KR20230103320A - 전계발광 표시장치 - Google Patents

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KR20230103320A
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김미나
길문성
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Abstract

본 발명의 전계발광 표시장치는, 다수의 부화소가 정의된 기판과; 상기 기판 상부의 각 부화소에 구비된 제1 전극과; 상기 제1 전극 상부의 제1 정공수송층과; 상기 제1 정공수송층 상부의 제2 정공수송층과; 상기 제2 정공수송층 상부의 제3 정공수송층과; 상기 제3 정공수송층 상부의 발광물질층과; 상기 발광물질층 상부의 전자수송층과; 상기 전자수송층 상부의 제2 전극을 포함하며, 상기 제1 정공수송층은 P형 도펀트와 제1 정공수송물질을 포함하고, 상기 제2 정공수송층은 상기 제1 정공수송물질을 포함하며, 상기 제3 정공수송층은 제2 정공수송물질을 포함하고, 상기 제1 및 제2 정공수송층의 총 두께는 상기 제3 정공수송층의 두께와 같거나 크다.
이에 따라, 발광 효율을 향상시켜 수명을 증가시킬 수 있다.

Description

전계발광 표시장치{Electroluminescent Display Device}
본 발명은 전계발광 표시장치에 관한 것으로, 특히, 다수의 정공수송층을 포함하는 전계발광 표시장치에 관한 것이다.
평판표시장치 중 하나인 전계발광 표시장치(Electroluminescent Display Device)는 자체 발광형이기 때문에 액정표시장치(Liquid Crystal Display Device)에 비해 시야각 등이 우수하며, 백라이트가 필요하지 않기 때문에 경량 및 박형이 가능하고, 소비전력 측면에서도 유리하다.
또한, 전계발광 표시장치는 직류 저전압 구동이 가능하고 응답속도가 빠르며, 전부 고체이기 때문에 외부충격에 강하고 사용 온도 범위도 넓으며, 특히 제조비용 측면에서도 저렴한 장점을 가지고 있다.
전계발광 표시장치는 발광다이오드가 방출하는 빛을 통해 영상을 구현하며, 발광다이오드는 전자 주입 전극인 음극(cathode)과 정공 주입 전극인 양극(anode) 사이에 형성된 발광층에 전하를 주입하여 전자와 정공이 엑시톤(exciton)을 형성한 후, 이 엑시톤이 발광 재결합(radiative recombination) 함으로써 빛을 내는 소자이다.
이러한 발광다이오드는 구조 및/또는 재료에 따라 발광 효율이 다르고, 수명 또한 차이가 나며, 이는 전계발광 표시장치의 발광 효율 및 수명에 큰 영향을 미치므로, 발광다이오드의 발광 효율 및 수명을 향상시키기 위한 연구가 수행되고 있다.
본 발명은, 상기한 문제점을 해결하기 위하여 제시된 것으로, 발광 효율 및 수명이 향상된 전계발광 표시장치를 제공하고자 한다.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 전계발광 표시장치는, 다수의 부화소가 정의된 기판과; 상기 기판 상부의 각 부화소에 구비된 제1 전극과; 상기 제1 전극 상부의 제1 정공수송층과; 상기 제1 정공수송층 상부의 제2 정공수송층과; 상기 제2 정공수송층 상부의 제3 정공수송층과; 상기 제3 정공수송층 상부의 발광물질층과; 상기 발광물질층 상부의 전자수송층과; 상기 전자수송층 상부의 제2 전극을 포함하며, 상기 제1 정공수송층은 P형 도펀트와 제1 정공수송물질을 포함하고, 상기 제2 정공수송층은 상기 제1 정공수송물질을 포함하며, 상기 제3 정공수송층은 제2 정공수송물질을 포함하고, 상기 제1 및 제2 정공수송층의 총 두께는 상기 제3 정공수송층의 두께와 같거나 크다.
상기 제1 및 제2 정공수송층의 총 두께는 상기 제3 정공수송층의 두께보다 크며, 상기 제1 및 제2 정공수송층의 총 두께와 상기 제3 정공수송층의 두께는 1.8:1의 비율을 가진다.
상기 제2 정공수송물질은 상기 제1 정공수송물질보다 높은 굴절률을 가진다.
상기 제2 정공수송물질은 460 nm 파장에서 2.1 이상의 굴절률을 가진다.
상기 제1 정공수송물질은 모노 아민계 화합물이고, 상기 제2 정공수송물질은 디 아민계 화합물이다.
상기 제1 정공수송물질은 하기 화학식에서 표시되는 화합물 중에서 선택된다.
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상기 제2 정공수송물질은 하기 화학식에서 표시되는 화합물 중에서 선택된다.
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상기 다수의 부화소는 제1, 제2, 제3 부화소를 포함하고, 상기 제1 및 제2 부화소의 각각에는 상기 제3 정공수송층과 상기 발광물질층 사이에 제4 정공수송층이 더 구비되고, 상기 제4 정공수송층은 상기 제1 정공수송물질을 포함한다.
본 발명의 전계발광 표시장치는, 상기 제3 정공수송층과 상기 발광물질층 사이에 위치하는 전자차단층과; 상기 발광물질층과 상기 전자수송층 사이에 위치하는 정공차단층을 더 포함한다.
또한, 본 발명의 전계발광 표시장치는, 상기 제2 전극 상부에 유기 캐핑층과 무기 캐핑층을 더 포함한다.
본 발명에서는, 전계발광 표시장치의 발광다이오드가 서로 다른 물질로 이루어지는 제1, 제2, 제3 정공수송층을 구비하며, 제1 및 제2 정공수송층의 두께를 제3 정공수송층의 두께와 같거나 크게 함으로써, 발광 효율을 향상시켜 수명을 증가시킬 수 있다. 또한, 신뢰성을 향상시키고, 시야각을 개선할 수 있다.
게다가, 마이크로 캐비티 효과를 적용하여 발광 효율을 더욱 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전계발광 표시장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전계발광 표시장치의 하나의 부화소를 도시한 회로도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전계발광 표시장치의 하나의 부화소에 대한 개략적인 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 전계발광 표시장치의 한 화소에 대한 개략적인 도면이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 전계발광 표시장치의 한 화소에 대한 개략적인 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 전계발광 표시장치에 대하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전계발광 표시장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 전계발광 표시장치(1000)는, 표시패널(100), 타이밍 제어부(200), 데이터 구동부(300), 그리고 게이트 구동부(400)를 포함한다.
