JP2016514895A - 有機発光素子およびその製造方法 - Google Patents

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Abstract

本発明は有機発光素子およびその製造方法に関する。より具体的には、本発明による有機発光素子は、基板、前記基板上に第１電極、有機物層および第２電極が順次積層された有機発光部、前記有機発光部の外側を密封する封止部を含み、前記封止部は、前記有機発光部の外側と接するシーリング層、前記シーリング層上に備えられた絶縁層、および前記シーリング層と絶縁層との間に備えられた金属パターン層を含むことを特徴とする。

Description

本出願は２０１３年８月２１日に韓国特許庁に提出された韓国特許出願第１０−２０１３−００９９２３６号の出願日の利益を主張し、その内容の全ては本明細書に含まれる。
本出願は有機発光素子およびその製造方法に関する。
有機発光素子は、電極の間に形成された発光層に電極を介して正孔と電子を注入し、注入された正孔と電子が励起子をなした後、該励起子が再び基底状態に落ちる時に光を出す素子である。
このような有機発光素子は自発光特性を有しているため、従来の液晶ディスプレイに比べて薄く、消費電力が低く、優れた視野角と高い応答速度を有するという長所がある。また、プラズマディスプレイパネルや無機ＥＬパネルディスプレイに比べて１０Ｖ以下の低い電圧で駆動可能であり、消費電力が低く、色感に優れるという長所がある。それのみならず、有機発光素子は、フレキシブルな特性があるプラスチック基板を用いて製作することもできる。
また、有機発光素子は受動型方式と能動型方式に分けられる。受動型方式の場合、発光層から生成された光を基板面に発光させる背面発光方式を採択している。その反面、能動型方式において背面発光方式を採択する場合、ＴＦＴに遮られて開口率が下がるようになる。したがって、開口率を上げるために、基板の反対側に発光させる前面発光方式が求められている。
このような優れた長所を有する有機発光素子の従来の封止方法および封止構造は、第１電極、第２電極および発光層からなる発光体が位置した基板とこれを封止する封止キャップを熱硬化性または光硬化性接着部材を用いて封止するのが一般的である。
当技術分野では、封止特性に優れた有機発光素子に対する研究が必要である。
本出願は、
基板、前記基板上に第１電極、有機物層および第２電極が順次積層された有機発光部、および前記有機発光部の外側を密封する封止部を含み、
前記封止部は、前記有機発光部の外側と接するシーリング層、前記シーリング層上に備えられた絶縁層、および前記シーリング層と絶縁層との間に備えられた金属パターン層を含み、
前記金属パターン層は、前記第１電極と外部電源を電気的に連結する第１金属パターン、および前記第２電極と外部電源を電気的に連結する第２金属パターンを含むことを特徴とする有機発光素子を提供する。
また、本出願は前記有機発光素子を含む照明装置を提供する。
なお、本出願は前記有機発光素子を含むディスプレイ装置を提供する。
また、本出願は、
基板上に第１電極、有機物層および第２電極を含む有機発光部を順次形成するステップ、および
前記有機発光部の外側と接するシーリング層、前記シーリング層上に備えられた絶縁層、および前記シーリング層と絶縁層との間に備えられた金属パターン層を含む封止部により、前記有機発光部の外側を密封するステップを含み、
前記金属パターン層は、前記第１電極と外部電源を電気的に連結する第１金属パターン、および前記第２電極と外部電源を電気的に連結する第２金属パターンを含むことを特徴とする有機発光素子の製造方法を提供する。
なお、本出願は、
１つの基板上に、第１電極、有機物層および第２電極を含む有機発光部を２つ以上形成するステップ、
前記２つ以上の有機発光部の外側を封止部により同時に密封して、基板、有機発光部および封止部を含む有機発光素子を２つ以上形成するステップ、および
前記２つ以上の有機発光素子を各々個別的な有機発光素子に分離するステップを含み、
前記封止部は、前記２つ以上の有機発光部の各々の外側と接するシーリング層、前記シーリング層上に備えられた絶縁層、および前記シーリング層と絶縁層との間に備えられ、前記第１電極と外部電源を電気的に連結する第１金属パターンおよび前記第２電極と外部電源を電気的に連結する第２金属パターンを含む金属パターン層を含むことを特徴とする有機発光素子の製造方法を提供する。
また、本出願は、
シーリング層、前記シーリング層上に備えられた絶縁層、および前記シーリング層と絶縁層との間に備えられた金属パターン層を含む封止材であって、
前記封止材は厚さ方向に貫通する少なくとも１つのコンタクトホールを含み、
前記封止材の上部面および下部面のうち少なくとも一面には保護層を含み、
前記金属パターン層は離隔して電気的に短絡した２以上の金属パターンを含むことを特徴とする封止材を提供する。
なお、本出願は、
シーリング層、前記シーリング層上に備えられた絶縁層、および前記シーリング層と絶縁層との間に備えられた金属パターン層を含む封止材であって、
前記封止材の上部面および下部面に備えられた保護層を含み、
前記封止材の上部面および下部面に備えられた保護層のうちいずれか１つ、絶縁層、金属パターン層およびシーリング層の厚さ方向にハーフカット（ｈａｌｆ ｃｕｔｔｉｎｇ）され、
前記金属パターン層は互いに離隔して電気的に短絡した２以上の金属パターンを含むことを特徴とする封止材を提供する。
また、本出願は、
絶縁層のいずれか１つの面に第１保護層を形成し、絶縁層の他の１つの面に互いに離隔して電気的に短絡した２以上の金属パターンを含む金属パターン層を形成するステップ、
前記絶縁層および金属パターン層の全面上にシーリング層を形成するステップ、
前記シーリング層上に第２保護層を形成するステップ、および
前記絶縁層、金属パターン層、シーリング層および第２保護層の厚さ方向を貫通する少なくとも１つのコンタクトホールを形成するステップを含む封止材の製造方法を提供する。
