JP2005197254A - 有機発光素子及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】基板、基板上に形成されて電極として使われる第1及び第2金属層、第1金属層上に具備された電子伝送層、第1及び第2金属層を絶縁させ、第1金属層に沿って前記電子伝送層まで拡張された第1隔壁、電子伝送層の周りの前記第1金属層上に具備された第2隔壁、第1隔壁と離隔されて前記第2金属層上に形成された第3隔壁、電子伝送層上に形成された有機発光層、有機発光層上に具備されて前記第2金属層と接触されたホール伝送層、ホール伝送層を覆って前記第2及び第3隔壁の外側の前記第1及び第2金属層上に拡張された保護層及び前記保護層と前記第1及び第2金属層間を充填した密封材を含むことを特徴とする有機発光素子とその製造方法。
【選択図】図2
Description
図2を参照すれば、本発明の第1実施例による有機発光素子(以下、第1有機発光素子)の基板20に所定深さの溝22が形成されている。基板20はガラス基板でありうる。溝22の内面は緩やかな傾斜を有する。基板20は、基板20の表面20aと溝22の底22aとの間の内面のうち一部に、第1及び第2段差部S1、S2が存在する。第1及び第2段差部S1、S2は水平に離隔されており、同じ傾斜を有し、垂直に相異なる高さに存在する。そして、第1及び第2段差部S1、S2の間に平らな面22bが存在する。平らな面22bの垂直位置は、基板20の表面20aと溝22の底22aとの間の中間ほどであって基板20の表面20aより低い。アウトカップリング効率を向上させるために、第1及び第2段差部S1、S2は溝22の段差が存在しない部分の傾斜と同様に緩慢に傾斜している。基板20上に第1金属層24aと第2金属層24bとが存在する。第1及び第2金属層24a、24bは、それぞれ負極層及び正極層として使われ、同一金属層、例えばアルミニウム層であることが望ましい。しかし、必要な場合、第1及び第2金属層24a、24bは、アルミニウムの他の金属で構成でき、それぞれ相異なる金属で構成する場合もある。第1及び第2金属層24a、24bは、溝22の内面に沿って拡張されている。具体的に、第1金属層24aは、第1及び第2段差部S1、S2の向かい側の基板20上で溝22の内面と溝22の底22a及び第2段差部S2を経て第1及び第2段差部S1、S2の間の平らな面22bまで拡張されている。そして、第2金属層24bは第1金属層24aの向かい側の基板20上で第1段差部S1を経て第1及び第2段差部S1、S2の間の平らな面22bまで拡張されている。
本発明の第2実施例による有機発光素子(以下、第2有機発光素子)は凸状の形態に具備されたところに特徴がある。
前記第1有機発光素子のように、基板に凹の形態で具備されたものであるが、基板の所定領域をドーピングしてこれを負極層として使用する、負極層のための別途の金属層を具備しない有機発光素子に関する。
図5を参照すれば、本発明の第4実施例による有機発光素子(以下、第4有機発光素子)は基板110に所定深さの溝112を具備する。基板110は、プラスチック基板のようにフレキシブル基板であることが望ましい。溝112の内面は、溝112の底に平行に入射される光を垂直に近く上方向に反射させうる傾斜面であることが望ましい。溝112は、底112aを中心として非対称的である。すなわち、底112aを中心として、溝112の左側内面は、底112aと基板110の上部面110aとを結ぶ緩やかな傾斜面である一方、右側内面は、第7及び第8段差部S7、S8を含む。第8段差部S8は、溝112の底112aから始まる。第7段差部S7は、第8段差部S8から水平に与えられた距離ほど離隔されている。また、第7段差部S7は、垂直に第8段差部S8より上に存在する。第7及び第8段差部S7、S8間に溝112の底112aより高く、基板110の上部面110aより低い平らな面112bが存在する。第7段差部S7は、平らな面112bから始まり、第8段差部S8は、平らな面112bで終わる。基板110上に負極層として使われた第8金属層114aと負極層として使われた第9金属層114bとが存在する。第8金属層114aと第9金属層114bとの間に所定のギャップg3が存在する。第8金属層114aは溝112の段差のない内面と底112aと第8段差部S8とを経て平らな面112bまで拡張されている。第9金属層114bは第7段差部S7を覆い、基板110の上部面110a上に拡張されており、下には平らな面112bまで拡張されている。第8及び第9金属層114a、114b間のギャップg3は、第10隔壁126で充填されている。第10隔壁126は前記第1有機発光素子の第1隔壁26と同等な役割を行うものであって、第8金属層114aの表面に沿って、溝112の底112aまで拡張されている。