JP2011216840A - 有機発光表示装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】効果的に大面積化することができる有機発光表示装置を提供する。
【解決手段】基板本体と、基板本体上に形成された薄膜トランジスタと、薄膜トランジスタと接続して電子を注入する透明電極７１０と透明電極上に形成された有機発光層７２０と有機発光層上に形成されて正孔を注入する反射電極７３０とを有する有機発光素子７０と、を含み、有機発光層は、電子注入用金属層７２４３と電子注入層７２４１と電子注入用双極子層７２４２とを含み透明電極上に形成された電子注入部７２４と、電子注入部上に形成された発光部７２１と、を含む。
【選択図】図４
【解決手段】基板本体と、基板本体上に形成された薄膜トランジスタと、薄膜トランジスタと接続して電子を注入する透明電極７１０と透明電極上に形成された有機発光層７２０と有機発光層上に形成されて正孔を注入する反射電極７３０とを有する有機発光素子７０と、を含み、有機発光層は、電子注入用金属層７２４３と電子注入層７２４１と電子注入用双極子層７２４２とを含み透明電極上に形成された電子注入部７２４と、電子注入部上に形成された発光部７２１と、を含む。
【選択図】図４
Description
本発明は、有機発光表示装置に関する。
有機発光表示装置（ｏｒｇａｎｉｃ ｌｉｇｈｔ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ ｄｉｓｐｌａｙ）は、光を放出する有機発光素子を有して画像を表示する自発光型表示装置である。有機発光表示装置は、有機発光層の内部で電子と正孔が結合して生成された励起子（ｅｘｃｉｔｏｎ）が、励起状態から基底状態に落ちる際に発生するエネルギーによって光が発生し、これを利用して画像を表示する。
一般に、有機発光表示装置は、電子移動度（ｃａｒｒｉｅｒ ｍｏｂｉｌｉｔｙ）に優れた低温多結晶シリコン薄膜トランジスタ（ＬＴＰＳ ＴＦＴ）を使用する。しかし、低温多結晶シリコン薄膜トランジスタは、非晶質シリコン薄膜トランジスタと比較して、製造工程が複雑となる。一方、非晶質シリコン薄膜トランジスタは、複雑な結晶化工程を省略することができ、大面積工程に有利である。このため、低温多結晶シリコン薄膜トランジスタを含む有機発光表示装置は、大型化されるほど、生産性が低下する。
したがって、有機発光表示装置を効率的に大型化させるために、電子移動度が比較的低くなっても、大面積工程に有利な非晶質シリコン薄膜トランジスタを使用しようとする開発が行なわれている。しかし、非晶質シリコン薄膜トランジスタはＮ型薄膜トランジスタであるため、非晶質シリコン薄膜トランジスタと接続された有機発光素子の効率及び耐久性が低下するという問題がある。
本発明の実施形態は、効果的に大面積化することができる有機発光表示装置を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明に係る有機発光表示装置は、基板本体と、前記基板本体上に形成された薄膜トランジスタと、前記薄膜トランジスタと接続して電子を注入する透明電極と前記透明電極上に形成された有機発光層と前記有機発光層上に形成されて正孔を注入する反射電極とを有する有機発光素子と、を含み、前記有機発光層は、電子注入用金属層と電子注入層と電子注入用双極子層（ｄｉｐｏｌｅ ｌａｙｅｒ）とを含み前記透明電極上に形成された電子注入部と、前記電子注入部上に形成された発光部と、を含む。
前記薄膜トランジスタはＮ型薄膜トランジスタであり得る。
前記薄膜トランジスタは非晶質シリコン薄膜トランジスタであり得る。
前記透明電極は４．５ｅＶより大きい仕事関数を有し得る。
前記透明電極は、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、ＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）、ＺＩＴＯ（Ｚｉｎｃ Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、ＧＩＴＯ（Ｇａｌｌｉｕｍ Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、Ｉｎ２Ｏ３（Ｉｎｄｉｕｍ Ｏｘｉｄｅ）、ＺｎＯ（Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）、ＧＩＺＯ（Ｇａｌｌｉｕｍ Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）、ＧＺＯ（Ｇａｌｌｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）、ＦＴＯ（Ｆｌｕｏｒｉｎｅ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、及びＡＺＯ（Ａｌｕｍｉｎｕｍ−Ｄｏｐｅｄ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）のいずれか一つ以上を含み得る。
