KR20230167245A - 표시 장치 - Google Patents

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KR20230167245A
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light emitting
light
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이종원
김승철
박흥수
이창민
이현식
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삼성디스플레이 주식회사
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Abstract

일 실시예에 따른 표시 장치는 기판, 상기 기판 상에 위치하는 발광 소자, 상기 발광 소자 상에 위치하는 캡핑층, 그리고 상기 캡핑층 상에 위치하는 봉지층을 포함하고, 상기 캡핑층은 상기 봉지층을 향하는 제1면을 포함하고, 상기 캡핑층의 상기 제1면은 상기 봉지층을 향해 돌출된 돌기를 포함하며, 상기 돌기의 높이는 약 600 옹스트롬 이상이다.

Description

표시 장치 {DISPLAY DEVICE}
본 개시는 표시 장치에 관한 것이다.
발광 소자는 전기 에너지가 빛 에너지로 변환되는 특성의 소자이다. 이러한 발광 소자의 예시로는, 발광층에 유기 재료를 사용하는 유기 발광 소자, 발광층에 양자점을 사용하는 양자점 발광 소자 등이 있다.
발광 소자는 서로 중첩하는 제1 전극 및 제2 전극, 이들 사이에 위치하는 정공 수송 영역(hole transport region), 발광층, 전자 수송 영역(electron transport region)을 포함할 수 있다. 제1 전극으로부터 주입된 정공은 정공 수송 영역을 거쳐 발광층으로 이동하고, 제2 전극으로부터 주입된 전자는 전자 수송 영역을 거쳐 발광층으로 이동한다. 정공 및 전자는 발광층 영역에서 결합하여 엑시톤(exciton)을 생성한다. 엑시톤이 여기 상태에서 기저 상태로 변하면서 광이 생성된다.
실시예들은 구동 전압의 상승 없이 광 추출 효과 및 발광 소자의 수명이 향상된 표시 장치를 제공하기 위한 것이다.
일 실시예에 따른 표시 장치는 기판, 상기 기판 상에 위치하는 발광 소자, 상기 발광 소자 상에 위치하는 캡핑층, 그리고 상기 캡핑층 상에 위치하는 봉지층을 포함하고, 상기 캡핑층은 상기 봉지층을 향하는 제1면을 포함하고, 상기 캡핑층의 상기 제1면은 상기 봉지층을 향해 돌출된 돌기를 포함하며, 상기 돌기의 높이는 약 600 옹스트롬 이상이다.
상기 돌기의 면적은 약 1 제곱마이크로미터 이상일 수 있다.
상기 캡핑층은 하기 화학식 1로 표현되는 화합물 및 하기 화학식 2로 표현되는 화합물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
[화학식 1]
[화학식 2]
상기 화학식 1에서 상기 Ar은 탄소수 6 내지 20의 아릴기이고, 상기 R은 각각 독립적으로 수소, 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 탄소수 6 내지 20의 아릴기, 탄소수 5 내지 20의 헤테로아릴기, 할로겐, 니트로, CN 및 아민 중 어느 하나이다.
상기 캡핑층의 두께는 약 300 옹스트롬 내지 약 1000 옹스트롬일 수 있다.
일 실시예에 따른 표시 장치는 기판, 상기 기판 상에 위치하는 발광 소자, 상기 발광 소자 상에 위치하는 캡핑층, 그리고 상기 캡핑층 상에 위치하는 봉지층을 포함하고, 상기 캡핑층은 제1 캡핑층 및 제2 캡핑층을 포함하고, 상기 제1 캡핑층은 제1 돌기를 포함하며, 상기 제1 캡핑층 및 상기 제2 캡핑층은 유기 물질을 포함한다.
상기 발광 소자는, 제1 전극, 상기 제1 전극 상에 위치하는 발광층, 그리고 상기 발광층 상에 위치하는 제2 전극을 포함할 수 있다.
상기 제1 캡핑층은 상기 제2 전극 상에 위치하고, 상기 제2 캡핑층은 상기 제1 캡핑층 상에 위치할 수 있다.
상기 제2 캡핑층은 상기 제1 캡핑층을 커버할 수 있다.
상기 제1 캡핑층은 상기 제2 전극의 일부를 노출하고, 상기 제2 캡핑층은 상기 제2 전극 및 상기 제1 캡핑층을 커버할 수 있다.
상기 제2 캡핑층은 상기 제2 전극 상에 위치하고, 상기 제2 캡핑층 상에 상기 제1 캡핑층이 위치할 수 있다.
상기 제1 캡핑층은 상기 제2 캡핑층의 일부를 노출할 수 있다.
상기 제1 캡핑층은 하기 화학식 1로 표현되는 화합물 및 하기 화학식 2로 표현되는 화합물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
[화학식 1]
[화학식 2]
상기 화학식 1에서 상기 Ar은 탄소수 6 내지 20의 아릴기이고, 상기 R은 각각 독립적으로 수소, 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 탄소수 6 내지 20의 아릴기, 탄소수 5 내지 20의 헤테로아릴기, 할로겐, 니트로, CN 및 아민 중 어느 하나이다.
상기 제2 캡핑층은 하기 화학식 3으로 표현되는 화합물을 포함할 수 있다.
[화학식 3]
상기 제1 돌기의 면적은 약 1 제곱마이크로미터 이상이고, 상기 제1 돌기의 높이는 약 600 옹스트롬 이상일 수 있다.
상기 제1 캡핑층의 두께는 약 300 옹스트롬 내지 약 1000 옹스트롬일 수 있다.
상기 제2 캡핑층의 두께는 약 300 옹스트롬 이상일 수 있다.
상기 발광 소자는, 제1색을 나타내는 광을 방출하는 제1 발광 소자, 및 제2색을 나타내는 광을 방출하는 제2 발광 소자를 포함할 수 있다.
상기 제1색과 상기 제2색이 상이할 수 있다.
상기 제1 발광 소자는 청색광을 방출하고, 상기 제2 발광 소자는 녹색광을 방출할 수 있다.
상기 제1 발광 소자는 제1 발광층을 포함하고, 상기 제2 발광 소자는 제2 발광층을 포함하며, 상기 제1 발광층 및 상기 제2 발광층 중 적어도 하나는 양자점을 포함할 수 있다.
실시예들에 따르면, 구동 전압의 상승 없이 광 추출 효과 및 발광 소자의 수명이 향상된 표시 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 발광 소자와 캡핑층의 단면도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 발광 소자와 캡핑층의 단면도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 발광 소자와 캡핑층의 단면도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 발광 소자와 캡핑층의 단면도이다.
도 5는 일 실시예에 따른 표시 장치의 분해 사시도이다.
도 6은 일 실시예에 따른 표시 패널의 개략적인 단면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 여러 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다. 도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해, 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다.
또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다. 또한, 기준이 되는 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 하는 것은 기준이 되는 부분의 위 또는 아래에 위치하는 것이고, 반드시 중력 반대 방향 쪽으로 "위에" 또는 "상에" 위치하는 것을 의미하는 것은 아니다.
또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
또한, 명세서 전체에서, "평면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 위에서 보았을 때를 의미하며, "단면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 수직으로 자른 단면을 옆에서 보았을 때를 의미한다.
