JP5068804B2 - 有機発光装置及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、有機発光装置及びその製造方法に係り、さらに具体的には、有機発光部が形成された素子基板と封止基板との間に備わった充填材、及び前記有機発光部と前記充填材との間に介在され、一つ以上の熱蒸着可能な有機物質からなる有機保護層を具備した有機発光装置並びにその製造方法に関する。

有機発光装置は、自発光型素子である有機発光素子（ｏｒｇａｎｉｃ ｌｉｇｈｔ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ）を少なくとも一つ含む。前記有機発光素子は、１対の電極及び前記１対の電極間に介在された有機層を具備し、軽量であり、部品が簡素であって、製作工程が簡単である構造を有しており、高画質の上に広視野角を確保することができる。また、高色純度を提供し、かつ動映像を完璧に具現でき、低消費電力、低電圧駆動であって、携帯用電子機器に適した電気的特性を有しており、このような有機発光素子を具備した有機発光装置は、携帯が可能な薄型の平板表示装置などに有用に使われうる。

前記有機発光素子は、電極として使われるＩＴＯ（ｉｎｄｉｕｍ ｔｉｎ ｏｘｉｄｅ）からの酸素による発光層の劣化、発光層と界面との反応による劣化など、内的要因による劣化があると共に、外部の水分、酸素、紫外線及び素子の製作条件など、外的要因によっても容易に劣化しうる。特に、素子外部の酸素と水分は、有機発光素子の寿命に致命的な影響を与えるので、有機発光装置の製作時に、有機発光素子のパッケージングが非常に重要である。

本発明が解決しようとする課題は、有機発光部が形成された素子基板と封止基板との間に充填材を介在させるが、前記充填材によって有機発光部が損傷されない有機発光装置並びにその製造方法を提供することである。

前記課題を解決するために、素子基板と、前記素子基板上に配され、１対の電極と、前記１対の電極間に介在された有機層とを含んだ有機発光素子を一つ以上含んだ有機発光部と、前記有機発光部上部に配される封止基板と、前記素子基板と前記封止基板とを接合させるシーラントと、前記素子基板と前記封止基板との間に備わった充填材と、前記有機発光部と前記充填材との間に介在され、一つ以上の熱蒸着可能な有機物質からなる有機保護層とを具備した有機発光装置が提供される。

また、素子基板の一面に１対の電極と、前記１対の電極間の有機層とを具備した有機発光素子を一つ以上含んだ有機発光部を形成する段階と、前記有機発光部上部に一つ以上の熱蒸着可能な有機物質を熱蒸着させ、有機保護層を形成する段階と、封止基板を準備する段階と、前記有機発光部と前記保護層とが備わった素子基板と、前記封止基板とのうち、一つ以上に充填材とシーラントとを提供する段階と、前記素子基板と前記封止基板とを接合させる段階とを含む有機発光装置の製造方法が提供される。

本発明の有機発光装置は、有機発光部が備わった素子基板と封止基板との間に充填材；前記有機発光部と前記充填材との間に一つ以上の熱蒸着可能な有機物質からなる有機保護層を具備し、前記有機保護層によって、前記充填材による有機発光部の損傷が防止され、長寿命を有する有機発光装置を得ることができる。また、前記有機保護層は、熱蒸着法によって形成されうるので、有機発光部の有機層の形成時に使用した物質及び装備を利用でき、有機発光装置の製造コストが節減されうる。

本発明の一具現例による有機発光装置を概略的に図示した断面図である。 本発明の一具現例による有機発光装置を概略的に図示した断面図である。 本発明の一具現例による有機発光装置の製造方法について順次に説明した図面である。 本発明の一具現例による有機発光装置の製造方法について順次に説明した図面である。 本発明の一具現例による有機発光装置の製造方法について順次に説明した図面である。 本発明の一具現例による有機発光装置の製造方法について順次に説明した図面である。 本発明の一具現例による有機発光装置の発光写真である。 従来の有機発光装置の発光写真である。

以下、添付された図面を参照しつつ、本発明の望ましい実施例について詳細に説明すれば、次の通りである。

図１は、本発明の一実施例による有機発光装置を概略的に図示した断面図である。

図１の有機発光装置は、素子基板１００、前記素子基板上に配された有機発光部２００、前記有機発光部２００の上部に配された封止基板３００、前記素子基板１００と前記封止基板３００とを接合させるシーラント４１０、前記素子基板１００と前記封止基板３００との間に備わった充填材４３０、及び前記有機発光部２００と前記充填材４３０との間に介在された有機保護層４５０を具備する。

前記素子基板１００は、ＳｉＯ_２を主成分とする透明なガラス材質の無機物からなるか、あるいは透明なプラスチック材料の絶縁性有機物からなりうる。前記絶縁性有機物は、例えば、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリアクリレート（ＰＡＲ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリアリレート（ｐｏｌｙａｌｌｙｌａｔｅ）、ポリイミド、ポリカーボネート（ＰＣ）、三酢酸セルロース（ＴＡＣ）、セルロースアセテートプロピオネート（ＣＡＰ）からなるグループから選択されうるが、それらに限定されるものではない。

図１の有機発光装置が、有機発光部２００から放出された光が素子基板１００側に具現される背面発光型装置である場合に、素子基板１００は、透明な材質によって形成しなければならない。しかし、有機発光部２００から放出された光が素子基板１００の反対側に具現される前面発光型装置である場合に、素子基板１００は、必ずしも透明な材質によって形成する必要はない。その場合、金属で素子基板１００を形成できる。金属で素子基板１００を形成する場合、素子基板１００は、鉄、クロム、マンガン、ニッケル、チタン、モリブデン、ステンレススチール（ＳＵＳ）、Ｉｎｖａｒ（登録商標）合金、Ｉｎｃｏｎｅｌ（登録商標）合金及びＫｏｖａｒ（登録商標）合金からなる群から選択された一つ以上を含むことができ、さらに炭素によっても形成可能であるが、それらに限定されるものではない。基板１００は、金属ホイルによって形成可能である。

