有機電界発光素子及びその製造方法
【課題】有機電界発光素子の暗点を減らし寿命を増加させて効率を高める。
【解決手段】有機電界発光素子の赤色、緑色及び青色を具現する有機膜のうちで赤色、緑色及び青色の正孔注入層と正孔輸送層の合計厚さをそれぞれ５００ないし７００Åまたは２０００ないし２４００Å、１６００ないし２０００Åと２００ないし４００Åに制御する。
【解決手段】有機電界発光素子の赤色、緑色及び青色を具現する有機膜のうちで赤色、緑色及び青色の正孔注入層と正孔輸送層の合計厚さをそれぞれ５００ないし７００Åまたは２０００ないし２４００Å、１６００ないし２０００Åと２００ないし４００Åに制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は有機電界発光素子及びその製造方法に係り、さらに詳細には緑色を具現する有機膜のうち正孔注入層と正孔輸送層の厚さの合計が１６００ないし２０００Åになるように形成して、赤色を具現する有機膜のうち正孔注入層と正孔輸送層の厚さの合計が２００ないし４００Åになるように形成して有機膜の寿命を増加させて暗点を最小化する有機電界発光素子及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機電界発光素子は自発光型表示素子であり、薄形で軽量、部品が簡素で工程が簡単であるという理想的構造をもっていて、高画質で広視野角を確保したし完壁な動映像具現と高色純度具現が可能であって低消費電力、低電圧駆動でモバイルに好適な電気的特性をもつという長所がある。
【０００３】
一般的な有機電界発光素子の構造は基板と前記基板上に画素電極が位置して、前記画素電極上に発光層（ＥＭＬ）を含んだ有機膜が位置し、前記有機膜上に対向電極が位置する。前記有機膜は前記画素電極と発光層間に正孔注入層（ＨＩＬ）、正孔輸送層（ＨＴＬ）を、前記発光層（ＥＭＬ）と前記対向電極間に電子輸送層（ＥＴＬ）、電子注入層（ＥＩＬ）をさらに含むことができる。
【０００４】
前記構造の有機電界発光素子の駆動原理は下記のよう通りである。
【０００５】
前記画素電極と対向電極間に電圧を印加すると、正孔は画素電極から正孔注入層、正孔輸送層を経由して発光層内に注入されて、電子は対向電極から電子注入層、電子輸送層を経由してやはり発光層内に注入される。前記発光層内に注入された正孔と電子は発光層で再結合して励起子（ｅｘｃｉｔｏｎ）を生成して、このような励起子が励起状態から基底状態に転移しながら光を放出するようになる。
【０００６】
一般的に前面発光型有機電界発光表示素子は光の共振効果を利用するので画素電極の厚さを可能な限り波長帯に一致するように形成することが重要であって発光層と画素電極間に具備される正孔注入層及び正孔輸送層の厚さを波長帯に一致するように形成することも重要である。前記正孔注入層は陽極である画素電極から正孔の注入を容易にして素子の消費電力効率を改善させて素子の寿命を増加させる。そして、前記正孔輸送層は正孔を容易に運搬して電子を発光領域に束縛して励起子の形成確率を増加させて正孔移動度が高いということが特徴である。
【０００７】
しかし、従来の有機発光素子の有機膜は素子の寿命を延ばすために薄く形成しようとすると、パーティクル（Ｐａｒｔｉｃｌｅ）により暗点（Ｄａｒｋ Ｐｉｘｅｌ）が発生する確率が高くなり、反面、前記暗点を減らすために有機膜を厚く形成しようとすると、駆動電圧が上昇して効率及び寿命が減少する等、相反する問題点が生じ、適切な厚さで前記有機膜の厚さを制御することが難しいという短所がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
したがって、本発明は、前記のような従来技術の短所と問題点を解決するためになされたものであって、有機電界発光素子のＲ、Ｇ及びＢのそれぞれの単位画素上の正孔注入層と正孔輸送層の厚さの合計を制御することによって暗点を減らして、寿命を増加させて効率を高めることができるようにした有機電界発光素子及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の前記目的は第１電極、前記第１電極上に位置した有機発光層及び前記有機発光層上に位置した第２電極が形成された、第１画素領域、第２画素領域及び第３画素領域を具備した基板を含み、前記第１電極と有機発光層との間に位置する、前記第１有機膜及び第２有機膜の厚さの合計が、前記第１画素領域では５００ないし７００Åまたは２０００ないし２４００Åであって、前記第２画素領域では１６００ないし２０００Åであって、前記第３画素領域では２００ないし４００Åである有機電界発光素子により達成される。
【００１０】
また、本発明の前記目的は基板上に複数個の第１電極を形成する段階と、それぞれの前記第１電極上に画素定義膜を形成して第１画素領域、第２画素領域及び第３画素領域を定義する段階と、前記第１画素領域上に厚さの合計が５００ないし７００Åまたは２０００ないし２４００Åである第１有機膜層及び第２有機膜層、前記第２画素領域上に厚さの合計が１６００ないし２０００Åである第１有機膜層及び第２有機膜層及び前記第３画素領域上に厚さの合計が２００ないし４００Åである第１有機膜層及び第２有機膜層を形成する段階と、前記第１画素領域、第２画素領域及び第３画素領域に定義された基板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、で構成された有機電界発光素子製造方法により達成される。
【発明の効果】
【００１１】
したがって、本発明の有機電界発光素子及びその製造方法によれば、緑色及び赤色を具現する有機膜のうち、正孔注入層及び正孔輸送層の厚さの合計を制御することによって暗点を減少させて寿命も増加させることができ、効率をも高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の前記目的と技術的構成及びそれによる作用効果に関する詳細な事項は、本発明の望ましい実施形態を図示している図面を参照した以下の詳細な説明によりさらに明確に理解される。また図面において、層及び領域の長さ、厚さなどは発明の理解を助けるため便宜上誇張されて表現されることもある。明細書全体にかけて等しい参照番号は等しい構成要素を示す。
【００１３】
図１Ａないし図１Ｃは本発明の１実施形態による有機発光素子の製造方法を示す断面図である。
【００１４】
図１Ａを参照しながら説明すれば、ガラスまたはプラスチックのような透明な絶縁基板１００上にバッファー層１０５を形成する。これは、前記バッファー層１０５は下部の前記基板で発生する水分または不純物の拡散を防止したり、結晶化時熱の伝達の速度を調節したりすることによって、半導体層の結晶化がよく進むことができるようにするためである。
【００１５】
続いて、前記バッファー層１０５上に半導体層１１０を形成する。この時、前記半導体層１１０は前記バッファー層１０５上に非晶質シリコーン層を形成して、これを結晶化した後、パターニングすることによって形成することができる。
【００１６】
続いて、前記半導体層１１０が形成された基板１００上にゲート絶縁膜１１５を形成する。この時、前記ゲート絶縁膜１１５は物理的気相蒸着法（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）または化学的気相蒸着法（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）でシリコーン酸化膜、シリコーン窒化膜及びこれらの複層のうちいずれか一つを利用して形成する。
【００１７】
続いて、前記ゲート絶縁膜１１５上にゲート電極物質を蒸着した後、これをパターニングしてゲート電極１２０を形成する。前記ゲート電極物質をパターニングする時、所定領域にデータライン、スキャンライン、共通電源ライン及びキャパシターの電極等のような素子のうちいずれか一つ以上を同時に形成することができる。
【００１８】
続いて、前記ゲート電極１２０等のような素子を保護するために層間絶縁膜１２５を基板全面にかけて形成する。
【００１９】
続いて、前記層間絶縁膜１２５及びゲート絶縁膜１１５の所定領域をエッチングして前記半導体層１１０のソース／ドレイン領域の所定領域を露出させるコンタクトホールを形成した後、ソース／ドレイン電極物質を基板上に蒸着して、前記ソース／ドレイン電極物質をパターニングして前記半導体層１１０のソース／ドレイン領域とコンタクトするソース／ドレイン電極１３０を形成する。
【００２０】
