KR20220096159A - 발광층을 포함하는 디스플레이 장치 - Google Patents

발광층을 포함하는 디스플레이 장치 Download PDF

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KR20220096159A
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이선희
박한솔
이우영
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엘지디스플레이 주식회사
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Abstract

본 발명은 발광층을 포함하는 디스플레이 장치에 관한 것이다. 상기 발광층은 제 1 전극과 제 2 전극 사이에 위치할 수 있다. 상기 발광층은 제 1 발광 스택 및 상기 제 1 발광 스택 상에 위치하는 제 2 발광 스택을 포함할 수 있다. 상기 제 1 발광 스택은 청색 발광 물질층을 포함할 수 있다. 상기 제 2 발광 스택은 제 1 인광 발광 물질층과 전자 수송층 사이에 위치하는 제 2 인광 발광 물질층과 상기 제 2 인광 발광 물질층과 상기 전자 수송층 사이에 위치하는 버퍼층을 포함할 수 있다. 상기 버퍼층은 상기 제 2 인광 발광 물질층보다 넓은 에너지 밴드갭을 갖는 인광 도펀트를 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 디스플레이 장치에서는 발광 효율이 향상되고, 각 발광 물질층의 발광 비율이 개선될 수 있다.

Description

발광층을 포함하는 디스플레이 장치{Display apparatus having a light-emitting layer}
본 발명은 발광층에 의해 생성된 빛으로 이미지를 구현하는 디스플레이 장치에 관한 것이다.
일반적으로 모니터, TV, 노트북, 디지털 카메라와 같은 전자 기기는 이미지의 구현을 위하여 디스플레이 장치를 포함한다. 예를 들어, 상기 디스플레이 장치는 적어도 하나의 발광 소자를 포함할 수 있다. 상기 발광 소자는 특정한 색을 나타내는 빛을 방출할 수 있다. 예를 들어, 상기 발광 소자는 두 개의 전극 사이에 위치하는 발광층을 포함할 수 있다.
상기 발광 소자는 백색을 나타내는 빛을 방출할 수 있다. 상기 발광층은 다수의 발광 물질층(Emission Material Layer; EML)으로 구성될 수 있다. 상기 발광 물질층들은 에너지 밴드갭에 따라 배치될 수 있다. 예를 들어, 제 1 전극 및 상기 제 1 전극보다 높은 투과율을 갖는 제 2 전극을 포함하는 상기 디스플레이 장치의 상기 발광층에서는 청색 발광 물질층을 포함하는 제 1 발광 스택이 상기 제 1 전극에 가까이 위치하고, 상기 제 1 발광 스택 상에 위치하는 제 2 발광 스택이 녹색 인광 발광 물질층과 상기 제 2 전극 사이에 위치하는 적색 인광 발광 물질층을 포함할 수 있다. 그러나, 상기 디스플레이 장치에서는 상기 녹색 인광 발광 물질층에서 상기 적색 인광 발광 물질층으로 전하의 이동 특성이 저하되어, 각 발광 물질층의 발광 비율이 편중될 수 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 발광 효율을 향상하고, 각 발광 물질층의 발광 비율을 개선할 수 있는 디스플레이 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 앞서 언급한 과제로 한정되지 않는다. 여기서 언급되지 않은 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 것이다.
상기 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위한 본 발명의 기술적 사상에 따른 디스플레이 장치는 제 1 전극을 포함한다. 제 1 전극 상에는 제 2 전극이 위치한다. 제 2 전극은 제 1 전극보다 높은 투과율을 갖는다. 제 1 전극과 제 2 전극 사이에는 제 1 전하 생성층이 위치한다. 제 1 전극과 제 1 전하 생성층 사이에는 제 1 발광 스택이 위치한다. 제 1 발광 스택은 청색 발광 물질층을 포함한다. 제 1 전하 생성층과 제 2 전극 사이에는 제 2 발광 스택이 위치한다. 제 2 발광 스택은 제 1 인광 발광 물질층, 제 2 인광 발광 물질층, 전자 수송층 및 버퍼층을 포함한다. 제 2 인광 발광 물질층은 제 1 인광 발광 물질층과 전자 수송층 사이에 위치한다. 버퍼층은 제 2 인광 발광 물질층과 전자 수송층 사이에 위치한다. 버퍼층은 제 2 인광 발광 물질층보다 넓은 에너지 밴드갭을 갖는 인광 도펀트를 포함한다.
제 2 인광 발광 물질층은 제 1 인광 발광 물질층 및 버퍼층과 접촉할 수 있다.
제 1 전극 상에는 소자 기판이 위치할 수 있다. 소자 기판과 제 1 전극 사이에는 오버 코트층이 위치할 수 있다. 소자 기판과 오버 코트층 사이에는 박막 트랜지스터가 위치할 수 있다. 제 1 전극은 박막 트랜지스터와 전기적으로 연결될 수 있다.
버퍼층의 두께는 50Å 내지 150Å일 수 있다.
제 1 인광 발광 물질층은 제 2 인광 발광 물질층보다 넓은 에너지 밴드갭을 가질 수 있다.
