(57)【要約】      （修正有）【課題】透過透明性を有し、素子の抵抗を低め、温度又は環境の変化に関係なく信頼性を有する上部電極を備えた有機発光素子及びこれを用いた有機発光ディスプレイ装置を提供する。【解決手段】上部電極１７０上に、ハロゲン化合物の第１物質とハロゲン又は他の非金属との反応性を有する金属の第２物質を一緒に有する界面補償層１８０を含む、有機発光素子。【選択図】図１
2019102422.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下部電極；
前記下部電極上に位置する少なくとも１層の有機層；
前記有機層上に位置し、前記有機層から出射する光が透過する上部電極；及び
前記上部電極上に、ハロゲン化合物の第１物質とハロゲン又は他の非金属との反応性を有する金属の第２物質を一緒に有する界面補償層を含む、有機発光素子。
【請求項２】
前記第２物質は、Ｂａ（Ｂａｒｉｕｍ）、Ｃｅ（Ｃｅｒｉｕｍ）、Ｃｓ（Ｃｅｓｉｕｍ）、Ｅｕ（Ｅｕｒｏｐｉｕｍ）、Ｇｄ（Ｇａｄｏｌｉｎｉｕｍ）、Ｋ（Ｋａｌｉｕｍ）、Ｌｉ（Ｌｉｔｈｉｕｍ）、Ｌｕ（Ｌｕｔｅｒｉｕｍ）、Ｎａ（Ｎａｔｒｉｕｍ）、Ｎｄ（Ｎｅｏｄｙｍｉｕｍ）、Ｒｂ（Ｒｕｂｉｄｉｕｍ）、Ｓｃ（Ｓｃａｎｄｉｕｍ）、Ｓｍ（Ｓａｍａｒｉｕｍ）、Ｓｒ（Ｓｔｒｏｎｔｉｕｍ）、Ｙｂ（Ｙｔｔｅｒｂｉｕｍ）及びＹ（Ｙｔｔｒｉｕｍ）のいずれか１種である、請求項１に記載の有機発光素子。
【請求項３】
前記界面補償層に前記上部電極に含まれる金属の第３物質をさらに含む、請求項１に記載の有機発光素子。
【請求項４】
前記上部電極はＡｇ：Ｍｇを含む、請求項１に記載の有機発光素子。
【請求項５】
前記第１物質は、ＬｉＦを含み、前記第２物質は、Ｙｂを含み、
前記第１物質 Ｙｂの原子比が 前記第２物質 ＬｉＦの原子比よりも大きい、請求項４に記載の有機発光素子。
【請求項６】
前記界面補償層では、ＹｂとＬｉＦの原子比は１：１より大きく、２：１よりも小さいか同じである、請求項５に記載の有機発光素子。
【請求項７】
前記界面補償層において、前記Ｙｂと同じか少ない量でＭｇを含む、請求項５に記載の有機発光素子。
【請求項８】
前記第２物質は、Ｙｂからなる 請求項５に記載の有機発光素子。
【請求項９】
前記界面補償層は前記第２物質の原子比が最も高く、前記第１物質と第３物質は同じ原子比を有する、請求項３に記載の有機発光素子。
【請求項１０】
前記界面補償層は １０Åないし３０Åの厚さを有する 請求項３に記載の有機発光素子。
【請求項１１】
前記上部電極は少なくとも第１層及び第２層を含み、
前記界面補償層の第１物質は前記有機層と接する前記第１層に含まれた金属とハロゲンの化合物である、請求項１に記載の有機発光素子。
【請求項１２】
前記第１物質はＬｉＦである、請求項１１に記載の有機発光素子。
【請求項１３】
前記上部電極は１層以上の金属層が積層されてなり、
前記第２物質は前記上部電極の少なくとも一つの金属層にさらに含まれた、請求項１に記載の有機発光素子。
【請求項１４】
前記第１層はＬｉＦを含み、
前記第２層はＡｇ：Ｍｇを含む、請求項１１に記載の有機発光素子。
【請求項１５】
前記第１物質は、ＬｉＦを含み、前記第２物質は、Ｙｂを含み、
前記第１物質 Ｙｂの原子比が 前記第２物質 ＬｉＦの原子比よりも大きい、請求項１４に記載の有機発光素子。
【請求項１６】
前記界面補償層では、前記ＹｂとＬｉＦの原子比は１：１より大きく、２：１よりも小さいか同じである、請求項１５に記載の有機発光素子。
【請求項１７】
前記界面補償層において、前記第２物質と同じか少ない量でＭｇを含む、請求項１５に記載の有機発光素子。
【請求項１８】
前記第２層のＡｇはＭｇの３倍〜１０倍の原子比を有する、請求項１４に記載の有機発光素子。
【請求項１９】
前記上部電極及び前記界面補償層を合わせた厚さは１００Å〜１８０Åである、請求項１に記載の有機発光素子。
【請求項２０】
前記界面補償層は、１０Åないし３０Åの厚さを有する、請求項１１に記載の有機発光素子。  
【請求項２１】
前記界面補償層は、光が出射される前記上部電極に接し上部に位置する、請求項１ないし２０項のいずれかの項においての有機発光素子。
【請求項２２】
複数のサブ画素を有する基板；
前記複数のサブ画素の各々に備えられた薄膜トランジスタ；及び
前記薄膜トランジスタと接続された 有機発光素子を含み、
前記有機発光素子は、 
下部電極；
前記下部電極上に位置する少なくとも１層の有機層；
前記有機層上に位置し、前記有機層から出射する光が透過する上部電極；及び
前記上部電極上に、ハロゲン化合物の第１物質とハロゲン又は他の非金属との反応性を有する金属の第２物質を一緒に有する界面補償層を含む、有機発光ディスプレイ装置。
【請求項２３】
前記界面補償層上に、透明であり、屈折率１．６ないし２．１の有機化合物からなるキャッピング層をさらに含む 請求項２２に記載の有機発光ディスプレイ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の有機発光素子に関するもので、透過透明性を有し、素子の抵抗を低め、温度又は環境の変化に関係なく信頼性を有する上部電極を備えた有機発光素子及びこれを用いた有機発光ディスプレイ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、本格的な情報化時代に入るにつれて電気的情報信号を視覚的に表現するディスプレイ（ｄｉｓｐｌａｙ）分野が急速に発展して来た。これに応じて薄型化、軽量化、低消費電力化の優れた性能を有する多様な平面表示装置（Ｆｌａｔ  Ｄｉｓｐｌａｙ  Ｄｅｖｉｃｅ）が開発されて既存のブラウン管（Ｃａｔｈｏｄｅ  Ｒａｙ  Ｔｕｂｅ：ＣＲＴ）が急速に置き換えられている。
【０００３】
このような平面表示装置の具体的な例としては、液晶表示装置（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ  ｄｅｖｉｃｅ：ＬＣＤ）、プラズマディスプレイパネル装置（Ｐｌａｓｍａ  Ｄｉｓｐｌａｙ  Ｐａｎｅｌ  ｄｅｖｉｃｅ：ＰＤＰ）、電界放出ディスプレイ装置（Ｆｉｅｌｄ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ  Ｄｉｓｐｌａｙ  ｄｅｖｉｃｅ：ＦＥＤ）、有機発光ディスプレイ装置（Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｅｖｉｃｅ：ＯＬＥＤ）などを挙げることができる。
【０００４】
このうち、付加の光源を要求せず、装置のコンパクト化及び鮮やかなカラー表示のために有機発光ディスプレイ装置が競争力あるアプリケーション（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ）として考慮されている。
