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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2025-04-07
(45)【発行日】2025-04-15
(54)【発明の名称】発光素子及びこれを用いた発光表示装置
(51)【国際特許分類】
H10K 50/19 20230101AFI20250408BHJP
H10K 59/12 20230101ALI20250408BHJP
H10K 50/12 20230101ALI20250408BHJP
H10K 85/60 20230101ALI20250408BHJP
H10K 50/165 20230101ALI20250408BHJP
H10K 50/15 20230101ALI20250408BHJP
G09F 9/30 20060101ALI20250408BHJP
C09K 11/06 20060101ALI20250408BHJP
H10K 50/17 20230101ALI20250408BHJP
H10K 50/16 20230101ALI20250408BHJP
H10K 85/30 20230101ALI20250408BHJP
H10K 101/10 20230101ALN20250408BHJP
【ＦＩ】
H10K50/19
H10K59/12
H10K50/12
H10K85/60
H10K50/165
H10K50/15
G09F9/30 365
C09K11/06 690
H10K50/17
H10K50/16
H10K85/30
H10K101:10
【請求項の数】
12
(21)【出願番号】P 2022207932
(22)【出願日】2022-12-26
(65)【公開番号】P2023099504
(43)【公開日】2023-07-13
【審査請求日】2022-12-26
(31)【優先権主張番号】10-2021-0194798
(32)【優先日】2021-12-31
(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR
【前置審査】
(73)【特許権者】
【識別番号】501426046
【氏名又は名称】エルジー ディスプレイ カンパニー リミテッド
(74)【代理人】
【識別番号】100094112
【弁理士】
【氏名又は名称】岡部 讓
(74)【代理人】
【識別番号】100106183
【弁理士】
【氏名又は名称】吉澤 弘司
(72)【発明者】
【氏名】宋 旭
(72)【発明者】
【氏名】趙 明 宣
(72)【発明者】
【氏名】朴 塞 美
(72)【発明者】
【氏名】金 重 根
(72)【発明者】
【氏名】金 度 漢
(72)【発明者】
【氏名】金 炳 秀
(72)【発明者】
【氏名】姜 慧 承
【審査官】小久保 州洋
(56)【参考文献】
【文献】特開２０２１－１８０３００（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０２０－５２２８７６（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１７／０１２５６９７（ＵＳ，Ａ１）
【文献】国際公開第２０１５／１７８７３２（ＷＯ，Ａ１）
【文献】米国特許出願公開第２０２０／０２１２３１２（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特表２０１２－５０７１７５（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１８／０１６６５１９（ＵＳ，Ａ１）
【文献】米国特許出願公開第２０１８／００９０７１８（ＵＳ，Ａ１）
【文献】韓国公開特許第１０－２０１８－０００１８２６（ＫＲ，Ａ）
【文献】特開２０１５－１０９２７８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１８－０９２９２１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０２０－００４７２３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０１５－５３０９８２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１７－２１２４４３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０２２－１６１８７１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０２３－０７０６７０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１４－０４９３９３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０１６－５２３８６９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０１７－５２８４２０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０１６－５０６３９９（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
ＩＰＣ Ｈ１０Ｋ ５０／００ － １０２／２０
Ｇ０９Ｆ ９／３０
Ｃ０９Ｋ １１／０６
ＤＢ名 ＣＡｐｌｕｓ／ＲＥＧＩＳＴＲＹ（ＳＴＮ）
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
互いに対向する第１電極及び第２電極と、ｐ型電荷生成層、正孔輸送層、及び緑色発光層が順に積層された発光ユニットとを含み、
前記緑色発光層は化学式１の第１物質と燐光ドーパントとを含み、
【化1】
Ｌは単一結合であるか、または、フェニレン基、ビフェニレン基、ジベンゾフリレン基、及びジベンゾチエニレン基の中の少なくとも１つを含み、
前記正孔輸送層は、化学式２の第２物質を含み、
【化2】
ｍ及びｐは、独立的に０から４までの整数の中で選択され、
ｎ及びｏは、独立的に０から３までの整数の中で選択され、
Ｒ１～Ｒ１０のそれぞれは、独立的に水素、非置換の炭素数６のアリール基、フェニル基で置換されたカルバゾール基、非置換のカルバゾール基、非置換のジベンゾフラン基、及び非置換のジベンゾチオフェン基の中で選択され、または、２つ以上のＲ１～Ｒ１０が結合したフェニル基と共に縮合アリール基を形成する、発光素子。
【請求項2】
前記燐光ドーパントは、波長５１０ｎｍ～５５０ｎｍの発光ピークを有する金属錯体化合物である、請求項１に記載の発光素子。
【請求項3】
