KR20210124253A - 전계발광 디스플레이 장치 - Google Patents

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KR20210124253A
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쿤터 아아스
브누와 뒤그르닐
미카엘 톰스케
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미크로올레드
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Abstract

본 발명은 유기 전계발광 층들을 갖는 매트릭스 디스플레이 장치(100)에 관한 것으로, 기판, 제1 제어 전극(101), 적어도 하나의 제1 유기 전계발광 층(104)을 포함하는 제1 발광 어셈블리, 적어도 하나의 제2 유기 전계발광 층(106)을 포함하는 제2 발광 어셈블리, 및 상기 제1 제어 전극과 반대 극성을 갖고 상기 전계발광 층들에 의해 발광된 광에 대해 적어도 부분적으로 투명한 제2 전극(102)을 포함하고, 상기 제1 제어 전극(101)은 디스플레이 매트릭스를 형성하도록 구성되며, 상기 장치는, 상기 유기층들의 평균 굴절률과 상기 제1 제어 전극(101)의 기판 반대편 표면과 상기 제2 전극(102)의 기판 측 표면 간의 거리의 곱이 125 nm 내지 205 nm 사이인 것을 특징으로 한다.

Description

전계발광 디스플레이 장치
본 발명은 광전자 장치 및 부품 분야에 관한 것으로, 보다 정확하게는 OLED(유기 발광 장치) 유형의 전계발광 장치에 관한 것이다. 본 발명은 특히 탠덤 유형의 OLED 장치의 디스플레이 색상 범위의 신뢰성을 개선하는 것과 관련된다.
OLED("유기 전계발광 장치")는 평면 스크린 조명 시스템과 얇은 스크린에 상당한 관심을 불러일으키고 있다. 때때로 TOLED("Top Emission OLED") 기호로 표시되는 "탑 에미션" 유형의 OLED 장치는 특히 공지되어 있으며, 이러한 유형의 OLED 장치는 제어 전극(디스플레이 장치의 경우 픽셀화됨), 적어도 하나의 OLED 발광 층, 및 (반)투명 전극을 포함하는 스택 형태로 구현된다.
이러한 장치를 최적화하려면 많은 전자적 및 광학적 측면을 고려해야 한다. 광학적 관점에서 볼 때, 이러한 장치는 제어 전극의 반사 표면과 반투명 전극의 외부 표면으로 구획되는 공동을 형성한다. 이는 예를 들어 다음과 같은 많은 공보들에 개시되어 있다: "RGB tricolor produced by white-based top-emitting organic light-emitting diodes with microcavity structure" by J. Cao et al., published in 2007 in the review Current Applied Physics 7, p. 300-304, 및 "Top-emitting organic light-emitting diodes: influence of cavity design" by S. Hofmann et al., published in 2010 in the review Applied Physics Letters 97, p. 253308-1 to 253308-3. 이러한 미세공동 효과는 이러한 장치의 설계를 상당히 복잡하게 만든다. 공보 “Combined effects of microcavity and dielectric capping layer on bidirectional organic light-emitting diodes” by J. Lee et al., published in 2012 in the review Optics Letters 37(11), p. 2007-2009는 탑 에미션 및 바텀 에미션을 모두 하는 OLED 장치에 있어서 이러한 문제를 분석한다.
전계발광 유기층을 통과하는 많은 수의 전하 캐리어(정공 및 전자)가 유기 성분들의 2차 전기화학 반응을 일으키기 때문에 OLED 장치의 작동 수명은 전류 밀도 또는 휘도가 증가함에 따라 감소한다. 그러나, 고휘도의 OLED 장치가 요구되고 있으며, 이들 장치의 동작 수명이 중요한 부분을 차지한다. 이러한 문제를 해결하기 위한 특정 접근 방식은 고휘도에서 더 긴 작동 수명에 도달하는 것을 목표로 하는 2개 이상의 중첩된 OLED 다이오드("탠덤" 타입 장치)를 사용하는 것이다. 탠덤 OLED 장치는 특히 알려져 있으며, 여기서 적어도 2개의 OLED 발광 층은 투명 전극의 출력에서 백색광을 얻는 방식으로 서로 다른 색의 빛을 각각 발광하고, 이러한 백색광은 장치의 전면에 배치된 광학 필터를 통과할 수 있으며 이로써 컬러 디스플레이를 실현하는 컬러 서브-픽셀을 형성한다.
보다 정확하게는, 탠덤 OLED 구조에서는, 여러 (일반적으로 2개) 전계 발광 소자들이 탠덤로 적층되고 투명 전도층(TCL) 또는 전하 생성층(CGL)과 같은 상호 연결 층에 의해 연결된다. 또한, 전자 주입층(EIL)은 제 1 전계발광 유닛에서 TCL 또는 CGL의 전자 주입 장벽을 줄이는 데 중요한 역할을 한다. 단일 전계발광 장치와 비교하여 동일한 전류 밀도에서, 두 개의 중첩된 전계발광 소자가 있는 탠덤 OLED 장치는 이중 휘도를 가질 수 있다. 이는 고휘도 디스플레이 화면(일반적으로 컬러 화면의 경우 1000cd/m2 이상)을 제공하는 목적을 충족한다. 결과적으로, 탠덤 OLED 장치의 효율성 및 작동 수명은 단일 유닛을 갖는 기존의 OLED 장치에 비해 더 우수할 수 있다.
그러나, 탠덤 구조가 모든 문제를 해결하지는 못한다. 즉, 탠덤 구조는 두 개의 OLED 시스템의 탠덤 연결을 나타내므로, 개별 제어 전압들이 함께 추가된다. 이는 다음에 설명되는 바와 같이 인접 픽셀들 또는 서브픽셀들 사이의 바람직하지 않은 상호 작용을 증가시킨다.
OLED 디스플레이 스크린은 일반적으로 수직 도전성 트랙 및 수평 도전성 트랙의 그리드에 의해 제어되는 개별 픽셀의 매트릭스 구조를 포함하며, 이러한 구조는 픽셀의 개별 어드레싱을 가능하게 한다. 이는 아래에서 설명될 도 1에 개략적으로 도시되어 있다. 컬러 스크린에서, 각 픽셀은 원하는 색상의 광점(픽셀)을 발광하기 위해 협력하는 서로 다른 색상(일반적으로 3개 또는 4개이며 빨강, 녹색 및 파랑을 포함함)의 서브픽셀로 세분화된다. 도 3a는 이러한 스크린의 일부를 도시한다. 서브픽셀의 전극 위에는, 매트릭스의 전체 표면을 덮고 (이 예에서) 백색광을 발광하는 OLED 스택이 증착된다. 이 경우, 서브픽셀의 기본 색상 RGB(빨간색-녹색-청색) 또는 RGBW(빨간색-녹색-청색-흰색)는 OLED 스택 위에 위치한 컬러 필터에 의해 생성된다. 원색을 구현하는 또 다른 방법은 발광색이 상이한 서브픽셀들 내에 OLED 층을 구성하는 것이다. OLED 층을 구성하는 방법이 다소 복잡하고 도달할 수 있는 해상도가 다소 제한되기 때문에, 이 경우에도 공통 층들(즉, 매트릭스의 전체 표면을 덮는 층들), 일반적으로, 전하 캐리어 수송층을 최대한으로 유지하고 발광 층만 구조화하는 것이 바람직하다. 그러나, 앞의 2개의 경우에, 인접 픽셀들 또는 서브픽셀들이 용량성 결합에 의해 또는 특히 OLED 스택의 공통 도전성 층을 통과하는 기생 전류에 의해 상호작용할 수 있음이 관찰된다.
