(57)【要約】【課題】電極から発光層への電子および正孔の注入を容易にして発光効率を改善できる有機発光表示装置を提供する。【解決手段】基板と、基板上に形成される第１電極と、第１電極上に形成されるバッファ層と、バッファ層上に形成される発光層と、発光層上に形成される第２電極とを含み、バッファ層は、透明導電性酸化物および前記透明導電性酸化物より仕事関数の低い金属または金属酸化物を含む、有機発光表示装置およびその製造方法に関するものである。【選択図】図１
2011114340.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
当該基板上に形成される第１電極と、
当該第１電極上に形成されるバッファ層と、
当該バッファ層上に形成される発光層と、
当該発光層上に形成される第２電極と、
を含み、
前記バッファ層が、透明導電性酸化物および当該透明導電性酸化物より仕事関数の低い金属または金属酸化物を含む、有機発光表示装置。
【請求項２】
前記金属または金属酸化物が、１．２５ｅＶから４ｅＶの仕事関数を有する、請求項１に記載の有機発光表示装置。
【請求項３】
前記金属が、Ｃａ、Ｍｇ、Ｓｍ、Ｃｓ、Ｂａ、Ｓｒ、Ｙ、Ｌａからなる群より選択される１つ以上のものであり、
前記金属酸化物が、Ｃａ、Ｍｇ、Ｓｍ、Ｃｓ、Ｂａ、Ｓｒ、Ｙ、Ｌａからなる群より選択される１つ以上の金属の酸化物である、請求項１または２に記載の有機発光表示装置。
【請求項４】
前記金属または金属酸化物が、前記バッファ層に対して０．５から２０質量％含まれている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の有機発光表示装置。
【請求項５】
前記バッファ層が、３．６ｅＶから４．７ｅＶの仕事関数を有する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の有機発光表示装置。
【請求項６】
前記バッファ層が、４００ｎｍから７００ｎｍの波長領域で８０％以上の透過率を有する、請求項１〜５のいずれか１項に記載の有機発光表示装置。
【請求項７】
前記バッファ層が、０．１Åから１０００Åの厚さを有する、請求項１〜６のいずれか１項に記載の有機発光表示装置。
【請求項８】
基板上に第１電極を形成する段階と、
当該第１電極上にバッファ層を形成する段階と、
当該バッファ層上に発光層を形成する段階と、
当該発光層上に第２電極を形成する段階と、
を含み、
前記バッファ層を形成する段階が、透明導電性酸化物および当該透明導電性酸化物より仕事関数が低い金属または金属酸化物を共に積層する段階を含む、有機発光表示装置の製造方法。
【請求項９】
前記金属が、Ｃａ、Ｍｇ、Ｓｍ、Ｃｓ、Ｂａ、Ｓｒ、Ｙ、Ｌａからなる群より選択される１つ以上のものであり、
前記金属酸化物が、Ｃａ、Ｍｇ、Ｓｍ、Ｃｓ、Ｂａ、Ｓｒ、Ｙ、Ｌａからなる群より選択される１つ以上の金属の酸化物である、請求項８に記載の有機発光表示装置の製造方法。
【請求項１０】
前記バッファ層を形成する段階が、スパッタリング、熱蒸着法または湿式塗布法によって行う、請求項８または９に記載の有機発光表示装置の製造方法。
【請求項１１】
前記バッファ層を形成する段階が、前記透明導電性酸化物のターゲットおよび前記金属または金属酸化物のターゲットを使用するスパッタリングによって行う、請求項８〜１０のいずれか１項に記載の有機発光表示装置の製造方法。
【請求項１２】
前記スパッタリングの際に酸素を供給する、請求項１１に記載の有機発光表示装置の製造方法。
【請求項１３】
前記酸素が、０．０１から１ｓｃｃｍの流量で供給される、請求項１２に記載の有機発光表示装置の製造方法。
【請求項１４】
前記バッファ層は、３．６ｅＶから４．７ｅＶの仕事関数を有し、４００ｎｍから７００ｎｍの波長領域で８０％以上の透過率を有する、請求項８〜１３のいずれか１項に記載の有機発光表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機発光表示装置およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機発光表示装置では、１つの電極から注入された電子と、他の電極から注入された正孔とが、２つの電極間に位置する発光層で結合して、励起子を生成し、励起子がエネルギーを放出して発光する。
【０００３】
有機発光表示装置は、それ自体が発光するため、別途の光源を要さない。よって、有機発光表示装置の消費電力は低い。
【０００４】
このような消費電力をさらに低くするためには、有機発光表示装置の発光効率を上げる必要がある。当該発光効率は、発光層で生成した励起子の個数に比例するため、電極から発光層への電子と正孔の注入が容易に起こる必要がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の一実施形態は、電極から発光層への電子および正孔の注入が容易に起こり、発光効率が改善された有機発光表示装置を提供する。
【０００６】
また、本発明の他の実施形態は、上記有機発光表示装置の製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一側面による有機発光表示装置は、基板と、当該基板上に形成される第１電極と、当該第１電極上に形成されるバッファ層と、当該バッファ層上に形成される発光層と、当該発光層上に形成される第２電極とを含み、前記バッファ層は、透明導電性酸化物および当該透明導電性酸化物より仕事関数の低い金属または金属酸化物を含む。
【０００８】
前記金属または金属酸化物は、約１．２５から４ｅＶの仕事関数を有していてもよい。
【０００９】
前記金属は、Ｃａ、Ｍｇ、Ｓｍ、Ｃｓ、Ｂａ、Ｓｒ、Ｙ、Ｌａからなる群より選択される１つ以上であってもよく、前記金属酸化物は、Ｃａ、Ｍｇ、Ｓｍ、Ｃｓ、Ｂａ、Ｓｒ、Ｙ、Ｌａからなる群より選択される１つ以上の金属の酸化物であってもよい。
【００１０】
前記金属または金属酸化物は、前記バッファ層に対して約０．５から２０質量％で含まれていてもよい。
【００１１】
前記バッファ層は、約３．６ｅＶから４．７ｅＶの仕事関数を有していてもよい。
【００１２】
前記バッファ層は、約４００ｎｍから７００ｎｍの波長領域で約８０％以上の透過率を有していてもよい。
【００１３】
前記バッファ層は、約０．１Åから１０００Åの厚さを有していてもよい。
【００１４】
本発明の他の側面による有機発光表示装置の製造方法は、基板上に第１電極を形成する段階と、当該第１電極上にバッファ層を形成する段階と、当該バッファ層上に発光層を形成する段階と、当該発光層上に第２電極を形成する段階とを含むことができ、前記バッファ層を形成する段階は、透明導電性酸化物および当該透明導電性酸化物より仕事関数の低い金属または金属酸化物を共に積層する段階を含んでいてもよい。
【００１５】
前記金属は、Ｃａ、Ｍｇ、Ｓｍ、Ｃｓ、Ｂａ、Ｓｒ、Ｙ、Ｌａからなる群より選択される１つ以上のものであってもよく、前記金属酸化物は、Ｃａ、Ｍｇ、Ｓｍ、Ｃｓ、Ｂａ、Ｓｒ、Ｙ、Ｌａからなる群より選択される１つ以上の金属の酸化物であってもよい。
【００１６】
前記バッファ層を形成する段階は、スパッタリング、熱蒸着法または湿式塗布法によって行ってもよい。
【００１７】
前記バッファ層を形成する段階は、前記透明導電性酸化物のターゲットおよび前記金属または金属酸化物のターゲットを使用するスパッタリングによって行ってもよい。
【００１８】
前記スパッタリング時に酸素を供給してもよい。
【００１９】
前記酸素は、約０．０１ｓｃｃｍから１ｓｃｃｍの流量で供給してもよい。
【００２０】
前記バッファ層は、約３．６ｅＶから４．７ｅＶの仕事関数を有し、約４００ｎｍから７００ｎｍの波長領域で約８０％以上の透過率を有していてもよい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、電極と発光層との仕事関数の差を減らして、電荷の注入または伝達が容易に起こるようにすることにより、有機発光表示装置の発光効率を上げることができ、同時に透過率も高めて輝度を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施形態による有機発光表示装置を概略的に示す断面図である。
【図２】形成する際の酸素の供給流量の異なるバッファ層の仕事関数を示すグラフである。
【図３】形成する際の酸素の供給流量の異なるバッファ層の光の波長とバッファ層の透過率を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の属する技術分野の通常の知識を有する者が、本発明を容易に実施できるように、添付した図面を参照して詳細に説明する。しかし、本発明は、種々の相異な形態で実現することができ、ここで説明する実施形態の範囲に限られない。
【００２４】
図面において、種々の層および領域を明確に表現するために厚さを拡大して表わしている。明細書の全体にわたって類似する部分に対しては同一の図面符号を付けている。層、膜、領域、板などの部分が他の部分の“上”に存在する場合、これは他の部分の“すぐ上”に存在する場合だけでなく、ある部分と他の部分の中間にそれ以外の他の部分が存在する場合も含む。一方、ある部分が他の部分の“すぐ上”に存在する場合、中間にそれ以外の他の部分が存在しないことを意味する。
【００２５】
それでは、図１を参照して、本発明の一実施形態による有機発光表示装置について説明する。
【００２６】
図１は、本発明の一実施形態による有機発光表示装置を概略的に示す断面図である。
【００２７】
図１を参照すれば、有機発光表示装置は、基板１０と、当該基板１０の上に形成される第１電極１２と、当該第１電極１２の上に形成されるバッファ層１３と、当該バッファ層１３の上に形成される有機発光部材１４と、当該有機発光部材１４の上に形成される第２電極１８とを含む。
【００２８】
上記基板１０は、ガラス基板、シリコンウエハ、高分子膜などで作ることができる。
【００２９】
上記第１電極１２は、カソードまたはアノードであってもよく、好ましくはカソードである。当該第１電極１２は、アルミニウム（Ａｌ）またはアルミニウム合金、銀（Ａｇ）または銀合金、銅（Ｃｕ）または銅合金などの金属または導電性酸化物で作ることができ、単一層または複数層を含んでいてもよい。ここで、第１電極１２の層を複数含む場合とは、例えば、金属を含む第１層および導電性酸化物を含む第２層を含むことを意味する。
【００３０】
上記バッファ層１３は、金属または金属酸化物の混合物および透明導電性酸化物（ＴＣＯ）で作ることができる。
【００３１】
上記透明導電性酸化物は、例えば、インジウム（Ｉｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、錫（Ｓｎ）の酸化物からなる群より選択される１つ以上のものであってもよく、約３．０ｅＶから５．０ｅＶの仕事関数を有しうる。好ましくはIｎＯｘである。
【００３２】
上記金属または金属酸化物は、上記透明導電性酸化物より低い仕事関数を有する物であり、約１．２５から４ｅＶ、好ましくは２ｅＶから４ｅＶの比較的に低い仕事関数を有しうる。このような金属としては、例えば、カルシウム（Ｃａ）、マグネシウム（Ｍｇ）、サマリウム（Ｓｍ）、セシウム（Ｃｓ）、バリウム（Ｂａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、イットリウム（Ｙ）、ランタン（Ｌａ）からなる群より選択される１つ以上のものであってもよく、このような金属酸化物としては、例えば、カルシウム（Ｃａ）、マグネシウム（Ｍｇ）、サマリウム（Ｓｍ）、セシウム（Ｃｓ）、バリウム（Ｂａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、イットリウム（Ｙ）、ランタン（Ｌａ）からなる群より選択される１つ以上の金属の酸化物であってもよい。好ましくは、ＣａＯ、ＭｇＯ，ＳｍＯであり、特に好ましくはＣａＯである。このような範囲の仕事関数を有することにより、透明導電性酸化物と混合して有機発光部材１３への電荷の注入または伝達が容易にできる。
【００３３】
上記バッファ層１３は、約３．６ｅＶから４．７ｅＶ、好ましくは４．０ｅＶから４．５ｅＶの仕事関数を有していてもよい。このような仕事関数の範囲は、上記第１電極１２と、後述する有機発光部材１４の仕事関数との間の値であり、その範囲だと第１電極１２から有機発光部材１４への電荷の注入または伝達が容易に起こる。
【００３４】
上記金属または金属酸化物は、バッファ層１３の総含有量に対して約０．５から２０質量％、好ましくは約２から１０質量％で含まれる。上記範囲で金属または金属酸化物が含まれる場合、バッファ層の仕事関数は適切に低くなり、抵抗は大きく高くならないのと同時に、バッファ層の膜質は改善されうる。
【００３５】
一方、バッファ層１３は、可視光線領域、つまり、約４００ｎｍから７００ｎｍ、好ましくは４１０ｎｍ〜７００ｎｍ、特に好ましくは４２０ｎｍ〜５００ｎｍの波長領域で約８０％以上、好ましくは８５％以上の透過率を有しうる。上述のように、バッファ層１３は、透明導電性酸化物と金属または金属酸化物とが混合されており、この場合、金属または金属酸化物によってバッファ層１３の透過率が低くなり、輝度が落ちることがある。本実施形態は、バッファ層１３に金属または金属酸化物を含む場合においても、可視光線領域で約８０％以上の透過率を示しうる。これを実現するために、例えば、バッファ層１３の形成時に酸素を供給してもよい。その時、酸素の流量は約０．０１から１ｓｃｃｍであり、好ましくは０．２から１ｓｃｃｍである。前記範囲の流量で供給される場合、バッファ層１３は上記範囲の仕事関数を有し、適切な導電性を維持できる。
【００３６】
バッファ層１３は、約０．１Åから１０００Åの厚さを有してもよく、好ましくは約０．１Åから２００Åの厚さを有してもよい。上記範囲の厚さのバッファ層を有することにより、有機発光装置の全体の厚さを大きく増加せずに導電性及び透過度を確保することができる。
【００３７】
有機発光部材１４は、発光層１６、および発光層の発光効率を改善するための付帯層１５、１７を含む多層構造であり得る。
【００３８】
発光層１６は、赤色、緑色、青色の三原色から選択される基本色のいずれか１つの光を固有に示す有機物質または有機物質と無機物質との混合物で作られ、例えば、アルミニウムトリス（８−ヒドロキシキノリン）［ａｌｕｍｉｎｉｕｍ  ｔｒｉｓ（８−ｈｙｄｒｏｘｙｑｕｉｎｏｌｉｎｅ）、Ａｌｑ３］、アントラセン、ディストリル（ｄｉｓｔｒｙｌ）化合物であってもよい。上記有機発光表示装置は、発光層１６の基本色の光が混ざり合うことによって所望の映像を表示する。
【００３９】
付帯層１５、１７は、電子と正孔とのバランスをとるための電子輸送層および正孔輸送層と、電子と正孔の注入を強化するための電子注入層および正孔注入層などの群から選択される１つ以上の層を含んでいてもよい。
【００４０】
第２電極１８は、アノードまたはカソードであってもよいが、アノードであるのが好ましい。第２電極１８は、アルミニウム（Ａｌ）またはアルミニウム合金、銀（Ａｇ）または銀合金、銅（Ｃｕ）または銅合金などの透明または不透明導電体で作ることができ、単一層または複数層であってもよい。
【００４１】
以下、上述した有機発光表示装置を製造する方法について説明する。
【００４２】
まず、基板１０の上に第１電極１２を、例えば、スパッタリングなどの方法で形成する。
【００４３】
次に、第１電極１２の上にバッファ層１３を形成する。当該バッファ層１３は、透明導電性酸化物および当該透明導電性酸化物より仕事関数の低い金属または金属酸化物を共に積層して形成してもよい。
【００４４】
上記透明導電性酸化物は、例えば、インジウム（Ｉｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、錫（Ｓｎ）の酸化物からなる群より選択される１つ以上のものである。好ましくはIｎＯｘである。
【００４５】
上記金属または金属酸化物は、約１．２５ｅＶから４ｅＶ、好ましくは２ｅＶから４ｅＶの比較的低い仕事関数を有してもよい。そのような金属としては、カルシウム（Ｃａ）、マグネシウム（Ｍｇ）、サマリウム（Ｓｍ）、セシウム（Ｃｓ）、バリウム（Ｂａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、イットリウム（Ｙ）、ランタン（Ｌａ）からなる群より選択される１つ以上のものであり、上記金属酸化物としては、カルシウム（Ｃａ）、マグネシウム（Ｍｇ）、サマリウム（Ｓｍ）、セシウム（Ｃｓ）、バリウム（Ｂａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、イットリウム（Ｙ）、ランタン（Ｌａ）の酸化物からなる群より選択される１つ以上のものであってもよい。好ましくは、ＣａＯ、ＭｇＯ、ＳｍＯであり、特に好ましくはＣａＯである。このような範囲の仕事関数を有することにより、透明導電性酸化物と混合して有機発光部材１３への電荷の注入または伝達が容易にできる。
【００４６】
