KR20100075633A - 유기 일렉트로 루미네슨스 소자 및 그 제조 방법 - Google Patents

Abstract

간편하고 제조성이 뛰어나며, 습식 인쇄법으로 유기층을 제막하는 것이 가능한 유기 EL 소자의 구조와 제조 방법을 제공한다. 기판(11) 상에 형성된 양극 금속층(12)과, 양극 금속층(12) 상에서 제1 영역에 형성된 절연층(14)과, 양극 금속층(12) 상에서, 기판(11) 상에 적층된 양극 금속층의 표면이 산화됨으로써, 제1 영역 및 제1 영역 이외의 제2 영역에 형성된 금속 산화물층(13)과, 금속 산화물층(13) 상에서 절연층(14)이 형성되어 있지 않은 개구부에 형성되고, 정공 수송성의 유기 재료를 포함하는 정공 수송층(15)과, 정공 수송층(15) 상에 형성된 유기 발광층(16)과, 유기 발광층(16) 상에 형성되고, 유기 발광층(16)에 전자를 주입하는 음극층(17)을 구비하고, 제2 영역에 있어서의 금속 산화물층(13)의 막두께는, 제1 영역에 있어서의 금속 산화물층(13)의 막두께보다도 크다.

Description

유기 일렉트로 루미네슨스 소자 및 그 제조 방법{ORGANIC ELECTROLUMINESCENCE ELEMENT AND METHOD FOR MANUFACTURING SAME}

본 발명은, 유기 일렉트로 루미네슨스 소자 및 그 제조 방법에 관한 것이며, 특히, 디스플레이 디바이스 또는 조명에 이용되는 유기 일렉트로 루미네슨스 소자 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

유기 일렉트로 루미네슨스 소자(이하, 유기 EL 소자라고 기재한다.)는, 양극과 음극 사이에 발광층을 포함하는 유기층을 끼운 구조를 가지며, 양극으로부터 정공, 음극으로부터 전자를 주입하고, 발광층 내에서 그것들을 재결합시켜 발광을 취출하는 디바이스이다.

유기 EL 소자는, 구성하는 유기층을 인쇄법 등의 습식법으로 간편하게 형성할 수 있고, 저비용화나 플렉시블화에 적합하고, 근래 활발하게 연구 개발이 진행되고 있다.

또, 유기 EL 소자는, 이미 휴대 전화의 메인 디스플레이 등의 용도에의 응용이 시작되어 있다. 그러나, 디스플레이 휘도의 반감 수명 등의 성능이나 제조 방법을 반영한 코스트의 면에서, 경합하는 액정 디스플레이에 떨어지고, 개선이 필요하다.

특히, 제조 방법의 면에서는, 현재 상용되고 있는 유기 EL 소자의 유기층은, 진공 증착법에 의해 형성되어 있고, 유기 EL의 특징을 충분히 다 살리지 못하고 있다.

이에 대해서, 습식법으로 유기층을 형성하는 제조 방법은, 재료 사용 효율과 제조 시간, 제조 장치의 코스트면에서 우위에 있다. 또, 디스플레이에의 응용에서는, 대면적의 화소를 인쇄법으로 나누어 도포할 수 있기 때문에, 진공 증착과 같은 면내 불균일의 문제나 증착층의 패터닝에 이용하는 메탈 마스크의 휨의 문제가 없다.

한편, 습식법으로 다층의 유기층을 형성하는 경우는, 상층의 용액을 적하했을 때에, 일반적으로 하지층이 이것에 용출되어 버리기 때문에, 다층화가 곤란하다는 문제점을 가진다. 유기 EL 소자의 성능은, 여러가지 역할을 가지는 유기층을 다층으로 적층함으로써 향상할 수 있기 때문에, 이 문제점은 중요하다. 이 때문에, 습식법을 이용하는 유기 EL 소자의 성능은, 진공 증착법을 이용하는 것에 비해 현저하게 낮다. 습식법을 이용하는 유기 EL 소자의 실용화를 위해서는, 습식법에 적절한 디바이스 구조와 그 제조법을 개발하는 것이 불가결하다.

습식법을 이용하는 다층형 유기 EL 소자의 디바이스 구조 및 그 제조 방법으로서, 예를 들면 특허 문헌 1이 개시되어 있다. 특허 문헌 1에서는, 기판 상의 투명 전극 상에 수성의 유기물질로 이루어지는 정공 주입층을 형성한다. 이 층은, 유기층에 용출되지 않는다. 그 위로부터 가교제를 포함하는 정공 수송성의 재료를 유기 용매로부터 제막(製膜)하고, 제막두께 광처리에 의해 가교하고, 불용화한다. 다음에 발광층으로서, 발광성의 유기 재료로 이루어지는 제3 층을 유기 용매로부터 제막한다. 마지막으로, 음극을 증착에 의해 형성하여 소자를 형성한다.

특허 문헌 1에 기재된 상기 구조의 유기 EL 소자는, 구동 전압이나 발광 효율, 수명과 같은 성능이 뛰어나지만, 정공 주입층으로서 이용되고 있는 이하의 식

으로 나타나는 화합물 PEDOT(Poly(3,4-ethylenedionxythiophene))와 PSS(Poly(styrenesulfonate))의 혼합물로 대표되는 수용성의 전도 재료는, 일반적으로 산성 용액이며, 잉크젯 노즐 등의 장치의 부식을 일으키는 문제가 있다. 또, 이것은 완전한 용액은 아니고, 미립자가 분산된 것이기 때문에, 잉크젯 노즐의 막힘의 문제도 있다. 또한, 전도도가 너무 높기 때문에, 이 막의 일부분에서도 음극과 접촉한 경우에는 리크 전류의 증가를 일으킨다.

상술한 잉크젯 노즐의 사용에 기인하는 문제점의 대책으로서, 제1층의 정공 주입층을 생략하고 직접 제2층의 정공 수송층에 정공을 주입하는 것을 들 수 있다. 이것에 의하면, 상기 문제점을 해결할 수 있을 뿐만 아니라, 제조 장치 및 제조 시간 등의 제조 코스트의 면으로부터의 이점도 크다. 그러나, 일반적으로 이용되고 있는 인듐 주석 산화물(이하, ITO라고 기재한다) 등의 양극 상에 직접 제2 층의 정공 수송층을 형성한 경우, 정공 주입은 충분하지 않고, 발광 효율과 수명이 현저하게 저하해 버린다. 이 문제는, 가교제의 혼합이 필요하고 정공 수송 능력이 저하하는 도포계의 정공 수송 재료에 특히 현저하다.

이에 대해, 특허 문헌 2에서는, 상술한 잉크젯 노즐의 사용에 기인하는 문제점 및 정공 수송 능력의 저하를 방지하는 구조가 제안되어 있다. 특허 문헌 2에서는, 무기의 정공 주입층으로서, 일 함수가 크고 에너지 레벨적으로 정공 주입이 유리한 산화 몰리브덴이나 산화 바나듐 등의 금속 산화물층을 형성하는 것이 개시되어 있다. 이것들은, 유기 용매에는 불용이기 때문에, 위로부터 유기 용매의 습식 도포를 하는 경우에는, 용출의 문제는 없다.

또, 유기 재료를, 습식법에 따르는 인쇄법으로 나누어 도포하는 방법이, 예를 들면, 특허 문헌 3에 개시되어 있다. 특허 문헌 3에서는, 발수성인 뱅크로 불리는 절연층이 이용됨으로써, 뱅크가 형성되어 있지 않은 개구부에 유기 EL 소자의 발광부를 규정하는 효과와, 친수성인 당해 개구부의 양극 표면에 유기물의 용액을 유지하는 효과가 있다.

(선행 기술 문헌)

(특허 문헌)

(특허 문헌 1):일본국 특허공표 2007-527542호 공보

(특허 문헌 2):일본국 특허공개 2007-288071호 공보

(특허 문헌 3):일본국 특허공개 2002-222695호 공보

그러나, 상술한 특허 문헌 2 및 특허 문헌 3에 기재된 유기 EL 소자의 구조 및 그 제조 방법에서는, 이하와 같은 과제가 있다.

특허 문헌 3에 기재된 절연층의 형성과 그 패터닝 공정 후에, 특허문헌 2에 기재된 금속 산화물을 가지는 정공 주입층을 형성한 경우, 절연층의 표면과 개구부를 포함하고, 전면에 상기 금속 산화물이 형성되어 버린다. 이로 인해, 상술한 개구부가 가지는 친수성과 절연층이 가지는 발수성의 차가 소실되기 때문에, 그 후에 습식 도포되는 유기물의 용액이 화소 외로 넘쳐 나와 버린다.

상기 프로세스 대신에, 절연층의 형성 전에 상기 금속 산화물의 정공 주입층을 형성한 경우, 당해 금속 산화물은 수용성이기 때문에, 절연층의 패터닝 공정시에 이용되는 수계(水系)의 현상액 혹은 박리액에 용출되어 소실되어 버리고, 정공 주입 능력의 저하에 기인하여, 발광 효율 및 수명과 같은 성능이 저하한다.

상기 과제를 감안하여, 본 발명은, 발광 효율 및 수명과 같은 성능이 뛰어나고, 또한, 습식 성막법을 유기층의 형성으로서 이용한 간편한 제조 프로세스를 가지는 유기 EL 소자 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 일 형태에 관련되는 유기 일렉트로 루미네슨스 소자(이하, 유기 EL 소자로 기재한다)는, 기판과, 상기 기판 상에 형성된 양극 금속층과, 상기 양극 금속층 상에서, 제1 영역에 형성된 절연층과, 상기 양극 금속층 상에서, 상기 기판 상에 적층된 양극 금속층의 표면이 산화됨으로써, 상기 제1 영역 및 상기 제1 영역 이외의 제2 영역에 형성된 금속 산화물층과, 상기 금속 산화물층 상에서, 상기 절연층이 형성되어 있지 않은 제2 영역에 형성되고, 정공 수송성의 유기 재료를 포함하는 정공 수송층과, 상기 정공 수송층 상에 형성된 유기 발광층과, 상기 유기 발광층 상에 형성되고, 상기 유기 발광층에 전자를 주입하는 음극층을 구비하고, 상기 제2 영역에 있어서의 상기 금속 산화물층의 막두께는, 상기 제1 영역에 있어서의 상기 금속 산화물층의 막두께보다도 큰 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 형태에 관련되는 유기 EL 소자에 의하면, 정공 주입 특성이 뛰어나고, 유기층의 층수를 삭감할 수 있고, 습식 인쇄에 의한 유기층의 형성이 가능하므로, 소비 전력과 구동 수명이 뛰어남과 더불어, 간략한 제조 공정을 가지는 유기 EL 소자를 제공할 수 있다.

