KR20020092793A - 유기 ｅｌ 표시 장치 및 그 제조 방법 - Google Patents

유기 ｅｌ 표시 장치 및 그 제조 방법 Download PDF

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Abstract

풀컬러 표시를 행하는 유기 EL 표시 장치에 있어서, 유기층 상에 형성되는 제2 전극의 국부적인 불량저항이나 단선을 없애는 것을 과제로 한다. 복수의 제1 전극(2) 간에 걸쳐, 제1 전극(2) 및 절연막(3) 상에, 정공주입층(40) 및 정공수송층(41)이 형성되어 있다. 각 색마다의 영역(60a, 60b, 60c)이 선택되어, 각각의 영역에, 발광층(42a, 42b, 42c), 전자수송층(43a, 43b, 43c), 전자주입층(44a, 44b, 44c)이 형성되고, 이들 정공주입층, 정공수송층, 발광층, 전자수송층, 전자주입층으로 이루어지는 유기층은, 각 색마다 선택된 영역(60a, 60b, 60c)을 연이어 연속층을 형성하고 있다. 각 색마다의 유기층은, 발광효율을 조정하기 위해 막두께를 다르게 하고 있고, 그에 따라 유기층 표면에는 단차가 형성되지만, 제2 전극의 막두께를 발광층과 전자수송층을 더한 값의 최대치보다 크게 설정한다.

Description

유기 ＥＬ 표시 장치 및 그 제조 방법 {ORGANIC ELECTRO-LUMINESCENT DISPLAY APPARATUS AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은, 유기 EL(일렉트로 루미네선스) 표시 장치 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 상세하게는, 풀컬러 표시를 행하기 위한 구조를 구비한 유기 EL 표시 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
유기 EL 표시 장치는, 유기 EL 소자를 기본 요소로 하는 것이며, 평면 기판 상에 형성된 유기 EL 소자를 점등 또는 비점등함으로써, 화상 표시를 행하는 것이다. 유기 EL 소자란, 소정 면적의 전극을 대향 배치하여, 한 쪽을 정전압이 인가되는 양극, 다른 쪽을 부전압이 인가되는 음극으로 하고, 이 전극 간에 유기 발광 재료로 이루어지는 발광층을 포함하는 유기층을 개재시킨 것이며, 전극 간에 전압을 인가함으로써, 음극으로부터 전자가, 양극으로부터 정공(正孔)이 각각 발광층에 주입되고, 이 발광층 내에서 전자 - 정공의 재결합이 일어나는 것에 의해 발광이 생기는 면발광 소자이다. 이 유기 EL 소자를 단위면 발광 요소로서 평면 기판 상에 매트릭스형으로 형성하고, 이것을 도트 매트릭스 구동함으로써, 고정세의 화상을 표시할 수 있는 플랫 패널 디스플레이 장치를 형성할 수 있다,
또, 유기 발광 재료의 연구에 따라 색 순도가 높은 R, G, B 각 발광색을 나타내는 유기 EL 소자가 개발됨으로써, 이 각 색 발광 소자를 화소마다 배치하여, 풀컬러 표시를 행하는 유기 EL 표시 장치가 개발되어 있다. 도 4 및 도 5는, 그 일례를 나타낸 것으로, 액티브 매트릭스 구동에 의해 풀컬러 표시를 행하는 유기 EL 표시 장치의 구조를 나타내고 있다. 도 4는 그 구조를 나타낸 설명도이며, 도 5는 그 x-x 단면의 개략도이다.
이들 도면에서, 투명한 유리 등으로 이루어지는 기판(1) 상에는, 트랜지스터·에리어 T에 TFT의 반도체층이 형성되어 있고, 또한 ITO 등의 투명 도전 재료로 이루어지는 복수의 제1 전극(2)(양극)이 1화소 V 마다 독립적으로 형성되어 있다. 이 제1 전극(2) 간의 기판(1) 상에는, 일방향으로 데이터 라인 L1과 전원 라인 L2이 형성되어 있고, 이들과 직교하는 방향으로 주사 라인 L3이 형성되어 있다. 또, 이들 각 라인이 형성된 제1 전극(2) 간에는, 폴리이미드 등으로 이루어지는 절연막(3)이 형성되어 있다. 그리고, 이 제1 전극(2) 상에, 복수의 유기층(4)이 형성되고, 그 유기층(4)의 위를 덮어, Al 등으로 이루어지는 제2 전극(음극)(5)이 형성되어 있다.
제1 전극(2) 상에 형성된 유기층(4)의 구조를 도 5에 따라 설명하면 (여기서는, 전술한 각 라인 L1, L2, L3을 생략하고 있음), 기판(1) 상의 제1 전극(2) 및 절연막(3) 상에, 정공주입층(40)과 정공수송층(41)이 형성되어 있고, 그 정공수송층(4l) 상에, 제1 색으로 되는 제1 전극(2) 상의 영역이 선택되어, 그 영역에 제1 발광층(42a), 전자수송층(43a), 전자주입층(44a)이 순차 형성되어 있다. 또한, 제2 색으로서 선택된 제1 전극(2) 상의 영역에, 제2 발광층(42b), 전자수송층(43b), 전자주입층(44b)가 순차 형성되고, 제3 색으로서 선택된 제1 전극(2) 상의 영역에는, 제3 발광층(42c), 전자수송층(43c), 전자주입층(44c)이 순차 형성되어 있다. 그리고, 이러한 각 색마다 선택된 영역에 형성된 유기층을 연이어유기층(4)을 형성하고 있고, 이 유기층(4)의 위를 덮어 제2 전극(5)이 형성되고, 이 제2 전극(5)과 제1 전극(2)과의 교차 영역에 있어서, 각 색의 발광영역(45a, 45b, 45c)이 형성되어 있다.
