JP2018060787A - 電極及びこれを含む有機発光素子、液晶表示装置及び有機発光表示装置 - Google Patents

電極及びこれを含む有機発光素子、液晶表示装置及び有機発光表示装置 Download PDF

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Abstract

【課題】第１電極による駆動不良を防止しＩＴＯを代えることができる電極及びこれを含む有機発光素子、液晶表示装置及び有機発光表示装置を提供する。
【解決手段】本発明の一実施形態にかかる電極は、導電性物質及び仕事関数が５．０ｅＶ以上であるドーパントを含む。導電性物質は、反射率が８０％以上である金属粒子、炭素同素体、導電性高分子または金属ナノワイヤーのうち、いずれか一つまたはこれらの混合物で、仕事関数が５．０ｅＶ以上であるドーパントは、パラジウム（Ｐｄ）、ニッケル（Ｎｉ）、白金（Ｐｔ）、セレニウム（Ｓｅ）、金（Ａｕ）、コバルト（Ｃｏ）、イリジウム（Ｉｒ）またはオスミウム（Ｏｓ）のうち、いずれか一つまたはこれらの混合物である。
【選択図】図５

Description

本発明は、電極及びこれを含む有機発光素子、液晶表示装置及び有機発光表示装置に関する。
近年、陰極線管（ＣＲＴ：Ｃａｔｈｏｄｅ Ｒａｙ Ｔｕｂｅ）の短所である重さと体積を減らすことができる各種の平面表示装置が開発されている。このような平面表示装置の例には、液晶表示装置（ＬＣＤ：Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）、電界放出表示装置（ＦＥＤ：Ｆｉｅｌｄ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｄｉｓｐｌａｙ）、プラズマ表示装置（ＰＤＰ：Ｐｌａｓｍａ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｐａｎｅｌ）及び有機発光表示装置（ＯＬＥＤ：Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｄｅｖｉｃｅ）などがある。
この中で有機発光表示装置は、有機化合物を電気的に励起させて発光させる自発光型表示装置である。有機発光表示装置は、液晶表示装置において使用されるバックライトが要らないから、軽量薄型が可能であるだけでなく、工程を単純化させることができる。また、低温製作が可能で、応答速度が１ｍｓ以下で高速の応答速度を有し、低い消費電力、広い視界角及び高いコントラスト（Ｃｏｎｔｒａｓｔ）などの特性を示す。
有機発光表示装置は、仕事関数の高いアノードである第１電極と仕事関数の低いカソードである第２電極との間に有機物からなる発光層を含む。第１電極から供給を受ける正孔と第２電極から受けた電子が発光層内で結合して正孔−電子対である励起子（ｅｘｃｉｔｏｎ）を形成し、再度励起子が底状態に帰ってきながら発生するエネルギーにより発光するようになる。有機発光表示装置は、発光層から発光した光が第１電極を透過して背面へ放出される背面発光構造と、第１電極から反射して前面へ放出される前面発光構造とに分けられる。
図１は、第１電極の断面構造を示した図であり、図２は、第１電極のＳＥＭイメージである。
図１を参照すると、前面発光構造に備えられた第１電極は、光を反射するために、透明導電層ＴＥＬ１／反射層ＲＥＬ／透明導電層ＴＥＬ２の構造からなる。反射層ＲＥＬには、反射率の高い銀（Ａｇ）または銀合金（Ａｇ ａｌｌｏｙ）を主に使用する。第１電極は、透明導電層ＴＥＬ１／反射層ＲＥＬ／透明導電層ＴＥＬ２を順次に積層し、一括エッチングしてパターニングするが、反射層の側面がエッチング液に露出して、銀または銀合金の移動（ｍｉｇｒａｔｉｏｎ）が発生する。図２に示すように、黒色に見える銀または銀合金が緻密に配置されず、一部に存在しない等、銀の移動が発生したと現れる。これによって、隣接した第１電極同士が絶縁されず短絡されて、駆動不良が発生するという問題がある。
また、有機発光表示装置は、前面発光構造または背面発光構造に仕事関数が高く、かつ透明性と導電性を有する第１電極を具備しなければならない。ＩＴＯは、仕事関数が高く、かつ透明性と導電性に優れているから、多く使用されている。しかしながら、主な原料であるインジウム（Ｉｎ）は、稀少金属で価格が高く、資源保有国の輸出抑制政策などのため、現在その需給が難しくなっている。そのため、ＩＴＯに代わる電極の研究が続いている。
本発明は、第１電極による駆動不良を防止し、ＩＴＯに代わる電極及びこれを含む有機発光素子、液晶表示装置及び有機発光表示装置を提供する。
上記の目的を達成すべく、本発明の一実施形態にかかる電極は、導電性物質及び仕事関数が５．０ｅＶ以上であるドーパントを含む。導電性物質は、反射率が８０％以上である金属粒子、炭素同素体、導電性高分子または金属ナノワイヤーのうち、いずれか一つまたはこれらの混合物で、仕事関数が５．０ｅＶ以上であるドーパントは、パラジウム（Ｐｄ）、ニッケル（Ｎｉ）、白金（Ｐｔ）、セレニウム（Ｓｅ）、金（Ａｕ）、コバルト（Ｃｏ）、イリジウム（Ｉｒ）またはオスミウム（Ｏｓ）のうち、いずれか一つまたはこれらの混合物である。
また、本発明の一実施形態にかかる有機発光素子は、第１電極、有機膜層及び第２電極を含むものの、第１電極は、導電性物質及び仕事関数が５．０ｅＶ以上であるドーパントを含む。有機膜層は、正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層をさらに含み、第１電極は、前記正孔輸送層と接する。
また、本発明の一実施形態にかかる液晶表示装置は、第１基板、第２基板、電極及び液晶層を含む。第１基板は、薄膜トランジスタを含み、電極は、薄膜トランジスタ上に位置して薄膜トランジスタに電気的に接続される。第２基板は、第１基板と対向し、液晶層は、第１基板と第２基板との間に位置する。
また、本発明の一実施形態にかかる有機発光表示装置は、基板、有機発光素子及び封止層を含む。基板は、薄膜トランジスタを含み、有機発光素子は、薄膜トランジスタに電気的に接続される。封止層は、有機発光素子上に位置する。
本発明の一実施形態にかかる電極は、導電性物質及び仕事関数が５．０ｅＶ以上であるドーパントを含むことによって、高い仕事関数を要求する有機発光表示装置の第１電極として使用することができる。また、本発明の一実施形態にかかる電極は、導電性物質の種類を別にして、反射率の高い電極を形成するか、または透過率の高い電極を形成することによって、有機発光表示装置の光の発光方向に応じて各々異なるように適用できる。また、本発明の一実施形態にかかる電極は、透過率の高い電極を形成して液晶表示装置の画素電極または共通電極に適用できる。また、本発明にかかる電極を含む有機発光素子及び有機発光表示装置は、一回のコーティング工程で電極を形成するから、工程が容易でインジウムの代わりをして製造費用を低減でき、短絡不良を防止できるという利点がある。また、本発明の一実施形態にかかる電極を第１電極として使用する有機発光素子及び有機発光表示装置は、ホール注入が容易になるから、正孔注入層を別に必要としない。
