KR20110107292A - 유기 일렉트로 루미네선스 장치 - Google Patents

유기 일렉트로 루미네선스 장치 Download PDF

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Abstract

일 실시예에 따르면, 유기 일렉트로 루미네선스 장치(OLED)는 양극(AND)과, 음극(CTD)과, 상기 양극과 상기 음극 사이에 위치되고, 제1 호스트 재료와 제1 도펀트를 포함하는 발광층(EML)과, 상기 음극(CTD)과 상기 발광층(EML) 사이에서 상기 발광층과 접촉하고, 제2 호스트 재료와 제2 도펀트를 포함하는 유기층(CEL)을 포함한다. 제1 호스트 재료는 정공 수송성을 갖는다. 제1 도펀트는 청색 형광성을 갖고, 상기 제1 도펀트의 형광은 제1 파장에서 최대 강도를 나타낸다. 상기 제2 호스트 재료는 전자 수송성을 갖는다. 상기 제2 호스트 재료의 이온화 에너지는 상기 제1 호스트 재료의 이온화 에너지보다 크다. 상기 제2 도펀트의 이온화 에너지는 상기 제1 호스트 재료의 이온화 에너지보다 작다. 상기 제2 도펀트는 형광성 및/또는 인광성을 갖고, 상기 제2 도펀트의 발광은 상기 제1 파장보다 짧은 제2 파장에서 최대 강도를 나타낸다.

Description

유기 일렉트로 루미네선스 장치{ORGANIC ELECTROLUMINESCENCE DEVICE}
본 발명은 유기 일렉트로 루미네선스(이하, EL이라 함) 장치에 관한 것이다.
유기 EL 소자에 전하를 주입함으로써 발생되는 여기자 중 4분의 1은 일중항 여기자이고, 이와 같이 발생된 여기자 중 4분의 3은 삼중항 여기자이다. 그로 인해, 일중항 여기 상태로부터 기저 상태로의 전자의 천이에 의해 발생하는 형광만을 이용하는 유기 EL 소자에 대해서는, 이론적으로 달성 가능한 내부 양자 효율은 최대 25%인 것으로 믿어져 왔다.
삼중항 여기 상태로부터 기저 상태로의 전자 천이에 의해 발생하는 인광을 이용하는 유기 EL 소자는 이론적으로는 형광만을 이용하는 유기 EL 소자보다 높은 내부 양자 효율을 달성할 수 있다. 일중항 여기 상태로부터 삼중항 여기 상태로의 항간 교차(intersystem crossing)를 고려하면, 이론적으로 달성 가능한 내부 양자 효율은 최대 100%이다.
그러나, 일반적으로, 인광 재료는 중원자의 착체(complex)이다. 또한, 인광을 이용하는 유기 EL 소자에서 삼중항 여기자의 에너지를 유효하게 이용하기 위해서는, 발광층에 포함되어 있는 호스트 재료로서 여기 에너지가 큰 재료를 사용할 필요가 있고, 이러한 재료는 또한 발광층에 인접한 층의 재료로서도 사용될 필요가 있다. 그로 인해, 인광을 이용하는 유기 EL 소자는 휘도 반감 수명이 짧은 단점이 있다.
한편, 최근, 형광을 이용하는 유기 EL 소자에서 삼중항 여기자의 삼중항-삼중항 소멸 시에 발생하는 일중항 여기자를 발광에 이용하는 연구가 행해지고 있다. 이것을 이용하면, 이론적으로는 최대 40%의 내부 양자 효율을 달성할 수 있다.
본 발명의 목적은 내부 양자 효율을 증가시키기 위해 삼중항-삼중항 소멸을 효과적으로 이용 가능하게 하는 기술을 제공하는 것이다.
일반적으로, 일 실시예에 따르면, 유기 일렉트로 루미네선스 장치로서, 양극(anode)과, 음극(cathode)과, 상기 양극과 상기 음극 사이에 위치되고, 정공 수송성을 갖는 제1 호스트 재료와, 청색 형광성을 갖는 제1 도펀트를 포함하고, 상기 제1 도펀트의 형광은 제1 파장에서 최대 강도를 나타내는 발광층과, 상기 음극과 상기 발광층 사이에서 상기 발광층과 접촉하고, 전자 수송성을 갖는 제2 호스트 재료와, 형광성 및 인광성 중 적어도 하나를 갖는 제2 도펀트를 포함하고, 상기 제2 호스트 재료의 이온화 에너지는 상기 제1 호스트 재료의 이온화 에너지보다 크고, 상기 제2 도펀트의 이온화 에너지는 상기 제1 호스트 재료의 이온화 에너지보다 작고, 상기 제2 도펀트의 발광은 상기 제1 파장보다 짧은 제2 파장에서 최대 강도를 나타내는 유기층을 포함하는, 유기 일렉트로 루미네선스 장치가 제공된다.
다른 실시예에 따르면, 유기 일렉트로 루미네선스 장치로서, 제1 내지 제3 양극과, 상기 제1 내지 제3 양극을 향하는 음극과, 상기 제1 양극과 상기 음극 사이에 위치되고, 적색 형광성을 갖는 도펀트 및 호스트 재료를 포함하는 제1 발광층과, 상기 제2 양극과 상기 음극 사이에 위치되고, 녹색 형광성을 갖는 도펀트 및 호스트 재료를 포함하는 제2 발광층과, 상기 제3 양극과 상기 음극 사이에 위치되고, 전자 수송성을 갖는 제1 호스트 재료와, 청색 형광성을 갖는 제1 도펀트를 포함하고, 상기 제1 도펀트의 형광은 제1 파장에서 최대 강도를 나타내는 제3 발광층과, 상기 제3 양극과 상기 제3 발광층 사이에서 상기 제3 발광층과 접촉하고, 정공 수송성을 갖는 제2 호스트 재료와, 형광성 및 인광성 중 적어도 하나를 갖는 제2 도펀트를 포함하고, 상기 제2 호스트 재료의 전자 친화력은 상기 제1 호스트 재료의 전자 친화력보다 작고, 상기 제2 도펀트의 전자 친화력은 상기 제1 호스트 재료의 전자 친화력보다 크고, 상기 제2 도펀트의 발광은 상기 제1 파장보다 짧은 제2 파장에서 최대 강도를 나타내는 유기층을 포함하는, 유기 일렉트로 루미네선스 장치가 제공된다.
다른 실시예에 따르면, 유기 일렉트로 루미네선스 장치로서, 양극과, 음극과, 상기 양극과 상기 음극 사이에 위치되고, 전자 수송성을 갖는 제1 호스트 재료와, 청색 형광성을 갖는 제1 도펀트를 포함하고, 상기 제1 도펀트의 형광은 제1 파장에서 최대 강도를 나타내는 발광층과, 상기 양극과 상기 발광층 사이에서 상기 발광층과 접촉하고, 정공 수송성을 갖는 제2 호스트 재료와, 형광성 및 인광성 중 적어도 하나를 갖는 제2 도펀트를 포함하고, 상기 제2 호스트 재료의 전자 친화력은 상기 제1 호스트 재료의 전자 친화력보다 작고, 상기 제2 도펀트의 전자 친화력은 상기 제1 호스트 재료의 전자 친화력보다 크고, 상기 제2 도펀트의 발광은 상기 제1 파장보다 짧은 제2 파장에서 최대 강도를 나타내는 유기층을 포함하는, 유기 일렉트로 루미네선스 장치가 제공된다.
또 다른 실시예에 따르면, 유기 일렉트로 루미네선스 장치로서, 제1 내지 제3 양극과, 상기 제1 내지 제3 양극을 향하는 음극과, 상기 제1 양극과 상기 음극 사이에 위치되고, 적색 형광성을 갖는 도펀트 및 호스트 재료를 포함하는 제1 발광층과, 상기 제2 양극과 상기 음극 사이에 위치되고, 녹색 형광성을 갖는 도펀트 및 호스트 재료를 포함하는 제2 발광층과, 상기 제3 양극과 상기 음극 사이에 위치되고, 전자 수송성을 갖는 제1 호스트 재료와, 청색 형광성을 갖는 제1 도펀트를 포함하고, 상기 제1 도펀트의 형광은 제1 파장에서 최대 강도를 나타내는 제3 발광층과, 상기 제3 양극과 상기 제3 발광층 사이에서 상기 제3 발광층과 접촉하고, 정공 수송성을 갖는 제2 호스트 재료와, 형광성 및 인광성 중 적어도 하나를 갖는 제2 도펀트를 포함하고, 상기 제2 호스트 재료의 전자 친화력은 상기 제1 호스트 재료의 전자 친화력보다 작고, 상기 제2 도펀트의 전자 친화력은 상기 제1 호스트 재료의 전자 친화력보다 크고, 상기 제2 도펀트의 발광은 상기 제1 파장보다 짧은 제2 파장에서 최대 강도를 나타내는 유기층을 포함하는, 유기 일렉트로 루미네선스 장치가 제공된다.
도 1은 실시예에 따른 유기 EL 장치에서 사용 가능한 유기 EL 소자의 일례를 개략적으로 도시하는 단면도.
도 2는 도 1에 나타내는 유기 EL 소자에서의 에너지 준위의 일례를 도시하는 도면.
도 3은 실시예에 따른 유기 EL 장치에서 사용 가능한 유기 EL 소자의 다른 예를 개략적으로 도시하는 단면도.
도 4는 도 3에 도시하는 유기 EL 소자에서의 에너지 준위의 일례를 도시하는 도면.
도 5는 실시예에 따른 유기 EL 장치를 개략적으로 도시하는 평면도.
도 6은 도 5에 나타내는 유기 EL 장치에 채용 가능한 구조의 일례를 개략적으로 도시하는 단면도.
도 7은 변형예에 따른 유기 EL 장치를 개략적으로 도시하는 단면도.
도 8 내지 도 36은 다른 변형예에 따른 유기 EL 장치를 개략적으로 도시하는 단면도.
도 37은 소자 A 및 B에서 사용된 제1 도펀트 및 제1 호스트 재료의 흡수 스펙트럼과, 소자 A 및 B에서 사용된 제2 도펀트 및 제2 호스트 재료의 발광 스펙트럼을 나타내는 그래프.
도 38은 소자 A 및 B에 대해 얻어진 과도 응답을 나타내는 그래프.
이하, 실시예에 대해 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 도면에서는, 동일 또는 유사한 기능을 갖는 구성 요소에는 동일한 참조 부호를 붙이고, 중복 설명은 생략한다.
도 1은 실시예에 따른 유기 EL 장치에서 사용 가능한 유기 EL 소자의 일례를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 1에 나타내는 유기 EL 소자 OLED는 양극 AND, 정공 주입층 HIL, 정공 수송층 HTL, 발광층 EML, 유기층 CEL, 전자 수송층 ETL, 전자 주입층 EIL 및 음극 CTD를 포함한 다층 구조를 갖는다.
양극 AND는, 예를 들어, 금속, 합금, 도전성의 금속 화합물 또는 그것들의 조합으로 이루어진다. 양극 AND는 단층 구조 또는 다층 구조를 가질 수 있다. 양극 AND로서는, 예를 들어, 인듐 주석 산화물(이하, ITO라 함)층을 사용한다.
음극 CTD는, 예를 들어, 금속, 합금, 도전성의 금속 화합물 또는 그것들의 조합으로 이루어진다. 음극 CTD는 단층 구조 또는 다층 구조를 가질 수 있다. 전형적으로는, 음극 CTD는 양극 AND의 일함수보다 작은 일함수를 갖는다. 음극 CTD로서는, 예를 들어, 알루미늄층을 사용한다.
발광층 EML은 양극 AND와 음극 CTD와의 사이에 개재된다. 발광층은 유기물로 이루어지는 층이며, 예를 들어, 제1 호스트 재료와 제1 도펀트를 포함한 혼합물로 이루어진다.
제1 호스트 재료는 전형적으로는 질량 분율이 가장 큰 발광층 EML의 성분이다. 전형적으로는, 발광층 EML에서의 제1 호스트 재료의 질량 분율은 50%보다 크다.
제1 호스트 재료는 정공 수송성을 갖는다. 전형적으로는, 제1 호스트 재료의 정공 이동도는 제1 호스트 재료의 전자 이동도보다 크다. 그러한 재료로서, 예를 들어, 1,1'-(디메톡시―1,4'-페닐렌)디피렌(이하, DOPPP라 한다)을 사용할 수 있다.
제1 호스트 재료는 형광성 및 인광성 중 적어도 하나, 전형적으로는 형광성을 갖는다. 제1 호스트 재료는 그 발광 스펙트럼이 제1 도펀트의 흡수 스펙트럼과 적어도 부분적으로 중첩되도록 선택된다.
제1 도펀트는, 예를 들어, 형광성을 갖는 도펀트이다. 제1 도펀트는 형광성 및 인광성을 갖는 도펀트일 수 있다. 즉, 제1 도펀트는 형광성을 갖는 도펀트와, 인광성을 갖는 도펀트를 포함하는 혼합물일 수 있다. 제1 도펀트로서, 예를 들어, 4,4'-비스[4-(디페닐아미노)스티릴]비페닐(이하, BDAVBi라 한다)을 사용할 수 있다. 여기서는, 일례로서, 제1 도펀트는 청색 형광성을 갖는 것으로 한다.
정공 수송층 HTL은 양극 AND와 발광층 EML 사이에 개재된다. 정공 수송층 HTL은 유기물로 이루어지고, 그 이온화 에너지는 전형적으로는 양극 AND의 일함수와 발광층 EML의 이온화 에너지 사이에 있다. 정공 수송층 HTL의 재료로서는, 예를 들어, 비스-나프틸-페닐아미노-비페닐(이하, α-NPD라 한다)을 사용할 수 있다. 정공 수송층 HTL은 생략할 수 있다.
정공 주입층 HIL은 양극 AND와 정공 수송층 HTL 사이에 개재된다. 정공 주입층 HIL은 유기물, 무기물 또는 유기 금속 화합물로 이루어지고, 그 이온화 에너지는 전형적으로는 양극 AND의 일함수와 정공 수송층 HTL의 이온화 포텐셜 사이에 있다. 정공 주입층 HIL의 재료로서는, 예를 들어, 아몰퍼스(amorphous) 카본 또는 구리 프탈로시아닌(이하, CuPc라 한다)을 사용할 수 있다. 정공 주입층 HIL은 생략할 수 있다.
전자 수송층 ETL은 발광층 EML과 음극 CTD 사이에 개재된다. 전자 수송층 ETL은 예를 들어 유기물로 이루어지고, 그 전자 친화력은 전형적으로는 발광층 EML의 전자 친화력과 음극 CTD의 일함수 사이에 있다. 전자 수송층 ETL의 재료로서는, 예를 들어, 트리스(8-키노리라토)알루미늄(이하, Alq3이라 한다) 또는 2-페닐-5-(4-비페닐)-1,3,4-옥사디아졸(이하, OXD라 한다)을 사용할 수 있다.
전자 주입층 EIL은 전자 수송층 ETL과 음극 CTD 사이에 개재된다. 전자 주입층 EIL은 예를 들어 유기물, 무기물 또는 유기 금속 화합물로 이루어지고, 그 전자 친화력은 전형적으로는 전자 수송층 ETL의 전자 친화력과 음극 CTD의 일함수 사이에 있다. 전자 주입층 EIL의 재료로서는, 예를 들어, 불화 리튬을 사용할 수 있다. 전자 주입층 EIL은 생략할 수 있다.
유기층[이하, 전하-에스케이프층(charge-escape layer)이라 한다] CEL은 발광층 EML과 전자 수송층 ETL 사이에서 발광층 EML과 접촉하고 있다. 전하-에스케이프층 CEL은 제2 호스트 재료와 제2 도펀트를 포함하고 있다.
제2 호스트 재료는, 예를 들어, 질량 분율이 가장 큰 전하-에스케이프층 CEL의 성분이다. 전형적으로는, 전하-에스케이프층 CEL에서의 제2 호스트 재료의 질량 분율은 50%보다 크다.
제2 호스트 재료는 전자 수송성을 갖는다. 전형적으로는, 제2 호스트 재료의 전자 이동도는 제2 호스트 재료의 정공 이동도보다 크다. 그러한 재료로서는, 예를 들어, 바쏘쿠프로인(이하, BCP라 한다)을 사용할 수 있다.
