JP2011119223A - 有機発光表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】紫外線および水分から有機発光層を従来より一層保護することができる有機発光表示装置を提供する。
【解決手段】本発明に係る有機発光表示装置は、第１基板１００と、前記第１基板１００上に位置する第１電極７１０と、前記第１電極７１０上に位置する有機発光層７２０と、前記有機発光層７２０上に位置する第２電極７３０と、前記有機発光層７２０を覆うように前記第２電極７３０上に位置して、外部から前記有機発光層７２０に照射される紫外線を遮断する紫外線遮断物質を含むキャッピング層５００と、を備える。
【選択図】図３

Description

本発明は有機発光表示装置に関し、より詳しくはキャッピング層を含む有機発光表示装置に関する。

表示装置はイメージを表示する装置であって、最近では、有機発光表示装置（ｏｒｇａｎｉｃｌｉｇｈｔ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ ｄｉｓｐｌａｙ）が注目されている。

有機発光表示装置は、自発光特性を有し、液晶表示装置とは異なり、別途の光源が不要であるため、厚さおよび重量を減らすことができる。また、有機発光表示装置は、低い消費電力、高い輝度、および高い反応速度などの高品位特性を有する。

一般に、有機発光表示装置は、光を発光する有機発光素子（ｏｒｇａｎｉｃ ｌｉｇｈｔｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ）を含み、前記有機発光素子は、光を発光する有機発光層および有機発光層を間においた第１電極、第２電極を含む。有機発光素子の有機発光層は、低分子の有機物で構成されている。

しかし、有機発光層を構成する低分子の有機物材料は、材料そのものの特性上、紫外線および水分に弱い物性を有する、という問題点があった。

そこで、本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、紫外線および水分から有機発光層を従来より一層保護することができる有機発光表示装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、第１基板と、前記第１基板上に位置する第１電極と、前記第１電極上に位置する有機発光層と、前記有機発光層上に位置する第２電極と、前記有機発光層を覆うように前記第２電極上に位置して、外部から前記有機発光層に照射される紫外線を遮断する紫外線遮断物質を含むキャッピング層と、を備える、有機発光表示装置が提供される。

前記有機発光表示装置において、紫外線遮断物質は、亜鉛酸化物、チタニウム酸化物、鉄酸化物、またはマグネシウム酸化物のうちの一つ以上を含むのが好ましい。

前記有機発光表示装置において、キャッピング層は、非晶質状態の有機膜または非晶質状態の無機膜であるのが好ましい。

前記有機発光表示装置において、キャッピング層は、ａ−ＮＰＤ、ＮＰＢ、ＴＰＤ、ｍ−ＭＴＤＡＴＡ、Ａｌｑ３、ＬｉＦ、またはＣｕＰｃのうちの一つ以上を含む有機膜であるのが好ましい。

前記有機発光表示装置において、キャッピング層は、ケイ素（Ｓｉ）を含む無機膜であるのが好ましい。

前記有機発光表示装置において、キャッピング層は、原子または分子単位で蒸着されるのが好ましい。

前記有機発光表示装置において、キャッピング層は、前記紫外線遮断物質を含む紫外線遮断層を少なくとも含む２以上の層からなっていてもよい。

前記有機発光表示装置において、紫外線遮断層は、前記第２電極と離隔して位置してもよい。

本発明によれば、紫外線および水分から有機発光層が従来より一層保護されることにより、寿命が従来よりさらに向上した有機発光表示装置を提供することができる。

本発明の第１実施形態による有機発光表示装置を示した断面図である。 本発明の第１実施形態による有機発光表示装置の画素の構造を示した配置図である。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線による断面図である。 本発明の第２実施形態による有機発光表示装置の主要部位を示した断面図である。

以下、添付した図面を参照して、本発明の多様な実施形態について、本発明が属する技術分野において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。しかし、本発明は多様な形態に実現でき、ここで説明する実施形態に限定されない。

また、実施形態において、同一の構成を有する構成要素については同一の符号を使用して、代表的に第１実施形態で説明し、その他の実施形態では、第１実施形態と異なる構成についてのみ説明する。