前記ソース／ドレイン電極物質をパターニングする時、所定領域にデータライン、スキャンライン、共通電源ライン及びキャパシターの電極等のような素子のうちいずれか一つ以上を同時に形成することができる。前記ソース／ドレイン電極１３０を形成することによって半導体層、ゲート絶縁膜、ゲート電極及びソース／ドレイン電極で構成される薄膜トランジスタを完成したと言える。
【００２１】
続いて、前記基板上にパッシベーション膜１３５及び平坦化層１４０のうちいずれか一つ以上を形成する。この時、前記パッシベーション膜１３５は下部の素子を保護する役割をする絶縁膜であって、前記平坦化層１４０は下部の素子により発生する段差を除去する役割をする絶縁膜である。
【００２２】
図１Ｂを参照しながら説明すれば、前記平坦化層１４０及びパッシベーション膜１３５の一部をエッチングして前記ソース／ドレイン電極１３０の一部を露出させるビアホール１４５を形成する。
【００２３】
続いて、前記基板上に第１電極物質を蒸着した後、これをパターニングして前記ソース／ドレイン電極１３０と連結された第１電極１５０を形成する。この時、前記第１電極１５０はＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ−Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）またはＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）等のような透明な導電体を利用して形成することができる。
【００２４】
続いて、前記基板上に絶縁物を形成して、これをパターニングして前記第１電極１５０の所定領域が露出するように画素定義膜１５５を形成する。この時、前記画素定義膜１５５は画素領域を定義する役割をするようになるが、前記第１電極１５０のうち前記画素定義膜１５５により露出される領域を画素領域だと定義することができる。
【００２５】
前記図１Ａ及び図１Ｂを参照しながら説明すれば、ゲート電極物質またはソース／ドレイン電極物質をパターニングすることによってスキャンライン、データライン及び共通電源ラインを形成することができる。この時、前記スキャンライン、データライン及び共通電源ラインが形成されることによって一つの副画素（Ｓｕｂ−Ｐｉｘｅｌ）を定義することができる。前記副画素は有機電界発光素子の最小単位であって、Ｒ（Ｒｅｄ）、Ｇ（Ｇｒｅｅｎ）またはＢ（Ｂｌｕｅ）のうちいずれか一つであって、前記副画素が複数個形成されて有機電界発光素子を構成する。
【００２６】
図１Ｃを参照しながら説明すれば、前記で詳述した副画素が少なくとも３個が構成されて、それぞれＲ、Ｇ及びＢを発現して階調表示が可能な最小限の大きさで定義されることができる一つの単位ピクセル（Ｕｎｉｔ Ｐｉｘｅｌ）を図示している。
【００２７】
前記画素定義膜１５５で定義された３個の画素領域はそれぞれ第１画素領域Ｐ１、第２画素領域Ｐ２及び第３画素領域Ｐ３で定義される。
【００２８】
前記第１画素領域Ｐ１は前記第１電極１５０ａ上に少なくとも赤色（すなわち、Ｒ）を発現することができる有機発光層を含む有機膜層１６０ａを形成することによって具現して、前記第２画素領域Ｐ２は前記第１電極１５０ｂ上に少なくとも緑色（すなわち、Ｇ）を発現することができる有機発光層を含む有機膜層１６０ｂを形成することによって具現して、前記第３画素領域Ｐ３は前記第１電極１５０ｃ上に少なくとも青色（すなわち、Ｂ）を発現することができる有機発光層を含む有機膜層１６０ｃを形成することによって具現することができる。
【００２９】
続いて、前記第１画素領域Ｐ１、第２画素領域Ｐ２及び第３画素領域Ｐ３上に第２電極１６５を形成することによって一つの単位ピクセルが図示されて、前記単位ピクセルを複数個形成することによって有機電界発光素子を完成することができる。
【００３０】
図２Ａないし図２Ｃは前記単位ピクセルのそれぞれの画素領域上に形成された有機膜層の構造を示した断面図である。
【００３１】
図２Ａないし図２Ｃを参照しながら説明すれば、前記図１Ｃに示した第１画素領域Ｐ１、第２画素領域Ｐ２及び第３画素領域Ｐ３上の有機膜層の構造を図示しているが、前記第１電極１６０ａ、１６０ｂ、１６０ｃ上に第１有機膜２１０ａ、２１０ｂ、２１０ｃ、第２有機膜２２０ａ、２２０ｂ、２２０ｃ、第３有機膜２３０ａ、２３０ｂ、２３０ｃ、第４有機膜２４０ａ、２４０ｂ、２４０ｃ及び第５有機膜２５０ａ、２５０ｂ、２５０ｃが順次的に積層されていて、前記第５有機膜２５０ａ、２５０ｂ、２５０ｃ上に第２電極１６５が形成されている。
【００３２】
前記第１有機膜２１０ａ、２１０ｂ、２１０ｃは正孔注入層（Ｈｏｌｅ Ｉｎｊｅｔｉｏｎ Ｌａｙｅｒ）、第２有機膜２２０ａ、２２０ｂ、２２０ｃは正孔輸送層（Ｈｏｌｅ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｌａｙｅｒ）、第３有機膜２３０ａ、２３０ｂ、２４０ｃは発光層（Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｌａｙｅｒ）、第４有機膜２４０ａ、２４０ｂ、２４０ｃは電子輸送層（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｌａｙｅｒ）、第５有機膜２５０ａ、２５０ｂ、２５０ｃは電子注入層（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ Ｌａｙｅｒ）であることがある。
【００３３】
また、図２Ａないし図２Ｃの断面図では図示しなかったが、前記第３有機膜２３０ａ、２３０ｂ、２３０ｃと第４有機膜（２４０ａ、２４０ｂ、２４０ｃ）間に正孔阻止層（Ｈｏｌｅ Ｂｌｏｃｋｉｎｇ Ｌａｙｅｒ）をさらに形成することもできる。
【００３４】
前記第１画素領域Ｐ１、第２画素領域Ｐ２及び第３画素領域Ｐ３の第１有機膜２１０ａ、２１０ｂ、２１０ｃである正孔輸送層及び第２有機膜２２０ａ、２２０ｂ、２２０ｃである正孔注入層の厚さの合計は適切な値を有することが望ましい。
【００３５】
まず、それぞれの副画素（すなわち、Ｒ、Ｇ及びＢ）の第１有機膜と第２有機膜の厚さの合計による共振効果などにより発光効率は変わるようになるが、このような第１有機膜と第２有機膜の厚さの合計と発光効率（または色相）の関係を下記[表１]に表示した。
【００３６】
【表１】
【００３７】
前記表１を参照しながら説明すれば、ＲとＧは厚さを変化させてもある程度色特性は満足されるため、前記表１で最高の効率を有する範囲の厚さ範囲である５００−７００または２００−２４００Å（Ｒ）と２００−４００または１６００−２０００Å（Ｇ）を選択して、Ｂはまず色特性を制限した後（ｙ色座標０．０９以下にならなければならない）そのうち効率が最も高い厚さ範囲である２００−４００または１２００−１６００Åを選択する。
【００３８】
したがって、前記副画素のうち、赤色（Ｒ）の副画素は第１有機膜及び第２有機膜の厚さの合計が５００ないし７００Åまたは２０００ないし２４００Åとして、緑色（Ｇ）の副画素は２００ないし４００Åまたは１６００ないし２０００Åとして、青色（Ｂ）の副画素は２００ないし４００Åまたは１２００ないし１６００Åとして形成することが望ましい。
【００３９】
図３Ａ及び図３Ｂはそれぞれ副画素（ＲＧＢ）別平均暗点数とＧの第１有機膜及び第２有機膜の厚さの合計による暗点比を示したグラフである。
【００４０】
図３Ａ及び図３Ｂを参照しながら説明すれば、３個の副画素が合わせられた単位ピクセルのホワイトバランス（Ｗｈｉｔｅ Ｂａｌａｎｃｅ）を合せるためにはそれぞれの副画素の輝度は異なる（特に、緑色（Ｇ）の輝度が最も高い）が、図３Ａに示したように赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）の第１有機膜と第２有機膜の厚さの合計を同一にしてホワイトバランスを合せる場合、青色（Ｂ）または赤色（Ｒ）を発現する副画素の場合には暗点（ＤａｒｋＰｉｘｅｌ）の発生が少なくなるが、輝度が高い緑色（Ｇ）を発現する副画素の場合には暗点の発生が多くなる。前記のような緑色（Ｇ）を発現する副画素の暗点は図３Ｂに示したように緑色（Ｇ）の有機膜を従来の共振条件を満足させながら厚く形成する場合、暗点が顕著に減ることが分かる。したがって、緑色（Ｇ）の副画素の第１有機膜と第２有機膜の厚さは厚くすることが望ましい。
【００４１】
図４Ａ及び図４Ｂはそれぞれ副画素（ＲＧＢ）別時間による輝度比とＧの副画素及びＢの副画素の時間による発光比を示すグラフである。
【００４２】
