JP2017517106A

JP2017517106A - 有機発光素子およびその製造方法

Info

Publication number: JP2017517106A
Application number: JP2016567514A
Authority: JP
Inventors: ミンスーカン，; ヨウンキュンムーン，; ジンボクリー，; ビョンウユ，
Original assignee: エルジーディスプレイカンパニーリミテッド
Priority date: 2014-05-12
Filing date: 2015-05-04
Publication date: 2017-06-22
Anticipated expiration: 2035-05-04
Also published as: TWI590507B; CN106463642B; EP3144994A1; EP3144994A4; WO2015174673A1; EP3144994B1; CN106463642A; JP6387423B2; TW201607095A; US20170084863A1; KR101946999B1; US10074823B2; KR20150129565A

Abstract

本明細書は、有機発光素子およびその製造方法に関するものである。【選択図】図１

Description

本明細書は、２０１４年５月１２日付で韓国特許庁に提出された韓国特許出願第１０−２０１４−００５６７８０号の出願日の利益を主張し、その内容のすべては本明細書に組み込まれる。

本明細書は、有機発光素子およびその製造方法に関するものである。

有機発光現象とは、有機物質を用いて電気エネルギーを光エネルギーに転換させる現象をいう。すなわち、アノードとカソードとの間に適切な有機物層を位置させた時、２つの電極の間に電圧をかけると、アノードからは正孔が、カソードからは電子が前記有機物層に注入される。前記注入された正孔と電子が会った時、励起子（ｅｘｃｉｔｏｎ）が形成され、この励起子が再び基底状態に落ちる時、光を生成することになる。

アノードとカソードとの間隔が小さいため、有機発光素子は短絡欠陥を生じやすい。ピンホール、亀裂、有機発光素子の構造における段（ｓｔｅｐ）およびコーティングの粗さ（ｒｏｕｇｈｎｅｓｓ）などによって、アノードとカソードとが直接接触したり、または有機層の厚さがこれらの欠陥区域でより薄くなることがある。これらの欠陥区域は、電流が流れるようにする低抵抗経路を提供して、有機発光素子を通して電流がほとんどまたは極端な場合には全然流れないようにする。これによって、有機発光素子の発光出力が減少したり、無くなる。多重画素ディスプレイ装置では、短絡欠陥が光を放出しなかったり、または平均光強度未満の光を放出したりする死んだ画素を生成させて、ディスプレイの品質を低下させることがある。照明または他の低解像度の用途では、短絡欠陥によって当該区域のうちの相当部分が作動しないことがある。短絡欠陥に対する憂慮のため、有機発光素子の製造は典型的に清浄室で行われる。しかし、いくら清浄な環境であっても、短絡欠陥を無くすのに効果的ではない。多くの場合には、２つの電極の間の間隔を増加させて短絡欠陥の数を減少させるために、有機層の厚さを、装置を作動させるのに実際に必要なものよりも多く増加させたりする。この方法は、有機発光素子の製造に費用を追加させることになり、しかも、この方法では短絡欠陥を完全に除去することができない。

大韓民国公開特許公報第１０−２００６−０１３０７２９号（２００６年１２月１９日公開）

本発明者らは、短絡欠陥を発生させる上記の要因がある場合、すなわち、短絡欠陥が発生した場合でも、正常範囲で作動が可能な有機発光素子およびその製造方法を提供することを目的とする。

本明細書の一実施態様は、基板と、前記基板上に備えられた短絡防止層と、前記短絡防止層上に備えられ、互いに離隔して備えられた２以上の導電性ユニットを含む第１電極と、前記第１電極に対向して備えられた第２電極と、前記第１電極および前記第２電極の間に備えられた１層以上の有機物層と、前記短絡防止層上に備えられるか、前記短絡防止層と前記基板との間に備えられた補助電極とを含み、前記補助電極は、前記第１電極と離隔配置された、有機発光素子を提供する。

本明細書の一実施態様は、基板を用意するステップと、前記基板上に短絡防止層を形成するステップと、前記短絡防止層上、または前記短絡防止層と前記基板との間に補助電極を形成するステップと、前記短絡防止層上に２以上の導電性ユニットを含む第１電極を形成するステップと、前記第１電極上に１以上の有機物層を形成するステップと、前記有機物層上に第２電極を形成するステップとを含む、前記有機発光素子の製造方法を提供する。

本明細書の一実施態様は、前記有機発光素子を含むディスプレイ装置を提供する。

本明細書の一実施態様は、前記有機発光素子を含む照明装置を提供する。

本明細書の一実施態様に係る有機発光素子は、基板自体の欠陥による短絡が発生した場合でも、有機発光素子の機能を正常に維持することができる。

本明細書の一実施態様に係る有機発光素子は、短絡発生地点の面積の大きさが増加しても、リーク電流量が増加せずに安定的な作動が可能である。

本明細書の一実施態様に係る有機発光素子において、プラスチック基板を用いる場合、前記短絡防止層は、水分および酸素の透過を防止するバリアフィルムの役割を果たすことができる。

