(57)【要約】【課題】発光層と対向電極との間に最適厚みのＮａＦ膜を入れることによって、発光効率を向上させることができる有機電界発光表示素子及びその製造方法を提供する。【解決手段】本発明に係る有機電界発光表示素子は、画素電極２８０と、少なくとも発光層を含む有機膜２８２と、対向電極２８６とを備える。本発明によれば、発光層と対向電極との間に設けられる電子注入層を、最適厚みのＮａＦで形成することによって、電子注入層の厚みを減少させることができる。【選択図】図２
2006135337.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の上部に設けられる画素電極と、
前記画素電極の上部に設けられ、少なくとも発光層を含む有機膜と、
前記有機膜の上部に設けられ、厚みが３Å〜５ÅのＮａＦ膜と、
前記ＮａＦ膜の上部に設けられる対向電極と、
を備えることを特徴とする有機電界発光表示素子。
【請求項２】
前記基板と画素電極との間に１つ以上の薄膜トランジスタをさらに備え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素子。
【請求項３】
前記画素電極は、反射電極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表示素子。
【請求項４】
前記有機膜は、正孔注入層と、正孔輸送層と、正孔抑制層と、電子輸送層と、電子注入層とよりなる群から選ばれる１つ以上の薄膜をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の有機電界発光表示素子。
【請求項５】
前記ＮａＦ膜の厚みは、４Å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表示素子。
【請求項６】
前記対向電極は、透過型金属電極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表示素子。
【請求項７】
前記対向電極の上部に保護膜をさらに備え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素子。
【請求項８】
基板の上部に画素電極を形成する工程と、
前記画素電極の上部に、少なくとも発光層を含む有機膜を形成する工程と、
前記有機膜の上部にＮａＦ膜を３Å〜５Åの厚みで形成する工程と、
前記ＮａＦ膜の上部に対向電極を形成する工程と、
を備えることを特徴とする有機電界発光表示素子の製造方法。
【請求項９】
前記基板と画素電極との間に１つ以上の薄膜トランジスタを形成する段階をさらに備えることを特徴とする請求項８に記載の有機電界発光表示素子の製造方法。
【請求項１０】
前記画素電極は、反射電極で形成されることを特徴とする請求項８に記載の有機電界発光表示素子の製造方法。
【請求項１１】
前記有機膜は、正孔注入層と、正孔輸送層と、正孔抑制層と、電子輸送層と、電子注入層とよりなる群から選ばれる１つ以上の薄膜を形成する段階をさらに備えることを特徴とする請求項８に記載の有機電界発光表示素子の製造方法。
【請求項１２】
前記ＮａＦ膜は、４Åの厚みで形成されることを特徴とする請求項８に記載の有機電界発光表示素子の製造方法。
【請求項１３】
前記対向電極は、透過型金属電極で形成されることを特徴とする請求項８に記載の有機電界発光表示素子の製造方法。
【請求項１４】
前記対向電極の上部に保護膜を形成する段階をさらに備えることを特徴とする  請求項８に記載の有機電界発光表示素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機電界発光表示素子及びその製造方法に関し、より詳細には、有機電界発光表示素子において、発光層と対向電極との間に最適厚みのＮａＦ膜を形成することによって、有機膜の総厚みを減少させることができる有機電界発光表示素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、有機電界発光表示素子は、有機化合物を電気的に励起させて、発光を行う自発光型表示素子である。これは、マトリクス形態で配置されたＮ×Ｍ個の画素を駆動する方式によって、パッシブマトリクス方式と、アクティブマトリクス方式とに分けられる。前記アクティブマトリクス方式の有機電界発光表示素子は、パッシブマトリクス方式に比べて電力消耗が少なくて、大面積の具現に適し、高解像度を有するという長所がある。また、有機電界発光表示素子は、有機化合物から発光した光の放出方向によって、前面発光型の有機電界発光表示素子と、背面発光型の有機電界発光表示素子と、前面発光型及び背面発光型を共に備えた有機電界発光表示素子とに分けられる。前面発光型の有機電界発光表示素子は、背面発光型とは異なって、単位画素が位置する基板の反対方向に光を放出させる装置であって、開口率が大きいという長所がある。