青色（Ｂ）を発現する副画素の第１有機膜と第２有機膜の厚さの合計は薄いことが望ましいが、これは図４Ａに示したように青色（Ｂ）の寿命が最も短くて時間が経過するにしたがって寿命が他の色に比べて輝度比が急激に減少するためであり、これによりカラーシフト（Ｃｏｌｏｒ Ｓｈｉｆｔ）が起きて緑色を帯びたり（Ｇｒｅｅｎｉｓｈ）黄色を帯びたりするように（Ｙｅｌｌｏｗｉｓｈ）なる。このような問題点を解決するために、図４Ｂに示したように前記青色（Ｂ）の第１有機膜と第２有機膜の厚さを薄く形成して（Ｂ_ｔｈｉｎ曲線）、緑色（Ｂ）の第１有機膜と第２有機膜の厚さを厚く形成（Ｇ_ｔｈｉｃｋ曲線）すれば、青色（Ｂ）の寿命と緑色（Ｂ）の寿命が同様になってその問題点を解決することができる。
【００４３】
前記図４Ａの‘Ｒ’は赤色（Ｒ）の時間による輝度比を、‘Ｇ’は緑色（Ｇ）の時間による輝度比を、‘Ｂ’は青色（Ｂ）の時間による輝度比を示しており、図４Ｂの‘Ｇ_ｔｈｉｎ’は第１有機膜と第２有機膜の厚さが薄い緑色（Ｇ）の発光比を、‘Ｇ_ｔｈｉｃｋ’は第１有機膜と第２有機膜の厚さが厚い緑色（Ｇ）の発光比を、‘Ｂ_ｔｈｉｎ’は第１有機膜と第２有機膜の厚さが薄い青色（Ｂ）の発光比を、‘Ｂ_ｔｈｉｃｋ’は第１有機膜と第２有機膜の厚さが厚い青色（Ｂ）の発光比を示している。
【００４４】
したがって、第１電極と第２電極との間にショートを発生させることなく、しかも発光効率及び寿命を減少させないようにするためには、緑色を発現する第２画素領域の有機膜層のうち第１有機膜２２０ｂ及び第２有機膜２３０ｂの厚さの合計を厚く形成する。緑色を発現する第２画素領域の有機膜層のうち第１有機膜２２０ｂ及び第２有機膜２３０ｂの厚さの合計を厚く形成する場合には、寿命が短くなって発光効率が低くなる青色を発現する第３画素領域の第１有機膜２２０ｃ及び第２有機膜２３０ｃは薄く形成する。
【００４５】
このとき、赤色を発現する第１画素領域の有機膜層の第１有機膜２１０ａ及び第２有機膜２２０ａは薄く形成しても暗点が発生しない。赤色を発現する第１画素領域の有機膜層の第１有機膜２１０ａ及び第２有機膜２２０ａは薄く形成しても厚く形成してもその寿命または効率は減少しないので、薄く形成しても厚く形成しても構わない。
【００４６】
したがって、前記の第１画素領域Ｐ１の第１有機膜２１０ａ及び第２有機膜２２０ａの厚さの合計は５００ないし７００Åまたは２０００ないし２４００Åの間で形成することが望ましく、第２画素領域Ｐ２の第１有機膜２１０ｂ及び第２有機膜２２０ｂの厚さの合計は１６００ないし２０００Åの間で形成することが望ましく、第３画素領域Ｐ３の第１有機膜２１０ｃ及び第２有機膜２２０ｃの厚さの合計は２００ないし４００Åの間で形成することが望ましい。
【００４７】
このとき、前記第１画素領域Ｐ１は赤色（Ｒ）の副画素であって、前記第２画素領域Ｐ２は緑色（Ｇ）の副画素であって、前記第３画素領域Ｐ３は青色（Ｂ）の副画素であることがある。
【００４８】
図５Ａないし図５Ｆは各副画素の有機膜層を形成する方法の１実施形態を示した断面図である。
【００４９】
図５Ａを参照しながら説明すれば、ガラスまたはプラスチックのような透明な絶縁基板３００上に前記図１Ａ及び図１Ｂを参照しながら説明したように多層の素子層３１０を形成する。
【００５０】
続いて、それぞれの副画素の画素領域Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３上にそれぞれの素子層３１０のソース／ドレイン電極に連結された第１電極３２０ａ、３２０ｂ、３２０ｃを形成して、前記第１電極２２０ａ、２２０ｂ、２２０ｃの所定領域を露出させる画素定義膜３３０を形成する。
【００５１】
続いて、図５Ｂを参照しながら説明すれば、前記基板３００上に第１マスク３４０ａを位置させた後、第１画素領域Ｐ１の第１電極３２０ａ上に第１有機膜３５０ａ及び第２有機膜３５０ｂの厚さの合計が５００ないし７００Åまたは２０００ないし２４００Åになるように第１有機膜３５０ａ及び第２有機膜３５０ｂを蒸着Ｄ１する。
【００５２】
続いて、図５Ｃを参照しながら説明すれば、前記基板３００上に第２マスク３４０ｂを位置させた後、第２画素領域Ｐ２の第１電極３２０ｂ上に第１有機膜３６０ａ及び第２有機膜３６０ｂの厚さの合計が１６００ないし２０００Åになるように第１有機膜３６０ａ及び第２有機膜３６０ｂを蒸着Ｄ２する。
【００５３】
続いて、図５Ｄを参照しながら説明すれば、前記基板３００上に第３マスク３４０ｃを位置させた後、第３画素領域Ｐ３の第１電極３２０ｃ上に第１有機膜３７０ａ及び第２有機膜３７０ｂの厚さの合計が２００ないし４００Åになるように第１有機膜３７０ａ及び第２有機膜３７０ｂを蒸着Ｄ３する。
【００５４】
続いて、図５Ｅを参照しながら説明すれば、前記基板３００上に第４マスク３４０ｄを位置させた後、第１画素領域Ｐ１、第２画素領域Ｐ２及び第３画素領域Ｐ３の第１電極３２０ｃ上に第３有機膜３８０ａ、第４有機膜３８０ｂ及び第５有機膜３８０ｃを順次的に蒸着Ｄ４する。
【００５５】
続いて、図５Ｆを参照しながら説明すれば、前記第１画素領域Ｐ１、第２画素領域Ｐ２及び第３画素領域Ｐ３上に第２電極３９０を形成することによって、第１画素領域Ｐ１上には第１有機膜３５０ａ及び第２有機膜３５０ｂの厚さの合計が５００ないし７００Åまたは２０００ないし２４００Åであり、第２画素領域Ｐ２上には第１有機膜３６０ａ及び第２有機膜３６０ｂの厚さの合計が１６００ないし２０００Åであり、第３画素領域Ｐ３上には第１有機膜３７０ａ及び第２有機膜３７０ｂの厚さの合計が１２００ないし１６００Åである第１有機膜及び第２有機膜が形成されて、その上部に第３有機膜３８０ａ、第４有機膜３８０ｂ及び第５有機膜２８０ｃが等しい厚さで形成されている有機電界発光素子が完成される。
【００５６】
図６Ａないし図６Ｅは各副画素の有機膜層を形成する方法の他実施形態を示した断面図である。
【００５７】
図６Ａを参照しながら説明すれば、前記図１Ａ及び図１Ｂを参照しながら説明したようにガラスまたはプラスチックのような透明な絶縁基板４００上に多層の素子層４１０を形成する。
【００５８】
続いて、前記素子層４１０上に前記素子層４１０のソース／ドレイン電極にコンタクトする第１電極４２０ａ、４２０ｂ、４２０ｃを形成する。
【００５９】
続いて、前記第１電極４２０ａ、４２０ｂ、４２０ｃの所定領域を露出させる画素定義膜３３０を形成する。
【００６０】
続いて、前記基板４００上に光熱変換層５１０及び厚さの合計が２００ないし４００Åである第１ドナー−第１有機膜フィルム５２０ａと第１ドナー−第２有機膜フィルム５２０ｂが形成されたドナーフィルム５００を位置させる。
【００６１】
図６Ｂを参照しながら説明すれば、前記第１ドナーフィルム５００ａを前記基板４００上に接触させた後、レーザー５３０を所定の距離だけ移動させて、前記第１ドナー−第１有機膜フィルム５２０ａ及び第１ドナー−第２有機膜フィルム５２０ｂの一部を第３画素領域Ｐ３の第１電極４２０ｃ上に転写させ、第３画素領域Ｐ３の第１有機膜層４３０ａ及び第２有機膜層４３０ｂを形成する。この時、前記第１ドナーフィルム５００ａ上に形成された第１有機膜フィルム５２０ａ及び第２有機膜フィルム５２０ｂが前記第１電極４２０ｃ上に転写される理由は、前記照射されたレーザー４３０の光エネルギーが前記光熱変換層で熱エネルギーに変化して前記第１有機膜フィルム５２０ａ及び第２有機膜フィルム５２０ｂの一部を前記第１ドナーフィルム５００ａから分離させるためである。
【００６２】
続いて、前記第１ドナーフィルム５００ａを基板４００上から除去する。
【００６３】
図６Ｃを参照しながら説明すれば、前記基板４００上に第２ドナー−第１有機膜フィルム５３０ａ及び第２ドナー−第２有機膜フィルム５３０ｂが形成された第２ドナーフィルム５００ｂを接触させた後、レーザー５３０を所定の距離だけ移動させて、第２ドナー−第１有機膜フィルム５３０ａ及び第２ドナー−第２有機膜フィルム５３０ｂの一部を第２画素領域Ｐ２の第１電極４２０ｂ上に転写させ、厚さの合計が１６００ないし２０００Åである第２画素領域Ｐ２の第１電極４２０ｂ上に第１有機膜層４４０ａ及び第２有機膜層４４０ｂを形成する。
【００６４】
図６Ｄを参照しながら説明すれば、前記基板４００上に第３ドナー−第１有機膜フィルム５４０ａ及び第３ドナー−第２有機膜フィルム５４０ｂが形成された第３ドナーフィルム５００ｃを接触させた後、レーザー５３０を所定の距離だけ移動させて、第３ドナー−第１有機膜フィルム５４０ａ及び第３ドナー−第２有機膜フィルム５４０ｂの一部を第１画素領域Ｐ１の第１電極４２０ａ上に転写させ、厚さの合計が５００ないし７００Åまたは２０００ないし２４００Åである第１画素領域Ｐ１の第１有機膜層４５０ａ及び第２有機膜層４５０ｂを形成する。
