JP2024111164A - 有機発光ディスプレイ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】常温及び高温で寿命が効果的に延長された有機発光ダイオード、及びそれを含む有機発光ディスプレイ装置を提供する。【解決手段】基板上に配置される、第１画素電極、第２画素電極及び第３画素電極；第１画素電極、第２画素電極及び第３画素電極の上にそれぞれ配置される、第１下部機能層、第２下部機能層及び第３下部機能層；第１下部機能層、第２下部機能層及び第３下部機能層の上にそれぞれ配置される、第１色発光用第１有機発光層、第２色発光用第２有機発光層及び第３色発光用第３有機発光層；第１有機発光層、第２有機発光層及び第３有機発光層にわたって配置される対向電極；並びに第１有機発光層、第２有機発光層及び第３有機発光層それぞれと、対向電極との間に介在され、１，３００Å以上１，８００Å以下の厚みを有する、第１上部機能層、第２上部機能層及び第３上部機能層；を具備する有機発光ディスプレイ装置である。【選択図】図５

Description

本発明は、有機発光ダイオード、及びそれを含む有機発光ディスプレイ装置に係り、さらに詳細には、常温及び高温で寿命が効果的に延長された有機発光ダイオード、及びそれを含む有機発光ディスプレイ装置に関する。

ディスプレイ装置において、有機発光ディスプレイ装置は、視野角が広く、コントラスト（ｃｏｎｔｒａｓｔ）にすぐれるだけではなく、応答速度が速いという長所を有しており、次世代ディスプレイ装置として注目を集めている。

該有機発光ディスプレイ装置は、表示素子として、正孔注入電極及び電子注入電極、並びにそれら間に形成されている有機発光層を含む有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）を具備し、正孔注入電極で注入される正孔と、電子注入電極で注入される電子とが有機発光層で結合して生成された励起子（ｅｘｃｉｔｏｎ）が、励起状態（ｅｘｃｉｔｅｄ ｓｔａｔｅ）から基底状態（ｇｒｏｕｎｄ ｓｔａｔｅ）に遷移しながら、光を発生させる自発光型表示装置である。

自発光型ディスプレイ装置である有機発光ディスプレイ装置は、別途の光源が不要であるので、低電圧で駆動が可能であり、軽量薄型に構成することができ、視野角、コントラスト、応答速度の特性にすぐれるために、ＭＰ３プレイヤや携帯電話のような個人用携帯機器からテレビ（ＴＶ）に至るまで応用範囲が拡大されている。

そのような有機発光ディスプレイ装置は、広い発光波長を有し、それにより、発光効率が落ち、色純度が低下してしまう。また、有機発光層から放出される光は、特定の方向性がないので、任意の方向に放出される光子のうち、相当数が有機発光ダイオードの内部全反射により、実際観測者に逹することができず、有機発光ダイオードの光抽出効率を下げてしまう。

そのために、有機発光ディスプレイ装置内に、微細共振構造（ｍｉｃｒｏｃａｖｉｔｙ）を導入することにより、光効率を向上させた構造が提案された。しかし、共振構造を有機発光ディスプレイ装置に適用する場合、有機発光層の上下部に位置した機能層の厚み不均衡により、電子及び正孔の移動距離が異なってしまい、有機発光層内の電荷不均衡が発生し、それは、素子寿命特性低下につながるという問題点がある。

本発明は、前述のような問題点を含み、多くの問題点を解決するためのものであり、寿命が効果的に延長された有機発光ダイオード、及びそれを含む有機発光ディスプレイ装置を提供することを目的とする。しかし、そのような課題は、例示的なものであり、それにより、本発明の範囲が限定されるものではない。

本発明の一実施形態によれば、基板上に配置される、第１画素電極、第２画素電極及び第３画素電極；前記第１画素電極、前記第２画素電極及び前記第３画素電極の上にそれぞれ配置される、第１下部機能層、第２下部機能層及び第３下部機能層；前記第１下部機能層、前記第２下部機能層及び前記第３下部機能層の上にそれぞれ配置される、第１色発光用第１有機発光層、第２色発光用第２有機発光層及び第３色発光用第３有機発光層；前記第
１有機発光層、前記第２有機発光層及び前記第３有機発光層にわたって配置される対向電極；並びに前記第１有機発光層、前記第２有機発光層及び前記第３有機発光層それぞれと、前記対向電極との間に介在され、１，３００Å以上１，８００Å以下の厚みを有する、第１上部機能層、第２上部機能層及び第３上部機能層；を具備する有機発光ディスプレイ装置が提供される。

本発明の一実施形態において、前記第１有機発光層は、赤色波長の光を放出し、前記第１下部機能層の厚みは、１，８００Å以上２，６００Å以下であってもよい。

本発明の一実施形態において、前記第２有機発光層は、緑色波長の光を放出し、前記第２下部機能層の厚みは、１，３００Å以上１，８００Å以下であってもよい。

本発明の一実施形態において、前記第３有機発光層は、青色波長の光を放出し、前記第３下部機能層の厚みは、１，０００Å以上１，６００Å以下であってもよい。

本発明の一実施形態において、前記第１画素において、前記第１有機発光層は、第１波長の光を放出し、前記第１画素電極の上面から前記対向電極の下面までを、第１光学距離と定義するとき、前記第１光学距離は、前記第１波長の光が三次共振する距離と実質的に同一であってもよい。

本発明の一実施形態において、前記第１画素電極の上面から前記第１有機発光層の下面までを第２光学距離と定義するとき、前記第２光学距離は、前記第１波長の光が二次共振する距離と実質的に同一であってもよい。

本発明の他の実施形態によれば、有機発光ダイオードを含む画素を具備した有機発光ディスプレイ装置において、前記有機発光ダイオードは、画素電極；前記画素電極上に配置され、前記画素電極と対向する対向電極；前記画素電極と、前記対向電極との間に介在され、第１波長の光を放出する有機発光層；前記画素電極と前記有機発光層との間に介在される下部機能層；及び前記有機発光層と、前記対向電極との間に配置される上部機能層；を含み、前記画素電極の上面から前記対向電極の下面までと定義される第１光学距離は、前記第１波長の光が三次共振する距離であり、前記画素電極の上面から前記有機発光層の下面までと定義される第２光学距離は、前記第１波長の光が二次共振する距離でもある。

本発明の一実施形態において、前記有機発光層の上面と、前記対向電極の下面との距離と定義される前記上部機能層の厚みは、１，３００Å以上１，８００Å以下であってもよい。

本発明の一実施形態において、前記有機発光層は、赤色波長の光を発光し、前記第２光学距離に対応する前記下部機能層の厚みは、１，８００Å以上２，６００Å以下であってもよい。

本発明の一実施形態において、前記上部機能層の厚みと、前記下部機能層の厚みは、１：１．２以上１．４以下の比率を有してもよい。

本発明の一実施形態において、前記有機発光層は、緑色波長の光を発光し、前記第２光学距離に対応する前記下部機能層の厚みは、１，３００Å以上１，８００Å以下であってもよい。

本発明の一実施形態において、前記上部機能層の厚みと、前記下部機能層の厚みは、１：１～１．０２の比率を有することができる。

本発明の一実施形態において、前記有機発光層は、青色波長の光を発光し、前記第２光学距離に対応する前記下部機能層の厚みは、１，０００Å以上１，６００Å以下であってもよい。

本発明の一実施形態において、前記上部機能層の厚みと、前記下部機能層の厚みは、１：０．７以上０．９以下の比率を有してもよい。

本発明の一実施形態において、前記画素電極は、反射型電極であり、前記対向電極は、透光性電極であってもよい。

本発明の一実施形態において、前記対向電極上に配置されるキャッピング層をさらに含んでもよい。

本発明のさらに他の実施形態によれば、画素電極；前記画素電極上に配置され、前記画素電極と対向する対向電極；前記画素電極と、前記対向電極との間に介在され、第１波長の光を放出する有機発光層；前記画素電極と前記有機発光層との間に介在される下部機能層；及び前記有機発光層と、前記対向電極との間に配置される上部機能層；を具備し、前記画素電極の上面から前記対向電極の下面までと定義される第１光学距離は、前記第１波長の光が三次共振する距離であり、前記画素電極の上面から前記有機発光層の下面までと定義される第２光学距離は、前記第１波長の光が二次共振する距離でもある。

本発明の一実施形態において、前記有機発光層が赤色波長の光を放出する場合、前記上部機能層の厚みは、１，３００Å以上１，８００Åであり、前記下部機能層の厚みは、１，８００Å以上２，６００Å以下であってもよい。

本発明の一実施形態において、前記有機発光層は、緑色波長の光を放出する場合、前記上部機能層の厚みは、１，３００Å以上１，８００Åであり、前記下部機能層の厚みは、１，３００Å以上１，８００Å以下であってもよい。

本発明の一実施形態において、前記有機発光層は、青色波長の光を放出する場合、前記上部機能層の厚みは、１，３００Å以上１，８００Åであり、前記下部機能層の厚みは、１，０００Å以上１，６００Å以下であってもよい。

