KR20230103708A - 발광 소자 및 이를 포함한 표시 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 발광 소자 및 이를 이용한 표시 장치는 정공 수송층과 발광층 사이에 전자 저지층 외에 정공 생성층을 더 구비하여, 발광층으로 들어오는 전자와 정공의 속도를 제어하여 전자 저지층이나 정공 수송층에 캐리어가 적체됨을 방지하고, 이를 통해 턴온 전압을 낮추고 전류 밀도의 변화와 관계없이 효율을 일정하게 유지하여 특정 계조에서의 불량을 방지하며, 수명을 향상시킬 수 있다.
Description
본 발명은 발광 소자에 관한 것으로, 특히 발광층과 정공 수송층 사이의 구성을 변경하여 구동 전압이 상승되는 점을 방지하고 수명 증가를 얻을 수 있는 발광 소자 및 이를 포함한 표시 장치에 관한 발명이다.
최근 본격적인 정보화 시대로 접어듦에 따라 전기적 정보신호를 시각적으로 표현하는 디스플레이(display) 분야가 급속도로 발전해 왔고, 이에 부응하여 박형화, 경량화, 저소비 전력화의 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 갖는 구조에서, 스택의 계면, 즉, 전극이 스택을 향한 계면 혹은 전하 생성층이 스택을 향한 계면 측에 주로 무기물을 사용하는 경우 초기 상태 혹은 저계조(저전류 밀도 구동) 상태에서 전자 우세성이 있어 정공과 전자의 이동도 차가 발생하고, 정공 수송층과 발광층 사이에 정공 적체가 발생할 수 있다.
이러한 저계조 상태의 정공 및 전자의 이동도 차는 저계조 시인 불량으로 관찰될 수 있고, 또한 전류 밀도 변화에 따른 정공 적체는 수명을 저하시키는 주요 원인이 될 수 있다.
본 발명의 발광 소자 및 이를 이용한 표시 장치는 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 정공 수송층과 발광층 사이에 전자를 끌어당겨 정공을 발생시킬 수 있는 정공 생성층을 더 구비하여, 발광층으로 들어오는 전자와 정공의 속도를 제어함으로써 전자 저지층이나 정공 수송층에 캐리어가 적체됨을 방지하고, 이를 통해 턴온 전압을 낮추고 전류 밀도의 변화와 관계없이 효율을 일정하게 유지하여 특정 계조에서의 불량을 방지하며, 수명을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 발광 소자 및 이를 이용한 표시 장치는 정공 수송층과 발광층 사이에 전자 저지층 외에 정공 생성층을 더 구비하여, 발광층으로 들어오는 전자와 정공의 속도를 제어하여 전자 저지층이나 정공 수송층에 캐리어가 적체됨을 방지하고, 이를 통해 턴온 전압을 낮추고 전류 밀도의 변화와 관계없이 효율을 일정하게 유지하여 특정 계조에서의 불량을 방지하며, 수명을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자는, 서로 대향된 제 1 전극과 제 2 전극과, 상기 제 1 전극과 제 2 전극 사이에 하나 이상의 전하 생성층 및 상기 제 1 전극과 상기 전하 생성층 사이에, 제 1 발광층과, 상기 제 1 전극과 상기 제 1 발광층 사이에 차례로 구비된 정공 수송층, 정공 생성층 및 전자 저지층과, 상기 제 1 발광층과 상기 전하 생성층 사이에 구비된 전자 수송층을 갖는 제 1 스택을 포함하며, 상기 정공 생성층은 유기 호스트와 p형 도펀트를 포함하며, 상기 유기 호스트는 상기 전자 저지층의 LUMO 준위 및 HOMO 준위 각각과 1eV 이하의 차이를 갖는 LUMO 준위 및 HOMO 준위를 가지며, 상기 p형 도펀트는 -9.0eV 이하의 HOMO 준위를 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는, 복수개의 서브 화소를 갖는 기판과, 상기 서브 화소 각각에 구비된 트랜지스터 및 상기 서브 화소 각각에 상기 트랜지스터와 연결된 제 1 전극과, 상기 제 1 전극에 대향된 제 2 전극과, 상기 제 1 전극과 제 2 전극 사이에 하나 이상의 전하 생성층으로 구분되는 복수개의 스택을 포함한 발광 소자를 포함하며, 제 1 스택은, 상기 제 1 전극과 상기 전하 생성층 사이에, 제 1 발광층과, 상기 제 1 전극과 상기 제 1 발광층 사이에 차례로 구비된 정공 수송층, 정공 생성층 및 전자 저지층과, 상기 제 1 발광층과 상기 전하 생성층 사이에 구비된 전자 수송층을 포함하고, 상기 정공 생성층은 유기 호스트와 p형 도펀트를 포함하며, 상기 유기 호스트는 상기 전자 저지층의 LUMO 준위 및 HOMO 준위 각각과 1eV 이하의 차이를 갖는 LUMO 준위 및 HOMO 준위를 가지며, 상기 p형 도펀트는 -9.0eV 이하의 HOMO 준위를 가질 수 있다.
본 발명의 발광 소자 및 이를 이용한 표시 장치는 다음과 같은 효과를 갖는다.
첫째, 발광층과 정공 수송층 사이에 발광층에서 정공 수송층 측으로 빠져나오는 전자나 여기자를 일차적으로 방지하는 전자 저지층을 구비하고, 정공 수송층과 전자 저지층 사이에서 일부 빠져나온 전자나 여기자를 받아 정공을 생성할 수 있는 정공 수송층을 더 구비하여, 발광층으로의 정공 수송 량 및 정공 수송 전달 속도를 늘리고 정공 수송층과 발광층 사이에 정공이 적체되는 것을 방지할 수 있다.
둘째, 정공 생성층은 전자 저지 기능을 할 수 있는 유기 물질을 호스트로 하고, 전자 저지층의 HOMO 준위에 유사한 LUMO 준위를 갖는 유기 p형 도펀트를 도핑시켜 형성함으로써, 전자 저지층의 HOMO 준위에 있는 전자를 끌어당기는 것이 용이하고, 이에 따라 발생된 정공을 정공 생성층, 전자 저지층을 통해 전달이 용이하다.
셋째, 정공 생성층의 유기 p형 도펀트의 말단기에 전자를 당기는 치환기를 포함시켜 바이어스 미인가의 초기 상태 및 저전류 밀도의 구동 상태에서도 정공에 기인한 전류 패스에서 낮은 저항성을 확보하여, 초기 턴온 전압을 낮출 수 있다.
넷째, 복수 스택 구조에서 청색 스택에서 타색 발광층을 구비한 스택 대비 낮은 효율에 의해 높은 이동도를 갖는 전자 수송층이 요구되는 상황에서, 정공 생성층의 구비로 정공 전달에 있어 저항을 낮춰 저전류 밀도 구동시에도 캐리어 적체를 방지하고 발광층 내 정공 및 전자간의 재결합 밸런스를 유지하여 저계조시의 시인 불량을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자를 나타낸 단면도이다.
도 2는 도 1의 제 1 스택의 발광층에 인접한 정공 수송 유닛 구조의 에너지 밴드 다이어그램을 나타낸 도면이다.
도 3a 및 도 3b는 제 1 실험예와 제 1 실험 변형예의 정공 수송 유닛의 에너지 밴드 다이어그램을 나타낸 도면이다.
도 4a 및 도 4b는 제 1 실험예 및 제 2 실험예의 발광 소자를 나타낸 단면도이다.
도 5는 제 1 내지 제 3 실험예의 전류 밀도에 따른 외부 양자 효율의 변화를 나타낸 그래프이다.
도 6은 제 1 내지 제 3 실험예에 따른 구동 전압 변화 및 수명을 나타낸 그래프이다.
도 7은 제 4 실험예에 따른 발광 소자를 나타낸 단면도이다.
도 8은 제 1 실험예, 제 3 실험예 및 제 4 실험예의 JV 특성을 나타낸 그래프이다.
도 9는 제 1 실험예, 제 3 실험예 및 제 4 실험예의 턴온 전압 특성을 나타낸 그래프이다.
도 10은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 발광 소자를 나타낸 단면도이다.
도 11은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 발광 소자를 나타낸 단면도이다.
도 12a 내지 도 12c는 본 발명의 제 3 내지 제 5 실시예에 따른 발광 소자를 나타낸 개략적인 단면도이다.
도 13은 본 발명의 제 6 실시예에 따른 발광 소자를 나타낸 단면도이다.
도 14는 본 발명의 표시 장치를 나타낸 단면도이다.
도 2는 도 1의 제 1 스택의 발광층에 인접한 정공 수송 유닛 구조의 에너지 밴드 다이어그램을 나타낸 도면이다.
