KR20120123406A - 발광 장치 - Google Patents

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KR20120123406A
KR20120123406A KR1020127020793A KR20127020793A KR20120123406A KR 20120123406 A KR20120123406 A KR 20120123406A KR 1020127020793 A KR1020127020793 A KR 1020127020793A KR 20127020793 A KR20127020793 A KR 20127020793A KR 20120123406 A KR20120123406 A KR 20120123406A
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organic
light emitting
organic electroluminescent
partition walls
layer
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KR1020127020793A
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다다시 고다
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스미또모 가가꾸 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 유기 EL 소자 (11)의 종류에 따라 공통층의 막 두께가 상이한 유기 EL 소자를 적은 공정수로 형성할 수 있는 구성을 갖는 복수의 유기 EL 소자를 구비하는 발광 장치 (1)을 제공한다. 발광 장치는 지지 기판과, 소정의 열 방향으로 소정의 간격을 두고 열 방향과는 방향이 상이한 행 방향으로 연장되는 복수 라인의 격벽 (3)과, 열 방향으로 인접하는 격벽끼리의 사이 각각에서 행 방향으로 소정의 간격을 두고 설치되는 복수의 유기 EL 소자를 포함하며, 복수의 유기 EL 소자는 m 종류의 유기 EL 소자로 분류되며, 각각이 모든 종류의 유기 EL 소자에 공통적으로 설치되는 공통층과, 상기 공통층을 사이에 개재시켜 배치되는 한 쌍의 전극을 갖고, 지지 기판의 두께 방향의 한쪽에서 보아, 열 방향으로 인접하는 격벽끼리의 사이의 면적은 격벽끼리의 사이에 설치되는 유기 EL 소자의 종류마다 설정되고, 각 유기 EL 소자의 공통층의 막 두께는 두께 방향의 한쪽에서 본 격벽끼리의 사이의 면적에 따라 설정된다.

Description

발광 장치 {LIGHT-EMITTING DEVICE}
본 발명은 발광 장치에 관한 것이다.
표시 장치로는 액정 표시 장치나 플라즈마 표시 장치 등 다양한 것이 있다. 그 중 하나로, 화소의 광원으로서 유기 전계 발광(electroluminescent)(이하, EL이라고 함) 소자를 사용한 표시 장치가 있다.
유기 EL 소자는 표시 장치에서 기판 위에 정렬되어 배치되어 있다. 또한, 기판 위에는 유기 EL 소자를 구분하기 위한 복수 라인의 격벽이 스트라이프상으로 배치되어 있다. 환언하면, 기판 위에는 복수 라인의 격벽에 의해 구획되는 복수 라인의 오목부가 스트라이프상으로 설치되어 있다. 또한, 복수의 유기 EL 소자는, 복수 라인의 오목부에 각각 설치되며, 각 오목부에서 오목부가 연장되는 방향(이하, 「오목부가 연장되는 방향」을 행 방향이라 하고, 이 행 방향에 수직인 방향을 예를 들면 열 방향이라 하는 경우가 있음)을 따라 소정의 간격을 두고 배치되어 있다.
유기 EL 소자를 사용한 컬러 표시 장치에는, 통상 원하는 색을 표현하기 위해 적색, 녹색 및 청색 중 어느 1종의 광을 발하는 3 종류의 유기 EL 소자가 설치된다. 예를 들면 컬러 표시 장치는 적색, 녹색 또는 청색을 발하는 복수의 유기 EL 소자를 각 오목부에 배열한 이하의 (I) 내지 (III)의 3개의 행을 반복하여 이 순서로 열 방향으로 배열함으로써 실현된다:
(I) 적색의 광을 발하는 복수의 유기 EL 소자가 소정의 간격을 두고 배열되는 행,
(II) 녹색의 광을 발하는 복수의 유기 EL 소자가 소정의 간격을 두고 배열되는 행,
(III) 청색의 광을 발하는 유기 EL 소자가 소정의 간격을 두고 배열되는 행.
유기 EL 소자는 한 쌍의 전극과, 이 전극 사이에 설치되는 발광층을 포함하여 구성된다. 상기 3 종류의 유기 EL 소자는 적색, 녹색 및 청색 중 어느 1종의 광을 발하는 발광층을 유기 EL 소자의 종류에 따라 형성함으로써 제작할 수 있다. 이 경우, 유기 EL 소자의 종류에 따라, 소정의 행(오목부)에 소정의 색의 광을 발하는 발광층을 형성할 필요가 있다. 예를 들면 적색의 광을 발하는 발광층을 형성하는 경우, 적색의 광을 발하는 발광층이 되는 재료를 포함하는 잉크를 이 발광층이 형성되어야 할 행(오목부)에 공급하고, 또한 이것을 고화함으로써 적색의 광을 발하는 발광층을 형성할 수 있다. 청색 또는 녹색의 광을 발하는 발광층도 마찬가지로, 대응하는 색의 광을 발하는 발광층이 되는 재료를 사용하여 형성된다. 이와 같이 3 종류의 발광층을 각각 소정의 행(오목부)에 형성하는 경우, 각종 발광층이 형성되는 행(오목부)에 따라 대응하는 잉크를 분할 도포할 필요가 있다.
유기 EL 소자는 전극 사이에 발광층뿐만 아니라 필요에 따라 정공 주입층, 정공 수송층 등을 갖는 경우가 있다. 정공 주입층, 정공 수송층 등과 같이, 발광층과 비교하면 발광색에 그다지 영향을 주지 않는 층은 유기 EL 소자의 발광과는 무관하게, 즉 유기 EL 소자의 종류와는 무관하게 3 종류 모든 유기 EL 소자에 공통된 층(이하, 공통층이라 하는 경우가 있음)으로서 설치할 수 있다. 그 때문에, 만일 모든 종류의 유기 EL 소자의 공통층을 모두 동일한 막 두께로 형성하는 경우에는, 3 종류 모든 유기 EL 소자의 공통층을 동일한 공정으로 형성할 수 있다. 즉, 공통층이 되는 재료를 포함하는 잉크를 소정의 행(오목부)에 따라 분할 도포할 필요는 없다.
그러나, 예를 들면 광 공진을 발생시키는 것을 목적으로서 한 쌍의 전극 사이의 거리를 조정하기 위해, 유기 EL 소자의 종류마다 공통층의 막 두께를 상이하게 하는 경우도 있다. 유기 EL 소자의 종류에 따라 공통층의 막 두께를 조정하기 위해서는, 가령 공통층의 재료가 3 종류 모두의 유기 EL 소자에 공통되었다고 해도, 잉크의 도포량을 유기 EL 소자의 종류에 따라 설정할 필요가 있다. 즉, 막 두께가 두꺼운 공통층을 형성하기 위해서는, 막 두께가 얇은 공통층을 형성할 때의 잉크의 도포량보다 그의 분량을 많게 할 필요가 있다. 그 때문에 종래의 기술에서는, 공통층이어도 발광층과 마찬가지로 유기 EL 소자의 종류에 따라 잉크를 분할 도포하였다(예를 들면 특허문헌 1 참조).
일본 특허 공개 제2009-164236호 공보
상술한 바와 같이 종래의 기술에서는 유기 EL 소자의 종류마다 공통층을 상이한 공정으로 형성하고 있었기 때문에, 공정수가 증가한다는 문제가 있었다.
따라서, 본 발명의 목적은 유기 EL 소자의 종류에 따라 공통층의 막 두께가 상이한 유기 EL 소자를 적은 공정수로 형성할 수 있는 구성을 갖는 복수의 유기 EL 소자를 구비하는 발광 장치를 제공하는 것이다.
본 발명은, 하기의 [1] 내지 [9]를 제공한다.
[1] 지지 기판과,
이 지지 기판 상에 설치되고, 지지 기판 상에서 소정의 열 방향으로 소정의 간격을 두고 상기 열 방향과는 방향이 상이한 행 방향으로 연장되는 복수 라인의 격벽과,
열 방향으로 인접하는 격벽끼리의 사이 각각에서 행 방향으로 소정의 간격을 두고 설치되는 복수의 유기 전계 발광 소자를 포함하는 발광 장치로서,
상기 복수의 유기 전계 발광 소자는 각각 서로 상이한 색의 광을 발하는 2종 이상의 유기 전계 발광 소자로 분류되며, 각각이 모든 종류의 유기 전계 발광 소자에 공통적으로 설치되는 공통층과, 상기 공통층을 사이에 개재시켜 배치되는 한 쌍의 전극을 갖고,
상기 지지 기판의 두께 방향의 한쪽에서 보아, 열 방향으로 인접하는 격벽끼리의 사이의 면적 각각은 격벽끼리의 사이에 설치되는 유기 전계 발광 소자의 종류마다 설정되고,
각 유기 전계 발광 소자의 공통층의 막 두께는 상기 두께 방향의 한쪽에서 본 격벽끼리의 사이의 면적에 따라 설정되는 발광 장치.
[2] 상기 [1]에 있어서, 상기 2종 이상의 복수의 유기 전계 발광 소자는
행 방향으로는 소정의 간격을 두고 동일한 종류의 유기 전계 발광 소자가 설치되고,
열 방향으로는 상기 2종 이상의 유기 전계 발광 소자를 전체 종류 순열시킨 소정의 배열이 열 방향으로 연속되도록 반복하여 배열되도록 설치되어 있는 발광 장치.
[3] 상기 [1] 또는 [2]에 있어서, 각 격벽은 열 방향으로 인접하는 격벽에 대향하는 측면이 행 방향으로 평평하게 연장되어 있으며,
열 방향으로 인접하는 격벽끼리의 간격 각각은 격벽끼리의 사이에 설치되는 유기 전계 발광 소자의 종류마다 설정되는 발광 장치.
[4] 상기 [1] 내지 [3] 중 어느 하나에 있어서, 상기 복수의 유기 전계 발광 소자는 열 방향으로는 유기 전계 발광 소자의 중심끼리의 간격이 동일해지도록 소정의 간격을 두고 배치되는 발광 장치.
[5] 상기 [1] 또는 [2]에 있어서, 열 방향으로 인접하는 격벽끼리의 간격 각각은 격벽끼리의 사이에 설치되는 유기 전계 발광 소자의 종류에 따라, 행 방향을 따라 그의 광협(廣狹)이 변화되도록 설정되는 발광 장치.
[6] 상기 [1] 내지 [5] 중 어느 하나에 있어서, 상기 지지 기판의 두께 방향의 한쪽에서 보아, 열 방향으로 인접하는 격벽끼리의 사이의 면적은, 격벽끼리의 사이에 설치되는 유기 전계 발광 소자의 공통층의 막 두께가 유기 전계 발광 소자에 광 공진이 발생하는 막 두께가 되도록 설정되는 발광 장치.
[7] 상기 [1] 내지 [6] 중 어느 하나에 있어서, 상기 지지 기판의 두께 방향의 한쪽에서 보아, 열 방향으로 인접하는 격벽끼리의 사이의 면적 각각은, 격벽끼리의 사이에 설치되는 유기 전계 발광 소자의 발광 파장이 짧을수록 넓게 설정되는 발광 장치.
[8] 상기 [1] 내지 [7] 중 어느 하나에 있어서, 상기 유기 전계 발광 소자는 2종 이상의 유기 전계 발광 소자 중에서 가장 소자 수명이 짧은 유기 전계 발광 소자의 행 방향의 폭이 가장 넓어지도록 설정되는 발광 장치.
[9] 상기 [1] 내지 [8] 중 어느 하나에 있어서, 각 유기 전계 발광 소자는 복수의 공통층을 가지며,
각 유기 전계 발광 소자의 모든 공통층의 막 두께는 상기 두께 방향의 한쪽에서 본 격벽끼리의 사이의 면적에 따라 설정되는 발광 장치.
본 발명에서는, 유기 EL 소자의 종류에 따라 막 두께가 상이한 공통층을 동일한 공정에서 형성할 수 있기 때문에, 적은 공정수로 형성할 수 있는 구성을 갖는 복수의 유기 EL 소자를 구비하는 발광 장치를 실현할 수 있다.
도 1은, 본 발명에 따른 실시 형태의 발광 장치를 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 2는, 발광 장치를 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 3은, m 종류의 유기 EL 소자 중에서 가장 소자 수명이 짧은 유기 EL 소자가 행 방향의 폭이 가장 넓은 유기 EL 소자인 발광 장치를 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 4는, 격벽끼리의 사이에 설치되는 유기 EL 소자의 종류에 따라, 행 방향을 따라 격벽끼리의 간격의 광협이 변화되는 발광 장치를 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 5는, 복수의 유기 EL 소자의 중심끼리의 열 방향 Y의 간격 P1, P2, P3이 주기적으로 변동되는 값으로 설정된 발광 장치를 모식적으로 나타내는 평면도이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 한 실시 형태에 대하여 설명한다. 또한, 이하의 설명에 있어서, 각 도면은 발명을 이해할 수 있을 정도로 구성 요소의 형상, 크기 및 배치가 개략적으로 도시되어 있는 것에 지나지 않으며, 이에 따라 본 발명이 특별히 한정되는 것은 아니다. 또한, 각 도면에서, 동일한 구성 성분에 대해서는 동일한 부호를 붙여 나타내어, 중복된 설명을 생략하는 경우가 있다.
본 발명의 발광 장치는 지지 기판과, 이 지지 기판 위에 설치되고, 지지 기판 위에서 소정의 열 방향으로 소정의 간격을 두고 상기 열 방향과는 방향이 상이한 행 방향으로 연장되는 복수 라인의 격벽과, 열 방향으로 인접하는 격벽끼리의 사이 각각에서 행 방향으로 소정의 간격을 두고 설치되는 복수의 유기 EL 소자를 포함하는 발광 장치로서, 상기 복수의 유기 EL 소자는 각각 상이한 색의 광을 발하는 m 종류(기호 「m」은 2 이상의 자연수를 나타냄)의 유기 EL 소자로 분류되며, 각각이 모든 종류의 유기 EL 소자에 공통적으로 설치되는 공통층과, 상기 공통층을 사이에 개재시켜 배치되는 한 쌍의 전극을 갖고, 상기 지지 기판의 두께 방향의 한쪽에서 보아(이하, 「평면에서 보아」라 하는 경우가 있음) 열 방향으로 인접하는 격벽끼리의 사이의 면적 각각은 격벽끼리의 사이에 설치되는 유기 EL 소자의 종류마다 설정되고, 각 유기 EL 소자의 공통층의 막 두께는 상기 두께 방향의 한쪽에서 본 격벽끼리의 사이의 면적에 따라 설정된다.
발광 장치는, 예를 들면 표시 장치로서 이용된다. 표시 장치로는 주로 액티브 매트릭스 구동형의 장치와 패시브 매트릭스 구동형의 장치가 있으며, 본 발명은 양 구동형의 장치에 적용 가능하지만, 본 실시 형태에서는 일례로서 액티브 매트릭스 구동형의 표시 장치에 대하여 설명한다.
<발광 장치의 구성>
우선 발광 장치의 구성에 대하여 설명한다. 도 1은 본 실시 형태의 발광 장치를 모식적으로 나타내는 평면도이고, 도 2는 발광 장치를 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 발광 장치 (1)은 주로 지지 기판 (2)와, 이 지지 기판 (2) 위에 형성되는 복수의 유기 EL 소자 (11)(11R, 11G, 11B)과, 이 복수의 유기 EL 소자 (11)을 구분하기 위해 설치되는 격벽 (3)과, 각 유기 EL 소자 (11)을 전기적으로 절연하는 절연막 (4)를 포함하여 구성된다.
본 실시 형태에서는 복수의 유기 EL 소자 (11)은 각각 지지 기판 (2) 위에서 매트릭스상으로 배열된다. 즉, 복수의 유기 EL 소자 (11)은 각각 행 방향 X로 소정의 간격을 두고 배열됨과 동시에, 열 방향 Y로 소정의 간격을 두고 배열된다. 또한, 본 실시 형태에서는 행 방향 X 및 열 방향 Y는 서로 직교하는 방향이며, 행 방향 X 및 열 방향 Y 각각이 지지 기판 (2)의 두께 방향 Z에 대하여 직교한다.
본 실시 형태에서는 행 방향 X로 서로 대략 평행하게 연장되는 복수 라인의 직선상의 격벽 (3)이 지지 기판 (2) 위에 설치된다. 이 격벽 (3)은 평면에서 보아 소위 스트라이프상으로 설치된다. 각 격벽 (3)은 각각 열 방향 Y로 인접하는 유기 EL 소자 (11)끼리의 사이에 설치된다. 환언하면, 복수의 유기 EL 소자 (11)은 열 방향 Y로 인접하는 격벽 (3)끼리의 사이에 설치된다. 복수의 유기 EL 소자 (11)은 인접하는 격벽 (3)끼리의 사이 각각에 행 방향 X로 소정의 간격을 두고 배열되어 있다. 이하, 열 방향 Y로 인접하는 한 쌍의 격벽 (3)과 지지 기판 (2)에 의해 규정되는 오목부를 오목부 (5)라 하는 경우가 있다. 복수 라인의 오목부 (5)는 각각 소정의 행에 대응한다.
본 실시 형태에서는 3 종류의 복수의 유기 EL 소자 (11)이 지지 기판 (2) 위에 설치된다. 즉, 2 이상의 자연수를 나타내는 기호 「m」이 본 실시 형태에서는 수치 「3」을 나타낸다. m 종류(본 실시 형태에서는「m=3」)의 복수의 유기 EL 소자 (11)은, 행 방향 X로는 소정의 간격을 두고 동일한 종류의 유기 EL 소자 (11)이 설치되고, 열 방향 Y로는 m 종류의 유기 EL 소자 (11)을 서로 인접하는 유기 EL 소자 (11)끼리 각각의 종류가 중복되지 않도록 전체 종류의 유기 EL 소자 (11)을 순열시킨 소정의 배열이 열 방향으로 연속되도록 반복하여 배열되어 있으며, 상기 소정의 배열 순으로 반복하여 설치된다.
컬러 표시 장치용의 발광 장치 (1)은, 예를 들면 (I) 적색의 광을 발하는 복수의 유기 EL 소자 11R이 행 방향 X로 소정의 간격을 두고 배열되는 행, (II) 녹색의 광을 발하는 복수의 유기 EL 소자 11G가 행 방향 X로 소정의 간격을 두고 배열되는 행, (III) 청색의 광을 발하는 유기 EL 소자 11B가 행 방향 X로 소정의 간격을 두고 배열되는 행을 이 순서로 열 방향 Y로 반복하여(도 1에서는 하측에서부터 상측으로 반복하여) 배열함으로써 실현된다.
도 3에 도시된 바와 같이, 격벽 (3)은 연장 방향에 직교하는 단면이 사다리꼴 형상인 막대 형상의 형태를 갖고 있다. 상기 지지 기판 (2)의 두께 방향의 한쪽에서 보아 열 방향으로 인접하는 격벽 (3)끼리의 사이 각각의 면적은, 격벽 (3)끼리의 사이에 설치되는 유기 EL 소자 (11)의 종류마다 설정된다. 예를 들면 상기 (I), (II), (III)에 대응하는 행은, 각각 열 방향으로 인접하는 격벽 (3)끼리의 사이의 평면에서 보았을 때의 면적이 상이하다. (I), (II), (III)의 각 행의 열 방향 Y의 폭은 인접하는 격벽 (3)끼리 각각의 간격 L1, L2, L3에 의해 규정되는데, 본 실시의 형태에서는 이 인접하는 격벽 (3)끼리 각각의 간격 L1, L2, L3을 각각 상이하게 함으로써, 인접하는 격벽 (3)끼리의 사이의 평면에서 보았을 때의 면적을 상이하게 하고 있다.
즉, 본 실시 형태에서는 열 방향으로 인접하는 격벽 (3)끼리의 서로 대향하는 측면 (3a)가 행 방향 X로 평평하게 연장되어 있으며, 열 방향 Y로 인접하는 격벽 (3)끼리의 간격이 인접하는 격벽 (3)끼리의 사이에 설치되는 유기 EL 소자 (11)의 종류마다 설정됨으로써, 열 방향 Y로 인접하는 격벽 (3)끼리의 사이의 평면에서 보았을 때의 면적을 유기 EL 소자 (11)의 종류마다 상이하게 하고 있다.
또한, 열 방향 Y로 인접하는 격벽 (3)끼리의 서로 대향하는 측면 (3a)가 행 방향으로 평평하게 연장된다는 것은, 소정의 폭을 갖는 격벽 (3)이 그의 폭을 유지한 채로 행 방향 X로 대략 직선 형상으로 연장되어 있는 것을 의미하며, 행 방향 X를 따라 격벽 (3)의 폭이 변동되는 도 4에 도시된 격벽 (3)과는 달리, 행 방향 X를 따라 격벽 (3)의 폭이 거의 변동되지 않는 것을 의미한다.
열 방향 Y로 인접하는 복수의 유기 EL 소자 (11)의 중심 C끼리의 간격 P는 모두 동일할 수도 있고, 1주기를 수치 「m」으로 하는 주기적으로 변동되는 값으로 설정할 수도 있다. 후자의 일례를 도 5에 도시한다. 도 5에 도시된 바와 같이 인접하는 격벽 (3)끼리 각각의 간격 L1, L2, L3은, 예를 들면 인접하는 격벽 (3)끼리의 사이에 설치되는 유기 EL 소자의 종류마다 설정되기 때문에 주기적으로 변동되는데(도 5에서는, L1, L2, L3의 1조가 1주기가 됨), 이 변동에 따라 복수의 유기 EL 소자 (11)의 열 방향 Y의 중심 C끼리의 간격 P1, P2, P3을 주기적으로 변동시킬 수도 있다. 이 경우, 모든 격벽 (3)의 열 방향 Y의 폭을 동일하게 할 수 있다. 한편, 도 1에 도시된 바와 같이, 열 방향 Y로 인접하는 복수의 유기 EL 소자 (11)의 중심 C끼리의 간격 P가 모두 동일해지도록 유기 EL 소자 (11)을 설치하는 경우, 열 방향 Y에 대한 격벽 (3)이 배치되는 위치, 격벽 (3)의 열 방향 Y의 폭을 조정함으로써, 열 방향으로 인접하는 격벽 (3)끼리 각각의 사이의 평면에서 보았을 때의 면적을 유기 EL 소자 (11)의 종류마다 상이하게 할 수 있다. 이 경우, 후술하는 노즐 프린팅법에서는, 유기 EL 소자 (11)의 종류에 관계없이 등간격으로 잉크를 도포할 수 있기 때문에, 잉크의 도포 장치의 구성 및 그의 조정이 용이해진다.
본 실시 형태에서는 지지 기판 (2)와 격벽 (3) 사이에 각 유기 EL 소자 (11)을 전기적으로 절연하는 격자상의 절연막 (4)가 설치된다. 이 절연막 (4)는 행 방향 X로 연장되는 복수 라인의 벨트상의 부분과, 열 방향 Y로 연장되는 복수 라인의 벨트상의 부분이 일체적으로 형성되어 구성된다. 격자상의 절연막 (4)의 개구 (6)은 평면에서 보아 유기 EL 소자 (11)에 중첩되는 위치에 형성된다. 절연막 (4)의 개구 (6)은 평면에서 보아 예를 들면 타원형, 대략 원형, 대략 타원형 및 대략 직사각형 등의 형상으로 형성된다. 상술한 격벽 (3)은, 절연막 (4)의 일부를 구성하는 행 방향 X로 연장되는 부분 위에 설치된다. 이 절연막 (4)는 필요에 따라 설치된다. 예를 들면, 절연막 (4)는 행 방향 X 또는 열 방향 Y로 인접하는 유기 EL 소자 (11)끼리 각각의 사이의 전기적인 절연을 확보하기 위해 설치된다.
또한, 지지 기판 (2)의 두께 방향 Z로 흐르는 전류는, 절연막 (4)의 개구 (6)이 형성되어 있는 영역에만 흐르기 때문에, 평면에서 보아 개구 (6)과 중첩된 영역만이 각각 유기 EL 소자 (11)로서 기능하여 발광한다.
열 방향 Y 및 행 방향 X의 평면에서 보았을 때의 유기 EL 소자 (11)의 폭은 발광하는 영역에 의해 규정되기 때문에, 각각 절연막 (4)의 개구 (6)의 열 방향 Y 및 행 방향 X의 폭에 의해 규정된다. 또한, 절연막 (4)를 설치하지 않는 경우, 평면에서 보았을 때의 유기 EL 소자 (11)의 열 방향 Y 및 행 방향 X의 폭은 후술하는 한쪽 전극 (12)의 열 방향 Y 및 행 방향 X의 폭에 의해 규정된다.
유기 EL 소자 (11)은 각각 상이한 색의 광을 발하는 m 종류(기호 「m」은 2 이상의 자연수를 나타냄)의 소자로 분류된다. 지지 기판 (2) 위에 설치되는 복수 종류의 유기 EL 소자 (11) 각각은 모든 종류의 유기 EL 소자 (11)에 공통적으로 설치되는 공통층 (14)와, 상기 공통층 (14)를 사이에 개재시켜 배치되는 한 쌍의 전극((12), (13))을 갖는다. 또한, 각 유기 EL 소자 (11)의 한 쌍의 전극 사이에는 각각 발광층 (15)가 설치되어 있다.
공통층 (14)는 유기 EL 소자 (11)의 종류마다 그의 막 두께가 상이하다. 공통층 (14)의 막 두께를 유기 EL 소자의 종류마다 상이하게 한 것은, 예를 들면 광 공진을 발생시키도록 한 쌍의 전극 사이의 간격을 조정하기 위해, 공통층 (14)의 막 두께를 유기 EL 소자 (11)의 종류마다 조정하거나, 발광층 (15)의 종류에 따라 최적인 공통층 (14)의 막 두께가 존재하는 경우가 있으며, 이 최적값에 따라 유기 EL 소자 (11)의 종류마다 공통층 (14)의 막 두께를 조정하는 경우가 있기 때문이다.
이와 같이 유기 EL 소자 (11)의 종류마다 공통층 (14)의 막 두께를 조정함으로써, 발광층 (15)의 재료에 따라 최적인 막 두께의 공통층 (14)를 형성하거나, 광 공진이 발생하도록 한 쌍의 전극 사이의 간격을 조정할 수 있다.
공통층 (14)로는, 예를 들면 발광층 (15)와는 상이한 유기층, 무기물과 유기물을 포함하는 층 및 무기층 등이 있다. 공통층 (14)로서는, 구체적으로는 소위 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 블록층, 정공 블록층, 전자 수송층 및 전자 주입층 등이 설치된다. 도 2에 도시된 유기 EL 소자 (11)은, 일례로서 한 쌍의 전극과 1층의 공통층 (14)와 1층의 발광층 (15)를 포함한다. 후술하는 바와 같이, 예를 들면 유기 EL 소자 (11)은 한 쌍의 전극 중 한쪽 전극 (12)에 상당하는 양극, 공통층 (14)에 상당하는 정공 주입층, 발광층 (15), 한 쌍의 전극 중 다른쪽 전극 (13)에 상당하는 음극이 지지 기판 (2)측에서부터 이 순으로 적층되어 구성된다.
또한, 이하에서는 발광층 (15)보다도 한쪽 전극 (12) 가까이에 1층의 공통층 (14)가 배치되는 구성의 유기 EL 소자 (11)에 대하여 설명하지만, 본 발명은 이 구성으로 한정되지 않으며, 복수의 공통층 (14)가 설치될 수도 있고, 발광층 (15)보다도 다른쪽 전극 (13) 가까이에 공통층 (14)가 배치되어 있을 수도 있고, 나아가서는 발광층 (15)와 한쪽 전극 (12)측의 사이 및 발광층 (15)와 다른쪽 전극 (13)측 사이의 양쪽에 공통층 (14)가 배치되어 있을 수도 있다.
또한, 한 쌍의 전극 중 어느 1개의 전극은, 발광층 (15)로부터 발해지는 광을 투과하여 외계로 출사시키기 위해, 광 투과성을 나타내는 부재에 의해 구성된다. 또한, 광 투과성을 나타내는 전극이어도 전극에 입사하는 광을 모두 투과하는 것은 아니며, 그의 일부는 반사된다.
그 때문에, 가령 광 투과성을 나타내는 전극으로 한쪽 전극 (12)를 구성한 소위 바텀 에미션형의 유기 EL 소자 (11)이 있더라도, 한쪽 전극 (12)에 의해 일단 반사되고, 또한 다른쪽 전극 (13)에 의해 반사된 광과 발광층 (15)로부터 발해지는 광이 공진하기 때문에, 도 2에 도시된 공통층 (14)의 막 두께를 조정함으로써 광 공진을 발생시키는 것이 가능하다.
또한 당연히, 광 투과성을 나타내는 전극에 의해 다른쪽 전극 (13)을 구성한 소위 톱 에미션형의 유기 EL 소자 (11)의 경우에는, 도 2에 도시된 공통층 (14)의 막 두께를 조정함으로써 한쪽 전극 (12)에서 반사되는 광의 광로 길이를 조정할 수 있기 때문에, 광 공진을 발생시킬 수 있다.
한 쌍의 전극((12), (13))은, 양극과 음극으로 구성된다. 양극 및 음극 중 한쪽 전극으로서는, 한 쌍의 전극 중 한쪽 전극 (12)가 지지 기판 (2) 가까이에 배치되고, 양극 및 음극 중 다른쪽 전극에서는 한 쌍의 전극 중 다른쪽 전극 (13)이 한쪽 전극 (12)보다도 지지 기판 (2)로부터 이격하여 배치된다.
본 실시 형태의 발광 장치 (1)은 액티브 매트릭스형의 장치이기 때문에, 한쪽 전극 (12)는 유기 EL 소자 (11)마다 개별적으로 설치된다. 한쪽 전극 (12)는 예를 들면 판 형상이며, 평면에서 보아 대략 직사각형상으로 형성된다. 한쪽 전극 (12)는 각 유기 EL 소자 (11)이 설치되는 위치에 대응하여 매트릭스상으로 지지 기판 (2) 위에 설치된다. 한쪽 전극 (12) 각각은 행 방향 X로 소정의 간격을 두고 배열됨과 동시에, 열 방향 Y로 소정의 간격을 두고 배열된다. 즉, 한쪽 전극 (12)는 평면에서 보아 열 방향 Y로 인접하는 격벽 (3)끼리의 사이에 설치된다. 한쪽 전극 (12)는 격벽 (3)끼리의 사이 각각에서 행 방향 X로 소정의 간격으로 배열되어 있다. 본 실시 형태에서 한쪽 전극 (12)는 평면에서 보아 상술한 절연막 (4)의 개구 (6)과 거의 동일한 형상으로 형성되고, 이 개구 (6)보다도 폭이 넓게 형성된다.
상술한 격자상의 절연막 (4)는 평면에서 보아 한쪽 전극 (12)를 제외한 영역에 주로 형성되고, 그의 일부가 한쪽 전극 (12)의 주연부를 덮어서 형성되어 있다. 환언하면, 절연막 (4)에는 한쪽 전극 (12) 위에 개구 (6)이 형성되어 있다. 이 개구 (6)에 의해 한쪽 전극 (12)의 표면이 절연막 (4)로부터 노출된다. 또한 상술한 복수 라인의 격벽 (3)은 절연막 (4)의 일부를 구성하는 행 방향 X로 연장되는 복수 라인의 벨트상의 부분 위에 설치된다.
공통층 (14)는 인접하는 격벽 (3)끼리에 끼워진 영역에서 행 방향 X로 연장된다. 즉, 공통층 (14)는 열 방향 Y로 인접하는 격벽 (3)끼리에 의해 규정되는 복수의 오목부 (5)에 벨트상으로 형성된다. 따라서, 각 유기 EL 소자 (11)의 공통층 (14)의 막 두께는 두께 방향의 한쪽에서 본 인접하는 격벽 (3)끼리의 사이의 면적에 따라 설정된다.
또한, 공통층 (14)는 후술하는 바와 같이, 공통층 (14)가 되는 재료를 포함하는 잉크를 오목부 (5)에 도포 성막하고, 또한 이것을 고화함으로써 형성된다. 따라서, 각 오목부 (5)에는 동일한 양의 잉크가 공급되기 때문에, 평면에서 보았을 때의 격벽 (3)끼리의 사이의 면적이 넓을수록 격벽 (3)끼리의 사이에 형성되는 공통층 (14)의 막 두께는 얇아지고, 반대로 격벽 (3)끼리의 사이의 면적이 넓을수록 격벽 (3)끼리의 사이에 형성되는 공통층 (14)의 막 두께는 두꺼워진다.
도 2에 도시된 예에서 인접하는 격벽 (3)끼리의 간격은 L1>L2>L3의 관계를 만족하기 때문에, 각 공통층 (14)는 「L1에 대응하는 영역의 막 두께」<「L2에 대응하는 영역의 막 두께」<「L3에 대응하는 영역의 막 두께」가 된다.
발광층 (15)는 공통층 (14)와 마찬가지로, 인접하는 격벽 (3)끼리에 끼워진 영역에서 행 방향 X로 연장된다. 즉, 발광층 (15)는 열 방향 Y로 인접하는 격벽 (3)끼리에 의해 규정되는 오목부 (5)에 벨트상으로 형성된다. 또한, 본 실시 형태에서 발광층 (15)는 공통층 (14)에 적층되어 설치된다.
컬러 표시 장치의 경우, 상술한 바와 같이 예를 들면 적색, 녹색 및 청색 중 어느 1종의 광을 발하는 3 종류의 유기 EL 소자 (11)을 지지 기판 (2) 위에 설치할 필요가 있다. 본 실시 형태에서는 발광층 (15)의 종류를 상이하게 함으로써, 적색, 녹색 및 청색 중 어느 1종의 광을 발하는 3 종류의 유기 EL 소자 (11)을 제작한다.
그 때문에, (i) 적색의 광을 발하는 발광층이 설치되는 행, (ii) 녹색의 광을 발하는 발광층이 설치되는 행, (iii) 청색의 광을 발하는 발광층이 설치되는 행의 3 종류의 행을 이 순서로 열 방향 Y로 반복하여(도 1에서는 하측으로부터 상측으로 반복하여) 배열한다. 즉, 적색의 광을 발하는 발광층끼리, 녹색의 광을 발하는 발광층끼리 및 청색의 광을 발하는 발광층끼리 각각은, 열 방향 Y로 2행의 간격을 두도록 배열되고, 행 방향 X로 연장되는 벨트상의 층으로서 공통층 위에 순차 적층된다.
한 쌍의 전극 중 다른쪽 전극 (13)은 발광층 (15) 위에 설치된다. 또한, 본 실시 형태에서 다른쪽 전극 (13)은 복수의 유기 EL 소자 (11)에 걸쳐서 연속하여 형성되고, 복수의 유기 EL 소자 (11)에 공통된 전극으로서 설치된다. 즉, 다른쪽 전극 (13)은 발광층 (15) 위 뿐만 아니라 격벽 (3) 위에도 형성되고, 발광층 (15) 위의 전극과 격벽 (3) 위의 전극이 연속하도록 일면에 형성된다.
<발광 장치의 제조 방법>
이어서, 표시 장치의 제조 방법에 대하여 설명한다.
우선 지지 기판 (2)를 준비한다. 액티브 매트릭스형의 표시 장치의 경우, 이 지지 기판 (2)로서 복수의 유기 EL 소자 (11)을 개별적으로 구동하는 구동 회로가 미리 형성된 기판을 사용할 수 있다. 예를 들면, TFT(박막 트랜지스터; Thin Film Transistor) 기판을 지지 기판 (2)로서 사용할 수 있다.
(한 쌍의 전극 중 한쪽 전극을 지지 기판 위에 형성하는 공정)
이어서, 준비한 지지 기판 (2) 위에 복수의 한쪽 전극 (12)를 매트릭스상으로 형성한다. 한쪽 전극 (12)는, 예를 들면 지지 기판 (2) 위에 일면에 도전성 박막을 형성하고, 도전성 박막을 포토리소그래피법(이하의 설명에서 「포토리소그래피법」에는, 마스크 패턴의 형성 공정에 이어서 행해지는 에칭 공정 등의 패터닝 공정이 포함됨)을 이용하여 매트릭스상으로 패터닝함으로써 형성된다. 또한, 예를 들면 한쪽 전극 (12)가 형성되는 패턴에 대응하는 부위에 개구가 형성된 마스크 패턴을 지지 기판 (2) 위에 배치하고, 이 마스크 패턴을 통해 지지 기판 (2) 위의 소정의 부위에 도전성 재료를 선택적으로 퇴적함으로써 한쪽 전극 (12)를 패터닝할 수도 있다. 한쪽 전극 (12)의 재료에 대해서는 후술한다. 또한, 본 공정에서는 한쪽 전극 (12)가 미리 형성된 지지 기판 (2)를 준비할 수도 있다.
이어서, 본 실시 형태에서는 지지 기판 (2) 위에 절연막 (4)를 격자상으로 형성한다. 절연막 (4)는 유기물 또는 무기물에 의해 구성된다. 절연막 (4)를 구성하는 유기물로서는 아크릴 수지, 페놀 수지 및 폴리이미드 수지 등의 수지를 들 수 있다. 또한, 절연막 (4)를 구성하는 무기물로서는 SiOx, SiNx 등을 들 수 있다.
유기물을 포함하는 절연막 (4)를 형성하는 경우, 우선 예를 들면 포지티브형 또는 네가티브형의 감광성 수지를 일면에 도포하고, 소정의 부위를 노광, 현상한다. 또한 이것을 경화함으로써, 소정의 부위에 개구 (6)이 형성된 절연막 (4)가 형성된다. 또한, 감광성 수지로서는 포토레지스트를 사용할 수 있다.
또한, 무기물을 포함하는 절연막 (4)를 형성하는 경우, 무기물을 포함하는 박막을 플라즈마 CVD법, 스퍼터법 등에 의해 지지 기판 (2)의 일면에 형성한다. 이어서, 소정의 부위에 개구 (6)을 형성함으로써 절연막 (4)가 형성된다. 개구 (6)은, 예를 들면 포토리소그래피법에 의해 형성된다. 이 개구 (6)을 형성함으로써 한쪽 전극 (12)의 표면이 노출된다.
이어서, 본 실시 형태에서는 복수 라인의 스트라이프상의 격벽 (3)을 절연막 (4) 위에 형성한다. 격벽 (3)은 예를 들면 절연막 (4)의 재료로서 예시한 재료를 사용하여, 절연막 (4)를 형성하는 방법과 동일하게 하여 스트라이프상으로 형성할 수 있다. 또한, 본 실시 형태에서 각 격벽 (3)은 상술한 바와 같이 인접하는 격벽 (3)끼리의 간격 L1, L2, L3이 격벽 (3)끼리의 사이에 설치되는 유기 EL 소자 (11)의 종류에 따른 간격이 되도록 형성된다.
격벽 (3) 및 절연막 (4)의 형상 및 이들의 배치는, 화소수 및 해상도 등의 표시 장치의 사양 및 제조의 용이함 등에 따라 적절하게 설정된다. 예를 들면 격벽 (3)의 열 방향 Y의 폭 (T1)은 5 ㎛ 내지 50 ㎛ 정도이고, 격벽 (3)의 높이 (T2)는 0.5 ㎛ 내지 5 ㎛ 정도이고, 열 방향 Y로 인접하는 격벽 (3)끼리의 간격 T3, 즉 오목부 (5)의 열 방향 Y의 폭 T3은 10 ㎛ 내지 200 ㎛ 정도이다. 또한, 절연막 (4)에 형성되는 개구 (6)의 행 방향 X 및 열 방향 Y의 폭은 각각 10 ㎛ 내지 400 ㎛ 정도이다.
(공통층을 형성하는 공정)
이이서, 본 실시 형태에서는 한쪽 전극 (12) 위에 공통층 (14)를 형성한다. 본 공정에서는, 공통층 (14)가 되는 재료를 포함하는 액주상의 잉크를 격벽 (3)에 의해 규정되는 소정의 행에 공급하면서, 잉크가 공급되는 위치를 상기 행 방향으로 이동함으로써 소정의 행에 공통층 (14)를 도포 성막한다. 즉, 소위 노즐 프린팅법에 의해 공통층을 형성한다.
노즐 프린팅법에서는 소위 일필서로 각 행(오목부)에 잉크를 공급한다. 예를 들면 지지 기판 (2)의 상측에 배치되는 노즐로부터 액주상의 잉크를 토출하면서 노즐을 행 방향 X로 왕복 이동시킴과 동시에, 노즐의 왕복 이동의 반환시에 지지 기판 (2)를 열 방향으로 1행만큼(도 1에서는 P로 표시되는 간격)만 이동시킴으로써, 각 행에 잉크를 순차 공급한다.
구체적으로는 노즐로부터 액주상의 잉크를 토출한 채로, (1) 소정의 행 위에서 행 방향 X의 한쪽 단부로부터 다른쪽 단부를 향해 노즐을 이동하고(왕로), (2) 지지 기판 (2)를 열 방향 Y로 1행만큼만 이동시켜(반환), (3) 소정의 행 위에서 행 방향 X의 다른쪽 단부로부터 한쪽 단부를 향해 노즐을 이동하고(귀로), (4) 지지 기판 (2)를 열 방향 Y로 1행만큼만 이동시켜(반환), 이들 (1) 내지 (4)의 동작을 이 순서로 반복함으로써 모든 행에 순차적으로 잉크를 공급한다. 또한, 도 5에 도시된 예에서는, 노즐의 왕복 이동의 되돌리기시에 P1, P2, P3의 순으로 반복하여 지지 기판 (2)를 열 방향으로 이동시킬 수 있다.
이와 같이 한 번에 각 행(오목부)에 잉크를 공급함으로써, 각 행과 동일한 양의 잉크가 공급된다.
도 1에 도시된 바와 같이, 열 방향으로 인접하는 격벽 (3)끼리의 사이의 면적 각각은 격벽 (3)끼리의 사이에 설치되는 유기 EL 소자 (11)의 종류마다 상이하기 때문에, 각 행과 동등한 양의 잉크가 공급되면, 이것이 고화된 후의 공통층 (14)의 막 두께는 격벽 (3)끼리의 사이의 면적에 따른 값이 된다. 즉, 격벽 (3)끼리의 사이의 면적이 넓을수록, 격벽 (3)끼리의 사이에 형성되는 공통층 (14)의 막 두께는 얇아진다. 반대로, 격벽 (3)끼리의 사이의 면적이 넓을수록 격벽 (3)끼리의 사이에 형성되는 공통층 (14)의 막 두께는 두꺼워진다. 그 때문에 유기 EL 소자 (11)의 종류마다 잉크를 분할 도포하지 않고, 유기 EL 소자 (22)의 종류마다 공통층 (14)의 막 두께를 상이하게 할 수 있다.
공통층 (14)는 격벽 (3)끼리의 사이에 공급된 잉크를 고화함으로써 형성할 수 있다. 잉크의 고화는, 예를 들면 용매를 제거함으로써 행할 수 있다. 용매의 제거는 자연 건조, 가열 건조 및 진공 건조 등에 의해 행할 수 있다. 또한, 광이나 열 등의 에너지를 가함으로써 중합하는 재료를 포함하는 잉크를 사용한 경우, 격벽 (3)끼리의 사이에 잉크를 공급한 후에 광이나 열 등의 에너지를 가함으로써 잉크를 고화할 수도 있다.
본 실시 형태에서는 1개의 노즐을 사용하여 잉크를 도포하는 공정에 대하여 설명했지만, 다른 실시 형태에서는 1개로 한정되지 않으며, 복수 라인의 노즐을 사용하여 잉크를 도포할 수도 있다. 또한, 본 실시 형태에서는 1층의 공통층 (14)를 노즐 프린팅법으로 형성했지만, 복수의 공통층 (14)가 1개의 유기 EL 소자 (11)에 설치되는 경우에는, 복수개 있는 공통층 (14) 중 적어도 1층의 공통층 (14)를 상술한 노즐 프린팅법에 의해 형성할 수도 있고, 복수의 공통층 (14)를 상술한 노즐 프린팅법에 의해 형성할 수도 있다.
(발광층을 형성하는 공정)
상술한 바와 같이 컬러 표시 장치에 사용되는 발광 장치 (1)을 제작하는 경우, 3 종류의 유기 EL 소자 (11)을 제작하기 위해, 예를 들면 발광층 (15)의 재료를 유기 EL 소자 (11)의 종류에 따라 분할 도포할 필요가 있다. 3 종류의 발광층 (15)를 행마다 형성하기 위해서는, 적색의 광을 발하는 재료를 포함하는 적색 잉크, 녹색의 광을 발하는 재료를 포함하는 녹색 잉크, 청색의 광을 발하는 재료를 포함하는 청색 잉크를 각각 열 방향 Y로 2행의 간격을 두고 도포할 필요가 있다. 예를 들면 적색 잉크, 녹색 잉크, 청색 잉크를 소정의 행에 순차 도포함으로써 각 발광층 (15)를 도포 성막할 수 있다. 적색 잉크, 녹색 잉크, 청색 잉크를 소정의 행에 순차 도포하는 방법으로서는, 인쇄법, 잉크젯법, 노즐 프린팅법 등의 도포법을 들 수 있다. 예를 들면 상술한 공통층 (14)를 형성하는 방법에서, 노즐의 왕복 이동의 반환시에 지지 기판 (2)를 열 방향으로 3행만큼(도 1에서는 3×P로 표시되는 간격)만 이동시킴으로써 각 행에 잉크를 순차 공급하고, 공통층 (14)를 형성하는 방법과 동일한 방법으로 발광층 (15)를 형성할 수도 있다.
발광층 (15)를 형성한 후, 필요에 따라 소정의 유기층 등을 소정의 방법에 의해 형성한다.
이들은 인쇄법, 잉크젯법, 노즐 프린팅법 등의 소정의 도포법, 나아가서는 소정의 건식법을 이용하여 형성할 수도 있다.
(한 쌍의 전극 중 다른쪽 전극을 형성하는 공정)
이어서, 다른쪽 전극 (13)을 형성한다. 상술한 바와 같이 본 실시 형태에서는 다른쪽 전극 (13)을 지지 기판 (2) 위의 전체면에 형성한다. 이에 따라 복수의 유기 EL 소자 (11)을 기판 위에 형성할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 지지 기판 (2)의 두께 방향의 한쪽에서 보아 열 방향으로 인접하는 격벽 (3)끼리의 사이의 면적 각각을 격벽 (3)끼리의 사이에 설치되는 유기 EL 소자 (11)의 종류마다 설정함으로써, 노즐 프린팅법을 이용하여 각 행과 동일한 양의 잉크를 공급하여도 유기 EL 소자 (11)의 종류마다 공통층 (14)의 막 두께를 상이하게 할 수 있다. 종래의 기술에서는 유기 EL 소자 (11)의 종류마다 잉크를 분할 도포하여 공통층 (14)의 막 두께를 조정하고 있었던 것을, 본 발명에서는 유기 EL 소자 (11)의 종류마다 잉크를 분할 도포하지 않고, 유기 EL 소자 (11)의 종류마다 공통층 (14)의 막 두께를 상이하게 할 수 있기 때문에, 종래의 기술에 비해 공정수를 삭감할 수 있다.
또한, 각 격벽 (3)이 열 방향으로 인접하는 격벽 (3)에 대향하는 측면 (3a)가 행 방향으로 평평하게 연장되어 있으며, 격벽 (3)끼리의 간격을 조정함으로써 열 방향으로 인접하는 격벽 (3)끼리의 사이의 면적 각각이 격벽 (3)끼리의 사이에 설치되는 유기 EL 소자 (11)의 종류마다 설정되는 경우(도 1 참조), 격벽 (3)의 측면 (3a)가 요철이 아닌 평평하게 형성된다. 이러한 측면 (3a)가 평평한 격벽 (3)끼리의 사이에 도포법에 의해 박막을 형성함으로써 평탄한 막(공통층 (14) 및 발광층 (15) 등)을 얻을 수 있다. 공통층 (14) 또는 발광층 (15)를 도포법에 의해 형성할 때에는, 잉크가 서서히 건조되어 고화되고, 격벽 (3)의 측면 (3a)를 따라 막이 형성되기 때문에, 격벽 (3)의 측면 (3a)는 평평한 것이 평탄한 막이 얻어지기 때문이다.
또한, 복수의 유기 EL 소자 (11)이 유기 EL 소자 (11)의 중심 C끼리의 간격이 열 방향에 동일해지도록 소정의 간격을 두고 배치되는 경우, 노즐 프린팅법에서는 유기 EL 소자 (11)의 종류에 관계없이 등간격(도 1에서는 P로 표시되는 간격)으로 잉크를 도포할 수 있기 때문에, 잉크의 도포 장치의 구성 및 그의 조정이 용이해진다.
또한, 상기 지지 기판 (2)의 두께 방향의 한쪽에서 보아 열 방향으로 인접하는 격벽 (3)끼리의 사이의 면적 각각은, 격벽 (3)끼리의 사이에 설치되는 유기 EL 소자 (11)의 공통층 (14)의 막 두께가 유기 EL 소자 (11)에 광 공진이 발생하는 막 두께가 되도록 설정되는 것이 바람직하다. 광 공진은 한 쌍의 전극의 간격을 조정함으로써 발생시킬 수 있다. 한 쌍의 전극의 간격은 공통층 (14)의 막 두께의 조정에 의해 조정할 수 있다. 즉, 공통층 (14)의 막 두께를 조정함으로써 광 공진을 발생시킬 수 있다.
또한, 본 명세서에서 「광 공진」이란, 전극에서 반사되는 반사광과, 발광층 (15)으로부터 발해지는 광이 서로 강화하거나, 또는 반사광끼리가 서로 강화함으로써, 특정한 파장의 광 강도를 강화하는 작용을 의미한다. 따라서, 광 공진이 발생하도록 공통층 (14)의 막 두께를 조정함으로써 스펙트럼을 협대화함과 동시에, 발광 효율을 향상시킬 수 있다. 예를 들면 광 공진은, 전극에 의해 반사되어 발광층 (15)로 되돌아오는 광과, 발광층 (15)로부터 발해지는 광의 위상차가 2π(radian)의 정수배가 되도록 공통층 (14)의 막 두께를 조정할 수 있다.
또한, 상기 지지 기판 (2)의 두께 방향의 한쪽에서 보아 열 방향으로 인접하는 격벽 (3)끼리의 사이의 면적 각각은, 격벽 (3)끼리의 사이에 설치되는 유기 EL 소자 (11)의 발광 파장이 짧을수록 넓게 설정되는 것이 바람직하다. 이하, 상술한 실시 형태에 대하여 설명한다. 발광 파장은 청색의 광이 가장 짧고, 녹색의 광이 중간의 길이이고, 적색의 광이 가장 길다. 그 때문에, 청색의 광을 발하는 유기 EL 소자 11B, 녹색의 광을 발하는 유기 EL 소자 11G, 적색의 광을 발하는 유기 EL 소자 11R이 각각 설치되는 격벽 (3)끼리의 사이의 면적을 면적 SB, 면적 SG, 면적 SR로 하면, 「면적 SB」>「면적 SG」>「면적 SR」의 관계를 만족한다.
공통층 (14)의 막 두께는 격벽 (3)끼리의 사이의 면적과는 반대로 면적이 넓을수록 얇고 면적이 좁을수록 두꺼워진다. 그 때문에, 유기 EL 소자 11B, 유기 EL 소자 11G, 유기 EL 소자 11R의 각 공통층 (14)의 막 두께를 각각 막 두께 LB, 막 두께 LG, 막 두께 LR로 하면, 「막 두께 LB」<「막 두께 LG」<「막 두께 LR」의 관계를 만족한다.
또한, 광이 공진할 때의 한 쌍의 전극의 간격은 이산적으로 존재하지만, 그 중에서 가장 좁은 간격은 발광 파장이 짧을수록 좁다. 그 때문에 광 공진을 발생시키기 위해서는, 「막 두께 LB」<「막 두께 LG」<「막 두께 LR」의 관계를 만족하는 것이 바람직하고, 격벽 (3)끼리의 사이에 설치되는 유기 EL 소자 (11)의 발광 파장이 짧을수록 격벽 (3)끼리의 사이의 면적을 넓게 설정함으로써, 광이 공진할 때의 한 쌍의 전극의 간격과 발광 파장의 관계와 마찬가지로, 유기 EL 소자 (11)의 발광 파장이 짧을수록 한 쌍의 전극의 간격을 좁게 할 수 있다.
m 종류(기호 「m」은 2 이상의 자연수를 나타냄)의 유기 EL 소자 (11) 중에 가장 소자 수명이 짧은 유기 EL 소자 (11)이 행 방향의 폭이 가장 넓은 유기 EL 소자 (11)인 것이 바람직하다. 또한, 소자 수명이란, 유기 EL 소자를 정전류 구동했을 때에 휘도가 구동 개시시부터 초기 휘도의 80 ％로 저하될 때까지 필요한 시간을 의미한다.
다른 실시 형태로서, m 종류(기호 「m」은 2 이상의 자연수를 나타냄)의 유기 EL 소자 (11) 중에서 가장 소자 수명이 짧은 유기 EL 소자 (11)이 행 방향의 폭이 가장 넓은 유기 EL 소자인 발광 장치 (1)을 도 3에 모식적으로 도시한다.
상술한 바와 같이, 평면에서 보았을 때의 유기 EL 소자 (11)의 열 방향 Y 및 행 방향 X의 폭은 발광하는 영역에 의해 규정되기 때문에, 평면에서 보았을 때의 유기 EL 소자 (11)의 열 방향 Y 및 행 방향 X의 폭은 각각 절연막 (4)의 개구 (6)의 열 방향 Y 및 행 방향 X의 폭에 의해 규정된다. 그 때문에 m 종류(기호 「m」은 2 이상의 자연수를 나타냄)의 유기 EL 소자 (11) 중에서 가장 소자 수명이 짧은 유기 EL 소자 (11)이 절연막 (4)의 개구 (6)의 열 방향 Y의 폭이 가장 넓어지도록 설정할 수 있다.
예를 들면 청색의 광을 발하는 유기 EL 소자 11B의 소자 수명이 가장 짧고, 녹색의 광을 발하는 유기 EL 소자 11G의 소자 수명이 다음으로 짧고, 적색의 광을 발하는 유기 EL 소자 11R의 소자 수명이 가장 긴 경우, 청색의 광을 발하는 유기 EL 소자 11B의 열 방향 Y의 폭을 가장 길게, 녹색의 광을 발하는 유기 EL 소자 11G의 열 방향 Y의 폭을 다음으로 길게, 적색의 광을 발하는 유기 EL 소자 11R의 열 방향 Y의 폭을 가장 짧게 할 수 있다.
이와 같이 유기 EL 소자 (11)의 폭을 규정함으로써, 소자 수명이 짧은 유기 EL 소자 (11)일수록 그의 발광 면적을 크게 하고, 단위 면적당의 발광량을 감소시킴으로써 구동시의 부하를 감소시킬 수 있다. 이에 따라 발광 면적이 동일하면 소자 수명이 짧은 유기 EL 소자의 소자 수명을, 다른 유기 EL 소자의 소자 수명에 맞춰서 길게 할 수 있다.
특히 발광 파장이 짧은 유기 EL 소자일수록 소자 수명이 짧은 경향이 있기 때문에, 열 방향으로 인접하는 격벽 (3)끼리의 사이의 면적 각각을 격벽 (3)끼리의 사이에 설치되는 유기 EL 소자 (11)의 발광 파장이 짧을수록 넓게 설정함과 동시에, m 종류(기호 「m」은 2 이상의 자연수를 나타냄)의 유기 EL 소자 (11) 중에서 가장 소자 수명이 짧은 유기 EL 소자를 그의 행 방향의 폭이 가장 넓은 유기 EL 소자로 할 수 있어, 광 공진을 발생시킴과 동시에, 발광 면적이 동일하면 소자 수명이 짧은 유기 EL 소자의 소자 수명을 다른 유기 EL 소자의 소자 수명에 맞춰서 길게 할 수 있다.
또한, 또 다른 실시 형태에서는 각 유기 EL 소자 (11)은 복수의 공통층 (14)를 가지며, 각 유기 EL 소자 (11)의 모든 공통층 (14)의 막 두께가 상기 두께 방향의 한쪽에서 본 격벽 (3)끼리 사이의 면적에 따라 설정되는 것이 바람직하다. 종래의 기술로서는, 전극 사이에 설치되는 소정의 1층의 막 두께를 조정함으로써 한 쌍의 전극 사이의 거리를 조정하는 방법이 알려져 있다.
본 실시 형태에서는 열 방향으로 인접하는 격벽 (3)끼리의 사이의 면적 각각을 격벽 (3)끼리의 사이에 설치되는 유기 EL 소자 (11)의 종류마다 설정함으로써, 각 유기 EL 소자 (11)의 모든 공통층 (14)의 막 두께를 유기 EL 소자 (11)의 종류마다 조정할 수 있다.
이와 같이 복수의 공통층 (14)를 모두 조금씩 조정함으로써, 소정의 1층의 막 두께만을 조정하는 종래의 기술에 비해 각 공통층 (14)의 막 두께의 조정량을 적게 할 수 있다. 이에 따라, 공통층 (14)의 막 두께를 조정하는 것에 기인하는 소자 특성에 대한 영향을 억제할 수 있다.
또한, 다른 실시 형태에서는 격벽 (3)끼리의 사이에 설치되는 유기 EL 소자의 종류에 따라, 행 방향을 따라 격벽 (3)끼리의 간격의 광협(크기)이 변화되도록 할 수도 있다. 다른 실시 형태의 일례로서, 격벽끼리의 사이에 설치되는 유기 EL 소자의 종류에 따라, 행 방향을 따라 격벽끼리의 간격의 광협이 변화되는 발광 장치 (1)을 모식적으로 나타내는 평면도를 도 4에 도시한다.
도 4에 도시된 바와 같이 본 실시 형태에서는 격벽 (3)의 측면 (3a)에 행 방향 X를 따라, 격벽 (3)으로부터 노출되는 면(지지 기판)의 면적을 변화시키는 요철(볼록부)을 형성한다. 예를 들면 평면에서 보았을 때의 각 볼록부의 대소를 유기 EL 소자 (11)의 종류마다 설정함으로써, 열 방향으로 인접하는 격벽 (3)끼리 사이의 면적 각각을 격벽 (3)끼리의 사이에 설치되는 유기 EL 소자 (11)의 종류마다 설정할 수 있다. 구체적으로는 평면에서 보아 격벽 (3)끼리의 사이의 면적을 작게 하는 경우에는 각 볼록부의 평면에서 보았을 때의 면적을 크게 하고, 격벽 (3)끼리의 사이의 면적을 크게 하는 경우에는 각 볼록부의 평면에서 보았을 때의 면적을 작게 할 수 있다.
또한 도 4에서는, 소정의 행을 향하는 한 쌍의 격벽 (3)의 측면 (3a)의 양쪽에 요철을 형성하고 있지만, 요철은 한 쌍의 격벽 (3)의 측면 (3a)의 한쪽에만 설치할 수도 있다. 또한, 모든 격벽 (3)의 측면 (3a)에 요철을 형성할 수도 있다. 나아가서는 도 4에 도시된 바와 같이 소정의 행을 향하는 한 쌍의 격벽 (3)의 측면 (3a)의 양쪽이 평탄한 격벽 (3)을 설치할 수도 있다.
또한, 평면에서 보아 열 방향 Y의 한쪽에 인접하는 격벽 (3)을 향해 돌출되는 볼록부는, 예를 들면 행 방향 X로 인접하는 유기 EL 소자 (11)과 유기 EL 소자 (11)의 사이에 설치하는 것이 바람직하다. 격벽 (3)에 볼록부를 설치함으로써 유기 EL 소자 (11)이 설치되는 영역이 제한되는 경우도 있을 수 있지만, 행 방향 X로 인접하는 유기 EL 소자 (11)끼리의 사이에 위치하도록 볼록부를 설치함으로써 유기 EL 소자 (11)이 설치되는 면적이 제한되는 것을 가능한 범위에서 억제할 수 있고, 결과로서 개구율의 저하를 억제할 수 있다.
이상의 실시 형태에서는 2 이상의 자연수를 나타내는 기호 「m」이 수치「3」을 나타내는 것으로서 설명하였지만, m은 2일 수도 있고, 4 이상일 수도 있다. 예를 들면 m=4로 한 경우, 광의 3원색인 적색, 녹색, 청색의 광 뿐만 아니라 적색, 녹색, 청색의 3색 중의 1색이기는 하지만, 스펙트럼이 다른 1색과 조금 상이한 색의 광을 발하는 유기 EL 소자를 설치할 수도 있다.
구체적으로는 적색, 녹색의 광을 발하는 유기 EL 소자 뿐만 아니라, 짙은 청색, 옅은 청색의 광을 발하는 유기 EL 소자를 설치할 수도 있다. 즉, 동일한 청색이기는 해도 스펙트럼이 서로 상이한 짙은 청색, 옅은 청색의 광을 발하는 2종의 유기 EL 소자를 설치할 수도 있다.
이 경우, 청색의 광을 발하는 유기 EL 소자를 2종 설치하게 되며, 그의 구성으로서는 이하의 것이 생각된다:
(1) 종류가 서로 상이한 청색 재료를 사용하여 형성된 종류가 상이한 발광층을 갖는 2종의 유기 EL 소자,
(2) 동일한 청색 재료로부터 형성된 종류의 동일한 발광층을 갖지만, 공통층의 막 두께가 서로 상이한 2 종류의 유기 EL 소자.
(2)의 유기 EL 소자는 공통층의 막 두께가 서로 상이하기 때문에 공진 주파수가 상이하고, 결과로서 출사되는 광의 스펙트럼이 서로 상이하다.
예를 들면 동일한 청색이어도, 짙은 청색의 광을 발하는 유기 EL 소자와, 옅은 청색의 광을 발하는 유기 EL 소자에서 발광 효율이나 소자 수명 등의 소자 특성에 차가 있는 경우가 있다. 이 경우에는, 통상의 발광에서는 짙은 청색 및 옅은 청색 중에서 소자 특성이 높은 한쪽 청색의 유기 EL 소자를 발광시켜 두고, 특별히 다른쪽 청색이 필요로 될 때에만 소자 특성이 낮은 다른쪽 청색의 유기 EL 소자를 발광시킬 수도 있다.
<유기 EL 소자의 구성>
이하, 유기 EL 소자 (11)의 구성에 대하여 설명한다. 상술한 바와 같이 유기 EL 소자 (11)에는 다양한 층 구성이 있다. 이하에서는 유기 EL 소자 (11)의 층 구조, 각 층의 구성 및 각 층의 형성 방법의 일례에 대하여 설명한다.
유기 EL 소자 (11)은 한 쌍의 전극과, 상기 한 쌍의 전극 사이에 배치되는 발광층 (15)이 설치된다. 양극과 음극의 사이에는 발광층으로 한정되지 않고 발광층과는 상이한 유기층이 설치될 수도 있으며, 나아가서는 발광층과는 상이한 무기층이 설치되는 경우도 있다. 발광층과는 상이한 층으로서, 본 실시 형태에서는 m 종류의 유기 EL 소자 (11)에 공통된 공통층 (14)가 한 쌍의 전극 사이에 설치된다.
유기층을 구성하는 유기물로서는 저분자 화합물일 수도 있고, 고분자 화합물일 수도 있으며, 저분자 화합물과 고분자 화합물의 혼합물일 수도 있지만, 고분자 화합물이 바람직하고, 폴리스티렌 환산의 수 평균 분자량이 103 내지 108인 고분자 화합물이 바람직하다.
유기층을 도포법에 의해 형성하는 경우에는, 일반적으로 고분자 화합물은 저분자 화합물에 비해 용매에 대한 용해성이 양호하기 때문에, 용매에 대한 용해성이 양호한 고분자 화합물이 바람직하다.
음극과 발광층 사이에 설치되는 층으로서는, 전자 주입층, 전자 수송층, 정공 블록층 등을 들 수 있다. 음극과 발광층 사이에 전자 주입층과 전자 수송층의 양 층이 설치되는 경우, 음극에 가까운 층을 전자 주입층이라 하고, 발광층에 가까운 층을 전자 수송층이라 한다.
양극과 발광층 사이에 설치되는 층으로서는, 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 블록층 등을 들 수 있다. 정공 주입층과 정공 수송층 양쪽의 층이 설치되는 경우, 양극에 가까운 층을 정공 주입층이라 하고, 발광층에 가까운 층을 정공 수송층이라 한다.
이들 음극과 발광층 사이에 설치되는 층 및 양극과 발광층 사이에 설치되는 층은, 공통층으로서 모든 유기 EL 소자에 공통적으로 설치할 수 있다. 또한, 이들 공통층 중에서 도포법에 의해 형성할 수 있는 공통층은, 상술한 본 발명의 액주상의 잉크를 도포하는 방법에 의해 형성하는 것이 바람직하다.
유기 EL 소자 (11)의 소자 구성의 일례를 이하에 나타낸다.
a) 양극/발광층/음극
b) 양극/정공 주입층/발광층/음극
c) 양극/정공 주입층/발광층/전자 주입층/음극
d) 양극/정공 주입층/발광층/전자 수송층/음극
e) 양극/정공 주입층/발광층/전자 수송층/전자 주입층/음극
f) 양극/정공 수송층/발광층/음극
g) 양극/정공 수송층/발광층/전자 주입층/음극
h) 양극/정공 수송층/발광층/전자 수송층/음극
i) 양극/정공 수송층/발광층/전자 수송층/전자 주입층/음극
j) 양극/정공 주입층/정공 수송층/발광층/음극
k) 양극/정공 주입층/정공 수송층/발광층/전자 주입층/음극
l) 양극/정공 주입층/정공 수송층/발광층/전자 수송층/음극
m) 양극/정공 주입층/정공 수송층/발광층/전자 수송층/전자 주입층/음극
n) 양극/발광층/전자 주입층/음극
o) 양극/발광층/전자 수송층/음극
p) 양극/발광층/전자 수송층/전자 주입층/음극
기호 「/」는 기호 「/」를 사이에 두는 각 층이 서로 인접하여 적층되어 있는 것을 나타내고 있다. 이하의 기재에 있어서도 동일하다.
또한, 유기 EL 소자 (11)은 2층 이상의 발광층을 가질 수도 있고, 2층 이상의 발광층을 가지며 전하를 발생하는 전하 발생층을 인접하는 발광층 사이에 개재시킨 소위 멀티포톤형의 유기 EL 소자를 구성할 수도 있다.
유기 EL 소자 (11)은 밀봉을 위한 밀봉막 또는 밀봉판 등의 밀봉 부재로 추가로 덮여 있을 수도 있다.
본 실시 형태의 유기 EL 소자 (11)은 전극과의 밀착성 향상, 전극으로부터의 전하 주입성의 개선을 위해, 전극에 인접하여 막 두께가 2 nm 이하인 절연층을 추가로 설치할 수도 있다. 또한, 계면에서의 밀착성 향상, 혼합의 방지 등을 위해, 상술한 각 층간에 얇은 버퍼층을 삽입할 수도 있다.
적층하는 층의 순서, 층수 및 각 층의 두께에 대해서는, 발광 효율, 소자 수명을 감안하여 적절하게 설정할 수 있다. 또한, 유기 EL 소자는 양극 및 음극 중에서 양극을 지지 기판 가까이에 배치하고 음극을 지지 기판으로부터 이격된 위치에 배치할 수도 있으며, 반대로 음극을 지지 기판 가까이에 배치하고 양극을 지지 기판으로부터 이격된 위치에 배치할 수도 있다. 구체적으로는 상기 a) 내지 p)의 구성에서 좌측의 층으로부터 순서대로 지지 기판에 각 층을 적층할 수도 있고, 반대로 우측의 층으로부터 순서대로 지지 기판에 각 층을 적층할 수도 있다.
이어서, 유기 EL 소자 (11)을 구성하는 각 층의 재료 및 형성 방법에 대하여 보다 구체적으로 설명한다.
<지지 기판>
지지 기판 (2)에는, 예를 들면 유리, 플라스틱 및 실리콘 기판, 및 이들을 적층한 것 등이 사용된다. 또한, 유기 EL 소자 (11)을 그 위에 형성하기 위한 지지 기판 (2)로서 미리 전기 회로가 형성된 기판을 사용할 수도 있다. 또한, 바텀 에미션형의 유기 EL 소자를 탑재하는 경우, 지지 기판 (2)로서는 광 투과성을 나타내는 부재가 사용된다.
<양극>
발광층 (15)로부터 발해지는 광이 양극을 통해 출사하는 구성의 유기 EL 소자의 경우, 양극으로는 광 투과성을 나타내는 전극이 사용된다. 광 투과성을 나타내는 전극으로서는, 전기 전도도가 높은 금속 산화물, 금속 황화물 및 금속 등의 박막을 사용할 수 있으며, 광 투과율이 높은 것이 바람직하게 사용된다.
구체적으로는 산화인듐, 산화아연, 산화주석, 인듐주석 산화물(ITO), 인듐아연 산화물(IZO), 금, 백금, 은 및 구리 등을 포함하는 박막이 사용되고, 이들 중에서도 ITO, IZO 또는 산화주석을 포함하는 박막이 바람직하게 사용된다. 양극의 제작 방법으로서는, 진공 증착법, 스퍼터링법, 이온 플레이팅법, 도금법 등을 들 수 있다. 또한, 양극으로서 폴리아닐린 또는 그의 유도체, 폴리티오펜 또는 그의 유도체 등의 유기의 투명 도전막을 사용할 수도 있다.
양극에는 광을 반사하는 재료를 사용할 수도 있다. 광을 반사하는 재료로서는 일함수 3.0 eV 이상의 금속, 금속 산화물, 금속 황화물이 바람직하다.
양극의 막 두께는 광의 투과성과 전기 전도도를 고려하여 적절하게 선택할 수 있다. 양극의 막 두께는 예를 들면 10 nm 내지 10 ㎛이고, 바람직하게는 20 nm 내지 1 ㎛이고, 더욱 바람직하게는 50 nm 내지 500 nm이다.
<정공 주입층>
정공 주입층을 구성하는 정공 주입 재료로서는, 산화바나듐, 산화몰리브덴, 산화루테늄 및 산화알루미늄 등의 산화물, 페닐아민 화합물, 스타버스트형 아민 화합물, 프탈로시아닌 화합물, 비정질 카본, 폴리아닐린 및 폴리티오펜 유도체 등을 들 수 있다.
정공 주입층의 성막 방법으로서는, 예를 들면 정공 주입 재료를 포함하는 용액으로부터의 성막을 들 수 있다. 용액으로부터의 성막에 사용되는 용액의 용매로서는, 정공 주입 재료를 용해시키는 것이면 특별히 제한은 없으며, 예를 들면 클로로포름, 염화메틸렌, 디클로로에탄 등의 염소 용매, 테트라히드로푸란 등의 에테르용매, 톨루엔, 크실렌 등의 방향족 탄화수소 용매, 아세톤, 메틸에틸케톤 등의 케톤 용매, 아세트산에틸, 아세트산부틸, 에틸셀로솔브아세테이트 등의 에스테르 용매, 및 물을 들 수 있다.
용액으로부터의 성막 방법으로서는, 스핀 코팅법, 캐스팅법, 마이크로 그라비아 코팅법, 그라비아 코팅법, 바 코팅법, 롤 코팅법, 와이어 바 코팅법, 침지 코팅법, 스프레이 코팅법, 스크린 인쇄법, 플렉소 인쇄법, 오프셋 인쇄법, 잉크젯 인쇄법, 노즐 프린팅법 등의 도포법을 들 수 있으며, 정공 주입층은 상술한 노즐 프린팅법에 의해 형성하는 것이 바람직하다.
정공 주입층의 막 두께는 전기적인 특성이나 성막의 용이성 등을 감안하여 적절하게 설정된다. 정공 주입층의 막 두께는 예를 들면 1 nm 내지 1 ㎛이고, 바람직하게는 2 nm 내지 500 nm이고, 더욱 바람직하게는 5 nm 내지 200 nm이다.
<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 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 고분자 정공 수송 재료가 바람직하고, 더욱 바람직하게는 폴리비닐카르바졸 또는 그의 유도체, 폴리실란 또는 그의 유도체, 측쇄 또는 주쇄에 방향족 아민을 갖는 폴리실록산 유도체이다. 저분자의 정공 수송 재료인 경우에는, 고분자 결합제에 분산시켜 사용하는 것이 바람직하다.
정공 수송층의 성막 방법에는 특별히 제한은 없다. 저분자의 정공 수송 재료를 사용하는 경우에는, 고분자 결합제와 정공 수송 재료를 포함하는 혼합액으로부터의 성막을 들 수 있으며, 고분자의 정공 수송 재료를 사용하는 경우에는, 정공 수송 재료를 포함하는 용액으로부터의 성막을 들 수 있다.
용액으로부터의 성막에 사용되는 용액의 용매로서는, 정공 수송 재료를 용해시키는 것이면 특별히 제한은 없으며, 예를 들면 정공 주입층을 용액으로부터 성막할 때에 사용되는 용액의 용매로서 예시한 것을 사용할 수 있다.
용액으로부터의 성막 방법으로서는, 상술한 정공 주입층의 성막법과 동일한 도포법을 들 수 있으며, 정공 수송층은 상술한 노즐 프린팅법에 의해 형성하는 것이 바람직하다.
혼합하는 고분자 결합제로서는 전하 수송을 극도로 저해하지 않는 것이 바람직하고, 가시광에 대한 흡수가 약한 것이 바람직하게 사용되며, 예를 들면 폴리카르보네이트, 폴리아크릴레이트, 폴리메틸아크릴레이트, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리스티렌, 폴리염화비닐, 폴리실록산 등을 들 수 있다.
정공 수송층의 막 두께는 전기적인 특성, 성막의 용이성 등을 감안하여 적절하게 설정된다. 정공 수송층의 막 두께는 예를 들면 1 nm 내지 1 ㎛이고, 바람직하게는 2 nm 내지 500 nm이고, 더욱 바람직하게는 5 nm 내지 200 nm이다.
<발광층>
발광층 (15)는 통상 주로 형광 및/또는 인광을 발광하는 유기물, 또는 이 유기물과 이것을 보조하는 도펀트로부터 형성된다. 도펀트는, 예를 들면 발광 효율을 향상시키고 발광 파장을 변화시키기 위해 가해진다. 또한, 유기물은 저분자 화합물일 수도 있고, 고분자 화합물일 수도 있으며, 발광층 (15)는 폴리스티렌 환산의 수 평균 분자량이 103 내지 108인 고분자 화합물을 포함하는 것이 바람직하다. 발광층 (15)를 구성하는 발광 재료로서는, 예를 들면 이하의 색소 재료, 금속 착체 재료, 고분자 재료, 도펀트 재료를 들 수 있다.
(색소 재료)
색소 재료로서는, 예를 들면 시클로펜다민 유도체, 테트라페닐부타디엔 유도체 화합물, 트리페닐아민 유도체, 옥사디아졸 유도체, 피라졸로퀴놀린 유도체, 디스티릴벤젠 유도체, 디스티릴아릴렌 유도체, 피롤 유도체, 티오펜환 화합물, 피리딘환 화합물, 페리논 유도체, 페릴렌 유도체, 올리고티오펜 유도체, 옥사디아졸 이량체, 피라졸린 이량체, 퀴나크리돈 유도체, 쿠마린 유도체 등을 들 수 있다.
(금속 착체 재료)
금속 착체 재료로서는, 예를 들면 Tb, Eu, Dy 등의 희토류 금속, 또는 Al, Zn, Be, Ir, Pt 등을 중심 금속으로 갖고 옥사디아졸, 티아디아졸, 페닐피리딘, 페닐벤조이미다졸, 퀴놀린 구조 등을 배위자로 갖는 금속 착체를 들 수 있으며, 예를 들면 이리듐 착체, 백금 착체 등의 삼중항 여기 상태로부터의 발광을 갖는 금속 착체, 알루미늄 퀴놀리놀 착체, 벤조퀴놀리놀 베릴륨 착체, 벤즈옥사졸릴 아연 착체, 벤조티아졸 아연 착체, 아조메틸 아연 착체, 포르피린 아연 착체, 페난트롤린 유로퓸 착체 등을 들 수 있다.
(고분자 재료)
고분자 재료의 예로서는, 폴리파라페닐렌비닐렌 유도체, 폴리티오펜 유도체, 폴리파라페닐렌 유도체, 폴리실란 유도체, 폴리아세틸렌 유도체, 폴리플루오렌 유도체, 폴리비닐카르바졸 유도체, 상기 색소 재료, 금속 착체 발광 재료를 고분자 화한 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. 이 중에서도 고분자 재료인 폴리비닐카르바졸 유도체, 폴리파라페닐렌 유도체, 폴리플루오렌 유도체 등이 바람직하다.
또한, 녹색으로 발광하는 재료의 예로서는, 퀴나크리돈 유도체, 쿠마린 유도체 및 이들의 중합체, 폴리파라페닐렌비닐렌 유도체, 폴리플루오렌 유도체 등을 들 수 있다. 이 중에서도 고분자 재료인 폴리파라페닐렌비닐렌 유도체, 폴리플루오렌 유도체 등이 바람직하다.
또한, 적색으로 발광하는 재료의 예로서는, 쿠마린 유도체, 티오펜환 화합물 및 이들의 중합체, 폴리파라페닐렌비닐렌 유도체, 폴리티오펜 유도체, 폴리플루오렌 유도체 등을 들 수 있다. 이 중에서도 고분자 재료인 폴리파라페닐렌비닐렌 유도체, 폴리티오펜 유도체, 폴리플루오렌 유도체 등이 바람직하다.
(도펀트 재료)
도펀트 재료로서는, 예를 들면 페릴렌 유도체, 쿠마린 유도체, 루브렌 유도체, 퀴나크리돈 유도체, 스쿠아릴리움 유도체, 포르피린 유도체, 스티릴 색소, 테트라센 유도체, 피라졸론 유도체, 데카시클렌, 페녹사존 등을 들 수 있다. 또한, 이러한 발광층의 두께는 통상 약 2 nm 내지 200 nm이다.
발광 재료의 성막 방법의 예로서는, 인쇄법, 잉크젯 인쇄법, 노즐 프린팅법 등을 들 수 있다. 예를 들면 상술한 바와 같이 노즐 프린팅법에 의해 m 종류의 색마다 잉크를 분할 도포할 수 있다.
<전자 수송층>
전자 수송층을 구성하는 전자 수송 재료로서는, 공지된 전자 수송 재료를 사용할 수 있다. 전자 수송 재료의 예로서는, 옥사디아졸 유도체, 안트라퀴노디메탄또는 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-히드록시퀴놀린 또는 그의 유도체의 금속 착체, 폴리퀴놀린 또는 그의 유도체, 폴리퀴녹살린 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 특별히 제한은 없다. 저분자의 전자 수송 재료를 사용하는 경우에는, 분말로부터의 진공 증착법, 또는 용액 또는 용융 상태로부터의 성막을 들 수 있으며, 고분자의 전자 수송 재료를 사용하는 경우에는, 용액 또는 용융 상태로부터의 성막을 들 수 있다. 또한, 용액 또는 용융 상태로부터의 성막하는 경우에는, 고분자 결합제를 병용할 수도 있다. 용액으로부터의 성막 방법으로서는, 상술한 정공 주입층의 성막법과 동일한 도포법을 들 수 있다.
전자 수송층의 막 두께는 전기적인 특성이나 성막의 용이성 등을 감안하여 적절하게 설정된다. 전자 수송층의 막 두께는 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 재료로서는, 발광층 (15)의 종류에 따라 최적인 재료가 적절하게 선택된다. 전자 주입층을 구성하는 재료의 예로서는, 알칼리 금속, 알칼리토류 금속, 알칼리 금속 및 알칼리토류 금속 중 1종 이상 포함하는 합금, 알칼리 금속 또는 알칼리토류 금속의 산화물, 할로겐화물, 탄산염, 또는 이들 물질의 혼합물 등을 들 수 있다. 알칼리 금속, 알칼리 금속의 산화물, 할로겐화물 및 탄산염의 예로서는, 리튬, 나트륨, 칼륨, 루비듐, 세슘, 산화리튬, 불화리튬, 산화나트륨, 불화나트륨, 산화칼륨, 불화칼륨, 산화루비듐, 불화루비듐, 산화세슘, 불화세슘, 탄산리튬 등을 들 수 있다. 또한, 알칼리토류 금속, 알칼리토류 금속의 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 적층체로 구성될 수도 있고, 예를 들면 LiF막 및 Ca막의 적층체 등을 들 수 있다. 전자 주입층은 증착법, 스퍼터링법, 인쇄법 등에 의해 형성된다. 전자 주입층의 막 두께로서는 1 nm 내지 1 ㎛ 정도가 바람직하다.
<음극>
음극의 재료로서는 일함수가 작고, 발광층 (15)로의 전자 주입이 용이하고, 전기 전도도가 높은 재료가 바람직하다. 또한, 양극측으로부터 광을 취출하는 유기 EL 소자에서는, 발광층으로부터의 광을 음극에서 양극측으로 반사하기 위해, 음극의 재료로서는 가시광 반사율이 높은 재료가 바람직하다.
음극의 재료에는, 예를 들면 알칼리 금속, 알칼리토류 금속, 전이 금속 및 주기율표 13족 금속 등을 사용할 수 있다.
음극의 재료로서는, 예를 들면 리튬, 나트륨, 칼륨, 루비듐, 세슘, 베릴륨, 마그네슘, 칼슘, 스트론튬, 바륨, 알루미늄, 스칸듐, 바나듐, 아연, 이트륨, 인듐, 세륨, 사마륨, 유로퓸, 테르븀, 이테르븀 등의 금속, 상기 금속 중 2종 이상의 합금, 상기 금속 중 1종 이상과, 금, 은, 백금, 구리, 망간, 티탄, 코발트, 니켈, 텅스텐, 주석 중 1종 이상과의 합금, 또는 흑연 또는 흑연 층간 화합물 등이 사용된다. 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, 음극으로서는 도전성 금속 산화물 및 도전성 유기물 등을 포함하는 투명 도전성 전극을 사용할 수 있다. 구체적으로는 도전성 금속 산화물의 예로서 산화인듐, 산화아연, 산화주석, ITO 및 IZO를 들 수 있으며, 도전성 유기물의 예로서 폴리아닐린 또는 그의 유도체, 폴리티오펜 또는 그의 유도체 등을 들 수 있다. 또한, 음극은 2층 이상을 적층한 적층체로 구성되어 있을 수도 있다. 또한, 전자 주입층이 음극으로서 사용되는 경우도 있다.
음극의 막 두께는 전기 전도도, 내구성을 고려하여 적절하게 설정된다. 음극의 막 두께는 예를 들면 10 nm 내지 10 ㎛이고, 바람직하게는 20 nm 내지 1 ㎛이고, 더욱 바람직하게는 50 nm 내지 500 nm이다.
음극의 제작 방법으로서는, 진공 증착법, 스퍼터링법, 또한 금속 박막을 열 압착하는 라미네이트법 등을 들 수 있다.
<절연층>
절연층의 재료의 예로서는, 금속 불화물, 금속 산화물, 유기 절연 재료 등을 들 수 있다. 막 두께가 2 nm 이하인 절연층을 설치한 유기 EL 소자로서는, 음극에 인접하여 막 두께가 2 nm 이하인 절연층을 설치한 것, 양극에 인접하여 막 두께가 2 nm 이하인 절연층을 설치한 것을 들 수 있다.
1 발광 장치
2 지지 기판
3 격벽
3a 측면
4 절연막
5 오목부
6 개구
11 유기 EL 소자
12 한쪽 전극
13 다른쪽 전극
14 공통층
15 발광층

Claims (9)

  1. 지지 기판과,
    이 지지 기판 상에 설치되고, 지지 기판 상에서 소정의 열 방향으로 소정의 간격을 두고 상기 열 방향과는 방향이 상이한 행 방향으로 연장되는 복수 라인의 격벽과,
    열 방향으로 인접하는 격벽끼리의 사이 각각에서 행 방향으로 소정의 간격을 두고 설치되는 복수의 유기 전계 발광 소자를 포함하는 발광 장치로서,
    상기 복수의 유기 전계 발광 소자는 각각 서로 상이한 색의 광을 발하는 2종 이상의 유기 전계 발광 소자로 분류되며, 각각이 모든 종류의 유기 전계 발광 소자에 공통적으로 설치되는 공통층과, 상기 공통층을 사이에 개재시켜 배치되는 한 쌍의 전극을 갖고,
    상기 지지 기판의 두께 방향의 한쪽에서 보아, 열 방향으로 인접하는 격벽끼리의 사이의 면적 각각은 격벽끼리의 사이에 설치되는 유기 전계 발광 소자의 종류마다 설정되고,
    각 유기 전계 발광 소자의 공통층의 막 두께는 상기 두께 방향의 한쪽에서 본 격벽끼리의 사이의 면적에 따라 설정되는 발광 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 2종 이상의 복수의 유기 전계 발광 소자는
    행 방향으로는 소정의 간격을 두고 동일한 종류의 유기 전계 발광 소자가 설치되고,
    열 방향으로는 상기 2종 이상의 유기 전계 발광 소자를 전체 종류 순열시킨 소정의 배열이 열 방향으로 연속되도록 반복하여 배열되도록 설치되어 있는 발광 장치.
  3. 제1항에 있어서, 각 격벽은 열 방향으로 인접하는 격벽에 대향하는 측면이 행 방향으로 평평하게 연장되어 있으며,
    열 방향으로 인접하는 격벽끼리의 간격 각각은 격벽끼리의 사이에 설치되는 유기 전계 발광 소자의 종류마다 설정되는 발광 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 복수의 유기 전계 발광 소자는 열 방향으로는 유기 전계 발광 소자의 중심끼리의 간격이 동일해지도록 소정의 간격을 두고 배치되는 발광 장치.
  5. 제1항에 있어서, 열 방향으로 인접하는 격벽끼리의 간격 각각은 격벽끼리의 사이에 설치되는 유기 전계 발광 소자의 종류에 따라, 행 방향을 따라 그의 광협이 변화되도록 설정되는 발광 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 지지 기판의 두께 방향의 한쪽에서 보아, 열 방향으로 인접하는 격벽끼리의 사이의 면적은, 격벽끼리의 사이에 설치되는 유기 전계 발광 소자의 공통층의 막 두께가 유기 전계 발광 소자에 광 공진이 발생하는 막 두께가 되도록 설정되는 발광 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 지지 기판의 두께 방향의 한쪽에서 보아, 열 방향으로 인접하는 격벽끼리의 사이의 면적 각각은, 격벽끼리의 사이에 설치되는 유기 전계 발광 소자의 발광 파장이 짧을수록 넓게 설정되는 발광 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 유기 전계 발광 소자는 2종 이상의 유기 전계 발광 소자 중에서 가장 소자 수명이 짧은 유기 전계 발광 소자의 행 방향의 폭이 가장 넓어지도록 설정되는 발광 장치.
  9. 제1항에 있어서, 각 유기 전계 발광 소자는 복수의 공통층을 가지며,
    각 유기 전계 발광 소자의 모든 공통층의 막 두께는 상기 두께 방향의 한쪽에서 본 격벽끼리의 사이의 면적에 따라 설정되는 발광 장치.
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