KR20220052878A - 유기 발광 소자 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 제1 발광층을 포함하며, 제1 전극과 제2 전극 사이에 있는 제1 발광부; 제2 발광층을 포함하며, 상기 제1 발광부 위에 있는 제2 발광부; 및 제3 발광층을 포함하며, 상기 제2 발광부 위에 있는 제3 발광부를 포함하고, 상기 제1 발광층의 발광 위치는 상기 제2 전극으로부터 270nm 내지 330nm 범위이고, 상기 제3 발광층의 발광 위치는 상기 제2 전극으로부터 20nm 내지 80nm 범위인 유기 발광 소자를 제공한다.
Description
본 발명은 유기 발광 소자에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 발광 효율을 향상시키고, 색시야각이나 색재현율을 향상시킬 수 있는 백색 유기 발광 소자에 관한 것이다.
최근 정보화 시대로 접어듦에 따라 전기적 정보신호를 시각적으로 표현하는 디스플레이(display) 분야가 급속도로 발전해 왔고, 이에 부응하여 박형화, 경량화, 저소비전력화의 우수한 성능을 지닌 여러 가지 다양한 평판 표시장치(Flat Display Device)가 개발되고 있다.
이와 같은 평판 표시장치의 구체적인 예로는 액정표시장치(Liquid Crystal Display device: LCD), 플라즈마 표시장치(Plasma Display Panel device: PDP), 전계방출 표시장치(Field Emission Display device: FED), 유기발광 표시장치(Organic Light Emitting Device: OLED) 등을 들 수 있다.
특히, 유기발광 표시장치는 자발광소자로서 다른 평판 표시 장치에 비해 응답속도가 빠르고 발광효율, 휘도 및 시야각이 큰 장점이 있다.
유기발광소자는 두 개의 전극 사이에 유기 발광층으로 구성한다. 두 개의 전극으로부터 각각 전자(electron)와 정공(hole)을 유기 발광층 내로 주입시켜 전자와 정공의 결합에 따른 여기자(exciton)를 생성한다. 그리고, 생성된 여기자가 여기 상태(excited state)로부터 기저 상태(ground state)로 떨어질 때 광이 발생하는 원리를 이용한 소자이다.
유기 발광 소자는 각 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)을 발광하는 서브 픽셀들에 풀컬러(full color)를 구현하고 있다. 이러한 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)을 발광하는 서브 픽셀들은 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 각각의 색좌표로 색재현율을 나타낼 수 있다. 색좌표는 발광층의 재료에 대한 의존도가 매우 높다. 특히 인광 재료의 경우 삼중항 여기자가 발광에 기여하므로, 형광 재료에 비해 고효율의 소자를 실현할 수 있다.
그러나, 우수한 화질을 원하는 소비자의 요구에 따라 유기 발광 소자의 색좌표 및 색재현율을 향상시키려는 노력은 계속되고 있다.
하나의 방안으로, 발광층을 단일층으로 사용하는 방안이 있다. 이 방안은 단일 물질을 사용하거나 2종 이상의 물질을 도핑하는 방식으로 백색 유기 발광 소자를 제조할 수 있다. 예를 들어, 청색 호스트에 적색 및 녹색 도펀트를 사용하거나 밴드 갭 에너지가 큰 호스트 물질에 적색, 녹색 및 청색 도펀트를 부가하여 사용하는 방법이 있다. 그러나, 이 방법은 도펀트로의 에너지 전달이 불완전하고, 백색의 밸런스를 조절하기 어려운 문제점이 있다.
또한, 도펀트가 자체적으로 갖는 특성에 의해 해당 발광층에 포함되는 도펀트의 성분에 한계가 있다. 그리고, 각 발광층의 혼합 시 백색(White) 광 구현에 초점이 맞추어지므로 적색(Red), 녹색(Green), 청색(Blue)이 아닌 다른 파장에서 피크 파장값을 갖는 파장 특성을 나타내게 된다. 따라서, 원하지 않는 피크 파장값으로 인해 적색(Red), 녹색(Green) 및 청색(Blue)의 발광 효율이 저하되는 문제점이 있다.
다른 방안으로, 보색 관계의 두 개의 발광층을 적층하여 백색광을 방출하는 구조로 할 수 있다. 그러나, 이 구조는 백색광이 컬러 필터를 통과하게 되면 각 발광층의 피크 파장에 해당하는 파장 영역과 컬러 필터의 투과 영역과의 차이가 생긴다. 따라서, 표현할 수 있는 색상범위가 좁아져 원하는 색재현율을 구현하는 데 문제가 있었다.
그리고, 두 개의 발광층으로 청색(Blue) 발광층과 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층을 구성할 경우, 캐비티 피크(cavity peak)의 차이에 따라 청색(Blue) 발광층과 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층은 시야각에 따른 스펙트럼 변화율이 달라진다. 이에 청색(Blue) 발광층과 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층의 시야각에 따른 스펙트럼 변화율을 조절하기 위해서 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층의 캐비티 피크(cavity peak)를 원하는 위치보다 어긋난 위치에 맞추게 되므로, 적색(Red), 녹색(Green), 청색(Blue)의 효율이 감소하게 되는 문제점이 발생한다.
이에 본 발명의 발명자들은 위에서 언급한 문제점들을 인식하고, 발광층들의 스펙트럼 변화율과 캐비티 피크를 고려하여 적색(Red), 녹색(Green), 청색(Blue)의 효율을 향상시키고, 시야각에 따른 색시야각이나 색재현율을 향상시킬 수 있는 여러 실험을 하게 되었다.
이에 여러 실험을 거쳐, 적색(Red), 녹색(Green), 청색(Blue)의 효율을 향상시키고, 발광층의 발광 효율, 시야각에 따른 색시야각이나 색재현율을 향상시킬 수 있는 새로운 구조의 백색 유기 발광 소자를 발명하였다.
본 발명의 실시예에 따른 해결 과제는 발광층의 발광 위치를 최적화함으로써, 적색(Red), 녹색(Green) 및 청색(Blue)의 효율 및 발광층의 발광 효율과 패널 효율을 향상시킬 수 있는 백색 유기 발광 소자를 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 해결 과제는 동일한 색을 발광하는 적어도 두 개의 발광층을 구성함으로써, 소자 효율이 향상되고, 시야각에 따른 색시야각이나 색재현율을 향상시킬 수 있는 백색 유기 발광 소자를 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 해결 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은 제1 발광층을 포함하며, 제1 전극과 제2 전극 사이에 있는 제1 발광부; 제2 발광층을 포함하며, 상기 제1 발광부 위에 있는 제2 발광부; 및 제3 발광층을 포함하며, 상기 제2 발광부 위에 있는 제3 발광부를 포함하고, 상기 제1 발광층의 발광 위치는 상기 제2 전극으로부터 270nm 내지 330nm 범위이고, 상기 제3 발광층의 발광 위치는 상기 제2 전극으로부터 20nm 내지 80nm 범위인 유기 발광 소자를 제공한다.
상기 제2 발광층의 발광 위치는 상기 제2 전극으로부터 150nm 내지 200nm 범위일 수 있다.
상기 제1 전극의 위치는 상기 제2 전극으로부터 500nm 내지 600nm 범위일 수 있다.
본 발명은 제1 발광층을 포함하며, 제1 전극과 제2 전극 사이에 있는 제1 발광부; 제2 발광층을 포함하며, 상기 제1 발광부 위에 있는 제2 발광부; 및 제3 발광층을 포함하며, 상기 제2 발광부 위에 있는 제3 발광부를 포함하고, 상기 제1 발광층의 발광 위치는 상기 제1 전극으로부터 100nm 내지 150nm 범위이고, 상기 제3 발광층의 발광 위치는 상기 제1 전극으로부터 370nm 내지 410nm 범위인 유기 발광 소자를 제공한다.
상기 제2 발광층의 발광 위치는 상기 제1 전극으로부터 240nm 내지 280nm 범위일 수 있다.
상기 제2 전극의 위치는 상기 제1 전극으로부터 500nm 내지 600nm 범위일 수 있다.
상기 제1 발광층, 상기 제2 발광층 및 상기 제3 발광층 중 두 개의 발광층들은 동일한 색을 발광하며, 상기 동일한 색을 발광하는 발광층들은 서로 인접하게 배치될 수 있다.
상기 두 개의 발광층들은 상기 제1 발광층 및 상기 제2 발광층일 수 있다.
상기 제1 발광층 및 상기 제2 발광층은 청색 발광층, 진청색 발광층 또는 스카이 블루 발광층 중 하나일 수 있다.
상기 제1 발광층 및 상기 제2 발광층의 피크 파장(λmax)은 440㎚ 내지 480㎚ 범위일 수 있다.
상기 동일한 색과는 다른 색을 발광하는 발광층은 황색-녹색 발광층, 또는 녹색 발광층, 또는 적색 발광층 및 녹색 발광층, 또는 황색 발광층 및 적색 발광층, 또는 황색-녹색 발광층 및 적색 발광층 중 하나이거나 이들의 조합일 수 있다.
상기 동일한 색과는 다른 색을 발광하는 발광층은 상기 제3 발광층이고, 상기 제3 발광층의 피크 파장(λmax)은 510㎚ 내지 580㎚ 범위 또는 510nm 내지 650nm 범위일 수 있다.
상기 두 개의 발광층들은 상기 제2 전극보다 상기 제1 전극에 가깝게 구성될 수 있다.
상기 유기 발광 소자에서 방출되는 광의 60° 시야각에서 색시야각 (Δu'v')이 0.016 이하일 수 있다.
상기 제1발광부와 상기 제2 발광부 사이에 제1전하생성층이 추가로 구비되고, 상기 제2발광부와 상기 제3 발광부 사이에 제2전하생성층이 추가로 구비될 수 있다.
기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 발광층의 발광 위치를 최적화함으로써, 적색(Red), 녹색(Green) 및 청색(Blue)의 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 발광층의 발광 위치를 최적화함으로써, 발광층의 발광 효율이나 패널 효율, 및 색시야각이나 색재현율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 동일한 색을 발광하는 두 개의 발광층들을 인접하게 구성함으로써, 발광층의 발광 세기를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 발광층의 발광 세기가 증가하므로 발광 효율 및 색재현율이 향상되며, 효율이 향상됨으로 인해 소비 전력이 낮아지므로 대면적 TV에 적용할 수 있는 효과가 있다.
또한, 동일한 색을 발광하는 두 개의 발광층들을 구성함으로써, 소자 효율이 향상되고, 시야각에 따른 색시야각이나 색재현율이 향상될 수 있는 효과가 있다.
또한, 발광층들의 스펙트럼 변화율과 캐비티 피크를 고려하여 동일한 색을 발광하는 두 개의 발광층들을 구성함으로써, 발광층들의 스펙트럼 변화율의 차이를 거의 유사하게 할 수 있으므로, 시야각에 따른 색시야각이나 색재현율이 향상될 수 있다.
또한, 발광층들의 스펙트럼 변화율의 차이를 거의 유사하게 할 수 있으므로, 발광층들의 캐비티 피크를 발광 영역에 위치시킬 수 있다. 따라서, 발광층들의 캐비티 피크룰 발광 영역에 위치시킴으로써, 발광층들의 피크 파장을 원하는 위치에 위치시키므로 발광 효율 및 소자 효율이 향상되고, 시야각에 따른 색시야각이나 색재현율이 향상될 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과는 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
이상에서 해결하고자 하는 과제, 과제 해결 수단, 효과에 기재한 발명의 내용이 청구항의 필수적인 특징을 특정하는 것은 아니므로, 청구항의 권리 범위는 발명의 내용에 기재된 사항에 의하여 제한되지 않는다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 백색 유기 발광 소자를 나타내는 개략적인 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광층의 스펙트럼을 나타내는 도면이다.
도 3은 비교예와 본 발명의 제1 실시예에 따른 EL 스펙트럼을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 시야각에 따른 스펙트럼 변화율을 나타내는 그래프이다.
도 5는 비교예와 본 발명의 제1 실시예에 따른 색좌표를 나타내는 도면이다.
도 6은 비교예와 본 발명의 제1 실시예에 따른 색시야각을 나타내는 도면이다.
도 7은 비교예 1과 본 발명의 제1 실시예에 따른 EL 스펙트럼을 나타내는 도면이다.
도 8은 비교예 1과 본 발명의 제1 실시예에 따른 색시야각을 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 백색 유기 발광 소자를 나타내는 개략적인 단면도이다.
도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 유기 발광 소자의 발광 위치를 나타내는 도면이다.
도 11는 본 발명의 제2 실시예에 따른 EL 스펙트럼을 나타내는 도면이다.
도 12는 본 발명의 제2 실시예에 따른 색시야각을 나타내는 도면이다.
도 13은 본 발명의 제3 실시예에 따른 백색 유기 발광 소자를 나타내는 개략적인 단면도이다.
도 14는 본 발명의 제3 실시예에 따른 유기 발광 소자의 발광 위치를 나타내는 도면이다.
도 15는 본 발명의 제3 실시예에 따른 EL 스펙트럼을 나타내는 도면이다.
도 16은 본 발명의 제3실시예에 따른 색시야각을 나타내는 도면이다.
도 17은 본 발명의 실시예에 따른 유기발광 표시장치를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광층의 스펙트럼을 나타내는 도면이다.
도 3은 비교예와 본 발명의 제1 실시예에 따른 EL 스펙트럼을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 시야각에 따른 스펙트럼 변화율을 나타내는 그래프이다.
도 5는 비교예와 본 발명의 제1 실시예에 따른 색좌표를 나타내는 도면이다.
도 6은 비교예와 본 발명의 제1 실시예에 따른 색시야각을 나타내는 도면이다.
도 7은 비교예 1과 본 발명의 제1 실시예에 따른 EL 스펙트럼을 나타내는 도면이다.
도 8은 비교예 1과 본 발명의 제1 실시예에 따른 색시야각을 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 백색 유기 발광 소자를 나타내는 개략적인 단면도이다.
도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 유기 발광 소자의 발광 위치를 나타내는 도면이다.
도 11는 본 발명의 제2 실시예에 따른 EL 스펙트럼을 나타내는 도면이다.
도 12는 본 발명의 제2 실시예에 따른 색시야각을 나타내는 도면이다.
도 13은 본 발명의 제3 실시예에 따른 백색 유기 발광 소자를 나타내는 개략적인 단면도이다.
도 14는 본 발명의 제3 실시예에 따른 유기 발광 소자의 발광 위치를 나타내는 도면이다.
도 15는 본 발명의 제3 실시예에 따른 EL 스펙트럼을 나타내는 도면이다.
도 16은 본 발명의 제3실시예에 따른 색시야각을 나타내는 도면이다.
도 17은 본 발명의 실시예에 따른 유기발광 표시장치를 나타내는 도면이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 본 명세서 상에서 언급한 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다.
구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.
위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~상에', '~상부에', '~하부에', '~옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다.
시간 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~후에', '~에 이어서', '~다음에', '~전에' 등으로 시간적 선후 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 연속적이지 않은 경우도 포함할 수 있다.
제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성 요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있다.
본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하고, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시할 수도 있다.
이하, 첨부된 도면 및 실시예를 통해 본 발명의 실시예를 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 백색 유기 발광 소자를 나타내는 개략적인 단면도이다.
도 1에 도시된 백색 유기 발광 소자(100)는 기판(101) 위에 제1 및 제2 전극(102,104)과, 제1 및 제2 전극(102,104) 사이에 제1 발광부(110), 제2 발광부(120) 및 제3 발광부(130)를 구비한다.
제1 전극(102)은 정공을 공급하는 양극으로 금(Au), 은(Ag), 알루미늄(Al), 몰리브덴(Mo), 마그네슘(Mg) 등으로 형성되거나, 이들의 합금으로 형성될 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
제2 전극(104)은 전자를 공급하는 음극으로 TCO(Transparent Conductive Oxide)와 같은 투명 도전 물질인 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), IGZO(Indium Gallium Zinc Oxide) 등으로 형성될 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 또는, 제2 전극(104)은 금속성 물질인 금(Au), 은(Ag), 알루미늄(Al), 몰리브덴(Mo), 마그네슘(Mg) 등으로 형성되거나, 이들의 합금으로 형성될 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 또는, 제2 전극(104)은 TCO(Transparent Conductive Oxide), ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), IGZO(Indium Gallium Zinc Oxide)와 금속성 물질인 금(Au), 은(Ag), 알루미늄(Al), 몰리브덴(Mo), 마그네슘(Mg) 등의 두 개의 층으로 형성할 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 제1 전극(102)과 제2 전극(104)은 각각 애노드(anode) 또는 캐소드(cathode)로 지칭될 수 있다.
상기 제1 전극(102)은 반사 전극이고, 상기 제2 전극(104)은 반투과 전극으로 구성될 수 있다.
상기 제1 발광부(110)는 상기 제1 전극(102) 위에 제1 정공 수송층(HTL; Hole Transporting Layer)(112), 제1 발광층(EML; Emitting Layer)(114) 및 제1 전자 수송층(ETL; Electron Transporting Layer)(116)을 포함하여 이루어질 수 있다.
도면에 도시하지 않았으나, 상기 제1 전극(102) 위에 정공 주입층(HIL; Hole Injecting Layer)이 추가로 구성될 수 있다. 상기 정공 주입층(HIL)은 제1 전극(102)으로부터의 정공(hole) 주입을 원활하게 하는 역할을 한다. 상기 제1 정공 수송층(HTL)(112)은 정공 주입층(HIL)으로부터의 정공을 제1 발광층(EML)(114)에 공급한다. 상기 제1 전자 수송층(ETL)(116)은 제1 전하 생성층(CGL; Charge Generation Layer)(140)으로부터의 전자를 제1 발광층(EML)(114)에 공급한다.
상기 정공 주입층(HIL)은 MTDATA(4,4',4"-tris(3-methylphenylphenylamino)triphenylamine), CuPc(copper phthalocyanine) 또는 PEDOT/PSS(poly(3,4-ethylenedioxythiphene, polystyrene sulfonate) 등으로 이루어질 수 있지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 제1 발광층(EML)(114)에서는 제1 정공 수송층(HTL)(112)을 통해 공급된 정공(hole)과 제1 전자 수송층(ETL)(116)을 통해 공급된 전자(electron)들이 재결합되므로 광이 생성된다.
