(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上に形成されて電極として使われる第１及び第２金属層と、
前記第１金属層上に具備された電子伝送層と、
前記第１金属層と前記第２金属層との間を絶縁させ、前記第１金属層に沿って前記電子伝送層まで拡張された第１隔壁と、
前記電子伝送層の周りの前記第１金属層上に具備された第２隔壁と、
前記第１隔壁と離隔されて前記第２金属層上に形成された第３隔壁と、
前記電子伝送層上に形成された有機発光層と、
前記有機発光層上に形成され、前記第１隔壁を覆い、第１及び第３隔壁の間の前記第２金属層と接触されたホール伝送層と、
前記ホール伝送層を覆い、前記第２及び第３隔壁の周りの前記第１及び第２金属層上に拡張された保護層と、
前記保護層と前記第１及び第２金属層との間を充填した密封材とを含み、
ホール伝送層が有する仕事関数が第２金属層の仕事関数と実質的に同じ値であってホール伝送層が伝導性の良い物質層であり、
前記第１及び第２金属層は、前記ホール伝送層によってホールが伝送され得る間隔を隔てて前記第１隔壁により絶縁される
ことを特徴とする有機発光素子。
【請求項２】
前記基板に溝が形成されており、前記溝の内面は、前記基板に平行に入射される光が上方向に反射されるように傾斜しており、前記第１及び第２金属層は、前記基板の表面から前記溝に拡張された
ことを特徴とする請求項１に記載の有機発光素子。
【請求項３】
前記溝には、前記溝の底に接する第２段差部が存在し、前記第２段差部から離隔された位置に第１段差部が存在し、
前記溝の底と前記第２段差部と平らな面と前記第１段差部と前記基板の表面とを順に備える
ことを特徴とする請求項２に記載の有機発光素子。
【請求項４】
前記第１金属層は、前記溝の周りの前記基板の上部面から前記溝の段差が存在しない内面及び前記溝の底を経て前記第２段差部に拡張された
ことを特徴とする請求項３に記載の有機発光素子。
【請求項５】
前記第２金属層は、前記第１段差部に具備されているが、上には前記溝の周りの基板の上部面に拡張されており、下には前記第１及び第２段差部の間の平らな面上に拡張された
ことを特徴とする請求項３に記載の有機発光素子。
【請求項６】
前記第１金属層に第１結合部材が具備されており、前記保護層に前記第１結合部材と結合される第２結合部材が具備された
ことを特徴とする請求項１に記載の有機発光素子。
【請求項７】
前記第１及び第２結合部材は、それぞれ突起と前記突起が挿入される溝とである
ことを特徴とする請求項６に記載の有機発光素子。
【請求項８】
前記基板は、ガラス基板またはフレキシブル基板である
ことを特徴とする請求項１に記載の有機発光素子。
【請求項９】
前記保護層は、前記ホール伝送層、前記第２及び第３隔壁と密着された
ことを特徴とする請求項１に記載の有機発光素子。
【請求項１０】
前記電子伝送層は、前記有機発光層のＬＵＭＯ準位と前記第１金属層の仕事関数との間のＬＵＭＯ準位を有する単層または複層である
ことを特徴とする請求項１に記載の有機発光素子。
【請求項１１】
前記基板は、
前記溝の底として使われたベース基板と、
前記溝の内面を構成するのに使われたガラス基板と、を含む
ことを特徴とする請求項２に記載の有機発光素子。
【請求項１２】
基板と、
前記基板に具備されて負極層として使われるドーピング領域と、
前記ドーピング領域上に形成された電子伝送層と、
前記電子伝送層の周りの基板上に具備された第１金属層と、
前記基板上に具備されて正極層として使われて、前記第１金属層とギャップを有する第２金属層と、
前記ギャップを充填し、前記ギャップに隣接した前記第２金属層の一部を露出させるように前記第１及び第２金属層上に具備された隔壁と、
前記電子伝送層上に具備された有機発光層と、
前記有機発光層上に具備されて前記第２金属層と接触されたホール伝送層と、
前記ホール伝送層を覆い、前記隔壁と接触された保護層と、
前記保護層と前記基板及び前記第２金属層間を密封する密封材と、を含み、
ホール伝送層が有する仕事関数が第２金属層の仕事関数と実質的に同じ値であってホール伝送層が伝導性の良い物質層であり、
前記ギャップは、前記ホール伝送層によってホールが伝送され得る間隔を隔てて前記隔壁により絶縁される
ことを特徴とする有機発光素子。
【請求項１３】
前記基板に溝が形成されているが、前記溝の内面は前記基板に平行に入射される光を上方に反射させうるように緩慢に傾斜しており、
前記第１及び第２金属層と前記電子伝送層と前記隔壁とは、前記溝中に具備されており、  前記ドーピング領域は前記溝の底に形成された
ことを特徴とする請求項１２に記載の有機発光素子。
【請求項１４】
前記溝には、前記溝の底に接する第２段差部が存在し、前記第２段差部から離隔された位置に第１段差部が存在し、
前記溝の底と前記第２段差部と平らな面と前記第１段差部と前記基板の表面とを順に備える
ことを特徴とする請求項１３に記載の有機発光素子。
【請求項１５】
前記第１金属層は、前記溝の段差が存在しない内面と前記第２段差部とに具備されており、前記第２金属層は、上に前記溝の周りの前記基板上に拡張されており、下に前記隔壁に達している
ことを特徴とする請求項１４に記載の有機発光素子。
【請求項１６】
前記保護層の前記溝の外側に拡張された部分と前記基板の対応部分とに結合部材が具備された
ことを特徴とする請求項１３に記載の有機発光素子。
【請求項１７】
前記基板は、負の電圧が印加されるｐ型シリコン基板である
ことを特徴とする請求項１２に記載の有機発光素子。
【請求項１８】
前記保護層は、前記ホール伝送層と前記隔壁の一部と密着された
ことを特徴とする請求項１２に記載の有機発光素子。
【請求項１９】
基板に溝を形成する第１段階と、
溝の周りの基板の上部面から前記溝に拡張される第１及び第２金属層を形成するが、前記２層の金属層間にギャップを形成する第２段階と、
前記溝の底上に形成された前記第１金属層の所定領域を限定し、前記ギャップに隣接した前記第２金属層を限定し、前記ギャップを充填する隔壁を前記第１及び第２金属層上に形成する第３段階と、
前記溝の底上に形成された前記第１金属層の所定領域上に電子伝送層を形成する第４段階と、
前記電子伝送層上に有機発光層を形成する第５段階と、
前記有機発光層上に前記隔壁の間に露出された前記第２金属層と接触するホール伝送層を形成する第６段階と、
前記溝の中に形成された前記あらゆる要素を覆う保護層を形成して密封する第７段階と、を含み、
ホール伝送層が有する仕事関数が第２金属層の仕事関数と実質的に同じ値であってホール伝送層が伝導性の良い物質層であり、
前記ギャップは、前記ホール伝送層によってホールが伝送され得る間隔を隔てて前記隔壁により絶縁される
ことを特徴とする有機発光素子の製造方法。
【請求項２０】
前記第１段階で、前記溝の内面に前記溝の底と接する第２段差部を形成し、前記第２段差部と離隔された所に第１段差部を形成し、前記第１及び第２段差部の間を平らにする
ことを特徴とする請求項１９に記載の有機発光素子の製造方法。
【請求項２１】
前記第２段階は、
前記基板の前記ギャップが形成される位置にマスクを形成する段階と、
前記マスクが形成された基板の露出された領域上に金属層を形成する段階と、
前記マスクを除去する段階と、を含む
ことを特徴とする請求項１９に記載の有機発光素子の製造方法。
【請求項２２】
前記第３段階は、
前記隔壁が形成される位置を露出させるマスクを形成する段階と、
前記マスクを利用して前記基板上に前記ギャップを充填する絶縁層を形成する段階と、
前記マスクを除去する段階と、を含む
ことを特徴とする請求項１９に記載の有機発光素子の製造方法。
【請求項２３】
前記第２段階で、前記溝の周りの前記第１金属層に第１結合部材を形成する
ことを特徴とする請求項１９に記載の有機発光素子の製造方法。
