KR102646913B1 - 유기발광 표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 유기발광 표시장치는, 제1 전극과 제2 전극 사이에 있는 제1 발광부; 상기 제1 발광부 위에 있는 제2 발광부; 상기 제2 발광부 위에 있는 제3 발광부; 상기 제1 발광부와 상기 제2 발광부 사이에 있는 제1 전하생성층 및 제2 전하생성층; 및 상기 제2 발광부와 상기 제3 발광부 사이에 있는 제3 전하생성층 및 제4 전하생성층을 포함하고, 상기 제1 발광부와 상기 제1 전하생성층을 포함하는 제1 두께는 상기 제3 발광부와 상기 제4 전하생성층을 포함하는 제2 두께보다 작다.

Description

유기발광 표시장치{ORGANIC LIGHT EMITTING DISPLAY DEVICE}
본 발명은 유기발광 표시장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 색시야각이나 효율을 향상시킬 수 있는 유기발광 표시장치에 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 표시장치(Display Device)가 개발되고 있다.
이와 같은 표시장치의 구체적인 예로는 액정표시장치(Liquid Crystal Display device: LCD), 플라즈마 표시장치(Plasma Display Panel device: PDP), 전계방출 표시장치(Field Emission Display device: FED), 유기발광 표시장치(Organic Light Emitting Display Device: OLED) 등을 들 수 있다.
특히, 유기발광 표시장치는 자발광소자로서 다른 표시 장치에 비해 응답속도가 빠르고 발광 효율, 휘도 및 시야각이 큰 장점이 있으므로 널리 주목받고 있다.
1.[백색 유기 발광 소자] (특허출원번호 제 10-2009-0092596호)
유기발광 표시장치는 최근 백색을 발광할 수 있는 유기발광 표시장치의 개발로 인해서 백라이트 또는 조명 등 그 응용분야가 광범위하며, 가장 중요한 디스플레이 중 하나로 인식되고 있다.
유기발광 표시장치가 백색을 구현하는 방식으로는 단층발광 방식, 다층발광방식, 색변환 방식, 소자적층 방식 등이 있으며, 현재 사용되는 방식은 여러 층에서 발광이 일어나며 각 색의 조합에 의해 백색이 구현되는 다층발광 방식이다.
다층발광 방식을 이용하는 유기발광소자는 다른 피크 파장을 가지는 두 개 이상의 발광부들이 연결되어 구성되어 있다. 두 개 이상의 피크 파장에 의해서, 스펙트럼 상에 서로 다른 피크 파장을 갖는 발광 영역들의 조합으로 백색 발광을 하게 된다. 그러나, 두 개 이상의 피크 파장으로 인해 유기발광 표시장치를 보는 방향인 시야각에 따라 피크 파장의 감소율에 차이가 생긴다. 피크 파장의 감소율의 차이가 발생할수록 유기발광 표시장치를 측면에서 볼 경우, 정면과 동일한 색이 아닌 다른 색이 나타나게 된다. 예를 들어, 청색과 황색의 피크 파장을 가지는 유기발광 표시장치일 경우, 유기발광 표시장치의 정면은 백색으로 나타나지만, 보는 방향인 시야각에 따른 청색의 스펙트럼 변화율이 황색의 스펙트럼 변화율보다 증가하게 되면 유기발광 표시장치의 시야각에 따라 황색이 더 진하게 보이게 된다. 또는 시야각에 따른 청색의 스펙트럼 변화율이 황색의 스펙트럼 변화율보다 감소하게 되면, 유기발광 표시장치의 시야각에 따라 청색이 더 진하게 보이게 된다. 따라서, 유기발광 표시장치에서 색이 달라지게 되어 고른 화면을 구현하기 어려운 문제점이 있다.
이에 본 발명의 발명자들은 위에서 언급한 문제점들을 인식하고, 유기발광 표시장치를 구성하는 두 개 이상의 발광부들의 두께를 조절하여 유기발광 표시장치의 휘도나 효율을 개선하는 실험을 하였다. 그러나, 두 개 이상의 발광부들의 두께를 적절하게 조절할 경우 휘도나 효율은 개선할 수 있으나, 유기발광 표시장치의 위치에 따라 색이 달라져서 생기는 색차이가 발생함을 인식하였다.
이에 여러 실험을 거쳐, 유기발광 표시장치의 휘도나 효율을 향상시키기 위해 최적의 발광부들의 두께를 설정하고, 유기발광 표시장치의 위치별로 발생하는 색불량을 개선할 수 있는 새로운 유기발광 표시장치를 발명하였다.
본 발명의 실시예에 따른 해결 과제는 색재현율이나 색시야각, 또는 효율을 향상시킬 수 있는 유기발광 표시장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 해결 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광 표시장치는, 제1 전극과 제2 전극 사이에 있는 제1 발광부; 상기 제1 발광부 위에 있는 제2 발광부; 상기 제2 발광부 위에 있는 제3 발광부; 상기 제1 발광부와 상기 제2 발광부 사이에 있는 제1 전하생성층 및 제2 전하생성층; 및 상기 제2 발광부와 상기 제3 발광부 사이에 있는 제3 전하생성층 및 제4 전하생성층을 포함하고, 상기 제1 발광부와 상기 제1 전하생성층을 포함하는 제1 두께는 상기 제3 발광부와 상기 제4 전하생성층을 포함하는 제2 두께보다 크거나 같다.
상기 제2 전하생성층, 상기 제2 발광부 및 상기 제3 전하생성층을 포함하는 제3 두께는 상기 제2 두께보다 작을 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 유기발광 표시장치는, 제1 전극과 제2 전극 사이에 있는 제1 발광부; 상기 제1 발광부 위에 있는 제2 발광부; 상기 제2 발광부 위에 있는 제3 발광부; 상기 제1 발광부와 상기 제2 발광부 사이에 있는 제1 전하생성층 및 제2 전하생성층; 및 상기 제2 발광부와 상기 제3 발광부 사이에 있는 제3 전하생성층 및 제4 전하생성층을 포함하고, 상기 제2 전하 생성층, 상기 제2 발광부 및 상기 제3 전하생성층을 포함하는 제1 두께는 상기 제4 전하생성층 및 상기 제3발광부를 포함하는 제2 두께보다 작다.
상기 제1발광부와 상기 제1전하생성층을 포함하는 제3 두께는 상기 제2 두께보다 작을 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유기발광 표시장치는, 제1 전극과 제2 전극 사이에 있는 제1 발광부; 상기 제1 발광부 위에 있는 제2 발광부; 상기 제2 발광부 위에 있는 제3 발광부; 상기 제1 발광부와 상기 제2 발광부 사이에 있는 제1 전하생성층 및 제2 전하생성층; 및 상기 제2 발광부와 상기 제3 발광부 사이에 있는 제3 전하생성층 및 제4 전하생성층을 포함하고, 상기 1 전극과 상기 제2 전하생성층 사이의 제1 두께는 상기 제2 전극과 상기 제3 전하생성층 사이의 제2 두께보다 작다.
상기 제1 전하 생성층과 상기 제4 전하 생성층 사이의 제3 두께는 상기 제2 두께보다 작을 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유기발광 표시장치는, 제1 전극과 제2 전극 사이에 있는 제1 발광부; 상기 제1 발광부 위에 있는 제2 발광부; 상기 제2 발광부 위에 있는 제3 발광부; 상기 제1 발광부와 상기 제2 발광부 사이에 있는 제1 전하생성층 및 제2 전하생성층; 및 상기 제2 발광부와 상기 제3 발광부 사이에 있는 제3 전하생성층 및 제4 전하생성층을 포함하고, 상기 제1 전하생성층과 상기 제4 전하생성층 사이의 제1 두께는 상기 제2 전극과 상기 제3 전하생성층 사이의 제2 두께보다 작다.
상기 제1 전극과 상기 제2 전하생성층 사이의 제3 두께는 상기 제2 두께보다 작을 수 있다.
상기 제1 발광부는 청색 발광층, 진청색 발광층, 스카이 블루 발광층 중 하나와, 청색 발광층, 진청색 발광층, 스카이 블루 발광층 중 하나 및 적색 발광층과, 청색 발광층, 진청색 발광층, 스카이 블루 발광층 중 하나 및 황색-녹색 발광층 중 하나를 포함할 수 있다.
상기 제2 발광부는 황색-녹색 발광층, 녹색 발광층, 황색-녹색 발광층 및 적색 발광층, 녹색 발광층 및 적색 발광층 중 하나를 포함할 수 있다.
상기 제3 발광부는 청색 발광층, 진청색 발광층, 스카이 블루 발광층 중 하나와, 청색 발광층, 진청색 발광층, 스카이 블루 발광층 중 하나 및 적색 발광층과, 청색 발광층, 진청색 발광층, 스카이 블루 발광층 중 하나 및 황색-녹색 발광층 중 하나를 포함할 수 있다.
상기 제1 전극은 투명전극을 포함하며, 상기 제2 전극은 반사전극을 포함할 수 있다.
상기 유기발광 표시장치는 시야각 60°에서 상기 색시야각이 0.050 이하일 수 있다.
본 발명에서는 적어도 두 개의 발광부들의 두께를 다르도록 구성함으로써, 유기발광 표시장치의 색재현율이나 색시야각, 또는 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에서는 적어도 두 개의 발광부들의 두께가 설정된
ATEP (Adjusted Thickness of Emission Parts) 구조를 가짐으로써, 유기발광 표시장치의 색재현율이나 색시야각, 또는 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에서는 적어도 두 개의 발광부들의 두께가 설정된
ATEP (Adjusted Thickness of Emission Parts) 구조를 가짐으로써, 시야각에 따른 색차이를 방지할 수 있으므로, 보다 선명하고 사실적인 화질을 표현할 수 있고, 대면적 TV 등에 적합한 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 일 실시예에 따른 유기발광소자를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예 1 및 실시예 2와 비교예 1에 따른 색재현율을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예 1 및 실시예 2와 비교예 1에 따른 색시야각을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기발광소자를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예 3, 실시예 4 및 실시예 5와 비교예 2에 따른 색재현율을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예 3, 실시예 4 및 실시예 5와 비교예 2에 따른 색시야각을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예 및 다른 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 일 실시예에 따른 유기발광소자를 나타내는 도면이다.