【００６５】
図６Ｅを参照しながら説明すれば、前記基板４００上に第４ドナー−第３有機膜フィルム５５０ａ、第４ドナー−第４有機膜フィルム５５０ｂ及び第４ドナー−第５有機膜フィルム５５０ｃが形成された第４ドナーフィルム５００ｄを接触させた後、レーザー５３０を所定の距離だけ移動させて、第４ドナー−第３有機膜フィルム５５０ａ、第４ドナー−第４有機膜フィルム５５０ｂ及び第４ドナー−第５有機膜フィルム５５０ｃの一部を、第１画素領域Ｐ１、第２画素領域Ｐ２及び第３画素領域Ｐ３上にそれぞれ転写させ、第１画素領域Ｐ１、第２画素領域Ｐ２及び第３画素領域Ｐ３上に第３有機膜層４５０ｃ、４４０ｃ、４３０ｃ、第４有機膜層４５０ｄ、４４０ｄ、４３０ｄ及び第５有機膜層４５０ｅ、４４０ｅ、４３０ｅを形成する。
【００６６】
この時、前記それぞれの画素領域上に形成された第３有機膜層、第４有機膜層及び第５有機膜層の厚さの合計は等しい。
【００６７】
以後、前記基板４００上に第２電極（図示せず）を形成して有機電界発光素子を完成する。
【００６８】
本発明は以上のように望ましい実施形態を挙げて図示して説明したが、本発明は前記実施形態に限られず本発明の精神を外れない範囲内で該発明が属する技術分野で通常の知識を有する者により多様な変更と修正が可能であることはもちろんである。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
本発明は、有機発光素子に好適に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１Ａ】本発明の１実施形態による有機発光素子の製造方法を示す断面図である。
【図１Ｂ】本発明の１実施形態による有機発光素子の製造方法を示す断面図である。
【図１Ｃ】本発明の１実施形態による有機発光素子の製造方法を示す断面図である。
【図２Ａ】単位ピクセルのそれぞれの画素領域上に形成された有機膜層の構造を示した断面図である。
【図２Ｂ】単位ピクセルのそれぞれの画素領域上に形成された有機膜層の構造を示した断面図である。
【図２Ｃ】単位ピクセルのそれぞれの画素領域上に形成された有機膜層の構造を示した断面図である。
【図３Ａ】各副画素（ＲＧＢ）別平均暗点数とＧの第１有機膜及び第２有機膜の厚さの合計による暗点比を示したグラフである。
【図３Ｂ】各副画素（ＲＧＢ）別平均暗点数とＧの第１有機膜及び第２有機膜の厚さの合計による暗点比を示したグラフである。
【００７１】
【図４Ａ】各副画素（ＲＧＢ）別時間による輝度比とＧの副画素及びＢの副画素の時間による発光比を示すグラフである。
【図４Ｂ】各副画素（ＲＧＢ）別時間による輝度比とＧの副画素及びＢの副画素の時間による発光比を示すグラフである。
【図５Ａ】各副画素の有機膜層を形成する方法の１実施形態を示した断面図である。
【図５Ｂ】各副画素の有機膜層を形成する方法の１実施形態を示した断面図である。
【図５Ｃ】各副画素の有機膜層を形成する方法の１実施形態を示した断面図である。
【図５Ｄ】各副画素の有機膜層を形成する方法の１実施形態を示した断面図である。
【図５Ｅ】各副画素の有機膜層を形成する方法の１実施形態を示した断面図である。
【図５Ｆ】各副画素の有機膜層を形成する方法の１実施形態を示した断面図である。
【図６Ａ】各副画素の有機膜層を形成する方法の他実施形態を示した断面図である。
【図６Ｂ】各副画素の有機膜層を形成する方法の他実施形態を示した断面図である。
【図６Ｃ】各副画素の有機膜層を形成する方法の他実施形態を示した断面図である。
【図６Ｄ】各副画素の有機膜層を形成する方法の他実施形態を示した断面図である。
【図６Ｅ】各副画素の有機膜層を形成する方法の他実施形態を示した断面図である。
【符号の説明】
【００７２】
１６０ａ、１６０ｂ、１６０ｃ 第１電極
２１０ａ、２１０ｂ、２１０ｃ 第１有機膜層
２２０ａ、２２０ｂ、２２０ｃ 第２有機膜層
２３０ａ、２３０ｂ、２３０ｃ 第３有機膜層
２４０ａ、２４０ｂ、２４０ｃ 第４有機膜層
２５０ａ、２５０ｂ、２５０ｃ 第５有機膜層
１６５：第２電極
【技術分野】
【０００１】
本発明は有機電界発光素子及びその製造方法に係り、さらに詳細には緑色を具現する有機膜のうち正孔注入層と正孔輸送層の厚さの合計が１６００ないし２０００Åになるように形成して、赤色を具現する有機膜のうち正孔注入層と正孔輸送層の厚さの合計が２００ないし４００Åになるように形成して有機膜の寿命を増加させて暗点を最小化する有機電界発光素子及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機電界発光素子は自発光型表示素子であり、薄形で軽量、部品が簡素で工程が簡単であるという理想的構造をもっていて、高画質で広視野角を確保したし完壁な動映像具現と高色純度具現が可能であって低消費電力、低電圧駆動でモバイルに好適な電気的特性をもつという長所がある。
【０００３】
一般的な有機電界発光素子の構造は基板と前記基板上に画素電極が位置して、前記画素電極上に発光層（ＥＭＬ）を含んだ有機膜が位置し、前記有機膜上に対向電極が位置する。前記有機膜は前記画素電極と発光層間に正孔注入層（ＨＩＬ）、正孔輸送層（ＨＴＬ）を、前記発光層（ＥＭＬ）と前記対向電極間に電子輸送層（ＥＴＬ）、電子注入層（ＥＩＬ）をさらに含むことができる。
【０００４】
前記構造の有機電界発光素子の駆動原理は下記のよう通りである。
【０００５】
前記画素電極と対向電極間に電圧を印加すると、正孔は画素電極から正孔注入層、正孔輸送層を経由して発光層内に注入されて、電子は対向電極から電子注入層、電子輸送層を経由してやはり発光層内に注入される。前記発光層内に注入された正孔と電子は発光層で再結合して励起子（ｅｘｃｉｔｏｎ）を生成して、このような励起子が励起状態から基底状態に転移しながら光を放出するようになる。
【０００６】
一般的に前面発光型有機電界発光表示素子は光の共振効果を利用するので画素電極の厚さを可能な限り波長帯に一致するように形成することが重要であって発光層と画素電極間に具備される正孔注入層及び正孔輸送層の厚さを波長帯に一致するように形成することも重要である。前記正孔注入層は陽極である画素電極から正孔の注入を容易にして素子の消費電力効率を改善させて素子の寿命を増加させる。そして、前記正孔輸送層は正孔を容易に運搬して電子を発光領域に束縛して励起子の形成確率を増加させて正孔移動度が高いということが特徴である。
【０００７】
しかし、従来の有機発光素子の有機膜は素子の寿命を延ばすために薄く形成しようとすると、パーティクル（Ｐａｒｔｉｃｌｅ）により暗点（Ｄａｒｋ Ｐｉｘｅｌ）が発生する確率が高くなり、反面、前記暗点を減らすために有機膜を厚く形成しようとすると、駆動電圧が上昇して効率及び寿命が減少する等、相反する問題点が生じ、適切な厚さで前記有機膜の厚さを制御することが難しいという短所がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
したがって、本発明は、前記のような従来技術の短所と問題点を解決するためになされたものであって、有機電界発光素子のＲ、Ｇ及びＢのそれぞれの単位画素上の正孔注入層と正孔輸送層の厚さの合計を制御することによって暗点を減らして、寿命を増加させて効率を高めることができるようにした有機電界発光素子及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の前記目的は第１電極、前記第１電極上に位置した有機発光層及び前記有機発光層上に位置した第２電極が形成された、第１画素領域、第２画素領域及び第３画素領域を具備した基板を含み、前記第１電極と有機発光層との間に位置する、前記第１有機膜及び第２有機膜の厚さの合計が、前記第１画素領域では５００ないし７００Åまたは２０００ないし２４００Åであって、前記第２画素領域では１６００ないし２０００Åであって、前記第３画素領域では２００ないし４００Åである有機電界発光素子により達成される。
【００１０】
また、本発明の前記目的は基板上に複数個の第１電極を形成する段階と、それぞれの前記第１電極上に画素定義膜を形成して第１画素領域、第２画素領域及び第３画素領域を定義する段階と、前記第１画素領域上に厚さの合計が５００ないし７００Åまたは２０００ないし２４００Åである第１有機膜層及び第２有機膜層、前記第２画素領域上に厚さの合計が１６００ないし２０００Åである第１有機膜層及び第２有機膜層及び前記第３画素領域上に厚さの合計が２００ないし４００Åである第１有機膜層及び第２有機膜層を形成する段階と、前記第１画素領域、第２画素領域及び第３画素領域に定義された基板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、で構成された有機電界発光素子製造方法により達成される。