이하에서는 도 1 내지 도 3을 참고하여 일 실시예에 따른 발광 소자와 발광 소자 상에 위치하는 캡핑층에 대해 살펴본다. 도 1은 일 실시예에 따른 발광 소자와 캡핑층의 단면도이고, 도 2는 일 실시예에 따른 발광 소자와 캡핑층의 단면도이고, 도 3은 일 실시예에 따른 발광 소자와 캡핑층의 단면도이다.
우선, 도 1을 참조하면, 발광 소자(1)는 제1 전극(E1), 제2 전극(E2), 제1 전극(E1)과 제2 전극(E2) 사이에 위치하는 발광 유닛(EL)을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자(1)는 전면 발광형일 수 있다. 이 경우, 제1 전극(E1)은 양극(Anode)이고, 제2 전극(E2)은 음극(Cathode)일 수 있다. 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 소자(1)는 배면 발광형일 수 있다. 이 경우, 제1 전극(E1)은 음극(Cathode)이고, 제2 전극(E2)은 양극(Anode)일 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자(1)에서 제1 전극(E1)은 반사형 전극이고, 제2 전극(E2)은 투과형 또는 반투과형 전극이므로, 발광 소자(1)는 제1 전극(E1)에서 제2 전극(E2) 방향으로 광을 출사할 수 있다. 이하에서는 발광 소자가 전면 발광형일 경우에 대해서 설명한다.
제1 전극(E1)은, 예를 들면, 기판 상부에, 제1 전극용 물질을 증착법 또는 스퍼터링법 등을 이용하여 제공함으로써 형성될 수 있다. 제1 전극(E1)이 애노드일 경우, 정공 주입이 용이하도록, 제1 전극용 물질은 높은 일함수를 갖는 물질 중에서 선택될 수 있다.
제1 전극(E1)은 반사형 전극, 반투과형 전극 또는 투과형 전극일 수 있다. 투과형 전극인 제1 전극(E1)을 형성하기 위하여, 제1 전극용 물질은, 산화인듐주석(ITO), 산화인듐아연(IZO), 산화주석(SnO2), 산화아연(ZnO) 및 이의 임의의 조합 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또는, 반투과형 전극 또는 반사형 전극인 제1 전극(E1)을 형성하기 위하여, 제1 전극용 물질은, 마그네슘(Mg), 은(Ag), 알루미늄(Al), 알루미늄-리튬(Al-Li), 칼슘(Ca), 마그네슘-인듐(Mg-In), 마그네슘-은(Mg-Ag) 및 이의 임의의 조합 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
제1 전극(E1)은 단일층인 단층 구조 또는 복수의 층을 갖는 다층 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 제1 전극(E1)은 ITO/Ag/ITO의 3층 구조를 가질 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
제1 전극(E1) 상부에는 발광 유닛(EL)이 배치되어 있다. 본 명세서는 하나의 발광 유닛(EL)을 포함하는 실시예를 도시하였으나, 이에 제한되지 않으며 일 실시예에 따른 발광 소자(1)는 적어도 1개 이상의 발광 유닛(EL)을 포함할 수 있다.
발광 유닛(EL)은 발광층(EML)을 포함할 수 있다. 또한 발광 유닛(EL)은 정공 수송 영역(HTR) 및 전자 수송 영역(ETR) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 정공 수송 영역(HTR)은 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 저지층 또는 이의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 전자 수송 영역(ETR)은 정공 저지층, 전자 수송층, 전자 주입층 또는 이의 임의의 조합을 포함할 수 있다.
정공 수송 영역(HTR)은 당 기술분야에 알려진 일반적인 방법을 이용하여 형성될 수 있다. 예를 들어, 정공 수송 영역(HTR)은 진공 증착법, 스핀 코팅법, 캐스트법, LB법(Langmuir-Blodgett), 잉크젯 프린팅법, 레이저 프린팅법, 레이저 열전사법(Laser Induced Thermal Imaging, LITI) 등과 같은 다양한 방법을 이용하여 형성될 수 있다.
정공 수송 영역(HTR)이 포함하는 정공 주입층은 정공 주입 물질을 포함할 수 있다. 정공 주입 물질은 구리프탈로시아닌(copper phthalocyanine) 등의 프탈로시아닌(phthalocyanine) 화합물; DNTPD(N,N'-diphenyl-N,N'-bis-[4-(phenyl-m-tolyl-amino)-phenyl]-biphenyl-4,4'-diamine), m-MTDATA(4,4',4"-[tris(3-methylphenyl)phenylamino] triphenylamine), TDATA(4,4'4"-Tris(N,N-diphenylamino)triphenylamine), 2-TNATA(4,4',4"-tris{N,-(2-naphthyl)-N-phenylamino}-triphenylamine), PEDOT/PSS(Poly(3,4-ethylenedioxythiophene)/Poly(4-styrenesulfonate)), PANI/DBSA(Polyaniline/Dodecylbenzenesulfonic acid), PANI/CSA(Polyaniline/Camphor sulfonicacid), PANI/PSS(Polyaniline/Poly(4-styrenesulfonate)), NPB(N,N'-di(naphthalene-l-yl)-N,N'-diphenyl-benzidine), NPD(N,N'-Di(1-naphthyl)-N,N'-diphenyl-(1,1'-biphenyl)-4,4'-diamine), 트리페닐아민을 포함하는 폴리에테르케톤(TPAPEK), 4-Isopropyl-4'-methyldiphenyliodonium [Tetrakis(pentafluorophenyl)borate], HAT-CN(dipyrazino[2,3-f: 2',3'-h] quinoxaline-2,3,6,7,10,11-hexacarbonitrile) 등을 포함할 수 있다.
정공 수송 영역이 포함하는 정공 수송층은 정공 수송 물질을 포함할 수 있다. 정공 수송 물질은 N-페닐카바졸, 폴리비닐카바졸 등의 카바졸계 유도체, 플루오렌(fluorene)계 유도체, TPD(N,N'-bis(3-methylphenyl)-N,N'-diphenyl-[1,1-biphenyl]-4,4'-diamine), TCTA(4,4',4"-tris(N-carbazolyl)triphenylamine) 등과 같은 트리페닐아민계 유도체, NPB(N,N'-di(naphthalene-l-yl)-N,N'-diphenyl-benzidine), TAPC(4,4'-Cyclohexylidene bis[N,N-bis(4-methylphenyl)benzenamine]), HMTPD(4,4'-Bis[N,N'-(3-tolyl)amino]-3,3'-dimethylbiphenyl), mCP(1,3-Bis(N-carbazolyl)benzene), CzSi(9-(4-tert-Butylphenyl)-3,6-bis(triphenylsilyl)-9H-carbazole), m-MTDATA(4,4',4"-[tris(3-methylphenyl)phenylamino] triphenylamine) 등을 포함할 수 있다.