本明細書の一実施態様に係る有機発光素子において、前記短絡防止層は、有機物層から発生する光の抽出を円滑にする光抽出の役割を果たすことができる。

本明細書の一実施態様に係る有機発光素子の断面図を示すものである。本明細書の一実施態様に係る有機発光素子の断面図を示すものである。本明細書の一実施態様に係る有機発光素子の製造方法のうちの一部ステップを示すものである。本明細書の一実施態様に係る有機発光素子の製造方法のうちの一部ステップを示すものである。本明細書の一実施態様に係る有機発光素子の製造方法のうちの一部ステップを示すものである。

以下、本明細書についてより詳細に説明する。

本明細書において、ある部材が他の部材「上に」位置しているとする時、これは、ある部材が他の部材に接している場合のみならず、２つの部材の間にさらに他の部材が存在する場合も含む。

本明細書において、ある部分がある構成要素を「含む」とする時、これは、特に反対となる記載がない限り、他の構成要素を除くのではなく、他の構成要素をさらに包含できることを意味する。

前記離隔配置は、前記補助電極と前記第１電極とが空間的に分離されたことを意味する。また、前記離隔配置は、前記補助電極と前記第１電極とが物理的に接していないことを意味する。

短絡欠陥は、有機発光素子の第２電極が直接第１電極に接触する場合に発生し得る。あるいは、第１電極と第２電極との間に位置する有機物層の厚さの減少または変性などによって有機物層の機能を失って第１電極と第２電極とが接触する場合にも発生し得る。短絡欠陥が発生する場合、有機発光素子の電流に低い経路を提供して、有機発光素子が正常に作動できないようにすることができる。短絡欠陥によって第１電極から第２電極に直接電流が流れるリーク電流によって、有機発光素子の電流は無欠陥区域を避けて流れることがある。これは、有機発光素子の発光出力を減少させかねず、相当な場合に有機発光素子が作動しないことがある。また、広い面積の有機物に分散して流れていた電流が短絡発生地点に集中して流れると、局所的に高い熱が発生して、素子が割れたり、火事が発生する危険がある。

しかし、本明細書の一実施態様に係る有機発光素子において、前記導電性ユニットのうちのいずれか１つ以上に短絡欠陥が発生しても、前記短絡防止層によってすべての作動電流が短絡欠陥部位に流れるのを防止することができる。すなわち、前記短絡防止層は、リーク電流の量が無限に増加しないように制御する役割を果たすことができる。したがって、本明細書の一実施態様に係る有機発光素子は、一部の導電性ユニットに短絡欠陥が発生しても、短絡欠陥がない残りの導電性ユニットは正常に作動できる。

具体的には、前記短絡防止層は高い抵抗値を有するため、短絡欠陥の発生時、適正な抵抗を付加して、電流が短絡欠陥部位を通して抜けるのを阻止する役割を果たす。このために、前記短絡防止層の抵抗値は、短絡欠陥によるリーク電流の制御および短絡欠陥がない場合の短絡防止層によって発生する駆動電圧の上昇を考慮して決定可能である。

本明細書の一実施態様によれば、前記第１電極および前記補助電極は、前記短絡防止層の同一平面上に備えられてもよい。具体的には、本明細書の一実施態様によれば、前記基板上に短絡防止層を形成した後、前記短絡防止層上に前記第１電極および前記補助電極を形成することができる。これに関する一例は、図１に示した。

図１は、本明細書の一実施態様に係る有機発光素子の断面図を示すものである。具体的には、図１は、基板１０１上に短絡防止層２０１を備え、短絡防止層上に第１電極３０１および補助電極４０１を備え、絶縁層５０１で有機物層と補助電極とを絶縁したことを示した。また、図１は、前記第１電極３０１上に有機物層６０１を備え、前記有機物層６０１上に第２電極７０１を備え、封止層８０１で有機発光素子を密封した断面図を示した。

本明細書の一実施態様によれば、前記補助電極は、前記基板上に備えられ、前記短絡防止層は、前記基板および前記補助電極上に備えられてもよい。具体的には、本明細書の一実施態様によれば、前記基板上に補助電極を形成した後、前記基板上に前記短絡防止層を形成することができる。この場合、前記短絡防止層は、前記補助電極が基板に隣接した面を除いた残りの面をカバー（ｃｏｖｅｒ）することができる。これに関する一例は、図２に示した。

図２は、本明細書の一実施態様に係る有機発光素子の断面図を示すものである。具体的には、図２は、基板１０１上に補助電極４０１を備え、基板１０１および補助電極４０１上に短絡防止層２０１を備え、短絡防止層２０１上に第１電極３０１を備え、絶縁層５０１で有機物層と短絡防止層２０１とを絶縁したことを示した。また、図２は、前記第１電極３０１上に有機物層６０１を備え、前記有機物層６０１上に第２電極７０１を備え、封止層８０１で有機発光素子を密封した断面図を示した。

本明細書の一実施態様によれば、前記短絡防止層は、前記第１電極および前記補助電極が備えられる基板上の領域に備えられる、物理的に連続した１つの単位体であってよい。具体的には、本明細書の一実施態様によれば、前記短絡防止層は、前記第１電極の下面および前記補助電極の側面および上面をすべて含む領域上に備えられる、物理的に連続した１つの単位体であってよく、あるいは、前記短絡防止層は、前記第１電極の下面および前記補助電極の下面をすべて含む領域上に備えられる、物理的に連続した１つの単位体であってよい。