本出願の一実施状態による有機発光素子は、封止部としてシーリング層、絶縁層、および前記シーリング層と絶縁層との間に備えられた金属パターン層を含む構造を利用することにより、有機発光部の封止および電極の等電位のための構造を簡素化することができる。
従来の有機発光素子を概略的に示す図である。 本出願の一実施状態による有機発光素子を概略的に示す図である。 本出願の一実施状態による有機発光素子を概略的に示す図である。 従来の有機発光素子の製造方法を概略的に示す図である。 本出願の一実施状態による有機発光素子の製造方法を概略的に示す図である。 本出願の一実施状態による封止材を概略的に示す図である。
以下、本発明について詳細に説明する。
有機発光素子（ＯＬＥＤ）技術中の封止（ｅｎｃａｐｓｕｌａｔｉｏｎ）工程はＯＬＥＤ寿命と信頼性を左右する核心技術であり、ＯＬＥＤ材料は水分と酸素に非常にぜい弱な特性上、水分または酸素の浸透時に有機物層および電極の変形誘発、寿命低下などといった色々な問題を生じさせる。したがって、ＯＬＥＤは外気遮断のための封止工程が絶対的に必要である。
従来の有機発光素子およびその製造方法を図１および図４に概略的に示す。従来の有機発光素子においては、電極パッド端５０，５５の露出のためにシーリング層３０などを裁断し、キャリア（ｃａｒｒｉｅｒ）を用いて有機発光素子にラミネートする方法を利用した。しかし、このような方法は、シーリング層などの裁断、キャリア使用などに困難がある。また、露出した第１電極パッド５０および第２電極パッド５５は各々外部電源に電気的に連結する構成がさらに必要であり、このための工程がさらに必要である。
そこで、本出願においては、絶縁層上の金属パターンおよびコンタクトホールが備えられたフレキシブルプリント回路基板（ＦＰＣＢ）およびフェイスシールフィルム（Ｆａｃｅ ｓｅａｌ ｆｉｌｍ）を適用して、１つの大きい基板上に複数の有機発光素子を製造する場合にも、シーリング層などの裁断が必要でなく、キャリア使用を排除することができるため、工程上の利点がある有機発光素子およびその製造方法を提供しようとする。
本出願の一実施状態による有機発光素子は、基板、前記基板上に第１電極、有機物層および第２電極が順次積層された有機発光部、前記有機発光部の外側を密封する封止部を含み、前記封止部は、前記有機発光部の外側と接するシーリング層、前記シーリング層上に備えられた絶縁層、および前記シーリング層と絶縁層との間に備えられた金属パターン層を含むことを特徴とする。
本出願において、前記金属パターン層は、有機発光部の内部に外部の水分、空気などの浸透を防止するバリアーの役割をすることができる。
本出願において、前記第１電極または第２電極は、前記金属パターン層を介して外部電源と電気的に連結されることができる。より具体的に、前記金属パターン層は前記第１電極と外部電源を電気的に連結する第１金属パターンを含むことができ、前記金属パターン層は前記第２電極と外部電源を電気的に連結する第２金属パターンを含むことができる。また、本出願において、前記金属パターン層は、第１金属パターンおよび第２金属パターンをいずれも含むことができる。
本出願において、前記金属パターン層は第３金属パターンを含み、前記第３金属パターンは前記有機発光部の発光領域の上部に備えられることができる。すなわち、本出願において、前記金属パターン層は第１金属パターン、第２金属パターンおよび第３金属パターンを含み、前記第１金属パターンは前記第１電極と外部電源を電気的に連結し、前記第２金属パターンは前記第２電極と外部電源を電気的に連結し、前記第３金属パターンは前記有機発光部の発光領域の上部に備えられ、前記第１金属パターン、第２金属パターンおよび第３金属パターンは各々離隔して電気的に短絡した構造であっても良い。
前記有機発光素子の上部平面図を基準に、前記第３金属パターンは、前記有機発光部の発光領域と比較した時に同一であるか又はより大きい面積を有しても良い。また、前記第３金属パターンは、有機発光部の発光領域の上部および側面を密封する構造であっても良い。具体的には、前記第３金属パターンは、有機発光部の内部に外部の水分、空気などの浸透を防止するバリアーの役割をすることができる。
前記金属パターン層は、絶縁層上に予め裁断された金属パターンをラミネートするか、絶縁層上に金属層を蒸着して形成した後にパターニングして形成することができる。
前記金属パターン層の厚さは１〜５０μｍであっても良く、５〜２０μｍであっても良いが、これらのみに限定されるものではない。
本出願において、２つ以上の有機発光素子の製造時、１つの絶縁層上に形成された２つ以上の金属パターン層を用いて１回の工程で有機発光部の外側を密封する封止部を形成できるという特徴がある。したがって、２つ以上の有機発光素子を連続工程で製造することができ、前記基板としてプラスチック基板を用いてロールツーロール工程によりフレキシブル有機発光素子を簡単な工程で製造することができる。
また、前記基板上に２つ以上の有機発光部が備えられ、前記封止部は１つの絶縁層上に２つ以上の金属パターン層が備えられることにより、前述したような工程により大面積の有機発光素子を簡単な工程で製造することができる。
なお、前記２つ以上の金属パターン層の各々は、前述したように各々の金属パターン層が第１金属パターン、第２金属パターンおよび第３金属パターンを含み、これらは互いに離隔して電気的に短絡した構造であっても良い。この時、前記第１金属パターンは前記第１電極と外部電源を電気的に連結し、前記第２金属パターンは前記第２電極と外部電源を電気的に連結し、前記第３金属パターンは前記有機発光部の発光領域の上部に備えられることができる。
本出願において、前記封止部は、第１電極または第２電極と外部電源を電気的に連結するコンタクトホールを含むことができる。前記コンタクトホールを当技術分野で周知の方法を利用して形成することができる。前記コンタクトホールは前記封止部の厚さ方向に形成され、前記コンタクトホールは、有機発光部の第１電極と連結され、有機発光部が形成された基板のうち非発光部に延びて備えられた第１電極パッド、および有機発光部の第２電極と連結され、有機発光部が形成された基板のうち非発光部に延びて備えられた第２電極パッドにまで貫通する。