本発明の一実施形態によれば、寿命が効果的に延長された有機発光ダイオード、及びそれを含む有機発光ディスプレイ装置を具現することができる。ここで、そのような効果により、本発明の範囲が限定されるものではないということは言うまでもない。

本発明の一実施形態による有機発光ディスプレイ装置を概略的に図示した斜視図である。 本発明の一実施形態による有機発光ディスプレイ装置に含まれる画素の等価回路図である。 本発明の一実施形態による有機発光ディスプレイ装置の一部を概略的に図示した断面図である。 本発明の一実施形態による有機発光ディスプレイ装置の一部を概略的に図示した断面図である。 本発明の一実施形態による、第１有機発光ダイオード、第２有機発光ダイオード及び第３有機発光ダイオードの積層構造を概略的に図示した図面である。 本発明の一実施形態による第１有機発光ダイオード、第２有機発光ダイオード及び第３有機発光ダイオードの積層構造を概略的に図示した図面である。 本発明の一実施形態による有機発光ダイオードのＨＡＭＯＳシミュレーション結果を概略的に図示したグラフである。 本発明の一実施形態による有機発光ダイオードの光効率及び寿命を比較した表である。

本発明は、多様な変更を加えることができ、さまざまな実施形態を有することができる。以下において、複数の実施形態を図面に例示し、詳細に説明する。本発明の効果、特徴、及びそれらを達成する装置または方法は、以下において図面と共に詳細に説明されている実施形態を参照することで、明確になるであろう。しかし、本発明は、以下で開示される実施形態に限定されるものではなく、多様な形態で具現可能である。

以下において、添付された図面を参照し、本発明の実施形態について詳細に説明するが、図面を参照して説明するとき、同一または対応する構成要素は、同一の符号を付し、それに係わる重複する説明は、省略する。

以下の実施形態において、第１、第２のような用語は、限定的な意味ではなく、１つの構成要素を他の構成要素と区別する目的に使用される。

以下の実施形態において、単数の表現、は文脈上明白に異なることを意味しない限り、複数の表現を含む。

以下の実施形態において、「含む」または「有する」というような用語は、明細書上に記載された特徴または構成要素が存在するということを意味するものであり、１以上の他の特徴または構成要素が付加される可能性をあらかじめ排除するものではない。

以下の実施形態において、膜、領域、構成要素というような部分が、他の部分の上または上部にあるとするとき、他の部分の真上にある場合だけではなく、間に、他の膜、領域、構成要素などが介在されている場合も含む。

図面においては、説明の便宜上、構成要素の大きさが誇張または縮小される場合がある。例えば、図面に示された各構成の大きさ及び厚みは、説明の便宜上、任意に示されているので、本発明は、必ずしも図示されたところに限定されるものではない。

ある実施形態が異なって具現可能な場合、特定の工程順序は、説明される順序と異なって行われてもよい。例えば、連続して説明される２つの工程が実質的に同時に行われてもよく、説明される順序と反対の順序に進められてもよい。

本明細書において、「Ａ及び／またはＢ」は、「Ａであるか、Ｂであるか、Ａ及びＢである場合を示す。そして、「Ａ及びＢのうち少なくとも一つ」はＡであるか、Ｂであるか、Ａ及びＢである場合を示す。

以下の実施形態において、膜、領域、構成要素などが接続されているとするとき、膜、領域、構成要素が直接接続されている場合、または／及び膜、領域、構成要素の間に、他の膜、領域、構成要素が介在し、間接的に接続された場合も含む。例えば、本明細書において、膜、領域、構成要素などが電気的に接続されているとするとき、膜、領域、構成要素などが直接電気的に接続されている場合だけではなく、間に、他の膜、領域、構成要素などが介在され、間接的に電気的接続されている場合も含む。

ｘ軸、ｙ軸及びｚ軸は、直交座標系上の三軸に限定されるものではなく、それを含む広い意味にも解釈される。例えば、ｘ軸、ｙ軸及びｚ軸は、互いに直交もするが、互いに直交せず、互いに異なる方向を指すこともある。

図１は、本発明の一実施形態による有機発光ディスプレイ装置を概略的に図示した斜視図であり、図２は、本発明の一実施形態による有機発光ディスプレイ装置に含まれる画素の等価回路図である。

図１を参照すれば、有機発光ディスプレイ装置１は、イメージを表示する表示領域ＤＡと、イメージを表示しない周辺領域である非表示領域ＮＤＡと、を含む。有機発光ディスプレイ装置１は、表示領域ＤＡから放出される光を利用し、外部にイメージを提供することができる。図１においては、表示領域ＤＡが四角形である有機発光ディスプレイ装置１を図示しているが、表示領域ＤＡの形状は、四角形に限定されるものではない。表示領域ＤＡの形状は、円形、楕円形、または三角形や五角形のような多角形でもある。

基板１００は、ガラス材または高分子樹脂を含んでもよい。また、高分子樹脂を含む基板１００は、可撓性を有することができる。図１の有機発光ディスプレイ装置１は、フラット形態の平板有機発光ディスプレイ装置を図示するが、例えば、可撓性を有する基板１００を具備した有機発光ディスプレイ装置は、反ったり（ｃｕｒｖｅｄ）、曲がったり（ｂｅｎｄａｂｌｅ）、巻き取られたり（ｒｏｌｌａｂｌｅ）、折り畳まれたり（ｆｏｌｄａｂｌｅ）するというように、その形状が変更されてもよい。

有機発光ディスプレイ装置１は、基板１００の表示領域ＤＡに配置された複数の画素Ｐを含む。複数の画素Ｐは、それぞれ図２に図示された有機発光ダイオードＯＬＥＤのような表示要素を含んでもよい。各画素Ｐは、有機発光ダイオードＯＬＥＤを介して、例えば、赤色、緑色、青色または白色の光を放出することができる。

以下、本明細書において、各画素Ｐは、それぞれ互いに異なる色を発光する副画素（ｓｕｂ-ｐｉｘｅｌ）を意味し、各画素Ｐは、例えば、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）または青色（
Ｂ）を発光する副画素でもある。

なお、図示は省略するが、有機発光ディスプレイ装置１は、コンポーネント（図示は省略）を含んでもよい。該コンポーネントは、表示領域ＤＡまたは非表示領域ＮＤＡに対応するように、基板１００の一側に位置することができる。

該コンポーネントは、光や音響を利用する電子要素でもある。例えば、該電子要素は、赤外線センサのように、光を受光して利用するセンサ、光を受光してイメージを撮像するカメラ、光や音響を出力して感知し、距離を測定したり、指紋などを認識したりするセンサ、光を出力する小型ランプ、音を出力するスピーカなどである。

図２を参照すれば、各画素Ｐは、スキャンラインＳＬ及びデータラインＤＬに接続された画素回路ＰＣ、及び画素回路ＰＣに接続された有機発光ダイオードＯＬＥＤを含む。

画素回路ＰＣは、駆動薄膜トランジスタＴｄ、スイッチング薄膜トランジスタＴｓ及びストレージキャパシタＣｓｔを含む。スイッチング薄膜トランジスタＴｓは、スキャンラインＳＬ及びデータラインＤＬに接続され、スキャンラインＳＬを介して入力されるスキャン信号Ｓｎにより、データラインＤＬを介して入力されたデータ信号Ｄｍを駆動薄膜トランジスタＴｄに伝達する。

ストレージキャパシタＣｓｔは、スイッチング薄膜トランジスタＴｓ及び駆動電圧ラインＰＬに接続され、スイッチング薄膜トランジスタＴｓから伝達された電圧と、駆動電圧ラインＰＬに供給される第１電源電圧ＥＬＶＤＤ（または、駆動電圧）との差に該当する電圧を保存する。

駆動薄膜トランジスタＴｄは、駆動電圧ラインＰＬとストレージキャパシタＣｓｔとに接続され、ストレージキャパシタＣｓｔに保存された電圧値に対応し、駆動電圧ラインＰＬから有機発光素子ＯＬＥＤを流れる駆動電流を制御することができる。有機発光素子ＯＬＥＤは、駆動電流により、所定輝度を有する光を放出することができる。

図２においては、画素回路ＰＣが２個の薄膜トランジスタ、及び１個のストレージキャパシタを含む場合について説明したが、本発明は、それに限定されるものではない。他の実施形態において、画素回路ＰＣは、３個の薄膜トランジスタ、及び２個のストレージキャパシタを含んでもよい。他の実施形態において、画素回路ＰＣは、７個の薄膜トランジスタ、及び１個のストレージキャパシタを含んでもよい。他の実施形態において、画素回路ＰＣは、７個の薄膜トランジスタ、及び２個以上のストレージキャパシタを含んでもよい。

