KR20230005772A - Oled 과도 응답을 감소시키기 위한 수단 - Google Patents

Oled 과도 응답을 감소시키기 위한 수단 Download PDF

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마이클 위버
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Abstract

개시된 주제의 실시양태는 유기 발광 디바이스(OLED), 및 OLED의 작동을 제어하는 구동 회로를 포함하는 디바이스를 제공하는 것으로, 프레임 시간 동안 미리 결정된 기간 동안 OLED를 단락 또는 역 바이어싱하도록 구성된 응답 시간 가속기 박막 트랜지스터(TFT)를 포함한다. 다른 실시양태는 복수의 서브픽셀을 갖는 OLED를 포함하고, 여기서 적어도 제1 색상의 광을 방출하도록 구성된 하나 이상의 서브픽셀은 독립적으로 제어 가능한 제1 발광 영역 및 제2 발광 영역을 포함하고, 여기서 제1 발광 영역은 영역이 제2 발광 영역보다 크다. 컨트롤러는 제1 서브픽셀 루미넌스 레벨이 최대 루미넌스보다 작은 경우 제2 발광 영역을 제어하여 제1 발광 영역보다 (i) 더 높은 밝기, 및/또는 (ii) 더 높은 전류 밀도를 갖도록 구성된다.

Description

OLED 과도 응답을 감소시키기 위한 수단{MEANS TO REDUCE OLED TRANSIENT RESPONSE}
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 2021년 7월 21일에 출원된 미국 특허출원 제63/217,522호, 2021년 9월 13일에 출원된 미국 특허 출원 제63/243,248호 및 2021년 9월 28일에 출원된 미국 특허출원 제63/249,297호에 대한 우선권을 주장하며, 각각의 전체 내용은 인용에 의해 본원에 포함된다.
분야
본 발명은 유기 발광 다이오드와 같은 유기 발광 디바이스의 턴 오프 시간을 감소시키기 위한 디바이스와 기술, 및 이를 포함하는 디바이스와 기술에 관한 것이다.
유기 물질을 사용하는 광전자 디바이스는 여러 이유로 인하여 점차로 중요해지고 있다. 이와 같은 디바이스를 제조하는데 사용되는 다수의 물질들은 비교적 저렴하기 때문에, 유기 광전자 디바이스는 무기 디바이스에 비하여 비용 잇점면에서 잠재성을 갖는다. 또한, 유기 물질의 고유한 특성, 예컨대 이의 가요성은 그 유기 물질이 가요성 기판 상에서의 제조와 같은 특정 적용예에 매우 적절하게 할 수 있다. 유기 광전자 디바이스의 예로는 유기 발광 다이오드/디바이스(OLED), 유기 광트랜지스터, 유기 광전지 및 유기 광검출기를 들 수 있다. OLED의 경우, 유기 물질은 통상의 물질에 비하여 성능 면에서의 잇점을 가질 수 있다. 예컨대, 유기 발광층이 광을 방출하는 파장은 일반적으로 적절한 도펀트로 용이하게 조절될 수 있다.
OLED는 디바이스를 가로질러 전압을 인가할 때 광을 방출하는 유기 박막을 사용한다. OLED는 평면 패널 디스플레이, 조명 및 백라이팅(backlighting)과 같은 적용예의 용도에 있어 점차로 중요해지는 기술이다. 여러가지의 OLED 물질 및 구성은 미국 특허 제5,844,363호, 제6,303,238호 및 제5,707,745호에 기재되어 있으며, 이들 특허 문헌은 그 전문이 본원에 참고로 포함된다.
인광 방출 분자에 대한 하나의 적용예는 풀 컬러 디스플레이이다. 이러한 디스플레이에 대한 산업적 기준은 "포화" 색상으로 지칭되는 특정 색상을 방출하도록 조정된 픽셀을 필요로 한다. 특히, 이러한 기준은 포화 적색, 녹색 및 청색 픽셀을 필요로 한다. 대안적으로 OLED는 백색 광을 방출하도록 설계될 수 있다. 통상적인 액정 디스플레이에서, 백색 백라이트에서 나온 방출이 흡수 필터를 사용하여 여과되어 적색, 녹색 및 청색 방출을 생성한다. 동일한 기법이 또한 OLED에도 사용될 수 있다. 백색 OLED는 단일 EML 디바이스 또는 스택 구조일 수 있다. 색상은 당업계에 주지된 CIE 좌표를 사용하여 측정될 수 있다.
본원에서 사용한 바와 같이, 용어 "유기"는 유기 광전자 디바이스를 제작하는 데 사용될 수 있는 중합체 물질뿐 아니라, 소분자 유기 물질도 포함한다. "소분자"는 중합체가 아닌 임의의 유기 물질을 지칭하며, "소분자"는 실제로 꽤 클 수도 있다. 소분자는 일부의 상황에서는 반복 단위를 포함할 수 있다. 예를 들면, 치환기로서 장쇄 알킬기를 사용하는 것은 "소분자" 유형으로부터 분자를 제외시키지 않는다. 소분자는 또한 예를 들면 중합체 주쇄 상에서의 펜던트 기로서 또는 주쇄의 일부로서 중합체에 혼입될 수 있다. 소분자는 또한 코어 모이어티 상에 생성된 일련의 화학적 셸로 이루어진 덴드리머의 코어 모이어티로서 작용할 수 있다. 덴드리머의 코어 모이어티는 형광 또는 인광 소분자 이미터일 수 있다. 덴드리머는 "소분자"일 수 있으며, OLED 분야에서 현재 사용되는 모든 덴드리머는 소분자인 것으로 여겨진다.
본원에서 사용한 바와 같이, "상단부"는 기판으로부터 가장 멀리 떨어졌다는 것을 의미하며, "하단부"는 기판에 가장 근접하다는 것을 의미한다. 제1층이 제2층의 "상부에 배치되는" 것으로 기재되는 경우, 제1층은 기판으로부터 멀리 떨어져 배치된다. 제1층이 제2층과 "접촉되어 있는" 것으로 명시되지 않는다면 제1층과 제2층 사이에는 다른 층이 존재할 수 있다. 예를 들면, 캐소드와 애노드의 사이에 다양한 유기층이 존재한다고 해도, 캐소드는 애노드의 "상부에 배치되는" 것으로 기재될 수 있다.
본원에서 사용한 바와 같이, "용액 가공성"은 용액 또는 현탁액 형태로 액체 매체에 용해, 분산 또는 수송될 수 있고/있거나 액체 매체로부터 증착될 수 있다는 것을 의미한다.
리간드가 발광 물질의 광활성 특성에 직접적으로 기여하는 것으로 여겨지는 경우, 리간드는 "광활성"으로서 지칭될 수 있다. 보조적 리간드가 광활성 리간드의 특성을 변경시킬 수 있을지라도, 리간드가 발광 물질의 광활성 특성에 기여하지 않는 것으로 여겨지는 경우, 리간드는 "보조적"인 것으로 지칭될 수 있다.
본원에서 사용한 바와 같이, 그리고 일반적으로 당업자가 이해하고 있는 바와 같이, 제1 에너지 준위가 진공 에너지 준위에 더 근접하는 경우, 제1 "최고 점유 분자 궤도"(HOMO) 또는 "최저 비점유 분자 궤도"(LUMO) 에너지 준위는 제2 HOMO 또는 LUMO 에너지 준위보다 "더 크거나" 또는 "더 높다". 이온화 전위(IP)가 진공 준위에 대하여 음의 에너지로서 측정되므로, 더 높은 HOMO 에너지 준위는 더 작은 절대값을 갖는 IP(더 적게 음성인 IP)에 해당한다. 마찬가지로, 더 높은 LUMO 에너지 준위는 절대값이 더 작은 전자 친화도(EA)(더 적게 음성인 EA)에 해당한다. 상단부에서 진공 준위를 갖는 통상의 에너지 준위 다이아그램에서, 물질의 LUMO 에너지 준위는 동일한 물질의 HOMO 에너지 준위보다 더 높다. "더 높은" HOMO 또는 LUMO 에너지 준위는 "더 낮은" HOMO 또는 LUMO 에너지 준위보다 상기 다이아그램의 상단부에 더 근접하게 나타난다.
본원에서 사용한 바와 같이, 그리고 일반적으로 당업자가 이해하는 바와 같이, 제1 일함수의 절대값이 더 클 경우, 제1 일함수는 제2 일함수보다 "더 크거나" 또는 "더 높다". 일함수는 일반적으로 진공 준위에 대하여 음의 수로서 측정되므로, 이는 "더 높은" 일함수가 더 음성임을 의미한다. 상단부에서 진공 준위를 갖는 통상의 에너지 준위 다이아그램에서, "더 높은" 일함수는 진공 준위로부터 아래 방향으로 더 먼 것으로서 예시된다. 따라서, HOMO 및 LUMO 에너지 준위의 정의는 일함수와는 상이한 관례를 따른다.
층, 물질, 영역 및 디바이스는 이들이 방출하는 광의 색상을 참조하여 본원에서 설명될 수 있다. 일반적으로, 본원에서 사용되는 바와 같이, 특정 색상의 광을 생성하는 것으로 설명되는 발광 영역은 스택에서 서로 위에 배치된 하나 이상의 발광층을 포함할 수 있다.
본원에 사용된 바와 같이, "적색" 층, 물질, 영역, 또는 디바이스는 약 580∼700 nm 범위의 광을 방출하거나 그 영역에서 그의 발광 스펙트럼에서 가장 높은 피크를 갖는 것을 지칭한다. 유사하게, "녹색" 층, 물질, 영역 또는 디바이스는 약 500∼600 nm 범위의 피크 파장을 갖는 발광 스펙트럼을 방출하거나 갖는 것을 지칭하고; "청색" 층, 물질 또는 디바이스는 약 400∼500 nm 범위의 피크 파장을 갖는 발광 스펙트럼을 방출하거나 갖는 것을 지칭하고; "노란색" 층, 물질, 영역 또는 디바이스는 약 540∼600 nm 범위의 피크 파장을 갖는 발광 스펙트럼을 방출하거나 갖는 것을 지칭한다. 일부 배열에서, 별도의 영역, 층, 물질, 영역 또는 디바이스는 별도의 "진청색" 및 "연청색" 광을 제공할 수 있다. 본원에 사용된 바와 같이, 별도의 "연청색" 및 "진청색"을 제공하는 배열에서, "진청색" 성분은 "연청색" 성분의 피크 방출 파장보다 적어도 약 4 nm 더 작은 피크 방출 파장을 갖는 것을 지칭한다. 일반적으로, "연청색" 성분은 약 465∼500 nm 범위의 피크 방출 파장을 가지며, "진청색" 성분은 약 400∼470 nm 범위의 피크 방출 파장을 가지지만, 이러한 범위는 일부 구성에 따라 달라질 수 있다. 유사하게, 색상 변경 층은 다른 색상의 광을 해당 색상에 대해 지정된 파장을 갖는 광으로 변환하거나 수정하는 층을 나타낸다. 예를 들어, "적색" 컬러 필터는 약 580∼700 nm 범위의 파장을 갖는 광을 생성하는 필터를 나타낸다. 일반적으로, 색상 변경 층은 두가지 부류가 있다: 원하지 않는 파장의 광을 제거하여 스펙트럼을 수정하는 컬러 필터, 및 더 높은 에너지의 광자를 더 낮은 에너지로 변환하는 색상 변경 층. "색상의" 성분은, 활성화되거나 사용될 때, 이전에 설명된 특정 색상을 갖는 광을 생성하거나 방출하는 성분을 지칭한다. 예를 들어, "제1 색상의 제1 발광 영역" 및 "제1 색상과 상이한 제2 색상의 제2 발광 영역"은, 디바이스 내에서 활성화될 때, 이전에 설명된 두 가지 상이한 색상을 방출하는 두 개의 발광 영역을 나타낸다.
본원에 사용된 바와 같이, 발광 물질, 층 및 영역은 동일하거나 상이한 구조에 의해 궁극적으로 방출되는 광과는 대조적으로, 물질, 층 또는 영역에 의해 초기에 생성된 광에 기초하여 서로 그리고 다른 구조와 구별될 수 있다. 초기 광 생성은 일반적으로 광자의 방출을 유도하는 에너지 준위 변화의 결과이다. 예를 들어, 유기 발광 물질은 초기에 청색 광을 생성할 수 있으며, 이는 컬러 필터, 양자점 또는 기타 구조에 의해 적색 또는 녹색 광으로 변환되어 완전한 발광 스택 또는 서브픽셀이 적색 또는 녹색 광을 방출할 수 있다. 이 경우, 서브픽셀이 "적색" 또는 "녹색" 성분이더라도 초기 발광 물질 또는 층은 "청색" 성분으로 지칭될 수 있다.
일부 경우에, 1931 CIE 좌표의 관점에서, 발광 영역, 서브픽셀, 색상 변경 층 등과 같은 성분의 색상을 설명하는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들어, 황색 발광 물질은 복수의 피크 방출 파장을 가질 수 있는데, 이전에 설명된 바와 같이 하나는 "녹색" 영역의 가장자리에 또는 그 근처에 있고, 하나는 "적색" 영역의 가장자리 내부 또는 근처에 있을 수 있다. 따라서, 본원에서 사용된 바와 같이, 각각의 색상 용어는 또한 1931 CIE 좌표 색상 공간에서의 형상에 해당한다. 1931 CIE 색상 공간의 형상은 두 색상 점과 추가 내부 점 사이의 궤적을 따라 구성된다. 예를 들어, 적색, 녹색, 청색 및 황색에 대한 내부 형상 파라미터는 하기와 같이 정의될 수 있다:
Figure pat00001
OLED에 대한 보다 상세한 사항 및 상기 기재된 정의는 미국 특허 제7,279,704호에서 찾아볼 수 있으며, 이는 그 전체가 참고로 본원에 포함된다.
