KR20180082497A - 유기 el 디바이스의 제조 방법 및 유기 el 디바이스 - Google Patents
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Abstract
일 실시 형태에 관한 유기 EL 디바이스(1)는, 뱅크 구비 기판(10)을 갖고 있으며 뱅크(13)로 규정되는 화소 영역(2a)에 형성된 제1 전극(12) 상에 도포법에 의해 유기 발광층(23)을 형성하는 공정과, 유기 발광층의 평탄도를 산출하는 공정과, 상기 평탄도가 원하는 평탄도 이상인지 여부를 판정하는 공정과, 제2 전극(30)을 형성하는 공정을 구비하며, 유기 발광층의 최소 두께를 d(㎚)로 하고, (d+소정값)㎚ 이하인 유기 발광층의 면적을 A1로 하고, 화소 영역의 면적을 A2로 했을 때, 평탄도는 (A1/A2)×100으로 표시되고, 판정 공정에서, 평탄도가 원하는 값 이상인 경우, 제2 전극을 형성하는 공정을 실시하고, 판정 공정에서, 평탄도가 원하는 값 미만인 경우, 유기 발광층의 형성 조건을 변경하여 유기 발광층을 형성한다.
Description
본 발명은, 유기 EL 디바이스의 제조 방법 및 유기 EL 디바이스에 관한 것이다.
유기 EL 디바이스로서, 특허문헌 1과 같이, 뱅크(격벽)에 의해 복수의 화소를 규정한 것이 알려져 있다. 이러한 유기 EL 디바이스에서는, 각 화소 내에 유기 발광층이 형성되어, 화소마다 광이 발해진다.
유기 EL 디바이스가 갖는 화소 내의 유기 발광층의 두께가 불균일하면, 화소에서의 휘도 특성(예를 들어, 휘도의 균일성 등)이 열화된다. 유기 발광층의 두께를 균일하게, 즉 유기 발광층을 평탄하게 하기 위해서는, 종래, 유기 발광층의 하지(下地)가 되는 층을 평탄하게 해 두는 것이 요구되고 있다. 그러나, 이 경우, 층마다 층의 평탄성을 평가할 필요가 있어, 제조 공정이 복잡하게 된다. 또한, 유기 발광층의 평탄성과 휘도의 관계가 불분명하기 때문에, 유기 발광층 상에 전극을 형성하거나 하여 유기 EL 디바이스를 한번 제조한 후에 발광시켜 볼 때까지, 원하는 휘도 특성이 얻어질 것인지 여부가 판명되지 않는다. 그로 인하여, 원하는 휘도 특성이 얻어지지 않은 경우에는, 다시, 유기 발광층뿐만 아니라 유기 발광층에 형성해야 할 전극도 형성할 필요가 있어, 유기 EL 디바이스의 생산성이 저하된다.
그래서, 본 발명은, 생산성의 향상을 도모할 수 있는 유기 EL 디바이스의 제조 방법 및 유기 EL 디바이스를 제공하는 것을 목적으로 한다.
즉, 본 발명의 일측면에 관한 뱅크 구비 기판은, 기판과, 상기 기판에 형성되어 있으며 화소를 규정하기 위한 뱅크와, 상기 기판에서 상기 화소에 대응하는 화소 영역 상에 형성되는 제1 전극을 구비하는 뱅크 구비 기판의 상기 제1 전극 상에, 도포법에 의해 유기 발광층을 형성하는 공정과, 상기 유기 발광층의 평탄도를 산출하는 공정과, 상기 유기 발광층의 평탄도가 원하는 평탄도 이상인지 여부를 판정하는 공정과, 상기 유기 발광층 상에 제2 전극을 형성하는 공정을 구비하며, 상기 평탄도를 산출하는 공정에서는, 상기 유기 발광층의 최소 두께를 d(㎚)로 하고, 상기 기판의 두께 방향으로부터 보았을 때에 (d+소정값)㎚ 이하인 상기 유기 발광층의 면적을 A1로 하고, 상기 화소 영역의 면적을 A2로 하고, 상기 평탄도를 α로 했을 때, 상기 평탄도를 하기 식 (1)에 의해 산출하고, 상기 판정하는 공정에서, 상기 평탄도가 원하는 값 이상인 경우, 상기 제2 전극을 형성하는 공정을 실시하고, 상기 판정하는 공정에서, 상기 평탄도가 원하는 값 미만인 경우, 상기 유기 발광층을 형성하는 공정에서, 상기 유기 발광층의 형성 조건을 변경하여 상기 유기 발광층을 형성한다.
α=(A1/A2)×100ㆍㆍㆍ(1)
본원 발명자들은, 뱅크에 의해 규정되는 화소 내에 형성되는 유기 발광층의 평탄도를 상기한 바와 같이 정의한 경우, 평탄도와, 유기 발광층으로부터 휘도 상태와의 사이에 일정한 관계성을 발견하였다.
상기 제조 방법에서는, 평탄도가 원하는 값 이상의 유기 발광층을 화소 내에 갖는 유기 EL 디바이스를 제조할 수 있다. 이러한 유기 EL 디바이스에서는, 본원 발명자들이 발견한 지견에 의하면, 실질적으로 상기 원하는 값으로 대응한 휘도 상태에서 화소로부터 광을 출사 가능하다. 이 경우, 유기 EL 디바이스의 제조에 있어서, 유기 발광층의 평탄도를 조정함으로써, 화소로부터 원하는 휘도 상태에서 광을 출사 가능한 유기 EL 디바이스를 제조할 수 있다. 그로 인하여, 유기 EL 디바이스의 생산성이 향상된다.
상기 원하는 평탄도는, 휘도 분포율 산출용 화소에 대하여 상기 식 (1)에 의해 규정되는 평탄도와, 상기 휘도 분포율 산출용 화소에서의 휘도 분포율과의 관계에 기초하여 설정되어 있고, 상기 휘도 분포율은, 상기 휘도 분포율 산출용 화소에서, 상기 휘도 분포율 산출용 화소의 면적의 최대 휘도의 70％ 이상의 휘도를 갖는 영역의 면적의 비율일 수 있다.
이러한 평탄도와 휘도 분포율의 관계에 의해, 유기 발광층의 평탄도를 원하는 값 이상으로 함으로써 원하는 휘도 분포율을 실현할 수 있다.
상기 원하는 평탄도는, 70％이며, 바람직하게는 80％일 수 있다.
상기 뱅크 구비 기판의 상기 제1 전극 상에, 적어도 하나의 유기층을 포함하는 유기 구조체를 형성하는 공정을 더 구비해도 된다. 이 경우, 상기 유기 발광층을 형성하는 공정에서는, 상기 유기 구조체 상에 상기 유기 발광층을 형성해도 된다.
상기 유기 발광층을 형성하는 공정을 구비하는 형태에 있어서, 상기 평탄도를 산출하는 공정에서는, 상기 유기 발광층의 두께 분포를, 상기 유기 구조체의 두께 분포와, 상기 유기 구조체 상에 상기 유기 발광층이 형성되어 이루어지는 적층체의 두께 분포와의 차로부터 산출하고, 상기 유기 발광층의 두께 분포에 기초하여, 상기 평탄도를 산출할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 관한 유기 EL 디바이스는, (A) 기판과, 상기 기판에 형성되어 있으며 화소를 규정하기 위한 뱅크와, (B) 상기 기판에서 상기 화소에 대응하는 화소 영역 상에 형성되는 제1 전극을 갖는 뱅크 구비 기판과, (C) 상기 제1 전극 상에 형성되는 유기 발광층과, (D) 유기 발광층 상에 형성되는 제2 전극을 구비하며, 상기 유기 발광층의 최소 두께를 d(㎚)로 하고, 상기 기판의 두께 방향으로부터 보았을 때에 (d+소정값)㎚ 이하가 되는 상기 유기 발광층의 면적을 A1로 하고, 상기 화소 영역의 면적을 A2로 하고, 상기 유기 발광층의 평탄도를, (A1/A2)×100 [％]로 했을 때, 상기 평탄도가 70％ 이상이다.
본원 발명자들이 발견한 상기 평탄도와 휘도 분포율의 관계로부터, 상기 유기 EL 디바이스에서는, 70％ 이상의 평탄도에 따른 휘도 분포율을 실현할 수 있다. 이 유기 EL 디바이스는 상기 유기 EL 디바이스의 제조 방법으로 제조 가능하므로, 생산성의 향상을 도모할 수 있다.
상기 소정값은, 예를 들어 2 이상 15 이하일 수 있다. 상기 소정값은 10으로 할 수 있다.
본 발명에 따르면, 생산성의 향상을 도모할 수 있는 유기 EL 디바이스의 제조 방법 및 유기 EL 디바이스를 제공할 수 있다.
도 1은, 일 실시 형태에 관한 유기 EL 디바이스를 뱅크 구비 기판측에서 본 경우의 평면도이다.
도 2는, 도 1의 II-II 선을 따른 단면의 일부 확대도이다.
도 3은, 도 1의 유기 EL 디바이스가 갖는 뱅크 구비 기판을 설명하는 도면이다.
도 4는, 일 실시 형태에 관한 유기 EL 디바이스의 제조 방법의 일례의 흐름도이다.
도 5는, 유기 구조체 형성 공정을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은, 유기 발광층 형성 공정을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 건조 속도와 유기 발광층의 두께 분포와의 관계를 설명하기 위한 모식도이다.
도 8은, 실시예의 유기 EL 디바이스의 구성을 모식적으로 도시하는 도면이며, 도 8의 (a)는, 실험예 1 내지 4의 유기 EL 디바이스의 구성을 모식적으로 도시하고 있고, 도 8의 (b)는, 실험예 5 내지 9의 유기 EL 디바이스의 구성을 모식적으로 도시하고 있고, 도 8의 (c)는, 실험예 10 내지 14의 유기 EL 디바이스의 구성을 모식적으로 도시하고 있다.
도 9는, 실험예 1 내지 14의 실험 결과를 도시하는 도면이다.
도 10은, 실험예 1 내지 4에서의 유기 발광층의 두께 분포를 도시하는 도면이다.
도 11은, 실험예 5 내지 9에서의 유기 발광층의 두께 분포를 도시하는 도면이다.
도 12는, 실험예 10 내지 14에서의 유기 발광층의 두께 분포를 도시하는 도면이다.
도 2는, 도 1의 II-II 선을 따른 단면의 일부 확대도이다.
도 3은, 도 1의 유기 EL 디바이스가 갖는 뱅크 구비 기판을 설명하는 도면이다.
도 4는, 일 실시 형태에 관한 유기 EL 디바이스의 제조 방법의 일례의 흐름도이다.
도 5는, 유기 구조체 형성 공정을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은, 유기 발광층 형성 공정을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 건조 속도와 유기 발광층의 두께 분포와의 관계를 설명하기 위한 모식도이다.
도 8은, 실시예의 유기 EL 디바이스의 구성을 모식적으로 도시하는 도면이며, 도 8의 (a)는, 실험예 1 내지 4의 유기 EL 디바이스의 구성을 모식적으로 도시하고 있고, 도 8의 (b)는, 실험예 5 내지 9의 유기 EL 디바이스의 구성을 모식적으로 도시하고 있고, 도 8의 (c)는, 실험예 10 내지 14의 유기 EL 디바이스의 구성을 모식적으로 도시하고 있다.
도 9는, 실험예 1 내지 14의 실험 결과를 도시하는 도면이다.
도 10은, 실험예 1 내지 4에서의 유기 발광층의 두께 분포를 도시하는 도면이다.
도 11은, 실험예 5 내지 9에서의 유기 발광층의 두께 분포를 도시하는 도면이다.
도 12는, 실험예 10 내지 14에서의 유기 발광층의 두께 분포를 도시하는 도면이다.
이하, 본 발명의 실시 형태에 대하여 도면을 참조하면서 설명한다. 동일한 요소에는 동일 번호를 부여한다. 중복되는 설명은 생략한다. 도면의 치수 비율은, 설명한 것과 반드시 일치하지 않는다.
도 1에 도시한 유기 일렉트로루미네센스(유기 EL) 디바이스(1)는 유기 EL 디스플레이 패널이며, 복수의 화소(2)를 갖는다. 각 화소(2)는, 유기 EL 소자부이다. 즉, 유기 EL 디바이스(1)는, 복수의 유기 EL 소자부가 일체적으로 연결된 구성을 갖는다. 본 실시 형태에 있어서, 「화소」란, 광을 발하는 최소 단위(혹은 최소 영역)를 의미하고 있으며, 화소(2)의 발광에 의해 화소(2)는 색 정보를 갖는다. 도 1에서는, 화소(2)를 파선으로 모식적으로 도시하고 있다.
복수의 화소(2)의 각각은 적색, 녹색, 및 청색 중 어느 것의 광을 출사한다. 이 관점에서, 유기 EL 디바이스(1)는, 3종류의 화소(2), 즉 적색의 광을 출사하는 적색 화소(2R), 녹색의 광을 출사하는 녹색 화소(2G) 및 청색의 광을 출사하는 청색 화소(2B)를 갖는다. 이하에서는, 화소(2)가 발광하는 색을 구별하여 설명하는 경우에는, 화소(2)를 상기한 바와 같이 적색 화소(2R), 녹색 화소(2G) 및 청색 화소(2B)라 칭하는 경우도 있다.
복수의 화소(2)는, 이차원 배열(혹은 매트릭스 상)로 배치되어 있다. 이차원 배열의 서로 직교하는 2 방향을 X 방향(또는 행방향) 및 Y 방향(또는 열방향)이라고도 칭한다. 이 경우, 복수의 화소(2)를 구성하는 3종류의 적색 화소(2R), 녹색 화소(2G) 및 청색 화소(2B)는, 예를 들어 이하의 (i), (ⅱ), (ⅲ)의 열을, Y방향으로 이 순서로 반복 배치함으로써, 각각 정렬하여 배치된다.
(i) 적색 화소(2R)가 X 방향으로 소정의 간격을 두고 배치되는 열.
(ⅱ) 녹색 화소(2G)가 X 방향으로 소정의 간격을 두고 배치되는 열.
(ⅲ) 청색 화소(2B)가 X 방향으로 소정의 간격을 두고 배치되는 열.
유기 EL 디바이스(1)는, 예를 들어 병렬된 적색 화소(2R), 녹색 화소(2G) 및 청색 화소(2B)를 하나의 표시 화소 단위로서, 표시 화소 단위에 포함되는 적색 화소(2R), 녹색 화소(2G) 및 청색 화소(2B)를 제어함으로써 풀컬러 표시를 행할 수 있다.
각 열에서의 화소(2) 사이의 간격, 각 행에서의 화소(2) 사이의 간격, 화소(2)의 배치예 및 화소(2)의 수 등은, 유기 EL 디바이스(1)의 사양 등에 의해 적절히 설정된다.
유기 EL 디바이스(1)의 구성에 대하여 상세하게 설명한다. 유기 EL 디바이스(1)는, 뱅크 구비 기판(10)과, 복수의 유기 EL 구조부(20)와, 음극(제2 전극)(30)을 구비한다. 유기 EL 디바이스(1)는, 톱 에미션형의 디바이스여도 되고, 보텀 에미션형의 디바이스여도 된다. 이하에서는 언급하지 않는 한, 보텀 에미션형, 즉 뱅크 구비 기판(10)측으로부터 광을 취출하는 경우에 대하여 설명한다.
도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 뱅크 구비 기판(10)은, 기판(11)과, 복수의 양극(제1 전극)(12)과, 뱅크(13)를 갖는다. 도 3은, 도 1에서의 II-II 선을 따른 뱅크 구비 기판(10)의 단면 일부 확대도에 대응한 도면이고, 도 2에서, 뱅크 구비 기판(10) 이외의 구성 요소를 생략한 도면에 대응한다.
기판(11)은, 가시광(파장 400㎚ 내지 800㎚의 광)에 대하여 투광성을 갖는 판상의 투명 부재이다. 기판(11)은, 양극(12) 및 뱅크(13)를 지지하는 지지체이다. 기판(11)의 두께의 예는, 30㎛ 이상 1100㎛ 이하이다. 기판(11)은, 예를 들어 유리 기판 및 실리콘 기판 등의 리지드 기판이거나, 플라스틱 기판 및 고분자 필름 등의 가요성 기판이어도 된다. 가요성 기판을 사용함으로써 유기 EL 디바이스(1)가 가요성을 가질 수 있다.
기판(11)에는 각 화소(2)를 구동하기 위한 회로가 미리 형성되어 있어도 된다. 기판(11)에는, 예를 들어 TFT(Thin Film Transistor)나 캐패시터 등이 미리 형성되어 있어도 된다.
복수의 양극(12)은, 기판(11)의 표면(11a) 상에서 각 화소(2)에 대응하는 화소 영역(2a) 상에 형성되어 있다. 양극(12)의 평면시 형상(기판(11)의 판 두께 방향으로부터 본 형상)의 예는, 직사각형 및 정사각형과 같은 사각형 및 다른 다각형을 들 수 있다. 양극(12)의 평면시 형상은, 원형 또는 타원형이어도 된다.
양극(12)에는, 금속 산화물, 금속 황화물 및 금속 등으로 이루어지는 박막을 사용할 수 있고, 구체적으로는 산화인듐, 산화아연, 산화주석, 인듐 주석 산화물(Indium Tin Oxide: 약칭 ITO), 인듐아연 산화물(Indium Zinc Oxide: 약칭 IZO), 금, 백금, 은 및 구리 등으로 이루어지는 박막이 사용된다. 본 실시 형태에서 주로 설명하는 바와 같이, 유기 EL 디바이스(1)가 뱅크 구비 기판(10)측으로부터 광을 출사하는 경우, 광 투과성을 나타내는 양극(12)이 사용된다.
양극(12)의 두께는 광의 투과성, 전기 전도도 등을 고려하여 적절히 결정될 수 있다. 양극(12)의 두께는, 예를 들어 10㎚ 내지 10㎛이며, 바람직하게는 20㎚ 내지 1㎛이며, 더욱 바람직하게는 50㎚ 내지 500㎚이다.
일 실시 형태에서, 양극(12)과 기판(11) 사이에는, 절연층 등으로 구성되는 층이 형성되어도 된다. 절연층 등의 층도 기판(11)의 일부로 간주해도 된다.
도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 뱅크(13)는, 각 양극(12)의 주위에 형성된다. 뱅크(13)는, 인접하는 양극(12) 사이에 걸쳐 형성되어 있다. 뱅크(13)의 일부는, 양극(12)의 주연부에 덮여 있어도 된다. 뱅크(13)는, 화소(2) 혹은 화소 영역(2a)을 구획하는 격벽이다. 즉, 뱅크(13)는, 기판(11)의 표면(11a) 상에서 미리 설정되어 있는 화소 영역(2a)을 구획하는 개구를 갖는 패턴으로 기판(11) 상에 형성되어 있다. 본 실시 형태에서는, 도 1에 도시한 바와 같이, 복수의 화소(2)가 이차원 배열로 배치되어 있기 때문에, 격자상의 뱅크(13)가 기판(11)에 형성되어 있다.
뱅크(13)의 재료의 예는 수지이다. 뱅크(13)는, 예를 들어 발액제를 포함하는 감광성 수지 조성물의 경화물이다. 발액제의 예로서는, 불소 수지를 함유하는 발액제를 들 수 있다. 뱅크(13)로 규정되는 화소 영역(2a) 상에는, 후술하는 바와 같이, 도포법에 의해 유기 발광층(23)과 같은 유기층이 형성된다. 따라서, 뱅크(13)는, 통상 뱅크(13)로 규정되는 화소 영역(2a) 상에 도포법을 이용하여 유기층을 형성할 때에, 그 유기층을 적합하게 형성 가능한 특성(예를 들어 습윤성)을 갖도록 형성되어 있다.
뱅크(13)의 형상 및 그의 배치는, 화소(2) 수 및 해상도 등의 유기 EL 디바이스(1)의 사양이나 제조의 용이함 등에 따라 적절히 설정된다. 예를 들어, 도 2 및 도 3에서, 뱅크(13)의 화소 영역(2a)에 면하는 측면(13a)은, 기판(11)의 표면(11a)에 대하여 실질적으로 직교하고 있다. 그러나, 측면(13a)은, 표면(11a)에 대하여 예각을 이루도록 경사져 있어도 되고, 둔각을 이루도록 경사져 있어도 된다. 측면(13a)과 표면(11a)이 예각인 경우, 뱅크(13)의 형상은 순테이퍼형으로서 알려져 있고, 측면(13a)과 기판(11)의 표면이 둔각인 경우, 뱅크(13)의 형상은 역테이퍼형으로서 알려져 있다. 뱅크(13)의 두께(높이)의 예는 0.3㎛ 내지 5㎛ 정도이다.
상기 뱅크 구비 기판(10)은, 예를 들어 기판(11)에 미리 설정되는 복수의 화소 영역(2a) 상에 양극(12)을 형성한 후에, 뱅크(13)를 형성함으로써 제조될 수 있다.
양극(12)은 증착법 혹은 도포법으로 형성될 수 있다. 증착법으로 형성하는 경우에는, 양극(12)의 재료로 이루어지는 층을 기판(11) 상에 형성한 후, 그 층을 복수의 양극(12)의 패턴으로 패터닝하면 된다. 도포법으로 양극(12)을 형성할 때에는, 양극(12)의 재료를 포함하는 도포액을, 복수의 양극(12)에 대응한 패턴으로 기판(11) 상에 도포한 후에, 도포막을 건조시킴으로써 형성될 수 있다. 혹은, 양극(12)이 되어야 할 재료로 이루어지는 도포막을 기판(11)에 형성해 건조시킨 후, 양극(12)의 패턴으로 패터닝해도 된다.
양극(12)의 형성에 있어서 도포법을 이용하는 경우, 도포법의 예로서는, 잉크젯 인쇄법을 들 수 있지만, 그 외, 공지된 도포법, 예를 들어 슬릿 코트법, 마이크로 그라비아 코트법, 그라비아 코트법, 바 코트법, 롤 코트법, 와이어 바 코트법, 스프레이 코트법, 스크린 인쇄법, 플렉소 인쇄법, 오프셋 인쇄법 및 노즐 프린트법 등을 사용해도 된다. 양극(12)의 재료를 포함하는 도포액의 용매는, 양극(12)의 재료를 용해할 수 있는 용매이면 된다.
뱅크(13)는, 예를 들어 도포법을 이용하여 형성된다. 구체적으로는, 뱅크(13)의 재료를 포함하는 도포액을, 양극(12)이 형성된 기판(11)에 도포하여 이루어지는 도포막을 건조시킨 후, 그 도포막을 소정의 패턴으로 패터닝함으로써 형성될 수 있다. 도포법의 예로서는 스핀 코트법이나 슬릿 코트법 등을 들 수 있다. 뱅크(13)의 재료를 포함하는 도포액의 용매는, 뱅크(13)의 재료를 용해할 수 있는 용매이면 된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 복수의 유기 EL 구조부(20)는, 뱅크 구비 기판(10)에서, 뱅크(13)와 양극(12)으로 형성되는 오목부(14)(도 2 및 도 3 참조) 내에 형성되어 있다. 유기 EL 구조부(20)는, 정공 주입층(21), 정공 수송층(22) 및 유기 발광층(23)을 갖는다.
정공 주입층(21)은, 양극(12)으로부터 유기 발광층(23)으로의 정공 주입 효율을 개선하는 기능을 갖는 유기층이다. 정공 주입층(21)의 재료는 공지된 정공 주입 재료가 사용될 수 있다. 정공 주입 재료의 예로서는, 산화바나듐, 산화몰리브덴, 산화루테늄 및 산화알루미늄 등의 산화물, 페닐아민 화합물, 스타버스트형 아민 화합물, 프탈로시아닌 화합물, 아몰퍼스 카본, 폴리아닐린, 및 폴리에틸렌디옥시티오펜(PEDOT) 등의 폴리티오펜 유도체를 들 수 있다.
정공 주입층(21)의 두께는, 사용하는 재료에 의해 최적값이 상이하며, 요구되는 특성 및 층의 형성 용이성 등을 감안하여 적절하게 결정된다. 정공 주입층(21)의 두께는, 예를 들어 1㎚ 내지 1㎛이며, 바람직하게는 2㎚ 내지 500㎚이며, 더욱 바람직하게는 5㎚ 내지 200㎚이다.
정공 주입층(21)은, 필요에 따라 화소(2)의 종류마다, 즉 적색 화소(2R), 녹색 화소(2G) 및 청색 화소(2B)마다 그 재료 또는 두께를 상이하게 하여 형성된다. 정공 주입층(21)의 형성 공정의 간이성의 관점에서, 동일한 재료, 동일한 두께로 모든 정공 주입층(21)을 형성해도 된다.
정공 수송층(22)은, 양극(12), 정공 주입층(21) 또는 양극(12)에 보다 가까운 정공 수송층(22)으로부터 유기 발광층(23)으로의 정공 주입을 개선하는 기능을 갖는 층이다. 정공 수송층(22)의 재료에는, 공지된 정공 수송 재료가 사용될 수 있다. 정공 수송층(22)의 재료의 예는, 정공 수송 재료로서는, 폴리비닐카르바졸 혹은 그의 유도체, 폴리실란 혹은 그의 유도체, 측쇄 혹은 주쇄에 방향족 아민을 갖는 폴리실록산 혹은 그의 유도체, 피라졸린 혹은 그의 유도체, 아릴아민 혹은 그의 유도체, 스틸벤 혹은 그의 유도체, 트리페닐 디아민 혹은 그의 유도체, 폴리아닐린 혹은 그의 유도체, 폴리티오펜 혹은 그의 유도체, 폴리아릴아민 혹은 그의 유도체, 폴리피롤 혹은 그의 유도체, 폴리(p-페닐렌비닐렌) 혹은 그의 유도체, 또는 폴리(2,5-티에닐렌비닐렌) 혹은 그의 유도체 등을 들 수 있다. 또한, 일본 특허 공개 제2012-144722호 공보에 개시되어 있는 정공 수송층 재료를 들 수 있다.
정공 수송층(22)의 두께는, 사용하는 재료에 의해 최적값이 상이하며, 구동 전압과 발광 효율이 적당한 값이 되도록 적절히 설정된다. 정공 수송층(22)의 두께는, 예를 들어 1㎚ 내지 1㎛이며, 바람직하게는 2㎚ 내지 500㎚이며, 더욱 바람직하게는 5㎚ 내지 200㎚이다.
정공 수송층(22)은 필요에 따라 화소(2)의 종류마다, 즉 적색 화소(2R), 녹색 화소(2G) 및 청색 화소(2B)마다 그 재료 또는 두께를 상이하게 하여 형성된다. 정공 수송층(22)의 형성 공정의 간이성의 관점에서, 동일한 재료, 동일한 두께로 모든 정공 주입층(21)을 형성해도 된다.
유기 발광층(23)은, 정공 수송층(22) 상에 형성된다. 유기 발광층(23)은, 소정의 파장의 광을 발광하는 기능을 갖는 유기층이다. 유기 발광층(23)은, 통상 주로 형광 및/또는 인광을 발광하는 유기물, 혹은 해당 유기물과 이것을 보조하는 도펀트로 형성된다. 도펀트는, 예를 들어 발광 효율의 향상이나, 발광 파장을 변화시키기 위해 가해진다. 유기 발광층(23)에 포함되는 유기물은, 저분자 화합물이거나 고분자 화합물이어도 된다. 유기 발광층(23)을 구성하는 발광 재료로서는, 하기의 색소계 재료, 금속 착체계 재료, 고분자계 재료, 도펀트의 재료를 들 수 있다.
색소계의 발광 재료로서는, 예를 들어 시클로펜다민 혹은 그의 유도체, 테트라페닐부타디엔 혹은 그의 유도체, 트리페닐아민 혹은 그의 유도체, 옥사디아졸 혹은 그의 유도체, 피라졸로퀴놀린 혹은 그의 유도체, 디스티릴벤젠 혹은 그의 유도체, 디스티릴아릴렌 혹은 그의 유도체, 피롤 혹은 그의 유도체, 티오펜환 화합물, 피리딘환 화합물, 페리논 혹은 그의 유도체, 페릴렌 혹은 그의 유도체, 올리고티오펜 혹은 그의 유도체, 옥사디아졸 이량체 혹은 그의 유도체, 피라졸린 이량체 혹은 그의 유도체, 퀴나크리돈 혹은 그의 유도체, 쿠마린 혹은 그의 유도체 등을 들 수 있다.
금속 착체계의 발광 재료로서는, 예를 들어 Tb, Eu, Dy 등의 희토류 금속, 또는 Al, Zn, Be, Pt, Ir 등을 중심 금속에 갖고, 옥사디아졸, 티아디아졸, 페닐피리딘, 페닐벤조이미다졸, 퀴놀린 구조 등을 배위자로 갖는 금속 착체를 들 수 있다. 금속 착체로서는, 예를 들어 이리듐 착체, 백금 착체 등의 삼중항 여기 상태로부터의 발광을 갖는 금속 착체, 알루미늄퀴놀리놀 착체, 벤조퀴놀리놀베릴륨 착체, 벤조옥사졸릴아연 착체, 벤조티아졸아연 착체, 아조메틸아연 착체, 포르피린아연 착체, 페난트롤린유로퓸 착체 등을 들 수 있다.
고분자계의 발광 재료로서는, 예를 들어 폴리파라페닐렌비닐렌 혹은 그의 유도체, 폴리티오펜 혹은 그의 유도체, 폴리파라페닐렌 혹은 그의 유도체, 폴리실란 혹은 그의 유도체, 폴리아세틸렌 혹은 그의 유도체, 폴리플루오렌 혹은 그의 유도체, 폴리비닐카르바졸 혹은 그의 유도체, 상기 색소 재료, 금속 착체 재료를 고분자화한 재료 등을 들 수 있다.
상기 발광 재료 중 적색으로 발광하는 재료(이하, 「적색 발광 재료」라고 함)로서는, 쿠마린 혹은 그의 유도체, 티오펜환 화합물 및 그들의 중합체, 폴리파라페닐렌비닐렌 혹은 그의 유도체, 폴리티오펜 혹은 그의 유도체, 폴리플루오렌 혹은 그의 유도체 등을 들 수 있다. 그 중에서도 고분자 재료의 폴리파라페닐렌비닐렌 혹은 그의 유도체, 폴리티오펜 혹은 그의 유도체, 폴리플루오렌 혹은 그의 유도체가 바람직하다. 적색 발광 재료로서는, 일본 특허 공개 제2011-105701호 공보에 개시되어 있는 재료도 들 수 있다.
녹색으로 발광하는 재료(이하, 「녹색 발광 재료」라고 함)로서는, 퀴나크리돈 혹은 그의 유도체, 쿠마린 혹은 그의 유도체 및 그들의 중합체, 폴리파라페닐렌비닐렌 혹은 그의 유도체, 폴리플루오렌 혹은 그의 유도체 등을 들 수 있다. 그 중에서도 고분자 재료의 폴리파라페닐렌비닐렌 혹은 그의 유도체, 폴리플루오렌 혹은 그의 유도체가 바람직하다. 녹색 발광 재료로서는, 일본 특허 공개 제2012-036388호 공보에 개시되어 있는 재료도 들 수 있다.
청색으로 발광하는 재료(이하, 「청색 발광 재료」라고 칭함)로서는, 디스티릴아릴렌 혹은 그의 유도체, 옥사디아졸 혹은 그의 유도체 및 그들의 중합체, 폴리비닐카르바졸 혹은 그의 유도체, 폴리파라페닐렌 혹은 그의 유도체, 폴리플루오렌 혹은 그의 유도체 등을 들 수 있다. 그 중에서도 고분자 재료의 폴리비닐카르바졸 혹은 그의 유도체, 폴리파라페닐렌 혹은 그의 유도체 및 폴리플루오렌 혹은 그의 유도체가 바람직하다. 청색 발광 재료로서는, 일본 특허 공개 제2012-144722호 공보에 개시되어 있는 재료도 들 수 있다.
도펀트의 재료로서는, 예를 들어 페릴렌 혹은 그의 유도체, 쿠마린 혹은 그의 유도체, 루브렌 혹은 그의 유도체, 퀴나크리돈 혹은 그의 유도체, 스쿠아릴륨 혹은 그의 유도체, 포르피린 혹은 그의 유도체, 스티릴 색소, 테트라센 혹은 그의 유도체, 피라졸론 혹은 그의 유도체, 데카시클렌 혹은 그의 유도체, 페녹사존 혹은 그의 유도체 등을 들 수 있다.
유기 발광층(23)은, 화소(2)의 종류, 즉 적색 화소(2R), 녹색 화소(2G) 및 청색 화소(2B)에 따라 형성된다. 적색 화소(2R)에 대응하는 오목부(14)의 정공 수송층(22) 상에는, 적색을 발광하는 유기 발광층(23)이 형성되고, 녹색 화소(2G)에 대응하는 오목부(14)의 정공 주입층(21) 상에는, 녹색을 발광하는 유기 발광층(23)이 형성되고, 청색 화소(2B)에 대응하는 오목부(14)의 정공 수송층(22) 상에는, 청색을 발광하는 유기 발광층(23)이 형성된다. 이하, 적색 화소(2R), 녹색 화소(2G) 및 청색 화소(2B)에 포함되는 유기 발광층(23)을 적색 발광층(23R), 녹색 발광층(23G) 및 청색 발광층(23B)이라고도 칭하는 경우가 있다.
음극(30)은, 유기 발광층(23) 상에 형성된다. 음극(30)의 재료로서는, 일함수가 작고, 유기 발광층(23)으로의 전자 주입이 용이하고, 전기 전도도가 높은 재료가 바람직하다. 또한, 본 실시 형태에서 설명하고 있는 바와 같이, 유기 EL 디바이스(1)가 양극(12)측으로부터 광을 취출하는 경우에는, 유기 발광층(23)으로부터 방사되는 광을 음극(30)에서 양극(12)측으로 반사하기 때문에, 음극(30)의 재료로서는 가시광 반사율이 높은 재료가 바람직하다. 음극(30)에는, 예를 들어 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 전이 금속 및 주기율표의 13족 금속 등이 사용될 수 있다. 또한, 음극(30)으로서는 도전성 금속 산화물 및 도전성 유기물 등으로 이루어지는 투명 도전성 음극도 사용될 수 있다.
음극(30)의 두께는 전기 전도도, 내구성을 고려하여 적절히 설정된다. 음극(30)의 두께는, 예를 들어 10㎚ 내지 10㎛이며, 바람직하게는 20㎚ 내지 1㎛이며, 더욱 바람직하게는 50㎚ 내지 500㎚이다.
본 실시 형태에서는, 음극(30)은 복수의 화소(2)가 형성되는 표시 영역의 전체면에 형성된다. 즉, 음극(30)은, 유기 발광층(23) 상뿐만 아니라, 뱅크(13) 상에도 형성되고, 복수의 화소(2)에 공통의 양극(12)으로서 형성된다.
음극(30)은 유기 발광층(23) 상에 형성되지만, 예를 들어 유기 발광층(23)과, 이 위에 형성되는 음극(30) 사이에는, 소정의 무기층이 형성되어 있어도 된다.
도 1 및 도 2에서는 도시를 생략하고 있지만, 유기 EL 디바이스(1)의 음극(30) 상에는 통상 밀봉 기판이 형성된다. 그 외, 유기 EL 디바이스(1)는, 예를 들어 유기 EL 패널 디스플레이 패널에서 구비하는 공지된 구성을 구비할 수 있다.
상기 구성의 유기 EL 디바이스(1)에 있어서 각 화소(2) 내의 구조, 즉 기판(11)에서의 화소 영역(2a)의 부분, 양극(12), 유기 EL 구조부(20) 및 음극(30)에서의 화소 영역(2a)의 부분이 유기 EL 소자부를 구성하고 있다. 따라서, 유기 EL 디바이스(1)는, 뱅크(13)로 구획된 복수의 유기 EL 소자부가 기판(11) 및 양극(12)을 공통으로 하여 일체적으로 연결된 구성을 갖는다.
유기 EL 디바이스(1)에서는, 도 2에 도시된 바와 같이, 화소(2) 내의 유기 발광층(23), 즉 오목부(14) 내의 유기 발광층(23)의 최소 두께를 d(㎚)로 하고, 기판(11)의 두께 방향으로부터 보았을 때에 (d+소정값)[㎚] 이하인 유기 발광층(23)의 면적을 A1로 하고, 화소 면적을 A2로 하고, 유기 발광층(23)의 평탄도 α(％)를 하기 식 (I)로 나타냈을 때, 평탄도 α는 70％ 이상이다.
α=(A1/A2)×100ㆍㆍㆍ(I)
상기 화소 면적이란, 화소 영역(2a)의 면적이며, 뱅크(13)에서 화소 영역(2a)에 면하는 단부(13b)(도 2 및 도 3 참조)로 구획되는 영역의 면적이기도 하다. 상기 소정값(㎚)은, 바람직하게는 2 이상 15 이하이다. 이 범위이면, 평탄도를 보다 적절하게 평가하기 쉽다. 상기 소정값은, 5 이상 12 이하가 보다 바람직하고, 예를 들어 10으로 할 수 있다.
적색 발광층(23R), 녹색 발광층(23G) 및 청색 발광층(23B) 각각에서 최소 두께 d(㎚)는 상이해도 된다. 이 경우, 유기 EL 디바이스(1)는, 적색 발광층(23R), 녹색 발광층(23G) 및 청색 발광층(23B)의 각각의 평탄도 α가 70％ 이상이다.
다음으로, 유기 EL 디바이스(1)의 제조 방법에 대하여 설명한다. 여기에서는, 뱅크 구비 기판(10)을 준비한 후의 유기 EL 디바이스(1)의 제조 방법에 대하여 설명한다. 유기 EL 디바이스(1)의 제조 방법은, 도 4에 도시한 바와 같이, 유기 구조체(40)를 형성하는 공정(유기 구조체 형성 공정) S10과, 유기 발광층(23)을 형성하는 공정(유기 발광층 형성 공정) S12와, 유기 발광층(23)의 평탄도 α를 산출하는 공정(평탄도 산출 공정) S14와, 평탄도 α가 원하는 값 이상인지 여부를 판정하는 공정(판정 공정) S16과, 음극(30)을 형성하는 공정(음극 형성 공정) S18을 구비한다.
유기 EL 디바이스(1)를 제조하는 경우에는, 먼저, 유기 구조체 형성 공정 S10을 실시한다. 유기 구조체 형성 공정 S10에서는, 도 5에 도시한 바와 같이, 화소 영역(2a)에 형성된, 바꾸어 말하면, 오목부(14)에 형성된 양극(12) 상에 정공 주입층(21)과 정공 수송층(22)을 순서대로 도포법에 의해 형성하여 정공 주입층(21)과 정공 수송층(22)의 적층체인 유기 구조체(40)를 제작한다.
구체적으로는, 오목부(14)의 양극(12) 상에 정공 주입 재료를 포함하는 도포액을 적하하여 도포막을 형성한 후, 도포막을 건조시킴으로써 정공 주입층(21)을 형성한다.
도포법으로서는, 예를 들어 잉크젯 인쇄법을 들 수 있다. 단, 오목부(14) 내에 층을 형성 가능한 도포법이면 다른 공지된 도포법, 예를 들어 마이크로 그라비아 코트법, 그라비아 코트법, 바 코트법, 롤 코트법, 와이어 바 코트법, 스프레이 코트법, 스크린 인쇄법, 플렉소 인쇄법, 오프셋 인쇄법 및 노즐 프린트법을 사용해도 되고, 바람직하게는, 스크린 인쇄법, 플렉소 인쇄법, 오프셋 인쇄법 및 노즐 프린트법을 사용해도 된다.
도포액에 사용되는 용매로서는, 정공 주입 재료를 용해할 수 있으면 한정되지 않지만, 예를 들어 클로로포름, 염화메틸렌, 디클로로에탄 등의 염화물 용매, 테트라히드로푸란 등의 에테르 용매, 톨루엔, 크실렌 등의 방향족 탄화수소 용매, 아세톤, 메틸에틸케톤 등의 케톤 용매, 아세트산에틸, 아세트산부틸, 에틸셀로솔브아세테이트 등의 에스테르 용매 등을 들 수 있다.
도포막의 건조 방법은, 도포막을 건조할 수 있으면 한정되지 않지만, 진공 건조 및 가열 건조 등을 들 수 있다.
이어서, 정공 수송 재료를 포함하는 도포액을 오목부(14) 내의 정공 주입층(21) 상에 적하하여 도포막을 형성한 후, 도포막을 건조시킴으로써 정공 수송층(22)을 형성한다. 용매 및 건조 방법의 예는, 정공 주입층(21)의 경우와 동일할 수 있다.
유기 구조체 형성 공정 S10을 거쳐서 얻어지는 구조체, 즉 뱅크 구비 기판(10)과, 오목부(14) 내에 형성된 유기 구조체(40)를 구비하는 구조체를, 중간 구조체(3)라고 칭한다. 유기 구조체 형성 공정 S10에서는, 중간 구조체(3)를 2개 제작해 두고, 한쪽의 중간 구조체(3)가 갖는 유기 구조체(40)의 두께 분포를, 유기 발광층(23)의 두께 취득을 위하여 측정해 둔다.
도 4에 도시한 바와 같이, 유기 구조체 형성 공정 S10을 실시한 후에, 유기 발광층 형성 공정 S12를 실시한다. 유기 발광층 형성 공정 S12에서는, 도 6에 도시한 바와 같이, 유기 구조체(40) 상에 도포법에 의해 유기 발광층(23)을 형성한다. 구체적으로는, 유기 발광층(23)이 되어야 할 발광 재료를 포함하는 도포액을 오목부(14) 내에 적하하여 도포막을 형성한 후(도포막 형성 공정), 도포막을 건조시킴(건조 공정)으로써, 유기 발광층(23)을 형성한다. 적색 화소(2R), 녹색 화소(2G) 및 청색 화소(2B)에 대응하는 오목부(14)에는, 각각 적색용 발광 재료, 녹색 발광 재료 및 청색 발광 재료를 포함하는 도포액을 사용하여, 적색 발광층(23R), 녹색 발광층(23G) 및 청색 발광층(23B)을 형성한다.
도포법으로서는, 잉크젯 인쇄법이 예시되지만, 정공 주입층(21)의 경우에 예시한 그 외의 공지된 도포법도 이용할 수 있다. 도포액에 사용되는 용매는, 발광 재료를 용해할 수 있으면 한정되지 않고, 정공 주입층(21)의 형성 시에 예시한 용매와 동일할 수 있다.
도포막의 건조 방법은, 정공 주입층(21)의 경우와 동일하게 도포막을 건조할 수 있으면 한정되지 않지만, 진공 건조 및 가열 건조 등을 들 수 있다.
상기 유기 발광층 형성 공정 S12에 의해, 오목부(14) 내에서 양극(12) 상에는, 유기 구조체(40)와 유기 발광층(23)으로 이루어지는 적층체(41)가 형성된다.
유기 발광층 형성 공정 S12에서는, 유기 구조체 형성 공정 S10에서 제작한 2개의 중간 구조체(3)의 각각이 갖는 유기 구조체(40) 상에 유기 발광층(23)을 형성한다. 유기 구조체(40)의 두께 측정에 사용한 중간 구조체(3)에 형성된 적층체(41)의 두께를 측정하여, 적층체(41)의 두께 분포를 취득한다.
도 4에 도시한 바와 같이, 유기 발광층 형성 공정 S12를 실시한 후에, 평탄도 산출 공정 S14를 실시한다. 평탄도 산출 공정 S14에서는, 먼저, 유기 발광층(23)의 두께 분포를 산출한다. 구체적으로는, 유기 구조체 형성 공정 S10에서 취득한 유기 구조체(40)의 두께 분포와, 유기 발광층 형성 공정 S12에서 취득한 적층체(41)의 두께 분포에 기초하여, 유기 발광층(23)의 두께 분포를 산출한다. 즉, 기판(11)의 두께 방향으로부터 본 경우에 있어서, 오목부(14) 내의 각 위치에서의 적층체(41)의 두께로부터 유기 구조체(40)의 두께의 차를 산출함으로써, 유기 발광층(23)의 두께 분포를 얻는다. 다음에, 산출한 유기 발광층(23)의 두께 분포와 식 (I)를 이용하여 평탄도 α를 산출한다.
도 4에 도시한 바와 같이, 평탄도 산출 공정 S14를 실시한 후에, 판정 공정 S16을 실시한다. 판정 공정 S16에서는, 평탄도 α가 원하는 값 이상인지 여부를 판정한다. 본 실시 형태에 있어서 「원하는 값」은 70％이다. 이 때, 적색 발광층(23R), 녹색 발광층(23G) 및 청색 발광층(23B)에 있어서, 평탄도 α가 상이한 경우는, 적색 발광층(23R), 녹색 발광층(23G) 및 청색 발광층(23B)에서의 평탄도 α 중 가장 작은 평탄도 α의 값으로 판정한다. 또한, 동일한 색(적색, 녹색 또는 청색)에 대응하는 복수의 유기 발광층(23)의 평탄도 α는, 도포액의 재료 등의 형성 조건이 동일하기 때문에, 동일한 평탄도 α로 간주할 수 있다. 따라서, 예를 들어 하나의 색에 대해서는, 하나의 유기 발광층(23)의 평탄도 α를 산출하면 된다. 단, 상이한 색의 경우와 동일하게, 복수의 유기 발광층(23)을 샘플링하여 그 중 가장 작은 평탄도 α를 판정에 사용해도 된다.
판정 공정 S16에 있어서, 평탄도 α가 70％(원하는 값) 이상의 경우(도 4의 S16에서 「예」의 경우), 유기 발광층(23) 상에 음극(30)을 형성하는 공정(음극 형성 공정) S18을 실시한다. 음극(30)의 형성 방법으로는, 예를 들어 양극(12)의 경우와 동일한 증착법 및 도포법을 들 수 있다. 이 공정에서는, 복수의 오목부(14)에 형성된 유기 발광층(23) 상에 걸쳐 음극(30)을 형성한다. 이에 의해, 도 1 및 도 2에 도시된 유기 EL 디바이스(1)가 얻어진다.
판정 공정 S16에 있어서, 평탄도 α가 70％(원하는 값) 미만인 경우(도 4의 S16에서 「아니오」의 경우), 유기 발광층(23)의 형성 조건을 변경하는 공정(형성 조건 변경 공정) S20을 실시한다. 예를 들어, 변경하는 형성 조건의 예는, 유기 발광층 형성 공정 S12에서 발광 재료를 도포법으로 오목부(14)에 적하하여 형성된 도포막을 건조시키는 공정에서의 건조 속도이다.
여기서, 건조 속도와 유기 발광층의 두께 분포와의 관계에 대하여 도 7을 이용하여 설명한다. 도 7에서는, 건조 속도와 유기 발광층의 두께 분포와의 관계를 모식적으로 도시하고 있다. 구체적으로는, 건조 속도를 빠르게 한 경우의 두께 분포의 일례와, 건조 속도를 늦게 한 경우의 두께 분포의 일례와, 그들 사이의 두께 분포의 일례를 모식적으로 도시하고 있다. 상기 3개의 두께 분포에서, 횡축은 오목부(14)의 단면에서의 위치를 나타내고 있고, x1 및 x2는 각각 오목부(14)를 구획하는 뱅크(13)의 측면(13a, 13a)의 위치를 나타내고 있다. 상기 3개의 두께 분포에서 종축은 두께를 나타내고 있다.
본원 발명자들의 지견에 의하면, 건조 속도가 빠르면, 도 7에서 좌측의 두께 분포에 모식적으로 도시한 것 같이, 유기 발광층(23)의 중앙부의 두께가 얇아져서 오목상으로 되기 쉽고, 건조 속도가 늦으면, 도 7에서 우측의 두께 분포에 모식적으로 도시한 유기 발광층(23)이 중앙부의 두께가 두꺼워져 볼록상으로 되기 쉽다. 따라서, 판정 공정 S16에서 사용한 유기 발광층(23)의 두께 분포에 기초하여, 건조 속도를 조정함으로써, 유기 발광층(23)의 두께 분포를 조정 가능하고, 도 7에서 중앙에 나타낸 두께 분포와 같이 평탄한 두께 분포를 갖는 유기 발광층(23)을 실현할 수 있다.
그 외, 유기 발광층(23)의 형성 조건에서 변경 가능한 파라미터로서는, 예를 들어 도포액의 조성 비율 등을 들 수 있다.
형성 조건 변경 공정 S20을 실시한 후는, 변경 후의 형성 조건이며, 유기 발광층(23)을 다시 형성한다. 도 4에서는, 일례로서, 형성 조건 변경 공정 S20의 후에, 유기 발광층 형성 공정 S12로 되돌아가는 경우를 예시하고 있다. 이러한 흐름도라면, 유기 구조체 형성 공정 S10에서, 복수의 중간 구조체(3)를 제작해 두고, 유기 발광층 형성 공정 S12로 되돌아가서, 유기 발광층(23)을 형성하지 않은 중간 구조체(3)가 갖는 유기 구조체(40) 상에 유기 발광층(23)을 형성하면 된다. 혹은, 형성 조건 변경 공정 S20의 후에, 유기 구조체 형성 공정 S10으로 되돌아가도 된다.
본원 발명자들은, 예의 연구를 행하여, 유기 발광층의 평탄도 α와 휘도 분포율 β에 일정한 관계가 있는 것을 발견하였다. 휘도 분포율 β는, 휘도 분포율 산출용(혹은 시험용)의 유기 EL 디바이스의 화소(휘도 분포율 산출용 화소)를 발광시켰을 때에, 화소의 최대 휘도를 IMAX로 하고, (IMAX×0.7) 이상의 휘도를 갖는 면적을 A3으로 하고, 화소 면적을 A4로 한 경우에 하기 식 (II)로 정의된다.
β=(A3/A4)×100ㆍㆍㆍ(II)
화소 면적 A4의 정의는, 휘도 분포율 β의 산출에 이용한 유기 EL 디바이스(1)에서의 화소 면적 A3과 동일하다.
유기 발광층의 평탄도 α와 휘도 분포율 β의 관계에 대하여 실험예 1 내지 15에 기초하여 설명한다. 실험예 1 내지 15의 설명에서는, 설명을 위하여, 유기 EL 디바이스(1)의 구성 요소에 상당하는 구성 요소에는, 편의적으로 동일한 부호를 부여하여 설명한다. 실험예 1 내지 15에서, 평탄도 α의 산출용의 면적 A1을 규정하기 위한 상기 소정값은 10이었다. 즉, 실험예 1 내지 15에서는, (d+10)㎚ 이하인 유기 발광층(23)의 면적 A1을 사용했다.
실험예 1 내지 4에서는, 도 8의 (a)에 나타낸 유기 EL 디바이스 E1 내지 E4를 제작했다. 즉, 뱅크 구비 기판(10)의 오목부(14)에, 양극(12)측으로부터 정공 주입층(21), 정공 수송층(22) 및 유기 발광층(23)을 형성하고, 유기 발광층(23) 상에 음극(30)을 형성했다. 정공 주입층(21), 정공 수송층(22) 및 유기 발광층(23)은, 잉크젯 인쇄법에 의해 각 층에 대응하는 도포액을 사용하여 도포막을 형성하고, 진공 건조시킴으로써 형성했다. 각 오목부(14) 내의 유기 발광층(23)으로서 청색 발광층(23B)을 사용했다. 따라서, 유기 EL 디바이스 E1 내지 E4는, 청색을 발광하는 유기 EL 디바이스(1)이다.
유기 EL 디바이스 E1 내지 E4에서의 정공 주입층(21), 정공 수송층(22) 및 유기 발광층(23)에는, 동일한 정공 주입 재료, 정공 수송 재료 및 청색 발광 재료를 사용했다. 단, 유기 EL 디바이스 E1 내지 E4에서, 대응하는 정공 주입층(21), 정공 수송층(22) 및 유기 발광층(23)을 형성할 때의 도포액 조성 비율 등은 상이하다. 유기 EL 디바이스 E1 내지 E4의 유기 발광층(23)을 형성할 때에 행한 진공 건조에서, 진공 챔버 내의 온도는 13℃ 내지 30℃였다. 진공 건조에서, 유기 EL 디바이스 E1, 유기 EL 디바이스 E2, 유기 EL 디바이스 E3 및 유기 EL 디바이스 E4의 순서로, 도포막의 건조 속도는 느렸다.
유기 EL 디바이스 E1 내지 E4가 갖는 유기 발광층(23)의 평탄도 α는 표 1대로였다. 유기 EL 디바이스 E1 내지 E4를 동일한 조건으로 발광시켰을 때의 휘도 분포율 β는, 표 1대로였다. 평탄도 α 및 휘도 분포율 β의 산출에서 사용한 화소 면적 A2, A4는 동일했다.
실험예 5 내지 9에서는, 도 8의(b)에 나타낸 유기 EL 디바이스 E5 내지 E9를 제조했다. 유기 EL 디바이스 E5 내지 E9의 구성은, 유기 발광층(23)으로서 청색 발광층(23B) 대신 녹색 발광층(23G)을 사용한 점 이외는, 유기 EL 디바이스 E1 내지 E4와 동일한 구성을 갖는다. 유기 EL 디바이스 E5 내지 E9는, 녹색을 발광하는 유기 EL 디바이스(1)이다. 유기 EL 디바이스 E5 내지 E9의 제조에 있어서도. 정공 주입층(21), 정공 수송층(22) 및 유기 발광층(23)을 잉크젯 인쇄법에 의해 각 층에 대응하는 도포액을 사용하여 도포막을 형성하고, 진공 건조시킴으로써 형성했다. 유기 발광층(23)을 형성할 때에 행한 진공 건조에서, 진공 챔버 내의 온도는 13℃ 내지 30℃였다.
유기 EL 디바이스 E5 내지 E9에서의 정공 주입층(21) 및 정공 수송층(22)에는, 유기 EL 디바이스 E1 내지 E4의 경우와 동일한 정공 주입 재료 및 정공 수송 재료를 사용했다. 단, 유기 EL 디바이스 E5 내지 E9에서, 정공 주입층(21), 정공 수송층(22) 및 유기 발광층(23)을 형성할 때의 도포액 조성 비율 등은 상이하다. 유기 EL 디바이스 E5 내지 E9의 유기 발광층(23)을 형성할 때의 진공 건조에서는, 유기 EL 디바이스 E5, 유기 EL 디바이스 E6, 유기 EL 디바이스 E7, 유기 EL 디바이스 E8 및 유기 EL 디바이스 E9의 순서로, 도포막의 건조 속도는 빨랐다.
유기 EL 디바이스 E5 내지 E9가 갖는 유기 발광층(23)의 평탄도 α는 표 2대로였다. 유기 EL 디바이스 E5 내지 E9를 유기 EL 디바이스 E1 내지 E4와 동일한 조건에서 발광시켰을 때의 휘도 분포율 β는, 표 2대로였다. 평탄도 α 및 휘도 분포율 β의 산출에서 사용한 화소 면적 A2, A4는 동일했다.
실험예 10 내지 14에서는, 도 8의 (c)에 나타낸 유기 EL 디바이스 E10 내지 E14를 제조했다. 유기 EL 디바이스 E10 내지 E14의 구성은, 유기 발광층(23)으로서 청색 발광층(23B) 대신 적색 발광층(23R)을 사용한 점 이외는, 유기 EL 디바이스 E1 내지 E5와 동일한 구성을 갖는다. 유기 EL 디바이스 E10 내지 E14는 적색을 발광하는 유기 EL 디바이스이다. 정공 주입층(21), 정공 수송층(22) 및 유기 발광층(23)(적색 발광층(23R))을, 유기 EL 디바이스 E1 내지 E4의 경우와 동일하게, 잉크젯 인쇄법에 의해 각 층에 대응하는 도포액을 사용하여 도포막을 형성한 후, 진공 건조시킴으로써 형성했다. 유기 발광층(23)을 형성할 때에 행한 진공 건조에서, 진공 챔버 내의 온도는 13℃ 내지 30℃였다.
유기 EL 디바이스 E10 내지 E14에서의 정공 주입층(21) 및 정공 수송층(22)에는, 유기 EL 디바이스 E1 내지 E4의 경우와 동일한 정공 주입 재료 및 정공 수송 재료를 사용했다. 유기 EL 디바이스 E10 내지 E14에서, 정공 주입층(21), 정공 수송층(22) 및 유기 발광층(23)을 형성할 때의 도포액 조성 비율은 상이하다. 유기 EL 디바이스 E10 내지 E14의 유기 발광층(23)을 형성할 때의 진공 건조에서는, 유기 EL 디바이스 E10, 유기 EL 디바이스 E11, 유기 EL 디바이스 E12, 유기 EL 디바이스 E13 및 유기 EL 디바이스 E14의 순서로, 도포막의 건조 속도는 느렸다.
유기 EL 디바이스 E10 내지 E14가 갖는 유기 발광층(23)의 평탄도 α는, 표 3에 나타낸 대로였다. 유기 EL 디바이스 E10 내지 E14를 유기 EL 디바이스 E1 내지 E4와 동일한 조건에서 발광시켰을 때의 휘도 분포율 β는, 표 3대로였다. 평탄도 α 및 휘도 분포율 β의 산출에서 사용한 화소 면적 A2, A4는 동일했다.
도 9는, 표 1 내지 표 3에 나타낸 평탄도 α(％)와 휘도 분포율 β(％)의 관계를 나타낸 그래프이다. 도 9에서, 횡축은 평탄도(％)를 나타내고, 종축은 휘도 분포율(％)을 나타내고 있다. 도 9 중에서, 표 1 내지 표 3에 나타낸 평탄도 α(％) 각각에 대응하는 휘도 분포율 β(％)를 플롯한 기호에는, 색마다 동일 기호(사각형 및 삼각형 등)를 채용하고 있다. 그리고, 각 기호에 부여된 번호는 실험예의 번호를 나타내고 있다.
도 10은, 유기 EL 디바이스 E1 내지 E4에서의 유기 발광층(23)(청색 발광층23B)의 두께 분포를 도시한 도면이다. 도 11은, 유기 EL 디바이스 E5 내지 E9에서의 유기 발광층(23)(녹색 발광층(23G))의 오목부(14) 내의 두께 분포를 도시한 도면이다. 도 12는, 유기 EL 디바이스 E10 내지 E14에서의 유기 발광층(23)(적색 발광층(23R))의 오목부(14) 내의 두께 분포를 도시한 도면이다. 도 10 내지 도 12에서, 횡축은, 오목부(14)의 단면에서의 위치를 나타내고 있으며, x1 및 x2의 위치가 각각 오목부(14)를 규정하는 뱅크(13)의 측면(13a, 13a)의 위치를 나타내고 있다. 단, 실험 오차 및 플롯 등의 관계로부터 x1 및 x2의 위치는 변동이 발생하고 있지만, 도 10 내지 도 12에서는, 개략적으로 측면(13a, 13a)에 대응하는 위치 근방에 x1 및 x2를 배치하고 있다. 도 10 내지 도 12의 종축은, 유기 발광층(23)의 두께를 나타내고 있다.
도 9에 도시된 결과로부터, 청색, 녹색 및 적색마다, 평탄도 α와 휘도 분포율 β가 실질적으로 선형, 즉 일대일로 대응하고 있는 것으로 이해될 수 있다. 따라서, 평탄도 α를 판정함으로써, 휘도 분포율 β를 조정할 수 있다. 청색 발광층(23B), 녹색 발광층(23G) 및 적색 발광층(23R)의 재료는 상이하다. 따라서, 유기 발광층(23)의 재료에 의존하지 않고, 상기 평탄도 α와 휘도 분포율 β의 관계가 충족되고 있는 것이다.
이와 같이, 평탄도 α와 휘도 분포율 β에 일정한 관계가 있다는 점에서, 유기 EL 디바이스(1)의 제조 방법에서 설명한 바와 같이, 유기 발광층(23)의 평탄도 α를 조정하면, 휘도 분포율 β로서 일정한 값 이상을 실현할 수 있다. 예를 들어, 평탄도 α가 70％ 이상이면, 실질적으로 70％ 이상의 휘도 분포율 β를 실현할 수 있다. 따라서, 유기 발광층(23)보다 하측의 층(도 2에 도시된 예에서는, 정공 주입층(21) 및 정공 수송층(22))의 두께를 측정하고, 재료가 상이한 각 층을 평탄하게 하기 위해 층마다 제조 조건을 조정하는 경우에 비해 각별히 유기 EL 디바이스(1)의 생산성이 향상된다.
평탄도 α와 휘도 분포율 β의 관계에 기초하면, 평탄도 α의 평가에 의해, 제조 후의 유기 EL 디바이스(1)의 휘도 분포율 β를 추정할 수 있다. 그로 인하여, 유기 EL 디바이스(1)의 제조 비용도 저감할 수 있다. 이 점에 대하여, 유기 발광층 상에 음극을 형성함으로써 유기 EL 디바이스를 한번 제조한 후에, 휘도 분포율을 측정하고, 유기 발광층의 형성 조건에 피드백하는 경우와 비교하여 설명한다.
유기 발광층 상에 음극을 형성함으로써 유기 EL 디바이스를 한번 제조하기 위해서는, 적어도 유기 발광층 상에 음극을 형성해야 한다. 그로 인하여, 제조한 후에 유기 EL 디바이스의 휘도 분포율 β를 산출하고, 그 결과, 유기 발광층의 형성 조건의 변경이 필요하면, 재차, 음극을 형성할 필요가 있다. 이에 대하여, 유기 EL 디바이스(1)의 제조 방법에서는, 유기 발광층(23)을 형성한 단계에서, 평탄도 α와 휘도 분포율 β의 관계에 기초하여, 유기 EL 디바이스(1)의 휘도 분포율 β를 추정할 수 있다. 그 결과, 불필요한 음극 형성을 생략할 수 있고, 결과적으로 제조 비용의 저감이 도모된다.
도 1에 도시한 유기 EL 디바이스(1)는, 도 4에 도시한 제조 방법으로 제조할 수 있다. 따라서, 유기 EL 디바이스(1)의 구성은 생산성의 향상에 이바지하는 구성일 수 있다. 또한, 유기 EL 디바이스(1)가 갖는 유기 발광층(23)의 평탄도 α는 70％ 이상이기 때문에, 유기 EL 디바이스(1)는, 휘도 분포율 β로서 70％ 이상을 실현 할 수 있다.
전술한 바와 같이, 유기 EL 디바이스 E1 내지 E4의 청색 발광층(23B)을 형성할 때, 유기 EL 디바이스 E1 내지 E4의 순서로 도포막의 건조 속도는 느렸다. 유기 EL 디바이스 E5 내지 E9의 녹색 발광층(23G)을 형성할 때, 유기 EL 디바이스 E5 내지 E9의 순서로, 도포막의 건조 속도는 빨랐다. 유기 EL 디바이스 E10 내지 E14의 적색 발광층(23R)을 형성할 때, 유기 EL 디바이스 E110 내지 14의 순서로, 도포막의 건조 속도는 느렸다. 그리고, 도 10 내지 도 12보다, 도 7에 도시한 바와 같이, 유기 발광층(23)이 되어야 할 도포막의 건조 속도가 빠르면, 중앙부가 오목상으로 되도록 유기 발광층(23)이 형성되는 경향이 있고, 상기 도포막의 건조 속도가 느려짐에 따라, 중앙부가 볼록상으로 되도록 유기 발광층(23)이 형성되는 경향이 있는 것을 알 수 있었다. 따라서, 예를 들어 건조 속도를 조정함으로써, 유기 발광층(23)의 평탄도 α를 조정할 수 있다.
이상, 본 발명의 실시 형태에 대하여 설명했지만, 본 발명은 상기 실시 형태에 한정되는 것은 아니며, 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서 다양한 변경이 가능하다. 예를 들어, 유기 발광층과 뱅크 구비 기판이 갖는 전극과의 사이에는, 정공 주입층 및 정공 수송층이 형성되어 있었지만, 그들은 형성되지 않아도 된다. 예를 들어, 뱅크 구비 기판이 갖는 전극에 인접하여 유기 발광층이 형성되어도 된다. 혹은, 정공 수송층이 형성되어 있지 않고, 정공 주입층에 인접하여 유기 발광층이 형성되어 있어도 된다.
유기 발광층과 음극 사이에는, 전자 주입층이 형성되어도 된다. 전자 주입층은 음극으로부터 유기 발광층으로의 전자 주입 효율을 개선하는 기능을 갖는 층이다. 전자 주입층에는 공지된 전자 주입 재료를 사용할 수 있다. 이와 같이 전자 주입층을 형성하는 경우에는, 전자 주입층과 유기 발광층 사이에, 전자 수송층이 형성되어도 된다. 전자 수송층은 음극, 전자 주입층 또는 음극에 의해 가까운 전자 수송층으로부터의 전자 주입을 개선하는 기능을 갖는 층이다. 전자 수송층에는 공지된 전자 수송 재료를 사용할 수 있다.
지금까지의 설명에서는, 뱅크 구비 기판이 갖는 제1 전극이 양극이며, 제2 전극이 음극이었다. 그러나, 제1 전극이 음극이고, 제2 전극이 양극이어도 된다. 또한, 지금까지의 설명에서는 유기 EL 디바이스는 적색 화소(2R), 녹색 화소(2G) 및 청색 화소(2B)의 3종류의 화소를 갖고 있었지만, 색의 종류는 특별히 한정되지 않으며, 모든 화소가 동일 색을 출사해도 된다.
판정 공정 S16에서의 원하는 값을 70％로 하여 설명했지만, 상기 원하는 값은 70％로 제한되지 않는다. 유기 EL 디바이스에서 요구되는 성능에 따라 설정되면 된다. 또한, 원하는 값은 70％ 이상이 바람직하고, 70％ 초과의 원하는 값으로서는 80％가 바람직하다. 유기 EL 디바이스의 예로서는, 유기 디스플레이 패널에 한정되지 않으며, 유기 발광 장치이면 된다.
1: 유기 EL 디바이스
2: 화소
2a: 화소 영역
10: 뱅크 구비 기판
11: 기판
11a: 표면
12: 양극(제1 전극)
13: 뱅크
20: 유기 EL 구조부
21: 정공 주입층
22: 정공 수송층
23: 유기 발광층
30: 음극
40: 유기 구조체
41: 적층체
2: 화소
2a: 화소 영역
10: 뱅크 구비 기판
11: 기판
11a: 표면
12: 양극(제1 전극)
13: 뱅크
20: 유기 EL 구조부
21: 정공 주입층
22: 정공 수송층
23: 유기 발광층
30: 음극
40: 유기 구조체
41: 적층체
Claims (10)
- 기판과, 상기 기판에 형성되어 있으며 화소를 규정하기 위한 뱅크와, 상기 기판에서 상기 화소에 대응하는 화소 영역 상에 형성되는 제1 전극을 구비하는 뱅크 구비 기판의 상기 제1 전극 상에, 도포법에 의해 유기 발광층을 형성하는 공정과,
상기 유기 발광층의 평탄도를 산출하는 공정과,
상기 유기 발광층의 평탄도가 원하는 평탄도 이상인지 여부를 판정하는 공정과,
상기 유기 발광층 상에 제2 전극을 형성하는 공정
을 구비하며,
상기 평탄도를 산출하는 공정에서는, 상기 유기 발광층의 최소 두께를 d(㎚)로 하고, 상기 기판의 두께 방향으로부터 보았을 때에 (d+소정값)㎚ 이하인 상기 유기 발광층의 면적을 A1로 하고, 상기 화소 영역의 면적을 A2로 하고, 상기 평탄도를 α로 했을 때, 상기 평탄도를 하기 식 (1)에 의해 산출하고,
상기 판정하는 공정에서, 상기 평탄도가 원하는 값 이상인 경우, 상기 제2 전극을 형성하는 공정을 실시하고,
상기 판정하는 공정에서, 상기 평탄도가 원하는 값 미만인 경우, 상기 유기 발광층을 형성하는 공정에서, 상기 유기 발광층의 형성 조건을 변경하여 상기 유기 발광층을 형성하는,
유기 EL 디바이스의 제조 방법.
α=(A1/A2)×100ㆍㆍㆍ(1) - 제1항에 있어서, 상기 소정값은 2 이상 15 이하인,
유기 EL 디바이스의 제조 방법. - 제1항에 있어서, 상기 소정값은 10인,
유기 EL 디바이스의 제조 방법. - 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 원하는 평탄도는, 휘도 분포율 산출용 화소에 대하여 상기 식 (1)에 의해 규정되는 평탄도와, 상기 휘도 분포율 산출용 화소에서의 휘도 분포율과의 관계에 기초하여 설정되어 있고,
상기 휘도 분포율은, 상기 휘도 분포율 산출용 화소에서, 상기 휘도 분포율 산출용 화소의 면적의 최대 휘도의 70％ 이상의 휘도를 갖는 영역의 면적 비율인,
유기 EL 디바이스의 제조 방법. - 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 원하는 평탄도는 70％인,
유기 EL 디바이스의 제조 방법. - 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 뱅크 구비 기판의 상기 제1 전극 상에, 적어도 하나의 유기층을 포함하는 유기 구조체를 형성하는 공정을 더 구비하고,
상기 유기 발광층을 형성하는 공정에서는, 상기 유기 구조체 상에 상기 유기 발광층을 형성하는,
유기 EL 디바이스의 제조 방법. - 제6항에 있어서, 상기 평탄도를 산출하는 공정에서는,
상기 유기 발광층의 두께 분포를, 상기 유기 구조체의 두께 분포와, 상기 유기 구조체 상에 상기 유기 발광층이 형성되어 이루어지는 적층체의 두께 분포와의 차로부터 산출하고,
상기 유기 발광층의 두께 분포에 기초하여, 상기 평탄도를 산출하는,
유기 EL 디바이스의 제조 방법. - 기판과, 상기 기판에 형성되어 있으며 화소를 규정하기 위한 뱅크와, 상기 기판에서 상기 화소에 대응하는 화소 영역 상에 형성되는 제1 전극을 갖는 뱅크 구비 기판과,
상기 제1 전극 상에 형성되는 유기 발광층과,
상기 유기 발광층 상에 형성되는 제2 전극
을 구비하며,
상기 유기 발광층의 최소 두께를 d(㎚)로 하고, 상기 기판의 두께 방향으로부터 보았을 때에 (d+소정값)㎚ 이하가 되는 상기 유기 발광층의 면적을 A1로 하고, 상기 화소 영역의 면적을 A2로 하고, 상기 유기 발광층의 평탄도를, (A1/A2)×100 [％]로 했을 때,
상기 평탄도가 70％ 이상인,
유기 EL 디바이스. - 제8항에 있어서, 상기 소정값은 2 이상 15 이하인,
유기 EL 디바이스. - 제8항에 있어서, 상기 소정값은 10인,
유기 EL 디바이스.
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