아래에서 설명할 도 3b에 이러한 기생 전류에 대한 예가 도시된다. 인접 픽셀들 또는 서브픽셀들 사이의 이러한 바람직하지 않은 상호 작용은 "크로스토크"라는 이름으로 당업자에게 알려져 있다. 크로스토크는 무엇보다도 컬러 스크린의 경우 바람직하지 않은 색상 변화로 이어진다. OLED 장치에서 크로스토크 현상의 이론적 측면은 오랫동안 연구되어 왔다(예를 들어, D. Braun "Crosstalk in passive matrix polymer LED displays" published in 1998 in the review Synthetic Metals 92, p. 107-113).
간단한 다이오드를 사용한 OLED 장치의 경우 잘 알려진 바와 같이, 탠덤 다이오드를 사용한 OLED 장치에서는 크로스토크 현상이 악화된다. 탬덤 구조로 중첩된 구조의 상호 연결 층들은 다소 높은 전기 도전성을 가지며 층들의 평면에서 기생 전류가 관찰된다. 위에서 설명한 바와 같이, 탠덤형 OLED 장치의 제어 전압은 간단한 OLED 장치보다 높기 때문에 기생 전류가 증가한다. 이 크로스토크 문제는 서브픽셀의 크기가 감소할 때 훨씬 더 인식될 수 있다. 크로스토크의 결과에 대한 수치적 수정(이는 크로스토크 현상을 수용하고 이러한 현상이 이미지에 미치는 영향을 줄이는 것임) 외에, 소스에서 크로스토크를 방지하기 위한, 즉 픽셀 또는 서브픽셀에서 이러한 물리적 현상을 줄이기 위한 다양한 접근 방식이 알려져 있다.
간단한 OLED 장치의 경우, 봉지층의 습도와 관련된 단락 문제를 방지하기 위해, 픽셀들을 서로 절연하기 위해 픽셀들을 분리하는 것이 알려져 있다. 문서 EP 2 927 985는 각 픽셀이 기밀하게 밀봉되어 인접 픽셀로부터 절연되어 있는 구조를 설명한다. 이러한 구조의 제조에는 수많은 복잡한 방법 단계가 필요하다. 문서 US 9 419 245에 설명된 바와 같이, 벽과 같은, 추가 분리 요소로 픽셀 영역을 구획하는 것도 알려져 있다. 이러한 방법은 복잡하고 상당한 추가 비용이 발생한다.
상기의 관점에서, 본 발명의 목적은 상기 언급된 종래 기술의 단점을 적어도 부분적으로 개선하고, 매우 작은 크기(일반적으로 5μm 미만)의 픽셀에 대해서, 픽셀-간 공간이 매우 작은 구조에 대해서 또는 탠덤 유형의 OLED 디스플레이에 대해서, 측방향 기생 전류를 현저히 감소시킬 수 있는 OLED 디스플레이 장치용 아키텍처를 제안하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 소형 전계발광 장치에서 픽셀들 사이의 기생 전류를 제한하는 것을 가능하게 하는 방법을 제안하는 것이다.
본 발명에 따르면, 상기 목적은 바람직하게는 400 nm와 700 nm 사이에, 바람직하게는 420 nm 내지 620 nm에 포함된 파장의 1차 파를 추출하는 방식으로 광학 공동이 제어되는 탠덤 구조를 갖는 유기 전계발광 층들을 갖는 매트릭스 디스플레이 장치에 의해 해결된다. 이러한 장치는 "탑 에미션" 유형이다.
이 장치는 기판, 디스플레이 매트릭스를 형성하도록 구성된 제1 제어 전극, 적어도 하나의 제1 유기 전계발광 층을 포함하는 제1 발광 어셈블리, 적어도 하나의 제2 유기 전계발광 층을 포함하는 제2 발광 어셈블리, 상기 제1 전극과 반대 극성을 갖고 상기 전계발광 층들에 의해 발광된 광에 대해 적어도 부분적으로 투명한 제2 전극을 포함하며, 상기 제어 전극의 기판 반대편 표면과 상기 제2 전극의 기판 측 표면 간의 거리 dCavity와 이들 두 표면 사이에 있는 상기 유기층들의 평균 광학 지수 n 간의 곱 n*dCavity은 125 nm와 205 nm 사이, 더 바람직하게는 145 nm와 195 nm 사이, 더 바람직하게는 155nm 내지 180nm이다. 본 장치는 본 발명의 목적을 나타낸다.
유리한 실시형태에서, 상기 제1 제어 전극의 상기 기판 반대편 표면과 상기 제1 유기 전계발광 층의 상기 기판 반대쪽 표면 간의 거리는, 상기 제1 제어 전극의 상기 기판 반대편 표면과 상기 제2 전극의 상기 기판측 표면 간의 간의 거리의 0.3배 내지 0.5배이며, 바람직하게는, 상기 제1 제어 전극의 기판 반대편 표면과 상기 제2 전극의 상기 기판 측 표면 간의 거리의 0.35배 내지 0.45배이다.
다른 유리한 실시형태에서, 상기 제1 제어 전극의 상기 기판 반대편 표면과 상기 제2 유기 전계발광 층의 상기 기판 반대쪽 표면 간의 거리는, 상기 제1 제어 전극의 기판 반대편 표면과 상기 제2 전극의 상기 기판측 표면 간의 거리의 0.75배 내지 0.95배이며, 바람직하게는, 상기 제1 제어 전극의 상기 기판 반대편 표면과 상기 제2 전극의 상기 기판 측 표면 간의 거리의 0.8배 내지 0.9배이다.
모든 실시형태들에서, 상기 제1 발광 어셈블리 및 상기 제2 발광 어셈블리는 (i) 정공 차단 및 전자 수송; (ii) 전자 수송; (iii) 전자 주입; (iv) 정공 주입; (v) 정공 수송; (vi) 전자 차단 및 정공 수송 중 적어도 하나를 제공하는 적어도 하나의 기능 층에 의해 분리되며, 바람직하게는 6개의 기능 층의 스택에 의해 분리되며, 상기 6 개의 기능 층들 각각은 상기 6개의 기능들 중 하나를 제공한다.