버퍼층은 제 1 인광 발광 물질층과 동일한 인광 도펀트를 포함할 수 있다.
제 1 인광 발광 물질층은 녹색 인광 도펀트를 포함할 수 있다. 제 2 인광 발광 물질층은 적색 인광 도펀트를 포함할 수 있다.
청색 발광 물질층은 청색 형광 도펀트를 포함할 수 있다.
제 2 발광 스택과 제 2 전극 사이에는 제 3 발광 스택이 위치할 수 있다. 제 2 발광 스택과 제 3 발광 스택 사이에는 제 2 전하 생성층이 위치할 수 있다. 제 3 발광 스택은 청색 발광 물질층을 포함할 수 있다.
제 3 발광 스택의 청색 발광 물질층은 제 1 발광 스택의 청색 발광 물질층과 동일한 물질을 포함할 수 있다.
버퍼층 내에서 인광 도펀트의 함량은 5% 내지 40%일 수 있다.
본 발명의 기술적 사상에 따른 디스플레이 장치는 제 1 전극과 제 2 전극 사이에 위치하는 발광층을 포함하되, 상기 발광층이 청색 발광 물질층을 포함하는 제 1 발광 스택 및 상기 제 1 발광 스택 상에 위치하는 제 2 발광 스택을 포함하고, 상기 제 2 발광 스택이 제 1 인광 발광 물질층과 전자 수송층 사이에 위치하는 제 2 인광 발광 물질층 및 상기 제 2 인광 발광 물질층과 상기 전자 수송층 사이에 위치하는 버퍼층을 포함하며, 상기 버퍼층이 상기 제 2 인광 발광 물질층보다 넓은 에너지 밴드갭을 갖는 인광 도펀트를 포함할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 기술적 사상에 따른 디스플레이 장치에서는 상기 제 2 인광 발광 물질층의 효율이 향상될 수 있다. 따라서, 본 발명의 기술적 사상에 따른 디스플레이 장치에서는 발광 효율이 향상되고, 각 발광 물질층의 비율이 개선될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1의 K 영역을 확대한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치에서 제 2 발광 스택의 상대 에너지 준위를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 발광층을 나타낸 도면이다.
본 발명의 상기 목적과 기술적 구성 및 이에 따른 작용 효과에 관한 자세한 사항은 본 발명의 실시 예를 도시하고 있는 도면을 참조한 이하 상세한 설명에 의해 더욱 명확하게 이해될 것이다. 여기서, 본 발명의 실시 예들은 당업자에게 본 발명의 기술적 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위하여 제공되는 것이므로, 본 발명은 이하 설명되는 실시 예들에 한정되지 않도록 다른 형태로 구체화될 수 있다.
또한, 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조 번호로 표시된 부분들은 동일한 구성 요소들을 의미하며, 도면들에 있어서 층 또는 영역의 길이와 두께는 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 덧붙여, 제 1 구성 요소가 제 2 구성 요소 "상"에 있다고 기재되는 경우, 상기 제 1 구성 요소가 상기 제 2 구성 요소와 직접 접촉하는 상측에 위치하는 것뿐만 아니라, 상기 제 1 구성 요소와 상기 제 2 구성 요소 사이에 제 3 구성 요소가 위치하는 경우도 포함한다.
여기서, 상기 제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성 요소를 설명하기 위한 것으로, 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로 사용된다. 다만, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서는 제 1 구성 요소와 제 2 구성 요소는 당업자의 편의에 따라 임의로 명명될 수 있다.
본 발명의 명세서에서 사용하는 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용되는 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 예를 들어, 단수로 표현된 구성 요소는 문맥상 명백하게 단수만을 의미하지 않는다면 복수의 구성 요소를 포함한다. 또한, 본 발명의 명세서에서, "포함하다"　또는 "가지다"등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
덧붙여, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미가 있는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명의 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
(실시 예)
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 2는 도 1의 K 영역을 확대한 도면이다. 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치에서 제 2 발광 스택의 상대 에너지 준위를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 1 내지 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치는 소자 기판(100)을 포함할 수 있다. 상기 소자 기판(100)은 절연성 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 소자 기판(100)은 유리 또는 플라스틱을 포함할 수 있다.
상기 소자 기판(100) 상에는 구동 회로가 위치할 수 있다. 상기 구동 회로는 게이트 신호에 따라 데이터 신호에 대응하는 구동 전류를 생성할 수 있다. 예를 들어, 상기 구동 회로는 적어도 하나의 박막 트랜지스터(200)를 포함할 수 있다. 상기 박막 트랜지스터(200)는 반도체 패턴(210), 게이트 절연막(220), 게이트 전극(230), 층간 절연막(240), 소스 전극(250) 및 드레인 전극(260)을 포함할 수 있다.
상기 반도체 패턴(210)은 반도체 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 반도체 패턴(210)은 비정질 실리콘(a-Si) 또는 다결정 실리콘(poly-Si)을 포함할 수 있다. 상기 반도체 패턴(210)은 산화물 반도체일 수 있다. 예를 들어, 상기 반도체 패턴(210)은 IGZO와 같은 금속 산화물을 포함할 수 있다. 상기 반도체 패턴(210)은 소스 영역, 드레인 영역 및 채널 영역을 포함할 수 있다. 상기 채널 영역은 상기 소스 영역과 상기 드레인 영역 사이에 위치할 수 있다. 상기 소스 영역 및 상기 드레인 영역은 상기 채널 영역보다 낮은 저항을 가질 수 있다.
