JP2005353589A - 有機電界発光表示装置及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】有機電界発光表示装置及びその製造方法を提供する。
【解決手段】基板８１と、基板８１上に備えられた第１電極６１と、第１電極６１に絶縁されるように形成された第２電極６２と、第１電極６１と第２電極６２との間に介在され、少なくとも発光層を含む一つ以上の有機層６３と、第２電極６２上にこの第２電極６２をなす物質の屈折率より大きい屈折率を有する物質よりなる一層または複数層と、を備えている。
【選択図】 図１
【解決手段】基板８１と、基板８１上に備えられた第１電極６１と、第１電極６１に絶縁されるように形成された第２電極６２と、第１電極６１と第２電極６２との間に介在され、少なくとも発光層を含む一つ以上の有機層６３と、第２電極６２上にこの第２電極６２をなす物質の屈折率より大きい屈折率を有する物質よりなる一層または複数層と、を備えている。
【選択図】 図１
Description
本発明は、有機電界発光表示装置及びその製造方法に係り、さらに詳細には、第１電極、第２電極及び有機層よりなる発光部について透湿及び酸素透過防止特性及び光抽出率が優秀な有機電界発光表示装置及びその製造方法に関する。
通常的に、平板表示装置（フラットパネルディスプレイ）は、大きく分けて、自発光型と、非自発光の受光型と、に分類できる。発光型としては、平板陰極線管、プラズマディスプレイパネル（Ｐｌａｓｍａ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｐａｎｅｌ：ＰＤＰ）、電界発光素子、発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ：ＬＥＤ）などがある。受光型としては、液晶ディスプレイが挙げられる。
このうち、電界発光素子は、視野角が広く、コントラストが優秀であるだけでなく、応答速度が速いという長所を有しているので、次世代の表示素子として注目を浴びている。このような電界発光素子は、発光層を形成する物質によって、無機電界発光素子と有機電界発光素子とに区分される。
有機電界発光素子は、蛍光性の有機化合物を電気的に励起させて発光させる自発光型素子であって、低い電圧で駆動が可能であり、薄型化が容易であり、広視野角、速い応答速度など特性を有し、液晶ディスプレイにおいて問題点として指摘されることを解決できる次世代のディスプレイ素子として注目されている。
有機電界発光素子は、アノード電極とカソード電極との間に有機物よりなる発光層を備えている。有機電界発光素子は、これら電極にアノード及びカソード電圧がそれぞれ印加されることによって、アノード電極から注入された正孔は、正孔輸送層を経由して発光層に移動し、電子は、カソード電極から電子輸送層を経由して発光層に移動し、発光層で電子と正孔とが再結合して、励起子を生成する。
この励起子が、励起状態から基底状態に変化するにつれて、発光層の蛍光性分子が発光することによって画像を表示可能とする。フルカラー型の有機電界発光素子の場合には、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の三色を発光する画素（ピクセル）を備えるようにすることによってフルカラーを具現する。
前述したように、有機電界発光素子の発光層及び発光層の上部のカソード電極は、透湿及び酸素透過から保護されて酸化及び剥離が防止されることによって、長寿命が保証されなければならない。これを解決するために、例えば、特許文献１には、高密度のポリエチレンのような絶縁性高分子化合物層を発光層及び金属電極上に真空システムを利用して形成する段階と、連続的に形成された高分子化合物上に無機物である金属層を形成する段階と、その上に絶縁性無機物である金属を形成する段階と、その上に絶縁性高分子化合物を積層する段階と、を含む有機発光素子の製造方法が開示されている。
しかし、前記従来の技術で得た有機電界発光素子の寿命は、現在満足するレベルに達していないところ、これを改善する必要性がある。一方、有機電界発光素子の高寿命の達成と共に光抽出率の向上も切実に要求される。
韓国特許公開第２００１−００６７８６８号公報
本発明は、前記問題点を解決するためのものであって、光抽出率及び第１電極、第２電極及び有機層よりなる発光部について、透湿及び酸素透過防止特性にすぐれる有機電界発光表示装置及びその製造方法を提供するところにその目的がある。