図３及び図４は、本発明の一実施形態による有機発光ディスプレイ装置の一部を概略的に図示した断面図である。

図３を参照すれば、有機発光ディスプレイ装置は、互いに異なる波長の光を放出する第１画素Ｐ１、第２画素Ｐ２及び第３画素Ｐ３を含む。第１画素Ｐ１、第２画素Ｐ２及び第３画素Ｐ３は、それぞれ第１有機発光ダイオードＯＬＥＤ１、第２有機発光ダイオードＯＬＥＤ２及び第３有機発光ダイオードＯＬＥＤ３を含んでもよい。一実施形態において、第１有機発光ダイオードＯＬＥＤ１は、赤色波長の光を発光することができ、第２有機発光ダイオードＯＬＥＤ２は、緑色波長の光を発光することができ、第３有機発光ダイオードＯＬＥＤ３は、青色波長の光を発光することができる。

基板１００は、ガラス材または高分子樹脂を含んでもよい。基板１００が高分子樹脂を含む場合、有機発光ディスプレイ装置は、反ったり（ｃｕｒｖｅｄ）、曲がったり（ｂｅｎｄａｂｌｅ）、巻き取られたり（ｒｏｌｌａｂｌｅ）、折り畳まれたり（ｆｏｌｄａｂｌｅ）する特性を有することができる。該高分子樹脂は、例えば、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリアクリレート（ｐｏｌｙａｃｒｙｌａｔｅ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリアリレート（ＰＡＲ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリカーボネート（ＰＣ）またはセルロースアセテートプロピオネート（ＣＡＰ）などを含んでもよい。一実施形態において、基板１００は、ポリイミド（ＰＩ）によって形成された少なくとも２層以上の有機層を含んでもよく、無機層と交互に積層された多層構造を有することができる。

基板１００上には、第１画素回路ＰＣ１、第２画素回路ＰＣ２及び第３画素回路ＰＣ３を含む多層膜１１０が配置されてもよい。多層膜１１０に含まれる第１画素回路ＰＣ１、第２画素回路ＰＣ２及び第３画素回路ＰＣ３は、各種配線、電極、及びそれら間に介在された絶縁層を含んでもよい。それぞれの第１画素回路ＰＣ１、第２画素回路ＰＣ２及び第３画素回路ＰＣ３は、少なくとも１個以上の薄膜トランジスタ、及び少なくとも１個以上のストレージキャパシタを含んでもよい。

多層膜１１０上面は、平坦化されて具備され、多層膜１１０上には、第１画素電極２１０Ｒ、第２画素電極２１０Ｇ及び第３画素電極２１０Ｂが配置されてもよい。第１画素電極
２１０Ｒ、第２画素電極２１０Ｇ及び第３画素電極２１０Ｂは、例えば、基板上部に、画素電極用物質を、蒸着法またはスパッタリング法などを利用しても形成される。第１画素電極２１０Ｒ、第２画素電極２１０Ｇ及び第３画素電極２１０Ｂがアノードである場合、正孔注入が容易であるように、画素電極用物質は、高い仕事関数を有する物質のうちからも選択される。

第１画素電極２１０Ｒ、第２画素電極２１０Ｇ及び第３画素電極２１０Ｂは、反射型電極、半透過型電極または透過型電極でもある。透過型電極である第１画素電極２１０Ｒ、第２画素電極２１０Ｇ及び第３画素電極２１０Ｂを形成するために、画素電極用物質は、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ_２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、及びその任意の組み合わせのうちからも選択されるが、それらに限定されるものではない。または、半透過型電極または反射型電極である第１画素電極２１０Ｒ、第２画素電極２１０Ｇ及び第３画素電極２１０Ｂを形成するために、画素電極用物質は、マグネシウム（Ｍｇ）、銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、アルミニウム－リチウム（Ａｌ－Ｌｉ）、カルシウム（Ｃａ）、マグネシウム－インジウム（Ｍｇ－Ｉｎ）、マグネシウム－銀（Ｍｇ－Ａｇ）、及びその任意の組み合わせのうちからも選択されるが、それらに限定されるものではない。

第１画素電極２１０Ｒ、第２画素電極２１０Ｇ及び第３画素電極２１０Ｂは、単一層である単層構造、または複数の層を有する多層構造を有することができる。一実施形態において、第１画素電極２１０Ｒ、第２画素電極２１０Ｇ及び第３画素電極２１０Ｂは、反射型電極に具備され、少なくとも１層以上の反射層と、少なくとも１層以上の透明導電層の積層構造を有することができる。例えば、図５に図示されるように、第１画素電極２１０Ｒは、反射層２１０ａを挟み、下上に配置された透明導電層２１０ｂ、２１０ｃの三重層構造を有することができる。図５においては、第１画素電極２１０Ｒを基準に図示されたが、第２画素電極２１０Ｇ及び第３画素電極２１０Ｂも、同一構造である。例えば、第１画素電極２１０Ｒ、第２画素電極２１０Ｇ及び第３画素電極２１０Ｂは、ＩＴＯ／Ａｇ／ＩＴＯの３層構造を有することができるが、それに限定されるものではない。

第１画素電極２１０Ｒ、第２画素電極２１０Ｇ及び第３画素電極２１０Ｂの上には、画素定義膜１８０が配置されてもよい。画素定義膜１８０は、それぞれ第１画素電極２１０Ｒ、第２画素電極２１０Ｇ及び第３画素電極２１０Ｂの少なくとも一部を露出させる開口を介して、各画素の発光領域を定義することができる。画素定義膜１８０は、第１画素電極２１０Ｒ、第２画素電極２１０Ｇ及び第３画素電極２１０Ｂそれぞれのエッジと、対向電極２３０との距離を増大させることにより、第１画素電極２１０Ｒ、第２画素電極２１０Ｇ及び第３画素電極２１０Ｂのエッジにおいて、アーク（ａｒｃ）などが発生することを防止する役割を行う。そのような画素定義膜１８０は、例えば、ポリイミドまたはヘキサメチルジシロキサン（ＨＭＤＳＯ）のような有機物によっても形成される。

第１画素電極２１０Ｒ、第２画素電極２１０Ｇ及び第３画素電極２１０Ｂの上部には、第１画素電極２１０Ｒ、第２画素電極２１０Ｇ及び第３画素電極２１０Ｂのそれぞれと対向し、対向電極２３０が位置することができる。対向電極２３０は、それぞれが離隔されてパターニングされた第１画素電極２１０Ｒ、第２画素電極２１０Ｇ及び第３画素電極２１０Ｂとは異なり、基板１００上で一体である形態である。すなわち、対向電極２３０は、表示領域ＤＡに位置した複数の画素全体にわたって配置されてもよい。

一実施形態において、対向電極２３０は、透光性電極にも具備される。透光性電極というのは、対向電極２３０が透明電極または半透明電極に具備されるとも理解される。従って、本実施形態による有機発光ディスプレイ装置は、第１有機発光層２２２Ｒ、第２有機発光層２２２Ｇ及び第３有機発光層２２２Ｂから放出された光が対向電極２３０を透過し、
外部に放出される前面発光型表示装置でもある。

対向電極２３０は、例えば、リチウム（Ｌｉ）、カルシウム（Ｃａ）、フルオロ化リチウム／カルシウム（ＬｉＦ／Ｃａ）、フルオロ化リチウム／アルミニウム（ＬｉＦ／Ａｌ）、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、マグネシウム（Ｍｇ）及び金（Ａｕ）のうち少なくとも一つによって構成され、単層または多層にも形成される。対向電極２３０は、数ｎｍないし数十ｎｍの非常に薄い金属でもあり、屈折率は、１未満であり、光学定数ｋ（ｅｘｔｉｎｃｔｉｏｎ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）は、非常に大きい値を有することができる。

そのように、第１画素電極２１０Ｒ、第２画素電極２１０Ｇ及び第３画素電極２１０Ｂが反射型電極に具備され、対向電極２３０は、透光性電極に具備されることにより、本実施形態による第１有機発光ダイオードＯＬＥＤ１、第１有機発光ダイオードＯＬＥＤ２及び第３有機発光ダイオードＯＬＥＤ３は、微細共振構造（ｍｉｃｒｏｃａｖｉｔｙ）を形成することができる。

第１中間層２２０Ｒは、第１画素電極２１０Ｒと対向電極２３０との間に配置され、第２中間層２２０Ｇは、第２画素電極２１０Ｇと対向電極２３０との間に配置され、第３中間層２２０Ｂは、第３画素電極２１０Ｂと対向電極２３０との間に配置されてもよい。第１画素Ｐ１、第２画素Ｐ３及び第３画素Ｐ３は、それぞれ互いに異なる波長の光を放出するために、第１中間層２２０Ｒ、第２中間層２２０Ｇ及び第３中間層２２０Ｂの厚みは、互いに異なるようにも具備される。