정공 수송 영역(HTR)의 두께는 약 100Å 내지 약 10000Å, 예를 들어, 약 100Å 내지 약 5000Å일 수 있다. 정공 주입층의 두께는, 예를 들어, 약 30Å 내지 약 1000Å이고, 정공 수송층의 두께는 약 30Å 내지 약 1000Å 일 수 있다. 정공 수송 영역(HTR), 정공 주입층, 및 정공 수송층의 두께가 전술한 바와 같은 범위를 만족할 경우, 실질적인 구동 전압 상승 없이 만족스러운 정도의 정공 수송 특성을 얻을 수 있다.
전자 저지층은 전자 수송 영역(ETR)으로부터 정공 수송 영역(HTR)으로 전자가 누설되는 것을 방지하는 역할을 하는 층이다. 전자 저지층의 두께는 약 10Å 내지 약 1000Å일 수 있다. 전자 저지층은 예를 들어, N-페닐카바졸, 폴리비닐카바졸 등의 카바졸계 유도체, 플루오렌계 유도체, TPD(N,N'-bis(3-methylphenyl)-N,N'-diphenyl-[1,1-biphenyl]-4,4'-diamine), TCTA(4,4',4"-tris(N-carbazolyl)triphenylamine) 등과 같은 트리페닐아민계 유도체, NPD(N,N'-di(naphthalene-l-yl)-N,N'-diplienyl-benzidine), TAPC(4,4′-Cyclohexylidene bis[N,N-bis(4-methylphenyl)benzenamine]), HMTPD(4,4'-Bis[N,N'-(3-tolyl)amino]-3,3'-dimethylbiphenyl) 또는 mCP 등을 포함할 수 있다.
정공 수송 영역(HTR)은 앞서 언급한 물질 외에, 도전성 향상을 위하여 전하 생성 물질을 더 포함할 수 있다. 전하 생성 물질은 정공 수송 영역(HTR) 내에 균일하게 또는 불균일하게 분산되어 있을 수 있다. 전하 생성 물질은 예를 들어, p-도펀트(dopant)일 수 있다. p-도펀트는 퀴논(quinone) 유도체, 금속 산화물 및 시아노(cyano)기 함유 화합물 중 하나일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, p-도펀트의 비제한적인 예로는, TCNQ(Tetracyanoquinodimethane) 및 F4-TCNQ(2,3,5,6-tetrafluoro-7,7', 8, 8'-tetracyanoquinodimethane) 등과 같은 퀴논 유도체, 텅스텐 산화물 및 몰리브덴 산화물 등과 같은 금속 산화물 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
전자 수송 영역(ETR)의 각 층은 당 기술분야에 알려진 일반적인 방법을 이용하여 형성될 수 있다. 예를 들어, 전자 수송 영역(ETR)은 진공 증착법, 스핀 코팅법, 캐스트법, LB법(Langmuir-Blodgett), 잉크젯 프린팅법, 레이저 프린팅법, 레이저 열전사법(Laser Induced Thermal Imaging, LITI) 등과 같은 다양한 방법을 이용하여 형성될 수 있다.
전자 수송 영역(ETR)에 포함되는 전자 주입층은 전자 주입 물질을 포함할 수 있다. 전자 주입 물질은 LiF, NaCl, CsF, RbCl, RbI와 같은 할로겐화 금속, Yb와 같은 란타넘족 금속, Li2O, BaO 와 같은 금속 산화물, 또는 LiQ(Lithium quinolate) 등이 사용될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 전자 주입층은 또한 전자 수송 물질과 절연성의 유기 금속염(organo metal salt)이 혼합된 물질로 이루어질 수 있다. 유기 금속염은 에너지 밴드 갭(energy band gap)이 대략 4eV 이상의 물질이 될 수 있다. 구체적으로 예를 들어, 유기 금속염은 금속 아세테이트(metal acetate), 금속 벤조에이트(metal benzoate), 금속 아세토아세테이트(metal acetoacetate), 금속 아세틸아세토네이트(metal acetylacetonate) 또는 금속 스테아레이트(stearate)를 포함할 수 있다.
전자 수송 영역(ETR)이 포함하는 전자 수송층은 전자 수송 물질을 포함할 수 있다. 전자 수송 물질은 트리아진계 화합물 또는 안트라센계 화합물을 포함하는 것일 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 전자 수송 물질은 예를 들어, Alq3(Tris(8-hydroxyquinolinato)aluminum), 1,3,5-tri[(3-pyridyl)-phen-3-yl]benzene, 2,4,6-tris(3'-(pyridin-3-yl)biphenyl-3-yl)-1,3,5-triazine, 2-(4-(N-phenylbenzoimidazolyl-1-ylphenyl)-9,10-dinaphthylanthracene, TPBi(1,3,5-tris(1-phenyl-1H-benzo[d]imidazol-2-yl)benzene), BCP(2,9-Dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline), Bphen(4,7-Diphenyl-1,10-phenanthroline), TAZ(3-(4-Biphenylyl)-4-phenyl-5-tert-butylphenyl-1,2,4-triazole), NTAZ(4-(Naphthalen-1-yl)-3,5-diphenyl-4H-1,2,4-triazole), tBu-PBD(2-(4-Biphenylyl)-5-(4-tert-butylphenyl)-1,3,4-oxadiazole), BAlq(Bis(2-methyl-8-quinolinolato-N1,O8)-(1,1'-Biphenyl-4-olato)aluminum), Bebq2(berylliumbis(benzoquinolin-10-olate), ADN(9,10-di(naphthalene-2-yl)anthracene), TSPO1(diphenyl(4-(triphenylsilyl)phenyl)phosphine oxide), TPM-TAZ (2,4,6-Tris(3-(pyrimidin-5-yl)phenyl)-1,3,5-triazine) 및 이들의 혼합물을 포함하는 것일 수 있다.
전자 주입층 각각의 두께는 약 1Å 내지 약 500Å, 약 3Å 내지 약 300Å일 수 있다. 전자 주입층의 두께가 전술한 바와 같은 범위를 만족할 경우, 실질적인 구동 전압 상승 없이 만족스러운 정도의 전자 주입 특성을 얻을 수 있다.
전자 수송층 각각의 두께는 약 100Å 내지 약 1000Å, 예를 들어 약 150Å 내지 약 500Å일 수 있다. 전자 수송층의 두께가 전술한 바와 같은 범위를 만족할 경우, 실질적인 구동 전압 상승 없이 만족스러운 정도의 전자 수송 특성을 얻을 수 있다.
정공 저지층은 정공 수송 영역(HTR)으로부터 전자 수송 영역(ETR)으로 정공이 누설되는 것을 방지하는 역할을 하는 층이다. 정공 저지층의 두께는 약 10Å 내지 약 1000Å일 수 있다. 정공 저지층은 예를 들어, BCP(2,9-dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline), Bphen(4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline), 및 T2T(2,4,6-tri([1,1'-biphenyl]-3-yl)-1,3,5-triazine) 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
발광층(EML)은 유기 화합물 및 반도체 화합물 중에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 발광층(EML)이 유기 화합물을 포함하는 경우, 상기 발광 소자는 유기 발광 소자로 지칭될 수 있다.
상기 유기 화합물은 호스트 및 도펀트를 포함할 수 있다. 상기 반도체 화합물은 양자점일 수 있으며, 즉, 상기 발광 소자는 양자점 발광 소자일 수 있다. 또는, 상기 반도체 화합물은 유기 및/또는 무기 페로브스카이트일 수 있다.