前記反射電極は４．５ｅＶより小さい仕事関数を有し得る。
前記電子注入用金属層は４．５ｅＶより小さい仕事関数を有し得る。
前記反射電極及び前記電子注入用金属層のうちの一つ以上は、銀（Ａｇ）、リチウム（Ｌｉ）、マグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、亜鉛（Ｚｎ）、及びアルミニウム（Ａｌ）のいずれか一つ以上を含み得る。
前記電子注入用双極子層は、Ｃ６０（Ｆｕｌｌｅｒｅｎｅ）、Ｆ１６ＣｕＰｃ（Ｆｌｕｏｒｉｎａｔｅｄ Ｃｏｐｐｅｒ−ｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ）、ＴＣＮＱ（Ｔｅｔｒａｃｙａｎｏｑｕｉｎｏｄｉｍｅｔｈａｎｅ）、ＴＣＮＮＱ（１１，１１，１２，１２−ｔｅｔｒａｃｙａｎｏ−１，４−ｎａｐｈｔｈａｑｕｉｎｏｄｉｍｅｔｈａｎｅ）、ＰＴＣＤＩ（ｐｅｒｙｌｅｎｅ ｔｅｔｒａｃａｒｂｏｘｙｌｉｃ ｄｉｉｍｉｄｅ）、ＮＴＣＤＩ（１，４；５，８−ｎａｐｈｔｈａｌｅｎｅ−ｔｅｔｒａｃａｒｂｏｘｙｌｉｃ ｄｉｉｍｉｄｅ）、及びＮＴＣＤＡ（１，４，５，８−Ｎａｐｈｔｈａｌｅｎｅ−ｔｅｔｒａｃａｒｂｏｘｙｌｉｃ−ｄｉａｎｈｙｄｒｉｄｅ）のいずれか一つ以上を含み得る。
前記透明電極上に前記電子注入用金属層、前記電子注入層、及び前記電子注入用双極子層が順次に積層され得る。
前記電子注入層と前記電子注入用双極子層は互いに混合され得る。
前記電子注入部と前記発光部との間に配置された電子輸送層をさらに含み得る。
前記有機発光層は、正孔注入層及び正孔注入用双極子層を含み、前記発光部と前記反射電極との間に配置された正孔注入部をさらに含み得る。
前記正孔注入用双極子層は、Ｃ６０（Ｆｕｌｌｅｒｅｎｅ）、Ｆ１６ＣｕＰｃ（Ｆｌｕｏｒｉｎａｔｅｄ Ｃｏｐｐｅｒ−ｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ）、ＴＣＮＱ（Ｔｅｔｒａｃｙａｎｏｑｕｉｎｏｄｉｍｅｔｈａｎｅ）、ＴＣＮＮＱ（１１，１１，１２，１２−ｔｅｔｒａｃｙａｎｏ−１，４−ｎａｐｈｔｈａｑｕｉｎｏｄｉｍｅｔｈａｎｅ）、ＰＴＣＤＩ（ｐｅｒｙｌｅｎｅ ｔｅｔｒａｃａｒｂｏｘｙｌｉｃ ｄｉｉｍｉｄｅ）、ＮＴＣＤＩ（１，４；５，８−ｎａｐｈｔｈａｌｅｎｅ−ｔｅｔｒａｃａｒｂｏｘｙｌｉｃ ｄｉｉｍｉｄｅ）、及びＮＴＣＤＡ（１，４，５，８−Ｎａｐｈｔｈａｌｅｎｅ−ｔｅｔｒａｃａｒｂｏｘｙｌｉｃ−ｄｉａｎｈｙｄｒｉｄｅ）のいずれか一つ以上を含み得る。
前記正孔注入用双極子層は、双極子特性を有する金属酸化膜を含み得る。
前記双極子特性を有する金属酸化膜は、酸化モリブデン（ｍｏｌｙｂｄｅｎｕｍ ｏｘｉｄｅ）、酸化タングステン（ｔｕｎｇｓｔｅｎ ｏｘｉｄｅ）、酸化バナジウム（ｖａｎａｄｉｕｍ ｏｘｉｄｅ）、酸化レニウム（ｒｈｅｎｉｕｍ ｏｘｉｄｅ）、及び酸化ルテニウム（ｒｕｔｈｅｎｉｕｍ ｏｘｉｄｅ）のいずれか一つ以上を含み得る。
前記発光部上に前記正孔注入用双極子層及び前記正孔注入層が順次に積層され得る。
前記正孔注入層と前記正孔注入用双極子層は互いに混合され得る。
前記正孔注入部と前記発光部との間に配置された正孔輸送層をさらに含み得る。
本発明によれば、有機発光表示装置を効果的に大面積化することができる。
以下、添付した図面を参照して、本発明の実施形態に係る有機発光表示装置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実施できるように詳細に説明する。本発明は、種々の相異なる実施形態にて実現でき、ここで説明する実施形態に限定されない。
明細書の全体にわたって同一または類似する構成要素に対しては、同一の参照符号を付ける。また、図面における各構成の大きさ及び厚さは、説明の便宜のために任意で示したので、本発明が必ずしも図示した大きさ及び厚さのものに限定されることはない。
図面において、種々の層及び領域を明確に表現するために厚さを拡大して示した。また、図面において、説明の便宜のために、一部層及び領域の厚さを誇張して示した。層、膜、領域、板などの部分が他の部分「の上」に、または「上」にあると記載するときは、これは他の部分の「直上」にある場合だけでなく、その中間に他の部分がある場合も含む。
以下、図１〜図３を参照して、本発明の実施形態に係る有機発光表示装置１０１について説明する。
図１に示すように、有機発光表示装置１０１は、表示領域ＤＡと非表示領域ＮＡに区分された基板本体１１１とを含む。基板本体１１１の表示領域ＤＡには、多数の画素領域ＰＥが形成されて画像を表示し、非表示領域ＮＡには、一つ以上の駆動回路９１０、９２０が形成される。ここで、画素領域ＰＥは、画像を表示する最小単位の画素が形成された領域をいう。しかし、本実施形態において、必ずしも非表示領域ＮＡに全ての駆動回路９１０、９２０を設けなければならないわけではなく、一部または全部を省略することも可能である。
