KR20070049223A

KR20070049223A - 유기 ｅｌ 소자와, 유기 ｅｌ 소자의 보호막 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR20070049223A
Application number: KR1020077006700A
Authority: KR
Inventors: 마코토 토모요리
Original assignee: 토호쿠 디바이스 가부시키가이샤
Priority date: 2004-08-24
Filing date: 2005-08-23
Publication date: 2007-05-10
Also published as: WO2006022273A2; JPWO2006022273A1; WO2006022273A3

Abstract

캡과 일체화 가능한 마이크로렌즈 어레이를 구비하고, 유기 EL층의 양면으로부터의 발광을 한쪽 면으로 집중시키는 것이 가능하며, 투명도가 높은 보호막이 가능해짐으로써 소비 전력 당 실효적 발광량을 증가시킨, 특히 탑 에미션형의 유기 EL 소자를 제공한다. 보호막과, 투명 전극막과 유기 EL층 및 대향 전극층을 포함하는 유기 EL 발광 다이오드(OLED)와, 상기 OLED를 탑재한 기판과, 상기 OLED를 덮도록 설치된 캡을 포함하는 유기 EL 소자에 있어서, 상기 캡의 외면 또는 내면에, 또는 상기 투명 전극막의 표면 측에 예를 들어 실리콘 수지로 이루어지는 마이크로렌즈 어레이를 구비하고, 바람직하게는 상기 기판에 광 반사면을 구비하며, 더욱 바람직하게는 상기 보호막이 실리카막과 규소 함유 유기 불소 고분자의 막을 포함한다.

유기 EL 소자, 보호막, OLED, 마이크로렌즈 어레이, 탑 에미션, 캡

Description

유기 ＥＬ 소자와, 유기 ＥＬ 소자의 보호막 및 그 제조 방법{ORGANIC EL ELEMENT, ORGANIC EL ELEMENT PROTECTION FILM AND METHOD FOR MANUFACTURING THE ORGANIC EL ELEMENT PROTECTION FILM}

본 발명은 유기 EL 소자에 관한 것으로서, 특히 탑 에미션형의 경우에 실효적으로 높은 발광 효율을 나타내는 유기 EL 소자에 관한 것이다.

유기 일렉트로루미네슨스 소자(이하, 약칭하여 "유기 EL 소자"라고 한다.)는 최근의 박막 형성 기술의 진보에 따라 두께 nm급의 고순도, 양질의 적층막을 형성할 수 있게 되어, 5V 정도의 저전압 동작이 가능해졌다.

이로써 유기 EL 소자는 저 소비 전력, 고품질이고, 박형이며, 나아가서는 곡면 표시도 가능한 차세대 표시 시스템용 소자로서 주목받고 있다.

유기 EL 소자에서는 소정의 유기 분자 성분으로 이루어지는 복수의 막을 상하로 적층하여 유기 EL층으로 하고, 그 상하 양측에 각각 전극층을 부착하여 OLED(유기 발광 다이오드)를 형성하고, 두 전극을 통하여 소정의 전압 또는 전류를 인가하여 전자와 홀을 유기 EL층에 주입하고, 전자와 홀이 재결합할 때 발광하는 현상을 이용한다.

따라서, 이 발광을 외부로 이끌어내어 표시 기능을 행하게 하려면 상하에 구 비한 전극 중 적어도 어느 하나의 전극은 투명하여야 한다.

이 투명 전극으로는 전기 전도도와 투명도의 양립을 도모할 수 있는 재질로서 ITO(산화 인듐 주석)가 보급되어 있는데, 일반적으로는 ITO의 전기 저항을 내리기 위하여 어닐링이 필요하여, 또한 ITO의 표면의 평활도를 올리기 위하여(조도를 내리기 위하여) 연마가 필요하다.

ITO의 어닐링 시 등에 고온으로 하면 유기 EL층이 변질되게 되므로, ITO를 형성함에 있어서는 유기 EL층의 형성보다 앞서 실행할 필요가 있었다.

즉, ITO를 앞서 형성하는 경우에는, 적층 순서가 [기판-제1 전극막(ITO)-유기 EL층- 제2 전극막(불투명 전극막)]이 되고, 기판 측으로부터 발광시키기(바텀 에미션) 때문에 기판도 투명하여야 하므로, 통상적으로 유리 기판을 이용하고 있다.

그러나, 유리 기판은 열전도성이 나쁘고, 작동 중의 발열에 대하여 방열이 불충분하여 고온이 되어 유기 EL층의 열화를 초래하기 쉽다.

더욱이, 고속 고정세 표시 시스템을 얻기 위해서는 액티브 매트릭스 (TFT) 구동으로 하여야 하는데, 그러한 경우 TFT 트랜지스터를 기판과 ITO 전극 사이에 형성하여야 하므로 TFT 트랜지스터가 존재하는 만큼 개구율이 저하되고, 발광의 외부 변환 효율이 저하된다.

즉, 소요 발광량을 확보하기 위해서는 소비 전력이 증대하고, 따라서 소비 전력에 비례하는 발열량이 증대하여 더욱 고온이 되어 버려, 유기 EL층의 열화를 한층 초래하기 쉽다.

따라서, 제2 전극을 투명화하여 [기판-TFT-제1 전극-유기 EL층-제2 전극(ITO)]으로 하여, 기판의 반대측으로부터 발광시키는(탑 에미션) 방식이 연구되고 있다.

이 때, ITO를 형성함에 있어서는 유기 EL층을 변질시키지 않도록 특히 유의할 필요가 있다.

예를 들어 비 특허 문헌 1에는 이러한 변질을 방지하기 위하여 유기 EL층까지 형성한 기판과 제2 전극(ITO)을 형성한 기판을 서로 맞붙이는 등의 제조 방법 상의 고안이 개시되어 있다.

비 특허 문헌 1 : Kathleen M. Vaeth, Information Display 6/03(2003), pp 12-17, SID.

그런데, 유기 발광 다이오드(OLED)의 발광 강도는 유기 EL층에 직각인 방향으로 최대인데, 그 이외의 방향에 대해서도 분산되어 있으며, 그 상대값은 이론적으로는 직각 방향으로부터의 각도를 θ라 하여 cosθ로 표시되는 θ의 함수가 된다.

따라서, 이 발광을 직각 방향으로 집광하면 휘도를 증가시킬 수 있고, 즉 직각 방향의 일정한 휘도를 얻기 위하여 소비 전력을 억제하여도 좋으며, 유기 EL층의 열화를 방지할 수 있다.

따라서, 이 OLED의 집광을 달성하기 위하여 각종 마이크로렌즈 어레이의 도입이 연구되고 있다.

예를 들어 특허 문헌 1에는 투명 전극(6) 위를 유리 기판(유리 캡)(7)으로 봉지하고, 그 외측 표면 측으로부터의 이온 주입으로 형성한 렌즈층을 구비하는 기술이 개시되어 있다.

또한 특허 문헌 2에는 유기 필름(10)에 가스 배리어층(11)과 산화 규소막(13)을 형성하고, 그 위에 미세 투명 비즈를 혼합한 자외선 경화 수지를 도포하고, 롤 금형으로 마이크로렌즈(12)를 형성한 후, 별도로 형성한 유기 EL 기판에 라미네이트 접착하는 기술이 개시되어 있다.

또한 특허 문헌 3에는 유기 EL 화소의 양극(15) 상의 보호막(16)의 더 위에 바람직하게는 광 경화성 투명 수지로 이루어지는 마이크로렌즈 어레이(17)를 설치하는 기술이 개시되어 있다.

이와 같이 마이크로렌즈 어레이를 형성하는 위치는 다양한데, 그 형성 방법은 유리에 대한 이온 주입 또는 자외선 경화 수지 또는 광 경화성 수지를 이용한다고 되어 있어, 투명성의 확보 등 안정적인 저렴한 제조 조건을 얻기가 용이하지 않다.

특허 문헌 1 : 일본 특허 공개 2003-264059호 공보

특허 문헌 2 : 일본 특허 공개 2003-257627호 공보

특허 문헌 3 : 일본 특허 공개 2004-039500호 공보

더욱 주목해야 할 것은, 유기 EL층 자신은 양면으로부터 상기한 함수 cosθ를 따르는 강도로 발광하고 있다는 것, 즉 주목되고 있는 투명 전극막 측의 표면으로부터뿐만 아니라, 그 반대면 측으로부터도 같은 량의 발광이 있다는 것이다.

종래의 기술에서는 바텀 에미션, 탑 에미션을 막론하고, 이 반대면 측으로부 터의 발광은 불투명 전극막에 가려져 낭비되고 있으며, 발광량/소비 전력의 비를 올릴 수가 없었다.

비 특허 문헌 2에는 유리 기판 상에 유기 EL층의 양면에 투명 전극막을 구비한 유기 EL 소자를 형성하는 기술이 구체적으로 개시되어 있으며, 양면 발광의 이용이 가능해졌지만, 유기 EL 소자의 용도로서는 한쪽 면만의 수광(시인)이 우세하며, 그 경우의 발광량/소비 전력의 비는 여전히 올릴 수 없다.

비 특허 문헌 2 : Transparent organic light emitting devices, G. Gu et al., Appl. Phys. Letter. 68(19), 6 May 1996

이와 같이 하여 형성한 유기 EL 소자는 그 상태에서는 OLED, 특히 유기 EL층이나 ITO막이 수분이나 산소로 인해 시간과 함께 변질 열화되게 되므로 어떠한 보호막이 불가결하며, 게다가 탑 에미션형의 경우, 이 보호막은 가시광에 대하여 가능한 한 투명해야 한다.

더욱이 이 보호막 형성에 있어서도 다시 OLED를 물리적, 화학적으로 변질시키지 않는 저온 프로세스가 필요하다.