도 1은, 본 발명의 실시의 형태 1에 있어서의 유기 EL 소자의 구조 단면도이다.
도 2는, 본 발명의 실시의 형태 1에 관련되는 유기 EL 소자의 도파 로스 저감 효과를 설명하는 구조 단면도이다.
도 3은, 본 발명의 실시의 형태 1에 있어서의 변형예를 나타내는 유기 EL 소자의 구조 단면도이다.
도 4는, 본 발명에 관련되는 실시예 1에 있어서의 유기 EL 소자의 제조 방법을 설명하는 공정도이다.
도 5a는, 본 발명에 관련되는 실시예 1의 제조 방법을 이용하여 제작된 유기 EL 소자를 구비한 유기 EL 디바이스의 상면도이다.
도 5b는, 본 발명에 관련되는 실시예 1의 제조 방법을 이용하여 제작된 유기 EL 소자를 구비한 유기 EL 디바이스의 구조 단면도이다.
도 6은, 본 발명의 실시의 형태 2에 있어서의 유기 EL 소자의 구조 단면도이다.
도 7은, 본 발명의 실시의 형태 2에 관련되는 유기 EL 소자의 제조 방법을 설명하는 공정도이다.
도 8은, 본 발명의 유기 EL 소자가 이용되는 TV의 외관도이다.

본 발명의 일 형태에 관련되는 유기 EL 소자는, 기판과, 상기 기판 상에 형성된 양극 금속층과, 상기 양극 금속층 상에서, 제1 영역에 형성된 절연층과, 상기 양극 금속층 상에서, 상기 기판 상에 적층된 양극 금속층의 표면이 산화됨으로써, 상기 제1 영역 및 상기 제1 영역 이외의 제2 영역에 형성된 금속 산화물층과, 상기 금속 산화물층 상에서, 상기 절연층이 형성되어 있지 않은 제2 영역에 형성되고, 정공 수송성의 유기 재료를 포함하는 정공 수송층과, 상기 정공 수송층 상에 형성된 유기 발광층과, 상기 유기 발광층 상에 형성되고, 상기 유기 발광층에 전자를 주입하는 음극층을 구비하고, 상기 제2 영역에 있어서의 상기 금속 산화물층의 막두께는, 상기 제1 영역에 있어서의 상기 금속 산화물층의 막두께보다 큰 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 상기 제2 영역에 있어서의 상기 금속 산화물층의 막두께는, 상기 제1 영역에 있어서의 상기 금속 산화물층의 막두께보다도 크다. 상기 금속 산화물층은, 제2 영역에 있어서의 양호한 정공 주입성을 만족하면서도, 제1 영역에 있어서의 절연층과 금속 산화물층의 박리를 방지하여 양층의 밀착성을 유지할 수 있다는 효과가 얻어진다.

또, 본 발명의 일 형태인 유기 EL 소자는, 청구항 1에 기재된 유기 EL 소자에 있어서, 상기 제2 영역에 있어서의 상기 금속 산화물층의 하면은, 상기 제1 영역에 있어서의 상기 상기 금속 산화물층의 하면보다도 하방에 위치한다.

본 발명에 의하면, 상기 제2 영역에 있어서의 상기 금속 산화물층의 하면은, 상기 제1 영역에 있어서의 상기 금속 산화물층의 하면보다도 하방에 위치하므로, 금속 산화물층의 제1, 2 영역간에 단차부가 생겨 있고, 이 단차부에 의해, 발광의 도파 로스를 저감할 수 있다는 효과가 얻어진다.

또, 본 발명의 일 형태인 유기 EL 소자는, 기판과, 상기 기판 상에 형성된 양극 금속층과, 상기 양극 금속층 상에서, 제1 영역에 형성된 절연층과, 상기 양극 금속층 상에서, 상기 기판 상에 적층된 양극 금속층의 표면이 산화됨으로써, 상기 제1 영역, 및 상기 제1 영역 이외의 제2 영역에 형성된 금속 산화물층과, 상기 금속 산화물층 상에서, 상기 절연층이 형성되어 있지 않은 제2 영역에 형성되고, 정공 수송성의 유기 재료를 포함하는 정공 수송층과, 상기 정공 수송층 상에 형성된 유기 발광층과, 상기 유기 발광층 상에 형성되고, 상기 유기 발광층에 전자를 주입하는 음극층을 구비하고, 상기 제1 영역에 있어서의 금속 산화물층과 상기 제2 영역에 있어서의 금속 산화물층은, 연속해서 배치되고, 또한, 상기 제1 영역과 상기 제2 영역의 경계부에 있어서, 상기 제2 영역측에 있어서의 상기 양극 금속층의 하면은, 상기 제1 영역측에 있어서의 상기 양극 금속층의 하면보다도 하방에 위치하는 것을 특징으로 한다.

본 형태에 의하면, 금속 산화물층은, 제1 영역과 제2 영역의 경계부에 있어서, 제2 영역측에 있어서의 상기 금속 산화물층의 하면은, 상기 제1 영역측에 있어서의 상기 금속 산화물층의 하면보다도 하방에 위치한다. 따라서, 금속 산화물층의 제1, 2 영역간에 단차부가 생겨 있고, 이 단차부에 의해, 발광의 도파 로스를 저감할 수 있다는 효과가 얻어진다.

또, 본 발명의 일 형태인 유기 EL 소자는, 기판과, 상기 기판 상에 형성된 양극 금속층과, 상기 양극 금속층 상에서, 제1 영역에 형성된 절연층과, 상기 양극 금속층 상에서, 상기 기판 상에 적층된 양극 금속층의 표면이 산화됨으로써, 상기 제1 영역 이외의 제2 영역에 형성되고, 상기 제1 영역에 형성되지 않은 금속 산화물층과, 상기 금속 산화물층 상에서, 상기 절연층이 형성되어 있지 않은 제2 영역에 형성되고, 정공 수송성의 유기 재료를 포함하는 정공 수송층과, 상기 정공 수송층 상에 형성된 유기 발광층과, 상기 유기 발광층 상에 형성되고, 상기 유기 발광층에 전자를 주입하는 음극층을 구비하고, 상기 금속 산화물층은, 그 측면부 및 하면부가 상기 양극 금속층에 의해 피복되는 것을 특징으로 한다.

본 형태에 의하면, 상기 금속 산화물층은, 그 측면부 및 하면부가 상기 양극 금속층에 의해 피복된다. 따라서, 발광의 일부가 금속 산화물층을 통해 소자의 외부에 누출되는 것이 방지되고, 발광의 도파 로스를 저감할 수 있다는 효과가 얻어진다.

또, 본 발명의 일 형태인 유기 EL 소자는, 청구항 1 내지 4 중 어느 한 항에 기재된 유기 EL 소자에 있어서, 상기 양극 금속층은, 가시광의 반사율이 60% 이상인 양극 금속 하층과, 상기 양극 금속 하층의 표면 상에 적층된 양극 금속 상층을 구비해도 된다.

본 형태에 의하면, 산화되는 양극 금속 상층과는 독립적으로, 양극 금속 하층으로서 반사율이 높은 금속을 이용할 수 있다. 따라서, 각층의 재료 선택의 폭이 넓어지고, 탑 이미션형 유기 EL 소자로서의 성능의 최적화가 보다 용이해진다.

또, 본 발명의 일 형태인 유기 EL 소자는, 청구항 5에 기재된 유기 EL 소자에 있어서, 상기 양극 금속 하층은, 알루미늄 및 은 중 적어도 하나를 포함하는 합금이며, 상기 양극 금속 상층은, 몰리브덴, 크롬, 바나듐, 텅스텐, 니켈, 이리듐 중 적어도 하나를 포함하는 금속인 것이 바람직하다.

본 형태에 의하면, 양극 금속 하층으로서 반사율이 높은 금속을 이용할 수 있고, 탑 이미션형 유기 EL 소자로서의 성능의 최적화가 보다 용이해 진다. 또, 양극 금속 상층으로서 산화에 의해 일 함수가 커지는 금속 원소가 선택되므로, 정공 주입 특성이 뛰어난 정공 주입층을, 금속 산화물층으로 형성하는 것이 가능해진다.

또, 본 발명의 일 형태인 유기 EL 소자는, 청구항 5 또는 6에 기재된 유기 EL 소자에 있어서, 상기 제2 영역에 있어서의 상기 양극 금속 상층의 막두께는, 20㎚ 이하인 것이 바람직하다.

본 형태에 의하면, 양극 금속 상층에 의한 반사율의 저하, 즉, 탑 이미션형 유기 EL 소자의 발광의 감쇠를 억제할 수 있고, 양극 금속 하층의 고반사율을 최대한으로 살릴 수 있게 된다.

또, 본 발명의 일 형태인 유기 EL 소자는, 청구항 7에 기재된 유기 EL 소자에 있어서, 상기 제2 영역에는, 상기 양극 금속 상층이 형성되어 있지 않아도 된다.

본 형태에 의하면, 양극 금속 상층이 완전하게 금속 산화물층으로 변환되므로, 양극 금속 하층에서의 반사율을 최대화하는 것이 가능해진다.

또, 본 발명의 일 형태인 유기 EL 소자는, 청구항 1 내지 4 중 어느 한 항에 기재된 유기 EL 소자에 있어서, 상기 양극 금속층은, 은, 몰리브덴, 크롬, 바나듐, 텅스텐, 니켈, 이리듐 중 적어도 하나를 포함하는 금속인 것이 바람직하다.

본 형태에 의하면, 개구부에 있어서의 양극 금속층의 일부가 산화 처리되어 형성된 금속 산화물층은 일 함수가 크다. 따라서, 상기 금속 산화물층은, 높은 정공 주입 능력을 가질 수 있고, 발광 효율 및 수명과 같은 성능이 뛰어난 유기 EL 소자를 실현하는 것이 가능해진다.

