KR20220097064A - 발광 표시 장치 - Google Patents
발광 표시 장치 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20220097064A KR20220097064A KR1020200190046A KR20200190046A KR20220097064A KR 20220097064 A KR20220097064 A KR 20220097064A KR 1020200190046 A KR1020200190046 A KR 1020200190046A KR 20200190046 A KR20200190046 A KR 20200190046A KR 20220097064 A KR20220097064 A KR 20220097064A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- layer
- stack
- sub
- hole transport
- light emitting
- Prior art date
Links
- 230000005525 hole transport Effects 0.000 claims description 108
- YBJHBAHKTGYVGT-ZKWXMUAHSA-N (+)-Biotin Chemical compound N1C(=O)N[C@@H]2[C@H](CCCCC(=O)O)SC[C@@H]21 YBJHBAHKTGYVGT-ZKWXMUAHSA-N 0.000 claims description 69
- FEPMHVLSLDOMQC-UHFFFAOYSA-N virginiamycin-S1 Natural products CC1OC(=O)C(C=2C=CC=CC=2)NC(=O)C2CC(=O)CCN2C(=O)C(CC=2C=CC=CC=2)N(C)C(=O)C2CCCN2C(=O)C(CC)NC(=O)C1NC(=O)C1=NC=CC=C1O FEPMHVLSLDOMQC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 69
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 44
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 44
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 claims description 19
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 18
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 17
- UJOBWOGCFQCDNV-UHFFFAOYSA-N 9H-carbazole Chemical compound C1=CC=C2C3=CC=CC=C3NC2=C1 UJOBWOGCFQCDNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- ZUOUZKKEUPVFJK-UHFFFAOYSA-N diphenyl Chemical compound C1=CC=CC=C1C1=CC=CC=C1 ZUOUZKKEUPVFJK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- NIHNNTQXNPWCJQ-UHFFFAOYSA-N fluorene Chemical compound C1=CC=C2CC3=CC=CC=C3C2=C1 NIHNNTQXNPWCJQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- TXCDCPKCNAJMEE-UHFFFAOYSA-N dibenzofuran Chemical compound C1=CC=C2C3=CC=CC=C3OC2=C1 TXCDCPKCNAJMEE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 235000010290 biphenyl Nutrition 0.000 claims description 6
- 239000004305 biphenyl Substances 0.000 claims description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 105
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 377
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 20
- 230000032258 transport Effects 0.000 description 12
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 11
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 9
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 7
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 7
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 5
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 5
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 4
- ZHXBTDJWYYJMDG-UHFFFAOYSA-N dibenzofuran Chemical compound C1=CC=C2C3=CC=CC=C3OC2=C1.C1=CC=C2C3=CC=CC=C3OC2=C1 ZHXBTDJWYYJMDG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000010408 film Substances 0.000 description 4
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 4
- 230000008033 biological extinction Effects 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 3
- 229910001316 Ag alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 2
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 2
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 2
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 2
- GRHFIPKABQYICC-UHFFFAOYSA-N 1,1'-biphenyl Chemical group C1=CC=CC=C1C1=CC=CC=C1.C1=CC=CC=C1C1=CC=CC=C1 GRHFIPKABQYICC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 101100016516 Caenorhabditis elegans hbl-1 gene Proteins 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000861 Mg alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 101100232347 Mus musculus Il11ra1 gene Proteins 0.000 description 1
- 229910002668 Pd-Cu Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002860 competitive effect Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 229910021419 crystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005401 electroluminescence Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 201000001366 familial temporal lobe epilepsy 2 Diseases 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- -1 or the like Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012044 organic layer Substances 0.000 description 1
- 238000005424 photoluminescence Methods 0.000 description 1
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- YVTHLONGBIQYBO-UHFFFAOYSA-N zinc indium(3+) oxygen(2-) Chemical compound [O--].[Zn++].[In+3] YVTHLONGBIQYBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K50/00—Organic light-emitting devices
- H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
- H10K50/17—Carrier injection layers
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K59/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
- H10K59/10—OLED displays
- H10K59/12—Active-matrix OLED [AMOLED] displays
- H10K59/122—Pixel-defining structures or layers, e.g. banks
-
- H01L51/5088—
-
- H01L27/3211—
-
- H01L51/0052—
-
- H01L51/0072—
-
- H01L51/0073—
-
- H01L51/5064—
-
- H01L51/5278—
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K50/00—Organic light-emitting devices
- H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
- H10K50/11—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K50/00—Organic light-emitting devices
- H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
- H10K50/14—Carrier transporting layers
- H10K50/15—Hole transporting layers
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K50/00—Organic light-emitting devices
- H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
- H10K50/14—Carrier transporting layers
- H10K50/15—Hole transporting layers
- H10K50/156—Hole transporting layers comprising a multilayered structure
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K50/00—Organic light-emitting devices
- H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
- H10K50/19—Tandem OLEDs
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K59/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
- H10K59/10—OLED displays
- H10K59/12—Active-matrix OLED [AMOLED] displays
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K59/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
- H10K59/30—Devices specially adapted for multicolour light emission
- H10K59/35—Devices specially adapted for multicolour light emission comprising red-green-blue [RGB] subpixels
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
- H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
- H10K85/615—Polycyclic condensed aromatic hydrocarbons, e.g. anthracene
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
- H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
- H10K85/649—Aromatic compounds comprising a hetero atom
- H10K85/657—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons
- H10K85/6572—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons comprising only nitrogen in the heteroaromatic polycondensed ring system, e.g. phenanthroline or carbazole
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
- H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
- H10K85/649—Aromatic compounds comprising a hetero atom
- H10K85/657—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons
- H10K85/6574—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons comprising only oxygen in the heteroaromatic polycondensed ring system, e.g. cumarine dyes
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K2101/00—Properties of the organic materials covered by group H10K85/00
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K2101/00—Properties of the organic materials covered by group H10K85/00
- H10K2101/40—Interrelation of parameters between multiple constituent active layers or sublayers, e.g. HOMO values in adjacent layers
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
- H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Electroluminescent Light Sources (AREA)
Abstract
본 발명의 발광 표시 장치는 공통층의 스택별 구성에서 정공 전도성이 큰 공통층에 배향 팩터 값이 높은 재료를 포함시킴으로써, 서브 화소간의 누설 전류 발생을 방지하고 궁극적으로 발광 표시 장치의 고효율 및 장수명을 확보하고자 한 것으로, 인접 서브 화소로 흐르는 누설 전류를 제어하고자 한다.
Description
본 발명은 발광 표시 장치에 관한 것으로, 특히, 복수 스택 구조에서, 스택간 배향성을 조절한 공통층을 구비함으로써 인접 서브 화소간 누설 전류를 방지할 수 있는 발광 표시 장치에 관한 것이다.
최근 본격적인 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 표시장치(Display Device)가 개발되어 기존의 브라운관(Cathode Ray Tube: CRT)을 빠르게 대체하고 있다.
이 중, 별도의 광원을 요구하지 않으며 장치의 컴팩트화 및 선명한 컬러 표시를 위해 별도 광원을 구비하지 않고, 발광 소자를 표시 패널 내에 갖는 발광 표시 장치가 경쟁력 있는 어플리케이션(application)으로 고려되고 있다.
복수 스택을 포함하는 발광 소자는 효율을 개선하기 위한 고려되나, 서브 화소별로 공통층의 수가 많고 공통층을 통해 인접 서브 화소로 누설 전류가 흘러 이로 인해 특정 색을 발광 구동시 원하지 않는 타색이 발생되는 현상이 발생될 수 있다.
본 발명의 발광 표시 장치를 이를 해결하고자 한 것으로, 스택별 공통층들에 변경을 갖는다.
본 발명의 발광 표시 장치는 서브 화소간의 누설 전류 발생을 방지하고 궁극적으로 발광 표시 장치의 고효율 및 장수명을 확보하고자 한 것으로, 공통층의 스택별 구성에서 정공 전도성이 큰 공통층에 배향 팩터 값이 높은 재료를 포함시켜 인접 서브 화소로 흐르는 누설 전류를 제어하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 발광 표시 장치는, 복수개의 서브 화소를 갖는 기판과, 상기 복수개의 서브 화소 각각에 구비된 애노드와, 상기 애노드와 대향되어 상기 복수개의 서브 화소들에 걸쳐 구비된 캐소드와, 상기 애노드와 캐소드 사이에, 전하 생성층에 의해 구분되며, 각각 발광층을 포함한 제 1 스택 및 제 2 스택 및 상기 애노드와 상기 제 1 스택 사이에, 상기 애노드와 접하며, 배향 팩터 S'가 0.8 이하인 정공 주입층을 포함하고, 상기 제 1 스택에 상기 정공 주입층과 접하며, 배향 팩터 S'가 0.84 이상인 제 1 정공 수송층을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광 표시 장치는 제 1 내지 제 3 서브 화소를 갖는 기판과, 상기 제 1 내지 제 3 서브 화소 각각에 구비된 제 1 내지 제 3 애노드와, 상기 제 1 내지 제 3 애노드와 대향되어 상기 제 1 내지 제 3 서브 화소들에 걸쳐 구비된 캐소드와, 상기 제 1 내지 제 3 애노드와 캐소드 사이에 구비된 n형 전하 생성층에 의해 나누어진 제 1 스택 및 제 2 스택과, 상기 제 1 서브 화소에, 상기 n형 전하 생성층과 상기 제 2 스택 사이에 구비된 제 1 p형 전하 생성층 및 상기 제 2 및 제 3 서브 화소에, 상기 n형 전하 생성층과 상기 제 2 스택 사이에 구비되며, 상기 제 1 p형 전하 생성층보다 배향 팩터 S' 가 작은 제 2 p형 전하 생성층을 포함하고, 상기 제 1 서브 화소 내지 제 3 서브 화소는 각각 상기 제 1 스택 및 제 2 스택에 제 1 색 발광층, 제 2 색 발광층 및 제 3 색 발광층을 갖고, 상기 제 1 색 발광층의 턴온 전압이 상기 제 2 및 제 3 색 발광층의 턴온 전압보다 클 수 있다.
