説明

有機発光表示装置及びその製造方法

【課題】光取出効率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1と、基板1上に備えられて反射膜22を含む第1電極2と、第1電極2上に備えられた正孔注入層31と、正孔注入層31上に備えられた正孔輸送層32と、正孔輸送層32上に備えられた発光層33と、発光層33上に備えられた電子注入輸送層34と、電子注入輸送層34上に備えられて半透過反射物質からなる第2電極4と、正孔注入層31及び正孔輸送層32がなす境界のうち少なくとも一つに、または正孔注入層31及び正孔輸送層32のいずれか1層内に位置し、隣接する層より屈折率が小さい有機物からなる調節層35と、を備える有機発光表示装置。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、有機発光表示装置及びその製造方法に係り、さらに詳細には、光取出効率が改善された有機発光表示装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
有機発光表示装置の光効率は、内部効率と外部効率とに分けられる。このうち、内部効率は、有機発光物質の光電変換効率に依存し、外部効率は、下記特許文献1に記載されているように、有機発光表示装置を構成する各層の屈折率に左右される。このうち、外部効率である光取出効率の場合には、有機発光表示装置が陰極線管やPDP(Plasma Display Panel)など他の表示装置に比べて低いほうであり、これによって輝度、寿命など表示装置の特性面で改善の余地が多い。
【0003】
一方、有機発光表示装置の発光形態は、発光方向によって前面発光構造と背面発光構造とに大別されうる。前面発光構造の場合は、有機発光素子が成膜される基板の逆方向に画像が具現されるものであって、基板の方向に画像が具現される背面発光に比べて開口率を大きくすることができる長所があるので、発光効率が高い。しかし、有機発光素子の最上部に形成されるカソードを透明に形成せねばならない。これは、カソードの基本的要求特性である低い仕事関数の限界で適用可能な物質に限界がある。現在まで知られている透明カソードの場合は、仕事関数の低い金属を薄膜で形成することであるが、この場合にも、透光度が極めて低いレベルであるため、光効率改善には限界があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2007−35430号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明は、前述したような問題点を解決するためのものであり、簡単な構造及び工程で光取出効率を向上させて、輝度を向上させることができる有機発光表示装置及びその製造方法を提供するところに目的がある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
前記のような目的を達成するために本発明は、基板と、前記基板上に備えられて反射膜を含む第1電極と、前記第1電極上に備えられた正孔注入層と、前記正孔注入層上に備えられた正孔輸送層と、前記正孔輸送層上に備えられた発光層と、前記発光層上に備えられた電子注入輸送層と、前記電子注入輸送層上に備えられて半透過反射物質からなる第2電極と、前記正孔注入層及び正孔輸送層がなす境界のうち少なくとも一つに、または前記正孔注入層及び正孔輸送層のいずれか1層内に位置し、隣接する層より屈折率が小さい有機物からなる調節層と、を備える有機発光表示装置を提供する。
【0007】
前記正孔注入層は、第1正孔注入層及び第2正孔注入層を備え、前記調節層は、前記第1正孔注入層と前記第2正孔注入層との間に介在される。
【0008】
前記調節層は、前記正孔注入層と前記正孔輸送層との間に介在される。
【0009】
前記正孔輸送層は、第1正孔輸送層及び第2正孔輸送層を備え、前記調節層は、前記第1正孔輸送層と前記第2正孔輸送層との間に介在される。
【0010】
前記発光層から前記第2電極の方向に画像を具現する。
【0011】