발광층(EML)의 두께는 약 0.1 nm 내지 약 100 nm일 수 있다. 구체적으로, 발광층(EML)의 두께는 15 nm 내지 50 nm일 수 있다. 더욱 구체적으로, 발광층(EML)이 청색광을 방출하는 경우 상기 청색 발광층의 두께는 15 nm 내지 20 nm일 수 있고, 발광층이 녹색광을 방출하는 경우, 상기 녹색 발광층의 두께는 20 nm 내지 40 nm일 수 있고, 발광층이 적색광을 방출하는 경우, 적색 발광층의 두께는 40 nm 내지 50nm일 수 있다. 전술한 범위를 만족하는 경우, 발광 소자는 실질적인 구동 전압 상승없이 우수한 발광 특성을 나타낼 수 있다.
발광층(EML)은, 호스트 물질 및 도펀트 물질을 포함할 수 있다. 발광층(EML)은 호스트 물질에 인광 또는 형광 발광 물질을 도펀트로 사용하여 형성될 수 있다. 발광층(EML)은 호스트 물질에 열활성 지연 형광(Thermally Activated Delayed Fluorescence, TADF) 도펀트를 포함하여 형성될 수 있다. 또는, 발광층(EML)은 발광 물질로 양자점(Quantum Dot) 물질을 포함할 수 있다. 양자점의 코어는 II-VI족 화합물, III-V족 화합물, IV-VI족 화합물, IV족 원소, IV족 화합물 및 이들의 조합에서 선택될 수 있다.
발광층(EML)에서 방출되는 광의 컬러는 호스트 물질 및 도펀트 물질의 조합, 또는 양자점 물질의 종류 및 코어의 크기 등에 의하여 결정될 수 있다.
발광층(EML)의 호스트 물질로서는, 공지의 재료를 사용할 수 있고, 특히 한정되는 것은 아니지만, 플루오란텐(fluoranthene) 유도체, 피렌(pyrene) 유도체, 아릴아세틸렌(arylacetylene) 유도체, 안트라센(anthracene) 유도체, 플루오렌(fluorene) 유도체, 페릴렌(perylene) 유도체, 크리센(chrysene) 유도체 등으로부터 선택된다. 바람직하게는, 피렌 유도체, 페릴렌 유도체, 안트라센 유도체를 들 수 있다.
발광층(EML)의 도펀트 물질로서는, 공지의 재료를 사용할 수 있고, 특히 한정되는 것은 아니지만, 스티릴 유도체(예를 들어, 1,4-bis[2-(3-N-ethylcarbazoryl)vinyl]benzene(BCzVB), 4-(di-p-tolylamino)-4'-[(di-p-tolylamino)styryl]stilbene(DPAVB), N-(4-((E)-2-(6-((E)-4-(diphenylamino)styryl)naphthalen-2-yl)vinyl)phenyl)-N-phenylbenzenamine(N-BDAVBi), 페릴렌 및 그 유도체(예를 들어, 2, 5, 8, 11-Tetra-t-butylperylene(TBP)), 피렌 및 그 유도체(예를 들어, 1,1-dipyrene, 1,4-dipyrenylbenzene, 1,4-Bis(N, N-Diphenylamino)pyrene), N1,N6-di(naphthalen-2-yl)-N1,N6-diphenylpyrene-1,6-diamine) 등을 포함할 수 있다.
제2 전극(E2)의 두께는 5 nm 내지 20 nm일 수 있다. 전술한 범위를 만족하는 경우, 제2 전극에서의 광흡수를 최소화할 수 있으면서, 실질적인 구동 전압 상승없이 만족스러운 정도의 전자 주입 특성을 얻을 수 있다.
일 실시예에 따른 제2 전극(E2) 상에는 캡핑층(CPL)이 위치할 수 있다.
캡핑층(CPL)은 복수의 돌기(PR)를 포함할 수 있다. 캡핑층(CPL)은 복수의 돌기(PR)를 포함함으로써 발광 소자에서 방출되는 광을 효과적으로 방출하거나 산란시킬 수 있다. 즉, 캡핑층(CPL)은 발광 소자의 광 추출 효율을 증가시킬 수 있다.
캡핑층(CPL)은 증착 공정을 통해 형성될 수 있으며, 증착 공정에서 증착되는 유기 물질들이 응집하여 캡핑층(CPL)의 상부면을 향해 돌출되는 돌기(PR)를 형성할 수 있다. 돌기(PR)의 높이는 약 600 옹스트롬 이상일 수 있다. 돌기(PR)의 면적은 약 1 제곱마이크로미터 이상일 수 있다. 돌기(PR)의 높이 및 면적이 상기 수치범위를 만족하는 경우 캡핑층(CPL)에서 효과적인 광 산란 현상이 발생될 수 있다.
일 실시예에 따른 캡핑층(CPL)은 화학식 1로 표현되는 화합물, 및 화학식 2로 표현되는 화합물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 화학식 1로 표현되는 화합물 및 화학식 2로 표현되는 화합물은 증착 공정을 통해 캡핑층(CPL)을 형성할 수 있으며, 증착되는 공정에서 일부 유기 물질이 응집하면서 돌기(PR)를 형성할 수 있다.
[화학식 1]
[화학식 2]
상기 화학식 1에서 상기 Ar은 탄소수 6 내지 20의 아릴기이고, 상기 R은 각각 독립적으로 수소, 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 탄소수 6 내지 20의 아릴기, 탄소수 5 내지 20의 헤테로아릴기, 할로겐, 니트로, CN 및 아민 중 어느 하나이다.
이하에서는 도 2 내지 도 3을 참조하여 일 실시예에 따른 발광 소자와 발광 소자 상에 위치하는 캡핑층에 대해 살펴본다. 도 1에서 설명한 구성요소와 동일한 구성요소에 대한 설명은 생략하기로 한다.
도 2를 참고하면, 일 실시예에 따른 캡핑층(CPL)은 제1 캡핑층(CPL1) 및 제2 캡핑층(CPL2)을 포함할 수 있다.
제1 캡핑층(CPL1)은 제2 전극(E2) 상에 위치할 수 있다. 제1 캡핑층(CPL1)은 복수의 돌기(PR1)를 포함할 수 있다. 제1 캡핑층(CPL1)은 복수의 제1 돌기(PR1)를 포함함으로써 발광 소자에서 방출되는 광을 효과적으로 방출하거나 산란시킬 수 있다. 즉, 제1 캡핑층(CPL1)은 발광 소자의 광 추출 효율을 증가시킬 수 있다.
제1 캡핑층(CPL1)은 증착 공정을 통해 형성될 수 있으며, 증착 공정에서 증착되는 유기 물질들이 응집하여 제1 캡핑층(CPL1)의 상부면을 향해 돌출되는 제1 돌기(PR1)를 형성할 수 있다. 제1 돌기(PR1)의 높이는 약 600 옹스트롬 이상일 수 있다. 제1 돌기(PR1)의 면적은 약 1 제곱마이크로미터 이상일 수 있다. 제1 돌기(PR1)의 높이 및 면적이 상기 수치범위를 만족하는 경우 제1 캡핑층(CPL1)에서 효과적인 광 산란 현상이 발생될 수 있다.
