JP2009289740A - 有機発光ディスプレイ装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】有機発光ディスプレイ装置を提供する。
【解決手段】基板上に形成された第1電極層、第1電極層上に形成された第2電極層、第1電極層と第2電極層との間に形成される有機層を持つ有機発光部を備える有機発光ディスプレイ装置において、有機層と第1電極層との間に形成される第1補助電極層を備え、有機発光部は第1画素部、第2画素部、及び第3画素部を持ち、画素部のうち、少なくとも一つの画素部は、有機層と第1補助電極層との間に形成された第2補助電極層を持ち、画素部それぞれで発生する光が共振効果を奏するように、画素部に形成された第2補助電極層の厚さは互いに異なって形成された有機発光ディスプレイ装置。
【選択図】図1

Description

本発明は、有機発光ディスプレイ装置(Organic Light Emitting Display、以下、OLED)に係り、より詳細には、生産性と生産収率が向上したOLEDに関する。
OLEDは、正極及び負極と、二つの電極間に位置する有機発光層とを備える有機膜に電圧を印加することによって、電子と正孔とが発光層内で再結合して光を発生させる自発光型の表示装置である。OLEDは、CRTやLCDに比べて軽薄短小化できるだけではなく、広い視野角、速い応答速度及び少ない消費電力などのいろいろな長所によって次世代表示装置として注目されている。
フルカラーOLEDの場合、各画素ごとに、すなわち、各色別にその発光効率に差が発生する。すなわち、緑色発光物質の場合、赤色及び青色発光物質より発光効率に優れ、また赤色発光物質は、青色発光物質より発光効率に優れている。これにより、有機膜の厚さを制御することによって最大の効率及び輝度を得ようとする試みが多く行われている。
しかし、各画素ごとに有機膜の厚さを異ならせて形成するために高精細金属マスクを使用するが、前記工程は製作工程が複雑であり、しみや暗点のような製品不良が増加して収率が減少するという問題点がある。
本発明の主な目的は、共振構造を持つOLEDの不良率を減少させて生産性を向上させることである。
本発明の一実施形態に関するOLEDは、基板上に形成された第1電極層、前記第1電極層上に形成された第2電極層、前記第1電極層と前記第2電極層との間に形成される有機層を持つ有機発光部を備えるOLEDにおいて、前記有機層と前記第1電極層との間に形成される第1補助電極層を備え、前記有機発光部は第1画素部、第2画素部、及び第3画素部を持ち、前記画素部のうち、少なくとも一つの画素部は、前記有機層と前記第1補助電極層との間に形成された第2補助電極層を持ち、前記画素部それぞれで発生する光が共振効果を奏するように、前記画素部に形成された前記第2補助電極層の厚さは互いに異なって形成される。
本発明において、前記第2補助電極層は、前記第1補助電極層よりエッチング率がさらに大きい材料で形成される。
本発明において、前記第1補助電極層はITOからなり、前記第2補助電極層はIZOまたはAZOからなる。
本発明において、前記第1画素部、第2画素部、及び第3画素部はそれぞれ相異なる色相の光を放出し、それぞれ赤色、緑色、及び青色のうちいずれか一つの色相の光を放出する。
本発明において、前記第1画素部は、赤色、前記第2画素部は緑色、及び前記第3画素部は青色の光を放出する。
本発明において、前記第2画素部の前記第2補助電極層の厚さは、前記第1画素部の前記第2補助電極層より薄く、前記第3画素部の第2補助電極層より厚い。
本発明において、前記第3画素部は、前記第2補助電極層を持っていない。
本発明において、前記第1電極層は反射型金属からなり、前記第2電極層は半透過型金属からなる。
本発明において、前記第1電極層は半透過型金属からなり、前記第2電極層は反射型金属からなる。
本発明のOLEDは、エッチング率の相異なる第1補助電極層と第2補助電極層とを利用して共振構造を構成することによって、共振構造を持つOLEDの生産性及び収率を向上させることができる。
本発明の一実施形態によるOLEDを概略的に示す断面図である。 図1に示した前面発光型OLEDの有機発光部を概略的に示す断面図である。 本発明の他の実施形態による背面発光型OLEDの有機発光部を概略的に示す断面図である。 本発明の他の実施形態による前面発光型OLEDの有機発光部を概略的に示す断面図である。
以下、添付した図面に示した本発明の実施形態を参照して本発明を詳細に説明する。しかし、本発明はそれ以外にも色々な他の形態に変形され、本発明の範囲が以下で説明する実施形態に限定されるものではない。本発明の実施形態は、当業者に本発明をより完全に説明するために提供されるものである。したがって、図面の要素の形状及び大きさはさらに明確な説明のために誇張され、図面上の同じ符号で表示される要素は同じ要素である。
図1は、本発明の一実施形態によるOLED 100を概略的に示す断面図であり、図2は、本発明の一実施形態による前面発光型OLED 100の有機発光部(画素部110R、110G、110B)を示す断面図であり、図3は、本発明の他の実施形態による背面発光型OLEDの有機発光部(画素部110R、110G、110B)を示す断面図である。
