KR100722084B1

KR100722084B1 - 유기 전기발광 소자 및 그의 제조방법

Info

Publication number: KR100722084B1
Application number: KR1020007015073A
Authority: KR
Inventors: 호소카와지시오; 가와무라히사유키; 나카무라히로아키
Original assignee: 이데미쓰 고산 가부시키가이샤
Priority date: 1999-04-30
Filing date: 2000-04-27
Publication date: 2007-05-25
Also published as: CN100356608C; JP4594446B2; US20050116634A1; JP2010157524A; US6998773B2; US20060066226A1; WO2000067531A1; EP2202822A2; KR20010072658A; EP2202822A3; US20010009351A1; US6856089B2; JP4864207B2; EP1111967A1; US7423371B2; TW463392B; CN1314069A

Abstract

본 발명은 양극, 반도체층, 유기발광 매체 및 음극을 포함하는 유기 전기발광 소자 및 그의 제조방법에 있어서, 양극 또는 음극의 어느 한쪽의 전극을 제 1 전극으로 하고 다른 한쪽의 전극을 제 2 전극으로 할 때에, 제 1 전극과 비단결정 재료로 이루어지는 반도체층과의 사이에 유기발광 매체를 구비함과 동시에, 반도체층의 둘레부에 대하여 제 2 전극을 전기 접속한다.

이와 같이 제 1 전극과 제 2 전극을 대향시키지 않고 구성함으로써 여러가지의 전극 재료를 사용할 수 있게 되고 또한 발광면적을 크게 할 수 있는 것으로부터, 출력 광량이 많은 유기 EL 소자 및 그와 같은 유기 EL 소자가 효율적으로 얻어지는 제조방법을 제공할 수 있다.

Description

유기 전기발광 소자 및 그의 제조방법{ORGANIC ELECTROLUMINESCENT DEVICE AND METHOD OF MANUFACTURE THEREOF}

본 발명은 유기 전기발광 소자(이하, 유기 EL 소자라고 칭하는 경우가 있다) 및 그의 제조방법에 관한 것이다.

보다 상세하게는, 민생용 및 공업용의 표시기기(디스플레이 등)에 적합한, 발광면적이 크고 더구나 여러가지의 전극 재료를 사용할 수 있는 유기 EL 소자 및 그와 같은 유기 EL 소자가 효율적으로 얻어지는 제조방법에 관한 것이다.

종래의 유기 EL 소자의 일례가 예컨대 일본국 특허 공개 제 91-262170 호 공보에 개시되어 있다. 도 13을 참조하면서 구성을 설명하면, 유기층(202)이 제 1 전극(201)과 제 2 전극(203) 사이에 끼워져 구비되어 있고, 또한 적어도 제 1 전극(201)이 무기 반도체, 예컨대 GaP, GaAlAs, GaAsP, ZnS 등의 단결정 반도체 재료로 구성되어 있다.

그리고, 제 1 전극(201)이 n형 반도체인 경우, 해당 제 1 전극(201)과 유기층(202)의 접합면을 제 1 전극(201)으로부터 유기층(202)으로의 전자주입접합으로 하고 있고, 즉 터널 효과에 의해 전자주입을 도모하고 있다.

또한, 제 1 전극(201)이 p형 반도체인 경우, 해당 제 1 전극(201)과 유기층(202)의 접합면을 제 1 전극(201)으로부터 유기층(202)으로의 정공주입접합으로 하고 있어, 터널 효과에 의해 정공주입을 도모하고 있다.

또, 도 13중 제 1 전극(201)을 기호 P, 유기층(202)을 기호 O, 제 2 전극(203)을 기호 M으로 나타내고 있다.

그러나, 일본국 특허 공개 제 91-262170 호 공보에 개시된 유기 EL 소자는 도 13에 도시하는 바와 같이 제 1 전극(201)과 제 2 전극(203)을 대향시켜 어느 하나의 전극(201, 203)으로부터 EL 발광을 출력하고 있었다. 그 때문에 광투과율의 관계로 전극 재료로서 투명 재료, 예컨대 인듐 주석 옥사이드(ITO) 등에 제한되거나 청색광을 효과적으로 출력하기 어렵다는 문제가 보였다.

또한, 이러한 유기 EL 소자에 있어서는 전극(201, 203)을 단결정 반도체 재료로 구성하고 있기 때문에 제조상의 제약이 크고, 그 때문에 대면적의 유기 EL 소자를 제작하기 어려웠다.

그래서, 일본국 특허 공개 제 96-180974 호 공보, 일본국 특허 공개 제 99-31590 호 공보, 또는 WO97/34447 호 공보에는 도 14에 도시하는 바와 같이 전극(212)의 일부에 보조 전극(213)을 구비하여 전극 전체로서의 저 저항화를 도모하고 있다.

그러나, 어느 쪽의 무기 EL 소자 또는 유기 EL 소자도 전극끼리는 대향하고 있고, 그 때문에 여전히 전극 자체에는 ITO 등의 투명 재료를 사용할 필요가 있었 다.

그래서, 본 발명의 발명자들은 상기 문제를 예의 검토한 바, 양극 또는 음극의 어느 한쪽의 전극(제 1 전극)과 비단결정(非單結晶) 재료로 이루어지는 반도체층과의 사이에 유기발광 매체를 구비함과 동시에, 반도체층의 둘레부에 대하여 다른 쪽의 전극(제 2 전극)을 전기 접속함으로써, 종래의 문제를 해결할 수 있음을 발견하였다.

따라서, 본 발명은 폭넓은 종류의 전극 재료를 사용할 수 있고 더구나 대면적인 유기 EL 소자를 제공하는 것 및 이러한 유기 EL 소자가 효율적으로 얻어지는 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

발명의 개시

[1] 본 발명의 하나의 태양은 양극, 반도체층, 유기발광 매체 및 음극을 포함하는 유기 EL 소자에 있어서, 양극 또는 음극의 어느 한쪽의 전극을 제 1 전극으로 하고 다른 한쪽의 전극을 제 2 전극으로 할 때에, 제 1 전극과 비단결정 재료로 이루어지는 반도체층과의 사이에 유기발광 매체가 구비되어 있음과 동시에, 반도체층의 둘레부에 대하여 제 2 전극이 전기 접속되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.

이와 같이 구성함으로써, 제 1 전극 및 제 2 전극이 실질적으로 대향하지 않고 있기 때문에, 외부로 출력하는 광량 등과의 관계에서 이들 전극에 사용가능한 재료가 제한되는 일이 없다. 따라서, 어느 쪽의 전극에도 저 저항의 불투명 재료를 사용할 수 있다.

또한, 전극을 비단결정 재료로 구성하고 있기 때문에 대면적의 유기 EL 소자로 하는 것이 가능하다.

또한, 반도체층으로부터 빛을 외부로 출력하는 경우이더라도, 제 2 전극이 차폐재가 되지 않기 때문에, 외부로 출력할 수 있는 광량을 많게 할 수 있다.

[2] 또한, 본 발명의 유기 EL 소자를 구성하는데 있어서, 제 2 전극이 반도체층의 둘레부로부터 수평 방향으로 연장설치된 연장부에 대하여 전기 접속되어 있는 것이 바람직하다.

이와 같이 구성함으로써, 제 2 전극과 반도체층 사이의 전기 접속 부위를 대면적으로 하여 접속 저항을 안정화할 수 있고, 또한 제 2 전극과 유기발광 매체 사이의 단락을 방지할 수 있다.

또, 후술하는 바와 같이 반도체층의 수평 연장부에서 제 2 전극은 유기발광 매체와 동일 평면이 되는 위치에 형성하여도 되고, 또는 수평 연장부에 오목부를 설치하여 거기에 형성하여도 된다.

[3] 또한, 본 발명의 유기 EL 소자를 구성하는데 있어서, 제 2 전극이 반도체층의 2군데 이상의 둘레부에 전기 접속되어 있는 것이 바람직하다.

이와 같이 구성함으로써, 제 2 전극과 반도체층 사이의 전기 접속 부위를 대면적으로 할 수 있어, 1군데의 전기 접속 부위가 불량이 되더라도 다른 전기 접속 부위에 의해 도통을 확보할 수 있다.

[4] 또한, 본 발명의 유기 EL 소자를 구성하는데 있어서, 제 2 전극이 격자 형상 또는 빗 형상으로 패턴화되어 있는 것이 바람직하다.

이와 같이 구성함으로써, 유기발광 매체를 균일하게 발광시킬 수 있음과 동시에, 외부로 출력할 수 있는 광량을 크게 할 수 있다.

[5] 또한, 본 발명의 유기 EL 소자를 구성하는데 있어서, 비단결정 재료가 ZnS, ZnSe, CdS, CdTe, ZnTe, MgS, MgSe, ZnSSe, ZnMgSSe, ZnCdSSe 및 ZnTeSe로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나 이상의 칼코게나이드 재료인 것이 바람직하다.

이러한 비단결정 재료로 반도체층을 구성함으로써 대면적화를 용이하게 도모할 수 있다. 또한, 이들 비단결정 재료로 구성된 반도체층이면, 외부로 출력하는 광량을 크게 할 수 있다.

[6] 또한, 본 발명의 유기 EL 소자를 구성하는데 있어서, 비단결정 재료가 Al, Sn, Zn, In, Cd, Mg, Si로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 금속산화물의 비축퇴(非縮退) 반도체인 것이 바람직하다.

[7] 또한, 본 발명의 유기 EL 소자를 구성하는데 있어서, 비단결정 재료가 비정질 카본 또는 다이아몬드형 카본인 것이 바람직하다.

이러한 비단결정 재료로부터 반도체층을 구성함으로써 대면적화를 용이하게 도할 수 있다.

