KR101900960B1 - 유기 발광 소자용 잉크, 및 당해 잉크의 제조 방법 - Google Patents

유기 발광 소자용 잉크, 및 당해 잉크의 제조 방법 Download PDF

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히로타카 난노
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가부시키가이샤 제이올레드
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Abstract

유기 발광 소자의 기능층을 웨트법으로 형성할 때에, 평탄성이 좋은 기능층을 형성할 수 있는 유기 발광 소자용 잉크를 제공하기 위해서, 제1 용매와, 상기 제1 용매와는 상이한 제2 용매와, 상기 제1 용매 및 상기 제2 용매에 용해하는, 유기 발광 소자의 기능층을 구성하는 기능성 재료를 가지고, 상기 제1 용매는, 상기 제2 용매를 상기 제1 용매로 치환하여 기능층을 가작했을 때에, 유기 발광 소자의 발광 영역에 있어서, 상기 가작한 기능층이, 그 양단부측의 막 두께가 그 중앙부측의 막 두께에 대하여 두껍고, 상기 양단부측의 상면이 상기 중앙부측의 상면에 대하여 상방에 위치하는 형상을 이루는 용매이고, 상기 제2 용매는, 상기 제1 용매를 상기 제2 용매로 치환하여 기능층을 가작했을 때에, 유기 발광 소자의 발광 영역에 있어서, 상기 가작한 기능층이, 그 중앙부측의 막 두께가 그 양단부측의 막 두께에 대하여 두껍고, 상기 중앙부측의 상면이 상기 양단부측의 상면에 대하여 상방에 위치하는 형상을 이루는 용매이며, 상기 제1 용매와 상기 제2 용매의 비점은, 동등한 구성의 유기 발광 소자용 잉크로 했다.

Description

유기 발광 소자용 잉크, 및 당해 잉크의 제조 방법{INK FOR ORGANIC LIGHT EMITTING DEVICE, AND METHOD FOR MANUFACTURING THE INK}
본 발명은, 유기 발광 소자용 잉크, 및 당해 잉크의 제조 방법에 관한 것이다.
최근, 연구·개발이 진행되고 있는 유기 발광 소자는, 유기 재료의 전계 발광 현상을 이용한 발광 소자로서, 양극과 음극의 사이에 발광층이 끼워져 삽입된 구조를 가지고 있다.
일반적으로, 유기 발광 소자의 발광층은, 소자마다 절연 재료로 이루어지는 뱅크로 구분되어 있고, 이 뱅크에 의해 발광층의 형상이 규정되어 있다. 또한, 양극과 발광층의 사이에는, 예를 들면, 필요에 따라서 홀 주입층, 홀 수송층 또는 홀 주입 겸 수송층이 끼워져 삽입되고, 음극과 발광층의 사이에는, 필요에 따라 전자 주입층, 전자 수송층 또는 전자 주입 겸 수송층이 끼워져 삽입된다. 발광층, 홀 주입층, 홀 수송층, 홀 주입 겸 수송층, 전자 주입층, 전자 수송층, 및 전자 주입 겸 수송층은, 각각 발광, 전하의 주입과 수송과 같은 고유의 기능을 완수하므로, 이들 층을 총칭하여 「기능층」으로 부른다.
풀 컬러 표시의 유기 표시 장치에 있어서는, 이러한 유기 발광 소자가, RGB 각 색의 서브 픽셀에 상당하고, 인접하는 RGB의 서브 픽셀이 합쳐져 1화소가 형성되고, 이 화소가 매트릭스형상으로 배열되어 화상 표시 영역이 형성되어 있다.
이러한 유기 표시 장치에 있어서, 고정밀 화상을 얻기 위해서, 각 화소의 1변 길이를 500㎛ 정도 이하의 미소 사이즈로 형성하는 것이 요청되고 있다. 이와 같이 화소 사이즈가 미소한 것에서는 각 소자에 있어서의 기능층의 막 두께도 수십∼수백 ㎚로 얇게 설정할 필요가 있다.
그리고 유기 표시 장치를 제조할 때는, 기판 상에 기능층을 형성하는 공정이 있다. 이 기능층 형성 공정에 있어서, 저분자 재료를 진공 프로세스로 성막하는 방식도 이용되고 있는데, 기능층을 형성하기 위한 기능성 재료를 용매에 용해시킨 잉크(도포액)를, 잉크젯법(액적 토출법) 등으로 뱅크 간에 충전하고, 충전된 잉크를 건조시키는 웨트 방식이 많이 이용되고 있다. 웨트 방식에 의하면, 대형 패널에 있어서도 기능층을 비교적 용이하게 형성할 수 있다.
일본국 특허공개 2007－69140호 공보 일본국 특허공개 평 5－163488호 공보 일본국 특허공개 2006－219663호 공보
그런데 유기 발광 소자의 발광 특성은, 기능층의 막 두께에 민감하기 때문에, 기능층을 웨트 방식으로 형성할 때는, 각 소자 내에서 기능층의 막 두께 편차를 없애고, 기능층을 평탄하게 형성하는 것이 요구된다. 그러나 상기와 같이, 기판 상의 뱅크 간에 있어서의 각 소자 형성 예정 영역에 잉크를 충전하여 건조시키는 방법으로 기능층을 형성하면, 상기 영역 내에 있어서 영역의 단부의 막 두께가 영역의 중앙부의 막 두께보다도 두꺼워져, 막 두께의 평탄성을 확보하기 어렵다. 그 이유는, 뱅크 간에 충전된 잉크의 액 고임부로부터 용매가 증발할 때, 중앙부보다도 단부에 있어서 용매가 증발하기 쉽기 때문에, 잉크액 고임부 중에서 잉크가 중앙부로부터 단부로 유동하면서 건조가 진행되기 때문이라고 생각된다.
이러한 과제에 대해서, 예를 들면, 특허 문헌 1에는, 잉크의 용매로서 혼합 용매(예를 들면 디에틸렌글리콜과 물의 혼합 용매)를 사용하여, 잉크 액적막을 건조시킬 때에, 1종의 용매(물)의 포화 증기압으로 감압을 정지함으로써, 기능층의 평탄성을 향상시키는 기술이 개시되어 있다. 그러나 화소 사이즈가 큰 경우에는, 이 건조 방법으로 기능층의 평탄성이 향상되는 것을 기대할 수 있지만, 화소 사이즈가 1변 수백 ㎛ 이하의 미소한 경우, 혹은 형성하고자 하는 기능층의 막 두께가 수십∼수백 ㎚ 오더로 작은 경우에는, 대기압으로부터 감압하여 정지 압력에 도달할 때까지 용매가 증발해 버리므로, 기능층의 막 두께의 평탄성을 확보하는 것이 어렵다.
본 발명은, 상기의 과제를 감안하여, 유기 발광 소자의 기능층을 웨트법으로 형성할 때에, 평탄성이 좋은 기능층을 형성할 수 있는 유기 발광 소자용 잉크, 및 당해 잉크의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일양태에 관련된 유기 발광 소자용 잉크는, 제1 용매와, 상기 제1 용매와는 상이한 제2 용매와, 상기 제1 용매 및 상기 제2 용매에 용해하는, 유기 발광 소자의 기능층을 구성하는 기능성 재료를 가지고, 상기 제1 용매는, 상기 제2 용매를 상기 제1 용매로 치환하여 기능층을 가작(假作)했을 때에, 유기 발광 소자의 발광 영역에 있어서, 상기 가작한 기능층이, 그 양단부측의 막 두께가 그 중앙부측의 막 두께에 대하여 두껍고, 상기 양단부측의 상면이 상기 중앙부측의 상면에 대하여 상방에 위치하는 형상을 이루는 용매이며, 상기 제2 용매는, 상기 제1 용매를 상기 제2 용매로 치환하여 기능층을 가작했을 때에, 유기 발광 소자의 발광 영역에 있어서, 상기 가작한 기능층이, 그 중앙부측의 막 두께가 그 양단부측의 막 두께에 대하여 두껍고, 상기 중앙부측의 상면이 상기 양단부측의 상면에 대하여 상방에 위치하는 형상을 이루는 용매이며, 상기 제1 용매와 상기 제2 용매의 비점은, 동등한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일양태에 관련된 유기 발광 소자용 잉크는, 제2 용매를 제1 용매로 치환하여 기능층을 가작했을 때에, 상기 가작한 기능층이, 그 양단부측의 막 두께가 그 중앙부측의 막 두께에 대하여 두껍고, 상기 양단부측의 상면이 상기 중앙부측의 상면에 대하여 상방에 위치하는 형상을 이루는 제1 용매와, 상기 제1 용매를 상기 제2 용매로 치환하여 기능층을 가작했을 때에, 상기 가작한 기능층이, 그 중앙부측의 막 두께가 그 양단부측의 막 두께에 대하여 두꺼운, 상기 중앙부측의 상면이 상기 양단부측의 상면에 대하여 상방에 위치하는 형상을 이루는 제2 용매를 가지므로, 서로의 용매가 가지는 기능층의 형상에 관한 특성이 서로 상쇄하여, 각각의 용매만으로 형성되는 형상의 중간적 형상의 기능층, 즉, 어느 한쪽의 용매만으로 형성하는 경우보다도 평탄성이 좋은 기능층이 형성된다.
또한, 본 발명의 일양태에 관련된 유기 발광 소자용 잉크는, 제1 용매와 제2 용매의 비점이 동등하기 때문에, 이들 용매를 동일 시기에 증발시키는 것이 가능하다. 만약, 한쪽의 저비점 성분의 용매가 먼저 휘발함으로써 잉크가 고농도화되면, 고점도화한 잉크 상태로 기능층을 형성하게 되는데, 이때의 잉크의 조성은, 초기의 잉크의 조성과 다르므로, 기능층의 평탄성의 제어가 곤란하다. 그러나 제1 용매와 제2 용매를 동일 시기에 증발시킴으로써, 초기의 잉크와 조성이 달라지는 것을 억제할 수 있으므로, 평탄성이 좋은 기능층을 보다 간단한 제어에 의해 형성할 수 있다.
도 1은 단독계 잉크로 형성한 기능층의 형상에 대한 검토 결과를 나타내는 도면이다.
도 2는 실시예 1의 조합을 설명한 도면이다.
도 3은 실시예 2의 조합을 설명한 도면이다.
도 4는 비교예 1의 조합을 설명한 도면이다.
도 5는 비교예 2의 조합을 설명한 도면이다.
도 6은 용매의 표면 장력 및 비점을 나타내는 도면이다.
도 7은 기능층의 양단부 및 중앙부를 설명한 도면이다.
도 8은 혼합비 α／β를 설명한 도면이다.
도 9는 CHB와 1MN의 혼합비 α／β에 대한 검토 결과를 나타내는 도면이다.
도 10은 HB와 1MN의 혼합비 α／β에 대한 검토 결과를 나타내는 도면이다.
도 11은 비점차가 용매의 증발에 미치는 영향을 설명한 도면이다.
도 12는 비점차가 기능층의 형상에 미치는 영향에 대한 검토 결과를 나타내는 도면이다.
도 13은 마란고니 수를 설명한 도면이다.
도 14는 γ치와 평탄도 Pl의 관계를 정리한 도면이다.
도 15는 γ치와 평탄도 Pl의 관계에 대한 검토 결과를 나타내는 도면이다.
도 16은 γ치와 평탄도 Pl의 관계에 대한 검토 결과를 나타내는 도면이다.
도 17은 기능층의 막 두께가 평탄도 Pl에 미치는 영향에 대한 검토 결과를 나타내는 도면이다.
도 18은 기능층의 막 두께가 평탄도 Pl에 미치는 영향에 대한 검토 결과를 나타내는 도면이다.
도 19는 픽셀 뱅크에 있어서의 기능층의 양단부를 설명한 도면이다.
도 20은 픽셀 뱅크에 있어서의 γ치와 평탄도 Pl의 관계에 대한 검토 결과를 나타내는 도면이다.
도 21은 본 발명의 일양태에 관련된 유기 발광 소자의 각 층의 적층 상태를 나타내는 모식도이다.
도 22는 본 발명의 일양태에 관련된 유기 발광 소자의 제조 방법을 설명하기 위한 공정도이다.
도 23은 본 발명의 일양태에 관련된 유기 발광 소자의 제조 방법을 설명하기 위한 공정도이다.
도 24는 본 발명의 일양태에 관련된 유기 표시 장치의 전체 구성을 나타내는 도면이다.
도 25는 본 발명의 일양태에 관련된 유기 표시 장치를 이용한 텔레비젼 시스템을 나타내는 경사도이다.
도 26은 본 발명의 일양태에 관련된 유기 발광 장치를 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명의 일양태에 관련된 유기 발광 소자용 잉크, 당해 잉크의 제조 방법, 유기 발광 소자의 제조 방법, 유기 발광 소자, 유기 표시 장치, 유기 발광 장치, 기능층의 형성 방법, 기능성 부재, 표시 장치 및 발광 장치에 대하여, 도면을 참조하면서 설명한다.