図1ないし3を参照すれば、本発明の一実施形態に関するOLED 100は、基板101、密封部材102、及び有機発光部110を備えることができる。
基板101は、透明ガラス、プラスチックシートまたはシリコンなどの物質からなり、柔軟または柔軟でない特性、そして透明または透明でない特性を持つことができる。本発明はこれに限定されるものではなく、基板101としては金属板が使われうる。OLED 100が能動型OLED(Actie Matrix OLED:AM OLED)の場合、基板101は、TFT(Thin−Film Transistor)(図示せず)を備えることができる。
密封部材102は有機発光部110の上部に配され、基板101と合着される。密封部材102は、図1に示したように有機発光部110と離隔して配され、接合部材(図示せず)により基板101と接合される。密封部材102は、ガラス材基板だけではなくアクリルのような多様なプラスチック材基板を使用できる。前面発光型OLEDの場合には、密封部材102は、有機発光部110で発生した光に対して高い透過性を持つ電気絶縁性物質からなりうる。例えば、アルカリガラス、無アルカリガスなどの透明ガラスやポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン、ポリフッ化ビニル(PVF)、ポリアクリレート、酸化ジルコニウムなどの透明セラミックス、または石英などを挙げることができる。
有機発光部110は基板101上に形成されうる。有機発光部110は複数の画素部110R、110G、110Bで形成されうる。第1画素部110R、第2画素部110G、第3画素部110Bそれぞれは異なる色相の光を放出でき、特に、第1画素部110Rは赤色の光L、第2画素部110Gは緑色の光L、第3画素部110Bは青色の光Lを放出できる。
画素部110R、110G、110Bそれぞれは、第1電極層111R、111G、111B、第1補助電極層113R、113G、113B、第2補助電極層114R、114G、114B、有機層115R、115G、115B、及び第2電極層112が順次積層された構造を持つことができる。
第1電極層111R、111G、111Bは、画素部110R、110G、110Bそれぞれに対応するように基板101上に配される。第2電極層112は第1電極層111R、111G、111B上に形成され、第2電極層112と第1電極層111R、111G、111Bとの間には有機層115R、115G、115B、第2補助電極層114R、114G、114B、第1補助電極層113R、113G、113Bが存在する。
第1電極層111R、111G、111Bと第2電極層112とは、第1電極層111R、111G、111Bと第2電極層112との間にある有機層115R、115G、115Bに電圧を印加する。また、第1電極層111R、111G、111Bと第2電極層112とは、有機層115R、115G、115Bで発生する光を反射させるか、または透過させる。
より詳細には、図2のように、OLED 100が前面発光型OLEDである場合、第1電極層111R、111G、111Bは有機層115R、115G、115Bで発生する光L、L、Lを反射させ、第2電極層112は有機層115R、115G、115Bで発生する光L、L、Lを透過させることができる。この場合、第1電極層111R、111G、111Bは反射型金属で形成され、反射型金属は、銀、アルミニウム、金、白金またはクロムやこれらを含有する合金でありうる。第2電極層112は半透過性金属で形成できる。半透過性金属はマグネシウム(Mg)と銀(Ag)との合金であり、また、銀、アルミニウム、金、白金またはクロムなどの金属やこれらの金属を含有する合金でありうる。これらの半透過性金属で第2電極層112を形成する場合、第2電極層112は5%以上の反射率と50%の透過率とを達成できる厚さを持つことが望ましい。
一方、図3のように、OLED 100が背面発光型OLEDである場合、第2電極層112は有機層115R、115G、115Bで発生する光L、L、Lを反射させ、第1電極層111R、111G、111Bは有機層115R、115G、115Bで発生する光L、L、Lを透過させることができる。この場合、第1電極層111R、111G、111Bは半透過性金属で形成され、半透過性金属はマグネシウム(Mg)と銀(Ag)との合金であり、また、銀、アルミニウム、金、白金またはクロムなどの金属やこれらの金属を含有する合金でありうる。これらの半透過性金属で第1電極層111R、111G、111Bを形成する場合、第1電極層111R、111G、111Bは、5%以上の反射率と50%の透過率とを達成できる厚さを持つことが望ましい。第2電極層112は反射型金属で形成できる。反射型金属は、アルミニウム、金、白金またはクロムやこれらを含有する合金でありうる。
有機層115R、115G、115Bで発生した光L、L、Lは、第1電極層111R、111G、111Bと第2電極層112との間で反射されて放出されるが、第1電極層111R、111G、111Bと第2電極層112との間の距離H、H、Hによって前記光L、L、Lで共振現象が発生する。これについては以下で説明する。