또, 청구항 10에 기재된 형태의 조명 장치는, 청구항 1 내지 9 중 어느 한 항에 기재된 유기 일렉트로 루미네슨스 소자를 구비하는 것이다.

또한, 청구항 11에 기재된 형태의 화상 표시 장치는, 청구항 1 내지 9 중 어느 한 항에 기재된 유기 일렉트로 루미네슨스 소자를 구비하는 것이다.

(실시의 형태 1)

본 실시의 형태에 있어서의 유기 일렉트로 루미네슨스 소자(이하, 유기 EL 소자로 기재한다)는, 기판 상에 형성된 양극 금속층과, 당해 양극 금속층 상의 제1 영역에 형성된 절연층과, 당해 양극 금속층 상에서 제1 영역 및 제2 영역에 형성된 금속 산화물층과, 당해 금속 산화물층 상에서 절연층이 형성되어 있지 않은 영역에 형성된 정공 수송층과, 당해 정공 수송층 상에 형성된 유기 발광층과, 당해 유기 발광층의 표면 상에 형성된 음극층을 구비하고, 제2 영역에 있어서의 양극 금속층의 상면은, 제1 영역에 있어서의 양극 금속층의 상면보다 하방에 위치하는 것을 특징으로 한다. 이로 인해, 정공 주입 특성이 뛰어나고, 유기층의 층수를 삭감할 수 있고, 습식 인쇄에 의한 유기층 제막이 가능해진다.

이하, 본 발명의 유기 EL 소자에 관련되는 실시의 형태 1에 대해서, 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1은, 본 발명의 실시의 형태 1에 있어서의 유기 EL 소자의 구조 단면도이다. 그 도면에 있어서의 유기 EL 소자(1)는, 기판(11)과, 양극 금속층(12)과, 금속 산화물층(13)과, 절연층(14)과 정공 수송층(15)과, 유기 발광층(16)과, 음극층(17)을 구비한다.

기판(11)으로서는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면, 유리 기판, 석영 기판 등이 이용된다. 또, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에테르설폰 등의 플라스틱 기판을 이용하여, 유기 EL 소자에 굽힘성을 부여할 수도 있다. 본 발명의 구조는, 지금까지 설명한 바와 같이, 특히, 탑 이미션 유기 EL 소자에 대해서 효과가 크기 때문에, 불투명 플라스틱 기판이나 금속 기판을 이용하는 것이 가능하다. 또, 기판 상에 유기 EL을 구동하기 위한 금속 배선이나 트랜지스터 회로가 형성되어 있어도 된다.

양극 금속층(12)은, 기판(11)의 표면 상에 적층되고, 음극층(17)에 대해서 정의 전압을 유기 EL 소자(1)에 인가하는 전극이다. 제조 프로세스 도중에 있어서의 양극 금속층이, 실시예에서 설명하는 제조 프로세스에 의해 표면 산화됨으로써, 금속 산화물층(13)이 형성된다. 따라서, 양극 금속층(12)은, 후공정에서 산화 형성되는 금속 산화물층(13)의 요구 성능이 고려되고, 금속 산화에 의해 일 함수가 커지는 금속 원소가 선택된다. 이것은, 높은 정공 주입 특성을 가지는 금속 산화물층은, 큰 일 함수를 가지는 것이 필요한 것에 기인한다. 이러한 금속 원소 재료의 예로서는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 은, 몰리브덴, 크롬, 바나듐, 텅스텐, 니켈, 이리듐 중 어느 하나의 금속, 이들 금속의 합금, 또는 그것들을 적층한 것을 이용하는 것이 가능하다.

금속 산화물층(13)은, 정공을 안정적으로, 또는 정공의 생성을 보조하여, 후술하는 정공 수송층(15)에 정공을 주입하는 기능을 가진다. 상술한 바와 같이, 금속 산화물층(13)은, 실시예에서 설명하는 제조 프로세스에 의해, 양극 금속층의 표면이 산화됨으로써 형성된다. 또, 금속 산화물층(13)은, 상술한 금속 원소로 구성되기 때문에, 큰 일 함수를 가진다.

이로 인해, 본 발명의 유기 EL 소자(1)는, 높은 정공 주입 특성을 가지므로, 고발광 효율 및 긴 수명 특성을 가지는 것이 가능해진다.

또, 금속 산화물층(13)과 양극 금속층(12)의 계면에 대해서는, 후술하는 인위적인 산화 처리에 의해, 절연층(14)이 형성되어 있지 않은 제2 영역인 개구부에 있어서의 당해 계면의 쪽이, 절연층(14)의 아래인 제1 영역의 당해 계면보다도, 기판(11)의 상면과의 거리가 작다.

바꾸어 말하면, 상기 제2 영역에 있어서의 양극 금속층(12)의 막두께는, 상기 제1 영역에 있어서의 양극 금속층(12)의 막두께보다 작다. 이 구조는, 본 발명의 제조 공정을 이용한 경우에, 필연적으로 형성되는 구조이다.

금속 산화물층(13)의 막두께로서는, 0.1~20㎚가 바람직하다. 더 바람직하게는 1~10㎚이다. 금속 산화물층(13)이 너무 얇으면, 균일성의 문제로부터 정공 주입성이 낮고, 너무 두꺼우면 구동 전압이 높아져 버린다.

양극 금속층(12)의 표면 상에 금속 산화물층(13)을 형성하는 공정으로서는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 제조 도중에 있어서의 양극 금속층의 표면에 대한 자외광 오존 처리, 산화성 가스 분위기의 플라즈마 처리, 혹은 오존을 포함하는 용액에 의한 처리 등을 적합하게 이용할 수 있다.

절연층(14)은, 습식 인쇄법을 이용하여 형성되는 정공 수송층(15) 및 유기 발광층(16)을 소정의 영역에 형성하는 뱅크층으로서의 기능을 가진다.

절연층(14)으로서는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 저항율이 10⁵Ω㎝ 이상인 물질로, 발수성의 물질이 이용된다. 저항율이 10⁵Ω㎝ 이하인 저항율의 재료이면, 절연층(14)이, 양극과 음극의 사이의 리크 전류 혹은 인접 화소간의 리크 전류의 원인이 되고, 소비 전력의 증가 등의 여러가지 문제를 일으킨다. 또, 절연층(14)으로서 친수성의 물질을 이용한 경우, 금속 산화물층(13)의 표면은 일반적으로 친수성이므로, 절연층(14) 표면과 금속 산화물층(13) 표면의 친발수성의 차이가 작아진다. 그러면, 정공 수송층(15) 및 유기 발광층(16)을 형성하기 위한 유기물질을 포함한 잉크를, 개구부에 선택적으로 유지하는 것이 곤란해져 버린다.

절연층(14)에 이용하는 재료는, 무기 물질 및 유기 물질 중 어느 것이어도 되지만, 유기물질의 쪽이 일반적으로 발수성이 높기 때문에, 보다 바람직하게 이용할 수 있다. 이러한 재료의 예로서는, 폴리이미드, 폴리아크릴 등을 들 수 있다. 보다 발수성으로 하기 위해, 불소를 도입하고 있어도 된다.

또, 절연층(14)은 2층 이상으로 구성되어 있어도 된다. 상술한 재료의 조합이어도 되고, 무기 물질을 제1층으로서 이용하고, 유기 물질을 제2층에 이용하는 조합이어도 된다.

유기 EL 소자로서 유효하게 동작하는 부위를 형성하기 위해서, 절연층(14)은 소정의 형상으로 패터닝되어, 적어도 한 개소의 개구부를 가지는 것이 필요하다. 이 패터닝의 방법으로서는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 감광성의 재료를 이용한 포토리소그래피법을 적용하는 것이 바람직하다.

개구부의 형상으로서는, 화소마다 개구부를 이용하는 픽셀형상의 디자인이어도 되고, 디스플레이 패널의 한 방향을 따라, 복수의 화소를 포함하는 라인형상의 디자인이어도 된다.

정공 수송층(15)은, 금속 산화물층(13)으로부터 주입된 정공을 유기 발광층(16) 내에 수송하는 기능을 가진다. 정공 수송층(15)으로서는, 정공 수송성의 유기 재료를 이용할 수 있다. 정공 수송성의 유기 재료란, 생긴 정공을 분자간의 전하 이동 반응에 의해 전달하는 성질을 가지는 유기 물질이다. 이것은, p-형의 유기 반도체라 불리는 일도 있다. 따라서, 정공 수송층(15)은, 전자 주입층인 금속 산화물층(13)과 유기 발광층(16)의 사이에 있어서, 정공 전하를 수송하는 기능을 가진다.

정공 수송층(15)은, 고분자 재료여도 저분자 재료여도 되지만, 습식 인쇄법으로 제막할 수 있는 것이 바람직하고, 상층인 유기 발광층(16)을 형성할 때에, 이것에 용출되기 어렵도록, 가교제를 포함하는 것이 바람직하다. 정공 수송성의 재료의 예로서는 플루오렌 부위와 트리아릴아민 부위를 포함하는 공중합체나 저분자량의 트리아릴아민 유도체를 이용할 수 있다. 가교제의 예로서는, 디펜타에리스리톨헥사아크릴레이트 등을 이용할 수 있다.

정공 수송층(15)을 형성하는 습식 인쇄법으로서는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 잉크젯법에 대표되는 노즐 제트법이나, 디스팬서층을 이용할 수 있다. 이 경우, 잉크젯법은, 잉크화한 유기 성막 재료를 노즐로부터 금속 산화물층(13)에 분사하여, 정공 수송층(15)을 형성하는 방법이다.

유기 발광층(16)은, 정공과 전자가 주입되고 재결합됨으로써 여기 상태가 생성되고 발광하는 기능을 가진다.

유기 발광층(16)으로서는, 습식 인쇄법으로 제막할 수 있는 발광성의 유기 재료를 이용하는 것이 필요하다. 이로 인해, 대화면의 기판에 대해서, 간편하고 균일한 제막이 가능해진다. 이 재료로서는, 고분자 재료여도 저분자 재료여도 된다.

음극층(17)으로서는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 투과율이 80% 이상인 물질 및 구조를 이용하는 것이 바람직하다. 이로 인해, 발광 효율이 높은 탑 이미션 유기 EL 소자를 얻을 수 있고, 소비 전력과 휘도 반감 수명이 뛰어난 유기 EL 소자를 얻을 수 있다.

