KR20230140134A - 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

본 명세서의 실시예에 따른 표시 장치는, 발광영역을 포함하는 기판의, 발광영역에 있는 각각의 픽셀과, 각각의 픽셀에 있는 트랜지스터 및 트랜지스터에 연결되는 에노드를 포함하고, 에노드 위에 있는 유기발광 소자층과 캐소드를 포함하며, 유기발광 소자층은 적어도 두개 이상의 정공 주입층을 포함하고, 적어도 두개 이상의 정공 주입층 중 하나는 에노드에 인접하게 배치되며, 적어도 두개 이상의 정공 주입층 중 다른 하나는 캐소드에 인접하게 배치된다.
본 명세서의 실시예에 따른 표시 장치는, 발광영역을 포함하는 기판의 발광영역에 있는 각각의 픽셀과 각각의 픽셀에 있는 트랜지스터 및 트랜지스터에 연결되는 에노드를 포함하고, 에노드 위에 있는 유기발광 소자층과 캐소드를 포함하며, 유기발광 소자층은 제1 발광부, 제2 발광부 및 전하생성층을 포함하고, 상기 전하생성층은 제1 N형 전하생성층, 제1 P형 전하생성층, 제2 N형 전하생성층을 포함하며, 제1 발광부는 제1 발광층, 제1 정공주입층 및 제1 전자수송층을 포함하고, 상기 제2 발광부는 제2 발광층, 제2 정공주입층 및 제2 전자수송층을 포함하며, 상기 제1 발광층, 상기 제1 정공주입층 및 상기 제1 전자수송층과 상기 제2 발광층, 상기 제2 정공주입층 및 상기 제2 전자수송층은 상기 전하생성층을 기준으로 하여 대칭구조로 적층된다.
본 명세서의 실시예에 따른 표시 장치에서, 구동방법에 따라 백색 또는 청색 발광을 함으로써, 청색 칼라필터를 사용하지 않아 청색의 화상 표시에 있어 색 안정성을 향상시키고, 청색 칼라필터 증착 공정을 제거하여 공정을 단순화시킬 수 있다.

Description

표시 장치{DISPLAY APPARATUS}
본 명세서는 표시 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 발광 소자의 구조 및 공정을 단순화시킬 수 있는 표시 장치에 관한 것이다.
표시 장치 중 유기발광 표시 장치(organic light emitting diode display)는 빛을 방출하는 유기발광 소자(organic light emitting diode)를 가지고 화상을 표시하는 자발광형 표시 장치이다.
유기 발광 현상을 이용하는 유기 발광 소자는 통상 양극과 음극 및 이 사이에 유기물층을 포함하는 구조를 가진다.
여기서 유기물층은 유기 발광 소자의 효율과 안정성을 높이기 위하여 각기 다른 물질로 구성된 다층의 구조로 이루어진 경우가 많으며, 예컨대 정공주입층, 정공수송층, 발광층, 전자수송층, 전자주입층 등으로 이루어질 수 있다. 이러한 유기 발광 소자의 구조에서 두 전극 사이에 전압을 걸어주게 되면 양극에서는 정공이, 음극에서는 전자가 유기물층에 주입되게 되고, 주입된 정공과 전자가 만났을 때 엑시톤(exciton)이 형성되며, 이 엑시톤이 다시 바닥상태로 떨어질 때 빛이 나게 된다.
한편, 백색 유기발광 소자는 고효율, 장수명은 물론이고, 색순도, 전류 및 전압의 변화에 따른 색안정성, 소자 제조의 용이성 등이 중요한 요소가 될 수 있고, 구조에 따라 단일층 발광 구조, 다층 발광 구조 등으로 나눌 수 있다.
이러한 백색 유기발광 소자를 이용하는 경우 발광 방향 측에 칼라필터를 형성하여 색을 표시할 수 있다.
유기발광 표시 장치에서 백색 유기발광 소자와 적색 칼라필터, 녹색 칼라필터, 및 청색 칼라필터를 이용하여 화상을 표시하는 경우 청색 칼라필터의 투과 효율이 낮은 문제가 있다.
이에 본 명세서의 발명자는 청색 칼라필터를 사용하지 않으면서 청색 발광을 할 수 있는 유기발광 소자층을 이용한 표시 장치를 발명하였다.
본 명세서의 실시예에 따른 해결 과제는 유기발광 소자층을 복수의 발광부로 구성하고, 발광부 사이에 발광층에서 발생하는 전하 분배를 위한 N형 전하 생성층과 P형 전하 생성층 및 N형 전하 생성층을 배치하여 구동방식에 따라 백색 발광 또는 청색 발광을 함으로써, 색 안정성을 향상시키고 공정을 단순화시킬 수 있는 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 명세서의 실시예에 따른 해결 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
명세서의 실시예에 따른 표시 장치는, 발광영역을 포함하는 기판, 발광영역에 있는 각각의 픽셀, 각각의 픽셀에 있는 트랜지스터 및 트랜지스터에 연결되는 에노드, 에노드 위에 있는 유기발광 소자층 및 캐소드를 포함하고, 유기발광 소자층은 적어도 두개 이상의 정공 주입층을 포함하고, 적어도 두개 이상의 정공 주입층 중 하나는 에노드에 인접하게 배치되며, 적어도 두개 이상의 정공 주입층 중 다른 하나는 캐소드에 인접하게 배치된다.
명세서의 실시예에 따른 표시 장치는, 발광영역을 포함하는 기판의 발광영역에 있는 각각의 픽셀과 각각의 픽셀에 있는 트랜지스터 및 트랜지스터에 연결되는 에노드를 포함하고, 에노드 위에 있는 유기발광 소자층과 캐소드를 포함하며, 유기발광 소자층은 제1 발광부, 제2 발광부 및 전하생성층을 포함하고, 상기 전하생성층은 제1 N형 전하생성층, 제1 P형 전하생성층, 제2 N형 전하생성층을 포함하며, 제1 발광부는 제1 발광층, 제1 정공주입층 및 제1 전자수송층을 포함하고, 상기 제2 발광부는 제2 발광층, 제2 정공주입층 및 제2 전자수송층을 포함하며, 상기 제1 발광층, 상기 제1 정공주입층 및 상기 제1 전자수송층과 상기 제2 발광층, 상기 제2 정공주입층 및 상기 제2 전자수송층은 상기 전하생성층을 기준으로 하여 대칭구조로 적층된다.
기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 명세서는 유기발광 소자층을 복수의 발광부로 구성한 탠덤(tandem)구조의 유기발광 소자(OLED)에서 발광부 사이에 N형 전하 생성층과 P형 전하 생성층 및 N형 전하 생성층을 배치하여 구동방식에 따라 백색 발광 또는 청색 발광을 함으로써, 칼라필터가 형성된 픽셀은 유기발광 소자층의 백색발광을 이용하여 칼라필터에 따라 적색 또는 녹색 화상을 표시하고 칼라필터가 형성되지 않은 픽셀은 청색 또는 백색 화상을 표시할 수 있다.
이로 인해, 청색 칼라필터를 사용하지 않아 청색의 화상표시에 있어 색 안정성을 향상시키고, 청색 칼라필터 증착 공정을 제거하여 공정을 단순화시킬 수 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과는 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
이상에서 해결하고자 하는 과제, 과제 해결 수단, 효과에 기재한 내용이 청구항의 필수적인 특징을 특정하는 것은 아니므로, 청구항의 권리 범위는 명세서의 내용에 기재된 사항에 의하여 제한되지 않는다.
도 1은 본 명세서의 실시예에 따른 표시 장치의 단면도를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 명세서의 제1 실시예에 따른 표시 장치의 평면도를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 명세서의 제1 실시예에 따른 다른 표시 장치의 평면도를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 명세서의 제1 실시예에 따른 발광 소자를 나타내는 도면이다.
도 5a는 본 명세서의 제1 실시예에 따른 표시 장치의 정방향 구동 회로도를 나타내는 도면이다.
도 5b는 본 명세서의 제1 실시예에 따른 표시 장치의 역방향 구동 회로도를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 명세서의 제1 실시예에 따른 발광 소자를 나타내는 단면도이다.
도 7은 본 명세서의 제2 실시예에 따른 발광 소자를 나타내는 도면이다.
도 8은 본 명세서의 제3 실시예에 따른 발광 소자를 나타내는 도면이다.
도 9는 본 명세서의 제4 실시예에 따른 발광 소자를 나타내는 도면이다.
도 10은 본 명세서의 제5 실시예에 따른 발광 소자를 나타내는 도면이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 명세서의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 명세서가 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
또한, 본 명세서를 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서의 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 단수로표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다.