第１中間層２２０Ｒは、第１色発光用第１有機発光層２２２Ｒと、第１有機発光層２２２Ｒの下上にそれぞれ配置された第１下部機能層２２１Ｒ及び第１上部機能層２２３Ｒと、を含んでもよい。第２中間層２２０Ｇは、第２色発光用第２有機発光層２２２Ｇと、第２有機発光層２２２Ｇの下上にそれぞれ配置された第２下部機能層２２１Ｇ及び第２上部機能層２２３Ｇと、を含んでもよい。第３中間層２２０Ｂは、第３色発光用第３有機発光層２２２Ｇと、第３有機発光層２２２Ｇの下上にそれぞれ配置された第３下部機能層２２１Ｇ及び第３上部機能層２２３Ｇと、を含んでもよい。

一実施形態において、第１有機発光層２２２Ｒは、赤色波長の光を放出し、第２有機発光層２２２Ｇは、緑色波長の光を放出し、第３有機発光層２２２Ｂは、青色波長の光を放出することができる。第１有機発光層２２２Ｒ、第２有機発光層２２２Ｇ及び第３有機発光層２２２Ｂは、それぞれ画素別にパターニングされても具備される。

第１有機発光層２２２Ｒ、第２有機発光層２２２Ｇ及び第３有機発光層２２２Ｂは、それぞれホスト及びドーパントを含んでもよい。例えば、ドーパントとしては、リン光ドーパント及び蛍光ドーパントのうち少なくとも一つを含んでもよい。有機発光層において、ドーパントの含量は、一般的に、ホスト約１００重量部に対して、約０．０１ないし約１５重量部の範囲で選択されるが、それに限定されるものではない。

第１有機発光層２２２Ｒ、第２有機発光層２２２Ｇ及び第３有機発光層２２２Ｂは、それぞれの厚みは、約１００Åないし約１，０００Å、例えば、約２００Åないし約６００Åでもある。第１有機発光層２２２Ｒ、第２有機発光層２２２Ｇ及び第３有機発光層２２２Ｂの厚みが前述のような範囲を満足する場合、実質的な駆動電圧の上昇なしに、優れた発光特性を示すことができる。

第１画素電極２１０Ｒと第１有機発光層２２２Ｒとの間には、第１下部機能層２２１Ｒが配置され、第２画素電極２１０Ｇと第２有機発光層２２２Ｇとの間には、第２下部機能層
２２１Ｇが配置され、第３画素電極２１０Ｂと第３有機発光層２２２Ｂとの間には、第３下部機能層２２１Ｂが配置されてもよい。

一実施形態において、第１下部機能層２２１Ｒ、第２下部機能層２２１Ｇ及び第３下部機能層２２１Ｂは、それぞれ単層構造または多層構造にも具備される。第１下部機能層２２１Ｒ、第２下部機能層２２１Ｇ及び第３下部機能層２２１Ｂは、基板上において、複数の画素にわたって一体形成されてもよい。ただし、その場合、第１下部機能層２２１Ｒ、第２下部機能層２２１Ｇ及び第３下部機能層２２１Ｂに含まれた一部の層（例えば、発光補助層）は、画素別にパターニングされて具備されてもよい。

第１有機発光層２２２Ｒと対向電極２３０との間には、第１上部機能層２２３Ｒが配置され、第２有機発光層２２２Ｇと対向電極２３０との間には、第２上部機能層２２３Ｇが配置され、第３有機発光層２２２Ｂと対向電極２３０との間には、第３上部機能層２２３Ｂが配置されてもよい。

一実施形態において、第１上部機能層２２３Ｒ、第２上部機能層２２３Ｇ及び第３上部機能層２２３Ｂは、それぞれ単層構造または多層構造にも具備される。第１上部機能層２２３Ｒ、第２上部機能層２２３Ｇ及び第３上部機能層２２３Ｂは、基板上において、複数の画素にわたって一体形成されてもよい。

図４を参照すれば、対向電極２３０上には、キャッピング層２４０及び薄膜封止層３００がさらに配置されてもよい。

キャッピング層２４０は、対向電極２３０の反射率を高くし、第１画素電極２１０Ｒ、第２画素電極２１０Ｇ及び第３画素電極２１０Ｂと対向電極２３０との間で形成された共振構造の共振効率を向上させることができる。それを介して、共振構造の共振効率が向上し、有機発光ディスプレイ装置の光抽出効率が上昇することになる。

薄膜封止層３００は、少なくとも１層の無機封止層と、少なくとも１層の有機封止層とを含んでもよい。一実施形態において、薄膜封止層３００は、順次に積層された第１無機封止層３１０、有機封止層３２０及び第２無機封止層３３０を含んでもよい。

第１無機封止層３１０及び第２無機封止層３３０は、それぞれ１以上の無機絶縁物を含んでもよい。該無機絶縁物は、アルミニウム酸化物、タンタル酸化物、ハフニウム酸化物、亜鉛酸化物、シリコン酸化物、シリコン窒化物または／及びシリコン酸窒化物を含んでもよい。有機封止層３２０は、ポリマー系の物質を含んでもよい。該ポリマー系の素材としては、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリイミド及びポリエチレンなどを含んでもよい。該アクリル系樹脂は、例えば、ポリメチルメタクリレート、ポリアクリル酸などを含んでもよい。

図５及び図６は、本発明の一実施形態による第１有機発光ダイオード、第２有機発光ダイオード及び第３有機発光ダイオードの積層構造を概略的に図示した図面である。

以下、図５を参照し、第１下部機能層２２１Ｒ、第２下部機能層２２１Ｇ及び第３下部機能層２２１Ｂ、並びに第１上部機能層２２３Ｒ、第２上部機能層２２３Ｇ及び第３上部機能層２２３Ｂについて詳細に説明する。

それぞれの第１下部機能層２２１Ｒ、第２下部機能層２２１Ｇ及び第３下部機能層２２１Ｂは、正孔を輸送する正孔輸送領域とも定義される。

該正孔輸送領域は、ｉ）単一物質からなる単一層からなる単層構造、ｉｉ）複数の互いに異なる物質からなる単一層からなる単層構造、あるいはｉｉｉ）複数の互いに異なる物質からなる複数の層を有する多層構造を有することができる。

一実施形態において、該正孔輸送領域は、正孔注入層（ＨＩＬ）、正孔輸送層（ＨＴＬ）、発光補助層及び電子阻止層（ＥＢＬ）のうちから選択された少なくとも１層を含んでもよい。一実施形態において、第１下部機能層２２１Ｒ、第２下部機能層２２１Ｇ及び第３下部機能層２２１Ｂに含まれた正孔注入層（ＨＩＬ）、正孔輸送層（ＨＴＬ）、発光補助層及び電子阻止層（ＥＢＬ）の厚みは、互いに独立して具備されてもよい。

例えば、該正孔輸送領域は、複数の互いに異なる物質からなる単一層からなる単層構造を有するか、あるいは画素電極から順に積層された正孔注入層／正孔輸送層、正孔注入層／正孔輸送層／発光補助層、正孔注入層／発光補助層、正孔輸送層／発光補助層または正孔注入層／正孔輸送層／電子阻止層の多層構造を有することができるが、それらに限定されるものではない。

該正孔輸送領域は、４，４’，４”－トリス［フェニル（ｍ－トリル）アミノ］トリフェニルアミン（ｍ－ＭＴＤＡＴＡ）、ＴＤＡＴＡ（４，４’，４”－Ｔｒｉｓ（Ｎ，Ｎ－ｄｉｐｈｅｎｙｌａｍｉｎｏ）ｔｒｉｐｈｅｎｙｌａｍｉｎｅ）、２－ＴＮＡＴＡ（４，４’，４”－ｔｒｉｓ（２－ｎａｐｈｔｈｙｌｐｈｅｎｙｌａｍｉｎｏ）ｔｒｉｐｈｅｎｙｌａｍｉｎｅ）、Ｎ，Ｎ’－ジ－１－ナフチル－Ｎ，Ｎ’－ジフェニルベンジジン（ＮＰＢ）（ＮＰＤ）、β－ＮＰＢ、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’－テトラフェニル－ピレン－１，６－ジアミン（ＴＰＤ）、ｓｐｉｒｐｏ－ＴＰＤ、ｓｐｉｒｏ－ＮＰＢ、メチル化された－ＮＰＢ、ＴＡＰＣ（４，４’－Ｃｙｃｌｏｈｅｘｙｌｉｄｅｎｅｂｉｓ［Ｎ，Ｎ－ｂｉｓ（４－ｍｅｔｈｙｌｐｈｅｎｙｌ）ｂｅｎｚｅｎａｍｉｎｅ］）、ＨＭＴＰＤ（Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’－ｔｅｔｒａ－（３－Ｍｅｔｈｙｌｐｈｅｎｙｌ）－３，３’－ｄｉｍｅｔｈｙｌｂｅｎｚｉｄｉｎｅ）、４，４’，４”－トリス（Ｎ－カルバゾリル）トリフェニルアミン（ＴＣＴＡ）、ポリアニリン／ドデシルベンゼンスルホン酸（Ｐａｎｉ／ＤＢＳＡ）、ポリ（３，４－エチレンジオキシチオフェン）／ポリ（４－スチレンスルホネート）（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）、ポリアニリン／カンファースルホン酸（Ｐａｎｉ／ＣＳＡ）、ポリアニリン／ポリ（４－スチレンスルホネート）（ＰＡＮＩ／ＰＳＳ）のうちから選択された少なくとも一つを含んでもよい。