상기 제1 정공 수송층(HTL)(112)은 2개 이상의 층이나 2개 이상의 재료를 적용하여 구성될 수 있다. 상기 제1 정공 수송층(HTL)(112)은 NPD(N,N'-bis(naphthalene-1-yl)-N,N' -bis(phenyl)-2,2' -dimethylbenzidine), TPD(N,N'-bis-(3-methylphenyl)-N,N'-bis-(phenyl)-benzidine) 및 Spiro-TAD(2,2'7,7'tetrakis(N,N-diphenylamino)-9,9' -spirofluorene)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상으로 이루어질 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
상기 제1 전자 수송층(ETL)(116)은 2개 이상의 층이나 2개 이상의 재료를 적용하여 구성될 수 있다. 상기 제1 전자 수송층(ETL)(116)은 PBD(2-(4-biphenyl)-5-(4-tert-butylphenyl)-1,3,4-oxadiazole), TAZ(3-(4-biphenyl)-4-phenyl-5-tert-butylphenyl-1,2,4-triazole), BAlq(Bis(2-methyl-8-quinolinolate)-4-(phenylphenolato)aluminium), Liq(8-hydroxyquinolinolato-lithium), TPBi(2,2', 2' -(1,3,5-benzinetriyl)-tris(1-phenyl-1-H-benzimidazole)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상으로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 제1 발광층(EML)(114) 위에 정공 저지층(HBL)을 추가로 구성할 수 있다. 상기 정공 저지층(HBL)은 상기 제1 발광층(EML)(114)에 주입된 정공이 상기 제1 전자 수송층(ETL)(116)으로 넘어오는 것을 방지함으로써 상기 제1 발광층(EML)(114)에서 전자와 정공의 결합을 향상시켜 제1 발광층(EML)(114)의 발광 효율을 향상시킬 수 있다. 상기 제1 전자 수송층(ETL)(116)과 상기 정공 저지층(HBL)은 하나의 층으로도 구성할 수 있다.
상기 제1 발광층(EML)(114) 아래에 전자 저지층(EBL)을 추가로 구성할 수 있다. 상기 전자 저지층(EBL)은 상기 제1 발광층(EML)(114)에 주입된 전자가 상기 제1 정공 수송층(HTL)(112)으로 넘어오는 것을 방지함으로써 상기 제1 발광층(EML)(114)에서 전자와 정공의 결합을 향상시켜 제1 발광층(EML)(114)의 발광 효율을 향상시킬 수 있다. 상기 제1 정공 수송층(HTL)(112)과 상기 전자 저지층(EBL)은 하나의 층으로도 구성할 수 있다.
상기 제1 발광부(110)의 상기 제1 발광층(EML)(114)은 청색(Blue) 발광층으로 구성할 수 있다. 상기 제1 발광층(EML)(114)은 청색(Blue) 발광층 외에 진청색(Deep Blue) 발광층이나 스카이 블루(Sky Blue) 발광층으로 구성하는 것도 가능하다. 진청색(Deep Blue) 발광층은 청색(Blue) 발광층에 비해 단파장 영역에 위치하므로, 색재현율 및 휘도 향상에 유리할 수 있다.
상기 제1 발광층(EML)(114)의 피크 파장(λmax)은 440㎚ 내지 480㎚의 범위로 할 수 있다. 여기서 피크 파장은 발광 영역일 수 있다.
또는, 상기 제1 발광층(EML)(114)은 청색 발광층과 다른 색을 발광할 수 있는 보조 발광층을 포함하여 구성할 수 있다. 상기 보조 발광층으로는 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층 또는 적색(Red) 발광층 또는 녹색(Green) 발광층 중 하나로 구성되거나 이들의 조합으로 구성될 수 있다. 상기 보조 발광층을 더 구성할 경우 녹색(Green) 발광층이나 적색(Red) 발광층의 발광 효율을 더 개선할 수 있다. 상기 보조 발광층을 포함하여 제1 발광층(EML)(114)을 구성하는 경우, 상기 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층 또는 적색(Red) 발광층 또는 녹색(Green) 발광층이 상기 제1 발광층(EML)(114)의 위 또는 아래에 구성하는 것도 가능하다.
또한, 상기 보조 발광층으로 황색-녹색(Yellow-Green) 또는 적색(Red) 발광층 또는 녹색(Green) 발광층이 상기 제1 발광층(EML)(114)의 위 및 아래에 동일하게 구성하거나 다르게 구성할 수도 있다. 발광층의 위치나 수 등은 소자의 구성 및 특성에 따라 선택적으로 배치하는 것이 가능하며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 보조 발광층인 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층을 포함한 제1 발광층(EML)(114)의 피크 파장(λmax)은 440㎚ 내지 590㎚의 범위로 할 수 있다. 여기서 피크 파장은 발광 영역일 수 있다. 그리고, 상기 보조 발광층인 적색(Red) 발광층을 포함한 제1 발광층(EML)(114)의 피크 파장(λmax)은 440㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 여기서 피크 파장은 발광 영역일 수 있다. 그리고, 상기 보조 발광층인 녹색(Green) 발광층을 포함한 제1 발광층(EML)(114)의 피크 파장(λmax)은 440㎚ 내지 570㎚의 범위로 할 수 있다. 여기서 피크 파장은 발광 영역일 수 있다.
상기 제1 발광층(EML)(114)의 호스트(host)는 단일 물질로 구성하거나, 혼합 물질로 이루어진 혼합 호스트(mixed host)로 구성할 수 있다. 예를 들어, Alq3(tris(8-hydroxy-quinolino)aluminum), ADN(9,10-di(naphtha-2-yl)anthracene), BSBF(2-(9,9-spirofluoren-2-yl)-9,9-spirofluorene) 물질 중에서 선택하거나 두 가지 이상을 혼합하여 선택할 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
그리고, 상기 제1 발광층(EML)(114)의 도펀트(dopant)는 파이렌(pyrene)계열로 이루어질 수 있다. 보다 구체적으로는 아릴 아민계 화합물이 치환된 파이렌(pyrene)계열 화합물로 이루어질 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 제2 발광부(120)는 제2 정공 수송층(HTL; Hole Transporting Layer)(122), 제2 발광층(EML; Emitting Layer)(124), 제2 전자 수송층(ETL; Electron Transporting Layer)(126)을 포함하여 이루어질 수 있다.
도면에 도시하지 않았으나, 상기 제2 발광부(120)는 상기 제2 전자 수송층(ETL)(126) 위에 전자 주입층(EIL; Electron Injecting Layer)이 추가로 구성될 수 있다. 또한, 상기 제2 발광부(120)는 정공 주입층(HIL; Hole Injecting Layer)을 추가로 포함하여 구성될 수 있다.
상기 제2 정공 수송층(HTL)(122)은 상기 제1 정공 수송층(HTL)(112)과 동일한 물질로 이루어질 수 있지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 제2 정공 수송층(HTL)(122)은 2개 이상의 층이나 2개 이상의 재료를 적용하여 구성될 수 있다.
상기 제2 전자 수송층(ETL)(126)은 상기 제1 전자 수송층(ETL)(116)과 동일한 물질로 이루어질 수 있지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 제2 전자 수송층(ETL)(126)은 2개 이상의 층이나 2개 이상의 재료를 적용하여 구성될 수 있다.
상기 제2 발광층(EML)(124) 위에 정공 저지층(HBL)을 추가로 구성할 수 있다. 상기 정공 저지층(HBL)은 상기 제2 발광층(EML)(124)에 주입된 정공이 상기 제2 전자 수송층(ETL)(126)으로 넘어오는 것을 방지함으로써 상기 제2 발광층(EML)(124)에서 전자와 정공의 결합을 향상시켜 제2 발광층(EML)(124)의 발광 효율을 향상시킬 수 있다. 상기 제2 전자 수송층(ETL)(126)과 상기 정공 저지층(HBL)은 하나의 층으로도 구성할 수 있다.
상기 제2 발광층(EML)(124) 아래에 전자 저지층(EBL)을 추가로 구성할 수 있다. 상기 전자 저지층(EBL)은 상기 제2 발광층(EML)(124)에 주입된 전자가 상기 제2 정공 수송층(HTL)(122)으로 넘어오는 것을 방지함으로써 상기 제2 발광층(EML)(124)에서 전자와 정공의 결합을 향상시켜 제2 발광층(EML)(124)의 발광 효율을 향상시킬 수 있다. 상기 제2 정공 수송층(HTL)(122)과 상기 전자 저지층(EBL)은 하나의 층으로도 구성할 수 있다.
상기 제2 발광부(120)의 상기 제2 발광층(EML)(124)은 청색(Blue) 발광층으로 구성할 수 있다. 상기 제2 발광층(EML)(124)은 청색(Blue) 발광층 외에 진청색(Deep Blue) 발광층이나 스카이 블루(Sky Blue) 발광층으로 구성하는 것도 가능하다. 진청색(Deep Blue) 발광층은 청색(Blue) 발광층에 비해 단파장 영역에 위치하므로, 색재현율 및 휘도 향상에 유리할 수 있다.
상기 제2 발광층(EML)(124)의 피크 파장(λmax)은 440㎚ 내지 480㎚의 범위로 할 수 있다. 여기서 피크 파장은 발광 영역일 수 있다.
또는, 상기 제2 발광층(EML)(124)은 청색 발광층과 다른 색을 발광할 수 있는 보조 발광층을 포함하여 구성할 수 있다. 상기 보조 발광층으로는 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층 또는 적색(Red) 발광층 또는 녹색(Green) 발광층 중 하나로 구성되거나 이들의 조합으로 구성될 수 있다. 상기 보조 발광층을 더 구성할 경우 녹색(Green) 발광층이나 적색(Red) 발광층의 발광 효율을 더 개선할 수 있다. 상기 보조 발광층을 포함하여 제2 발광층(EML)(124)을 구성하는 경우, 상기 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층 또는 적색(Red) 발광층 또는 녹색(Green) 발광층이 상기 제2 발광층(EML)(124)의 위 또는 아래에 구성하는 것도 가능하다.
또한, 상기 보조 발광층으로 황색-녹색(Yellow-Green) 또는 적색(Red) 발광층 또는 녹색(Green) 발광층이 상기 제2 발광층(EML)(124)의 위 및 아래에 동일하게 구성하거나 다르게 구성할 수도 있다. 발광층의 위치나 수 등은 소자의 구성 및 특성에 따라 선택적으로 배치하는 것이 가능하며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 보조 발광층인 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층을 포함한 제2 발광층(EML)(124)의 피크 파장(λmax)은 440㎚ 내지 590㎚의 범위로 할 수 있다. 여기서 피크 파장은 발광 영역일 수 있다. 그리고, 상기 보조 발광층인 적색(Red) 발광층을 포함한 제2 발광층(EML)(124)의 피크 파장(λmax)은 440㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 여기서 피크 파장은 발광 영역일 수 있다. 그리고, 상기 보조 발광층인 녹색(Green) 발광층을 포함한 제2 발광층(EML)(124)의 피크 파장(λmax)은 440㎚ 내지 570㎚의 범위로 할 수 있다. 여기서 피크 파장은 발광 영역일 수 있다.
상기 제2 발광층(EML)(124)은 상기 제1 발광층(EML)(114)과 동일한 물질로 구성할 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 제2 발광층(EML)(124)의 호스트(host)는 단일 물질로 구성하거나, 혼합 물질로 이루어진 혼합 호스트(mixed host)로 구성할 수 있다. 예를 들어, 예를 들어, Alq3(tris(8-hydroxy-quinolino)aluminum), ADN(9,10-di(naphtha-2-yl)anthracene), BSBF(2-(9,9-spirofluoren-2-yl)-9,9-spirofluorene) 물질 중에서 선택하거나 두 가지 이상을 혼합하여 선택할 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
그리고, 상기 제2 발광층(EML)(124)의 도펀트(dopant)는 파이렌(pyrene)계열로 이루어질 수 있다. 보다 구체적으로는 아릴 아민계 화합물이 치환된 파이렌(pyrene)계열 화합물로 이루어질 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 제1 발광부(110)와 상기 제2 발광부(120) 사이에는 제1 전하 생성층(CGL; Charge Generation Layer)(140)이 더 구성될 수 있다. 상기 제1 전하 생성층(CGL)(140)은 상기 제1 발광부(110) 및 제2 발광부(120) 간의 전하 균형을 조절한다. 상기 제1 전하 생성층(140)은 N형 전하 생성층(N-CGL)과 P형 전하 생성층(P-CGL)을 포함할 수 있다.
상기 N형 전하 생성층(N-CGL)은 리튬(Li), 나트륨(Na), 칼륨(K), 또는 세슘(Cs)과 같은 알칼리 금속, 또는 마그네슘(Mg), 스트론튬(Sr), 바륨(Ba), 또는 라듐(Ra)과 같은 알칼리 토금속으로 도핑된 유기층으로 이루어질 수 있지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 P형 전하 생성층(P-CGL)은 P형 도펀트가 포함된 유기층으로 이루어질 수 있지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
그리고, 상기 제1 전하 생성층(CGL)(140)은 단일층으로 형성할 수도 있다.
상기 제3 발광부(130)는 상기 제2 전극(104) 아래에 제3 전자 수송층(ETL; Electron Transporting Layer)(136), 제3 발광층(EML; Emitting Layer)(134), 제3 정공 수송층(HTL; Hole Transporting Layer)(132)을 포함하여 이루어질 수 있다.
도면에 도시하지 않았으나, 상기 제3 발광부(130)는 상기 제3 전자 수송층(ETL)(136) 위에 전자 주입층(EIL; Electron Injecting Layer)을 추가로 포함하여 구성될 수 있다. 또한, 정공 주입층(HIL; Hole Injecting Layer)을 추가로 포함하여 구성될 수 있다.
상기 제3 정공 수송층(HTL)(132)은 TPD(N,N'-bis(3-methylphenyl)-N,N'-bis(phenyl)-benzidine) 또는 NPB(N,N'-bis(naphthalen-1-yl)-N,N'-bis(phenyl)-benzidine) 등으로 이루어질 수 있지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 제3 정공 수송층(HTL)(132)은 2개 이상의 층이나 2개 이상의 재료를 적용하여 구성될 수 있다.
상기 제3 전자 수송층(ETL)(136)은 옥사디아졸(oxadiazole), 트리아졸(triazole), 페난트롤린(phenanthroline), 벤족사졸(benzoxazole) 또는 벤즈티아졸(benzthiazole) 등으로 이루어질 수 있지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 제3 전자 수송층(ETL)(136)은 2개 이상의 층이나 2개 이상의 재료를 적용하여 구성될 수 있다.
상기 제3 발광층(EML)(134) 위에 정공 저지층(HBL)을 추가로 구성할 수 있다. 상기 정공 저지층(HBL)은 상기 제1 발광층(EML)(134)에 주입된 정공이 상기 제3 전자 수송층(ETL)(136)으로 넘어오는 것을 방지함으로써 상기 제3 발광층(EML)(134)에서 전자와 정공의 결합을 향상시켜 제3 발광층(EML)(134)의 발광 효율을 향상시킬 수 있다. 상기 제3 전자 수송층(ETL)(136)과 상기 정공 저지층(HBL)은 하나의 층으로도 구성할 수 있다.
상기 제3 발광층(EML)(134) 아래에 전자 저지층(EBL)을 추가로 구성할 수 있다. 상기 전자 저지층(EBL)은 상기 제3 발광층(EML)(134)에 주입된 전자가 상기 제3 정공 수송층(HTL)(132)으로 넘어오는 것을 방지함으로써 상기 제3 발광층(EML)(134)에서 전자와 정공의 결합을 향상시켜 제3 발광층(EML)(134)의 발광 효율을 향상시킬 수 있다. 상기 제3 정공 수송층(HTL)(132)과 상기 전자 저지층(EBL)은 하나의 층으로도 구성할 수 있다.
상기 제2 발광부(120)와 상기 제3 발광부(130) 사이에는 제2 전하 생성층(CGL; Charge Generation Layer)(150)이 더 구성될 수 있다. 상기 제2 전하 생성층(150)은 상기 제2 발광부(120) 및 제3 발광부(130) 간의 전하 균형을 조절한다. 상기 제2 전하 생성층(CGL)(150)은 N형 전하 생성층(N-CGL) 및 P형 전하 생성층(P-CGL)을 포함할 수 있다.
N형 전하 생성층(N-CGL)은 상기 제2 발광부(120)로 전자(electron)를 주입해주는 역할을 하며, P형 전하 생성층(P-CGL)은 상기 제3 발광부(130)로 정공(hole)을 주입해주는 역할을 한다.
상기 N형 전하 생성층(N-CGL)은 리튬(Li), 나트륨(Na), 칼륨(K), 또는 세슘(Cs)과 같은 알칼리 금속, 또는 마그네슘(Mg), 스트론튬(Sr), 바륨(Ba), 또는 라듐(Ra)과 같은 알칼리 토금속으로 도핑된 유기층으로 이루어질 수 있지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 P형 전하 생성층(P-CGL)은 P형 도펀트가 포함된 유기층으로 이루어질 수 있지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 제1 전하 생성층(CGL)(140)은 상기 제2 전하 생성층(CGL)(150)의 N형 전하 생성층(N-CGL)과 P형 전하 생성층(P-CGL)의 동일한 물질로 이루어질 수 있지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
그리고, 상기 제2 전하 생성층(CGL)(150)은 단일층으로 구성할 수도 있다.
상기 제3 발광부(130)의 상기 제3 발광층(EML)(134)은 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층, 또는 녹색(Green) 발광층, 또는 황색(Yellow) 발광층 및 적색(Red) 발광층, 또는 적색(Red) 발광층 및 녹색(Green) 발광층, 또는 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층 및 적색(Red) 발광층 중 하나로 구성되거나 이들의 조합으로 구성될 수 있다.
상기 제3 발광층(EML)(134)의 호스트(host)는 단일 물질로 구성하거나, 혼합 물질로 이루어진 혼합 호스트(mixed host)로 구성할 수 있다. 예를 들어, CBP (4,4'-bis(carbazol-9-yl)biphenyl), spiro-CBP(2,2',7,7' -tetrakis(carbazol-9-yl)-9,9' -spirobifluorene) 및 TcTa (4,4',4' -tris(carbazoyl-9-yl)triphenylamine) 중 하나로 이루어질 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 제3 발광층(EML)(134)의 도펀트(dopant)는 이리듐(Iridium)계열 화합물로 이루어질 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 실시예에 따른 백색 유기 발광 소자는 하부 발광(Bottom Emission) 방식에 대해서 설명하였으나, 상부 발광(Top Emission) 방식, 또는 양부 발광(Dual Emission) 방식에 적용하는 것도 가능하다. 상부 발광 방식이나 양부 발광 방식에서는 소자의 특성에 따라 소자의 전체 두께나 발광층들의 위치 등이 달라질 수 있다.