前記緑色発光層は、前記正孔輸送層と接しない他側が電子輸送層と接する、請求項１に記載の発光素子。
【請求項4】
前記電子輸送層は、前記緑色発光層と接しない他側が電子注入層またはｎ型電荷生成層と接する、請求項３に記載の発光素子。
【請求項5】
金属がドーピングされた有機層または金属化合物を有する無機層は、前記緑色発光層と接しない前記電子輸送層の側と接する、請求項３に記載の発光素子。
【請求項6】
前記ｐ型電荷生成層及び前記ｎ型電荷生成層のうちの少なくとも一つは青色発光層を含む青色スタックに隣り合い、前記青色発光層は、波長４２０ｎｍ～４８０ｎｍの発光ピークを有する青色ドーパントを含む、請求項４に記載の発光素子。
【請求項7】
前記ｐ型電荷生成層は、前記第１電極から５０ｎｍ以上離隔している、請求項１に記載の発光素子。
【請求項8】
化学式１の材料は以下のＴＲＺ－０１～ＴＲＺ－２７の化合物の中の１つである、請求項１に記載の発光素子。【化3】
【化4】
【化5】
【化6】
【化7】
【化8】
【化9】
【化10】
【化11】
【請求項9】
互いに対向する第１電極及び第２電極と、
ｐ型電荷生成層、正孔輸送層、及び緑色発光層が順に積層された発光ユニットとを含み、
前記緑色発光層は化学式１の第１物質と燐光ドーパントとを含み、
【化12】
Ｌは単一結合であるか、または、フェニレン基、ビフェニレン基、ジベンゾフリレン基、及びジベンゾチエニレン基の中の少なくとも１つを含み、
前記正孔輸送層は、以下の化合物ＢＣＡ－０１～ＢＣＡ－４４の内の１つを含む、発光素子。
【化13】
【化14】
【化15】
【化16】
【化17】
【化18】
【化19】
【化20】
【化21】
【化22】
【化23】
【化24】
【化25】
【化26】
【化27】
【化28】
【請求項10】
互いに対向する第１電極及び第２電極と、ｐ型電荷生成層、正孔輸送層、緑色発光層、及び電子輸送層が順に積層された発光ユニットとを含み、
前記緑色発光層は、化学式１の第１物質と燐光ドーパントとを含み、
前記正孔輸送層は、ビスカルバゾール系化合物の第２物質を含み、
【化29】
Ｌは単一結合であるか、または、フェニレン基、ビフェニレン基、ジベンゾフリレン基、及びジベンゾチエニレン基の中の少なくとも１つを含み、
前記第２物質は化学式２で表現され、
【化30】
ｍ及びｐは、独立的に０から４までの整数の中で選択され、
ｎ及びｏは、独立的に０から３までの整数の中で選択され、
Ｒ１～Ｒ１０のそれぞれは、独立的に水素、非置換の炭素数６のアリール基、非置換のカルバゾール基、フェニル基で置換されたカルバゾール基、非置換のジベンゾフラン基、及び非置換のジベンゾチオフェン基の中で選択され、または、２つ以上のＲ１～Ｒ１０が結合したフェニル基と共に縮合アリール基を形成する、発光素子。
【請求項11】
互いに対向する第１電極及び第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間に順に備えられた赤色スタック、第１青色スタック、緑色スタック、及び第２青色スタックとを含み、
前記緑色スタックは、正孔輸送層、緑色発光層、及び電子輸送層を順に含み、
前記緑色発光層は、化学式１の第１物質と燐光ドーパントとを含み、
前記正孔輸送層は、ビスカルバゾール系化合物の第２物質を含み、
【化31】
Ｌは単一結合であるか、または、フェニレン基、ビフェニレン基、ジベンゾフリレン基、及びジベンゾチエニレン基の中の少なくとも１つを含み、
前記第２物質は化学式２で表現され、
【化32】
ｍ及びｐは、独立的に０から４までの整数の中で選択され、
ｎ及びｏは、独立的に０から３までの整数の中で選択され、
Ｒ１～Ｒ１０のそれぞれは、独立的に水素、非置換の炭素数６のアリール基、フェニル基で置換されたカルバゾール基、非置換のカルバゾール基、非置換のジベンゾフラン基、及び非置換のジベンゾチオフェン基の中で選択され、または、２つ以上のＲ１～Ｒ１０が結合したフェニル基と共に縮合アリール基を形成する、
発光素子。
【請求項12】
複数サブ画素を含む基板と、前記基板上のサブ画素にそれぞれ備えられた薄膜トランジスタと、
前記薄膜トランジスタと接続される請求項１～１１のいずれか一項に記載の発光素子とを含む、発光表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は発光素子に関し、より詳しくは青色スタックに隣接した燐光スタックの正孔輸送層及び緑色発光層の材料を変更して燐光スタック内で色別励起子効率を均等に向上させることによって白色効率を改善し、経時的安全性を確保して寿命を向上させることができる発光素子及びこれを用いた発光表示装置に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、別途の光源を要求しなく、装置のコンパクト化及び鮮明なカラー表示のために別途の光源を備えなく、発光素子を表示パネル内に有する発光表示装置が競争力あるアプリケーション（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ）として考慮されている。
【0003】
一方、発光表示装置に用いられる発光素子は、画質を現すのにより高い効率の要求があるので、複数のスタックを積層する方式が好まれている。
【0004】
また、表示装置のより高画質の要求に応じて色純度が高いことが要求され、よってスタック別に単一発光層を備えて色純度を高め、すべての色の輝度を向上させることが研究されている。
【0005】
ところが、色純度を向上させるためにスタック別に単色の発光層を備えれば、備えられたスタック数が多くなって駆動電圧が上昇する問題がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明は上述した問題を解決するために案出したものであり、色純度を高めるためにスタック別に単一発光層を含む複数のスタックを有する構造においても、駆動電圧を上昇させず、高い効率及び向上した寿命を確保することができる発光素子及びこれを用いた発光表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明の発光素子は、緑色スタックの構成を変更して色純度の向上及び輝度の向上とともに材料的駆動電圧を減少させ、寿命を向上させることができる。
本発明の一実施例による発光素子は、互いに対向する第１電極及び第２電極と、ｐ型電荷生成層、正孔輸送層、及び緑色発光層が順に積層された発光ユニットとを含み、前記緑色発光層はトリアジン系の化合物をホストとして含み、燐光ドーパントを含んでなることができる。
本発明の一実施例による発光素子は、互いに対向する第１電極及び第２電極と、ｐ型電荷生成層、正孔輸送層、及び緑色発光層が順に積層された発光ユニットとを含み、前記緑色発光層はトリアジン系の化合物をホストとして含み、燐光ドーパントを含んでなることができる。
【0008】
また、本発明の一実施例による発光表示装置は、複数のサブ画素を含む基板と、前記基板上のサブ画素にそれぞれ備えられた薄膜トランジスタと、前記薄膜トランジスタと接続される前記発光素子とを含むことができる。
【発明の効果】
【0009】
本発明の発光素子及びこれを用いた発光表示装置は次のような効果を有する。
【0010】
輝度向上のために単一発光層を各スタックに有する発光素子において、単一緑色燐光発光層を有する緑色スタックに隣接した正孔輸送層及び緑色燐光発光層の物性を変更することにより、緑色燐光発光層の周辺に別途の制御層なしに効率を向上させることができる。
【0011】
また、白色を具現するのに一番高い比率を占める緑色スタックの効率を向上させることによって白色の輝度が向上する。また、同じ電圧を印加する条件で白色輝度が向上する場合、一定の輝度を現すのに要求される電圧が低下するので、経時的にターンオン電圧が低下し、これによって寿命向上の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】本発明の一実施例による発光素子を示す断面図である。
【図2】本発明の発光素子の一実施例による緑色スタックの層別エネルギーバンドダイヤグラムを示す図である。
【図3】第１及び第２実験例群で用いられた発光素子を示す断面図である。
【図4】第１実験例群の発光スペクトラムを示すグラフである。
【図5】第２実験例群の発光スペクトラムを示すグラフである。
【図6a】第３及び第４実験例の燐光スタックの構成を示す図である。
【図6b】第３及び第４実験例の燐光スタックの構成を示す図である。
【図7】本発明の第５～第７実験例による発光素子を示す断面図である。
【図9】本発明の他の実施例による発光素子を示す断面図である。
【図10】本発明の発光素子を用いた発光表示装置を一実施例によって示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、添付図面に基づいて本発明の好適な実施例を説明する。明細書全般にわたって同じ参照番号は実質的に同一である構成要素を意味する。以下の説明で、本発明に関連した技術又は構成についての具体的な説明が本発明の要旨を不必要にあいまいにする可能性があると判断される場合、その詳細な説明を省略する。また、以下の説明で使われる構成要素の名称は容易な明細書作成を考慮して選択されたものであり、実際製品の部品の名称と異なることがある。
【0014】
本発明の多様な実施例を説明するための図面に開示された形状、サイズ、比率、角度、個数などは例示的なものなので、本発明が図面に示す事項に限定されるものではない。本明細書全般にわたって同じ図面符号は同じ構成要素を指称する。また、本発明の説明において、関連した公知技術についての具体的な説明が本発明の要旨を不必要にあいまいにする可能性があると判断される場合、その詳細な説明は省略する。本明細書上で言及する「含む」、「有する」、「なる」などを使う場合、「～のみ」を使わない限り、他の部分を付加することができる。構成要素を単数で表現する場合、特に明示的な記載事項がない限り、複数を含む場合を含む。
【0015】
本発明の多様な実施例に含まれる構成要素を解釈するに当たり、別途の明示的な記載がなくても誤差範囲を含むものに解釈する。
【0016】
本発明の多様な実施例を説明するに当たり、位置関係について説明する場合、例えば、「～上に」、「～の上部に」、「～の下部に」、「～のそばに」などによって二つの部分の位置関係を説明する場合、「すぐ」又は「直接」を使わない限り、二つの部分の間に一つ以上の他の部分が位置することもできる。
【0017】
本発明の多様な実施例を説明するに当たり、時間関係について説明する場合、例えば、「～の後に」、「～に引き続き」、「～の次に」、」～の前に」などで時間的先後関係を説明する場合、「すぐ」又は「直接」を使わない限り、連続的ではない場合も含むことができる。
【0018】
本発明の多様な実施例を説明するに当たり、「第１～」、「第２～」などを多様な構成要素を敍述するために使うことができるが、このような用語は互いに同一乃至類似の構成要素を区別するために使うだけである。よって、本明細書で、「第１～」で修飾する構成要素は別途の言及がない限り、本発明の技術的思想内で「第２～」で修飾する構成要素と同一であることができる。
【0019】
本発明の多様な実施例のそれぞれの特徴が部分的に又は全体的に互いに結合又は組合せ可能であり、技術的に多様な連動及び駆動が可能であり、多様な実施例が互いに対して独立的に実施されることもでき、連関関係で一緒に実施されることもできる。
【0020】
本明細書で、「ドーピングされた」とは、ある層の大部分の重量比を占める物質に、大部分の重量比を占める物質とは異なる物性（互いに異なる物性とは、例えばＮ型とＰ型、有機物質と無機物質）を有する物質が重量比３０％未満で添加されていることを意味する。他に言えば、「ドーピングされた」層とは、ある層のホスト物質とドーパント物質とを重量比を考慮して分別することができる層を意味する。そして、「非ドーピングされた」とは、「ドーピングされた」に相当する場合以外のすべての場合を意味する。例えば、ある層が単一物質から構成されるか、互いに性質が同一乃至類似の物質が混合されて構成される場合、その層は「非ドーピングされた」層に含まれる。例えば、ある層を構成する物質のうち少なくとも１種がＰ型であり、その層を構成する物質の全部がＮ型ではなければ、その層は「非ドーピングされた」層に含まれる。例えば、ある層を構成する物質のうち少なくとも１種が有機物質であり、その層を構成する物質全部が無機物質ではなければ、その層は「非ドーピングされた」層に含まれる。例えば、ある層を構成する物質が全部有機物質であり、その層を構成する物質のうち少なくとも１種がＮ型であり、他の少なくとも１種がＰ型である場合、Ｎ型の物質の重量比が３０ｗｔ％未満であるかまたはＰ型の物質の重量比が３０ｗｔ％未満である場合、「ドーピングされた」層に含まれる。
【0021】
以下、図面を参照して本発明の発光素子及びこれを含む発光表示装置について説明する。
【0022】
図１は本発明の一実施例による発光素子を示す断面図である。
【0023】
図１のように、本発明の一実施例による発光素子は、互いに対向する第１電極１１０及び第２電極２００を含み、前記第１電極１１０と前記第２電極２００との間に、赤色スタックＲＳ、第１青色スタックＢＳ１、緑色スタックＧＳ、及び第２青色スタックＢＳ２が順に備えられ、各スタックＲＳ、ＢＳ１、ＧＳ、ＢＳ２の間に電荷生成層ＣＧＬ１、ＣＧＬ２、ＣＧＬ３が備えられる。
【0024】
ここで、図１による発光素子は、白色を現すにあたり、各色別色純度が高い効率を有するために、スタックＲＳ、ＢＳ１、ＧＳ、ＢＳ２別に単一発光層を備えたものである。
【0025】
ここで、スタックＲＳ、ＢＳ１、ＧＳ、ＢＳ２のそれぞれは、色発光層と、色発光層の下側（第１電極１１０に近い側）の正孔輸送層と、色発光層の上側（第２電極２００に近い側）の電子輸送層とを備えることができる。
【0026】
第１電極１１０及び第２電極２００はそれぞれ陽極（Ａｎｏｄｅ）と陰極（ｃａｔｈｏｄｅ）とも言える。場合によって、図１に示すものとは反対に、上側に陽極（ａｎｏｄｅ）が、下側に陰極（ｃａｔｈｏｄｅ）が備えられることができる。
第１電極１１０及び第２電極２００のうち少なくとも一方は透明電極を含み、他方は反射電極を含み、光の進行方向を決定することができる。
第１電極１１０及び第２電極２００のうち少なくとも一方は透明電極を含み、他方は反射電極を含み、光の進行方向を決定することができる。
【0027】
場合によって、第１電極１１０及び第２電極２００のうちの一方は透明電極からなり、他方は薄い反射透過性電極からなり、第１及び第２電極１１０、２００のストロングキャビティ特性を維持することで、各発光層から出る光が半値幅の小さい範囲で出射して光効率を高めることもできる。
【0028】
図１には、赤色スタックＲＳと緑色スタックＧＳが単一のものとして備えられ、青色スタックは第１及び第２青色スタックＢＳ１、ＢＳ２として二重に備えられるものを示す。これは、蛍光発光層を含む青色スタックの効率が相対的に燐光発光層を含む赤色スタックＲＳ及び緑色スタックＧＳに比べて低いから、これを補うためのものである。場合によって、青色発光層の材料を変更して青色スタックの数を減らすか増やすこともできる。
【0029】
一方、図１に示す赤色スタックＲＳ、第１青色スタックＢＳ１、緑色スタックＧＳ、及び第２青色スタックＢＳ２の位置は必要によって変更可能である。
【0030】
図２は本発明の発光素子の一実施例による緑色スタックの層別エネルギーバンドダイヤグラムを示す図である。
【0031】
図２で、Ｎは２以上の自然数であることができる。したがって、Ｎ番目のスタックとして緑色スタックは、第１電極１１０から２番目以上のスタックに位置し、以後に他の色を発光するスタックの間にあり得る。
【0032】
図１を例として挙げれば、緑色スタックＧＳは第１及び第２青色スタックＢＳ１、ＢＳ２の間に備えられたものであり、図２の構成を満たすことができる。図２に示す緑色スタック（Ｎｔｈ Ｓｔａｃｋ）を含む発光ユニットは、ｐ型電荷生成層（ｐＣＧＬ）１１０５、正孔輸送層（ＨＴＬ）１２１０、緑色発光層１２２０、及び電子輸送層（ＥＴＬ）１２３０が順に含まれることができる。
【0033】
すなわち、図２の緑色スタック（Ｎｔｈ Ｓｔａｃｋ）を含む発光ユニットは緑色発光層１２２０の両側に正孔輸送層１２１０及び電子輸送層１２３０が位置するものであり、別途の制御層なしに単一燐光発光層として緑色発光層１２２０内の正孔及び電子の制限が可能であって緑色発光層１２２０内で高い外部量子効率で発光することができるものである。そして、これは、緑色発光層１２２０及び電子輸送層１２３０に含まれた電子輸送性ホストＧＥＨの材料を変更することによって可能である。
【0034】
一般に、公知の燐光スタックに用いられた正孔輸送層の材料と燐光発光層のホストとして知られた材料とは、燐光スタック内に複数の燐光発光層を備え、各燐光発光層に励起子分配のために考慮されたものであり、緑色燐光発光層に用いられるとき、発光領域の位置が正孔輸送層または電子輸送層との界面側に偏るので、緑色燐光発光層で高い発光効率を得にくい。
【0035】
図２に示す発光ユニットで、ｐ型電荷生成層１１０５は、緑色スタックが第１電極（またはＡｎｏｄｅ）にすぐ隣接しないので、緑色発光層１２２０に不足な正孔を生成して供給する層である。ｐ型電荷生成層１１０５はアミン系化合物をホストＰＨとして含んでおり、その内部にフルオレン（ｆｌｕｏｒｅｎｅ）系化合物からなる有機物がｐ型ドーパントＰＤとして０．１ｗｔ％～３０ｗｔ％含まれ、正孔の生成及び正孔の伝達を促進する。
【0036】
ｐ型ドーパントＰＤのＬＵＭＯエネルギー準位はｐ型電荷生成層１１０５内のホストＰＨのＨＯＭＯエネルギー準位とほとんど同一である。そして、正孔輸送層ＨＴＬ１２１０の材料はおよそ－５．８ｅＶ～－５．４ｅＶのＨＯＭＯエネルギー準位を有するものであり、隣接したｐ型電荷生成層（ｐＣＧＬ）１１０５から正孔を受けるために、ｐ型電荷生成層（ｐＣＧＬ）１１０５のホスト材料ＰＨのＨＯＭＯエネルギー準位より低いＨＯＭＯエネルギー準位を有する。
【0037】
また、本発明の発光素子のうち緑色スタックの緑色発光層１２２０は、電子輸送性ホストＧＥＨ及び正孔輸送性ホストＧＨＨとともに、これらのホストＧＥＨ、ＧＨＨ内に１ｗｔ％～３０ｗｔ％でドーピングされた緑色ドーパントＧＤを含む。
【0038】
前記正孔輸送性ホストＧＨＨはおよそ－６．１ｅＶ～－５．４ｅＶのＨＯＭＯエネルギー準位を有するものであり、隣接した正孔輸送層ＨＴＬ１２１０から正孔を受けるために、正孔輸送層ＨＴＬ１２１０のＨＯＭＯエネルギー準位と同じかそれより低いＨＯＭＯエネルギー準位を有する。
【0039】
そして、電子輸送性ホストＧＥＨは電子を受けて効果的に緑色ドーパントＧＤに伝達するためのものであり、正孔輸送性ホストＧＨＨより全体的にエネルギーバンドギャップが下側に位置する。これにより、電子輸送性ホストＧＥＨのＨＯＭＯエネルギー準位はおよそ－６．８ｅＶ～－５．６ｅＶの値を有する。
【0040】
また、緑色ドーパントＧＤは、正孔輸送性ホストＧＨＨから正孔を受けるために、正孔輸送性ホストＧＨＨのＨＯＭＯエネルギー準位より高いＨＯＭＯエネルギー準位を有することが好ましい。前記緑色ドーパントＧＤは５１０ｎｍ～５５０ｎｍの波長で発光ピークを有するものであり、イリジウム錯体化合物のように金属錯体化合物からなり得る。
【0041】
本発明の発光素子は、緑色発光層１２２０が他色の発光層と接せずに単一構造で最大発光効率を有するものであり、このために、緑色発光層１２２０は一側が正孔輸送層１２１０と接し、他側が電子輸送層１２３０と接する。
【0042】
また、前記電子輸送層１２３０は前記緑色発光層１２２０と接しない他側が次のスタック（Ｎ＋１）ｔｈ Ｓｔａｃｋとの間にある電荷生成層（図１のＣＧＬ参照）のｎ型電荷生成層（ｎＣＧＬ）または電子注入層（図７のＥＩＬ参照）と接することができる。前記ｎ型電荷生成層（ｎＣＧＬ）は金属がドーピングされた有機層であることができ、前記電子注入層はＬｉＦまたはＬｉｑ（リチウムキノラート）などの金属化合物を有する無機物あるいは有無機化合物であることができる。
【0043】
また、前記電子輸送層１２３０は、前記緑色発光層と接しない他側が金属のドーピングされた有機層または金属化合物を有する無機層と接し得る。前記ｐ型電荷生成層及び前記ｎ型電荷生成層のうちの少なくとも一つは青色発光層を含む青色スタック（図１のＢＳ１またはＢＳ２）と隣り合い、前記青色発光層は波長４２０ｎｍ～４８０ｎｍの発光ピークを有する青色ドーパントを含み得る。
【0044】
本発明の発光素子において、緑色発光層１２２０の電子輸送性ホストＧＥＨは下記の化学式１で示すトリアジン化合物からなり得る。
【0045】
【化1】
【0046】
ここで、Ｒｅはジベンゾフラン基、ジベンゾチオフェン基、トリフェニル基、トリフェニレン基、カルバゾール基、ベンゾカルバゾール基、インデノカルバゾール基、ビスカルバゾール基、フルオレン基、及びフェニル-カルバゾールの中の少なくとも１つを含み、Ｌは単一結合であるか、フェニル基、フェニレン基、ビフェニル基、ビフェニレン基、ジベンゾフラン基、ジベンゾフリレン基、ジベンゾチオフェン基、及びジベンゾチエニレン基の中の少なくとも１つを含み得る。一実施例では、Ｌはビフェニル基またはフェニル基であり、Ｒｅはインデノカルバゾール（例えば、７，７－ジメチル－５，７－ジヒドロインデノ［２、１－ｂ］カルバゾール）である。一実施例では、Ｌは単結合であり、Ｒｅは２つのフェニル－カルバゾールであり得る。
【0047】
一実施例では、Ｌはジベンゾフラン基またはジベンゾチオフェン基であり、Ｒｅはフェニル－カルバゾール基またはトリフェニレン基である。
【0048】
そして、上述した化学式１の化合物としては、例えばＴＲＺ－０１～ＴＲＺ－２７を挙げることができる。
【0049】
【化2】
【0050】
【化3】
【0051】
【化4】
【0052】
【化5】
【0053】
【化6】
【0054】
【化7】
【0055】
【化8】
【0056】
【化9】
【0057】
【化10】
【0058】
そして、前記緑色発光層ＧＥＭＬ１２２０と接した正孔輸送層１２１０は下記のビスカルバゾール系化合物であり、緑色発光層１２２０との間に別途の制御層がなくても界面の滞積なしに正孔を円滑に輸送することができる。
【0059】
正孔輸送層１２１０を成すビスカルバゾール系化合物は、化学式２の第２物質を含んでなることができる。
【0060】
【化11】
【0061】
ここで、Ｒａ～Ｒｄはそれぞれ独立的に水素、重水素、ハロゲン、置換または非置換の炭素数１～６のアルキル基、置換または非置換の炭素数３～６のシクロアルキル基、置換または非置換の炭素数６～１５のアリール基、置換または非置換の炭素数５～９のヘテロアリール基、カルバゾール基、ジベンゾフラン基、ジベンゾチオフェン基、トリアルキルシリル基、及びトリアリールシリル基の中で選択される。ｍ及びｐは、独立的に０～４の整数の中で選択される。ｎ及びｏは、独立的に０～３の整数の中で選択される。Ｒ１～Ｒ１０のそれぞれは、独立的に水素、重水素、ハロゲン、置換または非置換の炭素数１～６のアルキル基、置換または非置換の炭素数６～８のアリール基、カルバゾール基、フェニルカルバゾール基、ジベンゾフラン基、及びジベンゾチオフェン基の中から選択され、または２つ以上のＲ１～Ｒ１０が結合したフェニル基と共に縮合アリール基を形成し得る。炭素数６～１８のアリール基は、フェニル基、ビフェニル基、トリフェニレン基であることが望ましい。縮合アリール基は、ナフチル基、フェナントレン基、トリフェニレン基であることが望ましく、炭素数５～９のヘテロアリール基は、アリール環構造中に酸素、硫黄、窒素から選択される１つ以上のヘテロ原子を含むことが望ましい。
【0062】
一実施例では、ｍ，ｎ，ｏ，ｐは０である。一実施例では、Ｒ１からＲ５の４つは互いに独立しており、Ｒ１からＲ５の１つはフェニル基、ビフェニル基、ジベンゾフラン基、ジベンゾチオフェン基、カルバゾール基またはフェニル－カルバゾール基である。一実施例では、Ｒ６からＲ１０の少なくとも１つは水素、重水素またはハロゲンであり、Ｒ６からＲ１０の最大４つは互いに独立して水素、フェニル基、トリフェニレン基、フェナントレン基、アントラセン基、ナフチル基、またはそれらが結合しているフェニル基と共にＲ６からＲ１０の２つ以上が縮合アリール基を形成することがあり、縮合アリール基はナフチル基、フェナントレン基、またはトリフェニレン基であることが望ましい。
【0063】
また、このようなビスカルバゾール系化合物としては、例えば次の材料ＢＣＡ－０１～ＢＣＡ－４４を挙げることができる。
【0064】
【化12】
【0065】
【化13】
【0066】
【化14】
【0067】
【化15】
【0068】
【化16】
【0069】
【化17】
【0070】
【化18】
【0071】
【化19】
【0072】
【化20】
【0073】
【化21】
【0074】
【化22】
【0075】
【化23】
【0076】
【化24】
【0077】
【化25】
【0078】
【化26】
【0079】
【化27】
【0080】
以下、緑色燐光発光層を単一スタックとする発光素子構造において、隣接した緑色燐光発光層の電子輸送性ホストおよび正孔輸送層の正孔輸送ホストの材料変更によって、各材料の意義を説明する。
【0081】
第１実験例群（Ｅｘ１－１～Ｅｘ１－５２）及び第２実験例群（Ｅｘ２－１～Ｅｘ２－７１）は図３の発光素子を形成して比較実験した。
【0082】
【0083】
まず、ＩＴＯ成分の第１電極１０を形成する。
【0084】
次いで、ＤＮＴＰＤとＭｇＦ２を１：１の重量比で７．５ｎｍに共蒸着して正孔注入層（ＨＩＬ）１１を形成する。
【0085】
次いで、アミン系（ＨＭ－０１～ＨＭ－２５）の材料を１５ｎｍに蒸着して正孔輸送層（ＨＴＬ）１２を形成する。
【0086】
次いで、正孔輸送性ホストとしてＣＢＰを用い、電子輸送性ホストとしてトリアジン系の化合物を電子輸送性ホストＧＥＨとして１：１の重量比で混合し、これにＩｒ（ｐｐｙ）３を１５ｗｔ％でドーピングして厚さ４０ｎｍの緑色発光層（Ｇ ＥＭＬ）１３を形成する。
【0087】
次いで、ＴＰＢＩ成分を２５ｎｍに蒸着して電子輸送層（ＥＴＬ）１４を形成する。
【0088】
次いで、ＬｉＦ成分を２ｎｍに蒸着して電子注入層（ＥＩＬ）１５を形成し、次いで、アルミニウム（Ａｌ）で第２電極２０を形成する。
【0089】
第１実験例群（Ｅｘ１－１～Ｅｘ１－５２）の実験は、正孔輸送層１２の化合物材料としてアミン系材料を使用し、緑色燐光発光層の電子輸送性ホストとしては化学式１のトリアジン系の化合物を使用した。
【0090】
第１実験例群（Ｅｘ１－１～Ｅｘ１－５２）で用いたアミン系化合物は下記のＨＭ－０１～ＨＭ－２５であり得る。
【0091】
【化28】
【0092】
【化29】
【0093】
【化30】
【0094】
【化31】
【0095】
【化32】
【0096】
【化33】
【0097】
第１実験例群（Ｅｘ１－１～Ｅｘ１－５２）の駆動電圧、効率及び外部量子効率は次の表１－１、表１－２の通りである。
【0098】
【表1-1】
【0099】
【表1-2】
【0100】
すなわち、第１実験例群（Ｅｘ１－１～Ｅｘ１－５２）で、図３の正孔輸送層１２としてアミン系の化合物を用いる場合、外部量子効率が１６％～１９．５％の変動性を有することを確認することができた。このような特徴は緑色発光層の電子輸送性ホストの材料とは関係なく発生することを確認することができる。第２実験例群（Ｅｘ２－１～Ｅｘ２－７１）は、図３の素子構造を用い、正孔輸送層１２の材料をビスカルバゾール系の化合物に変更し、緑色発光層１３の電子輸送性ホストの材料はトリアジン系の化合物を用いた。その結果は表２－１、表２－２の通りである。
【0101】
【表2-1】
【0102】
【表2-2】
【0103】
表２－１、表２－２を見ると、第２実験例群（Ｅｘ２－１～Ｅｘ２－７１）は、第１実験例群（Ｅｘ１－１～Ｅｘ１－５２）とは違い、外部量子効率（ＥＱＥ）が２２％以上に上方平準化したことが分かり、正孔輸送層がアミン系である第１実験例群（Ｅｘ１－１～Ｅｘ１－５２）に比べて効率が大きく改善した点を確認することができる。
【0104】
【0105】
図４に比べて、図５の第２実験例群の発光スペクトラムの緑色発光の強度が２５％～３０％以上向上することが分かり、緑色単一燐光発光層の材料の電子輸送性ホストとしてトリアジン系の化合物を用いられ、ビスカルバゾール系化合物は正孔輸送層の正孔輸送ホストに用いられるとき、効率も緑色の発光効率が高い比率で向上することが分かる。
【0106】
以下では、構造を変更して外部量子効率を向上させた第３実験例（Ｅｘ３）の構造と本発明の正孔輸送層及び緑色発光層の構造を有する第４実験例（Ｅｘ４）の構造とにおける駆動電圧、効率及び寿命の関係を説明する。第３の実験例（Ｅｘ３）と第４の実験例（Ｅｘ４）は、緑色発光層を発光層とする緑色発光素子を含む。
【0107】
【表3】
【0108】
【0109】
図６ａのように、第３実験例の緑色燐光スタックＧＳは、緑色発光層ＧＥＭＬと正孔輸送層ＨＴＬとの間に、電子が緑色発光層ＧＥＭＬから正孔輸送層ＨＴＬに移ることを沮止する電子阻止層ＥＢＬを備え、緑色発光層ＧＥＭＬと電子輸送層ＥＴＬとの間に、緑色発光層ＧＥＭＬから正孔が電子輸送層ＥＴＬに移ることを防止するために、正孔阻止層ＨＢＬを形成した構造である。
【0110】
ここで、第３実験例（Ｅｘ３）の正孔輸送層ＨＴＬとしてはアミン系の材料を用い、緑色発光層ＧＥＭＬ内の電子輸送性ホストとしてはＴＰＢｉのような燐光ドーパントとともに使われる公知の電子輸送性ホスト材料を用いた。
【0111】
第３実験例（Ｅｘ３）で、電流密度を１００ｍＡ／ｃｍ２にしたとき、外部量子効率（ＥＱＥ）を２３．５％にすれば、表３のように、駆動電圧７．６Ｖが必要となる。
【0112】
図６ｂのように、第４実験例（Ｅｘ４）の緑色燐光スタックＧＳは、上述した第３実験例（Ｅｘ３）とは違い、緑色（燐光）発光層（ＧＥＭＬ）１２２０が正孔輸送層ＨＴＬ１２１０及び電子輸送層（ＥＴＬ）１２３０に接する構成を有するものであり、別途の輸送層の他に、正孔及び電子の輸送に関連した制御層を備えない。ただ、第４実験例（Ｅｘ４）の正孔輸送層ＨＴＬ１２１０はアミン系の化合物を用い、緑色発光層の電子輸送性ホストはトリアジン系の化合物を用い、表１の第１実験例群で用いた材料を用いた。
【0113】
この場合、第４実験例（Ｅｘ４）は緑色燐光スタックＧＳ内で層の使用を減らすことにより、表３のように、駆動電圧が４．５Ｖに低下して、第３実験例に比べて４１％減少したことを確認することができる。これは、緑色燐光スタックＧＳ内の界面の数を減らして駆動電圧を下げたものである。
【0114】
また、第３実験例に比べて、寿命が１１１％の水準であり、１１％の改善効果を確認することができる。
【0115】
一方、表２で説明したように、第１実験例に比べて、緑色発光層１２２０と接する正孔輸送層の材料としてビスカルバゾール系化合物を用いるとき、電子及び正孔が制限され、緑色発光層１２２０の内部で電子と正孔の再結合率が高くなって効率が上昇したことが分かり、これから、本発明の発光素子は、少なくとも単一緑色発光層を含む緑色燐光スタックにおいて、正孔輸送層の材料としてビスカルバゾール系化合物を用い、これと接する緑色発光層の電子輸送性ホストとしてトリアジン系化合物を用いることにより、駆動電圧の低下及び寿命向上とともに効率増加の効果を一緒に得ることができることが分かる。
【0116】
以下では、上述した緑色燐光スタックの構造を含めて図１の４スタック構造に発光素子を具現した例を説明する。
【0117】
図７は本発明の第５～第７実験例による発光素子を示す断面図である。
【0118】
図７のように、本発明の発光素子ＯＬＥＤの第１電極１１０と第２電極２００の間の内部スタックＯＳは、第１電極１１０上に、赤色スタックＲＳ、第１電荷生成層ＣＧＬ１、第１青色スタックＢＳ１、第２電荷生成層ＣＧＬ２、緑色スタックＧＳ、第３電荷生成層ＣＧＬ３、及び第２青色スタックＢＳ２を順に形成したものである。
【0119】
ここで、赤色スタックＲＳ及び緑色スタックＧＳは燐光スタックから構成し、第１及び第２青色スタックＢＳ１、ＢＳ２は蛍光スタックから構成する。
【0120】
赤色スタックＲＳは、第１電極１１０上に、正孔注入層（ＨＴＬ）１２１、第１正孔輸送層（ＨＴＬ１）１２２、赤色発光層１２３、及び第１電子輸送層（ＥＴＬ１）１２４を順に含む。
【0121】
第１～第３電荷生成層ＣＧＬ１、ＣＧＬ２、ＣＧＬ３のそれぞれは、ｎ型電荷生成層ｎＣＧＬ１、ｎＣＧＬ２、ｎＣＧＬ３と、ｐ型電荷生成層ｐＣＧＬ１、ｐＣＧＬ２、ｐＣＧＬ３とを含む。
【0122】
第１青色スタックＢＳ１は第１電荷生成層ＣＧＬ１上に形成され、第２正孔輸送層（ＨＴＬ２）１３１、第１電子阻止層（ＥＢＬ１）１３２、第１青色発光層（Ｂ ＥＭＬ１）１３３、及び第２電子輸送層（ＥＴＬ２）１３４を含む。
【0123】
また、緑色スタックＧＳは、第３正孔輸送層１４１、緑色発光層１４２、及び第３電子輸送層１４３を含む。
【0124】
第２青色スタックＢＳ２は第３電荷生成層ＣＧＬ３上に形成され、第４正孔輸送層（ＨＴＬ４）１５１、第２電子阻止層（ＥＢＬ２）１５２、第２青色発光層（Ｂ ＥＭＬ２）１５３、第４電子輸送層（ＥＴＬ４）１５４を含む。
【0125】
ここで、第１及び第２青色スタックＢＳ１、ＢＳ２は、他色のスタックと違い、第１及び第２電子阻止層１３２、１５２をそれぞれ含むものであり、第１及び第２電子阻止層１３２、１５２は、隣接した燐光スタックに対応して効率を高めて、電子輸送層１３４、１５４から電子が正孔輸送層１３１、１５１に移らないようにするために、移動速度が速い材料から形成される。場合によって、正孔輸送層１３１、１５１の材料を変更して省略することができる。
【0126】
第５～第７実験例は、それぞれ緑色スタックＧＳの第３正孔輸送層１４１及び緑色発光層１４２内の材料に違いがあり、電子輸送性ホスト及び残りの層は同じ条件にして実験した。
【0127】
【表4】
【0128】
【0129】