第１電極の断面構造を示した図である。 第１電極のＳＥＭイメージである。 ドーパントの仕事関数を示した図である。 本発明の一実施例にかかる電極を示した図である。 第１の実施形態にかかる有機発光素子を示した断面図である。 本発明の第２の実施形態にかかる有機発光表示装置を示した断面図である。 本発明の第３の実施形態にかかる有機発光表示装置を示した断面図である。 本発明の第４の実施形態にかかる液晶表示装置を示した断面図である。 実験１によって製造された電極の仕事関数を示したグラフである。 実験１によって製造された電極の反射率を示したグラフである。 実験２によってパラジウム粉末の含量比が０重量％と製造された電極のＳＥＭイメージである。 実験２によってパラジウム粉末の含量比が０．３重量％で製造された電極のＳＥＭイメージである。 実験２によってパラジウム粉末の含量比が０．６重量％で製造された電極のＳＥＭイメージである。 実験２によってパラジウム粉末の含量比が２重量％と製造された電極のＳＥＭイメージである。 比較例によって製造された素子の発光写真である。 実施形態によって製造された素子の発光写真である。
以下、本発明の一実施形態を例示的な図面により詳細に説明する。各図面の構成要素に参照符号を付するに当たって、同じ構成要素に対しては、たとえ他の図面上に表示されても、可能なかぎり同じ符号を付していることに留意すべきである。また、本発明を説明するにおいて、関連した公知構成又は機能に対する具体的な説明が本発明の要旨を不明にすると判断される場合には、その詳細な説明を省略すべきである。
また、発明の構成要素を説明するにおいて、第１、第２、Ａ、Ｂ、（ａ）、（ｂ）などの用語を使用することができる。このような用語は、その構成要素を他の構成要素と区別するためのものであり、その用語により該当構成要素の本質、順番、または順序などが限定されない。ある構成要素が他の構成要素に「連結」、「結合」、または「接続」されると記載された場合、その構成要素は、その他の構成要素に直接的に連結または接続されうるが、各構成要素の間にさらに他の構成要素が「連結」、「結合」、または「接続」されうると理解されねばならない。同じ脈絡で、ある構成要素が他の構成要素の「上」にまたは「下」に形成されると記載された場合、その構成要素は、その他の構成要素に直接またはさらに他の構成要素を介在して間接的に形成されることを全て含むと理解されねばならない。
以下に開示する本発明の一実施形態にかかる表示装置は、有機発光表示装置、液晶表示装置、電気泳動表示装置などでありうる。本実施形態では、有機発光表示装置を例にして説明する。有機発光表示装置は、薄膜トランジスタに接続した第１電極、第２電極、及びこれらの間に有機物からなる発光層を含む。したがって、第１電極から受ける正孔と第２電極から受ける電子とが発光層内で結合して正孔−電子対である励起子（ｅｘｃｉｔｏｎ）を形成し、励起子が底状態に帰ってきながら発生するエネルギーにより発光する。後述する本発明の一実施形態にかかる電極は、有機発光表示装置の第１電極に使用することができる。また、本発明は、これに限定されず、液晶表示装置の画素電極または共通電極にも使用可能である。
以下、添付した図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。
図３は、ドーパントの仕事関数を示した図で、図４は、本発明の一実施形態にかかる電極を示した図である。
本発明は、有機発光表示装置の第１電極として使用する電極を開示する。さらに詳細に電極は、導電性物質、仕事関数が５．０ｅＶ以上であるドーパント及び溶媒を含む電極組成物により製造される。
＜導電性物質＞
本発明の一実施形態にかかる導電性物質は、電極の導電性を表す役割を果たし、反射率が９０％以上である金属粒子、炭素同素体、導電性高分子または金属ナノワイヤーを使用することができる。
電極に反射特性が要求される場合、導電性物質として反射率が８０％以上である金属粒子を使用することができる。反射率が８０％以上である金属粒子は、銀（Ａｇ）、ナトリウム（Ｎａ）、アルミニウム（Ａｌ）、マグネシウム（Ｍｇ）、錫（Ｓｎ）または金（Ａｕ）を例に挙げることができる。ここで、反射率は、ナトリウムＤ線である５９８ｎｍのナトリウムＤ線に対する反射率である。銀（Ａｇ）の反射率は９４％、ナトリウム（Ｎａ）の反射率は９０％、アルミニウム（Ａｌ）の反射率は８３％、マグネシウム（Ｍｇ）の反射率は８２％、錫（Ｓｎ）の反射率は８２％、そして金（Ａｕ）の反射率は８０％である。本発明の導電性物質には、前述の金属粒子のうち、少なくとも１種または２種以上の混合物を使用することができる。
電極に透明特性が要求される場合、導電性物質として炭素同素体を使用することができる。本発明の一実施形態において開示する炭素同素体は、互いに共有結合した炭素原子の多環芳香族分子を示す。共有結合された炭素原子は、繰り返される単位として６個の構成要素からなる環を形成でき、また５個の構成要素からなる環及び７個の構成要素からなる環のうちの一つ以上を含むこともできる。炭素同素体は、単一層でありえ、または炭素同素体の他の層上に積層された多数の炭素同素体層を含むこともできる。炭素同素体は、１次元または２次元構造を有する。炭素同素体は、約１００ｎｍの最大厚さを有し、具体的に約１０ｎｍないし約９０ｎｍ、さらに具体的には、約２０ｎｍないし約８０ｎｍの厚さを有する。
炭素同素体の製造方法は、物理的剥離法、化学気相蒸着法、化学的剥離法またはエピタキシャル合成法等、大きく４種類がある。物理的剥離法は、グラファイト試料にスコッチテープを付けた後、これをはがして、スコッチテープの表面にグラファイトから落ちた炭素同素体シートを得る方式である。化学気相蒸着法は、炭素同素体を成長させようとする基板の上面に高い運動エネルギーを有した気体または蒸気形態の炭素前駆体を吸着−分解させて炭素原子に分離させ、該当炭素原子が互いに原子間結合をなすようにして、結晶質の炭素同素体を成長させる方式である。化学的剥離法は、黒煙の酸化−還元特性を利用したもので、黒煙を硫酸と窒酸混合物に入れて、炭素同素体板のエッジにカルボキシル化合物を付ける。塩化チオニルにより酸塩化物に変わり、再度オクタデシルアミンを用いて炭素同素体アミドを作る。これをテトラヒドロフランのような溶液を利用して環収すると、粉砕が起きて個別の炭素同素体シートを得る方式である。エピタキシャル合成法は、シリコンカーバイド（ＳｉＣ）を１，５００℃の高温で加熱して、シリコン（Ｓｉ）が除去され、残っているカーボン（Ｃ）によって炭素同素体を得る方式である。
