JP2020184540A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】長寿命及び高発光効率を有する表示装置を提供する。【解決手段】表示装置は第１色光を放出する発光素子層ＬＤＬ、及び発光素子層ＬＤＬの上に配置される光制御層ＷＣＬを含む。光制御層ＷＣＬは、第１色光より短波長領域の第２色光を放出する第１発光体を含む第１光制御部ＷＣＬ１、第１色光を透過させる第２光制御部ＷＣＬ２、及び第１色光より長波長領域の第３色光を放出する第２発光体を含む第３光制御部ＷＣＬ３と、を含み、第１光制御部ＷＣＬ１乃至第３光制御部ＷＣＬ３は、平面上で互いに離隔される、表示装置。第１色光は５００ｎｍ以上５８０ｎｍ以下の中心波長を有する緑色光であり、第２色光は４２０ｎｍ以上４８０ｎｍ以下の中心波長を有する青色光であり、第３色光は６００ｎｍ以上６７０ｎｍ以下の中心波長を有する赤色光である、表示装置。【選択図】図５

Description

本発明は表示装置に関し、より詳しくは、発光素子層及び光制御層を含む表示装置に関する。

映像表示装置として、自発光素子を含む表示装置の開発が活発に行われている。自発光素子を含む光表示装置は液晶表示装置などとは異なって、第１電極及び第２電極から注入された正孔及び電子を発光層で再結合させることで、発光層に含まれた有機材料または無機材料を発光させて表示を実現する表示装置である。一方、表示装置の寿命を向上させるための多様な研究が行われている。

本発明は、長寿命及び高発光効率を有する表示装置を提供することを目的とする。

本発明の一実施例による表示装置は、発光素子層、及び光制御層を含む。発光素子層は第１色光を放出する。前記光制御層は、前記発光素子層の上に配置される。前記光制御層は、第１光制御部、第２光制御部、及び第３光制御部を含む。前記第１光制御部は、前記第１色光より短波長領域の第２色光を放出する第１発光体を含む。前記第２光制御部は、前記第１色光を透過させる。前記第３光制御部は、前記第１色光より長波長領域の第３色光を放出する第２発光体を含む。前記第１乃至第３光制御部は、平面上で互いに離隔される。

前記第１色光は、５００ｎｍ以上５８０ｎｍ以下の中心波長を有する緑色光である。前記第２色光は、４２０ｎｍ以上４８０ｎｍ以下の中心波長を有する青色光である。前記第３色光は、６００ｎｍ以上６７０ｎｍ以下の中心波長を有する赤色光である。

前記第１光制御部は、発光補助体を更に含む。

前記発光補助体は前記第１色光を吸収して励起され、前記第１発光体にエネルギーを伝達する。

前記第１発光体の第１最低三重項エネルギー準位は１．２ｅＶより大きく、前記発光補助体の第２最低三重項エネルギー準位より小さい。前記第２最低三重項エネルギー準位は２．５ｅＶ以下である。

前記第１発光体の最低一重項エネルギー準位は２．５ｅＶ以上３．１ｅＶ以下である。

前記第１発光体は、蛍光発光物質である。前記発光補助体は、りん光発光物質、または熱活性遅延蛍光発光物質である。

前記第１発光体は、アントラセン誘導体である。前記発光補助体は、ポルフィリン−金属錯体である。

前記第１発光体は量子ドットである。

前記第２発光体は量子ドットである。

一実施例の表示装置は、カラーフィルタ層を更に含む。前記カラーフィルタ層は、前記光制御層の上に配置される。前記カラーフィルタ層は、第１カラーフィルタ、第２カラーフィルタ、及び第３カラーフィルタを含む。前記第１カラーフィルタは前記第１光制御部と重畳して、第２色光を透過させる。前記第２カラーフィルタは前記第２光制御部と重畳して、第１色光を透過させる。前記第３カラーフィルタは前記第３光制御部と重畳して、第３色光を透過させる。

前記発光素子層は、発光素子を含む。前記発光素子は、第１電極、第２電極、及び少なくとも一つの発光部を含む。前記少なくとも一つの発光部は、前記第１電極と前記第２電極との間に配置される。前記少なくとも一つの発光部は、正孔輸送領域、発光層、及び電子輸送領域を含む。前記発光層は、前記正孔輸送領域の上に配置される。前記電子輸送領域は、前記発光層の上に配置される。

前記発光層は、ホスト及びドーパントを含む。前記ドーパントは、りん光ドーパント、蛍光ドーパント、または熱活性遅延蛍光ドーパントのうち少なくとも一つを含む。

前記発光層は、りん光発光する。

前記少なくとも一つの発光部は、順次に積層される複数個の発光部を含む。前記発光装置は、電荷生成層を更に含む。前記電荷生成層は、前記複数個の発光部の間に配置される。

本発明の一実施例による表示装置は、表示領域、及び非表示領域を含む表示パネルを含む。前記表示領域は、青色発光領域、緑色発光領域、及び赤色発光領域を含む。前記非表示領域は、前記表示領域と隣接する。前記表示パネルは、発光素子層及光制御層を含む。前記発光素子層は、緑色光を発光する。前記光制御層は、前記発光素子層の上に配置される。前記光制御層は、第１光制御部、第２光制御部、及び第３光制御部を含む。前記第１光制御部は前記青色発光領域と重畳し、前記緑色光を吸収して青色光を放出する。前記第２光制御部は前記緑色発光領域と重畳し、前記緑色光を透過させる。前記第３光制御部は前記赤色発光領域と重畳し、前記緑色光を吸収して赤色光を放出する。

前記第１光制御部は、第１発光体及び発光補助体を含む。前記第１発光体の第１最低三重項エネルギー準位は１．２ｅＶより大きく、前記発光補助体の第２最低三重項エネルギー準位より小さい。前記発光補助体の第２最低三重項エネルギー準位は２．５ｅＶ以下である。

本発明の一実施例による表示装置は、発光素子層及び光制御層を含む。前記発光素子層は、複数個の発光素子を含む。前記光制御層は、前記発光素子層の上に配置される。前記複数個の発光素子のそれぞれは、第１電極、第２電極、及び少なくとも一つの発光部を含む。前記第２電極は、前記第１電極の上に配置される。前記少なくとも一つの発光部は、前記第１電極と前記第２電極との間に配置される。前記少なくとも一つの発光部は、正孔輸送領域、発光層、及び電子輸送領域を含む。前記発光層は、前記正孔輸送領域の上に配置されて緑色光を放出する。前記電子輸送領域は、前記発光層の上に配置される。前記光制御層は、第１光制御部、第２光制御部、及び第３光制御部を含む。前記第１光制御部は、前記緑色光を吸収して青色光を放出する。前記第２光制御部は、前記緑色光を透過させる。前記第３光制御部は、前記緑色光を吸収して赤色光を放出する。

前記発光素子層は、第１発光部、第２発光部、及び電荷生成層を含む。前記第２発光部は、前記第１発光部の上に配置される。前記電荷生成層は、前記第１発光部と前記第２発光部との間に配置される。

前記第１光制御部は、第１発光体、及び発光補助体を含む。前記第１発光体の第１最低三重項エネルギー準位は１．２ｅＶより大きい。前記発光補助体の第２最低三重項エネルギー準位は前記第１発光体の第１最低三重項エネルギー準位より大きく、２．５ｅＶ以下である。

前記第１発光体は、下記化学式１で表される。

前記化学式１において、Ｒ₁乃至Ｒ₁₀は、それぞれ独立して水素原子、重水素原子、ハロゲン原子、置換もしくは非置換のシリル基、置換もしくは非置換の炭素数１以上５０以下のアルキル基、置換もしくは非置換の環形成炭素数６以上５０以下のアリール基、または置換もしくは非置換の環形成炭素数２以上５０以下のヘテロアリール基であるか、または隣接する基と結合して環を形成する。ａ及びｂは、それぞれ独立して０以上５以下の整数である。

本発明の一実施例の表示装置は、長寿命及び高発光効率を達成する。

一実施例の表示装置の斜視図である。 一実施例の表示装置の分解斜視図である。 一実施例の表示パネルの断面図である。 一実施例の表示パネルの平面図である。 図４のＩ−Ｉ’線に沿って切断した表示パネルの断面図である。 一実施例による発光素子の断面図である。 一実施例による発光素子の断面図である。 一実施例による光制御層を拡大した拡大断面図である。 一実施例による光制御層を拡大した拡大断面図である。 一実施例の表示装置に含まれる第１発光体及び発光補助体のエネルギー移動を簡略に示す図である。 一実施例の表示装置に含まれる第１発光体及び発光補助体のエネルギー移動を簡略に示す図である。 一実施例の表示パネルの断面図である。 一実施例による発光素子の断面図である。 一実施例の表示パネルの断面図である。 一実施例の表示パネルの断面図である。

本明細書において、ある構成要素（または領域、層、部分など）が他の構成要素の「上にある」、「接続される」、または「結合される」と言及される場合、それは他の構成要素の上に直接配置・接続・結合されるか、またはそれらの間に第３の構成要素が配置されることを意味する。