도 1에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광소자(100)는 기판(101)과, 제1 전극(102) 및 제2 전극(104)과, 제1 및 제2 전극(102,104) 사이에 제1 발광부(110) 및 제2 발광부(120)를 구비한다.
기판(101)은 절연 물질, 또는 유연성(flexibility)을 가지는 재료로 구성될 수 있다. 유리, 금속, 또는 플라스틱 등으로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 유기발광 표시장치가 플렉서블(flexible) 유기발광 표시장치인 경우에는 플라스틱 등과 같은 유연한 재질로 이루어질 수도 있다.
제1 전극(102)은 정공(hole)을 공급하는 양극으로 TCO(Transparent Conductive Oxide)와 같은 투명 도전 물질인 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide) 등으로 형성될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
제2 전극(104)은 전자(electron)를 공급하는 음극으로 금속성 물질인 금(Au), 은(Ag), 알루미늄(Al), 몰리브덴(Mo), 마그네슘(Mg) 등으로 형성되거나 이들의 합금으로 형성될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
제1 전극(102)과 제2 전극(104)은 각각 애노드(anode) 또는 캐소드(cathode)로 지칭될 수 있다. 또는, 제1 전극(102)은 투과 전극이고, 제2 전극(104)은 반사 전극으로 구성될 수 있다. 또는, 제1 전극(102)은 투명 전극을 포함하고, 제2 전극(104)은 반사 전극을 포함한다고 할 수 있다.
제1 발광부(110)는 제1 전극(102) 위에 제1 정공 수송층(HTL; Hole Transport Layer)(112), 제1 발광층(EML; Emitting Layer)(114) 및 제1 전자 수송층(ETL; Electron Transport Layer)(116)을 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 제1 전극(102) 위에 정공 주입층(HIL; Hole Injection Layer)이 더 구성될 수 있으며, 제1 전극(102)으로부터의 정공(hole) 주입을 원활하게 하는 역할을 한다.
제1 정공 수송층(HTL)(112)은 정공 주입층(HIL)으로부터의 정공을 제1 발광층(EML)(114)에 공급한다. 제1 전자 수송층(ETL)(116)은 제2 전극(104)으로부터 받은 전자를 제1 발광층(EML)(114)에 공급한다. 따라서, 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.
제1 전자 수송층(ETL)(116)은 2개 이상의 층이나 2개 이상의 재료를 적용하여 구성할 수 있다. 제1 전자 수송층(ETL)(116) 위에는 전자 주입층(EIL; Electron Injection Layer)이 더 구성될 수도 있다.
제1 발광층(EML)(114) 위에 정공 저지층(HBL; Hole Blocking Layer)이 더 구성될 수 있다. 정공 저지층(HBL)은 제1 발광층(EML)(114)에 주입된 정공이 제1 전자 수송층(ETL)(116)으로 넘어오는 것을 방지함으로써 제1 발광층(EML)(114)에서 정공과 전자의 결합을 향상시켜 제1 발광층(EML)(114)의 발광 효율을 향상시킬 수 있다. 제1 전자 수송층(ETL)(116)과 정공 저지층(HBL)은 하나의 층으로도 구성할 수 있다.
제1 발광층(EML)(114) 아래에 전자 저지층(EBL; Electron Blocking Layer)이 더 구성될 수 있다. 상기 전자 저지층(EBL)은 제1 발광층(EML)(114)에 주입된 전자가 제1 정공 수송층(HTL)(112)으로 넘어오는 것을 방지함으로써 제1 발광층(EML)(114)에서 정공과 전자의 결합을 향상시켜 제1 발광층(EML)(114)의 발광 효율을 향상시킬 수 있다. 제1 정공 수송층(HTL)(112)과 전자 저지층(EBL)은 하나의 층으로도 구성할 수 있다.
제1 발광층(EML)(114)은 제1 색을 발광하는 발광층일 수 있다. 즉, 제1 발광층(EML)(114)은 청색(Blue) 발광층, 진청색(Deep Blue) 발광층, 또는 스카이 블루(Sky Blue) 발광층 중 하나를 포함할 수 있다. 제1 발광층(EML)(114)의 발광 영역은 440㎚ 내지 480㎚ 범위일 수 있다.
제1 발광층(EML)(114)은 다른 색을 발광할 수 있는 보조 발광층을 포함한 청색(Blue) 발광층으로 구성될 수 있다. 상기 보조 발광층으로는 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층 또는 적색(Red) 발광층 중 하나로 구성되거나 이들의 조합으로 구성될 수 있다. 보조 발광층을 더 구성할 경우 녹색(Green)이나 적색(Red)의 효율을 더 개선할 수 있다. 보조 발광층을 포함하여 제1 발광층(EML)(114)을 구성하는 경우, 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층 또는 적색(Red) 발광층 또는 녹색(Green) 발광층이 청색 발광층의 위 또는 아래에 구성하는 것도 가능하다. 또한, 보조 발광층으로 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층 또는 적색(Red) 발광층 또는 녹색(Green) 발광층이 청색 발광층의 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.
제1 발광층(EML)(114)에 상기 보조 발광층인 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층을 구성할 경우, 제1 발광층(EML)(114)의 발광 영역은 440㎚ 내지 590㎚ 범위일 수 있다. 그리고, 제1 발광층(EML)(114)에 상기 보조 발광층인 적색(Red) 발광층을 구성할 경우, 제1 발광층(EML)(114)의 발광 영역은 440㎚ 내지 650㎚ 범위일 수 있다. 그리고, 제1 발광층(EML)(114)에 상기 보조 발광층인 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층과 적색(Red) 발광층을 구성할 경우, 제1 발광층(EML)(114)의 발광 영역은 440㎚ 내지 650㎚ 범위일 수 있다. 따라서, 제1 발광층(EML)(114)은 청색 발광층, 진청색 발광층, 스카이 블루 발광층 중 하나, 청색 발광층, 진청색 발광층, 스카이 블루 발광층 중 하나 및 적색 발광층, 청색 발광층, 진청색 발광층, 스카이 블루 발광층 중 하나 및 황색-녹색 발광층 중 하나를 포함할 수 있다.
상기 제1 발광층(EML)(114)은 적어도 하나의 호스트와 도펀트로 구성될 수 있다. 또는 상기 제1 발광층(EML)(114)은 두 개 이상의 호스트가 혼합된 혼합 호스트(mixed host)와 적어도 하나의 도펀트로 구성할 수도 있다. 상기 혼합 호스트는 정공 수송 특성을 가진 호스트와 전자 수송 특성을 가진 호스트가 포함될 수 있다.
상기 제1 정공 수송층(HTL)(112), 제1 발광층(EML)(114), 제1 전자 수송층(ETL)(116), 정공 주입층(HIL), 전자 주입층(EIL), 정공 저지층(HBL), 전자 저지층(EBL) 등은 제1 유기층이라고 할 수 있다. 따라서, 상기 제1 발광부(110)는 제1 유기층을 포함한다고 할 수 있다.
제2 발광부(120)는 상기 제1 발광부(110) 위에 제2 정공 수송층(HTL)(122), 제2 발광층(EML)(124) 및 제2 전자 수송층(ETL)(126)을 포함하여 이루어질 수 있다.
제2 전자 수송층(ETL)(126) 위에 전자 주입층(EIL)이 더 구성될 수 있다. 또한, 제2 정공 수송층(HTL)(122) 아래에 정공 주입층(HIL)이 더 구성될 수 있다.
제2 발광층(EML)(124) 위에 정공 저지층(HBL)이 더 구성될 수 있다. 정공 저지층(HBL)은 제2 발광층(EML)(124)에 주입된 정공이 제2 전자 수송층(ETL)(126)으로 넘어오는 것을 방지함으로써 제2 발광층(EML)(124)에서 정공과 전자의 결합을 향상시켜 제2 발광층(EML)(124)의 발광 효율을 향상시킬 수 있다. 제2 전자 수송층(ETL)(126)과 정공 저지층(HBL)은 하나의 층으로도 구성할 수 있다.
제2 발광층(EML)(124) 아래에 전자 저지층(EBL)이 더 구성될 수 있다. 상기 전자 저지층(EBL)은 제2 발광층(EML)(124)에 주입된 전자가 제2 정공 수송층(HTL)(122)으로 넘어오는 것을 방지함으로써 제2 발광층(EML)(124)에서 정공과 전자의 결합을 향상시켜 제2 발광층(EML)(124)의 발광 효율을 향상시킬 수 있다. 제2 정공 수송층(HTL)(122)과 전자 저지층(EBL)은 하나의 층으로도 구성할 수 있다.
제2 발광층(EML)(124)은 제2 색을 발광하는 발광층일 수 있다. 즉, 제2 발광층(EML)(124)은 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층, 녹색(Green) 발광층, 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층 및 적색(Red) 발광층, 황색(Yellow) 발광층 및 적색(Red) 발광층, 녹색(Green) 발광층 및 적색(Red) 발광층 중 하나를 포함하여 구성할 수 있다. 상기 제2 발광층(EML)(124)이 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층일 경우, 제2 발광층(EML)(124)의 발광 영역은 510㎚ 내지 590㎚ 범위일 수 있다. 그리고, 상기 제2 발광층(EML)(124)이 녹색(Green) 발광층일 경우, 제2 발광층(EML)(124)의 발광 영역은 510㎚ 내지 580㎚ 범위일 수 있다. 그리고, 상기 제2 발광층(EML)(124)이 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층 및 적색(Red) 발광층으로 구성할 경우, 제2 발광층(EML)(124)의 발광 영역은 510㎚ 내지 650㎚ 범위일 수 있다. 그리고, 상기 제2 발광층(EML)(124)이 황색(Yellow) 발광층 및 적색(Red) 발광층으로 구성할 경우, 제2 발광층(EML)(124)의 발광 영역은 540㎚ 내지 650㎚ 범위일 수 있다. 그리고, 상기 제2 발광층(EML)(124)이 녹색(Green) 발광층 및 적색(Red) 발광층으로 구성할 경우, 제2 발광층(EML)(124)의 발광 영역은 510㎚ 내지 650㎚ 범위일 수 있다.
