KR20130029956A - 유기 발광 표시 장치 - Google Patents

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엘지디스플레이 주식회사
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Abstract

본 발명은 정공 수송 호스트, 전자 수송 호스트 및 도펀트(Dopant)를 혼합한 유기 발광층을 형성하며, 특히, 유기 발광층에 선택적으로 도펀트를 도핑하여 발광 효율을 향상시킬 수 있는 유기 발광 표시 장치에 관한 것으로, 기판; 기판 상에 차례로 형성된 제 1 전극과 정공 수송층; 상기 정공 수송층 상에 형성되며, 정공 수송 호스트, 전자 수송 호스트 및 인광 도펀트가 혼합된 제 1, 제 2 발광층과, 상기 제 1, 제 2 발광층 사이에 형성되며 정공 수송 호스트와 전자 수송 호스트의 혼합물로 형성된 호스트층을 포함하는 유기 발광층; 상기 유기 발광층 상에 차례로 형성된 전자 수송층과 제 2 전극; 및 상기 제 2 전극 상에 형성된 캐핑층을 포함한다.

Description

유기 발광 표시 장치{ORGANIC LIGHT EMITTING DEVICE}
본 발명은 유기 발광 표시 장치에 관한 것으로, 유기 발광층에 선택적으로 도펀트를 도핑하여 발광 효율을 향상시킬 수 있는 유기 발광 표시 장치에 관한 것이다.
다양한 정보를 화면으로 구현하는 영상 표시 장치는 정보 통신 시대의 핵심 기술로, 더 얇고 더 가볍고 휴대가 가능하면서도 고성능의 방향으로 발전하고 있다. 이에 음극선관(CRT)의 단점인 무게와 부피를 줄일 수 있는 평판 표시 장치로 유기 발광층의 발광량을 제어하여 영상을 표시하는 유기 발광 표시 장치(Organic Light Emitting Device; OLED) 등이 각광받고 있다.
이러한, 유기 발광 표시 장치는 능동형 매트릭스 OLED(AMOLED)와 수동형 매트릭스 OLED(PMOLED)로 나눠지게 된다. 액티브 매트릭스 OLED(AMOLED)는 3색(R, G, B) 서브 화소로 구성된 화소들이 매트릭스 형태로 배열되어 화상을 표시한다. 각 서브 화소는 유기 발광 표시 소자와, 유기 발광 표시 소자를 구동하는 셀 구동부를 포함한다.
셀 구동부는 스캔 신호를 공급하는 게이트 라인과, 비디오 데이터 신호를 공급하는 데이터 라인과, 공통 전원 신호를 공급하는 공통 전원 라인 사이에 접속된 적어도 2개의 박막 트랜지스터와 스토리지 캐패시터로 구성되어 유기 발광 표시 소자의 양극을 구동한다.
이러한 유기 발광 표시 장치는 박막화가 가능하며, 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel)이나 무기 EL(Electro Luminance) 디스플레이에 비해 낮은 전압에서(약 10V 이하) 구동이 가능하여 전력 소모가 비교적 적다. 또한, 경량성 및 색감에 있어 우수한 특성을 가져 많은 사람들의 관심의 대상이 되고 있다.
도 1a는 일반적인 유기 발광 표시 장치의 단면도이며, 도 1b는 일반적인 유기 발광 표시 소자의 밴드갭 에너지 다이어그램도이다.
도 1a와 같이, 유기 발광 표시 장치는 기판(100), 기판(100) 상에 형성된 박막 트랜지스터(미도시)의 드레인 전극과 접속된 양극(Anode)(110), 정공 주입층(Hole Injection Layer; HIL)(미도시), 정공 수송층(Hole Transport Layer; HTL)(120), 유기 발광층(130), 전자 수송층(Electron Transport Layer; ETL)(140), 전자 주입층(Electron Injection Layer; EIL)(미도시) 및 음극(Cathode)(150)을 포함하는 유기 발광 표시 소자 및 유기 발광 표시 소자를 덮는 캐핑층(160)을 포함한다. 상기와 같은 유기 발광 표시 장치는 양극(110)과 음극(150)에 전압을 인가하면 정공과 전자가 유기 발광층(130) 내에서 재결합하여 엑시톤(Exciton)을 형성하고, 엑시톤이 기저상태로 떨어지며 발광한다.
그런데, 도 1b와 같이, 일반적인 유기 발광 표시 소자는 정공 수송층(120)과 유기 발광층(130) 사이의 에너지 장벽이 전자 수송층(140)과 유기 발광층(130) 사이의 에너지 장벽보다 커, 정공보다 전자가 유기 발광층(130)으로 더 많이 주입된다. 따라서, 유기 발광층(130)으로 주입되는 정공과 전자의 밸런스가 달라 발광 효율이 저하된다.
또한, 유기 발광층(130) 내에서 전자의 이동 속도가 정공의 이동 속도보다 빠르기 때문에, 전자는 정공과 만나 발광하기 위해 정공 수송층(120)과 유기 발광층(130) 계면으로 이동한다. 따라서, 정공 수송층(120)과 유기 발광층(130) 계면에서 가장 많은 발광이 일어나 정공 수송층(120)과 유기 발광층(130) 계면에서 열화가 발생하여 유기 발광 표시 장치의 효율과 수명이 감소된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 유기 발광층에 선택적으로 도펀트를 도핑하여, 유기 발광층 중 도펀트가 도핑된 영역에서만 전자와 정공이 만나 발광하므로, 발광 영역에서 전자와 정공의 밀도를 향상시켜 발광 효율을 향상시킬 수 있는 유기 발광 표시 장치를 제공하는데, 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 유기 발광 표시 장치는, 기판; 기판 상에 차례로 형성된 제 1 전극과 정공 수송층; 상기 정공 수송층 상에 형성되며, 정공 수송 호스트, 전자 수송 호스트 및 인광 도펀트가 혼합된 제 1, 제 2 발광층과, 상기 제 1, 제 2 발광층 사이에 형성되며 정공 수송 호스트와 전자 수송 호스트의 혼합물로 형성된 호스트층을 포함하는 유기 발광층; 상기 유기 발광층 상에 차례로 형성된 전자 수송층과 제 2 전극; 및 상기 제 2 전극 상에 형성된 캐핑층을 포함한다.
상기 호스트층의 두께는 7Å 내지 13Å이다.
상기 인광 도펀트는, Ir(ppy)3, Ir(mppy)3, Ir(BPPya)3, 4,4'-dmIr(ppy)3, (cbi)2Ir(acac), DSi-ppy, p-PF-Ph 중 선택된 물질이다.
상기 정공 수송 호스트와 전자 수송 호스트의 LUMO(Lowest Unoccupied Molecular Orbital)준위는 상기 인광 도펀트의 LUMO준위보다 높고, 상기 정공 수송 호스트와 전자 수송 호스트의 HOMO(Highest Occupied Molecular Orbital)준위는 상기 인광 도펀트의 HOMO준위보다 낮다.
상기 정공 수송 호스트의 HOMO준위가 상기 정공 수송층의 HOMO준위보다 낮다.
상기와 같은 본 발명의 유기 발광 표시 장치는 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 도펀트를 포함하는 제 1, 제 2 발광층 사이에 정공 수송 호스트와 전자 수송 호스트만으로 이루어진 호스트층을 형성하여, 호스트층이 제 2 발광층으로 이동하는 정공을 최소화한다. 따라서, 제 1 발광층의 정공과 전자의 밀도가 높아져, 정공과 전자의 결합 확률이 증가하여 발광 효율이 증가한다.
둘째, 제 1 발광층에서 전자와 만나 발광하지 못하고 호스트층을 통과하여 제 2 발광층으로 주입된 정공이 전자 수송층을 통해 유기 발광층으로 주입된 전자와 만나 발광함으로써, 발광 효율을 증가시킬 수 있다.
도 1a는 일반적인 유기 발광 표시 장치의 단면도.
도 1b는 일반적인 유기 발광 표시 소자의 밴드갭 에너지 다이어그램도.
도 2는 본 발명의 유기 발광 표시 장치의 단면도.
도 3은 본 발명의 유기 발광 표시 장치의 밴드갭 에너지 다이어그램도.
도 4는 유기 발광층 중 도펀트가 도핑되지 않은 호스트층의 두께에 따른 발광 효율 및 외부 양자 효율을 나타낸 표.
본 발명의 유기 발광 표시 장치는, 정공 수송 호스트(Host), 전자 수송 호스트 및 도펀트(Dopant)를 혼합하여 유기 발광층을 형성하고, 특히, 유기 발광층에 선택적으로 도펀트를 도핑하여 정공과 전자가 만나 발광하는 발광 영역의 정공과 전자의 밀도를 향상시켜 전자와 정공의 결합 확률을 향상시킬 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 유기 발광 표시 장치를 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명의 유기 발광 표시 장치의 단면도이며, 도 3은 본 발명의 유기 발광 표시 장치의 밴드갭 에너지 다이어그램도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 유기 발광 표시 장치는, 기판(200), 기판(200) 상에 형성된 유기 발광 표시 소자 및 유기 발광 표시 소자 상에 형성된 캐핑층(260)을 포함한다. 유기 발광 표시 소자는 제 1 전극(210)과 제 2 전극(250), 제 1 전극(210)과 제 2 전극(250) 사이에 형성된 유기 발광층(230)을 포함하며, 유기 발광층(230)은 정공 수송 호스트, 전자 수송 호스트 및 도펀트(300)가 혼합된 제 1, 제 2 발광층(230a, 230c)과, 제 1, 제 2 발광층(230a, 230c) 사이에 형성되며 정공 수송 호스트와 전자 수송 호스트의 혼합물로 형성된 호스트층(230b)을 포함한다. 이 때, 호스트층(230b)은 도펀트(300)를 포함하지 않으므로, 유기 발광층(230)으로 주입된 정공과 전자는 제 1, 제 2 발광층(230a, 230c)에서만 발광한다.
도시하지는 않았으나, 기판(200) 상에는 반도체층, 게이트 전극, 소스 전극 및 드레인 전극을 포함하는 박막 트랜지스터가 형성된다. 그리고, 유기 발광 표시 소자의 제 1 전극(210)은 박막 트랜지스터의 드레인 전극과 전기적으로 접속되어 유기 발광층(230)에 정공을 공급하는 양극(Anode)으로 기능하며, 제 2 전극(250)은 유기 발광층(230)에 전자를 공급하는 음극(Cathode)이다.
본 발명의 유기 발광 표시 장치가 유기 발광층(230)에서 발생된 광이 기판(200)을 통해 하부로 방출되는 하부 발광 방식(Bottom Emission Type)이면, 제 1 전극(210)은 틴 옥사이드(Tin Oxide; TO), 인듐 틴 옥사이드(Indium Tin Oxide; ITO), 인듐 징크 옥사이드(Indium Zinc Oxide; IZO), 인듐 틴 징크 옥사이드(Indium Tin Zinc Oxide; ITZO) 등과 같은 투명 도전성 물질로 형성되어, 유기 발광층(230)에서 발생된 광이 투명한 제 1 전극(210)을 통과하여 기판(200)을 통해 하부로 방출된다.
그리고, 제 2 전극(250)은 일함수가 낮은 마그네슘(Mg), 은(Ag), 알루미늄(Al), 칼슘(Ca) 등과 같은 불투명 도전성 물질 및 이들의 합금으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상의 물질로 형성될 수 있다. 특히, 제 2 전극(250)은 유기 발광층(230)에서 방출된 광이 반사되어 기판(200)을 통해 하부로 발광하도록 반사율이 높은 금속 재질로 형성되는 것이 바람직하다.
반대로, 본 발명의 유기 발광 표시 장치가 유기 발광층(230)에서 발생된 광이 기판(200) 반대 방향으로 방출되는 상부 발광 방식(Top Emission Type)인 경우, 제 1 전극(210)은 불투명 도전성 물질 및 이들의 합금으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상의 물질로 형성된다. 그리고, 제 2 전극(250)은 투명 도전성 물질로 형성된다.
제 1 전극(210)과 제 2 전극(250) 사이의 유기 발광층(230)은 상술한 바와 같이 제 1 전극(210)으로부터 정공이 제 2 전극(250)으로부터 전자가 주입되고, 주입된 정공과 전자가 재결합하여 엑시톤(Exciton)이 생성되며, 엑시톤이 기저상태로 떨어지면서 발광한다.
