칭할 수 있다.
상기 제3 전자 수송층(ETL)(136)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제3 발광층(EML)(134)의 수나 두께에 상관없이, 또는 전자 주입층(EIL)의 수나 두께에 상관없이, 또는 정공 저지층(HBL)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제2 전극(104)과 상기 제3 발광층(EML)(134) 사이에 있는 모든 유기층의 수나 두께에 상관없이 상기 제3 발광층(EML)(134)의 발광 위치(L1)는 상기 제2 전극(104)으로부터 300Å 내지 700Å의 범위 내에 위치하도록설정한다. 또는, 상기 제3 발광층(EML)(134)의 발광 위치(L1)는 상기 제2 전극(104)의 반사면으로부터 300Å 내지 700Å의 범위 내에 위치하도록 설정한다. 따라서, 적어도 하나의 상기 제4 유기층의 수, 상기 제4 유기층의 두께, 상기 제3 발광층의 수, 상기 제3 발광층의 두께에 상관없이 상기 제3 발광층(EML)(134)의 발광 위치(L1)는 상기 제2 전극(104)으로부터 300Å 내지 700Å 내에 위치하도록 설정할 수 있다. 또는, 적어도 하나의 상기 제4 유기층의 수, 상기 제4 유기층의 두께, 상기 제3 발광층의 수, 상기 제3 발광층의 두께에 상관없이 상기 제3 발광층(EML)(134)의 발광 위치(L1)는 상기 제2 전극(104)의 반사면으로부터 300Å 내지 700Å의 내에 위치하도록 설정할 수 있다.
상기 제2 발광부(120)는 제2 정공 수송층(HTL)(122), 제2 발광층(EML)(124), 제2 전자 수송층(ETL)(126)을 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 제2 정공 수송층(HTL)(122) 아래에 정공 주입층(HIL)을 추가로 구성할 수 있다.
상기 제2 발광층(EML)(124) 위에 정공 저지층(HBL)을 추가로 구성할 수 있다. 그리고, 상기 제2 전자 수송층(ETL)(126)과 상기 정공 저지층(HBL)은 하나의 층으로도 구성할 수 있다.
상기 제2 발광층(EML)(124) 아래에 전자 저지층(EBL)을 추가로 구성할 수 있다. 그리고, 상기 제2 정공 수송층(HTL)(122)과 상기 전자 저지층(EBL)은 하나의 층으로도 구성할 수 있다.
상기 제2 발광층(EML)(124)은 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층, 또는 황색(Yellow) 발광층 및 적색(Red) 발광층, 또는 적색(Red) 발광층 및 녹색(Green) 발광층, 또는 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층 및 적색(Red) 발광층 중 하나로 구성되거나 이들의 조합으로 구성될 수 있다. 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층에 적색(Red) 발광층을 더 구성하는 경우에는 적색(Red) 발광층의 효율을 더 개선할 수 있다. 상기 적색(Red) 발광층은 상기 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층의 위 또는 아래에 구성할 수 있다. 그리고, 상기 황색(Yellow) 발광층 및 적색(Red) 발광층, 또는 적색(Red) 발광층 및 녹색(Green) 발광층, 또는 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층 및 적색(Red) 발광층은 상기 제2 발광층(EML)(124)의 위 또는 아래에 구성하는 것도 가능하다. 또한, 상기 황색(Yellow) 발광층 및 적색(Red) 발광층, 또는 적색(Red) 발광층 및 녹색(Green) 발광층, 또는 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층 및 적색(Red) 발광층은 상기 제2 발광층(EML)(124)의 위 및 아래에 동일하게 구성하거나 다르게 구성할 수도 있다.
그리고, 상기 황색(Yellow) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 540㎚ 내지 580㎚의 범위로 할 수 있다. 상기 적색(Red) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 600㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 따라서, 상기 제2 발광층(EML)(124)의 황색(Yellow) 발광층 및 적색(Red) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 540㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 여기서 피크 파장은 발광 영역일 수 있다. 상기 황색(Yellow) 발광층과 적색(Red) 발광층의 두 개의 층으로 구성할 경우, 적색(Red) 발광층의 발광 효율을 높일 수 있다.
그리고, 상기 적색(Red) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 600㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 상기 녹색(Green) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 510㎚ 내지 560㎚의 범위로 할 수 있다. 따라서, 상기 제2 발광층(EML)(124)의 적색(Red) 발광층 및 녹색(Green) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 510㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 여기서 피크 파장은 발광 영역일 수 있다. 상기 적색(Red) 발광층과 녹색(Green) 발광층의 두 개의 층으로 구성할 경우, 색 재현율을 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 황색(Yellow) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 540㎚ 내지 580㎚의 범위로 할 수 있다. 상기 적색(Red) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 600㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 따라서, 상기 제2 발광층(EML)(124)의 상기 황색(Yellow) 발광층과 적색(Red) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 540㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 여기서 피크 파장은 발광 영역일 수 있다. 상기 황색(Yellow) 발광층과 적색(Red) 발광층의 두 개의 층으로 구성할 경우, 적색(Red) 발광층의 발광 효율을 높일 수 있다.
또한, 소자의 특성이나 구조에 따라 상기 제2 발광부(120)의 상기 제2 발광층(EML)(124)은 적색(Red) 발광층과 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층의 두 개의 층으로 구성할 수 있다. 상기 적색(Red) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 600㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 상기 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 510㎚ 내지 580㎚의 범위로 할 수 있다. 상기 상기 제2 발광층(EML)(124)의 적색(Red) 발광층과 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층의 두 개의 층으로 구성할 경우, 적색(Red) 발광층의 발광 효율을 높일 수 있다. 이 경우, 상기 제2 발광층(EML)(224)의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 510㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 여기서 피크 파장은 발광 영역일 수 있다.
상기 제2 발광층(EML)(124)을 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층, 또는 황색(Yellow) 발광층 및 적색(Red) 발광층, 또는 적색(Red) 발광층 및 녹색(Green) 발광층, 또는 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층 및 적색(Red) 발광층 중 하나로 구성되거나 이들의 조합으로 구성될 경우, 상기 제2 발광층(EML)(124)의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 510㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 여기서 피크 파장은 발광 영역일 수 있다.
상기 제2 발광부(120)와 상기 제3 발광부(130) 사이에는 제2 전하 생성층(CGL) (150)이 더 구성될 수 있다. 이러한 제2 전하 생성층(CGL)(150)은 N형 전하 생성층(N-CGL) 및 P형 전하 생성층(P-CGL)을 포함할 수 있다.
상기 제2 발광층(EML)(124), 상기 제2 전자 수송층(ETL)(126), 상기 제2 전하 생성층(CGL)(150), 상기 제3 정공 수송층(HTL)(132), 정공 저지층(HBL), 전자 저지층(EBL), 정공 주입층(HIL) 등의 모든 층들을 유기층이라고 할 수 있다. 상기 제3 발광층(EML)(134)과 상기 제2 발광층(EML)(124) 사이에 있는 모든 유기층들과 상기 제2 발광층(EML)(124)을 유기층이라 할 수 있다. 따라서, 상기 제3 발광층(EML)(134)과 상기 제2 발광층(EML)(124) 사이에 있는 모든 유기층들을 제3 유기층으로 지칭할 수 있다.
상기 제3 정공 수송층(HTL)(132)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제2 전하 생성층(CGL)(150)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제2 전자 수송층(ETL)(126)의 수나 두께에 상관없이, 또는 정공 저지층(HBL)의 수나 두께에 상관없이, 또는 전자 저지층(EBL)의 수나 두께에 상관없이, 또는 정공 주입층(HIL)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제2 발광층(EML)(124)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제3 발광층(EML)(134)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제2 전극(104)과 상기 제3 발광층(EML)(134) 사이에 있는 모든 유기층의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제3 발광층(EML)(134)과 상기 제2 발광층(EML)(124) 사이에 있는 모든 유기층의 수나 두께에 상관없이, 상기 제2 발광층(EML)(124)의 발광 위치(L2)는 상기 제2 전극(104)으로부터 1,900Å 내지 2,400Å의 범위 내에 위치하도록설정한다. 또는, 상기 제2 발광층(EML)(124)의 발광 위치(L2)는 상기 제2 전극(104)의 반사면으로부터 1,900Å 내지 2,400Å의 범위 내에 위치하도록 설정한다.
따라서, 적어도 하나의 상기 제4 유기층의 수, 상기 제4 유기층의 두께, 상기 제3 유기층의 수, 상기 제3 유기층의 두께, 상기 제3 발광층의 수, 상기 제3 발광층의 두께, 상기 제2 발광층의 수, 상기 제2 발광층의 두께에 상관없이 상기 제2 발광층(EML)(124)의 발광 위치(L2)는 상기 제2 전극(104)으로부터 1,900Å 내지 2,400Å의 범위 내에 위치하도록 설정할 수 있다. 또는, 적어도 하나의 상기 제4 유기층의 수, 상기 제4 유기층의 두께, 상기 제3 유기층의 수, 상기 제3 유기층의 두께, 상기 제3 발광층의 수, 상기 제3 발광층의 두께, 상기 제2 발광층의 수, 상기 제2 발광층의 두께에 상관없이 상기 제2 발광층(EML)(124)의 발광 위치(L2)는 상기 제2 전극(104)의 반사면으로부터 1,900Å 내지 2,400Å의 범위 내에 위치하도록 설정할 수 있다.
상기 제1 발광부(110)는 상기 제1 전극(102) 위에 제1 정공 수송층(HTL)(112), 제1 발광층(EML)(114), 제1 전자 수송층(ETL)(116)을 포함하여 이루어질 수 있다.
도면에 도시하지 않았으나, 정공 주입층(HIL)을 추가로 구성할 수 있다. 상기 정공 주입층(HIL)은 상기 제1 전극(102) 위에 배치되고, 제1 전극(102)으로부터의 정공(hole) 주입을 원활하게 하는 역할을 한다. 상기 제1 전자 수송층(ETL)(116) 위에 정공 저지층(HBL)을 추가로 구성할 수 있다. 그리고, 상기 제1 전자 수송층(ETL)(116)과 상기 정공 저지층(HBL)은 하나의 층으로도 구성할 수 있다.
상기 제1 발광층(EML)(114) 위에 정공 저지층(HBL)을 추가로 구성할 수 있다. 상기 제1 전자 수송층(ETL)(116)과 상기 정공 저지층(HBL)은 하나의 층으로도 구성할 수 있다.
상기 제1 발광층(EML)(114) 아래에 전자 저지층(EBL)을 추가로 구성할 수 있다. 그리고, 상기 제1 정공 수송층(HTL)(112)과 상기 전자 저지층(EBL)은 하나의 층으로도 구성할 수 있다.
상기 제1 발광층(EML)(114)은 청색(Blue) 발광층 또는 다른 색을 발광할 수 있는 보조 발광층을 포함한 청색(Blue) 발광층으로 구성된다. 상기 청색(Blue) 발광층은 청색(Blue) 발광층, 진청색(Deep Blue) 발광층, 또는 스카이 블루(Sky Blue) 발광층 중 하나를 포함할 수 있다.
상기 보조 발광층으로는 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층 또는 적색(Red) 발광층 중 하나로 구성되거나 이들의 조합으로 구성될 수 있다. 상기 보조 발광층을 더 구성할 경우 녹색(Green) 발광층이나 적색(Red) 발광층의 발광 효율을 더 개선할 수 있다. 상기 보조 발광층을 포함하여 제1 발광층(EML)(114)을 구성하는 경우, 상기 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층 또는 적색(Red) 발광층 또는 녹색(Green) 발광층이 제1 발광층(EML)(114)의 위 또는 아래에 구성하는 것도 가능하다. 또한, 상기 보조 발광층으로 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층 또는 적색(Red) 발광층 또는 녹색(Green) 발광층이 상기 제1 발광층(EML)(114)의 위 및 아래에 동일하게 구성하거나 다르게 구성할 수 있다. 발광층의 위치나 수 등은 소자의 구성 및 특성에 따라 선택적으로 배치하는 것이 가능하며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 제1 발광층(EML)(114)에 상기 보조 발광층을 구성할 경우, 상기 제1 발광층(EML)(114)의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 440㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 여기서 피크 파장은 발광 영역일 수 있다.
상기 제1 발광부(110)와 상기 제2 발광부(120) 사이에는 제1 전하 생성층(CGL)(140)이 더 구성될 수 있다. 이러한 제1 전하 생성층(CGL)(140)은 N형 전하 생성층과 P형 전하 생성층을 포함할 수 있다.
상기 제1 발광층(EML)(114), 상기 제1 전자 수송층(ETL)(116), 상기 제1 전하 생성층(CGL)(140), 상기 제2 정공 수송층(HTL)(122), 정공 저지층(HBL), 전자 저지층(EBL), 정공 주입층(HIL) 등의 모든 층을 유기층이라고 할 수 있다. 상기 제2 발광층(EML)(124)과 상기 제1 발광층(EML)(114) 사이에 있는 모든 유기층들과 상기 제1 발광층(EML)(114)을 유기층이라고 할 수 있다. 따라서, 상기 제2 발광층(EML)(124)과 상기 제1 발광층(EML)(114) 사이에 있는 모든 유기층들을 제2 유기층으로 지칭할 수 있다.
상기 제2 정공 수송층(HTL)(122)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제1 전하 생성층(CGL)(140)의 수나 두께에 상관없이, 또는 전자 저지층(EBL)의 수나 두께에 상관없이, 또는 정공 주입층(HIL)의 수나 두께에 상관없이, 또는 정공 저지층(HBL)의 수나 두께에 상관없이, 상기 제1 전자 수송층(ETL)(116)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제1 발광층(EML)(114)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제2 발광층(EML)(124)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제3 발광층(EML)(134)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제2 전극(104)과 상기 제3 발광층(EML)(134) 사이에 있는 모든 유기층의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제3 발광층(EML)(134)과 상기 제2 발광층(EML)(124) 사이에 있는 모든 유기층의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제2 발광층(EML)(124)과 상기 제1 발광층(EML)(114) 사이에 있는 모든 유기층의 수나 두께에 상관없이, 상기 제1 발광층(EML)(114)의 발광 위치(L3)는 상기 제2 전극(104)으로부터 2,800Å 내지 3,200Å의 범위 내에 위치하도록 설정한다. 또는, 상기 제1 발광층(EML)(114)의 발광 위치(L3)는 상기 제2 전극(104)의 반사면으로부터 2,800Å 내지 3,200Å의 범위 내에 위치하도록 설정한다.
따라서, 적어도 하나의 상기 제4 유기층의 수, 상기 제4 유기층의 두께, 상기 제3 유기층의 수, 상기 제3 유기층의 두께, 상기 제2 유기층의 수, 상기 제2 유기층의 두께, 상기 제3 발광층의 수, 상기 제3 발광층의 두께, 상기 제2 발광층의 수, 상기 제2 발광층의 두께, 상기 제1 발광층의 수, 상기 제1 발광층의 두께에 상관없이 상기 제1 발광층(EML)(114)의 발광 위치(L3)는 상기 제2 전극(104)으로부터 2,800Å 내지 3,200Å의 범위 내에 위치하도록 설정할 수 있다. 또는, 적어도 하나의 상기 제4 유기층의 수, 상기 제4 유기층의 두께, 상기 제3 유기층의 수, 상기 제3 유기층의 두께, 상기 제2 유기층의 수, 상기 제2 유기층의 두께, 상기 제3 발광층의 수, 상기 제3 발광층의 두께, 상기 제2 발광층의 수, 상기 제2 발광층의 두께, 상기 제1 발광층의 수, 상기 제1 발광층의 두께에 상관없이 상기 제1 발광층(EML)(114)의 발광 위치(L3)는 상기 제2 전극(104)의 반사면으로부터 2,800Å 내지 3,200Å의 범위 내에 위치하도록 설정할 수 있다.
그리고, 상기 제1 발광층(EML)(114)과 상기 기판(101) 사이에 있는 상기 제1 정공 수송층(HTL)(112), 전자 저지층(EBL), 정공 주입층(HIL) 등을 유기층이라고 할 수 있다. 따라서, 상기 제1 발광층(EML)(114)과 상기 기판(101) 사이에 있고, 상기 제1 전극(102)을 포함한 모든 층들을 유기층이라고 할 수 있으며, 상기 제1 발광층(EML)(114)과 상기 기판(101) 사이에 있는 모든 유기층들과 제1 전극(102)을 제1 유기층이라고 지칭할 수 있다.
상기 제1 정공 수송층(HTL)(112)의 수나 두께에 상관없이, 상기 정공 주입층(HIL)의 수나 두께에 상관없이, 또는 전자 저지층(EBL)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제1 전극(102)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제1 발광층(EML)(114)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제2 발광층(EML)(124)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제3 발광층(EML)(134)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제2 전극(104)과 상기 제3 발광층(EML)(134) 사이에 있는 모든 유기층의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제3 발광층(EML)(134)과 상기 제2 발광층(EML)(124) 사이에 있는 모든 유기층의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제2 발광층(EML)(124)과 상기 제1 발광층(EML)(114) 사이에 있는 모든 유기층의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제1 발광층(EML)(114)과 상기 기판(101) 사이에 있는 모든 유기층의 수나 두께에 상관없이, 상기 제1 전극(102)의 위치(L0)는 상기 제2 전극(104)으로부터 4,500Å 내지 6,000Å의 범위 내에 위치하도록 설정할 수 있다. 또는, 상기 제1 전극(102)의 위치(L0)는 상기 제2 전극(104)의 반사면으로부터4,500Å 내지 6,000Å의 범위 내에 위치하도록설정할 수 있다.
따라서, 적어도 하나의 상기 제4 유기층의 수, 상기 제4 유기층의 두께, 상기 제3 유기층의 수, 상기 제3 유기층의 두께, 상기 제2 유기층의 수, 상기 제2 유기층의 두께, 상기 제3 발광층의 수, 상기 제3 발광층의 두께, 상기 제2 발광층의 수, 상기 제2 발광층의 두께, 상기 제1 발광층의 수, 상기 제1 발광층의 두께, 상기 제1 유기층의 수, 상기 제1 유기층의 두께에 상관없이 제1 전극(102)의 위치(L0)는 상기 제2 전극(104)으로부터 4,500Å 내지 6,000Å의 범위 내에 위치하도록 설정할 수 있다. 또는, 적어도 하나의 상기 제4 유기층의 수, 상기 제4 유기층의 두께, 상기 제3 유기층의 수, 상기 제3 유기층의 두께, 상기 제2 유기층의 수, 상기 제2 유기층의 두께, 상기 제3 발광층의 수, 상기 제3 발광층의 두께, 상기 제2 발광층의 수, 상기 제2 발광층의 두께, 상기 제1 발광층의 수, 상기 제1 발광층의 두께, 상기 제1 유기층의 수, 상기 제1 유기층의 두께에 상관없이 상기 제1 전극(102)의 위치(L0)는 상기 제2 전극(104)의 반사면으로부터 4,500Å 내지 6,000Å의 범위 내에 위치하도록 설정할 수 있다.
도 5에 도시한 구조는 본 발명의 일예를 나타낸 것으로, 유기 발광 소자의 구조나 특성에 따라 선택적으로 구성하는 것이 가능하며, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 유기 발광 소자의 발광 위치를 나타내는 도면이다.
즉, 도 6에서 가로축은 빛의 파장 영역을 나타낸 것이며, 세로축은 상기 제2 전극(104)으로부터 상기 발광부를 구성하는 발광층들의 발광 위치를 나타낸 것으로, contour map이라 할 수 있다. 여기서는 상기 제1 전극(102)과 상기 제2 전극(104)을 제외하고, 본 발명의 EPEL 구조를 적용할 경우 발광 피크(Emitting Peak)에서 발광층들의 발광 위치를 나타낸 것이다. 그리고, 발광층들의 발광 영역에서 최대 발광 범위를 가지는 발광층들의 발광 위치를 나타낸 것이다. 도 6에서는 상기 제1 전극(102)과 상기 제2 전극(104)을 제외하고 전체 유기층들의 두께를 4,200Å으로 하여 발광층들의 발광 위치를 나타낸 것이다. 상기 전체 유기층들의 두께가 본 발명의 내용을 제한하는 것은 아니다.
상기 제3 발광부(130)를 구성하는 상기 제3 발광층(EML)(134)은 청색(Blue) 발광층이므로, 상기 제3 발광층(EML)(134)의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength) 범위가 440㎚ 내지 480㎚ 범위가 될 수 있다. 청색(Blue) 발광층의 최대 파장(B-Max)인 460㎚에서 등고선(contour map)의 백색(white) 영역에서 빛이 발광하도록 하여야 최대 효율을 낼 수 있다.
따라서, 상기 제3 발광층(EML)(134)의 발광 위치를 300Å 내지 700Å 범위로 설정하여 상기 제3 발광층(EML)(134)의 발광 피크(Emitting Peak)(134E)가 최대 파장(B-Max)인 460㎚에 위치하게 한다. 그로 인해, 상기 제3 발광층(EML)(134)을 최대 파장(B-Max)인 460㎚에서 빛을 발광하게 함으로써 최대 효율을 낼 수 있게 된다. 도 6에서는 상기 제3 발광층(EML)(134)의 발광 위치(134E)가 3,500Å 내지 3,900Å으로 도시되어 있으나, 이는 전체 유기층들의 두께인 4,200Å에서 3,500Å 내지 3,900Å을 뺀 값이다. 따라서, 상기 제3 발광층(EML)(134)의 발광 위치는 200Å 내지 800Å의 범위가 될 수 있다. 이는 상기 제2 발광층(EML)(124)의 발광 위치와 상기 제1 발광층(EML)(114)의 발광 위치에도 동일하게 적용될 수 있다.
그리고, 상기 제3 발광층(EML)(134)으로 청색(Blue) 발광층 및 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층, 또는 청색(Blue) 발광층 및 적색(Red) 발광층, 또는 청색(Blue) 발광층 및 녹색(Green) 발광층 중 하나이거나 이들의 조합으로 구성하는 경우에는, 상기 제3 발광층(EML)(134)의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength) 범위가 440㎚ 내지 650㎚ 범위가 될 수 있다. 상기 청색(Blue) 발광층은 청색(Blue) 발광층, 진청색(Deep Blue) 발광층, 또는 스카이 블루(Sky Blue) 발광층 중 하나를 포함할 수 있다.
상기 제2 발광부(120)를 구성하는 상기 제2 발광층(EML)(124)은 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층이므로, 상기 제2 발광층(EML)(124)의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength) 범위가 510㎚ 내지 580㎚ 범위가 될 수 있다. 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층의 최대 파장(YG-Max)이 560㎚에서 등고선(contour map)의 백색(white) 영역에서 빛이 발광하도록 하여야 최대 효율을 낼 수 있다.
따라서, 상기 제2 발광층(EML)(124)의 발광 위치를 1,900Å 내지 2,400Å 범위로 설정하여 상기 제2 발광층(EML)(124)의 발광 영역에 해당하는 발광 피크(Emitting Peak)(124E)가 최대 파장(YG-Max)인 560㎚에 위치하게 한다. 그로 인해, 상기 제2 발광층(EML)(124)을 최대 파장(YG-Max)인 560nm에서 빛을 발광하게 함으로써 최대 효율을 낼 수 있게 된다.
그리고, 소자의 특성이나 구조에 따라 상기 제2 발광부(120)의 상기 제2 발광층(EML)(124)은 황색(Yellow) 발광층과 적색(Red) 발광층의 두 개의 층으로 구성할 수 있다. 상기 황색(Yellow) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 540㎚ 내지 580㎚의 범위로 할 수 있다. 상기 적색(Red) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 600㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 따라서, 이 경우에는 제2 발광층(EML)(124)의 발광 영역인 540㎚ 내지 650㎚에서 발광하도록 하여야 등고선(contour map)의 백색(white) 영역에서 최대 효율을 낼 수 있다.
또한, 소자의 특성이나 구조에 따라 상기 제2 발광부(120)의 상기 제2 발광층(EML)(124)은 적색(Red) 발광층과 녹색(Green) 발광층의 두 개의 층으로 구성할 수도 있다. 상기 적색(Red) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 600㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 상기 녹색(Green) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 510㎚ 내지 560㎚의 범위로 할 수 있다. 따라서, 이 경우에는 제2 발광층(EML)(124)의 발광 영역인 510㎚ 내지 650㎚에서 발광하도록 하여야 등고선(contour map)의 백색(white) 영역에서 최대 효율을 낼 수 있다.
또한, 소자의 특성이나 구조에 따라 상기 제2 발광부(120)의 상기 제2 발광층(EML)(124)은 적색(Red) 발광층과 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층의 두 개의 층으로 구성할 수 있다. 상기 적색(Red) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 600㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 상기 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 510㎚ 내지 580㎚의 범위로 할 수 있다. 따라서, 이 경우에는 제2 발광층(EML)(124)의 발광 영역인 510㎚ 내지 650㎚에서 발광하도록 하여야 등고선(contour map)의 백색(white) 영역에서 최대 효율을 낼 수 있다.
따라서, 상기 제2 발광층(EML)(124)으로 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층, 또는 황색(Yellow) 발광층 및 적색(Red) 발광층, 또는 적색(Red) 발광층 및 녹색(Green) 발광층, 또는 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층 및 적색(Red) 발광층 중 하나이거나 이들의 조합으로 구성하는 경우에는, 상기 제2 발광층(EML)(124)의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength) 범위가 510㎚ 내지 650㎚ 범위가 될 수 있다. 이 경우에는 제2 발광층(EML)(124)의 발광 영역인 510㎚ 내지 650㎚에서 발광하도록 하여야 등고선(contour map)의 백색(white) 영역에서 최대 효율을 낼 수 있다.
상기 제1 발광부(110)를 구성하는 상기 제1 발광층(EML)(114)은 청색(Blue) 발광층이므로, 상기 제1 발광층(EML)(114)의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength) 범위가 440㎚ 내지 480㎚ 범위가 될 수 있다. 청색(Blue) 발광층의 최대 파장(B-Max)이 460㎚에서 등고선(contour map)의 백색(white) 영역에서 빛이 발광하도록 하여야 최대 효율을 낼 수 있다.
따라서, 상기 제1 발광층(EML)(114)의 발광 위치를 2,800Å 내지 3,200Å 범위로 설정하여, 발광 피크(Emitting Peak)(114E)가 최대 파장(B-Max)인 460㎚에 위치하게 한다. 그로 인해, 상기 제1 발광층(EML)(114)을 최대 파장(B-Max)인 460㎚에서 빛을 발광하게 함으로써 최대 효율을 낼 수 있게 된다.
그리고, 상기 제1 발광층(EML)(114)으로 청색(Blue) 발광층 및 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층, 또는 청색(Blue) 발광층 및 적색(Red) 발광층, 또는 청색(Blue) 발광층 및 녹색(Green) 발광층 중 하나이거나 이들의 조합으로 구성하는 경우에는, 상기 제1 발광층(EML)(114)의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength) 범위는 440㎚ 내지 650㎚ 범위가 될 수 있다. 상기 청색(Blue) 발광층은 청색(Blue) 발광층, 진청색(Deep Blue) 발광층, 또는 스카이 블루(Sky Blue) 발광층 중 하나를 포함할 수 있다.
위에서 설명한 바와 같이, 발광층의 발광 위치에 따라 발광 피크(Emitting Peak)의 위치가 변하게 된다. 따라서, 본 발명은 발광부를 구성하는 발광층의 발광 위치를 설정함으로써 발광층의 발광 피크(Emitting Peak)가 원하는 발광 영역에 위치하도록 EPEL(Emission Position of Emitting Layers) 구조를 적용하는 것이다.
다시 말하면, 발광층에 EPEL(Emission Position of Emitting Layers) 구조를 적용함으로써 발광 피크(Emitting Peak)가 특정한 파장에 위치하게 되고, 그로 인해 특정 파장에 해당하는 파장의 빛에서 발광층들이 최대의 효율을 낼 수 있게 된다.
그리고, 상기 특정 파장인 발광 영역에서 발광층들의 최대의 효율을 낼 수 있는 발광 범위를 최대 발광 범위라고 할 수 있다. 즉, 피크 파장은 발광 영역일 수 있다. 따라서, 상기 제1 발광층의 최대 발광 범위는 440nm 내지 470nm이며, 상기 제2 발광층의 최대 발광 범위는 530nm 내지 570nm이며, 상기 제3 발광층의 최대 발광 범위는 440nm 내지 470nm일 수 있다.
즉, 청색(Blue) 발광층의 최대 발광 범위인 440㎚ 내지 470㎚와, 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층의 최대 발광 범위인 530㎚ 내지 570㎚에서 빛이 발광하도록 하여야 등고선(contour map)의 백색(white) 영역에서 최대 효율을 낼 수 있다. 상기 발광 영역에 해당하도록 본 발명의 발광층의 발광 위치를 설정함으로써 발광층이 최대 효율을 낼 수 있음을 알 수 있다. 그리고, 본 발명의 상기 EPEL 구조는 적어도 하나의 제1 유기층의 수, 제1 유기층의 두께, 상기 제2 유기층의 수, 상기 제2 유기층의 두께, 상기 제3 유기층의 수, 상기 제3 유기층의 두께, 상기 제4 유기층의 수, 상기 제4 유기층의 두께, 상기 제1 발광층의 수, 상기 제1 발광층의 두께, 상기 제2 발광층의 수, 상기 제2 발광층의 두께, 상기 제3 발광층의 수, 상기 제3 발광층의 두께에 상관없이, 상기 제1 발광층, 상기 제2 발광층 및 상기 제3 발광층이 최대 발광 범위를 가지도록 구성함으로써 발광층이 최대 효율을 낼 수 있음을 알 수 있다.
도 7은 비교예 및 본 발명의 제2 실시예에 따른 EL 스펙트럼을 나타내는 도면이다.
즉, 본 발명의 EPEL(Emission Position of Emitting Layers) 구조를 적용했을 경우와 비교예로 청색(Blue) 발광층과 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층을 적층한 구조의 하부 발광 방식의 발광 세기를 나타낸 것이다.
도 7에서 가로축은 빛의 파장 영역을 나타낸 것이며, 세로축은 발광 세기(intensity)를 나타낸 것이다. 발광 세기는 EL 스펙트럼의 최대값을 기준으로 하여 상대적인 값으로 표현한 수치이다.
도 7에서 실시예(최소 위치)는 발광층들의 발광 위치를 설정하였을 때 최소 위치로 설정한 부분이다. 예를 들면, 상기 제3 발광층(EML)(134)의 발광 위치(L1)가 상기 제2 전극(104)으로부터 300Å 내지 700Å의 범위인 경우, 최소 위치는 300Å으로 설정한 것이다.
실시예(최대 위치)는 발광층들의 발광 위치를 설정하였을 때 최대 위치로 설정한 부분이다. 예를 들면, 상기 제3 발광층(EML)(134)의 발광 위치(L1)가 상기 제2 전극(104)으로부터 300Å 내지 700Å의 범위인 경우, 최대 위치는 700Å으로 설정한 것이다.
실시예(최적 위치)는 본 발명의 제1 실시예의 발광 위치로 설정한 부분이다. 예를 들면, 상기 제3 발광층(EML)(134)의 발광 위치(L1)가 상기 제2 전극(104)으로부터 300Å 내지 700Å의 범위인 경우, 실시예의 발광 위치는 300Å 내지 700Å 범위로 설정한 것이다.
도 7에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 EPEL(Emission Position of Emitting Layers) 구조에서 발광 위치의 최소 위치를 벗어날 경우 최적 위치와 비교하면 아래와 같다. 청색(Blue) 광의 피크 파장(peak wavelength) 범위인 440㎚ 내지 480㎚에서 발광 세기가 감소함을 알 수 있다. 그리고, 황색-녹색(Yellow-Green) 광의 피크 파장(peak wavelength) 범위인 510㎚ 내지 580㎚에서 발광 세기가 감소하며, 황색-녹색(Yellow-Green) 광의 피크 파장 범위를 벗어남을 알 수 있다. 그리고, 적색(Red) 광의 피크 파장(peak wavelength) 범위인 600㎚ 내지 650㎚ 에서 발광 세기가 현저히 감소함을 알 수 있다.
그리고, 본 발명의 EPEL(Emission Position of Emitting Layers) 구조에서 발광 위치의 최대 위치를 벗어날 경우 최적 위치와 비교하면 아래와 같다. 청색(Blue) 광의 피크 파장(peak wavelength) 범위인 440㎚ 내지 480㎚에서 발광 세기가 감소함을 알 수 있다. 따라서, 청색 발광 효율이 감소하게 된다. 그리고, 황색-녹색(Yellow-Green) 광의 피크 파장(peak wavelength) 범위인 510㎚ 내지 580㎚에서 발광 세기가 감소하며, 황색-녹색(Yellow-Green) 광의 피크 파장 범위를 벗어남을 알 수 있다.
따라서, 실시예의 최소 위치 또는 최대 위치로 설정할 경우보다 본 발명의 최적 위치로 설정할 경우가 청색(Blue) 광의 피크 파장 범위에서 발광 세기가 증가함을 알 수 있다. 또한, 실시예의 최소위치 또는 최대 위치로 설정할 경우보다 본 발명의 최적 위치로 설정할 경우가 황색-녹색(Yellow-Green) 광의 피크 파장 범위에서 발광 세기가 증가함을 알 수 있다. 또한, 실시예의 최소 위치 또는 최대 위치로 설정할 경우보다 본 발명의 최적 위치로 설정할 경우가 적색(Red) 광의 피크 파장 범위에서 발광 세기가 증가함을 알 수 있다.
본 발명의 EPEL(Emission Position of Emitting Layers) 구조를 적용한 백색 유기 발광 소자의 효율은 아래 표 3과 같다. 비교예의 효율을 100%라고 하였을 때, 본 발명의 제2 실시예의 효율을 나타낸 것이다.
아래 표 3에서 비교예는 청색(Blue) 발광층과 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층을 적층한 구조의 하부 발광 방식의 백색 유기 발광 소자이다. 그리고, 실시예는 본 발명의 EPEL(Emission Position of Emitting Layers) 구조의 최적 위치를 적용했을 경우의 하부 발광 방식의 백색 유기 발광 소자이다.
상기 표 3에서와 같이, 상기 비교예와 대비하여 본 발명의 EPEL(Emission Position of Emitting Layers) 구조를 적용했을 경우 비교예의 효율이 100%라고 하면, 녹색(Green) 효율은 25% 정도 상승하였음을 알 수 있다. 그리고, 청색(Blue) 효율은 47% 정도 상승하였고, 백색(White) 효율은 19% 정도 상승하였음을 알 수 있다. 평균 효율은 비교예와 대비하여 20% 정도 상승하였음을 알 수 있다.
본 발명의 EPEL(Emission Position of Emitting Layers) 구조를 적용한 백색 유기 발광 소자와 비교예의 패널 효율은 아래 표 4에 기재한 바와 같다.
아래 표 4는 실시예(최적 위치)의 효율을 100%라고 하였을 때, 실시예(최소 위치)와 실시예(최대 위치)의 효율을 나타낸 것이다.
패널 효율은 구동 전류밀도가 10mA/cm2일 때 측정한 것이다. 그리고, 실시예의 패널 효율이 100%일 경우, 실시예(최소 위치)와 실시예(최대 위치)의 패널 효율을 측정한 것이다.
표 4에 나타낸 바와 같이, 실시예(최소 위치)와 실시예(최대 위치)의 경계에서는 녹색(Green), 청색(Blue) 및 백색(white)의 효율이 모두 감소됨을 알 수 있다. 그리고, 본 발명의 제1 실시예의 표 2와 본 발명의 제2 실시예의 표 4를 비교하여 살펴보면, 실시예(최소 위치)와 실시예(최대 위치)의 경계에서는 녹색(Green), 청색(Blue) 및 백색(white)의 효율이 더 향상되었음을 알 수 있다. 따라서, 본 발명의 제2 실시예에 따르면 효율이 더 향상된 유기 발광 표시 장치를 제공할 수 있다. 그리고, 실시예(최소 위치)가 실시예(최대 위치)보다 적색(Red), 녹색(Green), 청색(Blue) 및 백색(white)의 효율이 더 감소함을 알 수 있다. 따라서, 본 발명의 EPEL(Emission Position of Emitting Layers) 구조의 발광 위치는 최적 위치를 벗어날 경우에는 패널 효율이 감소함을 알 수 있다.
본 발명의 제2 실시예에서 설명한 바와 같이, 상기 유기 발광 소자는 하부 발광 방식의 유기 발광 소자일 수 있다.
상기 제1 전극의 위치는 상기 제2 전극으로부터 4,500Å 내지 6,000Å 범위로 설정할 수 있다.
상기 제3 발광층의 발광 위치는 상기 제2 전극으로부터 300Å 내지 700Å 범위로 설정할 수 있다.
상기 제2 발광층의 발광 위치는 상기 제2 전극으로부터 1,900Å 내지 2,400Å 범위로 설정할 수 있다.
상기 제1 발광층의 발광 위치는 상기 제2 전극으로부터 2,800Å 내지 3,200Å 범위로 설정할 수 있다.
상기 제1 발광층은 청색 발광층, 또는 청색 발광층 및 황색-녹색 발광층, 또는 청색 발광층 및 적색 발광층, 또는 청색 발광층 및 녹색 발광층 중 하나이거나 이들의 조합으로 구성될 수 있다.
상기 제2 발광층은 황색-녹색 발광층, 또는 황색 발광층 및 적색 발광층, 또는 적색 발광층 및 녹색 발광층, 또는 황색-녹색 발광층 및 적색 발광층 중 하나이거나 이들의 조합으로 구성될 수 있다.
상기 제3 발광층은 청색 발광층, 또는 청색 발광층 및 황색-녹색 발광층, 또는 청색 발광층 및 적색 발광층, 또는 청색 발광층 및 녹색 발광층 중 하나이거나 이들의 조합으로 구성될 수 있다.
상기 제1 발광층의 발광 영역은 440㎚ 내지 650㎚ 범위이고, 상기 제2 발광층의 발광 영역은 510㎚ 내지 650㎚ 범위이고, 상기 제3 발광층의 발광 영역은 440㎚ 내지 650㎚ 범위일 수 있다.
상기 제1 발광층의 최대 발광 범위는 440㎚ 내지 470㎚ 범위이고, 상기 제2 발광층의 최대 발광 범위는 530㎚ 내지 570㎚ 범위이고, 상기 제3 발광층의 최대 발광 범위는 440㎚ 내지 470㎚ 범위일 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 EPEL(Emission Position of Emitting Layers) 구조를 적용할 경우 발광층의 발광 세기가 증가할 수 있음을 알 수 있다. 또한, 발광 세기가 증대하므로 패널 효율이 향상된다는 것을 알 수 있다.
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 백색 유기 발광 소자를 나타내는 도면이다.
본 실시예에서는 제1 전극으로부터 발광층들의 발광 위치를 설정하는 것으로, 소자 설계에 따라 발광 위치를 제1 전극으로부터 설정할 수 있다.
상기 제2 전극(104)의 위치는 상기 제1 전극(102)으로부터 4,500Å 내지 6,000Å의 범위 내에 위치하도록 설정한다. 그리고, 상기 제1 발광부(110), 제2 발광부(120), 제3 발광부(130)를 구성하는 발광층들의 발광 피크(Emitting Peak)가 특정한 파장에 위치하게 하고, 그 특정 파장의 빛을 발광시킴으로써 발광층들의 효율을 개선할 수 있다. 그리고, 상기 제1 발광부, 상기 제2 발광부 및 상기 제3 발광부는 상기 제1 발광층, 상기 제2 발광층 및 상기 제3 발광층의 발광 영역에서 최대 발광 범위를 가지는 EPEL(Emission Position of Emitting Layers) 구조를 갖는 것이다.
상기 제1 발광부(110)는 상기 제1 전극(102) 위에 제1 정공 수송층(HTL)(112), 제1 발광층(EML)(114), 제1 전자 수송층(ETL)(116)을 포함하여 이루어질 수 있다.
도면에 도시하지 않았으나, 정공 주입층(HIL)을 추가로 구성할 수 있다. 상기 정공 주입층(HIL)은 상기 제1 전극(102) 위에 배치되고, 제1 전극(102)으로부터의 정공(hole) 주입을 원활하게 하는 역할을 한다. 상기 제1 발광층(EML)(114) 위에 정공 저지층(HBL)을 추가로 구성할 수 있다. 그리고, 상기 제1 전자 수송층(ETL)(116)과 상기 정공 저지층(HBL)은 하나의 층으로도 구성할 수 있다.
상기 제1 발광층(EML)(114) 아래에 전자 저지층(EBL)을 추가로 구성할 수 있다. 그리고, 상기 제1 정공 수송층(HTL)(112)과 상기 전자 저지층(EBL)은 하나의 층으로도 구성할 수 있다.
상기 제1 발광층(EML)(114)은 청색(Blue) 발광층 또는 다른 색을 발광할 수 있는 보조 발광층을 포함한 청색(Blue) 발광층으로 구성된다. 상기 청색(Blue) 발광층은 청색(Blue) 발광층, 진청색(Deep Blue) 발광층, 또는 스카이 블루(Sky Blue) 발광층 중 하나를 포함할 수 있다.
상기 보조 발광층으로는 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층 또는 적색(Red) 발광층 중 하나로 구성되거나 이들의 조합으로 구성될 수 있다. 상기 보조 발광층을 더 구성할 경우 녹색(Green) 발광층이나 적색(Red) 발광층의 발광 효율을 더 개선할 수 있다. 상기 보조 발광층을 포함하여 제1 발광층(EML)(114)을 구성하는 경우, 상기 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층 또는 적색(Red) 발광층 또는 녹색(Green) 발광층이 제1 발광층(EML)(114)의 위 또는 아래에 구성하는 것도 가능하다. 또한, 상기 보조 발광층으로 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층 또는 적색(Red) 발광층 또는 녹색(Green) 발광층이 상기 제1 발광층(EML)(114)의 위 및 아래에 동일하게 구성하거나 다르게 구성할 수 있다. 발광층의 위치나 수 등은 소자의 구성 및 특성에 따라 선택적으로 배치하는 것이 가능하며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 제1 발광층(EML)(114)에 상기 보조 발광층을 구성할 경우, 상기 제1 발광층(EML)(114)의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 440㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 여기서 피크 파장은 발광 영역일 수 있다.
상기 제1 정공 수송층(HTL)(112), 전자 저지층(EBL), 정공 주입층(HIL) 등의 모든 층을 유기층이라고 할 수 있다. 상기 기판(101)과 상기 제1 발광층(EML)(114) 사이에 있는 모든 유기층들과 상기 제1 전극(102)을 유기층이라고 할 수 있다. 따라서, 상기 기판(101)과 상기 제1 발광층(EML)(114) 사이에 있는 모든 유기층들을 제1 유기층으로 지칭할 수 있다.
상기 제1 정공 수송층(HTL)(112)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제1 전극(102)의 수나 두께에 상관없이, 또는 전자 저지층(EBL)의 수나 두께에 상관없이, 또는 정공 주입층(HIL)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 기판(101)과 상기 제1 발광층(EML)(114) 사이에 있는 모든 유기층의 수나 두께에 상관없이, 상기 제1 발광층(EML)(114)의 발광 위치(L1)는 상기 제1 전극(102)으로부터 2,000Å 내지 2,650Å의 범위 내에 위치하도록 설정한다. 또는, 상기 제1 발광층(EML)(114)의 발광 위치(L3)는 상기 기판(101)과 상기 제1 전극(102)의 계면으로부터 2,000Å 내지 2,650Å의 범위 내에 위치하도록 설정할 수 있다.
따라서, 적어도 하나의 상기 제1 유기층의 수, 상기 제1 유기층의 두께에 상관없이 상기 제1 발광층(EML)(114)의 발광 위치(L1)는 상기 제1 전극(102)으로부터 2,000Å 내지 2,650Å의 범위 내에 위치하도록 설정할 수 있다. 또는, 적어도 하나의 상기 제1 유기층의 수, 상기 제1 유기층의 두께에 상관없이 상기 제1 발광층(EML)(114)의 발광 위치(L1)는 상기 기판(101)과 상기 제1 전극(102)의 계면으로부터 2,000Å 내지 2,650Å의 범위 내에 위치하도록 설정할 수 있다.
상기 제2 발광부(120)는 제2 정공 수송층(HTL)(122), 제2 발광층(EML)(124), 제2 전자 수송층(ETL)(126)을 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 제2 정공 수송층(HTL)(122) 아래에 정공 주입층(HIL)을 추가로 구성할 수 있다.
상기 제2 발광층(EML)(124) 위에 정공 저지층(HBL)을 추가로 구성할 수 있다. 그리고, 상기 제2 전자 수송층(ETL)(126)과 상기 정공 저지층(HBL)은 하나의 층으로도 구성할 수 있다.
상기 제2 발광층(EML)(124) 아래에 전자 저지층(EBL)을 추가로 구성할 수 있다. 그리고, 상기 제2 정공 수송층(HTL)(122)과 상기 전자 저지층(EBL)은 하나의 층으로도 구성할 수 있다.
상기 제2 발광층(EML)(124)은 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층, 또는 황색(Yellow) 발광층 및 적색(Red) 발광층, 또는 적색(Red) 발광층 및 녹색(Green) 발광층, 또는 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층 및 적색(Red) 발광층 중 하나로 구성되거나 이들의 조합으로 구성될 수 있다. 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층에 적색(Red) 발광층을 더 구성하는 경우에는 적색(Red) 발광층의 효율을 더 개선할 수 있다. 상기 적색(Red) 발광층은 상기 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층의 위 또는 아래에 구성할 수 있다. 그리고, 상기 황색(Yellow) 발광층 및 적색(Red) 발광층, 또는 적색(Red) 발광층 및 녹색(Green) 발광층, 또는 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층 및 적색(Red) 발광층은 상기 제2 발광층(EML)(124)의 위 또는 아래에 구성하는 것도 가능하다. 또한, 상기 황색(Yellow) 발광층 및 적색(Red) 발광층, 또는 적색(Red) 발광층 및 녹색(Green) 발광층, 또는 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층 및 적색(Red) 발광층은 상기 제2 발광층(EML)(124)의 위 및 아래에 동일하게 구성하거나 다르게 구성할 수도 있다.
그리고, 상기 황색(Yellow) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 540㎚ 내지 580㎚의 범위로 할 수 있다. 상기 적색(Red) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 600㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 따라서, 상기 제2 발광층(EML)(124)의 상기 황색(Yellow) 발광층 및 적색(Red) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 540㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 여기서 피크 파장은 발광 영역일 수 있다. 상기 황색(Yellow) 발광층과 적색(Red) 발광층의 두 개의 층으로 구성할 경우, 적색(Red) 발광층의 발광 효율을 높일 수 있다.
그리고, 상기 적색(Red) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 600㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 상기 녹색(Green) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 510㎚ 내지 560㎚의 범위로 할 수 있다. 따라서, 상기 제2 발광층(EML)(124)의 적색(Red) 발광층 및 녹색(Green) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 510㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 여기서 피크 파장은 발광 영역일 수 있다. 상기 적색(Red) 발광층과 녹색(Green) 발광층의 두 개의 층으로 구성할 경우, 색 재현율을 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 황색(Yellow) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 540㎚ 내지 580㎚의 범위로 할 수 있다. 상기 적색(Red) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 600㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 따라서, 상기 황색(Yellow) 발광층과 적색(Red) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 540㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 여기서 피크 파장은 발광 영역일 수 있다. 상기 황색(Yellow) 발광층과 적색(Red) 발광층의 두 개의 층으로 구성할 경우, 적색(Red) 발광층의 발광 효율을 높일 수 있다.
또한, 소자의 특성이나 구조에 따라 상기 제2 발광부(120)의 상기 제2 발광층(EML)(124)은 적색(Red) 발광층과 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층의 두 개의 층으로 구성할 수 있다. 상기 적색(Red) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 600㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 상기 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 510㎚ 내지 580㎚의 범위로 할 수 있다. 상기 상기 제2 발광층(EML)(124)을 적색(Red) 발광층과 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층의 두 개의 층으로 구성할 경우, 적색(Red) 발광층의 발광 효율을 높일 수 있다. 이 경우, 상기 제2 발광층(EML)(224)의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 510㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 여기서 피크 파장은 발광 영역일 수 있다.
상기 제2 발광층(EML)(124)을 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층, 또는 황색(Yellow) 발광층 및 적색(Red) 발광층, 또는 적색(Red) 발광층 및 녹색(Green) 발광층, 또는 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층 및 적색(Red) 발광층 중 하나로 구성되거나 이들의 조합으로 구성될 경우, 상기 제2 발광층(EML)(124)의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 510㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 여기서 피크 파장은 발광 영역일 수 있다.
상기 제1 발광부(110)와 상기 제2 발광부(120) 사이에는 제1 전하 생성층(CGL)(140)이 더 구성될 수 있다. 이러한 제1 전하 생성층(CGL)(140)은 N형 전하 생성층과 P형 전하 생성층을 포함할 수 있다.
상기 제1 발광층(EML)(114), 상기 제1 전자 수송층(ETL)(116), 상기 제1 전하 생성층(CGL)(140), 상기 제2 정공 수송층(HTL)(122), 정공 저지층(HBL), 전자 저지층(EBL), 정공 주입층(HIL) 등의 모든 층들을 유기층이라고 할 수 있다. 상기 제1 발광층(EML)(114)과 상기 제2 발광층(EML)(124) 사이에 있는 모든 유기층들과 상기 제1 발광층(EML)(114)을 유기층이라고 할 수 있다. 따라서, 상기 제1 발광층(EML)(114)과 상기 제2 발광층(EML)(124) 사이에 있는 모든 유기층들을 제2 유기층으로 지칭할 수 있다.
상기 제1 전자 수송층(ETL)(116)의 수나 두께에 상관없이, 상기 제2 정공 수송층(HTL)(122)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제1 전하 생성층(CGL)(140)의 수나 두께에 상관없이, 또는 정공 저지층(HBL)의 수나 두께에 상관없이, 또는 전자 저지층(EBL)의 수나 두께에 상관없이, 또는 정공 주입층(HIL)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제1 발광층(EML)(114)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 기판(101)과 상기 제1 발광층(EML)(114) 사이에 있는 모든 유기층의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제1 발광층(EML)(114)과 상기 제2 발광층(EML)(124) 사이에 있는 모든 유기층의 수나 두께에 상관없이, 상기 제2 발광층(EML)(124)의 발광 위치(L2)는 상기 제1 전극(102)으로부터 2,750Å 내지 3,500Å의 범위 내에 위치하도록 설정한다. 또는, 상기 제2 발광층(EML)(124)의 발광 위치(L2)는 상기 기판(101)과 상기 제1 전극(102)의 계면으로부터 2,750Å 내지 3,500Å의 범위 내에 위치하도록 설정할 수 있다.
따라서, 적어도 하나의 상기 제1 유기층의 수, 상기 제1 유기층의 두께, 상기 제2 유기층의 수, 상기 제2 유기층의 두께, 상기 제1 발광층의 수, 상기 제1 발광층의 두께에 상관없이 상기 제2 발광층(EML)(124)의 발광 위치(L2)는 상기 제1 전극(102)으로부터 2,750Å 내지 3,500Å의 범위 내에 위치하도록 설정할 수 있다. 또는, 적어도 하나의 상기 제1 유기층의 수, 상기 제1 유기층의 두께, 상기 제2 유기층의 수, 상기 제2 유기층의 두께, 상기 제1 발광층의 수, 상기 제1 발광층의 두께에 상관없이 상기 제2 발광층(EML)(124)의 발광 위치(L2)는 상기 기판(101)과 상기 제1 전극(102)의 계면으로부터 2,750Å 내지 3,500Å의 범위 내에 위치하도록 설정할 수 있다.
상기 제3 발광부(130)는 상기 제2 전극(104) 아래에 제3 전자 수송층(ETL) (136), 제3 발광층(EML)(134), 제3 정공 수송층(HTL)(132)을 포함하여 이루어질 수 있다.
도면에 도시하지 않았으나, 상기 제3 전자 수송층(ETL)(136) 위에 전자 주입층(EIL)을 추가로 구성할 수 있다. 상기 제3 정공 수송층(HTL)(132) 아래에 정공 주입층(HIL)을 추가로 구성할 수 있다.상기 제3 발광층(EML)(134) 위에 정공 저지층(HBL)을 추가로 구성할 수 있다. 상기 제3 전자 수송층(ETL)(136)과 상기 정공 저지층(HBL)은 하나의 층으로도 구성할 수 있다.
상기 제3 발광층(EML)(134) 아래에 전자 저지층(EBL)을 추가로 구성할 수 있다. 상기 제3 정공 수송층(HTL)(132)과 상기 전자 저지층(EBL)은 하나의 층으로도 구성할 수 있다.
상기 제3 발광층(EML)(134)은 청색(Blue) 발광층 또는 다른 색을 발광할 수 있는 보조 발광층을 포함한 청색(Blue) 발광층 중 하나로 구성된다. 상기 청색(Blue) 발광층은 청색(Blue) 발광층, 진청색(Deep Blue) 발광층, 또는 스카이 블루(Sky Blue) 발광층 중 하나를 포함할 수 있다.
상기 보조 발광층으로는 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층 또는 적색(Red) 발광층 또는 녹색(Green) 발광층 중 하나로 구성되거나 이들의 조합으로 구성될 수 있다. 상기 보조 발광층을 더 구성할 경우 녹색(Green) 발광층이나 적색(Red) 발광층의 발광 효율을 더 개선할 수 있다. 상기 보조 발광층을 포함하여 제3 발광층(EML)(134)을 구성하는 경우, 상기 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층 또는 적색(Red) 발광층 또는 녹색(Green) 발광층이 상기 제3 발광층(EML)(134)의 위 또는 아래에 구성하는 것도 가능하다. 또한, 상기 보조 발광층으로 황색-녹색(Yellow-Green) 또는 적색(Red) 발광층 또는 녹색(Green) 발광층이 상기 제3 발광층(EML)(134)의 위 및 아래에 동일하게 구성하거나 다르게 구성할 수도 있다. 발광층의 위치나 수 등은 소자의 구성 및 특성에 따라 선택적으로 배치하는 것이 가능하며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 제3 발광층(EML)(134)에 상기 보조 발광층을 구성할 경우, 상기 제3 발광층(EML)(134)의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 440㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 여기서 피크 파장은 발광 영역일 수 있다.
상기 제2 발광부(120)와 상기 제3 발광부(130) 사이에는 제2 전하 생성층(CGL) (150)이 더 구성될 수 있다. 이러한 제2 전하 생성층(CGL)(150)은 N형 전하 생성층(N-CGL) 및 P형 전하 생성층(P-CGL)을 포함할 수 있다.
상기 제2 발광층(EML)(124), 상기 제2 전자 수송층(ETL)(126), 제3 정공 수송층(HTL)(132), 상기 제2 전하 생성층(CGL)(150), 정공 주입층(HIL), 전자 저지층(EBL), 정공 저지층(HBL) 등의 모든 층을 유기층이라고 할 수 있다. 상기 제2 발광층(EML)(124)과 상기 제3 발광층(EML)(134) 사이에 있는 모든 유기층들과 상기 제2 발광층(EML)(124)을 유기층이라고 할 수 있다. 따라서, 상기 제2 발광층(EML)(124)과 상기 제3 발광층(EML)(134) 사이에 있는 모든 유기층들을 제3 유기층으로 지칭할 수 있다.
상기 제2 발광층(EML)(124)의 수나 두께에 상관없이, 상기 제2 전자 수송층(ETL)(126)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제3 정공 수송층(HTL)(132)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제2 전하 생성층(CGL)(150)의 수나 두께에 상관없이, 또는 정공 주입층(HIL)의 수나 두께에 상관없이, 또는 전자 저지층(EBL)의 수나 두께에 상관없이, 또는 정공 저지층(HBL)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제1 발광층(EML)(114)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 기판(101)과 상기 제1 발광층(EML)(114) 사이에 있는 모든 유기층의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제1 발광층(EML)(114)과 상기 제2 발광층(EML)(124) 사이에 있는 모든 유기층의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제2 발광층(EML)(124)과 상기 제3 발광층(EML)(134) 사이에 있는 모든 유기층의 수나 두께에 상관없이 상기 제3 발광층(EML)(134)의 발광 위치(L3)는 상기 제1 전극(102)으로부터 4,500Å 내지 5,100Å의 범위 내에 위치하도록 설정한다. 또는, 상기 제3 발광층(EML)(134)의 발광 위치(L3)는 상기 기판(101)과 상기 제1 전극(102)의 계면으로부터 4,500Å 내지 5,100Å의 범위 내에 위치하도록 설정할 수 있다.
따라서, 적어도 하나의 상기 제1 유기층의 수, 상기 제1 유기층의 두께, 상기 제2 유기층의 수, 상기 제2 유기층의 두께, 상기 제3 유기층의 수, 상기 제3 유기층의 두께, 상기 제1 발광층의 수, 상기 제1 발광층의 두께, 상기 제2 발광층의 수, 상기 제2 발광층의 두께에 상관없이 상기 제3 발광층(EML)(134)의 발광 위치(L3)는 상기 제1 전극(102)으로부터 4,500Å 내지 5,100Å의 범위 내에 위치하도록 설정할 수 있다. 또는, 적어도 하나의 상기 제1 유기층의 수, 상기 제1 유기층의 두께, 상기 제2 유기층의 수, 상기 제2 유기층의 두께, 상기 제3 유기층의 수, 상기 제3 유기층의 두께, 상기 제1 발광층의 수, 상기 제1 발광층의 두께, 상기 제2 발광층의 수, 상기 제2 발광층의 두께에 상관없이 상기 제3 발광층(EML)(134)의 발광 위치(L3)는 상기 기판(101)과 상기 제1 전극(102)의 계면으로부터 4,500Å 내지 5,100Å의 범위 내에 위치하도록 설정할 수 있다.
그리고, 상기 제3 발광층(EML)(134), 상기 제3 전자 수송층(ETL)(136), 정공 저지층(HBL), 전자 주입층(EIL) 등의 모든 층을 유기층이라고 할 수 있다. 상기 제3 발광층(EML)(134)과 상기 제2 전극(104) 사이에 있는 모든 유기층들과 상기 제3 발광층(EML)(134)을 유기층이라고 할 수 있다. 따라서, 상기 제3 발광층(EML)(134)과 상기 제2 전극(104) 사이에 있는 모든 유기층들을 제1 유기층이라 지칭할 수 있다.
상기 제3 전자 수송층(ETL)(136)의 수나 두께에 상관없이, 또는 전자 주입층(EIL)의 수나 두께에 상관없이, 또는 정공 저지층(HBL)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제3 발광층(EML)(134)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제2 발광층(EML)(124)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제1 발광층(EML)(114)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 기판(101)과 상기 제1 발광층(EML)(114) 사이에 있는 모든 유기층의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제1 발광층(EML)(114)과 상기 제2 발광층(EML)(124) 사이에 있는 모든 유기층의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제2 발광층(EML)(124)과 상기 제3 발광층(EML)(134) 사이에 있는 모든 유기층의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제3 발광층(EML)(134)과 상기 제2 전극(104) 사이에 있는 모든 유기층의 두께에 상관없이, 상기 제2 전극(104)의 위치(L0)는 상기 제1 전극(102)으로부터 4,500Å 내지 6,000Å의 범위 내에 위치하도록 설정할 수 있다. 또는, 상기 제2 전극(104)의 위치(L0)는 상기 기판(101)과 상기 제1 전극(102)의 계면으로부터 4,500Å 내지 6,000Å의 범위 내에 위치하도록 설정할 수 있다.
따라서, 적어도 하나의 상기 제1 유기층의 수, 상기 제1 유기층의 두께, 상기 제2 유기층의 수, 상기 제2 유기층의 두께, 상기 제3 유기층의 수, 상기 제3 유기층의 두께, 상기 제4 유기층의 수, 상기 제4 유기층의 두께, 상기 제1 발광층의 수, 상기 제1 발광층의 두께, 상기 제2 발광층의 수, 상기 제2 발광층의 두께, 상기 제3 발광층의 수, 상기 제3 발광층의 두께에 상관없이 제2 전극(104)의 위치(L0)는 상기 제1 전극(102)으로부터 4,500Å 내지 6,000Å의 범위 내에 위치하도록 설정할 수 있다. 또는, 적어도 하나의 상기 제1 유기층의 수, 상기 제1 유기층의 두께, 상기 제2 유기층의 수, 상기 제2 유기층의 두께, 상기 제3 유기층의 수, 상기 제3 유기층의 두께, 상기 제4 유기층의 수, 상기 제4 유기층의 두께, 상기 제1 발광층의 수, 상기 제1 발광층의 두께, 상기 제2 발광층의 수, 상기 제2 발광층의 두께, 상기 제3 발광층의 수, 상기 제3 발광층의 두께에 상관없이 상기 제2 전극(104)의 위치(L0)는 상기 기판(101)과 상기 제1 전극(102)의 계면으로부터 4,500Å 내지 6,000Å의 범위 내에 위치하도록 설정할 수 있다.