여기에서, 상술한 유기층(4)은, 발광영역(45a, 45b, 45c)를 완전히 포함하기 때문에, 제1 전극(2) 상 뿐만아니라 절연막(3) 상에도 겹쳐 형성하고 있고, 이에 따라 충분한 발광량을 확보하고 있다. 그리고, 유기층(4)의 위를 덮어 제2전극(5)을 형성하기 위해서는 층의 연속성을 확보해야 하여, 그 때문에, 각 색마다 선택된 영역을 연이어 연속한 층을 형성하고 있다.
전술한 설명에서는, 액티브 매트릭스형의 유기 EL 표시 장치를 예로 들어 설명했지만, 단순 매트릭스(패시브)형의 유기 EL 표시 장치도, 그 구조 자체에는 큰 차이는 없다. 이 경우, 투명한 유리 등으로 이루어지는 기판(1) 상에는, ITO 등의 투명 도전 재료로 이루어지는 복수의 제1 전극(2)(양극)이 스트라이프형으로 형성되고, 이들 제1 전극(2) 간에는 폴리이미드 등으로 이루어지는 절연막(3)이 형성되어 있다. 그리고, 이 제1 전극(2)과 직교하여, 복수의 유기층(4)이 스트라이프형으로 형성되고, 그 유기층(4)의 위를 덮어, Al 등으로 이루어지는 제2 전극(음극)(5)이 스트라이프형으로 형성되게 된다.
상술한 유기 EL 표시 장치는, 색밸런스가 양호한 풀컬러 표시를 행하기 때문에, 적(R), 녹(G), 청(B)의 각 색에 대응 하는 제1 발광층(42a), 전자수송층(43a),전자주입층(44a), 제2 발광층(42b), 전자수송층(43b), 전자주입층(44b), 및 제3 발광층(42c), 전자수송층(43c), 전자주입층(44c)에 대해, 그 막두께를 각 색마다 다르고 형성하고 있다. 이것은, 유기 발광 재료의 발광효율이 색마다 다른 것을 고려에 넣은 것으로, 발광효율이 낮은 색에 대해서는 막두께를 두껍게 하여, 동일 구동 전압 및 전압 인가 시간에 대하여 색마다의 발광량에 차이가 생기지 않도록 설정하고 있다. 도 5에 나타낸 예에서는, 발광층 및 전자수송층의 막두께를 다르게 하고 있고, 제1 색의 막두께 ta, 제2 색의 막두께 tb, 제3 색의 막두께 tc를, 각 색의 발광효율을 고려하여, ta> tb> tc로 되도록 설정하고 있다. 층 두께의 설정은, 형성시의 증착 시간을 조정함으로써 행해진다.
이와 같이 발광효율에 대한 조정이 행해진 유기 EL 표시 장치에서는, 도 5의 al∼a4의 각 부에 도시된 바와 같이, 각 색마다 선택된 영역의 경계 부분에 유기층(4)의 표면에 단차가 생겨 버린다. 이것에 대하여, 유기층(4) 상에 형성하는 제2 전극(5)은, 통상, 각 유기층의 형성과 마찬가지로 기판에 대하여 바로 아래에 증착원을 배치하여 전극재료를 증착시키고 있기 때문에, 단차가 형성된 경계부분에는 필요한 두께의 전극층을 형성할 수 없다.
이 때문에, 이 단차가 형성된 부분에서는, 제2 전극(5)의 층 두께가 국부적으로 얇아져 저항치가 커지고, 각 색의 발광특성을 저하시키는 원인이 되고, 또, a1및 a4의 각 부에 나타낸 바와 같이 단차가 큰 부분에서는, 제2 전극(5)에 단선이 생기고, 이에 따라 비발광 부분이 형성되는 원인으로도 되어 있었다. 구체적인 예를 나타내면, 발광층을 R= 40nm. G= 30nm, B= 25nm, 전자수송층을 R= 40nm, G= 25nm, B= 20nm로 설정하여 증착하고, 전자주입층을 증착후에, 제2 전극을 60nm으로 설정하여 기판의 바로 아래에 증착원을 배치하여 증착을 행한 경우에, 발광불량 또는 비발광의 개소가 확인되었다.