구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.
위치 관계에 대한 설명일 경우, 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.
시간 관계에 대한 설명일 경우, 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.
제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성 요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 명세서의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있다.
본 명세서의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하고, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관관계로 함께 실시할 수도 있다.
이하, 첨부된 도면 및 실시예를 통해 본 명세서의 실시예를 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.
도 1은 본 명세서의 실시예에 따른 표시 장치의 단면도를 나타내는 도면이다.
도 1에 도시된 본 명세서의 실시예에 따른 표시 장치는 기판(100)을 포함할 수 있다. 기판(100)은 절연성 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 기판(100)은 유리 또는 플라스틱을 포함할 수 있다.
기판(100) 상에는 각 픽셀이 위치하며 픽셀은 적색 서브픽셀(R-sub), 녹색 서브픽셀(G-sub), 청색 서브픽셀(B-sub)를 포함한다.
적색 서브픽셀(R-sub), 녹색 서브픽셀(G-sub), 청색 서브픽셀(B-sub)은 박막 트랜지스터를 포함하며, 박막 트랜지스터는 기판(100) 상에 배치된 차광층(201, 301, 401)을 포함할 수 있다. 차광층(201, 301, 401)은 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti), 구리(Cu) 등의 금속 물질을 포함할 수 있으며 이들 물질로 이루어진 단층 또는 다중층으로 이루어질 수 있다.
차광층(201, 301, 401)의 상면 및 측면과 차광층(201, 301, 401)이 형성되지 않은 기판(100) 전면에 버퍼 절연막(101)이 위치할 수 있다. 버퍼 절연막(101)은 후속 공정에서 기판(100)에 의한 오염을 방지할 수 있다. 버퍼 절연막(101)은 절연성 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 버퍼 절연막(101)은 실리콘 산화물계(SiOx) 물질 및/또는 실리콘 질화물계(SiNx) 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 실리콘 산화물계(SiOx) 물질로는 이산화 규소(SiO2)가 포함될 수 있다. 버퍼 절연막(101)은 다중층 구조일 수 있다.
버퍼 절연막(101) 상에는 적색 서브픽셀(R-sub), 녹색 서브픽셀(G-sub) 및 청색 서브픽셀(B-sub)의 각 박막 트랜지스터 반도체 패턴(202, 302, 402), 게이트 절연막(102), 게이트 전극(205, 305, 405), 층간 절연막(103), 소스 전극(203, 303, 403) 및 드레인 전극(204, 304, 404)을 포함할 수 있다.
반도체 패턴(202, 302, 402)은 IGZO와 같은 금속 산화물을 포함할 수 있고, 차광층(201, 301, 401)과 오버랩될 수 있다.
반도체 패턴(202, 302, 402)은 소스영역, 드레인 영역, 및 채널 영역을 포함할 수 있다. 소스영역 및 드레인 영역은 도체화 되어 소스 전극(203, 303, 403) 및 드레인 전극(204, 304, 404)과 연결될 수 있다.
게이트 절연막(102)은 반도체 패턴(202, 302, 402) 상에 위치할 수 있다. 게이트 절연막(102)은 반도체 패턴(202, 302, 402)의 외측으로 연장할 수 있다. 예를 들어, 반도체 패턴(202, 302, 402) 측면 및 반도체 패턴(202, 302, 402)이 형성되지 않은 버퍼 절연막(101) 상부는 게이트 절연막(102)에 의해 덮일 수 있다.
게이트 절연막(220)은 절연성 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 게이트 절연막(220)은 실리콘 산화물계(SiOx) 물질 및/또는 게이트 질화물계(SiNx) 물질을 포함할 수 있다. 게이트 절연막(220)은 고유전율을 갖는 물질(High-K 물질)을 포함할 수 있다.
게이트 전극(205, 305, 405)은 게이트 절연막(102) 상에 위치할 수 있다. 게이트 전극(205, 305, 405)은 반도체 패턴(202, 302, 402)의 채널 영역과 중첩할 수 있다. 예를 들어, 게이트 전극(205, 305, 405)은 게이트 절연막(102)에 의해 반도체 패턴(202, 302, 402)과 절연될 수 있다.
게이트 전극(205, 305, 405)은 도전성 물질을 포함할 수 있다. 게이트 전극(205, 305, 405)은 수소 배리어 물질을 포함할 수 있다. 수소 배리어 물질은 수소 저장 물질 및 수소 차단 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 게이트 전극(230)은 티타늄(Ti) 또는 탄탈륨(Ta)을 포함할 수 있다. 또한, 저항이 낮은 금속물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 몰리브덴(Mo), 구리(Gu), 알루미늄(Al) 등을 포함할 수 있으며 이들 물질로 이루어진 단층 또는 다중층으로 이루어질 수 있다.
층간 절연막(103)은 게이트 절연막(102) 및 게이트 전극(205, 305, 405) 상에 위치할 수 있다. 층간 절연막(103)은 절연성 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 층간 절연막(103)은 실리콘 산화물계(SiOx) 물질 및/또는 실리콘 질화물계(SiNx) 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 실리콘 산화물계(SiOx) 물질로는 이산화 규소(SiO2)가 포함될 수 있다. 층간 절연막(103)은 다중층 구조일 수 있다.
소스 전극(203, 303, 403) 및 드레인 전극(204, 304, 404)은 층간 절연막(103) 상에 위치할 수 있다. 소스전극(203, 303, 403) 및 드레인 전극(204, 304, 404)은 반도체 패턴(202, 302, 402)의 소스 영역과 드레인 영역에 전기적으로 연결될 수 있다. 소스 전극(203, 303, 403) 및 드레인 전극(204, 304, 404)은 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W), 및 구리(Cu)와 같은 금속을 포함할 수 있으며, 본 명세서의 실시예들이 이에 한정되는 것은 아니다.
적색 서브픽셀(R-sub), 및 녹색 서브픽셀(G-sub)의 발광영역에는 층간 절연막(103) 위에 각각 적색 칼라필터(206)와 녹색 칼라필터(306)가 위치한다.
적색 칼라필터(206)와 녹색 칼라필터(306) 및 층간 절연막(103) 위에 오버 코트층(104)이 위치할 수 있다. 오버 코트층(104)은 외부 충격 방지 및 발광 영역을 평탄하게 하기 위하여 박막 트랜지스터 및 칼라필터에 의해 발생된 단차를 제거할 수 있다. 오버 코트층(104)은 층간 절연막(103)을 따라 연장하여, 박막 트랜지스터 및 적색 칼라필터(206)와 녹색 칼라필터(306)를 덮을 수 있다. 예를 들면, 오버 코트층(104)은 층간 절연막(103)을 따라 연장하여, 박막 트랜지스터 및 적색 칼라필터(206)와 녹색 칼라필터(306)를 완전히 덮을 수 있다.
오버 코트층(104)은 절연성 물질을 포함할 수 있다. 오버 코트층(104)은 층간 절연막(103)과 다른 물질을 포함할 수 있다. 오버 코트층(104)은 상대적으로 유동성이 높은 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 오버 코트층(104)은 유기 절연 물질을 포함할 수 있다.
오버 코트층(104) 상에는 에노드 전극(120)이 위치할 수 있다. 에노드 전극(120)은 투명한 전도성 물질로 형성될 수 있다. 예를 들어 ITO 및 IZO로 형성될 수 있다. 또는 은(Ag), 망간(Mg), 이테르븀(Yb)을 포함하는 물질의 합금 또는 다중층으로 형성될 수 있으며, 본 명세서의 실시예들이 이에 한정되는 것은 아니다.
에노드 전극(120)은 적색 서브픽셀(R-sub), 녹색 서브픽셀(G-sub), 및 청색 서브픽셀(B-sub)의 박막 트랜지스터의 드레인 전극(204, 304, 404)에 각각 연결되며 발광영역에 위치할 수 있다. 예를 들어, 층간 절연막(103) 및 오버 코트층(104)은 적색 서브픽셀(R-sub), 녹색 서브픽셀(G-sub), 및 청색 서브픽셀(B-sub) 박막 트랜지스터의 드레인 전극(204, 304, 404)을 부분적으로 노출하는 화소 컨택홀을 포함할 수 있다. 에노드 전극(120)은 드레인전극(204, 304, 404)과 중첩하는 영역을 포함할 수 있다. 이에 따라, 본 명세서의 실시예에 따른 표시 장치에서는 박막 트랜지스터에 의해 생성된 구동 전류가 에노드(120)에 공급될 수 있다.