[8] 또한, 본 발명의 유기 EL 소자를 구성하는데 있어서, 비단결정 재료가 도전성 공액 폴리머, 산화제 첨가 폴리머, 환원제 첨가 폴리머, 산화제 첨가 저분자화합물 또는 환원제 첨가 저분자화합물인 것이 바람직하다.

이와 같이 구성함으로써, 대면적화가 용이하게 되는 데다가, 표면평활성이 우수한 반도체층을 구성할 수 있어 소자 결함을 적게 할 수 있다.

[9] 또한, 본 발명의 유기 EL 소자를 구성하는데 있어서, 반도체층의 밴드 갭을 2.7eV 이상의 값으로 하는 것이 바람직하다.

이와 같이 구성함으로써, 반도체층의 투명성을 높일 수 있기 때문에, 외부로 출력시키는 EL 광량을 크게 할 수 있다.

[10] 또한, 본 발명의 유기 EL 소자를 구성하는데 있어서, 반도체층의 두께를 1 내지 700nm의 범위내의 값으로 하는 것이 바람직하다.

이와 같이 구성함으로써, 소정의 강도가 얻어짐과 동시에, 반도체층의 투명성을 높일 수 있어 외부로 출력시키는 EL 광량을 크게 할 수 있다.

[11] 또한, 본 발명의 유기 EL 소자를 구성하는데 있어서, 반도체층의 비저항을 1 ×10^-3 내지 1 ×10⁴Ω·cm의 범위내의 값으로 하는 것이 바람직하다.

이와 같이 구성함으로써, 유기 EL 소자의 구동 전압을 보다 저하시킬 수 있음과 동시에 발광면에서의 휘도를 균일화할 수 있다.

[12] 또한, 본 발명의 유기 EL 소자를 구성하는데 있어서, 반도체층의 전하농도를 1 ×10¹² 내지 1 ×10²⁰cm^-3의 범위내의 값으로 하는 것이 바람직하다.

이와 같이 구성함으로써, 유기 EL 소자의 구동 전압을 저하시킬 수 있음과 동시에, 유기발광 매체에 있어서의 여기 상태의 소광을 방지할 수 있다.

[13] 또한, 본 발명의 유기 EL 소자를 구성하는데 있어서, 반도체층의 광투과율을 10% 이상의 값으로 하는 것이 바람직하다.

이와 같이 구성함으로써, 외부로 출력시키는 EL 광량을 크게 할 수 있다.

또, 반도체층의 광투과율은 투과하는 빛의 파장에도 영향받고 있어, 보통, 광투과율이 10% 정도이더라도 반도체층의 밴드 갭보다도 작은 에너지(파장)의 빛이면, 예컨대 80% 이상의 광투과율이 용이하게 얻어지는 것이 알려져 있다.

[14] 또한, 본 발명의 유기 EL 소자를 구성하는데 있어서, 제 2 전극과 유기발광 매체 사이에 전기절연부가 구비되어 있는 것이 바람직하다.

이와 같이 구성함으로써, 제 2 전극과 유기발광 매체 사이의 단락이나 표시 화면의 누화(crosstalk)를 확실히 방지할 수 있다.

[15] 또한, 본 발명의 유기 EL 소자를 구성하는데 있어서, 반도체층으로부터 EL 발광을 외부로 출력하는 구성으로 하는 것이 바람직하다.

이와 같이 구성하면, 제 1 전극에 있어서 여러가지의 전극 재료를 사용하는 것이 가능하게 된다.

[16] 또한, 본 발명의 유기 EL 소자를 구성하는데 있어서, 제 2 전극과 반도체층 사이에 도전층이 구비되어 있는 것이 바람직하다.

이와 같이 구성하면, 제 2 전극과 반도체층 사이의 접속 저항을 저하시킬 수 있어 더욱 용이하게 전자나 정공의 주입이 가능하게 된다.

[17] 또한, 본 발명의 유기 EL 소자를 구성하는데 있어서, 제 2 전극에 대하 여 보조 전극이 구비되어 있는 것이 바람직하다.

이와 같이 구성하면, 제 2 전극에 관해서의 한층 더한 저 저항화가 가능해져, 유기 EL 소자의 저 전압 구동이 가능하게 된다.

[18] 또한, 본 발명의 다른 태양은 양극, 반도체층, 유기발광 매체 및 음극을 포함하는 유기 EL 소자의 제조방법으로서,

양극 또는 음극의 어느 한쪽의 전극을 제 1 전극으로 하고 다른 한쪽의 전극을 제 2 전극으로 할 때에,

제 2 전극을 형성하는 공정,

비단결정 재료를 사용하여, 제 2 전극이 반도체층의 둘레부에 전기 접속될 수 있는 위치에 반도체층을 형성하는 공정,

유기발광 매체를 형성하는 공정, 및

제 1 전극을 형성하는 공정

을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이와 같이 실시함으로써, 각종 태양을 갖는 유기 EL 소자의 제조가 용이하게 된다. 또한, 비단결정 재료를 사용하여 반도체층을 형성하고 있기 때문에, 제조상의 제약이 적어 대면적의 유기 EL 소자를 제작하는 것이 가능하다.

[19] 또한, 본 발명의 유기 EL 소자의 제조방법을 실시하는데 있어서, 제 2 전극을 형성하는 공정에서, 패턴화하는 공정을 포함하는 것이 바람직하다.

이와 같이 실시함으로써, 유기 EL 소자를 소정의 패턴 형상으로 발광시킬 수 있고, 또한 복수의 패턴을 갖는 경우 전기적으로 독립하여 발광시킬 수 있다. 또 한, 이와 같이 실시함으로써, 제 2 전극과 반도체층의 접촉면적을 증대시킬 수도 있어 유기 EL 소자의 저 전압 구동이 가능하게 된다.

[20] 또한, 본 발명의 유기 EL 소자의 제조방법을 실시하는데 있어서, 제 2 전극을 피복하기 위한 전기절연막, 또는 비주입성의 반도체층 또는 금속층을 형성하는 공정을 포함하는 것이 바람직하다.

이와 같이 구성함으로써, 제 2 전극을 기계적, 화학적으로 보호할 수 있고, 그 위에 단락의 발생을 방지하거나 제 2 전극으로부터의 정공이나 전자의 주입을 방지할 수 있다.

도 1은 제 1 실시형태에 있어서의 유기 EL 소자의 구조를 설명하기 위한 단면도이다.

도 2는 제 1 실시형태의 변형예에 있어서의 유기 EL 소자의 구조를 설명하기 위한 단면도이다(그 1).

도 3은 제 1 실시형태의 변형예에 있어서의 유기 EL 소자의 구조를 설명하기 위한 단면도이다(그 2).

도 4는 제 1 실시형태의 변형예에 있어서의 유기 EL 소자의 구조를 설명하기 위한 단면도이다(그 3).

도 5는 제 1 실시형태의 변형예에 있어서의 유기 EL 소자의 구조를 설명하기 위한 단면도이다(그 4).

도 6은 제 1 실시형태의 변형예에 있어서의 유기 EL 소자의 구조를 설명하기 위한 단면도이다(그 5).

도 7은 제 1 실시형태의 변형예에 있어서의 유기 EL 소자의 구조를 설명하기 위한 단면도이다(그 6).

도 8은 제 1 실시형태의 변형예에 있어서의 유기 EL 소자의 구조를 설명하기 위한 단면도이다(그 7).

도 9는 제 2 전극과 반도체층의 접속 구조를 설명하기 위한 도이다(그 1).

도 10은 제 2 전극과 반도체층의 접속 구조를 설명하기 위한 도이다(그 2).

도 11은 제 2 전극과 반도체층의 접속 구조를 설명하기 위한 도이다(그 3).

도 12는 제 2 실시형태에 관련된 제조방법을 설명하기 위한 단면도이다.

도 13은 종래의 유기 EL 소자의 구조를 설명하기 위한 단면도이다(그 1).

도 14는 종래의 유기 EL 소자의 구조를 설명하기 위한 단면도이다(그 2).

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 구체적으로 설명한다. 또, 참조하는 도면은 이 발명이 이해될 수 있을 정도로 각 구성 성분의 크기, 형상 및 배치관계를 개략적으로 나타내고 있는 것에 불과하다. 따라서, 이 발명은 도시예에만 한정되는 것이 아니다. 또한, 도면에서는 단면을 나타내는 해칭을 생략하는 경우가 있다.

[제 1 실시형태]

우선, 도 1을 참조하여 본 발명의 유기 EL 소자에 있어서의 제 1 실시형태에 대하여 설명한다. 도 1은 제 1 실시형태에 있어서의 유기 EL 소자(100)의 단면도이며, 지지 기판(15)상에 비단결정 재료로 이루어지는 반도체층(14), 유기발광 매체(12) 및 음극(제 1 전극; 10)이 순차로 형성되어 있다. 그리고, 반도체층(14)의 둘레부(17)로부터 수평 방향으로 연장설치된 연장부(18)에 대하여 양극(제 2 전극; 16)을 전기 접속하고 있다.

따라서, 이와 같이 구성하고 있음으로써 반도체층(14)으로부터 빛을 외부로 출력할 수 있기 때문에 광량을 크게 할 수 있다. 또한, 양극(제 2 전극; 16)과 음극(제 1 전극; 10)이 실질적으로 대향하지 않고 있기 때문에, 폭넓은 종류의 전극 재료를 사용할 수 있고 외부와의 전기 접속도 용이하게 된다. 또한, 반도체층(14)을 비단결정 재료로 구성하고 있기 때문에 대면적의 반도체층(14)을 형성할 수 있다. 따라서, 그 위에 유기발광 매체(12) 등을 형성할 수 있기 때문에, 결과로서 대면적의 유기 EL 소자(100)의 구성으로 하는 것이 가능하다.