즉, 종래의 풀컬러 표시를 행하는 유기 EL 표시 장치에서는, 제2 전극이 형성되는 유기층의 표면을 평탄히 형성한 경우에는, 각 색의 발광층에 발광효율의 차이가 있어, 요구되는 색밸런스나 콘트라스트를 얻기 어렵다고 하는 문제가 있고, 이것을 해소하기 위해, 각 색마다의 발광층 또는 전자수송층에 막두께의 차이를 형성한 경우에는, 유기층 상에 형성되는 제2 전극의 막두께가 국소적으로 얇아져, 표시불량이나 화소결함이 발생하는 문제가 생긴다고 하는 문제가 있으므로, 충분히 질이 높은 화상을 표시할 수 없었다.
도 1은, 본 발명에서의 제1 실시예에 따른 유기 EL 표시 장치의 구조를 나타낸 설명도이다.
도 2는, 본 발명에서의 제2 실시예에 따른 유기 EL 표시 장치의 구조를 나타낸 설명도이다.
도 3는, 본 발명에서의 제3 실시예에 따른 유기 EL 표시 장치의 구조를 나타낸 설명도이다.
도 4는, 액티브 매트릭스 구동에 의해 풀컬러 표시를 행하는 유기 EL 표시 장치의 구조를 나타낸 설명도이다.
도 5는, 도 4에서의 x-x 단면의 개략도이다.
본 발명은, 이러한 문제에 대처하기 위해서 제안된 것으로서, 고품질의 풀컬러 표시를 행하기 위한 구조를 구비한 유기 EL 표시 장치 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 이하의 특징을 구비한다.
청구항 1에 따른 발명에서는, 기판 상에 형성한 복수의 제1 전극과, 상기 제1 전극 상에 형성한 정공수송층, RGB 중 어느 색을 발광하는 발광층 및 전자수송층을 포함하는 유기층과, 상기 유기층 상을 덮어 형성된 제2 전극으로 이루어지는 유기 EL 표시 장치에 있어서, 상기 유기층은 각 색마다 선택된 영역을 연이은 층에 형성되고, 상기 제2 전극은, 그 막두께를 상기 유기층에서의 발광층과 전자수송층을 더한 각 색 막두께 중에서의 최대치보다 큰 막두께치로 하는 것을 특징으로 한다.
청구항 2에 따른 발명에서는, 기판 상에 형성한 복수의 제1 전극과, 상기 제1 전극 상에 형성한 정공수송층, RGB 중 어느 색을 발광하는 발광층 및 전자수송층을 포함하는 유기층과, 상기 유기층 상을 덮어 형성된 제2 전극으로 이루어지는유기 EL 표시 장치에 있어서, 상기 유기층은 각 색마다 선택된 영역을 연이은 층에 형성되고, 상기 전자수송층은 각 색마다 선택된 영역에 형성되는 제1 층과 각 색 공통으로 형성되는 제2 층으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
청구항 3에 따른 발명에서는, 기판 상에 복수의 제1 전극을 형성하고, 상기 제1 전극 상에 정공수송층, RGB 중 어느 색을 발광하는 발광층 및 전자수송층을 포함하는 유기층을 형성하고, 상기 유기층 상을 덮어 제2 전극을 형성하는 유기 EL 표시 장치의 제조 방법에 있어서, 상기 유기층을 각 색마다 선택한 영역을 연이은 층에 형성하고, 상기 제2 전극을, 상기 유기층에서의 발광층과 전자수송층을 더한 각 색 막두께 중에서의 최대치보다 큰 막두께로 되도록, 상기 유기층 상에 증착하는 것을 특징으로 한다.
청구항 4에 따른 발명에서는, 기판 상에 복수의 제1 전극을 형성하고, 상기 제1 전극 상에 정공수송층, RGB 중 어느 색을 발광하는 발광층 및 전자수송층을 포함하는 유기층을 형성하고, 상기 유기층 상을 덮어 제2 전극을 형성하는 유기 EL 표시 장치의 제조 방법에 있어서, 상기 유기층을 각 색마다 선택한 영역을 연이은 층에 형성하는 데 있어서, 각 색마다 선택된 영역에 제1 전자수송층을 증착한 후, 각 색 공통으로 제2 전자수송층을 균일하게 증착하는 것을 특징으로 한다.
청구항 5에 따른 발명에서는, 기판 상에 복수의 제1 전극을 형성하고, 상기 제1 전극 상에 정공수송층, RGB 중 어느 색을 발광하는 발광층 및 전자수송층을 포함하는 유기층을 형성하고, 상기 유기층 상을 덮어 제2 전극을 형성하는 유기 EL 표시 장치의 제조 방법에 있어서, 상기 유기층을 각 색마다 선택한 영역을 연이은층에 형성하는 데 있어서, 각 색마다 선택된 영역에 제1 전자수송층을 증착한 후, 각 색 공통으로 제2 전자수송층을 균일하게 증착하고, 상기 제2 전극이, 상기 유기층에서의 발광층과 전자수송층을 더한 각 색 막두께 중에서의 최대치보다 큰 막두께로 되도록, 상기 유기층 상에 증착되는 것을 특징으로 한다.
청구항 6에 따른 발명에서는, 전술한 유기 EL 표시 장치의 제조 방법에 있어서, 상기 제2 전극의 형성은, 경사 증착에 의해 이루어지는 것을 특징으로 한다.
전술한 특징을 가지는 본 발명은, 이하의 작용을 이루는 것이다.