【請求項２４】
前記第７段階で、前記保護層に前記第１結合部材と対向するように第２結合部材を形成する
ことを特徴とする請求項２３に記載の有機発光素子の製造方法。
【請求項２５】
前記第１結合部材は突起であり、前記第２結合部材は前記突起が挿入される溝である
ことを特徴とする請求項２４に記載の有機発光素子の製造方法。
【請求項２６】
前記第１段階は、
ベース基板を形成する段階と、
前記ベース基板上にガラス基板を形成する段階と、
前記ガラス基板に前記ベース基板が露出され、前記溝の内面を有する貫通ホールを形成する段階と、を含む
ことを特徴とする請求項１９に記載の有機発光素子の製造方法。
【請求項２７】
前記電子伝送層は、単層または複層に形成する
ことを特徴とする請求項１９に記載の有機発光素子の製造方法。
【請求項２８】
前記保護層を前記ホール伝送層、前記ホール伝送層の周りの隔壁及び前記溝の外側の第１及び第２金属層と密着形成する
ことを特徴とする請求項１９に記載の有機発光素子の製造方法。
【請求項２９】
基板に負極層として使われるドーピング領域を形成する第１段階と、
前記ドーピング領域の周りに第１金属層を形成し、前記第１金属層と、ギャップをおいて正極層として使われる第２金属層とを形成する第２段階と、
前記ギャップを充填して、前記ギャップに接した前記第２金属層の所定領域を露出させる隔壁を前記第１及び第２金属層上に形成する第３段階と、
前記ドーピング領域上に電子伝送層を形成する第４段階と、
前記電子伝送層上に前記第１金属層上に形成された隔壁と接触する有機発光層を形成する第５段階と、
前記有機発光層上に前記隔壁及び前記第２金属層と接触するホール伝送層を形成する第６段階と、
少なくとも前記ホール伝送層及びその下に形成された要素を保護するための保護層を形成して密封する第７段階と、を含み、
ホール伝送層が有する仕事関数が第２金属層の仕事関数と実質的に同じ値であってホール伝送層が伝導性の良い物質層であり、
前記ギャップは、前記ホール伝送層によってホールが伝送され得る間隔を隔てて前記隔壁により絶縁される
ことを特徴とする有機発光素子の製造方法。
【請求項３０】
前記第１及び第２段階で、前記基板に緩慢に傾斜した内面を有する溝を形成し、前記溝の底に前記ドーピング領域を形成し、前記溝の内面に前記第１及び第２金属層を形成する
ことを特徴とする請求項２９に記載の有機発光素子の製造方法。
【請求項３１】
前記溝の一部内面に前記溝の底と接する第２段差部を形成し、前記第２段差部と離隔された所に第１段差部を形成し、前記第１及び第２段差部の間を平らに形成する
ことを特徴とする請求項３０に記載の有機発光素子の製造方法。
【請求項３２】
前記第１金属層の一部は前記第２段差部に形成し、前記第２金属層は前記第１段差部に形成するが、上に前記溝の外側に拡張され、下に前記第１及び第２段差部の間の平らな部分に拡張されるように形成する
ことを特徴とする請求項３１に記載の有機発光素子の製造方法。
【請求項３３】
前記第２段階は、
前記ドーピング領域と前記ギャップが形成される位置とにマスクを形成する段階と、
前記マスクが形成された基板上に金属層を形成する段階と、
前記マスクを除去する段階と、を含む
ことを特徴とする請求項２９に記載の有機発光素子の製造方法。
【請求項３４】
前記第３段階は、
前記隔壁が形成される位置を限定し、残りの部分はマスキングするマスクを形成する段階と、
前記マスクを利用して、前記第１及び第２金属層が形成された基板上に前記ギャップを充填する絶縁層を形成する段階と、
前記マスクを除去する段階と、を含む
ことを特徴とする請求項２９に記載の有機発光素子の製造方法。
【請求項３５】
前記基板はｐ型シリコン基板であり、前記ドーピング領域はｎ型不純物がドーピングされた領域である
ことを特徴とする請求項２９に記載の有機発光素子の製造方法。
【請求項３６】
前記第２段階で、前記溝の周りの前記第２金属層に第１結合部材を形成する
ことを特徴とする請求項２９に記載の有機発光素子の製造方法。
【請求項３７】
前記第７段階で、前記保護層に前記第１結合部材と対向するように第２結合部材を形成する
ことを特徴とする請求項３６に記載の有機発光素子の製造方法。
【請求項３８】
前記電子伝送層は、単層または複層に形成する
ことを特徴とする請求項２９に記載の有機発光素子の製造方法。
【請求項３９】
前記ホール伝送層は、前記隔壁の上端より低く形成する
ことを特徴とする請求項２９に記載の有機発光素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光放出素子及びその製造方法に係り、より詳細には、有機発光素子及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光放出方向によって、有機発光素子は、下部放出構造と上部放出構造とに区分できる。
【０００３】
上部放出構造を有する有機発光素子が下部放出構造を有する有機発光素子より優れており、このような理由で上部放出構造を有する有機発光素子がディスプレイに広く使われている。
【０００４】
従来技術による上部放出構造の有機発光素子は、図１に示されたように基板（図示せず）上に順次に積層された負極層１０、光Ｌを放出する発光層１２、ホール伝送層１４及び正極層１６を含む。正極層１６としては伝導性及び光透過性を有するＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）層が使われる。
【０００５】
ＩＴＯ層は、高温で蒸着されるだけではなく、伝導性を高めるために熱処理が要求される。ＩＴＯ層の蒸着と熱処理は４００℃以上で実施される。ところが、有機発光素子の有機発光体は、このような高温蒸着工程と熱処理工程とに耐えられない。このような問題を解決するために、低温でＩＴＯ層を蒸着しようする試みが行われている。しかし、ＩＴＯ層が蒸着される場合、ＩＴＯ膜が落ちて有機発光素子の性能が低下するなど、まだ満足すべき結果を得ていない。
【０００６】
このように従来技術による有機発光素子は、内部全反射により発光層で発生した光を放出させる効率であるアウトカップリング効率の低い問題点を有している。すなわち、有機発光素子の屈折率の異なる要素の境界で、有機発光素子の内部に反射された光には、基板に平行に進行する光と基板に垂直した方向に進行する光とが含まれている。前記基板に平行に進行する光はほとんど前記基板エッジから放出される。前記基板に垂直した方向に進行する光は、負極層と別途に具備された反射層を使用して有機発光素子の上部に放出されうる。
【０００７】
しかし、有機発光素子の屈折率の異なる要素の境界で、有機発光素子の内部に反射された光のうち、基板に平行に反射されて抜け出る光の比率が有機発光素子全体から抜け出る光の５０％に近い。それゆえに、従来技術による有機発光素子の発光効率は低い。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明が解決しようとする技術的課題は、前記従来技術の問題点を改善するためのものであって、ＩＴＯ層を使用することによる問題点を解消しながら発光効率を高める有機発光素子を提供するところにある。
【０００９】
本発明が解決しようとする他の技術的課題は、このような有機発光素子の製造方法を提供するところにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記技術的課題を解決するために、本発明は基板、前記基板上に形成されて電極として使われる第１及び第２金属層、前記第１金属層上に具備された電子伝送層、前記第１及び第２金属層を絶縁させ、前記第１金属層に沿って前記電子伝送層まで拡張された第１隔壁、前記電子伝送層の回りの前記第１金属層上に具備された第２隔壁、前記第１隔壁と離隔されて前記第２金属層上に形成された第３隔壁、前記電子伝送層上に形成された有機発光層、前記有機発光層上に具備されて前記第２金属層と接触されたホール伝送層、前記ホール伝送層を覆い、前記第２及び第３隔壁の外側の前記第１及び第２金属層上に拡張された保護層及び前記保護層と前記第１及び第２金属層との間を充填する密封材を含むことを特徴とする有機発光素子を提供する。