第５実験例（Ｅｘ５）及び第６実験例（Ｅｘ６）は第１実験例群のＥｘ１－１５のように、第３正孔輸送層１４１をＨＭ－１５から構成し、緑色発光層１４２の電子輸送性ホストＧＥＨをＴＲＺ－２０から構成したものである。ただ、第５実験例（Ｅｘ５）は、効率向上を目的で、電子阻止層ＥＢＬ及び正孔阻止層ＨＢＬをそれぞれ緑色発光層１４２に接してさらに構成したものである。
【0130】
第７実験例（Ｅｘ７）は第３正孔輸送層１４１をＢＣＡ－０３から構成し、緑色発光層１４２の電子輸送性ホストＧＥＨをＴＲＺ－２０から構成したものである。
【0131】
第５実験例（Ｅｘ５）は、図８のように、特に緑色の効率改善効果を得るが、表４のように、駆動電圧が第６実験例（Ｅｘ６）に比べて４Ｖ以上の差を有することが分かる。すなわち、駆動電圧が増加する構造であり、長時間の駆動の際、電力消耗が大きくて寿命にも影響を与えることを予想することができる。
【0132】
第６実験例（Ｅｘ６）は、駆動電圧を改善し、白色の具現において、緑色の比重が大きい状況で緑色の効率が第５実験例（Ｅｘ５）に比べて１０．７Ｃｄ／Ａの差があるので、白色を発光する素子に具現するとき、所望の白色輝度にするために発光素子以外の補償手段が必要であることを予想することができる。
【0133】
これとは違い、本発明の発光素子のように、第７実験例（Ｅｘ７）の場合には、効率が第５実験例（Ｅｘ５）に対応する水準以上に向上し、同じ層状構造を有する第６実験例（Ｅｘ６）に比べては駆動電圧が同一水準であるが、緑色の効率が１１．５Ｃｄ／Ａ以上に改善されたものであり、白色発光素子に具現するとき、駆動電圧が低下した状態でも効率向上の効果を得ることができることを予想することができる。これは、長時間の駆動の際に低駆動電圧で動作することができるというのを意味し、寿命向上にも直接的に影響を与えることが理解することができる。
【0134】
以下は本発明の発光素子の他の例を示すものである。
【0135】
図９は本発明の他の実施例による発光素子を示す断面図である。
【0136】
図９のように、本発明の他の実施例による発光素子の第１電極３１０及び第２電極４００の間の内部スタックＯＳの赤青のスタックＲＢＳは、図７の発光素子と比較して、赤色発光層（Ｒ ＥＭＬ）３２３に接して第１青色発光層（Ｂ ＥＭＬ）３２４を有し、その上部に第１電子輸送層（ＥＴＬ１）３２５を備え、赤色発光層（Ｒ ＥＭＬ）３２３の下に設けられた第１正孔輸送層（ＨＴＬ １）３２２を備え、色温度向上の要求に応じて青色発光層を燐光発光層である赤色発光層３２３に接してさらに備えたものである。
【0137】
この場合、第１及び第２青色スタックＢＳ１、ＢＳ２のそれぞれは、正孔輸送層（ＨＴＬ２，ＨＴＬ４）３３１、３５１、電子阻止層（ＥＢＬ１，ＥＢＬ２）３３２、３５２、青色発光層（Ｂ ＥＭＬ２，Ｂ ＥＭＬ３）３３３、３５３、及び電子輸送層（ＥＴｌ２、ＥＴＬ４）３３４、３５４を有し、陰極４００に接した第２青色スタックＢＳ２は電子注入層（ＥＴＬ）３６０をさらに備える。
【0138】
また、緑色スタックＧＳは、図７で説明したように、正孔輸送層（ＨＴＬ３）３４１、緑色発光層（Ｇ ＥＭＬ）３４２、及び電子輸送層（ＥＴＬ３）３４３の単純構造を有するものである。上述したように、緑色スタックＧＳは、単純構造で駆動電圧を低下させることができ、正孔輸送層３４１及び緑色発光層３４２内の電子輸送性ホストの材料の変更によって効率向上及び駆動電圧の低下とともに寿命向上の効果を一緒に有することができる。
【0139】
以下では、本発明の発光素子を発光表示装置に用いた例を説明する。
【0140】
図１０は本発明の発光素子を用いた発光表示装置を一実施例によって示す断面図である。
【0141】
図１０のように、本発明の表示装置は、赤色光Ｒ，緑色光Ｇ、青色光Ｂ、白色光Ｗをそれぞれ発する複数のサブ画素Ｒ＿ＳＰ、Ｇ＿ＳＰ、Ｂ＿ＳＰ、Ｗ＿ＳＰを有する基板１００と、前記基板１００に共通して備えられる発光素子ＯＬＥＤと、前記サブ画素のそれぞれに備えられ、発光素子ＯＬＥＤの前記第１電極１１０と接続された薄膜トランジスタＴＦＴと、前記サブ画素のうちの少なくとも一つの前記第１電極１１０の下側に備えられたカラーフィルター層１０９Ｒ、１０９Ｇ、１０９Ｂとを含むことができる。
【0142】
図示の例は白色サブ画素Ｗ＿ＳＰを含む例を説明するが、これに限定されず、白色サブ画素Ｗ＿ＳＰを省略し、赤色、緑色及び青色サブ画素Ｒ＿ＳＰ、Ｇ＿ＳＰ、Ｂ＿ＳＰのみを備えた構造も可能であろう。場合によって、赤色、緑色及び青色サブ画素の代わりに、組み合わせて白色を表現することができるシアン（ｃｙａｎ）サブ画素、マゼンタ（ｍａｇｅｎｔａ）サブ画素及びイエロー（ｙｅｌｌｏｗ）サブ画素の組合せも可能である。
【0143】
前記薄膜トランジスタＴＦＴは、一例として、ゲート電極１０２と、半導体層１０４と、前記半導体層１０４の両側と接続されたソース電極１０６ａ及びドレイン電極１０６ｂとを含む。そして、前記半導体層１０４のチャネルが位置する部位の上部には、ソース／ドレイン電極１０６ａ、１０６ｂと前記半導体層１０４との直接的な接続を防止するために、チャネル保護層１０５をさらに備えることができる。
前記ゲート電極１０２と半導体層１０４との間にはゲート絶縁膜１０３が備えられる。
前記ゲート電極１０２と半導体層１０４との間にはゲート絶縁膜１０３が備えられる。
【0144】
前記半導体層１０４は、例えば、酸化物半導体、非晶質シリコン及び多結晶シリコンのうちのいずれか１種または２種以上の組合せからなることもできる。例えば、前記半導体層１０４が酸化物半導体の場合、薄膜トランジスタの形成に必要な加熱温度を低めることができ、基板１００の使用に自由度が高いので、フレキシブル表示装置への適用が有利であろう。
【0145】
また、前記薄膜トランジスタＴＦＴのドレイン電極１０６ｂは、第１電極１１０と、第１及び第２保護膜１０７、１０８内に備えられたコンタクトホールＣＴの領域で接続されることができる。
【0146】
前記第１保護膜１０７は前記薄膜トランジスタＴＦＴを一次的に保護するために備えられ、その上部にカラーフィルター１０９Ｒ、１０９Ｇ、１０９Ｂが備えられることができる。
【0147】
前記複数のサブ画素が赤色サブ画素、緑色サブ画素、青色サブ画素、及び白色サブ画素を含む場合、前記カラーフィルターは、白色サブ画素Ｗ＿ＳＰを除いた残りのサブ画素に第１～第３カラーフィルター１０９Ｒ、１０９Ｇ、１０９Ｂに分けられて備えられ、前記第１電極１１０を通過して出射する白色光を各波長別に通過させる。そして、前記第１～第３カラーフィルター１０９Ｒ、１０９Ｇ、１０９Ｂを覆うように、前記第１電極１１０の下側に第２保護膜１０８が形成される。第１電極１１０は、コンタクトホールＣＴを介して、第２保護膜１０８の表面に形成され、薄膜トランジスタＴＦＴに接続され得る。
【0148】
ここで、前記基板１００から薄膜トランジスタＴＦＴ、カラーフィルター層１０９Ｒ、１０９Ｇ、１０９Ｂ、及び第１及び第２保護膜１０７、１０８まで含めて薄膜トランジスタアレイ基板１０００という。
【0149】
発光素子ＯＬＥＤは、発光部ＢＨを定義するバンク１１９を含む薄膜トランジスタアレイ基板１００上に形成される。発光素子ＯＬＥＤは、一例として、透明な第１電極１１０と、これと対向する反射性電極の第２電極２００とを含み、前記第１電極１１０と第２電極２００との間に、上述したように、緑色の燐光スタックの単一緑色発光層を含む構造であり、緑色発光層と接する正孔輸送層の材料を化学式２のビスカルバゾール系化合物にし、緑色発光層内の電子輸送性ホストの材料を化学式１のトリアジン系化合物にすることにより、効率向上、駆動電圧の低下及び寿命向上を一緒に得ることができる。
【0150】
本発明の発光素子及びこれを用いた発光表示装置は、白色を具現する発光素子を蛍光スタックと燐光スタックとを連結して形成する。このうち、燐光スタックは、蛍光スタックに比べて高い内部量子効率を有し、互いに異なる燐光発光層を隣接して構成して励起子の使用を共有する。本発明の発光素子及びこれを用いた発光表示装置は、正孔輸送層と他の燐光発光層との間にある赤色発光層の材料を変更して、正孔輸送層との界面で発生する励起子の損失を防止し、励起子が隣接した燐光発光層にわたって均衡的に分けられて発生するようにして、白色を現すために隣接した燐光発光層の効率がいずれか一側に偏らないように調節することができる。
【0151】
結果的に、赤色発光層と隣接した燐光発光層との効率バランスを取ることにより、白色発光素子において、燐光発光層の輝度を均衡的に上昇させることができ、発光表示装置の効率も改善することができる。
本発明の発光素子は、互いに対向する第１電極及び第２電極と、ｐ型電荷生成層、正孔輸送層、及び緑色発光層が順に積層された発光ユニットとを含み、前記緑色発光層は、化学式１の第１物質と燐光ドーパントとを含んでなることができる。
本発明の発光素子は、互いに対向する第１電極及び第２電極と、ｐ型電荷生成層、正孔輸送層、及び緑色発光層が順に積層された発光ユニットとを含み、前記緑色発光層は、化学式１の第１物質と燐光ドーパントとを含んでなることができる。
【0152】
【化34】
【0153】
ここで、Ｒｅはジベンゾフラン基、ジベンゾチオフェン基、トリフェニル基、トリフェニレン基、カルバゾール基、ベンゾカルバゾール基、インデノカルバゾール基、ビスカルバゾール基、フルオレン基、及びフェニルカルバゾール基の中の少なくとも１つを含み、Ｌは単一結合であるか、または、フェニル基、フェニレン基、ビフェニル基、ビフェニレン基、ジベンゾフラン基、ジベンゾフリレン基、ジベンゾチオフェン基、及びジベンゾチエニレン基の中の少なくとも１つを含む。
【0154】
そして、前記正孔輸送層は化学式２の第２物質を含んでなることができる。
【0155】
【化35】
【0156】
ここで、Ｒａ～Ｒｄはそれぞれ独立的に水素、重水素、ハロゲン、置換または非置換の炭素数１～６のアルキル基、置換または非置換の炭素数３～６のシクロアルキル基、置換または非置換の炭素数６～１５のアリール基、置換または非置換の炭素数５～９のヘテロアリール基、カルバゾール基、ジベンゾフラン基、ジベンゾチオフェン基、トリアルキルシリル基、及びトリアリールシリル基の中で選択される。ｍ及びｐは、独立的に０から４までの整数の中で選択される。ｎ及びｏは、独立的に０から３までの整数の中で選択される。Ｒ１～Ｒ１０は、それぞれ独立的に水素、重水素、ハロゲン、置換または非置換の炭素数１～６のアルキル基、置換または非置換の炭素数６～１８のアリール基、カルバゾール基、フェニルカルバゾール基、ジベンゾフラン基、及びジベンゾチオフェン基の中で選択され、または、２またはそれ以上のＲ１～Ｒ１０は結合しているフェニル基と共に縮合アリール基を形成し得る。
【0157】
前記燐光ドーパントは、波長５１０ｎｍ～５５０ｎｍの発光ピークを有する金属錯体化合物であることができる。
【0158】
前記緑色発光層は、前記正孔輸送層と接しない他側が電子輸送層と接することができる。
【0159】
前記電子輸送層は、前記緑色発光層と接しない他側が電子注入層またはｎ型電荷生成層と接することができる。
【0160】
前記電子輸送層は、前記緑色発光層と接しない他側が金属のドーピングされた有機層または金属化合物を有する無機層であることができる。
【0161】
前記ｐ型電荷生成層及び前記ｎ型電荷生成層のうちの少なくとも一つは青色発光層を含む青色スタックに隣り合い、前記青色発光層は、波長４２０ｎｍ～４８０ｎｍの発光ピークを有する青色ドーパントを含むことができる。
【0162】
前記ｐ型電荷生成層は、前記第１電極から５０ｎｍ以上離隔することができる。
【0163】
また、本発明の他の実施例による発光素子は、互いに対向する第１電極及び第２電極と、ｐ型電荷生成層、正孔輸送層、緑色発光層、及び電子輸送層が順に積層された発光ユニットとを含み、緑色発光層は、上述の化学式１の第１物質と燐光ドーパントとを含み、前記正孔輸送層は、ビスカルバゾール系化合物の第２物質を含むことができる。
【0164】
また、本発明のさらに他の実施例による発光素子は、互いに対向する第１電極及び第２電極と、前記第１電極と前記第２電極の間に順に備えられた赤色スタック、第１青色スタック、緑色スタック、及び第２青色スタックとを含み、前記緑色スタックは、正孔輸送層、緑色発光層、及び電子輸送層を順に含み、緑色発光層は、上述の化学式１の第１物質と燐光ドーパントとを含み、前記正孔輸送層は、ビスカルバゾール系化合物の第２物質を含むことができる。
【0165】
そして、本発明の一実施例による発光表示装置は、複数のサブ画素を含む基板と、前記基板上のサブ画素にそれぞれ備えられた薄膜トランジスタと、前記薄膜トランジスタと接続される上述した発光素子とを含むことができる。
【0166】
一方、以上で説明した本発明は上述した実施例及び添付図面に限定されるものではなく、本発明の技術的思想を逸脱しない範疇内でさまざまな置換、変形及び変更が可能であるというのは本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者に明らかであろう。
【符号の説明】
【0167】
１００ 基板
１１０ 第１電極
１１０５ ｐ型電荷生成層
１２１０ 正孔輸送層
１２２０ 緑色発光層
１２３０ 電子輸送層
２００ 第２電極
ＧＳ 緑色スタック
ＧＥＨ 電子輸送性ホスト
ＧＨＨ 正孔輸送性ホスト
ＧＤ 緑色ドーパント
１１０ 第１電極
１１０５ ｐ型電荷生成層
１２１０ 正孔輸送層
１２２０ 緑色発光層
１２３０ 電子輸送層
２００ 第２電極
ＧＳ 緑色スタック
ＧＥＨ 電子輸送性ホスト
ＧＨＨ 正孔輸送性ホスト
ＧＤ 緑色ドーパント
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6a】
【図6b】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