청구항 1 및 청구항 3에 따른 발명에 의하면, 유기층에 단차가 생긴 경우에도, 그 위에 형성되는 제2 전극의 막두께를 그 단차 보다도 두껍게 함으로써, 단차부분에서 전극이 절단되는 것을 방지하고 있다. 유기층에서의 발광량의 조정은, 주로 발광층과 전자수송층의 두께를 조정함으로써 이루어지기 때문에, 유기층에 형성되는 단차의 최대치는, 발광층과 전자수송층을 더한 각 색 막두께 중에서의 최대치보다 작아진다. 제2 전극의 두께를 이 최대치 이상으로 설정하면, 단차를 형성하는 하측의 표면상에 형성되는 전극의 두께가 단차를 형성하는 상측의 표면보다 높아지기 때문에, 그 위 측 표면상에 형성되는 전극층과 하측의 표면에 형성되는 전극층과는 항상 연결된 상태를 확보할 수 있다. 제2 전극을 증착에 의해 형성하는 경우에는, 증착시간을 조정함으로써 막두께를 전술한 두께로 설정한다.
청구항 2 및 청구항 4에 따른 발명에 의하면, 유기층에서의 발광층과 제1 전자수송층을 각 색마다 다른 두께로 형성하여 발광량의 조정을 행한 것에 대하여, 제1 전자수송층으로서 사용한 재료와 동일 재료 또는 다른 재료를 사용하여, 제1전자수송층 상에 각 색 공통으로 동일한 제2 전자수송층을 형성하고 있고, 각 색마다 형성된 발광층 및 제1 전자수송층에 의해 형성된 단차는, 제2 전자수송층을 형성함으로써 단(段)이 완만하게 된다. 이로 인해, 유기층 상에 형성되는 제2 전극의 단차는 대략 없어진다.
청구항 5에 따른 발명은, 유기층에서의 정공수송층, 발광층 및 전자주입층의 각 층을 각 색마다 다른 두께로 형성하여 발광량의 조정을 행한 경우와같이, 유기층에 큰 단차가 형성된 것에 대처하는 것이다. 이것에 의하면, 상술한 제2 전극의 두께를 두껍게 하는 대처와, 각 색마다의 제1 전자수송층 상에 각 색 공통의 제2 전자수송층을 설치하는 대처를 병용하여, 유기층 상에 형성되는 제2 전극을 대략 균일한 층으로 하고 있다.
청구항 6에 따른 발명에 의하면, 또한, 제2 전극의 형성에 경사 증착을 채용 함으로써, 단차부분에 대하여도 충분한 막두께를 확보하고 있다. 또, 유기층 표면에 형성되는 단차는 일방향으로는 형성되지 않는 경우도 있는 것이며, 복수의 방향성을 가지는 경사 증착을 채용하는 것이 유효하다.
상술한 각 청구항에 따른 발명은, 기판 상에 형성한 복수의 제1 전극과, 상기 제1 전극 상에 형성한 정공수송층, RGB 중 어느 색을 발광하는 발광층 및 전자수송층을 포함하는 유기층과, 상기 유기층 상을 덮어 형성된 제2 전극으로 이루어지는 유기 EL 표시 장치 및 그 제조 방법에 있어서, 먼저, 유기층이 각 색마다 선택된 영역을 연이은 층에 형성되어 있기 때문에, 유기층은 제1 및 제2 전극 간에 형성되는 발광영역을 완전히 포함하도록 형성되어 있고, 발광영역을 조밀히 형성하여 고밀도화를 모도했다고해도 충분한 발광량을 확보할 수 있다. 또, 각 색마다 선택된 영역에서 유기층의 두께를 다르게 히여 발광량의 조정을 행한 경우라도, 전술한 바와 같이 유기층 상에 형성되는 제2 전극의 막두께는 충분한 두께로 형성할 수 있다. 따라서, 색밸런스 및 콘트라스트를 양호하게할 수 있고, 표시불량이나 화소결함이 생기는 일이 없고, 또한 고밀도의 표시가 가능해 지기 때문에, 고품질의 풀컬러 표시를 행할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예를 도면을 참조하여 설명한다(또, 종래와 동일한 부분에는 동일한 번호를 붙여 일부 중복된 설명은 생략한다). 도 1은 본 발명에서의 제1 실시예에 따른 유기 EL 표시 장치의 구조를 나타낸 설명도이다(여기서는, 도 5과 마찬가지로 각 라인 L1, L2, L3는 생략하고 있다). 유리 등의 투명한 기판(1)의 일면에는, ITO 등의 투명 도전 재료로 이루어지는 제1 전극(2)이 복수 개소에 형성되어 있다. 이 제1 전극(2) 간의 기판(1) 상에는, 폴리이미드 등으로 이루어지는 절연막(3)이, 제1 전극(2)의 주변을 약간 덮도록 형성되어 있다.