종래 실리콘 반도체 등에 대한 수분이나 산소에 대한 보호막(패시베이션)으로는 질화 실리콘계의 막이 가장 적합하다고 여겨졌으나, 질화 실리콘계의 막은 일반적으로 성막함에 있어 고온을 요하는 데다가 딱딱하므로 유기 EL 소자에 스트레스를 주는 등 단독으로는 부적당하였으므로 다양한 고안이 이루어져 왔다.

예를 들어 폴리실라잔, 특히 PHPS(PerHydroPolySilazane)를 유기 용매에 용 해하여 도포하고 소성하는 것만으로 고순도의 실리카(SiO₂)막을 얻는 기술이 반도체 산업에서 실용화되었으나, 최근의 촉매 기술의 진보에 의해 100℃ 이하의 비교적 저온에서 소성할 수 있게 되었으므로 유기 EL 소자에 대한 적용이 가능해졌다.

그러나, 이 폴리실라잔 소성에 의한 실리카막은 거시적으로는 치밀한 보호막을 형성하지만, 미시적으로는 상기 질화 실리콘계막 정도의 치밀함이 없어 단독으로는 보호 능력이 떨어진다.

따라서, 폴리실라잔과 다른 종류의 막을 조합하여 다층막을 형성하여 소요(요구되는) 보호 능력을 얻는 시도가 이루어지고 있다.

예를 들어 특허 문헌 4에는 중간막(폴리실라잔막)을 상하에서 질화 실리콘계 막으로 끼우고, OLED를 덮고, 외주 부분만을 레이저 가열하여 중간막을 실리카로 변성하는 기술이 개시되어 있다.

또한 다층막의 일부에 불소계 고분자막을 적용하는 시도가 이루어지고 있다.

불소는 전기 음성도가 가장 크고, 고분자 골격의 탄소와 가장 강하게 결합하고 있으므로 불소계 고분자막은 일반적으로 견뢰(堅牢)하고 소수성(疎水性), 소유성(疎油性)을 겸비하는, 즉 발수성(撥水性), 방오성(防汚性)을 나타내기 때문이다.

예를 들어 특허 문헌 5에는 4층으로 이루어지는 투명 보호막의 일례로서 불소계 고분자막, 질화 실리콘계 막, 에폭시계 고분자막, PET 또는 불소계 고분자막의 4층이 열거된 구조가 개시되어 있다.

그러나, 이들의 복합막은 제조 순서가 복잡하고 고가인 반면, 특히 다층막의 일부로서 질화 실리콘계 막을 사용한 경우, OLED를 변질시키지 않고 소요 보호 능력을 얻기가 반드시 용이하지만은 않다.

또한 무기계 막과 유기계 고분자막, 특히 불소계 고분자막과의 밀착성이 반드시 확보되는 것이 아니어서 박리로 인해 보호 능력이 열화되는 경우가 있었다.

또한 이들 다층막의 경우 투명도가 반드시 확보된다고는 할 수 없다.

특허 문헌 4 : 일본 특허 공개 2004-119138호 공보

특허 문헌 5 : 일본 특허 공개 2004-139991호 공보

본 발명은 상기한 여러 문제를 해결하기 위하여, 안정적이고 저렴하게 제조할 수 있는 마이크로렌즈 어레이를 구비한 유기 EL 소자를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 또한, 캡과 마이크로렌즈 어레이를 일체로 함으로써 더욱 안정적이고 저렴하게 제조할 수 있는 유기 EL 소자를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 또한, 캡과 기판의 확실한 접착 방법을 제공함으로써 더욱 안정적이고 저렴하게 제조할 수 있는 유기 EL 소자를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 또한, 유기 EL 소자의 보호와, 캡 및 기판의 확실한 접착을 동시에 실현하여 봉지함으로써 더욱 안정적이고 저렴하게 제조할 수 있는 유기 EL 소자를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 상기한 여러 문제를 해결하기 위하여, 유기 EL층의 양면으로부터의 발광을 한쪽 면으로 집중시킴으로써 발광량/소비 전력의 비를 올린 유기 EL 소자를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 또한, 기판으로 금속 기판을 사용함으로써 유기 EL층의 양면으로부터의 발광을 한쪽 면으로 집중시키는 기구를 안정적이고 저렴하게 제조할 수 있는 유기 EL 소자를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 상기한 여러 문제를 해결하기 위하여, 구조 및 제조 방법이 간단하고, 유기 EL층이 변질, 열화될 우려가 없으며, 게다가 투명도가 확보되어 특히 탑 에미션형의 유기 EL 소자에 적합한 보호막과 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 유기 EL 소자는, 청구항 1에 기재된 바와 같이, 투명 전극막과 유기 EL층과 대향 전극층을 포함하는 유기 EL 발광 다이오드(OLED)와, 상기 OLED를 탑재한 기판과, 상기 OLED를 덮도록 설치되며 상기 투명 전극막에 대향하는 부분이 투명한 캡을 포함하는 유기 EL 소자에 있어서, 상기 캡의 외면 또는 내면에, 또는 상기 투명 전극막의 표면 측에 마이크로렌즈 어레이를 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한, 청구항 2에 기재된 바와 같이, 상기 캡이 실리콘 수지로 이루어지고, 상기 마이크로렌즈가 상기 캡과 일체로 형성되어 구비되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 청구항 3에 기재된 바와 같이, 상기 캡과 상기 기판을 접착함에 있어, 상기 기판의 상기 캡과의 접착부에 프라이머 처리가 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 청구항 4에 기재된 바와 같이, 투명 전극막과 유기 EL층과 대향 전극층을 포함하는 유기 EL 발광 다이오드(OLED)와, 상기 OLED를 탑재한 기판과, 상기 OLED를 덮도록 설치되며 상기 투명 전극막에 대향하는 부분이 투명한 캡을 포함하는 유기 EL 소자에 있어서, 상기 캡의 외면 또는 내면에 마이크로렌즈 어레이가 상기 캡과 일체로 설치되며, 상기 캡의 내면과 상기 OLED의 상면을 포함하는 상기 기판의 상면과의 공극에 상기 캡과 상기 기판과의 접착면 사이의 공극을 포함하여 실리콘 수지가 충전되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 청구항 5에 기재된 바와 같이, 상기 캡과 상기 기판을 접착함에 있어, 상기 기판의 접착부와 상기 캡의 접착부의 쌍방에 프라이머 처리가 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 청구항 6에 기재된 바와 같이, 상기 실리콘 수지가 폴리디메틸실록산(Poly-Di-Methyl-Siloxane, PDMS)인 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 유기 EL 소자는, 청구항 7에 기재된 바와 같이, 제1 투명 전극막과 유기 EL층과 제2 투명 전극막을 포함하는 유기 EL 발광 다이오드(OLED)로 된 OLED와, 상기 OLED를 상기 제1 투명 전극막이 접하도록 탑재한 기판을 포함하는 유기 EL 소자에 있어서, 상기 기판의 상기 OLED를 탑재한 측에 광 반사면을 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 유기 EL층으로부터의 발광 중 종래와 마찬가지로 제1 투명 전극막을 거친 것은 직접 외부로 발사되고, 이에 더하여, 제2 투명 전극막을 거친 것은 기판에 구비한 광 반사면에서 반사되어 제1 투명 전극막을 거친 것에 중첩되어 외부로 발사되므로 외부로의 발광량/소비 전력의 비는 대략 배증될 수 있게 된다.

또한, 청구항 8에 기재된 바와 같이, 상기 기판이 예를 들어 마그네슘, 알루미늄 또는 그것들의 합금으로 되며, 그 표면에 절연막이 형성된 금속 기판인 것을 특징으로 한다.

금속 기판은 표면을 경면이 되도록 매끄럽게 마감하는 것만으로 광 반사면으로 할 수 있다.

특히 마그네슘 기판은 경면 마감이 용이하며, 양질의 광 반사면을 저렴하게 얻을 수 있다.

한편, 이들 금속 기판, 특히 마그네슘 기판은 가공성이 풍부하고, 표면 산화에 의해 튼튼하고 얇은 절연막의 형성이 용이하므로 저렴하게 제조할 수 있고, 게다가 열 전도율이 크고 소비 전력의 열 방산이 용이한데, 본 발명에 따른 유기 EL 소자는 이들 특징을 모두 구비할 수 있다.

또한 청구항 9에 기재된 바와 같이, 상기 광 반사면이 복수의 오목면 거울로 이루어지는 오목면 거울 어레이를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의해 기판에 구비해야 할 오목면 거울 어레이는, 특히 금속 기판의 경우에는 원 기판의 표면을 미리 몰드, 연삭, 또는 프레스에 의해 오목면의 어레이의 형상으로 마감한 후에 표면 산화하고, 오목부에 실리콘 등의 투명 수지를 충전하여 최종 표면을 평탄하게 함으로써 용이하게 구비할 수 있다.

각 오목면 거울의 사이즈와 피치는 가능한 한 많은 측방 발광을 포착하여 반사하기 위하여, OLED의 사이즈(이하 d라고 한다)와 피치(이하 D라고 한다, D>d) 중에서 D와 같게 하는 것, 즉 OLED에 일대일로 대응하여 가능한 한 빈틈(간격) 없이 나열하는 것이 바람직하다.

각 오목면 거울의 평면 형상은 통상 원형이지만, 집광량을 올리기 위하여, OLED의 종횡의 피치에 맞춘 정방형 또는 장방형이어도 좋다.

각 오목면 거울의 초점 거리(이하 f1이라고 한다)는 OLED의 피치(D)의 약 0.5배 이상 2배 이하가 바람직하다.

오목면 거울 어레이와 OLED의 거리(이하 s1라고 한다)는 오목면 거울의 초점 거리(f1)의 약 0.5배 이상 2배 이하가 바람직하다.

