KR20100095512A

KR20100095512A - 전자 디바이스, 표시 장치 및 전자 디바이스의 제조 방법

Info

Publication number: KR20100095512A
Application number: KR1020107007626A
Authority: KR
Inventors: 겐지 가사하라; 유끼야 니시오까; 도모노리 마쯔무로
Original assignee: 스미또모 가가꾸 가부시키가이샤
Priority date: 2007-11-30
Filing date: 2008-11-13
Publication date: 2010-08-31
Also published as: EP2219420A4; WO2009069476A1; US20110018007A1; TW200932040A; CN101855941A; JP2009135053A; EP2219420A1

Abstract

본 발명은, 화소 주변부에서의 기능층의 막 두께 불균일성에서 기인하는 발광 영역의 협소화, 주변부에서의 누설 전류의 증가 또는 기능층의 박리 등의 막 두께 불균일성에 대한 대책을 제공한다. 기판과, 기판 상에 형성된 도전성 기능층과, 기능층의 단부를 덮는 단부 피복층을 구비하며, 기능층은 단부 피복층으로 덮여 있지 않은 기능 영역을 갖는 전자 디바이스를 제공한다. 상기 기능층은 단부 피복층으로 덮음으로써 비기능화된 비기능 영역을 더 가질 수도 있다. 단부 피복층은 기판과 기능층 사이의 접착력보다 큰 접착력으로 기판에 접착될 수 있다.

Description

전자 디바이스, 표시 장치 및 전자 디바이스의 제조 방법 {ELECTRONIC DEVICE, DISPLAY APPARATUS AND METHOD FOR MANUFACTURING ELECTRONIC DEVICE}

본 발명은 전자 디바이스, 표시 장치 및 전자 디바이스의 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명은 특히 전자 디바이스 등에 구비하는 기능성층의 층 두께 불균일성에서 주로 기인하는 문제점에 대처한 전자 디바이스, 표시 장치 및 전자 디바이스의 제조 방법에 관한 것이다.

기능성층을 갖는 전자 디바이스는 표시 장치에 사용할 수 있다. 기판 상의 소정 개소에 형성한 기능성층을 갖는 전자 디바이스로서는, 토출액이 밀려나오는 것을 방지하는 뱅크층을 미리 기판 상에 형성한 후, 뱅크층으로 둘러싸인 영역 내에 기능성층 형성용 용액을 잉크젯법에 의해 토출시키고, 상기 용액을 건조시켜 얻어진 기능성층을 (그의 단부에 특별히 처리를 실시하지 않고) 이용하여 이루어지는 전자 디바이스가 알려져 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).

또한, 기판 상에 뱅크층을 형성하지 않고, 기판 상의 소정 개소에 형성한 기능성층을 갖는 전자 디바이스로서는, 기판 상에 고르게 형성된 기능성층 재료의 막을, 포트리소그래프법에 의한 패터닝에 의해 기능성층을 형성하고, 얻어진 기능성층을 (그의 단부에 특별히 처리를 실시하지 않고) 이용하여 이루어지는 전자 디바이스가 알려져 있다(예를 들면, 특허문헌 2 참조).

국제 공개 WO99/010862호(재공표 제99/010862호 공보) 일본 특허 공개 제2005-32735호 공보

그러나, 종래 기술에서는 전자 디바이스의 기능층의 균일성에는 문제가 있다. 예를 들면, 기능층이 유기 EL 소자의 발광층인 경우에는, 특히 발광층의 주연부에서의 휘도 저하, 발행 영역의 협소화, 주연부에서의 누설 전류 증가가 생기는 경우가 있고, 기능층의 균일성이 높은 전자 디바이스가 요구되었다. 본 발명의 목적은 기능층의 균일성이 높은 전자 디바이스를 제공하는 것에 있다.

따라서, 본 발명의 하나의 측면에서는, 상기 과제를 해결할 수 있는 전자 디바이스, 표시 장치 및 전자 디바이스의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 이 목적은 청구 범위에서의 독립항에 기재된 특징의 조합에 의해 달성된다. 또한, 종속항은 본 발명의 한층 더 유리한 구체예를 규정한다.

따라서, 본 발명자들은 상기 과제를 해결하는 것을 목적으로, 기능층의 균일성이 높은 전자 디바이스의 구조에 대하여 예의 검토하였다. 그 결과, 기능층의 단부를 단부 피복층으로 덮음으로써 기능층의 균일성이 높은 전자 디바이스가 되는 것을 발견하고, 본 발명을 완성시키기에 이르렀다. 또한, 기능층을, 기판 상에 격벽을 형성하지 않고 상기 기판 상에 고르게 형성된 막을 패터닝함으로써, 또는 상기 기판 상에 격벽을 형성하지 않고 상기 기판 상에 선택적으로 막을 형성함으로써, 상기 기판의 소자 형성 영역에 형성하고, 상기 기능층을 갖는 전자 디바이스에 대하여 특정층을 더 구비한 것으로 함으로써, 기능층의 균일성이 높은 전자 디바이스가 되는 것을 발견하고, 본 발명을 완성시키는 것에 이르렀다.

즉, 본 발명의 제1 형태에서는, 기능층의 균일성이 높아지는 전자 디바이스의 구조에 대하여 예의 검토한 결과, 기판과, 상기 기판 상에 형성된 도전성 기능층과, 상기 기능층의 단부를 덮는 단부 피복층을 구비하며, 상기 기능층은 상기 단부 피복층으로 덮여 있지 않은 기능 영역을 갖는 전자 디바이스를 제공한다. 본 발명의 제2 형태에서는, 기판과, 상기 기판 상에 격벽을 형성하지 않고 상기 기판 상에 고르게 형성된 막을 패터닝함으로써, 또는 상기 기판 상에 격벽을 형성하지 않고 상기 기판 상에 선택적으로 막을 형성함으로써, 상기 기판의 소자 형성 영역에 형성되는 기능층과, 상기 기능층의 단부를 덮는 단부 피복층을 구비하며, 상기 기능층은 상기 단부 피복층으로 덮여 있지 않은 기능 영역을 갖는 것을 특징으로 하는 전자 디바이스를 제공한다. 본 발명의 제3 형태에서는, 기판과, 상기 기판 상에 형성된 격벽부와, 상기 격벽부로 획정되는 소자 형성 영역에 형성되고 상기 소자 형성 영역의 중심 영역에서 막 두께가 균일하게 형성되는 기능층과, 상기 기능층의 단부를 덮는 단부 피복층을 구비하며, 상기 기능층은 상기 단부 피복층으로 덮여 있지 않은 기능 영역을 갖는 것을 특징으로 하는 전자 디바이스를 제공한다. 본 발명의 제4 형태에서는, 기판과, 상기 기판 상에 형성된 격벽부와, 상기 격벽부로 획정되는 소자 형성 영역에 형성된 기능층과, 상기 기능층의 단부를 덮는 단부 피복층을 구비하며, 상기 기능층은 상기 단부 피복층으로 덮여 있지 않은 영역을 가지며, 상기 단부 피복층은 상기 기능층을 덮는 감광성 수지를 포함하는 용액을 도포한 후, 상기 단부 피복층으로 덮여 있지 않은 기능 영역을 덮는 상기 감광성 수지를 제거함으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 전자 디바이스를 제공한다. 또한, 상기 전자 디바이스는 표시 소자를 구비한 경우에는 표시 장치로서 제공할 수 있고, 상기 각 부재를 제조하는 제조 방법으로서 제공할 수도 있다.

본 발명에 따르면, 기능층의 균일성이 높은 전자 디바이스를 제공할 수 있다.

도 1은 본 실시 형태의 표시 장치 (101)을 나타낸다.
도 2는 유기 EL 소자 (201)의 단면예를 나타낸다.
도 3은 유기 EL 소자 (201)의 제조 방법예에서의 단면예를 나타낸다.
도 4는 유기 EL 소자 (201)의 제조 방법예에서의 단면예를 나타낸다.
도 5는 유기 EL 소자 (201)의 제조 방법예에서의 단면예를 나타낸다.
도 6은 유기 EL 소자 (201)의 제조 방법예에서의 단면예를 나타낸다.
도 7은 유기 EL 소자 (201)의 제조 방법예에서의 단면예를 나타낸다.
도 8은 유기 EL 소자 (201)의 제조 방법예에서의 단면예를 나타낸다.
도 9는 유기 EL 소자 (201)의 제조 방법예에서의 단면예를 나타낸다.
도 10은 도 9의 240부를 확대하여 나타낸다.
도 11은 유기 EL 소자의 다른 예인 유기 EL 소자 (401)의 단면예를 나타낸다.
도 12는 유기 EL 소자 (401)의 제조 방법예에서의 단면예를 나타낸다.
도 13은 유기 EL 소자 (401)의 제조 방법예에서의 단면예를 나타낸다.
도 14는 유기 EL 소자 (401)의 제조 방법예에서의 단면예를 나타낸다.
도 15는 유기 EL 소자 (401)의 제조 방법예에서의 단면예를 나타낸다.
도 16은 유기 EL 소자 (401)의 제조 방법예에서의 단면예를 나타낸다.
도 17은 유기 EL 소자 (401)의 제조 방법예에서의 단면예를 나타낸다.
도 18은 도 17의 440부를 확대하여 나타낸다.
<부호의 설명>
101 표시 장치
201 유기 EL 소자
202 기판
204 양극
206 정공 주입층
208 청색 발광층
210 적색 발광층
212 단부 피복층
214 음극
230 네가티브 레지스트
232 포토마스크
300 뱅크
401 유기 EL 소자
402 기판
404 양극
406 정공 주입층
408 청색 발광층
410 적색 발광층
412 단부 피복층
414 음극
430 네가티브 레지스트
432 포토마스크
Ro 상승(乘上) 영역
Rs 박막 영역
Rt 박막 영역

이하, 발명의 실시 형태를 통해 본 발명의 일 측면을 설명하지만, 이하의 실시 형태가 청구 범위에 관한 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 실시 형태 중에서 설명되는 특징의 조합 전부가 발명의 해결 수단에 필수라고 할 수는 없다.

도 1은 본 실시 형태의 표시 장치 (101)을 나타낸다. 표시 장치 (101)은 매트릭스상으로 배치된 유기 EL 소자 (201)을 구비한다. 각 유기 EL 소자 (201)은 뱅크 (300)에 의해 구획되어 있다. 또한, 유기 EL 소자 (201)은 전자 디바이스의 일례일 수 있고, 뱅크 (300)은 격벽부의 일례일 수 있다.

또한, 본 실시 형태의 표시 장치 (101)에서는, 표시 소자의 일례로서 발광 소자인 유기 EL 소자 (201)을 예시한다. 단, 표시 소자는 유기 EL 소자 (201) 등의 발광 소자로 한정되지 않고, 전계를 인가하는 전극 등을 기능층으로서 포함하는 액정 표시 소자에 적용할 수도 있다.

표시 장치 (101)은 행 방향 및 열 방향으로 배열된 뱅크 (300)에 의해 유기 EL 소자 (201)의 소자 형성 영역이 매트릭스상으로 배열되어 있다. 즉, 기판 상에 뱅크 (300)이 행 방향 및 열 방향으로 배열됨으로써, 기판 상에 소자 형성 영역이 매트릭스상으로 배열된다. 유기 EL 소자 (201)의 소자 형성 영역은 뱅크 (300)으로 격리되고, 상기 소자 형성 영역에는 유기 EL 소자 (201)의 기능을 발현하는 기능층이 형성되어 있다. 기능층은 도전성을 갖는다. 또한, 기능층은 단부 피복층에 의해 그의 단부가 덮여 있다. 기능층에는, 단부 피복층으로 덮인 비기능 영역과 단부 피복층으로 덮여 있지 않은 기능 영역을 갖는다.