前記本発明の目的を解決するために、本発明の第１の特徴は、基板と、前記基板上に備えられた第１電極と、前記第１電極に絶縁されるように形成された第２電極と、前記第１及び第２電極との間に介在され、少なくとも発光層を含む一つ以上の有機層と、前記第２電極上に前記第２電極をなす物質の屈折率より大きい屈折率を有する物質よりなる一層または複数層と、を備えた有機電界発光表示装置を提供する。
前記本発明の他の目的を解決するために、本発明の第２の特徴は、基板と、前記基板上に備えられた第１電極と、前記第１電極に絶縁されるように形成された第２電極と、前記第１及び第２電極との間に介在され、少なくとも発光層を含む一層以上の有機層と、前記第２電極上に保護層を含むが、前記第２電極と前記保護層との間にバッファ層と、をさらに含む有機電界発光表示装置を提供する。
前記本発明のさらに他の目的を解決するために、本発明の第３の特徴は、基板部に第１電極を形成する工程と、前記第１電極上部に少なくとも発光層を含む一層以上の有機層を形成する工程と、前記有機層を覆うように備えられる第２電極を形成する工程と、前記第２電極上に前記第２電極をなす物質の屈折率より大きい屈折率を有する物質よりなる一層または複数層を形成する工程と、を含む有機電界発光表示装置の製造方法を提供する。
前記本発明のさらに他の目的を解決するために、本発明の第４の特徴は、基板部に第１電極を形成する工程と、前記第１電極上部に少なくとも発光層を含む一層以上の有機層を形成する工程と、前記有機層を覆うように備えられる第２電極を形成する工程と、前記第２電極を覆うようにバッファ層を形成する工程と、前記バッファ層を覆うように保護層を形成する工程と、を含む有機電界発光表示装置の製造方法を提供する。
本発明の有機電界発光表示装置は、第２電極の上部に第２電極をなす物質の屈折率より高い屈折率を有する物質よりなる一つ以上の層または複数層を備えることによって、優秀な光抽出率を有しうる。また、第２電極と保護層との間にバッファ層を備え、緻密な構造の保護層形成時に発生する恐れのある第２電極及び有機層の損傷が実質的に発生しない。これにより、漏れ電流の発生が顕著に減少し、不良画素がほとんど発生せず、寿命特性が向上した有機電界発光表示装置が得られる。
以下、本発明の実施の形態に係る有機電界発光表示装置およびその製造方法の詳細を図面を参照して説明する。
本発明の有機電界発光表示装置は、基板上に備えられた第１電極、前記第１電極に絶縁されるように形成された第２電極と、前記第１及び第２電極との間に介在され、少なくとも発光層を含む一つ以上の有機層と、前記第２電極上に前記第２電極をなす物質の屈折率より大きい屈折率を有する物質よりなる一層または複数層と、を備える。
前記第２電極上に積層される層または層は、その下部に備えられる第１電極、第２電極及び有機層についての透湿及び酸素透過を防止する役割を同時に行え、第２電極を通じた光抽出の効率を極大化するために、第２電極より大きい屈折率を有する物質よりなりうる。
特に、前記第２電極上に複数の層を備える場合、第２電極を通じた光抽出率をさらに極大化するために、前記複数層を構成する各層をなす物質の屈折率は、前記第２電極から順次に高まるように積層されうる。
前記第２電極の上部に積層されうる物質の例としては、絶縁性有機物または金属酸化物、金属窒化物または金属フッ素化物のような無機物がある。このうち、第２電極の上部に積層されうる無機物の具体例及びその屈折率は、以下に示す表１および表２を参照する。
この時、第２電極の上部に積層されうる物質の屈折率は、第２電極をなす物質の屈折率より０．０１ないし３．０、望ましくは、０．３ないし１．５より大きい屈折率を有する物質でありうる。前述したような屈折率の数値差は、上記表１および表２に並べられた物質の屈折率の数値から確認できる。
したがって、前記屈折率を考慮して、本発明の有機電界発光表示装置の製造方法は、基板に第１電極を形成する工程と、前記第１電極上部に少なくとも発光層を含む一つ以上の有機層を形成する工程と、前記有機層を覆うように備えられる第２電極を形成する工程と、前記第２電極上に前記第２電極をなす物質の屈折率より大きい屈折率を有する物質よりなる一層または複数層を形成する工程と、を含む。
この時、前記第２電極上に前記第２電極をなす物質の屈折率より大きい屈折率を有する物質よりなる複数層を形成する工程は、前記複数層を構成する各層をなす物質の屈折率が前記第２電極から順次に高まるように積層させる。