이러한 투명 음극으로서의 음극층(17)의 구성으로서는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면, 알칼리 토류 금속을 포함하는 층과, 전자 수송성의 유기 재료와 알칼리 토류 금속을 함유하는 층과, 금속 산화물층을 구비하는 구조가 이용된다. 알칼리 토류 금속으로서는, 마그네슘, 칼슘, 바륨이 적합하게 이용된다. 전자 수송성의 유기 재료로서는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 전자 수송성의 유기 반도체 재료가 이용된다. 또, 금속 산화물층으로서는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 인듐주석 산화물(이하, ITO라고 기재한다) 혹은 인듐아연 산화물로 이루어지는 층이 이용된다.

음극층(17)의 다른 예로서는, 알칼리 금속, 알칼리 토류 금속, 또는 그것들의 할로겐화물을 포함하는 층과 은을 포함하는 층을 이 순서로 적층한 구조를 이용할 수 있다. 은을 포함하는 층은, 은 단독이어도 되고, 은 합금이어도 된다. 또, 광취출 효율을 향상하기 위해, 이 층의 위로부터 투명도가 높은 굴절율 조정층이 설치되어도 된다.

상술한 본 발명의 실시의 형태 1에 관련되는 유기 EL 소자(1)에 있어서, 상기 제2 영역에 있어서의 금속 산화물층(13)의 하면은, 상기 제1 영역에 있어서의 금속 산화물층(13)의 하면보다도 하방에 위치한다.

또, 상기 제2 영역에 있어서의 양극 금속층(12)의 상면은, 상기 제1 영역에 있어서의 양극 금속층(12)의 상면보다 하방에 위치한다.

또, 상기 제2 영역에 있어서의 금속 산화물층(13)의 막두께는, 상기 제1 영역에 있어서의 금속 산화물층(13)의 막두께보다 크다.

본 형태에 의해, 양극 금속층(12)의 산화에 의해, 양극 금속층(12)과 유기 발광층(16)의 사이에 있어서 큰 일 함수가 얻어지고 정공 주입에 대한 에너지 장벽을 작게 할 수 있으므로, 정공 주입 특성이 뛰어난 정공 주입층을 금속 산화물층으로 형성하는 것이 가능해진다. 또, 정공 주입층을, 유기층으로 형성할 필요가 없기 때문에, 유기층의 층수를 삭감할 수 있다. 또, 상기 정공 주입층 상에, 습식 인쇄에 의한 유기층의 제막이 가능해진다.

도 2는, 본 발명의 실시의 형태 1에 관련되는 유기 EL 소자의 도파 로스 저감 효과를 설명하는 구조 단면도이다.

유기 발광층(16)에서 발광한 광은, 구형상 균일 분포, 즉 등방적으로 출사한다. 그 일부의 출사광은, 정공 수송층(15)을 통과하고 금속 산화물층(13)에 도달한다. 금속 산화물층(13)은, 그 조성 및 구조로부터, 굴절률이 2.0 이상이며, 다른 인접하는 층보다도 굴절률은 높다. 따라서, 금속 산화물층(13)에 입사한 광은, 타층과의 경계에 있어서 반사하기 쉽다. 이 때, 금속 산화물층(13)에 입사한 광은, 굴절률이 높은 금속 산화물층(13)을 도파로로 하여, 제1 영역의 금속 산화물층(13)으로 진행되기 쉽다. 그러나, 본 발명에 관련되는 금속 산화물층(13)은, 제1 영역과 제2 영역의 사이에 단차부가 생겨 있기 때문에, 금속 산화물층(13)과 타층의 경계에 있어서 반사한 광이, 상기 단차부에 의해 다시 제2 영역내로 반사되어 음극층(17)의 상면으로부터 출사하게 된다. 따라서, 금속 산화물층(13)과 타층의 경계에 있어서 반사한 광이, 제1 영역의 금속 산화물층(13)을 도파로로 하여 외부로 누출되는 것이 억제된다.

이상 설명한 바와 같이, 금속 산화물층(13)의 제1 영역과 제2 영역의 사이에 단차부에 의해, 발광의 도파 로스를 저감할 수 있다는 효과가 얻어진다.

또, 본 형태에 의해, 제2 영역에 있어서의 양호한 정공 주입성을 만족하면서도, 제1 영역에 있어서의 절연층(14)과 금속 산화물층(13)의 박리를 방지하여 양층의 밀착성을 유지할 수 있다는 효과가 얻어진다.

일반적으로, 어느 표면에 있어서, 표면 에너지가 큰 쪽이 그 표면에 적층한 층과의 밀착성이 높다. 이것은, 표면 에너지가 큰 표면의 쪽이 불안정하고, 별층과 접합함으로써 에너지를 저하시키고자 하기 때문이다.

습윤성 시험에서 이것을 평가한 경우, 표면 에너지가 큰 쪽이 접촉각이 작고, 습윤성이 높다. 또, 일반적으로 금속 표면보다 금속 산화물 표면의 쪽이 표면 에너지가 크다. 이것은, 금속 원자만으로 이루어지는 집합체보다 금속 원자와 산소 원자로 이루어지는 집합체의 쪽이, 전자 분극이 존재하기 때문에 표면 전하를 일으키고, 불안정한 표면이 출현하기 때문이다. 따라서, 금속 표면보다도 금속 산화물 표면의 쪽이 상층에 대한 밀착성이 높다. 또, 자연 산화막과 같은 극박의 산화막에서는, 금속면이 표면으로 되어 있는 비율이 높기 때문에, 수나노미터의 두께로 산화함으로써, 보다 밀착성을 개선할 수 있다.

도 3은, 본 발명의 실시의 형태 1에 있어서의 변형예를 나타내는 유기 EL 소자의 구조 단면도이다. 이 도면에 있어서의 유기 EL 소자(2)는, 기판(11)과, 양극 금속 하층(121)과, 양극 금속 상층(122)과, 금속 산화물층(13)과, 절연층(14)과, 정공 수송층(15)과, 유기 발광층(16)과, 음극층(17)을 구비한다. 도 2에 기재된 유기 EL 소자(2)는, 도 1에 기재된 유기 EL 소자(1)와 비교하여, 양극 금속층(12)이 2층으로 구성되어 있는 점만이 구성으로서 다르다. 이하, 유기 EL 소자(1)와 같은 점은 설명을 생략하고, 다른 점만 설명한다.

양극 금속 하층(121)은, 기판(11)의 표면 상에 적층되고, 음극층(17)에 대해서 정의 전압을 유기 EL 소자(2)에 인가하는 전극이다. 양극 금속 하층(121)은, 가시광의 반사율이 60% 이상인 것이 바람직하다. 또, 양극 금속 하층(121)의 재료로서는, 예를 들면, 은, 알루미늄 또는 그것들을 포함하는 합금을 들 수 있다. 합금의 예로서는, 은-파라듐, 은-파라듐-동, 알루미늄-네오듐 등이 적합하게 이용된다.

본 형태에 의하면, 산화되는 양극 금속 상층과는 독립적으로, 양극 금속 하층으로서 반사율이 높은 금속을 이용할 수 있다. 따라서, 각층의 재료 선택의 폭이 넓어지고, 탑 이미션형 유기 EL 소자로서의 성능의 최적화가 보다 용이해진다.

양극 금속 상층(122)은, 양극 금속 하층(121)의 표면 상에 적층된다. 제조 프로세스 도중에 있어서의 양극 금속 상층이, 제조 프로세스에 의해 표면 산화됨으로써, 금속 산화물층(13)이 형성된다. 따라서, 양극 금속 상층(122)은, 후공정에서 산화 형성되는 금속 산화물층(13)의 요구 성능이 고려되고, 금속 산화에 의해 일 함수가 커지는 금속 원소가 선택된다. 이것은, 높은 정공 주입 특성을 가지는 금속 산화물층은, 큰 일 함수를 가지는 것이 필요한 것에 기인한다. 이러한 금속 원소 재료의 예로서는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 몰리브덴, 크롬, 바나듐, 텅스텐, 니켈, 이리듐 중 어느 하나의 금속, 이들 금속의 합금, 또는 그것들을 적층한 것을 이용하는 것이 가능하다.

이로 인해, 정공 주입 특성이 뛰어난 금속 산화물층(13)을 형성하는 것이 가능해진다.

또, 양극 금속 상층(122)의 막두께로서는, 20㎚ 이하인 것이 바람직하다. 왜냐하면, 이 이상 두꺼우면 유기 EL 소자(2)의 반사율은 양극 금속 상층(122)의 반사율을 반영하고, 양극 금속 하층(121)의 반사율을 반영하는 것이 곤란해지기 때문이다.

즉, 양극 금속 상층에 의한 반사율의 저하, 즉, 탑 이미션형 유기 EL 소자의 발광의 감쇠를 억제할 수 있고, 양극 금속 하층의 고반사율을 최대한으로 살리는 것이 가능해진다.

이 2층 구조 및 상기 금속 원소를 이용함으로써, 산화되는 양극 금속 상층(122)과는 독립적으로, 양극 금속 하층(121)으로서 반사율이 높은 금속을 이용할 수 있다. 따라서, 각층의 재료 선택의 폭이 넓고, 탑 이미션형 유기 EL 소자로서의 성능의 최적화가 보다 용이해진다.

또한, 양극 금속 하층(121)의 구성 요소로서, 가시광의 반사율이 60% 이상인 금속을 이용하는 경우에는, 양극 금속 상층(122)은, 제조 최종 단계에 있어서 소실해도 된다. 이 경우, 양극 금속 상층(122)의 반사율의 영향을 최저한으로 억제할 수 있다. 이 경우, 금속 산화물층(13)은, 제조 최종 단계에 있어서는, 양극 금속 하층(121)과 직접 접촉하는 구조가 된다.

또, 양극 금속 하층(121) 및 양극 금속 상층(122)은, 3층 이상으로 구성되어도 된다.