［본 발명의 일양태의 개요］
본 발명의 일양태에 관련된 유기 발광 소자용 잉크는, 제1 용매와, 상기 제1 용매와는 상이한 제2 용매와, 상기 제1 용매 및 상기 제2 용매에 용해하는, 유기 발광 소자의 기능층을 구성하는 기능성 재료를 가지고, 상기 제1 용매는, 상기 제2 용매를 상기 제1 용매로 치환하여 기능층을 가작했을 때에, 유기 발광 소자의 발광 영역에 있어서, 상기 가작한 기능층이, 그 양단부측의 막 두께가 그 중앙부측의 막 두께에 대하여 두껍고, 상기 양단부측의 상면이 상기 중앙부측의 상면에 대하여 상방에 위치하는 형상을 이루는 용매로서, 상기 제2 용매는, 상기 제1 용매를 상기 제2 용매로 치환하여 기능층을 가작했을 때에, 유기 발광 소자의 발광 영역에 있어서, 상기 가작한 기능층이, 그 중앙부측의 막 두께가 그 양단부측의 막 두께에 대하여 두껍고, 상기 중앙부측의 상면이 상기 양단부측의 상면에 대하여 상방에 위치하는 형상을 이루는 용매로서, 상기 제1 용매와 상기 제2 용매의 비점은, 동등한 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일양태에 관련된 유기 발광 소자용 잉크의 특정의 국면에서는, 상기 제1 용매와 상기 제2 용매는, 상기 기능층의 상면의 높이가 상기 양단부로부터 상기 중앙부에 걸쳐서 동일하고, 또한, 상기 기능층의 막 두께가 상기 양단부로부터 상기 중앙부에 걸쳐서 동일해지는 혼합비로 혼합되어 있다.
또한, 본 발명의 일양태에 관련된 유기 발광 소자용 잉크의 특정의 국면에서는, 상기 제1 용매 및 상기 제2 용매는, 유기 발광 소자의 발광 영역에 있어서, 상기 기능층의 중앙부측의 막 두께 dC와, 상기 기능층의 일단부측, 타단부측의 막 두께 dL, dR의 차로 하기 ［식 1］의 평탄도 Pl를 나타낸 경우에, 하기 ［식 2］의 평탄도 Pl1의 절대치의 역수 α와, 평탄도 Pl2의 절대치의 역수 β로 나타내는 혼합비 α／β에 의거하여 혼합되어 있다.
Pl＝dC－(dL＋dR)/2 …［식 1］
Pl：평탄도, dC : 중앙부측의 막 두께, dL : 일단부측의 막 두께, dR : 타단부측의 막 두께
α×Pl1＝β×Pl2 …［식 2］
Pl1：제2 용매를 제1 용매로 치환하여 가작한 기능층의 평탄도,
α: 평탄도 Pl1의 절대치의 역수,
Pl2 : 제1 용매를 제2 용매로 치환하여 가작한 기능층의 평탄도,
β： 평탄도 Pl2의 절대치의 역수
또한, 본 발명의 일양태에 관련된 유기 발광 소자용 잉크의 특정의 국면에서는, 상기 제1 용매 및 상기 제2 용매는, 상기 혼합비 α／β에 의거하여 정해지는 각각의 체적 농도에 대하여 ±15vol% 이내이다.
또한, 본 발명의 일양태에 관련된 유기 발광 소자용 잉크의 특정의 국면에서는, 상기 제1 용매와 상기 제2 용매의 비점차는 9℃ 이하이다.
또한, 본 발명의 일양태에 관련된 유기 발광 소자용 잉크의 특정의 국면에서는, 상기 제2 용매의 비점은, 상기 제1 용매의 비점에 비해 높다.
또한, 본 발명의 일양태에 관련된 유기 발광 소자용 잉크의 특정의 국면에서는, 잉크의 점도 η(mPa·s)와 표면 장력 σ(mNm－1)의 비(σ／η)를 γ로 할 때, 상기 제2 용매를 상기 제1 용매로 치환하여 가작한 잉크는 γ＞1. 9이며, 상기 제1 용매를 상기 제2 용매로 치환하여 가작한 잉크는 γ＜1.9이다.
또한, 본 발명의 일양태에 관련된 유기 발광 소자용 잉크의 특정의 국면에서는, 상기 기능층의 양단부는, 유기 발광 소자의 발광 영역의 양단으로부터 중앙부를 향해, 각각 상기 발광 영역의 12.5%의 길이에 대응하는 위치이며, 상기 기능층의 중앙부는, 각각 상기 발광 영역의 중앙에 대응하는 위치이다.
또한, 본 발명의 일양태에 관련된 유기 발광 소자용 잉크의 특정의 국면에서는, 상기 기능층은 각각 평면에서 봐서 직사각형 형상을 가지고, 유기 발광 소자의 발광 영역의 양단은, 각각 그 단변 방향에 대응한다.
또한, 본 발명의 일양태에 관련된 유기 발광 소자용 잉크의 특정의 국면에서는, 상기 제1 용매는 시클로헥실벤젠이며, 상기 제2 용매는 1―메틸나프탈렌이며, 상기 기능성 재료는 F8－F6이다. 이 경우, 본 발명의 일양태에 관련된 유기 발광 소자용 잉크의 특정의 국면에서는, 상기 제1 용매와 상기 제2 용매의 혼합비 α／β는, 28/72∼78/22이다.
또한, 본 발명의 일양태에 관련된 유기 발광 소자용 잉크의 특정의 국면에서는, 상기 제1 용매는 헵틸벤젠이며, 상기 제2 용매는 1－메틸나프탈렌이며, 상기 기능성 재료는 F8－F6이다. 이 경우, 본 발명의 일양태에 관련된 유기 발광 소자용 잉크의 특정의 국면에서는, 상기 제1 용매와 상기 제2 용매의 혼합비 α／β는, 5/95∼38/62이다.
또한, 본 발명의 일양태에 관련된 유기 발광 소자용 잉크의 특정의 국면에서는, 상기 기능성 재료는 유기성의 발광 재료이다.
본 발명의 다른 일양태에 관련된 유기 발광 소자용 잉크는, 제1 용매와, 상기 제1 용매와는 상이한 제2 용매와, 상기 제1 용매 및 상기 제2 용매에 용해하는, 유기 발광 소자의 기능층을 구성하는 기능성 재료를 가지고, 상기 제1 용매는, 단독으로 이용했을 때에, 격벽 간에 형성되는 기능층이, 그 양단부측의 막 두께가 그 중앙부측의 막 두께에 대하여 두껍고, 상기 양단부측의 상면이 상기 중앙부측의 상면에 대하여, 상방에 위치하는 형상을 이루는 용매이고, 상기 제2 용매는, 단독으로 이용했을 때에, 격벽 간에 형성되는 기능층이, 그 중앙부측의 막 두께가 그 양단부측의 막 두께에 대하여 두껍고, 상기 중앙부측의 상면이 상기 양단부측의 상면에 대하여, 상방에 위치하는 형상을 이루는 용매이며, 상기 제1 용매와 상기 제2 용매의 비점은, 동등하다.
본 발명의 다른 일양태에 관련된 유기 발광 소자용 잉크는, 제1 용매와, 상기 제1 용매와는 상이한 제2 용매와, 상기 제1 용매 및 상기 제2 용매에 용해하는, 유기 발광 소자의 기능층을 구성하는 기능성 재료를 가지는 유기 발광 소자용 잉크로서, 상기 잉크의 점도 η(mPa·s)와 표면 장력 σ(mNm－1)의 비(σ／η)를 γ로 할 때, 상기 제2 용매를 상기 제1 용매로 치환하여 가작한 잉크는, γ＞1.9이고, 상기 제1 용매를 상기 제2 용매로 치환하여 가작한 잉크는, γ＜1.9이며, 상기 제1 용매와 상기 제2 용매의 비점차는 9℃ 이하인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 다른 일양태에 관련된 유기 발광 소자용 잉크의 특정의 국면에서는, 상기 기능성 재료, 상기 제1 용매 및 상기 제2 용매를 혼합한 상태에서, γ＝1.9가 되도록, 상기 기능성 재료, 상기 제1 용매 및 상기 제2 용매가 혼합되어 있다.
또한, 본 발명의 일양태에 관련된 유기 발광 소자용 잉크의 특정의 국면에서는, 상기 제1 용매와 상기 제2 용매는, 상기 기능층의 상면의 높이가 양단부로부터 중앙부에 걸쳐서 동일하고, 또한, 상기 기능층의 막 두께가 상기 양단부로부터 중앙부에 걸쳐 동일해지는 혼합비로 혼합되어 있다.
또한, 본 발명의 다른 일양태에 관련된 유기 발광 소자용 잉크의 특정의 국면에서는, 상기 제1 용매 및 상기 제2 용매는, 유기 발광 소자의 발광 영역에 있어서, 상기 기능층의 중앙부측의 막 두께 dC와, 상기 기능층의 일단부측, 타단부측의 막 두께 dL, dR의 차로 상기［식 1］의 평탄도 Pl를 나타낸 경우에, 상기［식 2］의 평탄도 Pl1의 절대치의 역수 α와, 평탄도 Pl2의 절대치의 역수 β로 표시되는 혼합비 α／β에 의거하여 혼합되어 있다.
또한, 본 발명의 다른 일양태에 관련된 유기 발광 소자용 잉크의 특정의 국면에서는, 상기 제1 용매 및 상기 제2 용매는, 상기 혼합비 α／β에 의거하여 정해지는 각각의 체적 농도에 대하여 ±15vol% 이내이다.
또한, 본 발명의 다른 일양태에 관련된 유기 발광 소자용 잉크의 특정의 국면에서는, 상기 제2 용매의 비점은, 상기 제1 용매의 비점에 비해 높다.
또한, 본 발명의 다른 일양태에 관련된 유기 발광 소자용 잉크의 특정의 국면에서는, 상기 기능층의 양단부는, 유기 발광 소자의 발광 영역의 양단으로부터 중앙부를 향해, 각각 상기 발광 영역의 12.5%의 길이에 대응하는 위치이며, 상기 기능층의 중앙부는, 각각 상기 발광 영역의 중앙에 대응하는 위치이다.
또한, 본 발명의 다른 일양태에 관련된 유기 발광 소자용 잉크의 특정의 국면에서는, 상기 기능층은 각각 평면에서 봐서 직사각형 형상을 가지고, 유기 발광 소자의 발광 영역의 양단은, 각각 그 단변 방향에 대응한다.
또한, 본 발명의 다른 일양태에 관련된 유기 발광 소자용 잉크의 특정의 국면에서는, 상기 제1 용매는 시클로헥실벤젠이며, 상기 제2 용매는 1－메틸나프탈렌이며, 상기 기능성 재료는 F8－F6이다.
또한, 본 발명의 다른 일양태에 관련된 유기 발광 소자용 잉크의 특정의 국면에서는, 상기 제1 용매와 상기 제2 용매의 혼합비 α／β는, 28/72∼78/22이다. 그 경우, 본 발명의 다른 일양태에 관련된 유기 발광 소자용 잉크의 특정의 국면에서는, 상기 제1 용매는 헵틸벤젠이며, 상기 제2 용매는 1－메틸나프탈렌이며, 상기 기능성 재료는 F8－F6이다. 그 경우, 본 발명의 다른 일양태에 관련된 유기 발광 소자용 잉크의 특정의 국면에서는, 상기 제1 용매와 상기 제2 용매의 혼합비 α／β는, 5/95∼38/62이다.
또한, 본 발명의 다른 일양태에 관련된 유기 발광 소자용 잉크의 특정의 국면에서는, 상기 기능성 재료는 유기성의 발광 재료이다.
본 발명의 다른 일양태에 관련된 유기 발광 소자용 잉크는, 제1 용매와, 상기 제1 용매와는 상이한 제2 용매와, 상기 제1 용매 및 상기 제2 용매에 용해하는, 유기 발광 소자의 기능층을 구성하는 기능성 재료를 가지는 유기 발광 소자용 잉크로서, 상기 기능성 재료의 용매로서 단독으로 이용했을 때의 잉크의 점도 η(mPa·s)와 표면 장력 σ(mNm－1)의 비(σ／η)를 γ로 할 때, 상기 제1 용매를 이용한 잉크는, γ＞1.9이고, 상기 제2 용매를 이용한 잉크는, γ＜1.9이며, 상기 제1 용매와 상기 제2 용매의 비점차는 9℃ 이하이다.
본 발명의 일양태에 관련된 유기 발광 소자용 잉크의 제조 방법은, 제1 용매와, 상기 제1 용매와는 상이한 제2 용매와, 상기 제1 용매 및 상기 제2 용매에 용해하는, 유기 발광 소자의 기능층을 구성하는 기능성 재료를 가지는 유기 발광 소자용 잉크의 제조 방법으로서, 상기 제2 용매를 상기 제1 용매로 치환하여 기능층을 가작했을 때에, 유기 발광 소자의 발광 영역에 있어서, 상기 가작한 기능층이, 그 양단부측의 막 두께가 그 중앙부측의 막 두께에 대하여 두껍고, 상기 양단부측의 상면이 상기 중앙부측의 상면에 대하여 상방에 위치하는 형상을 이루는, 상기 제1 용매와, 상기 제1 용매를 상기 제2 용매로 치환하여 기능층을 가작했을 때에, 유기 발광 소자의 발광 영역에 있어서, 상기 가작한 기능층이, 그 중앙부측의 막 두께가 그 양단부측의 막 두께에 대하여 두껍고, 상기 중앙부측의 상면이 상기 양단부측의 상면에 대하여 상방에 위치하는 형상을 이루고, 그 비점이 상기 제1 용매의 비점과 동등한, 상기 제2 용매와, 상기 기능성 재료를 준비하는 제1 공정과, 상기 기능성 재료, 상기 제1 용매 및 상기 제2 용매를 혼합하는 제2 공정을 가지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 별도의 일양태에 관련된 유기 발광 소자용 잉크의 제조 방법은, 제1 용매와, 상기 제1 용매와는 상이한 제2 용매와, 상기 제1 용매 및 상기 제2 용매에 용해하는, 유기 발광 소자의 기능층을 구성하는 기능성 재료를 가지는 유기 발광 소자용 잉크의 제조 방법으로서, 상기 잉크의 점도 η(mPa·s)와 표면 장력 σ(mNm－1)의 비(σ／η)를 γ로 할 때, 상기 제2 용매를 상기 제1 용매로 치환하여 가작한 잉크가, γ＞1.9인 상기 제1 용매와, 상기 제1 용매를 상기 제2 용매로 치환하여 가작한 잉크가, γ＜1.9이며, 상기 제1 용매에 대한 비점차가 9℃ 이하인 제2 용매와, 상기 기능성 재료를 준비하는 제1 공정과, 상기 기능성 재료, 상기 제1 용매 및 상기 제2 용매를 혼합하는 제2 공정을 가지는 것을 특징으로 한다.