유리하게는, 상기 제1 유기 전계발광 층 및 상기 제1 제어 전극은 (i) 정공 차단 및 전자 수송; (ii) 정공 주입; (iii) 정공 수송 중 적어도 하나를 제공하는 적어도 하나의 기능 층에 의해 분리되며, 바람직하게는 3개의 기능 층의 스택에 의해 분리되며, 상기 3 개의 기능 층들 각각은 상기 3개의 기능들 중 하나를 제공한다.
특정 실시형태에서, 본 발명에 따른 장치는 다음을 연속적으로 포함한다: (1) 기판; (2) 애노드인 제1 전극층; (3) 제1 정공 주입층; (4) 정공 수송층; (5) 제1 전자 차단 및 정공 수송층; (6) 제1 전계발광 층; (7) 제1 정공-차단 및 전자 수송층; (8) 제1 전자 수송층; (9) 제2 정공 주입층; (10) 제2 정공 수송층; (11) 제2 전자 차단 및 정공 수송층; (12) 제2 전계발광 층; (13) 제2 정공-차단 및 전자 수송층; (14) 제2 전자 수송층; (15) 제1 전자 주입층(이는 선택적이고 따라서 없을 수 있음); (16) 캐소드인 제2 전극층으로서, 상기 전계발광 층에 의해 발광된 광에 대해 적어도 부분적으로 투명한, 상기 제2 전극층.
보다 정확하게는, 이 특정 실시형태의 대안에서, 상기 층들 (3 내지 16)이 각기, (3) 0.4 nm 내지 1.5 nm; (4) 4 nm 내지 10 nm; (5) 4 nm 내지 10 nm; (6) 10 nm 내지 30 nm, 바람직하게는 15 내지 25 nm; (7) 3 nm 내지 7 nm; (8) 3 nm 내지 7 nm; (9) 0.4 nm 내지 1.5 nm; (10) 3 nm 내지 7 nm; (11) 4 nm 내지 10 nm; (12) 10 nm 내지 30 nm, 바람직하게는 15 내지 25 nm; (13) 4 nm 내지 10 nm; (14) 3 nm 내지 7 nm; (15) 1.2 nm 내지 2.5 nm; (16) 5 nm 내지 25 nm, 바람직하게는 8 내지 20 nm의 두께를 갖는다.
또 다른 대안으로, 상기 층들 (3 내지 16)이 각기, (3) 0.7 nm 내지 1.3 nm; (4) 5 nm 내지 9 nm; (5) 5 nm 내지 9 nm; (6) 15 nm 내지 25 nm, 바람직하게는 17 nm 내지 23 nm; (7) 4 nm 내지 6 nm; (8) 4 nm 내지 6 nm; (9) 0.7 nm 내지 1.3 nm; (10) 4 nm 내지 6 nm; (11) 5 nm 내지 9 nm; (12) 15 nm 내지 25 nm, 바람직하게는 17 nm 내지 23 nm; (13) 5 nm 내지 9 nm; (14) 4 nm 내지 6 nm; (15) 1.7 nm 내지 2.3 nm (이 층은 선택적임); (16) 8 nm 내지 20 nm, 바람직하게는 10 nm 내지 15 nm의 두께를 갖는다.
모든 실시형태에 적용 가능한 제1 대안에 따르면, 상기 제1 전계발광 층은 바람직하게는 청색 발광을 갖는 형광 층일 수 있고, 상기 제2 전계발광 층은 바람직하게는 황색 발광을 갖는 인광 층이다. 또는, 상기 제2 전계발광 층은 적색 및 녹색 발광을 갖는 인광층일 수 있다.
모든 실시형태에 적용 가능한 제2 대안에 따르면, 상기 제2 전계발광 층은 바람직하게는 청색 발광을 갖는 형광 층일 수 있고, 상기 제1 전계발광 층은 바람직하게는 황색 발광을 갖는 인광 층이다. 또는, 상기 제1 전계발광 층은 적색 및 녹색 발광을 갖는 인광층일 수 있다.
상기 제2 전극은 모든 화소에 공통인 전극일 수 있다.
도 1 내지 도 3은 일반적으로 알려진 OLED 장치 및 디스플레이들의 특징을 도시한다. 도 4 및 도 5는 본 발명의 특징 및 실시예들을 도시한다; 그러나 이들은 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.
도 1은 알려진 형태의 매트릭스 OLED 방식 스크린의 전기도를 도시한다.
도 2는 원하는 색상을 표시할 수 있는 픽셀을 형성하기 위해 서로 다른 색상의 서브픽셀을 배치하는 세 가지 알려진 예를 도시한다.
도 2a는 원하는 색상을 표시할 수 있는 픽셀을 형성하기 위해 서로 다른 색상의 서브픽셀을 배치하는 알려진 예를 도시한다.
도 2b는 원하는 색상을 표시할 수 있는 픽셀을 형성하기 위해 다른 색상의 서브픽셀을 배치하는 다른 알려진 예를 도시한다.
도 2c는 원하는 색상을 표시할 수 있는 픽셀을 형성하기 위해 다른 색상의 서브픽셀 배치의 또 다른 알려진 예를 도시한다.
도 3은 백색 발광 및 컬러 필터를 갖는 OLED를 갖는 종래 기술에 따른 "탑 에미션" 유형의 OLED 디스플레이에서 픽셀의 수직 단면을 개략적으로 도시한다.
도 3a는 이러한 장치의 여러 픽셀을 도시한다.
도 3b는 3개의 서브픽셀이 있는 이 장치의 단일 픽셀을 도시한다.
도 3c는 다른 공지된 실시예에 따른 탠덤 구성의 서브픽셀의 광학 설계를 개략적으로 도시한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 장치를 나타내는 수직 단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 장치에서 사용될 수 있는 전하 생성 층의 실시예를 수직 단면도의 형태로 도시한다.
도 5a는 본 발명에 따른 실시예의 수직 단면도를 도시한다.
도 5b는 이 실시예의 대안의 수직 단면도를 도시한다.
도 4 및 도 5에서, 서로 다른 층들의 컬러는 아무런 의미는 없으며 단지 이웃한 층들을 구별하기 위한 것이다.
달리 언급되지 않는한, 여기서 "전도성"이라는 용어는 전기 전도성, 즉 도전성을 의미하는 것으로 사용된다.