실시양태에 따르면, 유기 발광 다이오드/디바이스(OLED)가 또한 제공된다. OLED는 애노드, 캐소드, 및 애노드와 캐소드 사이에 배치된 유기층을 포함할 수 있다. 실시양태에 따르면, 유기 발광 디바이스는 소바자 제품, 전자 부품 모듈, 및/또는 조명 패널로부터 선택된 하나 이상의 디바이스에 통합된다.
실시양태에 따르면, 디바이스는 유기 발광 디바이스(organic light emitting device)(OLED)를 포함할 수 있다. 디바이스는 프레임 시간 동안 미리 결정된 기간 동안 OLED를 단락 또는 역 바이어싱하도록 구성된 응답 시간 가속기 박막 트랜지스터(thin film transistor)(TFT)를 갖는, OLED의 동작을 제어하는 구동 회로를 포함할 수 있다.
OLED는 응답 시간 가속기 TFT가 OLED를 단락 또는 역 바이어싱할 때 0 볼트 이상의 전압을 가질 수 있다.
구동 제어 회로는 데이터 라인 및 제1 스캔 라인에 결합되는 선택 박막 트랜지스터(TFT) 및 선택 TFT 및 OLED에 결합되는 드라이버 TFT를 포함할 수 있다. 응답 시간 가속기 TFT는 OLED에 병렬로 연결될 수 있으며, 드라이버 TFT와 직렬로 연결되고 제2 스캔 라인에 연결될 수 있다. 응답 시간 가속기 TFT는 스캔 라인 펄스에 의해 디바이스의 제2 스캔 라인에 에너지가 공급되도록 구성될 수 있다. 제2 스캔 라인은 제1 스캔 라인 앞의 스캔 라인, 제1 스캔 라인 뒤의 스캔 라인, 제1 스캔 라인에 인접한 스캔 라인, 및/또는 제1 스캔 라인으로부터 미리 결정된 거리 이내의 스캔 라인일 수 있다.
OLED는 하나 이상의 픽셀을 포함할 수 있고, 각각의 픽셀은 하나 이상의 서브픽셀을 갖고, 응답 시간 가속기 TFT는 OLED를 단락하거나, 부분 단락하거나, 역 바이어싱하거나, 또는 OLED 양단에 미리 결정되거나 제어 가능한 낮은 저항을 배치함으로서 하나 이상의 서브픽셀의 루미넌스를 감소시키도록 구성될 수 있다.
OLED는 하나 이상의 픽셀을 포함할 수 있고, 각각의 픽셀은 하나 이상의 서브픽셀을 갖고, 응답 시간 가속기 TFT는 제2 스캔 라인이 에너지를 공급받을 때 하나 이상의 서브픽셀로부터 방출되는 광의 양을 줄이도록 구성될 수 있다.
응답 시간 가속기 TFT는 에너지를 공급받는 기간 동안 OLED를 단락하거나, 부분 단락하거나, 역 바이어싱하거나 또는 OLED 양단에 미리 결정된 또는 제어 가능한 낮은 저항을 배치한 후에 OLED로부터의 후속 광 출력을 줄일 수 있다.
구동 회로는 백색 광을 방출하도록 구성된 OLED의 적어도 하나의 서브픽셀, 황색 광을 방출하도록 구성된 OLED의 적어도 하나의 서브픽셀, 녹색 광을 방출하도록 구성된 적어도 하나의 서브픽셀, 청색 광을 방출하는 적어도 하나의 서브픽셀, 및/또는 시안(cyan) 광을 방출하도록 구성된 적어도 하나의 서브픽셀을 제어하도록 구성될 수 있다.
구동 회로는 제1 색상을 갖는 광을 방출하도록 구성된 제1 서브픽셀 및 제2 색상을 갖는 광을 방출하도록 구성된 제2 서브픽셀을 포함하는 적어도 2개의 서브픽셀을 제어하도록 구성될 수 있다.
구동 회로는 제1 색상을 갖는 광을 방출하도록 구성된 제1 서브픽셀, 제2 색상을 갖는 광을 방출하도록 구성된 제2 서브픽셀, 및 제3 색상을 갖는 광을 방출하도록 구성된 제3 서브픽셀을 포함하는 적어도 3개의 서브픽셀을 제어하도록 구성될 수 있다.
OLED는 복수의 픽셀을 포함할 수 있으며, 각각의 픽셀은 제1 서브픽셀, 제2 서브픽셀 및 적어도 하나의 제3 서브픽셀을 포함한다. 구동 회로는 복수의 픽셀의 제1 서브픽셀의 일부를 제어하여 광을 출력하도록 구성될 수 있다.
구동 회로는 데이터 라인 및 제1 스캔 라인에 결합되는 선택 박막 트랜지스터(TFT) 및 선택 TFT 및 OLED에 결합되는 드라이버 TFT를 포함할 수 있다. 응답 시간 가속기 TFT는 드라이버 TFT와 병렬로 연결될 수 있고, 개별 전원 라인에 연결되는 OLED와 직렬로 연결될 수 있으며, 제2 스캔 라인에 연결될 수 있다. OLED는 응답 시간 가속기 TFT가 OLED를 단락 또는 역 바이어싱할 때 0 볼트 이상인 전압을 가질 수 있다. 응답 시간 가속기 TFT는 스캔 라인 펄스에 의해 디바이스의 제2 스캔 라인에 에너지가 공급되도록 구성될 수 있다. 제2 스캔 라인은 제1 스캔 라인 앞의 스캔 라인, 제1 스캔 라인 뒤의 스캔 라인, 제1 스캔 라인에 인접한 스캔 라인, 및/또는 제1 스캔 라인으로부터 미리 결정된 거리 이내의 스캔 라인일 수 있다. OLED는 복수의 픽셀을 가질 수 있으며, 여기서 각각의 픽셀은 제1 서브픽셀, 제2 서브픽셀, 및 적어도 하나의 제3 서브픽셀을 포함하고, 구동 회로는 복수의 픽셀의 제1 서브픽셀의 일부를 제어하여 광을 출력하도록 구성될 수 있다.
실시양태에 따르면, 디바이스는 복수의 서브픽셀을 갖는 유기 발광 디바이스(OLED)를 포함할 수 있으며, 여기서 적어도 제1 색상의 광을 방출하도록 구성된 하나 이상의 서브픽셀은 독립적으로 제어 가능한 제1 발광 영역 및 제2 발광 영역을 포함한다. 컨트롤러는 제1 발광 영역 및 제2 발광 영역을 제어하도록 구성될 수 있으며, 여기서 제1 발광 영역은 제2 발광 영역보다 크다. 컨트롤러는 제1 서브픽셀 루미넌스 레벨이 최대 루미넌스보다 작은 경우 제2 발광 영역을 제어하여 (i) 제1 발광 영역보다 더 높은 밝기 및/또는 (ii) 더 높은 전류 밀도를 갖도록 구성될 수 있다.
복수의 서브픽셀 중 적어도 하나의 서브픽셀은 백색 광, 황색 광, 녹색 광, 청색 광 및/또는 시안 광 중 적어도 하나를 방출하도록 구성될 수 있다.
복수의 픽셀의 각각의 픽셀은 적어도 3개의 서브픽셀을 가질 수 있으며, 여기서 적어도 3개의 서브픽셀 각각 내의 발광 영역은 독립적으로 제어 가능하다. 컨트롤러는 제1루미넌스 레벨이 최대 루미넌스보다 작은 경우 제2 발광 영역을 제어하여 제1 발광 영역보다 더 높은 밝기를 갖도록 구성될 수 있다.
서브픽셀 내의 각각의 발광 영역은 동일한 발광 층을 사용할 수 있다.
동일한 서브픽셀 내의 각각의 발광 층은 동일한 패터닝 프로세스를 사용하여 동시에 증착될 수 있다.
디바이스는 복수의 스캔 라인을 포함할 수 있으며, 여기서 동일한 서브픽셀 내의 각각의 발광 영역은 복수의 스캔 라인의 개별 스캔 라인으로부터 어드레싱된다.
디바이스는 복수의 데이터 라인을 포함할 수 있으며, 여기서 동일한 서브픽셀 내의 각각의 발광 영역은 개별 데이터 라인으로부터 어드레싱된다.
디바이스의 동일한 서브픽셀 내의 각각의 발광 영역은 자체 전원 공급 라인에 의해 전력을 공급받을 수 있다. 컨트롤러는 전원 라인의 듀티 사이클을 제어하여 서브픽셀이 턴 온되는 시기를 제어하도록 구성될 수 있다.
OLED의 제2 발광 영역은 100% 미만의 듀티 사이클로 펄싱되는 전원 공급 장치에 의해 전력을 공급받을 수 있다.
디바이스의 제1 발광 영역 및 제2 발광 영역은 총 발광 영역을 형성할 수 있다. 제2 발광 영역은 총 발광 영역의 50% 미만, 25% 미만, 총 발광 영역의 10% 미만, 및/또는 총 발광 영역의 5% 미만일 수 있다.
디바이스의 컨트롤러는 OLED에 의해 출력되는 광의 양을 제어하도록 구성될 수 있고, 미리 결정된 최대 루미넌스 양보다 작을 때는 제1 발광 영역을 턴 오프하고 제2 발광 영역으로부터 광을 방출하도록 구성될 수 있다.
디바이스의 컨트롤러는 제1 발광 영역 및 제2 발광 영역을 제어하여 최대 서브픽셀 루미넌스의 제1 백분율 초과의 광을 출력하도록 구성되고, 제2 발광 영역을 제어하여 최대 서브픽셀 루미넌스의 제2 백분율 미만의 광을 출력하도록 구성되고/구성되거나, 제1 발광 영역 및 제2 발광 영역을 제어하여 최대 루미넌스의 제1백분율과 제2 백분율 사이일 때의 상이한 세기로 광을 출력하도록 구성될 수 있다. 최대 서브픽셀 루미넌스의 제1 백분율은 10%∼100% 사이일 수 있고, 최대 서브픽셀 루미넌스의 제2 백분율은 0∼50%일 수 있다.
디바이스의 컨트롤러는 서브픽셀의 제1 발광 영역 및/또는 제2 발광 영역을 제어하여 완전한 프레임 시간 미만 동안 에너지가 공급되도록 구성될 수 있다.
디바이스는 OLED와의 별도의 전원 라인을 포함할 수 있으며, 여기서 컨트롤러는 듀티 사이클을 제어하여 100% 미만 듀티 사이클, 50% 미만 듀티 사이클, 25% 미만 듀티 사이클, 10% 미만 듀티 사이클 및/또는 5% 미만 듀티 사이클이 되도록 구성될 수 있다. 제1 발광 영역 및/또는 제2 발광 영역은 (i) 정전원 공급 레일, 및/또는 (ii) 선택된 듀티 사이클을 갖는 별도의 전원 라인에 의해 전력을 공급받을 수 있다. 예를 들어, 일부 실시양태에서, 제1 발광 영역 및 제2 발광 영역 둘 모두는 선택된 듀티 사이클을 갖는 별도의 전원 라인에 의해 전력을 공급받을 수 있다.
녹색 서브픽셀, 적색 서브픽셀 및/또는 청색 서브픽셀의 적어도 2개의 발광 영역으로부터 상이한 색상의 광이 방출될 수 있다.
상이한 색상은 상이한 미세 공동(microcavity), 하나 이상의 색상 변경 층(color altering layer), 및/또는 양자점(quantum dot)으로부터 형성될 수 있다.
실시양태에 따르면, 소비자 전자 디바이스는 유기 발광 유기 발광 디바이스(OLED), 및 프레임 시간 동안 미리 결정된 기간 동안 OLED를 단락 또는 역 바이어싱하여 이미지의 적어도 일부를 디바이스 상에 디스플레이하도록 구성된 응답 시간 가속기 박막 트랜지스터(TFT)를 포함하는 OLED의 동작을 제어하는 구동 회로를 포함하는 디바이스를 가질 수 있다.
디스플레이 디바이스는 평면 패널 디스플레이, 곡면 디스플레이, 컴퓨터 모니터, 의료용 모니터, 텔레비젼, 광고판, 실내 또는 실외 조명 및/또는 신호용 라이트, 헤드업 디스플레이, 완전 또는 부분 투명 디스플레이, 플렉시블 디스플레이, 롤러블(rollable) 디스플레이, 폴더블(foldable) 디스플레이, 스트레처블(stretchable) 디스플레이, 레이저 프린터, 전화기, 휴대폰, 태블릿, 패블릿, 개인용 정보 단말기(personal digital assistant)(PDA), 웨어러블 디바이스, 랩톱 컴퓨터, 디지털 카메라, 캠코더, 뷰파인더, 대각선이 2인치 미만인 마이크로 디스플레이, 3D 디스플레이, 가상 현실 또는 증강 현실 디스플레이, 차량, 함께 타일링된(tiled) 다중 디스플레이를 포함하는 비디오 월, 극장 또는 스타디움 스크린, 및 간판일 수 있다.
도 1은 유기 발광 디바이스를 도시한다.
도 2는 별도의 전자 수송층을 갖지 않는 역구조 유기 발광 디바이스를 도시한다.
도 3은 개시된 주제의 실시양태에 따라 조명에서 암 전이로의 OLED 응답 시간을 가속하는 추가 TFT를 갖는 2개의 박막 트랜지스터(TFT) 구동 배열에 기초한 픽셀 구동 회로를 도시한다.