상기 게이트 절연막(220)은 상기 반도체 패턴(210) 상에 위치할 수 있다. 상기 게이트 절연막(220)은 상기 반도체 패턴(210)의 외측으로 연장할 수 있다. 예를 들어, 상기 반도체 패턴(210)의 측면은 상기 게이트 절연막(220)에 의해 덮일 수 있다. 상기 게이트 절연막(220)은 절연성 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 게이트 절연막(220)은 실리콘 산화물(SiO) 및 실리콘 질화물(SiN)과 같은 무기 절연 물질을 포함할 수 있다. 상기 게이트 절연막(220)은 높은 유전율을 갖는 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 게이트 절연막(220)은 하프늄 산화물(HfO)과 같은 High-K 물질을 포함할 수 있다. 상기 게이트 절연막(220)은 다중층 구조를 가질 수 있다.
상기 게이트 전극(230)은 상기 게이트 절연막(220) 상에 위치할 수 있다. 상기 게이트 전극(230)은 도전성 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 게이트 전극(230)은 알루미늄(Al), 티타늄(Ti), 구리(Cu), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo) 및 텅스텐(W)과 같은 금속을 포함할 수 있다. 상기 게이트 전극(230)은 상기 게이트 절연막(220)에 의해 상기 반도체 패턴(210)과 절연될 수 있다. 상기 게이트 전극(230)은 상기 반도체 패턴(210)의 상기 채널 영역과 중첩할 수 있다. 예를 들어, 상기 반도체 패턴(210)의 상기 채널 영역은 상기 게이트 전극(230)에 인가된 전압에 대응하는 전기 전도도를 가질 수 있다.
상기 층간 절연막(240)은 상기 게이트 전극(230) 상에 위치할 수 있다. 상기 층간 절연막(240)은 상기 게이트 전극(230)의 외측으로 연장할 수 있다. 예를 들어, 상기 게이트 전극(230)의 측면은 상기 층간 절연막(240)에 의해 덮일 수 있다. 상기 층간 절연막(240)은 상기 게이트 전극(230)의 외측에서 상기 게이트 절연막(220)과 직접 접촉할 수 있다. 상기 층간 절연막(240)은 절연성 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 층간 절연막(240)은 실리콘 산화물(SiO) 및 실리콘 질화물(SiN)과 같은 무기 절연 물질을 포함할 수 있다.
상기 소스 전극(250)은 상기 층간 절연막(240) 상에 위치할 수 있다. 상기 소스 전극(250)은 도전성 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 소스 전극(250)은 알루미늄(Al), 티타늄(Ti), 구리(Cu), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo) 및 텅스텐(W)과 같은 금속을 포함할 수 있다. 상기 소스 전극(250)은 상기 층간 절연막(240)에 의해 상기 게이트 전극(230)과 절연될 수 있다. 예를 들어, 상기 소스 전극(250)은 상기 게이트 전극(230)과 다른 물질을 포함할 수 있다. 상기 소스 전극(250)은 상기 반도체 패턴(210)의 상기 소스 영역과 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 상기 게이트 절연막(220) 및 상기 층간 절연막(240)은 상기 반도체 패턴(210)의 상기 소스 영역을 부분적으로 노출하는 소스 컨택홀을 포함할 수 있다. 상기 소스 전극(250)은 상기 반도체 패턴(210)의 상기 소스 영역과 중첩하는 영역을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 소스 전극(250)은 상기 소스 컨택홀 내에서 상기 반도체 패턴(210)의 상기 소스 영역과 직접 접촉할 수 있다.
상기 드레인 전극(260)은 상기 층간 절연막(240) 상에 위치할 수 있다. 상기 드레인 전극(260)은 도전성 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 드레인 전극(260)은 알루미늄(Al), 티타늄(Ti), 구리(Cu), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo) 및 텅스텐(W)과 같은 금속을 포함할 수 있다. 상기 드레인 전극(260)은 상기 층간 절연막(240)에 의해 상기 게이트 전극(230)과 절연될 수 있다. 예를 들어, 상기 드레인 전극(260)은 상기 게이트 전극(230)과 다른 물질을 포함할 수 있다. 상기 드레인 전극(260)은 상기 소스 전극(250)과 동일한 물질을 포함할 수 있다. 상기 드레인 전극(260)은 상기 반도체 패턴(210)의 상기 드레인 영역과 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 드레인 전극(260)은 상기 소스 전극(250)과 이격될 수 있다. 예를 들어, 상기 게이트 절연막(220) 및 상기 층간 절연막(240)은 상기 반도체 패턴(210)의 상기 드레인 영역을 부분적으로 노출하는 드레인 컨택홀을 포함할 수 있다. 상기 드레인 전극(260)은 상기 반도체 패턴(210)의 상기 드레인 영역과 중첩하는 영역을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 드레인 전극(260)은 상기 드레인 컨택홀 내에서 상기 반도체 패턴(210)의 상기 드레인 영역과 직접 접촉할 수 있다.