たとえ図１には図示されていないにしても、素子基板１００の上面には、素子基板１００の平滑性と不純元素の浸透の遮断とのために、バッファ層がさらに備わることもできる。

有機発光部２００は、一つ以上の有機発光素子を含むことができる。前記有機発光素子は、第１電極及び第２電極を含んだ１対の電極と、前記１対の電極間に介在された有機層とを含む。

前記有機発光素子の有機層は、正孔注入層（ＨＩＬ）、正孔輸送層（ＨＴＬ）、発光層（ＥＭＬ）、正孔阻止層（ＨＢＬ）、電子輸送層（ＥＴＬ）及び電子注入層（ＥＩＬ）のうち、一層以上を含むことができる。

前記第１電極は、素子基板１００の上部に形成され、正孔注入電極であるアノードでありうる。このとき、前記第１電極は、大きい仕事関数を有する物質を利用し、蒸着法またはスパッタリング法などによって形成されうる。前記第１電極をなす物質は、透過型電極または反射型電極として備わりうる。透過型電極として備わるときには、ＩＴＯ（ｉｎｄｉｕｍ ｔｉｎ ｏｘｉｄｅ）、ＩＺＯ（ｉｎｄｉｕｍ ｚｉｎｃ ｏｘｉｄｅ）、ＺｎＯまたはＩｎ_２Ｏ_３を利用でき、反射型電極として備わるときにはＡｇ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ａｕ、Ｎｉ、Ｎｄ、Ｉｒ、Ｃｒまたはそれらの組み合わせによって形成された反射膜と、その上にＩＴＯ、ＩＺＯ、ＺｎＯまたはＩｎ_２Ｏ_３によって形成された膜とを具備できるなど、多様な変形が可能である。

正孔注入層は、真空蒸着法、スピンコーティング法、キャスト法、ＬＢ（Ｌａｎｇｍｕｉｒ Ｂｌｏｄｇｅｔｔ）法のような公知の多様な方法のうち、任意に選択された方法によって形成されうる。このとき、真空蒸着法を選択する場合、蒸着条件は、目的化合物、目的とする層の構造及び熱的特性などによって異なるが、一般的に、蒸着温度１００ないし５００℃、真空度１０^−１０ないし１０^−３ｔｏｒｒ、蒸着速度０．０１ないし１００Å／ｓｅｃの範囲で適切に選択できる。一方、スピンコーティング法を選択する場合、コーティング条件は、目的化合物、目的とする層の構造及び熱的特性によって異なるが、約２，０００ｒｐｍないし５，０００ｒｐｍのコーティング速度、コーティング後の溶媒除去のための熱処理温度としては、約８０℃ないし２００℃の温度範囲で適切に選択することが望ましい。

正孔注入層物質としては、公知の正孔注入材料を使用できるが、例えば、銅フタロシアニンなどのフタロシアニン化合物、４，４’，４”−トリス（３−メチルフェニルフェニルアミノ）トリフェニルアミン（ｍ−ＭＴＤＡＴＡ）、Ｎ，Ｎ’−ジ（１−ナフチル）−Ｎ，Ｎ′−ジフェニルベンジジン（ＮＰＢ）、ＴＤＡＴＡ、２Ｔ−ＮＡＴＡ、ポリアニリン／ドデシルベンゼンスルホン酸（Ｐａｎｉ／ＤＢＳＡ）、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）／ポリ（４−スチレンスルホネート）（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）、ポリアニリン／カンファースルホン酸（Ｐａｎｉ／ＣＳＡ）、またはポリアニリン／ポリ（４−スチレンスルホネート）（ＰＡＮＩ／ＰＳＳ）などを使用できるが、これらに限定されるものではない。

前記正孔注入層の厚さは、約１０Åないし１０，０００Å、望ましくは１００Åないし１，０００Åでありうる。前記正孔注入層の厚さが１０Å未満である場合、正孔注入特性が低下し、前記正孔注入層の厚さが１０，０００Åを超える場合、駆動電圧が上昇しうるのである。

前記正孔輸送層は、真空蒸着法、スピンコーティング法、キャスト法、ＬＢ法のような公知の多様な方法のうち、任意に選択された方法によって形成されうる。このとき、蒸着条件及びコーティング条件は、目的化合物、目的とする層の構造及び熱的特性などによって異なるが、前述のような正孔注入層形成のための条件と類似した範囲内で選択される。

正孔輸送層物質は、公知の正孔輸送材料を利用して形成できるが、例えば、Ｎ−フェニルカルバゾール、ポリビニルカルバゾールのようなカルバゾール誘導体；Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−［１，１−ビフェニル］−４，４’−ジアミン（ＴＰＤ）、Ｎ，Ｎ’−ジ（ナフタレン−１−イル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルベンジジン（α−ＮＰＤ）のような芳香族縮合環を有するアミン誘導体；４，４′，４″−トリス（Ｎ−カルバゾリル）トリフェニルアミン（ＴＣＴＡ）のようなトリフェニルアミン系物質のような公知の正孔輸送物質を使用できる。このうち、例えば、ＴＣＴＡの場合、正孔輸送の役割以外にも、発光層からのエキシトン（励起子）拡散を防止する役割も行うことが可能である。

前記正孔輸送層の厚さは、約５０Åないし１，０００Å、望ましくは１００Åないし６００Åでありうる。前記正孔輸送層の厚さが５０Å未満である場合、正孔輸送の特性が低下し、前記正孔輸送層の厚さが１，０００Åを超える場合、駆動電圧が上昇しうるのである。

前記発光層は、真空蒸着法、スピンコーティング法、キャスト法、ＬＢ法のような公知の多様な方法のうち、任意に選択された方法によって形成されうる。このとき、蒸着条件及びコーティング条件は、目的化合物、目的とする層の構造及び熱的特性などによって異なるが、前述のような正孔注入層形成のための条件と類似した範囲内で選択される。

前記発光層は、単一発光材料からなり、ホスト及びドーパントを含むこともできる。

前記ホストの例としては、トリス（８−キノラト）アルミニウム（Ａｌｑ３）、４，４’−Ｎ，Ｎ’−ジカルバゾール−ビフェニル（ＣＢＰ）、ポリ（ｎ−ビニルカルバゾール）（ＰＶＫ）、９，１０−ジ（ナフタレン−２−イル）アントラセン（ＡＤＮ）、ＴＣＴＡ、１，３，５−トリス（Ｎ−フェニルベンズイミダゾール−２−イル）ベンゼン（ＴＰＢＩ）、３−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ジ（ナフト−２−イル）アントラセン（ＴＢＡＤＮ）、Ｅ３などを使用できるが、これらに限定されるものではない。

一方、公知の赤色ドーパントとして、ＰｔＯＥＰ、Ｉｒ（ｐｉｑ）_３、Ｂｔｐ_２Ｉｒ（ａｃａｃ）などを利用できるが、これらに限定されるものではない。

また、公知の緑色ドーパントとして、Ｉｒ（ｐｐｙ）_３（ｐｐｙ＝フェニルピリジン）、Ｉｒ（ｐｐｙ）_２（ａｃａｃ）、Ｉｒ（ｍｐｙｐ）_３などを利用できるが、これらに限定されるものではない。

一方、公知の青色ドーパントとして、Ｆ_２Ｉｒｐｉｃ、（Ｆ_２ｐｐｙ）_２Ｉｒ（ｔｍｄ）、Ｉｒ（ｄｆｐｐｚ）_３、ｔｅｒ−フルオレン、４，４′−ビス［４−（ジ−ｐ−トリルアミノ）スチリル］ビフェニル（ＤＰＡＶＢｉ）、２，５，８，１１−テトラ−ｔｅｒｔ−ブチルペリレン（ＴＢＰ）などを利用できるが、これらに限定されるものではない。

前記発光層の厚さは、約１００Åないし１，０００Å、望ましくは１００Åないし６００Åでありうる。前記発光層の厚さが１００Å未満である場合、発光特性が低下し、前記発光層の厚さが１，０００Åを超える場合、駆動電圧が上昇しうるのである。

正孔阻止層は、発光層の三重項励起子または正孔がカソードなどに拡散する現象を防止する役割を果たすものであり、発光層上部にさらに形成され、真空蒸着法、スピンコーティング法、キャスト法、ＬＢ法のような公知の多様な方法のうち、任意に選択された方法によって形成されうる。このとき、蒸着条件及びコーティング条件は、目的化合物、目的とする層の構造及び熱的特性などによって異なるが、前述のような正孔注入層形成のための条件と類似した範囲内で選択される。

前記正孔阻止の材料は、公知の正孔阻止材料のうちから任意に選択されうる。例えば、オキサジアゾール誘導体やトリアゾール誘導体、フェナントロリン誘導体などを使用できる。

前記正孔阻止層の厚さは、約５０Åないし１，０００Å、望ましくは１００Åないし３００Åでありうる。前記正孔阻止層の厚さが５０Å未満である場合、正孔阻止特性が低下し、前記正孔阻止層の厚さが１，０００Åを超える場合、駆動電圧が上昇しうるのである。

前記電子輸送層は、真空蒸着法、スピンコーティング法、キャスト法、ＬＢ法のような公知の多様な方法のうち、任意に選択された方法によって発光層または正孔阻止層の上部に形成されうる。このとき、蒸着条件及びコーティング条件は、目的化合物、目的とする層の構造及び熱的特性などによって異なるが、前述のような正孔注入層形成のための条件と類似した範囲内で選択される。

前記電子輸送層の物質としては、公知の電子輸送材料を使用できるが、例えば、Ａｌｑ３、ＴＡＺ、ＴＰＱ１、ＴＰＱ２、４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン（Ｂｐｈｅｎ）、ＢＣＰ、ＢｅＢｑ２、ＢＡｌｑのような公知の材料を使用することもできる。

前記電子輸送層の厚さは、約１００Åないし１，０００Å、望ましくは２００Åないし５００Åでありうる。前記電子輸送層の厚さが１００Å未満である場合、電子輸送特性が低下し、前記電子輸送層の厚さが１，０００Åを超える場合、駆動電圧が上昇しうるのである。このうち、例えば、ＢＰｈｅｎは、正孔阻止特性も同時に有する物質である。

前記電子輸送層の上部には、電子注入層が形成されるが、前記電子注入層の形成材料としては、公知の電子注入材料であるＬｉＦ、ＮａＣｌ、ＣｓＦ、Ｌｉ_２Ｏ、ＢａＯなどが使われ、前記電子注入層の蒸着条件は、使用する化合物によって異なるが、一般的に、正孔注入層の形成とほぼ同じ条件範囲中から選択される。

前記電子注入層の厚さは、約１Åないし１００Å、望ましくは５Åないし５０Åでありうる。前記電子注入層の厚さが前述のような範囲を満足する場合、実質的な駆動電圧の低下なしに、満足すべき電子注入特性を得ることができる。

第２電極は、カソード（電子注入電極）であって、相対的に小さい仕事関数を有する金属、合金、電気伝導性化合物及びそれらの組み合わせを使用できる。具体的な例としてはリチウム（Ｌｉ）、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、アルミニウム−リチウム（Ａｌ−Ｌｉ）、カルシウム（Ｃａ）、マグネシウム−インジウム（Ｍｇ−Ｉｎ）、マグネシウム−銀（Ｍｇ−Ａｇ）などを挙げることができる。また前面発光素子を得るために、ＩＴＯ、ＩＺＯを使用した透過型カソードを使用することもできる。

再び、図１を参照して、有機発光部２００が備わった素子基板１００の上部には、封止基板３００が配されている。前記封止基板３００は、シーラント４１０によって前記素子基板１００と合着されている。前記封止基板３００もやはり、ガラス材基板だけではなく、アクリルのような多様なプラスチック材基板を使用することができ、さらに金属板を使用することもできる。

前記素子基板１００と封止基板３００は、シーラント４１０によって合着される。前記シーラント４１０の材料としては、熱硬化性樹脂またはＵＶ（ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ）硬化性樹脂（具体的に、エポキシ樹脂）のような有機物、またはシーリングガラスフリット（ｓｅａｌｉｎｇ ｇｌａｓｓ ｆｒｉｔ）のような無機物を使用できる。

前記素子基板１００と前記封止基板３００との間には、充填材４３０が備わっている。具体的に、前記充填材４３０は、前記素子基板１００と封止基板３００との間の空間を充填するように備わり、有機発光部２００の内部に、酸素及び／または水分が浸透することを防止する役割を行う。前記充填材４３０は、公知の充填材のうちから任意に選択されうるが、例えば、ウレタン系樹脂、メタクリレート系樹脂、アクリル系樹脂、ポリイソプレン、ビニル系樹脂、エポキシ樹脂及びセルロース系樹脂からなる群から選択された有機充填材であるか、シリコン、アルミニウム、チタン、ジルコニウムのような金属及び金属酸化物に基づいた無機充填材であるか、有機／無機の複合充填剤でありうる。

前記ウレタン系樹脂としては、ウレタンアクリレートなどを利用でき、前記メタクリレート系樹脂としては、プロピレングリコールメタクリレート、テトラヒドロフルフリルメタクリレートなどを利用でき、アクリル系樹脂としては、ブチルアクリレート、エチルヘキシルアクリレートなどを利用でき、ビニル系樹脂としては、ビニルアセテート、Ｎ−ビニルピロリドンなどを利用でき、エポキシ樹脂としては、例えば、脂環式エポキシ化合物などを利用でき、セルロース系樹脂としては、例えば、硝酸セルロースなどを利用できるが、これに限定されるものではない。

一方、前記充填材４３０が無機充填剤である場合、これは、シリコン、アルミニウム、チタン、ジルコニウム、チタニア、シリコン酸化物、ジルコニア、アルミナ及びそれらの前駆体からなる群から選択された一つ以上を使用できる。望ましくは、前記充填材４３０は、シリコン系ゲルでありうるが、これに限定されるものではない。

また、有機／無機の複合充填材としては、シリコン、アルミニウム、チタン、ジルコニウムのような金属及び非金属と有機部分とが共有結合で連結されている物質を使用できる。例えば、前記有機／無機の複合充填材は、エポキシシランまたはその誘導体、ビニルシランまたはその誘導体、アミンシランまたはその誘導体、メタクリレートシラン、またはそれらの部分硬化反応結果物からなる群から選択された一つ以上でありうる。エポキシシランまたはその誘導体の具体的な例として、３−グリシドキシプロピルトリメチルオキシシランまたはその重合体を挙げることができる。ビニルシランまたはその誘導体の具体的な例としては、ビニルトリエトキシシランまたはその重合体を挙げることができる。また、アミンシランまたはその誘導体の具体的な例としては、３−アミノプロピルトリメチルオキシシラン及びその重合体を挙げることができ、メタクリレートシランまたはその誘導体の具体的な例としては、３−トリ（メチルオキシシリル）プロピルアクリレート及びその重合体などを挙げることができる。

前述のような充填材４３０は、素子基板１００と封止基板３００との間に介在されるが、充填材４３０として、蒸気圧の低い物質を選択する場合、有機発光装置の製作及び／または駆動中に、充填材４３０の脱ガスが起こりうる。これによって発生したガスは、有機発光部２００を損傷させることがある。また、前記充填材４３０自体が極微量ではあるが、溶媒を含むことがあるが、前記溶媒もまた、有機発光部２００と接触（すなわち、有機発光素子のカソード）して有機発光部２００を損傷させることがある。一方、前記充填材４３０自体が有機発光部２００と少しではあるが反応性がある場合、やはり充填材４３０による有機発光部２００の損傷が可能である。

このような充填材４３０による有機発光部２００の損傷を防止するために、前記有機発光部２００と前記充填材４３０との間には、有機保護層４５０が介在される。ここで、前記有機保護層４５０は、一つ以上の熱蒸着可能な有機物質からなっている。すなわち、前記有機保護層４５０は、一つ以上の熱蒸着可能な有機物質を、有機発光部２００の上部に蒸着させて形成された層でありうる。

本明細書において、「熱蒸着可能な有機物質」とは、熱蒸着法によって成膜可能であり、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、シクロアルキル基、ヘテロシクロアルキル基、アリール（ａｒｙｌ）基、ヘテロアリール基、ヘテロ環基などのように、化学分野の当業者に一般的に周知の有機部分を一つ以上有する物質を指す。

前記熱蒸着可能な有機物質は、１０^−１０ｔｏｒｒないし１０^−３ｔｏｒｒの真空度及び１００℃ないし５００℃の温度範囲で昇華可能な物質でありうる。例えば、前記熱蒸着可能な有機物質は、例えば、１０^−８ｔｏｒｒないし１０^−３ｔｏｒｒの真空度及び２００℃ないし４００℃の温度範囲で昇華可能な物質であるが、これらに限定されるものではない。本発明の一具現例によれば、前記熱蒸着可能な有機物質は、１０^−７ｔｏｒｒの真空度で３００℃条件で昇華可能な物質でありうる。

本発明による一具現例で、前述のような熱蒸着可能な有機物質の真空度及び昇華温度範囲の条件は、有機発光部２００に含まれた一つ以上の有機発光素子に備わった有機層を、熱蒸着法で形成するとき使われうる真空度及び昇華温度範囲の条件と一部以上重複するものでありうる。従って、例えば、前記熱蒸着可能な有機物質は、一般的な有機発光素子の有機層に使われうる物質のうちから選択されうる。

本発明による他の一具現例で、前記熱蒸着可能な有機物質は、前記有機発光部２００に含まれた一つ以上の有機発光素子に備わった有機層に含まれた複数の物質のうち、一つを含むことができる。

例えば、前記有機発光部２００の一つ以上の有機発光素子の有機層が正孔注入層を含む場合、前記有機保護層は、前記正孔注入層の物質を含んでなりうる。

また、前記有機発光部２００の一つ以上の有機発光素子の有機層が正孔輸送層を含む場合、前記有機保護層は、前記正孔輸送層物質を含むことができる。

また、前記有機発光部２００の一つ以上の有機発光素子の有機層が発光層を含む場合、前記有機保護層は、前記発光層物質を含むことができる。

また、前記有機発光部２００の一つ以上の有機発光素子の有機層が正孔阻止層を含む場合、前記有機保護層は、前記正孔阻止層材料からなりうる。

また、前記有機発光部２００の一つ以上の有機発光素子の有機層が電子輸送層を含む場合、前記有機保護層は、前記電子輸送層材料からなりうる。

また、前記有機発光部２００の一つ以上の有機発光素子の有機層が電子注入層を含む場合、前記有機保護層は、前記電子注入層材料からなりうる。

これとは別途に、前記有機保護層４５０は、有機発光部２００の一つ以上の有機発光素子の有機層に含まれた物質とは異なるが、前述のような真空度での昇華温度の範囲を満足し、熱蒸着法で成膜可能な熱蒸着性物質を含むこともできる。

ここで、金属錯体の形態を有する物質は、前記有機保護層４５０に含まれた熱蒸着可能な有機物質から除外されうる。例えば、金属錯体形態のリン光ドーパント、金属錯体形態の電子輸送材料（例えば、Ａｌｑ３など）は、前記熱蒸着可能な有機物質から除外されうる。これは、前記金属錯体中の金属物質は充填材物質と反応でき、有機保護層としての役割を行えないためである。そればかりではなく、充填材物質は、充填後に熱工程あるいはＵＶ工程により硬化がなされうるが、金属錯体と反応した充填材物質は、硬化がなされない。また、充填材物質の硬化開始剤は、ほとんど金属触媒からなりうるが、前記金属触媒は、金属錯体の他の金属と反応が可能であるために、充填材物質の硬化を妨害しうる。
本発明による一具現例で、前記有機保護層は、４，４’，４”−トリス（３−メチルフェニルフェニルアミノ）トリフェニルアミン（ｍ−ＭＴＤＡＴＡ）、Ｎ，Ｎ′−ジ（１−ナフチル）−Ｎ，Ｎ′−ジフェニルベンジジン（ＮＰＢ）、ＴＤＡＴＡ、２Ｔ−ＮＡＴＡ、Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−［１，１−ビフェニル］−４，４’−ジアミン（ＴＰＤ）、Ｎ，Ｎ’−ジ（ナフタレン−１−イル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルベンジジン（α−ＮＰＤ）、４，４′，４″−トリス（Ｎ−カルバゾリル）トリフェニルアミン（ＴＣＴＡ）、４，４’−Ｎ，Ｎ’−ジカルバゾール−ビフェニル（ＣＢＰ）、９，１０−ジ（ナフタレン−２−イル）アントラセン（ＡＤＮ）、１，３，５−トリス（Ｎ−フェニルベンズイミダゾール−２−イル）ベンゼン（ＴＰＢＩ）、３−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ジ（ナフト−２−イル）アントラセン（ＴＢＡＤＮ）、Ｅ３、ｔｅｒ−フルオレン、４，４′−ビス［４−（ジ−ｐ−トリルアミノ）スチリル］ビフェニル（ＤＰＡＶＢｉ）、２，５，８，１１−テトラ−ｔｅｒｔ−ブチルペリレン（ＴＢＰ）、ＴＡＺ、ＴＰＱ１、ＴＰＱ２、４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン（Ｂｐｈｅｎ）及びＢＣＰからなる群から選択された物質を含むことができるが、これらに限定されるものではない。

前記有機保護層４５０の厚さは、２００Åないし１，２００Å、望ましくは、４００Åないし１，０００Åでありうる。前記範囲を満足する場合、平坦でありつつも充填材４３０による有機発光部２００の損傷を効果的に防止できる層を得ることができる。

前記有機保護層４３０は、１種の熱蒸着可能な物質からなったり、互いに異なる二種以上の熱蒸着可能な物質が混合された単一層であったり、互いに異なる二種以上の熱蒸着可能な物質からなる二層以上の層からなる多層構造を有することができるなど、多様な変形が可能である。

前記充填材４３０を、素子基板１００と封止基板３００との間の空間を充填するように具備することによって、外部酸素及び／または水分による有機発光部２００の損傷を最小化できる。

また、前記有機保護層４５０を前記有機発光部２００を覆うように形成することによって、充填材４３０による有機発光部２００の損傷を最小化できる。

図２は、図１の有機発光装置の一部を概略的に図示する断面図であり、有機発光部２００の具体的な構成を例示的に図示している。

図２を参照すれば、素子基板１００上に、複数個の薄膜トランジスタ２２０が備わっており、この薄膜トランジスタ２２０の上部には、複数個の有機発光素子２３０が備わっている。有機発光素子２３０は、薄膜トランジスタ２２０に電気的に連結された画素電極２３１と、素子基板１００の全面にわたって配された対向電極２３５と、画素電極２３１と対向電極２３５との間に配された有機層２３３とを具備する。

素子基板１００上には、ゲート電極２２１、ソース電極及びドレイン電極２２３、半導体層２２７、ゲート絶縁膜２１３及び層間絶縁膜２１５を具備した薄膜トランジスタ２２０が備わっている。もちろん、薄膜トランジスタ２２０もまた、図２に図示された形態に限定されるものではなく、半導体層２２７が有機物で備わった有機薄膜トランジスタ、シリコンで備わったシリコン薄膜トランジスタなど、多様な薄膜トランジスタが利用されうる。この薄膜トランジスタ２２０と素子基板１００との間には、必要によってシリコン酸化物またはシリコン窒化物などから形成されたバッファ層２１１がさらに備わりうる。

有機発光素子２３０は、相互対向した画素電極２３１及び対向電極２３５と、それら電極間に介在された有機層２３３とを具備する。画素電極２３１は、アノード電極の機能を行い、対向電極２３５は、カソード電極の機能を行う。もちろん、この画素電極２３１と対向電極２３５との極性は、反対にもなりうる。

一方、画素定義膜（ＰＤＬ：ｐｉｘｅｌ ｄｅｆｉｎｉｎｇ ｌａｙｅｒ）２１９が画素電極２３１のエッジを覆い、画素電極２３１の外側に厚みを有するように備わる。この画素定義膜２１９は、発光領域を定義する役割以外に、画素電極２３１のエッジと対向電極２３５との間の間隔を広げ、画素電極２３１のエッジ部分で電界が集中する現象を防止することによって、画素電極２３１と対向電極２３５との短絡を防止する役割を行う。

画素電極２３１と対向電極２３５との間には、有機層２３３が備わっている。前記有機層２３３に係わる詳細な説明は、前述のところを参照する。

このような有機発光素子２３０は、その下部の薄膜トランジスタ２２０に電気的に連結されるが、このとき、薄膜トランジスタ２２０を覆う平坦化膜２１７が備わる場合、有機発光素子２３０は、平坦化膜２１７上に配され、有機発光素子２３０の画素電極２３１は、平坦化膜２１７に備わったコンタクトホールを介して薄膜トランジスタ２２０に電気的に連結される。

一方、有機発光素子２３０は、封止基板３００によって密封される。封止基板３００は、前述のように、ガラスまたはプラスチック材などの多様な材料によって形成されうる。

一方、有機発光素子２３０と封止基板３００との間には、充填材４３０が備わり、有機発光素子２３０と封止基板３００との間の空間を充填する。

有機発光素子２３０と充填材４３０との間には、有機保護層４５０が備わっている。前記有機保護層４５０は、充填材４３０による有機発光素子２３０の損傷を防止する役割を行い、これについての詳細な説明は、前述のところ参照する。

前述のような有機発光装置の製造方法は、素子基板の一面に１対の電極と、前記１対の電極間の有機層とを具備した有機発光素子を一つ以上含んだ有機発光部を形成する段階、前記有機発光部の上部に、一つ以上の熱蒸着可能な有機物質を熱蒸着させ、有機保護層を形成する段階、封止基板を準備する段階、前記有機発光部と前記保護層とが備わった素子基板と、前記封止基板とのうち、一つ以上に充填材とシーラントとを提供する段階、及び前記素子基板と前記封止基板とを接合させる段階を含むことができる。

図３Ａないし図３Ｄは、本発明の一具現例による有機発光装置の製造方法を順に図示した図面である。

まず、図３Ａに図示されているように、素子基板１００上部に、有機発光部２００を形成する。

その後、図３Ｂに図示されているように、有機発光部２００上部に、一つ以上の熱蒸着可能な有機物質を熱蒸着させ、有機保護層４５０を形成する。前記熱蒸着可能な有機物質についての詳細な説明は、前述のところを参照する。

前記有機保護層４５０は、熱蒸着法によって形成されるので、有機保護層４５０の形成時に、有機発光部２００を損傷させずに、工程時間などが節減されうる。

充填材４３０による有機発光部２００の損傷は、必然的に発生せざるを得ないので、有機発光部２００上部の保護層の形成は、必須な工程である。しかし、有機発光部２００上部に、無機物からなる無機保護層を形成するためには、強いエネルギーを有するプラズマ発生を伴う化学気相蒸着法（ＣＶＤ）またはスパッタリング法を利用せねばならないなので、このような無機保護層の形成時に、むしろ有機発光部２００の損傷が伴いうる。これを防止するために、無機保護層の形成時に、ＣＶＤ法またはスパッタリング法のエネルギーを弱く調節する場合には、工程上タックタイム（ｔａｃｋ ｔｉｍｅ）が長くならざるを得ず、工程コスト上昇の原因になりうる。一方、有機保護層をアクリル系樹脂のような硬化性物質を利用し、コーティング法で形成する場合、成膜のためのコーティング及び熱処理のような工程が伴われねばならないので、これもまた、有機発光装置の製造コスト上昇の原因になりうる。