타이밍 제어부(200)는 그래픽카드 또는 TV시스템과 같은 외부 시스템(미도시)으로부터 전달되는 영상신호(image signal)와 데이터 인에이블신호(data enable signal), 수평동기신호(horizontal synchronization signal), 수직동기신호(vertical synchronization signal), 및 클럭(clock) 등의 다수의 타이밍신호를 이용하여 영상데이터(image data), 데이터제어신호(data control signal) 및 게이트제어신호(gate control signal)를 생성할 수 있다. 그리고, 타이밍 제어부(200)는 생성된 영상데이터 및 데이터제어신호를 데이터 구동부(300)로 전달하고, 생성된 게이트제어신호를 게이트 구동부(400)로 전달한다.
데이터 구동부(300)는 타이밍 제어부(200)로부터 전달되는 데이터제어신호 및 영상데이터를 이용하여 데이터신호인 데이터전압을 생성하고, 생성된 데이터전압을 표시패널(100)의 데이터 배선(DL)에 인가한다.
게이트 구동부(400)는 타이밍 제어부(200)로부터 전달되는 게이트제어신호를 이용하여 게이트신호인 게이트전압을 생성하고, 생성된 게이트전압을 표시패널(100)의 게이트 배선(GL)에 인가한다.
게이트 구동부(400)는 게이트 배선(GL)과 데이터 배선(DL) 및 부화소(SP)가 형성되는 표시패널(100)의 기판에 함께 형성되는 게이트-인-패널(gate in panel: GIP) 타입일 수 있다.
표시패널(100)은 게이트전압 및 데이터전압을 이용하여 영상을 표시하는데, 이를 위하여 표시영역에 배치되는 다수의 부화소(SP), 다수의 게이트 배선(GL), 그리고 다수의 데이터 배선(DL)을 포함한다.
다수의 부화소(SP)의 각각은 적, 녹, 청색 부화소 중 하나이며, 게이트 배선(GL)과 데이터 배선(DL)은 서로 교차하여 각 부화소(SP)를 정의한다.
각 부화소(SP)에는 발광다이오드가 구비된다. 또한, 각 부화소(SP)는 스위칭 박막트랜지스터 및 구동 박막트랜지스터와 같은 다수의 박막트랜지스터와 스토리지 커패시터를 포함할 수 있으며, 이에 대해 도 2를 참조하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전계발광 표시장치의 하나의 부화소를 도시한 회로도이다.
도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 전계발광 표시장치의 각 부화소(SP)는 서로 교차하는 게이트 배선(GL)과 데이터 배선(DL)에 의해 정의되고, 각 부화소(SP)에는 스위칭 박막트랜지스터(Ts)와 구동 박막트랜지스터(Td), 스토리지 커패시터(Cst), 그리고 발광다이오드(De)가 형성된다.
예를 들어, 스위칭 박막트랜지스터(Ts)와 구동 박막트랜지스터(Td)는 P타입 일 수 있다. 그러나, 본 발명은 이에 제한되지 않으며, 스위칭 박막트랜지스터(Ts)와 구동 박막트랜지스터(Td)는 N타입 일 수도 있다.
스위칭 박막트랜지스터(Ts)의 게이트 전극은 게이트 배선(GL)에 연결되고 소스 전극은 데이터 배선(DL)에 연결된다. 구동 박막트랜지스터(Td)의 게이트 전극은 스위칭 박막트랜지스터(Ts)의 드레인 전극에 연결되고, 소스 전극은 고전위 전압(VDD)에 연결된다. 발광다이오드(De)의 애노드(anode)는 구동 박막트랜지스터(Td)의 드레인 전극에 연결되고, 캐소드(cathode)는 저전위 전압(VSS)에 연결된다. 스토리지 커패시터(Cst)는 구동 박막트랜지스터(Td)의 게이트 전극과 드레인 전극에 연결된다.
이러한 전계발광 표시장치의 영상표시 동작을 살펴보면, 게이트 배선(GL)을 통해 인가된 게이트 신호에 따라 스위칭 박막트랜지스터(Ts)가 턴-온(turn-on) 되고, 이때, 데이터 배선(DL)으로 인가된 데이터신호가 스위칭 박막트랜지스터(Ts)를 통해 구동 박막트랜지스터(Td)의 게이트 전극과 스토리지 커패시터(Cst)의 일 전극에 인가된다.
구동 박막트랜지스터(Td)는 데이터신호에 따라 턴-온 되어 발광다이오드(De)를 흐르는 전류를 제어하여 영상을 표시한다. 발광다이오드(De)는 구동 박막트랜지스터(Td)를 통하여 전달되는 고전위 전압(VDD)의 전류에 의하여 발광한다.
즉, 발광다이오드(De)를 흐르는 전류의 양은 데이터신호의 크기에 비례하고, 발광다이오드(De)가 방출하는 빛의 세기는 발광다이오드(De)를 흐르는 전류의 양에 비례하므로, 부화소(SP)는 데이터신호의 크기에 따라 상이한 계조를 표시하고, 그 결과 전계발광 표시장치는 영상을 표시한다.
스토리지 커패시터(Cst)는 데이터신호에 대응되는 전하를 일 프레임(frame) 동안 유지하여 발광다이오드(De)를 흐르는 전류의 양을 일정하게 하고 발광다이오드(De)가 표시하는 계조를 일정하게 유지시키는 역할을 한다.
한편, 각 부화소(SP)에는 스위칭 및 구동 박막트랜지스터(Ts, Td)와 스토리지 커패시터(Cst) 외에 다른 박막트랜지스터와 커패시터가 더 구비될 수도 있다.
즉, 전계발광 표시장치에서는, 데이터신호가 구동 박막트랜지스터(Td)의 게이트 전극에 인가되어, 발광다이오드(De)가 발광하여 계조를 표시하는 상대적으로 긴 시간 동안 구동 박막트랜지스터(Td)가 턴-온 된 상태를 유지하는데, 이러한 데이터신호의 장시간 인가에 의하여 구동 박막트랜지스터(Td)는 열화(deterioration)될 수 있다. 이에 따라, 구동 박막트랜지스터(Td)의 이동도(mobility) 및/또는 문턱전압(threshold voltage: Vth)이 변하게 되며, 전계발광 표시장치의 부화소(SP)는 동일한 데이터신호에 대하여 상이한 계조를 표시하게 되고, 휘도 불균일이 나타나 전계발광 표시장치의 화질이 저하된다.
따라서, 이러한 구동 박막트랜지스터(Td)의 이동도 및/또는 문턱전압의 변화를 보상하기 위해, 각 부화소(SP)에는 전압 변화를 감지하기 위한 적어도 하나의 센싱 박막트랜지스터 및/또는 커패시터가 더 추가될 수 있으며, 센싱 박막트랜지스터 및/또는 커패시터는 기준 전압을 인가하고 센싱전압을 출력하기 위한 기준 배선과 연결될 수 있다.