또, 금속 산화물층(13)은 절연층(14) 하에 형성되어 있지 않아도 된다. 일반적으로, 후술하는 제조 공정에 있어서, 기판(11) 상에 양극 금속층(12) 또는 양극 금속 상층(122)을 적층한 후, 대기에 노출시킴으로써 자연 산화에 의한 금속 산화막이 양극 금속층(12) 또는 양극 금속 상층(122)의 표면에 형성된다. 그러나, 예를 들면, 상기 공정 도중의 소자를 대기에 노출시키지 않고, 다음 공정의 절연막 적층을 실시함으로써, 자연 산화에 의한 금속 산화막이 양극 금속층(12)에 형성되지 않는 경우가 있다. 이 경우에는, 금속 산화물층(13)은 절연층(14) 아래에 형성되지 않는다.

상술한 실시의 형태 1의 변형예에 있어서도, 상기 제2 영역에 있어서의 금속 산화물층(13)의 하면은, 상기 제1 영역에 있어서의 금속 산화물층(13)의 하면보다도 하방에 위치한다.

또, 상기 제2 영역에 있어서의 양극 금속 상층(122)의 상면은, 상기 제1 영역에 있어서의 양극 금속 상층(122)의 상면보다 하방에 위치한다.

또, 상기 제2 영역에 있어서의 금속 산화물층(13)의 막두께는, 상기 제1 영역에 있어서의 금속 산화물층(13)의 막두께보다 크다.

이로 인해, 양극 금속 상층(122)의 산화에 의해, 양극 금속 상층(122)과 유기 발광층(16)의 사이에 있어서 큰 일 함수가 얻어지고 정공 주입에 대한 에너지 장벽을 작게 할 수 있으므로, 정공 주입 특성이 뛰어난 정공 주입층을 금속 산화물층으로 형성하는 것이 가능해진다. 또, 정공 주입층을, 유기층으로 형성할 필요가 없기 때문에, 유기층의 층수를 삭감할 수 있다. 또, 상기 정공 주입층 상에, 습식 인쇄에 의한 유기층의 제막이 가능해진다.

또 본 형태에 의해, 금속 산화물층(13)의 제1 영역과 제2 영역의 사이에 단차부에 의해, 발광의 도파 로스를 저감할 수 있다는 효과가 얻어진다.

또, 본 형태에 의해, 제2 영역에 있어서의 양호한 정공 주입성을 만족하면서도, 제1 영역에 있어서의 절연층(14)과 금속 산화물층(13)의 박리를 방지하여 양층의 밀착성을 유지할 수 있다는 효과가 얻어진다.

(실시예)

다음에, 실시예 및 비교예를 들면서 본 발명을 설명한다.

(실시예 1)

도 4는, 본 발명에 관련되는 실시예 1에 있어서의 유기 EL 소자의 제조 방법을 설명하는 공정도이다.

우선, 유리 기판(111)(마츠나미가라스제 무소다 유리를 사용) 표면 상에, 스퍼터법에 의해 몰리브덴 97%, 크롬 3%로 이루어지는 막두께 100㎚의 양극(123)(이하, Mo:Cr(97:3)로 줄여 기재하는 경우가 있다.)을 형성했다. 그리고, 감광성 레지스트를 이용하는 포토리소그래피 및 에칭에 의한 양극(123)의 패터닝 공정, 및 감광성 레지스트의 박리 공정을 거쳐, 양극(123)을 소정의 양극 형상으로 패터닝했다(도 4(a)).

에칭액으로서는, 인산, 질산, 아세트산의 혼합 용액을 이용했다.

이 양극(123)의 형성 공정의 완료 후, 다음의 절연층 형성 공정 전에는, 양극(123)의 최표면이 자연 산화되고, 표면 산화막(131)이 형성되어 있다. 또한, 상술한 바와 같이, 양극(123)의 형성 공정의 완료 후, 소자를 대기에 노출시키지 않고, 다음 공정의 절연막 적층을 실시함으로써, 표면 산화막(131)이 형성되지 않는 경우가 있다. 이 경우에는, 다음 공정에 있어서, 절연층(141)은, 양극(123) 상에 형성된다.

다음에, 절연층(141)으로서 감광성 폴리이미드를 스핀코트법에 의해 형성하고, 포토마스크를 이용한 노광, 현상 공정을 거쳐 소정의 형상으로 패터닝했다.(도 4(b)).

다음에, 중성 세제와 순수를 이용해 기판 세정을 행했다. 이 기판 세정 공정에 있어서, 표면 산화막(131)은 수용성이기 때문에, 표면 산화막(131)의 일부가 용출되어 버릴 가능성이 있다. 표면 산화막(131)의 일부가 용출된 상태 상에 정공 수송층을 적층하면, 정공 주입층으로서의 금속 산화물층이 불충분한 상태가 되고, 낮은 정공 주입 능력을 가지는 유기 EL이 되어 버린다. 본 발명에서는, 이 정공 주입 능력의 저하를 억제하기 위해, 상기 절연층 형성 공정 후에, 인위적인 산화 처리 공정을 도입하고 있다.

그를 위한 표면 처리로서 UV-오존 처리(조사광：170㎚ 자외광, 조사 시간：120초)를 행하고, 정공 주입층으로서 기능하는 금속 산화물층(132)을 형성했다(도 4(c)). 즉, 금속 산화물층(132)은, 상기 표면 처리 후의 표면 산화막(131)의 형태이며, 상기 표면 처리 전의 표면 산화막(131)과 상기 표면 처리에 의해 양극(123)의 일부가 인위적으로 산화된 산화 영역을 포함한다. 한편, 양극(124)은, 상기 표면 처리 후의 양극(123)의 형태이며, 양극(123)으로부터 상기 산화 영역이 제외된 것이다. 따라서, 본 공정 종료 단계에서는, 절연층(141)이 형성되어 있지 않은 제2 영역인 개구부의 금속 산화물층(132)의 막두께는, 절연층(141)의 아래인 제1 영역에 형성된, 표면 산화막인 금속 산화물층(132)의 막두께보다 크다.

다음에, 정공 수송층(151)으로서, 사메이션제 HT12의 크실렌/메시틸렌 혼합 용매로부터 잉크젯법에 의해 개구부에 도포했다. 그리고, 50℃에서 10분간 진공 건조를 행하고, 계속해서, 질소 분위기 중에 있어서 210℃에서 30분간 가열함으로써 가교 반응을 행했다. 개구부의 위치에 의해, 약간 막두께의 불균일성이 생기지만, 평균 막두께 20㎚가 되도록 형성했다(도 4(d)).

다음에, 유기 발광층(161)으로서, 사메이션제 녹색 발광 재료 Lumation Green(이하, LGr이라고 줄여 기재한다)을 크실렌과 메시틸렌 혼합 용매로부터 잉크젯법에 의해 개구부에 도포했다. 그리고, 50℃에서 10분간 진공 건조를 행하고, 계속해서, 질소 분위기 중에 있어서 130℃에서 30분간 베이크를 행했다. 개구부의 위치에 의해, 약간 막두께의 불균일성이 생기지만, 평균 막두께 70㎚가 되도록 형성했다(도 4(e)).

다음에, 음극층(171)으로서, 진공 증착법에 의해, 바륨 5㎚(알드리치제, 순도 99% 이상)를 제막했다. 계속해서, 바륨 20%를 혼합한 화합물 Alq(신닛테츠카가쿠제, 순도 99% 이상)의 막 20㎚를 공증착법에 의해 제막하고, 마지막에 스미토모 중기계 공업 주식회사제의 플라즈마 코팅 장치를 이용하여 ITO 전극을 100㎚ 형성했다(도 4(f)).

마지막으로, 제작한 유기 EL 소자의 공기중에서의 평가를 가능하게 하기 위해서, 물 및 산소 농도가 5ppm 이하인 질소 드라이 박스중에서 소자의 유리관 시일링을 행했다.

도 5a는, 본 발명에 관련되는 실시예 1의 제조 방법을 이용하여 제작된 유기 EL 소자를 구비한 유기 EL 디바이스의 상면도이다. 또, 도 5b는, 본 발명에 관련된는 실시예 1의 제조 방법을 이용하여 제작된 유기 EL 소자를 구비한 유기 EL 디바이스의 구조 단면도이다. 본 실시예에서는, 상술한 제조 공정에 의해 도 5a 및 도 5b에 기재된 유기 EL 디바이스를 제작했다.

(실시예 2)

본 발명에 관련되는 실시예 2에 있어서의 유기 EL 소자의 제조 방법은, 도 4에 기재된 음극층(171)으로서, 진공 증착법에 의해, 바륨 5㎚와 은(알드리치제 순도 99.9%) 10㎚, 굴절률 조정층으로서 불화 리튬 80㎚를 형성한 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 형성했다.

(실시예 3)

본 발명에 관련되는 실시예 3에 있어서의 유기 EL 소자의 제조 방법은, 표면 처리 방법으로서, 산소 플라즈마법(플라즈마 시간 120초, 파워 2000W)을 이용한 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 형성했다.

(실시예 4)

본 발명에 관련되는 실시예 4에 있어서의 유기 EL 소자의 제조 방법은, 양극(123)으로서 스퍼터법에 의해 몰리브덴 3%, 크롬 97%로 이루어지는 막두께 100㎚의 막(이하, Mo:Cr(3:97)로 줄여 기재하는 경우가 있다)을 이용한 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 형성했다.

(실시예 5)

본 발명에 관련되는 실시예 5에 있어서의 유기 EL 소자의 제조 방법은, 양극(123)으로서 우선, 은/파라듐/동 합금막 100㎚를 스퍼터법에 의해 형성하고, 그 후에 몰리브덴 3%, 크롬 97%로 이루어지는 막두께 10㎚를 마찬가지로 스퍼터법에 의해 적층하여 양극(123)(이하, APC/Mo:Cr(3:97)로 줄여 기재하는 경우가 있다)으로 한 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 형성했다.

(비교예 1)

비교예 1에 있어서의 유기 EL 소자의 제조 방법은, 표면 세정 후에 정공 주입층으로서 삼산화 몰리브덴 30㎚를 증착법에 의해 형성한 것, 및 표면 산화 처리를 행하지 않은 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 형성했다.

(비교예 2)

비교예 2에 있어서의 유기 EL 소자의 제조 방법은, 양극(123)으로서 몰리브덴 97%, 크롬 3%로 이루어지는 100㎚의 막을 형성하고, 그 위로부터, 종래 이용되어 온 ITO막을 마찬가지로 스퍼터법에 의해 40㎚ 형성하고, 양극(123)의 형상 패터닝을 위한 에칭 공정으로서, 염산과 질산의 혼합 용매를 이용하여 행한 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 형성했다.