図２に示したように、本発明の実施形態に係る有機発光表示装置１０１は、一つの画素領域ＰＥごとに有機発光素子（ｏｒｇａｎｉｃ ｌｉｇｈｔ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ）７０、二つの薄膜トランジスタ（ｔｈｉｎ ｆｉｌｍ ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ、ＴＦＴ）１０、２０、及び一つのキャパシタ（ｃａｐａｃｉｔｏｒ）８０が配置された２Ｔｒ−１Ｃａｐ構造を有する。しかし、本実施形態はこれに限定されない。すなわち、有機発光表示装置１０１は、一つの画素領域ＰＥごとに、三つ以上の薄膜トランジスタと二つ以上のキャパシタを配置した構造を有することもでき、別途の配線をさらに設けて多様な構造を有するように形成することも可能である。このように、追加的に設けられる薄膜トランジスタ及びキャパシタのうちの一つ以上は、補償回路の構成になることができる。
補償回路は、画素領域ＰＥごとに形成された有機発光素子７０の均一性を向上させて、画質に偏差が生じることを抑制する。一般に、補償回路は２個〜８個の薄膜トランジスタを含むことができる。
また、基板本体１１１の非表示領域ＮＡの上に形成された駆動回路９１０、９２０も、追加の薄膜トランジスタを含むことができる。
有機発光素子７０は、正孔注入電極のアノード（ａｎｏｄｅ）電極と、電子注入電極のカソード（ｃａｔｈｏｄｅ）電極と、及びアノード電極とカソード電極との間に配置された有機発光層とを含む。
具体的には、本実施形態に係る有機発光表示装置１０１は、一つの画素領域ＰＥごとに第１薄膜トランジスタ１０と第２薄膜トランジスタ２０とを含む。第１薄膜トランジスタ１０及び第２薄膜トランジスタ２０は、それぞれゲート電極、非結晶半導体層、ソース電極、及びドレイン電極を含む。第１薄膜トランジスタ１０と第２薄膜トランジスタ２０は、それぞれ互いに異なる方法によって結晶化された多結晶半導体層を含むことができる。
図２には、ゲートラインＧＬ、データラインＤＬ、及び共通電源ラインＶＤＤと共に、キャパシタラインＣＬが示されているが、本実施形態は、図２に示された構造に限定されることはない。したがって、キャパシタラインＣＬは、場合によって省略することも可能である。
データラインＤＬには第２薄膜トランジスタ２０のドレイン電極が接続され、ゲートラインＧＬには第２薄膜トランジスタ２０のゲート電極が接続される。第２薄膜トランジスタ２０のソース電極は、キャパシタ８０を通じてキャパシタラインＣＬに接続される。第２薄膜トランジスタ２０のソース電極とキャパシタ８０との間に第１薄膜トランジスタ１０のゲート電極が接続される。第１薄膜トランジスタ１０のソース電極にはＶＳＳが接続され、ドレイン電極には有機発光素子７０のカソード電極が接続される。
第２薄膜トランジスタ２０は、発光させようとする画素領域ＰＥを選択するスイッチング素子として使用される。第２薄膜トランジスタ２０が導通すれば、キャパシタ８０は蓄電され、この際に蓄電される電荷量はデータラインＤＬから印加される電圧の電位に比例する。そして、第２薄膜トランジスタ２０が遮断された状態で、キャパシタラインＣＬに１フレーム周期で電圧を増大させる信号が入力されると、第１薄膜トランジスタ１０のゲート電位は、キャパシタ８０に蓄電された電圧を基準として印加される電圧のレベルが、キャパシタラインＣＬを通じて印加される電圧に沿って上昇する。第１薄膜トランジスタ１０は、ゲート電位が閾値電圧を越えれば導通する。このことにより、共通電源ラインＶＤＤに印加された電圧が第１薄膜トランジスタ１０を通じて有機発光素子７０に印加され、有機発光素子７０は発光する。
このような画素領域ＰＥの構成は、上述したものに限定されず、当業者が容易に変形実施できる範囲内で多様に変形可能である。
以下、図３を参照して、本発明の実施形態に係る第１薄膜トランジスタ１０及び有機発光素子７０の構造について詳細に説明する。
基板本体１１１は、ガラス、石英、またはセラミックなどで作られた透明な絶縁性基板で形成するか、またはプラスチックなどで作られた透明なフレキシブル（ｆｌｅｘｉｂｌｅ）基板で形成することができる。
基板本体１１１上にゲート電極１２１が形成される。ゲート電極１２１は、通常、モリブデン（Ｍｏ）、クロム（Ｃｒ）、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、チタニウム（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、及びタングステン（Ｗ）のいずれか一つ以上を含むことができる。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。ゲート電極１２１は、電気的特性に優れた多様な金属で形成することができる。