도 4는 개시된 주제의 실시양태에 따라 조명에서 암 전이로의 OLED 응답 시간을 가속하는 추가 TFT를 갖는 2개의 TFT 구동 배열에 기초한 픽셀 구동 회로의 다른 구현을 도시한다.
도 5는 낮은 구동 전류에서 OLED 구동 전류를 증가시키는 서브픽셀 레이아웃을 도시하며, 여기서 각각의 OLED 발광 영역은 개시된 주제의 실시양태에 따라 상이한 스캔 라인에 의해 구동되되 동일한 데이터 라인에 의해 구동되는 2개의 활성 영역을 가질 수 있다.
일반적으로, OLED는 애노드와 캐소드 사이에 배치되어 이에 전기 접속되는 1 이상의 유기층을 포함한다. 전류가 인가되면, 애노드는 유기층(들)에 정공을 주입하고, 캐소드는 전자를 주입한다. 주입된 정공 및 전자는 각각 반대로 하전된 전극을 향하여 이동한다. 전자와 정공이 동일한 분자상에 편재화될 경우, 여기된 에너지 상태를 갖는 편재화된 전자-정공 쌍인 "엑시톤"이 생성된다. 엑시톤이 광방출 메카니즘을 통해 이완될 경우 광이 방출된다. 일부의 경우에서, 엑시톤은 엑시머 또는 엑시플렉스 상에 편재화될 수 있다. 비-방사 메카니즘, 예컨대 열 이완이 또한 발생할 수 있으나, 일반적으로 바람직하지 않은 것으로 간주된다.
초기 OLED는 예를 들면 미국 특허 제4,769,292호에 개시된 바와 같은 일중항 상태로부터 광("형광")을 방출하는 방출 분자를 사용하였으며, 상기 특허 문헌은 그 전문이 참고로 포함된다. 형광 방출은 일반적으로 10 나노초 미만의 시간 프레임으로 발생한다.
보다 최근에는, 삼중항 상태로부터의 광("인광")을 방출하는 발광 물질을 갖는 OLED가 제시되었다. 문헌[Baldo et al., "Highly Efficient Phosphorescent Emission from Organic Electroluminescent Devices," Nature, vol. 395, 151-154, 1998; ("Baldo-I")] 및 문헌[Baldo et al., "Very high-efficiency green organic light-emitting devices based on electrophosphorescence," Appl. Phys. Lett., vol. 75, No. 3, 4-6 (1999) ("Baldo-II")]은 그 전문이 참고로 포함된다. 인광은 참고로 포함되는 미국 특허 제7,279,704호의 컬럼 5-6에 보다 구체적으로 기재되어 있다.
도 1은 유기 발광 디바이스(100)를 나타낸다. 도면은 반드시 축척에 의하여 도시하지는 않았다. 디바이스(100)는 기판(110), 애노드(115), 정공 주입층(120), 정공 수송층(125), 전자 차단층(130), 발광층(135), 정공 차단층(140), 전자 수송층(145), 전자 주입층(150), 보호층(155), 캐소드(160) 및 배리어층(170)을 포함할 수 있다. 캐소드(160)는 제1 전도층(162) 및 제2 전도층(164)을 갖는 화합물 캐소드이다. 디바이스(100)는 기재된 순서로 층을 증착시켜 제작될 수 있다. 이들 다양한 층뿐 아니라, 예시 물질의 특성 및 기능은 참고로 포함되는 US 제7,279,704호의 컬럼 6-10에 보다 구체적으로 기재되어 있다.
이들 층 각각에 대한 더 많은 예도 이용 가능하다. 예를 들면 가요성이고 투명한 기판-애노드 조합은 미국 특허 제5,844,363호에 개시되어 있으며, 이 특허 문헌은 그 전문이 참고로 포함된다. p-도핑된 정공 수송층의 한 예는 미국 특허 출원 공개 공보 제2003/0230980호에 개시된 바와 같이, 50:1의 몰비로 F4-TCNQ로 도핑된 m-MTDATA이며, 이 특허 문헌은 그 전문이 참고로 포함된다. 방출 및 호스트 물질의 예는 미국 특허 제6,303,238호(Thompson 등)에 개시되어 있으며, 이 특허 문헌은 그 전문이 참고로 포함된다. n-도핑된 전자 수송층의 예는 미국 특허 출원 공개 공보 제2003/0230980호에 개시된 바와 같이, 1:1의 몰비로 Li로 도핑된 BPhen이고, 이 특허 문헌은 그 전문이 참고로 포함된다. 그 전문이 참고로 포함되는 미국 특허 제5,703,436호 및 제5,707,745호에는, 적층된 투명, 전기전도성 스퍼터-증착된 ITO 층을 갖는 Mg:Ag와 같은 금속의 박층을 갖는 화합물 캐소드를 비롯한 캐소드의 예가 개시되어 있다. 차단층의 이론 및 용도는 미국 특허 제6,097,147호 및 미국 특허 출원 공개 공보 제2003/0230980호에 보다 구체적으로 기재되어 있으며, 이들 특허 문헌은 그 전문이 참고로 포함된다. 주입층의 예는 미국 특허 출원 공개 공보 제2004/0174116호에 제공되어 있으며, 이 특허 문헌은 그 전문이 참고로 포함된다. 보호층의 설명은 미국 특허 출원 공개 공보 제2004/0174116호에서 찾아볼 수 있으며, 이 특허 문헌은 그 전문이 참고로 포함된다. 배리어층(170)은 단층 또는 다층 배리어일 수 있고 디바이스의 다른 층들을 덮거나 또는 둘러쌀 수 있다. 배리어층(170)은 또한 기판(110)을 둘러쌀 수 있고/있거나, 디바이스의 다른 층들과 기판 사이에 배열될 수 있다. 배리어는 또한 인캡슐런트, 인캡슐레이션층, 보호층, 또는 침투 배리어라고 칭해질 수 있고, 전형적으로 습기, 주변 공기, 및 기타 유사한 물질들이 디바이스의 다른 층들로 침투하는 것에 대한 보호를 제공한다. 배리어층 물질들 및 구조들의 예시들은 미국 특허 제6,537,688호, 제6,597,111호, 제6,664,137호, 제6,835,950호, 제6,888,305호, 제6,888,307호, 제6,897,474호, 제7,187,119호, 제7,683,534호에서 제공되며, 이들 특허 문헌들은 그 전문이 참고로 포함된다.
도 2는 역구조 OLED(200)를 나타낸다. 디바이스는 기판(210), 캐소드(215), 발광층(220), 정공 수송층(225) 및 애노드(230)를 포함한다. 디바이스(200)는 기재된 순서로 층을 증착시켜 제작될 수 있다. 가장 흔한 OLED 구성이 애노드의 위에 캐소드가 배치되어 있는 것이고, 디바이스(200)는 애노드(230)의 아래에 배치된 캐소드(215)를 갖고 있으므로, 디바이스(200)는 "역구조" OLED로 지칭될 수 있다. 디바이스(100)에 관하여 기재된 것과 유사한 물질이 디바이스(200)의 해당 층에 사용될 수 있다. 도 2는 디바이스(100)의 구조로부터 일부 층이 어떻게 생략될 수 있는지의 일례를 제공한다.
도 1 및 도 2에 도시된 단순 적층된 구조는 비제한적인 예로서 제공되며, 본 발명의 실시양태는 다양한 기타의 구조와 관련하여 사용될 수 있는 것으로 이해된다. 기재된 특정한 물질 및 구조는 사실상 예시를 위한 것이며, 기타의 물질 및 구조도 사용될 수 있다. 기능성 OLED는 기재된 다양한 층을 상이한 방식으로 조합하여 달성될 수 있거나, 또는 층은 디자인, 성능 및 비용 요인에 기초하여 전적으로 생략될 수 있다. 구체적으로 기재되지 않은 기타의 층도 또한 포함될 수 있다. 구체적으로 기재된 물질과 다른 물질을 사용할 수 있다. 본원에 제공된 다수의 예가 단일 물질을 포함하는 것으로 다양한 층을 기재하기는 하나, 물질의 조합, 예컨대 호스트와 도펀트의 혼합물, 또는 보다 일반적으로 혼합물을 사용할 수 있는 것으로 이해된다. 또한, 층은 다양한 하부층을 가질 수 있다. 본원에서 다양한 층에 제시된 명칭은 엄격하게 제한하고자 하는 것은 아니다. 예를 들면, 디바이스(200)에서, 정공 수송층(225)은 정공을 수송하고 정공을 발광층(220)에 주입하며, 정공 수송층 또는 정공 주입층으로서 기재될 수 있다. 한 실시양태에서, OLED는 캐소드와 애노드 사이에 배치된 "유기층"을 갖는 것으로 기재될 수 있다. 이러한 유기층은 단일 층을 포함할 수 있거나, 또는 예를 들면 도 1 및 도 2와 관련하여 기재된 바와 같은 상이한 유기 물질들의 복수의 층을 더 포함할 수 있다.
구체적으로 기재하지 않은 구조 및 물질, 예컨대 미국 특허 제5,247,190호(Friend 등)에 개시된 바와 같은 중합체 물질을 포함하는 OLED(PLED)를 또한 사용할 수 있으며, 이 특허 문헌은 그 전문이 참고로 포함된다. 추가의 예로서, 단일 유기층을 갖는 OLED를 사용할 수 있다. OLED는 예를 들면 미국 특허 제5,707,745호(Forrest 등)에 기재된 바와 같이 적층될 수 있으며, 이 특허 문헌은 그 전문이 본원에 참고로 포함된다. OLED 구조는 도 1 및 도 2에 도시된 단순 적층된 구조로부터 벗어날 수 있다. 예를 들면, 기판은 미국 특허 제6,091,195호(Forrest 등)에 기재된 바와 같은 메사형(mesa) 구조 및/또는 미국 특허 제5,834,893호(Bulovic 등)에 기재된 피트형(pit) 구조와 같은 아웃-커플링(out-coupling)을 개선시키기 위한 각진 반사면을 포함할 수 있으며, 이들 특허 문헌은 그 전문이 본원에 참고로 포함된다.
본원에 개시된 일부 실시양태에서, 도 1 및 도 2에 도시된 발광층(135) 및 발광층(220)과 같은 발광 층 또는 물질은 각각 양자점을 포함할 수 있다. 본원에 개시된 "발광층" 또는 "발광 물질"은 명시적으로 또는 문맥에 의해 달리 지시되지 않는 한, 당업자의 이해에 따른 유기 발광 물질 및/또는 양자점 또는 등가의 구조를 포함하는 발광 물질을 포함할 수 있다. 일반적으로, 이러한 발광층은 별도의 발광 물질 또는 다른 이미터에 의해 방출된 광을 변환하는 양자점 물질만을 포함할 수 있거나, 또는 또한 별도의 발광 물질 또는 다른 이미터를 포함할 수 있거나, 또는 전류의 인가로부터 직접 그 자체로 광을 방출할 수 있다. 유사하게, 색 변경층, 컬러 필터, 상향 변환 또는 하향 변환 층 또는 구조는 양자점을 포함하는 물질을 포함할 수 있지만, 이러한 층은 본원에 개시된 바의 "발광층"으로 간주되지 않을 수 있다. 일반적으로, "발광 층" 또는 물질은 초기 광을 방출하는 것이며, 이는 컬러 필터 또는 디바이스 내에서 초기 광을 그 자체로 방출하지 않는 다른 색 변경층과 같은 다른 층에 의해 변경될 수 있지만, 발광층에 의해 방출된 초기 광의 흡수에 기초하여 상이한 스펙트럼 함량의 변경된 광을 재방출할 수 있고 더 낮은 광 방출로 하향 변환할 수 있다. 본원에 개시된 일부 실시예들에서, 색 변경층, 컬러 필터, 상향 변환 및/또는 하향 변환 층은 OLED 디바이스의 전극 위 또는 아래와 같이, OLED 디바이스의 외부에 배치될 수 있다.