本発明はまた、前記のような目的を達成するために、基板上に反射膜を含む第1電極を形成する工程と、前記第1電極上に正孔注入層を形成する工程と、前記正孔注入層上に正孔輸送層を形成する工程と、前記正孔輸送層上に発光層を形成する工程と、前記発光層上に電子注入輸送層を形成する工程と、前記電子注入輸送層上に半透過反射物質からなる第2電極を形成する工程と、前記正孔注入層及び正孔輸送層のうち少なくとも一つの形成途中で、または前記正孔注入層の形成後に、隣接する層より屈折率が小さい有機物からなる調節層を形成する工程と、を含む有機発光表示装置の製造方法を提供する。
【0012】
前記正孔注入層は、第1正孔注入層及び第2正孔注入層を備え、前記調節層は、前記第1正孔注入層の形成工程と前記第2正孔注入層の形成工程との間の工程で形成される。
【0013】
前記調節層は、前記正孔注入層の形成工程と前記正孔輸送層の形成工程との間の工程で形成される。
【0014】
前記正孔輸送層は、第1正孔輸送層及び第2正孔輸送層を備え、前記調節層は、前記第1正孔輸送層の形成工程と前記第2正孔輸送層の形成工程との間の工程で形成される。
【0015】
前記調節層の形成工程は、前記調節層を形成する有機物を前記基板が蒸着方向に対して鋭角をなすように傾いた状態で蒸着する工程である。
【発明の効果】
【0016】
本発明によれば、前記調節層の形成で共振効果をさらに極大化させて光取出効率をさらに高めることができ、これにより、輝度向上を期することができる。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【図1】本発明の望ましい一実施形態による前面発光型有機発光表示装置を概略的に示した断面図である。
【図2】本発明の望ましい他の一実施形態による前面発光型有機発光表示装置を概略的に示した断面図である。
【図3】本発明の望ましいさらに他の一実施形態による前面発光型有機発光表示装置を概略的に示した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0018】
以下、添付図面を参照して本発明の望ましい実施形態を詳細に説明すれば、次の通りである。
【0019】
図1は、本発明の望ましい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。
【0020】
図1から分かるように、本発明の望ましい一実施形態による有機発光表示装置は、基板1の上面に第1電極2が備えられる。前記第1電極2は、反射膜22とアノード21とを備える。
【0021】
前記基板1は、ガラス、プラスチックまたは金属ホイールなどで形成されうるが、金属ホイールからなる場合、上面に絶縁膜を備えて絶縁させうる。
【0022】
この基板1と第1電極2との間には、図面では示していないが、薄膜トランジスタを含む画素回路が備えられうる。
【0023】
前記反射膜22は、光反射率の高い金属で形成されうるが、アルミニウム、銀またはマグネシウムなどからなりうる。
【0024】
前記アノード21は、仕事関数の絶対値が高いITO、IZO、Inなどからなりうる。
【0025】
前記第1電極2は、必ずしも図1に示された積層構造に限定されるものではなく、反射膜22の下部にアノードと同一物質でオーミックコンタクト層を形成できる。このオーミックコンタクト層は、前述した薄膜トランジスタ(図示せず)と電気的に連結されうる。
【0026】
前記第1電極2に対向して第2電極4が備えられる。
【0027】
前記第2電極4は、カソード電極になりうるが、Ag、Mg、Al、Pt、Pd、Au、Ni、Nd、Ir、Cr、Li、Caなど仕事関数(絶対値)の低い高導電性の金属の合金または積層体で形成されうる。前記第2電極4は、前記金属を薄膜で形成して半透過反射膜に形成できる。
【0028】
前記第1電極2と第2電極4との間には、有機層3が介在される。
【0029】
前記有機層3は発光層33を備え、発光層33と第1電極2との間に、正孔注入層31及び正孔輸送層32が介在され、発光層33と第2電極4との間に、電子注入層341及び電子輸送層342を含む電子注入輸送層34が介在される。
【0030】
本発明の望ましい一実施形態によれば、前記正孔注入層31は、第1正孔注入層311と第2正孔注入層312とを含み、第1電極2上に備えられる。前記正孔輸送層32は正孔注入層31上に備えられる。そして、前記発光層33は正孔輸送層32上に備えられる。