［유기 발광 소자용 잉크］
본 발명의 일양태에 관련된 유기 발광 소자용 잉크(이하, 간단히 잉크로 부른다)는, 적어도, 기능성 재료, 제1 용매 및 제2 용매를 포함하고, 상기 제1 용매와 상기 제2 용매는 비점이 동등하다.
<기능성 재료>
기능성 재료는, 유기 발광 소자의 기능층을 구성하는 재료이며, 예를 들면 유기성의 발광 재료이다. 유기성의 발광 재료의 바람직한 예로서, F8－F6(F8(폴리디옥틸플루올렌)와 F6(폴리디헥실플루올렌)의 공중합체)를 들 수 있다.
또한, F8－F6 이외의 기능성 재료로서, F8, F6 등의 F8－F6 이외의 플루올렌 화합물, 옥시노이드 화합물, 페릴렌 화합물, 쿠마린 화합물, 아자쿠마린 화합물, 옥사졸 화합물, 옥사디아졸 화합물, 페리논 화합물, 피롤로피롤 화합물, 나프탈렌 화합물, 안트라센 화합물, 플루오란텐 화합물, 테트라센 화합물, 피렌 화합물, 코로넨 화합물, 퀴놀론 화합물 및 아자퀴놀론 화합물, 피라졸린 유도체 및 피라졸론 유도체, 로다민 화합물, 크리센 화합물, 페난트렌 화합물, 시크로펜타디엔 화합물, 스틸벤 화합물, 디페닐퀴논 화합물, 스티릴 화합물, 부타디엔 화합물, 디시아노메틸렌피란 화합물, 디시아노메틸렌티오피란 화합물, 플루올레세인 화합물, 필리륨 화합물, 티아필리륨 화합물, 셀레나피릴륨 화합물, 테룰로피릴륨 화합물, 방향족 알다디엔 화합물, 올리고페닐렌 화합물, 티옥산텐 화합물, 안스라센 화합물, 시아닌 화합물, 아크리딘 화합물, 8―하이드록시 퀴놀린 화합물의 금속 착체, 2―비피리딘 화합물의 금속 착체, 쉬프염과 Ⅲ족 금속의 사슬체, 옥신 금속 착체, 희토류 착체 등을 들 수 있다(특허 문헌 2 참조). 또한, 이들 화합물이나 착체는, 단독으로 이용해도 되고, 복수를 혼합하여 이용해도 된다.
기능성 재료는, 제1 용매와 제2 용매의 각각에 완전하게 용해된다.
<제1 용매>
제1 용매는, 제2 용매를 제1 용매로 치환하여 기능층을 가작했을 때에, 유기 발광 소자의 발광 영역에 있어서, 상기 가작한 기능층이, 그 양단부측의 막 두께가 그 중앙부측의 막 두께에 대하여 두껍고, 상기 양단부측의 상면이 상기 중앙부측의 상면에 대하여 상방에 위치하는 형상을 이루는 용매이다. 혹은, 제1 용매는, 제2 용매를 제1 용매로 치환하여 기능층을 가작한 경우에, 유기 발광 소자의 발광 영역에 있어서, 상기 가작한 기능층의 양단부측이 중앙부측에 대하여 상방으로 돌출하는 형상을 이루는 용매이다. 혹은, 제1 용매는, 단독으로 이용했을 때에, 뱅크(격벽) 간에 형성되는 기능층이, 그 양단부측의 막 두께가 그 중앙부측의 막 두께에 대하여 두껍고, 상기 양단부측의 상면이 상기 중앙부측의 상면에 대하여, 상방에 위치하는 형상을 이루는 용매이다.
제2 용매를 제1 용매로 치환하여 가작한 기능층의 구체적인 형상으로는, 예를 들면 오목 형상을 들 수 있다. 오목 형상이란, 예를 들면 상면이 오목면이며 하면이 평면인 형상인데, 이 형상에 한정되지 않는다. 예를 들면, 하면은 반드시 평면일 필요는 없고, 오목면이나 볼록면이어도 되고, 요철이 있어도 된다. 단, 상면은 오목면인 것이 바람직하다.
여기서, 양단부측이란, 양단부 부근의 어느 하나의 위치의 의미이며, 중앙부측이란, 중앙부 부근의 어느 하나의 위치의 의미이다. 따라서, 양단부측의 막 두께가 중앙부측의 막 두께에 대하여 두껍다는 것은, 양단부 부근의 어느 하나의 위치의 막 두께가 중앙부측 부근의 어느 하나의 위치의 막 두께보다도 두껍다는 의미이고, 양단부에 가까워질수록 막 두께가 두꺼워진다는 의미에 한정되는 것은 아니다. 따라서, 오목 형상은, 반드시 중앙부의 상면이 최하방에 위치할 필요는 없고, 중앙부와 어느 하나의 단부의 중간부의 상면이 최하방에 위치한 오목형상이어도 된다. 또한, 오목 형상은, 양단부로부터 중앙부를 향하여 점차 하방으로 내려갈 필요는 없고, 중앙부와 양단부의 중간부에 있어서 일시적으로 상방으로 올라있어도 된다. 즉, 반드시 양단부로부터 중앙부를 향하여 상면이 완만하게 내려가 있을 필요는 없고, 상면에는 다소의 요철이 있어도 된다.
제1 용매에 해당할 수 있는 용매로는, 구체적인 예에는, 시클로헥실벤젠(CHB), 헵틸벤젠(HB), 메톡시톨루엔(MT), 부틸페닐에테르(BPE), 펜틸벤젠(PB), 등을 들 수 있는데, 이들 용매에 한정되지 않는다.
제1 용매는, 잉크의 점도 η(mPa·s)와 표면 장력 σ(mNm－1)의 비(σ／η)를 γ로 할 때, 제2 용매를 제1 용매로 치환하여 가작한 잉크가, γ＞1.9인 것이 바람직하다. 또한,γ치의 상세에 대해서는 후술한다.
<제2 용매>
제2 용매는, 제1 용매를 제2 용매로 치환하여 기능층을 가작했을 때에, 소자 형성 예정 영역에 있어서, 상기 가작한 기능층이, 그 중앙부측의 막 두께가 그 양단부측의 막 두께에 대하여 두껍고, 상기 중앙부측의 상면이 상기 양단부측의 상면에 대하여 상방에 위치하는 형상을 이루는 용매이다. 혹은, 제2 용매는, 제1 용매를 제2 용매로 치환하여 기능층을 가작한 경우에, 상기 가작한 기능층의 중앙부측이 양단부측에 대하여 상방으로 돌출하는 형상을 이루는 용매이다. 혹은, 제2 용매는, 단독으로 이용했을 때에, 뱅크간에 형성되는 기능층이, 그 중앙부측의 막 두께가 그 양단부측의 막 두께에 대하여 두껍고, 상기 중앙부측의 상면이 상기 양단부측의 상면에 대하여, 상방에 위치하는 형상을 이루는 용매이다.
제1 용매를 제2 용매로 치환하여 가작한 기능층의 구체적인 형상으로는, 예를 들면 볼록 형상을 들 수 있다. 볼록 형상이란, 예를 들면 상면이 볼록면이며 하면이 평면인 형상인데, 이 형상에 한정되지 않는다. 예를 들면, 하면은 반드시 평면일 필요는 없고, 오목면이나 볼록면이어도 되고, 요철이 있어도 된다. 단, 상면은 볼록면인 것이 바람직하다.
여기서, 양단부측 및 중앙부측의 의미는 상술한 대로이다. 따라서, 중앙부측의 막 두께가 양단부측의 막 두께에 대하여 두껍다는 것은, 중앙부 부근의 어떠한 위치의 막 두께가 양단부측 부근의 어떠한 위치의 막 두께보다도 두껍다는 의미이며, 중앙부에 가까워질수록 막 두께가 두꺼워진다는 의미에 한정되는 것은 아니다. 따라서, 볼록 형상은, 반드시 중앙부의 상면이 최상방에 위치해 있을 필요는 없고, 중앙부와 어느 하나의 단부의 중간부의 상면이 최상방에 위치한 볼록 형상이어도 된다. 또한, 볼록 형상은, 양단부로부터 중앙부를 향하여 점차 상방으로 올라가 있을 필요는 없고, 중앙부와 양단부의 중간부에 있어서 일시적으로 하방으로 내려가 있어도 된다. 즉, 반드시 양단부로부터 중앙부를 향하여 상면이 완만하게 올라가 있을 필요는 없고, 상면에는 다소의 요철이 있어도 된다.
제2 용매에 해당할 수 있는 용매로는, 구체적인 예에는, 1―메틸나프탈렌(1MN), 노닐벤젠(NB), 1―에틸나프탈렌 등을 들 수 있는데, 이들 용매에 한정되지 않는다.
제2 용매는, 제1 용매를 제2 용매로 치환하여 가작한 잉크가, γ＜1.9인 것이 바람직하다. 또한, γ치의 상세한 것은 후술한다.
［실험 및 고찰］
<단독계 잉크로 형성한 기능층의 형상>
도 1은, 단독계 잉크로 형성한 기능층의 형상에 대한 검토 결과를 나타내는 도면이다. 기능성 재료를 각종 용매에 용해시켜 단독계 잉크를 제작하고, 이들 잉크를 사용하여 형성한 기능층의 형상을 확인했다.
실험에 있어서, 기능성 재료로는 F8－F6를 사용하고, 농도 1.2wt%의 잉크를 제작했다. 기능층은, 평면에서 봐서 직사각형 형상 또한 라인 형상인 것을, 단변 방향의 폭이 60μ, 평균 막 두께(단변 방향에 있어서의 양단부 간의 평균 막 두께)가 80㎚이 되도록 형성했다. 기능층의 형상을 나타내는 각 그래프에 있어서, X축은 기능층의 상기 단변 방향의 폭을 나타내고, Y축은 기능층의 막 두께를 나타낸다. 또한, 특별히 언급하지 않는 경우는, 다른 실험에 있어서도, 기능층은 상기의 조건으로 형성했다.
도 1(a)에 나타내는 바와 같이, MT, HB, BPE 및 PB를 사용한 경우는, 기능층이 오목 형상으로 이루어지고, 도 1(b)에 나타내는 바와 같이, 1MN 및 NB를 사용한 경우는, 기능층이 볼록 형상으로 이루어졌다. 또한, 도 1(a), (b)에 나타내는 바와 같이, 또한, 기능층 형성 후의 방치 시간에 상관없이, MT, HB, BPE 및 PB를 사용한 경우는, 기능층이 오목 형상을 유지하고, 1MN 및 NB를 사용한 경우는, 기능층이 볼록 형상을 유지했다.
이상과 같이, 발명자의 예상대로, 용매에 따라, 오목 형상의 기능층뿐만 아니라, 볼록 형상의 기능층도 얻을 수 있는 것을 알았다. 그리고 오목 형상의 기능층을 형성할 수 있는 특성을 가지는 용매(이하, 오목 형상 특성의 용매)와, 볼록 형상의 기능층을 형성할 수 있는 특성을 가지는 용매(볼록 형상 특성의 용매)를 적절히 조합하면, 오목 형상 특성과 볼록 형상 특성이 서로 상쇄하여, 평탄성이 좋은 기능층이 얻어진다는 착상에 이르렀다. 또한, 기능성 재료의 농도가 엷을 때는 오목 형상의 기능층이 형성되지만, 기능성 재료의 농도가 진해지면 볼록 형상의 기능층이 형성되는 용매도 있을 수 있는데, 여기서의 오목 형상 특성 및 볼록 형상 특성은, 완성된 잉크의 기능성 재료의 농도에서의 특성이다.
<용매의 조합>
혼합계 잉크를 다양하게 제작하여, 적합한 용매의 조합을 검토했다. 실시예 1, 2로서, 오목 형상 특성의 용매와 볼록 형상 특성의 용매를 조합하여, 평탄성이 좋은 기능층이 얻어진 예를 소개한다. 또한, 비교예 1로서, 2종류의 오목 형상 특성의 용매를 조합해 보았는데, 평탄성이 좋은 기능층이 얻어지지 않은 예를 소개한다. 또한, 비교예 2로서, 오목 형상 특성의 용매와 볼록 형상 특성의 용매의 조합에도, 평탄성이 좋은 기능층이 얻어지지 않은 예를 소개한다.
도 2는, 실시예 1의 조합을 설명한 도면이다. 도 2(a)에 도시하는 바와 같이, CHB를 사용한 단독계 잉크로 형성한 기능층은 오목 형상으로 이루어졌다(CHB는 제1 용매에 해당한다). 한편, 1MN를 사용한 단독계 잉크로 형성한 기능층은 볼록 형상으로 이루어졌다(1MN은 제2 용매에 해당한다). 도 2(b)에 나타내는 바와 같이, CHB와 1MN을 사용한 혼합계 잉크로 형성한 기능층은, CHB 또는 1MN을 사용한 단독계 잉크로 형성한 기능층보다도, 평탄도가 높았다. 또한, 소정의 혼합비(CHB/1MN＝70/30)로 함으로써, 매우 평탄성이 좋은 기능층이 얻어졌다.
도 3은, 실시예 2의 조합을 설명한 도면이다. 도 3(a)에 도시하는 바와 같이, HB를 사용한 단독계 잉크로 형성한 기능층은 오목 형상으로 되었다(HB는 제1 용매에 해당한다). 한편, 1MN을 사용한 단독계 잉크로 형성한 기능층의 형상에 대해서는 먼저 기술한 대로이다. 도 3(b)에 나타내는 바와 같이, HB와 1MN을 사용한 혼합계 잉크로 형성한 기능층은, HB 또는 1MN을 사용한 단독계 잉크로 형성한 기능층보다도, 평탄도가 높았다. 또한, 소정의 혼합비(HB/1MN＝20/80)로 함으로써, 매우 평탄성이 좋은 기능층이 얻어졌다.