이러한 전계발광 표시장치의 구성에 대해 도 3을 참조하여 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전계발광 표시장치의 개략적인 단면도로, 하나의 부화소를 도시한다.
도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 전계발광 표시장치에서는, 기판(110) 상부에 버퍼층(120)이 형성된다. 버퍼층(120)은 실질적으로 기판(110) 전면(entire surface)에 위치한다. 기판(110)은 유리기판이나 플라스틱기판일 수 있다. 일례로, 플라스틱 기판으로 폴리이미드가 사용될 수 있으며, 이에 제한되지 않는다. 버퍼층(120)은 산화실리콘(SiO2)이나 질화 실리콘(SiNx)과 같은 무기물질로 형성될 수 있으며, 단일층 또는 다중층으로 이루어질 수 있다.
버퍼층(120) 상부에는 패터닝된 반도체층(122)이 형성된다. 반도체층(122)은 산화물 반도체 물질로 이루어질 수 있는데, 이 경우 반도체층(122) 하부에는 차광패턴(도시하지 않음)이 더 형성될 수 있다. 차광패턴은 반도체층(122)으로 입사되는 빛을 차단하여 반도체층(122)이 빛에 의해 열화되는 것을 방지한다.
이와 달리, 반도체층(122)은 다결정 실리콘으로 이루어질 수도 있으며, 이 경우 반도체층(122)의 양 가장자리에 불순물이 도핑되어 있을 수 있다.
반도체층(122) 상부에는 절연물질로 이루어진 게이트 절연막(130)이 실질적으로 기판(110) 전면에 형성된다. 게이트 절연막(130)은 산화 실리콘(SiO2)이나 질화 실리콘(SiNx)과 같은 무기절연물질로 형성될 수 있다.
이때, 반도체층(122)이 산화물 반도체 물질로 이루어질 경우, 게이트 절연막(130)은 산화 실리콘(SiO2)으로 형성될 수 있다. 이와 달리, 반도체층(122)이 다결정 실리콘으로 이루어질 경우, 게이트 절연막(130)은 산화 실리콘(SiO2)이나 질화 실리콘(SiNx)으로 형성될 수 있다.
게이트 절연막(130) 상부에는 금속과 같은 도전성 물질로 이루어진 게이트 전극(132)이 반도체층(122)의 중앙에 대응하여 형성된다. 또한, 게이트 절연막(130) 상부에는 게이트 배선(도시하지 않음)과 제1 커패시터 전극(도시하지 않음)이 형성될 수 있다. 게이트 배선은 제1 방향을 따라 연장되고, 제1 커패시터 전극은 게이트 전극(132)에 연결된다.
한편, 본 발명의 실시예에서는 게이트 절연막(130)이 기판(110) 전면에 형성되어 있으나, 게이트 절연막(130)은 게이트 전극(132)과 동일한 모양으로 패턴될 수도 있다.
게이트 전극(132) 상부에는 절연물질로 이루어진 층간 절연막(140)이 실질적으로 기판(110) 전면에 형성된다. 층간 절연막(140)은 산화 실리콘(SiO2)이나 질화 실리콘(SiNx)과 같은 무기절연물질로 형성되거나, 포토 아크릴(photo acryl)이나 벤조사이클로부텐(benzocyclobutene)과 같은 유기절연물질로 형성될 수 있다.
층간 절연막(140)은 반도체층(122)의 양측 상면을 노출하는 제1 및 제2 컨택홀(140a, 140b)을 가진다. 제1 및 제2 컨택홀(140a, 140b)은 게이트 전극(132)의 양측에 게이트 전극(132)과 이격되어 위치한다. 여기서, 제1 및 제2 컨택홀(140a, 140b)은 게이트 절연막(130) 내에도 형성된다. 이와 달리, 게이트 절연막(130)이 게이트 전극(132)과 동일한 모양으로 패턴될 경우, 제1 및 제2 컨택홀(140a, 140b)은 층간 절연막(140) 내에만 형성된다.
층간 절연막(140) 상부에는 금속과 같은 도전성 물질로 소스 및 드레인 전극(142, 144)이 형성된다. 또한, 층간 절연막(140) 상부에는 제2 방향을 따라 연장되는 데이터 배선(도시하지 않음)과 전원 배선(도시하지 않음) 및 제2 커패시터 전극(도시하지 않음)이 형성될 수 있다.
소스 및 드레인 전극(142, 144)은 게이트 전극(132)을 중심으로 이격되어 위치하며, 각각 제1 및 제2 컨택홀(140a, 140b)을 통해 반도체층(122)의 양측과 접촉한다. 도시하지 않았지만, 데이터 배선은 제2 방향을 따라 연장되고 게이트 배선과 교차하여 각 화소영역을 정의하며, 고전위 전압을 공급하는 전원 배선은 데이터 배선과 이격되어 위치한다. 제2 커패시터 전극은 드레인 전극(144)과 연결되고, 제1 커패시터 전극과 중첩하여 둘 사이의 층간 절연막(140)을 유전체로 스토리지 커패시터를 이룬다. 이와 달리, 제1 커패시터 전극이 드레인 전극(144)과 연결되고, 제2 커패시터 전극이 게이트 전극(132)과 연결될 수도 있다.
한편, 반도체층(122)과, 게이트 전극(132), 그리고 소스 및 드레인 전극(142, 144)은 박막트랜지스터(T)를 이룬다. 여기서, 박막트랜지스터(T)는 반도체층(122)의 일측, 즉, 반도체층(122)의 상부에 게이트 전극(132)과 소스 및 드레인 전극(142, 144)이 위치하는 코플라나(coplanar) 구조를 가진다.
이와 달리, 박막트랜지스터(T)는 반도체층의 하부에 게이트 전극이 위치하고 반도체층의 상부에 소스 및 드레인 전극이 위치하는 역 스태거드(inverted staggered) 구조를 가질 수 있다. 이 경우, 반도체층은 산화물 반도체 물질 또는 비정질 실리콘으로 이루어질 수 있다.
여기서, 박막트랜지스터(T)는 구동 박막트랜지스터(도 2의 Td)에 해당하며, 박막트랜지스터(T)와 동일한 구조의 스위칭 박막트랜지스터(도 2의 Ts)가 각 부화소의 기판(110) 상에 더 형성된다. 박막트랜지스터(T)의 게이트 전극(132)은 스위칭 박막트랜지스터(도 2의 Ts)의 드레인 전극(도시하지 않음)에 연결되고 박막트랜지스터(T)의 소스 전극(142)은 전원 배선(도시하지 않음)에 연결된다. 스위칭 박막트랜지스터(도 2의 Ts)의 게이트 전극(도시하지 않음)과 소스 전극(도시하지 않음)은 게이트 배선 및 데이터 배선과 각각 연결된다.