각 오목면 거울의 단면 형상은 대략 포물선이 바람직하다.

이상의 여러 파라미터의 구체적인 것은 반사광을 유기 EL 소자면에 직각인 방향으로 최대 집광할 수 있도록 발광의 통과 매체에서의 감쇄, 오목면 거울의 각종 수차에 따른 왜곡, 인접 OLED의 발광에의 간섭 등을 고려하여 결정된다.

또한, 청구항 10에 기재된 바와 같이, 상기 OLED를 덮도록 설치되며 상기 제2 투명 전극막에 대향하는 부분이 투명한 캡을 더 구비하고, 상기 캡의 외면 또는 내면에, 또는 상기 제2 투명 전극막의 표면 측에 복수의 마이크로렌즈로 이루어지는 마이크로렌즈 어레이를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의해 캡 측, 즉 제1 전극막에 근접하여 구비해야 할 마이크로렌즈 어레이는 각종 방법으로 설치할 수 있다.

특히, 예를 들어 실리콘 수지를 이용하여 캡과 일체로 성형함으로써 캡과 기판의 봉지를 포함하여 안정적인 성능이 저렴하게 얻어진다.

각 마이크로렌즈의 사이즈와 피치는 가능한 한 많은 측방 발광을 포착하여 반사시키기 위하여, OLED의 사이즈(이하 d라고 한다)와 피치(이하 D라고 한다, D>d) 중에서 D와 같게 하는 것, 즉 OLED에 일대일로 대응하여 가능한 한 빈틈 없이 나열하는 것이 바람직하다.

각 마이크로렌즈의 평면 형상은 통상 원형이지만, 집광량을 올리기 위하여 OLED의 종횡의 피치에 맞춘 정방형 또는 장방형이어도 좋다.

각 마이크로렌즈의 초점 거리(이하 f2라고 한다)는 OLED의 피치(D)의 약 0.5배 이상 2배 이하가 바람직하다.

마이크로렌즈와 OLED의 거리(이하 s2라고 한다)는 마이크로렌즈의 초점 거리(f2)의 약 0.5배 이상 2배 이하가 바람직하다.

각 마이크로렌즈의 단면 형상은 대략 포물선이 바람직하다.

이상의 여러 파라미터의 구체적인 것은 굴절 광을 유기 EL 소자면에 직각인 방향으로 최대 집광할 수 있도록 발광의 통과 매체에서의 감쇄, 마이크로렌즈의 각종 수차에 따른 왜곡, 인접 OLED의 발광에의 간섭 등을 고려하여 결정된다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 유기 EL 소자의 보호막은, 청구항 11에 기재된 바와 같이, 폴리실라잔(PHPS)을 소성하여 얻어지는 실리카막과, 그 위에 적층된 규소 함유 유기 불소 고분자막을 포함하고, 상기 규소 함유 유기 불소 고분자막의 규소 함유 유기 불소 고분자는 퍼플루오로 탄화 수소부와 탄화 수소부와 규소 함유기로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 청구항 12에 기재된 바와 같이, 상기 퍼플루오로 탄화 수소부는 직쇄만 또는 측쇄 달린 퍼플루오로알칸 또는 퍼플루오로알켄으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 청구항 13에 기재된 바와 같이, 상기 퍼플루오로 탄화 수소부는 직쇄만 또는 측쇄 달린 것이며, 포화 결합만 또는 불포화 결합을 포함하는 퍼플루오로폴리에테르(퍼플루오로폴리옥타센)로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 청구항 14에 기재된 바와 같이, 상기 탄화 수소부는 포화 결합만 포함하고, 직쇄만 또는 측쇄 달린 것이며, 수소 원자 중 적어도 하나가 상기 규소 함유기로 치환되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 청구항 15에 기재된 바와 같이, 상기 수소 원자 중 단수 또는 복수 개가 할로겐에 의해 더 치환되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 청구항 16에 기재된 바와 같이, 상기 규소 함유기는, 하나 또는 복수 개의 직쇄 규소로 이루어지는 실란에 있어서 하나 또는 복수 개의 수소 원자가 알콕실기 또는 할로겐에 의해 치환되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 유기 EL 소자의 보호막의 제조 방법은, 청구항 17에 기재된 바와 같이, 폴리실라잔(PHPS)을 시클로헥산 용매로 희석하고, 소정의 금속 촉매를 첨가한 폴리실라잔 용액을 얻는 단계와, 상기 폴리실라잔 용액을 유기 EL 소자의 ITO막 위에 도포하는 단계와, 20℃ 이상 100℃ 이하의 소정의 온도와 소정의 습도에서 소정의 시간동안 가습 건조하여 실리카막을 형성하는 단계와, 퍼플루오로 탄화 수소부와 탄화 수소부와 규소 함유기로 이루어지는 규소 함유 유기 불소계 고분자를 퍼플루오로헥산으로 희석하여 상기 규소 함유 유기 불소계 고분자의 용액을 얻는 단계와, 상기 규소 함유 유기 불소계 고분자 용액을 상기 실리카막 위에 도포하는 단계와, 20℃ 이상 100℃ 이하의 소정의 온도와 소정의 습도에서 소정의 시간동안 가습 건조하여 상기 규소 함유 유기 불소계 고분자를 실리카의 규소 원자와 분자 레벨로 결합시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 유기 EL 소자는 안정적이고 저렴하게 제조할 수 있는 실리콘 수지로 이루어지는 마이크로렌즈 어레이를 구비하고 있으므로, 발광면에 직각인 방향의 휘도를 높여 유기 EL층의 열화를 초래하는 소비 전력의 증가를 억제할 수 있다.

또한 본 발명에 따른 유기 EL 소자는 캡과 마이크로렌즈 어레이가 일체로 형성되므로, 더욱 안정적이고 저렴하게 제조할 수 있다.

또한 본 발명에 따른 유기 EL 소자는, 실리콘 수지로 이루어지는 캡과 기판을 접착함에 있어, 기판에 프라이머 처리를 함으로써 견고한 봉지 접착을 할 수 있으므로 더욱 안정적이고 저렴하게 제조할 수 있다.

또한 본 발명에 따른 유기 EL 소자는, 캡과 기판의 접착과 동시에, 저온에서 경화(cure)될 수 있는 실리콘 수지에 의해 봉지되어 보호되므로, 열화가 없고, 안정적이고 저렴하게 제조할 수 있다.

본 발명에 따른 유기 EL 소자는 기판에 구비한 광 반사면에 의해 OLED의 양면으로부터의 발광을 외부로 편면(한쪽 면) 발사할 수 있으므로, 발광량, 따라서 발광량/소비 전력의 비를 대략 배증시킬 수 있고, 유기 EL층의 열화를 초래하는 소비 전력의 증가를 억제할 수 있다.

또한 본 발명에 따른 유기 EL 소자는 특히 기판으로서 마그네슘 등의 금속 기판을 이용하여 광 반사면을 일체 성형에 의해 안정적이고 저렴하게 제조할 수 있다.

또한 본 발명에 따른 유기 EL 소자는 제1 투명 전극막 측에 구비한 광 반사면 및/또는 제2 전극막 측, 즉 캡 측에 구비한 마이크로렌즈와 조합함으로써 유기 EL 소자면에 직각인 방향으로 최대 집광할 수 있으므로, 표시 장치로서의 유효 발광량/소비 전력의 비를 더 올릴 수 있다.

본 발명에 따른 유기 EL 소자의 보호막에 따르면, 치밀한 실리카막과 상기 실리카막에 분자 레벨로 강고하게 결합된 규소 함유 유기 불소 고분자막의 2층으로 이루어지는 발수성, 발유성이 풍부한 보호막을 제공할 수 있고, 수분, 산소, 고온,그리고 물리적 타격에 관하여 제조 공정 중 및 제조 후의 보관 또는 사용 중 내내 취약한 유기 EL 소자(OLED 및 그 구동 회로)를 보호할 수 있고, 특히 탑 에미션형 유기 EL 소자를 고신뢰도로 경제적으로 제공할 수 있다.

또한 본 발명에 따른 유기 EL 소자의 보호막의 제조 방법에 따르면, 수분, 산소, 고온, 그리고 물리적 타격에 대하여 취약한 유기 EL 소자(OLED 및 그 구동 회로)가 물리적 또는 화학적으로 데미지를 받지 않고, 치밀한 실리카막과 상기 실리카막에 분자 레벨로 강고하게 결합된 규소 함유 유기 불소 고분자막의 2층으로 이루어지는 발수성, 발유성이 풍부한 보호막을 형성하는, 고신뢰도이고 경제적인 제조 방법을 제공할 수 있다.

도 1(A), (B), (C)는 각각 실시예 1, 2, 3에서의 유기 EL 소자를 도시한 단면 모식도이다.

도 2(A), (B), (C)는 각각 실시예 4, 5, 6에서의 유기 EL 소자를 도시한 단면 모식도이다.

도 3은 실시예 7에서의 유기 EL 소자를 도시한 단면 모식도이다.

도 4는 실시예 8에서의 유기 EL 소자의 구조를 도시한 단면 모식도이다.

도 5는 실시예 9에서의 유기 EL 소자의 구조를 도시한 단면 모식도이다.

도 6은 실시예 10에서의 유기 EL 소자의 구조를 도시한 단면 모식도이다.

도 7은 실시예 11에서의 유기 EL 소자의 구조를 도시한 단면 모식도이다.

도 8은 실시예 8에서의 유기 EL 소자의 광학적 등가 단면도이다.

도 9는 실시예 8에서의 유기 EL 소자의 발광량의 분포도이다.

도 10은 실시예 9에서의 유기 EL 소자의 광학적 등가 단면도이다.

도 11은 실시예 9에서의 유기 EL 소자의 발광량의 분포도이다.