에노드(120) 상에는 적색 서브픽셀(R-sub), 녹색 서브픽셀(G-sub), 청색 서브픽셀(B-sub)의 발광 영역을 제외한 부분에 뱅크(105)가 형성될 수 있다. 뱅크(105)는 에노드(120)의 끝단(또는 일측)과 중첩할 수 있고, 적색 서브픽셀(R-sub), 녹색 서브픽셀(G-sub), 및 청색 서브픽셀(B-sub)의 각 트랜지스터와 중첩할 수 있다.
뱅크(105)는 유기절연물질로 이뤄질 수 있으며, 투명 또는 블랙(Black)의 유기절연물질일 수 있다.
뱅크(105) 및 에노드(120) 위에 유기발광 소자층(121) 및 캐소드(123)가 형성될 수 있다. 유기발광 소자층(121) 및 캐소드(123)는 공통층으로 형성되며 에노드(120)와 캐소드(123) 사이의 전압 차에 대응하는 휘도의 빛을 생성할 수 있다.
캐소드(123)는 도전성 물질을 포함할 수 있다. 캐소드(123)는 에노드(120)와 다른 물질을 포함할 수 있다. 캐소드(123)는 상대적으로 반사율이 높은 금속을 포함할 수 있으며, 은(Ag), 금(Au), 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg), 은-마그네슘(Ag: Mg) 등으로 형성되거나, 이들의 단일층 또는 이들의 합금 등으로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 합금은 예를 들면 알루미늄 합금(Al alloy) 일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
캐소드(123) 상에는 외부의 충격 및 수분에 의한 유기발광 소자층(121)의 손상을 방지하기 위해 캡핑층(124) 및 제1 봉지층(110), 제2 봉지층(111)이 위치할 수 있다.
캡핑층(124)은 알루미늄(Al)을 포함한 얇은 금속층 또는 유기물질로 형성될 수 있으며, 제1 봉지층(110)은 수분 침투를 방지할 수 있는 봉지층으로 에폭시(Epoxy)와 올레핀(Olefin)으로 형성되고, 제2 봉지층(111)은 철(Fe) 및 니켈(Ni)을 포함한 금속층으로 이루어질 수 있다.
도 2는 본 명세서의 제1 실시예에 따른 표시 장치의 평면도를 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1의 픽셀의 평면도를 나타내는 도면이다. 기판(100)의 발광영역의 픽셀(PXL)은 적색 서브픽셀(R-sub), 녹색 서브픽셀(G-sub), 청색 서브픽셀(B-sub)로 이뤄질 수 있고, 적색 서브픽셀(R-sub)은 적색이 표시되고, 녹색 서브픽셀(G-sub)은 녹색이 표시되며 청색 서브픽셀(B-sub)은 청색이 표시된다.
도 3은 본 명세서의 제1 실시예에 따른 표시 장치의 다른 평면도를 나타내는 도면이다.
즉, 도 3은 본 명세서의 제1 실시예에 따른 다른 픽셀(PXL)의 평면도를 나타내는 도면이다. 기판(100)의 발광영역의 픽셀(PXL)은 적색 서브픽셀(R-sub), 녹색 서브픽셀(G-sub), 청색 서브픽셀(B-sub), 백색 서브픽셀(W-sub)로 이뤄질 수 있고, 적색 서브픽셀(R-sub)은 적색이 표시되고, 녹색 서브픽셀(G-sub)은 녹색이 표시되고, 청색 서브픽셀(B-sub)은 청색이 표시되며, 백색 서브픽셀(W-sub)은 백색이 표시된다. 이때 백색 서브픽셀(W-sub)은 청색 서브픽셀(B-sub)와 같이 칼라 필터를 포함하지 않는다.
도 4는 본 명세서의 제1 실시예에 따른 유기발광 소자층(121)의 도면이고 도 5a 및 도 5b는 본 명세서의 구동 회로도이다. 또한 도 6은 본 명세서의 제1 실시예에 따른 유기 발광 소자를 나타내는 개략적인 단면도이다.
유기발광 소자증(121)은 제1 발광부(B) 및 제2 발광부(A)를 포함하고 제1 발광부(B) 및 제2 발광부(A) 사이에 전하생성층(C)이 위치할 수 있다.
제1발광부(B)는 에노드(120) 위에 제1 정공주입층(HIL: Hole Injection Layer)(1211), 제1 정공 수송층(HTL: Hole Transport Layer)(1212), 제1 발광층(1213) 및 제1 전자 수송층(ETL: Electron Transport Layer)(1214)을 포함하여 이루어질 수 있다.
제2 발광부(A)는 제2 전자수송층(ETL: Electron Transport Layer)(1218), 제2 발광층(1219), 제3 발광층(1220), 제2 정공수송층(HTL: Hole Transport Layer) 및 제2 정공주입층(HIL: Hole Injection Layer)(1222)을 포함하여 이루어질 수 있다.
전하생성층(C)은 제1 N형 전하생성층(1215), 제1 P형 전하생성층(1216), 제2 N형 전하생성층(1217)이 순차적으로 적층되어 형성될 수 있다. 제1 N형 전하생성층(1215) 및 제2 N형 전하생성층(1217)은 호스트에 각각 리튬(Li), 나트륨(Na), 칼륨(K), 또는 세슘(Cs)과 같은 알칼리 금속, 또는 마그네슘(Mg), 스트론튬(Sr), 바륨(Ba), 또는 라듐(Ra)과 같은 알칼리 토금속으로 도핑된 유기층으로 이루어질 수 있지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 또한 제1 P형 전하생성층(1216)은 적어도 하나의 호스트에 적어도 하나의 도펀트인 P형 도펀트로 구성한다. 예를 들어, P형 도펀트는 F4-TCNQ(2,3,5,6-tetrafluoro-7,7,8,8-tetracyano-quinodimethane), FeCl3, FeF3 및 SbCl5 중 적어도 하나의 물질일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 그리고, 예를 들어, 호스트는 NPB(N,N'-bis(naphthaen-1-yl)-N,N'-bis(phenyl)-benzidine), TPD(N,N'-bis(3-methylphenyl)-N,N'-bis(phenyl)-benzidine), TNB(N,N,N',N'-tetra-naphthalenyl-benzidine) 중 적어도 하나의 물질일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
전하생성층(C)을 기준으로 제1 발광부(B) 및 제2 발광부(A)가 기준으로 하여 대칭구조로 적층될 수 있다.
도 5a는 본 명세서의 정방향 구동에 대한 회로도이다. 청색 서브픽셀(B-sub)의 구동 데이터 전압(Vdd)은 약 15~25V를 인가 하고 캐소드(123)는 캐소드 전압(Vss) 0V를 인가하여 정방향 구동이 가능하게 된다. 그러므로, 제1 정공주입층(1211) 및 제1 정공수송층(1212)를 통해 제1 발광층(1213)으로 정공이 주입되고, 제1 N형 전하생성층(1215)에서 전자가 제1 발광층(1213)쪽으로 주입되어 제1 발광층(1213)에서 전자와 정공의 결합에 따른 광이 발생한다. 이때, 제1 P형 전하생성층(1216)은 제2 N형 전하생성층(1217)쪽으로 정공이 주입되고, 제2 N형 전하생성층(1217)에서는 제1 P형 전하생성층(1216)쪽으로 전자가 주입되어 제1 P형 전하생성층(1216)과 제2 N형 전하생성층(1217)에서 생성되는 전자와 정공이 서로 만나 상쇄되므로 제2 발광부(A)쪽으로는 전자 및 정공이 이동하지 않게 되어 제2 발광부(A)에서의 발광이 일어나지 않는다.
제1 발광층(1213)은 청색(Blue) 발광층, 진청색(Deep Blue) 발광층, 또는 스카이 블루(Sky Blue) 발광층 중 하나를 포함할 수 있어 청색 서브픽셀(B-sub)의 정방향 구동에 따라 제1 발광층(1213)에서 발생된 광이 도 6의 청색 서브픽셀(B-sub)를 통해 방출하여 발광 영역의 파장이 440㎚ 내지 480㎚인 청색 화상을 표시할 수 있다.