【０００３】
素子の小型化及び低電力化に伴って、一面に前面発光型の主表示窓と背面発光型の補助表示窓とを共に備えた有機電界発光表示素子のニーズが増加している。このような有機電界発光表示素子は、主として携帯電話に使われていて、携帯電話の外部には、補助表示窓が設けられ、内部には、主表示窓が設けられる。前記携帯電話が通話待機状態である場合、比較的低電力の補助表示窓を介して、受信状態、バッテリー残余量及び時間などを観察できる。
【０００４】
関連従来技術が、特許文献１及び特許文献２に開示されている。
【０００５】
図１は、従来技術に係る有機電界発光表示素子を示す断面図である。
【０００６】
まず、透明絶縁基板１００の上部に所定厚みの緩衝膜１１０を形成し、多結晶シリコンパターン１２２と、ゲート電極１３２と、ソース電極１５０と、ドレイン電極１５２とを備えた薄膜トランジスタを形成する。この際、前記多結晶シリコンパターン１２２の両側に、不純物がイオン注入されたソース／ドレイン領域１２０が設けられ、前記多結晶シリコンパターン１２２を含む全体表面の上部に、ゲート絶縁膜１３０が設けられている。
【０００７】
次に、全体表面の上部に所定厚みの保護膜１６０を形成し、フォトエッチング工程で前記保護膜１６０をエッチングし、前記ソース電極１５０、ドレイン電極１５２のいずれか１つ、例えばドレイン電極１５２を露出させる第１ビアコンタクトホール（図示せず）を形成する。前記保護膜１６０には、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜、またはそれらの積層構造が使われることができる。
【０００８】
全体表面の上部に第１絶縁膜１７０を形成する。前記第１絶縁膜１７０は、ポリイミド、ベンゾシクロブテン系樹脂、ＳＯＧ（ｓｐｉｎ  ｏｎ  ｇｌａｓｓ）及びアクリレートよりなる群から選ばれる１種の物質で形成することができ、発光領域の平坦化のために形成されたものである。
【０００９】
次いで、フォトエッチング工程で前記第１絶縁膜１７０をエッチングし、前記第１ビアコンタクトホールを露出させる第２ビアコンタクトホール（図示せず）を形成する。
【００１０】
次に、前記第２ビアコンタクトホールを介して前記ソース／ドレイン電極のいずれか１つ、例えばドレイン電極１５２に接続される画素電極１８０を形成する。この際、前記有機電界発光表示素子が前面発光型である場合、前記画素電極１８０は、反射電極で形成され、背面発光型である場合、透明電極で形成される。前記画素電極１８０が反射電極である場合、反射膜と透明電極が積層構造で形成される。
【００１１】
次に、全体表面の上部に第２絶縁膜（図示せず）を形成する。前記第２絶縁膜は、ポリイミド、ベンゾシクロブテン系樹脂、フェノール系樹脂及びアクリレートよりなる群から選ばれる１種の物質で形成することができる。次いで、フォト工程で発光領域を決める第２絶縁膜パターン１９０を形成する。
【００１２】
次に、前記第２絶縁膜パターン１９０により決める発光領域に、低分子蒸着法またはレーザ熱転写法を用いて、少なくとも発光層を含む有機膜１８２を形成する。前記有機膜１８２は、電子注入層、電子輸送層、正孔抑制層、正孔注入層及び正孔輸送層よりなる群から選ばれる少なくとも１つ以上の薄膜をさらに含むことができる。
【００１３】
次に、前記有機膜１８２の上部に所定厚みのＬｉＦ膜１８４を形成する。この際、前記ＬｉＦ膜１８４は、有機膜１８２と対向電極１８６との間の界面層であって、約３Å〜１０Åの厚みで形成される。前記ＬｉＦ膜１８４は、電子注入を向上させて、対向電極１８６の仕事関数を低減し、発光効率を増加させ、且つ駆動電圧を低減する。
【００１４】
次に、前記ＬｉＦ膜１８４の上部に対向電極１８６を形成する。前記対向電極１８６は、Ｍｇ−Ａｇ膜又はＣａ膜のように透明金属電極で形成される。
【００１５】
その後、前記対向電極１８６の上部に保護膜（図示せず）を形成する。前記保護膜は、シリコン窒化膜のような無機絶縁膜で形成される。
【００１６】
前述したように、有機電界発光表示素子は、発光効率を増加させ、且つ駆動電圧を低減するために、画素電極と対向電極との間に最適厚みの有機膜を適用しようと努めている。