여기서는, 유기 EL 소자 (201)의 소자 형성 영역을 구획하는 부재로서 뱅크 (300)을 예시하고 있지만, 다른 방법에 의해서 소자 형성 영역이 구획될 수도 있다. 예를 들면, 기판 상에 뱅크 (300)을 형성하지 않고, 기판 상에 고르게 성막된 막을 패터닝함으로써, 또는 기판 상에 선택적으로 막을 도포함으로써 기능층을 형성하고, 기판 상에 매트릭스상으로 배열된 소자 형성 영역을 구획할 수 있다. 즉, 기판 상에 고르게 기능층이 되는 막을 형성한 후, 에칭법에 의한 패터닝에 의해서 소자 형성 영역을 구획할 수도 있다. 또는, 기능층이 되는 재료를 기판의 한 영역에 선택적으로 도포함으로써 소자 형성 영역을 구획할 수도 있다.

이러한 구획에 의해, 기판 상에 매트릭스상으로 소자 형성 영역을 배열할 수 있다. 또한, 이들 뱅크 (300)에 의하지 않는 방법으로 유기 EL 소자 (201)의 소자 형성 영역을 구획한 경우에도, 상기 소자 형성 영역의 기능층은 그의 단부가 단부 피복층으로 덮인다. 따라서, 이 경우의 기능층에서도 단부 피복층으로 덮인 비기능 영역과 단부 피복층으로 덮여 있지 않은 기능 영역을 갖는다.

도 2는 유기 EL 소자 (201)의 단면예를 나타낸다. 도 2에서 2개분의 유기 EL 소자 (201)을 나타낸다. 유기 EL 소자 (201)은 기판 (202), 양극 (204), 정공 주입층 (206), 청색 발광층 (208) 또는 적색 발광층 (210), 단부 피복층 (212), 음극 (214) 및 뱅크 (300)을 구비한다.

동일한 도면에서는 청색 발광층 (208) 및 적색 발광층 (210)을 나타내지만, 청색 발광층 (208)을 구비하는 유기 EL 소자 (201)이 청색 화소에 대응하고, 적색 발광층 (210)을 구비하는 유기 EL 소자 (201)이 적색 화소에 대응한다. 녹색 화소에 대응하는 유기 EL 소자 (201)을 구비할 수 있다는 것은 말할 것도 없다. 3색 이상의 다색을 표시하도록 유기 EL 소자 (201)이 형성될 수도 있다. 3원색으로서 시안, 마젠타, 옐로우가 발광될 수도 있다.

기판 (202)는 그의 표면에 양극 (204) 및 뱅크 (300)을 갖는다. 양극 (204)는 하부 전극의 일례일 수 있고, 뱅크 (300)은 격벽부의 일례일 수 있다. 뱅크 (300)은, 상기한 바와 같이 유기 EL 소자 (201)의 소자 형성 영역을 구획하는 격벽이 되므로, 유기 EL 소자 (201)의 기능층의 격벽이 된다. 뱅크 (300)은 예를 들면 절연체이며, 감광성 수지일 수 있다. 뱅크 (300)이 감광성 수지인 경우, 포토리소그래피법을 이용하여 용이하게 제조할 수 있다.

양극 (204)는 기판 (202)의 표면에 형성된다. 또한, 양극 (204) 상에 정공 주입층 (206)이 형성된다. 단, 양극 (204)의 주변부는 뱅크 (300)으로 덮이기 때문에, 정공 주입층 (206)은 양극 (204)의 일부 영역 상에 형성된다. 양극 (204)는 하부 전극의 일례일 수 있다.

정공 주입층 (206)은 양극 (204)의 일부 영역 상에 형성된다. 양극 (204)는 기판 (202) 상에 형성되기 때문에, 정공 주입층 (206)도 기판 (202) 상에 형성되는 것이 된다. 정공 주입층 (206)은 기능층의 일례일 수 있다.

청색 발광층 (208) 및 적색 발광층 (210)은 정공 주입층 (206) 상에 형성된다. 정공 주입층 (206) 및 양극 (204)는 기판 (202) 상에 형성되기 때문에, 청색 발광층 (208) 및 적색 발광층 (210)도 기판 (202) 상에 형성되는 것이 된다. 청색 발광층 (208) 및 적색 발광층 (210)은 기능층의 일례일 수 있다. 또한, 청색 발광층 (208) 및 적색 발광층 (210)을 구별하지 않는 경우에는, 단순히 발광층이라 하는 경우가 있다. 청색 발광층 (208) 및 적색 발광층 (210)은 유기 발광층인 것이 바람직하다.

정공 주입층 (206), 청색 발광층 (208) 및 적색 발광층 (210)은 상기한 바와 같이 기능층의 일례이다. 이하의 설명에서 단순히 기능층이라 하는 경우에는, 정공 주입층 (206), 청색 발광층 (208) 또는 적색 발광층 (210) 중 어느 하나를 가리킨다. 또한, 정공 주입층 (206) 및 청색 발광층 (208)을 단순히 기능층이라 하는 경우가 있고, 정공 주입층 (206) 및 적색 발광층 (210)을 단순히 기능층이라 하는 경우도 있다. 정공 주입층 (206)은 유기물인 것이 바람직하다. 정공 주입층 (206)은 유기 캐리어 주입층의 일례일 수 있다.

단부 피복층 (212)는 뱅크 (300)을 덮어서 형성되고, 정공 주입층 (206) 및 청색 발광층 (208), 또는 정공 주입층 (206) 및 적색 발광층 (210)의 단부를 덮는다. 단부 피복층 (212)는 기판 (202)와 기능층 사이의 접착력보다 큰 접착력으로 기판 (202) 또는 뱅크 (300)에 접착된다. 이 결과, 기능층의 단부에서의 박리를 방지할 수 있다. 또한, 단부 피복층 (212)는 절연체일 수 있다.

기능층은 그의 단부에서 뱅크 (300) 또는 기판 (202)와 단부 피복층 (212) 사이에 형성된다. 따라서, 단부 피복층 (212)가 절연체이기 때문에, 단부에서의 상부 전극과의 쇼트를 방지할 수 있다.

기능층은 뱅크 (300)으로 획정되는 소자 형성 영역에 형성된다. 또한, 기능층은 소자 형성 영역의 중심 영역에서 막 두께가 균일하게 형성된다. 여기서, 단부 피복층으로 덮여 있지 않은 소자 형성 영역을 소자 형성 영역의 중심 영역으로 정의할 수 있다. 소자 형성 영역의 중심 영역에서 막 두께가 균일하게 형성되므로, 기능층의 발광 불균일이 억제되어 발광을 균일하게 할 수 있다. 또한, 막 두께가 균일하다는 것은, 평균 막 두께에 대한 편차 또는 최대 막 두께 및 최소 막 두께가, 기능층이 발현되는 기능상 문제가 되지 않을 정도의 수치폭 범위 내에 있는 것을 말하고, 예를 들면 최대 막 두께 및 최소 막 두께가 평균 막 두께의 ±10 ％ 이내에 있다는 것을 예시할 수 있다.

단부 피복층 (212)는 예를 들면 코팅법 또는 도포법을 이용하여 기능층 상에 성막할 수 있다. 코팅법으로서는, 예를 들면 스핀 코팅법, 캐스팅법, 마이크로그라비아 코팅법, 그라비아 코팅법, 바 코팅법, 롤 코팅법, 와이어 바 코팅법, 침지 코팅법, 슬릿 코팅법, 모세관 코팅법, 스프레이 코팅법, 노즐 코팅법을 예시할 수 있다. 도포법으로서는, 예를 들면 그라비아 인쇄법, 스크린 인쇄법, 플렉소 인쇄법, 오프셋 인쇄법, 반전 인쇄법, 잉크젯 인쇄법 등을 사용할 수 있다.

단부 피복층 (212)는 감광성 수지일 수 있다. 단부 피복층 (212)가 감광성 수지인 경우, 포토리소그래피법을 이용하여 용이하게 기능층을 덮지 않는 영역, 즉 기능층의 기능 영역을 형성할 수 있다. 즉, 단부 피복층 (212)는 기능층을 덮는 감광성 수지를 도포한 후, 기능 영역의 감광성 수지를 제거함으로써 형성될 수 있다.

또한, 단부 피복층 (212)의 막 두께는 10 nm 내지 10 μm를 예시할 수 있다. 바람직하게는 100 nm 내지 5 μm, 더욱 바람직하게는 1000 nm 내지 3 μm를 예시할 수 있다. 단부 피복층 (212)가 정공 주입층 (206) 및 청색 발광층 (208) 또는 정공 주입층 (206) 및 적색 발광층 (210)을 덮는 거리는, 소자 형성 영역의 주연부로부터 내측에 걸쳐 2 μm 내지 20 μm, 바람직하게는 5 μm 내지 15 μm를 예시할 수 있다.

음극 (214)는 청색 발광층 (208), 적색 발광층 (210) 및 단부 피복층 (212)를 덮는다. 음극 (214)는 상부 전극의 일례일 수 있다. 상기한 바와 같이, 기능층의 단부는 단부 피복층 (212)로 덮기 때문에, 기능층 단부에서의 누설을 방지할 수 있다. 특히, 음극 (214)와 정공 주입층 (206) 사이의 누설을 방지할 수 있다.

음극 (214)와 양극 (204)는 서로 대향하여 배치될 수 있다. 이에 의해, 한쌍의 전극을 형성할 수 있다. 음극 (214) 및 양극 (204)는 정공 주입층 (206), 청색 발광층 (208), 적색 발광층 (210) 등의 기능층을 사이에 두고, 상기 기능층에 전류를 공급할 수 있다. 기능층의 단부는 단부 피복층 (212)로 덮여 있기 때문에, 음극 (214)와 양극 (204) 사이에서의 전류 누설을 방지할 수 있다. 즉, 단부 피복층 (212)는 기능층의 단부에서 음극 (214)와 양극 (204) 사이의 누설 전류를 절연시킨다.

청색 발광층 (208) 및 적색 발광층 (210)은 단부 피복층 (212)에 의해 그의 단부가 덮여 있기 때문에, 청색 발광층 (208) 및 적색 발광층 (210)에는 단부 피복층 (212)로 덮여 있지 않은 기능 영역을 갖는다. 기능 영역은 청색 발광층 (208) 또는 적색 발광층 (210)이 그 기능을 발현하는 영역이고, 구체적으로는 발광 영역을 예시할 수 있다. 한편, 청색 발광층 (208) 또는 적색 발광층 (210)을 단부 피복층 (212)로 덮음으로써, 청색 발광층 (208) 또는 적색 발광층 (210)이 비기능화된 비기능 영역이 형성된다. 구체적으로는 비발광 영역을 예시할 수 있다.

정공 주입층 (206) 및 청색 발광층 (208), 정공 주입층 (206) 및 적색 발광층 (210)은 모두 단부에서 뱅크 (300)의 일부에 상승하여 형성된 상승 영역을 갖는다. 단부 피복층 (212)는 기능층의 상기 상승 영역을 덮는다. 또한, 정공 주입층 (206) 및 청색 발광층 (208), 정공 주입층 (206) 및 적색 발광층 (210)은 모두 단부에서 기능 영역에서의 평균 막 두께보다 작은 막 두께를 갖는 박막 영역을 갖는다. 단부 피복층 (212)는 기능층의 상기 박막 영역을 더 덮을 수 있다.

도 3 내지 도 9는 유기 EL 소자 (201)의 제조 방법예에서의 단면예를 나타낸다. 도 3에 나타내는 바와 같이, 기판 (202)를 준비하고, 기판 (202) 상에 예를 들면 ITO(인듐ㆍ주석ㆍ옥시드) 등의 투명 도전막을 퇴적시킨다. 그 후, 퇴적된 도전막을, 포토리소그래피 및 에칭을 이용하여 패터닝하고, 양극 (204)를 형성한다.