상기 소자 기판(100)과 상기 구동 회로 사이에는 버퍼 절연막(110)이 위치할 수 있다. 상기 버퍼 절연막(110)은 상기 박막 트랜지스터(200)의 형성 공정에서 상기 소자 기판(100)에 의한 오염을 방지할 수 있다. 예를 들어, 상기 버퍼 절연막(110)은 상기 구동 회로를 향한 상기 소자 기판(100)의 상부면을 완전히 덮을 수 있다. 상기 버퍼 절연막(110)은 절연성 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 버퍼 절연막(110)은 실리콘 산화물(SiO) 및 실리콘 질화물(SiN)과 같은 무기 절연 물질을 포함할 수 있다.
상기 구동 회로 상에는 하부 보호막(120)이 위치할 수 있다. 상기 하부 보호막(120)은 외부 충격 및 수분에 의한 상기 구동 회로의 손상을 방지할 수 있다. 예를 들어, 상기 소자 기판(100)과 대향하는 상기 박막 트랜지스터(200)의 상부면은 상기 하부 보호막(120)에 의해 덮일 수 있다. 상기 하부 보호막(120)은 절연성 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 하부 보호막(120)은 실리콘 산화물(SiO) 및 실리콘 질화물(SiN)과 같은 무기 절연 물질을 포함할 수 있다.
상기 하부 보호막(120) 상에는 오버 코트층(130)이 위치할 수 있다. 상기 오버 코트층(130)은 상기 구동 회로에 의한 단차를 제거할 수 있다. 예를 들어, 상기 소자 기판(100)과 대향하는 상기 오버 코트층(130)의 상부면은 평평한 평면(flat surface)일 수 있다. 상기 오버 코트층(130)은 절연성 물질을 포함할 수 있다. 상기 오버 코트층(130)은 상기 하부 보호막(120)과 다른 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 오버 코트층(130)은 유기 절연 물질을 포함할 수 있다.
상기 오버 코트층(130) 상에는 발광 소자(300)가 위치할 수 있다. 상기 발광 소자(300)는 특정한 색을 나타내는 빛을 방출할 수 있다. 예를 들어, 상기 발광 소자(300)는 상기 오버 코트층(130) 상에 순서대로 적층된 제 1 전극(310), 발광층(320) 및 제 2 전극(330)을 포함할 수 있다.
상기 제 1 전극(310)은 도전성 물질을 포함할 수 있다. 상기 제 1 전극(310)은 높은 반사율을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 전극(310)은 알루미늄(Al) 및 은(Ag)과 같은 금속을 포함할 수 있다. 상기 제 1 전극(310)은 다중층 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 전극(310)은 ITO 및 IZO와 같은 투명한 도전성 물질로 이루어진 투명 전극들 사이에 금속으로 이루어진 반사 전극이 위치하는 구조를 가질 수 있다.
상기 제 1 전극(310)은 상기 박막 트랜지스터(200)와 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 상기 하부 보호막(120) 및 상기 오버 코트층(130)은 상기 박막 트랜지스터(200)의 상기 드레인 전극(260)을 부분적으로 노출하는 전극 컨택홀을 포함할 수 있다. 상기 제 1 전극(310)은 상기 박막 트랜지스터(200)의 상기 드레인 전극(260)과 중첩하는 영역을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 전극(310)은 상기 전극 컨택홀을 통해 상기 박막 트랜지스터(200)의 상기 드레인 전극(260)과 직접 접촉할 수 있다.
상기 제 2 전극(330)은 도전성 물질을 포함할 수 있다. 상기 제 2 전극(330)은 상기 제 1 전극(310)과 다른 물질을 포함할 수 있다. 상기 제 2 전극(330)은 상기 제 1 전극(310)보다 높은 투과율을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 제 2 전극(330)은 ITO 및 IZO와 같은 투명한 도전성 물질로 이루어진 투명 전극일 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치에서는 상기 발광 소자(300)에 의해 생성된 빛이 상기 제 2 전극(330)의 외측 방향으로 방출될 수 있다.
상기 발광층(320)은 상기 제 1 전극(310)과 상기 제 2 전극(330) 사이의 전압 차에 대응하는 휘도의 빛을 생성할 수 있다. 상기 발광층(320)은 다수의 발광 물질층(Emission Material Layer; EML)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 발광층(320)은 상기 제 1 전극(310) 상에 순서대로 적층된 제 1 발광 스택(321), 전하 생성층(322) 및 제 2 발광 스택(323)을 포함할 수 있다. 상기 전하 생성층(322)은 상기 제 1 발광 스택(321) 및 상기 제 2 발광 스택(323)에 전자 또는 정공을 공급할 수 있다. 예를 들어, 상기 전하 생성층(322)은 n형 전하 생성층(322a)과 p형 전하 생성층(322b)의 적층 구조를 가질 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치에서는 상기 제 1 전극(310)이 애노드(anode)로 기능하고, 상기 제 2 전극(330)이 캐소드(cathod)로 기능할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치에서는 상기 제 1 발광 스택(321)이 상기 제 1 전극(310)과 상기 전하 생성층(322)의 상기 n형 전하 생성층(322a) 사이에 위치하고, 상기 제 2 발광 스택(323)이 상기 전하 생성층(322)의 상기 p형 전하 생성층(322b)과 상기 제 2 전극(330) 사이에 위치할 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치에서는 상기 제 1 발광 스택(321) 및 상기 제 2 발광 스택(323)에 전자 및 정공이 균형 있게 공급될 수 있다.