しかし、有機保護層４５０を熱蒸着可能な物質を利用した熱蒸着法で使用する場合、前述のような問題点が解消されうるだけではなく、有機保護層４５０の材料として、有機発光部２００に含まれた一つ以上の有機発光素子に使われた有機層物質を使用し、前記有機層形成時に使用した蒸着チャンバをそのまま利用できるなど、工程上の利点もさらに得られ、有機発光部２００の損傷防止及び工程コスト節減のいずれでも利点を得ることができる。

その次に、図３Ｃに図示されているように、封止基板３００を準備し、その上部に充填材４３０及びシーラント形成用物質４１０′を提供する。

その後、図３Ｂで設けられた素子基板１００と、図３Ｃで設けられた封止基板３００を、素子基板１００と封止基板３００との間に有機発光部２００が配されるように配列し、シーラント４１０によって、素子基板１００と封止基板３００が合着されるようにする。これにより、有機発光部２００が密封されうる。ここで、シーラント形成用物質４１０’がＵＶ硬化処理されたり、または熱処理されることにより、シーラントに転換しつつ、素子基板１００と封止基板３００とが合着されうる。

図４Ａは、本発明による有機発光装置の一実施例の発光を観察した写真である。前記有機発光装置は、ガラス基板上部に、第１電極、有機層及び第２電極を具備した有機発光素子を形成した後、前記有機発光素子を覆うように１０^−７ｔｏｒｒ、３００℃条件で、ＮＰＢを熱蒸着させ、７００Å厚の有機保護層を形成した後、封止基板として、無アルカリ基板を準備し、前記封止基板上部に、充填材としてシリコン系ゲルとエポキシ樹脂とを提供し、前記素子基板と前記封止基板とを合着させた後、前記エポキシ樹脂をＵＶ硬化させて製作されたものである。

一方、図４Ｂは、前記有機発光装置の製造方法のうち、有機保護層を形成しなかったという点を除いては、前記有機発光装置の製造方法と同じ方法で製造した有機発光装置の発光を観察した写真である。

図４Ａ及び図４Ｂの発光写真は、前述のような有機発光装置を、８５℃条件下で２４時間駆動させた後で発光を観察したものである。図４Ａ及び図４Ｂによれば、本発明の一具現例による有機発光装置は、駆動後にも暗点などの発生なしに優秀な発光状態を維持することが分かり、長寿命を有していることが分かる。

本発明は、図面に図示された実施例を参考に説明したが、それらは例示的なものに過ぎず、当技術分野で当業者ならば、それらから多様な変形及び均等な他の実施例が可能であるという点を理解することができるであろう。従って、本発明の真の技術的保護範囲は、特許請求の範囲の技術的思想によって決まるのである。

１００ 素子基板
２００ 有機発光部
２１１ バッファ層
２１３ ゲート絶縁膜
２１５ 層間絶縁膜
２１７ 平坦化膜
２１９ 画素定義膜
２２０ 薄膜トランジスタ
２２１ ゲート電極
２２３ ソース及びドレイン電極
２２７ 半導体層
２３０ 有機発光素子
２３１ 画素電極
２３３ 有機層
２３５ 対向電極
３００ 封止基板
４１０ シーラント
４１０’ シーラント形成用物質
４３０ 充填材
４５０ 有機保護層

Claims (16)