도 3a 및 도 3b는 제 1 실험예와 제 1 실험 변형예의 정공 수송 유닛의 에너지 밴드 다이어그램을 나타낸 도면이다.
도 4a 및 도 4b는 제 1 실험예 및 제 2 실험예의 발광 소자를 나타낸 단면도이다.
도 5는 제 1 내지 제 3 실험예의 전류 밀도에 따른 외부 양자 효율의 변화를 나타낸 그래프이다.
도 6은 제 1 내지 제 3 실험예에 따른 구동 전압 변화 및 수명을 나타낸 그래프이다.
도 7은 제 4 실험예에 따른 발광 소자를 나타낸 단면도이다.
도 8은 제 1 실험예, 제 3 실험예 및 제 4 실험예의 JV 특성을 나타낸 그래프이다.
도 9는 제 1 실험예, 제 3 실험예 및 제 4 실험예의 턴온 전압 특성을 나타낸 그래프이다.
도 10은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 발광 소자를 나타낸 단면도이다.
도 11은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 발광 소자를 나타낸 단면도이다.
도 12a 내지 도 12c는 본 발명의 제 3 내지 제 5 실시예에 따른 발광 소자를 나타낸 개략적인 단면도이다.
도 13은 본 발명의 제 6 실시예에 따른 발광 소자를 나타낸 단면도이다.
도 14는 본 발명의 표시 장치를 나타낸 단면도이다.
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 연속적이지 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.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 발광 소자 및 이를 포함한 발광 표시 장치에 대해 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자를 나타낸 단면도이며, 도 2는 도 1의 제 1 스택의 발광층에 인접한 정공 수송 유닛 구조의 에너지 밴드 다이어그램을 나타낸 도면이다.
도 1과 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자는 서로 대향된 제 1 전극(110)과 제 2 전극(200)과, 상기 제 1 전극(110)과 제 2 전극(200) 사이에 하나 이상의 전하 생성층(CGL: CGL1, …, CGLn -1) (170) 및 상기 제 1, 제 2 전극(110, 200) 사이에서 전하 생성층(CGL)으로 구분되는 n개의 스택을 포함한다. 여기서, n은 2개 이상의 복수개이다. 스택의 수보다 전하 생성층(CGL)의 수는 하나 더 작다.
또한, 적어도 제 1 전극(110)과 가까운 제 1 스택(S1)은 상기 제 1 전극(110)과 상기 전하 생성층(CGL) 사이에, 제 1 발광층(350_1)과, 상기 제 1 전극(110)과 상기 제 1 발광층(350_1) 사이에 차례로 구비된 정공 수송층(122), 정공 생성층(130) 및 전자 저지층(140)을 포함한 정공 수송 유닛(1200)과, 상기 제 1 발광층(350_1)과 상기 전하 생성층 (170) 사이에 구비된 전자 수송층(160)을 갖는다.
본 발명의 정공 수송 유닛(1200)은 도 2와 같이, 정공 주입층(121)으로부터 주입된 정공을 제 1 발광층(350_1)으로 전달하는 정공 수송층(122)과, 상기 제 1 발광층(350_1)으로부터 발생된 여기자나 상기 제 1 발광층(350_1)에 전달된 전자가 정공 수송층(122)으로 전달됨을 방지하는 전자 저지층(140)을 포함함과 함께, 정공 수송층(122)과 전자 저지층(140) 사이에서 위치하여 전자 저지층(140)을 거쳐 일부 빠져나온 전자나 여기자를 끌어 당겨 정공 발생 효과를 갖는 정공 생성층(130)을 갖는다. 정공 생성층(130)은 전자 저지층을 이루는 물질 혹은 전자 저지층을 이루는 물질과 유사한 에너지 밴드갭을 갖는 유기 물질을 호스트(host)로 하고, p형 도펀트(pd)를 포함한다.
상기 정공 생성층(130)을 이루는 호스트(host)는 도 2와 같이, 상기 전자 저지층(140)의 LUMO 준위 및 HOMO 준위 각각과 1eV 이하의 차이를 갖는 LUMO 준위 및 HOMO 준위를 가질 수 있는 것으로, 일차적으로 제 1발광층(350_1)에서 전자나 여기자가 빠져나올 때 그 전자나 여기자가 정공 수송층으로 전달됨을 방지하기 위해 제 1 발광층(350_1)의 LUMO 준위보다 낮지 않은 LUMO 준위를 갖고, 정공 수송층(122)에서 전달된 정공을 내부 적체시키지 않고 제 1 발광층(350_1)으로 전달시키기 위해 정공 수송층(122)의 HOMO준위 보다 낮거나 같은 HOMO 준위를 갖고, 제 1 발광층(350)의 HOMO 준위보다 높은 HOMO준위를 갖는다.
또한, 상기 정공 생성층(130)에 포함된 p형 도펀트(pd)는 -9.0eV 이하의 매우 낮은 HOMO 준위를 가져 전자 저지층(140)을 일부 빠져나오는 전자나 여기자를 끌어 당기며 빈 자리에 정공을 발생시키고, 주위의 정공 생성층 내 호스트인 정공 수송 물질과의 상호 작용을 가져 정공 생성 및 정공 수송 기능이 강화된다.
상기 p형 도펀트(pd)는 말단기에 시안화(CN)기나 플루오르(F)기와 같은 치환기를 포함하여, 전자를 당기는 기능을 강화한다. 이러한 p형 도펀트(pd)는 단순히 전자를 포획하는 것만이 아니라 전자를 당기며 비어진 전자의 자리에 정공을 생성시켜 정공 수송 유닛(1200)에서 정공 발생을 증가시키고, 더불어 정공의 수송 능력을 향상시키는 것이다. 이를 통해 구동이 진행되며 정공 수송층(122), 전자 저지층(140)에서 발생될 수 있는 정공의 캐리어 적체를 방지하고, 제 1 발광층(350_1)으로 최종 전달되는 정공의 이동 속도를 향상시키며 정공의 양도 늘릴 수 있다.
따라서, 정공 생성층(130)은 상술한 기능을 통해 초기 상태나 저전류 밀도 상태에서도 정공 전달에 저항성을 줄여, 발광 소자 구동시의 턴온 전압을 낮추며, 전자 수송층과 정공 수송층의 물질간 이동도 차에서 발생되는 저전류 밀도에서 효율 변화를 방지할 수 있다.
상기 p형 도펀트(pd)의 LUMO 준위는 상기 전자 저지층(140)의 HOMO 준위와 1eV 이하의 차이를 갖는 것으로, 전자 저지층(140)의 HOMO 준위에 위치하는 전자를 당겨 정공을 생성시킬 수 있다.
상기 p형 도펀트는 말단기에 전자를 당기는 치환기를 포함하는 것으로, 일 예로 화학식 1과 같은 유기 물질일 수 있다.
[화학식 1]
혹은 상기 p형 도펀트는 삼각형 고리를 이루는 라디알렌(radialene)을 코어로 포함하고, 말단기에 전자를 당기는 서로 다른 2종 이상의 치환기를 가질 수 있다. 예를 들어, p형 도펀트는 화학식 2와 같은 유기 물질일 수 있다. 라디알렌은 삼각형 고리의 링 스트레인(ring strain)으로 인해 분자 자체의 안정성이 낮아 정공 라디칼 생성이 우세하고, 주위의 수송 물질과의 상호 작용을 통해 p형 수송 특성이 강화될 뿐 아니라, 저항성이 낮아 바이어스 미인가 상태에서도 정공 생성이 가능하다.
[화학식 2]
한편, 본 발명의 발광 소자에서 정공 생성층(130)에서 p형 도펀트(pd) 는 낮은 HOMO 준위 특성을 갖는 호스트의 HOMO 준위와 유사하거나 낮은 LUMO 준위를 가지며 전자를 당기며 정공을 생성하는 효과를 갖는다. 특히, 화학식 2와 같이, 라디알렌 코어에 전기 음성도가 큰 말단기의 치환기를 가질 때, 일반적인 p형 도펀트보다 낮은 상태로 있는 에너지 밴드 갭 특성을 보이며, 정공 수송층보다 낮은 HOMO 준위 특성을 보이는 정공 생성층의 호스트(host)에 도핑이 용이하다.