本発明を明確に説明するために、説明に不要な部分は省略した。明細書全体にわたって同一または類似する構成要素については、同一の図面符号を付けた。

また、図面に示し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の大きさおよび厚さで示したものであるため、本発明は必ずしも示されたものに限定されない。

図面では、各種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た。そして、図面においては、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た。層、膜、領域、板などの部分がある部分の「上に」または「上部に」あるという場合、これはある部分の「直ぐ上に」ある場合だけでなく、その中間に他の部分が介在される場合も含む。一方で、ある部分が他の部分の「直ぐ上に」あるという場合、これはその中間に他の部分が介在されないことを意味する。

また、添付図面では、一つの画素に２つの薄膜トランジスター（ＴＦＴ）および一つの蓄電素子（ｃａｐａｃｉｔｏｒ）を備えた２Ｔｒ−１Ｃａｐ構造の能動駆動（ａｃｔｉｖｅ ｍａｔｒｉｘ、ＡＭ）型有機発光表示装置を示しているが、本発明がこれに限定されるのではない。従って、有機発光表示装置は、一つの画素に３つ以上の薄膜トランジスターおよび２つ以上の蓄電素子を備えることもでき、別途の配線がさらに形成されて多様な構造を有するように形成されても良い。ここで、画素はイメージを表示する最小単位を言い、有機発光表示装置は複数の画素を通してイメージを表示する。

以下、図１から図４を参照して、本発明の第１実施形態による有機発光表示装置１０１を説明する。

図１は本発明の第１実施形態による有機発光表示装置を示した断面図である。

図１に示されているように、本発明の第１実施形態による有機発光表示装置は、第１基板１００、第２基板２００、配線部３００、有機発光素子４００、およびキャッピング層５００を含む。

第１基板１００および第２基板２００は、ガラス、ポリマー、またはステンレス鋼などを含む絶縁性基板であり、第１基板１００および第２基板２００のうちの一つ以上は光透過性材質からなる。第１基板１００上には配線部３００および有機発光素子４００が位置し、第２基板２００は、配線部３００および有機発光素子４００を間において第１基板１００と対向している。第１基板１００および第２基板２００は、有機発光素子４００を間においてシーラント（ｓｅａｌａｎｔ）６００によって互いに合着密封されていて、第１基板１００および第２基板２００は、配線部３００および有機発光素子４００を外部の干渉から保護する。

配線部３００は、スイッチングおよび駆動薄膜トランジスター１０、２０（図２に図示）を含み、有機発光素子４００に信号を伝達して有機発光素子４００を駆動する。有機発光素子４００は、配線部３００から伝達された信号によって光を発光する。

配線部３００上には有機発光素子４００が位置している。有機発光素子４００は、第１基板１００上の表示領域に位置し、フォトリソグラフィなどのマイクロマシン（ＭＥＭＳ）技術を利用して形成される。有機発光素子４００は、配線部３００から信号の伝達を受け、伝達された信号によってイメージを表示する。有機発光素子４００上にはキャッピング層５００が位置している。

キャッピング層５００は、有機発光素子４００を覆って、後述する有機発光素子４００に含まれている有機発光層７２０に水分が投入されるのを抑制すると同時に、キャッピング層５００に照射される紫外線を遮断して、キャッピング層５００を通して有機発光層７２０に紫外線が照射されるのを抑制する。

以下、図２および図３を参照して、本発明の第１実施形態による有機発光表示装置１０１の内部構造について詳しく説明する。さらに、キャッピング層５００についてより詳しく説明する。

図２は本発明の第１実施形態による有機発光表示装置の画素の構造を示した配置図である。図３は図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線による断面図である。

配線部３００および有機発光素子４００の具体的な構造は、図２および図３に示されているが、本発明の実施形態が必ずしも図２および図３に示された構造に限定されるのではない。

配線部３００および有機発光素子４００は、当該技術分野の専門家が容易に変形実施できる範囲内で多様な構造に形成される。例えば、添付図面では、有機発光表示装置として一つの画素に２つの薄膜トランジスター（ＴＦＴ）および一つの蓄電素子を備えた２Ｔｒ−１Ｃａｐ構造の能動駆動（ＡＭ）型有機発光表示装置を示しているが、本発明はこれに限定されない。従って、表示装置は、薄膜トランジスターの個数、蓄電素子の個数、および配線の個数が限定されない。一方、画素はイメージを表示する最小単位を言い、有機発光表示装置は複数の画素を通してイメージを表示する。

図２および図３に示されているように、有機発光表示装置１０１は、一つの画素ごとに各々形成されたスイッチング薄膜トランジスター１０、駆動薄膜トランジスター２０、蓄電素子８０、および有機発光素子４００を含む。ここで、スイッチング薄膜トランジスター１０、駆動薄膜トランジスター２０、および蓄電素子８０を含む構成を配線部３００という。そして、配線部３００は、第１基板１００の一方向に沿って配置されるゲートライン１５１、ゲートライン１５１と絶縁交差するデータライン１７１および共通電源ライン１７２をさらに含む。ここで、一つの画素は、ゲートライン１５１、データライン１７１、および共通電源ライン１７２を境界として定義されるが、必ずしもこれに限定されない。

有機発光素子４００は、第１電極７１０、第１電極７１０上に形成された有機発光層７２０、および有機発光層７２０上に形成された第２電極７３０を含み、第１電極７１０、有機発光層７２０、および第２電極７３０は、有機発光素子４００を構成する。ここで、第１電極７１０は正孔注入電極である陽極（ａｎｏｄｅ）となり、第２電極７３０は電子注入電極である陰極（ｃａｔｈｏｄｅ）となる。しかし、本発明の第１実施形態が必ずしもこれに限定されるのではなく、有機発光表示装置の駆動方法によって第１電極７１０が陰極となり、第２電極７３０が陽極となっても良い。第１電極７１０および第２電極７３０から各々正孔および電子が有機発光層７２０の内部に注入される。有機発光層７２０の内部に注入された正孔および電子が結合した励起子（ｅｘｃｉｔｏｎ）が励起状態から基底状態に落ちる時に有機発光層７２０が光を発光する。

また、本発明の第１実施形態による有機発光表示装置１０１の第１電極７１０は、アルミニウム（Ａｌ）などの光反射性材質から形成され、第２電極７３０は透明または半透明なインジウム錫酸化物（ｉｎｄｉｕｍ ｔｉｎ ｏｘｉｄｅ、ＩＴＯ）またはインジウム亜鉛酸化物（ｉｎｄｉｕｍ ｚｉｎｃ ｏｘｉｄｅ、ＩＺＯ）などを含む光透過性材質から形成されるが、本発明が必ずしもこれに限定されるのではなく、第１電極７１０および第２電極７３０のうちの一つ以上が透明または半透明な導電性材質から形成されても良い。

また、本発明の第１実施形態による有機発光表示装置１０１において、有機発光素子４００は、第２基板２００方向に光を発光するが、本発明が必ずしもこれに限定されるのではなく、有機発光素子４００から発光される光が第１基板１００および第２基板２００のうちの一つ以上の方向に放出されても良い。つまり、本発明の第１実施形態による有機発光表示装置１０１は、前面発光型であるが、本発明の他の実施形態による有機発光表示装置は、後面または両面発光型であっても良い。

蓄電素子８０は、層間絶縁膜１６１を間において配置された一対の蓄電板１５８、１７８を含む。ここで、層間絶縁膜１６１は誘電体となり、蓄電素子８０で蓄電された電荷および両蓄電板１５８、１７８の間の電圧によって蓄電素子８０の蓄電容量が決定される。

スイッチング薄膜トランジスター１０は、スイッチング半導体層１３１、スイッチングゲート電極１５２、スイッチングソース電極１７３、およびスイッチングドレイン電極１７４を含む。駆動薄膜トランジスター２０は、駆動半導体層１３２、駆動ゲート電極１５５、駆動ソース電極１７６、および駆動ドレイン電極１７７を含む。

スイッチング薄膜トランジスター１０は、発光させようとする画素を選択するスイッチング素子として使用される。スイッチングゲート電極１５２はゲートライン１５１と接続される。スイッチングソース電極１７３はデータライン１７１と接続される。スイッチングドレイン電極１７４はスイッチングソース電極１７３から離隔配置されて、いずれか一つの蓄電板１５８と接続される。

駆動薄膜トランジスター２０は、選択された画素内の有機発光素子４００の有機発光層７２０を発光させるための駆動電源を第１電極７１０に印加する。駆動ゲート電極１５５はスイッチングドレイン電極１７４と接続された蓄電板１５８と接続される。駆動ソース電極１７６およびもう一つの蓄電板１７８は各々共通電源ライン１７２と接続される。駆動ドレイン電極１７７はコンタクトホール（ｃｏｎｔａｃｔ ｈｏｌｅ）を通して有機発光素子４００の第１電極７１０と接続される。

このような構造により、スイッチング薄膜トランジスター１０は、ゲートライン１５１に印加されるゲート電圧によって作動して、データライン１７１に印加されるデータ電圧を駆動薄膜トランジスター２０に伝達する役割を果たす。共通電源ライン１７２から駆動薄膜トランジスター２０に印加される共通電圧とスイッチング薄膜トランジスター１０から伝達されたデータ電圧との差に相当する電圧が蓄電素子８０に保存され、蓄電素子８０に保存された電圧に対応する電流が駆動薄膜トランジスター２０を通して有機発光素子４００に流れて、有機発光素子４００が発光するようになる。

キャッピング層５００は、第２電極７３０上に形成されて、有機発光層７２０を含む有機発光素子４００を覆う。キャッピング層５００は、紫外線遮断物質を含み、前記紫外線遮断物質は、亜鉛酸化物（ＺｎＯ）、チタニウム酸化物（ＴｉＯ_２）、鉄酸化物（Ｆｅ_２Ｏ_３）、およびマグネシウム酸化物（ＭｇＯ）のうちの一つ以上を含む。キャッピング層５００は、紫外線遮断物質を含むことによって、外部から第２基板２００を通してキャッピング層５００に照射される紫外線を遮断する。このように、外部から第２基板２００を通してキャッピング層５００に照射される紫外線を遮断することによって、外部からの紫外線がキャッピング層５００で覆われた有機発光層７２０に照射されるのが抑制される。つまり、キャッピング層５００の紫外線遮断機能によってキャッピング層５００で覆われた有機発光層７２０の寿命が向上する。

また、キャッピング層５００は、非晶質状態の有機膜または非晶質状態の無機膜から形成される。具体的に、キャッピング層５００は、ａ−ＮＰＤ、ＮＰＢ、ＴＰＤ、ｍ−ＭＴＤＡＴＡ、Ａｌｑ３、ＬｉＦ、およびＣｕＰｃのうちの一つ以上、および前述した紫外線遮断物質を原子または分子単位で蒸着して非晶質状態の有機膜に形成されたり、窒化ケイ素（ＳｉＮ_ｘ）、酸化ケイ素（ＳｉＯ_ｘ）、および酸窒化ケイ素（ＳｉＯ_ｘＮ_ｙ）などのケイ素（Ｓｉ）を含む化合物、および前述した紫外線遮断物質を原子または分子単位で蒸着して非晶質状態の無機膜に形成される。キャッピング層５００が非晶質状態に形成されることによって、キャッピング層５００は透明な状態を維持するようになる。つまり、キャッピング層５００が非晶質状態に形成されることによって、有機発光層７２０から発光された光は、大きな損失無くキャッピング層５００および第２基板２００を通して外部に照射されて、イメージとして具現される。

また、キャッピング層５００は、非晶質状態の有機膜または非晶質状態の無機膜から形成されることによって、キャッピング層５００に含まれている分子または原子が緻密な構造を形成する。このように、キャッピング層５００そのものが緻密な構造を形成することによって、外部から有機発光素子４００の有機発光層７２０に流入される水分が基本的に遮断される。

また、キャッピング層５００は、有機発光素子４００を覆うように有機発光素子４００上に位置することによって、外部の干渉から有機発光素子４００を保護する。このように、キャッピング層５００が有機発光素子４００を保護するため、第１基板１００と第２基板２００との間の間隔を最小化することができ、これによって有機発光表示装置１０１の全体の厚さも薄く形成することができるようになる。

また、キャッピング層５００が有機発光素子４００の第２電極７３０上に位置することによって、第２電極７３０による外光反射が抑制される。このように、キャッピング層５００によって有機発光素子４００による外光反射が抑制されることによって、外光反射を抑制するために第２基板２００上に一般的に適用されていた光学フィルムなどの構成を省略することができるようになる。つまり、キャッピング層５００によって第２基板２００上に位置する光学フィルムなどの構成を省略することによって、光学フィルムによって低下する有機発光表示装置１０１の発光効率が改善される。

以上のように、本発明の第１実施形態による有機発光表示装置１０１は、紫外線遮断物質を含むキャッピング層５００を含むことによって、紫外線および水分による有機発光層７２０の損傷を抑制して、有機発光表示装置１０１の寿命が向上する。

一方で、第２基板２００上に有機発光表示装置１０１を保護するウィンドウ（ｗｉｎｄｏｗ）を付着して、ウィンドウ一体型有機発光表示装置を製造する場合には、ウィンドウと第２基板２００との間に紫外線硬化性接着樹脂を形成し、紫外線硬化性接着樹脂を使用して第２基板２００にウィンドウを付着した後、紫外線を使用して紫外線硬化性接着樹脂を硬化させて形成する。このようなウィンドウ一体型有機発光表示装置を製造する時、本発明の第１実施形態による有機発光表示装置１０１は、キャッピング層５００に含まれている紫外線遮断物質が紫外線硬化性接着樹脂の硬化手段である紫外線を遮断するため、硬化手段である紫外線によって有機発光層７２０が損傷されるのが抑制される。

以下、図４を参照して、本発明の第２実施形態による有機発光表示装置１０２を説明する。

図４は本発明の第２実施形態による有機発光表示装置の主要部位を示した断面図である。

図４に示されているように、本発明の第２実施形態による有機発光表示装置１０２のキャッピング層５０２は、ベース層５１２と紫外線遮断層５２２とからなる。

ベース層５１２は、第２電極７３０上に形成されて、有機発光層７２０を含む有機発光素子４００を覆う。ベース層５１２は、非晶質状態の有機膜または非晶質状態の無機膜から形成される。具体的に、キャッピング層５０２は、ａ−ＮＰＤ、ＮＰＢ、ＴＰＤ、ｍ−ＭＴＤＡＴＡ、Ａｌｑ３、ＬｉＦ、およびＣｕＰｃのうちの一つ以上の化合物を原子または分子単位で蒸着して非晶質状態の有機膜に形成されたり、窒化ケイ素（ＳｉＮ_ｘ）、酸化ケイ素（ＳｉＯ_ｘ）、および酸窒化ケイ素（ＳｉＯ_ｘＮ_ｙ）などのケイ素（Ｓｉ）を含む化合物を原子または分子単位で蒸着して非晶質状態の無機膜に形成される。ベース層５１２が非晶質状態に形成されることによって、ベース層５１２は透明な状態を維持するようになる。つまり、ベース層５１２が非晶質状態に形成されることによって、有機発光層７２０から発光された光は、大きな損失無くベース層５１２および第２基板２００を通して外部に照射されて、イメージとして具現される。ベース層５１２上には紫外線遮断層５２２が位置している。

紫外線遮断層５２２は、ベース層５１２上に形成されて、有機発光層７２０を覆うベース層５１２を覆う。紫外線遮断層５２２は、紫外線遮断物質を含み、前記紫外線遮断物質は、亜鉛酸化物（ＺｎＯ）、チタニウム酸化物（ＴｉＯ_２）、鉄酸化物（Ｆｅ_２Ｏ_３）、およびマグネシウム酸化物（ＭｇＯ）のうちの一つ以上を含む。紫外線遮断層５２２は、紫外線遮断物質を含むことによって、外部から第２基板２００を通して紫外線遮断層５２２に照射される紫外線を遮断する。このように、外部から第２基板２００を通して紫外線遮断層５２２に照射される紫外線を遮断することによって、外部からの紫外線が紫外線遮断層５２２で覆われた有機発光層７２０に照射されるのが抑制される。つまり、紫外線遮断層５２２の紫外線遮断機能によってキャッピング層５０２で覆われた有機発光層７２０の寿命が向上する。

また、紫外線遮断層５２２は、前述した紫外線遮断物質を原子または分子単位で蒸着して非晶質状態の薄膜に形成されることによって、紫外線遮断層５２２を含むキャッピング層５０２は透明な状態を維持するようになる。つまり、キャッピング層５０２が非晶質状態に形成されることによって、有機発光層７２０から発光された光は、大きな損失無くキャッピング層５０２および第２基板２００を通して外部に照射されて、イメージとして具現される。

また、紫外線遮断層５２２は、ベース層５１２を間において第２電極７３０と離隔されている。紫外線遮断層５２２は、紫外線を吸収して、紫外線が有機発光層７２０に照射されるのを遮断するが、紫外線を吸収することによって紫外線遮断層５２２そのものの温度が上昇する。このように、紫外線を吸収することによって紫外線遮断層５２２の温度が上昇しても、紫外線遮断層５２２が第２電極７３０と離隔されているため、紫外線遮断層５２２そのものの温度上昇による熱伝導現象によって第２電極７３０の温度が上昇するのが抑制される。つまり、紫外線遮断層５２２が第２電極７３０と離隔された状態で紫外線を吸収するので、紫外線遮断層５２２の温度上昇によって第２電極７３０の温度が上昇するのが抑制されて、第２電極７３０が劣化するのが抑制される。

以上のように、本発明の第２実施形態による有機発光表示装置１０２は、紫外線遮断物質を含む紫外線遮断層５２２を含むキャッピング層５０２を含むことによって、紫外線および水分による有機発光層７２０の損傷および温度上昇による第２電極７３０の劣化を抑制して、有機発光表示装置１０２の寿命が向上する。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の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、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

１０、２０ 駆動薄膜トランジスター
１００ 第１基板
１０１、１０２ 有機発光表示装置
２００ 第２基板
３００ 配線部
４００ 有機発光素子
５００ キャッピング層
５０２ キャッピング層
５１２ ベース層
５２２ 紫外線遮断層
７１０ 第１電極
７２０ 有機発光層
７３０ 第２電極

Claims (8)

1. 第１基板と、
   前記第１基板上に位置する第１電極と、
   前記第１電極上に位置する有機発光層と、
   前記有機発光層上に位置する第２電極と、
   前記有機発光層を覆うように前記第２電極上に位置して、外部から前記有機発光層に照射される紫外線を遮断する紫外線遮断物質を含むキャッピング層と、
   を備える、有機発光表示装置。
2. 前記紫外線遮断物質は、亜鉛酸化物、チタニウム酸化物、鉄酸化物、またはマグネシウム酸化物のうちの一つ以上を含む、請求項１に記載の有機発光表示装置。
3. 前記キャッピング層は、非晶質状態の有機膜または非晶質状態の無機膜である、請求項２に記載の有機発光表示装置。
4. 前記キャッピング層は、ａ−ＮＰＤ、ＮＰＢ、ＴＰＤ、ｍ−ＭＴＤＡＴＡ、Ａｌｑ３、ＬｉＦ、またはＣｕＰｃのうちの一つ以上を含む有機膜である、請求項３に記載の有機発光表示装置。
5. 前記キャッピング層は、ケイ素（Ｓｉ）を含む無機膜である、請求項３に記載の有機発光表示装置。
6. 前記キャッピング層は、原子または分子単位で蒸着される、請求項３に記載の有機発光表示装置。
7. 前記キャッピング層は、前記紫外線遮断物質を含む紫外線遮断層を少なくとも含む２以上の層からなる、請求項２に記載の有機発光表示装置。
8. 前記紫外線遮断層は、前記第２電極と離隔して位置する、請求項７に記載の有機発光表示装置。
   
   

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