第1電極層111R、111G、111B上には、第1補助電極層113R、113G、113Bと第2補助電極層114R、114G、114Bとが積層されて形成される。第1補助電極層113R、113G、113Bは第1電極層111R、111G、111B上に同じ厚さで形成される。第1補助電極層113R、113G、113Bは透明な金属からなる。例えば、第1補助電極層113R、113G、113BはITOのような透明金属化合物で形成される。
第2補助電極層114R、114G、114Bは第1補助電極層113R、113G、113B上に形成され、画素部110R、110G、110Bそれぞれの第2補助電極層114R、114G、114Bは互いに厚さが異なって形成される。特に、第1画素部110Rが赤色光Lを、第2画素部110Gが緑色光Lを、第3画素部110Bが青色光Lを放出する場合、第2画素部110Gの第2補助電極層114Gの厚さTは第1画素部110Rの第2補助電極層114Rの厚さTより薄く、第3画素部110Bの第2補助電極層114Bの厚さTより厚く形成される。さらに他の実施形態では、第3画素部110Bが第2補助電極層114Bを持っていない。すなわち、第2補助電極層114R、114G、114Bはエッチングにより形成されるが、第2補助電極層114Bを形成する時に第2補助電極層114Bを全てエッチングすることで、第2補助電極層114Bを持っていない第3画素部110Bを形成できる。
第2補助電極層114R、114G、114Bは、第1補助電極層113R、113G、113Bに利用される透明な金属よりエッチング率がさらに大きい透明な金属からなりうる。望ましくは、第2補助電極層114R、114G、114Bは、第1補助電極層113R、113G、113Bよりエッチング率が10倍以上速い材料が利用される。AZOまたはIZOは、ITOよりエッチング率が10倍以上速い金属化合物であるため、第1補助電極層113R、113G、113BがITOで形成される場合、第2補助電極層114R、114G、114BはAZOまたはIZOで形成される。
第2補助電極層114R、114G、114Bの厚さT、T、Tを異なって形成するために、フォトリソグラフィー法を利用できる。すなわち、第1電極層111R、111G、111Bと第1補助電極層113R、113G、113Bとが形成された基板上に第2補助電極層114R、114G、114Bになる透明金属を塗布し、レジスト膜を塗布して露光してエッチングする過程を繰り返して第2補助電極層114R、114G、114Bの厚さT、T、Tを異なって形成する。第2補助電極層114R、114G、114Bは第1補助電極層113R、113G、113Bよりエッチング率が非常に高く、前記エッチング過程で第1補助電極層113R、113G、113Bは、第2補助電極層114R、114G、114Bに比べてエッチングがあまり発生しなくなるので、第1補助電極層113R、113G、113Bの損傷を最小化しつつ厚さの異なる第2補助電極層114R、114G、114Bを生成できる。
このように本発明は、第2補助電極層114R、114G、114Bの厚さを異なって形成することによって共振構造を持つOLEDを具現できる。OLEDで共振構造を具現するために、画素部110R、110G、110Bから放出される光の波長によって、第1電極層111R、111G、111Bと第2電極層112との間の距離、すなわち、光学的距離を異ならせる。従来はこのために、有機層115R、115G、115Bの厚さを異ならせて形成した。有機層115R、115G、115Bの厚さを異ならせて形成するために、高精細金属マスクを反復的に使用して有機層115R、115G、115Bをパターニングした。しかし、高精細金属マスクを使用してパターニングする工程は製作工程が複雑なだけでなく、しみや暗点のような製品不良が発生した。これに対し、本発明は共振構造を持つOLEDを具現するためにエッチング率の異なる第1補助電極層113R、113G、113Bと第2補助電極層114R、114G、114Bとを利用することによって、有機層115R、115G、115Bの厚さを異ならせて形成するための高精細金属マスクの使用を最小化でき、これにより、OLEDの不良率を低減させて製造工程を短縮させることができる。
有機層115R、115G、115Bは第2補助電極層114R、114G、114B上に形成される。有機層115R、115G、115Bは低分子有機物または高分子有機物で形成される。有機層115R、115G、115Bは、正孔注入層(HIL:Hole Injection Layer)、正孔輸送層(HTL:Hole Transport Layer)、発光層(EML:EMission Layer)、電子輸送層(ETL:Electron Transport Layer)、電子注入層(EIL:Electron Injection Layer)などが単一あるいは複合の構造で積層されて形成される。正孔注入層としては、銅フタロシアニン(CuPc)、N,N−ジ(ナフタレン−1−イル)−N,N’−ジフェニル−ベンジジン(NPB)、トリス−8−ヒドロキシキノリンアルミニウム(Alq)などをはじめとして多様に使用でき、正孔輸送層としてはPEDOTを使用できる。電子輸送層は多環炭化水素系誘導体、複素環化合物、トリス(8−キノリノラト)アルミニウム(Alq)、電子注入層はLiF、Liq、NaF、Naqなどの物質を使用できる。