該発光補助層は、発光層から放出される光の波長による光学的共振距離を補償し、光放出効率を向上させる役割を行う層であり、前記電子阻止層は、電子輸送領域からの電子注入を防止する役割を行う層である。前述の発光補助層及び電子阻止層には、前述のような物質が含まれる。該発光補助層の厚みは、各画素別に独立しても具備される。例えば、長波長の光を放出する第１有機発光ダイオードＯＬＥＤ１の発光補助層の厚みは、相対的に短波長の光を放出する第２有機発光ダイオードＯＬＥＤ２の発光補助層の厚みよりも厚い。

該正孔輸送領域は、前述のような物質以外に、導電性向上のために、電荷生成物質をさらに含んでもよい。該電荷生成物質は、前記正孔輸送領域内に、均一にも不均一にも分散されている。例えば、該電荷生成物質は、ｐ－ドーパントでもある。

一実施形態によれば、ｐ－ドーパントのＬＵＭＯ（ｌｏｗｅｓｔ ｕｎｏｃｃｕｐｉｅｄ
ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｏｒｂｉｔａｌ）は、－３．５ｅＶ以下でもある。該ｐ－ドーパントは、キノン誘導体、金属酸化物及びシアノ基含有化合物のうちから選択された少なくとも一つを含んでもよいが、それらに限定されるものではない。

それぞれの第１上部機能層２２３Ｒ、第２上部機能層２２３Ｇ及び第３上部機能層２２３
Ｂは、電子を輸送する電子輸送領域とも定義される。
該電子輸送領域は、ｉ）単一物質からなる単一層からなる単層構造、ｉｉ）複数の互いに異なる物質からなる単一層からなる単層構造、あるいはｉｉｉ）複数の互いに異なる物質からなる複数の層を有する多層構造を有することができる。

該電子輸送領域は、バッファ層、正孔阻止層、電子調節層、電子輸送層（ＥＴＬ）及び電子注入層（ＥＩＬ）のうちから選択された少なくとも１層を含んでもよいが、それらに限定されるものではない。

例えば、該電子輸送領域は、有機発光層（すなわち、第１有機発光層２２２Ｒ、第２有機発光層２２２Ｇ及び第３有機発光層２２２Ｂのうちいずれか１層の有機発光層）から順に積層された電子輸送層／電子注入層、正孔阻止層／電子輸送層／電子注入層、電子調節層／電子輸送層／電子注入層またはバッファ層／電子輸送層／電子注入層などの構造を有することができるが、それらに限定されるものではない。

該電子輸送領域（例えば、電子輸送領域において、バッファ層、正孔阻止層、電子調節層または電子輸送層）は、π電子欠乏性含窒素環を少なくとも一つ含む金属非含有化合物を含んでもよい。

該電子輸送領域は、２，９－ジメチル－４，７－ジフェニル－１，１０－フェナントロリン（ＢＣＰ）、４，７－ジフェニル－１，１０－フェナントロリン（Ｂｐｈｅｎ）、Ａｌｑ３、ＢＡｌｑ、３－（ビフェニル－４－イル）－５－（４－ｔｅｒｔ－ブチルフェニル）－４－フェニル－４Ｈ－１，２，４－トリアゾール（ＴＡＺ）、ＮＴＡＺ、ジフェニル（４－（トリフェニルシリル）フェニル）－ホスフィンオキシド（ＴＳＰＯ１）及び３Ｐ－Ｔ２Ｔのうちから選択された少なくとも１つの化合物を含んでもよい。

第１上部機能層２２３Ｒ、第２上部機能層２２３Ｇ及び第３上部機能層２２３Ｂにそれぞれ含まれたバッファ層、正孔阻止層、電子調節層、電子輸送層（ＥＴＬ）及び電子注入層（ＥＩＬ）の厚みは、互いに独立しても具備される。

一実施形態において、当該のバッファ層、正孔阻止層または電子調節層の厚みは、互いに独立して、約２０Åないし約１，０００Å、例えば、約３０Åないし約３００Åでもある。当該のバッファ層、正孔阻止層または電子調節層の厚みが前述のような範囲を満足する場合、実質的な駆動電圧の上昇なしに、優れた正孔阻止特性または電子調節特性を得ることができる。

一実施形態において、電子輸送層（ＥＴＬ）の厚みは、約１００Åないし約１，０００Å、例えば、約１５０Åないし約５００Åでもある。前記電子輸送層（ＥＴＬ）の厚みが前述のような範囲を満足する場合、実質的な駆動電圧の上昇なしに、優れた電子輸送特性を得ることができる。

前記電子輸送領域（例えば、前記電子輸送領域において、電子輸送層（ＥＴＬ））は、前述のような物質以外に、金属含有物質をさらに含んでもよい。

前記金属含有物質は、アルカリ金属錯体及びアルカリ土類金属錯体のうちから選択された少なくとも一つを含んでもよい。前記アルカリ金属錯体の金属イオンは、Ｌｉイオン、Ｎａイオン、Ｋイオン、Ｒｂイオン及びＣｓイオンのうちからも選択され、前記アルカリ土類金属錯体の金属イオンは、Ｂｅイオン、Ｍｇイオン、Ｃａイオン、Ｓｒイオン及びＢａイオンのうちからも選択される。前述のアルカリ金属錯体及びアルカリ土類金属錯体の金属イオンに配位されたリガンドは、互いに独立して、ヒドロキシキノリン、ヒドロキシイ
ソキノリン、ヒドロキシベンゾキノリン、ヒドロキシアクリジン、ヒドロキシフェナントリジン、ヒドロキシフェニルオキサゾール、ヒドロキシフェニルチアゾール、ヒドロキシジフェニルオキサジアゾール、ヒドロキシジフェニルチアジアゾール、ヒドロキシフェニルピリジン、ヒドロキシフェニルベンゾイミダゾール、ヒドロキシフェニルベンゾチアゾール、ビピリジン、フェナントロリン及びシクロペンタジエンのうちからも選択されるが、それらに限定されるものではない。

例えば、前記金属含有物質は、Ｌｉ錯体を含んでもよい。前記Ｌｉ錯体は、例えば、下記の化学式１に示す化合物ＥＴ－Ｄ１（リチウムキノレート（ＬｉＱ））または下記の化学式２に示すＥＴ－Ｄ２を含んでもよい。

前記電子輸送領域は、対向電極２３０からの電子注入を容易にする電子注入層（ＥＩＬ）を含んでもよい。該電子注入層（ＥＩＬ）は、前記対向電極２３０と直接（ｄｉｒｅｃｔｌｙ）接触することができる。

該電子注入層（ＥＩＬ）は、ｉ）単一物質からなる単一層からなる単層構造、ｉｉ）複数の互いに異なる物質からなる単一層からなる単層構造、あるいはｉｉｉ）複数の互いに異なる物質からなる複数の層を有する多層構造を有することができる。

該電子注入層（ＥＩＬ）は、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属、アルカリ金属化合物、アルカリ土類金属化合物、希土類金属化合物、アルカリ金属錯体、アルカリ土
類金属錯体、希土類金属錯体、またはそれらのうち任意の組み合わせを含んでもよい。

前記アルカリ金属は、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ及びＣｓのうちからも選択される。一実施形態によれば、前記アルカリ金属は、Ｌｉ、ＮａまたはＣｓでもある。他の実施形態によれば、前記アルカリ金属は、ＬｉまたはＣｓでもあるが、それらに限定されるものではない。

前記アルカリ土類金属は、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、及びＢａのうちからも選択される。

前記希土類金属は、Ｓｃ、Ｙ、Ｃｅ、Ｔｂ、Ｙｂ及びＧｄのうちからも選択される。

前述アルカリ金属化合物、前記アルカリ土類金属化合物及び前記希土類金属化合物は、前記アルカリ金属、前記アルカリ土類金属及び前記希土類金属の酸化物及びハロゲン化物（例えば、フッ化物、塩化物、臭化物、ヨウ化物など）のうちからも選択される。

前記アルカリ金属化合物は、Ｌｉ_２Ｏ、Ｃｓ_２Ｏ、Ｋ_２Ｏのようなアルカリ金属酸化物、及びＬｉＦ、ＮａＦ、ＣｓＦ、ＫＦ、ＬｉＩ、ＮａＩ、ＣｓＩ、ＫＩのようなアルカリ金属ハロゲン化物のうちからも選択される。一実施形態によれば、前記アルカリ金属化合物は、ＬｉＦ、Ｌｉ_２Ｏ、ＮａＦ、ＬｉＩ、ＮａＩ、ＣｓＩ、ＫＩのうちからも選択されるが、それらに限定されるものではない。

