KR20200016536A - 발광다이오드 및 전계발광 표시장치 - Google Patents
발광다이오드 및 전계발광 표시장치 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20200016536A KR20200016536A KR1020180091753A KR20180091753A KR20200016536A KR 20200016536 A KR20200016536 A KR 20200016536A KR 1020180091753 A KR1020180091753 A KR 1020180091753A KR 20180091753 A KR20180091753 A KR 20180091753A KR 20200016536 A KR20200016536 A KR 20200016536A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- light emitting
- layer
- electrode
- charge generating
- emitting diode
- Prior art date
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 137
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 46
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims description 29
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 10
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 claims description 3
- 125000000732 arylene group Chemical group 0.000 claims description 3
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 abstract description 11
- 230000007423 decrease Effects 0.000 abstract description 4
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 376
- 230000005525 hole transport Effects 0.000 description 22
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 19
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 19
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 10
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 10
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 10
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 8
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 7
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 6
- UFVXQDWNSAGPHN-UHFFFAOYSA-K bis[(2-methylquinolin-8-yl)oxy]-(4-phenylphenoxy)alumane Chemical compound [Al+3].C1=CC=C([O-])C2=NC(C)=CC=C21.C1=CC=C([O-])C2=NC(C)=CC=C21.C1=CC([O-])=CC=C1C1=CC=CC=C1 UFVXQDWNSAGPHN-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 5
- VFUDMQLBKNMONU-UHFFFAOYSA-N 9-[4-(4-carbazol-9-ylphenyl)phenyl]carbazole Chemical compound C12=CC=CC=C2C2=CC=CC=C2N1C1=CC=C(C=2C=CC(=CC=2)N2C3=CC=CC=C3C3=CC=CC=C32)C=C1 VFUDMQLBKNMONU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910000861 Mg alloy Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000007983 Tris buffer Substances 0.000 description 4
- SNAAJJQQZSMGQD-UHFFFAOYSA-N aluminum magnesium Chemical compound [Mg].[Al] SNAAJJQQZSMGQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 4
- JYEUMXHLPRZUAT-UHFFFAOYSA-N 1,2,3-triazine Chemical group C1=CN=NN=C1 JYEUMXHLPRZUAT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- NBYLBWHHTUWMER-UHFFFAOYSA-N 2-Methylquinolin-8-ol Chemical compound C1=CC=C(O)C2=NC(C)=CC=C21 NBYLBWHHTUWMER-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 125000000319 biphenyl-4-yl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C([H])C([H])=C1C1=C([H])C([H])=C([*])C([H])=C1[H] 0.000 description 3
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 3
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 3
- 230000005641 tunneling Effects 0.000 description 3
- -1 N, N-diphenylamino Chemical group 0.000 description 2
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 2
- SMWDFEZZVXVKRB-UHFFFAOYSA-N Quinoline Chemical compound N1=CC=CC2=CC=CC=C21 SMWDFEZZVXVKRB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- DGEZNRSVGBDHLK-UHFFFAOYSA-N [1,10]phenanthroline Chemical group C1=CN=C2C3=NC=CC=C3C=CC2=C1 DGEZNRSVGBDHLK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MWPLVEDNUUSJAV-UHFFFAOYSA-N anthracene Chemical compound C1=CC=CC2=CC3=CC=CC=C3C=C21 MWPLVEDNUUSJAV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- XZCJVWCMJYNSQO-UHFFFAOYSA-N butyl pbd Chemical compound C1=CC(C(C)(C)C)=CC=C1C1=NN=C(C=2C=CC(=CC=2)C=2C=CC=CC=2)O1 XZCJVWCMJYNSQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 description 2
- 239000010408 film Substances 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000001997 phenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(*)C([H])=C1[H] 0.000 description 2
- 229920000767 polyaniline Polymers 0.000 description 2
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 2
- BBEAQIROQSPTKN-UHFFFAOYSA-N pyrene Chemical compound C1=CC=C2C=CC3=CC=CC4=CC=C1C2=C43 BBEAQIROQSPTKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000000714 pyrimidinyl group Chemical group 0.000 description 2
- TVIVIEFSHFOWTE-UHFFFAOYSA-K tri(quinolin-8-yloxy)alumane Chemical compound [Al+3].C1=CN=C2C([O-])=CC=CC2=C1.C1=CN=C2C([O-])=CC=CC2=C1.C1=CN=C2C([O-])=CC=CC2=C1 TVIVIEFSHFOWTE-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- YVTHLONGBIQYBO-UHFFFAOYSA-N zinc indium(3+) oxygen(2-) Chemical compound [O--].[Zn++].[In+3] YVTHLONGBIQYBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N zinc oxide Inorganic materials [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 2
- 125000001637 1-naphthyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C2C(*)=C([H])C([H])=C([H])C2=C1[H] 0.000 description 1
- MQRCTQVBZYBPQE-UHFFFAOYSA-N 189363-47-1 Chemical compound C1=CC=CC=C1N(C=1C=C2C3(C4=CC(=CC=C4C2=CC=1)N(C=1C=CC=CC=1)C=1C=CC=CC=1)C1=CC(=CC=C1C1=CC=C(C=C13)N(C=1C=CC=CC=1)C=1C=CC=CC=1)N(C=1C=CC=CC=1)C=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1 MQRCTQVBZYBPQE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HONWGFNQCPRRFM-UHFFFAOYSA-N 2-n-(3-methylphenyl)-1-n,1-n,2-n-triphenylbenzene-1,2-diamine Chemical compound CC1=CC=CC(N(C=2C=CC=CC=2)C=2C(=CC=CC=2)N(C=2C=CC=CC=2)C=2C=CC=CC=2)=C1 HONWGFNQCPRRFM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OGGKVJMNFFSDEV-UHFFFAOYSA-N 3-methyl-n-[4-[4-(n-(3-methylphenyl)anilino)phenyl]phenyl]-n-phenylaniline Chemical compound CC1=CC=CC(N(C=2C=CC=CC=2)C=2C=CC(=CC=2)C=2C=CC(=CC=2)N(C=2C=CC=CC=2)C=2C=C(C)C=CC=2)=C1 OGGKVJMNFFSDEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- TVEXGJYMHHTVKP-UHFFFAOYSA-N 6-oxabicyclo[3.2.1]oct-3-en-7-one Chemical compound C1C2C(=O)OC1C=CC2 TVEXGJYMHHTVKP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910016036 BaF 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910004261 CaF 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920001609 Poly(3,4-ethylenedioxythiophene) Polymers 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 239000011162 core material Substances 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- GVEPBJHOBDJJJI-UHFFFAOYSA-N fluoranthrene Natural products C1=CC(C2=CC=CC=C22)=C3C2=CC=CC3=C1 GVEPBJHOBDJJJI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 description 1
- GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N iridium atom Chemical group [Ir] GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 150000002736 metal compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 125000000843 phenylene group Chemical group C1(=C(C=CC=C1)*)* 0.000 description 1
- IEQIEDJGQAUEQZ-UHFFFAOYSA-N phthalocyanine Chemical compound N1C(N=C2C3=CC=CC=C3C(N=C3C4=CC=CC=C4C(=N4)N3)=N2)=C(C=CC=C2)C2=C1N=C1C2=CC=CC=C2C4=N1 IEQIEDJGQAUEQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K50/00—Organic light-emitting devices
- H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
- H10K50/11—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers
- H10K50/125—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers specially adapted for multicolour light emission, e.g. for emitting white light
- H10K50/13—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers specially adapted for multicolour light emission, e.g. for emitting white light comprising stacked EL layers within one EL unit
- H10K50/131—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers specially adapted for multicolour light emission, e.g. for emitting white light comprising stacked EL layers within one EL unit with spacer layers between the electroluminescent layers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/02—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
- H01L33/08—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a plurality of light emitting regions, e.g. laterally discontinuous light emitting layer or photoluminescent region integrated within the semiconductor body
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K50/00—Organic light-emitting devices
- H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
- H10K50/14—Carrier transporting layers
- H10K50/16—Electron transporting layers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/15—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components having potential barriers, specially adapted for light emission
- H01L27/153—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components having potential barriers, specially adapted for light emission in a repetitive configuration, e.g. LED bars
- H01L27/156—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components having potential barriers, specially adapted for light emission in a repetitive configuration, e.g. LED bars two-dimensional arrays
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/36—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the electrodes