또한, 기판 (202)에는, 예를 들면 규소 등을 캐리어층으로 하는 박막 트랜지스터를 형성해 둘 수 있다. 박막 트랜지스터 등을 이미 기판 (202)에 형성한 것도 본 실시 형태에서는 기판 (202)로 한다.

도 4에 나타내는 바와 같이, 양극 (204)를 형성한 기판 (202)의 전체면에, 예를 들면 감광성 수지를 도포하여 프리베이킹한 후, 적절한 마스크를 배치하여 노광 처리를 실행한다. 그 후에 현상 처리, 포스트베이킹 처리를 실행하여 뱅크 (300)을 형성한다.

도 5에 나타내는 바와 같이, 예를 들면 도포법에 의해 정공 주입층 (206)을 형성한다. 정공 주입층 (206)은, 예를 들면 정공 주입 재료를 함유하는 유기 용매를 적하 및 도포한 후, 예를 들면 질소 분위기, 200 ℃, 30 분의 조건에서 베이킹함으로써 형성할 수 있다.

도 6에 나타내는 바와 같이, 정공 주입층 (206)을 형성한 기판 (202) 상에 청색 발광층 (208)을 형성한다. 청색 발광층 (208)은, 예를 들면 이하의 방법에 의해 형성할 수 있다. 예를 들면, 발광 재료를 함유하는 유기 용매를 적하 및 스핀 코팅 도포한 후, 예를 들면 130 ℃의 조건에서 베이킹함으로써 발광층을 형성한다.

발광층 상에 포지티브 레지스트를 스핀 코팅 도포, 프리베이킹, 마스크 노광, 현상 및 포스트베이킹에 의해 레지스트 마스크를 형성한다. 그 후, 예를 들면 드라이 에칭법에 의해 레지스트 마스크로 피복되지 않은 발광층의 영역을 에칭하여 제거한다. 또한, 레지스트를 박리하여 청색 발광층 (208)을 형성할 수 있다.

도 7에 나타내는 바와 같이, 도 6과 동일한 수법에 의해 적색 발광층 (210)을 형성한다. 또한, 다색 발광층을 더 형성하기 위해서는, 동일한 발광층 도포 및 패터닝을 반복할 수 있다.

도 8에 나타내는 바와 같이, 청색 발광층 (208) 및 적색 발광층 (210)을 형성한 기판 (202) 상에, 예를 들면 에폭시 수지 기재의 네가티브 레지스트 (230)을 도포한다. 프리베이킹 처리 후, 포토마스크 (232)를 배치하여 네가티브 레지스트 (230)을 노광한다.

도 9에 나타내는 바와 같이, 네가티브 레지스트 (230)의 노광 영역을 현상하여 단부 피복층 (212)를 형성한다. 그 후, 예를 들면 증착법 등에 의해 금속막을 퇴적하여 음극 (214)를 형성하면, 도 2에 나타내는 유기 EL 소자 (201)을 형성할 수 있다.

도 10은 도 9의 240부를 확대하여 나타낸다. 정공 주입층 (206) 및 적색 발광층 (210)은 단부에서 뱅크 (300)의 일부에 상승하여 형성된 상승 영역 (Ro)를 갖는다. 또한, 정공 주입층 (206) 및 적색 발광층 (210)은 단부에서 기능 영역에서의 평균 막 두께보다 작은 막 두께를 갖는 박막 영역 (Rt)를 갖는다. 단부 피복층 (212)는 상승 영역 (Ro), 박막 영역 (Rt)를 덮고 있다.

이하, 상기에서 설명한 각 부재를 더 상세하게 설명한다. 기판 (202)는 전극 또는 소자를 형성하고, 유기물층을 형성하는 경우에 변화되지 않는 것이면 되고, 예를 들면 유리, 플라스틱, 고분자 필름, 규소 기판, 이들을 적층한 것 등이 이용된다. 기판 (202)로서는, 시판되는 것이 입수 가능하거나, 또는 공지된 방법에 의해 제조할 수 있다.

플라스틱 기판으로서, 예를 들면 PEN(폴리에틸렌나프탈레이트), PC(폴리카보네이트), TAC(트리아세틸셀룰로오스), PET(폴리에틸렌테레프탈레이트), PES(폴리에테르술폰) 등을 사용할 수 있다. 발광 소자로서 전면 발광(top emission) 타입의 유기 EL 소자를 형성하는 경우에는, 기판 (202)는 불투광성의 것일 수 있고, 예를 들면 스테인리스 기판, 단결정성 반도체 기판 등을 적용할 수도 있다.

양극 (204)로서, 투명 또는 반투명 전극을 이용하는 것이, 양극 (204)를 통해 발광하는 소자를 구성할 수 있기 때문에 바람직하다. 투명 전극 또는 반투명 전극으로서는, 고전기 전도도의 금속 산화물, 금속 황화물 또는 금속 박막을 사용할 수 있다. 양극 (204)로서 고투과율의 것을 바람직하게 이용할 수 있고, 사용되는 유기층에 의해 적절하게 선택하여 사용할 수 있다.

구체적으로는 산화인듐, 산화아연, 산화주석, 및 이들의 복합체인 인듐ㆍ주석ㆍ옥시드(ITO), 인듐ㆍ아연ㆍ옥시드 등을 포함하는 도전성 유리를 이용하여 제조된 막(NESA 등), 금, 백금, 은, 구리 등이 이용된다. ITO, 인듐ㆍ아연ㆍ옥시드, 산화주석이 바람직하다. 제조 방법으로서는, 진공 증착법, 스퍼터링법, 이온 플레이팅법, 도금법 등을 들 수 있다. 양극 (204)로서, 폴리아닐린 또는 그의 유도체, 폴리티오펜 또는 그의 유도체 등의 유기 투명 도전막을 이용할 수도 있다.

양극 (204)에는, 광을 반사시키는 재료를 이용할 수도 있고, 상기 재료로서는, 일함수 3.0 eV 이상의 금속, 금속 산화물, 금속 황화물이 바람직하다. 양극 (204)의 막 두께는 광 투과성과 전기 전도도를 고려하여 적절하게 선택할 수 있지만, 예를 들면 10 nm 내지 10 μm이고, 바람직하게는 20 nm 내지 1 μm이고, 더욱 바람직하게는 50 nm 내지 500 nm이다.

양극 (204) 상에 전하 주입을 용이하게 하는 것을 목적으로 하여, 프탈로시아닌 유도체, 도전성 고분자, 카본 등을 포함하는 층, 또는 금속 산화물, 금속 불화물, 유기 절연 재료 등을 포함하는 평균 막 두께 2 nm 이하의 층을 설치할 수도 있다. 발광 소자로서 전면 발광 타입의 유기 EL 소자를 형성하는 경우에는, 양극 (204)는 불투광성 재료 또는 투광성 재료와 불투광성 재료의 적층 구조일 수도 있다.

정공 주입층 (206)은 양극 (204)로부터의 정공 주입 효율을 개선하는 기능을 갖는다. 정공 주입층 (206)과 발광층 사이에 정공 수송층을 설치할 수도 있다. 정공 수송층은 양극, 정공 주입층 (206) 또는 양극 (204)에 의해 가까운 정공 수송층으로부터의 정공 주입을 개선하는 기능을 갖는다. 정공 주입층 (206) 또는 정공 수송층이 전자의 수송을 막는 기능을 갖는 경우에는, 이들 층이 전자 블록층을 겸하는 경우가 있다.

전자의 수송을 막는 기능을 갖는 것은, 예를 들면 전자 전류를 흐르게 하고 홀 전류를 흐르게 하지 않는 소자를 제조하여, 그 전류값의 감소로 막는 효과를 확인할 수 있다. 정공 주입층을 형성하는 재료로서는, 페닐아민계, 스타 버스트형 아민계, 프탈로시아닌계, 산화바나듐, 산화몰리브덴, 산화루테늄, 산화알루미늄 등의 산화물, 비정질 카본, 폴리아닐린, 폴리티오펜 유도체 등을 들 수 있다.

청색 발광층 (208) 또는 적색 발광층 (210)은 유기 발광층인 것이 바람직하고, 주로 형광 또는 인광을 발광하는 유기물(저분자 화합물 및 고분자 화합물)을 포함한다. 청색 발광층 (208) 또는 적색 발광층 (210)에는 도펀트 재료를 포함할 수도 있다. 청색 발광층 (208) 또는 적색 발광층 (210)은 전류를 흐르게 함으로써 또는 전압을 인가함으로써 발광하는 것이 가능한 재료를 함유한다. 이러한 발광층에 이용되는 발광층 재료로서, 예를 들면 디스티릴비페닐계 재료, 디메시틸보릴계 재료, 스틸벤계 재료, 디피리릴디시아노벤젠 재료, 벤즈옥사졸계 재료, 디스티릴계 재료, 카르바졸계 재료, 디벤조크리센계 재료를 들 수 있다. 그 밖에 아릴아민계 재료, 피렌 치환 올리고티오펜계 재료, PPV 올리고머계 재료, 카르바졸계 재료, 폴리플루오렌계 재료를 들 수 있다.

청색 발광층 (208) 또는 적색 발광층 (210)의 막 두께는 특별히 제한되지 않고, 목적하는 설계에 따라서 적절하게 변경할 수 있다. 예를 들면, 10 내지 200 nm 정도인 것이 바람직하다. 이러한 두께가 상기 하한 미만이면, 전자와 정공의 재결합이 충분히 발생하지 않거나, 또는 휘도가 충분히 얻어지지 않거나, 또는 제조가 곤란해지는 등의 경향이 있고, 다른 한편, 상기 상한을 초과하면 인가하는 전압이 높아지는 경향이 있다.

청색 발광층 (208) 또는 적색 발광층 (210)의 발광성 재료로서, 상기에 예시된 것 이외에 이하의 것을 예시할 수 있다. 색소계 재료로서는, 예를 들면 시클로펜타민 유도체, 테트라페닐부타디엔 유도체 화합물, 트리페닐아민 유도체, 옥사디아졸 유도체, 피라졸로퀴놀린 유도체, 디스티릴벤젠 유도체 등을 들 수 있다. 그 밖에 디스티릴아릴렌 유도체, 피롤 유도체, 티오펜환 화합물, 피리딘환 화합물, 페리논 유도체, 페릴렌 유도체, 올리고티오펜 유도체, 트리푸마닐아민 유도체, 옥사디아졸 이량체, 피라졸린 이량체 등을 들 수 있다.

금속 착체계 재료로서는, 예를 들면 중심 금속에 Al, Zn, Be 등 또는 Tb, Eu, Dy 등의 희토류 금속을 가짐과 동시에, 배위자에 옥사디아졸, 티아디아졸, 페닐피리딘, 페닐벤조이미다졸, 퀴놀린 구조 등을 갖는 금속 착체 등을 들 수 있다. 예를 들면, 이리듐 착체, 백금 착체 등의 삼중항 여기 상태로부터의 발광을 갖는 금속 착체, 알루미늄퀴놀리놀 착체, 벤조퀴놀리놀베릴륨 착체, 벤조옥사졸릴아연 착체, 벤조티아졸아연 착체, 아조메틸아연 착체, 포르피린아연 착체, 유로퓸 착체 등을 들 수 있다.

고분자계 재료로서는, 폴리파라페닐렌비닐렌 유도체, 폴리티오펜 유도체, 폴리파라페닐렌 유도체, 폴리실란 유도체 등을 들 수 있다. 그 밖에 폴리아세틸렌 유도체, 폴리플루오렌 유도체, 폴리비닐카르바졸 유도체, 상기 색소체 또는 금속 착체계 발광 재료를 고분자화한 것 등을 들 수 있다.