도 4는, 비교예 1의 조합을 설명한 도면이다. 도 4(a)에 도시하는 바와 같이, PB를 사용한 단독계 잉크로 형성한 기능층은 오목 형상으로 이루어졌다(PB는 제1 용매에 해당한다). 한편, 1MN를 사용한 단독계 잉크로 형성한 기능층의 형상에 대해서는 먼저 기술한 대로이다. 도 4(b)에 나타내는 바와 같이, PB와 1MN을 사용한 혼합계 잉크로 형성한 기능층은, 오목 형상 특성의 용매와 볼록 형상 특성의 용매의 조합임에도 불구하고, 예상 외로 평탄도가 낮았다. 또한, 1MN을 사용한 단독계 잉크로 형성한 기능층보다도 돌출된 볼록 형상으로 되었다.
도 5는, 비교예 2의 조합을 설명한 도면이다. 도 5(a)에 나타내는 바와 같이, CHB를 사용한 단독계 잉크로 형성한 기능층의 형상이나, HB를 사용한 단독계 잉크로 형성한 기능층의 형상도, 먼저 기술한 대로이다. 도 5(b)에 나타내는 바와 같이, CHB와 HB를 사용한 혼합계 잉크로 형성한 기능층은, 오목 형상 특성의 용매끼리의 조합이므로, 혼합비에 상관없이 오목 형상으로밖에 되지 않았다. 평탄도에 대한 개선도 볼 수 없고, HB를 사용한 단독계 잉크로 형성한 기능층보다도 평탄도가 높아지지 않았다.
이상, 도 2∼도 5에 도시하는 결과로부터, 다음과 같은 것을 알 수 있다. 우선, 실시예 1, 2의 결과로부터, 오목 형상 특성의 용매와 볼록 형상 특성의 용매를 조합하면, 보다 평탄성이 좋은 기능층이 얻어지고, 이들을 적합한 혼합비로 혼합하면, 매우 평탄성이 좋은 기능층이 얻어지는 것을 알 수 있다. 그러나 비교예 1에 나타내는 바와 같이, 오목 형상 특성의 용매와 볼록 형상 특성의 용매의 조합이라도 평탄도가 개선되지 않은 경우가 있고, 단순히, 오목 형상 특성의 용매와 볼록 형상 특성의 용매를 조합하는 것 만으로는 불충분한 것도 알았다. 또한, 오목 형상 특성의 용매끼리를 조합해도, 기능층은 오목 형상으로밖에 되지 않았으므로, 동일한 형상 특성의 용매끼리를 조합해도, 평탄도는 개선되지 않는 것을 알았다.
도 6은, 용매의 표면 장력 및 비점을 나타내는 도면이다. 도 6에 나타내는 바와 같이, 실시예 1에서 사용한 CHB와 1MN은 비점이 동등하고, 또한, 실시예 2에서 사용한 HB와 1MN도 비점이 동등하다. 한편, 비교예 1에서 사용한 PB와 1MN은 비점이 크게 다르다. 이로부터, 발명자는, 오목 형상 특성의 용매와 볼록 형상 특성의 용매의 조합에 있어서, 평탄도가 개선되는 경우와, 개선되지 않는 경우가 있는 것은, 용매의 비점이 영향을 미치는 것은 아닐까 생각했다. 그리고 평탄성이 좋은 기능층을 얻기 위한 조건으로서, 오목 형상 특성의 용매와 볼록 형상 특성의 용매를 단순히 조합할 뿐만 아니라, 이들 용매의 비점을 동등하게 하는 것이 필요하다는 생각에 이르렀다. 또한, 비점이 동등한 용매를 실제로 혼합하여 검토를 거듭한 결과, 비점이 동등한 용매를 혼합한 경우는, 기능층의 형상의 변화가 혼합비의 변화에 대하여 연속적으로 되는 것을 발견했다.
즉, 오목 형상 특성의 용매와 볼록 형상 특성의 용매를 조합함으로써, 오목 형상 특성과 볼록 형상 특성을 상쇄시키는, 또한, 비점을 동등하게 함으로써, 이들 용매를 잉크로부터 동일 시기에 증발시키고, 이에 따라 증발 중의 용매의 조성비를 일정하게 유지하고, 나아가서는 특성이 서로 상쇄된 상태를 유지하고, 그 상태에서 증발을 완료시킴으로써, 평탄한 기능층을 얻는다는 착상에 이르렀다.
<평탄도 Pl에 의한 평가>
발명자는, 보다 평탄성이 좋은 기능층을 형성할 수 있는 잉크를 얻기 위해서, 더욱 엄밀하게 평탄도를 평가하는 방법에 대해 검토했다. 그리고 평탄도를, 기능층의 중앙부측과 단부측의 막 두께 차에 의해 평가하기로 했다. 구체적으로는, 중앙부측의 막 두께치로부터 좌우 양단부측의 막 두께치의 평균을 빼, 그 값을 평탄도 Pl로 하고, 이 평탄도 Pl에 의해 기능층의 평탄도를 평가하기로 했다.
평탄도 Pl는, 상기［식 1］에 나타내는 바와 같이, 유기 발광 소자의 발광 영역에 있어서, 기능층의 중앙부측의 막 두께 dC와, 기능층의 일단부측, 타단부측의 막 두께 dL, dR의 차로 나타낸다. 평탄도 Pl가 마이너스인 경우, 기능층은 오목형상이며, 평탄도 Pl가 플러스인 경우, 기능층은 볼록 형상이다. 또한, 평탄도 Pl의 절대치는 요철의 정도를 나타낸다.
도 7은, 기능층의 양단부 및 중앙부를 설명한 도면이다. 도 7에 나타내는 바와 같이, 본 발명에 있어서, 기능층(가작한 기능층도 포함한다)의 중앙부는, 발광 영역의 중앙에 대응하는 위치이다. 기능층(가작한 기능층도 포함한다)의 양단부는, 유기 발광 소자의 발광 영역의 양단으로부터 중앙부를 향해, 각각 발광 영역의 12.5%의 길이에 대응하는 위치이다. 구체적으로는, 발광 영역의 폭이 60㎛인 경우, 기능층의 양단부는, 발광 영역의 양단으로부터 중앙부를 향하여, 각각 7.5㎛의 길이에 대응하는 위치이다. 또한, 발광 영역의 양단이란, 예를 들면 기능층의 상면의 양단이다.
더욱 엄밀하게 기능층의 평탄도를 평가하기 위해서, 평탄도를, 기능층의 중앙부측과 중간부의 막 두께차에 의해서도 평가하기로 했다. 구체적으로는, 중앙부측의 막 두께치로부터 좌우 중간부의 막 두께치의 평균을 빼, 그 값을 평탄도 PlM으로 하고, 이 평탄도 PlM에 의해서도 기능층의 평탄도를 평가하기로 했다.
평탄도 PlM은, 하기 ［식 3］에 나타내는 바와 같이, 유기 발광 소자의 발광 영역에 있어서, 기능층의 중앙부측의 막 두께 dC와, 일단부측·타단부측과 중앙부측의 중간점에 있어서의 기능층의 막 두께 dML, dMR의 차로 표시한다. 평탄도 PlM이 마이너스인 경우, 기능층은 오목 형상이며, 평탄도 PlM이 플러스인 경우, 기능층은 볼록 형상이다. 또한, 평탄도 PlM의 절대치는 요철의 정도를 나타낸다.
PlM＝dC－(dML＋dMR)/2 …［식 3］
PlM：평탄도, dC：중앙부측의 막 두께, dML：한쪽의 중간부의 막 두께,
dMR：다른쪽의 중간부의 막 두께
도 7에 나타내는 바와 같이, 본 발명에 있어서, 기능층(가작한 기능층도 포함한다)의 중간부는, 발광 영역의 양단으로부터 중앙부를 향해, 각각 발광 영역의 25%의 길이에 대응하는 위치이다. 구체적으로는, 발광 영역의 폭이 60㎛인 경우, 기능층의 양 중간부는, 발광 영역의 양단으로부터 중앙부를 향해, 각각 15㎛의 길이에 대응하는 위치이다.
또한, 평탄도 Pl 및 평탄도 PlM은, 기능층의 평균 막 두께(기능층의 단부간의 평균 막 두께)가 80㎚인 경우의 값이며, 실제로 형성한 기능층의 평균 막 두께가 80㎚가 아닌 경우는, 80㎚의 경우로 환산한 값이다.
<용매의 혼합비>
제1 용매와 제2 용매는, 기능층의 상면의 높이가 양단부로부터 중앙부에 걸쳐 동일하고, 또한, 상기 기능층의 막 두께가 상기 양단부로부터 중앙부에 걸쳐서 같아지는 혼합비로 혼합되어 있는 것이 바람직하다. 바람직한 혼합비를 얻기 위한 검토를 행한 결과, 평탄도 Pl의 절대치의 역수비로 혼합하면 평탄한 기능층이 얻어지는 것을 알았다.
도 8은, 혼합비 α／β를 설명한 도면이다. 도 8에 도시하는 바와 같이, 제1 용매와 제2 용매는, 상기［식 2］의 평탄도 Pl1의 절대치의 역수 α와, 평탄도 Pl2의 절대치의 역수 β로 나타내는 혼합비 α／β에 의거하여 혼합되어 있는 것이 바람직하다.
도 9는, CHB와 1MN의 혼합비 α／β에 대한 검토 결과를 나타내는 도면이다. 제1 용매가 CHB이며, 제2 용매가 1MN인 실시예 1에서는, 도 9에 나타내는 바와 같이, CHB와 1MN의 혼합비 α／β는, 28/72∼78/22인 것이 바람직하고, 53/47인 것이 보다 바람직하다. 혼합비 α／β가 28/72∼78/22이면, 평탄도 Pl를 ±4㎚의 범위 내로 할 수 있고, 혼합비 α／β가 53/47이면, 평탄도 Pl를 O㎚으로 할 수 있다.
또한, 기능층에 막 두께 편차가 있으면, 막 두께가 얇은 부분에 전계 집중이 발생하여 통전량이 커지고, 그 막 두께가 얇은 부분이 극단적으로 열화하여, 유기 발광 소자가 단수명화하는 것이 알려져 있다. 그리고 막 두께 편차가 기능층의 막 두께의 10% 이내에 들어가 있으면 허용의 수명이 얻어지는 것도 알았다. 실험에서는 기능층의 막 두께가 80㎚이므로, 막 두께 편차가 ±4㎚이면, 유기 발광 소자의 단수명화를 방지할 수 있다.
도 10은, HB와 1MN의 혼합비 α／β에 대한 검토 결과를 나타내는 도면이다. 제1 용매가 HB이며, 제2 용매가 1MN인 실시예 2에서는, 도 10에 나타내는 바와 같이, HB와 1MN의 혼합비 α／β는, 5/95∼38/62인 것이 바람직하고, 22/78인 것이 보다 바람직하다. 혼합비 α／β가 5/95∼38/62이면, 평탄도 Pl를 ±4㎚의 범위 내로 할 수 있고, 혼합비 α／β가 22/78이면, 평탄도 Pl를 O㎚로 할 수 있다.
실시예 1 및 실시예 2의 결과로부터, 제1 용매 및 제2 용매는, 혼합비 α／β에 의거하여 정해지는 평탄도 Pl가 O㎚가 되는 각각의 체적 농도에 대하여 ±15vol% 이내인 것이 바람직한 것을 알았다. 그러면, 평탄도 Pl를 ±4㎚의 범위 내로 할 수 있다.
이상과 같이, 제1 용매를 사용한 단독계 잉크로 가작한 기능층의 평탄도 Pl와 제2 용매를 사용한 단독계의 잉크로 가작한 기능층의 평탄도 Pl를 구하는 것만으로, 평탄성이 좋은 기능층을 형성하는데 적합한 혼합비를 얻을 수 있다. 마찬가지로, 제2 용매를 제1 용매로 치환하여 가작한 기능층의 평탄도 Pl1와, 제1 용매를 제2 용매로 치환하여 가작한 기능층의 평탄도 Pl2를 구하는 것만으로, 평탄성이 좋은 기능층을 형성하는데 적합한 혼합비를 얻을 수 있다.
<용매의 비점차>
제1 용매와 제2 용매의 비점이 동등하면, 평탄성이 좋은 기능층을 형성할 수 있다고 기술했는데, 이들 제1 용매와 제2 용매의 비점차가 어느 정도의 범위이면 동등하다고 판단할 수 있는지에 대하여 검토했다.
도 11은, 비점차가 용매의 증발에 미치는 영향을 설명한 도면이다. 우선, 결론부터 말하면, 도 11에 나타내는 바와 같이, 제1 용매와 제2 용매의 비점차는 9℃ 이하인 것이 바람직한 것을 알았다.
도 11(a)에 나타내는 바와 같이, 제1 용매와 제2 용매의 비점차가 9℃ 이하인 경우, 제1 용매와 제2 용매가 동일 시기에 증발하기 때문에, 제1 용매와 제2 용매로 이루어지는 혼합 용매는, 경과 시간에 상관없이, 증발 속도는 일정하고, 전체 증발량의 증가 정도도 일정하다. 이러한 경우, 건조 공정에 있어서의 분위기 환경의 제어가 간단하고, 평탄성이 좋은 기능층을 얻기 쉽기 때문에, 바람직한 비점차라고 판정했다( 「○」로 판정했다).