1. 素子基板と、
   前記素子基板上に配され、１対の電極と、前記１対の電極間に介在された有機層とを含んだ有機発光素子を一つ以上含んだ有機発光部と、
   前記有機発光部上部に配される封止基板と、
   前記素子基板と前記封止基板とを接合させるシーラントと、
   前記素子基板と前記封止基板との間に備わった充填材と、
   前記有機発光部と前記充填材との間に介在され、一つ以上の熱蒸着可能な有機物質からなる有機保護層とを具備し、
   前記熱蒸着可能な有機物質が金属物質を含まず、
   前記有機保護層が、一つ以上の熱蒸着可能な有機物質を、前記有機発光部の上部に熱蒸着させて形成された層であり、
   前記熱蒸着可能な有機物質が、前記有機発光素子の有機層に含まれた複数の物質のうち、一つを含んだことを特徴とする有機発光装置。
2. 前記熱蒸着可能な有機物質が、１０^−１０ｔｏｒｒないし１０^−３ｔｏｒｒの真空度及び１００℃ないし５００℃の温度範囲で昇華可能な物質であることを特徴とする請求項１に記載の有機発光装置。
3. 前記有機発光素子の有機層が正孔注入層を含み、前記有機保護層が前記正孔注入層物質を含んだことを特徴とする請求項１または２に記載の有機発光装置。
4. 前記有機発光素子の有機層が正孔輸送層を含み、前記有機保護層が前記正孔輸送層物質を含んだことを特徴とする請求項１に記載の有機発光装置。
5. 前記有機発光素子の有機層が発光層を含み、前記有機保護層が前記発光層物質を含んだことを特徴とする請求項１に記載の有機発光装置。
6. 前記有機発光素子の有機層が正孔阻止層を含み、前記有機保護層が前記正孔阻止層物質を含んだことを特徴とする請求項１に記載の有機発光装置。
7. 前記有機発光素子の有機層が電子輸送層を含み、前記有機保護層が前記電子輸送層物質を含んだことを特徴とする請求項１に記載の有機発光装置。
8. 前記有機発光素子の有機層が電子注入層を含み、前記有機保護層が前記電子注入層物質を含んだことを特徴とする請求項１に記載の有機発光装置。
9. 前記有機保護層が、４，４’，４”−トリス（３−メチルフェニルフェニルアミノ）トリフェニルアミン（ｍ−ＭＴＤＡＴＡ）、Ｎ，Ｎ′−ジ（１−ナフチル）−Ｎ，Ｎ′−ジフェニルベンジジン（ＮＰＢ）、ＴＤＡＴＡ、２Ｔ−ＮＡＴＡ、Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−［１，１−ビフェニル］−４，４’−ジアミン（ＴＰＤ）、Ｎ，Ｎ’−ジ（ナフタレン−１−イル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルベンジジン（α−ＮＰＤ）、４，４′，４″−トリス（Ｎ−カルバゾリル）トリフェニルアミン（ＴＣＴＡ）、４，４’−Ｎ，Ｎ’−ジカルバゾール−ビフェニル（ＣＢＰ）、９，１０−ジ（ナフタレン−２−イル）アントラセン（ＡＤＮ）、１，３，５−トリス（Ｎ−フェニルベンズイミダゾール−２−イル）ベンゼン（ＴＰＢＩ）、３−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ジ（ナフト−２−イル）アントラセン（ＴＢＡＤＮ）、Ｅ３、ｔｅｒ−フルオレン、４，４′−ビス［４−（ジ−ｐ−トリルアミノ）スチリル］ビフェニル（ＤＰＡＶＢｉ）、２，５，８，１１−テトラ−ｔｅｒｔ−ブチルペリレン（ＴＢＰ）、ＴＡＺ、ＴＰＱ１、ＴＰＱ２、４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン（Ｂｐｈｅｎ）及びＢＣＰからなる群から選択された物質を含んだことを特徴とする請求項１から８の何れか一項に記載の有機発光装置。
10. 前記有機保護層の厚さが２００Åないし１，２００Åであることを特徴とする請求項１に記載の有機発光装置。
11. 前記充填材は、前記素子基板と前記封止基板との間の空間を充填するように備わることを特徴とする請求項１から１０の何れか一項に記載の有機発光装置。
12. 前記有機保護層は、前記有機発光部を覆うように備わり、前記充填材は、前記有機保護層を覆うことを特徴とする請求項１から１１の何れか一項に記載の有機発光装置。
13. 素子基板の一面に１対の電極と、前記１対の電極間の有機層とを具備した有機発光素子を一つ以上含んだ有機発光部を形成する段階と、
    前記有機発光部上部に一つ以上の熱蒸着可能な有機物質を熱蒸着させ、有機保護層を形成する段階と、
    封止基板を準備する段階と、
    前記有機発光部と前記保護層とが備わった素子基板と、前記封止基板とのうち、一つ以上に充填材とシーラントとを提供する段階と、
    前記素子基板と前記封止基板とを接合させる段階とを含み、
    前記熱蒸着可能な有機物質が金属物質を含まず、
    前記熱蒸着可能な有機物質が、前記有機発光素子の有機層に含まれた複数の物質のうち、一つを含んだことを特徴とする有機発光装置の製造方法。
14. 前記熱蒸着可能な物質を１０^−１０ｔｏｒｒないし１０^−３ｔｏｒｒの真空度及び１００℃ないし５００℃の温度範囲で蒸着させて有機保護層を形成することを特徴とする請求項１３に記載の有機発光装置の製造方法。
15. 前記有機保護層が、４，４’，４”−トリス（３−メチルフェニルフェニルアミノ）トリフェニルアミン（ｍ−ＭＴＤＡＴＡ）、Ｎ，Ｎ′−ジ（１−ナフチル）−Ｎ，Ｎ′−ジフェニルベンジジン（ＮＰＢ）、ＴＤＡＴＡ、２Ｔ−ＮＡＴＡ、Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−［１，１−ビフェニル］−４，４’−ジアミン（ＴＰＤ）、Ｎ，Ｎ’−ジ（ナフタレン−１−イル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルベンジジン（α−ＮＰＤ）、４，４′，４″−トリス（Ｎ−カルバゾリル）トリフェニルアミン（ＴＣＴＡ）、４，４’−Ｎ，Ｎ’−ジカルバゾール−ビフェニル（ＣＢＰ）、９，１０−ジ（ナフタレン−２−イル）アントラセン（ＡＤＮ）、１，３，５−トリス（Ｎ−フェニルベンズイミダゾール−２−イル）ベンゼン（ＴＰＢＩ）、３−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ジ（ナフト−２−イル）アントラセン（ＴＢＡＤＮ）、Ｅ３、ｔｅｒ−フルオレン、４，４′−ビス［４−（ジ−ｐ−トリルアミノ）スチリル］ビフェニル（ＤＰＡＶＢｉ）、２，５，８，１１−テトラ−ｔｅｒｔ−ブチルペリレン（ＴＢＰ）、ＴＡＺ、ＴＰＱ１、ＴＰＱ２、４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン（Ｂｐｈｅｎ）及びＢＣＰからなる群から選択された一つ以上を含んだことを特徴とする請求項１３又は１４に記載の有機発光装置の製造方法。
16. 前記有機発光素子の有機層形成のための複数の真空蒸着チャンバのうちの一つで、前記有機保護層を形成することを特徴とする請求項１３から１５の何れか一項に記載の有機発光装置の製造方法。