バッファ層１３は、例えば、スパッタリング、熱蒸着法または湿式塗布法などの方法で形成できる。
【００４７】
バッファ層１３を、例えば、スパッタリングによって形成する場合、透明導電性酸化物のターゲットと、金属または金属酸化物のターゲットとを使用して、コスパッタリングによって行ってもよい。
【００４８】
一方、上述のように、スパッタリングを行う際、酸素を供給してもよい。酸素を供給する際の酸素の流量は、約０．０１ｓｃｃｍから１ｓｃｃｍであってもよく、好ましくは０．２から１ｓｃｃｍである。上記範囲の流量で酸素を供給した場合、バッファ層１３は約３．６ｅＶから４．７ｅＶ、好ましくは４．０ｅＶから４．５ｅＶの仕事関数を有しながらも、可視光線の領域、つまり、約４００ｎｍから７００ｎｍ、好ましくは４１０ｎｍ〜７００ｎｍ、特に好ましくは４２０ｎｍ〜５００ｎｍの波長領域で約８０％以上、好ましくは８５％以上の透過率を維持でき、適切な導電性を示しうる。
【００４９】
次に、バッファ層１３の上に有機発光部材１４を形成する。当該有機発光部材１４は、発光層１６および付帯層１５、１７を含み、これらを蒸着またはインクジェット印刷のような溶液工程によって形成される。
【００５０】
次に、有機発光部材１４の上に第２電極１８を、例えば、スパッタリングなどの方法で形成する。
【実施例】
【００５１】
以下、実施形態を通じて本発明をより詳細に説明する。ただし、下記の実施形態は説明を目的とするものであり、本発明の範囲を制限するものではない。
［有機発光装置の製作］
ガラス基板上にＡｌをスパッタリングで形成した後にパターニングし、ＩｎＯｘおよびＣａＯスパッタリングターゲットを使用して７質量％のＣａＯを含むバッファ層を形成した。バッファ層の形成時に酸素をそれぞれ０、０．１ｓｃｃｍ、０．２ｓｃｃｍ、０．５ｓｃｃｍ、および１ｓｃｃｍの流量で供給した。次に、バッファ層上に電子伝達層としてＡｌｑ３を蒸着し、その上に発光層として、Ａｌｑ３にクマリン６を１質量％ドーピングしたものを共蒸着し、さらに正孔注入層および正孔伝達層としてのＮＰＢ（Ｎ，Ｎ−ｄｉｎａｐｈｔｈａｌｅｎｅ−１−ｙｌ−Ｎ，Ｎ−ｄｉｐｈｅｎｙｌｂｅｎｚｉｄｉｎｅ）を蒸着し、最後にＡｌを蒸着して有機発光装置を製作した。
［評価］
バッファ層の形成時、バッファ層の形成時の酸素の供給流量の相違に伴う仕事関数と透過率の変化を測定した。
【００５２】
当該結果について図２および図３を参照して説明する。
【００５３】
図２および図３は、それぞれバッファ層の形成時、酸素の供給の相違に伴う仕事関数と透過率の変化を示すグラフである。
【００５４】
図２を参照すれば、７質量％のＣａＯを含むＩｎＯｘ：ＣａＯのバッファ層を形成する際、酸素を供給しない場合、約４．２５ｅＶの仕事関数を示し、酸素流量が高まるほど仕事関数が高まることが分かる。
【００５５】
一方、図３を参照すれば、７質量％ＣａＯを含むＩｎＯｘ：ＣａＯのバッファ層を形成する際、酸素を供給する場合、酸素を供給しない場合よりも透過率が高いことが分かる。特に、酸素の供給量が多いほど透過率が高くなることが分かる。
【００５６】
図２および図３から、バッファ層の形成時に酸素を供給した場合、仕事関数と透過率が相反関係（ｔｒａｄｅ  ｏｆｆ）にあることが分かる。従って、バッファ層の形成時に供給される酸素の流量を適切に調節する必要があり、例えば、バッファ層は約３．６ｅＶから４．７ｅＶの仕事関数を有し、かつ可視光線の波長の範囲で約８０％以上の透過率を維持するために、酸素気体の流量を０．０１から１ｓｃｃｍで供給する必要がある。
【００５７】
以上、本発明の好ましい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らに限定されず、次の請求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種々の変形および改良形態も本発明の権利範囲に属するものである。
【符号の説明】
【００５８】
１０  基板
１２  第１電極
１３  バッファ層
１４  有機発光部材
１５、１７  付帯層
１６  発光層
１８  第２電極
【図１】
2011114340.tif 000003
【図２】
2011114340.tif 000004
【図３】
2011114340.tif 000005