【発明の効果】
【００１１】
したがって、本発明の有機電界発光素子及びその製造方法によれば、緑色及び赤色を具現する有機膜のうち、正孔注入層及び正孔輸送層の厚さの合計を制御することによって暗点を減少させて寿命も増加させることができ、効率をも高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の前記目的と技術的構成及びそれによる作用効果に関する詳細な事項は、本発明の望ましい実施形態を図示している図面を参照した以下の詳細な説明によりさらに明確に理解される。また図面において、層及び領域の長さ、厚さなどは発明の理解を助けるため便宜上誇張されて表現されることもある。明細書全体にかけて等しい参照番号は等しい構成要素を示す。
【００１３】
図１Ａないし図１Ｃは本発明の１実施形態による有機発光素子の製造方法を示す断面図である。
【００１４】
図１Ａを参照しながら説明すれば、ガラスまたはプラスチックのような透明な絶縁基板１００上にバッファー層１０５を形成する。これは、前記バッファー層１０５は下部の前記基板で発生する水分または不純物の拡散を防止したり、結晶化時熱の伝達の速度を調節したりすることによって、半導体層の結晶化がよく進むことができるようにするためである。
【００１５】
続いて、前記バッファー層１０５上に半導体層１１０を形成する。この時、前記半導体層１１０は前記バッファー層１０５上に非晶質シリコーン層を形成して、これを結晶化した後、パターニングすることによって形成することができる。
【００１６】
続いて、前記半導体層１１０が形成された基板１００上にゲート絶縁膜１１５を形成する。この時、前記ゲート絶縁膜１１５は物理的気相蒸着法（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）または化学的気相蒸着法（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）でシリコーン酸化膜、シリコーン窒化膜及びこれらの複層のうちいずれか一つを利用して形成する。
【００１７】
続いて、前記ゲート絶縁膜１１５上にゲート電極物質を蒸着した後、これをパターニングしてゲート電極１２０を形成する。前記ゲート電極物質をパターニングする時、所定領域にデータライン、スキャンライン、共通電源ライン及びキャパシターの電極等のような素子のうちいずれか一つ以上を同時に形成することができる。
【００１８】
続いて、前記ゲート電極１２０等のような素子を保護するために層間絶縁膜１２５を基板全面にかけて形成する。
【００１９】
続いて、前記層間絶縁膜１２５及びゲート絶縁膜１１５の所定領域をエッチングして前記半導体層１１０のソース／ドレイン領域の所定領域を露出させるコンタクトホールを形成した後、ソース／ドレイン電極物質を基板上に蒸着して、前記ソース／ドレイン電極物質をパターニングして前記半導体層１１０のソース／ドレイン領域とコンタクトするソース／ドレイン電極１３０を形成する。
【００２０】
前記ソース／ドレイン電極物質をパターニングする時、所定領域にデータライン、スキャンライン、共通電源ライン及びキャパシターの電極等のような素子のうちいずれか一つ以上を同時に形成することができる。前記ソース／ドレイン電極１３０を形成することによって半導体層、ゲート絶縁膜、ゲート電極及びソース／ドレイン電極で構成される薄膜トランジスタを完成したと言える。
【００２１】
続いて、前記基板上にパッシベーション膜１３５及び平坦化層１４０のうちいずれか一つ以上を形成する。この時、前記パッシベーション膜１３５は下部の素子を保護する役割をする絶縁膜であって、前記平坦化層１４０は下部の素子により発生する段差を除去する役割をする絶縁膜である。
【００２２】
図１Ｂを参照しながら説明すれば、前記平坦化層１４０及びパッシベーション膜１３５の一部をエッチングして前記ソース／ドレイン電極１３０の一部を露出させるビアホール１４５を形成する。
【００２３】
続いて、前記基板上に第１電極物質を蒸着した後、これをパターニングして前記ソース／ドレイン電極１３０と連結された第１電極１５０を形成する。この時、前記第１電極１５０はＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ−Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）またはＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）等のような透明な導電体を利用して形成することができる。
【００２４】
続いて、前記基板上に絶縁物を形成して、これをパターニングして前記第１電極１５０の所定領域が露出するように画素定義膜１５５を形成する。この時、前記画素定義膜１５５は画素領域を定義する役割をするようになるが、前記第１電極１５０のうち前記画素定義膜１５５により露出される領域を画素領域だと定義することができる。
【００２５】
前記図１Ａ及び図１Ｂを参照しながら説明すれば、ゲート電極物質またはソース／ドレイン電極物質をパターニングすることによってスキャンライン、データライン及び共通電源ラインを形成することができる。この時、前記スキャンライン、データライン及び共通電源ラインが形成されることによって一つの副画素（Ｓｕｂ−Ｐｉｘｅｌ）を定義することができる。前記副画素は有機電界発光素子の最小単位であって、Ｒ（Ｒｅｄ）、Ｇ（Ｇｒｅｅｎ）またはＢ（Ｂｌｕｅ）のうちいずれか一つであって、前記副画素が複数個形成されて有機電界発光素子を構成する。
【００２６】
図１Ｃを参照しながら説明すれば、前記で詳述した副画素が少なくとも３個が構成されて、それぞれＲ、Ｇ及びＢを発現して階調表示が可能な最小限の大きさで定義されることができる一つの単位ピクセル（Ｕｎｉｔ Ｐｉｘｅｌ）を図示している。
【００２７】
前記画素定義膜１５５で定義された３個の画素領域はそれぞれ第１画素領域Ｐ１、第２画素領域Ｐ２及び第３画素領域Ｐ３で定義される。
【００２８】
前記第１画素領域Ｐ１は前記第１電極１５０ａ上に少なくとも赤色（すなわち、Ｒ）を発現することができる有機発光層を含む有機膜層１６０ａを形成することによって具現して、前記第２画素領域Ｐ２は前記第１電極１５０ｂ上に少なくとも緑色（すなわち、Ｇ）を発現することができる有機発光層を含む有機膜層１６０ｂを形成することによって具現して、前記第３画素領域Ｐ３は前記第１電極１５０ｃ上に少なくとも青色（すなわち、Ｂ）を発現することができる有機発光層を含む有機膜層１６０ｃを形成することによって具現することができる。
【００２９】
続いて、前記第１画素領域Ｐ１、第２画素領域Ｐ２及び第３画素領域Ｐ３上に第２電極１６５を形成することによって一つの単位ピクセルが図示されて、前記単位ピクセルを複数個形成することによって有機電界発光素子を完成することができる。
【００３０】
図２Ａないし図２Ｃは前記単位ピクセルのそれぞれの画素領域上に形成された有機膜層の構造を示した断面図である。
【００３１】
図２Ａないし図２Ｃを参照しながら説明すれば、前記図１Ｃに示した第１画素領域Ｐ１、第２画素領域Ｐ２及び第３画素領域Ｐ３上の有機膜層の構造を図示しているが、前記第１電極１６０ａ、１６０ｂ、１６０ｃ上に第１有機膜２１０ａ、２１０ｂ、２１０ｃ、第２有機膜２２０ａ、２２０ｂ、２２０ｃ、第３有機膜２３０ａ、２３０ｂ、２３０ｃ、第４有機膜２４０ａ、２４０ｂ、２４０ｃ及び第５有機膜２５０ａ、２５０ｂ、２５０ｃが順次的に積層されていて、前記第５有機膜２５０ａ、２５０ｂ、２５０ｃ上に第２電極１６５が形成されている。
【００３２】
前記第１有機膜２１０ａ、２１０ｂ、２１０ｃは正孔注入層（Ｈｏｌｅ Ｉｎｊｅｔｉｏｎ Ｌａｙｅｒ）、第２有機膜２２０ａ、２２０ｂ、２２０ｃは正孔輸送層（Ｈｏｌｅ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｌａｙｅｒ）、第３有機膜２３０ａ、２３０ｂ、２４０ｃは発光層（Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｌａｙｅｒ）、第４有機膜２４０ａ、２４０ｂ、２４０ｃは電子輸送層（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｌａｙｅｒ）、第５有機膜２５０ａ、２５０ｂ、２５０ｃは電子注入層（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ Ｌａｙｅｒ）であることがある。