また、図示していないが、基板本体１１１とゲート電極１２１との間にバッファ層を形成することができる。一例として、バッファ層は、窒化ケイ素（ＳｉＮｘ）の単一膜、または窒化ケイ素（ＳｉＮｘ）と酸化ケイ素（ＳｉＯ２）が積層された二重膜構造に形成することができる。バッファ層は、不純元素または水分のように不必要な成分の浸透を防止し、表面を平坦化する役割を果たすことができる。バッファ層は、基板本体１１１の種類及び工程条件によって形成するか、または省略することができる。
ゲート電極１２１上にはゲート絶縁膜１３０が形成される。ゲート絶縁膜１３０は、テトラエトキシシラン（ｔｅｔｒａ ｅｔｈｙｌ ｏｒｔｈｏ ｓｉｌｉｃａｔｅ、ＴＥＯＳ）、窒化ケイ素、酸化ケイ素、及び窒酸化ケイ素のいずれか一つ以上を含む。一例として、ゲート絶縁膜１３０は、４０ｎｍの厚さを有する窒化シリコン膜と、８０ｎｍの厚さを有するテトラエトキシシラン膜とが順次に積層された二重膜に形成することができる。
ゲート絶縁膜１３０上には非晶質半導体層１４５が形成される。非晶質半導体層１４５は非晶質シリコン（ａｍｏｒｐｈｏｕｓ ｓｉｌｉｃｏｎ）で作られる。非晶質半導体層１４５の上には、それぞれ非晶質半導体層１４５の一部と接続されたドレイン電極１５６及びソース電極１５７が形成される。ドレイン電極１５６及びソース電極１５７は互いに離隔して配置される。
また、ドレイン電極１５６及びソース電極１５７は、ゲート電極１２１と同様に、モリブデン（Ｍｏ）、クロム（Ｃｒ）、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、チタニウム（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、及びタングステン（Ｗ）のいずれか一つ以上を含むことができる。
このように、第１薄膜トランジスタ１０は、ゲート電極１２１、非晶質半導体層１４５、ドレイン電極１５６、及びソース電極１５７を含む非晶質シリコン薄膜トランジスタである。第１薄膜トランジスタ１０はＮ型薄膜トランジスタである。
ドレイン電極１５６及びソース電極１５７の上には平坦化膜１６０が形成される。平坦化膜１６０は、ソース電極１５７の一部を露出するコンタクトホール１６７を有する。平坦化膜１６０は平坦化特性を有する有機膜で作ることができる。なお、平坦化膜１６０は場合によって省略することも可能である。
平坦化膜１６０の上には透明電極７１０が形成される。透明電極７１０は、有機発光層７２０に電子を注入する電子注入電極になる。透明電極７１０は、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、ＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）、ＺＩＴＯ（Ｚｉｎｃ Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、ＧＩＴＯ（Ｇａｌｌｉｕｍ Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、Ｉｎ２Ｏ３（Ｉｎｄｉｕｍ Ｏｘｉｄｅ）、ＺｎＯ（Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）、ＧＩＺＯ（ＧａｌｌｉｕｍＩｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）、ＧＺＯ（Ｇａｌｌｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）、ＦＴＯ（Ｆｌｕｏｒｉｎｅ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、及びＡＺＯ（Ａｌｕｍｉｎｕｍ−Ｄｏｐｅｄ ＺｉｎｃＯｘｉｄｅ）のいずれか一つ以上を含む。
また、平坦化膜１６０の上には透明電極７１０の少なくとも一部を露出する開口部１９５を有する画素定義膜１９０が形成される。画素定義膜１９０の開口部１９５は、光が発生する発光領域を定義する。
透明電極７１０の上には有機発光層７２０が形成される。有機発光層７２０の上には反射電極７３０が形成される。反射電極７３０は有機発光層７２０に正孔を注入する正孔注入電極になる。したがって、反射電極７３０は仕事関数の高い物質で形成されることが有利である。例えば、通常、正孔注入電極は４．５ｅＶより大きい仕事関数を有するＮｉ（ニッケル）、モリブデン（Ｍｏ）、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、タングステン（Ｗ）、及びＣｕ（銅）のいずれか一つ以上で作られる。
しかし、本発明の実施形態においては、正孔注入部７２５の形成によって、正孔注入電極として使用される反射電極７３０を、相対的に小さい仕事関数を有する金属によっても効果的に形成することができる。具体的には、本発明の実施形態においては、反射電極７３０は、４．５ｅＶより小さい仕事関数を有する金属で形成され得る。