【００１１】
前記基板に溝が形成されており、前記溝の内面は前記基板に平行に入射される光を前記基板に垂直した方向に反射させうるように緩慢に傾斜しており、前記第１及び第２金属層は前記溝に拡張されてたことがある。
【００１２】
前記溝に前記溝の底に接する第２段差部が、前記第２段差部から離隔された位置に第１段差部がそれぞれ存在できる。そして、前記第１金属層は、前記溝の段差が存在しない内面及び前記溝の底を経て前記第２段差部に拡張されうる。
【００１３】
また、前記第１金属層に第１結合部材が具備され、前記保護層に前記第１結合部材と結合される第２結合部材が具備されうる。また、前記電子伝送層は、前記有機発光層の仕事関数と前記第１金属層の仕事関数とをマッチングさせる仕事関数を有する単層または複層でありうる。
【００１４】
前記基板は、前記溝の底として使われたベース基板と前記溝の内面を構成するのに使われたガラス基板とを含みうる。
【００１５】
また、本発明は、前記技術的課題を解決するために、基板、前記基板に具備されて負極層として使われるドーピング領域、前記ドーピング領域上に形成された電子伝送層、前記電子伝送層の周りの基板上に具備された第１金属層、前記基板上に具備されて正極層として使われ、前記第１金属層とギャップを有する第２金属層、前記ギャップを充填させ、前記ギャップに隣接した前記第２金属層の一部を露出させるように前記第１及び第２金属層上に具備された隔壁、前記電子伝送層上に具備された有機発光層、前記有機発光層上に具備されて前記第２金属層と接触されたホール伝送層、前記ホール伝送層を覆い、前記隔壁と接触された保護層及び前記保護層と前記基板及び前記第２金属層との間を密封する密封材を含むことを特徴とする有機発光素子を提供する。
【００１６】
前記基板に溝が形成されているが、前記溝の底と前記基板の上部基板の上部面との間の前記溝の内面は、前記基板に平行に入射される光を前記基板に垂直した方向に反射させうるように緩慢に傾斜しており、前記第１及び第２金属層と前記電子伝送層と前記隔壁とは前記溝の中に具備されており、前記ドーピング領域は、前記溝の底に形成されていることがある。
【００１７】
前記溝の内面に溝の底に接する第２段差部が存在し、前記第２段差部から離隔された位置に第１段差部が存在できる。
【００１８】
前記第１金属層は前記溝の段差が存在しない内面と前記第２段差部とに具備されており、前記第２金属層は上に前記溝外側の前記基板上に拡張されており、下に前記隔壁に着く場合がある。
【００１９】
前記保護層は、前記ホール伝送層、前記隔壁と密着されうる。
【００２０】
前記保護層の前記溝の外側に拡張された部分と前記基板の対応部分とに結合部材が具備されうる。
【００２１】
前記基板は、負の電圧が印加されるｐ型シリコン基板でありうる。
【００２２】
前記他の技術的課題を解決するために、本発明は基板に溝を形成する第１段階、前記基板上に前記溝に拡張される第１及び第２金属層を形成するが、前記２層の金属層の間にギャップを形成する第２段階、前記溝の底の上に形成された前記第１金属層の所定領域を限定し、前記ギャップに隣接した前記第２金属層を限定し、前記ギャップを充填する隔壁を前記第１及び第２金属層上に形成する第３段階、前記溝の底の上に形成された前記第１金属層の所定領域上に電子伝送層を形成する第４段階、前記電子伝送層上に有機発光層を形成する第５段階、前記有機発光層上に前記隔壁の間に露出された前記第２金属層と接触するホール伝送層を形成する第６段階及び前記溝の中に形成された前記あらゆる要素を覆う保護層を形成して密封する第７段階を含むことを特徴とする有機発光素子の製造方法を提供する。
【００２３】
前記第１段階で、前記溝の内面は緩やかな傾斜を有するように形成できる。また、前記溝の内面に前記溝の底と接する第２段差部を形成し、前記第２段差部と離隔された所に第１段差部を形成し、前記第１及び第２段差部との間を平らにできる。
【００２４】
前記第２段階で、前記溝の外側の前記第１金属層に第１結合部材を形成でき、前記第７段階で、前記保護層に前記第１結合部材と対向するように第２結合部材を形成できる。
【００２５】
前記第１段階は、ベース基板を形成する段階、前記ベース基板上にガラス基板を形成する段階及び前記ガラス基板に前記ベース基板が露出され、前記溝の内面を有する貫通ホールを形成する段階を含みうる。
【００２６】
前記保護層は、前記ホール伝送層、前記ホール伝送層上に表れた隔壁及び前記溝の外側の第１及び第２金属層と密着して形成できる。
【００２７】
また、本発明は、前記他の技術的課題を解決するために、基板に負極層として使われるドーピング領域を形成する第１段階、前記ドーピング領域の周りに第１金属層を形成し、前記第１金属層とギャップをおいて正極層として使われる第２金属層を形成する第２段階、前記ギャップを充填し、前記ギャップに接した前記第２金属層の所定領域を露出させる隔壁を前記第１及び第２金属層上に形成する第３段階、前記ドーピング領域上に電子伝送層を形成する第４段階、前記電子伝送層上に前記第１金属層上に形成された隔壁と接触する有機発光層を形成する第５段階、前記有機発光層上に前記隔壁及び前記第２金属層と接触するホール伝送層を形成する第６段階及び少なくとも前記ホール伝送層及びその下に形成された要素を保護するための保護層を形成して密封する第７段階を含むことを特徴とする有機発光素子の製造方法を提供する。
【００２８】
前記第１及び第２段階で、前記基板に緩慢に傾斜した内面を有する溝を形成し、前記溝の底に前記ドーピング領域を形成し、前記溝の内面に前記第１及び第２金属層を形成できる。
【００２９】
そして、前記溝の一部内面に前記溝の底と接する第２段差部を形成し、前記第２段差部と離隔された所に第１段差部を形成し、前記第１及び第２段差部の間を平らに形成できる。
【００３０】
前記第１金属層の一部は前記第２段差部に形成し、前記第２金属層は前記第１段差部に形成するが、上に前記溝の外側に拡張され、下に前記第１及び第２段差部の間の平らな部分に拡張されて形成できる。
【００３１】
前記基板はｐ型シリコン基板である場合があり、前記ドーピング領域はｎ型不純物がドーピングされた領域でありうる。そして、前記第２段階で前記溝の外側の前記第２金属層に第１結合部材を形成し、前記第７段階で前記保護層に前記第１結合部材と対向するように第２結合部材を形成できる。また、前記ホール伝送層は前記隔壁の上端より低く形成できる。
【００３２】
前記他の技術的課題を解決するために提供された２つの製造方法で、前記第２段階は、前記ドーピング領域と前記ギャップが形成される位置とにマスクを形成する段階、前記マスクが形成された基板上に金属層を形成する段階及び前記マスクを除去する段階を含みうる。そして、前記第３段階は、前記隔壁が形成される位置を限定し、残りの部分はマスキングするマスクを形成する段階、前記マスクを利用して前記第１及び第２金属層が形成された基板上に前記ギャップを充填する絶縁層を形成する段階及び前記マスクを除去する段階を含みうる。
【００３３】
このような本発明を利用すれば、ＩＴＯ層を使用しないために、製造工程を短縮させて生産コストを低めうる。そして、フレキシブルディスプレイに容易に適用できる。また、基板に平行に内部反射された光を上部に放出させうるために、発光効率は高めうる。また、テスト構造をサイズだけ縮めてディスプレイに適用できるために、該当ディスプレイに合った工程を別途に準備する必要がなく、開発速度を向上させうる。また、負極層及び正極層が両方とも同一平面上に具備されているために、ホール伝送層の表面状態及び厚さが有機発光素子の性能に及ぼす影響を減せるが、これは、すなわち有機発光素子の性能に影響を及ぼす因子を減らすのと同じである。