【0031】
発光層33上には電子輸送層342が備えられ、前記電子輸送層342上には電子注入層341が備えられる。
【0032】
第1正孔注入層311及び第2正孔注入層312を含む前記正孔注入層31は、銅フタロシアニンなどのフタロシアニン化合物またはスターバスト型アミン類であるTCTA、m−MTDATA、m−MTDAPBなどで形成できる。
【0033】
前記正孔輸送層32は、N,N’−ビス(3−メチルフェニル)−N,N’−ジフェニル−[1,1−ビフェニル]−4,4’−ジアミン(TPD)、N,N’−ジ(ナフタレン−1−イル)−N,N’−ジフェニルベンジジン(α−NPD)などで形成できる。
【0034】
前記電子注入層341は、LiF、NaCl、CsF、LiO、BaO、Liqなどの物質を利用形成できる。
【0035】
前記電子輸送層342は、Alq3を利用して形成できる。
【0036】
発光層と電子輸送層342との間には、正孔阻止用物質を使用して正孔阻止層(HBL)を選択的に形成できる。この時に使われる正孔阻止層形成用物質は特別に制限されないが、電子輸送能を持ちながらも発光化合物より高いイオン化ポテンシャルを持たねばならず、代表的にBalq、BCP、TPBIなどが使われうる。
【0037】
前記発光層33は、ホスト物質とドーパント物質とを含むことができる。
【0038】
前記ホスト物質には、トリス(8−ヒドロキシ−キノリナト)アルミニウム(Alq3)、9,10−ジ(ナフト−2−イル)アントラセン(AND)、3−Tert−ブチル−9,10−ジ(ナフト−2−イル)アントラセン(TBADN)、4,4’−ビス(2,2−ジフェニル−エテン−1−イル)−4,4’−ジメチルフェニル(DPVBi)、4,4’−ビス(2,2−ジフェニル−エテン−1−イル)−4,4’−ジメチルフェニル(p−DMDPVBi)、Tert(9,9−ジアリールフルオレン)(TDAF)、2−(9,9’−スピロビフルオレン−2−イル)−9,9’−スピロビフルオレン(BSDF)、2,7−ビス(9,9’−スピロビフルオレン−2−イル)−9,9’−スピロビフルオレン(TSDF)、ビス(9,9−ジアリールフルオレン)s(BDAF)、4,4’−ビス(2,2−ジフェニル−エテン−1−イル)−4,4’−ジ−(tert−ブチル)フェニル(p−TDPVBi)、1,3−ビス(カルバゾール−9−イル)ベンゼン(mCP)、1,3,5−トリス(カルバゾール−9−イル)ベンゼン(tCP)、4,4’,4”−トリス(カルバゾール−9−イル)トリフェニルアミン(TcTa)、4,4’−ビス(カルバゾール−9−イル)ビフェニル(CBP)、4,4’−ビス(9−カルバゾリル)−2,2’−ジメチル−ビフェニル(CBDP)、4,4’−ビス(カルバゾール−9−イル)−9,9−ジメチル−フルオレン(DMFL−CBP)、4,4’−ビス(カルバゾール−9−イル)−9,9−ビス(9−フェニル−9H−カルバゾール)フルオレン(FL−4CBP)、4,4’−ビス(カルバゾール−9−イル)−9,9−ジ−トリル−フルオレン(DPFL−CBP)、9,9−ビス(9−フェニル−9H−カルバゾール)フルオレン(FL−2CBP)などが使われうる。
【0039】
前記ドーパント物質には、DPAVBi(4,4’−ビス[4−(ジ−p−トリルアミノ)スチリル]ビフェニル)、ADN(9,10−ジ(ナフ−2−チル)アントラセン)、TBADN(3−tert−ブチル−9,10−ジ(ナフ−2−チル)アントラセン)などが使われうる。
【0040】
前記第2電極4上には、透明絶縁物による透明保護層5がさらに形成され、この透明保護層5と所定空間7をおいて離隔して密封基板6が配される。密封基板6は、ガラスで形成され、シーラント(図示せず)により基板1に接合される。
【0041】
このような本発明は、前記密封基板6の方向に(図1の矢印方向)画像が具現される前面発光型になる。
【0042】
一方、本発明の望ましい一実施形態によれば、前記第1正孔注入層311と第2正孔注入層312との間には、隣接する第1正孔注入層311や第2正孔注入層312より屈折率が小さい有機物からなる調節層35がさらに介在されうる。
【0043】