상기 정공 생성층(130)에 포함된 p형 도펀트는 상기 정공 생성층(130)의 총체적에 대해 1vol% 내지 10vol% 포함된다. 상기 정공 생성층(130)의 p형 도펀트 함량이 정공 생성층(130)의 총 체적에 대해 1vol% 이상 포함되어야 하는 이유는 정공 생성층(130)이 정공을 생성함에 있어 유의미한 값을 갖기 위함이며, 상기 정공 생성층(130)의 p형 도펀트 함량이 정공 생성층(130)의 총 체적에 대해 10vol% 이하로 포함되어야 하는 이유는 정공 생성층(130)에서 발생되어 제 1 발광층(350_1)으로 들어오는 정공과 전자 수송층(160)에서 들어오는 전자와의 밸런스를 맞추기 위함이다. 예를 들어, 상기 정공 생성층(130)의 p형 도펀트 함량이 정공 생성층(130)의 총 체적에 대해 10vol% 를 넘을 경우 제 1 발광층(350_1)으로 들어오는 전자 대비 정공의 주입 량이 과잉일 수 있다.
상기 정공 생성층(130)은 상기 전자 저지층(140)과 접하며, 상기 정공 생성층(130)과 상기 전자 저지층(140)의 두께 비는 층의 1:4 내지 1:1 의 두께 비를 가질 수 있다. 즉, 정공 생성층(130)의 두께는 전자 저지층(140)의 두께를 넘지 않는 것으로, 이는 정공 생성층(130)이 전자 저지층(140)의 기능을 방해하지 않는 수준에서 정공 생성을 하기 위함이다. 또한, 정공 생성층(130)은 전자 저지층(140)의 두께의 1/4 이상으로, 이는 공정성을 갖고 제 1 발광층(350_1)과 중첩하여 전자를 끌어 당겨 정공 생성의 기능을 갖는 점에서 유의미한 두께를 갖기 위함이다. 예를 들어, 정공 생성층(130)과 전자 저지층(140)의 두께가 총 150Å일 때, 정공 생성층(130)은 30Å 내지 75Å의 두께로 변화할 수 있고, 전자 저지층(140)은 120Å 내지 75Å의 두께로 변화할 수 있다. 만일 정공 생성층(130)과 전자 저지층(140)의 총 두께가 늘어나거나 줄어들면 각 정공 생성층(130)과 전자 저지층(140)의 두께 비는 1:4 내지 1:1의 범위에 대응하여, 정공 생성층(130)과 전자 저지층(140)의 두께가 늘거나 줄 것이다. 제 1 발광층(350_1)에서 충분한 발광 영역을 확보하기 위해 정공 생성층(130)과 전자 저지층(140)의 두께의 총 합은 100Å을 넘는 것이 바람직하다.
한편, 상기 정공 생성층(130)의 상기 호스트(host)는 상기 전자 저지층(140)을 이루는 유기 물질과 동일할 수 있다.
한편, 본 발명의 발광 소자에서, 제 1 스택(S1)은, 상기 제 1 전극(110)과 상기 정공 수송층(122) 사이에 금속 불화물을 포함한 정공 주입층(121)을 더 포함할 수 있다.
정공 주입층(121)은 MgF2 등의 금속 불화물로 투명 전극 또는 금속 성분인 제 1 전극(110) 및 유기물 성분의 정공 수송층(122)과 양 계면에서 접하며, 정공이 주입될 때 양 계면에서 안정성을 갖고, 제 1 전극(110)이 갖는 일함수에 상당하여 낮은 계면 저항을 갖도록 구비된 것이다.
또한, 제 1 스택(S1)과 다음 스택을 연결하는 전하 생성층(170)은 전자 생성 및 수송에 관여하는 n형 전하 생성층(170a)과 정공 생성 및 정공 수송에 관여하는 p형 전하 생성층(170b)을 갖는다. 즉, 제 1 스택(S1)의 전자 수송층(160)은 n형 전하 생성층(170a)과 접하여 있다.
본 발명의 발광 소자는 적어도 제 1 전극(110)과 전하 생성층(170) 사이에 구비된 제 1 스택(S1)에 정공 수송 유닛에 정공 생성층을 정공 수송층과 전자 저지층 사이에 구비하여, 재료적 혹은 구조적으로 발광층으로 전달되는 전자와 정공의 속도 차를 보상하여, 저전류 밀도에서 정공 등의 캐리어가 정공 수송 유닛 내에 적체되지 않고 정공의 발광층 전달 속도 및 전달 량을 늘려 발광층의 정공 및 전자간 재결합 밸런스를 유지하며, 전류 밀도 변화시의 색 효율 변화를 방지할 수 있다.
한편, 본 발명의 정공 생성층의 의의를 살펴보기 위해 본 발명의 발광 소자의 정공 수송 유닛과 달리 정공 생성층을 갖지 않는 갖는 정공 수송 유닛에서 정공 수송을 살펴본다.
도 3a 및 도 3b의 실험에서는 도 1의 구조를 이용하되, 제 1스택 내에서 정공 생성층을 갖지 않는 점에서 차이를 갖는다.
도 3a 및 도 3b는 제 1 실험예(Ex1)와 제 1 실험 변형예(Ex1a)의 정공 수송 유닛의 에너지 밴드 다이어그램을 나타낸 도면이다. 도 3a 및 도 3b는 정공 수송층과 발광층 사이의 전자 저지층의 HOMO 준위 특성에 따른 캐리어 축적을 나타낸 도면이다.
도 3a와 도 3b과 같이, 제 1 실험예(Ex1)와 제 1 실험 변형예(Ex1a)는 공통적으로 발광층(50) 일측에 구비되는 정공 수송 유닛에 정공 수송층(22) 및 전자 저지층(25, 30)을 구비한다.
단, 도 3a의 제 1 실험예(Ex1) 구조에서는, 전자 저지층(25)으로 낮은 HOMO 준위를 갖는 재료를 이용한 것이고, 도 3b의 제 1 실험 변형예(Ex1a) 구조에서는, 전자 저지층(30)으로 얕은 HOMO 준위를 갖는 재료를 이용한 것이다.
예를 들어, 제 1 스택(S1)은 제 1 전극(110)과 접하여 정공 주입층(121)으로 금속 불화물을 이용하며, 전자 수송층(160)에 이어 리튬 등의 금속을 도핑하는 n형 전하 생성층(170a)이 구비된다.
이 경우, 제 1 스택(S1)의 양 계면이 금속을 포함한 무기물로 이루어지거나 금속을 포함한 무기물과 접한 구조를 이루며, 이에 따라 구조적으로 정공의 흐름이 느리고 전자의 흐름이 빠른 전자 우세성이 있다.
따라서, 제 1 스택(S1)에서 전자 수송층(160)으로부터 전자가 발광층(50)으로 빠른 속도를 들어옴에 반해 제 1 전극(110)에서 주입된 정공은 제 1 실험예(Ex1)에서 도 3a와 같이, 느린 속도로 주입되다 낮은 HOMO 준위를 갖는 전자 저지층(25) 적용시, 인접 층간의 HOMO 준위 차가 큰 정공 수송층(21)과 전자 저지층(25) 사이의 계면에서 정공 적체가 발생된다. 또한, 제 1 실험 변형예(Ex1a)는 도 3b와 같이, 얕은 HOMO 준위를 갖는 전자 저지층(30)을 갖는 구조에서는, 정공 저지층(30)과 발광층(50)이 큰 HOMO 준위 차를 가져 전자 저지층(30)과 발광층(50) 사이에서 정공 적체가 발생된다.
이러한 정공 적체는, 스택을 이루는 층들의 물성적 특징에 기인한 것으로, 고계조의 구동시에는 강한 전류밀도에 의해 정공과 전자 모두 높은 이동도를 갖지만, 저계조 구동시에는 각 층의 물성적 특징에 영향을 쉽게 받기 때문이다. 한편, 도 3a 및 도 3b 의 비교 실험은, 정공 수송층과 발광층 사이의 전자 저지층의 물질 변경만으로는 저전류 밀도 구동에서 정공 적체를 피하기 어려운 점을 나타낸다.
본 발명의 발광 소자 및 이를 이용한 표시 장치는 저계조 구동시 스택의 계면에 무기물 구비로 전자 우세성이 강한 스택에서 정공 수송층과 전자 저지층 사이에 정공 생성층을 더 구비하여 상술한 저계조 구동시의 정공 적체를 피하고 궁극적으로 발광층에서 전류 밀도에 관계없이 균일한 효율을 갖는 구조를 제안한 것이다.
이하에서는 상술한 제 1 실험예와 비교하여 본 발명의 발광 소자와 같이, 정공 생성층을 구비한 제 2 내지 제 4 실험예에서 비교를 살펴본다.
도 4a 및 도 4b는 제 1 실험예 및 제 2 실험예의 발광 소자를 나타낸 단면도이며, 도 5는 제 1 내지 제 3 실험예의 전류 밀도에 따른 외부 양자 효율의 변화를 나타낸 그래프이다. 도 6은 제 1 내지 제 3 실험예에 따른 구동 전압 변화 및 수명을 나타낸 그래프이다.