本発明の一実施形態にかかる炭素同素体は、還元型酸化グラフェン（ｒＧＯ）、非酸化グラフェン、グラフェンナノリボンまたは炭素ナノチューブ（ｃａｒｂｏｎ ｎａｎｏｔｕｂｅ、ＣＮＴ）などを使用することができる。還元型酸化グラフェンは、酸化グラフェン（ＧＯ）を還元させたもので、黒煙に強酸を加えると酸化させ、化学的に小さな粒子状態に形成して、酸化グラフェンを製造し、酸化グラフェンを還元させて製造される。非酸化グラフェンは、前述の炭素同素体の製造方法のうち、酸化−還元工程を除いた方法により製造された炭素同素体のことをいう。グラフェンナノリボンは、グラフェンを幅がナノメートル（ｎｍ）であるリボン形態に切り取ったもので、幅に応じて一定のエネルギーバンドギャップを有する。グラフェンナノリボンは、炭素同素体を含むモノマーから合成するか、または炭素ナノチューブを切り取って平面に繰広げて製造されることができる。前述の炭素同素体の種類の他にも、本発明の一実施形態にかかる炭素同素体は、グラフェンナノメッシュなどの公知の炭素同素体構造を適用できる。
また、電極に透明特性が要求される場合、導電性物質として導電性高分子を使用することができる。導電性高分子は、高分子の本来の特性である軽くて加工性が容易ながらも電気を通す有機高分子であって、単一結合と二重結合が交互に形成される共役（ｃｏｎｊｕｇａｔｅｄ）結合を有している。導電性高分子は、純粋な導電性高分子はもちろんで、他の適切な素材によってドーピング（ｄｏｐｉｎｇ）されている導電性高分子を含む。
導電性高分子の例には、ポリフルオレン（ｐｏｌｙｆｌｕｏｒｅｎｅ）、ポリフェニレン（ｐｏｌｙｐｈｅｎｙｌｅｎｅ）、ポリピレン（ｐｏｌｙｐｙｒｅｎｅ）、ポリアズレン（ｐｏｌｙａｚｕｌｅｎｅ）、ポリナフタレン（ｐｏｌｙｎａｐｈｔｈａｌｅｎｅ）、ポリアセチレン（ｐｏｌｙａｃｅｔｙｌｅｎｅ，ＰＡＣ）、ポリ−ｐ−フェニレンビニレン（ｐｏｌｙ（ｐ−ｐｈｅｎｙｌｅｎｅ ｖｉｎｙｌｅｎｅ，ＰＰＶ）のように、ヘテロ原子を含まない導電性高分子；ポリピロール（ｐｏｌｙｐｙｒｒｏｌｅ，ＰＰＹ）、ポリカルバゾール（ｐｏｌｙｃａｒｂａｚｏｌｅ）、ポリインドール（ｐｏｌｙｉｎｄｏｌｅ）、ポリアゼピン（ｐｏｌｙｚｅｐｉｎｅ）、ポリチエニレンビニレン（ｐｏｌｙ（ｔｈｉｅｎｙｌｅｎｅ ｖｉｎｙｌｅｎｅ）、ポリアニリン（ｐｏｌｙａｎｉｌｉｎｅ，ＰＡＮＩ）などのように、ヘテロ原子として窒素（Ｎ）を含む導電性高分子；ポリチオフェン（ｐｏｌｙ（ｔｈｉｏｐｈｅｎｅ），ＰＴ）、ポリ（ｐ−フェニレンスルフィド（ｐｏｌｙ（ｐ−ｐｈｅｎｙｌｅｎｅｓｕｌｆｉｄｅ，ＰＰＳ）、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン（ｐｏｌｙ（３，４−ｅｔｈｙｌｅｎｅｄｉｏｘｙ ｔｈｉｏｐｈｅｎｅ，ＰＥＤＯＴ）のように、ヘテロ原子として黄（Ｓ）を含む導電性高分子；ポリフラン（ｐｏｌｙｆｕｒａｎ）のように、ヘテロ原子として酸素（Ｏ）を含む導電性高分子またはこれらの導電性高分子に他の物質がドーピングされている導電性物質のうち、いずれか一つまたはこれらの混合物を含む。これらの導電性高分子は、適切な置換基、例えばアルキル基、アルコキシ基などのような脂肪族はもちろんで、芳香族環によって置換された形態でありうる。
導電性高分子として、好ましくは、溶媒に対する分散性または導電性などを向上させることができるように、他の物質がドーピングされた導電性高分子を使用するか、または適切な官能基に置換された素材を使用することができる。例えば、導電性高分子としてのポリアセチレンには、ドーパントとしてＩ２、Ｂｒ２のようなハロゲンガス、Ｌｉ、Ｎａのようなアルカリ金属及びＡｓＦ６などをドーパントとして使用することができる。また、ＢＦ４−、ＣｌＯ４−などは、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアズレン、ポリフランなどのドーパントとして使用されることができ、ＡｓＦ６は、ポリアセチレンの他にも、ポリフェニレンスルフィド、ポリフェニレンビニレン、ポリチエニレンビニレン、ポリフェニレンなどのドーパントとして使用されることができる。一方、塩酸（ＨＣｌ）、ドデシルベンゼン酸（ｄｏｄｅｃｙｌｂｅｎｚｅｎｅ ａｃｉｄ，ＤＢＳＡ）及びカンファースルホン酸（ｃａｍｐｈｏｒｓｕｌｆｏｎｉｃａｃｉｄ，ＣＳＡ）などは、ポリアニリンのドーパントとして使用されることができる。ポリピロールの場合には、前述のＢＦ４−、ＣｌＯ４−の他にも、ｐ−メチルフェニルスルホン酸塩のようなトシル基がドーパントとして使用されることができ、ポリチオフェンもやはり、ｐ−メチルフェニルスルホン酸塩のようなトシル基とＦｅＣｌ４がドーパントとして使用されることができ、ポリフェニレンの場合には、ＡｓＦ６の他にもＬｉ、Ｋのようなアルカリ金属をドーパントとして使用することができる。
特に、本発明の一実施形態にかかる導電性高分子としてＰＥＤＯＴを主成分とする導電性高分子を例に挙げることができる。例えば、置換されないＰＥＤＯＴ、ポリスチレンスルホン酸（ｐｏｌｙ（ｓｔｙｒｅｎｅ ｓｕｌｆｏｎａｔｅ））がドーピングされているポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ）またはポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）−テトラメタクリレート（ＰＥＤＯＴ−ＴＭＡ）である。
ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳの中でＰＳＳのスルホン酸基は、溶媒の中で脱水素化して（ｄｅｐｒｏｔｏｎａｔｅｄ）陰電荷を帯びており、分散体として機能できる。一方、ＰＥＤＯＴは、π共役系導電性高分子としてＰＥＤＯＴ部分は、陽電荷を帯びているから、特に親水性溶媒に対する分散性が良好であるから、安定した塩形態をなすことができる。ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ溶液は、ＰＥＤＯＴの単量体であるＥＤＯＴをＰＳＳの存在下で水のような適切な溶媒に添加すると、酸性の水分散性溶液を形成するから、酸化重合を形成しながら安定した分散体を形成できる。他の導電性高分子であるＰＥＤＯＴ−ＴＭＡは、有機溶媒に対する分散性に優れており、腐食しないという特性があるので、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳを代えて使用されることができる。
また、導電性物質に金属ナノワイヤーを使用することができる。金属ナノワイヤーは、直径が数ｎｍないし数十ｎｍを有するワイヤー形状の金属をいう。金属ナノワイヤーは、代表的に銀ナノワイヤーを例に挙げることができ、その他に金（Ａｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、白金（Ｐｔ）、イリジウム（Ｉｒ）、ルテニウム（Ｒｕ）、オスミウム（Ｏｓ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、錫（Ｓｎ）、アルミニウム（Ａｌ）、亜鉛（Ｚｎ）、チタン（Ｔｉ）、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）またはクロム（Ｃｒ）のうち、少なくとも１種の元素で構成されることができる。
＜仕事関数が５．０ｅＶ以上であるドーパント＞