- H01L33/40—Materials therefor
- H01L33/405—Reflective materials
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/36—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the electrodes
- H01L33/40—Materials therefor
- H01L33/42—Transparent materials
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
- H01L33/58—Optical field-shaping elements
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K50/00—Organic light-emitting devices
- H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
- H10K50/11—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K50/00—Organic light-emitting devices
- H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
- H10K50/11—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers
- H10K50/125—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers specially adapted for multicolour light emission, e.g. for emitting white light
- H10K50/13—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers specially adapted for multicolour light emission, e.g. for emitting white light comprising stacked EL layers within one EL unit
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K50/00—Organic light-emitting devices
- H10K50/80—Constructional details
- H10K50/805—Electrodes
- H10K50/81—Anodes
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K50/00—Organic light-emitting devices
- H10K50/80—Constructional details
- H10K50/805—Electrodes
- H10K50/82—Cathodes
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K59/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
- H10K59/10—OLED displays
- H10K59/12—Active-matrix OLED [AMOLED] displays
- H10K59/123—Connection of the pixel electrodes to the thin film transistors [TFT]
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K59/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
- H10K59/30—Devices specially adapted for multicolour light emission
- H10K59/35—Devices specially adapted for multicolour light emission comprising red-green-blue [RGB] subpixels
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K59/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
- H10K59/30—Devices specially adapted for multicolour light emission
- H10K59/38—Devices specially adapted for multicolour light emission comprising colour filters or colour changing media [CCM]
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K77/00—Constructional details of devices covered by this subclass and not covered by groups H10K10/80, H10K30/80, H10K50/80 or H10K59/80
- H10K77/10—Substrates, e.g. flexible substrates
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
- H10K85/10—Organic polymers or oligomers
- H10K85/111—Organic polymers or oligomers comprising aromatic, heteroaromatic, or aryl chains, e.g. polyaniline, polyphenylene or polyphenylene vinylene
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
- H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
- H10K85/649—Aromatic compounds comprising a hetero atom
- H10K85/654—Aromatic compounds comprising a hetero atom comprising only nitrogen as heteroatom
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
- H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
- H10K85/649—Aromatic compounds comprising a hetero atom
- H10K85/657—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
- H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
- H10K85/649—Aromatic compounds comprising a hetero atom
- H10K85/657—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons
- H10K85/6572—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons comprising only nitrogen in the heteroaromatic polycondensed ring system, e.g. phenanthroline or carbazole
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K2102/00—Constructional details relating to the organic devices covered by this subclass
- H10K2102/301—Details of OLEDs
- H10K2102/302—Details of OLEDs of OLED structures
- H10K2102/3023—Direction of light emission
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K2102/00—Constructional details relating to the organic devices covered by this subclass
- H10K2102/301—Details of OLEDs
- H10K2102/302—Details of OLEDs of OLED structures
- H10K2102/3023—Direction of light emission
- H10K2102/3026—Top emission
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K2102/00—Constructional details relating to the organic devices covered by this subclass
- H10K2102/301—Details of OLEDs
- H10K2102/351—Thickness
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K50/00—Organic light-emitting devices
- H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
- H10K50/14—Carrier transporting layers
- H10K50/15—Hole transporting layers
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K50/00—Organic light-emitting devices
- H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
- H10K50/17—Carrier injection layers
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K50/00—Organic light-emitting devices
- H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
- H10K50/17—Carrier injection layers
- H10K50/171—Electron injection layers
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K50/00—Organic light-emitting devices
- H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
- H10K50/19—Tandem OLEDs
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K59/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
- H10K59/10—OLED displays
- H10K59/12—Active-matrix OLED [AMOLED] displays
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K59/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
- H10K59/10—OLED displays
- H10K59/12—Active-matrix OLED [AMOLED] displays
- H10K59/131—Interconnections, e.g. wiring lines or terminals
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Electroluminescent Light Sources (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
Abstract
본 발명은, 서로 마주하는 제 1 및 제 2 전극과; 상기 제 1 및 제 2 전극 사이에 위치하는 제 1 전하 생성층과; 상기 제 1 전극과 상기 제 1 전하 생성층 사이에 위치하는 제 1 발광물질층과, 상기 제 1 발광물질층과 상기 제 1 전하 생성층 사이에 위치하는 제 1 전자 수송층을 포함하는 제 1 발광 스택과; 상기 제 1 전하 생성층과 상기 제 2 전극 사이에 위치하는 제 2 발광물질층과, 상기 제 2 발광물질층과 상기 제 2 전극 사이에 위치하는 제 2 전자 수송층을 포함하는 제 2 발광 스택을 포함하고, 상기 제 1 전하 생성층의 전자 이동도는 상기 제 1 전자 수송층의 전자 이동도보다 큰 발광다이오드 및 이를 포함하는 전계발광 표시장치를 제공한다.
Description
본 발명은 발광다이오드에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고온에서의 안정성이 향상된 발광다이오드 및 전계발광 표시장치에 관한 것이다.
최근 표시장치의 대형화에 따라 공간 점유가 적은 평면표시소자의 요구가 증대되고 있는데, 이러한 평면표시소자 중 하나로서 발광다이오드를 포함하며 유기발광 표시장치(organic light emitting display (OLED) device)라고도 불리는 전계발광 표시장치(electroluminescent(EL) display device)의 기술이 빠른 속도로 발전하고 있다.
발광다이오드는 전자 주입 전극(음극)과 정공 주입 전극(양극) 사이에 형성된 발광층에 전하를 주입하면 전자와 정공이 쌍을 이룬 후 소멸하면서 빛을 내는 소자이다. 플라스틱 같은 휠 수 있는(flexible) 투명 기판 위에도 소자를 형성할 수 있을 뿐 아니라, 낮은 전압에서 (10V이하) 구동이 가능하고, 또한 전력 소모가 비교적 적으며, 색순도가 뛰어나다는 장점이 있다.
발광층은 발광 물질층의 단일층 구조를 갖거나, 발광 효율 향상을 위해 다층 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 유기발광층은, 정공 주입층(hole injection layer, HIL), 정공 수송층(hole transporting layer; HTL), 발광 물질층(emitting material layer; EML), 전자 수송층(electron transporting layer, ETL) 및 전자 주입층(electron injection layer, EIL)으로 구성되는 다층 구조를 가질 수 있다.
예를 들어, 전계발광 표시장치에서는, 적색, 녹색 및 청색 화소영역별로 적색 발광층, 녹색 발광층, 청색 발광층이 형성되어 적색, 녹색, 청색 빛을 발광함으로써, 컬러 영상을 구현한다.
그런데, 적색 발광층, 녹색 발광층, 청색 발광층을 각 화소영역별로 형성하는 구조로는 대면적 유기발광다이오드 표시장치를 제조하는데 한계가 있기 때문에, 화소영역 전체에 대하여 백색을 발광하는 발광다이오드를 형성하고 컬러필터를 이용하는 전계발광 표시장치가 제안되었다.
예를 들어, 황록색(yellow-green) 발광층을 포함하는 발광 스택과 청색 발광층을 포함하는 발광 스택이 양극과 음극 사이에 형성되어, 발광다이오드로부터 백색 빛이 발광되고 백색 빛이 컬러필터를 통과함으로써 컬러 영상이 구현된다.
그런데, 이와 같은 다중 스택 구조의 발광다이오드 및 전계발광 표시장치는 사용되는 재료나 소자 설계 구조상의 이유로 고온에서 수명이 급격히 감소하는 문제를 갖기도 한다.
본 발명은 종래 다중 스택 구조의 발광다이오드 및 전계발광 표시장치에서의 고온 수명을 개선하고자 한다.
본 발명은, 서로 마주하는 제 1 및 제 2 전극과; 상기 제 1 및 제 2 전극 사이에 위치하는 제 1 전하 생성층과; 상기 제 1 전극과 상기 제 1 전하 생성층 사이에 위치하는 제 1 발광물질층과, 상기 제 1 발광물질층과 상기 제 1 전하 생성층 사이에 위치하는 제 1 전자 수송층을 포함하는 제 1 발광 스택과; 상기 제 1 전하 생성층과 상기 제 2 전극 사이에 위치하는 제 2 발광물질층과, 상기 제 2 발광물질층과 상기 제 2 전극 사이에 위치하는 제 2 전자 수송층을 포함하는 제 2 발광 스택을 포함하고, 상기 제 1 전하 생성층의 전자 이동도는 상기 제 1 전자 수송층의 전자 이동도보다 큰 발광다이오드를 제공한다.
또한, 본 발명은, 서로 마주하는 제 1 및 제 2 전극과; 상기 제 1 및 제 2 전극 사이에 위치하는 제 1 전하 생성층과; 상기 제 1 전하 생성층과 상기 제 2 전극 사이에 위치하는 제 2 전하 생성층과; 상기 제 1 전극과 상기 제 1 전하 생성층 사이에 위치하는 제 1 발광물질층과, 상기 제 1 발광물질층과 상기 제 1 전하 생성층 사이에 위치하는 제 1 전자 수송층을 포함하는 제 1 발광 스택과; 상기 제 1 전하 생성층과 상기 제 2 전하 생성층 사이에 위치하는 제 2 발광물질층과, 상기 제 2 발광물질층과 상기 제 2 전하 생성층 사이에 위치하는 제 2 전자 수송층을 포함하는 제 2 발광 스택과; 상기 제 2 전하 생성층과 상기 제 2 전극 사이에 위치하는 제 3 발광 물질층과, 상기 제 3 발광 물질층과 상기 제 2 전극 사이에 위치하는 제 3 전사 수송층을 포함하는 제 3 발광 스택을 포함하고, 상기 제 1 전하 생성층의 전자 이동도는 상기 제 1 전자 수송층의 전자 이동도보다 큰 발광다이오드를 제공한다.
본 발명의 발광다이오드에 있어서, 상기 제 1 전하 생성층의 전자 이동도는 5*10-5cm2/Vs~1*10-4cm2/Vs이고, 상기 제 1 전자 수송층의 전자 이동도는 1*10-6cm2/Vs~1*10-5cm2/Vs이다.
본 발명의 발광다이오드에 있어서, 상기 제 1 전자 수송층의 두께는 상기 제 2 전자 수송층의 두께보다 작다.
본 발명의 발광다이오드에 있어서, 상기 제 1 전자 수송층의 두께는 30~150Å의 범위이다.
본 발명의 발광다이오드에 있어서, 상기 제 1 전자 수송층의 두께는 상기 제 1 전하 생성층의 두께보다 작다.
본 발명의 발광다이오드에 있어서, 상기 제 1 전자 수송층의 두께는 상기 제 3 전자 수송층의 두께보다 작다.
본 발명의 발광다이오드에 있어서, 상기 제 1 전자 수송층은 하기 화학식1의 물질을 포함하고, 상기 제 1 전하 생성층은 하기 화학식2의 물질을 포함한다.