제1 캡핑층(CPL1)의 두께는 약 300 옹스트롬 내지 약 1000 옹스트롬일 수 있다. 제1 캡핑층(CPL1)의 두께가 상기 범위를 만족할 경우, 제1 캡핑층(CPL1)에서 효과적인 산란이 이루어질 수 있으며, 상기 산란을 통해 광 추출 효과가 증대될 수 있다.
일 실시예에 따른 제1 캡핑층(CPL1)은 화학식 1로 표현되는 화합물, 및 화학식 2로 표현되는 화합물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 화학식 1로 표현되는 화합물 및 화학식 2로 표현되는 화합물은 증착 공정을 통해 제1 캡핑층(CPL1)을 형성할 수 있으며, 증착되는 공정에서 일부 유기 물질이 응집하면서 제1 돌기(PR1)를 형성할 수 있다.
[화학식 1]
[화학식 2]
상기 화학식 1에서 상기 Ar은 탄소수 6 내지 20의 아릴기이고, 상기 R은 각각 독립적으로 수소, 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 탄소수 6 내지 20의 아릴기, 탄소수 5 내지 20의 헤테로아릴기, 할로겐, 니트로, CN 및 아민 중 어느 하나이다.
제1 캡핑층(CPL1) 상에 제2 캡핑층(CPL2)이 배치될 수 있다. 제2 캡핑층(CPL2)은 제1 캡핑층(CPL1)을 완전히 덮는 형태로 제공될 수 있다. 제1 캡핑층(CPL1)을 형성하는 공정에서, 유기 물질들이 응집함에 따라 제2 전극(E2)의 일부가 노출될 수도 있다. 제2 캡핑층(CPL2)은 노출되는 제2 전극(E2)을 완전히 커버하여 안정적인 형태의 표시 장치를 제공할 수 있다.
제2 캡핑층(CPL2)은 제1 캡핑층(CPL1)을 완전히 커버하기 위한 어떠한 두께로도 제공될 수 있으며, 일 예로 300 옹스트롬 이상일 수 있다.
제2 캡핑층(CPL2)은 증착 가능한 유기 물질을 포함할 수 있으며, 일 예로 화학식 3으로 표현되는 화합물을 포함할 수 있다.
[화학식 3]
도 2는 제1 캡핑층(CPL1) 및 제2 캡핑층(CPL2) 순으로 증착된 구조를 도시하였으며, 이에 제한되지 않고 도 3에 도시된 바와 같이 제2 캡핑층(CPL2) 및 제1 캡핑층(CPL1) 순으로 적층된 구조로도 제공될 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이 제2 전극(E2), 제2 캡핑층(CPL2) 및 제1 캡핑층(CPL1) 순으로 적층되는 경우, 제1 캡핑층(CPL1)의 제조 공정 중의 응집 현상으로 제1 캡핑층(CPL1)의 하부층이 노출되더라도, 제2 전극(E2)이 노출되는 것이 아니라 유기 물질을 포함하는 제2 캡핑층(CPL2)이 노출되는 바, 안정적인 형태의 표시 장치의 제공이 가능할 수 있다.
도 4는 일 실시예에 따른 발광 소자와 캡핑층의 단면도이다. 도 4는 일 실시예에 따른 발광 소자의 개략적인 단면도이다. 전술한 구성요소와 동일한 구성요소에 대한 설명은 생략하기로 한다.
도 4를 참조하면, 발광 소자(1)는 m개의 발광 유닛(EL)을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따른 발광 소자(1)는 인접한 발광 유닛(EL)들 사이에 개재된 m-1 개의 전하 생성층(CGL1, CGL2, CGL3)을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따른 발광 소자(1)는 제1 발광 유닛(EL1)과 제2 발광 유닛(EL2) 사이에 위치하는 제1 전하 생성층(CGL1), 제2 발광 유닛(EL2)과 제3 발광 유닛(EL3) 사이에 위치하는 제2 전하 생성층(CGL2), 제3 발광 유닛(EL3)과 제4 발광 유닛(EL4) 사이에 위치하는 제3 전하 생성층(CGL3)을 포함할 수 있다. 본 명세서는 3개의 전하 생성층(CGL1, CGL2, CGL3)을 포함하는 실시예를 도시하고 있으나, 이에 제한되는 것은 아니며, 발광 유닛(EL)의 개수에 따라 변할 수 있다.
각각의 전하 생성층(CGL1, CGL2, CGL3)은 발광 유닛(EL)에 전자들을 제공하는 n형 전하 생성층(n-CGL1, n-CGL2, n-CGL3) 및 발광 유닛(EL)에 정공들을 제공하는 p형 전하 생성층(p-CGL1, p-CGL2, p-CGL3)을 포함할 수 있다. 도시하지 않았으나, 실시예에 따라 n형 전하 생성층(n-CGL1, n-CGL2, n-CGL3)과 p형 전하 생성층(p-CGL1, p-CGL2, p-CGL3) 사이에는 버퍼층이 더 배치될 수 있다.
전하 생성층(CGL1, CGL2, CGL3)은 전압이 인가되면 산화-환원 반응을 통하여 착제를 형성함으로써 전하들(전자들 및 정공들)을 생성할 수 있다. 전하 생성층(CGL1, CGL2, CGL3)은 생성된 전하들을 인접한 발광 유닛(EL)에 제공할 수 있다. 전하 생성층(CGL1, CGL2, CGL3)은 발광 유닛(EL)에서 발생하는 전류 효율을 배로 증가시킬 수 있으며, 인접한 발광 유닛(EL) 사이에서 전하들의 균형을 조절하는 역할을 할 수 있다.
제1 전하 생성층(CGL1)은 제1-n형 전하 생성층(n-CGL1) 및 제1-p형 전하 생성층(p-CGL1)을 포함한다. 제1-n형 전하 생성층(n-CGL1)은 제1 발광 유닛(EL1)에 인접하게 위치하고, 제1-p형 전하 생성층(p-CGL1)은 제2 발광 유닛(EL2)에 인접하게 위치할 수 있다. 제2 전하 생성층(CGL2)은 제2-n형 전하 생성층(n-CGL2) 및 제2 -p형 전하 생성층(p-CGL2)을 포함할 수 있다. 제2-n형 전하 생성층(n-CGL2)은 제2 발광 유닛(EL2)에 인접하게 위치하고, 제2-p형 전하 생성층(p-CGL2)은 제3 발광 유닛(EL3)에 인접하게 위치할 수 있다. 제3 전하 생성층(CGL3)은 제3-n형 전하 생성층(n-CGL3) 및 제3-p형 전하 생성층(p-CGL3)을 포함할 수 있다. 제3-n형 전하 생성층(n-CGL3)은 제3 발광 유닛(EL3)에 인접하게 위치하고, 제3-p 형 전하 생성층(p-CGL3)은 제4 발광 유닛(EL4)에 인접하게 위치할 수 있다.
m번째 발광 유닛(EL) 상에는 제2 전극(E2)이 배치되어 있다. 제2 전극(E2)은 전자 주입 전극인 캐소드(cathode)일 수 있다.