상기 발광성 재료 중, 청색으로 발광하는 재료로서는, 디스티릴아릴렌 유도체, 옥사디아졸 유도체, 및 이들의 중합체, 폴리비닐카르바졸 유도체, 폴리파라페닐렌 유도체, 폴리플루오렌 유도체 등을 들 수 있다. 그 중에서도 고분자 재료의 폴리비닐카르바졸 유도체, 폴리파라페닐렌 유도체, 폴리플루오렌 유도체 등이 바람직하다.

또한, 녹색으로 발광하는 재료로서는, 퀴나크리돈 유도체, 쿠마린 유도체, 및 이들의 중합체, 폴리파라페닐렌비닐렌 유도체, 폴리플루오렌 유도체 등을 들 수 있다. 그 중에서도 고분자 재료의 폴리파라페닐렌비닐렌 유도체, 폴리플루오렌 유도체 등이 바람직하다.

또한, 적색으로 발광하는 재료로서는, 쿠마린 유도체, 티오펜환 화합물, 및 이들의 중합체, 폴리파라페닐렌비닐렌 유도체, 폴리티오펜 유도체, 폴리플루오렌 유도체 등을 들 수 있다. 그 중에서도 고분자 재료의 폴리파라페닐렌비닐렌 유도체, 폴리티오펜 유도체, 폴리플루오렌 유도체 등이 바람직하다.

청색 발광층 (208) 또는 적색 발광층 (210) 중에 발광 효율의 향상 또는 발광 파장을 변화시키는 등의 목적으로 도펀트를 첨가할 수 있다. 이러한 도펀트로서는, 예를 들면 페릴렌 유도체, 쿠마린 유도체, 루브렌 유도체, 퀴나크리돈 유도체, 스쿠아릴륨 유도체, 포르피린 유도체, 스티릴계 색소, 테트라센 유도체, 피라졸론 유도체, 데카시클렌, 페녹사존 등을 들 수 있다. 또한, 이러한 청색 발광층 (208) 또는 적색 발광층 (210)의 두께는 2 내지 200 nm로 할 수 있다.

유기물을 포함하는 청색 발광층 (208) 또는 적색 발광층 (210)의 성막 방법으로서는, 발광 재료를 포함하는 용액을 기체 상 또는 상측에 도포하는 방법, 진공 증착법, 전사법 등을 사용할 수 있다. 용액으로부터의 성막에 이용되는 용매의 구체예로서는, 상술한 용액으로부터 정공 수송층을 성막하는 경우에 정공 수송 재료를 용해시키는 용매와 동일한 용매를 들 수 있다.

발광 재료 중, 유기 용매에 가용인 것은, 도포법에 의해 성막할 수 있기 때문에, 제조상 유리하여 바람직하다. 유기 EL 소자 (201)의 제조에서는, 유기 용매 가용성 고분자 발광성 재료를 이용하여 유리하게 제조를 실시할 수 있다. 즉, 발광성 재료를 용해시킨 용액을 도포 후에 건조시켜 용매를 제거한다고 하는 간단한 제조 방법으로 청색 발광층 (208) 또는 적색 발광층 (210)을 형성할 수 있다. 또한, 전하 수송 재료 또는 발광 재료를 혼합한 경우에도, 동일한 수법을 적용할 수 있기 때문에 제조상 유리해진다.

청색 발광층 (208) 또는 적색 발광층 (210)의 막 두께로서는, 이용되는 재료에 따라서 최적값이 다르고, 구동 전압과 발광 효율이 적절한 값이 되도록 선택할 수 있다. 예를 들면, 1 nm 내지 1 μm를 예시할 수 있고, 2 nm 내지 500 nm가 바람직하다. 더욱 바람직하게는 5 nm 내지 200 nm를 예시할 수 있다.

발광 재료를 포함하는 용액을 기체 상 또는 상측에 도포하는 방법으로서는, 코팅법을 사용할 수 있다. 코팅법으로서, 스핀 코팅법, 캐스팅법, 마이크로그라비아 코팅법, 그라비아 코팅법, 바 코팅법, 롤 코팅법, 와이어 바 코팅법, 침지 코팅법, 슬릿 코팅법, 모세관 코팅법, 스프레이 코팅법, 노즐 코팅법을 예시할 수 있다. 그 밖에 그라비아 인쇄법, 스크린 인쇄법, 플렉소 인쇄법, 오프셋 인쇄법, 반전 인쇄법, 잉크젯 인쇄법 등의 도포법을 사용할 수 있다.

패턴 형성 또는 다색의 분할 도포가 용이하다는 점에서, 그라비아 인쇄법, 스크린 인쇄법, 플렉소 인쇄법, 오프셋 인쇄법, 반전 인쇄법, 잉크젯 인쇄법 등의 인쇄법이 바람직하다. 또한, 승화성 저분자 화합물의 경우에는, 진공 증착법을 사용할 수 있다. 또한, 레이저에 의한 전사 또는 열 전사에 의해 소정의 영역에 발광층을 형성하는 방법도 사용할 수 있다.

용액을 이용하여 박막을 적층하는 경우에는, 용액에 접하는 층이 사용하는 용액에 의해 용해되지 않는 것이 바람직하다. 용액으로부터 적층하는 경우에는, 박막 형성에 이용하는 용액이, 용액이 접하는 층을 용해시키지 않도록 적당한 용매종을 선택하는 것, 광 가교 또는 열 가교에 의해 용액이 접하는 층을 불용화시킨 후에 용액에 의해 적층하는 것 등을 예로서 들 수 있다.

인쇄법 등에서 이용되는 용액(잉크 조성물)으로서는, 적어도 1종의 고분자 형광체(고분자 발광성 재료)가 함유되어 있을 수 있다. 고분자 형광체 이외에 정공 수송 재료, 전자 수송 재료, 발광 재료, 용매, 안정제 등의 첨가제를 포함할 수도 있다.

잉크 조성물의 점도는 인쇄법에 따라서 다르다. 잉크젯 인쇄법 등 잉크 조성물이 토출 장치를 경유하는 것은, 토출시의 클로깅 또는 비행 굴곡을 방지하는 것을 목적으로 하여, 점도가 25 ℃에서 1 내지 20 mPaㆍs의 범위인 것이 바람직하다. 5 내지 20 mPaㆍs의 범위인 것이 보다 바람직하고, 7 내지 20 mPaㆍs의 범위인 것이 더욱 바람직하다.

인쇄법 등에서 이용되는 용액(잉크 조성물)은 고분자 화합물 외에, 점도 및/또는 표면 장력을 조절하는 것을 목적으로 하는 첨가제를 함유할 수도 있다. 상기 첨가제로서는, 점도를 높이는 것을 목적으로 하는 고분자량의 고분자 화합물(증점제) 또는 빈용매, 점도를 낮추는 것을 목적으로 하는 저분자량의 화합물, 표면 장력을 낮추는 것을 목적으로 하는 계면활성제 등을 적절하게 조합하여 사용할 수 있다.

고분자량의 고분자 화합물로서는, 고분자 형광체와 동일한 용매에 가용이며, 발광 또는 전하 수송을 저해하지 않는 것이면 된다. 예를 들면, 고분자량의 폴리스티렌, 폴리메틸메타크릴레이트, 또는 고분자 형광체 중 고분자량의 것을 사용할 수 있다. 폴리스티렌 환산의 중량 평균 분자량이 50만 이상인 것이 바람직하고, 100만 이상인 것이 보다 바람직하다.

빈용매를 증점제로서 이용할 수도 있다. 즉, 용액 중의 고형분에 대한 빈용매를 소량 첨가함으로써 점도를 높일 수 있다. 이 목적으로 빈용매를 첨가하는 경우, 용액 중의 고형분이 석출되지 않는 범위에서 용매의 종류와 첨가량을 선택할 수 있다. 보존시의 안정성을 고려하면, 빈용매의 양은 용액 전체에 대하여 50 중량％ 이하인 것이 바람직하고, 30 중량％ 이하인 것이 더욱 바람직하다.

용액은 보존 안정성을 개선하는 것을 목적으로 산화 방지제를 함유할 수도 있다. 산화 방지제로서는, 고분자 형광체와 동일한 용매에 가용이며, 발광 또는 전하 수송을 저해하지 않는 것이면 되고, 페놀계 산화 방지제, 인계 산화 방지제 등이 예시된다.

용매로서 특별히 제한은 없지만, 잉크 조성물을 구성하는 용매 이외의 재료를 용해 또는 균일하게 분산시킬 수 있는 것이 바람직하다. 예를 들면, 염소계 용매, 에테르계 용매 방향족 탄화수소계 용매, 지방족 탄화수소계 용매, 케톤계 용매, 에스테르계 용매, 다가 알코올 및 그의 유도체, 알코올계 용매, 술폭시드계 용매, 아미드계 용매를 예시할 수 있다. 이하, 구체적인 용매를 이하에 열거한다.

클로로포름, 염화메틸렌, 1,2-디클로로에탄, 1,1,2-트리클로로에탄, 클로로벤젠, o-디클로로벤젠 등의 염소계 용매. 테트라히드로푸란, 디옥산, 아니솔 등의 에테르계 용매. 톨루엔, 크실렌, 에틸벤젠, 디에틸벤젠, 트리메틸벤젠, n-프로필벤젠, 이소프로필벤젠, n-부틸벤젠, 이소부틸벤젠, s-부틸벤젠, 에톡시벤젠, 시클로헥실벤젠, 1-메틸나프탈렌 등의 방향족 탄화수소계 용매.

시클로헥산, 메틸시클로헥산, n-펜탄, n-헥산, n-헵탄, n-옥탄, n-노난, n-데칸, 비시클로헥실, n-헵틸시클로헥산, n-헥실시클로헥산, 비시클로헥실 등의 지방족 탄화수소계 용매. 아세톤, 메틸에틸케톤, 시클로헥사논, 벤조페논, 아세토페논, 시클로헥세닐시클로헥사논, 2-프로필시클로헥사논, 2-헵타논, 3-헵타논, 4-헵타논, 2-옥타논, 2-노나논, 2-데카논, 디시클로헥실케톤비시클로헥실 등의 케톤계 용매. 아세트산에틸, 아세트산부틸, 에틸셀로솔브아세테이트, 벤조산메틸, 아세트산페닐 등의 에스테르계 용매.

에틸렌글리콜, 에틸렌글리콜모노부틸에테르, 에틸렌글리콜모노에틸에테르, 에틸렌글리콜모노메틸에테르, 디메톡시에탄, 프로필렌글리콜, 디에톡시메탄, 트리에틸렌글리콜모노에틸에테르, 글리세린, 1,2-헥산디올 등의 다가 알코올 및 그의 유도체. 메탄올, 에탄올, 프로판올, 이소프로판올, 시클로헥산올 등의 알코올계 용매. 디메틸술폭시드 등의 술폭시드계 용매. N-메틸-2-피롤리돈, N,N-디메틸포름아미드 등의 아미드계 용매. 이들 유기 용매는 단독으로 또는 복수 조합하여 사용할 수 있다.

이들 중에서 고분자 화합물 등의 용해성, 성막시의 균일성, 점도 특성 등의 관점에서, 방향족 탄화수소계 용매, 지방족 탄화수소계 용매, 에스테르계 용매, 케톤계 용매가 바람직하다. 보다 바람직한 것으로서, 톨루엔, 크실렌, 에틸벤젠, 디에틸벤젠, 트리메틸벤젠, n-프로필벤젠, 이소프로필벤젠, n-부틸벤젠, 이소부틸벤젠, s-부틸벤젠, 아니솔, 에톡시벤젠, 1-메틸나프탈렌, 시클로헥산을 들 수 있다. 그 밖에 시클로헥사논, 시클로헥실벤젠, 비시클로헥실, 시클로헥세닐시클로헥사논, n-헵틸시클로헥산, n-헥실시클로헥산, 2-프로필시클로헥사논, 2-헵타논, 3-헵타논, 4-헵타논을 들 수 있다. 또한, 2-옥타논, 2-노나논, 2-데카논, 디시클로헥실케톤, 아세토페논, 벤조페논을 들 수 있다.

용액 중 용매의 종류는 성막성의 관점 또는 소자 특성 등의 관점에서 2종 이상인 것이 바람직하고, 2 내지 3종인 것이 보다 바람직하고, 2종인 것이 더욱 바람직하다. 용액 중에 2종의 용매가 포함되는 경우, 이 중 1종의 용매는 25 ℃에서 고체 상태일 수도 있다. 성막성의 관점에서 1종의 용매는 비점이 180 ℃ 이상인 용매인 것이 바람직하고, 200 ℃ 이상인 용매인 것이 보다 바람직하다. 또한, 점도의 관점에서, 2종의 용매 모두, 60 ℃에서 1 중량％ 이상의 방향족 중합체가 용해되는 것이 바람직하고, 2종의 용매 중 1종은 25 ℃에서 1 중량％ 이상의 방향족 중합체가 용해되는 것이 바람직하다.

용액 중에 2종 이상의 용매가 포함되는 경우, 점도 및 성막성의 관점에서, 최고 비점을 갖는 용매의 중량이 전체 용매 중 40 내지 90 중량％인 것이 바람직하다. 50 내지 90 중량％인 것이 보다 바람직하고, 65 내지 85 중량％인 것이 더욱 바람직하다.

음극 (214)의 재료로서는, 일함수가 작으며 발광층으로의 전자 주입이 용이한 재료 및/또는 고전기 전도도의 재료 및/또는 가시광 고반사율의 재료가 바람직하다. 금속으로서는, 알칼리 금속 또는 알칼리 토류 금속, 전이 금속 또는 III-B족 금속을 사용할 수 있다. 예를 들면, 리튬, 나트륨, 칼륨, 루비듐, 세슘, 베릴륨, 마그네슘, 칼슘, 스트론튬, 바륨, 알루미늄, 스칸듐 등의 금속을 예시할 수 있다. 또한, 바나듐, 아연, 이트륨, 인듐, 세륨, 사마륨, 유로퓸, 테르븀, 이테르븀 등의 금속일 수 있다. 이들 금속, 또는 상기 금속 중 둘 이상의 합금, 또는 이들 중 하나 이상과, 금, 은, 백금, 구리, 망간, 티탄, 코발트, 니켈, 텅스텐, 주석 중 하나 이상과의 합금, 또는 흑연 또는 흑연 층간 화합물 등이 이용된다.

합금의 예로서는, 마그네슘-은 합금, 마그네슘-인듐 합금, 마그네슘-알루미늄 합금, 인듐-은 합금, 리튬-알루미늄 합금, 리튬-마그네슘 합금, 리튬-인듐 합금, 칼슘-알루미늄 합금 등을 들 수 있다. 또한, 음극으로서 투명 도전성 전극을 사용할 수 있고, 예를 들면 도전성 금속 산화물 또는 도전성 유기물 등을 사용할 수 있다. 구체적으로는, 도전성 금속 산화물로서 산화인듐, 산화아연, 산화주석, 및 이들의 복합체인 인듐ㆍ주석ㆍ옥시드(ITO) 또는 인듐ㆍ아연ㆍ옥시드(IZO), 도전성 유기물로서 폴리아닐린 또는 그의 유도체, 폴리티오펜 또는 그의 유도체 등의 유기 투명 도전막을 이용할 수도 있다. 또한, 음극을 2층 이상의 적층 구조로 할 수도 있다. 또한, 전자 주입층이 음극으로서 이용되는 경우도 있다.

음극의 막 두께는 전기 전도도 또는 내구성을 고려하여 적절하게 선택할 수 있지만, 예를 들면 10 nm 내지 10 μm이고, 바람직하게는 20 nm 내지 1 μm이고, 더욱 바람직하게는 50 nm 내지 500 nm이다. 음극의 제조 방법으로서는, 진공 증착법, 스퍼터링법, 또한 금속 박막을 열 압착시키는 라미네이트법 등이 이용된다.

유기 EL 소자를 장기간 안정적으로 이용하기 위해서는, 소자를 외부로부터 보호하는 것을 목적으로, 보호층 및/또는 보호 커버를 장착시키는 것이 바람직하다. 보호층으로서, 고분자 화합물, 금속 산화물, 금속 불화물, 금속 붕화물 등을 사용할 수 있다. 보호 커버로서, 유리판, 표면에 저투수율 처리를 실시한 플라스틱판 등을 사용할 수 있다. 커버를 열 효과 수지 또는 광 경화 수지로 소자 기체와 접합시켜 밀폐하는 방법이 바람직하게 이용된다.

스페이서를 이용하여 공간을 유지하면, 소자에 흠집 발생을 막는 것이 용이해진다. 공간에 질소 또는 아르곤과 같은 불활성인 가스를 봉입하면, 음극의 산화를 방지할 수 있다. 산화바륨 등의 건조제를 상기 공간 내에 설치함으로써, 제조 공정에서 흡착된 수분이 소자에 손상을 주는 것을 억제할 수 있다. 이들 중에서 어느 하나 또는 복수의 방책을 임의로 채용할 수 있다.

밀봉 방법으로서는, 공지된 방법을 적용할 수 있다. 예를 들면, 밀봉 기판으로서 금속 기판 또는 유리 기판을 이용하는 방법에서는, 본 실시 형태의 유기 EL 소자 (201)이 형성된 기판 (202)의 단부에 밀봉 접착재를 도포하여 수분 또는 산소 분압을 최대한 배제할 수 있다. 고진공 중 또는 불활성 가스 분위기 중에서 이들 기판끼리 접합시켜 UV 조사 또는 가열에 의해 밀봉 접착제를 경화시킬 수 있다. 또한, 밀봉 기판에는 내부에 흡습재를 배치하는 것을 목적으로, 중공 구조의 가공품이 이용되는 경우도 있다.

또한, 다른 밀봉 방법으로서는, 본 실시 형태의 유기 EL 소자 (201)이 형성된 기판 (202) 상에 밀봉막을 형성하는 방법이 있다. 유기막, SiOx, SiNx 등의 무기 다층막, 유기막과 무기막의 다층 적층막 등을 성막하여 수분 또는 산소에 대한 가스 배리어층으로 하는 방법을 예시할 수 있다.

본 실시 형태에 따르면, 단부 피복층 (212)가 청색 발광층 (208), 적색 발광층 (210) 및 단부 피복층 (212)의 단부를 덮고 있기 때문에, 누설 전류를 적게 할 수 있다. 또한, 단부 피복층 (212)가 이들 기능층의 단부를 덮기 때문에, 단부에서의 박리를 방지할 수 있다. 이들 누설 전류의 감소, 박리의 방지는 유기 EL 소자 (201)의 신뢰성을 높일 수 있고, 장기 수명화를 도모할 수 있다.

또한, 막 두께가 불균일한 단부를 단부 피복층 (212)로 덮음으로써, 기능층의 단부를 비기능화할 수 있다. 따라서, 발광 불균일을 적게 하여 발광 균일성을 향상시킬 수 있다. 고생산성의 도포법을 사용할 수 있기 때문에, 유기 EL 소자 (201)의 제조 비용을 감소시킬 수도 있다. 또한, 복잡한 공정 조건을 조정하지 않아도 되기 때문에, 공정 마진이 커져 공정 재현성이 높아진다.

도 11은 유기 EL 소자의 다른 예인 유기 EL 소자 (401)의 단면예를 나타낸다. 도 11에서 2개분의 유기 EL 소자 (401)을 나타낸다. 유기 EL 소자 (401)은 기판 (402), 양극 (404), 정공 주입층 (406), 청색 발광층 (408) 또는 적색 발광층 (410), 단부 피복층 (412), 음극 (414)를 구비한다. 본 예에서는 상기한 예와 상이하여 뱅크를 구비하지 않는다. 또한, 다수 다색의 유기 EL 소자 (401)이 더 구비될 수 있는 상기 예와 동일할 수 있다.

기판 (402), 양극 (404)는 상기 예와 동일할 수 있다. 단, 기판 (402)에 뱅크를 구비하지 않는 점은 상기 예와 상이하다. 도시한 정공 주입층 (406)은 양극 (404)가 형성된 기판 (402) 상의 전체면에 형성되어 있지만, 정공 주입층 (406)은 양극 (404) 상에 한해 형성될 수도 있다. 정공 주입층 (406)은 기능층의 일례일 수 있다.

청색 발광층 (408) 및 적색 발광층 (410)은 상기 예와 동일할 수 있다. 단, 본 예에서의 소자 형성 영역은 뱅크가 구비되지 않기 때문에 뱅크에 의해 구획되지 않는다. 본 예의 경우, 청색 발광층 (408) 및 적색 발광층 (410)이 기판 (402) 상에 고르게 막 형성된 후의 에칭법에 의한 패터닝, 또는 기판 (402)에 청색 발광 재료를 포함하는 용액 또는 적색 발광 재료를 포함하는 용액을 부분적으로 도포함으로써 형성되고, 상기 패터닝 또는 부분적인 도포에 의해 소자 형성 영역이 구획된다.

정공 주입층 (406), 청색 발광층 (408) 및 적색 발광층 (410)은 기능층의 일례이다. 이하의 설명에서 단순히 기능층이라고 하는 경우가 있다. 정공 주입층 (406) 및 청색 발광층 (408)을 단순히 기능층이라고 하는 경우가 있고, 정공 주입층 (406) 및 적색 발광층 (410)을 단순히 기능층이라고 하는 경우도 있다. 정공 주입층 (406)은 유기물인 것이 바람직하다. 정공 주입층 (406)은 유기 캐리어 주입층의 일례일 수 있다.

단부 피복층 (412)는 정공 주입층 (406) 및 청색 발광층 (408), 또는 정공 주입층 (406) 및 적색 발광층 (410)의 단부를 덮는다. 단부 피복층 (412)는 기판 (402)와 기능층 사이의 접착력보다 큰 접착력으로 기판 (402)에 접착된다. 이 결과, 기능층의 단부에서의 박리를 방지할 수 있다.

또한, 단부 피복층 (412)는 절연체일 수 있다. 기능층은 그의 단부에서 기판 (402)와 단부 피복층 (412) 사이에 형성되기 때문에, 단부 피복층 (412)가 절연체임으로 인해, 단부에서의 상부 전극과의 쇼트를 방지할 수 있다. 단부 피복층 (412)는 감광성 수지일 수 있다. 단부 피복층 (412)가 감광성 수지인 경우, 포토리소그래피법을 이용하여 기능층을 덮지 않은 영역, 즉 기능층의 기능 영역을 용이하게 형성할 수 있다.

또한, 단부 피복층 (412)의 막 두께는 10 nm 내지 10 μm를 예시할 수 있다. 바람직하게는 100 nm 내지 5 μm, 더욱 바람직하게는 1000 nm 내지 3 μm를 예시할 수 있다. 단부 피복층 (412)가 청색 발광층 (408) 및 적색 발광층 (410)을 덮는 거리는, 소자 형성 영역의 주연부로부터 내측에 걸쳐서 2 μm 내지 20 μm, 바람직하게는 5 μm 내지 15 μm를 예시할 수 있다.

음극 (414)는 상기 예와 동일할 수 있다. 청색 발광층 (408) 및 적색 발광층 (410)은 단부 피복층 (412)에 의해 그의 단부가 덮이기 때문에, 청색 발광층 (408) 및 적색 발광층 (410)에는, 단부 피복층 (412)로 덮여 있지 않은 기능 영역을 갖는다. 기능 영역은 청색 발광층 (408) 또는 적색 발광층 (410)이 그 기능을 발현하는 영역이고, 구체적으로는 발광 영역을 예시할 수 있다. 한편, 청색 발광층 (408) 또는 적색 발광층 (410)을 단부 피복층 (412)로 덮음으로써, 청색 발광층 (408) 또는 적색 발광층 (410)이 비기능화된 비기능 영역이 형성된다. 구체적으로는 비발광 영역을 예시할 수 있다.

청색 발광층 (408) 및 적색 발광층 (410)은 단부에서 기능 영역에서의 평균 막 두께보다 큰 막 두께를 갖는 박막 영역을 갖는다. 단부 피복층 (412)는 기능층의 상기 박막 영역을 더 덮을 수 있다.

도 12 내지 도 17은 유기 EL 소자 (401)의 제조 방법예에서의 단면예를 나타낸다. 도 12에 나타내는 바와 같이, 기판 (402)를 준비하고, 기판 (402) 상에 양극 (404)를 형성한다. 양극 (404)의 형성은 상기 예와 동일할 수 있다.

도 13에 나타내는 바와 같이, 예를 들면 도포법에 의해 정공 주입층 (406)을 형성한다. 정공 주입층 (406)은, 예를 들면 정공 주입 재료를 함유하는 유기 용매를 적하 및 도포한 후, 예를 들면 질소 분위기하에 400 ℃, 30 분의 조건에서 베이킹함으로써 형성할 수 있다.

도 14에 나타내는 바와 같이, 정공 주입층 (406)을 형성한 기판 (402) 상에, 청색 발광층 (408)을 형성한다. 청색 발광층 (408)의 형성은 상기 예와 동일할 수 있다. 또한, 도 15에 나타내는 바와 같이, 도 14와 동일한 수법에 의해 적색 발광층 (410)을 형성한다. 또한, 다색의 발광층을 더 형성하기 위해서는, 동일한 발광층 도포 및 패터닝을 반복할 수 있다.

도 16에 나타내는 바와 같이, 청색 발광층 (408) 및 적색 발광층 (410)을 형성한 기판 (402) 상에, 예를 들면 에폭시 수지 기재의 네가티브 레지스트를 포함하는 용액을 도포한다. 프리베이킹 처리 후, 포토마스크 (432)를 배치하여 네가티브 레지스트 (430)을 노광한다.

도 17에 나타내는 바와 같이, 네가티브 레지스트 (430)의 노광 영역을 현상하여 단부 피복층 (412)를 형성한다. 그 후, 예를 들면 증착법 등에 의해 금속막을 퇴적하여 음극 (414)를 형성하면, 도 11에 나타내는 유기 EL 소자 (401)을 형성할 수 있다.

도 18은 도 17의 440부를 확대하여 나타낸다. 정공 주입층 (406) 및 적색 발광층 (410)은 단부에서 기능 영역에서의 평균 막 두께보다 큰 막 두께를 갖는 박막 영역 (Rs)를 갖는다. 단부 피복층 (412)는 박막 영역 (Rs)를 덮고 있다.

본 실시 형태에 따르면, 단부 피복층 (412)가 청색 발광층 (408), 적색 발광층 (410) 및 단부 피복층 (412)의 단부를 덮고 있기 때문에, 누설 전류를 적게 할 수 있다. 또한, 단부 피복층 (412)가 이들 기능층의 단부를 덮기 때문에 단부에서의 박리를 방지할 수 있다. 이들 누설 전류의 감소, 박리의 방지는 유기 EL 소자 (401)의 신뢰성을 높일 수 있고, 장기 수명화를 도모할 수 있다.

또한, 막 두께가 불균일한 단부를 단부 피복층 (412)로 덮음으로써, 기능층의 단부를 비기능화할 수 있다. 따라서, 발광 불균일을 적게 하여 발광 균일성을 향상시킬 수 있다. 고생산성의 도포법을 사용할 수 있기 때문에, 유기 EL 소자 (401)의 제조 비용을 감소시킬 수도 있다. 또한, 복잡한 공정 조건을 조정하지 않아도 되기 때문에, 공정 마진이 커지고, 공정 재현성이 높아진다.

상기 실시 형태에서 설명하지 않은 유기 EL 소자 (201) 또는 유기 EL 소자 (401)에 적용할 수 있는 구성의 일례를 나타낸다. 이하 유기 전계 발광 소자를 유기 EL 소자라고 하는 경우가 있다.

본 실시 형태의 유기 EL 소자는 양극, 발광층 및 음극을 갖는 것에 더하여, 상기 양극과 상기 발광층 사이 및/또는 상기 발광층과 상기 음극 사이에 또다른 층을 가질 수 있다. 음극과 발광층 사이에 설치할 수 있는 층으로서는, 전자 주입층, 전자 수송층, 정공 블록층 등을 들 수 있다. 전자 주입층 및 전자 수송층이 둘다 설치되는 경우, 음극에 가까운 층이 전자 주입층이 되고, 발광층에 가까운 층이 전자 수송층이 된다.

전자 주입층은 음극으로부터의 전자 주입 효율을 개선하는 기능을 갖는다. 전자 수송층은 음극, 전자 주입층 또는 음극에 의해 가까운 전자 수송층으로부터의 전자 주입을 개선하는 기능을 갖는다. 전자 주입층 또는 전자 수송층이 정공의 수송을 막는 기능을 갖는 경우에는, 이들 층이 정공 블록층을 겸하는 경우가 있다. 정공의 수송을 막는 기능을 갖는 것은, 예를 들면 홀 전류를 흐르게 하고 전자 전류를 흐르게 하지 않는 소자를 제조하여, 그 전류값의 감소로 막는 효과를 확인할 수 있다.

양극과 발광층 사이에 설치하는 것으로서는, 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 블록층 등을 들 수 있다. 정공 주입층 및 정공 수송층이 둘다 설치되는 경우, 양극에 가까운 층이 정공 주입층이 되고, 발광층이 가까운 층이 정공 수송층이 된다.

정공 주입층은 양극으로부터의 정공 주입 효율을 개선하는 기능을 갖는다. 정공 수송층은 양극, 정공 주입층 또는 양극에 의해 가까운 정공 수송층으로부터의 정공 주입을 개선하는 기능을 갖는다. 정공 주입층 또는 정공 수송층이 전자의 수송을 막는 기능을 갖는 경우에는, 이들 층이 전자 블록층을 겸하는 경우가 있다. 전자의 수송을 막는 기능을 갖는 것은, 예를 들면 전자 전류를 흐르게 하고 홀 전류를 흐르게 하지 않는 소자를 제조하여, 그 전류값의 감소로 막는 효과를 확인할 수 있다.

본 실시 형태의 유기 EL 소자에 있어서, 발광층은 1층 설치되지만, 이것으로 한정되지 않고 2층 이상의 발광층을 설치할 수도 있다. 또한, 전자 주입층 및 정공 주입층을 총칭하여 전하 주입층이라 부르는 경우가 있고, 전자 수송층 및 정공 수송층을 총칭하여 전하 수송층이라 부르는 경우가 있다. 더욱 구체적으로는, 본 실시 형태의 유기 EL 소자는 하기 층 구성 중 어느 것을 가질 수 있다.

a) 양극/정공 수송층/발광층/음극,

b) 양극/발광층/전자 수송층/음극,

c) 양극/정공 수송층/발광층/전자 수송층/음극,

d) 양극/전하 주입층/발광층/음극,

e) 양극/발광층/전하 주입층/음극,

f) 양극/전하 주입층/발광층/전하 주입층/음극,

g) 양극/전하 주입층/정공 수송층/발광층/음극,

h) 양극/정공 수송층/발광층/전하 주입층/음극,

i) 양극/전하 주입층/정공 수송층/발광층/전하 주입층/음극,

j) 양극/전하 주입층/발광층/전하 수송층/음극,

k) 양극/발광층/전자 수송층/전하 주입층/음극,

l) 양극/전하 주입층/발광층/전자 수송층/전하 주입층/음극,

m) 양극/전하 주입층/정공 수송층/발광층/전하 수송층/음극,

n) 양극/정공 수송층/발광층/전자 수송층/전하 주입층/음극,

o) 양극/전하 주입층/정공 수송층/발광층/전자 수송층/전하 주입층/음극

(여기서 /는 각 층이 인접하여 적층되어 있는 것을 나타낸다. 이하 동일함.)

본 실시 형태의 유기 EL 소자는 2층 이상의 발광층을 가질 수도 있다. 2층의 발광층을 갖는 유기 EL 소자로서는, 구체적으로는

p) 양극/전하 주입층/정공 수송층/발광층/전자 수송층/전하 주입층/전극/전하 주입층/정공 수송층/발광층/전자 수송층/전하 주입층/음극

의 층 구성을 갖는 것을 들 수 있다.

3층 이상의 발광층을 갖는 유기 EL 소자로서는, 구체적으로는 전극/전하 주입층/정공 수송층/발광층/전자 수송층/전하 주입층을 하나의 반복 단위로서, q) 양극/전하 주입층/정공 수송층/발광층/전자 수송층/전하 주입층/반복 단위/반복 단위ㆍㆍㆍ/음극과, 2층 이상의 상기 반복 단위를 포함하는 층 구성을 갖는 것을 들 수 있다.

상기 층 구성 p 및 q에서, 양극, 전극, 음극, 발광층 이외의 각 층은 삭제할 수 있다. 여기서, 전극은 전계를 인가함으로써 정공과 전자를 발생한다. 예를 들면, 산화바나듐, 인듐ㆍ주석ㆍ옥시드, 산화몰리브덴 등을 들 수 있다.

본 실시 형태의 유기 EL 소자는 기판을 더 가질 수 있고, 상기 기판 상에 상기 각 층을 설치할 수 있다. 본 실시 형태의 유기 EL 소자는 또한 상기 각 층을 협지하여 기판과 반대측에 밀봉을 목적으로 하는 부재를 가질 수 있다. 기판 및 상기 층 구성을 갖는 유기 EL 소자는 양극측에 기판을 갖지만, 본 실시 형태에서는 이것으로 한정되지 않고, 양극 및 음극 중 어느 쪽에 기판을 가질 수도 있다.

본 실시 형태의 유기 EL 소자는, 발광층으로부터의 광을 방출하는 것을 목적으로 발광층의 어느 한쪽측의 층을 전부 투명한 것으로 한다. 구체적으로는 예를 들면, 기판/양극/전하 주입층/정공 수송층/발광층/전자 수송층/전하 주입층/음극/밀봉 부재라고 하는 구성을 갖는 유기 EL 소자의 경우, 기판, 양극, 전하 주입층 및 정공 수송층을 모두 투명한 것으로 하여, 소위 배면 발광(bottom emission)형 소자로 할 수 있다. 또는, 전자 수송층, 전하 주입층, 음극 및 밀봉 부재를 모두 투명한 것으로 하여, 소위 전면 발광형 소자로 할 수 있다.

또한, 기판/음극/전하 주입층/전자 수송층/발광층/정공 수송층/전하 주입층/양극/밀봉 부재라고 하는 구성을 갖는 유기 EL 소자의 경우, 기판, 음극, 전하 주입층 및 전자 수송층을 모두 투명한 것으로 하여, 소위 배면 발광형 소자로 할 수 있다. 또는, 정공 수송층, 전하 주입층, 양극 및 밀봉 부재를 모두 투명한 것으로 하여, 소위 전면 발광형 소자로 할 수 있다. 여기서 투명하다는 것은, 발광층으로부터 광을 방출하는 층까지의 가시광 투과율이 40 ％ 이상인 것이 바람직하다. 자외 영역 또는 적외 영역의 발광이 요구되는 소자인 경우에는, 상기 영역에서 40 ％ 이상의 투과율을 갖는 것이 바람직하다.

본 실시 형태의 유기 EL 소자는, 또한 전극과의 밀착성 향상 또는 전극으로부터의 전하 주입을 개선하는 것을 목적으로, 전극에 인접하여 상기 전하 주입층 또는 막 두께 2 nm 이하의 절연층을 설치할 수도 있고, 또한 계면의 밀착성 향상 또는 혼합의 방지 등을 목적으로 하여 전하 수송층 또는 발광층의 계면에 얇은 완충층을 삽입할 수도 있다. 적층하는 층의 순서, 수 및 각 층의 두께에 대해서는, 발광 효율 또는 소자 수명을 감안하여 적절하게 사용할 수 있다.

정공 수송층을 구성하는 재료로서는, 폴리비닐카르바졸 또는 그의 유도체, 폴리실란 또는 그의 유도체, 측쇄 또는 주쇄에 방향족 아민을 갖는 폴리실록산 유도체, 피라졸린 유도체, 아릴아민 유도체, 스틸벤 유도체, 트리페닐디아민 유도체를 예시할 수 있다. 그 밖에 폴리아닐린 또는 그의 유도체, 폴리티오펜 또는 그의 유도체, 폴리아릴아민 또는 그의 유도체, 폴리피롤 또는 그의 유도체, 폴리(p-페닐렌비닐렌) 또는 그의 유도체, 또는 폴리(2,5-티에닐렌비닐렌) 또는 그의 유도체 등이 예시된다. 구체적으로는, 상기 정공 수송 재료로서 일본 특허 공개 (소)63-70257호 공보, 동63-175860호 공보, 일본 특허 공개 (평)2-135359호 공보, 동 2-135361호 공보, 동 2-209988호 공보, 동 3-37992호 공보, 동 3-152184호 공보에 기재되어 있는 것 등이 예시된다.

이들 중에서, 정공 수송층에 이용되는 정공 수송 재료로서, 폴리비닐카르바졸 또는 그의 유도체, 폴리실란 또는 그의 유도체, 측쇄 또는 주쇄에 방향족 아민을 갖는 폴리실록산 유도체, 폴리아닐린 또는 그의 유도체, 폴리티오펜 또는 그의 유도체가 바람직하다. 그 밖에 폴리아릴아민 또는 그의 유도체, 폴리(p-페닐렌비닐렌) 또는 그의 유도체, 또는 폴리(2,5-티에닐렌비닐렌) 또는 그의 유도체 등의 고분자 정공 수송 재료가 바람직하다. 더욱 바람직하게는 폴리비닐카르바졸 또는 그의 유도체, 폴리실란 또는 그의 유도체, 측쇄 또는 주쇄에 방향족 아민을 갖는 폴리실록산 유도체이다. 저분자의 정공 수송 재료의 경우에는, 고분자의 결합제에 분산시켜 이용하는 것이 바람직하다.

폴리비닐카르바졸 또는 그의 유도체는, 예를 들면 비닐 단량체로부터 양이온 중합 또는 라디칼 중합에 의해서 얻어진다. 폴리실란 또는 그의 유도체로서는, 문헌[케미컬ㆍ리뷰(Chem.Rev.) 제89권, 1359페이지(1989년)], 영국 특허 GB2300196호 공개 명세서에 기재된 화합물 등이 예시된다. 합성 방법도 이들에 기재된 방법을 사용할 수 있지만, 특히 키핑(Kipping)법이 바람직하게 이용된다. 폴리실록산 또는 그의 유도체는 실록산 골격 구조에는 정공 수송성이 거의 없기 때문에, 측쇄 또는 주쇄에 상기 저분자 정공 수송 재료의 구조를 갖는 것이 바람직하게 이용된다. 특히, 정공 수송성의 방향족 아민을 측쇄 또는 주쇄에 갖는 것이 예시된다.

정공 수송층의 성막 방법에 제한은 없지만, 저분자 정공 수송 재료로서는, 고분자 결합제와의 혼합 용액으로부터의 성막에 의한 방법이 예시된다. 또한, 고분자 정공 수송 재료에서는, 용액으로부터의 성막에 의한 방법이 예시된다. 용액으로부터의 성막에 이용되는 용매로서는, 정공 수송 재료를 용해시키는 것이면 특별히 제한은 없다. 상기 용매로서, 클로로포름, 염화메틸렌, 디클로로에탄 등의 염소계 용매, 테트라히드로푸란 등의 에테르계 용매, 톨루엔, 크실렌 등의 방향족 탄화수소계 용매, 아세톤, 메틸에틸케톤 등의 케톤계 용매, 아세트산에틸, 아세트산부틸, 에틸셀로솔브아세테이트 등의 에스테르계 용매가 예시된다.

용액으로부터의 성막 방법으로서는, 용액으로부터의 스핀 코팅법, 캐스팅법, 마이크로그라비아 코팅법, 그라비아 코팅법, 바 코팅법, 롤 코팅법, 와이어 바 코팅법, 침지 코팅법을 사용할 수 있다. 그 밖에 스프레이 코팅법, 스크린 인쇄법, 플렉소 인쇄법, 오프셋 인쇄법, 잉크젯 인쇄법 등의 도포법을 사용할 수 있다.

혼합하는 고분자 결합제로서는, 전하 수송을 극도로 저해하지 않는 것이 바람직하고, 또한 가시광에 대한 흡수가 강하지 않은 것이 바람직하게 이용된다. 상기 고분자 결합제로서, 폴리카보네이트, 폴리아크릴레이트, 폴리메틸아크릴레이트, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리스티렌, 폴리염화비닐, 폴리실록산 등을 예시할 수 있다.

정공 수송층의 막 두께로서는, 사용되는 재료에 따라서 최적값이 다르고, 구동 전압과 발광 효율이 적절한 값이 되도록 선택할 수 있다. 적어도 핀 홀이 발생하지 않도록 하는 두께의 조건에서 최저 막 두께를 결정할 수 있다. 너무 두꺼우면 소자의 구동 전압이 높아져서 바람직하지 않다는 관점에서 최고 막 두께를 결정할 수 있다. 따라서, 상기 정공 수송층의 막 두께로서는, 예를 들면 1 nm 내지 1 μm이고, 바람직하게는 2 nm 내지 500 nm이고, 더욱 바람직하게는 5 nm 내지 200 nm이다.

전자 수송층으로서는, 공지된 것을 사용할 수 있고, 옥사디아졸 유도체, 안트라퀴노디메탄 또는 그의 유도체, 벤조퀴논 또는 그의 유도체, 나프토퀴논 또는 그의 유도체, 안트라퀴논 또는 그의 유도체, 테트라시아노안트라퀴노디메탄 또는 그의 유도체, 플루오레논 유도체가 예시된다. 그 밖에 디페닐디시아노에틸렌 또는 그의 유도체, 디페노퀴논 유도체, 또는 8-히드록시퀴놀린 또는 그의 유도체의 금속 착체, 폴리퀴놀린 또는 그의 유도체, 폴리퀴녹살린 또는 그의 유도체, 폴리플루오렌 또는 그의 유도체가 예시된다.

이들 중에서 옥사디아졸 유도체, 벤조퀴논 또는 그의 유도체, 안트라퀴논 또는 그의 유도체, 또는 8-히드록시퀴놀린 또는 그의 유도체의 금속 착체, 폴리퀴놀린 또는 그의 유도체, 폴리퀴녹살린 또는 그의 유도체, 폴리플루오렌 또는 그의 유도체가 바람직하다. 2-(4-비페닐릴)-5-(4-t-부틸페닐)-1,3,4-옥사디아졸, 벤조퀴논, 안트라퀴논, 트리스(8-퀴놀리놀)알루미늄, 폴리퀴놀린이 더욱 바람직하다.

전자 수송층의 성막법으로서는 특별히 제한은 없지만, 저분자 전자 수송 재료에서는, 분말로부터의 진공 증착법, 또는 용액 또는 용융 상태로부터의 성막에 의한 방법이, 고분자 전자 수송 재료에서는, 용액 또는 용융 상태로부터의 성막에 의한 방법이 각각 예시된다. 용액 또는 용융 상태로부터의 성막시에는, 고분자 결합제를 병용할 수도 있다. 용액으로부터 전자 수송층을 성막하는 방법으로서는, 상술한 용액으로부터 정공 수송층을 성막하는 방법과 동일한 성막법을 들 수 있다.

전자 수송층의 막 두께로서는, 사용되는 재료에 따라서 최적값이 다르고, 구동 전압과 발광 효율이 적절한 값이 되도록 선택할 수 있다. 적어도 핀 홀이 발생하지 않도록 하는 두께의 조건에서 최저 막 두께를 결정할 수 있다. 너무 두꺼우면 소자의 구동 전압이 높아져서 바람직하지 않다는 관점에서 최고 막 두께를 결정할 수 있다. 따라서, 상기 전자 수송층의 막 두께로서는, 예를 들면 1 nm 내지 1 μm이고, 바람직하게는 2 nm 내지 500 nm이고, 더욱 바람직하게는 5 nm 내지 200 nm이다.

전자 주입층은 전자 수송층과 음극 사이 또는 발광층과 음극 사이에 설치된다. 전자 주입층으로서는, 발광층의 종류에 따라서 알칼리 금속, 알칼리 토류 금속, 또는 상기 금속을 1종 이상 포함하는 합금, 또는 상기 금속의 산화물, 할로겐화물 및 탄산화물, 또는 상기 물질의 혼합물 등을 들 수 있다. 알칼리 금속 또는 그의 산화물, 할로겐화물, 탄산화물의 예로서는, 리튬, 나트륨, 칼륨, 루비듐, 세슘, 산화리튬, 불화리튬 등을 들 수 있다. 그 밖에 산화나트륨, 불화나트륨, 산화칼륨, 불화칼륨, 산화루비듐, 불화루비듐, 산화세슘, 불화세슘, 탄산리튬 등을 들 수 있다.

또한, 알칼리 토류 금속 또는 그의 산화물, 할로겐화물, 탄산화물의 예로서는, 마그네슘, 칼슘, 바륨, 스트론튬, 산화마그네슘, 불화마그네슘, 산화칼슘, 불화칼슘 등을 들 수 있다. 그 밖에 산화바륨, 불화바륨, 산화스트론튬, 불화스트론튬, 탄산마그네슘 등을 들 수 있다.

전자 주입층은 2층 이상을 적층한 것일 수도 있다. 구체적으로는 LiF/Ca 등을 들 수 있다. 전자 주입층은 증착법, 스퍼터링법, 인쇄법 등에 의해 형성된다. 전자 주입층의 막 두께로서는, 1 nm 내지 1 μm 정도가 바람직하다.

본 실시 형태의 유기 EL 소자가 임의로 가질 수 있는, 막 두께 2 nm 이하의 절연층은 전하 주입을 용이하게 하는 기능을 갖는다. 상기 절연층의 재료로서는, 금속 불화물, 금속 산화물, 유기 절연 재료 등을 들 수 있다. 막 두께 2 nm 이하의 절연층을 설치한 유기 EL 소자로서는, 음극에 인접하여 막 두께 2 nm 이하의 절연층을 설치한 것, 양극에 인접하여 막 두께 2 nm 이하의 절연층을 설치한 것을 들 수 있다.

본 실시 형태의 유기 EL 소자는 면상 광원, 세그멘트 표시 장치, 도트 매트릭스 표시 장치, 액정 표시 장치의 백 라이트로서 사용할 수 있다. 본 실시 형태의 유기 EL 소자를 이용하여 면상 광원을 얻기 위해서는, 면상의 양극과 음극이 중첩되도록 배치할 수 있다.

또한, 패턴상 광원을 얻기 위해서는, 상기 면상 발광 소자의 표면에 패턴상 창을 설치한 마스크를 배치하는 방법, 비발광부의 유기물층을 극단적으로 두껍게 형성하여 실질적으로 비발광으로 하는 방법, 양극 또는 음극 중 어느 하나 또는 둘다의 전극을 패턴조로 형성하는 방법이 있다. 이들 중 어느 방법으로 패턴을 형성하여, 몇개의 전극을 독립적으로 ON/OFF할 수 있도록 배치함으로써, 숫자, 문자, 간단한 기호 등을 표시할 수 있는 세그멘트 타입의 표시 소자가 얻어진다.