[화학식1]
[화학식2]
(화학식1에서 R은 C6 내지 C30의 아릴기이고, 화학식2에서 L은 C6 내지 C30의 아릴렌기이다.)
본 발명의 발광다이오드에 있어서, 상기 제 1 전자 수송층은 하기 화학식3의 물질을 포함하고, 상기 제 1 전하 생성층은 하기 화학식4의 물질을 포함한다.
[화학식3]
[화학식4]
또 다른 관점에서, 본 발명은, 기판과; 상기 기판 상부에 위치하는 전술한 발광다이오드와; 상기 기판과 상기 발광다이오드 사이에 위치하며 상기 발광다이오드에 연결되는 박막트랜지스터를 포함하는 전계발광 표시장치를 제공한다.
본 발명의 전계발광 표시장치에서, 상기 발광다이오드는 적색, 녹색 및 청색 화소영역에 대응되고, 상기 적색, 녹색 및 청색 화소영역 각각에 위치하는 적색, 녹색 및 청색 컬러필터 패턴을 더 포함하며, 상기 적색, 녹색 및 청색 컬러필터 패턴은 상기 기판과 상기 발광다이오드 사이 또는 상기 발광다이오드의 상부에 위치한다.
본 발명의 발광다이오드에서는, 정공에 대한 내구성이 향상된 전자수송물질을 포함하는 전자수송층과 고온 안정성이 향상된 전하 생성층물질을 포함하는 전하 생성층이 구비되어, 고온에서의 열화 및 수명 감소가 방지된다.
또한, 전하 생성층과 접하는 전자 수송층이 전하 생성층보다 낮은 전자 이동도 갖지만 전하 생성층과 접하는 전자 수송층이 음극에 인접한 전자 생성층보다 얇은 두께를 가져, 전자의 이동에 문제가 발생하지 않는다. 즉, 발광 효율의 저하가 방지된다.
즉, 본 발명의 발광다이오드 및 전계발광 표시장치는 종래 발광다이오드 및 전계발광 표시장치와 균등한 발광 효율을 가지면서 고온에서의 열화 문제 및 수명 감소 문제가 방지되는 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명에 따른 전계발광 표시장치의 개략적인 회로도이다.
도 2는 본 발명의 하부 발광방식 전계발광 표시장치의 개략적인 단면도이다.
도 3은 본 발명의 상부 발광방식 전계발광 표시장치의 개략적인 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 2 스택 구조 발광다이오드의 개략적인 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 3 스택 구조 발광다이오드의 개략적인 단면도이다.
도 2는 본 발명의 하부 발광방식 전계발광 표시장치의 개략적인 단면도이다.
도 3은 본 발명의 상부 발광방식 전계발광 표시장치의 개략적인 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 2 스택 구조 발광다이오드의 개략적인 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 3 스택 구조 발광다이오드의 개략적인 단면도이다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 전계발광 표시장치의 개략적인 회로도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 전계발광 표시장치에는, 서로 교차하여 화소영역(P)을 정의하는 게이트 배선(GL), 데이터 배선(DL) 및 파워 배선(PL)이 형성되고, 화소영역(P)에는, 스위칭 박막트랜지스터(Ts), 구동 박막트랜지스터(Td), 스토리지 커패시터(Cst), 발광다이오드(D)가 형성된다.
스위칭 박막트랜지스터(Ts)는 게이트 배선(GL) 및 데이터 배선(DL)에 연결되고, 구동 박막트랜지스터(Td) 및 스토리지 커패시터(Cst)는 스위칭 박막트랜지스터(Ts)와 파워 배선(PL) 사이에 연결된다. 발광다이오드(D)는 구동 박막트랜지스터(Td)에 연결된다.
이러한 전계발광 표시장치에서는, 게이트 배선(GL)에 인가된 게이트 신호에 따라 스위칭 박막트랜지스터(Ts)가 턴-온(turn-on) 되면, 데이터 배선(DL)에 인가된 데이터 신호가 스위칭 박막트랜지스터(Ts)를 통해 구동 박막트랜지스터(Td)의 게이트 전극과 스토리지 커패시터(Cst)의 일 전극에 인가된다.
구동 박막트랜지스터(Td)는 게이트 전극에 인가된 데이터 신호에 따라 턴-온 되며, 그 결과 데이터 신호에 비례하는 전류가 파워 배선(PL)으로부터 구동 박막트랜지스터(Td)를 통하여 발광다이오드(D)로 흐르게 되고, 발광다이오드(D)는 구동 박막트랜지스터(Td)를 통하여 흐르는 전류에 비례하는 휘도로 발광한다.
이때, 스토리지 커패시터(Cst)에는 데이터신호에 비례하는 전압으로 충전되어, 일 프레임(frame) 동안 구동 박막트랜지스터(Td)의 상기 게이트 전극의 전압이 일정하게 유지되도록 한다.
따라서, 전계발광 표시장치는 원하는 영상을 표시할 수 있다.
도 2는 본 발명의 하부발광 방식 전계발광 표시장치의 개략적인 단면도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 전계발광 표시장치(100)는 기판(110)과, 기판(110) 상부에 위치하는 발광다이오드(D)와, 기판(110)과 발광다이오드(D) 사이에 위치하며 발광다이오드(D)에 연결되는 구동 박막트랜지스터(Td)와, 기판(110)과 발광다이오드(D) 사이에 위치하는 컬러필터(130)를 포함한다.
기판(110)은 유리기판 또는 플라스틱 기판일 수 있다. 예를 들어, 기판(110)은 폴리이미드로 이루어질 수 있다.
기판(110)에는 적색 화소영역(RP), 녹색 화소영역(GP), 청색 화소영역(BP)이 포함되며, 구동 박막트랜지스터(Td)는 적색 화소영역(RP), 녹색 화소영역(GP), 청색 화소영역(BP) 각각에 위치한다. 한편, 기판(110)에는 백색 화소영역(미도시)이 더 포함될 수 있고, 백색 화소영역에도 구동 박막트랜지스터(Td)가 배치된다.
예를 들어, 구동 박막트랜지스터(Td)는 기판(110) 상에 형성되는 반도체층, 반도체층 상부에 위치하며 이와 중첩하는 게이트 전극, 게이트 전극 상부로 배치되며 반도체층의 양단에 연결되는 소스 전극 및 드레인 전극을 포함할 수 있다.
구동 박막트랜지스터(Td) 상에는 제 1 절연층(120)이 형성되고, 제 1 절연층(120) 상에는 컬러필터(130)가 형성된다. 컬러필터(130)는 적색 화소영역(RP)에 대응되는 적색 컬러필터 패턴(130a)과, 녹색 화소영역(GP)에 대응되는 녹색 컬러필터 패턴(130b)과, 청색 화소영역(BP)에 대응되는 청색 컬러필터 패턴(130c)을 포함한다.
컬러필터(130) 상에는 제 2 절연층(140)이 형성되고, 제 1 및 제 2 절연층(130)에는 구동 박막트랜지스터(Td)의 일 전극, 예를 들어 드레인 전극을 노출하는 콘택홀(122)이 형성된다.
즉, 컬러필터(130)는 제 1 및 제 2 절연층(140) 사이에 위치한다. 한편, 백색 화소영역이 포함되는 경우, 백색 화소영역에는 컬러필터가 형성되지 않으며 백색 화소영역에서 제 1 및 제 2 절연층(120, 140)은 전면(全面)에서 접촉한다.
제 2 절연층(140) 상에는 콘택홀(122)을 통해 구동 박막트랜지스터(Td)에 연결되는 제 1 전극(150)이 적색, 녹색 및 청색 화소영역(RP, GP, BP) 별로 분리되어 형성된다. 제 1 전극(150)은 애노드(anode)일 수 있으며, 일함수 값이 비교적 큰 도전성 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 제 1 전극(150)은 인듐-틴-옥사이드(indium-tin-oxide, ITO) 또는 인듐-징크-옥사이드(indium-zinc-oxide, IZO)와 같은 투명 도전성 물질로 이루어질 수 있다.
또한, 제 2 절연층(140) 상에는 제 1 전극(150)의 가장자리를 덮는 뱅크(160)가 형성된다. 뱅크(160)는 적색, 녹색 및 청색 화소영역(RP, GP, BP)에 대응하여 제 1 전극(150)의 중앙을 노출한다.
제 1 전극(150) 상에는 발광층(152)이 형성된다. 발광층(152)은 백색 빛을 발광하며 적색, 녹색 및 청색 화소영역(RP, GP, BP)을 포함하는 표시영역 전면에 대응하여 일체로 형성된다.
발광층(152)이 형성된 기판(110) 상부로 제 2 전극(154)이 형성된다. 제 2 전극(154)은 적색, 녹색 및 청색 화소영역(RP, GP, BP)을 포함하는 표시영역의 전면에 위치하며 일함수 값이 비교적 작은 도전성 물질로 이루어져 캐소드(cathode)로 이용될 수 있다. 예를 들어, 제 2 전극(154)은 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg), 알루미늄-마그네슘 합금(AlMg) 중 어느 하나로 이루어질 수 있다.
제 1 전극(150), 발광층(152) 및 제 2 전극(154)은 발광다이오드(D)를 이룬다.
도시하지 않았으나, 제 2 전극(154) 상에는, 외부 수분이 발광다이오드(D)로 침투하는 것을 방지하기 위해, 인캡슐레이션 필름(encapsulation film)이 형성될 수 있다. 예를 들어, 인캡슐레이션 필름은 제 1 무기 절연층과, 유기 절연층과, 제 2 무기 절연층의 적층 구조를 가질 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또한, 제 1 기판(110) 외측면에는 외부광 반사를 줄이기 위한 편광판이 부착될 수 있다. 예를 들어, 편광판은 원형 편광판일 수 있다.