このような構造により、有機発光層７２０で発生した光は、透明電極７１０を通過して外部に放出される。つまり、本発明の実施形態に係る有機発光表示装置１０１は、背面方向に光を放出して画像を表示する背面発光型構造を有する。図３で点線に表示した矢印は、光が放出される方向を示す。
また、有機発光表示装置１０１は、図示していないが、封止部材をさらに含むことができる。封止部材は、基板本体１１１と対向配置し、有機発光素子７０をカバーする封止基板とすることができる。封止基板は周縁に沿って形成されたシラントによって、基板本体１１１と合着密封することができる。また、封止部材として封止薄膜が用いられることも可能である。
一方、有機発光表示装置１０１が背面発光型構造を有するためには、透明電極７１０が第１薄膜トランジスタ１０のソース電極１５７と接続されなければならない。そして、第１薄膜トランジスタ１０がＮ型薄膜トランジスタであるので、透明電極７１０は電子注入電極にならなければならない。
しかし、透明電極７１０の素材として用いられる透明な酸化物の大部分が、相対的に高い仕事関数を有する。具体的に、透明電極７１０は４．５ｅＶより大きい仕事関数を有する。これにより、透明電極７１０は単独では電子注入を円滑に行うことが難しい。
したがって、図４に示すように、有機発光層７２０は、透明電極７１０を通ずる電子注入が円滑に行われるように助ける電子注入部７２４を含む。本発明の実施形態において、電子注入部７２４は、通常の電子注入層７２４１の以外に、電子注入用金属層７２４３及び電子注入用双極子層（ｄｉｐｏｌｅ ｌａｙｅｒ）７２４２をさらに含む。
電子注入用金属層７２４３は、透明電極７１０の上に形成される。電子注入用金属層７２４３は４．５ｅＶより小さい仕事関数を有する。電子注入用金属層７２４３の仕事関数が４．０ｅＶより小さいと、さらに効果的である。つまり、電子注入用金属層７２４３は仕事関数が小さいほど良い。電子注入用金属層７２４３は、銀（Ａｇ）、リチウム（Ｌｉ）、マグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、亜鉛（Ｚｎ）、及びアルミニウム（Ａｌ）のいずれか一つ以上を含む。
電子注入層７２４１は電子注入用金属層７２４３の上に形成される。電子注入層７２４１としては、当業者にとって公知である通常の電子注入層が使用される。例えば、電子注入層は、ＬｉＦまたはＬｉＱ（ｌｉｔｈｉｕｍ ｑｕｉｎｏｌａｔｅ）などのような物質で作ることができる。
電子注入用双極子層７２４２は電子注入層７２４１の上に形成される。電子注入用双極子層７２４２は、Ｃ６０（Ｆｕｌｌｅｒｅｎｅ）、Ｆ１６ＣｕＰｃ（Ｆｌｕｏｒｉｎａｔｅｄ Ｃｏｐｐｅｒ−ｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ）、ＴＣＮＱ（Ｔｅｔｒａｃｙａｎｏｑｕｉｎｏｄｉｍｅｔｈａｎｅ）、ＴＣＮＮＱ（１１，１１，１２，１２−ｔｅｔｒａｃｙａｎｏ−１，４−ｎａｐｈｔｈａｑｕｉｎｏｄｉｍｅｔｈａｎｅ）、ＰＴＣＤＩ（ｐｅｒｙｌｅｎｅ ｔｅｔｒａｃａｒｂｏｘｙｌｉｃ ｄｉｉｍｉｄｅ）、ＮＴＣＤＩ（１，４；５，８−ｎａｐｈｔｈａｌｅｎｅ−ｔｅｔｒａｃａｒｂｏｘｙｌｉｃ ｄｉｉｍｉｄｅ）、及びＮＴＣＤＡ（１，４，５，８−Ｎａｐｈｔｈａｌｅｎｅ−ｔｅｔｒａｃａｒｂｏｘｙｌｉｃ−ｄｉａｎｈｙｄｒｉｄｅ）のいずれか一つ以上を含む。
本発明の実施形態が上述したものに限定されることはない。したがって、電子注入用双極子層７２４２は、電子注入層７２４１と混合して一体に形成することも可能である。
また、有機発光層７２０は、電子注入部７２４上に順次に配置された電子輸送層７２２、発光部７２１、正孔輸送層７２３、及び正孔注入部７２５をさらに含む。
電子輸送層７２２は電子注入用双極子層７２４２の上に配置される。電子輸送層７２２は必要に応じて省略することも可能である。電子輸送層７２２としては、当業者に公知である通常の電子輸送層が使用される。例えば、電子輸送層７２２は、オキサジアゾール（ｏｘａｄｉａｚｏｌｅ）、トリアゾル（ｔｒｉａｚｏｌｅ）、フェナントリン（ｐｈｅｎａｎｔｈｒｏｌｉｎｅ）、ベンゾキサゾール（ｂｅｎｚｏｘａｚｏｌｅ）、及びベンズチアゾール（ｂｅｎｚｔｈｉａｚｏｌｅ）などのようなアリール化合物で作られる。
発光部７２１は電子輸送層７２２の上に配置される。発光部７２１は、当業者に公知である通常の有機発光物質で形成される。
本発明の実施形態においては、電子注入用双極子層７２４２により、発光部７２１のエネルギー準位と無関係に電子注入が円滑に行える。