또, 복수의 제1 전극(2) 간에 걸쳐, 제1 전극(2) 및 절연막(3) 상에, 정공주입층(40) 및 정공수송층(41)이 형성되어 있다. 그리고, 각 색마다의 영역(60a, 60b, 60c)이 선택되어, 각각의 영역에, 발광층(42a, 42b, 42c), 전자수송층(43a, 43b, 43c), 전자주입층(44a, 44b, 44c)이 형성되고, 이들 정공주입층, 정공수송층, 발광층, 전자수송층, 전자주입층으로 이루어지는 유기층은, 각 색마다 선택된 영역(60a, 60b, 60c)을 연이어 연속층을 형성하고 있다. 또, 여기서는, 발광층과 제1 전극 간에 형성되는 층을 정공주입층(40) 및 정공수송층(41)의 2층 형태로 하고 있지만, 본 실시예 및 후술하는 각 실시예에 있어서, 정공주입층(40) 및 정공수송층(41)은, 제1 전극으로부터의 정공주입, 정공수송, 발광층에의 정공주입을 행하는 단층의 정공수송층으로 한 것이라도 된다.
이와 같이 형성한 유기층에 있어서, 제1 색으로서 선택된 영역(60a)에는, 예를 들면 적색(R)발광을 얻기 위한 발광층(42a) 및 전자수송층(43a)이 각각 40nm의 막두께로 형성되어 있고, 제2 색으로서 선택된 영역(60b)에는, 예를 들면 녹색(G) 발광을 얻기 위한 발광층(42b) 및 전자수송층(43b)이 각각 30nm, 25nm의 막두께로 형성되어 있고, 제3 색으로서 선택된 영역(60c)에는, 예를 들면 청색(B)발광을 얻기 위한 발광층(42c) 및 전자수송층(43c)이 각각 25nm, 20nm의 막두께로 형성되어 있다. 이와 같이 발광층 및 전자수송층을 각 색마다 다르게 형성함으로써, 각 색의 발광효율의 차이를 해소하고 있지만, 이로 인해, 전술한 바와 같이 유기층의 표면에는, 각 색마다 선택된 영역(60a, 60b, 60c)의 경계에서 단차가 형성되어 있다.
이 유기층 상에는, 최상층의 전자주입층(44a, 44b, 44c)를 덮도록, Al 등으로 이루어져 반사전극으로서 작용하는 제2 전극(50)을 형성한다. 그리고, 제1 전극(2) 및 제2 전극(50) 간에 구동전압을 인가함으로써, 각 색마다 선택된 영역(60a, 60b, 60c)에서의 발광영역(45a, 45b, 45c)으로부터, 기판(1)을 사이에 두고 RGB의 각 발광색을 선택적으로 얻는다.
여기에서, 본 실시예에서는, 제2 전극(50)의 막두께 te를 발광층과 전자수송층을 더한 각 색 막두께 중에서의 최대치 tm보다 크게 설정하고 있다. 상술한 각층의 설정예에 따르면, 제2 전극(50)의 막두께 te는, 80nm보다 크고, 바람직하게는 1O0nm 정도로 설정된다. 이에 따라, 유기층 상에 단차가 형성되어 있는 상태에 있어서도, 제2 전극(50)의 막두께는 단차에 의한 영향이 대략 없어져, 국부적으로 얇은 부분이나 단선 개소가 형성되지 않는다.
상술한 제1 실시예에 따른 유기 EL 표시 장치의 제조 방법을 액티브형(액티브 매트릭스 구동)의 장치를 예로 설명한다.
(제1 전극 및 절연막 형성공정)
투명유리제의 기판(1)의 일면에 대하여, 투명 도전 재료, 예를 들면 ITO를 스퍼터링 등의 물리적 성막법에 의해 성막하고, 이미 알려진 리소그라피기술 및 에칭기술에 따라, 화소마다 구획된 제1 전극(2)을 형성한다. 다음에, 이 제1 전극(2)의 형성영역을 선택적으로 덮은 상태로 기판(1) 상에 절연재료(폴리이미드 등)을 스핀코팅법 등에 따라 도포하여, 복수의 제1 전극(2) 간에 절연막(3)을 형성한다.
(정공주입층 및 정공수송층 형성공정)
이어서, 소정의 마스크를 사용하여, 제1 전극(2) 및 절연막(3)상에 정공주입층(40)을 전체면 증착한다. 또, 그 정공주입층(40)상에 정공수송층(41)을 전체면 증착한다.
(각 색 발광층, 전자수송층 및 전자주입층 형성공정)
이어서, 제1 색의 선택영역이 개구된 패턴을 가지는 마스크를 기판 상에 세팅하고, 제1 색, 예를 들면 R의 발광층(42a)를 정공수송층(41) 상에 증착한다. 이때, 증착시간의 조정에 따라 막두께를 예를 들면 40nm으로 설정한다, 계속해서 마스크를 유지하여, 전자수송층(43a)을 원하는 막두께, 예를 들면 40nm으로 되도록 증착한 후, 전자주입층(44a)를 원하는 막두께로 형성한다. 그 후는, 마스크를 변경하거나 또는 상기의 마스크를 슬라이드시켜, 제2 색(G)의 영역을 선택적으로 개구시키고, 발광층(42b)을 예를 들면 30nm의 막두께로 증착시키고, 전자수송층(43b)을 예를 들면 25nm의 막두께로 증착시킨 후, 전자주입층(44b)을 원하는 막두께로 형성한다. 또한, 마스크를 변경하거나 또는 상기 마스크를 슬라이드시켜, 제3 색(B)의 영역을 선택적으로 개구시키고, 발광층(42c)을 예를 들면 25nm의 막두께로 증착시키고, 전자수송층(43c)을 예를 들면 20nm의 막두께로 증착시킨 후, 전자주입층(44c)을 원하는 막두께로 형성한다.