도 1은 이미지를 생성할 수 있는 픽셀 매트릭스 유닛(12) 및 제어 유닛(36)을 포함하는 공지된 유형의 OLED 디스플레이(10)의 회로를 개략적으로 도시한다. OLED 다이오드(14) 및 그 제어 회로(16)는 픽셀 매트릭스 유닛(12)에서 픽셀을 형성하는 방식으로 배치되고, 상기 픽셀 매트릭스는 라인(수평) 및 열(수직)을 포함한다. 픽셀(12)의 각 제어 회로(16)는 복수의 박막 트랜지스터(18, 20)(일반적으로 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) 또는 TFT(Thin Film Transistor)) 및 커패시터(22)를 포함한다. 제어 유닛(36)은 라인(30) 및 비디오 어드레싱 회로(32)에 대한 제어 회로 뿐만 아니라 픽셀 열을 어드레싱하기 위한 전력 공급 회로(34)를 제어하고; 픽셀 회로의 어드레싱을 제공하고 OLED 다이오드(14)의 발광을 제어한다.
라인(30)을 제어하기 위한 회로는 픽셀 매트릭스의 주사 라인을 어드레싱하는 도전성 트랙(38)에 연결된다. 이 회로는 제어 유닛(36)으로부터 오는 신호에 따라 주사선(38)을 선택하고, 선택된 주사선(38) 상에 있는 전계 효과 트랜지스터(TFT)(18)를 켜기 위한 전압을 인가한다. 비디오 어드레싱 회로(32)는 비디오 신호의 열을 어드레싱하는 도전성 트랙(40)에 연결된다. 비디오 어드레싱 회로(32)는 제어 유닛(36)으로부터 비디오 신호를 수신하고 대응하는 제어 회로(30)에 의해 선택된 라인의 도전성 트랙에 따라 열들의 비디오 도전성 트랙(40)을 통해 전압을 전송한다. 이 전압 신호는 선택된 픽셀 라인의 OLED 다이오드(14)의 전계 효과 트랜지스터 TFT(18)를 통해 커패시터(32)에 기록된다. 제어 전계 효과 트랜지스터 TFT(20)는 OLED 다이오드(14)에 기록된 전압에서 대응하는 전류를 보내고, 따라서 선택된 라인(38)의 OLED 다이오드(14)는 빛을 발광한다.
전력 회로(34)는 픽셀 열의 전력 공급 도전성 트랙(42)에 연결되고; 선택된 픽셀 라인의 도전성 트랙(32) 및 전계 효과 트랜지스터 TFT(20)를 통해 OLED 다이오드(14)에 전력을 공급한다.
이와 같이 알려진, 픽셀 매트릭스에서 픽셀을 형성하는 OLED 다이오드를 어드레싱하는 이러한 원리는 컬러 표시 장치의 픽셀 매트릭스에서 서브픽셀을 형성하는 OLED 다이오드의 어드레싱에 이와 같이 알려진 방식으로 적용될 수 있으며, 여기서 각각의 픽셀은 상이한 색상의 복수의 서브-픽셀(대부분 3개 또는 4개)을 포함하고; 이는 도 2와 관련하여 본원에서 설명될 것이다. 도 2a, 도 2b 및 도 2c는 원하는 색상을 표시할 수 있는 픽셀(50)을 형성하기 위한 이러한 서브-픽셀(51, 52, 53, 54)의 기하학적 배치에 대한 세 가지 예를 도시한다. 이들 도면에서, 서브픽셀은 적색(51), 청색(52) 및 녹색(53)의 색상을 가지며, 도 2c에서와 같이, 픽셀(50)의 광도를 증가시키기 위해 백색 서브-픽셀(54)을 추가로 포함할 수 있다. 도 2a의 배열은 가장 널리 사용되는 "RGB Stripe"라는 약어로 알려져 있다. 도 2c의 배열은 "RGBW 쿼드"라는 약어로 알려져 있다.
도 1 및 도 2와 관련하여 방금 설명된 어드레싱 원리는 본 발명과 관련하여 구현될 수 있는 어드레싱 원리 중 하나이다. 색상은 서브픽셀을 형성하는 OLED 층에 의해 발광되는 색상의 제어를 통해, 또는 서브픽셀에 의해 발광된 빛의 백색을 수정하는 컬러 필터에 의해 얻어질 수 있다. 이러한 바는 도 3과 관련하여 이하에서 설명될 것이다.
도 3은 종래 기술에 따른 OLED 마이크로디스플레이의 실시예를 개략적으로 도시한다. 이는 본 발명이 해결하고자 하는 문제점을 예시한다. 도 3a는 제1 공지된 실시예에 따른 장치(70)의 구조의 전체적인 개략도이다: 이러한 종래 기술 실시예에서, 기판(71)(CMOS 또는 TFT 유형의 기판, 어드레싱 회로 및 구성요소는 도시되지 않음), 필러 요소("갭-필")(75)에 의해 분리된 서브픽셀의 제어 전극(72, 73, 74), 백색광을 발광할 수 있는 OLED 층(76), 캡슐화 층(77), 컬러 청색 필터(91), 픽셀에 대한 컬러 필터의 어셈블리(90)를 형성하는 적색 컬러 필터(92) 및 녹색 컬러 필터 (93), 및 보호 커버로서 유리 웨이퍼(78)가 서로 구별가능하다. 서브픽셀(X)의 크기는 일반적으로 약 3.5μm 내지 5μm이다. 종래 기술에 따른 이 장치에서 OLED 층(76)은 장치의 전체 표면에 걸쳐 연장된다는 점에 유의한다. 장치는 "탑 에미션" 유형이며, 즉 OLED에 의해 생성된 빛의 발광이 기판(71)과 반대 방향으로 이루어지며, MOS 또는 TFT 유형의 회로는 실리콘 웨이퍼 상에서 구현된다.
도 3b는 도 3a에 도시된 것과 유사한 장치의 확대도를 도시한다. 이 도면은 단일 픽셀에 대한 컬러 필터들의 하나의 어셈블리(90)로 제한된다. 한편, 서브픽셀들은 이들의 개별 어드레싱을 실현하는 전극(72, 73, 74)과 장치의 전체 표면에 걸쳐 확장되는 백색 발광을 갖는 OLED 층(76)에 의해 발광된 광을 수정하는 대응하는 컬러 필터들(91, 92, 93)에 의해서 구획된다. 두 개의 이웃하는 서브-픽셀 제어 전극(72, 73) 사이의 공간은 필러 요소(75)로 채워질 수 있다. 상기 OLED 층(76)은 여러 층의 스택으로 구현되고 2개의 전하 차단 층(83, 84)과 2개의 전하 수송 층(81, 82) 사이에 끼워진 전계발광 층(80) 자체를 포함한다. 보다 정확하게는, 통상적인 장치에서, 층(81)은 정공 수송 및 주입 층을 포함하고, 전자 수송 및 주입 층(82)을 포함한다. 그러나, 소위 "역" 스택을 사용하는 것도 가능하며, 이 경우, 층(82)은 정공 수송 및 주입 층을 포함하고 전자 수송 및 주입 층(81)을 포함한다. 층들(81, 82)은 각각의 전하의 주입 및 수송의 두 가지 기능을 모두 구현하는 단일 층, 또는 여러 층, 예를 들어 각각의 전하의 주입을 위한 하나의 층 및 각각의 전하의 수송을 위한 다른 층을 각각 포함할 수 있다. 공통 전극(85)은 전하를 배출한다.