(1) 유기발광 매체

① 구성 재료

유기발광층의 구성 재료로서 사용하는 유기발광 재료는 이하의 3가지의 기능을 더불어 가지는 것이 바람직하다.

(a) 전하의 주입기능: 전계 인가시에 양극 또는 정공주입층으로부터 정공을 주입할 수 있는 한편, 음극 또는 전자주입층으로부터 전자를 주입할 수 있는 기능.

(b) 수송기능: 주입된 정공 및 전자를 전계의 힘으로 이동시키는 기능.

(c) 발광기능: 전자와 정공의 재결합의 장소를 제공하여 이들을 발광에 연결시킬 수 있는 기능.

다만, 상기 (a) 내지 (c)의 각 기능 모두를 더불어 가지는 것은 반드시 필요한 것은 아니고, 예컨대 정공의 주입수송성이 전자의 주입수송성보다 크게 우수한 것 중에도 유기발광 재료로서 바람직한 것이 있다. 따라서, 유기발광층에 있어서의 전자의 이동이 촉진되어 유기발광층의 중앙 부근에서 정공과 재결합가능한 재료이면 적합하게 사용할 수 있다.

여기서, 유기발광층에 있어서의 재결합성을 향상시키기 위해, 유기발광 재료의 전자 이동도를 1 ×10^-7㎠/V ·s 이상의 값으로 하는 것이 바람직하다. 이 이유는 1 ×10^-7㎠/V ·s 미만의 값이 되면, 유기 EL 소자에 있어서의 고속응답이 어렵게 되거나 발광휘도가 저하되는 경우가 있기 때문이다.

따라서, 유기발광 재료의 전자 이동도를 1.1 ×10^-7 내지 2 ×10^-3㎠/V ·s의 범위내의 값으로 하는 것이 보다 바람직하고, 1.2 ×l0^-7 내지 1 ×10^-3 ㎠/V ·s의 범위내의 값으로 하는 것이 보다 더 바람직하다.

또한, 유기발광층에 있어서의 유기발광 재료의 정공 이동도보다도 전자 이동도를 작은 값으로 하는 것이 바람직하다. 이 이유는 전자 이동도가 이 반대로 되면, 유기발광층에 사용가능한 유기발광 재료가 과도하게 제한되는 경우가 있고, 또 한 발광휘도가 저하되는 경우가 있기 때문이다.

한편, 유기발광 재료의 전자 이동도는 정공 이동도의 1/1,000배보다도 큰 값이 바람직한데, 그 이유는 전자 이동도가 과도하게 작게 되면 유기발광층의 중앙 부근에서 정공과 재결합하기 어렵게 되고 역시 발광휘도가 저하되는 경우가 있기 때문이다.

따라서, 유기발광층에 있어서의 유기발광 재료의 정공 이동도(μ_h)와 전자 이동도(μ_e)가 μ_h /2＞μ_e＞μ_h/500의 관계를 만족하는 것이 보다 바람직하고, μ_h/3＞μ_e＞μ_h/100의 관계를 만족하는 것이 보다 더 바람직하다.

또한, 제 1 실시형태에 있어서, 유기발광층에 하기 화학식 1 내지 3으로 표시되는 스티릴기를 갖는 방향족 환화합물을 사용하는 것이 바람직하다.

이러한 스티릴기를 갖는 방향족 환화합물을 사용함으로써 상술한 유기발광층에 있어서의 유기발광 재료의 전자 이동도 및 정공 이동도의 조건을 용이하게 만족할 수 있다.

[화학식 1중, Ar¹은 탄소수가 6 내지 50인 방향족 기이고, Ar², Ar³ 및 Ar⁴는 각각 수소원자 또는 탄소수가 6 내지 50인 방향족 기이고, Ar¹, Ar², Ar³ 및 Ar⁴의 적어도 하나는 방향족 기이고, 축합수 n은 1 내지 6의 정수이다.]

[화학식 2중, Ar⁵는 탄소수가 6 내지 50인 방향족 기이고, Ar⁶ 및 Ar⁷은 각각 수소원자 또는 탄소수가 6 내지 50인 치환되어도 좋은 방향족 기이고, 축합수 m은 1 내지 6의 정수이다.]

[화학식 3중, Ar⁸ 및 Ar¹⁴는 탄소수가 6 내지 50인 방향족 기이고, Ar⁹ 내지 Ar¹³은 각각 수소원자 또는 탄소수가 6 내지 50인 방향족 기이고, 축합수 p, q, r 및 s는 각각 0 또는 1이다.]

여기서, 상기 방향족 기는, 바람직하게는 핵원자수 5 내지 40의 아릴기로서는 페닐, 나프틸, 안트라닐, 페난트릴, 피레닐, 콜로닐, 비페닐, 터페닐, 피롤릴, 푸라닐, 티오페닐, 벤조티오페닐, 옥사디아졸릴, 디페닐안트라닐, 인돌릴, 카르바졸릴, 피리딜, 벤조퀴놀릴, 디벤조크리세닐 등을 들 수 있다.

또한, 마찬가지로 바람직한 핵원자수 5 내지 40의 아릴렌기로서는 페닐렌, 나프틸렌, 안트라닐렌, 페난트릴렌, 피레닐렌, 콜로닐렌, 비페닐렌, 터페닐렌, 피롤릴렌, 푸라닐렌, 티오페닐렌, 벤조티오페닐렌, 옥사디아졸릴렌, 디페닐안트라닐렌, 인돌릴렌, 카르바졸릴렌, 피리딜렌, 벤조퀴놀릴렌, 디벤조크리세닐렌 등을 들 수 있다.

또, 이러한 방향족 기는 추가로 다른 치환기에 의해 치환되어 있어도 좋다. 바람직한 치환기로서 탄소수 1 내지 6의 알킬기(에틸기, 메틸기, i-프로필기, n-프로필기, s-부틸기, t-부틸기, 펜틸기, 헥실기, 시클로펜틸기, 시클로헥실기 등), 탄소수 1 내지 6의 알콕시기(에톡시기, 메톡시기, i-프로폭시기, n-프로폭시기, s-부톡시기, t-부톡시기, 펜톡시기, 헥실옥시기, 시클로펜톡시기, 시클로헥실옥시기 등), 핵원자수 5 내지 40의 아릴기, 핵원자수 5 내지 40의 아릴기로 치환된 아미노기, 핵원자수 5 내지 40의 아릴기를 갖는 에스테르기, 탄소수 1 내지 6의 알킬기를 갖는 에스테르기, 시아노기, 니트로기, 할로겐원자를 들 수 있다.

또한, 유기발광층에 벤조티아졸계, 벤조이미다졸계, 벤조옥사졸계 등의 형광증백제나, 스티릴벤젠계 화합물, 8-퀴놀리놀 유도체를 배위자로 하는 금속착체를 병용하는 것도 바람직하다.

또한, 디스티릴아릴렌 골격의 유기발광 재료, 예컨대 4,4'-비스(2,2-디페닐비닐)비페닐 등을 호스트로 하여, 해당 호스트에 청색부터 적색까지의 강한 형광색소, 예컨대 쿠마린계 또는 호스트와 같은 형광색소를 도핑한 재료를 병용하는 것도 적합하다.

② 형성방법

다음에, 유기발광층을 형성하는 방법에 대하여 설명한다. 이러한 형성방법은 특별히 제한되는 것은 아니지만, 예컨대 진공증착법, 스핀코팅법, 캐스팅법, LB법(Langmuir-Blodgett법), 스퍼터링법 등의 방법을 채용할 수 있다. 예컨대, 진공증착법에 의해 형성하는 경우, 증착온도 50 내지 450℃, 불활성 가스중, 진공도 1 ×10^-7 내지 1 ×10^-3Pa, 성막속도 0.01 내지 50nm/초, 기판온도 150 내지 300℃의 조건을 채용하는 것이 바람직하다.

또한, 결착제와 유기발광 재료를 용제에 녹여 용액 상태로 한 후, 이것을 스핀코팅법 등에 의해 박막화함으로써도 유기발광층을 형성할 수 있다. 여기서, 바람직한 결착제는 투명 수지이고, 특히 바람직한 결착제로서는 폴리카보네이트, 폴리스티렌, 폴리올레핀, 폴리이미드, 폴리설폰 등을 들 수 있다.

③ 막두께

유기발광층의 막두께에 관해서는 특별히 제한은 없고 상황에 따라 적절히 선택할 수 있지만, 구체적으로 5nm 내지 5㎛의 범위내의 값인 것이 바람직하다. 이 이유는 유기발광층의 막두께가 5nm 미만이 되면 발광휘도나 내구성이 저하되는 경우가 있고, 한편 유기발광층의 막두께가 5㎛를 넘으면 인가전압의 값이 높아지는 경우가 있기 때문이다.

따라서, 발광휘도나 인가전압의 값 등과의 밸런스가 보다 양호하게 되기 때문에, 유기발광층의 막두께를 10nm 내지 3㎛의 범위내의 값으로 하는 것이 보다 바람직하고, 20nm 내지 1㎛의 범위내의 값으로 하는 것이 보다 더 바람직하다.

(2) 반도체층

① 구성 재료

반도체층의 구성 재료로서는 단결정 재료가 아니면 사용가능하지만, 크게 나누어 하기의 칼코게나이드 재료, 금속산화물의 비축퇴 반도체 및 유기 반도체 재료가 바람직하다. 이러한 유기 반도체 재료로 반도체층을 구성함으로써 대면적화를 용이하게 도모할 수 있다. 또한, 이들 비단결정 재료로 구성된 반도체층이면, 투명성이 높아서 반도체층으로부터 외부로 빛을 출력하는 경우에 광량을 크게 할 수 있다.