同じ図面符号は同じ構成要素を指す。また、図面において、構成要素の厚さ、割合、及び寸法は技術的内容の効果的な説明のために誇張されている。

「及び／または」は、関連する構成が定義する一つ以上の組み合わせを全て含む。

第１、第２などの用語は多様な構成要素を説明するのに使用されるが、前記構成要素は前記用語に限らない。前記用語は一つの構造要素を他の構成要素から区別する目的にのみ使用される。例えば、本発明の権利範囲を逸脱しなければ、第１構成要素は第２構成要素と表現されてもよく、同様に第２構成要素が第１構成要素と表現されてもよい。単数の表現は、文脈上明白に異なるように意味しない限り、複数の表現を含む。

また、「下に」、「下側に」、「上に」、「上側に」などの用語は、図面に示した構成の相対的な関係を説明するために使用される。前記用語は相対的な概念であって、図面に示した方向を基準に説明される。

異なるように定義されない限り、本明細書で使用された全ての用語（技術用語及び科学用語を含む）は、本発明の属する技術分野の当業者によって一般的に理解されるようなものと同じ意味を有する。また、一般的に使用される辞書に定義されている用語のような用語は、関連技術の脈絡での意味と一致する意味を有すると解釈すべきであり、理想的な、または過度に形式的な意味に解釈されない限り、明示的にここで定義されるものと解釈される。

「含む」または「有する」などの用語は明細書の上に記載された特徴、数字、ステップ、動作、構成要素、部品またはこれらを組み合わせたものが存在することを指定するものであって、一つまたはそれ以上の他の特徴や数字、ステップ、動作、構成要素、部分品またはこれらを組み合わせたものの存在または付加可能性を予め排除しないと理解すべきである。

以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。

図１は、一実施例の表示装置ＤＤの斜視図である。図２は、一実施例の表示装置ＤＤの分解斜視図である。図３は、一実施例の表示パネルＤＰの断面図である。図４は、一実施例の表示パネルＤＰの平面図である。図５は、図４のＩ−Ｉ’線に沿って切断した表示パネルＤＰの断面図である。図６ａ及び図６ｂは、それぞれ一実施例による発光素子ＬＤの断面図である。

図１を参照すると、表示装置ＤＤは表示領域ＤＡ及び非表示領域ＮＤＡを含む。表示領域ＤＡはイメージＩＭが表示される領域である。図１では、イメージＩＭの例として蝶々が示されている。非表示領域ＮＤＡはイメージＩＭが表示されない領域である。表示領域ＤＡには画素（図示せず）が配置され、非表示領域ＮＤＡには画素（図示せず）が配置されない。画素（図示せず）とは、イメージＩＭを提供する有効画素を意味する。

表示領域ＤＡは、第１方向軸ＤＲ１及び第２方向軸ＤＲ２が定義する面と平行である。表示領域ＤＡの法線方向、つまり、表示装置ＤＤの厚さ方向は第３方向軸ＤＲ３の方向である。各部材の前面（または上面）と背面（または下面）は、第３方向ＤＲ３において区分される。しかし、第１乃至第３方向ＤＲ１、ＤＲ２、ＤＲ３が指示する方向は相対的な概念であり、他の方向に変換されてもよい。以下、第１乃至第３方向は第１乃至第３方向軸ＤＲ１、ＤＲ２、ＤＲ３がそれぞれ指示する方向であって、同じ図面符号を参照する。

表示装置ＤＤは、テレビ、モニタ、または外部広告板のような大型電子機器を初め、パソコン、ノートパソコン、ＰＤＡ、カーナビゲーションユニット、ゲーム機、携帯用電子機器、及びカメラのような中小型電子装置などに使用される。また、これらは単に実施例として提示されたものであって、本発明の概念から逸脱しない限り他の電子機器にも採用されてもよい。

非表示領域ＮＤＡによって表示装置ＤＤのべゼル領域が定義される。非表示領域ＮＤＡは、表示領域ＤＡに隣接した領域である。非表示領域ＮＤＡは、表示領域ＤＡを囲む。但し、これに限らず、表示領域ＤＡの形状と非表示領域ＮＤＡの形状は相対的にデザインされてもよい。本発明の他の実施例において、非表示領域ＮＤＡは省略されてもよい。

図２を参照すると、表示装置はボトムカバーＢＣ、表示パネルＤＰ、及びトップカバーＴＣを含む。ボトムカバーＢＣは表示パネルＤＰの下部に配置されて、表示装置ＤＤを外部の衝撃や汚染物質から保護する。

本発明の他の実施例において、トップカバーＴＣが省略されてもよい。トップカバーＴＣがない表示装置ＤＤの場合、シーリング部材またはモールドなどによって非表示領域ＮＤＡが定義される。

トップカバーＴＣは表示パネルＤＰなどを外部の衝撃や汚染物質から保護する。トップカバーＴＣの開口部ＯＰ−ＴＣは、表示パネルＤＰの前面（ｆｒｏｎｔ ｓｕｒｆａｃｅ）を露出させて表示領域ＤＡを定義する。

図２及び図３を参照すると、表示パネルＤＰは第１表示基板１００及び第２表示基板２００を含む。第２表示基板２００は第１表示基板１００の上に配置される。第１表示基板１００は、ベースフィルムＢＦ、回路層ＣＬ、及び発光素子層ＬＤＬを含む。第２表示基板２００は、光制御層ＷＣＬ及びベース基板ＢＳを含む。

ベースフィルムＢＦは、回路層ＣＬが配置されるベース面を提供する部材である。ベースフィルムＢＦは、シリコン基板、プラスチック基板、ガラス基板、金属基板、または複数の絶縁層を含む積層構造体である。しかし、実施例はこれに限らず、ベースフィルムＢＦは無機層、有機層、または複合材料層であってもよい。

回路層ＣＬは、ベースフィルムＢＦの上に配置される。回路層ＣＬは、複数のトランジスタ（図示せず）を含む。トランジスタ（図示せず）は、それぞれ制御電極、入力電極、及び出力電極を含む。例えば、回路層ＣＬは発光素子ＬＤを駆動するためのスイッチングトランジスタ（図示せず）及び駆動トランジスタ（図示せず）を含んでもよい。

発光素子層ＬＤＬは、複数の発光素子ＬＤ及び薄膜封止層ＴＦＥを含む。薄膜封止層ＴＦＥは、発光素子ＬＤをカバーする。薄膜封止層ＴＦＥは、発光素子ＬＤの上に直接配置されて発光素子ＬＤを密封する。

光制御層ＷＣＬは、薄膜封止層ＴＦＥの上に配置される。別途に図示していないが、光制御層ＷＣＬと薄膜封止層ＴＦＥとの間には接着部材（図示せず）が配置される。接着部材（図示せず）は、光制御層ＷＣＬ及び薄膜封止層ＴＦＥを接着する。接着部材（図示せず）は、例えば、光学透明接着剤（Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ Ｃｌｅａｒ Ａｄｈｅｓｉｖｅ）であってもよい。光制御層ＷＣＬは、発光素子層ＬＤＬから放出される光を吸収し、吸収された光とは異なる波長領域の中心波長を有する光を放出するか、発光素子層ＬＤＬから放出される光を透過させる。ベース基板ＢＳは、光制御層ＷＣＬを支持する支持基板の役割をする。ベース基板ＢＳは、ガラス基板、またはプラスチック基板である。

図４及び図５を参照すると、表示パネルＤＰは、非発光領域ＮＰＸＡ及び発光領域ＰＸＡ１、ＰＸＡ２、ＰＸＡ３を含む。発光領域ＰＸＡ１、ＰＸＡ２、ＰＸＡ３は、それぞれの発光素子ＬＤから生成された光が放出される領域である。発光領域ＰＸＡ１、ＰＸＡ２、ＰＸＡ３のそれぞれの面積は互いに異なってもよいが、この際、面積は平面上から見た場合の面積を意味する。本明細書において、「平面上から」とは、表示装置ＤＤを第３方向ＤＲ３（厚さ方向）に見た際を意味する。発光領域ＰＸＡ１、ＰＸＡ２、ＰＸＡ３は、発光素子ＬＤ（図４）から生成される光のカラーに応じて複数個のグループに区分される。

図４及び図５の示した一実施例の表示パネルＤＰには、第２色光、第１色光、及び第３色光を発光する３つの発光領域ＰＸＡ１、ＰＸＡ２、ＰＸＡ３を例示的に示している。例えば、一実施例の表示パネルＤＰは、互いに区分される第１発光領域ＰＸＡ１、第２発光領域ＰＸＡ２、及び第３発光領域ＰＸＡ３を含んでもよい。

一実施例において、表示パネルＤＰは第１色光を放出する複数個の発光素子ＬＤ、及び第１色光を吸収するか透過させて互いに異なる波長領域の光を放出する光制御部ＷＣＬ１、ＷＣＬ２、ＷＣＬ３を含む。光制御部ＷＣＬ１、ＷＣＬ２、ＷＣＬ３のそれぞれは、第１色光を吸収または透過させて互いに異なる色の光を放出する。例えば、一実施例において、第１光制御部ＷＣＬ１は第１色光を吸収して第２色光を放出し、第２光制御部ＷＣＬ２は第１色光を透過させ、第３光制御部ＷＣＬ３は第１色光を吸収して第３色光を放出してもよい。第１色光は、第２色光より長波長領域の光であり、第３色光よりは短波長領域の光である。実施例はこれに限らないが、例えば、第１色光は緑色光で、第２色光は青色光で、第３色光は赤色光であってもよい。例えば、第１色光は５００ｎｍ以上５８０ｎｍ以下の中心波長を有する緑色光であり、第２色光は４２０ｎｍ以上４８０ｎｍ以下の中心波長を有する青色光であり、第３色光は６００ｎｍ以上６７０ｎｍ以下の中心波長を有する赤色光であってもよい。より詳しくは、第１色光は５１５ｎｍ以上５４５ｎｍ以下の中心波長を有する緑色光である。