본 발명의 발광 표시 장치는 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 애노드에 인접하여 정공 주입 특성의 도펀트가 포함된 정공 주입층에 랜덤한 배향성을 갖는 호스트를 포함시켜, 랜덤한 배향성을 갖는 호스트가 측부 누설 전류를 방지할 수 있다.
둘째, 랜덤한 배향성을 갖는 정공 주입층과 접한 정공 수송층은 규칙적인 배향성을 갖도록 형성하여, 스택의 수직 방향에서 전류 전달을 안정적으로 하여 유기 스택 구조에서 구동 전압이 상승함을 방지할 수 있다.
셋째, p형 전하 생성층에 랜덤한 배향성을 갖는 호스트를 포함시켜, 랜덤한 배향성을 갖는 호스트가 측부 누설 전류를 방지할 수 있다.
넷째, 복수개의 서로 다른 색을 발광하는 서브 화소들에 대해, 턴온 구동전압이 높은 색 발광층을 포함한 제 1 서브 화소와 상대적으로 턴온 구동전압이 낮은 색 발광층을 포함한 제 2 서브 화소들을 나누어, 제 1 서브 화소보다 제 2 서브 화소들에 선택적으로 랜덤한 배향성을 갖는 p형 전하 생성층 및/또는 정공 수송층을 구비함으로써, 제 1 서브 화소들로부터 제 2 서브 화소로 전달되는 누설 전류를 랜덤한 p형 전하 생성층 및/또는 정공 수송층이 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 발광 소자를 나타낸 단면도이다.
도 2a는 도 1의 정공 주입층, p형 전하 생성층 및 제 2 정공 수송층에 포함된 제 1 재료(A)의 배향 특성을 나타낸 도면이다.
도 2b는 도 1의 제 1 정공 수송층에 포함된 제 2 재료(B)의 배향 특성을 나타낸 도면이다.
도 3a는 배향 팩터 S, S'에서 이용되는 각도 Θ를 나타낸 도면이다.
도 3b는 배향 팩터 S와 S'의 관계를 나타낸 그래프이다.
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 발광 소자를 나타낸 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 발광 소자를 나타낸 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 발광 소자를 나타낸 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제 5 실시예에 따른 발광 소자를 나타낸 단면도이다.
도 8은 본 발명의 제 6 실시예에 따른 발광 소자를 나타낸 단면도이다.
도 9는 본 발명의 발광 표시 장치를 나타낸 단면도이다.
도 10a 및 도 10b은 비교예(Ex1)와, 제 1 및 제 2 실시예(Ex2, Ex3)에 따른 발광 표시 장치를 적용시 구동 전압과 전류 밀도의 관계를 나타낸 그래프이다.
도 11은 본 발명의 제 7 실시예에 따른 발광 소자를 나타낸 평면도이다.
도 12는 도 11의 제 1 내지 제 3 서브 화소를 나타낸 단면도이다.
도 13a 및 도 13b는 비교예와, 제 7실시예에 따른 발광 표시 장치에 있어서, 저계조, 고계조에 따라 청색 발광시 파장에 따라 휘도를 나타낸 그래프이다.
도 2a는 도 1의 정공 주입층, p형 전하 생성층 및 제 2 정공 수송층에 포함된 제 1 재료(A)의 배향 특성을 나타낸 도면이다.
도 2b는 도 1의 제 1 정공 수송층에 포함된 제 2 재료(B)의 배향 특성을 나타낸 도면이다.
도 3a는 배향 팩터 S, S'에서 이용되는 각도 Θ를 나타낸 도면이다.
도 3b는 배향 팩터 S와 S'의 관계를 나타낸 그래프이다.
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 발광 소자를 나타낸 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 발광 소자를 나타낸 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 발광 소자를 나타낸 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제 5 실시예에 따른 발광 소자를 나타낸 단면도이다.
도 8은 본 발명의 제 6 실시예에 따른 발광 소자를 나타낸 단면도이다.
도 9는 본 발명의 발광 표시 장치를 나타낸 단면도이다.
도 10a 및 도 10b은 비교예(Ex1)와, 제 1 및 제 2 실시예(Ex2, Ex3)에 따른 발광 표시 장치를 적용시 구동 전압과 전류 밀도의 관계를 나타낸 그래프이다.
도 11은 본 발명의 제 7 실시예에 따른 발광 소자를 나타낸 평면도이다.
도 12는 도 11의 제 1 내지 제 3 서브 화소를 나타낸 단면도이다.
도 13a 및 도 13b는 비교예와, 제 7실시예에 따른 발광 표시 장치에 있어서, 저계조, 고계조에 따라 청색 발광시 파장에 따라 휘도를 나타낸 그래프이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예들을 설명한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조 번호들은 실질적으로 동일한 구성 요소들을 의미한다. 이하의 설명에서, 본 발명과 관련된 기술 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 이하의 설명에서 사용되는 구성요소 명칭은 명세서 작성의 용이함을 고려하여 선택된 것으로, 실제 제품의 부품 명칭과 상이할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도면에 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 본 명세서 전체에 걸쳐 동일한 도면 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.
본 발명의 다양한 실시예에 포함된 구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.
본 발명의 다양한 실시예를 설명함에 있어, 위치 관계에 대하여 설명하는 경우에, 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.
본 발명의 다양한 실시예를 설명함에 있어, 시간 관계에 대한 설명하는 경우에, 예를 들어, '~후에', '~에 이어서', '~다음에', '~전에' 등으로 시간적 선후 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 적이지 않은 경우도 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예를 설명함에 있어, '제 1~', '제 2~' 등이 다양한 구성 요소를 서술하기 위해서 사용될 수 있지만, 이러한 용어들은 서로 동일 유사한 구성 요소 간에 구별을 하기 위하여 사용될 따름이다. 따라서, 본 명세서에서 '제 1~'로 수식되는 구성 요소는 별도의 언급이 없는 한, 본 발명의 기술적 사상 내에서 '제 2~' 로 수식되는 구성 요소와 동일할 수 있다.
본 발명의 여러 다양한 실시예 내의 각각의 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하고, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 다양한 실시예가 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시 가능할 수도 있다.
본 명세서에서 '도핑된'이란, 어떤 층의 대부분의 중량비를 차지하는 물질에, 대부분의 중량비를 차지하는 물질과 다른 물성(서로 다른 물성이란, 예를 들어, N-타입과 P-타입, 유기물질과 무기물질)을 가지는 물질이 중량비 30 % 미만으로 첨가가 되어 있음을 의미한다. 달리 말하면, '도핑된' 층이란, 어떤 층의 호스트 물질과 도펀트 물질을 중량비의 비중을 고려하여 분별해 낼 수 있는 층을 의미한다. 그리고 '비도핑된'이란, 도핑된'에 해당하는 경우 이외의 모든 경우를 칭한다. 예를 들어, 어떤 층이 단일 물질로 구성되었거나, 서로 성질이 동일 유사한 물질들이 혼합되어 구성되는 경우, 그 층은'비도핑된' 층에 포함된다. 예를 들어, 어떤 층을 구성하는 물질들 중 적어도 하나가 P-타입이고, 그 층을 구성하는 물질 모두가 N-타입이 아니라면, 그 층은 '비도핑된' 층에 포함된다. 예를 들어, 어떤 층을 구성하는 물질들 중 적어도 하나가 유기 물질이고, 그 층을 구성하는 물질 모두가 무기 물질은 아니라면, 그 층은 '비도핑된'층에 포함된다. 예를 들어, 어떤 층을 구성하는 물질들이 모두 유기 물질인데, 그 층을 구성하는 물질들 중 적어도 어느 하나가 N-타입이고 또 다른 적어도 어느 하나가 P-타입인 경우에, N-타입인 물질이 중량비 30 % 미만이거나 또는 P-타입인 물질이 중량비 30% 미만인 경우에 '도핑된'층에 포함된다.
한편, 본 명세서에서 EL (전계발광, electroluminescence) 스펙트럼이라 함은, (1) 유기 발광층에 포함되는 도펀트 물질이나 호스트 물질과 같은 발광 물질의 고유한 특성을 반영하는 PL(광발광, photoluminescence) 스펙트럼과, (2) 전자 수송층 등과 같은 유기층들의 두께를 포함한 유기 발광 소자의 구조와 광학적 특성에 따라 결정되는, 아웃 커플링(out coupling) 에미턴스(emittance) 스펙트럼 커브의 곱으로써 산출된다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 발광 소자를 나타낸 단면도이다.
도 1과 같이, 본 발명의 제 1실시예에 따른 발광 소자(OLED1)는, 기판(100) 상에 애노드(120)와, 상기 애노드(120)와 대향되어 상기 복수개의 서브 화소들에 걸쳐 구비된 캐소드(200)와, 상기 애노드(120)와 캐소드(200) 사이에, 전하 생성층(170)에 의해 구분되며, 각각 발광층(150, 155)을 포함한 제 1 스택(S1) 및 제 2 스택(S2) 및 상기 애노드(120)와 상기 제 1 스택(S1) 사이에, 상기 애노드(120)와 접하며, 배향 팩터(orientation factor) S'가 0.8 이하인 정공 주입층(130)을 포함한다.
또한, 상기 제 1 스택(S1)에 상기 정공 주입층(130)과 접하며, 배향 팩터 S'가 0.84 이상인 제 1 정공 수송층(140)을 포함할 수 있다.
구체적으로 제 1 스택(S1)은 제 1 정공 수송층(140), 제 1 발광층(150) 및 제 1 전자 수송층(160)을 포함하고, 제 2 스택(S2)은 제 2 정공 수송층(180), 제 2 발광층(155) 및 제 2 전자 수송층(190)을 포함한다.