달리 명시하지 않는 한, 다양한 실시양태의 임의의 층은 임의의 적절한 방법에 의하여 증착될 수 있다. 유기층의 경우, 바람직한 방법으로는 미국 특허 제6,013,982호 및 제6,087,196호(이 특허 문헌들은 그 전문이 참고로 포함됨)에 기재된 바와 같은 열 증발, 잉크-제트, 미국 특허 제6,337,102호(Forrest 등)(이 특허 문헌은 그 전문이 참고로 포함됨)에 기재된 바와 같은 유기 기상 증착(OVPD) 및 미국 특허 제7,431,968호(이 특허 문헌은 그 전문이 참고로 포함됨)에 기재된 바와 같은 유기 증기 제트 프린팅(OVJP)에 의한 증착을 들 수 있다. 기타의 적절한 증착 방법은 스핀 코팅 및 기타의 용액계 공정을 포함한다. 용액계 공정은 질소 또는 불활성 분위기 중에서 실시되는 것이 바람직하다. 기타의 층의 경우, 바람직한 방법은 열 증발을 포함한다. 바람직한 패턴 형성 방법은 마스크를 통한 증착, 미국 특허 제6,294,398호 및 제6,468,819호(이 특허 문헌들은 그 전문이 참고로 포함됨)에 기재된 바와 같은 냉간 용접 및 잉크-제트 및 OVJD와 같은 일부 증착 방법과 관련된 패턴 형성을 포함한다. 다른 방법들도 또한 사용될 수 있다. 증착시키고자 하는 물질은 특정한 증착 방법과 상용성을 갖도록 변형될 수 있다. 예를 들면, 분지형 또는 비분지형, 바람직하게는 3개 이상의 탄소를 포함하는 알킬 및 아릴기와 같은 치환기는 소분자에 사용되어 이의 용액 가공 처리 능력을 향상시킬 수 있다. 20개 이상의 탄소를 갖는 치환기를 사용할 수 있으며, 3개 내지 20개의 탄소가 바람직한 범위이다. 비대칭 물질은 더 낮은 재결정화 경향성을 가질 수 있기 때문에, 비대칭 구조를 갖는 물질은 대칭 구조를 갖는 물질보다 더 우수한 용액 가공성을 가질 수 있다. 덴드리머 치환기를 사용하여 소분자의 용액 가공 처리 능력을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 실시양태에 따라 제작된 디바이스는 배리어층을 임의로 더 포함할 수 있다. 배리어층의 한 목적은 전극 및 유기층이 수분, 증기 및/또는 기체 등을 포함하는 환경에서 유해한 종에 대한 노출로 인하여 손상되지 않도록 보호하는 것이다. 배리어층은 엣지를 포함하는 디바이스의 임의의 기타 부분의 위에서, 전극 또는, 기판의 위에서, 기판의 아래에서 또는 기판의 옆에서 증착될 수 있다. 배리어층은 단일층 또는 다중층을 포함할 수 있다. 배리어층은 다양한 공지의 화학 증착 기법에 의하여 형성될 수 있으며 복수의 상을 갖는 조성물뿐 아니라 단일 상을 갖는 조성물을 포함할 수 있다. 임의의 적절한 물질 또는 물질의 조합을 배리어층에 사용할 수 있다. 배리어층은 무기 또는 유기 화합물 또는 둘 다를 포함할 수 있다. 바람직한 배리어층은 미국 특허 제7,968,146호, PCT 특허 출원 번호 PCT/US2007/023098 및 PCT/US2009/042829에 기재된 바와 같은 중합체 물질 및 비-중합체 물질의 혼합물을 포함하며, 이들 문헌은 본원에 그 전문이 참고로 포함된다. "혼합물"로 간주되기 위해, 배리어층을 포함하는 전술한 중합체 및 비-중합체 물질은 동일한 반응 조건 하에서 및/또는 동일한 시간에 증착되어야만 한다. 중합체 대 비-중합체 물질의 중량비는 95:5 내지 5:95 범위 내일 수 있다. 중합체 및 비-중합체 물질은 동일한 전구체 물질로부터 생성될 수 있다. 한 예에서, 중합체 및 비-중합체 물질의 혼합물은 실질적으로 중합체 규소 및 무기 규소로 이루어진다.
일부 실시양태에서, 애노드, 캐소드, 또는 유기 발광층 위에 배치된 새로운 층 중 적어도 하나는 향상층으로서 기능한다. 상기 향상층은, 이미터 물질에 비방사적으로 결합하여 여기 상태 에너지를 이미터 물질로부터 표면 플라즈몬 폴라리톤의 비방사적 모드로 전달하는 표면 플라즈몬 공명을 나타내는 플라즈몬 물질을 포함한다. 상기 향상층은 유기 발광층으로부터 임계 거리 이하로 떨어져 있도록 제공되며, 이 경우 상기 이미터 물질은 상기 향상층의 존재로 인해 전체 비방사성 감쇠 속도 상수 및 전체 방사성 감쇠 속도 상수를 가지며, 상기 임계 거리는 전체 비방사성 감쇠 속도 상수가 전체 방사성 감쇠 속도 상수와 동일한 곳이다. 일부 실시양태에서, OLED는 아웃커플링층을 추가로 포함한다. 일부 실시양태에서, 상기 아웃커플링층은 유기 발광층의 맞은편 상의 향상층 위에 배치된다. 일부 실시양태에서, 상기 아웃커플링층은 향상층으로부터 발광층 맞은편 상에 배치되지만, 여전히 향상층의 표면 플라즈몬 모드로부터 에너지를 아웃커플링시킨다. 상기 아웃커플링층은 표면 플라즈몬 폴라리톤으로부터 에너지를 산란시킨다. 일부 실시양태에서, 상기 에너지는 광자로서 자유 공간으로 산란된다. 다른 실시양태에서, 상기 에너지는 표면 플라즈몬 모드로부터, 예컨대 이에 제한되지는 않지만, 유기 도파관 모드, 기판 모드, 또는 다른 도파관 모드와 같은 디바이스의 다른 모드로 산란된다. 에너지가 OLED의 비자유 공간 모드로 산란되는 경우에는, 다른 아웃커플링 방식들을 도입하여 해당 에너지를 자유 공간으로 추출할 수도 있다. 일부 실시양태에서, 하나 이상의 개재층이 향상층과 아웃커플링층 사이에 배치될 수도 있다. 개재층(들)에 대한 예는 유기, 무기, 페로브스카이트, 산화물을 비롯한 유전체 물질일 수 있고, 이러한 물질들의 스택 및/또는 혼합물을 포함할 수도 있다.
향상층은 이미터 물질이 존재하고 있는 매질의 유효 물성을 개질시켜 하기한 것들 중 임의의 하나를 변화시키거나 모두를 변화시킨다: 방출 속도 감소, 방출선 형태의 개질, 각도에 따른 방출 강도 변화, 이미터 물질의 안정성 변화, OLED 효율의 변화, 및 OLED 디바이스의 효율 저하(roll-off) 감소. 캐소드 측, 애노드 측 또는 캐소드와 애노드 양측에 향상층을 배치하게 되면, 상기 언급한 효과들 중 임의의 한 효과를 활용하는 OLED 장치를 만들 수 있다. 본원에 언급하고 도면에 도시한 다양한 OLED 예들에 예시된 특정 기능성 층에 더하여, 본 발명에 따른 OLED는 OLED에서 흔히 발견되는 임의의 다른 기능성 층들도 포함할 수 있다.
향상층은 플라즈몬 물질, 광학 활성 메타물질 또는 쌍곡선형 메타물질로 이루어질 수 있다. 본원에 사용된 바와 같이, 플라즈몬 물질은 전자기 스펙트럼의 가시 광선 또는 자외선 영역에서 유전율의 실수부가 0과 교차하는 물질이다. 일부 실시양태에서, 상기 플라즈몬 물질은 적어도 하나의 금속을 포함한다. 이러한 실시양태에서, 상기 금속은 Ag, Al, Au, Ir, Pt, Ni, Cu, W, Ta, Fe, Cr, Mg, Ga, Rh, Ti, Ru, Pd, In, Bi, Ca, 이러한 물질들의 합금 또는 혼합물, 및 이러한 물질들의 스택 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 일반적으로, 메타물질은 매질 전체가 물질 부분들의 총합과는 달리 작용하는 서로 다른 물질들로 이루어진 매질이다. 특히, 본 발명자들은 광학 활성 메타물질을 음의 유전율과 음의 투과성을 모두 갖는 물질로 규정한다. 반면에, 쌍곡선형 메타물질은 유전율 또는 투과성이 서로 다른 공간적 방향에 대해 서로 다른 부호를 갖는 이방성 매질이다. 광학 활성 메타물질 및 쌍곡선형 메타물질은 해당 매질이 빛의 전파 방향으로 파장 길이 면에서 균일하게 나타나야 한다는 점에서 분산 브래그 반사기("DBR")와 같은 여러가지 다른 광자 구조들과는 엄격하게 구별된다. 당업자가 이해할 수있는 용어를 사용하면: 메타물질의 전파 방향으로의 유전율은 유효 매질 근사법으로 설명할 수 있다. 플라즈몬 물질 및 메타물질은 다양한 방법으로 OLED 성능을 향상시킬 수 있는 빛의 전파를 제어하는 방법을 제공한다.
일부 실시양태에서, 상기 향상층은 평면층으로 제공된다. 다른 실시양태에서, 향상층은 주기적으로, 준-주기적으로, 또는 무작위로 배열되는 파장 크기의 특징부를 가지거나, 또는 주기적으로, 준-주기적으로 또는 무작위로 배열되는 파장보다 작은 크기의 특징부를 가진다. 일부 실시양태에서, 상기 파장 크기의 특징부 및 파장보다 작은 크기의 특징부는 날카로운 엣지를 가진다.
일부 실시양태에서, 아웃커플링층은 주기적으로, 준-주기적으로, 또는 무작위로 배열되는 파장 크기의 특징부를 가지거나, 또는 주기적으로, 준-주기적으로 또는 무작위로 배열되는 파장보다 작은 크기의 특징부를 가진다. 일부 실시양태에서, 아웃커플링층은 복수의 나노입자들로 이루어질 수 있고, 다른 실시양태에서, 아웃커플링층은 어떤 물질 위에 배치된 복수의 나노입자들로 이루어진다. 이러한 실시양태에서, 아웃커플링은 복수의 나노입자들의 크기 변경, 복수의 나노입자의 형태 변경, 복수의 나노입자들의 물질 변경, 해당 물질의 두께 조정, 복수의 나노입자들 상에 배치된 물질의 굴절률 또는 추가의 층 변경, 향상층의 두께 변경 및/또는 향상층의 물질 변경 중 적어도 하나에 의해 조정할 수 있다. 디바이스의 복수의 나노입자들은 금속, 유전체 물질, 반도체 물질, 금속 합금, 유전체 물질들의 혼합물, 하나 이상의 물질들의 스택 또는 적층 및/또는 서로 다른 유형의 물질의 쉘로 코팅된 한 유형의 물질로 된 코어 중 적어도 하나로부터 형성될 수 있다. 일부 실시양태에서, 아웃커플링층은 적어도 금속 나노입자들로 이루어지며, 이 경우 상기 금속은 Ag, Al, Au, Ir, Pt, Ni, Cu, W, Ta, Fe, Cr, Mg, Ga, Rh, Ti, Ru, Pd, In, Bi, Ca, 상기 물질들의 합금 또는 혼합물, 및 상기 물질들의 스택으로 이루어진 군으로부터 선택된다. 복수의 나노입자들은 자신들 위에 배치된 추가의 층을 가질 수 있다. 일부 실시양태에서, 방출의 편광은 아웃커플링층을 사용하여 조정될 수 있다. 아웃커플링층의 치수 및 주기성을 다양하게 하면 공기와 우선적으로 아웃커플링되는 편광 유형을 선택할 수 있다. 일부 실시양태에서, 아웃커플링층은 디바이스의 전극으로도 작용한다.
형광 OLED의 내부 양자 효율(IQE)은 지연 형광을 통해 25% 스핀 통계 한계를 초과할 수 있다고 여겨진다. 본원에 사용된 바와 같이, 지연 형광에는 P형 지연 형광 및 E형 지연 형광의 두 가지 유형이 있다. P형 지연 형광은 삼중항-삼중항 소멸(TTA)에서 생성된다.
한편, E형 지연 형광은 두 삼중항의 충돌에 의존하지 않고, 오히려 삼중항 상태와 단일항 여기 상태 사이의 열적 집단에 의존한다. E형 지연 형광을 생성할 수 있는 화합물은 매우 작은 단일항-삼중항 갭을 갖는 것이 필요하다. 열 에너지는 삼중항 상태에서 다시 단일항 상태로의 전환을 활성화할 수 있다. 이러한 유형의 지연 형광은 열 활성화 지연 형광(TADF)으로도 알려져 있다. TADF의 특징은 증가된 열에너지로 인해 온도가 상승함에 따라 지연 성분이 증가한다는 것이다. 역 시스템간 교차 속도가 삼중항 상태에서 비복사 붕괴를 최소화할 만큼 충분히 빠르면, 다시 집단화된 단일항 여기 상태의 비율은 잠재적으로 75%에 도달할 수 있다. 총 단일항 분율은 100%일 수 있으며, 이는 전기적으로 생성된 엑시톤의 스핀 통계 한계를 훨씬 초과한다.
E형 지연 형광 특성은 엑시플렉스 시스템 또는 단일 화합물에서 찾아볼 수 있다. 이론에 구속되지 않고, E형 지연 형광은 발광 물질이 작은 단일항-삼중항 에너지 갭(ΔES-T)을 가질 것을 요구하는 것으로 여겨진다. 유기 비금속 함유 도너-억셉터 발광 물질이 이를 달성할 수 있다. 이러한 물질의 방출은 종종 도너-억셉터 전하 이동(CT) 유형 방출을 특징으로 한다. 이러한 도너-억셉터 유형 화합물에서 HOMO 및 LUMO의 공간적 분리는 종종 작은 ΔES-T를 유도한다. 이러한 상태에는 CT 상태가 포함될 수 있다. 종종, 도너-억셉터 발광 물질은 아미노 유도체 또는 카르바졸 유도체와 같은 전자 도너 모이어티와 N 함유 6원 방향족 고리와 같은 전자 억셉터 모이어티를 연결하여 구성된다.