正孔輸送層７２３は発光部７２１の上に配置される。正孔輸送層７２３は、必要に応じて省略することも可能である。正孔輸送層７２３としては、当業者に公知である通常の正孔輸送層が使用される。例えば、正孔輸送層７２３は、ＴＰＤ（Ｎ，Ｎ'−ｄｉｐｈｅｎｙｌ−Ｎ，Ｎ'−ｂｉｓ（３−ｍｅｔｈｙｌｐｈｅｎｙｌ）−１，１'−ｂｉ−ｐｈｅｎｙｌ−４，４'−ｄｉａｍｉｎｅ）、及びＮＰＢ（Ｎ，Ｎ'−ｄｉ（ｎａｐｈｔｈａｌｅｎ−１−ｙｌ）−Ｎ，Ｎ'−ｄｉｐｈｅｎｙｌ−ｂｅｎｚｉｄｉｎｅ）などのような物質で形成される。
正孔注入部７２５は、正孔輸送層７２３の上に形成された正孔注入用双極子層７２５１と、正孔注入用双極子層７２５１の上に形成された正孔注入層７２５２とを含む。
正孔注入用双極子層７２５１は、Ｃ６０（Ｆｕｌｌｅｒｅｎｅ）、Ｆ１６ＣｕＰｃ（Ｆｌｕｏｒｉｎａｔｅｄ Ｃｏｐｐｅｒ−ｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ）、ＴＣＮＱ（Ｔｅｔｒａｃｙａｎｏｑｕｉｎｏｄｉｍｅｔｈａｎｅ）、ＴＣＮＮＱ（１１，１１，１２，１２−ｔｅｔｒａｃｙａｎｏ−１，４−ｎａｐｈｔｈａｑｕｉｎｏｄｉｍｅｔｈａｎｅ）、ＰＴＣＤＩ（ｐｅｒｙｌｅｎｅ ｔｅｔｒａｃａｒｂｏｘｙｌｉｃ ｄｉｉｍｉｄｅ）、ＮＴＣＤＩ（１，４；５，８−ｎａｐｈｔｈａｌｅｎｅ−ｔｅｔｒａｃａｒｂｏｘｙｌｉｃ ｄｉｉｍｉｄｅ）、及びＮＴＣＤＡ（１，４，５，８−Ｎａｐｈｔｈａｌｅｎｅ−ｔｅｔｒａｃａｒｂｏｘｙｌｉｃ−ｄｉａｎｈｙｄｒｉｄｅ）のいずれか一つ以上を含むことができる。
また、正孔注入用双極子層７２５１は、双極子特性を有する金属酸化膜を含むこともできる。双極子特性を有する金属酸化膜は、酸化モリブデン（ｍｏｌｙｂｄｅｎｕｍ ｏｘｉｄｅ）、酸化タングステン（ｔｕｎｇｓｔｅｎ ｏｘｉｄｅ）、酸化バナジウム（ｖａｎａｄｉｕｍ ｏｘｉｄｅ）、酸化レニウム（ｒｈｅｎｉｕｍ ｏｘｉｄｅ）、及び酸化ルテニウム（ｒｕｔｈｅｎｉｕｍ ｏｘｉｄｅ）のいずれか一つ以上を含む。
正孔注入層７２５２は、当業者に公知である通常の正孔注入層が使用される。例えば、正孔注入層７２５２は、ＭＴＤＡＴＡ（４，４'，４”−ｔｒｉｓ（３−ｍｅｔｈｙｌｐｈｅｎｙｌｐｈｅｎｙｌａｍｉｎｏ）ｔｒｉｐｈｅｎｙｌａｍｉｎｅ）、ＣｕＰｃ（ｃｏｐｐｅｒ ｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ）、及びＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ（ｐｏｌｙ（３，４−ｅｔｈｙｌｅｎｅｄｉｏｘｙｔｈｉｐｈｅｎｅ、ｐｏｌｙｓｔｙｒｅｎｅ ｓｕｌｆｏｎａｔｅ）などのような物質で形成される。
本発明の実施形態は上述したものに限定されない。したがって、正孔注入用双極子層７２５１は、正孔注入層７２５２と混合されて一体に形成することも可能である。
正孔注入層７２５２の上には反射電極７３０が配置される。
このような構成により、大面積工程に適した非晶質シリコン薄膜トランジスタを使用して、有機発光素子７０を効率的に駆動することができる。したがって、有機発光表示装置１０１は、背面発光型構造を有しながらも、効果的に大型化することができる。
具体的には、Ｎ型薄膜トランジスタである第１薄膜トランジスタ１０のドレイン電極１５７と接続された透明電極７１０を電子注入電極として使用し、反射電極７３０を正孔注入電極として使用しながらも、発光部７２１に電子注入及び正孔注入を円滑に行うことができる。
つまり、本発明の実施形態においては、電子注入部７２４及び正孔注入部７２５を通じて、通常正孔注入電極として使用された透明電極７１０を電子注入電極として使用することができ、通常電子注入電極として使用された反射電極７３０を正孔注入電極として使用することができる。
また、本発明の実施形態においては、有機発光層７２０の上にＩＴＯのような透明導電膜が形成されないので、ＩＴＯが形成される過程で有機発光層が損傷するおそれがない。有機発光層７２０の上にスパッタ（ｓｐｕｔｔｅｒ）を用いてＩＴＯのような透明導電膜を形成すれば、有機発光層７２０は損傷しやすい。
以下、図５及び図６を参照して、実施例と比較例を対比して説明する。
実施例は、本発明の実施形態において形成された有機発光素子を、非晶質シリコン薄膜トランジスタを通じて駆動した有機発光表示装置である。
比較例１は、通常の背面発光型構造の有機発光表示装置であって、有機発光素子が低温多結晶シリコン薄膜トランジスタを通じて駆動される。また、有機発光素子は、ＩＴＯからなるアノード電極、ＣｕＰｃからなる正孔注入層、ＮＰＢからなる正孔輸送層、通常の発光部、ＢｅＢｑ２（ｂｉｓ（ｂｅｎｚｏ−ｑｕｉｎｏｌｉｎｅ）ｂｅｒｅｌｌｉｕｍ）からなる電子輸送層、ＬｉＦからなる電子注入層、及びＡｌからなるカソード電極を含む。
比較例２は、電子注入部を除いては実施例と同一の構造を有する。比較例２の電子注入部は、電子注入用金属層及び電子注入用双極子層が除外され、電子注入層だけを有する。
比較例３は、正孔注入部を除いては実験例と同一の構造を有する。比較例３の正孔注入部は、正孔注入用双極子層が除外され、正孔注入層だけを有する。