도 12는 실시예 10에서의 유기 EL 소자의 광학적 등가 단면도이다.

도 13은 실시예 10에서의 유기 EL 소자의 발광량의 분포도이다.

도 14는 본 발명의 실시예 12∼15에 따른 유기 EL 소자의 단면 모식도이다.

도 15는 실시예 12에서의 유기 EL층 소자의 보호막의 분자 구조를 도시한 모식도이다.

도 16은 실시예 13에서의 유기 EL층 소자의 보호막의 분자 구조를 도시한 모식도이다.

도 17은 본 발명의 실시예 12∼15에 따른 규소 함유 유기 함불소계 고분자의 다양한 태양을 도시한 분자 구조 모식도이다.

도 18은 실시예 15에서의 유기 EL층의 보호막의 형성 순서를 도시한 흐름도이다.

<부호의 설명>

11, 12, 13, 14, 15, 16 : 광선 21, 22, 23, 24, 25, 26 : 광선

51, 52, 53, 54, 55, 56 : 광선 61, 62, 63, 64, 65, 66 : 광선

71, 76 : 광선 100 : 캡

102 : 캡의 하면 110 : 마이크로렌즈 어레이

115 : 마이크로렌즈 105 : 캡의 다리부

120 : 접착부 130 : 충전부

200 : 기판 201 : 금속 기판(마그네슘 기판)

205 : 경계(광 반사면) 215 : 투명층

210, 225 : 절연막

220 : 폴리실리콘층 또는 아모르포스(비정질) 실리콘층(TFT층)

230 : 화소 구동 유닛(TFT 트랜지스터 회로)

231 : 소스 233 : 소스 배선

235 : 드레인 237 : 게이트 절연막

239 : 게이트 배선 240 : 음극용 전극(제1 전극)

250R, 250G, 250B : 유기 EL층 260 : 투명 전극막(제2 전극)

270 : 보호막 300, 301, 302 : 유기 EL층

305 : 거울상 310 : 제1 투명 전극막(드레인 배선)

320 : 제2 투명 전극막 322 : Mg-Ag층

401 : 경계

410 : 폴리실라잔을 소성하여 얻어지는 실리카막

420 : 규소 함유 유기 불소계 고분자막

430, 440, 450 : 규소 함유 유기 불소계 고분자의 주요부

432 : 퍼플루오로알칸부 434, 454 : 탄화 수소부

439, 459 : 규소 함유기 442 : 퍼플루오로폴리옥세탄부

490, 490a, 490b : 오염

이하, 본 발명에 따른 실시 형태를 탑 에미션형이면서 액티브 매트릭스 구동형인 경우에 대하여 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.

본 발명은 바텀 에미션형 또는 패시브 매트릭스 구동형의 경우에 대해서도 적당히 변형한다면 적용할 수 있다.

도 1(A), (B), (C)는 각각 실시예 1, 2, 3에서의 유기 EL 소자를 도시한 단면 모식도, 도 2(A), (B), (C)는 각각 실시예 4, 5, 6에서의 유기 EL 소자를 도시한 단면 모식도, 도 3은 실시예 7에서의 유기 EL 소자를 도시한 단면 모식도이다.

실시예 1

도 1(A)를 참조하면, 본 발명에 따른 유기 EL 소자를 도시한 단면 모식도로서, 유기 EL 소자 본체는 기판(200) 상에 형성되어, 예를 들어 유리로 된 투명한 캡(100)으로 덮이고, 캡의 주변부에 있어서 하방으로 연신된 다리부(105)가 접착부(120)를 통하여 기판(200)에 접착됨으로써 봉지되어 외계로부터 차단된다.

유기 EL 소자 본체는 패널 하나만큼의 유기 EL 발광 다이오드(OLED)와 대응하는 화소 구동 유닛(230)으로 이루어지며, 기판(200)의 윗 표면에 예를 들어 폴리실리콘층 또는 아모르포스 실리콘층(220)을 퇴적하여 화소 구동 유닛(230)이 형성된다.

개개의 화소 구동 유닛(230)은 원리적으로는 하나의 TFT 트랜지스터로 이루어지며, 그 게이트와 소스는 각각 행 및 열을 이루는 구동 배선(도시 생략)에 접속되고, 그 드레인은(필요하다면 도전성 금속층을 통하여) OLED의 음극용 전극(240)에 접속된다.

개개의 OLED는 상기 음극용 전극(240)과 공통인 투명 전극막(260)과, 두 전극에 끼워진 3원색에 대응하는 유기 EL층(250R, 250G 또는 250B)으로 이루어지고, 투명 전극막(260) 상에는 보호막(270)이 형성되어 있다.

이와 같이 하여 유기 EL 소자 본체가 형성된다.

상기 봉지 완성 후에, 유기 EL 소자 본체의 화소 구동 유닛에 시간과 함께 변화되는 소정의 신호 전압이 주어지면, OLED는 신호 전압에 대응하여 변화되는 광량을 갖는 3원색 광을 발광한다.

3원색 광은 각각 투명 전극막(260), 보호막(270), 투명한 캡(100)을 거쳐 상방으로부터 외부로 발광되고, 각 화소는 원하는 색조를 나타내어 표시 장치로서의 기능을 하게 된다.

그런데 본 발명에 따르면, 캡(100)의 내면에 실리콘 수지로 이루어지는 마이크로렌즈 어레이(110)가 접착되어 구비되며, 개개의 마이크로렌즈(115)는 볼록 렌즈의 형상을 이루어 OLED의 상면에 대향해 있다.

개개의 OLED의 발광 강도는 전술한 바와 같이 발광 각도에 의존하며, 도 1(A)에서 수직 상방을 최대로 하여 수직 상방으로부터의 각도를 θ에 대하여 cosθ에 비례시키고 있다.

따라서, 마이크로렌즈(115)는 OLED로부터의 발광을 수직 상방 방향을 향하여 집광시킨다.

도 1(A)에서는 마이크로렌즈(115)의 사이즈, 피치는 유기 EL층(250R, 250G, 250B), 따라서 OLED 하나의 사이즈, 피치에 맞추어져 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

결국, 마이크로렌즈(115)의 사이즈, 피치는 최근의 고정밀 표시의 경우 화소의 사이즈, 피치에 맞출 필요가 있으며, μm(마이크론)급이다.

본 발명은 이러한 마이크론급의 정밀 가공이 최근의 기술의 진보에 의해 비로소 실용화의 목표가 섰다는 사실에 기초한 것이며, 예를 들어 비 특허 문헌 3에는 소재로서 실리콘 수지, 그 중에서도 그 일종 PDMS(Poly-Di-Methyl-Siloxane)를 적용하면, 기판의 휨에 대한 순응성이 양호하고, 화학적으로 불활성이며, 등방, 등 질, 투명하고, 엘라스토머로서의 내구성이 높고, 플라즈마 처리와 이에 계속되는 화학적 처리에 의해 제어 가능한 표면 상태를 형성할 수 있다는 것이 기술되어 있다.

비 특허 문헌 3 : Y Xia et al: Soft Lithography, Angew. Chem. Int. Ed. 1998, 37, pp550-575.

따라서, 이 PDMS재를 사용하면, 예를 들어 실리콘으로 만든 마이크론급의 모형으로부터, 예를 들어 엠보싱 가공에 의해 원하는 마이크로렌즈 어레이가 이형성 좋게 저렴하게 얻어진다.

실리콘의 최첨단 가공 기술은 0.1 마이크론급이며, 상기 마이크론급의 모형이 저렴하게 얻어진다.

한편, 마이크로렌즈(115)의 돌출단과 OLED의 상면 보호막(270)과의 거리는 집광 효율을 올리기 위해서는 가능한 한 작은 것이 바람직하지만, 기판(200)이나 캡(100)의 휨 등이 있어도 마이크로렌즈의 일부가 보호막에 짓눌려져 변형되지 않을 정도의 값으로 설정된다.

실시예 2

도 1(B)를 참조하면, 본 발명에 따른 유기 EL 소자를 도시한 단면 모식도로서, 상기 실시예 1과의 차이는 마이크로렌즈 어레이(110)가 캡(100)의 내면이 아니라 외면에 구비되어 있다는 것이다.

이와 같이 하면, 유기 EL층이 캡에 의해 봉지되어 마이크로렌즈 어레이로부터 이격되어 있으므로, 만일 마이크로렌즈 어레이에 물, 산소 등이 약간 부착되어 있어도 유기 EL층을 손상시킬 우려가 없다.

실시예 3

도 1(C)를 참조하면, 본 발명에 따른 유기 EL 소자를 도시한 단면 모식도로서, 상기 실시예 1, 2와의 차이는 마이크로렌즈 어레이(110)가 캡(100)의 내면 또는 외면이 아니라 OLED의 투명 전극막(260)의 위쪽 표면 측에 보호막(270)을 통하여 접착되어 구비되어 있다는 것이다.

이와 같이 하면, 마이크로렌즈(115)에 의한 집광을 가장 효율적으로 행할 수 있는 데다가, 마이크로렌즈 어레이(110)가 OLED를 가장 효과적으로 보호한다.

실시예 4

도 2(A)를 참조하면, 본 발명에 따른 유기 EL 소자를 도시한 단면 모식도로서, 상기 실시예 1∼3과의 차이는 실리콘 수지로 이루어지는 캡(100)의 내면에 마이크로렌즈(115)가 캡(100)과 일체로 형성되어 있다는 점, 즉 실리콘 수지로부터 마이크로렌즈(115)와 캡(100)을 일체로 성형하여 얻고 있다는 점이다.

따라서 상기 실시예 1과 동일하게 실리콘 수지인 PDMS재를 사용하면, 예를 들어 실리콘으로 만든 마이크론급의 모형으로부터, 예를 들어 엠보싱 가공에 의해 원하는 마이크로렌즈 어레이와 캡을 일체로 한 것이 이형성 좋게 저렴하게 얻어진다.