본 발명의 실시양태에 따라 제작된 디바이스는 다양한 전자 제품 또는 중간 부품 내에 포함될 수 있는 광범위하게 다양한 전자 부품 모듈(또는 유닛) 내에 포함될 수 있다. 이러한 전자 제품 또는 중간 부품의 예는 디스플레이 스크린, 발광 디바이스, 예컨대 개별 광원 디바이스 또는 최종 소비자 제품 생산자에 의해 사용될 수 있는 조명 패널 등을 포함한다. 이러한 전자 부품 모듈은 임의로 구동 전자 장치 및/또는 동력원(들)을 포함할 수 있다. 본 발명의 실시양태에 따라 제작된 디바이스는 1 이상의 전자 부품 모듈(또는 유닛)을 그 안에 포함하는 광범위하게 다양한 소비자 제품 내에 포함될 수 있다. OLED 내 유기층에 본 발명의 화합물을 포함하는 OLED를 포함하는 소비자 제품이 개시된다. 이러한 소비자 제품은 1 이상의 광원(들) 및/또는 1 이상의 어떤 종류의 영상 디스플레이를 포함하는 임의 종류의 제품을 포함할 것이다. 이러한 소비자 제품의 몇몇 예로는 평면 패널 디스플레이, 곡면 디스플레이, 컴퓨터 모니터, 의료용 모니터, 텔레비젼, 광고판, 실내 또는 실외 조명 및/또는 신호용 라이트, 헤드업 디스플레이, 완전 또는 부분 투명 디스플레이, 플렉시블 디스플레이, 롤러블 디스플레이, 폴더블 디스플레이, 스트레처블 디스플레이, 레이저 프린터, 전화기, 휴대폰, 태블릿, 패블릿, 개인용 정보 단말기(PDA), 웨어러블 디바이스, 랩톱 컴퓨터, 디지탈 카메라, 캠코더, 뷰파인더, 대각선이 2인치 미만인 마이크로 디스플레이, 3D 디스플레이, 가상 현실 또는 증강 현실 디스플레이, 차량, 함께 타일링된 다중 디스플레이를 포함하는 비디오 월, 극장 또는 스타디움 스크린, 광요법 디바이스, 및 간판을 포함한다. 패시브 매트릭스 및 액티브 매트릭스 구동 회로를 비롯한 다양한 조절 메카니즘을 사용하여 본 발명에 따라 제작된 디바이스 내 서브픽셀을 조절할 수 있다. 다수의 디바이스는 사람에게 안락감을 주는 온도 범위, 예컨대 18℃ 내지 30℃, 더욱 바람직하게는 실온(20℃ 내지 25℃)에서 사용하고자 하지만, 상기 온도 범위 밖의 온도, 예컨대 -40℃ 내지 80℃에서도 사용될 수 있다. 소비자 제품은 또한 웨어러블 디바이스일 수 있거나 이를 포함할 수 있다.
본원에 기재된 물질 및 구조는 OLED 이외의 디바이스에서의 적용예를 가질 수 있다. 예를 들면, 기타의 광전자 디바이스, 예컨대 유기 태양 전지 및 유기 광검출기는 상기 물질 및 구조를 사용할 수 있다. 보다 일반적으로, 유기 디바이스, 예컨대 유기 트랜지스터는 상기 물질 및 구조를 사용할 수 있다.
일부 실시양태에서, OLED는 플렉시블, 롤러블, 폴더블, 스트레처블 및 곡면 특성으로 이루어진 군으로부터 선택된 1 이상의 특성을 갖는다. 일부 실시양태에서, OLED는 투명 또는 반투명하다. 일부 실시양태에서, OLED는 탄소 나노튜브를 포함하는 층을 추가로 포함한다.
일부 실시양태에서, OLED는 지연 형광 이미터를 포함하는 층을 추가로 포함한다. 일부 실시양태에서, OLED는 RGB 픽셀 배열 또는 백색 + 컬러 필터 픽셀 배열을 포함한다. 일부 실시양태에서, OLED는 모바일 디바이스, 핸드헬드 디바이스 또는 웨어러블 디바이스이다. 일부 실시양태에서, OLED는 10 인치 미만의 대각선 또는 50 평방 인치 미만의 면적을 갖는 디스플레이 패널이다. 일부 실시양태에서, OLED는 적어도 10 인치의 대각선 또는 50 평방 인치의 면적을 갖는 디스플레이 패널이다. 일부 실시양태에서, OLED는 조명 패널이다.
발광 영역의 일부 실시양태에서, 발광 영역은 호스트를 추가로 포함한다.
일부 실시양태에서, 화합물은 발광성 도펀트일 수 있다. 일부 실시양태에서, 화합물은 인광, 형광, 열 활성화 지연 형광, 즉 TADF(E형 지연 형광이라고도 지칭됨), 삼중항-삼중항 소멸 또는 이들 과정의 조합을 통해, 발광을 생성할 수 있다.
본원에 개시된 OLED는 소비자 제품, 전자 부품 모듈 및 조명 패널 중 1 이상에 통합될 수 있다. 유기층은 발광층일 수 있고, 화합물은 일부 실시양태에서 발광성 도펀트일 수 있는 한편, 화합물은 다른 실시양태에서 비발광성 도펀트일 수 있다.
유기층은 또한 호스트를 포함할 수 있다. 일부 실시양태에서, 2 이상의 호스트가 바람직하다. 일부 실시양태에서, 사용된 호스트는 a) 바이폴라, b) 전자 수송성, c) 정공 수송성 또는 d) 전하 수송에서 거의 역할을 하지 않는 넓은 밴드갭 물질일 수 있다. 일부 실시양태에서, 호스트는 금속 착물을 포함할 수 있다. 호스트는 무기 화합물일 수 있다.
기타 물질과의 조합
유기 발광 디바이스에서 특정 층에 대하여 유용한 것으로 본원에 기재된 물질은 디바이스에 존재하는 매우 다양한 기타 물질과의 조합으로 사용될 수 있다. 예를 들면, 본원에 개시된 발광성 도펀트는 매우 다양한 호스트, 수송층, 차단층, 주입층, 전극 및 존재할 수 있는 기타 층과 결합되어 사용될 수 있다. 하기에 기재되거나 또는 참조된 물질은 본원에 개시된 화합물과의 조합에 유용할 수 있는 물질의 비제한적인 예시이며, 당업자는 조합에 유용할 수 있는 기타 물질을 식별하기 위해 문헌을 용이하게 참조할 수 있다.
본원에 개시된 다양한 발광 및 비발광 층 및 배열에 다양한 물질이 사용될 수 있다. 적절한 물질의 예는 미국 특허 출원 공개 제2017/0229663호에 개시되어 있으며, 이는 그 전체가 참고로 포함된다.
전도성 도펀트:
전하 수송층은 전도성 도펀트로 도핑되어 이의 전하 캐리어 밀도를 실질적으로 변화시킬 수 있고, 이는 결과적으로 이의 전도성을 변화시킬 것이다. 전도성은 매트릭스 물질에서 전하 캐리어를 생성시킴으로써 증가되며, 도펀트의 유형에 따라, 반도체의 페르미 준위에서의 변화가 또한 달성될 수 있다. 정공 수송층은 p형 전도성 도펀트로 도핑될 수 있고 n형 전도성 도펀트는 전자 수송층에서 사용된다.
HIL/HTL:
본 발명에서 사용하고자 하는 정공 주입/수송 물질은 특정하게 제한되지 않으며, 화합물이 통상적으로 정공 주입/수송 물질로서 사용되는 한 임의의 화합물을 사용할 수 있다.
EBL:
전자 차단층(EBL)은 발광층을 떠나는 전자 및/또는 엑시톤의 수를 감소시키기 위해 사용될 수 있다. 디바이스 내의 이러한 차단층의 존재는 차단층이 없는 유사한 디바이스와 비교했을 때 상당히 더 높은 효율 및/또는 더 긴 수명을 유도할 수 있다. 또한, 차단층은 OLED의 원하는 영역에 발광을 국한시키기 위해 사용될 수 있다. 일부 실시양태에서, EBL 물질은 EBL 계면에 가장 가까운 이미터보다 더 높은 LUMO(진공 수준에 보다 가까움) 및/또는 더 높은 삼중항 에너지를 갖는다. 일부 실시양태에서, EBL 물질은 EBL 계면에 가장 가까운 호스트들 중 1 이상보다 더 높은 LUMO(진공 수준에 보다 가까움) 및/또는 보다 더 삼중항 에너지를 갖는다. 한 양태에서, EBL에 사용되는 화합물은 이하에 기재된 호스트들 중 하나와 동일한 사용 분자 또는 작용기를 함유한다.
호스트:
본 발명의 유기 EL 디바이스의 발광층은 바람직하게는 발광 물질로서 적어도 금속 착물을 포함하며, 도펀트 물질로서 금속 착물을 사용하는 호스트 물질을 포함할 수 있다. 호스트 물질의 예는 특별히 제한되지 않으며, 임의의 금속 착물 또는 유기 화합물은 호스트의 삼중항 에너지가 도펀트의 삼중항 에너지보다 더 크기만 하다면 사용될 수 있다. 삼중항 기준을 충족하는 한, 임의의 호스트 물질은 임의의 도펀트와 함께 사용될 수 있다.
HBL:
정공 차단층(HBL)은 발광층을 떠나는 정공 및/또는 엑시톤의 수를 감소시키기 위해 사용될 수 있다. 디바이스 내의 이러한 차단층의 존재는 차단층이 없는 유사한 디바이스와 비교했을 때 상당히 더 높은 효율 및/또는 더 긴 수명을 유도할 수 있다. 또한, 차단층은 OLED의 원하는 영역에 발광을 국한시키기 위해 사용될 수 있다. 일부 실시양태에서, HBL 물질은 HBL 계면에 가장 가까운 이미터보다 더 낮은 HOMO(진공 수준으로부터 보다 먼) 및/또는 더 높은 삼중항 에너지를 갖는다. 일부 실시양태에서, HBL 물질은 HBL 계면에 가장 가까운 호스트들 중 1 이상보다 더 낮은 HOMO(진공 수준으로부터 보다 먼) 및/또는 더 높은 삼중항 에너지를 갖는다.
ETL:
전자 수송층(ETL)은 전자를 수송할 수 있는 물질을 포함할 수 있다. 전자 수송층은 고유하거나(도핑되지 않음) 또는 도핑될 수 있다. 도핑은 전도성을 향상시키는데 사용될 수 있다. ETL 물질의 예는 특별히 제한되지는 않으며, 임의의 금속 착물 또는 유기 화합물은 이들이 통상적으로 전자를 수송하는데 사용되는 한 사용될 수 있다.
전하 생성층(CGL):
탠덤형(tandem) 또는 적층형 OLED에서, CGL은 성능 면에서 필수적인 역할을 수행하며, 이는 각각 전자와 정공을 주입하기 위한 n-도핑된 층 및 p-도핑된 층으로 이루어진다. 전자와 정공은 CGL 및 전극으로부터 공급된다. CGL에서 소모된 전자와 정공은 각각 캐소드와 애노드로부터 주입된 전자와 정공에 의해 다시 채워지며; 이후, 바이폴라 전류는 점차적으로 정상 상태에 도달한다. 통상의 CGL 물질은 수송층에서 사용되는 n 및 p 전도성 도펀트를 포함한다.
전자 OLED 디스플레이에서, 픽셀은 디스플레이의 프레임 레이트에 따라 달라지는 레이트로 루미넌스 및 색상을 변경할 수 있다. 각각의 픽셀의 스위칭 속도는 여기된 상태 수명, OLED 유기층에서 전하 트래핑 동역학, 및/또는 각각의 OLED 디바이스용 회로와 같은 OLED의 고유 전자 프로세스에 의해 영향을 받을 수 있다. OLED 디바이스가 광을 방출할 때와 턴 오프될 때, OLED에 의해 출력되는 광이 0으로 감쇠하는 레이트는 OLED의 단자 양단의 외부 저항에 의해 결정될 수 있다. OLED 양단의 단자가 개방 회로에 있게 되면, OLED 디바이스 응답 시간은 내부 RC(저항-커패시터) 시간 상수 및 유기층 내의 트랩으로부터 전하가 디트래핑되는 응답 시간에 의해 제한될 수 있다. 이러한 응답 시간은 OLED 디바이스 양단에 낮은 저항의 외부 연결을 배치함으로써 감소될 수 있다.
개시된 주제의 실시양태는 OLED 응답 시간을 감소시킬 수 있다. 실험적 연구에 따르면 응답 시간은 OLED를 통해 흐르는 전류 밀도에 크게 의존할 수 있고, 응답 시간(즉, OLED가 턴 오프된 후에 OLED에 의한 광 출력이 0으로 감쇠하는 레이트)은 OLED의 루미넌스가 이전의 "온(on)" 상태에서부터 감소함에 따라 증가한다. 전류 밀도는 낮은 루미넌스 레벨에서 감소할 수 있고, 이는 OLED 디스플레이가 낮은 밝기 레벨 또는 낮은 그레이 레벨에서 작동하는 OLED 디스플레이 응답 시간에 부정적인 영향을 미칠 수 있다. 개시된 주제의 실시양태는 낮은 그레이 레벨에서 OLED 전류 밀도를 증가시키고 응답 시간을 줄일 수 있다. 개시된 주제의 배열은 OLED 디바이스가 더 효율적이 되고 구동 전류가 더 작아지고 정확성 있게 공급하기가 더 어려워짐에 따라 OLED의 그레이 스케일 레벨 정확도를 개선할 수 있다.
OLED 디스플레이에서, OLED의 전류가 0으로 줄어든 후에 또는 0에 가까워진 후에(즉, OLED 전류가 0에 근점함에 따라) OLED가 광을 방출하는 것을 빠르게 멈추게 하는 것이 바람직할 수 있다. 회로 조건 및/또는 전하 트래핑은 OLED가 디스플레이 디바이스에서 사용될 때 부정확한 시각적 이미지를 생성할 수 있는 것이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
OLED가 턴 오프되어, OLED를 통과하는 전류가 턴 오프된 후에 OLED의 방출이 빠르게 턴 오프되도록 보장하기 위해, 개시된 주제의 실시양태는 OLED 양단에 낮은 저항 경로를 제공할 수 있고/있거나, OLED가 OLED의 단자 양단에 순방향 전압을 갖지 않도록 보장할 수 있다. 개시된 주제의 실시양태는 OLED 전류가 턴 오프된 후의 짧은 기간 동안 TFT가 턴 온될 수 있도록 OLED 양단에 TFT를 배치할 수 있다. 이것은 OLED의 유기층에 트래핑된 전하의 신속한 방전을 보장할 수 있고 디바이스 RC 시간 상수를 줄일 수 있다. 대부분의 통상의 픽셀 구동 회로에서, 일단 OLED 드라이버 TFT가 턴 오프되고 전류가 OLED를 통해 흐르지 않게 되면 OLED는 사실상 개방 회로가 되어 흔히 광 방출의 느린 감쇠를 초래한다.