또한, 박막트랜지스터(T)와 동일한 구조의 센싱 박막트랜지스터가 각 부화소의 기판(110) 상에 더 형성될 수 있으며, 이에 제한되지 않는다.
소스 및 드레인 전극(142, 144) 상부에는 절연물질로 오버코트층(150)이 실질적으로 기판(110) 전면에 형성된다. 오버코트층(150)은 포토 아크릴이나 벤조사이클로부텐과 같은 유기절연물질로 형성될 수 있다. 이러한 오버코트층(150)의 상면은 평탄할 수 있다.
한편, 오버코트층(150) 하부, 즉, 박막트랜지스터(T)와 오버코트층(150) 사이에는 산화 실리콘(SiO2)이나 질화 실리콘(SiNx)과 같은 무기절연물질로 이루어진 절연막이 더 형성될 수 있다.
오버코트층(150)은 드레인 전극(144)을 노출하는 드레인 컨택홀(150a)을 가진다. 여기서, 드레인 컨택홀(150a)은 제2 컨택홀(140b)과 이격되어 형성될 수 있다. 이와 달리, 드레인 컨택홀(150a)은 제2 컨택홀(140b) 바로 위에 형성될 수도 있다.
오버코트층(150) 상부에는 비교적 일함수가 높은 도전성 물질로 제1 전극(160)이 형성된다. 제1 전극(160)은 각 부화소마다 형성되고, 드레인 컨택홀(150a)을 통해 드레인 전극(144)과 접촉한다. 일례로, 제1 전극(160)은 인듐-틴-옥사이드(indium tin oxide: ITO)나 인듐-징크-옥사이드(indium zinc oxide: IZO)와 같은 투명 도전성 물질로 형성될 수 있으며, 이에 제한되지 않는다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 전계발광 표시장치는 발광다이오드의 빛이 기판(110)과 반대 방향으로 출력되는 상부 발광 방식(top emission type)일 수 있으며, 이에 따라, 제1 전극(160)은 투명 도전성 물질 하부에 반사율이 높은 금속 물질로 형성되는 반사전극 또는 반사층을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 반사전극 또는 반사층은 알루미늄-팔라듐-구리(aluminum-palladium-copper: APC) 합금이나 은(Ag) 또는 알루미늄(Al)으로 이루어질 수 있다. 이때, 제1 전극(160)은 ITO/APC/ITO나 ITO/Ag/ITO 또는 ITO/Al/ITO의 3중층 구조를 가질 수 있으며, 이에 제한되지 않는다.
제1 전극(160) 상부에는 절연물질로 뱅크(165)가 형성된다. 뱅크(165)는 제1 전극(160)의 가장자리와 중첩하고, 제1 전극(160)의 가장자리를 덮으며, 제1 전극(160)의 중앙부를 노출한다.
뱅크(165)의 적어도 상면은 소수성이며, 뱅크(165)의 측면은 소수성 또는 친수성일 수 있다. 이러한 뱅크(165)는 소수성 특성을 갖는 유기절연물질로 형성될 수 있다. 이와 달리, 뱅크(165)는 친수성 특성을 갖는 유기절연물질로 형성되고 소수성 처리될 수도 있다.
본 발명에서는 뱅크(165)가 단일층 구조를 가지나, 뱅크(165)는 이중층 구조를 가질 수도 있다. 즉, 뱅크(165)는 하부의 친수성 뱅크와 상부의 소수성 뱅크를 포함하는 이중층 구조를 가질 수도 있다.
다음, 뱅크(165)를 통해 노출된 제1 전극(160) 상부에는 발광층(170)이 형성된다.
도시하지 않았지만, 발광층(170)은 제1 전극(160) 상부로부터 순차적으로 위치하는 제1 전하보조층과, 발광물질층(light-emitting material layer), 그리고 제2 전하보조층을 포함할 수 있다. 발광물질층은 적, 녹, 청색 발광물질 중 어느 하나로 이루어질 수 있으며, 이에 제한되지 않는다. 이러한 발광물질은 인광화합물 또는 형광화합물과 같은 유기발광물질이거나 양자 점(quantum dot)과 같은 무기발광물질일 수 있다.
제1 전하보조층은 정공보조층(hole auxiliary layer)일 수 있으며, 정공보조층은 정공주입층(hole injection layer: HIL)과 정공수송층(hole transport layer: HTL) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 제2 전하보조층은 전자보조층(electron auxiliary layer)일 수 있으며, 전자보조층은 전자주입층(electron injection layer: EIL)과 전자수송층(electron transport layer: ETL) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 그러나, 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
이러한 발광층(170)은 용액 공정(solution process)이나 증착 공정(evaporation process)을 통해 형성될 수 있다. 여기서, 발광층(170)이 용액 공정을 통해 형성될 경우, 뱅크(165) 근처에서 발광층(170)은 뱅크(165)에 가까워질수록 그 높이가 높아질 수 있다.
발광층(170) 상부에는 비교적 일함수가 낮은 도전성 물질로 이루어진 제2 전극(180)이 실질적으로 기판(110) 전면에 형성된다. 여기서, 제2 전극(180)은 알루미늄(aluminum)이나 마그네슘(magnesium), 은(silver) 또는 이들의 합금으로 형성될 수 있다. 이때, 제2 전극(180)은 발광층(170)으로부터의 빛이 투과될 수 있도록 상대적으로 얇은 두께를 가진다.
이와 달리, 제2 전극(180)은 인듐-갈륨-옥사이드(indium-gallium-oxide: IGO)와 같은 투명 도전성 물질로 형성될 수 있으며, 이에 제한되지 않는다.
제1 전극(160)과 발광층(170) 및 제2 전극(180)은 발광다이오드(De)를 이룬다. 여기서, 제1 전극(160)은 애노드(anode)의 역할을 하고, 제2 전극(180)은 캐소드(cathode)의 역할을 할 수 있다.
앞서 언급한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 전계발광 표시장치는 발광다이오드(De)의 발광층(170)으로부터의 빛이 기판(110)과 반대 방향, 즉, 제2 전극(180)을 통해 외부로 출력되는 상부 발광 방식일 수 있으며, 이러한 상부 발광 방식은 동일 면적의 하부 발광 방식 대비 보다 넓은 발광영역을 가질 수 있으므로, 휘도를 향상시키고 소비 전력을 낮출 수 있다.