【００３３】
また、図２Ａないし図２Ｃの断面図では図示しなかったが、前記第３有機膜２３０ａ、２３０ｂ、２３０ｃと第４有機膜（２４０ａ、２４０ｂ、２４０ｃ）間に正孔阻止層（Ｈｏｌｅ Ｂｌｏｃｋｉｎｇ Ｌａｙｅｒ）をさらに形成することもできる。
【００３４】
前記第１画素領域Ｐ１、第２画素領域Ｐ２及び第３画素領域Ｐ３の第１有機膜２１０ａ、２１０ｂ、２１０ｃである正孔輸送層及び第２有機膜２２０ａ、２２０ｂ、２２０ｃである正孔注入層の厚さの合計は適切な値を有することが望ましい。
【００３５】
まず、それぞれの副画素（すなわち、Ｒ、Ｇ及びＢ）の第１有機膜と第２有機膜の厚さの合計による共振効果などにより発光効率は変わるようになるが、このような第１有機膜と第２有機膜の厚さの合計と発光効率（または色相）の関係を下記[表１]に表示した。
【００３６】
【表１】
【００３７】
前記表１を参照しながら説明すれば、ＲとＧは厚さを変化させてもある程度色特性は満足されるため、前記表１で最高の効率を有する範囲の厚さ範囲である５００−７００または２００−２４００Å（Ｒ）と２００−４００または１６００−２０００Å（Ｇ）を選択して、Ｂはまず色特性を制限した後（ｙ色座標０．０９以下にならなければならない）そのうち効率が最も高い厚さ範囲である２００−４００または１２００−１６００Åを選択する。
【００３８】
したがって、前記副画素のうち、赤色（Ｒ）の副画素は第１有機膜及び第２有機膜の厚さの合計が５００ないし７００Åまたは２０００ないし２４００Åとして、緑色（Ｇ）の副画素は２００ないし４００Åまたは１６００ないし２０００Åとして、青色（Ｂ）の副画素は２００ないし４００Åまたは１２００ないし１６００Åとして形成することが望ましい。
【００３９】
図３Ａ及び図３Ｂはそれぞれ副画素（ＲＧＢ）別平均暗点数とＧの第１有機膜及び第２有機膜の厚さの合計による暗点比を示したグラフである。
【００４０】
図３Ａ及び図３Ｂを参照しながら説明すれば、３個の副画素が合わせられた単位ピクセルのホワイトバランス（Ｗｈｉｔｅ Ｂａｌａｎｃｅ）を合せるためにはそれぞれの副画素の輝度は異なる（特に、緑色（Ｇ）の輝度が最も高い）が、図３Ａに示したように赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）の第１有機膜と第２有機膜の厚さの合計を同一にしてホワイトバランスを合せる場合、青色（Ｂ）または赤色（Ｒ）を発現する副画素の場合には暗点（ＤａｒｋＰｉｘｅｌ）の発生が少なくなるが、輝度が高い緑色（Ｇ）を発現する副画素の場合には暗点の発生が多くなる。前記のような緑色（Ｇ）を発現する副画素の暗点は図３Ｂに示したように緑色（Ｇ）の有機膜を従来の共振条件を満足させながら厚く形成する場合、暗点が顕著に減ることが分かる。したがって、緑色（Ｇ）の副画素の第１有機膜と第２有機膜の厚さは厚くすることが望ましい。
【００４１】
図４Ａ及び図４Ｂはそれぞれ副画素（ＲＧＢ）別時間による輝度比とＧの副画素及びＢの副画素の時間による発光比を示すグラフである。
【００４２】
青色（Ｂ）を発現する副画素の第１有機膜と第２有機膜の厚さの合計は薄いことが望ましいが、これは図４Ａに示したように青色（Ｂ）の寿命が最も短くて時間が経過するにしたがって寿命が他の色に比べて輝度比が急激に減少するためであり、これによりカラーシフト（Ｃｏｌｏｒ Ｓｈｉｆｔ）が起きて緑色を帯びたり（Ｇｒｅｅｎｉｓｈ）黄色を帯びたりするように（Ｙｅｌｌｏｗｉｓｈ）なる。このような問題点を解決するために、図４Ｂに示したように前記青色（Ｂ）の第１有機膜と第２有機膜の厚さを薄く形成して（Ｂ_ｔｈｉｎ曲線）、緑色（Ｂ）の第１有機膜と第２有機膜の厚さを厚く形成（Ｇ_ｔｈｉｃｋ曲線）すれば、青色（Ｂ）の寿命と緑色（Ｂ）の寿命が同様になってその問題点を解決することができる。
【００４３】
前記図４Ａの‘Ｒ’は赤色（Ｒ）の時間による輝度比を、‘Ｇ’は緑色（Ｇ）の時間による輝度比を、‘Ｂ’は青色（Ｂ）の時間による輝度比を示しており、図４Ｂの‘Ｇ_ｔｈｉｎ’は第１有機膜と第２有機膜の厚さが薄い緑色（Ｇ）の発光比を、‘Ｇ_ｔｈｉｃｋ’は第１有機膜と第２有機膜の厚さが厚い緑色（Ｇ）の発光比を、‘Ｂ_ｔｈｉｎ’は第１有機膜と第２有機膜の厚さが薄い青色（Ｂ）の発光比を、‘Ｂ_ｔｈｉｃｋ’は第１有機膜と第２有機膜の厚さが厚い青色（Ｂ）の発光比を示している。
【００４４】
したがって、第１電極と第２電極との間にショートを発生させることなく、しかも発光効率及び寿命を減少させないようにするためには、緑色を発現する第２画素領域の有機膜層のうち第１有機膜２２０ｂ及び第２有機膜２３０ｂの厚さの合計を厚く形成する。緑色を発現する第２画素領域の有機膜層のうち第１有機膜２２０ｂ及び第２有機膜２３０ｂの厚さの合計を厚く形成する場合には、寿命が短くなって発光効率が低くなる青色を発現する第３画素領域の第１有機膜２２０ｃ及び第２有機膜２３０ｃは薄く形成する。
【００４５】
このとき、赤色を発現する第１画素領域の有機膜層の第１有機膜２１０ａ及び第２有機膜２２０ａは薄く形成しても暗点が発生しない。赤色を発現する第１画素領域の有機膜層の第１有機膜２１０ａ及び第２有機膜２２０ａは薄く形成しても厚く形成してもその寿命または効率は減少しないので、薄く形成しても厚く形成しても構わない。
【００４６】
したがって、前記の第１画素領域Ｐ１の第１有機膜２１０ａ及び第２有機膜２２０ａの厚さの合計は５００ないし７００Åまたは２０００ないし２４００Åの間で形成することが望ましく、第２画素領域Ｐ２の第１有機膜２１０ｂ及び第２有機膜２２０ｂの厚さの合計は１６００ないし２０００Åの間で形成することが望ましく、第３画素領域Ｐ３の第１有機膜２１０ｃ及び第２有機膜２２０ｃの厚さの合計は２００ないし４００Åの間で形成することが望ましい。
【００４７】
このとき、前記第１画素領域Ｐ１は赤色（Ｒ）の副画素であって、前記第２画素領域Ｐ２は緑色（Ｇ）の副画素であって、前記第３画素領域Ｐ３は青色（Ｂ）の副画素であることがある。
【００４８】
図５Ａないし図５Ｆは各副画素の有機膜層を形成する方法の１実施形態を示した断面図である。
【００４９】
図５Ａを参照しながら説明すれば、ガラスまたはプラスチックのような透明な絶縁基板３００上に前記図１Ａ及び図１Ｂを参照しながら説明したように多層の素子層３１０を形成する。
【００５０】
続いて、それぞれの副画素の画素領域Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３上にそれぞれの素子層３１０のソース／ドレイン電極に連結された第１電極３２０ａ、３２０ｂ、３２０ｃを形成して、前記第１電極２２０ａ、２２０ｂ、２２０ｃの所定領域を露出させる画素定義膜３３０を形成する。
【００５１】
続いて、図５Ｂを参照しながら説明すれば、前記基板３００上に第１マスク３４０ａを位置させた後、第１画素領域Ｐ１の第１電極３２０ａ上に第１有機膜３５０ａ及び第２有機膜３５０ｂの厚さの合計が５００ないし７００Åまたは２０００ないし２４００Åになるように第１有機膜３５０ａ及び第２有機膜３５０ｂを蒸着Ｄ１する。
【００５２】
続いて、図５Ｃを参照しながら説明すれば、前記基板３００上に第２マスク３４０ｂを位置させた後、第２画素領域Ｐ２の第１電極３２０ｂ上に第１有機膜３６０ａ及び第２有機膜３６０ｂの厚さの合計が１６００ないし２０００Åになるように第１有機膜３６０ａ及び第２有機膜３６０ｂを蒸着Ｄ２する。
【００５３】
続いて、図５Ｄを参照しながら説明すれば、前記基板３００上に第３マスク３４０ｃを位置させた後、第３画素領域Ｐ３の第１電極３２０ｃ上に第１有機膜３７０ａ及び第２有機膜３７０ｂの厚さの合計が２００ないし４００Åになるように第１有機膜３７０ａ及び第２有機膜３７０ｂを蒸着Ｄ３する。
【００５４】
続いて、図５Ｅを参照しながら説明すれば、前記基板３００上に第４マスク３４０ｄを位置させた後、第１画素領域Ｐ１、第２画素領域Ｐ２及び第３画素領域Ｐ３の第１電極３２０ｃ上に第３有機膜３８０ａ、第４有機膜３８０ｂ及び第５有機膜３８０ｃを順次的に蒸着Ｄ４する。
【００５５】
続いて、図５Ｆを参照しながら説明すれば、前記第１画素領域Ｐ１、第２画素領域Ｐ２及び第３画素領域Ｐ３上に第２電極３９０を形成することによって、第１画素領域Ｐ１上には第１有機膜３５０ａ及び第２有機膜３５０ｂの厚さの合計が５００ないし７００Åまたは２０００ないし２４００Åであり、第２画素領域Ｐ２上には第１有機膜３６０ａ及び第２有機膜３６０ｂの厚さの合計が１６００ないし２０００Åであり、第３画素領域Ｐ３上には第１有機膜３７０ａ及び第２有機膜３７０ｂの厚さの合計が１２００ないし１６００Åである第１有機膜及び第２有機膜が形成されて、その上部に第３有機膜３８０ａ、第４有機膜３８０ｂ及び第５有機膜２８０ｃが等しい厚さで形成されている有機電界発光素子が完成される。