한편, 도 11(b)에 나타내는 바와 같이, 제1 용매와 제2 용매의 비점차가 9℃를 넘는 경우, 제1 용매와 제2 용매가 동일 시기에 증발하지 않고, 저비점의 용매가 먼저 증발해 버리기 때문에, 경과 시간에 따라, 혼합 용매의 증발 속도는 변화하고, 전체 증발량의 증가 정도도 변화한다. 이러한 경우, 기능층 형성시의 용매 조성을 잉크 설계로 제어하기 어려워, 평탄성이 좋은 기능층을 간단하게 형성하는 것이 용이하지 않으므로, 바람직한 비점차가 아니라고 판정했다(「×」로 판정했다). 또한, 증발 속도가 변화하는 이유는, 제1 용매 및 제2 용매의 증발에 있어서, 증발 개시 당초는 주로 저비점의 용매가 증발하는데 대하여, 시간이 어느 정도 경과하여 저비점의 용매가 감소한 후는 주로 고비점의 용매가 증발하게 되고, 그러면 고비점의 용매의 증발 속도가 느리기 때문에, 증발 속도가 변화하는 것이다.
도 12는, 비점차가 기능층의 형상에 미치는 영향에 대한 검토 결과를 나타낸 도면이다. 도 12에 도시하는 바와 같이, 제1 용매 및 제2 용매에 해당하는 용매를 다양하게 조합하여 잉크를 제작하고, 이들 잉크로부터 증발하는 용매의 증발 속도가 일정하게 되는지 여부를 평가했다. 그 결과, 비점차가 9℃ 이하인 경우는, 증발 속도가 일정하고, 바람직한 비점차라고 판정했다(「○」로 판정했다). 비점차가 9℃를 넘는 경우는, 증발 속도가 일정하지 않고, 바람직한 비점차가 아니라고 판정했다(「×」로 판정했다).
또한, CHB와 HB의 조합은, 비점차가 9℃ 이하이기 때문에 증발 속도에 대한 판정은 「○」였는데, 오목 형상 특성의 용매끼리의 조합이므로, 평탄성이 좋은 기능층을 형성할 수 없었다.
또한, CHB와 PT(페녹시톨루엔)의 조합은, 혼합 용매의 증발 속도는 일정하지 않았지만, 평탄성이 좋은 기능층을 형성할 수 있었다. 이는, 한쪽의 용매(PT)가 고비점·고점도의 용매이기 때문에, 먼저 다른쪽의 용매가 다 증발하고, 남은 고점도의 용매의 작용에 의해 평탄성이 좋은 기능층을 형성할 수 있었다고 생각된다.
이와 같이, 저비점의 용매와 고비점의 용매를 사용하여 잉크를 제작하고, 잉크 토출시는 잉크를 저점도로 유지하고, 뱅크간에 충전 후는 신속하게 저비점의 용매를 증발시킴으로써, 잉크를 단번에 고점도화하여 잉크의 유동을 억제함으로써 기능층의 평탄도를 높이는 방법은 종래부터 알려져 있다(특허 문헌 3). 그러나 이러한 비점차가 큰 2종류의 용매를 사용하는 방법은, 동등한 비점의 용매를 사용하는 방법에 비하여, 기능층 형성시의 용매 조성을 잉크 설계로 제어하기 어려워, 평탄성이 좋은 기능층을 간단하게 형성하는 것이 용이하지 않다.
본 발명의 일양태에 관련된 잉크는, 동등의 비점을 가지는 2종류의 용매를 조합함으로써, 동일 시기에 이들 용매를 증발시켜, 평탄성이 좋은 기능층을 간단하게 형성하는 것이며, 이러한 기술적 사상은, 특허 문헌 2에 기재된 방법과 같이, 결코 비점차가 큰 2종류의 용매를 사용하는 방법에 의거하여 용이하게 도달할 수 없는 것이다.
또한, 비점에 관하여, 볼록 형상 특성의 용매가, 오목 형상 특성의 용매보다도 비점이 높은 것이 바람직하다. 즉, 제2 용매의 비점이, 제1 용매의 비점에 비해 높은 것이 바람직하다. 왜냐하면, 제2 용매의 비점이 높으면, 제2 용매의 쪽이 제1 용매보다도 오래 잉크에 잔류한다. 따라서, 기능층의 형상이 고정되기 직전까지, 제2 용매의 특성이 강하게 반영되게 된다. 제2 용매의 특성은, 기능성 재료가 잉크 액고임부의 단부에 치우치는 것을 억제하는 것이므로, 기능층은 보다 평탄하게 되기 쉽다. 또한, 본원에서는, 비점차가 9℃ 이하인 경우에 비점이 동등하다고 판단하고 있는데, 그 동등으로 간주하는 범위 내에 있어서, 볼록 형상 특성의 용매가 오목 형상 특성의 용매보다도 비점이 높은 경우에, 기능층은 보다 평탄하게 되기 쉽다고 하는 의미이다.
<γ치에 대하여>
실제로 기능층을 형성하지 않고, 잉크의 물성으로부터 그 잉크를 사용하여 형성한 기능층의 형상, 및 평탄도 Pl를 간단하게 예상할 수 있는 방법에 대하여 설명한다.
도 13은, 마란고니수를 설명한 도면이다. 도 13에 나타내는 바와 같이, 마란고니수를 참조하면, 점도와 표면 장력이 유동성에 영향을 미치는 것을 알 수 있다. 이 점에 힌트를 얻어, 발명자는, 잉크의 점도와 잉크의 표면 장력에 의거하여, 기능층의 평탄도 Pl를 예상하는 방법을 얻기에 이르렀다.
구체적으로는, 잉크의 점도 η(mPa·s)와 잉크의 표면 장력 σ(mNm－1)의 비(σ／η)인 γ치에 의거하여, 기능층의 평탄도 Pl를 예상할 수 있다.
도 14는, γ치와 평탄도 Pl의 관계를 정리한 도면이다. 도 14에 나타내는 바와 같이, 잉크가 γ＝0인 경우는 그 잉크로 형성한 기능층은 평탄하게 되고, 잉크가 γ＞1.9인 경우는 그 잉크로 형성한 기능층은 오목 형상으로 되고, 잉크가 γ＜1.9인 경우는 그 잉크로 형성한 기능층은 볼록 형상으로 된다. 즉, γ＝1.9를 역치로 하여 기능층의 형상을 오목 형상과 볼록 형상으로 나눌 수 있다.
그리고 γ＝1.9인 경우의 기능층은 평탄도 Pl＝0㎚이 되고, γ＜1.9인 경우의 기능층은 평탄도 Pl＞O㎚이 되고, γ＞1.9인 경우의 기능층은 평탄도 Pl＜O㎚이 된다. 즉, 잉크의 γ치가 1.9에 가까울수록, 평탄성이 좋은 기능층을 형성할 수 있는 잉크가 된다.
도 15 및 도 16은, γ치와 평탄도 Pl의 관계에 대한 검토 결과를 나타내는 도면이다. 또한, 잉크 점도 η는, 점토계 AR－G2(TA Instruments)를 사용하여 측정했다. 잉크 표면 장력 γ은, 표면 장력계 DSA100(KRUSS제)를 사용하여 측정했다.
도 15 및 도 16에 나타내는 바와 같이, 다양한 단독계 잉크로 가작한 기능층, 혼합계 잉크로 형성한 기능층에 대하여, γ치와 평탄도 Pl의 상관성을 평가한 결과, γ＜1.9인 경우는 평탄도 Pl＞0이 되고, γ＞1.9인 경우는 평탄도 Pl＜0이 되며, γ치와 평탄도 Pl는 상관 관계에 있는 것을 확인할 수 있었다. 또한 마찬가지로, γ치와 평탄도 PlM의 상관성에 대하여, γ＜1.9인 경우는 평탄도 PlM＞0이 되고, γ＞1.9인 경우는 평탄도 PlM＜0이 되며, 상관 관계에 있는 것을 확인할 수 있었다.
이상으로부터, γ＝1.9가 되도록 잉크를 조정하면, 평탄성이 좋은 기능층을 형성할 수 있는 잉크를 얻을 수 있는 것을 알 수 있다.
여기서, 제1 용매와 제2 용매는, 기능층의 상면의 높이가 양단부로부터 중앙부에 걸쳐서 동일하고, 또한, 기능층의 막 두께가 양단부로부터 중앙부에 걸쳐서 같아지는 혼합비로 혼합되어 있는 것이 바람직하다. 이를 위해서는, 평탄도 Pl＝O㎚이 되는 혼합비로 혼합되어 있는 것이 바람직하다. 따라서, γ＝1.9가 되도록, 기능성 재료, 제1 용매 및 제2 용매가 혼합되어 있는 것이 바람직하다. 그리고 제1 용매를 사용한 단독계 잉크의 γ치와, 제2 용매를 사용한 단독계 잉크의 γ치로부터, γ치가 1.9가 되는 잉크의 혼합비를 산출하는 것을 생각할 수 있다.
<기능층의 막 두께의 영향>
기능층의 막 두께가, γ＝1.9를 역치로 한 평가에 미치는 영향에 대하여 검토했다. 도 17 및 도 18은, 기능층의 막 두께가 평탄도 Pl에 미치는 영향에 대한 검토 결과를 나타내는 도면이다. 도 17에 나타내는 바와 같이, 다양한 단독계의 잉크로 가작한 기능층, 및, 혼합계 잉크로 형성한 기능층에 대하여, 다양한 막 두께의 기능층의 평탄도 Pl 및 평탄도 PlM을 평가했다. 이들 결과를, 막 두께별로 정리해 보면, 도 18(a)에 나타내는 막 두께 80㎚의 경우, 도 18(b)에 나타내는 막 두께 5㎚의 경우, 도 18(c)에 나타내는 막 두께 90㎚의 경우의 어디에 있어서나, 평탄도 Pl가 플러스가 되거나 마이너스가 되거나 역치는 γ＝1.9였다.
이상으로부터, 기능층의 막 두께는, γ＝1.9를 역치로 하여 평탄도 Pl를 평가하는데는, 특별히 영향을 미치지 않는다는 결론에 이르렀다. 엄밀하게는, 기능층의 막 두께는, 적어도 5㎚∼90㎚의 범위에서, γ＝1.9를 역치로 하여 평탄도 Pl를 평가하는데, 영향을 미치지 않는 것을 확인할 수 있었다.
<뱅크 형상의 영향>
지금까지 설명한 실험은, 모두 라인 뱅크의 유기 발광 소자를 사용하여 실시한 것인데, 픽셀 뱅크의 경우에도 동일한 결과가 얻어지는지 확인했다.
도 19는, 픽셀 뱅크에 있어서의 기능층의 양단부를 설명한 도면이다.
도 19에 나타내는 바와 같이, 픽셀 뱅크의 기능층은 평면에서 봐서 직사각형 형상을 가지는데, 이 경우에 본 실시의 형태에 관련된 유기 발광 소자의 발광 영역의 양단은, 기능층의 단변 방향에 대응하고, 도 19에 있어서 「L」 및 「R」로 표시하는 위치가 기능층의 양단부 L, R이다. 또한, 「C」로 표시하는 위치가 기능층의 중앙부 C이며, 「ML」, 「MR」로 표시하는 위치가 기능층의 양 중간부 ML, MR이다. 실험에서는, 기능층의 단변 방향의 폭이 일정한 범위, 즉 도 19에 있어서 「P1」과 「P2」의 사이의 범위에 있어서, 기능층의 장변 방향의 중간인 「P3」의 위치에서 기능층의 형상을 측정했다.
도 20은, 픽셀 뱅크에 있어서의 γ치와 평탄도 Pl의 관계에 대한 검토 결과를 나타내는 도면이다. 도 20에 나타내는 바와 같이, 픽셀 뱅크에 있어서도, 라인 뱅크와 마찬가지로, 평탄도 Pl가 플러스가 되거나 마이너스가 되거나 역치는 γ＝1.9였다.
［유기 발광 소자]
도 21은, 본 발명의 일양태에 관련된 유기 발광 소자의 각 층의 적층 상태를 나타내는 모식도이다. 도 21에 나타내는 바와 같이, 유기 표시 패널(110)은, 본 발명의 일양태에 관련된 유기 발광 소자(기능성 부재)(111) 상에 시일재(112)를 통하여 컬러 필터 기판(113)을 맞붙인 구성을 가진다.
유기 발광 소자(111)는, RGB의 각 서브 픽셀이 라인 형상 또는 매트릭스형상으로 배치되어 이루어지는 탑 에미션형의 유기 발광 소자이며, 각 서브 픽셀은 TFT 기판(1) 상에 각 층을 적층한 적층 구조로 되어 있다.
TFT 기판(1) 상에는, 제1 전극을 구성하는 제1 애노드 전극(2) 및 제2 애노드 전극(3)이 라인형상 또는 매트릭스형상으로 형성되어 있고, 이들 애노드 전극(2, 3) 상에 홀 주입층(4)이 적층되어 있다. 홀 주입층(4) 상에는, 서브 픽셀을 규정하는 뱅크(5)가 형성되어 있고, 뱅크(5)로 규정된 영역 내에 홀 수송층(6) 및 유기 발광층(7)이 이 순서로 적층되어 있다. 또한, 유기 발광층(7)의 위에는, 전자 수송층(8), 제2 전극인 캐소드 전극(9), 및 실링층(10)이, 각각 뱅크(5)로 규정된 영역을 넘어 옆의 서브 픽셀인 것과 연속하도록 형성되어 있다.
뱅크(5)로 규정된 영역은, 홀 주입층(4), 홀 수송층(6), 유기 발광층(7) 및 전자 수송층(8)이 그 순서로 적층된 다층 적층 구조로 되어 있고, 이들 적층 구조로 기능층이 구성되어 있다. 또한, 기능층에는 전자 주입층 등의 다른 층이 포함되어 있어도 된다.