도 4a와 같이 제 1 실험예에 따른 발광 소자는 ITO 성분의 제 1 전극(10) 상에 70Å 두께의 정공 주입층(21), 950Å 두께의 정공 수송층(22), 150Å 두께의 전자 저지층(25), 200Å 두께의 청색 발광층(50), 150Å 두께의 전자 수송층(60), 170Å 두께의 n형 전하 생성층(70a) 및 알루미늄 성분의 제 2 전극(20)을 차례로 형성한 것이다.
상기 정공 주입층(21)은 금속 불화물, 일예로 MgF2일 수 있고, 상기 정공 수송층(22)은 NPB(N,N'-bis-(1-naphthyl)-N,N'-diphenyl-1,1'-biphenyl-4,4'diamine), CBP (4,4'-bis(carbazol-9-yl), TPD (N,N'-bis(3-mehylphenyl)-N,N'-bis(phenyl)-benzidien), Spiro-TAD (2,2',7,7'-tetrakis(N,N-diphenylamino-9,9'-spirobifluorene) 및 MTDATA(4,4',4''-Tris(N-3-methylphenyl-N-phenyl-amino)-triphenylamine 등으로 이루어질 수 있다. 상기 전자 저지층(25)은 정공 수송층(22)보다 낮은 HOMO 준위를 갖고 상기 청색 발광층(50)보다 높은 LUMO 준위를 갖는 물질에서 선택할 수 있다. 대략적으로 전자 저지층(25)은 TAPC나 TCTA와 같은 물질을 이용할 수 있으나, 이에 한하지 않으며, 정공 수송층과 유사한 물질을 이용하되 치환기를 변경하여 정공 수송층(22)보다 HOMO 준위가 낮고 청색 발광층(50)의 호스트보다 높은 LUMO 준위를 갖는 물질에서 선택할 수 있다. 상기 전자 수송층(60)은 일예로 안트라센을 코어로 하는 화합물을 이용할 수 있다.
상기 청색 발광층(50)의 재료로는 적어도 하나 이상의 청색 호스트와 적어도 하나 이상의 청색 도펀트를 포함할 수 있다. 구체적으로, 안트라센(anthracene) 유도체, 파이렌(pyrene) 유도체 및 페릴렌(perylene) 유도체로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나의 호스트 물질에 파이렌계 또는 보론계 청색 도펀트 등이 도핑되어 이루어질 수 있다.
한편, 제 1 실험예(Ex1)에서 열거된 층들의 재료는 일예이며, 제 1 내지 제 4 실험예에서 동일층에 대해 동일 재료를 이용한 것에 의의가 있고, 동일 기능 또는 유사 기능을 가능하다면 다른 재료로 변경될 수 있다.
도 4b와 같이, 제 2 실험예(Ex2)에 따른 발광 소자는 ITO 성분의 제 1 전극(110) 상에 70Å 두께의 정공 주입층(121), 950Å 두께의 정공 수송층(122), 30Å 두께의 정공 생성층(130), 120Å 두께의 전자 저지층(140), 200Å 두께의 청색 발광층(150), 150Å 두께의 전자 수송층(160), 170Å 두께의 n형 전하 생성층(170a) 및 알루미늄 성분의 제 2 전극(200)을 차례로 형성한 것이다.
제 2 실험예(Ex2)의 정공 생성층(130)은 전자 저지층(140)을 이루는 물질과 동일 물질을 호스트로 하고, 상술한 화학식 2와 같은 물질을 p 형 도펀트로 이용하여 구성하였다. 상기 p형 도펀트는 상기 정공 생성층(130)의 체적에 5vol%로 포함하였다. 제 2 실험예의 정공 생성층(130)과 전자 저지층(140)을 합한 두께 150Å 는 상술한 제 1 실험예의 전자 저지층(140)의 두께와 동일하다.
제 3 실험예(Ex3)는 도 4b의 구조를 갖고 각 층의 물질 및 도핑 량을 제 2 실험예(Ex2)와 동일하게 갖되, 정공 생성층(130)과 전자 저지층(140)의 두께를 각각 50Å, 100Å로 달리한 점에서 차이점을 갖는다.
구분 | 정공수송유닛 | Vc [V] | ΔEQE | Δ수명(T95) |
Ex1 | HTL/EBL(150Å) | 0.0 | 0.44 | 100% |
Ex2 | HTL/HGL(30Å) /EBL(120Å) | -0.1 | 0.15 | 245% |
Ex3 | HTL/HGL(50Å) /EBL(100Å) | -0.3 | 0.11 | 228% |
ΔEQE는 외부 양자 효율에서의 변화를 각 실험들에서 전류 밀도 변화 에서 살펴본 것으로, 10mA/cm2 의 전류 밀도로 구동시에서의 외부 양자 효율에 대한 상대적인 0.1mA/cm2 의 전류 밀도로 구동시에서의 외부 양자 효율을 평가한 것이다.
Vc는 제 1 내지 제 3 실험예들에서, 제 1 실험예와 비교된 구동 전압을 살펴본 것이며, 전류밀도 10mA/cm2에서 초기 상태 대비하여 경시적으로 변화하는 구동 전압의 변동 값을 살펴본 것이다. Ex1 (ref) 대비, HGL 삽입 소자의 경우 h current 증가에 따라 전압 감소를 의미한다.
또한, Δ수명(T95)는 초기 효율의 95% 로 효율이 변화하였을 때까지의 수명을 제 1 실험예와 비교하여 살펴본 것이다.
표 1 및 도 5와 같이, 외부 양자 효율은 제 1 실험예(Ex1)에서, 10mA/cm2 의 전류 밀도로 구동시에서 1이라면 상대적인 0.1mA/cm2 의 전류 밀도로 구동시에서는 0.56 으로 저하되어 고계조와 저계조시 외부 양자 효율이 급격한 변화를 가짐을 알 수 있다. 제 1 내지 제 3 실험예들의 실험은 제 1 스택의 발광층으로 청색발광층으로 하여 실험한 것으로, 즉, 청색 스택에서 저계조 구동시 색효율에서 급격한 차이를 보인다. 이는 복수 스택 구조에서, 타색 대비하여 청색의 효율이 저계조에서 상대적으로 저효율로 복수 스택으로 백색을 구현할 경우, 제 1 실험예의 구조를 갖는 경우, 청색 효율이 타색 대비 안 좋은 결과를 나타낸다.
반면, 정공 생성층을 정공 수송층과 전자 저지층 사이에 구비하는 제 2 실험예(Ex2)의 경우, 외부 양자 효율은 제 1 실험예(Ex1)에서, 10mA/cm2 의 전류 밀도로 구동시에서 1이라면 상대적인 0.1mA/cm2 의 전류 밀도로 구동시에서의 0.85 로 고계조와 저계조시 외부 양자 효율의 변화가 제 1 실시예 대비 현저히 줄어듦을 알 수 있다. 또한, 저계조와 고계조간 외부 양자 효율 변화가 15% 이하로 저계조 구동시 색효율 변화 시인성이 거의 줄어듦을 확인할 수 있다.
한편, 정공 생성층을 정공 수송층과 전자 저지층 사이에 구비하되 정공 생성층의 두께를 늘린 제 3 실험예(Ex2)의 경우, 외부 양자 효율은 제 1 실험예(Ex1)에서, 10mA/cm2 의 전류 밀도로 구동시에서 1이라면 상대적인 0.1mA/cm2 의 전류 밀도로 구동시에서의 0.89 로 고계조와 저계조시 외부 양자 효율의 변화가 제 2 실시예 대비하여서도 줄어듦을 알 수 있다. 또한, 저계조와 고계조간 외부 양자 효율 변화가 11% 이하로 저계조 구동시 색효율 변화에 대한 시인을 거의 방지할 수 있다.
또한, 표 1과 같이, 제 2, 제 3 실험예(Ex2, Ex3)의 구동 전압은 제 1 실험예 대비 0.1V, 0.3V 낮은 값을 가져 정공 생성층을 구비하는 제 2, 제 3 실험예들(Ex2, Ex3)에서 모두 구동 전압이 줄어드는 효과를 확인할 수 있다.
도 6의 실험은 40℃ 온도에서 22.5mA/cm2 의 전류 밀도로 수명과 초기 상태 대비 구동 전압 변화를 측정한 것이다.