상기 제 1 발광 스택(321)은 상기 제 1 전극(310) 상에 순서대로 적층된 정공 주입층(Hole Injection Layer; HIL, 321a), 제 1 정공 수송층(Hole Transport Layer; HTL, 321b), 청색 발광 물질층(321c) 및 제 1 전자 수송층(Eletron Transport Layer; ETL, 321d)을 포함할 수 있다. 상기 정공 주입층(321a) 및 상기 제 1 정공 수송층(321b)은 상기 청색 발광 물질층(321c)으로 정공을 원활하게 공급할 수 있다. 상기 제 1 전자 수송층(321d)은 상기 청색 발광 물질층(321c)으로 전자를 원활하게 공급할 수 있다. 상기 청색 발광 물질층(321c)은 상기 정공 주입층(321a) 및 상기 제 1 정공 수송층(321b)을 통해 공급된 정공과 상기 제 1 전자 수송층(321d)을 통해 공급된 전자의 재결합을 통해 빛을 생성할 수 있다. 상기 청색 발광 물질층(321c)은 청색을 나타내는 빛을 방출할 수 있다. 예를 들어, 상기 청색 발광 물질층(321c)에 의해 생성된 빛은 440nm 내지 480nm의 피크 파장(peak wavelength)를 가질 수 있다. 상기 청색 발광 물질층(321c)은 청색 도펀트 및 호스트 물질을 포함할 수 있다. 상기 청색 도펀트는 형광 물질일 수 있다. 예를 들어, 상기 청색 발광 물질층(321c)은 안트라센(anthracene) 유도체, 파이렌(pyrene) 유도체 및 페릴렌(perylene) 유도체로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나를 호스트 물질 사용하고, 파이렌계 또는 보론계 청색 도펀트를 도핑하여 형성될 수 있다.
상기 제 2 발광 스택(323)은 상기 전하 생성층(322) 상에 순서대로 적층된 제 2 정공 수송층(323a), 녹색 인광 발광 물질층(323b), 적색 인광 발광 물질층(323c), 버퍼층(323d), 제 2 전자 수송층(323e) 및 전자 주입층(Electron Injection Layer; EIL, 323f)을 포함할 수 있다. 상기 제 2 정공 수송층(323a)은 상기 녹색 인광 발광 물질층(323b) 및 상기 적색 인광 발광 물질층(323c)으로 정공을 공급할 수 있다. 상기 제 2 전자 수송층(323e) 및 상기 전자 주입층(323f)은 상기 녹색 인광 발광 물질층(323b) 및 상기 적색 인광 발광 물질층(323c)으로 전자를 공급할 수 있다. 상기 녹색 인광 발광 물질층(323b) 및 상기 적색 인광 발광 물질층(323c)은 각각 상기 제 2 정공 수송층(323a)을 통해 공급된 정공과 상기 제 2 전자 수송층(323e) 및 상기 전자 주입층(323f)을 통해 공급된 전자의 재결합을 통해 빛을 생성할 수 있다. 상기 녹색 발광 물질층(323b)은 녹색을 나타내는 빛을 방출할 수 있다. 예를 들어, 상기 녹색 인광 발광 물질층(323b)에 의해 생성된 빛은 520nm 내지 560nm의 피크 파장(peak wavelength)를 가질 수 있다. 상기 녹색 인광 발광 물질층(323b)은 녹색 도펀트 및 호스트 물질을 포함할 수 있다. 상기 녹색 도펀트는 인광 물질일 수 있다. 예를 들어, 상기 녹색 인광 발광 물질층(323b)은 CBP(carbazole biphenyl) 또는 mCP(1,3-bis(carbazol-9-yl)를 포함하는 호스트 물질을 사용하고, Ir(ppy)3(fac tris(2-phenylpyridine)iridium), Ir(ppy)2(acac), Ir(mpyp)3를 포함하는 녹색 도펀트를 도핑하여 형성될 수 있다. 상기 적색 발광 물질층(323c)은 적색을 나타내는 빛을 방출할 수 있다. 예를 들어, 상기 적색 인광 발광 물질층(323c)에 의해 생성된 빛은 640nm 내지 720nm의 피크 파장(peak wavelength)를 가질 수 있다. 상기 적색 인광 발광 물질층(323c)은 적색 도펀트 및 호스트 물질을 포함할 수 있다. 상기 적색 도펀트는 인광 물질일 수 있다. 예를 들어, 상기 적색 인광 발광 물질층(323c)은 CBP(carbazole biphenyl) 또는 mCP(1,3-bis(carbazol-9-yl)를 포함하는 호스트 물질을 사용하고, PIQIr(acac)(bis(1-phenylisoquinoline)acetylacetonate iridium), PQIr(acac)(bis(1-phenylquinoline)acetylacetonate iridium), BtP2Ir(acac), PQIr(tris(1-phenylquinoline)iridium) 및 PtOEP(octaethylporphyrin platinum)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상을 포함하는 적색 도펀트를 도핑하여 형성될 수 있다.