【発明の効果】
【００３４】
本発明による有機発光素子は、ＩＴＯよりなった電極層を具備しない。したがって、製造工程を短縮させて製造コストを減少させうる。また、フレキシブルディスプレイに適用されうる。
【００３５】
また、本発明の有機発光素子は、側方向に放出、あるいは反射された光を上側に反射させる反射手段を具備しているので、発光効率を高めうる。
【００３６】
また、本発明のような構造の有機発光素子で、ホール伝送層の表面状態と厚さが素子の性能に及ぼす影響は無視できる程度である。すなわち、本発明の有機発光素子の場合、性能に影響を与える因子の数を減らすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
以下、本発明の実施例による有機発光素子及びその製造方法を添付された図面を参照して詳細に説明する。この過程で図面に示された層や領域の厚さは明細書の明確性と説明の便宜のために多少誇張して示されたものである。
【００３８】
本発明による有機発光素子は、従来の多層よりなる有機発光素子で負極層を２つの部分に分離して一部分は負極層として、残りの一部分は正極層として利用する。正極層と負極層との間に分離隔壁が具備されている。そして、負極層上に有機発光層が具備されている。また、前記有機発光層と正極層とは、透明性及び伝導性を有するホール伝送層で連結されている。また、隔壁の形態を傾斜面に沿って斜めに拡張することによって、負極層を利用して有機発光素子のアウトカップリング効率、すなわち発光効率を向上させうる。
【００３９】
このような本発明による有機発光素子の細部的構成は、下記実施例で分かるように、実施例によって少しずつ異なりうる。
【００４０】
第１実施例
図２を参照すれば、本発明の第１実施例による有機発光素子（以下、第１有機発光素子）の基板２０に所定深さの溝２２が形成されている。基板２０はガラス基板でありうる。溝２２の内面は緩やかな傾斜を有する。基板２０は、基板２０の表面２０ａと溝２２の底２２ａとの間の内面のうち一部に、第１及び第２段差部Ｓ１、Ｓ２が存在する。第１及び第２段差部Ｓ１、Ｓ２は水平に離隔されており、同じ傾斜を有し、垂直に相異なる高さに存在する。そして、第１及び第２段差部Ｓ１、Ｓ２の間に平らな面２２ｂが存在する。平らな面２２ｂの垂直位置は、基板２０の表面２０ａと溝２２の底２２ａとの間の中間ほどであって基板２０の表面２０ａより低い。アウトカップリング効率を向上させるために、第１及び第２段差部Ｓ１、Ｓ２は溝２２の段差が存在しない部分の傾斜と同様に緩慢に傾斜している。基板２０上に第１金属層２４ａと第２金属層２４ｂとが存在する。第１及び第２金属層２４ａ、２４ｂは、それぞれ負極層及び正極層として使われ、同一金属層、例えばアルミニウム層であることが望ましい。しかし、必要な場合、第１及び第２金属層２４ａ、２４ｂは、アルミニウムの他の金属で構成でき、それぞれ相異なる金属で構成する場合もある。第１及び第２金属層２４ａ、２４ｂは、溝２２の内面に沿って拡張されている。具体的に、第１金属層２４ａは、第１及び第２段差部Ｓ１、Ｓ２の向かい側の基板２０上で溝２２の内面と溝２２の底２２ａ及び第２段差部Ｓ２を経て第１及び第２段差部Ｓ１、Ｓ２の間の平らな面２２ｂまで拡張されている。そして、第２金属層２４ｂは第１金属層２４ａの向かい側の基板２０上で第１段差部Ｓ１を経て第１及び第２段差部Ｓ１、Ｓ２の間の平らな面２２ｂまで拡張されている。
【００４１】
このように第１及び第２金属層２４ａ、２４ｂが何れも第１及び第２段差部Ｓ１、Ｓ２の間の平らな面２２ｂまで拡張されているが、第１及び第２金属層２４ａ、２４ｂは相異なる電極として具備されたものであるので、相互接触されないことが望ましい。このために、第１及び第２段差部Ｓ１、Ｓ２の間の平らな面２２ｂ上に第１及び第２金属層２４ａ、２４ｂを分離させて絶縁させるための第１隔壁２６が存在する。第１隔壁２６は、絶縁膜、例えばシリコン酸化膜よりなることが望ましい。第１隔壁２６は、第１及び第２金属層２４ａ、２４ｂの間のギャップｇを充填するように具備されている。第１隔壁２６は、第１及び第２金属層２４ａ、２４ｂの一部領域上に拡張されている。
【００４２】
具体的に、第１隔壁２６は第１隔壁２６と接触する第２金属層２４ｂの一部領域上にのみ拡張されている。しかし、第１金属層２４ａ上には、第２段差部Ｓ２を経て溝２２の底２２ａのエッジまで拡張されている。溝２２の底２２ａ上に形成された第１金属層２４ａ上に電子伝送層３１が存在する。電子伝送層３１は、第１隔壁２６の第１金属層２４ａ上に拡張された部分の厚さと同じ厚さを有することが望ましい。電子伝送層３１は、第１金属層２４ａで電子伝送層３１上に具備された発光層３６に電子が容易に移動されうる適切な仕事関数を有する単層あるいは複層であることが望ましい。電子伝送層３１が単層である場合、電子伝送層３１は、例えばバリウム層でありうる。電子伝送層３１が複層である場合、電子伝送層３１は、順次に積層された第１及び第２電子伝送層３２、３４でありうる。第１電子伝送層３２は、例えばカルシウム層である場合あり、第２電子伝送層３４は、例えばフッ化バリウム層でありうる。第１金属層２４ａ上に第２隔壁２８が具備されている。第２隔壁２８は、第１金属層２４ａの傾斜面を経て電子伝送層３１に達している。第２隔壁２８は、第１隔壁２６と同じ物質である。また、第１及び第２隔壁２６、２８は、製造過程で同時に形成される。したがって、第２隔壁２８の厚さは第１隔壁２６の第１金属層２４ａ上に拡張された部分の厚さと同一である。第２金属層２４ｂの第１段差部Ｓ１に対応する部分は第３隔壁３０で覆われている。第３隔壁３０は、第１隔壁２６と同じ物質で構成される。第２金属層２４ｂ上で、第３隔壁３０と第１隔壁２６とは離隔されている。第３隔壁３０は、第１及び第２隔壁２６、２８と同時に形成されたものであるので、その厚さは第２隔壁２８と同一である。電子伝送層３１上に、第１及び第２金属層２４ａ、２４ｂから供給されたキャリアの結合で光が発生する発光層３６が存在する。発光層３６は第２隔壁２８及び第１隔壁２６の拡張された部分に達している。発光層３６は、低分子蛍光層、高分子蛍光層及び燐光層のうち何れか１つでありうる。発光層３６の表面は第１隔壁２６の表面より低い。このような発光層３６上にホール伝送層３８が存在する。ホール伝送層３８は左に第２隔壁２８に達しており、右には第１隔壁２６を覆い、第３隔壁３０と第１及び第３隔壁２６、３０の間の第２金属層２４ｂと接触している。ホール伝送層３８の表面は、第１及び第２金属層２４ａ、２４ｂの表面より低い。ホール伝送層３８は、正極層である第２金属層２４ｂから供給されるホールを発光層３６に伝送する役割を行う。ホール伝送層３８が有する仕事関数が第２金属層２４ｂの仕事関数と同程度の値を有するために、ホール伝送層３６にホール注入は容易に行われる。発光面積までホールの伝送が行われねばならないために、ホール伝送層３８は、伝導性の良い物質層であることが望ましい。ホール伝送層３８と所定の間隔をおいて保護層４０が具備されている。保護層４０はガラス層または薄膜、例えば金膜でありうる。保護層４０は、溝２２の外側の基板２０上に形成された第１及び第２金属層２４ａ、２４ｂ上に拡張されており、溝２２の境界で第２及び第３隔壁２８、３０と接触している。保護層４０の第２及び第３隔壁２８、３０の外側の部分と第１及び第２金属層２４ａ、２４ｂとの間は、密封材４４、例えば紫外線樹脂で密封されている。より確実な密封のために保護層４０と対向する第１及び／または第２金属層２４ａ、２４ｂの所定領域に、例えば第１金属層２４ａの溝２２を外れた領域に櫛状の突起４２が存在できる。そして、保護層４０に突起４２が挿入されうる溝４０ａが存在できる。この場合にも密封材４４は、突起４２と溝４０ａとの間に存在できる。このような密封は第１金属層２４ａの突起４２が形成された領域に密封材４４を落とした後、突起４２が溝４０ａに挿入されるように保護層４０を整列し、保護層４０を下ろして押さえることによって完成されうる。