(비교예 3)

비교예 3에 있어서의 유기 EL 소자의 제조 방법은, 정공 수송층(151)의 전에 종래 이용되어 온 PEDOT:PSS(HC Stark사제)를 잉크젯법에 의해 개구부에 도포했다. 그리고, 500℃에서 10분간 진공 건조를 행하고, 계속해서 200℃에서 40분간 진공 베이크를 행했다. 개구부의 위치에 의해, 약간 막두께의 불균일성이 생기지만, 평균 막두께 40㎚가 되도록 형성한 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 형성했다.

(비교예 4)

비교예 4에 있어서의 유기 EL 소자의 제조 방법은, 정공 수송층(151)인 사메이션제 HT12의 제조 공정을 생략한 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 형성했다.

(비교예 5)

비교예 5에 있어서의 유기 EL 소자의 제조 방법은, 표면 산화 처리인 UV-오존 처리를 생략한 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 형성했다.

(실시예 및 비교예의 평가)

이상의 실시예 1~5 및 비교예 1~5에 있어서, 본 발명의 효과를 나타내기 위해 이하의 평가를 행했다.

우선, 유효하게 기능하는 유기 EL 소자를 제작하기 위해서는, 개구부에 유기 재료를 함유한 잉크를 유효하게 유지할 수 있는 것이 중요하다. 이를 위해서는, 개구부와 절연층 상의 발수성의 차가 중요하다. 이것을 평가하기 위해서, 도 5a의 기판 상의 A점과 B점에 있어서, 소정의 표면 처리를 행한 후에 물을 적하하여, 그 접촉각을 측정했다. 정공 수송층(151)이나 유기 발광층(161)을 형성하기 위해서는, 이것들이 용해하는 크실렌 등의 유기 용매를 이용한다. 그러나, 크실렌을 이용하여 접촉각의 측정을 행한 경우, 표면 장력이 작기 때문에 측정되는 접촉각이 작고, 실험 오차가 생기기 쉽다. 따라서, 여기에서는 표면 장력이 큰 물을 이용해 접촉각의 측정을 행하고, 친발수성의 평가를 행했다. 표 1의 접촉각 A 및 접촉각 B의 항에 이들 발수성 평가 결과를 정리했다.

금속 산화물층(132) 상의 A점에서는, 산화 처리를 실시한 실시예 1~5 및 비교예 1~4에서는, 접촉각 측정이 불가능할 수록 친수성이 높고 적하한 물이 젖어 나가므로, 금속 산화물층(132) 표면과 용매의 친화성이 높은 것을 알았다. 산화 처리를 실시하지 않은 비교예 5의 A점에서는, 습윤성은 약간 나쁘고, 15° 정도였다.

절연층(141) 상의 B점에서는, 산화 처리를 실시한 실시예 1~5 및 비교예 2~4에서는, 그 접촉각은, 40~50°정도였다. 측정이나 액적 각도의 결정에 편차가 나오므로 수치에 범위를 갖게 하여 나타내고 있다. 산화 처리를 실시하지 않은 비교예 5에서는 75°로 높은 값을 나타냈다.

또, 전면에 삼산화 몰리브덴막을 증착한 비교예 1에서는, 절연층 상에 삼산화 몰리브덴층이 존재하기 때문에, 접촉각은 산화 처리를 실시한 금속 산화물층(132) 상과 같이 5° 이하였다.

다음에, 산화 처리 후에 크실렌 100ul를 개구부에 적하하여 개구부에 용매의 유지가 가능한지를 실험했다. 표 1의 잉크의 뱅크 내 유지의 항에 이 결과를 정리했다. 개구부와 절연층(141) 상에 큰 발수성의 차가 있는 실시예 1~5, 비교예 2~4에 관해서는, 양호하게 용매를 개구부 내에 유지하는 것이 가능했다. 전면에 삼산화 몰리브덴막을 증착한 비교예 1에서는, 개구부의 내측과 외측에서 친발수성에 차가 없기 때문에, 용매를 개구부에 유지하지 못하고, 개구부 외에 용매가 넘쳐 나와 버렸다. 또, 산화 처리를 행하지 않고 세정만을 행한 비교예 5에서는, 용매는 개구부 내에 유지할 수 있지만, 개구부 내의 모든 부위가 용매로 채워지지 않고 일부가 젖어 있지 않았다.

다음에, 표면 처리 후의 양극 상의 일 함수의 측정을 행했다. 표 1의 일 함수의 항에 이들 친발수성 평가 결과를 정리했다. MoCr(97:3)을 산화 처리한 표면이 개구부의 금속 산화물층(132)으로 되어 있는 실시예 1~3, 비교예 4~5에서는 5.5eV, MoCr(3:97)를 산화 처리한 표면이 개구부의 금속 산화물층(132)으로 되어 있는 실시예 4 및 5에서는, 5.6eV의 일 함수를 나타냈다. 삼산화 몰리브덴이 표면에 나와 있는 비교예 1은 5.6eV이며, 이것들의 표면은, 유기층에 정공 주입을 행하기 위해서 적절한 일 함수를 가지고 있는 것을 알았다.

한편, 종래와 같이 ITO층이 표면에 있는 비교예 2에서는 5.2eV로, 이것들보다도 일 함수가 작고, 정공 주입성의 저하를 수반한다. 또, 표면의 산화 처리를 실시하지 않은 비교예 5에서는 일 함수는 4.7eV이며, 산화 처리에 의해 일 함수를 증가시킬 수 있는 것을 알 수 있다.

다음에, 양극(124)측을 정, 음극층(171)측을 부로 하여 10㎃/㎠의 전류를 소자에 흐르게 했을 때의 구동 전압과 휘도를 측정함으로써, 이 때의 구동 전압 및 발광 효율을 구했다. 또한, 이들 소자를 4000cd/㎡로 발광시키고, 일정 전류로 계속 구동했을 때의 휘도의 감쇠를 측정하고, 휘도가 반감(2000cd/㎡)했을 때의 시간을 소자 수명으로 했다. 표 1의 구동 전압, 발광 효율 및 수명의 항에 이들 결과를 정리했다.

본 발명에 기초하는 실시예 1에서는, 7.2V 정도의 양호한 구동 전압과, 5.0cd/A의 높은 발광 효율, 및, 560 시간의 긴 휘도 반감 수명이 얻어졌다.

음극층(171)으로서 얇은 은을 이용한 실시예 2, 및, 산화 처리로서 산소 플라즈마 처리를 이용한 실시예 3에 있어서도, 실시예 1과 거의 동등한 소자 성능이 얻어진다.

몰리브덴과 크롬의 비를 역전시킨 실시예 4에 있어서는, 양극의 반사율이 10% 정도 개선되므로, 양극 반사시의 광의 손실이 억제되고, 발광 효율이 10% 정도 향상했다. 이로 인해, 4000cd/㎠를 얻기 위해서 필요한 전류값이 작아도 되기 때문에, 수명도 향상했다.

본 발명의 더 바람직한 형태인 고반사율의 금속(여기에서는 APC)을 양극 금속 하층으로서 이용하고, 그 위에 MoCr(3:97)를 형성한 실시예 5에서는, 양극 금속 하층에서의 광의 손실이 저감되므로, 발광 효율은 9.3cd/A까지 높아지고, 휘도 반감 수명도 910 시간까지 늘어났다.

한편, 종래의 구조인, PEDOT:PSS를 이용한 비교예 3에서는, PEDOT:PSS의 높은 전도도와, 이것이 절연막 상에 약간 젖어 나가고, 음극과 접촉해 버리기 때문에, 큰 리크 전류가 생겼다. 이 때문에, 발광 효율이 낮고, 소자 수명도 짧다.

또, 비교예 1에서는, 친발수성의 차를 얻지 못하고, 용액을 개구부에 유지할 수 없었기 때문에, 디바이스화를 할 수 없었다.

또, 본 발명 이외의 금속인 인듐 및 주석을 양극에 이용한 비교예 2에서는, 표면 산화 처리에 의해, 충분히 일 함수가 높은 금속 산화물층을 얻을 수 없었다. 이 때문에, 정공 주입성이 충분하지 않고, 소자 내의 정공과 전자의 밸런스가 무너지고, 발광 효율은 크게 저하하고, 수명은 극단적으로 짧아졌다.

또, 정공 수송층이 없는 비교예 4에서는, 비교예 2와 같이 정공 주입성이 충분하지 않고, 발광 효율이 낮고, 수명은 극단적으로 짧아졌다.

또, 표면 산화 처리를 행하지 않았던 비교예 5에서는, 비교예 2 및 4와 같고, 정공 주입성이 충분하지 않고, 발광 효율이 낮고, 수명은 극단적으로 짧아졌다.

이상과 같이, 본 발명에 관련되는 유기 EL 소자는, 양극(123) 또는 표면 산화막(131)의 상에 절연층(141) 및 개구부가 형성된 후, 개구부의 표면 산화막(131)이 인위적으로 산화 처리됨으로써, 정공 주입 특성이 뛰어나고, 유기층의 층수를 삭감할 수 있고, 습식 인쇄에 의한 정공 수송층 및 유기 발광층의 제막이 가능해진다.

본 발명의 실시의 형태 1에 관련되는 유기 EL 소자의 제조 방법에 의하면, 개구부의 표면 산화막(131)의 산화가 촉진되므로, 결과적으로는, 개구부 영역의 양극(124)의 막두께는, 절연층(141)의 아래의 양극(124)의 막두께보다 작아진다.

본 형태에 의하면, 양극(123)의 산화에 의해, 일 함수가 크고 정공 주입에 대한 에너지 장벽을 작게 하는 것이 가능한 정공 주입층을 형성하는 것이 가능해진다. 또, 상기 정공 주입층은 금속 산화물층(132)이므로, 유기층의 층수를 삭감할 수 있고, 그 상층에는 습식 인쇄에 의한 유기층 제막이 가능해진다.