前記コンタクトホールの長さ方向の垂直断面の大きさは前記第１電極パッドおよび第２電極パッドの大きさに応じて決めされ、具体的には、前記コンタクトホールの長さ方向の垂直断面の面積は前記第１電極パッドおよび第２電極パッドの面積より小さいか同一である。好ましくは、前記コンタクトホールの長さ方向の垂直断面の面積が前記第１電極パッドおよび第２電極パッドの面積とほぼ同一または類似するほど良い。
前記コンタクトホールは、第１電極または第２電極と外部電源を電気的に連結するために導電性材料により充填される。前記導電性材料は、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｗ、Ｃｏ、Ｐｄおよびこれらの合金から選択される１種以上を含む導電性ペースト；ポリアセチレン、ポリアニリン、ドープされたポリエチレン、ポリピロール、ポリチオフェン、導電性エポキシ（ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ ｅｐｏｘｙ）、これらの混合物およびこれらの共重合体から選択される１種以上を含む導電性高分子；および前記導電性高分子に導電ボールを追加した混合物のうちいずれか１つであっても良いが、これらのみに限定されるものではない。
本出願において、前記シーリング層は導電ボールを含むことができる。前記導電ボールは、前記第１電極または第２電極と外部電源を電気的に連結する役割をすることができる。この時、前記シーリング層にパターンを形成して第１電極または第２電極と外部電源を電気的に連結できるように前記パターンの溝部に導電ボールを配置して含むことができる。
本出願において、前記絶縁層のうち金属パターン層が備えられた面の反対面上に備えられ、前記第１電極と電気的に連結される第１金属パッドをさらに含むことができる。また、前記絶縁層のうち金属パターン層が備えられた面の反対面上に備えられ、前記第２電極と電気的に連結される第２金属パッドをさらに含むことができる。また、前記絶縁層のうち金属パターン層が備えられた面の反対面上に備えられる、前記第１金属パッドおよび第２金属パッドをいずれも含むことができる。また、前記第１金属パッドおよび第２金属パッドの間には追加の絶縁層が備えられることができる。
本出願の一実施状態による有機発光素子を図２および図３に概略的に示す。図２の有機発光素子は、封止部３００として絶縁層３３０の一側に金属パターン層３２０が備えられた構造を概略的に示すものであり、図３の有機発光素子は、封止部３００として絶縁層３３０の一側に金属パターン層３２０が備えられ、他側に第１金属パッド６００および第２金属パッド７００が備えられた構造を概略的に示すものである。
本出願において、前記基板は透明な基板であっても良く、より具体的にはガラス基板またはプラスチック基板であっても良いが、これらのみに限定されるものではない。
本出願において、前記絶縁層はポリアクリレート（ｐｏｌｙａｃｒｙｌａｔｅ）、ポリプロピレン（ＰＰ；ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ；ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ Ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）、ポリエチレンエーテルフタルレート（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ ｅｔｈｅｒ ｐｈｔｈａｌａｔｅ）、ポリエチレンフタルレート（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ ｐｈｔｈａｌａｔｅ）、ポリブチレンフタルレート（ｐｏｌｙｂｕｔｈｙｌｅｎｅ ｐｈｔｈａｌａｔｅ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ；Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ Ｎａｐｈｔｈａｌａｔｅ）、ポリカーボネート（ＰＣ；ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ）、ポリスチレン（ＰＳ；ｐｏｌｙｓｔｙｒｅｎｅ）、ポリエーテルイミド（ｐｏｌｙｅｔｈｅｒ ｉｍｉｄｅ）、ポリエーテルスルホン（ｐｏｌｙｅｔｈｅｒ ｓｕｌｆｏｎｅ）、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ；ｐｏｌｙｄｉｍｅｔｈｙｌ ｓｉｌｏｘａｎｅ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ；Ｐｏｌｙｅｔｈｅｒｅｔｈｅｒｋｅｔｏｎｅ）およびポリイミド（ＰＩ；ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）のうちいずれか１つ以上を含むことができるが、これらのみに限定されるものではない。具体的に、前記絶縁層はポリイミドを含むことができる。
前記絶縁層の厚さは１〜５０μｍであっても良く、５〜２０μｍであっても良いが、これらのみに限定されるものではない。
本出願において、前記シーリング層はフェイスシールフィルム（Ｆａｃｅ ｓｅａｌ ｆｉｌｍ）を用いることができる。前記フェイスシールフィルム（Ｆａｃｅ ｓｅａｌ ｆｉｌｍ）はゲッター（ｇｅｔｔｅｒ）を含む粘着フィルムであっても良い。前記ゲッターは残留気体を吸収するかその気体と化合物を作る物質であり、粘着フィルム上に含まれて残存する水分または酸素を吸収するかそれと反応して化合物を作れるものであればその種類は特に限定されないが、例えば、活性炭、バリウム、マグネシウム、ジルコニウムおよび赤リンのうち少なくとも１つであっても良い。
