KR20220085919A - 표시 패널 - Google Patents

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KR20220085919A
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김형필
성병훈
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삼성디스플레이 주식회사
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Abstract

일 실시예예 따른 표시 패널은 제1 광을 발광하는 제1 화소 영역, 제1 광과 상이한 제2 광을 발광하는 제2 화소 영역, 및 제1 광 및 제2 광과 상이한 제3 광을 발광하는 제3 화소 영역이 정의된 상부 표시기판 및 제1 화소 영역에 중첩하게 배치된 제1 발광소자, 제2 화소 영역에 중첩하게 배치된 제2 발광소자, 및 제3 화소 영역에 중첩하게 배치된 제3 발광소자를 포함하는 하부 표시기판을 포함하고, 제1 발광소자 및 제2 발광소자는 각각 제2 광을 방출하는 제1 발광층을 포함하는 제1 스택부 및 제1 전하생성층을 1개 이상 포함하고, 제3 발광소자는 제3 광을 방출하는 제2 발광층을 포함하는 제2 스택부 및 제2 전하생성층을 1개 이상 포함하고, 제1 전하생성층은 유기 도펀트를 포함하고, 제2 전하생성층은 무기 도펀트를 포함한다.

Description

표시 패널{DISPLAY PANEL}
본 발명은 표시 패널에 관한 것으로, 보다 상세하게는 수명 및 발광 효율이 향상된 발광 소자를 포함하는 표시 패널에 관한 것이다.
텔레비전, 휴대 전화, 태블릿 컴퓨터, 내비게이션, 게임기 등과 같은 멀티 미디어 장치에 사용되는 다양한 표시장치들이 개발되고 있다. 이러한 표시장치는 발광 재료를 발광시켜서 표시를 실현하는 소위 자발광형의 표시 소자를 이용할 수 있다.
구체적으로, 발광소자는 제1 전극 및 제2 전극으로부터 주입된 정공 및 전자를 발광층에서 재결합시킴으로써 여기자를 생성하고, 생성된 여기자를 바닥 상태로 떨어뜨려 광을 발생시킨다.
탠덤(tandem) 유기 발광 소자는 애노드 전극과 캐소드 전극 사이에 정공주입층/정공수송층/발광층/전자수송층/전자주입층의 스택(stack)이 2개 이상의 복수 개로 이루어진 구조이며, 각 스택 사이에 전하의 생성 및 이동을 도와주는 전하 생성층(Charge Generation Layer)이 존재한다.
본 발명은 효율 및 수명이 개선된 발광소자를 포함하는 표시 패널을 제공하는 것을 목적으로 한다.
일 실시예에서, 제1 광을 발광하는 제1 화소 영역, 상기 제1 광과 상이한 제2 광을 발광하는 제2 화소 영역, 및 상기 제1 광 및 상기 제2 광과 상이한 제3 광을 발광하는 제3 화소 영역이 정의된 상부 표시기판 및 상기 제1 화소 영역에 중첩하게 배치된 제1 발광소자, 상기 제2 화소 영역에 중첩하게 배치된 제2 발광소자, 및 상기 제3 화소 영역에 중첩하게 배치된 제3 발광소자를 포함하는 하부 표시기판을 포함하고, 상기 제1 발광소자 및 상기 제2 발광소자는 각각 상기 제2 광을 방출하는 제1 발광층을 포함하는 제1 스택부 및 제1 전하생성층을 1개 이상 포함하고, 상기 제3 발광소자는 상기 제3 광을 방출하는 제2 발광층을 포함하는 제2 스택부 및 제2 전하생성층을 1개 이상 포함하고, 상기 제1 전하생성층은 유기 도펀트를 포함하고, 상기 제2 전하생성층은 무기 도펀트를 포함하는 것인 표시 패널을 제공한다.
상기 제1 전하생성층은 p형 제1전하생성층 및 n형 제1전하생성층을 포함하고, 상기 제2 전하생성층은 p형 제2전하생성층 및 n형 제2전하생성층을 포함하고, 상기 p형 제1전하생성층이 상기 유기 도펀트를 포함하고, p형 제2전하생성층이 상기 무기 도펀트를 포함할 수 있다.
상기 유기 도펀트는 4-[[2,3-bis[cyano-(4-cyano-2,3,5,6-tetrafluorophenyl)methylidene]cyclopropylidene]-cyanomethyl]-2,3,5,6-tetrafluorobenzonitrile(NDP9), 1,4,5,8,9,11-hexaazatriphenylene-hexacarbonitrile(HAT-CN), 2,3,5,6-테트라플루오르-7,7,8,8-테트라시아노퀴노디메탄(F4-TCNQ), Tetracyanoquinodimethane(TCNQ) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 무기 도펀트는 전이후금속, 준금속, 전이후금속과 준금속 화합물, 및 전이금속과 할로겐 화합물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 제1 스택부는 상기 제1 발광층 하에 배치되는 제1 정공 수송 영역 및 상기 제1 발광층 상에 배치되는 제1 전자 수송 영역을 더 포함하고, 상기 제2 스택부는 상기 제2 발광층 하에 배치되는 제2 정공 수송 영역 및 상기 제2 발광층 상에 배치되는 제2 전자 수송 영역을 더 포함할 수 있다.
상기 하부 표시기판은 상기 제2 발광소자 및 상기 제3 발광소자 사이에 배치되는 뱅크를 더 포함하고, 상기 제1 발광소자 및 상기 제2 발광소자 사이에는 상기 뱅크가 미배치될 수 있다.
상기 상부 표시기판에는 상기 제1 내지 제3 화소 영역에 인접한 비화소 영역이 더 정의되고, 상기 하부 표시기판은 상기 비화소 영역에 중첩하게 배치된 화소 정의막을 더 포함하고, 상기 뱅크는 상기 화소 정의막에 중첩하게 배치될 수 있다.
상기 제1 발광 소자의 제1 스택부 및 상기 제2 발광 소자의 제1 스택부는 일체의 형상을 가질 수 있다.
상기 제1 발광소자 및 상기 제2 발광소자는 각각 상기 제2 스택부 및 상기 제2 전하생성층을 1개 이상 더 포함할 수 있다.
상기 상부 표시기판은, 상기 제1 화소 영역에 중첩하고, 제1 양자점을 포함하는 제1 광제어부, 상기 제2 화소 영역에 중첩하고, 상기 제2 광을 투과시키는 제2 광제어부 및 상기 제3 화소 영역에 중첩하고, 상기 제3 광을 투과시키는 제3 광제어부를 포함하고, 상기 제1 양자점은 상기 제2 광을 상기 제1 광으로 변환시킬 수 있다.
상기 상부 표시기판은, 상기 제1 화소 영역에 중첩하고, 제1 양자점을 포함하는 제1 광제어부, 상기 제2 화소 영역에 중첩하고, 제2 양자점을 포함하는 제2 광제어부 및 상기 제3 화소 영역에 중첩하고, 상기 제3 광을 투과시키는 제3 광제어부를 포함하고, 상기 제1 양자점은 상기 제2 광 또는 제3 광을 상기 제1 광으로 변환시키고, 상기 제2 양자점은 상기 제3 광을 상기 제2 광으로 변환시킬 수 있다.
상기 제1 발광소자의 제2 스택부 및 상기 제2 발광소자의 제2 스택부는 상기 제3 발광소자의 제2 스택부들 중 적어도 하나와 일체의 형상을 가질 수 있다.
상기 제3 발광소자는 상기 제1 스택부를 포함하지 않을 수 있다.
상기 제1 발광소자와 상기 제2 발광소자는 서로 동일한 구조를 가질 수 있다.
상기 제1 광은 레드 광이고, 상기 제2 광은 그린광이고, 상기 제3 광은 블루광일 수 있다.
일 실시예에서, 제1 방향에서 이웃하여 배치된 제1 화소 영역, 제2 화소 영역, 및 제3 화소 영역이 정의된 상부 표시기판 및 상기 제1 화소 영역에 중첩하는 제1 발광소자, 상기 제2 화소 영역에 중첩하는 제2 발광소자, 상기 제3 화소 영역에 중첩하는 제3 발광소자; 및 상기 제2 발광소자와 상기 제3 발광소자 사이에 배치되는 뱅크를 포함하는 하부 표시기판을 포함하고, 상기 제1 발광소자 및 상기 제2 발광소자는 각각 제2 광을 방출하는 제1 발광층을 포함하는 제1 스택부를 1개 이상 포함하고, 상기 제3 발광소자는 상기 제2 광과 상이한 제3 광을 방출하는 제2 발광층을 포함하는 제2 스택부를 2개 이상 포함하고, 상기 제1 스택부를 포함하지 않는 것인 표시 패널을 제공한다.
상기 하부 표시기판은 상기 제1 발광층 하에 배치되는 p형 제1전하생성층 및 상기 제2 발광층 하에 배치되는 p형 제2전하생성층을 더 포함하고, 상기 p형 제1전하생성층은 유기 도펀트를 포함하고, 상기 p형 제2전하생성층은 무기 도펀트를 포함하는 것일 수 있다.
상기 하부 표시기판은 상기 제1 발광층 상에 배치되는 n형 제1전하생성층 및 상기 제2 발광층 상에 배치되는 n형 제2전하생성층을 더 포함할 수 있다.
제1 내지 3 발광소자 각각은 상기 제1 방향과 직교하는 제2 방향으로 순차적으로 적층된 제1 내지 3층 스택을 각각 포함하고, 상기 제1 발광소자 및 상기 제2 발광소자의 제1 내지 3층 스택은 각각 일체의 형상을 가지는 제1 스택부를 포함하고, 상기 제3 발광소자의 제1 내지 3층 스택은 각각 제2 스택부를 포함할 수 있다.
제1 내지 3 발광소자 각각은 상기 제1 방향과 직교하는 제2 방향으로 순차적으로 적층된 제1 내지 3층 스택을 각각 포함하고, 상기 제1 발광소자 및 상기 제2 발광소자의 제1 내지 3층 스택 중 적어도 어느 하나의 층에 제2 스택부를 포함하고, 나머지 층에 제1 스택부를 포함하고, 상기 제3 발광소자의 제1 내지 3층 스택은 각각 제2 스택부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치는 발광 효율 및 수명이 개선될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 패널의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 패널의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 패널의 표시영역의 평면도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 표시 패널의 단면도이다.
도 5는 일 실시예에 따른 발광소자의 단면도이다.
도 6은 일 실시예에 따른 발광소자들의 단면도이다.
도 7은 일 실시예에 따른 표시 패널의 단면도이다.
도 8은 일 실시예에 따른 발광소자들의 단면도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
"및/또는"은 연관된 구성들이 정의할 수 있는 하나 이상의 조합을 모두 포함한다.
