JP2011082134A - 有機発光表示装置及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】電圧降下を防止して、輝度の均一性が改善された有機発光表示装置を提供する。
【解決手段】基板１０と、基板上に形成されている第１電極１２と、第１電極上に形成されている発光層１５と、発光層上に形成されている第２電極１７とを含み、第２電極は、半透過導電層及び導電性酸化物層を含む。
【選択図】図１

Description

本発明は、有機発光表示装置及びその製造方法に関する。

有機発光表示装置は、一つの電極から注入された電子及び他の電極から注入された正孔が二つの電極の間に位置する発光層で結合して励起子（ｅｘｃｉｔｏｎ）を生成し、励起子がエネルギーを放出することにより発光するという原理を応用した表示装置である。

有機発光表示装置は、自発光型であって、別途の光源が必要でないため、消費電力が低い。

一方、有機発光表示装置は、赤色画素、青色画素、及び緑色画素などの複数の画素を含み、これら画素を組み合わせてフルカラー（ｆｕｌｌ ｃｏｌｏｒ）を表現することができる。

しかし、有機発光表示装置は、発光材料により発光効率が異なる。この場合、赤色、緑色、及び青色のうちの発光効率が低い材料は、所望の色座標の色を発光することができない。赤色、緑色、及び青色を組み合わせて白色を発光する場合にも、発光効率が低い色の影響を受け所望の白色を発光することができない。

これを補完する一つの方法として、微細共振（ｍｉｃｒｏｃａｖｉｔｙ）を応用する方法がある。

微細共振は、光が所定の間隔で離れている反射層及び半透過層で反復的に反射し、このような光の間で強い干渉効果が起こることにより、特定の波長の光は増幅され、それ以外の波長の光は相殺されるという現象である。

上記のような微細共振を利用する表示装置としては、下記特許文献１に示すようなものがある。

特開２００９−１２９６０４号公報(００４９段落の記載を参照)

このような微細共振を適用する場合、光の一部は反射させ一部は透過させる特性を有する半透過電極を使用する。半透過電極の反射及び透過特性は、電極の厚さと関係があるが、一般的に半透過電極として使用される電極は厚さが薄い。この場合、大面積の有機発光表示装置において電圧降下により輝度の不均一が発生することがある。

そこで、本発明の目的は、電圧降下を防止して、輝度の均一性を改善することができる有機発光表示装置を提供することである。

本発明の他の目的は、上記有機発光表示装置を製造する方法を提供することである。

本発明の一実施形態に係る有機発光表示装置は、基板と、前記基板上に形成されている第１電極と、前記第１電極上に形成されている発光層と、前記発光層上に形成されている第２電極とを含み、前記第２電極は、半透過導電層及び導電性酸化物層を含むことを特徴としている。

前記導電性酸化物層は、反射係数が１．５乃至２であることが好ましい。

前記導電性酸化物層は、厚さが５０乃至１５０ｎｍであることが好ましい。

前記半透過導電層は、アルミニウム（Ａｌ）を含む第１層及び銀（Ａｇ）を含む第２層を含むことが好ましい。

前記半透過導電層の厚さは５０ｎｍよりも薄いことが好ましい。

前記第１電極はカソードであり、前記第２電極はアノードであることが好ましい。

本発明の他の実施形態に係る有機発光表示装置の製造方法は、基板上に第１電極を形成する段階と、前記第１電極上に発光層を形成する段階と、前記発光層上に第２電極を形成する段階と含み、前記第２電極を形成する段階は、半透過導電層を形成する段階及び導電性酸化物層を形成する段階を含む。

前記導電性酸化物層を形成する段階は、０．５乃至１０％の酸素分圧比で行われることが好ましい。

前記導電性酸化物層を形成する段階は、対向ターゲットスパッタリング（ｆａｃｉｎｇ ｔａｒｇｅｔ ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ、ＦＴＳ）を適用することが好ましい。

本発明によれば、厚さの薄い半透過導電層を補完して、半透過導電層上に導電性酸化物層を形成することにより、電極抵抗の上昇を防止して、電圧降下を減少させることができる。

また、導電性酸化物層は、半透過導電層を構成する金属が空気と直接接触することを防止し、金属が空気中の酸素または水分によって劣化することを防止することができる。

従って、大面積の表示装置において輝度の均一性を改善すると同時に、寿命を向上させることができる。

本発明の一実施形態による有機発光表示装置を概略的に示した断面図である。

以下、添付した図面を参照して、本発明に係る有機発光表示装置及びその製造方法の実施形態について、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施できるように詳しく説明する。しかし、本発明は多様な異なる形態に具現され、ここで説明する実施形態には限られない。したがって、特許請求の範囲の技術的範囲は、以下の実施形態に限られず、技術的思想として解釈されるべきである。