本発明の有機電界発光表示装置の一実施例を図１に示す。図１は、本発明の実施の形態に係る有機電界発光表示装置の一実施例であるアクティブマトリックス型の有機電界発光表示装置のうち有機電界発光素子が形成された領域の断面図であって、特に、ＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）４０及び有機電界発光素子６０が示されている。
図１に示すように、アクティブマトリス型の有機電界発光表示装置には、基板８１が設けられている。基板８１は、透明な素材、例えば、ガラスまたはプラスチック材より形成される。基板８１上には、図１のように選択的にバッファ層８２が形成されている。
バッファ層８２の上面には、所定パターンに配列された活性層４４が形成されている。この活性層４４は、ゲート絶縁膜８３によって埋め込まれている。ゲート絶縁膜８３の上面には、活性層４４と対応する領域にゲート電極４２が形成されている。このゲート電極４２は、中間絶縁膜８４によって埋め込まれている。前記中間絶縁膜８４が形成された後には、例えば、ドライエッチングを用いたエッチング工程によって前記ゲート絶縁膜８３と中間絶縁膜８４とをエッチングして、コンタクトホール８３ａ，８４ａを形成させて、前記活性層４４の一部を表している。
このように活性層４４の露出された部分は、コンタクトホール８３ａ，８４ａを通じて所定のパターンに形成されたＴＦＴ ４０のソース電極４１と、ドレイン電極４３とそれぞれ接続されている。これらソース電極４１とドレイン電極４３は、保護膜８５によって埋め込まれている。前記保護膜８５が形成された後には、エッチング工程を通じてドレイン電極４３の一部が表れている。
前記保護膜８５は、絶縁体より形成され、シリコン酸化物やシリコン窒化物のような無機膜、またはアクリル、ベンゾシクロブテン（ＢＣＢ）のような有機膜より形成される。また、前記保護膜８５上には、保護膜８５の平坦化のために別途の絶縁膜をさらに形成することもある。
一方、前記有機電界発光素子６０は、電流フローによってＲ、Ｇ、Ｂの光を発光して所定の画像情報を表示するものであって、ＴＦＴ ４０のドレイン電極４３に接続された画素電極である第１電極６１と、全体画素を覆うように備えられた対向電極である第２電極６２と、これら第１電極６１と第２電極６２との間に配置されて発光する発光層６３と、より構成される。
第１電極６１と第２電極６２は、互いに絶縁されており、発光層６３に互いに異なる極性の電圧を加えて発光させる。
この発光層６３は、低分子または高分子有機物が使用されうるが、低分子有機物を使用する場合、ホール注入層（ＨＩＬ：Ｈｏｌｅ Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ Ｌａｙｅｒ）、ホール輸送層（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）が単一あるいは複合の構造に積層されて形成され、使用可能な有機材料も銅フタロシアニン（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（Ａｌｑ３）をはじめとして多様に適用可能である。これら低分子有機物層は、真空蒸着の方法で形成されうる。
高分子有機物の場合には、大体、ＨＴＬ及びＥＭＬより備えられた構造を有し、この時、前記ＨＴＬとしてポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）を使用し、ＥＭＬとしてＰＰＶ（Ｐｏｌｙ−Ｐｈｅｎｙｌｅｎｅ Ｖｉｎｙｌｅｎｅ）系及びポリフルオレン系など高分子有機物質を使用し、これをスクリーン印刷やインクジェット印刷方法で形成できる。
このような有機発光層６３は、必ずしもこれらに限定されず、多様な実施例が適用可能である。第１電極６１は、アノード電極の機能を行い、前記第２電極６２は、カソード電極の機能を行えるが、もちろん、これら第１電極６１と第２電極６２の極性は、反対となっても関係ない。そして、第１電極６１は、各画素の領域に対応するようにパターニングされ、第２電極６２は、全ての画素を覆うように形成されている。
第１電極６１は、透明電極または反射型電極より備えられるが、透明電極として使われる時には、ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＺｎＯ、またはＩｎ２Ｏ３より備えられ、反射型電極として使われる時には、Ａｇ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ａｕ、Ｎｉ、Ｎｄ、Ｉｒ、Ｃｒ、及びこれらの化合物より反射層を形成した後、その上にＩＴＯ、ＩＺＯ、ＺｎＯ、またはＩｎ２Ｏ３より透明電極層を形成できる。一方、前記第２電極６２も透明電極または反射型電極より備えられうるが、透明電極として使われる時には、この第２電極６２がカソード電極として使われるので、仕事関数が小さな金属、すなわち、Ｌｉ、Ｃａ、ＬｉＦ／Ｃａ、ＬｉＦ／Ａｌ、Ａｌ、Ａｇ、Ｍｇ、及びこれらの化合物が有機発光膜６３側に向かうように蒸着した後、その上にＩＴＯ、ＩＺＯ、ＺｎＯ、またはＩｎ２Ｏ３より補助電極層やバス電極ラインを形成できる。そして、反射型電極として使われる時には、前記Ｌｉ、Ｃａ、ＬｉＦ／Ｃａ、ＬｉＦ／Ａｌ、Ａｌ、Ａｇ、Ｍｇ、及びこれらの化合物を前面蒸着して形成する。