本出願において、前記金属パターン層は銅、アルミニウム、鉄、マグネシウム、カルシウム、ナトリウム、カリウム、チタニウム、インジウム、イットリウム、リチウム、ガドリニウム、白金、金、タングステン、タンタル、銀、スズ、鉛などを１種以上含むことができるが、これらのみに限定されるものではない。
本出願において、前記有機発光部は、アノード、１層以上の有機物層およびカソードを含むことができる。
前記アノードは、マグネシウム、カルシウム、ナトリウム、カリウム、チタニウム、インジウム、イットリウム、リチウム、ガドリニウム、アルミニウム、白金、金、タングステン、タンタル、銅、銀、スズおよび鉛のうちから選択された１種以上で形成されることができる。
また、アノードは、透明導電酸化物で形成されることもできる。ここで、前記透明導電酸化物は、インジウム（Ｉｎ）、スズ（Ｓｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、ガリウム（Ｇａ）、セリウム（Ｃｅ）、カドミウム（Ｃｄ）、マグネシウム（Ｍｇ）、ベリリウム（Ｂｅ）、銀（Ａｇ）、モリブデン（Ｍｏ）、バナジウム（Ｖ）、銅（Ｃｕ）、イリジウム（Ｉｒ）、ロジウム（Ｒｈ）、ルテニウム（Ｒｕ）、タングステン（Ｗ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、マンガン（Ｍｎ）、アルミニウム（Ａｌ）、およびランタン（Ｌａ）のうちから選択された少なくとも１つの酸化物であっても良い。
前記アノードは、スパッタリング（Ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ）法、電子−ビーム蒸着法（Ｅ−ｂｅａｍ ｅｖａｐｏｒａｔｉｏｎ）、熱蒸着法（Ｔｈｅｒｍａｌ ｅｖａｐｏｒａｔｉｏｎ）、レーザー分子ビーム蒸着法（Ｌａｓｅｒ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｂｅａｍ Ｅｐｉｔａｘｙ、Ｌ−ＭＢＥ）、およびパルスレーザー蒸着法（Ｐｕｌｓｅｄ Ｌａｓｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ、ＰＬＤ）のうちから選択されたいずれか１つの物理気相蒸着法（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ、ＰＶＤ）；熱化学気相蒸着法（Ｔｈｅｒｍａｌ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、プラズマ化学気相蒸着法（Ｐｌａｓｍａ−Ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ、ＰＥＣＶＤ）、光化学気相蒸着法（Ｌｉｇｈｔ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、レーザー化学気相蒸着法（Ｌａｓｅｒ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、金属−有機化学気相蒸着法（Ｍｅｔａｌ−Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ、ＭＯＣＶＤ）、および水素化物気相蒸着法（Ｈｙｄｒｉｄｅ Ｖａｐｏｒ Ｐｈａｓｅ Ｅｐｉｔａｘｙ、ＨＶＰＥ）のうちから選択されたいずれか１つの化学気相蒸着法（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）；または原子層蒸着法（Ａｔｏｍｉｃ Ｌａｙｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ、ＡＬＤ）を用いて形成することができる。
前記アノードの抵抗改善のために補助電極をさらに含むことができる。前記補助電極は、導電性シーラント（ｓｅａｌａｎｔ）および金属からなる群から選択される１種以上を蒸着工程または印刷工程を用いて形成することができる。より具体的に、前記補助電極はＣｒ、Ｍｏ、Ａｌ、Ｃｕおよびこれらの合金のうち少なくとも１つを含むことができるが、これらのみに限定されるものではない。
前記補助電極上に絶縁層をさらに含むことができる。前記絶縁層は当技術分野で周知の材料および方法を用いて形成されることができる。より具体的には、一般的なフォトレジスト物質；ポリイミド；ポリアクリル；窒化ケイ素；酸化ケイ素；酸化アルミニウム；窒化アルミニウム；アルカリ金属酸化物；アルカリ土類金属酸化物などを用いて形成されることができるが、これらのみに限定されるものではない。前記絶縁層の厚さは１０ｎｍ〜１０μｍであっても良いが、これに限定されるものではない。
前記有機物層の具体的な物質、形成方法は特に制限されず、当技術分野で広く知られた物質および形成方法を利用することができる。
前記有機物層は、様々な高分子素材を用いて、蒸着法でない溶媒プロセス（ｓｏｌｖｅｎｔ ｐｒｏｃｅｓｓ）、例えば、スピンコーティング、ディップコーティング、ドクターブレード、スクリーン印刷、インクジェット印刷または熱転写法などの方法によってさらに少ない数の層に製造することができる。
前記有機物層は発光層を含み、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層および電子注入層のうちから選択された１つ以上を含む積層構造であっても良い。
前記正孔注入層を形成できる物質としては、通常、有機物層への正孔注入が円滑になるように仕事関数の大きい物質が好ましい。前記正孔注入物質の具体的な例としてはバナジウム、クロム、銅、亜鉛、金のような金属またはこれらの合金；亜鉛酸化物、インジウム酸化物、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）またはインジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）のような金属酸化物；ＺｎＯ：ＡｌまたはＳｎＯ２：Ｓｂのような金属と酸化物の組み合わせ；ポリ（３−メチルチオフェン）、ポリ［３，４−（エチレン−１，２−ジオキシ）チオフェン］（ＰＥＤＴ）、ポリピロールまたはポリアニリンのような導電性高分子などが挙げられるが、これらのみに限定されるものではない。
前記電子注入層を形成できる物質としては、通常、有機物層への電子注入が容易になるように仕事関数の小さい物質が好ましい。前記電子注入物質の具体的な例としてはマグネシウム、カルシウム、ナトリウム、カリウム、チタニウム、インジウム、イットリウム、リチウム、ガドリニウム、アルミニウム、銀、スズおよび鉛のような金属またはこれらの合金；ＬｉＦ／ＡｌまたはＬｉＯ２／Ａｌのような多層構造の物質などが挙げられ、正孔注入電極物質と同一な物質を用いることもできるが、これらのみに限定されるものではない。
前記発光層を形成できる物質は、正孔輸送層と電子輸送層から正孔と電子の輸送を各々受けて結合させることによって可視光線領域の光を出せる物質として、蛍光や燐光に対する量子効率の良い物質が好ましい。具体的な例としては８−ヒドロキシ−キノリンアルミニウム錯体（Ａｌｑ３）；カルバゾール系の化合物；二量体化スチリル（ｄｉｍｅｒｉｚｅｄ ｓｔｙｒｙｌ）化合物；ＢＡｌｑ；１０−ヒドロキシベンゾキノリン−金属化合物；ベンゾオキサゾール、ベンズチアゾールおよびベンズイミダゾール系の化合物；ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）（ＰＰＶ）系の高分子；スピロ（ｓｐｉｒｏ）化合物；ポリフルオレン、ルブレン；燐光ホストＣＢＰ［［４，４’−ｂｉｓ（９−ｃａｒｂａｚｏｌｙｌ）ｂｉｐｈｅｎｙｌ］；などが挙げられるが、これらのみに限定されるものではない。
また、前記発光物質は、蛍光または燐光特性を向上させるために燐光ドーパントまたは蛍光ドーパントをさらに含むことができる。前記燐光ドーパントの具体的な例としては、ｉｒ（ｐｐｙ）３（ｆａｃ ｔｒｉｓ（２−ｐｈｅｎｙｌｐｙｒｉｄｉｎｅ）ｉｒｉｄｉｕｍ）またはＦ２Ｉｒｐｉｃ［ｉｒｉｄｉｕｍ（ＩＩＩ）ｂｉｓ（４，６−ｄｉ−ｆｌｕｏｒｏｐｈｅｎｙｌ−ｐｙｒｉｄｉｎａｔｏ−Ｎ，Ｃ２）ｐｉｃｏｌｉｎａｔｅ］などが挙げられる。蛍光ドーパントとしては当技術分野で周知のものを用いることができる。
前記電子輸送層を形成できる物質は、電子注入層から電子の注入を円滑に受けて発光層に移せる物質として、電子に対する移動性の大きい物質が好適である。具体的な例としては８−ヒドロキシキノリンのＡｌ錯体；Ａｌｑ３を含む錯体；有機ラジカル化合物；ヒドロキシフラボン−金属錯体などが挙げられるが、これらのみに限定されるものではない。
前記カソードはＡｌ、Ａｇ、Ｃａ、Ｍｇ、Ａｕ、Ｍｏ、Ｉｒ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｐｄおよびこれらの合金のうち少なくとも１つ以上含むことができるが、これらのみに限定されるものではない。
本出願による有機発光素子は照明用の有機発光素子により好ましく適用できる。また、本出願による有機発光素子はフレキシブル有機発光素子により好ましく適用できる。
本出願において、前記基板および第１電極の間には光抽出層をさらに含むことができる。
前記光抽出層は、光散乱を誘導して素子の内部光抽出効率を向上できる構造であれば特に制限されない。例えば、前記光抽出層は、屈折率が１．７以上、具体的には屈折率１．７〜３．０の領域を含むことができる。光抽出層内に屈折率１．７以上の物質を含むことにより、相対的に屈折率が低い他の領域との屈折率差による光散乱効果を得ることができる。
本出願の一例として、前記光抽出層はバインダー内に散乱粒子が分散した構造であっても良い。前記バインダーは散乱粒子に比べて屈折率が高くても良く、バインダーと散乱粒子間の界面において屈折率差による光散乱を誘導することができる。例えば、前記バインダーは、屈折率が１．７以上、または１．７〜３．０の範囲であっても良い。
また他の例として、前記光抽出層は散乱粒子およびバインダーを含み、基板と接する面の反対面には散乱粒子による凹凸が形成される散乱層、および前記散乱層上に形成され、散乱層の凹凸構造による表面屈曲を平坦化させる平坦層を含むことができる。前記光抽出層は、散乱粒子と平坦層間の屈折率差を大きく形成することによって内部光抽出効率を高めることができる。前記平坦層は散乱粒子に比べて屈折率が高くても良く、例えば、前記平坦層の屈折率は１．７以上、または１．７〜３．０の範囲であっても良い。
また他の例として、前記光抽出層は、基板上に形成され、凹凸構造を形成するバインダー層、および前記バインダー層上に形成され、平坦面を形成する平坦層を含むことができる。例えば、前記平坦層の屈折率は１．７以上、または１．７〜３．０の範囲であっても良い。
前記散乱粒子は球状、楕円体状または無定形の形状であっても良く、好ましくは球状または楕円体状の形状であっても良い。前記散乱粒子の平均直径は１００〜３００ｎｍであっても良く、具体的には１５０〜２００ｎｍであっても良い。
前記散乱粒子はバインダー乃至平坦層との屈折率差を用いて光を散乱できるものであれば特に制限されず、例えば、空気、シリコン、シリカ、ガラス、酸化チタン、フッ化マグネシウム、酸化ジルコニウム、アルミナ、酸化セリウム、酸化ハフニウム、五酸化ニオブ、五酸化タンタル、酸化インジウム、酸化スズ、酸化インジウムスズ、酸化亜鉛、珪素、硫化亜鉛、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、窒化ケイ素および窒化アルミニウムからなる群から選択される１種以上であっても良い。一例として、前記散乱粒子は二酸化チタンであっても良い。
前記バインダーは特に制限されず、有機、無機または有／無機複合体バインダーであっても良い。例えば、前記バインダーは無機または有／無機複合体バインダーであっても良い。無機または有／無機複合体バインダーは、有機バインダーに比べて耐熱性および耐化学性に優れ、素子の性能、特に寿命に有利であり、素子の製作過程にある１５０℃以上の高温工程、フォト工程およびエッチング工程などにおいても劣化が生じないので様々な素子の製作に有利であるという長所がある。例えば、前記バインダーは、酸化ケイ素、窒化ケイ素（ｓｉｌｉｃｏｎ ｎｉｔｒｉｄｅ）、酸窒化ケイ素（ｓｉｌｉｃｏｎ ｏｘｙｎｉｔｒｉｄｅ）、アルミナ（ａｌｕｍｉｎａ）およびシロキサン（ｓｉｌｏｘａｎｅ）結合（Ｓｉ−Ｏ）をベースにした無機または有／無機複合体などからなる群から選択される１種以上であっても良い。例えば、シロキサンを用いて縮重合して［Ｓｉ−Ｏ］結合をベースにした無機バインダーを形成するか、シロキサン結合からアルキル基が完全に除去されていない有／無機複合体の形態も使用可能である。
前記平坦層を構成する成分は、前述した散乱層を構成するバインダーと同一な範囲から選択されることができる。前記散乱層内のバインダーと前記平坦層は、同一成分が用いられても良く、互いに異なる成分が用いられても良い。また、前記平坦層は、屈折率を高める高屈折フィラーをさらに含むことができる。前記高屈折フィラーは光抽出層内に分散し屈折率を高めるものであれば特に制限されず、例えば、アルミナ、窒化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化チタン、酸化セリウム、酸化ハフニウム、五酸化ニオブ、五酸化タンタル、酸化インジウム、酸化スズ、酸化インジウムスズ、酸化亜鉛、珪素、硫化亜鉛、炭酸カルシウム、硫酸バリウムおよび窒化ケイ素からなる群から選択された１種以上であっても良い。一例として、前記高屈折フィラーは二酸化チタンであっても良い。
前記高屈折フィラーの平均粒径は５〜３０ｎｍ、具体的には１５〜２５ｎｍの範囲であっても良い。前記高屈折フィラーの粒径が小さすぎれば屈折率を高める効果が微小であり、逆の場合には光透過率を低下させる。
一般的に、有機発光素子は素子を構成する各層間の屈折率差によって内部全反射が発生し、これによって発光効率が悪化し、輝度が低下する。本発明は、基板上に散乱粒子を含む光抽出層を形成することにより、内部光抽出効率を向上させることができる。
前記光抽出層は、素子が蒸着される面側に、素子の発光領域に限定して形成されることができる。また、前記光抽出層は基板とアノードによって密封された構造であっても良い。
従来の有機発光素子においては、光抽出層が形成された経路を通して外部の空気（例えば、酸素）または水分が素子の内部に浸透し得る。素子の内部に流入した酸素または水分は素子の寿命を短縮させる原因となる。しかし、本発明においては、光抽出層の形成による酸素乃至水分の流入を遮断するために、前記光抽出層が素子の発光領域に限定して形成されるか、基板とアノードによって密封された構造であるため、外部の空気または水分が素子の内部に浸透するのを効果的に防止することができる。
また、本出願は前記有機発光素子を含む照明装置を提供する。照明装置において、前記有機発光素子は発光部の役割を果たす。その他の照明装置に必要な構成は当技術分野で周知のものが適用されることができる。
なお、本出願は前記有機発光素子を含むディスプレイ装置を提供する。ディスプレイ装置において、前記有機発光素子は画素またはバックライトの役割を果たす。その他のディスプレイ装置の構成は当技術分野で周知のものが適用されることができる。
また、本出願の一実施状態による有機発光素子の製造方法は、基板上に第１電極、有機物層および第２電極を含む有機発光部を順次形成するステップ、および前記有機発光部の外側と接するシーリング層、前記シーリング層上に備えられた絶縁層、および前記シーリング層と絶縁層との間に備えられた金属パターン層を含む封止部により、前記有機発光部の外側を密封するステップを含むことを特徴とする。
従来の有機発光素子の製造方法を図４に概略的に示し、本出願の一実施状態による有機発光素子の製造方法を図５に概略的に示す。
また、本出願の一実施状態による有機発光素子の製造方法は、１つの基板上に、第１電極、有機物層および第２電極を含む有機発光部を２つ以上形成するステップ、前記２つ以上の有機発光部の外側を封止部により同時に密封して、基板、有機発光部および封止部を含む有機発光素子を２つ以上形成するステップ、および前記２つ以上の有機発光素子を各々個別的な有機発光素子に分離するステップを含み、前記封止部は、前記２つ以上の有機発光部の各々の外側と接するシーリング層、前記シーリング層上に備えられた絶縁層、および前記シーリング層と絶縁層との間に備えられた金属パターン層を含むことを特徴とする。
本出願において、前記金属パターン層は、絶縁層上に予め裁断された金属パターンをラミネートするか、絶縁層上に金属層を蒸着して形成した後にパターニングして形成することができる。
前記金属パターン層は、前記第１電極と外部電源を電気的に連結する第１金属パターン、および前記第２電極と外部電源を電気的に連結する第２金属パターンを含むことができる。
前記金属パターン層は第３金属パターンを含み、前記第３金属パターンは前記有機発光部の発光領域の上部に備えられることができる。
本出願において、前記金属パターン層は第１金属パターン、第２金属パターンおよび第３金属パターンを含み、前記第１金属パターンは前記第１電極と外部電源を電気的に連結し、前記第２金属パターンは前記第２電極と外部電源を電気的に連結し、前記第３金属パターンは前記有機発光部の発光領域の上部に備えられ、前記第１金属パターン、第２金属パターンおよび第３金属パターンは各々離隔して電気的に短絡した構造であっても良い。
前記有機発光素子の上部平面図を基準に、前記第３金属パターンは前記有機発光部の発光領域と比較した時に同一であるか又はより大きい面積を有しても良い。また、前記第３金属パターンは、有機発光部の発光領域の上部および側面を密封する構造であっても良い。
本出願において、前記封止部に第１電極または第２電極と外部電源を電気的に連結するコンタクトホールを形成するステップをさらに含むことができる。
前記有機発光素子の製造方法において、基板、第１電極、有機物層および第２電極を含む有機発光部、およびシーリング層、絶縁層、金属パターン層を含む封止部に関する説明は上述したものを引用することができる。
本出願の一実施状態による封止材は、シーリング層、前記シーリング層上に備えられた絶縁層、および前記シーリング層と絶縁層との間に備えられた金属パターン層を含む封止材であって、前記封止材は厚さ方向に貫通する少なくとも１つのコンタクトホールを含み、前記封止材の上部面および下部面のうち少なくとも一面には保護層を含むことを特徴とする。
また、本出願の一実施状態による封止材は、シーリング層、前記シーリング層上に備えられた絶縁層、および前記シーリング層と絶縁層との間に備えられた金属パターン層を含む封止材であって、前記封止材の上部面および下部面に備えられた保護層を含み、前記封止材の上部面および下部面に備えられた保護層のうちいずれか１つ、絶縁層、金属パターン層、シーリング層の厚さ方向にハーフカット（ｈａｌｆ ｃｕｔｔｉｎｇ）されることを特徴とする。
前記シーリング層、絶縁層、金属パターン層およびコンタクトホールに関する具体的な内容は前述したものと同様であるので、これに関する具体的な説明は省略する。
本出願の一実施状態による封止材を図６に概略的に示す。
本出願の一実施状態による封止材の製造方法は、絶縁層のいずれか１つの面に第１保護層を形成し、絶縁層の他の１つの面に金属パターン層を形成するステップ、前記絶縁層および金属パターン層の全面上にシーリング層を形成するステップ、前記シーリング層上に第２保護層を形成するステップ、および前記絶縁層、金属パターン層、シーリング層および第２保護層の厚さ方向を貫通する少なくとも１つのコンタクトホールを形成するステップを含む。
本出願において、前記コンタクトホールを形成するステップ後、前記絶縁層、金属パターン層、シーリング層および第２保護層の厚さ方向にハーフカット（ｈａｌｆ ｃｕｔｔｉｎｇ）工程を行うステップをさらに含むことができる。
本出願において、前記封止材は、第２保護層を除去し、基板および有機発光部上に位置を整列してラミネートする方法によって有機発光素子の封止材に適用することができる。その後、前記第１保護層を除去し、コンタクトホールを介して、第１電極または第２電極と外部電源を電気的に連結することができる。
前記金属パターン層は、互いに離隔して電気的に短絡した２以上の金属パターンを含むことができる。具体的には、前記封止材が有機発光素子の有機発光部の密封材として用いられる場合は、有機発光素子の第１電極と外部電源を電気的に連結する第１金属パターン、および有機発光素子の第２電極と外部電源を電気的に連結する第２金属パターンを含むことができる。
本出願の一実施状態による有機発光素子は、封止部としてシーリング層、絶縁層、および前記シーリング層と絶縁層との間に備えられた金属パターン層を含む構造を利用することにより、有機発光部の封止および電極の等電位のための構造を簡素化することができる。
１０ ・・・基板
２０ ・・・有機発光部
２１ ・・・第１電極
２２ ・・・有機物層
２３ ・・・第２電極
３０ ・・・シーリング層
４０ ・・・密封板
５０ ・・・第１電極パッド
５５ ・・・第２電極パッド
６０ ・・・絶縁部
１００ ・・・基板
２００ ・・・有機発光部
２１０ ・・・第１電極
２２０ ・・・有機物層
２３０ ・・・第２電極
３００ ・・・封止部
３１０ ・・・シーリング層
３２０ ・・・金属パターン層
３２１ ・・・第１金属パターン
３２３ ・・・第２金属パターン
３２５ ・・・第３金属パターン
３３０ ・・・絶縁層
４００ ・・・コンタクトホール
５００ ・・・絶縁部
６００ ・・・第１金属パッド
７００ ・・・第２金属パッド
８００ ・・・追加の絶縁層
９００ ・・・第１保護層
９５０ ・・・第２保護層

Claims (26)

  1. 基板、前記基板上に第１電極、有機物層および第２電極が順次積層された有機発光部、および前記有機発光部の外側を密封する封止部を含み、
    前記封止部は、前記有機発光部の外側と接するシーリング層、前記シーリング層上に備えられた絶縁層、および前記シーリング層と絶縁層との間に備えられた金属パターン層を含み、
    前記金属パターン層は、前記第１電極と外部電源を電気的に連結する第１金属パターン、および前記第２電極と外部電源を電気的に連結する第２金属パターンを含むことを特徴とする有機発光素子。
  2. 前記金属パターン層は第３金属パターンを含み、前記第３金属パターンは前記有機発光部の発光領域の上部に備えられることを特徴とする、請求項１に記載の有機発光素子。
  3. 前記有機発光素子の上部平面図を基準に、
    前記第３金属パターンは、前記有機発光部の発光領域と比較した時に同一であるか又はより大きい面積を有することを特徴とする、請求項２に記載の有機発光素子。
  4. 前記第３金属パターンは、有機発光部の発光領域の上部および側面を密封することを特徴とする、請求項２に記載の有機発光素子。
  5. 前記第１金属パターン、第２金属パターンおよび第３金属パターンは、各々離隔して電気的に短絡した構造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。
  6. 前記封止部は、厚さ方向に貫通する少なくとも１つのコンタクトホールを含むことを特徴とする、請求項１に記載の有機発光素子。
  7. 前記コンタクトホールは、導電性材料により充填されることを特徴とする、請求項６に記載の有機発光素子。
  8. 前記導電性材料は、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｗ、Ｃｏ、Ｐｄおよびこれらの合金から選択される１種以上を含む導電性ペースト；ポリアセチレン、ポリアニリン、ドープされたポリエチレン、ポリピロール、ポリチオフェン、導電性エポキシ（ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ ｅｐｏｘｙ）、これらの混合物およびこれらの共重合体から選択される１種以上を含む導電性高分子；および前記導電性高分子に導電ボールを追加した混合物のうち少なくとも１つを含むことを特徴とする、請求項７に記載の有機発光素子。