종래 기술에 따른 이 장치는 층의 평면에 기생 전류를 갖고; 이는 도 3b에 나와 있다. 실제로, 서브픽셀(예를 들어 73)을 켜는 동안, 주 전류가 OLED 스택(76)을 통해 최단 방향(즉, 기판(71)에 대해 수직)으로 직접 통과하면(두꺼운 화살표로 표시됨), 이러한 전도 경로가 충분히 낮은 저항을 가질 때 전류의 일부는 다른 전도 경로에 따라 전파된다. 따라서, 전하 수송층(81), 즉 기판의 평면에서 전파한 다음 이웃하는 서브-픽셀(72 또는 74)의 OLED 스택을 통과하는 기생 전류가 관찰된다. 이 기생 전류는 두 개의 측면 화살표로 표시된다.
OLED 스택(76)은 가장 단순한 특성으로, 도 3a 및 도 3b에서 전술한 바와 같은 전계발광 층(80)을 포함한다.
도 3c는 다른 공지된 실시예에 따른 탠덤 구성의 서브-픽셀의 광학 설계를 도시한다. OLED 스택(76)은 적어도 2개의 발광 층, 즉 제1 황색 발광 층(60)(바람직하게는 인광 유형임) 및 제2 청색 발광 층(68)(바람직하게는 형광성 유형임)을 포함한다.
보다 정확하게는, OLED 스택(76)은 애노드의 역할을 하는 서브픽셀 제어 전극(73), 전하 주입 또는 전하 수송 유형의 제1 유기 기능 층(81), 인광 유형(PH- EL)의 제1 황색 발광 층(60), 전자수송형 제2 유기기능층(62), 전하생성층(66)(CGL), 정공 수송형의 제3 유기 기능층(64), 형광형(FL-EL)의 제2 청색 발광 층(68), 전자 수송형의 제4 유기 기능층(82), 및 캐소드형의 전극(85)을 포함한다. 표시된 순서는 장치의 광학 발광 방향이다(즉, 도 3c의 관점에서 아래에서 위로).
도 3a,도 3b,도 3c에서 볼 수 있는 이러한 OLED 장치의 중간 층이 층 평면에서 기생 전류를 증가시키는 것으로 관찰된다. 이는 인접한 서브픽셀에서 기생 발광을 생성하여 디스플레이의 이미지 해상도를 수정하고 색상의 충실도를 감소시킨다. 본 발명은 이러한 기생 전류를 감소시키는 방법을 제공하고자 한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 탠덤 타입의 OLED 시스템(100)의 단면도를 도시한다. 이는 서브픽셀 제어 전극(101)(일반적으로 애노드임), 전하 수송 또는 전하 주입 유형의 제1 유기 기능층(103), 청색 형광 발광의(FL-EL)의 제1 전계발광 층(104), 전하 생성층(105)(CGL), 황색 인광 또는 녹색 및 적색 빌광(PH-EL)의 제2 전계발광 층(106), 전하 수송 또는 전하 주입 유형의 제2 유기 기능 층(107), 및 캐소드 유형의 공통 전극(102)을 포함한다.
도 4에서와 같이 광의 탑 에미션을 위해, 서브-픽셀 제어 전극(101)은 유리하게 반사성이며; 금속성 원소 또는 금속 합금의 층이 이에 적합할 수 있다. 한편, 캐소드형 공통전극(102)은 투명하거나 반투명하다.
전하 생성 층(105)은 단일 층일 수 있거나 여러 층으로 구성될 수 있다.
기능성 유기층들은 동시에 또는 이와 달리, 상이한 기능을 가질 수 있다. 이러한 층들은 전하 수송 층, 전하 차단 층, 프라임 층, 광학 층일 수 있다. 이하에서 예를 제시한다.
최적의 광도를 얻으려면 층들의 두께를 신중하게 제어해야 한다. 보다 정확하게는, 청색 및 황색 발광 영역(또는 녹색 및 적색)이 최대 광학 효과를 보장하기 위해 광학 공동에서 유리한 위치에 있도록 그리고 동시에 원하는 백색점(즉, 황색 성분과 청색 성분 사이의 비율)을 얻도록 상이한 층들의 두께가 선택되어야 한다. 본 발명에 따르면, 도 4에서 파동에 의해 개략적으로 도시된 바와 같이, 청색 및 황색에 대한 1차 발광이 이를 위해서 사용된다.
이하에서 이러한 장치를 구현하기 위한 몇몇 설명이 주어진다.
기판(도 4에 도시되지 않음, 유리하게는 제어 전극(101) 아래에 있음)은 CMOS 유형의 장치(일반적으로 실리콘 웨이퍼에서 구현됨) 또는 유리 웨이퍼 상에 성막될 될 수 있는 TFT 유형의 장치(일반적으로 비정질 실리콘, 다결정 실리콘, 및/또는 산화물 또는 기타 유형의 TFT로서 구현됨)일 수 있으며, 이러한 기판은 투명하거나 반투명하거나 불투명할 수 있다.
서브픽셀 전극(101)은 금속(특히 알루미늄)으로 만들어질 수 있으며, 전형적인 두께는 20 nm와 1,000 nm 사이, 바람직하게는 100 nm와 300 nm 사이이며, 선택적으로 이를 공기 중 산화로부터 보호하는 얇은 층으로 피복된다; 이러한 보호층은 TiN(바람직함), MoO3, 또는 공기 중에서의 안정성과 충분한 도전성을 갖는 다른 유사한 재료의 층이 될 수 있다.
서브-픽셀 단차는 유리하게는 1 ㎛ 내지 100 ㎛, 바람직하게는 2 ㎛ 내지 10 ㎛이며, 2개의 서브픽셀 간의 거리는 일반적으로 0.1μm와 10μm 사이, 유리하게는 0.2μm와 1.0μm 사이이다. 두 개의 서브픽셀 사이에 분리막을 사용할 수 있다. 이 분리막은 예를 들어 유기 유전 물질(예: 감광성 수지(포토레지스트) 또는 에폭시) 또는 무기 유전 물질(예: 실리카, SiN, 알루미나)로 만들어질 수 있으며, 이는 두 서브픽셀 사이의 공간의 전체 또는 일부를 채울 수 있다.