前記第２電極６２上には、バッファ層６７が備えられ、前記バッファ層６７の上部には保護層６５が備えられる。前記バッファ層６７については、まず、保護層６５について説明した後に詳細に説明する。
本発明の保護層６５は、ｒｍｓ５Å〜５０Åの表面粗度を有する。前記表面粗度を有する本発明の保護層をなす原子は、高密度で緻密に配列されている。本発明の保護層６５をなす原子の配列状態は、図２を参照し、従来の保護層をなす原子配列状態は、図３を参照する。図２は、前述したような表面粗度を有する保護層６５の原子配列状態を図式的に表すものであって、保護層６５の原子は、高密度で緻密に配列されている。したがって、本発明の保護層６５には、従来の保護層の原子配列状態を示す、図３で観察されうる原子間の空所Ｃまたは原子配列が断絶された状態である欠陥Ｄが実質的に存在しない。したがって、本発明の保護層６５のうち、第２電極６２と逆方向に向かう表面Ａを通じた酸素及び水分の浸透が実質的に防止され、これを備えた有機電界発光表示装置の寿命が向上する。本発明の保護層６５の表面粗度が５０Åを超過する場合、前述したような緻密な構造を形成せず、透湿及び酸素透過が効果的に防止されえないという問題点がある。
保護層６５は、金属酸化物及び窒化物のうち一つ以上の物質よりなりうる。前記金属酸化物及び窒化物の具体的な例には、ＳｉＯｘ、ＳｉＮｘ（ｘ?１である）、ＴｉＯまたはＴａＯが含まれるが、これに限定されない。前記保護層６５は、前記金属酸化物及び窒化物以外にも、ネットワークフォーマをさらに含みうる。本明細書で、“ネットワークフォーマ”とは、前記ネットワークフォーマを含有したベース物質（本発明の保護層をなす物質のうちでは、金属酸化物または金属窒化物を指す）を構成する原子間の断絶されたネットワーク、すなわち、未結合の原子間の結合を形成して、原子間ネットワークを向上させる物質を意味する。このようなネットワークフォーマの具体的な例は、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｃａ、Ｓｎ、Ｒｂ、Ｃｓ、Ｂａ、Ｐｂ、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃｅ及びＮｂのうち、一つ以上の原子であるが、これに限定されない。例えば、本発明の保護層６５は、ＳｉＯ２であるか、またはネットワークフォーマであるＳｎを含むＳｉＳｎＯであるが、前述したように、これに限定されない。
前記保護層６５は、蒸発ソース及びイオンビームソースを利用するイオンビーム補助蒸着法（Ｉｏｎ Ｂｅａｍ Ａｓｓｉｓｔｅｄ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：以下、ＩＢＡＤという）によって形成されうる。
ＩＢＡＤの原理は、図４を参照する。図４によれば、蒸発ソース９７から放出された粒子９２を所定の基板９１一面に蒸着させる時、イオンビームソース９５から放出されたイオン９３は、前記蒸発ソースから放出された粒子９２の表面移動度を高めることによって、前記粒子９２を所定の基板に高密度に緻密に蒸着させる。
ＩＢＡＤの蒸発ソースから放出される粒子は、保護層６５をなす物質である。その具体的な例としては、金属酸化物及び窒化物のうち一つ以上の物質が含まれ、その具体的な例としては、ＳｉＯｘ、ＳｉＮｘ（ｘ?１である）、ＴｉＯまたはＴａＯが含まれるが、これに限定されない。また、蒸発ソースから放出される粒子は、前記金属酸化物及び窒化物以外にも、前述したようなネットワークフォーマをさらに含みうる。
ＩＢＡＤのイオンビームソースから放出されるイオンは、保護層が形成される基板をなす物質、例えば、第２電極６２をなす物質及び前述したような蒸発ソースから放出される粒子何れとも反応性のないことが望ましい。その例としては、不活性気体のイオンがある。さらに具体的に、Ａｒ＋、Ｋｒ＋またはＸｅ＋イオンを利用できる。