図面では、多くの層及び領域を明確に表現するために、厚さを誇張して示した。明細書全体にわたって類似した部分については、同一な符号を付けた。層、領域、板などの部分が、ある部分の「上に」あるとする時、これはある部分の「直ぐ上に」ある場合だけではなく、その中間にまた他の部分がある場合をも意味する。一方、ある部分が他の部分の「直ぐ上に」あるとする時、これはその中間に他の部分がないことを意味する。

以下、図１を参照して、本発明の一実施形態による有機発光表示装置について説明する。

図１は本発明の一実施形態による有機発光表示装置を概略的に示した断面図である。

図１を参照すれば、有機発光表示装置は、基板１０、前記基板１０上に形成されている第１電極１２、前記第１電極１２上に形成されている有機発光部材１３、及び前記有機発光部材１３上に形成されている第２電極１７を含む。

基板１０は、ガラス基板、シリコンウエハー、高分子膜を用いて形成される。

第１電極１２は、アノードまたはカソードであり、アルミニウム（Ａｌ）またはアルミニウム合金、銀（Ａｇ）または銀合金、銅（Ｃｕ）または銅合金などの不透明導電体から形成される。

有機発光部材１３は、発光層１５及び発光層の発光効率を改善するための付帯層１４、１６を含む多層構造である。

発光層１５は、赤色、緑色、青色の三原色のうちのいずれか一つの光を固有に発する有機物質または有機物質及び無機物質の混合物から形成され、アルミニウムトリス（８-ヒドロキシキノリン）[ａｌｕｍｉｎｉｕｍ ｔｒｉｓ（８-ｈｙｄｒｏｘｙｑｕｉｎｏｌｉｎｅ）]、Ａｌｑ３]、アントラセン（ａｎｔｈｒａｃｅｎｅ）、ジスチル（ｄｉｓｔｙｒｙｌ）化合物である。有機発光表示装置は、発光層から発光される基本色の光の空間的な合計で所望の映像を表示する。

付帯層１４、１６は、電子及び正孔の均衡を合わせるための電子輸送層（ｅｌｅｃｔｒｏｎｔｒａｎｓｐｏｒｔ ｌａｙｅｒ）及び正孔輸送層（ｈｏｌｅ ｔｒａｎｓｐｏｒｔ ｌａｙｅｒ）、電子及び正孔の注入を強化するための電子注入層（ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ ｌａｙｅｒ）及び正孔注入層（ｈｏｌｅ ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ ｌａｙｅｒ）などの層があり、この中から選択された一つまたは二つ以上の層を含むことができる。

第２電極１７は、半透過導電層１８及び導電性酸化物層１９を含む。

半透過導電層１８は、光の一部を透過させ一部を反射させる半透過性を有する導電体から形成される。例えば銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、金（Ａｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、マグネシウム（Ｍｇ）、これらの合金、またはこれらを組み合わせた金属を薄い厚さで形成することができる。半透過導電層１８は、１層または２層以上の多層に形成される。

半透過導電層１８は、例えば第１層１８ａ及び第２層１８ｂを含むことができ、第１層１８ａはアルミニウム（Ａｌ）またはアルミニウム合金を含み、第２層１８ｂは銀（Ａｇ）または銀合金を含むことができる。この場合、第１層１８ａ及び第２層１８ｂを合わせた半透過導電層１８の厚さが約５０ｎｍよりも薄く形成されることによって、半透過性を現すことができる。

導電性酸化物層１９は、導電性酸化物から形成され、例えば透明導電酸化物（ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ ｏｘｉｄｅ、ＴＣＯ）から形成される。このような酸化物導電体としては、例えばＩＴＯ、ＩＺＯ、ＺｎＯなどが挙げられる。

導電性酸化物層１９は、半透過導電層１８が薄く形成されることによって発生する電極抵抗の上昇を補完することができる。

前述のように、半透過導電層１８は、半透過特性を現すために金属を薄く形成する。このように電極の厚さが薄い場合には、面抵抗が増加して、大面積の有機発光表示装置では電圧降下が生じることがある。

本実施形態では、厚さの薄い半透過導電層１８を補完して、半透過導電層１８上に導電性酸化物層１９を形成することによって、電極抵抗の上昇を防止して、電圧降下を減少させることができる。従って、大面積の表示装置で輝度の均一性を改善することができる。