개시된 주제의 실시예는 구동 회로가 전력 소비를 최소화하고, 그레이 스케일에 영향을 최소화하고/하거나 영향을 미치지 않고, 단순하고, 많은 추가 금속 라인을 사용하지 않고, 대부분의 다중 TFT 픽셀 보상 회로와 함께 동작하도록, 그리고/또는 복수의 TFT 기술, 이를테면 a-Si(amorphous silicon)(비정질 실리콘), IGZO(indium gallium zinc oxide)(인듐 갈륨 아연 산화물), LTPS(low temperature polysilicon)(저온 폴리실리콘), LTPO(low temperature polycrystalline oxide)(저온 다결정 산화물), NMOS(n-channel metal oxide semiconductor)(n-채널 금속 산화물 반도체) 또는 PMOS(p-channel metal oxide semiconductor)(p-채널 금속 산화물 반도체) 디바이스가 있는 유기 TFT, 탄소 나노튜브 기반 TFT 등으로 구현될 수 있도록 보장함으로써 디스플레이 성능에 최소한으로 영향을 미칠 수 있다.
도 3은 개시된 주제의 실시예에 따라 조명-암흑 전이(illumination-to-dark transition)를 위한 OLED 응답 시간을 가속하도록 구성된 추가의 응답 시간 가속기 TFT를 갖는, 2개의 TFT 구동 배열에 기초한 픽셀 구동 회로를 도시한다. 응답 시간 가속기 TFT는 예를 들어, OLED 디스플레이 디바이스의 후속 스캔 라인으로부터의 스캔 라인 펄스에 의해 에너지를 공급받을 수 있다.
도 3에 도시된 회로에서, OLED 디스플레이의 픽셀은 다음 프레임 시간 동안의 루미넌스로 설정될 수 있다. 다음 스캔 라인이 선택될 때, 이전 스캔 라인 픽셀의 응답 시간 가속기 TFT가 턴 온되어, 그 픽셀을 포함하는 OLED를 단락시킬 수 있다. OLED가 지금 막 턴 오프되었다면, 응답 시간 가속기 TFT는 픽셀 루미넌스를 급격히 떨어뜨려 픽셀이 꺼져야 할 때(즉, 광을 방출하지 않아야 할 때) 광이 출력되는 것을 최소화 및/또는 방지할 수 있다. OLED가 광을 방출하고 있다면, 응답 시간 가속기 TFT는 후속 스캔 라인이 에너지를 공급받아 작동되는 동안 픽셀이 광을 방출하는 것을 최소화 및/또는 방지할 수 있지만, OLED는 나머지 프레임 시간 동안 미리 결정된 값으로 광을 방출할 수 있다. 디스플레이에 N개의 스캔 라인이 있으면, 픽셀 루미넌스에서 작은 1/N 오류가 있을 수 있으며 구동 전류를 조정함으로써 보상될 수 있다.
스캔 라인 펄스 폭이 OLED를 턴 오프한 다음 방전시키는 두 가지를 모두 행하여 루미넌스를 감소시킬 수 있을 만큼 충분히 길다면, 응답 시간 가속기 TFT는 자체 스캔 라인에 연결될 수 있다.
위에서 설명되고 도 3에 도시된 바와 같은 OLED 캐소드와의 전기적 연결은 유기 스택(organic stack)의 일부인 유기층을 통과하는 각각의 픽셀에서 낮은 저항 경로를 사용할 수 있다. 이러한 아키텍처를 달성하기 위한 몇 가지 옵션이 있다. 예를 들어, 고해상도 섀도우 마스크가 사용되어 유기층을 증착할 수 있다. 전형적으로, 고분해능 미세 금속 마스크(high-resolution fine metal mask)(FFM)가 발광층(emissive layer)(EML), 전자 차단층(electron blocking layer)(EBL) 및/또는 층을 증착하는데 사용될 수 있다. 이들 층은 OLED의 발광층(EML)의 증착 이전에 증착될 수 있다. 디바이스 내의 기타 층은 일반적으로 "블랭킷 증착(blanket deposited)"된다. 개시된 주제의 실시양태에서, OLED 스택의 유기층이 FMM을 통해 증착되면, 캐소드는 유기층 증착 동안 마스킹되었을 수 있는 기판 표면 상의 연결부와 접촉하도록 구성될 수 있다. 캐소드는 OLED 활성 애노드 영역을 덮고 전기 커넥터와 접촉하도록 구성된 상이한 FMM을 통해 증착될 수 있다.
다른 실시예에서, 그 전체가 인용에 의해 포함된 U.S. 제6,596,443호에 개시된 바와 같은, 통합된 섀도우 마스크(integrated shadow mask)(ISM)가 사용될 수 있다. ISM은 수동으로 어드레스 지정되는 OLED 디스플레이에서 캐소드를 신중하게 어드레스 지정 가능한 행으로 패턴화하는데 전형적으로 사용되었다. 이러한 기술은 위의 실시예에서 설명된 아키텍처와 결합하여, 캐소드를 패턴화하는데 사용될 수 있다.
또 다른 실시예에서, 각진(angled) 유기 및/또는 캐소드 증착 소스가 사용될 수 있다. 소스가 기판 표면에 수직이 아닐 수 있는 각도 증착이 위의 실시예 중 하나 이상의 실시예와 함께, 캐소드 층을 코팅되지 않은 기판 전기 접점과 접촉하도록 구성하는데 사용될 수 있다.
다른 실시예에서, 이를테면 그 전체가 인용에 의해 본원에 포함된 US 제10,756,141호에 개시된, TFT 기판 표면에서 '단락하는' 특징이 사용될 수 있다. OLED의 유기층은 전형적으로 100∼500 nm 두께일 수 있다. 그러므로 이러한 두께 또는 그 이상의 기판 표면의 요철부는 이러한 유기층을 "단락"시키거나 "펀치 스루(punch-through)"할 수 있다. 즉, 전도성 요철부가 기판 상의 전기 접점을 캐소드에 접촉시키는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 기판 표면에 미리 결정된 높이 및/또는 길이로 제작 또는 증착된 금속 나노로드가 사용될 수 있다. 이러한 특징을 제공하는 다른 옵션은 준비된 금속 표면에 열처리를 사용하여 기판 표면 상의 미리 패턴화된 금속 접점에 "힐록(hillock)"을 형성하는 것일 수 있다.
추가 실시예에서, 유기 증기 제트 프린팅(organic vapor jet printing)(OVJP), 잉크 제트 프린팅(ink jet printing)(IJP), 레이저 열전사(laser-induced thermal imaging)(LITI), 또는 OLED 층의 리소그래피 패터닝이 캐소드를 기판 표면상의 커넥터에 접촉하도록 구성하는데 사용될 수 있다.
위에서 설명되고 도 3에 도시된 바와 같이, OLED 캐소드와의 전기적 연결은 유기 스택을 구성하는 유기층을 통과하는 각각의 픽셀 내의 낮은 저항 경로를 통해 형성될 수 있다. 개시된 주제의 일부 실시양태에서, 응답 시간 가속기 TFT는 OLED 애노드를 전체 디스플레이에 대해 전역적일 수 있는(예를 들어, 모든 픽셀에 대해 동일한 전위일 수 있는) 다른 공급 라인 또는 개별 공급 라인에 연결하므로, 공급 라인은 (어레이 외부의 전자 장치를 통한) 공통 캐소드 연결에 대해 낮은 저항을 갖는다. 이러한 개별 공급 라인은 응답 시간 가속기 TFT가 턴 온될 때 OLED를 단락하도록 캐소드 전위에 있거나, 또는 응답 시간 가속기 TFT가 턴 온될 때 OLED가 역 바이어스될 수 있도록 더 낮은 전위에 있을 수 있다. 개별 공급 라인은 선택된 듀티 사이클을 가질 수 있으며, 전체 디스플레이에 전역적일 수 있다.
도 4는 개시된 실시양태에 따라 조명에서 암흑으로 전이하는 OLED 응답 시간을 가속하는 추가 TFT(즉, 응답 시간 가속기 TFT)를 갖는, 2개의 TFT 구동 배열에 기초한 픽셀 구동 회로의 다른 구현을 도시한다. 도 4에 도시된 배열에서, 응답 시간 가속기 TFT는 스캔 라인 n, 스캔 라인 n+1, 또는 다른 이웃 스캔 라인에 연결될 수 있다.
개시된 주제의 회로 배열은 선택적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 컬러 서브픽셀은 회로 배열을 사용할 수 있는 반면, 다른 컬러 서브픽셀은 회로를 사용하지 않을 수 있다. 서브픽셀의 상이한 물질 및/또는 색상은 개방 회로에 있는 동안 상이한 트래핑 및/또는 디트래핑 특성을 가질 수 있다. 보정을 사용하거나 사용하지 않을 수 있는 상이한 발광층 과도 시간이 있을 수 있다. 일부 실시양태에서, 추가 회로는 디스플레이의 서브픽셀의 모든 색상에 대해 필요하지 않을 수 있다. 예를 들어, 이 회로는 백색 서브픽셀 배열, 황색 서브픽셀 배열, 녹색 서브픽셀 배열, 청색 서브픽셀 배열 및/또는 적색 서브픽셀 배열에서 사용될 수 있거나 또는 서브픽셀 배열의 조합으로 사용될 수 있다. 일부 실시양태에서, 개시된 주제의 회로는 2개의 상이한 색상의 서브픽셀과 함께 사용될 수 있다. 일부 실시양태에서, 개시된 주제의 회로는 3개의 상이한 색상의 서브픽셀과 함께 사용될 수 있다. 회로가 하나 초과의 색상의 서브픽셀용인 경우, TFT의 속성은 각각의 색상의 서브픽셀마다 상이할 수 있다.
OLED 디스플레이는 예를 들어, PHOLED 청색 서브픽셀, 무(no) 원형 편광자, 개선된 아웃커플링 디바이스 등을 사용하여 더욱 효율적이 되고 있다. 증가된 효율은 OLED 디바이스에 제공될 수 있는 구동 전류를 낮추어 OLED 디바이스에 의해 출력될 광을 생성할 수 있다. 증가된 효율은 적어도 두 가지 고려 사항이 있을 수 있다: (1) 실제 구동 전류가 매우 작아 지고 그래서 정확하게 제어하기 어려울 수 있다; (2) 개방 회로 조건 τ에서의 OLED 응답 시간은 τ= K/Jn이 되도록 구동 전류 J에 따라 달라질 수 있으며, 여기서 K는 상수이고 n은 약 1.6이다.
즉, 매우 낮은 구동 전류(즉, 미리 결정된 문턱치 레벨 미만의 구동 전류)는 긴 과도 응답 시간으로 이어지고, 이는 디스플레이의 시각적 성능에 부정적인 영향을 미칠 수 있다.
개시된 주제의 실시양태는 OLED 서브픽셀의 OLED 디바이스로의 구동 전류를 증가시킬 수 있다. 낮은 광 레벨에서, OLED를 통해 흐르는 전류 밀도는 증가되어 개방 회로 과도 응답 시간을 줄일 수 있다.
개시된 주제의 실시양태는 OLED 디바이스 구조를 변경하지 않고 낮은 광 레벨에서 OLED 전류 밀도를 증가시키고, OLED 디스플레이 전력 소비를 유지하고/하거나 줄이고, 그리/또는 OLED 수명을 유지하고/하거나 증가시킬 수 있다. 이것은 활성 방출 영역 및/또는 듀티 사이클을 낮은 그레이 레벨로 줄임으로써 달성될 수 있다.
도 5는 개시된 주제의 실시양태에 따라 낮은 구동 전류에서 OLED 구동 전류를 증가시키는 서브픽셀 레이아웃을 도시한다. 각각의 OLED 발광 영역은 상이한 스캔 라인에 의해 구동되되 동일한 데이터 라인에 의해 구동되는 2개의 활성 영역을 가질 수 있다. 도 5에 도시된 픽셀 배열은 서브픽셀에 대해 미리 결정된 최대 레벨보다 작은 루미넌스 레벨에서 방출 영역을 줄이는데 사용될 수 있으며, 여기서 각각의 컬러 서브픽셀은 동일한 증착 영역 내에서 2개(또는 그 이상의) 방출 영역을 가질 수 있다. 이들 2개 이상의 발광 영역은 각각 자체 스캔 라인 또는 선택 라인을 가지며 동일한 데이터 라인을 사용하여 독립적으로 어드레스 지정될 수 있다. 각각의 발광 영역은 스캔 라인 및 데이터 라인 입력에 기초하여, 자체 백플레인 구동 회로를 가질 수 있다. 일부 실시양태에서, 한 번의 OLED 증착이 사용될 수 있고, 2개 이상의 독립적인 OLED 애노드 접점이 백플레인에서 리소그래피 방식으로 정의된다. 즉, 2개 이상의 발광 영역 간의 분리는 OLED 증착 공정이 아니라 리소그래피에 의해 결정될 수 있다. 2개의 발광 영역의 분리는 작아서(예를 들어 < 5μm, < 2μm 등) 전체 서브픽셀 필 팩터의 감소를 최소화할 수 있다. 일부 실시양태에서, 2개 초과의 방출 영역이 위에서 설명한 배열과 함께 사용될 수 있다. 더 작은 방출 영역은 전체 방출 영역(즉, 두 방출 영역의 조합)의 영역의 50% 미만, 25% 미만, 10% 미만, 5% 미만 등일 수 있다.