前記ＩＢＡＤのイオンビームソースのエネルギーは、５０ｅＶないし２００ｅＶ、望ましくは、８０ｅＶないし１５０ｅＶでありうる。イオンビームソースのエネルギーが５０ｅＶ未満である場合には、イオンビームソースから放出されるイオンのエネルギーがあまり小さくて、蒸発ソースから放出される粒子の表面移動度を高められないので、結局、高い密度及び低い表面粗度を有する緻密な保護層を形成できないという問題点が発生し、イオンビームソースのエネルギーが２００ｅＶを超過する場合には、イオンビームソースから放出されるイオンのエネルギーがあまり大きくて、形成された保護層をイオンビームソースから放出されたイオンがエッチングできるという問題点が発生する恐れがあるためである。このうち、１５０ｅＶが望ましい。
本発明のＩＢＡＤを利用した保護層形成工程において、蒸発ソースから放出される粒子数とイオンビームソースから放出されるイオン数との比は、１：１ないし０.９：１、望ましくは０.９：１でありうる。イオンビームソースから放出されるイオンの数が蒸発ソースから放出される原子数を基準として、前記範囲を超過する場合には、形成された保護層がイオンビームソースから放出されたイオンによってエッチングされうるという問題点があり、イオンビームソースから放出されるイオン数が前記範囲を外れてあまりにも少ない場合には、前記イオンの量が蒸発ソースから放出される粒子の表面移動度を高めるのに十分ではなくて、高い密度及び低い表面粗度を有する緻密な構造の保護層を形成できないという問題点があるためである。
前記比率は、通常的に、イオンビームソースの電子流量またはイオン発生ガスの流入量を調節することによって制御されうる。例えば、シリコン酸化物粒子及びＳｎ粒子を放出する蒸発ソース及びアルゴンイオンを放出するイオンビームソースを利用してＳｉＳｎＯよりなる保護層を形成する場合、イオンビームソースのイオン流量を５０ｍＡに調節し、アルゴンガスの流入量を５ｓｃｃｍに調節すれば、シリコン酸化物粒子及びＳｎ粒子対アルゴンイオン数の比を１：１に調節できる。
ＩＢＡＤを利用した保護層形成工程において、蒸発ソースとして熱蒸発ソースまたは電子蒸発ソースを何れも使用できる。また、イオンビームソースとしては、カウフマン型イオンガン、エンドホール型イオンガンまたはｒｆ型イオンガンを使用できる。これは、本発明の目的によって当業者が容易に選択できる。
このように、本発明の保護層６５は、前述したようなＩＢＡＤ法によって形成されう。前記ＩＢＡＤは、蒸発ソースとイオンビームソースとを同時に利用するので、イオンビームソースから放出されたイオンによって、蒸発ソースから放出された粒子が蒸着される基板部が損傷される恐れもある。特に、前面発光型の有機電界発光表示装置の場合、第２電極６２は、非常に薄く、例えば、約２００Å以下に形成されるが、このように薄い第２電極６２は、ＩＢＡＤによる保護層６５の形成時にイオンビームソースから放出されるイオンによって損傷され、その結果、有機層６３の損傷までも発生させる恐れがある。有機層６３をなす有機物がイオンビームソースから放出されたイオンによって破壊されれば、有機電界発光素子の作動時に漏れ電流が発生し、これは、不良画素の発生と寿命の低下とをもたらし、結局、有機電界発光表示装置の信頼性を低下させる。したがって、保護層６５の形成時に発生する第２電極６２及び有機層６３の損傷を防止するために、本発明の有機電界発光表示装置は、第２電極６２と保護層６５との間にバッファ層６７を備える。
前記バッファ層６７の厚さは、３００Åないし１０００Å、望ましくは、約５００Åでありうる。バッファ層６７の厚さが３００Å未満である場合には、保護層６５の形成時に発生する第２電極６２及び有機層６３の損傷を十分に防止できないという問題点があり、バッファ層６７の厚さが１０００Åを超過する場合には、蒸着時間が長くなり、場合によっては、バッファ層によって光抽出率が低下する恐れもあるためである。
前記バッファ層６７は、金属酸化物または窒化物であるか、または有機物よりなりうる。前記バッファ層６７をなす物質として金属酸化物または窒化物の具体的な例には、シリコン酸化物、シリコン窒化物、スズ酸化物が含まれ、前記バッファ層６７をなす物質として有機物の具体的な例には、ＣｕＰｃが含まれるが、これに限定されない。
前記バッファ層６７は、光抽出率を極大化させるために、第２電極６２をなす物質の屈折率より大きい屈折率を有し、前記保護層６５をなす物質の屈折率よりは小さな屈折率を有する物質よりなりうる。この時、バッファ層６７をなす物質の屈折率は、前記表１に記載された屈折率の数値を参照して選択されうる。