도 6과 같이, 제 1 실험예는 구동 전압의 경시적 변화가 큰 데 반해, 제 2 및 제 3 실험예에서 구동 전압의 경시적 변화가 현저히 줄어듦을 확인할 수 있다. 제 1 실험예의 경우 구동 전압의 경시적 변화가 크기 때문에 일정 시간 경과 후 초기 상태에서 결정된 구동 전압으로 발광 소자의 구동이 어려워질 수 있다. 반면, 제 2 및 제 3 실험예의 경우, 구동 전압의 경시적 변화가 작아 초기 상태와 유사한 조건으로 발광 소자를 장시간 안정적으로 구동할 수 있다.
또한, 도 6과 같이, 정공 생성층을 구비하는 제 2, 제 3 실험예는 정공 생성층을 구비하지 않는 제 1 실험예 대비 2배 이상의 95 수명(T95)을 나타낸다. 이는 앞서 살펴본 바와 같이, 제 1 실험예의 경우 정공 적체가 정공 수송층의 계면에서 발생하는 데 반해, 본원발명은 정공 생성층의 구비로 발광층을 빠져나온 일부 전자 또는 여기자를 끌어 당겨 정공을 발생시키고 정공 발생량을 늘려 최종적으로 발광층에서 정공과 전자의 밸런스를 안정하게 유지시킬 수 있기 때문이다.
이하, 제 4 실험예를 더 비교하여 정공 생성층의 물질에 따른 J-V 특성을 살펴본다.
도 7은 제 4 실험예에 따른 발광 소자를 나타낸 단면도이며, 도 8은 제 1 실험예, 제 3 실험예 및 제 4 실험예의 JV 특성을 나타낸 그래프이다. 도 9는 제 1 실험예, 제 3 실험예 및 제 4 실험예의 턴온 전압 특성을 나타낸 그래프이다.
도 7과 같이, 제 4 실험예에 따른 발광 소자는 정공 생성층(130c)을 단일의 p형 도펀트로만 형성한 것이다. 이 경우, 제 4 실험예는 제 3 실험예와 물질 구성간의 차이로 J-V 특성을 비교하기 위해 p형 도펀트만으로 50의 두께로 형성하고, 나머지 층들의 구성은 제 3 실험예과 동일하게 한다. 한편, 제 4 실험예의 p형 도펀트는 상술한 화학식 1의 재료를 이용하였다.
도 8과 같이, 제 3 실험예와 제 4 실험예 모두 전압 값을 늘릴 때, 4V 이상의 구동 전압을 인가시 전류 밀도가 상승하였고, 유사하게 6V 이상에서 15mA/cm2 이상의 전류 밀도를 갖는 점을 알 수 있다. 반면 정공 생성층을 갖지 않는 제 1 실험예는 6V의 구동 전압을 인가시에도 전류 밀도가 5mA/cm2 미만으로, 이러한 결과는 정공 생성층을 갖는 경우 구동 전압을 낮추는 이점을 나타낸다.
한편, 도 9와 같이, 0.001mA/cm2 이상의 전류 밀도를 나타내기 위해 요구되는 구동 전압을 제 3, 제 4 실험예 모두 개선된 것을 보여주지만, 정공 생성층에 단일의 p형 도펀트만을 구비한 제 4 실험예의 경우, 턴온 구동 전압이 제 1 실험예와 유사하게 늘어난 것을 보이고 있다. 이는 p형 도펀트만으로 정공 생성층을 구비시 초기 턴온 전압을 낮추는 데에는 한계가 있으며, 정공 생성층에 전자 저지 역할을 수행할 수 있는 유기 호스트가 요구됨을 확인할 수 있다.
한편, 제 3 실험예에서 p형 도펀트로 이용된 화학식 2는 라디알렌 코어에 전기 음성도가 큰 치환기를 갖기 때문에, 알려진 TCNQ, F4TCNQ와 같은 p형 도펀트보다 낮은 에너지 밴드 갭을 가져, 정공 수송층보다 상대적으로 낮은 HOMO 준위를 갖는 유기 호스트에 도핑이 가능하다.
이하, 본 발명의 발광 소자의 실시예들과 이를 적용한 표시 장치를 설명한다.
도 10은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 발광 소자를 나타낸 단면도이다.
도 10과 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 발광 소자(OLED)로 기판(100) 상에, 서로 대향된 제 1 전극(110)과 제 2 전극(200) 사이에 2개의 스택(S1, S2)이 하나의 전하 생성층(170)에 의해 구분된 예를 나타낸다.
제 1 스택(S1)은 도 1에서 설명한 바와 같이, 제 1 전극(110) 상에 차례로 정공 주입층(121) 및 정공 수송층(122), 정공 생성층(130) 및 전자 저지층(140)의 적층으로 이루어진 정공 수송 유닛(1200)이 구비되고, 청색 발광층(150) 및 이 구비되고, 이어 전자 수송층(160)이 구비된다. 즉, 제 1 스택(130)의 정공 생성층(130)은 청색 발광층(150)에서 일부 빠져나온 전자 또는 여기자를 끌어 당겨 정공을 발생시켜 청색 발광층(150)으로의 정공 주입 속도 및 정공 수송 량을 향상시키고 청색 발광층(150)에서 정공 및 전자 밸런스를 전류 밀도에 관계없이 유지시킬 수 있다.
제 2 스택(S2)은, 발광 소자(OLED)에서 제 1, 제 2 스택(S1, S2)을 통해 나온 광을 합산하여 백색을 발광하기 위해, 청색 발광층(150)과 합하여 함께 백색을 나타낼 수 있는 발광층들을 포함할 수 있다. 일 예로, 도 10은 제 2 스택(S2)의 발광부(190)는 청색 보다 장파장의 복수개의 서로 다른 발광층을 갖는 것으로, 상기 발광부(190)는 정공 수송층(180)과 전자 수송층(185) 사이에 있으며, 적색 발광층(191), 황녹색 발광층(192) 및 녹색 발광층(193)을 포함한다.
경우에 따라 발광부(190)는 적색 발광층(191) 및 황녹색 발광층(192)의 이층 구조로 이루어질 수도 있다.
제 1 스택(S1)의 청색 발광층(150)이 형광 발광층일 때, 제 2 스택(S2)의 발광부(190)에 구비된 발광층들(191, 192, 193)은 이와 다른 인광 발광층일 수 있다. 그러나, 이는 일예이며, 제 1, 제 2 스택(S1, S2)에 구비된 발광층들이 공통적으로 형광 발광층일 수도 있고, 공통적으로 인광 발광층일 수도 있다. 경우에 따라, 제 1 스택(S1)의 청색 발광층(150)이 형광 발광층일 때, 제 2 스택(S2)에 구비된 복수개의 발광층들 중 어느 하나가 형광 발광층을 갖고 나머지들이 인광 발광층들을 가질 수 있고, 혹은 발광층에 형광 도펀트와 인광 도펀트를 모두 포함하여 형광과 인광 특성을 모두 갖는 발광층으로 구비될 수도 있다.
도 11은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 발광 소자를 나타낸 단면도이다.
도 11과 같이, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 발광 소자는 제 1 실시예의 발광 소자 내 제 2 스택 상부에 제 2 전하 생성층(270)과 제 3 스택(S3)을 더 구비한 것으로, 제 3 스택(S3)을 청색 발광 스택으로 구비한 것이다. 이 경우, 제 2 전하 생성층(270)은 제 1, 제 2 스택 (S1, S2) 사이에 있는 제 1 전하 생성층(170)과 같이, n형 전하 생성층(270a) 및 p형 전하 생성층(270b)의 적층으로 이루어질 수 있다.
제 3 스택(S3)은 p형 전하 생성층(270b) 상에 도 1과 같은, 정공 수송층(222), 정공 생성층(230) 및 전자 저지층(240)의 적층으로 이루어진 정공 수송 유닛(1250)이 구비되고, 이어 제 2 청색 발광층(250) 이 구비되고, 이어 전자 수송층(260)이 구비된다. 앞서 상술한 바와 같이 제 3 스택(S3)에서도 정공 수송 유닛(120) 내의 정공 생성층(230)은 제 2 청색 발광층(250)에서 일부 빠져나온 전자 또는 여기자를 끌어 당겨 정공을 발생시켜 제 2 청색 발광층(250)으로의 정공 주입 속도 및 정공 수송 량을 향상시키고 제 2 청색 발광층(250)에서 정공 및 전자 밸런스를 전류 밀도에 관계없이 유지시킬 수 있다.
경우에 따라, 제 1 스택(S1)에만 정공 생성층을 구비하고, 제 3 스택(S2)의 경우에는 정공 생성층을 생략할 수도 있다. 제 1 스택(S1)의 경우 양 계면에, 금속 불화물 성분의 정공 주입층(121)과 리튬 등의 금속 이온이 도핑된 n형 전하 생성층(170a)이 위치하기 때문에, 제 1 스택(S1) 내의 층의 물성으로 인해 초기 저항이 클 수 있어 이로 인한 저계조 구동에서 정공과 전자의 이동 속도 차가 발생하기 쉽기 때문에 이를 보상하도록 제 1 스택(S1)에 정공 생성층을 구비한다.