(제2 전극형성공정)
다음에, 마스크를 전술한 정공주입층 및 정공수송층형성공정에서 사용한 것과 동일한 것으로 변경하여, 전자주입층 상에 Al 등의 금속 재료를 전체면 증착시켜 제2 전극(50)을 형성한다. 이때, 제2 전극(50)의 막두께 tm은, 전술한 바와 같이 발광층과 전자수송층을 더한 각 색 막두께 중에서의 최대치보다 큰 막두께치로 설정되고, 이 막두께가 얻어지도록 증착시간이 설정된다. 또, 이 제2 전극(50)의 형성에는, 복수의 방향성을 가지는 경사 증착이 유효하고, 이로 인해, 단차가 형성된 개소에서도 충분한 막두께의 제2 전극층을 형성할 수 있다. 복수의 방향성을 가지는 경사 증착에 관해서는, 이미 알려진 각종 방법을 채용할 수 있지만, 특히,기판에 대하여 경사 하방에 복수의 증착원을 배치하는 방법이나 기판에 대하여 경사 하방에 증착원을 배치하여 기판을 회전시키는 방법 등을 들 수 있다.
다음에, 도 2에 따라 본 발명에서의 제2 실시예를 설명한다. 또, 제1 실시예과 동일한 설명 개소에 관해서는, 동일한 부호를 부여하여 일부 중복된 설명을 생략한다.
본 실시예에 의하면, 각 색 발광층 상에 형성되는 전자수송층의 구조 및 형성 방법에 특징이 있고, 전자수송층을 각 색마다 형성되는 층과 각 색 공통으로 형성되는 층의 복수층으로 형성한 것이다. 즉, 제1 색의 선택영역(60a)에는, 발광층(42a) 상에 제1 전자수송층(46a)이 예를 들면 20nm의 막두께로 형성되어 있고, 제2 색의 선택영역(60b)에는, 발광층(42b) 상에 제1 전자수송층(46a)이 예를 들면 5nm의 막두께로 형성되어 있다. 또, 제3 색의 선택영역(60c)에는, 제1 전자수송층은 형성하지 않는다. 그리고, 그 위에, 각 색 공통의 전자수송층(47)을 예를 들면 20nm의 막두께로 균일하게 형성하고, 또한 그 위에, 전자주입층(44) 및 제2 전극(51)을 원하는 막두께로 형성한다.
이 실시예에 의하면, 각 색마다 필요하게 되는 전자수송층의 막두께는, 제1 전자수송층(46a, 46b)과 제2 전자수송층(47)과의 합에 의해 얻어지도록 하고 있다. 그리고, 제1 전자수송층(46a, 46b)이 형성된 단계에서 생긴 급준한 단차가, 각 색 공통인 제2 전자수송층(47)을 형성함으로써 완만하게 된다. 이에 따라, 그 위에 전자주입층(44)을 사이에 두고 형성되는 제2 전극(51)은, 단차의 영향을 받지 않게되어, 국부적으로 얇은 부분이나 단선된 부분이 형성되지 않게 된다.
전술한 제2 실시예에 따른 유기 EL 표시 장치의 제조 방법을 제1 실시예와 마찬가지로 액티브형의 장치를 예로 설명한다. 제1 전극 및 절연막 형성공정, 정공주입층 및 정공수송층 형성공정은 제1 실시예와 동일하다. 그 후는, 제1 색의 선택영역이 개구된 패턴을 가지는 마스크를 기판 상에 세팅하고, 제1 색의 발광층(42a)을 정공수송층(41) 상에 예를 들면 40nm의 막두께로 증착한다. 계속해서 마스크를 유지하여, 제1 전자수송층(46a)을 원하는 막두께, 예를 들면 20nm으로 되도록 증착한다. 그 후, 마스크를 변경하거나 또는 상기 마스크를 슬라이드시켜, 제2 색의 영역을 선택적으로 개구시키고, 발광층(42b)를 예를 들면 30nm의 막두께로 증착시키고, 또한 제1 전자수송층(46b)을 예를 들면 5nm의 막두께로 증착시킨다. 또한 또, 마스크를 변경하거나 또는 상기 마스크를 슬라이드시켜, 제3 색의 발광층(42c)을 예를 들면 25nm의 막두께로 증착시킨다.
다음에, 마스크를 전술한 정공주입층 및 정공수송층 형성공정에서 사용한 것과 동일한 것으로 변경하여, 각 색 공통의 전자수송층(47)을 제1 전자수송층(46a, 46b)과 동일의 재료 또는 다른 재료로 예를 들면 20nm의 막두께로 전체면 증착한다. 그리고, 이 마스크 상태를 유지하여, 전자주입층(44) 및 제2 전극(51)을 원하는 막두께로 전체면 증착한다. 이 제2 전극(51)의 형성에는, 제1 실시예와 마찬가지로 복수의 방향성을 가지는 경사 증착이 유효하다.