【００４３】
図２で、矢印Ｌ１は有機発光層３６で上側に放出された光のうち、有機発光層３６下の第１金属層２４ａにより上に垂直に反射された光を示す。そして、矢印Ｌ２は、第１金属層２４ａの傾斜面により上側に反射された光を示す。第１金属層２４ａの傾斜面には、有機発光層３６から放出された光のうち、有機発光層３６の上部面に平行した光または有機発光層３６の上部面でその内部に有機発光層３６に平行するか、ほぼ平行に反射された光が入射される。
【００４４】
第２実施例
本発明の第２実施例による有機発光素子（以下、第２有機発光素子）は凸状の形態に具備されたところに特徴がある。
【００４５】
図３を参照すれば、第２有機発光素子は、ベース基板１８上にガラス基板４８を具備する。ガラス基板４８にベース基板１８が露出される貫通ホール５０が形成されている。貫通ホール５０は、第１有機発光素子（図２）の基板２０に形成された溝２２と同様である。そして、貫通ホール５０下にベース基板１８が存在するので、貫通ホール５０は、第１有機発光素子（図２）の基板２０に形成された溝２２と同じ形態となる。ベース基板１８の貫通ホール５０を通じて露出された面１８ａは、溝２２の底２２ａと同等である。ベース基板１８の露出された面１８ａとガラス基板４８の表面４８ａとの間の貫通ホール５０の内面一部に第３及び第４段差部Ｓ３、Ｓ４が存在する。第３及び第４段差部Ｓ３、Ｓ４の間に平らな面５０ｂが存在する。貫通ホール５０の内面は緩慢に傾斜しており、第３及び第４段差部Ｓ３、Ｓ４の内面の傾斜も緩やかである。第３及び第４段差部Ｓ３、Ｓ４は、第１有機発光素子の溝２２に形成された第１及び第２段差部Ｓ１、Ｓ２と同一であるので、それについての説明は省略する。ガラス基板４８上に第３及び第４金属層５２ａ、５２ｂが存在する。第３及び第４金属層５２ａ、５２ｂは、第１有機発光素子の第１及び第２金属層２４ａ、２４ｂと同様である。第３金属層５２ａは、第３及び第４段差部Ｓ３、Ｓ４と対向するガラス基板４８上から貫通ホール５０の内面、貫通ホール５０を通じて露出されたベース基板１８の露出された面１８ａ及び第４段差部Ｓ４の傾斜面Ｓ０ｂを経て第３及び第４段差部Ｓ３、Ｓ４の間の平らな面５０ｂにまで拡張されている。第４金属層５２ｂは、第３及び第４段差部Ｓ３、Ｓ４が形成されたガラス基板１８上に存在する。第４金属層５２ｂは、第３段差部Ｓ３を経て第３及び第４段差部Ｓ３、Ｓ４の間の平らな面５０ｂまで拡張されている。平らな面５０ｂ上で第３及び第４金属層５２ａ、５２ｂは、非接触状態で具備されている。平らな面５０ｂ上に第３及び第４金属層５２ａ、５２ｂの間のギャップｇ１を充填した第４隔壁５８が存在する。第４隔壁５８は、第１有機発光素子の第１隔壁２６と同様に具備されている。第３金属層５２ａのベース基板１８上に拡張された部分上に電子伝送層５３が存在する。電子伝送層５３は、順次に積層された第３及び第４電子伝送層５４、５６を含む。第３及び第４電子伝送層５４、５６は、それぞれ第１有機発光素子の第１及び第２電子伝送層３２、３４と同様でありえる。電子伝送層５３は、単一層で形成されうる。貫通ホール５０の段差のない内面に第５隔壁６０が具備されている。第５隔壁６０の一方は、ベース基板１８に向かって拡張されて電子伝送層５３に達している。第５隔壁６０の他側は、貫通ホール５０の周りの第３金属層５２ａ上に拡張されている。第４金属層５２ｂの第３段差部Ｓ３は、第６隔壁６２で覆われている。第６隔壁６２は貫通ホール５０の周りの第４金属層５２ｂ上に拡張されている。第４隔壁５８と第６隔壁６２とは、所定間隔に離隔されており、第４及び第６隔壁５８、６２の間の間隔を通じて、第４金属層５２ｂの一部が露出されている。電子伝送層５３は有機発光層６４で覆われている。有機発光層６４は第４隔壁５８の第４段差部Ｓ４に拡張された部分及び第５隔壁６０に達している。有機発光層６４の表面は第４隔壁５８の表面より低い。このような有機発光層６４上にホール伝送層６６が存在する。ホール伝送層６６の表面は、第３及び第４金属層５２ａ、５２ｂの表面より低い。ホール伝送層６６は、前記第１有機発光素子のホール伝送層３８と同等なものである。ホール伝送層６６は、第５及び第６隔壁６０、６２に達しており、第４隔壁５８を覆っており、第４及び第６隔壁５８、６２の間に露出された第４金属層５２ｂと接触している。
【００４６】
このような接触を通じて、第４金属層５２ｂからホール伝送層６６を通じて有機発光層６４にホールが伝送される。電子は、第３金属層５２ａから第３金属層５２ａの仕事関数と有機発光層６４の仕事関数との間に該当する所定の仕事関数を有する電子伝送層５３を通じて有機発光層６４に伝送される。このように伝送された電子とホールとは有機発光層６４で結合され、この過程で光が放出される。
【００４７】
有機発光層６４から放出された光のうち有機発光層６４に平行した方向に放出された光は、第３及び第４金属層５２ａ、５２ｂの緩やかな傾斜面から反射されて、上側に反射されて正常な発光に寄与する。
【００４８】
また、有機発光層６４から放出された光のうち、有機発光層６４の境界に斜めに入射された光は、有機発光層６４の内部に反射される。前記内部に反射された光のうち、下に垂直に近く向かう光は、ベース基板１８から反射されて、さらに上側に放出される。前記内部に放出された光のうち、有機発光層６４に平行するか、ほぼ平行した光は、第３及び第４金属層５２ａ、５２ｂの緩やかな傾斜面で上側に反射される。
【００４９】
このように、有機発光層６４に平行に発生した光及び有機発光層６４の境界で有機発光層６４の内部に反射された光は、何れも正常な発光に寄与できるので、第２有機発光素子のアウトカップリング効率、すなわち発光効率は、従来の有機発光素子に比べて極めて高い。このような事実は、第１有機発光素子にも適用され、下記他の実施例による有機発光素子にも適用される。
【００５０】
また、図３を参照すれば、ホール伝送層６６の上側にホール伝送層６６と所定間隔をおいて保護層６８が存在する。保護層６８は、外部の有害な物質、例えば埃や湿気などが第２有機発光素子の内部に入り込むことを防止する。保護層６８は、ホール伝送層６６の前面を覆っており、ホール伝送層６６の回りの第５及び第６隔壁６０、６２と接触しており、第５及び第６隔壁６０、６２の外側の第３及び第４金属層５２ａ、５２ｂの一部を覆っている。しかし、第５及び第６隔壁６０、６２により保護層６８と第３及び第４金属層５２ａ、５２ｂの間に隙間が存在する。この隙間は密封材７０で完全に充填されている。保護層６８と第３及び第４金属層５２ａ、５２ｂのより完全な密封のために、保護層６８と第３金属層５２ａの所定領域ＢＰに第１有機発光素子に具備された突起４２と同等な突起とこの突起とが挿入されうる溝とが存在できる。
【００５１】
第３実施例
前記第１有機発光素子のように、基板に凹の形態で具備されたものであるが、基板の所定領域をドーピングしてこれを負極層として使用する、負極層のための別途の金属層を具備しない有機発光素子に関する。
【００５２】