도 12a 내지 도 12c는 본 발명의 제 3 내지 제 5 실시예에 따른 발광 소자를 나타낸 개략적인 단면도이다.
도 12a 내지 제 12c는 본 발명의 제 3 내지 제 5 실시예에 따른 발광 소자를 나타낸 것으로, 청색의 효율을 보다 향상시키기 위해 발광 소자의 스택을 제 1 전극(110)과 제 2 전극(200) 사이에 4 스택으로 하되, 청색과 다른 색의 발광층들을 구비한 인광 스택(PS)을 제외한 나머지 스택을 모두 청색 스택(BS1, BS2, BS3)으로 한 것이다.
또한, 제 3 내지 제 5 실시예에 따른 발광 소자들은 인광 스택(PS)의 위치에 따라 구분될 수 있으며, 도 12a에 따른 제 3 실시예의 발광 소자는 인광 스택(PS)을 제 1 전극(110)으로부터 2번째 스택에 구비시킨 것이고, 도 12b에 따른 제 4 실시예의 발광 소자는 인광 스택(PS)을 제 1 전극(110)으로부터 3번째 스택에 구비시킨 것이고, 도 12c에 따른 제 5 실시예의 발광 소자는 인광 스택(PS)을 제 1 전극(110)으로부터 4번째 스택에 구비시킨 것이다.
각 청색 스택(BS1, BS2, BS3)에 도 1에서 설명한 정공 수송층(122), 정공 생성층(130) 및 전자 저지층(140)의 적층의 정공 수송 유닛(1200)을 청색 발광층(BEML)에 인접하여 구비할 수 있다.
제 3 내지 제 5 실시예의 발광 소자들에 있어도, 상술한 정공 생성층에 의한 동일 효과를 얻을 수 있다.
도 13은 본 발명의 제 6 실시예에 따른 발광 소자를 나타낸 단면도이다.
도 13에 따른 본 발명의 제 6 실시예에 따른 발광 소자는, 제 1 전극(110)과 제 2 스택(200) 사이에 단일 발광층(1500)을 포함한 단일 스택을 적용한 예이다.
상술한 실험예들과 비교하여 발광층(1500)이 청색 발광층이 아닌 다른 색을 발광하는 발광층일 수 있으며, 이에 따라 발광층(1500)은 녹색 발광층, 적색 발광층 혹은 이와 다른 색을 발광하는 발광층일 수 있다.
도 13과 같이, 제 6 실시예에 따른 발광 소자는 제 1 전극(110)과 제 2 전극(200) 사이에 발광층(1500)과, 상기 제 1 전극(110)과 상기 발광층(1500) 사이에 차례로 구비된 정공 수송층(1220), 정공 생성층(1300) 및 전자 저지층(1400)을 포함한 정공 수송 유닛(1200)과, 상기 발광층(1500)과 상기 제 2 전극(200) 사이에 구비된 전자 수송층(1600)을 갖는다. 전자 수송층(1600)과 제 2 전극(200) 사이에는 전자 주입층을 더 구비할 수 있다.
본 발명의 정공 수송 유닛(1200)은 정공 주입층(1210)으로부터 주입된 정공을 발광층(1500)으로 전달하는 정공 수송층(1220)과, 상기 발광층(1500)으로부터 발생된 여기자나 상기 발광층(1500)에 전달된 전자가 정공 수송층(1220)으로 전달됨을 방지하는 전자 저지층(1400)을 포함함과 함께, 정공 수송층(1220)과 전자 저지층(1400) 사이에서 위치하여 전자 저지층(1400)을 거쳐 일부 빠져나온 전자나 여기자를 끌어 당겨 정공 발생 효과를 갖는 정공 생성층(1300)을 갖는다. 정공 생성층(1300)은 전자 저지층을 이루는 물질 혹은 전자 저지층을 이루는 물질과 유사한 에너지 밴드갭을 갖는 유기 물질을 호스트(host)로 하고, p형 도펀트(pd)를 포함한다.
상기 정공 생성층(1300)을 이루는 호스트(host)는 상기 전자 저지층(1400)의 LUMO 준위 및 HOMO 준위 각각과 1eV 이하의 차이를 갖는 LUMO 준위 및 HOMO 준위를 가질 수 있는 것으로, 일차적으로 발광층(1500)에서 전자나 여기자가 빠져나올 때 그 전자나 여기자가 정공 수송층으로 전달됨을 방지하기 위해 발광층(1500)의 LUMO 준위보다 낮지 않은 LUMO 준위를 갖고, 정공 수송층(1220)에서 전달된 정공을 내부 적체시키지 않고 발광층(1500)으로 전달시키기 위해 정공 수송층(1220)의 HOMO준위 보다 낮거나 같은 HOMO 준위를 갖고, 발광층(1500)의 HOMO 준위보다 높은 HOMO준위를 갖는다.
또한, 상기 정공 생성층(1300)에 포함된 p형 도펀트(pd)는 -9.0eV 이하의 매우 낮은 HOMO 준위를 가져 전자 저지층(1400)을 일부 빠져나오는 전자나 여기자를 끌어 당기며 빈 자리에 정공을 발생시키고, 주위의 정공 생성층 내 호스트인 정공 수송 물질과의 상호 작용을 가져 정공 생성 및 정공 수송 기능이 강화된다.
상기 p형 도펀트(pd)는 말단기에 시안화(CN)기나 플루오르(F)기와 같은 치환기를 포함하여, 전자를 당기는 기능을 강화한다. 이러한 p형 도펀트(pd)는 단순히 전자를 포획하는 것만이 아니라 전자를 당기며 비어진 전자의 자리에 정공을 생성시켜 정공 수송 유닛(1200)에서 정공 발생을 증가시키고, 더불어 정공의 수송 능력을 향상시키는 것이다. 이를 통해 구동이 진행되며 정공 수송층(1220), 전자 저지층(1400)에서 발생될 수 있는 정공의 캐리어 적체를 방지하고, 발광층으로의 최종 전달되는 정공의 이동 속도를 향상시키며 정공의 양도 늘릴 수 있다.
도 13에 따른 제 6 실시예에 따른 발광 소자는, 도 1의 제 1 스택의 구성과 유사한 것으로, 청색 이외의 발광 색을 나타내는 단일 발광 스택의 구조에서도 정공 생성층 구비에 의한 효과가 있음을 의미한다.
도 14는 본 발명의 표시 장치를 나타낸 단면도이다.
한편, 상술한 발광 소자는 복수 서브 화소들에 공통적으로 적용하여 출사측의 전극측으로 백색 광을 출사할 수 있다.
도 14와 같이, 본 발명의 표시 장치는 복수개의 서브 화소(R_SP, G_SP, B_SP, W_SP)를 갖는 기판(100)과, 상기 기판(100)에 공통적으로 구비되는 백색 발광 소자(OLED, 2000)와, 상기 서브 화소 각각에 구비되며, 백색 발광 소자(OLED)의 상기 제 1 전극(110) 과 접속된 박막 트랜지스터(TFT) 및 상기 서브 화소 중 적어도 어느 하나의 상기 제 1 전극(110) 하측에 구비된 컬러 필터층(109R, 109G, 109B)을 포함할 수 있다.
도시된 예는 백색 서브 화소(W_SP)를 포함한 예를 설명하였으나, 이에 한하지 않고, 백색 서브 화소(W_SP)가 생략되고, 적색, 녹색 및 청색 서브 화소(R_SP, G_SP, B_SP)만 구비한 구조도 가능할 것이다. 경우에 따라, 적색, 녹색 청색 서브 화소를 대체하여 조합하여 백색을 표현할 수 있는 시안(cyan) 서브 화소, 마젠타(magenta) 서브 화소 및 옐로우(yellow) 서브 화소의 조합도 가능하다.
상기 박막 트랜지스터(TFT)는 일 예로, 게이트 전극(102)과, 반도체층(104), 및 상기 반도체층(104)의 양측과 접속된 소스 전극(106a) 및 드레인 전극(106b)을 포함한다. 그리고, 상기 반도체층(104)의 채널이 위치한 부위 상부에는 직접적인 소스/드레인 전극(106a, 106b)과 상기 반도체층(104)의 접속을 방지하기 위해 채널 보호층(105)이 더 구비될 수 있다.
상기 게이트 전극(102)과 반도체층(104) 사이에는 게이트 절연막(103)이 구비된다.