제2 전극(E2) 상에는 캡핑층(CPL)이 위치한다. 캡핑층(CPL)은 도 1에서 설명한 캡핑층이거나, 도 2에서 설명한 캡핑층이거나, 도 3에서 설명한 캡핑층일 수 있다.
전술한 발광 소자(1)는 일 실시예에 따라 하기와 같은 물질을 포함할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 특히 일 실시예에 따른 발광 소자(1)는 서로 다른 광을 방출하는 발광 유닛(EL)을 포함할 수 있다. 복수의 발광 유닛(EL) 중 적어도 하나는 제1색을 나타내고, 나머지 중 적어도 하나는 제2색을 나타낼 수 있다. 제1색과 제2색은 상이할 수 있다. 일 예로 청색광을 방출하는 제1 발광 유닛(EL1), 제2 발광 유닛(EL2) 및 제3 발광 유닛(EL)을 포함하고, 녹색광을 방출하는 제4 발광 유닛(EL4)을 포함할 수 있다.
이하 도 5 및 도 6을 참고하여 일 실시예에 따른 표시 장치에 대해 살펴본다. 도 5는 일 실시예에 따른 표시 장치의 분해 사시도이고, 도 6은 일 실시예에 따른 표시 패널의 개략적인 단면도이다.
도 5를 참조하면, 일 실시예에 따른 표시 장치는 커버 윈도우(CW), 표시 패널(DP), 그리고 하우징(HM)을 포함할 수 있다.
커버 윈도우(CW)는 절연 패널을 포함할 수 있다. 예를 들어, 커버 윈도우(CW)는 유리, 플라스틱, 또는 이들의 조합으로 구성될 수 있다.
커버 윈도우(CW)의 전면은 표시 장치(1000)의 전면을 정의할 수 있다. 투과 영역(TA)은 광학적으로 투명한 영역일 수 있다. 예를 들어, 투과 영역(TA)은 약 90% 이상의 가시광선 투과율을 가진 영역일 수 있다.
차단 영역(CBA)은 투과 영역(TA)의 형상을 정의할 수 있다. 차단 영역(CBA)은 투과 영역(TA)에 인접하며 투과 영역(TA)을 둘러쌀 수 있다. 차단 영역(CBA)은 투과 영역(TA)에 비해 상대적으로 광투과율이 낮은 영역일 수 있다. 차단 영역(CBA)은 광을 차광하는 불투명한 물질을 포함할 수 있다. 차단 영역(CBA)은 소정의 컬러를 가질 수 있다. 차단 영역(CBA)은 투과 영역(TA)을 정의하는 투명 기판과 별도로 제공되는 베젤층에 의해 정의되거나, 투명 기판에 삽입 또는 착색되어 형성된 잉크층에 의해 정의될 수 있다.
표시 패널(DP)에서 이미지가 표시되는 일 면은 제1 방향(DR1)과 제2 방향(DR2)이 정의하는 면과 평행한다. 이미지가 표시되는 일 면의 법선 방향, 즉 표시 패널(DP)의 두께 방향은 제3 방향(DR3)이 지시한다. 각 부재들의 전면 (또는 상면)과 배면(또는 하면)은 제3 방향(DR3)에 의해 구분된다. 그러나 제1 내지 제3 방향(DR1, DR2, DR3)이 지시하는 방향은 상대적인 개념으로 다른 방향으로 변환될 수 있다.
표시 패널(DP)은 플랫한 리지드 표시 패널일 수 있으나, 이에 제한되지 않고 플렉서블 표시 패널일 수도 있다. 한편 표시 패널(DP)은 유기 발광 표시 패널로 이루어질 수 있다. 다만, 표시 패널(DP)의 종류는 이에 한정되지 않으며, 다양한 종류의 패널로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 표시 패널(DP)은 액정 표시 패널, 전기 영동 표시 패널, 전기 습윤 표시 패널 등으로 이루어질 수도 있다. 또한, 표시 패널(DP)은 마이크로 발광 다이오드 표시 패널, 양자점 발광 다이오드 표시 패널, 양자점 유기 발광 다이오드 표시 패널 등의 차세대 표시 패널로 이루어질 수도 있다.
마이크로 발광 다이오드(Micro LED) 표시 패널은 10 내지 100마이크로미터 크기의 발광 다이오드가 각 화소를 구성하는 방식으로 이루어진다. 이러한 마이크로 발광 다이오드 표시 패널은 무기물을 사용하고, 백라이트가 생략될 수 있으며, 반응 속도가 빠르고, 낮은 전력으로 높은 휘도를 구현할 수 있으며, 휘어질 때 깨지지 않는 등의 장점을 가진다. 양자점 발광 다이오드 표시 패널은 양자점이 포함된 필름을 부착하거나, 양자점이 포함된 물질로 형성하는 방식으로 이루어진다. 양자점은 인듐, 카드뮴 등과 같은 무기물로 이루어지며, 자체적으로 빛을 내고, 지름이 수 나노미터 이하로 이루어진 입자를 의미한다. 양자점의 입자 크기를 조절함으로써, 원하는 색의 광을 나타낼 수 있다. 양자점 유기 발광 다이오드 표시 패널은 광원으로 청색 유기 발광 다이오드를 사용하고, 그 위에 적색 및 녹색의 양자점이 포함된 필름을 부착하거나, 적색 및 녹색의 양자점이 포함된 물질을 증착하여 색을 구현하는 방식으로 이루어진다. 일 실시예에 의한 표시 패널(DP)은 그 외에도 다양한 표시 패널로 이루어질 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이 표시 패널(DP)은 이미지가 표시되는 표시 영역(DA), 및 표시 영역(DA)에 인접한 비표시 영역(PA)을 포함한다. 비표시 영역(PA)은 이미지가 표시되지 않는 영역이다. 표시 영역(DA)은 일 예로 사각 형상일 수 있으며, 비표시 영역(PA)은 표시 영역(DA)을 둘러싸는 형상을 가질 수 있다. 다만 이에 제한되지 않고 표시 영역(DA) 및 비표시 영역(PA)의 형상은 상대적으로 디자인될 수 있다.
하우징(HM)은 소정의 내부 공간을 제공한다. 표시 패널(DP)은 하우징(HM) 내부에 실장된다. 하우징(HM)의 내부에는 표시 패널(DP) 이외에 다양한 전자 부품들, 예를 들어 전원 공급부, 저장 장치, 음향 입출력 모듈 등이 실장될 수 있다.
다음 도 6을 참조하여 일 실시예에 따른 표시 패널에 대해 살펴본다. 도 5에 도 6을 참조하면, 표시 패널(DP)의 표시 영역(DA)에 해당하는 기판(SUB) 상에는 복수의 화소(PA1, PA2, PA3)들이 형성될 수 있다. 각각의 화소(PA1, PA2, PA3)들은 복수의 트랜지스터 및 이와 연결된 발광 소자를 포함할 수 있다.