또 바꾸어 말하면, 제2 영역에 있어서의 금속 산화물층(132)의 막두께는, 제1 영역에 있어서의 금속 산화물층(132)의 막두께보다 크기 때문에, 양극(124) 상에 설치되는 금속 산화물층(132)에 관한 것이며, 제1 영역과 제2 영역의 계면에 있어서, 제2 영역측이 제1 영역측보다 하방에 위치하도록 단차가 생기는 형태가 된다. 이로 인해, 발광된 광이, 제1 영역에 형성된 금속 산화물층(132)을 광도파로로 하여 외부로 새어 버린다는, 이른바 도파 로스를 저감하는 것이 가능해진다.

또한, 본 발명의 구조인, 개구부 영역의 양극(124)의 막두께가, 절연층(141)의 아래의 양극(124)의 막두께보다 작은 것은, 단면 TEM에 의해서도 금속층인 양극(124)과 산화물층인 금속 산화물층(132)의 계면이 판단 가능하기 때문에, 그 계면과 양극(124) 하면의 거리에 의해 판단하는 것이 가능하다.

또, 상기 실시예에 보여지는 일 함수가 큰 금속 산화물로 이루어지는 정공 주입층이 양극과 정공 수송층의 사이에 형성됨으로써, 양극측은 높은 정공 주입 능력을 가지는 것이 가능해진다. 따라서, 발광 효율 및 수명과 같은 성능이 뛰어난 유기 EL 소자를 실현하는 것이 가능해진다.

또한, 실시예 5에 보여지는 바와 같이, 양극 금속층을 상층 및 하층의 2층으로 나누어 적층함으로써, 가시광 반사율이 높은 하층 및 가시광 투명도가 높은 상층을 형성하는 것이 가능해진다. 이로 인해, 탑 이미션형 유기 EL 소자로서의 성능의 최적화가 보다 용이해진다.

또, 실시예 1~5에 있어서, 절연층 형성 공정 후에는, 제2 영역인 개구부에는, 양극(123)의 자연 산화에 의한 표면 산화막(131)이 형성되어 있지만, 이 때, 개구부에 있어서의 표면 산화막(131)의 표면을 알칼리성의 용액 등으로 세정함으로써, 표면 산화물을 용출시키고, 개구부의 표면 산화막(131)을 없애도 된다. 그 후, 표면 산화막(131)이 제거된 개구부의 양극(123)의 표면에 대해서, 다음 공정의 인위적인 산화 처리 프로세스를 실시함으로써, 개구부에 자연 산화에 의한 표면 산화막(131)을 형성시키지 않도록 할 수 있다. 이로 인해, 개구부의 금속 산화물층(132)은, 절연층(141)의 아래의 금속 산화물층(132)과는 연속적으로 형성되지 않고, 개구부의 표면 산화막(131)은, 그 측면부 및 하면부가 양극(124)에 의해 피복된다. 따라서, 발광의 일부가 금속 산화물층을 통해서 소자의 외부에 누출되는 것을 완전히 방지하는 것이 가능해지고, 발광의 도파 로스 저감 효과가 현저해진다. 또, 이 때, 다음 공정의 인위적인 산화 처리 프로세스에 의해 형성되는 금속 산화물층의 두께는, 자연 산화에 의해 형성되는 표면 산화막(131)의 두께보다 큰 것이 바람직하다. 이로 인해, 금속 표면에 형성된 금속 산화물층이 정공 주입 특성이 뛰어난 정공 주입층으로서 기능한다.

(실시의 형태 2)

본 실시의 형태에 있어서의 유기 EL 소자는, 기판 상에 형성된 양극 금속층과, 당해 양극 금속층 상의 제1 영역에 형성된 절연층과, 당해 양극 금속층 상에서, 제1 영역 이외의 제2 영역에 형성된 금속 산화물층과, 당해 금속 산화물층 상에서 절연층이 형성되어 있지 않은 영역에 형성된 정공 수송층과, 당해 정공 수송층 상에 형성된 유기 발광층과, 당해 유기 발광층의 표면상에 형성된 음극층을 구비하고, 제2 영역에 있어서의 양극 금속층의 상면은, 제1 영역에 있어서의 양극 금속층의 상면보다 하방에 위치하는 것을 특징으로 한다. 이로 인해, 정공 주입 특성이 뛰어나고, 유기층의 층수를 삭감할 수 있고, 습식 인쇄에 의한 유기층 제막이 가능해진다.

이하, 본 발명의 유기 EL 소자와 관련되는 실시의 형태 2에 대해서, 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 6은, 본 발명의 실시의 형태 2에 있어서의 유기 EL 소자의 구조 단면도이다. 이 도면에 있어서의 유기 EL 소자(4)는, 기판(11)과, 양극 금속층(12)과, 금속 산화물층(43)과, 절연층(14)과, 정공 수송층(15)과, 유기 발광층(16)과, 음극층(17)을 구비한다.

도 6에 기재된 유기 EL 소자(4)는, 도 1에 기재된 유기 EL 소자(1)와 비교하여, 금속 산화물층이 절연층의 아래인 제1 영역에 형성되어 있지 않은 점만이 다르다. 도 1에 기재된 유기 EL 소자(1)와 같은 점은 설명을 생략하고, 이하, 다른 점만 설명한다.

금속 산화물층(43)은, 정공을 안정적으로, 또는 정공의 생성을 보조하여, 후술하는 정공 수송층(15)에 정공을 주입하는 기능을 가진다. 금속 산화물층(43)은, 후술하는 제조 프로세스에 의해, 양극 금속층의 표면이 산화됨으로써 형성된다. 또, 금속 산화물층(43)은, 상술한 금속 원소로 구성되기 때문에, 큰 일 함수를 갖는다.

이로 인해, 본 발명의 유기 EL 소자(4)는, 높은 정공 주입 특성을 가지므로, 고발광 효율 및 긴 수명 특성을 가지는 것이 가능해진다.

금속 산화물층(43)의 막두께로서는, 0.1~20㎚가 바람직하다. 더 바람직하게는 1~10㎚이다. 금속 산화물층(43)이 너무 얇으면, 균일성의 문제로부터 정공 주입성이 낮고, 너무 두꺼우면 구동 전압이 높아져 버린다.

양극 금속층(12)의 표면 상에 금속 산화물층(43)을 형성하는 공정으로서는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 제조 도중에 있어서의 양극 금속층의 표면에 대한 자외광 오존 처리, 산화성 가스 분위기의 플라즈마 처리, 혹은 오존을 포함하는 용액에 의한 처리 등을 적합하게 이용할 수 있다.

상술한 본 발명의 실시의 형태 2에 관련되는 유기 EL 소자(4)에 있어서, 상기 제2 영역에 있어서의 양극 금속층(12)의 상면은, 상기 제1 영역에 있어서의 양극 금속층(12)의 상면보다 하부에 위치한다.

본 형태에 의해, 양극 금속층(12)의 산화에 의해, 양극 금속층(12)과 유기 발광층(16)의 사이에 있어서 큰 일 함수가 얻어지고, 정공 주입에 대한 에너지 장벽을 작게 할 수 있으므로, 정공 주입 특성이 뛰어난 정공 주입층을 형성하는 것이 가능해진다. 또, 정공 주입층을, 유기층으로 형성할 필요가 없기 때문에, 유기층의 층수를 삭감할 수 있다. 또, 상기 정공 주입층 상에, 습식 인쇄에 의한 유기층의 제막이 가능해진다.

금속 산화물층(43)은, 상기 제1 영역에 형성되지 않고 상기 제2 영역에 형성되고, 상기 제2 영역에 형성된 금속 산화물층(43)은, 그 측면부 및 하면부가 양극 금속층(12)에 의해 피복되어 있다.

이로 인해, 금속 산화물층(43)은, 그 측면부 및 하면부가 양극 금속층(12)에 의해 피복되므로, 발광의 일부가 금속 산화물층(43)을 통해서 소자의 외부에 누출되는 것이 방지되고, 발광의 도파 로스를 저감할 수 있다는 효과를 얻을 수 있다.

다음에, 본 발명의 실시의 형태 2에 관련되는 유기 EL 소자(4)의 제조 방법에 대해서 설명한다. 도 7은, 본 발명의 실시의 형태 2에 관련되는 유기 EL 소자의 제조 방법을 설명하는 공정도이다.

우선, 유리 기판(111)(마츠나미가라스제 무소다 유리를 사용) 표면 상에, 스퍼터법에 의해 몰리브덴 97%, 크롬 3%로 이루어지는 막두께 100㎚의 양극(123)(이하, Mo:Cr(97:3)으로 줄여 기재하는 경우가 있다)을 형성한다. 그리고, 감광성 레지스터를 이용하는 포토리소그래피 및 에칭에 의한 양극(123)의 패터닝 공정, 및 감광성 레지스터의 박리 공정을 거쳐, 양극(123)을 소정의 양극 형상으로 패터닝한다(도 7(a)).

에칭액으로서는, 인산, 질산, 아세트산의 혼합 용액을 이용한다.

이 양극(123)의 형성 공정의 완료 후, 소자가 대기에 노출됨으로써, 양극(123)의 최표면이 자연 산화되고, 표면 산화막(131)이 형성된다(도 7(b)).

여기서, 표면 산화막(131)이 자연 형성된 후, 알칼리성의 용액 등으로 표면을 세정함으로써, 표면 산화물을 용출시키고, 표면 산화막(131)을 없앤다. 이로 인해, 다음 공정에 있어서, 절연층(141)은, 양극(123) 상에 직접 형성되게 된다.

또한, 상기 이외에도, 양극(123)의 형성 공정의 완료 후, 소자를 대기에 노출시키지 않고, 다음 공정의 절연막 적층을 실시함으로써, 표면 산화막(131)을 형성시키지 않도록 할 수 있다.

다음에, 절연층(141)으로서 감광성 폴리이미드를 스핀 코트법에 의해 형성하고, 포토마스크를 이용한 노광, 현상 공정을 거쳐 소정의 형상으로 패터닝한다(도 7(c)).

다음에, 중성 세제와 순수를 이용하여 기판 세정을 행한다.

여기서, 본 실시의 형태에서는, 상술한 대로, 이 단계에서는 표면 산화막은 존재하고 있지 않기 때문에, 표면 산화막이 존재하는 형태에 있어서의 결함이 미연에 방지된다. 즉, 표면 산화막(131)이 존재하는 경우, 기판 세정 공정에 있어서, 표면 산화막은 수용성이기 때문에, 표면 산화막의 일부가 용출되어 버릴 가능성이 있다. 표면 산화막의 일부가 용출된 상태 상에 정공 수송층을 적층하면, 정공 주입층으로서의 금속 산화물층이 불충분한 상태가 되고, 낮은 정공 주입 능력을 가지는 유기 EL 소자로 되어 버린다.