도 5b는 본 명세서의 역방향 구동에 대한 회로도이다. 적색 서브픽셀(R-sub) 및 녹색 서브픽셀(G-sub)의 구동 데이터 전압(Vdd)은 -15~-25V를 인가하고 캐소드(123)는 캐소드 전압(Vss) 0V를 인가하여 역방향 구동이 가능하게 된다. 그러므로 제2 N형 전하 생성층(1217) 및 제2 전자 수송층(1218)에서 제2 발광층(1219) 및 제3 발광층(1220)으로 전자가 공급되고 제2 정공 주입층(1222) 및 제2 정공 수송층(1221)에서 제 2발광층(1219) 및 제3 발광층(1220)으로 정공이 주입되어 제2 발광층(1219) 및 제3 발광층(1220)에서 전자와 정공의 결합에 따른 광이 발생한다. 제2 발광층(1219)은 발광 영역의 파장이 600㎚ 내지 700㎚ 범위인 적색(Red) 발광층을 포함하고 제3 발광층(1220)은 발광 영역의 파장이 510㎚ 내지 590㎚ 범위인 녹색(Green) 또는 황녹색(Green-Yellow) 발광층을 포함하여 제2 발광층(1219) 및 제3 발광층(1220)의 빛이 혼합되어 황백색(Yellow-White)의 광이 발생한다. 이때, 제1 P형 전하생성층(1216)에서는 제1 N형 전하생성층(1215)쪽으로 정공이 주입되고, 제1 N형 전하생성층(1215)에서 제1 P형 전하생성층(1216)쪽으로 전자가 주입되어 제1 P형 전하생성층(1216)과 제1 N형 전하생성층(1215)에서 생성되는 전자와 정공이 서로 만나 상쇄되므로 제1 발광부(B)쪽으로는 전자 및 정공이 이동하지 않게 되어 제1 발광부(B)에서 발광이 일어나지 않는다.
적색 서브픽셀(R-sub) 및 녹색 서브픽셀(G-sub)의 역방향 구동으로 발생되는 황백색(Yellow-White)의 광이 도 6의 적색 서브픽셀(R-sub) 및 녹색 서브픽셀(G-sub)의 칼라필터를 지나 적색 및 녹색의 화상을 표시할 수 있다.
도 7은 본 명세서의 제2 실시예에 따른 유기발광 소자층(131)의 도면이다. 제2 실시예는 제1 실시예와 제1 발광부(B)의 구조 및 구동 방법이 동일하다. 본 실시예를 설명함에 있어 이전 실시예와 동일 또는 대응되는 구성요소에 대한 설명은 생략하거나 간략히 한다.
유기발광 소자증(131)은 제1 발광부(B) 및 제2 발광부(A)를 포함하고 제1 발광부(B) 및 제2 발광부(A) 사이에 전하생성층(C)이 위치할 수 있다. 제1 발광부(B)는 에노드(120) 위에 제1 정공주입층(HIL: Hole Injection Layer)(1311), 제1 정공 수송층(HTL: Hole Transport Layer)(1312), 제1 발광층(1313) 및 제1 전자 수송층(ETL: Electron Transport Layer)(1314)을 포함하여 이루어질 수 있다.
제2 발광부(A)는 제2 전자수송층(ETL: Electron Transport Layer)(1318), 제2 발광층(1319), 제2 정공수송층(HTL: Hole Transport Layer), 제2 P형 전하생성층(1321), 제3 N형 전하생성층(1322), 제3 전자 수송층(ETL: Electron Transport Layer)(1323), 제3 발광층(1324), 제3 정공수송층(HTL: Hole Transport Layer)(1325) 및 제2 정공주입층(HIL: Hole Injection Layer)(1326)을 포함하여 이루어질 수 있다.
전하생성층(C)은 제1 N형 전하생성층(1315), 제1 P형 전하생성층(1316), 제2 N형 전하생성층(1317)이 순차적으로 적층되어 형성될 수 있다.
도 5a의 본 명세서 정방향 구동에 대한 회로도와 같이 청색 서브픽섹(B-sub)에 구동 데이터 전압(Vdd)은 약 15~25V를 인가 하고, 캐소드(123)는 캐소드 전압(Vss) 0V를 인가하여 정방향 구동이 가능하게 된다. 이에 따라, 제1 정공주입층(3211) 및 제1 정공수송층(1312)를 통해 제1 발광층(1313)으로 정공이 주입되고, 제1 N형 전하생성층(1315)에서 전자가 제1 발광층(1313)쪽으로 주입되어 제1 발광층(1313)에서 전자와 정공의 결합에 따른 광이 발생한다. 이때, 제1 P형 전하생성층(1316)은 제2 N형 전하생성층(1317)쪽으로 정공이 주입되고, 제2 N형 전하생성층(1317)에서는 제1 P형 전하생성층(1316)쪽으로 전자가 주입되어 제1 P형 전하생성층(1316)과 제2 N형 전하생성층(1317)에서 생성되는 전자와 정공이 서로 만나 상쇄되므로 제2 발광부(A)쪽으로는 전자 및 정공이 이동하지 않게 되어 제2 발광부(A)에서 발광이 일어나지 않는다.
제1 발광층(1313)은 청색(Blue) 발광층, 진청색(Deep Blue) 발광층, 또는 스카이 블루(Sky Blue) 발광층 중 하나를 포함할 수 있어 청색 서브픽셀(B-sub)의 정방향 구동에 따라 제1 발광층(1313)에서 발생된 광이 청색 서브픽셀(B-sub)를 통해 방출하여 발광 영역의 파장이 440㎚ 내지 480㎚인 청색 화상을 표시할 수 있다.
또한, 도 5b의 본 명세서 역방향 구동에 대한 회로도와 같이, 적색 서브픽셀(R-sub) 및 녹색 서브픽셀(G-sub)에 구동 데이터 전압(Vdd)을 -15~-25V 인가 하고 캐소드(123)는 캐소드 전압(Vss) 0V를 인가하여 역방향 구동이 가능하게 된다. 이로 인해 제2 N형 전하 생성층(1317) 및 제2 전자 수송층(1318)에서 제2 발광층(1319)으로 전자를 공급하고 제3 정공 수송층(1325) 및 제4 정공 주입층(1326)은 제3 발광층(1324)으로 정공을 공급한다. 이때 제 2 발광부(A)의 제2 발광층(1319)과 제3 발광층(1324) 사이에 제 2 정공수송층(1320), 제2 P형 전하생성층(1321), 제3 N형 전하생성층(1322), 제3 전자수송층(1323)이 위치한다. 제2 P형 전하생성층(1321)과 제3 N형 전하생성층(1322)은 제2 발광층(1319)과 제3 발광층(1324)의 전하 균형을 조절한다.
제2 P형 전하생성층(1321)은 제2 발광층(1319)으로 정공을 주입해주는 역할을 한다. 그리고, 제3 N형 전하생성층(1322)은 제3 발광층(1324)으로 전자를 주입해주는 역할을 한다. 이로 인해, 제2 발광층(1319)과 제3 발광층(1324)의 내에서 각각 색을 발광한 뒤 색이 혼합되어 더 높은 휘도의 빛이 발광할 수 있다.
제2 발광층(1319)은 발광 영역의 파장이 510㎚ 내지 590㎚ 범위인 황-녹색(Yellow-Green) 발광층, 및 녹색(Green) 발광층 중 하나를 포함하여 구성할 수 있고, 제3 발광층(1324)은 발광 영역의 파장이 600㎚ 내지 700㎚ 범위인 적색(red) 발광층을 포함할 수 있다.
제2 발광층(1319) 및 제3 발광층(1324)의 빛이 혼합되어 황백색(Yellow-White)의 광이 발생한다. 이때, 제1 P형 전하생성층(1316)에서는 제1 N형 전하생성층(1315)쪽으로 정공이 주입되고, 제1 N형 전하생성층(1315)에서 제1 P형 전하생성층(1316)쪽으로 전자가 주입되어 제1 P형 전하생성층(1316)과 제1 N형 전하생성층(1315)에서 생성되는 전자와 정공이 서로 만나 상쇄되므로 제1발광부(B)쪽으로는 전자 및 정공이 이동하지 않게 되어 제1발광부(B)에서의 발광이 일어나지 않는다.
적색 서브픽셀(R-sub) 및 녹색 서브픽셀(G-sub)의 역방향 구동으로 발행되는 황백색(Yellow-White)의 광이 적색 서브픽셀(R-sub) 및 녹색 서브픽셀(G-sub)의 칼라필터를 지나 적색 및 녹색의 화상을 표시할 수 있다.
도 8은 본 명세서의 제3 실시예에 따른 유기발광 소자층(141)의 도면이다. 제3 실시예는 제2 실시예와 제1 발광부(B)의 구조 및 구동 방법이 동일하다. 본 실시예를 설명함에 있어 이전 실시예와 동일 또는 대응되는 구성요소에 대한 설명은 생략하거나 간략히 한다.