보다 구체적으로 말하면, 칼코게나이드 재료로서는 ZnS, ZnSe, CdS, CdTe, ZnTe, MgS, MgSe, ZnSSe, ZnMgSSe, ZnCdSSe 및 ZnTeSe로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나를 들 수 있다.

이들 칼코게나이드 재료가 ZnSSe의 삼원계 칼코게나이드 재료인 경우, ZnS_xSe_y(x+y=1, 0<x<1, 0<y<1)로 표시되는 범위로 혼정화(混晶化)가 가능하다. 또한, ZnMgSSe의 사원계 칼코게나이드 재료의 경우, Zn_pMg_gS_xSe_y(p+g=1, 0<p<1, 0<g<1, x+y=1, 0<x<1, 0<y<1)로 표시되는 범위로 혼정화가 가능하다.

또한, 칼코게나이드 재료에 억셉터(acceptor) 재료나 도너(donor) 재료를 도핑하여 반도체층을 저 저항화하는 것도 바람직하다. 여기서, 억셉터 재료는 반도체층에서 정공을 만들어내기 위해 첨가되는 화합물이고, 한편 도너 재료는 반도체층에서 전자를 만들어내기 위해 첨가되는 화합물이다. 보다 구체적으로는, 억셉터 재료 또는 도너 재료로서 Li, Cu, Na, Ag, N, F 등을 도핑하는 것이 바람직하다.

또, 이러한 억셉터 재료나 도너 재료의 첨가량에 관해서는 특별히 제한되는 것은 아니지만, 구체적으로 0.01 내지 5몰%의 범위내의 값으로 하는 것이 바람직하다. 이 이유는 이러한 첨가량이 0.01몰% 미만이 되면 첨가 효과가 발현되지 않는 경우가 있기 때문이고, 한편 이러한 첨가량이 5몰%를 넘으면 응집해 버려 균질한 반도체층을 형성하기 어렵게 되는 경우가 있기 때문이다. 따라서, 억셉터 재료나 도너 재료의 첨가량을 0.1 내지 2몰%의 범위내의 값으로 하는 것이 보다 바람직하다.

또한, 금속산화물의 비축퇴 반도체로서는 Al, Sn, Zn, In, Cd, Mg 및 Si로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나 이상을 들 수 있다.

이들 금속산화물의 비축퇴 반도체(전하농도 1 ×10²⁰cm^-3미만)는 보통 삼원계나 사원계에서 사용되지만, 도펀트량이나 산소구멍량을 제어하거나 또는 조성비를 제어함으로써 바람직한 전하농도나 비저항치의 범위내의 값으로 할 수 있다. 예컨대, Sn0₂ 및 Al의 조합은 보통 축퇴 반도체로서 사용되고 있지만, Al을 도너 불순물로서 3 내지 10원자% 첨가함으로써 비축퇴 반도체로 할 수 있다. 또한, InZnO는 보통 축퇴 반도체로서 사용되고 있지만, Si, Mg, Al을 도너 불순물로서 1 내지 20원자% 첨가함으로써 비축퇴 반도체로 할 수 있다.

또한, 유기 반도체 재료의 바람직한 것 중 하나는 비정질 카본이나 다이아몬 드 카본을 들 수 있다.

이들 유기 반도체 재료는 수소원자를 추가로 함유하여도 되고, 또는 붕소, 인 등의 억셉터성 재료 또는 도너성 재료를 첨가하여 p형 또는 n형의 반도체 재료로 하는 것도 바람직하다.

또한, 본 발명의 유기 EL 소자를 구성하는데 있어서, 비단결정 재료가 도전성 공액 폴리머, 산화제 첨가 폴리머, 환원제 첨가 폴리머, 산화제 첨가 저분자화합물 또는 환원제 첨가 저분자화합물인 것도 바람직하다.

이러한 도전성 공액 폴리머로서는 폴리아닐린 및 그 유도체, 폴리티오펜 및 그 유도체(일본국 특허 공개 제 96-48858 호 공보 및 일본국 특허 공개 제 95-90060 호 공보 참조), 산화제를 첨가하는 폴리머 또는 저분자화합물로서는 아릴아민 또는 티오펜 함유 올리고머를 주쇄 또는 측쇄에 함유하는 폴리머 등을 사용할 수 있다. 또한, 환원제를 첨가하는 폴리머 또는 저분자화합물로서는 질소 함유 복소환을 갖는 화합물이 있다.

또, 폴리머나 저분자화합물에 첨가하는 산화제로서는 루이스산, 예컨대 염화철, 염화안티몬, 염화알루미늄 등을 들 수 있다. 마찬가지로, 폴리머나 저분자화합물에 첨가하는 환원제로서는 알칼리 토금속류금속, 희토류금속, 알칼리화합물, 알칼리 토금속류화합물 또는 희토류화합물 등을 들 수 있다. 또한, 이들 화합물에는 상기한 알칼리금속 또는 알칼리 토금속류금속의 유기 착체(배위자가 유기물)도 포함된다.

② 반도체층의 특성

또한, 반도체층으로부터 외부로 빛을 효과적으로 출력할 수 있는 것으로부 터, 반도체층의 광투과율을 10% 이상의 값으로 하는 것이 바람직하고, 50% 이상의 값으로 하는 것이 보다 바람직하고, 70% 이상의 값으로 하는 것이 보다 더 바람직하다.

또한, 반도체층의 발광휘도의 값을 크게 할 수 있는 점에서, 밴드 갭(에너지 갭)을 2.7eV 이상의 값으로 하는 것이 바람직하다.

이 이유는 밴드 갭을 2.7eV보다 큰 값으로 함으로써 우수한 전자장벽 효과 또는 정공장벽 효과가 얻어짐으로써, 전자 또는 정공이 유기발광 매체를 넘어 반도체층으로 이동하는 것이 적어진다. 그 때문에 정공과 전자의 재결합의 효율이 향상되어 유기 EL 소자의 발광휘도를 높일 수 있다.

또한, 반도체층에 있어서의 전하농도를 1 ×10¹² 내지 1 ×10²⁰cm^-3의 범위내의 값으로 하는 것이 바람직하다.

이 이유는 반도체층의 전하농도가 1 ×10¹²cm^-3미만이 되면, 구동 전압이 현저히 높아져 발광이 불균일하게 되는 경우가 있기 때문이고, 한편 반도체층의 전하농도가 1 ×10²⁰ cm^-3를 넘으면, 금속으로서 작용하는 경우가 발생하여, 유기발광 매체에서 발생하는 여기 상태가 실활되기 쉽게 되는 경우가 있기 때문이다.

따라서, 반도체층의 전하농도를 1 ×10¹³ 내지 1 ×10¹⁹cm^-3의 범위내의 값으로 하는 것이 보다 바람직하고, 1 ×10¹⁴ 내지 1 ×10¹⁸cm^-3의 범위내의 값으로 하는 것이 보다 더 바람직하다.

또한, 반도체층의 비저항치를 1 ×10^-3 내지 1 ×10⁹Ω·cm의 범위내의 값으로 하는 것이 바람직하다. 이 이유는 반도체층의 비저항치가 1 ×10^-3Ω·cm 미만이 되면, 금속으로서 작용하는 경우가 발생하여, 유기발광 매체에서 발생하는 여기 상태가 실활되기 쉽게 되는 경우가 있기 때문이고, 한편 반도체층의 비저항치가 1 ×10⁹Ω·cm를 넘으면, 구동 전압이 현저히 높아지는 경우가 있기 때문이다.

단지, 전형적인 크기의 유기 EL 소자의 화소(예컨대 300㎛ ×300㎛)를 형성하여 직류 구동(DC 구동)시키는 경우에는, 반도체층의 비저항치를 1 ×10^-3 내지 1 ×10⁵ Ω·cm의 범위내의 값으로 하는 것이 보다 바람직하다. 반도체층의 비저항치를 이러한 범위내의 값으로 함으로써 보다 균일한 발광을 얻을 수 있다.

또한, 전형적인 크기의 유기 EL 소자의 화소를 형성하여 펄스 구동시키는 경우에는 반도체층의 비저항치를 1 ×10^-3 내지 1 ×10⁴Ω·cm의 범위내의 값으로 하는 것이 보다 바람직하다. 반도체층의 비저항치를 이러한 범위내의 값으로 함으로써 듀티비에 따라 소정 시간내에 큰 전류를 흘릴 수 있다.

③ 막두께

반도체층의 막두께를 1 내지 700nm의 범위내의 값으로 하는 것이 바람직하다. 이 이유는 반도체층의 막두께가 1nm 미만이 되면 연속막이 아니게 되는 경우가 있기 때문이고, 한편 반도체층의 막두께가 700nm를 넘으면 광출력의 효율이 저 하되는 경우가 있기 때문이다.

따라서, 반도체층의 막두께를 5 내지 500nm의 범위내의 값으로 하는 것이 보다 바람직하고, 10 내지 300nm의 범위내의 값으로 하는 것이 보다 더 바람직하다.

(3) 전극

본 발명에 의하면 양극과 음극이 실질적으로 대향하고 있지 않아서 반도체층으로부터 외부로 빛을 출력할 수 있기 때문에, 광투과율 등의 관점에서의 종류 제한을 현저히 저감시킬 수 있다. 또, 본 발명에 있어서는 이들 양극 및 음극의 어느 한쪽을 제 1 전극으로 하고 다른 한쪽을 제 2 전극으로 하는 것으로 한다. 따라서, 제 1 전극을 양극으로 하고 제 2 전극을 음극으로 할 수도 있고, 또는 제 1 전극을 음극으로 하고 제 2 전극을 양극으로 할 수도 있다.