제2 전극(180) 상부의 실질적으로 기판(110) 전면에는 캐핑층(190)이 형성된다. 이러한 캐핑층(190)은 비교적 높은 굴절률을 가지는 절연물질로 형성될 수 있으며, 표면 플라즈마 공진(surface plasma resonance)에 의해 캐핑층을 따라 이동하는 빛의 파장이 증폭되고 이로 인해 피크(peak)의 세기(intensity)가 증가하여, 상부 발광 방식 전계발광 표시장치에서의 광 효율을 향상시킬 수 있다. 일례로, 캐핑층(190)은 유기막이나 무기막의 단일막 또는 유기/무기 적층막의 형태로 이루어질 수 있다.
또한, 캐핑층(190) 상부의 실질적으로 기판(110) 전면에는 보호층 및/또는 봉지층이 형성되어, 외부에서 유입되는 수분이나 산소를 차단함으로써 발광다이오드(De)를 보호할 수 있다.
이러한 본 발명의 실시예에 따른 전계발광 표시장치의 발광층(170) 구조에 대해 도 4를 참조하여 보다 상세히 설명한다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 전계발광 표시장치의 한 화소에 대한 개략적인 도면이다.
도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 전계발광 표시장치의 한 화소는 제1, 제2, 제3 부화소(P1, P2, P3)를 포함하며, 기판(110) 상에 제1, 제2, 제3 부화소(P1, P2, P3)가 정의되고, 제1, 제2, 제3 부화소(P1, P1, P3)에는 각각 제1, 제2, 제3 발광다이오드(De1, De2, De3)가 형성된다. 각 발광다이오드(De1, De2, De3)는 제1 전극(160)과 발광층(170) 그리고 제2 전극(180)을 포함하며, 제1, 제2, 제3 부화소(P1, P2, P3)의 각각은 도 3의 단면 구조를 가질 수 있다.
여기서, 제1, 제2, 제3 부화소(P1, P2, P3)은 각각 적, 녹, 청색 부화소에 해당할 수 있고, 제1, 제2, 제3 부화소(P1, P1, P3)의 제1, 제2, 제3 발광다이오드(De1, De2, De3)는 각각 적, 녹, 청색 발광다이오드일 수 있다.
보다 상세하게, 기판(110) 상의 제1, 제2, 제3 부화소(P1, P2, P3) 각각에는 제1 전극(160)이 형성된다. 제1 전극(160)은 정공(hole)을 공급하는 애노드(Anode)로, 비교적 높은 일함수를 가지는 도전성 물질로 이루어질 수 있다. 일례로, 제1 전극(160)은 ITO나 IZO와 같은 투명 도전성 물질로 형성될 수 있다.
한편, 본 발명의 전계발광 표시장치는 발광층(170)으로부터의 빛이 제2 전극(180)을 통해 외부로 출력되는 상부 발광 방식일 수 있으며, 제1 전극(160) 하부에는 반사전극 또는 반사층이 더욱 형성될 수 있다. 예를 들어, 반사전극 또는 반사층은 은(Ag)이나 알루미늄-팔라듐-구리(APC) 합금으로 이루어질 수 있다.
이와 달리, 제1 전극(160)은 반사전극을 포함할 수도 있다. 이때, 제1 전극(160)은 ITO/Ag/ITO나 ITO/APC/ITO의 적층 구조로 이루어질 수 있다.
이러한 제1 전극(160)은 제1, 제2, 제3 부화소(P1, P2, P3) 별로 분리되어 형성된다.
이어, 각 부화소(P1, P2, P3)의 제1 전극(160) 상부에는 발광층(170)이 형성된다.
발광층(170)은 제1 전극(160) 상부로부터 순차적으로 위치하는 제1 정공수송층(171), 제2 정공수송층(172), 제3 정공수송층(173), 전자차단층(174), 발광물질층(175), 정공차단층(176), 전자수송층(177), 그리고 전자주입층(178)을 포함한다.
여기서, 제1 및 제2 부화소(P1, P2)의 발광층(170a, 170b)은 제3 부화소(P3)의 발광층(170c)에 비해 제4 정공수송층(179)을 더 포함한다. 이러한 제4 정공수송층(1709)은 제3 정공수송층(173)과 전자차단층(174) 사이에 위치한다.
즉, 제1 및 제2 부화소(P1, P2)의 발광층(170a, 170b)은 제1 전극(160) 상부로부터 순차적으로 위치하는 제1 정공수송층(171), 제2 정공수송층(172), 제3 정공수송층(173), 제4 정공수송층(179), 전자차단층(174), 발광물질층(175), 정공차단층(176), 전자수송층(177), 그리고 전자주입층(178)을 포함하며, 제3 부화소(P3)의 발광층(170c)은 제1 전극(160) 상부로부터 순차적으로 위치하는 제1 정공수송층(171), 제2 정공수송층(172), 제3 정공수송층(173), 전자차단층(174), 발광물질층(175), 정공차단층(176), 전자수송층(177), 그리고 전자주입층(178)을 포함한다.
제1 정공수송층(hole transport layer 1: HTL1)(171)은 제1 전극(160)으로부터의 정공을 발광물질층(175)으로 원활하게 주입하는 역할을 한다. 여기서, 제1, 제2, 제3 부화소(P1, P2, P3)의 제1 정공수송층(171)은 서로 연결될 수 있다. 이와 달리, 제1, 제2, 제3 부화소(P1, P2, P3)의 제1 정공수송층(171)은 서로 분리될 수 있다. 이러한 제1 정공수송층(171)은 제1 정공수송물질과 P형 도펀트를 포함할 수 있다.
한편, 제1 전극(160)과 제1 정공수송층(171) 사이에는 정공주입층(hole injection layer: HIL)이 더 구비될 수도 있다.
제1 정공수송층(171) 상부의 제2 정공수송층(hole transport layer 2: HTL2)(172)과 제3 정공수송층(hole transport layer 3: HTL3)(173)은 제1 전극(160)으로부터의 정공을 발광물질층(175)으로 원활하게 전달하는 역할을 한다. 여기서, 제1, 제2, 제3 부화소(P1, P2, P3)의 제2 정공수송층(172)은 서로 연결될 수 있고, 제1, 제2, 제3 부화소(P1, P2, P3)의 제3 정공수송층(173)은 서로 연결될 수 있다. 이와 달리, 제1, 제2, 제3 부화소(P1, P2, P3)의 제2 정공수송층(172)은 서로 분리될 수 있고, 제1, 제2, 제3 부화소(P1, P2, P3)의 제3 정공수송층(173)은 서로 분리될 수 있다.
제1 정공수송층(171)의 두께와 제2 정공수송층(172)의 두께의 합(d1)은 제3 정공수송층(173)의 두께(d2)와 같다. 즉, 제1 및 제2 정공수송층(171, 172)의 총 두께(d1)와 제3 정공수송층(173)의 두께(d2)는 1:1의 비율을 가진다.