기능층의 대표적인 구성으로는, (1) 홀 주입층/유기 발광층, (2) 홀 주입층/홀 수송층/유기 발광층, (3) 홀 주입층/유기 발광층/전자 주입층, (4) 홀 주입층/홀 수송층/유기 발광층/전자 주입층, (5) 홀 주입층/유기 발광층/홀 저지층/전자 주입층, (6) 홀 주입층/홀 수송층/유기 발광층/홀 저지층/전자 주입층, (7) 유기 발광층/홀 저지층/전자 주입층, (8) 유기 발광층/전자 주입층 등의 소자 구성을 들 수 있다.
TFT 기판(1)은, 예를 들면, 무알칼리 유리, 소다 유리, 무형광 유리, 인산계 유리, 붕산계 유리, 석영, 아크릴계 수지, 스틸렌계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 에폭시계 수지, 폴리에틸렌, 폴리에스테르, 실리콘계 수지, 또는 알루미나 등의 절연성 재료로 이루어지는 베이스 기판 상에, 아몰퍼스 TFT(유기 발광 소자 드라이브 회로)가 형성된 것이다.
제1 애노드 전극(2)은, 예를 들면, Ag(은), APC(은, 팔라듐, 구리의 합금), ARA(은, 루비듐, 금의 합금), MoCr(몰리브덴과 크롬의 합금), 또는 NiCr(니켈과 크롬의 합금) 등으로 형성되어 있다. 탑 에미션형의 유기 발광 소자의 경우는, 광 반사성의 재료로 형성되어 있는 것이 바람직하다.
제2 애노드 전극(3)은, 제1 애노드 전극(2) 및 홀 주입층(4)의 사이에 개재하고, 각 층간의 접합성을 양호하게 하는 기능을 가진다.
홀 주입층(4)은, 예를 들면, 금속 산화물, 금속 질화물, 또는 금속산 질화물 등의 금속 화합물로 형성되어 있는 것이 바람직하다. 홀 주입층(4)이 금속 산화물로 형성되어 있는 경우는, 홀의 주입이 용이하게 되므로, 유기 발광층(7) 내에서 전자가 유효하게 발광에 기여하여 양호한 발광 특성을 얻을 수 있다. 금속 산화물로는, 예를 들면, Cr(크롬), Mo(몰리브덴), W(텅스텐), V(바나듐), Nb(니오브), Ta(탄탈), Ti(티탄), Zr(지르코늄), Hf(하프늄), Sc(스칸듐), Y(이트륨), Th(토륨), Mn(망간), Fe(철), Ru(루테늄), Os(오스뮴), Co(코발트), Ni(니켈), Cu(구리), Zn(아연), Cd(카드뮴), Al(알루미늄), Ga(갈륨), ln(인듐), Si(실리콘), Ge(게르마늄), Sn(주석), Pb(납), Sb(안티몬), Bi(비스무트), 및 La(란탄)부터 Lu(루테튬)까지의 이른바 희토류 원소 등의 산화물을 들 수 있다. 그 중에서도, Al203(산화 알루미늄), CuO(산화구리), 및 SiO(산화실리콘)는, 특히 장수명화에 유효하다.
뱅크(5)는, 예를 들면, 수지 등의 유기 재료 또는 유리 등의 무기 재료로 형성되어 있는 것이 바람직하다. 유기 재료의 예에는, 아크릴계 수지, 폴리이미드계 수지, 노볼락형 페놀 수지 등을 들 수 있고, 무기 재료의 예에는, SiO2(실리콘옥사이드), Si3N4(실리콘나이트라이드) 등을 들 수 있다. 뱅크(5)는, 유기 용매 내성을 가지는 것이 바람직하고, 또한 가시광을 어느 정도 투과시키는 것이 바람직하고, 또한 절연성을 가지는 것이 바람직하며, 추가하여 에칭 처리나 베이크 처리 등이 되는 경우가 있으므로, 이들 처리에 대한 내성이 높은 재료로 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 뱅크(5)는, 라인 뱅크거나, 픽셀 뱅크여도 된다. 라인 뱅크의 경우, 복수의 서브 픽셀을 열마다 또는 행마다 나누어지도록 뱅크(5)가 형성되고, 뱅크(5)는 유기 발광층(7)의 행방향 양측 또는 열방향 양측에만 존재하고, 유기 발광층(7)은 동 열 또는 동 행의 것이 연속된 구성이 된다. 한편, 픽셀 뱅크의 경우, 서브 픽셀마다 유기 발광층(7)의 전 둘레를 둘러싸도록 뱅크(5)가 형성된다.
홀 수송층(6)은, 애노드 전극(2, 3)으로부터 주입된 홀을 유기 발광층(7)에 수송하는 기능을 가지고, 예를 들면, 폴리스틸렌술폰산을 도프한 폴리(3, 4―에틸렌디옥시티오펜)(PEDOT－PSS)나, 그 유도체(공중합체 등)로 형성되어 있는 것이 바람직하다.
유기 발광층(7)은, 전계 발광 현상을 이용하여 발광하는 기능을 가지고, 예를 들면, 본 발명의 일양태에 관련된 잉크에 포함되는 기능성 재료로 구성되어 있는 것이 바람직하다. 유기 발광층(7)이, 본 발명의 일양태에 관련된 유기 발광 소자용 잉크, 유기 발광 소자의 제조 방법, 및 기능층의 형성 방법에 의한 것인지 여부를 확인하는 방법으로는, 예를 들면, 유기 발광층(7) 중의 제1 용매 및 제2 용매의 잔류량을 측정하는 것을 들 수 있다.
일예로서, 제1 용매로서 CHB를 사용하고, 제2 용매로서 HB를 사용한 잉크를 제작하고, 그 잉크를 사용하여 스핀 코팅법에 의해 유기 발광층(7)을 형성하고, 진공 건조를 3분간 행하여, 170℃에서 30분간 베이크 처리하여 형성된 유기 발광층(7)에 대하여, 그 유기 발광층(7)을 채취하고, 가스 크로마토그래피에 의해 분석한 결과, CHB의 잔류량은 0.64ng/㎠이고, HB의 잔류량은 0.48ng/㎠였다.
전자 수송층(8)은, 캐소드 전극(9)으로부터 주입된 전자를 유기 발광층(7)에 수송하는 기능을 가지고, 예를 들면, 바륨, 프탈로시아닌, 불화리튬, 또는 이들 혼합물 등으로 형성되어 있는 것이 바람직하다.
캐소드 전극(9)은, 예를 들면, ITO, IZO(산화인듐 아연) 등으로 형성된다. 탑 에미션형의 유기 발광 소자의 경우는, 광 투과성의 재료로 형성되는 것이 바람직하다.
실링층(10)은, 유기 발광층(7) 등이 수분에 노출되거나, 공기에 노출되는 것을 억제하는 기능을 가지고, 예를 들면, SiN(질화실리콘), SiON(산질화 실리콘) 등의 재료로 형성된다. 탑 에미션형의 유기 발광 소자의 경우는, 광 투과성의 재료로 형성되는 것이 바람직하다.
이상의 구성으로 이루어지는 유기 발광 소자(111)는 평탄성이 좋은 잉크를 이용하여 유기 발광층(7)이 형성되어 있으므로, 발광 특성이 양호하다.
［유기 발광 소자의 제조 방법］
도 22 및 도 23에 의거하여, 본 발명의 일양태에 관련된 유기 발광 소자의 제조 방법을 설명한다. 아울러, 본 발명의 일양태에 관련된 유기 발광 소자용 잉크의 제조 방법, 및, 기능층의 형성 방법을 설명한다. 도 22 및 도 23은, 본 발명의 일양태에 관련된 유기 발광 소자의 제조 방법을 설명하기 위한 공정도이다.
우선, 도 22(a)에 나타내는 것과 같은 상면이 보호 레지스트로 보호된 TFT 기판(1)을 준비한다.
다음에, 도 22(b)에 나타내는 바와같이, TFT 기판(1)을 덮고 있는 보호 레지스트를 박리하고, TFT 기판(1) 상에, 유기 수지를 스핀 코팅하고, PR/PE(포토레지스트/포토 에칭)으로 패터닝함으로써, 도 22(c)에 나타내는 바와 같이, 평탄화막(1a)(예를 들면 두께 4㎛)을 형성한다.
다음에, 도 22(d)에 나타내는 바와같이, 평탄화막(1a) 상에 제1 애노드 전극(2)을 형성한다. 제1 애노드 전극(2)은, 예를 들면, 스퍼터링에 의해 APC로 박막을 형성하고, 당해 박막을 PR/PE로 매트릭스형상으로 패터닝함으로써 형성한다(예를 들면 두께 150㎚). 또한, 제1 애노드 전극(2)은 진공 증착 등으로 형성해도 된다.
다음에, 도 22(e)에 나타내는 바와같이, 제2 애노드 전극(3)을 매트릭스형상으로 형성한다. 제2 애노드 전극(3)은, 예를 들면 플라즈마 증착법으로 ITO 박막을 형성하고, 당해 ITO 박막을 PR/PE에 의해 패터닝함으로써 형성한다(예를 들면 두께 110㎚).
다음에, 도 22(f)에 나타내는 바와같이, 제2 애노드 전극(3)의 위부터 홀 주입층(4)을 형성한다. 홀 주입층(4)은, 홀 주입 기능을 다한 재료를 스퍼터링하고, PR/PE에 의해 패터닝함으로써 형성한다(예를 들면 두께 40㎚). 또한, 홀 주입층(4)은, 애노드 전극(3)상뿐만 아니라, TFT 기판(1)의 상면 전체에 걸쳐 형성한다.
다음에, 도 22(g)에 나타내는 바와같이, 홀 주입층(4) 상에 뱅크(5)를 형성한다. 홀 주입층(4) 상에 있어서 뱅크(5)를 형성하는 영역은, 서로 인접하는 발광층 형성 예정 영역끼리의 경계에 상당하는 영역이다. 뱅크(5)는, 홀 주입층(4)상의 전체를 덮도록 뱅크 재료층을 형성하고, 형성한 뱅크 재료층의 일부를 PR/PE로 제거함으로써 형성한다(예를 들면 두께 1㎛). 또한, 뱅크(5)는, 열방향 또는 행방향으로만 신장하는 스트라이프형상의 라인 뱅크여도 되고, 열방향 및 행방향으로 신장하여 평면 형상이 우물정자 형상의 픽셀 뱅크여도 된다.
다음에, 도 23(a)에 나타내는 바와같이, 뱅크(5) 간의 오목부에, 홀 수송층의 재료를 포함한 잉크를 충전하고, 건조시킴으로써, 홀 수송층(6)을 형성한다(예를 들면 두께 20㎚).
다음에, 도 23(b)에 나타내는 바와같이, TFT 기판(1) 상의 전체에 걸쳐, 뱅크(5) 간의 오목부에 잉크젯법으로 본 발명의 일양태에 관련된 유기 발광 소자용 잉크를 충전하고, 충전한 잉크를 예를 들면 분위기 25℃의 감압 하에서 건조하고, 베이크 처리함으로써, 유기 발광층(7)을 형성한다(예를 들면 두께 5∼90㎚) 또한, 잉크를 뱅크(5) 간에 충전하는 방법은, 잉크젯법에 한정되지 않고, 디스펜서법, 노즐 코팅법, 스핀 코팅법, 오목판 인쇄, 볼록판 인쇄 등이어도 된다.
유기 발광층(7)은, 상세하게는, 이하의 제1∼제6 공정을 순차적으로 거침으로써 형성된다.
제1 공정에서는, 유기 발광층(7)을 형성하기 위한 잉크를 제작하여 준비한다.
잉크는, 상술한 기능성 재료, 제1 용매 및 제2 용매를 준비하고, 이들 기능성 재료, 제1 용매 및 제2 용매를 혼합하여 제조한다. 이들을 혼합할 때는, 우선 제1 용매 및 제2 용매를 혼합하여 혼합 용매로 하고, 그 혼합 용매에 기능성 재료를 용해시키는 순서로 혼합해도 되고, 우선 한쪽의 용매에 기능성 재료를 용해시키고, 거기에 다른쪽의 용매를 첨가하는 순서로 혼합해도 된다.
제1 용매 및 제2 용매 이외에, 잉크에 제3 용매가 포함되는 경우는, 기능성 재료를 제1 용매 및 제2 용매에 용해시킨 후에 제3 용매를 추가해도 되고, 먼저 제3의 용매에 기능성 재료를 용해시키고 나서, 거기에 제1 용매 및 제 2 용매를 첨가해도 된다.
제1 용매와 제2 용매의 혼합은, 기능층의 상면의 높이가 양단부로부터 중앙부에 걸쳐 동일하고, 또한, 기능층의 막 두께가 양단부로부터 중앙부에 걸쳐서 동일해지는 혼합비로 혼합한다. 구체적으로는, 예를 들면, 제1 용매와 제2 용매를 상술한 혼합비 α／β로 혼합한다.
제2 공정에서는, 상기 잉크를, 잉크 토출구를 가지는 잉크젯 장치에 충전한다.
제3 공정에서는, 제1 전극을 포함하는 하지(下地)층을 가지는 기판을 준비한다. 본 실시의 형태에서는, 제1 애노드 전극(2), 제2 애노드 전극(3), 홀 주입층(4), 뱅크(5) 및 홀 수송층(6)이 형성된 TFT 기판(1)이 이에 해당한다.
제4 공정에서는, 홀 수송층(6)에 대하여, 잉크젯 장치로부터 잉크의 액적을 토출시킨다.
제5 공정에서는, 제4 공정에 의해 토출시킨 잉크 액적을 홀 수송층(6)에 도포하여, 잉크 액적막을 형성한다.