前記物理的に連続した１つの単位体は、前記短絡防止層は、別のパターニングステップを経ることなく、基板上で１つの連続した層からなるものを意味することができる。前記短絡防止層は、前記基板のいずれか一面をすべて覆って形成されてもよい。あるいは、前記短絡防止層は、基板のいずれか一面の一部領域を除いた領域上に物理的に接続された層に形成されてもよい。

本明細書の一実施態様に係る有機発光素子において、プラスチック基板を用いる場合、前記短絡防止層は、水分および酸素の透過を防止するバリアフィルムの役割を果たすことができる。具体的には、プラスチック基板は、フレキシブル基板として適するという利点があるが、水分および酸素の侵入によって有機物層の損傷が発生し得る。前記短絡防止層は、基板上に物理的に接続された１つの層に形成されるため、プラスチック基板のバリア層の役割を果たすことができる。

本明細書の一実施態様によれば、前記短絡防止層は、前記補助電極と前記第１電極とを電気的に接続することができる。

具体的には、本明細書の一実施態様に係る有機発光素子において、外部電源を通して電圧が印加される場合、補助電極→短絡防止層→第１電極→有機物層→第２電極の方向、またはその逆の方向に電流が流れてもよい。

本明細書の一実施態様によれば、前記第１電極はパターンを形成することができ、この場合、前記２以上の導電性ユニットは、パターンの単位になってもよい。本明細書の一実施態様によれば、前記それぞれの導電性ユニットは、閉鎖図形の形態を有することができる。具体的には、前記それぞれの導電性ユニットは、三角形、四角形、六角形などの多角形になってもよく、無定形の形態であってもよい。

前記いずれか１つ以上の導電性ユニットは、前記有機発光素子の１つのピクセルに含まれてもよい。具体的には、前記導電性ユニットは、それぞれのピクセルの透明電極の役割を果たすことができる。

本明細書の前記それぞれの導電性ユニットは互いに離隔してあり、それぞれの導電性ユニットは、前記短絡防止層を通して補助電極から電流を受けることができる。これは、いずれか１つの導電性ユニットに短絡が発生する場合、短絡が発生しない他の導電性ユニットに流れるべき電流が短絡の発生した導電性ユニットに流れて、有機発光素子全体が作動しないことを防止するためである。

本明細書の一実施態様によれば、前記導電性ユニットは、それぞれ電気的に並列接続可能である。また、本明細書の一実施態様によれば、前記導電性ユニットは互いに離隔配置され、前記短絡防止層および前記補助電極を介して電気的に接続可能である。

本明細書の一実施態様によれば、前記導電性ユニットは、前記有機発光素子の発光領域に含まれてもよい。具体的には、本明細書の一実施態様によれば、前記発光領域は、有機発光素子の各ピクセル領域を含むことができ、前記それぞれの導電性ユニットの少なくとも一領域は、前記有機発光素子の発光領域に位置することができる。より具体的には、本明細書の一実施態様によれば、前記導電性ユニットをなす領域上に形成された発光層を含む有機物層で発光現象が起こり、前記導電性ユニットを通して光が放出可能である。

本明細書における発光領域は、有機物層の発光層で発光する光が第１電極および／または第２電極を通して放出される領域を意味する。例えば、本明細書の一実施態様に係る有機発光素子において、前記発光領域は、基板上に第１電極が形成された領域のうち、補助電極が形成されていない第１電極の領域の少なくとも一部に形成されてもよい。また、本明細書における非発光領域は、前記発光領域を除いた残りの領域を意味することができる。

本明細書の一実施態様によれば、前記短絡防止層の面抵抗は、１ＫΩ／□以上１ＭΩ／□以下であってよい。

本明細書の一実施態様によれば、前記それぞれの導電性ユニットと前記補助電極との間の最短距離は、０．５μｍ以上２０μｍ以下であってよい。

前記導電性ユニットと前記補助電極との間の最短距離は、前記導電性ユニットから前記補助電極まで電流が流れる最短距離であってよい。具体的には、前記補助電極と前記導電性ユニットは、前記短絡防止層を経由して電流が流れるため、前記導電性ユニットから前記補助電極までの、前記短絡防止層を経由した電流の最短距離を意味することができる。

本明細書の一実施態様によれば、前記導電性ユニットと前記補助電極との間の距離を調整するために、前記補助電極と前記導電性ユニットとの間に絶縁層を備えることができる。

本明細書の一実施態様によれば、前記補助電極から前記いずれか１つの導電性ユニットまでの抵抗は、４００Ω以上３００，０００Ω以下であってよい。

本明細書の一実施態様によれば、いずれか１つの前記導電性ユニットとこれに隣接した他の１つの導電性ユニットとの間の抵抗は、８００Ω以上６００，０００Ω以下であってよい。

前記いずれか１つの前記導電性ユニットと隣接した他の１つの導電性ユニットとは、いずれか１つの導電性ユニットと物理的に最も近い他の導電性ユニットを意味することができる。

本明細書の一実施態様によれば、前記短絡防止層の厚さは、１ｎｍ以上１０μｍ以下であってよい。

前記範囲内で、短絡防止層は、有機発光素子に短絡が発生しない場合に、正常な作動電圧を維持することができる。また、短絡防止機能を行うことができ、短絡が発生した場合でも、有機発光素子が正常範囲内で作動できる。

本明細書の一実施態様によれば、前記短絡防止層は、透明であってよい。具体的には、本明細書の一実施態様によれば、前記短絡防止層は、可視光線領域における光透過度が６０％以上１００％以下であってよい。

また、本明細書の一実施態様によれば、前記短絡防止層は、光吸収度が１０％未満であってよい。

本明細書の一実施態様に係る有機発光素子において、前記短絡防止層は、有機物層から発生する光の抽出を円滑にするという利点がある。

本明細書の一実施態様によれば、前記短絡防止層は、導電性高分子；有機高分子；金属酸化物；無機酸化物、および絶縁物質からなる群より選択される１種または２種以上を含むことができる。具体的には、本明細書の一実施態様によれば、前記短絡防止層は、Ｚｎ系酸化物を含むことができる。また、本明細書の一実施態様によれば、前記短絡防止層は、ジルコニウム酸化物（ＺｒＯ_２）、ニクロム（ｎｉｃｈｒｏｍｅ）、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、ＧＡＺＯ、およびシリコン二酸化物（ＳｉＯ_２）からなる群より選択される２以上の混合物を使用することができる。

本明細書の一実施態様によれば、前記それぞれの導電性ユニットの面積は、０．０１ｍｍ^２以上２５ｍｍ^２以下であってよい。具体的には、本明細書の一実施態様によれば、前記それぞれの導電性ユニットの面積は、０．０１ｍｍ^２以上１ｍｍ^２以下であってよい。

前記それぞれの導電性ユニットの面積を小さくする場合、短絡防止のために導入された短絡防止層による作動電圧の上昇率および作動電流対比のリーク電流の値を同時に低下させることができるという利点がある。また、短絡が発生して発光をしない導電性ユニットが発生する場合、非発光領域を最小化して、製品品質の低下を最小化することができるという利点がある。ただし、導電性ユニットの面積を過度に小さくする場合、有機発光素子の全体領域において発光領域の割合が大きく減少して、開口率の減少による有機発光素子の効率が低下する問題がある。そのため、前記導電性ユニットの面積で有機発光素子を製造する場合、前述した欠点を最小化すると同時に、前記言及した利点を最大限に発揮することができる。

本明細書の一実施態様によれば、前記第１電極は、互いに離隔した１，０００個以上の前記導電性ユニットを含むことができる。具体的には、前記第１電極は、互いに離隔した１，０００以上１，０００，０００以下の前記導電性ユニットを含むことができる。

本明細書の一実施態様によれば、前記導電性ユニットの数が１，０００個以上の場合、前記有機発光素子が正常作動時に電圧の上昇幅を最小化しながら、短絡発生時のリーク電流量を最小化する効果を有することができる。また、本明細書の一実施態様によれば、前記導電性ユニットの数が１，０００，０００個以下まで増加するほど開口率を維持することができ、前記効果を維持することができる。すなわち、前記導電性ユニットの数が１，０００，０００個を超える場合、補助電極によって開口率の低下が発生し得る。

本明細書の一実施態様によれば、前記導電性ユニットの面抵抗は、１Ω／□以上、または３Ω／□以上であってよく、具体的には１０Ω／□以上であってよい。また、前記導電性ユニットの面抵抗は、５００Ω／□以下であってよい。すなわち、本明細書の一実施態様によれば、前記導電性ユニットの面抵抗は、１Ω／□以上５００Ω／□以下、または１０Ω／□以上５００Ω／□以下であってよい。

本明細書の一実施態様によれば、前記導電性ユニットに要求される面抵抗レベルは、発光面積に相当する導電性ユニットの面積に反比例するように制御することができる。例えば、前記導電性ユニットが１００ｃｍ^２の面積の発光面積を有する場合、前記導電性ユニットに要求される面抵抗は、１Ω／□前後であってよい。さらに、それぞれの前記導電性ユニットの面積を小さく形成する場合、前記導電性ユニットに要求される面抵抗は、１Ω／□以上であってよい。

本明細書の一実施態様によれば、第１電極をＩＴＯのような透明電極で形成する場合、前記導電性ユニットの面抵抗を１Ω／□以上に満足させるために、補助電極を用いることができる。具体的には、前記補助電極は、金属補助電極であってよい。

本明細書の一実施態様によれば、前記導電性ユニットの面抵抗は、導電性ユニットを形成する材料によって決定可能であり、また、補助電極と電気的に接続され、補助電極の面抵抗レベルまで低下することができる。そのため、前記有機発光素子で要求される導電性ユニットの面抵抗値は、前記補助電極と前記導電性ユニットの材料によって調整が可能である。

本明細書の一実施態様によれば、前記補助電極の面抵抗は、３Ω／□以下であってよい。具体的には、前記補助電極の面抵抗は、１Ω／□以下であってよい。

広い面積の第１電極および第２電極のうちのいずれか１つの面抵抗が必要レベル以上に高い場合、電極の位置ごとに電圧が異なっていてもよい。これによって、有機物層を挟む第１電極と第２電極との電位差が位置に応じて異なると、有機発光素子の輝度の均一性が低下することがある。そのため、必要レベル以上に高い面抵抗を有する第１電極または第２電極の面抵抗を低下させるために、補助電極を用いることができる。本明細書の前記補助電極の面抵抗は、３Ω／□以下、具体的には１Ω／□以下であってよく、前記範囲で前記有機発光素子の輝度の均一性は高く維持できる。

本明細書の一実施態様によれば、前記第１電極は、透明電極で形成されてもよい。この場合、前記第１電極の面抵抗は、前記有機発光素子を駆動するために要求される面抵抗値より高くてよい。そのため、前記第１電極の面抵抗値を低下させるために、前記補助電極を前記第１電極と電気的に接続して、前記第１電極の面抵抗を前記補助電極の面抵抗レベルまで低下させることができる。

本明細書の一実施態様によれば、前記補助電極は、互いに電気的に接続された導電性ラインからなってもよい。具体的には、前記導電性ラインは、導電性パターンからなってもよい。具体的には、本明細書の前記補助電極の少なくとも一部位に電圧を印加して、全体補助電極を駆動することができる。

本明細書の一実施態様によれば、前記有機発光素子は、ＯＬＥＤ照明に含まれて使用できる。前記ＯＬＥＤ照明の場合、全体発光領域、すなわち、すべての前記有機発光素子で均一な明るさの発光をすることが重要である。具体的には、前記ＯＬＥＤ照明において均一な明るさを実現するためには、前記ＯＬＥＤ照明に備えられたすべての有機発光素子の第１電極および第２電極の間に形成される電圧が同一に維持されることが好ましい。

本明細書の前記第１電極が透明電極、前記第２電極が金属電極の場合、各有機発光素子の第２電極は、十分に面抵抗が低くて各有機発光素子の第２電極の電圧差がほとんどないが、第１電極の場合、各有機発光素子の電圧差が存在し得る。本明細書の一実施態様によれば、前記各有機発光素子の第１電極の電圧差を補うために、前記補助電極、具体的には金属補助電極を用いることができる。

本明細書の一実施態様によれば、前記金属補助電極は、互いに電気的に接続された導電性ラインからなるものであってよい。具体的には、前記補助電極が導電性ラインを形成して、各有機発光素子の第１電極の電圧差をほとんど無くすことができる。

本明細書の一実施態様によれば、前記補助電極は、ストライプ構造または網構造に形成されてもよい。前記補助電極が網構造に形成される場合、網の空き空間に前記導電性ユニットが備えられてもよい。

本明細書の一実施態様によれば、前記補助電極の線幅は、１μｍ以上１００μｍ以下であってよい。

前記補助電極の線幅は、前記補助電極が備えられた基板面の平行断面を基準として、補助電極の線厚を意味することができる。また、前記補助電極の線幅は、前記補助電極が備えられた基板面の平行断面を基準として、補助電極の最も厚い線厚を意味することができる。

前記範囲の線幅で補助電極を形成する場合、開口率が確保され、有機発光素子の効率を増加させることができる。

本明細書の一実施態様によれば、前記補助電極は、１以上の前記導電性ユニットを取り囲む網構造に備えられてもよい。

前記網構造は、三角形、四角形または六角形などの繰り返される形状の開口領域を形成することができる。

本明細書の一実施態様によれば、前記補助電極の開口率は、６０％以上であってよい。具体的には、前記補助電極の開口率は７５％、または８０％以上であってよい。

本明細書の一実施態様によれば、前記有機発光素子の開口率は、発光面を基準として６０％以上であってよい。

本明細書の一実施態様によれば、前記導電性ユニットが前記有機発光素子に占める面積は、前記全体有機発光素子の平面図を基準として５０％以上９０％以下であってよい。具体的には、前記導電性ユニットは、発光領域に含まれるものであって、全体有機発光素子が光を放出する面を基準として、前記導電性ユニットの占める面積は、有機発光素子の開口率と同一または類似していてもよい。

本明細書の一実施態様によれば、前記第１電極は、透明電極であってよい。

前記第１電極が透明電極の場合、前記第１電極は、酸化スズインジウム（ＩＴＯ）または酸化亜鉛インジウム（ＩＺＯ）などのような導電性酸化物であってよい。さらに、前記第１電極は、半透明電極であってもよい。前記第１電極が半透明電極の場合、Ａｇ、Ａｕ、Ｍｇ、Ｃａ、またはこれらの合金のような半透明金属で製造できる。半透明金属が第１電極に使用される場合、前記有機発光素子は微細空洞構造を有することができる。

本明細書の一実施態様によれば、前記補助電極は、金属材質からなってもよい。すなわち、前記補助電極は、金属電極であってよい。

前記補助電極は、一般的に、すべての金属を使用することができる。具体的には、伝導度が良いアルミニウム、銅、および／または銀を含むことができる。前記補助電極は、透明電極との付着力およびフォト工程での安定性のためにアルミニウムを使用する場合、モリブデン／アルミニウム／モリブデン層を使用してもよい。

本明細書の一実施態様によれば、前記有機物層は、少なくとも１層以上の発光層を含み、正孔注入層；正孔輸送層；正孔阻止層；電荷発生層；電子阻止層；電子輸送層；および電子注入層からなる群より選択される１種または２種以上をさらに含むことができる。