【００５６】
図６Ａないし図６Ｅは各副画素の有機膜層を形成する方法の他実施形態を示した断面図である。
【００５７】
図６Ａを参照しながら説明すれば、前記図１Ａ及び図１Ｂを参照しながら説明したようにガラスまたはプラスチックのような透明な絶縁基板４００上に多層の素子層４１０を形成する。
【００５８】
続いて、前記素子層４１０上に前記素子層４１０のソース／ドレイン電極にコンタクトする第１電極４２０ａ、４２０ｂ、４２０ｃを形成する。
【００５９】
続いて、前記第１電極４２０ａ、４２０ｂ、４２０ｃの所定領域を露出させる画素定義膜３３０を形成する。
【００６０】
続いて、前記基板４００上に光熱変換層５１０及び厚さの合計が２００ないし４００Åである第１ドナー−第１有機膜フィルム５２０ａと第１ドナー−第２有機膜フィルム５２０ｂが形成されたドナーフィルム５００を位置させる。
【００６１】
図６Ｂを参照しながら説明すれば、前記第１ドナーフィルム５００ａを前記基板４００上に接触させた後、レーザー５３０を所定の距離だけ移動させて、前記第１ドナー−第１有機膜フィルム５２０ａ及び第１ドナー−第２有機膜フィルム５２０ｂの一部を第３画素領域Ｐ３の第１電極４２０ｃ上に転写させ、第３画素領域Ｐ３の第１有機膜層４３０ａ及び第２有機膜層４３０ｂを形成する。この時、前記第１ドナーフィルム５００ａ上に形成された第１有機膜フィルム５２０ａ及び第２有機膜フィルム５２０ｂが前記第１電極４２０ｃ上に転写される理由は、前記照射されたレーザー４３０の光エネルギーが前記光熱変換層で熱エネルギーに変化して前記第１有機膜フィルム５２０ａ及び第２有機膜フィルム５２０ｂの一部を前記第１ドナーフィルム５００ａから分離させるためである。
【００６２】
続いて、前記第１ドナーフィルム５００ａを基板４００上から除去する。
【００６３】
図６Ｃを参照しながら説明すれば、前記基板４００上に第２ドナー−第１有機膜フィルム５３０ａ及び第２ドナー−第２有機膜フィルム５３０ｂが形成された第２ドナーフィルム５００ｂを接触させた後、レーザー５３０を所定の距離だけ移動させて、第２ドナー−第１有機膜フィルム５３０ａ及び第２ドナー−第２有機膜フィルム５３０ｂの一部を第２画素領域Ｐ２の第１電極４２０ｂ上に転写させ、厚さの合計が１６００ないし２０００Åである第２画素領域Ｐ２の第１電極４２０ｂ上に第１有機膜層４４０ａ及び第２有機膜層４４０ｂを形成する。
【００６４】
図６Ｄを参照しながら説明すれば、前記基板４００上に第３ドナー−第１有機膜フィルム５４０ａ及び第３ドナー−第２有機膜フィルム５４０ｂが形成された第３ドナーフィルム５００ｃを接触させた後、レーザー５３０を所定の距離だけ移動させて、第３ドナー−第１有機膜フィルム５４０ａ及び第３ドナー−第２有機膜フィルム５４０ｂの一部を第１画素領域Ｐ１の第１電極４２０ａ上に転写させ、厚さの合計が５００ないし７００Åまたは２０００ないし２４００Åである第１画素領域Ｐ１の第１有機膜層４５０ａ及び第２有機膜層４５０ｂを形成する。
【００６５】
図６Ｅを参照しながら説明すれば、前記基板４００上に第４ドナー−第３有機膜フィルム５５０ａ、第４ドナー−第４有機膜フィルム５５０ｂ及び第４ドナー−第５有機膜フィルム５５０ｃが形成された第４ドナーフィルム５００ｄを接触させた後、レーザー５３０を所定の距離だけ移動させて、第４ドナー−第３有機膜フィルム５５０ａ、第４ドナー−第４有機膜フィルム５５０ｂ及び第４ドナー−第５有機膜フィルム５５０ｃの一部を、第１画素領域Ｐ１、第２画素領域Ｐ２及び第３画素領域Ｐ３上にそれぞれ転写させ、第１画素領域Ｐ１、第２画素領域Ｐ２及び第３画素領域Ｐ３上に第３有機膜層４５０ｃ、４４０ｃ、４３０ｃ、第４有機膜層４５０ｄ、４４０ｄ、４３０ｄ及び第５有機膜層４５０ｅ、４４０ｅ、４３０ｅを形成する。
【００６６】
この時、前記それぞれの画素領域上に形成された第３有機膜層、第４有機膜層及び第５有機膜層の厚さの合計は等しい。
【００６７】
以後、前記基板４００上に第２電極（図示せず）を形成して有機電界発光素子を完成する。
【００６８】
本発明は以上のように望ましい実施形態を挙げて図示して説明したが、本発明は前記実施形態に限られず本発明の精神を外れない範囲内で該発明が属する技術分野で通常の知識を有する者により多様な変更と修正が可能であることはもちろんである。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
本発明は、有機発光素子に好適に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１Ａ】本発明の１実施形態による有機発光素子の製造方法を示す断面図である。
【図１Ｂ】本発明の１実施形態による有機発光素子の製造方法を示す断面図である。
【図１Ｃ】本発明の１実施形態による有機発光素子の製造方法を示す断面図である。
【図２Ａ】単位ピクセルのそれぞれの画素領域上に形成された有機膜層の構造を示した断面図である。
【図２Ｂ】単位ピクセルのそれぞれの画素領域上に形成された有機膜層の構造を示した断面図である。
【図２Ｃ】単位ピクセルのそれぞれの画素領域上に形成された有機膜層の構造を示した断面図である。
【図３Ａ】各副画素（ＲＧＢ）別平均暗点数とＧの第１有機膜及び第２有機膜の厚さの合計による暗点比を示したグラフである。
【図３Ｂ】各副画素（ＲＧＢ）別平均暗点数とＧの第１有機膜及び第２有機膜の厚さの合計による暗点比を示したグラフである。
【００７１】
【図４Ａ】各副画素（ＲＧＢ）別時間による輝度比とＧの副画素及びＢの副画素の時間による発光比を示すグラフである。
【図４Ｂ】各副画素（ＲＧＢ）別時間による輝度比とＧの副画素及びＢの副画素の時間による発光比を示すグラフである。
【図５Ａ】各副画素の有機膜層を形成する方法の１実施形態を示した断面図である。
【図５Ｂ】各副画素の有機膜層を形成する方法の１実施形態を示した断面図である。
【図５Ｃ】各副画素の有機膜層を形成する方法の１実施形態を示した断面図である。
【図５Ｄ】各副画素の有機膜層を形成する方法の１実施形態を示した断面図である。
【図５Ｅ】各副画素の有機膜層を形成する方法の１実施形態を示した断面図である。
【図５Ｆ】各副画素の有機膜層を形成する方法の１実施形態を示した断面図である。
【図６Ａ】各副画素の有機膜層を形成する方法の他実施形態を示した断面図である。
【図６Ｂ】各副画素の有機膜層を形成する方法の他実施形態を示した断面図である。
【図６Ｃ】各副画素の有機膜層を形成する方法の他実施形態を示した断面図である。
【図６Ｄ】各副画素の有機膜層を形成する方法の他実施形態を示した断面図である。
【図６Ｅ】各副画素の有機膜層を形成する方法の他実施形態を示した断面図である。
【符号の説明】
【００７２】
１６０ａ、１６０ｂ、１６０ｃ 第１電極
２１０ａ、２１０ｂ、２１０ｃ 第１有機膜層
２２０ａ、２２０ｂ、２２０ｃ 第２有機膜層
２３０ａ、２３０ｂ、２３０ｃ 第３有機膜層
２４０ａ、２４０ｂ、２４０ｃ 第４有機膜層
２５０ａ、２５０ｂ、２５０ｃ 第５有機膜層
１６５：第２電極
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１電極、前記第１電極上に位置した有機発光層及び前記有機発光層上に位置した第２電極がそれぞれ形成された、第１画素領域、第２画素領域及び第３画素領域を具備した基板を含み、
前記第１電極と有機発光層との間に第１有機膜及び第２有機膜を含み、前記第１有機膜及び第２有機膜の厚さの合計が、前記第１画素領域では５００ないし７００Åまたは２０００ないし２４００Åであって、前記第２画素領域では１６００ないし２０００Åであって、前記第３画素領域では２００ないし４００Åであることを特徴とする有機電界発光素子。
【請求項２】
前記第１有機膜層は正孔注入層であって、前記第２有機膜層は正孔輸送層であることを特徴とする請求項１に記載の有機電界発光素子。
【請求項３】
前記第１画素領域は赤色を具現する画素領域であることを特徴とする請求項１に記載の有機電界発光素子。
【請求項４】
前記第２画素領域は緑色を具現する画素領域であることを特徴とする請求項１に記載の有機電界発光素子。
【請求項５】
前記第３画素領域は青色を具現する画素領域であることを特徴とする請求項１に記載の有機電界発光素子。
【請求項６】