본 발명에 따른 장치(100)는 광학 공동을 형성하고, 발광 층에 의해 생성된 광파는 장치의 평면에 대해 2개의 방향으로 전송되고; 결과적으로 파동은 반투명한 공통 전극(102)과의 계면에서 부분적으로 반사되고 제어 전극(101)의 계면에서 전체적으로 반사된다. 적어도 두 개의 발광 층에서 발생하는 파장이 같지 않고 이 빛이 단색이 아니므로 파동은 파장에 따라서 상이한 간섭을 받는다.
일반적으로, 전계발광에 의해 생성된 광자의 열악한 추출은 전계발광 장치의 효율성을 감소시킨다. 공동의 크기가 잘못되어 생성된 광자의 효과적인 추출을 실현하지 않는 경우, 목표 휘도를 얻기 위해, 광학적 효율성의 이러한 손실을 상쇄하기 위해 더 많은 광자가 생성되어야 한다. 더 많은 광자를 생성하기 위해, 전류 밀도를 높일 수 있지만 이는 장치의 수명을 감소시킨다. 탠덤 장치는 이론적으로 2배의 더 많은 빛을 생성하지만, 선행 기술에 따르면, 간단한 장치보다 더 두꺼워지므로, 광학 공동에서 광자를 추출하는 문제가 심화된다.
본 발명에 따르면, 광학 효과 층들의 총 두께는 가시 스펙트럼의 적어도 일 부분에 걸쳐, 보다 바람직하게는 가시 스펙트럼의 청색광에 걸쳐, 1차 응답을 선호하는 시스템을 얻기 위해 최적화된다. 이는 탠덤 유형의 전계발광 장치의 아키텍처의 적응을 필요로 한다.
위에서 나타낸 바와 같이, 전하 생성 층(105)은 여러 기능 층의 시스템 형태로 구현될 수 있다. 도 5b에 개략적으로 도시된 유리한 실시예에서, 상기 전하 생성층(105)은 정공 차단층(HBL)(121), 전자 수송층(ETL)(122), 전자 주입층(EIL)(123), 정공 주입층(HIL)(124), 정공 수송층(HTL), (125) 및 전자 차단층(EBL)(126)을 포함한다. 표시된 순서는 장치의 광학 발광 방향이다(즉, 도 4에서 아래에서 위로). HBL(121), EIL(123) 및 EBL(126) 층들은 선택 사항이며 없을 수 있다. 상기 선택적 층이 모두 없는 대안이 도 5a에 도시되어 있고, 상기 선택적 층이 하나 또는 두 개만 없는 다른 것도 가능하다.
특정 실시예에서, 전하 생성 층(105)은 연속적으로 다음을 포함한다:
- 전자 수송층(ETL)(122)으로서, 제1 비도핑된 ETL 층 및 제2 N-도핑된 ETL 층을 포함하는 상기 ETL 층;
- HIL 층(124); 및
- HTL 층(125)으로서, 제1 P-도핑된 HTL 층 및 제2 도핑되지 않은 HTL 층을 포함하는 상기 HTL 층.
바람직하게는, ETL, N-도핑된 ETL 및 P-도핑된 HTL 및 HTL 층들 각각은 4 nm 내지 6 nm(예를 들어, 약 5 nm일 수 있음)의 두께를 갖고, HIL 층(124)은 0.6 nm와 1.5 nm 사이(예를 들어, 약 1 nm일 수 있음)의 두께를 갖는다.
유기 기능 층(103, 107)은 유리하게 25nm 미만의 두께로 매우 얇으며, 이는 이웃하는 서브-픽셀 사이의 크로스토크를 줄이는 데 기여한다. 이러한 층들은 기능이 서로 다른 여러 층들로 구성될 수 있다.
제1 실시예에서, 제1 기능성 유기층(103)은 정공 수송층(HTL)을 포함한다. 대안적으로, 이는 (픽셀(101)의 전극측에서 시작하여) 정공 주입층(HIL), 상기 정공 수송층(HTL), 및 전자 차단층(EBL)으로 구성된다.
방금 제시된 제1 실시예와 결합될 수 있는 제2 실시예에서, 제2 기능성 유기층(107)은 전자 수송층(ETL)을 포함한다. 대안적으로, 이는 (발광 층(106) 측에서 시작하여) 정공-차단층(HBL), 상기 전자 수송층(ETL), 및 전자 주입층(EIL)의 구성된다.
제1 발광 층(104)의 기판 반대편 표면은 유리하게는 픽셀화된 전극(101)의 기판 반대편 표면에 대해 0.3*dcavity와 0.5*dcavity 사이, 바람직하게는 0.35*dcavity와 0.45*dcavity 간의 거리 A를 갖는다. 여기서 dcavity는 공동의 두께, 즉 상기 제어 전극의 기판 반대편 표면과 상기 제2 전극의 기판 측 표면 간의 거리이다. 이 거리 A는 기판 반대편에 있는 상기 층의 표면에서 측정되며; 따라서 이는 상기 층의 두께를 포함한다. 이 층은 청색 발광을 갖는 형광층일 수 있다(예를 들어, 적절하게 선택된 유기 전계발광 층을 도핑함으로써 수득됨).
제2 전계발광 층(106)의 기판 반대편 표면은 픽셀화된 전극(101)의 기판 반대쪽 표면에 대해 0.75*dcavity와 0.95*dcavity 사이, 바람직하게는 0.8*dcavity와 0.9*dcavity 간의 거리 B를 갖는 것이 유리하다. dcavity는 캐비티의 두께, 즉 상기 제어 전극의 기판 반대편 표면과 상기 제2 전극의 기판 측 표면 간의 거리이다. 이 거리 B는 기판 반대편에 있는 상기 층의 표면에서 측정된다. 따라서 이는 상기 층의 두께를 포함한다. 이 층은 황색 발광 또는 적색 및 녹색을 갖는 인광층일 수 있다(예를 들어, 적절하게 선택된 유기 전계발광 층을 도핑함으로써 얻어짐).
이들 제1 전계발광 층(104) 및 제2(106) 전계발광 층은 전하 생성 층(105)에 의해 분리되며, 이는 여러 기능 층의 시스템일 수 있다. 유리하게는 전하 생성 층 시스템(105)의 총 두께(이 두께는 dCGL로 표시됨)와 층들의 평균 굴절률 사이의 곱 n*dCGL은 장치의 광학 및 전기적 최적화를 보장하기 위해서 10 nm와 70 nm 사이, 보다 바람직하게는 30 nm 내지 50 nm이다.
이 얇은 층 두께는 다음과 같은 이점을 제공한다. 다층 구조의 광학 결합은 넓은 가시 스펙트럼에 걸쳐서 최대 휘도를 위해서 최적화된다. 층들의 평면에 수직인 방향의 전기장의 강도가 최대화된다(전기장 E는 U/d에 비례하며, 여기서 U는 제어 전압이고 d는 두 전극(101, 102) 간의 거리임). 크로스토크를 생성할 수 있는 층들의 평면에서의 도전성이 최소화된다.