導電性酸化物層１９は、厚さが約５０乃至１５０ｎｍである。厚さが前記範囲に形成されることによって、電圧降下を減少させると共に、所望の透過率を確保することができる。

導電性酸化物層１９は、反射係数が約１．５乃至２である。反射係数が前記範囲であることによって、微細共振特性を有することができる。

一方、導電性酸化物層１９は、半透過導電層１８を覆うことによって、半透過導電層１８を構成する金属が空気と直接接触することを防止する。これにより、金属が空気中の酸素または水分によって劣化することを防止することができる。そのため、半透過導電層１８の抵抗が高くなることを防止すると共に、有機発光表示装置の寿命を向上させることができる。

前記有機発光表示装置は、第１電極１２がアノードであり、第２電極１７がカソードであるばかりではなく、第１電極１２がカソードであり、第２電極１７がアノードである逆（ｉｎｖｅｒｔｅｄ）構造の有機発光表示装置であっても良い。

以下、上述した有機発光表示装置を製造する方法について説明する。

まず、基板上に第１電極１２を例えばスパッタリングなどで形成する。

次に、第１電極１２上に有機発光部材１３を順次積層する。有機発光部材１３は、蒸着またはインクジェット印刷などの溶液工程で形成することができる。

次に、有機発光部材１３上にアルミニウム（Ａｌ）及び銀（Ａｇ）を順次積層して、第１層１８ａ及び第２層１８ｂを含む半透過導電層１８を形成する。半透過導電層１８は、第１層１８ａ及び第２層１８ｂを合わせて約５０ｎｍ以下の薄さで形成する。

次に、半透過導電層１８上に導電性酸化物層１９を形成する。導電性酸化物層１９は、比較的低温で形成することによって、半透過導電層１８の表面に損傷を与えることが少なく、熱によって有機発光部材が劣化するのを防止することができる。このような方法としては、例えば対向ターゲットスパッタリング（ｆａｃｉｎｇ ｔａｒｇｅｔ ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ、ＦＴＳ）方法が挙げられ、この場合、基板の温度を約８０℃以下で行うことができる。

一方、導電性酸化物層１９の形成は、約０．５％乃至１０％の酸素分圧比で行うことができる。前記酸素分圧比で行う場合に、導電性酸化物層１９は約４．２乃至５．２ｅＶの仕事関数を有する。

以上で、本発明に係る有機発光表示装置及びその製造方法の望ましい実施形態について詳細に説明したが、本発明の権利範囲は上記の実施形態のみに限定されるのではなく、請求の範囲で定義している本発明の基本概念を利用した当業者の様々な変形及び改良形態も、本発明の権利範囲に属する。

１０ 基板、
１２ 第１電極、
１３ 有機発光部材、
１７ 第２電極、
１４、１６ 付帯層、
１５ 発光層、
１８ 半透過導電層、
１９ 導電性酸化物層。

Claims (9)

1. 基板と、
   前記基板上に形成されている第１電極と、
   前記第１電極上に形成されている発光層と、
   前記発光層上に形成されている第２電極と、を含み、
   前記第２電極は、半透過導電層及び導電性酸化物層を含む、有機発光表示装置。
2. 前記導電性酸化物層は、反射係数が１．５乃至２である、請求項１に記載の有機発光表示装置。
3. 前記導電性酸化物層は、厚さが５０乃至１５０ｎｍである、請求項１または２に記載の有機発光表示装置。
4. 前記半透過導電層は、アルミニウム（Ａｌ）を含む第１層及び銀（Ａｇ）を含む第２層を含む、請求項１に記載の有機発光表示装置。
5. 前記半透過導電層の厚さは５０ｎｍよりも薄い、請求項４に記載の有機発光表示装置。
6. 前記第１電極はカソードであり、前記第２電極はアノードである、請求項１に記載の有機発光表示装置。
7. 基板上に第１電極を形成する段階と、
   前記第１電極上に発光層を形成する段階と、
   前記発光層上に第２電極を形成する段階と、を含み、
   前記第２電極を形成する段階は、半透過導電層を形成する段階及び導電性酸化物層を形成する段階を含む、有機発光表示装置の製造方法。
8. 前記導電性酸化物層を形成する段階は、０．５乃至１０％の酸素分圧比で行われる、請求項７に記載の有機発光表示装置の製造方法。
9. 前記導電性酸化物層を形成する段階は、対向ターゲットスパッタリング（ｆａｃｉｎｇ ｔａｒｇｅｔ ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ、ＦＴＳ）を適用する、請求項７に記載の有機発光表示装置の製造方法。