前記電荷発生層（ＣｈａｒｇｅＧｅｎｅｒａｔｉｎｇｌａｙｅｒ）は、電圧をかけると、正孔と電子が発生する層をいう。

前記基板は、透明性、表面平滑性、取り扱い容易性および防水性に優れた基板を用いることができる。具体的には、ガラス基板、薄膜ガラス基板または透明プラスチック基板を用いることができる。前記プラスチック基板は、ＰＥＴ（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）、ＰＥＮ（Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅｎａｐｈｔｈａｌａｔｅ）、ＰＥＥＫ（Ｐｏｌｙｅｔｈｅｒｅｔｈｅｒｋｅｔｏｎｅ）、およびＰＩ（Ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）などのフィルムが単層または複層の形態で含まれてもよい。また、前記基板は、基板自体に光散乱機能が含まれているものであってよい。ただし、前記基板はこれに限定されず、有機発光素子に通常使用される基板を用いることができる。

本明細書の一実施態様によれば、前記第１電極はアノードであり、前記第２電極はカソードであってよい。また、前記第１電極はカソードであり、前記第２電極はアノードであってよい。

前記アノードとしては、通常、有機物層に正孔注入が円滑となるように仕事関数の大きい物質が好ましい。本発明で使用可能なアノード物質の具体例としては、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）、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ＳｎＯ_２：Ｓｂのような金属と酸化物との組み合わせ；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］（ＰＥＤＯＴ）、ポリピロールおよびポリアニリンのような導電性高分子などがあるが、これらにのみ限定されるものではない。

前記アノード材料は、アノードにのみ限定されるものではなく、カソードの材料として使用されてもよい。

前記カソードとしては、通常、有機物層に電子注入が容易となるように仕事関数の小さい物質であることが好ましい。カソード物質の具体例としては、マグネシウム、カルシウム、ナトリウム、カリウム、チタン、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ＬｉＯ_２／Ａｌのような多層構造の物質などがあるが、これらにのみ限定されるものではない。

前記カソードの材料は、カソードにのみ限定されるものではなく、アノードの材料として使用されてもよい。

本明細書に係る前記正孔輸送層物質としては、アノードや正孔注入層から正孔が輸送されて発光層に移すことができる物質で、正孔に対する移動性の大きい物質が好適である。具体例としては、アリールアミン系の有機物、導電性高分子、および共役部分と非共役部分がともにあるブロック共重合体などがあるが、これらにのみ限定されるものではない。

本明細書に係る前記発光層物質としては、正孔輸送層と電子輸送層から正孔と電子がそれぞれ輸送されて結合させることにより、可視光線領域の光を発することができる物質であって、蛍光や燐光に対する量子効率の良い物質が好ましい。具体例としては、８−ヒドロキシ−キノリンアルミニウム錯体（Ａｌｑ_３）；カルバゾール系化合物；二量体化スチリル（ｄｉｍｅｒｉｚｅｄｓｔｙｒｙｌ）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；ルブレンなどがあるが、これらにのみ限定されるものではない。

本明細書に係る前記電子輸送層物質としては、カソードから電子がきちんと注入されて発光層に移すことができる物質であって、電子に対する移動性の大きい物質が好適である。具体例としては、８−ヒドロキシキノリンのＡｌ錯体；Ａｌｑ_３を含む錯体；有機ラジカル化合物；ヒドロキシフラボン−金属錯体などがあるが、これらにのみ限定されるものではない。

本明細書の一実施態様によれば、前記補助電極は、前記有機発光素子の非発光領域に位置することができる。

本明細書の一実施態様によれば、前記有機発光素子は、非発光領域に絶縁層をさらに含むことができる。あるいは、前記絶縁層が透明な材質の場合、前記補助電極に対応する領域は、非発光領域に位置し、前記導電性ユニットに対応する領域は、発光領域に位置することができる。

本明細書の一実施態様によれば、前記絶縁層は、前記第１電極と前記補助電極とを絶縁する役割を果たすことができる。また、前記絶縁層は、前記第１電極、前記補助電極および前記短絡防止層を有機物層と絶縁する役割を果たすことができる。

本明細書の一実施態様によれば、前記有機発光素子は、封止層で密閉されていてもよい。

前記封止層は、透明な樹脂層で形成されてもよい。前記封止層は、前記有機発光素子を酸素および汚染物質から保護する役割を果たし、前記有機発光素子の発光を阻害しないように透明な材質であってよい。前記透明とは、６０％以上の光を透過することを意味することができる。具体的には、７５％以上の光を透過することを意味することができる。

本明細書の一実施態様によれば、前記有機発光素子は、色温度２，０００Ｋ以上１２，０００Ｋ以下の白色光を発光することができる。

本明細書の一実施態様によれば、前記基板と前記第１電極との間に備えられた光散乱層をさらに含むことができる。

具体的には、本明細書の一実施態様によれば、前記第１電極の有機物層が備えられる面に対向する面に備えられた基板をさらに含み、前記基板と前記第１電極との間に備えられた光散乱層をさらに含むことができる。本明細書の一実施態様によれば、前記光散乱層は、平坦層を含むことができる。本明細書の一実施態様によれば、前記平坦層は、前記第１電極と前記光散乱層との間に備えられてもよい。