一方、前記バッファ層６７は、３.０ｅＶないし６.０ｅＶの光学バンドギャップを有する物質でありうる。特に、光学バンドギャップが３.０ｅＶ未満である場合には、バッファ層６７が不透明になって、かえって光抽出率が低下するか、または導電性を帯びて漏れ電流が発生する恐れのある問題点があるためである。
したがって、本発明による有機電界発光表示装置の製造方法は、保護層６５の形成工程前、前記バッファ層６７を第２電極６２を覆うように形成する工程を含む。前記バッファ層６７は、真空蒸着法のような通常の蒸着法によって形成されるか、またはスピンコーティング法のようなコーティング法によって形成されうる。これは、バッファ層６７をなす物質の物性によって、当業者が容易に選択できる。このようなバッファ層６７の形成後、前述したように、保護層６５を形成する。
本発明の有機電界発光表示装置及び有機電界発光表示装置の製造方法は、アクティブマトリックス型の有機電界発光表示装置を例として説明したが、これに限定されない。
以下、実施例を通じて本発明をさらに詳細に説明する。
〔実施例〕
（実施例１）
グラス基板上にＩＴＯ、５００Å厚さのＰＥＤＯＴ、８００Å厚さのポリフェニレンビニレン（ＰＰＶ）、１０ÅのＬｉＦ及び１６０ÅのＭｇ：Ａｇが順次に積層された基板を準備し、前記Ａｇ層の上部に４００ÅのＳｎＯｘ層を熱蒸着法を利用して形成した。この後、シリコン酸化物粉末１ｇにシリコン酸化物蒸着ソースを準備し、Ｓｎ １ｇにＳｎ蒸着ソースを準備した。この後、シリコン酸化物蒸着ソース、Ｓｎ蒸着ソース、イオンビームソース、熱蒸発ソース、基板ホルダー及び前記基板ホルダーを回転させる役割を行う回転シャフトを備えたコンテナを準備した。前記シリコン酸化物蒸着ソース及びＳｎ蒸着ソースは、前述したように準備されたものを使用し、前記イオンビームソースとしてはエンドホール型イオンガン（Ｉｎｆｏｖｉｏｎ社製）を、前記熱蒸発ソースとしては、ヘリシス（ＡＮＳ社製）を使用した。前記シリコン酸化物蒸着ソース及びＳｎ蒸着ソースに対向するように配置された基板ホルダーに、前記準備された基板を搭載した後、下記表３のような条件下で前記コンテナを作動させて、８００Å厚さのＳｉＳｎＯ層を前記ＳｎＯｘ層の上部に形成した。
（実施例１）
グラス基板上にＩＴＯ、５００Å厚さのＰＥＤＯＴ、８００Å厚さのポリフェニレンビニレン（ＰＰＶ）、１０ÅのＬｉＦ及び１６０ÅのＭｇ：Ａｇが順次に積層された基板を準備し、前記Ａｇ層の上部に４００ÅのＳｎＯｘ層を熱蒸着法を利用して形成した。この後、シリコン酸化物粉末１ｇにシリコン酸化物蒸着ソースを準備し、Ｓｎ １ｇにＳｎ蒸着ソースを準備した。この後、シリコン酸化物蒸着ソース、Ｓｎ蒸着ソース、イオンビームソース、熱蒸発ソース、基板ホルダー及び前記基板ホルダーを回転させる役割を行う回転シャフトを備えたコンテナを準備した。前記シリコン酸化物蒸着ソース及びＳｎ蒸着ソースは、前述したように準備されたものを使用し、前記イオンビームソースとしてはエンドホール型イオンガン（Ｉｎｆｏｖｉｏｎ社製）を、前記熱蒸発ソースとしては、ヘリシス（ＡＮＳ社製）を使用した。前記シリコン酸化物蒸着ソース及びＳｎ蒸着ソースに対向するように配置された基板ホルダーに、前記準備された基板を搭載した後、下記表３のような条件下で前記コンテナを作動させて、８００Å厚さのＳｉＳｎＯ層を前記ＳｎＯｘ層の上部に形成した。
これにより、得たＳｎＯｘ層及びＳｉＳｎＯ層が形成された素子をサンプル１という。
（実施例２）
８００Å厚さの代わりに３００Å厚さのＳｉＳｎＯ層を形成した点を除いては、前記実施例１と同じ方法でサンプル２を製造した。
８００Å厚さの代わりに３００Å厚さのＳｉＳｎＯ層を形成した点を除いては、前記実施例１と同じ方法でサンプル２を製造した。
（比較例１）
前記実施例１中、Ｍｇ：Ａｇ層を１６０Åの代わりに１００Å厚さに形成し、ＳｎＯ層を形成していないという点を除いては、前記実施例１と同じ方法によってＭｇ：Ａｇ層の上部にＳｉＳｎＯ層を形成した。これをサンプルＡという。
前記実施例１中、Ｍｇ：Ａｇ層を１６０Åの代わりに１００Å厚さに形成し、ＳｎＯ層を形成していないという点を除いては、前記実施例１と同じ方法によってＭｇ：Ａｇ層の上部にＳｉＳｎＯ層を形成した。これをサンプルＡという。
（評価例１：ＳｉＳｎＯ層の表面モフォロジの評価）
サンプル１のＳｉＳｎＯ層についての表面粗度をＳＥＭ写真として測定した。その結果、サンプル１のＳｉＳｎＯ層の表面粗度は、ｒｍｓ３０Åであった。
サンプル１のＳｉＳｎＯ層についての表面粗度をＳＥＭ写真として測定した。その結果、サンプル１のＳｉＳｎＯ層の表面粗度は、ｒｍｓ３０Åであった。
（評価例２：漏れ電流の特性評価）