本発明の一実施形態によれば、電極の仕事関数を増加させるために、仕事関数が５．０ｅＶ以上であるドーパントを含む。仕事関数が５．０ｅＶ以上であるドーパントは、パラジウム（Ｐｄ）、ニッケル（Ｎｉ）、白金（Ｐｔ）、セレニウム（Ｓｅ）、金（Ａｕ）、コバルト（Ｃｏ）、イリジウム（Ｉｒ）またはオスミウム（Ｏｓ）を例に挙げることができる。パラジウム（Ｐｄ）の仕事関数は、５．２２〜５．６ｅＶ、ニッケル（Ｎｉ）の仕事関数は５．０４〜５．３５ｅＶ、白金（Ｐｔ）の仕事関数は５．１２〜５．９３ｅＶ、セレニウム（Ｓｅ）の仕事関数は５．９ｅＶ、金（Ａｕ）の仕事関数は５．１〜５．４７ｅＶ、コバルト（Ｃｏ）の仕事関数は５．０ｅＶ、イリジウム（Ｉｒ）の仕事関数は５．０〜５．６７ｅＶ、そしてオスミウム（Ｏｓ）の仕事関数は５．９３ｅＶである。本発明の一実施形態にかかる仕事関数が５．０ｅＶ以上であるドーパントには、前述のドーパントのうち、少なくとも１種または２種以上の混合物を使用することができる。
＜溶媒＞
本発明の溶媒は、前述の導電性物質を分散させ、コーティングされる組成物の粘度を調節するための用途として使用される。溶媒は、親水性または疏水性溶媒を使用することができる。親水性溶媒の例には、水；エタノール、メタノール、イソプロピルアルコール、ブタノール、２−エチルヘキシルアルコール、メトキシペンタノール、ブトキシエタノール、エトキシエトキシエタノール、ブトキシエトキシエタノール、メトキシプロポキシプロパノール、テキサノール（ｔｅｘａｎｏｌ）、アルファ−テルピネオール（α−ｔｅｒｐｉｎｅｏｌ）のようなテルピネオールなどのアルコール類；テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）；グリセロール、アルキレングリコール、例えば、エチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ジヘキシレングリコールまたはこれらのアルキルエーテル（一例として、プロピレングリコールメチルエーテル（ＰＧＭＥ）、ジエチレングリコールブチルエーテル、ジエチレングリコールエチルエーテル、ジプロピレングリコールメチルエーテル、ジヘキシレングリコールエチルエーテル）；グリセリン、Ｎ−メチルピロリドン（Ｎ−ｍｅｔｈｙｌ−２−ｐｙｒｒｏｌｉｄｉｎｏｎｅ、ＮＭＰ）、２-ピロリドン、アセチルアセトン、１，３-ジメチルイミダゾリノン、チオジグリコール、ジメチルスルホキシド（ｄｉｍｅｔｈｙｌ ｓｕｌｆｏｘｉｄ，ＤＭＳＯ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（Ｎ，Ｎ−ｄｉｍｅｔｈｙｌ ａｃｅｔａｍｉｄｅ，ＤＭＡｃ））、ジメチルホルムアミド（ｄｉｍｅｔｈｙｌｆｏｒｍａｍｉｄｅ，ＤＭＦ））、スルホラン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミンより選択される有機溶媒を単独で使用するか、またはこれらのうち、２種以上の混合物を使用することができる。
疏水性溶媒の例には、メチルエチルケトン、シクロペンタノンなどのケトン類、キシレン、トルエンまたはベンゼンなどの芳香族化合物、ジプロピレンメチルエーテルのようなエーテル、メチレンクロリド、クロロホルムなどの脂肪族炭化水素などを単独または２種以上の混合物を使用することができる。
＜高分子樹脂＞
本発明の一実施形態にかかる電極組成物は、高分子樹脂をさらに含むことができる。高分子樹脂は、導電性物質を接着、結束または分散する役割を果たす。高分子樹脂は、アクリル系樹脂、ポリイミド樹脂、フェノール樹脂、カルド界樹脂、スチレン樹脂、ノボラック樹脂、またはポリエステル樹脂のうち、１種または２種以上の混合物でありうる。また、これらの樹脂は、酸基またはエポキシ基を含有した化合物でありうる。
＜添加剤＞
本発明の一実施形態にかかる電極組成物は、接着増進剤（ａｄｈｅｓｉｏｎ ｐｒｏｍｏｔｅｒ）またはレベリング剤などの添加剤をさらに含むことができる。
接着増進剤は、電極と下部層との接着力を向上させるためのもので、例えば、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス（２−メトキシエトキシ）−シラン、Ｎ−（２−アミノエチル）−３−アミノプロピルメチルジメトキシシラン，Ｎ−（２−アミノエチル）−３−アミノプロピルメチルトリメトキシシラン、３−アミノプロピルトリエトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、３−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、２−（３，４−エトキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、３−クロロプロピルメチルジメトキシシラン、３−クロロプロピルトリメトキシシラン、３−メタアクリルオキシプロピルトリメトキシシラン、３−メルカプトプロピルトリメトキシシランなどの１種または２種の混合物を使用することができる。
レベリング剤は、電極組成物の表面張力によって導電性物質と高分子樹脂との混和性が減少する現象を緩和させ、膜の不均一性により発生できる不良を減らす。レベリング剤は、例えば、陰イオン系の共重合体、アラルキル変性ポリメチルアルキルシロキサン系などの１種または２種の混合物を使用することができる。
また、本発明の一実施形態にかかる電極組成物は、接着増進剤、レベリング剤の他に分散剤、可塑剤などの添加剤をさらに含むことができる。
本発明の一実施形態にかかる電極組成物は、導電性物質及び溶媒の混合された導電性物質ペーストに仕事関数が５．０ｅＶ以上であるドーパント粉末を混合して、電極組成物を製造できる。このとき、仕事関数が５．０ｅＶ以上であるドーパント粉末は、導電性物質ペースト１００重量％に対して２ないし１０重量％をなすことができる。ここで、仕事関数が５．０ｅＶ以上であるドーパント粉末が導電性物質ペースト１００重量％に対して２重量％以上であると、電極の仕事関数を増加させ、焼結度が向上して電極の膜質が向上し、仕事関数が５．０ｅＶ以上であるドーパント粉末が導電性物質ペースト１００重量％に対して１０重量％以下であると、電極組成物のコーティング性と反射率が低下するのを防止できる。
電極組成物は、スピンコーティング、スリットコーティング、インクジェットプリンティングなどの公知された溶液コーティング工程でコーティングされることができる。基板上にコーティングされた電極組成物は、１００ないし５００℃で熱処理されて溶媒を除去することによって、電極を形成できる。
前述の電極組成物で製造される電極は、多様な特性を有する電極として製造されることができる。例えば、反射率と仕事関数とが高い電極または透過率と仕事関数とが高い電極でありうる。
本発明の一実施形態にかかる電極に高い反射率と高い仕事関数が要求される場合、反射率が８０％以上である金属粒子及び仕事関数が５．０ｅＶ以上であるドーパントを電極に含む。導電性物質は、電極の反射率を高めるために、全体電極組成物１００重量％に対し１０ないし８０重量％で含まれることができる。