図４を参照すれば、本発明の第３実施例による有機発光素子（以下、第３有機発光素子）は基板８０を具備し、基板８０に所定深さに形成された溝８２を具備する。基板８０は、所定の導電性不純物がドーピングされたシリコン基板、例えばｐ型シリコン基板であることが望ましい。溝８２の内面は、基板８０に平行に反射された光に対するアウトカップリング効率を高めうるように緩やかな傾斜を有している。溝８２の一部内面は、第５及び第６段差部Ｓ５、Ｓ６を含む。第５及び第６段差部Ｓ５、Ｓ６は、水平に所定間隔離れている。第５段差部Ｓ５は、垂直に第６段差部Ｓ６より高い位置に存在する。第５及び第６段差部Ｓ５、Ｓ６の間に、平らな面８２ｂが存在する。平らな面８２ｂは、基板８０の上部面８０ａより低く、溝８２の底８２ａより高い。第５段差部Ｓ５の内面Ｓ５ａと第６段差部Ｓ６の内面Ｓ６ａとは、溝８２の段差が存在しない部分の内面と同じ傾斜を有している。溝８２の底８２ａに所定深さに導電性不純物がドーピングされた領域８４が存在する。ドーピング領域８４は、ｎ型不純物が注入された領域であって、前記第１有機発光素子の第１金属層２４ａ及び前記第２有機発光素子の第３金属層５２ａのように負極層として使われる。ドーピング領域８４には、基板８０を通じて負の電圧が印加される。このようなドーピング領域８４の全面は電子伝送層８６で覆われている。電子伝送層８６は、ドーピング領域８４の周りの底８２ａにまで拡張されている。電子伝送層８６は、順次に積層された第５及び第６電子伝送層８８、９０を含む。第５及び第６電子伝送層８８、９０は、それぞれ前記第１有機発光素子の第１及び第２電子伝送層３２、３４と同様でありえる。また、電子伝送層８６は、単一層で具備されうる。溝８２の段差が形成されていない内面は、第５金属層９２ａで覆われている。第５金属層９２ａは、例えばアルミニウム層でありうる。第５金属層９２ａは、基板８０の上部面と電子伝送層８６との間の内面を覆い、電子伝送層８６に達している。溝８２の段差のない内面の向かい側に位置した第６段差部Ｓ６は、第６金属層９２ｂで覆われている。第６金属層９２ｂは、第５金属層９２ａと同一である場合があり、したがって、アルミニウム層でありうる。第６金属層９２ｂは、平らな面８２ｂまで拡張されており、電子伝送層８６に達している。第５段差部Ｓ５は、第７金属層９２ｃで覆われている。第７金属層９２ｃは正極層として具備されたものである。第７金属層９２ｃは、基板８０の上部面８０ａに拡張されており、第５及び第６段差部Ｓ５、Ｓ６の間の平らな面８２ｂの一部を覆っている。第７金属層９２ｃは、第５及び第６金属層９２ａ、９２ｂと同じ金属層でありうる。平らな面８２ｂ上で、第６金属層９２ｂと第７金属層９２ｃとは、一定のギャップｇ２を維持する。このギャップｇ２は第７隔壁９４で完全に充填されている。第７隔壁９４は、第７金属層９２ｃの一部領域上に拡張されているだけではなく、第６金属層９２ｂ上に拡張されている。第７隔壁９４は、第６金属層９２ｂの上に露出されたあらゆる面を覆っている。第５金属層９２ａの上部面全体に第８隔壁９６が存在する。第７金属層９２ｃの第５段差部Ｓ５の傾斜面Ｓ５ａに対応する表面は、第９隔壁９８で覆われている。第９隔壁９８は、第７金属層９２ｃの表面に沿って形成されている。しかし、第７金属層９２ｃ上で、第７隔壁９４と第９隔壁９８とは所定間隔に離隔されている。この間隔を通じて、第７金属層９２ｃの一部領域が露出される。電子伝送層８６は、所定厚さを有する有機発光層１００で覆われている。有機発光層１００は電子伝送層８６の周りの第５金属層９２ａ及び第８隔壁９６に接触しており、第６金属層９２ｂ及び第７隔壁９４に接触している。しかし、有機発光層１００の表面は、第７金属層９２ｃの表面より低い。このような有機発光層１００上にホール伝送層１０２が具備されている。ホール伝送層１０２は、第１有機発光素子のホール伝送層３８と同じ役割をし、同じ物質層でありうる。ホール伝送層１０２は、第８隔壁９６に達しており、第７隔壁９４の上に露出された部分を覆っており、第９隔壁９８に達している。また、第７及び第９隔壁９４、９８の間に露出された第７金属層９２ｃと接触している。このようなホール伝送層１０２の表面は第５段差部Ｓ５の周りの第７金属層９２ｃ上部面より低い。ホール伝送層１０２上側にホール伝送層１０２と与えられた間隔ほど離隔された保護層１０４が具備されている。保護層１０４は、ホール伝送層１０２の全面を覆い、第８及び第９隔壁９６、９８と接触しており、第８及び第９隔壁９６、９８の外側に拡張されている。第８隔壁９６の周りの保護層１０４と基板８０との間は密封材１０６で密封されている。第９隔壁９８の周りの保護層１０４と第７金属層９２ｃとの間も密封材１０６で密封されている。すなわち、保護層１０４の周りは密封材１０６で完全に密封されている。保護層１０４は、前記第１有機発光素子の保護層４０と同等な役割をする。
【００５３】
第４実施例 
図５を参照すれば、本発明の第４実施例による有機発光素子（以下、第４有機発光素子）は基板１１０に所定深さの溝１１２を具備する。基板１１０は、プラスチック基板のようにフレキシブル基板であることが望ましい。溝１１２の内面は、溝１１２の底に平行に入射される光を垂直に近く上方向に反射させうる傾斜面であることが望ましい。溝１１２は、底１１２ａを中心として非対称的である。すなわち、底１１２ａを中心として、溝１１２の左側内面は、底１１２ａと基板１１０の上部面１１０ａとを結ぶ緩やかな傾斜面である一方、右側内面は、第７及び第８段差部Ｓ７、Ｓ８を含む。第８段差部Ｓ８は、溝１１２の底１１２ａから始まる。第７段差部Ｓ７は、第８段差部Ｓ８から水平に与えられた距離ほど離隔されている。また、第７段差部Ｓ７は、垂直に第８段差部Ｓ８より上に存在する。第７及び第８段差部Ｓ７、Ｓ８間に溝１１２の底１１２ａより高く、基板１１０の上部面１１０ａより低い平らな面１１２ｂが存在する。第７段差部Ｓ７は、平らな面１１２ｂから始まり、第８段差部Ｓ８は、平らな面１１２ｂで終わる。基板１１０上に負極層として使われた第８金属層１１４ａと負極層として使われた第９金属層１１４ｂとが存在する。第８金属層１１４ａと第９金属層１１４ｂとの間に所定のギャップｇ３が存在する。第８金属層１１４ａは溝１１２の段差のない内面と底１１２ａと第８段差部Ｓ８とを経て平らな面１１２ｂまで拡張されている。第９金属層１１４ｂは第７段差部Ｓ７を覆い、基板１１０の上部面１１０ａ上に拡張されており、下には平らな面１１２ｂまで拡張されている。第８及び第９金属層１１４ａ、１１４ｂ間のギャップｇ３は、第１０隔壁１２６で充填されている。第１０隔壁１２６は前記第１有機発光素子の第１隔壁２６と同等な役割を行うものであって、第８金属層１１４ａの表面に沿って、溝１１２の底１１２ａまで拡張されている。第８金属層１１４ａの溝１１２の底１１２ａ上に形成された部分上に、電子伝送層１２０が存在する。電子伝送層１２０は、第７及び第８電子伝送層１２２、１２４を含む。電子伝送層１２０は、前記第１有機発光素子の電子伝送層３１と同等なものでありうる。第８金属層１１４ａの傾斜面に、第１１隔壁１２８が存在する。第１１隔壁１２８は上には、第８金属層１１４ａの上部面まで拡張されており、下には電子伝送層１２０に達している。第９金属層１１４ｂの傾斜面に第１２隔壁１３０が存在する。第１２隔壁１３０は、基板１１０の上部面上に形成された第９金属層１１４ｂの上部面まで拡張されており、下には第１０隔壁１２６と与えられた間隔ほど離隔された所まで拡張されている。第１０及び第１２隔壁１２６、１３０の離隔された間隔を通じて、第９金属層１１４ｂが露出される。製造工程で、第１０ないし第１２隔壁１２６、１２８、１３０は何れも同時に形成されるので、第１１及び第１２隔壁１２８、１３０と第１０隔壁１２６の第８金属層１１４ａ上に拡張された部分の厚さは何れも同じことが望ましい。電子伝送層１２０は、所定厚さの有機発光層１３２で覆われている。有機発光層１３２は、前記第１有機発光素子の有機発光層３６と同じものでありうる。有機発光層１３２は、左側に第１１隔壁１２８に接しており、右側に第１０隔壁１２６の拡張された部分に接している。有機発光層１３２の表面は、第１０及び第１２隔壁１２６、１３０間に露出された第９金属層１１４ｂの表面より低い。