다르게 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 모든 용어 (기술 용어 및 과학 용어 포함)는 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에서 정의된 용어와 같은 용어는 관련 기술의 맥락에서 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하고, 이상적인 또는 지나치게 형식적인 의미로 해석되지 않는 한, 명시적으로 여기에서 정의되어야 한다.
본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 출원에서, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "상에" 또는 "상부에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "하에" 또는 "하부에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 아래에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 또한, 본 출원에서 "상에" 배치된다고 하는 것은 상부뿐 아니라 하부에 배치되는 경우도 포함하는 것일 수 있다.
한편, 본 출원에서 "직접 접한다"는 것은 층, 막, 영역, 판 등의 부분과 다른 부분 사이에 추가되는 층, 막, 영역, 판 등이 없는 것을 의미하는 것일 수 있다. 예를 들어, "직접 접하는" 것은 두 개의 층 또는 두 개의 부재들 사이에 접착 부재 등의 추가 부재를 사용하지 않고 배치하는 것을 의미하는 것일 수 있다.
이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 패널에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 표시 패널(DP)의 사시도이다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 표시 패널(DP)의 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 표시 패널(DP)은 하부 표시기판(100) 및 하부 표시기판(100)과 마주하며 이격된 상부 표시기판(200)을 포함할 수 있다. 하부 표시기판(100)과 상부 표시기판(200) 사이에는 충전층(BFL)이 충전될 수 있다. 도시하지는 않았으나, 일 실시예에 따른 표시 패널(DP)에서는 충전층(BFL)이 생략되고, 하부 표시기판(100)과 상부 표시기판(200) 사이에는 소정의 셀 갭이 정의될 수도 있다.
별도로 도시하지 않았으나, 표시 패널(DP)는 샤시부재 또는 몰딩부재를 더 포함할 수 있고, 표시 패널(DP)의 종류에 따라 백라이트 유닛을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 표시 패널(DP)은 비표시영역(NDA)에서 하부 표시기판(100)과 상부 표시기판(200)을 결합하는 실런트(SLM)를 포함할 수 있다. 실런트(SLM)는 유기 접착부재 또는 무기 접착부재를 포함할 수 있다. 실런트(SLM)는 프릿을 포함할 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니며, 실런트(SLM)는 생략될 수 있다.
표시 패널(DP)은 표시면(DP-IS)을 통해 이미지를 표시할 수 있다. 표시면(DP-IS)은 제1 방향(DR1) 및 제2 방향(DR2)이 정의하는 면과 평행하다. 표시면(DP-IS)은 표시영역(DA)과 비표시영역(NDA)을 포함할 수 있다. 표시영역(DA)에는 화소(PX)가 배치된다. 비표시영역(NDA)은 표시면(DP-IS)의 테두리를 따라 정의된다. 표시영역(DA)은 비표시영역(NDA)에 의해 에워싸일수 있다.
표시면(DP-IS)의 법선 방향, 즉 표시 패널(DP)의 두께 방향은 제3 방향(DR3)이 지시한다. 이하에서 설명되는 각 층들 또는 유닛들의 전면(또는 상면)과 배면(또는 하면)은 제3 방향(DR3)에 의해 구분된다. 그러나, 본 실시예에서 도시된 제1 내지 제3 방향들(DR1, DR2, DR3)은 예시에 불과하다.
본 발명의 일 실시예에서 평면형 표시면(DP-IS)을 구비한 표시 패널(DP)을 도시하였으나, 이에 제한되지 않는다. 표시 패널(DP)는 곡면형 표시면 또는 입체형 표시면을 포함할 수도 있다. 입체형 표시면은 서로 다른 방향을 지시하는 복수 개의 표시영역들을 포함할 수도 있다.
표시 패널(DP)은 액정 표시 패널(liqid crystal display panel), 전기영동 표시 패널(electrophoretic display panel), MEMS 표시 패널(microelectromechanical system display panel), 일렉트로웨팅 표시 패널(electrowetting display panel), 유기발광표시 패널(organic light emitting display panel), 마이크로엘이디 표시 패널(micro LED display panel), 퀀텀닷 표시 패널(Quantum dot display panel), 및 퀀텀로드 표시 패널(Quantum Rod display panel) 중 어느 하나 일 수 있고, 특별히 제한되지 않는다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 패널(DP)의 표시영역(DA)의 평면도이다. 도 4는 일 실시예의 표시 패널(DP)의 단면도이다. 도 4는 도 3의 I-I’선에 대응하는 부분을 나타낸 단면도이다.
도 3을 참조하면, 표시 패널(DP)의 표시영역(DA)에는 비화소 영역(NPXA) 및 화소 영역들(PXA-R, PXA-G, PXA-B)이 정의될 수 있다. 화소 영역들(PXA-R, PXA-G, PXA-B)이 순차적으로 번갈아 가며 배열된 스트라이프 구조를 가지는 것을 예시적으로 도시하였으나, 화소 영역들(PXA-R, PXA-G, PXA-B)의 배열 구조는 이에 한정되지 않고 다양한 배열 형태를 가질 수 있다. 일 실시예에서, 화소 영역들(PXA-R, PXA-G, PXA-B)은 다이아몬드 배열 구조, 또는 펜타일 타입 배열 구조를 가질 수 있다.
화소 영역들(PXA-R, PXA-G, PXA-B)은 서로 이격되어 배치된 제1 화소 영역(PXA-R), 제2 화소 영역(PXA-G), 제3 화소 영역(PXA-B)을 포함할 수 있다. 도 3에서 평면상 직사각형상의 제1 내지 제3 화소 영역들(PXA-R, PXA-G, PXA-B)을 도시하였으나, 이에 제한되지 않는다. 평면상에서 제1 내지 제3 화소 영역들(PXA-R, PXA-G, PXA-B)은 또 다른 다각형상을 가질 수 있고, 코너 영역이 둥근 정다각형상을 가질 수도 있다.
제1 내지 제3 화소 영역들(PXA-R, PXA-G, PXA-B)의 주변에는 비화소 영역(NPXA)이 배치된다. 비화소 영역(NPXA)은 제1 내지 제3 화소 영역들(PXA-R, PXA-G, PXA-B)의 경계를 설정하여 제1 내지 제3 화소 영역들(PXA-R, PXA-G, PXA-B) 사이의 혼색을 방지한다. 또한, 비화소 영역(NPXA)은 소스광이 사용자에 제공되지 않도록 소스광을 차단한다.
도 4를 참조하면, 표시 패널(DP)의 하부 표시기판(100)은 베이스층(BS), 베이스층(BS) 상에 제공된 회로층(DP-CL) 및 표시 소자층(DP-ED)을 포함할 수 있다. 표시 소자층(DP-ED)은 화소 정의막(PDL) 및 화소 정의막(PDL)에 정의된 개구부(OH)들에 중첩하게 배치된 발광소자들(ED1, ED2, ED3)을 포함할 수 있다.
화소 정의막(PDL)은 화소 영역들(PXA-R, PXA-G, PXA-B)을 구분하는 것일 수 있다. 비화소 영역들(NPXA)은 이웃하는 화소 영역들(PXA-R, PXA-G, PXA-B) 사이의 영역들로, 화소 정의막(PDL)과 대응하는 영역일 수 있다.
발광소자들(ED1, ED2, ED3)은 화소 영역들(PXA-R, PXA-G, PXA-B)에 중첩하게 배치된다. 화소 영역들(PXA-R, PXA-G, PXA-B)은 발광소자들(ED1, ED2, ED3)에서 생성된 광이 각각 방출되는 영역일 수 있다.
예를 들어, 표시 패널(DP)은 서로 이격되어 배치된 제1 화소 영역(PXA-R), 제2 화소 영역(PXA-G), 제3 화소 영역(PXA-B)을 포함하고, 제1 화소 영역(PXA-R)에 중첩하는 제1 발광소자(ED1), 제2 화소 영역(PXA-G)에 중첩하는 제2 발광소자(ED2), 및 제3 화소 영역(PXA-B)에 중첩하는 제3 발광소자(ED3)를 포함한다.
일 실시예에서, 제1 화소 영역(PXA-R)은 레드광 화소 영역일 수 있다. 레드광은 625nm 이상 675nm 이하의 파장 영역의 광에 해당하는 것일 수 있다. 제2 화소 영역(PXA-G)은 그린광 화소 영역일 수 있다. 그린 광은 500nm 이상 570nm 이하의 파장 영역의 광에 해당하는 것일 수 있다. 제3 화소 영역(PXA-B)은 블루광 화소 영역일 수 있다. 블루 광은 410nm 내지 480 nm 파장을 가지는 광일 수 있다.
일 실시예의 표시 패널(DP)에서, 제1 발광소자(ED1) 및 제2 발광소자(ED2)는 동일한 파장 영역의 광을 방출하고, 제3 발광소자(ED3)은 제1 발광소자(ED1) 및 제2 발광소자(ED2)와 상이한 파장 영역의 광을 방출하는 것일 수 있다. 예를 들어, 제1 발광소자(ED1) 및 제2 발광소자(ED2)는 그린광을 방출하고, 제3 발광소자(ED3)은 블루광을 방출하는 것일 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니며, 제1 발광소자(ED1) 및 제2 발광소자(ED2)는 그린광 및 블루광을 방출하는 것일 수 있다.
도 3 및 도 4에서는 화소 영역들(PXA-R, PXA-G, PXA-B)의 면적이 모두 유사한 것으로 도시하였으나, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며 화소 영역들(PXA-R PXA-G, PXA-B)의 면적은 방출하는 광의 파장 영역에 따라 서로 상이할 수 있다. 한편, 화소 영역들(PXA-R, PXA-G, PXA-B)의 면적은 제1 방향(DR1)과 제2 방향(DR2)이 정의하는 평면 상에서 보았을 때의 면적을 의미할 수 있다.
베이스층(BS)은 표시 소자층(DP-ED)이 배치되는 베이스 면을 제공하는 부재일 수 있다. 베이스층(BS)은 유리기판, 금속기판, 플라스틱기판 등일 수 있다. 하지만, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며 베이스층(BS)은 무기층, 유기층 또는 복합재료층일 수 있다.
일 실시예에서 회로층(DP-CL)은 베이스층(BS) 상에 배치되고, 회로층(DP-CL)은 복수의 트랜지스터들(미도시)을 포함하는 것일 수 있다. 트랜지스터들(미도시)은 각각 제어 전극, 입력 전극, 및 출력 전극을 포함하는 것일 수 있다. 예를 들어, 회로층(DP-CL)은 제1 내지 제3 발광소자(ED1, ED2, ED3)를 구동하기 위한 스위칭 트랜지스터 및 구동 트랜지스터를 포함하는 것일 수 있다.