또한, 도트 매트릭스 소자로 하기 위해서는, 양극과 음극을 모두 스트라이프상으로 형성하여 직교하도록 배치할 수 있다. 복수 종류의 발광색이 다른 발광 재료를 분할 도포하는 방법, 또는 컬러 필터 또는 형광 변환 필터를 이용하는 방법에 의해 부분 컬러 표시, 멀티 컬러 표시가 가능해진다. 도트 매트릭스 소자는 패시브 구동도 할 수 있고, TFT 등과 조합하여 액티브 구동할 수도 있다. 이들 표시 소자는 컴퓨터, 텔레비젼, 휴대 단말, 휴대 전화, 카 내비게이션 시스템, 비디오 카메라의 뷰 파인더 등의 표시 장치로서 사용할 수 있다.

또한, 본 실시 형태의 유기 전계 발광 소자(유기 EL 소자)를 기판 상에 다수개 배열함으로써 패시브 매트릭스 구동의 화상 표시 장치로 할 수 있다. 또한, 1픽셀당 적어도 1개의 발광 소자와 2개의 트랜지스터 소자와 조합함으로써 활성 매트릭스 구동의 화상 표시 장치로 할 수도 있다. 본 실시 형태의 발광 장치는, 예를 들면 전자 사진 방식의 감광부와 조합함으로써 복사기, 팩시밀리, 프린터, 스캐너 등에 사용할 수 있다. 또한, CCD 등과 조합함으로써, 화상을 전자 정보로 대체하여 기록할 수도 있다.

본 실시 형태의 유기 EL 소자는 화소면에 상대하여, 상기 화소가 발한 광을 수광하여 기능하는 소자를 추가로 배치함으로써 화상 형성 장치로서 작동한다. 수광하여 기능하는 소자로서는, 전자 사진 방식의 감광부(광을 받음으로써 전하의 이동, 전하의 소실 등이 발생함), CCD 등이 예시된다. 예를 들면, 전자 사진 방식의 감광부와 조합함으로써 복사기, 팩시밀리, 프린터, 스캐너 등에 사용할 수 있다. 또한, CCD 등과 조합함으로써, 화상을 전자 정보로 대체하여 기록할 수도 있다.

또한, 본 실시 형태의 발광 장치의 발광부는 일차원으로 배열된 화소로 이루어져 있을 수도 있다. 평면에 이차원으로 배치된 화소로 이루어져 있을 수도 있다. 상대하는 수광부에 대하여, 간격을 일정하게 유지한 채로 이동하는 기구를 가지고 있으면, 이차원의 화상 정보를 순차로 묘화할 수 있다.

이상, 본 발명을 실시 형태를 이용하여 설명하였지만, 본 발명의 기술적 범위는 상기 실시 형태에 기재된 범위로 한정되지는 않는다. 상기 실시 형태에 다양한 변경 또는 개량을 부가하는 것이 가능한 것은 당업자에게 분명하다. 그러한 변경 또는 개량을 부가한 형태도 본 발명의 기술적 범위에 포함될 수 있는 것이, 청구 범위의 기재로부터 분명하다.

특허 청구의 범위, 명세서 및 도면 중에서 나타낸 장치, 시스템, 프로그램, 및 방법에서의 동작, 절차, 스텝 및 단계 등의 각 처리의 실행 순서는, 특별히 「보다 전에」, 「앞서」 등으로 명시하지 않고, 또한 이전 처리의 출력을 이후 처리에서 이용하는 것이 아닌 한, 임의의 순서로 실현할 수 있음에 유의해야 한다. 특허 청구의 범위, 명세서 및 도면 중의 동작 플로우에 관해, 편의상 「우선,」, 「다음에,」 등을 이용하여 설명하였다고 해도, 이 순서로 실시하는 것이 필수인 것을 의미하는 것은 아니다.

기능층의 단부를 단부 피복층으로 덮고, 기능층에 단부 피복층으로 덮여 있지 않은 기능 영역을 형성함으로써, 균일성이 높은 기능 영역을 갖는 기능층을 형성할 수 있다.

Claims

기판과,
상기 기판 상에 형성된 도전성 기능층과,
상기 기능층의 단부를 덮는 단부 피복층
을 구비하며,
상기 기능층은 상기 단부 피복층으로 덮여 있지 않은 기능 영역
을 갖는 전자 디바이스.
제1항에 있어서, 상기 기판 상에 형성된 격벽부를 더 구비하며,
상기 기능층은 상기 격벽부로 획정되는 소자 형성 영역에 형성되고, 상기 소자 형성 영역의 중심 영역에서 막 두께가 균일한 전자 디바이스.
제2항에 있어서, 상기 단부 피복층은 상기 기능층을 덮는 감광성 수지를 포함하는 용액을 도포한 후, 상기 기능 영역을 덮는 상기 감광성 수지를 제거함으로써 형성되는 전자 디바이스.
제3항에 있어서, 상기 기능층은 상기 기능층의 상기 단부에서 상기 격벽부의 일부에 상승하여 형성되는 상승 영역을 가지며,
상기 단부 피복층은 상기 기능층의 상기 상승 영역을 덮는 전자 디바이스.
제4항에 있어서, 상기 기능층은 상기 기능층의 상기 단부에서 상기 기능 영역에서의 평균 막 두께보다 작은 막 두께를 갖는 박막 영역을 가지며,
상기 단부 피복층은 상기 기능층의 상기 박막 영역을 더 덮는 전자 디바이스.
제1항에 있어서, 상기 기판 상에 형성된 격벽부를 더 구비하며,
상기 기능층은 상기 격벽부로 획정되는 소자 형성 영역에 형성되고,
상기 단부 피복층은 상기 기능층을 덮는 감광성 수지를 포함하는 용액을 도포한 후, 상기 기능 영역을 덮는 상기 감광성 수지를 제거함으로써 형성되는 전자 디바이스.
제6항에 있어서, 상기 기능층은 상기 기능층의 상기 단부에서 상기 격벽부의 일부에 상승하여 형성되는 상승 영역을 가지며,
상기 단부 피복층은 상기 기능층의 상기 상승 영역을 덮는 전자 디바이스.
제7항에 있어서, 상기 기능층은 상기 기능층의 상기 단부에서 상기 기능 영역에서의 평균 막 두께보다 작은 막 두께를 갖는 박막 영역을 가지며,
상기 단부 피복층은 상기 기능층의 상기 박막 영역을 더 덮는 전자 디바이스.
제1항에 있어서, 상기 기능층은 상기 기판 상에 격벽부를 형성하지 않고 상기 기판 상에 고르게 성막된 막을 패터닝함으로써, 또는 상기 기판 상에 격벽부를 형성하지 않고 상기 기판의 일부 영역에 막을 형성함으로써 형성되는 전자 디바이스.
제9항에 있어서, 상기 단부 피복층은 상기 기능층을 덮는 감광성 수지를 포함하는 용액을 도포한 후, 상기 기능 영역을 덮는 상기 감광성 수지를 제거함으로써 형성되는 전자 디바이스.
제9항에 있어서, 상기 기능층은 상기 기능층의 상기 단부에서 상기 기능 영역에서의 평균 막 두께보다 큰 막 두께를 갖는 박막 영역을 가지며,
상기 단부 피복층은 상기 기능층의 상기 박막 영역을 덮는 전자 디바이스.
제1항에 있어서, 상기 기능층은 상기 단부 피복층으로 덮음으로써 비기능화되는 비기능 영역을 더 갖는 전자 디바이스.
제1항에 있어서, 상기 단부 피복층은 상기 기판과 상기 기능층 사이의 접착력보다 큰 접착력으로 상기 기판에 접착되는 전자 디바이스.
제1항에 있어서, 상기 기능층이 발광층인 전자 디바이스.
제14항에 있어서, 상기 발광층은 유기 발광층이며,
상기 기능층은 상기 발광층과 상기 기판 사이에 유기 캐리어 주입층을 더 갖는 전자 디바이스.
제1항에 있어서, 상기 기능층이 도포법에 의해 형성되는 전자 디바이스.
제1항에 있어서, 상기 단부 피복층은 감광성 수지를 포함하는 전자 디바이스.
제1항에 있어서, 상기 기능층을 사이에 두고 상기 기능층에 전류를 공급하는 서로 대향한 한쌍의 전극을 더 구비하며,
상기 단부 피복층은 상기 기능층의 상기 단부에서 상기 한쌍의 전극간의 누설 전류를 절연시키는 전자 디바이스.
기판과, 상기 기판 상에 매트릭스상으로 배열된 표시 소자를 구비하며,
상기 표시 소자는 상기 기판 상에 형성된, 도전성 기능층과 상기 기능층의 단부를 덮는 단부 피복층을 가지고,
상기 기능층은 상기 단부 피복층으로 덮여 있지 않은 기능 영역을 갖는 표시 장치.
제19항에 있어서, 상기 기능층은 상기 기판 상에 격벽부를 형성하지 않고 상기 기판 상에 고르게 성막된 막을 패터닝함으로써, 또는 상기 기판 상에 격벽부를 형성하지 않고 상기 기판의 일부 영역에 막을 형성함으로써 형성되는 표시 장치.
제19항에 있어서, 상기 기판 상에 격벽부가 행 방향 및 열 방향으로 배열됨으로써 상기 표시 소자의 소자 형성 영역이 매트릭스상으로 배열되며,
상기 기능층은 상기 소자 형성 영역의 중심 영역에서 막 두께가 균일하게 형성되는 표시 장치.
제19항에 있어서, 상기 기판 상에 격벽부가 행 방향 및 열 방향으로 배열됨으로써 상기 표시 소자의 소자 형성 영역이 매트릭스상으로 배열되며,
상기 단부 피복층은 상기 기능층을 덮는 감광성 수지를 포함하는 용액을 도포한 후, 상기 기능 영역을 덮는 상기 감광성 수지를 제거함으로써 형성되는 표시 장치.
기판 상에 고르게 성막된 막을 패터닝함으로써, 또는 상기 기판의 일부 영역에 막을 형성함으로써 기능층을 형성하는 단계와,
상기 기능층을 덮는 피복층을 형성하는 단계와,
상기 기능층의 중심 영역 상의 상기 피복층을 제거함으로써 상기 기능층의 단부를 덮는 단부 피복층을 형성하는 단계
를 구비하는 전자 디바이스의 제조 방법.
제23항에 있어서, 상기 피복층을 형성하는 단계는 감광성 피복층을 도포법에 의해 형성하고,
상기 단부 피복층을 형성하는 단계는 상기 감광성 피복층에 포토리소그래피법을 적용하여 상기 기능층의 중심 영역 상의 상기 감광성 피복층을 제거하는 전자 디바이스의 제조 방법.
기판의 표면에 격벽부를 형성하는 단계와,
상기 격벽부가 형성된 상기 기판 상에 상기 격벽부로 격리된 기능층을 형성하는 단계와,
상기 격벽부 및 상기 기능층을 덮는 피복층을 형성하는 단계와,
상기 기능층의 중심 영역 상의 상기 피복층을 제거함으로써 상기 기능층의 단부를 덮는 단부 피복층을 형성하는 단계
를 구비하는 전자 디바이스의 제조 방법.
제25항에 있어서, 상기 피복층을 형성하는 단계는 감광성 피복층을 도포법에 의해 형성하고,
상기 단부 피복층을 형성하는 단계는 상기 감광성 피복층에 포토리소그래피법을 적용하여 상기 기능층의 중심 영역 상의 상기 감광성 피복층을 제거하는 전자 디바이스의 제조 방법.