실리콘 수지 PDMS는 상기한 바와 같이 투명하므로 OLED의 발광을 외부에 통과시키는 한편, 화학적으로 불활성이므로 내부의 OLED를 보호하고, 또한 기판의 휨에 대한 순응성이 있어 캡으로서 이상적인 성능을 구비한다.

더욱이, 일반적으로 실리콘 수지의 표면의 Si 원자의 댕글링 본드는 예를 들어 산소 플라즈마 처리에 의해 OH기와 안정적으로 결합된 상태로 해 둘 수 있다.

기판(200)과 캡(100)의 다리부(105)와의 접착 및 봉지에 있어서는 미리 기판(200)의 접착면(접착부(120))을 프라이머 처리해 두면, 캡(100)의 상기 OH기가 탈수 반응에 의해 제거되어 실리콘 수지의 표면의 Si 원자가 접착부(120)의 분자와 화학적으로 결합되어 강고한 접착 및 봉지가 얻어진다.

실시예 5

도 2(B)를 참조하면, 마이크로렌즈의 사이즈 및 피치가 상기 실시예 4에서는 유기 EL층(250R, 250G, 250B), 따라서 OLED의 사이즈 및 피치와 일대일로 대응해 있는 데 반해, 본 실시예에서는 1대 2로 대응해 있다.

실시예 6

또한 도 2(C)를 참조하면, 마이크로렌즈의 사이즈 및 피치가 OLED의 사이즈, 피치와 2대 1로 대응해 있다.

마이크로렌즈는 일반적으로 작은 사이즈일수록 짧은 초점 거리인 것이 얻어지는데, 수차 왜곡이 심해지므로 OLED의 사이즈 및 피치, OLED의 상면과 마이크로렌즈와의 거리와 그 불균일 등을 고려하여 패널 전면에서 안정적인 집광율이 얻어지도록 마이크로렌즈의 사이즈 및 피치를 결정하여야 한다.

이는 다른 실시예인 상기 실시예 1, 2, 3 및 하기 실시예 7에 대해서도 당연 성립한다.

실시예 7

도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 유기 EL 소자를 도시한 단면 모식도로서, 마이크로렌즈(115)를 내면에 구비한, 예를 들어 유리로 된 투명한 캡(100)이 OLED를 탑재한 기판(200)의 상면 전체를 덮고, 쌍방 간의 공극은 캡(100)의 다리부(105)와 기판(200)의 접착부(120)를 포함하여 실리콘 수지(PDMS)로 충전되어 충전부(130)가 된다.

이와 같이 하면, 한 번의 공정으로 PDMS가 OLED를 효과적으로 보호함과 아울러, 동시에 기판(200)과 캡(100)을 접착부(120)로 효과적으로 접착할 수 있고, PDMS는 예를 들어 실온에서 48시간, 65℃에서 4시간 정도의 저온에서 경화될 수 있으므로 유기 EL층에 데미지를 주지 않는다.

기판(200)과 캡(100)의 다리부(105)와의 접착, 봉지에 있어서는 미리 기판의 접착면과 다리부의 접착면을 미리 프라이머 처리해 두면, 접착부(120)에 충전된 실리콘 수지의 표면의 상기 OH기가 탈수 반응에 의해 제거되어 실리콘 수지의 표면의 Si 원자가 기판, 캡의 접착 표면의 분자와 화학적으로 결합되어 강고한 접착, 봉지가 얻어진다.

또한 도 4, 도 5, 도 6, 도 7은 각각 실시예 8, 9, 10, 11에서의 유기 EL 소자의 구조를 도시한 단면 모식도, 도 8, 도 10, 도 12는 각각 실시예 8, 9, 10에서의 유기 EL 소자의 광학적 등가 단면도, 도 9, 도 11, 도 13은 각각 실시예 8, 9, 10에서의 유기 EL 소자의 발광량의 분포도이다.

실시예 8

유기 EL 소자 본체는 금속 기판, 예를 들어 마그네슘 기판(201) 상에 형성되어 예를 들어 유리로 된 투명한 캡(100)에 덮이고, 캡의 주변부에 있어서 하방으로 연신된 다리부(도시 생략)가 기판의 대응하는 주변부에 접착됨으로써 봉지되어 외계로부터 차단된다.

유기 EL 소자 본체는 예를 들어 패널 하나만큼에 해당하는 복수의 유기 EL 발광 다이오드(OLED)와 대응하는 화소 구동 유닛으로 이루어지며, 기판(201)의 윗 표면에 형성된 절연막(210) 상에 예를 들어 폴리실리콘층 또는 아모르포스 실리콘층(220)을 퇴적하고, 그 속에 화소 구동 유닛이 형성된다.

개개의 화소 구동 유닛은 원리적으로는 하나의 TFT 트랜지스터이며, 소스(231), 게이트 절연막(237), 드레인(235)과, 소스 배선(233), 게이트 배선(239), 드레인 배선(310)으로 이루어진다.

소스 배선(233)과 게이트 배선(239)은 각각 행, 열을 이루고 있으며, 화소 구동 유닛 어레이의 주변부에 설치한 행, 열 구동 회로에 의해 구동되고, 선택 전위가 주어진 게이트 배선에 연결되는 화소 구동 유닛의 드레인의 전위는 각각의 소스 배선에 주어진 화소 신호 전위와 같아지고, 이와 같이 하여 각 화소 구동 유닛의 드레인 배선에는 임의의 신호 전위가 차례대로 주어진다.

드레인 배선(310)은 필요한 경우 적당한 배리어 금속층을 통하여 드레인(235)에 접속된다.

폴리실리콘(아모르포스 실리콘)층의 상면 중 인접하는 화소 구동 유닛 사이의 영역은 질화 산화 실리콘계의 절연막(225)으로 덮여져 있으며, 드레인 배 선(310)은 그 위에 연신되어 OLED의 제1 투명 전극막이 된다.

개개의 OLED는 제1 투명 전극막(310)과, 공통의 제2 투명 전극막(320)과, 두 전극막에 끼워진 유기 EL층(300)으로 이루어지며, 통상적으로 3개의 인접하는 유기 EL층(301, 300, 302)이 3원색(R, G, B)에 대응한다.

한편 제2 투명 전극막과 유기 EL층(300) 사이에는 전자 주입 효율을 올리기 위하여 낮은 일함수의 합금, 예를 들어 Mg-Ag층(322)을 개재시킨다.

Mg-Ag층의 두께는 투명성을 손상시키지 않도록 얇게, 예를 들어 10nm 정도로 한다.

또한 제2 투명 전극막(320) 상에는 보호막(도시 생략)을 형성한다.

이와 같이 하여 유기 EL 소자 본체가 형성된다.

여기서 본 유기 EL 소자의 발광부에 관계되는 각 막, 층의 전형적 막압(두께)을 열거하면, 기판 절연막(210): 10nm, 폴리실리콘(아모르포스 실리콘)층(220)(절연막(225)을 포함함): 500nm, 제1 투명 전극막(310): 100nm, 유기 EL층(300): 60nm, Mg-Ag층: 10nm, 제2 투명 전극막(320): 40nm이다.

상기한 캡에 의한 봉지 완성 후에, 유기 EL 소자 본체의 화소 구동 유닛의 행, 열 배선에 시간과 함께 변화되는 소정의 신호 전압이 주어지면, 각 유기 EL층(300)은 신호 전압에 대응하여 변화되는 광량을 갖는 3원색 광 중 어느 하나를 발광한다.

3원색 광은 각각 Mg-Ag막(322), 제2 투명 전극막(320), 보호막, 투명한 캡(100)을 거쳐 상방으로부터 외부로 발광되고, 각 화소는 원하는 색조를 나타내어 표시 장치로서의 기능을 하게 된다.

유기 EL 소자의 휘도를 결정하는 것은 신호 전압이 최대인 경우의 OLED의 발광량이며, 이하에 있어서 "발광량"은 이 경우에 한정한다.

그런데 유기 EL층의 발광량은 상기한 바와 같이 도 1에 있어서 상하 방향에서 최대가 되고, 수평 방향에서 제로가 되며, 상 방향을 기선(기준선)으로 하여 잰 각도(θ)에 대하여 cosθ 분포를 이룬다.

따라서, 본 실시예의 경우, 도 4에서 하 방향, 즉 90°≤θ≤180°의 범위의 발광은 제1 투명 전극막(310), 폴리실리콘(아모르포스 실리콘)층(220), 절연층(210)을 투과하여 절연층(210)과 기판(201)의 모체 금속의 경계(205)에 이르고, 광은 금속 기판(201) 내를 투과할 수 없으므로 반사된다.

즉, 경계(205)가 광 반사면으로서 기능하고, 반사된 광은 마치 유기 EL층(300)의 거울상(305)(2점 쇄선으로 나타낸다)으로부터의 발광과 같이 상방을 향한다(이하, 광 반사면도 "205"로 나타낸다).

도 4에 있어서, 직접광과 반사광의 광선의 예를 각각 11 및 16과, 61 및 66으로 도시하였다.

다음, 직접광과 반사광의 합계 강도의 분포를 근사적으로 개산(어림셈)한다.

도 8은 본 실시예에서의 유기 EL 소자의 광학적 등가 단면도이다.

유기 EL층(300)의 평면 방향의 치수(d)와 피치(D) 및 캡의 하면(102)과의 간격(s1)이 0.1mm∼1mm인 데 반해, 유기 EL층과 광 반사면(205)의 간격은 상기한 전형적 두께의 경우에서도 고작해야 700nm, 즉 1μm(마이크론) 미만이므로, 유기 EL 층, 광 반사면, 거울상(305)은 밀착되어 모두 캡 하면으로부터 s1의 거리에 있다고 간주한다.