サンプルＡ及び１を作動させる場合に発生する漏れ電流を、電流計を利用して測定した。その結果をそれぞれ図５及び図６に表した。図５及び図６のうち、ｘ軸は電圧を、ｙ軸は電流を表し、図６の場合、４回反復して漏れ電流の測定実験をした結果を表すものである。図５によれば、サンプルＡの作動時に−６Ｖで１０−２ｍＡ／ｃｍ２以上の漏れ電流が発生することが分かる。しかし、図６によれば、サンプル１の作動時に−６Ｖで１０−４ｍＡ／ｃｍ２以下の漏れ電流が発生することが分かる。これにより、第２電極のＭｇ：Ａｇ層の上部にバッファ層を備えた後、保護層を形成したサンプル１の第２電極及び有機層は、損傷されていないことを確認できる。
サンプルＡ及び１を作動させる場合に発生する漏れ電流を、電流計を利用して測定した。その結果をそれぞれ図５及び図６に表した。図５及び図６のうち、ｘ軸は電圧を、ｙ軸は電流を表し、図６の場合、４回反復して漏れ電流の測定実験をした結果を表すものである。図５によれば、サンプルＡの作動時に−６Ｖで１０−２ｍＡ／ｃｍ２以上の漏れ電流が発生することが分かる。しかし、図６によれば、サンプル１の作動時に−６Ｖで１０−４ｍＡ／ｃｍ２以下の漏れ電流が発生することが分かる。これにより、第２電極のＭｇ：Ａｇ層の上部にバッファ層を備えた後、保護層を形成したサンプル１の第２電極及び有機層は、損傷されていないことを確認できる。
（評価例３：光効率の特性評価）
サンプル２及びガラス基板上にＩＴＯ、５００Å厚さのＰＥＤＯＴ、８００Å厚さのＰＰＶ、１０ÅのＬｉＦ及び１６０ÅのＭｇ：Ａｇが形成された素子（以下、“サンプルＢ”という）の光効率を測定した。光効率は、ＩＶＬ測定装置（Ｐｈｏｔｏ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ＰＲ６５０，Ｋｅｉｔｈｌｅｙ ２３８）を利用して測定し、測定結果は、図７に表す。図７によれば、サンプル２の光効率がサンプルＢの光効率の１.２ないし１.４倍に至るところ、本発明によるサンプル２は、向上した光効率を有することが分かる。
サンプル２及びガラス基板上にＩＴＯ、５００Å厚さのＰＥＤＯＴ、８００Å厚さのＰＰＶ、１０ÅのＬｉＦ及び１６０ÅのＭｇ：Ａｇが形成された素子（以下、“サンプルＢ”という）の光効率を測定した。光効率は、ＩＶＬ測定装置（Ｐｈｏｔｏ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ＰＲ６５０，Ｋｅｉｔｈｌｅｙ ２３８）を利用して測定し、測定結果は、図７に表す。図７によれば、サンプル２の光効率がサンプルＢの光効率の１.２ないし１.４倍に至るところ、本発明によるサンプル２は、向上した光効率を有することが分かる。
（評価例４：色純度の評価）
サンプル２及びサンプルＢに対して、光効率は、ＩＶＬ測定装置（Ｐｈｏｔｏ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ＰＲ６５０，Ｋｅｉｔｈｌｅｙ ２３８）を利用して色純度を評価した。その結果を下記の表３に表した。
サンプル２及びサンプルＢに対して、光効率は、ＩＶＬ測定装置（Ｐｈｏｔｏ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ＰＲ６５０，Ｋｅｉｔｈｌｅｙ ２３８）を利用して色純度を評価した。その結果を下記の表３に表した。
前記表４によれば、サンプルＢの色座標は、０.１２及び０.１６である一方、サンプル２の色座標は、０.１４及び０.１０であることが分かる。これにより、本発明によるサンプル２は、優秀な色純度を有することが確認できる。
本発明による有機電界発光表示装置は、例えば、平板陰極線管、ＰＤＰ、電界発光素子、ＬＥＤ、液晶ディスプレイのような平板表示装置に適用可能である。
４０ ＴＦＴ
４１ ソース電極
４２ ゲート電極
４３ ドレイン電極
４４ 活性層
６０ 有機電界発光素子
６１ 第１電極
６２ 第２電極
６３ 発光層
６５ 保護層
６７ バッファ層
８１ 基板
８２ バッファ層
８３ ゲート絶縁膜
８３ａ、８４ａ コンタクトホール
８４ 中間絶縁膜
８５ 保護膜
４１ ソース電極
４２ ゲート電極
４３ ドレイン電極
４４ 活性層
６０ 有機電界発光素子
６１ 第１電極
６２ 第２電極
６３ 発光層
６５ 保護層
６７ バッファ層
８１ 基板
８２ バッファ層
８３ ゲート絶縁膜
８３ａ、８４ａ コンタクトホール
８４ 中間絶縁膜
８５ 保護膜
Claims (19)
- 基板と、
前記基板上に備えられた第１電極と、
前記第１電極に絶縁されるように形成された第２電極と、