또한, 기판(110)의 외측면 또는 편광판의 외측면에 커버 윈도우(미도시)가 부착될 수 있다. 이때, 기판(110)과 커버 윈도우가 플렉서블 특성을 가져, 플렉서블 표시장치를 이룰 수 있다.
본 발명의 전계발광 표시장치(100)는 하부 발광 방식이다. 즉, 발광층(152)으로부터의 빛은 제 1 전극(152), 컬러필터(130)를 통과하며 기판(110) 측에서 영상이 표시된다.
즉, 제 1 전극(150)은 투명 전극이고, 제 2 전극(154)은 반사전극으로 이용되며, 발광층(152)으로부터의 빛은 제 1 전극(150)을 바로 통과하거나 제 2 전극(154)에서 반사된 후 제 1 전극(150)을 통과한다.
도 2에서, 컬러필터(130)은 제 1 및 제 2 절연층(120, 140) 사이에 위치한다. 그러나, 컬러필터(130)는 발광다이오드(D)와 기판(110) 사이에서 그 위치에 제한이 없다. 예를 들어, 컬러필터(130)는 기판(110)과 제 1 절연층(120) 사이에 위치할 수 있고, 이 경우 제 2 절연층(130)은 생략될 수도 있다.
발광다이오드(D)로부터의 백색 빛은 컬러필터(130)를 통과하므로, 전계발광 표시장치(100)는 컬러 영상을 표시할 수 있다.
도 3은 본 발명의 상부발광 방식 전계발광 표시장치의 개략적인 단면도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 전계발광 표시장치(100)는 제 1 기판(110)과, 제 1 기판(110)과 마주하는 제 2 기판(170)과, 제 1 기판(110) 상부에 위치하는 발광다이오드(D)와, 제 1 기판(110)과 발광다이오드(D) 사이에 위치하며 발광다이오드(D)에 연결되는 구동 박막트랜지스터(Td)와, 제 2 기판(170)과 발광다이오드(D) 사이에 위치하는 컬러필터(130)를 포함한다.
제 1 기판(110) 및 제 2 기판(170) 각각은 유리기판 또는 플라스틱 기판일 수 있다. 예를 들어, 제 1 기판(110) 및 제 2 기판(170) 각각은 폴리이미드로 이루어질 수 있다.
제 1 기판(110)에는 적색 화소영역(RP), 녹색 화소영역(GP), 청색 화소영역(BP)이 포함되며, 구동 박막트랜지스터(Td)는 적색 화소영역(RP), 녹색 화소영역(GP), 청색 화소영역(BP) 각각에 위치한다. 한편, 제 1 기판(110)에는 백색 화소영역(미도시)이 더 포함될 수 있고, 백색 화소영역에도 구동 박막트랜지스터(Td)가 배치된다.
예를 들어, 구동 박막트랜지스터(Td)는 제 1 기판(110) 상에 형성되는 반도체층, 반도체층 상부에 위치하며 이와 중첩하는 게이트 전극, 게이트 전극 상부로 배치되며 반도체층의 양단에 연결되는 소스 전극 및 드레인 전극을 포함할 수 있다.
구동 박막트랜지스터(Td) 상에는 절연층(120)이 형성되고, 절연층(120)에는 구동 박막트랜지스터(Td)의 일 전극, 예를 들어 드레인 전극을 노출하는 콘택홀(122)이 형성된다.
절연층(120) 상에는 콘택홀(122)을 통해 구동 박막트랜지스터(Td)에 연결되는 제 1 전극(150)이 적색, 녹색 및 청색 화소영역(RP, GP, BP) 별로 분리되어 형성된다. 제 1 전극(150)은 애노드(anode)일 수 있으며, 일함수 값이 비교적 큰 도전성 물질로 이루어질 수 있다. 제 1 전극(150)은 인듐-틴-옥사이드(indium-tin-oxide, ITO) 또는 인듐-징크-옥사이드(indium-zinc-oxide, IZO)와 같은 투명 도전성 물질로 이루어지는 투명 전극층과 반사전극(또는 반사층)을 포함한다. 예를 들어, 제 1 전극(150)은 ITO층(또는 IZO)의 하부층 및 상부층, 알루미늄-팔라듐-구리(aluminum-palladium-copper: APC) 합금의 중간층을 포함하는 삼중층 구조를 가질 수 있다.
또한, 절연층(120) 상에는 제 1 전극(150)의 가장자리를 덮는 뱅크(160)가 형성된다. 뱅크(160)는 적색, 녹색 및 청색 화소영역(RP, GP, BP)에 대응하여 제 1 전극(150)의 중앙을 노출한다.
제 1 전극(150) 상에는 발광층(152)이 형성된다. 발광층(152)은 백색 빛을 발광하며 적색, 녹색 및 청색 화소영역(RP, GP, BP)을 포함하는 표시영역 전면에 대응하여 일체로 형성된다.
발광층(152)이 형성된 제 1 기판(110) 상부로 제 2 전극(154)이 형성된다. 제 2 전극(154)은 적색, 녹색 및 청색 화소영역(RP, GP, BP)을 포함하는 표시영역의 전면에 위치하며 일함수 값이 비교적 작은 도전성 물질로 이루어져 캐소드(cathode)로 이용될 수 있다. 예를 들어, 제 2 전극(154)은 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg), 알루미늄-마그네슘 합금(AlMg) 중 어느 하나로 이루어질 수 있으며, 빛이 투과될 수 있도록 얇은 두께를 갖는다.
제 1 전극(150), 발광층(152) 및 제 2 전극(154)은 발광다이오드(D)를 이룬다.
발광다이오드(D) 상부에는 컬러필터(130)가 형성된다. 즉, 컬러필터(130)는 발광다이오드(D)와 제 2 기판(170) 사이에 위치한다. 컬러필터(130)는 적색 화소영역(RP)에 대응되는 적색 컬러필터 패턴(130a)과, 녹색 화소영역(GP)에 대응되는 녹색 컬러필터 패턴(130b)과, 청색 화소영역(BP)에 대응되는 청색 컬러필터 패턴(130c)을 포함한다.
도시하지 않았으나, 제 2 기판(170) 외측면에는 외부광 반사를 줄이기 위한 편광판이 부착될 수 있다. 예를 들어, 편광판은 원형 편광판일 수 있다.
본 발명의 전계발광 표시장치(100)는 하부 발광 방식이다. 즉, 발광층(152)으로부터의 빛은 제 2 전극(152), 컬러필터(130)를 통과하며 제 2 기판(170) 측에서 영상이 표시된다.
즉, 제 1 전극(150)은 반사 전극이고, 제 2 전극(154)은 투명전극(반투과전극)으로 이용되며, 발광층(152)으로부터의 빛은 제 2 전극(154)을 바로 통과하거나 제 1 전극(150)에서 반사된 후 제 2 전극(154)을 통과한다.
발광다이오드(D)로부터의 백색 빛은 컬러필터(130)를 통과하므로, 전계발광 표시장치(100)는 컬러 영상을 표시할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 2 스택 구조 발광다이오드의 개략적인 단면도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 발광다이오드(D)는 제 1 전극(150)과 제 2 전극(154)과, 제 1 및 제 2 전극(152, 154) 사이에 위치하는 발광층(152)을 포함하고, 발광층(152)은 제 1 및 제 2 발광 스택(ST1, ST2)과 전하 생성층(230)을 포함한다.
전술한 바와 같이, 제 1 전극(150)은 정공을 주입하는 애노드로 일함수가 높은 도전성 물질, 예를 들어, ITO, IZO, ZnO 중 어느 하나로 이루어질 수 있고, 제 2 전극(154)은 전자를 주입하는 캐소드로 일함수가 작은 도전성 물질, 예를 들어, 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg), 알루미늄-마그네슘 합금(AlMg) 중 어느 하나로 이루어질 수 있다.
발광다이오드(D)가 하부발광 방식인 경우, 제 2 전극(154)은 반사전극으로 이용된다. 한편, 발광다이오드(D)가 상부발광 방식인 경우, 제 1 전극(150)은 반사층 또는 반사전극을 더 포함하며 제 2 전극(154)은 투과전극으로 이용된다.
전하 생성층(230)은 제 1 및 제 2 발광 스택(ST1, ST2) 사이에 위치하며, 제 1 발광 스택(ST1), 전하 생성층(230), 제 2 발광 스택(ST2)이 제 1 전극(150) 상에 순차 적층된다. 즉, 제 1 발광 스택(ST1)은 제 1 전극(150)과 전하 생성층(230) 사이에 위치하며, 제 2 발광 스택(ST2)은 제 2 전극(154)과 전하 생성층(230) 사이에 위치한다.
제 1 발광 스택(ST1)은 제 1 전극(150)과 전하 생성층(230) 사이에 위치하는 제 1 발광 물질층(216)과, 제 1 발광물질층(216)과 전하 생성층(230) 사이에 위치하는 제 1 전자 수송층(218)을 포함한다. 또한, 제 1 발광 스택(ST1)은 제 1 전극(150) 상에 순차 적층되는 정공 주입층(212) 및 제 1 정공 수송층(214) 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다. 즉, 정공 주입층(212)과 제 1 정공 수송층(214)은 제 1 전극(150)과 제 1 발광 물질층(216) 사이에 위치하고, 정공 주입층(212)은 제 1 전극(150)과 제 1 정공 수송층(214) 사이에 위치할 수 있다.