仕事関数が５．０ｅＶ以上であるドーパントは、電極の仕事関数を高くすることができる。図３に示すように、銀（Ａｇ）の仕事関数が４．０ｅＶで（図３の（Ａ））白金（Ｐｔ）の仕事関数が５．７ｅＶであると（図３の（Ｂ））、銀−白金の合金の仕事関数が４．０ないし５．７ｅＶの間で調節されることができる。仕事関数が３．８ｅＶであるＴｉＯ２膜に銀−白金の合金が混合されると、ＴｉＯ２膜の仕事関数を向上させることができる。したがって、本発明の一実施形態にかかる電極は、仕事関数が５．０ｅＶ以上であるドーパントを含んで、電極の仕事関数を増加させることができる。好ましくは、電極の仕事関数は、４．８ｅＶ以上でありうる。
また、高い反射率と高い仕事関数を有する電極は、追加的に高分子樹脂をさらに含むことができる。高分子樹脂は、導電性物質を接着するものとしてバインダー樹脂を利用でき、好ましくは、アクリル系バインダーを使用することができる。
そして、本発明の一実施形態にかかる電極に高い透過率と高い仕事関数が要求される場合、電極は、導電性物質及び仕事関数が５．０ｅＶ以上であるドーパントを含み、導電性物質に追加的に導電性高分子をさらに含む。
図４に示すように、電極は、少なくとも２種の導電性物質及び仕事関数が５．０ｅＶ以上であるドーパントを含む。電極に高い透過率を付与するために、導電性物質は、サイズがナノサイズである炭素同素体または金属ナノワイヤーを使用することができ、これらの炭素同素体または金属ナノワイヤーと共に、導電性高分子が使用される。導電性高分子は、仕事関数をマッチングし、面発光及び表面照度特性を確保するために使用される。追加的に高分子樹脂をさらに含むことができ、高分子樹脂は、導電性物質を接着するものとしてバインダー樹脂を利用できる。そして、仕事関数が５．０ｅＶ以上であるドーパントを含んで、電極の仕事関数を向上させることができる。
前述の本発明の一実施形態にかかる電極は、有機発光素子、液晶表示装置及び有機発光表示装置の第１電極として使用することができる。
＜適用例＞
図５は、第１の実施形態にかかる有機発光素子を示した断面図で、図６は、本発明の第２の実施形態にかかる有機発光表示装置を示した断面図で、図７は、本発明の第３の実施形態にかかる有機発光表示装置を示した断面図であり、図８は、本発明の第４の実施形態にかかる液晶表示装置を示した断面図である。
図５を参照すると、本発明の第１の実施形態にかかる有機発光素子は、第１基板ＳＵＢ１上に第１電極ＡＮＯが位置し、第１電極ＡＮＯ上に正孔輸送層ＨＴＬ、発光層ＬＥＬ、電子輸送層ＥＴＬ、電子注入層ＥＩＬ及び第２電極ＣＡＴが位置する。本発明の有機発光素子は、前述の電極を有機発光素子の第１電極ＡＮＯに適用できる。本発明の電極は、仕事関数が４．８ｅＶ以上にたかいから、基本的に有機発光素子の第１電極に使用することができる。特に、前述のように電極の組成を別にして電極に高い反射率特性を付加して、反射電極として使用するか、または電極に高い透過率特性を付加して透明電極として使用することもできる。
また、本発明にかかる電極を第１の実施例のように第１電極として使用する場合、ホール注入が容易になるから、正孔注入層ＨＩＬが別に要らない。したがって、正孔注入層ＨＩＬが省略可能で、第１電極上に正孔輸送層ＨＴＬが形成されて第１電極と正孔輸送層ＨＴＬが接するようになる。
一方、図６を参照すると、本発明の第２の実施形態にかかる有機発光表示装置は、図５の有機発光素子を含むことができる。
さらに詳細に、第1基板ＳＵＢ１上にアクティブ層ＡＣＴが位置する。アクティブ層ＡＣＴは、シリコン半導体または酸化物半導体からなることができる。シリコン半導体は、非晶質シリコンまたは結晶化された多結晶シリコンを含むことができ、本実施例では、多結晶シリコンからなるアクティブ層ＡＣＴでありうる。アクティブ層ＡＣＴ上にゲート絶縁膜ＧＩが位置する。ゲート絶縁膜ＧＩは、シリコン酸化物（ＳｉＯｘ）、シリコン窒化物（ＳｉＮｘ）またはこれらの多重層でありうる。ゲート絶縁膜ＧＩ上に前記アクティブ層ＡＣＴと対応するように、ゲート電極ＧＡＴが位置する。ゲート電極ＧＡＴは、モリブデン（Ｍｏ）、アルミニウム（Ａｌ）、クロム（Ｃｒ）、金（Ａｕ）、チタン（Ｔｉ）、ニッケル（Ｎｉ）、ネオジム（Ｎｄ）及び銅（Ｃｕ）からなる群より選択されたいずれか一つまたはこれらの合金で形成される。また、ゲート電極ＧＡＴは、モリブデン（Ｍｏ）、アルミニウム（Ａｌ）、クロム（Ｃｒ）、金（Ａｕ）、チタン（Ｔｉ）、ニッケル（Ｎｉ）、ネオジム（Ｎｄ）及び銅（Ｃｕ）からなる群より選択されたいずれか一つまたはこれらの合金からなる多重層でありうる。例えば、ゲート電極ＧＡＴは、モリブデン／アルミニウム−ネオジムまたはモリブデン／アルミニウムの二重層でありうる。
ゲート電極ＧＡＴ上に層間絶縁膜ＩＬＤが位置する。層間絶縁膜ＩＬＤは、シリコン酸化膜（ＳｉＯｘ）、シリコン窒化膜（ＳｉＮｘ）またはこれらの多重層でありうる。層間絶縁膜ＩＬＤ上に半導体層（アクティブ層）ＡＣＴと電気的に接続するソース電極ＳＥ及びドレン電極ＤＥが位置する。ソース電極ＳＥ及びドレン電極ＤＥは、単一層または多重層からなりえ、ソース電極ＳＥ及びドレン電極ＤＥが単一層の場合には、モリブデン（Ｍｏ）、アルミニウム（Ａｌ）、クロム（Ｃｒ）、金（Ａｕ）、チタン（Ｔｉ）、ニッケル（Ｎｉ）、ネオジム（Ｎｄ）及び銅（Ｃｕ）からなる群より選択されたいずれか一つまたはこれらの合金からなることができる。また、ソース電極ＳＥ及びドレン電極ＤＥが多重層の場合には、モリブデン／アルミニウム−ネオジムの２重層、チタン／アルミニウム／チタン、モリブデン／アルミニウム／モリブデンまたはモリブデン／アルミニウム−ネオジム／モリブデンの３重層からなることができる。したがって、半導体層（アクティブ層）ＡＣＴ、ゲート電極ＧＡＴ、ソース電極ＳＥ及びドレン電極ＤＥを含む薄膜トランジスタが構成される。
薄膜トランジスタを含む第1基板ＳＵＢ１上に有機絶縁膜ＰＡＣが位置する。有機絶縁膜ＰＡＣは、下部構造の段差を緩和させるための平坦化膜であっても良く、ポリイミド（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）、ベンゾシクロブテン系樹脂（ｂｅｎｚｏｃｙｃｌｏｂｕｔｅｎｅ ｓｅｒｉｅｓ ｒｅｓｉｎ）、アクリレート（ａｃｒｙｌａｔｅ）などの有機物からなる。有機絶縁膜ＰＡＣは、ドレン電極ＤＥを露出させるビアホールＶＩＡを含む。
有機絶縁膜ＰＡＣ上に第１電極ＡＮＯが位置する。第１電極ＡＮＯは、アノードであっても良く、反射率が高く仕事関数が高い電極で、第１電極ＡＮＯは、導電性物質、高分子樹脂及び仕事関数が５．０ｅＶ以上であるドーパントを含む。したがって、第１電極ＡＮＯは、光を上部に反射する反射電極として作用する。第１電極ＡＮＯは、ビアホールＶＩＡを埋め、ドレン電極ＤＥに接続される。