본 도면에서는 s1=D=2×d로 되어 있다.

따라서, 유기 EL층(300)으로부터의 발광은 상방으로의 직접광과 하방으로부터의 반사광이 중첩되어 있으며, 유기 EL층의 본 도면에서의 좌단, 중앙, 우단의 각각으로부터 좌우 π/2(=45°)로의 발광 광선(11과 12, 13과 14, 15와 16)으로 대표하여 나타낸다.

도 9는 본 실시예에서의 유기 EL 소자의 발광량의 분포도이다.

유기 EL층(300)의 발광 강도(Y)(상대값)는 도면에서 수직 상방으로부터의 각도를 θ로 하여 파선으로 나타낸 바와 같이 cosθ인데, 하방 발광에 해당하는 마이너스값의 Y의 부분이 반사되어 상방 발광에 중첩되고, 총 발광 강도는 실선으로 나타낸 바와 같이 2×cosθ(-π/2≤θ≤π/2)가 되어, 반사가 없는 종래의 경우에 비교하여 배증될 수 있다.

실시예 9

상기 실시예 8과 비교하면, 금속 기판(201)에 대하여 미리 도면에서 상면에 오목부의 어레이를 형성해 두고, 동일하게 표면을 산화하여 절연막(210)을 형성하면, 오목면 거울로서 기능하는 광 반사면(205)이 얻어진다.

이러한 금속 기판(201) 상에 투명층(215)을 형성하여 상면을 평탄화한 후, 상기 실시예 8과 동일하게 폴리실리콘층 또는 아모르포스 실리콘층(220) 이후의 각 층을 형성한다.

본 실시예와 같이 액티브 매트릭스 구동형의 경우에는, 폴리실리콘층 또는 아모르포스 실리콘층(220)과 그 속에 TFT 트랜지스터를 형성하는 프로세스에 있어서 고온을 요하는 경우가 있으므로, 투명층(215)의 소재로는 예를 들어 저 융점 유리를 적용한다.

패시브 매트릭스 구동형의 경우로서 후속 프로세스에 고온을 요하지 않는 경우에는, 투명층(215)의 소재로는 예를 들어 실리콘 수지, 그 중에서도 그 일종 PDMS(Poly-Di-Methyl-Siloxane)을 적용할 수 있다.

PDMS는 기판의 휨에 대한 순응성이 양호하고, 화학적으로 불활성이고, 등방, 등질, 투명한 데다가, 엘라스토머로서의 내구성이 높고, 플라즈마 처리와 이에 계속되는 화학적 처리에 의해 제어 가능한 표면 상태를 형성할 수 있으므로, 제1 투명 전극막 등과 밀착되며, 게다가 온도 계수의 차이로 인한 스트레스를 흡수할 수 있다.

다음, 본 실시예에서의 총 발광 강도의 분포를 개산한다.

상방으로의 직접 발광을 상기 실시예 1의 경우와 같이 광선(11∼16)으로 나타내었다.

한편, 하방으로의 발광은 오목면 거울에 의해 반사되는데, 본 실시예의 경우, 오목면 거울 어레이를 이루는 광 반사면(205)과 유기 EL층(300)과의 간격(s2)은 오목면 거울의 초점 거리(f1)와 같게 하였으므로, 유기 EL층 상의 각 점 광원마 다 평행한 반사광이 된다.

일반적으로는 투명층(215)의 굴절율이 1보다 크므로, 투명층(215)은 하방 발광과 반사광의 각각에 대하여 볼록 렌즈로서 기능하므로, 정확하게는 f1은 오목면 거울 단독의 초점 거리가 아니라, 오목면 거울과 투명층(215)에 의한 2개의 볼록 렌즈와의 합성계의 초점 거리이다.

또한 광 반사면은 엄밀하게는 오목면 거울의 오목면을 따라 변화하는데(광 반사면(205)의 도면에서 하방의 원호형 파선), 여기서는 간단하기 때문에 평면으로 대표한다.

한편, 오목면 거울의 직경은 본 실시예에서는 유기 EL층의 피치(D)와 같게 되어 있다.

즉, 도면에서 유기 EL층의 좌단, 중앙, 우단으로부터 하방으로 발사된 광선 중 51과 52 사이(φ4), 53과 54 사이(φ5), 55와 56 사이(φ6)의 범위의 광선은 반사되어 각각 평행한 광선(61과 62, 63과 64, 65와 66) 사이의 광선이 된다.

도 11은 본 실시예에서의 유기 EL 소자의 발광량의 분포도이다.

상방 발광의 강도 분포는 파선으로 나타낸 cosθ(-π/2≤θ≤π/2)를 따르는데, 하방 발광은 상기 φ4∼φ6의 범위, 즉 약 0.1π≤θ≤약 π/4의 부분의 일부 또는 전부가 반사광에서는 0≤θ≤0.1π에 집중하게 된다.

이 결과, 총 발광 강도는 실선으로 나타낸 바와 같이 약 -0.1π∼+0.1π에 집중하고, 그 피크값은 θ=0이고, 약 2.8이 되어, 반사가 없는 종래의 경우에 비교하여 3배증에 가까워져, 상기 실시예 8의 경우의 약 2.0과 비교하여도 더욱 개선된 다.

이와 같이 하여 유기 EL 표시 장치를 정면에서 본 경우(θ∼0)의 발광 강도/소비 전력 비를 개선할 수 있다.

실시예 10

상기 실시예 8에 대하여 예를 들어 도 6에 도시한 바와 같이 캡(100)의 하면(102)에 유기 EL층에 대향하는 볼록면의 마이크로렌즈(115)를 더 설치한다.

유기 EL층으로부터의 상방 발광 광선(11, 16)은 마이크로렌즈에 의해 굴절되어 외부 광선(21, 26)이 된다.

한편, 하방 발광 광선은 광 반사면(205)에서 반사되어 반사 광선(61, 66)이 되고, 마이크로렌즈에 의해 굴절되어 외부 광선(71, 76)이 된다.

마이크로렌즈 어레이의 소재로는, 예를 들어 실리콘 수지, 그 중에서도 그 일종 PDMS(Poly-Di-Methyl-Siloxane)를 적용하면 캡의 휨에 대한 순응성이 양호하고, 화학적으로 불활성이며, 등방, 등질, 투명한 데다가, 엘라스토머로서의 내구성이 높으므로, 온도 계수의 차이에 의한 스트레스를 흡수할 수 있다.

다음, 본 실시예에서의 총 발광 강도의 분포를 개산한다.

(마이크로렌즈(115)의 양면 또는 한쪽 면은 엄밀하게는 소정의 곡률을 가지고 변화되는데(마이크로렌즈(115)의 도면에서 하방의 원호형 파선), 여기서는 간단하기 때문에 평면으로 대표한다.

또한 유기 EL층(300)과 마이크로렌즈(115)와의 거리(s1)는 본 실시예에서는 마이크로렌즈의 초점 거리(f2)와 같게 되어 있다.)

따라서, 도면에서 유기 EL층의 좌단, 중앙, 우단으로부터 상방으로 발사된 광선과, 하방으로 발사되어 광 반사면(205)에서 반사된 광선은 중첩되고, 그 중 11과 12 사이(φ1), 13과 14 사이(φ2), 15와 16 사이(φ3)의 범위의 광선은 반사되어 각각 평행한 광선(21과 22, 23과 24, 25와 26) 사이의 평행한 광선이 된다.

도 13은 본 실시예에서의 유기 EL 소자의 발광량의 분포도이다.

본 실시예의 경우, 상방, 하방 발광은 중첩되어 cosθ(-π/2≤θ≤π/2) 분포 중 상기 φ1∼φ3의 범위, 즉 약 0.1π≤θ≤약 π/4의 부분의 일부 또는 전부가 외부로의 발사광에서는 0≤θ≤0.1π에 집중하게 된다.

이 결과, 총 발광 강도는 실선으로 나타낸 바와 같이 약 -0.1π∼+0.1π에 집중하고, 그 피크값은 θ=0이고, 약 3.6이 되어, 반사가 없는 종래의 경우에 비교하여 4배증에 가까워져, 상기 실시예 8의 경우의 약 2.0과 비교하여도 더욱 개선된다.

실시예 11

그와 함께, 예를 들어 캡(100)의 하면(102)에 유기 EL층에 대향하는 볼록면 의 마이크로렌즈(115)를 더 설치한다.

유기 EL층으로부터의 상방 발광 광선(11, 16)은 마이크로렌즈(115)에 의해 굴절되어 외부 광선(21, 26)이 된다.

한편, 하방 발광 광선(51, 56)은 오목면 거울 형태의 광 반사면(205)에서 반사되어 반사 광선(61, 66)이 되고, 마이크로렌즈(115)에 의해 굴절되어 외부 광선(71, 76)이 된다.

즉, 상방 발광 광선은 마이크로렌즈에 의해 한 번 집광되고, 하방 발광 광선은 마이크로렌즈와 오목면 거울에 의해 두 번 집광되므로 마이크로렌즈와 오목면 거울의 위치, 사이즈, 초점 거리를 적절하게 선택함으로써 더욱 집광 효율을 올릴 수 있다.

또한 도 14는 실시예 12∼15에 따른 유기 EL 소자의 단면 모식도, 도 15는 실시예 12에서의 유기 EL층 소자의 보호막의 분자 구조를 도시한 모식도, 도 16은 실시예 13에서의 유기 EL층 소자의 보호막의 분자 구조를 도시한 모식도, 도 17은 실시예 12∼15에 따른 규소 함유 유기 불소계 고분자의 다양한 태양을 도시한 분자 구조 모식도, 그리고 도 18은 실시예 15에서의 유기 EL층의 보호막의 형성 순서를 도시한 흐름도이다.