또한, 도시하지 않았으나, 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자를 포함하는 유기발광 표시장치에는, 기판 상에 서로 교차하여 각 화소 영역을 정의하는 게이트 배선과 데이터 배선 및 이중 어느 하나와 평행하게 연장되는 전원 배선이 위치하며, 각 화소 영역에는 게이트 배선 및 데이터 배선에 연결된 스위칭 박막트랜지스터와 스위칭 박막 트랜지스터에 연결된 구동 박막 트랜지스터가 위치한다. 구동 박막 트랜지스터는 상기 제1 전극(102)에 연결된다.
본 발명에서 적색(Red), 녹색(Green) 및 청색(Blue)의 효율이나 발광 효율, 및 색시야각이나 색재현율을 향상시키기 위해서 상기 제1 발광층(EML)(114), 제2 발광층(EML)(124) 및 상기 제3 발광층(EML)(134)를 구성하는 발광층의 발광 위치를 최적화할 필요가 있다. 이에 대해서 도 2를 참조하여 설명한다.
도 2는 도 1에 도시된 백색 유기 발광 소자의 발광 위치를 나타내는 도면이다.
도 2에서 가로축은 빛의 파장 영역을 나타낸 것이며, 세로축은 유기층들의 두께를 나타낸 것이다. 상기 유기층들은 위에서 설명한 바와 같이, 상기 제1 발광부(110), 제2 발광부(120) 및 제3 발광부(130)를 구성하는 층들을 말한다. 도 2에서는 상기 제1 발광부(110), 제2 발광부(120) 및 제3 발광부(130)를 구성하는 유기층들의 두께에 대해서는 도시하지 않았다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 제1 발광부(110)를 구성하는 제1 발광층(EML)(114)과 제 2 발광부(120)를 구성하는 제2 발광층(EML)(124)은 청색(Blue) 발광층이며, 청색(Blue) 발광층의 피크 파장(peak wavelength; λmax)은 440㎚ 내지 480㎚임을 알 수 있다. 상기 제1 발광층(EML)(114) 및 상기 제2 발광층(EML)(124)의 피크 파장(peak wavelength; λmax)에 해당하는 영역은 도 2에서 "B"로 표시하였다.
그리고, 제3 발광부(130)를 구성하는 제3 발광층(EML)(134)은 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층이며, 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층의 피크 파장(peak wavelength; λmax)은 540㎚ 내지 575㎚임을 알 수 있다. 상기 제3 발광층(EML)(134)의 피크 파장(peak wavelength; λmax)에 해당하는 영역은 도 2에서 "YG"로 표시하였다.
따라서, 청색(Blue) 발광층의 피크 파장(λmax)인 440㎚ 내지 480㎚와, 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층의 피크 파장(λmax)인 540㎚ 내지 575㎚에서 빛이 발광하도록 하여야 등고선(contour map)의 백색(white) 영역에서 최대 효율을 낼 수 있다. 따라서, 발광층들의 피크 파장에 해당하도록 본 발명의 발광층들의 발광 위치를 설정함으로써 발광층이 최대 효율을 낼 수 있음을 알 수 있다. 그리고, 발광층의 발광 효율이 증가하므로, 패널 효율이나 색재현율이나 색시야각을 향상시킬 수 있다.
여기서 피크 파장(λmax)은 EL(ElectroLuminescence)의 최대 파장을 말한다. 발광부를 구성하는 유기물층들이 고유의 빛을 내는 파장을 PL (PhotoLuminescence)이라 하며, 이 PL (PhotoLuminescence)이 광학적 특성인 캐비티 피크(cavity peak)의 영향을 받아 나오는 빛을 EL(ElectroLuminescence)이라 한다. 그리고, 캐비티 피크(cavity peak)는 광학적으로 투과도가 최대가 되는 지점을 말하는 것으로, 일반적으로 두 개의 미러(mirror) 사이에 발생한 빛이 양쪽 미러(본 발명에서는 제2 전극이 반사가 되는 부분임)에서 두께, 발광 영역의 발광 위치를 조절하여 빛의 파장이 보강간섭을 통해 최대가 되는 부분을 찾는 것이다. 또한, 캐비티 피크(cavity peak)는 유기 발광 소자의 전체 두께 및 유기물층들의 PL, 제1 전극의 두께에 따라 발광 피크(Emittance Peak)는 달라진다.
따라서, 본 발명에서는 발광층들의 캐비티 피크(cavity peak) 및 스펙트럼 변화율을 고려하여, 발광층들의 순서나 발광층들의 발광 위치를 설정하는 것이다. 즉, 제1 발광층, 제2 발광층 및 제3 발광층의 캐비티 피크(cavity peak) 및 스펙트럼 변화율을 고려하여, 제1 발광층, 제2 발광층 및 제3 발광층의 순서나 발광 위치를 설정하는 것이다. 이 실험 결과에 대해서 도 3 내지 도 6 및 표 1을 참조하여 설명한다. 도 3 내지 도 6 및 표 1은 하부 발광(Bottom Emission) 방식의 소자로 구성하여 측정한 것이다.
도 3은 비교예와 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광 세기를 나타낸 도면이다. 도 3은 EL 스펙트럼이라고 할 수 있다. 발광 세기는 EL 스펙트럼의 최대값을 기준으로 하여 상대적인 값으로 표현한 수치이다.
도 3, 도 5 및 도 6에서 비교예는 제1 발광층으로 청색(Blue) 발광층과, 제2 발광층은 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층으로 이루어진 두 개의 발광부로 구성한 것이다. 실시예는 도 1에 도시한 바와 같이, 제1 발광층과 제2 발광층은 청색(Blue) 발광층으로 구성하고, 제3 발광층은 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층으로 구성한 세 개의 발광부이다. 상기 발광부에는 전자 수송층(ETL)과 정공수송층(HTL) 등이 포함될 수 있으며, 상기 두 개의 발광부 또는 세 개의 발광부 사이에는 전하 생성층(CGL)이 포함될 수도 있다.
도 3에서 실선은 실시예를 나타내고, 점선은 비교예를 나타낸다.
도 3에 도시한 바와 같이, 비교예와 본 발명의 제1 실시예에서 청색(Blue)의 피크 파장(λmax)이 440㎚ 내지 480㎚에서 나타남을 알 수 있다. 본 발명의 제1 실시예는 비교예와 대비하여 청색(Blue)의 피크 파장(λmax)인 440㎚ 내지 480㎚에서 발광 세기가 더 증가하였음을 알 수 있다.
비교예에서는 황색-녹색(Yellow-Green)의 피크 파장(λmax)이 530㎚ 내지 590㎚에서 나타남을 알 수 있다. 본 발명의 제1 실시예에서는 비교예와 대비하여 왼쪽으로 피크 파장(λmax) 영역이 이동하였음을 알 수 있다. 즉, 황색-녹색(Yellow-Green)의 피크 파장(λmax)이 540㎚ 내지 575㎚에서 나타남을 알 수 있다. 그리고, 본 발명의 제1 실시예는 비교예와 대비하여 황색-녹색(Yellow-Green)의 발광 세기가 더 증가하였음을 알 수 있다.
이는 비교예에서는 황색-녹색(Yellow-Green)이 530㎚ 내지 590㎚에서 발광하여야 하므로 불필요한 발광 영역이 증가하게 되어 발광 세기가 제1 실시예와 대비하여 낮은 것이다. 비교예에서는 발광 세기가 낮아지므로, 황색-녹색(Yellow-Green)의 발광 효율이 낮아지게 된다. 따라서, 발광색에 따른 효율의 차이로 인해 생기는 시야각에 따른 색시야각과 색재현율이 낮아지게 된다.
그리고, 본 발명의 제1 실시예에서는 황색-녹색(Yellow-Green)의 발광 세기가 비교예와 비교하여 증가하였음을 알 수 있다. 이는 황색-녹색(Yellow-Green)의 캐비티 피크(cavity peak)와 시야각에 따른 스펙트럼 변화율을 고려하여 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층의 피크 파장(λmax)을 540㎚ 내지 575㎚로 설정함으로써, 불필요한 발광 영역이 감소하므로 발광 세기가 증가한다. 이에 따라 녹색(Green) 효율이 증가하므로, 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층의 발광 효율이 증가한다. 따라서, 발광색에 따른 효율의 차이로 인해 생기는 시야각에 따른 색시야각과 색재현율이 향상될 수 있다.
또한, 세 개의 발광부 내에서 두 개의 발광층들을 청색(Blue) 발광층으로 구성하므로, 청색(Blue) 발광층의 발광 효율이 증가한다. 즉, 비교예와 대비하여 청색(Blue) 발광층의 발광 세기가 증가하므로, 청색(Blue) 발광층의 발광 효율이 증가한다. 따라서, 발광색에 따른 효율의 차이로 인해 생기는 시야각에 따른 색시야각(Δu'v')과 색재현율이 향상될 수 있다.
그리고, 발광층의 시야각에 따른 스펙트럼 변화율에 대해서 도 4를 참조하여 설명한다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 시야각에 따른 스펙트럼 변화율을 나타내는 도면이다.
도 4는 정면에서 바라보는 0°부터 15°, 30°, 45°, 60°에서 기울여 바라보며 발광 세기를 측정한 것이다. 발광 세기는 EL 스펙트럼의 최대값을 기준으로 하여 상대적인 값으로 표현한 수치이다.
청색(Blue) 발광층과 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층의 두 개의 발광층을 가지는 두 개의 발광부로 구성할 경우, 캐비티 피크(cavity peak)의 차이에 따라 청색(Blue) 발광층과 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층의 시야각에 따른 스펙트럼 변화율이 달라진다. 청색(Blue) 발광층의 시야각에 따른 스펙트럼 변화율은 시야각에 따라 발광 세기가 많이 감소하나, 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층의 시야각에 따른 스펙트럼 변화율은 시야각에 따라 발광 세기가 천천히 감소하므로, 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층의 시야각 특성이 나빠진다. 따라서, 색시야각 특성을 개선하기 위해서 청색(Blue)의 스펙트럼 변화율과 황색-녹색(Yellow-Green)의 스펙트럼 변화율을 맞추어야 한다. 이를 위해서 황색-녹색(Yellow-Green)의 캐비티 피크(cavity peak)를 원하는 위치보다 어긋난 위치에 맞추게 되므로, 적색(Red), 녹색(Green), 청색(Blue)의 효율이 감소하게 되는 문제점이 발생한다.
본 발명은 청색(Blue)과 황색-녹색(Yellow-Green)의 스펙트럼 변화율과 청색(Blue)의 스펙트럼 변화율을 맞추기 위해서, 세 개의 발광부 내에서 동일한 색을 발광하는 두 개의 청색(Blue) 발광층들을 인접하게 배치한다. 두 개의 청색(Blue) 발광층들은 두 개의 청색(Blue) 스펙트럼을 가지므로 두 개의 청색(Blue) 스펙트럼에 의해 황색-녹색(Yellow-Green)의 스펙트럼 변화율을 맞추는데 더 유리하다. 즉, 두 개의 청색(Blue) 발광층들에 의해 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층의 캐비티 피크(cavity peak)를 원하는 위치에 위치시킬 수 있다.
그리고, 두 개의 청색(Blue) 발광층들을 배치하므로, 청색(Blue)의 스펙트럼 변화율과 황색-녹색(Yellow-Green)의 스펙트럼 변화율의 차이가 거의 유사하게 됨으로써 색시야각이 향상될 수 있다. 여기서, 스펙트럼 변화율은 시야각에 따른 스펙트럼 변화율이라고 할 수 있다. 그리고, 스펙트럼 변화율은 시야각에 따른 발광 세기의 변화율이라고 할 수 있다.
그리고, 두 개의 청색(Blue) 발광층들을 인접하게 배치하므로, 청색(Blue)의 스펙트럼 변화율과 황색-녹색(Yellow-Green)의 스펙트럼 변화율의 차이가 거의 유사하게 됨으로써 청색(Blue) 발광층의 캐비티 피크(cavity peak)와 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층의 캐비티 피크(cavity peak)는 발광 영역에 위치하게 할 수 있다. 여기서, 스펙트럼 변화율은 시야각에 따른 스펙트럼 변화율이라고 할 수 있다. 그리고, 스펙트럼 변화율은 시야각에 따른 발광 세기의 변화율이라고 할 수 있다.
도 4에 나타낸 바와 같이, 청색(Blue) 발광층의 시야각에 따른 스펙트럼 변화율과 황색-녹색(Yellow-Green)의 시야각에 따른 스펙트럼 변화율 즉, 시야각에 따른 발광 세기의 변화율이 거의 유사함을 알 수 있다. 따라서, 시야각 변화에 따라 스펙트럼 변화율이 작다는 것은 시야각에 따라 발광 세기의 변화율이 작으므로, 시야각에 따른 특정 색상의 시감 저하가 없게 된다. 이에 따라, 시야각에 따른 색좌표의 변화나 색시야각을 감소시킬 수 있다. 또한, 시야각에 따른 스펙트럼 변화율이 작으므로, 시야각 특성이 향상될 수 있다.
또한, 청색(Blue) 발광층의 시야각에 따른 스펙트럼 변화율과 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층의 시야각에 따른 스펙트럼 변화율의 차이가 거의 유사하므로 청색(Blue) 발광층의 캐비티 피크(cavity peak)와 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층의 캐비티 피크(cavity peak)는 원하는 발광 영역에 위치할 수 있다. 여기서, 스펙트럼 변화율은 시야각에 따른 스펙트럼 변화율이라고 할 수 있다. 그리고, 스펙트럼 변화율은 시야각에 따른 발광 세기의 변화율이라고 할 수 있다.
따라서, 동일한 색을 발광하는 두 개의 발광층들인 청색(Blue) 발광층들에 의해, 동일한 색과는 다른 색을 발광하는 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층의 캐비티 피크(cavity peak)와 상기 동일한 색을 발광하는 발광층들인 청색(Blue) 발광층들의 캐비티 피크(cavity peak)는 발광층들의 발광 영역에 위치할 수 있다.
상기 두 개의 청색(Blue) 발광층(EML)(114, 124)의 발광 영역에 해당하는 피크 파장(λmax)은 440㎚ 내지 480㎚이고, 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층(EML)(134)의 발광 영역에 해당하는 피크 파장(λmax)은 540㎚ 내지 575㎚로 구성할 경우, 원하는 발광 영역에서 발광층이 발광하게 되므로 불필요한 발광 영역을 최소화할 수 있다. 또한, 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층의 피크 파장(λmax)을 540㎚ 내지 575㎚로 설정함으로써, 이 피크 파장(λmax) 영역에서 제3 발광층(EML)(134)인 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층의 불필요한 발광 영역이 감소하게 된다. 그리고, 상기 청색(Blue) 발광층의 피크 파장(λmax)이 오른쪽으로 치우칠 경우 또는 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층의 피크 파장(λmax)이 왼쪽으로 치우칠 경우에 나타나는 청색(Blue)과 녹색(Green)의 효율이 저하되거나, 색재현율이나 색시야각이 저하되는 문제점을 개선할 수 있다.
따라서, 원하는 발광 영역에서 발광층들이 발광할 수 있으므로, 발광층들의 발광 효율이 향상될 수 있고, 패널 효율 및 색재현율이나 색시야각이 향상될 수 있다.
위에서 설명한 바와 같이, 청색(Blue) 발광층과 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층의 발광 세기가 증가하므로, 발광층의 발광 효율이 증가한다. 또한, 시야각에 따른 색시야각(Δu'v')과 색재현율이 향상될 수 있다. 이에 대해서는 표 1, 도 5와 도 6을 참조하여 설명한다.
아래 표 1은 비교예와 본 발명의 제1 실시예에 따른 효율과 패널 효율을 측정한 것이다.
표 1에서 비교예는 제1 발광층으로 청색(Blue) 발광층을 구성하고, 제2 발광층은 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층으로 구성한 두 개의 발광부이다. 실시예는 도 1에 도시한 바와 같이, 제1 발광층과 제2 발광층은 청색(Blue) 발광층으로 구성하고, 제3 발광층은 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층으로 구성한 세 개의 발광부이다. 상기 발광부에는 이미 설명한 바와 같이, 전자 수송층(ETL)과 정공 수송층(HTL) 등이 포함될 수 있으며, 상기 두 개의 발광부 또는 세 개의 발광부 사이에는 전하 생성층(CGL)이 포함될 수도 있다.
적색(Red), 녹색(Green), 청색(Blue) 및 백색(White)의 효율을 살펴보면, 상기 적색(Red) 효율은 비교예에서는 8.0cd/A이고, 실시예에서는 7.0cd/A로 측정되었다. 비교예와 실시예의 적색(Red) 효율은 유사한 것으로 측정되었다.
그리고, 녹색(Green) 효율은 비교예에서는 29.9cd/A, 실시예에서는 38.7cd/A로 측정되었다. 이는 도 2에 도시한 바와 같이, 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층이 원하는 피크 파장(λmax) 영역에 위치하게 되므로, 녹색(Green) 효율이 비교예와 대비하여 29% 향상되었음을 알 수 있다. 녹색(Green) 효율이 증가하므로, 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층의 발광 효율도 증가한다.
청색(Blue) 효율은 비교예에서는 2.2cd/A, 실시예에서는 3.5cd/A로 측정되었다. 이는 실시예에서 제1 발광층 및 제2 발광층으로 청색(Blue) 발광층을 구성함으로써 청색(Blue) 효율은 비교예와 대비하여 59% 향상되었음을 알 수 있다. 청색(Blue) 효율이 증가하므로, 청색(Blue) 발광층의 발광 효율도 증가한다.
백색(White) 효율은 비교예에서는 72.9cd/A, 실시예에서는 85.8cd/A로 측정되었다. 이는 실시예에서 제1 발광층 및 제2 발광층으로 청색(Blue) 발광층을 구성함으로써 백색(White) 효율은 비교예와 대비하여 18% 향상되었음을 알 수 있다.
그리고, 패널 효율은 비교예에서는 22.9cd/A, 실시예에서는 35.5cd/A로 측정되었으며, 비교예와 대비하여 55% 상승하였음을 알 수 있다.
도 5는 비교예와 본 발명의 제1 실시예에 따른 색좌표를 나타낸 도면이다. 색좌표는 NTSC(National Television System Committee) 기준으로 측정한 것이다.
색좌표를 살펴보면 다음과 같다. 적색(Red)은 비교예에서 (0.665, 0.330), 실시예에서는 (0.661, 0.329)로 측정되었다. 녹색(Green)은 비교예에서 (0.317, 0.635), 실시예에서는 (0.295, 0.649)로 측정되었으며, 청색(Blue)은 비교예에서 (0.142, 0.046), 실시예에서는 (0.143, 0.043)으로 측정되었다. 백색(White)은 비교예에서 (0.337, 0.338), 실시예에서는 (0.285, 0.300)으로 측정되었다. 이 결과로부터, 비교예와 비교하여 색재현율이 81.7%에서 85.5%로 향상되었음을 알 수 있다. 그리고, 녹색(Green)이 비교예와 비교하여 단파장의 영역에 위치하게 되므로, 녹색(Green)의 색좌표 변화에 의해서 비교예와 비교하여 더 큰 색좌표의 범위를 갖게 됨으로써 색재현율이 향상되었음을 알 수 있다.
도 6은 시야각에 따른 색시야각(Δu'v')을 나타낸 그래프이다. 도 6에 도시한 바와 같이, 정면에서 바라보는 0° 부터 15°, 30°, 45°, 60°에서 기울여 바라보며 측정한 것이다. 그리고, 도 6에서 실선은 실시예를 나타내고, 점선은 비교예를 나타낸다.
유기 발광 소자에서 방출되는 광의 60°의 시야각에서 비교예는 색시야각(Δu'v')이 0.023이고, 제1 실시예는 0.016임을 알 수 있다. 이는 실시예에서는 시야각에 따른 색시야각(Δu'v')이 작으므로, 시야각에 따라서 소비자가 느끼는 색변화율을 개선할 수 있다. 또한, 백색의 색시야각 (Δu'v')이 감소하므로, 유기발광 표시장치로 구현할 경우 시야각 위치에 관계없이 동일 색상을 구현하는데 유리할 수 있다.
본 발명에서는 발광층들의 캐비티 피크(cavity peak) 및 스펙트럼 변화율을 고려하여, 발광층들의 순서나 발광층들의 발광 위치를 설정하는 것이다. 즉, 제1 발광층, 제2 발광층 및 제3 발광층의 캐비티 피크(cavity peak) 및 스펙트럼 변화율을 고려하여, 제1 발광층, 제2 발광층 및 제3 발광층의 순서를 설정하는 것이다. 따라서, 동일한 색을 발광하는 두 개의 발광층들을 제2 전극보다 제1 전극에 가깝께 구성하고, 동일한 색과는 다른 색을 발광하는 발광층은 제1 전극보다 제2 전극에 가깝게 구성한다. 또한, 제1 발광층(EML)(114)과 제2 발광층(EML)(124)을 청색(Blue) 발광층들은 제2 전극(104)보다 제1 전극(102)에 가깝게 구성하므로, 청색(Blue) 발광층의 발광 세기가 증가하여 청색(Blue) 발광층의 발광 효율이 향상되고, 패널 효율 및 색재현율이나 색시야각이 향상될 수 있다. 또한, 두 개의 청색(Blue) 발광층들을 상기 제2 전극(104)보다 상기 제1 전극(102)에 가깝게 구성하므로, 두 개의 청색(Blue) 발광층들을 상기 제1 전극(102)보다 제2 전극(104)에 가깝게 구성(여기서 "비교예 1"이라 함)한 것에 비해서 적색(Red) 효율이 증가할 수 있다. 이는 표 2, 도 7 및 도 8을 참조하여 설명한다.
비교예 1은 제1 발광층으로 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층을 구성하고, 제2 발광층과 제3 발광층은 청색(Blue) 발광층으로 구성한 세 개의 발광부이다. 그리고, 실시에는 제1 발광층과 제2 발광층은 청색(Blue) 발광층으로 구성하고, 제3 발광층은 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층으로 구성한 세 개의 발광부이다. 상기 발광부에는 전자 수송층(ETL)과 정공수송층(HTL) 등이 포함될 수 있으며, 상기 세 개의 발광부 사이에는 전하 생성층(CGL)이 포함될 수도 있다.
표 2에 나타난 바와 같이, 비교예 1의 적색(Red) 효율은 3.7cd/A이고, 실시예의 적색(Red) 효율은 7.0cd/A임을 알 수 있다. 따라서, 실시예의 적색(Red) 효율이 비교에 1에 비해 약 90% 향상되었음을 알 수 있다. 그리고, 비교예 1의 녹색(Green) 효율은 44.2cd/A이고, 실시예의 녹색(Green) 효율은 44.3cd/A이며, 녹색(Green) 효율은 비교예 1과 실시예가 유사함을 알 수 있다. 그리고, 비교예 1의 청색(Blue) 효율은 4.2cd/A이고, 실시예의 청색(Blue) 효율은 4.5cd/A이며, 실시예의 청색(Blue) 효율이 비교예 1에 비해 7% 향상되었음을 알 수 있다. 그리고, 백색(White) 효율은 비교예 1이 82.7cd/A, 실시예가 87.7cd/A로 실시예의 백색(White) 효율이 비교예 1에 비해 약 6% 향상되었음을 알 수 있다.
패널 효율은 비교예 1이 16.3cd/A, 실시예는 30.8cd/A로 실시예의 패널 효율이 비교예 1에 비해 약 89% 향상되었음을 알 수 있다.
따라서, 두 개의 청색(Blue) 발광층들을 상기 제2 전극보다 상기 제1 전극에 가깝게 구성할 경우, 적색(Red) 효율, 청색(Blue) 효율, 백색(White) 효율 및 패널 효율이 증가함을 알 수 있다. 특히 적색(Red) 효율은 훨씬 증가하였음을 알 수 있다.
*도 7은 비교예 1과 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광 세기를 나타낸 도면이다. 도 7은 EL 스펙트럼이라고 할 수 있다. 발광 세기는 EL 스펙트럼의 최대값을 기준으로 하여 상대적인 값으로 표현한 수치이다. 그리고, 도 7에서 비교예 1은 점선으로 나타내고, 실시예는 실선으로 나타낸다.
도 7에 도시한 바와 같이, 비교예 1과 실시예에서 청색(Blue)의 피크 파장(λmax)이 440㎚ 내지 480㎚에서 나타남을 알 수 있다. 실시예에서는 비교예 1과 대비하여 청색(Blue)의 피크 파장(λmax)인 440㎚ 내지 480㎚에서 발광 세기가 더 증가하였음을 알 수 있다.
비교예 1에서는 황색-녹색(Yellow-Green)의 피크 파장(λmax)이 530㎚ 내지 590㎚에서 나타남을 알 수 있다. 그리고, 실시예는 황색-녹색(Yellow-Green)의 피크 파장(λmax)이 540㎚ 내지 575㎚에서 나타남을 알 수 있다. 실시예와 비교예 1에서는 황색-녹색(Yellow-Green)의 발광 세기는 유사함을 알 수 있다.
그리고, 비교예 1과 실시예에서 적색(Red)의 피크 파장(λmax)이 600㎚ 내지 650㎚에서 나타남을 알 수 있다. 실시예에서는 비교예 1과 대비하여 적색(Blue) 발광층의 피크 파장(λmax)인 600㎚ 내지 650㎚에서 발광 세기가 더 증가하였음을 알 수 있다.
시야각에 따른 색시야각(Δu'v')에 대해서는 도 8을 참조하여 설명한다.
도 8은 시야각에 따른 색시야각(Δu'v')을 나타낸 그래프이다. 도 8에 도시한 바와 같이, 정면에서 바라보는 0° 부터 15°, 30°, 45°, 60°에서 기울여 바라보며 측정한 것이다. 그리고, 도 8에서 비교예 1은 점선으로 나타내고, 실시예는 실선으로 나타낸다.
유기 발광 소자에서 방출되는 광의 60°의 시야각에서 비교예 1은 색시야각(Δu'v')이 0.100이고, 실시예는 0.016임을 알 수 있다. 이는 실시예에서는 시야각에 따른 색시야각(Δu'v')이 작으므로, 시야각에 따라서 소비자가 느끼는 색변화율을 개선할 수 있다. 또한, 백색의 색시야각 (Δu'v')이 감소하므로, 유기발광 표시장치로 구현할 경우 시야각 위치에 관계없이 동일 색상을 구현하는데 유리할 수 있다.
따라서, 두 개의 청색(Blue) 발광층들을 상기 제2 전극보다 상기 제1 전극에 가깝게 구성할 경우, 적색(Red)의 발광 세기가 증가하므로 발광색에 따른 효율의 차이로 인해 생기는 시야각에 따른 색시야각과 색재현율을 개선할 수 있다.
그러나, 적색 효율을 증가시킬 수 있는 구조로 유기 발광 소자를 설계할 경우에 비교예 1의 구조를 적용하는 것도 가능하다.
본 발명의 실시예에서는 세 개의 발광부를 예를 들어 설명하였으나, 적어도 세 개 이상의 발광부로 구성하고, 세 개 이상의 발광부 중 적어도 두 개의 발광부를 동일한 색을 발광하는 발광부로 구성할 수 있다. 동일한 색을 발광하는 두 개의 발광부를 제2 전극보다 제1 전극에 가깝게 구성함으로써, 발광층의 발광 효율을 향상시키고, 패널 효율 및 시야각에 따른 색시야각이나 색재현율이 향상될 수 있다.
도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 백색 유기 발광 소자를 나타내는 개략적인 단면도이다. 이하, 본 실시예를 설명함에 있어 이전 실시예와 동일 또는 대응되는 구성 요소에 대한 설명은 생략하기로 한다.
도 9에 도시된 백색 유기 발광 소자(200)는 기판(201) 위에 제1 및 제2 전극(202,204)과, 제1 및 제2 전극(202,204) 사이에 제1 발광부(210), 제2 발광부(220) 및 제3 발광부(230)를 구비한다.
제1 전극(202)은 정공을 공급하는 양극으로 금(Au), 은(Ag), 알루미늄(Al), 몰리브덴(Mo), 마그네슘(Mg) 등으로 형성되거나, 이들의 합금으로 형성될 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
제2 전극(204)은 전자를 공급하는 음극으로 TCO(Transparent Conductive Oxide)와 같은 투명 도전 물질인 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), IGZO(Indium Gallium Zinc Oxide) 등으로 형성될 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 또는, 제2 전극(204)은 금속성 물질인 금(Au), 은(Ag), 알루미늄(Al), 몰리브덴(Mo), 마그네슘(Mg) 등으로 형성되거나, 이들의 합금으로 형성될 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 또는, 제2 전극(204)은 TCO(Transparent Conductive Oxide), ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), IGZO(Indium Gallium Zinc Oxide)와 금속성 물질인 금(Au), 은(Ag), 알루미늄(Al), 몰리브덴(Mo), 마그네슘(Mg) 등의 두 개의 층으로 형성할 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 제1 전극(202)과 제2 전극(204)은 각각 애노드(anode) 또는 캐소드(cathode)로 지칭될 수 있다.
상기 제1 전극(202)은 반사 전극이고, 상기 제2 전극(204)은 반투과 전극으로 구성될 수 있다.
본 발명의 제2 실시예는 상기 제2 전극(204)으로부터 상기 제1 전극(202)의 위치와, 상기 제1 발광부(210)의 제1 발광층, 상기 제2 발광부(220)의 제2 발광층 및 상기 제3 발광부(230)의 제3 발광층의 발광 위치를 설정하여 발광 효율 및 색시야각을 향상시킬 수 있다.
상기 제1 전극(202)의 위치(L0)는 상기 제2 전극(204)으로부터 500nm 내지 600nm이 오도록 설정한다. 또는, 상기 제1 전극(202)의 위치(L0)는 상기 제2 전극(204)의 반사면으로부터 500nm 내지 600nm의 범위 내에 위치하도록 설정한다. 그리고, 상기 제1 발광부(210), 제2 발광부(220), 제3 발광부(230)를 구성하는 발광층의 발광 피크(Emittance Peak)를 특정한 파장에 위치하게 하고, 그 특정 파장의 빛을 발광시킴으로써 발광 효율을 개선할 수 있다. 그리고, 상기 제1 발광부(210), 상기 제2 발광부(220) 및 상기 제3 발광부(230)는 상기 제1 발광층, 상기 제2 발광층 및 상기 제3 발광층의 발광 영역에서 최대 발광 범위를 가질 수 있다.
상기 제3 발광부(230)는 상기 제2 전극(204) 아래에 제3 전자 수송층(ETL)(236), 제3 발광층(EML)(234) 및 제3 정공 수송층(HTL(232)을 포함하여 이루어질 수 있다. 도면에 도시하지 않았으나, 상기 제3 전자 수송층(ETL)(136) 위에 전자 주입층(EIL)을 추가로 구성할 수 있다. 상기 전자 주입층(EIL)은 상기 제2 전극(204)으로부터의 전자를 상기 제3 전자 수송층(ETL)(236)에 주입하는 역할을 한다.
상기 제3 전자 수송층(ETL)(236)은 2개 이상의 층이나 2개 이상의 재료를 적용하여 구성할 수 있다.
상기 제3 정공 수송층(HTL)(232)은 2개 이상의 층이나 2개 이상의 재료를 적용하여 구성할 수 있다.
상기 제3 정공 수송층(HTL)(232) 아래에 정공 주입층(HIL)을 추가로 구성할 수 있다.
상기 제3 발광층(EML)(234) 위에 정공 저지층(HBL)을 추가로 구성할 수 있다. 상기 제3 전자 수송층(ETL)(236)과 상기 정공 저지층(HBL)은 하나의 층으로도 구성할 수 있다.
상기 제3 발광층(EML)(234) 아래에 전자 저지층(EBL)을 추가로 구성할 수 있다. 상기 제3 정공 수송층(HTL)(232)과 상기 전자 저지층(EBL)은 하나의 층으로도 구성할 수 있다.
상기 제3 발광층(EML)(234)은 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층, 또는 녹색(Green) 발광층, 또는 황색(Yellow) 발광층 및 적색(Red) 발광층, 또는 적색(Red) 발광층 및 녹색(Green) 발광층, 또는 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층 및 적색(Red) 발광층 중 하나로 구성되거나 이들의 조합으로 구성될 수 있다. 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층에 적색(Red) 발광층을 더 구성하는 경우에는 적색(Red) 발광층의 효율을 더 개선할 수 있다. 상기 적색(Red) 발광층은 상기 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층의 위 또는 아래에 구성할 수 있다. 그리고, 상기 황색(Yellow) 발광층 및 적색(Red) 발광층, 또는 적색(Red) 발광층 및 녹색(Green) 발광층, 또는 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층 및 적색(Red) 발광층은 상기 제3 발광층(EML)(234)의 위 또는 아래에 구성하는 것도 가능하다. 또한, 상기 황색(Yellow) 발광층 및 적색(Red) 발광층, 또는 적색(Red) 발광층 및 녹색(Green) 발광층, 또는 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층 및 적색(Red) 발광층은 상기 제3 발광층(EML)(234)의 위 및 아래에 동일하게 구성하거나 다르게 구성할 수도 있다.
그리고, 상기 황색(Yellow) 발광층의 피크 파장(λmax)은 540㎚ 내지 580㎚의 범위로 할 수 있다. 상기 적색(Red) 발광층의 피크 파장(λmax)은 600㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 따라서, 상기 황색(Yellow) 발광층 및 적색(Red) 발광층의 피크 파장(λmax)은 540㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 여기서 피크 파장은 발광 영역일 수 있다. 상기 황색(Yellow) 발광층과 적색(Red) 발광층의 두 개의 층으로 구성할 경우, 적색(Red) 발광층의 발광 효율을 높일 수 있다.
그리고, 상기 적색(Red) 발광층의 피크 파장(λmax)은 600㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 상기 녹색(Green) 발광층의 피크 파장(λmax)은 510㎚ 내지 560㎚의 범위로 할 수 있다. 따라서, 적색(Red) 발광층 및 녹색(Green) 발광층의 피크 파장(λmax)은 510㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 여기서 피크 파장은 발광 영역일 수 있다. 상기 적색(Red) 발광층과 녹색(Green) 발광층의 두 개의 층으로 구성할 경우, 색재현율을 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 황색(Yellow) 발광층의 피크 파장(λmax)은 540㎚ 내지 580㎚의 범위로 할 수 있다. 상기 적색(Red) 발광층의 피크(peak wavelength)은 600㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 따라서, 상기 황색(Yellow) 발광층과 적색(Red) 발광층의 피크 파장(λmax)은 540㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 여기서 피크 파장은 발광 영역일 수 있다. 상기 황색(Yellow) 발광층과 적색(Red) 발광층의 두 개의 층으로 구성할 경우, 적색(Red) 발광층의 발광 효율을 높일 수 있다.
또한, 소자의 특성이나 구조에 따라 상기 제3 발광부(230)의 상기 제3 발광층(EML)(234)은 적색(Red) 발광층과 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층의 두 개의 층으로 구성할 수 있다. 상기 적색(Red) 발광층의 피크 파장(λmax)은 600㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 상기 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층의 피크 파장(λmax)은 510㎚ 내지 580㎚의 범위로 할 수 있다. 상기 적색(Red) 발광층과 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층의 두 개의 층으로 구성할 경우, 적색(Red) 발광층의 발광 효율을 높일 수 있다. 이 경우, 상기 제3 발광층(EML)(234)의 피크 파장(λmax)은 510㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 여기서 피크 파장은 발광 영역일 수 있다.
상기 제3 발광층(EML)(234)이 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층, 또는 황색(Yellow) 발광층 및 적색(Red) 발광층, 또는 적색(Red) 발광층 및 녹색(Green) 발광층, 또는 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층 및 적색(Red) 발광층 중 하나로 구성되거나 이들의 조합으로 구성될 경우, 상기 제3 발광층(EML)(234)의 피크 파장(peak wavelength)은 510㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 여기서 피크 파장은 발광 영역일 수 있다.
상기 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층의 피크 파장(λmax)은 540㎚ 내지 575㎚의 범위로 할 수 있다. 여기서 피크 파장은 발광 영역일 수 있다.
따라서, 상기 제3 발광층(EML)(234)의 발광 효율 및 색시야각이나 색재현율이 향상되도록 상기 제3 발광층(EML)(234)의 발광 위치(L1)는 상기 제2 전극(204)으로부터 20nm 내지 80nm의 범위 내에 위치하도록 설정할 수 있다. 또는, 상기 제3 발광층(EML)(234)의 발광 위치(L1)는 상기 제2 전극(204)의 반사면으로부터 20nm 내지 80nm의 범위 내에 위치하도록 설정할 수 있다.
상기 제2 발광부(220)는 제2 정공 수송층(HTL)(222), 제2 발광층(EML)(224), 제2 전자 수송층(ETL)(226)을 포함하여 이루어질 수 있다.
도면에 도시하지 않았으나, 상기 제2 발광부(220)는 상기 제2 전자 수송층(ETL)(226) 위에 전자 주입층(EIL)이 추가로 구성될 수 있다.
상기 제2 전자 수송층(ETL)(226)은 상기 제3 전자 수송층(ETL)(236)과 동일한 물질로 이루어질 수 있지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 제2 전자 수송층(ETL)(226)은 2개 이상의 층이나 2개 이상의 재료를 적용하여 구성할 수 있다.
상기 제2 정공 수송층(HTL)(222)은 상기 제3 정공 수송층(HTL)(232)과 동일한 물질로 이루어질 수 있지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 제2 정공 수송층(HTL)(222)은 2개 이상의 층이나 2개 이상의 재료를 적용하여 구성할 수 있다.
상기 제2 정공 수송층(HTL)(222) 아래에 정공 주입층(HIL)을 추가로 구성할 수 있다. 상기 정공 주입층(HIL)은 제1 전하 생성층(CGL)(240)으로부터의 정공을 상기 제2 정공 수송층(HTL)(222)에 주입하는 역할을 한다.
상기 제2 발광층(EML)(224) 위에 정공 저지층(HBL)을 추가로 구성할 수 있다. 상기 제2 전자 수송층(ETL)(226)과 상기 정공 저지층(HBL)은 하나의 층으로도 구성할 수 있다.
상기 제2 발광층(EML)(224) 아래에 전자 저지층(EBL)을 추가로 구성할 수 있다. 상기 제2 정공 수송층(HTL)(222)과 상기 전자 저지층(EBL)은 하나의 층으로도 구성할 수 있다.
상기 제2 발광층(EML)(224)은 청색(Blue) 발광층으로 구성될 수 있다. 상기 청색(Blue) 발광층은 청색(Blue) 발광층, 진청색(Deep Blue) 발광층, 또는 스카이 블루(Sky Blue) 발광층 중 하나를 포함할 수 있다. 진청색(Deep Blue) 발광층은 청색(Blue) 발광층에 비해 단파장 영역에 위치하므로, 색재현율 및 휘도 향상에 유리할 수 있다.
상기 제2 발광층(EML)(224)의 피크 파장(λmax)은 440㎚ 내지 480㎚의 범위로 할 수 있다. 여기서 피크 파장은 발광 영역일 수 있다.
또는, 상기 제1 발광층(EML)(224)은 청색 발광층과 다른 색을 발광할 수 있는 보조 발광층을 포함하여 구성할 수 있다. 상기 청색(Blue) 발광층은 청색(Blue) 발광층, 진청색(Deep Blue) 발광층, 또는 스카이 블루(Sky Blue) 발광층 중 하나를 포함할 수 있다. 상기 보조 발광층으로는 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층 또는 적색(Red) 발광층 또는 녹색(Green) 발광층 중 하나로 구성되거나 이들의 조합으로 구성될 수 있다. 상기 보상기 보조 발광층으로는 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층 또는 적색(Red) 발광층 또는 녹색(Green) 발광층 중 하나로 구성되거나 이들의 조합으로 구성될 수 있다. 상기 보조 발광층을 더 구성할 경우 녹색(Green) 발광층이나 적색(Red) 발광층의 발광 효율을 더 개선할 수 있다. 상기 보조 발광층을 포함하여 제2 발광층(EML)(224)을 구성하는 경우, 상기 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층 또는 적색(Red) 발광층 또는 녹색(Green) 발광층이 상기 제2 발광층(EML)(224)의 위 또는 아래에 구성하는 것도 가능하다.
또한, 상기 보조 발광층으로 황색-녹색(Yellow-Green) 또는 적색(Red) 발광층 또는 녹색(Green) 발광층이 상기 제2 발광층(EML)(224)의 위 및 아래에 동일하게 구성하거나 다르게 구성할 수도 있다. 발광층의 위치나 수 등은 소자의 구성 및 특성에 따라 선택적으로 배치하는 것이 가능하며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 보조 발광층인 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층을 포함한 제2 발광층(EML)(224)의 피크 파장(λmax)은 440㎚ 내지 590㎚의 범위로 할 수 있다. 여기서 피크 파장은 발광 영역일 수 있다. 그리고, 상기 보조 발광층인 적색(Red) 발광층을 포함한 제2 발광층(EML)(224)의 피크 파장(λmax)은 440㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 여기서 피크 파장은 발광 영역일 수 있다. 그리고, 상기 보조 발광층인 녹색(Green) 발광층을 포함한 제2 발광층(EML)(224)의 피크 파장(λmax)은 440㎚ 내지 570㎚의 범위로 할 수 있다. 여기서 피크 파장은 발광 영역일 수 있다.
따라서, 상기 제2 발광층(EML)(224)의 발광 효율 및 색시야각이나 색재현율이 향상되도록 상기 제2 발광층(EML)(224)의 발광 위치(L2)는 상기 제2 전극(204)으로부터 150nm 내지 200nm의 범위 내에 위치하도록 설정할 수 있다. 또는, 상기 제2 발광층(EML)(224)의 발광 위치(L2)는 상기 제2 전극(204)의 반사면으로부터 150nm 내지 200nm의 범위 내에 위치하도록 설정할 수 있다.
상기 제2 발광부(220)와 상기 제3 발광부(230) 사이에는 제2 전하 생성층(CGL)(250)이 더 구성될 수 있다. 상기 제2 전하 생성층(CGL)(250)은 상기 제2 및 제3 발광부(220,230) 간의 전하 균형을 조절한다. 제2 전하 생성층(CGL)(250)은 N형 전하 생성층(N-CGL) 및 P형 전하 생성층(P-CGL)을 포함할 수 있다. 그리고, 상기 제2 전하 생성층(CGL)(150)은 단일층으로 구성할 수도 있다.
상기 제1 발광부(210)는 상기 제1 전극(202) 위에 제1 정공 수송층(HTL)(212), 제1 발광층(EML)(214) 및 제1 전자 수송층(ETL(216)을 포함하여 이루어질 수 있다.
도면에 도시하지 않았으나, 상기 제1 전극(202)위에 정공 주입층(HIL)이 추가로 구성될 수 있다.
상기 제1 발광층(EML)(214)에서는 제1 정공 수송층(HTL)(212)을 통해 공급된 정공(hole)과 제1 전자 수송층(ETL)(216)을 통해 공급된 전자(electron)들이 재결합되므로 광이 생성된다.
상기 제1 정공 수송층(HTL)(212)은 2개 이상의 층이나 2개 이상의 재료를 적용하여 구성될 수 있다.
상기 제1 전자 수송층(ETL)(216)은 2개 이상의 층이나 2개 이상의 재료를 적용하여 구성될 수 있다.
상기 제1 발광층(EML)(214) 위에 정공 저지층(HBL)을 추가로 구성할 수 있다. 상기 제1 전자 수송층(ETL)(216)과 상기 정공 저지층(HBL)은 하나의 층으로도 구성할 수 있다.
상기 제1 발광층(EML)(214) 아래에 전자 저지층(EBL)을 추가로 구성할 수 있다. 상기 제1 정공 수송층(HTL)(212)과 상기 전자 저지층(EBL)은 하나의 층으로도 구성할 수 있다.
상기 제1 발광부(210)와 상기 제2 발광부(220) 사이에는 제1 전하 생성층(CGL)(240)이 더 구성될 수 있다. 상기 제1 전하 생성층(CGL)(240)은 상기 제1 발광부(210) 및 제2 발광부(220) 간의 전하 균형을 조절한다. 상기 제1 전하 생성층(240)은 N형 전하 생성층(N-CGL)과 P형 전하 생성층(P-CGL)을 포함할 수 있다. 그리고, 상기 제1 전하 생성층(CGL)(240)은 단일층으로 구성할 수도 있다.
상기 제1 발광층(EML)(214)은 청색(Blue) 발광층으로 구성할 수 있다. 상기 청색(Blue) 발광층은 청색(Blue) 발광층, 진청색(Deep Blue) 발광층, 또는 스카이 블루(Sky Blue) 발광층 중 하나를 포함할 수 있다. 진청색(Deep Blue) 발광층은 청색(Blue) 발광층에 비해 단파장 영역에 위치하므로, 색재현율 및 휘도 향상에 유리할 수 있다.
상기 제1 발광층(EML)(214)의 피크 파장(λmax)은 440㎚ 내지 480㎚의 범위로 할 수 있다. 여기서 피크 파장은 발광 영역일 수 있다.
또는, 상기 제1 발광층(EML)(214)은 청색 발광층과 다른 색을 발광할 수 있는 보조 발광층을 포함하여 구성할 수 있다. 상기 보조 발광층으로는 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층 또는 적색(Red) 발광층 또는 녹색(Green) 발광층 중 하나로 구성되거나 이들의 조합으로 구성될 수 있다. 상기 보조 발광층을 더 구성할 경우 녹색(Green) 발광층이나 적색(Red) 발광층의 발광 효율을 더 개선할 수 있다. 상기 보조 발광층을 포함하여 제1 발광층(EML)(214)을 구성하는 경우, 상기 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층 또는 적색(Red) 발광층 또는 녹색(Green) 발광층이 상기 제1 발광층(EML)(214)의 위 또는 아래에 구성하는 것도 가능하다.
또한, 상기 보조 발광층으로 황색-녹색(Yellow-Green) 또는 적색(Red) 발광층 또는 녹색(Green) 발광층이 상기 제1 발광층(EML)(214)의 위 및 아래에 동일하게 구성하거나 다르게 구성할 수도 있다. 발광층의 위치나 수 등은 소자의 구성 및 특성에 따라 선택적으로 배치하는 것이 가능하며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 보조 발광층인 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층을 포함한 제1 발광층(EML)(214)의 피크 파장(λmax)은 440㎚ 내지 590㎚의 범위로 할 수 있다. 여기서 피크 파장은 발광 영역일 수 있다. 그리고, 상기 보조 발광층인 적색(Red) 발광층을 포함한 제1 발광층(EML)(214)의 피크 파장(λmax)은 440㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 여기서 피크 파장은 발광 영역일 수 있다. 그리고, 상기 보조 발광층인 녹색(Green) 발광층을 포함한 제1 발광층(EML)(114)의 피크 파장(λmax)은 440㎚ 내지 570㎚의 범위로 할 수 있다. 여기서 피크 파장은 발광 영역일 수 있다.
따라서, 상기 제1 발광층(EML)(214)의 발광 효율 및 색시야각이나 색재현율이 향상되도록 상기 제1 발광층(EML)(214)의 발광 위치(L3)는 상기 제2 전극(204)으로부터 270nm 내지 330nm의 범위 내에 위치하도록 설정할 수 있다. 또는, 상기 제1 발광층(EML)(214)의 발광 위치(L3)는 상기 제2 전극(204)의 반사면으로부터 270nm 내지 330nm의 범위 내에 위치하도록 설정할 수 있다.
도 9에 도시한 구조는 본 발명의 일예를 나타낸 것으로, 유기 발광 소자의 구조나 특성에 따라 선택적으로 구성하는 것이 가능하며, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 9에 도시된 구조를 적용한 유기 발광 소자의 발광층들의 발광 위치에 대해서 도 10을 참조하여 설명한다.
도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 유기 발광 소자의 발광 위치를 나타내는 도면이다.
즉, 도 10에서 가로축은 빛의 파장 영역을 나타낸 것이며, 세로축은 상기 제2 전극(204)으로부터 상기 발광부를 구성하는 발광층들의 발광 위치를 나타낸 것으로, contour map이라 할 수 있다. 여기서는 상기 제1 전극(202)과 상기 제2 전극(204)을 제외하고, 본 발명의 발광층들의 발광 위치를 나타낸 것이다.
상기 제3 발광부(230)를 구성하는 상기 제3 발광층(EML)(234)은 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층이므로, 상기 제3 발광층(EML)(234)의 피크 파장(λmax) 범위가 540㎚ 내지 575㎚ 범위가 될 수 있다.
따라서, 상기 제3 발광층(EML)(234)의 발광 위치를 20nm 내지 80nm 범위로 설정하여 상기 제3 발광층(EML)(234)의 발광 영역에 해당하는 발광 피크(Emittance Peak)(234E)가 상기 제3 발광층(EML)(234)의 피크 파장(λmax)인 540㎚ 내지 575㎚에 위치하게 한다. 따라서, 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층이 540㎚ 내지 575㎚에서 빛을 발광하게 함으로써, 등고선(contour map)의 백색(white) 영역에서 최대 효율을 낼 수 있다.
그리고, 소자의 특성이나 구조에 따라 상기 제3 발광부(230)의 상기 제3 발광층(EML)(234)은 황색(Yellow) 발광층과 적색(Red) 발광층의 두 개의 층으로 구성할 수 있다. 상기 황색(Yellow) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(λmax)은 540㎚ 내지 580㎚의 범위로 할 수 있다. 상기 적색(Red) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength; λmax)은 600㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 따라서, 이 경우에는 제3 발광층(EML)(234)의 발광 영역인 540㎚ 내지 650㎚에서 발광하도록 하여야 등고선(contour map)의 백색(white) 영역에서 최대 효율을 낼 수 있다.
또한, 소자의 특성이나 구조에 따라 상기 제3 발광부(230)의 상기 제3 발광층(EML)(234)은 적색(Red) 발광층과 녹색(Green) 발광층의 두 개의 층으로 구성할 수도 있다. 상기 적색(Red) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(λmax)은 600㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 상기 녹색(Green) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(λmax)은 510㎚ 내지 560㎚의 범위로 할 수 있다. 따라서, 이 경우에는 제3 발광층(EML)(234)의 발광 영역인 510㎚ 내지 650㎚에서 발광하도록 하여야 등고선(contour map)의 백색(white) 영역에서 최대 효율을 낼 수 있다.
또한, 소자의 특성이나 구조에 따라 상기 제3 발광부(230)의 상기 제3 발광층(EML)(234)은 적색(Red) 발광층과 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층의 두 개의 층으로 구성할 수 있다. 상기 적색(Red) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(λmax)은 600㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 상기 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(λmax)은 510㎚ 내지 580㎚의 범위로 할 수 있다. 따라서, 이 경우에는 제3 발광층(EML)(234)의 발광 영역인 510㎚ 내지 650㎚에서 발광하도록 하여야 등고선(contour map)의 백색(white) 영역에서 최대 효율을 낼 수 있다.
따라서, 상기 제3 발광층(EML)(234)으로 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층, 또는 황색(Yellow) 발광층 및 적색(Red) 발광층, 또는 적색(Red) 발광층 및 녹색(Green) 발광층, 또는 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층 및 적색(Red) 발광층 중 하나이거나 이들의 조합으로 구성하는 경우에는, 상기 제3 발광층(EML)(234)의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength; λmax) 범위가 510㎚ 내지 650㎚ 범위가 될 수 있다. 이 경우에는 제3 발광층(EML)(234)의 발광 영역인 510㎚ 내지 650㎚에서 발광하도록 하여야 등고선(contour map)의 백색(white) 영역에서 최대 효율을 낼 수 있다.
상기 제2 발광부(220)를 구성하는 상기 제2 발광층(EML)(224)은 청색(Blue) 발광층이므로, 상기 제2 발광층(EML)(224)의 발광 영역의 피크 파장(λmax) 범위는 440㎚ 내지 480㎚ 범위가 될 수 있다. 상기 청색(Blue) 발광층은 청색(Blue) 발광층, 진청색(Deep Blue) 발광층, 또는 스카이 블루(Sky Blue) 발광층 중 하나를 포함할 수 있다.
따라서, 상기 제2 발광층(EML)(224)의 발광 위치를 150nm 내지 200nm 범위로 설정하여 상기 제2 발광층(EML)(224)의 발광 영역에 해당하는 발광 피크(Emittance Peak)(224E)가 상기 제2 발광층(EML)(224)의 피크 파장(λmax)인 440㎚ 내지 480㎚에 위치하게 한다. 따라서, 청색(Blue) 발광층이 440㎚ 내지 480㎚에서 빛을 발광하게 함으로써, 등고선(contour map)의 백색(white) 영역에서 최대 효율을 낼 수 있다.
그리고, 상기 제2 발광층(EML)(224)으로 청색(Blue) 발광층 및 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층, 또는 청색(Blue) 발광층 및 적색(Red) 발광층, 또는 청색(Blue) 발광층 및 녹색(Green) 발광층 중 하나이거나 이들의 조합으로 구성하는 경우에는, 상기 제2 발광층(EML)(224)의 발광 영역의 피크 파장(λmax) 범위가 440㎚ 내지 650㎚ 범위가 될 수 있다. 상기 청색(Blue) 발광층은 청색(Blue) 발광층, 진청색(Deep Blue) 발광층, 또는 스카이 블루(Sky Blue) 발광층 중 하나를 포함할 수 있다.
상기 제1 발광부(210)를 구성하는 상기 제1 발광층(EML)(214)은 청색(Blue) 발광층이므로, 상기 제1 발광층(EML)(214)의 발광 영역의 피크 파장(λmax) 범위는 440㎚ 내지 480㎚ 범위가 될 수 있다. 상기 청색(Blue) 발광층은 청색(Blue) 발광층, 진청색(Deep Blue) 발광층, 또는 스카이 블루(Sky Blue) 발광층 중 하나를 포함할 수 있다.
따라서, 상기 제1 발광층(EML)(214)의 발광 위치를 270nm 내지 330nm 범위로 설정하여 상기 제1 발광층(EML)(214)의 발광 영역에 해당하는 발광 피크(Emittance Peak)(214E)가 상기 제1 발광층(EML)(214)의 피크 파장(λmax)인 440㎚ 내지 480㎚에 위치하게 한다. 따라서, 청색(Blue) 발광층이 440㎚ 내지 480㎚에서 빛을 발광하게 함으로써, 등고선(contour map)의 백색(white) 영역에서 최대 효율을 낼 수 있다.
그리고, 상기 제1 발광층(EML)(214)으로 청색(Blue) 발광층 및 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층, 또는 청색(Blue) 발광층 및 적색(Red) 발광층, 또는 청색(Blue) 발광층 및 녹색(Green) 발광층 중 하나이거나 이들의 조합으로 구성하는 경우에는, 상기 제1 발광층(EML)(214)의 발광 영역의 피크 파장(peak wavelength; λmax) 범위는 440㎚ 내지 650㎚ 범위가 될 수 있다. 상기 청색(Blue) 발광층은 청색(Blue) 발광층, 진청색(Deep Blue) 발광층, 또는 스카이 블루(Sky Blue) 발광층 중 하나를 포함할 수 있다.
위에서 설명한 바와 같이, 청색(Blue) 발광층의 피크 파장(λmax)인 440㎚ 내지 480㎚와, 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층의 피크 파장(λmax)인 540㎚ 내지 575㎚에서 빛이 발광하도록 하여야 등고선(contour map)의 백색(white) 영역에서 최대 효율을 낼 수 있다. 따라서, 발광층들의 피크 파장에 해당하도록 본 발명의 발광층들의 발광 위치를 설정함으로써 발광층이 최대 효율을 낼 수 있음을 알 수 있다. 그리고, 발광층의 발광 효율이 증가하므로, 패널 효율이나 색재현율이나 색시야각을 향상시킬 수 있다.
도 11은 본 발명의 제2 실시예에 따른 발광 세기를 나타내는 도면이다. 도 11은 EL 스펙트럼이라고 할 수 있다.
도 11에서 가로축은 빛의 파장 영역을 나타낸 것이며, 세로축은 발광 세기(intensity)를 나타낸 것이다. 발광 세기는 EL 스펙트럼의 최대값을 기준으로 하여 상대적인 값으로 표현한 수치이다.
도 11에서 실시예(최소 위치)는 발광층들의 발광 위치를 설정하였을 때 최소 위치로 설정한 부분이다. 예를 들면, 상기 제3 발광층(EML)(234)의 발광 위치(L1)가 상기 제2 전극(204)으로부터 20nm 내지 80nm의 범위인 경우, 최소 위치는 20nm로 설정한 것이다.
실시예(최대 위치)는 발광층들의 발광 위치를 설정하였을 때 최대 위치로 설정한 부분이다. 예를 들면, 상기 제3 발광층(EML)(234)의 발광 위치(L1)가 상기 제2 전극(204)으로부터 20nm 내지 80nm의 범위인 경우, 최대 위치는 80nm로 설정한 것이다.
실시예(최적 위치)는 본 발명의 실시예의 발광 위치로 설정한 부분이다. 예를 들면, 상기 제3 발광층(EML)(234)의 발광 위치(L1)가 상기 제2 전극(204)으로부터 20nm 내지 80nm의 범위인 경우, 실시예의 발광 위치는 20nm 내지 80nm의 범위로 설정한 것이다.
도 11에 도시한 바와 같이, 본 발명의 발광 위치의 최소 위치를 벗어날 경우 최적 위치와 비교하면 아래와 같다. 청색(Blue) 광의 피크 파장(λmax) 범위인 440㎚ 내지 480㎚에서 발광 세기가 감소함을 알 수 있다. 그리고, 황색-녹색(Yellow-Green) 광의 피크 파장(λmax) 범위인 540㎚ 내지 575㎚에서 발광 세기가 감소함을 알 수 있다. 그리고, 적색(Red) 광의 피크 파장(λmax) 범위인 600㎚ 내지 650㎚ 에서 발광 세기가 현저히 감소함을 알 수 있다.
그리고, 본 발명의 발광 위치의 최대 위치를 벗어날 경우 최적 위치와 비교하면 아래와 같다. 청색(Blue) 광의 피크 파장(peak wavelength) 범위인 440㎚ 내지 480㎚에서 발광 세기가 감소함을 알 수 있다. 그리고, 황색-녹색(Yellow-Green) 광의 피크 파장(λmax) 범위인 540㎚ 내지 575㎚에서 발광 세기가 감소함을 알 수 있다.
따라서, 실시예의 최소 위치 또는 최대 위치로 설정할 경우보다 본 발명의 최적 위치로 설정할 경우가 청색(Blue) 광의 피크 파장 범위에서 발광 세기가 증가함을 알 수 있다. 또한, 실시예의 최소위치 또는 최대 위치로 설정할 경우보다 본 발명의 최적 위치로 설정할 경우가 황색-녹색(Yellow-Green) 광의 피크 파장 범위에서 발광 세기가 증가함을 알 수 있다. 또한, 실시예의 최소 위치 또는 최대 위치로 설정할 경우보다 본 발명의 최적 위치로 설정할 경우가 적색(Red) 광의 피크 파장 범위에서 발광 세기가 증가함을 알 수 있다.
도 12는 시야각에 따른 색시야각(Δu'v')을 나타낸 그래프이다. 도 12에 도시한 바와 같이, 정면에서 바라보는 0° 부터 15°, 30°, 45°, 60°에서 기울여 바라보며 측정한 것이다.
도 12에서 실시예(최소 위치)는 발광층들의 발광 위치를 설정하였을 때 최소 위치로 설정한 부분이다. 예를 들면, 상기 제3 발광층(EML)(234)의 발광 위치(L1)가 상기 제2 전극(204)으로부터 20nm 내지 80nm의 범위인 경우, 최소 위치는 20nm로 설정한 것이다.
실시예(최대 위치)는 발광층들의 발광 위치를 설정하였을 때 최대 위치로 설정한 부분이다. 예를 들면, 상기 제3 발광층(EML)(234)의 발광 위치(L1)가 상기 제2 전극(204)으로부터 20nm 내지 80nm의 범위인 경우, 최대 위치는 80nm로 설정한 것이다.
실시예(최적 위치)는 본 발명의 실시예의 발광 위치로 설정한 부분이다. 예를 들면, 상기 제3 발광층(EML)(234)의 발광 위치(L1)가 상기 제2 전극(204)으로부터 20nm 내지 80nm의 범위인 경우, 실시예의 발광 위치는 20nm 내지 80nm의 범위로 설정한 것이다.
도 12에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 발광 위치의 최소 위치를 벗어날 경우 최적 위치와 비교하면 아래와 같다. 본 발명의 최적 위치로 할 경우, 유기 발광 소자에서 방출되는 광의 60°의 시야각에서 색시야각(Δu'v')은 0.016임을 알 수 있다. 그리고, 최소 위치를 벗어날 경우 유기 발광 소자에서 방출되는 광의 60°의 시야각에서 색시야각(Δu'v')은 0.050임을 알 수 있다. 따라서, 최소 위치를 벗어날 경우 색시야각(Δu'v')은 0.050이상이 되므로, 유기발광 표시장치의 화면에서의 각도에 따른 색변화율이나 색시야각의 불량이 발생하게 된다. 이에 따라, 소비자는 시야각에 따라서 색변화를 감지할 수 있게 된다.
그리고, 본 발명의 발광 위치의 최대 위치를 벗어날 경우 최적 위치와 비교하면 아래와 같다. 본 발명의 최적 위치로 할 경우, 유기 발광 소자에서 방출되는 광의 60°의 시야각에서 색시야각(Δu'v')은 0.016임을 알 수 있다. 그리고, 최대 위치를 벗어날 경우 유기 발광 소자에서 방출되는 광의 60°의 시야각에서 색시야각(Δu'v')은 0.070임을 알 수 있다. 따라서, 최소 위치를 벗어날 경우 색시야각(Δu'v')은 0.070이상이 되므로, 유기발광 표시장치의 화면에서의 각도에 따른 색변화율이나 색시야각의 불량이 발생하게 된다. 이에 따라, 소비자는 시야각에 따라서 색변화를 감지할 수 있게 된다.
따라서, 실시예의 최소 위치 또는 최대 위치로 설정할 경우보다 본 발명의 최적 위치로 설정할 경우, 본 발명의 유기 발광 소자에서 방출되는 광의 60°의 시야각에서 색시야각(Δu'v')이 0.016임을 알 수 있다. 이는 실시예에서는 시야각에 따른 색시야각(Δu'v')이 작으므로, 시야각에 따라서 소비자가 느끼는 색변화율을 개선할 수 있다. 또한, 백색의 색시야각 (Δu'v')이 감소하므로, 유기발광 표시장치로 구현할 경우 시야각 위치에 관계없이 동일 색상을 구현하는데 유리할 수 있다. 또한, 유기발광 표시장치의 화면에서의 각도에 따른 색변화율이나 색시야각의 불량을 개선할 수 있다.
또한, 발광층들의 스펙트럼 변화율 및 캐비티 피크를 고려하여 발광 효율 및 색시야각이 향상되도록 상기 제1 발광층, 상기 제2 발광층 및 상기 제3 발광층의 발광 위치가 설정될 수 있다.
상기 제1 전극의 위치는 상기 제2 전극으로부터 500nm 내지 600nm 범위일 수 있다.
상기 제3 발광층의 발광 위치는 상기 제2 전극으로부터 20nm 내지 80nm 범위일 수 있다.
상기 제2 발광층의 발광 위치는 상기 제2 전극으로부터 150nm 내지 200nm 범위일 수 있다.
상기 제1 발광층의 발광 위치는 상기 제2 전극으로부터 270nm 내지 330nm 범위일 수 있다.
상기 유기 발광 소자에서 방출되는 광의 60° 시야각에서 색시야각 (Δu'v')이 0.016 이하일 수 있다.
도 13은 본 발명의 제3 실시예에 따른 백색 유기 발광 소자를 나타내는 도면이다. 본 실시예를 설명함에 있어 이전 실시예와 동일 또는 대응되는 구성 요소에 대한 설명은 생략하기로 한다.
본 실시예에서는 제1 전극으로부터 발광층들의 발광 위치를 설정하는 것으로, 소자 설계에 따라 발광 위치를 제1 전극으로부터 설정할 수 있다.
상기 제1 전극(302)과 제2 전극(304)은 각각 애노드(anode) 또는 캐소드(cathode)로 지칭될 수 있다.
상기 제1 전극(302)은 반사 전극이고, 상기 제2 전극(304)은 반투과 전극으로 구성될 수 있다.
상기 제1 발광부(310)는 상기 제1 전극(302) 위에 제1 정공 수송층(HTL)(312), 제1 발광층(EML)(314), 제1 전자 수송층(ETL)(316)을 포함하여 이루어질 수 있다.
본 발명의 제3 실시예는 상기 제1 전극(302)으로부터 상기 제2 전극(304)의 위치와, 상기 제1 발광부(310)의 제1 발광층, 상기 제2 발광부(320)의 제2 발광층 및 상기 제3 발광부(330)의 제3 발광층의 발광 위치를 설정하여 발광 효율 및 색시야각이나 색재현율을 개선할 수 있다.
상기 제2 전극(304)의 위치(L0)는 상기 제1 전극(302)으로부터 500nm 내지 600nm이 오도록 설정한다. 또는, 상기 제2 전극(304)의 위치(L0)는 상기 기판(301)과 상기 제1 전극(302)의 계면으로부터 500nm 내지 600nm의 범위 내에 위치하도록 설정한다. 그리고, 상기 제1 발광부(310), 제2 발광부(320), 제3 발광부(330)를 구성하는 발광층의 발광 피크(Emittance Peak)를 특정한 파장에 위치하게 하고, 그 특정 파장의 빛을 발광시킴으로써 발광 효율을 개선할 수 있다. 그리고, 상기 제1 발광부(310), 상기 제2 발광부(320) 및 상기 제3 발광부(330)는 상기 제1 발광층, 상기 제2 발광층 및 상기 제3 발광층의 발광 영역에서 최대 발광 범위를 가질 수 있다.
상기 제1 발광부(310)는 상기 제1 전극(302) 위에 제1 정공 수송층(HTL)(312), 제1 발광층(EML)(314) 및 제1 전자 수송층(ETL(316)을 포함하여 이루어질 수 있다.
도면에 도시하지 않았으나, 상기 제1 전극(302)위에 정공 주입층(HIL)이 추가로 구성될 수 있다.
상기 제1 정공 수송층(HTL)(312)은 2개 이상의 층이나 2개 이상의 재료를 적용하여 구성될 수 있다.
상기 제1 전자 수송층(ETL)(316)은 2개 이상의 층이나 2개 이상의 재료를 적용하여 구성될 수 있다.
상기 제1 발광층(EML)(214) 위에 정공 저지층(HBL)을 추가로 구성할 수 있다. 상기 제1 전자 수송층(ETL)(316)과 상기 정공 저지층(HBL)은 하나의 층으로도 구성할 수 있다.
상기 제1 발광층(EML)(314) 아래에 전자 저지층(EBL)을 추가로 구성할 수 있다. 상기 제1 정공 수송층(HTL)(312)과 상기 전자 저지층(EBL)은 하나의 층으로도 구성할 수 있다.
상기 제1 발광층(EML)(314)은 청색(Blue) 발광층으로 구성될 수 있다. 상기 청색(Blue) 발광층은 청색(Blue) 발광층, 진청색(Deep Blue) 발광층, 또는 스카이 블루(Sky Blue) 발광층 중 하나를 포함할 수 있다. 진청색(Deep Blue) 발광층은 청색(Blue) 발광층에 비해 단파장 영역에 위치하므로, 색재현율 및 휘도 향상에 유리할 수 있다.
상기 제1 발광층(EML)(314)의 피크 파장(λmax)은 440㎚ 내지 480㎚의 범위로 할 수 있다. 여기서 피크 파장은 발광 영역일 수 있다.
또는, 상기 제1 발광층(EML)(314)은 청색 발광층과 다른 색을 발광할 수 있는 보조 발광층을 포함하여 구성할 수 있다. 상기 청색(Blue) 발광층은 청색(Blue) 발광층, 진청색(Deep Blue) 발광층, 또는 스카이 블루(Sky Blue) 발광층 중 하나를 포함할 수 있다. 상기 보조 발광층으로는 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층 또는 적색(Red) 발광층 또는 녹색(Green) 발광층 중 하나로 구성되거나 이들의 조합으로 구성될 수 있다. 상기 보조 발광층을 더 구성할 경우 녹색(Green) 발광층이나 적색(Red) 발광층의 발광 효율을 더 개선할 수 있다. 상기 보조 발광층을 포함하여 제1 발광층(EML)(314)을 구성하는 경우, 상기 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층 또는 적색(Red) 발광층 또는 녹색(Green) 발광층이 상기 제1 발광층(EML)(314)의 위 또는 아래에 구성하는 것도 가능하다.
또한, 상기 보조 발광층으로 황색-녹색(Yellow-Green) 또는 적색(Red) 발광층 또는 녹색(Green) 발광층이 상기 제1 발광층(EML)(314)의 위 및 아래에 동일하게 구성하거나 다르게 구성할 수도 있다. 발광층의 위치나 수 등은 소자의 구성 및 특성에 따라 선택적으로 배치하는 것이 가능하며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 보조 발광층인 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층을 포함한 제1 발광층(EML)(314)의 피크 파장(λmax)은 440㎚ 내지 590㎚의 범위로 할 수 있다. 여기서 피크 파장은 발광 영역일 수 있다. 그리고, 상기 보조 발광층인 적색(Red) 발광층을 포함한 제1 발광층(EML)(314)의 피크 파장(λmax)은 440㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 여기서 피크 파장은 발광 영역일 수 있다. 그리고, 상기 보조 발광층인 녹색(Green) 발광층을 포함한 제1 발광층(EML)(314)의 피크 파장(λmax)은 440㎚ 내지 570㎚의 범위로 할 수 있다. 여기서 피크 파장은 발광 영역일 수 있다.
따라서, 상기 제1 발광층(EML)(314)의 발광 효율 및 색시야각이나 색재현율이 향상되도록 상기 제1 발광층(EML)(314)의 발광 위치(L1)는 상기 제1 전극(302)으로부터 100nm 내지 150nm의 범위 내에 위치하도록 설정할 수 있다. 또는, 상기 제1 발광층(EML)(314)의 발광 위치(L1)는 상기 기판(301)과 상기 제1 전극(302)의 계면으로부터 100nm 내지 150nm의 범위 내에 위치하도록 설정할 수 있다.
상기 제2 발광부(320)는 제2 정공 수송층(HTL)(322), 제2 발광층(EML)(324), 제2 전자 수송층(ETL)(326)을 포함하여 이루어질 수 있다.
도면에 도시하지 않았으나, 상기 제2 발광부(320)는 상기 제2 전자 수송층(ETL)(326) 위에 전자 주입층(EIL)이 추가로 구성될 수 있다.
상기 제2 전자 수송층(ETL)(326)은 2개 이상의 층이나 2개 이상의 재료를 적용하여 구성할 수 있다.
상기 제2 정공 수송층(HTL)(322)은 2개 이상의 층이나 2개 이상의 재료를 적용하여 구성할 수 있다.
상기 제2 정공 수송층(HTL)(322) 아래에 정공 주입층(HIL)을 추가로 구성할 수 있다.
상기 제2 발광층(EML)(324) 위에 정공 저지층(HBL)을 추가로 구성할 수 있다. 상기 제2 전자 수송층(ETL)(326)과 상기 정공 저지층(HBL)은 하나의 층으로도 구성할 수 있다.
상기 제2 발광층(EML)(324) 아래에 전자 저지층(EBL)을 추가로 구성할 수 있다. 상기 제2 정공 수송층(HTL)(322)과 상기 전자 저지층(EBL)은 하나의 층으로도 구성할 수 있다.
상기 제2 발광층(EML)(324)은 청색(Blue) 발광층으로 구성된다. 상기 청색(Blue) 발광층은 청색(Blue) 발광층, 진청색(Deep Blue) 발광층, 또는 스카이 블루(Sky Blue) 발광층 중 하나를 포함할 수 있다. 진청색(Deep Blue) 발광층은 청색(Blue) 발광층에 비해 단파장 영역에 위치하므로, 색재현율 및 휘도 향상에 유리할 수 있다.
상기 제2 발광층(EML)(324)의 피크 파장(λmax)은 440㎚ 내지 480㎚의 범위로 할 수 있다. 여기서 피크 파장은 발광 영역일 수 있다.
또는, 상기 제2 발광층(EML)(324)은 청색 발광층과 다른 색을 발광할 수 있는 보조 발광층을 포함하여 구성할 수 있다. 상기 청색(Blue) 발광층은 청색(Blue) 발광층, 진청색(Deep Blue) 발광층, 또는 스카이 블루(Sky Blue) 발광층 중 하나를 포함할 수 있다. 상기 보조 발광층으로는 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층 또는 적색(Red) 발광층 또는 녹색(Green) 발광층 중 하나로 구성되거나 이들의 조합으로 구성될 수 있다. 상기 보조 발광층을 더 구성할 경우 녹색(Green) 발광층이나 적색(Red) 발광층의 발광 효율을 더 개선할 수 있다. 상기 보조 발광층을 포함하여 제2 발광층(EML)(324)을 구성하는 경우, 상기 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층 또는 적색(Red) 발광층 또는 녹색(Green) 발광층이 상기 제2 발광층(EML)(324)의 위 또는 아래에 구성하는 것도 가능하다.
또한, 상기 보조 발광층으로 황색-녹색(Yellow-Green) 또는 적색(Red) 발광층 또는 녹색(Green) 발광층이 상기 제2 발광층(EML)(324)의 위 및 아래에 동일하게 구성하거나 다르게 구성할 수도 있다. 발광층의 위치나 수 등은 소자의 구성 및 특성에 따라 선택적으로 배치하는 것이 가능하며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 보조 발광층인 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층을 포함한 제2 발광층(EML)(324)의 피크 파장(λmax)은 440㎚ 내지 590㎚의 범위로 할 수 있다. 여기서 피크 파장은 발광 영역일 수 있다. 그리고, 상기 보조 발광층인 적색(Red) 발광층을 포함한 제2 발광층(EML)(324)의 피크 파장(λmax)은 440㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 여기서 피크 파장은 발광 영역일 수 있다. 그리고, 상기 보조 발광층인 녹색(Green) 발광층을 포함한 제2 발광층(EML)(324)의 피크 파장(λmax)은 440㎚ 내지 570㎚의 범위로 할 수 있다. 여기서 피크 파장은 발광 영역일 수 있다.
따라서, 상기 제2 발광층(EML)(324)의 발광 효율 및 색시야각이나 색재현율이 향상되도록 상기 제2 발광층(EML)(324)의 발광 위치(L2)는 상기 제1 전극(302)으로부터 240nm 내지 280nm의 범위 내에 위치하도록 설정할 수 있다. 또는, 상기 제2 발광층(EML)(324)의 발광 위치(L2)는 상기 기판(301)과 상기 제2 전극(302)의 계면으로부터 240nm 내지 280nm의 범위 내에 위치하도록 설정할 수 있다.
상기 제1 발광부(310)와 상기 제2 발광부(320) 사이에는 제1 전하 생성층(CGL)(340)이 더 구성될 수 있다. 상기 제1 전하 생성층(CGL)(340)은 상기 제1 발광부(310) 및 제2 발광부(320) 간의 전하 균형을 조절한다. 상기 제1 전하 생성층(340)은 N형 전하 생성층(N-CGL)과 P형 전하 생성층(P-CGL)을 포함할 수 있다. 그리고, 상기 제1 전하 생성층(CGL)(340)은 단일층으로 구성할 수도 있다.
상기 제3 발광부(330)는 상기 제2 전극(304) 아래에 제3 전자 수송층(ETL)(336), 제3 발광층(EML)(334) 및 제3 정공 수송층(HTL(332)을 포함하여 이루어질 수 있다. 도면에 도시하지 않았으나, 상기 제3 전자 수송층(ETL)(336) 위에 전자 주입층(EIL)을 추가로 구성할 수 있다.
상기 제3 전자 수송층(ETL)(336)은 2개 이상의 층이나 2개 이상의 재료를 적용하여 구성할 수 있다.
상기 제3 정공 수송층(HTL)(332)은 2개 이상의 층이나 2개 이상의 재료를 적용하여 구성할 수 있다.
상기 제3 정공 수송층(HTL)(332) 아래에 정공 주입층(HIL)을 추가로 구성할 수 있다.
상기 제3 발광층(EML)(334) 위에 정공 저지층(HBL)을 추가로 구성할 수 있다. 상기 제3 전자 수송층(ETL)(336)과 상기 정공 저지층(HBL)은 하나의 층으로도 구성할 수 있다.
상기 제3 발광층(EML)(334) 아래에 전자 저지층(EBL)을 추가로 구성할 수 있다. 상기 제3 정공 수송층(HTL)(332)과 상기 전자 저지층(EBL)은 하나의 층으로도 구성할 수 있다.
상기 제2 발광부(320)와 상기 제3 발광부(330) 사이에는 제2 전하 생성층(CGL)(350)이 더 구성될 수 있다. 상기 제2 전하 생성층(CGL)(350)은 상기 제2 및 제3 발광부(320,330) 간의 전하 균형을 조절한다. 제2 전하 생성층(CGL)(350)은 N형 전하 생성층(N-CGL) 및 P형 전하 생성층(P-CGL)을 포함할 수 있다. 그리고, 상기 제2 전하 생성층(CGL)(350)은 단일층으로 구성할 수도 있다.
상기 제3 발광층(EML)(334)은 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층, 또는 황색(Yellow) 발광층 및 적색(Red) 발광층, 또는 적색(Red) 발광층 및 녹색(Green) 발광층, 또는 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층 및 적색(Red) 발광층 중 하나로 구성되거나 이들의 조합으로 구성될 수 있다. 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층에 적색(Red) 발광층을 더 구성하는 경우에는 적색(Red) 발광층의 효율을 더 개선할 수 있다. 상기 적색(Red) 발광층은 상기 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층의 위 또는 아래에 구성할 수 있다. 그리고, 상기 황색(Yellow) 발광층 및 적색(Red) 발광층, 또는 적색(Red) 발광층 및 녹색(Green) 발광층, 또는 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층 및 적색(Red) 발광층은 상기 제3 발광층(EML)(334)의 위 또는 아래에 구성하는 것도 가능하다. 또한, 상기 황색(Yellow) 발광층 및 적색(Red) 발광층, 또는 적색(Red) 발광층 및 녹색(Green) 발광층, 또는 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층 및 적색(Red) 발광층은 상기 제3 발광층(EML)(334)의 위 및 아래에 동일하게 구성하거나 다르게 구성할 수도 있다.
그리고, 상기 황색(Yellow) 발광층의 피크 파장(λmax)은 540㎚ 내지 580㎚의 범위로 할 수 있다. 상기 적색(Red) 발광층의 피크(peak wavelength)은 600㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 따라서, 상기 황색(Yellow) 발광층 및 적색(Red) 발광층의 피크 파장(λmax)은 540㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 여기서 피크 파장은 발광 영역일 수 있다. 상기 황색(Yellow) 발광층과 적색(Red) 발광층의 두 개의 층으로 구성할 경우, 적색(Red) 발광층의 발광 효율을 높일 수 있다.
그리고, 상기 적색(Red) 발광층의 피크 파장(λmax)은 600㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 상기 녹색(Green) 발광층의 피크 파장(peak wavelength)은 510㎚ 내지 560㎚의 범위로 할 수 있다. 따라서, 적색(Red) 발광층 및 녹색(Green) 발광층의 피크 파장(λmax)은 510㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 여기서 피크 파장은 발광 영역일 수 있다. 상기 적색(Red) 발광층과 녹색(Green) 발광층의 두 개의 층으로 구성할 경우, 색재현율을 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 황색(Yellow) 발광층의 피크 파장(λmax)은 540㎚ 내지 580㎚의 범위로 할 수 있다. 상기 적색(Red) 발광층의 피크(peak wavelength)은 600㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 따라서, 상기 황색(Yellow) 발광층과 적색(Red) 발광층의 피크 파장(λmax)은 540㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 여기서 피크 파장은 발광 영역일 수 있다. 상기 황색(Yellow) 발광층과 적색(Red) 발광층의 두 개의 층으로 구성할 경우, 적색(Red) 발광층의 발광 효율을 높일 수 있다.
또한, 소자의 특성이나 구조에 따라 상기 제3 발광부(330)의 상기 제3 발광층(EML)(334)은 적색(Red) 발광층과 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층의 두 개의 층으로 구성할 수 있다. 상기 적색(Red) 발광층의 피크 파장(λmax)은 600㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 상기 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층의 피크 파장(λmax)은 510㎚ 내지 580㎚의 범위로 할 수 있다. 상기 적색(Red) 발광층과 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층의 두 개의 층으로 구성할 경우, 적색(Red) 발광층의 발광 효율을 높일 수 있다. 이 경우, 상기 제3 발광층(EML)(334)의 피크 파장(λmax)은 510㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 여기서 피크 파장은 발광 영역일 수 있다.
상기 제3 발광층(EML)(334)이 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층, 또는 황색(Yellow) 발광층 및 적색(Red) 발광층, 또는 적색(Red) 발광층 및 녹색(Green) 발광층, 또는 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층 및 적색(Red) 발광층 중 하나로 구성되거나 이들의 조합으로 구성될 경우, 상기 제3 발광층(EML)(334)의 피크 파장(λmax)은 510㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 여기서 피크 파장은 발광 영역일 수 있다.
상기 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층의 피크 파장(λmax)은 540㎚ 내지 575㎚의 범위로 할 수 있다. 여기서 피크 파장은 발광 영역일 수 있다.
따라서, 상기 제3 발광층(EML)(334)의 발광 효율 및 색시야각이나 색재현율이 향상되도록 상기 제3 발광층(EML)(334)의 발광 위치(L3)는 상기 제1 전극(302)으로부터 370nm 내지 410nm의 범위 내에 위치하도록 설정할 수 있다. 또는, 상기 제3 발광층(EML)(334)의 발광 위치(L3)는 상기 기판(301)과 상기 제1 전극(302)의 계면으로부터 370nm 내지 410nm의 범위 내에 위치하도록 설정할 수 있다.
도 13에 도시한 구조는 본 발명의 일예를 나타낸 것으로, 유기 발광 소자의 구조나 특성에 따라 선택적으로 구성하는 것이 가능하며, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 13에 도시된 구조를 적용한 유기 발광 소자의 발광층들의 발광 위치에 대해서 도 14를 참조하여 설명한다.
도 14는 본 발명의 제3 실시예에 따른 유기 발광 소자의 발광 위치를 나타내는 도면이다.
즉, 도 14에서 가로축은 빛의 파장 영역을 나타낸 것이며, 세로축은 상기 제2 전극(204)으로부터 상기 발광부를 구성하는 발광층들의 발광 위치를 나타낸 것으로, contour map이라 할 수 있다. 여기서는 상기 제1 전극(302)과 상기 제2 전극(304)을 제외하고, 본 발명의 발광층들의 발광 위치를 나타낸 것이다.
상기 제1 발광부(310)를 구성하는 상기 제1 발광층(EML)(314)은 청색(Blue) 발광층이므로, 상기 제1 발광층(EML)(314)의 발광 영역의 피크 파장(λmax) 범위는 440㎚ 내지 480㎚ 범위가 될 수 있다. 상기 청색(Blue) 발광층은 청색(Blue) 발광층, 진청색(Deep Blue) 발광층, 또는 스카이 블루(Sky Blue) 발광층 중 하나를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 제1 발광층(EML)(314)으로 청색(Blue) 발광층 및 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층, 또는 청색(Blue) 발광층 및 적색(Red) 발광층, 또는 청색(Blue) 발광층 및 녹색(Green) 발광층 중 하나이거나 이들의 조합으로 구성하는 경우에는, 상기 제1 발광층(EML)(314)의 발광 영역의 피크 파장(λmax) 범위가 440㎚ 내지 650㎚ 범위가 될 수 있다. 상기 청색(Blue) 발광층은 청색(Blue) 발광층, 진청색(Deep Blue) 발광층, 또는 스카이 블루(Sky Blue) 발광층 중 하나를 포함할 수 있다.
따라서, 상기 제1 발광층(EML)(314)의 발광 위치를 100nm 내지 150nm 범위로 설정하여 상기 제1 발광층(EML)(314)의 발광 영역에 해당하는 발광 피크(Emittance Peak)(314E)가 상기 제1 발광층(EML)(314)의 피크 파장(λmax)인 440㎚ 내지 480㎚에 위치하게 한다. 따라서, 청색(Blue) 발광층이 440㎚ 내지 480㎚에서 빛을 발광하게 함으로써, 등고선(contour map)의 백색(white) 영역에서 최대 효율을 낼 수 있다.
상기 청색(Blue) 발광층은 청색(Blue) 발광층, 진청색(Deep Blue) 발광층, 또는 스카이 블루(Sky Blue) 발광층 중 하나를 포함할 수 있다.
상기 제2 발광부(320)를 구성하는 상기 제2 발광층(EML)(324)은 청색(Blue) 발광층이므로, 상기 제2 발광층(EML)(324)의 발광 영역의 피크 파장(λmax) 범위는 440㎚ 내지 480㎚ 범위가 될 수 있다.
따라서, 상기 제2 발광층(EML)(324)의 발광 위치를 240nm 내지 280nm 범위로 설정하여 상기 제2 발광층(EML)(324)의 발광 영역에 해당하는 발광 피크(Emittance Peak)(324E)가 상기 제2 발광층(EML)(324)의 피크 파장(λmax)인 440㎚ 내지 480㎚에 위치하게 한다. 따라서, 청색(Blue) 발광층이 440㎚ 내지 480㎚에서 빛을 발광하게 함으로써, 등고선(contour map)의 백색(white) 영역에서 최대 효율을 낼 수 있다. 상기 청색(Blue) 발광층은 청색(Blue) 발광층, 진청색(Deep Blue) 발광층, 또는 스카이 블루(Sky Blue) 발광층 중 하나를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 제2 발광층(EML)(324)으로 청색(Blue) 발광층 및 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층, 또는 청색(Blue) 발광층 및 적색(Red) 발광층, 또는 청색(Blue) 발광층 및 녹색(Green) 발광층 중 하나이거나 이들의 조합으로 구성하는 경우에는, 상기 제2 발광층(EML)(324)의 발광 영역의 피크 파장(λmax) 범위가 440㎚ 내지 650㎚ 범위가 될 수 있다. 상기 청색(Blue) 발광층은 청색(Blue) 발광층, 진청색(Deep Blue) 발광층, 또는 스카이 블루(Sky Blue) 발광층 중 하나를 포함할 수 있다.
상기 제3 발광부(330)를 구성하는 상기 제3 발광층(EML)(334)은 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층이므로, 상기 제3 발광층(EML)(234)의 피크 파장(λmax) 범위가 540㎚ 내지 575㎚ 범위가 될 수 있다.
따라서, 상기 제3 발광층(EML)(334)의 발광 위치를 370nm 내지 410nm 범위로 설정하여 상기 제3 발광층(EML)(334)의 발광 영역에 해당하는 발광 피크(Emittance Peak)(334E)가 상기 제3 발광층(EML)(334)의 피크 파장(λmax)인 540㎚ 내지 575㎚에 위치하게 한다. 따라서, 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층이 540㎚ 내지 575㎚에서 빛을 발광하게 함으로써, 등고선(contour map)의 백색(white) 영역에서 최대 효율을 낼 수 있다.
그리고, 소자의 특성이나 구조에 따라 상기 제3 발광부(330)의 상기 제3 발광층(EML)(334)은 황색(Yellow) 발광층과 적색(Red) 발광층의 두 개의 층으로 구성할 수 있다. 상기 황색(Yellow) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(λmax)은 540㎚ 내지 580㎚의 범위로 할 수 있다. 상기 적색(Red) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(max)은 600㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 따라서, 이 경우에는 제3 발광층(EML)(334)의 발광 영역인 540㎚ 내지 650㎚에서 발광하도록 하여야 등고선(contour map)의 백색(white) 영역에서 최대 효율을 낼 수 있다.
또한, 소자의 특성이나 구조에 따라 상기 제3 발광부(330)의 상기 제3 발광층(EML)(334)은 적색(Red) 발광층과 녹색(Green) 발광층의 두 개의 층으로 구성할 수도 있다. 상기 적색(Red) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(λmax)은 600㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 상기 녹색(Green) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(λmax)은 510㎚ 내지 560㎚의 범위로 할 수 있다. 따라서, 이 경우에는 제3 발광층(EML)(334)의 발광 영역인 510㎚ 내지 650㎚에서 발광하도록 하여야 등고선(contour map)의 백색(white) 영역에서 최대 효율을 낼 수 있다.
또한, 소자의 특성이나 구조에 따라 상기 제3 발광부(330)의 상기 제3 발광층(EML)(334)은 적색(Red) 발광층과 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층의 두 개의 층으로 구성할 수 있다. 상기 적색(Red) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(λmax)은 600㎚ 내지 650㎚의 범위로 할 수 있다. 상기 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층의 발광 영역의 피크 파장(λmax)은 510㎚ 내지 580㎚의 범위로 할 수 있다. 따라서, 이 경우에는 제3 발광층(EML)(334)의 발광 영역인 510㎚ 내지 650㎚에서 발광하도록 하여야 등고선(contour map)의 백색(white) 영역에서 최대 효율을 낼 수 있다.
따라서, 상기 제3 발광층(EML)(334)으로 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층, 또는 황색(Yellow) 발광층 및 적색(Red) 발광층, 또는 적색(Red) 발광층 및 녹색(Green) 발광층, 또는 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층 및 적색(Red) 발광층 중 하나이거나 이들의 조합으로 구성하는 경우에는, 상기 제3 발광층(EML)(334)의 발광 영역의 피크 파장(λmax) 범위가 510㎚ 내지 650㎚ 범위가 될 수 있다. 이 경우에는 제3 발광층(EML)(334)의 발광 영역인 510㎚ 내지 650㎚에서 발광하도록 하여야 등고선(contour map)의 백색(white) 영역에서 최대 효율을 낼 수 있다.
위에서 설명한 바와 같이, 청색(Blue) 발광층의 피크 파장(λmax)인 440㎚ 내지 480㎚와, 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층의 피크 파장(λmax)인 540㎚ 내지 575㎚에서 빛이 발광하도록 하여야 등고선(contour map)의 백색(white) 영역에서 최대 효율을 낼 수 있다. 따라서, 발광층들의 피크 파장에 해당하도록 본 발명의 발광층들의 발광 위치를 설정함으로써 발광층이 최대 효율을 낼 수 있음을 알 수 있다. 그리고, 발광층의 발광 효율이 증가하므로, 패널 효율이나 색재현율이나 색시야각을 향상시킬 수 있다.
도 15는 본 발명의 제3 실시예에 따른 발광 세기를 나타내는 도면이다. 도 15는 EL 스펙트럼이라고 할 수 있다.
도 15에서 가로축은 빛의 파장 영역을 나타낸 것이며, 세로축은 발광 세기(intensity)를 나타낸 것이다. 발광 세기는 EL 스펙트럼의 최대값을 기준으로 하여 상대적인 값으로 표현한 수치이다.
도 15에서 실시예(최소 위치)는 발광층들의 발광 위치를 설정하였을 때 최소 위치로 설정한 부분이다. 예를 들면, 상기 제1 발광층(EML)(314)의 발광 위치(L1)가 상기 제1 전극(302)으로부터 100nm 내지 150nm의 범위인 경우, 최소 위치는 100nm로 설정한 것이다.
실시예(최대 위치)는 발광층들의 발광 위치를 설정하였을 때 최대 위치로 설정한 부분이다. 예를 들면, 상기 제1 발광층(EML)(314)의 발광 위치(L1)가 상기 제1 전극(302)으로부터 100nm 내지 150nm의 범위인 경우, 최대 위치는 150nm로 설정한 것이다.
실시예(최적 위치)는 본 발명의 실시예의 발광 위치로 설정한 부분이다. 예를 들면, 상기 제1 발광층(EML)(314)의 발광 위치(L1)가 상기 제1 전극(302)으로부터 100nm 내지 150nm의 범위인 경우, 실시예의 발광 위치는 100nm 내지 150nm의 범위로 설정한 것이다.
도 15에 도시한 바와 같이, 본 발명의 발광 위치의 최소 위치를 벗어날 경우 최적 위치와 비교하면 아래와 같다. 청색(Blue) 광의 피크 파장(λmax) 범위인 440㎚ 내지 480㎚에서 발광 세기가 감소함을 알 수 있다. 그리고, 황색-녹색(Yellow-Green) 광의 피크 파장(λmax) 범위인 540㎚ 내지 575㎚에서 발광 세기가 감소함을 알 수 있다. 그리고, 적색(Red) 광의 피크 파장(λmax) 범위인 600㎚ 내지 650㎚ 에서 발광 세기가 현저히 감소함을 알 수 있다.
그리고, 본 발명의 발광 위치의 최대 위치를 벗어날 경우 최적 위치와 비교하면 아래와 같다. 청색(Blue) 광의 피크 파장(λmax) 범위인 440㎚ 내지 480㎚에서 발광 세기가 감소함을 알 수 있다. 그리고, 황색-녹색(Yellow-Green) 광의 피크 파장(λmax) 범위인 540㎚ 내지 575㎚에서 발광 세기가 감소함을 알 수 있다.
따라서, 실시예의 최소 위치 또는 최대 위치로 설정할 경우보다 본 발명의 최적 위치로 설정할 경우가 청색(Blue) 광의 피크 파장 범위에서 발광 세기가 증가함을 알 수 있다. 또한, 실시예의 최소위치 또는 최대 위치로 설정할 경우보다 본 발명의 최적 위치로 설정할 경우가 황색-녹색(Yellow-Green) 광의 피크 파장 범위에서 발광 세기가 증가함을 알 수 있다. 또한, 실시예의 최소 위치 또는 최대 위치로 설정할 경우보다 본 발명의 최적 위치로 설정할 경우가 적색(Red) 광의 피크 파장 범위에서 발광 세기가 증가함을 알 수 있다.
도 16은 시야각에 따른 색시야각(Δu'v')을 나타낸 그래프이다. 도 16에 도시한 바와 같이, 정면에서 바라보는 0°부터 15°, 30°, 45°, 60°에서 기울여 바라보며 측정한 것이다.
도 16에서 실시예(최소 위치)는 발광층들의 발광 위치를 설정하였을 때 최소 위치로 설정한 부분이다. 예를 들면, 상기 제1 발광층(EML)(314)의 발광 위치(L1)가 상기 제1 전극(302)으로부터 100nm 내지 150nm의 범위인 경우, 최소 위치는 100nm로 설정한 것이다.
실시예(최대 위치)는 발광층들의 발광 위치를 설정하였을 때 최대 위치로 설정한 부분이다. 예를 들면, 상기 제1 발광층(EML)(314)의 발광 위치(L1)가 상기 제1 전극(302)으로부터 100nm 내지 150nm의 범위인 경우, 최대 위치는 150nm로 설정한 것이다.
실시예(최적 위치)는 본 발명의 실시예의 발광 위치로 설정한 부분이다. 예를 들면, 상기 제1 발광층(EML)(314)의 발광 위치(L1)가 상기 제1 전극(302)으로부터 100nm 내지 150nm의 범위인 경우, 실시예의 발광 위치는 100nm 내지 150nm의 범위로 설정한 것이다.
도 16에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 발광 위치의 최소 위치를 벗어날 경우 최적 위치와 비교하면 아래와 같다. 본 발명의 최적 위치로 할 경우, 유기 발광 소자에서 방출되는 광의 60°의 시야각에서 색시야각(Δu'v')은 0.016임을 알 수 있다. 그리고, 최소 위치를 벗어날 경우 유기 발광 소자에서 방출되는 광의 60°의 시야각에서 색시야각(Δu'v')은 0.070임을 알 수 있다. 따라서, 최소 위치를 벗어날 경우 색시야각(Δu'v')은 0.070이상이 되므로, 유기발광 표시장치의 화면에서의 각도에 따른 색변화율이나 색시야각의 불량이 발생하게 된다. 이에 따라, 소비자는 시야각에 따라서 색변화를 감지할 수 있게 된다.
그리고, 본 발명의 발광 위치의 최대 위치를 벗어날 경우 최적 위치와 비교하면 아래와 같다. 본 발명의 최적 위치로 할 경우, 유기 발광 소자에서 방출되는 광의 60°의 시야각에서 색시야각(Δu'v')은 0.016임을 알 수 있다. 그리고, 최대 위치를 벗어날 경우 유기 발광 소자에서 방출되는 광의 60°의 시야각에서 색시야각(Δu'v')은 0.050임을 알 수 있다. 따라서, 최소 위치를 벗어날 경우 색시야각(Δu'v')은 0.050이상이 되므로, 유기발광 표시장치의 화면에서의 각도에 따른 색변화율이나 색시야각의 불량이 발생하게 된다. 이에 따라, 소비자는 시야각에 따라서 색변화를 감지할 수 있게 된다.
따라서, 실시예의 최소 위치 또는 최대 위치로 설정할 경우보다 본 발명의 최적 위치로 설정할 경우, 본 발명의 유기 발광 소자에서 방출되는 광의 60°의 시야각에서 색시야각(Δu'v')이 0.016임을 알 수 있다. 이는 실시예에서는 시야각에 따른 색시야각(Δu'v')이 작으므로, 시야각에 따라서 소비자가 느끼는 색변화율을 개선할 수 있다. 또한, 백색의 색시야각 (Δu'v')이 감소하므로, 유기발광 표시장치로 구현할 경우 시야각 위치에 관계없이 동일 색상을 구현하는데 유리할 수 있다. 또한, 유기발광 표시장치의 화면에서의 각도에 따른 색변화율이나 색시야각의 불량을 개선할 수 있다.
또한, 발광층들의 스펙트럼 변화율 및 캐비티 피크를 고려하여 발광 효율 및 색시야각이 향상되도록 상기 제1 발광층, 상기 제2 발광층 및 상기 제3 발광층의 발광 위치가 설정될 수 있다.
상기 제2 전극의 위치는 상기 제1 전극으로부터 500nm 내지 600nm 범위일 수 있다.
상기 제1 발광층의 발광 위치는 상기 제1 전극으로부터 100nm 내지 150nm 범위일 수 있다.
상기 제2 발광층의 발광 위치는 상기 제1 전극으로부터 240nm 내지 280nm 범위일 수 있다.
상기 제3 발광층의 발광 위치는 상기 제1 전극으로부터 370nm 내지 410nm 범위일 수 있다.
상기 유기 발광 소자에서 방출되는 광의 60° 시야각에서 색시야각 (Δu'v')이 0.016 이하일 수 있다.
도 17은 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 소자를 포함하는 유기발광 표시장치의 단면도로서, 이는 전술한 본 발명의 제1 실시예, 제2 실시예 및 제3 실시예에 따른 유기 발광 소자를 이용한 것이다.
도 17에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 유기발광 표시장치(1000)는 기판(10), 박막트랜지스터(TFT), 오버코팅층(1150), 제1 전극(102), 발광부(1180) 및 제2 전극(104)을 포함한다. 박막트랜지스터(TFT)는 게이트 전극(1115), 게이트 절연층(1120), 반도체층(1131), 소스 전극(1133) 및 드레인 전극(1135)을 포함한다.
도 17에서는 박막 트랜지스터(TFT)가 인버티드 스태거드(inverted staggered) 구조로 도시되었으나, 코플라나(coplanar) 구조로 형성할 수도 있다.
기판(10)은 유리, 금속, 또는 플라스틱으로 이루어질 수 있다.
게이트 전극(1115)은 기판(10) 위에 형성되며, 게이트 라인(도시하지 않음)에 연결되어 있다. 상기 게이트 전극(1115)은 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 금(Au), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd) 및 구리(Cu)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 또는 이들의 합금으로 이루어진 다중층일 수 있다.
게이트 절연층(1120)은 게이트 전극(1115) 위에 형성되며, 실리콘 산화막(SiOx), 실리콘 질화막(SiNx) 또는 이들의 다중층일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
반도체층(1131)은 게이트 절연층(1120) 위에 형성되며, 비정질 실리콘(amorphous silicon, a-Si), 다결정 실리콘(polycrystalline silicon, poly-Si), 산화물(oxide) 반도체 또는 유기물 (organic) 반도체 등으로 형성할 수 있다. 반도체층을 산화물 반도체로 형성할 경우, ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), 또는 ITZO(Indium Tin Zinc Oxide) 등으로 형성할 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다. 그리고, 에치 스토퍼(도시하지 않음)는 상기 반도체층(1131) 위에 형성되어 반도체층(1131)을 보호하는 기능을 할 수 있으나 소자의 구성에 따라서 생략할 수도 있다.
소스 전극(1133) 및 드레인 전극(1135)은 반도체층(1131) 상에 형성될 수 있다. 소스 전극(1133) 및 드레인 전극(1135)은 단일층 또는 다중층으로 이루어질 수 있으며, 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 금(Au), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd) 및 구리(Cu)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 또는 이들의 합금으로 이루어질 수 있다.
보호층(1140)은 상기 소스 전극(1133) 및 드레인 전극(1135) 상에 형성되며, 실리콘 산화막(SiOx), 실리콘 질화막(SiNx) 또는 이들의 다중층으로 형성할 수 있다. 또는 아크릴계(acryl) 수지, 폴리이미드(polyimide) 수지 등으로 형성할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
칼라필터(1145)는 상기 제1 보호층(1140) 상에 형성되며, 도면에서는 하나의 서브화소만을 도시하였으나, 상기 칼라필터(1145)는 적색 서브화소, 청색 서브화소 및 녹색 서브화소의 영역에 형성된다. 상기 칼라필터(1145)는 서브화소 별로 패턴 형성된 적색(R) 칼라필터, 녹색(G) 칼라필터, 및 청색(B) 칼라필터를 포함하여 이루어진다. 상기 칼라필터(1145)는 상기 발광부(1180)에서 방출되는 백색광 중에서 특정 파장의 광만을 투과시킨다.
오버코팅층(1150)은 상기 칼라필터(1145) 상에 형성되며, 아크릴계(acryl) 수지 또는 폴리이미드(polyimide) 수지, 산화막(SiOx), 실리콘 질화막(SiNx) 또는 이들의 다중층일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
제1 전극(102)은 상기 오버코팅층(1150) 상에 형성된다. 제1 전극(102)은 상기 보호층(1140)과 오버코팅층(1150)의 소정 영역의 콘택홀(CH)을 통해 상기 드레인 전극(1135)과 전기적으로 연결된다. 도 11에서는 드레인 전극(1135)과 제1 전극(1102)이 전기적으로 연결되는 것으로 도시되었으나, 상기 보호층(1140)과 오버코팅층(1150)의 소정 영역의 콘택홀(CH)을 통해 소스 전극(1133)과 제1 전극(102)이 전기적으로 연결되는 것도 가능하다.
뱅크층(1170)은 상기 제1 전극(102) 상에 형성되며, 화소 영역을 정의한다. 즉, 상기 뱅크층(1170)은 복수의 화소들 사이의 경계 영역에 매트릭스 구조로 형성됨으로써, 상기 뱅크층(1170)에 의해서 화소 영역이 정의된다. 뱅크층(1170)은 벤조사이클로부텐(benzocyclobutene; BCB)계 수지, 아크릴계(acryl) 수지 또는 폴리이미드(polyimide) 수지 등의 유기물로 형성할 수 있다. 또는, 뱅크층(1170)은 검정색 안료를 포함하는 감광제로 형성할 수 있으며, 이 경우에는 뱅크층(1170)은 차광부재의 역할을 하게 된다.
발광부(1180)는 상기 뱅크층(1170) 상에 형성된다. 상기 발광부(1180)는 본 발명의 제1 실시예, 제2 실시예 및 제3 실시예에 도시한 바와 같이, 제1 전극(102) 상에 형성된 제1 발광부(110), 제2 발광부(120) 및 제3 발광부(130)로 이루어진다.
제2 전극(1104)은 상기 발광부(1180) 상에 형성된다.
도 17에 도시되지 않았으나, 봉지부가 상기 제2 전극(104) 상에 구성될 수 있다. 봉지부는 상기 발광부(1180) 내부로 수분이 침투하는 것을 방지하는 역할을 한다. 봉지부는 서로 상이한 무기물이 적층된 복수의 층으로 이루어질 수도 있고, 무기물과 유기물이 교대로 적층된 복수의 층으로 이루어질 수도 있다. 그리고, 봉지 기판이 봉지부 상에 추가로 구성될 수 있다. 봉지 기판은 유리 또는 플라스틱으로 이루어질 수도 있고, 금속으로 이루어질 수도 있다. 봉지 기판은 접착제에 의해서 봉지부에 접착될 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 보호 범위는 청구 범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100, 200, 300: 백색 유기 발광 소자
101, 201, 301: 기판
102, 202, 302: 제1 전극
104, 204, 304: 제2 전극
110, 210, 310: 제1 발광부
120, 220, 320: 제2 발광부
130, 230, 240: 제3 발광부
140, 240, 340: 제1 전하 생성층
150, 250, 350: 제2 전하 생성층
112, 212, 312: 제1 정공 수송층
122, 222, 322: 제2 정공 수송층
132, 232, 332: 제3 정공 수송층
116, 216, 316: 제1 전자 수송층
126, 226, 326: 제2 전자 수송층
136, 236, 336: 제3 전자 수송층
114, 214, 314: 제1 발광층
124, 224, 324: 제2 발광층
134, 234, 334: 제3 발광층
101, 201, 301: 기판
102, 202, 302: 제1 전극
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124, 224, 324: 제2 발광층
134, 234, 334: 제3 발광층
Claims (15)
- 제1 발광층을 포함하며, 제1 전극과 제2 전극 사이에 있는 제1 발광부;
제2 발광층을 포함하며, 상기 제1 발광부 위에 있는 제2 발광부; 및
제3 발광층을 포함하며, 상기 제2 발광부 위에 있는 제3 발광부를 포함하고,
상기 제1 발광층의 발광 위치는 상기 제2 전극으로부터 270nm 내지 330nm 범위이고,
상기 제3 발광층의 발광 위치는 상기 제2 전극으로부터 20nm 내지 80nm 범위인 유기 발광 소자. - 제 1 항에 있어서,
상기 제2 발광층의 발광 위치는 상기 제2 전극으로부터 150nm 내지 200nm 범위인 유기 발광 소자. - 제 1 항에 있어서,
상기 제1 전극의 위치는 상기 제2 전극으로부터 500nm 내지 600nm 범위인 유기 발광 소자. - 제1 발광층을 포함하며, 제1 전극과 제2 전극 사이에 있는 제1 발광부;
제2 발광층을 포함하며, 상기 제1 발광부 위에 있는 제2 발광부; 및
제3 발광층을 포함하며, 상기 제2 발광부 위에 있는 제3 발광부를 포함하고,
상기 제1 발광층의 발광 위치는 상기 제1 전극으로부터 100nm 내지 150nm 범위이고,
상기 제3 발광층의 발광 위치는 상기 제1 전극으로부터 370nm 내지 410nm 범위인 유기 발광 소자. - 제 4 항에 있어서,
상기 제2 발광층의 발광 위치는 상기 제1 전극으로부터 240nm 내지 280nm 범위인 유기 발광 소자. - 제 4 항에 있어서,
상기 제2 전극의 위치는 상기 제1 전극으로부터 500nm 내지 600nm 범위인 유기 발광 소자. - 제 1 항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 발광층, 상기 제2 발광층 및 상기 제3 발광층 중 두 개의 발광층들은 동일한 색을 발광하며, 상기 동일한 색을 발광하는 발광층들은 서로 인접하게 배치되는 유기 발광 소자. - 제 7 항에 있어서,
상기 두 개의 발광층들은 상기 제1 발광층 및 상기 제2 발광층인 유기 발광 소자. - 제 8 항에 있어서,
상기 제1 발광층 및 상기 제2 발광층은 청색 발광층, 진청색 발광층 또는 스카이 블루 발광층 중 하나인 유기 발광 소자. - 제 8 항에 있어서,
상기 제1 발광층 및 상기 제2 발광층의 피크 파장(λmax)은 440㎚ 내지 480㎚ 범위인 유기 발광 소자. - 제 7 항에 있어서,
상기 동일한 색과는 다른 색을 발광하는 발광층은 황색-녹색 발광층, 또는 녹색 발광층, 또는 적색 발광층 및 녹색 발광층, 또는 황색 발광층 및 적색 발광층, 또는 황색-녹색 발광층 및 적색 발광층 중 하나이거나 이들의 조합인 유기 발광 소자. - 제 11 항에 있어서,
상기 동일한 색과는 다른 색을 발광하는 발광층은 상기 제3 발광층이고, 상기 제3 발광층의 피크 파장(λmax)은 510㎚ 내지 580㎚ 범위 또는 510nm 내지 650nm 범위인 유기 발광 소자. - 제 7 항에 있어서,
상기 두 개의 발광층들은 상기 제2 전극보다 상기 제1 전극에 가깝게 구성된 유기 발광 소자. - 제 1 항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 유기 발광 소자에서 방출되는 광의 60° 시야각에서 색시야각 (Δu'v')이 0.016 이하인 유기 발광 소자. - 제 1 항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1발광부와 상기 제2 발광부 사이에 제1전하생성층이 추가로 구비되고, 상기 제2발광부와 상기 제3 발광부 사이에 제2전하생성층이 추가로 구비된 유기 발광 소자.
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