このような有機発光層１３２上に所定厚さを有するホール伝送層１３４が存在する。ホール伝送層１３４は、前記第１有機発光素子のホール伝送層６６と同じ役割をするものであって、左側には、第１１隔壁１２８に達しており、右側には第１２隔壁１３０に接している。また、ホール伝送層１３４は、第１０及び第１２隔壁１２６、１３０間に露出された第９金属層１１ｂと接触しており、第１０隔壁１２６を覆っている。これによって、正極層として使われた第９金属層１１４ｂに電圧が印加される時、ホール伝送層１３４を通じて有機発光層１３２にキャリア、すなわちホールが伝送される。この時、ホールは、第１０隔壁１２６の表面真上に流れるために、ホール伝送層１３４の表面状態は、前記ホールの伝送に大きい影響を与えない。したがって、ホール伝送層１３４を形成するにおいて、表面状態は大きく考慮しなくても構わない。ホール伝送層１３４の表面は、第１１及び第１２隔壁１２８、１３０の周りの第８及び第９金属層１１４ａ、１１４ｂの上部面より低い。これによって、密封工程が容易になる。このようなホール伝送層１３４上に保護層１３６が存在する。保護層１３６は、ホール伝送層１３４の全面と第１１及び第１２隔壁１２８、１３０とを覆い、第８及び第９金属層１１４ａ、１１４ｂに拡張されている。保護層１３６は、外部の不純物や湿気が侵入できないように、第８及び第９金属層１１４ａ、１１４ｂと密着されている。
【００５４】
前記第１ないし第４有機発光素子は、何れも有機発光層３６、６４、１００、１３２の回りに側方に入射される光を上側に反射させる反射手段、すなわち緩慢に傾斜した金属層を具備する。これによって、有機発光層３６、６４、１００、１３２から放出された側方向の光と有機発光層３６、６４、１００、１３２の境界で側方向に内部反射された光とが上側に反射されるので、前記第１ないし第４有機発光素子のアウトカップリング効率は従来より高まる。
【００５５】
また、負極層及び正極層は、垂直に具備されておらず、水平上に具備されている。したがって、有機発光素子を薄くできる。
【００５６】
次には、本発明の実施例による有機発光素子の製造方法を説明する。
【００５７】
前記第１ないし第４有機発光素子の構成を見る時、凸及び凹に差があるが、第３有機発光素子を除いては製造方法は異なることろがあまり多くない。したがって、本発明の実施例による有機発光素子の製造方法では、前記第１及び第３有機発光素子についての製造方法のみ説明し、前記第２及び第４有機発光素子の製造方法は第１有機発光素子の製造方法に代える。
【００５８】
第１実施例
前記第１有機発光素子についての製造方法である。
【００５９】
図２を参照すれば、基板２０に所定深さを有する溝２２を形成する。基板２０はガラス基板で形成されうるが、プラスチックのようなフレキシブル基板で形成する場合もある。溝２２を形成する過程で溝２２と同じパターンが彫刻されたマスクを利用する。溝２２は、前記第１有機発光素子の重要部分が具備されるのに十分な広さに形成する。この時、溝２２の幅は入口に行くほど広く形成し、内面は緩やかな傾斜を有するように形成することが望ましい。溝２２は、底２２ａを基準として非対称に形成する。すなわち、負極層及び正極層を水平に形成するために、溝２２の内面の中負極層が形成される部分（図面上、底２２ａの左側内面）は、全体を緩やかな傾斜を有する斜面になるように形成し、正極層が形成される部分（図面上、底２２ａの右側内面）には、第１及び第２段差部Ｓ１、Ｓ２を形成する。第１及び第２段差部Ｓ１、Ｓ２は、水平に与えられた間隔で離隔形成し、垂直に第１段差部Ｓ１を第２段差部Ｓ２より高い位置に形成する。第２段差部Ｓ２は、底２２ａの縁から始まるように形成する。これによって、第１及び第２段差部Ｓ１、Ｓ２間に平らな面２２ｂが形成される。平らな面２２ｂは、基板２０の表面２０ａより低く、溝２２の底２２ａより高くなる。このような第１及び第２段差部Ｓ１、Ｓ２を形成する時、第１段差部Ｓ１の表面Ｓ１ａと第２段差部Ｓ２の表面Ｓ２ａとは、溝２２内面と同じ傾斜を有するように形成する。
【００６０】
このように溝２２を形成した後、溝２２の平らな面２２ｂの一部領域をマスク（図示せず）でマスキングする。次いで、基板２０上に金属層（図示せず）を所定厚さに形成する。この時、前記金属層は、例えばアルミニウム層で形成されうる。前記金属層を形成した後、前記マスクを除去する。その結果、基板２０上に負極層として使われる第１金属層２４ａと正極層として使われる第２金属層２４ｂとが形成される。第１金属層２４ａは、溝２２の段差のない内面と溝２２の底２２ａと第２段差部Ｓ２とを経て溝２２の平らな面２２ｂまで形成される。そして、第２金属層２４ｂは、第１段差部Ｓ１を経て溝２２の平らな面２２ｂまで形成される。第１及び第２金属層２４ａ、２４ｂが何れも溝２２の平らな面２２ｂまで形成されるが、これらを形成する時に使われた前記マスクにより、溝２２の平らな面２２ｂで第１及び第２金属層２４ａ、２４ｂは、ギャップｇほど離隔される。ギャップｇは、第１及び第２金属層２４ａ、２４ｂに供給されたキャリアのトンネリングを防止するのに十分な距離であることが望ましい。
【００６１】
次に、溝２２の底２２ａに電子伝送層３１が形成される領域をマスキングし、溝２２の平らな面２２ｂ上に形成された第２金属層２４ｂの一部領域をマスキングし、溝２２の周りに形成された第１及び第２金属層２４ａ、２４ｂをマスキングするマスク（図示せず）を形成する。前記マスクが形成された基板２０上に、第１及び第２金属層２４ａ、２４ｂの間のギャップｇを充填する絶縁層（図示せず）、例えばシリコン酸化膜を形成する。以後、前記マスクを除去する。この結果、第１及び第２金属層２４ａ、２４ｂの間のギャップｇを完全に充填し、第２段差部Ｓ２を経て溝２２の底２２ａに向かって拡張される第１隔壁２６が形成される。また、溝２２の段差が形成されていない内面を覆う第２隔壁２８が形成され、第２段差部Ｓ２を覆う第３隔壁３０が形成される。第１隔壁２６のホール２２の底２２ｂに拡張された部分と第２及び第３隔壁２８、３０とは同じ厚さで形成される。
【００６２】
次に、第１及び第２隔壁２６、２８の内側の溝２２の底２２ａに電子伝送層３１を形成する。電子伝送層３１は、第１金属層２４ａと後続工程で形成される有機発光層３６との間で両側の仕事関数を合せる物質層で形成することが望ましい。このような電子伝送層３１は、単層または複層で形成できるが、単層に形成する場合、電子伝送層３１はバリウム層で形成でき、複層に形成する場合、電子伝送層３１は、第１及び第２電子伝送膜３２、３４で形成されうる。この時、第１電子伝送膜３２は、例えばカルシウム膜で形成でき、第２電子伝送膜３４は、例えばフッ化バリウム膜で形成されうる。
【００６３】
次に、電子伝送層３１とそのの周りの第１及び第２隔壁２６、２８の一部とを露出させ、残りの領域をマスキングするマスク（図示せず）を形成する。電子伝送層３１と第１及び第２隔壁２６、２８の一部に有機発光層３６を形成し、前記マスクを除去する。有機発光層３６は、低分子または高分子蛍光層で形成でき、燐光層で形成する場合もある。
【００６４】
このように有機発光層３６を形成した後、有機発光層３６と、第１隔壁２６と、第１及び第３隔壁２６、３０との間に露出された第２金属層２４ｂと、有機発光層３６に隣接した第２隔壁２８の一部と、第３隔壁３０の一部とを限定し、残りの領域をマスキングするマスク（図示せず）を形成する。このマスクを利用して、前記限定された領域全体に所定厚さでホール伝送層３８を形成する。この時、後続密封工程の便宜性を考慮する時、ホール伝送層３８は、第１及び第２金属層２４ａ、２４ｂの上部面より低く形成することが望ましい。
【００６５】