제 2 발광 스택(ST2)은 전하 생성층(230)과 제 2 전극(154) 사이에 위치하는 제 2 발광 물질층(224)과, 제 2 발광 물질층(224)과 제 2 전극(154) 사이에 위치하는 제 2 전자 수송층(226)을 포함한다. 또한, 제 2 발광 스택(ST2)은 전하 생성층(230)과 제 2 발광 물질층(224) 사이에 위치하는 제 2 정공 수송층(222)과, 제 2 전자 수송층(226)과 제 2 전극(154) 사이에 위치하는 전자 주입층(228) 중 적어도 어느 하나를 더 포함할 수 있다.
전하 생성층(230)은 제 1 발광 스택(ST1)과 제 2 발광 스택(ST2) 사이에 위치한다. 즉, 제 1 발광 스택(ST1)과 제 2 발광 스택(ST2)은 전하 생성층(230)에 의해 연결된다. 전하 생성층(230)은 N형 전하 생성층(230N)과 P형 전하 생성층(230P)이 접합된 PN접합 전하 생성층일 수 있다.
N형 전하 생성층(230N)은 제 1 전자 수송층(218)과 제 2 정공 수송층(222) 사이에 위치하고, P형 전하 생성층(230P)은 N형 전하 생성층(230N)과 제 2 정공 수송층(222) 사이에 위치한다.
전하 생성층(230)은 전하를 생성하거나 정공 및 전자로 분리하여 제 1 및 제 2 발광 스택(ST1, ST2)에 전자와 및 전공을 공급한다.
즉, N형 전하 생성층(230N)은 제 1 발광 스택(ST1)의 제 1 전자 수송층(218)으로 전자를 공급하고, 제 1 전자 수송층(218)은 제 1 전극(150)에 인접한 제 1 발광 물질층(216)에 전자를 공급한다. 한편, P형 전하 생성층(230P)은 제 2 발광 스택(ST2)의 제 2 정공 수송층(222)으로 정공을 공급하고, 제 2 정공 수송층(222)은 제 2 전극(154)에 인접한 제 2 발광 물질층(224)에 정공을 공급한다. 따라서, 다수의 발광 물질층을 구비하는 발광다이오드(D)의 발광 효율이 향상되고, 구동 전압을 낮출 수 있다.
정공 주입층(212)은 제 1 전극(150)으로부터 제 1 발광 물질층(216)으로 정공의 주입을 원활하게 하는 역할을 할 수 있으며, CuPc(cupper phthalocyanine), PEDOT(poly(3,4)-ethylenedioxythiophene) 및 PANI(polyaniline)로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 물질을 포함할 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
제 1 및 제 2 정공 수송층(214, 222) 각각은 정공의 수송을 원활하게 하는 역할을 하며, NPD(N,N'-bis(naphthalen-1-yl)-N,N'-bis(phenyl)-2,2'-dimethylbenzidine), TPD(N,N'-bis-(3-methylphenyl)-N,N'-bis-(phenyl)-benzidine), spiro-TAD(2,2',7,7'-tetrakis(N,N-diphenylamino)-9,9'-spirofluorene) 및 MTDATA(4,4',4"-Tris(N-3-methylphenyl-N-phenylamino)-triphenylamine)로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 물질을 포함할 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
제 1 발광 물질층(216)은 청색 발광 물질층을 포함하고, 제 2 발광 물질층(224)은 황록색 발광 물질층을 포함한다. 제 2 발광 물질층(224)은 적색 발광 물질층을 더 포함하여 이중층 구조를 가질 수도 있다.
청색 발광 물질층은 형광 발광 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 청색 발광 물질층은 anthracene 계 호스트와 pyrene 계 도펀트(예를 들어 10~30wt%)를 포함할 수 있다. 그러나, 청색 발광 물질층의 물질은 이에 한정되지 않는다.
황록색 발광 물질층은 CBP(4,4'-bis(carbazol-9-yl)biphenyl) 또는 BAlq(Bis(2-methyl-8-quinolinolate)-4-(phenylphenolato)aluminium) 중 선택된 호스트와 옐로그린을 발광하는 인광 옐로그린 도펀트(예를 들어 10~30wt%)를 포함할 수 있다. 그러나, 황록색 발광 물질층의 물질은 이에 한정되지 않는다.
적색 발광 물질층은 CBP(4,4'-bis(carbazol-9-yl)biphenyl) 등의 호스트와 이리듐 착체인 도펀트(예를 들어 10~30wt%)를 포함할 수 있다. 그러나, 적색 발광 물질층의 물질은 이에 한정되지 않는다.
전자 주입층(228)은 전자의 주입을 원활하게 하는 역할을 하며, Alq3(tris(8-hydroxy-quinolinato)aluminum), PBD(2-(4-biphenyl)-5-(4-tertbutylphenyl)-1,3,4-oxadiazole), TAZ(3-(4-biphenyl)-4-phenyl-5-tertbutylphenyl-1,2,4-triazole), BAlq(Bis(2-methyl-8-quinolinolate)-4-(phenylphenolato)aluminum) 중 어느 하나를 포함할 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 한편, 전자 주입층(228)은 금속 화합물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 전자 주입층(228)은 LiQ, LiF, NaF, KF, RbF, CsF, FrF, BeF2, MgF2, CaF2, SrF2, BaF2 및 RaF2로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상일 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
제 1 전자 수송층(218)은 하기 화학식1로 표시되는 전자 수송물질을 포함하고, 제 2 전자 수송층(226)은 하기 화학식1 물질 또는 Alq3(tris(8-hydroxy-quinolinato)aluminum), PBD(2-(4-biphenyl)-5-(4-tertbutylphenyl)-1,3,4-oxadiazole), TAZ(3-(4-biphenyl)-4-phenyl-5-tertbutylphenyl-1,2,4-triazole), BAlq(Bis(2-methyl-8-quinolinolate)-4-(phenylphenolato)aluminum)에서 선택되는 전자 수송물질을 포함할 수 있다. 제 1 및 제 2 전자 수송층(218, 226)은 동일한 물질 또는 다른 물질로 이루어질 수 있다.
[화학식1]
화학식1에서, R은 C6~C30의 아릴기에서 선택된다. 예를 들어, R은 페닐기일 수 있다.
화학식1의 전자 수송물질은 하기 화학식2의 물질일 수 있다.
[화학식2]
이와 같은 전자 수송물질은 정공에 대한 내구성이 높아, 제 1 전자 수송층(218) 및/또는 제 2 전자 수송층(226)의 열화가 방지되어 발광다이오드(D)의 수명이 향상된다.
P형 전하 생성층(230P)은 퀴놀린 계열의 화합물을 포함할 수 있다.
N형 전하 생성층(230N)은 하기 화학식3의 물질을 포함할 수 있다.
[화학식3]
화학식3에서, L은 C6~C30의 아릴렌기에서 선택된다. 예를 들어, L은 페닐렌기일 수 있다.
화학식3의 물질은 하기 화학식4의 물질일 수 있다.
[화학식4]
이와 같은 N형 전하 생성층(230N) 물질은 고온에서의 안정성이 높아 고온에서 발광다이오드(D)의 열화가 방지된다.
예를 들어, 제 1 전자 수송층(218)은 화학식2의 물질을 포함하며 화학식2의 전자 수송물질은 약 1*10-6cm2/Vs~1*10-5cm2/Vs의 전자 이동도를 갖는다. 한편, N형 전하 생성층(230N)은 화학식4의 물질을 포함하며 화학식4의 물질은 약 5*10-5cm2/Vs~1*10-4cm2/Vs의 전자 이동도를 갖는다. 즉, N형 전하 생성층(230N)의 전자 이동도는 제 1 전자 수송층(218)보다 크다.
한편, 전하 생성층(230)으로부터 제 1 발광 물질층(216)으로 전자가 효율적으로 공급되기 위해서는, 제 1 전자 수송층(218)의 전자 이동도가 전하 생성층(230)보다 커야 한다.
이러한 조건을 만족시키기 위해, 트리아진 코어를 갖는 전자 수송물질과 페난스롤린(phenanthroline) 코어를 갖는 물질이 제 1 전자 수송층과 N형 전하 생성층에 이용된다.
그러나, 트리아진 코어의 전자 수송물질은 정공에 대한 내구성이 낮고 페난스롤린 코어의 물질은 고온 안정성이 낮다. 따라서, 이러한 제 1 전자 수송층과 N형 전하 생성층의 조합을 갖는 발광다이오드에서는 고온에서 전자 이동도 특성이 크게 변화한다. 즉, 온도에 따른 전압 차이가 증가하여 고온에서 발광다이오드의 수명이 크게 감소한다.
그러나, 본 발명에서는, 제 1 전자 수송층(218)이 정공에 대하여 우수한 내구성을 갖는 피리미딘 코어의 전자 수송물질을 포함하고 N형 전하 생성층(230N)이 우수한 고온 안정성을 갖는 물질을 포함함으로써, 고온에서 발광다이오드의 수명 감소가 방지된다.
한편, 이러한 제 1 전자 수송층(218)과 N형 전하 생성층(230N)의 조합에 의하면, N형 전하 생성층(230N)의 전자 이동도는 제 1 전자 수송층(218)보다 크기 때문에, 전자의 이동이 방해되어 발광 효율이 저하될 수 있다. 즉, 발광 효율이 낮은 청색 형광 발광층인 제 1 발광 물질층(216)으로의 전자 이동이 방해되어 발광다이오드(D)의 발광 효율이 저하된다.
그러나, 본 발명에서는, 제 1 전자 수송층(218)의 두께를 얇게 함으로써, 터널 효과(tunneling effect)가 구현되고 전자의 이동에 문제가 발생하지 않는다.