前記第１電極ＡＮＯを含む第1基板ＳＵＢ１上にバンク層ＢＮＫが位置する。バンク層ＢＮＫは、第１電極ＡＮＯの一部を露出して画素を画定する画素画定膜でありうる。バンク層ＢＮＫは、ポリイミド（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）、ベンゾシクロブテン系樹脂（ｂｅｎｚｏｃｙｃｌｏｂｕｔｅｎｅ ｓｅｒｉｅｓ ｒｅｓｉｎ）、アクリレート（ａｃｒｙｌａｔｅ）などの有機物からなる。バンク層ＢＮＫは、第１電極ＡＮＯを露出する開口部ＯＰが備えられる。
バンク層ＢＮＫの開口部ＯＰにより露出した第１電極ＡＮＯ上に有機膜層ＥＭＬが位置する。有機膜層ＥＭＬは、電子と正孔とが結合して発光する層であって、有機膜層ＥＭＬは、少なくとも発光層を含む。また、有機膜層ＥＭＬは、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層または電子注入層のうち、いずれか一つ以上を含むことができ、いずれか一つ以上は省略しても良い。有機膜層ＥＭＬが形成された第1基板ＳＵＢ１上に第２電極ＣＡＴが位置する。第２電極ＣＡＴは、カソード電極で仕事関数が低いマグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）またはこれらの合金からなることができる。したがって、第１電極ＡＮＯ、有機膜層ＥＭＬ及び第２電極ＣＡＴを含む有機発光素子を含む。図示していないが、第２電極ＣＡＴの上部に下部の素子を封止する無機または有機膜の封止層がさらに含まれることができる。本実施例の有機発光表示装置は、光が第２電極ＣＡＴ方向に放出される前面発光構造であって、第２電極ＣＡＴは、光が透過できる程度に薄い厚さからなる。
前述の図６の有機発光表示装置は、有機膜層から発光した光が第１電極から反射されて第２電極方向に出射される前面発光構造の有機発光表示装置である。本発明の電極は、導電性物質、高分子樹脂及び仕事関数が５．０ｅＶ以上であるドーパントを含むことができ、例えば、反射率が８０％以上である金属粒子、高分子樹脂及び仕事関数が５．０ｅＶ以上であるドーパントを含んで、反射率と仕事関数との高い電極を提供できる。したがって、本発明の一実施形態にかかる電極を利用して前面発光構造の有機発光表示装置の第１電極を形成することによって、単一層構造の第１電極を提供できるという利点がある。したがって、本発明の有機発光表示装置は、一回のコーティング工程で電極を形成して、工程が容易でかつインジウムを代えて製造費用を低減することができ、短絡不良を防止できるという利点がある。
一方、図７は、前述の図６とは異なり、背面発光または両面発光構造の有機発光表示装置でありうる。図６と同じ構成については、その説明を簡略にし、異なる構成について説明する。
図７を参照すると、本発明の第３の実施例にかかる有機発光表示装置は、有機絶縁膜ＰＡＣ上に第１電極ＡＮＯが位置する。第１電極ＡＮＯは、アノードであっても良く、透明で仕事関数が高い電極で、第１電極ＡＮＯは、導電性物質、高分子樹脂及び仕事関数が５．０ｅＶ以上であるドーパントを含む。したがって、第１電極ＡＮＯは、光を透過する透過電極として作用する。
前記第１電極ＡＮＯを含む第１基板ＳＵＢ１上にバンク層ＢＮＫが位置し、第１電極ＡＮＯ上に有機膜層ＥＭＬが位置する。有機膜層ＥＭＬの形成された第１基板ＳＵＢ１上に第２電極ＣＡＴが位置する。第２電極ＣＡＴは、カソード電極で仕事関数が低い。本実施例の有機発光表示装置が両面発光構造である場合、光が透過できる程度に薄い厚さからなり、背面発光構造である場合、光が反射できる程度に厚い厚さからなる。
前述の図７の有機発光表示装置は、有機膜層から発光された光が第１電極を透過する両面発光または背面発光構造の有機発光表示装置である。本発明の一実施形態にかかる電極は、導電性物質、高分子樹脂及び仕事関数が５．０ｅＶ以上であるドーパントを含むことができ、例えば、銀ナノワイヤー、高分子樹脂及び仕事関数が５．０ｅＶ以上であるドーパントを含んで、透過率と仕事関数が高い電極を提供できる。したがって、本発明の電極を利用して背面または両面発光構造の有機発光表示装置の第１電極を形成することによって、インジウムを代えて製造費用を低減できるという利点がある。
一方、図８を参照すると、本発明の一実施形態にかかる第４の実施例にかかる液晶表示装置は、前述の本発明の電極を画素電極または共通電極として使用することができる。
図８を参照すると、第１基板ＳＵＢ１上にゲート電極ＧＡＴが位置し、ゲート電極ＧＡＴ上にゲート電極ＧＡＴを絶縁させるゲート絶縁膜ＧＩが位置する。ゲート絶縁膜ＧＩ上にアクティブ層ＡＣＴが位置し、アクティブ層ＡＣＴの一側に接触するソース電極ＳＥと、アクティブ層ＡＣＴの他側に接触するドレン電極ＤＥが位置する。したがって、ゲート電極ＧＡＴ、アクティブ層ＡＣＴ、ソース電極ＳＥ及びドレン電極ＤＥを含む薄膜トランジスタを構成する。
薄膜トランジスタを含む第１基板ＳＵＢ１上に有機絶縁膜ＰＡＣが位置する。有機絶縁膜ＰＡＣは、ドレン電極ＤＥを露出するビアホールＶＩＡを含む。有機絶縁膜ＰＡＣ上に画素電極ＰＸＬと共通電極ＣＯＭが位置する。画素電極ＰＸＬは、有機絶縁膜ＰＡＣに形成されたビアホールＶＩＡを介してドレン電極ＤＥに接続される。画素電極ＰＸＬと共通電極ＣＯＭとは、互いに交互に配置されて、画素電極ＰＸＬと共通電極ＣＯＭとの間に水平電界を形成する。
第１基板ＳＵＢ１と対向する第２基板ＳＵＢ２が位置し、第１基板ＳＵＢ１と第２基板ＳＵＢ２との間に液晶層ＬＣが位置する。本発明の一実施形態では、画素電極と共通電極が同一平面上に位置するＩＰＳ（ｉｎ−ｐｌａｎｅ ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）液晶表示装置を例として説明した。しかしながら、本発明は、これに限定されず、画素電極の下部に共通電極が位置しても良く、共通電極が第２基板に位置しても良い。
前述の本発明の一実施形態にかかる電極は、液晶表示装置の画素電極ＰＸＬまたは共通電極ＣＯＭのうち、少なくとも一つ以上に適用できる。画素電極ＰＸＬまたは共通電極ＣＯＭは、導電性物質及び仕事関数が５．０ｅＶ以上であるドーパントを含んで、透明で、かつ仕事関数の高い電極として作用できる。
前述のように、本発明の一実施形態にかかる電極は、導電性物質及び仕事関数が５．０ｅＶ以上であるドーパントを含むことによって、高い仕事関数を要求する有機発光素子及び有機発光表示装置の第１電極として使用することができる。また、本発明の電極は、導電性物質の種類を別にして、反射率の高い電極を形成するか、または透過率の高い電極を形成することによって、有機発光表示装置の光の発光方向に応じて各々異なるように適用できる。また、本発明の電極は、透過率の高い電極を形成して、液晶表示装置の画素電極または共通電極に適用できる。また、本発明の一実施形態にかかる電極を含む有機発光素子及び有機発光表示装置は、一回のコーティング工程により電極を形成するから、工程が容易でかつインジウムを代えて製造費用を低減でき、短絡不良を防止できるという利点がある。
以下、本発明の一実施形態によって電極を備える表示装置に対する実験例を開示する。下記の実験例は、本発明の一実施形態に過ぎず、本発明がこれに限定されるものではない。