여기서, 상기 제3 발광층(EML)(134)의 발광 위치(L3)는 상기 제1 전극(102)으로부터 4,500Å 내지 5,100Å의 범위 내에 위치하도록 설정할 수 있다. 그리고, 상기 제2 전극(104)의 위치(L0)는 상기 제1 전극(102)으로부터 4,500Å 내지 6,000Å의 범위 내에 위치하도록 설정할 수 있다. 상기 제3 발광층(EML)(134)의 발광 위치(L3)가 상기 제1 전극(102)으로부터 4,500Å으로 설정될 경우, 상기 제2 전극(104)의 위치(L0)는 상기 제1 전극(102)으로부터 4,550Å 내지 6,000Å의 범위 내에 위치하도록 설정할 수 있다. 그리고, 상기 제3 발광층(EML)(134)의 발광 위치(L3)가 상기 제1 전극(102)으로부터 5,100Å으로 설정될 경우, 상기 제2 전극(104)의 위치(L0)는 상기 제1 전극(102)으로부터 5,150Å 내지 6,000Å의 범위 내에 위치하도록 설정할 수 있다.
따라서, 본 발명은 적어도 하나의 상기 제1 유기층의 수, 상기 제1 유기층의 두께, 상기 제2 유기층의 수, 상기 제2 유기층의 두께, 상기 제3 유기층의 수, 상기 제3 유기층의 두께, 상기 제4 유기층의 수, 상기 제4 유기층의 두께, 상기 제1 발광층의 수, 상기 제1 발광층의 두께, 상기 제2 발광층의 수, 상기 제2 발광층의 두께, 상기 제3 발광층의 수, 상기 제3 발광층의 두께에 상관없이 상기 제1 전극(102)으로부터 제2 전극(104)의 위치와 발광층들의 위치를 설정할 수 있다.
도 8에 도시한 구조는 본 발명의 일예를 나타낸 것으로, 유기 발광 소자의 구조나 특성에 따라 선택적으로 구성하는 것이 가능하며, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 유기 발광 소자의 발광 위치를 나타내는 도면이다.
즉, 도 9에서 가로축은 빛의 파장 영역을 나타낸 것이며, 세로축은 상기 제1 전극(102)으로부터 상기 발광부를 구성하는 발광층들의 발광 위치를 나타낸 것으로, contour map이라 할 수 있다. 여기서는 상기 제2 전극(104)을 제외하고, 본 발명의 EPEL 구조를 적용할 경우 발광 피크(Emitting Peak)에서 발광층들의 발광 위치를 나타낸 것이다. 그리고, 발광층들의 발광 영역에서 최대 발광 범위를 가지는 발광층들의 발광 위치를 나타낸 것이다. 상기 제1 발광부(110)를 구성하는 상기 제1 발광층(EML)(114)은 청색(Blue) 발광층이므로, 상기 제1 발광층(EML)(114)의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength) 범위가 440㎚ 내지 480㎚ 범위가 될 수 있다. 청색(Blue) 발광층의 최대 파장(B-Max)이 460㎚에서 등고선(contour map)의 백색(white) 영역에서 빛이 발광하도록 하여야 최대 효율을 낼 수 있다.
따라서, 상기 제1 발광층(EML)(114)의 발광 위치를 2,000Å 내지 2,650Å 범위로 설정하여, 발광 피크(Emitting Peak)(114E)가 최대 파장(B-Max)인 460㎚에 위치하게 한다. 그로 인해, 상기 제1 발광층(EML)(114)을 최대 파장(B-Max)인 460㎚에서 빛을 발광하게 함으로써 최대 효율을 낼 수 있게 된다.
그리고, 상기 제1 발광층(EML)(114)으로 청색(Blue) 발광층 및 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층, 또는 청색(Blue) 발광층 및 적색(Red) 발광층, 또는 청색(Blue) 발광층 및 녹색(Green) 발광층 중 하나이거나 이들의 조합으로 구성하는 경우에는, 상기 제1 발광층(EML)(114)의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength) 범위는 440㎚ 내지 650㎚ 범위가 될 수 있다. 상기 청색(Blue) 발광층은 청색(Blue) 발광층, 진청색(Deep Blue) 발광층, 또는 스카이 블루(Sky Blue) 발광층 중 하나를 포함할 수 있다.
상기 제2 발광부(120)를 구성하는 상기 제2 발광층(EML)(124)은 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층이므로, 상기 제2 발광층(EML)(124)의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength) 범위가 510㎚ 내지 580㎚ 범위가 될 수 있다. 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층의 최대 파장(YG-Max)이 560㎚에서 등고선(contour map)의 백색(white) 영역에서 빛이 발광하도록 하여야 최대 효율을 낼 수 있다.
따라서, 상기 제2 발광층(EML)(124)의 발광 위치를 2,750Å 내지 3,500Å 범위로 설정하여 상기 제2 발광층(EML)(124)의 발광 영역에 해당하는 발광 피크(Emitting Peak)(124E)가 최대 파장(YG-Max)인 560㎚에 위치하게 한다. 그로 인해, 상기 제2 발광층(EML)(124)을 최대 파장(YG-Max)인 560nm에서 빛을 발광하게 함으로써 최대 효율을 낼 수 있게 된다.
그리고, 소자의 특성이나 구조에 따라 상기 제2 발광부(120)의 상기 제2 발광층(EML)(124)은 황색(Yellow) 발광층과 적색(Red) 발광층의 두 개의 층으로 구성할 수 있다. 상기 황색(Yellow) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 540㎚ 내지 580㎚의 범위로 할 수 있다. 상기 적색(Red) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 600㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 따라서, 이 경우에는 제2 발광층(EML)(124)의 발광 영역인 540㎚ 내지 650㎚에서 발광하도록 하여야 등고선(contour map)의 백색(white) 영역에서 최대 효율을 낼 수 있다.
또한, 소자의 특성이나 구조에 따라 상기 제2 발광부(120)의 상기 제2 발광층(EML)(124)은 적색(Red) 발광층과 녹색(Green) 발광층의 두 개의 층으로 구성할 수도 있다. 상기 적색(Red) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 600㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 상기 녹색(Green) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 510㎚ 내지 560㎚의 범위로 할 수 있다. 따라서, 이 경우에는 제2 발광층(EML)(124)의 발광 영역인 510㎚ 내지 650㎚에서 발광하도록 하여야 등고선(contour map)의 백색(white) 영역에서 최대 효율을 낼 수 있다.
또한, 소자의 특성이나 구조에 따라 상기 제2 발광부(120)의 상기 제2 발광층(EML)(124)은 적색(Red) 발광층과 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층의 두 개의 층으로 구성할 수 있다. 상기 적색(Red) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 600㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 상기 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 510㎚ 내지 580㎚의 범위로 할 수 있다. 따라서, 이 경우에는 제2 발광층(EML)(124)의 발광 영역인 510㎚ 내지 650㎚에서 발광하도록 하여야 등고선(contour map)의 백색(white) 영역에서 최대 효율을 낼 수 있다.
따라서, 상기 제2 발광층(EML)(124)으로 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층, 또는 황색(Yellow) 발광층 및 적색(Red) 발광층, 또는 적색(Red) 발광층 및 녹색(Green) 발광층, 또는 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층 및 적색(Red) 발광층 중 하나이거나 이들의 조합으로 구성하는 경우에는, 상기 제2 발광층(EML)(124)의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength) 범위가 510㎚ 내지 650㎚ 범위가 될 수 있다. 이 경우에는 제2 발광층(EML)(124)의 발광 영역인 510㎚ 내지 650㎚에서 발광하도록 하여야 등고선(contour map)의 백색(white) 영역에서 최대 효율을 낼 수 있다.
상기 제3 발광부(130)를 구성하는 상기 제3 발광층(EML)(134)은 청색(Blue) 발광층이므로, 상기 제3 발광층(EML)(134)의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength) 범위가 440㎚ 내지 480㎚ 범위가 될 수 있다. 청색(Blue) 발광층의 최대 파장(B-Max)인 460㎚에서 등고선(contour map)의 백색(white) 영역에서 빛이 발광하도록 하여야 최대 효율을 낼 수 있다.
따라서, 상기 제3 발광층(EML)(134)의 발광 위치를 4,500Å 내지 5,100Å 범위로 설정하여 상기 제3 발광층(EML)(134)의 발광 피크(Emitting Peak)(134E)가 최대 파장(B-Max)인 460㎚에 위치하게 한다. 그로 인해, 상기 제3 발광층(EML)(134)을 최대 파장(B-Max)인 460㎚에서 빛을 발광하게 함으로써 최대 효율을 낼 수 있게 된다.
그리고, 상기 제3 발광층(EML)(134)으로 청색(Blue) 발광층 및 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층, 또는 청색(Blue) 발광층 및 적색(Red) 발광층, 또는 청색(Blue) 발광층 및 녹색(Green) 발광층 중 하나이거나 이들의 조합으로 구성하는 경우에는, 상기 제3 발광층(EML)(134)의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength) 범위가 440㎚ 내지 650㎚ 범위가 될 수 있다. 상기 청색(Blue) 발광층은 청색(Blue) 발광층, 진청색(Deep Blue) 발광층, 또는 스카이 블루(Sky Blue) 발광층 중 하나를 포함할 수 있다.
위에서 설명한 바와 같이, 발광층의 발광 위치에 따라 발광 피크(Emitting Peak)의 위치가 변하게 된다. 따라서, 본 발명은 발광부를 구성하는 발광층의 발광 위치를 설정함으로써 발광층의 발광 피크(Emitting Peak)가 원하는 발광 영역에 위치하도록 EPEL(Emission Position of Emitting Layers) 구조를 적용하는 것이다.
다시 말하면, 발광층에 EPEL(Emission Position of Emitting Layers) 구조를 적용함으로써 발광 피크(Emitting Peak)가 특정한 파장에 위치하게 되고, 그로 인해 특정 파장에 해당하는 파장의 빛에서 발광층들이 최대의 효율을 낼 수 있게 된다.
그리고, 상기 특정 파장인 발광 영역에서 발광층들의 최대의 효율을 낼 수 있는 발광 범위를 최대 발광 범위라고 할 수 있다. 즉, 피크 파장은 발광 영역일 수 있다.따라서, 상기 제1 발광층의 최대 발광 범위는 440nm 내지 470nm이며, 상기 제2 발광층의 최대 발광 범위는 530nm 내지 570nm이며, 상기 제3 발광층의 최대 발광 범위는 440nm 내지 470nm일 수 있다.
즉, 청색(Blue) 발광층의 최대 발광 범위인 440㎚ 내지 470㎚와, 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층의 최대 발광 범위인 530㎚ 내지 570㎚에서 빛이 발광하도록 하여야 등고선(contour map)의 백색(white) 영역에서 최대 효율을 낼 수 있다. 상기 발광 영역에 해당하도록 본 발명의 발광층의 발광 위치를 설정함으로써 발광층이 최대 효율을 낼 수 있음을 알 수 있다. 그리고, 본 발명의 상기 EPEL 구조는 적어도 하나의 제1 유기층의 수, 제1 유기층의 두께, 상기 제2 유기층의 수, 상기 제2 유기층의 두께, 상기 제3 유기층의 수, 상기 제3 유기층의 두께, 상기 제4 유기층의 수, 상기 제4 유기층의 두께, 상기 제1 발광층의 수, 상기 제1 발광층의 두께, 상기 제2 발광층의 수, 상기 제2 발광층의 두께, 상기 제3 발광층의 수, 상기 제3 발광층의 두께에 상관없이, 상기 제1 발광층, 상기 제2 발광층 및 상기 제3 발광층이 최대 발광 범위를 가지도록 구성함으로써 발광층이 최대 효율을 낼 수 있음을 알 수 있다.
도 10은 비교예 및 본 발명의 제3 실시예에 따른 EL 스펙트럼을 나타내는 도면이다.
즉, 본 발명의 EPEL(Emission Position of Emitting Layers) 구조를 적용했을 경우와 비교예로 청색(Blue) 발광층과 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층을 적층한 구조의 하부 발광 방식의 발광 세기를 나타낸 것이다.도 10에서 가로축은 빛의 파장 영역을 나타낸 것이며, 세로축은 발광 세기(intensity)를 나타낸 것이다. 발광 세기는 EL 스펙트럼의 최대값을 기준으로 하여 상대적인 값으로 표현한 수치이다.
도 10에서 실시예(최소 위치)는 발광층들의 발광 위치를 설정하였을 때 최소 위치로 설정한 부분이다. 예를 들면, 상기 제1 발광층(EML)(114)의 발광 위치(L1)가 상기 제1 전극(102)으로부터 2,000Å 내지 2,650Å의 범위인 경우, 최소 위치는 2,000Å으로 설정한 것이다.
실시예(최대 위치)는 발광층들의 발광 위치를 설정하였을 때 최대 위치로 설정한 부분이다. 예를 들면, 상기 제1 발광층(EML)(114)의 발광 위치(L1)가 상기 제1 전극(102)으로부터 2,000Å 내지 2,650Å의 범위인 경우, 최대 위치는 2,650Å으로 설정한 것이다.
실시예(최적 위치)는 본 발명의 제1 실시예의 발광 위치로 설정한 부분이다. 예를 들면, 상기 제1 발광층(EML)(114)의 발광 위치(L1)가 상기 제1 전극(102)으로부터 2,000Å 내지 2,650Å의 범위인 경우, 실시예의 발광 위치는 2,000Å 내지 2,650Å 범위로 설정한 것이다.
도 10에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 EPEL(Emission Position of Emitting Layers) 구조에서 발광 위치의 최소 위치를 벗어날 경우 최적 위치와 비교하면 아래와 같다. 청색(Blue) 광의 피크 파장(peak wavelength) 범위인 440㎚ 내지 480㎚에서 발광 세기가 감소하며, 청색(Blue) 광의 피크 파장 범위를 벗어남을 알 수 있다. 그리고, 황색-녹색(Yellow-Green) 광의 피크 파장(peak wavelength) 범위인 510㎚ 내지 580㎚에서 발광 세기가 감소함을 알 수 있다. 그리고, 적색(Red) 광의 피크 파장(peak wavelength) 범위인 600㎚ 내지 650㎚에서 피크 파장 범위를 벗어남을 알 수 있다.
그리고, 본 발명의 EPEL(Emission Position of Emitting Layers) 구조에서 발광 위치의 최대 위치를 벗어날 경우 최적 위치와 비교하면 아래와 같다. 청색(Blue) 광의 피크 파장(peak wavelength) 범위인 440㎚ 내지 480㎚에서 발광 세기가 감소하며, 청색(Blue) 광의 피크 파장 범위를 벗어남을 알 수 있다. 따라서, 청색 발광 효율이 감소하게 된다. 그리고, 황색-녹색(Yellow-Green) 광의 피크 파장(peak wavelength) 범위인 510㎚ 내지 580㎚에서 발광 세기가 현저히 감소함을 알 수 있다.
따라서, 실시예의 최소 위치 또는 최대 위치로 설정할 경우보다 본 발명의 최적 위치로 설정할 경우가 청색(Blue) 광의 피크 파장 범위에서 발광 세기가 증가함을 알 수 있다. 또한, 실시예의 최소 위치 또는 최대 위치로 설정할 경우보다 본 발명의 최적 위치로 설정할 경우가 황색-녹색(Yellow-Green) 광의 피크 파장 범위에서 발광 세기가 증가함을 알 수 있다. 또한, 실시예의 최소 위치 또는 최대 위치로 설정할 경우보다 본 발명의 최적 위치로 설정할 경우가 적색(Red) 광의 피크 파장 범위에서 발광 세기가 증가함을 알 수 있다.
본 발명의 EPEL(Emission Position of Emitting Layers) 구조를 적용한 백색 유기 발광 소자의 효율은 아래 표 5와 같다. 비교예의 효율을 100%라고 하였을 때, 본 발명의 제3 실시예의 효율을 나타낸 것이다.
아래 표 5에서 비교예는 청색(Blue) 발광층과 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층을 적층한 구조의 하부 발광 방식의 백색 유기 발광 소자이다. 그리고, 실시예는 본 발명의 EPEL(Emission Position of Emitting Layers) 구조의 최적 위치를 적용했을 경우의 하부 발광 방식의 백색 유기 발광 소자이다.
상기 표 5에서와 같이, 상기 비교예와 대비하여 본 발명의 EPEL(Emission Position of Emitting Layers) 구조를 적용했을 경우 비교예의 효율이 100%라고 하면, 녹색(Green) 효율은 25% 정도 상승하였음을 알 수 있다. 그리고, 청색(Blue) 효율은 47% 정도 상승하였고, 백색(White) 효율은 19% 정도 상승하였음을 알 수 있다. 평균 효율은 비교예와 대비하여 20% 정도 상승하였음을 알 수 있다.
본 발명의 EPEL(Emission Position of Emitting Layers) 구조를 적용한 백색 유기 발광 소자와 비교예의 패널 효율은 아래 표 6에 기재한 바와 같다.
아래 표 6은 실시예(최적 위치)의 효율을 100%라고 하였을 때, 실시예(최소 위치)와 실시예(최대 위치)의 효율을 나타낸 것이다.
패널 효율은 구동 전류밀도가 10mA/cm2일 때 측정한 것이다. 그리고, 실시예의 패널 효율이 100%일 경우, 실시예(최소 위치)와 실시예(최대 위치)의 패널 효율을 측정한 것이다.
표 6에 나타낸 바와 같이, 실시예(최소 위치)와 실시예(최대 위치)의 경계에서는 적색(Red), 녹색(Green), 청색(Blue) 및 백색(white)의 효율이 모두 감소됨을 알 수 있다. 그리고, 실시예(최대 위치)가 실시예(최소 위치)보다 적색(Red), 녹색(Green), 청색(Blue) 및 백색(white)의 효율이 더 감소함을 알 수 있다. 따라서, 본 발명의 EPEL(Emission Position of Emitting Layers) 구조의 발광 위치는 최적 위치를 벗어날 경우에는 패널 효율이 감소함을 알 수 있다.
본 발명의 제3 실시예에서 설명한 바와 같이, 상기 유기 발광 소자는 하부 발광 방식의 유기 발광 소자일 수 있다.
상기 제2 전극의 위치는 상기 제1 전극으로부터 4,500Å 내지 6,000Å 범위로 설정할 수 있다.
상기 제1 발광층의 발광 위치는 상기 제1 전극으로부터 2,000Å 내지 2,650Å 범위로 설정할 수 있다.
상기 제2 발광층의 발광 위치는 상기 제1 전극으로부터 2,750Å 내지 3,500Å 범위로 설정할 수 있다.
상기 제3 발광층의 발광 위치는 상기 제1 전극으로부터 4,500Å 내지 5,100Å 범위로 설정할 수 있다.
상기 제1 발광층은 청색 발광층, 또는 청색 발광층 및 황색-녹색 발광층, 또는 청색 발광층 및 적색 발광층, 또는 청색 발광층 및 녹색 발광층 중 하나이거나 이들의 조합으로 구성될 수 있다.
상기 제2 발광층은 황색-녹색 발광층, 또는 황색 발광층 및 적색 발광층, 또는 적색 발광층 및 녹색 발광층, 또는 황색-녹색 발광층 및 적색 발광층 중 하나이거나 이들의 조합으로 구성될 수 있다.
상기 제3 발광층은 청색 발광층, 또는 청색 발광층 및 황색-녹색 발광층, 또는 청색 발광층 및 적색 발광층, 또는 청색 발광층 및 녹색 발광층 중 하나이거나 이들의 조합으로 구성될 수 있다.
상기 제1 발광층의 발광 영역은 440㎚ 내지 650㎚ 범위이고, 상기 제2 발광층의 발광 영역은 510㎚ 내지 650㎚ 범위이고, 상기 제3 발광층의 발광 영역은 440㎚ 내지 650㎚ 범위일 수 있다.
상기 제1 발광층의 최대 발광 범위는 440㎚ 내지 470㎚ 범위이고, 상기 제2 발광층의 최대 발광 범위는 530㎚ 내지 570㎚ 범위이고, 상기 제3 발광층의 최대 발광 범위는 440㎚ 내지 470㎚ 범위일 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 EPEL(Emission Position of Emitting Layers) 구조를 적용할 경우 발광층의 발광 세기가 증가할 수 있음을 알 수 있다. 또한, 발광 세기가 증대하므로 패널 효율이 향상된다는 것을 알 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명에 따른 유기 발광 소자는 조명 장치에 적용될 수도 있고 액정표시장치의 박형 광원으로 이용될 수도 있고 디스플레이 장치에 적용될 수도 있다. 이하에서는, 본 발명에 따른 유기 발광 소자가 디스플레이 장치에 적용되는 실시예에 대해서 설명하기로 한다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자를 포함하는 유기발광 표시장치의 단면도로서, 이는 전술한 본 발명의 제1 실시예, 제2 실시예 및 제3 실시예에 따른 유기 발광 소자를 이용한 것이다.
도 11에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 유기발광 표시장치(1000)는 기판(10), 박막트랜지스터(TFT), 오버코팅층(1150), 제1 전극(102), 발광부(1180) 및 제2 전극(104)을 포함한다. 박막트랜지스터(TFT)는 게이트 전극(1115), 게이트 절연층(1120), 반도체층(1131), 소스 전극(1133) 및 드레인 전극(1135)을 포함한다.
도 11에서는 박막 트랜지스터(TFT)가 인버티드 스태거드(inverted staggered) 구조로 도시되었으나, 코플라나(coplanar) 구조로 형성할 수도 있다.
기판(10)은 유리, 금속, 또는 플라스틱으로 이루어질 수 있다.
게이트 전극(1115)은 기판(10) 위에 형성되며, 게이트 라인(도시하지 않음)에 연결되어 있다. 상기 게이트 전극(1115)은 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 금(Au), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd) 및 구리(Cu)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 또는 이들의 합금으로 이루어진 다중층일 수 있다.
게이트 절연층(1120)은 게이트 전극(1115) 위에 형성되며, 실리콘 산화막(SiOx), 실리콘 질화막(SiNx) 또는 이들의 다중층일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
반도체층(1131)은 게이트 절연층(1120) 위에 형성되며, 비정질 실리콘(amorphous silicon, a-Si), 다결정 실리콘(polycrystalline silicon, poly-Si), 산화물(oxide) 반도체 또는 유기물 (organic) 반도체 등으로 형성할 수 있다. 반도체층을 산화물 반도체로 형성할 경우, ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), 또는 ITZO(Indium Tin Zinc Oxide) 등으로 형성할 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다. 그리고, 에치 스토퍼(도시하지 않음)는 상기 반도체층(1131) 위에 형성되어 반도체층(1131)을 보호하는 기능을 할 수 있으나 소자의 구성에 따라서 생략할 수도 있다.
소스 전극(1133) 및 드레인 전극(1135)은 반도체층(1131) 상에 형성될 수 있다. 소스 전극(1133) 및 드레인 전극(1135)은 단일층 또는 다중층으로 이루어질 수 있으며, 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 금(Au), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd) 및 구리(Cu)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 또는 이들의 합금으로 이루어질 수 있다.
보호층(1140)은 상기 소스 전극(1133) 및 드레인 전극(1135) 상에 형성되며, 실리콘 산화막(SiOx), 실리콘 질화막(SiNx) 또는 이들의 다중층으로 형성할 수 있다. 또는 아크릴계(acryl) 수지, 폴리이미드(polyimide) 수지 등으로 형성할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
칼라필터(1145)는 상기 제1 보호층(1140) 상에 형성되며, 도면에서는 하나의 서브화소만을 도시하였으나, 상기 칼라필터(1145)는 적색 서브화소, 청색 서브화소 및 녹색 서브화소의 영역에 형성된다. 상기 칼라필터(1145)는 서브화소 별로 패턴 형성된 적색(R) 칼라필터, 녹색(G) 칼라필터, 및 청색(B) 칼라필터를 포함하여 이루어진다. 상기 칼라필터(1145)는 상기 발광부(1180)에서 방출되는 백색광 중에서 특정 파장의 광만을 투과시킨다.
오버코팅층(1150)은 상기 칼라필터(1145) 상에 형성되며, 아크릴계(acryl) 수지 또는 폴리이미드(polyimide) 수지, 산화막(SiOx), 실리콘 질화막(SiNx) 또는 이들의 다중층일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
제1 전극(102)은 상기 오버코팅층(1150) 상에 형성된다.제1 전극(102)은 상기 보호층(1140)과 오버코팅층(1150)의 소정 영역의 콘택홀(CH)을 통해 상기 드레인 전극(1135)과 전기적으로 연결된다. 도 11에서는 드레인 전극(1135)과 제1 전극(1102)이 전기적으로 연결되는 것으로 도시되었으나, 상기 보호층(1140)과 오버코팅층(1150)의 소정 영역의 콘택홀(CH)을 통해 소스 전극(1133)과 제1 전극(102)이 전기적으로 연결되는 것도 가능하다.
뱅크층(1170)은 상기 제1 전극(102) 상에 형성되며, 화소 영역을 정의한다. 즉, 상기 뱅크층(1170)은 복수의 화소들 사이의 경계 영역에 매트릭스 구조로 형성됨으로써, 상기 뱅크층(1170)에 의해서 화소 영역이 정의된다. 뱅크층(1170)은 벤조사이클로부텐(benzocyclobutene; BCB)계 수지, 아크릴계(acryl) 수지 또는 폴리이미드(polyimide) 수지 등의 유기물로 형성할 수 있다. 또는, 뱅크층(1170)은 검정색 안료를 포함하는 감광제로 형성할 수 있으며, 이 경우에는 뱅크층(1170)은 차광부재의 역할을 하게 된다.
발광부(1180)는 상기 뱅크층(1170) 상에 형성된다. 상기 발광부(1180)는 본 발명의 제1 실시예, 제2 실시예 및 제3 실시예에 도시한 바와 같이, 제1 전극(102) 상에 형성된 제1 발광부(110), 제2 발광부(120) 및 제3 발광부(130)로 이루어진다.
제2 전극(1104)은 상기 발광부(1180) 상에 형성된다.
도 11에 도시되지 않았으나, 봉지부가 상기 제2 전극(104) 상에 구성될 수 있다. 봉지부는 상기 발광부(1180) 내부로 수분이 침투하는 것을 방지하는 역할을 한다. 봉지부는 서로 상이한 무기물이 적층된 복수의 층으로 이루어질 수도 있고, 무기물과 유기물이 교대로 적층된 복수의 층으로 이루어질 수도 있다. 그리고, 봉지 기판이 봉지부 상에 추가로 구성될 수 있다. 봉지 기판은 유리 또는 플라스틱으로 이루어질 수도 있고, 금속으로 이루어질 수도 있다. 봉지 기판은 접착제에 의해서 봉지부에 접착될 수 있다.
상기 실시예에서는 하부 발광 방식을 예를 들어 설명한 것이다. 하부 발광(Bottom Emission) 방식인 경우 외부 광원에 대한 반사율을 낮추기 위해서 편광판(polarizer)을 사용해야 한다. 편광판의 사용으로 인해 약 60% 정도의 휘도가 감소하는 문제점이 발생할 수 있다.
이에 여러 실험을 거쳐 본 발명의 발명자들은 발광층의 발광 효율 및 패널 효율이 향상될 수 있고, 편광판을 사용하지 않으므로 휘도 및 개구율이 향상된 새로운 구조의 상부 발광(Top Emission) 방식의 백색 유기 발광 소자를 발명하였다. 그리고, 하부 발광 방식을 적용한 유기발광 표시장치에 비해서 본 발명의 실시예에 따른 상부 발광 방식을 적용한 유기발광 표시장치는 개구율이 향상될 수 있다.
도 12는 본 발명의 제4 실시예 및 제5 실시예에 따른 백색 유기 발광 소자를 나타내는 개략적인 도면이다.
도 12에 도시된 백색 유기 발광 소자(200)는 제1 및 제2 전극(202,204)과, 제1 및 제2 전극(202,204) 사이에 제1 발광부(210), 제2 발광부(220) 및 제3 발광부(230)를 구비한다.
제1 전극(202)은 정공을 공급하는 양극으로 금(Au), 은(Ag), 알루미늄(Al), 몰리브덴(Mo), 마그네슘(Mg) 등으로 형성되거나, 이들의 합금으로 형성될 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 또는, TCO(Transparent Conductive Oxide)와 같은 투명 도전 물질인 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), IGZO(Indium Gallium Zinc Oxide) 등으로 형성될 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
제2 전극(204)은 전자를 공급하는 음극으로 TCO(Transparent Conductive Oxide)와 같은 투명 도전 물질인 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), IGZO(Indium Gallium Zinc Oxide) 등으로 형성될 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 또는, 제2 전극(204)은 금속성 물질인 금(Au), 은(Ag), 알루미늄(Al), 몰리브덴(Mo), 마그네슘(Mg) 등으로 형성되거나, 이들의 합금으로 형성될 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 또는, 제2 전극(204)은 TCO(Transparent Conductive Oxide), ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), IGZO(Indium Gallium Zinc Oxide)와 금속성 물질인 금(Au), 은(Ag), 알루미늄(Al), 몰리브덴(Mo), 마그네슘(Mg) 등의 두 개의 층으로 형성할 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 제1 전극(202)과 제2 전극(204)은 각각 애노드(anode) 또는 캐소드(cathode)로 지칭될 수 있다.
그리고, 상기 제1 전극(202)은 반사 전극이고, 상기 제2 전극(204)은 반투과 전극으로 구성될 수 있다.
본 발명의 상부 발광(Top Emission) 방식의 백색 유기 발광 소자(200)는 제1 전극(202)과 제2 전극(204) 사이에 제1 발광부(210), 제2 발광부(220) 및 제3 발광부(230)를 포함한다. 그리고, 본 발명의 상부 발광(Top Emission) 방식의 백색 유기 발광 소자(200)는 상기 제1 전극으로부터 상기 제2 전극의 위치와, 제1 발광층, 제2 발광층 및 제3 발광층의 발광 위치를 설정하여 휘도, 발광 효율 및 패널 효율을 개선한 것이다. 즉, 상기 제1 발광층, 상기 제2 발광층 및 상기 제3 발광층에 EPEL(Emission Position of Emitting Layers) 구조를 적용한 것이다. 그리고, 상기 제1 발광부(210), 상기 제2 발광부(220) 및 상기 제3 발광부(230)는 상기 제1 발광층, 상기 제2 발광층 및 상기 제3 발광층의 발광 영역에서 최대 발광 범위를 가지는 EPEL(Emission Position of Emitting Layers) 구조를 갖는 것이다.
상기 제2 전극(204)의 위치(L0)는 상기 제1 전극(202)으로부터 4,700Å 내지 5,400Å이 되도록 설정한다. 또는, 상기 제2 전극(204)의 위치(L0)는 상기 제1 전극(202)의 반사면으로부터 4,700Å 내지 5,400Å에 있도록 설정한다. 그리고, 상기 제1 발광부(210), 제2 발광부(220), 제3 발광부(230)를 구성하는 발광층의 발광 피크(Emitting Peak)를 특정한 파장에 위치하게 하고, 그 특정 파장의 빛을 발광시킴으로써 발광 효율을 개선할 수 있다. 상기 발광 피크(Emitting Peak)는 상기 발광부들을 구성하는 유기층의 발광 피크(Emittance Peak)라고 할 수 있다.
상기 제1 전극(202)으로부터 상기 제2 전극(204)의 위치(L0)를 설정하고, 상기 제1 전극(202)으로부터 가장 가까운 위치에 있는 상기 제1 발광부(210)의 발광 위치(L1)는 150Å 내지 700Å에 있도록 설정한다. 또는, 상기 제1 발광부(210)의 발광 위치(L1)는 상기 제1 전극(202)의 반사면으로부터 150Å 내지 700Å에 있도록 설정한다. 상기 제1 발광부(210)는 청색(Blue) 발광층으로 구성할 수 있다. 상기 청색(Blue) 발광층은 청색(Blue) 발광층, 진청색(Deep Blue) 발광층, 또는 스카이 블루(Sky Blue) 발광층 중 하나를 포함할 수 있다. 진청색(Deep Blue) 발광층은 청색(Blue) 발광층에 비해 단파장 영역에 위치하므로, 색재현율 및 휘도 향상에 유리할 수 있다.
상기 발광층의 두께, 발광층의 수, 유기층의 두께, 유기층의 수 중 적어도 하나에 상관없이 상기 제1 발광부(210)의 발광 위치(L1)는 상기 제1 전극(202)으로부터 150Å 내지 700Å의 범위 내에 위치하도록 한다. 또는, 상기 제1 발광부(210)의 발광 위치(L1)는 상기 제1 전극(202)의 반사면으로부터 150Å 내지 700Å의 범위 내에 위치하도록 한다. 따라서, 발광 피크(Emitting Peak)가 청색(Blue) 발광 영역에 위치하게 하고 발광 피크(Emitting Peak)에 해당하는 파장의 빛을 발광함으로써 제1 발광부(210)가 최대의 휘도를 낼 수 있도록 한다. 상기 청색(Blue) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 440㎚ 내지 480㎚의 범위로 할 수 있다. 상기 제1 발광부(210)의 보조 발광층으로 적색(Red) 발광층, 녹색(Green) 발광층, 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층 중 하나로 구성되거나 이들의 조합으로 구성할 수 있다. 그리고, 상기 보조 발광층을 포함하여 제1 발광부(210)를 구성한 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 440㎚ 내지 650㎚의 범위일 수 있다. 여기서 피크 파장은 발광 영역일 수 있다.
상기 제2 발광부(220)의 발광 위치(L2)는 상기 제1 전극(202)으로부터 1,600Å 내지 2,300Å에 있도록 설정한다. 또는, 상기 제2 발광부(220)의 발광 위치(L2)는 상기 제1 전극(202)의 반사면으로부터 1,600Å 내지 2,300Å의 범위 내에 위치하도록 설정한다.
상기 제2 발광부(220)는 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층으로 구성할 수 있다. 상기 발광층의 두께, 발광층의 수, 유기층의 두께, 유기층의 수 중 적어도 하나에 상관없이, 상기 제2 발광부(220)의 발광 위치(L2)는 상기 제1 전극(202)으로부터 1,600Å 내지 2,300Å의 범위 내에 위치하도록 한다. 또는, 상기 제2 발광부(220)의 발광 위치(L2)는 상기 제1 전극(202)의 반사면으로부터 1,600Å 내지 2,300Å의 범위 내에 위치하도록 한다.
따라서, 발광 피크(Emitting Peak)가 황색-녹색(Yellow-Green) 발광 영역에 위치하게 하고 발광 피크(Emitting Peak)에 해당하는 파장의 빛을 발광함으로써 제2 발광부(220)가 최대의 휘도를 낼 수 있도록 한다. 상기 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 510㎚ 내지 580㎚의 범위로 할 수 있다. 여기서 피크 파장은 발광 영역일 수 있다.
그리고, 소자의 특성이나 구조에 따라 상기 제2 발광부(220)는 적색(Red) 발광층과 녹색(Green) 발광층의 두 개의 층으로 구성할 수도 있다. 상기 적색(Red) 발광층과 녹색(Green) 발광층의 두 개의 층으로 구성할 경우, 색 재현율을 향상시킬 수 있다. 따라서, 적색(Red) 발광층 및 녹색(Green) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 510㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 여기서 피크 파장은 발광 영역일 수 있다.
또한, 소자의 특성이나 구조에 따라 상기 제2 발광부(220)는 적색(Red) 발광층과 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층의 두 개의 층으로 구성할 수 있다. 상기 적색(Red) 발광층과 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층의 두 개의 층으로 구성할 경우, 적색(Red) 발광층의 발광 효율을 높일 수 있다. 그리고, 상기 적색(Red) 발광층과 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 510㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 여기서 피크 파장은 발광 영역일 수 있다.
또한, 소자의 특성이나 구조에 따라 상기 제2 발광부(220)는 황색(Yellow) 발광층과 적색(Red) 발광층의 두 개의 층으로 구성할 수 있다. 상기 황색(Yellow) 발광층과 적색(Red) 발광층의 두 개의 층으로 구성할 경우, 적색(Red) 발광층의 발광 효율을 높일 수 있다. 그리고, 상기 황색(Yellow) 발광층과 적색(Red) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 540㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 여기서 피크 파장은 발광 영역일 수 있다.
상기 제2 발광부(220)을 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층, 또는 황색(Yellow) 발광층 및 적색(Red) 발광층, 또는 적색(Red) 발광층 및 녹색(Green) 발광층, 또는 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층 및 적색(Red) 발광층 중 하나로 구성되거나 이들의 조합으로 구성될 경우, 상기 제2 발광부(220)의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 510㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 여기서 피크 파장은 발광 영역일 수 있다.
상기 제3 발광부(230)의 발광 위치(L3)는 상기 제1 전극(202)으로부터 2,400 Å 내지 3,100Å의 범위 내에 위치하도록 설정한다. 또는, 상기 제3 발광부(230)의 발광 위치(L3)는 상기 제1 전극(202)의 반사면으로부터 2,400Å 내지 3,100Å의 범위 내에 위치하도록 설정한다.
상기 제3 발광부(230)는 청색(Blue) 발광층으로 구성할 수 있다. 상기 청색(Blue) 발광층은 청색(Blue) 발광층, 진청색(Deep Blue) 발광층, 또는 스카이 블루(Sky Blue) 발광층 중 하나를 포함할 수 있다. 진청색(Deep Blue) 발광층은 청색(Blue) 발광층에 비해 단파장 영역에 위치하므로, 색재현율 및 휘도 향상에 유리할 수 있다.
상기 발광층의 두께, 발광층의 수, 유기층의 두께, 유기층의 수 중 적어도 하나에 상관없이, 상기 제3 발광부(230)의 발광 위치(L3)는 상기 제1 전극(202)으로부터 2,400Å 내지 3,100Å의 범위 내에 위치하도록 한다. 또는, 상기 제3 발광부(230)의 발광 위치(L3)는 상기 제1 전극(202)의 반사면으로부터 2,400Å 내지 3,100Å의 범위 내에 위치하도록 설정한다.
따라서, 상기 제3 발광부(230)의 발광 피크(Emitting Peak)가 청색(Blue) 발광 영역에 위치하게 하여 제3 발광부(230)가 최대의 휘도를 낼 수 있도록 한다. 상기 청색(Blue) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 440㎚ 내지 480㎚의 범위로 할 수 있다. 상기 제3 발광부(230)에는 보조 발광층으로 적색(Red) 발광층, 녹색(Green) 발광층, 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층 중 하나 또는 이들의 조합으로 구성할 수 있다. 그리고, 상기 보조 발광층을 포함하여 제3 발광부(230)를 구성한 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 440㎚ 내지 650㎚의 범위일 수 있다. 여기서 피크 파장은 발광 영역일 수 있다.
본 발명은 적어도 하나의 상기 발광층의 두께, 발광층의 수, 유기층의 두께, 유기층의 수에 상관없이, 상기 발광층들의 발광 위치를 설정한 EPEL(Emission Position of Emitting Layers) 구조를 적용하는 상부 발광(Top Emission) 방식의 백색 유기 발광 소자에 관한 것이다. 그리고, 본 발명은 적어도 하나의 상기 발광층의 두께, 발광층의 수, 유기층의 두께, 유기층의 수에 상관없이, 상기 제1 발광부(210), 상기 제2 발광부(220) 및 상기 제3 발광부(230)는 상기 제1 발광층, 상기 제2 발광층 및 상기 제3 발광층의 발광 영역에서 최대 발광 범위를 가지는 EPEL(Emission Position of Emitting Layers) 구조를 갖는 것이다.
도 13은 본 발명의 제4 실시예에 따른 백색 유기 발광 소자를 나타내는 개략적인 도면이다.
도 13에 도시된 백색 유기 발광 소자(200)는 제1 전극(202) 및 제2 전극(204)과, 제1 및 제2 전극(202,204) 사이에 제1 발광부(210), 제2 발광부(220) 및 제3 발광부(230)를 구비한다.
상기 제1 전극(202)과 제2 전극(204)은 각각 애노드(anode) 또는 캐소드(cathode)로 지칭될 수 있다.
그리고, 상기 제1 전극(202)은 반사 전극이고, 상기 제2 전극(204)은 반투과 전극으로 구성될 수 있다.
도 13을 참조하면, 상기 제2 전극(204)의 위치는 상기 제1 전극(202)으로부터 4,700Å 내지 5,400Å의 범위 내에 위치하도록 설정한다. 상기 제1 전극(202)의 위치(L0)를 설정함으로써 상기 제1 발광부(210), 제2 발광부(220) 및 제3 발광부(230)를 구성하는 발광층들의 발광 피크(Emitting Peak)가 특정한 파장에 위치하게 하고, 그 특정 파장의 빛을 발광시킴으로써 발광층들의 효율을 개선할 수 있다.
상기 제1 발광부(210)는 상기 제1 전극(202) 위에 제1 정공 수송층(HTL)(212), 제1 발광층(EML)(214) 및 제1 전자 수송층(ETL)(216)을 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 제1 전극(202) 위에는 보조 전극(203)이 구성될 수 있다. 상기 보조 전극(203)은 금속 산화물(Metal oxide) 또는 TCO(Transparent Conductive Oxide)와 같은 투명 도전 물질인 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), IGZO(Indium Gallium Zinc Oxide) 등으로 구성되며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
도면에 도시하지 않았으나, 상기 제1 발광부(210)는 정공 주입층(HIL)을 추가로 구성할 수 있다. 상기 정공 주입층(HIL)은 상기 보조 전극(203) 위에 위치하고, 상기 제1 전극(202)으로부터의 정공(hole) 주입을 원활하게 하는 역할을 한다. 상기 제1 정공 수송층(HTL)(212)은 정공 주입층(HIL)으로부터의 정공을 제1 발광층(EML)(214)에 공급한다. 상기 제1 전자 수송층(ETL)(216)은 제1 전하 생성층(CGL)(240)으로부터의 전자를 상기 제1 발광층(EML)(214)에 공급한다.
상기 제1 발광층(EML)(214)에서는 상기 제1 정공 수송층(HIL)(212)을 통해 공급된 정공(hole)과 상기 제1 전자 수송층(ETL)(216)을 통해 공급된 전자(electron)들이 재결합되므로 광이 생성된다.
상기 보조 전극(203)을 형성하지 않고, 상기 제1 전극(202) 위에 제1 정공 수송층(HTL)(212)을 구성할 경우, 상기 제1 발광층(EML)(214)으로 전자(electron)의 이동이 어려워지고, 상기 제1 발광층(EML)(214)으로 정공(hole) 이동이 어려워져 구동 전압이 상승하는 문제가 생길 수 있다. 소자의 특성이나 구조에 따라 상기 보조 전극(203)을 구성하지 않을 수도 있다.
상기 제1 정공 수송층(HTL)(212)은 2개 이상의 층이나 2개 이상의 재료를 적용하여 구성될 수 있다.
상기 제1 전자 수송층(ETL)(216)은 2개 이상의 층이나 2개 이상의 재료를 적용하여 구성될 수 있다.
상기 제1 발광층(EML)(214) 위에 정공 저지층(HBL)을 추가로 구성할 수 있다. 상기 정공 저지층(HBL)은 상기 제1 발광층(EML)(214)에서 생성된 정공이 상기 제1 전자 수송층(ETL)(216)으로 넘어오는 것을 방지함으로써 상기 제1 발광층(EML)(214)에서 전자와 정공의 결합을 향상시켜 제1 발광층(EML)(214)의 발광 효율을 향상시킬 수 있다. 상기 제1 전자 수송층(ETL)(216)과 상기 정공 저지층(HBL)은 하나의 층으로도 구성할 수 있다.
상기 제1 발광층(EML)(214) 아래에 전자 저지층(EBL)을 추가로 구성할 수 있다. 상기 전자 저지층(EBL)은 상기 제1 발광층(EML)(214)에서 생성된 전자가 상기 제1 정공 수송층(HTL)(212)으로 넘어오는 것을 방지함으로써 상기 제1 발광층(EML)(214)에서 전자와 정공의 결합을 향상시켜 제1 발광층(EML)(214)의 발광 효율을 향상시킬 수 있다. 상기 제1 정공 수송층(HTL)(212)과 상기 전자 저지층(EBL)은 하나의 층으로도 구성할 수 있다.
상기 제1 발광층(EML)(214)은 청색(Blue) 발광층 또는 다른 색을 발광할 수 있는 보조 발광층을 포함한 청색(Blue) 발광층으로 구성된다. 상기 청색(Blue) 발광층은 청색(Blue) 발광층, 진청색(Deep Blue) 발광층, 또는 스카이 블루(Sky Blue) 발광층 중 하나를 포함할 수 있다. 진청색(Deep Blue) 발광층은 청색(Blue) 발광층에 비해 단파장 영역에 위치하므로, 색재현율 및 휘도 향상에 유리할 수 있다.
상기 보조 발광층은 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층 또는 적색(Red) 발광층 또는 녹색(Green) 발광층 중 하나로 구성되거나 이들의 조합으로 구성될 수 있다. 상기 보조 발광층을 더 구성할 경우 녹색(Green) 발광층이나 적색(Red) 발광층의 발광 효율을 더욱 개선할 수 있다. 상기 보조 발광층을 포함하여 상기 제1 발광층(EML)(214)을 구성하는 경우, 상기 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층 또는 적색(Red) 발광층 또는 녹색(Green) 발광층은 상기 제1 발광층(EML)(214)의 위 또는 아래에 구성하는 것도 가능하다. 또한, 상기 보조 발광층인 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층 또는 적색(Red) 발광층 또는 녹색(Green) 발광층은 상기 제1 발광층(EML)(214)의 위 및 아래에 동일하게 구성하거나 다르게 구성하는 것도 가능하다. 발광층의 위치나 수 등은 소자의 구성 및 특성에 따라 선택적으로 배치하는 것이 가능하며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 제1 발광층(EML)(214)에 상기 보조 발광층을 구성할 경우, 상기 제1 발광층(EML)(214)의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 440㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 여기서 피크 파장은 발광 영역일 수 있다.
상기 제1 정공 수송층(HTL)(212), 전자 저지층(EBL), 정공 주입층(HIL) 등의 모든 층을 유기층이라고 할 수 있다. 상기 제1 전극(202)과 상기 제1 발광층(EML)(214) 사이에 있는 모든 유기층들과 상기 보조 전극(203)을 유기층이라고 할 수 있다. 따라서, 상기 제1 전극(202)과 상기 제1 발광층(EML)(214) 사이에 있는 모든 유기층들을 제1 유기층으로 지칭할 수 있다.
상기 제1 정공 수송층(HTL)(212)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 보조 전극(203)의 수나 두께에 상관없이, 또는 전자 저지층(EBL)의 수나 두께에 상관없이, 또는 정공 주입층(HIL)의 수나 두께에 상관없이, 상기 제1 전극(202)과 상기 제1 발광층(EML)(214) 사이에 있는 모든 유기층의 수나 두께에 상관없이, 상기 제1 발광층(EML)(214)의 발광 위치(L1)는 상기 제1 전극(202)으로부터 150Å 내지 700Å의 범위 내에 위치하도록 설정한다. 또는, 상기 제1 발광층(EML)(214)의 발광 위치(L1)는 상기 제1 전극(202)의 반사면으로부터 150Å 내지 700Å의 범위 내에 위치하도록 설정한다. 따라서, 적어도 하나의 상기 제1 유기층의 수, 상기 제1 유기층의 두께에 상관없이 상기 제1 전극(202)으로부터 상기 제1 발광층(EML)(214)의 위치(L1)는 150Å 내지 700Å의 범위 내에 위치하도록 설정할 수 있다. 또는, 적어도 하나의 상기 제1 유기층의 수, 상기 제1 유기층의 두께에 상관없이 상기 제1 발광층(EML)(214)의 발광 위치(L1)는 상기 제1 전극(202)의 반사면으로부터 150Å 내지 700Å의 범위 내에 위치하도록 설정할 수 있다.
상기 제2 발광부(220)는 제2 정공 수송층(HTL)(222), 제2 발광층(EML)(224) 및 제2 전자 수송층(ETL)(226)을 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 제2 정공 수송층(HTL)(222)은 2개 이상의 층이나 2개 이상의 재료를 적용하여 구성할 수 있다.
상기 제2 정공 수송층(HTL)(222)은 상기 제1 정공 수송층(HTL)(212)과 동일한 물질로 이루어질 수 있지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 제2 정공 수송층(HTL)(222) 아래에 정공 주입층(HIL)을 추가로 구성할 수 있다. 상기 정공 주입층(HIL)은 상기 제1 전하 수송층(CGL)(240)으로부터의 정공을 상기 제2 정공 수송층(HTL)(222)에 주입하는 역할을 한다.
상기 제2 전자 수송층(ETL)(226)은 2개 이상의 층이나 2개 이상의 재료를 적용하여 구성할 수 있다.
상기 제2 전자 수송층(ETL)(226)은 상기 제1 전자 수송층(ETL)(216)과 동일한 물질로 이루어질 수 있지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 제2 발광층(EML)(224) 위에 정공 저지층(HBL)을 추가로 구성할 수 있다. 상기 정공 저지층(HBL)은 상기 제2 발광층(EML)(224)에서 생성된 정공이 상기 제2 전자 수송층(ETL)(226)으로 넘어오는 것을 방지함으로써 상기 제2 발광층(EML)(224)에서 전자와 정공의 결합을 향상시켜 제2 발광층(EML)(224)의 발광 효율을 향상시킬 수 있다. 상기 제2 전자 수송층(ETL)(226)과 상기 정공 저지층(HBL)은 하나의 층으로도 구성할 수 있다.
상기 제2 발광층(EML)(224) 아래에 전자 저지층(EBL)을 추가로 구성할 수 있다. 상기 전자 저지층(EBL)은 상기 제2 발광층(EML)(224)에서 생성된 전자가 상기 제2 정공 수송층(HTL)(222)으로 넘어오는 것을 방지함으로써 상기 제2 발광층(EML)(224)에서 전자와 정공의 결합을 향상시켜 제2 발광층(EML)(224)의 발광 효율을 향상시킬 수 있다. 상기 제2 정공 수송층(HTL)(222)과 상기 전자 저지층(EBL)은 하나의 층으로도 구성할 수 있다.
상기 제2 발광층(EML)(224)은 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층으로 구성된다. 상기 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 510㎚ 내지 580㎚의 범위로 할 수 있다. 여기서 피크 파장은 발광 영역일 수 있다.
상기 제2 발광층(EML)(224)은 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층, 또는 황색(Yellow) 발광층 및 적색(Red) 발광층, 또는 적색(Red) 발광층 및 녹색(Green) 발광층, 또는 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층 및 적색(Red) 발광층 중 하나로 구성되거나 이들의 조합으로 구성될 수 있다. 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층에 적색(Red) 발광층을 더 구성하는 경우에는 적색(Red) 발광층의 효율을 더 개선할 수 있다. 상기 적색(Red) 발광층은 상기 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층의 위 또는 아래에 구성할 수 있다. 그리고, 상기 황색(Yellow) 발광층 및 적색(Red) 발광층, 또는 적색(Red) 발광층 및 녹색(Green) 발광층, 또는 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층 및 적색(Red) 발광층은 상기 제2 발광층(EML)(224)의 위 또는 아래에 구성하는 것도 가능하다. 또한, 상기 황색(Yellow) 발광층 및 적색(Red) 발광층, 또는 적색(Red) 발광층 및 녹색(Green) 발광층, 또는 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층 및 적색(Red) 발광층은 상기 제2 발광층(EML)(224)의 위 및 아래에 동일하게 구성하거나 다르게 구성할 수도 있다.
그리고, 상기 황색(Yellow) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 540㎚ 내지 580㎚의 범위로 할 수 있다. 상기 적색(Red) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 600㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 따라서, 상기 제2 발광층(EML)(224)의 상기 황색(Yellow) 발광층 및 적색(Red) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 540㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 여기서 피크 파장은 발광 영역일 수 있다. 상기 황색(Yellow) 발광층과 적색(Red) 발광층의 두 개의 층으로 구성할 경우, 적색(Red) 발광층의 발광 효율을 높일 수 있다.
그리고, 상기 적색(Red) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 600㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 상기 녹색(Green) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 510㎚ 내지 560㎚의 범위로 할 수 있다. 따라서, 상기 제2 발광층(EML)(224)의 적색(Red) 발광층 및 녹색(Green) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 510㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 여기서 피크 파장은 발광 영역일 수 있다. 상기 적색(Red) 발광층과 녹색(Green) 발광층의 두 개의 층으로 구성할 경우, 색 재현율을 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 황색(Yellow) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 540㎚ 내지 580㎚의 범위로 할 수 있다. 상기 적색(Red) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 600㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 따라서, 상기 제2 발광층(EML)(224)의 상기 황색(Yellow) 발광층과 적색(Red) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 540㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 여기서 피크 파장은 발광 영역일 수 있다. 상기 황색(Yellow) 발광층과 적색(Red) 발광층의 두 개의 층으로 구성할 경우, 적색(Red) 발광층의 발광 효율을 높일 수 있다.
또한, 소자의 특성이나 구조에 따라 상기 제2 발광부(220)의 상기 제2 발광층(EML)(224)은 적색(Red) 발광층과 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층의 두 개의 층으로 구성할 수 있다. 상기 적색(Red) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 600㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 상기 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 510㎚ 내지 580㎚의 범위로 할 수 있다. 상기 적색(Red) 발광층과 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층의 두 개의 층으로 구성할 경우, 적색(Red) 발광층의 발광 효율을 높일 수 있다. 이 경우, 상기 제2 발광층(EML)(224)의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 510㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 여기서 피크 파장은 발광 영역일 수 있다.
상기 제2 발광층(EML)(124)을 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층, 또는 황색(Yellow) 발광층 및 적색(Red) 발광층, 또는 적색(Red) 발광층 및 녹색(Green) 발광층, 또는 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층 및 적색(Red) 발광층 중 하나로 구성되거나 이들의 조합으로 구성될 경우, 상기 제2 발광층(EML)(124)의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 510㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 여기서 피크 파장은 발광 영역일 수 있다.
상기 제1 발광부(210)와 상기 제2 발광부(220) 사이에는 제1 전하 생성층(CGL)(240)이 더 구성될 수 있다. 상기 제1 전하 생성층(CGL)(240)은 상기 제1 발광부(210) 및 제2 발광부(220) 간의 전하 균형을 조절한다. 상기 제1 전하 생성층(CGL)(240)은 N형 전하 생성층(N-CGL)과 P형 전하 생성층(P-CGL)을 포함할 수 있다.
상기 제1 전하 생성층(CGL)(240)은 단일층으로 구성할 수도 있다.
상기 제1 발광층(EML)(214), 상기 제1 전자 수송층(ETL)(216), 상기 제1 전하 생성층(CGL)(240), 상기 제2 정공 수송층(222), 정공 저지층(HBL), 전자 저지층(EBL), 정공 주입층(HIL) 등의 모든 층들을 유기층이라고 할 수 있다. 상기 제1 발광층(EML)(214))과 상기 제2 발광층(EML)(224) 사이에 있는 모든 유기층들과 상기 제1 발광층(EML)(214)을 유기층이라고 할 수 있다. 따라서, 상기 제1 발광층(EML)(214)과 상기 제2 발광층(EML)(224) 사이에 있는 모든 유기층들을 제2 유기층으로 지칭할 수 있다.
상기 제1 전자 수송층(ETL)(216)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제2
정공 수송층(HTL)(222)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제1 전하 생성층(CGL)(240)의 수나 두께에 상관없이, 또는 정공 저지층(HBL)의 수나 두께에 상관없이, 또는 전자 저지층(EBL)의 수나 두께에 상관없이, 또는 정공 주입층(HIL)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제1 발광층(EML)(214)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제1 전극(202)과 상기 제1 발광층(EML)(214) 사이에 있는 모든 유기층의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제1 발광층(EML)(214)과 상기 제2 발광층(EML)(224) 사이에 있는 모든 유기층의 수나 두께에 상관없이, 상기 제2 발광층(EML)(224)의 발광 위치(L2)는 상기 제1 전극(202)으로부터 1,600Å 내지 2,300Å의 범위 내에 위치하도록 설정한다. 또는, 상기 제2 발광층(EML)(224)의 발광 위치(L2)는 상기 제1 전극(202)의 반사면으로부터 1,600Å 내지 2,300Å의 범위 내에 위치하도록 설정한다. 따라서, 적어도 하나의 상기 제1 유기층의 수, 상기 제1 유기층의 두께, 상기 제2 유기층의 수, 상기 제2 유기층의 두께, 상기 제1 발광층의 수, 상기 제1 발광층의 두께에 상관없이 상기 제1 전극(202)으로부터 상기 제2 발광층(EML)(224)의 위치(L2)는 1,600Å 내지 2,300Å의 범위 내에 위치하도록 설정할 수 있다. 또는, 적어도 하나의 상기 제1 유기층의 수, 상기 제1 유기층의 두께, 상기 제2 유기층의 수, 상기 제2 유기층의 두께, 상기 제1 발광층의 수, 상기 제1 발광층의 두께에 상관없이 상기 제1 전극(202)의 반사면으로부터 상기 제2 발광층(EML)(224)의 위치(L2)는 1,600Å 내지 2,300Å의 범위 내에 위치하도록 설정할 수 있다.
상기 제3 발광부(230)는 제3 전자 수송층(ETL)(236), 제3 발광층(EML)(234) 및 제3 정공 수송층(HTL)(232)을 포함하여 이루어질 수 있다. 도면에 도시하지 않았으나, 상기 제3 전자 수송층(ETL)(236) 위에 전자 주입층(EIL)을 추가로 구성할 수 있다. 상기 전자 주입층(EIL)은 상기 제2 전극(204)으로부터의 전자를 상기 제3 전자 수송층(ETL)(236)에 주입하는 역할을 한다.
상기 제3 정공 수송층(HTL)(232)은 TPD(N,N'-bis(3-methylphenyl)-N,N'-bis(phenyl)-benzidine) 또는 NPB(N,N'-di(naphthalen-1-yl)-N,N'-diphenyl-benzidine) 등으로 이루어질 수 있지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 제3 정공 수송층(HTL)(232)은 2개 이상의 층이나 2개 이상의 재료를 적용하여 구성할 수 있다.
상기 제3 정공 수송층(HTL)(232)은 상기 제2 정공 수송층(HTL)(222)과 동일한 물질로 이루어질 수 있지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 제3 정공 수송층(HTL)(232) 아래에 정공 주입층(HIL)을 추가로 구성할 수 있다. 상기 정공 주입층(HIL)은 상기 제2 전하 생성층(CGL)(250)으로부터의 정공을 상기 제3 정공 수송층(HTL)(232)에 주입하는 역할을 한다.
상기 제3 전자 수송층(ETL)(236)은 옥사디아졸(oxadiazole), 트리아졸(triazole), 페난쓰롤린(phenanthroline), 벤족사졸(benzoxazole) 또는 벤즈티아졸(benzthiazole) 등으로 이루어질 수 있지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 제3 전자 수송층(ETL)(236)은 2개 이상의 층이나 2개 이상의 재료를 적용하여 구성할 수 있다.
상기 제3 전자 수송층(ETL)(236)은 상기 제2 전자 수송층(ETL)(226)과 동일한 물질로 이루어질 수 있지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 제2 발광부(220)와 상기 제3 발광부(230) 사이에는 제2 전하 생성층(CGL)(250)이 더 구성될 수 있다. 상기 제2 전하 생성층(CGL)(250)은 상기 제2 발광부(220) 및 제3 발광부(230) 간의 전하 균형을 조절한다. 상기 제2 전하 생성층(CGL)(250)은 N형 전하 생성층(N-CGL) 및 P형 전하 생성층(P-CGL)을 포함할 수 있다.
N형 전하 생성층(N-CGL)은 상기 제2 발광부(220)로 전자(electron)를 주입해주는 역할을 하며, P형 전하 생성층(P-CGL)은 제3 발광부(230)로 정공(hole)을 주입해주는 역할을 한다.
상기 N형 전하 생성층(N-CGL)은 리튬(Li), 나트륨(Na), 칼륨(K), 또는 세슘(Cs)과 같은 알칼리 금속, 또는 마그네슘(Mg), 스트론튬(Sr), 바륨(Ba), 또는 라듐(Ra)과 같은 알칼리 토금속으로 도핑된 유기층으로 이루어질 수 있지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 P형 전하 생성층(P-CGL)은 P형 도펀트가 포함된 유기층으로 이루어질 수 있지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 제2 전하 생성층(CGL)(250)은 상기 제1 전하 생성층(CGL)(240)의 N형 전하 생성층(N-CGL)과 P형 전하 생성층(P-CGL)의 동일한 물질로 이루어질 수 있지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 제2 전하 생성층(CGL)(250)은 단일층으로 구성할 수도 있다.