실시예 12

도 14를 참조하면, 본 발명에 따른 탑 에미션형의 유기 EL 소자의 단면 모식도로서, 기판(200) 상에 TFT층(220)이 형성되고, TFT층(220) 내에는 복수 개의 TFT 트랜지스터 회로(230)와 이들을 선택적으로 구동하기 위한 도시하지 않은 행, 열 배선이 형성된다.

TFT 트랜지스터 회로(230)의 출력은 제1 전극(240)에 접속되어 있으며, 제1 전극(240) 상에 유기 EL층(250R, 250G 또는 250B)이 형성되고, 그들 위에 ITO 투명막으로 이루어지는 제2 전극(260)이 더 형성되어, 제1 전극, 유기 EL층, 제2 전극의 3자에 의해 유기 전계 발광 다이오드(이하 OLED라고 한다)가 구성된다.

통상, 제2 전극에 기준 전위(접지 전위)를 주고, 선택된 행 배선에 선택 전압을 주면, 선택된 행 배선에 접속된 TFT 트랜지스터 회로가 모두 활성화되고, 열 배선에 준 전압 또는 그에 대응하는 전압이 제1 전극에 인가되고, 유기 EL 소자는 인가된 전압에 따른 광 세기로 발광한다. 컬러 표시의 경우에는 적, 녹, 청의 유기 EL층의 세트(250R, 250G, 250B)를 포함하는 OLED가 선택된다.

여기까지 설명한 유기 EL 소자의 행, 열 배선 및 그 구동 회로, TFT 트랜지스터 회로, 제1 전극, 유기 EL층, 제2 전극의 각각에 관한 구조와 작용에 대해서는 더 이상의 상세한 설명을 생략한다.

제2 전극 상에는 본 발명에 따른 보호막이 형성되어 있으며, 폴리실라잔을 소성하여 얻어지는 실리카막(410)과 규소 함유 유기 불소계 고분자막(420)으로 이루어진다.

도 15를 참조하면, 본 발명의 실시예 12에서의 유기 EL층 소자의 보호막의 분자 구조를 도시한 모식도이다.

도면에 있어서, 보호막은 폴리실라잔을 소성하여 얻어지는 실리카막(410)과 규소 함유 유기 불소계 고분자막(420)으로 이루어지고, 양자는 일점 쇄선(401)을 경계로 하여 분자적으로 결합되어 있다.

먼저, 폴리실라잔을 소성하여 얻어지는 실리카막에 대하여 설명한다.

폴리실라잔 PHPS(PerHydroPolySilazane)은 "-SiH₂-NH-"를 기본 유닛으로 하는 유기 용제에 가용인 무기 고분자(폴리머)인데, 유기 용제로 희석하여 도포한 후, 가습 건조하여 소성하면 탈 수소 및 탈 암모니아 반응 등의 결과 치밀한 고순도 실리카(SiO₂)막(410)이 된다.

실리카의 벌크는 "-Si-O-"를 기본 유닛으로 하는 다결정으로 이루어지는데, 다결정의 표면의 Si 원자는 통상 수산기 "-0H"로 종단되어 있다.

다음, 규소 함유 유기 불소계 고분자에 대하여 설명한다.

도 17을 참조하면, 규소 함유 유기 불소계 고분자의 다양한 태양을 도시한 분자 구조 모식도이다.

도 17(A)는 가장 기본적인 유기 불소계 고분자로서, 퍼플루오로알칸이라 불리며, 비환식 및 포화형 탄화 수소(알칸)의 수소 원자를 모두 불소 원자로 치환한 것이다.

퍼플루오로알칸은 구조가 단순하고, 발수성, 발유성이 풍부하나, 보호해야 할 유기 EL 소자와의 밀착성을 확보할 수 없다.

퍼플루오로알칸에 비 포화 결합을 도입하거나(퍼플루오로알켄), 또는/및 측쇄를 도입하여도 발수성, 발유성과 밀착성의 양립은 용이하지 않다.

도 17(B)는 규소 함유 유기 불소계 고분자의 일례로서, 퍼플루오로알칸 부(432)의 말단에 규소 함유기(439)를 도입, 결합한 것이다.

이 경우, 규소 함유기(439)는 트리메틸옥시실란기 "-Si(OCH₃)₃"로 이루어지며, 퍼플루오로알칸부(432)와는 탄화 수소부(434)를 통하여 결합되어 있다.

탄화 수소부(434)는 규소 함유기(439)를 퍼플루오로알칸부(432)에 결합하기 위하여 규소 함유기의 캐리어로서 도입된 것이며, 탄화 수소부의 분자량이 커지면 부수되는 수소 원자의 수가 늘어나 발수, 발유성을 해칠 우려가 있으므로 소 분자량(작은 분자량)인 것이 바람직한 경우가 있다. 그 경우에는 규소 원자 하나 당 탄소 수 2로 하고, 따라서 규소 함유기의 캐리어 분자로는 비닐 실란 유도체가 사용된다.

퍼플루오로알칸(432)과 탄화 수소부(434)를 통합하여 규소 함유 유기 불소계 고분자의 주요부(430)라고 명명한다.

여기서 다시 도 15를 참조하면, 상기 폴리실라잔을 소성하여 얻어지는 실리카막(410)의 상면에 도 17(B)에 도시한 규소 함유 유기 불소계 고분자로 이루어지는 막(420)을 형성한 것이다.

규소 함유 유기 불소계 고분자는 규소 함유기(439) 측에서 실리카의 표면의 수산기와 반응하고, 규소 함유기(439)의 규소 원자로부터 메틸옥시기가 떨어져나가 실리카(410)의 표면의 규소 원자 및 인접하는 규소 함유기의 규소 원자와 산소 원자를 통하여 결합하고, 규소 함유 유기 불소계 고분자의 모체(430)는 실리카 표면에 대하여 분자 레벨로 결합된다.

이와 같이 특히 폴리실라잔을 소성하여 얻어지는 고순도 실리카의 경우에는, 그 표면의 대부분이 수산기로 종단된 2산화 규소이므로, 그 이후부터 도포하여 소성한 규소 함유 유기 불소계 고분자는 규소 함유기 측에서 실리카와, 실리카 자신과 동일한 2산화 규소 결합에 의해 일체화되어, 분자 레벨에서의 강고한 밀착을 확보할 수 있다.

게다가, 규소 함유 유기 불소계 고분자의 주요부(430)는 그 대부분을 차지하는 퍼플루오로알칸이 강직하게 배향되기 쉬우므로, 상방에 정렬하고, 전체적으로 뛰어난 발수성, 발유성을 나타내므로 본 실시예에 따른 실리카막(410)과 규소 함유 유기 불소계 고분자막(420)으로 이루어지는 2층막은 유기 EL 소자에 대하여 우수한 보호막이 된다.

도 15로 돌아가면, 상기한 바와 같이 정렬한 규소 함유 유기 불소계 고분자의 상면에는 일반적으로는 발수성, 발유성에 의해 오염(490)이 잘 부착되지 않고, 만일 부착되어도 용이하게 배제할 수 있다.

그러나, 고순도 실리카에 있어서도 결정립계, 결정 결함 등에 의해 결정 부정합(불균일, 불일치)이 존재하고, 예를 들어 도 2의 중앙부에 도시한 바와 같이 거기서는 규소 함유 유기 불소계 고분자가 결합될 수 없어 정렬에 갭이 생기고, 그 갭에 오염(490)(수성 또는 유성 분자)이 침입하면, 특히 그 침입 부분(490a)은 물리적 화학적으로 완전히 제거할 수 없는 경우가 있어, OLED의 시간 경과에 따른 품질 열화를 초래할 우려가 있다.

실시예 13

도 16을 참조하면, 실시예 13에 있어서는 규소 함유 유기 불소계 고분자의 주요부(440)로서 유연성이 있는 분자 구조를 갖는 것을 도입한다.

구체적으로는, 도 17(C)에 도시한 바와 같이 유기 불소계 고분자로서 퍼플루오로폴리옥세탄을 적용하여 퍼플루오로옥세탄부(442)로 한다.

퍼플루오로옥세탄은 보다 일반적으로는 퍼플루오로(폴리)에테르라 불리며, 수 개(퍼플루오로폴리옥세탄의 경우에는 3개)의 "-CF₂-" 로 이루어지는 직쇄만 또는 측쇄를 갖는 퍼플루오로알칸이 산소 원자(O)를 통하여 결합(에테르 결합)된 것이다.

산소 원자에 의한 에테르 결합부가 복수 개소 존재하므로, 규소 함유 유기 불소계 고분자의 주요부(440)는 유연성이 풍부하고, 도 16의 중앙부에 도시한 바와 같이 실리카의 표면의 결정 부정합에 의한 갭이 존재하여도 갭의 주변의 규소 함유 유기 불소계 고분자의 주요부가 구부러지면서 갭을 메워 오염 분자(490)를 퉁기게 되므로, 상기 실시예 12에 비교하여 오염의 발수성, 발유성을 더욱 향상시킬 수 있다.

실시예 14

상기한 실시예 12, 13에 있어서는 퍼플루오로알칸, 퍼플루오로폴리옥세탄(퍼플루오로폴리에테르)으로 이루어지는 유기 불소계 고분자부, 탄화 수소부, 그리고 규소 함유기로서 전형적, 기본적인 경우만을 나타내었다.

본 발명에 따른 규소 함유 유기 불소계 고분자에 있어서, 유기 불소계 고분 자부에서의 측쇄 또는/및 불포화 결합의 도입, 탄화 수소부에서의 주쇄 탄소 수의 변경, 측쇄(側鎖)의 도입, 수식(修飾) 수소의 할로겐 또는 탄화 수소에 의한 치환 및 규소 함유기에서의 메틸옥시기의 수소, 탄화 수소, 수산기 또는 알콕시기에 의한 치환 등에 의해 다양한 유도체의 형성이 가능하며, 이들의 선택적 도입과 전체의 중합 분자량의 설정에 의해 대응하는 실리카 표면의 결정 부정(結晶不整)합 특성과 오염 물질의 특성에 매치된 높은 방오 특성을 구비하고, 게다가 도포, 소성을 하기 쉬워 생산성이 높은 보호막을 얻을 수 있다.