즉, 제 1 전자 수송층(218)은 제 1 두께(t1)를 갖고, 음극인 제 2 전극(154)에 인접한 제 2 전자 수송층(226)은 제 1 두께(t1)보다 큰 제 2 두께(t2)를 갖는다. 또한, N형 전하 생성층(230N)은 제 1 두께(t1)보다 큰 제 3 두께(t3)를 갖는다. 예를 들어, 제 1 두께(t1)은 약 30~150Å일 수 있고, 제 2 및 제 3 두께(t2, t3) 각각은 약 150~300Å일 수 있다. 바람직하게는, 제 1 전자 수송층(218)의 제 1 두께(t1)가 약 30~100Å일 수 있다.
본 발명의 발광다이오드(D)에서는, 제 1 전자 수송층(218)이 화학식1의 물질을 포함하고 N형 전하 생성층(230N)이 화학식3의 물질을 포함함으로써 고온에서의 수명 저하 문제가 방지되며, 비교적 작은 전자 이동도를 갖는 제 1 전자 수송층(218)의 두께를 얇게 구성함으로써 발광 효율 저하 문제가 방지된다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 3 스택 구조 발광다이오드의 개략적인 단면도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 발광다이오드(D)는 제 1 전극(150)과 제 2 전극(154)과, 제 1 및 제 2 전극(152, 154) 사이에 위치하는 발광층(152)을 포함하고, 발광층(152)은 제 1 내지 제 3 발광 스택(ST1, ST2, ST3)과 제 1 및 제 2 전하 생성층(330, 350)을 포함한다. 이와 달리, 제 1 및 제 2 전극(150, 154) 사이에는 넷 이상의 발광 스택과 셋 이상의 전하 생성층이 배치될 수도 있다.
전술한 바와 같이, 제 1 전극(150)은 정공을 주입하는 애노드로 일함수가 높은 도전성 물질, 예를 들어, ITO, IZO, ZnO 중 어느 하나로 이루어질 수 있고, 제 2 전극(154)은 전자를 주입하는 캐소드로 일함수가 작은 도전성 물질, 예를 들어, 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg), 알루미늄-마그네슘 합금(AlMg) 중 어느 하나로 이루어질 수 있다.
발광다이오드(D)가 하부발광 방식인 경우, 제 2 전극(154)은 반사전극으로 이용된다. 한편, 발광다이오드(D)가 상부발광 방식인 경우, 제 1 전극(150)은 반사층 또는 반사전극을 더 포함하며 제 2 전극(154)은 투과전극으로 이용된다.
제 1 및 제 2 전하 생성층(330, 350)은 제 1 및 제 2 발광 스택(ST1, ST2)과 제 2 및 제 3 발광 스택(ST2, ST3) 사이에 각각 위치한다. 즉, 제 1 발광 스택(ST1), 제 1 전하 생성층(330), 제 2 발광 스택(ST2), 제 2 전하 생성층(350), 제 3 발광 스택(ST3)이 제 1 전극(150) 상에 순차 적층된다. 다시 말해, 제 1 발광 스택(ST1)은 제 1 전극(150)과 제 1 전하 생성층(330) 사이에 위치하며, 제 2 발광 스택(ST2)은 제 1 전하 생성층(330)과 제 2 전하 생성층(350) 사이에 위치하고, 제 3 발광 스택(ST3)은 제 2 전극(154)과 제 2 전하 생성층(350) 사이에 위치한다.
제 1 발광 스택(ST1)은 제 1 전극(150)과 제 1 전하 생성층(330) 사이에 위치하는 제 1 발광 물질층(316)과, 제 1 발광물질층(316)과 제 1 전하 생성층(330) 사이에 위치하는 제 1 전자 수송층(318)을 포함한다. 또한, 제 1 발광 스택(ST1)은 제 1 전극(150) 상에 순차 적층되는 정공 주입층(312) 및 제 1 정공 수송층(314) 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다. 즉, 정공 주입층(312)과 제 1 정공 수송층(314)은 제 1 전극(150)과 제 1 발광 물질층(316) 사이에 위치하고, 정공 주입층(312)은 제 1 전극(150)과 제 1 정공 수송층(314) 사이에 위치할 수 있다.
제 2 발광 스택(ST2)은 제 1 전하 생성층(330)과 제 2 전하 생성층(350) 사이에 위치하는 제 2 발광 물질층(324)과, 제 2 발광 물질층(324)과 제 2 전하 생성층(350) 사이에 위치하는 제 2 전자 수송층(326)을 포함한다. 또한, 제 2 발광 스택(ST2)은 제 1 전하 생성층(330)과 제 2 발광 물질층(324) 사이에 위치하는 제 2 정공 수송층(322)을 더 포함할 수 있다.
제 3 발광 스택(ST3)은 제 2 전하 생성층(350)과 제 2 전극(154) 사이에 위치하는 제 3 발광 물질층(344)과, 제 3 발광 물질층(344)과 제 2 전극(154) 사이에 위치하는 제 3 전자 수송층(346)을 포함한다. 또한, 제 3 발광 스택(ST3)은 제 2 전하 생성층(350)과 제 3 발광 물질층(344) 사이에 위치하는 제 3 정공 수송층(342)과, 제 3 전자 수송층(346)과 제 2 전극(154) 사이에 위치하는 전자 주입층(348) 중 적어도 어느 하나를 더 포함할 수 있다.
제 1 전하 생성층(330)은 제 1 발광 스택(ST1)과 제 2 발광 스택(ST2) 사이에 위치한다. 즉, 제 1 발광 스택(ST1)과 제 2 발광 스택(ST2)은 제 1 전하 생성층(330)에 의해 연결된다. 제 1 전하 생성층(330)은 제 1 N형 전하 생성층(330N)과 제 1 P형 전하 생성층(330P)이 접합된 PN접합 전하 생성층일 수 있다.
제 1 N형 전하 생성층(330N)은 제 1 전자 수송층(318)과 제 2 정공 수송층(322) 사이에 위치하고, 제 1 P형 전하 생성층(330P)은 제 1 N형 전하 생성층(330N)과 제 2 정공 수송층(322) 사이에 위치한다. 제 1 N형 전하 생성층(330N)은 제 1 전자 수송층(318)과 접촉한다.
제 2 전하 생성층(350)은 제 2 발광 스택(ST2)과 제 3 발광 스택(ST3) 사이에 위치한다. 즉, 제 2 발광 스택(ST2)과 제 3 발광 스택(ST3)은 제 2 전하 생성층(350)에 의해 연결된다. 제 2 전하 생성층(350)은 제 2 N형 전하 생성층(350N)과 제 2 P형 전하 생성층(350P)이 접합된 PN접합 전하 생성층일 수 있다.
제 2 N형 전하 생성층(350N)은 제 2 전자 수송층(326)과 제 3 정공 수송층(342) 사이에 위치하고, 제 2 P형 전하 생성층(350P)은 제 2 N형 전하 생성층(350N)과 제 3 정공 수송층(342) 사이에 위치한다. 제 2 N형 전하 생성층(350N)은 제 2 전자 수송층(326)과 접촉한다.
제 1 및 제 2 전하 생성층(330, 350)은 전하를 생성하거나 정공 및 전자로 분리하여 제 1 내지 제 3 발광 스택(ST1, ST2, ST3)에 전자와 및 전공을 공급한다.
즉, 제 1 전하 생성층(330)에 있어서, 제 1 N형 전하 생성층(330N)은 제 1 발광 스택(ST1)의 제 1 전자 수송층(318)으로 전자를 공급하고, 제 1 P형 전하 생성층(330P)은 제 2 발광 스택(ST2)의 제 2 정공 수송층(322)으로 정공을 공급한다.
또한, 제 2 전하 생성층(350)에 있어서, 제 2 N형 전하 생성층(350N)은 제 2 발광 스택(ST2)의 제 2 전자 수송층(326)으로 전자를 공급하고, 제 2 P형 전하 생성층(350P)은 제 3 발광 스택(ST3)의 제 3 정공 수송층(342)으로 정공을 공급한다.
따라서, 다수의 발광 물질층을 구비하는 발광다이오드(D)의 발광 효율이 향상되고, 구동 전압을 낮출 수 있다.
제 1 및 제 3 발광 물질층(316, 344)은 청색 발광 물질층이고, 제 2 발광 물질층(324)은 황록색 발광 물질층일 수 있다. 이때, 제 2 발광 물질층(324)은 적색 발광 물질층을 더 포함하여 이중층 구조를 가질 수도 있다.
제 1 전자 수송층(318) 각각은 상기 화학식1로 표시되는 전자 수송물질을 포함하고, 제 2 및 3 전자 수송층(326, 348)은 상기 화학식1 물질 또는 Alq3(tris(8-hydroxy-quinolinato)aluminum), PBD(2-(4-biphenyl)-5-(4-tertbutylphenyl)-1,3,4-oxadiazole), TAZ(3-(4-biphenyl)-4-phenyl-5-tertbutylphenyl-1,2,4-triazole), BAlq(Bis(2-methyl-8-quinolinolate)-4-(phenylphenolato)aluminum)에서 선택되는 전자 수송물질을 포함할 수 있다. 제 1 내지 제 3 전자 수송층(318, 326, 346)은 동일한 물질 또는 다른 물질로 이루어질 수 있다.
전술한 바와 같이, 이와 같은 전자 수송물질은 정공에 대한 내구성이 높아, 제 1 전자 수송층(318) 및/또는 제 2 및 제 3 전자 수송층(326, 346)의 열화가 방지되어 발광다이오드(D)의 수명이 향상된다.
제 1 전하 생성층(330N) 및/또는 제 2 전하 생성층(350N)은 상기 화학식3의 물질을 포함할 수 있다. 제 1 전하 생성층(330N) 및/또는 제 2 전하 생성층(350N)은 고온에서의 안정성이 높아 고온에서 발광다이오드(D)의 열화가 방지된다.