상기 녹색 인광 발광 물질층(323b)은 상기 적색 인광 발광 물질층(323c)보다 넓은 에너지 밴드갭(energy band gap)을 가지므로, 상기 녹색 인광 발광 물질층(323b)을 통해 공급되는 정공은 상기 적색 인광 발광 물질층(323c) 내로 이동되기 어려울 수 있다. 상기 적색 인광 발광 물질층(323c)과 상기 제 2 전자 수송층(323e) 사이에 위치하는 상기 버퍼층(323d)은 상기 적색 인광 발광 물질층(323c)보다 넓은 에너지 밴드갭(energy band gap)을 갖는 인광 도펀트를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 버퍼층(323d)은 녹색 인광 도펀트를 포함할 수 있다. 상기 버퍼층(323d) 내의 상기 녹색 인광 도펀트는 상기 녹색 인광 발광 물질층(323b) 내의 상기 녹색 인광 도펀트와 동일할 수 있다. 상기 적색 인광 발광 물질층(323c)은 상기 녹색 인광 발광 물질층(323b) 및 상기 버퍼층(323d)과 직접 접촉할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치에서는 상기 버퍼층(323d)에 의해 상기 적색 인광 발광 물질층(323c) 내의 정공이 빠르게 소진될 수 있다. 또한, 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치에서는 상기 버퍼층(323d)에 의해 상기 적색 인광 발광 물질층(323c) 내로 공급된 전자의 이동이 지연될 수 있다. 즉, 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치에서는 상기 적색 인광 발광 물질층(323c) 내에서 엑시톤(exciton)의 형성이 증가될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치에서는 상기 적색 인광 발광 물질층(323c)의 발광 효율이 향상될 수 있다.
상기 오버 코트층(130) 상에는 뱅크 절연막(140)이 위치할 수 있다. 상기 뱅크 절연막(140)은 절연성 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 뱅크 절연막(140)은 유기 절연 물질을 포함할 수 있다. 상기 뱅크 절연막(140)은 상기 오버 코트층(130)과 다른 물질을 포함할 수 있다. 상기 뱅크 절연막(140)은 상기 소자 기판(100) 상에 발광 영역을 정의할 수 있다. 예를 들어, 상기 뱅크 절연막(140)은 상기 제 1 전극(310)의 가장 자리를 덮을 수 있다. 상기 발광 소자(300)의 상기 발광층(320) 및 상기 제 2 전극(330)은 상기 뱅크 절연막(140)에 의해 노출된 상기 제 1 전극(310)의 일부 영역 상에 적층될 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치에서는 상기 발광 소자(300)가 독립적으로 제어될 수 있다. 상기 발광층(320) 및 상기 제 2 전극(330)은 상기 뱅크 절연막(140) 상으로 연장할 수 있다.
상기 발광 소자(300) 상에는 봉지 부재(400)가 위치할 수 있다. 상기 봉지 부재(400)는 외부의 충격 및 수분에 의한 상기 발광 소자(300)의 손상을 방지할 수 있다. 상기 봉지 부재(400)는 다중층 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 봉지 부재(400)는 순서대로 적층된 제 1 봉지층(410), 제 2 봉지층(420) 및 제 3 봉지층(430)을 포함할 수 있다. 상기 제 1 봉지층(410), 상기 제 2 봉지층(420) 및 상기 제 3 봉지층(430)은 절연성 물질을 포함할 수 있다. 상기 제 2 봉지층(420)은 상기 제 1 봉지층(410) 및 상기 제 3 봉지층(430)과 다른 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 봉지층(410) 및 상기 제 3 봉지층(430)은 무기 절연 물질을 포함하고, 상기 제 2 봉지층(420)은 유기 절연 물질을 포함할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치에서는 외부의 충격 및 수분에 의한 상기 발광 소자 (300)의 손상이 효과적으로 방지될 수 있다. 상기 발광 소자(300)에 의한 단차는 상기 제 2 봉지층(420)에 의해 제거될 수 있다. 예를 들어, 상기 소자 기판(100)과 대향하는 상기 봉지 부재(400)의 상부면은 평평한 평면일 수 있다.