상기 제3 발광층(EML)(234) 위에 정공 저지층(HBL)을 추가로 구성할 수 있다. 상기 정공 저지층(HBL)은 상기 제3 발광층(EML)(234)에서 생성된 정공이 상기 제3 전자 수송층(ETL)(236)으로 넘어오는 것을 방지함으로써 상기 제3 발광층(EML)(234)에서 전자와 정공의 결합을 향상시켜 제3 발광층(EML)(234)의 발광 효율을 향상시킬 수 있다. 상기 제3 전자 수송층(ETL)(236)과 상기 정공 저지층(HBL)은 하나의 층으로도 구성할 수 있다.
상기 제3 발광층(EML)(234) 아래에 전자 저지층(EBL)을 추가로 구성할 수 있다. 상기 전자 저지층(EBL)은 상기 제3 발광층(EML)(234)에서 생성된 전자가 상기 제3 정공 수송층(HTL)(232)으로 넘어오는 것을 방지함으로써 상기 제3 발광층(EML)(234)에서 전자와 정공의 결합을 향상시켜 제3 발광층(EML)(234)의 발광 효율을 향상시킬 수 있다. 상기 제3 정공 수송층(HTL)(232)과 상기 전자 저지층(EBL)은 하나의 층으로도 구성할 수 있다.
상기 제3 발광층(EML)(234)은 청색(Blue) 발광층 또는 다른 색을 발광할 수 있는 보조 발광층을 포함한 청색(Blue) 발광층 중 하나로 구성된다. 상기 청색(Blue) 발광층은 청색(Blue) 발광층, 진청색(Deep Blue) 발광층, 또는 스카이 블루(Sky Blue) 발광층 중 하나를 포함할 수 있다. 진청색(Deep Blue) 발광층은 청색(Blue) 발광층에 비해 단파장 영역에 위치하므로, 색재현율 및 휘도 향상에 유리할 수 있다.
상기 보조 발광층은 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층 또는 적색(Red) 발광층 또는 녹색(Green) 발광층 중 하나로 구성되거나 이들의 조합으로 구성될 수 있다. 상기 보조 발광층을 더 구성할 경우 녹색(Green) 발광층이나 적색(Red) 발광층의 발광 효율을 더 개선할 수 있다. 상기 보조 발광층을 포함하여 제3 발광층(EML)(134)을 구성하는 경우, 상기 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층 또는 적색(Red) 발광층 또는 녹색(Green) 발광층이 제3 발광층(EML)(234)의 위 또는 아래에 구성하는 것도 가능하다. 또한, 상기 보조 발광층인 황색-녹색(Yellow-Green) 또는 적색(Red) 발광층 또는 녹색(Green) 발광층은 상기 제3 발광층(EML)(234)의 위 및 아래에 동일하게 구성하거나 다르게 구성하는 것도 가능하다. 발광층의 위치나 수 등은 소자의 구성 및 특성에 따라 선택적으로 배치하는 것이 가능하며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 제3 발광층(EML)(234)에 상기 보조 발광층을 구성할 경우, 상기 제3 발광층(EML)(234)의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 440㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 여기서 피크 파장은 발광 영역일 수 있다.
상기 제2 발광층(EML)(224), 상기 제2 전자 수송층(ETL)(226), 상기 제2 전하 생성층(CGL)(250), 상기 제3 정공 수송층(232), 정공 저지층(HBL), 전자 저지층(EBL), 정공 주입층(HIL) 등의 모든 층을 유기층이라고 할 수 있다. 상기 제2 발광층(EML)(224)과 상기 제3 발광층(EML)(234) 사이에 있는 모든 유기층들과 상기 제2 발광층(EML)(224)을 유기층이라고 할 수 있다. 따라서, 상기 제2 발광층(EML)(224)과 상기 제3 발광층(EML)(234) 사이에 있는 모든 유기층들을 제3 유기층으로 지칭할 수 있다.
상기 제2 전자 수송층(ETL)(226)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제2 전하 생성층(CGL)(250)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제3 정공 수송층(HTL)(232)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제2 발광층(EML)(224)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제1 발광층(EML)(214)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제1 전극(202)과 상기 제1 발광층(EML)(214) 사이에 있는 모든 유기층의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제1 발광층(EML)(214)과 상기 제2 발광층(EML)(224) 사이에 있는 모든 유기층의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제2 발광층(EML)(224)과 상기 제3 발광층(EML)(234) 사이에 있는 모든 유기층의 수나 두께에 상관없이, 상기 제3 발광층(EML)(234)의 발광 위치(L3)는 상기 제1 전극(202)으로부터 2,400Å 내지 3,100Å의 범위 내에 위치하도록 설정한다. 또는, 상기 제3 발광층(EML)(234)의 발광 위치(L3)는 상기 제1 전극(202)의 반사면으로부터 2,400Å 내지 3,100Å의 범위 내에 위치하도록 설정한다. 따라서, 적어도 하나의 상기 제1 유기층의 수, 상기 제1 유기층의 두께, 상기 제2 유기층의 수, 상기 제2 유기층의 두께, 상기 제3 유기층의 수, 상기 제3 유기층의 두께, 상기 제1 발광층의 수, 상기 제1 발광층의 두께, 상기 제2 발광층의 수, 상기 제2 발광층의 두께에 상관없이 상기 제1 전극(202)으로부터 상기 제3 발광층(EML)(234)의 위치(L3)는 2,400Å 내지 3,100Å의 범위 내에 위치하도록 설정할 수 있다. 또는, 적어도 하나의 상기 제1 유기층의 수, 상기 제1 유기층의 두께, 상기 제2 유기층의 수, 상기 제2 유기층의 두께, 상기 제3 유기층의 수, 상기 제3 유기층의 두께, 상기 제1 발광층의 수, 상기 제1 발광층의 두께, 상기 제2 발광층의 수, 상기 제2 발광층의 두께에 상관없이 상기 제1 전극(202)의 반사면으로부터 상기 제3 발광층(EML)(234)의 위치(L3)는 2,400Å 내지 3,100Å의 범위 내에 위치하도록 설정할 수 있다.
그리고, 상기 제3 발광층(EML)(234), 상기 제3 전자 수송층(ETL)(236), 정공 저지층(HBL), 전자 주입층(EIL) 등의 모든 층을 유기층이라고 할 수 있다. 상기 제3 발광층(EML)(234)과 상기 제2 전극(204) 사이에 있는 모든 유기층들과 상기 제2 전극(204), 상기 제3 발광층(EML)(234)을 유기층이라고 할 수 있다. 따라서, 상기 제3 발광층(EML)(234)과 상기 제2 전극(204) 사이에 있고, 상기 제2 전극(204)을 포함한 모든 유기층들을 제4 유기층으로 지칭할 수 있다.
상기 제3 전자 수송층(ETL)(236)의 수나 두께에 상관없이, 또는 전자 주입층(EIL)의 수나 두께에 상관없이, 또는 정공 저지층(HBL)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제2 전극(204)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제3 발광층(EML)(234)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 기판(201)과 상기 제1 발광층(EML)(214) 사이에 있는 모든 유기층의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제1 발광층(EML)(214)과 상기 제2 발광층(EML)(224) 사이에 있는 모든 유기층의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제2 발광층(EML)(224)과 상기 제3 발광층(EML)(234) 사이에 있는 모든 유기층의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제3 발광층(EML)2134)과 상기 제2 전극(204) 사이에 있는 모든 유기층의 두께에 상관없이 상기 제1 전극(202)으로부터 상기 제2 전극(204)의 위치(L0)는 4,700Å 내지 5,400Å의 범위 내에 위치하도록 설정할 수 있다. 또는, 상기 제2 전극(204)의 위치(L0)는 상기 제1 전극(202)의 반사면으로부터 4,700Å 내지 5,400Å의 범위 내에 위치하도록 설정할 수 있다.
따라서, 적어도 하나의 상기 제1 유기층의 수, 상기 제1 유기층의 두께, 상기 제2 유기층의 수, 상기 제2 유기층의 두께, 상기 제3 유기층의 수, 상기 제3 유기층의 두께, 상기 제4 유기층의 수, 상기 제4 유기층의 두께, 상기 제1 발광층의 수, 상기 제1 발광층의 두께, 상기 제2 발광층의 수, 상기 제2 발광층의 두께, 상기 제3 발광층의 수, 상기 제3 발광층의 두께에 상관없이 상기 제2 전극(204)의 위치(L0)는 상기 제1 전극(202)으로부터 4,700Å 내지 5,400Å의 범위 내에 위치하도록 설정할 수 있다. 또는, 적어도 하나의 상기 제1 유기층의 수, 상기 제1 유기층의 두께, 상기 제2 유기층의 수, 상기 제2 유기층의 두께, 상기 제3 유기층의 수, 상기 제3 유기층의 두께, 상기 제4 유기층의 수, 상기 제4 유기층의 두께, 상기 제1 발광층의 수, 상기 제1 발광층의 두께, 상기 제2 발광층의 수, 상기 제2 발광층의 두께, 상기 제3 발광층의 수, 상기 제3 발광층의 두께에 상관없이 상기 제2 전극(204)의 위치(L0)는 상기 제1 전극(202)의 반사면으로부터 4,700Å 내지 5,400Å의 범위 내에 위치하도록 설정할 수 있다.
도 13에 도시한 구조는 본 발명의 일예를 나타낸 것으로, 백색 유기 발광 소자의 구조나 특성에 따라 선택적으로 구성하는 것이 가능하며, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 14는 본 발명의 제4 실시예에 따른 유기 발광 소자의 발광 위치를 나타내는 도면이다.
도 14에서 가로축은 빛의 파장 영역을 나타낸 것이며, 세로축은 상기 제1 전극(202)으로부터 상기 발광부를 구성하는 발광층들의 발광 위치를 나타낸 것으로, contour map이라 할 수 있다. 여기서는 상기 제1 전극(202)과 상기 제2 전극(204)을 제외하고, 본 발명의 EPEL 구조를 적용할 경우 발광 피크(Emitting Peak)에서 발광층들의 발광 위치를 나타낸 것이다. 그리고, 발광층들의 발광 영역에서 최대 발광 범위를 가지는 발광층들의 발광 위치를 나타낸 것이다.
상기 제1 발광부(210)를 구성하는 상기 제1 발광층(EML)(214)은 청색(Blue) 발광층이므로, 상기 제1 발광층(EML)(214)의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength) 범위는 440㎚ 내지 480㎚ 범위가 될 수 있다. 청색(Blue) 발광층의 발광 영역인 440㎚ 내지 480㎚에서 발광하도록 하여야 등고선(contour map)의 백색(white) 영역에서 최대 효율을 낼 수 있다.
따라서, 상기 제1 발광층(EML)(214)의 발광 위치를 150Å 내지 700Å 범위로 설정하여, 발광 피크(Emitting Peak)(214E)가 440㎚ 내지 480㎚에 위치하게 한다. 이로 인해, 상기 제1 발광층(EML)(214)을 440㎚ 내지 480㎚에서 빛이 발광하도록 함으로써 최대 효율을 낼 수 있게 된다.
또한, 상기 청색(Blue) 발광층은 청색(Blue) 발광층, 진청색(Deep Blue) 발광층, 또는 스카이 블루(Sky Blue) 발광층 중 하나를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1 발광부(210)를 구성하는 상기 제1 발광층(EML)(214)에 보조 발광층으로 황색-녹색(Yellow-Green) 또는 적색(Red) 발광층 또는 녹색(Green) 발광층을 구성할 경우, 상기 제1 발광층(EML)(214)의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength) 범위가 440㎚ 내지 650㎚의 범위가 될 수 있다. 따라서, 이 경우에는 제1 발광층(EML)(214)의 발광 영역인 440㎚ 내지 650㎚에서 발광하도록 하여야 등고선(contour map)의 백색(white) 영역에서 최대 효율을 낼 수 있다.
도 14에서는 상기 제1 발광층(EML)(214)에 보조 발광층을 포함하지 않고, 상기 제1 발광층(EML)(214)이 청색(Blue) 발광층을 예로 들어 발광 위치를 나타낸 것이다. 따라서, 상기 제1 발광층(EML)(214)의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength) 범위는 440㎚ 내지 480㎚ 범위에서 최대 효율을 낼 수 있다.
상기 제2 발광부(220)를 구성하는 상기 제2 발광층(EML)(224)은 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층이므로, 상기 제2 발광층(EML)(224)의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength) 범위는 510㎚ 내지 580㎚의 범위가 될 수 있다. 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층의 발광 영역인 510㎚ 내지 580㎚에서 발광하도록 하여야 등고선(contour map)의 백색(white) 영역에서 최대 효율을 낼 수 있다.
따라서, 상기 제2 발광층(EML)(224)의 발광 위치를 1,600Å 내지 2,300Å 범위 내에 위치하도록 설정하여 상기 제2 발광층(EML)(224)의 발광 피크(Emitting Peak)(224E)가 510㎚ 내지 580㎚에 위치하게 한다. 이로 인해, 상기 제2 발광층(EML)(224)을 510㎚ 내지 580㎚에서 빛을 발광하게 함으로써 최대 효율을 낼 수 있게 된다.
그리고, 소자의 특성이나 구조에 따라 상기 제2 발광부(220)의 상기 제2 발광층(EML)(224)은 적색(Red) 발광층과 녹색(Green) 발광층의 두 개의 층으로 구성할 수도 있다. 상기 적색(Red) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 600㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 상기 녹색(Green) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 510㎚ 내지 560㎚의 범위로 할 수 있다. 따라서, 이 경우에는 제2 발광층(EML)(224)의 발광 영역인 510㎚ 내지 650㎚에서 발광하도록 하여야 등고선(contour map)의 백색(white) 영역에서 최대 효율을 낼 수 있다.
또한, 소자의 특성이나 구조에 따라 상기 제2 발광부(220)의 상기 제2 발광층(EML)(224)은 적색(Red) 발광층과 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층의 두 개의 층으로 구성할 수 있다. 상기 적색(Red) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 600㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 상기 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 510㎚ 내지 580㎚의 범위로 할 수 있다. 따라서, 이 경우에는 제2 발광층(EML)(224)의 발광 영역인 510㎚ 내지 650㎚에서 발광하도록 하여야 등고선(contour map)의 백색(white) 영역에서 최대 효율을 낼 수 있다.
또한, 소자의 특성이나 구조에 따라 상기 제2 발광부(220)의 상기 제2 발광층(EML)(224)은 황색(Yellow) 발광층과 적색(Red) 발광층의 두 개의 층으로 구성할 수 있다. 상기 황색(Yellow) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 540㎚ 내지 580㎚의 범위로 할 수 있다. 상기 적색(Red) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 600㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 따라서, 이 경우에는 제2 발광층(EML)(224)의 발광 영역인 540㎚ 내지 650㎚에서 발광하도록 하여야 등고선(contour map)의 백색(white) 영역에서 최대 효율을 낼 수 있다.
따라서, 상기 제2 발광층(EML)(224)으로 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층, 또는 황색(Yellow) 발광층 및 적색(Red) 발광층, 또는 적색(Red) 발광층 및 녹색(Green) 발광층, 또는 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층 및 적색(Red) 발광층 중 하나이거나 이들의 조합으로 구성하는 경우에는, 상기 제2 발광층(EML)(224)의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength) 범위가 510㎚ 내지 650㎚ 범위가 될 수 있다. 이 경우에는 제2 발광층(EML)(224)의 발광 영역인 510㎚ 내지 650㎚에서 발광하도록 하여야 등고선(contour map)의 백색(white) 영역에서 최대 효율을 낼 수 있다.
도 14에서는 상기 제2 발광층(EML)(224)에 보조 발광층을 포함하지 않고, 상기 제2 발광층(EML)(224)은 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층을 예로 들어 발광 위치를 나타낸 것이다. 따라서, 상기 제2 발광층(EML)(224)의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength) 범위는 510㎚ 내지 580㎚ 범위에서 최대 효율을 낼 수 있다.
상기 제3 발광부(230)를 구성하는 상기 제3 발광층(EML)(234)은 청색(Blue) 발광층이므로, 상기 제3 발광층(EML)(234)의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength) 범위가 440㎚ 내지 480㎚의 범위가 될 수 있다. 청색(Blue) 발광층의 발광 영역인 440㎚ 내지 480㎚에서 발광하도록 하여야 등고선(contour map)의 백색(white) 영역에서 최대 효율을 낼 수 있다.
따라서, 상기 제3 발광층(EML)(234)의 발광 위치를 2,400Å 내지 3,100Å 범위 내에 위치하도록 설정하여 상기 제3 발광층(EML)(234)의 발광 피크(Emitting Peak)(234E)가 440㎚ 내지 480㎚에 위치하게 한다. 이로 인해, 상기 제3 발광층(EML)(234)을 440㎚ 내지 480㎚에서 빛을 발광하게 함으로써 최대 효율을 낼 수 있게 된다.
또한, 상기 청색(Blue) 발광층은 청색(Blue) 발광층, 진청색(Deep Blue) 발광층, 또는 스카이 블루(Sky Blue) 발광층 중 하나를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제3 발광부(230)를 구성하는 상기 제3 발광층(EML)(234)에 보조 발광층으로 황색-녹색(Yellow-Green) 또는 적색(Red) 발광층 또는 녹색(Green) 발광층을 구성할 경우, 상기 제3 발광층(EML)(234)의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength) 범위가 440㎚ 내지 650㎚의 범위가 될 수 있다. 따라서, 이 경우에는 제3 발광층(EML)(234)의 발광 영역인 440㎚ 내지 650㎚에서 발광하도록 하여야 등고선(contour map)의 백색(white) 영역에서 최대 효율을 낼 수 있다.
도 14에서는 상기 제3 발광층(EML)(234)에 보조 발광층을 포함하지 않고, 상기 제3 발광층(EML)(234)이 청색(Blue) 발광층을 예로 들어 발광 위치를 나타낸 것이다. 따라서, 상기 제3 발광층(EML)(234)의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength) 범위는 440㎚ 내지 480㎚ 범위에서 최대 효율을 낼 수 있다.
위에서 설명한 바와 같이, 발광층의 발광 위치에 따라 발광 피크(Emitting Peak)의 위치가 변하게 된다. 따라서, 본 발명은 발광부를 구성하는 발광층의 발광 위치를 설정함으로써 발광층의 발광 피크(Emitting Peak)가 원하는 발광 영역에 위치하도록 하는 EPEL(Emission Position of Emitting Layers) 구조를 적용하는 것이다.
따라서, 발광층에 EPEL(Emission Position of Emitting Layers) 구조를 적용함으로써 발광 피크(Emitting Peak)가 특정한 파장에 위치하게 되고, 그로 인해 특정 파장에 해당하는 빛에서 발광층들이 최대의 효율을 낼 수 있게 된다.
그리고, 상기 특정 파장에서 발광층들의 최대의 효율을 낼 수 있는 발광 범위를 최대 발광 범위라고 할 수 있다. 따라서, 상기 제1 발광층의 최대 발광 범위는 440nm 내지 470nm이며, 상기 제2 발광층의 최대 발광 범위는 530nm 내지 570nm이며, 상기 제3 발광층의 최대 발광 범위는 440nm 내지 470nm일 수 있다.
즉, 청색(Blue) 발광층의 최대 발광 범위인 440㎚ 내지 470㎚와, 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층의 최대 발광 범위인 530㎚ 내지 570㎚에서 빛이 발광하도록 하여야 등고선(contour map)의 백색(white) 영역에서 최대 효율을 낼 수 있다. 상기 발광 영역에 해당하도록 본 발명의 발광층의 발광 위치를 설정함으로써 발광층이 최대 효율을 낼 수 있음을 알 수 있다. 그리고, 본 발명의 상기 EPEL 구조는 적어도 하나의 제1 유기층의 수, 제1 유기층의 두께, 상기 제2 유기층의 수, 상기 제2 유기층의 두께, 상기 제3 유기층의 수, 상기 제3 유기층의 두께, 상기 제4 유기층의 수, 상기 제4 유기층의 두께, 상기 제1 발광층의 수, 상기 제1 발광층의 두께, 상기 제2 발광층의 수, 상기 제2 발광층의 두께, 상기 제3 발광층의 수, 상기 제3 발광층의 두께에 상관없이, 상기 제1 발광층, 상기 제2 발광층 및 상기 제3 발광층이 최대 발광 범위를 가지도록 구성함으로써 발광층이 최대 효율을 낼 수 있음을 알 수 있다.
도 15는 본 발명의 제4 실시예에 따른 EL 스펙트럼을 나타내는 도면이다.
도 15에서 가로축은 빛의 파장 영역을 나타낸 것이며, 세로축은 발광 세기(intensity)를 나타낸 것이다. 발광 세기는 EL 스펙트럼의 최대값을 기준으로 하여 상대적인 값으로 표현한 수치이다.
도 15에서 실시예(최소 위치)는 발광층들의 발광 위치를 설정하였을 때 최소 위치로 설정한 부분이다. 예를 들면, 상기 제1 발광층(EML)(214)의 발광 위치(L1)가 상기 제1 전극(202)으로부터 150Å 내지 700Å의 범위인 경우, 최소 위치는 150Å으로 설정한 것이다.
실시예(최대 위치)는 발광층들의 발광 위치를 설정하였을 때 최대 위치로 설정한 부분이다. 예를 들면, 상기 제1 발광층(EML)(214)의 발광 위치(L1)가 상기 제1 전극(202)으로부터 150Å 내지 700Å의 범위인 경우, 최대 위치는 700Å으로 설정한 것이다.
실시예(최적 위치)는 본 발명의 제4 실시예의 발광 위치로 설정한 부분이다. 예를 들면, 상기 제1 발광층(EML)(214)의 발광 위치(L1)가 상기 제1 전극(202)으로부터 150Å 내지 700Å의 범위인 경우, 실시예의 발광 위치는 150Å 내지 700Å 범위로 설정한 것이다.
도 15에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 EPEL(Emission Position of Emitting Layers) 구조에서 발광 위치의 최소 위치를 벗어날 경우 최적 위치와 비교하면 아래와 같다. 청색(Blue) 광의 피크 파장(peak wavelength) 범위인 440㎚ 내지 480㎚에서 발광 세기가 감소하며, 청색(Blue) 광의 피크 파장 범위를 벗어남을 알 수 있다. 그리고, 황색-녹색(Yellow-Green) 광의 피크 파장(peak wavelength) 범위인 510㎚ 내지 580㎚에서 발광 세기가 현저히 감소함을 알 수 있다. 그리고, 적색(Red) 광의 피크 파장(peak wavelength) 범위인 600㎚ 내지 650㎚에서 발광 세기가 현저히 감소함을 알 수 있다.
그리고, 본 발명의 EPEL(Emission Position of Emitting Layers) 구조에서 발광 위치의 최대 위치를 벗어날 경우 최적 위치와 비교하면 아래와 같다. 청색(Blue) 광의 피크 파장(peak wavelength) 범위인 440㎚ 내지 480㎚에서 발광 세기가 감소하며, 청색(Blue) 광의 피크 파장 범위를 벗어남을 알 수 있다. 그리고, 황색-녹색(Yellow-Green) 광의 피크 파장(peak wavelength) 범위인 510㎚ 내지 580㎚에서 발광 세기가 감소함을 알 수 있다.
따라서, 실시예의 최소 위치 또는 최대 위치로 설정할 경우보다 본 발명의 최적 위치로 설정할 경우가 청색(Blue) 광의 피크 파장 범위에서 발광 세기가 증가함을 알 수 있다. 또한, 실시예의 최소 위치 또는 최대 위치로 설정할 경우보다 본 발명의 최적 위치로 설정할 경우가 황색-녹색(Yellow-Green) 광의 피크 파장 범위에서 발광 세기가 증가함을 알 수 있다 또한, 실시예의 최소 위치 또는 최대 위치로 설정할 경우보다 본 발명의 최적 위치로 설정할 경우가 적색(Red) 광의 피크 파장 범위에서 발광 세기가 증가함을 알 수 있다.
본 발명의 EPEL(Emission Position of Emitting Layers) 구조를 적용한 백색 유기 발광 소자와 비교예의 패널 효율은 아래 표 7에 기재한 바와 같다. 비교예의 효율을 100%라고 하였을 때, 본 발명의 제4 실시예의 효율을 나타낸 것이다.
아래 표 7에서 비교예는 제1 발광부, 제2 발광부 및 제3 발광부를 포함하는 하부 발광(Bottom Emission) 방식의 백색 유기 발광 소자로서 제1 발광부는 청색(Blue) 발광층, 제2 발광부는 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층, 제3 발광부는 청색(Blue) 발광층으로 구성한 것이다. 실시예는 본 발명의 EPEL(Emission Position of Emitting Layers) 구조의 최적 위치를 적용했을 경우의 상부 발광(Top Emission) 방식의 백색 유기 발광 소자이다.
*상기 표 7에서와 같이, 상기 비교예와 대비하여 본 발명의 EPEL(Emission Position of Emitting Layers) 구조를 적용했을 경우 비교예의 효율이 100%라고 하면, 적색(Red) 효율은 39% 정도 상승하였고, 녹색(Green) 효율은 63% 정도 상승하였음을 알 수 있다. 그리고, 청색(Blue) 효율은 47% 정도 상승하였고, 백색(White) 효율은 53% 정도 상승하였음을 알 수 있다.
본 발명의 EPEL(Emission Position of Emitting Layers) 구조를 적용한 백색 유기 발광 소자와 비교예의 패널 효율은 아래 표 8에 기재한 바와 같다.
아래 표 8은 실시예(최적 위치)의 효율을 100%라고 하였을 때, 실시예(최소 위치)와 실시예(최대 위치)의 효율을 나타낸 것이다.
패널 효율은 구동 전류밀도가 10mA/cm2일 때 측정한 것이다. 그리고, 실시예의 패널 효율이 100%일 경우, 실시예(최소 위치)와 실시예(최대 위치)의 패널 효율을 측정한 것이다.
표 8에 나타낸 바와 같이, 실시예(최소 위치)와 실시예(최대 위치)의 경계에서는 적색(Red), 녹색(Green), 청색(Blue) 및 백색(white)의 효율이 감소됨을 알 수 있다. 그리고, 실시예(최소 위치)가 실시예(최대 위치)보다 적색(Red), 녹색(Green), 청색(Blue) 및 백색(white)의 효율이 더 감소함을 알 수 있다. 따라서, 본 발명의 EPEL(Emission Position of Emitting Layers) 구조의 발광 위치는 최적 위치를 벗어날 경우에는 패널 효율이 감소함을 알 수 있다.
본 발명의 제4 실시예에서 설명한 바와 같이, 상기 유기 발광 소자는 상부 발광 방식의 유기 발광 소자일 수 있다.
상기 제2 전극의 위치는 상기 제1 전극으로부터 4,700Å 내지 5,400Å 범위로 설정할 수 있다.
상기 제1 발광층의 발광 위치는 상기 제1 전극으로부터 150Å 내지 700Å 범위로 설정할 수 있다.
상기 제2 발광층의 발광 위치는 상기 제1 전극으로부터 1,600Å 내지 2,300Å 범위로 설정할 수 있다.
상기 제3 발광층의 발광 위치는 상기 제1 전극으로부터 2,400Å 내지 3,100Å 범위로 설정할 수 있다.
상기 제1 발광층은 청색 발광층, 또는 청색 발광층 및 황색-녹색 발광층, 또는 청색 발광층 및 적색 발광층, 또는 청색 발광층 및 녹색 발광층 중 하나이거나 이들의 조합으로 구성될 수 있다.
상기 제2 발광층은 황색-녹색 발광층, 또는 황색 발광층 및 적색 발광층, 또는 적색 발광층 및 녹색 발광층, 또는 황색-녹색 발광층 및 적색 발광층 중 하나이거나 이들의 조합으로 구성될 수 있다.
상기 제3 발광층은 청색 발광층, 또는 청색 발광층 및 황색-녹색 발광층, 또는 청색 발광층 및 적색 발광층, 또는 청색 발광층 및 녹색 발광층 중 하나이거나 이들의 조합으로 구성될 수 있다.
상기 제1 발광층의 발광 영역은 440㎚ 내지 650㎚ 범위이고, 상기 제2 발광층의 발광 영역은 510㎚ 내지 650㎚ 범위이고, 상기 제3 발광층의 발광 영역은 440㎚ 내지 650㎚ 범위일 수 있다.
상기 제1 발광층의 최대 발광 범위는 440㎚ 내지 470㎚ 범위이고, 상기 제2 발광층의 최대 발광 범위는 530㎚ 내지 570㎚ 범위이고, 상기 제3 발광층의 최대 발광 범위는 440㎚ 내지 470㎚ 범위일 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 EPEL(Emission Position of Emitting Layers) 구조를 적용할 경우 발광층의 발광 세기가 증가할 수 있음을 알 수 있다. 또한, 발광 세기가 증대하므로 패널 효율이 향상된다는 것을 알 수 있다.
도 16은 본 발명의 제5 실시예에 따른 백색 유기 발광 소자를 나타내는 개략적인 도면이다. 본 실시예를 설명함에 있어 이전 실시예와 동일 또는 대응되는 구성 요소에 대한 설명은 생략하기로 한다.
도 16에 도시된 백색 유기 발광 소자(200)는 제1 전극(202) 및 제2 전극(204)과, 제1 및 제2 전극(202,204) 사이에 제1 발광부(210), 제2 발광부(220) 및 제3 발광부(230)를 구비한다.
상기 제2 전극(204)의 위치는 상기 제1 전극(202)으로부터 4,700Å 내지 5,400Å에 위치하도록 설정한다. 상기 제1 전극(202)의 위치(L0)를 설정함으로써 상기 제1 발광부(210), 제2 발광부(220) 및 제3 발광부(230)를 구성하는 발광층들의 발광 피크(Emitting Peak)가 특정한 파장에 위치하게 하고, 그 특정 파장의 빛을 발광시킴으로써 발광층들의 효율을 개선할 수 있다.
상기 제1 발광부(210)는 상기 제1 전극(202) 위에 제1 정공 수송층(HTL)(212), 제1 발광층(EML)(214) 및 제1 전자 수송층(ETL)(216)을 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 제1 전극(202) 위에는 보조 전극(203)이 구성될 수 있다. 그리고, 소자의 특성이나 구조에 따라 상기 보조 전극(203)을 구성하지 않을 수도 있다.
도면에 도시하지 않았으나, 상기 제1 발광부(210)는 상기 보조 전극(203)위에 정공 주입층(HIL)을 추가로 구성할 수 있다. 상기 제1 발광층(EML)(214) 위에 정공 저지층(HBL)을 추가로 구성할 수 있다. 상기 제1 전자 수송층(ETL)(216)과 상기 정공 저지층(HBL)은 하나의 층으로도 구성할 수 있다.
상기 제1 발광층(EML)(214) 아래에 전자 저지층(EBL)을 추가로 구성할 수 있다. 상기 제1 정공 수송층(HTL)(212)과 상기 전자 저지층(EBL)은 하나의 층으로도 구성할 수 있다.
상기 제1 발광층(EML)(214)은 청색(Blue) 발광층 또는 다른 색을 발광할 수 있는 보조 발광층을 포함한 청색(Blue) 발광층으로 구성된다. 상기 청색(Blue) 발광층은 청색(Blue) 발광층, 진청색(Deep Blue) 발광층, 또는 스카이 블루(Sky Blue) 발광층 중 하나를 포함할 수 있다. 진청색(Deep Blue) 발광층은 청색(Blue) 발광층에 비해 단파장 영역에 위치하므로, 색재현율 및 휘도 향상에 유리할 수 있다.
상기 보조 발광층은 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층 또는 적색(Red) 발광층 또는 녹색(Green) 발광층 중 하나로 구성되거나 이들의 조합으로 구성될 수 있다. 상기 보조 발광층을 더 구성할 경우 녹색(Green) 발광층이나 적색(Red) 발광층의 발광 효율을 더욱 개선할 수 있다. 상기 보조 발광층을 포함하여 상기 제1 발광층(EML)(214)을 구성하는 경우, 상기 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층 또는 적색(Red) 발광층 또는 녹색(Green) 발광층은 상기 제1 발광층(EML)(214)의 위 또는 아래에 구성하는 것도 가능하다. 또한, 상기 보조 발광층인 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층 또는 적색(Red) 발광층 또는 녹색(Green) 발광층은 상기 제1 발광층(EML)(214)의 위 및 아래에 동일하게 구성하거나 다르게 구성하는 것도 가능하다. 발광층의 위치나 수 등은 소자의 구성 및 특성에 따라 선택적으로 배치하는 것이 가능하며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 제1 발광층(EML)(214)에 상기 보조 발광층을 구성할 경우, 상기 제1 발광층(EML)(214)의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 440㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 여기서 피크 파장은 발광 영역일 수 있다.
상기 제1 정공 수송층(HTL)(212), 전자 저지층(EBL), 정공 주입층(HIL) 등의 모든 층을 유기층이라고 할 수 있다. 상기 제1 전극(202)과 상기 제1 발광층(EML)(214) 사이에 있는 모든 유기층들과 상기 보조 전극(203)을 유기층이라고 할 수 있다. 따라서, 상기 제1 전극(202)과 상기 제1 발광층(EML)(214) 사이에 있는 모든 유기층들을 제1 유기층으로 지칭할 수 있다.
상기 제1 정공 수송층(HTL)(212)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 보조 전극(203)의 수나 두께에 상관없이, 또는 또는 전자 저지층(EBL)의 수나 두께에 상관없이, 또는 정공 주입층(HIL)의 수나 두께에 상관없이, 상기 제1 전극(202)과 상기 제1 발광층(EML)(214) 사이에 있는 모든 유기층의 수나 두께에 상관없이, 상기 제1 발광층(EML)(214)의 발광 위치(L1)는 상기 제1 전극(202)으로부터 150Å 내지 650Å의 범위 내에 위치하도록 설정한다. 또는, 상기 제1 발광층(EML)(214)의 발광 위치(L1)는 상기 제1 전극(202)의 반사면으로부터 150Å 내지 650Å의 범위 내에 위치하도록 설정한다. 따라서, 적어도 하나의 상기 제1 유기층의 수, 상기 제1 유기층의 두께에 상관없이 상기 제1 전극(202)으로부터 상기 제1 발광층(EML)(214)의 위치(L1)는 150Å 내지 650Å의 범위 내에 위치하도록설정할 수 있다. 또는, 적어도 하나의 상기 제1 유기층의 수, 상기 제1 유기층의 두께에 상관없이 상기 제1 발광층(EML)(214)의 발광 위치(L1)는 상기 제1 전극(202)의 반사면으로부터 150Å 내지 650Å의 범위 내에 위치하도록 설정할 수 있다.
상기 제2 발광부(220)는 제2 정공 수송층(HTL)(222), 제2 발광층(EML)(224) 및 제2 전자 수송층(ETL)(226)을 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 제2 정공 수송층(HTL)(222) 아래에 정공 주입층(HIL)을 추가로 구성할 수 있다.
상기 제2 발광층(EML)(224) 위에 정공 저지층(HBL)을 추가로 구성할 수 있다. 상기 제2 전자 수송층(ETL)(226)과 상기 정공 저지층(HBL)은 하나의 층으로도 구성할 수 있다.
상기 제2 발광층(EML)(224) 아래에 전자 저지층(EBL)을 추가로 구성할 수 있다. 상기 제2 정공 수송층(HTL)(222)과 상기 전자 저지층(EBL)은 하나의 층으로도 구성할 수 있다.
상기 제2 발광층(EML)(224)은 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층으로 구성된다. 상기 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 510㎚ 내지 580㎚의 범위로 할 수 있다. 여기서 피크 파장은 발광 영역일 수 있다.
그리고, 상기 제2 발광층(EML)(124)은 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층, 또는 황색(Yellow) 발광층 및 적색(Red) 발광층, 또는 적색(Red) 발광층 및 녹색(Green) 발광층, 또는 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층 및 적색(Red) 발광층 중 하나로 구성되거나 이들의 조합으로 구성될 수 있다. 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층에 적색(Red) 발광층을 더 구성하는 경우에는 적색(Red) 발광층의 효율을 더 개선할 수 있다. 상기 적색(Red) 발광층은 상기 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층의 위 또는 아래에 구성할 수 있다. 그리고, 상기 황색(Yellow) 발광층 및 적색(Red) 발광층, 또는 적색(Red) 발광층 및 녹색(Green) 발광층, 또는 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층 및 적색(Red) 발광층은 상기 제2 발광층(EML)(224)의 위 또는 아래에 구성하는 것도 가능하다. 또한, 상기 황색(Yellow) 발광층 및 적색(Red) 발광층, 또는 적색(Red) 발광층 및 녹색(Green) 발광층, 또는 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층 및 적색(Red) 발광층은 상기 제2 발광층(EML)(224)의 위 및 아래에 동일하게 구성하거나 다르게 구성할 수도 있다.
그리고, 상기 황색(Yellow) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 540㎚ 내지 580㎚의 범위로 할 수 있다. 상기 적색(Red) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 600㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 따라서, 상기 제2 발광층(EML)(224)의 상기 황색(Yellow) 발광층 및 적색(Red) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 540㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 여기서 피크 파장은 발광 영역일 수 있다. 상기 황색(Yellow) 발광층과 적색(Red) 발광층의 두 개의 층으로 구성할 경우, 적색(Red) 발광층의 발광 효율을 높일 수 있다.
그리고, 상기 적색(Red) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 600㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 상기 녹색(Green) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 510㎚ 내지 560㎚의 범위로 할 수 있다. 따라서, 상기 제2 발광층(EML)(224)의 적색(Red) 발광층 및 녹색(Green) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 510㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 여기서 피크 파장은 발광 영역일 수 있다. 상기 적색(Red) 발광층과 녹색(Green) 발광층의 두 개의 층으로 구성할 경우, 색 재현율을 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 황색(Yellow) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 540㎚ 내지 580㎚의 범위로 할 수 있다. 상기 적색(Red) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 600㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 따라서, 상기 제2 발광층(EML)(224)의 상기 황색(Yellow) 발광층과 적색(Red) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 540㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 여기서 피크 파장은 발광 영역일 수 있다. 상기 황색(Yellow) 발광층과 적색(Red) 발광층의 두 개의 층으로 구성할 경우, 적색(Red) 발광층의 발광 효율을 높일 수 있다.
또한, 소자의 특성이나 구조에 따라 상기 제2 발광부(220)의 상기 제2 발광층(EML)(224)은 적색(Red) 발광층과 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층의 두 개의 층으로 구성할 수 있다. 상기 적색(Red) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 600㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 상기 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 510㎚ 내지 580㎚의 범위로 할 수 있다. 상기 적색(Red) 발광층과 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층의 두 개의 층으로 구성할 경우, 적색(Red) 발광층의 발광 효율을 높일 수 있다. 이 경우, 상기 제2 발광층(EML)(224)의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 510㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 여기서 피크 파장은 발광 영역일 수 있다.
상기 제2 발광층(EML)(124)을 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층, 또는 황색(Yellow) 발광층 및 적색(Red) 발광층, 또는 적색(Red) 발광층 및 녹색(Green) 발광층, 또는 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층 및 적색(Red) 발광층 중 하나로 구성되거나 이들의 조합으로 구성될 경우, 상기 제2 발광층(EML)(124)의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 510㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 여기서 피크 파장은 발광 영역일 수 있다.
상기 제1 발광부(210)와 상기 제2 발광부(220) 사이에는 제1 전하 생성층(CGL)(240)이 더 구성될 수 있다. 상기 제1 전하 생성층(CGL)(240)은 N형 전하 생성층(N-CGL)과 P형 전하 생성층(P-CGL)을 포함할 수 있다.
상기 제1 발광층(EML)(214), 상기 제1 전자 수송층(ETL)(216), 상기 제1 전하 생성층(CGL)(240), 상기 제2 정공 수송층(222), 정공 저지층(HBL), 전자 저지층(EBL), 정공 주입층(HIL) 등의 모든 층들을 유기층이라고 할 수 있다. 상기 제1 발광층(EML)(214))과 상기 제2 발광층(EML)(224) 사이에 있는 모든 유기층들과 상기 제1 발광층(EML)(214)을 유기층이라고 할 수 있다. 따라서, 상기 제1 발광층(EML)(214)과 상기 제2 발광층(EML)(224) 사이에 있는 모든 유기층들을 제2 유기층으로 지칭할 수 있다.
상기 제1 전자 수송층(ETL)(216)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제2 정공 수송층(HTL)(222)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제1 전하 생성층(CGL)(240)의 수나 두께에 상관없이, 또는 정공 저지층(HBL)의 수나 두께에 상관없이, 또는 전자 저지층(EBL)의 수나 두께에 상관없이, 또는 정공 주입층(HIL)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제1 발광층(EML)(214)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제1 전극(202)과 상기 제1 발광층(EML)(214) 사이에 있는 모든 유기층의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제1 발광층(EML)(214)과 상기 제2 발광층(EML)(224) 사이에 있는 모든 유기층의 수나 두께에 상관없이, 상기 제2 발광층(EML)(224)의 발광 위치(L2)는 상기 제1 전극(202)으로부터 1,700Å 내지 2,300Å의 범위 내에 위치하도록 설정한다. 또는, 상기 제2 발광층(EML)(224)의 발광 위치(L2)는 상기 제1 전극(202)의 반사면으로부터 1,700Å 내지 2,300Å의 범위 내에 위치하도록 설정한다. 따라서, 적어도 하나의 상기 제1 유기층의 수, 상기 제1 유기층의 두께, 상기 제2 유기층의 수, 상기 제2 유기층의 두께, 상기 제1 발광층의 수, 상기 제1 발광층의 두께에 상관없이 상기 제1 전극(202)으로부터 상기 제2 발광층(EML)(224)의 위치(L1)는 1,700Å 내지 2,300Å의 범위 내에 위치하도록 설정할 수 있다. 또는, 적어도 하나의 상기 제1 유기층의 수, 상기 제1 유기층의 두께, 상기 제2 유기층의 수, 상기 제2 유기층의 두께, 상기 제1 발광층의 수, 상기 제1 발광층의 두께에 상관없이 상기 제1 전극(202)의 반사면으로부터 상기 제2 발광층(EML)(224)의 위치(L1)는 1,700Å 내지 2,300Å의 범위 내에 위치하도록 설정할 수 있다.
상기 제3 발광부(230)는 제3 전자 수송층(ETL)(236), 제3 발광층(EML)(234) 및 제3 정공 수송층(HTL)(232)을 포함하여 이루어질 수 있다. 도면에 도시하지 않았으나, 상기 제3 전자 수송층(ETL)(236) 위에 전자 주입층(EIL)을 추가로 구성할 수 있다. 상기 제3 정공 수송층(HTL)(232) 아래에 정공 주입층(HIL)을 추가로 구성할 수 있다. 상기 제2 발광부(220)와 상기 제3 발광부(230) 사이에는 제2 전하 생성층(CGL)(250)이 더 구성될 수 있다.상기 제2 전하 생성층(CGL)(250)은 N형 전하 생성층(N-CGL) 및 P형 전하 생성층(P-CGL)을 포함할 수 있다.
상기 제3 발광층(EML)(234) 위에 정공 저지층(HBL)을 추가로 구성할 수 있다. 상기 제3 전자 수송층(ETL)(236)과 상기 정공 저지층(HBL)은 하나의 층으로도 구성할 수 있다.
상기 제3 발광층(EML)(234) 아래에 전자 저지층(EBL)을 추가로 구성할 수 있다. 상기 제3 정공 수송층(HTL)(232)과 상기 전자 저지층(EBL)은 하나의 층으로도 구성할 수 있다.
상기 제3 발광층(EML)(234)은 청색(Blue) 발광층 또는 다른 색을 발광할 수 있는 보조 발광층을 포함한 청색(Blue) 발광층 중 하나로 구성된다. 상기 청색(Blue) 발광층은 청색(Blue) 발광층, 진청색(Deep Blue) 발광층, 또는 스카이 블루(Sky Blue) 발광층 중 하나를 포함할 수 있다. 진청색(Deep Blue) 발광층은 청색(Blue) 발광층에 비해 단파장 영역에 위치하므로, 색재현율 및 휘도 향상에 유리할 수 있다.
상기 보조 발광층은 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층 또는 적색(Red) 발광층 또는 녹색(Green) 발광층 중 하나로 구성되거나 이들의 조합으로 구성될 수 있다. 상기 보조 발광층을 더 구성할 경우 녹색(Green) 발광층이나 적색(Red) 발광층의 발광 효율을 더 개선할 수 있다. 상기 보조 발광층을 포함하여 제3 발광층(EML)(234)을 구성하는 경우, 상기 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층 또는 적색(Red) 발광층 또는 녹색(Green) 발광층이 제3 발광층(EML)(234)의 위 또는 아래에 구성하는 것도 가능하다. 또한, 상기 보조 발광층인 황색-녹색(Yellow-Green) 또는 적색(Red) 발광층 또는 녹색(Green) 발광층은 상기 제3 발광층(EML)(234)의 위 및 아래에 동일하게 구성하거나 다르게 구성하는 것도 가능하다. 발광층의 위치나 수 등은 소자의 구성 및 특성에 따라 선택적으로 배치하는 것이 가능하며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 제3 발광층(EML)(234)에 상기 보조 발광층을 구성할 경우, 상기 제3 발광층(EML)(234)의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 440㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 여기서 피크 파장은 발광 영역일 수 있다.
상기 제2 발광층(EML)(224), 상기 제2 전자 수송층(ETL)(226), 상기 제2 전하 생성층(CGL)(250), 상기 제3 정공 수송층(232), 정공 저지층(HBL), 전자 저지층(EBL), 정공 주입층(HIL) 등의 모든 층을 유기층이라고 할 수 있다. 상기 제2 발광층(EML)(224)과 상기 제3 발광층(EML)(234) 사이에 있는 모든 층들을 유기층이라고 할 수 있다. 따라서, 상기 제2 발광층(EML)(224)과 상기 제3 발광층(EML)(234) 사이에 있는 모든 유기층들을 제3 유기층으로 지칭할 수 있다.
상기 제2 전자 수송층(ETL)(226)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제2 전하 생성층(CGL)(250)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제3 정공 수송층(HTL)(232)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제2 발광층(EML)(224)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제1 발광층(EML)(214)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제1 전극(202)과 상기 제1 발광층(EML)(214) 사이에 있는 모든 유기층의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제1 발광층(EML)(214)과 상기 제2 발광층(EML)(224) 사이에 있는 모든 유기층의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제2 발광층(EML)(224)과 상기 제3 발광층(EML)(234) 사이에 있는 모든 유기층의 수나 두께에 상관없이, 상기 제3 발광층(EML)(234)의 발광 위치(L3)는 상기 제1 전극(202)으로부터 2,400Å 내지 3,000Å의 범위 내에 위치하도록 설정한다. 또는, 상기 제3 발광층(EML)(234)의 발광 위치(L3)는 상기 제1 전극(202)의 반사면으로부터 2,400Å 내지 3,000Å의 범위 내에 위치하도록 설정한다. 따라서, 적어도 하나의 상기 제1 유기층의 수, 상기 제1 유기층의 두께, 상기 제2 유기층의 수, 상기 제2 유기층의 두께, 상기 제3 유기층의 수, 상기 제3 유기층의 두께, 상기 제1 발광층의 수, 상기 제1 발광층의 두께, 상기 제2 발광층의 수, 상기 제2 발광층의 두께에 상관없이 상기 제1 전극(202)으로부터 상기 제3 발광층(EML)(234)의 위치(L3)는 2,400Å 내지 3,000Å의 범위 내에 위치하도록 설정할 수 있다. 또는, 적어도 하나의 상기 제1 유기층의 수, 상기 제1 유기층의 두께, 상기 제2 유기층의 수, 상기 제2 유기층의 두께, 상기 제3 유기층의 수, 상기 제3 유기층의 두께, 상기 제1 발광층의 수, 상기 제1 발광층의 두께, 상기 제2 발광층의 수, 상기 제2 발광층의 두께에 상관없이 상기 제1 전극(202)의 반사면으로부터 상기 제3 발광층(EML)(234)의 위치(L3)는 2,400Å 내지 3,000Å의 범위 내에 위치하도록 설정할 수 있다.
그리고, 상기 제3 발광층(EML)(234), 상기 제3 전자 수송층(ETL)(236), 정공 저지층(HBL), 전자 주입층(EIL) 등의 모든 층을 유기층이라고 할 수 있다. 상기 제3 발광층(EML)(234)과 상기 제2 전극(204) 사이에 있는 모든 유기층들과 상기 제2 전극(204)을 유기층이라고 할 수 있다. 따라서, 상기 제3 발광층(EML)(234)과 상기 제2 전극(204) 사이에 있고, 상기 제2 전극(204)을 포함한 모든 유기층들을 제4 유기층으로 지칭할 수 있다.
상기 제3 전자 수송층(ETL)(236)의 수나 두께에 상관없이, 또는 전자 주입층(EIL)의 수나 두께에 상관없이, 또는 정공 저지층(HBL)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제2 전극(204)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제1 발광층(EML)(214)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제2 발광층(EML)(224)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제3 발광층(EML)(234)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 기판(201)과 상기 제1 발광층(EML)(214) 사이에 있는 모든 유기층의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제1 발광층(EML)(214)과 상기 제2 발광층(EML)(224) 사이에 있는 모든 유기층의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제2 발광층(EML)(224)과 상기 제3 발광층(EML)(234) 사이에 있는 모든 유기층의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제3 발광층(EML)(234)과 상기 제2 전극(204) 사이에 있는 모든 유기층의 두께에 상관없이, 상기 제1 전극(202)으로부터 상기 제2 전극(204)의 위치(L0)는 4,700Å 내지 5,400Å의 범위 내에 위치하도록 설정할 수 있다. 또는, 상기 제2 전극(204)의 위치(L0)는 상기 제1 전극(202)의 반사면으로부터 4,700Å 내지 5,400Å의 범위 내에 위치하도록 설정할 수 있다. 따라서, 적어도 하나의 상기 제1 유기층의 수, 상기 제1 유기층의 두께, 상기 제2 유기층의 수, 상기 제2 유기층의 두께, 상기 제3 유기층의 수, 상기 제3 유기층의 두께, 상기 제4 유기층의 수, 상기 제4 유기층의 두께, 상기 제1 발광층의 수, 상기 제1 발광층의 두께, 상기 제2 발광층의 수, 상기 제2 발광층의 두께, 상기 제3 발광층의 수, 상기 제3 발광층의 두께에 상관없이 상기 제2 전극(204)의 위치(L0)는 상기 제1 전극(202)으로부터 4,700Å 내지 5,400Å의 범위 내에 위치하도록 설정할 수 있다. 또는, 적어도 하나의 상기 제1 유기층의 수, 상기 제1 유기층의 두께, 상기 제2 유기층의 수, 상기 제2 유기층의 두께, 상기 제3 유기층의 수, 상기 제3 유기층의 두께, 상기 제4 유기층의 수, 상기 제4 유기층의 두께, 상기 제1 발광층의 수, 상기 제1 발광층의 두께, 상기 제2 발광층의 수, 상기 제2 발광층의 두께, 상기 제3 발광층의 수, 상기 제3 발광층의 두께에 상관없이 상기 제2 전극(204)의 위치(L0)는 상기 제1 전극(202)의 반사면으로부터 4,700Å 내지 5,400Å의 범위 내에 위치하도록 설정할 수 있다.
도 16에 도시한 구조는 본 발명의 일예를 나타낸 것으로, 백색 유기 발광 소자의 구조나 특성에 따라 선택적으로 구성하는 것이 가능하며, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 17은 본 발명의 제5 실시예에 따른 유기 발광 소자의 발광 위치를 나타내는 도면이다.
도 17에서 가로축은 빛의 파장 영역을 나타낸 것이며, 세로축은 상기 제1 전극(202)으로부터 상기 발광부를 구성하는 발광층들의 발광 위치를 나타낸 것으로, contour map이라 할 수 있다. 여기서는 상기 제1 전극(202)과 상기 제2 전극(204)을 제외하고, 본 발명의 EPEL 구조를 적용할 경우 발광 피크(Emitting Peak)에서 발광층들의 발광 위치를 나타낸 것이다. 그리고, 발광층들의 발광 영역에서 최대 발광 범위를 가지는 발광층들의 발광 위치를 나타낸 것이다.
상기 제1 발광부(210)를 구성하는 상기 제1 발광층(EML)(214)은 청색(Blue) 발광층이므로, 상기 제1 발광층(EML)(214)의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength) 범위는 440㎚ 내지 480㎚ 범위가 될 수 있다. 청색(Blue) 발광층의 발광 영역인 440㎚ 내지 480㎚에서 발광하도록 하여야 등고선(contour map)의 백색(white) 영역에서 최대 효율을 낼 수 있다.
따라서, 상기 제1 발광층(EML)(214)의 발광 위치를 150Å 내지 650Å 범위로 설정하여, 발광 피크(Emitting Peak)(214E)가 440㎚ 내지 480㎚에 위치하게 한다. 이로 인해, 상기 제1 발광층(EML)(214)을 440㎚ 내지 480㎚에서 빛이 발광하도록 함으로써 최대 효율을 낼 수 있게 된다.
또한, 상기 청색(Blue) 발광층은 청색(Blue) 발광층, 진청색(Deep Blue) 발광층, 또는 스카이 블루(Sky Blue) 발광층 중 하나를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1 발광부(210)를 구성하는 상기 제1 발광층(EML)(214)에 보조 발광층으로 황색-녹색(Yellow-Green) 또는 적색(Red) 발광층 또는 녹색(Green) 발광층을 구성할 경우, 상기 제1 발광층(EML)(214)의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength) 범위가 440㎚ 내지 650㎚의 범위가 될 수 있다. 따라서, 이 경우에는 제1 발광층(EML)(214)의 발광 영역인 440㎚ 내지 650㎚에서 발광하도록 하여야 등고선(contour map)의 백색(white) 영역에서 최대 효율을 낼 수 있다.
도 17에서는 상기 제1 발광층(EML)(214)에 보조 발광층을 포함하지 않고, 상기 제1 발광층(EML)(214)이 청색(Blue) 발광층을 예로 들어 발광 위치를 나타낸 것이다. 따라서, 상기 제1 발광층(EML)(214)의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength) 범위는 440㎚ 내지 480㎚ 범위에서 최대 효율을 낼 수 있다.
상기 제2 발광부(220)를 구성하는 상기 제2 발광층(EML)(224)은 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층이므로, 상기 제2 발광층(EML)(224)의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength) 범위는 510㎚ 내지 580㎚의 범위가 될 수 있다. 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층의 발광 영역인 510㎚ 내지 580㎚에서 발광하도록 하여야 등고선(contour map)의 백색(white) 영역에서 최대 효율을 낼 수 있다.
따라서, 상기 제2 발광층(EML)(224)의 발광 위치를 1,700Å 내지 2,300Å 범위로 설정하여 상기 제2 발광층(EML)(224)의 발광 피크(Emitting Peak)(224E)가 510㎚ 내지 580㎚에 위치하게 한다. 이로 인해, 상기 제2 발광층(EML)(224)을 510㎚ 내지 580㎚에서 빛을 발광하게 함으로써 최대 효율을 낼 수 있게 된다.
그리고, 소자의 특성이나 구조에 따라 상기 제2 발광부(220)의 상기 제2 발광층(EML)(224)은 적색(Red) 발광층과 녹색(Green) 발광층의 두 개의 층으로 구성할 수도 있다. 상기 적색(Red) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 600㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 상기 녹색(Green) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 510㎚ 내지 560㎚의 범위로 할 수 있다. 따라서, 이 경우에는 제2 발광층(EML)(224)의 발광 영역인 510㎚ 내지 650㎚에서 발광하도록 하여야 등고선(contour map)의 백색(white) 영역에서 최대 효율을 낼 수 있다.
또한, 소자의 특성이나 구조에 따라 상기 제2 발광부(220)의 상기 제2 발광층(EML)(224)은 적색(Red) 발광층과 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층의 두 개의 층으로 구성할 수 있다. 상기 적색(Red) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 600㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 상기 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 510㎚ 내지 580㎚의 범위로 할 수 있다. 따라서, 이 경우에는 제2 발광층(EML)(224)의 발광 영역인 510㎚ 내지 650㎚에서 발광하도록 하여야 등고선(contour map)의 백색(white) 영역에서 최대 효율을 낼 수 있다.
또한, 소자의 특성이나 구조에 따라 상기 제2 발광부(220)의 상기 제2 발광층(EML)(224)은 황색(Yellow) 발광층과 적색(Red) 발광층의 두 개의 층으로 구성할 수 있다. 상기 황색(Yellow) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 540㎚ 내지 580㎚의 범위로 할 수 있다. 상기 적색(Red) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 600㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 따라서, 이 경우에는 제2 발광층(EML)(224)의 발광 영역인 540㎚ 내지 650㎚에서 발광하도록 하여야 등고선(contour map)의 백색(white) 영역에서 최대 효율을 낼 수 있다.
따라서, 상기 제2 발광층(EML)(224)으로 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층, 또는 황색(Yellow) 발광층 및 적색(Red) 발광층, 또는 적색(Red) 발광층 및 녹색(Green) 발광층, 또는 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층 및 적색(Red) 발광층 중 하나이거나 이들의 조합으로 구성하는 경우에는, 상기 제2 발광층(EML)(224)의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength) 범위가 510㎚ 내지 650㎚ 범위가 될 수 있다. 이 경우에는 제2 발광층(EML)(224)의 발광 영역인 510㎚ 내지 650㎚에서 발광하도록 하여야 등고선(contour map)의 백색(white) 영역에서 최대 효율을 낼 수 있다.
도 17에서는 상기 제2 발광층(EML)(224)에 보조 발광층을 포함하지 않고, 상기 제2 발광층(EML)(224)은 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층을 예로 들어 발광 위치를 나타낸 것이다. 따라서, 상기 제2 발광층(EML)(224)의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength) 범위는 510㎚ 내지 580㎚ 범위에서 최대 효율을 낼 수 있다.
상기 제3 발광부(230)를 구성하는 상기 제3 발광층(EML)(234)은 청색(Blue) 발광층이므로, 상기 제3 발광층(EML)(234)의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength) 범위가 440㎚ 내지 480㎚의 범위가 될 수 있다. 청색(Blue) 발광층의 발광 영역인 440㎚ 내지 480㎚에서 발광하도록 하여야 등고선(contour map)의 백색(white) 영역에서 최대 효율을 낼 수 있다.
따라서, 상기 제3 발광층(EML)(234)의 발광 위치를 2,400Å 내지 3,000Å 범위로 설정하여 상기 제3 발광층(EML)(234)의 발광 피크(Emitting Peak)(234E)가 440㎚ 내지 480㎚에 위치하게 한다. 이로 인해, 상기 제3 발광층(EML)(234)을 440㎚ 내지 480㎚에서 빛을 발광하게 함으로써 최대 효율을 낼 수 있게 된다.
또한, 상기 청색(Blue) 발광층은 청색(Blue) 발광층, 진청색(Deep Blue) 발광층, 또는 스카이 블루(Sky Blue) 발광층 중 하나를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제3 발광부(230)를 구성하는 상기 제3 발광층(EML)(234)에 보조 발광층으로 황색-녹색(Yellow-Green) 또는 적색(Red) 발광층 또는 녹색(Green) 발광층을 구성할 경우, 상기 제3 발광층(EML)(234)의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength) 범위가 440㎚ 내지 650㎚의 범위가 될 수 있다. 따라서, 이 경우에는 제3 발광층(EML)(234)의 발광 영역인 440㎚ 내지 650㎚에서 발광하도록 하여야 등고선(contour map)의 백색(white) 영역에서 최대 효율을 낼 수 있다.
도 17에서는 상기 제3 발광층(EML)(234)에 보조 발광층을 포함하지 않고, 상기 제3 발광층(EML)(234)이 청색(Blue) 발광층을 예로 들어 발광 위치를 나타낸 것이다. 따라서, 상기 제3 발광층(EML)(234)의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength) 범위는 440㎚ 내지 480㎚ 범위에서 최대 효율을 낼 수 있다.
위에서 설명한 바와 같이, 발광층의 발광 위치에 따라 발광 피크(Emitting Peak)의 위치가 변하게 된다. 본 발명은 발광부를 구성하는 발광층의 발광 위치를 설정함으로써 발광층의 발광 피크(Emitting Peak)가 원하는 발광 영역에 위치하도록 하는 EPEL(Emission Position of Emitting Layers) 구조를 적용하는 것이다.
따라서, 발광층에 EPEL(Emission Position of Emitting Layers) 구조를 적용함으로써 발광 피크(Emitting Peak)가 특정한 파장에 위치하게 되고, 그로 인해 특정 파장에 해당하는 빛에서 발광층들이 최대의 효율을 낼 수 있게 된다.
그리고, 상기 특정 파장인 발광 영역에서 발광층들의 최대의 효율을 낼 수 있는 발광 범위를 최대 발광 범위라고 할 수 있다. 즉, 피크 파장은 발광 영역일 수 있다.따라서, 상기 제1 발광층의 최대 발광 범위는 440nm 내지 470nm이며, 상기 제2 발광층의 최대 발광 범위는 530nm 내지 570nm이며, 상기 제3 발광층의 최대 발광 범위는 440nm 내지 470nm일 수 있다.
즉, 청색(Blue) 발광층의 최대 발광 범위인 440㎚ 내지 470㎚와, 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층의 최대 발광 범위인 530㎚ 내지 570㎚에서 빛이 발광하도록 하여야 등고선(contour map)의 백색(white) 영역에서 최대 효율을 낼 수 있다. 상기 발광 영역에 해당하도록 본 발명의 발광층의 발광 위치를 설정함으로써 발광층이 최대 효율을 낼 수 있음을 알 수 있다. 그리고, 본 발명의 상기 EPEL 구조는 적어도 하나의 제1 유기층의 수, 제1 유기층의 두께, 상기 제2 유기층의 수, 상기 제2 유기층의 두께, 상기 제3 유기층의 수, 상기 제3 유기층의 두께, 상기 제4 유기층의 수, 상기 제4 유기층의 두께, 상기 제1 발광층의 수, 상기 제1 발광층의 두께, 상기 제2 발광층의 수, 상기 제2 발광층의 두께, 상기 제3 발광층의 수, 상기 제3 발광층의 두께에 상관없이, 상기 제1 발광층, 상기 제2 발광층 및 상기 제3 발광층이 최대 발광 범위를 가지도록 구성함으로써 발광층이 최대 효율을 낼 수 있음을 알 수 있다.
도 18은 본 발명의 제5 실시예에 따른 EL 스펙트럼을 나타내는 도면이다.
*도 18에서 가로축은 빛의 파장 영역을 나타낸 것이며, 세로축은 발광 세기(intensity)를 나타낸 것이다. 발광 세기는 EL 스펙트럼의 최대값을 기준으로 하여 상대적인 값으로 표현한 수치이다.
도 18에서 실시예(최소 위치)는 발광층들의 발광 위치를 설정하였을 때 최소 위치로 설정한 부분이다. 예를 들면, 상기 제1 발광층(EML)(214)의 발광 위치(L1)가 상기 제1 전극(202)으로부터 150Å 내지 650Å의 범위인 경우, 최소 위치는 150Å으로 설정한 것이다.
실시예(최대 위치)는 발광층들의 발광 위치를 설정하였을 때 최대 위치로 설정한 부분이다. 예를 들면, 상기 제1 발광층(EML)(214)의 발광 위치(L1)가 상기 제1 전극(102)으로부터 150Å 내지 650Å의 범위인 경우, 최대 위치는 650Å으로 설정한 것이다.
실시예(최적 위치)는 본 발명의 제5 실시예의 발광 위치로 설정한 부분이다. 예를 들면, 상기 제1 발광층(EML)(214)의 발광 위치(L1)가 상기 제2 전극(202)으로부터 150Å 내지 650Å의 범위인 경우, 실시예의 발광 위치는 150Å 내지 650Å 범위로 설정한 것이다.
도 18에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 EPEL(Emission Position of Emitting Layers) 구조에서 발광 위치의 최소 위치를 벗어날 경우 최적 위치와 비교하면 아래와 같다. 청색(Blue) 광의 피크 파장(peak wavelength) 범위인 440㎚ 내지 480㎚에서 발광 세기가 감소함을 알 수 있다. 그리고, 황색-녹색(Yellow-Green) 광의 피크 파장(peak wavelength) 범위인 510㎚ 내지 580㎚에서 발광 세기가 감소함을 알 수 있다. 그리고, 적색(Red) 광의 피크 파장(peak wavelength) 범위인 600㎚ 내지 650㎚ 에서 발광 세기가 현저히 감소함을 알 수 있다.
그리고, 본 발명의 EPEL(Emission Position of Emitting Layers) 구조에서 발광 위치의 최대 위치를 벗어날 경우 최적 위치와 비교하면 아래와 같다. 청색(Blue) 광의 피크 파장(peak wavelength) 범위인 440㎚ 내지 480㎚에서 발광 세기가 감소함을 알 수 있다. 그리고, 황색-녹색(Yellow-Green) 광의 피크 파장(peak wavelength) 범위인 510㎚ 내지 580㎚에서 발광 세기가 감소함을 알 수 있다.
따라서, 실시예의 최소 위치 또는 최대 위치로 설정할 경우보다 본 발명의 최적 위치로 설정할 경우가 청색(Blue) 광의 피크 파장 범위에서 발광 세기가 증가함을 알 수 있다. 또한, 실시예의 최소 위치 또는 최대 위치로 설정할 경우보다 본 발명의 최적 위치로 설정할 경우가 황색-녹색(Yellow-Green) 광의 피크 파장 범위에서 발광 세기가 증가함을 알 수 있다 또한, 실시예의 최소 위치 또는 최대 위치로 설정할 경우보다 본 발명의 최적 위치로 설정할 경우가 적색(Red) 광의 피크 파장 범위에서 발광 세기가 증가함을 알 수 있다.
본 발명의 EPEL(Emission Position of Emitting Layers) 구조를 적용한 백색 유기 발광 소자와 비교예의 패널 효율은 아래 표 9에 기재한 바와 같다. 비교예의 효율을 100%라고 하였을 때, 본 발명의 제5 실시예의 효율을 나타낸 것이다.
아래 표 9에서 비교예는 제1 발광부, 제2 발광부 및 제3 발광부를 포함하는 하부 발광(Bottom Emission) 방식의 백색 유기 발광 소자로서 제1 발광부는 청색(Blue) 발광층, 제2 발광부는 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층, 제3 발광부는 청색(Blue) 발광층으로 구성한 것이다. 실시예는 본 발명의 EPEL(Emission Position of Emitting Layers) 구조의 최적 위치를 적용했을 경우의 상부 발광(Top Emission) 방식의 백색 유기 발광 소자이다.
상기 표 9에서와 같이, 상기 비교예와 대비하여 본 발명의 EPEL(Emission Position of Emitting Layers) 구조를 적용했을 경우 비교예의 효율이 100%라고 하면, 적색(Red) 효율은 39% 정도 상승하였고, 녹색(Green) 효율은 63% 정도 상승하였음을 알 수 있다. 그리고, 청색(Blue) 효율은 47% 정도 상승하였고, 백색(White) 효율은 61% 정도 상승하였음을 알 수 있다.
본 발명의 EPEL(Emission Position of Emitting Layers) 구조를 적용한 백색 유기 발광 소자와 비교예의 패널 효율은 아래 표 10에 기재한 바와 같다.
아래 표 10은 실시예(최적 위치)의 효율을 100%라고 하였을 때, 실시예(최소 위치)와 실시예(최대 위치)의 효율을 나타낸 것이다.
패널 효율은 구동 전류밀도가 10mA/cm2일 때 측정한 것이다. 그리고, 실시예의 패널 효율이 100%일 경우, 실시예(최소 위치)와 실시예(최대 위치)의 패널 효율을 측정한 것이다.
표 10에 나타낸 바와 같이, 실시예(최소 위치)와 실시예(최대 위치)의 경계에서는 적색(Red), 녹색(Green), 청색(Blue) 및 백색(white)의 효율이 감소됨을 알 수 있다. 그리고, 본 발명의 제4 실시예의 표 8과 본 발명의 제5 실시예의 표 10을 비교하여 살펴보면, 실시예(최소 위치)와 실시예(최대 위치)의 경계에서는 녹색(Green), 청색(Blue) 및 백색(white)의 효율이 더 향상되었음을 알 수 있다. 따라서, 본 발명의 제5 실시예에 따르면 효율이 더 향상된 유기 발광 표시 장치를 제공할 수 있다. 그리고, 실시예(최소 위치)가 실시예(최대 위치)보다 적색(Red), 녹색(Green), 청색(Blue) 및 백색(white)의 효율이 더 감소함을 알 수 있다. 따라서, 본 발명의 EPEL(Emission Position of Emitting Layers) 구조의 발광 위치는 최적 위치를 벗어날 경우에는 패널 효율이 감소함을 알 수 있다.
본 발명의 제5 실시예에서 설명한 바와 같이, 상기 유기 발광 소자는 상부 발광 방식의 유기 발광 소자일 수 있다.
상기 제2 전극의 위치는 상기 제1 전극으로부터 4,700Å 내지 5,400Å의 범위로 설정할 수 있다.
상기 제1 발광층의 발광 위치는 상기 제1 전극으로부터 150Å 내지 650Å의 범위로 설정할 수 있다.
상기 제2 발광층의 발광 위치는 상기 제1 전극으로부터 1,700Å 내지 2,300Å의 범위로 설정할 수 있다.
상기 제3 발광층의 발광 위치는 상기 제1 전극으로부터 2,400Å 내지 3,000Å의 범위로 설정할 수 있다.
상기 제1 발광층은 청색 발광층, 또는 청색 발광층 및 황색-녹색 발광층, 또는 청색 발광층 및 적색 발광층, 또는 청색 발광층 및 녹색 발광층 중 하나이거나 이들의 조합으로 구성될 수 있다.
상기 제2 발광층은 황색-녹색 발광층, 또는 황색 발광층 및 적색 발광층, 또는 적색 발광층 및 녹색 발광층, 또는 황색-녹색 발광층 및 적색 발광층 중 하나이거나 이들의 조합으로 구성될 수 있다.
상기 제3 발광층은 청색 발광층, 또는 청색 발광층 및 황색-녹색 발광층, 또는 청색 발광층 및 적색 발광층, 또는 청색 발광층 및 녹색 발광층 중 하나이거나 이들의 조합으로 구성될 수 있다.
상기 제1 발광층의 발광 영역은 440㎚ 내지 650㎚ 범위이고, 상기 제2 발광층의 발광 영역은 510㎚ 내지 650㎚ 범위이고, 상기 제3 발광층의 발광 영역은 440㎚ 내지 650㎚ 범위일 수 있다.
상기 제1 발광층의 최대 발광 범위는 440㎚ 내지 470㎚ 범위이고, 상기 제2 발광층의 최대 발광 범위는 530㎚ 내지 570㎚ 범위이고, 상기 제3 발광층의 최대 발광 범위는 440㎚ 내지 470㎚ 범위일 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 EPEL(Emission Position of Emitting Layers) 구조를 적용할 경우 발광층의 발광 세기가 증가할 수 있음을 알 수 있다. 또한, 발광 세기가 증대하므로 패널 효율이 향상된다는 것을 알 수 있다.
도 19는 본 발명의 제6 실시예에 따른 백색 유기 발광 소자를 나타내는 개략적인 도면이다. 본 실시예를 설명함에 있어 이전 실시예와 동일 또는 대응되는 구성 요소에 대한 설명은 생략하기로 한다. 본 실시예에서는 제2 전극으로부터 발광층들의 발광 위치를 설정하는 것으로, 소자 설계에 따라 발광 위치를 제2 전극으로부터 설정할 수 있다.
도 19에 도시된 백색 유기 발광 소자(200)는 제1 전극(202) 및 제2 전극(204)과, 제1 및 제2 전극(202,204) 사이에 제1 발광부(210), 제2 발광부(220) 및 제3 발광부(230)를 구비한다.
상기 제1 전극(202)의 위치는 상기 제2 전극(204)으로부터 4,700Å 내지 5,400Å의 범위 내에 위치하도록 설정한다. 상기 제1 전극(202)의 위치(L0)를 설정함으로써 상기 제1 발광부(210), 제2 발광부(220) 및 제3 발광부(230)를 구성하는 발광층들의 발광 피크(Emitting Peak)가 특정한 파장에 위치하게 하고, 그 특정 파장의 빛을 발광시킴으로써 발광층들의 효율을 개선할 수 있다.
상기 제3 발광부(230)는 상기 제2 전극(204) 아래에 제3 전자 수송층(ETL)(236), 제3 발광층(EML)(234) 및 제3 정공 수송층(HTL)(232)을 포함하여 이루어질 수 있다. 도면에 도시하지 않았으나, 상기 제3 전자 수송층(ETL)(236) 위에 전자 주입층(EIL)을 추가로 구성할 수 있다. 상기 제3 정공 수송층(HTL)(232) 아래에 정공 주입층(HIL)을 추가로 구성할 수 있다. 상기 제3 발광층(EML)(234) 위에 정공 저지층(HBL)을 추가로 구성할 수 있다. 상기 제3 전자 수송층(ETL)(236)과 상기 정공 저지층(HBL)은 하나의 층으로도 구성할 수 있다.
상기 제3 발광층(EML)(234) 아래에 전자 저지층(EBL)을 추가로 구성할 수 있다. 상기 제3 정공 수송층(HTL)(232)과 상기 전자 저지층(EBL)은 하나의 층으로도 구성할 수 있다.
상기 제3 발광층(EML)(234)은 청색(Blue) 발광층 또는 다른 색을 발광할 수 있는 보조 발광층을 포함한 청색(Blue) 발광층 중 하나로 구성된다. 상기 청색(Blue) 발광층은 청색(Blue) 발광층, 진청색(Deep Blue) 발광층, 또는 스카이 블루(Sky Blue) 발광층 중 하나를 포함할 수 있다. 진청색(Deep Blue) 발광층은 청색(Blue) 발광층에 비해 단파장 영역에 위치하므로, 색재현율 및 휘도 향상에 유리할 수 있다.
상기 보조 발광층은 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층 또는 적색(Red) 발광층 또는 녹색(Green) 발광층 중 하나로 구성되거나 이들의 조합으로 구성될 수 있다. 상기 보조 발광층을 더 구성할 경우 녹색(Green) 발광층이나 적색(Red) 발광층의 발광 효율을 더 개선할 수 있다. 상기 보조 발광층을 포함하여 제3 발광층(EML)(234)을 구성하는 경우, 상기 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층 또는 적색(Red) 발광층 또는 녹색(Green) 발광층이 제3 발광층(EML)(234)의 위 또는 아래에 구성하는 것도 가능하다. 또한, 상기 보조 발광층인 황색-녹색(Yellow-Green) 또는 적색(Red) 발광층 또는 녹색(Green) 발광층은 상기 제3 발광층(EML)(234)의 위 및 아래에 동일하게 구성하거나 다르게 구성하는 것도 가능하다. 발광층의 위치나 수 등은 소자의 구성 및 특성에 따라 선택적으로 배치하는 것이 가능하며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 제3 발광층(EML)(234)에 상기 보조 발광층을 구성할 경우, 상기 제3 발광층(EML)(234)의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 440㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 여기서 피크 파장은 발광 영역일 수 있다.
상기 제3 전자 수송층(ETL)(236), 상기 제3 발광층(EML)(234), 전자 주입층(EIL), 정공 저지층(HBL) 등의 모든 층들을 유기층이라고 할 수 있다. 상기 제2 전극(204)과 상기 제3 발광층(EML)(234) 사이에 위치하는 모든 유기층들과 상기 제2 전극(204) 및 상기 제3 발광층(EML)(234)을 유기층이라고 할 수 있다. 따라서, 상기 제2 전극(204)과 상기 제3 발광층(EML)(234) 사이에 위치하는 모든 유기층들을 제4 유기층으로 지칭할 수 있다.
상기 제3 전자 수송층(ETL)(236)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제3 발광층(EML)(234)의 수나 두께에 상관없이, 또는 전자 주입층(EIL)의 수나 두께에 상관없이, 또는 정공 저지층(HBL)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제2 전극(204)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제2 전극(204)과 상기 제3 발광층(EML)(234) 사이에 있는 모든 유기층의 수나 두께에 상관없이, 상기 제3 발광층(EML)(234)의 발광 위치(L3)는 상기 제2 전극(204)으로부터 2,050Å 내지 2,750Å의 범위 내에 위치하도록 설정한다.범위 내에 위치하도록 따라서, 적어도 하나의 상기 제4 유기층의 수, 상기 제4 유기층의 두께, 상기 제3 발광층의 수, 상기 제3 발광층의 두께에 상관없이 상기 제2 전극(204)으로부터 상기 제3 발광층(EML)(234)의 위치(L3)는 2,050Å 내지 2,750Å의 범위 내에 위치하도록 설정한다.범위 내에 위치하도록
상기 제2 발광부(220)는 제2 정공 수송층(HTL)(222), 제2 발광층(EML)(224) 및 제2 전자 수송층(ETL)(226)을 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 제2 정공 수송층(HTL)(222) 아래에 정공 주입층(HIL)을 추가로 구성할 수 있다. 상기 제2 발광층(EML)(224) 위에 정공 저지층(HBL)을 추가로 구성할 수 있다. 상기 제2 전자 수송층(ETL)(226)과 상기 정공 저지층(HBL)은 하나의 층으로도 구성할 수 있다.
상기 제2 발광층(EML)(224) 아래에 전자 저지층(EBL)을 추가로 구성할 수 있다. 상기 제2 정공 수송층(HTL)(222)과 상기 전자 저지층(EBL)은 하나의 층으로도 구성할 수 있다.
상기 제2 발광층(EML)(224)은 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층으로 구성된다. 상기 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 510㎚ 내지 580㎚의 범위로 할 수 있다. 여기서 피크 파장은 발광 영역일 수 있다.
그리고, 상기 제2 발광층(EML)(224)은 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층, 또는 황색(Yellow) 발광층 및 적색(Red) 발광층, 또는 적색(Red) 발광층 및 녹색(Green) 발광층, 또는 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층 및 적색(Red) 발광층 중 하나로 구성되거나 이들의 조합으로 구성될 수 있다. 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층에 적색(Red) 발광층을 더 구성하는 경우에는 적색(Red) 발광층의 효율을 더 개선할 수 있다. 상기 적색(Red) 발광층은 상기 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층의 위 또는 아래에 구성할 수 있다.
그리고, 상기 황색(Yellow) 발광층 및 적색(Red) 발광층, 또는 적색(Red) 발광층 및 녹색(Green) 발광층, 또는 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층 및 적색(Red) 발광층은 상기 제2 발광층(EML)(224)의 위 또는 아래에 구성하는 것도 가능하다. 또한, 상기 황색(Yellow) 발광층 및 적색(Red) 발광층, 또는 적색(Red) 발광층 및 녹색(Green) 발광층, 또는 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층 및 적색(Red) 발광층은 상기 제2 발광층(EML)(224)의 위 및 아래에 동일하게 구성하거나 다르게 구성할 수도 있다.
그리고, 상기 황색(Yellow) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 540㎚ 내지 580㎚의 범위로 할 수 있다. 상기 적색(Red) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 600㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 따라서, 상기 제2 발광층(EML)(224)의 상기 황색(Yellow) 발광층 및 적색(Red) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 540㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 여기서 피크 파장은 발광 영역일 수 있다. 상기 황색(Yellow) 발광층과 적색(Red) 발광층의 두 개의 층으로 구성할 경우, 적색(Red) 발광층의 발광 효율을 높일 수 있다.
그리고, 상기 적색(Red) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 600㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 상기 녹색(Green) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 510㎚ 내지 560㎚의 범위로 할 수 있다. 따라서, 상기 제2 발광층(EML)(224)의 적색(Red) 발광층 및 녹색(Green) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 510㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 여기서 피크 파장은 발광 영역일 수 있다. 상기 적색(Red) 발광층과 녹색(Green) 발광층의 두 개의 층으로 구성할 경우, 색 재현율을 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 황색(Yellow) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 540㎚ 내지 580㎚의 범위로 할 수 있다. 상기 적색(Red) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 600㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 따라서, 상기 제2 발광층(EML)(224)의 상기 황색(Yellow) 발광층과 적색(Red) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 540㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 여기서 피크 파장은 발광 영역일 수 있다. 상기 황색(Yellow) 발광층과 적색(Red) 발광층의 두 개의 층으로 구성할 경우, 적색(Red) 발광층의 발광 효율을 높일 수 있다.
또한, 소자의 특성이나 구조에 따라 상기 제2 발광부(220)의 상기 제2 발광층(EML)(224)은 적색(Red) 발광층과 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층의 두 개의 층으로 구성할 수 있다. 상기 적색(Red) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 600㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 상기 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 510㎚ 내지 580㎚의 범위로 할 수 있다. 상기 적색(Red) 발광층과 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층의 두 개의 층으로 구성할 경우, 적색(Red) 발광층의 발광 효율을 높일 수 있다. 이 경우, 상기 제2 발광층(EML)(224)의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 510㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 여기서 피크 파장은 발광 영역일 수 있다.
상기 제2 발광층(EML)(124)을 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층, 또는 황색(Yellow) 발광층 및 적색(Red) 발광층, 또는 적색(Red) 발광층 및 녹색(Green) 발광층, 또는 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층 및 적색(Red) 발광층 중 하나로 구성되거나 이들의 조합으로 구성될 경우, 상기 제2 발광층(EML)(124)의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 510㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 여기서 피크 파장은 발광 영역일 수 있다.
상기 제2 발광부(220)와 상기 제3 발광부(230) 사이에는 제2 전하 생성층(CGL)(250)이 더 구성될 수 있다. 상기 제2 전하 생성층(CGL)(250)은 N형 전하 생성층(N-CGL) 및 P형 전하 생성층(P-CGL)을 포함할 수 있다.
상기 제2 발광층(EML)(224), 상기 제2 전자 수송층(ETL)(226), 상기 제2 전하 생성층(CGL)(250), 상기 제3 정공 수송층(HTL)(232), 정공 저지층(HBL), 전자 저지층(EBL), 정공 주입층(HIL) 등의 모든 층들을 유기층이라고 할 수 있다. 상기 제3 발광층(EML)(234)과 상기 제2 발광층(EML)(224) 사이에 있는 모든 유기층들과 상기 제2 발광층(EML)(224)을 유기층이라고 할 수 있다. 따라서, 상기 제3 발광층(EML)(234)과 상기 제2 발광층(EML)(224) 사이에 있는 모든 유기층들을 제3 유기층으로 지칭할 수 있다.
상기 제3 정공 수송층(HTL)(232)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제2 전자 수송층(ETL)(226)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제2 전하 생성층(CGL)(250)의 수나 두께에 상관없이, 또는 정공 저지층(HBL)의 수나 두께에 상관없이, 또는 전자 저지층(EBL)의 수나 두께에 상관없이, 또는 정공 주입층(HIL)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제3 발광층(EML)(234)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제2 발광층(EML)(224)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제2 전극(204)과 상기 제3 발광층(EML)(234) 사이에 있는 모든 유기층의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제2 발광층(EML)(224)과 상기 제3 발광층(EML)(234) 사이에 있는 모든 유기층의 수나 두께에 상관없이, 상기 제2 발광층(EML)(224)의 발광 위치(L2)는 상기 제2 전극(204)으로부터 2,850Å 내지 3,550Å의 범위 내에 위치하도록 설정한다.
따라서, 적어도 하나의 상기 제4 유기층의 수, 상기 제4 유기층의 두께, 상기 제3 유기층의 수, 상기 제3 유기층의 두께, 상기 제3 발광층의 수, 상기 제3 발광층의 두께, 상기 제2 발광층의 수, 상기 제2 발광층의 두께에 상관없이 상기 제2 전극(204)으로부터 상기 제2 발광층(EML)(224)의 위치(L2)는 2,850Å 내지 3,550Å의 범위 내에 위치하도록 설정할 수 있다.
상기 제1 발광부(210)는 상기 제1 전극(202) 위에 제1 정공 수송층(HTL)(212), 제1 발광층(EML)(214) 및 제1 전자 수송층(ETL)(216)을 포함하여 이루어질 수 있다. 상기 제1 전극(202) 위에는 보조 전극(203)이 구성될 수 있다. 그러나, 소자의 특성이나 구조에 따라 상기 보조 전극(203)을 구성하지 않을 수도 있다.
도면에 도시하지 않았으나, 상기 제1 발광부(210)는 상기 제1 정공 수송층(HTL)(212) 아래에 정공 주입층(HIL)을 추가로 구성할 수 있다. 상기 제1 발광층(EML)(214) 위에 정공 저지층(HBL)을 추가로 구성할 수 있다. 상기 제1 전자 수송층(ETL)(216)과 상기 정공 저지층(HBL)은 하나의 층으로도 구성할 수 있다.
상기 제1 발광층(EML)(214) 아래에 전자 저지층(EBL)을 추가로 구성할 수 있다. 상기 제1 정공 수송층(HTL)(212)과 상기 전자 저지층(EBL)은 하나의 층으로도 구성할 수 있다.
상기 제1 발광층(EML)(214)은 청색(Blue) 발광층 또는 다른 색을 발광할 수 있는 보조 발광층을 포함한 청색(Blue) 발광층으로 구성된다. 상기 청색(Blue) 발광층은 청색(Blue) 발광층, 진청색(Deep Blue) 발광층, 또는 스카이 블루(Sky Blue) 발광층 중 하나를 포함할 수 있다. 진청색(Deep Blue) 발광층은 청색(Blue) 발광층에 비해 단파장 영역에 위치하므로, 색재현율 및 휘도 향상에 유리할 수 있다.
상기 보조 발광층은 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층 또는 적색(Red) 발광층 또는 녹색(Green) 발광층 중 하나로 구성되거나 이들의 조합으로 구성될 수 있다. 상기 보조 발광층을 더 구성할 경우 녹색(Green) 발광층이나 적색(Red) 발광층의 발광 효율을 더욱 개선할 수 있다. 상기 보조 발광층을 포함하여 상기 제1 발광층(EML)(214)을 구성하는 경우, 상기 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층 또는 적색(Red) 발광층 또는 녹색(Green) 발광층은 상기 제1 발광층(EML)(214)의 위 또는 아래에 구성하는 것도 가능하다. 또한, 상기 보조 발광층인 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층 또는 적색(Red) 발광층 또는 녹색(Green) 발광층은 상기 제1 발광층(EML)(214)의 위 및 아래에 동일하게 구성하거나 다르게 구성하는 것도 가능하다. 발광층의 위치나 수 등은 소자의 구성 및 특성에 따라 선택적으로 배치하는 것이 가능하며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 제1 발광층(EML)(214)에 상기 보조 발광층을 구성할 경우, 상기 제1 발광층(EML)(214)의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 440㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 여기서 피크 파장은 발광 영역일 수 있다.
상기 제1 발광부(210)와 상기 제2 발광부(220) 사이에는 제1 전하 생성층(CGL)(240)이 더 구성될 수 있다. 상기 제1 전하 생성층(CGL)(240)은 N형 전하 생성층(N-CGL)과 P형 전하 생성층(P-CGL)을 포함할 수 있다.
상기 제1 발광층(EML)(214), 상기 제1 전자 수송층(ETL)(216), 상기 제1 전하 생성층(CGL)(240), 상기 제2 정공 수송층(222), 정공 저지층(HBL), 전자 저지층(EBL), 정공 주입층(HIL) 등의 모든 층을 유기층이라고 할 수 있다. 상기 제1 발광층(EML)(214)과 상기 제2 발광층(EML)(224) 사이에 있는 모든 유기층들과 상기 제1 발광층(EML)(214)을 유기층이라고 할 수 있다. 따라서, 상기 제1 발광층(EML)(214)과 상기 제2 발광층(EML)(224) 사이에 있는 모든 유기층들을 제2 유기층으로 지칭할 수 있다.
상기 제1 전자 수송층(ETL)(216)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제1 전하 생성층(CGL)(240)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제2 정공 수송층(HTL)(222)의 수나 두께에 상관없이, 또는 정공 저지층(HBL)의 수나 두께에 상관없이, 또는 전자 저지층(EBL)의 수나 두께에 상관없이, 또는 정공 주입층(HIL)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제3 발광층(EML)(234)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제2 발광층(EML)(224)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제1 발광층(EML)(214)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제2 전극(204)과 상기 제3 발광층(EML)(234) 사이에 있는 모든 유기층의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제2 발광층(EML)(224)과 상기 제3 발광층(EML)(234) 사이에 있는 모든 유기층의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제1 발광층(EML)(214)과 상기 제2 발광층(EML)(224) 사이에 있는 모든 유기층의 수나 두께에 상관없이, 상기 제1 발광층(EML)(214)의 발광 위치(L1)는 상기 제2 전극(204)으로부터 4,450Å 내지 5,000Å의 범위 내에 위치하도록 설정한다.
따라서, 적어도 하나의 상기 제4 유기층의 수, 상기 제4 유기층의 두께, 상기 제3 유기층의 수, 상기 제3 유기층의 두께, 상기 제2 유기층의 수, 상기 제2 유기층의 두께, 상기 제3 발광층의 수, 상기 제3 발광층의 두께, 상기 제2 발광층의 수, 상기 제2 발광층의 두께, 상기 제1 발광층의 수, 상기 제1 발광층의 두께에 상관없이 상기 제2 전극(204)으로부터 상기 제1 발광층(EML)(214)의 위치(L1)는 4,450Å 내지 5,000Å의 범위 내에 위치하도록 설정할 수 있다.
그리고, 상기 보조 전극(203), 상기 제1 정공 수송층(HTL)(212), 전자 저지층(EBL), 정공 주입층(HIL) 등의 모든 층을 유기층이라고 할 수 있다. 상기 제1 전극(202)과 상기 제1 발광층(EML)(214) 사이에 있는 모든 유기층들과 상기 상기 제1 발광층(EML)(214)을 유기층이라고 할 수 있다. 따라서, 제1 전극(202)과 상기 제1 발광층(EML)(214) 사이에 있는 모든 유기층들을 제1 유기층이라고 지칭할 수 있다.
상기 보조 전극(203)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제1 정공 수송층(HTL)(212)의 수나 두께에 상관없이, 또는 전자 저지층(EBL)의 수나 두께에 상관없이, 또는 정공 주입층(HIL)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제3 발광층(EML)(234)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제2 발광층(EML)(224)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제1 발광층(EML)(214)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제2 전극(204)과 상기 제3 발광층(EML)(234) 사이에 있는 모든 유기층의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제2 발광층(EML)(224)과 상기 제3 발광층(EML)(234) 사이에 있는 모든 유기층의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제1 발광층(EML)(214)과 상기 제2 발광층(EML)(224) 사이에 있는 모든 유기층의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제1 전극(202)과 상기 제1 발광층(EML)(214) 사이에 있는 모든 유기층의 수나 두께에 상관없이, 상기 제1 전극(202)의 위치(L0)는 상기 제2 전극(204)으로부터 4,700Å 내지 5,400Å의 범위 내에 위치하도록 설정할 수 있다.
따라서, 따라서, 적어도 하나의 상기 제4 유기층의 수, 상기 제4 유기층의 두께, 상기 제3 유기층의 수, 상기 제3 유기층의 두께, 상기 제2 유기층의 수, 상기 제2 유기층의 두께, 상기 제1 유기층의 수, 상기 제1 유기층의 두께, 상기 제3 발광층의 수, 상기 제3 발광층의 두께, 상기 제2 발광층의 수, 상기 제2 발광층의 두께, 상기 제1 발광층의 수, 상기 제1 발광층의 두께에 상관없이 상기 제2 전극(204)으로부터 상기 제1 전극(202)의 위치(L0)는 4,700Å 내지 5,400Å의 범위 내에 위치하도록 설정할 수 있다.
여기서, 상기 제1 발광층(EML)(214)의 발광 위치(L1)는 상기 제2 전극(204)으로부터 4,450Å 내지 5,000Å의 범위 내에 위치하도록 설정할 수 있다. 그리고, 상기 제1 전극(202)의 위치(L0)는 상기 제2 전극(204)으로부터 4,700Å 내지 5,400Å의 범위 내에 위치하도록 설정할 수 있다. 상기 제1 발광층(EML)(214)의 발광 위치(L1)가 상기 제2 전극(204)으로부터 5,000Å으로 설정될 경우, 상기 제1 전극(202)의 위치(L0)는 상기 제2 전극(204)으로부터 5,050Å 내지 5,400Å의 범위 내에 위치하도록 설정할 수 있다.
따라서, 본 발명은 적어도 하나의 상기 제1 유기층의 수, 상기 제1 유기층의 두께, 상기 제2 유기층의 수, 상기 제2 유기층의 두께, 상기 제3 유기층의 수, 상기 제3 유기층의 두께, 상기 제4 유기층의 수, 상기 제4 유기층의 두께, 상기 제1 발광층의 수, 상기 제1 발광층의 두께, 상기 제2 발광층의 수, 상기 제2 발광층의 두께, 상기 제3 발광층의 수, 상기 제3 발광층의 두께에 상관없이 상기 제2 전극(204)으로부터 제1 전극(202)의 위치와 발광층들의 위치를 설정할 수 있다.
도 19에 도시한 구조는 본 발명의 일예를 나타낸 것으로, 백색 유기 발광 소자의 구조나 특성에 따라 선택적으로 구성하는 것이 가능하며, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 20은 본 발명의 제6 실시예에 따른 유기 발광 소자의 발광 위치를 나타내는 도면이다.
도 20에서 가로축은 빛의 파장 영역을 나타낸 것이며, 세로축은 상기 제2 전극(204)으로부터 상기 발광부를 구성하는 발광층들의 발광 위치를 나타낸 것으로, contour map이라 할 수 있다. 여기서는 상기 제1 전극(202)과 상기 제2 전극(204)을 제외하고, 본 발명의 EPEL 구조를 적용할 경우 발광 피크(Emitting Peak)에서 발광층들의 발광 위치를 나타낸 것이다. 그리고, 발광층들의 발광 영역에서 최대 발광 범위를 가지는 발광층들의 발광 위치를 나타낸 것이다. 도 20에서는 상기 제2 전극(204)의 두께인 1,000Å을 제외하고 발광층들의 발광 위치를 나타낸 것이며, 상기 제2 전극(204)의 두께가 본 발명의 내용을 제한하는 것은 아니다.
상기 제3 발광부(230)를 구성하는 상기 제3 발광층(EML)(234)은 청색(Blue) 발광층이므로, 상기 제3 발광층(EML)(234)의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength) 범위가 440㎚ 내지 480㎚의 범위가 될 수 있다. 청색(Blue) 발광층의 발광 영역인 440㎚ 내지 480㎚에서 발광하도록 하여야 등고선(contour map)의 백색(white) 영역에서 최대 효율을 낼 수 있다.
따라서, 상기 제3 발광층(EML)(234)의 발광 위치를 2,050Å 내지 2,750Å 범위로 설정하여 상기 제3 발광층(EML)(234)의 발광 피크(Emitting Peak)(234E)가 440㎚ 내지 480㎚에 위치하게 한다. 이로 인해, 상기 제3 발광층(EML)(234)을 440㎚ 내지 480㎚에서 빛을 발광하게 함으로써 최대 효율을 낼 수 있게 된다. 이미 설명한 바와 같이, 도 20에서는 상기 제3 발광층(EML)(234)의 발광 위치가 1,050Å 내지 1,750Å로 도시되어 있으나, 이는 상기 제2 전극(204)의 두께인 1,000Å을 뺀 값이다. 따라서, 상기 제3 발광층(EML)(234)의 발광 위치는 상기 제2 전극(204)으로부터 2,050Å 내지 2,750Å의 범위가 될 수 있다. 이는 상기 제2 발광층(EML)(224)의 발광 위치와 상기 제1 발광층(EML)(214)의 발광 위치에도 동일하게 적용될 수 있다.
또한, 상기 청색(Blue) 발광층은 청색(Blue) 발광층, 진청색(Deep Blue) 발광층, 또는 스카이 블루(Sky Blue) 발광층 중 하나를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제3 발광부(230)를 구성하는 상기 제3 발광층(EML)(234)에 보조 발광층으로 황색-녹색(Yellow-Green) 또는 적색(Red) 발광층 또는 녹색(Green) 발광층을 구성할 경우, 상기 제3 발광층(EML)(234)의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength) 범위가 440㎚ 내지 650㎚의 범위가 될 수 있다. 따라서, 이 경우에는 제3 발광층(EML)(234)의 발광 영역인 440㎚ 내지 650㎚에서 발광하도록 하여야 등고선(contour map)의 백색(white) 영역에서 최대 효율을 낼 수 있다.
도 20에서는 상기 제3 발광층(EML)(234)에 보조 발광층을 포함하지 않고, 상기 제3 발광층(EML)(234)이 청색(Blue) 발광층을 예로 들어 발광 위치를 나타낸 것이다. 따라서, 상기 제3 발광층(EML)(234)의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength) 범위는 440㎚ 내지 480㎚ 범위에서 최대 효율을 낼 수 있다.
상기 제2 발광부(220)를 구성하는 상기 제2 발광층(EML)(224)은 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층이므로, 상기 제2 발광층(EML)(224)의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength) 범위는 510㎚ 내지 580㎚의 범위가 될 수 있다. 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층의 발광 영역인 510㎚ 내지 580㎚에서 발광하도록 하여야 등고선(contour map)의 백색(white) 영역에서 최대 효율을 낼 수 있다.
따라서, 상기 제2 발광층(EML)(224)의 발광 위치를 2,850Å 내지 3,550Å 범위로 설정하여 상기 제2 발광층(EML)(224)의 발광 피크(Emitting Peak)(224E)가 510㎚ 내지 580㎚에 위치하게 한다. 이로 인해, 상기 제2 발광층(EML)(224)을 510㎚ 내지 580㎚에서 빛을 발광하게 함으로써 최대 효율을 낼 수 있게 된다.
그리고, 소자의 특성이나 구조에 따라 상기 제2 발광부(220)의 상기 제2 발광층(EML)(224)은 적색(Red) 발광층과 녹색(Green) 발광층의 두 개의 층으로 구성할 수도 있다. 상기 적색(Red) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 600㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 상기 녹색(Green) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 510㎚ 내지 560㎚의 범위로 할 수 있다. 따라서, 이 경우에는 제2 발광층(EML)(224)의 발광 영역인 510㎚ 내지 650㎚에서 발광하도록 하여야 등고선(contour map)의 백색(white) 영역에서 최대 효율을 낼 수 있다.
또한, 소자의 특성이나 구조에 따라 상기 제2 발광부(220)의 상기 제2 발광층(EML)(224)은 적색(Red) 발광층과 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층의 두 개의 층으로 구성할 수 있다. 상기 적색(Red) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 600㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 상기 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 510㎚ 내지 580㎚의 범위로 할 수 있다. 따라서, 이 경우에는 제2 발광층(EML)(224)의 발광 영역인 510㎚ 내지 650㎚에서 발광하도록 하여야 등고선(contour map)의 백색(white) 영역에서 최대 효율을 낼 수 있다.
또한, 소자의 특성이나 구조에 따라 상기 제2 발광부(220)의 상기 제2 발광층(EML)(224)은 황색(Yellow) 발광층과 적색(Red) 발광층의 두 개의 층으로 구성할 수 있다. 상기 황색(Yellow) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 540㎚ 내지 580㎚의 범위로 할 수 있다. 상기 적색(Red) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 600㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 따라서, 이 경우에는 제2 발광층(EML)(224)의 발광 영역인 540㎚ 내지 650㎚에서 발광하도록 하여야 등고선(contour map)의 백색(white) 영역에서 최대 효율을 낼 수 있다.
따라서, 상기 제2 발광층(EML)(224)으로 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층, 또는 황색(Yellow) 발광층 및 적색(Red) 발광층, 또는 적색(Red) 발광층 및 녹색(Green) 발광층, 또는 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층 및 적색(Red) 발광층 중 하나이거나 이들의 조합으로 구성하는 경우에는, 상기 제2 발광층(EML)(224)의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength) 범위가 510㎚ 내지 650㎚ 범위가 될 수 있다.
도 20에서는 상기 제2 발광층(EML)(224)에 보조 발광층을 포함하지 않고, 상기 제2 발광층(EML)(224)은 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층을 예로 들어 발광 위치를 나타낸 것이다. 따라서, 상기 제2 발광층(EML)(224)의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength) 범위는 510㎚ 내지 580㎚ 범위에서 최대 효율을 낼 수 있다.
상기 제1 발광부(210)를 구성하는 상기 제1 발광층(EML)(214)은 청색(Blue) 발광층이므로, 상기 제1 발광층(EML)(214)의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength) 범위는 440㎚ 내지 480㎚ 범위가 될 수 있다. 청색(Blue) 발광층의 발광 영역인 440㎚ 내지 480㎚에서 발광하도록 하여야 등고선(contour map)의 백색(white) 영역에서 최대 효율을 낼 수 있다.
따라서, 상기 제1 발광층(EML)(214)의 발광 위치를 4,450Å 내지 5,000Å 범위로 설정하여, 발광 피크(Emitting Peak)(214E)가 440㎚ 내지 480㎚에 위치하게 한다. 이로 인해, 상기 제1 발광층(EML)(214)을 440㎚ 내지 480㎚에서 빛이 발광하도록 함으로써 최대 효율을 낼 수 있게 된다.
또한, 상기 청색(Blue) 발광층은 청색(Blue) 발광층, 진청색(Deep Blue) 발광층, 또는 스카이 블루(Sky Blue) 발광층 중 하나를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1 발광부(210)를 구성하는 상기 제1 발광층(EML)(214)에 보조 발광층으로 황색-녹색(Yellow-Green) 또는 적색(Red) 발광층 또는 녹색(Green) 발광층을 구성할 경우, 상기 제1 발광층(EML)(214)의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength) 범위가 440㎚ 내지 650㎚의 범위가 될 수 있다. 따라서, 이 경우에는 제1 발광층(EML)(214)의 발광 영역인 440㎚ 내지 650㎚에서 발광하도록 하여야 등고선(contour map)의 백색(white) 영역에서 최대 효율을 낼 수 있다.
도 20에서는 상기 제1 발광층(EML)(214)에 보조 발광층을 포함하지 않고, 상기 제1 발광층(EML)(214)이 청색(Blue) 발광층을 예로 들어 발광 위치를 나타낸 것이다. 따라서, 상기 제1 발광층(EML)(214)의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength) 범위는 440㎚ 내지 480㎚ 범위에서 최대 효율을 낼 수 있다.
위에서 설명한 바와 같이, 발광층의 발광 위치에 따라 발광 피크(Emitting Peak)의 위치가 변하게 된다. 본 발명은 발광부를 구성하는 발광층의 발광 위치를 설정함으로써 발광층의 발광 피크(Emitting Peak)가 원하는 발광 영역에 위치하도록 하는 EPEL(Emission Position of Emitting Layers) 구조를 적용하는 것이다.
따라서, 발광층에 EPEL(Emission Position of Emitting Layers) 구조를 적용함으로써 발광 피크(Emitting Peak)가 특정한 파장에 위치하게 되고, 그로 인해 특정 파장에 해당하는 빛에서 발광층들이 최대의 효율을 낼 수 있게 된다.
그리고, 상기 특정 파장인 발광 영역에서 발광층들의 최대의 효율을 낼 수 있는 발광 범위를 최대 발광 범위라고 할 수 있다. 즉, 피크 파장은 발광 영역일 수 있다.따라서, 상기 제1 발광층의 최대 발광 범위는 440nm 내지 470nm이며, 상기 제2 발광층의 최대 발광 범위는 530nm 내지 570nm이며, 상기 제3 발광층의 최대 발광 범위는 440nm 내지 470nm일 수 있다.
즉, 청색(Blue) 발광층의 최대 발광 범위인 440㎚ 내지 470㎚와, 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층의 최대 발광 범위인 530㎚ 내지 570㎚에서 빛이 발광하도록 하여야 등고선(contour map)의 백색(white) 영역에서 최대 효율을 낼 수 있다. 상기 발광 영역에 해당하도록 본 발명의 발광층의 발광 위치를 설정함으로써 발광층이 최대 효율을 낼 수 있음을 알 수 있다. 그리고, 본 발명의 상기 EPEL 구조는 적어도 하나의 제1 유기층의 수, 제1 유기층의 두께, 상기 제2 유기층의 수, 상기 제2 유기층의 두께, 상기 제3 유기층의 수, 상기 제3 유기층의 두께, 상기 제4 유기층의 수, 상기 제4 유기층의 두께, 상기 제1 발광층의 수, 상기 제1 발광층의 두께, 상기 제2 발광층의 수, 상기 제2 발광층의 두께, 상기 제3 발광층의 수, 상기 제3 발광층의 두께에 상관없이, 상기 제1 발광층, 상기 제2 발광층 및 상기 제3 발광층이 최대 발광 범위를 가지도록 구성함으로써 발광층이 최대 효율을 낼 수 있음을 알 수 있다.
도 21은 본 발명의 제6 실시예에 따른 EL 스펙트럼을 나타내는 도면이다.
도 21에서 가로축은 빛의 파장 영역을 나타낸 것이며, 세로축은 발광 세기(intensity)를 나타낸 것이다. 발광 세기는 EL 스펙트럼의 최대값을 기준으로 하여 상대적인 값으로 표현한 수치이다.
도 21에서 실시예(최소 위치)는 발광층들의 발광 위치를 설정하였을 때 최소 위치로 설정한 부분이다. 예를 들면, 상기 제3 발광층(EML)(234)의 발광 위치(L3)가 상기 제2 전극(204)으로부터 2,050Å 내지 2,750Å의 범위인 경우, 최소 위치는 2,050Å으로 설정한 것이다.
실시예(최대 위치)는 발광층들의 발광 위치를 설정하였을 때 최대 위치로 설정한 부분이다. 예를 들면, 상기 제3 발광층(EML)(234)의 발광 위치(L3)가 상기 제2 전극(204)으로부터 2,050Å 내지 2,750Å의 범위인 경우, 최대 위치는 2,750Å으로 설정한 것이다.
실시예(최적 위치)는 본 발명의 제6 실시예의 발광 위치로 설정한 부분이다. 예를 들면, 상기 제3 발광층(EML)(234)의 발광 위치(L3)가 상기 제2 전극(204)으로부터 2,050Å 내지 2,750Å의 범위인 경우, 실시예의 발광 위치는 2,050Å 내지 2,750Å 범위로 설정한 것이다.
도 21에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 EPEL(Emission Position of Emitting Layers) 구조에서 발광 위치의 최소 위치를 벗어날 경우 최적 위치와 비교하면 아래와 같다. 청색(Blue) 광의 피크 파장(peak wavelength) 범위인 440㎚ 내지 480㎚에서 발광 세기가 감소하며, 청색(Blue) 광의 피크 파장 범위를 벗어남을 알 수 있다. 그리고, 황색-녹색(Yellow-Green) 광의 피크 파장(peak wavelength) 범위인 510㎚ 내지 580㎚에서 발광 세기가 감소함을 알 수 있다.
그리고, 본 발명의 EPEL(Emission Position of Emitting Layers) 구조에서 발광 위치의 최대 위치를 벗어날 경우 최적 위치와 비교하면 아래와 같다. 청색(Blue) 광의 피크 파장(peak wavelength) 범위인 440㎚ 내지 480㎚에서 발광 세기가 감소하며, 청색(Blue) 광의 피크 파장 범위를 벗어남을 알 수 있다. 그리고, 황색-녹색(Yellow-Green) 광의 피크 파장(peak wavelength) 범위인 510㎚ 내지 580㎚에서 발광 세기가 감소함을 알 수 있다. 그리고, 적색(Red) 광의 피크 파장(peak wavelength) 범위인 600㎚ 내지 650㎚ 에서 발광 세기가 현저히 감소함을 알 수 있다.
따라서, 실시예의 최소 위치 또는 최대 위치로 설정할 경우보다 본 발명의 최적 위치로 설정할 경우가 청색(Blue) 광의 피크 파장 범위에서 발광 세기가 증가함을 알 수 있다. 또한, 실시예의 최소 위치 또는 최대 위치로 설정할 경우보다 본 발명의 최적 위치로 설정할 경우가 황색-녹색(Yellow-Green) 광의 피크 파장 범위에서 발광 세기가 증가함을 알 수 있다 또한, 실시예의 최소 위치 또는 최대 위치로 설정할 경우보다 본 발명의 최적 위치로 설정할 경우가 적색(Red) 광의 피크 파장 범위에서 발광 세기가 증가함을 알 수 있다.
본 발명의 EPEL(Emission Position of Emitting Layers) 구조를 적용한 백색 유기 발광 소자와 비교예의 패널 효율은 아래 표 11에 기재한 바와 같다. 비교예의 효율을 100%라고 하였을 때, 본 발명의 제6 실시예의 효율을 나타낸 것이다.
아래 표 11에서 비교예는 제1 발광부, 제2 발광부 및 제3 발광부를 포함하는 하부 발광(Bottom Emission) 방식의 백색 유기 발광 소자로서 제1 발광부는 청색(Blue) 발광층, 제2 발광부는 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층, 제3 발광부는 청색(Blue) 발광층으로 구성한 것이다. 실시예는 본 발명의 EPEL(Emission Position of Emitting Layers) 구조의 최적 위치를 적용했을 경우의 상부 발광(Top Emission) 방식의 백색 유기 발광 소자이다.
상기 표 11에서와 같이, 상기 비교예와 대비하여 본 발명의 EPEL(Emission Position of Emitting Layers) 구조를 적용했을 경우 비교예의 효율이 100%라고 하면, 적색(Red) 효율은 39% 정도 상승하였고, 녹색(Green) 효율은 63% 정도 상승하였음을 알 수 있다. 그리고, 청색(Blue) 효율은 47% 정도 상승하였고, 백색(White) 효율은 61% 정도 상승하였음을 알 수 있다.
본 발명의 EPEL(Emission Position of Emitting Layers) 구조를 적용한 백색 유기 발광 소자와 비교예의 패널 효율은 아래 표 12에 기재한 바와 같다.
아래 표 12는 실시예(최적 위치)의 효율을 100%라고 하였을 때, 실시예(최소 위치)와 실시예(최대 위치)의 효율을 나타낸 것이다.
패널 효율은 구동 전류밀도가 10mA/cm2일 때 측정한 것이다. 그리고, 실시예의 패널 효율이 100%일 경우, 실시예(최소 위치)와 실시예(최대 위치)의 패널 효율을 측정한 것이다.
표 12에 나타낸 바와 같이, 실시예(최소 위치)와 실시예(최대 위치)의 경계에서는 적색(Red), 녹색(Green), 청색(Blue) 및 백색(white)의 효율이 감소됨을 알 수 있다. 그리고, 실시예(최대 위치)가 실시예(최소 위치)보다 적색(Red), 녹색(Green), 청색(Blue) 및 백색(white)의 효율이 더 감소함을 알 수 있다. 따라서, 본 발명의 EPEL(Emission Position of Emitting Layers) 구조의 발광 위치는 최적 위치를 벗어날 경우에는 패널 효율이 감소함을 알 수 있다.
본 발명의 제6 실시예서 설명한 바와 같이, 상기 유기 발광 소자는 상부 발광 방식의 유기 발광 소자일 수 있다.
상기 제1 전극의 위치는 상기 제2 전극으로부터 4,700Å 내지 5,400Å 범위로 설정할 수 있다.
상기 제3 발광층의 발광 위치는 상기 제2 전극으로부터 2,050Å 내지 2,750Å 범위로 설정할 수 있다.
상기 제2 발광층의 발광 위치는 상기 제2 전극으로부터 2,850Å 내지 3,550Å 범위로 설정할 수 있다.
상기 제3 발광층의 발광 위치는 상기 제1 전극으로부터 4,450Å 내지 5,000Å 범위로 설정할 수 있다.
상기 제1 발광층은 청색 발광층, 또는 청색 발광층 및 황색-녹색 발광층, 또는 청색 발광층 및 적색 발광층, 또는 청색 발광층 및 녹색 발광층 중 하나이거나 이들의 조합으로 구성될 수 있다.
상기 제2 발광층은 황색-녹색 발광층, 또는 황색 발광층 및 적색 발광층, 또는 적색 발광층 및 녹색 발광층, 또는 황색-녹색 발광층 및 적색 발광층 중 하나이거나 이들의 조합으로 구성될 수 있다.
상기 제3 발광층은 청색 발광층, 또는 청색 발광층 및 황색-녹색 발광층, 또는 청색 발광층 및 적색 발광층, 또는 청색 발광층 및 녹색 발광층 중 하나이거나 이들의 조합으로 구성될 수 있다.
상기 제1 발광층의 발광 영역은 440㎚ 내지 650㎚ 범위이고, 상기 제2 발광층의 발광 영역은 510㎚ 내지 650㎚ 범위이고, 상기 제3 발광층의 발광 영역은 440㎚ 내지 650㎚ 범위일 수 있다.
상기 제1 발광층의 최대 발광 범위는 440㎚ 내지 470㎚ 범위이고, 상기 제2 발광층의 최대 발광 범위는 530㎚ 내지 570㎚ 범위이고, 상기 제3 발광층의 최대 발광 범위는 440㎚ 내지 470㎚ 범위일 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 EPEL(Emission Position of Emitting Layers) 구조를 적용할 경우 발광층의 발광 세기가 증가할 수 있음을 알 수 있다. 또한, 발광 세기가 증대하므로 패널 효율이 향상된다는 것을 알 수 있다.
도 22는 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자를 포함하는 유기발광 표시장치의 단면도로서, 이는 전술한 본 발명의 제4 실시예, 제5 실시예 및 제6 실시예에 따른 유기 발광 소자를 이용한 것이다.
도 22에 도시한 바와 같이, 본 발명의 유기발광 표시장치(2000)는 기판(20), 박막트랜지스터(TFT), 제1 전극(202), 발광부(2180) 및 제2 전극(204)을 포함한다. 박막트랜지스터(TFT)는 게이트 전극(2115), 게이트 절연층(2120), 반도체층(2131), 소스 전극(2133) 및 드레인 전극(2135)을 포함한다.
도 22에서는 박막 트랜지스터(TFT)가 인버티드 스태거드(inverted staggered) 구조로 도시되었으나, 코플라나(coplanar) 구조로 형성할 수도 있다.
기판(20)은 유리, 금속, 또는 플라스틱으로 이루어질 수 있다.
게이트 전극(2115)은 기판(20) 위에 형성되며, 게이트 라인(도시하지 않음)에 연결되어 있다. 상기 게이트 전극(2115)은 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 금(Au), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd) 및 구리(Cu)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 또는 이들의 합금으로 이루어진 다중층일 수 있다.
게이트 절연층(2120)은 게이트 전극(2115) 위에 형성되며, 실리콘 산화막(SiOx), 실리콘 질화막(SiNx) 또는 이들의 다중층일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
반도체층(2131)은 게이트 절연층(2120) 위에 형성되며, 비정질 실리콘(amorphous silicon, a-Si), 다결정 실리콘(polycrystalline silicon, poly-Si), 산화물(oxide) 반도체 또는 유기물 (organic) 반도체 등으로 형성할 수 있다. 반도체층을 산화물 반도체로 형성할 경우, ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), 또는 ITZO(Indium Tin Zinc Oxide) 등으로 형성할 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다. 그리고, 에치 스토퍼(도시하지 않음)는 상기 반도체층(2131) 위에 형성되어 반도체층(2131)을 보호하는 기능을 할 수 있으나 소자의 구성에 따라서 생략할 수도 있다.
소스 전극(2133) 및 드레인 전극(2135)은 반도체층(2131) 상에 형성될 수 있다. 소스 전극(2133) 및 드레인 전극(2135)은 단일층 또는 다중층으로 이루어질 수 있으며, 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 금(Au), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd) 및 구리(Cu)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 또는 이들의 합금으로 이루어질 수 있다.
보호층(2140)은 상기 소스 전극(2133) 및 드레인 전극(2135) 상에 형성되며, 실리콘 산화막(SiOx), 실리콘 질화막(SiNx) 또는 이들의 다중층으로 형성할 수 있다. 또는 아크릴계(acryl) 수지, 폴리이미드(polyimide) 수지 등으로 형성할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
제1 전극(202)은 상기 보호층(2140) 상에 형성된다.
그리고, 상기 제1 전극(202) 아래에는 반사 전극이 추가로 구성되어 제2 전극(204) 방향으로 빛을 반사시키는 역할을 할 수 있다. 그리고, 상기 제1 전극(202) 위에는 보조 전극이 더 구성될 수도 있다.
제1 전극(202)은 상기 보호층(2140)의 소정 영역의 콘택홀(CH)을 통해 상기 드레인 전극(2135)과 전기적으로 연결된다. 도 22에서는 드레인 전극(2135)과 제1 전극(202)이 전기적으로 연결되는 것으로 도시되었으나, 상기 보호층(2140)의 소정 영역의 콘택홀(CH)을 통해 소스 전극(2133)과 제1 전극(202)이 전기적으로 연결되는 것도 가능하다.
뱅크층(2170)은 상기 제1 전극(202) 상에 형성되며, 화소 영역을 정의한다. 즉, 상기 뱅크층(2170)은 복수의 화소들 사이의 경계 영역에 매트릭스 구조로 형성됨으로써, 상기 뱅크층(2170)에 의해서 화소 영역이 정의된다.
발광부(2180)는 상기 뱅크층(2170) 상에 형성된다. 상기 발광부(2180)는 본 발명의 제4 실시예, 제5 실시예 및 제6 실시예에 도시한 바와 같이, 제1 전극(202) 상에 형성된 제1 발광부, 제2 발광부 및 제3 발광부로 이루어진다.
제2 전극(204)은 상기 발광부(2180) 상에 형성된다. 그리고, 제2 전극(204) 아래에 버퍼층을 추가로 구성할 수도 있다.
제2 전극(204) 상에 봉지층(2190)이 구성된다. 봉지층(2190)은 상기 발광부(2180) 내부로 수분이 침투하는 것을 방지하는 역할을 한다. 봉지층(2190)은 서로 상이한 무기물이 적층된 복수의 층으로 이루어질 수도 있고, 무기물과 유기물이 교대로 적층된 복수의 층으로 이루어질 수도 있다. 봉지 기판(2301)은 봉지층(2190)에 의해 제1 기판(20)과 합착될 수 있다. 봉지 기판(2301)은 유리 또는 플라스틱으로 이루어질 수도 있고, 금속으로 이루어질 수도 있다. 그리고, 봉지 기판(2301)에는 컬러필터(2302)와 블랙 매트릭스(2303)가 배치되어 있다. 상기 발광부(2180)에서 방출된 광이 봉지 기판(2301) 방향으로 진행하여 컬러필터(2302)를 통해 화상을 표시하게 된다.
그리고, 본 발명의 발명자들은 발광층의 발광 효율 및 패널 효율이 향상될 수 있고, 휘도 및 개구율이 향상된 새로운 구조의 상부 발광(Top Emission) 방식의 백색 유기 발광 소자를 발명하였다. 본 발명의 발명자들은 동일한 색을 발광하는 발광층을 포함하는 발광층을 서로 인접하게 배치함으로써 청색 효율을 더 향상시킬 수 있는 백색 유기 발광 소자를 발명하였다. 그리고, 하부 발광 방식을 적용한 유기발광 표시장치에 비해서 본 발명의 실시예에 따른 상부 발광 방식을 적용한 유기발광 표시장치는 개구율이 향상될 수 있다.
도 23은 본 발명의 제7 실시예 및 제8 실시예에 따른 백색 유기 발광 소자를 나타내는 개략적인 도면이다
도 23에 도시된 백색 유기 발광 소자(300)는 제1 및 제2 전극(302,304)과, 제1 및 제2 전극(302,304) 사이에 제1 발광부(310), 제2 발광부(320) 및 제3 발광부(330)를 구비한다.
제1 전극(302)은 정공을 공급하는 양극이다. 제2 전극(304)은 전자를 공급하는 음극이다. 상기 제1 전극(302)과 제2 전극(304)은 각각 애노드(anode) 또는 캐소드(cathode)로 지칭될 수 있다. 상기 제1 전극(302)은 반사 전극이고, 상기 제2 전극(304)은 반투과 전극으로 구성될 수 있다.
본 발명의 상부 발광(Top Emission) 방식의 백색 유기 발광 소자(300)는 제1 전극(302)과 제2 전극(304) 사이에 제1 발광부(310), 제2 발광부(320) 및 제3 발광부(330)를 포함한다.
그리고, 본 발명의 상부 발광(Top Emission) 방식의 백색 유기 발광 소자(300)는 상기 제1 전극으로부터 상기 제2 전극의 위치와, 제1 발광층, 제2 발광층 및 제3 발광층의 발광 위치를 설정하여 발광 효율 및 패널 효율을 개선하였다. 즉, 상기 제1 발광부, 상기 제2 발광부 및 상기 제3 발광부는 상기 제1 발광층, 상기 제2 발광층 및 상기 제3 발광층의 발광 영역에서 최대 발광 범위를 가지는 EPEL(Emission Position of Emitting Layers) 구조를 갖는 것이다. 그리고, 상기 제1 발광층, 상기 제2 발광층 및 상기 제3 발광층 중 두 개의 발광층은 동일한 색을 발광하는 발광층을 포함하여 구성함으로써 발광 효율을 더 향상시킬 수 있는 백색 유기 발광 소자를 제공한다. 상기 동일한 색을 발광하는 발광층은 동일한 색을 발광하는 발광층을 적어도 하나 이상 포함한 발광층이라고 할 수 있다.
상기 제2 전극(304)의 위치(L0)는 상기 제1 전극(302)으로부터 4,700Å 내지 5,400Å의 범위 내에 위치하도록 설정한다. 그리고, 상기 제1 발광부(310), 제2 발광부(320), 제3 발광부(330)를 구성하는 발광층의 발광 피크(Emitting Peak)를 특정한 파장에 위치하게 하고, 그 특정 파장의 빛을 발광시킴으로써 발광 효율을 개선할 수 있다. 상기 발광 피크(Emitting Peak)는 상기 발광부들을 구성하는 유기층의 발광 피크(Emittance Peak)라고 할 수 있다.
상기 제1 전극(302)으로부터 상기 제2 전극(304)의 위치(L0)를 설정하고, 상기 제1 전극(302)으로부터 가장 가까운 위치에 있는 상기 제1 발광부(310)의 발광 위치(L1)는 200Å 내지 700Å이 되도록 설정한다. 또는, 상기 제1 발광부(310)의 발광 위치(L1)는 상기 제1 전극(302)의 반사면으로부터 200Å 내지 700Å에 위치하도록 설정한다. 상기 제1 발광부(310)는 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층으로 구성할 수 있다. 상기 발광층의 두께, 발광층의 수, 유기층의 두께, 유기층의 수 중 적어도 하나에 상관없이 상기 제1 전극(302)으로부터 200Å 내지 700Å의 범위 내에 위치하도록 설정한다. 따라서, 발광 피크(Emitting Peak)가 황색-녹색(Yellow-Green) 발광 영역에 위치하게 하고 발광 피크(Emitting Peak)에 해당하는 파장의 빛을 발광함으로써 제1 발광부(310)가 최대의 휘도를 낼 수 있도록 한다. 상기 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 510㎚ 내지 580㎚의 범위로 할 수 있다. 여기서 피크 파장은 발광 영역일 수 있다.
그리고, 소자의 특성이나 구조에 따라 상기 제1 발광부(310)는 적색(Red) 발광층과 녹색(Green) 발광층의 두 개의 층으로 구성할 수도 있다. 상기 적색(Red) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 600㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 상기 녹색(Green) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 510㎚ 내지 560㎚의 범위로 할 수 있다. 따라서, 상기 적색(Red) 발광층과 녹색(Green) 발광층의 두 개의 층으로 구성할 경우, 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 510㎚ 내지 660㎚의 범위로 할 수 있다. 여기서 피크 파장은 발광 영역일 수 있다. 상기 적색(Red) 발광층과 녹색(Green) 발광층의 두 개의 층으로 구성할 경우, 색 재현율을 향상시킬 수 있다.
또한, 소자의 특성이나 구조에 따라 상기 제1 발광부(310)는 적색(Red) 발광층과 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층의 두 개의 층으로 구성할 수 있다. 상기 적색(Red) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 600㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 상기 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 510㎚ 내지 580㎚의 범위로 할 수 있다. 상기 적색(Red) 발광층과 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층의 두 개의 층으로 구성할 경우, 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 510㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 상 여기서 피크 파장은 발광 영역일 수 있다. 상기 적색(Red) 발광층과 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층의 두 개의 층으로 구성할 경우, 적색(Red) 발광층의 발광 효율을 높일 수 있다.
또한, 소자의 특성이나 구조에 따라 상기 제1 발광부(310)는 황색(Yellow) 발광층과 적색(Red) 발광층의 두 개의 층으로 구성할 수 있다. 상기 황색(Yellow) 발광층과 적색(Red) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 540㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 여기서 피크 파장은 발광 영역일 수 있다. 상기 황색(Yellow) 발광층과 적색(Red) 발광층의 두 개의 층으로 구성할 경우, 적색(Red) 발광층의 발광 효율을 높일 수 있다.
상기 제2 발광부(320)의 발광 위치(L2)는 상기 제1 전극(302)으로부터 1,200Å 내지 1,800Å의 범위 내에 위치하도록 설정한다. 또는, 상기 제2 발광부(320)의 발광 위치(L2)는 상기 제1 전극(302)의 반사면으로부터 1,200Å 내지 1,800Å의 범위 내에 위치하도록 설정한다.
상기 제2 발광부(320)는 청색(Blue) 발광층으로 구성할 수 있다. 상기 청색(Blue) 발광층은 청색(Blue) 발광층, 진청색(Deep Blue) 발광층, 또는 스카이 블루(Sky Blue) 발광층 중 하나를 포함할 수 있다. 진청색(Deep Blue) 발광층은 청색(Blue) 발광층에 비해 단파장 영역에 위치하므로, 색재현율 및 휘도 향상에 유리할 수 있다.
상기 발광층의 두께, 발광층의 수, 유기층의 두께, 유기층의 수 중 적어도 하나에 상관없이 상기 제2 발광부(320)의 발광 위치(L2)는 상기 제1 전극(302)으로부터 1,200Å 내지 1,800Å의 범위 내에 위치하도록 설정한다. 또는, 상기 제2 발광부(320)의 발광 위치(L2)는 상기 제1 전극(302)의 반사면으로부터 1,200Å 내지 1,800Å이 범위 내에 위치하도록 설정한다.
따라서, 상기 제2 발광부(320)의 발광 피크(Emitting Peak)가 청색(Blue) 발광 영역에 위치하게 하고, 발광 피크(Emitting Peak)에 해당하는 파장의 빛을 발광함으로써 제2 발광부(320)가 최대의 휘도를 낼 수 있도록 한다. 상기 청색(Blue) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 440㎚ 내지 480㎚의 범위로 할 수 있다. 상기 제2 발광부(320)에는 보조 발광층으로 적색(Red) 발광층, 녹색(Green) 발광층, 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층 중 하나로 구성되거나 이들의 조합으로 구성할 수 있다. 그리고, 상기 보조 발광층을 포함하여 제2 발광부(320)를 구성한 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 440㎚ 내지 650㎚의 범위일 수 있다. 여기서 피크 파장은 발광 영역일 수 있다.
상기 제3 발광부(330)의 발광 위치(L3)는 상기 제1 전극(302)으로부터 2,400 Å 내지 3,100Å의 범위 내에 위치하도록 설정한다. 또는, 상기 제3 발광부(330)의 발광 위치(L3)는 상기 제1 전극(302)의 반사면으로부터 2,400Å 내지 3,100Å의 범위 내에 위치하도록 설정한다.
상기 제3 발광부(330)는 청색(Blue) 발광층으로 구성할 수 있다. 상기 청색(Blue) 발광층은 청색(Blue) 발광층, 진청색(Deep Blue) 발광층, 또는 스카이 블루(Sky Blue) 발광층 중 하나를 포함할 수 있다. 진청색(Deep Blue) 발광층은 청색(Blue) 발광층에 비해 단파장 영역에 위치하므로, 색재현율 및 휘도 향상에 유리할 수 있다.
상기 발광층의 두께, 발광층의 수, 유기층의 두께, 유기층의 수 중 적어도 하나에 상관없이 상기 제3 발광부(330)의 발광 위치(L3)는 상기 제1 전극(302)으로부터 2,400Å 내지 3,100Å의 범위 내에 위치하도록 설정한다. 또는, 상기 제3 발광부(330)의 발광 위치(L3)는 상기 제1 전극(302)의 반사면으로부터 2,400Å 내지 3,100Å의 범위 내에 위치하도록 설정한다. 따라서, 상기 제3 발광부(330)의 발광 피크(Emitting Peak)가 청색(Blue) 발광 영역에 위치하게 하여 제3 발광부(330)가 최대의 휘도를 낼 수 있도록 한다. 상기 청색(Blue) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 440㎚ 내지 480㎚의 범위로 할 수 있다. 상기 제3 발광부(330)에는 보조 발광층으로 적색(Red) 발광층, 녹색(Green) 발광층, 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층 중 하나 또는 이들의 조합으로 구성할 수 있다. 그리고, 상기 보조 발광층을 포함하여 제3 발광부(330)를 구성한 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 440㎚ 내지 650㎚의 범위일 수 있다. 여기서 피크 파장은 발광 영역일 수 있다.
본 발명은 상기 발광층의 두께, 발광층의 수, 유기층의 두께, 유기층의 수 중 적어도 하나에 상관없이, 상기 발광층들의 발광 위치를 설정한 EPEL(Emission Position of Emitting Layers) 구조를 적용하는 상부 발광(Top Emission) 방식의 백색 유기 발광 소자에 관한 것이다. 그리고, 상기 제1 발광부, 상기 제2 발광부 및 상기 제3 발광부는 제1 발광층, 제2 발광층 및 제3 발광층의 발광 영역에서 최대 발광 범위를 가지는 EPEL(Emission Position of Emitting Layers) 구조를 갖는 것이다.
도 24는 본 발명의 제7 실시예에 따른 백색 유기 발광 소자를 나타내는 개략적인 도면이다.
도 24에 도시된 백색 유기 발광 소자(300)는 제1 전극(302) 및 제2 전극(304)과, 제1 및 제2 전극(302,304) 사이에 제1 발광부(310), 제2 발광부(320) 및 제3 발광부(330)를 구비한다.
상기 제2 전극(304)의 위치는 상기 제1 전극(302)으로부터 4,700Å 내지 5,400Å의 범위 내에 위치하도록 설정한다. 상기 제1 전극(302)의 위치(L0)를 설정함으로써 상기 제1 발광부(310), 제2 발광부(320) 및 제3 발광부(330)를 구성하는 발광층들의 발광 피크(Emitting Peak)가 특정한 파장에 위치하게 하고, 그 특정 파장의 빛을 발광시킴으로써 발광층들의 효율을 개선할 수 있다.
상기 제1 발광부(310)는 상기 제1 전극(302) 위에 제1 정공 수송층(HTL)(312), 제1 발광층(EML)(314) 및 제1 전자 수송층(ETL)(316)을 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 제1 전극(302) 위에는 보조 전극(303)이 구성될 수 있다. 소자 의 특성이나 구조에 따라 보조 전극(303)을 구성하지 않을 수도 있다.
도면에 도시하지 않았으나, 정공 주입층(HIL)을 상기 제1 전극(302) 위에 추가로 구성할 수 있다.
상기 제1 발광층(EML)(314) 위에 정공 저지층(HBL)을 추가로 구성할 수 있다. 상기 제1 전자 수송층(ETL)(316)과 상기 정공 저지층(HBL)은 하나의 층으로도 구성할 수 있다.
상기 제1 발광층(EML)(314) 아래에 전자 저지층(EBL)을 추가로 구성할 수 있다. 상기 제1 정공 수송층(HTL)(312)과 상기 전자 저지층(EBL)은 하나의 층으로도 구성할 수 있다.
상기 제1 발광층(EML)(314)은 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층으로 구성된다. 상기 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 510㎚ 내지 580㎚의 범위로 할 수 있다. 여기서 피크 파장은 발광 영역일 수 있다.
그리고, 상기 제1 발광층(EML)(314)은 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층, 또는 황색(Yellow) 발광층 및 적색(Red) 발광층, 또는 적색(Red) 발광층 및 녹색(Green) 발광층, 또는 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층 및 적색(Red) 발광층 중 하나로 구성되거나 이들의 조합으로 구성될 수 있다. 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층에 적색(Red) 발광층을 더 구성하는 경우에는 적색(Red) 발광층의 효율을 더 개선할 수 있다. 상기 적색(Red) 발광층은 상기 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층의 위 또는 아래에 구성할 수 있다. 그리고, 상기 황색(Yellow) 발광층 및 적색(Red) 발광층, 또는 적색(Red) 발광층 및 녹색(Green) 발광층, 또는 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층 및 적색(Red) 발광층은 상기 제1 발광층(EML)(314)의 위 또는 아래에 구성하는 것도 가능하다. 또한, 상기 황색(Yellow) 발광층 및 적색(Red) 발광층, 또는 적색(Red) 발광층 및 녹색(Green) 발광층, 또는 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층 및 적색(Red) 발광층은 상기 제1 발광층(EML)(314)의 위 및 아래에 동일하게 구성하거나 다르게 구성할 수도 있다.
그리고, 상기 황색(Yellow) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 540㎚ 내지 580㎚의 범위로 할 수 있다. 상기 적색(Red) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 600㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 따라서, 상기 제1 발광층(EML)(314)의 상기 황색(Yellow) 발광층 및 적색(Red) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 540㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 여기서 피크 파장은 발광 영역일 수 있다. 상기 황색(Yellow) 발광층과 적색(Red) 발광층의 두 개의 층으로 구성할 경우, 적색(Red) 발광층의 발광 효율을 높일 수 있다.
그리고, 상기 적색(Red) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 600㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 상기 녹색(Green) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 510㎚ 내지 560㎚의 범위로 할 수 있다. 따라서, 상기 제1 발광층(EML)(314)의 적색(Red) 발광층 및 녹색(Green) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 510㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 여기서 피크 파장은 발광 영역일 수 있다. 상기 적색(Red) 발광층과 녹색(Green) 발광층의 두 개의 층으로 구성할 경우, 색 재현율을 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 황색(Yellow) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 540㎚ 내지 580㎚의 범위로 할 수 있다. 상기 적색(Red) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 600㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 따라서, 상기 제1 발광층(EML)(314)의 상기 황색(Yellow) 발광층과 적색(Red) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 540㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 여기서 피크 파장은 발광 영역일 수 있다. 상기 황색(Yellow) 발광층과 적색(Red) 발광층의 두 개의 층으로 구성할 경우, 적색(Red) 발광층의 발광 효율을 높일 수 있다.
또한, 소자의 특성이나 구조에 따라 상기 제1 발광층(EML)(314)은 적색(Red) 발광층과 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층의 두 개의 층으로 구성할 수 있다. 상기 적색(Red) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 600㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 상기 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 510㎚ 내지 580㎚의 범위로 할 수 있다. 상기 적색(Red) 발광층과 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층의 두 개의 층으로 구성할 경우, 적색(Red) 발광층의 발광 효율을 높일 수 있다. 이 경우, 상기 제1 발광층(EML)(314)의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 510㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 여기서 피크 파장은 발광 영역일 수 있다.
상기 제1 발광층(EML)(314)을 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층, 또는 황색(Yellow) 발광층 및 적색(Red) 발광층, 또는 적색(Red) 발광층 및 녹색(Green) 발광층, 또는 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층 및 적색(Red) 발광층 중 하나로 구성되거나 이들의 조합으로 구성될 경우, 상기 제1 발광층(EML)(314)의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 510㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 여기서 피크 파장은 발광 영역일 수 있다.
상기 제1 정공 수송층(HTL)(312), 전자 저지층(EBL), 정공 주입층(HIL) 등의 모든 층을 유기층이라고 할 수 있다. 상기 제1 전극(302)과 상기 제1 발광층(EML)(314) 사이에 있는 모든 유기층들과 상기 보조 전극(303)을 유기층이라고 할 수 있다. 따라서, 상기 제1 전극(302)과 상기 제1 발광층(EML)(314) 사이에 있는 모든 유기층들을 제1 유기층으로 지칭할 수 있다.
상기 제1 정공 수송층(HTL)(312)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 보조 전극(303)의 수나 두께에 상관없이, 또는 전자 저지층(EBL)의 수나 두께에 상관없이, 또는 정공 주입층(HIL)의 수나 두께에 상관없이, 상기 제1 전극(302)과 상기 제1 발광층(EML)(314) 사이에 있는 모든 유기층의 수나 두께에 상관없이, 상기 제1 발광층(EML)(314)의 발광 위치(L1)는 상기 제1 전극(302)으로부터 200Å 내지 700Å의 범위 내에 위치하도록 설정한다. 또는, 상기 제1 발광층(EML)(314)의 발광 위치(L1)는 상기 제1 전극(302)의 반사면으로부터 200Å 내지 700Å의 범위 내에 위치하도록 설정한다. 따라서, 적어도 하나의 상기 제1 유기층의 수, 상기 제1 유기층의 두께에 상관없이 상기 제1 전극(302)으로부터 상기 제1 발광층(EML)(314)의 위치(L1)는 200Å 내지 700Å의 범위 내에 위치하도록 설정할 수 있다. 또는, 적어도 하나의 상기 제1 유기층의 수, 상기 제1 유기층의 두께에 상관없이 상기 제1 발광층(EML)(314)의 발광 위치(L1)는 상기 제1 전극(302)의 반사면으로부터 200Å 내지 700Å의 범위 내에 위치하도록 설정할 수 있다.
상기 제2 발광부(320)는 제2 정공 수송층(HTL)(322), 제2 발광층(EML)(324), 제2 전자 수송층(ETL)(326)을 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 제2 정공 수송층(HTL)(322) 아래에 정공 주입층(HIL)을 추가로 구성할 수 있다.
상기 제2 발광층(EML)(324) 위에 정공 저지층(HBL)을 추가로 구성할 수 있다. 상기 제2 전자 수송층(ETL)(326)과 상기 정공 저지층(HBL)은 하나의 층으로도 구성할 수 있다.
상기 제2 발광층(EML)(324) 아래에 전자 저지층(EBL)을 추가로 구성할 수 있다. 상기 제2 정공 수송층(HTL)(322)과 상기 전자 저지층(EBL)은 하나의 층으로도 구성할 수 있다.
상기 제2 발광층(EML)(324)은 청색(Blue) 발광층 또는 다른 색을 발광할 수 있는 보조 발광층을 포함한 청색(Blue) 발광층으로 구성된다. 상기 청색(Blue) 발광층은 청색(Blue) 발광층, 진청색(Deep Blue) 발광층, 또는 스카이 블루(Sky Blue) 발광층 중 하나를 포함할 수 있다. 진청색(Deep Blue) 발광층은 청색(Blue) 발광층에 비해 단파장 영역에 위치하므로, 색재현율 및 휘도 향상에 유리할 수 있다.
상기 보조 발광층으로는 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층 또는 적색(Red) 발광층 또는 녹색(Green) 발광층 중 하나로 구성되거나 이들의 조합으로 구성될 수 있다. 상기 보조 발광층을 더 구성할 경우 녹색(Green) 발광층이나 적색(Red) 발광층의 발광 효율을 더 개선할 수 있다. 상기 보조 발광층을 포함하여 상기 제2 발광층(EML)(324)을 구성하는 경우, 상기 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층 또는 적색(Red) 발광층 또는 녹색(Green) 발광층은 상기 제2 발광층(EML)(324)의 위 또는 아래에 구성하는 것도 가능하다. 또한, 상기 보조 발광층으로 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층 또는 적색(Red) 발광층 또는 녹색(Green) 발광층은 상기 제2 발광층(EML)(324)의 위 및 아래에 동일하게 구성하거나 다르게 구성하는 것도 가능하다. 발광층의 위치나 수 등은 소자의 구성 및 특성에 따라 선택적으로 배치하는 것이 가능하며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 제2 발광층(EML)(324)에 상기 보조 발광층을 구성할 경우, 상기 제2 발광층(EML)(324)의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 440㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 여기서 피크 파장은 발광 영역일 수 있다.
상기 제1 발광부(310)와 상기 제2 발광부(320) 사이에는 제1 전하 생성층(CGL)(340)이 더 구성될 수 있다. 이러한 제1 전하 생성층(CGL)(340)은 N형 전하 생성층(N-CGL)과 P형 전하 생성층(P-CGL)을 포함할 수 있다.
상기 제1 발광층(EML)(314), 상기 제1 전자 수송층(ETL)(316), 상기 제1 전하 생성층(CGL)(340), 상기 제2 정공 수송층(322), 정공 저지층(HBL), 전자 저지층(EBL), 정공 주입층(HIL) 등의 모든 층들을 유기층이라고 할 수 있다. 상기 제1 발광층(EML)(314))과 상기 제2 발광층(EML)(324) 사이에 있는 모든 유기층들과 상기 제1 발광층(EML)(314)을 유기층이라고 할 수 있다. 따라서, 상기 제1 발광층(EML)(314)과 상기 제2 발광층(EML)(324) 사이에 있는 모든 유기층들을 제2 유기층으로 지칭할 수 있다.
상기 제1 전자 수송층(ETL)(316)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제2 정공 수송층(HTL)(322)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제1 전하 생성층(CGL)(340)의 수나 두께에 상관없이, 또는 정공 저지층(HBL)의 수나 두께에 상관없이, 또는 전자 저지층(EBL)의 수나 두께에 상관없이, 또는 정공 주입층(HIL)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제1 발광층(EML)(314)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제1 전극(302)과 상기 제1 발광층(EML)(314) 사이에 있는 모든 유기층의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제1 발광층(EML)(314)과 상기 제2 발광층(EML)(324) 사이에 있는 모든 유기층의 수나 두께에 상관없이, 상기 제2 발광층(EML)(324)의 발광 위치(L2)는 상기 제1 전극(302)으로부터 1,200Å 내지 1,800Å의 범위 내에 위치하도록 설정한다. 또는, 상기 제2 발광층(EML)(324)의 발광 위치(L2)는 상기 제1 전극(302)의 반사면으로부터 1,200Å 내지 1,800Å의 범위 내에 위치하도록 설정한다. 따라서, 적어도 하나의 상기 제1 유기층의 수, 상기 제1 유기층의 두께, 상기 제2 유기층의 수, 상기 제2 유기층의 두께, 상기 제1 발광층의 수, 상기 제1 발광층의 두께에 상관없이 상기 제1 전극(302)으로부터 상기 제2 발광층(EML)(324)의 위치(L2)는 1,200Å 내지 1,800Å의 범위 내에 위치하도록 설정할 수 있다. 또는, 적어도 하나의 상기 제1 유기층의 수, 상기 제1 유기층의 두께, 상기 제2 유기층의 수, 상기 제2 유기층의 두께, 상기 제1 발광층의 수, 상기 제1 발광층의 두께에 상관없이 상기 제1 전극(302)의 반사면으로부터 상기 제2 발광층(EML)(324)의 위치(L2)는 1,200Å 내지 1,800Å의 범위 내에 위치하도록 설정할 수 있다.
상기 제3 발광부(330)는 제3 전자 수송층(ETL)(336), 제3 발광층(EML)(334), 제3 정공 수송층(HTL)(332)을 포함하여 이루어질 수 있다. 도면에 도시하지 않았으나, 상기 제3 전자 수송층(ETL)(336) 위에 전자 주입층(EIL)을 추가로 구성할 수 있다.
상기 제3 정공 수송층(HTL)(332) 아래에 정공 주입층(HIL)을 추가로 구성할 수 있다.
상기 제2 발광부(320)와 상기 제3 발광부(330) 사이에는 제2 전하 생성층(CGL)(350)이 더 구성될 수 있다. 이러한 제2 전하 생성층(CGL)(350)은 N형 전하 생성층(N-CGL) 및 P형 전하 생성층(P-CGL)을 포함할 수 있다.
상기 제3 발광층(EML)(334) 위에 정공 저지층(HBL)을 추가로 구성할 수 있다. 상기 제3 전자 수송층(ETL)(336)과 상기 정공 저지층(HBL)은 하나의 층으로도 구성할 수 있다.
상기 제3 발광층(EML)(334) 아래에 전자 저지층(EBL)을 추가로 구성할 수 있다. 상기 제3 정공 수송층(HTL)(332)과 상기 전자 저지층(EBL)은 하나의 층으로도 구성할 수 있다.
상기 제3 발광층(EML)(334)은 청색(Blue) 발광층 또는 다른 색을 발광할 수 있는 보조 발광층을 포함한 청색(Blue) 발광층 중 하나로 구성된다. 상기 청색(Blue) 발광층은 청색(Blue) 발광층, 진청색(Deep Blue) 발광층, 또는 스카이 블루(Sky Blue) 발광층 중 하나를 포함할 수 있다. 진청색(Deep Blue) 발광층은 청색(Blue) 발광층에 비해 단파장 영역에 위치하므로, 색재현율 및 휘도 향상에 유리할 수 있다.
상기 보조 발광층으로는 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층 또는 적색(Red) 발광층 또는 녹색(Green) 발광층 중 하나로 구성되거나 이들의 조합으로 구성될 수 있다. 상기 보조 발광층을 더 구성할 경우 녹색(Green) 발광층이나 적색(Red) 발광층의 발광 효율을 더 개선할 수 있다. 상기 보조 발광층을 포함하여 제3 발광층(EML)(334)을 구성하는 경우, 상기 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층 또는 적색(Red) 발광층 또는 녹색(Green) 발광층이 제3 발광층(EML)(334)의 위 또는 아래에 구성하는 것도 가능하다. 또한, 상기 보조 발광층으로 황색-녹색(Yellow-Green) 또는 적색(Red) 발광층 또는 녹색(Green) 발광층이 상기 제3 발광층(EML)(334)의 위 및 아래에 동일하게 구성하거나 다르게 구성하는 것도 가능하다. 발광층의 위치나 수 등은 소자의 구성 및 특성에 따라 선택적으로 배치하는 것이 가능하며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 제3 발광층(EML)(334)에 상기 보조 발광층을 구성할 경우, 상기 제3 발광층(EML)(334)의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 440㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 여기서 피크 파장은 발광 영역일 수 있다.
상기 제2 발광층(EML)(324), 상기 제2 전자 수송층(ETL)(326), 상기 제2 전하 생성층(CGL)(350), 상기 제3 정공 수송층(332), 정공 저지층(HBL), 전자 저지층(EBL), 정공 주입층(HIL) 등의 모든 층을 유기층이라고 할 수 있다. 상기 제2 발광층(EML)(324)과 상기 제3 발광층(EML)(334) 사이에 있는 모든 유기층들과 상기 제2 발광층(EML)(324)을 유기층이라고 할 수 있다. 따라서, 상기 제2 발광층(EML)(324)과 상기 제3 발광층(EML)(334) 사이에 있는 모든 유기층들을 제3 유기층이라고 할 수 있다.
상기 제2 전자 수송층(ETL)(326)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제2 전하 생성층(CGL)(350)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제3 정공 수송층(HTL)(332)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제2 발광층(EML)(324)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제1 발광층(EML)(314)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제1 전극(302)과 상기 제1 발광층(EML)(314) 사이에 있는 모든 유기층의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제1 발광층(EML)(314)과 상기 제2 발광층(EML)(324) 사이에 있는 모든 유기층의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제2 발광층(EML)(324)과 상기 제3 발광층(EML)(334) 사이에 있는 모든 유기층의 수나 두께에 상관없이, 상기 제3 발광층(EML)(334)의 발광 위치(L3)는 상기 제1 전극(302)으로부터 2,400Å 내지 3,100Å의 범위 내에 위치하도록 설정한다. 또는, 상기 제3 발광층(EML)(334)의 발광 위치(L3)는 상기 제1 전극(302)의 반사면으로부터 2,400Å 내지 3,100Å의 범위 내에 위치하도록 설정한다. 따라서, 적어도 하나의 상기 제1 유기층의 수, 상기 제1 유기층의 두께, 상기 제2 유기층의 수, 상기 제2 유기층의 두께, 상기 제3 유기층의 수, 상기 제3 유기층의 두께, 상기 제1 발광층의 수, 상기 제1 발광층의 두께, 상기 제2 발광층의 수, 상기 제2 발광층의 두께에 상관없이 상기 제1 전극(302)으로부터 상기 제3 발광층(EML)(334)의 위치(L3)는 2,400Å 내지 3,100Å의 범위 내에 위치하도록 설정할 수 있다. 또는, 적어도 하나의 상기 제1 유기층의 수, 상기 제1 유기층의 두께, 상기 제2 유기층의 수, 상기 제2 유기층의 두께, 상기 제3 유기층의 수, 상기 제3 유기층의 두께, 상기 제1 발광층의 수, 상기 제1 발광층의 두께, 상기 제2 발광층의 수, 상기 제2 발광층의 두께에 상관없이 상기 제1 전극(302)의 반사면으로부터 상기 제3 발광층(EML)(334)의 위치(L3)는 2,400Å 내지 3,100Å의 범위 내에 위치하도록 설정할 수 있다.
그리고, 상기 제3 발광층(EML)(334), 상기 제3 전자 수송층(ETL)(336), 정공 저지층(HBL), 전자 주입층(EIL) 등의 모든 층을 유기층이라고 할 수 있다. 상기 제3 발광층(EML)(334)과 상기 제2 전극(304) 사이에 있는 모든 유기층들과 상기 제2 전극(304), 상기 제3 발광층(EML)(334)을 유기층이라고 할 수 있다. 따라서, 상기 제3 발광층(EML)(334)과 상기 제2 전극(304) 사이에 있고, 상기 제2 전극(304)을 포함한 모든 유기층들을 제4 유기층이라고 할 수 있다.
상기 제3 전자 수송층(ETL)(336)의 수나 두께에 상관없이, 또는 전자 주입층(EIL)의 수나 두께에 상관없이, 또는 정공 저지층(HBL)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제2 전극(304)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제3 발광층(EML)(334)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 기판(301)과 상기 제1 발광층(EML)(314) 사이에 있는 모든 유기층의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제1 발광층(EML)(314)과 상기 제2 발광층(EML)(324) 사이에 있는 모든 유기층의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제2 발광층(EML)(324)과 상기 제3 발광층(EML)(334) 사이에 있는 모든 유기층의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제3 발광층(EML)(334)과 상기 제2 전극(304) 사이에 있는 모든 유기층의 두께에 상관없이 상기 제1 전극(302)으로부터 상기 제2 전극(304)의 위치(L0)는 4,700Å 내지 5,400Å의 범위 내에 위치하도록 설정할 수 있다. 또는, 상기 제2 전극(304)의 위치(L0)는 상기 제1 전극(302)의 반사면으로부터 4,700Å 내지 5,400Å의 범위 내에 위치하도록 설정할 수 있다..
따라서, 적어도 하나의 상기 제1 유기층의 수, 상기 제1 유기층의 두께, 상기 제2 유기층의 수, 상기 제2 유기층의 두께, 상기 제3 유기층의 수, 상기 제3 유기층의 두께, 상기 제4 유기층의 수, 상기 제4 유기층의 두께, 상기 제1 발광층의 수, 상기 제1 발광층의 두께, 상기 제2 발광층의 수, 상기 제2 발광층의 두께, 상기 제3 발광층의 수, 상기 제3 발광층의 두께에 상관없이 상기 제2 전극(304)의 위치(L0)는 상기 제1 전극(302)으로부터 4,700Å 내지 5,400Å의 범위 내에 위치하도록 설정할 수 있다. 또는, 적어도 하나의 상기 제1 유기층의 수, 상기 제1 유기층의 두께, 상기 제2 유기층의 수, 상기 제2 유기층의 두께, 상기 제3 유기층의 수, 상기 제3 유기층의 두께, 상기 제4 유기층의 수, 상기 제4 유기층의 두께, 상기 제1 발광층의 수, 상기 제1 발광층의 두께, 상기 제2 발광층의 수, 상기 제2 발광층의 두께, 상기 제3 발광층의 수, 상기 제3 발광층의 두께에 상관없이 상기 제2 전극(304)의 위치(L0)는 상기 제1 전극(302)의 반사면으로부터 4,700Å 내지 5,400Å의 범위 내에 위치하도록 설정할 수 있다.
도 24에 도시한 구조는 본 발명의 일예를 나타낸 것으로, 백색 유기 발광 소자의 구조나 특성에 따라 선택적으로 구성하는 것이 가능하며, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 25는 본 발명의 제7 실시예에 따른 유기 발광 소자의 발광 위치를 나타내는 도면이다.
도 25에서 가로축은 빛의 파장 영역을 나타낸 것이며, 세로축은 상기 제1 전극(302)으로부터 상기 발광부를 구성하는 발광층들의 발광 위치를 나타낸 것으로, contour map이라 할 수 있다. 여기서는 상기 제1 전극(302)과 상기 제2 전극(304)을 제외하고, 본 발명의 EPEL 구조를 적용할 경우 발광 피크(Emitting Peak)에서 발광층들의 발광 위치를 나타낸 것이다. 그리고, 발광층들의 발광 영역에서 최대 발광 범위를 가지는 발광층들의 발광 위치를 나타낸 것이다.
상기 제1 발광부(310)를 구성하는 상기 제1 발광층(EML)(314)은 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층이므로, 상기 제1 발광층(EML)(314)의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength) 범위가 510㎚ 내지 580㎚ 범위가 될 수 있다. 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층의 발광 영역인 510㎚ 내지 580㎚에서 발광하도록 하여야 등고선(contour map)의 백색(white) 영역에서 최대 효율을 낼 수 있다.
따라서, 상기 제1 발광층(EML)(314)의 발광 위치를 200Å 내지 700Å 범위로 설정하여, 발광 피크(Emitting Peak)(314E)가 510㎚ 내지 580㎚에 위치하게 한다. 이로 인해, 상기 제1 발광층(EML)(314)을 510㎚ 내지 580㎚에서 빛이 발광하도록 함으로써 최대 효율을 낼 수 있게 된다.
그리고, 소자의 특성이나 구조에 따라 상기 제1 발광부(310)의 상기 제1 발광층(EML)(314)은 적색(Red) 발광층과 녹색(Green) 발광층의 두 개의 층으로 구성할 수도 있다. 상기 적색(Red) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 600㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 상기 녹색(Green) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 510㎚ 내지 560㎚의 범위로 할 수 있다. 따라서, 이 경우에는 제1 발광층(EML)(314)의 발광 영역인 510㎚ 내지 650㎚에서 발광하도록 하여야 등고선(contour map)의 백색(white) 영역에서 최대 효율을 낼 수 있다.
또한, 소자의 특성이나 구조에 따라 상기 제1 발광부(310)의 상기 제1 발광층(EML)(314)은 적색(Red) 발광층과 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층의 두 개의 층으로 구성할 수 있다. 상기 적색(Red) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 600㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 상기 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 510㎚ 내지 580㎚의 범위로 할 수 있다. 따라서, 이 경우에는 제1 발광층(EML)(314)의 발광 영역인 510㎚ 내지 650㎚에서 발광하도록 하여야 등고선(contour map)의 백색(white) 영역에서 최대 효율을 낼 수 있다.
또한, 소자의 특성이나 구조에 따라 상기 제1 발광부(310)의 상기 제1 발광층(EML)(314)은 황색(Yellow) 발광층과 적색(Red) 발광층의 두 개의 층으로 구성할 수 있다. 상기 황색(Yellow) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 540㎚ 내지 580㎚의 범위로 할 수 있다. 상기 적색(Red) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 600㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 따라서, 이 경우에는 제1 발광층(EML)(314)의 발광 영역인 540㎚ 내지 650㎚에서 발광하도록 하여야 등고선(contour map)의 백색(white) 영역에서 최대 효율을 낼 수 있다.
따라서, 상기 제1 발광층(EML)(314)으로 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층, 또는 황색(Yellow) 발광층 및 적색(Red) 발광층, 또는 적색(Red) 발광층 및 녹색(Green) 발광층, 또는 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층 및 적색(Red) 발광층 중 하나이거나 이들의 조합으로 구성하는 경우에는, 상기 제1 발광층(EML)(314)의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength) 범위가 510㎚ 내지 650㎚ 범위가 될 수 있다. 이 경우에는 제1 발광층(EML)(314)의 발광 영역인 510㎚ 내지 650㎚에서 발광하도록 하여야 등고선(contour map)의 백색(white) 영역에서 최대 효율을 낼 수 있다.
도 25에서는 상기 제1 발광층(EML)(314)에 보조 발광층을 포함하지 않고, 상기 제1 발광층(EML)(314)은 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층을 예로 들어 발광 위치를 나타낸 것이다. 따라서, 상기 제1 발광층(EML)(314)의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength) 범위는 510㎚ 내지 580㎚ 범위에서 최대 효율을 낼 수 있다.
상기 제2 발광부(320)를 구성하는 상기 제2 발광층(EML)(324)은 청색(Blue) 발광층이므로, 상기 제2 발광층(EML)(324)의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength) 범위가 440㎚ 내지 480㎚의 범위가 될 수 있다. 청색(Blue) 발광층의 발광 영역인 440㎚ 내지 480㎚에서 발광하도록 하여야 등고선(contour map)의 백색(white) 영역에서 최대 효율을 낼 수 있다.
따라서, 상기 제2 발광층(EML)(324)의 발광 위치를 1,200Å 내지 1,800Å 범위로 설정하여 상기 제2 발광층(EML)(324)의 발광 피크(Emitting Peak)(324E)가 440㎚ 내지 480㎚에 위치하게 한다. 이로 인해, 상기 제2 발광층(EML)(324)을 440㎚ 내지 480㎚에서 빛을 발광하게 함으로써 최대 효율을 낼 수 있게 된다.
또한, 상기 청색(Blue) 발광층은 청색(Blue) 발광층, 진청색(Deep Blue) 발광층, 또는 스카이 블루(Sky Blue) 발광층 중 하나를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제2 발광부(320)를 구성하는 상기 제2 발광층(EML)(324)에 보조 발광층으로 황색-녹색(Yellow-Green) 또는 적색(Red) 발광층 또는 녹색(Green) 발광층을 구성할 경우, 상기 제2 발광층(EML)(324)의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength) 범위가 440㎚ 내지 650㎚의 범위가 될 수 있다. 따라서, 이 경우에는 제2 발광층(EML)(324)의 발광 영역인 440㎚ 내지 650㎚에서 발광하도록 하여야 등고선(contour map)의 백색(white) 영역에서 최대 효율을 낼 수 있다.
도 25에서는 상기 제2 발광층(EML)(324)에 보조 발광층을 포함하지 않고, 상기 제2 발광층(EML)(324)이 청색(Blue) 발광층을 예로 들어 발광 위치를 나타낸 것이다. 따라서, 상기 제2 발광층(EML)(324)의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength) 범위는 440㎚ 내지 480㎚ 범위에서 최대 효율을 낼 수 있다.
상기 제3 발광부(330)를 구성하는 상기 제3 발광층(EML)(334)은 청색(Blue) 발광층이므로, 상기 제3 발광층(EML)(334)의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength) 범위가 440㎚ 내지 480㎚의 범위가 될 수 있다. 청색(Blue) 발광층의 발광 영역인 440㎚ 내지 480㎚에서 발광하도록 하여야 등고선(contour map)의 백색(white) 영역에서 최대 효율을 낼 수 있다.
따라서, 상기 제3 발광층(EML)(334)의 발광 위치를 2,400Å 내지 3,100Å 범위로 설정하여 상기 제3 발광층(EML)(334)의 발광 피크(Emitting Peak)(334E)가 440㎚ 내지 480㎚에 위치하게 한다. 이로 인해, 상기 제3 발광층(EML)(334)을 440㎚ 내지 480㎚에서 빛을 발광하게 함으로써 최대 효율을 낼 수 있게 된다.
또한, 상기 청색(Blue) 발광층은 청색(Blue) 발광층, 진청색(Deep Blue) 발광층, 또는 스카이 블루(Sky Blue) 발광층 중 하나를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제3 발광부(330)를 구성하는 상기 제3 발광층(EML)(334)에 보조 발광층으로 황색-녹색(Yellow-Green) 또는 적색(Red) 발광층 또는 녹색(Green) 발광층을 구성할 경우, 상기 제3 발광층(EML)(334)의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength) 범위가 440㎚ 내지 650㎚의 범위가 될 수 있다. 따라서, 이 경우에는 제3 발광층(EML)(334)의 발광 영역인 440㎚ 내지 650㎚에서 발광하도록 하여야 등고선(contour map)의 백색(white) 영역에서 최대 효율을 낼 수 있다.
도 25에서는 상기 제3 발광층(EML)(334)에 보조 발광층을 포함하지 않고, 상기 제3 발광층(EML)(334)이 청색(Blue) 발광층을 예로 들어 발광 위치를 나타낸 것이다. 따라서, 상기 제3 발광층(EML)(334)의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength) 범위는 440㎚ 내지 480㎚ 범위에서 최대 효율을 낼 수 있다.
위에서 설명한 바와 같이, 발광층의 발광 위치에 따라 발광 피크(Emitting Peak)의 위치가 변하게 된다. 본 발명은 발광부를 구성하는 발광층의 발광 위치를 설정함으로써 발광층의 발광 피크(Emitting Peak)가 원하는 발광 영역에 위치하도록 하는 EPEL(Emission Position of Emitting Layers) 구조를 적용하는 것이다.
따라서, 발광층에 EPEL(Emission Position of Emitting Layers) 구조를 적용함으로써 발광 피크(Emitting Peak)가 특정한 파장에 위치하게 되고, 그로 인해 특정 파장에 해당하는 빛에서 발광층들이 최대의 효율을 낼 수 있게 된다.
그리고, 상기 특정 파장인 발광 영역에서 발광층들의 최대의 효율을 낼 수 있는 발광 범위를 최대 발광 범위라고 할 수 있다. 즉, 피크 파장은 발광 영역일 수 있다.따라서, 상기 제1 발광층의 최대 발광 범위는 530nm 내지 570nm이며, 상기 제2 발광층의 최대 발광 범위는 440nm 내지 470nm이며, 상기 제3 발광층의 최대 발광 범위는 440nm 내지 470nm일 수 있다.
즉, 청색(Blue) 발광층의 최대 발광 범위인 440㎚ 내지 470㎚와, 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층의 최대 발광 범위인 530㎚ 내지 570㎚에서 빛이 발광하도록 하여야 등고선(contour map)의 백색(white) 영역에서 최대 효율을 낼 수 있다. 상기 발광 영역에 해당하도록 본 발명의 발광층의 발광 위치를 설정함으로써 발광층이 최대 효율을 낼 수 있음을 알 수 있다. 그리고, 본 발명의 상기 EPEL 구조는 적어도 하나의 제1 유기층의 수, 제1 유기층의 두께, 상기 제2 유기층의 수, 상기 제2 유기층의 두께, 상기 제3 유기층의 수, 상기 제3 유기층의 두께, 상기 제4 유기층의 수, 상기 제4 유기층의 두께, 상기 제1 발광층의 수, 상기 제1 발광층의 두께, 상기 제2 발광층의 수, 상기 제2 발광층의 두께, 상기 제3 발광층의 수, 상기 제3 발광층의 두께에 상관없이, 상기 제1 발광층, 상기 제2 발광층 및 상기 제3 발광층이 최대 발광 범위를 가지도록 구성함으로써 발광층이 최대 효율을 낼 수 있음을 알 수 있다.
도 26은 본 발명의 제7 실시예에 따른 EL 스펙트럼을 나타내는 도면이다.
*도 26에서 가로축은 빛의 파장 영역을 나타낸 것이며, 세로축은 발광 세기(intensity)를 나타낸 것이다. 발광 세기는 EL 스펙트럼의 최대값을 기준으로 하여 상대적인 값으로 표현한 수치이다.
도 26에서 실시예(최소 위치)는 발광층들의 발광 위치를 설정하였을 때 최소 위치로 설정한 부분이다. 예를 들면, 상기 제1 발광층(EML)(314)의 발광 위치(L1)가 상기 제1 전극(302)으로부터 200Å 내지 700Å의 범위인 경우, 최소 위치는 200Å으로 설정한 것이다.
실시예(최대 위치)는 발광층들의 발광 위치를 설정하였을 때 최대 위치로 설정한 부분이다. 예를 들면, 상기 제1 발광층(EML)(314)의 발광 위치(L1)가 상기 제1 전극(202)으로부터 200Å 내지 700Å의 범위인 경우, 최대 위치는 700Å으로 설정한 것이다.
실시예(최적 위치)는 본 발명의 제7 실시예의 발광 위치로 설정한 부분이다. 예를 들면, 상기 제1 발광층(EML)(314)의 발광 위치(L1)가 상기 제1 전극(302)으로부터 200Å 내지 700Å의 범위인 경우, 실시예의 발광 위치는 200Å 내지 700Å 범위로 설정한 것이다.
도 26에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 EPEL(Emission Position of Emitting Layers) 구조에서 발광 위치의 최소 위치를 벗어날 경우 최적 위치와 비교하면 아래와 같다. 청색(Blue) 광의 피크 파장(peak wavelength) 범위인 440㎚ 내지 480㎚에서 발광 세기가 감소함을 알 수 있다. 그리고, 황색-녹색(Yellow-Green) 광의 피크 파장(peak wavelength) 범위인 510㎚ 내지 580㎚에서 발광 세기가 현저히 감소함을 알 수 있다. 그리고, 적색(Red) 광의 피크 파장(peak wavelength) 범위인 600㎚ 내지 650㎚에서 발광 세기가 현저히 감소함을 알 수 있다.
그리고, 본 발명의 EPEL(Emission Position of Emitting Layers) 구조에서 발광 위치의 최대 위치를 벗어날 경우 최적 위치와 비교하면 아래와 같다. 청색(Blue) 광의 피크 파장(peak wavelength) 범위인 440㎚ 내지 480㎚에서 발광 세기가 감소하며, 청색(Blue) 광의 피크 파장 범위를 벗어남을 알 수 있다. 그리고, 황색-녹색(Yellow-Green) 광의 피크 파장(peak wavelength) 범위인 510㎚ 내지 580㎚에서 발광 세기가 감소함을 알 수 있다.
따라서, 실시예의 최소 위치 또는 최대 위치로 설정할 경우보다 본 발명의 최적 위치로 설정할 경우가 청색(Blue) 광의 피크 파장 범위에서 발광 세기가 증가함을 알 수 있다. 또한, 실시예의 최소 위치 또는 최대 위치로 설정할 경우보다 본 발명의 최적 위치로 설정할 경우가 황색-녹색(Yellow-Green) 광의 피크 파장 범위에서 발광 세기가 증가함을 알 수 있다 또한, 실시예의 최소 위치 또는 최대 위치로 설정할 경우보다 본 발명의 최적 위치로 설정할 경우가 적색(Red) 광의 피크 파장 범위에서 발광 세기가 증가함을 알 수 있다.
본 발명의 EPEL(Emission Position of Emitting Layers) 구조를 적용한 백색 유기 발광 소자와 비교예의 패널 효율은 아래 표 13에 기재한 바와 같다. 비교예의 효율을 100%라고 하였을 때, 본 발명의 제7 실시예의 효율을 나타낸 것이다.
아래 표 13은 비교예 및 본 발명의 실시예의 효율을 비교한 것이다. 비교예는 제1 발광부, 제2 발광부 및 제3 발광부를 포함하는 하부 발광(Bottom Emission) 방식의 백색 유기 발광 소자로 제1 발광부는 청색(Blue) 발광층, 제2 발광부는 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층, 제3 발광부는 청색(Blue) 발광층으로 구성한 것이다. 실시예는 본 발명의 EPEL(Emission Position of Emitting Layers) 구조의 최적 위치를 적용했을 경우의 상부 발광(Top Emission) 방식의 백색 유기 발광 소자이다.
상기 표 13에서와 같이, 상기 비교예와 대비하여 본 발명의 EPEL 구조를 적용했을 경우 비교예의 효율이 100%로 하면, 적색(Red) 효율은 77% 정도 상승하였고, 녹색(Green) 효율은 64% 정도 상승하였음을 알 수 있다. 그리고, 청색(Blue) 효율은 51% 정도 상승하였고, 백색(White) 효율은 68% 정도 상승하였음을 알 수 있다.
본 발명의 EPEL(Emission Position of Emitting Layers) 구조를 적용한 백색 유기 발광 소자와 비교예의 패널 효율은 아래 표 14에 기재한 바와 같다.
아래 표 14는 실시예(최적 위치)의 효율을 100%라고 하였을 때, 실시예(최소 위치)와 실시예(최대 위치)의 효율을 나타낸 것이다.
패널 효율은 구동 전류밀도가 10mA/cm2일 때 측정한 것이다. 그리고, 실시예의 패널 효율이 100%일 경우, 실시예(최소 위치)와 실시예(최대 위치)의 패널 효율을 측정한 것이다.
표 14에 나타낸 바와 같이, 실시예(최소 위치)와 실시예(최대 위치)의 경계에서는 적색(Red), 녹색(Green), 청색(Blue), 백색(white)의 효율이 감소됨을 알 수 있다. 그리고, 실시예(최소 위치)가 실시예(최대 위치)보다 적색(Red), 녹색(Green), 청색(Blue), 백색(white)의 효율이 더 감소함을 알 수 있다.
따라서, 본 발명의 EPEL(Emission Position of Emitting Layers) 구조의 발광 위치의 최적 위치를 벗어날 경우에는 패널 효율이 감소함을 알 수 있다.
본 발명의 제7 실시예에서 설명한 바와 같이, 상기 유기 발광 소자는 상부 발광 방식의 유기 발광 소자일 수 있다.
상기 제2 발광층과 상기 제3 발광층은 동일한 색을 발광하는 발광층을 포함할 수 있다.
상기 제2 전극의 위치는 상기 제1 전극으로부터 4,700Å 내지 5,400Å 범위로 설정할 수 있다.
상기 제1 발광층의 발광 위치는 상기 제1 전극으로부터 200Å 내지 700Å 범위로 설정할 수 있다.
상기 제2 발광층의 발광 위치는 상기 제1 전극으로부터 1,200Å 내지 1,800Å 범위로 설정할 수 있다.
상기 제3 발광층의 발광 위치는 상기 제1 전극으로부터 2,400Å 내지 3,100Å 범위로 설정할 수 있다.
상기 제1 발광층은 황색-녹색 발광층, 또는 황색 발광층 및 적색 발광층, 또는 적색 발광층 및 녹색 발광층, 또는 황색-녹색 발광층 및 적색 발광층 중 하나이거나 이들의 조합으로 구성될 수 있다.
상기 제2 발광층 및 상기 제3 발광층은 청색 발광층, 또는 청색 발광층 및 황색-녹색 발광층, 또는 청색 발광층 및 적색 발광층, 또는 청색 발광층 및 녹색 발광층 중 하나이거나 이들의 조합으로 구성될 수 있다.
상기 제1 발광층의 발광 영역은 510㎚ 내지 650㎚ 범위이고, 상기 제2 발광층의 발광 영역은 440㎚ 내지 650㎚ 범위이고, 상기 제3 발광층의 발광 영역은 440㎚ 내지 650㎚ 범위일 수 있다.
상기 제1 발광층의 최대 발광 범위는 530㎚ 내지 570㎚ 범위이고, 상기 제2 발광층의 최대 발광 범위는 440㎚ 내지 470㎚ 범위이고, 상기 제3 발광층의 최대 발광 범위는 440㎚ 내지 470㎚ 범위일 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 EPEL(Emission Position of Emitting Layers) 구조를 적용할 경우 발광층의 발광 세기가 증가할 수 있음을 알 수 있다. 또한, 발광 세기가 증대하므로 패널 효율이 향상된다는 것을 알 수 있다.
도 27은 본 발명의 제8 실시예에 따른 백색 유기 발광 소자를 나타내는 개략적인 도면이다. 본 실시예를 설명함에 있어 이전 실시예와 동일 또는 대응되는 구성 요소에 대한 설명은 생략하기로 한다.
도 27에 도시된 백색 유기 발광 소자(300)는 제1 전극(302) 및 제2 전극(304)과, 제1 및 제2 전극(302,304) 사이에 제1 발광부(310), 제2 발광부(320) 및 제3 발광부(330)를 구비한다.
도 27을 참조하면, 상기 제2 전극(304)의 위치는 상기 제1 전극(302)으로부터 4,700Å 내지 5,400Å에 위치하도록 설정한다. 상기 제1 전극(302)의 위치(L0)를 설정함으로써 상기 제1 발광부(310), 제2 발광부(320) 및 제3 발광부(330)를 구성하는 발광층들의 발광 피크(Emitting Peak)가 특정한 파장에 위치하게 하고, 그 특정 파장의 빛을 발광시킴으로써 발광층들의 효율을 개선할 수 있다. 즉, 상기 제1 발광부(310), 상기 제2 발광부(320) 및 상기 제3 발광부(330)는 제1 발광층, 제2 발광층 및 제3 발광층의 발광 영역에서 최대 발광 범위를 가지는 EPEL(Emission Position of Emitting Layers) 구조를 갖는 것이다. 상기 제1 발광층, 상기 제2 발광층 및 상기 제3 발광층 중 두 개의 발광층은 동일한 색을 발광하는 발광층을 포함하여 구성함으로써 발광 효율을 더 향상시킬 수 있는 백색 유기 발광 소자를 제공한다. 상기 동일한 색을 발광하는 발광층은 동일한 색을 발광하는 발광층을 적어도 하나 이상 포함한 발광층이라고 할 수 있다.
상기 제1 발광부(310)는 상기 제1 전극(302) 위에 제1 정공 수송층(HTL)(312), 제1 발광층(EML)(314) 및 제1 전자 수송층(ETL)(316)을 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 제1 전극(302) 위에는 보조 전극(303)이 구성될 수 있다. 그리고, 소자의 특성이나 구조에 따라 상기 보조 전극(203)을 구성하지 않을 수도 있다.
도면에 도시하지 않았으나, 정공 주입층(HIL)을 상기 제1 전극(302) 위에 추가로 구성할 수 있다.
상기 제1 발광층(EML)(314) 위에 정공 저지층(HBL)을 추가로 구성할 수 있다.
상기 제1 발광층(EML)(314) 아래에 전자 저지층(EBL)을 추가로 구성할 수 있다.
상기 제1 발광층(EML)(314)은 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층으로 구성된다. 상기 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 510㎚ 내지 580㎚의 범위로 할 수 있다. 여기서 피크 파장은 발광 영역일 수 있다.
그리고, 상기 제1 발광층(EML)(314)은 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층, 또는 황색(Yellow) 발광층 및 적색(Red) 발광층, 또는 적색(Red) 발광층 및 녹색(Green) 발광층, 또는 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층 및 적색(Red) 발광층 중 하나로 구성되거나 이들의 조합으로 구성될 수 있다. 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층에 적색(Red) 발광층을 더 구성하는 경우에는 적색(Red) 발광층의 효율을 더 개선할 수 있다. 상기 적색(Red) 발광층은 상기 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층의 위 또는 아래에 구성할 수 있다. 그리고, 상기 황색(Yellow) 발광층 및 적색(Red) 발광층, 또는 적색(Red) 발광층 및 녹색(Green) 발광층, 또는 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층 및 적색(Red) 발광층은 상기 제1 발광층(EML)(314)의 위 또는 아래에 구성하는 것도 가능하다. 또한, 상기 황색(Yellow) 발광층 및 적색(Red) 발광층, 또는 적색(Red) 발광층 및 녹색(Green) 발광층, 또는 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층 및 적색(Red) 발광층은 상기 제1 발광층(EML)(314)의 위 및 아래에 동일하게 구성하거나 다르게 구성할 수도 있다.
그리고, 상기 황색(Yellow) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 540㎚ 내지 580㎚의 범위로 할 수 있다. 상기 적색(Red) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 600㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 따라서, 상기 제1 발광층(EML)(314)의 상기 황색(Yellow) 발광층 및 적색(Red) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 540㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 여기서 피크 파장은 발광 영역일 수 있다. 상기 황색(Yellow) 발광층과 적색(Red) 발광층의 두 개의 층으로 구성할 경우, 적색(Red) 발광층의 발광 효율을 높일 수 있다.
그리고, 상기 적색(Red) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 600㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 상기 녹색(Green) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 510㎚ 내지 560㎚의 범위로 할 수 있다. 따라서, 상기 제1 발광층(EML)(314)의 적색(Red) 발광층 및 녹색(Green) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 510㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 여기서 피크 파장은 발광 영역일 수 있다. 상기 적색(Red) 발광층과 녹색(Green) 발광층의 두 개의 층으로 구성할 경우, 색 재현율을 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 황색(Yellow) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 540㎚ 내지 580㎚의 범위로 할 수 있다. 상기 적색(Red) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 600㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 따라서, 상기 제1 발광층(EML)(314)의 상기 황색(Yellow) 발광층과 적색(Red) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 540㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 여기서 피크 파장은 발광 영역일 수 있다. 상기 황색(Yellow) 발광층과 적색(Red) 발광층의 두 개의 층으로 구성할 경우, 적색(Red) 발광층의 발광 효율을 높일 수 있다.
또한, 소자의 특성이나 구조에 따라 상기 제1 발광층(EML)(314)은 적색(Red) 발광층과 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층의 두 개의 층으로 구성할 수 있다. 상기 적색(Red) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 600㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 상기 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 510㎚ 내지 580㎚의 범위로 할 수 있다. 상기 적색(Red) 발광층과 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층의 두 개의 층으로 구성할 경우, 적색(Red) 발광층의 발광 효율을 높일 수 있다. 이 경우, 상기 제1 발광층(EML)(314)의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 510㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 여기서 피크 파장은 발광 영역일 수 있다.
상기 제1 발광층(EML)(314)을 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층, 또는 황색(Yellow) 발광층 및 적색(Red) 발광층, 또는 적색(Red) 발광층 및 녹색(Green) 발광층, 또는 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층 및 적색(Red) 발광층 중 하나로 구성되거나 이들의 조합으로 구성될 경우, 상기 제1 발광층(EML)(314)의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 510㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 여기서 피크 파장은 발광 영역일 수 있다.
상기 제1 정공 수송층(HTL)(312), 전자 저지층(EBL), 정공 주입층(HIL) 등의 모든 층을 유기층이라고 할 수 있다. 상기 제1 전극(302)과 상기 제1 발광층(EML)(314) 사이에 있는 모든 유기층들과 상기 보조 전극(303)을 유기층이라고 할 수 있다. 따라서, 상기 제1 전극(302)과 상기 제1 발광층(EML)(314) 사이에 있는 모든 유기층들을 제1 유기층으로 지칭할 수 있다.
상기 제1 정공 수송층(HTL)(312)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 보조 전극(303)의 수나 두께에 상관없이, 또는 전자 저지층(EBL)의 수나 두께에 상관없이, 또는 정공 주입층(HIL)의 수나 두께에 상관없이, 상기 제1 전극(302)과 상기 제1 발광층(EML)(314) 사이에 있는 모든 유기층의 수나 두께에 상관없이, 상기 제1 발광층(EML)(314)의 발광 위치(L1)는 상기 제1 전극(302)으로부터 200Å 내지 700Å의 범위 내에 위치하도록 설정한다. 또는, 상기 제1 발광층(EML)(314)의 발광 위치(L1)는 상기 제1 전극(302)의 반사면으로부터 200Å 내지 700Å의 범위 내에 위치하도록 설정한다.
따라서, 적어도 하나의 상기 제1 유기층의 수, 상기 제1 유기층의 두께에 상관없이 상기 제1 전극(302)으로부터 상기 제1 발광층(EML)(314)의 위치(L1)는 200Å 내지 700Å의 범위 내에 위치하도록 설정할 수 있다. 또는, 적어도 하나의 상기 제1 유기층의 수, 상기 제1 유기층의 두께에 상관없이 상기 제1 발광층(EML)(314)의 발광 위치(L1)는 상기 제1 전극(302)의 반사면으로부터 200Å 내지 700Å의 범위 내에 위치하도록 설정할 수 있다.
상기 제2 발광부(320)는 제2 정공 수송층(HTL)(322), 제2 발광층(EML)(324), 제2 전자 수송층(ETL)(326)을 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 제2 정공 수송층(HTL)(322) 아래에 정공 주입층(HIL)을 추가로 구성할 수 있다.
상기 제2 발광층(EML)(324) 위에 정공 저지층(HBL)을 추가로 구성할 수 있다. 상기 제2 전자 수송층(ETL)(326)과 상기 정공 저지층(HBL)은 하나의 층으로도 구성할 수 있다.
상기 제2 발광층(EML)(324) 아래에 전자 저지층(EBL)을 추가로 구성할 수 있다. 상기 제2 정공 수송층(HTL)(322)과 상기 전자 저지층(EBL)은 하나의 층으로도 구성할 수 있다.
상기 제2 발광층(EML)(324)은 청색(Blue) 발광층 또는 다른 색을 발광할 수 있는 보조 발광층을 포함한 청색(Blue) 발광층으로 구성된다. 상기 보조 발광층으로는 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층 또는 적색(Red) 발광층 또는 녹색(Green) 발광층 중 하나로 구성되거나 이들의 조합으로 구성될 수 있다. 상기 보조 발광층을 더 구성할 경우 녹색(Green) 발광층이나 적색(Red) 발광층의 발광 효율을 더 개선할 수 있다. 상기 보조 발광층을 포함하여 상기 제2 발광층(EML)(324)을 구성하는 경우, 상기 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층 또는 적색(Red) 발광층 또는 녹색(Green) 발광층은 상기 제2 발광층(EML)(324)의 위 또는 아래에 구성하는 것도 가능하다. 또한, 상기 보조 발광층으로 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층 또는 적색(Red) 발광층 또는 녹색(Green) 발광층은 상기 제2 발광층(EML)(324)의 위 및 아래에 동일하게 구성하거나 다르게 구성하는 것도 가능하다. 발광층의 위치나 수 등은 소자의 구성 및 특성에 따라 선택적으로 배치하는 것이 가능하며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 제2 발광층(EML)(324)에 상기 보조 발광층을 구성할 경우, 상기 제2 발광층(EML)(324)의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 440㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 여기서 피크 파장은 발광 영역일 수 있다.
상기 제1 발광부(310)와 상기 제2 발광부(320) 사이에는 제1 전하 생성층(CGL)(340)이 더 구성될 수 있다. 이러한 제1 전하 생성층(CGL)(340)은 N형 전하 생성층(N-CGL)과 P형 전하 생성층(P-CGL)을 포함할 수 있다.
상기 제1 발광층(EML)(314), 상기 제1 전자 수송층(ETL)(316), 상기 제1 전하 생성층(CGL)(340), 상기 제2 정공 수송층(322), 정공 저지층(HBL), 전자 저지층(EBL), 정공 주입층(HIL) 등의 모든 층들을 유기층이라고 할 수 있다. 상기 제1 발광층(EML)(314))과 상기 제2 발광층(EML)(324) 사이에 있는 모든 유기층들과 상기 제1 발광층(EML)(314)을 유기층이라고 할 수 있다. 따라서, 상기 제1 발광층(EML)(314)과 상기 제2 발광층(EML)(324) 사이에 있는 모든 유기층들을 제2 유기층으로 지칭할 수 있다.
상기 제1 전자 수송층(ETL)(316)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제2 정공 수송층(HTL)(322)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제1 전하 생성층(CGL)(340)의 수나 두께에 상관없이, 또는 정공 저지층(HBL)의 수나 두께에 상관없이, 또는 전자 저지층(EBL)의 수나 두께에 상관없이, 또는 정공 주입층(HIL)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제1 발광층(EML)(314)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제1 전극(302)과 상기 제1 발광층(EML)(314) 사이에 있는 모든 유기층의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제1 발광층(EML)(314)과 상기 제2 발광층(EML)(324) 사이에 있는 모든 유기층의 수나 두께에 상관없이, 상기 제2 발광층(EML)(324)의 발광 위치(L2)는 상기 제1 전극(302)으로부터 1,250Å 내지 1,750Å의 범위 내에 위치하도록 설정한다. 또는, 상기 제2 발광층(EML)(324)의 발광 위치(L2)는 상기 제1 전극(302)의 반사면으로부터 1,250Å 내지 1,750Å의 범위 내에 위치하도록 설정한다.
따라서, 적어도 하나의 상기 제1 유기층의 수, 상기 제1 유기층의 두께, 상기 제2 유기층의 수, 상기 제2 유기층의 두께, 상기 제1 발광층의 수, 상기 제1 발광층의 두께에 상관없이 상기 제1 전극(302)으로부터 상기 제2 발광층(EML)(324)의 위치(L2)는 1,250Å 내지 1,750Å의 범위 내에 위치하도록 설정할 수 있다. 또는, 적어도 하나의 상기 제1 유기층의 수, 상기 제1 유기층의 두께, 상기 제2 유기층의 수, 상기 제2 유기층의 두께, 상기 제1 발광층의 수, 상기 제1 발광층의 두께에 상관없이 상기 제1 전극(202)의 반사면으로부터 상기 제2 발광층(EML)(324)의 위치(L2)는 1,250Å 내지 1,750Å의 범위 내에 위치하도록 설정할 수 있다.
상기 제3 발광부(330)는 제3 전자 수송층(ETL)(336), 제3 발광층(EML)(334), 제3 정공 수송층(HTL)(332)을 포함하여 이루어질 수 있다. 도면에 도시하지 않았으나, 상기 제3 전자 수송층(ETL)(336) 위에 전자 주입층(EIL)을 추가로 구성할 수 있다. 상기 제3 정공 수송층(HTL)(332) 아래에 정공 주입층(HIL)을 추가로 구성할 수 있다. 상기 제2 발광부(320)와 상기 제3 발광부(330) 사이에는 제2 전하 생성층(CGL)(350)이 더 구성될 수 있다. 이러한 제2 전하 생성층(CGL)(350)은 N형 전하 생성층(N-CGL) 및 P형 전하 생성층(P-CGL)을 포함할 수 있다.
상기 제3 발광층(EML)(334) 위에 정공 저지층(HBL)을 추가로 구성할 수 있다. 상기 제3 전자 수송층(ETL)(336)과 상기 정공 저지층(HBL)은 하나의 층으로도 구성할 수 있다.
상기 제3 발광층(EML)(334) 아래에 전자 저지층(EBL)을 추가로 구성할 수 있다. 상기 제3 정공 수송층(HTL)(332)과 상기 전자 저지층(EBL)은 하나의 층으로도 구성할 수 있다.
상기 제3 발광층(EML)(334)은 청색(Blue) 발광층 또는 다른 색을 발광할 수 있는 보조 발광층을 포함한 청색(Blue) 발광층 중 하나로 구성된다. 상기 보조 발광층으로는 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층 또는 적색(Red) 발광층 또는 녹색(Green) 발광층 중 하나로 구성되거나 이들의 조합으로 구성될 수 있다. 상기 보조 발광층을 더 구성할 경우 녹색(Green) 발광층이나 적색(Red) 발광층의 발광 효율을 더 개선할 수 있다.
상기 보조 발광층을 포함하여 제3 발광층(EML)(334)을 구성하는 경우, 상기 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층 또는 적색(Red) 발광층 또는 녹색(Green) 발광층이 제3 발광층(EML)(334)의 위 또는 아래에 구성하는 것도 가능하다. 또한, 상기 보조 발광층으로 황색-녹색(Yellow-Green) 또는 적색(Red) 발광층 또는 녹색(Green) 발광층이 상기 제3 발광층(EML)(334)의 위 및 아래에 동일하게 구성하거나 다르게 구성하는 것도 가능하다. 발광층의 위치나 수 등은 소자의 구성 및 특성에 따라 선택적으로 배치하는 것이 가능하며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 제3 발광층(EML)(334)에 상기 보조 발광층을 구성할 경우, 상기 제3 발광층(EML)(334)의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 440㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 여기서 피크 파장은 발광 영역일 수 있다.
상기 제2 발광층(EML)(324), 상기 제2 전자 수송층(ETL)(326), 상기 제2 전하 생성층(CGL)(350), 상기 제3 정공 수송층(332), 정공 저지층(HBL), 전자 저지층(EBL), 정공 주입층(HIL) 등의 모든 층을 유기층이라고 할 수 있다. 상기 제2 발광층(EML)(324)과 상기 제3 발광층(EML)(334) 사이에 있는 모든 유기층들과 상기 제2 발광층(EML)(324)을 유기층이라고 할 수 있다. 따라서, 상기 제2 발광층(EML)(324)과 상기 제3 발광층(EML)(334) 사이에 있는 모든 유기층들을 제3 유기층이라고 할 수 있다.
상기 제2 전자 수송층(ETL)(326)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제2 전하 생성층(CGL)(350)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제3 정공 수송층(HTL)(332)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제2 발광층(EML)(324)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제1 발광층(EML)(314)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제1 전극(302)과 상기 제1 발광층(EML)(314) 사이에 있는 모든 유기층의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제1 발광층(EML)(314)과 상기 제2 발광층(EML)(324) 사이에 있는 모든 유기층의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제2 발광층(EML)(324)과 상기 제3 발광층(EML)(334) 사이에 있는 모든 유기층의 수나 두께에 상관없이, 상기 제3 발광층(EML)(334)의 발광 위치(L3)는 상기 제1 전극(302)으로부터 2,500Å 내지 3,000Å의 범위 내에 위치하도록 설정한다. 또는, 상기 제3 발광층(EML)(334)의 발광 위치(L3)는 상기 제1 전극(302)의 반사면으로부터 2,500Å 내지 3,000Å의 범위 내에 위치하도록 설정한다.
따라서, 적어도 하나의 상기 제1 유기층의 수, 상기 제1 유기층의 두께, 상기 제2 유기층의 수, 상기 제2 유기층의 두께, 상기 제3 유기층의 수, 상기 제3 유기층의 두께, 상기 제1 발광층의 수, 상기 제1 발광층의 두께, 상기 제2 발광층의 수, 상기 제2 발광층의 두께에 상관없이 상기 제1 전극(302)으로부터 상기 제3 발광층(EML)(334)의 위치(L3)는 2,500Å 내지 3,000Å의 범위 내에 위치하도록 설정할 수 있다. 또는, 적어도 하나의 상기 제1 유기층의 수, 상기 제1 유기층의 두께, 상기 제2 유기층의 수, 상기 제2 유기층의 두께, 상기 제3 유기층의 수, 상기 제3 유기층의 두께, 상기 제1 발광층의 수, 상기 제1 발광층의 두께, 상기 제2 발광층의 수, 상기 제2 발광층의 두께에 상관없이 상기 제1 전극(302)의 반사면으로부터 상기 제3 발광층(EML)(334)의 위치(L3)는 2,500Å 내지 3,000Å의 범위 내에 위치하도록 설정할 수 있다.
그리고, 상기 제3 발광층(EML)(334), 상기 제3 전자 수송층(ETL)(336), 정공 저지층(HBL), 전자 주입층(EIL) 등의 모든 층을 유기층이라고 할 수 있다. 상기 제3 발광층(EML)(334)과 상기 제2 전극(304) 사이에 있는 모든 유기층들과 상기 제2 전극(304), 상기 제3 발광층(EML)(334)을 유기층이라고 할 수 있다. 따라서, 상기 제3 발광층(EML)(334)과 상기 제2 전극(304) 사이에 있고, 상기 제2 전극(304)을 포함한 모든 유기층들을 제4 유기층이라고 할 수 있다.
상기 제3 전자 수송층(ETL)(336)의 수나 두께에 상관없이, 또는 전자 주입층(EIL)의 수나 두께에 상관없이, 또는 정공 저지층(HBL)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제2 전극(304)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제3 발광층(EML)(334)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 기판(301)과 상기 제1 발광층(EML)(314) 사이에 있는 모든 유기층의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제1 발광층(EML)(314)과 상기 제2 발광층(EML)(324) 사이에 있는 모든 유기층의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제2 발광층(EML)(324)과 상기 제3 발광층(EML)(334) 사이에 있는 모든 유기층의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제3 발광층(EML)(334)과 상기 제2 전극(304) 사이에 있는 모든 유기층의 두께에 상관없이 상기 제1 전극(302)으로부터 상기 제2 전극(304)의 위치(L0)는 4,700Å 내지 5,400Å의 범위 내에 위치하도록 설정할 수 있다. 또는, 상기 제2 전극(304)의 위치(L0)는 상기 제1 전극(302)의 반사면으로부터 4,700Å 내지 5,400Å의 범위 내에 위치하도록 설정할 수 있다.
따라서, 적어도 하나의 상기 제1 유기층의 수, 상기 제1 유기층의 두께, 상기 제2 유기층의 수, 상기 제2 유기층의 두께, 상기 제3 유기층의 수, 상기 제3 유기층의 두께, 상기 제4 유기층의 수, 상기 제4 유기층의 두께, 상기 제1 발광층의 수, 상기 제1 발광층의 두께, 상기 제2 발광층의 수, 상기 제2 발광층의 두께, 상기 제3 발광층의 수, 상기 제3 발광층의 두께 에 상관없이 상기 제2 전극(304)의 위치(L0)는 상기 제1 전극(302)으로부터 4,700Å 내지 5,400Å의 범위 내에 위치하도록 설정할 수 있다. 또는, 적어도 하나의 상기 제1 유기층의 수, 상기 제1 유기층의 두께, 상기 제2 유기층의 수, 상기 제2 유기층의 두께, 상기 제3 유기층의 수, 상기 제3 유기층의 두께, 상기 제4 유기층의 수, 상기 제4 유기층의 두께, 상기 제1 발광층의 수, 상기 제1 발광층의 두께, 상기 제2 발광층의 수, 상기 제2 발광층의 두께, 상기 제3 발광층의 수, 상기 제3 발광층의 두께에 상관없이 상기 제2 전극(304)의 위치(L0)는 상기 제1 전극(302)의 반사면으로부터 4,700Å 내지 5,400Å의 범위 내에 위치하도록 설정할 수 있다.
도 27에 도시한 구조는 본 발명의 일예를 나타낸 것으로, 백색 유기 발광 소자의 구조나 특성에 따라 선택적으로 구성하는 것이 가능하며, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 28은 본 발명의 제8 실시예에 따른 유기 발광 소자의 발광 위치를 나타내는 도면이다.
도 28에서 가로축은 빛의 파장 영역을 나타낸 것이며, 세로축은 상기 제1 전극(302)으로부터 상기 발광부를 구성하는 발광층들의 발광 위치를 나타낸 것으로, contour map이라 할 수 있다. 여기서는 상기 제1 전극(302)과 상기 제2 전극(304)을 제외하고, 본 발명의 EPEL 구조를 적용할 경우 발광 피크(Emitting Peak)에서 발광층들의 발광 위치를 나타낸 것이다. 그리고, 발광층들의 발광 영역에서 최대 발광 범위를 가지는 발광층들의 발광 위치를 나타낸 것이다.
상기 제1 발광부(310)를 구성하는 상기 제1 발광층(EML)(314)은 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층이므로, 상기 제1 발광층(EML)(314)의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength) 범위가 510㎚ 내지 580㎚ 범위가 될 수 있다. 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층의 발광 영역인 510㎚ 내지 580㎚에서 발광하도록 하여야 등고선(contour map)의 백색(white) 영역에서 최대 효율을 낼 수 있다.
따라서, 상기 제1 발광층(EML)(314)의 발광 위치를 200Å 내지 700Å 범위로 설정하여, 발광 피크(Emitting Peak)(314E)가 510㎚ 내지 580㎚에 위치하게 한다. 이로 인해, 상기 제1 발광층(EML)(314)을 510㎚ 내지 580㎚에서 빛이 발광하도록 함으로써 최대 효율을 낼 수 있게 된다.
그리고, 소자의 특성이나 구조에 따라 상기 제1 발광부(310)의 상기 제1 발광층(EML)(314)은 적색(Red) 발광층과 녹색(Green) 발광층의 두 개의 층으로 구성할 수도 있다. 상기 적색(Red) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 600㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 상기 녹색(Green) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 510㎚ 내지 560㎚의 범위로 할 수 있다. 따라서, 이 경우에는 제1 발광층(EML)(314)의 발광 영역인 510㎚ 내지 650㎚에서 발광하도록 하여야 등고선(contour map)의 백색(white) 영역에서 최대 효율을 낼 수 있다.
또한, 소자의 특성이나 구조에 따라 상기 제1 발광부(310)의 상기 제1 발광층(EML)(314)은 적색(Red) 발광층과 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층의 두 개의 층으로 구성할 수 있다. 상기 적색(Red) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 600㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 상기 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 510㎚ 내지 580㎚의 범위로 할 수 있다. 따라서, 이 경우에는 제1 발광층(EML)(314)의 발광 영역인 510㎚ 내지 650㎚에서 발광하도록 하여야 등고선(contour map)의 백색(white) 영역에서 최대 효율을 낼 수 있다.
또한, 소자의 특성이나 구조에 따라 상기 제1 발광부(310)의 상기 제1 발광층(EML)(314)은 황색(Yellow) 발광층과 적색(Red) 발광층의 두 개의 층으로 구성할 수 있다. 상기 황색(Yellow) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 540㎚ 내지 580㎚의 범위로 할 수 있다. 상기 적색(Red) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 600㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 따라서, 이 경우에는 제1 발광층(EML)(314)의 발광 영역인 540㎚ 내지 650㎚에서 발광하도록 하여야 등고선(contour map)의 백색(white) 영역에서 최대 효율을 낼 수 있다.
그리고, 소자의 특성이나 구조에 따라 상기 제1 발광부(310)의 상기 제1 발광층(EML)(314)은 적색(Red) 발광층과 녹색(Green) 발광층의 두 개의 층으로 구성할 수도 있다. 상기 적색(Red) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 600㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 상기 녹색(Green) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 510㎚ 내지 560㎚의 범위로 할 수 있다. 따라서, 이 경우에는 제1 발광층(EML)(314)의 발광 영역인 510㎚ 내지 650㎚에서 발광하도록 하여야 등고선(contour map)의 백색(white) 영역에서 최대 효율을 낼 수 있다.
따라서, 상기 제1 발광층(EML)(314)으로 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층, 또는 황색(Yellow) 발광층 및 적색(Red) 발광층, 또는 적색(Red) 발광층 및 녹색(Green) 발광층, 또는 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층 및 적색(Red) 발광층 중 하나이거나 이들의 조합으로 구성하는 경우에는, 상기 제1 발광층(EML)(314)의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength) 범위가 510㎚ 내지 650㎚ 범위가 될 수 있다. 이 경우에는 제1 발광층(EML)(314)의 발광 영역인 510㎚ 내지 650㎚에서 발광하도록 하여야 등고선(contour map)의 백색(white) 영역에서 최대 효율을 낼 수 있다.
도 28에서는 상기 제1 발광층(EML)(314)에 보조 발광층을 포함하지 않고, 상기 제1 발광층(EML)(314)은 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층을 예로 들어 발광 위치를 나타낸 것이다. 따라서, 상기 제2 발광층(EML)(314)의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength) 범위는 510㎚ 내지 580㎚ 범위에서 최대 효율을 낼 수 있다.
상기 제2 발광부(320)를 구성하는 상기 제2 발광층(EML)(324)은 청색(Blue) 발광층이므로, 상기 제2 발광층(EML)(324)의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength) 범위가 440㎚ 내지 480㎚의 범위가 될 수 있다. 청색(Blue) 발광층의 발광 영역인 440㎚ 내지 480㎚에서 발광하도록 하여야 등고선(contour map)의 백색(white) 영역에서 최대 효율을 낼 수 있다.
따라서, 상기 제2 발광층(EML)(324)의 발광 위치를 1,250Å 내지 1,750Å 범위로 설정하여 상기 제2 발광층(EML)(324)의 발광 피크(Emitting Peak)(324E)가 440㎚ 내지 480㎚에 위치하게 한다. 이로 인해, 상기 제2 발광층(EML)(324)을 440㎚ 내지 480㎚에서 빛을 발광하게 함으로써 최대 효율을 낼 수 있게 된다.
또한, 상기 청색(Blue) 발광층은 청색(Blue) 발광층, 진청색(Deep Blue) 발광층, 또는 스카이 블루(Sky Blue) 발광층 중 하나를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제2 발광부(320)를 구성하는 상기 제2 발광층(EML)(324)에 보조 발광층으로 황색-녹색(Yellow-Green) 또는 적색(Red) 발광층 또는 녹색(Green) 발광층을 구성할 경우, 상기 제2 발광층(EML)(324)의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength) 범위가 440㎚ 내지 650㎚의 범위가 될 수 있다. 따라서, 이 경우에는 제2 발광층(EML)(324)의 발광 영역인 440㎚ 내지 650㎚에서 발광하도록 하여야 등고선(contour map)의 백색(white) 영역에서 최대 효율을 낼 수 있다.
도 28에서는 상기 제2 발광층(EML)(324)에 보조 발광층을 포함하지 않고, 상기 제2 발광층(EML)(324)이 청색(Blue) 발광층을 예로 들어 발광 위치를 나타낸 것이다. 따라서, 상기 제2 발광층(EML)(324)의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength) 범위는 440㎚ 내지 480㎚ 범위에서 최대 효율을 낼 수 있다.
상기 제3 발광부(330)를 구성하는 상기 제3 발광층(EML)(334)은 청색(Blue) 발광층이므로, 상기 제3 발광층(EML)(334)의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength) 범위가 440㎚ 내지 480㎚의 범위가 될 수 있다. 청색(Blue) 발광층의 발광 영역인 440㎚ 내지 480㎚에서 발광하도록 하여야 등고선(contour map)의 백색(white) 영역에서 최대 효율을 낼 수 있다.
따라서, 상기 제3 발광층(EML)(334)의 발광 위치를 2,500Å 내지 3,000Å 범위로 설정하여 상기 제3 발광층(EML)(334)의 발광 피크(Emitting Peak)(334E)가 440㎚ 내지 480㎚에 위치하게 한다. 이로 인해, 상기 제3 발광층(EML)(334)을 440㎚ 내지 480㎚에서 빛을 발광하게 함으로써 최대 효율을 낼 수 있게 된다.
또한, 상기 청색(Blue) 발광층은 청색(Blue) 발광층, 진청색(Deep Blue) 발광층, 또는 스카이 블루(Sky Blue) 발광층 중 하나를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제3 발광부(330)를 구성하는 상기 제3 발광층(EML)(334)에 보조 발광층으로 황색-녹색(Yellow-Green) 또는 적색(Red) 발광층 또는 녹색(Green) 발광층을 구성할 경우, 상기 제3 발광층(EML)(334)의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength) 범위가 440㎚ 내지 650㎚의 범위가 될 수 있다. 따라서, 이 경우에는 제3 발광층(EML)(334)의 발광 영역인 440㎚ 내지 650㎚에서 발광하도록 하여야 등고선(contour map)의 백색(white) 영역에서 최대 효율을 낼 수 있다.
도 28에서는 상기 제3 발광층(EML)(334)에 보조 발광층을 포함하지 않고, 상기 제3 발광층(EML)(334)이 청색(Blue) 발광층을 예로 들어 발광 위치를 나타낸 것이다. 따라서, 상기 제3 발광층(EML)(334)의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength) 범위는 440㎚ 내지 480㎚ 범위에서 최대 효율을 낼 수 있다.
위에서 설명한 바와 같이, 발광층의 발광 위치에 따라 발광 피크(Emitting Peak)의 위치가 변하게 된다. 본 발명은 발광부를 구성하는 발광층의 발광 위치를 설정함으로써 발광층의 발광 피크(Emitting Peak)가 원하는 발광 영역에 위치하도록 하는 EPEL(Emission Position of Emitting Layers) 구조를 적용하는 것이다.
따라서, 발광층에 EPEL(Emission Position of Emitting Layers) 구조를 적용함으로써 발광 피크(Emitting Peak)가 특정한 파장에 위치하게 되고, 그로 인해 특정 파장에 해당하는 빛에서 발광층들이 최대의 효율을 낼 수 있게 된다.
그리고, 상기 특정 파장인 발광 영역에서 발광층들의 최대의 효율을 낼 수 있는 발광 범위를 최대 발광 범위라고 할 수 있다. 즉, 피크 파장은 발광 영역일 수 있다.따라서, 상기 제1 발광층의 최대 발광 범위는 530nm 내지 570nm이며, 상기 제2 발광층의 최대 발광 범위는 440nm 내지 470nm이며, 상기 제3 발광층의 최대 발광 범위는 440nm 내지 470nm일 수 있다.
즉, 청색(Blue) 발광층의 최대 발광 범위인 440㎚ 내지 470㎚와, 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층의 최대 발광 범위인 530㎚ 내지 570㎚에서 빛이 발광하도록 하여야 등고선(contour map)의 백색(white) 영역에서 최대 효율을 낼 수 있다. 상기 발광 영역에 해당하도록 본 발명의 발광층의 발광 위치를 설정함으로써 발광층이 최대 효율을 낼 수 있음을 알 수 있다. 그리고, 본 발명의 상기 EPEL 구조는 적어도 하나의 제1 유기층의 수, 제1 유기층의 두께, 상기 제2 유기층의 수, 상기 제2 유기층의 두께, 상기 제3 유기층의 수, 상기 제3 유기층의 두께, 상기 제4 유기층의 수, 상기 제4 유기층의 두께, 상기 제1 발광층의 수, 상기 제1 발광층의 두께, 상기 제2 발광층의 수, 상기 제2 발광층의 두께, 상기 제3 발광층의 수, 상기 제3 발광층의 두께에 상관없이, 상기 제1 발광층, 상기 제2 발광층 및 상기 제3 발광층이 최대 발광 범위를 가지도록 구성함으로써 발광층이 최대 효율을 낼 수 있음을 알 수 있다.
도 29는 본 발명의 제8 실시예에 따른 EL 스펙트럼을 나타내는 도면이다.
도 29에서 실시예(최소 위치)는 발광층들의 발광 위치를 설정하였을 때 최소 위치로 설정한 부분이다. 예를 들면, 상기 제1 발광층(EML)(314)의 발광 위치(L1)가 상기 제1 전극(302)으로부터 200Å 내지 700Å의 범위인 경우, 최소 위치는 200Å으로 설정한 것이다.
실시예(최대 위치)는 발광층들의 발광 위치를 설정하였을 때 최대 위치로 설정한 부분이다. 예를 들면, 상기 제1 발광층(EML)(314)의 발광 위치(L1)가 상기 제1 전극(302)으로부터 200Å 내지 700Å의 범위인 경우, 최대 위치는 700Å으로 설정한 것이다.
실시예(최적 위치)는 본 발명의 제8 실시예의 발광 위치로 설정한 부분이다. 예를 들면, 상기 제1 발광층(EML)(314)의 발광 위치(L1)가 상기 제1 전극(302)으로부터 200Å 내지 700Å의 범위인 경우, 실시예의 발광 위치는 200Å 내지 700Å 범위로 설정한 것이다.
도 29에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 EPEL(Emission Position of Emitting Layers) 구조에서 발광 위치의 최소 위치를 벗어날 경우 최적 위치와 비교하면 아래와 같다. 청색(Blue) 광의 피크 파장(peak wavelength) 범위인 440㎚ 내지 480㎚에서 발광 세기가 감소함을 알 수 있다. 그리고, 황색-녹색(Yellow-Green) 광의 피크 파장(peak wavelength) 범위인 510㎚ 내지 580㎚에서 발광 세기가 감소함을 알 수 있다. 그리고, 적색(Red) 광의 피크 파장(peak wavelength) 범위인 600㎚ 내지 650㎚에서 발광 세기가 감소함을 알 수 있다.
그리고, 본 발명의 EPEL(Emission Position of Emitting Layers) 구조에서 발광 위치의 최대 위치를 벗어날 경우 최적 위치와 비교하면 아래와 같다. 청색(Blue) 광의 피크 파장(peak wavelength) 범위인 440㎚ 내지 480㎚에서 발광 세기가 감소하며, 청색(Blue) 광의 피크 파장 범위를 벗어남을 알 수 있다. 그리고, 황색-녹색(Yellow-Green) 광의 피크 파장(peak wavelength) 범위인 510㎚ 내지 580㎚에서 발광 세기가 감소함을 알 수 있다.
따라서, 실시예의 최소 위치 또는 최대 위치로 설정할 경우보다 본 발명의 최적 위치로 설정할 경우가 청색(Blue) 광의 피크 파장 범위에서 발광 세기가 증가함을 알 수 있다. 또한, 실시예의 최소 위치 또는 최대 위치로 설정할 경우보다 본 발명의 최적 위치로 설정할 경우가 황색-녹색(Yellow-Green) 광의 피크 파장 범위에서 발광 세기가 증가함을 알 수 있다 또한, 실시예의 최소 위치 또는 최대 위치로 설정할 경우보다 본 발명의 최적 위치로 설정할 경우가 적색(Red) 광의 피크 파장 범위에서 발광 세기가 증가함을 알 수 있다.
본 발명의 EPEL(Emission Position of Emitting Layers) 구조를 적용한 백색 유기 발광 소자와 비교예의 패널 효율은 아래 표 15에 기재한 바와 같다. 비교예의 효율을 100%라고 하였을 때, 본 발명의 제8 실시예의 효율을 나타낸 것이다.
아래 표 15는 비교예 및 본 발명의 실시예의 효율을 비교한 것이다. 비교예는 제1 발광부, 제2 발광부 및 제3 발광부를 포함하는 하부 발광(Bottom Emission) 방식의 백색 유기 발광 소자로 제1 발광부는 청색(Blue) 발광층, 제2 발광부는 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층, 제3 발광부는 청색(Blue) 발광층으로 구성한 것이다. 실시예는 본 발명의 EPEL(Emission Position of Emitting Layers) 구조의 최적 위치를 적용했을 경우의 상부 발광(Top Emission) 방식의 백색 유기 발광 소자이다.
상기 표 15에서와 같이, 상기 비교예와 대비하여 본 발명의 EPEL 구조를 적용했을 경우 비교예의 효율이 100%로 하면, 적색(Red) 효율은 77% 정도 상승하였고, 녹색(Green) 효율은 64% 정도 상승하였음을 알 수 있다. 그리고, 청색(Blue) 효율은 51% 정도 상승하였고, 백색(White) 효율은 68% 정도 상승하였음을 알 수 있다.
본 발명의 EPEL(Emission Position of Emitting Layers) 구조를 적용한 백색 유기 발광 소자와 비교예의 패널 효율은 아래 표 16에 기재한 바와 같다.
아래 표 16은 실시예(최적 위치)의 효율을 100%라고 하였을 때, 실시예(최소 위치)와 실시예(최대 위치)의 효율을 나타낸 것이다.
패널 효율은 구동 전류밀도가 10mA/cm2일 때 측정한 것이다. 그리고, 실시예의 패널 효율이 100%일 경우, 실시예(최소 위치)와 실시예(최대 위치)의 패널 효율을 측정한 것이다.
표 16에 나타낸 바와 같이, 실시예(최소 위치)와 실시예(최대 위치)의 경계에서는 적색(Red), 녹색(Green), 청색(Blue), 백색(white)의 효율이 감소됨을 알 수 있다. 그리고, 본 발명의 제7 실시예의 표 14와 본 발명의 제8 실시예의 표 16을 비교하여 살펴보면, 실시예(최소 위치)와 실시예(최대 위치)의 경계에서는 녹색(Green), 청색(Blue) 및 백색(white)의 효율이 더 향상되었음을 알 수 있다. 따라서, 본 발명의 제8 실시예에 따르면 효율이 더 향상된 유기 발광 표시 장치를 제공할 수 있다. 그리고, 실시예(최소 위치)가 실시예(최대 위치)보다 적색(Red), 녹색(Green), 청색(Blue), 백색(white)의 효율이 더 감소함을 알 수 있다.
따라서, 본 발명의 EPEL(Emission Position of Emitting Layers) 구조의 발광 위치의 최적 위치를 벗어날 경우에는 패널 효율이 감소함을 알 수 있다.
본 발명의 제8 실시예에서 설명한 바와 같이, 상기 유기 발광 소자는 상부 발광 방식의 유기 발광 소자일 수 있다.
상기 제2 발광층과 상기 제3 발광층은 동일한 색을 발광하는 발광층을 포함할 수 있다.
상기 제2 전극의 위치는 상기 제1 전극으로부터 4,700Å 내지 5,400Å 범위로 설정할 수 있다.
상기 제1 발광층의 발광 위치는 상기 제1 전극으로부터 200Å 내지 700Å 범위로 설정할 수 있다.
상기 제2 발광층의 발광 위치는 상기 제1 전극으로부터 1,250Å 내지 1,750Å 범위로 설정할 수 있다.
상기 제3 발광층의 발광 위치는 상기 제1 전극으로부터 2,500Å 내지 3,000Å 범위로 설정할 수 있다.
상기 제1 발광층은 황색-녹색 발광층, 또는 황색 발광층 및 적색 발광층, 또는 적색 발광층 및 녹색 발광층, 또는 황색-녹색 발광층 및 적색 발광층 중 하나이거나 이들의 조합으로 구성될 수 있다.
상기 제2 발광층 및 상기 제3 발광층은 청색 발광층, 또는 청색 발광층 및 황색-녹색 발광층, 또는 청색 발광층 및 적색 발광층, 또는 청색 발광층 및 녹색 발광층 중 하나이거나 이들의 조합으로 구성될 수 있다.
상기 제1 발광층의 발광 영역은 510㎚ 내지 650㎚ 범위이고, 상기 제2 발광층의 발광 영역은 440㎚ 내지 650㎚ 범위이고, 상기 제3 발광층의 발광 영역은 440㎚ 내지 650㎚ 범위일 수 있다.
상기 제1 발광층의 최대 발광 범위는 530㎚ 내지 570㎚ 범위이고, 상기 제2 발광층의 최대 발광 범위는 440㎚ 내지 470㎚ 범위이고, 상기 제3 발광층의 최대 발광 범위는 440㎚ 내지 470㎚ 범위일 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 EPEL(Emission Position of Emitting Layers) 구조를 적용할 경우 발광층의 발광 세기가 증가할 수 있음을 알 수 있다. 또한, 발광 세기가 증대하므로 패널 효율이 향상된다는 것을 알 수 있다.
도 30은 본 발명의 제9 실시예에 따른 백색 유기 발광 소자를 나타내는 개략적인 도면이다. 본 실시예를 설명함에 있어 이전 실시예와 동일 또는 대응되는 구성 요소에 대한 설명은 생략하기로 한다. 본 실시예에서는 제2 전극으로부터 발광층들의 발광 위치를 설정하는 것으로, 소자 설계에 따라 발광 위치를 제2 전극으로부터 설정할 수 있다.
도 30에 도시된 백색 유기 발광 소자(300)는 제1 전극(302) 및 제2 전극(304)과, 제1 및 제2 전극(302,304) 사이에 제1 발광부(310), 제2 발광부(320) 및 제3 발광부(330)를 구비한다.상기 제2 전극(304)의 위치는 상기 제1 전극(302)으로부터 4,700Å 내지 5,400Å의 범위 내에 위치하도록 설정한다. 상기 제1 전극(302)의 위치(L0)를 설정함으로써 상기 제1 발광부(310), 제2 발광부(320) 및 제3 발광부(330)를 구성하는 발광층들의 발광 피크(Emitting Peak)가 특정한 파장에 위치하게 하고, 그 특정 파장의 빛을 발광시킴으로써 발광층들의 효율을 개선할 수 있다. 그리고, 상기 제1 발광부, 상기 제2 발광부 및 상기 제3 발광부는 상기 제1 발광층, 상기 제2 발광층 및 상기 제3 발광층의 발광 영역에서 최대 발광 범위를 가지는 EPEL(Emission Position of Emitting Layers) 구조를 갖는 것이다. 그리고, 본 실시예에서는 상기 제1 발광층, 상기 제2 발광층 및 상기 제3 발광층 중 두 개의 발광층은 동일한 색을 발광하는 발광층을 포함하여 구성함으로써 발광 효율을 더 향상시킬 수 있는 백색 유기 발광 소자를 제공한다. 상기 동일한 색을 발광하는 발광층은 동일한 색을 발광하는 발광층을 적어도 하나 이상 포함한 발광층이라고 할 수 있다.
상기 제3 발광부(330)는 제3 전자 수송층(ETL)(336), 제3 발광층(EML)(334), 제3 정공 수송층(HTL)(332)을 포함하여 이루어질 수 있다. 도면에 도시하지 않았으나, 상기 제3 전자 수송층(ETL)(336) 위에 전자 주입층(EIL)을 추가로 구성할 수 있다. 상기 제3 정공 수송층(HTL)(332) 아래에 정공 주입층(HIL)을 추가로 구성할 수 있다. 상기 제3 발광층(EML)(334) 위에 정공 저지층(HBL)을 추가로 구성할 수 있다. 상기 제3 전자 수송층(ETL)(336)과 상기 정공 저지층(HBL)은 하나의 층으로도 구성할 수 있다.
상기 제3 발광층(EML)(334) 아래에 전자 저지층(EBL)을 추가로 구성할 수 있다. 상기 제3 정공 수송층(HTL)(332)과 상기 전자 저지층(EBL)은 하나의 층으로도 구성할 수 있다.
상기 제3 발광층(EML)(334)은 청색(Blue) 발광층 또는 다른 색을 발광할 수 있는 보조 발광층을 포함한 청색(Blue) 발광층 중 하나로 구성된다. 상기 청색(Blue) 발광층은 청색(Blue) 발광층, 진청색(Deep Blue) 발광층, 또는 스카이 블루(Sky Blue) 발광층 중 하나를 포함할 수 있다. 진청색(Deep Blue) 발광층은 청색(Blue) 발광층에 비해 단파장 영역에 위치하므로, 색재현율 및 휘도 향상에 유리할 수 있다.
상기 보조 발광층으로는 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층 또는 적색(Red) 발광층 또는 녹색(Green) 발광층 중 하나로 구성되거나 이들의 조합으로 구성될 수 있다. 상기 보조 발광층을 더 구성할 경우 녹색(Green) 발광층이나 적색(Red) 발광층의 발광 효율을 더 개선할 수 있다. 상기 보조 발광층을 포함하여 제3 발광층(EML)(334)을 구성하는 경우, 상기 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층 또는 적색(Red) 발광층 또는 녹색(Green) 발광층이 제3 발광층(EML)(334)의 위 또는 아래에 구성하는 것도 가능하다. 또한, 상기 보조 발광층으로 황색-녹색(Yellow-Green) 또는 적색(Red) 발광층 또는 녹색(Green) 발광층이 상기 제3 발광층(EML)(334)의 위 및 아래에 동일하게 구성하거나 다르게 구성하는 것도 가능하다. 발광층의 위치나 수 등은 소자의 구성 및 특성에 따라 선택적으로 배치하는 것이 가능하며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 제3 발광층(EML)(334)에 상기 보조 발광층을 구성할 경우, 상기 제3 발광층(EML)(334)의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 440㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 여기서 피크 파장은 발광 영역일 수 있다.
상기 제3 전자 수송층(ETL)(336), 상기 제3 발광층(EML)(334), 전자 주입층(EIL), 정공 저지층(HBL) 등의 모든 층들을 유기층이라고 할 수 있다. 상기 제2 전극(304)과 상기 제3 발광층(EML)(334) 사이에 위치하는 모든 유기층들과 상기 제2 전극(304) 및 상기 제3 발광층(EML)(334)을 유기층이라고 할 수 있다. 따라서, 상기 제2 전극(304)과 상기 제3 발광층(EML)(334) 사이에 위치하는 모든 유기층들을 제4 유기층으로 지칭할 수 있다.
상기 제3 전자 수송층(ETL)(336)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제3 발광층(EML)(334)의 수나 두께에 상관없이, 또는 전자 주입층(EIL)의 수나 두께에 상관없이, 또는 정공 저지층(HBL)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제2 전극(304)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제2 전극(304)과 상기 제3 발광층(EML)(334) 사이에 있는 모든 유기층의 수나 두께에 상관없이, 상기 제3 발광층(EML)(334)의 발광 위치(L3)는 상기 제2 전극(304)으로부터 2,050Å 내지 2,750Å의 범위 내에 위치하도록 설정한다. 따라서, 적어도 하나의 상기 제4 유기층의 수, 상기 제4 유기층의 두께, 상기 제3 발광층의 수, 상기 제3 발광층의 두께에 상관없이 상기 제2 전극(304)으로부터 상기 제3 발광층(EML)(334)의 위치(L3)는 2,050Å 내지 2,750Å의 범위 내에 위치하도록 설정할 수 있다.
상기 제2 발광부(320)는 제2 정공 수송층(HTL)(322), 제2 발광층(EML)(324), 제2 전자 수송층(ETL)(326)을 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 제2 정공 수송층(HTL)(322) 아래에 정공 주입층(HIL)을 추가로 구성할 수 있다.상기 제2 발광층(EML)(324) 위에 정공 저지층(HBL)을 추가로 구성할 수 있다. 상기 제2 전자 수송층(ETL)(326)과 상기 정공 저지층(HBL)은 하나의 층으로도 구성할 수 있다.
상기 제2 발광층(EML)(324) 아래에 전자 저지층(EBL)을 추가로 구성할 수 있다. 상기 제2 정공 수송층(HTL)(322)과 상기 전자 저지층(EBL)은 하나의 층으로도 구성할 수 있다.
상기 제2 발광층(EML)(324)은 청색(Blue) 발광층 또는 다른 색을 발광할 수 있는 보조 발광층을 포함한 청색(Blue) 발광층으로 구성된다. 상기 청색(Blue) 발광층은 청색(Blue) 발광층, 진청색(Deep Blue) 발광층, 또는 스카이 블루(Sky Blue) 발광층 중 하나를 포함할 수 있다. 진청색(Deep Blue) 발광층은 청색(Blue) 발광층에 비해 단파장 영역에 위치하므로, 색재현율 및 휘도 향상에 유리할 수 있다.
상기 보조 발광층으로는 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층 또는 적색(Red) 발광층 또는 녹색(Green) 발광층 중 하나로 구성되거나 이들의 조합으로 구성될 수 있다. 상기 보조 발광층을 더 구성할 경우 녹색(Green) 발광층이나 적색(Red) 발광층의 발광 효율을 더 개선할 수 있다. 상기 보조 발광층을 포함하여 상기 제2 발광층(EML)(324)을 구성하는 경우, 상기 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층 또는 적색(Red) 발광층 또는 녹색(Green) 발광층은 상기 제2 발광층(EML)(324)의 위 또는 아래에 구성하는 것도 가능하다. 또한, 상기 보조 발광층으로 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층 또는 적색(Red) 발광층 또는 녹색(Green) 발광층은 상기 제2 발광층(EML)(324)의 위 및 아래에 동일하게 구성하거나 다르게 구성하는 것도 가능하다. 발광층의 위치나 수 등은 소자의 구성 및 특성에 따라 선택적으로 배치하는 것이 가능하며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 제2 발광층(EML)(324)에 상기 보조 발광층을 구성할 경우, 상기 제2 발광층(EML)(324)의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 440㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 여기서 피크 파장은 발광 영역일 수 있다.
상기 제2 발광부(320)와 상기 제3 발광부(330) 사이에는 제2 전하 생성층(CGL)(350)이 더 구성될 수 있다이러한 제2 전하 생성층(CGL)(350)은 N형 전하 생성층(N-CGL) 및 P형 전하 생성층(P-CGL)을 포함할 수 있다.
상기 제2 발광층(EML)(324), 상기 제2 전자 수송층(ETL)(326), 상기 제2 전하 생성층(CGL)(250), 상기 제3 정공 수송층(HTL)(332), 정공 저지층(HBL), 전자 저지층(EBL), 정공 주입층(HIL) 등의 모든 층들을 유기층이라고 할 수 있다. 상기 제3 발광층(EML)(334)과 상기 제2 발광층(EML)(324) 사이에 있는 모든 유기층들과 상기 제2 발광층(EML)(324)을 유기층이라고 할 수 있다. 따라서, 상기 제3 발광층(EML)(334)과 상기 제2 발광층(EML)(324) 사이에 있는 모든 유기층들을 제3 유기층으로 지칭할 수 있다.
상기 제3 정공 수송층(HTL)(332)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제2 전자 수송층(ETL)(326)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제2 전하 생성층(CGL)(350)의 수나 두께에 상관없이, 또는 정공 저지층(HBL)의 수나 두께에 상관없이, 또는 전자 저지층(EBL)의 수나 두께에 상관없이, 또는 정공 주입층(HIL)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제3 발광층(EML)(334)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제2 발광층(EML)(324)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제2 전극(304)과 상기 제3 발광층(EML)(334) 사이에 있는 모든 유기층의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제2 발광층(EML)(324)과 상기 제3 발광층(EML)(334) 사이에 있는 모든 유기층의 수나 두께에 상관없이, 상기 제2 발광층(EML)(324)의 발광 위치(L2)는 상기 제2 전극(304)으로부터 3,350Å 내지 3,950Å의 범위 내에 위치하도록 설정한다. 따라서, 적어도 하나의 상기 제4 유기층의 수, 상기 제4 유기층의 두께, 상기 제3 유기층의 수, 상기 제3 유기층의 두께, 상기 제3 발광층의 수, 상기 제3 발광층의 두께, 상기 제2 발광층의 수, 상기 제2 발광층의 두께에 상관없이 상기 제2 전극(304)으로부터 상기 제2 발광층(EML)(324)의 위치(L2)는 3,350Å 내지 3,950Å의 범위 내에 위치하도록 설정할 수 있다.
상기 제1 발광부(310)는 상기 제1 전극(302) 위에 제1 정공 수송층(HTL)(312), 제1 발광층(EML)(314) 및 제1 전자 수송층(ETL)(316)을 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 제1 전극(302) 위에는 보조 전극(303)이 구성될 수 있다. 그리고, 소자의 특성이나 구조에 따라 상기 보조 전극(203)을 구성하지 않을 수도 있다.
도면에 도시하지 않았으나, 정공 주입층(HIL)을 상기 제1 전극(302) 위에 추가로 구성할 수 있다.
상기 제1 발광층(EML)(314) 위에 정공 저지층(HBL)을 추가로 구성할 수 있다. 상기 제1 전자 수송층(ETL)(316)과 상기 정공 저지층(HBL)은 하나의 층으로도 구성할 수 있다.
상기 제1 발광층(EML)(314) 아래에 전자 저지층(EBL)을 추가로 구성할 수 있다. 상기 제1 정공 수송층(HTL)(312)과 상기 전자 저지층(EBL)은 하나의 층으로도 구성할 수 있다.
상기 제1 발광층(EML)(314)은 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층으로 구성된다. 상기 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 510㎚ 내지 580㎚의 범위로 할 수 있다.
그리고, 소자의 특성이나 구조에 따라 상기 제1 발광부(310)의 상기 제1 발광층(EML)(314)은 적색(Red) 발광층과 녹색(Green) 발광층의 두 개의 층으로 구성할 수도 있다. 상기 적색(Red) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 600㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 상기 녹색(Green) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 510㎚ 내지 560㎚의 범위로 할 수 있다. 상기 적색(Red) 발광층과 녹색(Green) 발광층의 두 개의 층으로 구성할 경우, 색 재현율을 향상시킬 수 있다. 그리고, 상기 적색(Red) 발광층과 녹색(Green) 발광층의 두 개의 층으로 구성할 경우, 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 510㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 여기서 피크 파장은 발광 영역일 수 있다.
또한, 소자의 특성이나 구조에 따라 상기 제1 발광부(310)의 상기 제1 발광층(EML)(314)은 적색(Red) 발광층과 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층의 두 개의 층으로 구성할 수 있다. 상기 적색(Red) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 600㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 상기 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 510㎚ 내지 580㎚의 범위로 할 수 있다. 상기 적색(Red) 발광층과 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층의 두 개의 층으로 구성할 경우, 적색(Red) 발광층의 발광 효율을 높일 수 있다. 그리고, 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층에 보조 발광층인 적색 등을 포함한 발광층의 피크 파장(peak wavelength) 범위는 510㎚ 내지 650㎚일 수 있다. 여기서 피크 파장은 발광 영역일 수 있다.
또한, 소자의 특성이나 구조에 따라 상기 제1 발광부(310)는 황색(Yellow) 발광층과 적색(Red) 발광층의 두 개의 층으로 구성할 수 있다. 상기 황색(Yellow) 발광층과 적색(Red) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 540㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 여기서 피크 파장은 발광 영역일 수 있다. 상기 황색(Yellow) 발광층과 적색(Red) 발광층의 두 개의 층으로 구성할 경우, 적색(Red) 발광층의 발광 효율을 높일 수 있다.
상기 제1 발광부(310)와 상기 제2 발광부(320) 사이에는 제1 전하 생성층(CGL)(340)이 더 구성될 수 있다. 이러한 전하 생성층(340)은 N형 전하 생성층(N-CGL)과 P형 전하 생성층(P-CGL)을 포함할 수 있다.
상기 제1 발광층(EML)(314), 상기 제1 전자 수송층(ETL)(316), 상기 제1 전하 생성층(CGL)(340), 상기 제2 정공 수송층(322), 정공 저지층(HBL), 전자 저지층(EBL), 정공 주입층(HIL) 등의 모든 층들을 유기층이라고 할 수 있다. 상기 제1 발광층(EML)(314))과 상기 제2 발광층(EML)(324) 사이에 있는 모든 유기층들과 상기 제1 발광층(EML)(314)을 유기층이라고 할 수 있다. 따라서, 상기 제1 발광층(EML)(314)과 상기 제2 발광층(EML)(324) 사이에 있는 모든 유기층들을 제2 유기층으로 지칭할 수 있다.
상기 제1 전자 수송층(ETL)(316)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제2
정공 수송층(HTL)(322)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제1 전하 생성층(CGL)(340)의 수나 두께에 상관없이, 또는 정공 저지층(HBL)의 수나 두께에 상관없이, 또는 전자 저지층(EBL)의 수나 두께에 상관없이, 또는 정공 주입층(HIL)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제3 발광층(EML)(334)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제2 발광층(EML)(324)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제1 발광층(EML)(314)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제2 전극(304)과 상기 제3 발광층(EML)(334) 사이에 있는 모든 유기층의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제2 발광층(EML)(324)과 상기 제3 발광층(EML)(334) 사이에 있는 모든 유기층의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제1 발광층(EML)(314)과 상기 제2 발광층(EML)(324) 사이에 있는 모든 유기층의 수나 두께에 상관없이, 상기 제1 발광층(EML)(314)의 발광 위치(L1)는 상기 제2 전극(304)으로부터 4,450Å 내지 4,950Å의 범위 내에 위치하도록 설정한다.
따라서, 적어도 하나의 상기 제4 유기층의 수, 상기 제4 유기층의 두께, 상기 제3 유기층의 수, 상기 제3 유기층의 두께, 상기 제2 유기층의 수, 상기 제2 유기층의 두께, 상기 제3 발광층의 수, 상기 제3 발광층의 두께, 상기 제2 발광층의 수, 상기 제2 발광층의 두께, 상기 제1 발광층의 수, 상기 제1 발광층의 두께에 상관없이 상기 제2 전극(304)으로부터 상기 제1 발광층(EML)(314)의 위치(L1)는 4,450Å 내지 4,950Å의 범위 내에 위치하도록 설정할 수 있다.
상기 제1 정공 수송층(HTL)(312), 전자 저지층(EBL), 정공 주입층(HIL) 등의 모든 층을 유기층이라고 할 수 있다. 상기 제1 전극(302)과 상기 제1 발광층(EML)(314) 사이에 있는 모든 유기층들과 상기 보조 전극(303)을 유기층이라고 할 수 있다. 따라서, 상기 제1 전극(302)과 상기 제1 발광층(EML)(314) 사이에 있는 모든 유기층들을 제1 유기층으로 지칭할 수 있다.
상기 제1 정공 수송층(HTL)(312)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 보조 전극(303)의 수나 두께에 상관없이, 또는 전자 저지층(EBL)의 수나 두께에 상관없이, 또는 정공 주입층(HIL)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제3 발광층(EML)(334)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제2 발광층(EML)(324)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제1 발광층(EML)(314)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제2 전극(304)과 상기 제3 발광층(EML)(334) 사이에 있는 모든 유기층의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제2 발광층(EML)(324)과 상기 제3 발광층(EML)(334) 사이에 있는 모든 유기층의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제1 발광층(EML)(314)과 상기 제2 발광층(EML)(324) 사이에 있는 모든 유기층의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제1 전극(302)과 상기 제1 발광층(EML)(314) 사이에 있는 모든 유기층의 수나 두께에 상관없이, 상기 제2 전극(304)으로부터 상기 제1 전극(302)의 위치(L0)는 4,700Å 내지 5,400Å의 범위 내에 위치하도록 설정할 수 있다.
따라서, 적어도 하나의 상기 제4 유기층의 수, 상기 제4 유기층의 두께, 상기 제3 유기층의 수, 상기 제3 유기층의 두께, 상기 제2 유기층의 수, 상기 제2 유기층의 두께, 상기 제1 유기층의 수, 상기 제1 유기층의 두께, 상기 제3 발광층의 수, 상기 제3 발광층의 두께, 상기 제2 발광층의 수, 상기 제2 발광층의 두께, 상기 제1 발광층의 수, 상기 제1 발광층의 두께에 상관없이 상기 제2 전극(304)으로부터 상기 제1 전극(302)의 위치(L0)는 4,700Å 내지 5,400Å의 범위 내에 위치하도록 설정할 수 있다.
여기서, 상기 제1 발광층(EML)(314)의 발광 위치(L1)는 상기 제2 전극(304)으로부터 4,450Å 내지 4,950Å의 범위 내에 위치하도록 설정할 수 있다. 그리고, 상기 제1 전극(302)의 위치(L0)는 상기 제2 전극(304)으로부터 4,700Å 내지 5,400Å의 범위 내에 위치하도록 설정할 수 있다. 상기 제1 발광층(EML)(314)의 발광 위치(L1)가 상기 제2 전극(304)으로부터 4,950Å으로 설정될 경우, 상기 제1 전극(302)의 위치(L0)는 상기 제2 전극(304)으로부터 5,000Å 내지 5,400Å의 범위 내에 위치하도록 설정할 수 있다.
따라서, 본 발명은 적어도 하나의 상기 제1 유기층의 수, 상기 제1 유기층의 두께, 상기 제2 유기층의 수, 상기 제2 유기층의 두께, 상기 제3 유기층의 수, 상기 제3 유기층의 두께, 상기 제4 유기층의 수, 상기 제4 유기층의 두께, 상기 제1 발광층의 수, 상기 제1 발광층의 두께, 상기 제2 발광층의 수, 상기 제2 발광층의 두께, 상기 제3 발광층의 수, 상기 제3 발광층의 두께에 상관없이 상기 제2 전극(304)으로부터 제1 전극(302)의 위치와 발광층들의 위치를 설정할 수 있다.
도 30에 도시한 구조는 본 발명의 일예를 나타낸 것으로, 백색 유기 발광 소자의 구조나 특성에 따라 선택적으로 구성하는 것이 가능하며, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 31은 본 발명의 제9 실시예에 따른 유기 발광 소자의 발광 위치를 나타내는 도면이다.
도 31에서 가로축은 빛의 파장 영역을 나타낸 것이며, 세로축은 상기 제1 전극(302)으로부터 상기 발광부를 구성하는 발광층들의 발광 위치를 나타낸 것으로, contour map이라 할 수 있다. 여기서는 상기 제1 전극(302)과 상기 제2 전극(304)을 제외하고, 본 발명의 EPEL 구조를 적용할 경우 발광 피크(Emitting Peak)에서 발광층들의 발광 위치를 나타낸 것이다. 그리고, 발광층들의 발광 영역에서 최대 발광 범위를 가지는 발광층들의 발광 위치를 나타낸 것이다. 도 31에서는 상기 제2 전극(304)의 두께인 1,000Å을 제외하고 발광층들의 발광 위치를 나타낸 것이며, 상기 제2 전극(304)의 두께가 본 발명의 내용을 제한하는 것은 아니다.
상기 제3 발광부(330)를 구성하는 상기 제3 발광층(EML)(334)은 청색(Blue) 발광층이므로, 상기 제3 발광층(EML)(334)의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength) 범위가 440㎚ 내지 480㎚의 범위가 될 수 있다. 청색(Blue) 발광층의 발광 영역인 440㎚ 내지 480㎚에서 발광하도록 하여야 등고선(contour map)의 백색(white) 영역에서 최대 효율을 낼 수 있다. 이미 설명한 바와 같이, 도 31에서는 상기 제3 발광층(EML)(334)의 발광 위치가 1,050Å 내지 1,750Å으로 도시되어 있으나, 이는 상기 제2 전극(304)의 두께인 1,000Å을 뺀 값이다. 따라서, 상기 제3 발광층(EML)(334)의 발광 위치는 상기 제2 전극(304)으로부터 2,050Å 내지 2,750Å의 범위가 될 수 있다. 이는 상기 제2 발광층(EML)(324)의 발광 위치와 상기 제1 발광층(EML)(314)의 발광 위치에도 동일하게 적용될 수 있다.
따라서, 상기 제3 발광층(EML)(334)의 발광 위치를 2,050Å 내지 2,750Å 범위로 설정하여 상기 제3 발광층(EML)(334)의 발광 피크(Emitting Peak)(334E)가 440㎚ 내지 480㎚에 위치하게 한다. 이로 인해, 상기 제3 발광층(EML)(334)을 440㎚ 내지 480㎚에서 빛을 발광하게 함으로써 최대 효율을 낼 수 있게 된다.
또한, 상기 청색(Blue) 발광층은 청색(Blue) 발광층, 진청색(Deep Blue) 발광층, 또는 스카이 블루(Sky Blue) 발광층 중 하나를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제3 발광부(330)를 구성하는 상기 제3 발광층(EML)(334)에 보조 발광층으로 황색-녹색(Yellow-Green) 또는 적색(Red) 발광층 또는 녹색(Green) 발광층을 구성할 경우, 상기 제3 발광층(EML)(334)의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength) 범위가 440㎚ 내지 650㎚의 범위가 될 수 있다. 따라서, 이 경우에는 제3 발광층(EML)(334)의 발광 영역인 440㎚ 내지 650㎚에서 발광하도록 하여야 등고선(contour map)의 백색(white) 영역에서 최대 효율을 낼 수 있다.
도 31에서는 상기 제3 발광층(EML)(334)에 보조 발광층을 포함하지 않고, 상기 제3 발광층(EML)(334)이 청색(Blue) 발광층을 예로 들어 발광 위치를 나타낸 것이다. 따라서, 상기 제3 발광층(EML)(334)의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength) 범위는 440㎚ 내지 480㎚ 범위에서 최대 효율을 낼 수 있다.
상기 제2 발광부(320)를 구성하는 상기 제2 발광층(EML)(324)은 청색(Blue) 발광층이므로, 상기 제2 발광층(EML)(324)의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength) 범위가 440㎚ 내지 480㎚의 범위가 될 수 있다. 청색(Blue) 발광층의 발광 영역인 440㎚ 내지 480㎚에서 발광하도록 하여야 등고선(contour map)의 백색(white) 영역에서 최대 효율을 낼 수 있다.
따라서, 상기 제2 발광층(EML)(324)의 발광 위치를 3,350Å 내지 3,950Å 범위로 설정하여 상기 제2 발광층(EML)(324)의 발광 피크(Emitting Peak)(324E)가 440㎚ 내지 480㎚에 위치하게 한다. 이로 인해, 상기 제2 발광층(EML)(324)을 440㎚ 내지 480㎚에서 빛을 발광하게 함으로써 최대 효율을 낼 수 있게 된다.
또한, 상기 청색(Blue) 발광층은 청색(Blue) 발광층, 진청색(Deep Blue) 발광층, 또는 스카이 블루(Sky Blue) 발광층 중 하나를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제2 발광부(320)를 구성하는 상기 제2 발광층(EML)(324)에 보조 발광층으로 황색-녹색(Yellow-Green) 또는 적색(Red) 발광층 또는 녹색(Green) 발광층을 구성할 경우, 상기 제2 발광층(EML)(324)의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength) 범위가 440㎚ 내지 650㎚의 범위가 될 수 있다. 따라서, 이 경우에는 제2 발광층(EML)(324)의 발광 영역인 440㎚ 내지 650㎚에서 발광하도록 하여야 등고선(contour map)의 백색(white) 영역에서 최대 효율을 낼 수 있다.
도 31에서는 상기 제2 발광층(EML)(324)에 보조 발광층을 포함하지 않고, 상기 제2 발광층(EML)(324)이 청색(Blue) 발광층을 예로 들어 발광 위치를 나타낸 것이다. 따라서, 상기 제2 발광층(EML)(324)의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength) 범위는 440㎚ 내지 480㎚ 범위에서 최대 효율을 낼 수 있다.
상기 제1 발광부(310)를 구성하는 상기 제1 발광층(EML)(314)은 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층이므로, 상기 제1 발광층(EML)(314)의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength) 범위가 510㎚ 내지 580㎚ 범위가 될 수 있다. 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층의 발광 영역인 510㎚ 내지 580㎚에서 발광하도록 하여야 등고선(contour map)의 백색(white) 영역에서 최대 효율을 낼 수 있다.
따라서, 상기 제1 발광층(EML)(314)의 발광 위치를 200Å 내지 700Å 범위로 설정하여, 발광 피크(Emitting Peak)(314E)가 510㎚ 내지 580㎚에 위치하게 한다. 이로 인해, 상기 제1 발광층(EML)(314)을 510㎚ 내지 580㎚에서 빛이 발광하도록 함으로써 최대 효율을 낼 수 있게 된다.
그리고, 소자의 특성이나 구조에 따라 상기 제1 발광부(310)의 상기 제1 발광층(EML)(314)은 적색(Red) 발광층과 녹색(Green) 발광층의 두 개의 층으로 구성할 수도 있다. 상기 적색(Red) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 600㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 상기 녹색(Green) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 510㎚ 내지 560㎚의 범위로 할 수 있다. 따라서, 이 경우에는 제1 발광층(EML)(314)의 발광 영역인 510㎚ 내지 650㎚에서 발광하도록 하여야 등고선(contour map)의 백색(white) 영역에서 최대 효율을 낼 수 있다.
또한, 소자의 특성이나 구조에 따라 상기 제1 발광부(310)의 상기 제1 발광층(EML)(314)은 적색(Red) 발광층과 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층의 두 개의 층으로 구성할 수 있다. 상기 적색(Red) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 600㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 상기 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 510㎚ 내지 580㎚의 범위로 할 수 있다. 따라서, 이 경우에는 제1 발광층(EML)(314)의 발광 영역인 510㎚ 내지 650㎚에서 발광하도록 하여야 등고선(contour map)의 백색(white) 영역에서 최대 효율을 낼 수 있다.
또한, 소자의 특성이나 구조에 따라 상기 제1 발광부(310)의 상기 제1 발광층(EML)(314)은 황색(Yellow) 발광층과 적색(Red) 발광층의 두 개의 층으로 구성할 수 있다. 상기 황색(Yellow) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 540㎚ 내지 580㎚의 범위로 할 수 있다. 상기 적색(Red) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 600㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 따라서, 이 경우에는 제1 발광층(EML)(314)의 발광 영역인 540㎚ 내지 650㎚에서 발광하도록 하여야 등고선(contour map)의 백색(white) 영역에서 최대 효율을 낼 수 있다.
따라서, 상기 제1 발광층(EML)(314)으로 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층, 또는 황색(Yellow) 발광층 및 적색(Red) 발광층, 또는 적색(Red) 발광층 및 녹색(Green) 발광층, 또는 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층 및 적색(Red) 발광층 중 하나이거나 이들의 조합으로 구성하는 경우에는, 상기 제1 발광층(EML)(314)의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength) 범위가 510㎚ 내지 650㎚ 범위가 될 수 있다. 이 경우에는 제1 발광층(EML)(314)의 발광 영역인 510㎚ 내지 650㎚에서 발광하도록 하여야 등고선(contour map)의 백색(white) 영역에서 최대 효율을 낼 수 있다.
도 31에서는 상기 제1 발광층(EML)(314)에 보조 발광층을 포함하지 않고, 상기 제1 발광층(EML)(314)은 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층을 예로 들어 발광 위치를 나타낸 것이다. 따라서, 상기 제2 발광층(EML)(314)의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength) 범위는 510㎚ 내지 580㎚ 범위에서 최대 효율을 낼 수 있다.
위에서 설명한 바와 같이, 발광층의 발광 위치에 따라 발광 피크(Emitting Peak)의 위치가 변하게 된다. 본 발명은 발광부를 구성하는 발광층의 발광 위치를 설정함으로써 발광층의 발광 피크(Emitting Peak)가 원하는 발광 영역에 위치하도록 하는 EPEL(Emission Position of Emitting Layers) 구조를 적용하는 것이다.
따라서, 발광층에 EPEL(Emission Position of Emitting Layers) 구조를 적용함으로써 발광 피크(Emitting Peak)가 특정한 파장에 위치하게 되고, 그로 인해 특정 파장에 해당하는 빛에서 발광층들이 최대의 효율을 낼 수 있게 된다.
그리고, 상기 특정 파장인 발광 영역에서 발광층들의 최대의 효율을 낼 수 있는 발광 범위를 최대 발광 범위라고 할 수 있다. 즉, 피크 파장은 발광 영역일 수 있다.따라서, 상기 제1 발광층의 최대 발광 범위는 530nm 내지 570nm이며, 상기 제2 발광층의 최대 발광 범위는 440nm 내지 470nm이며, 상기 제3 발광층의 최대 발광 범위는 440nm 내지 470nm일 수 있다.
즉, 청색(Blue) 발광층의 최대 발광 범위인 440㎚ 내지 470㎚와, 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층의 최대 발광 범위인 530㎚ 내지 570㎚에서 빛이 발광하도록 하여야 등고선(contour map)의 백색(white) 영역에서 최대 효율을 낼 수 있다. 상기 발광 영역에 해당하도록 본 발명의 발광층의 발광 위치를 설정함으로써 발광층이 최대 효율을 낼 수 있음을 알 수 있다. 그리고, 본 발명의 상기 EPEL 구조는 적어도 하나의 제1 유기층의 수, 제1 유기층의 두께, 상기 제2 유기층의 수, 상기 제2 유기층의 두께, 상기 제3 유기층의 수, 상기 제3 유기층의 두께, 상기 제4 유기층의 수, 상기 제4 유기층의 두께, 상기 제1 발광층의 수, 상기 제1 발광층의 두께, 상기 제2 발광층의 수, 상기 제2 발광층의 두께, 상기 제3 발광층의 수, 상기 제3 발광층의 두께에 상관없이, 상기 제1 발광층, 상기 제2 발광층 및 상기 제3 발광층이 최대 발광 범위를 가지도록 구성함으로써 발광층이 최대 효율을 낼 수 있음을 알 수 있다.
도 32는 본 발명의 제9 실시예에 따른 EL 스펙트럼을 나타내는 도면이다.
도 32에서 가로축은 빛의 파장 영역을 나타낸 것이며, 세로축은 발광 세기(intensity)를 나타낸 것이다. 발광 세기는 EL 스펙트럼의 최대값을 기준으로 하여 상대적인 값으로 표현한 수치이다.
도 32에서 실시예(최소 위치)는 발광층들의 발광 위치를 설정하였을 때 최소 위치로 설정한 부분이다. 예를 들면, 상기 제3 발광층(EML)(334)의 발광 위치(L3)가 상기 제2 전극(304)으로부터 2,050Å 내지 2,750Å의 범위인 경우, 최소 위치는 2,050Å으로 설정한 것이다.
실시예(최대 위치)는 발광층들의 발광 위치를 설정하였을 때 최대 위치로 설정한 부분이다. 예를 들면, 상기 제3 발광층(EML)(334)의 발광 위치(L3)가 상기 제2 전극(304)으로부터 2,050Å 내지 2,750Å의 범위인 경우, 최대 위치는 2,750Å으로 설정한 것이다.
실시예(최적 위치)는 본 발명의 제8 실시예의 발광 위치로 설정한 부분이다. 예를 들면, 상기 상기 제3 발광층(EML)(334)의 발광 위치(L3)가 상기 제2 전극(304)으로부터 2,050Å 내지 2,750Å의 범위인 경우, 실시예의 발광 위치는 2,050Å 내지 2,750Å 범위로 설정한 것이다.
도 32에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 EPEL(Emission Position of Emitting Layers) 구조에서 발광 위치의 최소 위치를 벗어날 경우 최적 위치와 비교하면 아래와 같다. 청색(Blue) 광의 피크 파장(peak wavelength) 범위인 440㎚ 내지 480㎚에서 발광 세기가 감소하며, 청색(Blue) 광의 피크 파장 범위를 벗어남을 알 수 있다. 그리고, 황색-녹색(Yellow-Green) 광의 피크 파장(peak wavelength) 범위인 510㎚ 내지 580㎚에서 발광 세기가 현저히 감소함을 알 수 있다.
그리고, 본 발명의 EPEL(Emission Position of Emitting Layers) 구조에서 발광 위치의 최대 위치를 벗어날 경우 최적 위치와 비교하면 아래와 같다. 청색(Blue) 광의 피크 파장(peak wavelength) 범위인 440㎚ 내지 480㎚에서 발광 세기가 감소함을 알 수 있다. 그리고, 황색-녹색(Yellow-Green) 광의 피크 파장(peak wavelength) 범위인 510㎚ 내지 580㎚에서 발광 세기가 현저히 감소함을 알 수 있다. 그리고, 적색(Red) 광의 피크 파장(peak wavelength) 범위인 600㎚ 내지 650㎚에서 발광 세기가 현저히 감소함을 알 수 있다.
따라서, 실시예의 최소 위치 또는 최대 위치로 설정할 경우보다 본 발명의 최적 위치로 설정할 경우가 청색(Blue) 광의 피크 파장 범위에서 발광 세기가 증가함을 알 수 있다. 또한, 실시예의 최소 위치 또는 최대 위치로 설정할 경우보다 본 발명의 최적 위치로 설정할 경우가 황색-녹색(Yellow-Green) 광의 피크 파장 범위에서 발광 세기가 증가함을 알 수 있다 또한, 실시예의 최소 위치 또는 최대 위치로 설정할 경우보다 본 발명의 최적 위치로 설정할 경우가 적색(Red) 광의 피크 파장 범위에서 발광 세기가 증가함을 알 수 있다.
본 발명의 EPEL(Emission Position of Emitting Layers) 구조를 적용한 백색 유기 발광 소자와 비교예의 패널 효율은 아래 표 17에 기재한 바와 같다. 비교예의 효율을 100%라고 하였을 때, 본 발명의 제9 실시예의 효율을 나타낸 것이다.
아래 표 17은 비교예 및 본 발명의 실시예의 효율을 비교한 것이다. 비교예는 제1 발광부, 제2 발광부 및 제3 발광부를 포함하는 하부 발광(Bottom Emission) 방식의 백색 유기 발광 소자로 제1 발광부는 청색(Blue) 발광층, 제2 발광부는 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층, 제3 발광부는 청색(Blue) 발광층으로 구성한 것이다. 실시예는 본 발명의 EPEL(Emission Position of Emitting Layers) 구조의 최적 위치를 적용했을 경우의 상부 발광(Top Emission) 방식의 백색 유기 발광 소자이다.
상기 표 17에서와 같이, 상기 비교예와 대비하여 본 발명의 EPEL 구조를 적용했을 경우 비교예의 효율이 100%로 하면, 적색(Red) 효율은 77% 정도 상승하였고, 녹색(Green) 효율은 64% 정도 상승하였음을 알 수 있다. 그리고, 청색(Blue) 효율은 51% 정도 상승하였고, 백색(White) 효율은 68% 정도 상승하였음을 알 수 있다.
본 발명의 EPEL(Emission Position of Emitting Layers) 구조를 적용한 백색 유기 발광 소자와 비교예의 패널 효율은 아래 표 16에 기재한 바와 같다.
아래 표 18은 실시예(최적 위치)의 효율을 100%라고 하였을 때, 실시예(최소 위치)와 실시예(최대 위치)의 효율을 나타낸 것이다.
패널 효율은 구동 전류밀도가 10mA/cm2일 때 측정한 것이다. 그리고, 실시예의 패널 효율이 100%일 경우, 실시예(최소 위치)와 실시예(최대 위치)의 패널 효율을 측정한 것이다.
표 18에 나타낸 바와 같이, 실시예(최소 위치)와 실시예(최대 위치)의 경계에서는 적색(Red), 녹색(Green), 청색(Blue), 백색(white)의 효율이 감소됨을 알 수 있다. 그리고, 실시예(최대 위치)가 실시예(최소 위치)보다 적색(Red), 녹색(Green), 청색(Blue), 백색(white)의 효율이 더 감소함을 알 수 있다.
따라서, 본 발명의 EPEL(Emission Position of Emitting Layers) 구조의 발광 위치의 최적 위치를 벗어날 경우에는 패널 효율이 감소함을 알 수 있다.
본 발명의 제8 실시예에서 설명한 바와 같이, 상기 유기 발광 소자는 상부 발광 방식의 유기 발광 소자일 수 있다.
상기 제2 발광층과 상기 제3 발광층은 동일한 색을 발광하는 발광층을 포함할 수 있다.
상기 제1 전극의 위치는 상기 제2 전극으로부터 4,700Å 내지 5,400Å 범위로 설정할 수 있다.
상기 제3 발광층의 발광 위치는 상기 제2 전극으로부터 2,050Å 내지 2,750Å 범위로 설정할 수 있다.
상기 제2 발광층의 발광 위치는 상기 제2 전극으로부터 3,350Å 내지 3,950Å 범위로 설정할 수 있다.
상기 제1 발광층의 발광 위치는 상기 제2 전극으로부터 4,450Å 내지 4,950Å 범위로 설정할 수 있다.
상기 제1 발광층은 황색-녹색 발광층, 또는 황색 발광층 및 적색 발광층, 또는 적색 발광층 및 녹색 발광층, 또는 황색-녹색 발광층 및 적색 발광층 중 하나이거나 이들의 조합으로 구성될 수 있다.
상기 제2 발광층 및 상기 제3 발광층은 청색 발광층, 또는 청색 발광층 및 황색-녹색 발광층, 또는 청색 발광층 및 적색 발광층, 또는 청색 발광층 및 녹색 발광층 중 하나이거나 이들의 조합으로 구성될 수 있다.
상기 제1 발광층의 발광 영역은 510㎚ 내지 650㎚ 범위이고, 상기 제2 발광층의 발광 영역은 440㎚ 내지 650㎚ 범위이고, 상기 제3 발광층의 발광 영역은 440㎚ 내지 650㎚ 범위일 수 있다.
상기 제1 발광층의 최대 발광 범위는 530㎚ 내지 570㎚ 범위이고, 상기 제2 발광층의 최대 발광 범위는 440㎚ 내지 470㎚ 범위이고, 상기 제3 발광층의 최대 발광 범위는 440㎚ 내지 470㎚ 범위일 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 EPEL(Emission Position of Emitting Layers) 구조를 적용할 경우 발광층의 발광 세기가 증가할 수 있음을 알 수 있다. 또한, 발광 세기가 증대하므로 패널 효율이 향상된다는 것을 알 수 있다.
도 33은 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자를 포함하는 유기발광 표시장치의 단면도로서, 이는 전술한 본 발명의 제7 실시예, 제8 실시예 및 제9 실시예에 따른 유기 발광 소자를 이용한 것이다. 본 실시예를 설명함에 있어 이전 실시예와 동일 또는 대응되는 구성 요소에 대한 설명은 생략하기로 한다.
도 33에 도시한 바와 같이, 본 발명의 유기발광 표시장치(3000)는 기판(30), 박막트랜지스터(TFT), 제1 전극(302), 발광부(3180) 및 제2 전극(304)을 포함한다. 박막트랜지스터(TFT)는 게이트 전극(3115), 게이트 절연층(3120), 반도체층(3131), 소스 전극(3133) 및 드레인 전극(3135)을 포함한다.
도 33에서는 박막 트랜지스터(TFT)가 인버티드 스태거드(inverted staggered) 구조로 도시되었으나, 코플라나(coplanar) 구조로 형성할 수도 있다.
기판(30)은 유리, 금속, 또는 플라스틱으로 이루어질 수 있다.
게이트 전극(3115)은 기판(30) 위에 형성된다.
게이트 절연층(3120)은 게이트 전극(3115) 위에 형성된다.
반도체층(3131)은 게이트 절연층(3120) 위에 형성된다.
소스 전극(3133) 및 드레인 전극(3135)은 반도체층(3131) 상에 형성될 수 있다.
보호층(3140)은 상기 소스 전극(3133) 및 드레인 전극(3135) 상에 형성된다.
제1 전극(302)은 상기 보호층(3140) 상에 형성된다..
그리고, 상기 제1 전극(302) 아래에는 반사 전극이 추가로 구성되어 제2 전극(304) 방향으로 빛을 반사시키는 역할을 할 수 있다. 그리고, 상기 제1 전극(302) 위에는 보조 전극이 더 구성될 수도 있다.
제1 전극(302)은 상기 보호층(3140)의 소정 영역의 콘택홀(CH)을 통해 상기 드레인 전극(3135)과 전기적으로 연결된다.
뱅크층(3170)은 상기 제1 전극(302) 상에 형성되며, 화소 영역을 정의한다.
발광부(3180)는 상기 뱅크층(3170) 상에 형성된다. 상기 발광부(3180)는 본 발명의 제7 실시예, 제8 실시예 및 제9 실시예에 도시한 바와 같이, 제1 전극(302) 상에 형성된 제1 발광부, 제2 발광부 및 제3 발광부로 이루어진다.
제2 전극(304)은 상기 발광부(3180) 상에 형성된다.
제2 전극(304) 상에 봉지층(3190)이 구성된다. 봉지 기판(3301)은 봉지층(3190)에 의해 제1 기판(30)과 합착될 수 있다. 봉지 기판(3301)은 유리 또는 플라스틱으로 이루어질 수도 있고, 금속으로 이루어질 수도 있다. 그리고, 봉지 기판(3301)에는 컬러필터(3302)와 블랙 매트릭스(3303)가 배치되어 있다. 상기 발광부(3180)에서 방출된 광이 봉지 기판(3301) 방향으로 진행하여 컬러필터(3302)를 통해 화상을 표시하게 된다.
그리고, 본 발명의 발명자들은 발광층의 발광 효율 및 패널 효율이 향상될 수 있고, 휘도가 향상된 새로운 구조의 하부 발광(Bottom Emission) 방식의 백색 유기 발광 소자를 발명하였다. 본 발명의 발명자들은 동일한 색을 발광하는 발광층을 포함하는 발광층을 서로 인접하게 배치함으로써 청색 효율을 더 향상시킬 수 있는 백색 유기 발광 소자를 발명하였다.
도 34는 본 발명의 제10 실시예에 따른 백색 유기 발광 소자를 나타내는 개략적인 도면이다.
도 34에 도시된 백색 유기 발광 소자(400)는 제1 및 제2 전극(402,404)과, 제1 및 제2 전극(402,404) 사이에 배치된 제1 발광부(410), 제2 발광부(420) 및 제3 발광부(430)를 구비한다.
제1 전극(402)은 정공을 공급하는 양극이다. 제2 전극(404)은 전자를 공급하는 음극이다. 상기 제1 전극(402)과 제2 전극(404)은 각각 애노드(anode) 또는 캐소드(cathode)로 지칭될 수 있다. 상기 제1 전극은 투과 전극이고, 상기 제2 전극은 반사 전극으로 구성될 수 있다.
본 발명은 상기 제2 전극으로부터 상기 제1 전극의 위치를 설정하고, 상기 제1 발광층, 상기 제2 발광층 및 상기 제3 발광층의 발광 위치를 설정하여 발광 효율 및 패널 효율을 개선하는 것이다. 즉, 상기 제1 발광부, 상기 제2 발광부 및 상기 제3 발광부는 상기 제1 발광층, 상기 제2 발광층 및 상기 제3 발광층의 발광 영역에서 최대 발광 범위를 가지는 EPEL(Emission Position of Emitting Layers) 구조를 갖는 것이다. 그리고, 상기 제1 발광층, 상기 제2 발광층 및 상기 제3 발광층 중 두 개의 발광층은 동일한 색을 발광하는 발광층을 포함하여 구성함으로써 발광 효율을 더 향상시킬 수 있는 백색 유기 발광 소자를 제공한다. 상기 동일한 색을 발광하는 발광층은 동일한 색을 발광하는 발광층을 적어도 하나 이상 포함한 발광층이라고 할 수 있다.
상기 제1 전극(402)의 위치(L0)는 상기 제2 전극(404)으로부터 3,500Å 내지 4,500Å의 범위 내에 위치하도록 설정한다. 또는, 상기 제1 전극(402)의 위치(L0)는 상기 제2 전극(404)의 반사면으로부터 3,500Å 내지 4,500Å의 범위 내에 위치하도록 설정한다. 그리고, 상기 제1 발광부(410), 제2 발광부(420), 제3 발광부(430)를 구성하는 발광층의 발광 피크(Emitting Peak)를 특정한 파장에 위치하게 하고, 그 특정 파장의 빛을 발광시킴으로써 발광 효율을 개선할 수 있다. 상기 발광 피크(Emitting Peak)는 상기 발광부들을 구성하는 유기층의 발광 피크(Emittance Peak)라고 할 수 있다.
상기 제2 전극(404)으로부터 상기 제1 전극(402)의 위치(L0)를 설정하고, 상기 제2 전극(404)으로부터 가장 가까운 위치에 있는 상기 제3 발광부(430)의 발광 위치(L1)는 250Å 내지 800Å의 범위 내에 위치하도록 설정한다. 또는, 상기 제3 발광부(430)의 발광 위치(L1)는 상기 제2 전극(404)의 반사면으로부터 250Å 내지 800Å의 범위 내에 위치하도록 설정한다. 상기 제3 발광부(430)는 청색(Blue) 발광층, 또는 청색(Blue) 발광층 및 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층, 또는 청색(Blue) 발광층 및 적색(Red) 발광층, 또는 청색 발광층(Blue) 및 녹색(Green) 발광층 중 하나이거나 이들의 조합으로 구성할 수 있다. 상기 청색(Blue) 발광층은 청색(Blue) 발광층, 진청색(Deep Blue) 발광층, 또는 스카이 블루(Sky Blue) 발광층 중 하나를 포함할 수 있다. 진청색(Deep Blue) 발광층은 청색(Blue) 발광층에 비해 단파장 영역에 위치하므로, 색재현율 및 휘도 향상에 유리할 수 있다.
상기 발광층의 두께, 발광층의 수, 유기층의 두께, 유기층의 수 중 적어도 하나에 상관없이, 상기 제3 발광부(430)의 발광 위치(L1)는 상기 제2 전극(404)으로부터 250Å 내지 800Å의 범위 내에 위치하도록 한다. 또는, 상기 제3 발광부(430)의 발광 위치(L1)는 상기 제2 전극(404)의 반사면으로부터 250Å 내지 800Å에 있도록 설정한다. 따라서, 발광 피크(Emitting Peak)가 청색(Blue) 발광 영역에 위치하게 하고 발광 피크(Emitting Peak)에 해당하는 파장의 빛을 발광함으로써 제3 발광부(430)가 최대의 휘도를 낼 수 있도록 한다. 상기 청색(Blue) 발광층의 피크 파장(peak wavelength) 범위는 440㎚ 내지 480㎚일 수 있다. 또한, 청색(Blue) 발광층 및 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층의 피크 파장(peak wavelength) 범위는 440㎚ 내지 580㎚일 수 있다. 또한, 청색(Blue) 발광층 및 적색(Red) 발광층의 피크 파장(peak wavelength) 범위는 440㎚ 내지 650㎚일 수 있다. 또한, 청색(Blue) 발광층 및 녹색(Green) 발광층의 피크 파장(peak wavelength) 범위는 440㎚ 내지 560㎚일 수 있다. 여기서 피크 파장은 발광 영역일 수 있다.
상기 제2 발광부(420)의 발광 위치(L2)는 상기 제2 전극(404)으로부터 1,450Å 내지 1,950Å의 범위 내에 위치하도록 설정한다. 또는, 상기 제2 발광부(420)의 발광 위치(L2)는 상기 제2 전극(404)의 반사면으로부터 1,450Å 내지 1,950Å의 범위 내에 위치하도록 설정한다. 상기 제2 발광부(420)는 청색(Blue) 발광층, 또는 청색(Blue) 발광층 및 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층, 또는 청색(Blue) 발광층 및 적색(Red) 발광층, 또는 청색 발광층(Blue) 및 녹색(Green) 발광층 중 하나이거나 이들의 조합으로 구성할 수 있다. 상기 청색(Blue) 발광층은 청색(Blue) 발광층, 진청색(Deep Blue) 발광층, 또는 스카이 블루(Sky Blue) 발광층 중 하나를 포함할 수 있다. 진청색(Deep Blue) 발광층은 청색(Blue) 발광층에 비해 단파장 영역에 위치하므로, 색재현율 및 휘도 향상에 유리할 수 있다.
상기 발광층의 두께, 발광층의 수, 유기층의 두께, 유기층의 수 중 적어도 하나에 상관없이, 상기 제2 발광부(420)의 발광 위치(L2)는 상기 제2 전극(404)으로부터 1,450Å 내지 1,950Å의 범위 내에 위치하도록 설정한다. 또는, 상기 제2 발광부(420)의 발광 위치(L1)는 상기 제2 전극(404)의 반사면으로부터 1,450Å 내지 1,950Å의 범위 내에 위치하도록 설정한다.
따라서, 발광 피크(Emitting Peak)가 청색(Blue) 발광 영역에 위치하게 하고 발광 피크(Emitting Peak)에 해당하는 파장의 빛을 발광함으로써 제2 발광부(420)가 최대의 휘도를 낼 수 있도록 한다. 상기 청색(Blue) 발광층의 피크 파장(peak wavelength) 범위는 440㎚ 내지 480㎚일 수 있다. 또한, 청색(Blue) 발광층 및 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층의 피크 파장(peak wavelength) 범위는 440㎚ 내지 580㎚일 수 있다. 또한, 청색(Blue) 발광층 및 적색(Red) 발광층의 피크 파장(peak wavelength) 범위는 440㎚ 내지 650㎚일 수 있다. 또한, 청색(Blue) 발광층 및 녹색(Green) 발광층의 피크 파장(peak wavelength) 범위는 440㎚ 내지 560㎚일 수 있다. 여기서 피크 파장은 발광 영역일 수 있다.
상기 제1 발광부(410)의 발광 위치(L3)는 상기 제2 전극(404)으로부터 2,050 Å 내지 2,600Å이 되도록 설정한다. 또는, 상기 제1 발광부(410)의 발광 위치(L3)는 상기 제2 전극(404)의 반사면으로부터 2,050Å 내지 2,600Å의 범위 내에 위치하도록 설정한다. 상기 제1 발광부(410)는 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층, 또는 적색(Red) 발광층 및 녹색(Green) 발광층, 또는 황색(Yellow) 발광층 및 적색(Red) 발광층, 또는 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층 및 적색(Red) 발광층 중 하나이거나 이들의 조합으로 구성할 수 있다.
상기 발광층의 두께, 발광층의 수, 유기층의 두께, 유기층의 수 중 적어도 하나에 상관없이, 상기 제1 발광부(420)의 발광 위치(L3)는 상기 제2 전극(404)으로부터 2,050Å 내지 2,600Å의 범위 내에 위치하도록 설정한다. 또는, 상기 제1 발광부(420)의 발광 위치(L3)는 상기 제2 전극(404)의 반사면으로부터 2,050Å 내지 2,600Å의 범위 내에 위치하도록 설정한다.
따라서, 발광 피크(Emission Peak)가 황색-녹색(Yellow-Green) 발광 영역, 또는 황색 및 적색 발광 영역, 또는 적색 및 녹색 발광 영역, 또는 황색-녹색 및 적색 발광 영역에 위치하게 하고, 발광 피크(Emitting Peak)에 해당하는 파장의 빛을 발광함으로써 제1 발광부(110)가 최대의 휘도를 낼 수 있도록 한다. 상기 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층의 피크 파장(peak wavelength) 범위는 510㎚ 내지 580㎚일 수 있다. 그리고, 황색(Yellow) 발광층 및 적색(Red) 발광층의 피크 파장(peak wavelength) 범위는 540㎚ 내지 650㎚일 수 있다. 또한, 적색(Red) 발광층 및 녹색(Green) 발광층의 피크 파장(peak wavelength) 범위는 510㎚ 내지 650㎚일 수 있다. 또한, 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층 및 적색(Red) 발광층의 피크 파장(peak wavelength) 범위는 510㎚ 내지 650㎚일 수 있다. 여기서 피크 파장은 발광 영역일 수 있다.
본 발명은 상기 발광층의 두께, 발광층의 수, 유기층의 두께, 유기층의 수 중 적어도 하나에 상관없이, 상기 제2 전극(404)으로부터 상기 제1 전극(402)의 위치를 설정하고, 상기 제2 전극(404)으로부터 발광층들의 발광 위치를 설정한 EPEL(Emission Position of Emitting Layers) 구조를 적용한 것이다. 그리고, 상기 제1 발광부, 상기 제2 발광부 및 상기 제3 발광부는 제1 발광층, 제2 발광층 및 제3 발광층의 발광 영역에서 최대 발광 범위를 가지는 EPEL(Emission Position of Emitting Layers) 구조를 갖는 것이다.
도 35는 본 발명의 제10 실시예에 따른 백색 유기 발광 소자를 나타내는 도면이다.
도 35에 도시된 백색 유기 발광 소자(400)는 제1 및 제2 전극(402,404)과, 제1 및 제2 전극(402,404) 사이에 제1 발광부(410), 제2 발광부(420) 및 제3 발광부(430)를 구비한다.
상기 제1 전극(402)과 제2 전극(404)은 각각 애노드(anode) 또는 캐소드(cathode)로 지칭될 수 있다.
상기 제1 전극은 투과 전극이고, 상기 제2 전극은 반사 전극으로 구성될 수 있다.
상기 제1 전극(402)의 위치는 상기 제2 전극(404)으로부터 3,500Å 내지 4,500Å의 범위 내에 위치하도록 설정한다. 상기 제1 전극(402)의 위치(L0)를 설정함으로써 상기 제1 발광부(410), 제2 발광부(420), 제3 발광부(430)를 구성하는 발광층들의 발광 피크(Emitting Peak)가 특정한 파장에 위치하게 하고, 그 특정 파장의 빛을 발광시킴으로써 발광층들의 효율을 개선할 수 있다.
상기 제3 발광부(430)는 상기 제2 전극(404) 아래에 제3 전자 수송층(ETL)(436), 제3 발광층(EML)(434), 제3 정공 수송층(HTL)(432)을 포함하여 이루어질 수 있다. 도면에 도시하지 않았으나, 상기 제3 전자 수송층(ETL)(436) 위에 전자 주입층(EIL)을 추가로 구성할 수 있다.
상기 제3 정공 수송층(HTL)(432) 아래에 정공 주입층(HIL; Hole Injecting Layer)을 추가로 구성할 수 있다.
상기 제3 발광층(EML)(434) 위에 정공 저지층(HBL)을 추가로 구성할 수 있다. 상기 제3 전자 수송층(ETL)(436)과 상기 정공 저지층(HBL)은 하나의 층으로도 구성할 수 있다.
상기 제3 발광층(EML)(434) 아래에 전자 저지층(EBL; Electron Blocking Layer)을 추가로 구성할 수 있다. 상기 제3 정공 수송층(HTL)(432)과 상기 전자 저지층(EBL)은 하나의 층으로도 구성할 수 있다.
상기 제3 발광층(EML)(434)은 청색(Blue) 발광층 또는 다른 색을 발광할 수 있는 보조 발광층을 포함한 청색(Blue) 발광층 중 하나로 구성된다. 상기 청색(Blue) 발광층은 청색(Blue) 발광층, 진청색(Deep Blue) 발광층, 또는 스카이 블루(Sky Blue) 발광층 중 하나를 포함할 수 있다. 진청색(Deep Blue) 발광층은 청색(Blue) 발광층에 비해 단파장 영역에 위치하므로, 색재현율 및 휘도 향상에 유리할 수 있다.
상기 보조 발광층으로는 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층 또는 적색(Red) 발광층 또는 녹색(Green) 발광층 중 하나로 구성되거나 이들의 조합으로 구성될 수 있다. 상기 보조 발광층을 더 구성할 경우 녹색(Green) 발광층이나 적색(Red) 발광층의 발광 효율을 더 개선할 수 있다. 상기 보조 발광층을 포함하여 제3 발광층(EML)(434)을 구성하는 경우, 상기 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층 또는 적색(Red) 발광층 또는 녹색(Green) 발광층이 상기 제3 발광층(EML)(434)의 위 또는 아래에 구성하는 것도 가능하다. 또한, 상기 보조 발광층으로 황색-녹색(Yellow-Green) 또는 적색(Red) 발광층 또는 녹색(Green) 발광층이 상기 제3 발광층(EML)(134)의 위 및 아래에 동일하게 구성하거나 다르게 구성할 수도 있다. 발광층의 위치나 수 등은 소자의 구성 및 특성에 따라 선택적으로 배치하는 것이 가능하며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 제3 발광층(EML)(434)에 상기 보조 발광층을 구성할 경우, 상기 제3 발광층(EML)(434)의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 440㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 여기서 피크 파장은 발광 영역일 수 있다.
상기 제3 전자 수송층(ETL)(436), 상기 제3 발광층(EML)(434), 전자 주입층(EIL), 정공 저지층(HBL) 등의 모든 층들을 유기층이라고 할 수 있다. 상기 제2 전극(404)과 상기 제3 발광층(EML)(434) 사이에 위치하는 모든 유기층들과 상기 제3 발광층(EML)(434)을 유기층이라고 할 수 있다. 따라서, 상기 제2 전극(404)과 상기 제3 발광층(EML)(434) 사이에 위치하는 모든 유기층들을 제4 유기층으로 지칭할 수 있다.
상기 제3 전자 수송층(ETL)(436)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제3 발광층(EML)(434)의 수나 두께에 상관없이, 또는 전자 주입층(EIL)의 수나 두께에 상관없이, 또는 정공 저지층(HBL)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제2 전극(404)과 상기 제3 발광층(EML)(434) 사이에 있는 모든 유기층의 수나 두께에 상관없이, 상기 제3 발광층(EML)(434)의 발광 위치(L1)는 상기 제2 전극(404)으로부터 250Å 내지 800Å의 범위 내에 위치하도록 설정한다. 또는, 상기 제3 발광층(EML)(434)의 발광 위치(L1)는 상기 제2 전극(404)의 반사면으로부터 250Å 내지 800Å의 범위 내에 위치하도록 설정한다.
따라서, 적어도 하나의 상기 제4 유기층의 수, 상기 제4 유기층의 두께, 상기 제3 발광층의 수, 상기 제3 발광층의 두께에 상관없이 상기 제3 발광층(EML)(434)의 발광 위치(L1)는 상기 제2 전극(404)으로부터 250Å 내지 800Å의 범위 내에 위치하도록 설정할 수 있다. 또는, 적어도 하나의 상기 제4 유기층의 수, 상기 제4 유기층의 두께, 상기 제3 발광층의 수, 상기 제3 발광층의 두께에 상관없이 상기 제3 발광층(EML)(434)의 발광 위치(L1)는 상기 제2 전극(404)의 반사면으로부터 250Å 내지 800Å의 범위 내에 위치하도록 설정할 수 있다.
상기 제2 발광부(420)는 제2 정공 수송층(HTL)(422), 제2 발광층(EML)(424), 제2 전자 수송층(ETL)(426)을 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 제2 정공 수송층(HTL)4122) 아래에 정공 주입층(HIL)을 추가로 구성할 수 있다.
상기 제2 발광층(EML)(424) 위에 정공 저지층(HBL)을 추가로 구성할 수 있다. 상기 제2 전자 수송층(ETL)(126)과 상기 정공 저지층(HBL)은 하나의 층으로도 구성할 수 있다.
상기 제2 발광층(EML)(424) 아래에 전자 저지층(EBL)을 추가로 구성할 수 있다. 상기 제2 정공 수송층(HTL)(422)과 상기 전자 저지층(EBL)은 하나의 층으로도 구성할 수 있다.
상기 제2 발광층(EML)(424)은 청색(Blue) 발광층 또는 다른 색을 발광할 수 있는 보조 발광층을 포함한 청색(Blue) 발광층으로 구성된다. 상기 청색(Blue) 발광층은 청색(Blue) 발광층, 진청색(Deep Blue) 발광층, 또는 스카이 블루(Sky Blue) 발광층 중 하나를 포함할 수 있다. 진청색(Deep Blue) 발광층은 청색(Blue) 발광층에 비해 단파장 영역에 위치하므로, 색재현율 및 휘도 향상에 유리할 수 있다.
상기 보조 발광층으로는 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층 또는 적색(Red) 발광층 또는 녹색(Green) 발광층 중 하나로 구성되거나 이들의 조합으로 구성될 수 있다. 상기 보조 발광층을 더 구성할 경우 녹색(Green) 발광층이나 적색(Red) 발광층의 발광 효율을 더 개선할 수 있다. 상기 보조 발광층을 포함하여 제2 발광층(EML)(424)을 구성하는 경우, 상기 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층 또는 적색(Red) 발광층 또는 녹색(Green) 발광층이 제1 발광층(EML)(114)의 위 또는 아래에 구성하는 것도 가능하다. 또한, 상기 보조 발광층으로 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층 또는 적색(Red) 발광층 또는 녹색(Green) 발광층이 상기 제2 발광층(EML)(424)의 위 및 아래에 동일하게 구성하거나 다르게 구성할 수 있다. 발광층의 위치나 수 등은 소자의 구성 및 특성에 따라 선택적으로 배치하는 것이 가능하며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 제2 발광층(EML)(424)에 상기 보조 발광층을 구성할 경우, 상기 제2 발광층(EML)(424)의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 440㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 여기서 피크 파장은 발광 영역일 수 있다.
상기 제2 발광부(420)와 상기 제3 발광부(430) 사이에는 제2 전하 생성층(CGL)(450)이 더 구성될 수 있다. 이러한 제2 전하 생성층(CGL)(450)은 N형 전하 생성층(N-CGL) 및 P형 전하 생성층(P-CGL)을 포함할 수 있다.
상기 제2 발광층(EML)(424), 상기 제2 전자 수송층(ETL)(426), 상기 제2 전하 생성층(CGL)(450), 상기 제3 정공 수송층(HTL)(432), 정공 저지층(HBL), 전자 저지층(EBL), 정공 주입층(HIL) 등의 모든 층들을 유기층이라고 할 수 있다. 상기 제3 발광층(EML)(434)과 상기 제2 발광층(EML)(424) 사이에 있는 모든 유기층들과 상기 제2 발광층(EML)(424)을 유기층이라고 할 수 있다. 따라서, 상기 제3 발광층(EML)(334)과 상기 제2 발광층(EML)(324) 사이에 있는 모든 유기층들을 제3 유기층으로 지칭할 수 있다.
상기 제3 정공 수송층(HTL)(432)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제2 전자 수송층(ETL)(426)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제2 전하 생성층(CGL)(450)의 수나 두께에 상관없이, 또는 정공 저지층(HBL)의 수나 두께에 상관없이, 또는 전자 저지층(EBL)의 수나 두께에 상관없이, 또는 정공 주입층(HIL)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제3 발광층(EML)(434)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제2 발광층(EML)(424)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제2 전극(404)과 상기 제3 발광층(EML)(434) 사이에 있는 모든 유기층의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제2 발광층(EML)(424)과 상기 제3 발광층(EML)(434) 사이에 있는 모든 유기층의 수나 두께에 상관없이, 상기 제2 발광층(EML)(424)의 발광 위치(L2)는 상기 제2 전극(404)으로부터 1,450Å 내지 1,950Å의 범위 내에 위치하도록 설정할 수 있다. 또는, 상기 제2 발광층(EML)(424)의 발광 위치(L2)는 상기 제2 전극(404)의 반사면으로부터 1,450Å 내지 1,950Å의 범위 내에 위치하도록 설정할 수 있다.
따라서, 적어도 하나의 상기 제4 유기층의 수, 상기 제4 유기층의 두께, 상기 제3 유기층의 수, 상기 제3 유기층의 두께, 상기 제3 발광층의 수, 상기 제3 발광층의 두께, 상기 제2 발광층의 수, 상기 제2 발광층의 두께에 상관없이 상기 제2 전극(404)으로부터 상기 제2 발광층(EML)(424)의 위치(L2)는 1,450Å 내지 1,950Å의 범위 내에 위치하도록 설정할 수 있다. 또는, 적어도 하나의 상기 제4 유기층의 수, 상기 제4 유기층의 두께, 상기 제3 유기층의 수, 상기 제3 유기층의 두께, 상기 제3 발광층의 수, 상기 제3 발광층의 두께, 상기 제2 발광층의 수, 상기 제2 발광층의 두께에 상관없이 상기 제2 전극(404)의 반사면으로부터 상기 제2 발광층(EML)(424)의 위치(L2)는 1,450Å 내지 1,950Å의 범위 내에 위치하도록 설정할 수 있다.
상기 제1 발광부(410)는 상기 제1 전극(402) 위에 제1 정공 수송층(HTL)(412), 제1 발광층(EML)(414) 및 제1 전자 수송층(ETL)(416)을 포함하여 이루어질 수 있다.
도면에 도시하지 않았으나, 정공 주입층(HIL)을 상기 제1 전극(402) 위에 추가로 구성할 수 있다.
상기 제1 발광층(EML)(414) 위에 정공 저지층(HBL)을 추가로 구성할 수 있다. 상기 제1 전자 수송층(ETL)(416)과 상기 정공 저지층(HBL)은 하나의 층으로도 구성할 수 있다.
상기 제1 발광층(EML)(414) 아래에 전자 저지층(EBL)을 추가로 구성할 수 있다. 상기 제1 정공 수송층(HTL)(412)과 상기 전자 저지층(EBL)은 하나의 층으로도 구성할 수 있다.
상기 제1 발광층(EML)(414)은 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층으로 구성된다. 상기 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 510㎚ 내지 580㎚의 범위로 할 수 있다.
그리고, 상기 제1 발광층(EML)(414)은 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층, 또는 황색(Yellow) 발광층 및 적색(Red) 발광층, 또는 적색(Red) 발광층 및 녹색(Green) 발광층, 또는 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층 및 적색(Red) 발광층 중 하나로 구성되거나 이들의 조합으로 구성될 수 있다. 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층에 적색(Red) 발광층을 더 구성하는 경우에는 적색(Red) 발광층의 효율을 더 개선할 수 있다. 상기 적색(Red) 발광층은 상기 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층의 위 또는 아래에 구성할 수 있다. 그리고, 상기 황색(Yellow) 발광층 및 적색(Red) 발광층, 또는 적색(Red) 발광층 및 녹색(Green) 발광층, 또는 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층 및 적색(Red) 발광층은 상기 제1 발광층(EML)(414)의 위 또는 아래에 구성하는 것도 가능하다. 또한, 상기 황색(Yellow) 발광층 및 적색(Red) 발광층, 또는 적색(Red) 발광층 및 녹색(Green) 발광층, 또는 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층 및 적색(Red) 발광층은 상기 제1 발광층(EML)(414)의 위 및 아래에 동일하게 구성하거나 다르게 구성할 수도 있다.
그리고, 상기 황색(Yellow) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 540㎚ 내지 580㎚의 범위로 할 수 있다. 상기 적색(Red) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 600㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 따라서, 상기 제1 발광층(EML)(414)의 상기 황색(Yellow) 발광층 및 적색(Red) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 540㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 여기서 피크 파장은 발광 영역일 수 있다. 상기 황색(Yellow) 발광층과 적색(Red) 발광층의 두 개의 층으로 구성할 경우, 적색(Red) 발광층의 발광 효율을 높일 수 있다.
그리고, 상기 적색(Red) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 600㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 상기 녹색(Green) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 510㎚ 내지 560㎚의 범위로 할 수 있다. 따라서, 상기 제1 발광층(EML)(414)의 적색(Red) 발광층 및 녹색(Green) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 510㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 여기서 피크 파장은 발광 영역일 수 있다. 상기 적색(Red) 발광층과 녹색(Green) 발광층의 두 개의 층으로 구성할 경우, 색 재현율을 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 황색(Yellow) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 540㎚ 내지 580㎚의 범위로 할 수 있다. 상기 적색(Red) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 600㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 따라서, 상기 제1 발광층(EML)(414)의 상기 황색(Yellow) 발광층과 적색(Red) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 540㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 여기서 피크 파장은 발광 영역일 수 있다. 상기 황색(Yellow) 발광층과 적색(Red) 발광층의 두 개의 층으로 구성할 경우, 적색(Red) 발광층의 발광 효율을 높일 수 있다.
또한, 소자의 특성이나 구조에 따라 상기 제1 발광층(EML)(414)은 적색(Red) 발광층과 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층의 두 개의 층으로 구성할 수 있다. 상기 적색(Red) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 600㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 상기 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 510㎚ 내지 580㎚의 범위로 할 수 있다. 상기 적색(Red) 발광층과 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층의 두 개의 층으로 구성할 경우, 적색(Red) 발광층의 발광 효율을 높일 수 있다. 이 경우, 상기 제1 발광층(EML)(414)의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 510㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 여기서 피크 파장은 발광 영역일 수 있다.
상기 제1 발광층(EML)(414)을 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층, 또는 황색(Yellow) 발광층 및 적색(Red) 발광층, 또는 적색(Red) 발광층 및 녹색(Green) 발광층, 또는 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층 및 적색(Red) 발광층 중 하나로 구성되거나 이들의 조합으로 구성될 경우, 상기 제1 발광층(EML)(414)의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 510㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 여기서 피크 파장은 발광 영역일 수 있다.
상기 제1 발광부(410)와 상기 제2 발광부(420) 사이에는 제1 전하 생성층(CGL)(440)이 더 구성될 수 있다. 이러한 제1 전하 생성층(CGL)(440)은 N형 전하 생성층(N-CGL)과 P형 전하 생성층(P-CGL)을 포함할 수 있다.
상기 제1 발광층(EML)(414), 상기 제1 전자 수송층(ETL)(416), 상기 제1 전하 생성층(CGL)(440), 상기 제2 정공 수송층(422), 정공 저지층(HBL), 전자 저지층(EBL), 정공 주입층(HIL) 등의 모든 층들을 유기층이라고 할 수 있다. 상기 제1 발광층(EML)(414))과 상기 제2 발광층(EML)(424) 사이에 있는 모든 유기층들과 상기 제1 발광층(EML)(414)을 유기층이라고 할 수 있다. 따라서, 상기 제1 발광층(EML)(414)과 상기 제2 발광층(EML)(424) 사이에 있는 모든 유기층들을 제2 유기층으로 지칭할 수 있다.
상기 제1 전자 수송층(ETL)(416)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제2
정공 수송층(HTL)(422)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제1 전하 생성층(CGL)(440)의 수나 두께에 상관없이, 또는 정공 저지층(HBL)의 수나 두께에 상관없이, 또는 전자 저지층(EBL)의 수나 두께에 상관없이, 또는 정공 주입층(HIL)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제3 발광층(EML)(434)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제2 발광층(EML)(424)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제1 발광층(EML)(414)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제2 전극(404)과 상기 제3 발광층(EML)(434) 사이에 있는 모든 유기층의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제2 발광층(EML)(424)과 상기 제3 발광층(EML)(434) 사이에 있는 모든 유기층의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제1 발광층(EML)(414)과 상기 제2 발광층(EML)(424) 사이에 있는 모든 유기층의 수나 두께에 상관없이, 상기 제1 발광층(EML)(414)의 발광 위치(L3)는 상기 제2 전극(404)으로부터 2,050Å 내지 2,600Å의 범위 내에 위치하도록 설정한다. 또는, 상기 제1 발광층(EML)(414)의 발광 위치(L3)는 상기 제2 전극(404)의 반사면으로부터 2,050Å 내지 2,600Å의 범위 내에 위치하도록 설정한다.
따라서, 적어도 하나의 상기 제4 유기층의 수, 상기 제4 유기층의 두께, 상기 제3 유기층의 수, 상기 제3 유기층의 두께, 상기 제2 유기층의 수, 상기 제2 유기층의 두께, 상기 제3 발광층의 수, 상기 제3 발광층의 두께, 상기 제2 발광층의 수, 상기 제2 발광층의 두께, 상기 제1 발광층의 수, 상기 제1 발광층의 두께에 상관없이 상기 제2 전극(404)으로부터 상기 제1 발광층(EML)(414)의 위치(L3)는 2,050Å 내지 2,600Å의 범위 내에 위치하도록 설정할 수 있다. 또는, 적어도 하나의 상기 제4 유기층의 수, 상기 제4 유기층의 두께, 상기 제3 유기층의 수, 상기 제3 유기층의 두께, 상기 제2 유기층의 수, 상기 제2 유기층의 두께, 상기 제3 발광층의 수, 상기 제3 발광층의 두께, 상기 제2 발광층의 수, 상기 제2 발광층의 두께, 상기 제1 발광층의 수, 상기 제1 발광층의 두께에 상관없이 상기 제2 전극(404)의 반사면으로부터 상기 제1 발광층(EML)(414)의 위치(L3)는 2,050Å 내지 2,600Å의 범위 내에 위치하도록 설정할 수 있다.
상기 제1 정공 수송층(HTL)(412), 전자 저지층(EBL), 정공 주입층(HIL) 등의 모든 층을 유기층이라고 할 수 있다. 상기 기판(401)과 상기 제1 발광층(EML)(414) 사이에 있는 모든 유기층들과 상기 제1 전극(402)을 유기층이라고 할 수 있다. 따라서, 상기 기판(301)과 상기 제1 발광층(EML)(414) 사이에 있는 모든 유기층들을 제1 유기층으로 지칭할 수 있다.
상기 제1 정공 수송층(HTL)(412)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제1 전극(402)의 수나 두께에 상관없이, 또는 전자 저지층(EBL)의 수나 두께에 상관없이, 또는 정공 주입층(HIL)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제3 발광층(EML)(434)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제2 발광층(EML)(424)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제1 발광층(EML)(414)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제2 전극(404)과 상기 제3 발광층(EML)(434) 사이에 있는 모든 유기층의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제2 발광층(EML)(424)과 상기 제3 발광층(EML)(434) 사이에 있는 모든 유기층의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제1 발광층(EML)(414)과 상기 제2 발광층(EML)(424) 사이에 있는 모든 유기층의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 기판(401)과 상기 제1 발광층(EML)(414) 사이에 있는 모든 유기층의 수나 두께에 상관없이, 상기 제2 전극(404)으로부터 상기 제1 전극(402)의 위치(L0)는 3,500Å 내지 4,500Å의 범위 내에 위치하도록 설정할 수 있다. 또는, 상기 제2 전극(404)의 반사면으로부터 상기 제1 전극(402)의 위치(L0)는 3,500Å 내지 4,500Å의 범위 내에 위치하도록 설정할 수 있다.
따라서, 적어도 하나의 상기 제4 유기층의 수, 상기 제4 유기층의 두께, 상기 제3 유기층의 수, 상기 제3 유기층의 두께, 상기 제2 유기층의 수, 상기 제2 유기층의 두께, 상기 제1 유기층의 수, 상기 제1 유기층의 두께, 상기 제3 발광층의 수, 상기 제3 발광층의 두께, 상기 제2 발광층의 수, 상기 제2 발광층의 두께, 상기 제1 발광층의 수, 상기 제1 발광층의 두께에 상관없이 상기 제2 전극(404)으로부터 상기 제1 전극(402)의 위치(L0)는 3,500Å 내지 4,500Å의 범위 내에 위치하도록 설정할 수 있다. 또는, 적어도 하나의 상기 제4 유기층의 수, 상기 제4 유기층의 두께, 상기 제3 유기층의 수, 상기 제3 유기층의 두께, 상기 제2 유기층의 수, 상기 제2 유기층의 두께, 상기 제1 유기층의 수, 상기 제1 유기층의 두께, 상기 제3 발광층의 수, 상기 제3 발광층의 두께, 상기 제2 발광층의 수, 상기 제2 발광층의 두께, 상기 제1 발광층의 수, 상기 제1 발광층의 두께에 상관없이 상기 제2 전극(404)의 반사면으로부터 상기 제1 전극(402)의 위치(L0)는 3,500Å 내지 4,500Å의 범위 내에 위치하도록 설정할 수 있다.
도 35에 도시한 구조는 본 발명의 일예를 나타낸 것으로, 백색 유기 발광 소자의 구조나 특성에 따라 선택적으로 구성하는 것이 가능하며, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 36은 본 발명의 제10 실시예에 따른 유기 발광 소자의 발광 위치를 나타내는 도면이다.
도 36에서 가로축은 빛의 파장 영역을 나타낸 것이며, 세로축은 상기 제2 전극(404)으로부터 상기 발광부를 구성하는 발광층들의 발광 위치를 나타낸 것으로, contour map이라 할 수 있다. 여기서는 상기 제1 전극(402)과 상기 제2 전극(404)을 제외하고, 본 발명의 EPEL 구조를 적용할 경우 발광 피크(Emitting Peak)에서 발광층들의 발광 위치를 나타낸 것이다. 그리고, 발광층들의 발광 영역에서 최대 발광 범위를 가지는 발광층들의 발광 위치를 나타낸 것이다.
상기 제3 발광부(430)를 구성하는 상기 제3 발광층(EML)(434)은 청색(Blue) 발광층이므로, 상기 제3 발광층(EML)(434)의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength) 범위가 440㎚ 내지 480㎚의 범위가 될 수 있다. 청색(Blue) 발광층의 발광 영역인 440㎚ 내지 480㎚에서 발광하도록 하여야 등고선(contour map)의 백색(white) 영역에서 최대 효율을 낼 수 있다.
따라서, 상기 제3 발광층(EML)(434)의 발광 위치를 250Å 내지 800Å 범위로 설정하여 상기 제3 발광층(EML)(434)의 발광 피크(Emitting Peak)(434E)가 440㎚ 내지 480㎚에 위치하게 한다. 이로 인해, 상기 제3 발광층(EML)(434)을 440㎚ 내지 480㎚에서 빛을 발광하게 함으로써 최대 효율을 낼 수 있게 된다.
또한, 상기 청색(Blue) 발광층은 청색(Blue) 발광층, 진청색(Deep Blue) 발광층, 또는 스카이 블루(Sky Blue) 발광층 중 하나를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제3 발광부(430)를 구성하는 상기 제3 발광층(EML)(434)에 보조 발광층으로 황색-녹색(Yellow-Green) 또는 적색(Red) 발광층 또는 녹색(Green) 발광층을 구성할 경우, 상기 제3 발광층(EML)(434)의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength) 범위가 440㎚ 내지 650㎚의 범위가 될 수 있다. 따라서, 이 경우에는 제3 발광층(EML)(434)의 발광 영역인 440㎚ 내지 650㎚에서 발광하도록 하여야 등고선(contour map)의 백색(white) 영역에서 최대 효율을 낼 수 있다.
도 36에서는 상기 제3 발광층(EML)(434)에 보조 발광층을 포함하지 않고, 상기 제3 발광층(EML)(434)이 청색(Blue) 발광층을 예로 들어 발광 위치를 나타낸 것이다. 따라서, 상기 제3 발광층(EML)(434)의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength) 범위는 440㎚ 내지 480㎚ 범위에서 최대 효율을 낼 수 있다.
상기 제2 발광부(420)를 구성하는 상기 제2 발광층(EML)(424)은 청색(Blue) 발광층이므로, 상기 제2 발광층(EML)(424)의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength) 범위가 440㎚ 내지 480㎚의 범위가 될 수 있다. 청색(Blue) 발광층의 발광 영역인 440㎚ 내지 480㎚에서 발광하도록 하여야 등고선(contour map)의 백색(white) 영역에서 최대 효율을 낼 수 있다.
따라서, 상기 제2 발광층(EML)(424)의 발광 위치를 1,450Å 내지 1,950Å 범위로 설정하여 상기 제2 발광층(EML)(424)의 발광 피크(Emitting Peak)(424E)가 440㎚ 내지 480㎚에 위치하게 한다. 이로 인해, 상기 제2 발광층(EML)(44)을 440㎚ 내지 480㎚에서 빛을 발광하게 함으로써 최대 효율을 낼 수 있게 된다.
또한, 상기 청색(Blue) 발광층은 청색(Blue) 발광층, 진청색(Deep Blue) 발광층, 또는 스카이 블루(Sky Blue) 발광층 중 하나를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제2 발광부(420)를 구성하는 상기 제2 발광층(EML)(424)에 보조 발광층으로 황색-녹색(Yellow-Green) 또는 적색(Red) 발광층 또는 녹색(Green) 발광층을 구성할 경우, 상기 제2 발광층(EML)(424)의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength) 범위가 440㎚ 내지 650㎚의 범위가 될 수 있다. 따라서, 이 경우에는 제2 발광층(EML)(424)의 발광 영역인 440㎚ 내지 650㎚에서 발광하도록 하여야 등고선(contour map)의 백색(white) 영역에서 최대 효율을 낼 수 있다.
도 36에서는 상기 제2 발광층(EML)(424)에 보조 발광층을 포함하지 않고, 상기 제2 발광층(EML)(424)이 청색(Blue) 발광층을 예로 들어 발광 위치를 나타낸 것이다. 따라서, 상기 제2 발광층(EML)(424)의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength) 범위는 440㎚ 내지 480㎚ 범위에서 최대 효율을 낼 수 있다.
상기 제1 발광부(410)를 구성하는 상기 제1 발광층(EML)(414)은 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층이므로, 상기 제1 발광층(EML)(414)의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength) 범위가 510㎚ 내지 580㎚ 범위가 될 수 있다. 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층의 발광 영역인 510㎚ 내지 580㎚에서 발광하도록 하여야 등고선(contour map)의 백색(white) 영역에서 최대 효율을 낼 수 있다.
따라서, 상기 제1 발광층(EML)(414)의 발광 위치를 2,050Å 내지 2,600Å 범위로 설정하여, 발광 피크(Emitting Peak)(414E)가 510㎚ 내지 580㎚에 위치하게 한다. 이로 인해, 상기 제1 발광층(EML)(414)을 510㎚ 내지 580㎚에서 빛이 발광하도록 함으로써 최대 효율을 낼 수 있게 된다.
그리고, 소자의 특성이나 구조에 따라 상기 제1 발광부(410)의 상기 제1 발광층(EML)(414)은 적색(Red) 발광층과 녹색(Green) 발광층의 두 개의 층으로 구성할 수도 있다. 상기 적색(Red) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 600㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 상기 녹색(Green) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 510㎚ 내지 560㎚의 범위로 할 수 있다. 따라서, 이 경우에는 제1 발광층(EML)(414)의 발광 영역인 510㎚ 내지 650㎚에서 발광하도록 하여야 등고선(contour map)의 백색(white) 영역에서 최대 효율을 낼 수 있다.
또한, 소자의 특성이나 구조에 따라 상기 제1 발광부(410)의 상기 제1 발광층(EML)(414)은 적색(Red) 발광층과 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층의 두 개의 층으로 구성할 수 있다. 상기 적색(Red) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 600㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 상기 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 510㎚ 내지 580㎚의 범위로 할 수 있다. 따라서, 이 경우에는 제1 발광층(EML)(414)의 발광 영역인 510㎚ 내지 650㎚에서 발광하도록 하여야 등고선(contour map)의 백색(white) 영역에서 최대 효율을 낼 수 있다.
또한, 소자의 특성이나 구조에 따라 상기 제1 발광부(410)의 상기 제1 발광층(EML)(414)은 황색(Yellow) 발광층과 적색(Red) 발광층의 두 개의 층으로 구성할 수 있다. 상기 황색(Yellow) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 540㎚ 내지 580㎚의 범위로 할 수 있다. 상기 적색(Red) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 600㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 따라서, 이 경우에는 제1 발광층(EML)(414)의 발광 영역인 540㎚ 내지 650㎚에서 발광하도록 하여야 등고선(contour map)의 백색(white) 영역에서 최대 효율을 낼 수 있다.
따라서, 상기 제1 발광층(EML)(414)으로 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층, 또는 황색(Yellow) 발광층 및 적색(Red) 발광층, 또는 적색(Red) 발광층 및 녹색(Green) 발광층, 또는 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층 및 적색(Red) 발광층 중 하나이거나 이들의 조합으로 구성하는 경우에는, 상기 제1 발광층(EML)(314)의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength) 범위가 510㎚ 내지 650㎚ 범위가 될 수 있다. 이 경우에는 제1 발광층(EML)(414)의 발광 영역인 510㎚ 내지 650㎚에서 발광하도록 하여야 등고선(contour map)의 백색(white) 영역에서 최대 효율을 낼 수 있다.
도 36에서는 상기 제1 발광층(EML)(414)에 보조 발광층을 포함하지 않고, 상기 제1 발광층(EML)(414)은 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층을 예로 들어 발광 위치를 나타낸 것이다. 따라서, 상기 제2 발광층(EML)(414)의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength) 범위는 510㎚ 내지 580㎚ 범위에서 최대 효율을 낼 수 있다.
위에서 설명한 바와 같이, 발광층의 발광 위치에 따라 발광 피크(Emitting Peak)의 위치가 변하게 된다. 본 발명은 발광부를 구성하는 발광층의 발광 위치를 설정함으로써 발광층의 발광 피크(Emitting Peak)가 원하는 발광 영역에 위치하도록 하는 EPEL(Emission Position of Emitting Layers) 구조를 적용하는 것이다.
따라서, 발광층에 EPEL(Emission Position of Emitting Layers) 구조를 적용함으로써 발광 피크(Emitting Peak)가 특정한 파장에 위치하게 되고, 그로 인해 특정 파장에 해당하는 빛에서 발광층들이 최대의 효율을 낼 수 있게 된다.
그리고, 상기 특정 파장인 발광 영역에서 발광층들의 최대의 효율을 낼 수 있는 발광 범위를 최대 발광 범위라고 할 수 있다. 즉, 피크 파장은 발광 영역일 수 있다.따라서, 상기 제1 발광층의 최대 발광 범위는 530nm 내지 570nm이며, 상기 제2 발광층의 최대 발광 범위는 440nm 내지 470nm이며, 상기 제3 발광층의 최대 발광 범위는 440nm 내지 470nm일 수 있다.
즉, 청색(Blue) 발광층의 최대 발광 범위인 440㎚ 내지 470㎚와, 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층의 최대 발광 범위인 530㎚ 내지 570㎚에서 빛이 발광하도록 하여야 등고선(contour map)의 백색(white) 영역에서 최대 효율을 낼 수 있다. 상기 발광 영역에 해당하도록 본 발명의 발광층의 발광 위치를 설정함으로써 발광층이 최대 효율을 낼 수 있음을 알 수 있다. 그리고, 본 발명의 상기 EPEL 구조는 적어도 하나의 제1 유기층의 수, 제1 유기층의 두께, 상기 제2 유기층의 수, 상기 제2 유기층의 두께, 상기 제3 유기층의 수, 상기 제3 유기층의 두께, 상기 제4 유기층의 수, 상기 제4 유기층의 두께, 상기 제1 발광층의 수, 상기 제1 발광층의 두께, 상기 제2 발광층의 수, 상기 제2 발광층의 두께, 상기 제3 발광층의 수, 상기 제3 발광층의 두께에 상관없이, 상기 제1 발광층, 상기 제2 발광층 및 상기 제3 발광층이 최대 발광 범위를 가지도록 구성함으로써 발광층이 최대 효율을 낼 수 있음을 알 수 있다.
도 37은 본 발명의 제10 실시예에 따른 EL 스펙트럼을 나타내는 도면이다.
도 37에서 가로축은 빛의 파장 영역을 나타낸 것이며, 세로축은 발광 세기(intensity)를 나타낸 것이다. 발광 세기는 EL 스펙트럼의 최대값을 기준으로 하여 상대적인 값으로 표현한 수치이다.
도 37에서 실시예(최소 위치)는 발광층들의 발광 위치를 설정하였을 때 최소 위치로 설정한 부분이다. 예를 들면, 상기 제3 발광층(EML)(434)의 발광 위치(L1)가 상기 제2 전극(404)으로부터 250Å 내지 800Å의 범위인 경우, 최소 위치는 250Å으로 설정한 것이다.
실시예(최대 위치)는 발광층들의 발광 위치를 설정하였을 때 최대 위치로 설정한 부분이다. 예를 들면, 상기 제3 발광층(EML)(434)의 발광 위치(L1)가 상기 제2 전극(404)으로부터 250Å 내지 800Å의 범위인 경우, 최대 위치는 800Å으로 설정한 것이다.
실시예(최적 위치)는 본 발명의 제8 실시예의 발광 위치로 설정한 부분이다. 예를 들면, 상기 제3 발광층(EML)(434)의 발광 위치(L1)가 상기 제2 전극(404)으로부터 250Å 내지 800Å의 범위인 경우, 실시예의 발광 위치는 250Å 내지 800Å 범위로 설정한 것이다.
도 37에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 EPEL(Emission Position of Emitting Layers) 구조에서 발광 위치의 최소 위치를 벗어날 경우 최적 위치와 비교하면 아래와 같다. 청색(Blue) 광의 피크 파장(peak wavelength) 범위인 440㎚ 내지 480㎚에서 발광 세기가 감소함을 알 수 있다. 그리고, 황색-녹색(Yellow-Green) 광의 피크 파장(peak wavelength) 범위인 510㎚ 내지 580㎚에서 발광 세기가 감소함을 알 수 있다. 그리고, 적색(Red) 광의 피크 파장(peak wavelength) 범위인 600㎚ 내지 650㎚에서 발광 세기가 현저히 감소함을 알 수 있다.
그리고, 본 발명의 EPEL(Emission Position of Emitting Layers) 구조에서 발광 위치의 최대 위치를 벗어날 경우 최적 위치와 비교하면 아래와 같다. 청색(Blue) 광의 피크 파장(peak wavelength) 범위인 440㎚ 내지 480㎚에서 발광 세기가 감소함을 알 수 있다. 그리고, 황색-녹색(Yellow-Green) 광의 피크 파장(peak wavelength) 범위인 510㎚ 내지 580㎚에서 발광 세기가 현저히 감소함을 알 수 있다.
따라서, 실시예의 최소 위치 또는 최대 위치로 설정할 경우보다 본 발명의 최적 위치로 설정할 경우가 청색(Blue) 광의 피크 파장 범위에서 발광 세기가 증가함을 알 수 있다. 또한, 실시예의 최소 위치 또는 최대 위치로 설정할 경우보다 본 발명의 최적 위치로 설정할 경우가 황색-녹색(Yellow-Green) 광의 피크 파장 범위에서 발광 세기가 증가함을 알 수 있다 또한, 실시예의 최소 위치 또는 최대 위치로 설정할 경우보다 본 발명의 최적 위치로 설정할 경우가 적색(Red) 광의 피크 파장 범위에서 발광 세기가 증가함을 알 수 있다.
본 발명의 EPEL(Emission Position of Emitting Layers) 구조를 적용한 백색 유기 발광 소자와 비교예의 패널 효율은 아래 표 19에 기재한 바와 같다. 비교예의 효율을 100%라고 하였을 때, 본 발명의 제10 실시예의 효율을 나타낸 것이다.
아래 표 19는 비교예 및 본 발명의 실시예의 효율을 비교한 것이다. 비교예는 제1 발광부, 제2 발광부 및 제3 발광부를 포함하는 하부 발광(Bottom Emission) 방식의 백색 유기 발광 소자로 제1 발광부는 청색(Blue) 발광층, 제2 발광부는 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층, 제3 발광부는 청색(Blue) 발광층으로 구성한 것이다. 실시예는 본 발명의 EPEL(Emission Position of Emitting Layers) 구조의 최적 위치를 적용했을 경우의 상부 발광(Top Emission) 방식의 백색 유기 발광 소자이다.
상기 표 19에서와 같이, 상기 비교예와 대비하여 본 발명의 EPEL 구조를 적용했을 경우 비교예의 효율이 100%로 하면, 적색(Red) 효율은 22% 정도 상승하였고, 녹색(Green), 청색(Blue) 및 백색(White) 효율은 비교예와 거의 유사함을 알 수 있다.
본 발명의 EPEL(Emission Position of Emitting Layers) 구조를 적용한 백색 유기 발광 소자와 비교예의 패널 효율은 아래 표 20에 기재한 바와 같다.
아래 표 20은 실시예(최적 위치)의 효율을 100%라고 하였을 때, 실시예(최소 위치)와 실시예(최대 위치)의 효율을 나타낸 것이다.
패널 효율은 구동 전류밀도가 10mA/cm2일 때 측정한 것이다. 그리고, 실시예의 패널 효율이 100%일 경우, 실시예(최소 위치)와 실시예(최대 위치)의 패널 효율을 측정한 것이다.
표 20에 나타낸 바와 같이, 실시예(최소 위치)와 실시예(최대 위치)의 경계에서는 적색(Red), 녹색(Green), 청색(Blue), 백색(white)의 효율이 감소됨을 알 수 있다. 그리고, 실시예(최소 위치)가 실시예(최대 위치)보다 적색(Red), 녹색(Green), 청색(Blue), 백색(white)의 효율이 더 감소함을 알 수 있다.
따라서, 본 발명의 EPEL(Emission Position of Emitting Layers) 구조의 발광 위치의 최적 위치를 벗어날 경우에는 패널 효율이 감소함을 알 수 있다.
본 발명의 제10 실시예에서 설명한 바와 같이, 상기 유기 발광 소자는 하부 발광 방식의 유기 발광 소자일 수 있다.
상기 제2 발광층과 상기 제3 발광층은 동일한 색을 발광하는 발광층을 포함할 수 있다.
상기 제1 전극의 위치는 상기 제2 전극으로부터 3,500Å 내지 4,500Å 범위로 설정할 수 있다.
상기 제3 발광층의 발광 위치는 상기 제2 전극으로부터 250Å 내지 800Å 범위로 설정할 수 있다.
상기 제2 발광층의 발광 위치는 상기 제2 전극으로부터 1,450Å 내지 1,950Å 범위로 설정할 수 있다.
상기 제1 발광층의 발광 위치는 상기 제2 전극으로부터 2,050Å 내지 2,600Å 범위로 설정할 수 있다.
상기 제1 발광층은 황색-녹색 발광층, 또는 황색 발광층 및 적색 발광층, 또는 적색 발광층 및 녹색 발광층, 또는 황색-녹색 발광층 및 적색 발광층 중 하나이거나 이들의 조합으로 구성될 수 있다.
상기 제2 발광층 및 상기 제3 발광층은 청색 발광층, 또는 청색 발광층 및 황색-녹색 발광층, 또는 청색 발광층 및 적색 발광층, 또는 청색 발광층 및 녹색 발광층 중 하나이거나 이들의 조합으로 구성될 수 있다.
상기 제1 발광층의 발광 영역은 510㎚ 내지 650㎚ 범위이고, 상기 제2 발광층의 발광 영역은 440㎚ 내지 650㎚ 범위이고, 상기 제3 발광층의 발광 영역은 440㎚ 내지 650㎚ 범위일 수 있다.
상기 제1 발광층의 최대 발광 범위는 530㎚ 내지 570㎚ 범위이고, 상기 제2 발광층의 최대 발광 범위는 440㎚ 내지 470㎚ 범위이고, 상기 제3 발광층의 최대 발광 범위는 440㎚ 내지 470㎚ 범위일 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 EPEL(Emission Position of Emitting Layers) 구조를 적용할 경우 발광층의 발광 세기가 증가할 수 있음을 알 수 있다. 또한, 발광 세기가 증대하므로 패널 효율이 향상된다는 것을 알 수 있다.
도 38은 본 발명의 제11 실시예에 따른 백색 유기 발광 소자를 나타내는 도면이다.
도 38에 도시된 백색 유기 발광 소자(400)는 제1 및 제2 전극(402,404)과, 제1 및 제2 전극(402,404) 사이에 제1 발광부(410), 제2 발광부(420) 및 제3 발광부(430)를 구비한다. 본 실시예를 설명함에 있어 이전 실시예와 동일 또는 대응되는 구성 요소에 대한 설명은 생략하기로 한다. 본 실시예에서는 제1 전극으로부터 발광층들의 발광 위치를 설정하는 것으로, 소자 설계에 따라 발광 위치를 제1 전극으로부터 설정할 수 있다.
상기 제2 전극(404)의 위치는 상기 제1 전극(402)으로부터 3,500Å 내지 4,500Å의 범위 내에 위치하도록 설정한다. 상기 제2 전극(404)의 위치(L0)를 설정함으로써 상기 제1 발광부(410), 제2 발광부(420), 제3 발광부(430)를 구성하는 발광층들의 발광 피크(Emitting Peak)가 특정한 파장에 위치하게 하고, 그 특정 파장의 빛을 발광시킴으로써 발광층들의 효율을 개선할 수 있다. 그리고, 상기 제1 발광부, 상기 제2 발광부 및 상기 제3 발광부는 상기 제1 발광층, 상기 제2 발광층 및 상기 제3 발광층의 발광 영역에서 최대 발광 범위를 가지는 EPEL(Emission Position of Emitting Layers) 구조를 갖는 것이다. 그리고, 상기 제1 발광층, 상기 제2 발광층 및 상기 제3 발광층 중 두 개의 발광층은 동일한 색을 발광하는 발광층을 포함하여 구성함으로써 발광 효율을 더 향상시킬 수 있는 백색 유기 발광 소자를 제공한다. 상기 동일한 색을 발광하는 발광층은 동일한 색을 발광하는 발광층을 적어도 하나 이상 포함한 발광층이라고 할 수 있다.
상기 제1 발광부(410)는 상기 제1 전극(402) 위에 제1 정공 수송층(HTL)(412), 제1 발광층(EML)(414), 제1 전자 수송층(ETL)(416)을 포함하여 이루어질 수 있다.
도면에 도시하지 않았으나, 정공 주입층(HIL)을 상기 제1 전극(402) 위에 추가로 구성할 수 있다.
상기 제1 발광층(EML)(414) 위에 정공 저지층(HBL)을 추가로 구성할 수 있다. 그리고, 상기 제1 전자 수송층(ETL)(416)과 상기 정공 저지층(HBL)은 하나의 층으로도 구성할 수 있다.
상기 제1 발광층(EML)(414) 아래에 전자 저지층(EBL)을 추가로 구성할 수 있다. 그리고, 상기 제1 정공 수송층(HTL)(412)과 상기 전자 저지층(EBL)은 하나의 층으로도 구성할 수 있다.
상기 제1 발광층(EML)(414)은 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층으로 구성된다. 상기 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 510㎚ 내지 580㎚의 범위로 할 수 있다.
그리고, 상기 제1 발광층(EML)(414)은 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층, 또는 황색(Yellow) 발광층 및 적색(Red) 발광층, 또는 적색(Red) 발광층 및 녹색(Green) 발광층, 또는 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층 및 적색(Red) 발광층 중 하나로 구성되거나 이들의 조합으로 구성될 수 있다. 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층에 적색(Red) 발광층을 더 구성하는 경우에는 적색(Red) 발광층의 효율을 더 개선할 수 있다. 상기 적색(Red) 발광층은 상기 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층의 위 또는 아래에 구성할 수 있다.
그리고, 상기 황색(Yellow) 발광층 및 적색(Red) 발광층, 또는 적색(Red) 발광층 및 녹색(Green) 발광층, 또는 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층 및 적색(Red) 발광층은 상기 제1 발광층(EML)(414)의 위 또는 아래에 구성하는 것도 가능하다. 또한, 상기 황색(Yellow) 발광층 및 적색(Red) 발광층, 또는 적색(Red) 발광층 및 녹색(Green) 발광층, 또는 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층 및 적색(Red) 발광층은 상기 제1 발광층(EML)(414)의 위 및 아래에 동일하게 구성하거나 다르게 구성할 수도 있다.
그리고, 상기 황색(Yellow) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 540㎚ 내지 580㎚의 범위로 할 수 있다. 상기 적색(Red) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 600㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 따라서, 상기 제1 발광층(EML)(414)의 상기 황색(Yellow) 발광층 및 적색(Red) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 540㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 여기서 피크 파장은 발광 영역일 수 있다. 상기 황색(Yellow) 발광층과 적색(Red) 발광층의 두 개의 층으로 구성할 경우, 적색(Red) 발광층의 발광 효율을 높일 수 있다.
그리고, 상기 적색(Red) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 600㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 상기 녹색(Green) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 510㎚ 내지 560㎚의 범위로 할 수 있다. 따라서, 상기 제1 발광층(EML)(414)의 적색(Red) 발광층 및 녹색(Green) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 510㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 여기서 피크 파장은 발광 영역일 수 있다. 상기 적색(Red) 발광층과 녹색(Green) 발광층의 두 개의 층으로 구성할 경우, 색 재현율을 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 황색(Yellow) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 540㎚ 내지 580㎚의 범위로 할 수 있다. 상기 적색(Red) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 600㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 따라서, 상기 제1 발광층(EML)(414)의 상기 황색(Yellow) 발광층과 적색(Red) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 540㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 여기서 피크 파장은 발광 영역일 수 있다. 상기 황색(Yellow) 발광층과 적색(Red) 발광층의 두 개의 층으로 구성할 경우, 적색(Red) 발광층의 발광 효율을 높일 수 있다.
또한, 소자의 특성이나 구조에 따라 상기 제1 발광층(EML)(414)은 적색(Red) 발광층과 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층의 두 개의 층으로 구성할 수 있다. 상기 적색(Red) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 600㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 상기 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 510㎚ 내지 580㎚의 범위로 할 수 있다. 상기 적색(Red) 발광층과 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층의 두 개의 층으로 구성할 경우, 적색(Red) 발광층의 발광 효율을 높일 수 있다. 이 경우, 상기 제1 발광층(EML)(414)의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 510㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 여기서 피크 파장은 발광 영역일 수 있다.
상기 제1 발광층(EML)(414)을 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층, 또는 황색(Yellow) 발광층 및 적색(Red) 발광층, 또는 적색(Red) 발광층 및 녹색(Green) 발광층, 또는 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층 및 적색(Red) 발광층 중 하나로 구성되거나 이들의 조합으로 구성될 경우, 상기 제2 발광층(EML)(124)의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 510㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 여기서 피크 파장은 발광 영역일 수 있다.
상기 제1 정공 수송층(HTL)(412), 전자 저지층(EBL), 정공 주입층(HIL) 등의 모든 층을 유기층이라고 할 수 있다. 상기 기판 (401)과 상기 제1 발광층(EML)(414) 사이에 있는 모든 유기층들과 상기 제1 전극(402)을 유기층이라고 할 수 있다. 따라서, 상기 기판(401)과 상기 제1 발광층(EML)(414) 사이에 있는 모든 유기층들을 제1 유기층으로 지칭할 수 있다.
상기 제1 정공 수송층(HTL)(412)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제1 전극(402)의 수나 두께에 상관없이, 또는 전자 저지층(EBL)의 수나 두께에 상관없이, 또는 정공 주입층(HIL)의 수나 두께에 상관없이, 상기 기판 (401)과 상기 제1 발광층(EML)(414) 사이에 있는 모든 유기층의 수나 두께에 상관없이, 상기 제1 발광층(EML)(414)의 발광 위치(L1)는 상기 제1 전극(402)으로부터 1,500Å 내지 2,050Å의 범위 내에 위치하도록 설정한다. 또는, 상기 제1 발광층(EML)(414)의 발광 위치(L1)는 상기 기판(401)과 상기 제1 전극(402)의 계면으로부터 1,500Å 내지 2,050Å의 범위 내에 위치하도록 설정한다. 따라서, 적어도 하나의 상기 제1 유기층의 수, 상기 제1 유기층의 두께에 상관없이 상기 제1 전극(402)으로부터 상기 제1 발광층(EML)(414)의 위치(L1)는 1,500Å 내지 2,050Å의 범위 내에 위치하도록 설정할 수 있다. 또는, 적어도 하나의 상기 제1 유기층의 수, 상기 제1 유기층의 두께에 상관없이 상기 제1 발광층(EML)(414)의 발광 위치(L1)는 상기 기판(401)과 상기 제1 전극(402)의 계면으로부터 1,500Å 내지 2,050Å의 범위 내에 위치하도록 설정할 수 있다.
상기 제2 발광부(420)는 제2 정공 수송층(HTL)(422), 제2 발광층(EML)(424), 제2 전자 수송층(ETL)(426)을 포함하여 이루어질 수 있다. 상기 제2 정공 수송층(HTL)(422) 아래에 정공 주입층(HIL)을 추가로 구성할 수 있다. 상기 제2 발광층(EML)(424) 위에 정공 저지층(HBL)을 추가로 구성할 수 있다. 상기 제2 발광층(EML)(424) 아래에 전자 저지층(EBL)을 추가로 구성할 수 있다.
상기 제2 발광층(EML)(424)은 청색(Blue) 발광층 또는 다른 색을 발광할 수 있는 보조 발광층을 포함한 청색(Blue) 발광층으로 구성된다. 상기 청색(Blue) 발광층은 청색(Blue) 발광층, 진청색(Deep Blue) 발광층, 또는 스카이 블루(Sky Blue) 발광층 중 하나를 포함할 수 있다.
상기 보조 발광층으로는 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층 또는 적색(Red) 발광층 중 하나로 구성되거나 이들의 조합으로 구성될 수 있다. 상기 보조 발광층을 더 구성할 경우 녹색(Green) 발광층이나 적색(Red) 발광층의 발광 효율을 더 개선할 수 있다. 상기 보조 발광층을 포함하여 제2 발광층(EML)(424)을 구성하는 경우, 상기 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층 또는 적색(Red) 발광층 또는 녹색(Green) 발광층이 제2 발광층(EML)(424)의 위 또는 아래에 구성하는 것도 가능하다. 또한, 상기 보조 발광층으로 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층 또는 적색(Red) 발광층 또는 녹색(Green) 발광층이 상기 제2 발광층(EML)(424)의 위 및 아래에 동일하게 구성하거나 다르게 구성할 수 있다. 발광층의 위치나 수 등은 소자의 구성 및 특성에 따라 선택적으로 배치하는 것이 가능하며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 제2 발광층(EML)(424)에 상기 보조 발광층을 구성할 경우, 상기 제1 발광층(EML)(424)의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 440㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 여기서 피크 파장은 발광 영역일 수 있다.
상기 제1 발광부(410)와 상기 제2 발광부(420) 사이에는 제1 전하 생성층(CGL)(440)이 더 구성될 수 있다. 이러한 제1 전하 생성층(140)은 N형 전하 생성층과 P형 전하 생성층을 포함할 수 있다.
상기 제1 발광층(EML)(414), 상기 제1 전자 수송층(ETL)(416), 상기 제1 전하 생성층(CGL)(440), 상기 제2 정공 수송층(HTL)(422), 정공 저지층(HBL), 전자 저지층(EBL), 정공 주입층(HIL) 등의 모든 층들을 유기층이라고 할 수 있다. 상기 제1 발광층(EML)(414)과 상기 제2 발광층(EML)(424) 사이에 있는 모든 유기층들과 상기 제1 발광층(EML)(414)을 유기층이라고 할 수 있다. 따라서, 상기 제1 발광층(EML)(414)과 상기 제2 발광층(EML)(424) 사이에 있는 모든 유기층들을 제2 유기층으로 지칭할 수 있다.
상기 제1 전자 수송층(ETL)(416)의 수나 두께에 상관없이, 상기 제2 정공 수송층(HTL)(422)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제1 전하 생성층(CGL)(440)의 수나 두께에 상관없이, 또는 정공 저지층(HBL)의 수나 두께에 상관없이, 또는 전자 저지층(EBL)의 수나 두께에 상관없이, 또는 정공 주입층(HIL)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제1 발광층(EML)(414)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 기판(401)과 상기 제1 발광층(EML)(414) 사이에 있는 모든 유기층의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제1 발광층(EML)(414)과 상기 제2 발광층(EML)(424) 사이에 있는 모든 유기층의 수나 두께에 상관없이, 상기 제2 발광층(EML)(424)의 발광 위치(L2)는 상기 제1 전극(402)으로부터 2,150Å 내지 2,600Å의 범위 내에 위치하도록 설정할 수 있다. 또는, 상기 제2 발광층(EML)(424)의 발광 위치(L2)는 상기 기판(401)과 상기 제1 전극(402)의 계면으로부터 2,150Å 내지 2,600Å의 범위 내에 위치하도록 설정할 수 있다.
따라서, 적어도 하나의 상기 제1 유기층의 수, 상기 제1 유기층의 두께, 상기 제2 유기층의 수, 상기 제2 유기층의 두께, 상기 제1 발광층의 수, 상기 제1 발광층의 두께에 상관없이 상기 제2 발광층(EML)(424)의 발광 위치(L2)는 상기 제1 전극(402)으로부터 2,150Å 내지 2,600Å의 범위 내에 위치하도록 설정할 수 있다. 또는, 적어도 하나의 상기 제1 유기층의 수, 상기 제1 유기층의 두께, 상기 제2 유기층의 수, 상기 제2 유기층의 두께, 상기 제1 발광층의 수, 상기 제1 발광층의 두께에 상관없이 상기 제2 발광층(EML)(424)의 발광 위치(L2)는 상기 기판(401)과 상기 제1 전극(402)의 계면으로부터 2,150Å 내지 2,600Å의 범위 내에 위치하도록 설정할 수 있다.
상기 제3 발광부(430)는 상기 제2 전극(404) 아래에 제3 전자 수송층(ETL) (436), 제3 발광층(EML)(434), 제3 정공 수송층(HTL)(432)을 포함하여 이루어질 수 있다.
도면에 도시하지 않았으나, 상기 제3 전자 수송층(ETL)(436) 위에 전자 주입층(EIL)을 추가로 구성할 수 있다.
상기 제3 정공 수송층(HTL)(432) 아래에 정공 주입층(HIL)을 추가로 구성할 수 있다.
상기 제3 발광층(EML)(434) 위에 정공 저지층(HBL)을 추가로 구성할 수 있다. 상기 제3 전자 수송층(ETL)(436)과 상기 정공 저지층(HBL)은 하나의 층으로도 구성할 수 있다.
상기 제3 발광층(EML)(434) 아래에 전자 저지층(EBL)을 추가로 구성할 수 있다. 상기 제3 정공 수송층(HTL)(432)과 상기 전자 저지층(EBL)은 하나의 층으로도 구성할 수 있다.
상기 제3 발광층(EML)(434)은 청색(Blue) 발광층 또는 다른 색을 발광할 수 있는 보조 발광층을 포함한 청색(Blue) 발광층 중 하나로 구성된다. 상기 청색(Blue) 발광층은 청색(Blue) 발광층, 진청색(Deep Blue) 발광층, 또는 스카이 블루(Sky Blue) 발광층 중 하나를 포함할 수 있다.
상기 보조 발광층으로는 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층 또는 적색(Red) 발광층 또는 녹색(Green) 발광층 중 하나로 구성되거나 이들의 조합으로 구성될 수 있다. 상기 보조 발광층을 더 구성할 경우 녹색(Green) 발광층이나 적색(Red) 발광층의 발광 효율을 더 개선할 수 있다. 상기 보조 발광층을 포함하여 제3 발광층(EML)(434)을 구성하는 경우, 상기 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층 또는 적색(Red) 발광층 또는 녹색(Green) 발광층이 상기 제3 발광층(EML)(434)의 위 또는 아래에 구성하는 것도 가능하다. 또한, 상기 보조 발광층으로 황색-녹색(Yellow-Green) 또는 적색(Red) 발광층 또는 녹색(Green) 발광층이 상기 제3 발광층(EML)(434)의 위 및 아래에 동일하게 구성하거나 다르게 구성할 수도 있다. 발광층의 위치나 수 등은 소자의 구성 및 특성에 따라 선택적으로 배치하는 것이 가능하며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 제3 발광층(EML)(434)에 상기 보조 발광층을 구성할 경우, 상기 제3 발광층(EML)(434)의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 440㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 여기서 피크 파장은 발광 영역일 수 있다.
상기 제2 발광부(420)와 상기 제3 발광부(430) 사이에는 제2 전하 생성층(CGL) (450)이 더 구성될 수 있다. 이러한 제2 전하 생성층(CGL)(450)은 N형 전하 생성층(N-CGL) 및 P형 전하 생성층(P-CGL)을 포함할 수 있다.
상기 제2 발광층(EML)(424), 상기 제2 전자 수송층(ETL)(426), 제3 정공 수송층(HTL)(432), 상기 제2 전하 생성층(CGL)(450), 정공 주입층(HIL), 전자 저지층(EBL), 정공 저지층(HBL) 등의 모든 층을 유기층이라고 할 수 있다. 상기 제2 발광층(EML)(424)과 상기 제3 발광층(EML)(434) 사이에 있는 모든 유기층들과 상기 제2 발광층(EML)(424)을 유기층이라고 할 수 있다. 따라서, 상기 제2 발광층(EML)(424)과 상기 제3 발광층(EML)(434) 사이에 있는 모든 유기층들을 제3 유기층으로 지칭할 수 있다.
상기 제2 발광층(EML)(424)의 수나 두께에 상관없이, 상기 제2 전자 수송층(ETL)(426)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제3 정공 수송층(HTL)(432)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제2 전하 생성층(CGL)(450)의 수나 두께에 상관없이, 또는 정공 주입층(HIL)의 수나 두께에 상관없이, 또는 전자 저지층(EBL)의 수나 두께에 상관없이, 또는 정공 저지층(HBL)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제1 발광층(EML)(414)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 기판(401)과 상기 제1 발광층(EML)(414) 사이에 있는 모든 유기층의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제1 발광층(EML)(414)과 상기 제2 발광층(EML)(424) 사이에 있는 모든 유기층의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제2 발광층(EML)(424)과 상기 제3 발광층(EML)(434) 사이에 있는 모든 유기층의 수나 두께에 상관없이 상기 제3 발광층(EML)(434)의 발광 위치(L3)는 상기 제1 전극(402)으로부터 3,300Å 내지 3,850Å의 범위 내에 위치하도록 설정할 수 있다. 또는, 상기 제3 발광층(EML)(434)의 발광 위치(L3)는 상기 기판(401)과 상기 제1 전극(402)의 계면으로부터 3,300Å 내지 3,850Å의 범위 내에 위치하도록 설정할 수 있다.
따라서, 적어도 하나의 상기 제1 유기층의 수, 상기 제1 유기층의 두께, 상기 제2 유기층의 수, 상기 제2 유기층의 두께, 상기 제1 발광층의 수, 상기 제1 발광층의 두께, 상기 제3 유기층의 수, 상기 제3 유기층의 두께, 상기 제2 발광층의 수, 상기 제2 발광층의 두께에 상관없이 상기 제3 발광층(EML)(434)의 발광 위치(L3)는 상기 제1 전극(402)으로부터 3,300Å 내지 3,850Å의 범위 내에 위치하도록 설정할 수 있다. 또는, 적어도 하나의 상기 제1 유기층의 수, 상기 제1 유기층의 두께, 상기 제2 유기층의 수, 상기 제2 유기층의 두께, 상기 제3 유기층의 수, 상기 제3 유기층의 두께, 상기 제1 발광층의 수, 상기 제1 발광층의 두께, 상기 제2 발광층의 수, 상기 제2 발광층의 두께에 상관없이 상기 제3 발광층(EML)(434)의 발광 위치(L3)는 상기 기판(401)과 상기 제1 전극(402)의 계면으로부터 3,300Å 내지 3,850Å의 범위 내에 위치하도록 설정할 수 있다.
그리고, 상기 제3 발광층(EML)(434), 상기 제3 전자 수송층(ETL)(436), 정공 저지층(HBL), 전자 주입층(EIL) 등의 모든 층을 유기층이라고 할 수 있다. 상기 제3 발광층(EML)(434)과 상기 제2 전극(404) 사이에 있는 모든 유기층들과 상기 제3 발광층(EML)(434)을 유기층이라고 할 수 있다. 따라서, 상기 제3 발광층(EML)(434)과 상기 제2 전극(404) 사이에 있는 모든 유기층들을 제1 유기층이라 지칭할 수 있다.
상기 제3 전자 수송층(ETL)(436)의 수나 두께에 상관없이, 또는 전자 주입층(EIL)의 수나 두께에 상관없이, 또는 정공 저지층(HBL)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제3 발광층(EML)(434)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제2 발광층(EML)(424)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제1 발광층(EML)(414)의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 기판(401)과 상기 제1 발광층(EML)(414) 사이에 있는 모든 유기층의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제1 발광층(EML)(414)과 상기 제2 발광층(EML)(424) 사이에 있는 모든 유기층의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제2 발광층(EML)(424)과 상기 제3 발광층(EML)(434) 사이에 있는 모든 유기층의 수나 두께에 상관없이, 또는 상기 제3 발광층(EML)(434)과 상기 제2 전극(404) 사이에 있는 모든 유기층의 두께에 상관없이, 상기 제2 전극(404)의 위치(L0)는 상기 제1 전극(402)으로부터 3,500Å 내지 4,500Å의 범위 내에 위치하도록 설정할 수 있다. 또는, 상기 제2 전극(404)의 위치(L0)는 상기 기판(401)과 상기 제1 전극(402)의 계면으로부터 3,500Å 내지 4,500Å의 범위 내에 위치하도록 설정할 수 있다.
따라서, 적어도 하나의 상기 제1 유기층의 수, 상기 제1 유기층의 두께, 상기 제2 유기층의 수, 상기 제2 유기층의 두께, 상기 제3 유기층의 수, 상기 제3 유기층의 두께, 상기 제4 유기층의 수, 상기 제4 유기층의 두께, 상기 제1 발광층의 수, 상기 제1 발광층의 두께, 상기 제2 발광층의 수, 상기 제2 발광층의 두께, 상기 제3 발광층의 수, 상기 제3 발광층의 두께에 상관없이 제2 전극(404)의 위치(L0)는 상기 제1 전극(402)으로부터 3,500Å 내지 4,500Å의 범위 내에 위치하도록 설정할 수 있다. 또는, 적어도 하나의 상기 제1 유기층의 수, 상기 제1 유기층의 두께, 상기 제2 유기층의 수, 상기 제2 유기층의 두께, 상기 제3 유기층의 수, 상기 제3 유기층의 두께, 상기 제4 유기층의 수, 상기 제4 유기층의 두께, 상기 제1 발광층의 수, 상기 제1 발광층의 두께, 상기 제2 발광층의 수, 상기 제2 발광층의 두께, 상기 제3 발광층의 수, 상기 제3 발광층의 두께에 상관없이 상기 제2 전극(404)의 위치(L0)는 상기 기판(401)과 상기 제1 전극(402)의 계면으로부터 3,500Å 내지 4,500Å의 범위 내에 위치하도록 설정할 수 있다.
여기서, 상기 제3 발광층(EML)(434)의 발광 위치(L3)는 상기 제1 전극(402)으로부터 4,500Å 내지 5,100Å의 범위 내에 위치하도록 설정할 수 있다. 그리고, 상기 제2 전극(404)의 위치(L0)는 상기 제1 전극(402)으로부터 4,500Å 내지 6,000Å의 범위 내에 위치하도록 설정할 수 있다. 상기 제3 발광층(EML)(434)의 발광 위치(L3)가 상기 제2 전극(403)으로부터 5,000Å으로 설정될 경우, 상기 제2 전극(404)의 위치(L0)는 상기 제1 전극(402)으로부터 4,550Å 내지 6,000Å의 범위 내에 위치하도록 설정할 수 있다. 그리고, 상기 제3 발광층(EML)(434)의 발광 위치(L3)가 상기 제1 전극(402)으로부터 5,100Å으로 설정될 경우, 상기 제2 전극(404)의 위치(L0)는 상기 제1 전극(402)으로부터 5,150Å 내지 6,000Å의 범위 내에 위치하도록 설정할 수 있다.
따라서, 본 발명은 적어도 하나의 상기 제1 유기층의 수, 상기 제1 유기층의 두께, 상기 제2 유기층의 수, 상기 제2 유기층의 두께, 상기 제3 유기층의 수, 상기 제3 유기층의 두께, 상기 제4 유기층의 수, 상기 제4 유기층의 두께, 상기 제1 발광층의 수, 상기 제1 발광층의 두께, 상기 제2 발광층의 수, 상기 제2 발광층의 두께, 상기 제3 발광층의 수, 상기 제3 발광층의 두께에 상관없이 상기 제1 전극(402)으로부터 제2 전극(404)의 위치와 발광층들의 위치를 설정할 수 있다.
도 38에 도시한 구조는 본 발명의 일예를 나타낸 것으로, 유기 발광 소자의 구조나 특성에 따라 선택적으로 구성하는 것이 가능하며, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 39는 본 발명의 제11 실시예에 따른 유기 발광 소자의 발광 위치를 나타내는 도면이다.
도 39에서 가로축은 빛의 파장 영역을 나타낸 것이며, 세로축은 상기 제1 전극(402)으로부터 상기 발광부를 구성하는 발광층들의 발광 위치를 나타낸 것으로, contour map이라 할 수 있다. 여기서는 상기 제2 전극(404)을 제외하고, 본 발명의 EPEL 구조를 적용할 경우 발광 피크(Emitting Peak)에서 발광층들의 발광 위치를 나타낸 것이다. 그리고, 발광층들의 발광 영역에서 최대 발광 범위를 가지는 발광층들의 발광 위치를 나타낸 것이다.
상기 제1 발광부(410)를 구성하는 상기 제1 발광층(EML)(414)은 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층이므로, 상기 제1 발광층(EML)(414)의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength) 범위가 510㎚ 내지 580㎚ 범위가 될 수 있다. 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층의 발광 영역인 510㎚ 내지 580㎚에서 발광하도록 하여야 등고선(contour map)의 백색(white) 영역에서 최대 효율을 낼 수 있다.
따라서, 상기 제1 발광층(EML)(414)의 발광 위치를 1,500Å 내지 2,050Å 범위로 설정하여, 발광 피크(Emitting Peak)(414E)가 510㎚ 내지 580㎚에 위치하게 한다. 이로 인해, 상기 제1 발광층(EML)(414)을 510㎚ 내지 580㎚에서 빛이 발광하도록 함으로써 최대 효율을 낼 수 있게 된다.
그리고, 소자의 특성이나 구조에 따라 상기 제1 발광부(410)의 상기 제1 발광층(EML)(414)은 적색(Red) 발광층과 녹색(Green) 발광층의 두 개의 층으로 구성할 수도 있다. 상기 적색(Red) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 600㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 상기 녹색(Green) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 510㎚ 내지 560㎚의 범위로 할 수 있다. 따라서, 이 경우에는 제1 발광층(EML)(414)의 발광 영역인 510㎚ 내지 650㎚에서 발광하도록 하여야 등고선(contour map)의 백색(white) 영역에서 최대 효율을 낼 수 있다.
또한, 소자의 특성이나 구조에 따라 상기 제1 발광부(410)의 상기 제1 발광층(EML)(414)은 적색(Red) 발광층과 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층의 두 개의 층으로 구성할 수 있다. 상기 적색(Red) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 600㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 상기 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 510㎚ 내지 580㎚의 범위로 할 수 있다. 따라서, 이 경우에는 제1 발광층(EML)(414)의 발광 영역인 510㎚ 내지 650㎚에서 발광하도록 하여야 등고선(contour map)의 백색(white) 영역에서 최대 효율을 낼 수 있다.
또한, 소자의 특성이나 구조에 따라 상기 제1 발광부(310)의 상기 제1 발광층(EML)(414)은 황색(Yellow) 발광층과 적색(Red) 발광층의 두 개의 층으로 구성할 수 있다. 상기 황색(Yellow) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 540㎚ 내지 580㎚의 범위로 할 수 있다. 상기 적색(Red) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength)은 600㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 따라서, 이 경우에는 제1 발광층(EML)(414)의 발광 영역인 540㎚ 내지 650㎚에서 발광하도록 하여야 등고선(contour map)의 백색(white) 영역에서 최대 효율을 낼 수 있다.
따라서, 상기 제1 발광층(EML)(414)으로 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층, 또는 황색(Yellow) 발광층 및 적색(Red) 발광층, 또는 적색(Red) 발광층 및 녹색(Green) 발광층, 또는 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층 및 적색(Red) 발광층 중 하나이거나 이들의 조합으로 구성하는 경우에는, 상기 제1 발광층(EML)(314)의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength) 범위가 510㎚ 내지 650㎚ 범위가 될 수 있다. 이 경우에는 제1 발광층(EML)(414)의 발광 영역인 510㎚ 내지 650㎚에서 발광하도록 하여야 등고선(contour map)의 백색(white) 영역에서 최대 효율을 낼 수 있다.
도 39에서는 상기 제1 발광층(EML)(414)에 보조 발광층을 포함하지 않고, 상기 제1 발광층(EML)(414)은 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층을 예로 들어 발광 위치를 나타낸 것이다. 따라서, 상기 제1 발광층(EML)(414)의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength) 범위는 510㎚ 내지 580㎚ 범위에서 최대 효율을 낼 수 있다.
상기 제2 발광부(420)를 구성하는 상기 제2 발광층(EML)(424)은 청색(Blue) 발광층이므로, 상기 제2 발광층(EML)(424)의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength) 범위가 440㎚ 내지 480㎚의 범위가 될 수 있다. 청색(Blue) 발광층의 발광 영역인 440㎚ 내지 480㎚에서 발광하도록 하여야 등고선(contour map)의 백색(white) 영역에서 최대 효율을 낼 수 있다.
따라서, 상기 제2 발광층(EML)(424)의 발광 위치를 2,150Å 내지 2,600Å 범위로 설정하여 상기 제2 발광층(EML)(424)의 발광 피크(Emitting Peak)(424E)가 440㎚ 내지 480㎚에 위치하게 한다. 이로 인해, 상기 제2 발광층(EML)(44)을 440㎚ 내지 480㎚에서 빛을 발광하게 함으로써 최대 효율을 낼 수 있게 된다.
또한, 상기 청색(Blue) 발광층은 청색(Blue) 발광층, 진청색(Deep Blue) 발광층, 또는 스카이 블루(Sky Blue) 발광층 중 하나를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제2 발광부(420)를 구성하는 상기 제2 발광층(EML)(424)에 보조 발광층으로 황색-녹색(Yellow-Green) 또는 적색(Red) 발광층 또는 녹색(Green) 발광층을 구성할 경우, 상기 제2 발광층(EML)(424)의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength) 범위가 440㎚ 내지 650㎚의 범위가 될 수 있다. 따라서, 이 경우에는 제2 발광층(EML)(424)의 발광 영역인 440㎚ 내지 650㎚에서 발광하도록 하여야 등고선(contour map)의 백색(white) 영역에서 최대 효율을 낼 수 있다.
도 39에서는 상기 제2 발광층(EML)(424)에 보조 발광층을 포함하지 않고, 상기 제2 발광층(EML)(424)이 청색(Blue) 발광층을 예로 들어 발광 위치를 나타낸 것이다. 따라서, 상기 제2 발광층(EML)(424)의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength) 범위는 440㎚ 내지 480㎚ 범위에서 최대 효율을 낼 수 있다.
상기 제3 발광부(430)를 구성하는 상기 제3 발광층(EML)(434)은 청색(Blue) 발광층이므로, 상기 제3 발광층(EML)(434)의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength) 범위가 440㎚ 내지 480㎚의 범위가 될 수 있다. 청색(Blue) 발광층의 발광 영역인 440㎚ 내지 480㎚에서 발광하도록 하여야 등고선(contour map)의 백색(white) 영역에서 최대 효율을 낼 수 있다.
따라서, 상기 제3 발광층(EML)(434)의 발광 위치를 3,300Å 내지 3,850Å 범위로 설정하여 상기 제3 발광층(EML)(434)의 발광 피크(Emitting Peak)(434E)가 440㎚ 내지 480㎚에 위치하게 한다. 이로 인해, 상기 제3 발광층(EML)(434)을 440㎚ 내지 480㎚에서 빛을 발광하게 함으로써 최대 효율을 낼 수 있게 된다.
또한, 상기 청색(Blue) 발광층은 청색(Blue) 발광층, 진청색(Deep Blue) 발광층, 또는 스카이 블루(Sky Blue) 발광층 중 하나를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제3 발광부(430)를 구성하는 상기 제3 발광층(EML)(434)에 보조 발광층으로 황색-녹색(Yellow-Green) 또는 적색(Red) 발광층 또는 녹색(Green) 발광층을 구성할 경우, 상기 제3 발광층(EML)(434)의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength) 범위가 440㎚ 내지 650㎚의 범위가 될 수 있다. 따라서, 이 경우에는 제3 발광층(EML)(434)의 발광 영역인 440㎚ 내지 650㎚에서 발광하도록 하여야 등고선(contour map)의 백색(white) 영역에서 최대 효율을 낼 수 있다.
도 39에서는 상기 제3 발광층(EML)(434)에 보조 발광층을 포함하지 않고, 상기 제3 발광층(EML)(434)이 청색(Blue) 발광층을 예로 들어 발광 위치를 나타낸 것이다. 따라서, 상기 제3 발광층(EML)(434)의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength) 범위는 440㎚ 내지 480㎚ 범위에서 최대 효율을 낼 수 있다.
위에서 설명한 바와 같이, 발광층의 발광 위치에 따라 발광 피크(Emitting Peak)의 위치가 변하게 된다. 본 발명은 발광부를 구성하는 발광층의 발광 위치를 설정함으로써 발광층의 발광 피크(Emitting Peak)가 원하는 발광 영역에 위치하도록 하는 EPEL(Emission Position of Emitting Layers) 구조를 적용하는 것이다.
따라서, 발광층에 EPEL(Emission Position of Emitting Layers) 구조를 적용함으로써 발광 피크(Emitting Peak)가 특정한 파장에 위치하게 되고, 그로 인해 특정 파장에 해당하는 빛에서 발광층들이 최대의 효율을 낼 수 있게 된다.
그리고, 상기 특정 파장인 발광 영역에서 발광층들의 최대의 효율을 낼 수 있는 발광 범위를 최대 발광 범위라고 할 수 있다. 즉, 피크 파장은 발광 영역일 수 있다.따라서, 상기 제1 발광층의 최대 발광 범위는 530nm 내지 570nm이며, 상기 제2 발광층의 최대 발광 범위는 440nm 내지 470nm이며, 상기 제3 발광층의 최대 발광 범위는 440nm 내지 470nm일 수 있다.
즉, 청색(Blue) 발광층의 최대 발광 범위인 440㎚ 내지 470㎚와, 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층의 최대 발광 범위인 530㎚ 내지 570㎚에서 빛이 발광하도록 하여야 등고선(contour map)의 백색(white) 영역에서 최대 효율을 낼 수 있다. 상기 발광 영역에 해당하도록 본 발명의 발광층의 발광 위치를 설정함으로써 발광층이 최대 효율을 낼 수 있음을 알 수 있다. 그리고, 본 발명의 상기 EPEL 구조는 적어도 하나의 제1 유기층의 수, 제1 유기층의 두께, 상기 제2 유기층의 수, 상기 제2 유기층의 두께, 상기 제3 유기층의 수, 상기 제3 유기층의 두께, 상기 제4 유기층의 수, 상기 제4 유기층의 두께, 상기 제1 발광층의 수, 상기 제1 발광층의 두께, 상기 제2 발광층의 수, 상기 제2 발광층의 두께, 상기 제3 발광층의 수, 상기 제3 발광층의 두께에 상관없이, 상기 제1 발광층, 상기 제2 발광층 및 상기 제3 발광층이 최대 발광 범위를 가지도록 구성함으로써 발광층이 최대 효율을 낼 수 있음을 알 수 있다.
도 40은 본 발명의 제11 실시예에 따른 EL 스펙트럼을 나타내는 도면이다.
도 40에서 가로축은 빛의 파장 영역을 나타낸 것이며, 세로축은 발광 세기(intensity)를 나타낸 것이다. 발광 세기는 EL 스펙트럼의 최대값을 기준으로 하여 상대적인 값으로 표현한 수치이다.
도 40에서 실시예(최소 위치)는 발광층들의 발광 위치를 설정하였을 때 최소 위치로 설정한 부분이다. 예를 들면, 상기 제1 발광층(EML)(414)의 발광 위치(L1)가 상기 제1 전극(402)으로부터 1,500Å 내지 2,050Å의 범위인 경우, 최소 위치는 1,500Å으로 설정한 것이다.
실시예(최대 위치)는 발광층들의 발광 위치를 설정하였을 때 최대 위치로 설정한 부분이다. 상기 제1 발광층(EML)(414)의 발광 위치(L1)가 상기 제1 전극(402)으로부터 1,500Å 내지 2,050Å의 범위인 경우, 최대 위치는 2,050Å으로 설정한 것이다.
실시예(최적 위치)는 본 발명의 제8 실시예의 발광 위치로 설정한 부분이다. 예를 들면, 상기 제1 발광층(EML)(414)의 발광 위치(L1)가 상기 제1 전극(402)으로부터 1,500Å 내지 2,050Å의 범위인 경우, 실시예의 발광 위치는 1,500Å 내지 2,050Å 범위로 설정한 것이다.
도 40에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 EPEL(Emission Position of Emitting Layers) 구조에서 발광 위치의 최소 위치를 벗어날 경우 최적 위치와 비교하면 아래와 같다. 청색(Blue) 광의 피크 파장(peak wavelength) 범위인 440㎚ 내지 480㎚에서 발광 세기가 감소함을 알 수 있다. 그리고, 황색-녹색(Yellow-Green) 광의 피크 파장(peak wavelength) 범위인 510㎚ 내지 580㎚에서 발광 세기가 감소하며, 황색-녹색(Yellow-Green) 광의 피크 파장(peak wavelength) 범위를 벗어남을 알 수 있다. 그리고, 적색(Red) 광의 피크 파장(peak wavelength) 범위인 600㎚ 내지 650㎚에서 발광 세기가 현저히 감소함을 알 수 있다.
그리고, 본 발명의 EPEL(Emission Position of Emitting Layers) 구조에서 발광 위치의 최대 위치를 벗어날 경우 최적 위치와 비교하면 아래와 같다. 청색(Blue) 광의 피크 파장(peak wavelength) 범위인 440㎚ 내지 480㎚에서 발광 세기가 감소함을 알 수 있다. 그리고, 황색-녹색(Yellow-Green) 광의 피크 파장(peak wavelength) 범위인 510㎚ 내지 580㎚에서 발광 세기가 현저히 감소함을 알 수 있다.
따라서, 실시예의 최소 위치 또는 최대 위치로 설정할 경우보다 본 발명의 최적 위치로 설정할 경우가 청색(Blue) 광의 피크 파장 범위에서 발광 세기가 증가함을 알 수 있다. 또한, 실시예의 최소 위치 또는 최대 위치로 설정할 경우보다 본 발명의 최적 위치로 설정할 경우가 황색-녹색(Yellow-Green) 광의 피크 파장 범위에서 발광 세기가 증가함을 알 수 있다 또한, 실시예의 최소 위치 또는 최대 위치로 설정할 경우보다 본 발명의 최적 위치로 설정할 경우가 적색(Red) 광의 피크 파장 범위에서 발광 세기가 증가함을 알 수 있다.
본 발명의 EPEL(Emission Position of Emitting Layers) 구조를 적용한 백색 유기 발광 소자와 비교예의 패널 효율은 아래 표 21에 기재한 바와 같다. 비교예의 효율을 100%라고 하였을 때, 본 발명의 제11 실시예의 효율을 나타낸 것이다.
아래 표 21은 비교예 및 본 발명의 실시예의 효율을 비교한 것이다. 비교예는 제1 발광부, 제2 발광부 및 제3 발광부를 포함하는 하부 발광(Bottom Emission) 방식의 백색 유기 발광 소자로 제1 발광부는 청색(Blue) 발광층, 제2 발광부는 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층, 제3 발광부는 청색(Blue) 발광층으로 구성한 것이다. 실시예는 본 발명의 EPEL(Emission Position of Emitting Layers) 구조의 최적 위치를 적용했을 경우의 상부 발광(Top Emission) 방식의 백색 유기 발광 소자이다.
상기 표 21에서와 같이, 상기 비교예와 대비하여 본 발명의 EPEL 구조를 적용했을 경우 비교예의 효율이 100%로 하면, 적색(Red) 효율은 22% 정도 상승하였고, 녹색(Green), 청색(Blue) 및 백색(White) 효율은 비교예와 거의 유사함을 알 수 있다.
본 발명의 EPEL(Emission Position of Emitting Layers) 구조를 적용한 백색 유기 발광 소자와 비교예의 패널 효율은 아래 표 22에 기재한 바와 같다.
아래 표 22는 실시예(최적 위치)의 효율을 100%라고 하였을 때, 실시예(최소 위치)와 실시예(최대 위치)의 효율을 나타낸 것이다.
패널 효율은 구동 전류밀도가 10mA/cm2일 때 측정한 것이다. 그리고, 실시예의 패널 효율이 100%일 경우, 실시예(최소 위치)와 실시예(최대 위치)의 패널 효율을 측정한 것이다.
표 22에 나타낸 바와 같이, 실시예(최소 위치)와 실시예(최대 위치)의 경계에서는 적색(Red), 녹색(Green), 청색(Blue), 백색(white)의 효율이 감소됨을 알 수 있다. 그리고, 실시예(최소 위치)가 실시예(최대 위치)보다 적색(Red), 녹색(Green), 청색(Blue), 백색(white)의 효율이 더 감소함을 알 수 있다.
따라서, 본 발명의 EPEL(Emission Position of Emitting Layers) 구조의 발광 위치의 최적 위치를 벗어날 경우에는 패널 효율이 감소함을 알 수 있다.
본 발명의 제11 실시예에서 설명한 바와 같이, 상기 유기 발광 소자는 하부 발광 방식의 유기 발광 소자일 수 있다.
상기 제2 전극의 위치는 상기 제1 전극으로부터 3,500Å 내지 4,500Å 범위로 설정할 수 있다.
상기 제1 발광층의 발광 위치는 상기 제1 전극으로부터 1,500Å 내지 2,050Å 범위로 설정할 수 있다.
상기 제2 발광층의 발광 위치는 상기 제1 전극으로부터 2,150Å 내지 2,600Å 범위로 설정할 수 있다.
상기 제3 발광층의 발광 위치는 상기 제1 전극으로부터 3,300Å 내지 3,850Å 범위로 설정할 수 있다.
상기 제1 발광층은 황색-녹색 발광층, 또는 황색 발광층 및 적색 발광층, 또는 적색 발광층 및 녹색 발광층, 또는 황색-녹색 발광층 및 적색 발광층 중 하나이거나 이들의 조합으로 구성될 수 있다.
상기 제2 발광층 및 상기 제3 발광층은 청색 발광층, 또는 청색 발광층 및 황색-녹색 발광층, 또는 청색 발광층 및 적색 발광층, 또는 청색 발광층 및 녹색 발광층 중 하나이거나 이들의 조합으로 구성될 수 있다.
상기 제1 발광층의 발광 영역은 510㎚ 내지 650㎚ 범위이고, 상기 제2 발광층의 발광 영역은 440㎚ 내지 650㎚ 범위이고, 상기 제3 발광층의 발광 영역은 440㎚ 내지 650㎚ 범위일 수 있다.
상기 제1 발광층의 최대 발광 범위는 530㎚ 내지 570㎚ 범위이고, 상기 제2 발광층의 최대 발광 범위는 440㎚ 내지 470㎚ 범위이고, 상기 제3 발광층의 최대 발광 범위는 440㎚ 내지 470㎚ 범위일 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 EPEL(Emission Position of Emitting Layers) 구조를 적용할 경우 발광층의 발광 세기가 증가할 수 있음을 알 수 있다. 또한, 발광 세기가 증대하므로 패널 효율이 향상된다는 것을 알 수 있다.
도 41은 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자를 포함하는 유기발광 표시장치의 단면도로서, 이는 전술한 본 발명의 제10 실시예 및 제11 실시예에 따른 유기 발광 소자를 이용한 것이다. 본 실시예를 설명함에 있어 이전 실시예와 동일 또는 대응되는 구성 요소에 대한 설명은 생략하기로 한다.
도 41에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 유기발광 표시장치(4000)는 기판(40), 박막트랜지스터(TFT), 오버코팅층(4150), 제1 전극(402), 발광부(4180) 및 제2 전극(104)을 포함한다. 박막트랜지스터(TFT)는 게이트 전극(4115), 게이트 절연층(4120), 반도체층(4131), 소스 전극(4133) 및 드레인 전극(4135)을 포함한다.
도 41에서는 박막 트랜지스터(TFT)가 인버티드 스태거드(inverted staggered) 구조로 도시되었으나, 코플라나(coplanar) 구조로 형성할 수도 있다.
기판(40)은 유리, 금속, 또는 플라스틱으로 이루어질 수 있다.
게이트 전극(4115)은 기판(40) 위에 형성된다. 게이트 절연층(4120)은 게이트 전극(4115) 위에 형성된다.
반도체층(4131)은 게이트 절연층(4120) 위에 형성된다.
소스 전극(4133) 및 드레인 전극(4135)은 반도체층(4131) 상에 형성될 수 있다.
보호층(4140)은 상기 소스 전극(4133) 및 드레인 전극(4135) 상에 형성된다.
칼라필터(4145)는 상기 제1 보호층(4140) 상에 형성된다.
오버코팅층(4150)은 상기 칼라필터(4145) 상에 형성된다.
제1 전극(402)은 상기 오버코팅층(4150) 상에 형성된다. 제1 전극(402)은 상기 보호층(4140)과 오버코팅층(4150)의 소정 영역의 콘택홀(CH)을 통해 상기 드레인 전극(4135)과 전기적으로 연결된다. 도 41에서는 드레인 전극(4135)과 제1 전극(4102)이 전기적으로 연결되는 것으로 도시되었으나, 상기 보호층(4140)과 오버코팅층(4150)의 소정 영역의 콘택홀(CH)을 통해 소스 전극(4133)과 제1 전극(402)이 전기적으로 연결되는 것도 가능하다.
뱅크층(4170)은 상기 제1 전극(402) 상에 형성되며, 화소 영역을 정의한다.
발광부(4180)는 상기 뱅크층(4170) 상에 형성된다. 상기 발광부(4180)는 본 발명의 제10 실시예 및 제11 실시예에 도시한 바와 같이, 제1 전극(402) 상에 형성된 제1 발광부(410), 제2 발광부(420) 및 제3 발광부(430)로 이루어진다.
제2 전극(404)은 상기 발광부(4180) 상에 형성된다.
도 41에 도시되지 않았으나, 봉지부가 상기 제2 전극(404) 상에 구성될 수 있다. 봉지부는 상기 발광부(4180) 내부로 수분이 침투하는 것을 방지하는 역할을 한다. 봉지 기판은 유리 또는 플라스틱으로 이루어질 수도 있고, 금속으로 이루어질 수도 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 보호 범위는 청구 범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100, 200, 300, 400: 백색 유기 발광 소자
102, 202, 302, 402: 제1 전극
104, 204, 304, 404: 제2 전극
110, 210, 310, 410: 제1 발광부
120, 220, 320, 420: 제2 발광부
130, 230, 330, 430: 제3 발광부
114, 214, 314, 414: 제1 발광층
124, 224,324, 424: 제2 발광층
134, 234,334, 434: 제3 발광층
102, 202, 302, 402: 제1 전극
104, 204, 304, 404: 제2 전극
110, 210, 310, 410: 제1 발광부
120, 220, 320, 420: 제2 발광부
130, 230, 330, 430: 제3 발광부
114, 214, 314, 414: 제1 발광층
124, 224,324, 424: 제2 발광층
134, 234,334, 434: 제3 발광층
Claims (12)
- 제1 발광층을 포함하며, 제1 전극과 제2 전극 사이에 있는 제1 발광부;
제2 발광층을 포함하며, 상기 제1 발광부 위에 있는 제2 발광부; 및
제3 발광층을 포함하며, 상기 제2 발광부 위에 있는 제3 발광부를 포함하며,
상기 제1 발광부, 상기 제2 발광부, 및 상기 제3 발광부는 상부 발광 방식이며,
상기 제1 발광층, 상기 제 2 발광층, 및 상기 제3 발광층 중 두 개의 발광층들은 동일한 색을 발광하며,
상기 제1 발광층은 상기 제1 전극으로부터 1,500Å 내지 2,050Å 범위에 위치하고,
상기 동일한 색을 발광하는 상기 두 개의 발광층들을 포함하는 두 개의 발광부는 서로 인접하도록 배치된, 백색 유기 발광 소자. - 제 1 항에 있어서,
상기 제2 전극은 상기 제1 전극으로부터 3,500Å 내지 4,500Å 범위에 위치하는, 백색 유기 발광 소자. - 제 1 항에 있어서,
상기 제3 발광층은 상기 제1 전극으로부터 3,300Å 내지 3,850Å 범위에 위치하는, 백색 유기 발광 소자. - 제1 발광층을 포함하며, 제1 전극과 제2 전극 사이에 있는 제1 발광부;
제2 발광층을 포함하며, 상기 제1 발광부 위에 있는 제2 발광부; 및
제3 발광층을 포함하며, 상기 제2 발광부 위에 있는 제3 발광부를 포함하며,
상기 제1 발광부, 상기 제2 발광부, 및 상기 제3 발광부는 상부 발광 방식이며,
상기 제1 발광층, 상기 제 2 발광층, 및 상기 제3 발광층 중 두 개의 발광층들은 동일한 색을 발광하며,
상기 제2 전극은 상기 제1 전극으로부터 3,500Å 내지 4,500Å 범위에 위치하고,
상기 동일한 색을 발광하는 상기 두 개의 발광층들을 포함하는 두 개의 발광부는 서로 인접하도록 배치된, 백색 유기 발광 소자. - 제 4 항에 있어서,
상기 제3 발광층은 상기 제1 전극으로부터 3,300Å 내지 3,850Å 범위에 위치하는, 백색 유기 발광 소자. - 제1 발광층을 포함하며, 제1 전극과 제2 전극 사이에 있는 제1 발광부;
제2 발광층을 포함하며, 상기 제1 발광부 위에 있는 제2 발광부; 및
제3 발광층을 포함하며, 상기 제2 발광부 위에 있는 제3 발광부를 포함하며,
상기 제1 발광부, 상기 제2 발광부, 및 상기 제3 발광부는 상부 발광 방식이며,
상기 제1 발광층, 상기 제 2 발광층, 및 상기 제3 발광층 중 두 개의 발광층들은 동일한 색을 발광하며,
상기 제3 발광층은 상기 제1 전극으로부터 3,300Å 내지 3,850Å 범위에 위치하고,
상기 동일한 색을 발광하는 상기 두 개의 발광층들을 포함하는 두 개의 발광부는 서로 인접하도록 배치된, 백색 유기 발광 소자. - 삭제
- 제 1 항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 동일한 색을 발광하는 상기 두 개의 발광층들은 청색 발광층, 또는 청색 발광층 및 황색-녹색 발광층, 또는 청색 발광층 및 적색 발광층, 또는 청색 발광층 및 녹색 발광층 중 하나이거나 이들의 조합으로 구성된, 백색 유기 발광 소자. - 제 1 항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 동일한 색을 발광하는 상기 두 개의 발광층들을 제외한 나머지 하나의 발광층은 황색-녹색 발광층, 또는 황색 발광층 및 적색 발광층, 또는 적색 발광층 및 녹색 발광층, 또는 황색-녹색 발광층 및 적색 발광층 중 하나이거나 이들의 조합으로 구성된, 백색 유기 발광 소자. - 제 1 항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 발광부와 상기 제2 발광부 사이에 있는 제1 전하 생성층; 및
상기 제2 발광부와 상기 제3 발광부 사이에 있는 제2 전하 생성층을 더 포함하는, 백색 유기 발광 소자. - 제 1 항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 발광부는 상기 제1 전극 위에 있는 제1 정공 수송층 및 상기 제1 발광층 상에 있는 제1 전자 수송층을 포함하고,
상기 제2 발광부는 상기 제2 발광층 아래에 있는 제2 정공 수송층 및 상기 제2 발광층 상에 있는 제2 전자 수송층을 포함하고,
상기 제3 발광부는 상기 제3 발광층 아래에 있는 제3 정공 수송층 및 상기 제3 발광층 상에 있는 제3 전자 수송층을 포함하는, 백색 유기 발광 소자. - 제 1 항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 발광부는 상기 제1 전극 위에 있는 제1 정공 수송층 및 상기 제1 발광층 상에 있는 제1 전자 수송층을 포함하고,
상기 제2 발광부는 상기 제2 발광층 아래에 있는 제2 정공 수송층 및 상기 제2 발광층 상에 있는 제2 전자 수송층을 포함하고,
상기 제3 발광부는 상기 제3 발광층 아래에 있는 제3 정공 수송층, 상기 제3 발광층 상에 있는 제3 전자 수송층, 및 상기 제3 전자 수송층 상에 있는 전자 주입층을 포함하는, 백색 유기 발광 소자.
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