【特許文献１】日本国特開平６−９６８５８号明細書
【特許文献２】米国特許公開第２００３−１０７０４２号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
本発明は、前述のような問題点を解決するためになされたもので、本発明の目的は、発光層と対向電極との間に最適厚みのＮａＦ膜を入れることによって、発光効率を向上させることができる有機電界発光表示素子及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
前記目的を達成するために、本発明の一態様に係る有機電界発光表示素子は、絶縁基板の上部に設けられる画素電極と、前記画素電極の上部に設けられ、少なくとも発光層を含む有機膜と、前記有機膜の上部に設けられ、厚みが３Å〜５ÅのＮａＦ膜と、前記ＮａＦ膜の上部に設けられる対向電極とを備えることを特徴とする。また、前記ＮａＦ膜の厚みは、４Åであることが好ましい。
【００１９】
また、本発明の他の態様に係る有機電界発光表示素子の製造方法は、絶縁基板の上部に画素電極を形成する工程と、前記画素電極の上部に、少なくとも発光層を含む有機膜を形成する工程と、前記有機膜の上部にＮａＦ膜を３Å〜５Åの厚みで形成する工程と、前記ＮａＦ膜の上部に対向電極を形成する工程とを備えることを特徴とする。また、前記ＮａＦ膜は、４Åの厚みで形成することが好ましい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、素子の特性を維持しながら、発光層と対向電極間の有機膜の厚みを減少させることができるという利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、添付の図面を参照して、本発明に係る実施例を説明する。
【００２２】
図２は、本発明により形成された有機電界発光表示素子を示す断面図である。
【００２３】
透明絶縁基板２００の上部に所定厚みの緩衝膜２１０を形成し、多結晶シリコンパターン２２２と、ゲート電極２３２と、ソース電極２５０と、ドレイン電極２５２とを備えた薄膜トランジスタを形成する。この際、前記多結晶シリコンパターン２２２の両側に、不純物がイオン注入されたソース／ドレイン領域２２０が設けられ、前記多結晶シリコンパターン２２２を含む全体表面の上部に、ゲート絶縁膜２３０が設けられている。
【００２４】
次に、全体表面の上部に所定厚みの保護膜２６０を形成し、フォトエッチング工程で前記保護膜２６０をエッチングし、前記ソース電極２５０、及びドレイン電極２５２のいずれか１つ、例えばドレイン電極２５２を露出させる第１ビアコンタクトホール（図示せず）を形成する。前記保護膜２６０としては、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜、またはそれらの積層構造が使われることができる。
【００２５】
全体表面の上部に第１絶縁膜２７０を形成する。前記第１絶縁膜２７０は、ポリイミド、ベンゾシクロブテン系樹脂、ＳＯＧ（ｓｐｉｎ  ｏｎ  ｇｌａｓｓ）及びアクリレートよりなる群から選ばれる１種の物質で形成することができ、これは、発光領域の平坦化のために形成されたものである。
【００２６】
次いで、フォトエッチング工程で前記第１絶縁膜２７０をエッチングし、前記第１ビアコンタクトホールを露出させる第２ビアコンタクトホール（図示せず）を形成する。
【００２７】
次に、全体表面の上部に反射膜（図示せず）を形成する。この際、前記反射膜は、アルミニウム（Ａｌ）、アルミニウム合金、モリブデン（Ｍｏ）、チタニウム（Ｔｉ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、パラジウム（Ｐｄ）のような反射率の高い金属のうち１つを使用して形成される。
【００２８】
次に、前記反射膜をフォトエッチングして、発光領域に反射膜パターン（図示せず）を形成する。
【００２９】
次に、全体表面の上部に画素電極用薄膜（図示せず）を形成する。前記画素電極用薄膜は、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）のような透明な金属物質で形成される。
【００３０】
次に、フォトエッチング工程で前記画素電極用薄膜をエッチングし、画素電極２８０を形成する。前記画素電極２８０は、第２ビアコンタクトホールを介して露出される前記ソース電極２５０、及びドレイン電極２５２のいずれか１つ、例えばドレイン電極２５２に接続される。ここで、前記画素電極２８０は、その下部に反射膜パターンが設けられた反射電極である。
【００３１】
次に、全体表面の上部に第２絶縁膜（図示せず）を形成する。前記第２絶縁膜は、ポリイミド、ベンゾシクロブテン系樹脂、ＳＯＧ（ｓｐｉｎ  ｏｎ  ｇｌａｓｓ）及びアクリレートよりなる群から選ばれる１種の物質で形成することができる。次いで、フォト工程で前記画素電極２８０の発光領域を決める第２絶縁膜パターン２９０を形成する。
【００３２】
次に、前記画素電極２８０の発光領域に、少なくとも発光層を含む有機膜２８２を形成する。前記有機膜２８２は、低分子蒸着法またはレーザ熱転写法により形成される。前記有機膜２８２は、電子注入層、電子輸送層、正孔注入層、正孔輸送層及び正孔抑制層よりなる群から選ばれる少なくとも１つ以上の薄膜をさらに含むことができる。
【００３３】
次に、全体表面の上部にＮａＦ膜２８４を形成する。前記ＮａＦ膜２８４は、電子注入を向上させて、対向電極２８６の仕事関数を低減し、発光効率を増加させ、且つ駆動電圧を低減するために形成されるものである。前記ＮａＦ膜２８４は、３Å〜５Åの厚さで形成され、４Åの厚みで形成されることが最も好ましい。
【００３４】
次に、前記ＮａＦ膜２８４の上部に対向電極２８６を形成する。前記対向電極２８６は、ＭｇＡｇ膜、ＣａＡｇ膜、Ｃａ膜またはＢａＡｇ膜などのような光透過性金属層で形成される。
【００３５】
次に、前記対向電極２８６の上部に保護膜（図示せず）を形成する。前記保護膜は、シリコン窒化膜のような無機絶縁膜で形成することができる。
【００３６】
そして、前記対向電極の上部に透明封止基板を封止することによって、有機電界発光素子を完成する。
【００３７】
図３は、本発明に係る有機電界発光表示素子においてＬｉＦ膜とＮａＦ膜を使用した時、ＲＧＢ各々の輝度及び効率を示すグラフであり、発光層と対向電極との間にＮａＦ膜を形成しても、各画素の効率が低下しないことが分かる。特に、輝度が２００ｃｄ／ｍ２以上である場合、赤色光の効率がさらに優れていることが分かる。
【００３８】
図４は、本発明の実施例に係るＮａＦ膜の各厚みによる輝度及び効率を示すグラフである。有機電界発光表示素子に３ÅのＬｉＦ膜、３Å、５Å及び７ÅのＮａＦ膜を使用した場合の発光効率を比較したものであって、３ÅのＮａＦ膜を使用した場合と５ÅのＮａＦ膜を使用した場合が、ＬｉＦ膜の効率に比べてさらに優れていることが分かる。一方、７ÅのＮａＦ膜を使用した場合、素子特性が現れない。
【００３９】
以上より、発光層と対向電極との間にＮａＦ膜の厚みを約３Å〜５Åで形成することによって、有機電界発光表示素子の光学的特性に変化をもたらすことなく、既存のＬｉＦ膜を、ＮＡＦ膜に代用することができる。
【００４０】
以上において説明した本発明は、本発明が属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内で、様々な置換、変形及び変更が可能であるので、上述した実施例及び添付された図面に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】従来技術に係る有機電界発光表示素子を示す断面図である。
【図２】本発明に係る有機電界発光表示素子を示す断面図である。
【図３】本発明に係る有機電界発光表示素子においてＬｉＦ膜とＮａＦ膜を使用した時、ＲＧＢ各々の輝度及び効率を示すグラフである。
【図４】本発明の実施例に係るＮａＦ膜の各厚みによる輝度及び効率を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４２】
２００    透明絶縁基板
２１０    緩衝膜
２２０    ソース／ドレイン領域
２２２    多結晶シリコンパターン
２３０    ゲート絶縁膜
２３２    ゲート電極
２５０    ソース電極
２５２    ドレイン電極
２６０    保護膜
２７０    第１絶縁膜
２８０    画素電極
２８２    有機膜
２８４    ＮａＦ膜
２８６    対向電極
２９０    第２絶縁膜パターン
【図１】
2006135337.tif 000003
【図２】
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【図３】
2006135337.tif 000005
【図４】
2006135337.tif 000006