제2 호스트 재료는 제1 호스트 재료의 이온화 포텐셜보다 큰 이온화 포텐셜을 갖는다. 제2 호스트 재료는, 예를 들어, 제1 호스트 재료보다 전자 친화력이 작다.
제2 호스트 재료는 형광성 및 인광성 중 적어도 하나, 예를 들어 형광성을 가질 수 있다. 이 경우, 제2 호스트 재료는, 예를 들어, 그 발광 스펙트럼이 제2 도펀트의 흡수 스펙트럼, 제1 호스트 재료의 흡수 스펙트럼, 제1 도펀트의 흡수 스펙트럼, 또는 이들 중 2개 이상과 적어도 부분적으로 중첩되도록 선택될 수 있다.
제2 도펀트는 형광성 또는 인광성을 가질 수 있다. 대안적으로, 제2 도펀트는 형광성 및 인광성을 가질 수 있다. 즉, 제2 도펀트는 형광성을 갖는 도펀트와, 인광성을 갖는 도펀트를 포함하는 혼합물일 수 있다.
제2 도펀트는 제1 호스트 재료보다 이온화 에너지가 작다. 전형적으로는, 제2 도펀트가 방출하는 최대 강도의 광은, 제1 도펀트가 방출하는 최대 강도의 형광보다 파장이 짧다. 이 경우, 제2 도펀트가 방출하는 광을 제1 도펀트의 여기에 이용할 수 있다. 예를 들어, 제2 도펀트의 발광 스펙트럼이 제1 도펀트의 흡수 스펙트럼과 적어도 부분적으로 중첩되는 경우, 제2 도펀트가 방출하는 형광 및/또는 인광은 제1 도펀트의 여기광으로서 직접적으로 이용될 수 있다.
제2 도펀트로서는, 예를 들어, 1,3-비스(9,9'-스피로비플루오렌―2-일)벤젠(이하, BSB라 한다)을 사용할 수 있다. 여기서는, 일례로서, 제2 도펀트는 형광성을 갖고, 자색의 가시광선 또는 자외선을 방출하는 것으로 한다.
상술한 구성을 채용하면, 삼중항-삼중항 소멸에 의해 발생하는 일중항 여기자를 효과적으로 이용하는 것이 가능하게 된다. 이에 대해서는 후술한다.
삼중항-삼중항 소멸은 이하의 식에 도시한 바와 같이 삼중항 여기자가 서로 충돌해서 일중항 여기자를 발생하는 현상이다.
Figure pat00001
상기 식에서, 기호 "
Figure pat00002
"은 삼중항 여기자를 나타내고, 기호 "
Figure pat00003
"은 일중항 여기자를 나타내고, 기호 "M"은 서로로부터 해리된 전자와 정공의 쌍을 나타내고 있다.
발광층에의 캐리어의 주입에 의해 발생된 일중항 여기자 외에, 삼중항 여기자의 충돌에 의해 발생하는 일중항 여기자를 발광층에서의 형광에 이용할 수 있는 경우는, 발광층에의 캐리어의 주입에 의해 발생한 일중항 여기자만을 발광층에서의 형광에 이용하는 경우에 비해, 보다 높은 내부 양자 효율을 달성할 수 있다. 높은 내부 양자 효율은 고휘도화, 저소비 전력화 및 장기 수명화에 유리하다.
한편, 일반적으로 유기 EL 소자는 내부 양자 효율을 높이기 위해 발광층에 주입된 전하가 인접한 층으로 방출되기 어려운 구성을 채용하고 있다. 예를 들어, 발광층에서 정공 이동도가 전자 이동도보다 크고, 발광층에 대한 정공 주입 효율이 발광층에 대한 전자 주입 효율보다 큰 경우에는, 발광층에 주입한 정공이 여기자의 생성에 이용되지 않고 전자 수송층으로 방출되는 것을 억제하기 위해서, 전자 수송층의 이온화 에너지가 발광층의 이온화 에너지보다 큰 구성을 채용한다.
이러한 구성을 채용한 경우, 여기자는 주로 발광층의 전자 수송층과의 계면 근방의 영역에 생성된다. 그러나, 이 영역에는 전하, 여기에서는 정공도 존재하고 있다. 여기자가 전하와 충돌하면, 여기 상태로부터 기저 상태로의 비방사 천이가 발생한다. 그로 인해, 발광층 내에 삼중항 여기자가 높은 밀도로 존재할 수 없다. 그로 인해, 발광층에 주입된 전하에 대한 삼중항 여기자의 충돌에 의해 발생하는 일중항 여기자의 비는 작다.
도 2는 도 1에 나타내는 유기 EL 소자의 에너지 준위의 일례를 도시하는 도면이다.
도 2에서, 참조 부호 "EAHTL" 및 "IEHTL"은 각각 정공 수송층 HTL의 전자 친화력 및 이온화 에너지를 나타내고 있다. 참조 부호 "EAETL" 및 "IEETL"은 각각 전자 수송층 ETL의 전자 친화력 및 이온화 에너지를 나타내고 있다. 참조 부호 "EAHST1" 및 "IEHST1"은 각각 발광층 EML이 포함하고 있는 제1 호스트 재료의 전자 친화력 및 이온화 에너지를 나타내고 있다. 참조 부호 "EADPT1" 및 "IEDPT1"은 각각 발광층 EML이 포함하고 있는 제1 도펀트의 전자 친화력 및 이온화 에너지를 나타내고 있다. 참조 부호 "EAHST2" 및 "IEHST2"은 각각 전하-에스케이프층 CEL이 포함하고 있는 제2 호스트 재료의 전자 친화력 및 이온화 에너지를 나타내고 있다. 참조 부호 "EADPT2" 및 "IEDPT2"은 각각 전하-에스케이프층 CEL이 포함하고 있는 제2 도펀트의 전자 친화력 및 이온화 에너지를 나타내고 있다.
도 2에서는, 발광층 EML이 포함하고 있는 제1 도펀트의 이온화 에너지 IEDPT1은 발광층 EML이 포함하고 있는 제1 호스트 재료의 이온화 에너지 IEHST1보다 작다. 발광층 EML이 포함하고 있는 제1 도펀트의 전자 친화력 EADPT1은 발광층 EML이 포함하고 있는 제1 호스트 재료의 전자 친화력 EAHST1보다 작다.
정공 수송층 HTL의 이온화 에너지 IEHTL은 발광층 EML이 포함하고 있는 제1 호스트 재료의 이온화 에너지 IEHST1보다 작고, 발광층 EML이 포함하고 있는 제1 도펀트의 이온화 에너지 IEDPT1보다 크다. 정공 수송층 HTL의 전자 친화력 EAHTL은 발광층 EML이 포함하고 있는 제1 호스트 재료의 전자 친화력 EAHST1 및 발광층 EML이 포함하고 있는 제1 도펀트의 전자 친화력 EADPT1보다 작다.
전자 수송층 ETL의 이온화 에너지 IEETL은, 발광층 EML이 포함하고 있는 제1 호스트 재료의 이온화 에너지 IEHST1 및 발광층 EML이 포함하고 있는 제1 도펀트의 이온화 에너지 IEDPT1보다 크다. 전자 수송층 ETL의 전자 친화력 EAETL은 발광층 EML이 포함하고 있는 제1 호스트 재료의 전자 친화력 EAHST1 및 발광층 EML이 포함하고 있는 제1 도펀트의 전자 친화력 EADPT1보다 작다.
전하-에스케이프층 CEL이 포함하고 있는 제2 호스트 재료의 이온화 에너지 IEHST2은 발광층 EML이 포함하고 있는 제1 호스트 재료의 이온화 에너지 IEHST1 및 발광층 EML이 포함하고 있는 제1 도펀트의 이온화 에너지 IEDPT1보다 크고, 전자 수송층 ETL의 이온화 에너지 IEETL과 거의 동등하다. 제2 호스트 재료의 전자 친화력 EAHST2은 발광층 EML이 포함하고 있는 제1 호스트 재료의 전자 친화력 EAHST1 및 발광층 EML이 포함하고 있는 제1 도펀트의 전자 친화력 EADPT1보다 작고, 전자 수송층 ETL의 전자 친화력 EAETL과 거의 동등하다.
전하-에스케이프층 CEL이 포함하고 있는 제2 도펀트의 이온화 에너지 IEDPT2은 전하-에스케이프층 CEL이 포함하고 있는 제2 호스트 재료의 이온화 에너지 IEHST2보다 작고, 발광층 EML이 포함하고 있는 제1 호스트 재료의 이온화 에너지 IEHST1보다 작고, 발광층 EML이 포함하고 있는 제1 도펀트의 이온화 에너지 IEDPT1보다 크고, 전자 수송층 ETL의 이온화 에너지 IEETL보다 작다. 제2 도펀트의 전자 친화력 EADPT2은 전하-에스케이프층 CEL이 포함하고 있는 제2 호스트 재료의 전자 친화력 EAHST2보다 약간 작고, 발광층 EML이 포함하고 있는 제1 호스트 재료의 전자 친화력 EAHST1 및 발광층 EML이 포함하고 있는 제1 도펀트의 전자 친화력 EADPT1보다 작고, 전자 수송층 ETL의 전자 친화력 EAETL보다 약간 작다.
상기와 같이, 도 2에서, 전하-에스케이프층 CEL이 포함하고 있는 제2 호스트 재료의 이온화 에너지 IEHST2은 발광층 EML이 포함하고 있는 제1 호스트 재료의 이온화 에너지 IEHST1보다 크다. 그로 인해, 발광층 EML에서 정공 이동도가 전자 이동도보다 크고, 발광층 EML에의 정공 주입 효율이 발광층 EML에의 전자 주입 효율보다 큰 경우에는, 발광층 EML의 전하-에스케이프층 CEL과의 계면 근방의 영역에 여기자를 높은 밀도로 발생시킬 수 있다.
도 2에서, 전하-에스케이프층 CEL이 포함하고 있는 제2 도펀트의 이온화 에너지 IEDPT2은 발광층 EML이 포함하고 있는 제1 도펀트의 이온화 에너지 IEDPT1보다 작다. 그로 인해, 발광층 EML로부터 전하-에스케이프층 CEL로 정공을 방출할 수 있는데, 이는 상기 영역에서의 정공의 밀도가 과잉으로 높아지는 것을 방지할 수 있다.
상기와 같이, 도 2의 구성을 채용하면, 발광층 EML의 특정한 영역에서 전하의 밀도가 과잉으로 높아지는 것을 방지하면서, 이 영역에 삼중항 여기자를 높은 밀도로 존재시킬 수 있다. 따라서, 발광층 EML에 주입된 전하에 대한 삼중항 여기자의 충돌에 의해 발생하는 일중항 여기자의 비를 증가시킬 수 있다. 그로 인해, 내부 양자 효율의 증가를 위해 삼중항-삼중항 소멸을 효과적으로 이용하는 것이 가능하게 된다.
도 2에 도시된 구성을 채용한 경우, 발광층 EML로부터 전하-에스케이프층 CEL로 방출된 정공 및 전자 수송층 ETL로부터 전하-에스케이프층 CEL로 주입된 전자는 여기자를 생성할 수 있다. 여기자가 여기 상태로부터 기저 상태로 천이할 때 발생하는 에너지는 제1 도펀트의 여기를 위해 직접 또는 간접적으로 이용될 수 있다. 이 에너지를 제1 도펀트의 여기를 위해 이용하면, 내부 양자 효율을 더욱 향상시킬 수 있다.
상기와 같이, 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한 유기 EL 소자 OLED는 발광층 EML의 전하-에스케이프층 CEL과 인접한 영역에 정공을 축적시켜, 이 영역에서 여기자를 고밀도로 발생시키고, 이 영역에서의 과잉 정공을 전하-에스케이프층 CEL로 용이하게 이동시킬 수 있는 구성을 채용하고 있다. 그 대신에, 이하 설명하는 바와 같이, 유기 EL 소자 OLED는 발광층 EML의 전하-에스케이프층 CEL과 인접한 영역에 전자를 축적시켜, 이 영역에서 여기자를 고밀도로 발생시키고, 이 영역에서의 과잉 전자를 전하-에스케이프층 CEL로 용이하게 이동시킬 수 있는 구성을 채용할 수 있다.
도 3은 실시예에 따른 유기 EL 장치에 사용 가능한 유기 EL 소자의 다른 예를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 3에 도시하는 유기 EL 소자 OLED는 이하의 점을 제외하고는 도 1을 참조하여 설명한 유기 EL 소자 OLED와 마찬가지이다.
제1 호스트 재료는, 전형적으로는, 질량 분율이 가장 큰 발광층 EML의 성분이다. 전형적으로는, 발광층 EML에서의 제1 호스트 재료의 질량 분율은 50%보다 크다.
제1 호스트 재료는 전자 수송성을 갖는다. 전형적으로는, 제1 호스트 재료의 전자 이동도는 제1 호스트 재료의 정공 이동도보다 크다. 그러한 재료로서는, 예를 들어, 9,10-디(2-나프틸)안트라센(이하, ADN라 한다)을 사용할 수 있다.
제1 호스트 재료는 형광성 및 인광성 중 적어도 하나, 전형적으로는 형광성을 갖는다. 제1 호스트 재료는 그 발광 스펙트럼이 제1 도펀트의 흡수 스펙트럼과 적어도 부분적으로 중첩되도록 선택된다.
제1 도펀트는, 예를 들어, 형광성을 갖는 도펀트이다. 제1 도펀트는 형광성 및 인광성을 갖는 도펀트일 수 있다. 즉, 제1 도펀트는 형광성을 갖는 도펀트와 인광성을 갖는 도펀트를 포함하는 혼합물일 수 있다. 제1 도펀트로서는, 예를 들어, BDAVBi를 사용할 수 있다. 여기서는, 일례로서, 제1 도펀트는 청색 형광성을 갖는 것으로 한다.
전하-에스케이프층 CEL은 발광층 EML과 정공 수송층 HTL 사이에서 발광층 EML과 접촉하고 있다.
전하-에스케이프층 CEL이 포함하고 있는 제2 호스트 재료는, 예를 들어, 질량 분율이 가장 큰 전하-에스케이프층 CEL의 성분이다. 전형적으로는, 전하-에스케이프층 CEL에서의 제2 호스트 재료의 질량 분율은 50%보다 크다.
제2 호스트 재료는 정공 수송성을 갖는다. 전형적으로는, 제2 호스트 재료의 정공 이동도는 제2 호스트 재료의 전자 이동도보다 크다. 그러한 재료로서는, 예를 들어, 4,4'-비스[N,N'-(3톨릴)아미노]-3,3'-디메틸비페닐(이하, HMTPD라 한다)을 사용할 수 있다.
제2 호스트 재료의 전자 친화력은 제1 호스트 재료의 전자 친화력보다 작다. 제2 호스트 재료의 이온화 에너지는, 예를 들어, 제1 호스트 재료의 이온화 에너지보다 작다.
제2 호스트 재료는 형광성 및 인광성 중 적어도 하나, 예를 들어 형광성을 가질 수 있다. 이 경우, 제2 호스트 재료는, 예를 들어, 그 발광 스펙트럼이 제2 도펀트의 흡수 스펙트럼, 제1 호스트 재료의 흡수 스펙트럼, 제1 도펀트의 흡수 스펙트럼, 또는 이들의 2개 이상과 적어도 부분적으로 중첩되도록 선택될 수 있다.
제2 도펀트는 형광성 또는 인광성을 가질 수 있다. 대안적으로, 제2 도펀트는 형광성 및 인광성을 가질 수 있다. 즉, 제2 도펀트는 형광성을 갖는 도펀트와 인광성을 갖는 도펀트를 포함하는 혼합물일 수 있다.
제2 도펀트의 전자 친화력은 제1 호스트 재료의 전자 친화력보다 크다. 전형적으로는, 제2 도펀트가 방출하는 최대 강도의 광은, 제1 도펀트가 방출하는 최대 강도의 형광보다 파장이 짧다. 이 경우, 제2 도펀트가 방출하는 광을 제1 도펀트의 여기를 위해 이용할 수 있다. 예를 들어, 제2 도펀트의 발광 스펙트럼이 제1 도펀트의 흡수 스펙트럼과 적어도 부분적으로 중첩되고 있는 경우, 제2 도펀트가 방출하는 형광 및/또는 인광은 제1 도펀트의 여기광으로서 직접적으로 이용될 수 있다.
제2 도펀트로서는, 예를 들어, 2,3,6,7,10,11-헥사트릴트리페닐렌(이하, HTP라 한다)을 사용할 수 있다. 여기서는, 일례로서, 제2 도펀트는 형광성을 갖고, 자색의 가시광선 또는 자외선을 방출하는 것으로 한다.
상술한 구성을 채용한 경우, 삼중항-삼중항 소멸에 의해 발생하는 일중항 여기자를 효과적으로 이용하는 것이 가능하게 된다. 이에 대해서는 후술한다.
상기와 같이, 일반적으로 유기 EL 소자는, 내부 양자 효율을 높이기 위해서, 발광층에 주입된 전하가 인접한 층으로 방출되기 어려운 구성을 채용하고 있다. 예를 들어, 발광층에서 전자 이동도가 정공 이동도보다 크고, 발광층에 대한 전자 주입 효율이 발광층에 대한 정공 주입 효율보다 큰 경우에는, 발광층에 주입된 전자가 여기자의 생성에 이용되지 않고 정공 수송층에 방출되는 것을 억제하기 위해, 정공 수송층의 전자 친화력이 발광층의 전자 친화력보다 작은 구성을 채용한다.
이러한 구성을 채용한 경우, 여기자는 주로 발광층의 정공 수송층과의 계면 근방의 영역에서 생성된다. 그러나, 이 영역에는 전하, 이 경우는 전자도 존재하고 있다. 여기자가 전하와 충돌하면, 여기 상태로부터 기저 상태에의 비방사 천이가 발생한다. 그로 인해, 발광층 내에 삼중항 여기자가 높은 밀도로 존재할 수 없다. 그로 인해, 발광층에 주입된 전하에 대한 삼중항 여기자의 충돌에 의해 발생되는 일중항 여기자의 비는 작다.
도 4는 도 3에 도시하는 유기 EL 소자에서의 에너지 준위의 일례를 도시하는 도면이다.
도 4에서는, 발광층 EML이 포함하고 있는 제1 도펀트의 이온화 에너지 IEDPT1은 발광층 EML이 포함하고 있는 제1 호스트 재료의 이온화 에너지 IEHST1보다 작다. 발광층 EML이 포함하고 있는 제1 도펀트의 전자 친화력 EADPT1은 발광층이 포함하고 있는 제1 호스트 재료의 전자 친화력 EAHST1보다 약간 작다.
정공 수송층 HTL의 이온화 에너지 IEHTL은 발광층 EML이 포함하고 있는 제1 호스트 재료의 이온화 에너지 IEHST1보다 작고, 발광층 EML이 포함하고 있는 제1 도펀트의 이온화 에너지 IEDPT1과 거의 동등하다. 정공 수송층 HTL의 전자 친화력 EAHTL은 발광층 EML이 포함하고 있는 제1 호스트 재료의 전자 친화력 EAHST1 및 발광층 EML이 포함하고 있는 제1 도펀트의 전자 친화력 EADPT1과 거의 동등하다.
전자 수송층 ETL의 이온화 에너지 IEETL은 발광층 EML이 포함하고 있는 제1 호스트 재료의 이온화 에너지 IEHST1과 거의 동등하고, 발광층 EML이 포함하고 있는 제1 도펀트의 이온화 에너지 IEDPT1보다 크다. 전자 수송층 ETL의 전자 친화력 EAETL은 발광층 EML이 포함하고 있는 제1 호스트 재료의 전자 친화력 EAHST1과 거의 동등하고, 발광층 EML이 포함하고 있는 제1 도펀트의 전자 친화력 EADPT1보다 약간 크다.
전하-에스케이프층 CEL이 포함하고 있는 제2 호스트 재료의 이온화 에너지 IEHST2은 발광층 EML이 포함하고 있는 제1 호스트 재료의 이온화 에너지 IEHST1보다 작고, 발광층 EML이 포함하고 있는 제1 도펀트의 이온화 에너지 IEDPT1보다 크고, 전자 수송층 ETL의 이온화 에너지 IEETL보다 크다. 제2 호스트 재료의 전자 친화력 EAHST2은 발광층이 포함하고 있는 제1 호스트 재료의 전자 친화력 EAHST1보다 작고, 전자 수송층 ETL의 전자 친화력 EAETL보다 작다.
전하-에스케이프층 CEL이 포함하고 있는 제2 도펀트의 이온화 에너지 IEDPT2은 전하-에스케이프층 CEL이 포함하고 있는 제2 호스트 재료의 이온화 에너지 IEHST2보다 약간 크고, 발광층 EML이 포함하고 있는 제1 호스트 재료의 이온화 에너지 IEHST1보다 작고, 발광층 EML이 포함하고 있는 제1 도펀트의 이온화 에너지 IEDPT1보다 크고, 전자 수송층 ETL의 이온화 에너지 IEETL보다 크다. 제2 도펀트의 전자 친화력 EADPT2은 전하-에스케이프층 CEL이 포함하고 있는 제2 호스트 재료의 전자 친화력 EAHST2보다 크고, 발광층 EML이 포함하고 있는 제1 호스트 재료의 전자 친화력 EAHST1 및 발광층 EML이 포함하고 있는 제1 도펀트의 전자 친화력 EADPT1보다 크고, 정공 수송층 HTL의 전자 친화력 EAHTL보다 크다.
상기와 같이, 도 4에서, 전하-에스케이프층 CEL이 포함하고 있는 제2 호스트 재료의 전자 친화력 EAHST2은 발광층 EML이 포함하고 있는 제1 호스트 재료의 전자 친화력 EAHST1보다 작다. 그로 인해, 예를 들어, 발광층 EML에서 전자 이동도가 정공 이동도보다 크고, 발광층 EML에 대한 전자 주입 효율이 발광층 EML에 대한 정공 주입 효율보다 큰 경우에는, 발광층 EML의 전하-에스케이프층 CEL과의 계면 근방의 영역에 여기자를 높은 밀도로 발생시킬 수 있다.
도 4에서, 전하-에스케이프층 CEL이 포함하고 있는 제2 도펀트의 전자 친화력 EADPT2은 발광층 EML이 포함하고 있는 제1 도펀트의 전자 친화력 EADPT1보다 크다. 그로 인해, 발광층 EML로부터 전하-에스케이프층 CEL로 전자가 방출될 수 있는데, 이는 상기 영역에서의 전자의 밀도가 과잉으로 높아지는 것을 방지할 수 있다.
상기와 같이, 도 4의 구성을 채용하면, 발광층 EML의 특정한 영역에서 전하의 밀도가 과잉으로 높아지는 것을 방지하면서, 이 영역에서 삼중항 여기자를 높은 밀도에서 존재시킬 수 있다. 따라서, 발광층 EML에 주입된 전하에 대한 삼중항 여기자의 충돌에 의해 발생되는 일중항 여기자의 비를 크게 할 수 있다. 그로 인해, 내부 양자 효율의 증가에 삼중항-삼중항 소멸을 효과적으로 이용하는 것이 가능하게 된다.
도 4의 구성을 채용한 경우, 발광층 EML로부터 전하-에스케이프층 CEL로 방출된 전자 및 정공 수송층 HTL로부터 전하-에스케이프층 CEL로 주입되는 정공은 여기자를 생성할 수 있다. 여기자가 여기 상태로부터 기저 상태로 천이할 때 발생되는 에너지는 제1 도펀트의 여기에 직접 또는 간접적으로 이용될 수 있다. 이 에너지를 제1 도펀트의 여기에 이용하면, 내부 양자 효율을 더욱 향상시킬 수 있다.
도 1 내지 도 4를 참조하여 설명한 유기 EL 소자 OLED에는 여러 가지 변형이 가능하다.
예를 들어, 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한 유기 EL 소자 OLED에서는, 제1 도펀트의 이온화 에너지 IEDPT1은 발광층 EML이 포함하고 있는 제1 도펀트의 이온화 에너지 IEHST1 이상일 수 있다. 발광층 EML이 포함하고 있는 제1 도펀트의 전자 친화력 EADPT1은 제1 호스트 재료의 전자 친화력 EADPT1 이상일 수 있다. 발광층 EML이 포함하고 있는 제1 도펀트의 전자 친화력 EADPT1은 전하-에스케이프층 CEL이 포함하고 있는 제2 도펀트의 전자 친화력 EADPT2과 제2 호스트 재료의 전자 친화력 EADPT2 사이일 수 있고, 이들보다 크거나 또는 작을 수도 있고, 또는 이들 중 하나와 동등할 수 있다. 제1 도펀트의 이온화 에너지 IEDPT1은 전하-에스케이프층 CEL이 포함하고 있는 제2 도펀트의 이온화 에너지 IEDPT2과 제2 호스트 재료의 이온화 에너지 IEHST2 사이일 수 있고, 이들보다 클 수 있거나, 또는 이들 중 하나와 동등할 수 있다. 제1 호스트 재료의 이온화 에너지 IEHST1은 전하-에스케이프층 CEL이 포함하고 있는 제2 도펀트의 이온화 에너지 IEDPT2과 제2 호스트 재료의 이온화 에너지 IEHST2 사이일 수 있고, 이들보다 작을 수 있거나, 또는 이들 중 하나와 동등할 수 있다.
도 1 및 도 2를 참조하여 설명한 유기 EL 소자 OLED에서, 이온화 에너지 IEHTL은 발광층 EML이 포함하고 있는 제1 도펀트의 이온화 에너지 IEDPT1과 제1 호스트 재료의 이온화 에너지 IEHST1 사이일 수 있고, 이들보다 크거나 또는 작을 수도 있고, 또는 이들 중 하나와 동등할 수 있다. 정공 수송층 HTL의 전자 친화력 EAHTL은 발광층 EML이 포함하고 있는 제1 도펀트의 전자 친화력 EADPT1과 제1 호스트 재료의 전자 친화력 EAHST1 사이일 수 있고, 이들보다 크거나 또는 작을 수도 있고, 또는 이들 중 하나와 동등할 수 있다. 전자 수송층의 이온화 에너지 IEETL은 전하-수송층 CEL이 포함하고 있는 제2 도펀트의 이온화 에너지 IEDPT2과 제2 호스트 재료의 이온화 에너지 IEHST2 사이일 수 있고, 이들보다 크거나 또는 작을 수도 있고, 또는 이들 중 하나와 동등할 수 있다. 전자 수송층 ETL의 전자 친화력 EAETL은 제2 도펀트의 전자 친화력 EADPT2과 제2 호스트 재료의 전자 친화력 EAHST2 사이일 수 있고, 이들보다 크거나 또는 작을 수도 있고, 또는 이들 중 하나와 동등할 수 있다.
도 3 및 도 4를 참조하여 설명한 유기 EL 소자 OLED에서는, 제1 도펀트의 이온화 에너지 IEDPT1은 발광층 EML이 포함하고 있는 제1 도펀트의 이온화 에너지 IEHST1 이상일 수 있다. 제1 도펀트의 전자 친화력 EADPT1은 전하-에스케이프층 CEL이 포함하고 있는 제2 도펀트의 이온화 에너지 IEDPT2과 제2 호스트 재료의 이온화 에너지 IEHST2 사이일 수 있고, 이들보다 클 수 있고, 또는 이들 중 하나와 동등할 수 있다. 발광층 EML이 포함하고 있는 제1 호스트 재료의 이온화 에너지 IEHST1은 전하-에스케이프층 CEL이 포함하고 있는 제2 도펀트의 이온화 에너지 IEDPT2과 제2 호스트 재료의 이온화 에너지 IEHST2 사이일 수 있고, 이들보다 작을 수도 있고, 또는 이들 중 하나와 동등할 수 있다. 발광층 EML이 포함하고 있는 제1 도펀트의 전자 친화력 EADPT1은 발광층 EML이 포함하고 있는 제1 호스트 재료의 전자 친화력 EAHST1 이상일 수 있다. 발광층 EML이 포함하고 있는 제1 도펀트의 전자 친화력 EADPT1은 제2 도펀트의 전자 친화력 EADPT2 및 제2 호스트 재료의 전자 친화력 EADPT2보다 크거나 또는 작을 수 있거나, 또는 이들 중 하나와 동등할 수 있다.
도 3 및 도 4를 참조하여 설명한 유기 EL 소자 OLED에서, 정공 수송층 HTL의 전자 친화력 EAHTL은 전하-에스케이프층 CEL이 포함하고 있는 제2 도펀트의 전자 친화력 EADPT2과 제2 호스트 재료의 전자 친화력 EAHST2 사이일 수 있고, 이들보다 크거나 또는 작을 수도 있고, 또는 이들 중 하나와 동등할 수 있다. 정공 수송층 HTL의 이온화 에너지 IEHTL은 전하-에스케이프층 CEL이 포함하고 있는 제2 도펀트의 이온화 에너지 IEDPT2과 제2 호스트 재료의 이온화 에너지 IEHST2 사이일 수 있고, 이들보다 크거나 또는 작을 수도 있고, 또는 이들 중 하나와 동등할 수 있다. 전자 수송층 ETL의 이온화 에너지 IEETL은 발광층 EML이 포함하고 있는 제1 도펀트의 이온화 에너지 IEDPT1과 제1 호스트 재료의 이온화 에너지 IEDPT1 사이일 수 있고, 이들보다 크거나 또는 작을 수도 있고, 또는 이들 중 하나와 동등할 수 있다. 전자 수송층 ETL의 전자 친화력 EAETL은 발광층이 포함하고 있는 제1 도펀트의 전자 친화력 EADPT1과 제1 호스트 재료의 전자 친화력 EAHST1 사이일 수 있고, 이들보다 크거나 또는 작을 수도 있고, 또는 이들 중 하나와 동등할 수 있다.
상술한 유기 EL 소자는 여러 가지 유기 EL 장치에 적용할 수 있다. 예를 들어, 유기 EL 소자 OLED는 유기 EL 표시 장치, 옥내 또는 옥외 조명 장치 및 표시 패널의 백라이트 등의 조명 장치, 감광 드럼에 잠상을 기입하기 위한 기입 장치, 또는 광통신에 이용하는 송신기에 사용될 수 있다. 이하, 유기 EL 소자 OLED를 유기 EL 표시 장치에 적용한 예를 설명한다.
도 5는 실시예에 따른 유기 EL 장치를 개략적으로 도시하는 평면도이다.
도 5에 나타내는 표시 장치는 액티브 매트릭스형 구동 방식을 채용한 상면 발광형의 유기 EL 표시 장치이다. 표시 장치는 표시 패널 DP와, 영상 신호선 드라이버 XDR과, 주사 신호선 드라이버 YDR과, 컨트롤러 CNT를 포함하고 있다.
표시 패널 DP는 기판 SUB과, 주사 신호선 SL과, 영상 신호선 DL과, 전원선 PSL과, 화소 PX1 내지 PX3을 포함하고 있다. 도 5에서, X 방향은 기판의 주면과 평행하고, Y 방향은 기판의 주면과 평행하고 X 방향과 교차하며, Z 방향은 X 및 Y 방향에 대하여 수직이다.
주사 신호선 SL은 X 방향으로 연장되고, Y 방향으로 배열되어 있다. 영상 신호선 DL은 Y 방향으로 연장되고, X 방향으로 배열되어 있다.
전원선 PSL은 Y 방향으로 연장되고, X 방향으로 배열되어 있다. 전원선 PSL은 X 방향으로 연장되고, Y 방향으로 배열되어 있다.
화소 PX1 내지 PX3은 주사 신호선 SL과 영상 신호선 DL의 교차부의 배열에 대응하여 매트릭스 형상으로 배열되어 있다. 여기서는, 화소 PX1 내지 PX3은 각각이 Y 방향으로 연장된 열을 형성하고 있다. 화소 PX1으로 이루어지는 열과, 화소 PX2로 이루어지는 열과, 화소 PX3으로 이루어지는 열은 X 방향으로 배열되어, 스트라이프(stripe) 패턴을 형성하고 있다.
화소 PX1 내지 PX3은 발광색이 서로 상이하다. 화소 PX1 내지 PX3의 각각은 구동 트랜지스터 DR와, 스위치 SW와, 캐패시터 C와, 유기 EL 소자 OLED를 포함하고 있다.
구동 트랜지스터 DR는 본 실시예에서는 p 채널 박막 트랜지스터이다. 구동 트랜지스터 DR의 소스는 전원선 PSL에 접속되어 있다. 전원선 PSL은 고전위 전원 단자에 전기적으로 접속되어 있다는 것을 알아야 한다.
스위치 SW는 본 실시예에서는 p 채널 박막 트랜지스터이다. 스위치 SW는 영상 신호선 DL과 구동 트랜지스터 DR의 게이트 사이에 접속되어 있고, 그 게이트는 주사 신호선 SL에 접속되어 있다.
캐패시터 C는 본 실시예에서는 박막 캐패시터이다. 캐패시터 C는 구동 트랜지스터 DR의 게이트와 소스 사이에 전기적으로 접속되어 있다.
유기 EL 소자 OLED는 도 1 또는 도 3을 참조하여 설명한 것과 같이 구조를 갖는다. 유기 EL 소자 OLED는 양극이 구동 트랜지스터 DR의 드레인에 전기적으로 접속되어 있고, 음극이 저전위 전원 단자에 접속되어 있다.
화소 PX1 내지 PX3은 발광색이 서로 상이하다. 예를 들어, 화소 PX1은 적색 발광하고, 화소 PX2은 녹색 발광하고, 화소 PX3은 적색 발광한다.
영상 신호선 드라이버 XDR 및 주사 신호선 드라이버 YDR는 기판 SUB 상에 장착되어 있다. 구체적으로, 영상 신호선 드라이버 XDR 및 주사 신호선 드라이버 YDR는 COG(chip-on-glass) 방식으로 표시 패널 DP에 접속되어 있다. 대신에, 영상 신호선 드라이버 XDR 및 주사 신호선 드라이버 YDR는 TCP(tape carrier package)를 사용하여 표시 패널 DP에 접속될 수 있다. 대안적으로, 영상 신호선 드라이버 XDR 및 주사 신호선 드라이버 YDR는 기판 SUB 상에 형성될 수 있다.
영상 신호선 드라이버 XDR에는 영상 신호선 DL이 접속되어 있다. 본 실시예에서는, 영상 신호선 드라이버 XDR에 전원선 PSL이 또한 접속되어 있다. 영상 신호선 드라이버 XDR은 영상 신호선 DL에 영상 신호로서 전압 신호를 출력하고, 전원선 PSL에 전원 전압을 공급한다.
주사 신호선 드라이버 YDR에는 주사 신호선 SL이 접속되어 있다. 주사 신호선 드라이버 YDR는 주사 신호선 SL1 및 SL2에 주사 신호로서 전압 신호를 각각 출력한다.
컨트롤러 CNT에는 영상 신호선 드라이버 XDR 및 주사 신호선 드라이버 YDR이 접속되어 있다. 컨트롤러 CNT는 영상 신호선 드라이버 X에 그 동작을 제어하기 위한 제어 신호를 공급하고, 주사 신호선 드라이버 YDR에 그 동작을 제어하기 위한 제어 신호와 전원 전압을 공급한다.
화소 PX1 내지 PX3가 단순한 회로 구성을 채용하고 있지만, 다른 회로 구성을 채용할 수 있다. 또한, 여기서는, 영상 신호로서 전압 신호를 공급하는 전압 구동 방식을 채용하고 있지만, 영상 신호가 전류 신호로서 공급되는 전류 구동 방식을 채용할 수 있다.
도 6은 도 5에 나타내는 유기 EL 장치에 채용 가능한 구조의 일례를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 6은 표시 패널 DP의 단면을 나타내고 있다. 표시 패널 DP는 유리 또는 플라스틱 기판 등의 절연 기판 SUB를 포함하고 있다. 기판 SUB 상에는 (도시하지 않은) 언더코트층(undercoat layer)이 형성되어 있다. 언더코트층은, 예를 들어, 기판 SUB 상에 SiNx층과 SiOx층을 이 순서대로 적층하여 포함한다.
언더코트층 상에는, 예를 들어, 불순물을 함유한 폴리실리콘으로 이루어지는 반도체 패턴이 형성되어 있다. 반도체 패턴의 일부는 반도체층 SC로서 이용된다. 각 반도체층 SC에는, 소스 및 드레인으로서 이용되는 불순물 확산 영역이 형성되어 있다. 반도체 패턴의 다른 일부는 도 5를 참조하여 설명한 캐패시터 C의 하부 전극으로서 이용되고 있다. 하부 전극은 도 5를 참조하여 설명한 화소 PX1 내지 PX3에 대응해서 배열되어 있다.
반도체 패턴은 게이트 절연체 GI로 피복되어 있다. 게이트 절연체 GI는, 예를 들어, TEOS(tetraethyl orthosilicate)로 형성될 수 있다.
게이트 절연체 GI 상에는, 도 5를 참조하여 설명한 주사 신호선 SL이 형성되어 있다. 주사 신호선 SL은, 예를 들어 MoW로 이루어진다.
게이트 절연체 GI 상에는, 캐패시터 C의 상부 전극이 또한 배치되어 있다. 상부 전극은 화소 PX1 내지 PX3에 대응해서 배열되고, 하부 전극을 향하고 있다. 상부 전극은, 예를 들어 MoW로 이루어진다. 상부 전극은 주사 신호선 SL과 동일한 공정으로 형성될 수 있다.
하부 전극과, 상부 전극과, 그들 사이에 개재된 게이트 절연체 GI는 도 5를 참조하여 설명한 캐패시터 C를 형성하고 있다. 캐패시터 C의 상부 전극은 연장부 G를 포함하고 있다. 각 연장부 G는 반도체층 SC의 일부와 교차하고 있다. 연장부 G와 반도체층 SC의 교차부는 구동 트랜지스터 DR을 형성하고 있다. 연장부 G은 구동 트랜지스터 DR의 게이트라는 것을 알아야 한다. 주사 신호선 SL은 다른 반도체층 SC와 교차하고 있다. 주사 신호선 SL과 반도체층 SC의 각 교차부는 도 5를 참조하여 설명한 스위치 SW를 형성하고 있다.
게이트 절연체 GI, 주사 신호선 SL, 및 상부 전극은 층간 절연막 II로 피복되어 있다. 층간 절연막 II는, 예를 들어, 플라즈마 CVD(chemical vapor deposition)법에 의해 형성된 SiOx층이다.
층간 절연막 II 상에는, 소스 전극 SE, 드레인 전극 DE, 및 도 5를 참조하여 설명한 영상 신호선 DL 및 전원선이 형성되어 있다. 일부의 소스 전극 SE는 구동 트랜지스터 DR의 소스와 도 5를 참조하여 설명한 전원선 PSL 사이에 접속되어 있다. 다른 소스 전극 SE는 도 5를 참조하여 설명한 스위치 SW의 소스와 구동 트랜지스터 DR의 게이트 G 사이에 접속되어 있다.
소스 전극 SE, 드레인 전극 DE, 및 도 5를 참조하여 설명한 영상 신호선 DL 및 전원선 PSL은, 예를 들어, Mo/A1/Mo의 3층 구조를 갖는다. 이들 요소는 동일한 공정으로 형성될 수 있다.
층간 절연막 II 상에는, 반사층 REF가 또한 배열되어 있다. 반사층 REF는 예를 들어 알루미늄 등의 금속 또는 합금으로 이루어진다.
패시베이션 막 PS가 도 5를 참조하여 설명한 영상 신호선 DL 및 전원선 PSL 외에도 소스 전극 SE, 드레인 전극 DE 및 반사층 REF을 피복하고 있다. 패시베이션 막 PS는 예를 들어 SiNx로 이루어진다.
패시베이션 막 PS 상에는, 화소 전극 PE가 화소 PX1 내지 PX3에 대응해서 배열되어 있다. 각 화소 전극 PE는 패시베이션 막 PS에 형성된 콘택트 홀을 통해 드레인 전극 DE에 접속되어 있고, 이 드레인 전극은 구동 트랜지스터 DR의 드레인에 접속되어 있다.
본 실시예에서는, 화소 전극 PE는 배면 전극이다. 또한, 본 실시예에서는, 화소 전극 PE는 양극이다. 화소 전극 PE의 재료로서는, 예를 들어, ITO(indium tin oxide) 등의 투명 도전성 산화물을 사용할 수 있다.
패시베이션 막 PS 상에는, 격벽 절연층 PI가 또한 형성되어 있다. 격벽 절연층 PI에는, 화소 전극 PE에 대응한 위치에 관통 구멍이 설치되어 있다. 대안적으로, 격벽 절연층 PI에는, 화소 전극 PE의 열에 대응한 위치에 슬릿이 설치되어 있다. 일례로서, 격벽 절연층 PI에는, 화소 전극 PE에 대응한 위치에 관통 구멍이 형성되어 있는 것으로 한다.
격벽 절연층 PI는, 예를 들어, 유기 절연층이다. 격벽 절연층 PI는, 예를 들어, 포토리소그래피 기술을 사용해서 형성될 수 있다.
화소 전극 PE 상에는, 발광층을 포함하는 유기물층 ORG이 형성되어 있다. 유기물층 ORG은 도 1 또는 도 3을 참조하여 설명한 발광층 EML, 전자 수송층 등을 포함하고 있다.
격벽 절연층 PI 및 유기물층 ORG은 대향 전극 CE로 피복되어 있다. 이 예에서는, 대향 전극 CE는 화소 PX1 내지 PX3 간에 공용되는 전방 공통 전극이다. 본 실시예에서는, 대향 전극 CE는 음극으로 사용된다. 예를 들어, 영상 신호선 DL이 형성되어 있는 층 상에는 전극 배선(도시하지 않음)이 형성되어 있고, 대향 전극 CE는 패시베이션 막 PS와 격벽 절연층 PI에 형성된 콘택트 홀을 통해 상기 전극 배선에 전기적으로 접속되어 있다.
화소 전극 PE, 유기물층 ORG 및 대향 전극 CE는 화소 전극 PE에 대응해서 배열된 유기 EL 소자 OLED를 형성하고 있다. 각 유기 EL 소자 OLED는 도 1 또는 도 3을 참조하여 설명한 구성을 갖는다.
이 표시 패널 DP에서, 도 1 또는 도 3을 참조하여 설명한 정공 주입층 HIL, 정공 수송층 HTL, 전하-에스케이프층 CEL, 전자 수송층 ETL, 전자 주입층 EIL 및 음극 CTD는 화소간의 위치에서 분단될 필요는 없다는 것을 알아야 한다.
유기 EL 표시 장치에서는, 유기 EL 소자 OLED는 도 1 및 도 2 또는 도 3 및 도 4를 참조하여 설명한 바와 같이 구성된다. 따라서, 이 유기 EL 표시 장치에서는, 삼중항-삼중항 소멸을 효과적으로 이용해서 내부 양자 효율을 향상시킬 수 있고, 그로 인해, 고휘도화, 저소비 전력화, 장기 수명화 등이 가능하다.
유기 EL 표시 장치에는 여러 가지 변형이 가능하다.
도 7은 하나의 변형예에 따른 유기 EL 장치를 개략적으로 도시하는 단면도이다. 도 7은 표시 패널 DP를, 그 구성 요소의 일부를 생략해서 도시하고 있다.
도 7에 나타내는 구조는 이하의 점을 제외하고 도 3 내지 도 6을 참조하여 설명한 구조와 동일하다.
도 7에 나타내는 구조에서는, 화소 PX1의 유기 EL 소자는 발광층으로서 발광층 EML1 내지 EML3을 포함하고, 화소 PX2의 유기 EL 소자는 발광층으로서 발광층 EML2 및 EML3을 포함하고, 화소 PX1의 유기 EL 소자는 발광층으로서 발광층 EML3을 포함하고 있다. 화소 PX1의 유기 EL 소자 OLED에서는, 발광층 EML2은 발광층 EML1과 전자 수송층 ETL 사이에 개재되고, 발광층 EML3은 발광층 EML2과 전자 수송층 ETL 사이에 개재되어 있다. 화소 PX2의 유기 EL 소자 OLED에서는, 발광층 EML3은 발광층 EML2과 전자 수송층 ETL 사이에 개재되어 있다. 발광층 EML2은 발광층 EML1보다 파장이 짧은 광을 방출한다. 발광층 EML3은 발광층 EML2보다 파장이 짧은 광을 방출한다. 예를 들어, 발광층 EML1의 발광색은 적색이며, 발광층 EML2의 발광색은 녹색이며, 발광층 EML3의 발광색은 청색이다.
이러한 구성을 채용한 경우, 화소 PX1에서, 발광층 EML3이 방출하는 광을 발광층 EML1 및 EML2 중 적어도 하나를 발광시키기 위한 여기광으로서 이용할 수 있고, 화소 PX2에서는, 발광층 EML2가 방출하는 광을 발광층 EML1을 발광시키기 위한 여기광으로서 이용할 수 있다. 그로 인해, 화소 PX1은 발광색이 다른 발광층 EML1 내지 EML3가 서로의 상측에 적층되어 있다는 사실에도 불구하고, 발광층 EML1의 발광색과 거의 동일한 색을 표시할 수 있다. 마찬가지로, 화소 PX2는 발광색이 다른 발광층 EML2 및 EML3이 서로의 상측에 적층되어 있다는 사실에도 불구하고, 발광층 EML2의 발광색과 거의 동일한 색을 표시할 수 있다.
상기 구성을 채용한 경우, 발광층 EML2은 화소 PX1 및 PX2 사이의 위치에서 분단될 필요는 없다. 발광층 EML3은 정공 주입층 HIL, 정공 수송층 HTL, 전자 수송층 ETL, 전자 주입층 EIL, 음극 CTD 및 이하에 설명하는 광학 조정층 MC(optical matching layer)과 마찬가지로, 화소 PX1와 PX2 사이, 화소 PX2와 PX3 사이 및 화소 PX3와 PX1 사이의 위치에서 분단될 필요는 없다.
도 7에 도시하는 구조는 광학 조정층 MC를 더 포함하고 있다. 광학 조정층 MC은 양극 AND, 음극 CTD 및 그들 사이에 개재된 층이 이 광학 조정층 MC과 반사층 REF 사이에 끼워져 있도록 배치되어 있다. 광학 조정층 MC은 광투과성의 층이다. 반사층 REF로부터 먼 광학 조정층 MC의 주면 중 하나는 광투과성의 반사면으로서 기능한다. 광학 조정층 MC의 두께는 화소 PX1 내지 PX3의 각각에서 취출될 광이 광학적 공진을 발생하도록 적절하게 설정되어 있다. 광학 조정층 MC로서는, SiN층 등의 투명 무기 절연층, ITO층 등의 투명 무기 도전층, 유기물층 또는 유기물층 ORG이 포함하고 있는 층 등의 투명 유기물층을 사용할 수 있다.
도 8은 다른 변형예에 따른 유기 EL 장치를 개략적으로 도시하는 단면도이다. 도 8은 표시 패널 DP을, 그 구성 요소의 일부를 생략해서 도시하고 있다.
도 8에 나타내는 구조는 이하의 점을 제외하고 도 1, 도 2, 도 5 및 도 6을 참조하여 설명한 구조와 마찬가지이다.
도 8에 나타내는 구조에서는, 전자 수송층 ETL을 생략하고 있다.
도 8에 나타내는 구조는 정공 수송층 HTL 대신에 정공 수송층 HTL1 및 HTL2을 포함하고 있다. 정공 수송층 HTL1은 정공 수송층 HTL2과 정공 주입층 HIL 사이에 개재되어 있다. 정공 수송층 HTL1은 유기물로 이루어지고, 그 이온화 에너지는 전형적으로는 양극 AND의 일함수와 발광층 EML1 내지 EML3 각각의 이온화 에너지 사이에 있다. 정공 수송층 HTL2은 유기물로 이루어지고, 그 이온화 에너지는 전형적으로는 정공 수송층 HTL1의 이온화 에너지와 발광층 EML1 내지 EML3 각각의 이온화 에너지 사이에 있다.
도 7에 나타내는 구조와 마찬가지로, 도 8에 나타내는 구조에서는, 화소 PX1의 유기 EL 소자는 발광층으로서 발광층 EML1 내지 EML3을 포함하고, 화소 PX2의 유기 EL 소자는 발광층으로서 발광층 EML2 및 EML3을 포함하고, 화소 PX1의 유기 EL 소자는 발광층으로서 발광층 EML3을 포함하고 있다. 화소 PX1의 유기 EL 소자 OLED에서는, 발광층 EML2은 발광층 EML1과 전하-에스케이프층 CEL 사이에 개재되어 있고, 발광층 EML3은 발광층 EML2과 전하-에스케이프층 CEL 사이에 개재되어 있다. 화소 PX2의 유기 EL 소자 OLED에서는, 발광층 EML3은 발광층 EML2과 전하-에스케이프층 CEL 사이에 개재되어 있다. 발광층 EML2은 발광층 EML1보다 파장이 짧은 광을 방출한다. 발광층 EML3은 발광층 EML2보다 파장이 짧은 광을 방출한다. 예를 들어, 발광층 EML1의 발광색은 적색이며, 발광층 EML2의 발광색은 녹색이며, 발광층 EML3의 발광색은 청색이다.
이 구성을 채용한 경우, 화소 PX1에서, 발광층 EML3이 방출하는 광을 발광층 EML1 및 EML2 중 적어도 하나를 발광시키기 위한 여기광으로서 이용할 수 있고, 화소 PX2에서는, 발광층 EML2이 방출하는 광을 발광층 EML1을 발광시키기 위한 여기광으로서 이용할 수 있다. 그로 인해, 화소 PX1는 발광색이 다른 발광층 EML1 내지 EML3이 서로의 상측에 적층되어 있다는 사실에도 불구하고, 발광층 EML1의 발광색과 거의 동일한 색을 표시할 수 있다. 마찬가지로, 화소 PX2는 발광색이 다른 발광층 EML2 및 EML3가 서로의 상측에 적층되어 있다는 사실에도 불구하고, 발광층 EML2의 발광색과 거의 동일한 색을 표시할 수 있다.
상기 구성을 채용한 경우, 발광층 EML2은 화소 PX1과 PX2 사이의 위치에서 분단될 필요는 없다. 발광층 EML3은 정공 주입층 HIL, 정공 수송층 HTL, 전하-에스케이프층 CEL, 전자 수송층 ETL, 전자 주입층 EIL, 음극 CTD 및 이하에 설명하는 광학 조정층 MC과 마찬가지로, 화소 PX1와 PX2 사이, 화소 PX2와 PX3 사이 및 화소 PX3과 PX1 사이의 위치에서 분단될 필요는 없다.
도 8에 나타내는 구조는 도 7을 참조하여 설명한 광학 조정층 MC을 더 포함하고 있다. 광학 조정층 MC은 양극 AND, 음극 CTD 및 그들 사이에 개재된 층이 이 광학 조정층 MC과 반사층 REF 사이에 끼워져 있도록 배치되어 있다. 광학 조정층 MC은 광투과성의 층이다. 반사층 REF로부터 먼 광학 조정층 MC의 주면 중 하나는 광투과성의 반사면으로서 기능한다. 광학 조정층 MC의 두께는 화소 PX1 내지 PX3의 각각에서 취출될 광이 광학적 공진을 발생하도록 적절하게 설정되어 있다. 광학 조정층 MC으로서는, SiN층 등의 투명 무기 절연층, ITO층 등의 투명 무기 도전층, 또는 유기물층 또는 유기물층 ORG이 포함하고 있는 층 등의 투명 유기물층을 사용할 수 있다.
도 9는 다른 변형예에 따른 유기 EL 장치를 개략적으로 도시하는 단면도이다. 도 9는 표시 패널 DP을, 그 구성 요소의 일부를 생략해서 도시하고 있다.
도 9에 나타내는 구조는 이하의 점을 제외하고 도 7을 참조하여 설명한 구조와 마찬가지이다.
도 9에 나타내는 구조에서는, 화소 PX1 및 PX2의 유기 EL 소자 OLED는 정공 수송층 HTL 대신 정공 수송층 HTL1을 포함하고 있다. 화소 PX3의 유기 EL 소자 OLED는 정공 수송층 HTL 대신, 정공 수송층 HTL1 외에 정공 수송층 HTL2을 포함하고 있다. 화소 PX3에서, 정공 수송층 HTL2은 정공 수송층 HTL1과 전하-에스케이프층 CEL 사이에 개재되어 있다. 정공 수송층 HTL1은 유기물로 이루어지고, 그 이온화 에너지는 전형적으로는 양극 AND의 일함수와 발광층 EML1 내지 EML3 각각의 이온화 에너지 사이에 있다. 정공 수송층 HTL2은 유기물로 이루어지고, 그 이온화 에너지는 전형적으로는 정공 수송층 HTL1의 이온화 에너지와 발광층 EML1 내지 EML3 각각의 이온화 에너지 사이에 있다.
도 9에 나타내는 구조에서는, 화소 PX1은 발광층 EML2을 포함하지 않고, 화소 PX3은 발광층 EML3을 포함하지 않는다.
상기와 같이, 도 7에 나타내는 구조에서는, 화소 PX1로부터 발광층 EML2을 생략할 수 있고, 화소 PX2로부터 발광층 EML3을 생략할 수 있다. 또한, 도 7에 나타내는 구조에서는, 화소 PX3는 정공 수송층 HTL2을 더 포함할 수 있다. 그로 인해, 다층 구조를 예를 들어 도 9를 참조하여 설명하는 바와 같이 변경함으로써, 발광층 EML1 내지 EML3에서의 캐리어 밸런스 및 광학적 공진을 발생시켜야 하는 구조의 광학적 두께를 조절할 수 있다.
도 10은 다른 변형예에 따른 유기 EL 장치를 개략적으로 도시하는 단면도이다. 도 10은 표시 패널 DP을, 그 구성 요소의 일부를 생략해서 도시하고 있다.
도 10에 도시하는 구조는 이하의 점을 제외하고 도 8을 참조하여 설명한 구조와 마찬가지이다.
도 10에 도시하는 구조에서는, 화소 PX1 및 PX2의 유기 EL 소자 OLED는 정공 수송층 HTL2 대신 정공 수송층 HTL3을 포함한다. 화소 PX3의 유기 EL 소자 OLED는 정공 수송층 HTL3을 더 포함하고 있다. 화소 PX3에서, 정공 수송층 HTL3은 정공 수송층 HTL2과 발광층 EML3 사이에 개재되어 있다. 정공 수송층 HTL3은 유기물로 이루어지고, 그 이온화 에너지는 전형적으로는 정공 수송층 HTL2의 이온화 에너지와 발광층 EML1 내지 EML3 각각의 이온화 에너지 사이에 있다.
도 10에 도시하는 구조에서는, 화소 PX1은 발광층 EML2을 포함하지 않고, 화소 PX3은 발광층 EML3을 포함하지 않는다.
상기와 같이, 도 8에 나타내는 구조에서는, 화소 PX1로부터 발광층 EML2을 생략할 수 있고, 화소 PX2로부터 발광층 EML3을 생략할 수 있다. 또한, 도 8에 나타내는 구조에서는, 화소 PX1 내지 PX3의 일부로부터 정공 수송층 HTL2을 생략하고, 화소 PX1 내지 PX3 각각은 정공 수송층 HTL3을 더 포함할 수 있다. 그로 인해, 다층 구조를 예를 들어 도 10을 참조하여 설명한 바와 같이 변경함으로써, 발광층 EML1 내지 EML3에서의 캐리어 밸런스 및 광학적 공진을 발생시켜야 하는 구조의 광학적 두께를 조절할 수 있다.
도 11은 다른 변형예에 따른 유기 EL 장치를 개략적으로 도시하는 단면도이다. 도 11은 표시 패널 DP을, 그 구성 요소의 일부를 생략해서 도시하고 있다.
도 11에 도시하는 구조는 이하의 점을 제외하고 도 10을 참조하여 설명한 구조와 마찬가지이다.
도 11에 도시하는 구조에서는, 화소 PX1의 유기 EL 소자 OLED는 정공 수송층 HTL3 대신에 정공 수송층 HTL4을 포함하고 있다. 정공 수송층 HTL4은 유기물로 이루어지고, 그 이온화 에너지는 전형적으로는 정공 수송층 HTL1의 이온화 에너지와 발광층 EML1의 이온화 에너지 사이에 있다.
도 11에 도시하는 구조에서는, 화소 PX2은 발광층 EML3을 더 포함하고 있다. 화소 PX2에서, 발광층 EML3은 발광층 EML2과 전하-에스케이프층 CEL 사이에 개재되어 있다.
상기와 같이, 도 10에 도시하는 구조에서는, 화소 PX1 및 PX2는 동일한 정공 수송층, 즉, 정공 수송층 HTL3을 포함할 필요는 없고, 발광층 EML3을 더 포함할 수 있다. 그로 인해, 다층 구조를 예를 들어 도 11을 참조하여 설명한 바와 같이 변경함으로써, 발광층 EML1 내지 EML3에서의 캐리어 밸런스 및 광학적 공진을 발생시켜야 하는 구조의 광학적 두께를 조절할 수 있다.
도 12는 다른 변형예에 따른 유기 EL 장치를 개략적으로 도시하는 단면도이다. 도 12는 표시 패널 DP을, 그 구성 요소의 일부를 생략해서 도시하고 있다.
도 12에 나타내는 구조는 이하의 점을 제외하고 도 9를 참조하여 설명한 구조와 마찬가지이다.
도 12에 나타내는 구조에서는, 화소 PX1의 유기 EL 소자 OLED는 전하-에스케이프층 CEL 대신에 정공 수송층 HTL5를 포함하고 있다. 정공 수송층 HTL5은 유기물로 이루어지고, 그 이온화 에너지는 전형적으로는 정공 수송층 HTL1의 이온화 에너지와 발광층 EML1의 이온화 에너지 사이에 있다.
도 12에 나타내는 구조에서는, 화소 PX2의 유기 EL 소자 OLED는 전하-에스케이프층 CEL 대신에 정공 수송층 HTL4을 포함하고, 발광층 EML3을 더 포함하고 있다. 화소 PX2에서, 발광층 EML3은 발광층 EML2과 전자 수송층 ETL 사이에 개재되어 있다.
상기와 같이, 도 9에 나타내는 구조에서는, 화소 PX2은 발광층 EML3을 더 포함할 수 있고, 화소 PX1 및 PX2은 각각 전하-에스케이프층 CEL 대신에 정공 수송층 HTL5 및 HTL4을 더 포함할 수 있다. 그로 인해, 다층 구조를 예를 들어 도 12를 참조하여 설명한 바와 같이 변경함으로써도, 발광층 EML1 내지 EML3에서의 캐리어 밸런스 및 광학적 공진을 발생시켜야 하는 구조의 광학적 두께를 조절할 수 있다.
도 13은 다른 변형예에 따른 유기 EL 장치를 개략적으로 도시하는 단면도이다. 도 13은 표시 패널 DP을, 그 구성 요소의 일부를 생략해서 도시하고 있다.
도 13에 나타내는 구조는 이하의 점을 제외하고 도 12를 참조하여 설명한 구조와 마찬가지이다.
도 13에 나타내는 구조에서는, 화소 PX2의 유기 EL 소자 OLED는 정공 수송층 HTL4 대신에 전하-에스케이프층 CEL을 포함하고 있다. 또한, 도 13에 나타내는 구조에서는, 화소 PX3은 전하-에스케이프층 CEL 대신에 정공 수송층 HTL3을 포함하고 있다.
상기와 같이, 도 12에 나타내는 구조에서는, 화소 PX2은 정공 수송층 HTL4 대신에 전하-에스케이프층 CEL을 포함할 수 있고, 화소 PX3은 전하-에스케이프층 CEL 대신에 정공 수송층 HTL4을 포함할 수 있다. 그로 인해, 다층 구조를 예를 들어 도 13을 참조하여 설명한 바와 같이 변경함으로써도, 발광층 EML1 내지 EML3에서의 캐리어 밸런스 및 광학적 공진을 발생시켜야 하는 구조의 광학적 두께를 조절할 수 있다.
구체적으로, 이러한 구성을 채용한 경우, 광학적 공진을 발생시켜야 하는 구조의 광학적 두께를, 정공 수송층 HTL1, HTL2, HTL3 및 HTL5, 발광층 EML1 내지 EML3 및 전하-에스케이프층 CEL을 이용하여 조절할 수 있다.
도 14는 다른 변형예에 따른 유기 EL 장치를 개략적으로 도시하는 단면도이다. 도 14는 표시 패널 DP을, 그 구성 요소의 일부를 생략해서 도시하고 있다.
도 14에 도시하는 구조는 이하의 점을 제외하고, 도 12를 참조하여 설명한 구조와 마찬가지이다.
도 14에 도시하는 구조에서는, 화소 PX1의 유기 EL 소자 OLED는 정공 수송층 HTL5 대신에 정공 수송층 HTL3을 포함하고 있다. 또한, 도 14에 도시하는 구조에서는, 화소 PX2은 정공 수송층 HTL4 대신에 전하-에스케이프층 CEL을 포함하고 있다.
상기와 같이, 도 12에 나타내는 구조에서는, 화소 PX1은 정공 수송층 HTL5 대신에 정공 수송층 HTL3을 포함할 수 있고, 화소 PX2은 정공 수송층 HTL4 대신에 전하-에스케이프층 CEL을 포함할 수 있다. 그로 인해, 다층 구조를 예를 들어 도 14를 참조하여 설명한 바와 같이 변경함으로써도, 발광층 EML1 내지 EML3에서의 캐리어 밸런스 및 광학적 공진을 발생시켜야 하는 구조의 광학적 두께를 조절할 수 있다.
도 15는 다른 변형예에 따른 유기 EL 장치를 개략적으로 도시하는 단면도이다. 도 15는 표시 패널 DP을, 그 구성 요소의 일부를 생략해서 도시하고 있다.
도 15에 도시하는 구조는, 이하의 점을 제외하고, 도 12을 참조하여 설명한 구조와 마찬가지이다.
도 15에 도시하는 구조에서는, 화소 PX1의 유기 EL 소자 OLED는 정공 수송층 HTL5 대신에 전하-에스케이프층 CEL2을 포함하고 있다. 전하-에스케이프층 CEL2로서는, 전하-에스케이프층 CEL의 예로서 설명한 층들을 사용할 수 있다.
또한, 도 15에 도시하는 구조에서는, 화소 PX2은 정공 수송층 HTL4 대신에 전하-에스케이프층 CEL1을 포함하고 있다. 전하-에스케이프층 CEL1로서는, 전하-에스케이프층 CEL의 예로서 설명한 층들을 사용할 수 있다. 전하-에스케이프층 CEL1 및 CEL2은 두께 및 조성 중 적어도 하나가 서로 상이하다.
또한, 도 15에 도시하는 구조에서는, 화소 PX3은 전하-에스케이프층 CEL 대신에 정공 수송층 HTL3을 포함하고 있다.
상기와 같이, 도 12에 나타내는 구조에서는, 화소 PX1은 정공 수송층 HTL5 대신에 전하-에스케이프층 CEL2을 포함할 수 있고, 화소 PX2은 정공 수송층 HTL4 대신에 전하-에스케이프층 CEL1을 포함할 수 있고, 화소는 전하-에스케이프층 CEL 대신에 정공 수송층 HTL3을 포함할 수 있다. 그로 인해, 다층 구조를 예를 들어 도 15를 참조하여 설명한 바와 같이 변경함으로써도, 발광층 EML1 내지 EML3에서의 캐리어 밸런스 및 광학적 공진을 발생시켜야 하는 구조의 광학적 두께를 조절할 수 있다.
두께 및 조성 중 적어도 하나가 서로 상이한 복수의 전하-에스케이프층을 사용한 경우, 발광색이 서로 다른 2개 이상의 화소에서 내부 양자 효율을 최대화하는 것이 용이하다. 여기서는, 전하-에스케이프층 CEL1 및 CEL2을 사용하고 있으므로, 화소 PX1 및 PX2에서 내부 양자 효율을 최대화하는 것이 용이하다.
도 16은 다른 변형예에 따른 유기 EL 장치를 개략적으로 도시하는 단면도이다. 도 16은 표시 패널 DP을, 그 구성 요소의 일부를 생략해서 도시하고 있다.
도 16에 나타내는 구조는 이하의 점을 제외하고, 도 15를 참조하여 설명한 구조와 마찬가지이다.
도 16에 나타내는 구조에서는, 화소 PX2의 유기 EL 소자 OLED는 전하-에스케이프층 CEL1 대신에 정공 수송층 HTL3을 포함하고 있다. 또한, 도 16에 나타내는 구조에서는, 화소 PX3의 유기 EL 소자 OLED는 정공 수송층 HTL3 대신에 전하-에스케이프층 CEL1을 포함하고 있다.
상기와 같이, 도 15에 도시하는 구조에서는, 화소 PX2은 전하-에스케이프층 CEL1 대신에 정공 수송층 HTL3을 포함할 수 있고, 화소 PX3은 정공 수송층 HTL3 대신에 전하-에스케이프층 CEL2을 포함할 수 있다. 그로 인해, 다층 구조를 예를 들어 도 16을 참조하여 설명한 바와 같이 변경함으로써도, 발광층 EML1 내지 EML3에서의 캐리어 밸런스 및 광학적 공진을 발생시켜야 하는 구조의 광학적 두께를 조절할 수 있다. 또한, 도 16에 도시한 바와 같이, 화소 PX1 및 PX3에서 전하-에스케이프층 CEL1 및 CEL2을 각각 사용하면, 화소 PX1 및 PX3에서 내부 양자 효율을 최대화하는 것이 용이하다.
도 17은 다른 변형예에 따른 유기 EL 장치를 개략적으로 도시하는 단면도이다. 도 17은 표시 패널 DP을, 그 구성 요소의 일부를 생략해서 도시하고 있다.
도 17에 나타내는 구조는 이하의 점을 제외하고 도 15를 참조하여 설명한 구조와 마찬가지이다.
도 17에 나타내는 구조에서는, 화소 PX1의 유기 EL 소자 OLED는 전하-에스케이프층 CEL2 대신에 전하-에스케이프층 CEL3을 포함하고 있다. 전하-에스케이프층 CEL3로서는 전하-에스케이프층 CEL의 예로서 설명한 층들을 사용할 수 있다. 전하-에스케이프층 CEL1 내지 CEL3은 두께 및 조성 중 적어도 하나가 서로 상이하다.
또한, 도 17에 나타내는 구조에서는, 화소 PX2의 유기 EL 소자 OLED는 전하-에스케이프층 CEL1 대신에 전하-에스케이프층 CEL2을 포함하고 있다.
또한, 도 17에 나타내는 구조에서는, 화소 PX3의 유기 EL 소자 OLED는 정공 수송층 HTL2 대신에 전하-에스케이프층 CEL1을 포함하고 있다.
상기와 같이, 도 15에 도시하는 구조에서는, 화소 PX1은 전하-에스케이프층 CEL2 대신에 전하-에스케이프층 CEL3을 포함할 수 있고, 화소 PX2은 전하-에스케이프층 CEL1 대신에 전하-에스케이프층 CEL2을 포함할 수 있고, 화소 PX3은 정공 수송층 HTL3 대신에 전하-에스케이프층 CEL1을 포함할 수 있다. 그로 인해, 다층 구조를 예를 들어 도 17을 참조하여 설명한 바와 같이 변경함으로써도, 발광층 EML1 내지 EML3에서의 캐리어 밸런스 및 광학적 공진을 발생시켜야 하는 구조의 광학적 두께를 조절할 수 있다. 또한, 도 17에 도시한 바와 같이, 화소 PX1 내지 PX3에서 전하-에스케이프층 CEL3 내지 CEL1을 각각 사용하면, 화소 PX1 내지 PX3에서 내부 양자 효율을 최대화하는 것이 용이하다.
도 18은 다른 변형예에 따른 유기 EL 장치를 개략적으로 도시하는 단면도이다. 도 18은 표시 패널 DP을, 그 구성 요소의 일부를 생략해서 도시하고 있다.
도 18에 나타내는 구조는 화소 PX1이 발광층 EML3 대신에 발광층 EML2을 포함하고 있는 것을 제외하고, 도 10을 참조하여 설명한 구조와 마찬가지이다.
상기와 같이, 도 10에 도시하는 구조에서는, 화소 PX1은 발광층 EML3 대신에 발광층 EML2을 포함할 수 있다. 그로 인해, 다층 구조를 예를 들어 도 18을 참조하여 설명한 바와 같이 변경함으로써도, 발광층 EML1 내지 EML3에서의 캐리어 밸런스 및 광학적 공진을 발생시켜야 하는 구조의 광학적 두께를 조절할 수 있다.
도 19는 다른 변형예에 따른 유기 EL 장치를 개략적으로 도시하는 단면도이다. 도 19는 표시 패널 DP을, 그 구성 요소의 일부를 생략해서 도시하고 있다.
도 19에 나타내는 구조는 화소 PX1이 발광층 EML3 대신에 발광층 EML2을 포함하고 있는 것을 제외하고, 도 9을 참조하여 설명한 구조와 마찬가지이다.
상기와 같이, 도 9에 나타내는 구조에서는, 화소 PX1은 발광층 EML3 대신에 발광층 EML2을 포함할 수 있다. 그로 인해, 다층 구조를 예를 들어 도 19을 참조하여 설명한 바와 같이 변경함으로써도, 발광층 EML1 내지 EML3에서의 캐리어 밸런스 및 광학적 공진을 발생시켜야 하는 구조의 광학적 두께를 조절할 수 있다.
도 20은 다른 변형예에 따른 유기 EL 장치를 개략적으로 도시하는 단면도이다. 도 20은 표시 패널 DP을, 그 구성 요소의 일부를 생략해서 도시하고 있다.
도 20에 나타내는 구조는 이하의 점을 제외하고, 도 8을 참조하여 설명한 구조와 마찬가지이다.
도 20에 나타내는 구조에서는, 화소 PX1의 유기 EL 소자 OLED는 정공 수송층 HTL2 대신에 정공 수송층 HTL5을 포함하고, 화소 PX2의 유기 EL 소자 OLED는 정공 수송층 HTL2 대신에 정공 수송층 HTL4을 포함하고, 화소 PX3의 유기 EL 소자 OLED는 정공 수송층 HTL3을 더 포함하고 있다. 화소 PX3에서, 정공 수송층 HTL3은 정공 수송층 HTL2과 이하에서 설명하는 발광층 EML3a 사이에 개재되어 있다.
또한, 도 20에 나타내는 구조에서는, 화소 PX1 내지 PX3의 각 유기 EL 소자 OLED는 발광층 EML3 대신에 발광층 EML3a 및 EML3b을 포함하고 있다. 발광층 EML3a 및 EML3b의 발광색은, 예를 들어, 청색이다. 발광층 EML3a는 발광층 EML1과 EML3b 사이에 개재되어 있다. 발광층 EML3b의 정공 이동도는, 예를 들어, 발광층 EML3a의 정공 이동도보다 작다. 대안적으로, 발광층 EML3b의 HOMO(the highest occupied molecular orbital)의 레벨은 발광층 EML3a의 HOMO 레벨보다 크다.
상기와 같이, 도 8에 나타내는 구조에서는, 화소 PX1은 정공 수송층 HTL2 대신에 정공 수송층 HTL5을 포함하고, 화소 PX2은 정공 수송층 HTL2 대신에 정공 수송층 HTL4을 포함하고, 화소 PX3은 정공 수송층 HTL3을 더 포함할 수 있다. 그로 인해, 다층 구조를 예를 들어 도 20을 참조하여 설명한 바와 같이 변경함으로써도, 발광층 EML1 내지 EML3에서의 캐리어 밸런스 및 광학적 공진을 발생시켜야 하는 구조의 광학적 두께를 조절할 수 있다.
또한, 도 20에 도시한 바와 같이, 발광층 EML3 대신에 발광층 EML3a 및 EML3b을 설치하면, 주입된 보다 많은 정공을 발광에 기여시킬 수 있다. 따라서, 구동 전압을 낮게 할 수 있다.
도 21은 다른 변형예에 따른 유기 EL 장치를 개략적으로 도시하는 단면도이다. 도 21은 표시 패널 DP을, 그 구성 요소의 일부를 생략해서 도시하고 있다.
도 21에 나타내는 구조는 이하의 점을 제외하고, 도 18을 참조하여 설명한 구조와 마찬가지이다.
도 21에 나타내는 구조에서는, 화소 PX1 내지 PX3의 각 유기 EL 소자 OLED는 전자 수송층 ETL을 더 포함하고 있다. 전자 수송층 ETL은 전하-에스케이프층 CEL과 전자 수송층 EIL 사이에 개재되어 있다.
또한, 도 21에 나타내는 구조에서는, 화소 PX1의 유기 EL 소자 OLED는 정공 수송층 HTL3 대신에 정공 수송층 HTL5을 포함하고, 발광층 EML2 대신에 발광층 EML3을 포함하고 있다.
또한, 도 21에 나타내는 구조에서는, 화소 PX2의 유기 EL 소자 OLED는 정공 수송층 HTL3 대신에 정공 수송층 HTL4을 포함하고, 발광층 EML3을 더 포함하고 있다. 화소 PX3에서, 발광층 EML3은 발광층 EML2과 전하-에스케이프층 CEL 사이에 개재되어 있다.
상기와 같이, 도 18에 나타내는 구조에서는, 화소 PX1 내지 PX3의 각각은 전자 수송층 ETL을 더 포함할 수 있고, 화소 PX1은 정공 수송층 HTL3 및 발광층 EML2 대신에 정공 수송층 HTL5 및 발광층 EML3을 각각 포함할 수 있고, 화소 PX2은 정공 수송층 HTL3 대신에 정공 수송층 HTL4을 포함할 수 있고, 발광층 EML3을 더 포함할 수 있다. 그로 인해, 다층 구조를 예를 들어 도 21을 참조하여 설명한 바와 같이 변경함으로써도, 발광층 EML1 내지 EML3에서의 캐리어 밸런스 및 광학적 공진을 발생시켜야 하는 구조의 광학적 두께를 조절할 수 있다.
도 22는 다른 변형예에 따른 유기 EL 장치를 개략적으로 도시하는 단면도이다. 도 22는 표시 패널 DP을, 그 구성 요소의 일부를 생략해서 도시하고 있다.
도 22에 나타내는 구조는 이하의 점을 제외하고, 도 12를 참조하여 설명한 구조와 마찬가지이다.
도 22에 나타내는 구조에서는, 화소 PX1 내지 PX3의 각 유기 EL 소자 OLED는 발광층 EML3 대신에 발광층 EML3a 및 EML3b을 포함하고 있다. 발광층 EML3a는 발광층 EML1과 발광층 EML3b 사이에 개재되어 있다.
또한, 도 22에 나타내는 구조에서는, 화소 PX1의 유기 EL 소자 OLED는 정공 수송층 HTL5 대신에 정공 수송층 HTL4을 포함하고 있다. 또한, 화소 PX2의 유기 EL 소자 OLED는 정공 수송층 HTL4 대신에 정공 수송층 HTL3을 포함하고 있다.
상기와 같이, 도 12에 나타내는 구조에서는, 화소 PX1은 정공 수송층 HTL5 대신에 정공 수송층 HTL4을 포함할 수 있고, 화소 PX2은 정공 수송층 HTL4 대신에 정공 수송층 HTL3을 포함할 수 있다. 그로 인해, 다층 구조를 예를 들어 도 22를 참조하여 설명한 바와 같이 변경함으로써도, 발광층 EML1 내지 EML3에서의 캐리어 밸런스 및 광학적 공진을 발생시켜야 하는 구조의 광학적 두께를 조절할 수 있다.
또한, 도 22에 도시한 바와 같이, 발광층 EML3 대신에 발광층 EML3a 및 EML3b을 설치하면, 주입된 보다 많은 정공을 발광에 기여시킬 수 있다. 따라서, 구동 전압을 낮게 할 수 있다.
도 23은 다른 변형예에 따른 유기 EL 장치를 개략적으로 도시하는 단면도이다. 도 23은 표시 패널 DP을, 그 구성 요소의 일부를 생략해서 도시하고 있다.
도 23에 나타내는 구조는 이하의 점을 제외하고, 도 22를 참조하여 설명한 구조와 마찬가지이다.
도 23에 나타내는 구조에서는, 화소 PX2의 유기 EL 소자 OLED는 정공 수송층 HTL3 대신에 전하-에스케이프층 CEL을 포함하고 있다. 또한, 화소 PX3의 유기 EL 소자 OLED는 전하-에스케이프층 CEL 대신에 정공 수송층 HTL3을 포함하고 있다.
상기와 같이, 도 22에 나타내는 구조에서는, 화소 PX2은 정공 수송층 HTL3 대신에 전하-에스케이프층 CEL을 포함할 수 있고, 화소 PX3은 전하-에스케이프층 CEL 대신에 정공 수송층 HTL3을 포함할 수 있다. 그로 인해, 다층 구조를 예를 들어 도 23을 참조하여 설명한 바와 같이 변경함으로써도, 발광층 EML1 내지 EML3에서의 캐리어 밸런스 및 광학적 공진을 발생시켜야 하는 구조의 광학적 두께를 조절할 수 있다.
도 24는 다른 변형예에 따른 유기 EL 장치를 개략적으로 도시하는 단면도이다. 도 24는 표시 패널 DP을, 그 구성 요소의 일부를 생략해서 도시하고 있다.
도 24에 나타내는 구조는 이하의 점을 제외하고, 도 22를 참조하여 설명한 구조와 마찬가지이다.
도 24에 나타내는 구조에서는, 화소 PX1의 유기 EL 소자 OLED는 정공 수송층 HTL4 대신에 전하-에스케이프층 CEL을 포함하고 있다. 또한, 화소 PX2의 유기 EL 소자 OLED는 정공 수송층 HTL3 대신에 정공 수송층 HTL4을 포함하고 있다. 또한, 화소 PX3의 유기 EL 소자 OLED는 전하-에스케이프층 CEL 대신에 정공 수송층 HTL3을 포함하고 있다.
상기와 같이, 도 22에 나타내는 구조에서는, 화소 PX1은 정공 수송층 HTL4 대신에 전하-에스케이프층 CEL을 포함할 수 있고, 화소 PX2은 정공 수송층 HTL3 대신에 정공 수송층 HTL4을 포함할 수 있고, 화소 PX3의 유기 EL 소자 OLED는 전하-에스케이프층 CEL 대신에 정공 수송층 HTL3을 포함할 수 있다. 그로 인해, 다층 구조를 예를 들어 도 24를 참조하여 설명한 바와 같이 변경함으로써도, 발광층 EML1 내지 EML3에서의 캐리어 밸런스 및 광학적 공진을 발생시켜야 하는 구조의 광학적 두께를 조절할 수 있다.
도 25는 다른 변형예에 따른 유기 EL 장치를 개략적으로 도시하는 단면도이다. 도 25는 표시 패널 DP을, 그 구성 요소의 일부를 생략해서 도시하고 있다.
도 25에 나타내는 구조는 화소 PX2의 유기 EL 소자 OLED가 정공 수송층 HTL4 대신에 전하-에스케이프층 CEL을 포함하고 있는 것 이외는, 도 24를 참조하여 설명한 구조와 마찬가지이다.
상기와 같이, 도 24에 나타내는 구조에서는, 화소 PX2은 정공 수송층 HTL4 대신에 전하-에스케이프층 CEL을 포함할 수 있다. 그로 인해, 다층 구조를 예를 들어 도 25를 참조하여 설명한 바와 같이 변경함으로써도, 발광층 EML1 내지 EML3에서의 캐리어 밸런스 및 광학적 공진을 발생시켜야 하는 구조의 광학적 두께를 조절할 수 있다.
도 26은 다른 변형예에 따른 유기 EL 장치를 개략적으로 도시하는 단면도이다. 도 26은 표시 패널 DP을, 그 구성 요소의 일부를 생략해서 도시하고 있다.
도 26에 나타내는 구조는 화소 PX2의 유기 EL 소자 OLED가 정공 수송층 HTL4 대신에 정공 수송층 HTL3을 포함하고, 화소 PX3의 유기 EL 소자 OLED가 정공 수송층 HTL3 대신에 전하-에스케이프층 CEL을 포함하고 있는 것 이외는, 도 24를 참조하여 설명한 구조와 마찬가지이다.
상기와 같이, 도 24에 나타내는 구조에서는, 화소 PX2은 정공 수송층 HTL4 대신에 정공 수송층 HTL3을 포함할 수 있고, 화소 PX3은 정공 수송층 HTL3 대신에 전하-에스케이프층 CEL을 포함할 수 있다. 그로 인해, 다층 구조를 예를 들어 도 26을 참조하여 설명한 바와 같이 변경함으로써도, 발광층 EML1 내지 EML3에서의 캐리어 밸런스 및 광학적 공진을 발생시켜야 하는 구조의 광학적 두께를 조절할 수 있다.
도 27은 다른 변형예에 따른 유기 EL 장치를 개략적으로 도시하는 단면도이다. 도 27은 표시 패널 DP을, 그 구성 요소의 일부를 생략해서 도시하고 있다.
도 27에 나타내는 구조는 화소 PX1의 유기 EL 소자 OLED가 전하-에스케이프층 CEL 대신에 정공 수송층 HTL4을 포함하고, 화소 PX2의 유기 EL 소자 OLED가 정공 수송층 HTL3 대신에 전하-에스케이프층 CEL을 포함하고 있는 것 이외는, 도 26을 참조하여 설명한 구조와 마찬가지이다.
상기와 같이, 도 26에 나타내는 구조에서는, 화소 PX1은 전하-에스케이프층 CEL 대신에 정공 수송층 HTL4을 포함할 수 있고, 화소 PX2은 정공 수송층 HTL3 대신에 전하-에스케이프층 CEL을 포함할 수 있다. 그로 인해, 다층 구조를 예를 들어 도 27을 참조하여 설명한 바와 같이 변경함으로써도, 발광층 EML1 내지 EML3에서의 캐리어 밸런스 및 광학적 공진을 발생시켜야 하는 구조의 광학적 두께를 조절할 수 있다.
도 28은 다른 변형예에 따른 유기 EL 장치를 개략적으로 도시하는 단면도이다. 도 28은 표시 패널 DP을, 그 구성 요소의 일부를 생략해서 도시하고 있다.
도 28에 나타내는 구조는 화소 PX2의 유기 EL 소자 OLED가 정공 수송층 HTL3 대신에 전하-에스케이프층 CEL을 포함하고 있는 것 이외는, 도 26을 참조하여 설명한 구조와 마찬가지이다.
상기와 같이, 도 26에 나타내는 구조에서는, 화소 PX2은 정공 수송층 HTL3 대신에 전하-에스케이프층 CEL을 포함할 수 있다. 그로 인해, 다층 구조를 예를 들어 도 28을 참조하여 설명한 바와 같이 변경함으로써도, 발광층 EML1 내지 EML3에서의 캐리어 밸런스 및 광학적 공진을 발생시켜야 하는 구조의 광학적 두께를 조절할 수 있다.
도 29는 다른 변형예에 따른 유기 EL 장치를 개략적으로 도시하는 단면도이다. 도 29는 표시 패널 DP을, 그 구성 요소의 일부를 생략해서 도시하고 있다.
도 29에 나타내는 구조는 이하의 점을 제외하고, 도 20을 참조하여 설명한 구조와 마찬가지이다.
도 29에 나타내는 구조에서는, 화소 PX1의 유기 EL 소자 OLED는 발광층 EML3a 및 EML3b 대신에 발광층 EML2을 포함하고, 화소 PX2의 유기 EL 소자 OLED는 발광층 EML3a 및 EML3b을 포함하지 않고, 화소 PX3의 유기 EL 소자 OLED는 발광층 EML3a 및 EML3b 대신에 발광층 EML3을 포함하고 있다.
또한, 도 29에 나타내는 구조에서는, 화소 PX1 내지 PX3의 각 유기 EL 소자 OLED는 계면 혼합층 MIX를 더 포함하고 있다. 계면 혼합층은 화소 PX1 및 PX2에서는 발광층 EML2과 전하-에스케이프층 CEL 사이에 개재되어 있고, 화소 PX3에서는 발광층 EML3과 전하-에스케이프층 CEL 사이에 개재되어 있다.
계면 혼합층 MIX은 전자 수송성을 갖는 발광층이다. 계면 혼합층 MIX는 전자 수송층에서 사용되는 재료와, 발광층에서 사용되는 호스트 재료 및 도펀트 중 적어도 하나를 포함하고 있다. 계면 혼합층은, 예를 들어 청색 광을 발광한다. 전형적으로는, 계면 혼합층 MIX의 전자 친화력은 전하-에스케이프층 CEL의 전자 친화력과 발광층 EML1 내지 EML3 각각의 전자 친화력 사이에 있다.
상기와 같이, 도 20에 나타내는 구조에서는, 화소 PX1은 발광층 EML3a 및 EML3b 대신에 발광층 EML2을 포함할 수 있고, 화소 PX2의 발광층 EML3a 및 EML3b는 생략할 수 있고, 화소 PX3은 발광층 EML3a 및 EML3b 대신에 발광층 EML3을 포함할 수 있다. 그로 인해, 다층 구조를 예를 들어 도 29를 참조하여 설명한 바와 같이 변경함으로써도, 발광층 EML1 내지 EML3에서의 캐리어 밸런스 및 광학적 공진을 발생시켜야 하는 구조의 광학적 두께를 조절할 수 있다.
또한, 도 29에 도시한 바와 같이 계면 혼합층 MIX를 설치한 경우, 전하-에스케이프층 CEL로부터 발광층 EML1 내지 EML3으로의 전자의 주입이 촉진된다. 따라서, 구동 전압을 낮게 할 수 있다.
도 30은 다른 변형예에 따른 유기 EL 장치를 개략적으로 도시하는 단면도이다. 도 30은 표시 패널 DP을, 그 구성 요소의 일부를 생략해서 도시하고 있다.
도 30에 나타내는 구조는 이하의 점을 제외하고, 도 12를 참조하여 설명한 구조와 마찬가지이다.
도 30에 나타내는 구조에서는, 화소 PX1의 유기 EL 소자 OLED는 발광층 EML3 대신에 발광층 EML2을 포함하고, 화소 PX2의 유기 EL 소자 OLED는 발광층 EML3을 포함하지 않는다.
또한, 도 30에 나타내는 구조에서는, 화소 PX1 내지 PX3의 각 유기 EL 소자 OLED는 계면 혼합층 MIX를 더 포함하고 있다. 계면 혼합층은 화소 PX1 및 PX2에서는 발광층 EML2과 전자 수송층 ETL 사이에 개재되어 있고, 화소 PX3에서는 발광층 EML3과 전자 수송층 ETL 사이에 개재되어 있다. 여기서는, 계면 혼합층 MIX의 전자 친화력은 전형적으로는 전자 수송층 HTL의 전자 친화력과 발광층 EML1 내지 EML3 각각의 전자 친화력 사이에 있다.
상기와 같이, 도 12에 나타내는 구조에서는, 화소 PX1은 발광층 EML3을 포함할 수 있고, 화소 PX2로부터는 생략할 수 있다. 그로 인해, 다층 구조를 예를 들어 도 30을 참조하여 설명한 바와 같이 변경함으로써도, 발광층 EML1 내지 EML3에서의 캐리어 밸런스 및 광학적 공진을 발생시켜야 하는 구조의 광학적 두께를 조절할 수 있다.
또한, 도 30에 도시한 바와 같이 계면 혼합층 MIX를 설치한 경우, 전하-에스케이프층 CEL로부터 발광층 EML1 내지 EML3으로의 전자의 주입이 촉진된다. 따라서, 구동 전압을 낮게 할 수 있다.
도 31은 다른 변형예에 따른 유기 EL 장치를 개략적으로 도시하는 단면도이다. 도 31은 표시 패널 DP을, 그 구성 요소의 일부를 생략해서 도시하고 있다.
도 31에 나타내는 구조는 화소 PX2의 유기 EL 소자 OLED가 정공 수송층 HTL4 대신에 전하-에스케이프층 CEL을 포함하고, 화소 PX3의 유기 EL 소자 OLED가 전하-에스케이프층 CEL 대신에 정공 수송층 HTL3을 포함하고 있는 것 이외는, 도 30을 참조하여 설명한 구조와 마찬가지이다.
상기와 같이, 도 30에 나타내는 구조에서는, 화소 PX2은 정공 수송층 HTL4 대신에 전하-에스케이프층 CEL을 포함할 수 있고, 화소 PX3은 전하-에스케이프층 CEL 대신에 정공 수송층 HTL3을 포함할 수 있다. 그로 인해, 다층 구조를 예를 들어 도 31을 참조하여 설명한 바와 같이 변경함으로써도, 발광층 EML1 내지 EML3에서의 캐리어 밸런스 및 광학적 공진을 발생시켜야 하는 구조의 광학적 두께를 조절할 수 있다.
도 32는 다른 변형예에 따른 유기 EL 장치를 개략적으로 도시하는 단면도이다. 도 32는 표시 패널 DP을, 그 구성 요소의 일부를 생략해서 도시하고 있다.
도 32에 나타내는 구조는 화소 PX1의 유기 EL 소자 OLED가 정공 수송층 HTL5 대신에 전하-에스케이프층 CEL을 포함하고, 화소 PX3의 유기 EL 소자 OLED가 전하-에스케이프층 CEL 대신에 정공 수송층 HTL3을 포함하고 있는 것 이외는, 도 30을 참조하여 설명한 구조와 마찬가지이다.
상기와 같이, 도 30에 나타내는 구조에서는, 화소 PX1은 정공 수송층 HTL5 대신에 전하-에스케이프층 CEL을 포함할 수 있고, 화소 PX3은 전하-에스케이프층 CEL 대신에 정공 수송층 HTL3을 포함할 수 있다. 그로 인해, 다층 구조를 예를 들어 도 32를 참조하여 설명한 바와 같이 변경함으로써도, 발광층 EML1 내지 EML3에서의 캐리어 밸런스 및 광학적 공진을 발생시켜야 하는 구조의 광학적 두께를 조절할 수 있다.
도 33은 다른 변형예에 따른 유기 EL 장치를 개략적으로 도시하는 단면도이다. 도 33은 표시 패널 DP을, 그 구성 요소의 일부를 생략해서 도시하고 있다.
도 33에 나타내는 구조는 화소 PX2의 유기 EL 소자 OLED가 정공 수송층 HTL4 대신에 전하-에스케이프층 CEL을 포함하고 있는 것 이외는, 도 30을 참조하여 설명한 구조와 마찬가지이다.
상기와 같이, 도 30에 나타내는 구조에서는, 화소 PX2은 정공 수송층 HTL4 대신에 전하-에스케이프층 CEL을 포함할 수 있다. 그로 인해, 다층 구조를 예를 들어 도 33을 참조하여 설명한 바와 같이 변경함으로써도, 발광층 EML1 내지 EML3에서의 캐리어 밸런스 및 광학적 공진을 발생시켜야 하는 구조의 광학적 두께를 조절할 수 있다.
도 34는 다른 변형예에 따른 유기 EL 장치를 개략적으로 도시하는 단면도이다. 도 34는 표시 패널 DP을, 그 구성 요소의 일부를 생략해서 도시하고 있다.
도 34에 나타내는 구조는 화소 PX1의 유기 EL 소자 OLED가 정공 수송층 HTL5 대신에 전하-에스케이프층 CEL을 포함하고 있는 것 이외는, 도 30을 참조하여 설명한 구조와 마찬가지이다.
상기와 같이, 도 30에 나타내는 구조에서는, 화소 PX1은 정공 수송층 HTL5 대신에 전하-에스케이프층 CEL을 포함할 수 있다. 그로 인해, 다층 구조를 예를 들어 도 34를 참조하여 설명한 바와 같이 변경함으로써도, 발광층 EML1 내지 EML3에서의 캐리어 밸런스 및 광학적 공진을 발생시켜야 하는 구조의 광학적 두께를 조절할 수 있다.
도 35는 다른 변형예에 따른 유기 EL 장치를 개략적으로 도시하는 단면도이다. 도 35는 표시 패널 DP을, 그 구성 요소의 일부를 생략해서 도시하고 있다.
도 35에 나타내는 구조는 화소 PX1의 유기 EL 소자 OLED가 정공 수송층 HTL5 대신에 전하-에스케이프층 CEL을 포함하고 있는 것 이외는, 도 31을 참조하여 설명한 구조와 마찬가지이다.
상기와 같이, 도 31에 나타내는 구조에서는, 화소 PX1이 정공 수송층 HTL5 대신에 전하-에스케이프층 CEL을 포함할 수 있다. 그로 인해, 다층 구조를 예를 들어 도 35를 참조하여 설명한 바와 같이 변경함으로써도, 발광층 EML1 내지 EML3에서의 캐리어 밸런스 및 광학적 공진을 발생시켜야 하는 구조의 광학적 두께를 조절할 수 있다.
도 36은 다른 변형예에 따른 유기 EL 장치를 개략적으로 도시하는 단면도이다. 도 36은 표시 패널 DP을, 그 구성 요소의 일부를 생략해서 도시하고 있다.
도 36에 나타내는 구조는 화소 PX1의 유기 EL 소자 OLED가 정공 수송층 HTL5 대신에 전하-에스케이프층 CEL을 포함하고 있는 것 이외는, 도 33을 참조하여 설명한 구조와 마찬가지이다.
상기와 같이, 도 33에 나타내는 구조에서는, 화소 PX1은 정공 수송층 HTL5 대신에 전하-에스케이프층 CEL을 포함할 수 있다. 그로 인해, 다층 구조를 예를 들어 도 35를 참조하여 설명한 바와 같이 변경함으로써도, 발광층 EML1 내지 EML3에서의 캐리어 밸런스 및 광학적 공진을 발생시켜야 하는 구조의 광학적 두께를 조절할 수 있다.
이하에서는 실시예를 설명한다.
<소자 A의 제조>
본 실시예에서는, 도 3에 도시하는 유기 EL 소자 OLED를, 이 소자의 층 또는 재료의 이온화 에너지 및 전자 친화력이 도 4에 도시하는 관계를 만족하도록 제조했다.
구체적으로는, 유리 기판 상에 스퍼터링법에 의해 양극 AND를 형성했다. 여기서는, 양극 AND의 재료로서는 인듐 주석 산화물(ITO)을 사용했다.
그 후, 진공 증착법에 의해, 양극 AND 상에, 정공 주입층 HIL, 정공 수송층 HTL, 발광층 EML, 전하-에스케이프층 CEL, 전자 수송층 ETL, 전자 주입층 EIL 및 음극 CTD를 이 순서대로 형성했다.
정공 주입층 HIL으로서는, 두께가 10nm인 CuPc층을 형성했다. 정공 수송층 HTL로서는, 두께가 50nm인 α-NPD층을 형성했다. 전하-에스케이프층 CEL으로서는, 제2 호스트 재료로서 HMTPD를 포함하고, 제2 도펀트로서 HTP 5 질량%를 포함하고, 두께가 10nm인 층을 형성했다. 발광층으로서는, 제1 호스트 재료로서 ADN을 포함하고, BDAVBi 1 중량%를 포함하고, 두께가 30nm이며, 형광으로서 청색광을 방사하는 층을 형성했다. 전자 수송층 ETL으로서는, 두께가 30nm인 Alq3층을 형성했다. 전자 주입층 EIL으로서는, 두께가 1nm인 LiF층을 형성했다. 음극으로서는, 두께가 100nm인 알루미늄층을 형성했다.
상기의 방법에 의해 유기 EL 소자를 얻었다. 이하, 이와 같이 얻어진 유기 EL 소자를 "소자 A"라 한다.