다음에, 도 3에 따라 본 발명에서의 제3 실시예를 설명한다. 또, 전술한 실시예과 동일한 설명 개소에 관해서는, 동일한 부호를 부여하여 일부 중복된 설명을 생략한다.
본 실시예는, 유기층에 형성되는 단차가 큰 경우에 유효하여, 예를 들면, 발광층을 형성하는 재료의 종류에 따라 각 색마다의 발광효율에 큰 차이가 있고, 이것을 해소하기 위해, 각 색마다 선택된 영역에 형성하는 유기층을 정공수송층, 발광층, 전자수송층의 3층에 있어서 각 색마다 막두께를 다르게 할 필요가 있는 경우 등에 유효하다. 이것에 의하면 전자수송층을 각 색마다 형성되는 층과 각 색 공통으로 형성되는 층의 복수층으로 형성하는 동시에, 제2 전극의 막두께를 발광층과 전자수송층을 더한 값의 최대치보다 두껍게 형성한 것이다.
즉, 제1 색의 선택영역(60a)에는, 제1 색의 정공수송층(41a)이 예를 들면 40nm의 막두께로 형성되고, 발광층(42a)이 40nm의 막두께로 형성되고, 그 위에 제1 전자수송층(46a)이 예를 들면 20nm의 막두께로 형성되어 있고, 제2 색의 선택영역(60b)에는, 제2 색의 정공수송층(41b)이 예를 들면 25nm의 막두께로 형성되고, 발광층(42b)이 30nm의 막두께로 형성되고, 그 위에 제1 전자수송층(46b)이 예를 들면 5nm의 막두께로 형성되어 있다. 또, 제3 색의 선택영역(60c)에는, 제3 색의 정공수송층(4lc)이 20nm의 막두께로 형성되고, 발광층(42c)은 25nm의 막두께로 형성되고, 여기에는 제1 전자수송층은 형성하지 않는다. 그리고, 그 위에, 각 색 공통의 전자수송층(47)을 예를 들면 20nm의 막두께로 균일하게 형성하고, 또한그 위에, 전자주입층(44)을 원하는 막두께로 형성한다.
여기에서, 전자주입층(44)을 덮도록 형성되는 제2 전극(52)의 막두께 te는 발광층과 전자수송층을 더한 각 색 막두께 중에서의 최대치 tm보다 크게 설정된다.상술한 각 층의 설정예에 따르면, 제2 전극(52)의 막두께 tm은, 80nm보다 크고, 바람직하게는 1OOnm 정도로 설정된다. 이에 따라, 유기층 상에 큰 단차가 형성되어 있는 상태에 있어서도, 제2 전극(50)의 막두께는 단차에 의한 영향이 대략 없어져, 국부적으로 얇은 부분이나 단선 개소가 형성되지 않는다.
전술한 제3 실시예에 따른 유기 EL 표시 장치의 제조 방법을 설명하면, 정공수송층이 형성되는 단계에서 각 색마다의 영역이 선택되는 것을 제외하면, 상기의 제2 실시예에서의 제조 방법과 동일하며, 제2 전극(52)을 형성할 때에, 그 막두께가, te> tm이 되도록 설정된다. 또, 당연하지만, 본 실시예에 있어서도, 제2 전극(52)의 형성에는 전술한 실시예와 같이 복수의 방향성을 가지는 경사 증착이 유효하다.
전술한 각 실시예에 의하면, 각 색마다 선택되는 영역(60a, 60b, 60c)을 평면 기판 상에서 매트릭스형으로 배치함으로써, 풀컬러 디스플레이를 구성할 수 있다. 그리고, 각 색마다 선택되는 영역(60a, 60b, 60c)은 전술한 바와 같이 연속한 유기층을 형성하고 있기 때문에, 각 화소를 고밀도로 형성할 수 있는 동시에 충분한 발광영역을 확보할 수 있어, 고휘도·고정세의 디스플레이를 형성할 수 있다. 또, 각 색마다의 영역에서는, 각 색마다의 발광층에 발광효율의 차이가 있는 것을 고려에 넣어, 발광량에 기여하는 유기층(발광층 및 전자수송층, 또는 정공수송층)의 막두께를 다르게 형성하고 있기 때문에, 각 색마다의 구동조건을 조정하지 않고, 색밸런스 및 콘트라스트가 양호한 풀컬러 표시를 실행할 수 있게 된다. 그리고, 각 색마다의 유기층 막두께의 설정에 의해 형성되는 유기층 표면의 단차에 대해서는, 그 단차가 유기층 표면에 형성되는 제2 전극의 막두께에 영향을 주지 않도록 구성하고 있기 때문에, 제2 전극에 불량저항 개소나 단선 개소가 형성되지 않고, 표시불량이나 화소결함 문제를 완전히 없앨 수 있다. 따라서, 전술한 각 실시예에 의해 구성되는 유기 EL 디스플레이 장치는 고품질의 풀컬러 표시를 실행할 수 있게 되고, 또한, 전술한 설명에서는, 주로 액티브형(액티브 매트릭스 구동)의 장치를 예로서 설명하고 있지만, 본 발명의 구조 및 제조 방법은, 이것에 한정되는 것이 아니고, 스트라이프형의 투명전극을 평행 배치한 패시브형(단순 매트릭스 구동)의 유기 EL 디스플레이에도 적용 가능하다. 또, 제1 전극을 투명전극, 제2 전극을 반사전극으로서, 투명기판을 사이에 두고 표시를 행하는 것을 예로서 설명하고 있지만, 그 반대로, 제1 전극을 반사전극, 제2 전극을 투명전극으로서, 기판과 반대측에 표시하는 것이더라도, 동일한 작용을 나타낼 수 있다.