일례로서, 도 17(D)에 도시한 바와 같이, 실시예 13에 대하여 2탄소 원자 대신 4탄소 원자로 이루어지는 탄화 수소부(454)를 도입하고, 그 제1과 제3 탄소 원자에 트리메틸옥시실란을 결합한다.

본 실시예에서는 규소 함유 유기 불소계 고분자의 주요부(450)가 2개의 "-Si-O-" 결합에 의해 실리카 표면에 결합되므로, 분자 레벨에서의 밀착 강도가 더욱 향상되고, 주요부(450)의 근본에서의 배향 방향이 실리카면에 대하여 대략 병행(나란함)해지므로 실리카면의 결정 불균일이 더욱 효율적으로 피복되어 방오 특성이 더욱 향상된다.

실시예 15

도 18을 참조하면, 실시예 15로서 상기 실시예 12∼14에 공통되는 유기 EL층의 보호막의 형성 순서를 도시한 흐름도이다.

단계 S1에서는 폴리실라잔(PHPS)을 시클로헥산 용매로 희석하여 폴리실라잔(PHPS) 용액을 얻는다.

후속 단계 S3에서 비교적 저온에서의 가습 건조를 가능하게 하기 위하여 소정의 금속 촉매를 첨가해 둔다.

단계 S2에서는 PHPS 용액을 유기 EL 소자의 ITO막 위에 도포한다.

단계 S3에서는 온도 60℃, 습도 90%로 1시간 가습 건조한다.

이에 따라 치밀하고 고순도인 실리카막이 형성된다.

단계 S4에서는 퍼플루오로 탄화 수소부와 탄화 수소부와 규소 함유기로 이루어지는 규소 함유 유기 불소계 고분자를 퍼플루오로헥산으로 희석하여 상기 규소 함유 유기 불소계 고분자의 용액을 얻는다.

단계 S5에서는 상기 규소 함유 유기 불소계 고분자의 용액을 실리카막 위에 도포한다.

단계 S6에서는 실온 방치 1시간에서 건조시킨다. 또는, 온도 60℃, 습도 90%로 1시간 가습 건조시킨다.

이에 따라 규소 함유 유기 불소계 고분자가 규소 함유기를 통하여 실리카의 규소와 분자 레벨로 결합된다.

상기한 단계 S2, S3, S5, S6을 통하여 공정은 저온, 상압 하에서 정적으로 진행시킬 수 있고, 유기 EL 소자에 대하여 물리적, 화학적 데미지를 주지 않으므로 수분, 산소, 물리적 타격에 관하여 취약한 유기 EL 소자에 대하여 적합하다.

유기 EL 소자는 저 소비 전력, 고품질이고, 박형이며, 나아가서는 곡면 표시도 가능한 차세대 표시 시스템용 소자로서 주목받고 있는데, 실용화함에 있어서는 동일한 소비 전력, 동일한 표시 면적에 있어서 실효적인 발광 효율을 보다 한층 향상시킬 필요가 있다.

본 발명에 따르면, 유기 EL층으로서 동일한 것을 사용하여도 실효적인 발광 효율을 올릴 수 있는 저렴하고 신뢰도가 높은 주변 구조가 제공되므로, 차세대 표시 시스템의 발달에 크게 기여할 수 있다.

Claims

투명 전극막과 유기 EL층과 대향 전극층을 포함하는 유기 EL 발광 다이오드(OLED)와, 상기 OLED를 탑재한 기판과, 상기 OLED를 덮도록 설치되며 상기 투명 전극막에 대향하는 부분이 투명한 캡을 포함하는 유기 EL 소자에 있어서,

상기 캡의 외면 또는 내면에, 또는 상기 투명 전극막의 표면 측에 마이크로렌즈 어레이를 구비하는 것을 특징으로 하는 유기 EL 소자.
청구항 1에 있어서, 상기 캡이 실리콘 수지로 이루어지고, 상기 마이크로렌즈가 상기 캡과 일체로 형성되어 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 유기 EL 소자.
청구항 2에 있어서, 상기 캡과 상기 기판을 접착함에 있어, 상기 기판의 상기 캡과의 접착부에 프라이머 처리가 이루어지는 것을 특징으로 하는 유기 EL 소자.
투명 전극막과 유기 EL층과 대향 전극층을 포함하는 유기 EL 발광 다이오드(OLED)와, 상기 OLED를 탑재한 기판과, 상기 OLED를 덮도록 설치되며 상기 투명 전극막에 대향하는 부분이 투명한 캡을 포함하는 유기 EL 소자에 있어서,

상기 캡의 외면 또는 내면에 마이크로렌즈 어레이가 상기 캡과 일체로 설치되며, 상기 캡의 내면과 상기 OLED의 상면을 포함하는 상기 기판의 상면과의 공극 에 상기 캡과 상기 기판과의 접착면 사이의 공극을 포함하여 실리콘 수지가 충전되어 있는 것을 특징으로 하는 유기 EL 소자.
청구항 4에 있어서, 상기 캡과 상기 기판을 접착함에 있어, 상기 기판의 접착부와 상기 캡의 접착부의 쌍방에 프라이머 처리가 이루어지는 것을 특징으로 하는 유기 EL 소자.
청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서, 상기 실리콘 수지가 폴리디메틸실록산(Poly-Di-Methyl-Siloxane, PDMS)인 것을 특징으로 하는 유기 EL 소자.
제1 투명 전극막과 유기 EL층과 제2 투명 전극막을 포함하는 유기 EL 발광 다이오드(OLED)와, 상기 OLED를 상기 제1 투명 전극막이 접하도록 탑재한 기판을 포함하는 유기 EL 소자에 있어서,

상기 기판의 상기 OLED를 탑재한 측에 광 반사면을 구비하는 것을 특징으로 하는 유기 EL 소자.
청구항 7에 있어서, 상기 기판이 그 표면에 절연막이 형성된 금속 기판인 것을 특징으로 하는 유기 EL 소자.
청구항 7 또는 청구항 8에 있어서, 상기 광 반사면이 복수의 오목면 거울로 이루어지는 오목면 거울 어레이를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 EL 소자.
청구항 7 내지 청구항 9 중 어느 한 항에 있어서, 상기 OLED를 덮도록 설치되며 상기 제2 투명 전극막에 대향하는 부분이 투명한 캡을 더 구비하고, 상기 캡의 외면 또는 내면에, 또는 상기 제2 투명 전극막의 표면 측에 복수의 마이크로렌즈로 이루어지는 마이크로렌즈 어레이를 구비하는 것을 특징으로 하는 유기 EL 소자.
폴리실라잔(PHPS)을 소성하여 얻어지는 실리카막과, 그 위에 적층된 규소 함유 유기 불소 고분자막을 포함하고, 상기 규소 함유 유기 불소 고분자막의 규소 함유 유기 불소 고분자는 퍼플루오로 탄화 수소부와 탄화 수소부와 규소 함유기로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유기 EL 소자의 보호막.
청구항 11에 있어서, 상기 퍼플루오로 탄화 수소부는 직쇄만 또는 측쇄 달린 퍼플루오로알칸 또는 퍼플루오로알켄으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유기 EL 소자의 보호막.
청구항 11에 있어서, 상기 퍼플루오로 탄화 수소부는 직쇄만 또는 측쇄 달린 것이며, 포화 결합만 또는 불포화 결합을 포함하는 퍼플루오로폴리에테르(퍼플루오 로폴리옥타센)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유기 EL 소자의 보호막.
청구항 11에 있어서, 상기 탄화 수소부는 포화 결합만 포함하고, 직쇄만 또는 측쇄 달린 것이며, 수소 원자 중 적어도 하나가 상기 규소 함유기로 치환되어 있는 것을 특징으로 하는 유기 EL 소자의 보호막.
청구항 14에 있어서, 상기 수소 원자 중 단수 또는 복수 개가 할로겐에 의해 더 치환되어 있는 것을 특징으로 하는 유기 EL 소자의 보호막.
청구항 11에 있어서, 상기 규소 함유기는, 하나 또는 복수 개의 직쇄 규소로 이루어지는 실란에 있어서 하나 또는 복수 개의 수소 원자가 알콕실기 또는 할로겐에 의해 치환되어 있는 것을 특징으로 하는 유기 EL 소자의 보호막.
폴리실라잔(PHPS)을 시클로헥산 용매로 희석하고, 소정의 금속 촉매를 첨가한 폴리실라잔 용액을 얻는 단계와,

상기 폴리실라잔 용액을 유기 EL 소자의 ITO막 위에 도포하는 단계와,

20℃ 이상 100℃ 이하의 소정의 온도와 소정의 습도에서 소정의 시간동안 가습 건조하여 실리카막을 형성하는 단계와,

퍼플루오로 탄화 수소부와 탄화 수소부와 규소 함유기로 이루어지는 규소 함유 유기 불소계 고분자를 퍼플루오로헥산으로 희석하여 상기 규소 함유 유기 불소 계 고분자의 용액을 얻는 단계와,

상기 규소 함유 유기 불소계 고분자 용액을 상기 실리카막 위에 도포하는 단계와,

20℃ 이상 100℃ 이하의 소정의 온도와 소정의 습도에서 소정의 시간동안 가습 건조하여 상기 규소 함유 유기 불소계 고분자를 실리카의 규소 원자와 분자 레벨로 결합시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 EL 소자의 보호막의 제조 방법.