【０００５】
一方、有機発光ディスプレイ装置には複数のサブ画素を有する基板上に、各サブ画素に対応して発光のための有機発光素子が備えられる。そして、有機発光素子は、陽極と陰極、陽極と陰極の間に正孔輸送層、発光層及び電子輸送層を順に備えてなる。
【０００６】
このような有機発光素子は陽極陰極の間に電場を加えることによって発光する素子で、低い電圧で駆動可能であり、電力消耗が比較的小さく、その上、軽くてフレキシブルな基板上にも素子の製作が可能であることが特徴である。
【０００７】
有機発光ディスプレイ装置は、個別サブ画素に発光のための有機発光素子が備えられて光を放出する。個別有機発光素子においては、発光層内に正孔と電子が結合してエキシトン（ｅｘｃｉｔｏｎ）を成し、エキシトンのエネルギーがグラウンド状態に落ちながら光を放出し、発光層での正孔と電子の結合効率によって発光効率が決定される。
【０００８】
一方、有機発光素子は有機発光素子から光が出る方向によって上部発光方式と下部発光方式に分けられる。それぞれ光が出る反対面に反射電極を備えて、有機発光素子から出る光を一方向に用いる。
【０００９】
このうち、近年、反射電極の下側の素子構成において自由な上部発光方式に対する研究が活発である。
【００１０】
上部発光方式の有機発光素子は、光の透過のために、上部電極が透明性又は半透過性を有しなければならない。一方、有機発光素子を備える有機発光ディスプレイ装置は画面を正面から見るだけではなく斜めに見ることもある。この時、視野角によって画面の色が異なって見える現象が観察される。このような視野角色偏差は主に上部電極の厚さが厚いときに発生するため、近年上部電極の厚さを減らそうとする試みがある。
【００１１】
しかし、上部電極は有機発光素子に電界を供給するため、または安定化するための電極の一種で、一定値以上の導電性を確保しなければならない。この観点で、透明電極よりは薄い厚さの具現が可能な半透過性の電極を上部電極に適用することが選好されている。ところが、半透過性の上部電極も厚さを減らすときに抵抗が増加し、厚さを増やせば視野角色偏差の傾向が酷くなるので、現在の上部発光方式の有機発光素子及びこれを用いた有機発光ディスプレイ装置は視野角色偏差と抵抗の減少を同時に具現しなければならない課題がある。
【００１２】
また、有機発光ディスプレイ装置は、近年携帯が可能な携帯電話、電子本、又は多様な探査装置にも用いられており、多様な環境の下でも安全性を持って動作することが要求される。一般的に、固定された形態又は常温で理想的に適用されるように設計された現在の有機発光ディスプレイ装置はこのような要求を満たすことができない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は上述した問題点を解決するためのもので、透過透明性を有し、素子の抵抗を低め、温度又は環境の変化に関係なく信頼性を有する上部電極を備えた有機発光素子及びこれを用いた有機発光ディスプレイ装置を提供することをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の有機発光素子及びこれを用いた有機発光ディスプレイ装置は上部電極とこれと接した界面補償層の構成によって光の出射側の抵抗減少と透過性維持を同時に図り、その上、温度変化に関係なく駆動電圧及び効率を安定的に確保することができる。
【００１５】
一例による本発明の有機発光素子は、下部電極と、前記下部電極上に位置する少なくとも１層の有機層と、前記有機層上に位置し、前記有機層から出射する光が透過する上部電極と、前記上部電極上に、ハロゲン化合物の第１物質とハロゲン又は非金属との反応性を有する金属の第２物質を一緒に有する界面補償層とを含んでなる。
【００１６】
前記第２物質は、Ｂａ（Ｂａｒｉｕｍ）、Ｃｅ（Ｃｅｒｉｕｍ）、Ｃｓ（Ｃｅｓｉｕｍ）、Ｅｕ（Ｅｕｒｏｐｉｕｍ）、Ｇｄ（Ｇａｄｏｌｉｎｉｕｍ）、Ｋ（Ｋａｌｉｕｍ）、Ｌｉ（Ｌｉｔｈｉｕｍ）、Ｌｕ（Ｌｕｔｅｒｉｕｍ）、Ｎａ（Ｎａｔｒｉｕｍ）、Ｎｄ（Ｎｅｏｄｙｍｉｕｍ）、Ｒｂ（Ｒｕｂｉｄｉｕｍ）、Ｓｃ（Ｓｃａｎｄｉｕｍ）、Ｓｍ（Ｓａｍａｒｉｕｍ）、Ｓｒ（Ｓｔｒｏｎｔｉｕｍ）、Ｙｂ（Ｙｔｔｅｒｂｉｕｍ）及びＹ（Ｙｔｔｒｉｕｍ）のいずれか１種であってもよい。
【００１７】
そして、前記界面補償層に前記上部電極に含まれる金属の第３物質をさらに含むことができる。
【００１８】
また、前記界面補償層は第２物質の原子比が最も高く、前記第１物質と第３物質は同じ原子比を有することができる。
【００１９】
前記上部電極は少なくとも第１及び第２金属層を含み、前記界面補償層の第１物質は前記有機層と接する第１金属層に含まれた金属とハロゲンの化合物であってもよい。
【００２０】
前記第１物質はＬｉＦであってもよい。
【００２１】
前記上部電極は一層以上の金属層が積層されてなり、前記第２物質は前記上部電極の少なくとも一つの金属層にさらに含まれることができる。
【００２２】
また、前記第２金属層はＡｇ：Ｍｇを含むことができる。
【００２３】
そして、前記第２金属層のＡｇはＭｇの３倍〜１０倍の原子比を有することができる。
【００２４】
前記上部電極及び前記界面補償層を合わせた厚さは１００Å〜１８０Åであってもよい。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の有機発光素子及びこれを用いた有機発光ディスプレイ装置は次のような効果がある。
【００２６】
一つ目、上部電極の出射側界面上に界面補償層をさらに備えることにより、常温でＵＶ露出時に発生する駆動電圧又は効率の変化を防止することができる。よって、ＵＶ信頼性を向上させることができる。
【００２７】
二つ目、上部電極をＡｇＭｇの半透過性金属で形成する場合、その厚さを薄く調整するときに発生し得る上部電極の表面の不安定性を前記界面補償層が償う。また、界面補償層はＡｇの凝集を防止して上部電極内のＭｇ使用量を減らすことができ、これによって上部電極の導電性を高めることができる。また、前記界面補償層は前記上部電極の厚さの１／５〜１／１０程度と薄いので、単一上部電極の構造に比べて視野角の色偏差を減らすことができる。また、上部電極の界面にすぐ接する界面補償層は出射光の透過に影響を及ぼさない材料からなるので、光の損失なしに上部電極の界面補償をはかることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の有機発光素子の一例を示した断面図である。
【図２】本発明の変形例による有機発光素子を示した断面図である。
【図３Ａ】第１〜第３比較例による有機発光素子の上部電極の構造を示した図である。
【図３Ｂ】第１〜第３比較例による有機発光素子の上部電極の構造を示した図である。
【図３Ｃ】第１〜第３比較例による有機発光素子の上部電極の構造を示した図である。