전술한 바와 같이, 본 발명에서는, 제 1 전자 수송층(318)이 정공에 대하여 우수한 내구성을 갖는 피리미딘 코어의 전자 수송물질을 포함하고 제 1 N형 전하 생성층(330N)이 우수한 고온 안정성을 갖는 물질을 포함함으로써, 고온에서 발광다이오드의 수명 감소가 방지된다.
한편, 제 1 전자 수송층(318)의 두께를 얇게 함으로써, 터널 효과(tunneling effect)가 구현되고 전자의 이동에 문제가 발생하지 않는다.
즉, 제 1 전자 수송층(318)은 제 1 두께(t1)를 갖고, 제 1 두께(t1)는 제 1 N형 전하 생성층(330N)의 제 3 두께(t3) 및/또는 음극인 제 2 전극(154)에 인접한 제 3 전자 수송층(346)의 제 2 두께(t2)보다 작다. 또한, 제 1 두께(t1)는 제 2 전자 수송층(326)의 제 4 두께(t4) 및 제 2 N형 전하 생성층(350N)의 제 5 두께(t5)보다 작을 수 있다.
예를 들어, 제 1 두께(t1)는 약 30~150Å일 수 있고, 제 2 내지 제 5 두께(t2, t3, t4, t5) 각각은 약 150~300Å일 수 있다. 바람직하게는, 제 1 전자 수송층(318)의 제 1 두께(t1)가 약 30~100Å일 수 있다.
인광 황록색 발광층인 제 2 발광 물질층(324)을 포함하는 제 2 발광 스택(ST2)에서는, 제 2 전자 수송층(326)이 이에 인접한 제 2 N형 전하 생성층(350N)보다 큰 전자 이동도와 큰 두께를 갖는다.
한편, 형광 청색 발광층인 제 1 발광 물질층(316)을 포함하는 제 1 발광 스택(ST1)에서는, 정공에 대한 높은 내구성과 고온에서의 안정성을 위해 제 1 전자 수송층(318)이 화학식1(화학식2)의 물질을 포함하고 제 1 N형 전하 생성층(330N)이 화학식3(화학식4)의 물질을 포함한다. 이 경우, 제 1 전자 수송층(318)의 전자 이동도가 제 1 N형 전하 생성층(330N)보다 작기 때문에, 제 1 전자 수송층(318)이 제 1 N형 전하 생성층(330N) 및/또는 제 3 전자 수송층(346)보다 작은 두께를 갖는다.
본 발명의 발광다이오드(D)에서는, 제 1 및 제 2 전자 수송층(318, 326)이 화학식1의 물질을 포함하고 제 1 및 제 2 N형 전하 생성층(330N, 350N)이 화학식3의 물질을 포함함으로써 고온에서의 수명 저하 문제가 방지되며, 비교적 작은 전자 이동도를 갖는 제 1 및 제 2 전자 수송층(318, 326)의 두께를 얇게 구성함으로써 발광 효율 저하 문제가 방지된다.
도 5에 도시된 3 스택 구조 발광다이오드에서, 제 1 전자 수송층(318)과 제 1 N형 전하 생성층(330N)의 물질을 변경하면서 수명과 발광효율을 측정하였다.
[비교예1]
제 1 전자 수송층에 하기 화학식5의 물질을 이용하였고, 제 1 N형 전하 생성층에 하기 화학식6의 물질을 이용하였다.
[비교예2]
제 1 전자 수송층에 하기 화학식2의 물질을 이용하였고, 제 1 N형 전하 생성층에 하기 화학식6의 물질을 이용하였다.
[비교예3]
제 1 전자 수송층에 하기 화학식4의 물질을 이용하였고, 제 1 N형 전하 생성층에 하기 화학식2의 물질을 이용하였다.
[비교예4]
제 1 전자 수송층에 하기 화학식5의 물질을 이용하였고, 제 1 N형 전하 생성층에 하기 화학식2의 물질을 이용하였다.
[실험예]
제 1 전자 수송층에 하기 화학식2의 물질을 이용하였고, 제 1 N형 전하 생성층에 하기 화학식4의 물질을 이용하였다.
[화학식5]
[화학식6]
60℃, 22.5mA/cm2 조건에서, 비교예3, 비교예4 및 실험예의 발광다이오드의 구동 전압(V)과 수명(hr)을 측정하여 표1에 기재하였다. 여기서, 수명은 초기 휘도의 95%가 되는 시간이다.
[표1]
표1에서 보여지는 바와 같이, 실험예와 비교하여 제 1 전자 수송층의 물질과 제 1 N형 전하 수송층을 물질을 서로 바꾼 비교예3의 경우 구동 전압이 크게 상승하고 수명이 크게 감소한다. 한편, 비교예4의 경우 제 1 전자 수송층이 전공에 대한 내구성이 약한 트리아진 코어 물질을 포함하기 때문에, 실험예의 발광다이오드에 비해 수명이 감소한다.
온도와 전류밀도를 변경하면서 실험예와, 비교예1, 2의 발광다이오드의 수명을 측정하여 아래 표2에 기재하였다.
[표2]
표2에서 보여지는 바와 같이, 비교예1, 2의 발광다이오드에 비해, 실험예의 발광다이오드에서 수명이 향상된다. 특히, 고온 조건에서 실험예의 발광다이오드에서 수명이 크게 향상된다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 발광다이오드 및 전계발광표시장치에서는, 청색 형광 발광층인 제 1 발광 물질층을 포함하는 제 1 발광 스택의 제 1 전자 수송층이 화학식1(화학식2)의 물질을 포함하고 이에 인접한 제 1 N형 전하 생성층이 화학식3(화학식4)의 물질을 포함하여, 정공에 의한 열화 및 고온에서의 열화가 방지된다.
또한, 제 1 전자 수송층이 제 1 N형 전하 생성층보다 작은 전자 이동도를 갖지만 제 1 전자 수송층이 제 1 N형 전하 생성층 및/또는 음극인 제 2 전극에 인접한 전자 수송층보다 얇은 두께를 가져 발광 효율의 저하가 방지된다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 통상의 기술자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100: 전계발광 표시장치
150: 제 1 전극
152: 발광층 154: 제 2 전극
212, 312: 정공주입층 214, 222, 314, 322, 342: 정공수송층 216, 224, 316, 324, 344: 발광물질층
218, 226, 318, 326, 346: 전자수송층
238, 348: 전자주입층 230, 330, 350: 전하생성층
D: 발광다이오드
152: 발광층 154: 제 2 전극
212, 312: 정공주입층 214, 222, 314, 322, 342: 정공수송층 216, 224, 316, 324, 344: 발광물질층
218, 226, 318, 326, 346: 전자수송층
238, 348: 전자주입층 230, 330, 350: 전하생성층
D: 발광다이오드
Claims (11)
- 서로 마주하는 제 1 및 제 2 전극과;
상기 제 1 및 제 2 전극 사이에 위치하는 제 1 전하 생성층과;
상기 제 1 전극과 상기 제 1 전하 생성층 사이에 위치하는 제 1 발광물질층과, 상기 제 1 발광물질층과 상기 제 1 전하 생성층 사이에 위치하는 제 1 전자 수송층을 포함하는 제 1 발광 스택과;
상기 제 1 전하 생성층과 상기 제 2 전극 사이에 위치하는 제 2 발광물질층과, 상기 제 2 발광물질층과 상기 제 2 전극 사이에 위치하는 제 2 전자 수송층을 포함하는 제 2 발광 스택을 포함하고,
상기 제 1 전하 생성층의 전자 이동도는 상기 제 1 전자 수송층의 전자 이동도보다 큰 발광다이오드.
- 서로 마주하는 제 1 및 제 2 전극과;
상기 제 1 및 제 2 전극 사이에 위치하는 제 1 전하 생성층과;
상기 제 1 전하 생성층과 상기 제 2 전극 사이에 위치하는 제 2 전하 생성층과;
상기 제 1 전극과 상기 제 1 전하 생성층 사이에 위치하는 제 1 발광물질층과, 상기 제 1 발광물질층과 상기 제 1 전하 생성층 사이에 위치하는 제 1 전자 수송층을 포함하는 제 1 발광 스택과;
상기 제 1 전하 생성층과 상기 제 2 전하 생성층 사이에 위치하는 제 2 발광물질층과, 상기 제 2 발광물질층과 상기 제 2 전하 생성층 사이에 위치하는 제 2 전자 수송층을 포함하는 제 2 발광 스택과;
상기 제 2 전하 생성층과 상기 제 2 전극 사이에 위치하는 제 3 발광 물질층과, 상기 제 3 발광 물질층과 상기 제 2 전극 사이에 위치하는 제 3 전사 수송층을 포함하는 제 3 발광 스택을 포함하고,
상기 제 1 전하 생성층의 전자 이동도는 상기 제 1 전자 수송층의 전자 이동도보다 큰 발광다이오드.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 제 1 전하 생성층의 전자 이동도는 5*10-5cm2/Vs~1*10-4cm2/Vs이고, 상기 제 1 전자 수송층의 전자 이동도는 1*10-6cm2/Vs~1*10-5cm2/Vs인 발광다이오드.
- 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 전자 수송층의 두께는 상기 제 2 전자 수송층의 두께보다 작은 발광다이오드.
- 제 4 항에 있어서,
상기 제 1 전자 수송층의 두께는 30~150Å의 범위인 발광다이오드.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 제 1 전자 수송층의 두께는 상기 제 1 전하 생성층의 두께보다 작은 발광다이오드.
- 제 2 항에 있어서,
상기 제 1 전자 수송층의 두께는 상기 제 3 전자 수송층의 두께보다 작은 발광다이오드.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 제 1 전자 수송층은 하기 화학식1의 물질을 포함하고, 상기 제 1 전하 생성층은 하기 화학식2의 물질을 포함하는 발광다이오드.