유기 발광 표시 소자는 정공과 전자가 유기 발광층(230)으로 잘 주입되도록 유기 발광층(230)과 제 1 전극(210) 사이에 정공 주입층(Hole Injection Layer; HIL)(미도시)과 정공 수송층(Hole Transport Layer; HTL)(220)을 더 형성할 수 있다. 그리고, 유기 발광층(230)과 제 2 전극(250) 사이에 전자 수송층(Electron Transport Layer; ETL)(240)과 전자 주입층(Electron Injection Layer; EIL)(미도시)을 더 형성할 수 있다.
그런데, 상술한 바와 같이, 일반적인 유기 발광 표시 장치는 유기 발광층과 전자 수송층 사이의 에너지 장벽보다 유기 발광층과 정공 수송층 사이의 에너지 장벽이 더 높아 정공보다 전자가 유기 발광층으로 더 많이 주입되어, 유기 발광층으로 주입되는 정공과 전자의 밸런스가 달라 발광 효율이 저하된다. 더욱이, 유기 발광층으로 주입된 전자 중 발광에 참여하지 못한 전자들이 유기 발광층에 쌓이게 되고, 전자와 정공이 만나 방출하는 에너지가 발광에 쓰이지 않고 쌓여있는 전자들에게 전이되는 비발광 에너지 전이(Auger Recombination)가 발생하여 소자의 효율이 떨어진다.
따라서, 본 발명의 유기 발광 표시 장치는 정공 수송 호스트, 전자 수송 호스트 및 도펀트(Dopant)(300)를 혼합하여 유기 발광층(230)을 형성한다. 구체적으로, 유기 발광층(230)은 정공 수송 호스트, 전자 수송 호스트 및 도펀트(300)가 혼합된 제 1, 제 2 발광층(230a, 230c)과, 제 1, 제 2 발광층(230a, 230c) 사이에 형성되며 정공 수송 호스트와 전자 수송 호스트의 혼합물로 형성된 호스트층(230b)을 포함한다.
도펀트(300)는 인광 도펀트와 형광 도펀트를 포함하며, 바람직하게는 인광 도펀트인 것이 바람직하다. 이는, 인광 재료를 이용하면 삼중항 상태의 엑시톤이 허용 전이를 거쳐 발광하게 되므로, 75% 생성 확률을 갖는 삼중항 엑시톤을 사용할 수 있기 때문이다. 따라서, 인광 도펀트인 경우 유기 발광 표시 장치가 매우 높은 발광 효율을 가질 수 있다. 그리고, 유기 발광 표시 장치가 녹색을 발광하는 경우, 도펀트(300)는 Ir(ppy)3, Ir(mppy)3, Ir(BPPya)3, 4,4'-dmIr(ppy)3, (cbi)2Ir(acac), DSi-ppy, p-PF-Ph 중 선택된 물질이다.
그리고, 호스트층(230b)은 정공과 전자가 만나 발광하는 발광 영역의 정공과 전자의 밀도를 증가시키기 위한 것이다. 예를 들어, 호스트층(230b) 없이 유기 발광층 전 영역에 도펀트(300)가 분포되어 있는 경우, 도펀트(300)를 통해 유기 발광층 전 영역으로 전자와 정공이 확산되므로 정공과 전자가 결합할 확률이 낮아진다. 그리고, 결과적으로 유기 발광 표시 장치의 발광 효율과 외부 양자 효율이 저하된다. 또한, 발광 영역의 정공과 전자의 밀도를 증가시키기 위해 유기 발광층의 두께를 얇게 형성하는 경우에는, 유기 발광층의 두께가 얇아 충분한 발광 영역을 확보하지 못한다.
따라서, 본 발명의 유기 발광 표시 장치는 유기 발광층(230) 내부에 도펀트(300)를 포함하지 않고 정공 수송 호스트와 전자 수송 호스트만으로 이루어진 호스트층(230b)을 형성한다. 호스트층(230b)은 도펀트(300)를 포함하지 않으므로, 유기 발광층(230)으로 주입된 정공과 전자는 제 1, 제 2 발광층(230a, 230c)에서만 발광한다. 예를 들어, 정공 수송 호스트는 TCTA, CBP, NPB, NPD, TPD 등으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 물질이며, 전자 수송 호스트는 TAZ, TPBI, Balq, PH1, Bphen, Bebq2, Alq3, PPP, PPV 등으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 물질이다.
특히, 정공 수송 호스트와 전자 수송 호스트의 밴드갭(Energy Band Gap)은 도펀트(300)의 밴드갭과 다르며, 일반적으로 밴드갭이 큰 물질로부터 에너지를 전이 받아 밴드갭이 작은 물질에서 엑시톤이 형성되므로, 본 발명의 정공 수송 호스트와 전자 수송 호스트는 도펀트(300)의 밴드갭보다 큰 밴드갭을 갖는 것이 바람직하다.
구체적으로는, 정공 수송 호스트와 전자 수송 호스트의 LUMO(Lowest Unoccupied Molecular Orbital)준위는 도펀트의 LUMO준위보다 높고, 정공 수송 호스트와 전자 수송 호스트의 HOMO(Highest Occupied Molecular Orbital)준위는 도펀트의 HOMO준위보다 낮다.
도 3과 같이, 제 1 전극(210)으로부터 전달된 정공과 제 2 전극(250)으로부터 전달된 전자는 유기 발광층(230)으로 주입된다. 이 때, 도펀트의 HOMO준위가 정공 수송층(220)의 HOMO준위와 유사하고, 정공 수송 호스트의 HOMO준위는 정공 수송층의 HOMO준위보다 낮다. 따라서, 정공은 유기 발광층(230), 구체적으로는 도펀트(300)로 원활하게 주입된다.
그런데, 유기 발광층(230)으로 주입된 전자는 정공보다 이동 속도가 빠르므로, 유기 발광층(230)으로 주입된 정공과 전자는 정공 수송층(220) 상에 형성된 제 1 발광층(230a)에서 만나 발광한다. 그리고, 호스트층(230b)의 정공 수송 호스트는 도펀트(300)와 정공 수송층(220)보다 낮은 HOMO준위를 가져, 제 1 발광층(230a)에서 발광에 참여하지 못한 정공의 장벽으로 기능하여, 제 2 발광층(230c)으로 이동하는 정공을 최소화한다.
따라서, 제 1 발광층(230a)에서 가장 많은 전자와 정공이 만나 발광하므로, 제 1 발광층(230a)의 발광 효율이 향상된다.
즉, 정공 수송 호스트, 전자 수송 호스트 및 도펀트(300)를 혼합한 유기 발광층(230)에서는 유기 발광층(230) 전 영역으로 전자와 정공이 확산되나, 본 발명의 유기 발광 표시 장치는 유기 발광층(230)으로 주입된 전자와 정공이 제 1 발광층(230a)으로 밀집되므로, 전자와 정공의 밀도가 높아 전자와 정공이 만날 확률이 증가한다. 더욱이, 호스트층(230b)을 통과하여 제 2 발광층 (230c)으로 주입된 일부 정공도 제 2 발광층(230c)에서 전자와 만나 발광하므로, 발광 효율을 향상시킬 수 있다.
따라서, 상술한 본 발명은 유기 발광층(230), 구체적으로, 제 1 발광층(230a)에서 전자와 정공이 만날 확률이 증가하여 엑시톤 생성 효율이 증가한다. 특히, 외부 양자 효율은 전하 균형, 내부 발광 양자 수율, 여기자 생성 효율, 광방출 효율에 비례하며, 전하 균형은 전자와 정공의 주입 및 수송 비율과 전자와 정공의 재결합 확률에 비례하므로, 결과적으로 외부 양자 효율을 향상시킬 수 있다.
도 4는 유기 발광층 중 도펀트가 도핑되지 않은 호스트층의 두께에 따른 발광 효율 및 외부 양자 효율을 나타낸 표이다.
도 4와 같이, 호스트층을 형성하지 않고 400Å의 두께를 갖는 유기 발광층 전 영역에 도펀트가 분포된 경우, 발광 효율이 95.5㏅/A이며 외부 양자 효율이 24.7이었으나, 400Å의 두께를 갖는 유기 발광층 중 호스트층의 두께가 10Å인 경우 발광 효율이 20% 이상 증가한 120.2㏅/A이며 외부 양자 효율 역시 25% 이상 증가한 31.3이다. 즉, 본 발명의 유기 발광 표시 장치와 같이, 유기 발광층에 정공 수송 호스트와 전자 수송 호스트만으로 이루어진 호스트층을 형성하면 정공과 전자의 결합 확률이 증가하여 엑시톤 생성 효율이 증가하여 발광 효율 및 외부 양자 효율을 향상시킬 수 있다.
그러나, 호스트층의 두께가 20Å과 30Å인 경우에는 발광 효율과 외부 양자 효율이 오히려 감소한다. 이는, 비발광 영역인 호스트층의 두께가 증가하여 발광 영역이 감소하였기 때문이다. 따라서, 호스트층의 두께는 7Å 내지 13Å인 것이 바람직하다.
상기와 같은 본 발명의 유기 발광 표시 장치는, 정공 수송 호스트, 전자 수송 호스트 및 도펀트(300)를 포함하는 유기 발광층(230)을 형성하여, 유기 발광층(230)으로 전자와 정공의 주입이 원활해져 발광 효율이 증가한다. 또한, 제 1 발광층(230a)과 제 2 발광층(230c) 사이에 정공 수송 호스트와 전자 수송 호스트만으로 이루어진 호스트층(230b)이 정공이 제 2 발광층(230c)으로 이동하는 것을 최소화한다. 따라서, 제 1 발광층(230a)의 정공과 전자의 밀도가 높아져, 정공과 전자의 결합 확률이 증가하여 발광 효율 및 외부 양자 효율이 증가한다.
한편, 이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
200: 기판 210: 제 1 전극
220: 정공 수송층 230: 유기 발광층
230a: 제 1 발광층 230b: 호스트층
230c: 제 2 발광층 240: 전자 수송층
250: 제 2 전극 260: 캐핑층
300: 도펀트(Dopant)

Claims (5)

  1. 기판;
    기판 상에 차례로 형성된 제 1 전극과 정공 수송층;
    상기 정공 수송층 상에 형성되며, 정공 수송 호스트, 전자 수송 호스트 및 인광 도펀트가 혼합된 제 1, 제 2 발광층과, 상기 제 1, 제 2 발광층 사이에 형성되며 정공 수송 호스트와 전자 수송 호스트의 혼합물로 형성된 호스트층을 포함하는 유기 발광층;
    상기 유기 발광층 상에 차례로 형성된 전자 수송층과 제 2 전극; 및
    상기 제 2 전극 상에 형성된 캐핑층을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 호스트층의 두께는 7Å 내지 13Å인 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 인광 도펀트는, Ir(ppy)3, Ir(mppy)3, Ir(BPPya)3, 4,4'-dmIr(ppy)3, (cbi)2Ir(acac), DSi-ppy, p-PF-Ph 중 선택된 물질인 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 정공 수송 호스트와 전자 수송 호스트의 LUMO(Lowest Unoccupied Molecular Orbital)준위는 상기 인광 도펀트의 LUMO준위보다 높고, 상기 정공 수송 호스트와 전자 수송 호스트의 HOMO(Highest Occupied Molecular Orbital)준위는 상기 인광 도펀트의 HOMO준위보다 낮은 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 정공 수송 호스트의 HOMO준위가 상기 정공 수송층의 HOMO준위보다 낮은 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시 장치.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103943783A (zh) * 2013-12-31 2014-07-23 厦门天马微电子有限公司 一种有机发光器件及显示装置
KR20150079035A (ko) * 2013-12-31 2015-07-08 엘지디스플레이 주식회사 유기전계발광표시장치
US9755171B2 (en) 2014-11-26 2017-09-05 Samsung Display Co., Ltd. Organic light-emitting diode including an interlayer to maintain a hole-electron balance in the emitting layer and display panel including the same
JP2017183291A (ja) * 2012-04-13 2017-10-05 株式会社半導体エネルギー研究所 発光素子、発光装置、電子機器および照明装置

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017183291A (ja) * 2012-04-13 2017-10-05 株式会社半導体エネルギー研究所 発光素子、発光装置、電子機器および照明装置
CN103943783A (zh) * 2013-12-31 2014-07-23 厦门天马微电子有限公司 一种有机发光器件及显示装置
KR20150079035A (ko) * 2013-12-31 2015-07-08 엘지디스플레이 주식회사 유기전계발광표시장치
CN103943783B (zh) * 2013-12-31 2016-05-18 厦门天马微电子有限公司 一种有机发光器件及显示装置
US9755171B2 (en) 2014-11-26 2017-09-05 Samsung Display Co., Ltd. Organic light-emitting diode including an interlayer to maintain a hole-electron balance in the emitting layer and display panel including the same

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