도 3 내지 도 5와 관련된 실시양태와 같은 위에서 설명된 실시양태에서, OLED는 뒤집어질 수 있으므로, OLED의 캐소드는 캐소드(215)가 OLED(200)의 바닥에 배치된 도 2에 도시된 배열에서와 같이 바닥에 배치된다. 이것은 캐소드(160)가 OLED(100)의 상단에 배치된 도 1에 도시된 OLED 배열과 대조적일 수 있다.
서브픽셀이 최대 설계 수준에 가까운 광 출력을 갖도록 하는 것이 바람직할 때(예를 들어, 디스플레이가 1,000 cd/m2 백색광 출력을 생성할 수 있으면, 광 출력이 최대 1,000 cd/m2의 10%보다 큰 경우) 두 방출 영역이 모두 사용되어 동일한 루미넌스의 광 출력을 생성할 수 있다. 이러한 예시적인 루미넌스 값은 통상의 디스플레이에서 하나의 발광 영역을 사용하는 것과 유사하다. 즉, 개시된 주제의 실시양태는 통상의 디스플레이와 비교할 때 전력 소비의 증가 및/또는 OLED 수명의 감소가 없다.
예를 들어, OLED 광 출력이 최대 광 출력 값의 10% 미만(예를 들어, 원하는 루미넌스 레벨)이 되도록 하는 것이 바람직할 때, 컨트롤러는 OLED의 더 큰 발광 영역을 차단하고 더 작은 발광 영역을 더 높은 OLED 전류로 에너지를 공급하기 시작하여 더 큰 발광 영역을 사용하는 것보다 가능성 있을 원하는 루미넌스를 달성할 수 있다. 전체 서브픽셀 루미넌스가 낮으므로, 상당한 전력 손실(즉, 미리 결정된 양을 초과하는 전력 손실) 및/또는 OLED의 수명 감소는 없을 수 있다. 컨트롤러는 최대 서브픽셀 루미넌스의 X%를 초과하여, 두 발광 영역이 모두 광을 방출하도록 OLED를 제어할 수 있다. 이 실시예에서, 컨트롤러는 최대 서브픽셀 루미넌스의 Y% 미만에서, 더 작은 영역만 광을 방출하도록 OLED를 제어할 수 있다. 컨트롤러는 Y% 내지 X%에서, 상이한 영역이 상이한 세기로 광을 방출하도록 OLED를 제어할 수 있다. 컨트롤러는 데이터 신호를 결정하고 각각의 발광 영역을 제어할 수 있는 구동 회로에 출력할 수 있다. 위의 실시예에서, X는 최대 서브픽셀 루미넌스의 10%∼100%일 수 있고, Y는 최대 서브픽셀 루미넌스의 0 내지 50%일 수 있다.
개시된 주제의 실시양태는 각각의 서브픽셀 발광 영역의 루미넌스를 제어하기 위해 2개의 상이한 스캔 라인을 사용할 수 있다. 일부 실시양태는 2개의 상이한 데이터 라인과 함께 하나의 스캔 라인을 사용할 수 있다.
개시된 주제의 실시양태에서, 예를 들어, 녹색 서브픽셀, 적색 서브픽셀, 및/또는 청색 서브픽셀의 상이한 영역으로부터 상이한 색상이 방출될 수 있다. 광의 색상은 각각의 영역의 상이한 미세 공동, 컬러 필터, 양자점 등을 이용함으로써 상이할 수 있다.
개시된 주제의 실시양태는 낮은 루미넌스 레벨에서 OLED 전류 밀도를 증가시킬 수 있다. 예를 들어, OLED 전원 공급 레일은 OLED가 10% 듀티 사이클과 같은 일부 시간 동안 켜져 있도록 스위칭될 수 있다. 이 실시예에서, OLED가 에너지를 공급받는 동안, OLED의 루미넌스는 100% 연속 작동으로 작동할 때와 비교할 때 그 루미넌스 값의 10배일 수 있다.
눈은 청색 광 또는 적색 광과는 대조적으로, 루미넌스 측면에서 녹색 광 및/또는 황색 광에 가장 민감하기 때문에, 개시된 주제의 실시양태는 상이한 크기의 녹색 서브픽셀을 가질 수 있다. 예를 들어, 각각의 픽셀은 2개의 독립적으로 제어 가능한 녹색 서브픽셀과 함께 전체 크기의 청색 및 적색 서브픽셀을 가질 수 있다. 이 실시예에서, 하나의 발광 영역이 적색과 청색 서브픽셀용일 수 있지만, 녹색 서브픽셀용으로는 하나 초과의 발광 영역이 있다. 녹색 서브픽셀은 동시에 증착될 수 있다. 녹색 서브픽셀 중 하나는 다른 녹색 서브픽셀보다 클 수 있다(예를 들어, 하나의 녹색 서브픽셀은 다른 녹색 서브픽셀의 크기의 10배일 수 있다). 이 실시예에서, 각각의 픽셀은 4개의 서브픽셀을 가질 수 있으므로, 픽셀당 2개의 스캔 라인과 2개의 데이터 라인을 갖는 배열이 4개의 서브픽셀을 구동하는데 사용될 수 있다.
일부 실시양태에서, 서브픽셀의 구동 전류 및/또는 밝기는 광 출력이 낮은 영역에서 이미지 해상도를 낮춤으로써 낮은 루미넌스에서 구동 전류 및/또는 밝기가 증가될 수 있다. 즉, 서브픽셀은 낮은 구동 전류(예를 들어, 미리 결정된 전류 값 미만의 구동 전류)에서 동작할 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러는 모든 제4 녹색 서브픽셀에만 에너지를 공급하여 x 및 y 방향에서 유효 해상도의 절반을 갖도록 할 수 있다. 이 실시예에서, 각각의 서브픽셀은 에너지를 공급받은 모든 서브픽셀의 표준 사례와 비교하여 4배의 루미넌스로 에너지를 공급받을 수 있다. 이 실시양태는 디스플레이의 하드웨어에 대한 변경 또는 픽셀 스택 설계에 대한 어떠한 변경도 포함하지 않을 수 있지만, 서브픽셀이 제어되는 방법에 대한 변경은 이루어질 수 있다.
위에서 논의한 바와 같이, OLED의 과도 시간은 OLED에서의 임의의 다른 프로세스라기 보다는 전하가 재결합 또는 방출되는데 걸리는 시간에 의해 설정될 수 있다. 낮은 전류 밀도에서 구동될 때 OLED의 느린 방전 시간은 낮은 전압에서의 전하 이동도가 트랩에 의해 제어될 때 일어날 수 있다. 낮은 전압에서의 전하 이동도는 종종 동일한 디바이스의 더 높은 전압에서의 전하 이동도보다 훨씬 더 낮다. 이것은 더 낮은 전압에서, 더 많은 트랩이 채워지지 않고 방출 시간이 길수록 평균적으로 트랩의 에너지가 더 깊어 질 수 있다는 사실 때문일 수 있다.
개시된 주제의 실시양태에서, OLED 디바이스의 전하 이동도는 OLED가 광을 방출할 때 작동되는 전류 밀도를 수정하지 않고 증가될 수 있다. 이 실시양태에서, OLED는 0V를 초과하되, 듀티 사이클의 '오프' 부분 동안 루미넌스 턴 온 미만의 전압에서 작동될 수 있다. 듀티 사이클의 '오프' 부분 동안 낮은 전압에서 OLED를 가동하면 OLED의 전하 트랩이 채워진다. 따라서, OLED가 온 상태에 있다가 방전될 때, 전하는 평균적으로 덜 깊게 트랩되어 더 빠르게 방전될 수 있다. 방전이 빠를수록 관찰되는 과도 응답이 더 빨라지는 결과를 가져올 수 있다. '오프' 사이클 동안 OLED를 통해 매우 작은 전류를 생성하는 추가 방법은 과도 응답의 속도를 높일 수 있다. 이러한 경우, 디바이스에 의해 방출되는 루미넌스는 0에 근접할 수 있다.
위에서 설명한 도 3 내지 도 5는 복수의 상이한 실시양태를 포함할 수 있다. 도 3에 도시되고 위에서 설명된 바와 같은 실시양태에 따르면, 디바이스는 유기 발광 디바이스(OLED)를 포함할 수 있다. 디바이스는 디바이스 상에 이미지의 적어도 일부를 디스플레이하는 시간일 수 있는 프레임 시간 동안 미리 결정된 기간 동안 OLED를 단락 또는 역 바이어싱하도록 구성된 응답 시간 가속기 박막 트랜지스터(TFT)를 갖는, OLED의 작동을 제어하는 구동 회로를 포함할 수 있다.
OLED는 응답 시간 가속기 TFT가 OLED를 단락 또는 역 바이어싱할 때 0볼트 이상인 전압을 가질 수 있다.
개시된 주제의 실시양태는 트랩을 포함하는 발광층을 갖는 임의의 디바이스에 적용될 수 있으며, 여기서 발광층은 양자점을 포함할 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 구동 제어 회로는 데이터 라인 및 제1 스캔 라인에 결합되는 선택 박막 트랜지스터(TFT) 및 선택 TFT 및 OLED에 결합되는 구동 TFT를 포함할 수 있다. 응답 시간 가속기 TFT는 드라이버 TFT와 직렬로 연결되고 OLED와 병렬로 연결될 수 있으며, 제2 스캔 라인에 연결될 수 있다. 응답 시간 가속기 TFT는 스캔 라인 펄스에 의해 디바이스의 제2 스캔 라인에 에너지가 공급되도록 구성될 수 있다. 제2 스캔 라인은 제1 스캔 라인 앞의 스캔 라인, 제1 스캔 라인 뒤의 스캔 라인, 제1 스캔 라인에 인접한 스캔 라인, 및/또는 제1 스캔 라인으로부터 미리 결정된 거리 이내의 스캔 라인일 수 있다.
OLED는 하나 이상의 픽셀을 포함할 수 있고, 각각의 픽셀은 하나 이상의 서브픽셀을 가지며, 응답 시간 가속기 TFT는OLED를 단락하거나, 부분 단락하거나, 역 바이어싱하거나, 또는 OLED 양단에 미리 결정된 또는 제어 가능한 낮은 저항을 배치함으로써 하나 이상의 서브픽셀의 루미넌스를 감소시키도록 구성될 수 있고/있거나, 응답 시간 가속기 TFT는 제2 스캔 라인이 에너지를 공급받을 때 하나 이상의 서브픽셀로부터 방출되는 광의 양을 줄이도록 구성될 수 있다. 응답 시간 가속기 TFT는 에너지를 공급받는 기간 동안 OLED를 단락하거나, 부분 단락하거나, 역 바이어싱하거나, 또는 OLED 양단에 미리 결정되거나 제어 가능한 낮은 저항을 배치한 후에 OLED로부터의 후속 광 출력을 줄일 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같은 구동 회로는 백색 광을 방출하도록 구성된 OLED의 적어도 하나의 서브픽셀, 황색 광을 방출하도록 구성된 OLED의 적어도 하나의 서브픽셀, 녹색 광을 방출하는 적어도 하나의 서브픽셀, 청색 광을 방출하는 적어도 하나의 서브픽셀, 및/또는 시안 광을 방출하도록 구성된 적어도 하나의 서브픽셀을 제어하도록 구성될 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같은 구동 회로는 제1 색상을 갖는 광을 방출하도록 구성된 제1 서브픽셀 및 제2 색상을 갖는 광을 방출하도록 구성된 제2 서브픽셀을 포함하는 적어도 2개의 서브픽셀을 제어하도록 구성될 수 있다. 구동 회로는 제1 색상을 갖는 광을 방출하도록 구성된 제1 서브픽셀, 제2 색상을 갖는 광을 방출하도록 구성된 제2 서브픽셀, 및 제3 색상을 갖는 광을 방출하도록 구성된 제3 서브픽셀을 포함하는 적어도 3개의 서브픽셀을 제어하도록 구성될 수 있다.
OLED는 복수의 픽셀을 포함할 수 있으며, 여기서 각각의 픽셀은 제1 서브픽셀, 제2 서브픽셀 및 적어도 하나의 제3 서브픽셀을 포함한다. 도 3에 도시된 바와 같은 구동 회로는 복수의 픽셀의 제1 서브픽셀의 일부를 제어하여 광을 출력하도록 구성될 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 구동 회로는 데이터 라인 및 제1 스캔 라인에 결합되는 선택 박막 트랜지스터(TFT) 및 선택 TFT와 OLED에 결합되는 드라이버 TFT를 포함할 수 있다. 응답 시간 가속기 TFT는 드라이버 TFT와 병렬로 연결될 수 있고, 디스플레이에 대해 전역적일 수 있는 별도의 전원 라인에 연결되는 OLED와 직렬로 연결될 수 있으며, 제2 스캔 라인에 연결될 수 있다. 즉, 개별 공급 라인은 듀티 사이클을 가질 수 있으며, 전체 디스플레이에 대해 전역적일 수 있다. OLED는 응답 시간 가속기 TFT가 OLED를 단락 또는 역 바이어싱할 때 0 볼트 이상인 전압을 가질 수 있다. 응답 시간 가속기 TFT는 스캔 라인 펄스에 의해 디바이스의 제2 스캔 라인에 에너지가 공급되도록 구성될 수 있다. 제2 스캔 라인은 제1 스캔 라인 앞의 스캔 라인, 제1 스캔 라인 뒤의 스캔 라인, 제1 스캔 라인에 인접한 스캔 라인, 및/또는 제1 스캔 라인으로부터 미리 결정된 거리 이내의 스캔 라인일 수 있다. OLED는 복수의 픽셀을 가질 수 있으며, 여기서 각각의 픽셀은 제1 서브픽셀, 제2 서브픽셀, 및 적어도 하나의 제3 서브픽셀을 포함하고, 구동 회로는 복수의 픽셀의 제1 서브픽셀의 일부를 제어하여 광을 출력하도록 구성될 수 있다.