상기 반도체층(104)은 예를 들어, 산화물 반도체, 비정질 실리콘 및 다결정 실리콘 중 어느 하나이거나 앞서 열거된 이들 중 2개 이상의 조합으로 이루어질 수도 있다. 예를 들어, 상기 반도체층(104)이 산화물 반도체인 경우, 박막 트랜지스터 형성에 소요되는 가열 온도를 낮출 수 있어 기판(100) 사용에 자유도가 높아 플렉서블 표시 장치로의 적용이 유리할 것이다.
또한, 상기 박막 트랜지스터(TFT)의 드레인 전극(106b)은 제 1 전극(110)과 제 1, 제 2 보호막(107, 108) 내에 구비된 콘택홀(CT) 영역에서 접속될 수 있다.
상기 제 1 보호막(107)은 일차적으로 상기 박막 트랜지스터(TFT)를 보호하기 위해 구비되며, 그 상부에 컬러 필터(109R, 109G, 109B)가 구비될 수 있다.
상기 복수개의 서브 화소는 적색 서브 화소, 녹색 서브 화소, 청색 서브 화소 및 백색 서브 화소를 포함할 때, 상기 컬러 필터는 백색 서브 화소(W_SP)를 제외한 나머지 서브 화소들에 제 1 내지 제 3 컬러 필터(109R, 109G, 109B)로 나뉘어 구비되어, 상기 제 1 전극(110)을 통과하여 출사되는 백색 광을 각 파장별로 통과시킨다. 그리고, 상기 제 1 내지 제 3 컬러 필터(109R, 109G, 109B)를 덮으며, 상기 제 1 전극(110) 하측에 제 2 보호막(108)이 형성된다. 제 1 전극(110)은 콘택홀(CT)을 제외하여 제 2 보호막(108) 표면에 형성된다.
여기서, 발광 소자(OLED)는 투명한 제 1 전극(110)과, 이에 대향된 반사성 전극의 제 2 전극(200)과 상기 제 1, 제 2 전극(110, 200) 사이에, 도 10 내지 도 12c와 같이, 전하 생성층(CGL)으로 구분되는 스택들 중 어느 하나에 상술한 정공 수송층, 정공 생성층 및 전자 저지층의 적층으로 이루어지는 정공 수송 유닛(1200)을 구비한 것에 특징이 있다.
상기 제 1 전극(110)은 각 서브 화소별로 구분되어 나뉘어 있으며, 백색 발광 소자(OLED)의 나머지 층들은 서브 화소별 구분없이 표시 영역 전체에 일체형으로 구비된다.
여기서, 설명하지 않은 119는 뱅크(Bank)를 나타내는 것으로, 뱅크 사이의 BH는 뱅크 홀을 의미한다. 뱅크 홀을 통해 개구된 영역에 발광이 이루어지는 것으로, 상기 뱅크 홀은 각 서브 화소의 발광부를 정의한다.
한편, 상기 제 1 전극(110)의 하측의 구성으로 기판(100)을 포함하여, 박막 트랜지스터(TFT)과 컬러 필터(109R, 109G, 109B)와 이들 구성이 배치된 절연막들을 포함하여 박막 트랜지스터 어레이 기판이라 한다.
본 발명의 발광 소자 및 이를 이용한 표시 장치는, 발광층과 정공 수송층 사이에 발광층에서 정공 수송층 측으로 빠져나오는 전자나 여기자를 일차적으로 방지하는 전자 저지층을 구비하고, 정공 수송층과 전자 저지층 사이에서 일부 빠져나온 전자나 여기자를 받아 정공을 생성할 수 있는 정공 수송층을 더 구비하여, 발광층으로의 정공 수송 량 및 정공 수송 전달 속도를 늘리고 정공 수송층과 발광층 사이에 정공이 적체되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 정공 생성층은 전자 저지 기능을 할 수 있는 유기 물질을 호스트로 하고, 전자 저지층의 HOMO 준위에 유사한 LUMO 준위를 갖는 유기 p형 도펀트를 도핑시켜 형성함으로써, 전자 저지층의 HOMO 준위에 있는 전자를 끌어당기는 것이 용이하고, 이에 따라 발생된 정공을 정공 생성층, 전자 저지층을 통해 전달이 용이하다.
그리고, 정공 생성층의 유기 p형 도펀트의 말단기에 전자를 당기는 치환기를 포함시켜 바이어스 미인가의 초기 상태 및 저전류 밀도의 구동 상태에서도 정공에 기인한 전류 패스에서 낮은 저항성을 확보하여, 초기 턴온 전압을 낮출 수 있다.
또한, 복수 스택 구조에서 청색 스택에서 타색 발광층을 구비한 스택 대비 낮은 효율에 의해 높은 이동도를 갖는 전자 수송층이 요구되는 상황에서, 정공 생성층의 구비로 정공 전달에 있어 저항을 낮춰 저전류 밀도 구동시에도 캐리어 적체를 방지하고 발광층 내 정공 및 전자간의 재결합 밸런스를 유지하여 저계조시의 시인 불량을 방지할 수 있다.
이를 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자는, 서로 대향된 제 1 전극과 제 2 전극과, 상기 제 1 전극과 제 2 전극 사이에 하나 이상의 전하 생성층 및 상기 제 1 전극과 상기 전하 생성층 사이에, 제 1 발광층과, 상기 제 1 전극과 상기 제 1 발광층 사이에 차례로 구비된 정공 수송층, 정공 생성층 및 전자 저지층과, 상기 제 1 발광층과 상기 전하 생성층 사이에 구비된 전자 수송층을 갖는 제 1 스택을 포함하며, 상기 정공 생성층은 유기 호스트와 p형 도펀트를 포함하며, 상기 유기 호스트는 상기 전자 저지층의 LUMO 준위 및 HOMO 준위 각각과 1eV 이하의 차이를 갖는 LUMO 준위 및 HOMO 준위를 가지며, 상기 p형 도펀트는 -9.0eV 이하의 HOMO 준위를 가질 수 있다.
상기 p형 도펀트의 LUMO 준위는 상기 전자 저지층의 HOMO 준위와 1eV 이하의 차이를 가질 수 있다.
상기 p형 도펀트는 말단기에 전자를 당기는 치환기를 포함하는 유기 물질일 수 있다.
상기 p형 도펀트는 라디알렌을 코어로 하며, 말단기에 전자를 당기는 치환기를 2종 이상 포함할 수 있다.
상기 제 1 스택은, 상기 제 1 전극과 상기 정공 수송층 사이에 금속 불화물을 포함한 정공 주입층을 더 포함할 수 있다.
상기 전하 생성층은 n형 전하 생성층과 p형 전하 생성층을 포함하며, 상기 제 1 스택의 전자 수송층은 상기 n형 전하 생성층과 접할 수 있다.
상기 정공 생성층은 상기 전자 저지층과 접하며, 상기 정공 생성층과 상기 전자 저지층의 두께 비는 층의 1:4 내지 1:1 의 두께 비를 가질 수 있다.
상기 정공 생성층의 상기 유기 호스트는 상기 전자 저지층을 이루는 유기 물질과 동일할 수 있다.
또한, 상기 전하 생성층은 서로 이격된 제 1 내지 제 2 전하 생성층을 포함하고, 상기 제 1 전하 생성층과 상기 제 2 전하 생성층 사이에 제 2 스택과, 상기 제 2 전하 생성층과 제 2 전극 사이에 제 3 스택을 포함하고, 상기 제 2 스택에 제 2 발광층과, 상기 제 1 전하 생성층과 상기 제 2 발광층 사이에 상기 제 1 스택과 동일한 정공 수송층, 정공 생성층 및 전자 저지층의 정공 수송 유닛을 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는, 복수개의 서브 화소를 갖는 기판과, 상기 서브 화소 각각에 구비된 트랜지스터 및 상기 서브 화소 각각에 상기 트랜지스터와 연결된 제 1 전극과, 상기 제 1 전극에 대향된 제 2 전극과, 상기 제 1 전극과 제 2 전극 사이에 하나 이상의 전하 생성층으로 구분되는 복수개의 스택을 포함한 발광 소자를 포함하며, 제 1 스택은, 상기 제 1 전극과 상기 전하 생성층 사이에, 제 1 발광층과, 상기 제 1 전극과 상기 제 1 발광층 사이에 차례로 구비된 정공 수송층, 정공 생성층 및 전자 저지층과, 상기 제 1 발광층과 상기 전하 생성층 사이에 구비된 전자 수송층을 포함하고, 상기 정공 생성층은 유기 호스트와 p형 도펀트를 포함하며, 상기 유기 호스트는 상기 전자 저지층의 LUMO 준위 및 HOMO 준위 각각과 1eV 이하의 차이를 갖는 LUMO 준위 및 HOMO 준위를 가지며, 상기 p형 도펀트는 -9.0eV 이하의 HOMO 준위를 가질 수 있다.