前記調節層35は、これに隣接した第1正孔注入層311や第2正孔注入層312より屈折率の小さな物質からなるが、例えば、Alq3のように物質自体の屈折率を低めることもできる。
【0044】
そして、前記正孔注入物質を蒸着するに当って、屈折率が低くなる方法で蒸着することもできる。
【0045】
例えば、前記正孔注入物質を蒸着する時に、前記基板1を蒸着方向に対して所定角度傾けて蒸着させる。それにより、隣接した第1正孔注入層311や第2正孔注入層312と同じ物質で形成されるとしても、その屈折率を小さくすることができる。
【0046】
このように第1正孔注入層311と第2正孔注入層312との間に屈折率の小さな調節層35が介在されることで、第1電極2と第2電極4との間での光の共振効果をさらに極大化する。このために、反射膜22と第2電極4との間の距離dは、共振される条件にする。
【0047】
共振される条件を求めれば、反射膜2と第2電極4の面とで光波がノードを形成して初めて定常波が生じるので、ノードが生成される条件は次の式1の通りである。
【0048】
【数1】

【0049】
nは膜の屈折率であり、dは膜の厚さ、mは自然数である。(式1のdは、ノードが形成されうる膜の厚さをいう。)
普通、イメージ双極子や他の条件により共振条件は、前記の式で一定の範囲を持つことができる。したがって、本発明での共振条件になる膜の厚さ、すなわち、反射膜22と第2電極4との距離dは、次の式2の範囲を持つようになる。
【0050】
【数2】

【0051】
前記の式2で、mは自然数であり、λは該当光の波長である。
【0052】
かかる距離dを合せられるように有機層3の各厚さを設定し、特に前記調節層35を備えることによって、前記発光層33から反射膜22へ行く光の効率を高めて全体共振効果をさらに極大化できる。
【0053】
図2は、本発明の望ましい他の一実施形態による有機発光表示装置を図示したものであり、正孔注入層31及び正孔輸送層32が単一層に備えられ、前述した調節層35が正孔注入層31と正孔輸送層32との間に介在される。
【0054】
前記調節層35は前述したように、それ自体が正孔注入層31及び正孔輸送層32より屈折率の小さな物質で形成されうるが、Alq3などが使われうる。
【0055】
また、正孔注入層31または正孔輸送層32と同一物質で形成されうるが、この時、蒸着時に蒸着面が蒸着方向に傾いて蒸着されることで屈折率を低めることができる。それ以外の事項は前述した図1による実施形態と同一であるので、詳細な説明は省略する。
【0056】
図3は、本発明の望ましいさらに他の一実施形態による有機発光表示装置を図示したものであり、正孔注入層31が単一層に備えられ、正孔輸送層32は、第1正孔輸送層321及び第2正孔輸送層322で形成される。そして、前述した調節層35が第1正孔輸送層321と第2正孔輸送層322との間に介在される。
【0057】
前記調節層35は前述したように、それ自体が隣接した第1正孔輸送層321及び第2正孔輸送層322より屈折率の小さな物質で形成されうるが、Alq3などが使われうる。
【0058】
また、正孔輸送層32と同一物質で形成されうるが、この時、蒸着時に蒸着面が蒸着方向に傾いて蒸着されることで屈折率を低めることができる。それ以外の事項は前述した図1による実施形態と同一であるので、詳細な説明は省略する。
【0059】
以上、前記調節層35が単一層としていずれか1箇所にのみ位置し、発光層33と第1電極2との間の有機層として、正孔注入層31と正孔輸送層32のみ存在する場合を説明したが、本発明は必ずしもこれに限定されるものではなく、発光層33と第1電極2との間の有機層が、前記の実施形態で言及した層以外にさらにまたは少なく存在する構造においても十分に適用でき、この時、前記有機層のどこでも複数の層で存在できる。ただし、この場合、この調節層35に接する有機層より屈折率が低くなければならないのはいうまでもない。
【0060】
本発明は図面に示された一実施形態を例示して説明したが、これは例示的なものに過ぎず、当業者ならばこれより多様な変形及び実施形態の変形が可能であるという点を理解できるであろう。したがって、本発明の真の技術的保護範囲は、特許請求の範囲の技術的思想によって定められるべきである。
【産業上の利用可能性】
【0061】
本発明は、有機発光表示装置関連の技術分野に好適に用いられる。