복수의 화소(PA1, PA2, PA3) 상에는 전술한 캡핑층(CPL) 및 봉지층(ENC)이 위치할 수 있다. 표시 영역(DA)은 봉지층(ENC)을 통해 외기 또는 수분 등으로부터 보호될 수 있다. 봉지층(ENC)은 표시 영역(DA) 전면과 중첩하도록 일체로 구비될 수 있으며, 비표시 영역(PA) 상에도 일부 배치될 수 있다.
봉지층(ENC) 상에는 제1 색변환부(CC1), 제2 색변환부(CC2) 및 투과부(CC3)가 위치할 수 있다. 제1 색변환부(CC1)는 제1 화소(PA1)와 중첩하고, 제2 색변환부(CC2)는 제2 화소(PA2)와 중첩하고, 투과부(CC3)는 제3 화소(PA3)와 중첩할 수 있다.
제1 화소(PA1)에서 방출되는 광은 제1 색변환부(CC1)를 통과하여 적색광(LR)을 제공할 수 있다. 제2 화소(PA2)에서 방출되는 광은 제2 색변환부(CC2)를 통과하여 녹색광(LG)을 제공할 수 있다. 제3 화소(PA3)에서 방출되는 광은 투과부(CC3)를 통과하여 청색광(LB)을 제공할 수 있다.
이하에서는 표 1 및 표 2를 통해 실시예에 따른 발광 소자의 효율 및 수명에 대해 살펴본다.
우선 표 1을 살펴보면, 비교예 1은 화학식 3으로 표현되는 화합물을 포함하는 캡핑층만을 포함한다. 비교예 2는 화학식 1로 표현되는 화합물을 포함하는 캡핑층을 포함하고, 캡핑층의 두께가 200 옹스트롬인 경우이다. 실시예 1은 비교예 2와 두께만 다른 실시예이며, 캡핑층의 두께가 400 옹스트롬인 경우이다. 실시예 2는 실시예 1과 두께만 다른 실시예이며, 캡핑층의 두께가 600 옹스트롬인 경우이다. 실시예 3은 실시예 1과 두께만 다른 실시예이며, 캡핑층의 두께가 800 옹스트롬인 경우이다.
비교예 3은 제1 캡핑층 상에 제2 캡핑층이 위치하고, 제2 캡핑층의 두께는 400 옹스트롬이고, 제1 캡핑층의 두께는 200 옹스트롬인 경우이다. 제1 캡핑층은 화학식 1로 표현되는 화합물을 포함하고, 제2 캡핑층은 화학식 3으로 표현되는 화합물을 포함한다. 실시예 4는 비교예 3에서 제1 캡핑층의 두께만 다른 실시예이며, 제1 캡핑층의 두께가 400 옹스트롬인 경우이다. 실시예 5는 실시예 4에서 제1 캡핑층의 두께만 다른 실시예이며, 제1 캡핑층의 두께가 600 옹스트롬인 경우이다. 실시예 6은 실시예 4에서 제1 캡핑층의 두께만 다른 실시예이며, 제1 캡핑층의 두께가 800 옹스트롬인 경우이다.
비교예 4는 비교예 3에서 제1 캡핑층과 제2 캡핑층의 위치가 변경된 실시예이다. 실시예 7은 실시예 4에서 제1 캡핑층과 제2 캡핑층의 위치가 변경된 실시예이다. 실시예 8은 실시예 5에서 제1 캡핑층과 제2 캡핑층의 위치가 변경된 실시예이다. 실시예 9는 실시예 6에서 제1 캡핑층과 제2 캡핑층의 위치가 변경된 실시예이다.
실시예 1 내지 실시예 9를 살펴보면, 비교예 1 내지 4 대비 동일한 휘도를 나타내면서 최대 8% 정도의 효율 향상 및 최대 20%의 수명이 향상됨을 확인하였다.
한편 비교예 2의 경우 캡핑층이 포함하는 돌기의 높이가 약 400 옹스트롬이고, 실시예 1은 돌기의 높이가 약 800 옹스트롬이고, 실시예 2는 돌기의 높이가 약 1000 옹스트롬이고, 실시예 3은 돌기의 높이가 약 1000 옹스트롬 이상임을 확인하였다.
비교예 1은 캡핑층이 포함하는 물질이 돌기를 형성하지 않으며, 비교예 2 내지 비교예 4의 경우 제1 캡핑층의 두께가 상당히 얇아 산란을 효과적으로 발생시키는 돌기의 형성이 어려운 바, 효율이나 수명 증대가 효과적이지 않음을 확인하였다. 즉, 돌기의 높이가 적어도 600 옹스트롬 이상은 되어야 효과적인 산란을 제공할 수 있음을 확인하였다.
구조 효율
(Cd/A)		 수명 휘도
비교예 1 100% 100% 1500nit
비교예 2 99% 101% 1500nit
실시예 1 105% 111% 1500nit
실시예 2 107% 115% 1500nit
실시예 3 107% 117% 1500nit
비교예 3 100% 100% 1500nit
실시예 4 106% 113% 1500nit
실시예 5 107% 118% 1500nit
실시예 6 107% 120% 1500nit
비교예 4 99% 99% 1500nit
실시예 7 106% 118% 1500nit
실시예 8 108% 116% 1500nit
실시예 9 107% 117% 1500nit
다음 표 2를 살펴보면, 비교예 5는 화학식 3으로 표현되는 화합물을 포함하는 캡핑층만을 포함한다. 비교예 6은 화학식 2로 표현되는 화합물을 포함하는 캡핑층을 포함하고, 캡핑층의 두께가 200 옹스트롬인 경우이다. 실시예 10은 비교예 6과 두께만 다른 실시예이며, 캡핑층의 두께가 400 옹스트롬인 경우이다. 실시예 11은 실시예 10과 두께만 다른 실시예이며, 캡핑층의 두께가 600 옹스트롬인 경우이다. 실시예 12는 실시예 10과 두께만 다른 실시예이며, 캡핑층의 두께가 800 옹스트롬인 경우이다.
비교예 7은 제1 캡핑층 상에 제2 캡핑층이 위치하고, 제2 캡핑층의 두께는 400 옹스트롬이고, 제1 캡핑층의 두께는 200 옹스트롬인 경우이다. 제1 캡핑층은 화학식 2로 표현되는 화합물을 포함하고, 제2 캡핑층은 화학식 3으로 표현되는 화합물을 포함한다. 실시예 13은 비교예 7에서 제1 캡핑층의 두께만 다른 실시예이며, 제1 캡핑층의 두께가 400 옹스트롬인 경우이다. 실시예 14는 실시예 13에서 제1 캡핑층의 두께만 다른 실시예이며, 제1 캡핑층의 두께가 600 옹스트롬인 경우이다. 실시예 15는 실시예 13에서 제1 캡핑층의 두께만 다른 실시예이며, 제1 캡핑층의 두께가 800 옹스트롬인 경우이다.
비교예 8은 비교예 7에서 제1 캡핑층과 제2 캡핑층의 위치가 변경된 실시예이다. 실시예 16는 실시예 13에서 제1 캡핑층과 제2 캡핑층의 위치가 변경된 실시예이다. 실시예 17은 실시예 14에서 제1 캡핑층과 제2 캡핑층의 위치가 변경된 실시예이다. 실시예 18은 실시예 15에서 제1 캡핑층과 제2 캡핑층의 위치가 변경된 실시예이다.