이하, 전극에 사용하는 재료의 예를 들지만, 제 2 전극은 전술한 반도체층으로의 주입을 양호하게 할 수 있으면 각종 금속 또는 전기전도성 화합물이 사용될 수 있다.

단지, 제 2 전극으로서의 양극 또는 음극으로부터 정공이나 전자가 주입되면, 이들 전하는 반도체층의 둘레부인 전기 접속 부위를 통과하여, 면적이 큰 반도체층으로 이동하기 때문에 해당 전기 접속 부위의 접속 저항을 고려하여 제 2 전극의 구성 재료를 선정하는 것이 바람직하다.

① 양극

양극으로서는 일함수가 큰(예컨대, 4.0eV 이상) 금속, 합금, 전기전도성 화합물 또는 이들의 혼합물을 사용하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 인듐 주석 옥사이드(ITO, Indium Tin Oxide), 인듐 아연 옥사이드(IZO, Indium Zinc Oxide), 산화아연, 금, 백금, 팔라듐 등의 1종을 단독으로, 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.

또한, 양극의 막두께도 특별히 제한되는 것은 아니지만, 10 내지 1,000nm의 범위내의 값으로 하는 것이 바람직하고, 10 내지 200nm의 범위내의 값으로 하는 것이 보다 바람직하다.

② 음극

한편, 음극에는 일함수가 작은(예컨대, 4.0eV 미만) 금속, 합금, 전기전도성 화합물 또는 이들의 혼합물을 사용하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 마그네슘, 알루미늄, 인듐, 리튬, 나트륨, 은, 텅스텐, 탄탈-텅스텐 합금, 티탄, 크롬, 알루미늄-텅스텐 합금, 알루미늄-티탄 합금 등의 1종을 단독으로, 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.

또한 음극의 막두께도 특별히 제한되는 것은 아니지만, 10 내지 1,000nm의 범위내의 값으로 하는 것이 바람직하고, 10 내지 200nm의 범위내의 값으로 하는 것이 보다 바람직하다.

③ 전극 위치

양극 또는 음극을 반도체층의 둘레부와 전기 접속되는 제 2 전극으로 하는 경우에 있어서, 이러한 제 2 전극의 위치나 접속 구조에 대하여 도 1 내지 도 11을 참조하면서 설명한다. 여기서, 전기 접속이란 양극 또는 음극을 반도체층에 연결 또는 접촉시킴으로써 통전이 가능한 상태가 되는 접속을 말한다. 그 때문에 접속 저항을 1kΩ 이하의 값으로 하는 것이 바람직하고, 100Ω 이하의 값으로 하는 것이 보다 바람직하다.

단지, 본 발명에 있어서의 제 2 전극의 위치나 접속 구조는 도 1 내지 도 11에 나타내는 위치에 한정되는 것이 아니라, 이들 구조들을 적절히 조합한 것이어도 되고, 또한 반도체층의 둘레부와 전기 접속 가능한 위치이면 도시한 것 이외의 위치이어도 된다.

도 1은 일부 상술한 바와 같이 제 1 실시형태의 유기 EL 소자(100)에 있어서의 제 2 전극(16)의 위치를 나타내고 있고, 반도체층(14)의 둘레부(17)로부터 수평 방향으로 연장설치된 연장부(18)에 오목부(20)가 구비되어 있고, 이 오목부(20)내에 양극(제 2 전극; 16)이 형성되어 있다.

이러한 위치에 제 2 전극(16)을 형성하면, 제 2 전극(16)과 반도체층(14) 사이의 전기 접속 부위를 대면적으로 하거나, 단락의 발생을 방지하거나, 그 위에 외부와의 전기 접속이 용이하게 된다. 또한, 이러한 위치에 제 2 전극(16)을 형성하면, 제 2 전극(16)의 상면과 반도체층(14)의 상면이 일치하여 평탄하게 되기 때문에 절연성 등의 처리가 용이하게 된다.

도 2는 제 1 실시형태의 변형예(그 1)의 유기 EL 소자(102)에 있어서의 제 2 전극(16)의 위치를 나타내고 있고, 반도체층(14)의 둘레부(17)로부터 수평 방향으로 연장설치된 연장부(18)의 표면에 양극(제 2 전극; 16)이 형성되어 있다. 이러한 위치에 제 2 전극(16)을 형성하면, 제 2 전극(16)과 반도체층(14) 사이의 전기 접속 부위를 대면적으로 할 수 있다. 또한, 제 2 전극(16)과 유기발광 매체(12) 사이의 거리를 길게 할 수 있기 때문에, 단락의 발생을 유효하게 방지할 수 있다. 또한, 제 1 전극(10)과 제 2 전극(16)은 각각 동일 방향이고 이 도 2에서는 상면 방향이 노출되어 있기 때문에 이것을 사용하여 외부와의 전기 접속이 용이하게 된다.

도 3은 제 1 실시형태의 변형예(그 2)의 유기 EL 소자(104)에 있어서의 제 2 전극(16)의 위치를 나타내고 있고, 반도체층(14)의 둘레부(17)로부터 수평 방향으로 연장설치된 연장부(18)로서, 유기발광 매체(12)가 구비된 측과 반대측에 제 2 전극(16)이 형성되어 있는 것을 나타내고 있다.

이러한 위치에 제 2 전극(16)을 형성하면, 제 2 전극(16)과 반도체층(14) 사이의 전기 접속 부위를 대면적으로 할 수 있고, 또한 전기절연성 처리를 실시하는 일 없이 제 2 전극(16)과 유기발광 매체(12) 사이의 단락 발생을 유효하게 방지할 수 있다. 또, 이 예에서도 도 1에 나타낸 것과 같은 이유에 의해, 연장부(18)에 오목부(22)가 구비되어 있고, 이 속에 제 2 전극(16)이 형성되어 있다.

도 4는 제 1 실시형태의 변형예(그 3)의 유기 EL 소자(106)에 있어서의 제 2 전극(16)의 위치를 나타내고 있고, 제 2 전극(16)이 반도체층의 둘레부(측단; 17)에 대하여 직접적으로 형성되어 있는 것을 나타내고 있다.

이러한 위치에 제 2 전극(16)을 형성하면, 가로 방향의 유기 EL 소자(106)의 구성을 콤팩트하게 할 수 있다.

도 5는 제 1 실시형태의 변형예(그 4)로서, 유기 EL 소자(112)에 있어서 2군데에 제 2 전극(16, 23)이 구비된 예를 나타내고 있다. 즉, 제 2 전극(16, 23)이 반도체층(14)의 양측에서의 둘레부(측단; 17)에 대하여 연장설치부(18)를 통하여 형성되어 있는 것을 나타내고 있다.

이와 같이 복수의 제 2 전극(16, 23)을 형성하면, 이들 제 2 전극(16, 23)과, 반도체층(14)에서의 연장설치부(18)와의 접촉면적이 커져 전자나 정공의 주입이 용이하게 된다. 또한, 어느 한쪽의 제 2 전극(16, 23)과, 반도체층(14)에서의 연장설치부(18)와의 사이에서 도통 불량이 발생한다고 하더라도, 다른 한쪽의 제 2 전극(16, 23)에 의해 반도체층(14)에서의 다른 한쪽의 연장설치부(18)와의 사이의 도통을 유지할 수 있다.

도 6은 제 1 실시형태의 변형예(그 5)로서, 반도체층(14)의 둘레부에 테이퍼(24)가 구비되어 있고, 그 테이퍼(42)상에 제 2 전극(16)이 형성되어 있는 것을 나타내고 있다.

이와 같이 테이퍼 형상으로 반도체층(14) 및 제 2 전극(16)을 형성하면, 접촉면적이 커져 전자나 정공의 주입이 용이하게 된다.

또, 이 제 1 실시형태의 변형예(그 5)에 있어서는, 도 6에서는 테이퍼(24)가 오른쪽 아래에 형성되어 있는 것을 나타내고 있지만, 이 반대로 테이퍼가 오른쪽 위에 형성되어 있어도 된다. 또한, 이 제 1 실시형태의 변형예(그 5)에 있어서는, 도 6에서는 테이퍼(24)에서의 단면 형상이 삼각형으로 형성되어 있는 것을 나타내고 있지만, 이 단면 형상이 사다리꼴이어도 된다.

도 7은 제 1 실시형태의 변형예(그 6)로서, 제 1 전극(10)측에도 반도체층(9)이 구비된 예를 나타내고 있다. 즉, 제 1 전극(10)이 반도체층(9)의 측단에서의 둘레부에 대하여 형성되어 있는 것을 나타내고 있다.

이와 같이 제 1 전극(10)을 형성하면, 제 1 전극에 대한 종류 제한이 없어지는 한편 불투명의 저 저항 재료를 사용할 수 있기 때문에, 전자나 정공의 주입이 용이하게 된다.

도 8은 제 1 실시형태의 변형예(그 7)로서, 반도체층(14)의 둘레부에 계단이 구비되어 있고, 그 계단상에 도전층(25)이 형성되어 있고, 그 도전층(25)상에 제 2 전극(16)이 형성되어 있는 것을 나타내고 있다.

이와 같이 반도체층(14) 및 제 2 전극(16)을 계단 형상으로 접촉시킴과 동시에 추가로 도전층(25)을 형성함으로써, 접촉면적이 커짐과 동시에 저 저항화가 용이하게 된다.

도 9는 반도체층(14)과 제 2 전극(16)의 접속 상태 및 접속 위치를 나타내고 있다. 도 9a 및 b가 평면도를 나타내고 있고, 도 9c 및 d가 단면도를 나타내고 있다.