【符号の説明】
【0062】
1 基板、
2 第1電極、
21 アノード、
22 反射膜、
3 有機層、
31 正孔注入層、
311 第1正孔注入層、
312 第2正孔注入層、
32 発光層、
33 発光層、
34 電子注入輸送層、
341 電子注入層、
342 電子輸送層、
4 第2電極、
5 透明保護層、
6 密封基板。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
基板と、
前記基板上に備えられて反射膜を含む第1電極と、
前記第1電極上に備えられた正孔注入層と、
前記正孔注入層上に備えられた正孔輸送層と、
前記正孔輸送層上に備えられた発光層と、
前記発光層上に備えられた電子注入輸送層と、
前記電子注入輸送層上に備えられて半透過反射物質からなる第2電極と、
前記正孔注入層及び正孔輸送層がなす境界のうち少なくとも一つに、または前記正孔注入層及び正孔輸送層のいずれか1層内に位置し、隣接する層より屈折率が小さい有機物からなる調節層と、を備える有機発光表示装置。
【請求項2】
前記正孔注入層は、第1正孔注入層及び第2正孔注入層を備え、
前記調節層は、前記第1正孔注入層と前記第2正孔注入層との間に介在されたことを特徴とする請求項1に記載の有機発光表示装置。
【請求項3】
前記調節層は、前記正孔注入層と前記正孔輸送層との間に介在されたことを特徴とする請求項1に記載の有機発光表示装置。
【請求項4】
前記正孔輸送層は、第1正孔輸送層及び第2正孔輸送層を備え、
前記調節層は、前記第1正孔輸送層と前記第2正孔輸送層との間に介在されたことを特徴とする請求項1に記載の有機発光表示装置。
【請求項5】
前記発光層から前記第2電極の方向に画像を具現することを特徴とする請求項1に記載の有機発光表示装置。
【請求項6】
基板上に反射膜を含む第1電極を形成する工程と、
前記第1電極上に正孔注入層を形成する工程と、
前記正孔注入層上に正孔輸送層を形成する工程と、
前記正孔輸送層上に発光層を形成する工程と、
前記発光層上に電子注入輸送層を形成する工程と、
前記電子注入輸送層上に半透過反射物質からなる第2電極を形成する工程と、
前記正孔注入層及び正孔輸送層のうち少なくとも一つの形成途中で、または前記正孔注入層の形成後に、隣接する層より屈折率が小さい有機物からなる調節層を形成する工程と、を含む有機発光表示装置の製造方法。
【請求項7】
前記正孔注入層は、第1正孔注入層及び第2正孔注入層を備え、
前記調節層は、前記第1正孔注入層の形成工程と前記第2正孔注入層の形成工程との間の工程で形成されることを特徴とする請求項6に記載の有機発光表示装置の製造方法。
【請求項8】
前記調節層は、前記正孔注入層の形成工程と前記正孔輸送層の形成工程との間の工程で形成されることを特徴とする請求項6に記載の有機発光表示装置の製造方法。
【請求項9】
前記正孔輸送層は、第1正孔輸送層及び第2正孔輸送層を備え、
前記調節層は、前記第1正孔輸送層の形成工程と前記第2正孔輸送層の形成工程との間の工程で形成されることを特徴とする請求項6に記載の有機発光表示装置の製造方法。
【請求項10】
前記調節層の形成工程は、前記調節層を形成する有機物を前記基板が蒸着方向に対して鋭角をなすように傾いた状態で蒸着する工程であることを特徴とする請求項6に記載の有機発光表示装置の製造方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【公開番号】特開2011−175952(P2011−175952A)
【公開日】平成23年9月8日(2011.9.8)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−153131(P2010−153131)
【出願日】平成22年7月5日(2010.7.5)
【出願人】(308040351)三星モバイルディスプレイ株式會社 (764)
【氏名又は名称原語表記】Samsung Mobile Display Co., Ltd.
【住所又は居所原語表記】San #24 Nongseo−Dong,Giheung−Gu,Yongin−City,Gyeonggi−Do 446−711 Republic of KOREA
【Fターム(参考)】