이에 대해서, 본 실시의 형태에서는, 정공 주입 능력의 저하를 억제하기 위해, 표면 산화막(131)이 존재하지 않는 상태로 절연층(14)을 형성시키고, 그 후, 인위적인 산화 처리 공정을 도입하고 있다.

상술한 인위적인 산화 처리를 위한 표면 처리로서, UV-오존 처리(조사광:170㎚ 자외광, 조사 시간：120초)를 행하고, 정공 주입층으로서 기능하는 금속 산화물층(432)을 형성한다(도 7(d)). 즉, 금속 산화물층(432)은, 상기 표면 처리에 의해 양극(123)의 일부가 인위적으로 산화된 산화 영역이다. 한편, 양극(124)은, 상기 표면 처리 후의 양극(123)의 형태이며, 양극(123)으로부터 상기 산화 영역이 제외된 것이다.

따라서, 금속 산화물층(432)은, 절연층(14)에 대응하는 제1 영역에 형성되지 않고, 개구부에 대응하는 상기 제2 영역에만 형성되고, 금속 산화물층(432)은, 도 7(d)에 나타내는 대로, 그 측면부 및 하면부가 양극(124)에 의해 피복된다. 본 형태에 의해, 발광의 일부가 금속 산화물층을 통해서 소자의 외부로 누출되는 것이 방지되고, 발광의 도파 로스를 저감할 수 있다는 부수적인 효과도 전망된다.

이후의 공정, 즉, 정공 수송층(151), 유기 발광층(161) 및 음극층(171)을 형성하는 공정(도 7(e), 도 7(f) 및 도 7(g))은, 실시의 형태 1에 있어서의 실시예 1과 같으므로, 여기에서는 설명을 생략한다.

본 형태에 의하면, 양극(123)의 산화에 의해, 일 함수가 크고 정공 주입에 대한 에너지 장벽을 작게 하는 것이 가능한 정공 주입층을 형성하는 것이 가능해진다. 또, 상기 정공 주입층은 금속 산화물층(432)이므로, 유기층의 층수를 삭감할 수 있고, 그 상층에는 습식 인쇄에 의한 유기층 제막이 가능해진다.

이상, 본 발명의 유기 EL 소자 및 그 제조 방법에 대해서, 실시의 형태 1 및 2에 기초하여 설명했지만, 본 발명은, 이들 실시의 형태 및 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 한, 당업자가 생각해내는 각종 변형을 본 실시의 형태에 실시한 것도, 본 발명의 범위 내에 포함된다.

예를 들면, 실시의 형태 2에 있어서의 양극 금속층(12)이, 실시의 형태 1의 변형예에 있어서의 양극 금속층과 같이 양극 금속 하층(121) 및 양극 금속 상층(122)으로 구성되어 있어도 된다.

또한, 본 발명의 실시의 형태 1 및 2에 있어서, 정공 수송층(15) 및 유기 발광층(16)에 고분자 유기 재료가 이용된 예를 나타냈지만, 이것들에 저분자 유기 재료가 이용되어도, 본 검토와 같은 효과를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명의 유기 EL 소자가 가지는 전극은, 기판 상의 전면 혹은 대부분에 균일하게 형성되어 있어도 된다. 이 경우는, 개구부가 큰 대면적 발광이 얻어지므로 조명 장치로서 이용할 수 있다. 혹은, 이 전극은, 특정의 도형이나 문자를 표시할 수 있도록 패턴화되어 있어도 된다. 이 경우는, 특성의 패턴 형상의 발광이 얻어지므로 광고 표시 등에 이용할 수 있다. 혹은, 이 전극은, 행렬 형상으로 다수 배치되어 있어도 된다. 이 경우는, 패시브 구동의 디스플레이 패널 등의 화상 표시 장치로서 이용할 수 있다. 혹은, 이 전극은, 트랜지스터 어레이를 늘어놓은 기판 상에서, 이 트랜지스터 어레이에 대응하는 형으로 전기적인 접속을 얻을 수 있도록 형성되어 있어도 된다. 이 경우는, 도 8에 기재된 TV에 대표되는 바와 같이, 액티브 구동의 디스플레이 패널 등의 화상 표시 장치로서 이용할 수 있다.

(산업상의 이용 가능성)

본 발명에 관련되는 유기 EL 소자는, 저구동 전압으로 고효율, 긴 수명인 것으로부터, 디스플레이 디바이스의 화소 발광원, 액정 디스플레이의 백 라이트, 각종 조명용 광원, 광디바이스의 광원 등으로서 유용하며, 특히, TFT와 조합한 액티브 매트릭스 유기 EL 디스플레이 패널에의 응용에 적합하다.

1, 2, 3, 4:유기 EL 소자 11:기판
12:양극 금속층 13, 43, 132, 432:금속 산화물층
14, 141:절연층 15, 151:정공 수송층
16, 161:유기 발광층 17, 171:음극층
111:유리 기판 121:양극 금속 하층
122:양극 금속 상층 123, 124:양극
131:표면 산화막

Claims (11)

1. 기판과,
   상기 기판 상에 형성된 양극 금속층과,
   상기 양극 금속층 상에서, 제1 영역에 형성된 절연층과,
   상기 양극 금속층 상에서, 상기 기판 상에 적층된 양극 금속층의 표면이 산화됨으로써, 상기 제1 영역, 및 상기 제1 영역 이외의 제2 영역에 형성된 금속 산화물층과,
   상기 금속 산화물층 상에서, 상기 절연층이 형성되어 있지 않은 제2 영역에 형성되고, 정공 수송성의 유기 재료를 포함하는 정공 수송층과,
   상기 정공 수송층 상에 형성된 유기 발광층과,
   상기 유기 발광층 상에 형성되고, 상기 유기 발광층에 전자를 주입하는 음극층을 구비하고,
   상기 제2 영역에 있어서의 상기 금속 산화물층의 막두께는, 상기 제1 영역에 있어서의 상기 금속 산화물층의 막두께보다 큰, 유기 일렉트로 루미네슨스 소자.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 제2 영역에 있어서의 상기 금속 산화물층의 하면은, 상기 제1 영역에 있어서의 상기 금속 산화물층의 하면보다도 하방에 위치하는, 유기 일렉트로 루미네슨스 소자.
3. 기판과,
   상기 기판 상에 형성된 양극 금속층과,
   상기 양극 금속층 상에서, 제1 영역에 형성된 절연층과,
   상기 양극 금속층 상에서, 상기 기판 상에 적층된 양극 금속층의 표면이 산화됨으로써, 상기 제1 영역, 및 상기 제1 영역 이외의 제2 영역에 형성된 금속 산화물층과,
   상기 금속 산화물층 상에서, 상기 절연층이 형성되어 있지 않은 제2 영역에 형성되고, 정공 수송성의 유기 재료를 포함하는 정공 수송층과,
   상기 정공 수송층 상에 형성된 유기 발광층과,
   상기 유기 발광층 상에 형성되고, 상기 유기 발광층에 전자를 주입하는 음극층을 구비하고,
   상기 제1 영역에 있어서의 금속 산화물층과 상기 제2 영역에 있어서의 금속 산화물층은, 연속해서 배치되고, 또한, 상기 제1 영역과 상기 제2 영역의 경계부에 있어서, 상기 제2 영역측에 있어서의 상기 양극 금속층의 하면은, 상기 제1 영역측에 있어서의 상기 양극 금속층의 하면보다도 하방에 위치하는, 유기 일렉트로 루미네슨스 소자.
4. 기판과,
   상기 기판 상에 형성된 양극 금속층과,
   상기 양극 금속층 상에서, 제1 영역에 형성된 절연층과,
   상기 양극 금속층 상에서, 상기 기판 상에 적층된 양극 금속층의 표면이 산화됨으로써, 상기 제1 영역 이외의 제2 영역에 형성되고, 상기 제1 영역에 형성되어 있지 않은 금속 산화물층과,
   상기 금속 산화물층 상에서, 상기 절연층이 형성되어 있지 않은 제2 영역에 형성되고, 정공 수송성의 유기 재료를 포함하는 정공 수송층과,
   상기 정공 수송층 상에 형성된 유기 발광층과,
   상기 유기 발광층 상에 형성되고, 상기 유기 발광층에 전자를 주입하는 음극층을 구비하고,
   상기 금속 산화물층은, 그 측면부 및 하면부가 상기 양극 금속층에 의해 피복되는, 유기 일렉트로 루미네슨스 소자.
5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 양극 금속층은,
   가시광의 반사율이 60% 이상인 양극 금속 하층과,
   상기 양극 금속 하층의 표면 상에 적층된 양극 금속 상층을 구비하는, 유기 일렉트로 루미네슨스 소자.
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 양극 금속 하층은, 알루미늄 및 은 중 적어도 하나를 포함하는 합금이며,
   상기 양극 금속 상층은, 몰리브덴, 크롬, 바나듐, 텅스텐, 니켈, 이리듐 중 적어도 하나를 포함하는 금속인, 유기 일렉트로 루미네슨스 소자.
7. 청구항 5 또는 청구항 6에 있어서,
   상기 제2 영역에 있어서의 상기 양극 금속 상층의 막두께는, 20㎚ 이하인, 유기 일렉트로 루미네슨스 소자.
8. 청구항 7에 있어서,
   상기 제2 영역에는, 상기 양극 금속 상층이 형성되어 있지 않은, 유기 일렉트로 루미네슨스 소자.
9. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 양극 금속층은, 은, 몰리브덴, 크롬, 바나듐, 텅스텐, 니켈, 이리듐 중 적어도 하나를 포함하는 금속인, 유기 일렉트로 루미네슨스 소자.
10. 청구항 1 내지 청구항 9 중 어느 한 항에 기재된 유기 일렉트로 루미네슨스 소자를 구비하는, 조명 장치.
11. 청구항 1 내지 청구항 9 중 어느 한 항에 기재된 유기 일렉트로 루미네슨스 소자를 구비하는 화상 표시 장치.

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