実験１：電極の仕事関数と反射度の測定
銀粉末が６８重量％を占める銀ペースト１００重量％に０．３重量％のパラジウム粉末を混合して、電極組成物を製造した。基板上にスピンコーティング法でコーティングし２００℃で熱処理して電極を形成した。このとき、パラジウム粉末の含量比を０．６及び２重量％で別にして、追加に電極をさらに形成した。
製造された電極の仕事関数を測定して、図９に示し、電極の反射率を測定して図１０に示した。
図９を参照すると、銀ペーストで製造された銀電極は、４．５ｅＶの仕事関数を表し、銀ペーストに０．３重量％のパラジウム粉末が混合された電極は、４．７ｅＶの仕事関数を表し、銀ペーストに０．６重量％のパラジウム粉末が混合された電極は、４．８ｅＶの仕事関数を表し、銀ペーストに２重量％のパラジウム粉末が混合された電極は、４．８ｅＶの仕事関数を表し、パラジウムペーストで製造されたパラジウム電極は、５．２ｅＶの仕事関数を表した。
この結果にて、パラジウムの含量比が増加するほど、電極の仕事関数が増加するのを確認することができた。
図１０を参照すると、銀ペーストで製造された銀電極は、４００ｎｍないし８００ｎｍの波長帯で９４％ないし９９％の反射率を表し、銀ペーストに０．３重量％のパラジウム粉末が混合された電極は、９３％ないし９９％の反射率を表し、銀ペーストに０．６重量％のパラジウム粉末が混合された電極は、９２％ないし９８％の反射率を表し、銀ペーストに２重量％のパラジウム粉末が混合された電極は、８９％ないし９８％の反射率を表した。
この結果にて、銀電極に対してパラジウムの含量比が増加するほど、電極の反射率が減少するのを確認することができた。
実験１にて、本発明の一実施形態にかかる電極は、仕事関数が５．０ｅＶ以上であるドーパントの含量比が増加するほど、仕事関数は増加するものの、反射率が減少されるトレードオフ（ｔｒａｄｅ−ｏｆｆ）関係が分かる。したがって、本発明の一実施形態では、仕事関数が５．０ｅＶ以上であるドーパントの含量比を２ないし１０重量％の範囲で使用して、仕事関数と反射率特性に優れた電極を形成できる。
実験２：電極の焼結度の測定
銀粉末が６８重量％を占める銀ペースト１００重量％に０、０．３、０．６及び２重量％のパラジウム粉末をそれぞれ混合して、電極組成物を製造した。基板上に電極組成物をそれぞれスピンコーティング法でコーティングし、２００℃で熱処理して電極を形成した。
製造された電極のＳＥＭイメージをパラジウム粉末の含量比０、０．３、０．６及び２重量％の順に図１１、１２、１３及び１４にそれぞれ示した。
図１１ないし図１４を参照すると、パラジウム粉末の含量比が０、０．３、０．６及び２重量％の順に増加するほど、銀（Ａｇ）の流動性の差に応じて焼結度が増加するのを確認することができた。
実験２にて、本発明の一実施形態にかかる電極は、仕事関数が５．０ｅＶ以上であるドーパントの含量比が増加するほど、電極の焼結度が増加するのが分かる。したがって、本発明の一実施形態では、仕事関数が５．０ｅＶ以上であるドーパントの含量比を２ないし１０重量％の範囲で使用して焼結度に優れた電極を形成できる。
実験３：素子の発光測定
＜比較例＞
基板上にアノードでＩＴＯ電極を蒸着し、ＩＴＯ電極上に正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層及びカソードであるアルミニウム電極を順次に形成して、素子を製造した。このとき、ＩＴＯ電極の仕事関数は、４．７ｅＶであった。
＜実施例＞
基板上に銀ナノワイヤー１重量％が分散された炭素ナノチューブ分散液にＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ導電性高分子を混合し、２重量％のパラジウム粉末を混合して、電極組成物を製造した。基板上に電極組成物をスピンコーティング法でコーティングし、２００℃で熱処理してアノード電極を形成した。アノード電極上に正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層及びカソードであるアルミニウム電極を順次に形成して素子を製造した。このとき、製造された電極の仕事関数は、５．０ｅＶであった。
前述の比較例及び実施形態によって製造された素子の発光を観察した。図１５は、比較例によって製造された素子の発光写真で、図１６は、本実施形態によって製造された素子の発光写真である。
図１５を参照すると、ＩＴＯ電極上に正孔輸送層が直に形成された比較例は、ほとんど発光しないと表した。これに対し、図１６を参照すると、ＩＴＯの代りに導電性物質、高分子樹脂及び仕事関数が５．０ｅＶ以上であるドーパントを含む電極を備えた実施例は、良好な発光を表した。特に、電極上に正孔輸送層が直に形成されても良好な発光を表した。
この結果にて、本発明の一実施形態にかかる電極は、ＩＴＯを代えることができ、アノード電極上に正孔注入層を省略できることを確認した。
前述のように、本発明の一実施形態にかかる電極は、導電性物質及び仕事関数が５．０ｅＶ以上であるドーパントを含むことによって、高い仕事関数を要求する有機発光表示装置の第１電極として使用することができる。また、本発明の一実施形態にかかる電極は、導電性物質の種類を別にして、反射率の高い電極を形成するか、または透過率の高い電極を形成することによって、有機発光表示装置の光の発光方向に応じてそれぞれ異なるように適用できる。また、本発明の一実施形態にかかる電極は、透過率の高い電極を形成して液晶表示装置の画素電極または共通電極に適用できる。また、本発明の一実施形態にかかる電極を含む有機発光素子及び有機発光表示装置は、一回のコーティング工程で電極を形成して、工程が容易で、かつインジウムを代えて製造費用を低減でき、短絡不良を防止できるという利点がある。また、本発明の一実施形態にかかる電極を第１電極として使用する有機発光素子及び有機発光表示装置は、ホール注入が容易になるから、正孔注入層が別に要らない。
以上説明した内容を通し当業者であれば、本発明の技術思想から逸脱しない範囲内で多様な変更及び修正が可能であることが分かるはずである。例えば、本発明の実施例に説明しているｘ軸方向またはｙ軸方向は、互いに反対になる方向に変更することが可能で、共通電極を構成するタッチ駆動電極とタッチセンシング電極の大きさ及び数と形状、各々のタッチ電極に接続されるタッチ駆動ラインまたはタッチセンシングラインの位置は、任意に適切に変更できる事項であり、本発明の実施例に記載されたことに限定されるものではない。したがって、本発明の技術的範囲は、発明の詳細な説明に記載された内容に限定されるものではなく、特許請求の範囲により定められねばならないはずである。
ＳＵＢ１ 基板
ＡＮＯ 第１電極
ＥＭＬ 有機膜層
ＣＡＴ 第２電極

Claims (20)

  1. 導電性物質及び仕事関数が５．０ｅＶ以上であるドーパントを含む電極。
  2. 前記導電性物質は、反射率が８０％以上である金属粒子、炭素同素体、導電性高分子または金属ナノワイヤーのうち、いずれか一つまたはこれらの混合物である請求項１に記載の電極。