【図４Ａ】本発明の第１実施例〜第５実施例による有機発光素子の上部電極及び界面補償層を示した断面図である。
【図４Ｂ】本発明の第１実施例〜第５実施例による有機発光素子の上部電極及び界面補償層を示した断面図である。
【図４Ｃ】本発明の第１実施例〜第５実施例による有機発光素子の上部電極及び界面補償層を示した断面図である。
【図４Ｄ】本発明の第１実施例〜第５実施例による有機発光素子の上部電極及び界面補償層を示した断面図である。
【図４Ｅ】本発明の第１実施例〜第５実施例による有機発光素子の上部電極及び界面補償層を示した断面図である。
【図５Ａ】本発明の第６実施例〜第１０実施例による有機発光素子の上部電極及び界面補償層を示した断面図である。
【図５Ｂ】本発明の第６実施例〜第１０実施例による有機発光素子の上部電極及び界面補償層を示した断面図である。
【図５Ｃ】本発明の第６実施例〜第１０実施例による有機発光素子の上部電極及び界面補償層を示した断面図である。
【図５Ｄ】本発明の第６実施例〜第１０実施例による有機発光素子の上部電極及び界面補償層を示した断面図である。
【図５Ｅ】本発明の第６実施例〜第１０実施例による有機発光素子の上部電極及び界面補償層を示した断面図である。
【図６Ａ】本発明の第１１実施例〜第１３実施例による有機発光素子の上部電極及び界面補償層を示した断面図である。
【図６Ｂ】本発明の第１１実施例〜第１３実施例による有機発光素子の上部電極及び界面補償層を示した断面図である。
【図６Ｃ】本発明の第１１実施例〜第１３実施例による有機発光素子の上部電極及び界面補償層を示した断面図である。
【図７】第１比較例の多様な例と本発明の第４実施例の波長による透過率を示したグラフである。
【図８】緑色有機発光素子を第２比較例と本発明の第３実施例によって具現するとき、時間による駆動電圧の変化を示したグラフである。
【図９】緑色有機発光素子を第２比較例と本発明の第３実施例によって具現するとき、時間による効率の変化を示したグラフである。
【図１０Ａ】緑色有機発光素子を第２比較例と本発明の第３実施例によって具現するとき、ＵＶ露出１００時間後の状態を示した光学写真である。
【図１０Ｂ】緑色有機発光素子を第２比較例と本発明の第３実施例によって具現するとき、ＵＶ露出１００時間後の状態を示した光学写真である。
【図１１】赤色有機発光素子を第２比較例と本発明の第５実施例によって具現するとき、時間による駆動電圧の変化を示したグラフである。
【図１２】赤色有機発光素子を第２比較例と本発明の第５実施例によって具現するとき、時間による効率の変化を示したグラフである。
【図１３Ａ】赤色有機発光素子を第２比較例と本発明の第５実施例によって具現するとき、ＵＶ露出１００時間後の状態を示した光学写真である。
【図１３Ｂ】赤色有機発光素子を第２比較例と本発明の第５実施例によって具現するとき、ＵＶ露出１００時間後の状態を示した光学写真である。
【図１４】青色有機発光素子を第３比較例と本発明の第１１及び第１２実施例によって具現するとき、常温の輝度変化を示したグラフである。
【図１５Ａ】青色発光素子を第３比較例と本発明の第１１実施例によって具現するとき、ＵＶ露出１００時間後の状態を示した光学写真である。
【図１５Ｂ】青色発光素子を第３比較例と本発明の第１１実施例によって具現するとき、ＵＶ露出１００時間後の状態を示した光学写真である。
【図１６】本発明の有機発光ディスプレイ装置を示した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
発明の利点及び特徴、及びそれらを達成する方法は添付図面に基づいて詳細に後述する多様な実施例を参照することによって明らかになるであろう。しかし、本発明は以下で開示する多様な実施例に限定されるものではなく、様々に多様な形態に具現できる。ただ、本発明の多様な実施例は本発明の開示を完全になるようにし、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者に発明の範疇を完全に知らせるために提供するものである。したがって、本発明は請求範囲の範疇によって定義される。
【００３０】
本発明の多様な実施例を説明するための図面に開示した形状、大きさ、割合、角度、個数などは例示的なものなので、本発明が図面に示した事項に限定されるものではない。本明細書の全般にわたって同じ図面符号は同じ構成要素を指示する。また、本発明の説明において、関連の公知技術についての具体的な説明が本発明の要旨を不必要にあいまいにすることができると判断される場合、その詳細な説明は省略する。本明細書上で言及する‘含む’、‘有する’、‘なる’などを使う場合、‘〜のみ’を使わない限り、他の部分を付け加えることができる。構成要素を単数で表現した場合、特に明示上な記載事項がない限り、複数を含む場合もある。
【００３１】
本発明の多様な実施例に含まれた構成要素の解釈において、別個の明示的記載がないとしても誤差範囲を含むものであると解釈する。
【００３２】
本発明の多様な実施例の説明において、位置関係について説明する場合、例えば、‘〜上に’、‘〜の上部に’、‘〜の下部に’、‘〜のそばに’などで２部分の位置関係を説明する場合、‘すぐ’又は‘直接’を使わない限り、二つの部分の間に一つ以上の他の部分が位置することもある。
【００３３】
本発明の多様な実施例の説明において、時間関係について説明する場合、例えば、‘〜の後に’、‘〜に引き続き’、‘〜の次に’、‘〜の前に’などで時間的先後関係を説明する場合、‘すぐ’又は‘直接’を使わない限り、連続的ではない場合も含むことがある。
【００３４】
本発明の多様な実施例の説明において、‘第１〜’、‘第２〜’などを多様な構成要素を説明するために使うことができるが、このような用語は互いに同一又は類似の構成要素を区別するために使うだけである。したがって、本明細書で‘第１〜’で修飾する構成要素は別途言及がない限り、本発明の技術的思想内で‘第２〜’で修飾する構成要素と同一であることもある。
【００３５】
本発明の多くの多様な実施例のそれぞれの特徴が部分的に又は全体的に互いに結合又は組合可能であり、技術的に多様な連動及び駆動が可能であり、多様な実施例が互いに対して独立的に実施することもでき、連関の関係で一緒に実施することもできる。
【００３６】
本明細書で、スタックとは、実施例で特定の構造に制限しない限り、正孔輸送層と電子輸送層を含む有機層及び正孔輸送層と電子輸送層の間に配置される有機発光層を含む単位構造を意味する。有機層には正孔注入層、電子阻止層、正孔阻止層及び電子注入層などをさらに含むこともでき、その外にも有機発光素子の構造又は設計によって他の有機層をさらに含むことができる。
【００３７】
図１は本発明の有機発光素子の一例を示した断面図、図２は本発明の変形例による有機発光素子を示した断面図である。
【００３８】
本発明の有機発光素子は上部発光方式のものである。
【００３９】