[화학식1]
[화학식2]
(화학식1에서 R은 C6 내지 C30의 아릴기이고, 화학식2에서 L은 C6 내지 C30의 아릴렌기이다.)
- 제 8 항에 있어서,
상기 제 1 전자 수송층은 하기 화학식3의 물질을 포함하고, 상기 제 1 전하 생성층은 하기 화학식4의 물질을 포함하는 발광다이오드.
[화학식3]
[화학식4]
- 기판과;
상기 기판 상부에 위치하는 제 1 항 또는 제 2 항의 발광다이오드와;
상기 기판과 상기 발광다이오드 사이에 위치하며 상기 발광다이오드에 연결되는 박막트랜지스터
를 포함하는 전계발광 표시장치.
- 제 10 항에 있어서,
상기 발광다이오드는 적색, 녹색 및 청색 화소영역에 대응되고,
상기 적색, 녹색 및 청색 화소영역 각각에 위치하는 적색, 녹색 및 청색 컬러필터 패턴을 더 포함하며,
상기 적색, 녹색 및 청색 컬러필터 패턴은 상기 기판과 상기 발광다이오드 사이 또는 상기 발광다이오드의 상부에 위치하는 전계발광 표시장치.
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020180091753A KR102529109B1 (ko) | 2018-08-07 | 2018-08-07 | 발광다이오드 및 전계발광 표시장치 |
| US16/533,362 US11251391B2 (en) | 2018-08-07 | 2019-08-06 | Light emitting diode and electroluminescent display device including the same |
| CN201910726956.2A CN110828677B (zh) | 2018-08-07 | 2019-08-07 | 发光二极管及包括该发光二极管的电致发光显示装置 |
| KR1020230056254A KR102640898B1 (ko) | 2018-08-07 | 2023-04-28 | 발광다이오드 및 전계발광 표시장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020180091753A KR102529109B1 (ko) | 2018-08-07 | 2018-08-07 | 발광다이오드 및 전계발광 표시장치 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020230056254A Division KR102640898B1 (ko) | 2018-08-07 | 2023-04-28 | 발광다이오드 및 전계발광 표시장치 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20200016536A true KR20200016536A (ko) | 2020-02-17 |
| KR102529109B1 KR102529109B1 (ko) | 2023-05-03 |
Family
ID=69406537
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020180091753A KR102529109B1 (ko) | 2018-08-07 | 2018-08-07 | 발광다이오드 및 전계발광 표시장치 |
| KR1020230056254A KR102640898B1 (ko) | 2018-08-07 | 2023-04-28 | 발광다이오드 및 전계발광 표시장치 |
Family Applications After (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020230056254A KR102640898B1 (ko) | 2018-08-07 | 2023-04-28 | 발광다이오드 및 전계발광 표시장치 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US11251391B2 (ko) |
| KR (2) | KR102529109B1 (ko) |
| CN (1) | CN110828677B (ko) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112194670A (zh) * | 2020-09-18 | 2021-01-08 | 上海大学 | 一种有机化合物和使用该化合物的有机电致发光器件 |
| KR20230103744A (ko) | 2021-12-31 | 2023-07-07 | 엘지디스플레이 주식회사 | 발광 소자 및 이를 이용한 발광 표시 장치 |
| US20230217821A1 (en) | 2021-12-31 | 2023-07-06 | Lg Display Co., Ltd. | Light Emitting Device and Light Emitting Display Device Including the Same |
| WO2023206099A1 (zh) * | 2022-04-26 | 2023-11-02 | 京东方科技集团股份有限公司 | 电荷产生层、有机电致发光器件及有机发光装置 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20160018332A (ko) * | 2014-08-01 | 2016-02-17 | 엘지디스플레이 주식회사 | 유기전계발광소자 |
| KR20170064164A (ko) * | 2015-11-30 | 2017-06-09 | 엘지디스플레이 주식회사 | 유기발광다이오드 표시장치 |
| KR20180062234A (ko) * | 2016-11-30 | 2018-06-08 | 엘지디스플레이 주식회사 | 유기 발광 소자 및 그를 이용한 유기 발광 표시 장치 |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1489155A4 (en) | 2002-03-22 | 2006-02-01 | Idemitsu Kosan Co | MATERIAL FOR ORGANIC ELECTROLUMINESCENT DEVICES AND ORGANIC ELECTROLUMINESCENT DEVICES PRODUCED WITH THIS MATERIAL |
| KR101333680B1 (ko) | 2007-04-12 | 2013-12-02 | 삼성전자주식회사 | 디스플레이장치 및 그의 밝기 조정방법 |
| KR101351410B1 (ko) | 2009-09-29 | 2014-01-14 | 엘지디스플레이 주식회사 | 백색 유기 발광 소자 |
| KR102145759B1 (ko) | 2014-03-27 | 2020-08-20 | 엘지디스플레이 주식회사 | 유기 발광 소자 |
| US10096782B2 (en) * | 2014-08-01 | 2018-10-09 | Lg Display Co., Ltd. | Organic light emitting display device |
| KR102504145B1 (ko) | 2015-08-21 | 2023-02-27 | 엘지디스플레이 주식회사 | 유기전계발광소자 |
| KR102445081B1 (ko) | 2015-09-24 | 2022-09-20 | 엘지디스플레이 주식회사 | 유기전계발광소자 |
| KR102591635B1 (ko) | 2015-10-27 | 2023-10-20 | 삼성디스플레이 주식회사 | 유기 발광 소자 |
| CN110121794B (zh) | 2016-12-26 | 2023-04-04 | Lt素材株式会社 | 有机发光装置 |
| CN107611270B (zh) | 2017-08-10 | 2019-05-03 | 上海天马有机发光显示技术有限公司 | 一种oled发光器件、显示面板及显示装置 |
| CN107887520B (zh) | 2017-10-30 | 2019-10-01 | 上海天马有机发光显示技术有限公司 | 一种有机发光二极管、显示面板及显示装置 |
-
2018
- 2018-08-07 KR KR1020180091753A patent/KR102529109B1/ko active IP Right Grant
-
2019
- 2019-08-06 US US16/533,362 patent/US11251391B2/en active Active
- 2019-08-07 CN CN201910726956.2A patent/CN110828677B/zh active Active
-
2023
- 2023-04-28 KR KR1020230056254A patent/KR102640898B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20160018332A (ko) * | 2014-08-01 | 2016-02-17 | 엘지디스플레이 주식회사 | 유기전계발광소자 |
| KR20170064164A (ko) * | 2015-11-30 | 2017-06-09 | 엘지디스플레이 주식회사 | 유기발광다이오드 표시장치 |
| KR20180062234A (ko) * | 2016-11-30 | 2018-06-08 | 엘지디스플레이 주식회사 | 유기 발광 소자 및 그를 이용한 유기 발광 표시 장치 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US11251391B2 (en) | 2022-02-15 |
| CN110828677B (zh) | 2022-05-17 |
| KR102640898B1 (ko) | 2024-02-26 |
| KR102529109B1 (ko) | 2023-05-03 |
| US20200052234A1 (en) | 2020-02-13 |
| KR20230062526A (ko) | 2023-05-09 |
| CN110828677A (zh) | 2020-02-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR102640898B1 (ko) | 발광다이오드 및 전계발광 표시장치 | |
| JP6246990B2 (ja) | 有機発光ダイオード装置 | |
| US9761823B2 (en) | Organic light emitting display device | |
| KR20190076487A (ko) | 유기발광다이오드 및 이를 포함하는 유기발광 표시장치 | |
| KR20180024710A (ko) | 유기전계 발광 소자 및 그를 이용한 표시 장치 | |
| CN106486516B (zh) | 有机发光装置 | |
| KR102580803B1 (ko) | 유기 화합물과 이를 포함하는 유기발광다이오드 및 유기발광 표시장치 | |
| KR20170124012A (ko) | 백색 유기전계 발광 소자 및 그를 이용한 표시 장치 | |
| TWI815144B (zh) | 發光化合物及包含該發光化合物的有機發光裝置 | |
| JP4578215B2 (ja) | 有機エレクトロルミネッセント素子及び有機エレクトロルミネッセント表示装置 | |
| KR102332549B1 (ko) | 유기발광다이오드 및 이를 포함하는 유기발광 표시장치 | |
| KR20190076485A (ko) | 유기발광다이오드 및 이를 포함하는 유기발광 표시장치 | |
| JP2008091038A (ja) | 有機エレクトロルミネッセンス素子 | |
| KR20210031327A (ko) | 유기 화합물과 이를 포함하는 유기발광다이오드 및 유기발광 표시장치 | |
| JP2008218320A (ja) | 有機電界発光素子 | |
| KR20150036908A (ko) | 유기 발광 표시 장치 | |
| JP7288033B2 (ja) | 有機発光ダイオードおよび有機発光装置 | |
| KR20190076486A (ko) | 유기발광다이오드 및 이를 포함하는 유기발광 표시장치 | |
| KR20190076484A (ko) | 유기발광다이오드 및 이를 포함하는 유기발광 표시장치 | |
| US8735879B2 (en) | Organic light-emitting diode comprising at least two electroluminescent layers | |
| CN111312909B (zh) | 有机发光二极管和包括其的有机发光显示装置 | |
| JP2008091198A (ja) | 有機エレクトロルミネッセンス素子 | |
| KR100866359B1 (ko) | 백색 유기 발광 소자 | |
| CN118102758A (zh) | 包括有机金属化合物和多个基质材料的有机发光二极管 | |
| CN118102756A (zh) | 包括有机金属化合物和多个基质材料的有机发光装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |