KR20120043012A - 유기 전계발광 소자 - Google Patents

유기 전계발광 소자 Download PDF

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KR20120043012A
KR20120043012A KR1020127004563A KR20127004563A KR20120043012A KR 20120043012 A KR20120043012 A KR 20120043012A KR 1020127004563 A KR1020127004563 A KR 1020127004563A KR 20127004563 A KR20127004563 A KR 20127004563A KR 20120043012 A KR20120043012 A KR 20120043012A
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교꼬 야마모또
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스미또모 가가꾸 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 광 투과성을 나타내는 투명판 본체와 그 위에 설치된 광 투과성을 나타내는 제1 전극을 포함하는 전극 부착 투명판과, 상기 제1 전극과 대향하여 배치되고 상기 제1 전극과는 극성이 다른 제2 전극과, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 사이에 설치되는 발광층을 포함하는 유기 전계발광 소자로서, 상기 제1 전극은 도전성을 갖는 제1 수지 및 다수의 와이어상 도전체를 포함하는 혼합층과, 도전성을 갖는 수지를 포함하고 와이어상 도전체를 포함하지 않는 도전성 수지층을 포함하고, 상기 제1 전극은 상기 혼합층을 상기 투명판 본체측에 배치하여, 상기 투명판 본체 상에 적층되어 이루어지는 상기 유기전계 발광 소자에 관한 것이다.

Description

유기 전계발광 소자{ORGANIC ELECTROLUMINESCENCE ELEMENT}
본 발명은 유기 전계발광 소자 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.
유기 전계발광(Electro Luminescence) 소자(이하, 유기 EL 소자라고도 약칭함)는 한쌍의 전극과, 이 전극 사이에 설치되는 발광층을 포함하여 구성된다. 전극 사이에 전압을 인가하면 발광층으로부터 광이 방사되고, 이 광이 한쌍의 전극 중의 광 투과성을 나타내는 전극을 통하여 출사한다. 이 광 투과성을 나타내는 전극으로서, 예를 들면 불규칙한 메쉬 구조를 갖는 도전성 물질을 포함하는 메쉬형 도전체가 이용되고 있다(예를 들면 특허문헌 1 참조).
일본 특허 공개 제2004-228057호 공보
그러나, 종래의 메쉬형 도전체는 표면의 평활성이 부족하고, 이것을 이용하여 유기 EL 소자를 제작한 경우에, 누설 전류가 발생하는 경우가 있어, 발광 효율이 높은 유기 EL 소자를 얻을 수 없었다.
따라서, 본 발명의 목적은 누설 전류의 발생을 억제한 발광 효율이 높은 유기 EL 소자를 제공하는 것이다.
본 발명은 광 투과성을 나타내는 투명판 본체와 그 위에 설치된 광 투과성을 나타내는 제1 전극을 포함하는 전극 부착 투명판과,
상기 제1 전극과 대향하여 배치되고 상기 제1 전극과는 극성이 다른 제2 전극과,
상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 사이에 설치되는 발광층을 포함하는 유기 전계발광 소자로서,
상기 제1 전극은
도전성을 갖는 제1 수지 및 다수의 와이어상 도전체를 포함하는 혼합층과,
도전성을 갖는 수지를 포함하고 와이어상 도전체를 포함하지 않는 도전성 수지층을 포함하고,
상기 제1 전극은 상기 혼합층을 상기 투명판 본체측에 배치하여, 상기 투명판 본체 상에 적층되어 있는 상기 유기 전계발광 소자에 관한 것이다.
본 발명은 상기 혼합층에 포함되는 제1 수지가 상기 도전성 수지층에 포함되는 도전성을 갖는 수지와 동일 조성의 수지인 유기 전계발광 소자에 관한 것이다.
본 발명은 상기 혼합층에 포함되는 제1 수지와 상기 도전성 수지층에 포함되는 수지가 일체적으로 성형되어 있는 유기 전계발광 소자에 관한 것이다.
본 발명은, 상기 혼합층은 상기 제1 수지보다도 상기 투명판 본체와의 밀착성이 높은 제2 수지를 상기 투명판 본체에 접하는 부위에 추가로 포함하는 유기 전계발광 소자에 관한 것이다.
본 발명은 상기 제1 전극의 표면 조도가 10 nm 이하인 유기 전계발광 소자에 관한 것이다.
본 발명은 상기 혼합층 중의 다수의 와이어상 도전체가 메쉬 형상을 형성하고 있는 유기 전계발광 소자에 관한 것이다.
본 발명은 상기 와이어상 도전체의 직경이 200 nm 이하인 유기 전계발광 소자에 관한 것이다.
본 발명은 제1 전극의 굴절률을 n1, 투명판 본체의 굴절률을 n2로 하면, n1 및 n2가 각각 하기 수학식을 만족시키는 유기 전계발광 소자에 관한 것이다.
|n2-n1|<0.3
n1≤1.8
본 발명은 상기 제1 전극이 양극인 유기 전계발광 소자에 관한 것이다.
본 발명은 상기 유기 전계발광 소자를 이용한 조명 장치에 관한 것이다.
본 발명은 투명판 본체를 준비하는 공정과,
다수의 와이어상 도전체가 분산매에 분산된 분산액을 상기 투명판 본체에 도포하고, 추가로 분산매를 제거함으로써 도전성 와이어층을 형성하는 공정과,
도전성 수지를 포함하는 도포액을 도전성 와이어층에 도포하고, 도포액을 건조함으로써, 다수의 와이어상 도전체와 도전성을 갖는 수지가 혼합된 혼합층과, 상기 혼합층 상에 일체적으로 형성되는 도전성 수지층을 형성하는 공정과,
도전성 수지층 상에 발광층을 형성하는 공정과,
상기 발광층 상에 전극을 형성하는 공정을 포함하는 유기 전계발광 소자의 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명은 도전성 와이어층을 형성하는 공정 후, 또한 상기 도전성 수지를 포함하는 도포액을 도전성 와이어층에 도포하기 전에, 상기 도전성 수지보다도 상기 투명판 본체와의 밀착성이 높은 제2 수지를 포함하는 도포액을 도전성 와이어층에 도포하고, 추가로 상기 도포액을 건조함으로써, 상기 투명판 본체로부터의 높이가 상기 도전성 와이어층보다도 낮은 수지층을 형성하는 공정을 추가로 포함하는 유기 전계발광 소자의 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명은 상기 도전성 와이어층을 형성하는 공정에서, 도전성 와이어층을 패턴 형성하는 유기 전계발광 소자의 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 누설 전류가 감소된 발광 효율이 높은 유기 전계발광 소자를 실현할 수 있다.
도 1은 유기 EL 소자를 나타내는 단면도이다.
도 2는 광 투과성을 나타내는 투명판 본체 상에 광 투과성을 나타내는 제1 전극이 설치된 전극 부착 투명판만을 나타내는 도면이다.
도 1은 본 발명의 실시의 일 형태의 유기 EL 소자를 나타내는 단면도이다. 도 2는 광 투과성을 나타내는 투명판 본체 상에 광 투과성을 나타내는 제1 전극이 설치된 전극 부착 투명판만을 나타내는 도면이다.
도 2에 나타내는 전극 부착 투명판을 이용함으로써, 누설 전류가 감소된 발광 효율이 높은 유기 EL 소자를 얻을 수 있다. 본 실시 형태의 유기 EL 소자는, 예를 들면 모노크롬 표시 장치, 풀 컬러 표시 장치 및 영역 컬러 표시 장치 등의 디스플레이, 및 조명 장치 등에 이용되고, 특히 조명 장치에 바람직하게 이용된다.
본 실시 형태의 유기 EL 소자 (5)는 광 투과성을 나타내는 투명판 본체 상에 광 투과성을 나타내는 제1 전극이 설치된 전극부 투명판과, 제1 전극과는 극성이 다른 제2 전극과, 제1 및 제2 전극 사이에 설치되는 발광층을 구비한다.
제1 전극 (3)과 제2 전극 (8) 사이에는 적어도 발광층이 설치되지만, 발광층 이외의 소정의 층도 필요에 따라서 설치된다. 제1 전극 (3)과 제2 전극 (8)에 협지되는 부재를 이하에서는 유기체 (7)이라고 기재한다. 즉, 유기체 (7)은 적어도 한층의 발광층을 구비하고 있을 수 있고, 발광층과 제2 전극 (8) 사이 및/또는 발광층과 제1 전극 (3) 사이에 1 또는 복수의 층이 설치된 적층체를 구성할 수도 있고, 또한 발광층으로만 구성될 수도 있다. 또한, 유기체 (7)은 무기 화합물을 포함하는 무기층을 구비하고 있을 수도 있다. 예를 들면, 후술하는 바와 같이 유기체 (7)의 제1 전극 (3)과 접하는 부위에 무기층이 배치되어 있을 수도 있다.
본 실시 형태의 유기 EL 소자 (5)는 발광층으로부터 방사되는 광이 전극 부착 투명판 (1)을 통하여 출사하는 배면 발광형의 소자이다. 또한, 제1 전극 (3) 및 제2 전극 (8) 중의 한쪽은 양극이고, 다른쪽은 음극이지만, 본 실시 형태에서는 제1 전극 (3)이 양극인 것이 바람직하다. 이 경우 제1 전극 (3)과는 극성이 다른 제2 전극은 음극으로서 설치된다.
제2 전극을 음극으로서 설치하는 경우, 이 음극의 재료로서는 일함수가 작고, 발광층에의 전자 주입이 용이한 재료가 바람직하고, 또한 전기 전도도가 높은 재료가 바람직하다. 또한 양극측에서 광을 취출하는 경우에는, 음극에서 광을 반사하기 위해서, 음극의 재료로서는 가시광 반사율이 높은 것이 바람직하다.
음극의 재료로서는 알칼리 금속, 알칼리토류 금속, 전이 금속 및 주기표의 13족 금속 등의 금속을 사용할 수 있다. 구체적으로는 음극의 재료로서, 리튬, 나트륨, 칼륨, 루비듐, 세슘, 베릴륨, 마그네슘, 칼슘, 스트론튬, 바륨, 알루미늄, 스칸듐, 바나듐, 아연, 이트륨, 인듐, 세륨, 사마륨, 유로퓸, 테르븀, 이테르븀 등의 금속, 또는 상기 금속 중 2개 이상의 합금, 또는 이들 중 1개 이상과, 금, 은, 백금, 구리, 망간, 티탄, 코발트, 니켈, 텅스텐, 주석 중 1개 이상과의 합금, 또는 그래파이트 또는 그래파이트 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, 칼륨-알루미늄 합금 등을 들 수 있다. 또한, 음극으로서 투명 도전성 전극을 사용할 수 있고, 예를 들면 도전성 금속 산화물이나 도전성 유기물 등을 포함하는 박막을 사용할 수 있다. 구체적으로는 도전성 금속 산화물로서 산화인듐, 산화아연, 산화주석, 인듐 주석 산화물(Indium Tin Oxide: 약칭 ITO), 인듐 아연 산화물(Indium Zinc Oxide: 약칭 IZO) 등을 포함하는 박막, 또는 도전성 유기물로서 폴리아닐린 또는 그의 유도체, 폴리티오펜 또는 그의 유도체 등의 유기의 제1 전극을 이용할 수도 있다. 또한, 음극을 2층 이상의 적층 구조로 할 수도 있다. 또한, 후술하는 전자 주입층이 음극으로서 이용되는 경우도 있다.
또한 제2 전극을 양극으로서 설치하는 경우, 예를 들면 알루미늄, 금, 은을 포함하는 박막이나, 이 박막과 ITO와의 적층체를 제2 전극으로서 이용할 수도 있다.
제2 전극의 막 두께는 전기 전도도나 내구성을 고려하여, 적절하게 선택할 수 있지만, 예를 들면 10 nm 내지 10 ㎛이고, 바람직하게는 20 nm 내지 1 ㎛이고, 더욱 바람직하게는 50 nm 내지 500 nm이다.
제2 전극의 제작 방법으로서는 진공 증착법, 스퍼터링법, 금속 박막을 열압착하는 라미네이트법 등을 들 수 있다.
다음으로, 본 발명에 이용하는 전극 부착 투명판에 대하여 설명한다.
도 2에 나타낸 바와 같이 전극 부착 투명판 (1)은 투명판 본체 (2)와, 이 투명판 본체 (2)의 표면에 형성되는 제1 전극 (3)을 포함하여 구성된다. 제1 전극 (3)은 도전성을 갖는 수지 및 다수의 와이어상 도전체 (10)을 포함하고 있다.
제1 전극 (3)은 도전성을 갖는 제1 수지 및 다수의 와이어상 도전체를 포함하는 혼합층 (4)와, 도전성을 갖는 수지를 포함하고 와이어상 도전체를 포함하지 않는 도전성 수지층 (6)을 상기 혼합층 (4)를 상기 투명판 본체 (2)측에 배치하여 적층되어 이루어진다.
혼합층 (4)에 포함되는 제1 수지와, 도전성 수지층 (6)에 포함되는 도전성을 갖는 수지와는 동일 조성의 수지가 아닐 수도 있고, 또한 혼합층에 포함되는 제1 수지와 상기 도전성 수지층에 포함되는 수지와는 일체적으로 성형되어 있지 않을 수도 있지만, 전극 부착 투명판의 제조의 간편함 및 저항치의 균일성 측면에서는, 상기 혼합층 (4)에 포함되는 제1 수지는 상기 도전성 수지층에 포함되는 도전성을 갖는 수지와 동일 조성의 수지인 것이 바람직하고, 또한 혼합층 (4)에 포함되는 제1 수지와 상기 도전성 수지층에 포함되는 수지가 일체적으로 성형되어 있는 것이 바람직하다. 이와 같이 혼합층 (4)에 포함되는 수지와 도전성 수지층에 포함되는 수지가 일체적으로 성형되어 있는 경우, 도전성 수지층 (6)과 혼합층 (4) 사이에 계면이 실질적으로 존재하지 않고, 도전성 수지층 (6)과 혼합층 (4)가 일체적으로 형성되어 있다. 또한 도 1 및 도 2에서는 도전성 수지층 (6)과 혼합층 (4)와의 경계를 모식적으로 이점 쇄선으로 나타내고 있다.
와이어상 도전체 (10)의 재료로서는, 예를 들면 Ag, Au, Cu, Al 및 이들 합금 등의 전기 저항이 낮은 금속이 바람직하게 이용된다. 예를 들면 특허 US2005/0221083, US2007/0074316 및 US2008/0143906에 나타내는 것과 같은 나노 와이어 등을 들 수 있다.
와이어상 도전체 (10)은 직경(통상, 단축 평균 길이)이 작은 것이 바람직하고, 예를 들면 직경이 400 nm 이하인 것이 이용되고, 직경이 200 nm 이하인 것이 바람직하고, 직경이 100 nm 이하인 것이 더욱 바람직하다. 와이어상 도전체의 길이(통상, 장축 평균 길이)는, 예를 들면 1 ㎛ 이상이고, 바람직하게는 2 ㎛ 이상이고, 더욱 바람직하게는 5 ㎛ 이상이다.
와이어상 도전체의 직경 및 와이어상 도전체의 길이는 SEM 관찰에 의해 측정할 수 있다.
와이어상 도전체 (10)의 형상으로서는, 예를 들면 곡선상 및 침상을 들 수 있다. 와이어상 도전체 (10)은 제1 전극 (3)을 통과하는 광을 회절 또는 산란하기 때문에, 제1 전극 (3)의 헤이즈값을 높여, 광의 투과율을 저하시키지만, 가시광의 파장 정도 또는 가시광의 파장보다도 작은 직경의 와이어상 도전체를 이용함으로써, 제1 전극 (3)의 가시광에 대한 헤이즈값을 낮게 억제함과 동시에, 광의 투과율을 향상시킬 수 있다. 또한, 와이어상 도전체 (10)은 직경이 너무 작으면 전기 저항이 높아지는 경향이 있기 때문에, 그의 직경은 5 nm 이상이 바람직하고, 보다 바람직하게는 7 nm 이상이고, 더욱 바람직하게는 10 nm 이상이다. 또한, 예를 들면 유기 EL 소자를 조명 장치에 이용하는 경우에는, 제1 전극 (3)의 헤이즈값이 어느 정도 높은 쪽이 확산 기능을 더불어 부여하는 것도 가능해진다. 이와 같이 헤이즈값이 높은 제1 전극 (3)이 바람직하게 이용되는 장치도 있으므로, 제1 전극 (3)의 광학적 특성은 이용되는 장치에 따라서 적절히 설정된다.
다수의 와이어상 도전체 (10)은 혼합층 (4) 중에 있어서 메쉬 구조를 형성하고 있는 것이 바람직하다. 예를 들면, 다수의 와이어상 도전체 (10)은 혼합층 (4) 중에 있어서 복잡하게 얽혀 배치됨으로써 메쉬 구조를 형성한다. 구체적으로는 다수의 와이어상 도전체가 서로 접촉하여 배치되기도 하는 구성이 2차원적 또는 3차원적으로 넓어져 메쉬 구조를 형성하고 있다. 이 메쉬 구조를 형성하는 와이어상 도전체에 의해서, 제1 전극 (3)의 부피 저항률을 낮출 수 있다. 와이어상 도전체 (10)은, 예를 들면 곡선상이거나, 침상일 수도 있고, 곡선상 및/또는 침상의 도전체가 서로 접촉하여 메쉬 구조를 형성함으로써 부피 저항률이 낮은 제1 전극 (3)을 실현할 수 있다.
도전성을 갖는 수지(예를 들면 도전성을 갖는 제1 수지)로서는, 예를 들면 폴리아닐린, 폴리티오펜 유도체 등을 들 수 있고, 다수의 와이어상 도전체 (10)과 혼합층 (4)를 형성할 때에 와이어상 도전체를 용해 및 부식하지 않는 것이 바람직하고, 또한 투광율이 높은 것이 바람직하다. 또한 도전성을 향상하기 위해서 각종 첨가제를 가할 수도 있다. 첨가제의 종류는 굴절률, 투광율 등의 제1 전극 (3)의 특성에 따라서 적절하게 선택된다. 또한 도포법을 이용하여 제1 전극 (3) 상에 유기체 (7)을 형성하는 경우, 도포액에 용해되지 않는 부재에 의해서 제1 전극 (3)을 구성하는 것이 바람직하다.
제1 전극 (3)은 다수의 와이어상 도전체 (10)과 도전성을 갖는 수지를 포함하고 있다. 도전성 수지는 가시광 영역의 광의 투과율이 높은 것이 바람직하게 이용된다. 이와 같이 와이어상 도전체 (10)에 추가로, 도전성을 갖는 수지를 이용함으로써, 제1 전극 (3)의 전기 저항을 감소시킬 수 있다. 이러한 제1 전극 (3)을 이용함으로써, 전극에서의 전압 강하를 억제할 수 있고, 유기 EL 소자의 저전압 구동 및 전력 절약화를 실현할 수 있다. 제1 전극 (3)의 막 두께는 전기 저항 및 가시광의 투과율 등에 의해서 적절히 설정되고, 예를 들면 0.03 ㎛ 내지 10 ㎛이고, 바람직하게는 0.05 ㎛ 내지 1 ㎛이다.
또한 도전성 수지층 (6)의 막 두께는 표면의 평탄성을 확보할 수 있는 최저한의 막 두께가 필요하고, 예를 들면 0.01 ㎛ 내지 0.5 ㎛이고, 바람직하게는 0.02 ㎛ 내지 0.3 ㎛이다. 0.5 ㎛보다 두꺼우면 전기 저항이 높아지는 경향이 있고, 0.01 ㎛보다 얇으면 충분한 표면 평탄성이 얻어지지 않는 경향이 있다.
제1 전극 (3)의 표면 평탄성은 유기 EL 소자에 있어서 누설 전류를 생기게 하지 않는다는 점에서 중요하고, 그의 표면 조도는 50 nm 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 30 nm 이하이고, 더욱 바람직하게는 10 nm 이하이다.
본 명세서에 있어서 표면 조도는 표면 평균 조도 Ra를 의미하고, 일본 규격 협회 발행의 JIS B 0601(평성 13년 1월 20일 개정)의 단락은 [4.2.1]에 기재된 산술 평균 조도에 상당하고, 표면의 단면 곡선의 평균선으로부터 구해진다. 표면 조도 Ra의 측정은 시판되고 있는 장치를 이용하여 행할 수 있다.
혼합층 (4)는 제1 수지보다도 투명판 본체 (2)와의 밀착성이 높은 제2 수지를 상기 투명판 본체 (2)에 접하는 부위에 추가로 포함하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 혼합층 (4)는 투명판 본체 (2)와의 밀착성이 높은 제2 수지와 와이어상 도전체가 혼합된 제1 층과, 제1 수지와 와이어상 도전체가 혼합한 제2 층이 적층되어 구성되는 것이 바람직하다. 이와 같이 제1 층을 형성함으로써, 제1 전극 (3)과 투명판 본체 (2)와의 밀착성을 높일 수 있고, 전극의 신뢰성을 향상할 수 있다.
제2 수지로서는 도전성을 갖는 것이거나, 전기 절연성을 갖는 것일 수 있고, 투명판 본체 (2)와의 밀착성이 높은 것이 바람직하다. 또한 제2 수지로서는 투과율이 높은 것이 바람직하고, 도전성 수지층 (6)을 형성할 때에, 도전성 수지를 포함하는 도포액에 용해되지 않는 것이 바람직하다. 또한, 제2 수지로서는 도포법을 이용하여 제1 전극 (3) 상에 유기체 (7)을 형성하는 경우에, 도포액에 용해되지 않는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 저밀도 또는 고밀도의 폴리에틸렌, 에틸렌-프로필렌 공중합체, 에틸렌-부텐 공중합체, 에틸렌-헥센 공중합체, 에틸렌-옥텐 공중합체, 에틸렌-노르보르넨 공중합체, 에틸렌-디메타노옥타히드로나프탈렌 공중합체, 폴리프로필렌, 에틸렌-아세트산비닐 공중합체, 에틸렌-메틸메타크릴레이트 공중합체, 이오노머 수지 등의 폴리올레핀계 수지; 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트 등의 폴리에스테르계 수지; 나일론-6, 나일론-6,6, 메타크실렌디아민-아디프산 축중합체; 폴리메틸메타크릴이미드 등의 아미드계 수지; 폴리메틸메타크릴레이트 등의 아크릴계 수지; 폴리스티렌, 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체, 스티렌-아크릴로니트릴-부타디엔 공중합체, 폴리아크릴로니트릴 등의 스티렌-아크릴로니트릴계 수지; 트리아세트산셀룰로오스, 디아세트산셀룰로오스 등의 소수화 셀룰로오스계 수지; 폴리염화비닐, 폴리염화비닐리덴, 폴리불화비닐리덴, 폴리테트라플루오로에틸렌 등의 할로겐 함유 수지; 폴리비닐알코올, 에틸렌-비닐알코올 공중합체, 셀룰로오스 유도체 등의 수소 결합성 수지; 폴리카보네이트 수지, 폴리술폰 수지, 폴리에테르술폰 수지, 폴리에테르에테르케톤 수지, 폴리페닐렌옥시드 수지, 폴리메틸렌옥시드 수지, 폴리아릴레이트 수지, 액정 수지 등의 엔지니어링 플라스틱계 수지 등을 들 수 있다. 열경화성 수지, 광경화성 수지, 포토레지스트 재료가 바람직하게 이용된다.
전극 부착 투명판 (1)은 유기체 (7)이 그 위에 접하여 설치된다. 이 유기체 (7)은 적어도 발광층을 한층 구비한다. 제1 전극 (3)의 굴절률을 n1, 투명판 본체 (2)의 굴절률을 n2로 하면, n1 및 n2는 각각 하기 수학식을 만족시키는 것이 바람직하다.
|n2-n1|<0.3
n1≤1.8
또한 굴절률 n1의 절대적인 하한치는 1.0이지만, 통상은 1.2 이상이다. 또한 유기체 (7)의 제1 전극 (3)측의 표면부의 굴절률을 n3으로 하면, 제1 전극 (3)의 굴절률(n1)은 n3 이하(n1≤n3)가 바람직하다.
특히, |n1-n2|≥0.3이면, 제1 전극 (3)과 투명판 본체 (2)와의 경계에서 전반사가 발생하기 쉬워지지만, 제1 전극 (3)과 투명판 본체 (2)와의 굴절률차의 절대치를 0.3 미만으로 함으로써 전반사를 억제하여, 발광층으로부터 방사되는 광을 효율적으로 출사할 수 있다.
또한, 제1 전극 (3)을 양극으로서 이용한 경우, 유기체 (7)의 제1 전극 (3)에 접하는 부분의 층으로서는, 후술하는 정공 주입층, 정공 수송층 및 발광층 등을 들 수 있다. 정공 주입층, 정공 수송층 및 발광층의 굴절률은, 통상 1.5 내지 1.8 정도이다. 제1 전극 (3)의 굴절률(n1)은 바람직하게는 제1 전극 (3)에 접하는 층의 굴절률(n3) 이하가 되도록 설정된다.
투명판 본체 (2)는 가시광 영역의 광이 투과율이 높고, 또한 그 위에 디바이스를 형성하는 공정에서 화학적으로 변화하지 않는 것이 바람직하게 이용되고, 리지드 기판이거나, 플렉시블 기판일 수도 있고, 예를 들면 유리판, 플라스틱판, 고분자 필름 및 실리콘판, 및 이들을 적층한 적층판 등이 바람직하게 이용된다.
투명판 본체 (2)의 제1 전극 (3)이 형성되는 면과 반대측의 면에는 고저차가 0.1 ㎛ 이상 0.2 mm 이하인 요철이 형성되어 있을 수도 있다. 요철로서는 예를 들면 고저차가 0.1 ㎛ 이상 0.2 mm 이하인 요철을 형성하는 것이 바람직하다. 이러한 요철을 형성함으로써 기판과 공기와의 계면에서 생기는 전반사를 억제할 수 있다. 또한 투명판 본체 (2)에 직접적으로 요철을 형성하는 것은 아니고, 표면에 요철이 형성된 필름을 투명판 본체 (2)에 접합시킬 수도 있다. 예를 들면, 소정의 접착층을 개재시켜 필름을 접합시키는 경우에는 접착층과, 이 접착층을 협지하는 2개의 부재와의 굴절률의 차의 절대치가 0.2 이하인 것이 바람직하다. 이러한 접착층 및 필름을 이용함으로써, 필름이나 접착층에서의 광의 반사를 억제할 수 있다.
투명판 본체 (2)는 산소 및 수증기 등을 통과시키기 어려운(배리어성이 있는) 기판인 것이 바람직하다. 투명판 본체 (2)의 배리어성을 향상하기 위해서, 예를 들면 금속, 금속 산화물, 금속 질화물, 금속 탄화물 또는 금속 산질화물 등을 포함하는 무기층, 무기층과 유기층을 적층한 층, 또는 무기-유기 혼성층 등을 투명판 본체 (2) 표면에 설치할 수도 있다. 무기층으로서는 공기 중에서 안정된 것이 바람직하고, 구체적으로는 실리카, 알루미나, 티타니아, 산화인듐, 산화주석, 산화티탄, 산화아연, 인듐 주석 산화물, 질화알루미늄, 질화규소, 탄화규소, 산질화규소, 및 이들의 조합의 박막층을 들 수 있다. 보다 바람직하게는 질화알루미늄, 질화규소, 산질화규소를 포함하는 박막층이고, 더욱 바람직하게는 산질화규소의 박막층이다. 이러한 박막층으로서는 예시한 것 중에, 제1 전극 (3)과의 굴절률의 차가, 0.3 미만인 것이 적절하게 이용된다.
다음으로 유기체 (7)에 대해서 설명한다. 유기체 (7)은 음극 및 양극 중의 한쪽의 전극으로서 설치되는 제1 전극 (3)과, 음극 및 양극 중의 다른쪽의 전극으로서 설치되는 다른쪽의 전극 사이에 설치되고, 적어도 한층의 발광층을 구비한다.
음극과 발광층 사이에 설치되는 층으로서는 전자 주입층, 전자 수송층, 정공 블록층 등을 들 수 있다. 음극과 발광층 사이에, 전자 주입층과 전자 수송층의 양쪽의 층이 설치되는 경우, 음극에 가까운 측에 위치하는 층을 전자 주입층이라고 하고, 발광층에 가까운 측에 위치하는 층을 전자 수송층이라고 한다.
전자 주입층은 음극으로부터의 전자 주입 효율을 개선하는 기능을 갖는 층이다. 전자 수송층은 음극 또는 전자 주입층, 또는 음극에 보다 가까운 전자 수송층으로부터의 전자 주입을 개선하는 기능을 갖는 층이다. 정공 블록층은 정공의 수송을 막는 기능을 갖는 층이다. 또한, 전자 주입층 또는 전자 수송층이 정공 블록층을 겸하는 경우가 있다.
양극과 발광층 사이에 설치하는 층으로서는 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 블록층 등을 들 수 있다. 양극과 발광층 사이에, 정공 주입층과 정공 수송층의 양쪽이 설치되는 경우, 양극에 가까운 측에 위치하는 층을 정공 주입층이라고 하고, 발광층에 가까운 측에 위치하는 층을 정공 수송층이라고 한다.
정공 주입층은 양극에서의 정공 주입 효율을 개선하는 기능을 갖는 층이다. 정공 수송층은 양극 또는 정공 주입층, 또는 양극에 보다 가까운 정공 수송층으로부터의 정공 주입을 개선하는 기능을 갖는 층이다. 전자 블록층은 전자의 수송을 막는 기능을 갖는 층이다. 정공 주입층 또는 정공 수송층이 전자 블록층을 겸하는 경우가 있다.
또한, 전자 주입층 및 정공 주입층을 총칭하여 전하 주입층이라는 경우가 있고, 전자 수송층 및 정공 수송층을 총칭하여 전하 수송층이라는 경우가 있다.
유기 EL 소자가 채용할 수 있는 층 구성의 구체적인 일례를 이하에 나타내었다.
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, 기호 「/」는 이 기호 「/」를 사이에 두는 2개의 층이 인접하여 적층되는 것을 나타내고, 이하 동일)
또한 본 실시 형태의 유기 EL 소자는 2층 이상의 발광층을 가질 수도 있다. 2층의 발광층을 갖는 유기 EL 소자의 구체예로서는
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.
또한, 3층 이상의 발광층을 갖는 유기 EL 소자로서는 (전극/전하 주입층/정공 수송층/발광층/전자 수송층/전하 주입층)을 하나의 반복 단위로 하면, q) 양극/전하 주입층/정공 수송층/발광층/전자 수송층/전하 주입층/반복 단위/반복 단위/…/음극과 같이, 2개 이상의 반복 단위를 포함하는 층 구성을 갖는 것을 들 수 있다.
상기 층 구성 p 및 q에서, 양극, 전극, 음극, 발광층 이외의 각 층은 필요에 따라서 삭제할 수 있다.
유기 EL 소자는 추가로 전극과의 밀착성 향상이나, 전극으로부터의 전하 주입의 개선을 위해, 전극에 인접하여 막 두께가 2 nm 이하인 절연층을 설치할 수도 있고, 또한 계면의 밀착성 향상이나 혼합의 방지 등을 위해, 인접하는 상기 각 층의 계면에 얇은 버퍼층을 삽입할 수도 있다.
이하, 각 층이 구체적인 구성에 대해서 설명한다.
<정공 주입층>
정공 주입층을 구성하는 정공 주입 재료로서는 페닐아민계, 스타버스트형 아민계, 프탈로시아닌계, 산화바나듐, 산화몰리브덴, 산화루테늄, 산화알루미늄 등의 산화물, 비정질 카본, 폴리아닐린, 폴리티오펜 유도체 등을 들 수 있다. 또한, 제1 전극 (3)을 구성하는 도전성을 갖는 수지가 정공 주입층의 기능을 겸하는 경우에는 정공 주입층을 생략할 수 있다.
<정공 수송층>
정공 수송층을 구성하는 정공 수송 재료로서는 폴리비닐카르바졸 또는 그의 유도체, 폴리실란 또는 그의 유도체, 측쇄 또는 주쇄에 방향족 아민을 갖는 폴리실록산 유도체, 피라졸린 유도체, 아릴아민 유도체, 스틸벤 유도체, 트리페닐디아민 유도체, 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 등을 들 수 있다.
이들 정공 수송 재료 중에서, 정공 수송 재료로서는 폴리비닐카르바졸 또는 그의 유도체, 폴리실란 또는 그의 유도체, 측쇄 또는 주쇄에 방향족 아민 화합물기를 갖는 폴리실록산 유도체, 폴리아닐린 또는 그의 유도체, 폴리티오펜 또는 그의 유도체, 폴리아릴아민 또는 그의 유도체, 폴리(p-페닐렌비닐렌) 또는 그의 유도체, 또는 폴리(2,5-티에닐렌비닐렌) 또는 그의 유도체 등의 고분자의 정공 수송 재료가 바람직하고, 폴리비닐카르바졸 또는 그의 유도체, 폴리실란 또는 그의 유도체, 측쇄 또는 주쇄에 방향족 아민을 갖는 폴리실록산 유도체 등이 더욱 바람직하다. 저분자의 정공 수송 재료의 경우에는, 고분자 결합제에 분산시켜 이용하는 것이 바람직하다.
정공 수송층의 성막의 방법으로서는, 저분자의 정공 수송 재료로서는 고분자 결합제와의 혼합 용액으로부터의 성막에 의한 방법을 들 수 있고, 고분자의 정공 수송 재료로서는 용액으로부터의 성막에 의한 방법을 들 수 있다.
용액으로부터의 성막에 이용하는 용매로서는, 정공 수송 재료를 용해시키는 것일 수 있고, 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 용매를 들 수 있다.
용액으로부터의 성막 방법으로서는 스핀 코팅법, 캐스팅법, 마이크로 그라비아 코팅법, 그라비아 코팅법, 바 코팅법, 롤 코팅법, 와이어바 코팅법, 침지 코팅법, 스프레이 코팅법, 스크린 인쇄법, 플렉소 인쇄법, 오프셋 인쇄법, 잉크젯 인쇄법 등의 도포법을 들 수 있다.
혼합하는 고분자 결합제로서는 전하 수송을 극도로 저해하지 않는 것이 바람직하고, 또한 가시광에 대한 흡수가 약한 것이 바람직하게 이용된다. 상기 고분자 결합제로서는 폴리카보네이트, 폴리아크릴레이트, 폴리메틸아크릴레이트, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리스티렌, 폴리염화비닐, 폴리실록산 등을 들 수 있다.
정공 수송층의 막 두께로서는, 이용하는 재료에 따라서 최적치가 다르고, 구동 전압과 발광 효율이 적절한 값이 되도록 선택되고, 적어도 핀홀이 발생하지 않도록 하는 두께가 필요하고, 너무 두꺼우면 소자의 구동 전압이 높아져서 바람직하지 않다. 따라서, 정공 수송층의 막 두께로서는, 예를 들면 1 nm 내지 1 ㎛이고, 바람직하게는 2 nm 내지 500 nm이고, 더욱 바람직하게는 5 nm 내지 200 nm이다.
<발광층>
발광층은 형광 및/또는 인광을 발광하는 유기물, 또는 상기 유기물과 도펀트를 포함하여 구성된다. 도펀트는, 예를 들면 발광 효율의 향상이나 발광 파장을 변화시키는 등의 목적으로 부가된다. 발광층에 이용되는 유기물로서는 저분자 화합물 또는 고분자 화합물의 어느 것일 수도 있다. 발광층을 구성하는 발광 재료로서는, 예를 들면 이하의 것을 들 수 있다. 또한 고분자 화합물은 저분자 화합물에 비교하여 일반적으로 용매에의 용해성이 높고, 도포법을 이용하여 발광층을 형성하는 경우에는 고분자 화합물을 이용하는 쪽이 공정 등이 간이한 점 등으로부터, 발광층은 고분자 화합물을 포함하는 것이 바람직하다.
색소계의 발광 재료로서는, 예를 들면 시클로펜다민 유도체, 테트라페닐부타디엔 유도체, 트리페닐아민 유도체, 옥사디아졸 유도체, 피라졸로퀴놀린 유도체, 디스티릴벤젠 유도체, 디스티릴아릴렌 유도체, 피롤 유도체, 티오펜환 화합물, 피리딘환 화합물, 페리논 유도체, 페릴렌 유도체, 올리고티오펜 유도체, 옥사디아졸이량체, 피라졸린 이량체 등을 들 수 있다.
금속 착체계의 발광 재료로서는, 중심 금속에 Al, Zn, Be 등, 또는 Tb, Eu, Dy 등의 희토류 금속을 갖고, 배위자에 옥사디아졸, 티아디아졸, 페닐피리딘, 페닐벤조이미다졸, 퀴놀린 구조 등을 갖는 금속 착체를 들 수 있고, 예를 들면 이리듐 착체, 백금 착체 등의 삼중항 여기 상태에서의 발광을 갖는 금속 착체, 알루미늄퀴놀리놀 착체, 벤조퀴놀리놀베릴륨 착체, 벤조옥사졸릴아연 착체, 벤조티아졸아연 착체, 아조메틸아연 착체, 포르피린아연 착체, 유로퓸 착체 등을 들 수 있다.
고분자계의 발광 재료로서는 폴리파라페닐렌비닐렌 유도체, 폴리티오펜 유도체, 폴리파라페닐렌 유도체, 폴리실란 유도체, 폴리아세틸렌 유도체, 폴리플루오렌 유도체 및 폴리비닐카르바졸 유도체 등, 및 상기 색소계의 발광 재료나 금속 착체계의 발광 재료를 고분자화 것 등을 들 수 있다.
상기 발광 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 유도체나 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.
또한 백색으로 발광하는 재료로서는 상술한 청색, 녹색, 적색의 각 색으로 발광하는 재료를 혼합한 것이나, 각 색으로 발광하는 재료가 되는 성분을 단량체로서, 이것을 중합한 중합체를 그의 재료로서 이용할 수도 있다. 또한 각 색으로 발광하는 재료를 각각 이용하여 형성되는 발광층을 적층하여, 전체로서 백색을 발광하는 소자를 실현할 수도 있다.
도펀트 재료로서는, 예를 들면 페릴렌 유도체, 쿠마린 유도체, 루브렌 유도체, 퀴나크리돈 유도체, 스쿠아리움 유도체, 포르피린 유도체, 스티릴계 색소, 테트라센 유도체, 피라졸론 유도체, 데카시클렌, 페녹사존 등을 들 수 있다. 또한, 이러한 발광층의 두께는 통상 약 2 nm 내지 2000 nm이다.
유기물을 포함하는 발광층의 성막 방법으로서는, 발광 재료를 포함하는 용액을 기체의 표면에 도포하는 방법, 진공 증착법, 전사법 등을 들 수 있다. 용액으로부터의 성막에 이용하는 용매의 구체예로서는, 상술한 용액으로부터 정공 수송층을 성막할 때에 정공 수송 재료를 용해하는 용매로서 사용한 용매와 동일한 용매를 들 수 있다.
발광 재료를 포함하는 용액을 도포하는 방법으로서는 스핀 코팅법, 캐스팅법, 마이크로 그라비아 코팅법, 그라비아 코팅법, 바 코팅법, 롤 코팅법, 와이어바 코팅법, 침지 코팅법, 슬릿 코팅법, 모세관 코팅법, 스프레이 코팅법, 노즐 코팅법 등의 코팅법, 그라비아 인쇄법, 스크린 인쇄법, 플렉소 인쇄법, 오프셋 인쇄법, 반전 인쇄법, 잉크젯 인쇄법 등의 도포법을 사용할 수 있다. 패턴 형성이나 다색의 도분이 용이하다는 점에서, 그라비아 인쇄법, 스크린 인쇄법, 플렉소 인쇄법, 오프셋 인쇄법, 반전 인쇄법, 잉크젯 인쇄법 등의 도포법이 바람직하다. 또한, 승화성의 저분자 화합물의 경우에는, 진공 증착법을 사용할 수 있다. 또한, 레이저에 의한 전사나 열전사 등의 방법에 의해서, 원하는 곳에만 발광층을 형성할 수도 있다.
<전자 수송층>
전자 수송층을 구성하는 전자 수송 재료로서는 옥사디아졸 유도체, 안트라퀴노디메탄 또는 그의 유도체, 벤조퀴논 또는 그의 유도체, 나프토퀴논 또는 그의 유도체, 안트라퀴논 또는 그의 유도체, 테트라시아노안트라퀴노디메탄 또는 그의 유도체, 플루오레논 유도체, 디페닐디시아노에틸렌 또는 그의 유도체, 디페노퀴논 유도체, 또는 8-히드록시키노인 또는 그의 유도체의 금속 착체, 폴리퀴놀린 또는 그의 유도체, 폴리퀴놀살린 또는 그의 유도체, 폴리플루오렌 또는 그의 유도체 등을 들 수 있다.
이들 중에서, 전자 수송 재료로서는 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 바람직하고, 2-(4-비페닐릴)-5-(4-t-부틸페닐)-1,3,4-옥사디아졸, 벤조퀴논, 안트라퀴논, 트리스(8-퀴놀리놀)알루미늄, 폴리퀴놀린이 더욱 바람직하다.
전자 수송층의 성막법으로서는, 저분자의 전자 수송 재료로서는 분말로부터의 진공 증착법, 용액 또는 용융 상태에서의 성막에 의한 방법을 들 수 있고, 고분자의 전자 수송 재료로서는 용액 또는 용융 상태에서의 성막에 의한 방법을 들 수 있다. 용액 또는 용융 상태에서의 성막으로서는 고분자 결합제를 추가로 병용할 수도 있다. 용액으로부터 전자 수송층을 성막하는 방법으로서는, 상술한 용액으로부터 정공 수송층을 성막하는 방법과 동일한 성막법을 들 수 있다.
전자 수송층의 막 두께로서는, 이용하는 재료에 따라서 최적치가 다르고, 구동 전압과 발광 효율이 적절한 값이 되도록 선택할 수 있고, 적어도 핀홀이 발생하지 않는 것과 같은 두께가 필요하고, 너무 두꺼우면 소자의 구동 전압이 높아져서 바람직하지 않다. 따라서, 상기 전자 수송층의 막 두께로서는, 예를 들면 1 nm 내지 1 ㎛이고, 바람직하게는 2 nm 내지 500 nm이고, 더욱 바람직하게는 5 nm 내지 200 nm이다.
<전자 주입층>
전자 주입층을 구성하는 전자 주입 재료로서는 발광층의 종류에 따라서, 알칼리 금속, 알칼리토류 금속, 또는 상기 금속을 1종 이상 포함하는 합금, 또는 상기 금속의 산화물, 할로겐화물 및 탄산염, 또는 상기 물질의 혼합물 등을 들 수 있다. 알칼리 금속 또는 그의 산화물, 할로겐화물, 탄산염으로서는 리튬, 나트륨, 칼륨, 루비듐, 세슘, 산화리튬, 불화리튬, 산화나트륨, 불화나트륨, 산화칼륨, 불화칼륨, 산화루비듐, 불화루비듐, 산화세슘, 불화세슘, 탄산리튬 등을 들 수 있다. 또한, 알칼리토류 금속 또는 그의 산화물, 할로겐화물, 탄산염의 예로서는 마그네슘, 칼슘, 바륨, 스트론튬, 산화마그네슘, 불화마그네슘, 산화칼슘, 불화칼슘, 산화바륨, 불화바륨, 산화스트론튬, 불화스트론튬, 탄산마그네슘 등을 들 수 있다. 전자 주입층은 2층 이상을 적층한 적층체일 수도 있다. 적층체의 구체예로서는 LiF/Ca 등을 들 수 있다. 전자 주입층은 증착법, 스퍼터링법, 인쇄법 등에 의해서 형성된다. 전자 주입층의 막 두께로서는 1 nm 내지 1 ㎛ 정도가 바람직하다.
다음으로 본 발명의 유기 전계발광 소자의 제조 방법에 대해서 설명한다. 본 발명의 유기 전계발광 소자의 제조 방법은 투명판 본체를 준비하는 공정과, 다수의 와이어상 도전체가 분산매에 분산된 분산액을 상기 투명판 본체에 도포하고, 추가로 분산매를 제거함으로써 도전성 와이어층을 형성하는 공정과, 도전성 수지를 포함하는 도포액을 도전성 와이어층에 도포하고, 도포액을 건조함으로써, 다수의 와이어상 도전체와 도전성을 갖는 수지가 혼합된 혼합층과, 상기 혼합층 상에 일체적으로 형성되는 도전성 수지층을 형성하는 공정과, 도전성 수지층 상에 발광층을 형성하는 공정과, 상기 발광층 상에 전극을 형성하는 공정을 포함한다.
다수의 와이어상 도전체 (10)이 분산매에 분산된 분산액을 상기 투명판 본체 (2)에 도포하고, 추가로 분산매를 제거함으로써 도전성 와이어층을 형성하는 공정에 대해서 설명한다.
와이어상 도전체 (10)의 재료로서는, 예를 들면 Ag, Au, Cu, Al 및 이들 합금 등의 전기 저항이 낮은 금속이 바람직하게 이용된다. 와이어상 도전체 (10)은, 예를 들면 N.R.Jana, L.Gearheart and C.J.Murphy에 의한 방법(문헌 [Chm.Commun.,2001, p617-p618])이나, C.Ducamp-Sanguesa, R.Herrera-Urbina, and M.Figlarz 등에 의한 방법(문헌 [J. Solid State Chem., Vol.100, 1992, p272 내지 p280])에 의해서 제조할 수 있다. 예를 들면, 특허 US2005/0221083, US2007/0074316, US2008/0143906에 나타내는 것과 같은 나노 와이어 등을 들 수 있다.
다수의 와이어상 도전체 (10)을 분산매에 분산시킨 분산액은 다수의 와이어상 도전체 (10)을 분산매에 혼합함으로써 제조된다. 분산매로서는 와이어상 도전체 (10)을 열화시키지 않으며 용해시키지 않고, 와이어상 도전체 (10)을 균일하게 분산할 수 있는 것일 수 있고, 예를 들면 물, 메탄올, 에탄올, 부탄올, 에틸렌글리콜 등의 알코올류, 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 용매를 들 수 있다.
다수의 와이어상 도전체 (10)을 분산매에 분산시킨 분산액에는 필요에 따라서 계면활성제나 산화 방지제 등의 각종 첨가제를 가할 수도 있다. 첨가제의 종류는 굴절률, 투광율 및 전기 저항 등의 제1 전극 (3)의 특성에 따라서 적절하게 선택된다.
분산액에 있어서의 와이어상 도전체 (10)의 농도는 와이어상 도전체 (10)을 분산매에 균일하게 분산할 수 있는 농도일 수 있고, 0.01 중량％ 내지 30 중량％가 바람직하다. 또한, 농도가 0.01 중량％보다도 낮은 경우, 소기의 낮은 전기 저항의 제1 전극을 얻기 위해서, 매우 두꺼운 막 두께로 분산액을 도포 성막할 필요가 있어 현실적이지 않고, 30 중량％보다도 높은 경우, 와이어상 도전체 (10)이 응집 등 하여 균일한 분산이 곤란해지는 경향이 있다.
다수의 와이어상 도전체 (10)이 분산한 분산액을 투명판 본체 (2)에 도포하는 방법으로서는 디핑법, 바 코터에 의한 코팅법, 스핀 코터에 의한 코팅법, 닥터 블레이드법, 분무 도포법, 스크린 메쉬 인쇄법, 그라비아 인쇄법, 플렉소 인쇄법, 반전 인쇄법, 철판 인쇄법, 쇄모 도포, 분무, 롤 코팅 등의 공업적으로 통상 이용되고 있는 방법을 들 수 있다.
또한 분산액을 보다 균일하게 투명판 본체에 도포하기 위해서, 분산액을 투명판 본체에 도포할 때에 미리 투명판 본체 (2)의 표면 처리를 행할 수도 있다. 표면 처리로서는 분산액이 투명판 본체 (2)에 의해 균일하게 도포되는 것일 수 있고, 예를 들면 UV 오존 처리, 산소 플라즈마 처리, 코로나 처리 및 계면활성제를 용해한 액을 사전에 도포 처리하는 것 등을 들 수 있다.
분산액을 도포한 후에 분산매를 제거하는 수법으로서는 와이어상 도전체에 손상을 제공하지 않는 방법일 수 있고, 예를 들면 가열에 의한 건조, 진공 건조 등을 들 수 있다.
다음으로 도전성 수지를 포함하는 도포액을 도전성 와이어층에 도포하고 도포액을 건조함으로써, 도전체와 도전성 수지가 혼합한 혼합층 (4)와 상기 혼합층 (4) 상에 일체적으로 형성되는 도전성 수지층 (6)을 형성하는 공정에 대해서 설명한다.
도전성 수지를 포함하는 도포액은 도전성 수지를 용매에 용해 또는 분산함으로써 제조된다. 용매로서는 도전성 수지를 열화시키지 않고, 균일하게 용해 또는 분산할 수 있는 것일 수 있고, 예를 들면 물, 메탄올, 에탄올, 부탄올, 에틸렌글리콜 등의 알코올류, 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 용매를 들 수 있다.
도전성 수지를 포함하는 도포액에는 필요에 따라서 계면활성제나 산화 방지제 등의 각종 첨가제를 가할 수도 있다. 첨가제의 종류는 굴절률, 투광율 및 전기 저항 등의 제1 전극 (3)의 특성에 따라서 적절하게 선택된다.
도전성 수지를 포함하는 도포액에 있어서의 도전성 수지의 농도는 도전성 수지가 용매에 균일하게 분산되는 농도일 수 있고, 0.5 중량％ 내지 30 중량％가 바람직하다. 또한, 농도가 0.5 중량％보다도 낮은 경우, 소기의 낮은 전기 저항의 제1 전극을 얻기 위해서, 매우 두꺼운 막 두께로 도포액을 도포 성막할 필요가 있어 현실적이지 않고, 또한 30 중량％보다도 높은 경우, 도전성 수지의 용해 또는 균일한 분산이 곤란해지는 경향이 있다.
도전성 수지를 포함하는 도포액을 도전성 와이어층에 도포하는 방법으로서는 디핑법, 바 코터에 의한 코팅법, 스핀 코터에 의한 코팅법, 닥터 블레이드법, 분무 도포법, 스크린 메쉬 인쇄법, 그라비아 인쇄법, 플렉소 인쇄법, 반전 인쇄법, 철판 인쇄법, 쇄모 도포, 분무, 롤 코팅 등의 공업적으로 통상 이용되고 있는 방법을 들 수 있다.
또한, 도전성 수지를 포함하는 도포액을 도포할 때에, 미리 도전성 와이어층의 표면 처리를 행할 수도 있다. 표면 처리로서는 도전성 와이어층에 손상을 제공하지 않고, 도전성 수지를 포함하는 도포액이 균일하게 도포되는 처리일 수 있고, 예를 들면 UV 오존 처리, 산소 플라즈마 처리, 코로나 처리 등을 들 수 있다.
도포액을 도포한 후에 용매를 제거하는 수법으로서는 도전성 수지 및 도전성 와이어층에 손상을 제공하지 않는 방법일 수 있고, 예를 들면 가열에 의한 건조, 진공 건조 등을 들 수 있다.
도전성 수지를 포함하는 도포액을 도전성 와이어층에 도포할 때에, 도전성 와이어층의 막 두께보다도 도전성 수지층의 막 두께를 두껍게 함으로써, 도전성 수지를 포함하고 와이어상 도전체를 포함하지 않는 도전성 수지층 (6)과, 상기 도전성 수지와 동일 조성의 수지 및 상기 도전체 (10)이 혼합된 혼합층 (4)를, 투명판 본체 (2), 상기 혼합층 (4) 및 상기 도전성 수지층 (6)이 이 순으로 적층되어 있고, 도전성 수지층 (6)에 포함되는 도전성 수지와 동일 조성의 수지로서 상기 혼합층 (4)에 포함되는 제1 수지와, 도전성 수지층 (6)에 포함되는 수지가 일체적으로 성형되어 있는 전극 부착 투명판 (1)을 제조할 수 있다.
또한, 도전성 와이어층을 형성하는 공정 후, 또한 상기 도전성 수지를 포함하는 도포액을 도전성 와이어층에 도포하기 전에, 상기 도전성 수지보다도 상기 투명판 본체 (2)와의 밀착성이 높은 제2 수지를 포함하는 도포액을 도전성 와이어층에 도포하고, 추가로 상기 도포액을 건조함으로써, 상기 투명판 본체 (2)로부터의 높이가 상기 도전성 와이어층보다도 낮은 수지층을 형성하는 공정을 추가로 포함하는 것이 바람직하다.
도전성 수지보다도 상기 투명판 본체 (2)와의 밀착성이 높은 제2 수지를 포함하는 도포액을 도전성 와이어층에 도포하고, 추가로 상기 도포액을 건조함으로써, 상기 투명판 본체 (2)로부터의 높이가 상기 도전성 와이어층보다도 낮은 수지층을 형성하는 공정에 대해서 설명한다.
도전성 수지보다도 상기 투명판 본체 (2)와의 밀착성이 높은 제2 수지를 포함하는 도포액은 제2 수지를 용매에 용해 또는 분산함으로써 제조된다. 또한 상온에서 액체인 단량체 등이 제2 수지를 포함하는 도포액으로서 이용된다. 용매로서는 도전성 수지를 열화시키지 않고, 균일하게 용해 또는 분산할 수 있는 것일 수 있고, 예를 들면 물, 메탄올, 에탄올, 부탄올, 에틸렌글리콜 등의 알코올류, 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 용매를 들 수 있다.
제2 수지를 포함하는 도포액에는, 필요에 따라서 계면활성제나 산화 방지제 등의 각종 첨가제를 가할 수도 있다. 첨가제의 종류는 굴절률, 투광율 및 전기 저항 등의 제1 전극 (3)의 특성에 따라서 적절하게 선택된다.
제2 수지를 포함하는 도포액에 있어서의 제2 수지의 농도는 제2 수지가 용매에 균일하게 분산되는 농도일 수 있고, 0.5 중량％ 내지 30 중량％가 바람직하다. 또한 0.5 중량％보다도 높은 경우, 소기의 막 두께의 층을 얻기 위해서 다량의 도포가 필요하여 현실적이지 않고, 또한 30 중량％보다도 높은 경우, 제2 수지의 용해 또는 균일한 분산이 곤란하게 된다.
제2 수지를 포함하는 도포액을 도전성 와이어층에 도포하는 방법으로서는 디핑법, 바 코터에 의한 코팅법, 스핀 코터에 의한 코팅법, 닥터 블레이드법, 분무 도포법, 스크린 메쉬 인쇄법, 그라비아 인쇄법, 플렉소 인쇄법, 반전 인쇄법, 철판 인쇄법, 쇄모 도포, 분무, 롤 코팅 등의 공업적으로 통상 이용되고 있는 방법을 들 수 있다.
또한 제2 수지를 포함하는 도포액을 도포할 때에, 미리 도전성 와이어층의 표면 처리를 행할 수도 있다. 표면 처리로서는 도전성 와이어층에 손상을 제공하지 않는 수법이고, 제2 수지를 포함하는 도포액이 균일하게 도포되는 처리일 수 있고, 예를 들면 UV 오존 처리, 산소 플라즈마 처리, 코로나 처리 등을 들 수 있다.
도포액을 도포한 후에 용매를 제거하는 수법으로서는 제2 수지 및 도전성 와이어층에 손상을 제공하지 않는 방법일 수 있고, 예를 들면 가열에 의한 건조, 진공 건조 등을 들 수 있다.
도전성 와이어층에의 제2 수지를 포함하는 도포액의 도포시에, 도전성 와이어층의 막 두께보다도 제2 수지를 얇게 성막함으로써, 제1 수지보다도 밀착성이 높은 제2 수지를 도전성 와이어를 포함하는 혼합층 (4)의 상기 투명판 본체 (2)에 접하는 부위에 형성할 수 있다.
또한, 도전성 와이어층을 형성하는 공정에서는 도전성 와이어층을 패턴 형성하는 것이 바람직하다. 이하, 도전성 와이어층을 패턴 형성하는 공정에 대해서 설명한다.
도전성 와이어층을 패턴 형성하는 수법으로서는 일반적인 포토리소그래피법을 사용할 수 있다. 이 경우, 상기한 바와 같이, 전체면에 도포 형성된 도전성 와이어층 상에 포토레지스트를 도포하여, 노광, 현상을 행하고, 추가로 에칭을 실시함으로써, 도전성 와이어층을 패턴 형성할 수 있다. 이 경우, 성막된 포토레지스트를 포토마스크를 통해 선택적으로 노광하여, 현상함으로써 포토레지스트를 패턴 형성하고, 도전성 와이어층 상에 레지스트로 마스크된 부분과 레지스트로 마스크되지 않은 부분을 형성하여, 마스크되어 있지 않은 부분의 도전성 와이어층을 에칭에 의해 제거함으로써, 도전성 와이어층을 패턴 형성한다. 그 후 레지스트 재료를 박리함으로써, 투명판 본체 (2) 상에 소정의 패턴으로 형성된 도전성 와이어층이 형성된다.
또한, 와이어상 도전체를 포함하는 도포액을 소정의 패턴으로 선택적으로 도포함으로써 도전성 와이어층을 패턴 형성할 수도 있다. 예를 들면, 도전성 와이어층을 형성하지 않은 영역을 덮는 마스킹을 투명판 본체 (2)에 미리 실시하여 놓고, 마스크를 통해 와이어상 도전체를 포함하는 도포액을 일면에 도포하고, 추가로 마스크를 박리함으로써, 투명판 본체 (2) 상에 소정의 패턴으로 형성된 도전 와이어층이 형성된다.
또한, 와이어상 도전체를 포함하는 도포액을 도포하기 전에, 도전성 와이어층을 형성하지 않은 영역에 발액성을 부여하는 표면 처리를 투명판 본체 (2)에 실시함으로써, 도포액을 전체면에 도포하는 것만으로 선택적으로 도포액을 도포하는 것을 가능하게 하는 수법도 사용할 수 있다.
또한, 도포액을 선택적으로 패턴 도포하는 것이 가능한 도포법을 이용하여, 와이어상 도전체를 포함하는 도포액을 소정의 패턴으로 도포함으로써, 도전성 와이어층을 패턴 형성할 수도 있다. 도포액을 선택적으로 패턴 도포하는 것이 가능한 도포법으로서는 스크린 메쉬 인쇄법, 그라비아 인쇄법, 플렉소 인쇄법, 반전 인쇄법, 철판 인쇄법, 쇄모 도포, 롤 코팅 등의 공업적으로 통상 이용되고 있는 방법을 들 수 있다.
또한, 도전성 와이어층을 패턴 형성한 후에 도전성 수지를 도포 형성하면, 도전성 와이어층이 제거되어 존재하지 않는 부위에도 도전성 수지가 도포 형성되어, 소정의 패턴에 의해서 이격한 도전성 와이어층이 도전성 수지에 의해서 접속되게 된다. 그러나 금속 등의 도전성이 높은 재료를 포함하는 와이어상 도전체와 도전성 수지를 포함하는 부위와, 도전성 수지만을 포함하는 부위와는 전기 저항이 크게 다르다. 즉 도전성 수지만을 포함하는 부위는 전기 저항이 높기 때문에, 이 도전성 수지만을 포함하는 부위에는 실질적으로 전류가 흐르지 않고, 결과로서 전기적으로는 제1 전극이 패턴 형성되어 있는 것이 된다.
다음으로, 제1 전극 상에 유기체, 제2 전극을 순차 적층한다. 이들 유기체 및 제2 전극은 상술한 방법에 의해서 순차 적층할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이 제1 전극 (3)을 도포법에 의해서 형성할 수 있기 때문에, 진공 증착 및 스퍼터링법 등과 같이 진공 장치를 이용하여 투명 전극을 형성하는 경우, 또는 특수한 공정에서 투명 전극을 형성하는 경우에 비교하여, 간이하게 투명 전극을 형성할 수 있어, 저비용화를 도모할 수 있다. 또한, 제1 전극 (3)의 특성은 수지 및 와이어상 도전체의 종류, 및 와이어상 도전체의 형상 등에 의해서 결정되기 때문에, 이들을 적절하게 선택하는 것만으로, 의도하는 광학 특성 및 전기적 특성 등을 나타내는 제1 전극 (3)을 용이하게 얻을 수 있다.
또한, 상술한 바와 같이 유기체 (7)은 무기층을 포함하고 있을 수도 있고, 예를 들면 홀의 주입을 쉽게 하기 위해서, 유기체 (7)의 제1 전극 (3)측의 표면부에 무기층을 배치하고, 제1 전극 (3)과 접하는 무기층을 설치할 수도 있다. 해당 무기층으로서는 페닐아민계, 스타버스트형 아민계, 프탈로시아닌계, 산화바나듐, 산화몰리브덴, 산화루테늄, 산화알루미늄 등의 산화물, 비정질 카본, 폴리아닐린, 폴리티오펜 유도체 등을 포함하는 박막을 들 수 있다. 또한, 제1 전극을 음극으로 하고 제2 전극을 양극으로 하는 유기 EL 소자를 구성할 수도 있다. 이 경우 전자의 주입을 쉽게 하기 위해서, 유기체 (7)의 제1 전극측의 표면부에 무기층을 배치하여, 제1 전극과 접하는 무기층을 설치할 수도 있다. 해당 무기층으로서는 알칼리 금속, 알칼리토류 금속, 또는 상기 금속을 1종 이상 포함하는 합금, 또는 상기 금속의 산화물, 할로겐화물 및 탄산염, 또는 상기 물질의 혼합물 등을 포함하는 박막을 들 수 있다.
이상, 배면 발광형의 유기 EL 소자를 상정한 설명을 행했지만, 본 발명은 전면 발광형의 유기 EL 소자에도 바람직하게 적용할 수 있다. 예를 들면, 구동 회로나 소정의 배선이 형성된 기판 상에 제2 전극, 유기체, 제1 전극, 투명판 본체를 이 순으로 적층함으로써 전면 발광형의 유기 EL 소자를 구성할 수 있다.
<실시예>
이하, 본 발명의 실시예를 나타내지만, 본 발명은 이것으로 한정되는 것은 아니다.
제1 전극의 표면 조도 Ra는 침 접촉식 막 두께계 KLA 텐코(Tencor) P-16(상표)(텐코(Tencor)사 제조)을 이용하여 측정하였다.
실시예 1
우선 투명판 본체에 상당하는 유리 기판 상에, 도전성 와이어층을 형성하였다. UV 오존 처리를 5분간 행한 유리 기판 상에 와이어상 도전체 분산액(클리어옴(ClearOhm; 등록 상표): 캠브리오스 테크놀로지스 코포레이션(Cambrios Technologies Corporation)사 제조)을 스핀 코터에 의해서 도포하고, 오븐 중에 있어서 50 ℃ 90초의 조건으로 처리하고, 계속해서 핫 플레이트 상에 있어서 180 ℃ 90초의 조건으로 열 처리하여, 막 두께 90 nm의 도전성 와이어층을 얻었다. 불필요한 부위에 형성된 도전성 와이어층을, 물을 가한 면봉으로 박리하여, 소정의 패턴의 도전성 와이어층을 얻었다.
다음으로 폴리(에틸렌디옥시티오펜)/폴리스티렌술폰산(스탈크사 제조, AI4083)의 현탁액을 암모니아수로 중화한 용액을 도전성 수지를 포함하는 도포액으로 하여, 상기에서 얻어진 도전성 와이어층 상에 스핀 코터를 이용하여 도포하였다. 핫 플레이트 상에 있어서 200 ℃ 20분의 조건으로 열 처리하여, 막 두께가 120 nm에서 도전성 수지막을 형성하였다. 도전성 수지는 도전성 와이어층 중에 함침되어, 도전성 수지와 와이어상 도전체가 혼합한 막 두께 90 nm의 혼합층과, 와이어상 도전체를 포함하지 않는 막 두께 30 nm의 도전성 수지층이 일체적으로 형성된 제1 전극을 투명판 본체 상에 형성하였다. 제1 전극의 표면 조도 Ra는 6.5 nm였다.
다음으로 F8-TFB(9,9-디옥틸플루오렌 및 N-(4-부틸페닐)디페닐아민의 공중합체)의 농도가 0.7 질량％의 크실렌 용액을 제조하였다. 이 용액을, 스핀 코터를 이용하여 상기 제1 전극 상에 도포하였다. 불필요한 부위에 성막된 부분을 제거하고, 추가로 질소 분위기하에서 핫 플레이트 상에서 180 ℃, 20분간 열 처리함으로써, 두께가 15 nm의 정공 수송층을 형성하였다.
다음으로 백색 발광 재료인 루메이션(Lumation) WP1540(수메이션(SUMATION) 제조)의 농도가 1.2 질량％인 크실렌 용액을 제조하였다. 이 용액을 스핀 코터를 이용하여 정공 수송층 상에 도포하였다. 불필요한 부위에 성막된 부분을 제거하고, 추가로 질소 분위기하에서 핫 플레이트 상에서 130 ℃, 60분간 열 처리함으로써, 두께가 65 nm의 발광층을 형성하였다.
다음으로 발광층이 형성된 기판을 진공 증착기에 도입하고, Ba, Al을 각각 5 nm, 100 nm의 두께로 순차 증착하여, 음극을 형성하였다. 또한 금속의 증착은 진공도가 2.5×10-4 Pa 이하에 도달한 후에 개시하였다.
다음으로 밀봉 유리의 주변에 광경화성 밀봉제를 디스펜서에 의해 도포하여, 유기 EL 소자가 형성된 기판과 밀봉 유리를 질소 분위기하에 있어서 접합하고, 추가로 자외선에 의해 광경화성 밀봉제를 경화함으로써 밀봉을 행하여, 유기 EL 소자를 제작하였다.
EL 특성 평가
제작한 소자에 통전하여, 전압-전류 특성을 평가하였다. 인가 전압 5 V에서의 전류 밀도는 0.056 mA/cm2이고, 누설 전류가 적었다. 최고 효율은 4.1 cd/A였다.
실시예 2
유기 EL 소자의 제작
와이어상 도전체와 광경화성 수지를 포함하는 도전성 박막이 패턴 형성된 기판(캠브리오스 테크놀로지스 코포레이션사 제조)을 이용하여 유기 EL 소자를 제작하였다. 또한 와이어상 도전체는 광경화성 수지로부터 일부가 노출되어 있고, 표면 조도 Ra는 12.2 nm였다. 이 기판에 UV 오존 처리를 5분간 행하였다. 또한 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)/폴리스티렌술폰산(스탈크 뷔텍사 제조, 상품명: AI4083)의 현탁액을 암모니아수로 중화한 것을 도전성 수지를 포함하는 도포액으로 하고, 이 도포액을 스핀 코팅법에 의해서 상기 기판 상에 도포하였다. 불필요한 부분에 도포된 도포액을 제거하고, 추가로 대기 분위기하에서 핫 플레이트 상에서 200 ℃, 15분간 열 처리함으로써, 두께가 170 nm의 도전성 수지층을 형성하여, 전극 부착 투명판을 얻었다. 또한 도전성 수지층을 형성함으로써, 와이어상 도전체는 표면에 노출하지 않은 상태로 하였다. 제1 전극의 표면 조도 Ra는 5.8 nm였다.
다음으로 F8-TFB(9,9-디옥틸플루오렌 및 N-(4-부틸페닐)디페닐아민의 공중합체)의 농도가 0.7 질량％인 크실렌 용액을 제조하였다. 이 용액을 스핀 코팅법에 의해서 상기 제1 전극 상에 도포하였다. 불필요한 부위에 성막된 부분을 제거하고, 추가로 질소 분위기하에서 핫 플레이트 상에서 180 ℃, 20분간 열 처리함으로써, 두께가 15 nm의 정공 수송층을 형성하였다.
다음으로 백색 발광 재료인 루메이션 WP1540(수메이션 제조)의 농도가 1.2 질량％의 크실렌 용액을 제조하였다. 이 용액을 스핀 코팅법에 의해서 상기 정공 수송층 상에 도포하였다. 불필요한 부위에 성막된 부분을 제거하고, 추가로 질소 분위기하에서 핫 플레이트 상에서 130 ℃, 60분간 열 처리함으로써, 두께가 65 nm의 발광층을 형성하였다.
다음으로 발광층이 형성된 기판을 진공 증착기에 도입하고, Ba, Al을 각각 5 nm, 100 nm의 두께로 순차 증착하여, 음극을 형성하였다. 또한 금속의 증착은 진공도가 2.5×10-4 Pa 이하에 도달한 후에 개시하였다.
다음으로 밀봉 유리의 주변에 광경화성 밀봉제를 디스펜서에 의해 도포하여, 유기 EL 소자가 형성된 기판과 밀봉 유리를 질소 분위기하에서 접합하고, 추가로 자외선에 의해 광경화성 밀봉제를 경화함으로써 밀봉을 행하여, 유기 EL 소자를 제작하였다.
EL 특성 평가
제작한 소자에 통전하여, 전압-전류 특성을 평가하였다. 인가 전압 5 V에서의 전류 밀도는 0.011 mA/cm2이고, 누설 전류가 적었다. 최고 효율은 3.3 cd/A였다.
(비교예 1)
와이어상 도전체와 광경화성 수지를 포함하는 도전성 박막이 패턴 형성된 실시예 2와 동일 기판(캠브리오스 테크놀로지스 코포레이션사 제조)을 이용하여 유기 EL 소자를 제작하였다. 우선 기판에 UV 오존 처리를 5분간 행하였다. 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)/폴리스티렌술폰산(스탈크 뷔텍사 제조, 상품명: AI4083)의 현탁액을 암모니아수로 중화한 것을 도전성 수지를 포함하는 도포액으로 하고, 이것을 스핀 코팅법에 의해서 상기 기판 상에 도포하였다. 불필요한 부분에 도포된 도포액을 제거하고, 추가로 대기 분위기하에서 핫 플레이트 상에서 200 ℃, 15분간 열 처리함으로써, 두께가 100 nm의 층을 형성하여, 제1 전극을 얻었다. 또한 와이어상 도전체는 일부가 제1 전극의 표면에서 노출하고 있고, 제1 전극의 표면 조도 Ra는 11.7 nm였다.
다음으로 F8-TFB(9,9-디옥틸플루오렌 및 N-(4-부틸페닐)디페닐아민의 공중합체)의 농도가 0.7 질량％인 크실렌 용액을 제조하였다. 이 용액을 스핀 코팅법에 의해서 상기 제1 전극 상에 도포하였다. 불필요한 부위에 성막된 부분을 제거하고, 추가로 질소 분위기하에서 핫 플레이트 상에서 180 ℃, 20분간 열 처리함으로써, 두께가 15 nm인 정공 수송층을 형성하였다.
다음으로 백색 발광 재료인 루메이션 WP1540(수메이션 제조)의 농도가 1.2 질량％의 크실렌 용액을 제조하였다. 이 용액을, 스핀 코팅법에 의해서 상기 정공 수송층 상에 도포하였다. 불필요한 부위에 성막된 부분을 제거하고, 질소 분위기하에서 핫 플레이트 상에서 130 ℃, 60분간 열 처리함으로써, 두께가 65 nm의 발광층을 형성하였다.
다음으로 발광층이 형성된 기판을 진공 증착기에 도입하여, Ba, Al을 각각 5 nm, 100 nm의 두께로 순차 증착하고, 음극을 형성하였다. 또한 금속의 증착은 진공도가 2.5×10-4 Pa 이하에 도달한 후에 개시하였다.
다음으로 밀봉 유리의 주변에 광경화성 밀봉제를 디스펜서에 의해 도포하여, 유기 EL 소자가 형성된 기판과 밀봉 유리를 질소 분위기하에서 접합하고, 추가로 자외선에 의해 광경화성 밀봉제를 경화함으로써 밀봉을 행하여, 유기 EL 소자를 제작하였다.
EL 특성 평가
제작한 소자에 통전하여, 전압-전류 특성을 평가하였다. 인가 전압 5 V에서의 전류 밀도는 4.74 mA/cm2로, 누설 전류가 많았다. 최고 효율은 2.2 cd/A였다.
이상과 같이, 비교예 1에 비교하여, 실시예 2는 도전성 수지층이 두껍고, 또한 도전성 와이어와 도전성 수지를 포함하는 혼합층뿐만 아니라, 도전성 와이어를 포함하지 않는 도전성 수지층을 가짐으로써, 누설 전류를 감소할 수 있고, 결과로서 보다 고효율인 유기 EL 소자가 얻어졌다.
본 발명은 누설 전류의 발생을 억제한 발광 효율이 높은 유기 전계발광 소자의 제공에 이용할 수 있다.
1 전극 부착 투명판
2 투명판 본체
3 제1 전극
4 혼합층
5 유기 EL 소자
6 도전성 수지층
7 유기체
8 제2 전극
10 와이어상 도전체

Claims (13)

  1. 광 투과성을 나타내는 투명판 본체와 그 위에 설치된 광 투과성을 나타내는 제1 전극을 포함하는 전극 부착 투명판과,
    상기 제1 전극과 대향하여 배치되고 상기 제1 전극과는 극성이 다른 제2 전극과,
    상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 사이에 설치되는 발광층을 포함하는 유기 전계발광 소자로서,
    상기 제1 전극은
    도전성을 갖는 제1 수지 및 다수의 와이어상 도전체를 포함하는 혼합층과,
    도전성을 갖는 수지를 포함하고 와이어상 도전체를 포함하지 않는 도전성 수지층을 포함하고,
    상기 제1 전극은 상기 혼합층을 상기 투명판 본체측에 배치하여, 상기 투명판 본체 상에 적층되어 이루어지는 상기 유기 전계발광 소자.
  2. 제1항에 있어서, 상기 혼합층에 포함되는 제1 수지가 상기 도전성 수지층에 포함되는 도전성을 갖는 수지와 동일 조성의 수지인 유기 전계발광 소자.
  3. 제2항에 있어서, 상기 혼합층에 포함되는 제1 수지와 상기 도전성 수지층에 포함되는 수지가 일체적으로 성형되어 있는 유기 전계발광 소자.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 혼합층은 상기 제1 수지보다도 상기 투명판 본체와의 밀착성이 높은 제2 수지를 상기 투명판 본체에 접하는 부위에 추가로 포함하는 유기 전계발광 소자.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 전극의 표면 조도가 10 nm 이하인 유기 전계발광 소자.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 혼합층 중의 다수의 와이어상 도전체가 메쉬 형상을 형성하고 있는 유기 전계발광 소자.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 와이어상 도전체의 직경이 200 nm 이하인 유기 전계발광 소자.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 전극의 굴절률을 n1, 투명판 본체의 굴절률을 n2로 하면, n1 및 n2가 각각 하기 수학식을 만족시키는 유기 전계발광 소자.
    |n2-n1|<0.3
    n1≤1.8
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 전극이 양극인 유기 전계발광 소자.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 기재된 유기 전계발광 소자를 이용한 조명 장치.
  11. 투명판 본체를 준비하는 공정과,
    다수의 와이어상 도전체가 분산매에 분산된 분산액을 상기 투명판 본체에 도포하고, 추가로 분산매를 제거함으로써 도전성 와이어층을 형성하는 공정과,
    도전성 수지를 포함하는 도포액을 도전성 와이어층에 도포하고, 도포액을 건조함으로써, 다수의 와이어상 도전체와 도전성을 갖는 수지가 혼합된 혼합층과, 상기 혼합층 상에 일체적으로 형성되는 도전성 수지층을 형성하는 공정과,
    도전성 수지층 상에 발광층을 형성하는 공정과,
    상기 발광층 상에 전극을 형성하는 공정을 포함하는 유기 전계발광 소자의 제조 방법.
  12. 제11항에 있어서, 도전성 와이어층을 형성하는 공정 후, 또한 상기 도전성 수지를 포함하는 도포액을 도전성 와이어층에 도포하기 전에, 상기 도전성 수지보다도 상기 투명판 본체와의 밀착성이 높은 제2 수지를 포함하는 도포액을 도전성 와이어층에 도포하고, 추가로 상기 도포액을 건조함으로써, 상기 투명판 본체로부터의 높이가 상기 도전성 와이어층보다도 낮은 수지층을 형성하는 공정을 추가로 포함하는 유기 전계발광 소자의 제조 방법.
  13. 제11항 또는 제12항에 있어서, 상기 도전성 와이어층을 형성하는 공정에서, 도전성 와이어층을 패턴 형성하는 유기 전계발광 소자의 제조 방법.
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