결과적으로, 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치는 상기 제 1 전극(310)과 상기 제 2 전극(330) 사이에 위치하는 상기 발광층(320)을 포함하되, 상기 발광층(320)이 상기 청색 발광 물질층(321c)을 포함하는 상기 제 1 발광 스택(321) 및 상기 제 1 발광 스택(321)과 상기 제 2 전극(330) 사이에 위치하는 상기 제 2 발광 스택(323)을 포함하고, 상기 제 2 발광 스택(323)이 상기 녹색 인광 발광 물질층(323b)과 상기 제 2 전자 수송층(323e) 사이에 위치하는 상기 적색 인광 발광 물질층(323c) 및 상기 적색 인광 발광 물질층(323c)과 상기 제 2 전자 수송층(323e) 사이에 위치하는 상기 버퍼층(323d)를 포함하며, 상기 버퍼층(323d)이 상기 적색 인광 발광 물질층(323c)보다 넓은 에너지 밴드갭을 갖는 인광 도펀트를 포함할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치에서는 상기 적색 인광 발광 물질층(323c)의 발광 효율이 향상될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치에서는 상기 발광 소자(300)의 발광 효율이 향상되고, 각 발광 물질층(321c, 323b, 323c)의 발광 비율이 개선될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치는 상기 제 2 발광 스택(323)이 상기 녹색 인광 발광 물질층(323b) 및 상기 적색 인광 발광 물질층(323c)을 포함하는 것으로 설명된다. 그러나, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 디스플레이 장치에서는 상기 제 2 발광 스택(323)이 다양한 인광 발광 물질층들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 디스플레이 장치에서는 황녹색(yellow-green) 인광 발광 물질층과 적색 인광 발광 물질층이 적층된 제 2 발광 스택을 포함할 수 있다. 즉, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 디스플레이 장치에서는 제 2 발광 스택이 전하 생성층 상에 순서대로 적층된 제 1 인광 발광 물질층, 제 2 인광 발광 물질층, 버퍼층 및 제 2 전자 수송층을 포함하되, 상기 버퍼층이 상기 제 2 인광 발광 물질층보다 넓은 에너지 밴드갭을 포함할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 디스플레이 장치에서는 애노드로 기능하는 제 1 전극에서 상대적으로 멀리 이격된 상기 제 2 인광 발광 물질층의 발광 효율이 상기 버퍼층에 의해 향상될 수 있다. 따라서, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 디스플레이 장치에서는 상기 제 2 발광 스택의 상기 제 1 인광 발광 물질층 및 상기 제 2 인광 발광 물질층을 구성하는 물질과 무관하게, 각 발광 물질층의 발광 비율이 개선될 수 있다.
아래의 표 1은 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치에서 상기 버퍼층(323d)의 두께에 따른 구동 전압, 양자 효율, 녹색 인광 발광 물질층의 효율 및 적색 인광 발광 물질층의 효율을 나타낸 것이다.
버퍼층의
두께(Å)		 구동 전압(V) 양자 효율(%) 녹색 인광 발광
물질층의 효율(Cd/A)		 적색 인광 발광
물질층의 효율(Cd/A)
10 3.93 24.9 32.7 9.7
30 4.05 24.4 31.0 9.7
50 4.11 25.1 29.6 10.6
100 4.40 25.1 25.7 11.7
150 4.73 25.5 23.3 12.7
200 4.96 23.1 18.9 11.9
300 6.23 22.9 13.8 13.0
표 1을 참조하면, 버퍼층(323d)의 두께가 증가할수록, 구동 전압이 증가하고, 녹색 인광 발광 물질층(323b)의 효율이 낮아지지만, 상기 버퍼층(323d)의 두께가 50Å 내지 150Å이면, 양자 효율 및 적색 인광 발광 물질층(323c)의 효율이 최대값을 가지는 것을 알 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치에서는 상기 버퍼층(323d)이 50Å 내지 150Å의 두께를 가질 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치에서는 각 발광 물질층의 발광 비율이 효과적으로 개선될 수 있다.
아래의 표 2는 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치에서 상기 버퍼층(323d) 내 인광 도펀트의 함량에 따른 구동 전압, 양자 효율, 녹색 인광 발광 물질층의 효율 및 적색 인광 발광 물질층의 효율을 나타낸 것이다.
버퍼층 내 인광
도펀트의 함량(%)		 구동
전압(V)		 양자
효율(%)		 녹색 인광 발광
물질층의 효율(Cd/A)		 적색 인광 발광
물질층의 효율(Cd/A)
5 4.69 25.7 27.6 11.7
10 4.25 24.0 24.9 10.9
30 4.80 24.3 23.9 11.5
40 5.04 25.1 22.5 12.6
50 5.10 23.4 22.5 11.1
표 2를 참조하면, 버퍼층(323d) 내 인광 도펀트의 함량이 50%가 되면, 양자 효율이 급격히 낮아지는 것을 알 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치에서는 상기 버퍼층(323d) 내 인광 도펀트가 5% 내지 40%의 함량을 가질 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치에서는 양자 효율이 최대화될 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치는 상기 발광층(320)이 상기 제 1 발광 스택(321) 및 상기 제 2 발광 스택(323)으로 구성되는 것으로 설명된다. 그러나, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 디스플레이 장치에서는 발광층이 다수의 전하 생성층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 디스플레이 장치에서는 제 1 전극(310)과 제 2 전극(330) 사이에 위치하는 발광층(320)이 순서대로 적층된 제 1 발광 스택(321), 제 1 전하 생성층(322), 제 2 발광 스택(323), 제 2 전하 생성층(324) 및 제 3 발광 스택(325)을 포함할 수 있다. 상기 제 1 발광 스택(321)은 정공 주입층(321a), 제 1 정공 수송층(321b), 청색 발광 물질층(321c) 및 제 1 전자 수송층(321d)을 포함할 수 있다. 상기 제 2 발광 스택(323)은 순서대로 적층된 제 2 정공 수송층(323a), 녹색 인광 발광 물질층(323b), 적색 인광 발광 물질층(323c), 버퍼층(323d) 및 제 2 전자 수송층(323e)을 포함할 수 있다. 상기 제 3 발광 스택(325)은 순서대로 적층된 제 3 정공 수송층(325a), 청색 발광 물질층(325b), 제 3 전자 수송층(325c) 및 전자 주입층(325d)을 포함할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 디스플레이 장치에서는 상대적으로 낮은 청색 발광 효율이 보완될 수 있다. 상기 제 3 발광 스택(325)의 상기 청색 발광 물질층(325b)은 상기 제 1 발광 스택(321)의 상기 청색 발광 물질층(321c)과 동일한 물질을 포함할 수 있다.