図５は、電流（Ｉ）−電圧（Ｖ）曲線を示す。図５に示したように、有機発光素子が非晶質シリコン薄膜トランジスタによって駆動され、背面発光型構造を有する実施例は、通常の背面発光型構造を有する比較例１と比較して、特性において大差ないことが分かる。
一方、本発明の実施形態によらない有機発光素子が非晶質シリコン薄膜トランジスタによって駆動される場合には、特性が著しく低下することが比較例２と比較例３を通じて分かる。
図６は、電流効率（ＣＥ）−電流密度（Ｊ）曲線を示す。図６に示すように、実施例は比較例１と比較して、約３０％以上向上した電流効率を有することが分かる。
以上のような実験を通じ、本発明の実施形態によれば、背面発光型有機発光表示装置が、大面積工程に有利な非晶質薄膜トランジスタを使用しながらも、通常の背面発光型有機発光表示装置と比較して類似するか、または向上した特性を有することが分かる。
本発明について上述した実施形態により説明したが、本発明は実施形態に限定されるものではない。特許請求の範囲の概念および範囲を逸脱しない限り、多様な修正及び変形が可能であるということを、当業者であれば理解できるであろう。
１０ 第１薄膜トランジスタ、
２０ 第２薄膜トランジスタ、
７０ 有機発光素子、
８０ キャパシタ、
１０１ 有機発光表示装置、
１１１ 基板本体、
１２１ ゲート電極、
１３０ ゲート絶縁膜、
１４５ 非晶質半導体層、
１５６ ドレイン電極、
１５７ ソース電極、
１６０ 平坦化膜、
１６７ コンタクトホール、
１９０ 画素定義膜、
１９５ 開口部、
７１０ 透明電極、
７２０ 有機発光層、
７２４ 電子注入部、
７２２ 電子輸送層、
７２１ 発光部、
７２３ 正孔輸送層、
７２５ 正孔注入部、
７３０ 反射電極。
２０ 第２薄膜トランジスタ、
７０ 有機発光素子、
８０ キャパシタ、
１０１ 有機発光表示装置、
１１１ 基板本体、
１２１ ゲート電極、
１３０ ゲート絶縁膜、
１４５ 非晶質半導体層、
１５６ ドレイン電極、
１５７ ソース電極、
１６０ 平坦化膜、
１６７ コンタクトホール、
１９０ 画素定義膜、
１９５ 開口部、
７１０ 透明電極、
７２０ 有機発光層、
７２４ 電子注入部、
７２２ 電子輸送層、
７２１ 発光部、
７２３ 正孔輸送層、
７２５ 正孔注入部、
７３０ 反射電極。
Claims (19)
- 基板本体と、
前記基板本体上に形成された薄膜トランジスタと、
前記薄膜トランジスタと接続して電子を注入する透明電極と前記透明電極上に形成された有機発光層と前記有機発光層上に形成されて正孔を注入する反射電極とを有する有機発光素子と、を含み、
前記有機発光層は、電子注入用金属層と電子注入層と電子注入用双極子層（ｄｉｐｏｌｅ ｌａｙｅｒ）とを含み前記透明電極上に形成された電子注入部と、前記電子注入部上に形成された発光部と、を含むことを特徴とする有機発光表示装置。 - 前記薄膜トランジスタはＮ型薄膜トランジスタであ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。
- 前記薄膜トランジスタは非晶質シリコン薄膜トランジスタであることを特徴とする請求項１または２に記載の有機発光表示装置。
- 前記透明電極は４．５ｅＶより大きい仕事関数を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の有機発光表示装置。
- 前記透明電極は、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、ＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）、ＺＩＴＯ（Ｚｉｎｃ Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、ＧＩＴＯ（Ｇａｌｌｉｕｍ Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、Ｉｎ２Ｏ３（Ｉｎｄｉｕｍ Ｏｘｉｄｅ）、ＺｎＯ（Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）、ＧＩＺＯ（Ｇａｌｌｉｕｍ Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）、ＧＺＯ（Ｇａｌｌｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）、ＦＴＯ（Ｆｌｕｏｒｉｎｅ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、及びＡＺＯ（Ａｌｕｍｉｎｕｍ−Ｄｏｐｅｄ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）のいずれか一つ以上を含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の有機発光表示装置。