이러한 제2 및 제3 정공수송층(172, 173)은 서로 다른 물질을 포함한다. 제2 정공수송층(172)은 제1 정공수송물질을 포함할 수 있으며, 제3 정공수송층(173)은 제2 정공수송물질을 포함할 수 있다. 이에 따라, 제1 및 제2 정공수송층(171, 172)은 동일한 물질을 포함할 수 있다.
제2 정공수송물질은 제1 정공수송물질보다 높은 굴절률을 가진다. 이때, 제2 정공수송물질은 460 nm 파장에서 2.1 이상의 굴절률을 가진다.
제1 정공수송물질과 제2 정공수송물질은 아민계(amine) 화합물로 이루어질 수 있다. 구체적으로, 제1 정공수송물질은 모노 아민계(mono-amine) 화합물로 이루어질 수 있다. 일례로, 제1 정공수송물질은 하기 화학식1 내지 7로 표시되는 화합물들 중에서 선택될 수 있으며, 이에 제한되지 않는다.
화학식1
Figure pat00014
화학식2
Figure pat00015
화학식3
Figure pat00016
화학식4
Figure pat00017
화학식5
Figure pat00018
화학식6
Figure pat00019
화학식7
Figure pat00020
또한, 제2 정공수송물질은 디 아민계(di-amine) 화합물로 이루어질 수 있다. 제2 정공수송물질은 하기 화학식8 내지 13으로 표시되는 화합물들 중에서 선택될 수 있으며, 이에 제한되지 않는다.
화학식8
Figure pat00021
화학식9
Figure pat00022
화학식10
Figure pat00023
화학식11
Figure pat00024
화학식12
Figure pat00025
화학식13
Figure pat00026
한편, P형 도펀트는 하기 화학식14와 15로 표시되는 화합물들 중에서 선택될 수 있으며, 이에 제한되지 않는다.
화학식14
Figure pat00027
화학식15
Figure pat00028
다음, 제1 및 제2 부화소(P1, P2)에서 제3 정공수송층(173) 상부의 제4 정공수송층(HTL4)(179)은 광학보조층(optical auxiliary layer)으로, 제1 및 제2 전극(160, 180) 사이의 거리, 즉, 발광층(170)의 조절한다. 이에 따라, 발광층(170)에서 방출된 빛이 제1 및 제2 전극(160, 180) 사이에서 간섭을 일으키는 마이크로 캐비티(micro cavity) 효과에 의해 발광 효율을 더욱 더 높일 수 있다.
이때, 제1 부화소(P1)의 제4 정공수송층(R' HTL)(179)의 두께가 제2 부화소(P2)의 제4 정공수송층(G' HTL)(179)의 두께보다 크다. 이에 따라, 제2 부화소(P2)의 발광층(170b)의 두께는 제1 부화소(P1)의 발광층(170a)의 두께보다 작고, 제3 부화소(P3)의 발광층(170c)의 두께보다 크다.
이러한 제4 정공수송층(179)은 제3 정공수송층(173)보다 낮은 굴절률을 가진다. 이때, 제4 정공수송층(179)은 제2 정공수송층(172)과 동일 물질로 이루어질 수 있다. 즉, 제4 정공수송층(179)은 제1 정공수송물질을 포함할 수 있다.
그러나, 본 발명은 이에 제한되지 않으며, 제4 정공수송층(179)은 생략될 수도 있다.
다음, 제1 및 제2 부화소(P1, P2)의 제4 정공수송층(179) 상부와 제3 부화소(P3)의 제3 정공수송층(173) 상부의 전자차단층(electron blocking layer: EBL)(174)은 발광물질층(175) 내의 전자(electron)가 제3 정공수송층(173)으로 이동하는 것을 차단한다. 제1, 제2, 제3 부화소(P1, P2, P3)의 전자차단층(174)은 서로 연결될 수 있다. 이와 달리, 제1, 제2, 제3 부화소(P1, P2, P3)의 전자차단층(174)은 서로 분리될 수 있다.
일례로, 전자차단층(174)은 하기 화학식16과 17로 표시되는 화합물들 중에서 선택될 수 있으며, 이에 제한되지 않는다.
화학식16
Figure pat00029
화학식17
Figure pat00030
이러한 전자차단층(174)의 두께는 제2 정공수송층(172)이나 제3 정공수송층(173)의 두께보다 작다.
다음, 전자차단층(174) 상부의 발광물질층(175)은 제1, 제2, 제3 부화소(P1, P2, P3)에 각각 대응하는 제1, 제2, 제3 발광물질층(EML(R), EML(G), EML(B))을 포함한다.
제1 발광물질층(EML(R))은 적색 광을 방출하는 적색 발광물질로 이루어지고, 제2 발광물질층(EML(G))은 녹색 광을 방출하는 녹색 발광물질로 이루어지며, 제3 발광물질층(EML(B))은 청색 광을 방출하는 청색 발광물질로 이루어질 수 있다.
적색 발광물질은 카바졸(carbazole) 유도체나, 플루오렌(fluorene) 유도체, 이미다졸(imidazole) 유도체 또는 나프탈렌(naphthalene) 유도체로 이루어질 수 있고, 녹색 발광물질은 카바졸 유도체 또는 플루오렌 유도체로 이루어질 수 있으며, 청색 발광물질은 디스티릴아릴렌(distyrylarylene) 유도체나, 안트라센(anthracene) 유도체 또는 파이렌(pyrene) 유도체로 이루어질 수 있다. 그러나, 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
이러한 제1, 제2, 제3 발광물질층(EML(R), EML(G), EML(B))의 두께는 서로 다를 수 있다. 구체적으로, 제2 발광물질층(EML(G))의 두께가 제1 발광물질층(EML(B))의 두께보다 작고, 제3 발광물질층(EML(B))의 두께보다 클 수 있다. 그러나, 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
발광물질층(175) 상부의 정공차단층(hole blocking layer: HBL)(176)은 발광물질층(175) 내의 정공이 전자수송층(177)으로 이동하는 것을 차단한다. 제1, 제2, 제3 부화소(P1, P2, P3)의 정공차단층(176)은 서로 연결될 수 있다. 이와 달리, 제1, 제2, 제3 부화소(P1, P2, P3)의 정공차단층(176)은 서로 분리될 수 있다.
일례로, 정공차단층(176)은 하기 화학식18과 19로 표시되는 화합물들 중에서 선택될 수 있으며, 이에 제한되지 않는다.
화학식18
Figure pat00031
화학식19
Figure pat00032
정공차단층(176) 상부의 전자수송층(electron transport layer: ETL)(177)은 제2 전극(180)으로부터의 전자를 발광물질층(175)으로 원활하게 전달하는 역할을 한다. 제1, 제2, 제3 부화소(P1, P2, P3)의 전자수송층(177)은 서로 연결될 수 있다. 이와 달리, 제1, 제2, 제3 부화소(P1, P2, P3)의 전자수송층(177)은 서로 분리될 수 있다.