상기 발광 소자는, 상기 전하 생성층은 서로 이격된 제 1 내지 제 2 전하 생성층을 포함하고, 상기 제 1 전하 생성층과 상기 제 2 전하 생성층 사이에 제 2 스택과, 상기 제 2 전하 생성층과 제 2 전극 사이에 제 3 스택을 포함하고, 상기 제 2 스택 또는 제 3 스택에, 제 2 발광층과, 상기 제 1 전하 생성층과 상기 제 2 발광층 사이에 상기 제 1 스택과 동일한, 정공 수송층, 정공 생성층 및 전자 저지층이 적층된 정공 수송 유닛을 포함할 수 있다.
또한, 상기 정공 수송 유닛을 포함한 상기 제 2 스택 또는 제 3 스택의 상기 제 2 발광층, 상기 제 1 발광층과 동일한 색을 발광할 수 있다.
경우에 따라, 상기 발광 소자는 제 2 전하 생성층과 제 2 전극 사이에, 상기 제 3 전하 생성층 및 제 4 스택을 더 포함하며, 상기 제 4 스택은 상기 제 1 발광층과 다른 색을 발광하는 발광층을 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 110: 제 1 전극
121: 정공 주입층 122: 정공 수송층
130: 정공 생성층 140: 전자 저지층
150: 청색발광층 160: 전자 수송층
170: 제 1 전하 생성층 170a: n형 전하 생성층
170b: p형 전하 생성층 200: 제 2 전극
1200: 정공 수송 유닛 350_1: 제 1 발광층
121: 정공 주입층 122: 정공 수송층
130: 정공 생성층 140: 전자 저지층
150: 청색발광층 160: 전자 수송층
170: 제 1 전하 생성층 170a: n형 전하 생성층
170b: p형 전하 생성층 200: 제 2 전극
1200: 정공 수송 유닛 350_1: 제 1 발광층
Claims (19)
- 서로 대향된 제 1 전극과 제 2 전극;
상기 제 1 전극과 제 2 전극 사이에 하나 이상의 전하 생성층; 및
상기 제 1 전극과 상기 전하 생성층 사이에, 제 1 발광층과, 상기 제 1 전극과 상기 제 1 발광층 사이에 차례로 구비된 정공 수송층, 정공 생성층 및 전자 저지층의 정공 수송 유닛과, 상기 제 1 발광층과 상기 전하 생성층 사이에 구비된 전자 수송층을 갖는 제 1 스택을 포함하며,
상기 정공 생성층은 유기 호스트와 p형 도펀트를 포함하며,
상기 유기 호스트는 상기 전자 저지층의 LUMO 준위 및 HOMO 준위 각각과 1eV 이하의 차이를 갖는 LUMO 준위 및 HOMO 준위를 가지며,
상기 p형 도펀트는 -9.0eV 이하의 HOMO 준위를 갖는 발광 소자. - 제 1항에 있어서,
상기 p형 도펀트의 LUMO 준위는 상기 전자 저지층의 HOMO 준위와 1eV 이하의 차이를 갖는 발광 소자. - 제 1항에 있어서,
상기 p형 도펀트는 말단기에 전자를 당기는 치환기를 포함하는 유기 물질인 발광 소자. - 제 1항에 있어서,
상기 p형 도펀트는 라디알렌을 코어로 하며, 말단기에 전자를 당기는 치환기를 1종 이상 포함한 발광 소자. - 제 1항에 있어서,
상기 제 1 스택은, 상기 제 1 전극과 상기 정공 수송층 사이에 금속 불화물을 포함한 정공 주입층을 더 포함한 발광 소자. - 제 1항에 있어서,
상기 전하 생성층은 n형 전하 생성층과 p형 전하 생성층을 포함하며,
상기 제 1 스택의 전자 수송층은 상기 n형 전하 생성층과 접한 발광 소자. - 제 1항에 있어서,
상기 정공 생성층은 상기 전자 저지층과 접하며,
상기 정공 생성층과 상기 전자 저지층의 두께 비는 층의 1:4 내지 1:1 의 두께 비를 갖는 발광 소자. - 제 7항에 있어서,
상기 정공 생성층의 상기 유기 호스트는 상기 전자 저지층을 이루는 유기 물질과 동일한 발광 소자. - 제 1항에 있어서,
상기 전하 생성층은 서로 이격된 제 1 내지 제 2 전하 생성층을 포함하고,
상기 제 1 전하 생성층과 상기 제 2 전하 생성층 사이에 제 2 스택과, 상기 제 2 전하 생성층과 제 2 전극 사이에 제 3 스택을 포함하고,
상기 제 2 스택에 제 2 발광층과, 상기 제 1 전하 생성층과 상기 제 2 발광층 사이에 상기 제 1 스택과 동일한 정공 수송 유닛을 포함하는 발광 소자. - 복수개의 서브 화소를 갖는 기판;
상기 서브 화소 각각에 구비된 트랜지스터; 및
상기 서브 화소 각각에 상기 트랜지스터와 연결된 제 1 전극과, 상기 제 1 전극에 대향된 제 2 전극과, 상기 제 1 전극과 제 2 전극 사이에 하나 이상의 전하 생성층으로 구분되는 복수개의 스택을 포함한 발광 소자를 포함하며,
상기 발광 소자의 제 1 스택은, 상기 제 1 전극과 상기 전하 생성층 사이에, 제 1 발광층과, 상기 제 1 전극과 상기 제 1 발광층 사이에 차례로 구비된 정공 수송층, 정공 생성층 및 전자 저지층을 포함한 정공 수송 유닛과, 상기 제 1 발광층과 상기 전하 생성층 사이에 구비된 전자 수송층을 포함하고,
상기 정공 생성층은 유기 호스트와 p형 도펀트를 포함하며,
상기 유기 호스트는 상기 전자 저지층의 LUMO 준위 및 HOMO 준위 각각과 1eV 이하의 차이를 갖는 LUMO 준위 및 HOMO 준위를 가지며,
상기 p형 도펀트는 -9.0eV 이하의 HOMO 준위를 갖는 표시 장치. - 제 10항에 있어서,
상기 p형 도펀트는 말단기에 전자를 당기는 치환기를 포함하는 유기 물질인 표시 장치. - 제 10항에 있어서,
상기 p형 도펀트는 라디알렌을 코어로 하며, 말단기에 전자를 당기는 치환기를 2종 이상 포함한 표시 장치. - 제 10항에 있어서,
상기 제 1 스택은, 상기 제 1 전극과 상기 정공 수송층 사이에 금속 불화물을 포함한 정공 주입층을 더 포함한 표시 장치. - 제 10항에 있어서,
상기 전하 생성층은 n형 전하 생성층과 p형 전하 생성층을 포함하며,
상기 제 1 스택의 전자 수송층은 상기 n형 전하 생성층과 접한 표시 장치. - 제 10항에 있어서,
상기 정공 생성층은 상기 전자 저지층과 접하며,
상기 정공 생성층과 상기 전자 저지층의 두께 비는 층의 1:4 내지 1:1 의 두께 비를 갖는 표시 장치. - 제 15항에 있어서,
상기 정공 생성층의 상기 유기 호스트는 상기 전자 저지층과 동일한 표시 장치. - 제 10항에 있어서,
상기 발광 소자는,
상기 전하 생성층은 서로 이격된 제 1 내지 제 2 전하 생성층을 포함하고,
상기 제 1 전하 생성층과 상기 제 2 전하 생성층 사이에 제 2 스택과, 상기 제 2 전하 생성층과 제 2 전극 사이에 제 3 스택을 포함하고,
상기 제 2 스택 또는 제 3 스택에, 제 2 발광층과, 상기 제 1 전하 생성층과 상기 제 2 발광층 사이에 상기 제 1 스택과 동일한, 정공 수송 유닛을 포함하는 표시 장치. - 제 17항에 있어서,
상기 정공 수송 유닛을 포함한 상기 제 2 스택 또는 제 3 스택의 상기 제 2 발광층, 상기 제 1 발광층과 동일한 색을 발광하는 표시 장치. - 제 17항에 있어서,
상기 발광 소자는 제 2 전하 생성층과 제 2 전극 사이에, 상기 제 3 전하 생성층 및 제 4 스택을 더 포함하며,
상기 제 4 스택은 상기 제 1 발광층과 다른 색을 발광하는 발광층을 포함하는 표시 장치.
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