전하 생성층(170)은 n형 전하 생성층(171) 및 p형 전하 생성층(172)을 포함한다.
한편, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 발광 소자를 적용한 제 1 실시예에 따른 발광 표시 장치는, 애노드(120)가 각 서브 화소에 나누어 패터닝되어 있고, 제 1, 제 2 스택(S1, S2), 전하 생성층(170) 및 캐소드(200)의 공통 구성을 갖는다. 본 발명의 제 1 실시예에 따른 발광 표시 장치의 각 서브 화소의 발광 소자 구성은 도 1에 따르며, 발광층이 발광하는 색에서만 차이를 갖는다.
하나의 서브 화소에서, 제 1 스택(S1), 제 2 스택(S2)에서 발광층들(150, 155)이 발광하는 색은 동일한 것으로, 이는 복수 스택을 적용하여 해당 발광 색의 색 효율을 증가시키기 위함이다.
도 1에 도시된 발광 소자는 애노드(120)에 반사 전극을 포함하고, 캐소드(200)에 반사 투과성 전극을 포함한 것으로, 애노드(120)와 캐소드(200) 사이의 발광층들(150, 155)이 발광하는 광을 애노드(120) 및 캐소드(200)의 대향면에서 반사 및 재반사에 의해 공진을 반복하며 각 서브 화소에서 스트롱 캐비티를 갖고 출사할 수 있다.
여기서, 애노드(120)는 서브 화소별로 패터닝되어 있으며, 이에 대향된 캐소드(200)는 복수개의 서브 화소들에서 분리되지 않고 일체형으로 형성되어 있다.
캐소드(200) 상에는, 애노드(120)로부터 캐소드(200)까지의 구성으로 이루어진 발광 소자로부터 나오는 광의 출사 효율을 높이고, 발광 소자를 보호하기 위해 캐핑층(210)을 구비할 수 있다. 발광 소자(OLED)는 일반적으로 애노드(120)로부터 캐소드(200)까지의 구성을 말하지만, 발광 소자(OLED)와 연관된 광학적인 특성과 공정의 연속성에 의해 캐핑층(210)까지 발광 소자(OLED)의 구성에 포함시키기도 한다.
한편, 본 명세서에서 설명하는 특정 층의 배향 팩터 S'의 대해 하기 도면을 참조하여 설명한다.
도 2a는 도 1의 정공 주입층, p형 전하 생성층 및 제 2 정공 수송층에 포함된 제 1 재료(A)의 배향 특성을 나타낸 도면이며, 도 2b는 도 1의 제 1 정공 수송층에 포함된 제 2 재료(B)의 배향 특성을 나타낸 도면이다. 또한, 도 3a는 배향 팩터 S, S'에서 이용되는 각도 Θ를 나타낸 도면이고, 도 3b는 배향 팩터 S와 S'의 관계를 나타낸 그래프이다.
본 발명의 제 1 실시예에 따른 발광 소자 및 발광 표시 장치는, 정공 주입층(130), p형 전하 생성층(172) 및 제 2 스택(S2)의 제 2 정공 수송층(180)에 도 2a와 같이, 배향 팩터 S'가 작아 랜덤한 배향성을 갖는 제 1 재료(A)를 포함한 것이다.
특히, 정공 주입층(130)은 제 1 재료(A)를 호스트로 하여 포함시킨 것으로, 정공 주입층(130)은 제 1 재료(A) 내에 30wt%로 포함된 제 1 p형 도펀트가 함유되어 있다.
정공 주입층(130)이 랜덤한 배향성을 갖는 제 1 재료(A)를 포함한 이유는 제 1 p형 도펀트를 포함하여 전도도가 높은 정공 주입층(130)에 대해 배향 자유도가 높은 제 1 재료(A)를 주재료인 호스트로 포함시켜, 인접 서브 화소로 흐르는 측부 누설 전류를 줄이고자 함이다. 여기서, 제 1 재료(A)가 랜덤한 배향성을 가져, 정공 주입층(130) 내에서 분자간 전류 이동 패스를 줄임으로써, 인접한 서브 화소로의 누설 전류 전달을 줄일 수 있다.
반면, 정공 주입층(130) 상에 위치한 제 1 정공 수송층(140)은 상대적으로 도 2b와 같이, 규칙적인 배향성을 갖는 제 2 재료(B)를 포함하여 형성한다. 도 2 b와 같이, 제 2 재료(B)는 규칙적인 분자 배열에 의해 분자간 거리가 촘촘하여 전류 패스가 인접한 분자들을 따라 생성되며 전류 전달이 잘 일어난다. 즉, 제 1 정공 수송층(140)은 제 1 스택(S1)에서 광학 거리를 위해 상대적으로 다른 층들에 비해 두껍게 형성되며, 이에 따라 제 1 스택(S1)에서 정공 수송층(140)은 타층에 비해 수직 거리를 더 갖기 때문에, 애노드(120)와 캐소드(200) 사이의 전류 전달에 있어서 중요한 구성 요소이다. 본 발명의 발광 소자에 있어서, 제 1 정공 수송층(140)을 이루는 제 2 재료(B)로 규칙적인 분자 배열을 갖게 하여 수직 방향에서 전류 전달이 잘 일어나게 한다.
한편, 제 1 정공 수송층(140)의 제 2 재료(B)의 전기 전도도는 상대적으로 정공 주입층(130)의 p형 도펀트보다 낮다. 따라서, 제 1 정공 수송층(140)이 큰 배향 팩터 S'값을 갖더라도 제 1 정공 수송층(140)에 기인한 측부 누설 전류는 발생하지 않는다.
상술한 구조에서, p형 전하 생성층(172)과 제 2 스택(S2)의 제 2 정공 수송층(HTL2)(180)은 접하여 구성되고 그 주재료가 배향 규칙성이 작은 재료(제 1 재료)(A)를 이용하지만, 동일 재료를 이용하는 것에 제한되지 않는다. 필요에 따라, p형 전하 생성층(172)과 제 2 스택(S2)의 제 2 정공 수송층(HTL2)(180)은 배향 팩터 S' 에 차이를 줄 수 있으며, 각각 p형 전하 생성층(172)은 인접한 스택으로 정공을 생성하여 전달하는 기능에서 추가 재료를 포함할 수 있고, 제 2 정공 수송층(HTL2)(180)은 제 2 스택(S2) 내 제 2 발광층(155)으로 정공 전달을 효과적으로 함에 있어, 재료 구성을 달리할 수 있다. 본 발명에서 특징으로 하는 것은 상기 p형 전하 생성층(172)과 제 2 정공 수송층(HTL2)(180)이 모두 배향 규칙성이 낮은 재료를 이용하는 것으로, 이들의 배향 팩터 S'가 0.80 이하인 경우를 의미하며, 다른 재료의 이용시에도 배향 팩터 S'값이 0.80이하를 각각이 만족하는 한 적용 가능하다.
본 명세서에서 이용하는 배향 팩터 S'와 배향 팩터 S에 대해 하기 수학식 1, 2와 도 3a 및 도 3b를 참조하여 설명한다.
재료의 배향 팩터 S를 정의할 때, 도 3a와 같이, 재료를 이루는 분자가 Z축에 대해 이루는 각도를 Θ라 하고, kx 는 각각 (x-y) 평면에서의 흡광 계수(Extinction coefficient)라 하고, ky는 Z 축에서의 흡광 계수를 의미한다. 흡광 계수 kx, ky 는 420nm 파장에서 측정된 값으로 각각 기판의 수평 또는 수직한 배향에 상당한 것이다.
[수학식 1]
[수학식 2]
수학식 2에 따라 배향 팩터 S'를 고려하면, Z축에 가까울수록 즉, 분자가 수직하게 배향될수록 배향 팩터 S'값은 작아짐을 알 수 있다.
[수학식 3]
또한, 도 3b를 참조하면, 배향 팩터 S 값이 -0.5에서 1으로 변화하는 것에 대해, 배향 팩터 S'는 하기 수학식 3과 같이, -2/3의 기울기로 비례하는 관계를 나타낸다. 이 경우, 배향 팩터 S가 0일 때, 배향 팩터 S'는 2/3에 해당하는 값을 나타낸다. 도 3b를 참조하면, 상기 배향 팩터 S'가 1에 가까울수록 평행한 배향 상태를 나타내며 보다 규칙성이 높고, 배향 팩터 S'가 0에 가까워질수록 좀 더 랜덤한 분자 배열을 나타낸다.
본 발명의 발명자들은 재료의 배향 팩터 S'를 검토하여 정공 주입층(130), p형 전하 생성층(172), 제 2 정공 수송층(180)에 포함되는 보다 랜덤한 규칙성을 갖는 제 1 재료(A)가 배향 팩터 S'0.8 이하일 때 효과적임을 살펴보았다.
대비하여, 배향 규칙성이 높은 제 2 재료(B)로는 배향 팩터 S'가 0.8을 초과하는 재료이며, 보다 바람직하게는 0.84이상인 재료가 가능함을 실험을 통해 살펴보았다.
예를 들어, 배향 팩터 S' 관점에서, 배향 규칙성이 높고 정공 수송성 재료로 이용할 수 있는 제 2 재료(B)들로는 카바졸(carbazole)계 재료, 디벤조퓨란(Dibenzofuran)계 재료, 바이페닐(Biphenyl)계 재료들이 있다. 카바졸(carbazole)계 재료의 배향 팩터 S'는 0.89이며, 디벤조퓨란(Dibenzofuran)계 재료의 배향 팩터 S' 는 0.92이며, 바이페닐(Biphenyl)계 재료들의 배향 팩터 S' 는 0.84이다.
대조적으로, 배향 팩터 S' 값이 0.8 이하인 재료의 제 1 재료(A)의 예로는, 플루오렌(Fluorene)계 재료가 있다. 플루오렌계 재료는 배향 팩터 S' 값이 0.79이다.