第1画素部110R、第2画素部110G、及び第3画素部110Bそれぞれが赤色光L、緑色L、及び青色Lを放出する場合、第1画素部110Rの発光層は、ホスト物質としてCBP(carbazole biphenyl)またはmCPを含み、ドーパント物質としてPIQIr(acac)(bis(1−phenylisoquinoline)acetylacetonate iridium)、PQIr(acac(bis(1−phenylquinoline)acetylacetonate iridium)、PQIr(tris(1−phenylquinoline) iridium)及びPtPEP(octaethylporphyrin platinum)からなる群で選択される一つ以上を含む燐光物質を使用して形成される。また、前記発光層は、PED:Eu(DBM)(Phen)またはペリレンのような蛍光物質を使用して形成してもよい。
また、第2画素部110Gの発光層はホスト物質としてCBPまたはmCPを含み、ドーパント物質としてIr(ppy)(fac tris(2−phenylpyridine)iridium)を含む燐光物質を使用して形成される。また、前記発光層はAlq(tris(8−hydroxyquinoline)aluminum)のような蛍光物質を使用して形成してもよい。
また、第3画素部110Bの発光層はDPVBi、スピロ−DPVBi、スピロ−6P、ジスチルベンゼン(DSB)、ジスチルアリーレン(DSA)、PFO系高分子及びPPV系高分子からなる群で選択される一つの物質を含む蛍光物質を使用して形成される。前記発光層を燐光物質で形成する場合、光特性が不安定で前記蛍光材料を使用して形成する。
以上のような発光層は、LITI(Laser Induced Thermal Imaging)法、インクジェット法、真空蒸着法など通常の方法で形成できる。
本発明は前述した実施形態及び添付した図面により限定されるものではなく、添付した請求範囲により限定され、特許請求の範囲に記載された本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内で多様な形態の置換、変形及び変更が可能であるというのは、当業者に明らかである。
本発明は、OLED関連の技術分野に好適に用いられる。
100 OLED
101 基板
102 密封部材
110 有機発光部
110R 第1画素部
110G 第2画素部
110B 第3画素部
111R、111G、111B 第1電極層
112 第2電極層
113R、113G、113B 第1補助電極層
114R、114G、114B 第2補助電極層

Claims (9)

  1. 基板上に形成された第1電極層、前記第1電極層上に形成された第2電極層、前記第1電極層と前記第2電極層との間に形成される有機層を持つ有機発光部を備える有機発光ディスプレイ装置において、
    前記有機層と前記第1電極層との間に形成される第1補助電極層を備え、
    前記有機発光部は第1画素部、第2画素部、及び第3画素部を持ち、
    前記画素部のうち、少なくとも一つの画素部は、前記有機層と前記第1補助電極層との間に形成された第2補助電極層を持ち、
    前記画素部それぞれで発生する光が共振効果を奏するように、前記画素部に形成された前記第2補助電極層の厚さは互いに異なって形成された有機発光ディスプレイ装置。
  2. 前記第2補助電極層は、前記第1補助電極層よりエッチング率がさらに大きい材料で形成される請求項1に記載の有機発光ディスプレイ装置。
  3. 前記第1補助電極層はITOからなり、前記第2補助電極層はIZOまたはAZOからなる請求項2に記載の有機発光ディスプレイ装置。
  4. 前記第1画素部、第2画素部、及び第3画素部はそれぞれ相異なる色相の光を放出し、それぞれ赤色、緑色、及び青色のうちいずれか一つの色相の光を放出する請求項1に記載の有機発光ディスプレイ装置。
  5. 前記第1画素部は赤色、前記第2画素部は緑色、及び前記第3画素部は青色の光を放出する請求項4に記載の有機発光ディスプレイ装置。
  6. 前記第2画素部の前記第2補助電極層の厚さは、前記第1画素部の前記第2補助電極層より薄く、前記第3画素部の第2補助電極層より厚い請求項5に記載の有機発光ディスプレイ装置。
  7. 前記第3画素部は、前記第2補助電極層を持っていない請求項5に記載の有機発光ディスプレイ装置。
  8. 前記第1電極層は反射型金属からなり、前記第2電極層は半透過型金属からなる請求項1に記載の有機発光ディスプレイ装置。
  9. 前記第1電極層は半透過型金属からなり、前記第2電極層は反射型金属からなる請求項1に記載の有機発光ディスプレイ装置。
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