본 발명은 상기한 바와 같이 구성되기 때문에, 기판 상에 형성한 복수의 제1 전극과, 상기 제1 전극 상에 형성한 정공수송층, RGB 중 어느 색을 발광하는 발광층 및 전자수송층을 포함하는 유기층과, 상기 유기층 상을 덮어 형성된 제2 전극으로 이루어지는 유기 EL 표시 장치 및 그 제조 방법에 있어서, 색밸런스 및 콘트라스트를 양호하게 할 수 있고, 표시불량이나 화소결함이 생기는 일이 없고, 또한 고밀도의 표시가 가능해 지기 때문에, 고품질의 풀컬러 표시를 행할 수 있게 된다.

Claims (6)

  1. 기판 상에 형성한 복수의 제1 전극과, 상기 제1 전극 상에 형성한 정공수송층, RGB 중 어느 색을 발광하는 발광층 및 전자수송층을 포함하는 유기층과, 상기 유기층 상을 덮어 형성된 제2 전극으로 이루어지는 유기 EL 표시 장치에 있어서,
    상기 유기층은 각 색마다 선택된 영역을 연이은 층에 형성되고, 상기 제2 전극은, 그 막두께를 상기 유기층에서의 발광층과 전자수송층을 더한 각 색 막두께 중에서의 최대치보다 큰 막두께치로 하는 것을 특징으로 하는 유기 EL 표시 장치.
  2. 기판 상에 형성한 복수의 제1 전극과, 상기 제1 전극 상에 형성한 정공수송층, RGB 중 어느 색을 발광하는 발광층 및 전자수송층을 포함하는 유기층, 상기 유기층 상을 덮어 형성된 제2 전극으로 이루어지는 유기 EL 표시 장치에 있어서,
    상기 유기층은 각 색마다 선택된 영역을 연이은 층에 형성되고, 상기 전자수송층은 각 색마다 선택된 영역에 형성되는 제1 층과 각 색 공통으로 형성되는 제2 층으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유기 EL 표시 장치.
  3. 기판 상에 복수의 제1 전극을 형성하고, 상기 제1 전극 상에 정공수송층, RGB 중 어느 색을 발광하는 발광층 및 전자수송층을 포함하는 유기층을 형성하고, 상기 유기층 상을 덮어 제2 전극을 형성하는 유기 EL 표시 장치의 제조 방법에 있어서,
    상기 유기층을 각 색마다 선택한 영역을 연이은 층에 형성하고, 상기 제2 전극을, 상기 유기층에서의 발광층과 전자수송층을 더한 각 색 막두께 중에서의 최대치보다 큰 막두께로 되도록, 상기 유기층 상에 증착하는 것을 특징으로 하는 유기 EL 표시 장치의 제조 방법.
  4. 기판 상에 복수의 제1 전극을 형성하고, 상기 제1 전극 상에 정공수송층, RGB 중 어느 색을 발광하는 발광층 및 전자수송층을 포함하는 유기층을 형성하고, 상기 유기층 상을 덮어 제2 전극을 형성하는 유기 EL 표시 장치의 제조 방법에 있어서, 상기 유기층을 각 색마다 선택한 영역을 연이은 층에 형성하는 데 있어서,
    각 색마다 선택된 영역에 제1 전자수송층을 증착한 후, 각 색 공통으로 제2 전자수송층을 동일하게 증착하는 것을 특징으로 하는 유기 EL 표시 장치의 제조 방법.
  5. 기판 상에 복수의 제1 전극을 형성하고, 상기 제1 전극 상에 정공수송층, RGB 중 어느 색을 발광하는 발광층 및 전자수송층을 포함하는 유기층을 형성하고, 상기 유기층 상을 덮어 제2 전극을 형성하는 유기 EL 표시 장치의 제조 방법에 있어서,
    상기 유기층을 각 색마다 선택한 영역을 연이은 층에 형성하는 데 있어서, 각 색마다 선택된 영역에 제1 전자수송층을 증착한 후, 각 색 공통으로 제2 전자수송층을 동일하게 증착하고,
    상기 제2 전극이, 상기 유기층에서의 발광층과 전자수송층을 더한 각 색 막두께 중에서의 최대치보다 큰 막두께로 되도록, 상기 유기층 상에 증착되는 것을 특징으로 하는 유기 EL 표시 장치의 제조 방법.
  6. 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 전극의 형성은, 경사 증착에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 유기 EL 표시 장치의 제조 방법.
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