도 5에 도시된 실시양태는 복수의 서브픽셀을 갖는 유기 발광 디바이스(OLED)를 포함할 수 있는 디바이스를 가질 수 있으며, 여기서 적어도 제1 색상의 광을 방출하도록 구성된 하나 이상의 서브픽셀은 독립적으로 제어 가능한 제1 발광 영역 및 제2발광 영역을 포함한다. 컨트롤러는 제1 발광 영역 및 제2 발광 영역을 제어하도록 구성될 수 있으며, 여기서 제1 발광 영역은 제2 발광 영역보다 크다. 컨트롤러는 제1 서브픽셀 루미넌스 레벨이 최대 루미넌스보다 작은 경우 제2 발광 영역을 제어하여 제1 발광 영역보다 (i) 더 높은 밝기 및/또는 (ii) 더 높은 전류 밀도를 갖도록 구성될 수 있다.
복수의 서브픽셀 중 적어도 하나의 서브픽셀은 백색 광, 황색 광, 녹색 광, 청색 광 및/또는 시안 광 중 적어도 하나를 방출하도록 구성될 수 있다.
복수의 픽셀의 각각의 픽셀은 적어도 3개의 서브픽셀을 가질 수 있으며, 여기서 적어도 3개의 서브픽셀 각각 내의 발광 영역은 독립적으로 제어 가능하다. 컨트롤러는 제1 루미넌스 레벨이 최대 루미넌스보다 작은 경우 제2 발광 영역을 제어하여 제1 발광 영역보다 높은 밝기를 갖도록 구성될 수 있다.
일부 실시양태에서, 서브픽셀 내의 각각의 발광 영역은 동일한 발광 층을 사용할 수 있다. 동일한 서브픽셀 내의 각각의 발광 층은 동일한 패터닝 프로세스를 사용하여 동시에 증착될 수 있다.
도 5에 도시된 실시양태의 디바이스는 복수의 스캔 라인을 포함할 수 있으며, 여기서 동일한 서브픽셀 내의 각각의 발광 영역은 복수의 스캔 라인의 개별 스캔 라인으로부터 어드레싱된다.
디바이스는 복수의 데이터 라인을 포함할 수 있으며, 여기서 동일한 서브픽셀 내의 각각의 발광 영역은 개별 데이터 라인으로부터 어드레싱된다. 디바이스의 동일한 서브픽셀 내의 각각의 발광 영역은 자체 전원 공급 라인에 의해 전력을 공급받을 수 있다. 컨트롤러는 전원 공급 라인의 듀티 사이클을 제어하여 서브픽셀이 턴 온되는 때를 제어하도록 구성될 수 있다.
OLED의 제2 발광 영역은 100% 미만의 듀티 사이클로 펄싱되는 전압 공급 장치에 의해 전력을 공급받을 수 있다.
디바이스의 제1 발광 영역 및 제2 발광 영역은 총 발광 영역을 형성할 수 있다. 제2 발광 영역은 총 발광 영역의 50% 미만, 총 발광 영역의 25% 미만, 총 발광 영역의 10% 미만, 및/또는 총 발광 영역의 5% 미만일 수 있다.
도 5의 디바이스의 컨트롤러는 OLED에 의해 출력되는 광의 양을 제어하도록 구성될 수 있고, 미리 결정된 최대 루미넌스의 양보다 작을 때 제1 발광 영역을 턴 오프하고 제2 발광 영역으로부터 광을 방출하도록 구성될 수 있다.
도 5의 디바이스의 컨트롤러는 제1 발광 영역 및 제2 발광 영역을 제어하여 최대 서브픽셀 루미넌스의 제1 백분율 초과의 광을 출력하도록 구성되고, 제2 발광 영역을 제어하여 최대 서브픽셀 루미넌스의 제2 백분율 미만의 광을 출력하도록 구성되고/되거나, 최대 루미넌스의 제1 백분율과 제2 백분율 사이에 있을 때 제1 발광 영역 및 제2 발광 영역을 제어하여 상이한 세기로 광을 출력하도록 구성될 수 있다. 최대 서브픽셀 루미넌스의 제1 백분율은 10%∼100%일 수 있고, 최대 서브픽셀 루미넌스의 제2 백분율은 0∼50%일 수 있다.
디바이스의 컨트롤러는 서브픽셀의 제1 발광 영역 및/또는 제2 발광 영역을 제어하여 완전한 프레임 시간 미만 동안 에너지가 공급되도록 구성될 수 있다.
디바이스는 OLED와의 별도의 전원 라인을 포함할 수 있으며, 여기서 컨트롤러는 듀티 사이클을 제어하여 100% 미만 듀티 사이클, 50% 미만 듀티 사이클, 25% 미만 듀티 사이클, 10% 미만 듀티 사이클 및/또는 5% 미만 듀티 사이클이 되도록 구성될 수 있다. 제1 발광 영역 및/또는 제2 발광 영역 중 적어도 하나는 (i) 정전원 공급 레일, 및/또는 (ii) 선택된 듀티 사이클을 갖는 별도의 전원 라인에 의해 전력을 공급받을 수 있다. 예를 들어, 일부 실시양태에서, 제1 및 제2 발광 영역 둘 모두는 선택된 듀티 사이클을 갖는 별도의 전원 라인에 의해 전력을 공급받을 수 있다. 선택된 듀티 사이클을 갖는 개별 공급 라인은 전체 디스플레이에 대해 전역적일 수 있다.
녹색 서브픽셀, 적색 서브픽셀 및/또는 청색 서브픽셀의 적어도 2개의 발광 영역으로부터 상이한 색상의 광이 방출될 수 있다. 일부 실시양태에서, 상이한 색상은 상이한 미세 공동, 하나 이상의 색상 변경 층 및/또는 양자점으로부터 형성될 수 있다.
본원에 기술된 다양한 실시양태는 단지 예시이며, 본 발명의 범위를 한정하려는 것이 아님을 이해해야 한다. 예컨대, 본원에 기술된 다수의 물질 및 구조는 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않으면서 다른 물질 및 구조로 대체될 수 있다. 따라서, 특허 청구된 본 발명은 당업자에게 명백한 바와 같이, 본원에 기술된 특정 실시예 및 바람직한 실시양태로부터 유래하는 변형예를 포함할 수도 있다. 본 발명이 왜 효과가 있는지에 관한 다양한 이론을 한정하려는 의도는 없음을 이해하여야 한다.

Claims (15)

  1. 디바이스로서,
    유기 발광 디바이스(organic light emitting device; OLED); 및
    상기 OLED의 작동을 제어하기 위한 구동 회로
    를 포함하며,
    상기 구동 회로는, 프레임 시간 동안의 미리 결정된 시간 기간 동안 상기 OLED를 단락 또는 역 바이어싱하도록 구성된 응답 시간 가속기 박막 트랜지스터(thin film transistor; TFT)를 포함하는 것인 디바이스.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 구동 제어 회로는,
    데이터 라인 및 제1 스캔 라인에 결합되는 선택 박막 트랜지스터(TFT); 및
    상기 선택 TFT 및 상기 OLED에 결합되는 드라이버 TFT
    를 더 포함하고,
    상기 응답 시간 가속기 TFT는, 상기 OLED에 병렬로 연결되고, 상기 드라이버 TFT와 직렬로 연결되며, 제2 스캔 라인에 연결되는 것인 디바이스.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 OLED는 하나 이상의 픽셀을 포함하고, 각각의 픽셀은 하나 이상의 서브픽셀을 갖고,
    상기 응답 시간 가속기 TFT는, 상기 OLED를 단락하거나, 부분 단락하거나, 역 바이어싱하거나, 또는 상기 OLED 양단에 미리 결정되거나 제어 가능한 낮은 저항을 배치함으로써 상기 하나 이상의 서브픽셀의 루미넌스(luminance)를 감소시키도록 구성되는 것인 디바이스.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 OLED는 하나 이상의 픽셀을 포함하고, 각각의 픽셀은 하나 이상의 서브픽셀을 가지며,
    상기 응답 시간 가속기 TFT는 상기 제2 스캔 라인이 에너지를 공급받을(energized) 때 상기 하나 이상의 서브픽셀로부터 방출되는 광의 양을 감소시키도록 구성되는 것인 디바이스.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 응답 시간 가속기 TFT는, 에너지가 공급되는 기간 동안 상기 OLED를 단락하거나, 부분 단락하거나, 역 바이어싱하거나, 또는 상기 OLED 양단에 미리 결정되거나 제어 가능한 낮은 저항을 배치한 후에 상기 OLED로부터의 후속 광 출력을 감소시키는 것인 디바이스.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 구동 회로는,
    데이터 라인 및 제1 스캔 라인에 결합되는 선택 박막 트랜지스터(TFT); 및
    상기 선택 TFT 및 상기 OLED에 결합되는 드라이버 TFT
    를 더 포함하고,
    상기 응답 시간 가속기 TFT는 상기 드라이버 TFT와 병렬로 연결되고, 별도의 전원 라인에 연결되는 상기 OLED와 직렬로 연결되며, 제2 스캔 라인에 연결되는 것인 디바이스.
  7. 디바이스로서,
    복수의 서브픽셀을 갖는 유기 발광 디바이스(OLED) - 적어도 제1 색상의 광을 방출하도록 구성된 하나 이상의 서브픽셀은 독립적으로 제어 가능한 제1 발광 영역 및 제2 발광 영역을 포함함 -; 및
    상기 제1 발광 영역 및 상기 제2 발광 영역을 제어하기 위한 컨트롤러
    를 포함하고,
    상기 제1 발광 영역은 상기 제2 발광 영역보다 더 크고,
    상기 컨트롤러는, 최대 루미넌스보다 작은 제1 서브픽셀 루미넌스 레벨의 경우 상기 제1 발광 영역보다 (i) 더 높은 밝기, 및 (ii) 더 높은 전류 밀도로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 상기 제2 발광 영역이 갖도록 상기 제2 발광 영역을 제어하도록 구성되는 것인 디바이스.
  8. 제7항에 있어서,
    복수의 데이터 라인
    을 더 포함하고,
    동일한 서브픽셀 내의 각각의 발광 영역은 개별 데이터 라인으로부터 어드레싱되는 것인 디바이스.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 제1 발광 영역과 상기 제2 발광 영역은 총 발광 영역을 형성하고,
    상기 제2 발광 영역은, 상기 총 발광 영역의 50% 미만, 상기 총 발광 영역의 25% 미만, 상기 총 발광 영역의 10% 미만, 및 상기 총 발광 영역의 5% 미만으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나인 것인 디바이스.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 컨트롤러는 상기 OLED에 의해 출력되는 광의 양을 제어하도록 구성되고,
    상기 컨트롤러는 상기 최대 루미넌스의 미리 결정된 양보다 작을 때 상기 제1 발광 영역을 턴 오프하고 상기 제2 발광 영역으로부터 광을 발광하도록 구성되는 것인 디바이스.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 컨트롤러는,
    상기 제1 발광 영역 및 상기 제2 발광 영역을 제어하여 최대 서브픽셀 루미넌스의 제1 백분율 초과의 광을 출력하도록 구성되고,
    상기 제2 발광 영역을 제어하여 상기 최대 서브픽셀 루미넌스의 제2 백분율 미만의 광을 출력하도록 구성되며,
    상기 제1 발광 영역 및 상기 제2 발광 영역을 제어하여 상기 최대 루미넌스의 상기 제1 백분율과 상기 제2 백분율 사이일 때의 상이한 세기로 광을 출력하도록 구성되는 것인 디바이스.
  12. 제7항에 있어서,
    상기 컨트롤러는 완전한 프레임 시간 미만 동안 에너지를 공급 받을 서브픽셀의 상기 제1 발광 영역 및 상기 제2 발광 영역으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 제어하도록 구성되는 것인 디바이스.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 OLED에 대한 별도의 전원 라인
    을 더 포함하고, 상기 컨트롤러는 듀티 사이클을 제어하여, 상기 듀티 사이클이, 100% 미만 듀티 사이클, 50% 미만 듀티 사이클, 25% 미만 듀티 사이클, 10% 미만 듀티 사이클, 및 5% 미만의 듀티 사이클로 구성된 군으로부터 선택된 적어도 하나가 되도록 하는 것인 디바이스.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제1 발광 영역 및 상기 제2발광 영역으로 구성된 군으로부터 선택된 적어도 하나는,
    (i) 정전원 공급 레일, 및
    (ii) 상기 선택된 듀티 사이클을 갖는 상기 별도의 전원 라인
    으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나에 의해 전력을 공급받는 것인 디바이스.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 디바이스는, 평면 패널 디스플레이, 곡면 디스플레이, 컴퓨터 모니터, 의료용 모니터, 텔레비젼, 광고판, 실내 또는 실외 조명 및/또는 신호용 라이트, 헤드업 디스플레이, 완전 또는 부분 투명 디스플레이, 플렉시블 디스플레이, 롤러블(rollable) 디스플레이, 폴더블(foldable) 디스플레이, 스트레처블(stretchable) 디스플레이, 레이저 프린터, 전화기, 휴대폰, 태블릿, 패블릿, 개인용 정보 단말기(personal digital assistant; PDA), 웨어러블 디바이스, 랩톱 컴퓨터, 디지털 카메라, 캠코더, 뷰파인더, 대각선이 2인치 미만인 마이크로 디스플레이, 3D 디스플레이, 가상 현실 또는 증강 현실 디스플레이, 차량, 함께 타일링된(tiled) 다중 디스플레이를 포함하는 비디오 월, 극장 또는 스타디움 스크린, 및 간판으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 유형인 것인 디바이스.
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