이러한 형태를 채용함으로써 접촉면적이 커지기 때문에 바람직하고, 또는 우수한 접속 신뢰성이 얻어지기 때문에 도 9a에 도시하는 바와 같이 반도체층(14)의 선단부를 분할 구조로 하거나, 도 9b에 도시하는 바와 같이 반도체층(14)의 선단부를 구멍뚫린 구조로 하거나 하는 것이 바람직하다.

또한, 같은 이유로부터, 도 9c에 도시하는 바와 같이 반도체층(14)의 선단부에 오목부를 구비하거나, 도 9d에 도시하는 바와 같이 반도체층(14)의 선단부에 산형을 형성하는 것도 바람직하다.

또한, 도 10은 제 1 실시형태의 변형예(그 8)의 유기 EL 소자(108)에 있어서의 제 2 전극(34)의 위치를 나타내고 있고, 유기발광 매체 및 제 1 전극 등을 생략한 상태로 나타내고 있다. 이 예에서는 제 2 전극(34)이 패턴화되어 레일 형상으로 복수개 구비되어 있다. 또한, 반도체층(32)도 제 2 전극(34)을 따라 패턴화되어 레일 형상으로 복수개 구비되어 있다. 그리고, 제 2 전극(34)이 반도체층(32)의 둘레부(측단; 36)를 따라 전기 접속되어 있다.

따라서, 이러한 위치에 제 2 전극(34)을 형성하면, 제 1 전극(도시하지 않음)과 제 2 전극(34) 사이에 전압을 인가함으로써, 반도체층(32)(도시하지 않음)에서의 저항에 의한 전압 감소(전압 강하)를 효과적으로 막을 수 있다.

또한, 이러한 위치에 제 2 전극(34)을 형성한 경우, 예컨대 제 2 전극(34)에 수직으로 제 1 전극을 배치한 경우에, 유기 EL 소자(화소; 108)를 매트릭스 형상으로 배치할 수 있다. 따라서, 대면적의 반도체층(32)의 발광면으로부터 많은 광량을 출력할 수 있고, 더구나 박형의 표시장치를 제공할 수 있다.

도 11은 제 1 실시형태의 변형예(그 9)의 유기 EL 소자(110)에 있어서의 제 2 전극(40)의 위치를 나타내고 있고, 도 11a는 제 2 전극(40)이 격자 형상으로 패턴화되어 지지 기판(42)상에 형성되어 있는 것을 평면적으로 나타내고 있고, 또한 도 11b는 이 제 2 전극(40) 및 일부 노출된 지지 기판(42)을 전면적으로 덮도록 반도체층(44)이 구비되어 있는 것을 단면적으로 나타내고 있다. 또한, 도 11c는 도 11b에 나타내는 반도체층(44)상에 전면적으로 유기발광 매체(46)가 형성되고 그 위에 패턴화된 제 1 전극(48)이 형성된 유기 EL 소자(110)에 있어서, 기호 T로 표시되는 부위로부터 외부로 빛이 출력되는 것을 단면적으로 나타내고 있다.

따라서, 이러한 위치에 제 2 전극(40)을 형성하면, 제 2 전극(40)과 반도체층(44) 사이의 전기 접속 부위를 대면적으로 할 수 있어, 반도체층에서의 저항에 의한 전압 감소(전압 강하)를 효과적으로 막을 수 있다. 또한, 이러한 위치에 제 2 전극(40)을 형성하면, 제 1 전극(도시하지 않음)과의 배치 관계로 유기 EL 소자(화소; 110)를 매트릭스 형상으로 배치할 수 있다. 그리고, 대면적의 반도체층(44)의 발광면으로부터 많은 빛을 출력할 수 있다.

또, 하나의 화소중에 제 2 전극과 반도체층에 상기 구성을 포함하여도 된다. 또한, 도 11에 나타내는 구성체를 도트(화소의 일부분)로서 2차원 배열하여 매트릭스(40) 구조로 하여도 된다.

(4) 지지 기판

다음에, 유기 EL 소자에 있어서의 지지 기판(15)에 대하여 설명한다. 이러한 지지 기판은 기계적 강도가 우수하고 수분이나 산소의 투과성이 적은 것이면, 이러한 종류의 유기 EL 소자에 상용되고 있는 것을 그대로 사용할 수 있다. 구체적으로는, 예컨대 두께 100 내지 2,000㎛의 유리 기판이나 세라믹 기판 등을 들 수 있다.

또한, 지지 기판상에 형성되어 있는 반도체층을 통하여 외부로 빛을 출력하는 경우에는, 해당 지지 기판의 광투과율을 90% 이상의 값으로 하는 것이 바람직하고, 93% 이상의 값으로 하는 것이 보다 바람직하고, 98% 이상의 값으로 하는 것이 보다 더 바람직하다.

(5) 구성예

제 1 실시형태의 유기 EL 소자는 양극을 제 2 전극으로 하고 음극을 제 1 전극으로 하여 실질적으로 ①의 구성으로 하고 있지만, 다른 구성요소, 예컨대 정공주입층이나 전자주입층과 조합하여 ② 내지 ④의 유기 EL 소자의 구성을 채용하는 것도 바람직하다.

또한, 양극을 제 1 전극으로 하고 음극을 제 2 전극으로 한 ⑤ 내지 ⑧의 유기 EL 소자의 구성을 채용하는 것도 바람직하다.

이하에, 바람직한 유기 EL 소자의 구성예 ① 내지 ⑧을 구체적으로 예시한다.

① 기판/반도체층(＋양극(제 2 전극))/유기발광층/음극(제 1 전극)

② 기판/반도체층(＋양극)/정공주입층/유기발광층/음극

③ 기판/반도체층(＋양극)/유기발광층/전자주입층/음극

④ 기판/반도체층(＋양극)/정공주입층/유기발광층/전자주입층/음극

⑤ 기판/반도체층(＋음극(제 2 전극))/유기발광층/양극(제 1 전극)

⑥ 기판/반도체층(＋음극)/전자주입층/유기발광층/양극

⑦ 기판/반도체층(＋음극)/유기발광층/정공주입층/양극

⑧ 기판/반도체층(＋음극)/전자주입층/유기발광층/정공주입층/양극

[제 2 실시형태]

다음에, 본 발명의 제 2 실시형태인 유기 EL 소자의 제조방법에 대하여 도 12a 내지 d를 참조하면서 설명한다.

도 12a 내지 d는 제 2 실시형태에 관련된 제조방법의 각 공정에서의 유기 EL 소자를 모식적으로 나타내는 설명도이다. 또, 이하의 설명에서는 유기 EL 소자의 제조방법을 중심으로 설명하는 것으로 하고 구성 재료 등에 관해서는 제 1 실시형태에서 설명한 내용과 마찬가지라고 할 수 있다.

① 양극(제 2 전극)의 형성

도 12a는 지지 기판(15)상에 양극(제 2 전극; 16)을 구비한 상태를 나타내고 있다.

이 양극(16)의 형성방법은 특별히 제한되는 것은 아니지만, 예컨대 스퍼터링법(증착법)과 포토리소그래피법을 조합하여 소정 위치에 형성할 수 있다. 구체적으로는 지지 기판(15)상에 스퍼터링법을 사용하여 전면적으로 양극층을 형성하고 이어서 포토리소그래피법에 의해 패턴화하여, 장래적으로 반도체층(14)의 둘레부(17)와 전기 접속되는 위치에 정확히 양극(16)을 형성할 수 있다.

또, 지지 기판상의 양극 형성 위치에 오목부를 구비하여 두고 거기에 양극을 형성함으로써, 지지 기판의 상면 위치와 양극 표면 위치를 일치시켜 평탄하게 할 수 있다. 따라서, 이와 같이 양극을 형성하면, 후공정에서 반도체층을 형성하는 경우에 반도체층의 둘레부와 확실히 전기 접속할 수 있다. 또한, 이와 같이 양극을 형성하면, 양극이 전기절연성의 지지 기판내에 매설되게 되어, 전기절연성 재료를 사용하는 일 없이, 후공정에서 형성되는 유기발광 매체와의 전기절연성을 확실히 유지할 수 있다.

② 반도체층의 형성

도 12b는 지지 기판(15)위에 있어서, 양극(제 2 전극; 16)에 인접하여 반도체층(14)을 구비한 상태를 나타내고 있다. 즉, 양극(16)을 단부(17)에서 전기 접속 가능한 상태로 반도체층(14)을 구비한 상태를 나타내고 있다.

이 반도체층(14)의 형성방법에 관해서도 특별히 제한되는 것은 아니지만, 예컨대 전 공정에 계속해서 스퍼터링법(증착법)을 실시함으로써 소정 위치에 형성할 수 있다. 즉, 전 공정에서 양극층을 에칭한 후에 레지스트를 박리하고, 추가로 반도체층(14)을 전면적으로 형성하여 포토리소그래피법에 의해 패턴화함으로써 반도체층(14)을 소정 위치에 용이하게 또한 단시간에 형성할 수 있다.

또, 양극(16)과 반도체층(14)을 일부 포갠 상태, 예컨대 도 3에 도시하는 바와 같이 오목부(22)를 구비하여 반도체층(14)을 형성하는 경우에는, 또한 포토리소그래피법을 사용하여 반도체층(14)을 소정 위치에 형성하는 것도 바람직하다.