  9. 前記シーリング層は、第１電極または第２電極と外部電源を電気的に連結する導電ボールをさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の有機発光素子。
  10. 前記絶縁層のうち金属パターン層が備えられた面の反対面上に備えられ、前記第１電極と電気的に連結される第１金属パッドをさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の有機発光素子。
  11. 前記絶縁層のうち金属パターン層が備えられた面の反対面上に備えられ、前記第２電極と電気的に連結される第２金属パッドをさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の有機発光素子。
  12. 前記基板は、ガラス基板またはプラスチック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。
  13. 前記絶縁層は、ポリイミドを含むことを特徴とする、請求項１に記載の有機発光素子。
  14. 前記有機発光素子は、フレキシブル有機発光素子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。
  15. 前記基板および第１電極の間には光抽出層をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の有機発光素子。
  16. 前記有機発光素子は基板上に２つ以上の有機発光部を含み、
    前記封止部は１つのシーリング層と１つの絶縁層との間に備えられた２つ以上の金属パターン層を含むことを特徴とする、請求項１に記載の有機発光素子。
  17. 請求項１〜１６のいずれか１項に記載の有機発光素子を含む照明装置。
  18. 請求項１〜１６のいずれか１項に記載の有機発光素子を含むディスプレイ装置。
  19. 基板上に第１電極、有機物層および第２電極を含む有機発光部を順次形成するステップ、および
    前記有機発光部の外側と接するシーリング層、前記シーリング層上に備えられた絶縁層、および前記シーリング層と絶縁層との間に備えられた金属パターン層を含む封止部により、前記有機発光部の外側を密封するステップを含み、
    前記金属パターン層は、前記第１電極と外部電源を電気的に連結する第１金属パターン、および前記第２電極と外部電源を電気的に連結する第２金属パターンを含むことを特徴とする有機発光素子の製造方法。
  20. 前記金属パターン層は、絶縁層上に金属パターンをラミネートするか、絶縁層上に金属層を蒸着して形成した後にパターニングして形成することを特徴とする、請求項１９に記載の有機発光素子の製造方法。
  21. 前記封止部に厚さ方向に貫通する少なくとも１つのコンタクトホールを形成するステップをさらに含むことを特徴とする、請求項１９に記載の有機発光素子の製造方法。
  22. １つの基板上に、第１電極、有機物層および第２電極を含む有機発光部を２つ以上形成するステップ、
    前記２つ以上の有機発光部の外側を封止部により同時に密封して、基板、有機発光部および封止部を含む有機発光素子を２つ以上形成するステップ、および
    前記２つ以上の有機発光素子を各々個別的な有機発光素子に分離するステップを含み、
    前記封止部は、前記２つ以上の有機発光部の各々の外側と接するシーリング層、前記シーリング層上に備えられた絶縁層、および前記シーリング層と絶縁層との間に備えられ、前記第１電極と外部電源を電気的に連結する第１金属パターンおよび前記第２電極と外部電源を電気的に連結する第２金属パターンを含む金属パターン層を含むことを特徴とする有機発光素子の製造方法。
  23. シーリング層、前記シーリング層上に備えられた絶縁層、および前記シーリング層と絶縁層との間に備えられた金属パターン層を含む封止材であって、
    前記封止材は厚さ方向に貫通する少なくとも１つのコンタクトホールを含み、
    前記封止材の上部面および下部面のうち少なくとも一面には保護層を含み、
    前記金属パターン層は離隔して電気的に短絡した２以上の金属パターンを含むことを特徴とする封止材。
  24. シーリング層、前記シーリング層上に備えられた絶縁層、および前記シーリング層と絶縁層との間に備えられた金属パターン層を含む封止材であって、
    前記封止材の上部面および下部面に備えられた保護層を含み、
    前記封止材の上部面および下部面に備えられた保護層のうちいずれか１つ、絶縁層、金属パターン層およびシーリング層の厚さ方向にハーフカット（ｈａｌｆ ｃｕｔｔｉｎｇ）され、
    前記金属パターン層は互いに離隔して電気的に短絡した２以上の金属パターンを含むことを特徴とする封止材。
  25. 絶縁層のいずれか１つの面に第１保護層を形成し、絶縁層の他の１つの面に互いに離隔して電気的に短絡した２以上の金属パターンを含む金属パターン層を形成するステップ、
    前記絶縁層および金属パターン層の全面上にシーリング層を形成するステップ、
    前記シーリング層上に第２保護層を形成するステップ、および
    前記絶縁層、金属パターン層、シーリング層および第２保護層の厚さ方向を貫通する少なくとも１つのコンタクトホールを形成するステップを含む封止材の製造方法。
  26. 前記コンタクトホールを形成するステップ後、前記絶縁層、金属パターン層、シーリング層および第２保護層の厚さ方向にハーフカット（ｈａｌｆ ｃｕｔｔｉｎｇ）工程を行うステップをさらに含む、請求項２５に記載の封止材の製造方法。
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