상기 제2 발광층(EML)(124)은 적어도 하나의 호스트와 도펀트로 구성될 수 있다. 또는 상기 제2 발광층(EML)(124)은 두 개 이상의 호스트가 혼합된 혼합 호스트(mixed host)와 적어도 하나의 도펀트로 구성할 수도 있다. 상기 혼합 호스트는 정공 수송 특성을 가진 호스트와 전자 수송 특성을 가진 호스트가 포함될 수 있다.
상기 제2 정공 수송층(HTL)(122), 제2 발광층(EML)(124), 제2 전자 수송층(ETL)(126), 정공 주입층(HIL), 전자 주입층(EIL), 정공 저지층(HBL), 전자 저지층(EBL) 등은 제2 유기층이라고 할 수 있다. 따라서, 상기 제2 발광부(120)는 제2 유기층을 포함한다고 할 수 있다.
상기 제1 발광부(110)와 상기 제2 발광부(120) 사이에는 제1 전하 생성층(Charge Generation layer; CGL)(141)과 제2 전하 생성층(CGL)(142)이 더 포함될 수 있다. 제1 전하 생성층(CGL)(141)과 제2 전하 생성층(CGL)(142)은 상기 제1 발광부(110)와 제2 발광부(120) 사이의 전하 균형을 조절한다.
상기 제1 전하 생성층(CGL)(141)은 N형 전하 생성층(N-CGL)을 포함한다. N형 전하 생성층(N-CGL)인 제1 전하 생성층(CGL)(141)은 제1 발광부(110)로 전자(electron)를 주입해주는 역할을 한다. N형 전하 생성층(N-CGL)은 각각 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 제2 전하 생성층(CGL)(142)은 P형 전하 생성층(P-CGL)을 포함한다. P형 전하 생성층(P-CGL)인 제2 전하 생성층(CGL)(142)은 제2 발광부(120)로 정공(hole)를 주입해주는 역할을 한다. P형 전하 생성층(P-CGL)은 P형 도펀트가 포함된 유기층으로 이루어질 수 있지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 그리고, 상기 제1 전하 생성층(CGL)(141) 및 제2 전하 생성층(CGL)(142)은 유기층이라고 할 수 있다.
그리고, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광소자를 포함하는 유기발광 표시장치는, 기판(101) 상에 게이트 배선 또는 데이터 배선에 의해 화소 영역이 정의될 수 있다. 게이트 배선 또는 데이터 배선 중 어느 하나와 평행하게 연장되는 전원 배선이 위치하며, 각 화소 영역에는 게이트 배선 또는 데이터 배선에 연결된 스위칭 박막트랜지스터와 스위칭 박막 트랜지스터에 연결된 구동 박막 트랜지스터가 위치한다. 구동 박막 트랜지스터는 상기 제1 전극(102)에 연결된다.
도 1의 유기발광소자를 적용한 유기발광 표시장치는 상기 각 발광부들(110, 120)의 두께를 조절하여 유기발광 표시장치의 휘도나 효율을 조절하게 된다. 따라서, 유기발광 표시장치가 최대의 휘도를 내기 위해서는 각 발광부들(110,120)의 두께가 최적으로 구성되어야 한다. 각 발광부들(110, 120)의 두께가 최적화되지 못할 경우, 각 발광부들(110, 120)에 포함된 제1 및 제2 발광층들(114, 124)이 원하는 발광 영역에서 발광하지 못하므로, 유기발광 표시장치의 휘도나 효율이 감소하는 문제가 발생하게 된다. 또한, 제1 및 제2 발광부들(110, 120)에 포함된 제1 및 제2 발광층들(114, 124)의 보는 방향인 시야각에 따른 스펙트럼 변화율이 일정하게 변화하지 않을 경우, 유기발광 표시장치의 정면과 동일하지 않은 색이 시야각에 따라 다르게 나타나므로 고른 화면을 구현하기 어려운 문제점이 있다. 따라서, 제1 및 제2 발광층들(114, 124)의 시야각에 따른 스펙트럼 변화율은 제1 및 제2 발광부들(110, 120)에 포함된 유기층들의 두께에 영향을 받는다. 그리고, 발광층들(114, 124)의 시야각에 따른 스펙트럼 변화율은 시야각의 각도가 커짐에 따라 감소하는 경향을 가질 수 있다.
이에 본 발명의 발명자들은 유기발광 표시장치의 색재현율이나 색시야각 또는 효율을 향상시키기 위해서, 여러 실험을 하였다. 여러 실험을 통하여 각 발광부들의 두께가 설정된 ATEP (Adjusted Thickness of Emission Parts) 구조의 새로운 유기발광 표시장치를 발명하였다.
이에 대해서는 도 1을 참조하여 설명한다.
도 1에서 제1 두께(T11) 및 제2 두께(T12)가 도시되어 있다. 상기 제1 발광부(110)는 제1 정공 수송층(HTL)(112), 제1 발광층(EML)(114) 및 제1 전자 수송층(ETL)(116)을 포함할 수 있다. 그리고, 제2 발광부(120)는 제2 정공 수송층(HTL)(122), 제2 발광층(EML)(124) 및 제2 전자 수송층(ETL)(126)을 포함할 수 있다. 상기 제1 발광부(110)와 상기 제2 발광부(120) 사이에는 제1 전하 생성층(CGL)(141)과 제2 전하 생성층(CGL)(142)이 구성되며, 제1 전하 생성층(CGL)(141)과 제2 전하 생성층(CGL)(142)은 유기층이라고 할 수 있다. 상기 제1 발광부(110) 및 상기 제2 발광부(120)를 구성하는 유기층들은 유기 발광 소자의 구성이나 특성에 따라 달라질 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서, 본 발명의 실시예에서는 유기발광소자를 구성하는 유기층들의 수나 두께에 상관없이 제1 발광부와 제1 전하 생성층을 포함하는 제1 두께(T11) 및 제2 발광부와 제2 전하 생성층을 포함하는 제2 두께(T12)가 설정된 ATEP (Adjusted Thickness of Emission Parts) 구조를 갖는다. 즉, 유기발광 표시장치의 색재현율이나 색시야각, 또는 효율이 향상되도록 제1 발광부와 제1 전하 생성층을 포함하는 제1 두께(T11) 및 제2 발광부와 제2 전하 생성층을 포함하는 제2 두께(T12)가 설정된 ATEP (Adjusted Thickness of Emission Parts) 구조를 갖는다. 상기 제1 두께(T11)는 상기 제1 발광부(110)를 구성하는 제1 유기층들(112, 114, 116)과 제1 전하 생성층(CGL)(141)이 포함되며, 상기 제2 두께(T12)는 상기 제2 발광부(120)를 구성하는 제2 유기층들(122, 124, 126)과 제2 전하 생성층(CGL)(142)이 포함된다. 이미 설명한 바와 같이, 상기 제1 유기층들 및 제2 유기층들은 정공 주입층(HIL), 전자 주입층(EIL), 정공 저지층(HBL), 전자 저지층(EBL) 등의 유기층들을 포함할 수도 있다. 따라서, 상기 제1 유기층들 및 제2 유기층들의 수나 두께가 본 발명의 내용을 제한하는 것은 아니다. 상기 제1 두께(T11)는 상기 제2 두께(T12)보다 크게 구성할 수 있다. 예를 들어 상기 제1 두께(T11)와 상기 제2 두께(T12)의 비는 0.56:0.44일 수 있다. 또는, 상기 제1 두께(T11)는 상기 제2 두께(T12)와 같게 구성할 수 있다. 상기 제1 두께(T11)는 상기 두께(T12)보다 크거나 같게 구성함으로써, 제1 발광부(110)에 포함된 제1 발광층(EML)(114)과 제2 발광부(120)에 포함된 제2 발광층(EML)(124)의 시야각에 따른 스펙트럼 변화율을 맞출 수 있으며, 원하는 발광 영역에서 최대 효율을 낼 수 있다. 각 발광층들(114, 124)이 원하는 발광 영역에서 발광할 경우, 유기발광 표시장치의 휘도나 효율이 향상될 수 있고, 원하는 색을 표현할 수 있는 표시장치를 제공할 수 있다. 이에 대해서는 표 1, 도 2 및 도 3을 참조하여 설명한다.
아래 표 1은 본 발명의 실시예 1 및 실시예 2와 비교예 1의 효율, sRGB 면적비, sRGB 중첩비 및 색시야각을 측정한 것이다. 표 1에서 효율은 본 발명의 실시예 1의 효율을 100%로 하고 본 발명의 실시예 2 및 비교예 1을 비교한 것이다.
표 1에서 본 발명의 실시예 1은 제1 두께(T11)가 제2 두께(T12)보다 큰 경우이다. 본 발명의 실시예 2는 제1 두께(T11)와 제2 두께(T12)가 같은 경우이다. 그리고, 비교예 1은 제1 두께(T11)가 제2 두께(T12)보다 작은 경우이다. 예를 들어 제1 두께(T11) 및 상기 제2 두께(T12)의 비는 0.44:0.56일 수 있다.