前記アルカリ土類金属化合物は、ＢａＯ、ＳｒＯ、ＣａＯ、Ｂａ_ｘＳｒ_１－ｘＯ（０＜ｘ＜１）、Ｂａ_ｘＣａ_１－ｘＯ（０＜ｘ＜１）のようなアルカリ土類金属化合物のうちからも選択される。一実施形態によれば、前記アルカリ土類金属化合物は、ＢａＯ、ＳｒＯ及びＣａＯのうちからも選択されるが、それらに限定されるものではない。

前記希土類金属化合物は、ＹｂＦ_３、ＳｃＦ_３、ＳｃＯ_３、Ｙ_２Ｏ_３、Ｃｅ_２Ｏ_３、ＧｄＦ_３及びＴｂＦ_３のうちからも選択される。一実施形態によれば、前記希土類金属化合物は、ＹｂＦ_３、ＳｃＦ_３、ＴｂＦ_３、ＹｂＩ_３、ＳｃＩ_３、ＴｂＩ_３のうちからも選択されるが、それらに限定されるものではない。

前記アルカリ金属錯体、アルカリ土類金属錯体及び希土類金属錯体は、前述のようなアルカリ金属、アルカリ土類金属及び希土類金属のイオンを含み、前述のアルカリ金属錯体、アルカリ土類金属錯体及び希土類金属錯体の金属イオンに配位されたリガンドは、互いに独立して、ヒドロキシキノリン、ヒドロキシイソキノリン、ヒドロキシベンゾキノリン、ヒドロキシアクリジン、ヒドロキシフェナントリジン、ヒドロキシフェニルオキサゾール、ヒドロキシフェニルチアゾール、ヒドロキシジフェニルオキサジアゾール、ヒドロキシジフェニルチアジアゾール、ヒドロキシフェニルピリジン、ヒドロキシフェニルベンゾイミダゾール、ヒドロキシフェニルベンゾチアゾール、ビピリジン、フェナントロリン及びシクロペンタジエンのうちからも選択されるが、それらに限定されるものではない。

電子注入層は、前述のようなアルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属、アルカリ金属化合物、アルカリ土類金属化合物、希土類金属化合物、アルカリ金属錯体、アルカリ土類金属錯体、希土類金属錯体、またはそれらのうち任意の組み合わせだけからなるか、あるいは前記有機物をさらに含んでもよい。前記電子注入層が有機物をさらに含む場合、前述のアルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属、アルカリ金属化合物、アルカリ土類金属化合物、希土類金属化合物、アルカリ金属錯体、アルカリ土類金属錯体、希土類金属錯体、またはそれらのうち任意の組み合わせは、前記有機物からなるマトリックスに均一にも不均一にも分散されている。

該電子注入層の厚みは、約１Åないし約１００Å、約３Åないし約９０Åでもある。前記電子注入層の厚みが前述のような範囲を満足する場合、実質的な駆動電圧の上昇なしに、満足すべき電子注入特性を得ることができる。

一実施形態において、図６に図示されているように、第１有機発光ダイオードＯＬＥＤ１の第１下部機能層２２１Ｒは、第１画素電極２１０Ｒ上に順に積層された第１正孔注入層２２１Ｒ１／第１正孔輸送層２２１Ｒ２／第１発光補助層２２１Ｒ３を含み、第２有機発光ダイオードＯＬＥＤ２の第２下部機能層２２１Ｇは、第２画素電極２１０Ｇ上に順に積層された第２正孔注入層２２１Ｇ１／第２正孔輸送層２２１Ｇ２／第２発光補助層２２１Ｇ３を含み、第３有機発光ダイオードＯＬＥＤ３の第３下部機能層２２１Ｂは、第３画素電極２１０Ｂ上に順に積層された第３正孔注入層２２１Ｂ１／第１正孔輸送層２２１Ｂ２を含んでもよい。

第１発光補助層２２１Ｒ３及び第２発光補助層２２１Ｇ３それぞれは、赤色波長の光を発光する第１有機発光ダイオードＯＬＥＤ１、及び緑色波長の光を発光する第２有機発光ダイオードＯＬＥＤ２にだけ具備される。それは、青色波長の光を発光する第３有機発光ダイオードＯＬＥＤ３に比べ、相対的に長波長を有する第１有機発光ダイオードＯＬＥＤ１及び第２有機発光ダイオードＯＬＥＤ２において、光学的共振距離を補償し、光放出効率を上昇させるためである。他の実施形態において、第３有機発光ダイオードＯＬＥＤ３も、発光補助層を具備することができ、その場合、発光補助層の厚みは、第１発光補助層２２１Ｒ３及び第２発光補助層２２１Ｇ３よりも薄い。

また、図６に図示されているように、第１有機発光ダイオードＯＬＥＤ１の第１上部機能層２２３Ｒは、第１有機発光層２２２Ｒ上に順に積層された第１バッファ層２２３Ｒ１／第１電子輸送層２２３Ｒ２／第１電子注入層２２３Ｒ３を含み、第２有機発光ダイオードＯＬＥＤ２の第２上部機能層２２３Ｇは、第２有機発光層２２２Ｇ上に順に積層された第２バッファ層２２３Ｇ１／第２電子輸送層２２１Ｇ２／第２電子注入層２２３Ｇ３を含み、第３有機発光ダイオードＯＬＥＤ３の第３上部機能層２２３Ｂは、第３有機発光層２２２Ｂ上に順に積層された第３バッファ層２２３Ｂ１／第３電子輸送層２２３Ｂ２／第３電子注入層２２３Ｂ３を含んでもよい。

一方、再び図５を参照し、本実施形態において、正孔輸送領域の厚みｔ３１は、約１，０００Åないし約３，０００Åでもある。一実施形態において、該正孔輸送領域が正孔注入層及び正孔輸送層のうち少なくとも１層を含むならば、該正孔注入層の厚みは、約１００Åないし約９，０００Å、望ましくは、約１００Åないし約１，０００Åであり、該正孔輸送層の厚みは、約５０Åないし約２，０００Å、望ましくは、約１００Åないし約１，５００Åでもある。前述の正孔輸送領域、正孔注入層及び正孔輸送層の厚みが前述のような範囲を満足する場合、実質的な駆動電圧の上昇なしに、満足すべき正孔輸送特性を得ることができる。

さらに詳細には、正孔輸送領域、すなわち、第１下部機能層２２１Ｒ，第２下部機能層２２１Ｇ及び第３下部機能層２２１Ｂの厚みｔ_１１，ｔ_２１，ｔ_３１は、波長によって互いに異なりもする。一実施形態において、赤色波長の光を発光するための第１下部機能層２２１Ｒの厚みｔ_１１は、約１，８００Åないし約２，６００Åでもあり、望ましくは、第１上部機能層２２３Ｒの厚みｔ_１２と、第１下部機能層の厚みｔ_１１は、約１：１．２以上１．４以下の比率を有することができる。また、緑色波長の光を発光するための第２下部機能層２２１Ｇの厚みｔ_２１は、約１，３００Åないし約１，８００Åでもあり、望ましくは、第２上部機能層２２３Ｇの厚みｔ_２２と、第２下部機能層の厚みｔ_２１は、約１：１以上１．０２以下の比率を有することができる。また、青色波長の光を発光するための第３下部機能層２２１Ｂの厚みｔ_３１は、約１，０００Åないし約１，６００Åでもあ
り、望ましくは、第３上部機能層２２３Ｂの厚みｔ_３２と第３下部機能層の厚みｔ_３１は、１：０．７以上０．９以下の比率を有することができる。

そのような第１下部機能層２２１Ｒ、第２下部機能層２２１Ｇ及び第３下部機能層２２１Ｂの厚みｔ_１１，ｔ_２１，ｔ_３１は、第１光学距離ＣＤ（ｃｏｌｏｒ ｄｉｓｔａｎｃｅ）とも定義される。すなわち、第１光学距離ＣＤは、第１画素電極２１０Ｒ（または、第２画素電極２１０Ｇ／第３画素電極２１０Ｂ）の上面から第１有機発光層２２２Ｒ（または、第２有機発光層２２２Ｇ／第３有機発光層２２２Ｂ）の下面までの距離とも定義される。第１光学距離ＣＤは、第１波長、例えば、赤色波長、緑色波長または青色波長の光が二次共振（ｒｅｓｏｎａｎｔ）する距離と実質的に同一でもある。従って、第１有機発光ダイオードＯＬＥＤ１において、第１光学距離ＣＤは、約１，８００Åないし約２，６００Åでもあり、望ましくは、約１，９００Åないし約２，１００Åでもある。また、第２有機発光ダイオードＯＬＥＤ２において、第１光学距離ＣＤは、約１，３００Åないし約１，８００Åでもあり、望ましくは、約１，４５０Åないし約１，６５０Åでもある。また、第３有機発光ダイオードＯＬＥＤ３において、第１光学距離ＣＤは、約１，０００Åないし約１，６００Åでもあり、望ましくは、約１，２５０Åないし約１，４５０Åでもある。