공통 전극(102)은 금속(예를 들어, 은 또는 알루미늄)의 얇은 층일 수 있다.이의 두께는 탑 에미션 장치(도 4에서 보여지는 것과 같음)의 경우에 10nm와 20nm 사이일 수 있다. 이 층은 예를 들어, 열 증발을 통해 지향성 기술을 통해 유리하게 성막된다.
컬러 필터는 컬러 디스플레이의 서브픽셀을 구현하는 데 사용할 수 있다. 이러한 필터는 예를 들어 컬러의 감광성 수지(마이크로일렉트로닉스에서 "포토레지스트"로 알려짐) 또는 적절하게 구조화된 간섭 필터로 구현될 수 있다.
본 발명에 따른 탑 에미션 유형의 장치에서, 제어 전극의 반사성 표면과 공통 반투명 캐소드의 하부 표면 사이에서 측정된 장치의 총 두께 dcavit)는, 400 nm와 700 nm 사이에 있는 파장을 가진 빛에 대한 1차 광파의 추출을 실현하는 방식으로 선택되어야 한다. 상기 정의된 바와 같은, 유기층의 평균 굴절률 n과 장치의 총 두께의 곱 n*dcavity는 125nm와 205nm 사이에 있으며, 바람직하게는 145 nm 내지 195 nm, 더욱 바람직하게는 155 nm 내지 180 nm에 있으며; 이러한 거리는 광학 공동의 길이(광빔 방향)에 대략적으로 대응한다. 광학 공동 개념의 대략적인 특성은 한편으로 OLED 층에서 발광되는 빛이 단색이 아니라 특정 파장 범위(일반적으로 백색광)에 걸쳐 연장된다는 사실을 인식하고 다른 한편으로는 공통 전극층의 반투명 특성, 그리고 마지막으로 광학 공동의 단부들에 대해 서로 다른 거리에 배치된 두 개의 발광 층의 존재를 인식한다.
실례들
탠덤 디스플레이는 1280 x 1024 픽셀들 및 RGBW(적-녹-청-백색) 배치를 갖는 픽셀당 4개의 서브픽셀로 본 발명에 따라 구현되며, 픽셀 크기는 9.4 μm x 9.4 μm이고 서브픽셀 크기는 4.7 μm x 4.7 μm이다. 디스플레이 화면의 크기는 12.03mm x 9.63mm였다. 상이한 층들의 특성과 두께는 표 1에 나와 있다. 광학 공동의 총 두께는 92 nm이고 유기층들의 평균 굴절율은 1.8이다.
비교를 위해, 탠덤 디스플레이가 도 3에 도시된 선행 기술에 따라 제조되었으며, 이는 층들의 두께 측면들에서만 본 발명에 따른 디스플레이와 다른 것이다.
동일한 RGBW 필터를 사용하는 경우, 종래 기술에 따른 디스플레이의 경우, 8cd/A의 효율성이 발견되었고, 본 발명에 따른 디스플레이의 경우 12cd/A의 효율성이 발견되었다. 색 재현율은 종래 기술에 따른 디스플레이에서 10% 미만이었고, 본 발명에 따른 디스플레이에서 60% 초과였다.
표 1: 본 발명에 따른 장치의 구조
층 그룹 개별층 약어 두께[nm] 도펀트
공통 전극 반투명층 Cathode 10-15 -
제2 기능성 유기 층 전자 주입 EIL 2 -
전자 전송 EL 5 N
정공 차단/전자 전송 HBL 7 -
제2 전계발광 층 황색 발광 (인광) PH-EL 20 황색
전하 생성 층 (CGL) 전자 차단/정공 전송 EBL 7 -
정공 전송 HTL 5 P
정공 주입 HIL 1 -
전자 전송 ETL 5 N
정공 차단/전자 전송 HBL 5 -
제1 전계발광 층 청색 발광(형광) FL-EL 20 청색
제1 기능성 유기 층 전자 차단/정공 전송 EBL 7 -
정공 전송 HTL 7 P
정공 주입 HIL 1 -
서브픽셀 제어 전극 애노드 (픽셀) Anode 50-500
10: OLED 디스플레이(공지 유형) 12: 픽셀 매트릭스
14: OLED 다이오드 16: 12의 제어 회로
18: 전계 효과 트랜지스 20: 전계 효과 트랜지스
22: 커패시터 30: 라인들을 위한 제어 회로
32: 비디오 어드레싱 회로 34: 열들을 위한 전력 공급 회로
36: 제어 유닛 38: 라인들을 위한 도전성 트랙
40: 도전성 트랙(비디오 신호) 42: 열들을 위한 전력 공급 도전성 트랙
50: 픽셀 51: 적색 서브-픽셀
52: 청색 서브-픽셀 53: 녹색 서브-픽셀
54: 백색 서브-픽셀 60: 제1 전계발광 층
62, 64: 유기기능층 66: 전하생성 층
68: 제2 전계발광 층 70: OLED 디스플레이(공지 유형)
71: 기판 72, 73, 74: 서브픽셀 제어 전극
75: 필러 요소("갭-필") 76: OLED 층
77: 캡슐화 층 78: 유리 웨이퍼
80: 76의 전계발광 층 81, 82: 전자 수송 및 주입 층
83: 전하 차단 층 84: 전하 차단 층
85: 전극 90: 픽셀에 대한 컬러 필터의 어셈블리
91: 서브-픽셀을 위한 청색 필터 92: 서브-픽셀을 위한 적색 필터
93: 서브-픽셀을 위한 녹색 필터
100: 본 발명에 따른 OLED 시스템 101: 제어 전극(애노드)
102: 공통 전극(캐소드) 103: 제1 유기 기능층
104: 제1 전계발광 층(발광) 105: 전하 생성층
106: 제2 전계발광 층(발광) 107: 제2 유기 기능 층
121: 정공 차단층(HBL) 122: 전자 수송층
123: 전자 주입층 124: 정공 주입층
125: 정공 수송층 126: 전자 차단층

Claims (9)

  1. 유기 전계발광 층들을 갖는 매트릭스 디스플레이 장치(100)로서,
    - 기판;
    - 제1 제어 전극(101);
    - 적어도 하나의 제1 유기 전계발광 층(104)을 포함하는 제1 발광 어셈블리;
    - 적어도 하나의 제2 유기 전계발광 층(106)을 포함하는 제2 발광 어셈블리; 및
    - 상기 제1 제어 전극과 반대 극성을 갖고 상기 전계발광 층들에 의해 발광된 광에 대해 적어도 부분적으로 투명한 제2 전극(102);을 포함하고,
    상기 제1 제어 전극(101)은 디스플레이 매트릭스를 형성하도록 구성되는; 매트릭스 디스플레이 장치에 있어서,
    - 유기층들의 평균 굴절률과 상기 제1 제어 전극(101)의 기판 반대편 표면과 상기 제2 전극(102)의 기판 측 표면 간의 거리의 곱이, 125 nm 내지 205 nm, 바람직하게는 145 nm 내지 195 nm, 더 바람직하게는 155 nm 내지 180 nm이고,
    - 상기 제1 제어 전극(101)의 기판 반대편 표면과 상기 제1 유기 전계발광 층(104)의 기판 반대쪽 표면 간의 거리가, 상기 제1 제어 전극(101)의 기판 반대편 표면과 상기 제2 전극(102)의 기판 측 표면 간의 거리의 0.3배 내지 0.5배, 바람직하게는 상기 제1 제어 전극(101)의 기판 반대편 표면과 상기 제2 전극(102)의 기판 측 표면 간의 거리의 0.35배 내지 0.45배이며,
    - 상기 제1 제어 전극(101)의 기판 반대편 표면과 상기 제2 유기 전계발광 층(106)의 기판 반대편 표면 간의 거리가, 상기 제1 제어 전극(101)의 기판 반대편 표면과 상기 제2 전극(102)의 기판 측 표면 간의 거리의 0.75배 내지 0.95배, 바람직하게는 상기 제1 제어 전극(101)의 기판 반대편 표면과 상기 제2 전극(102)의 기판 측 표면 간의 거리의 0.8배 내지 0.9배이며,
    - 상기 제1 발광 어셈블리 및 제2 발광 어셈블리는, (i) 정공 차단 및 전자 수송; (ii) 전자 수송; (iii) 전자 주입; (iv) 정공 주입; (v) 정공 수송; (vi) 전자 차단 및 정공 수송; 중 적어도 하나를 제공하는 적어도 하나의 기능 층에 의해 분리되고, 바람직하게는 6개의 기능 층의 스택에 의해 분리되며, 상기 6개의 기능 층 각각은 상기 6개의 기능 중 하나를 제공하며,
    - 상기 제1 유기 전계발광 층 및 제1 제어 전극은, (i) 정공 차단 및 전자 수송; (ii) 정공 주입; (iii) 정공 수송; 중 적어도 하나를 제공하는 적어도 하나의 기능 층에 의해 분리되고, 바람직하게는 3개의 기능 층의 스택에 의해 분리되며, 상기 3개의 기능 층 각각은 상기 3개의 기능 중 하나를 제공하며,
    상기 장치는,
    (1) 기판;
    (2) 애노드인 제1 전극층;
    (3) 두께가 0.4 nm 내지 1.5 nm인 제1 정공 주입층;
    (4) 두께가 4 nm 내지 10 nm인 정공 수송층;
    (5) 두께가 4 nm 내지 10 nm인 제1 전자-차단 및 정공 수송층;
    (6) 두께가 10 nm 내지 30 nm, 바람직하게는 15 nm 내지 25 nm인 제1 전계발광 층;
    (7) 두께가 3 nm 내지 7 nm인 제1 정공-차단 및 전자 수송층;
    (8) 두께가 3 nm 내지 7 nm인 제1 전자 수송층;
    (9) 두께가 0.4 nm 내지 1.5 nm인 제2 정공 주입층;
    (10) 두께가 3 nm 내지 7 nm인 제2 정공 수송층;
    (11) 두께가 4 nm 내지 10 nm인 제2 전자 차단 및 정공 수송층;
    (12) 두께가 10 nm 내지 30 nm, 바람직하게는 15 nm 내지 25 nm인 제2 전계발광 층;
    (13) 두께가 4 nm 내지 10 nm인 제2 정공-차단 및 전자 수송층;
    (14) 두께가 3 nm 내지 7 nm인 제2 전자 수송층;
    (15) 선택적으로, 제1 전자 주입층;
    (16) 캐소드인 제2 전극층으로서, 상기 전계발광 층에 의해 발광된 광에 대해 적어도 부분적으로 투명하고, 두께가 5 nm 내지 25 nm, 바람직하게는 8 nm 내지 20 nm인, 상기 제2 전극층;을 순차적으로 포함하는 것을 특징으로 하는, 매트릭스 디스플레이 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전자 주입 층(15)은 1.2 nm 내지 2.5 nm의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는, 매트릭스 디스플레이 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 층들은: (3) 0.7 nm 내지 1.3 nm; (4) 5 nm 내지 9 nm; (5) 5 nm 내지 9 nm; (6) 15 nm 내지 25 nm, 바람직하게는 17 nm 내지 23 nm; (7) 4 nm 내지 6 nm; (8) 4 nm 내지 6 nm; (9) 0.7 nm 내지 1.3 nm; (10) 4 nm 내지 6 nm; (11) 5 nm 내지 9 nm; (12) 15 nm 내지 25 nm, 바람직하게는 17 nm 내지 23 nm; (13) 5 nm 내지 9 nm; (14) 4 nm 내지 6 nm; (15) 1.7 nm 내지 2.3 nm; (16) 8 nm 내지 20 nm, 바람직하게는 10 nm 내지 15 nm의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는, 매트릭스 디스플레이 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 전자 주입층(15)을 포함하지 않는 것을 특징으로 하는, 매트릭스 디스플레이 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 유기 전계발광 층은 형광 층, 바람직하게는 청색 발광을 갖는 형광 층이고, 상기 제2 유기 전계발광 층은 인광 층, 바람직하게는 황색 발광을 갖는 인광 층인 것을 특징으로 하는, 매트릭스 디스플레이 장치.
  6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 유기 전계발광 층은 형광 층, 바람직하게는 청색 발광을 갖는 형광 층이고, 상기 제1 유기 전계발광 층은 인광 층, 바람직하게는 황색 발광을 갖는 인광 층인 것을 특징으로 하는, 매트릭스 디스플레이 장치.
  7. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 유기 전계발광 층은 형광 층, 바람직하게는 청색 발광을 갖는 형광 층이고, 상기 제2 유기 전계발광 층은 인광 층, 바람직하게는 적색 및 녹색 발광을 갖는 인광 층인 것을 특징으로 하는, 매트릭스 디스플레이 장치.
  8. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 유기 전계발광 층은 형광 층, 바람직하게는 청색 발광을 갖는 형광 층이고, 상기 제1 유기 전계발광 층은 인광 층, 바람직하게는 적색 및 녹색 발광을 갖는 인광 층인 것을 특징으로 하는, 매트릭스 디스플레이 장치.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 전극은 모든 픽셀에 공통인 전극인 것을 특징으로 하는, 매트릭스 디스플레이 장치.
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