한편, 위의 배향 팩터 S' 값이 0.8 이하의 재료의 예는 일예이며, 필요에 따라 재료의 치환기나 분자 구조를 변경하여 추가될 수 있다.
본 발명의 제 1, 제 2 정공 수송층, p형 전하 생성층, 정공 주입층의 배향 특성을 설명하는데 있어서, 재료의 분자 배향이 규칙성이 높다는 기준은 배향 팩터 S'가 0.8 을 넘는지에 의해 판단한다. 본 발명의 발광 소자에서 재료의 분자 배향이 랜덤한 제 1 재료는 배향 팩터 S'가 0.8 이하의 재료를 이용하였고, 분자 배향이 규칙적인 제 2 재료는 배향 팩터 S'가 0.8을 넘는 재료, 보다 바람직하게는 배향 팩터 S'가 0.84이상인 재료를 이용하였다.
본 발명의 발명자들은 제시된 제 1 재료(A)를 도 1의 정공 주입층(130), p형 전하 생성층(172) 및 제 2 정공 수송층(180)에 포함시켜 누설 전류가 저감되는 것을 실험적으로 확인하였다. 이의 결과는 후술한다.
먼저, 본 발명의 다른 실시예에 대해 설명한다.
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 발광 소자를 나타낸 단면도이다.
도 4와 같이, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 발광 소자(OLED2)는 제 2 스택(S2)의 제 2 정공 수송층(280)을 배향 규칙성이 높은 도 2b의 제 2 재료(B)를 이용한 것이고, 나머지 구성은 상술한 제 1 실시예와 동일하다.
상술한 본 발명의 제 1 실시예에 따른 발광 소자와 제 2 실시예에 따른 발광 소자는 각각 기판(100) 상의 박막 트랜지스터와 접속되어 각 서브 화소별로 구비되며, 발광 표시 장치를 구성할 수 있다. 발광 표시 장치의 각 서브 화소에서 스택 내 발광층이 상이한 점 외에 각 서브 화소의 스택 구성은 도 1 및 도 4의 구성을 가질 수 있다.
도 5는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 발광 소자를 나타낸 단면도이다.
도 5와 같이, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 발광 소자(OLED3)는 제 1 실시예에 따른 발광 소자(OLED1)와 비교하여, 정공 주입층(130)과 접한 제 1스택(S1)의 제 1 정공 수송층(HTL1)(240)은 배향 규칙성이 낮은 제 1 재료(A)를 포함하여 형성하고, 제 2 스택(S2)의 제 2 정공 수송층(HTL2)(280)은 배향 규칙성이 높은 제 2 재료(B)로 형성한 점 외에 동일한 구성을 갖는다.
도 6은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 발광 소자를 나타낸 단면도이다.
도 6과 같이, 본 발명의 제 4 실시예에 따른 발광 소자(OLED4)는 제 1 실시예에 따른 발광 소자(OLED1)와 비교하여, 정공 주입층(130)과 접한 제 1 스택(S1)의 제 1 정공 수송층(340)의 구성을 복수층화하고, 제 2 스택(S2)의 제 2 정공 수송층(HTL2)(280)은 배향 규칙성이 높은 제 2 재료(B)로 형성한 점 외에 동일한 구성을 갖는다.
구체적으로, 상기 제 1 정공 수송층(340)은 정공 주입층(130)가 접한 층에 배향 규칙성이 높은 제 2 재료(B)의 제 1 층(341)과 상기 제 1 층(341) 상에 배향 규칙성이 낮은 제 1 재료(A)의 제 2 층(342)을 차례로 적층시켜 형성한 것이다.
이러한 본 발명의 제 4 실시예에 따른 발광 소자(OLED4)는 상기 제 1 층(341)이 유기 스택의 스택 방향의 배향 정렬성을 높여 수직 전류의 생성을 방해하지 않고, 제 2 층(342)의 측부 누설 전류를 방지하는 효과를 겸할 수 있다.
도 7은 본 발명의 제 5 실시예에 따른 발광 소자를 나타낸 단면도이다.
도 7과 같이, 본 발명의 제 5 실시예에 따른 발광 소자(OLED5)는, 제 1 실시예에 따른 발광 소자(OLED1)와 비교하여, 정공 주입층(130)과 접한 제 1 스택(S1)의 제 1 정공 수송층(340)의 구성을 복수층화(341/342)하고, p형 전하 생성층(271)의 호스트를 배향 규칙성이 높은 제 2 재료(B)로 형성한 점 외에 동일한 구성을 갖는다.
상기 제 1 정공 수송층(340)의 복수층 구조는 상술한 도 6과 같으므로, 설명을 생략한다.
도 8은 본 발명의 제 6 실시예에 따른 발광 소자를 나타낸 단면도이다.
도 8과 같이, 본 발명의 제 7 실시예에 따른 발광 소자(OLED6)는, 제 1 실시예에 따른 발광 소자(OLED1)와 비교하여, p형 전하 생성층(172)과 접한 제 2 스택(S2)의 제 2 정공 수송층(380)을 복수층화(381/382)와 한 것이다. 여기서, 제 2 정공 수송층(380)은 p형 전하 생성층(172)이 접한 층에 배향 규칙성이 낮은 제 1 재료(A)를 포함한 제 1 층(381)과 상기 제 1 층(381) 상에 배향 규칙성이 높은 제 2 재료(B)의 제 2 층(382)을 차례로 적층시켜 형성한 것이다.
이 경우, 복수 스택의 구조에서, 주로 누설 전류의 원인이 되고 p형 전하 생성층(172)과 제 2 정공 수송층(380)의 제 1 층(381)은 배향 규칙성이 낮은 재료를 주 재료로 형성함으로써, 제 2 스택의 누설 전류를 효과적으로 방지할 수 있다. 동시에 상기 제 2 정공 수송층(380의 제 2 층(382)이 배향 규칙성인 높은 재료로 형성하여, 제 2 스택에 배향 규칙성이 낮은 재료를 포함함에 의해 전류 이동 패스가 짧아져 수직 방향으로 전류 전달이 저해됨을 방지할 수 있다.
한편, 상술한 본 발명의 제 1 내지 제 6 실시예에 따른 발광 소자는 각각의 애노드(120)가 기판(100) 상에 박막 트랜지스터(TFT)와 접속되어 서브 화소별로 구동될 수 있다.
이하에서는 일 예에 따른 발광 표시 장치에 대해 설명한다.
도 9는 본 발명의 발광 표시 장치를 나타낸 단면도이다.
도 9를 참조하여 서브 화소들의 애노드(120)와 접속되는 박막 트랜지스터(TFT)의 구성에 대해 설명한다.
기판(100) 상에는 버퍼층(105)이 구비되며, 상기 버퍼층(105) 상에 제 1 및 제 2 반도체층(1110, 1111)이 구비되어 있다. 버퍼층(105)은 기판(100)에 잔존하는 불순물들이 제 1, 제 2 반도체층(1110, 1111)에 유입되지 않도록 하는 기능을 한다. 상기 제 1, 제 2 반도체층(1110, 1111)은 비정질 또는 결정질 실리콘 반도체층 일 수 있으며, 혹은 투명 산화물 반도체층일 수 있다. 그리고, 각각 소스 전극(1140) 및 드레인 전극(1160)와 접속하는 제 1 반도체층(1110)의 양측은 불순물이 주입된 영역일 수 있으며, 상기 제 1 반도체층(1110)에서 불순물이 주입된 영역 사이에 진성 영역으로 채널 영역으로 기능할 수 있다.
제 1, 제 2 반도체층(1110, 1111)은 산화물 반도체층, 폴리 실리콘층, 비정질 실리콘층 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 제 2 반도체층(1111)은 상부에 형성될 스토리지 전극들(1121, 1141)과 중첩되어 위치할 수 있으며, 이는 불순물이 주입된 경우 스토리지 캐패시터의 용량을 증가시키는 보조 스토리지 전극으로 이용될 수 있다. 혹은 경우에 따라 상기 제 2 반도체층(1111)은 생략될 수도 있다.
그리고, 상기 제 1 및 제 2 반도체층(1110, 1111)을 덮도록 게이트 절연막(106)이 구비되며, 상기 제 1 반도체층(1110)의 진성 영역 및 제 2 반도체층(1111)을 중첩하는 게이트 전극(1120) 및 제 1 스토리지 전극(1121)이 형성된다.
상기 제 1 및 제 2 반도체층(1110, 1111) 및 게이트 전극(1120) 및 제 1 스토리지 전극(1121)을 덮으며 제 1 층간 절연막(107)이 구비된다.
상기 제 1 반도체층(1110)의 양측은 상기 제 1 층간 절연막(107) 및 게이트 절연막(106)을 선택적으로 제거하여 콘택홀을 형성하고, 상기 콘택홀들을 통해 각각 소스 전극(1140), 드레인 전극(1160)을 제 1 반도체층(1110)에 접속시킨다. 동일 공정에서, 상기 제 1 스토리지 전극(1121)와 중첩하는 제 1 층간 절연막(107) 상에 제 2 스토리지 전극(1141)이 형성된다.
여기서, 발광부(E)에 구비된 발광 소자(OLED)의 구동을 위한 박막 트랜지스터(TFT)는 아래에서부터 차례로 제 1 반도체층(1110), 이와 채널 영역이 중첩한 게이트 전극(1120) 및 상기 제 1 반도체층(1110)의 양측에 접속된 소스 전극(1140) 및 드레인 전극(1160)으로 이루어진다.
또한, 스토리지 캐패시터(STC)는 제 1 층간 절연막(107)을 사이에 두고 서로 중첩된 제 1, 제 2 스토리지 전극(1121, 1141)으로 이루어진다.
상기 박막 트랜지스터(TFT) 및 스토리지 캐패시터(STC)를 덮으며, 제 2 층간 절연막(108)이 형성된다.
여기서, 박막 트랜지스터(TFT) 및 스토리지 캐패시터(STC)는 차광성의 금속층들을 구비하는 것으로, 발광부(E)의 애노드(120)는 반사 전극(1110)을 포함하여 하부 배선들의 시인을 방지할 수 있다. 애노드(120)는 도시된 바와 같이, 반사 전극(1210) 및 투명 전극(1220)의 이중 적층으로 형성할 수도 있고, 혹은 반사 전극(1210)을 사이에 두고, 투명 전극이 상하에 구성된 3층 적층의 형태로 형성할 수도 있다.
발광부(E)의 경우 반사 전극(1210)이 그 하부에 배치되는 금속층들이 시인됨을 방지하며, 뱅크(125)가 위치한 부위에서는 두꺼운 뱅크(125)의 배치로 하부 구성의 시인을 방지할 수 있다.
한편, 제 1 층간 절연막(108)을 덮으며 표면을 평탄화하도록 평탄화막(109)이 더 형성되며, 평탄화막(109) 및 제 2 층간 절연막(108)을 선택적으로 제거하여 접속부(CT1)를 구비하여 상기 박막 트랜지스터(TFT)와 애노드(120)가 접속될 수 있다. 도 9에는 반사 전극(1210) 및 투명 전극(1120)의 이층 구조로 도시하였으나, 반사 전극을 사이에 두고 투명 전극이 하측과 상측에 구비되는 형태로 구비될 수 있다. 예를 들어, 애노드(120)의 반사 애노드는 반사성 금속으로, 알루미늄, 알루미늄 합금, 은, 은 합금 등일 수 있으며, 반사 효율을 높이기 위해 APC(Ag-Pd-Cu) 등의 합금이 이용되기도 한다.
또한, 애노드(120)와 대향된 캐소드(200)는 반사 투과성 금속으로 예를 들어, 마그네슘 합금, 은 합금, 은, 마그네슘, 혹은 MgAg 등의 금속일 수 있다. 경우에 따라 ITO(Indium Tin Oxide) 나 IZO (Indium Zinc Oxide) 등의 투명 금속이 이용되기도 한다.
본 발명의 발광 표시 장치는 캐소드(200)를 통해 광의 출사가 이루어지는 것으로, 앞서 상술한 제 1 내지 제 6실시예에 따른 발광 소자(OLED1~OLED6)의 캐소드(200) 상에 캐핑층(210)을 더 구비하여 광 출사량을 높이기도 한다.
그리고, 애노드(120)와 캐소드(200) 사이에 유기 스택(OS)는 도 1 및 도 4 내지 도 8에서 설명한 바와 같이, 특히, 서브 화소별로 발광층이 발광하는 색만 상이하고, 동일 스택 구조를 가질 수 있다. 즉, 정공 주입층(130), 제 1 스택(S1)의 제 1 정공 수송층(HTL1), 제 1 전자 수송층(ETL1), 제 2 스택(S2)의 제 2 정공 수송층(HTL2), 제 2 전자 수송층(ETL2), 캐소드(200)는 공통적이다.
청색 서브 화소(B-SP) 내 제 1 스택과 제 2스택의 발광층이 상이한 복수 스택을 포함할 수 있다.
도 9의 유기 스택(OS)은 서브 화소들의 발광부(E)와 뱅크(125)에 공통된 구성을 나타내었으나, 이는 각각 서로 다른 발광색을 나타내는 청색 서브 화소(B-SP)와 녹색 서브 화소(G-SP) 및 적색 서브 화소(R-SP)에 대해 적어도 발광층들은 각 발광부에 구분하여 패턴되어 있다.
한편, 기판(100)과 기판(100) 상에 형성된 박막 트랜지스터 어레이 구성을 포함하여 박막 트랜지스터 어레이 기판으로 칭할 수 있다.
이하에서는 도 1의 제 1 실시예에 따른 발광 소자(OLED1)를 도 9의 발광 표시 장치로 적용한 제 1 실시예와 도 4의 제 2 실시예에 따른 발광 소자(OLED2)를 도 9의 발광 표시 장치에 적용한 제 2 실시예와, 비교하여 도 1의 구조에서, 정공 주입층, 제 1 스택의 제 1 정공 수송층, p형 전하 생성층 및 제 2 스택의 제 2 정공 수송층을 모두 배향 규칙성이 높은 제 2 재료(B)를 적용한 예의 효과에 대해 설명한다.
도 10a 및 도 10b은 비교예(Ex1)와, 제 1 및 제 2 실시예(Ex2, Ex3)에 따른 발광 표시 장치를 적용시 구동 전압과 전류 밀도의 관계를 나타낸 그래프이다.
| 구분 | 구조 | 구동전압(V) | 효율(%) | 누설전류(mA/cm2) | |||
| HIL | HTL1 | p-CGL | HTL2 | ||||
| 비교예(Ex1) | B | B | B | B | - | 100 | 0.0009 |
| 제1실시예(Ex2) | A | B | A | A | +0.1 | 100 | 0.0003 |
| 제2실시예(Ex3) | A | B | A | B | +0.05 | 100 | 0.0005 |
도 10 및 표 1을 참조하여 보면, 비교예(Ex1)와 제 1 및 제 2 실시예(Ex1, Ex2, Ex3)를 비교하여 보면 동일 효율을 나타낼 때, 비교예(Ex1)는 0.0009mA/cm2 의 누설 전류를 나타내는데 비해 본 발명의 제 1, 제 2 실시예(Ex2, Ex3)는 각각 누설 전류가 0.0003mA/cm2 , 0.0005mA/cm2 의 누설 전류를 나타내는 것으로, 적어도 정공 주입층과 p형 전하 생성층에 배향 규칙성이 작은 제 1 재료(A)를 적용시 누설 전류가 줄어드는 점을 확인할 수 있다. 그리고, 누설 전류가 줄어들더라도 제 1, 제 2 실시예에서 구동 전압 증가는 비교예 대비 0.1V 이하로, 구동 전압의 변화도 0.1V 미만으로 각 서브 화소의 턴온 전압이 5V가 넘는 점을 고려하면 제 1, 제 2 실시예에서 구동 전압 변화가 미미한데 비해 누설 전류 방지 효과를 갖는 점을 확인할 수 있다.여기서, 누설 전류가 방지되는 다음의 효과로 알 수 있다. 예를 들어, 누설 전류에 기인된 영향으로 적색 서브 화소를 선택적으로 발광시 청색 서브 화소에서 약한 발광이 시인되는 타색 발광 간섭 현상을 방지할 수 있다.
한편, 표 2에서는 배향 팩터 S' 값의 임계적 의의를 보기 위해 배향 팩터 S' 값이 0.89인 재료 B와, 배향 팩터 S' 값이 0.79인 재료 C와, 배향 팩터 S' 값이 0.77인 재료 A별로, 도 1의 동일 구조에 대해, 정공 주입층(130)과, 제 1 정공 수송층(130)과, p형 전하 생성층(172)과, 제 2 정공 수송층(180)을 동일 재료로 하여 구동 전압과 누설 전류를 평가하였다. 이는 층별 요구에 관계없이 재료별 배향 팩터(S')와 누설 전류의 관계를 보기 위한 것으로, 배향 팩터 S' 값이 낮아 랜덤한 배향성을 갖더라도 구동 전압이 증가할 수 있다. 구동 전압은 위의 표 1에서와 같이 층별 재료를 달리하여 구동 전압을 조정할 수 있다.
표 2를 살펴보면 배향 팩터 S' 값이 0.80의 이하를 갖는 재료 C 와 A에서, 누설 전류 값이 줄어듦을 확인할 수 있다.
| 재료 | S' | 누설 전류[mA/cm2 ] | 구동 전압[V] |
| B | 0.89 | 0.0010 | - |
| C | 0.79 | 0.0005 | +0.2 |
| A | 0.77 | 0.0003 | +0.2 |
도 11은 본 발명의 제 7 실시예에 따른 발광 소자를 나타낸 평면도이고, 도 12는 도 11의 제 1 내지 제 3 서브 화소를 나타낸 단면도이다. 그리고, 도 13a 및 도 13b는 비교예와, 제 7실시예에 따른 발광 표시 장치에 있어서, 저계조, 고계조에 따라 청색 발광시 파장에 따라 휘도를 나타낸 그래프이다.
도 11 및 도 12에 따른 본 발명의 제 7 실시예에 따른 발광 소자는 앞서 설명한 제 1 내지 제 6 실시예들과 다르게, 서브 화소별로 누설 전류의 원인이 되는 층에 대해 서브 화소별 나누어 다른 재료로 형성함에 의해 누설 전류의 원인을 해소한 것이다.
도 11 및 도 12와 같이, 본 발명의 제 7 실시예에 따른 발광 표시 장치는 제 1 내지 제 3 서브 화소(R-SP, G-SP, B-SP)를 갖는 기판(100)과, 상기 제 1 내지 제 3 서브 화소(R-SP, G-SP, B-SP) 각각에 구비된 제 1 내지 제 3 애노드(410)와, 상기 제 1 내지 제 3 애노드(410)와 대향되어 상기 제 1 내지 제 3 서브 화소들(R-SP, G-SP, B-SP)에 걸쳐 구비된 캐소드(470)와, 상기 제 1 내지 제 3 애노드(410)와 캐소드(470) 사이에 구비된 n형 전하 생성층(431)에 의해 나누어진 제 1 스택(S1) 및 제 2 스택(S2)을 포함한다.
상기 제 1 서브 화소(R-SP)에, 상기 n형 전하 생성층(431)과 상기 제 2 스택(S2) 사이에 구비된 제 1 p형 전하 생성층(432) 및 상기 제 2 및 제 3 서브 화소(G-SP, B-SP)에, 상기 n형 전하 생성층(431)과 상기 제 2 스택(S2) 사이에 구비되며, 상기 제 1 p형 전하 생성층(432)보다 배향 팩터 S' 가 작은 제 2 p형 전하 생성층(433)을 포함하고, 상기 제 1 서브 화소 내지 제 3 서브 화소(R-SP, G-SP, B-SP)는 각각 상기 제 1 스택(S1) 및 제 2 스택(S2)에 제 1 색 발광층(421, 451), 제 2 색 발광층(422, 452) 및 제 3 색 발광층(423, 453)을 갖는다.
여기서, 상기 제 1 색 발광층(421, 451)을 갖는 제 1 서브 화소(R-SP)의 턴온 전압이 상기 제 2 및 제 3 색 발광층(422, 452/ 425, 453)을 갖는 제 2 및 제 3 서브 화소(G-SP, B-SP)의 턴온 전압보다 낮을 수 있다.
이는 제 2 또는 제 3 서브 화소(G-SP, B-SP)를 턴온시, 그 구동 전압이 높아, 복수 스택 구조에 있어서는 복수개의 공통층의 서브 화소들에 연속되어 있어, 선택적으로 턴온시키더라도, 13a의 비교예와 같이, 공통층이 전도도가 높은 특성을 갖고 배향 규칙성이 좋은 특성을 갖는다면 공통층을 통해 측부로 전류가 흘러 제 2, 제 3 색 발광층을 갖는 제 2, 제 3 서브 화소(G-SP, B-SP)까지 켜지는 현상이 발생할 수 있는 것이다.
본 발명의 제 7 실시예에 따른 발광 표시 장치는, 상기 제 1 서브 화소(R-SP)와 제 2, 제 3 서브 화소(G-SP, B-SP)를 구분하여, 서로 다른 배향 규칙성을 갖도록 한다. 여기서, 제 1 서브 화소(R-SP)는 배향 규칙성이 높은 분자 배열을 갖는 재료를 호스트로 하여 제 1 p 형 전하 생성층(432)을 형성하고, 상대적으로 턴온 전압이 낮은 제 2, 제 3 서브 화소(G-SP, B-SP)는 배향 규칙성이 낮은(랜덤한) 분자 배열을 갖는 재료를 호스트로 한 제 2 p형 전하 생성층(433)을 갖는다. 제 1, 제 2 p형 전하 생성층(432, 433)은 모두 p형 도펀트를 0.1wt% 내지 30wt%의 범위로 상술한 분자 배열성을 갖는 재료의 호스트 내에 포함될 수 있다.
또한, 제 1 서브 화소(R-SP)는 배향 규칙성이 높은 분자 배열을 갖는 재료를 상기 제 1 p 형 전하 생성층(432)과 접한 제 2 정공 수송층(416)을 형성하고, 상대적으로 턴온 전압이 높은 제 2, 제 3 서브 화소(G-SP, B-SP)는 배향 규칙성이 낮은(랜덤한) 분자 배열을 갖는 재료로 제 2 p형 전하 생성층(433)과 접한 제 3 정공 수송층(418)을 형성할 수 있다.
여기서, 제 1, 제 2 p형 전하 생성층의 구분, 제 2, 제 3 정공 수송층의 구분 중 어느 하나만 이용하더라도 누설 전류의 방지 효과를 가질 수 있다. 두 층에 모두 제 1 서브 화소(R-SP)와 제 2, 제 3 서브 화소(G-SP, B-SP)의 구분을 적용할 때 보다 누설 전류를 제어하는데 효과적이다.
상술한 예에서는 턴온 전압이 높은 제 2 서브 화소(G-SP), 제 3 서브 화소(B-SP)에 대해 배향 규칙성이 낮은 재료로 구비하였으나, 이에 한하지 않으며, 역으로, 제 1 서브 화소(R-SP) 측에 배향 규칙성이 낮고, 나머지 제 2, 제 3 서브 화소(R-SP, G-SP)에 배향 규칙성이 높은 재료를 적용하여도 누설 전류를 제어할 수 있다.
그리고, 제 1 서브 화소(R-SP)는 적색 서브 화소, 제 2 서브 화소(G-SP)는 녹색 서브 화소, 제 3 서브 화소(B-SP)는 청색 서브 화소일 수 있다. 그러나, 본 발명의 발광 표시 장치는 이러한 색상에 한하지 않으며, 턴온 구동 전압이 다른 서브 화소들에 누설 전류를 방지하는 목적으로 p형 전하 생성층 및 이에 접한 정공 수송층의 적용을 턴온 구동 전압의 차이를 갖는 서브 화소별 구분하여 적용하도록 확장할 수 있다.
한편, 본 발명의 제 7 실시예에 따른 발광 표시 장치에 있어서, 상기 제 1 서브 화소(R-SP)에는 제 2 스택(S2)의 광학적 거리를 조정하기 위해 정공 수송 보조층(417)이 더 형성될 수 있다. 상대적으로 장파장을 발광하는 서브 화소에서 광학 거리가 길게 요구되므로 복수개의 서브 화소 중 제 1 서브 화소(R-SP)에만 정공 수송 보조층(417)이 구비될 수 있다. 상기 정공 수송 보조층(417)을 제 1 서브 화소(R-SP)에만 구비하는 경우, 제 1 서브 화소(R-SP)에서는 제 1 p 형 전하 생성층(432)과, 제 2 정공 수송층(416) 및 정공 수송 보조층(417)을 동일 챔버에서 재료를 달리하여 형성할 수 있다. 제 1 p형 전하 생성층(432)과 제 2 정공 수송층(416) 및 정공 수송 보조층(417)을 동일 재료를 포함할 수 있으며, 이 경우, 제 1 p형 전하 생성층(432)에 포함된 p형 도펀트에 대해 셔터를 포함시켜 챔버를 구성할 수 있다.
제 2 및 제 3 서브 화소(G-SP, B-SP)는 공통으로 제 2 p형 전하 생성층(433)과 제 3 정공 수송층(416)을 동일 챔버에서 형성할 수 있으며, 제 3 정공 수송층(416) 형성시 제 2 p형 전하 생성층(433) 형성시 공급된 p형 도펀트에 대한 셔터를 챔버 내에 구비할 수 있다.
각 서브 화소들(R-SP, G-SP, B-SP)의 애노드(410)와 n형 전하 생성층(431) 사이의 구성은 정공 주입층(411), 제 1 정공 수송층(413) 및 제 1 내지 제 3 색 발광층(421, 422, 423) 및 제 1 정공 저지층(HBL1)(414), 제 1 전자 수송층(415)이 있다. 경우에 따라 제 1 정공 저지층(414)은 생략될 수 있으며, 혹은 제 1 전자 저지층이 제 1 정공 수송층(412)과 제 1 내지 제 3 색 발광층(421, 422, 423)의 층 사이에 위치할 수 있다.
제 1 서브 화소(R-SP)에서, 제 1 p형 전하 생성층(432)과 캐소드(470) 사이에서, 제 2 스택(S2)은 차례로, 제 2 정공 수송층(416), 정공 수송 보조층(417), 제 1 색 발광층(451), 제 2 정공 저지층(419) 및 제 2 전자 수송층(420) 및 전자 주입층(460)을 포함한다. 전자 주입층(460)은 금속 도펀트 혹은 무기 성분을 포함한 도펀트로 캐소드(470)와 동일 공정에서 형성하는 것으로, 경우에 따라 캐소드(470)의 적층 구성 중 한 층으로 보기도 한다.
제 2 및 제 3 서브 화소(G-SP, B-SP)에서, 제 2 p형 전하 생성층(433)과 캐소드(470) 사이에서, 제 2 스택(S2)은 차례로, 제 3 정공 수송층(418), 제 2 색 발광층(452) 또는 제 3 색 발광층(453), 제 2 정공 저지층(419) 및 제 2 전자 수송층(420) 및 전자 주입층(460)을 포함한다.
본 발명의 제 7 실시예에 따른 발광 표시 장치는, 각각의 서브 화소에서, 제 2 정공 수송층 및 정공 수송 보조층과 함께 제 1 p형 전하 생성층을 형성하므로 마스크 수를 증가하지 않고 제 1, 제 2 p형 전하 생성층의 형성이 가능하며, 경우에 따라 제 1 색 발광층(451)을 형성하는 마스크로, 제 1 p형 전하 생성층(432), 제 2 정공 수송층(416), 정공 수송 보조층(417) 및 제 1 적색 발광층(451)과 동일 마스크를 이용할 수 있으며, 셔터로 각 재료를 구분하여 형성할 수도 있다. 이에 따라 서브 화소별로 p형 전하 생성층과 정공 수송층/정공 수송 보조층을 서브 화소간 분리하여 형성하더라도 마스크 수가 증가하지 않아 수율 저하를 일으키지 않는다.
예를 들어, 상기 제 1 p형 전하 생성층(432)의 배향 팩터 S' 는 0.82 이상이고, 상기 제 2 p형 전하 생성층(433)의 배향 팩터 S'는 0.8 이하일 수 있다.
예를 들어, 상기 제 2 정공 수송층(418)의 배향 팩터 S'는 0.8 이하일 수 있다.
상기 제 2 p형 전하 생성층(433)은 배향 규칙성이 낮은 예를 들어, 플루오렌(Fluorene)을 호스트로 포함할 수 있으며, 상기 제 1 p형 전하 생성층(432)은 배향 규칙성이 높은, 예를 들어, 카바졸(Carbazole), 디벤조퓨렌(Dibenzofuran) 및 바이페닐(biphenyl) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 제 7 실시예에 따른 발광 표시 장치에서, 제 1, 제 2 스택을 구분하는 전하 생성층 중 p형 전하 생성층에 제 1, 제 2 p형 전하 생성층(432, 433)을 나누어 적용하고, 이와 접한 제 2, 제 3 정공 수송층(416, 418)을 나누어 적용한 이유는, 다음과 같다.