また、本実施形態において、各画素電極２１０Ｒ，２１０Ｇ，２１０Ｂと対向電極２３０との距離は、第２光学距離ＯＬ（ｏｐｔｉｃａｌ ｌｅｎｇｔｈ）とも定義される。すなわち、第２光学距離ＯＬは、「下部機能層」、「有機発光層」及び「上部機能層」の厚みの和（すなわち、ｔ_１２、ｔ_２２、ｔ_３２）とも理解される。

第２光学距離ＯＬは、第１波長、例えば、赤色波長、緑色波長または青色波長の光が三次共振する距離と同一または略同一でもある。一実施形態において、第１有機発光ダイオードＯＬＥＤ１、第１有機発光ダイオードＯＬＥＤ２及び第３有機発光ダイオードＯＬＥＤ３の第２光学距離ＯＬは、約１，３００Åないし約１，８００Åでもあり、望ましくは、は約１，３３０Åないし約１，７３０Åでもあり、例えば、約１，４３０Åないし約１，６３０Åでもある。さらに詳細に、第１有機発光ダイオードＯＬＥＤ１において、第２の光学距離ＯＬは、第１有機発光層２２２Ｒが約４００Åであるとき、約３，５００～４，８００Åであることができる。また、第２の有機発光ダイオードＯＬＥＤ２において、第２の光学距離ＯＬは、第２有機発光層２２２Ｇが約４００Åであるとき、約３，０００～４，０００Åであることができる。また、第３の有機発光ダイオードＯＬＥＤ３において、第２の光学距離ＯＬは、第３の有機発光層２２２Ｂが約２００Åであるとき、約２，５００～３，０００Åであることができる。

前述の第１光学距離ＣＤ及び第２光学距離ＯＬは、共振を定義する概念としても使用される。比較例として、有機発光ダイオードが二次共振する場合、第１光学距離と第２光学距離とのいずれもが、当該波長の光が二次共振（すなわち、２ＣＤ／２ＯＬ共振）をするように設計される。また、有機発光ダイオードが三次共振する場合、第１光学距離と第２光学距離とのいずれもが、当該波長の光が三次共振（すなわち、３ＣＤ／３ＯＬ共振）をするように設計される。

それとは異なり、本実施形態においては、第１波長の光を放出する有機発光ダイオード（すなわち、第１有機発光ダイオードＯＬＥＤ１、第２有機発光ダイオードＯＬＥＤ２または第３有機発光ダイオードＯＬＥＤ３において、第１光学距離ＣＤは、第１波長の光が二次共振する距離と同一または略同一であり、同時に、第２光学距離ＯＬは、第１波長の光が三次共振する距離と実質的に同一でもある。すなわち、本実施形態による有機発光ダイオードは「二次ＣＤ／三次ＯＬ共振」を行うとも理解される。

前記「二次ＣＤ／三次ＯＬ共振」は、比較例として記述した二次共振（２ＣＤ／２ＯＬ共振）及び三次共振（３ＣＤ／３ＯＬ共振）とは違いがある。「有機発光ダイオード」が二次共振を満足するためには、第１光学距離ＣＤに該当する「下部機能層」の厚み、及び第２光学距離ＯＬに該当する「下部機能層」、「有機発光層」及び「上部機能層」厚みの和が、いずれも二次共振に対応する距離を満足しなければならない。例えば、二次共振の場合、第２光学距離ＯＬを合わせるために、「上部機能層」の厚みは、約２００Åないし約４５０Åに具備されなければならない。

また、「有機発光ダイオード」が三次共振を満足するためには、第１光学距離ＣＤに該当する「下部機能層」の厚み、及び第２光学距離ＯＬに該当する「下部機能層」、「有機発光層」及び「上部機能層」厚みの和が、いずれも三次共振に対応する距離を満足しなければならない。例えば、三次共振の場合、第２光学距離ＯＬを合わせるために、「下部機能層」の厚みは、約２，８００Åないし約３，０００Åに具備されなければならない。

前述のように、二次共振を満足する「有機発光ダイオード」の場合「下部機能層」の厚みは、約１，１００Åないし約２，３００Åに具備される一方、「上部機能層」の厚みは、約２００Åないし約４５０Åに具備される。従って、「有機発光層」を基準に、「下部機能層」と「上部機能層」との厚みが約２倍ほど差がある非対称により、「有機発光層」内に電荷不均衡が発生し、それは、素子寿命特性低下につながる問題点がある。

同様に、三次共振の場合にも、三次共振を満足する「有機発光ダイオード」の場合、「下部機能層」の厚みは、約１，１００Åないし約２，３００Åに具備される一方、「上部機能層」の厚みは、約２，８００Åないし約３，０００Åに具備されるので、「有機発光層」を基準に、「下部機能層」と「上部機能層」との厚みが約２倍ほど差がある非対称により、素子寿命特性低下の問題点がある。

そのために、本実施形態による有機発光ダイオードＯＬＥＤ１，ＯＬＥＤ２，ＯＬＥＤ３において、第１光学距離ＣＤは、第１波長の光が二次共振する距離と実質的に同一であり、同時に、第２光学距離ＯＬは、第１波長の光が三次共振する距離と実質的に同一でもある。従って、「二次ＣＤ／三次ＯＬ共振」を満足する本実施形態の有機発光ダイオードＯＬＥＤ１，ＯＬＥＤ２，ＯＬＥＤ３の場合「下部機能層」２２１Ｒ，２２１Ｇ，２２１Ｂの厚みｔ_１１，ｔ_２１，ｔ_３１は、それぞれ赤色波長の場合、約１，０００Åないし約１，６００Å、緑色波長の場合、約１，３００Åないし約１，８００Å、青色波長の場合、約１，８００Åないし約２，６００Åに具備され、「上部機能層」２２３Ｒ，２２３Ｇ，２２３Ｂの厚みｔ_１２，ｔ_２２，ｔ_３２は、約１，３００Åないし約１，８００Åに具備される。各波長別に所定の違いがあるが、「二次ＣＤ／三次ＯＬ共振」を満足する本実施形態の有機発光ダイオードＯＬＥＤ１，ＯＬＥＤ２，ＯＬＥＤ３の場合「下部機能層」２２１Ｒ，２２１Ｇ，２２１Ｂと「上部機能層」２２３Ｒ，２２３Ｇ，２２３Ｂとの厚みが対象または略対称に具備される。従って、「有機発光層」２２２Ｒ，２２２Ｇ，２２２Ｂを基準に、「下部機能層」２２１Ｒ，２２１Ｇ，２２１Ｂと「上部機能層」２２３Ｒ，２２３Ｇ，２２３Ｂとの厚み不均一を解消し、素子寿命特性を効果的に向上させることができる。

図７は、本発明の一実施形態による有機発光ダイオードのＨＡＭＯＳシミュレーション結果を概略的に図示したグラフであり、図８は、本発明の一実施形態による有機発光ダイオードの光効率及び寿命を比較した表である。

図７は、本発明の一実施形態による緑色波長の光を放出する第２有機発光ダイオードＯＬＥＤ２のＨＡＭＯＳシミュレーション結果を示したグラフである。図７のグラフにおいて、Ｘ軸は、下部機能層（すなわち、第２下部機能層２２１Ｇ）の厚みを示し、Ｙ軸は、上
部機能層（すなわち、第２上部機能層２２３Ｇ）の厚みを示す。

図７のグラフにおいて、Ａ部分は、本実施形態による「二次ＣＤ／三次ＯＬ共振」を示し、Ｂ部分は、二次共振（２ＣＤ／２ＯＬ共振）（以下、比較例１）を示し、Ｃ部分は、三次共振（３ＣＤ／３ＯＬ共振）（以下、比較例２）を示す。実施形態（Ａ）は、比較例１（Ｂ）に比べ、同一効率（６０～８０）を有する一方、比較例２（Ｃ）は、効率（４０～６０）が低下しているということが分かる。

実施形態（Ａ）と比較例１（Ｂ）とを比較すれば、実施形態（Ａ）の上部機能層の厚みが、比較例１（Ｂ）の上部機能層厚みよりさらに厚く具備される。すなわち、それは、実施形態（Ａ）及び比較例１（Ｂ）において、下部機能層の厚みは、約１，２５０Åないし約１，８００Åと、概して同一である一方、実施形態（Ａ）の上部機能層の厚みは、約１，３００Åないし約１，８００Åであるところに反し、比較例１（Ｂ）の上部機能層の厚みは、約３１０Åないし約４００Åであることが分かる。そのように、二次共振構造に比べ、「二次ＣＤ／三次ＯＬ共振」構造の上部機能層の厚みがさらに厚く形成されるので、光効率低下に係わる問題があることになる。しかし、ＨＡＭＯＳシミュレーション結果、二次共振構造において、「二次ＣＤ／三次ＯＬ共振」構造に変更された有機発光ダイオードの光効率は、同一であるということが分かる。