したがって、図１のように、本発明の有機発光素子は、順に形成される下部電極１１０、少なくとも一つの有機発光層１４０を含む有機スタックＯＳ及び上部電極１７０を含んでなる。このうち、下部電極１１０は有機発光層１４０から下方に出る光を反射させて出射側である上方に返すために反射電極を含む。下部電極１１０は単層の反射電極から形成されることもでき、あるいは反射電極と透明電極の２層以上の積層体から形成されることもできる。積層体の構造においては、下部電極１１０は有機スタックＯＳに向かう面に透明電極を位置させることができる。
【００４０】
また、有機スタックＯＳは、有機発光層１４０の外に、下側の正孔輸送層１３０及び上側の電子輸送層１５０をさらに含む。これらの正孔輸送層１３０及び電子輸送層１５０は有機発光層１４０に正孔及び電子の伝達のために備える。
【００４１】
そして、下部電極１１０と有機スタックＯＳの間には正孔注入層１２０がさらに備えられ、無機物の下部電極１１０と有機スタックＯＳ間の最初界面でのバリアを低めることにより、下部電極１１０から有機スタックＯＳへの正孔の注入を助ける。
【００４２】
一方、有機発光素子は有機発光ディスプレイ装置の各サブ画素に備えられるもので、各サブ画素には少なくとも一つのトランジスタが含まれ、各サブ画素のトランジスタと有機発光素子は電気的に連結される。ここで、下部電極１１０が直接各サブ画素で独立的に各サブ画素のトランジスタに電気的に連結され、上部電極１７０は複数のサブ画素にわたってただ一つが備えられる。
【００４３】
このように、上部電極１７０は出射側となるから、透明性又は半透過性を有しなければならないとともに、表示装置の複数のサブ画素にかけて備えられるから、領域に関係なく均等な電位が供給されるためには、一定値以上の導電率を有する金属からならなければならない。
【００４４】
したがって、上部電極１７０に用いられる金属は面抵抗の大きなＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）などの透明導電酸化膜よりはＡｇ：Ｍｇを蒸着して半透過性と一定値以上の導電率を同時にはかる。
【００４５】
ところが、上部電極をＡｇ：Ｍｇの単層からおよそ２００Åの厚さで形成するとき、視野角によって色偏差が発生する問題がある。これを改善するためにＡｇ：Ｍｇの厚さを減らす場合、減少した厚さの分だけ導電率を高めるためにはＡｇ：Ｍｇ内のＡｇの含量を増やさなければならない。この時、Ａｇ間の凝集力が大きくなって上部電極の特性が不安定になり、これは時間の経過によって有機発光素子の劣化に繋がって寿命の短縮をもたらす。
【００４６】
本発明の有機発光素子は、上部発光方式の出射側に用いられる上部電極１７０上に界面補償層１８０を適用して、小さな厚さのＡｇ：Ｍｇの上部電極においてＡｇが高含量であってもＡｇの凝集を防止して上部電極の特性を安定的に維持することができる。
【００４７】
一方、本発明の上部電極１７０に含まれるＡｇ：Ｍｇは一般的に下部発光方式の陰極として知られたＭｇ：Ａｇとはその割合が違う。すなわち、一般的な下部発光方式に用いられたＭｇ：Ａｇ陰極はＭｇとＡｇの原子比（ａｔｏｍ  ｒａｔｉｏ）が１０：１であり、主成分がＭｇであるが、本発明のＡｇ：Ｍｇは透過性を維持するために小さな厚さで十分な導電性のためにＡｇの含量が多く、ＡｇがＭｇの３倍〜１０倍の原子比を有する。この場合、ＭｇはＡｇの凝集を防止する機能を有するもので、上部電極１７０内に少量含まれている。
【００４８】
一方、上部電極１７０は単層の金属で形成することもでき、図１のように、小さな厚さの無機化合物からなった第１金属層１７１と、第１金属層１７１上に実質的なカソード機能をする第２金属層１７２とを含んでなることができる。概して、第１金属層１７１は１０Å〜３０Åの厚さで形成し、第２金属層１７２は１００Å〜１５０Åの厚さで形成する。この場合、第１金属層１７１はＬｉＦ又はＬｉ２Ｏ又はＬｉ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｓｍなどのアルカリ金属又はアルカリ土類金属などの無機物又はこれらの無機化合物からなることができ、有機スタックＯＳの形成後、第１及び第２金属層１７１、１７２を、その材料のみを異にして、蒸着又はスパッタリング方式の同じプロセスによって連続的に形成することができる。第１金属層１７１は好ましくは透明なハロゲン化合物であり得、発光層１４０から出る光の出射のために、第２金属層１７２は透過性又は半透過性を維持する程度の小さな厚さである。上部電極１７０が単層であるとき、単層内にはＡｇ：Ｍｇを主成分として含み、界面補償層１８０に上述した第１物質ａ及び第２物質ｂを含むとかあるいは第１〜第３物質ａ、ｂ、ｃを含み、界面補償層１８０のうち第２物質ｂが上部電極１７０にさらに含まれることができる。
【００４９】
場合によって、第１金属層１７１は第２金属層１７２に含まれた金属成分がさらに含まれることもできる。
【００５０】
上部電極上に位置する界面補償層１８０はハロゲン化合物の第１物質ａとハロゲン又は非金属との反応性を有する金属の第２物質ｂを一緒に有する。
【００５１】
界面補償層の第１物質ａはハロゲン化合物であり、一例として、有機層と接する第１金属層１７１に含まれた金属とハロゲンの化合物であり得る。ここで、金属はアルカリ金属及びアルカリ土類金属であり得、代表的なハロゲンとしては、Ｆ、Ｂｒ、Ｃｌなどがある。最も広く知られたハロゲン化合物としてはＬｉＦがある。そして、第１物質ａは、界面補償層１８０の透過率と屈折率を一定水準に維持して、第２物質ｂが吸光率が高くても、有機発光素子ＯＳで外部に出射される光の発光効率を一定水準に維持することができる機能を有する。
【００５２】
ここで、第２物質ｂである金属は１価、２価又は３価のイオン化傾向性を有する金属で、アルカリ金属、アルカリ土類金属及びランタン族金属及びアクチニウム族金属のいずれか１種であり得る。一例として、金属は、Ｂａ（Ｂａｒｉｕｍ）、Ｃｅ（Ｃｅｒｉｕｍ）、Ｃｓ（Ｃｅｓｉｕｍ）、Ｅｕ（Ｅｕｒｏｐｉｕｍ）、Ｇｄ（Ｇａｄｏｌｉｎｉｕｍ）、Ｋ（Ｋａｌｉｕｍ）、Ｌｉ（Ｌｉｔｈｉｕｍ）、Ｌｕ（Ｌｕｔｅｒｉｕｍ）、Ｎａ（Ｎａｔｒｉｕｍ）、Ｎｄ（Ｎｅｏｄｙｍｉｕｍ）、Ｒｂ（Ｒｕｂｉｄｉｕｍ）、Ｓｃ（Ｓｃａｎｄｉｕｍ）、Ｓｍ（Ｓａｍａｒｉｕｍ）、Ｓｒ（Ｓｔｒｏｎｔｉｕｍ）、Ｙｂ（Ｙｔｔｅｒｂｉｕｍ）及びＹ（Ｙｔｔｒｉｕｍ）のいずれか１種であり得る。この第２物質ｂはそれぞれハロゲン元素及び非金属との反応性が高い金属で、上部電極１７０上に位置し、上部電極１７０に含まれたＡｇの凝集を防止し、上部電極１７０の界面を償う。
【００５３】
また、第２物質ｂはハロゲン化合物ａと高い反応性で混合されて自らの膜質特性も安定的である。特に、後述するように、本発明の界面補償層１８０の第２物質ｂは時間経過によって紫外線などの劣悪な環境でも、有機スタックＯＳ又は上部電極１７０の変化を防止する主機能をする。これは、上部電極１７０に含まれたＡｇの凝集を防止するとともにＡｇとＭｇの反応性を維持させることで、時間経過による有機発光素子の効率及び駆動電圧の変動を防止して素子安全性を有するようにする。そして、ハロゲン化合物ａの成分は上部電極１７０のエネルギーバリアを低めて電子の注入を容易にする。この場合、ハロゲン化合物ａは自らイオン化傾向性が高いが、界面補償層１８０内の他の構成要素である第２物質ｂがハロゲンとの高い反応性を有するので、ハロゲン化合物ａがイオンとして分離されても、イオン化した物質が第２物質ｂと再び反応して、ハロゲン化合物のイオン成分が有機発光素子に影響を及ぼすことを防止し、界面補償層１８０及び上部電極１７０の膜成分を維持させる。
【００５４】
したがって、界面補償層１８０の第２物質ｂは、その機能のために、第１物質ａに比べて原子比が高いことが好ましい。
【００５５】
また、界面補償層１８０の厚さはおよそ１０Å〜３０Åであり、有機スタックＯＳ内の発光層１４０で発光する光の透過を阻害しない程度の厚さである。ここで、上部電極１７０及び界面補償層１８０を合わせた厚さは１００Å〜１８０Åであり、下側で有機スタックＯＳから出射した光が色偏差を引き起こすことなく半透過性を有する。
【００５６】
一方、界面補償層１８０は上部電極１７０に含まれる金属の第３物質ｃをさらに含むこともできる。すなわち、上部電極１７０がＡｇ：Ｍｇの合金からなるとき、Ａｇ又はＭｇ成分が第３物質ｃとして界面補償層１８０内にさらに含まれることができる。この場合、界面補償層１８０で、第２物質ｂの原子比が最も高く、第１物質ａと第３物質ｃは同じ原子比を有することができる。そして、このように、界面補償層１８０が３個の物質を含む場合にも、厚さはおよそ１０Å〜３０Åで、有機スタックＯＳ内の発光層１４０で発光する光の透過を阻害しない程度の厚さである。
【００５７】
一方、界面補償層１８０まで形成された後には、有機発光素子の保護及び光効率向上のためにキャッピング層１９０が備えられる。キャッピング層１９０は透明性を有する有機物であり、その屈折率はおよそ１．６〜２．１である。
【００５８】
図２は図１の有機発光素子の変形例を示すもので、単一有機スタックＯＳを複数のスタックＳ１、Ｓ２の間に電荷生成層２１０を介在して取り替えたものである。図示の例はスタックＳ１、Ｓ２が２個備えられた例であるが、これに限らず、３個以上の複数のスタックからもなることができる。
【００５９】
この場合、各スタックＳ１、Ｓ２が正孔輸送層１２０１、１２０２、発光層１３０１、１３０２及び電子輸送層１４０１、１４０２を備えることは図１の有機スタックＯＳについて説明したようである。
【００６０】
また、電荷生成層２１０は所定のホストにｎ型ドーパントとｐ型ドーパントを含ませて単層に構成されることもでき、あるいは、図示のように、相異なるホストにそれぞれｎ型ドーパント及びｐ型ドーパントを分けてドープしてｎ型電荷生成層２１０ａ及びｐ型電荷生成層２１０ｂの積層構造に構成されることもできる。
【００６１】
また、このように複数のスタックを積層した方式をタンデム（ｔａｎｄｅｍ）方式と言う。本発明の有機発光素子は上部電極及びその上部に接して備えられた界面補償層に特徴があるもので、各スタックに備えられた発光層は同じサブ画素内で同じ色相の光を発光する同色発光層でもあり得、あるいは相異なるスタックで補色関係の光を発光して最終的に合成して白色を発光する相異なる発光層でもあり得る。前者の場合、このような有機発光素子を有機発光ディスプレイ装置に備える場合、各有機発光素子の出射側に各サブ画素別に違う色相を具現するカラーフィルターをさらに備えることができる。
【００６２】
図１に示したものと同一である下部電極１１０、正孔注入層１２０、上部電極１７０、界面補償層１８０及びキャッピング層１９０については説明を省略する。
【００６３】
以下、本発明の有機発光素子において上部電極と界面補償層を備えることによって得られる効果を比較例と比較して説明する。
【００６４】
共通して、比較例と実施例において、上部電極の主金属はＡｇ：Ｍｇの合金を用いた。仮に、同等な程度の半透過性を有し、小さな厚さで抵抗増加がなく、隣接した有機スタックに電子注入時に大きな仕事関数を有しない金属であれば代替可能である。また、ハロゲン化合物はＬｉＦを使った。フッ素（Ｆ）の外に他種のハロゲン物質に置換されることができ、Ｌｉの外の他のアルカリ金属又はアルカリ土類金属に取り替えられてハロゲン化合物を成すこともできる。
【００６５】
図３Ａ〜図３Ｃは第１〜第３比較例による有機発光素子の上部電極の構造を示した図である。
【００６６】
第１比較例は、図３Ａのように、Ａｇ：Ｍｇ合金膜からなる上部電極１７を示す。そして、第２比較例は、図３Ｂのように、２層の上部電極で、第１金属層１６ａはＭｇ：ＬｉＦの成分からなり、第２金属層１７はＡｇ：Ｍｇ合金膜からなる。
【００６７】
第３比較例は、図３Ｃのように、第１金属層１６ａが図３Ｂとは違い、Ｙｂ：ＬｉＦからなったものを示す。
【００６８】
すなわち、図３Ａ〜図３Ｃのように、第１〜第３比較例は共通して界面補償層なしに上部電極のみでなる。
【００６９】
以下、本発明の有機発光素子に適用する上部電極とこれと接した界面補償層の構造の多くの実施例を説明する。そして、界面補償層１８０に含まれる代表的な第２物質ｂはＹｂを例として説明する。上述したように、Ｙｂの外にもアルカリ金属、アルカリ土類金属及びランタン族金属及びアクチニウム族金属のいずれか一つに取り替えられることができる。
【００７０】
また、実施例において、第１金属層１７１は一種の電子注入層の機能をするもので、ＬｉＦの外にも、場合によって単一のＬｉ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｓｍなどのアルカリ金属又はアルカリ土類金属などの金属膜から形成することができる。その外の金属とフッ素又は他の種類のハロゲン物質とのハロゲン化合物にＬｉＦが取り替えられることができる。
【００７１】
図４Ａ〜図４Ｅは本発明の第１実施例〜第５実施例による有機発光素子の上部電極及び界面補償層を示した断面図である。
【００７２】
図４Ａのように、本発明の第１実施例による有機発光素子において、第１金属層１７１はＬｉＦからなり、第２金属層１７２はＡｇ：Ｍｇ合金からなり、その上部の界面補償層１８０はＬｉＦとＹｂが混合されてなる。
【００７３】
図４Ｂのように、本発明の第２実施例による有機発光素子において、第１金属層１７１はＬｉＦからなり、第２金属層１７２はＡｇ：ＭｇとＹｂの合金からなり、その上部の界面補償層１８０はＬｉＦとＹｂが混合されてなる。
【００７４】
図４Ｃのように、本発明の第３実施例による有機発光素子において、第１金属層１７１はＬｉＦとＹｂの化合物であり、第２金属層１７２はＡｇ：Ｍｇ及びＹｂの合金であり、界面補償層１８０はＬｉＦとＹｂが混合されてなるもので、連続した３層に共にＹｂが含まれている。
【００７５】
図４Ｄのように、本発明の第４実施例による有機発光素子は、第２金属層１７２を除き、第１金属層１７１と界面補償層１８０に共にＹｂが含まれる。この場合、第１金属層１７１と界面補償層１８０は共にＬｉＦとＹｂからなり、第２金属層１７２はＡｇ：Ｍｇの合金からなる。
【００７６】
図４Ｅのように、本発明の第５実施例による有機発光素子は、第３実施例と比較し、第１金属層１７１に含まれたＬｉＦとＹｂの化合物のうちＹｂがＭｇに取り替えられた点に違いがある。上部電極１７０の主要金属成分のうちＭｇが第１金属層１７１内に含まれたとき、第２金属層１７２のＡｇ凝集を下側の第１金属層１７１でも期待することができる。
【００７７】
このように、図４Ａ〜図４Ｅの第１〜第５実施例は、共通して、界面補償層１８０の構成がＬｉＦ及びＹｂの混合からなる点に共通点がある。そして、このようなハロゲン化合物とハロゲン又は非金属との反応性の良い金属の混合で形成された界面補償層１８０はＡｇ：Ｍｇを主成分とする第２金属層１７２の膜質を安定化して第２金属層１７２内でのＡｇの凝集を防止し、表面の特性を安定化して長期間の駆動時にも上部電極１７０の安全性を維持して有機スタックＯＳの寿命を伸ばすことができる。
【００７８】
図５Ａ〜図５Ｅは本発明の第６実施例〜第１０実施例による有機発光素子の上部電極及び界面補償層を示した断面図である。
【００７９】
図５Ａ〜図５Ｅによる本発明の第６〜第１０実施例による有機発光素子は、共通して、界面補償層１８０がＬｉＦ、Ｙｂ、Ｍｇを含む。ここで、Ｍｇは第２金属層１７２に含まれた成分である。
【００８０】
図５Ａのように、本発明の第６実施例による有機発光素子において、第１金属層１７１はＬｉＦからなり、第２金属層１７２はＡｇ：Ｍｇ合金からなり、その上部の界面補償層１８０はＬｉＦ、Ｙｂ、Ｍｇが混合されてなる。
【００８１】
図５Ｂのように、本発明の第７実施例による有機発光素子において、第１金属層１７１はＬｉＦからなり、第２金属層１７２はＡｇ：ＭｇとＹｂの合金からなり、その上部の界面補償層１８０はＬｉＦ、Ｙｂ、Ｍｇが混合されてなる。
【００８２】
図５Ｃのように、本発明の第８実施例による有機発光素子において、第１金属層１７１はＬｉＦとＹｂの化合物であり、第２金属層１７２はＡｇ：Ｍｇ及びＹｂの合金であり、界面補償層１８０はＬｉＦ、Ｙｂ、Ｍｇが混合されてなるもので、連続した３層に共にＹｂが含まれている。
【００８３】
図５Ｄのように、本発明の第９実施例による有機発光素子は、第２金属層１７２を除き、第１金属層１７１と界面補償層１８０に共にＹｂが含まれる。この場合、第１金属層１７１はＬｉＦとＹｂからなり、第２金属層１７２はＡｇ：Ｍｇの合金からなり、界面補償層１８０はＬｉＦ、Ｙｂ、Ｍｇが混合されてなる。
【００８４】
図５Ｅのように、本発明の第１０実施例による有機発光素子は、第８実施例と比較し、第１金属層１７１に含まれたＬｉＦとＹｂの化合物のうちＹｂがＭｇに取り替えられた点に違いがある。上部電極１７０の主要金属成分のうちＭｇが第１金属層１７１内に含まれたとき、第２金属層１７２のＡｇ凝集を下側の第１金属層１７１でも期待することができる。
【００８５】
このように、図５Ａ〜図５Ｅの第６〜第１０実施例は、共通して、界面補償層１８０の構成がＬｉＦ及びＹｂに加えてＭｇからなる点に共通点がある。Ｍｇは第２金属層１７２を成すＡｇ：Ｍｇ内に含まれる成分であり、その機能はＡｇの凝集を防止することである。このようなハロゲン化合物の第１物質とハロゲン又は非金属との反応性の良い金属の第２物質及び第２金属層１７２に含まれた金属の第３物質の混合で形成された界面補償層１８０はＡｇ：Ｍｇを主成分とする第２金属層１７２の膜質を安定化して第２金属層１７２内でのＡｇの凝集を防止し、表面の特性を安定化して長期間の駆動時にも上部電極１７０の安全性を維持して有機スタックＯＳの寿命を伸ばすことができる。
【００８６】
図６Ａ〜図６Ｃは本発明の第１１実施例〜第１３実施例による有機発光素子の上部電極及び界面補償層を示した断面図である。
【００８７】
図６Ａ〜図６Ｃによる本発明の第１１実施例〜第１３実施例による有機発光素子は、上部電極が複数層からなるとき、上部電極の最上部金属層にＹｂを含ませて最上部金属層が界面補償層の機能を有するようにしたものである。
【００８８】
図６Ａのように、本発明の第１１実施例において、上部電極はＬｉＦの第１層２７０及びＡｇ：Ｙｂの第２層２８０からなる。この時、ＹｂはＡｇの凝集を防止するとともに低い仕事関数を持って円滑な電子注入を助ける。また、第１層２７０に含まれたＬｉＦ成分が遊離化してＬｉ＋イオンが発生しても、ＹｂはＦとの反応性が高いＬｉ＋イオンを捕集することにより、Ｌｉ＋イオンが有機発光素子の内部に移動することによって有機発光素子の特性が低下することや寿命が縮まる問題点を防止することができる。
【００８９】
図６Ｂのように、本発明の第１２実施例において、上部電極はＬｉＦの第１層２７０及びＡｇ、Ｙｂ、Ｍｇの合金からなる第２層２８０からなる。この時、Ｙｂ、ＭｇはＡｇの凝集を防止するとともに低い仕事関数を持って円滑な電子注入を助ける。また、第１層２７０に含まれたＬｉＦ成分が遊離化してＬｉ＋イオンが発生しても、ＹｂはＦとの反応性が高いＬｉ＋イオンを捕集することにより、Ｌｉ＋イオンが有機発光素子の内部に移動することによって有機発光素子の特性が低下することや寿命が縮まる問題点を防止することができる。
【００９０】
図６Ｃのように、本発明の第１３実施例において、上部電極はＬｉＦ及びＹｂの無機和合物の第１層２７０及びＡｇ、Ｙｂ、Ｍｇの合金からなる第２層２８０からなる。この時、Ｙｂ、ＭｇはＡｇの凝集を防止するとともに低い仕事関数を持って円滑な電子注入を助けるもので、第１２実施例と比較し、第２層２８０の下側にもＹｂ成分がさらに含まれることで、上下両側でＡｇの凝集を防止することができるので、第１２実施例で期待する効果以上を得ることができる。
【００９１】
以下では実施例及び比較例での比較実験を行った結果を説明する。
【００９２】
図７は第１比較例の多様な例と本発明の第４実施例の波長による透過率を示したグラフである。
【００９３】
【表１】
2019102422.tif 000003
【００９４】
図７及び表１のように、透過率は上部電極の主金属層である第２金属層（Ａｇ：Ｍｇ）の厚さが薄くなるほど高くなる。よって、１４０Åの厚さの薄い第１比較例３型と本発明の第４実施例の場合、最高の透過率を示す。有機発光素子においては発光効率を高めるとともに視野角色偏差を防止するために、上部電極の厚さを減らす方向に進行されている。
【００９５】
よって、第１比較例の場合、１型から３型に行くにつれて厚さが徐々に小さくなるほど透過率が徐々に向上する結果を見せる。第１比較例の１型及び２型はＡｇ：Ｍｇの原子比が４．３：１であり、その厚さはそれぞれ２１０Å、１８０Åである。
【００９６】
しかし、第１比較例において、上部電極の厚さが１４０Åである最も薄い第１比較例３型では、Ａｇ：Ｍｇの単一上部電極を備える場合、面抵抗を低めるために、Ａｇ含量がＭｇの原子比に比べて１０倍多いが、単層内でＭｇに比べて過量で含まれたＡｇが互いに凝集力を持って結合するため、経時的に上部電極の膜安定性が落ち、有機発光素の恒常性を維持することができない。
【００９７】
一方、本発明の有機発光素子は、実験された第４実施例のように、透過率は第１比較例３型と類似するかそれを上回る程度と現れ、主金属層である第２金属層の上部と下部にそれぞれ界面補償層と第１金属層として、Ｙｂ：ＬｉＦ層を１８Åの厚さとなるようにしてさらに備え、この層に含まれたＹｂ成分が第２金属層内のＡｇの凝集を防止して経時的に上部電極の界面安全性を確保することができ、よって有機発光素子の恒常性を維持することができる。
【００９８】
一方、本発明の有機発光素子は、第１比較例３型に比べ、上部と下部にＹｂ：ＬｉＦの界面補償層及び第１金属層がさらに備えられるが、これらは第２金属層に比べて厚さが非常に小さくて透過率に影響を及ぼさないので、第１比較例３型と類似した程度の透過率を有する。
【００９９】
また、全体的に長波長に行くほど透過率が落ちる傾向を見せるが、これは構造的な問題ではなく色相の視認性によるものであり、長波長での低い透過率は赤色、緑色及び青色のサブ画素で各発光層の厚さを異にするかあるいは付加の補償層を備えて透過率偏差は解決することができる。
【０１００】
本発明の有機発光素子は上部電極の膜安定性を維持し、これにより時間経過にも有機発光素子は素子安全性を維持する点に注目する。
【０１０１】
図８は緑色有機発光素子を第２比較例と本発明の第３実施例によって具現するとき、時間による駆動電圧の変化を示したグラフ、図９は緑色有機発光素子を第２比較例と本発明の第３実施例によって具現するとき、時間による効率の変化を示したグラフである。
【０１０２】
【表２】
2019102422.tif 000004
【０１０３】
前記実験で適用した第２比較例は、図３Ｂのように、第１金属層としてＭｇ：ＬｉＦを用い、第２金属層としてＡｇ：Ｍｇの合金を用いた。そして、本発明の第３実施例は、図４Ｃのように、第１金属層としてＬｉＦとＹｂの化合物を用い、第２金属層としてはＡｇ、Ｍｇ、Ｙｂの合金を用い、界面補償層としてＬｉＦとＹｂの化合物を用いた。
【０１０４】
この場合、第２比較例と第３実施例による有機発光素子は図２に示すもので、下部電極から複数のスタック、電荷生成層を含む有機スタックの構成は同一にし、上部電極１７０及び界面補償層１８０のみの構成を異にした。
【０１０５】
第２比較例と第３実施例で、第２金属層の厚さは同等に１４０Åにし、第１金属層及び界面補償層の厚さは１０Å〜３０Å程度にした。本発明の第３実施例で、第１金属層のＬｉＦ：Ｙｂの原子比は１：２にした。そして、本発明の第３実施例で、第２金属層Ａｇ：Ｍｇ：Ｙｂの原子比は１２０：１０：１０にした。
【０１０６】
この場合、初期状態では第２比較例と本発明の第３実施例の駆動電圧又は効率特性が同等な程度であり、ＣＩＥｘ、ＣＩＥｙの値も類似した程度であり、ＵＶに露出された後に１００時間経過後を調べると、表２及び図８のように、第２比較例で駆動電圧の上昇が２．８Ｖに相当し、効率が初期状態より上がることを示している。これは該当有機発光素子が恒常性を維持することができないことを意味する。
【０１０７】
一方、本発明の第３実施例による有機発光素子は、ＵＶに露出された後に１００時間が経過しても駆動電圧の変化が０．３Ｖ程度であり、効率も初期状態と類似した程度を維持していることから、該当有機発光素子が恒常性を維持していることを意味する。
【０１０８】
すなわち、本発明の第３実施例のように、少なくともハロゲン化合物及びハロゲン又は非金属との反応性が良い金属を含む界面補償層を備える場合、有機発光素子の恒常性を維持していることを意味する。
【０１０９】
一方、本発明の発明者らが上述した実験で進行したＵＶ特性を把握した理由は、有機発光素子が一般的な室内環境だけではなく自動車の内部又は探査装置などの表示装置として使用され、近年徐々に極端な温度変化又は太陽光に露出される状況でも一定した恒常性を要求しているからである。しかし、一般的な有機発光素子は、備えられた有機物が熱又は温度の変化又は太陽光に弱いことがあるため、ＵＶ安定性を有する有機発光素子の開発が必要である。本発明の発明者らはこのような問題点を認識し、これを解決するために上部電極の開発を進行して、界面補償層を備えることによって、ＵＶに露出時にも経時的に安定した有機発光素子を開発した。
【０１１０】
図１０Ａ及び図１０Ｂは緑色有機発光素子を第２比較例と本発明の第３実施例によって具現するとき、ＵＶ露出１００時間後の状態を示した光学写真である。
【０１１１】
図１０Ａのように、第２比較例の場合、円形で表示された発光部が縁部で徐々に劣化していくことを示している。一方、図１０Ｂのように、本発明の第３実施例では、ＵＶ露出１００時間後にも発光部の劣化が観察されなかった。
【０１１２】
図１１は、赤色有機発光素子を第２比較例と本発明の第５実施例によって具現するとき、時間による駆動電圧の変化を示したグラフ、図１２は、赤色有機発光素子を第２比較例と本発明の第５実施例によって具現するとき、時間による効率の変化を示したグラフである。
【０１１３】
【表３】
2019102422.tif 000005
【０１１４】
前記実験で適用した第２比較例は、図３Ｂのように、第１金属層としてＭｇ：ＬｉＦを用い、第２金属層としてＡｇ：Ｍｇの合金を用いた。そして、本発明の第５実施例は、図４Ｅのように、第１金属層としてＭｇとＬｉＦの化合物を用い、第２金属層としてはＡｇ、Ｍｇ、Ｙｂの合金を用い、界面補償層としてＬｉＦとＹｂの化合物を用いた。
【０１１５】
表３及び図１１及び図１２の結果が先に実験した緑色有機発光素子と違う理由は、赤色を発光するために初期状態で相対的に高い駆動電圧が要求され、よってＵＶ露出後に第２比較例での駆動電圧変化も大きく現れるからである。
【０１１６】
この場合、第２比較例と第５実施例による有機発光素子は図２に示すもので、下部電極から複数のスタック、電荷生成層を含む有機スタックの構成は同一にし、上部電極１７０及び界面補償層１８０のみの構成を異にした。
【０１１７】
第２比較例と第５実施例で、第２金属層の厚さは同等に１４０Åにし、第１金属層及び界面補償層の厚さは１０Å〜３０Å程度にし、本発明の第３実施例で、第１金属層のＬｉＦ：Ｍｇの原子比は１：２に相当する。そして、本発明の第３実施例で、第２金属層Ａｇ：Ｍｇ：Ｙｂの原子比は１２０：１０：１０にした。
【０１１８】
この場合、初期状態では第２比較例と本発明の第５実施例の駆動電圧又は効率特性が同等であり、ＣＩＥｘ、ＣＩＥｙの値も類似した程度であり、ＵＶ露出後１００時間経過後を調べると、表２及び図１１のように、第２比較例で駆動電圧の上昇が５．５Ｖに相当し、図１２のように、効率が初期状態よりむしろ上がることを示している。これは該当有機発光素子が恒常性を維持することができないことを意味する。
【０１１９】
一方、本発明の第５実施例による有機発光素子は、図１１及び図１２のように、ＵＶ露出後１００時間が経過しても駆動電圧の変化が０．３Ｖ程度あり、効率も初期状態と類似した程度（４％の上昇であるが、第２比較例に比べてその偏差が著しく小さいことが分かる）を維持しているので、該当有機発光素子が恒常性を維持していることを意味する。
【０１２０】
すなわち、本発明の第５実施例のように、少なくともハロゲン化合物及びハロゲン又は非金属との反応性が良い金属を含む界面補償層を備える場合、有機発光素子恒常性を維持することを意味する。
【０１２１】
図１３Ａ及び図１３Ｂは赤色有機発光素子を第２比較例と本発明の第５実施例によって具現するとき、ＵＶ露出１００時間後の状態を示した光学写真である。
【０１２２】
図１３Ａのように、第２比較例の場合、円形で表示された発光部が縁部で徐々に劣化していくことを示している。一方、図１３Ｂのように、本発明の第５実施例では、ＵＶ露出１００時間後にも発光部の劣化が観察されなかった。
【０１２３】
一方、上述した実験は本発明の第３〜第５実施例に対して主に進行した。界面補償層をハロゲン化合物の第１物質とハロゲン又は非金属との反応性を有する金属の第２物質を一緒に有する形態として備えるとか、あるいは第１及び第２物質と一緒に、上部電極を成す金属成分を第３物質としてさらに含むならば類似した程度のＵＶ安全性を得ることが可能であろう。
【０１２４】
図１４は青色有機発光素子を第３比較例と本発明の第１１及び第１２実施例によって具現するとき、常温の輝度変化を示したグラフである。
【０１２５】
【表４】
2019102422.tif 000006
【０１２６】
図１４及び表４は図３Ｃの第３比較例と図６Ａ及び図６Ｂの本発明の第１１及び第１２実施例の有機発光素子を示したもので、これを青色発光層を有する青色発光素子に対して実験した例を示す。
【０１２７】
実験で、寿命はＵＶ露出なしの常温寿命を示したもので、この実験例は、第１金属層に反応性の高い金属を備えることより上部電極の最上部側である第２金属層に反応性の高い金属を備えるとき、常温寿命が上昇する効果を得ることができることを示す。
【０１２８】
第３比較例と第１１及び第１２実施例で、駆動電圧又は効率、ＣＩＥｘ、ＣＩＥｙの値は類似した程度を示している。
【０１２９】
これは膜厚の薄い上部電極を具現するとき、相対的に他の金属に比べて多量に含まれたＡｇの凝集を防止するのに効果的であることは反応性の高い金属を上部電極の第１金属層よりは第２金属層に備えることである。
【０１３０】
図１５Ａ及び図１５Ｂは青色発光素子を第３比較例と本発明の第１１実施例によって具現するとき、ＵＶ露出１００時間後の状態を示した光学写真である。
【０１３１】
このような第３比較例と第１１実施例で、それぞれＵＶ露出１００時間後の状態を観察して見ると、第３比較例では、図１５ａのように、Ａｇの凝集が発生することが分かり、第１１実施例ではこのような凝集現象が発生しないことが分かる。
【０１３２】
図１６は本発明の有機発光ディスプレイ装置を示した断面図である。
【０１３３】
図１６のように、本発明の有機発光ディスプレイ装置は、複数のサブ画素を有する基板１００、各サブ画素に備えられた薄膜トランジスタ１０５及び薄膜トランジスタ１０５に接続された上述した有機発光素子ＯＬＥＤを含む。
【０１３４】
各サブ画素において、有機発光素子の薄膜トランジスタ１０５は下部電極１１０と接続され、その上部の構成は図１又は図２に示すようである。図示のように、薄膜トランジスタ１０５と下部電極１１０が全面で接して接続することもでき、その間に絶縁膜を介在し、その一部にコンタクトホールを備えることにより、コンタクトホールを介して薄膜トランジスタ１０５と下部電極１１０が接続されることもできる。
【０１３５】
有機発光素子において、各サブ画素には、下部電極１１０と、それぞれ青色発光層１４０ｂ、緑色発光層１４０ｇ及び赤色発光層１４０ｒが備えられ、残り層として正孔注入層、正孔輸送層及び電子輸送層が各サブ画素にわたって備えられる共通層ＣＭＬの形態として備えられ、青色発光層１４０ｂ、緑色発光層１４０ｇ及び赤色発光層１４０ｒ及び共通層ＣＭＬを含む有機スタックの上部に上部電極１７０及び界面補償層１８０がさらに備えられてなる。
【０１３６】
また、青色発光層１４０ｂ、緑色発光層１４０ｇ及び赤色発光層１４０ｒはそれぞれが発光する色相の共振条件によって厚さが異なる。
【０１３７】
青色発光層１４０ｂ、緑色発光層１４０ｇ及び赤色発光層１４０ｒの上部には電子輸送層などの共通層が備えられ、その上部に本発明の上部電極１７０及び界面補償層１８０がさらに備えられる。
【０１３８】
界面補償層１８０上には、有機発光素子の保護のために、キャッピング層１９０がさらに備えられ、図示しなかったが、キャッピング層１９０上には無機膜及び有機膜が交互に積層された薄膜封止体がさらに備えられることができる。
【０１３９】
ここで、上部電極１７０及び界面補償層１８０は上述した本発明の第１〜第１３実施例に取り替えることができ、よって薄い上部電極の具現と高い導電率のために原子比含量の高いＡｇが界面補償層に含まれた金属成分によって上部電極内に凝集せずにその特性を維持して膜安定性が向上し、常温又はＵＶ露出の極限環境に関係なく装置の恒常性を維持して信頼性が改善される。
【０１４０】
一方、以上で説明した本発明は上述した実施例及び添付図面に限定されるものではなく、本発明の技術的思想を逸脱しない範疇内でさまざまな置換、変形及び変更が可能であることが本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者に明らかであろう。
【符号の説明】
【０１４１】
１００    基板
１０５    薄膜トランジスタ
１１０    下部電極
１４０    発光層
１７０    上部電極
１７１    第１金属層
１７２    第２金属層
１８０    界面補償層
１９０    キャッピング層
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図４Ｅ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図５Ｅ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１４】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１６】
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