  3. 前記反射率が８０％以上である金属粒子は、ナトリウム（Ｎａ）、銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、マグネシウム（Ｍｇ）、錫（Ｓｎ）または金（Ａｕ）のうち、いずれか一つまたはこれらの混合物である請求項２に記載の電極。
  4. 前記炭素同素体は、還元型酸化グラフェン（ｒＧＯ）、非酸化グラフェン（ｇｒａｐｈｅｎｅ）、グラフェンナノリボンまたは炭素ナノチューブ（ＣＮＴ）のうち、いずれか一つまたはこれらの混合物である請求項２に記載の電極。
  5. 前記仕事関数が５．０ｅＶ以上であるドーパントは、パラジウム（Ｐｄ）、ニッケル（Ｎｉ）、白金（Ｐｔ）、セレニウム（Ｓｅ）、金（Ａｕ）、コバルト（Ｃｏ）、イリジウム（Ｉｒ）またはオスミウム（Ｏｓ）のうち、いずれか一つまたはこれらの混合物である請求項１に記載の電極。
  6. 前記電極の仕事関数は、４．８ｅＶ以上である請求項１に記載の電極。
  7. 前記導電性高分子は、ポリフルオレン（ｐｏｌｙｆｌｕｏｒｅｎｅ）、ポリフェニレン（ｐｏｌｙｐｈｅｎｙｌｅｎｅ）、ポリピレン（ｐｏｌｙｐｙｒｅｎｅ）、ポリアズレン（ｐｏｌｙａｚｕｌｅｎｅ）、ポリナフタレン（ｐｏｌｙｎａｐｈｔｈａｌｅｎｅ）、ポリアセチレン（ｐｏｌｙａｃｅｔｙｌｅｎｅ，ＰＡＣ）、ポリ−ｐ−フェニレンビニレン（ｐｏｌｙ（ｐ−ｐｈｅｎｙｌｅｎｅ ｖｉｎｙｌｅｎｅ，ＰＰＶ）のように、ヘテロ原子を含まない導電性高分子；ポリピロール（ｐｏｌｙｐｙｒｒｏｌｅ，ＰＰＹ）、ポリカルバゾール（ｐｏｌｙｃａｒｂａｚｏｌｅ）、ポリインドール（ｐｏｌｙｉｎｄｏｌｅ）、ポリアゼピン（ｐｏｌｙｚｅｐｉｎｅ）、ポリチエニレンビニレン（ｐｏｌｙ（ｔｈｉｅｎｙｌｅｎｅ ｖｉｎｙｌｅｎｅ）、ポリアニリン（ｐｏｌｙａｎｉｌｉｎｅ，ＰＡＮＩ）などのように、ヘテロ原子として窒素（Ｎ）を含む導電性高分子；ポリチオフェン（ｐｏｌｙ（ｔｈｉｏｐｈｅｎｅ），ＰＴ）、ポリ（ｐ−フェニレンスルフィド（ｐｏｌｙ（ｐ−ｐｈｅｎｙｌｅｎｅｓｕｌｆｉｄｅ，ＰＰＳ）、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン（ｐｏｌｙ（３，４−ｅｔｈｙｌｅｎｅｄｉｏｘｙ ｔｈｉｏｐｈｅｎｅ，ＰＥＤＯＴ）のように、ヘテロ原子として黄（Ｓ）を含む導電性高分子；ポリフラン（ｐｏｌｙｆｕｒａｎ）のように、ヘテロ原子として酸素（Ｏ）を含む導電性高分子またはこれらの導電性高分子に他の物質がドーピングされている導電性物質のうち、いずれか一つまたはこれらの混合物である請求項１に記載の電極。
  8. 前記電極は、高分子樹脂をさらに含む請求項１に記載の電極。
  9. 導電性物質及び仕事関数が５．０ｅＶ以上であるドーパントを有する第１電極と、
    前記第１電極上の発光層を有する有機膜層と、
    前記有機膜層上の第２電極とを含む有機発光素子。
  10. 前記導電性物質は、反射率が８０％以上である金属粒子、炭素同素体、導電性高分子または金属ナノワイヤーである請求項９に記載の有機発光素子。
  11. 前記反射率が８０％以上である金属粒子は、ナトリウム（Ｎａ）、銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、マグネシウム（Ｍｇ）、錫（Ｓｎ）または金（Ａｕ）のうち、いずれか一つまたはこれらの混合物である請求項１０に記載の有機発光素子。
  12. 前記炭素同素体は、還元型酸化グラフェン（ｒＧＯ）、非酸化グラフェン（ｇｒａｐｈｅｎｅ）、グラフェンナノリボンまたは炭素ナノチューブ（ＣＮＴ）のうち、いずれか一つまたはこれらの混合物である請求項１０に記載の有機発光素子。
  13. 前記仕事関数が５．０ｅＶ以上であるドーパントは、パラジウム（Ｐｄ）、ニッケル（Ｎｉ）、白金（Ｐｔ）、セレニウム（Ｓｅ）、金（Ａｕ）、コバルト（Ｃｏ）、イリジウム（Ｉｒ）またはオスミウム（Ｏｓ）のうち、いずれか一つまたはこれらの混合物である請求項９に記載の有機発光素子。
  14. 前記第１電極の仕事関数は、４．８ｅＶ以上である請求項９に記載の有機発光素子。
  15. 前記導電性高分子は、ポリフルオレン（ｐｏｌｙｆｌｕｏｒｅｎｅ）、ポリフェニレン（ｐｏｌｙｐｈｅｎｙｌｅｎｅ）、ポリピレン（ｐｏｌｙｐｙｒｅｎｅ）、ポリアズレン（ｐｏｌｙａｚｕｌｅｎｅ）、ポリナフタレン（ｐｏｌｙｎａｐｈｔｈａｌｅｎｅ）、ポリアセチレン（ｐｏｌｙａｃｅｔｙｌｅｎｅ，ＰＡＣ）、ポリ−ｐ−フェニレンビニレン（ｐｏｌｙ（ｐ−ｐｈｅｎｙｌｅｎｅ ｖｉｎｙｌｅｎｅ，ＰＰＶ）のように、ヘテロ原子を含まない導電性高分子；ポリピロール（ｐｏｌｙｐｙｒｒｏｌｅ，ＰＰＹ）、ポリカルバゾール（ｐｏｌｙｃａｒｂａｚｏｌｅ）、ポリインドール（ｐｏｌｙｉｎｄｏｌｅ）、ポリアゼピン（ｐｏｌｙｚｅｐｉｎｅ）、ポリチエニレンビニレン（ｐｏｌｙ（ｔｈｉｅｎｙｌｅｎｅ ｖｉｎｙｌｅｎｅ）、ポリアニリン（ｐｏｌｙａｎｉｌｉｎｅ，ＰＡＮＩ）などのように、ヘテロ原子として窒素（Ｎ）を含む導電性高分子；ポリチオフェン（ｐｏｌｙ（ｔｈｉｏｐｈｅｎｅ），ＰＴ）、ポリ（ｐ−フェニレンスルフィド（ｐｏｌｙ（ｐ−ｐｈｅｎｙｌｅｎｅｓｕｌｆｉｄｅ，ＰＰＳ）、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン（ｐｏｌｙ（３，４−ｅｔｈｙｌｅｎｅｄｉｏｘｙ ｔｈｉｏｐｈｅｎｅ，ＰＥＤＯＴ）のように、ヘテロ原子として黄（Ｓ）を含む導電性高分子；ポリフラン（ｐｏｌｙｆｕｒａｎ）のように、ヘテロ原子として酸素（Ｏ）を含む導電性高分子またはこれらの導電性高分子に他の物質がドーピングされている導電性物質のうち、いずれか一つまたはこれらの混合物である請求項９に記載の有機発光素子。
  16. 前記第１電極は、反射電極または透明電極である請求項９に記載の有機発光素子。
  17. 前記有機膜層は、正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層をさらに含み、
    前記第１電極は、前記正孔輸送層と接する請求項９に記載の有機発光素子。
  18. 前記第１電極は、高分子樹脂をさらに含む請求項９に記載の有機発光素子。
  19. 薄膜トランジスタを含む第１基板と、
    前記第１基板と対向する第２基板と、
    前記薄膜トランジスタ上に位置し、前記薄膜トランジスタに電気的に接続する請求項１ないし８のうち、いずれか1項に記載の電極と、
    前記第１基板と前記第２基板との間に位置する液晶層とを含む液晶表示装置。
  20. 薄膜トランジスタを含む基板と、
    前記薄膜トランジスタ上に位置し、前記薄膜トランジスタに電気的に接続する請求項９ないし１８のうち、いずれか１項に記載の有機発光素子と、
    前記有機発光素子上の封止層とを含む有機発光表示装置。
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