基板上に複数個の第１電極を形成する段階と、
それぞれの前記第１電極上に画素定義膜を形成して第１画素領域、第２画素領域及び第３画素領域を定義する段階と、
前記第１画素領域上に厚さの合計が５００ないし７００Åまたは２０００ないし２４００Åである第１有機膜層及び第２有機膜層、前記第２画素領域上に厚さの合計が１６００ないし２０００Åである第１有機膜層及び第２有機膜層及び前記第３画素領域上に厚さの合計が２００ないし４００Åである第１有機膜層及び第２有機膜層を形成する段階と、
前記第１画素領域、第２画素領域及び第３画素領域に定義された基板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、
を含むことを特徴とする有機電界発光素子製造方法。
【請求項７】
前記第２電極を形成する段階よりも前に、
前記発光層上に正孔阻止層、電子輸送層及び電子注入層のうちいずれか一つ以上の層を形成する段階をさらに含むことを特徴とする請求項６に記載の有機電界発光素子製造方法。
【請求項８】
前記第１画素領域の第１有機膜層及び第２有機膜層、第２画素領域の第１有機膜層及び第２有機膜層及び第３画素領域の第１有機膜層及び第２有機膜層を形成する段階は、
第１マスクを利用して前記第１画素領域上に第１有機膜層及び第２有機膜層を形成する段階と、
第２マスクを利用して前記第２画素領域上に第１有機膜層及び第２有機膜層を形成する段階と、
第３マスクを利用して前記第３画素領域上に第１有機膜層及び第２有機膜層を形成する段階と、
を含むことを特徴とする請求項６に記載の有機電界発光素子製造方法。
【請求項９】
前記第１有機膜層は正孔注入層であって、前記第２有機膜層は正孔輸送層であることを特徴とする請求項８に記載の有機電界発光素子製造方法。
【請求項１０】
前記第１画素領域の第１有機膜層及び第２有機膜層、第２画素領域の第１有機膜層及び第２有機膜層及び第３画素領域の第１有機膜層及び第２有機膜層を形成する段階は、
熱変換層及び第１転写層を具備した第１ドナーフィルムを前記基板上に整列させて、熱転写法で第３画素領域上に第１有機膜層及び第２有機膜層を形成する段階と、
熱変換層及び第２転写層を具備した第２ドナーフィルムを前記基板上に整列させて、熱転写法で第２画素領域上に第１有機膜層及び第２有機膜層を形成する段階と、
熱変換層及び第３転写層を具備した第３ドナーフィルムを前記基板上に整列させて、熱転写法で第１画素領域上に第１有機膜層及び第２有機膜層を形成する段階と、
を含むことを特徴とする請求項６に記載の有機電界発光素子製造方法。
【請求項１１】
前記第１有機膜層は正孔注入層であって、前記第２有機膜層は正孔輸送層であることを特徴とする請求項１０に記載の有機電界発光素子製造方法。
【請求項１】
第１電極、前記第１電極上に位置した有機発光層及び前記有機発光層上に位置した第２電極がそれぞれ形成された、第１画素領域、第２画素領域及び第３画素領域を具備した基板を含み、
前記第１電極と有機発光層との間に第１有機膜及び第２有機膜を含み、前記第１有機膜及び第２有機膜の厚さの合計が、前記第１画素領域では５００ないし７００Åまたは２０００ないし２４００Åであって、前記第２画素領域では１６００ないし２０００Åであって、前記第３画素領域では２００ないし４００Åであることを特徴とする有機電界発光素子。
【請求項２】
前記第１有機膜層は正孔注入層であって、前記第２有機膜層は正孔輸送層であることを特徴とする請求項１に記載の有機電界発光素子。
【請求項３】
前記第１画素領域は赤色を具現する画素領域であることを特徴とする請求項１に記載の有機電界発光素子。
【請求項４】
前記第２画素領域は緑色を具現する画素領域であることを特徴とする請求項１に記載の有機電界発光素子。
【請求項５】
前記第３画素領域は青色を具現する画素領域であることを特徴とする請求項１に記載の有機電界発光素子。
【請求項６】
基板上に複数個の第１電極を形成する段階と、
それぞれの前記第１電極上に画素定義膜を形成して第１画素領域、第２画素領域及び第３画素領域を定義する段階と、
前記第１画素領域上に厚さの合計が５００ないし７００Åまたは２０００ないし２４００Åである第１有機膜層及び第２有機膜層、前記第２画素領域上に厚さの合計が１６００ないし２０００Åである第１有機膜層及び第２有機膜層及び前記第３画素領域上に厚さの合計が２００ないし４００Åである第１有機膜層及び第２有機膜層を形成する段階と、
前記第１画素領域、第２画素領域及び第３画素領域に定義された基板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、
を含むことを特徴とする有機電界発光素子製造方法。
【請求項７】
前記第２電極を形成する段階よりも前に、
前記発光層上に正孔阻止層、電子輸送層及び電子注入層のうちいずれか一つ以上の層を形成する段階をさらに含むことを特徴とする請求項６に記載の有機電界発光素子製造方法。
【請求項８】
前記第１画素領域の第１有機膜層及び第２有機膜層、第２画素領域の第１有機膜層及び第２有機膜層及び第３画素領域の第１有機膜層及び第２有機膜層を形成する段階は、
第１マスクを利用して前記第１画素領域上に第１有機膜層及び第２有機膜層を形成する段階と、
第２マスクを利用して前記第２画素領域上に第１有機膜層及び第２有機膜層を形成する段階と、
第３マスクを利用して前記第３画素領域上に第１有機膜層及び第２有機膜層を形成する段階と、
を含むことを特徴とする請求項６に記載の有機電界発光素子製造方法。
【請求項９】
前記第１有機膜層は正孔注入層であって、前記第２有機膜層は正孔輸送層であることを特徴とする請求項８に記載の有機電界発光素子製造方法。
【請求項１０】
前記第１画素領域の第１有機膜層及び第２有機膜層、第２画素領域の第１有機膜層及び第２有機膜層及び第３画素領域の第１有機膜層及び第２有機膜層を形成する段階は、
熱変換層及び第１転写層を具備した第１ドナーフィルムを前記基板上に整列させて、熱転写法で第３画素領域上に第１有機膜層及び第２有機膜層を形成する段階と、
熱変換層及び第２転写層を具備した第２ドナーフィルムを前記基板上に整列させて、熱転写法で第２画素領域上に第１有機膜層及び第２有機膜層を形成する段階と、
熱変換層及び第３転写層を具備した第３ドナーフィルムを前記基板上に整列させて、熱転写法で第１画素領域上に第１有機膜層及び第２有機膜層を形成する段階と、
を含むことを特徴とする請求項６に記載の有機電界発光素子製造方法。
【請求項１１】
前記第１有機膜層は正孔注入層であって、前記第２有機膜層は正孔輸送層であることを特徴とする請求項１０に記載の有機電界発光素子製造方法。
【図１Ａ】
【図１Ｂ】
【図１Ｃ】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図２Ｃ】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図５Ｃ】
【図５Ｄ】
【図５Ｅ】
【図５Ｆ】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図６Ｃ】
【図６Ｄ】
【図６Ｅ】
【図１Ｂ】
【図１Ｃ】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図２Ｃ】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図５Ｃ】
【図５Ｄ】
【図５Ｅ】
【図５Ｆ】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図６Ｃ】
【図６Ｄ】
【図６Ｅ】
【公開番号】特開２００７−１１６１７５（Ｐ２００７−１１６１７５Ａ）
【公開日】平成１９年５月１０日（２００７．５．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２８６９０１（Ｐ２００６−２８６９０１）
【出願日】平成１８年１０月２０日（２００６．１０．２０）
【出願人】（５９０００２８１７）三星エスディアイ株式会社 (2,784)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年５月１０日（２００７．５．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１０月２０日（２００６．１０．２０）
【出願人】（５９０００２８１７）三星エスディアイ株式会社 (2,784)
【Ｆターム（参考）】
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