실시예 10 내지 실시예 18을 살펴보면, 비교예 5 내지 비교예 8 대비 동일한 휘도를 나타내면서 최대 6% 정도의 효율 향상 및 최대 16%의 수명이 향상됨을 알 수 있다.
비교예 6의 경우 돌기의 높이가 약 300 옹스트롬이고, 실시예 10은 돌기의 높이가 약 600 옹스트롬이고, 실시예 11은 돌기의 높이가 약 900 옹스트롬이고, 실시예 12는 돌기의 높이가 약 900 옹스트롬 이상임을 확인하였다.
비교예 5는 캡핑층이 포함하는 물질이 돌기를 형성하지 않으며, 비교예 6 내지 비교예 8의 경우 제1 캡핑층의 두께가 상당히 얇아 산란을 효과적으로 발생시키는 돌기의 형성이 어려운 바, 효율이나 수명 증대가 효과적이지 않음을 확인하였다. 즉, 돌기의 높이가 적어도 600 옹스트롬 이상은 되어야 효과적인 산란을 제공할 수 있음을 확인하였다.
구조 효율
(Cd/A)		 수명 휘도
비교예 5 100% 100% 1500nit
비교예 6 100% 102% 1500nit
실시예 10 103% 110% 1500nit
실시예 11 104% 115% 1500nit
실시예 12 104% 115% 1500nit
비교예 7 99% 100% 1500nit
실시예 13 104% 110% 1500nit
실시예 14 104% 113% 1500nit
실시예 15 104% 115% 1500nit
비교예 8 100% 99% 1500nit
실시예 16 104% 113% 1500nit
실시예 17 106% 116% 1500nit
실시예 18 105% 115% 1500nit
즉, 상기와 같이 화학식 1로 표현되는 화합물 및/또는 화학식 2로 표현되는 화합물을 포함하는 캡핑층을 포함하는 표시 장치의 경우 발광 소자의 발광 효율 및 수명이 증가할 수 있다. 이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
SUB: 기판 1: 발광 소자
CPL: 캡핑층 ENC: 봉지층
PR, PR1: 돌기

Claims (20)

  1. 기판,
    상기 기판 상에 위치하는 발광 소자,
    상기 발광 소자 상에 위치하는 캡핑층, 그리고
    상기 캡핑층 상에 위치하는 봉지층을 포함하고,
    상기 캡핑층은 상기 봉지층을 향하는 제1면을 포함하고,
    상기 캡핑층의 상기 제1면은 상기 봉지층을 향해 돌출된 돌기를 포함하며,
    상기 돌기의 높이는 약 600 옹스트롬 이상인 표시 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 돌기의 면적은 약 1 제곱마이크로미터 이상인 표시 장치.
  3. 제1항에서,
    상기 캡핑층은 하기 화학식 1로 표현되는 화합물 및 하기 화학식 2로 표현되는 화합물 중 적어도 하나를 포함하는 표시 장치:
    [화학식 1]
    [화학식 2]
    상기 화학식 1에서 상기 Ar은 탄소수 6 내지 20의 아릴기이고, 상기 R은 각각 독립적으로 수소, 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 탄소수 6 내지 20의 아릴기, 탄소수 5 내지 20의 헤테로아릴기, 할로겐, 니트로, CN 및 아민 중 어느 하나이다.
  4. 제1항에서,
    상기 캡핑층의 두께는 약 300 옹스트롬 내지 약 1000 옹스트롬인 표시 장치.
  5. 기판,
    상기 기판 상에 위치하는 발광 소자,
    상기 발광 소자 상에 위치하는 캡핑층, 그리고
    상기 캡핑층 상에 위치하는 봉지층을 포함하고,
    상기 캡핑층은 제1 캡핑층 및 제2 캡핑층을 포함하고,
    상기 제1 캡핑층은 제1 돌기를 포함하며,
    상기 제1 캡핑층 및 상기 제2 캡핑층은 유기 물질을 포함하는 표시 장치.
  6. 제5항에서,
    상기 발광 소자는,
    제1 전극,
    상기 제1 전극 상에 위치하는 발광층, 그리고
    상기 발광층 상에 위치하는 제2 전극을 포함하는 표시 장치.
  7. 제6항에서,
    상기 제1 캡핑층은 상기 제2 전극 상에 위치하고,
    상기 제2 캡핑층은 상기 제1 캡핑층 상에 위치하는 표시 장치.
  8. 제7항에서,
    상기 제2 캡핑층은 상기 제1 캡핑층을 커버하는 표시 장치.
  9. 제7항에서,
    상기 제1 캡핑층은 상기 제2 전극의 일부를 노출하고,
    상기 제2 캡핑층은 상기 제2 전극 및 상기 제1 캡핑층을 커버하는 표시 장치.
  10. 제6항에서,
    상기 제2 캡핑층은 상기 제2 전극 상에 위치하고,
    상기 제2 캡핑층 상에 상기 제1 캡핑층이 위치하는 표시 장치.
  11. 제10항에서,
    상기 제1 캡핑층은 상기 제2 캡핑층의 일부를 노출하는 표시 장치.
  12. 제5항에서,
    상기 제1 캡핑층은 하기 화학식 1로 표현되는 화합물 및 하기 화학식 2로 표현되는 화합물 중 적어도 하나를 포함하는 표시 장치:
    [화학식 1]
    [화학식 2]
    상기 화학식 1에서 상기 Ar은 탄소수 6 내지 20의 아릴기이고, 상기 R은 각각 독립적으로 수소, 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 탄소수 6 내지 20의 아릴기, 탄소수 5 내지 20의 헤테로아릴기, 할로겐, 니트로, CN 및 아민 중 어느 하나이다.
  13. 제5항에서,
    상기 제2 캡핑층은 하기 화학식 3으로 표현되는 화합물을 포함하는 표시 장치:
    [화학식 3].
  14. 제5항에서,
    상기 제1 돌기의 면적은 약 1 제곱마이크로미터 이상이고,
    상기 제1 돌기의 높이는 약 600 옹스트롬 이상인 표시 장치.
  15. 제5항에서,
    상기 제1 캡핑층의 두께는 약 300 옹스트롬 내지 약 1000 옹스트롬인 표시 장치.
  16. 제5항에서,
    상기 제2 캡핑층의 두께는 약 300 옹스트롬 이상인 표시 장치.
  17. 제5항에서,
    상기 발광 소자는,
    제1색을 나타내는 광을 방출하는 제1 발광 소자, 및
    제2색을 나타내는 광을 방출하는 제2 발광 소자를 포함하는 표시 장치.
  18. 제17항에서,
    상기 제1색과 상기 제2색이 상이한 표시 장치.
  19. 제17항에서,
    상기 제1 발광 소자는 청색광을 방출하고, 상기 제2 발광 소자는 녹색광을 방출하는 표시 장치.
  20. 제17항에서,
    상기 제1 발광 소자는 제1 발광층을 포함하고,
    상기 제2 발광 소자는 제2 발광층을 포함하며,
    상기 제1 발광층 및 상기 제2 발광층 중 적어도 하나는 양자점을 포함하는 표시 장치.
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