第8金属層114aの溝112の底112a上に形成された部分上に、電子伝送層120が存在する。電子伝送層120は、第7及び第8電子伝送層122、124を含む。電子伝送層120は、前記第1有機発光素子の電子伝送層31と同等なものでありうる。第8金属層114aの傾斜面に、第11隔壁128が存在する。第11隔壁128は上には、第8金属層114aの上部面まで拡張されており、下には電子伝送層120に達している。第9金属層114bの傾斜面に第12隔壁130が存在する。第12隔壁130は、基板110の上部面上に形成された第9金属層114bの上部面まで拡張されており、下には第10隔壁126と与えられた間隔ほど離隔された所まで拡張されている。第10及び第12隔壁126、130の離隔された間隔を通じて、第9金属層114bが露出される。製造工程で、第10ないし第12隔壁126、128、130は何れも同時に形成されるので、第11及び第12隔壁128、130と第10隔壁126の第8金属層114a上に拡張された部分の厚さは何れも同じことが望ましい。電子伝送層120は、所定厚さの有機発光層132で覆われている。有機発光層132は、前記第1有機発光素子の有機発光層36と同じものでありうる。有機発光層132は、左側に第11隔壁128に接しており、右側に第10隔壁126の拡張された部分に接している。有機発光層132の表面は、第10及び第12隔壁126、130間に露出された第9金属層114bの表面より低い。このような有機発光層132上に所定厚さを有するホール伝送層134が存在する。ホール伝送層134は、前記第1有機発光素子のホール伝送層66と同じ役割をするものであって、左側には、第11隔壁128に達しており、右側には第12隔壁130に接している。また、ホール伝送層134は、第10及び第12隔壁126、130間に露出された第9金属層11bと接触しており、第10隔壁126を覆っている。これによって、正極層として使われた第9金属層114bに電圧が印加される時、ホール伝送層134を通じて有機発光層132にキャリア、すなわちホールが伝送される。この時、ホールは、第10隔壁126の表面真上に流れるために、ホール伝送層134の表面状態は、前記ホールの伝送に大きい影響を与えない。したがって、ホール伝送層134を形成するにおいて、表面状態は大きく考慮しなくても構わない。ホール伝送層134の表面は、第11及び第12隔壁128、130の周りの第8及び第9金属層114a、114bの上部面より低い。これによって、密封工程が容易になる。このようなホール伝送層134上に保護層136が存在する。保護層136は、ホール伝送層134の全面と第11及び第12隔壁128、130とを覆い、第8及び第9金属層114a、114bに拡張されている。保護層136は、外部の不純物や湿気が侵入できないように、第8及び第9金属層114a、114bと密着されている。
前記第1有機発光素子についての製造方法である。
図4に示した前記第3有機発光素子についての製造方法である。
20a 基板の表面
22 溝
22a 溝の底
22b 平らな面
24a、24b 第1及び第2金属層
26 第1隔壁
28 第2隔壁
30 第3隔壁
31 電子伝送層
32、34 第1及び第2電子伝送層
36 発光層
38 ホール伝送層
40 保護層
40a 溝
42 突起
44 密封材
S1、S2 第1及び第2段差部
g ギャップ
S1a 第1段差部の表面
S2a 第2段差部の表面
L1、L2 光
Claims (42)
- 基板と、
前記基板上に形成されて電極として使われる第1及び第2金属層と、
前記第1金属層上に具備された電子伝送層と、
前記第1及び第2金属層を絶縁させ、前記第1金属層に沿って前記電子伝送層まで拡張された第1隔壁と、
前記電子伝送層の周りの前記第1金属層上に具備された第2隔壁と、
前記第1隔壁と離隔されて前記第2金属層上に形成された第3隔壁と、
前記電子伝送層上に形成された有機発光層と、
前記有機発光層上に形成され、前記第1隔壁を覆い、第1及び第3隔壁の間の前記第2金属層と接触されたホール伝送層と、
前記ホール伝送層を覆い、前記第2及び第3隔壁の周りの前記第1及び第2金属層上に拡張された保護層と、
前記保護層と前記第1及び第2金属層との間を充填した密封材とを含むことを特徴とする有機発光素子。 - 前記基板に溝が形成されており、前記溝の内面は、前記基板に平行に入射される光が上方向に反射されるように傾斜しており、前記第1及び第2金属層は、前記溝に拡張されたことを特徴とする請求項1に記載の有機発光素子。
- 前記溝は、非対称であることを特徴とする請求項2に記載の有機発光素子。
- 前記溝には、前記溝の底に接する第2段差部が存在し、前記第2段差部から離隔された位置に第1段差部が存在することを特徴とする請求項2に記載の有機発光素子。
- 前記第1金属層は、前記溝の段差が存在しない内面及び前記溝の底を経て前記第2段差部に拡張されたことを特徴とする請求項4に記載の有機発光素子。
- 前記第2金属層は、前記第1段差部に具備されているが、上には前記溝の周りの基板の上部面に拡張されており、下には前記第1及び第2段差部の間の平らな面上に拡張されたことを特徴とする請求項4に記載の有機発光素子。
- 前記第1金属層に第1結合部材が具備されており、前記保護層に前記第1結合部材と結合される第2結合部材が具備されたことを特徴とする請求項1に記載の有機発光素子。
- 前記第1及び第2結合部材は、それぞれ突起と前記突起が挿入される溝とであることを特徴とする請求項7に記載の有機発光素子。
- 前記基板は、ガラス基板またはフレキシブル基板であることを特徴とする請求項1に記載の有機発光素子。
- 前記保護層は、前記ホール伝送層、前記第2及び第3隔壁と密着されたことを特徴とする請求項1に記載の有機発光素子。
- 前記電子伝送層は、前記有機発光層の仕事関数と前記第1金属層の仕事関数との間の仕事関数を有する単層または複層であることを特徴とする請求項1に記載の有機発光素子。
- 前記基板は、
前記溝の底として使われたベース基板と、
前記溝の内面を構成するのに使われたガラス基板と、を含むことを特徴とする請求項2に記載の有機発光素子。 - 基板と、
前記基板に具備されて負極層として使われるドーピング領域と、
前記ドーピング領域上に形成された電子伝送層と、
前記電子伝送層の周りの基板上に具備された第1金属層と、
前記基板上に具備されて正極層として使われて、前記第1金属層とギャップを有する第2金属層と、
前記ギャップを充填し、前記ギャップに隣接した前記第2金属層の一部を露出させるように前記第1及び第2金属層上に具備された隔壁と、
前記電子伝送層上に具備された有機発光層と、
前記有機発光層上に具備されて前記第2金属層と接触されたホール伝送層と、
前記ホール伝送層を覆い、前記隔壁と接触された保護層と、
前記保護層と前記基板及び前記第2金属層間を密封する密封材と、を含むことを特徴とする有機発光素子。 - 前記基板に溝が形成されているが、前記溝の内面は前記基板に平行に入射される光を上方に反射させうるように緩慢に傾斜しており、
前記第1及び第2金属層と前記電子伝送層と前記隔壁とは、前記溝中に具備されており、前記ドーピング領域は前記溝の底に形成されたことを特徴とする請求項13に記載の有機発光素子。 - 前記溝は、底を中心として非対称であることを特徴とする請求項14に記載の有機発光素子。
- 前記溝には、前記溝の底に接する第2段差部が存在し、前記第2段差部から離隔された位置に第1段差部が存在することを特徴とする請求項14に記載の有機発光素子。
- 前記第1金属層は、前記溝の段差が存在しない内面と前記第2段差部とに具備されており、前記第2金属層は、上に前記溝の周りの前記基板上に拡張されており、下に前記隔壁に達していることを特徴とする請求項16に記載の有機発光素子。
- 前記保護層の前記溝の外側に拡張された部分と前記基板の対応部分とに結合部材が具備されたことを特徴とする請求項14に記載の有機発光素子。
- 前記基板は、負の電圧が印加されるp型シリコン基板であることを特徴とする請求項13に記載の有機発光素子。
- 前記保護層は、前記ホール伝送層と前記隔壁の一部と密着されたことを特徴とする請求項13に記載の有機発光素子。
- 基板に溝を形成する第1段階と、
前記基板上に前記溝に拡張される第1及び第2金属層を形成するが、前記2層の金属層間にギャップを形成する第2段階と、
前記溝の底上に形成された前記第1金属層の所定領域を限定し、前記ギャップに隣接した前記第2金属層を限定し、前記ギャップを充填する隔壁を前記第1及び第2金属層上に形成する第3段階と、
前記溝の底上に形成された前記第1金属層の所定領域上に電子伝送層を形成する第4段階と、
前記電子伝送層上に有機発光層を形成する第5段階と、
前記有機発光層上に前記隔壁の間に露出された前記第2金属層と接触するホール伝送層を形成する第6段階と、
前記溝の中に形成された前記あらゆる要素を覆う保護層を形成して密封する第7段階と、を含むことを特徴とする有機発光素子の製造方法。 - 前記第1段階で、前記溝は非対称に形成するが、前記溝の内面は緩やかな傾斜を有するように形成することを特徴とする請求項21に記載の有機発光素子の製造方法。
- 前記第1段階で、前記溝の内面に前記溝の底と接する第2段差部を形成し、前記第2段差部と離隔された所に第1段差部を形成し、前記第1及び第2段差部の間を平らにすることを特徴とする請求項22に記載の有機発光素子の製造方法。
- 前記第2段階は、
前記基板の前記ギャップが形成される位置にマスクを形成する段階と、
前記マスクが形成された基板の露出された領域上に金属層を形成する段階と、
前記マスクを除去する段階と、を含むことを特徴とする請求項21に記載の有機発光素子の製造方法。 - 前記第3段階は、
前記隔壁が形成される位置を露出させるマスクを形成する段階と、
前記マスクを利用して前記基板上に前記ギャップを充填する絶縁層を形成する段階と、
前記マスクを除去する段階と、を含むことを特徴とする請求項21に記載の有機発光素子の製造方法。 - 前記第2段階で、前記溝の周りの前記第1金属層に第1結合部材を形成することを特徴とする請求項21に記載の有機発光素子の製造方法。
- 前記第7段階で、前記保護層に前記第1結合部材と対向するように第2結合部材を形成することを特徴とする請求項26に記載の有機発光素子の製造方法。
- 前記第1結合部材は突起であり、前記第2結合部材は前記突起が挿入される溝であることを特徴とする請求項27に記載の有機発光素子の製造方法。
- 前記第1段階は、
ベース基板を形成する段階と、
前記ベース基板上にガラス基板を形成する段階と、
前記ガラス基板に前記ベース基板が露出され、前記溝の内面を有する貫通ホールを形成する段階と、を含むことを特徴とする請求項21に記載の有機発光素子の製造方法。 - 前記電子伝送層は、単層または複層に形成することを特徴とする請求項21に記載の有機発光素子の製造方法。
- 前記保護層を前記ホール伝送層、前記ホール伝送層上に表れた隔壁及び前記溝の外側の第1及び第2金属層と密着形成することを特徴とする請求項21に記載の有機発光素子の製造方法。
- 基板に負極層として使われるドーピング領域を形成する第1段階と、
前記ドーピング領域の周りに第1金属層を形成し、前記第1金属層と、ギャップをおいて正極層として使われる第2金属層とを形成する第2段階と、
前記ギャップを充填して、前記ギャップに接した前記第2金属層の所定領域を露出させる隔壁を前記第1及び第2金属層上に形成する第3段階と、
前記ドーピング領域上に電子伝送層を形成する第4段階と、
前記電子伝送層上に前記第1金属層上に形成された隔壁と接触する有機発光層を形成する第5段階と、
前記有機発光層上に前記隔壁及び前記第2金属層と接触するホール伝送層を形成する第6段階と、
少なくとも前記ホール伝送層及びその下に形成された要素を保護するための保護層を形成して密封する第7段階と、を含むことを特徴とする有機発光素子の製造方法。 - 前記第1及び第2段階で、前記基板に緩慢に傾斜した内面を有する溝を形成し、前記溝の底に前記ドーピング領域を形成し、前記溝の内面に前記第1及び第2金属層を形成することを特徴とする請求項32に記載の有機発光素子の製造方法。
- 前記溝の一部内面に前記溝の底と接する第2段差部を形成し、前記第2段差部と離隔された所に第1段差部を形成し、前記第1及び第2段差部の間を平らに形成することを特徴とする請求項33に記載の有機発光素子の製造方法。
- 前記第1金属層の一部は前記第2段差部に形成し、前記第2金属層は前記第1段差部に形成するが、上に前記溝の外側に拡張され、下に前記第1及び第2段差部の間の平らな部分に拡張されるように形成することを特徴とする請求項34に記載の有機発光素子の製造方法。
- 前記第2段階は、
前記ドーピング領域と前記ギャップが形成される位置とにマスクを形成する段階と、
前記マスクが形成された基板上に金属層を形成する段階と、
前記マスクを除去する段階と、を含むことを特徴とする請求項32に記載の有機発光素子の製造方法。 - 前記第3段階は、
前記隔壁が形成される位置を限定し、残りの部分はマスキングするマスクを形成する段階と、
前記マスクを利用して、前記第1及び第2金属層が形成された基板上に前記ギャップを充填する絶縁層を形成する段階と、
前記マスクを除去する段階と、を含むことを特徴とする請求項32に記載の有機発光素子の製造方法。 - 前記基板はp型シリコン基板であり、前記ドーピング領域はn型不純物がドーピングされた領域であることを特徴とする請求項32に記載の有機発光素子の製造方法。
- 前記第2段階で、前記溝の周りの前記第2金属層に第1結合部材を形成することを特徴とする請求項32に記載の有機発光素子の製造方法。
- 前記第7段階で、前記保護層に前記第1結合部材と対向するように第2結合部材を形成することを特徴とする請求項39に記載の有機発光素子の製造方法。
- 前記電子伝送層は、単層または複層に形成することを特徴とする請求項32に記載の有機発光素子の製造方法。
- 前記ホール伝送層は、前記隔壁の上端より低く形成することを特徴とする請求項32に記載の有機発光素子の製造方法。
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