- 前記反射電極は４．５ｅＶより小さい仕事関数を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の有機発光表示装置。
- 前記電子注入用金属層は４．５ｅＶより小さい仕事関数を有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の有機発光表示装置。
- 前記反射電極及び前記電子注入用金属層のうちの一つ以上は、銀（Ａｇ）、リチウム（Ｌｉ）、マグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、亜鉛（Ｚｎ）、及びアルミニウム（Ａｌ）のいずれか一つ以上を含むことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の有機発光表示装置。
- 前記電子注入用双極子層は、Ｃ６０（Ｆｕｌｌｅｒｅｎｅ）、Ｆ１６ＣｕＰｃ（Ｆｌｕｏｒｉｎａｔｅｄ Ｃｏｐｐｅｒ−ｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ）、ＴＣＮＱ（Ｔｅｔｒａｃｙａｎｏｑｕｉｎｏｄｉｍｅｔｈａｎｅ）、ＴＣＮＮＱ（１１，１１，１２，１２−ｔｅｔｒａｃｙａｎｏ−１，４−ｎａｐｈｔｈａｑｕｉｎｏｄｉｍｅｔｈａｎｅ）、ＰＴＣＤＩ（ｐｅｒｙｌｅｎｅ ｔｅｔｒａｃａｒｂｏｘｙｌｉｃ ｄｉｉｍｉｄｅ）、ＮＴＣＤＩ（１，４；５，８−ｎａｐｈｔｈａｌｅｎｅ−ｔｅｔｒａｃａｒｂｏｘｙｌｉｃ ｄｉｉｍｉｄｅ）、及びＮＴＣＤＡ（１，４，５，８−Ｎａｐｈｔｈａｌｅｎｅ−ｔｅｔｒａｃａｒｂｏｘｙｌｉｃ−ｄｉａｎｈｙｄｒｉｄｅ）のいずれか一つ以上を含むことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の有機発光表示装置。
- 前記透明電極上に前記電子注入用金属層、前記電子注入層、及び前記電子注入用双極子層が順次に積層されることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の有機発光表示装置。
- 前記電子注入層と前記電子注入用双極子層は互いに混合されることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の有機発光表示装置。
- 前記電子注入部と前記発光部との間に配置された電子輸送層をさらに含むことを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の有機発光表示装置。
- 前記有機発光層は、正孔注入層及び正孔注入用双極子層を含み、前記発光部と前記反射電極との間に配置された正孔注入部をさらに含むことを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載の有機発光表示装置。
- 前記正孔注入用双極子層は、Ｃ６０（Ｆｕｌｌｅｒｅｎｅ）、Ｆ１６ＣｕＰｃ（Ｆｌｕｏｒｉｎａｔｅｄ Ｃｏｐｐｅｒ−ｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ）、ＴＣＮＱ（Ｔｅｔｒａｃｙａｎｏｑｕｉｎｏｄｉｍｅｔｈａｎｅ）、ＴＣＮＮＱ（１１，１１，１２，１２−ｔｅｔｒａｃｙａｎｏ−１，４−ｎａｐｈｔｈａｑｕｉｎｏｄｉｍｅｔｈａｎｅ）、ＰＴＣＤＩ（ｐｅｒｙｌｅｎｅ ｔｅｔｒａｃａｒｂｏｘｙｌｉｃ ｄｉｉｍｉｄｅ）、ＮＴＣＤＩ（１，４；５，８−ｎａｐｈｔｈａｌｅｎｅ−ｔｅｔｒａｃａｒｂｏｘｙｌｉｃ ｄｉｉｍｉｄｅ）、及びＮＴＣＤＡ（１，４，５，８−Ｎａｐｈｔｈａｌｅｎｅ−ｔｅｔｒａｃａｒｂｏｘｙｌｉｃ−ｄｉａｎｈｙｄｒｉｄｅ）のいずれか一つ以上を含むことを特徴とする請求項１３に記載の有機発光表示装置。
- 前記正孔注入用双極子層は、双極子特性を有する金属酸化膜を含むことを特徴とする請求項１３または１４に記載の有機発光表示装置。
- 前記双極子特性を有する金属酸化膜は、酸化モリブデン（ｍｏｌｙｂｄｅｎｕｍ ｏｘｉｄｅ）、酸化タングステン（ｔｕｎｇｓｔｅｎ ｏｘｉｄｅ）、酸化バナジウム（ｖａｎａｄｉｕｍ ｏｘｉｄｅ）、酸化レニウム（ｒｈｅｎｉｕｍ ｏｘｉｄｅ）、及び酸化ルテニウム（ｒｕｔｈｅｎｉｕｍ ｏｘｉｄｅ）のいずれか一つ以上を含むことを特徴とする請求項１５に記載の有機発光表示装置。
- 前記発光部上に前記正孔注入用双極子層及び前記正孔注入層が順次に積層されることを特徴とする請求項１３〜１６のいずれか１項に記載の有機発光表示装置。
- 前記正孔注入層と前記正孔注入用双極子層は互いに混合されることを特徴とする請求項１３〜１７のいずれか１項に記載の有機発光表示装置。
- 前記正孔注入部と前記発光部との間に配置された正孔輸送層をさらに含むことを特徴とする請求項１３〜１８のいずれか１項に記載の有機発光表示装置。
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