あるいは、本明細書の一実施態様によれば、前記基板の第１電極が備えられた面に対向する面に光散乱層をさらに含むことができる。

本明細書の一実施態様によれば、前記光散乱層は、光散乱を誘導して、前記有機発光素子の光散乱効率を向上させられる構造であれば特に制限しない。具体的には、本明細書の一実施態様によれば、前記光散乱層は、バインダー内に散乱粒子が分散した構造、凹凸を有するフィルム、および／またはヘイズ（ｈａｚｅｎｅｓｓ）を有するフィルムであってよい。

本明細書の一実施態様によれば、前記光散乱層は、基板上に、スピンコーティング、バーコーティング、スリットコーティングなどの方法によって直接形成されるか、フィルム形態に作製して付着させる方式によって形成されてもよい。

本明細書の一実施態様によれば、前記有機発光素子は、フレキシブル（ｆｌｅｘｉｂｌｅ）有機発光素子であってよい。この場合、前記基板は、フレキシブル材料を含むことができる。具体的には、前記基板は、撓み可能な薄膜形態のガラス、プラスチック基板またはフィルム形態の基板であってよい。

前記プラスチック基板の材料は特に限定しないが、一般的に、ＰＥＴ（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）、ＰＥＮ（Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅｎａｐｈｔｈａｌａｔｅ）、ＰＥＥＫ（Ｐｏｌｙｅｔｈｅｒｅｔｈｅｒｋｅｔｏｎｅ）、およびＰＩ（Ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）などのフィルムを単層または複層の形態で含むものであってよい。

本明細書は、前記有機発光素子を含むディスプレイ装置を提供する。前記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ことができる。その他、ディスプレイ装置の構成は、当技術分野で知られているものが適用可能である。

本明細書は、前記有機発光素子を含む照明装置を提供する。前記照明装置において、前記有機発光素子は、発光部の役割を果たす。その他、照明装置に必要な構成は、当技術分野で知られているものが適用可能である。

本明細書の一実施態様によれば、前記補助電極を形成するステップは、フォトエッチング；蒸着；またはプリンティングを利用することができる。具体的には、前記補助電極を形成するステップは、前記補助電極をストライプ構造または網構造に形成するための方法を利用することができる。前記フォトエッチング、蒸着およびプリンティングは、当業界で一般的に使用する方法であれば制限なく適用することができる。

本明細書の一実施態様によれば、前記補助電極を形成するステップは、前記短絡防止層を形成するステップの後、フォトエッチングおよびオーバーエッチングを利用し、前記第１電極を形成するステップは、前記フォトエッチング時に使用したレジストをマスクとして用いて、第１電極物質を蒸着するものであってよい。このような工程を利用する場合、前記第１電極を２以上の導電性ユニットで形成するための別のマスクを必要としないという利点がある。これに関する一例は、図３に示した。

図３は、本明細書の一実施態様に係る有機発光素子の製造方法のうちの一部ステップを示すものである。

図３は、１）基板１０１上に短絡防止層２０１を形成し、２）短絡防止層２０１上に補助電極物質層４０２を形成後、補助電極物質層４０２上にレジストパターン９０１を形成し、３）補助電極物質層をオーバーエッチング（ｏｖｅｒｅｃｈｉｎｇ）し、４）前記レジストパターン９０１をマスクとして用いて、第１電極物質を蒸着して第１電極３０１を形成し、５）レジストパターンを除去し、６）第１電極３０１と補助電極４０１とを絶縁層５０１を用いて絶縁することについて示すものである。

本明細書の一実施態様によれば、前記補助電極を形成するステップは、前記短絡防止層を形成するステップの後、フォトエッチングをして逆テーパ角の補助電極を形成し、前記第１電極を形成するステップは、前記補助電極が備えられた短絡防止層上に第１電極物質を蒸着するものであってよい。この工程を利用する場合、前記第１電極を２以上の導電性ユニットで形成するための別のマスクを必要としないという利点がある。これに関する一例は、図４に示した。

前記逆テーパ角は、前記補助電極が形成される基板の面を基準とするものであり、前記補助電極が逆テーパ角を有する場合、前記補助電極は、逆台形状に基板上に備えられてもよい。

図４は、本明細書の一実施態様に係る有機発光素子の製造方法のうちの一部ステップを示すものである。

図４は、１）基板１０１上に短絡防止層２０１を形成し、２）短絡防止層２０１上に補助電極物質層４０２を形成し、３）補助電極物質層４０２を逆テーパ角の補助電極４０１に形成し、４）補助電極４０１が形成された短絡防止層２０１上に第１電極物質を蒸着して第１電極３０１を形成し、５）第１電極３０１と補助電極４０１とを絶縁層５０１を用いて絶縁することについて示すものである。

本明細書の一実施態様によれば、補助電極上に形成された第１電極物質を除去してもよく、除去しなくてもよい。前記補助電極上に形成された第１電極物質は、除去しなくても補助電極の機能が低下しないため、補助電極上に形成された第１電極物質を除去する工程を追加しなくてもよい。

本明細書の一実施態様によれば、前記補助電極を形成するステップは、前記短絡防止層を形成するステップの後に実施するか、前記短絡防止層を形成するステップの前に実施することができる。図５は、前記補助電極を形成するステップが、前記短絡防止層を形成するステップの前に実施する場合を示すものである。

図５は、本明細書の一実施態様に係る有機発光素子の製造方法のうちの一部ステップを示すものである。

図５は、１）基板１０１上に補助電極物質層４０２を形成し、２）補助電極物質層４０２をパターニングして補助電極４０１を形成し、３）補助電極４０１が形成された基板１０１上に短絡防止層２０１を形成し、４）短絡防止層２０１上に第１電極物質層３０２を形成し、５）第１電極物質層３０２を２以上の導電性ユニットに形成して第１電極２０１を形成し、６）第１電極と短絡防止層を有機物層から絶縁するために絶縁層５０１を形成することを示すものである。

本明細書の一実施態様によれば、前記図５の３）および４）の間に、絶縁層を追加的に形成することができる。具体的には、前記絶縁層は、補助電極を取り囲む短絡防止層領域上に形成されてもよいし、これは、補助電極と導電性ユニットとの距離を調整するための手段になってもよい。

１０１：基板
２０１：短絡防止層
３０１：第１電極
３０２：第１電極物質層
４０１：補助電極
４０２：補助電極物質層
５０１：絶縁層
６０１：有機物層
７０１：第２電極
８０１：封止層
９０１：レジストパターン

Claims

基板と、
前記基板上に備えられた短絡防止層と、
前記短絡防止層上に備えられ、互いに離隔して備えられた２以上の導電性ユニットを含む第１電極と、
前記第１電極に対向して備えられた第２電極と、
前記第１電極および前記第２電極の間に備えられた１層以上の有機物層と、
前記短絡防止層上に備えられるか、前記短絡防止層と前記基板との間に備えられた補助電極とを含み、
前記補助電極は、前記第１電極と離隔配置されたことを特徴とする、有機発光素子。
前記第１電極および前記補助電極は、前記短絡防止層の同一平面上に備えられたことを特徴とする、請求項１に記載の有機発光素子。
前記補助電極は、前記基板上に備えられ、前記短絡防止層は、前記基板および前記補助電極上に備えられたことを特徴とする、請求項１に記載の有機発光素子。
前記短絡防止層は、前記第１電極および前記補助電極が備えられる基板上の領域に備えられる、物理的に連続した１つの単位体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。
前記短絡防止層は、前記補助電極と前記第１電極とを電気的に接続することを特徴とする、請求項１に記載の有機発光素子。
前記短絡防止層の面抵抗は、１ＫΩ／□以上１ＭΩ／□以下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。
前記それぞれの導電性ユニットと前記補助電極との間の最短距離は、０．５μｍ以上２０μｍ以下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。
前記補助電極から前記いずれか１つの導電性ユニットまでの抵抗は、４００Ω以上３００，０００Ω以下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。
いずれか１つの前記導電性ユニットとこれに隣接した他の１つの導電性ユニットとの間の抵抗は、８００Ω以上６００，０００Ω以下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。
前記それぞれの導電性ユニットの面積は、０．０１ｍｍ^２以上２５ｍｍ^２以下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。
前記短絡防止層は、光吸収度が１０％未満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。
前記導電性ユニットの面抵抗は、１Ω／□以上５００Ω／□以下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。
前記補助電極の面抵抗は、３Ω／□以下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。
前記補助電極の線幅は、１μｍ以上１００μｍ以下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。
前記補助電極は、１以上の前記導電性ユニットを取り囲む網構造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。
前記補助電極の開口率は、６０％以上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。
前記有機発光素子は、フレキシブル（ｆｌｅｘｉｂｌｅ）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。
請求項１〜１７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。
請求項１〜１７のいずれか１項に記載の有機発光素子を含む照明装置。
基板を用意するステップと、
前記基板上に短絡防止層を形成するステップと、
前記短絡防止層上、または前記短絡防止層と前記基板との間に補助電極を形成するステップと、
前記短絡防止層上に２以上の導電性ユニットを含む第１電極を形成するステップと、
前記第１電極上に１以上の有機物層を形成するステップと、
前記有機物層上に第２電極を形成するステップとを含むことを特徴とする、請求項１〜１７のいずれか１項に記載の有機発光素子の製造方法。
前記補助電極を形成するステップは、フォトエッチング、蒸着、またはプリンティングを利用することを特徴とする、請求項２０に記載の有機発光素子の製造方法。
前記補助電極を形成するステップは、前記短絡防止層を形成するステップの後、フォトエッチングおよびオーバーエッチングを利用し、
前記第１電極を形成するステップは、前記フォトエッチング時に使用したレジストをマスクとして用いて、第１電極物質を蒸着することを特徴とする、請求項２０に記載の有機発光素子の製造方法。
前記補助電極を形成するステップは、前記短絡防止層を形成するステップの後、フォトエッチングをして逆テーパ角の補助電極を形成し、
前記第１電極を形成するステップは、前記補助電極が備えられた短絡防止層上に第１電極物質を蒸着することを特徴とする、請求項２０に記載の有機発光素子の製造方法。