복수 스택을 갖는 구조는 효율 면에서 단일 스택 구조보다 우수하나, 스택이 이중 이상으로 쌓이기 때문에, 전극과 멀리 배치된 제 2 스택의 정공 수송층 측으로 충분히 정공을 효과적으로 공급하기 위해 p형 전하 생성층에 도입되는 p형 도펀트 량이 일정 농도 이상이어야 한다. 이러한 p 형 도펀트는 전기 전도도가 높아 누설 전류의 원인이 되는 것으로 본 발명의 제 7 실시예에 따른 발광 표시 장치는 서브 화소별 평면 구조에서, p형 전하 생성층 및 이와 접한 제 2 스택의 정공 수송층을 턴온 전압이 높은 서브 화소와 이보다 턴온 전압이 낮은 서브 화소별로 구분하여 형성함으로써, 인접 서브 화소로 누설 전류가 전달되는 것을 구조적으로 차단한 것이다.
상술한 본 발명의 제 7 실시예에 따른 발광 표시 장치와 비교예(전하 생성층과 이에 접한 정공 수송층을 모두 배향 규칙성이 높은 재료로 형성)에 따른 발광 표시 장치로 적용하며 각각 고계조(600nit)와 저계조(1nit)로 구분하여 그 청색 서브 화소의 선택적 발광에 따른 세기를 측정하였다.
| 구분 | 600nit 색좌표 | 1nit 색좌표 |
| 비교예 | (0.137, 0.048) | (0.154, 0.060) |
| 제 7 실시예 | (0.138, 0.047) | (0.140, 0.049) |
표 2에 따르면 고계조(600nit)에서는 비교예와 제 7 실시예의 색좌표에 큰 차이가 없으며, 정상적인 청색의 발광이 발생됨을 알 수 있다.그런데, 저계조(1nit)에서 도 13a와 같이, 적색 파장에서 누설 광이 발생되며, 이로 인해 표 2와 같이, 색좌표 변동이 발생됨을 알 수 있다. 이는 청색 발광을 저계조로 발광시 약한 적색 누설 광의 청색 색좌표의 변동이 발생되고, 이러한 누설 광이 시인됨을 의미한다.
본 발명의 제 7 실시예에 따른 발광 표시 장치는 이러한 누설 광을 차단하여 저계조 청색 광의 시인성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 발광 표시 장치는, 애노드에 인접하여 정공 주입 특성의 도펀트가 포함된 정공 주입층에 랜덤한 배향성을 갖는 호스트를 포함시켜, 랜덤한 배향성을 갖는 호스트가 측부 누설 전류를 방지할 수 있다.
또한, 랜덤한 배향성을 갖는 정공 주입층과 접한 정공 수송층은 규칙적인 배향성을 갖도록 형성하여, 스택의 수직 방향에서 전류 전달을 안정적으로 하여 유기 스택 구조에서 구동 전압이 상승함을 방지할 수 있다.
그리고, p형 전하 생성층에 랜덤한 배향성을 갖는 호스트를 포함시켜, 랜덤한 배향성을 갖는 호스트가 측부 누설 전류를 방지할 수 있다.
또한, 복수개의 서로 다른 색을 발광하는 서브 화소들에 대해, 턴온 구동전압이 높은 색 발광층을 포함한 제 1 서브 화소와 상대적으로 턴온 구동전압이 낮은 색 발광층을 포함한 제 2 서브 화소들을 나누어, 제 1 서브 화소보다 제 2 서브 화소들에 선택적으로 랜덤한 배향성을 갖는 p형 전하 생성층 및/또는 정공 수송층을 구비함으로써, 제 1 서브 화소들로부터 제 2 서브 화소로 전달되는 누설 전류를 랜덤한 p형 전하 생성층 및/또는 정공 수송층이 방지할 수 있다.
이를 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 표시 장치는, 복수개의 서브 화소를 갖는 기판과, 상기 복수개의 서브 화소 각각에 구비된 애노드와, 상기 애노드와 대향되어 상기 복수개의 서브 화소들에 걸쳐 구비된 캐소드와, 상기 애노드와 캐소드 사이에, 전하 생성층에 의해 구분되며, 각각 발광층을 포함한 제 1 스택 및 제 2 스택 및 상기 애노드와 상기 제 1 스택 사이에, 상기 애노드와 접하며, 배향 팩터 S'가 0.8 이하인 정공 주입층을 포함하고, 상기 제 1 스택에 상기 정공 주입층과 접하며, 배향 팩터 S'가 0.9 이상인 제 1 정공 수송층을 포함할 수 있다.
상기 전하 생성층은 차례로 적층된 n형 전하 생성층과 p 형 전하 생성층을 포함하며, 상기 p형 전하 생성층은 p형 도펀트와 배향 팩터 S' 가 0.8 이하인 호스트를 포함할 수 있다.
상기 제 2 스택은, 상기 전하 생성층과 상기 제 2 스택의 발광층 사이에, 상기 전하 생성층에 접하며 배향 팩터 S'가 0.8 이하인 제 2 정공 수송층을 포함할 수 있다.
상기 제 2 정공 수송층과 상기 제 2 스택의 발광층 사이에 상기 제 2 정공 수송층과 접하고, 배향 팩터 S'가 0.84 이상인 제 3 정공 수송층을 더 포함할 수 있다.
상기 제 1 스택에, 상기 제 1 정공 수송층의 상부면에 접하며, 배향 팩터 S'가 0.8 이하인 제 3 정공 수송층을 더 포함할 수 있다.
상기 복수개의 화소의 각각에서 상기 제 1 스택과 상기 제 2 스택의 발광층들은 동일 색을 발광할 수 있다.
상기 정공 주입층은 p형 도펀트를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광 표시 장치는 제 1 내지 제 3 서브 화소를 갖는 기판과, 상기 제 1 내지 제 3 서브 화소 각각에 구비된 제 1 내지 제 3 애노드와, 상기 제 1 내지 제 3 애노드와 대향되어 상기 제 1 내지 제 3 서브 화소들에 걸쳐 구비된 캐소드와, 상기 제 1 내지 제 3 애노드와 캐소드 사이에 구비된 n형 전하 생성층에 의해 나누어진 제 1 스택 및 제 2 스택과, 상기 제 1 서브 화소에, 상기 n형 전하 생성층과 상기 제 2 스택 사이에 구비된 제 1 p형 전하 생성층 및 상기 제 2 및 제 3 서브 화소에, 상기 n형 전하 생성층과 상기 제 2 스택 사이에 구비되며, 상기 제 1 p형 전하 생성층보다 배향 팩터 S' 가 작은 제 2 p형 전하 생성층을 포함하고, 상기 제 1 서브 화소 내지 제 3 서브 화소는 각각 상기 제 1 스택 및 제 2 스택에 제 1 색 발광층, 제 2 색 발광층 및 제 3 색 발광층을 갖고, 상기 제 1 색 발광층의 턴온 전압이 상기 제 2 및 제 3 색 발광층의 턴온 전압보다 클 수 있다.
상기 제 1 p형 전하 생성층의 배향 팩터 S' 는 0.82 이상이고, 상기 제 2 p형 전하 생성층의 배향 팩터 S'는 0.8 이하일 수 있다.
상기 제 1 서브 화소의 상기 제 2 스택은 상기 제 1 p형 전하 생성층과 접한 제 1 정공 수송층을 갖고, 상기 제 2 및 제 3 서브 화소의 상기 제 2 스택은 상기 제 2 p형 전하 생성층과 접하고, 상기 제 1 정공 수송층보다 배향 팩터 S' 가 작은 제 2 정공 수송층을 포함할 수 있다.
상기 제 2 정공 수송층의 배향 팩터 S'는 0.8 이하일 수 있다.
상기 제 1 서브 화소의 상기 제 2 스택에, 상기 제 1 정공 수송층과 상기 제 2 스택의 제 1 색 발광층 사이에 정공 수송 보조층을 더 포함하며, 상기 제 1 p형 전하 생성층, 상기 제 1 정공 수송층 및 상기 정공 수송 보조층은 동일 폭을 가질 수 있다.
상기 제 2 p형 전하 생성층과 상기 제 2 정공 수송층은 동일 폭을 가질 수 있다.