前記第１及び第２電極との間に介在され、少なくとも発光層を含む一層以上の有機層と、
前記第２電極上に当該第２電極をなす物質の屈折率より大きい屈折率を有する物質よりなる一層または複数層を備えたことを特徴とする有機電界発光表示装置。 - 前記複数層は、前記複数層を構成する各層をなす物質の屈折率が前記第２電極から遠ざかるにしたがって順次に高まるように積層されたことを特徴とする請求項１に記載の有機電界発光装置。
- 前記第２電極をなす物質の屈折率より高い屈折率を有する物質は、前記第２電極をなす物質の屈折率より０．０１ないし３．０より大きい屈折率を有することを特徴とする請求項１に記載の有機電界発光表示装置。
- 基板と、
前記基板上に備えられた第１電極と、
前記第１電極に絶縁されるように形成された第２電極と、
前記第１及び第２電極との間に介在され、少なくとも発光層を含む一つ以上の有機層と、
前記第２電極上に保護層を含み、前記第２電極と前記保護層との間にバッファ層と、をさらに備えることを特徴とする有機電界発光表示装置。 - 前記バッファ層の厚さは、３００Å〜１０００Åであることを特徴とする請求項４に記載の有機電界発光表示装置。
- 前記バッファ層は、金属酸化物及び窒化物のうち一つ以上の物質よりなることを特徴とする請求項４または請求項５に記載の有機電界発光表示装置。
- 前記バッファ層は、第２電極をなす物質の屈折率より大きい屈折率を有し、前記保護層をなす物質の屈折率より小さな屈折率を有する物質よりなることを特徴とする請求項４乃至請求項６のいずれか一項に記載の有機電界発光表示装置。
- 前記バッファ層は、３.０ｅＶないし６.０ｅＶの光学バンドギャップを有する物質よりなることを特徴とする請求項４乃至請求項７のいずれか一項に記載の有機電界発光表示装置。
- 前記保護層の表面粗度は、ｒｍｓ５Å〜５０Åであることを特徴とする請求項４に記載の有機電界発光表示装置。
- 前記保護層は、金属酸化物及び窒化物のうち、一つ以上の物質よりなることを特徴とする請求項４乃至請求項９のいずれか一項に記載の有機電界発光表示装置。
- 前記保護層は、ネットワークフォーマをさらに含むことを特徴とする請求項１０に記載の有機電界発光表示装置。
- 前記ネットワークフォーマは、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｃａ、Ｓｎ、Ｒｂ、Ｃｓ、Ｂａ、Ｐｂ、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃｅ及びＮｂのうち、一つ以上の元素であることを特徴とする請求項１１に記載の有機電界発光表示装置。
- 基板部に第１電極を形成する工程と、
前記第１電極の上部に少なくとも発光層を含む一層以上の有機層を形成する工程と、
前記有機層を覆うように備えられる第２電極を形成する工程と、
前記第２電極上に前記第２電極をなす物質の屈折率より大きい屈折率を有する物質よりなる一層または複数層を形成する工程と、
を備えることを特徴とする有機電界発光表示装置の製造方法。 - 前記第２電極上に前記第２電極をなす物質の屈折率より大きい屈折率を有する物質よりなる複数層を形成する段階は、前記複数層を構成する各層をなす物質の屈折率が前記第２電極から順次に高まるように積層することを特徴とする請求項１３に記載の有機電界発光装置の製造方法。
- 基板部に第１電極を形成する工程と、
前記第１電極上部に少なくとも発光層を含む一層以上の有機層を形成する工程と、
前記有機層を覆うように備えられる第２電極を形成する工程と、
前記第２電極上にバッファ層を形成する工程と、
前記バッファ層上に保護層を形成する工程と、
を備えることを特徴とする有機電界発光表示装置の製造方法。 - 前記保護層を蒸発ソース及びイオンビームソースを利用するイオンビーム補助蒸着法によって形成することを特徴とする請求項１５に記載の有機電界発光表示装置の製造方法。
- 前記イオンビームソースから放出されるイオンは、不活性気体のうち一つ以上の原子のイオンであることを特徴とする請求項１６に記載の有機電界発光表示装置の製造方法。
- 前記イオンビームソースのエネルギーは、５０ｅＶ〜２００ｅＶであることを特徴とする請求項１６に記載の有機電界発光表示装置の製造方法。
- 前記イオンビームソースから放出されるイオン数と前記蒸発ソースから放出される粒子数との比は、１：１〜０.９：１であることを特徴とする請求項１６に記載の有機電界発光表示装置の製造方法。
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