光制御部ＷＣＬ１、ＷＣＬ２、ＷＣＬ３のそれぞれは、第１発光領域ＰＸＡ１、第２発光領域ＰＸＡ２、及び第３発光領域ＰＸＡ３に対応して配置され、第１発光領域ＰＸＡ１、第２発光領域ＰＸＡ２、及び第３発光領域ＰＸＡ３のそれぞれと平面上で重畳する。例えば、第１発光領域ＰＸＡ１は青色発光領域であり、第２発光領域ＰＸＡ２は緑色発光領域であり、第３発光領域ＰＸＡ３は赤色発光領域であってもよい。

図４及び図５に示した一実施例の表示パネルＤＰにおいて、発光領域ＰＸＡ１、ＰＸＡ２、ＰＸＡ３は、光制御層ＷＣＬの光制御部ＷＣＬ１、ＷＣＬ２、ＷＣＬ３から発光するカラーによって異なる面積を有する。例えば、図４及び図５を参照すると、第２色光を放出する第１光制御部ＷＣＬ１の第１発光領域ＰＸＡ１が最も大きい面積を有し、第１色光を放出する第２光制御部ＷＣＬ２の第２発光領域ＰＸＡ２が最も小さい面積を有してもよい。しかし、実施例はこれに限らず、発光領域ＰＸＡ１、ＰＸＡ２、ＰＸＡ３を同じ面積で有するか、または図４及び図５の図示とは異なる面積割合で発光領域ＰＸＡ１、ＰＸＡ２、ＰＸＡ３が提供されてもよい。

発光領域ＰＸＡ１、ＰＸＡ２、ＰＸＡ３のそれぞれは、画素定義膜ＰＤＬで区分される領域である。非発光領域ＮＰＸＡは隣り合う発光領域ＰＸＡ１、ＰＸＡ２、ＰＸＡ３の間の領域であって、画素定義膜ＰＤＬと対応する領域である。一方、本明細書において、発光領域ＰＸＡ１、ＰＸＡ２、ＰＸＡ３それぞれは画素（Ｐｉｘｅｌ)に対応する。

画素定義膜ＰＤＬは、高分子樹脂からなる。例えば、画素定義膜ＰＤＬは、ポリアクリレート系樹脂、またはポリイミド系樹脂を含んで形成される。また、画素定義膜ＰＤＬは、高分子樹脂以外に無機物を更に含んで形成されてもよい。一方、画素定義膜ＰＤＬは、光吸収物質を含んで形成されるか、ブラック顔料またはブラック染料を含んで形成される。ブラック顔料またはブラック染料を含んで形成された画素定義膜ＰＤＬは、ブラック画素定義膜を具現する。画素定義膜ＰＤＬを形成する際、ブラック顔料またはブラック染料としてはカーボンブラックなどを使用してもよいが、実施例はこれに限らない。

また、画素定義膜ＰＤＬは無機物からなる。例えば、画素定義膜ＰＤＬは、窒化ケイ素（ＳｉＮｘ）、酸化ケイ素（ＳｉＯｘ）、窒酸化ケイ素（ＳｉＯｘＮｙ）などを含んで柄形成されてもよい。画素定義膜ＰＤＬは、発光領域ＰＸＡ１、ＰＸＡ２、ＰＸＡ３を定義する。画素定義膜ＰＤＬによって発光領域ＰＸＡ１、ＰＸＡ２、ＰＸＡ３と非発光領域ＮＰＸＡとが区分される。

第１発光領域ＰＸＡ１及び第３発光領域ＰＡＸ３は、第１方向軸ＤＲ１に沿って交互に配列されて第１グループＰＸＧ１を構成する。第２発光領域ＰＸＡ２は、第１方向ＤＲ１に沿って配列されて第２グループＰＸＧ２を構成する。

第１グループＰＸＧ１は、第２グループＰＸＧ２に対して第２方向軸ＤＲ２の方向に離隔されて配置される。第１グループＰＸＧ１及び第２グループＰＸＧ２のそれぞれは、複数提供される。第１グループＰＸＧ１と第２グループＰＸＧ２は、第２方向軸ＤＲ２に沿って互いに交互に配列される。

一つの第２発光領域ＰＸＡ２は、一つの第１発光領域ＰＸＡ１または一つの第３発光領域ＰＸＡ３から第４方向軸ＤＲ４の方向に離隔されて配置される。第４方向軸ＤＲ４の方向は、第１方向軸ＤＲ１の方向と第２方向軸ＤＲ２の方向との間の方向である。

図４に示した発光領域ＰＸＡ１、ＰＸＡ２、ＰＸＡ３の配列構造は、ペンタイル構造と称される。但し、一実施例の表示装置ＤＤにおける発光領域ＰＸＡ１、ＰＸＡ２、ＰＸＡ３の配列構造は、図４に示した配列構造に限らない。例えば、一実施例において、発光領域ＰＸＡ１、ＰＸＡ２、ＰＸＡ３は第２方向ＤＲ２に沿って、第１発光領域ＰＸＡ１、第２発光領域ＰＸＡ２、及び第３発光領域ＰＸＡ３が順次交互に配列されるストライプ状構造を有してもよい。

図５を参照すると、発光素子層ＬＤＬは複数個の発光素子ＬＤを含む。発光素子ＬＤは、第１電極ＥＬ１、第２電極ＥＬ２、及び少なくとも一つの発光部ＥＭを含む。第１電極層ＥＬ１は回路層ＣＬの上に配置される。第１電極ＥＬ１は、駆動トランジスタ（図示せず）と電気的に接続されて駆動信号を受信する。第１電極ＥＬ１は、複数個の画素定義膜ＰＤＬの間に互いに離隔されて配置される。第２電極層ＥＬ２は第１電極層ＥＬ１の上に配置される。少なくとも一つの発光部ＥＭは、第１電極ＥＬ１と第２電極ＥＬ２との間に配置される。少なくとも一つの発光部ＥＭは、正孔輸送領域ＨＴＲ、発光層ＥＭＬ、及び電子輸送領域ＥＴＲを含む。

図６ａ及び図６ｂは、発光素子層ＬＤＬに含まれる一実施例の発光素子ＬＤを例示的に示す断面図である。図６ｂは図６ａに比べ、正孔輸送領域ＨＴＲが正孔注入層ＨＩＬ及び正孔輸送層ＨＴＬを含み、電子輸送領域ＥＴＲが電子注入層ＥＩＬ及び電子輸送層ＥＴＬを含む一実施例の発光素子ＬＤの断面図である。

発光素子ＬＤを構成する第１電極ＥＬ１は導電性を有する。第１電極ＥＬ１は、金属合金または導電性化合物からなる。第１電極ＥＬ１はアノード（ａｎｏｄｅ)である。第１電極ＥＬ１は画素電極である。一実施例発光素子ＬＤにおいて、第１電極ＥＬ１は反射型電極である。しかし、実施例はこれに限らない。例えば、第１電極ＥＬ１は、透過型電極または半透過型電極であってもよい。第１電極ＥＬ１が半透過型電極または反射型電極であれば、第１電極ＥＬ１はＡｇ、Ｍｇ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ａｕ、Ｎｉ、Ｎｄ、Ｉｒ、Ｃｒ、Ｌｉ、Ｃａ、ＬｉＦ／Ｃａ、ＬｉＦ／Ａｌ、Ｍｏ、Ｔｉ、またはこれらの化合物や混合物（例えば、ＡｇとＭｇの混合物）を含む。また、前記例示された物質からなる反射膜や半透過膜、及びＩＴＯ（ｉｎｄｉｕｍ ｔｉｎ ｏｘｉｄｅ）、ＩＺＯ（ｉｎｄｉｕｍ ｚｉｎｃ ｏｘｉｄｅ）、ＺｎＯ（ｚｉｎｃ ｏｘｉｄｅ）、ＩＴＺＯ（ｉｎｄｉｕｍ ｔｉｎ ｚｉｎｃ ｏｘｉｄｅ）などからなる透明導電膜を含む複数の層構造であってもよい。例えば、第１電極ＥＬ１は多層金属膜であってもよく、ＩＴＯ／Ａｇ／ＩＴＯの金属膜が積層された構造であってもよい。

正孔輸送領域ＨＴＲは、単一物質からなる単一層、複数の互いに異なる物質からなる単一層、または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。例えば、正孔輸送領域ＨＴＲは、複数の互いに異なる物質からなる単一層の構造を有するか、第１電極ＥＬ１から順番に積層された正孔注入層ＨＩＬ／正孔輸送層ＨＴＬ、正孔注入層ＨＩＬ／正孔輸送層ＨＴＬ／バッファ層（図示せず）、正孔注入層ＨＩＬ／バッファ層（図示せず）、正孔輸送層ＨＴＬ／バッファ層（図示せず）、または正孔注入層ＨＩＬ／正孔輸送層ＨＴＬ／正孔阻止層（図示せず）の構造を有してもよいが、実施例はこれに限らない。

例えば、正孔輸送領域ＨＴＲは正孔注入層ＨＩＬ及び正孔輸送層ＨＴＬを含んでもよく、正孔注入層ＨＩＬと正孔輸送層ＨＴＬにはそれぞれ公知の正孔注入物質と公知の正孔輸送物質が使用されてもよい。

発光層ＥＭＬは正孔輸送領域ＨＴＲの上に提供される。発光層ＥＭＬは、単一物質からなる単一層、複数の互いに異なる物質からなる単一層、または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。

発光層ＥＭＬは第１色光を放出する。例えば、発光層ＥＭＬは緑色光を発光する有機物質からなり、蛍光物質またはりん光物質を含む。また、発光層ＥＭＬはホスト及びドーパントを含む。ドーパントは、りん光ドーパント、蛍光ドーパント、または熱活性遅延蛍光（Ｔｈｅｒｍａｌｌｙ Ａｃｔｉｖａｔｅｄ Ｄｅｌａｙｅｄ Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ）ドーパントのうち少なくとも一つを含む。例えば、発光層ＥＭＬはドーパントとしてりん光ドーパント、蛍光ドーパント、または熱活性遅延蛍光ドーパントのうちいずれか一つを含むか、熱活性遅延蛍光ドーパントを第１ドーパントとして含み蛍光ドーパントを第２ドーパントとして含んでもよい。好ましくは、発光層ＥＭＬはりん光ドーパントを含む。つまり、発光層ＥＭＬはりん光発光する。

発光層ＥＭＬが緑色光を発光すれば、発光層ＥＭＬは、例えば、Ａｌｑ₃（トリス（８−ヒドロキシキノリノ）アルミニウム）を含む蛍光物質を更に含む。発光層が緑色を発光する際、発光層ＥＭＬに含まれたドーパントは、例えば、Ｉｒ（ｐｐｙ）₃（ｆａｃ−トリス（２−フェニルピリジン）イリジウム）のような金属錯化合物（ｍｅｔａｌ ｃｏｍｐｌｅｘ）または有機金属錯体（ｏｒｇａｎｏｍｅｔａｌｌｉｃ ｃｏｍｐｌｅｘ）、及びクマリン（ｃｏｕｍａｒｉｎ）及びその誘導体から選択される。金属錯化合物または有機金属錯体は、Ｉｒ、Ｐｔ、Ｏｓ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｒｅ、及びＲｕからなる群より選択される。例えば、ＰＱＩｒ（イリジウム（III）ビス（２−フェニルキノリル−Ｎ，Ｃ^2'）アセチルアセトナート、Ｉｒ（ｐｐｙ）₃（ｆａｃ−トリス（２−フェニルピリジン）イリジウム）、または下記第１化合物群より選択される化合物のうち少なくとも一つを含む。

［第１化合物群］

しかし、これは例示的な記載に過ぎず、発光層ＥＭＬは当技術分野に公知の緑色りん光発光物質を制限なく含んでもよい。

図６ａ及び図６ｂに示した発光素子ＬＤに関する説明では発光層ＥＭＬが有機物質を含むと説明されたが、実施例はこれに限らず、発光層ＥＭＬは発光物質として量子ドット（Ｑｕａｎｔｕｍ Ｄｏｔ）を含む量子ドット発光層であってもよい。発光層ＥＭＬが発光物質として量子ドットを含めば、量子ドットは後述する量子ドットＱＤ２に関する内容と実質的に同じ説明が適用される。

電子輸送領域ＥＴＲは、発光層ＥＭＬの上に提供される。電子輸送領域ＥＴＲは、正孔阻止層（図示せず）、電子輸送層ＥＴＬ、及び電子注入層のＥＩＬうち少なくとも一つを含むが、これに限らない。

電子輸送領域ＥＴＲが電子注入層ＥＩＬ及び電子輸送層ＥＴＬを含めば、電子注入層ＥＩＬ及び電子輸送層ＥＴＬには、それぞれ公知の電子注入物質と公知の電子輸送物質が使用される。

第２電極ＥＬ２は、電子輸送領域ＥＴＲの上に提供される。第２電極ＥＬ２は、共通電極またはカソードである。第２電極ＥＬ２は金属合金または導電性化合物からなる。第２電極ＥＬ２は、透過型電極、半透過型電極、または反射型電極である。第２電極ＥＬ２が透過型電極であれば、第２電極ＥＬ２は透明金属酸化物、例えば、ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＺｎＯ、ＩＴＺＯなどからなる。

第２電極ＥＬ２が半透過型電極または反射型電極であれば、第２電極ＥＬ２はＡｇ、Ｍｇ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ａｕ、Ｎｉ、Ｎｄ、Ｉｒ、Ｃｒ、Ｌｉ、Ｃａ、ＬｉＦ／Ｃａ、ＬｉＦ／Ａｌ、Ｍｏ、Ｔｉ、またはこれらの化合物や混合物（例えば、ＡｇとＭｇの混合物）を含む。また、前記例示された物質からなる反射膜や半透過膜、及びＩＴＯ、ＩＺＯ、ＺｎＯ、ＩＴＺＯなどからなる透明導電膜を含む複数の層構造であってもよい。

一方、図示していないが、第２電極ＥＬ２は補助電極と接続される。第２電極ＥＬ２が補助電極と接続されれば、第２電極ＥＬ２の抵抗を減少させることができる。

一実施例の表示パネルＤＰにおいて、互いに向い合う第１電極ＥＬ１と第２電極ＥＬ２のうち第１電極ＥＬ１は反射型電極で、第２電極ＥＬ２は透過型電極である。一実施例において、発光素子ＬＤは前面発光する。しかし、実施例はこれに限らない。

図示していないが、第２電極ＥＬ２の上にはキャッピング層（図示せず）が更に配置される。キャッピング層は発光層ＥＭＬから放出される光の共振距離を調節するか、屈折率などの発光素子ＬＤの光学特性を調節するための層である。

更に図５を参照すると、発光部ＥＭを構成する正孔輸送領域ＨＴＲ、発光層ＥＭＬ、及び電子輸送領域ＥＴＲそれぞれは、互いに隣り合う複数個の発光素子ＬＤ全体で共通層として提供される。第１電極ＥＬ１が回路層ＣＬの上で互いに離隔された状態でパターニングされて提供される構成とは異なって、正孔輸送領域ＨＴＲ、発光層ＥＭＬ、及び電子輸送領域ＥＴＲそれぞれはパターニングされずに発光素子層ＬＤＬ全体に延長されて配置される。

薄膜封止層ＴＦＥは第２電極ＥＬ２の上に配置される。薄膜封止層ＴＦＥは第２電極ＥＬ２の上に直接配置される。発光素子ＬＤがキャッピング層（図示せず）を更に含めば、薄膜封止層ＴＦＥはキャッピング層（図示せず）の上に直接配置される。

薄膜封止層ＴＦＥの上には光制御層ＷＣＬが配置される。光制御層ＷＣＬは、第１光制御部ＷＣＬ１、第２光制御部ＷＣＬ２、第３光制御部ＷＣＬ３、及び隔壁部ＢＫを含む。隔壁部ＢＫは、ベース基板ＢＳの上に互いに離隔されて配置される。隔壁部ＢＫは、画素定義膜ＰＤＬの配置位置と一対一に対応するように配置される。隔壁部ＢＫは第１乃至第３光制御部ＷＣＬ１、ＷＣＬ２、ＷＣＬ３の間に配置され、第１乃至第３光制御部ＷＣＬ１、ＷＣＬ２、ＷＣＬ３から放出される光が混ざることを防止する。

第１乃至第３光制御部ＷＣＬ１、ＷＣＬ２、ＷＣＬ３は、平面上で互いに離隔されて配置される。

光制御層ＷＣＬは保護層ＣＡＰを更に含む。保護層ＣＡＰは、第１乃至第３光制御部ＷＣＬ１、ＷＣＬ２、ＷＣＬ３及び隔壁部ＢＫの上に配置される。保護層ＣＡＰは、水分及び／または酸素（以下、「水分／酸素」と称する）の浸透を防ぐ役割をする。保護層ＣＡＰは第１乃至第３光制御部ＷＣＬ１、ＷＣＬ２、ＷＣＬ３の上に配置され、第１乃至第３光制御部ＷＣＬ１、ＷＣＬ２、ＷＣＬ３が水分／酸素に露出されることを遮断する。保護層ＣＡＰは、少なくとも一つの無機層を含む。つまり、保護層ＣＡＰは無機物質を含んで形成される。例えば、保護層ＣＡＰは、シリコン窒化物、アルミニウム窒化物、ジルコニウム窒化物、チタン窒化物、ハフニウム窒化物、タンタル窒化物、シリコン酸化物、アルミニウム酸化物、チタン酸化物、錫酸化物、セリウム酸化物、及びシリコン酸窒化物や、光透過率が確保された金属薄膜などを含んで形成される。一方、保護層ＣＡＰは有機膜を更に含んでもよい。保護層ＣＡＰは、単一層または複数の層を含んでもよい。

図７ａ及び図７ｂは、それぞれ一実施例による光制御層ＷＣＬ、ＷＣＬ−１を拡大した拡大断面図である。図８ａ及び図８ｂは、一実施例の表示装置ＤＤに含まれる第１発光体ＲＭ及び発光補助体のエネルギー移動を簡略に示す図である。

図７ａを参照すると、第１光制御部ＷＣＬ１は第１発光体ＲＭを含む。第１発光体ＲＭは、第１色光より短波長領域の第２色光を放出する。第１発光体ＲＭは、有機化合物または量子ドットである。第１光制御部ＷＣＬ１は、発光補助体を更に含む。

特に、第１発光体ＲＭが有機化合物であれば、第１光制御部ＷＣＬ１は発光補助体を更に含む。発光補助体は第１色光を吸収して励起され、前記第１発光体ＲＭにエネルギーを遷移させる。

図８ａを参照すると、第１発光体ＲＭと発光補助体はデクスターエネルギー遷移（Ｄｅｘｔｅｒ ｅｎｅｒｇｙ ｔｒａｎｓｆｅｒ）方式で互いにエネルギーを交換する。

本明細書において、Ｓ₀ ^Rは発光補助体の底状態のエネルギー準位を意味し、Ｓ₀ ^Bは第１発光体ＲＭの底状態のエネルギー準位を意味する。Ｔ₁ ^Rは発光補助体の最低三重項エネルギー準位を意味し、Ｔ₁ ^Bは第１発光体ＲＭの最低三重項エネルギー準位を意味する。Ｓ₁ ^Bは、第１発光体ＲＭの最低一重項エネルギー準位を意味する。本明細書において、第１発光体ＲＭの最低三重項エネルギー準位（Ｔ₁ ^B）は第１最低三重項エネルギー準位と称され、発光補助体の最低三重項エネルギー準位（Ｔ₁ ^R）は第２最低三重項エネルギー準位と称される。

発光補助体が発光素子ＬＤから放出される第１色光を受けて、Ｓ₀ ^Rの電子がＴ₁ ^Rに励起される。次に、発光補助体のＴ₁ ^Rの電子が第１発光体ＲＭのＴ₁ ^Bに移動し、第１発光体ＲＭのＳ₀ ^Bの電子は発光補助体のＳ₀ ^Rに移動する。

図８ｂを参照すると、第１発光体ＲＭから三重項−三重項消滅（Ｔｒｉｐｌｅｔ−Ｔｒｉｐｌｅｔ Ａｎｎｉｈｉｌａｔｉｏｎ、以下、ＴＴＡ）が発生し、一つのＳ₁ ^B電子を生成する。Ｓ₁ ^B電子は底状態に落ちながら、第１色光より短波長の第２色光を発光する。例えば、緑色光より短波長の青色光を発光してもよい。

第１発光体ＲＭの最低三重項エネルギー準位（Ｔ₁ ^B）は、１．２ｅＶより大きく、発光補助体の最低三重項エネルギー準位（Ｔ₁ ^R）より小さい。第１発光体ＲＭの最低一重項エネルギー準位（Ｓ₁ ^B）は約２．５ｅＶ以上３．１ｅＶ以下である。第１発光体ＲＭは、青色蛍光発光物質である。

発光補助体の最低三重項エネルギー準位（Ｔ₁ ^R）は２．５ｅＶ以下である。発光補助体の最低三重項エネルギー準位（Ｔ₁ ^R）が２．５ｅＶ以下であれば、発光素子から放出される緑色光を吸収し、底状態の電子が最低三重項エネルギー準位（Ｔ₁ ^R）または最低一重項エネルギー準位に励起される。

第１発光体ＲＭの最低三重項エネルギー準位（Ｔ₁ ^B）が発光補助体の最低三重項エネルギー準位（Ｔ₁ ^R）より小さければ、発光補助体のＴ₁ ^R電子が第１発光体ＲＭのＴ₁ ^Bに移動する。

第１発光体ＲＭの最低三重項エネルギー準位（Ｔ₁ ^B）が１．２ｅＶより大きければ三重項−三重項消滅が発生し、２．７ｅＶ以上３．０ｅＶ以下のエネルギー準位を有する一重項を生成する。よって、青色発光が可能になる。

第１光制御部ＷＣＬ１は、第１発光体ＲＭ及び発光補助体をマトリックス部ＭＸに分散された状態で含む。例えば、第１光制御部ＷＣＬ１は第１発光体ＲＭ及び発光補助体をＰＭＭＡ［ポリ（メチルメタクリレート）］などの高分子樹脂に混合されたフィル状で含んでもよい。しかし、実施例はこれに限らず、マトリックス部ＭＸは高分子樹脂ではなく有機化合物であってもよい。例えば、第１光制御部ＷＣＬ１は第１発光体ＲＭ及び発光補助体を１，２−ジクロロエタンなどの有機化合物に混合されてゲル化（ｇｅｌａｔｉｏｎ）した状態で含んでもよい。

マトリックス部ＭＸが高分子樹脂であれば、後述する第１光制御部ＷＣＬ１及び第２光制御部ＷＣＬ２でのベース樹脂ＢＲと実質的に同じ説明が適用される。

第１発光体ＲＭ及び発光補助体の全体重量において、第１発光体ＲＭは約７０ｗｔ％以上９０ｗｔ％以下の割合を有し、発光補助体は約１ｗｔ％以上３０ｗｔ％以下の割合を有する。第１発光体ＲＭ及び発光補助体の割合が上述した範囲を満足すれば、第１光制御部ＷＣＬ１は満足できる光変換効率を達成する。

つまり、第１発光体ＲＭは、青色蛍光発光物質である。例えば、第１発光体ＲＭは、アントラセン誘導体、ピレン誘導体、フルオランテン誘導体、クリセン誘導体、ジヒドロベンズアントラセン誘導体、またはトリフェニレン誘導体である。

第１発光体ＲＭがアントラセン誘導体であれば、例えば、アントラセン誘導体は下記化学式１で表される。

化学式１において、Ｒ₁乃至Ｒ₁₀は、それぞれ独立して水素原子、重水素原子、ハロゲン原子、置換もしくは非置換のシリル基、置換もしくは非置換の炭素数１以上５０以下のアルキル基、置換もしくは非置換の環形成炭素数６以上５０以下のアリール基、または置換もしくは非置換の環形成炭素数２以上５０以下のヘテロアリール基であるか、または隣接する基と結合して環を形成する。

本明細書において、「隣接する基と互いに結合して環を形成」するとは、隣接する基と互いに結合して置換もしくは非置換された炭化水素環、または置換もしくは非置換されたヘテロ環を形成することを意味する。炭化水素環は、脂肪族炭化水素環及び芳香族炭化水素環を含む。ヘテロ環は、脂肪族ヘテロ環及び芳香族ヘテロ環を含む。炭化水素環及びヘテロ環は、単環または多環である。また、互いに結合して形成された環は、他の環と連結されてスピロ構造を形成してもよい。

置換または非置換の炭素数１以上５０以下のアルキル基は、ウレタン基、アミド基、アルコキシ基などを含む。

化学式１において、ａ及びｂはそれぞれ独立して０以上５以下の整数である。ａが２以上であれば、Ｒ₉及びＲ₁₀はそれぞれ独立して隣接する基と互いに結合して環を形成する。

第１発光体ＲＭがピレン誘導体であれば、例えば、ピレン誘導体は下記化学式２で表される。

化学式２において、Ｒ₂₀は、水素原子、重水素原子、ハロゲン原子、置換もしくは非置換のシリル基、置換もしくは非置換の炭素数１以上５０以下のアルキル基、置換もしくは非置換の環形成炭素数６以上５０以下のアリール基、または置換もしくは非置換の環形成炭素数２以上５０以下のヘテロアリール基であるか、または隣接する基と結合して環を形成する。

ｃは、１以上１０以下である。ｃが２以上であれば、Ｒ₂₀は互いに同じであってもよく異なってもよい。Ｒ₂₀のうち少なくとも一つは水素ではない。Ｒ₂₀は、例えば、アリールアミン基などのアミン基を含む。Ｒ₂₀は、置換または非置換のアリレン基である。

一実施例において、発光補助体は蛍光発光物質、りん光発光物質、または熱活性遅延蛍光発光物質のうち少なくとも一つである。

好ましくは、発光補助体は、りん光発光物質または熱活性遅延蛍光発光物質である。発光補助体がりん光発光物質または熱活性遅延蛍光発光物質であれば、第１色光を受けて最低一重項エネルギー準位で励起された電子が最低三重項エネルギー準位（Ｔ₁ ^R）に遷移される系間遷移が起こる。よって、励起された電子を全て利用して第１発光体ＲＭにエネルギーを伝達することができるため、高効率の発光が可能になる。

例えば、発光補助体は赤色光を発光する有機金属錯体である。有機金属錯体をなす金属は、Ｉｒ、Ｐｔ、Ｏｓ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｒｅ、及びＲｕからなる群より選択される。より詳しくは、発光補助体はポルフィリン（Ｐｏｒｐｈｙｒｉｎ）誘導体である。より詳しくは、前記発光補助体はポルフィリン−金属錯体である。

図７ｂを参照すると、一実施例の表示装置ＤＤにおいて、第１光制御部ＷＣＬ１ａは第１発光体ＲＭとして量子ドットＱＤ１を含む。量子ドットＱＤ１のコアは、ＩＩ−ＶＩ族化合物、ＩＩＩ−Ｖ族化合物、ＩＶ−ＶＩ族化合物、ＩＶ族元素、ＩＶ族化合物、及びこれらの組み合わせから選択される。

ＩＩ−ＶＩ族化合物は、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＺｎＯ、ＨｇＳ、ＨｇＳｅ、ＨｇＴｅ、ＭｇＳｅ、ＭｇＳ、及びこれらの混合物からなる群より選択される二元化合物、ＡｇＩｎＳ、ＣｕＩｎＳ、ＣｄＳｅＳ、ＣｄＳｅＴｅ、ＣｄＳＴｅ、ＺｎＳｅＳ、ＺｎＳｅＴｅ、ＺｎＳＴｅ、ＨｇＳｅＳ、ＨｇＳｅＴｅ、ＨｅＳＴｅ、ＣｄＺｎＳ、ＣｄＺｎＳｅ、ＣｄＺｎＴｅ、ＣｄＨｇＳ、ＣｄＨｇＳｅ、ＣｄＨｇＴｅ、ＨｇＺｎＳ、ＨｅＺｎＳｅ、ＨｅＺｎＴｅ、ＭｇＺｎＳｅ、ＭｇＺｎＳ、及びこれらの混合物せからなる群より選択される三元化合物、及びＨｇＺｎＴｅＳ、ＣｄＺｎＳｅＳ、ＣｄＺｎＳｅＴｅ、ＣｄＺｎＳＴｅ、ＣｄＨｇＳｅＳ、ＣｄＨｇＳｅＴｅ、ＣｄＨｇＳＴｅ、ＨｇＺｎＳｅＳ、ＨｇＺｎＳｅＴｅ、ＨｇＺｎＳＴｅ、及びこれらの混合物せからなる群より選択される四元化合物からなる群より選択される。

ＩＩＩ−Ｖ族化合物は、ＧａＮ、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＧａＳｂ、ＡｌＮ、ＡｌＰ、ＡｌＡｓ、ＡｌＳｂ、ＩｎＮ、ＩｎＰ、ＩｎＡｓ、ＩｎＳｂ、及びこれらの混合物からなる群より選択される二元化合物、ＧａＮＰ、ＧａＮＡｓ、ＧａＮＳｂ、ＧａＰＡｓ、ＧａＰＳｂ、ＡｌＮＰ、ＡｌＮＡｓ、ＡｌＮＳｂ、ＡｌＰＡｓ、ＡｌＰＳｂ、ＩｎＧａＰ、ＩｎＮＰ、ＩｎＮＡｓ、ＩｎＮＳｂ、ＩｎＰＡｓ、ＩｎＰＳｂ、ＧａＡｌＮＰ、及びこれらの混合物からなる群より選択される三元化合物、及びＧａＡｌＮＡｓ、ＧａＡｌＮＳｂ、ＧａＡｌＰＡｓ、ＧａＡｌＰＳｂ、ＧａＩｎＮＰ、ＧａＩｎＮＡｓ、ＧａＩｎＮＳｂ、ＧａＩｎＰＡｓ、ＧａＩｎＰＳｂ、ＩｎＡｌＮＰ、ＩｎＡｌＮＡｓ、ＩｎＡｌＮＳｂ、ＩｎＡｌＰＡｓ、ＩｎＡｌＰＳｂ、及びこれらの混合物からなる群より選択される四元化合物からなる群より選択される。

ＩＶ−ＶＩ族化合物は、ＳｎＳ、ＳｎＳｅ、ＳｎＴｅ、ＰｂＳ、ＰｂＳｅ、ＰｂＴｅ、及びこれらの混合物からなる群より選択される二元化合物、ＳｎＳｅＳ、ＳｎＳｅＴｅ、ＳｎＳＴｅ、ＰｂＳｅＳ、ＰｂＳｅＴｅ、ＰｂＳＴｅ、ＳｎＰｂＳ、ＳｎＰｂＳｅ、ＳｎＰｂＴｅ、及びこれらの混合物からなる群より選択される三元化合物、及びＳｎＰｂＳＳｅ、ＳｎＰｂＳｅＴｅ、ＳｎＰｂＳＴｅ、及びこれらの混合物からなる群より選択される四元化合物からなる群より選択される。ＩＶ族元素は、Ｓｉ、Ｇｅ、及びこれらの混合物からなる群より選択される。ＩＶ族元素は、ＳｉＣ、ＳｉＧｅ、及びこれらの混合物からなる群より選択される二元化合物である。

この場合、二元化合物、三元化合物、または四元化合物は均一な濃度で粒子内に存在するか、濃度分布が部分的に異なる状態に分けられて同一粒子内に存在する。また、一つの量子ドットＱＤ１が他の量子ドットＱＤ１を囲むコア／シェル構造を有してもよい。コアとシェルの界面は、シェルに存在する元素の濃度が中心に行くほど低くなる濃度勾配（ｇｒａｄｉｅｎｔ）を有する。

いくつかの実施例において、量子ドットＱＤは上述したナノ結晶を含むコア、及び前記コアを囲むシェルを含むコア−シェル構造を有する。前記量子ドットＱＤ１のシェルは、前記コアの化学的変性を防止して半導体特性を維持するための保護層の役割、及び／または量子ドットＱＤ１に電気泳動特性を与えるためのチャージング層（ｃｈａｒｇｉｎｇ ｌａｙｅｒ）の役割をする。前記シェルは単層または多重層である。コアとシェルの界面は、シェルに存在する元素の濃度が中心に行くほど低くなる濃度勾配を有する。前記量子ドットＱＤ１のシェルの例としては、金属または非金属の酸化物、半導体化合物、またはこれらの組み合わせが挙げられる。

例えば、前記金属または非金属の酸化物は、ＳｉＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃、ＴｉＯ₂、ＺｎＯ、ＭｎＯ、Ｍｎ₂Ｏ₃、Ｍｎ₃Ｏ₄、ＣｕＯ、ＦｅＯ、Ｆｅ₂Ｏ₃、Ｆｅ₃Ｏ₄、ＣｏＯ、Ｃｏ₃Ｏ₄、ＮｉＯなどの二元素化合物、またはＭｇＡｌ₂Ｏ₄、ＣｏＦｅ₂Ｏ₄、ＮｉＦｅ₂Ｏ₄、ＣｏＭｎ₂Ｏ₄などの三元素化合物などが挙げられるが、本発明はこれに限らない。

また、前記半導体化合物は、ＣｄＳ、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＺｎＳｅＳ、ＺｎＴｅＳ、ＧａＡｓ、ＧａＰ、ＧａＳｂ、ＨｇＳ、ＨｇＳｅ、ＨｇＴｅ、ＩｎＡｓ、ＩｎＰ、ＩｎＧａＰ、ＩｎＳｂ、ＡｌＡｓ、ＡｌＰ、ＡｌＳｂなどが挙げられるが、本発明はこれに限らない。

量子ドットＱＤ１は約４５ｎｍ以下、好ましくは約４０ｎｍ以下、より好ましくは約３０ｎｍ以下の発光波長スペクトルの半値幅（ｆｕｌｌ ｗｉｄｔｈ ｏｆ ｈａｌｆ ｍａｘｉｍｕｍ、ＦＷＨＭ）を有し、この範囲で色純度や色再現性を向上させる。また、このような量子ドットＱＤ１を介して発光される光は全方向に放出されるゆえ、光視野角が向上される。

また、量子ドットＱＤ１の形態は当分野で一般的に使用する形態のものであって特に限定されないが、より詳しくは、球状、ピラミッド状、多腕（ｍｕｌｔｉ−ａｒｍ）状、立方体（ｃｕｂｉｃ）のナノ粒子、ナノチューブ、ナノワイヤ、ナノ繊維、ナノ板状粒子などの形態のものを使用する。例えば、量子ドットＱＤ１は棒状の量子ロッド（Ｑｕａｎｔｕｍ Ｒｏｄ）であってもよい。量子ドットＱＤ１は粒子のサイズに応じて放出する光の色相を調節するが、それによって量子ドットＱＤ１は青色、赤色、緑色など多様な発光色相を有する。量子ドットＱＤ１の材料及び形態によって量子ドットＱＤ１は第１波長領域の光を吸収し、第１波長領域の光より短波長領域の光を放出する。

例えば、量子ドットＱＤ１のコアが複数個の異なる化合物を含めば、量子ドットＱＤ１のコアのうち異なる化合物を含む部分のそれぞれは、互いに異なる２つのバンドギャップエネルギー（最大伝導帯エネルギー準位と最高価電子帯エネルギー準位の差）を有する。例えば、量子ドットＱＤ１は、第１バンドギャップを有する第１化合物からなる第１部分と、第２バンドギャップを有する第２化合物からなる第２部分を含む。このとき、第１バンドギャップの最低伝導帯で励起された励起子が、第１バンドギャップの最高価電子帯エネルギーより低いエネルギーを有する第２バンドギャップの最高価電子帯エネルギーに落ちる。よって、一実施例の量子ドットＱＤ１は第１波長領域の光を吸収し、第１波長領域の光より短波長領域の光を放出する。

第１光制御部ＷＣＬ１は、量子ドットＱＤ１以外にベース樹脂ＢＲ及び散乱粒子ＳＣを更に含む。量子ドットＱＤ１及び散乱粒子ＳＣは、ベース樹脂ＢＳに均一または不均一に分散される。散乱粒子ＳＣは、量子ドットＱＤ１から発光される光を散乱させて光視野角を改善する。

ベース樹脂ＢＳは量子ドットＱＤ１、ＱＤ２または散乱粒子ＳＰが分散された媒質であって、一般にバインダーと称される多様な樹脂組成物からなる。ベース樹脂ＢＳは高分子樹脂組成物からなる。例えば、ベース樹脂ＢＳを形成する高分子樹脂組成物は、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、シリコン系樹脂、エポキシ系樹脂などを含んでもよい。高分子樹脂組成物は透明である。

散乱粒子ＳＣは無機粒子である。例えば、散乱粒子ＳＣは、ＴｉＯ₂、ＺｎＯ、Ａｌ₂Ｏ₃、ＳｉＯ₂、及び中空シリカのうち少なくとも一つを含んでもよい。散乱粒子ＳＣは、ＴｉＯ₂、ＺｎＯ、Ａｌ₂Ｏ₃、ＳｉＯ₂、及び中空シリカのうち少なくともいずれか一つを含むか、ＴｉＯ₂、ＺｎＯ、Ａｌ₂Ｏ₃、ＳｉＯ₂、及び中空シリカのうちから選択される２種以上の物質が混合されたものである。

第２光制御部ＷＣＬ２は、発光素子ＬＤから放出される第１色光を透過させる。例えば、第２光制御部ＷＣＬ２は、発光素子ＬＤから放出される緑色光を透過させてもよい。第２光制御部ＷＣＬ２は、ベース樹脂ＢＲ及び散乱粒子ＳＣを含む。第２光制御部ＷＣＬ２は別途の発光体を含まない。よって、第２光制御部ＷＣＬ２における散乱粒子ＳＣの密度は、第１光制御部ＷＣＬ１及び第３光制御部ＷＣＬ３における散乱粒子ＳＣの密度より高い。

第３光制御部ＷＣＬ３は、第３色光を放出する第２発光体を含む。第２発光体は発光素子ＬＤから放出される第１色光を吸収し、第１色光より長波長の第３色光を放出する。第２発光体は、例えば、発光素子から放出される緑色光を吸収して赤色光を放出する。第２発光体は、例えば、量子ドットＱＤ２である。第２発光体が量子ドットＱＤ２であれば、量子ドットＱＤ２が短波長を吸収して長波長を放出することを除いては、第１発光体ＲＭで説明した量子ドットＱＤ１に関する内容と同じ内容が適用される。

一実施例の表示装置ＤＤにおいて、第１光制御部ＷＣＬ１は、有機化合物または量子ドット以外にナノクリスタル化合物を含む。ナノクリスタル化合物は、ペロブスカイト（ｐｅｒｏｖｓｋｉｔｅ）である。この場合、第１乃至第３光制御部ＷＣＬ１、ＷＣＬ２、ＷＣＬ３は第１色光を吸収し、第１色光より短波長の光を放出する。例えば、第１光制御部ＷＣＬ１は第１色光を吸収して青色光を発光し、第２光制御部ＷＣＬ２は第１色光を吸収して緑色光を発光し、第３光制御部ＷＣＬ３は第１色光を吸収して赤色光を放出してもよい。第１色光は赤外線光である。しかし、実施例は上述した内容に限らない。

図９は、一実施例の表示パネルＤＰ−１の断面図である。図１０は、一実施例による発光素子ＬＤ−１の断面図である。図９及び図１０を参照すると、発光素子ＬＤ−１は、それぞれ複数個の発光部ＥＭ１、ＥＭ２、ＥＭ３を含む。複数個の発光部ＥＭ１、ＥＭ２、ＥＭ３は順次に積層されて配置される。発光部ＥＭ１、ＥＭ２、ＥＭ３については、図５などで説明した発光部ＥＭに関する内容と実質的に同じ内容が適用される。発光部ＥＭ１、ＥＭ２、ＥＭ３を複数個含む場合、発光部ＥＭを一つ含む場合より高輝度及び長寿命が発生される。

図９を参照すると、一実施例の表示パネルＤＰは積層された３つの発光部ＥＭ１、ＥＭ２、ＥＭ３を含むと図示したが、実施例はこれに限らない。例えば、２つの発光部が積層されてもよく、発光部が４つ以上積層されてもよい。好ましくは、発光部が３つまたは４つ積層される。発光部が５つ以上積層されれば、発光素子ＬＤ−１の駆動電圧が高くなる恐れがある。

発光部ＥＭ１、ＥＭ２、ＥＭ３の間には電荷生成層ＣＧＬが配置される。電荷生成層ＣＧＬに電圧が印加されると電荷が生成される。電荷生成層ＣＧＬは隣り合う発光部ＥＭ１、ＥＭ２、ＥＭ３の間に配置され、発光部ＥＭ１、ＥＭ２、ＥＭ３の間の電荷均衡を調節する役割をする。例えば、電荷生成層ＣＧＬは第１発光部ＥＭ１への電子注入を補助する役割と、第２発光部ＥＭ２への正孔注入を補助する役割をする。

電荷生成層ＣＧＬは、電子注入性物質及び正孔注入性物質が混合された一つの層からなる。または、電荷生成層ＣＧＬは２つまたはそれ以上の層からなる。例えば、電荷生成層ＣＧＬは、Ｎ−ｔｙｐｅドーパントがドーピングされたｎ型電荷生成層、及びＰ−ｔｙｐｅドーパントがドーピングされたｐ型電荷生成層を含んでもよい。ｎ型電荷生成層は電子輸送領域ＥＴＲの上に直接または隣接して配置されて電子注入を補助する層であり、ｐ型電荷生成層は正孔輸送領域ＨＴＲの下部に直接または隣接して配置されて正孔注入を補助する層である。

電荷生成層ＣＧＬの材料は特に限らないが、当分野で公知の材料を制限なく使用してもよい。一方、一実施例において、電荷生成層ＣＧＬは省略されてもよい。

図１１及び図１２は、それぞれ一実施例の表示パネルＤＰ−２、ＤＰ−３の断面図である。図１１を参照すると、表示パネルＤＰ−２はカラーフィルタ層ＣＦＬを更に含む。カラーフィルタ層ＣＦＬは、光制御層ＷＣＬの上に配置される。カラーフィルタ層ＣＦＬは、第１カラーフィルタＣＦ１、第２カラーフィルタＣＦ２、及び第３カラーフィルタＣＦ３を含む。第１乃至第３カラーフィルタＣＦ１、ＣＦ２、ＣＦ３は互いに離隔されて配置される。第１乃至第３カラーフィルタＣＦ１、ＣＦ２、ＣＦ３の間には遮光層ＢＭが配置される。遮光層ＢＭは、第２ベース層ＢＳ２の下部に直接配置れる。遮光層ＢＭは、非発光領域ＮＰＸＡと平面上で重畳する。遮光層ＢＭは、カーボンブラック粒子を含む。遮光層ＢＭが配置されることで、隣接した発光領域から放出される光が混合する現象が防止される。一実施例において、遮光層ＢＭは省略されてもよい。

第１カラーフィルタＣＦ１は第１光制御部ＷＣＬ１と重畳し、第２カラーフィルタＣＦ２は第２光制御部ＷＣＬ２と重畳し、第３カラーフィルタＣＦ３は第３光制御部ＷＣＬ３と重畳する。第１乃至第３カラーフィルタＣＦ１、ＣＦ２、ＣＦ３のそれぞれは、互いに異なる波長を透過させる。例えば、第１カラーフィルタＣＦ１は第２色光を透過させて残りの光を吸収し、第２カラーフィルタＣＦ２は第１色光を透過させて残りの光を吸収し、第３カラーフィルタＣＦ３は第３色光を透過させて残りの光を吸収してもよい。

第１乃至第３カラーフィルタＣＦ１、ＣＦ２、ＣＦ３のそれぞれは、第１乃至第３光制御部ＷＣＬ１、ＷＣＬ２、ＷＣＬ３が放出する光に対応する色光を透過させて残りの光を吸収する。第１カラーフィルタＣＦ１は青色光を透過させる青色カラーフィルタであり、第２カラーフィルタＣＦ２は緑色光を透過させる緑色カラーフィルタであり、第３カラーフィルタＣＦ３は赤色光を透過させる赤色カラーフィルタである。