상기 제 2 p형 전하 생성층은 플루오렌(Fluorene)을 포함하며, 상기 제 1 p형 전하 생성층은 카바졸(Carbazole), 디벤조퓨렌(Dibenzofuran) 및 바이페닐(biphenyl) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
한편, 이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
100: 기판 120: 애노드
130: 정공 주입층 140: 제 1 정공 수송층
150: 제 1 발광층 155: 제 2 발광층
160: 제 1 전자 수송층 170: 전하 생성층
171: n형 전하 생성층 172: p형 전하 생성층
180: 제 2 정공 수송층 190: 제 2 전자 수송층
200: 캐소드 210: 캐핑층
130: 정공 주입층 140: 제 1 정공 수송층
150: 제 1 발광층 155: 제 2 발광층
160: 제 1 전자 수송층 170: 전하 생성층
171: n형 전하 생성층 172: p형 전하 생성층
180: 제 2 정공 수송층 190: 제 2 전자 수송층
200: 캐소드 210: 캐핑층
Claims (17)
- 복수개의 서브 화소를 갖는 기판;
상기 복수개의 서브 화소 각각에 구비된 애노드;
상기 애노드와 대향되어 상기 복수개의 서브 화소들에 걸쳐 구비된 캐소드;
상기 애노드와 캐소드 사이에, 전하 생성층에 의해 구분되며, 각각 발광층을 포함한 제 1 스택 및 제 2 스택; 및
상기 애노드와 상기 제 1 스택 사이에, 상기 애노드와 접한 정공 주입층을 포함하고,
상기 정공 주입층은 상기 제 1 스택의 제 1 정공 수송층과 접하며, 상기 정공 주입층의 배향 팩터 S'는 상기 제 1 정공 수송층의 배향 팩터 S'보다 작은 발광 표시 장치. - 제 1항에 있어서,
상기 정공 주입층의 배향 팩터 S'가 0.8 이하이며,
상기 제 1 정공 수송층의 배향 팩터 S'는 0.8 초과인 발광 표시 장치. - 제 1항에 있어서,
상기 제 2 p형 전하 생성층은 플루오렌(Fluorene)을 포함하며,
상기 제 1 p형 전하 생성층은 카바졸(Carbazole), 디벤조퓨렌(Dibenzofuran) 및 바이페닐(biphenyl) 중 적어도 어느 하나를 포함한 발광 표시 장치. - 제 1항에 있어서,
상기 전하 생성층은 차례로 적층된 n형 전하 생성층과 p 형 전하 생성층을 포함하며,
상기 p형 전하 생성층은 p형 도펀트와 배향 팩터 S' 가 0.8 이하인 호스트를 포함한 발광 표시 장치. - 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 제 2 스택은, 상기 전하 생성층과 상기 제 2 스택의 발광층 사이에, 상기 전하 생성층에 접하며 배향 팩터 S'가 0.8 이하인 제 2 정공 수송층을 포함한 발광 표시 장치. - 제 1항에 있어서,
상기 제 2 정공 수송층과 상기 제 2 스택의 발광층 사이에 상기 제 2 정공 수송층과 접하고, 배향 팩터 S'가 0.80 초과인 제 3 정공 수송층을 더 포함한 발광 표시 장치. - 제 1항에 있어서,
상기 제 1 스택에, 상기 제 1 정공 수송층의 상부면에 접하며, 배향 팩터 S'가 0.8 이하인 제 3 정공 수송층을 더 포함한 발광 표시 장치. - 제 1항에 있어서,
상기 복수개의 화소의 각각에서 상기 제 1 스택과 상기 제 2 스택의 발광층들은 동일 색을 발광하는 발광 표시 장치. - 제 1항에 있어서,
상기 정공 주입층은 p형 도펀트를 더 포함한 발광 표시 장치. - 제 1 내지 제 3 서브 화소를 갖는 기판;
상기 제 1 내지 제 3 서브 화소 각각에 구비된 제 1 내지 제 3 애노드;
상기 제 1 내지 제 3 애노드와 대향되어 상기 제 1 내지 제 3 서브 화소들에 걸쳐 구비된 캐소드;
상기 제 1 내지 제 3 애노드와 캐소드 사이에 구비된 n형 전하 생성층에 의해 나누어진 제 1 스택 및 제 2 스택;
상기 제 1 서브 화소에, 상기 n형 전하 생성층과 상기 제 2 스택 사이에 구비된 제 1 p형 전하 생성층; 및
상기 제 2 및 제 3 서브 화소에, 상기 n형 전하 생성층과 상기 제 2 스택 사이에 구비되며, 상기 제 1 p형 전하 생성층보다 배향 팩터 S' 가 작은 제 2 p형 전하 생성층을 포함하고,
상기 제 1 서브 화소 내지 제 3 서브 화소는 각각 상기 제 1 스택 및 제 2 스택에 제 1 색 발광층, 제 2 색 발광층 및 제 3 색 발광층을 갖는 발광 표시 장치. - 제 10항에 있어서,
상기 제 1 서브 화소의 턴온 전압이 상기 제 2 및 제 3 서브 화소의 턴온 전압보다 낮은 발광 표시 장치. - 제 10항에 있어서,
상기 제 1 p형 전하 생성층의 배향 팩터 S' 는 0.84 이상이고, 상기 제 2 p형 전하 생성층의 배향 팩터 S'는 0.8 이하인 발광 표시 장치. - 제 10항에 있어서,
상기 제 1 서브 화소의 상기 제 2 스택은 상기 제 1 p형 전하 생성층과 접한 제 1 정공 수송층을 갖고,
상기 제 2 및 제 3 서브 화소의 상기 제 2 스택은 상기 제 2 p형 전하 생성층과 접하고, 상기 제 1 정공 수송층보다 배향 팩터 S' 가 작은 제 2 정공 수송층을 포함한 발광 표시 장치. - 제 13항에 있어서,
상기 제 2 정공 수송층의 배향 팩터 S'는 0.8 이하인 발광 표시 장치. - 제 13항에 있어서,
상기 제 1 서브 화소의 상기 제 2 스택에, 상기 제 1 정공 수송층과 상기 제 2 스택의 제 1 색 발광층 사이에 정공 수송 보조층을 더 포함하며,
상기 제 1 p형 전하 생성층, 상기 제 1 정공 수송층 및 상기 정공 수송 보조층은 동일 폭을 갖는 발광 표시 장치. - 제 13항에 있어서,
상기 제 2 p형 전하 생성층과 상기 제 2 정공 수송층은 동일 폭을 갖는 발광 표시 장치. - 제 10항에 있어서,
상기 제 2 p형 전하 생성층은 플루오렌(Fluorene)을 포함하며,
상기 제 1 p형 전하 생성층은 카바졸(Carbazole), 디벤조퓨렌(Dibenzofuran) 및 바이페닐(biphenyl) 중 적어도 어느 하나를 포함한 발광 표시 장치.
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020200190046A KR20220097064A (ko) | 2020-12-31 | 2020-12-31 | 발광 표시 장치 |
| CN202110607180.XA CN114695435A (zh) | 2020-12-31 | 2021-05-31 | 发光显示装置 |
| US17/336,875 US11877463B2 (en) | 2020-12-31 | 2021-06-02 | Light emitting display device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020200190046A KR20220097064A (ko) | 2020-12-31 | 2020-12-31 | 발광 표시 장치 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20220097064A true KR20220097064A (ko) | 2022-07-07 |
Family
ID=82117809
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020200190046A KR20220097064A (ko) | 2020-12-31 | 2020-12-31 | 발광 표시 장치 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US11877463B2 (ko) |
| KR (1) | KR20220097064A (ko) |
| CN (1) | CN114695435A (ko) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116546833B (zh) * | 2023-06-14 | 2024-04-26 | 深圳市华星光电半导体显示技术有限公司 | 有机发光显示面板及显示装置 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20020158574A1 (en) * | 2001-04-27 | 2002-10-31 | 3M Innovative Properties Company | Organic displays and devices containing oriented electronically active layers |
| JP3926180B2 (ja) | 2002-03-26 | 2007-06-06 | シャープ株式会社 | 有機ｅｌ発光素子およびそれを用いた液晶表示装置 |
| KR101183041B1 (ko) * | 2007-12-27 | 2012-09-20 | 파이오니아 가부시키가이샤 | 유기 반도체 소자, 유기 태양 전지 및 표시 패널 |
| DE102011017572A1 (de) | 2011-04-27 | 2012-10-31 | Siemens Aktiengesellschaft | Bauteil mit orientiertem organischem Halbleiter |
| US9837611B2 (en) * | 2011-09-23 | 2017-12-05 | Board Of Regents, The University Of Texas System | Photo-switchable fullerene-based materials as interfacial layers in organic photovoltaics |
| US20160104853A1 (en) * | 2014-10-10 | 2016-04-14 | Regents Of The University Of Minnesota | Exciton gating in organic photovoltaic cells |
| US10361381B2 (en) * | 2015-09-03 | 2019-07-23 | Universal Display Corporation | Organic electroluminescent materials and devices |
| US10672997B2 (en) * | 2016-06-20 | 2020-06-02 | Universal Display Corporation | Organic electroluminescent materials and devices |
-
2020
- 2020-12-31 KR KR1020200190046A patent/KR20220097064A/ko active Search and Examination
-
2021
- 2021-05-31 CN CN202110607180.XA patent/CN114695435A/zh active Pending
- 2021-06-02 US US17/336,875 patent/US11877463B2/en active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US11877463B2 (en) | 2024-01-16 |
| US20220209160A1 (en) | 2022-06-30 |
| CN114695435A (zh) | 2022-07-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10862072B2 (en) | Display device | |
| KR102604310B1 (ko) | 유기 발광 표시 장치 | |
| CN112071996B (zh) | 有机发光装置及使用该有机发光装置的有机发光显示装置 | |
| US9425422B2 (en) | Organic light emitting display device | |
| JP4163567B2 (ja) | 発光型表示装置 | |
| US8735873B2 (en) | Organic light emitting diode | |
| KR102408906B1 (ko) | 유기 발광 소자 및 이를 이용한 유기 발광 표시 장치 | |
| KR101458402B1 (ko) | 유기전계 발광소자 | |
| EP3276699A1 (en) | Organic light emitting device and organic light emitting display using the same | |
| KR20220097064A (ko) | 발광 표시 장치 | |
| KR20160064320A (ko) | 유기 발광 표시 장치 | |
| KR20180078787A (ko) | 유기 발광 소자 및 이를 이용한 유기 발광 표시 장치 | |
| KR102113609B1 (ko) | 유기 발광 표시 장치 및 그의 제조 방법 | |
| KR102595458B1 (ko) | 양자점 발광다이오드 및 양자점 발광표시장치 | |
| KR101174289B1 (ko) | 유기전계발광표시장치 | |
| US20230217770A1 (en) | Light Emitting Display Device | |
| EP4207968A1 (en) | Light-emitting device and light-emitting display device including the same | |
| KR101878326B1 (ko) | 유기전계 발광소자 | |
| US20220209153A1 (en) | White light emitting device and light emitting display device including the same | |
| JP2023099468A (ja) | 電界発光表示装置 | |
| KR102662277B1 (ko) | 유기 발광 소자 및 이를 이용한 유기 발광 표시 장치 | |
| KR20220097050A (ko) | 발광 표시 장치 | |
| KR20240060765A (ko) | 유기 발광 소자 및 이를 이용한 유기 발광 표시 장치 | |
| KR20220081845A (ko) | 발광 표시 장치 | |
| KR20230103979A (ko) | 백색 발광 소자 및 이를 이용한 표시 장치 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination |