(57)【要約】      （修正有）【課題】発光効率を向上させることができる発光素子および発光表示装置の提供。【解決手段】発光素子は、第１電極１２０、前記第１電極と重畳する第２電極１９０、前記第１電極と前記第２電極との間に位置する発光層１５０、及び前記第２電極と前記発光層との間に位置する電子注入層１８０を含み、前記電子注入層はランタノイド元素、アルカリ金属の第１元素およびハロゲンの第２元素を含み、前記ランタノイド元素、前記第１元素および前記第２元素を含む前記電注入層の材料全体のうち、前記第１元素を有する物質と前記第２元素を有する物質の合計は１ｖｏｌ％以上２０ｖｏｌ％以下である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１電極、
前記第１電極と重畳する第２電極、
前記第１電極と前記第２電極との間に位置する発光層、及び
前記第２電極と前記発光層との間に位置する電子注入層、
を含み、
前記電子注入層はランタノイド元素、アルカリ金属の第１元素およびハロゲンの第２元素を含み、
前記ランタノイド元素、前記第１元素および前記第２元素を含む前記電子注入層の材料物質全体のうち、前記第１元素を有する物質と前記第２元素を有する物質の合計は１ｖｏｌ％以上２０ｖｏｌ％以下である、発光素子。
【請求項２】
前記電子注入層は、互いに極性が異なる前記ランタノイド元素と前記第２元素を有する双極子物質を含む、請求項１に記載の発光素子。
【請求項３】
前記双極子物質は、前記ランタノイド元素を２価元素として含む化合物および前記ランタノイド元素を３価元素として含む化合物のうちの少なくとも一つを含む、請求項２に記載の発光素子。
【請求項４】
前記電子注入層は、前記ランタノイド元素、前記第１元素および前記第２元素からなる第１化合物を含み、
前記第１化合物はペロブスカイト構造を有する、請求項１に記載の発光素子。
【請求項５】
前記電子注入層は前記第１元素の陽イオンを含む、請求項１に記載の発光素子。
【請求項６】
前記電子注入層は前記ランタノイド元素を含む、請求項１に記載の発光素子。
【請求項７】
前記電子注入層は、互いに極性が異なる前記ランタノイド元素と前記第２元素を有する双極子物質、前記ランタノイド元素、前記第１元素および前記第２元素からなり、ペロブスカイト構造を有する第１化合物、前記第１元素の陽イオンおよび前記ランタノイド元素を含む、請求項１に記載の発光素子。
【請求項８】
前記ランタノイド元素は、イッテルビウム、サマリウムおよびユウロピウムのうちの一つを含む、請求項１に記載の発光素子。
【請求項９】
前記第１元素は、カリウム、ルビジウムおよびセシウムのうちの一つであり、前記第２元素は、塩素、臭素およびヨウ素のうちの一つである、請求項１に記載の発光素子。
【請求項１０】
前記第１元素はカリウムであり、前記第２元素はヨウ素である、請求項９に記載の発光素子。
【請求項１１】
前記第２電極はマグネシウムとイッテルビウムのうちの少なくとも一つと銀の合金を含む、請求項１に記載の発光素子。
【請求項１２】
前記第２電極に含まれるマグネシウムおよびイッテルビウムのうちの少なくとも一つの含有量は１０ｖｏｌ％以上３０ｖｏｌ％以下である、請求項１１に記載の発光素子。
【請求項１３】
前記発光層と前記電子注入層との間に位置する電子輸送層をさらに含み、
前記電子輸送層は有機物質を含む、請求項１に記載の発光素子。
【請求項１４】
前記発光層は赤色発光層、緑色発光層および青色発光層を含み、
前記青色発光層の下部に位置する補助層をさらに含む、請求項１に記載の発光素子。
【請求項１５】
前記赤色発光層の下部に位置する赤色共振補助層および前記緑色発光層の下部に位置する緑色共振補助層をさらに含む、請求項１４に記載の発光素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光素子および発光表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
発光素子は、正極（ａｎｏｄｅ）から供給される正孔（ｈｏｌｅ）と陰極（ｃａｔｈｏｄｅ）から供給される電子（ｅｌｅｃｔｒｏｎ）が正極と陰極の間に形成された発光層内で結合してエキシトン（ｅｘｃｉｔｏｎ）が形成され、このエキシトンが安定化されながら光を放出する素子である。
【０００３】
発光素子は広い視野角、速い応答速度、薄い厚さ、低消費電力などの様々な長所を有しているため、テレビ、モニター、携帯電話などの多様な電気および電子装置に幅広く適用されている。
【０００４】
しかし、発光素子は発光効率が低いため、ディスプレイや照明に要求される高い輝度を実現するためには、高い駆動電圧を必要とし、これによって素子の寿命が短縮してしまうことがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】韓国登録特許第１１８２４４７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、発光効率を向上させることができる発光素子および発光表示装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一実施形態による発光素子は、第１電極、前記第１電極と重畳する第２電極、前記第１電極と前記第２電極の間に位置する発光層、そして前記第２電極と前記発光層の間に位置する電子注入層を含み、前記電子注入層はランタノイド元素、アルカリ金属の第１元素およびハロゲンの第２元素を含み、前記ランタノイド元素、前記第１元素および前記第２元素を含む材料全体のうち、前記第１元素と前記第２元素の合計は、１ｖｏｌ％以上２０ｖｏｌ％以下である。
【０００８】
前記電子注入層は、互いに極性が異なる前記ランタノイド元素と前記第２元素を有する双極子物質を含んでもよい。
【０００９】
前記双極子物質は、前記ランタノイド元素を２価元素として含む化合物および前記ランタノイド元素を３価元素として含む化合物のうちの少なくとも一つを含んでもよい。
【００１０】
前記電子注入層は、前記ランタノイド元素、前記第１元素および前記第２元素からなる第１化合物を含み、前記第１化合物はペロブスカイト構造を有することができる。
【００１１】
前記電子注入層は、前記第１元素の陽イオンを含んでもよい。
【００１２】
前記電子注入層は、前記ランタノイド元素を含んでもよい。
【００１３】
前記電子注入層は、互いに極性が異なる前記ランタノイド元素と前記第２元素を有する双極子物質、前記ランタノイド元素、前記第１元素および前記第２元素からなり、ペロブスカイト構造を有する第１化合物、前記第１元素の陽イオンおよび前記ランタノイド元素を含んでもよい。
【００１４】
前記ランタノイド元素は、イッテルビウム（Ｙｂ）、サマリウム（Ｓｍ）およびユウロピウム（Ｅｕ）のうちの一つを含んでもよい。
【００１５】
前記第１元素は、カリウム（Ｋ）、ルビジウム（Ｒｂ）およびセシウム（Ｃｓ）のうちの一つであり、前記第２元素は塩素（Ｃｌ）、臭素（Ｂｒ）およびヨウ素（Ｉ）のうちの一つであってもよい。
【００１６】
前記第１元素は、カリウム（Ｋ）であり、前記第２元素はヨウ素（Ｉ）であってもよい。
【００１７】
前記第２電極は、マグネシウム（Ｍｇ）とイッテルビウム（Ｙｂ）のうちの少なくとも一つと銀（Ａｇ）との合金を含んでもよい。
【００１８】
前記第２電極に含まれるマグネシウム（Ｍｇ）又はイッテルビウム（Ｙｂ）の含有量は、１０ｖｏｌ％以上３０ｖｏｌ％以下であってもよい。
【００１９】
前記発光素子は、前記発光層と前記電子注入層との間に位置する電子輸送層をさらに含み、前記電子輸送層は有機物質を含んでもよい。
【００２０】
前記発光層は赤色発光層、緑色発光層および青色発光層を含み、前記青色発光層と前記第１電極との間に位置する補助層をさらに含んでもよい。
【００２１】
前記発光素子は、前記赤色発光層と前記第１電極との間に位置する赤色共振補助層および前記緑色発光層と前記第１電極との間に位置する緑色共振補助層をさらに含んでもよい。
【００２２】
本発明の一実施形態による発光素子は、第１電極、前記第１電極と重畳する第２電極、前記第１電極と前記第２電極の間に位置する発光層、そして前記第２電極と前記発光層との間に位置する電子注入層を含み、前記電子注入層はランタノイド元素、アルカリ金属の第１元素およびハロゲンの第２元素を含み、前記ランタノイド元素は２．７ｅＶ以下の仕事関数を有する。
【００２３】
前記電子注入層は、前記ランタノイド元素を２価元素として含む化合物および前記ランタノイド元素を３価元素として含む化合物のうちの少なくとも一つを含んでもよい。
【００２４】
前記電子注入層は、前記ランタノイド元素をさらに含んでもよい。
【００２５】
前記ランタノイド元素は、イッテルビウム（Ｙｂ）、サマリウム（Ｓｍ）およびユウロピウム（Ｅｕ）のうちの一つを含んでもよい。
【００２６】
前記電子注入層は、前記ランタノイド元素、前記第１元素および前記第２元素からなる第１化合物をさらに含み、前記第１化合物はペロブスカイト構造を有してもよい。
【００２７】
本発明の一実施形態による発光表示装置は、基板、前記基板上に位置する薄膜トランジスタ、そして前記薄膜トランジスタと接続される発光素子を含み、前記発光素子は、第１電極、前記第１電極と重畳する第２電極、前記第１電極と前記第２電極との間に位置する発光層、そして前記第２電極と前記発光層の間に位置する電子注入層を含み、前記電子注入層はランタノイド元素、アルカリ金属の第１元素およびハロゲンの第２元素を含み、前記ランタノイド元素、前記第１元素および前記第２元素を含む材料全体のうち、前記第１元素と前記第２元素の合計は、１ｖｏｌ％以上２０ｖｏｌ％以下である。
【００２８】
前記電子注入層は、互いに極性が異なる前記ランタノイド元素と前記第２元素を有する双極子物質を含んでもよい。
【００２９】
前記双極子物質は、前記ランタノイド元素を２価元素として含む化合物および前記ランタノイド元素を３価元素として含む化合物のうちの少なくとも一つを含んでもよい。
【００３０】
前記電子注入層は、前記ランタノイド元素、前記第１元素および前記第２元素からなる第１化合物を含み、前記第１化合物はペロブスカイト構造を有してもよい。
【００３１】
前記発光層は、複数の層を組み合わせて白色または青色発光してもよい。
【００３２】
前記発光表示装置は、前記発光層を覆って前記第２電極上に位置する色変換層をさらに含んでもよい。
【発明の効果】
【００３３】
本発明によれば、電子注入障壁を低くし、電子移動度を高めることができる電子注入層を形成することによって、発光効率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の一実施形態による発光素子を概略的に示す断面図である。
【図２】本発明の一実施形態によるペロブスカイト構造を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態による電子注入層が自由電子を有することを示す概略的な図である。
【図４】本発明の一実施形態による発光素子と比較例の寿命水準を示すグラフである。
【図５】図１の実施形態による発光層を含む発光表示装置を概略的に示す断面図である。
【図６】図５の実施形態による発光層の変形例を概略的に示す断面図である。
【図７】本発明の一実施形態による発光表示装置を示す断面図である。
【図８】図６の発光素子の上に位置する色変換層を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下、添付した図面を参照して本発明の様々な実施形態について本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施できるように詳しく説明する。本発明は様々な異なる形態に実現でき、ここで説明する実施形態に限定されない。
【００３６】
本発明を明確に説明するために説明上不必要な部分は省略し、明細書全体にわたって同一または類似の構成要素については同一な参照符号を付与する。
【００３７】
また、図面に示された各構成の大きさおよび厚さは説明の便宜のために任意に示しており、本発明が必ずしも図示されたものに限定されるわけではない。図面では様々な層および領域を明確に表現するために厚さを拡大して示している。そして図面において、説明の便宜のために、一部の層および領域の厚さを誇張して示している。
【００３８】
また、層、膜、領域、板などの部分が他の部分の“上に”あるというとき、これは他の部分の“直上に”ある場合だけでなく、その中間にまた他の部分がある場合も含む。逆に、ある部分が他の部分の“直上”にあるというときは、その中間に他の部分がないことを意味する。また、基準となる部分の“上に”あるというのは基準となる部分の上または下に位置することであり、必ずしも重力反対方向に向かって“上に”位置することを意味するのではない。
【００３９】
また、明細書全体で、ある部分がある構成要素を“含む”というとき、これは特に反対になる記載がない限り、他の構成要素を除くのではなく他の構成要素をさらに含むことができるのを意味する。
【００４０】
また、明細書全体で、“平面上”というとき、これは対象部分を上方から見た場合を意味し、“断面上”というとき、これは対象部分を垂直に切断した断面を側方から見た場合を意味する。
【００４１】
図１は、本発明の一実施形態による発光素子を概略的に示す断面図である。図２は、本発明の一実施形態によるペロブスカイト構造を示す図である。
【００４２】
図１を参照すると、本実施形態による発光素子は、互いに重畳する第１電極１２０と第２電極１９０、第１電極１２０と第２電極１９０の間に位置する発光層１５０、第１電極１２０と発光層１５０との間に位置する正孔伝達層１３０、発光層１５０と第２電極１９０の間に位置する電子輸送層１６０、電子輸送層１６０と第２電極１９０との間に位置する電子注入層１８０、および第２電極１９０の上に位置するキャッピング層２００を含む。
【００４３】
本実施形態で第１電極１２０は反射電極であってもよい。
【００４４】
本発明で反射電極とは、発光層１５０から発生した光を第２電極１９０側に送るために光を反射する性質を有する物質を含む電極と定義できる。ここで、反射する性質とは、入射光に対する反射率が約７０％以上約１００％以下であるか、約８０％以上約１００％以下であることを意味する。
【００４５】
第１電極１２０は、銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、チタン（Ｔｉ）、金（Ａｕ）、パラジウム（Ｐｄ）またはこれらの合金を含むことができる。第１電極１２０は、銀（Ａｇ）／酸化インジウム錫（ＩＴＯ）／銀（Ａｇ）の三重膜構造または酸化インジウム錫（ＩＴＯ）／銀（Ａｇ）／酸化インジウム錫（ＩＴＯ）の三重膜構造などを有してもよい。
【００４６】
第１電極１２０はスパッタリング法、気相蒸着法、イオンビーム蒸着法、または電子ビーム蒸着法などを利用して形成することができる。
【００４７】
正孔伝達層１３０は、第１電極１２０と発光層１５０の間に位置する補助層に対応する。正孔伝達層１３０は正孔注入層と正孔輸送層のうちの少なくとも一つを含んでもよい。正孔注入層は、第１電極１２０からの正孔の注入を容易にする。正孔輸送層は、正孔注入層から伝達される正孔を円滑に輸送する機能を遂行する。正孔伝達層１３０は正孔注入層上に正孔輸送層が位置する２層構造に形成されてもよく、正孔注入層を形成する物質と正孔輸送層を形成する物質とが混合されて単一層で形成されてもよい。
【００４８】
正孔伝達層１３０は有機物質を含んでもよい。例えば、正孔伝達層１３０は、ＮＰＤ（Ｎ，Ｎ−ｄｉｎａｐｈｔｈｙｌ−Ｎ，Ｎ’−ｄｉｐｈｅｎｙｌ  ｂｅｎｚｉｄｉｎｅ）、ＴＰＤ（Ｎ，Ｎ’−ｂｉｓ−（３−ｍｅｔｈｙｌｐｈｅｎｙｌ）−Ｎ，Ｎ’−ｂｉｓ−（ｐｈｅｎｙｌ）−ｂｅｎｚｉｄｉｎｅ）、ｓ−ＴＡＤ、ＭＴＤＡＴＡ（４，４’，４”−Ｔｒｉｓ（Ｎ−３−ｍｅｔｈｙｌｐｈｅｎｙｌ−Ｎ−ｐｈｅｎｙｌ−ａｍｉｎｏ）−ｔｒｉｐｈｅｎｙｌａｍｉｎｅ）などを含むことができるが、これに限定されない。
【００４９】
正孔伝達層１３０の上に発光層１５０が位置する。発光層１５０は、特定色を表す発光物質を含む。例えば、発光層１５０は青色、緑色または赤色のような基本色またはこれらを組み合わせる色を表すことができる。
【００５０】
発光層１５０の厚さは１０ｎｍ以上５０ｎｍ以下であってもよい。発光層１５０はホストとドーパントを含む。発光層１５０は、赤色、緑色、青色および白色を発光する物質を含むことができ、燐光または蛍光物質を利用して形成することができる。
【００５１】
発光層１５０が赤色を発光する場合、ＣＢＰ（ｃａｒｂａｚｏｌｅ  ｂｉｐｈｅｎｙｌ）またはｍＣＰ（１、３−ｂｉｓ（ｃａｒｂａｚｏｌ−９−ｙｌ）を含むホスト物質を含み、ＰＩＱＩｒ（ａｃａｃ）（ｂｉｓ（１−ｐｈｅｎｙｌｉｓｏｑｕｉｎｏｌｉｎｅ）ａｃｅｔｙｌａｃｅｔｏｎａｔｅ  ｉｒｉｄｉｕｍ）、ＰＱＩｒ（ａｃａｃ）（ｂｉｓ（１−ｐｈｅｎｙｌｑｕｉｎｏｌｉｎｅ）ａｃｅｔｙｌａｃｅｔｏｎａｔｅ  ｉｒｉｄｉｕｍ）、ＰＱＩｒ（ｔｒｉｓ（１−ｐｈｅｎｙｌｑｕｉｎｏｌｉｎｅ）ｉｒｉｄｉｕｍ）およびＰｔＯＥＰ（ｏｃｔａｅｔｈｙｌｐｏｒｐｈｙｒｉｎ  ｐｌａｔｉｎｕｍ）からなる群より選択されたいずれか一つ以上を含むドーパントを含む燐光物質を含んでもよい。また、これとは異なり、発光層１５０は、ＰＢＤ：Ｅｕ（ＤＢＭ）３（Ｐｈｅｎ）またはペリレン（Ｐｅｒｙｌｅｎｅ）を含む蛍光物質を含むことができるが、これに限られない。
【００５２】
発光層１５０が緑色を発光する場合、ＣＢＰまたはｍＣＰを含むホスト物質を含み、Ｉｒ（ｐｐｙ）３（ｆａｃ−ｔｒｉｓ（２−ｐｈｅｎｙｌｐｙｒｉｄｉｎｅ）ｉｒｉｄｉｕｍ）を含むドーパント物質を含む燐光物質を含んでもよい。また、これとは異なり、発光層１５は、Ａｌｑ３（ｔｒｉｓ（８−ｈｙｄｒｏｘｙｑｕｉｎｏｌｉｎｏ）ａｌｕｍｉｎｕｍ）を含む蛍光物質を含むことができるが、これに限られない。
【００５３】
発光層１５０が青色を発光する場合、ＣＢＰまたはｍＣＰを含むホスト物質を含み、（４、６−Ｆ2ｐｐｙ）2Ｉｒｐｉｃを含むドーパント物質を含む燐光物質を含んでもよい。また、これとは異なり、発光層１５０は、アントラセニル基を有するホスト物質を含み、ジアミノ基を含むドーパントを含んだり、ｓｐｉｒｏ−ＤＰＶＢｉ、ｓｐｉｒｏ−６Ｐ、ジスチリルベンゼン（ＤＳＢ）、ジスチリルアリーレン（ＤＳＡ）、ＰＦＯ系高分子およびＰＰＶ系高分子からなる群より選択されたいずれか一つを含む蛍光物質を含むことができるが、これに限られない。
【００５４】
また、本実施形態で説明したように発光層１５０が必ず有機物質だけで形成される必要はなく、発光層１５０は量子ドットのような無機物質で形成されることもある。
【００５５】
発光層１５０と第２電極１９０の間に電子輸送層１６０および電子注入層１８０が位置する。電子輸送層１６０は発光層１５０に隣接するように位置し、電子注入層１８０は第２電極１９０に隣接するように位置する。
【００５６】
電子輸送層１６０は有機物質を含んでもよい。例えば、電子輸送層１６０は、Ａｌｑ３（ｔｒｉｓ（８−ｈｙｄｒｏｘｙｑｕｉｎｏｌｉｎｏ）ａｌｕｍｉｎｕｍ）、ＰＢＤ（２−［４−ｂｉｐｈｅｎｙｌ−５−［４−ｔｅｒｔ−ｂｕｔｙｌｐｈｅｎｙｌ］］−１，３，４−ｏｘａｄｉａｚｏｌｅ）、ＴＡＺ（１、２、４−ｔｒｉａｚｏｌｅ）、ｓｐｉｒｏ−ＰＢＤ（ｓｐｉｒｏ−２−［４−ｂｉｐｈｅｎｙｌ−５−［４−ｔｅｒｔ−ｂｕｔｙｌｐｈｅｎｙｌ］］−１，３，４−ｏｘａｄｉａｚｏｌｅ）、およびＢＡｌｑ（８−ｈｙｄｒｏｘｙｑｕｉｎｏｌｉｎｅ  ｂｅｒｙｌｌｉｕｍ  ｓａｌｔ）からなる群より選択されたいずれか一つ以上を含むことができるが、これに限られない。
【００５７】
電子輸送層１６０は第２電極１９０から発光層１５０に電子を伝達できる。また、電子輸送層１６０は第１電極１２０から注入された正孔が発光層１５０を通過して第２電極１９０に移動するのを防止することができる。つまり、電子輸送層１６０は正孔阻止層の役割を果たして、発光層１５０で正孔と電子との結合を助ける。
【００５８】
電子注入層１８０は第２電極１９０から電子輸送層１６０への電子注入を改善する役割を果たす。本実施形態で電子注入層１８０の厚さは工程マージンを考慮してほぼ２Å〜２５Åであってもよい。
【００５９】
本実施形態で電子注入層１８０はランタノイド元素、アルカリ金属の第１元素およびハロゲンの第２元素を含む。以下、電子注入層１８０を形成する方法について具体的に説明する。
【００６０】
電子注入層１８０は金属からなる第１物質と金属ハロゲン化合物からなる第２物質を共蒸着して形成することができる。このとき、第１物質と第２物質は互いに反応して置換反応を起こすことができる物質を選択する。例えば、ランタノイド元素のＹｂからなる第１物質と金属ハロゲン化合物のＫＩからなる第２物質を共蒸着すれば、下記反応式１、反応式２または反応式３のように置換反応が起こる。
【００６１】
2KI + Yb → YbI2 + 2K+ + 2e-又はYbI2 + 2K・・・（反応式１）
3KI + Yb → YbI3 + 3K+ + 3e-又はYbI3 + 3K・・・（反応式２）
3KI + Yb → KYbI3 + 2K+ + 2e-又はKYbI3 + 2K・・・（反応式３）
【００６２】
本実施形態で第１物質と第２物質は標準電極電位（Ｓｔａｎｄａｒｄ  ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ  ｐｏｔｅｎｔｉａｌ）が互いに似た金属を含んでもよい。例えば、第１物質と第２物質が、それぞれ１族元素、２族元素およびランタノイド元素の中でいずれか一つを含む場合に、強い反応性により自発的反応を起こすことを下記実験例を通して確認した。
【００６３】
実験例
実験を通してＹｂ、ＥｕまたはＳｍのようなランタノイドからなる第１物質と、ＫＩ、ＲｂＩまたはＣｓＩのようなヨウ化金属（アルカリ金属のハロゲン化合物）からなる第２物質を組み合わせて共蒸着すると、第１物質と第２物質が反応して層を形成した。
【００６４】
このとき、層が透明になりながら伝導度が上昇する結果を得た。しかし、Ａｇからなる第１物質と、ＫＩ、ＲｂＩまたはＣｓＩのようなヨウ化金属からなる第２物質を組み合わせて共蒸着して層を形成すると、透明になることもなく伝導度が上昇することもなかった。また、Ｙｂ、ＥｕまたはＳｍのようなランタノイドからなる第１物質と、ＣｕＩからなる第２物質を共蒸着して層を形成すると、透明になることもなく伝導度が上昇することもなかった。したがって、第１物質と第２物質に含まれる金属は反応性が高くて自発的反応を誘導できる物質であることが好ましい。
【００６５】
ハロゲン化合物の中でヨウ素化合物はヨウ素自体の電子親和度、電気陰性度が小さいため、ヨウ素化合物が解離してヨウ素空孔（ｉｏｄｉｎｅ  ｖａｃａｎｃｙ）を形成したり他の反応性金属と結合して新たな化合物を生成しやすい。したがって、金属からなる第１物質とヨウ素を含むヨウ化金属の置換反応によって生成された化合物によって電子注入特性を良くすることができる。
【００６６】
また、ヨウ素はフッ素に比べて有機物質との屈折率差が小さくて光学設計に有利である。また、ヨウ素はフッ素のような物質に比べて熱蒸発温度が低くて工程性が有利である。また、フッ素が熱分解されるとガスが放出されて真空度が落ちるという問題があるが、ヨウ素に熱を加えても固体として残るため、真空度が減少するという問題がない。
【００６７】
前記実験例でハロゲン化合物の中でヨウ素化合物に対して実験を行ったが、第２物質としてＫＣｌ、ＫＢｒ、ＲｂＣｌ、ＲｂＢｒ、ＣｓＣｌまたはＣｓＢｒのような金属ハロゲン化合物を用いた場合にもヨウ化金属と類似の結果を示した。
【００６８】
以下、伝導メカニズムについて説明する。本実施形態で第１物質に含まれている金属（ランタノイド元素）と第２物質に含まれている金属（アルカリ金属元素）が互いに置換されることができる。このとき、第１物質の原子価電子数は第２物質に含まれている金属の原子価電子数と同じか、または大きいこともある。第１物質の原子価電子数が第２物質に含まれている金属の原子価電子数より大きいと追加発生する自由電子によって伝導度が向上することができる。
【００６９】
また、第２物質に含まれているハロゲン元素と第１物質が反応して新たな物質を形成するようになると、ハロゲン空孔（ｈａｌｏｇｅｎ  ｖａｃａｎｃｙ）により自由電子が形成されて伝導度が向上することもできる。
【００７０】
また、反応に関与して残った金属イオンによって伝導度が向上することもある。
【００７１】
本実施形態で電子注入層１８０は、第１物質の金属と第２物質に含まれているハロゲンからなる双極子物質および／または第１物質の金属と第２物質の金属ハロゲン化合物からなる第１化合物を含んでもよい。このとき、双極子物質はランタノイド元素を２価元素として含む化合物およびランタノイド元素を３価元素として含む化合物のうちの少なくとも一つを含んでもよい。
【００７２】
本実施形態で第１物質の金属は約２．７ｅＶ以下のランタノイド元素であることが好ましい。ランタノイド元素としては、仕事関数が２．６ｅＶのイッテルビウム（Ｙｂ）、仕事関数が２．７ｅＶのサマリウム（Ｓｍ）または仕事関数が２．５ｅＶのユウロピウム（Ｅｕ）を使用することができる。
【００７３】
ランタノイド元素の中でイッテルビウム（Ｙｂ）、サマリウム（Ｓｍ）およびユウロピウム（Ｅｕ）はイオン化エネルギーが最も低く、イオン半径が小さいためアルカリ金属ハロゲン化合物材料と反応しやすく、アルカリ金属ハロゲン化合物材料内部に拡散が容易である。したがって、イッテルビウム（Ｙｂ）、サマリウム（Ｓｍ）およびユウロピウム（Ｅｕ）はＫＩ、ＲｂＩまたはＣｓＩと容易に反応してペロブスカイト構造の反応物とアルカリ金属またはイオンが残存し、これによって注入障壁を円滑に低くすることができる。
【００７４】
第１化合物はペロブスカイト構造を有することができる。ペロブスカイト構造は、ランタノイド元素、アルカリ金属である第１元素およびハロゲンである第２元素からなることができる。前述した反応式１、２、３を参照すると、電子注入層１８０は上述した双極子物質、ペロブスカイト構造を有する第１化合物以外にも第１元素（アルカリ金属）の陽イオンおよび自由電子を含んでもよい。
【００７５】
本実施形態で、ランタノイド金属からなる第１物質とアルカリ金属ハロゲン化合物からなる第２物質を共蒸着して電子注入層１８０を形成することができ、第１物質と第２物質を含む全体含有量のうち第２物質の含有量は約１ｖｏｌ％以上約２０ｖｏｌ％以下の範囲であることができる。最終生成物の電子注入層１８０を基準に説明すれば、前記ランタノイド元素、前記第１元素（アルカリ金属）および前記第２元素（ハロゲン）を含む電子注入層１８０全体のうち、第１元素を有する物質と第２元素を有する物質の合計は約１ｖｏｌ％以上約２０ｖｏｌ％以下の範囲を有することができる。
【００７６】
ランタノイド元素を有する第１物質が第２物質より多いので、電子注入層１８０はランタノイド元素を含むこともできる。
【００７７】
好ましくは、第１物質がＹｂ、ＥｕまたはＳｍであり、第２物質はＫＩ、ＲｂＩまたはＣｓＩである。例えば、ＲｂＩとＹｂを共蒸着すれば、化学反応が起きてＹｂＩ2、ＹｂＩ3、およびＲｂＹｂＩ3の中で少なくとも一つが生成される。ここで、ＲｂＹｂＩ3は図２に示したように、ペロブスカイト構造を有する。このような化学反応が起こってもＲｂＩおよびＹｂが残ってそのまま存在することがある。
【００７８】
本実施形態による電子注入層１８０は第１物質と第２物質が共蒸着された断層構造であってもよい。電子注入層１８０において第１物質が第２物質に比べて多く分布していれば、その反対である場合より相対的に伝導性は増加するが、透過率は減少する。
【００７９】
したがって、本実施形態で第１物質と第２物質が分布する程度（体積）は発光素子に要求される面抵抗および透過率を考慮して最適化することができる。
【００８０】
図３は本発明の一実施形態による電子注入層が自由電子を有することを示す概略的な図である。
【００８１】
図３を参照すると、第１物質に含まれるイッテルビウム（Ｙｂ）と第２物質に含まれるＲｂＩを使って一つの膜を形成することができる。イッテルビウム（Ｙｂ）とＲｂＩが反応して伝導体を形成することができる。具体的には、ＲｂとＹｂが互いに置換されて結果的に反応物のどこかに自由電子が形成される。ＹｂＩ2またはＹｂＩ3化合物が形成されることによって発生するヨウ素空孔（ｉｏｄｉｎｅ  ｖａｃａｎｃｙ）によって自由電子が形成される。このように金属ハロゲン化合物であるＲｂＩによって形成される自由電子および／またはヨウ素空孔（ｉｏｄｉｎｅ  ｖａｃａｎｃｙ）によって形成される自由電子および金属イオンによって、本実施形態による電子注入層１８０が電子注入速度を速くする特性を有することができる。図３では金属ハロゲン化合物としてＲｂＩを例に挙げたが、ＫＩまたはＣｓＩなども同じように適用可能である。
【００８２】
以下、図４および下記表１を参照して、ランタノイド元素を有する第１物質と共蒸着されるアルカリ金属ハロゲン化合物を有する第２物質の含有量が１ｖｏｌ％以上２０ｖｏｌ％以下である場合における、駆動電圧の減少による寿命増加効果について説明する。
【実施例】
【００８３】
図４は、本発明の一実施形態による発光素子と比較例の寿命水準を示すグラフである。図４において、比較例１はイッテルビウム（Ｙｂ）で形成された電子注入層を含む発光素子を示し、本実施形態による発光素子はイッテルビウム（Ｙｂ）とＲｂＩを９：１の体積比で共蒸着して電子注入層を形成した実施例１と、イッテルビウム（Ｙｂ）とＫＩを９：１の体積比で共蒸着して電子注入層を形成した実施例２を示す。
【００８４】
図４を参照すれば、摂氏８５度で約２４０時間、ホワイト光効率を評価した。その結果、比較例１では１００時間以後に急激に光効率が低下した。したがって、比較例１の発光素子は、寿命が低下することが分かる。一方、本発明による実施形態に係る実施例１及び実施例２の発光素子では２４０時間の段階で光効率が９８．４％以上維持されている。したがって、発光素子の寿命が改善されることが確認できる。
【００８５】
下記表１は、図４で説明した比較例１、実施例１および実施例２を摂氏８５度で約２４０時間、ホワイト／レッド／グリーン／ブルーの駆動電圧を評価した結果である。
【００８６】
下記表１を参照すると、比較例による駆動電圧は時間の経過に伴って増加するが、実施例１、２による駆動電圧の増加幅は比較例に比べて小さく、むしろ駆動電圧が減少する場合がある。このように、本発明による実施形態では発光素子の駆動電圧の低減により電力効率が１７％〜２６％改善される。これによって、図４から明らかなように、発光素子の寿命が改善される。摂氏８５度に相当する条件は、室外で強い光に露出する自動車と類似の環境である。したがって、本発明の実施形態による発光素子を自動車に適用する場合、高温でも駆動電圧が維持され寿命が改善される効果がある。
【００８７】
【表１】
2018074156.tif 000003
【００８８】
以下、ランタノイド元素を有する第１物質とアルカリ金属ハロゲン化合物を有する第２物質の体積比による光効率および素子の信頼性について検討する。
【００８９】
下記表２は、Ｌｉｑを含む電子輸送層とＡｇＭｇを含む陰極を含む発光素子において、比較例１−１ではイッテルビウム（Ｙｂ）で電子注入層を形成し、実施例１−１〜実施例１−６ではイッテルビウム（Ｙｂ）とＫＩを共蒸着して電子注入層を形成した場合である。実施例１−１〜実施例１−６の電子注入層に含まれているＫＩの含有量は、それぞれ、１ｖｏｌ％、３ｖｏｌ％、５ｖｏｌ％、１０ｖｏｌ％、１５ｖｏｌ％、２０ｖｏｌ％である。下記表２の数値は各条件当りパネル３０個の効率を平均した値である。
【００９０】
【表２】
2018074156.tif 000004
【００９１】
下記表３は、Ｌｉｑを含む電子輸送層とＡｇＹｂで形成された陰極を含む発光素子において、比較例１−１ではイッテルビウム（Ｙｂ）で電子注入層を形成し、実施例２−１〜実施例２−６ではイッテルビウム（Ｙｂ）とＫＩを共蒸着して電子注入層を形成した場合である。実施例２−１〜実施例２−６の電子注入層に含まれているＫＩの含有量は、それぞれ、１ｖｏｌ％、３ｖｏｌ％、５ｖｏｌ％、１０ｖｏｌ％、１５ｖｏｌ％、２０ｖｏｌ％である。
【００９２】
【表３】
2018074156.tif 000005
【００９３】
前記表２、表３を参照すると、比較例１−１に比べて実施例１−１〜実施例１−６および実施例２−１〜実施例２−６の場合、ホワイト光効率が４％〜７％上昇している。
【００９４】
下記表４は、イッテルビウム（Ｙｂ）とＲｂＩを共蒸着して形成した電子注入層を含む発光素子から構成される表示パネルと、イッテルビウム（Ｙｂ）とＫＩを共蒸着して形成した電子注入層を含む発光素子から構成される表示パネルの信頼性を評価した結果である。それぞれの表示パネルでは、電子注入層を形成する２種類の物質の体積比が異なっている。
【００９５】
【表４】
2018074156.tif 000006
【００９６】
前記表４を参照すると、イッテルビウム（Ｙｂ）とＲｂＩの体積比が９：１および８：２の場合に表示パネルが正常に動作し、ＲｂＩの含有量が２０ｖｏｌ％を越えると、パターン染みのような現象が発生して表示パネルの不良率が高くなった。
【００９７】
ＹｂとＫＩから電子注入層を形成する場合、ＹｂとＫＩの比率で、ＫＩが増えることにより反応物の中でペロブスカイト構造が形成されやすくなる。ペロブスカイトが開口アライン装置の磁気治具に発生する磁場に非常に敏感に反応するため、蒸着工程中に表面に磁気治具のようなパターンの染みが発生することがある。ペロブスカイト構造の場合、二元系化合物よりも約１０倍以上の高い誘電率を有することによって、磁場変化に敏感に反応することがある。
【００９８】
以上説明通り、本発明による発光素子は、信頼性および光効率観点でランタノイド元素を有する第１物質と共蒸着されるアルカリ金属ハロゲン化合物を有する第２物質の含有量が１ｖｏｌ％以上２０ｖｏｌ％以下であることが好ましい。
【００９９】
図１を再び参照すると、電子注入層１８０の上に第２電極１９０が位置する。第２電極１９０は半透過電極であってもよい。
【０１００】
本発明で半透過電極とは、第２電極１９０に入射した光の一部を透過させ、残りの光を第１電極１２０に反射させる半透過性を有する物質を含む電極と定義できる。ここで、半透過性とは、入射光に対する反射率が約０．１％以上約７０％未満であるか約３０％以上約５０％以下であることを意味する。
【０１０１】
第２電極１９０は、銀（Ａｇ）、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、チタン（Ｔｉ）、金（Ａｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、イッテルビウム（Ｙｂ）またはこれらの合金を含んでもよい。
【０１０２】
前述した第２電極１９０を合金で形成する場合、合金比率は蒸着源の温度、雰囲気、真空度などによって制御され適切な比率として選択される。本実施形態で第２電極１９０は約５０Å〜約１５０Åの厚さを有してもよい。第２電極１９０の厚さが５０Åより小さいと面抵抗を確保し難いという問題があり、１５０Åより大きいと反射率が高くなるため、広角特性（Ｗｉｄｅ  Ａｎｇｌｅ  Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ；ＷＡＤ）が悪くなり、横から見たときに色変化が起きることがある。
【０１０３】
本実施形態で第２電極１９０は、ＡｇＭｇまたはＡｇＹｂで形成することが好ましい。ＡｇＭｇまたはＡｇＹｂを電極に適用すると、ＭｇまたはＹｂの含有量が高いほど電子注入障壁が低くなるようになり、そのために多くの電子が注入されるようになる。素子全体で電子と正孔バランスが歪むようになれば、素子が劣化して寿命および効率が急減することがある。このような電子と正孔とのバランスを考慮して第２電極１９０に含まれるＭｇまたはＹｂの含有量は、約１０ｖｏｌ％〜約３０ｖｏｌ％であることが好ましい。
【０１０４】
ＡｇＭｇ電極とＡｇＹｂ電極とを比較すると、Ｍｇは発火性が高いので環境および安全問題を考慮するとＡｇＹｂがより望ましい。また、電子注入層でＹｂを含む場合、ＡｇＭｇ電極の製造に比べてＡｇＹｂ電極の製造時に必要な材料数が少ないので、工程および製造単価面でＡｇＹｂがより望ましい。
【０１０５】
第２電極１９０の上にキャッピング層２００が位置する。キャッピング層２００は有機物質または無機物質で形成されることができ、第２電極１９０を保護し、第２電極１９０と共に共振強度と共振位相の変化を誘導する役割を果たすこともできる。
【０１０６】
図５は、図１の実施形態による発光層を含む発光表示装置を概略的に示す断面図である。図５において、赤色画素、緑色画素および青色画素にそれぞれ対応する発光素子を基板２３の上に示す。
【０１０７】
図５を参照すると、図１に示した発光層１５０が赤色発光層１５０Ｒ、緑色発光層１５０Ｇ、および青色発光層１５０Ｂに対応し、これらは第１電極１２０に平行な方向に水平配置されている。正孔伝達層１３０は赤色発光層１５０Ｒと第１電極１２０の間、緑色発光層１５０Ｇと第１電極１２０の間、および青色発光層１５０Ｂと第１電極１２０の間に共通に位置し、共通に位置する部分で正孔伝達層１３０の厚さは実質的に同じであってもよい。
【０１０８】
赤色発光層１５０Ｒ、緑色発光層１５０Ｇ、および青色発光層１５０Ｂのうち、隣り合う発光層の間には画素定義膜２５が位置してもよい。
【０１０９】
本実施形態で、青色発光層１５０Ｂの下部に青色発光層１５０Ｂの効率を高めるための補助層ＢＩＬが位置してもよい。補助層ＢＩＬは正孔電荷バランス（ｈｏｌｅ  Ｃｈａｒｇｅ  Ｂａｌａｎｃｅ）を調整して青色発光層１５０Ｂの効率を高める役割をすることができる。補助層ＢＩＬは、下記の化学式１で表現される化合物を含むことができる。
【０１１０】
【化１】
2018074156.tif 000007
【０１１１】
前記化学式１において、Ａ１、Ａ２およびＡ３はそれぞれ独立的に水素、アルキル基、アリール基、カルバゾリル基、ジベンゾチオフェニル基、ジベンゾフラニル基、又はビフェニル基であり、ａ、ｂ、ｃはそれぞれ独立的に０〜４の整数である。
【０１１２】
前記化学式１で表される化合物の一例として、下記の化学式１−１、１−２、１−３、１−４、１−５、１−６を含むことができる。
【０１１３】
【化２】
2018074156.tif 000008
【化３】
2018074156.tif 000009
【化４】
2018074156.tif 000010
【化５】
2018074156.tif 000011
【化６】
2018074156.tif 000012
【化７】
2018074156.tif 000013
【０１１４】
また、別の実施形態において、補助層ＢＩＬは下記の化学式２で表される化合物を含むことができる。
【０１１５】
【化８】
2018074156.tif 000014
【０１１６】
前記化学式２において、ａ、ｂ、ｃはそれぞれ独立的に０〜３であり、ＸはＯ、ＮおよびＳの中から選択され、Ｘは互いに同一でも異なっていてもよい。
【０１１７】
前記化学式２表わされる化合物の一例として、下記の化学式２−１〜２−５を含むことができる。
【０１１８】
【化９】
2018074156.tif 000015
【化１０】
2018074156.tif 000016
【化１１】
2018074156.tif 000017
【化１２】
2018074156.tif 000018
【化１３】
2018074156.tif 000019
【０１１９】
また、別の実施形態において、補助層ＢＩＬは下記の化学式３で表される化合物を含むことができる。
【０１２０】
【化１４】
2018074156.tif 000020
【０１２１】
化学式３において、Ａ１は水素、アルキル基、アリール基、カルバゾール、ジベンゾチオフェニル基、ジベンゾフラニル基（ＤＢＦ）であり、Ｌ１とＬ２はそれぞれ下記の化学式（４）で表わされるアリーレン基である。
【０１２２】
【化１５】
2018074156.tif 000021
【０１２３】
化学式（４）において、ｎは０〜３の整数である。化学式（３）において、Ｌ１とＬ２に結合したジベンゾフラニル基はカルバゾリル基またはジベンゾチオフェニル基に置き換えることができる。
【０１２４】
本実施形態による発光素子は、赤色発光層１５０Ｒの下部に赤色共振補助層１５０Ｒ'が位置し、緑色発光層１５０Ｇの下部に緑色共振補助層１５０Ｇ'が位置してもよい。これら赤色共振補助層１５０Ｒ'と緑色共振補助層１５０Ｇ'は各色相別に共振距離を合わせるために付加した層である。これとは異なり、青色発光層１５０Ｂおよび補助層ＢＩＬの下部には、これらと正孔伝達層１３０の間に位置する別途の共振補助層を形成しなくてもよい。
【０１２５】
電子注入層１８０および第２電極１９０は赤色発光層１５０Ｒとキャッピング層２００の間、緑色発光層１５０Ｇとキャッピング層２００の間および青色発光層１５０Ｂとキャッピング層２００の間に共通に位置し、共通に位置する部分で電子注入層１８０および第２電極１９０の厚さは実質的に同じであってもよい。
【０１２６】
ここで、図１を参照して説明した内容は、重複して説明しない。ただし、図５に示した基板２３と第１電極１２０の間に薄膜トランジスタ、層間絶縁膜を含む素子と絶縁膜などを形成することができるが、図５では省略し、図７を参照して後述する。
【０１２７】
図６は、図５の実施形態による発光層の変形例を概略的に示す断面図である。図６は図１で説明した発光素子と大部分の構成が同じである。以下、図１の実施形態との相違点についてのみ説明し、図１を参照して説明した内容は図６の実施形態に全て適用可能である。
【０１２８】
図６を参照すると、本実施形態による発光素子は、互いに異なる色を示す複数の層１５０ａ、１５０ｂ、１５０ｃが組み合わせて白色または青色発光する発光層１５０を含む。複数の層は２層または３層から積層された構造であってもよく、図６では３層の発光層１５０を示している。
【０１２９】
３層の発光層１５０はそれぞれ青色、黄色、および青色を示す。図示していないが、２層の発光層の場合には各層が青色、黄色を示してもよい。図示していないが、図６の複数の層１５０ａ、１５０ｂ、１５０ｃのうち、隣り合う層の間に少なくとも一つの電荷生成層が位置してもよい。
【０１３０】
図１を参照して説明した電子注入層１８０についての説明は、図６の発光素子にも適用可能である。
【０１３１】
図７は、本発明の一実施形態による発光表示装置を示す断面図である。図７を参照すると、本発明の一実施形態による発光表示装置は、基板２３、駆動薄膜トランジスタ３０、第１電極１２０、発光素子層１００および第２電極１９０を含む。第１電極１２０はアノード電極、第２電極１９０はカソード電極であってもよいが、第１電極１２０がカソード電極、第２電極１９０がアノード電極であってもよい。
【０１３２】
基板２３の上には基板バッファ層２６が位置することができる。基板バッファ層２６は不純物の浸透を防止し、表面を平坦化する役割を果たすが、必須の構成ではなく、基板２３の種類および工程条件により省略することもできる。
【０１３３】
基板バッファ層２６の上には駆動半導体層３７が形成される。駆動半導体層３７は多結晶シリコンを含む物質で形成されることができる。また、駆動半導体層３７は不純物がドーピングされていないチャンネル領域３５、チャンネル領域３５の両側に位置し、不純物がドーピングされたソース領域３４およびドレイン領域３６を含む。このとき、ドーピングされるイオン物質はホウ素（Ｂ）のようなＰ型不純物であり、主にＢ2Ｈ6が用いることができる。ここで、このような不純物は薄膜トランジスタの種類によって異なる。
【０１３４】
駆動半導体層３７の上にはゲート絶縁膜２７が位置する。ゲート絶縁膜２７の上には駆動ゲート電極３３を含むゲート配線が位置する。そして、駆動ゲート電極３３は駆動半導体層３７の少なくとも一部、特にチャンネル領域３５と重なるように形成される。
【０１３５】
一方、ゲート絶縁膜２７の上には駆動ゲート電極３３を覆う層間絶縁膜２８が形成される。ゲート絶縁膜２７と層間絶縁膜２８には駆動半導体層３７のソース領域３４およびドレイン領域３６を露出する第１コンタクトホール２２ａおよび第２コンタクトホール２２ｂが形成されている。層間絶縁膜２８の上には駆動ソース電極７３および駆動ドレイン電極７５を含むデータ配線が位置してもよい。また、駆動ソース電極７３および駆動ドレイン電極７５は、それぞれ層間絶縁膜２８およびゲート絶縁膜２７に形成された第１コンタクトホール２２ａおよび第２コンタクトホール２２ｂを通じてソース領域３４およびドレイン領域３６と接続される。
【０１３６】
このように、駆動半導体層３７、駆動ゲート電極３３、駆動ソース電極７３および駆動ドレイン電極７５を含む駆動薄膜トランジスタ３０が形成される。駆動薄膜トランジスタ３０の構成は前述した例に限定されず、当該技術分野の専門家が容易に実施できる、公知の構成で多様に変更可能である。
【０１３７】
そして、層間絶縁膜２８上にはデータ配線を覆う平坦化膜２４が形成される。平坦化膜２４は、その上に形成される発光素子の発光効率を高めるために段差をなくして平坦化させる役割を果たす。また、平坦化膜２４には第３コンタクトホール２２ｃが形成されて駆動ドレイン電極７５と後述する第１電極を電気的に接続することができる。
【０１３８】
ここで、本発明の実施形態は前述した構造に限定されるものではなく、場合によっては平坦化膜２４と層間絶縁膜２８のうちのいずれか一つは省略することもできる。
【０１３９】
平坦化膜２４の上には発光素子ＬＤの第１電極１２０が位置する。平坦化膜２４と第１電極１２０の上に画素定義膜２５が位置する。画素定義膜２５には第１電極１２０の一部と重畳して開口部が形成されている。このとき、画素定義膜２５によって形成された開口部ごとに発光素子層１００が位置することができる。
【０１４０】
一方、第１電極１２０の上には発光素子層１００が位置する。発光素子層１００は、図１で説明した発光素子であり、正孔伝達層１３０、発光層１５０、電子輸送層１６０および電子注入層１８０を有する。なお、図５および図６で説明した発光素子に関する内容も本発明による発光表示装置に適用可能である。
【０１４１】
図７には発光素子層１００が画素定義膜２５の開口部内のみに位置することを示しているが、図５で説明したように発光素子層１００を構成する一部の層は第２電極１９０のように画素定義膜２５の上部面の上にも位置してもよい。
【０１４２】
発光素子層１００の上には第２電極１９０およびキャッピング層２００が位置する。キャッピング層２００の上には薄膜封止層３００が位置する。薄膜封止層３００は、基板２３の上に形成されている発光素子ＬＤと駆動回路部を密封して外部から保護する。
【０１４３】
薄膜封止層３００は互いに一つずつ交互に積層される封止有機膜３００ａ、３００ｃと封止無機膜３００ｂ、３００ｄとを含む。図７では一例として２つの封止有機膜３００ａ、３００ｃと２つの封止無機膜３００ｂ、３００ｄが一つずつ交互に積層されて薄膜封止層３００を構成することを示したが、これに限定されるわけではない。
【０１４４】
図８は、図６の発光素子の上に位置する色変換層を示す断面図である。図８は図６で説明した発光素子と大部分の構成が同じである。以下、図６の実施形態との相違点についてのみ説明する。図６を参照して説明した内容は図８の実施形態に全て適用可能である。
【０１４５】
図８を参照すると、キャッピング層２００または第２電極１９０の上に色変換層２５０が位置する。発光層１５０で発生した光は、第２電極１９０の上に位置する色変換層２５０を通過することにより所望の色を実現することができる。色変換層２５０は、各画素領域に対応するように複数形成することができる。複数の色変換層は染料または顔料を含む赤色、緑色および青色の色フィルターであるか、それぞれ大きさが異なるナノ粒子、例えば量子ドットを含むこともできる。発光層１５０が青色を発光する場合には、青色の色フィルターが省略されたり青色画素領域に対応する部分に色変換層の代わりに透過層が形成されて発光層１５０で発生した青色光をそのまま透過させることもできる。このとき、複数の層１５０ａ、１５０ｂ、１５０ｃを組み合わせて青色発光する場合だけでなく、単一層で青色発光する発光層１５０と色変換層２５０の組み合わせによる発光素子構造を形成することも可能である。
【０１４６】
以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の権利範囲は、これに限定されるものではなく、以下の特許請求の範囲で定義している本発明の基本概念を利用した当業者の様々な変形および改良形態も本発明の権利範囲に属することは当然である。
【符号の説明】
【０１４７】
１００  発光素子層
１２０  第１電極
１３０  正孔伝達層
１５０  発光層
１６０  電子伝達層
１８０  電子注入層
１９０  第２電極
２００  キャッピング層
【図１】
2018074156.tif 000022
【図２】
2018074156.tif 000023
【図３】
2018074156.tif 000024
【図４】
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【図５】
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【図６】
2018074156.tif 000027
【図７】
2018074156.tif 000028
【図８】
2018074156.tif 000029