유기발광 소자증(141)은 제1 발광부(B) 및 제2 발광부(A)를 포함하고 제1 발광부(B) 및 제2 발광부(A) 사이에 전하생성층(C)이 위치할 수 있다. 제1 발광부(B)는 에노드(120) 위에 제1 정공주입층(HIL: Hole Injection Layer)(1411), 제1 정공 수송층(HTL: Hole Transport Layer)(1412), 제1 발광층(1413) 및 제1 전자 수송층(ETL: Electron Transport Layer)(1414)을 포함하여 이루어질 수 있다.
제2 발광부(A)는 제2 전자수송층(ETL: Electron Transport Layer)(1418), 제2 발광층(1419a), 제3 발광층(1419b) 제2 정공수송층(HTL: Hole Transport Layer)(1420), 제2 P형 전하생성층(1421), 제3 N형 전하생성층(1422), 제3 전자 수송층(ETL: Electron Transport Layer)(1423), 제3 발광층(1424), 제3 정공수송층(HTL: Hole Transport Layer)(1425) 및 제2 정공주입층(HIL: Hole Injection Layer)(1426)을 포함하여 이루어질 수 있다.
전하생성층(C)은 제1 N형 전하생성층(1415), 제1 P형 전하생성층(1416), 제2 N형 전하생성층(1417)이 순차적으로 적층되어 형성될 수 있다.
도 5a의 본 명세서 정방향 구동에 대한 회로도와 같이, 청색 서브픽섹(B-sub)에 구동 데이터 전압(Vdd)은 약 15~25V를 인가하고 캐소드(123)는 캐소드 전압(Vss) 0V를 인가하여 정방향 구동이 가능하게 된다. 이에 따라, 제1 정공주입층(1411) 및 제1 정공수송층(1412)를 통해 제1 발광층(1413)으로 정공이 주입되고, 제1 N형 전하생성층(1415) 및 제1 전자수송층(ETL: Electron Transport Layer)(1414)에서 전자가 제1발광층(1413)쪽으로 주입되어 제1 발광층(1413)에서 전자와 정공의 결합에 따른 광이 발생한다. 이때, 제1 P형 전하생성층(1416)은 제2 N형 전하생성층(1417)쪽으로 정공이 주입되고, 제2 N형 전하생성층(1417)에서는 제1 P형 전하생성층(1416)쪽으로 전자가 주입되어 제1 P형 전하생성층(1416)과 제2 N형 전하생성층(1417)에서 생성되는 전자와 정공이 서로 만나 상쇄되므로 제2 발광부(A)쪽으로는 전자 및 정공이 이동하지 않게 되어 제2 발광부(A)에서의 발광이 일어나지 않는다.
제1 발광층(1413)은 청색(Blue) 발광층, 진청색(Deep Blue) 발광층, 또는 스카이 블루(Sky Blue) 발광층 중 하나를 포함할 수 있어 청색 서브픽셀(B-sub)의 정방향 구동에 따라 제1 발광층(1413)에서 발생된 광이 청색 서브픽셀(B-sub)를 통해 방출하여 발광 영역의 파장이 440㎚ 내지 480㎚인 청색 화상을 표시할 수 있다.
또한, 도 5b의 본 명세서의 역방향 구동에 대한 회로도와 같이, 적색 서브픽셀(R-sub), 녹색 서브픽셀(G-sub) 및 백색 서브픽셀(W-sub)에 구동 데이터 전압(Vdd)을 -15~-25V 인가 하고 캐소드(123)는 캐소드 전압(Vss) 0V를 인가하여 역방향 구동이 가능하게 된다. 이로 인해 제2 N형 전하 생성층(1417) 및 제2 자 수송층(1418)에서 제2 광층(1419a) 및 제3 광층(1419b)으로 전자를 공급하고 제3 정공 수송층(1425) 및 제4 정공 주입층(1426)은 제4 발광층(1424)으로 정공을 공급한다. 이때 제2 발광부(A)의 제3 발광층(1419b)과 제4 발광층(1424) 사이에 제2 정공수송층(1420), 제2 P형 전하생성층(1421), 제3 N형 전하생성층(1422), 제3 전자수송층(1423)이 위치한다. 제2 P형 전하생성층(1321)과 제3 N형 전하생성층(1322)은 제2 발광층(1419a) 및 제3 발광층(1419)과 제4 발광층(1424)의 전하 균형을 조절한다.
제2 P형 전하생성층(1421)은 제2 발광층(1419a) 및 제3 발광층(1419b)에 정공을 주입해주는 역할을 한다. 그리고, 제3 N형 전하생성층(1422)은 제4 발광층(1424)으로 전자를 주입해주는 역할을 한다. 이로 인해, 제 2 발광층(1419a) 및 제3 발광층(1419b)과 제 4 발광층(1324)의 내에서 각각 색을 발광한 뒤 색이 혼합되어 더 높은 휘도의 빛이 발광할 수 있다.
제2 발광층(1419a)은 발광 영역이 600㎚ 내지 700㎚ 범위인 적색(red) 발광층을 포함할 수 있고 제3 발광층(1419b)은 발광 영역이 510㎚ 내지 590㎚ 범위인 황색-녹색(Yellow-Green) 발광층, 및 녹색(Green) 발광층 중 하나를 포함하며 제4 발광층(1424)은 발광영역이 440㎚ ~ 480㎚인 청색(Blue) 발광층, 진청색(Deep Blue) 발광층, 또는 스카이 블루(Sky Blue) 발광층을 포함할 수 있다. 제2 발광층(1419a), 제3 발광층(1419b) 및 제4 발광층(1424)의 빛이 혼합되어 백색(White)의 광이 발생한다. 이때, 제1 P형 전하생성층(1416)에서는 제1 N형 전하생성층(1415)쪽으로 정공이 주입되고, 제1 N형 전하생성층(1415)에서 제1 P형 전하생성층(1416)쪽으로 전자가 주입되어 제1 P형 전하생성층(1416)과 제1 N형 전하생성층(1415)에서 생성되는 전자와 정공이 서로 만나 상쇄되므로 제1발광부(B)쪽으로는 전자 및 정공이 이동하지 않게 되어 제1발광부(B)에서의 발광이 일어나지 않는다.
적색 서브픽셀(R-sub), 녹색 서브픽셀(G-sub) 및 백색 서브픽셀(W-sub)의 역방향 구동으로 발생되는 백색(White)의 광이 적색 서브픽셀(R-sub) 및 녹색 서브픽셀(G-sub)의 칼라필터를 지나 적색 및 녹색의 화상을 표시하고 백색 서브픽셀(W-sub)을 지나 백색 화상을 표시할 수 있다.
도 9는 본 명세서의 제4 실시예에 따른 유기발광 소자층(151)의 도면이다. 제4 실시예는 제3 실시예와 제1발광부(B)의 구조 및 구동 방법이 동일하다. 본 실시예를 설명함에 있어 이전 실시예와 동일 또는 대응되는 구성요소에 대한 설명은 생략하거나 간략히 한다.
유기발광 소자증(151)은 제1 발광부(B) 및 제2 발광부(A)를 포함하고 제1 발광부(B) 및 제2 발광부(A) 사이에 전하생성층(C)이 위치할 수 있다. 제1 발광부(B)는 에노드(120) 위에 제1 정공주입층(HIL: Hole Injection Layer)(1511), 제1 정공 수송층(HTL: Hole Transport Layer)(1512), 제1 발광층(1513) 및 제1 전자 수송층(ETL: Electron Transport Layer)(1514)을 포함하여 이루어질 수 있다.
제2 발광부(A)는 제2 전자수송층(ETL: Electron Transport Layer)(1518), 제2 발광층(1519a), 제3 발광층(1519b), 제4 발광층(1519c), 제2 정공수송층(HTL: Hole Transport Layer)(1520), 제2 P형 전하생성층(1521), 제3 N형 전하생성층(1522), 제3 전자 수송층(ETL: Electron Transport Layer)(1523), 제5 발광층(1524), 제3 정공수송층(HTL: Hole Transport Layer)(1525) 및 제2 정공주입층(HIL: Hole Injection Layer)(1526)을 포함하여 이루어질 수 있다.
전하생성층(C)은 제1 N형 전하생성층(1515), 제1 P형 전하생성층(1516), 제2 N형 전하생성층(1517)이 순차적으로 적층되어 형성될 수 있다.
도 5a의 본 명세서 정방향 구동에 대한 회로도와 같이, 청색 서브픽섹(B-sub)에 구동 데이터 전압(Vdd)은 약 15~25V를 인가 하고 캐소드(123)는 캐소드 전압(Vss) 0V를 인가하여 정방향 구동이 가능하게 된다. 이에 따라, 제1 정공주입층(1511) 및 제1 정공수송층(1512)를 통해 제1 발광층(1513)으로 정공이 주입되고, 제1 N형 전하생성층(1515) 및 제1 전자수송층(ETL: Electron Transport Layer)(1514)에서 전자가 제1 발광층(1513)쪽으로 주입되어 제1 발광층(1513)에서 전자와 정공의 결합에 따른 광이 발생한다. 이때, 제1 P형 전하생성층(1516)은 제2 N형 전하생성층(1517)쪽으로 정공이 주입되고, 제2 N형 전하생성층(1517)에서는 제1 P형 전하생성층(1516)쪽으로 전자가 주입되어 제1 P형 전하생성층(1516)과 제2 N형 전하생성층(1517)에서 생성되는 전자와 정공이 서로 만나 상쇄되므로 제 2발광부(A)쪽으로는 전자 및 정공이 이동하지 않게 되어 제 2발광부(A)에서의 발광이 일어나지 않는다.
제1발광층(1513)은 청색(Blue) 발광층, 진청색(Deep Blue) 발광층, 또는 스카이 블루(Sky Blue) 발광층 중 하나를 포함할 수 있어 청색 서브픽셀(B-sub)의 정방향 구동에 따라 제1 발광층(1313)에서 발생된 광이 청색 서브픽셀(B-sub)를 통해 방출하여 발광 영역의 파장이 440㎚ 내지 480㎚인 청색 화상을 표시할 수 있다.
또한, 도 5b의 본 명세서의 역방향 구동에 대한 회로도와 같이, 적색 서브픽셀(R-sub), 녹색 서브픽셀(G-sub) 및 백색 서브픽셀(W-sub)에 구동 데이터 전압(Vdd)을 -15~-25V 인가하고 캐소드(123)는 캐소드 전압(Vss) 0V를 인가하여 역방향 구동이 가능하게 된다. 이로 인해 제2 N형 전하 생성층(1517) 및 제2 전자 수송층(1518)에서 제2 발광층(1519a), 제3 발광층(1519b) 및 제4 발광층(1519c)으로 전자를 공급하고 제3 정공 수송층(1525) 및 제4 정공 주입층(1526)은 제5 발광층(1524)으로 정공을 공급한다. 이때 제2 발광부(A)의 제4 발광층(1519c)과 제5 발광층(1524) 사이에 제2 정공수송층(1520), 제2 P형 전하생성층(1521), 제3 N형 전하생성층(1522), 제3 전자수송층(1523)이 위치한다. 제2 P형 전하생성층(1521)과 제3 N형 전하생성층(1522)은 제 2발광층(1519a), 제3 발광층(1519b) 및 제4 발광층(1519c)과 제 5발광층(1424)의 전하 균형을 조절한다.
제2 P형 전하생성층(1521)은 제2 발광층(1519a) 제3 발광층(1519b) 및 제4 발광층(1519c)에 정공을 주입해주는 역할을 한다. 그리고, 제3 N형 전하생성층(1522)은 제5 발광층(1524)으로 전자를 주입해주는 역할을 한다. 이로 인해, 제2 발광층(1419a), 제3 발광층(1519b) 및 제4 발광층(1519c)과 제5 발광층(1324)의 내에서 각각 색을 발광한 뒤 색이 혼합되어 더 높은 휘도의 빛이 발광할 수 있다.
제2 발광층(1519a)은 발광 영역의 파장이 600㎚ 내지 700㎚ 범위인 적색(red) 발광층을 포함할 수 있고 제3 발광층(1519b) 및 제4 발광층(1519c)은 발광 영역의 파장이 560㎚ 내지 590㎚ 범위인 황-녹색(Yellow-Green) 발광층을 포함할 수 있고, 제5 발광층(1524)은 발광영역의 파장이 440㎚ ~ 480㎚인 청색(Blue) 발광층, 진청색(Deep Blue) 발광층, 또는 스카이 블루(Sky Blue) 발광층을 포함할 수 있다.
황-녹색(Yellow-Green) 발광층의 경우 소자 수명이 다른 발광층에 비해 낮아 두 개의 층을 사용하여 소자 수명을 높일 수 있다.
제2 발광층(1519a), 제3 발광층(1419b), 제4 발광층(1419c) 및 제5 발광층(1424)의 빛이 혼합되어 백색(White)의 광이 발생한다. 이때, 제1 P형 전하생성층(1516)에서는 제1 N형 전하생성층(1515)쪽으로 정공이 주입되고, 제1 N형 전하생성층(1515)에서 제1 P형 전하생성층(1516)쪽으로 전자가 주입되어 제1 P형 전하생성층(1516)과 제1 N형 전하생성층(1515)에서 생성되는 전자와 정공이 서로 만나 상쇄되므로 제1 발광부(B)쪽으로는 전자 및 정공이 이동하지 않게 되어 제1 발광부(B)에서의 발광이 일어나지 않는다.
적색 서브픽셀(R-sub), 녹색 서브픽셀(G-sub) 및 백색 서브픽셀(W-sub)의 역방향 구동으로 발생되는 백색(White)의 광이 적색 서브픽셀(R-sub) 및 녹색 서브픽셀(G-sub)의 칼라필터를 지나 적색 및 녹색의 화상을 표시하고 백색 서브픽셀(W-sub)을 지나 백색 화상을 표시할 수 있다.
도 10는 본 명세서의 제5 실시예에 따른 유기발광 소자층(161)의 도면이다. 제5 실시예는 제4 실시예와 제1 발광부(B)의 구조 및 구동 방법이 동일하다. 본 실시예를 설명함에 있어 이전 실시예와 동일 또는 대응되는 구성요소에 대한 설명은 생략하거나 간략히 한다.
유기발광 소자층(161)은 제1 발광부(B) 및 제2 발광부(A)를 포함하고 제1 발광부(B) 및 제2 발광부(A) 사이에 전하생성층(C)이 위치할 수 있다. 제1 발광부(B)는 에노드(120) 위에 제1 정공주입층(HIL: Hole Injection Layer)(1611), 제1 정공 수송층(HTL: Hole Transport Layer)(1612), 제1 발광층(1613) 및 제1 전자 수송층(ETL: Electron Transport Layer)(1614)을 포함하여 이루어질 수 있다.
제2 발광부(A)는 제2 전자수송층(ETL: Electron Transport Layer)(1618), 제2 발광층(1619a), 제3 발광층(1619b), 제4 발광층(1619c), 제5 발광층(1619d), 제2 정공수송층(HTL: Hole Transport Layer)(1620), 제2 P형 전하생성층(1621), 제3 N형 전하생성층(1622), 제3 전자 수송층(ETL: Electron Transport Layer)(1623), 제5 발광층(1624), 제3 정공수송층(HTL: Hole Transport Layer)(1625) 및 제4 정공주입층(HIL: Hole Injection Layer)(1626)을 포함하여 이루어질 수 있다.
전하생성층(C)은 제1 N형 전하생성층(1615), 제1 P형 전하생성층(1616), 제2 N형 전하생성층(1617)이 순차적으로 적층되어 형성될 수 있다.
도 5a의 본명세서의 정방향 구동에 대한 회로도와 같이, 청색 서브픽섹(B-sub)에 구동 데이터 전압(Vdd)은 약 15~25V를 인가 하고 캐소드(123)는 캐소드 전압(Vss) 0V를 제1 정공수송층(1612)를 통해 제1 발광층(1613)으로 정공이 주입되고, 제1 N형 전하생성층(1615) 및 제1 전자수송층(ETL: Electron Transport Layer)(1614)에서 전자가 제1 발광층(1613)쪽으로 주입되어 제1 발광층(1613)에서 전자와 정공의 결합에 따른 광이 발생한다. 이때, 제1 P형 전하생성층(1616)은 제2 N형 전하생성층(1617)쪽으로 정공이 주입되고, 제2 N형 전하생성층(1617)에서는 제1 P형 전하생성층(1616)쪽으로 전자가 주입되어 제1 P형 전하생성층(1616)과 제2 N형 전하생성층(1617)에서 생성되는 전자와 정공이 서로 만나 상쇄되므로 제2 발광부(A)쪽으로는 전자 및 정공이 이동하지 않게 되어 제2 발광부(A)에서의 발광이 일어나지 않는다.
제1 발광층(1613)은 청색(Blue) 발광층, 진청색(Deep Blue) 발광층, 또는 스카이 블루(Sky Blue) 발광층 중 하나를 포함할 수 있어 청색 서브픽셀(B-sub)의 정방향 구동에 따라 제1 발광층(1613)에서 발생된 광이 청색 서브픽셀(B-sub)를 통해 방출하여 발광 영역의 파장이 440㎚ 내지 480㎚인 청색 화상을 표시할 수 있다.
또한, 도 5b의 본 명세서 역방향 구동에 대한 회로도와 같이, 적색 서브픽셀(R-sub), 녹색 서브픽셀(G-sub) 및 백색 서브픽셀(W-sub)에 구동 데이터 전압(Vdd)을 -15~-25V 인가하고 캐소드(123)는 캐소드 전압(Vss) 0V를 인가하여 역방향 구동이 가능하게 된다. 이로 인해 제2 N형 전하 생성층(1617) 및 제2 전자 수송층(1618)에서 제2 발광층(1619a), 제3 발광층(1619b), 제4 발광층(1619C) 및 제5 발광층(1619d)으로 전자를 공급하고 제3 정공 수송층(1625) 및 제4 정공 주입층(1626)은 제6발광층(1624)으로 정공을 공급한다. 이때 제2 발광부(A)의 제5 발광층(1619d)과 제6 발광층(1624)사이에 제2 정공수송층(1620), 제2 P형 전하생성층(1621), 제3 N형 전하생성층(1622), 제3 전자수송층(1623)이 위치한다. 제2 P형 전하생성층(1621)과 제3 N형 전하생성층(1622)은 제2 발광층(1619a), 제3 발광층(1619b), 제4 발광층(1619c) 및 제5 발광층(1619d)과 제6 발광층(1624)의 전하 균형을 조절한다.
제2 P형 전하생성층(1621)은 제2 발광층(1619a), 제3 발광층(1619b), 제4 발광층(1619c) 및 제5 발광층(1619d)에 정공을 주입해주는 역할을 한다. 그리고, 제3 N형 전하생성층(1622)은 제6 발광층(1624)으로 전자를 주입해주는 역할을 한다. 이로 인해, 제2 발광층(1619a) 제3 발광층(1619b), 제4 발광층(1619c) 및 제5 발광층(1619d)과 제6 발광층(1624)의 내에서 각각 색을 발광한 뒤 색이 혼합되어 더 높은 휘도의 빛이 발광할 수 있다.
제2 발광층(1619a)은 발광 영역의 파장이 600㎚ 내지 700㎚ 범위인 적색(red) 발광층을 포함할 수 있고 제3 발광층(1619b) 및 제4 발광층(1619c)은 발광 영역의 파장이 560㎚ 내지 590㎚ 범위인 황-녹색(Yellow-Green) 발광층을 포함할 수 있고, 제5 발광층(1619d)은 발광영역의 파장이 520㎚ 내지 560㎚ 범위인 녹색(Green) 발광층을 포함할 수 있으며, 제6 발광층(1624)은 발광영역의 파장이 440㎚ 내지 480㎚인 청색(Blue) 발광층, 진청색(Deep Blue) 발광층, 또는 스카이 블루(Sky Blue) 발광층을 포함할 수 있다.
황-녹색(Yellow-Green) 발광층의 경우 소자 수명이 다른 발광층에 비해 낮아 두 개의 층 및 녹색(Green) 발광층을 더 사용하여 소자 수명을 높일 수 있다.
제2 발광층(1619a), 제3 발광층(1619b), 제4 발광층(1619c) 및 제5 발광층(1619d)과 제6 발광층(1624)의 빛이 혼합되어 백색(White)의 광이 발생한다. 이때, 제1 P형 전하생성층(1616)에서는 제1 N형 전하생성층(1615)쪽으로 정공이 주입되고, 제1 N형 전하생성층(1615)에서 제1 P형 전하생성층(1616)쪽으로 전자가 주입되어 제1 P형 전하생성층(1616)과 제1 N형 전하생성층(1615)에서 생성되는 전자와 정공이 서로 만나 상쇄되므로 제1 발광부(B)쪽으로는 전자 및 정공이 이동하지 않게 되어 제1 발광부(B)에서의 발광이 일어나지 않는다.
적색 서브픽셀(R-sub), 녹색 서브픽셀(G-sub) 및 백색 서브픽셀(W-sub)의 역방향 구동으로 발생되는 백색(White)의 광이 적색 서브픽셀(R-sub) 및 녹색 서브픽셀(G-sub)의 칼라필터를 지나 적색 및 녹색의 화상을 표시하고 백색 서브픽셀(W-sub)을 지나 백색 화상을 표시할 수 있다.
본 명세서의 실시예에 따른 표시 장치는, 발광영역을 포함하는 기판, 발광영역에 있는 각각의 픽셀, 각각의 픽셀에 있는 트랜지스터 및 트랜지스터에 연결되는 에노드, 에노드 위에 있는 유기발광 소자층 및 캐소드를 포함하고, 유기발광 소자층은 적어도 두개 이상의 정공 주입층을 포함하고, 적어도 두개 이상의 정공 주입층 중 하나는 에노드에 인접하게 배치되며, 적어도 두개 이상의 정공 주입층 중 다른 하나는 캐소드에 인접하게 배치된다.
본 명세서의 몇몇 실시예에 따르면, 각각의 픽셀은 제1 서브픽셀, 제2 서브픽셀, 및 제3 서브픽셀을 포함할 수 있다.
본 명세서의 몇몇 실시예에 따르면, 제1 서브픽셀 및 제2 서브픽셀은 트랜지스터와 에노드 사이에 있는 칼라필터 층을 포함할 수 있다.
본 명세서의 몇몇 실시예에 따르면, 제3 서브픽셀은 청색 발광 서브픽셀을 포함할 수 있다.
본 명세서의 몇몇 실시예에 따르면, 제1 서브픽셀 및 제2 서브픽셀은 역방향 구동이며, 제3 서브픽셀은 정방향 구동일 수 있다.
본 명세서의 몇몇 실시예에 따르면, 유기발광 소자층은 3개 이상의 발광층을 포함할 수 있다.
본 명세서의 몇몇 실시예에 따르면, 3개 이상의 발광층 중 제1 발광층은 청색 발광층, 제2 발광층은 적색 발광층, 및 제3 발광층은 녹색 또는 황녹색 발광층을 포함할 수 있다.
본 명세서의 몇몇 실시예에 따르면, 제3 발광층은 제2 발광층과 인접하게 배치되고, 제1 발광층과 제2 발광층 사이에 제1 전자 수송층, 제1 N형 전하 생성층, 제1 P형 전하 생성층, 및 제2 N형 전하 생성층이 배치될 수 있다.
본 명세서의 몇몇 실시예에 따르면, 유기발광 소자층은 3개 이상의 발광층을 포함하고, 제1 발광층과 제2 발광층 사이에 제1 N형 전하 생성층, 제1 P형 전하 생성층, 및 제2 N형 전하 생성층이 배치되고, 제2 발광층과 제3 발광층 사이에 제2 P형 전하생성층 및 제3 N형 전하 생성층이 배치될 수 있다.
본 명세서의 몇몇 실시예에 따르면, 각각의 픽셀은 제1 서브픽셀, 제2 서브픽셀, 제3 서브픽셀, 및 제4 서브픽셀을 포함할 수 있다.
본 명세서의 몇몇 실시예에 따르면, 제1 서브픽셀, 제2 서브픽셀, 및 제4 서브픽셀은 역방향 구동이고, 제3 서브픽셀은 정방향 구동일 수 있다.
본 명세서의 몇몇 실시예에 따르면, 유기발광 소자층은 4개 이상의 발광층을 포함할 수 있다.
본 명세서의 몇몇 실시예에 따르면, 4개 이상의 발광층 중 제1 발광층은 청색 발광층, 제2 발광층은 적색 발광층, 제3 발광층은 녹색 또는 황녹색 발광층, 및 제4 발광층은 청색 발광층일 수 있다.
본 명세서의 몇몇 실시예에 따르면, 제3 발광층은 제2 발광층과 인접하게 배치되고, 제1 발광층과 제2 발광층 사이에 제1 전자 수송층, 제1 N형 전하 생성층, 제1 P형 전하 생성층, 및 제2 N형 전하 생성층이 배치될 수 있다.
본 명세서의 몇몇 실시예에 따르면, 제4 발광층은 제3 발광층의 위에 위치하고, 제4 발광층과 제3 발광층 사이에 제2 P형 전하 생성층, 및 제3 N형 전하 생성층이 배치될 수 있다.
본 명세서의 몇몇 실시예에 따르면, 제1서브픽셀 및 제2 서브픽셀은 트랜지스터와 에노드 사이에 칼라필터 층을 포함할 수 있다.