회로층(DP-CL) 상에는 화소 정의막(PDL)이 배치될 수 있다. 화소 정의막(PDL)은 고분자 수지로 형성될 수 있다. 예를 들어, 화소 정의막(PDL)은 폴리아크릴레이트(Polyacrylate)계 수지 또는 폴리이미드(Polyimide)계 수지를 포함하여 형성될 수 있다. 또한, 화소 정의막(PDL)은 고분자 수지 이외에 무기물을 더 포함하여 형성될 수 있다. 한편, 화소 정의막(PDL)은 광흡수 물질을 포함하여 형성되거나, 블랙 안료 또는 블랙 염료를 포함하여 형성될 수 있다. 블랙 안료 또는 블랙 염료를 포함하여 형성된 화소 정의막(PDL)은 블랙화소 정의막을 구현할 수 있다. 화소 정의막(PDL) 형성 시 블랙 안료 또는 블랙 염료로는 카본 블랙 등이 사용될 수 있으나 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 화소 정의막(PDL)은 무기물로 형성될 수 있다. 예를 들어, 화소 정의막(PDL)은 질화규소(SiNx), 산화규소(SiOx), 질산화규소(SiOxNy) 등을 포함하여 형성되는 것일 수 있다.
화소 정의막(PDL)에 의해서 제1 내지 제3 발광소자(ED1, ED2, ED3)가 구분될 수 있다.
제1 내지 제3 발광소자(ED1, ED2, ED3) 각각은 서로 마주하는 제1 전극(EL1)과 제2 전극(EL2), 및 제1 전극(EL1)과 제2 전극(EL2) 사이에 제3 방향(DR3)으로 적층된 복수의 스택층들(SF1, SF2, SF3)을 포함할 수 있다. 복수의 스택층들(SF1, SF2, SF3) 각각은 정공 수송 영역(HTR, 도 5), 발광층(EML, 도 5), 및 전자 수송 영역(ETR, 도 5)을 포함할 수 있다. 즉, 일 실시예의 표시 패널(DP)에 포함되는 발광소자는 복수의 발광층들을 포함하는 탠덤(Tandem) 구조의 발광소자일 수 있다. 한편, 도 4에서 제1 내지 제3 발광소자(ED1, ED2, ED3) 각각은 제1층 스택(SF1), 제2층 스택(SF2), 및 제3층 스택(SF3)을 포함하는 것으로 도시하였으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
일 실시예에서, 제1 발광소자(ED1) 및 제2 발광소자(ED2)에 포함되는 복수의 스택층들(SF1, SF2, SF3)은 서로 동일한구조 및 재료를 가질 수 있다. 한편, 제3 발광소자(ED3)은 제1 발광소자(ED1) 및 제2 발광소자(ED2)에 포함되는 복수의 스택층들(SF1, SF2, SF3)과 비교하여 구조 및/또는 재료가 상이한 스택층(SF1, SF2, SF3)을 하나이상 포함할 수 있다. 이에 대하여 도 6 및 도 8을 참조하여 더욱 상세히 후술한다.
제3 발광소자(ED3)의 경계에는 뱅크(BK)가 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 발광소자(ED1) 및 제3 발광소자(ED3) 사이에는 뱅크(BK)가 배치될 수 있다. 제2 발광소자(ED2) 및 제3 발광소자(ED3) 사이에는 뱅크(BK)가 배치될 수 있다. 뱅크(BK)에 의해서, 제3 발광소자(ED3)는 제1 발광소자(ED1) 및 제2 발광소자(ED2)와 구분되는 스택층들(SF1, SF2, SF3)을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 뱅크(BK)는 화소 정의막(PDL) 상에 배치되고, 화소 정의막(PDL)에 중첩할 수 있다. 뱅크(BK)는 화소 정의막(PDL)과 동일한 물질을 포함할 수 있고, 또는 상이한 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 뱅크(BK)는 발액성 물질을 포함할 수 있다. 뱅크(BK)는 화소 정의막(PDL)과 구별되는 층일 수 있고, 또는 화소 정의막(PDL)과 일체의 형상을 가질 수도 있다.
제1 내지 제3 발광소자(ED1, ED2, ED3) 상에는 봉지층(TFE)이 배치될 수 있다. 봉지층(TFE)은 제1 내지 제3 발광소자(ED1, ED2, ED3)를 커버하는 것일 수 있다. 봉지층(TFE)은 표시 소자층(DP-ED)을 밀봉하는 것일 수 있다. 봉지층(TFE)은 박막 봉지층일 수 있다. 봉지층(TFE)은 하나의 층 또는 복수의 층들이 적층된 것일 수 있다. 봉지층(TFE)은 적어도 하나의 절연층을 포함한다. 일 실시예에 따른 봉지층(TFE)은 적어도 하나의 무기막(이하, 봉지 무기막)을 포함할 수 있다. 또한, 일 실시예에 따른 봉지층(TFE)은 적어도 하나의 유기막(이하, 봉지 유기막) 및 적어도 하나의 봉지 무기막을 포함할 수 있다.
봉지 무기막은 수분/산소로부터 표시 소자층(DP-ED)을 보호하고, 봉지 유기막은 먼지 입자와 같은 이물질로부터 표시 소자층(DP-ED)을 보호한다. 봉지 무기막은 실리콘 나이트라이드, 실리콘 옥시 나이트라이드, 실리콘 옥사이드, 티타늄옥사이드, 또는 알루미늄옥사이드 등을 포함할 수 있고, 이에 특별히 제한되지 않는다. 봉지 유기막은 아크릴계 화합물, 에폭시계 화합물 등을 포함하는 것일 수 있다. 봉지 유기막은 광중합 가능한 유기물질을 포함하는 것일 수 있으며 특별히 제한되지 않는다.
봉지층(TFE) 상에는 제1 충전층(BFL1)이 배치될 수 있다. 제1 충전층(BFL1)은 하부 표시기판(100)과 상부 표시기판(200) 사이에 배치되어, 상부 표시기판(200)에 포함된 광제어층(CCL) 등의 구성이 하부 표시기판(100)의 봉지층(TFE)과 접촉되는 것을 방지하고, 표시 패널(DP)의 광 추출 효율을 향상시킬 수 있다. 제1 충전층(BFL1)은 봉지층(TFE)의 상면을 커버할 수 있다.
도 4에서는 하부 표시기판(100)과 상부 표시기판(200) 사이에 제1 충전층(BFL1)이 충전된 것을 예시적으로 도시하였으나, 이에 한정되지 않고 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 패널(DP)에서 제1 충전층(BFL1)은 생략될 수 있다. 이 경우, 하부 표시기판(100)과 상부 표시기판(200) 사이에는 소정의 셀 갭이 정의될 수도 있다.
표시 패널(DP)의 상부 표시기판(200)은 베이스기판(BL), 컬러필터층(CFL), 및 광제어층(CCL)을 포함할 수 있다. 상부 표시기판(200)은 봉지층(TFE) 상에 배치될 수 있다.
광제어층(CCL)은 하부 표시기판(100) 상에 배치될 수 있다. 광제어층(CCL)은 광변환체를 포함하는 것일 수 있다. 광변환체는 양자점(Quantum dot) 또는 형광체 등일 수 있다. 광변환체는 제공받은 광을 파장 변환하여 방출하는 것일 수 있다. 즉, 광제어층(CCL)은 양자점을 포함하는 층이거나 또는 형광체를 포함하는 층일 수 있다.
일 실시예에서, 양자점은 코어로 II-VI족 화합물, III-VI족 화합물, I-III-VI족 화합물, III-V족 화합물, III-II-V족 화합물, IV-VI족 화합물, IV족 원소, IV족 화합물 및 이들의 조합을 포함하는 것일 수 있다.
II-VI족 화합물은 CdSe, CdTe, CdS, ZnS, ZnSe, ZnTe, ZnO, HgS, HgSe, HgTe, MgSe, MgS 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 이원소 화합물; CdSeS, CdSeTe, CdSTe, ZnSeS, ZnSeTe, ZnSTe, HgSeS, HgSeTe, HgSTe, CdZnS, CdZnSe, CdZnTe, CdHgS, CdHgSe, CdHgTe, HgZnS, HgZnSe, HgZnTe, MgZnSe, MgZnS 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 삼원소 화합물; 및 HgZnTeS, CdZnSeS, CdZnSeTe, CdZnSTe, CdHgSeS, CdHgSeTe, CdHgSTe, HgZnSeS, HgZnSeTe, HgZnSTe 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 사원소 화합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
III-VI족 화합물은 In2S3, In2Se3 등과 같은 이원소 화합물, InGaS 3 , InGaSe3 등과 같은 삼원소 화합물, 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다.
I-III-VI족 화합물은 AgInS, AgInS2, CuInS, CuInS2, AgGaS2, CuGaS2 CuGaO2, AgGaO2, AgAlO2 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 삼원소 화합물, 또는 AgInGaS2, CuInGaS2 등의 사원소 화합물로부터 선택될 수 있다.
III-V족 화합물은 GaN, GaP, GaAs, GaSb, AlN, AlP, AlAs, AlSb, InN, InP, InAs, InSb 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 이원소 화합물, GaNP, GaNAs, GaNSb, GaPAs, GaPSb, AlNP, AlNAs, AlNSb, AlPAs, AlPSb, InGaP, InAlP, InNP, InNAs, InNSb, InPAs, InPSb 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 삼원소 화합물, 및 GaAlNP, GaAlNAs, GaAlNSb, GaAlPAs, GaAlPSb, GaInNP, GaInNAs, GaInNSb, GaInPAs, GaInPSb, InAlNP, InAlNAs, InAlNSb, InAlPAs, InAlPSb 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 사원소 화합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있다. 한편, III-V족 화합물은 II족 금속을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, III-II-V족 화합물로 InZnP, InGaZnP, 및 InAlZnP 등이 선택될 수 있다.
IV-VI족 화합물은 SnS, SnSe, SnTe, PbS, PbSe, PbTe 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 이원소 화합물; SnSeS, SnSeTe, SnSTe, PbSeS, PbSeTe, PbSTe, SnPbS, SnPbSe, SnPbTe 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 삼원소 화합물; 및 SnPbSSe, SnPbSeTe, SnPbSTe 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 사원소 화합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있다. IV족 원소로는 Si, Ge 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있다. IV족 화합물로는 SiC, SiGe 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 이원소 화합물일 수 있다.
이때, 이원소 화합물, 삼원소 화합물 또는 사원소 화합물은 균일한 농도로 입자 내에 존재하거나, 농도 분포가 부분적으로 다른 상태로 나누어져 동일 입자 내에 존재하는 것일 수 있다. 또한 하나의 양자점이 다른 양자점을 둘러싸는 코어/쉘 구조를 가질 수도 있다. 코어/쉘 구조에서, 쉘에 존재하는 원소의 농도가 코어로 갈수록 낮아지는 농도 구배(gradient)를 가질 수 있다.
상기 양자점의 쉘은 상기 코어의 화학적 변성을 방지하여 반도체 특성을 유지하기 위한 보호층 역할 및/또는 양자점에 전기 영동 특성을 부여하기 위한 차징층(charging layer)의 역할을 수행할 수 있다. 상기 쉘은 단층 또는 다중층일 수 있다. 상기 양자점의 쉘의 예로는 금속 또는 비금속의 산화물, 반도체 화합물 또는 이들의 조합 등을 들 수 있다.
예를 들어, 상기 금속 또는 비금속의 산화물은 SiO2, Al2O3, TiO2, ZnO, MnO, Mn2O3, Mn3O4, CuO, FeO, Fe2O3, Fe3O4, CoO, Co3O4, NiO 등의 이원소 화합물, 또는 MgAl2O4, CoFe2O4, NiFe2O4, CoMn2O4등의 삼원소 화합물을 예시할 수 있으나 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.
또, 상기 반도체 화합물은 CdS, CdSe, CdTe, ZnS, ZnSe, ZnTe, ZnSeS, ZnTeS, GaAs, GaP, GaSb, HgS, HgSe, HgTe, InAs, InP, InGaP, InSb, AlAs, AlP, AlSb등을 예시할 수 있으나 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.
양자점은 약 45nm 이하, 바람직하게는 약 40nm 이하, 더욱 바람직하게는 약 30nm 이하의 발광 파장 스펙트럼의 반치폭(full width of half maximum, FWHM)을 가질 수 있으며, 이 범위에서 색순도나 색재현성을 향상시킬 수 있다. 또한 이러한 양자점을 통해 발광되는 광은 전 방향으로 방출되는바, 광 시야각이 향상될 수 있다.
또한, 양자점의 형태는 당 분야에서 일반적으로 사용하는 형태의 것으로 특별히 한정하지 않지만, 보다 구체적으로 구형, 피라미드형, 다중 가지형(multi-arm), 또는 입방체(cubic)의 나노 입자, 나노 튜브, 나노와이어, 나노 섬유, 나노 판상 입자 등의 형태의 것을 사용할 수 있다.
양자점은 입자 크기에 따라 방출하는 광의 색상을 조절 할 수 있으며, 이에 따라 양자점은 레드, 그린, 블루 등 다양한 발광 색상을 가질 수 있다.
광제어층(CCL)은 산란체(SP)를 포함할 수 있다. 산란체(SP)는 산란 입자는 광을 산란시킬 수 있고, 예를 들어, 무기 입자일 수 있다. 일 실시예에서, 산란체(SP)는 TiO2, ZnO, Al2O3, SiO2, 및 중공 실리카 중 적어도 하나를 포함하는 것일 수 있다. 산란체(SP)는 TiO2, ZnO, Al2O3, SiO2, 및 중공 실리카 중 어느 하나를 포함하는 것이거나, TiO2, ZnO, Al2O3, SiO2, 및 중공 실리카 중 선택되는 2종 이상의 물질이 혼합된 것일 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에서, 산란 입자는 생략될 수도 있다.
광제어층(CCL)은 양자점 및 산란체(SP)를 분산시키는 베이스 수지(BR1, BR2, BR3)를 포함할 수 있다. 베이스 수지(BR1, BR2, BR3)는 양자점 및 산란체(SP)가 분산되는 매질로서, 일반적으로 바인더로 지칭될 수 있는 다양한 수지 조성물로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 베이스수지(BR1, BR2, BR3)는 아크릴계 수지, 우레탄계 수지, 실리콘계 수지, 에폭시계 수지 등일 수 있다. 베이스수지(BR1, BR2, BR3)는 투명 수지일 수 있다. 일 실시예에서, 제1 베이스 수지(BR1), 제2 베이스 수지(BR2), 및 제3 베이스 수지(BR3) 각각은 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
광제어층(CCL)은 복수 개의 광제어부들(CCP1, CCP2, CCP3)을 포함하는 것일 수 있다. 광제어부들(CCP1, CCP2, CCP3)은 서로 이격된 것일 수 있다. 도시된 바와 같이, 서로 이격된 광제어부들(CCP1, CCP2, CCP3) 사이에 분할패턴(BMP)이 배치될 수 있으나, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 분할패턴(BMP)은 광제어부들(CCP1, CCP2, CCP3)과 비중첩하는 것으로 도시되었으나, 광제어부들(CCP1, CCP2, CCP3)의 엣지는 분할패턴(BMP)과 적어도 일부가 중첩할 수 있다.
광제어층(CCL)은 하부 표시기판(100)에서 제공되는 광을 투과시키거나 또는 변환시키는 제1 광제어부(CCP1), 제2 광제어부(CCP2), 및 제3 광제어부(CCP3)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 광은 레드광일 수 있고, 제2 광은 그린 광일 수 있고, 제3 광은 블루광일 수 있다.
도 4를 참조하면, 제1 광제어부(CCP1)는 제2 광 또는 제3 광을 제1 광으로 변환시킬 수 있다. 제1 광제어부(CCP1)는 제1 베이스 수지(BR1) 내에 분산된 제1 양자점(QD1)과 산란체(SP)를 포함할 수 있다. 제1 양자점(QD1)은 제2 광 또는 제3 광을 제1 광으로 변환시킬 수 있다. 예를 들어, 제1 광제어부(CCP1)에 포함된 제1 양자점(QD1)은 레드 양자점일 수 있다.
제2 광제어부(CCP2)는 제2 광을 투과시키는 것일 수 있다. 제2 광제어부(CCP2)는 제2 베이스 수지(BR2) 내에 분산된 산란체(SP)를 포함할 수 있고, 광변환체를 포함하지 않을 수 있다.
제3 광제어부(CCP3)는 제3 광을 투과시키는 것일 수 있다. 제3 광제어부(CCP3)는 제3 베이스 수지(BR3) 내에 분산된 산란체(SP)를 포함할 수 있고, 광변환체를 포함하지 않을 수 있다.
다만, 광제어층(CCL)의 실시예가 이에 제한되는 것은 아니며, 제2 광제어부(CCP2) 및/또는 제3 광제어부(CCP3)가 양자점을 포함할 수도 있다.
상부 표시기판(200)은 제2 충전층(BFL2)을 포함하는 것일 수 있다. 제2 충전층(BFL2)은 광제어부들(CCP1, CCP2, CCP3)과 컬러필터층(CFL) 사이에 배치될 수 있다. 제2 충전층(BFL2)은 수분 및/또는 산소(이하, '수분/산소'로 칭함)의 침투를 막는 역할을 하는 것일 수 있다.
한편, 도시하지 않았으나, 광제어부들(CCP1, CCP2, CCP3) 하에 배치되는 베리어층을 더 포함할 수 있다. 베리어층은 광제어부들(CCP1, CCP2, CCP3)을 커버하며, 광제어부들(CCP1, CCP2, CCP3)이 수분/산소에 노출되는 것을 차단하는 것일 수 있다.
컬러필터층(CFL)은 광제어층(CCL) 상에 배치될 수 있다. 예를 들어, 컬러필터층(CFL)은 광제어층(CCL) 상에 직접 배치될 수 있다. 이 경우 제2 충전층(BFL2)은 생략될 수 있다.
컬러필터층(CFL)은 차광부(BM) 및 컬러필터들(CF1, CF3, CF3)을 포함하는 것일 수 있다. 구체적으로, 컬러필터층(CFL)은 제1 광을 투과시키는 제1 컬러필터(CF1), 제2 광을 투과시키는 제2 컬러필터(CF2), 및 제3 광을 투과시키는 제3 컬러필터(CF3)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 컬러필터(CF1)는 레드 컬러필터이고, 제2 컬러필터(CF2)는 그린 컬러필터이고, 제3 컬러필터(CF3)는 블루 컬러필터일 수 있다.
제1 내지 제3 컬러필터(CF1, CF2, CF3) 각각은 고분자 감광수지와 안료 또는 염료를 포함하는 것일 수 있다. 제1 컬러필터(CF1)는 레드 안료 또는 염료를 포함하고, 제2 컬러필터(CF2)는 그린 안료 또는 염료를 포함하며, 제3 컬러필터(CF3)는 블루 안료 또는 염료를 포함하는 것일 수 있다. 한편, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 제3 컬러필터(CF3)는 안료 또는 염료를 포함하지 않는 것일 수 있다. 제3 컬러필터(CF3)는 고분자 감광수지를 포함하고 안료 또는 염료를 미포함하는 것일 수 있다.
차광부(BM)는 블랙 매트릭스일 수 있다. 차광부(BM)는 흑색 안료 또는 흑색염료를 포함하는 유기 차광 물질 또는 무기 차광 물질을 포함하여 형성될 수 있다. 차광부(BM)는 빛샘 현상을 방지하고, 인접하는 컬러필터들(CF1, CF2, CF3) 사이의 경계를 구분하는 것일 수 있다. 또한, 일 실시예에서 차광부(BM)는 청색 필터로 형성되는 것일 수 있다.
제1 내지 제3 컬러필터(CF1, CF2, CF3) 각각은 제1 화소 영역(PXA-R), 제2 화소 영역(PXA-G), 및 제3 화소 영역(PXA-B) 각각에 대응하여 배치될 수 있다.
베이스 기판(BL)은 컬러필터층(CFL) 및 광제어층(CCL) 등이 배치되는 베이스 면을 제공하는 것일 수 있다. 베이스 기판(BL)은 유리기판, 금속기판, 플라스틱기판 등일 수 있다. 하지만, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며 베이스 기판(BL)은 무기층, 유기층 또는 복합재료층일 수 있다. 또한, 도시된 것과 달리 일 실시예에서 베이스 기판(BL)은 생략될 수 있다. 베이스 기판(BL)이 생략될 경우, 하부 표시기판(100) 상에 광제어층(CCL) 및 컬러필터층(CFL)이 순서대로 적층될 수 있다.
한편, 상부 표시기판(200)의 구성이 이에 제한되는 것은 아니며 예를 들어, 상부 표시기판(200)은 편광층을 더 포함하는 것일 수 있으며, 또는 컬러필터층(CFL)이 생략될 수 있다. 편광층은 외부에서 표시 패널(DP)로 입사하는 외부광을 차단하는 것일 수 있다.
도 5는 일 실시예에 따른 발광소자(ED)를 개략적으로 나타낸 단면도이다. 일 실시예에 따른 제1 내지 제3 발광소자(ED1, ED2, ED3) 각각은 도시된 발광소자(ED)의 구조를 가질 수 있다.
도 5를 참조하면, 발광소자(ED)는 제1 전극(EL1), 제2 전극(EL2), 제1 전극(EL1)과 제2 전극(EL2)의 사이에 배치되는 n개의 스택층들(SF1, SFn)을 포함할 수 있고, n은 2 이상의 정수일 수 있다. 즉, 발광소자(ED)는 적어도 2개 이상의 스택층을 포함할 수 있으며, 예를 들어, 2개의 스택층, 3개의 스택층 또는 4개 이상의 스택층을 포함할 수 있다.
복수의 스택층들(SF1, SFn) 각각은 정공 수송 영역(HTR), 발광층(EML), 및 전자 수송 영역(ETR)을 포함할 수 있다. 복수의 스택층들(SF1, SFn) 중 이웃하는 스택들 사이에는 전하생성층(CGL)이 배치될 수 있다. 전하생성층(CGL)은 p형 전하생성층 및/또는 n형 전하생성층을 포함하는 것일 수 있다. 전하생성층(CGL)은 정공 및/또는 전하의 이동을 촉진하는 것일 수 있다.
제1 전극(EL1)은 도전성을 갖는다. 제1 전극(EL1)은 금속재료, 금속합금 또는 도전성 화합물로 형성될 수 있다. 제1 전극(EL1)은 애노드(anode) 또는 캐소드(cathode)일 수 있다. 하지만 실시예가 이에 한정되지 않는다. 또한, 제1 전극(EL1)은 화소 전극일 수 있다. 제1 전극(EL1)은 투과형 전극, 반투과형 전극 또는 반사형 전극일 수 있다. 제1 전극(EL1)이 투과형 전극인 경우, 제1 전극(EL1)은 투명 금속 산화물, 예를 들어, ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), ZnO(zinc oxide), ITZO(indium tin zinc oxide) 등을 포함할 수 있다. 제1 전극(EL1)이 반투과형 전극 또는 반사형 전극인 경우, 제1 전극(EL1)은 Ag, Mg, Cu, Al, Pt, Pd, Au, Ni, Nd, Ir, Cr, Li, Ca, LiF/Ca, LiF/Al, Mo, Ti, W 또는 이들의 화합물이나 혼합물(예를 들어, Ag와 Mg의 혼합물)을 포함할 수 있다. 또는 제1 전극(EL1)은 상기의 물질로 형성된 반사막이나 반투과막 및 ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), ZnO(zinc oxide), ITZO(indium tin zinc oxide) 등으로 형성된 투명 도전막을 포함하는 복수의 층 구조일 수 있다. 예를 들어, 제1 전극(EL1)은 ITO/Ag/ITO의 3층 구조를 가질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며, 제1 전극(EL1)은 상술한 금속재료, 상술한 금속재료들 중 선택된 2종 이상의 금속재료들의 조합, 또는 상술한 금속재료들의 산화물 등을 포함하는 것일 수 있다. 제1 전극(EL1)의 두께는 약 700Å 내지 약 10000Å일 수 있다. 예를 들어, 제1 전극(EL1)의 두께는 약 1000Å 내지 약 3000Å일 수 있다.
정공 수송 영역(HTR)은 제1 전극(EL1) 상에 제공된다. 정공 수송 영역(HTR)은, 정공 수송층(HTL), 및 전자 저지층(EBL) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 그러나 실시예가 이에 제한되는 것은 아니며, 정공 수송 영역(HTR)은 정공 주입층(미도시), 버퍼층(미도시) 또는 발광보조층(미도시)을 더 포함할 수 있다. 정공 수송 영역(HTR)의 두께는 예를 들어, 약 50Å 내지 약 15,000Å인 것일 수 있다.
정공 수송 영역(HTR)은 단일 물질로 이루어진 단일층, 복수의 서로 다른 물질로 이루어진 단일층, 또는 복수의 서로 다른 물질로 이루어진 복수의 층을 갖는 다층 구조를 가질 수 있다.
예를 들어, 정공 수송 영역(HTR)은 정공 주입층 또는 정공 수송층의 단일층의 구조를 가질 수도 있고, 정공 주입 물질 및 정공 수송 물질로 이루어진 단일층 구조를 가질 수도 있다. 또한, 정공 수송 영역(HTR)은 복수의 서로 다른 물질로 이루어진 단일층의 구조를 갖거나, 제1 전극(EL1)으로부터 차례로 적층된 정공 주입층/정공 수송층, 정공 주입층/정공 수송층/버퍼층, 정공 주입층/버퍼층, 정공 수송층/버퍼층, 또는 정공 주입층/정공 수송층/전자 저지층의 구조를 가질 수 있으나, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다.
정공 수송 영역(HTR)은, 진공 증착법, 스핀 코팅법, 캐스트법, LB법(Langmuir-Blodgett), 잉크젯 프린팅법, 레이저 프린팅법, 레이저 열전사법(Laser Induced Thermal Imaging, LITI) 등과 같은 다양한 방법을 이용하여 형성될 수 있다.
전술한 바와 같이, 정공 수송 영역(HTR)은 정공 주입층 및 정공 수송층 외에, 버퍼층 및 전자 저지층 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다. 버퍼층은 발광층(EML)에서 방출되는 광의 파장에 따른 공진 거리를 보상하여 광 방출 효율을 증가시킬 수 있다. 버퍼층에 포함되는 물질로는 정공 수송 영역(HTR)에 포함될 수 있는 물질을 사용할 수 있다. 전자 저지층은 전자 수송 영역(ETR)으로부터 정공 수송 영역(HTR)으로의 전자 주입을 방지하는 역할을 하는 층이다.
발광층(EML)은 정공 수송 영역(HTR) 상에 제공된다. 발광층(EML)은 예를 들어 약 100Å 내지 약 1000Å 또는, 약 100Å 내지 약 300Å의 두께를 갖는 것일 수 있다. 발광층(EML)은 단일 물질로 이루어진 단일층, 복수의 서로 다른 물질로 이루어진 단일층 또는 복수의 서로 다른 물질로 이루어진 복수의 층을 갖는 다층 구조를 가질 수 있다.
발광층(EML)은 발광 물질로 저분자 유기물 또는 고분자 유기물을 포함할 수 있다. 발광층(EML)은, 호스트 물질 및 도펀트 물질을 포함할 수 있다. 발광층(EML1)은 호스트 물질에 인광 또는 형광 발광 물질을 도펀트로 사용하여 형성될 수 있다. 발광층(EML)은 호스트 물질에 열활성 지연 형광(Thermally Activated Delayed Fluorescence, TADF) 도펀트를 포함하여 형성될 수 있다.
발광층(EML)은 안트라센 유도체, 피렌 유도체, 플루오란텐 유도체, 크리센 유도체, 디하이드로벤즈안트라센 유도체, 또는 트리페닐렌 유도체를 포함하는 것일 수 있다. 구체적으로, 발광층(EML)은 안트라센 유도체 또는 피렌 유도체를 포함하는 것일 수 있다.
또한, 발광층(EML1)은 스티릴 유도체(예를 들어, 1,4-bis[2-(3-N-ethylcarbazoryl)vinyl]benzene(BCzVB), 4-(di-p-tolylamino)-4'-[(di-p-tolylamino)styryl]stilbene(DPAVB), N-(4-((E)-2-(6-((E)-4-(diphenylamino)styryl)naphthalen-2-yl)vinyl)phenyl)-N-phenylbenzenamine(N-BDAVBi), 페릴렌 및 그 유도체(예를 들어, 2, 5, 8, 11-Tetra-t-butylperylene(TBP)), 피렌 및 그 유도체(예를 들어, 1,1-dipyrene, 1,4-dipyrenylbenzene, 1,4-Bis(N, N-Diphenylamino)pyrene), N1,N6-di(naphthalen-2-yl)-N1,N6-diphenylpyrene-1,6-diamine) 등을 포함할 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니며, 필요에 따라 공지의 물질을 포함할 수 있다.
복수의 스택층(SF1, SFn)은 서로 다른 광을 방출하는 발광층(EML)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1층 스택(SF1)에 포함되는 발광층(EML)과 제n층 스택(SFn)에 포함되는 발광층(EML)은 서로 다른 광을 발광하는 것일 수 있다. 그러나 실시예가 이에 제한되는 것은 아니며, 복수의 스택층(SF1, SFn) 에 포함되는 발광층(EML)들은 모두 동일한 광을 방출하는 것일 수 있고, 또는 일부의 스택층에 포함되는 발광층(EML)이 서로 동일한 광을 방출하는 것일 수도 있다.
전자 수송 영역(ETR)은 발광층(EML) 상에 배치될 수 있다. 전자 수송 영역(ETR)은, 전자 수송층(ETL), 및 정공 저지층(HBL) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 그러나 실시예가 이에 제한되는 것은 아니며, 전자 수송 영역(ETR)은 전자 주입층, 버퍼층(미도시) 또는 발광보조층(미도시)을 더 포함할 수 있다.
전자 수송 영역(ETR)은 단일 물질로 이루어진 단일층, 복수의 서로 다른 물질로 이루어진 단일층 또는 복수의 서로 다른 물질로 이루어진 복수의 층을 갖는 다층 구조를 가질 수 있다.
예를 들어, 전자 수송 영역(ETR)은 전자 주입층 또는 전자 수송층(ETL)의 단일층의 구조를 가질 수도 있고, 전자 주입 물질과 전자 수송 물질로 이루어진 단일층 구조를 가질 수도 있다. 또한, 전자 수송 영역(ETR)은, 복수의 서로 다른 물질로 이루어진 단일층의 구조를 갖거나, 발광층(EML)으로부터 차례로 적층된 전자 수송층/전자 주입층, 정공 저지층/전자 수송층/전자 주입층 구조를 가질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
전자 수송 영역(ETR)은, 진공 증착법, 스핀 코팅법, 캐스트법, LB법(Langmuir-Blodgett), 잉크젯 프린팅법, 레이저 프린팅법, 레이저 열전사법(Laser Induced Thermal Imaging, LITI) 등과 같은 다양한 방법을 이용하여 형성될 수 있다.
일 실시예의 발광소자(ED)는 제2 전극(EL2) 아래에 전자 주입층(EIL)을 포함할 수 있다. 다만 실시예가 이에 제한 되는 것은 아니며, 복수의 스택층(SF1, SFn) 각각에 포함된 전자 수송 영역(ETR)에 전자 주입층이 배치될 수도 있다.
전자 주입층(EIL)은 Yb와 같은 란타넘족 금속을 포함할 수 있다. 다만, 실시예가 이에 제한되는 것은 아니며 전자 주입층(EIL)은 LiF, NaCl, CsF, RbCl, RbI와 같은 할로겐화 금속, Li2O, BaO 와 같은 금속 산화물, 또는 Liq(Lithium quinolate) 등이 사용될 수 있다. 또는, 전자 주입층(EIL)은 전자 수송 물질과 절연성의 유기 금속염(organo metal salt)이 혼합된 물질로 이루어질 수 있다. 유기 금속염은 에너지 밴드 갭(energy band gap)이 대략 4eV 이상의 물질이 될 수 있다. 구체적으로 예를 들어, 유기 금속염은 금속 아세테이트(metal acetate), 금속 벤조에이트(metal benzoate), 금속 아세토아세테이트(metal acetoacetate), 금속 아세틸아세토네이트(metal acetylacetonate) 또는 금속 스테아레이트(stearate)를 포함할 수 있다.
제2 전극(EL2)은 공통 전극일 수 있다. 제2 전극(EL2)은 캐소드(cathode) 또는 애노드(anode)일 수 있으나 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 제1 전극(EL1)이 애노드인 경우 제2 전극(EL2)은 캐소드일 수 있고, 제1 전극(EL1)이 캐소드인 경우 제2 전극(EL2)은 애노드일 수 있다.
제2 전극(EL2)은 투과형 전극, 반투과형 전극 또는 반사형 전극일 수 있다. 제2 전극(EL2)이 투과형 전극인 경우, 제2 전극(EL2)은 투명 금속 산화물, 예를 들어, ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), ZnO(zinc oxide), ITZO(indium tin zinc oxide) 등으로 이루어질 수 있다.
제2 전극(EL2)이 반투과형 전극 또는 반사형 전극인 경우, 제2 전극(EL2)은 Ag, Mg, Cu, Al, Pt, Pd, Au, Ni, Nd, Ir, Cr, Li, Ca, LiF/Ca, LiF/Al, Mo, Ti, Yb, W 또는 이들을 포함하는 화합물이나 혼합물(예를 들어, AgMg, AgYb, 또는 MgAg)을 포함할 수 있다. 또는 제2 전극(EL2)은 상기 물질로 형성된 반사막이나 반투과막 및 ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), ZnO(zinc oxide), ITZO(indium tin zinc oxide) 등으로 형성된 투명 도전막을 포함하는 복수의 층 구조일 수 있다. 예를 들어, 제2 전극(EL2)은 상술한 금속재료, 상술한 금속재료들 중 선택된 2종 이상의 금속재료들의 조합, 또는 상술한 금속재료들의 산화물 등을 포함하는 것일 수 있다.
도시하지는 않았으나, 제2 전극(EL2)은 보조 전극과 연결될 수 있다. 제2 전극(EL2)이 보조 전극과 연결되면, 제2 전극(EL2)의 저항을 감소 시킬 수 있다.
도 6은 일 실시예에 따른 발광소자들(ED1, ED2, ED3)을 개략적으로 나타낸 단면도이다. 구체적으로, 도 6은 도 4의 발광소자들(ED1, ED2, ED3)의 구조를 도시한 것이다.
도 6을 참조하면, 일 실시예에서 제1 내지 제3 발광소자(ED1, ED2, ED3) 각각이 3개의 스택층을 포함하는 것으로 도시하였다. 구체적으로, 제1 내지 제3 발광소자(ED1, ED2, ED3) 각각은 도 4에서 전술한 제1층 내지 제3층 스택(SF1, SF2, SF3)에 대응되는 3개의 스택층을 포함하는 것으로 도시하였다. 다만, 실시예가 이에 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 제1 내지 제3 발광소자(ED1, ED2, ED3) 각각은 2개의 스택층 또는 4개 이상의 스택층을 포함할 수 있다.
일 실시예의 제1 발광소자(ED1) 및 제2 발광소자(ED2)는 각각 도 4에서 전술한 제1층 스택(SF1)으로 제1 스택부(ST-G)를 포함하고, 제2층 스택(SF2)으로 제1 스택부(ST-G)을 포함하고, 제3층 스택(SF3)으로 제1 스택부(ST-G)를 포함할 수 있다. 즉, 제1 발광소자(ED1) 및 제2 발광소자(ED2)에 포함되는 복수의 스택층들은 모두 제1 스택부(ST-G)를 포함할 수 있다.
이에 따라, 제1 발광소자(ED1) 및 제2 발광소자(ED2) 각각에 포함되는 제1층 스택(SF1)의 제1 스택부(ST-G)는 일체의 형상을 가질 수 있고, 제2층 스택(SF2)의 제1 스택부(ST-G)는 일체의 형상을 가질 수 있고, 제3층 스택(SF3)의 제1 스택부(ST-G)는 일체의 형상을 가질 수 있다. 다만 이에 제한되는 것은 아니다.
일 실시예의 제3 발광소자(ED3)는 제1 발광소자(ED1) 및 제2 발광소자(ED2)와 상이한 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 제3 발광소자(ED3)는 3개의 제2 스택부(ST-B)들을 포함할 수 있다. 구체적으로, 제3 발광소자(ED3)는 제1층 내지 제3층 스택(SF1, SF2, SF3)이 모두 제2 스택부(ST-B)일 수 있다.
제1 스택부(ST-G)는 제2 광을 방출하고, 제2 스택부(ST-B)는 제3 광을 방출하는 것일 수 있다. 예를 들어, 제1 스택부(ST-G)는 그린광을 발광하고, 제2 스택부(ST-B)는 블루광을 방출하는 것일 수 있다.
제3 발광소자(ED3)에 포함되는 각 층의 제2 스택부(ST-B)는 제1 발광소자(ED1) 및 제2 발광소자(ED2)의 각 층에 포함되는 제1 스택부(ST-G)와 일체의 형상을 가지지 않을 수 있다. 즉, 제3 발광소자(ED3)의 제2 스택부(ST-B)는 뱅크(BK)에 의해 제1 발광소자(ED1) 및 제2 발광소자(ED2)의 제1 스택부(ST-G)와 이격될 수 있다. 한편, 제3 발광소자(ED3)의 경계에 뱅크(BK)가 배치됨에 따라, 제3 발광소자(ED3)의 각 스택층의 제2 스택부(ST-B)에 포함되는 정공 수송 영역(HTR), 발광층(EML), 및 전자 수송 영역(ETR) 등은 잉크젯 프린팅법으로 패터닝되어 제공될 수 있다.
한편, 도 6에서 화소 정의막(PDL) 및 뱅크(BK)가 별도의 형상을 가지는 것으로 도시하였으나, 이에 제한되지 않고 화소 정의막(PDL) 및 뱅크(BK)는 일체의 형상을 가지는 것일 수 있다. 예를 들어, 화소 정의막(PDL) 및 뱅크(BK)는 서로 동일한 재료를 포함하는 것일 수 있다.
제1 스택부(ST-G) 및 제2 스택부(ST-B) 각각은 전술한 정공 수송 영역, 발광층, 및 전자 수송 영역을 포함할 수 있다. 도 6에서는 정공 수송 영역이 전자 수송층(ETL1, ETL2)을 포함하고, 정공 수송 영역이 정공 수송층(HTL1, HTL2)을 포함하는 것으로 간단히 도시하였다.
예를 들어, 제1 스택부(ST-G)는 제1 정공 수송층(HTL1), 제1 발광층(EML-G), 및 제1 전자 수송층(ETL1)을 포함할 수 있다. 제1 발광층(EML-G)은 제2 광을 방출하는 것일 수 있다.
예를 들어, 제2 스택부(ST-B)은 제2 정공 수송층(HTL2), 제2 발광층(EML-B), 및 제2 전자 수송층(ETL2)을 포함할 수 있다. 제2 발광층(EML-B)은 제3 광을 방출하는 것일 수 있다.
다만 실시예가 이에 제한되는 것은 아니며, 제1 스택부(ST-G) 및 제2 스택부(ST-B) 각각은 전자 주입층, 정공 저지층, 정공 주입층, 전자 저지층, 버퍼층 등을 더 포함할 수 있다.
제1 발광소자(ED1)는 제1 스택부(ST-G)만을 포함하여, 제2 광을 발광할 수 있다. 도 4를 참조하면, 제1 발광소자(ED1)에 중첩하는 제1 광제어부(CCP1)는 제1 양자점(QD1)을 포함하여, 제2 광을 제1 광으로 변환시킬 수 있다.
제2 발광소자(ED2)는 제1 스택부(ST-G)만을 포함하여, 제2 광을 발광할 수 있다. 도 4를 참조하면, 제2 발광소자(ED2)에 중첩하는 제2 광제어부(CCP2)는 광변환체를 포함하지 않고, 제2 광을 투과시킬 수 있다.
제3 발광소자(ED3)는 제2 스택부(ST-B)만을 포함하여, 제3 광을 발광할 수 있다. 도 4를 참조하면, 제3 발광소자(ED3)에 중첩하는 제3 광제어부(CCP3)는 광변환체를 포함하지 않고, 제3 광을 투과시킬 수 있다.
스택부들(ST-G, ST-B) 사이에는 전하생성층이 배치될 수 있다. 전하생성층은 p형 전하생성층(P-CGL1, P-CGL2) 및 n형 층(N-CGL1, N-CGL2)을 포함할 수 있고, 스택들(ST-G, ST-B) 사이의 정공 및/또는 전하의 이동을 촉진시키는 것일 수 있다. 전하생성층(P-CGL1, P-CGL2, N-CGL1, N-CGL2)은 각각 어느 하나의 스택부들(ST-G, ST-B)에 접하여 배치될 수 있다.
일 실시예에서, 제1 스택부(ST-G)들 사이에는 제1전하생성층(N-CGL1, P-CGL1)이 적층되어 배치될 수 있다. 제2 스택부(ST-B)들 사이에는 제2전하생성층(N-CGL2, P-CGL2)이 적층되어 배치될 수 있다.
구체적으로, 제1층 스택(SF1)의 제1 스택부(ST-G) 상에는 제1층 스택(SF1)의 제1 스택부(ST-G)로 전자들을 제공하는 n형 제1전하생성층(N-CGL1)이 배치될 수 있다. 제2층 스택(SF2)의 제1 스택부(ST-G) 하에는 제2층 스택(SF2)의 제1 스택부(ST-G)로 정공들을 제공하는 p형 제1전하생성층(P-CGL1)이 배치될 수 있다. 제1층 스택(SF1)의 제2 스택부(ST-B) 상에는 제1층 스택(SF1)의 제2 스택부(ST-B)로 전자들을 제공하는 n형 제2전하생성층(N-CGL2)이 배치될 수 있다. 제2층 스택(SF2)의 제2 스택부(ST-B) 하에는 제2층 스택(SF2)의 제2 스택부(ST-B)로 정공들을 제공하는 p형 제2전하생성층(P-CGL2)이 배치될 수 있다.
한편, 순차적으로 적층된 스택층이 서로 다른 스택부를 포함하는 경우, n형 전하생성층 및 p형 전하생성층은 직접 접하는 스택부의 종류에 따라 결정된다. 구체적으로 도 8을 참조하면, 제2층 스택(SF2)의 제1 스택부(ST-G) 상에는 n형 제1전하생성층(N-CGL1)이 배치되고, 제3층 스택(SF3)의 제2 스택부(ST-B) 하에는 p형 제2전하생성층(P-CGL2)이 배치될 수 있다.
p형 제1전하생성층(P-CGL1) 및 n형 제1전하생성층(N-CGL1)과 p형 제2전하생성층(P-CGL2) 및 n형 제2전하생성층(N-CGL2)은 서로 다른 재료를 포함할 수 있다. 전하생성층의 재료를 각각 다르게 하여 전하 생성 특성을 조절할 수 있다. 다만 이에 제한되는 것은 아니다.
일 실시예에서, p형 제2전하생성층(P-CGL2)은 p형 제1전하생성층(P-CGL1)보다 전하 생성 특성이 높을 수 있다. 예를 들어, p형 제2전하생성층(P-CGL2)에 포함된 물질은 p형 제1전하생성층(P-CGL1)에 포함된 물질보다 전하 생성 특성이 높을 수 있다.
p형 제1전하생성층(P-CGL1)은 유기 도펀트를 포함할 수 있다. 유기 도펀트는 예를 들어, p형 도펀트일 수 있다. 구체적으로, p형 도펀트는 4-[[2,3-bis[cyano-(4-cyano-2,3,5,6-tetrafluorophenyl)methylidene]cyclopropylidene]-cyanomethyl]-2,3,5,6-tetrafluorobenzonitrile(이하, NDP9), 1,4,5,8,9,11-hexaazatriphenylene-hexacarbonitrile(HAT-CN), 2,3,5,6-테트라플루오르-7,7,8,8-테트라시아노퀴노디메탄(F4-TCNQ), Tetracyanoquinodimethane(TCNQ) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, p형 제1전하생성층(P-CGL1)에 포함되는 유기 도펀트의 도핑 농도는 0.5 % 내지 30% 일 수 있다.
p형 제2전하생성층(P-CGL2)은 무기 도펀트를 포함할 수 있다. 무기 도펀트는 예를 들어, Al, Ga, In, Tl, Sn, Pb, Fl, Bi, 및 Po 등과 같은 전이후금속, B, Si, Ge, As, Sb, Te, At 등과 같은 준금속, Bi2Te3, BixTey, Sb2Te3, In2Te3, Ga2Te2, Al2Te3, Tl2Te3, As2Te3, GeSbTe, SnTe, PbTe, SiTe, GeTe, FlTe, SiGe, AlInSb, AlGaSb, AlAsSb, GaAs, InSb, AlSb, AlAs, AlxInxSb, AlxIn(1-x)Sb, AlSb, GaSb, AlInGaAs 등과 같은 이들의 화합물, 및 CuI, AgI, AuI, CoI2, NiI2, PtI2, CuCl, CuBr, AgCl, AgBr 등과 같은 전이금속과 할로겐 화합물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, p형 제2전하생성층(P-CGL2)에 포함되는 무기 도펀트의 도핑 농도는 0.5 % 내지 30% 일 수 있다.
도 6에서, 전자 주입층(EIL)이 제1 내지 제3 화소 영역(PXA-R, PXA-G, PXA-B)에 중첩하고, 일체의 형상을 가지는 것으로 도시되었다. 그러나 실시예가 이에 제한되는 것은 아니며, 전자 주입층(EIL)은 중첩하는 화소 영역에 따라, 화소 영역마다 다른 재료를 포함하거나, 또는 포함하는 재료의 농도가 상이하게 조절될 수 있다.
일 실시예에서, 제1 내지 제3 발광소자(ED1, ED2, ED3) 상에 캡핑층(CPL)이 더 배치될 수 있다. 캡핑층(CPL)은 다층 또는 단층을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 캡핑층(CPL)은 유기층 또는 무기층일 수 있다. 예를 들어, 캡핑층(CPL)이 무기물을 포함하는 경우, 무기물은 LiF 등의 알칼리금속 화합물, MgF2 등의 알칼리토금속 화합물, SiON, SiNX, SiOy 등을 포함하는 것일 수 있다.
예를 들어, 캡핑층(CPL)이 유기물을 포함하는 경우, 유기물은 α-NPD, NPB, TPD, m-MTDATA, Alq3, CuPc, TPD15(N4,N4,N4',N4'-tetra (biphenyl-4-yl) biphenyl-4,4'-diamine), TCTA(4,4',4"- Tris (carbazol sol-9-yl) triphenylamine) 등을 포함하거나, 에폭시 수지, 또는 메타크릴레이트와 같은 아크릴레이트를 포함할 수 있다.
다만, 실시예가 이에 제한되는 것은 아니며, 캡핑층(CPL)은 생략될 수 있다.
도 7은 또 다른 일 실시예에 따른 표시 패널(DP)의 단면도이다. 도 8은 도7의 일 실시예에 따른 발광소자들(ED1, ED2, ED3)의 단면도이다. 이하, 도 7 및 도 8에서는 앞서 설명한 구성에 대해서는 동일한 참조 부호를 부여하고 설명은 생략하고, 차이점을 위주로 설명한다.
일 실시예에서, 제1 발광소자(ED1)는 도 4에서 전술한 제1층 스택(SF1)으로 제1 스택부(ST-G)를 포함하고, 제2층 스택(SF2)으로 제1 스택부(ST-G)을 포함하고, 제3층 스택(SF3)으로 제2 스택부(ST-B)를 포함할 수 있다. 즉, 제1 발광소자(ED1)는 2개의 제1 스택부(ST-G) 및 1개의 제2 스택부(ST-B)을 포함할 수 있다. 다만, 제1 스택부(ST-G) 및 제2 스택부(ST-B)의 적층 순서가 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 제2 스택부(ST-B)는 제1층 스택(SF1)일 수도 있고, 제2층 스택(SF2)일 수도 있다. 또한, 제1 발광소자(ED1)의 구성이 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 제1 발광소자(ED1)는 4개의 스택부를 포함할 수 있고 예를 들어, 3개의 제2 스택부(ST-B)들 및 1개의 제1 스택부(ST-G)를 포함할 수 있다.
일 실시예의 제2 발광소자(ED2)는 제1 발광소자(ED1)와 동일한 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 제2 발광소자(ED2)는 도 4에서 전술한 제1층 스택(SF1)으로 제1 스택부(ST-G)를 포함하고, 제2층 스택(SF2)으로 제1 스택부(ST-G)를 포함하고, 제3층 스택(SF3)으로 제2 스택부(ST-B)를 포함할 수 있다. 다만, 적층 순서 및 구조가 이에 제한되는 것은 아니며, 제1 발광소자(ED1)와 같이 다양한 적층 순서 및 구조를 가질 수 있다.
일 실시예의 제3 발광소자(ED3)는 제1 발광소자(ED1) 및 제2 발광소자(ED2)와 상이한 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 제3 발광소자(ED3)는 3개의 제2 스택부(ST-B)를 포함할 수 있다. 구체적으로, 제3 발광소자(ED3)는 제1층 내지 제3층 스택(SF1, SF2, SF3)이 모두 제2 스택부(ST-B)일 수 있다.
도 7 및 8에 도시된 일 실시예의 발광소자들(ED1, ED2, ED3)에서, 제1 내지 제3 발광소자(ED1, ED2, ED3)의 제3층 스택(SF3, 도 2b 참조)이 모두 제2 스택부(ST-B)임에 따라, 제1 내지 제3 발광소자(ED1, ED2, ED3)의 제3층 스택(SF3, 도 2b 참조)은 일체의 형상을 가질 수 있다. 일부 스택층을 일체의 형상으로 구성하는 경우, 공정이 간소화될 수 있다.
한편, 화소 정의막(PDL) 상에 배치된 뱅크(BK)는 제3 방향(DR3) 상에서 제3 발광소자(ED3)의 제1층 스택(SF1, 도 2b 참조) 및 제2층 스택(SF2, 도 2b)과 중첩하고, 제3층 스택(SF3, 도 2b 참조)과는 비중첩할 수 있다. 즉, 일체의 형상을 가지는 제3층 스택사이에는 뱅크(BK)가 배치되지 않을 수 있다. 다만, 실시예가 이에 제한되는 것은 아니다.
제1 발광소자(ED1)는 제1 스택부(ST-G) 및 제2 스택부(ST-B)를 모두 포함하여, 제2 광 및 제3 광을 발광할 수 있다. 도 7을 참조하면, 제1 발광소자(ED1)에 중첩하는 제1 광제어부(CCP1)는 제1 양자점(QD1)을 포함하여, 제2 광 및 제3 광을 제1 광으로 변환시킬 수 있다.
제2 발광소자(ED2)는 제1 스택부(ST-G) 및 제2 스택부(ST-B)를 모두 포함하여, 제2 광 및 제3 광을 발광할 수 있다. 도 7을 참조하면, 제2 발광소자(ED2)에 중첩하는 제2 광제어부(CCP2)는 제2 광을 투과시킬 수 있다. 또한, 제2 광제어부(CCP2)는 제2 양자점(QD2)을 포함하여, 제3 광을 제2 광으로 변환시킬 수 있다. 예를 들어, 제2 광제어부(CCP2)에 포함된 제2 양자점(QD2)은 제3 광을 제2 광으로 변환시키는 그린 양자점일 수 있다.
본 발명의 표시 패널(DP)는 제1 발광소자(ED1) 및 제2 발광소자(ED2)가제1 발광층(EML-G)을 포함하는 제1 스택부(ST-G)를 포함함에 따라, 표시 패널(DP)의 발광 효율이 향상될 수 있다.
구체적으로, 본 발명의 표시 패널은 발광층이 그린광 및 블루광을 모두 발광하여, 광제어층(CCL)에서 그린광의 광 전환율이 향상될 수 있다. 이에 따라, 발광층이 블루광만을 발광하는 표시 패널에 비해서, 본 발명의 표시 패널은 500nm 이상 550nm 이하의 중심 파장을 갖는 광의 광량이 60% 이상 상승할 수 있다.
이하, 구체적인 실시예를 참조하여 본 발명의 표시 패널의 특성 평가 결과를 설명한다. 다만, 본 발명이 하기 실시예에 제한되는 것은 아니다.
(표시 패널의 제작 및 평가)
표 1과 같이 p형 제2전하생성층(P-CGL2)의 무기재료 및 도핑 농도만을 달리하고, 다른 모든 구성이 동일하도록 도 6과 같은 제1 내지 3의 발광소자들을 포함하는 실시예 1 내지 실시예 5 및 비교예 1의 표시 패널을 제작하였다.
구분 p형 제2전하생성층(P-CGL2) p형 제1전하생성층(P-CGL1)
도핑 재료 도핑 농도(%) 도핑 재료 도핑 농도(%)
실시예 1 Bi2Te3 5 NDP9 10
CuI 10
실시예 2 Bi2Te3 10 NDP9 10
CuI 10
실시예 3 Bi2Te3 15 NDP9 10
CuI 10
실시예 4 Bi2Te3 10 NDP9 10
CuI 5
실시예 5 Bi2Te3 10 NDP9 10
CuI 15
비교예 1 NDP9 10 NDP9 10
표 1을 참조하면, 실시예 1 내지 실시예 5는 무기 재료를 도핑하여 p형 제2전하생성층을 형성하였다. 비교예 1은 p형 제1전하생성층과 동일한 유기 재료를 도핑하여 p형 제2전하생성층을 형성하였다.
표 2에서는 표 1에서 제작된 표시 패널의 구동 전압을 측정하여 나타내었다. 표 2에 나타낸 구동 전압은 10mA/cm2의 전류밀도를 기준으로 측정한 전압 값을 나타낸 것이다.
구분 구동 전압 (V) 효율 (cd/A) 상대 수명 (%)
실시예 1 10.9 22.9 105
실시예 2 10.4 23.0 121
실시예 3 10.3 23.7 116
실시예 4 10.6 22.7 108
실시예 5 10.4 23.6 117
비교예 1 11.4 21.6 100
표 2를 참조하면, 실시예 1 내지 실시예 5의 발광소자는 비교예에 비해 저전압, 고효율, 장수명을 달성함을 확인할 수 있다.
이를 통해서, 본 발명의 일 실시예의 표시 패널은 발광층에 따라 p형 전하생성층의 전하 생성 특성을 조절하여, 특히, p형 제2전하생성층의 전하 생성 특성을 p형 제1전하생성층보다 높게 조절되어, 소자 구동 시 구동 전압이 낮아지고, 이에 따라 효율 및 수명이 향상될 수 있음을 확인할 있다.
본 발명의 표시 패널(DP)은 서로 상이한 색을 발광하는 제1 스택부(ST-G) 및 제2 스택부(ST-B)을 포함하고, 블루광을 방출하는 제2 스택부(ST-B) 사이에 배치되는 p형 제2전하생성층은 그린광을 방출하는 제1 스택부(ST-G) 사이에 배치되는 p형 제2전하생성보다 높은 전하 생성도를 가짐에 따라 소자의 효율 및 수명을 향상시킬 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술 분야에 통상의 지식을 갖는 자라면, 후술될 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
EL1: 제1 전극 EL2: 제2 전극
ED1, ED2, ED3: 제1 내지 제3 발광소자
ST-G: 제1 스택부 ST-B: 제2 스택부
SF1, SF2, SF3: 제1층 내지 제3층 스택

Claims (20)

  1. 제1 광을 발광하는 제1 화소 영역, 상기 제1 광과 상이한 제2 광을 발광하는 제2 화소 영역, 및 상기 제1 광 및 상기 제2 광과 상이한 제3 광을 발광하는 제3 화소 영역이 정의된 상부 표시기판; 및
    상기 제1 화소 영역에 중첩하게 배치된 제1 발광소자, 상기 제2 화소 영역에 중첩하게 배치된 제2 발광소자, 및 상기 제3 화소 영역에 중첩하게 배치된 제3 발광소자를 포함하는 하부 표시기판; 을 포함하고,
    상기 제1 발광소자 및 상기 제2 발광소자는 각각 상기 제2 광을 방출하는 제1 발광층을 포함하는 제1 스택부 및 제1 전하생성층을 1개 이상 포함하고,
    상기 제3 발광소자는 상기 제3 광을 방출하는 제2 발광층을 포함하는 제2 스택부 및 제2 전하생성층을 1개 이상 포함하고,
    상기 제1 전하생성층은 유기 도펀트를 포함하고,
    상기 제2 전하생성층은 무기 도펀트를 포함하는 것인 표시 패널.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 전하생성층은 p형 제1전하생성층 및 n형 제1전하생성층을 포함하고, 상기 제2 전하생성층은 p형 제2전하생성층 및 n형 제2전하생성층을 포함하고,
    상기 p형 제1전하생성층이 상기 유기 도펀트를 포함하고, p형 제2전하생성층이 상기 무기 도펀트를 포함하는 것인 표시 패널.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 유기 도펀트는 4-[[2,3-bis[cyano-(4-cyano-2,3,5,6-tetrafluorophenyl)methylidene]cyclopropylidene]-cyanomethyl]-2,3,5,6-tetrafluorobenzonitrile(NDP9), 1,4,5,8,9,11-hexaazatriphenylene-hexacarbonitrile(HAT-CN), 2,3,5,6-테트라플루오르-7,7,8,8-테트라시아노퀴노디메탄(F4-TCNQ), Tetracyanoquinodimethane(TCNQ) 중 적어도 하나를 포함하는 표시 패널.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 무기 도펀트는 전이후금속, 준금속, 전이후금속과 준금속 화합물, 및 전이금속과 할로겐 화합물 중 적어도 하나를 포함하는 표시 패널.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 스택부는 상기 제1 발광층 하에 배치되는 제1 정공 수송 영역 및 상기 제1 발광층 상에 배치되는 제1 전자 수송 영역을 더 포함하고,
    상기 제2 스택부는 상기 제2 발광층 하에 배치되는 제2 정공 수송 영역 및 상기 제2 발광층 상에 배치되는 제2 전자 수송 영역을 더 포함하는 표시 패널.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 하부 표시기판은 상기 제2 발광소자 및 상기 제3 발광소자 사이에 배치되는 뱅크를 더 포함하고,
    상기 제1 발광소자 및 상기 제2 발광소자 사이에는 상기 뱅크가 미배치되는 표시 패널.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 상부 표시기판에는 상기 제1 내지 제3 화소 영역에 인접한 비화소 영역이 더 정의되고,
    상기 하부 표시기판은 상기 비화소 영역에 중첩하게 배치된 화소 정의막을 더 포함하고,
    상기 뱅크는 상기 화소 정의막에 중첩하게 배치되는 표시 패널.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 발광 소자의 제1 스택부 및 상기 제2 발광 소자의 제1 스택부는 일체의 형상을 가지는 표시 패널.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 발광소자 및 상기 제2 발광소자는 각각 상기 제2 스택부 및 상기 제2 전하생성층을 1개 이상 더 포함하는 표시 패널.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 상부 표시기판은,
    상기 제1 화소 영역에 중첩하고, 제1 양자점을 포함하는 제1 광제어부;
    상기 제2 화소 영역에 중첩하고, 상기 제2 광을 투과시키는 제2 광제어부; 및
    상기 제3 화소 영역에 중첩하고, 상기 제3 광을 투과시키는 제3 광제어부; 를 포함하고,
    상기 제1 양자점은 상기 제2 광을 상기 제1 광으로 변환시키는 표시 패널.
  11. 제9 항에 있어서,
    상기 상부 표시기판은,
    상기 제1 화소 영역에 중첩하고, 제1 양자점을 포함하는 제1 광제어부;
    상기 제2 화소 영역에 중첩하고, 제2 양자점을 포함하는 제2 광제어부; 및
    상기 제3 화소 영역에 중첩하고, 상기 제3 광을 투과시키는 제3 광제어부; 를 포함하고,
    상기 제1 양자점은 상기 제2 광 또는 제3 광을 상기 제1 광으로 변환시키고,
    상기 제2 양자점은 상기 제3 광을 상기 제2 광으로 변환시키는 표시 패널.
  12. 제9 항에 있어서,
    상기 제1 발광소자의 제2 스택부 및 상기 제2 발광소자의 제2 스택부는 상기 제3 발광소자의 제2 스택부들 중 적어도 하나와 일체의 형상을 가지는 표시 패널.
  13. 제1 항에 있어서,
    상기 제3 발광소자는 상기 제1 스택부를 포함하지 않는 표시 패널.
  14. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 발광소자와 상기 제2 발광소자는 서로 동일한 구조를 가지는 표시 패널.
  15. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 광은 레드 광이고, 상기 제2 광은 그린광이고, 상기 제3 광은 블루광인 표시 패널.
  16. 제1 방향에서 이웃하여 배치된 제1 화소 영역, 제2 화소 영역, 및 제3 화소 영역이 정의된 상부 표시기판; 및
    상기 제1 화소 영역에 중첩하는 제1 발광소자, 상기 제2 화소 영역에 중첩하는 제2 발광소자, 상기 제3 화소 영역에 중첩하는 제3 발광소자; 및 상기 제2 발광소자와 상기 제3 발광소자 사이에 배치되는 뱅크를 포함하는 하부 표시기판; 을 포함하고,
    상기 제1 발광소자 및 상기 제2 발광소자는 각각 제2 광을 방출하는 제1 발광층을 포함하는 제1 스택부를 1개 이상 포함하고,
    상기 제3 발광소자는 상기 제2 광과 상이한 제3 광을 방출하는 제2 발광층을 포함하는 제2 스택부를 2개 이상 포함하고, 상기 제1 스택부를 포함하지 않는 것인 표시 패널.
  17. 제16 항에 있어서,
    상기 하부 표시기판은 상기 제1 발광층 하에 배치되는 p형 제1전하생성층 및 상기 제2 발광층 하에 배치되는 p형 제2전하생성층을 더 포함하고,
    상기 p형 제1전하생성층은 유기 도펀트를 포함하고,
    상기 p형 제2전하생성층은 무기 도펀트를 포함하는 것인 표시 패널.
  18. 제16 항에 있어서,
    상기 하부 표시기판은 상기 제1 발광층 상에 배치되는 n형 제1전하생성층 및 상기 제2 발광층 상에 배치되는 n형 제2전하생성층을 더 포함하는 표시 패널.
  19. 제16 항에 있어서,
    제1 내지 3 발광소자 각각은 상기 제1 방향과 직교하는 제2 방향으로 순차적으로 적층된 제1 내지 3층 스택을 각각 포함하고,
    상기 제1 발광소자 및 상기 제2 발광소자의 제1 내지 3층 스택은 각각 일체의 형상을 가지는 제1 스택부를 포함하고,
    상기 제3 발광소자의 제1 내지 3층 스택은 각각 제2 스택부를 포함하는 표시 패널.
  20. 제16 항에 있어서,
    제1 내지 3 발광소자 각각은 상기 제1 방향과 직교하는 제2 방향으로 순차적으로 적층된 제1 내지 3층 스택을 각각 포함하고,
    상기 제1 발광소자 및 상기 제2 발광소자의 제1 내지 3층 스택 중 적어도 어느 하나의 층에 제2 스택부를 포함하고, 나머지 층에 제1 스택부를 포함하고,
    상기 제3 발광소자의 제1 내지 3층 스택은 각각 제2 스택부를 포함하는 표시 패널.


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