도 37은 실시예 1에서 사용한 제1 도펀트 및 제1 호스트 재료의 흡수 스펙트럼과, 실시예 1에서 사용한 제2 도펀트 및 제2 호스트 재료의 발광 스펙트럼을 나타낸다.
도 37에서, 곡선 SPHST1 및 SPDPT1은 각각 제1 호스트 재료 및 제1 도펀트의 흡수 스펙트럼을 나타내고 있다. 한편, 곡선 SPHST2 및 SPDPT2은 각각 제2 호스트 재료 및 제2 도펀트의 발광 스펙트럼을 나타내고 있다.
도 37로부터 명백해진 바와 같이, 여기에는, 전하-에스케이프층 CEL의 발광을 발광층 EML에서 여기광으로 이용 가능한 구성을 채용했다.
<소자 B의 제조>
전하-에스케이프층 CEL에서 제2 도펀트를 생략한 것 이외는, 소자 A에 대해서 설명한 것과 마찬가지의 방법에 의해 유기 EL 소자를 제조했다. 이하, 이와 같이 얻어진 유기 EL 소자를 "소자 B"라 한다.
<평가>
소자 A 및 B 각각을 통전시켜, 이들을 발광시켰다. 그리고, 통전이 정지되어, 경과된 시간에 대한 발광 강도의 변화를 측정했다.
도 38은 소자 A 및 B에 대해 얻어진 과도(transient) 응답을 나타내는 그래프이다. 도 38에서, 곡선 C1 및 C2은 각각 소자 A 및 B에 대해 얻어진 응답 곡선이다.
도 38은, 소자 A에서는, 소자 B에 비해, 삼중항-삼중항 소멸에 의해 생성된 일중항 여기자의 발광에의 기여가 보다 크다는 것을 나타낸다.
다음, 도 38에 나타내는 응답 곡선 A 및 B을 해석했다. 구체적으로, 과도 응답을 해석하여, 소자에의 전하 주입에 의해 직접적으로 생성된 일중항 여기자의 발광에의 기여와, 삼중항-삼중항 소멸에 의해 생성된 일중항 여기자의 발광에의 기여를 산출했다. 그 결과를 이하의 표 1에 요약한다.
이론 한계 소자 A 소자 B
내부 양자 효율(%) 40 30.80 25.17
여기자의 발광에의 기여율(%) 직접 발광 25 20.00 22.51
TTF 발광 15 10.80 2.66
표 1에서, "내부 양자 효율"은 발광에 이용된 여기자의 수와, 유기 EL 소자에의 전하 주입에 의해 직접적으로 생성된 전체 여기자의 수의 비를 나타낸다. 표 1에서, "직접 발광"은 유기 EL 소자에의 전하 주입에 의해 직접적으로 생성된 일중항 여기자에 의한 발광을 나타내고, "TTF 발광"은 삼중항-삼중항 소멸에 의해 발생된 일중항 여기자에 의한 발광을 나타낸다.
표 1 나타낸 바와 같이, 소자 A에서는 소자 B에 비해 삼중항-삼중항 소멸에 의해 생성된 일중항 여기자에 의한 발광의 강도가 훨씬 높다. 또한, 소자 A에 의해 달성되는 내부 양자 효율은 소자 B보다 훨씬 더 컸다.
소자 A에서는, 소자 B와 비교하여, 소자에의 전하 주입에 의해 직접적으로 생성된 일중항 여기자에 의한 발광의 강도가 약간 낮았다는 것을 알아야 한다. 이것은 발광층 EML에서의 캐리어 밸런스가 약간 열화되었기 때문으로 추정된다.
소정의 실시예들이 설명되었지만, 이들 실시예들은 예로서만 제시되었고, 본 발명의 범위를 한정하도록 의도되지 않는다. 실제로, 본 명세서에 설명된 신규한 실시예들은 다양한 다른 형태로 구현될 수 있다; 또한, 본 발명의 사상을 벗어나지 않고, 본 명세서에 설명된 실시예들의 형태의 다양한 생략, 치환 및 변경이 행해질 수 있다. 첨부된 청구범위 및 그 균등물은 본 발명의 범위 및 사상의 범위 이내라면 이러한 형태 또는 변형을 포함하도록 의도된다.
AND: 양극
C: 캐패시터
CE: 대향 전극
CEL: 전하-에스케이프층
CNT: 컨트롤러

Claims (20)

  1. 유기 일렉트로 루미네선스 장치로서,
    양극(anode)과,
    음극(cathode)과,
    상기 양극과 상기 음극 사이에 위치되고, 정공 수송성을 갖는 제1 호스트 재료와, 청색 형광성을 갖는 제1 도펀트를 포함하고, 상기 제1 도펀트의 형광은 제1 파장에서 최대 강도를 나타내는 발광층과,
    상기 음극과 상기 발광층 사이에서 상기 발광층과 접촉하고, 전자 수송성을 갖는 제2 호스트 재료와, 형광성 및 인광성 중 적어도 하나를 갖는 제2 도펀트를 포함하고, 상기 제2 호스트 재료의 이온화 에너지는 상기 제1 호스트 재료의 이온화 에너지보다 크고, 상기 제2 도펀트의 이온화 에너지는 상기 제1 호스트 재료의 이온화 에너지보다 작고, 상기 제2 도펀트의 발광은 상기 제1 파장보다 짧은 제2 파장에서 최대 강도를 나타내는 유기층을 포함하는, 유기 일렉트로 루미네선스 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제2 호스트 재료의 전자 친화력은 상기 제1 호스트 재료의 전자 친화력보다 작은, 유기 일렉트로 루미네선스 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제2 도펀트는 가시광선 또는 자외선을 방출하는, 유기 일렉트로 루미네선스 장치.
  4. 유기 일렉트로 루미네선스 장치로서,
    제1 내지 제3 양극과,
    상기 제1 내지 제3 양극을 향하는 음극과,
    상기 제1 양극과 상기 음극 사이에 위치되고, 적색 형광성을 갖는 도펀트 및 호스트 재료를 포함하는 제1 발광층과,
    상기 제2 양극과 상기 음극 사이에 위치되고, 녹색 형광성을 갖는 도펀트 및 호스트 재료를 포함하는 제2 발광층과,
    상기 제3 양극과 상기 음극 사이에 위치되고, 정공 수송성을 갖는 제1 호스트 재료와, 청색 형광성을 갖는 제1 도펀트를 포함하고, 상기 제1 도펀트의 형광은 제1 파장에서 최대 강도를 나타내는 제3 발광층과,
    상기 음극과 상기 제3 발광층 사이에서 상기 제3 발광층과 접촉하고, 전자 수송성을 갖는 제2 호스트 재료와, 형광성 및 인광성 중 적어도 하나를 갖는 제2 도펀트를 포함하고, 상기 제2 호스트 재료의 이온화 에너지는 상기 제1 호스트 재료의 이온화 에너지보다 크고, 상기 제2 도펀트의 이온화 에너지는 상기 제1 호스트 재료의 이온화 에너지보다 작고, 상기 제2 도펀트의 발광은 상기 제1 파장보다 짧은 제2 파장에서 최대 강도를 나타내는 유기층을 포함하는, 유기 일렉트로 루미네선스 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 제1 발광층은 상기 제1 양극 위에서 연장하고, 상기 제2 발광층은 상기 제1 및 제2 양극 위에서 연장하고, 상기 제1 양극 위에 있는 상기 제2 발광층의 부분은 상기 제1 발광층과 상기 음극 사이에 위치되고, 상기 제3 발광층은 상기 제1 내지 제3 양극 위에서 연장하고, 상기 제1 및 제2 양극 위에 있는 상기 제3 발광층의 부분은 상기 제2 발광층과 상기 음극 사이에 위치되는, 유기 일렉트로 루미네선스 장치.
  6. 제4항에 있어서, 상기 제1 발광층은 상기 제1 양극 위에서 연장하고, 상기 제2 발광층은 상기 제2 양극 위에서 연장하고, 상기 제3 발광층은 상기 제1 및 제3 양극 위에서 연장하고, 상기 제1 양극 위에 있는 상기 제3 발광층의 부분은 상기 제1 발광층과 상기 음극 사이에 위치되는, 유기 일렉트로 루미네선스 장치.
  7. 제4항에 있어서, 상기 제1 발광층은 상기 제1 양극 위에서 연장하고, 상기 제2 발광층은 상기 제2 양극 위에서 연장하고, 상기 제3 발광층은 상기 제1 내지 제3 양극 위에서 연장하고, 상기 제1 양극 위에 있는 상기 제3 발광층의 부분은 상기 제1 발광층과 상기 음극 사이에 위치되는, 상기 제2 양극 위에 있는 상기 제3 발광층의 부분은 상기 제2 발광층과 상기 음극 사이에 위치되는, 유기 일렉트로 루미네선스 장치.
  8. 제4항에 있어서, 상기 제1 발광층은 상기 제1 양극 위에서 연장하고, 상기 제2 발광층은 상기 제1 및 제2 양극 위에서 연장하고, 상기 제1 양극 위에 있는 상기 제2 발광층의 부분은 상기 제1 발광층과 상기 음극 사이에 위치되고, 상기 제3 발광층은 상기 제3 양극 위에서 연장하는, 유기 일렉트로 루미네선스 장치.
  9. 제4항에 있어서, 상기 제1 발광층은 상기 제1 양극 위에서 연장하고, 상기 제2 발광층은 상기 제2 양극 위에서 연장하고, 상기 제3 발광층은 상기 제1 내지 제3 양극 위에서 연장하고, 상기 제1 양극 위에 있는 상기 제3 발광층의 부분은 상기 제1 발광층과 상기 음극 사이에 위치되고, 상기 제2 양극 위에 있는 상기 제3 발광층의 부분은 상기 제2 발광층과 상기 음극 사이에 위치되고, 상기 제3 발광층은 제1 및 제2 층을 포함하고, 상기 제2 층은 상기 제1 층과 상기 음극 사이에 위치되는, 유기 일렉트로 루미네선스 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 제2 층에서의 정공 이동도는 상기 제1 층에서의 정공 이동도보다 작거나, 또는 상기 제2 층에서의 HOMO(the highest occupied molecular orbital)의 레벨은 상기 제1 층에서의 HOMO의 레벨보다 큰, 유기 일렉트로 루미네선스 장치.
  11. 유기 일렉트로 루미네선스 장치로서,
    양극과,
    음극과,
    상기 양극과 상기 음극 사이에 위치되고, 전자 수송성을 갖는 제1 호스트 재료와, 청색 형광성을 갖는 제1 도펀트를 포함하고, 상기 제1 도펀트의 형광은 제1 파장에서 최대 강도를 나타내는 발광층과,
    상기 양극과 상기 발광층 사이에서 상기 발광층과 접촉하고, 정공 수송성을 갖는 제2 호스트 재료와, 형광성 및 인광성 중 적어도 하나를 갖는 제2 도펀트를 포함하고, 상기 제2 호스트 재료의 전자 친화력은 상기 제1 호스트 재료의 전자 친화력보다 작고, 상기 제2 도펀트의 전자 친화력은 상기 제1 호스트 재료의 전자 친화력보다 크고, 상기 제2 도펀트의 발광은 상기 제1 파장보다 짧은 제2 파장에서 최대 강도를 나타내는 유기층을 포함하는, 유기 일렉트로 루미네선스 장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 제2 호스트 재료의 이온화 에너지는 상기 제1 호스트 재료의 이온화 에너지보다 작은, 유기 일렉트로 루미네선스 장치.
  13. 제11항에 있어서, 상기 제2 도펀트는 가시광선 또는 자외선을 방출하는, 유기 일렉트로 루미네선스 장치.
  14. 유기 일렉트로 루미네선스 장치로서,
    제1 내지 제3 양극과,
    상기 제1 내지 제3 양극을 향하는 음극과,
    상기 제1 양극과 상기 음극 사이에 위치되고, 적색 형광성을 갖는 도펀트 및 호스트 재료를 포함하는 제1 발광층과,
    상기 제2 양극과 상기 음극 사이에 위치되고, 녹색 형광성을 갖는 도펀트 및 호스트 재료를 포함하는 제2 발광층과,
    상기 제3 양극과 상기 음극 사이에 위치되고, 전자 수송성을 갖는 제1 호스트 재료와, 청색 형광성을 갖는 제1 도펀트를 포함하고, 상기 제1 도펀트의 형광은 제1 파장에서 최대 강도를 나타내는 제3 발광층과,
    상기 제3 양극과 상기 제3 발광층 사이에서 상기 제3 발광층과 접촉하고, 정공 수송성을 갖는 제2 호스트 재료와, 형광성 및 인광성 중 적어도 하나를 갖는 제2 도펀트를 포함하고, 상기 제2 호스트 재료의 전자 친화력은 상기 제1 호스트 재료의 전자 친화력보다 작고, 상기 제2 도펀트의 전자 친화력은 상기 제1 호스트 재료의 전자 친화력보다 크고, 상기 제2 도펀트의 발광은 상기 제1 파장보다 짧은 제2 파장에서 최대 강도를 나타내는 유기층을 포함하는, 유기 일렉트로 루미네선스 장치.
  15. 제14항에 있어서, 상기 제1 발광층은 상기 제1 양극 위에서 연장하고, 상기 제2 발광층은 상기 제1 및 제2 양극 위에서 연장하고, 상기 제1 양극 위에 있는 상기 제2 발광층의 부분은 상기 제1 발광층과 상기 음극 사이에 위치되고, 상기 제3 발광층은 상기 제1 내지 제3 양극 위에서 연장하고, 상기 제1 및 제2 양극 위에 있는 상기 제3 발광층의 부분은 상기 제2 발광층과 상기 음극 사이에 위치되는, 유기 일렉트로 루미네선스 장치.
  16. 제14항에 있어서, 상기 제1 발광층은 상기 제1 양극 위에서 연장하고, 상기 제2 발광층은 상기 제2 양극 위에서 연장하고, 상기 제3 발광층은 상기 제1 및 제3 양극 위에서 연장하고, 상기 제1 양극 위에 있는 상기 제3 발광층의 부분은 상기 제1 발광층과 상기 음극 사이에 위치되는, 유기 일렉트로 루미네선스 장치.
  17. 제14항에 있어서, 상기 제1 발광층은 상기 제1 양극 위에서 연장하고, 상기 제2 발광층은 상기 제2 양극 위에서 연장하고, 상기 제3 발광층은 상기 제1 내지 제3 양극 위에서 연장하고, 상기 제1 양극 위에 있는 상기 제3 발광층의 부분은 상기 제1 발광층과 상기 음극 사이에 위치되는, 상기 제2 양극 위에 있는 상기 제3 발광층의 부분은 상기 제2 발광층과 상기 음극 사이에 위치되는, 유기 일렉트로 루미네선스 장치.
  18. 제14항에 있어서, 상기 제1 발광층은 상기 제1 양극 위에서 연장하고, 상기 제2 발광층은 상기 제1 및 제2 양극 위에서 연장하고, 상기 제1 양극 위에 있는 상기 제2 발광층의 부분은 상기 제1 발광층과 상기 음극 사이에 위치되고, 상기 제3 발광층은 상기 제3 양극 위에서 연장하는, 유기 일렉트로 루미네선스 장치.
  19. 제14항에 있어서, 상기 제1 발광층은 상기 제1 양극 위에서 연장하고, 상기 제2 발광층은 상기 제2 양극 위에서 연장하고, 상기 제3 발광층은 상기 제1 내지 제3 양극 위에서 연장하고, 상기 제1 양극 위에 있는 상기 제3 발광층의 부분은 상기 제1 발광층과 상기 음극 사이에 위치되고, 상기 제2 양극 위에 있는 상기 제3 발광층의 부분은 상기 제2 발광층과 상기 음극 사이에 위치되고, 상기 제3 발광층은 제1 및 제2 층을 포함하고, 상기 제2 층은 상기 제1 층과 상기 음극 사이에 위치되는, 유기 일렉트로 루미네선스 장치.
  20. 제19항에 있어서, 상기 제2 층에서의 정공 이동도는 상기 제1 층에서의 정공 이동도보다 작거나, 또는 상기 제2 층에서의 HOMO의 레벨은 상기 제1 층에서의 HOMO의 레벨보다 큰, 유기 일렉트로 루미네선스 장치.
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