図８を参照すれば、実施形態と比較例との光効率及び寿命を比較した表を図示する。図８の表において、実施形態１（実施例１）、実施形態２（実施例２）、実施形態３（実施例３）は、各波長に係わる本発明の「二次ＣＤ／三次ＯＬ共振」の実施形態である。

まず、各波長に係わる三次共振の比較例（比較例１－２、比較例２－２、比較例３－２）について述べれば、二次共振に比べ、光効率及び寿命が低下しているということが分かる。それにより、二次共振構造を最適の構造と仮定するとき、本発明の実施形態（実施形態１、実施形態２、実施形態３）は、赤色波長、緑色波長及び青色波長において、二次共振の比較例（比較例１－１、比較例２－１、比較例３－１）と同一光効率を維持しながら、同時に、寿命が１５０ないし２００％上昇しているということが分かる。図７及び図８の実験を介して、本発明の一実施形態による有機発光ダイオードは、光効率にすぐれ、同時に、素子寿命が効果的に改善されるということを確認することができる。

本発明は、図面に図示された実施形態を参照して説明されたが、それらは、例示的なものに過ぎず、当該技術分野において当業者であるならば、それらから、多様な変更、及び均等な他の実施形態が可能であるという点を理解するであろう。従って、本発明の真の技術的保護範囲は、特許請求の範囲の技術的思想によって定められるものである。

１００ 基板
１１０ 多層膜
１８０ 画素定義膜
２１０Ｒ 第１画素電極
２１０Ｇ 第２画素電極
２１０Ｂ 第３画素電極
２２０Ｒ 第１中間層
２２０Ｇ 第２中間層
２２０Ｂ 第３中間層
２２１Ｒ 第１下部機能層
２２１Ｇ 第２下部機能層
２２１Ｂ 第３下部機能層
２２２Ｒ 第１有機発光層
２２２Ｇ 第２有機発光層
２２２Ｂ 第３有機発光層
２２３Ｒ 第１上部機能層
２２３Ｇ 第２上部機能層
２２３Ｂ 第３上部機能層
２３０ 対向電極
２４０ キャッピング層
３００ 薄膜封止層

Claims (20)

1. 基板上に配置される、第１画素電極、第２画素電極及び第３画素電極と、
   前記第１画素電極、前記第２画素電極、及び前記第３画素電極の上に配置され、前記第１画素電極、前記第２画素電極、及び前記第３画素電極それぞれと対向する対向電極と、
   第１波長の光を放出し、前記第１画素電極及び前記対向電極の間に配置される第１有機発光層と、
   第２波長の光を放出し、前記第２画素電極及び前記対向電極の間に配置される第２有機発光層と、
   第３波長の光を放出し、前記第３画素電極及び前記対向電極の間に配置される第３有機発光層と、
   前記第１画素電極及び前記第１有機発光層の間に配置される第１下部機能層と、
   前記第２画素電極及び前記第２有機発光層の間に配置される第２下部機能層と、
   前記第３画素電極及び前記第３有機発光層の間に配置される第３下部機能層と、
   前記第１有機発光層及び前記対向電極の間に配置される第１上部機能層と、
   前記第２有機発光層及び前記対向電極の間に配置される第２上部機能層と、
   前記第３有機発光層及び前記対向電極の間に配置される第３上部機能層と、を含み、
   前記第１上部機能層、前記第２上部機能層、及び前記第３上部機能層それぞれの厚みは、１３００Å以上１８００Å以下であり、
   前記第１上部機能層の厚みと前記第１下部機能層の厚みとの比率は、前記第２上部機能層の厚みと前記第２下部機能層の厚みとの比率と互いに異なる、有機発光ディスプレイ装置。
2. 前記第１有機発光層は、赤色波長の光を放出し、前記第１下部機能層の厚みは、１８００Å以上２６００Å以下である、請求項１に記載の有機発光ディスプレイ装置。
3. 前記第１上部機能層の厚みと前記第１下部機能層の厚みは、１：１．２以上１：１．４以下の比率を有する、請求項２に記載の有機発光ディスプレイ装置。
4. 前記第２有機発光層は、緑色波長の光を放出し、前記第２下部機能層の厚みは、１３００Å以上１８００Å以下である、請求項１に記載の有機発光ディスプレイ装置。
5. 前記第２上部機能層の厚みと前記第２下部機能層の厚みは、１：１以上１：１．０２以下の比率を有する、請求項４に記載の有機発光ディスプレイ装置。
6. 前記第３有機発光層は、青色波長の光を放出し、前記第３下部機能層の厚みは、１０００Å以上１６００Å以下である、請求項１に記載の有機発光ディスプレイ装置。
7. 前記第３上部機能層の厚みと前記第３下部機能層の厚みは、１：０．７以上１：０．９以下の比率を有する、請求項６に記載の有機発光ディスプレイ装置。
8. 前記第１画素電極の上面から前記対向電極の下面までと定義される光学距離は、前記第１波長の光が三次共振する距離であり、
   前記第１画素電極の上面から前記第１有機発光層の下面までと定義される光学距離は、前記第１波長の光が２次共振する距離である、請求項１に記載の有機発光ディスプレイ装置。
9. 前記第２画素電極の上面から前記対向電極の下面までと定義される光学距離は、前記第２波長の光が三次共振する距離であり、
   前記第２画素電極の上面から前記第２有機発光層の下面とまで定義される光学距離は、前記第２波長の光が２次共振する距離である、請求項８に記載の有機発光ディスプレイ装置。
10. 前記第３画素電極の上面から前記対向電極の下面までと定義される光学距離は、前記第３波長の光が三次共振する距離であり、
    前記第３画素電極の上面から前記第３有機発光層の下面までと定義される光学距離は、前記第３波長の光が２次共振する距離である、請求項９に記載の有機発光ディスプレイ装置。
11. 前記第１画素電極、前記第２画素電極、及び前記第３画素電極それぞれは、反射型電極であり、前記対向電極は、透光性電極である、請求項１に記載の有機発光ディスプレイ装置。
12. 前記対向電極上には、配置されるキャッピング層をさらに含む、請求項１に記載の有機発光ディスプレイ装置。
13. 基板上に配置される、第１画素電極、第２画素電極及び第３画素電極と、
    前記第１画素電極、前記第２画素電極、及び前記第３画素電極の上に配置され、前記第１画素電極、前記第２画素電極、及び前記第３画素電極それぞれと対向する対向電極と、
    第１波長の光を放出し、前記第１画素電極及び前記対向電極の間に配置される第１有機発光層と、
    第２波長の光を放出し、前記第２画素電極及び前記対向電極の間に配置される第２有機発光層と、
    第３波長の光を放出し、前記第３画素電極及び前記対向電極の間に配置される第３有機発光層と、
    前記第１画素電極及び前記第１有機発光層の間に配置される第１下部機能層と、
    前記第２画素電極及び前記第２有機発光層の間に配置される第２下部機能層と、
    前記第３画素電極及び前記第３有機発光層の間に配置される第３下部機能層と、
    前記第１有機発光層及び前記対向電極の間に配置される第１上部機能層と、
    前記第２有機発光層及び前記対向電極の間に配置される第２上部機能層と、
    前記第３有機発光層及び前記対向電極の間に配置される第３上部機能層と、を含み、
    前記第２有機発光層は、緑色光を放出し、
    前記第２上部機能層の厚みは、１３００Å以上１８００Å以下であり、
    前記第２下部機能層の厚みは、１３００Å以上１８００Å以下である、有機発光ディスプレイ装置。
14. 前記第２画素電極の上面から前記対向電極の下面までと定義される光学距離は、前記第２波長の光が三次共振する距離であり、
    前記第２画素電極の上面から前記第２有機発光層の下面までと定義される光学距離は、前記第２波長の光が２次共振する距離である、請求項１３に記載の有機発光ディスプレイ装置。
15. 前記第２上部機能層の厚みと前記第２下部機能層の厚みは、１：１以上１：１．０２以下の比率を有する、請求項１３に記載の有機発光ディスプレイ装置。
16. 前記第１有機発光層は、赤色光を放出し、
    前記第１上部機能層の厚みは、１３００Å以上１８００Å以下である、請求項１３に記載の有機発光ディスプレイ装置。
17. 前記第１下部機能層の厚みは、１８００Å以上２６００Å以下である、請求項１６に記載の有機発光ディスプレイ装置。
18. 前記第１上部機能層の厚みと前記第１下部機能層の厚みは、１：１．２以上１：１．４以下の比率を有する、請求項１６に記載の有機発光ディスプレイ装置。
19. 前記第３有機発光層は、青色光を放出し、
    前記第３上部機能層の厚みは、１３００Å以上１８００Å以下である、請求項１３に記載の有機発光ディスプレイ装置。
20. 前記第３下部機能層の厚みは、１０００Å以上１６００Å以下である、請求項１９に記載の有機発光ディスプレイ装置。

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