본 명세서의 몇몇 실시예에 따르면, 제3 서브픽셀은 청색 발광 서브픽셀일 수 있다.
본 명세서의 몇몇 실시예에 따르면, 제4 서브픽셀은 백색 발광 서브픽셀일 수 있다.
본 명세서의 몇몇 실시예에 따르면, 4개 이상의 발광층 중 제1 발광층은 청색 발광층, 제2 발광층은 적색 발광층, 제3 발광층은 황녹색 발광층, 제4 발광층은 황녹색 발광층, 및 제5 발광층은 청색 발광층일 수 있다.
본 명세서의 몇몇 실시예에 따르면, 4개 이상의 발광층 중 제1발광층은 청색 발광층, 제2 발광층은 적색 발광층, 제3 발광층은 황녹색 발광층, 제4 발광층은 황녹색 발광층, 제5 발광층은 녹색 발광층, 및 제6 발광층은 청색 발광층일 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서의 실시예들을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 명세서명세서는 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것은 아니고, 본 명세서의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다. 따라서, 본 명세서에 개시된 실시예들은 본 명세서의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 명세서의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 명세서의 보호 범위는 청구 범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 명세서의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
R-sub : 적색 서브 픽셀
G-sub : 녹색 서브 픽셀
B-sub : 청색 서브 픽셀
100 : 기판
206, 306 : 칼라필터
120 : 에노드
121 : 유기발광 소자층
123 : 캐소드
124 : 캡핑층
110: 제1 봉지층
111: 제2 봉지층
A : 제2 발광부
C : 전하생성층
B : 제1 발광부
1213: 제1 발광층
1215 : 제1 N형 전하생성층
1216: 제1 P형 전하생성층
1217 : 제2 N형 전하생성층
1219: 제2 발광층
1220 : 제3 발광층

Claims (25)

  1. 발광영역을 포함하는 기판:
    상기 발광영역에 있는 각각의 픽셀;
    상기 각각의 픽셀에 있는 트랜지스터 및 상기 트랜지스터에 연결되는 에노드; 및
    상기 에노드 위에 있는 유기발광 소자층 및 캐소드를 포함하며,
    상기 유기발광 소자층은 적어도 두개 이상의 정공 주입층을 포함하고,
    상기 적어도 두개 이상의 정공 주입층 중 하나는 상기 에노드에 인접하게 배치되며, 상기 적어도 두개 이상의 정공 주입층 중 다른 하나는 상기 캐소드에 인접하게 배치되는, 표시 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 각각의 픽셀은 제1 서브픽셀, 제2 서브픽셀, 및 제3 서브픽셀을 포함하는, 표시 장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 제1 서브픽셀 및 상기 제2 서브픽셀은 상기 트랜지스터와 상기 에노드 사이에 있는 칼라필터 층을 포함하는, 표시 장치.
  4. 제2 항에 있어서,
    상기 제3 서브픽셀은 청색 발광 서브픽셀인, 표시 장치.
  5. 제2 항에 있어서,
    상기 제1 서브픽셀 및 상기 제2 서브픽셀은 역방향 구동이며, 상기 제3 서브픽셀은 정방향 구동인, 표시 장치.
  6. 제2 항에 있어서,
    상기 유기발광 소자층은 3개 이상의 발광층을 포함하는, 표시 장치.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 3개 이상의 발광층 중 제1 발광층은 청색 발광층, 제2 발광층은 적색 발광층, 및 제3 발광층은 녹색 또는 황녹색 발광층인, 표시 장치.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 제3 발광층은 상기 제2 발광층과 인접하게 배치되고,
    상기 제1 발광층과 상기 제2 발광층 사이에 제1 전자 수송층, 제1 N형 전하 생성층, 제1 P형 전하 생성층, 및 제2 N형 전하 생성층이 배치되는, 표시 장치.
  9. 제2 항에 있어서,
    상기 유기발광 소자층은 3개 이상의 발광층을 포함하고,
    제1 발광층과 제2 발광층 사이에 제1 N형 전하 생성층, 제1 P형 전하 생성층, 및 제2 N형 전하 생성층이 배치되고,
    상기 제2 발광층과 제3 발광층 사이에 제2 P형 전하생성층 및 제3 N형 전하 생성층이 배치되는, 표시 장치.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 각각의 픽셀은 제1 서브픽셀, 제2 서브픽셀, 제3 서브픽셀, 및 제4 서브픽셀을 포함하는, 표시 장치.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 제1 서브픽셀, 상기 제2 서브픽셀, 및 상기 제4 서브픽셀은 역방향 구동이고, 상기 제3 서브픽셀은 정방향 구동인, 표시 장치.
  12. 제10 항에 있어서,
    상기 유기발광 소자층은 4개 이상의 발광층을 포함하는, 표시 장치.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 4개 이상의 발광층 중 제1 발광층은 청색 발광층, 제2 발광층은 적색 발광층, 제3 발광층은 녹색 또는 황녹색 발광층, 및 제4 발광층은 청색 발광층인, 표시 장치.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 제3 발광층은 상기 제2 발광층과 인접하게 배치되고,
    상기 제1 발광층과 상기 제2 발광층 사이에 제1 전자 수송층, 제1 N형 전하 생성층, 제1 P형 전하 생성층, 및 제2 N형 전하 생성층이 배치되는, 표시 장치.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 제4 발광층은 상기 제3 발광층의 위에 위치하고,
    상기 제4 발광층과 상기 제3 발광층 사이에 제2 P형 전하 생성층, 및 제3 N형 전하 생성층이 배치되는, 표시 장치.
  16. 제10 항에 있어서,
    상기 제1 서브픽셀 및 상기 제2 서브픽셀은 상기 트랜지스터와 상기 에노드 사이에 칼라필터 층을 포함하는, 표시 장치.
  17. 제10 항에 있어서,
    상기 제3 서브픽셀은 청색 발광 서브픽셀인, 표시 장치.
  18. 제10 항에 있어서,
    상기 제4 서브픽셀은 백색 발광 서브픽셀인, 표시 장치.
  19. 제12 항에 있어서,
    상기 4개 이상의 발광층 중 제1 발광층은 청색 발광층, 제2 발광층은 적색 발광층, 제3 발광층은 황녹색 발광층, 제4 발광층은 황녹색 발광층, 및 제5 발광층은 청색 발광층인, 표시 장치.
  20. 제12 항에 있어서,
    상기 4개 이상의 발광층 중 제1 발광층은 청색 발광층, 제2 발광층은 적색 발광층, 제3 발광층은 황녹색 발광층, 제4 발광층은 황녹색 발광층, 제5 발광층은 녹색 발광층, 및 제6 발광층은 청색 발광층인, 표시 장치.
  21. 발광영역을 포함하는 기판:
    상기 발광영역에 있는 각각의 픽셀;
    상기 각각의 픽셀에 있는 트랜지스터 및 상기 트랜지스터에 연결되는 에노드; 및
    상기 에노드 위에 있는 유기발광 소자층 및 캐소드를 포함하며,
    상기 유기발광 소자층은 제1 발광부, 제2 발광부 및 전하생성층을 포함하고
    상기 전하생성층은 제1 N형 전하생성층, 제1 P형 전하생성층, 제2 N형 전하생성층을 포함하고,
    상기 제1 발광부는 제1 발광층, 제1 정공주입층 및 제1 전자수송층을 포함하고, 상기 제2 발광부는 제2 발광층, 제2 정공주입층 및 제2 전자수송층을 포함하며,
    상기 제1 발광층, 상기 제1 정공주입층 및 상기 제1 전자수송층과 상기 제2 발광층, 상기 제2 정공주입층 및 상기 제2 전자수송층은 상기 전하생성층을 기준으로 하여 대칭구조로 적층되는, 표시 장치.
  22. 제21 항에 있어서,
    상기 각각의 픽셀은 제1 서브픽셀, 제2 서브픽셀, 및 제3 서브픽셀을 포함하는, 표시 장치.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 제1 서브픽셀 및 상기 제2 서브픽셀은 상기 트랜지스터와 상기 에노드 사이에 있는 칼라필터 층을 포함하는, 표시 장치.
  24. 제 22 항에 있어서,
    상기 제3 서브픽셀은 청색 발광 서브픽셀인, 표시 장치.
  25. 제 22 항에 있어서,
    상기 제1 서브픽셀 및 상기 제2 서브픽셀은 역방향 구동이며, 상기 제3 서브픽셀은 정방향 구동인, 표시 장치.
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