일례로, 전자수송층(177)은 Alq3, 트리아졸(triazole) 유도체, 트리아진(triazine) 유도체, 옥사디아졸(oxadiazole) 유도체, 페난스롤린(phenanthroline) 유도체, 퀴녹살린(quinoxaline) 유도체, 플루오렌(fluorene) 유도체, 벤즈이미아졸(benzimidazole) 유도체로 이루어질 수 있다.
전자수송층(177) 상부의 전자주입층(electron injection layer: EIL)(178)은 제2 전극(180)으로부터의 전자를 발광물질층(175)으로 원활하게 주입하는 역할을 한다. 제1, 제2, 제3 부화소(P1, P2, P3)의 전자주입층(178)은 서로 연결될 수 있다. 이와 달리, 제1, 제2, 제3 부화소(P1, P2, P3)의 전자주입층(178)은 서로 분리될 수 있다.
일례로, 전자주입층(178)은 LiF, Ba, 또는 NaF로 이루어질 수 있으며, 이에 제한되지 않는다. 전자주입층(178)은 생략될 수도 있다.
다음, 전자주입층(178) 상부에는 제2 전극(180)이 형성된다. 제2 전극(180)은 전자를 공급하는 캐소드(cathode)로, 비교적 낮은 일함수를 가지는 도전성 물질로 이루어질 수 있으며, 실질적으로 제1, 제2, 제3 부화소(P1, P2, P3)를 포함하는 기판(110) 전면에 형성될 수 있다.
앞서 언급한 바와 같이, 본 발명의 전계발광 표시장치는 상부 발광 방식일 수 있으며, 이때, 제2 전극(180)은 빛이 투과되도록 비교적 얇은 두께를 가질 수 있다.
이러한 제2 전극(180)은 알루미늄(Al)과 마그네슘(Mg), 은(Ag) 또는 이들의 합금으로 이루어질 수 있다.
이와 달리, 제2 전극(180)은 인듐-갈륨-옥사이드(IGO)와 같은 투명 도전성 물질로 형성될 수도 있다.
한편, 제2 전극(180) 상부에는 캐핑층(capping layer, CPL)(190)이 형성된다. 캐핑층(190)은 제2 전극(180)과 마찬가지로 실질적으로 기판(110) 전면에 형성될 수 있다.
캐핑층(190)은 제1 캐핑층(CPL1)(192)과 제2 캐핑층(CPL2)(194)을 포함할 수 있다. 제1 캐핑층(192)은 유기물로 이루어진 유기 캐핑층이고, 제2 캐핑층(194)은 무기물로 이루어진 무기 캐핑층일 수 있다. 이러한 캐핑층(190)은 생략될 수도 있다.
이와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 전계발광 표시장치에서는, 각 부화소(P1, P2, P3)의 발광층(170)이 서로 다른 물질로 이루어지는 제1, 제2, 제3 정공수송층(171, 172, 173)을 구비하며, 제1 및 제2 정공수송층(171, 172)의 총 두께(d1)와 제3 정공수송층(173)의 두께(d2)의 비율을 1:1로 구성함으로써, 발광 효율을 향상시켜 수명을 증가시키고, 시야각을 개선할 수 있다.
이때, 제1 정공수송층(171)은 P형 도펀트와 제1 정공수송물질을 포함하고, 제2 정공수송층(172)은 제1 정공수송물질을 포함하며, 제3 정공수송층(173)은 제2 정공수송물질을 포함하고, 제2 정공수송물질의 굴절률이 제1 정공수송물질의 굴절률보다 크다.
한편, 제1 및 제2 정공수송층(171, 172)의 총 두께(d1)와 제3 정공수송층(173)의 두께(d2)의 비율을 조절함으로써, 발광 효율을 더욱 높일 수 있다. 이러한 본 발명의 제2 실시예에 대해 도 5를 참조하여 상세히 설명한다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 전계발광 표시장치의 한 화소에 대한 개략적인 도면이다. 본 발명의 제2 실시예에 따른 전계발광 표시장치는 제1, 제2, 제3 정공수송층의 두께를 제외하면 본 발명의 제1 실시예와 동일한 구성을 가지며, 동일 구성에 대해 동일 부호를 부여하고 이에 대한 설명은 생략하거나 간략히 한다.
도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 전계발광 표시장치에서, 제1 정공수송층(171)의 두께와 제2 정공수송층(172)의 두께의 합(d1)은 제3 정공수송층(173)의 두께(d2)보다 크다. 이때, 제1 및 제2 정공수송층(171, 172)의 총 두께(d1)와 제3 정공수송층(173)의 두께(d2)는 약 1.8:1의 비율을 가질 수 있으며, 이에 제한되지 않는다.
이와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 전계발광 표시장치에서는 제1 및 제2 정공수송층(171, 172)의 총 두께(d1)를 제3 정공수송층(173)의 두께(d2)보다 크게 함으로써, 발광 효율을 더욱 향상시킬 수 있으며, 이에 대해 이하에서 상세히 설명한다.
표 1은 본 발명의 제1 및 제2 실시예에 따른 전계발광 표시장치(실시예1, 실시예2)의 문턱전압(threshold voltage) 변동 값(ΔVth), 구동전압(operating voltage) 변동 값(ΔVd), 발광 효율(Efficiency), 수명(Lifetime), 측면 전류(Lateral Current), 그리고 휘도 저하(Luminance Drop)에 대한 데이터를 나타낸다. 이때, 각 데이터는 비교예1에 대한 상대 값으로, 비교예1은 P형 도펀트와 제1 정공수송물질로 이루어진 제1 정공수송층과 제1 정공수송물질로 이루어진 제2 정공수송층을 정공수송층으로 포함한다. 여기서, 수명은 휘도가 95%로 낮아졌을 때의 상대적인 시간을 의미하고, 휘도 저하는 정면에서의 휘도를 기준으로 45도 시야각에서의 휘도를 나타낸다.
한편, 비교예2는 P형 도펀트와 제2 정공수송물질로 이루어진 제1 정공수송층과 제2 정공수송물질로 이루어진 제2 정공수송층을 정공수송층으로 포함하며, 비교예3은 P형 도펀트와 제2 정공수송물질로 이루어진 제1 정공수송층과 제2 정공수송물질로 이루어진 제2 정공수송층 및 제1 정공수송물질로 이루어진 제3 정공수송층을 정공수송층으로 포함한다.