상기 제 2 발광 스택(323)과 상기 제 3 발광 스택(325) 사이에 위치하는 상기 제 2 전하 생성층(324)는 상기 제 1 발광 스택(321)과 상기 제 2 발광 스택(323) 사이에 위치하는 상기 제 1 전하 생성층(322)과 동일한 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 제 2 전하 생성층(324)은 n형 전하 생성층(324a)과 p형 전하 생성층(324b)의 적층 구조를 가질 수 있다. 상기 제 2 발광 스택(323)은 상기 제 1 전하 생성층(322)의 상기 p형 전하 생성층(322b)과 상기 제 2 전하 생성층(324)의 상기 n형 전하 생성층(324a) 사이에 위치할 수 있다. 상기 제 3 발광 스택(325)은 상기 제 2 전하 생성층(324)의 상기 p형 전하 생성층(324b)과 상기 제 2 전극(330) 사이에 위치할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 디스플레이 장치는 상기 제 3 발광 스택(325)을 통해 청색 효율을 보완하며, 상기 버퍼층(323d)을 이용하여 상기 적색 인광 발광 물질층(323c)의 효율을 향상할 수 있다.
100: 소자 기판 300: 발광 소자
320: 발광층 322: 제 2 발광 스택
323b: 녹색 인광 발광 물질층 323c: 적색 인광 발광 물질층
323d: 버퍼층

Claims (11)

  1. 제 1 전극 상에 위치하고, 상기 제 1 전극보다 높은 투과율을 갖는 제 2 전극;
    상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극 사이에 위치하는 제 1 전하 생성층;
    상기 제 1 전극과 상기 제 1 전하 생성층 사이에 위치하고, 청색 발광 물질층을 포함하는 제 1 발광 스택; 및
    상기 제 1 전하 생성층과 상기 제 2 전극 사이에 위치하는 제 2 발광 스택을 포함하되,
    상기 제 2 발광 스택은 제 1 인광 발광 물질층과 전자 수송층 사이에 위치하는 제 2 인광 발광 물질층 및 상기 제 2 인광 발광 물질층과 상기 전자 수송층 사이에 위치하는 버퍼층을 포함하고,
    상기 버퍼층은 상기 제 2 인광 발광 물질층보다 넓은 에너지 밴드갭을 갖는 인광 도펀트를 포함하는 디스플레이 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 인광 발광 물질층은 상기 제 1 인광 발광 물질층 및 상기 버퍼층과 접촉하는 디스플레이 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 전극 상에 위치하는 소자 기판;
    상기 소자 기판과 상기 제 1 전극 사이에 위치하는 오버 코트층;
    상기 소자 기판과 상기 오버 코트층 사이에 위치하는 박막 트랜지스터를 포함하되,
    상기 제 1 전극은 상기 박막 트랜지스터와 전기적으로 연결되는 디스플레이 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 버퍼층의 두께는 50Å 내지 150Å인 디스플레이 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 인광 발광 물질층은 상기 제 2 인광 발광 물질층보다 넓은 에너지 밴드갭을 갖는 디스플레이 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 버퍼층은 상기 제 1 인광 발광 물질층과 동일한 인광 도펀트를 포함하는 디스플레이 장치.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 1 인광 발광 물질층은 녹색 인광 도펀트를 포함하고, 상기 제 2 인광 발광 물질층은 적색 인광 도펀트를 포함하는 디스플레이 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 청색 발광 물질층은 청색 형광 도펀트를 포함하는 디스플레이 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 발광 스택과 상기 제 2 전극 사이에 위치하는 제 3 발광 스택; 및
    상기 제 2 발광 스택과 상기 제 3 발광 스택 사이에 위치하는 제 2 전하 생성층을 더 포함하되,
    상기 제 3 발광 스택은 청색 발광 물질층을 포함하는 디스플레이 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 3 발광 스택의 상기 청색 발광 물질층은 상기 제 1 발광 스택의 상기 청색 발광 물질층과 동일한 물질을 포함하는 디스플레이 장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 버퍼층 내에서 상기 인광 도펀트의 함량은 5% 내지 40%인 디스플레이 장치.
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