제6 공정에서는, 잉크 액적막으로부터, 제1 용매 및 제2 용매를 증발시키고, 유기 발광층(7)을, 그 양단부로부터 중앙부에 걸쳐서, 그 상면의 높이가 같고 또한 그 막 두께가 동일해지도록 형성한다. 제1 용매 및 제2 용매는, 비점이 동등하기 때문에, 동일 시기에 증발한다. 제1 용매 및 제2 용매를 증발시키는 타이밍은, 분위기 환경에 따라 제어한다. 제1 용매 및 제2 용매가 동일 시기에 증발하기 때문에, 분위기 환경의 제어가 간단하다. 또한, 동일 시기에는, 동시인 경우뿐만 아니라, 평탄성이 좋은 유기 발광층(7)을 얻을 수 있는 혼합비를 유지 가능한 정도로 다소의 시차가 있는 경우도 포함된다.
다음에, 도 23(c)에 나타내는 바와같이, 뱅크(5) 및 유기 발광층(7)을 덮도록, ETL 증착으로 전자 수송층(8)을 형성한다(두께 20㎚).
다음에, 도 23(d)에 나타내는 바와같이, 기능층의 상방에 제1 전극과 다른 극성을 가지는 제2 전극을 형성한다(제7 공정). 구체적으로는, 광 투과성의 재료를 플라즈마 증착함으로써, 전자 수송층(8)의 위부터 캐소드 전극(9)을 형성한다(두께 100㎚).
다음에, 도 23(e)에 나타내는 바와 같이, 캐소드 전극(9)의 위부터 CVD로 실링층(10)을 형성한다(두께 1㎛).
이상에서, 탑 에미션형의 유기 발광 소자가 제작된다.
[유기 표시 장치］
도 24 및 도 25에 의거하여, 본 발명의 일양태에 관련된 유기 표시 장치(표시 장치)에 대해서 설명한다. 도 24는, 본 발명의 일양태에 관련된 유기 표시 장치의 전체 구성을 나타내는 도면이다. 도 25는, 본 발명의 일양태에 관련된 유기 표시 장치를 이용한 텔레비젼 시스템을 나타내는 사시도이다.
도 24에 나타내는 바와같이, 유기 표시 장치(100)는, 유기 표시 패널(110)과, 이에 접속된 구동 제어부(120)를 구비한다. 구동 제어부(120)는, 4개의 구동 회로(121∼124)와 제어 회로(125)로 구성되어 있다. 또한, 실제의 유기 표시 장치(100)에서는, 유기 표시 패널(110)에 대한 구동 제어부(120)의 배치나 접속 관계에 대해서는, 이에 한정되지 않는다.
이상의 구성으로 이루어지는 유기 표시 장치(100)는, 발광 특성이 양호한 유기 발광 소자를 이용하고 있으므로 화질이 우수하다.
［유기 발광 장치］
도 26은, 본 발명의 일양태에 관련된 유기 발광 장치(발광 장치)를 나타내는 도면으로서, (a)는 종단면도, (b)는 횡단면도이다. 도 26에 나타내는 바와같이, 유기 발광 장치(200)는, 본 발명의 일양태에 관련된 복수의 유기 발광 소자(210)와, 이들 유기 발광 소자(210)가 상면에 실장된 베이스(220)와, 당해 베이스(220)에 이들 유기 발광 소자(210)를 사이에 끼우도록 하여 부착된 한쌍의 반사 부재(230)로 구성되어 있다. 각 유기 발광 소자(210)는, 베이스(220) 상에 형성된 도전 패턴(도시하지 않음)에 전기적으로 접속되어 있고, 상기 도전 패턴에 의해 공급된 구동 전력에 의해 발광한다. 각 유기 발광 소자(210)로부터 출사된 광의 일부는, 반사 부재(230)에 의해 배광이 제어된다.
이상의 구성으로 이루어지는 유기 발광 장치(200)는, 발광 특성이 양호한 유기 발광 소자를 이용하고 있기 때문에 발광 특성이 우수하다.
［변형예］
이상, 본 발명의 일양태에 관련된 유기 발광 소자용 잉크, 당해 잉크의 제조 방법, 유기 발광 소자의 제조 방법, 유기 발광 소자, 유기 표시 장치, 유기 발광 장치, 기능층의 형성 방법, 기능성 부재, 표시 장치 및 발광 장치를 구체적으로 설명했는데, 상기 실시의 형태는, 본 발명의 구성 및 작용·효과를 알기 쉽게 설명하기 위해서 이용한 예이며, 본 발명의 내용은, 상기의 실시의 형태에 한정되지 않는다.
예를 들면, 본 발명의 일양태에 관련된 유기 발광 소자용 잉크에는, 제1 용매 및 제2 용매의 특성(기능층의 형상에 관한 특성)을 해치지 않는 범위에서, 기능성 재료 이외의 용질이나, 제1 용매 및 제2 용매 이외의 제3 용매가 포함되어도 된다. 제3의 용매는, 제1 용매 및 제2 용매를 제3 용매로 치환하여 기능층을 가작했을 때에, 그 가작한 기능층이 오목형상을 이루는 용매여도 되고, 볼록 형상을 이루는 용매여도 된다. 잉크에는, 제4 용매, 제5 용매, 혹은 그 이상의 용매가 더 포함되어도 된다. 또한, 잉크에는, 기능성 재료 이외의 용질이 포함되어 있어도 된다.
제1 용매 및 제2 용매 이외의 용매가 포함되는 경우, 이들 용매의 비점은, 제1 용매 및 제2 용매와 동등하거나, 혹은, 제1 용매 및 제2 용매 어느 것이나 비점차가 9℃ 이하인 것이 바람직하다. 또한, 잉크는, 완성시에 γ＝1.9인 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 일양태에 관련된 유기 발광 소자용 잉크는, 유기 발광층을 형성하기 위한 잉크에 한정되지 않고, 홀 수송층, 전자 수송층, 홀 주입층, 전자 주입층, 블로킹층 등 유기 발광층 이외의 기능층을 형성하기 위한 잉크여도 된다. 또한, 본 발명의 일양태에 관련된 유기 발광 소자용 잉크는, 유기 발광 소자용에 한정되지 않고, 무기 발광 소자용에 이용해도 된다.
또한, 본 발명의 일양태에 관련된 유기 발광 소자용 잉크는, 형상 특성의 조정이 끝난 단독계 잉크를 복수 혼합하여 얻어지는 잉크여도 된다.
즉, 상기 실시의 형태에서는, 단독계 잉크로 한 경우에 기능층이 오목형상으로 형성되는 용매와, 단독계 잉크로 한 경우에 기능층이 볼록형상으로 형성되는 용매로 형성되는 용매를 선택하고, 이들 용매의 혼합비를 조정함으로써 적합한 혼합 용매를 얻고, 그 혼합 용매를 사용하여 평탄 형상의 기능층이 형성되는 잉크를 제작했다. 그러나 본 발명의 일양태에 관련된 유기 발광 소자용 잉크는, 이에 한정되지 않고, 복수의 단독계 잉크를 개별로 가능한한 기능층의 형상이 평탄하게 되도록 미리 조정해 두고, 이들 조정이 끝난 단독계 잉크를 복수 혼합함으로써, 평탄 형상의 기능층을 형성할 수 있는 잉크를 제작하는 것이어도 된다.
구체적으로는, 한쪽의 용매만을 이용하여 형성한 기능층에 있어서의 요철 형상이 현저한 경우, 상기 기능층의 형상이 평탄화되도록, 상기 용매의 농도 및/또는 분자량을 미리 조정한다. 그리고 상기 농도 및/또는 분자량을 조정한 한쪽의 용매와, 다른 용매를 혼합함으로써, 기능층의 형상을 평탄화시킨다는 방법을 들 수 있다.
예를 들면, 기능층이 오목 형상으로 형성되는 단독계 잉크의 경우는, 잉크 젯 장치로 토출 가능한 범위에 있어서, 기능성 재료의 농도를 진하게 함으로써, 기능층을 평탄에 가깝게 하는 조정이 가능하다. 또한, 사용하는 기능성 재료의 분자량을 크게 함에 의해서도, 기능층의 볼록 형상화를 도모하는 것이 가능하다. 한편, 기능층이 볼록 형상으로 형성되는 단독계 잉크의 경우는, 잉크의 농도를 엷게 하거나, 기능성 재료의 분자량을 작게 함으로써, 기능층을 평탄에 가깝게 하는 것이 가능해진다.
그런데 상기에 있어서 기능층의 형상이란, 잉크를 도포 후에 즉시 건조시킨 경우에 형성되는 기능층의 형상을 의미한다. 즉, 본 발명의 일양태에 관련된 유기 발광 소자용 잉크는, 잉크를 도포 후에 방치하지 않는다는 조건 하에서, 평탄한 기능층을 형성하는 방법에 관한 것이다. 이와 같이, 잉크를 도포 후에 방치하지 않는 구성이면, 방치 시간은 불필요하기 때문에, 그만큼, 유기 발광 패널의 제조 시간을 단축할 수 있어, 보다 실용적이다.
또한, 본 발명의 일양태에 관련된 유기 발광 소자용 잉크는, 혼합 용매계에 한정되지 않고, 단독 용매에도 적용할 수 있다.
즉, 유기 발광 소자의 기능층을 구성하는 기능성 재료와, 기능성 재료를 용해하는 단일 용매를 포함한 유기 발광 소자용 잉크여도 된다. 이 경우, 점도 η(mPa·s)와 표면 장력 σ(mNm－1)의 비(σ／η)를 γ로 할 때, γ를 1.9와 같은 범위로 하면, 상기 실시의 형태와 동일한 효과가 예상된다.
그런데 단독 용매계에 있어서 기능층의 형상을 조정하는 것, 즉, γ치를 설정하는 것은, 2종류 이상의 용매를 이용하는 혼합 용매계의 경우에 비하여, 언뜻, 곤란한 것으로 생각된다. 여기서, 표면 장력은, 잉크젯용 잉크와 같은 저농도의 잉크인 경우에는, 잉크에 사용하고 있는 용매의 표면 장력으로부터의 변동이 미소해도, 잉크 점도는, 농도 및/또는 분자량의 변화에 따라 비교적 크게 변동하게 된다. 이로부터, 단독 용매계에 있어서, 잉크 점도를 컨트롤함으로써, γ치를 1.9 부근으로 조정할 수 있다.
구체적으로는, 잉크에 대하여, 잉크 농도 및/또는 폴리머의 분자량을 조정한다. 예를 들어, 기능층이 오목 형상을 가지는 경우, 잉크 농도를 증대 및/또는 폴리머의 분자량을 증대시킴으로써, 잉크 점도를 증대시켜, γ치를 1.9 부근으로 조정한다. 한편, 기능층이 볼록 형상을 가지는 경우, 잉크 농도를 저하 및/또는 폴리머의 분자량을 저하시킴으로써, 잉크 점도를 저하시켜, γ치를 1.9 부근으로 조정한다.
이상과 같이, 단독 용매계에 있어서도, 기능층의 형상을 평탄화할 수 있다.
구체적으로, 상기한 단일 용매계의 유기 발광 소자용 잉크는, 하기의 제조 방법을 이용하여 제조할 수 있다.
즉, 유기 발광 소자의 기능층을 구성하는 기능성 재료와, 상기 기능성 재료를 용해하는 용매를 혼합하고, 잉크를 가작하는 제1 공정과, 상기 가작한 잉크의 표면 장력 σ(mNm－1)을 구하는 제2 공정과, 점도 η(mPa·s)와 표면 장력 σ의 비(σ／η)를 γ로 할 때, 잉크의 γ가 1.9와 같은 값을 만족하는 점도 η를 구하는 제3 공정과, 상기 구한 점도 η에 의거하여, 점도 η과 잉크 농도의 관계로부터, 잉크 농도를 구하는 제4 공정과, 상기 구한 잉크 농도를 만족하도록, 상기 기능성 재료와 상기 용매를 혼합하여, 잉크를 조제하는 제5 공정을 가지는 잉크의 제조 방법이다.
또한, 도 15에 나타내는 결과로부터, γ치는, 혼합 용매계, 단일 용매계의 어디에 있어서나, 1.87보다도 크고 1.94보다도 작은 것이 바람직하다고 생각되고, 이 범위는 γ가 1.9와 같은 범위이다.
또한, 본 발명의 일양태에 관련된 유기 발광 소자는, 탑 에미션형에 한정되지 않고, 보텀 에미션형이어도 된다. 또한, 본 발명의 일양태에 관련된 유기 발광 소자에 대하여, 상기 실시의 형태에서는, 유기 발광층의 발광색에 대해서는 언급하지 않았지만, 단색 표시에 한정되지 않고, 풀 컬러 표시에도 적용할 수 있다. 풀 컬러 표시의 유기 발광 소자에 있어서는, 유기 발광 소자가, RGB 각 색의 서브 픽셀에 상당하고, 인접하는 RGB의 서브 픽셀이 합쳐져 1화소가 형성되고, 이 화소가 매트릭스형상으로 배열되어 화상 표시 영역이 형성된다.
<산업상의 이용 가능성>
본 발명의 일양태에 관련된 유기 발광 소자용 잉크는, 웨트법에 의한 유기 발광 소자의 제조 프로세스에 폭넓게 이용할 수 있다. 또한, 본 발명의 일양태에 관련된 유기 발광 소자는, 예를 들면 패시브 매트릭스형 혹은 액티브 매트릭스형의 유기 표시 장치 및 유기 발광 장치의 분야 전반 등에서 폭넓게 이용할 수 있다.
1: 기판 2, 3: 애노드 전극
4: 홀 주입층 5: 뱅크
6: 홀 수송층 7: 유기 발광층
8: 전자 수송층 9: 캐소드 전극
10: 실링층 100: 유기 표시 장치
110: 유기 표시 패널 111, 210: 유기 발광 소자
112: 시일재 113: 컬러 필터 기판
120: 구동 제어부 121∼124: 구동 회로
125: 제어 회로 200: 유기 발광 장치
220: 베이스 230: 반사 부재

Claims (31)

  1. 제1 용매와,
    상기 제1 용매와는 상이한 제2 용매와,
    상기 제1 용매 및 상기 제2 용매에 용해하는, 유기 발광 소자의 기능층을 구성하는 기능성 재료를 가지고,
    상기 제1 용매는, 상기 제2 용매를 상기 제1 용매로 치환하여 기능층을 가작(假作)했을 때에, 유기 발광 소자의 발광 영역에 있어서, 상기 가작한 기능층이, 그 양단부측의 막 두께가 그 중앙부측의 막 두께에 대하여 두껍고, 상기 양단부측의 상면이 상기 중앙부측의 상면에 대하여 상방에 위치하는 형상을 이루는 용매이고,
    상기 제2 용매는, 상기 제1 용매를 상기 제2 용매로 치환하여 기능층을 가작했을 때에, 유기 발광 소자의 발광 영역에 있어서, 상기 가작한 기능층이, 그 중앙부측의 막 두께가 그 양단부측의 막 두께에 대하여 두껍고, 상기 중앙부측의 상면이 상기 양단부측의 상면에 대하여 상방에 위치하는 형상을 이루는 용매이며,
    상기 제1 용매와 상기 제2 용매의 비점차는 9℃ 이하인 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자용 잉크.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 용매와 상기 제2 용매는, 상기 기능층의 상면의 높이가 상기 양단부로부터 상기 중앙부에 걸쳐서 동일하고, 또한, 상기 기능층의 막 두께가 상기 양단부로부터 상기 중앙부에 걸쳐서 동일해지는 혼합비로 혼합되어 있는, 유기 발광 소자용 잉크.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 용매 및 상기 제2 용매는, 유기 발광 소자의 발광 영역에 있어서, 상기 기능층의 중앙부측의 막 두께 dC와, 상기 기능층의 일단부측, 타단부측의 막 두께 dL, dR의 차로 하기 ［식 1］의 평탄도 Pl를 나타낸 경우에, 하기 ［식 2］의 평탄도 Pl1의 절대치의 역수 α와, 평탄도 Pl2의 절대치의 역수 β로 표시되는 혼합비 α／β에 의거하여 혼합되어 있는, 유기 발광 소자용 잉크.
    Pl＝dC－(dL＋dR)/2 …［식 1］
    Pl: 평탄도, dC：중앙부측의 막 두께, dL：일단부측의 막 두께, dR：타단부측의 막 두께
    α×Pl1＝β×Pl2 …［식 2］
    Pl1: 제2 용매를 제1 용매로 치환하여 가작한 기능층의 평탄도,
    α: 평탄도 Pl1의 절대치의 역수,
    Pl2：제1 용매를 제2 용매로 치환하여 가작한 기능층의 평탄도,
    β：평탄도 Pl2의 절대치의 역수
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 제1 용매 및 상기 제2 용매는, 청구항 3에 기재된 혼합비 α/β에 의거하여 정해지는 각각의 체적 농도에 대하여 ±15vol% 이내인, 유기 발광 소자용 잉크.
  5. 삭제
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2 용매의 비점은, 상기 제1 용매의 비점에 비해 높은, 유기 발광 소자용 잉크.
  7. 청구항 1에 있어서,
    잉크의 점도 η(mPa·s)와 표면 장력 σ(mNm－1)의 비(σ/η)을 γ로 할 때에, 상기 제2 용매를 상기 제1 용매로 치환 가작한 잉크는 γ＞1.9이며, 상기 제1 용매를 상기 제2 용매로 치환 가작한 잉크는 γ＜1.9인, 유기 발광 소자용 잉크.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 기능층의 양단부는, 상기 발광 영역의 양단으로부터 중앙부를 향해, 각각 상기 발광 영역의 12.5%의 길이에 대응하는 위치이며,
    상기 기능층의 중앙부는, 상기 발광 영역의 중앙에 대응하는 위치인, 유기 발광 소자용 잉크.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 기능층은 평면에서 볼 경우 직사각형 형상을 가지고, 상기 발광 영역은, 그 단변 방향에 대응하는, 유기 발광 소자용 잉크.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 용매는 시클로헥실벤젠이고, 상기 제2 용매는 1―메틸나프탈렌이며, 상기 기능성 재료는 F8(폴리디옥틸플루올렌)－F6(폴리디헥실플루올렌)의 공중합체인, 유기 발광 소자용 잉크.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 제1 용매와 상기 제2 용매의 혼합비 α／β는, 28/72∼78/22인, 유기 발광 소자용 잉크.
  12. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 용매는 헵틸벤젠이고, 상기 제2 용매는 1―메틸나프탈렌이며, 상기 기능성 재료는 F8(폴리디옥틸플루올렌)－F6(폴리디헥실플루올렌)의 공중합체인, 유기 발광 소자용 잉크.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 제1 용매와 상기 제2 용매의 혼합비 α／β는, 5/95∼38/62인, 유기 발광 소자용 잉크.
  14. 청구항 1에 있어서,
    상기 기능성 재료는 유기성의 발광 재료인, 유기 발광 소자용 잉크.
  15. 제1 용매와,
    상기 제1 용매와는 상이한 제2 용매와,
    상기 제1 용매 및 상기 제2 용매에 용해하는, 유기 발광 소자의 기능층을 구성하는 기능성 재료를 가지고,
    상기 제1 용매는, 단독으로 이용했을 때에, 격벽간에 형성되는 기능층이, 그 양단부측의 막 두께가 그 중앙부측의 막 두께에 대하여 두껍고, 상기 양단부측의 상면이 상기 중앙부측의 상면에 대하여, 상방에 위치하는 형상을 이루는 용매이고,
    상기 제2 용매는, 단독으로 이용했을 때에, 격벽간에 형성되는 기능층이, 그 중앙부측의 막 두께가 그 양단부측의 막 두께에 대하여 두껍고, 상기 중앙부측의 상면이 상기 양단부측의 상면에 대하여, 상방에 위치하는 형상을 이루는 용매이며,
    상기 제1 용매와 상기 제2 용매의 비점차는 9℃ 이하인 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자용 잉크.
  16. 제1 용매와,
    상기 제1 용매와는 상이한 제2 용매와,
    상기 제1 용매 및 상기 제2 용매에 용해하는, 유기 발광 소자의 기능층을 구성하는 기능성 재료를 가지는 유기 발광 소자용 잉크로서,
    상기 잉크의 점도 η(mPa·s)와 표면 장력 σ(mNm－1)의 비(σ／η)를 γ로 할 때에,
    상기 제2 용매를 상기 제1 용매로 치환하여 가작한 잉크는, γ＞1.9이고,
    상기 제1 용매를 상기 제2 용매로 치환하여 가작한 잉크는, γ＜1.9이며,
    상기 제1 용매와 상기 제2 용매의 비점차는 9℃ 이하인 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자용 잉크.
  17. 청구항 16에 있어서,
    상기 기능성 재료, 상기 제1 용매 및 상기 제2 용매를 혼합한 상태에서, γ＝1.9가 되도록, 상기 기능성 재료, 상기 제1 용매 및 상기 제2 용매가 혼합되어 있는, 유기 발광 소자용 잉크.
  18. 청구항 16에 있어서,
    상기 제1 용매와 상기 제2 용매는, 상기 기능층의 상면의 높이가 양단부로부터 중앙부에 걸쳐서 동일하고, 또한, 상기 기능층의 막 두께가 상기 양단부로부터 중앙부에 걸쳐서 동일해지는 혼합비로 혼합되어 있는, 유기 발광 소자용 잉크.
  19. 청구항 16에 있어서,
    상기 제1 용매 및 상기 제2 용매는, 유기 발광 소자의 발광 영역에 있어서, 상기 기능층의 중앙부측의 막 두께 dC와, 상기 기능층의 일단부측, 타단부측의 막 두께 dL, dR의 차로 하기 ［식 1］의 평탄도 Pl를 나타낸 경우에, 하기 ［식 2］의 평탄도 Pl1의 절대치의 역수 α와, 평탄도 Pl2의 절대치의 역수 β로 표시되는 혼합비 α／β에 의거하여 혼합되어 있는, 유기 발광 소자용 잉크.
    Pl＝dC－(dL＋dR)/2 …［식 1］
    Pl: 평탄도, dC：중앙부측의 막 두께, dL：일단부측의 막 두께, dR：타단부측의 막 두께
    α×Pl1＝β×Pl2 …［식 2］
    Pl1: 제2 용매를 제1 용매로 치환하여 가작한 기능층의 평탄도,
    α: 평탄도 Pl1의 절대치의 역수,
    Pl2：제1 용매를 제2 용매로 치환하여 가작한 기능층의 평탄도,
    β：평탄도 Pl2의 절대치의 역수
  20. 청구항 19에 있어서,
    상기 제1 용매 및 상기 제2 용매는, 청구항 19에 기재된 혼합비 α／β에 의거하여 정해지는 각각의 체적 농도에 대하여 ±15vol% 이내인, 유기 발광 소자용 잉크.
  21. 청구항 16에 있어서,
    상기 제2 용매의 비점은, 상기 제1 용매의 비점에 비해 높은, 유기 발광 소자용 잉크.
  22. 청구항 16에 있어서,
    상기 기능층의 양단부는, 발광 영역의 양단으로부터 중앙부를 향해, 각각 발광 영역의 12.5%의 길이에 대응하는 위치이며,
    상기 기능층의 중앙부는, 발광 영역의 중앙에 대응하는 위치인, 유기 발광 소자용 잉크.
  23. 청구항 16에 있어서,
    상기 기능층은 평면에서 볼 경우 직사각형 형상을 가지고, 발광 영역은, 그 단변 방향에 대응하는, 유기 발광 소자용 잉크.
  24. 청구항 16에 있어서,
    상기 제1 용매는 시클로헥실벤젠이고, 상기 제2 용매는 1―메틸나프탈렌이며, 상기 기능성 재료는 F8(폴리디옥틸플루올렌)－F6(폴리디헥실플루올렌)의 공중합체인, 유기 발광 소자용 잉크.
  25. 청구항 24에 있어서,
    상기 제1 용매와 상기 제2 용매의 혼합비 α／β는, 28/72∼78/22인, 유기 발광 소자용 잉크.
  26. 청구항 16에 있어서,
    상기 제1 용매는 헵틸벤젠이고, 상기 제2 용매는 1―메틸나프탈렌이며, 상기 기능성 재료는 F8(폴리디옥틸플루올렌)－F6(폴리디헥실플루올렌)의 공중합체인, 유기 발광 소자용 잉크.
  27. 청구항 26에 있어서,
    상기 제1 용매와 상기 제2 용매의 혼합비 α／β는, 5/95∼38/62인, 유기 발광 소자용 잉크.
  28. 청구항 16에 있어서,
    상기 기능성 재료는 유기성의 발광 재료인, 유기 발광 소자용 잉크.
  29. 제1 용매와,
    상기 제1 용매와는 상이한 제2 용매와,
    상기 제1 용매 및 상기 제2 용매에 용해하는, 유기 발광 소자의 기능층을 구성하는 기능성 재료를 가지는 유기 발광 소자용 잉크로서,
    상기 기능성 재료의 용매로서 단독으로 이용했을 때의 잉크의 점도 η(mPa·s)와 표면 장력 σ(mNm－1)의 비(σ／η)를 γ로 할 때에,
    상기 제1 용매를 이용한 잉크는, γ＞1.9이고,
    상기 제2 용매를 이용한 잉크는, γ＜1.9이며,
    상기 제1 용매와 상기 제2 용매의 비점차는 9℃ 이하인 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자용 잉크.
  30. 제1 용매와, 상기 제1 용매와는 상이한 제2 용매와, 상기 제1 용매 및 상기 제2 용매에 용해하는, 유기 발광 소자의 기능층을 구성하는 기능성 재료를 가지는 유기 발광 소자용 잉크의 제조 방법으로서,
    상기 제2 용매를 상기 제1 용매로 치환하여 기능층을 가작했을 때에, 유기 발광 소자의 발광 영역에 있어서, 상기 가작한 기능층이, 그 양단부측의 막 두께가 그 중앙부측의 막 두께에 대하여 두껍고, 상기 양단부측의 상면이 상기 중앙부측의 상면에 대하여 상방에 위치하는 형상을 이루는, 상기 제1 용매와,
    상기 제1 용매를 상기 제2 용매로 치환하여 기능층을 가작했을 때에, 유기 발광 소자의 발광 영역에 있어서, 상기 가작한 기능층이, 그 중앙부측의 막 두께가 그 양단부측의 막 두께에 대하여 두껍고, 상기 중앙부측의 상면이 상기 양단부측의 상면에 대하여 상방에 위치하는 형상을 이루고, 그 비점과 상기 제1 용매의 비점의 차가 9℃ 이하인, 상기 제2 용매와,
    상기 기능성 재료를 준비하는 제1 공정과,
    상기 기능성 재료, 상기 제1 용매 및 상기 제2 용매를 혼합하는 제2 공정을 가지는 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자용 잉크의 제조 방법.
  31. 제1 용매와, 상기 제1 용매와는 상이한 제2 용매와, 상기 제1 용매 및 상기 제2 용매에 용해하는, 유기 발광 소자의 기능층을 구성하는 기능성 재료를 가지는 유기 발광 소자용 잉크의 제조 방법으로서,
    상기 잉크의 점도 η(mPa·s)와 표면 장력 σ(mNm－1)의 비(σ／η)를 γ로 할 때에,
    상기 제2 용매를 상기 제1 용매로 치환하여 가작한 잉크가, γ＞1.9인 상기 제1 용매와,
    상기 제1 용매를 상기 제2 용매로 치환하여 가작한 잉크가, γ＜1.9이며, 상기 제1 용매에 대한 비점차가 9℃ 이하인 제2 용매와,
    상기 기능성 재료를 준비하는 제1 공정과,
    상기 기능성 재료, 상기 제1 용매 및 상기 제2 용매를 혼합하는 제2 공정을 가지는 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자용 잉크의 제조 방법.
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