앞서 언급한 바와 같이, 본 발명의 실시예1에서 제1 및 제2 정공수송층의 총 두께와 제3 정공수송층의 두께는 1:1의 비율을 가지며, 실시예2에서 제1 및 제2 정공수송층의 총 두께와 제3 정공수송층의 두께는 약 1.8:1의 비율을 가진다. 한편, 비교예1의 제1 및 제2 정공수송층의 총 두께와 비교예2의 제1, 제2, 제3 정공수송층의 총 두께는, 본 발명의 실시예1과 2의 제1, 제2, 제3 정공수송층의 총 두께와 같으며, 비교예2에서 제1 및 제2 정공수송층의 총 두께와 제3 정공수송층의 두께는 1:1의 비율을 가진다.
Figure pat00033
표 1에서와 같이, 비교예1에 비해 실시예1과 실시예2의 문턱전압(Vth)이 향상되는 것을 알 수 있다. 이에 따라, 블랙 휘도가 개선되어 콘트라스트비가 향상된다.
또한, 비교예1에 비해 실시예1과 실시예2는 구동 전압이 감소하는 것을 알 수 있다. 이에 따라, 수명이 증가하며, 비교예1에 비해 실시예1과 실시예2는 수명이 15% 증가함을 알 수 있다. 이는 제1 정공수송물질로 이루어지는 실시예1과 실시예2의 제2 정공수송층의 두께가 비교예1의 제2 정공수송층의 두께에 비해 감소하기 때문이다.
또한, 비교예1에 비해 실시예1과 실시예2는 발광 효율이 향상되는 것을 알 수 있으며, 제1, 제2, 제3 정공수송층의 두께 최적화에 의해 실시예2의 발광 효율은 더욱 향상된다.
또한, 비교예1에 비해 실시예2는 측면 전류도 감소하는 것을 알 수 있다. 이에 따라, 계조 표현이 무너지는 감마 크러쉬(gamma crush)가 개선되고 신뢰성이 향상된다.
또한, 비교예1에 비해 실시예1과 실시예2는 45도 시야각에서의 휘도가 높은 것을 알 수 있다. 이에 따라, 휘도 시야각 및 시야각 산포가 개선된다. 이는 상대적으로 굴절률이 낮은 제2 정공수송층의 두께가 감소하기 때문이다.
반면, 비교예1에 비해 비교예2와 비교예3은 문턱전압이 감소하고, 발광 효율이 저하되며, 특히, 측면 전류가 두 배 이상 증가하여 신뢰성의 문제가 있음을 알 수 있다.
이와 같이, 본 발명에서는, 전계발광 표시장치의 발광다이오드가 서로 다른 물질로 이루어지는 제1, 제2, 제3 정공수송층을 구비하고 제1 및 제2 정공수송층의 총 두께를 제3 정공수송층의 두께와 같거나 크게 한다. 이때, 제1 정공수송층은 P형 도펀트와 제1 정공수송물질을 포함하고, 제2 정공수송층은 제1 정공수송물질을 포함하며, 제3 정공수송층은 제2 정공수송물질을 포함한다. 이에 따라, 발광 효율을 향상시켜 수명을 증가시킬 수 있다. 또한, 신뢰성을 향상시키고, 시야각을 개선할 수 있다.
게다가, 제4 정공수송층을 적용하여 발광 파장별 발광층의 두께를 다르게 하여 마이크로 캐비티 효과를 적용함으로써, 발광 효율을 더욱 향상시킬 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 통상의 기술자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
110: 기판 160: 제1 전극
170: 발광층 171: 제1 정공수송층
172: 제2 정공수송층 173: 제3 정공수송층
174: 전자차단층 175: 발광물질층
176: 정공차단층 177: 전자수송층
178: 전자주입층 180: 제2 전극
190: 캐핑층 192: 제1 캐핑층
194: 제2 캐핑층 De: 발광다이오드
P1, P2, P3: 제1, 제2, 제3 부화소

Claims (10)

  1. 다수의 부화소가 정의된 기판과;
    상기 기판 상부의 각 부화소에 구비된 제1 전극과;
    상기 제1 전극 상부의 제1 정공수송층과;
    상기 제1 정공수송층 상부의 제2 정공수송층과;
    상기 제2 정공수송층 상부의 제3 정공수송층과;
    상기 제3 정공수송층 상부의 발광물질층과;
    상기 발광물질층 상부의 전자수송층과;
    상기 전자수송층 상부의 제2 전극
    을 포함하며,
    상기 제1 정공수송층은 P형 도펀트와 제1 정공수송물질을 포함하고, 상기 제2 정공수송층은 상기 제1 정공수송물질을 포함하며, 상기 제3 정공수송층은 제2 정공수송물질을 포함하고,
    상기 제1 및 제2 정공수송층의 총 두께는 상기 제3 정공수송층의 두께와 같거나 큰 전계발광 표시장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 정공수송층의 총 두께는 상기 제3 정공수송층의 두께보다 크며, 상기 제1 및 제2 정공수송층의 총 두께와 상기 제3 정공수송층의 두께는 1.8:1의 비율을 가지는 전계발광 표시장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2 정공수송물질은 상기 제1 정공수송물질보다 높은 굴절률을 가지는 전계발광 표시장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제2 정공수송물질은 460 nm 파장에서 2.1 이상의 굴절률을 가지는 전계발광 표시장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 정공수송물질은 모노 아민계 화합물이고, 상기 제2 정공수송물질은 디 아민계 화합물인 전계발광 표시장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 정공수송물질은 하기 화학식에서 표시되는 화합물 중에서 선택되는 전계발광 표시장치.
    Figure pat00034
    Figure pat00035

    Figure pat00036
    Figure pat00037

    Figure pat00038
    Figure pat00039

    Figure pat00040

  7. 제5항에 있어서,
    상기 제2 정공수송물질은 하기 화학식에서 표시되는 화합물 중에서 선택되는 전계발광 표시장치.
    Figure pat00041
    Figure pat00042

    Figure pat00043
    Figure pat00044

    Figure pat00045

    Figure pat00046

  8. 제1항에 있어서,
    상기 다수의 부화소는 제1, 제2, 제3 부화소를 포함하고,
    상기 제1 및 제2 부화소의 각각에는 상기 제3 정공수송층과 상기 발광물질층 사이에 제4 정공수송층이 더 구비되고,
    상기 제4 정공수송층은 상기 제1 정공수송물질을 포함하는 전계발광 표시장치.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제3 정공수송층과 상기 발광물질층 사이에 위치하는 전자차단층과;
    상기 발광물질층과 상기 전자수송층 사이에 위치하는 정공차단층
    을 더 포함하는 전계발광 표시장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제2 전극 상부에 유기 캐핑층과 무기 캐핑층을 더 포함하는 전계발광 표시장치.
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