③ 유기발광 매체의 형성

도 12c는 반도체층(14)상에 유기발광 매체(12)를 구비한 상태를 나타내고 있다. 이 유기발광 매체(12)의 형성방법도 특별히 제한되는 것은 아니지만, 예컨대 증착시에 구멍뚫린 마스크를 사용함으로써 소정 위치에 형성할 수 있다. 또한, 유기발광 매체(12)를 발광층, 정공수송층, 정공주입층, 중간계면층 등으로 구성하는 경우에는, 각 층의 형성에 관하여 각각 증착공정을 되풀이함으로써 정확히 형성할 수 있다.

또한, 유기발광 매체(12)를 형성할 때에, 양극(16)상에 전기절연성 층(도시하지 않음)을 구비하여 양극을 피복해 두는 것이 바람직하다. 이와 같이 전기절연 성 층을 형성함으로써 양극과 유기발광 매체 사이의 전기절연성을 확실히 확보할 수 있다. 따라서, 유기 EL 소자를 구성하는 경우의 단락이나 누화의 발생을 유효하게 방지할 수 있다.

또, 이러한 전기절연성 층은 예컨대 광경화성의 에폭시계 수지, 아크릴계 수지 및 실록산계 수지 등으로 구성하는 것이 바람직하다. 또한, 전기절연층을 대신하는 것으로서 예컨대 비전하주입성의 반도체층이나 금속층을 들 수 있다.

④ 음극(제 1 전극)의 형성

도 12d는 유기발광 매체(12)상에 음극(제 1 전극; 10)을 구비하여 유기 EL 소자(106)를 구성한 상태를 나타내고 있다. 이 음극(제 1 전극; 10)에 관해서도 상술한 바와 같이 예컨대 스퍼터링법(증착법)과 포토리소그래피법을 조합하여 소정 위치에 형성할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 제 2 실시형태에서는 반도체층(14)의 형성을 양극(16)의 형성후에 행하고 있지만, 이 반대의 순서로 실시하는 것도 바람직하다. 즉, 먼저 반도체층(14)을 형성하고 이어서 양극(16)을 형성함으로써 예컨대 도 1, 도 2 및 도 10에 나타내는 것과 같은 유기 EL 소자(100, 102, 108)를 용이하게 제작할 수 있다. 또한, 기판상에 제 2 전극을 형성하는 경우 외에, 제 1 전극을 기판상에 구비하고 또한 유기발광 매체 반도체층을 구비한 후, 반도체층의 둘레부에 제 2 전극을 구비하더라도 좋다.

이하, 본 발명을 실시예에 의해 보다 상세히 설명한다.

[실시예 1]

(1) 유기 EL 소자의 제작

① 음극(제 2 전극)의 형성

두께 1.1mm, 세로 200mm, 가로 200mm의 투명한 유리 기판을 이소프로필알콜로 초음파 세정하고, 또한 N₂(질소 가스) 분위기중에서 건조시킨 후, UV(자외선) 및 오존을 사용하여 10분간 더 세정하였다. 이어서, 세정한 유리 기판상에 스퍼터링 장치(일본진공기술(주)제)를 사용하여 Al/Si 합금(Si 농도: 1원자%)으로 이루어지는 박막(막두께 100nm)을 형성하였다. 이 Al/Si 합금박막을 포토리소그래피를 사용하여 도 11a에 도시하는 바와 같이 격자 형상으로 패턴화(선폭: 20㎛, 격자피치: 320㎛)하였다. 따라서, 음극(제 2 전극)을 반도체층의 둘레부에서 전기 접속한 구성으로 할 수 있다.

② 반도체층의 형성

음극이 형성된 유리 기판에 대하여 아르곤 플라즈마 세정을 실시한 후, 이 유리 기판상에 진공증착 장치(일본진공기술(주)제)를 사용하여 막두께 150nm의 ZnSe와 ZnCl₂를 동시증착하여 n형 반도체층을 형성하였다. 또한, ZnSe의 증착은 진공도 1 ×10^-6Torr(1.33 ×10^-4Pa), 가열온도 760 내지 780℃의 조건에서 실행하고, ZnCl₂의 증착은 반도체층의 비저항치가 3 ×10³Ω·cm가 되도록 실행하였다.

또, 4 단자법으로서 반도체층의 전하농도를 측정하여 5 ×10¹⁵cm^-3임을 확인하였다.

③ 유기발광 매체의 형성

다음에, 이하의 구성 재료를 각각의 막두께가 되도록 순차로 증착하여 유기발광 매체를 형성하였다. 또, Alq는 발광층, NPD는 정공수송층, TPD74는 정공주입층, CuPc는 중간계면층으로서 각각 기능한다.

Alq(8-히드록시퀴놀린의 Al 착체): 60nm

NPD(N,N'-디-(1-나프틸)-N,N'-디페닐-4,4'-벤지딘): 20nm

TPD74(4,4'-비스-(N,N-디-(m-톨릴)아미노)-4''-페닐-트리페닐아민): 20nm

CuPc(구리 프탈로시아닌): 20nm

④ 양극(제 1 전극)의 형성

최후에, 양극(제 1 전극)으로서 Au를 20nm, Al을 100nm의 막두께로 증착하여 실시예 1의 유기 EL 소자를 얻었다.

(2) 유기 EL 소자의 평가

얻어진 유기 EL 소자에 있어서 양극(제 1 전극)과 음극(제 2 전극) 사이에 DC7V의 전압을 인가한 바, 반도체층을 통하여 녹색 발광이 얻어졌다. 그리고, 3mA/㎠의 전류가 흐르고, 그 때의 발광휘도는 54cd/㎡이었다. 또한, 초기 발광휘도를 100cd/㎡로 하여 정전류 구동한 바, 480시간의 반감수명이 얻어졌다.

[실시예 2]

(1) 유기 EL 소자의 제작

① 양극(제 2 전극)의 형성

실시예 1과 같이, 격자 형상으로 패턴화(선폭: 20㎛, 격자피치: 320㎛)된 Al/Si 합금박막을 형성하여 양극(제 2 전극)으로 하였다.

② 반도체층의 형성

양극이 형성된 유리 기판을 아르곤 플라즈마 세정한 후, 기판상에 진공증착 장치(일본진공기술(주)제)를 사용하여 막두께가 30nm가 되도록 CdS와 Cu를 동시증착하여 p형 반도체층을 형성하였다. 또한, 이러한 증착은 진공도 1 ×10^-6Torr(1.33 ×10^-4Pa), 기판온도 160℃의 조건에서 실행하고, Cu의 증착은 반도체층의 비저항치가 2 ×10 Ω·cm가 되도록 실행하였다. 또한, 4 단자법으로서 반도체층의 전하농도를 측정하여 4 ×10¹⁷cm^-3임을 확인하였다.

또, 응용물리, 31, 1770 (1992년)에 기재되어 있는 바와 같이 별도로 얻어진 CdS 및 Cu의 조합으로 이루어지는 반도체층은 p형 반도체로서의 특성을 나타냄을 확인하였다.

③ 유기발광 매체의 형성

다음에, 실시예 1에서 사용한 TPD74, NPD 및 Alq를 순차로 증착하여 각각의 막두께를 200nm, 20nm 및 60nm로 한 유기발광 매체를 형성하였다. 또, TPD74는 정공주입층, NPD는 정공수송층, Alq는 발광층으로서 각각 기능한다.

④ 음극(제 1 전극)의 형성

최후에, 음극(제 1 전극)으로서 LiF(0.5nm)를 증착하고 이어서 Al을 200nm의 막두께로 증착하여 실시예 2의 유기 EL 소자를 얻었다.

(2) 유기 EL 소자의 평가

얻어진 유기 EL 소자에 있어서 음극(제 1 전극)과 양극(제 2 전극) 사이에 DC7V의 전압을 인가한 바, 반도체층을 통하여 녹색 발광이 얻어졌다. 그리고, 2.7mA/㎠의 전류가 흐르고, 그 때의 발광휘도는 32cd/㎡이었다. 또한, 초기 발광휘도를 100cd/㎡로 하여 정전류 구동한 바, 620시간의 반감수명이 얻어졌다.

[실시예 3]

(1) 유기 EL 소자의 제작

실시예 3에서는 유기 반도체층의 효과를 검토하였다. 즉, 실시예 2에 있어서의 CdS와 Cu의 조합으로 이루어지는 반도체층 대신에, 반도성을 나타내는 고분자인 PEDOT(3,4-폴리에틸렌디옥시티오펜, 바이엘사제)로 이루어지는 막두께 70nm의 반도체층을 수용액의 상태로 스핀코팅한 후, 120℃에서 진공건조하여 형성한 것 이외에는, 실시예 2와 같이 유기 EL 소자를 제작하였다.

(2) 유기 EL 소자의 평가

음극(제 1 전극)과 양극(제 2 전극) 사이에 DC7V의 전압을 인가한 바, 5.2mA/㎠의 전류가 흐르고, 반도체층을 통하여 발광휘도가 180cd/㎡인 녹색 발광이 얻어졌다. 그리고, 초기 발광휘도를 100cd/㎡로 하여 정전류 구동한 바, 790시간의 반감수명이 얻어졌다. 얻어진 결과를 표 1에 나타낸다.

또, 반도체층의 면저항을 측정한 바, 1.6kΩ이고, 비저항은 1.1×10²Ω·cm이었다.

[비교예 1]

(1) 유기 EL 소자의 제작

실시예 1에 있어서의 격자 형상으로 패턴화(선폭: 20㎛, 격자피치: 320㎛)된 Al/Si 합금박막(음극)을 형성하지 않은 것 이외에는 실시예 1과 같이 유기 EL 소자를 제작하였다.

(2) 유기 EL 소자의 평가

얻어진 유기 EL 소자에 있어서 반도체층과 양극(제 1 전극) 사이에 DC7V의 전압을 인가한 바, 반도체층에 급전(給電)한 부근에서 지름 5mm 정도의 스포트적인 발광밖에 얻어지지 않았다.

즉, 음극을 구비하지 않고 3 ×10³Ω·cm의 고 저항의 반도체층에 전압을 직접 인가하더라도, 거의 발광하지 않고 유기 EL 소자로서 기능하지 않음을 확인하였다.

[비교예 2]

(1) 유기 EL 소자의 제작

실시예 1에 있어서의 Al/Si 합금박막(음극)을 격자 형상으로 패턴화하지 않고 전면적으로 형성한 것 이외는 실시예 1과 같이 유기 EL 소자를 제작하였다.

(2) 유기 EL 소자의 평가

얻어진 유기 EL 소자에 있어서 Al/Si 합금박막과 Au/Al(음극) 사이에 DC7V의 전압을 인가한 바, 3.6mA/㎠의 전류가 흐르고, 발광휘도는 0.6cd/㎡이었다. 즉, 외부로 출력할 수 있는 광량이 실시예 1과 비교하면 1/50 정도로 저하되었지만, 전면적으로 형성한 음극 및 반도체층을 통하여 외부로 빛을 출력하면 음극 및 반도체층에 EL 발광이 흡수되기 때문이라고 생각된다.

따라서, 실시예 1과 같이 Al/Si 합금박막(음극)을 패턴화하여 반도체층의 둘레부에 대하여 전기 접속하는 것의 우위성이 확인되었다.

	실시예 1	실시예 2	실시예 3	비교예 1	비교예 2
제 2 전극	패턴 음극	패턴 양극	패턴 양극	없음	비패턴 음극
반도체층	ZnSe/ZnCl₂	CdS/Cu	PEDOT	ZnSe/ZnCl₂	ZnSe/ZnCl₂
EL 발광 출력층	반도체층	반도체층	반도체층	반도체층	음극/ 반도체층
발광휘도 (cd/㎡)	54	32	180	발광하지 않음	0.6
반감수명 (시간)	480	620	790	0	0

본 발명의 유기 EL 소자에 의하면, 제 1 전극(양극 또는 음극)과 비단결정 재료로 이루어지는 반도체층 사이에 유기발광 매체를 구비하고, 또한 반도체층의 둘레부에 제 2 전극(음극 또는 양극)을 전기 접속함으써, 제 1 전극과 제 2 전극을 실질적으로 대향시킬 필요가 없어졌다. 따라서, 이하와 같은 효과가 얻어지게 되었다.

① 제 1 전극과 제 2 전극이 실질적으로 대향하고 있지 않아서, 반도체층으로부터 EL 발광을 외부로 출력할 수 있게 되었다.

따라서, 종래, 광투과율 등의 관계로 사용할 수 없었던 전극 재료를 사용할 수 있어 선택 범위가 현저히 넓게 되었다. 예컨대, 저 저항의 금속재료를 사용할 수 있게 되고, 따라서 저 전압 구동이 가능하고, 소비 전력이 낮고, 더구나 응답속도가 빠른 유기 EL 소자를 제공할 수 있게 되었다.

또한, 반도체층으로부터 EL 발광을 출력하는 경우이더라도, 제 2 전극이 반도체층의 둘레부에 구비되어 있기 때문에 제 2 전극이 차광부재가 되지 않고 효율적으로 EL 발광을 외부로 출력할 수 있게 되었다.

또한, 광투과율 등의 관계로, 종래, 반도체 단결정에서 흡수되어 출력이 어려웠던 청색 발광에 관해서도 효율적으로 외부로 출력할 수 있게 되었다.

② 비단결정 재료로 반도체층을 형성하고 있기 때문에 대면적의 반도체층을 효율적으로 형성할 수 있게 되었다. 따라서, 이러한 반도체층상에 유기발광 매체 등을 형성함으로써 균일한 특성을 갖고 또한 대면적인 유기 EL 소자를 제공할 수 있게 되었다.

③ 제 2 전극의 위치가 유기발광 매체의 가로 방향으로 구비되어 있기 때문에, 제 2 전극과 제 1 전극의 단락을 막을 수 있게 되었다. 즉, 단락은 소자의 표시 결함이 되기 때문에 본 발명의 구성에 의해 이러한 표시 결함을 유효하게 제거할 수 있게 되었다.

④ 반도체층에 무기 반도체 재료를 사용하는 경우에는 내열성이나 내구성이 우수하 여, 예컨대 1000시간 이상의 긴 시간 구동을 시키더라도 반도체층과 제 2 전극이 박리되는 일이 없고, 더구나 발광휘도의 열화가 적은 유기 EL 소자를 제공할 수 있게 되었다.

또한, 본 발명의 유기 EL 소자의 제조방법에 의하면, 양극 또는 음극의 어느 한쪽의 전극을 제 1 전극으로 하고 다른 한쪽의 전극을 제 2 전극으로 할 때에, 제 2 전극을 형성하는 공정, 비단결정 재료를 사용하여, 제 2 전극이 둘레부에 접속 가능한 위치에 반도체층을 형성하는 공정, 유기발광 매체를 형성하는 공정, 및 제 1 전극을 형성하는 공정을 포함함으로써 각 형성공정 순서의 선택성이 넓게 되었다. 또한, 비단결정 재료를 반도체층에 사용하는 것으로부터, 균일한 특성을 갖고 또한 대면적의 유기 EL 소자를 용이하게 제조할 수 있게 되었다. 또한, 제 1 전극과 제 2 전극을 대향시켜 형성할 필요가 없기 때문에 출력 광량을 크게 할 수 있음과 동시에 폭넓은 전극 재료를 사용할 수 있게 되었다.

Claims

양극, 반도체층, 유기발광 매체 및 음극을 포함하는 유기 전기발광 소자에 있어서,

양극 또는 음극의 어느 한쪽의 전극을 제 1 전극으로 하고 다른 한쪽의 전극을 제 2 전극으로 할 때에,

제 1 전극과 비단결정 재료로 이루어지는 반도체층과의 사이에 유기발광 매체가 구비되어 있고, 상기 반도체층의 둘레부에 대하여 제 2 전극이 전기 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 유기 전기발광 소자.
제 1 항에 있어서,

상기 제 2 전극이 상기 반도체층의 둘레부로부터 수평 방향으로 연장설치된 연장부에 대하여 전기 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 유기 전기발광 소자.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 제 2 전극이 상기 반도체층의 둘레부에 대하여 2군데 이상에서 전기 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 유기 전기발광 소자.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 제 2 전극이 격자 형상 또는 빗 형상으로 패턴화되어 있는 것을 특징으로 하는 유기 전기발광 소자.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 비단결정 재료가 ZnS, ZnSe, CdS, CdTe, ZnTe, MgS, MgSe, ZnSSe, ZnMgSSe, ZnCdSSe 및 ZnTeSe로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나 이상의 칼코게나이드 재료인 것을 특징으로 하는 유기 전기발광 소자.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 비단결정 재료가 Al, Sn, Zn, In, Cd, Mg 및 Si로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나 이상의 금속산화물의 비축퇴 반도체인 것을 특징으로 하는 유기 전기발광 소자.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 비단결정 재료가 비정질 카본 또는 다이아몬드형 카본인 것을 특징으로 하는 유기 전기발광 소자.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 비단결정 재료가 도전성 공액 폴리머, 산화제 첨가 폴리머, 환원제 첨가 폴리머, 산화제 첨가 저분자화합물 또는 환원제 첨가 저분자화합물인 것을 특징으로 하는 유기 전기발광 소자.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 반도체층의 밴드 갭을 2.7eV 이상 5.2eV 이하의 값으로 하는 것을 특징으로 하는 유기 전기발광 소자.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 반도체층의 두께를 1 내지 700nm의 범위내의 값으로 하는 것을 특징으로 하는 유기 전기발광 소자.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 반도체층의 비저항을 1 ×10^-3 내지 1 ×10⁴Ω·cm의 범위내의 값으로 하는 것을 특징으로 하는 유기 전기발광 소자.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 반도체층의 전하농도를 1 ×10¹² 내지 1 ×10²⁰cm^-3의 범위내의 값으로 하는 것을 특징으로 하는 유기 전기발광 소자.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 반도체층의 광투과율을 10% 이상의 값으로 하는 것을 특징으로 하는 유기 전기발광 소자.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 제 2 전극과 상기 유기발광 매체 사이에 전기절연부가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 유기 전기발광 소자.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 제 2 전극과 상기 반도체층 사이에 도전층이 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 유기 전기발광 소자.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 반도체층으로부터 EL 발광을 외부로 출력하는 구성으로 하고 있는 것을 특징으로 하는 유기 전기발광 소자.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 제 2 전극의 보조 전극이 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 유기 전기발광 소자.
양극, 반도체층, 유기발광 매체 및 음극을 포함하는 유기 전기발광 소자의 제조방법으로서,

상기 양극 또는 음극의 어느 한쪽의 전극을 제 1 전극으로 하고 다른 한쪽의 전극 을 제 2 전극으로 할 때에,

상기 제 2 전극을 형성하는 공정,

비단결정 재료를 사용하여, 상기 제 2 전극이 둘레부에 접속될 수 있는 위치에 상기 반도체층을 형성하는 공정,

상기 유기발광 매체를 형성하는 공정, 및

상기 제 1 전극을 형성하는 공정

을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 전기발광 표시 소자의 제조방법.
제 18 항에 있어서,

상기 제 2 전극을 형성하는 공정에서, 패턴화하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 전기발광 소자의 제조방법.
제 18 항 또는 제 19 항에 있어서,

상기 제 2 전극을 피복하기 위한 전기절연막, 또는 비주입성의 반도체층 또는 금속층을 형성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 전기발광 소자의 제조방법.