효율을 살펴보면, 본 발명의 실시예 1은 제1 발광부(110)에 포함된 제1 발광층(EML)(114)의 시야각에 따른 스펙트럼 변화율과 제2 발광부(120)에 포함된 제2 발광층(EML)(124)의 시야각에 따른 스펙트럼 변화율을 맞출 수 있으며, 원하는 발광 영역에서 최대 효율을 낼 수 있다. 따라서, 각 발광층들(114, 124)이 원하는 발광 영역에서 발광할 수 있으므로, 유기발광 표시장치의 적색(R) 효율, 녹색(G) 효율 및 청색(B) 효율이 향상될 수 있다.
본 발명의 실시예 2는 실시예 1에 비해 녹색(G) 효율 및 청색(B) 효율이 증가하였음을 알 수 있다. 제1 두께(T11)와 제2 두께(T12)를 같게 구성한 실시예 2는 제2 두께(T12)가 확보됨으로 인해서 녹색(G) 효율이 향상될 수 있다. 그리고, 제1 발광층(EML)(114)인 청색(Blue) 발광층이 제1 전극(102)과 가깝게 위치하지 않으므로, 청색(B) 효율이 향상될 수 있다.
그리고, 비교예 1은 본 발명의 실시예 1과 실시예 2에 비해 청색(B) 효율이 감소하였음을 알 수 있다. 이는 제1 발광층(EML)(114)이 제1 전극(102)으로부터 가까워져 제1 발광층(EML)(114)이 원하는 발광 영역에서 발광할 수 없으므로, 청색(B) 효율이 감소하게 된다.
sRGB는 CIE 1976 규격이며, 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)을 포함하는 색재현율이라고 할 수 있다. 색재현율은 색역, 색영역, 색재현 영역, 색재현 범위, 또는 color gamut이라고 할 수 있다. 또한, 색재현율은 소비자의 요구나 제품 개발에 따라 색재현율의 범위가 달라지거나 용어도 다양하게 사용될 수 있다. sRGB 면적비는 얼마만큼의 색을 표현할 수 있는지에 대한 삼각형의 면적의 비라고 할 수 있다. 따라서, sRGB 면적비가 증가할수록 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)을 각각 표현할 수 있는 면적이 증가하므로, 색재현율이 향상될 수 있다. 그리고, sRGB 중첩비는 전체 색을 커버할 수 있는 범위를 말하며, sRGB 중첩비가 증가할수록 보다 많은 색을 표현할 수 있으므로 색재현율이 향상될 수 있다.
표 1에 나타낸 바와 같이, sRGB 면적비 및 sRGB 중첩비는 본 발명의 실시예 1과 실시예 2가 거의 유사함을 알 수 있다. 그리고, 비교예 1은 본 발명의 실시예 1과 실시예 2에 비해 sRGB 면적비 및 sRGB 중첩비가 감소하였음을 알 수 있다.
이에 대해서는 도 2를 참조하여 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예 1과 실시예 2, 비교예 1에 따른 색재현율을 나타내는 도면이다.
도 2에서 실선은 BT709를 나타내며, BT709는 HDTV에 사용되는 색역을 말한다. 즉, 적색에 해당하는 Cx, Cy는 (0.640, 0.330), 녹색에 해당하는 Cx, Cy는 (0.300, 0.600), 청색에 해당하는 Cx, Cy는 (0.150, 0060)이며, 적색, 녹색 및 청색에 해당하는 영역을 연결하여 삼각형으로 표시한 것이다. 그리고, 색재현율을 표시하는 방법은 소비자의 요구나 제품 개발에 따라 색재현율의 범위가 달라지거나 용어도 다양하게 사용될 수 있으며, BT709로 표시된 도 2가 본 발명의 내용을 제한하는 것은 아니다.
도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예 1 및 실시예 2가 비교예 1에 비하여 넒은 면적을 나타내므로, 보다 많은 색을 표현할 수 있어서 색재현율이 향상됨을 알 수 있다. 그리고, 실선으로 표시된 BT709에 비해 본 발명의 실시예 1 및 실시예 2가 더 넓은 면적을 나타내므로 보다 선명하고 사실적인 영상을 제공할 수 있다. 그리고, 본 발명의 실시예 1 및 실시예 2가 비교예 1에 비하여 청색에 해당하는 Cx, Cy는 (0.150, 0060)의 범위가 더 넓으므로, 색을 더 풍부하게 표현할 수 있다.
그리고, 표 1에 나타낸 색시야각에 대한 설명은 도 3을 참조하여 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시예 1과 실시예 2, 비교예 1에 따른 색시야각을 나타내는 도면이다.
도 3에 도시한 바와 같이, 정면에서 바라보는 O°부터 15°, 3O°, 45°, 6O°에서 기울여 바라보며 측정한 것이다.
색시야각(△u'v')은 유기발광 표시장치의 정면에서 정상적인 화면을 볼 수 있는 최대한의 비스듬한 각도라고 할 수 있다. 여기서 최대한의 비스듬한 각도는 60°이상이고, 90°보다 작다고 할 수 있다. 여기서는 66O°인 것을 가정하여 설명한다. 따라서, 색시야각(△u'v')은 유기발광 표시장치의 O°에서의 색시야각과 유기발광 표시장치의 6O°에서의 색시야각의 차이라고 할 수 있다. 백색 유기발광 표시장치로 구성할 경우, 백색을 발광하기 위한 두 가지 이상의 색을 가지는 발광층들로 구성하므로, 두 가지 이상의 색을 가지는 발광층들의 스펙트럼 변화율이 시야각에 따라 서로 달라지게 되면 색차이가 발생한다. 색시야각(△u'v')이 작을수록 소비자가 느끼는 색차이를 감지할 수 없으므로, 유기발광 표시장치의 위치별로 또는 시야각에 따라 색차이가 없는 화면을 제공할 수 있다.
유기발광소자에서 방출되는 광의 60°의 시야각에서 실시예 1은 색시야각(△u'v')이 0.027이고, 실시예 2는 0.046, 비교예 1은 0.107임을 알 수 있다. 시야각 60°에서 색시야각이 0.050 이상일 경우 소비자는 유기발광 표시장치의 위치별로 또는 보는 방향인 시야각에 따라 색이 다르게 보임을 느낄 수 있다. 따라서, 시야각 60°에서 색시야각이 0.050 이하일 경우 유기발광 표시장치의 시야각에 따라 색이 다르게 보이는 문제점을 개선할 수 있으므로 색차이를 개선할 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예 1과 실시예 2는 시야각 60°에서 색시야각이 0.050 이하이므로, 유기발광 표시장치의 위치별로 또는 시야각에 따라 색차이를 방지할 수 있으며, 보다 선명하고 사실적인 화질을 표현할 수 있으며, 대면적 TV 등에 적합한 표시장치를 제공할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예 1과 실시예 2는 시야각에 따른 색시야각(△u'v')이 작으므로, 유기발광 표시장치의 시야각에 따라서 소비자가 느끼는 색차이를 감소시킬 수 있어서 색재현율을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 실시예 1은 제1 두께(T11)가 상기 제2 두께(T12)보다 크게 구성한 것이다. 이는 제1 발광부(110)에 포함된 제1 발광층(EML)(114)인 청색(Blue) 발광층과 제2 발광부(120)에 포함된 제2 발광층(EML)(124)이 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층일 경우, 청색(B) 효율을 향상시키기 위해서 청색(Blue) 발광층은 제1 전극(102)에 멀게 위치시켜야 한다. 따라서, 제1 두께(T11)가 제2 두께(T12)보다 크게 구성함으로써, 청색(Blue) 발광층과 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층이 원하는 발광 영역에서 발광할 수 있다. 그리고, 청색 발광층의 시야각에 따른 스펙트럼 변화율과 황색-녹색 발광층의 시야각에 따른 스펙트럼 변화율이 거의 유사하다. 즉, 청색 발광층의 시야각에 따른 스펙트럼 변화율과 황색-녹색 발광층의 시야각에 따른 스펙트럼 변화율을 맞출 수 있으므로, 적색(R) 효율, 녹색(G) 효율, 청색(B) 효율이 증가하게 된다. 또한, 발광층들이 원하는 발광 영역에서 발광할 수 있으므로, 유기발광 표시장치의 색재현율이나 색시야각을 개선할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예 2인 제1 두께(T11)와 상기 제2 두께(T12)가 같도록 구성함으로써, 적색(R) 효율, 녹색(G) 효율, 청색(B) 효율을 향상시킬 수 있으며, 유기발광 표시장치의 색재현율이나 색시야각을 개선할 수 있다.
그리고, 비교예 1은 제1 두께(T11)를 상기 제2 두께(T12)보다 작게 구성한 것이다. 이는 제1 발광부(110)에 포함된 제1 발광층(EML)(114)인 청색 발광층이 제1 전극(102)에 가깝게 위치하므로 청색(Blue) 발광층이 원하는 발광 영역에서 발광할 수 없게 된다. 그리고, 청색 발광층의 시야각에 따른 스펙트럼 변화율은 시야각에 따라 증가하고, 황색-녹색 발광층의 시야각에 따른 스펙트럼 변화율이 감소하게 된다. 따라서, 청색 발광층의 시야각에 따른 스펙트럼 변화율과 황색-녹색 발광층의 시야각에 따른 스펙트럼 변화율이 다르게 변화하므로 청색 효율이 감소하게 된다. 즉, 청색 발광층의 시야각에 따른 스펙트럼 변화율이 황색-녹색 발광층의 시야각에 따른 스펙트럼 변화율보다 증가하므로, 황색이 더 진하게 보이게 되어 청색 효율이 감소하게 된다.
따라서, 본 발명의 실시예 1인 제1 두께가 제2 두께보다 크게 구성하거나 본 발명의 실시예 2인 제1 두께가 제2 두께와 같게 구성함으로써, 색재현율이나 색시야각, 또는 효율을 향상시킬 수 있음을 알 수 있다. 또한, 제1 두께가 제2 두께보다 크거나 제1 두께가 상기 제2 두께와 같은 유기발광 표시장치는 제1 두께가 상기 제2 두께와 작은 유기발광 표시장치보다 색재현율이나 색시야각, 또는 효율이 향상됨을 알 수 있다.
본 발명의 일 실시예는 두 개의 발광부를 포함하는 실시예를 설명하였으나, 본 발명의 다른 실시예는 세 개의 발광부를 포함하는 실시예이며, 이에 대해서 도 4를 참조하여 설명한다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기발광소자를 나타내는 도면이다.
도 4에 도시된 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기발광소자(200)는 기판(201)과, 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.
도 4의 제1 기판(201), 제1 전극(202), 제2 전극(204) 및 제1 발광부(210)는 도 1을 결부하여 설명한 제1 기판(101), 제1 전극(102), 제2 전극(104) 및 제1 발광부(110)와 실질적으로 동일하다. 따라서, 도 4의 제1 기판(201), 제1 전극(202), 제2 전극(204) 및 제1 발광부(210)에 대한 자세한 설명은 생략한다.
제1 발광부(210)는 제1 전극(202) 위에 제1 정공 수송층(HTL)(212), 제1 발광층(EML)(214) 및 제1 전자 수송층(ETL)(216)을 포함할 수 있다.
상기 제1 전극(202) 위에 정공 주입층(HIL)이 더 구성될 수 있다. 그리고, 상기 제1 전자 수송층(ETL)(216) 위에는 전자 주입층(EIL)이 더 구성될 수 있다.
상기 제1 발광층(EML)(214) 위에 정공 저지층(HBL)이 더 구성될 수 있다. 상기 제1 전자 수송층(ETL)(216)과 정공 저지층(HBL)은 하나의 층으로도 구성할 수 있다.
제1 발광층(EML)(214) 아래에 전자 저지층(EBL)을 더 구성할 수 있다. 상기 제1 정공 수송층(HTL)(212)과 전자 저지층(EBL)은 하나의 층으로도 구성할 수 있다.
제1 발광층(EML)(214)은 제1 색을 발광하는 발광층일 수 있다. 즉, 제1 발광층(EML)(214)은 청색(Blue) 발광층, 진청색(Deep Blue) 발광층, 또는 스카이 블루(Sky Blue) 발광층 중 하나를 포함할 수 있다. 제1 발광층(EML)(214)의 발광 영역은 440㎚ 내지 480㎚ 범위일 수 있다.
제1 발광층(EML)(214)은 다른 색을 발광할 수 있는 보조 발광층을 포함한 청색(Blue) 발광층으로 구성될 수 있다. 상기 보조 발광층으로는 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층 또는 적색(Red) 발광층 중 하나로 구성되거나 이들의 조합으로 구성될 수 있다. 보조 발광층을 더 구성할 경우 녹색(Green)이나 적색(Red) 효율을 더 개선할 수 있다. 보조 발광층을 포함하여 제1 발광층(EML)(214)을 구성하는 경우, 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층 또는 적색(Red) 발광층 또는 녹색(Green) 발광층이 청색 발광층의 위 또는 아래에 구성할 수 있다. 또한, 보조 발광층으로 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층 또는 적색(Red) 발광층 또는 녹색(Green) 발광층이 청색 발광층의 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.
제1 발광층(EML)(214)에 상기 보조 발광층인 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층을 구성할 경우, 제1 발광층(EML)(214)의 발광 영역은 440㎚ 내지 590㎚ 범위일 수 있다. 그리고, 제1 발광층(EML)(214)에 상기 보조 발광층인 적색(Red) 발광층을 구성할 경우, 제1 발광층(EML)(214)의 발광 영역은 440㎚ 내지 650㎚ 범위일 수 있다. 그리고, 제1 발광층(EML)(214)에 상기 보조 발광층인 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층과 적색(Red) 발광층을 구성할 경우, 제1 발광층(EML)(214)의 발광 영역은 440㎚ 내지 650㎚ 범위일 수 있다. 따라서, 제1 발광층(EML)(214)은 청색 발광층, 진청색 발광층, 스카이 블루 발광층 중 하나, 청색 발광층, 진청색 발광층, 스카이 블루 발광층 중 하나 및 적색 발광층, 청색 발광층, 진청색 발광층, 스카이 블루 발광층 중 하나 및 황색-녹색 발광층 중 하나를 포함할 수 있다.
상기 제1 발광층(EML)(214)은 적어도 하나의 호스트와 도펀트로 구성될 수 있다. 또는 상기 제1 발광층(EML)(214)은 두 개 이상의 호스트가 혼합된 혼합 호스트(mixed host)와 적어도 하나의 도펀트로 구성할 수도 있다. 상기 혼합 호스트는 정공 수송 특성을 가진 호스트와 전자 수송 특성을 가진 호스트가 포함될 수 있다.
상기 제1 정공 수송층(HTL)(212), 제1 발광층(EML)(214), 제1 전자 수송층(ETL)(216), 정공 주입층(HIL), 전자 주입층(EIL), 정공 저지층(HBL), 전자 저지층(EBL) 등은 제1 유기층이라고 할 수 있다.
제2 발광부(220)는 상기 제1 발광부(210) 위에 제2 정공 수송층(HTL)(222), 제2 발광층(EML)(224) 및 제2 전자 수송층(ETL)(226)을 포함하여 이루어질 수 있다.
제2 전자 수송층(ETL)(226) 위에 전자 주입층(EIL)이 더 구성될 수 있다. 또한, 제2 정공 수송층(HTL)(222) 아래에 정공 주입층(HIL)이 더 구성될 수 있다.
제2 발광층(EML)(224) 위에 정공 저지층(HBL)이 더 구성될 수 있다. 제2 전자 수송층(ETL)(226)과 정공 저지층(HBL)은 하나의 층으로도 구성할 수 있다.
제2 발광층(EML)(224) 아래에 전자 저지층(EBL)이 더 구성될 수 있다. 제2 정공 수송층(HTL)(222)과 전자 저지층(EBL)은 하나의 층으로도 구성할 수 있다.
제2 발광층(EML)(224)은 제2 색을 발광하는 발광층일 수 있다. 즉, 제2 발광층(EML)(224)은 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층, 녹색(Green) 발광층, 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층 및 적색(Red) 발광층, 황색(Yellow) 발광층 및 적색(Red) 발광층, 녹색(Green) 발광층 및 적색(Red) 발광층 중 하나를 포함하여 구성할 수 있다. 상기 제2 발광층(EML)(224)이 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층일 경우, 제2 발광층(EML)(224)의 발광 영역은 510㎚ 내지 590㎚ 범위일 수 있다. 그리고, 상기 제2 발광층(EML)(224)이 녹색(Green) 발광층일 경우, 제2 발광층(EML)(224)의 발광 영역은 510㎚ 내지 580㎚ 범위일 수 있다. 그리고, 상기 제2 발광층(EML)(224)이 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층 및 적색(Red) 발광층으로 구성할 경우, 제2 발광층(EML)(224)의 발광 영역은 510㎚ 내지 650㎚ 범위일 수 있다. 그리고, 상기 제2 발광층(EML)(224)이 황색(Yellow) 발광층 및 적색(Red) 발광층으로 구성할 경우, 제2 발광층(EML)(224)의 발광 영역은 540㎚ 내지 650㎚ 범위일 수 있다. 그리고, 상기 제2 발광층(EML)(224)이 녹색(Green) 발광층 및 적색(Red) 발광층으로 구성할 경우, 제2 발광층(EML)(224)의 발광 영역은 510㎚ 내지 650㎚ 범위일 수 있다.
상기 제2 발광층(EML)(224)은 적어도 하나의 호스트와 도펀트로 구성될 수 있다. 또는, 상기 제2 발광층(EML)(224)은 두 개 이상의 호스트가 혼합된 혼합 호스트(mixed host)와 적어도 하나의 도펀트로 구성할 수도 있다. 상기 혼합 호스트는 정공 수송 특성을 가진 호스트와 전자 수송 특성을 가진 호스트가 포함될 수 있다.
상기 제2 정공 수송층(HTL)(222), 제2 발광층(EML)(224), 제2 전자 수송층(ETL)(226), 정공 주입층(HIL), 전자 주입층(EIL), 정공 저지층(HBL), 전자 저지층(EBL) 등은 제2 유기층이라고 할 수 있다.
상기 제1 발광부(210)와 상기 제2 발광부(220) 사이에는 제1 전하 생성층(CGL)(241)과 제2 전하 생성층(CGL)(242)이 더 포함될 수 있다. 제1 전하 생성층(CGL)(241)과 제2 전하 생성층(CGL)(242)은 상기 제1 발광부(210)와 제2 발광부(220) 사이의 전하 균형을 조절한다.
상기 제1 전하 생성층(CGL)(241)은 N형 전하 생성층(N-CGL)을 포함한다. 상기 제2 전하 생성층(CGL)(242)은 P형 전하 생성층(P-CGL)을 포함한다. N형 전하 생성층(N-CGL)인 제1 전하 생성층(CGL)(241)은 제1 발광부(210)로 전자(electron)를 주입해주는 역할을 한다. 그리고, P형 전하 생성층(P-CGL)인 제2 전하 생성층(CGL)(242)은 제2 발광부(220)로 정공(hole)를 주입해주는 역할을 한다.
제3 발광부(230)는 상기 제2 발광부(220) 위에 제3 정공 수송층(HTL)(232), 제3 발광층(EML)(234) 및 제3 전자 수송층(ETL)(236)을 포함할 수 있다.
제3 전자 수송층(ETL)(236) 위에 전자 주입층(EIL)이 더 구성될 수 있다. 또한, 제3 정공 수송층(HTL)(232) 아래에 정공 주입층(HIL)이 더 구성될 수 있다.
제3 발광층(EML)(234)은 제1 색과 동일한 색을 발광하는 발광층일 수 있다. 즉, 제3 발광층(EML)(234)은 청색(Blue) 발광층, 진청색(Deep Blue) 발광층, 또는 스카이 블루(Sky Blue) 발광층 중 하나를 포함할 수 있다. 제3 발광층(EML)(234)의 발광 영역은 440㎚ 내지 480㎚의 범위일 수 있다.
제3 발광층(EML)(234)은 다른 색을 발광할 수 있는 보조 발광층을 포함한 청색(Blue) 발광층으로 구성될 수 있다. 상기 보조 발광층으로는 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층 또는 적색(Red) 발광층 중 하나로 구성되거나 이들의 조합으로 구성될 수 있다. 보조 발광층을 더 구성할 경우 녹색(Green) 효율이나 적색(Red) 효율을 더 개선할 수 있다. 보조 발광층을 포함하여 제3 발광층(EML)(234)을 구성하는 경우, 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층 또는 적색(Red) 발광층 또는 녹색(Green) 발광층이 청색 발광층의 위 또는 아래에 구성할 수 있다. 또한, 보조 발광층으로 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층 또는 적색(Red) 발광층 또는 녹색(Green) 발광층이 청색 발광층의 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. 제3 발광층(EML)(234)에 상기 보조 발광층을 구성할 경우, 제3 발광층(EML)(234)의 발광 영역은 440㎚ 내지 650㎚ 범위일 수 있다. 따라서, 제3 발광층(EML)(234)은 청색 발광층, 진청색 발광층, 스카이 블루 발광층 중 하나, 청색 발광층, 진청색 발광층, 스카이 블루 발광층 중 하나 및 적색 발광층, 청색 발광층, 진청색 발광층, 스카이 블루 발광층 중 하나 및 황색-녹색 발광층 중 하나를 포함할 수 있다.
상기 제3 발광층(EML)(234)은 적어도 하나의 호스트와 도펀트로 구성될 수 있다. 또는 상기 제3 발광층(EML)(234)은 두 개 이상의 호스트가 혼합된 혼합 호스트(mixed host)와 적어도 하나의 도펀트로 구성할 수도 있다. 상기 혼합 호스트는 정공 수송 특성을 가진 호스트와 전자 수송 특성을 가진 호스트가 포함될 수 있다.
제3 발광층(EML)(234) 위에 정공 저지층(HBL)이 더 구성될 수 있다. 정공 저지층(HBL)은 제3 발광층(EML)(234)에 주입된 정공이 제3 전자 수송층(ETL)(236)으로 넘어오는 것을 방지함으로써 제3 발광층(EML)(234)에서 정공과 전자의 결합을 향상시켜 제3 발광층(EML)(234)의 발광 효율을 향상시킬 수 있다. 제3 전자 수송층(ETL)(236)과 정공 저지층(HBL)은 하나의 층으로도 구성할 수 있다.
제3 발광층(EML)(234) 아래에 전자 저지층(EBL)이 더 구성될 수 있다. 전자 저지층(EBL)은 제3 발광층(EML)(234)에 주입된 전자가 제3 정공 수송층(HTL)(232)으로 넘어오는 것을 방지함으로써 제3 발광층(EML)(234)에서 정공과 전자의 결합을 향상시켜 제3 발광층(EML)(234)의 발광 효율을 향상시킬 수 있다. 제3 정공 수송층(HTL)(232)과 전자 저지층(EBL)은 하나의 층으로도 구성할 수 있다.
상기 제3 발광부(230)를 구성하는 제3 정공 수송층(HTL)(232), 제3 발광층(EML)(234), 제3 전자 수송층(ETL)(236), 전자 주입층(EIL), 정공 주입층(HIL), 정공 저지층(HBL), 전자 저지층(EBL) 등은 제3 유기층이라고 할 수 있다.
제2 발광부(220)와 제3 발광부(230) 사이에는 제3 전하 생성층(CGL)(251)과 제4 전하 생성층(CGL)(252)이 더 구성될 수 있다. 제3 전하 생성층(CGL)(251)과 제4 전하 생성층(CGL)(252)은 상기 제2 및 제3 발광부(220,230) 간의 전하 균형을 조절한다.
N형 전하 생성층(N-CGL)인 제3 전하 생성층(CGL)(251)은 제2 발광부(220)로 전자(electron)를 주입해주는 역할을 하며, P형 전하 생성층(P-CGL)은 제4 전하 생성층(CGL)(252)은 제3 발광부(230)로 정공(hole)을 주입해주는 역할을 한다.
N형 전하 생성층(N-CGL)은 각각 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. P형 전하 생성층(P-CGL)은 P형 도펀트가 포함된 유기층으로 이루어질 수 있지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 그리고, 상기 제3 전하 생성층(CGL)(251) 및 제4 전하 생성층(CGL)(252)은 유기층이라고 할 수 있다.
그리고, 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기발광소자를 포함하는 유기발광 표시장치는, 기판(201) 상에 게이트 배선 또는 데이터 배선에 의해 화소 영역이 정의될 수 있다. 게이트 배선 또는 데이터 배선 중 어느 하나와 평행하게 연장되는 전원 배선이 위치하며, 각 화소 영역에는 게이트 배선 또는 데이터 배선에 연결된 스위칭 박막트랜지스터와 스위칭 박막 트랜지스터에 연결된 구동 박막 트랜지스터가 위치한다. 구동 박막 트랜지스터는 상기 제1 전극(202)에 연결된다.
본 발명의 다른 실시예의 유기발광 표시장치는 세 개의 발광부들을 포함하며, 각 발광부들의 두께를 설정한 ATEP (Adjusted Thickness of Emission Parts) 구조를 갖는다. 이에 대해서 도 4를 참조하여 설명한다.
도 4는 제1 두께(T21), 제2 두께(T22) 및 제3 두께(T23)가 도시되어 있다. 상기 제1 발광부(210)는 제1 정공 수송층(HTL)(212), 제1 발광층(EML)(214) 및 제1 전자 수송층(ETL)(216)을 포함할 수 있다. 그리고, 제2 발광부(220)는 제2 정공 수송층(HTL)(222), 제2 발광층(EML)(224) 및 제2 전자 수송층(ETL)(226)을 포함할 수 있다. 상기 제1 발광부(210)와 상기 제2 발광부(220) 사이에는 제1 전하 생성층(CGL)(241)과 제2 전하 생성층(CGL)(242)이 구성되며, 제1 전하 생성층(CGL)(241)과 제2 전하 생성층(CGL)(242)은 유기층이라고 할 수 있다. 그리고, 상기 제3 발광부(230)는 제3 정공 수송층(HTL)(232), 제3 발광층(EML)(234) 및 제3 전자 수송층(ETL)(326)을 포함할 수 있다. 상기 제2 발광부(220)와 상기 제3 발광부(230) 사이에는 제3 전하 생성층(CGL)(251)과 제4 전하 생성층(CGL)(252)이 구성되며, 제3 전하 생성층(CGL)(251)과 제4 전하 생성층(CGL)(252)은 유기층이라고 할 수 있다. 상기 제1 발광부(210), 상기 제2 발광부(220) 및 상기 제3 발광부(230)를 구성하는 유기층들은 유기발광소자의 구성이나 특성에 따라 달라질 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서, 본 발명의 실시예에서는 각 발광부들을 구성하는 유기층들의 수나 두께에 상관없이 제1 두께(T21), 제2 발광부(220)의 두께(T22) 또는 제3 발광부(230)의 두께(T23)를 설정한 ATEP (Adjusted Thickness of Emission Parts) 구조를 갖는다. 즉, 유기발광 표시장치의 색재현율이나 색시야각, 또는 효율이 향상되도록 제1 두께(T21), 제2 두께(T22) 또는 제3 두께(T23)를 설정한 ATEP (Adjusted Thickness of Emission Parts) 구조를 갖는다. 상기 제1 두께(T21)는 상기 제1 발광부(210)를 구성하는 제1 1유기층들(212, 214, 216)과 제1 전하 생성층(CGL)(241)이 포함된다. 상기 제2 (T22)는 상기 제2 발광부(220)를 구성하는 제2 유기층들(222, 224, 226)과 제2 전하 생성층(CGL)(242), 제3 전하 생성층(CGL)(251)이 포함된다. 상기 제3 두께(T23)는 상기 제3 발광부(230)를 구성하는 제3 유기층들(232, 234, 236) 과 제4 전하 생성층(CGL)(252)이 포함된다. 이미 설명한 바와 같이, 상기 제1 유기층들, 제2 유기층들 및 제3 유기층들은 정공 주입층(HIL), 전자 주입층(EIL), 정공 저지층(HBL), 전자 저지층(EBL) 등의 유기층들을 포함할 수 있다. 따라서, 상기 제1 유기층들, 제2 유기층들 및 제3 유기층들의 수나 두께가 본 발명의 내용을 제한하는 것은 아니다.
상기 제1 두께(T21)는 상기 제3 두께(T23)보다 크고 상기 제3 두께(T23)는 상기 제2 두께(T22)보다 크게 구성할 수 있다. 예를 들어 제1 두께(T21), 상기 제2 두께(T22) 및 상기 제3 두께(T23)의 비는 0.41:0.26:0.33일 수 있다. 또는, 상기 제1 두께(T21)와 상기 제3 두께(T23)는 같고 상기 제1 두께(T21)와 상기 제3 두께(T23)는 상기 제2 두께(T22)보다 크게 구성할 수 있다. 또는, 상기 제1 두께(T21), 상기 제2 두께(T22) 및 상기 제3 두께(T23)는 같게 구성할 수 있다. 또는, 상기 제1 두께(T21)와 상기 제2 두께(T22)는 같고 상기 제1 두께(T21)와 상기 제2 두께(T22)는 상기 제3 두께(T22)보다 작게 구성할 수 있다. 예를 들어 제1 두께(T21), 상기 제2 두께(T22) 및 상기 제3 두께(T23)의 비는 0.30:0.30:0.40일 수 있다.
이렇게 구성함으로써, 제1 발광부(110)에 포함된 제1 발광층(EML)(214) 및 제3 발광층(EML)(234)과, 제2 발광부(120)에 포함된 제2 발광층(EML)(224)의 시야각에 따른 스펙트럼 변화율을 맞출 수 있으며, 원하는 발광 영역에서 최대 효율을 낼 수 있다. 각 발광층들(214, 224, 234)이 원하는 발광 영역에서 발광할 경우, 유기발광 표시장치의 휘도나 효율이 향상될 수 있고, 원하는 색을 표현할 수 있는 표시장치를 제공할 수 있다. 이에 대해서는 표 2, 도 5 및 도 6을 참조하여 설명한다.
아래 표 2는 본 발명의 실시예 3, 실시예 4 및 실시예 5와 비교예 2의 효율, sRGB 면적비, sRGB 중첩비 및 색시야각을 나타낸 것이다. 표 2에서 효율은 본 발명의 실시예 3의 효율을 100%로 하고 본 발명의 실시예 4 및 실시예 5와 비교예 2를 비교한 것이다.
표 2에서 본 발명의 실시예 3은 제1 두께(T21)는 제3 두께(T23)보다 크거나 같고 제3 두께(T23)는 제2 두께(T22)보다 크게 구성한 경우(T21≥T23>T22)이다. 본 발명의 실시예 4는 제1 두께(T21), 제2 두께(T22), 제3 두께(T23)는 같게 구성한 경우이다. 본 발명의 실시예 5는 제1 두께(T21)와 제2 두께(T22)는 같고 제1 두께(T21)와 제2 두께(T22)는 제3 두께(T23)보다 작게 구성한 경우(T21=T22<T23)이다. 그리고, 비교예 2는 상기 제1 두께(T21)와 상기 제3 두께(T23)는 같고 제1 두께(T21)와 제3 두께(T23)는 제2 두께(T22)보다 작게 구성한 경우(T21=T23<T22)이다. 예를 들어 제1 두께(T21), 상기 제2 두께(T22) 및 상기 제3 두께(T23)의 비는 0.30:0.40:0.30일 수 있다.
효율을 살펴보면, 본 발명의 실시예 3은 제1 발광부(210)에 포함된 제1 발광층(EML)(214)과 제3 발광부(230)에 포함된 제3 발광층(EML)(234)의 시야각에 따른 스펙트럼 변화율과 제2 발광부(220)에 포함된 제2 발광층(EML)(224)의 시야각에 따른 스펙트럼 변화율을 맞출 수 있으며, 원하는 발광 영역에서 최대 효율을 낼 수 있다. 따라서, 각 발광층들(214, 224, 234)이 원하는 발광 영역에서 발광할 수 있으므로, 유기발광 표시장치의 적색(R) 효율, 녹색(G) 효율 및 청색(B) 효율이 향상될 수 있다.
그리고, 본 발명의 실시예 4는 실시예 3에 비해 적색(R) 효율과 녹색(G) 효율이 향상되었음을 알 수 있다. 이는 제1 두께(T21), 제2 두께(T22), 제3 두께(T23)는 같게 구성한 실시예 4가 제2 발광부(220)에 포함된 제2 발광층(EML)(224)의 효율을 향상시킬 수 있음을 알 수 있다. 즉, 제2 발광층(EML)(224)인 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층은 적색과 녹색을 표현하므로 제2 두께(T22)가 확보됨으로 인해서 적색(R) 효율과 녹색(G) 효율이 향상될 수 있다.
그리고, 본 발명의 실시예 5는 실시예 3에 비해 적색(R) 효율이 향상되었으나 청색(B) 효율은 감소하였음을 알 수 있다. 이는 제3 두께(T23)가 제1 두께(T21)와 제2 두께(T22)보다 크게 구성함으로 인해서 제1 발광층(EML)(214)이 제1 전극(202)으로부터 가까워져 제1 발광층(EML)(214)이 원하는 발광 영역에서 발광할 수 없으므로, 청색 효율이 감소하게 된다.
그리고, 비교예 2는 실시예 3 내지 실시예 5에 비해 적색(R) 효율 및 청색(B) 효율이 감소하였음을 알 수 있다. 이는 제2 두께(T22)가 제1 두께(T21)와 제3 두께(T23)보다 크게 구성하므로, 제1 발광층(EML)(214)이 제1 전극(202)으로부터 가까워져 제1 발광층(EML)(214)이 원하는 발광 영역에서 발광할 수 없으므로, 청색(B) 효율이 감소하게 된다. 또한, 황색-녹색 발광층의 시야각에 따른 스펙트럼 변화율이 일정하게 변화하지 않으므로, 적색(R) 효율이 감소하게 된다.
표 2에 나타낸 바와 같이, sRGB 면적비 및 sRGB 중첩비는 본 발명의 실시예 3 내지 실시예 5와 비교예 2가 거의 유사함을 알 수 있다.
이에 대해서는 도 5를 참조하여 설명한다.
도 5는 본 발명의 실시예 3, 실시예 4 및 실시예 5와 비교예 2에 따른 색재현율을 나타내는 도면이다.
도 5에서 실선은 BT709를 나타내며, BT709는 HDTV에 사용되는 색역을 말한다. 즉, 적색에 해당하는 Cx, Cy는 (0.640, 0.330), 녹색에 해당하는 Cx, Cy는 (0.300, 0.600), 청색에 해당하는 Cx, Cy는 (0.150, 0060)이며, 적색, 녹색 및 청색에 해당하는 영역을 연결하여 삼각형으로 표시한 것이다. 그리고, 색재현율을 표시하는 방법은 소비자의 요구나 제품 개발에 따라 그 범위가 달라지거나 용어도 다양하게 사용될 수 있으며, BT709로 표시한 도 5가 본 발명의 내용을 제한하는 것은 아니다.
도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예 3 내지 실시예 5가 비교예 2에 비하여 넒은 면적을 나타내므로, 색재현율이 향상됨을 알 수 있다. 그리고, 실선으로 표시된 BT709에 비해 본 발명의 실시예 3 내지 실시예 5가 더 넓은 면적을 나타내므로, 보다 선명하고 사실적인 영상을 제공할 수 있으며, 색을 더 풍부하게 표현할 수 있는 유기발광 표시장치를 제공할 수 있다.
그리고, 표 2에 나타낸 색시야각에 대한 설명은 도 6을 참조하여 설명한다.
도 6은 본 발명의 실시예 3, 실시예 4 및 실시예 5와 비교예 2에 따른 색시야각을 나타내는 도면이다.
도 6에 도시한 바와 같이, 정면에서 바라보는 O°부터 15°, 3O°, 45°, 6O°에서 기울여 바라보며 측정한 것이다.
유기발광소자에서 방출되는 광의 60°의 시야각에서 실시예 3의 색시야각(△u'v')은 0.009이고, 실시예 4는 0.046, 실시예 5는 0.029, 비교예 2는 0.067임을 알 수 있다. 시야각 60°에서 색시야각이 0.050 이상일 경우 소비자는 유기발광 표시장치의 위치별로 또는 보는 방향인 시야각에 따라 색이 다르게 보임을 느낄 수 있다. 따라서, 시야각 60°에서 색시야각이 0.050 이하일 경우 유기발광 표시장치의 시야각에 따라 색이 다르게 보이는 문제점을 개선할 수 있으므로 색차이를 개선할 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예 3 내지 실시예 5는 시야각 60°에서 색시야각이 0.050 이하이므로, 유기발광 표시장치의 위치별로 또는 시야각에 따라 색차이를 방지할 수 있으며, 보다 선명하고 사실적인 화질을 표현할 수 있으며, 대면적 TV 등에 적합한 표시장치를 제공할 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예 3 내지 실시예 5는 시야각에 따른 색시야각(△u'v')이 작으므로, 유기발광 표시장치의 시야각에 따라서 소비자가 느끼는 색차이를 감소시킬 수 있어서 색재현율을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 실시예 3은 제1 두께(T21)는 제3 두께(T23)보다 크거나 같고 제3 두께(T23)는 제2 두께(T22)보다 크게 구성한 경우(T21≥T23>T22)이다. 이는 제1 발광부(210)에 포함된 제1 발광층(EML)(214)인 청색(Blue) 발광층과 제2 발광부(220)에 포함된 제2 발광층(EML)(224)이 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층일 경우, 청색 효율을 향상시키기 위해서는 청색(Blue) 발광층은 제1 전극(202)에 멀게 위치시켜야 한다. 따라서, 제1 두께(T21)가 제2 두께(T22)보다 크게 구성됨으로써, 청색(Blue) 발광층과 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층이 원하는 발광 영역에서 발광할 수 있다. 그리고, 청색 발광층의 시야각에 따른 스펙트럼 변화율과 황색-녹색 발광층의 시야각에 따른 스펙트럼 변화율이 거의 유사하다. 즉, 청색 발광층의 시야각에 따른 스펙트럼 변화율과 황색-녹색 발광층의 시야각에 따른 스펙트럼 변화율을 맞출 수 있으므로 적색(R) 효율, 청색(B) 효율, 녹색(G) 효율이 증가하게 된다. 또한, 발광층들이 원하는 발광 영역에서 발광할 수 있으므로, 유기발광 표시장치의 색재현율이나 색시야각을 개선할 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예 3은 적색(R) 효율, 청색(B) 효율, 녹색(G) 효율을 향상시킬 수 있으며, 유기발광 표시장치의 색재현율이나 색시야각을 개선할 수 있다.
그리고, 본 발명의 실시예 4인 제1 두께(T21), 제2 두께(T22) 및 제3 두께(T23)는 같도록 구성함으로써, 적색(R) 효율, 녹색(G) 효율을 향상시킬 수 있다. 이는 황색-녹색 발광층의 시야각에 따른 스펙트럼 변화율이 일정한 비율로 변하므로, 황색-녹색 발광층이 표현하게 되는 적색(R) 효율과 녹색(G) 효율을 실시예 3에 비해 향상시킬 수 있으며, 유기발광 표시장치의 색재현율이나 색시야각을 개선할 수 있다.
그리고, 본 발명의 실시예 5는 제1 두께(T21)와 제2 두께(T22)는 같고 제1 두께(T21)와 제2 두께(T22)는 제3 두께(T23)보다 작게 구성(T21=T22<T23)함으로써, 적색(R) 효율을 향상시킬 수 있다. 이는 이는 황색-녹색 발광층의 시야각에 따른 스펙트럼 변화율이 거의 유사하게 변화하므로, 실시예 3에 비해서 적색(R) 효율을 향상시킬 수 있으며, 유기발광 표시장치의 색재현율이나 색시야각을 개선할 수 있다.
그리고, 비교예 2는 상기 제1 두께(T21)와 상기 제3 두께(T23)는 같고 제1 두께(T21)와 제3 두께(T23)는 제2 두께(T22)보다 작게 구성한 경우(T21=T23<T22)이다. 이는, 제1 발광부(210)에 포함된 제1 발광층(EML)(214)인 청색(Blue) 발광층이 제1 전극(202)에 가깝게 위치하므로 청색(Blue) 발광층이 원하는 발광 영역에서 발광하지 못하게 된다. 그리고, 청색 발광층의 시야각에 따른 스펙트럼 변화율은 시야각에 따라 증가하고, 황색-녹색 발광층의 시야각에 따른 스펙트럼 변화율이 감소하게 된다. 따라서, 청색 발광층의 시야각에 따른 스펙트럼 변화율과 황색-녹색 발광층의 시야각에 따른 스펙트럼 변화율이 다르게 변화하므로 청색 효율이 감소하게 된다. 즉, 청색 발광층의 시야각에 따른 스펙트럼 변화율이 황색-녹색 발광층의 시야각에 따른 스펙트럼 변화율보다 증가하므로, 황색이 더 진하게 보이게 되어 청색(B) 효율이 감소하게 된다. 따라서, 적색(R) 효율 및 청색(B) 효율이 본 발명의 실시예 3 내지 실시예 5에 비하여 감소함을 알 수 있다. 또한, 색시야각은 본 발명의 실시예 3 내지 실시예 5에 비하여 많이 증가하므로, 비교예 2가 본 발명의 실시예 3 내지 실시예 5에 비하여 유기발광 표시장치의 색재현율이 감소함을 알 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시예 3 내지 실시예 5와 같이 구성함으로써, 유기발광 표시장치의 색재현율이나 색시야각, 또는 효율이 향상될 수 있음을 알 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 유기발광소자를 포함하는 유기발광 표시장치의 단면도로서, 이는 전술한 본 발명의 일 실시예 및 다른 실시예에 따른 유기 발광 소자를 적용한 것이다.
도 7에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 유기발광 표시장치(1000)는 기판(201), 박막트랜지스터(TFT), 오버코팅층(1150), 제1 전극(202), 발광부(1180) 및 제2 전극(204)을 포함한다. 박막트랜지스터(TFT)는 게이트 전극(1115), 게이트 절연층(1120), 반도체층(1131), 소스 전극(1133) 및 드레인 전극(1135)을 포함한다.
도 7에서는 박막 트랜지스터(TFT)가 인버티드 스태거드(inverted staggered) 구조로 도시되었으나, 코플라나(coplanar) 구조로 형성할 수도 있다.
기판(201)은 절연 물질, 또는 유연성(flexibility)을 가지는 재료로 구성될 수 있다. 유리, 금속, 또는 플라스틱 등으로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 유기발광 표시장치가 플렉서블(flexible) 유기발광 표시장치인 경우에는 플라스틱 등과 같은 유연한 재질로 이루어질 수도 있다.
게이트 전극(1115)은 기판(201) 위에 형성되며, 게이트 라인에 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 스토퍼는 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.
컬러층(1145)은 상기 제1 보호층(1140) 상에 형성되며, 도면에서는 하나의 서브화소만을 도시하였으나, 상기 컬러층(1145)은 적색 서브화소, 청색 서브화소 및 녹색 서브화소의 영역에 형성된다. 상기 컬러층(1145)은 서브화소 별로 패턴 형성된 적색(R) 컬러필터, 녹색(G) 컬러필터, 및 청색(B) 컬러필터를 포함하여 이루어진다. 상기 컬러층(1145)은 상기 발광부(1180)에서 방출되는 백색광 중에서 특정 파장의 광만을 투과시킨다.
오버코팅층(1150)은 상기 컬러층(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(202)은 상기 오버코팅층(1150) 상에 형성된다. 제1 전극(202)은 상기 보호층(1140)과 오버코팅층(1150)의 소정 영역의 콘택홀(CH)을 통해 상기 드레인 전극(1135)과 전기적으로 연결된다. 도 7에서는 드레인 전극(1135)과 제1 전극(202)이 전기적으로 연결되는 것으로 도시되었으나, 상기 보호층(1140)과 오버코팅층(1150)의 소정 영역의 콘택홀(CH)을 통해 소스 전극(1133)과 제1 전극(202)이 전기적으로 연결되는 것도 가능하다.
뱅크층(1170)은 상기 제1 전극(202) 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 도에 1에 도시한 바와 같이, 제1 전극(202) 상에 형성된 제1 발광부 및 제2 발광부로 이루어질 수 있다. 또는, 상기 발광부(1180)는 도 3에 도시한 바와 같이, 제1 전극(202) 상에 형성된 제1 발광부, 제2 발광부 및 제3 발광부로 구성될 수 있다.
제2 전극(204)은 상기 발광부(1180) 상에 형성된다.
그리고, 상기 봉지부는 상기 제2 전극(204) 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.
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: 유기 발광 소자
110, 210: 제1 발광부 120, 220: 제2 발광부
230: 제3 발광부
141, 142, 241, 242, 241, 251, 252: 전하 생성층
112, 122, 212, 222, 232: 정공 수송층
116, 126, 216, 226, 236: 전자 수송층
114, 214: 제1 발광층 124, 224: 제2 발광층
234: 제3 발광층

Claims (16)

  1. 제1 전극과 제2 전극 사이에 있는 제1 발광부;
    상기 제1 발광부 위에 있는 제2 발광부;
    상기 제2 발광부 위에 있는 제3 발광부;
    상기 제1 발광부와 상기 제2 발광부 사이에 있는 제1 전하생성층 및 제2 전하생성층; 및
    상기 제2 발광부와 상기 제3 발광부 사이에 있는 제3 전하생성층 및 제4 전하생성층을 포함하고,
    상기 제1 발광부와 상기 제1 전하생성층을 포함하는 제1 두께는 상기 제4 전하생성층 및 상기 제3 발광부를 포함하는 제3 두께보다 크거나 같고,
    상기 제3 두께는 상기 제2 전하생성층, 상기 제2 발광부 및 상기 제3 전하생성층을 포함하는 제2 두께보다 큰, 유기발광 표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 발광부, 상기 제2 발광부, 및 상기 제3 발광부 중 두 개의 발광부는 서로 동일한 색상의 광을 발광하는, 유기발광 표시장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 서로 동일한 색상의 광을 발광하는 두 개의 발광부는 청색 발광층, 진청색 발광층, 스카이 블루 발광층 중 하나, 청색 발광층, 진청색 발광층, 스카이 블루 발광층 중 하나 및 적색 발광층, 청색 발광층, 진청색 발광층, 스카이 블루 발광층 중 하나 및 황색-녹색 발광층 중 하나를 포함하는, 유기발광 표시장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 서로 동일한 색상의 광을 발광하는 두 개의 발광부는 상기 제1 발광부 및 상기 제3 발광부인, 유기발광 표시장치.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1 발광부, 상기 제2 발광부, 및 상기 제3 발광부 중 나머지 하나의 발광부는 상기 두 개의 발광부와 상이한 색상의 광을 발광하는, 유기발광 표시장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 나머지 하나의 발광부는 황색-녹색 발광층, 녹색 발광층, 황색-녹색 발광층 및 적색 발광층, 녹색 발광층 및 적색 발광층 중 하나를 포함하는, 유기발광 표시장치.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 나머지 하나의 발광부는 상기 제2 발광부인, 유기발광 표시장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 전하생성층 및 제3 전하생성층은 N형 전하생성층으로 이루어지고, 상기 제2 전하생성층 및 제4 전하생성층은 P형 전하생성층으로 이루어진, 유기발광 표시장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 전극은 투명전극을 포함하며, 상기 제2 전극은 반사전극을 포함하는, 유기발광 표시장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 유기발광 표시장치는 시야각 60°에서 색시야각이 0.050 이하인, 유기발광 표시장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 발광부는,
    상기 제1 전극 위에 있는 제1 정공 수송층;
    상기 제1 정공 수송층 위에 있는 제1 발광층;
    상기 제1 발광층 위에 있는 제1 전자 수송층을 포함하는, 유기발광 표시장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제1 전극 위에 있는 정공 주입층을 더 포함하는, 유기발광 표시장치.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 발광부는,
    상기 제2 전하 생성층 위에 있는 제2 정공 수송층;
    상기 제2 정공 수송층 위에 있는 제2 발광층;
    상기 제2 발광층 위에 있는 제2 전자 수송층을 포함하는, 유기발광 표시장치.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 제3 발광부는,
    상기 제4 전하 생성층 위에 있는 제3 정공 수송층;
    상기 제3 정공 수송층 위에 있는 제3 발광층;
    상기 제3 발광층 위에 있는 제3 전자 수송층을 포함하는, 유기발광 표시장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 제2 전자 수송층 위에 전자 주입층을 더 포함하는, 유기발광 표시장치.
  16. 제 1 항에 있어서,
    기판 상에 구비된 박막 트랜지스터;
    상기 박막 트랜지스터 상에 형성되는 보호층;
    상기 보호층 상에 형성되는 컬러층; 및
    상기 제2 전극 상에 형성되는 봉지부를 더 포함하는, 유기발광 표시장치.
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