第１乃至第３カラーフィルタＣＦ１、ＣＦ２、ＣＦ３はベース樹脂を含み、ベース樹脂に分散された染料または顔料を少なくとも一つ含む。第１乃至第３カラーフィルタＣＦ１、ＣＦ２、ＣＦ３は互いに異なる種類の染料及び顔料を含む。例えば、第１カラーフィルタＣＦ１は青色染料または青色顔料を少なくとも一つ含み、第２カラーフィルタＣＦ２は緑色染料または緑色顔料を少なくとも一つ含み、第３カラーフィルタＣＦ３は赤色染料または赤色顔料を少なくとも一つ含んでもよい。

第１乃至第３カラーフィルタＣＦ１、ＣＦ２、ＣＦ３が配置されることで、ターゲットとする波長領域の光のみ放出されるため、表示装置ＤＤ−２の色再現度が高くなる。また、外部から入射する光を吸収し外光反射を減少させることができるため、表示装置ＤＤ−２の視認性が向上される。

図１２を参照すると、表示パネルＤＰ−３は偏光層ＰＯＬを更に含む。偏光層ＰＯＬは外部光のうち一部を遮断する。偏光層ＰＯＬは、外部光による反射を最小化する反射防止機能をする。よって、表示装置ＤＤ−３の視認性が向上される。偏光層ＰＯＬは、円偏光子または線偏光子、及びλ／４位相遅延子を含む。

一実施例の表示は、第１色光を放出する発光素子層ＬＤＬ、及び発光素子層ＬＤＬの上に配置される光制御層ＷＣＬを含む。光制御層ＷＣＬは、第１色光より短波長領域の第２色光を放出する第１光制御部ＷＣＬ１、第１色光を透過させる第２光制御部ＷＣＬ２、及び第１色光より長波長領域の第３色光を放出する第３光制御部ＷＣＬ３を含む。つまり、一実施例の表示装置ＤＤは、光源になる発光素子層ＬＤＬの上に光源から提供される光より短波長の光に変換（Ｕｐ−Ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ）する第１光制御部ＷＣＬ１、及び光源から提供される光より長波長の光に変換（Ｄｏｗｎ−Ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ）する第３光制御部ＷＣＬ３をいずれも含む。それらによって、一実施例の表示装置ＤＤは光源から提供される光を効果的に変換し、改善された寿命特性及び高発光効率特性を示す。よって、一実施例の表示ＤＤは長寿命及び高発光効率を達成する。

実施例を参照して説明したが、該当技術分野における熟練した当業者は、下記特許請求の範囲に記載された本発明の思想及び領域から逸脱しない範囲内で本発明を多様に修正及び変更し得ることを理解できるはずである。また、本発明の開示された実施例は本発明の技術思想を限定するためのものではなく、下記特許請求の範囲及びそれと同等な範囲内にある全ての技術思想は本発明の権利範囲に含まれると解釈すべきである。

ＤＤ：表示装置 ＤＰ：表示パネル
ＬＤＬ：発光素子層 ＬＤ：発光素子
ＥＭ：発光部 ＷＣＬ：光制御層
ＣＦＬ：カラーフィルタ層

Claims (21)

1. 第１色光を放出する発光素子層と、
   前記発光素子層の上に配置される光制御層と、を含み、
   前記光制御層は、
   前記第１色光より短波長領域の第２色光を放出する第１発光体を含む第１光制御部と、
   前記第１色光を透過させる第２光制御部と、
   前記第１色光より長波長領域の第３色光を放出する第２発光体を含む第３光制御部と、を含み、
   前記第１乃至第３光制御部は、平面上で互いに離隔される表示装置。
2. 前記第１色光は５００ｎｍ以上５８０ｎｍ以下の中心波長を有する緑色光であり、
   前記第２色光は４２０ｎｍ以上４８０ｎｍ以下の中心波長を有する青色光であり、
   前記第３色光は６００ｎｍ以上６７０ｎｍ以下の中心波長を有する赤色光である請求項１に記載の表示装置。
3. 前記第１光制御部は、発光補助体を更に含む請求項１に記載の表示装置。
4. 前記発光補助体は前記第１色光を吸収して励起され、前記第１発光体にエネルギーを伝達する請求項３に記載の表示装置。
5. 前記第１発光体の第１最低三重項エネルギー準位は１．２ｅＶより大きく、前記発光補助体の第２最低三重項エネルギー準位より小さく、
   前記第２最低三重項エネルギー準位は２．５ｅＶ以下である請求項３に記載の表示装置。
6. 前記第１発光体の最低一重項エネルギー準位は２．５ｅＶ以上３．１ｅＶ以下である請求項５に記載の表示装置。
7. 前記第１発光体は蛍光発光物質であり、
   前記発光補助体はりん光発光物質、または熱活性遅延蛍光発光物質である請求項５に記載の表示装置。
8. 前記第１発光体はアントラセン誘導体であり、
   前記発光補助体はポルフィリン−金属錯体である請求項３に記載の表示装置。
9. 前記第１発光体は量子ドットである請求項１に記載の表示装置。
10. 前記第２発光体は量子ドットである請求項１に記載の表示装置。
11. 前記光制御層の上に配置されるカラーフィルタ層を更に含み、
    前記カラーフィルタ層は、
    前記第１光制御部と重畳して前記第２色光を透過させる第１カラーフィルタと、
    前記第２光制御部と重畳して前記第１色光を透過させる第２カラーフィルタと、
    前記第３光制御部と重畳して前記第３色光を透過させる第３カラーフィルタと、を含む請求項１に記載の表示装置。
12. 前記発光素子層は発光素子を含み、
    前記発光素子は、第１電極、第２電極、及び前記第１電極と前記第２電極との間に配置される少なくとも一つの発光部を含み、
    前記少なくとも一つの発光部は、
    正孔輸送領域と、
    前記正孔輸送領域の上に配置される発光層と、
    前記発光層の上に配置される電子輸送領域と、
    を含む請求項１に記載の表示装置。
13. 前記発光層はホスト及びドーパントを含み、
    前記ドーパントは、りん光ドーパント、蛍光ドーパント、または熱活性遅延蛍光ドーパントのうち少なくとも一つを含む請求項１２に記載の表示装置。
14. 前記発光層はりん光発光する請求項１２に記載の表示装置。
15. 前記少なくとも一つの発光部は順次に積層される複数個の発光部を含み、
    前記発光素子は前記複数個の発光部の間に配置される電荷生成層を含む請求項１２に記載の表示装置。
16. 青色発光領域、緑色発光領域、及び赤色発光領域を含む表示領域、及び表示領域と隣接した非表示領域を含む表示パネルを含み、
    前記表示パネルは、
    緑色光を発光する発光素子層と、
    前記発光素子層の上に配置される光制御層と、を含み、
    前記光制御層は、
    前記青色発光領域と重畳し、前記緑色光を吸収して青色光を放出する第１光制御部と、
    前記緑色発光領域と重畳し、前記緑色光を透過させる第２光制御部と、
    前記赤色発光領域と重畳し、前記緑色光を吸収して赤色光を放出する第３光制御部と、を含む表示装置。
17. 前記第１光制御部は第１発光体及び発光補助体を含み、
    前記第１発光体の第１最低三重項エネルギー準位は１．２ｅＶより大きく、前記発光補助体の第２最低三重項エネルギー準位より小さく、
    前記発光補助体の第２最低三重項エネルギー準位は２．５ｅＶ以下である請求項１６に記載の表示装置。
18. 複数個の発光素子を含む発光素子層と、
    前記発光素子層の上に配置される光制御層と、を含み、
    前記複数個の発光素子のそれぞれは、
    第１電極と、
    前記第１電極の上に配置される第２電極と、
    前記第１電極と前記第２電極との間に配置される少なくとも一つの発光部と、を含み、
    前記少なくとも一つの発光部は、
    正孔輸送領域と、
    前記正孔輸送領域の上に配置されて緑色光を放出する発光層と、
    前記発光層の上に配置される電子輸送領域と、を含み、
    前記光制御層は、
    前記緑色光を吸収して青色光を放出する第１光制御部と、
    前記緑色光を透過させる第２光制御部と、
    前記緑色光を吸収して赤色光を放出する第３光制御部と、を含む表示装置。
19. 前記発光素子層は、
    第１発光部と、
    前記第１発光部の上に配置される第２発光部と、
    前記第１発光部と前記第２発光部との間に配置される電荷生成層と、を含む請求項１８に記載の表示装置。
20. 前記第１光制御部は第１発光体及び発光補助体を含み、
    前記第１発光体の第１最低三重項エネルギー準位は１．２ｅＶより大きく、
    前記発光補助体の第２最低三重項エネルギー準位は前記第１発光体の第１最低三重項エネルギー準位より大きく、２．５ｅＶ以下である請求項１８に記載の表示装置。
21. 前記第１発光体は下記化学式１で表され、
    

    

    前記化学式１において、
    Ｒ₁乃至Ｒ₁₀はそれぞれ独立して水素原子、重水素原子、ハロゲン原子、置換もしくは非置換のシリル基、置換もしくは非置換の炭素数１以上５０以下のアルキル基、置換もしくは非置換の環形成炭素数６以上５０以下のアリール基、または置換もしくは非置換の環形成炭素数２以上５０以下のヘテロアリール基であるか、または隣接する基と結合して環を形成し、
    ａ及びｂはそれぞれ独立して０以上５以下の整数である請求項２０に記載の表示装置。

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