一方、有機発光素子の動作で正極層の第２金属層２４ｂから供給されるホールはホール伝送層３８の下に形成された物質層に近い部分を通じて有機発光層３６に移動する。したがって、ホール伝送層３８の形成において、ホール伝送層３８の表面は平らに形成することが望ましいが、そうでなくてもよい。
【００６６】
次いで、外部の不純物と湿気とからホール伝送層３８とその下に形成された部材とを保護するための保護層４０を形成する。保護層４０はガラス層または金膜で形成されうる。保護層４０は第２及び第３隔壁２８、３０外側に拡張形成する。保護層４０は、第１及び第２金属層２４ａ、２４ｂの上部面上に形成された第２及び第３隔壁２８、３０と接触して支持される。保護層４０とホール伝送層３８との間にギャップが存在する。このように保護層４０を形成した後、密封材４４を使用して保護層４０と第１及び第２金属層２４ａ、２４ｂとの間を密封する。密封材４４は、外部の不純物、特に水分か空気の浸透を防止できる物質、例えば紫外線樹脂で形成することが望ましい。このような密封は密封される位置に密封材４４を先に準備した後、保護層４０を密封材４４に接触加圧して完成する場合もある。
【００６７】
一方、第１及び第２金属層２４ａ、２４ｂと保護層４０との間の密封効果を高めるために、第１金属層２４ａに第１結合部材で突起４２を形成し、保護層４０に前記第１結合部材にマッチングされる第２結合部材で突起４２が挿入されうる溝４０ａを形成できる。前記第１結合部材は、第２金属層２４ｂにも形成できる。
【００６８】
第１及び第２金属層２４ａ、２４ｂと保護層４０とに前記第１及び第２結合部材が形成された場合、第１及び第２金属層２４ａ、２４ｂと保護層４０との密封過程は次のように進みうる。
【００６９】
前記第１結合部材が形成された部分に密封材４４を十分に塗る。前記第１結合部材と前記第２結合部材とが正確に結合されうるように保護層４０を整列する。整列した状態そのままで保護層４０を下ろして圧着する。
【００７０】
このような密封過程で、保護層４０と第１及び第２金属層２４ａ、２４ｂとの間に密封材４４を完全に充填して、保護層４０の第２及び第３隔壁２８、３０外側の部分と第１及び第２金属層２４ａ、２４ｂとの間に空いた空間が存在しないようにすることが望ましい。
【００７１】
図３を参照すれば、前記第２有機発光素子についての製造方法の特徴は、ベース基板１８上にガラス基板４８を形成し、ガラス基板４８にベース基板１８が露出される貫通ホール５０を形成するところにある。貫通ホール５０の内面は前記第１実施例による製造方法で形成される溝２２の内面と同一である。貫通ホール５０の下は、ベース基板１８でふさがっているために、貫通ホール５０は、前記第１実施例による製造方法で形成される溝２２と同様になる。
【００７２】
貫通ホール５０の形成以後の工程は、前記第１実施例による製造方法と同一である。
【００７３】
前記第１実施例による製造方法は図６に示されたように、基板に溝を形成する段階（ＳＳ１）、前記基板上に前記溝に拡張される第１及び第２金属層を形成するが、前記２層の金属層間にギャップを形成する段階（ＳＳ２）、前記溝の底の上に形成された前記第１金属層の所定領域を限定し、前記ギャップに隣接した前記第２金属層を限定し、前記ギャップを充填する隔壁を前記第１及び第２金属層上に形成する段階（ＳＳ３）、前記溝の底の上に形成された前記第１金属層の所定領域上に電子伝送層を形成する段階（ＳＳ４）、前記電子伝送層上に有機発光層を形成する段階（ＳＳ５）、前記有機発光層上に前記隔壁の間に露出された前記第２金属層と接触するホール伝送層を形成する段階（ＳＳ６）及び前記溝の中に形成された前記あらゆる要素を覆う保護層を形成して密封する段階（ＳＳ７）で構成される。
【００７４】
第２実施例
図４に示した前記第３有機発光素子についての製造方法である。
【００７５】
図４を参照すれば、基板８０に溝８２を形成する。基板８０は、ｐ型シリコン基板で形成できる。溝８２は、前記第１実施例による製造方法で形成される溝２２と同じ方法、同じ形態で形成できる。溝８２の底８２ａに導電性不純物、例えばｎ型不純物を注入してドーピング領域８４を形成する。ドーピング領域８４は、第１実施例の第１金属層２４ａのように負極層として使われる。
【００７６】
次に、溝８２の底８２ａと溝８２の平らな面８２ｂとを限定し、残りの領域はマスキングするマスク（図示せず）を利用して溝８２の段差が形成されていない内面と第５段差部Ｓ５と第６段差部Ｓ６とにそれぞれ第５、第６及び第７金属層９２ａ、９２ｂ、９２ｃを形成する。以後、前記マスクを除去する。第５及び第６金属層９２ａ、９２ｂは、有機発光層の側方向に入射される光を上側に反射させる反射手段として使われる。しかし、第７金属層９２ｃは、正極層として使われる。第６及び第７金属層９２ｂ、９２ｃは、溝８２の平らな面８２ｂまで拡張されるように形成できるが、平らな面８２ｂ上で所定のギャップｇ２を維持するように形成することが望ましい。
【００７７】
次に、溝８２の平らな面８２ｂ上に拡張された第７金属層９２ｃの所定部分と、溝８２の底８２ａと、溝８２の周りの領域とをマスキングするマスク（図示せず）を使用して、基板８０上に絶縁層（図示せず）を形成する。前記絶縁層は、シリコン酸化膜で形成できる。以後、前記マスクを除去する。この結果、第６及び第７金属層９２ｂ、９２ｃの間を完全に充填する第７隔壁９４が形成される。そして、溝８２の段差が形成されていない内面を覆う第８隔壁９６が形成される。また、第５段差部Ｓ５を覆う第９隔壁９８が形成される。第７隔壁９４は、下に第６段差部Ｓ６を経て溝８２の底８２ａにまで達している。第７隔壁９４は、第７金属層９２ｃ上に一部拡張されている。前記マスクによって、第７金属層９２ｃ上で第７隔壁９４と第９隔壁９８とは与えられた間隔ほど離隔される。
【００７８】
その後、第７ないし第９隔壁９４、９６、９８が形成された結果物に、有機発光層１００及びホール伝送層１０２を順次に形成する過程は、第１実施例による製造方法に従う。ホール伝送層１０２を形成した後には、第８及び第９隔壁９６、９８の内側に形成された主要部材を保護するための保護層１０４を形成する。保護層１０４は、第１実施例の保護層（図２の４０）と同様に形成できる。
【００７９】
次に、密封材１０６を使用して、保護層１０４と第７金属層９２ｃとの間の空間を密封し、保護層１０４と基板８０との間を密封する。
【００８０】
前記第２実施例による製造方法は図７に示されたように、基板に負極層として使われるドーピング領域を形成する段階（ＳＴ１）、前記ドーピング領域の周りの基板上に第１金属層を形成し、前記第１金属層とギャップをおいて正極層として使われる第２金属層を形成する段階（ＳＴ２）、前記ギャップを充填して前記ギャップに接した前記第２金属層の所定領域を露出させる隔壁を前記第１及び第２金属層上に形成する段階（ＳＴ３）、前記ドーピング領域上に電子伝送層を形成する段階（ＳＴ４）、前記電子伝送層上に前記第１金属層上に形成された隔壁と接触する有機発光層を形成する段階（ＳＴ５）、前記有機発光層上に前記隔壁及び前記第２金属層と接触するホール伝送層を形成する段階（ＳＴ６）及び少なくとも前記ホール伝送層及びその下に形成された要素を保護するための保護層を形成して密封する段階（ＳＴ７）で構成される。このような構成で、前記第１金属層は図４に示した第５及び第６金属層９２ａ、９２ｂを示し、前記第２金属層は第７金属層９２ｃを示す。
【００８１】
前記説明で、多くの事項が具体的に記載されているが、これらは発明の範囲を限定するものであるより、望ましい実施例の例示として解釈されねばならない。例えば、本発明が属する技術分野で当業者であれば、図４に示した有機発光素子で保護層１０４の溝８２の外側に拡張された部分とこの部分と対向する基板８０の所定部分とにそれぞれ図２に示した有機発光素子に具備された結合部材４２、４０ａと同等な結合部材を具備できる。それゆえに、本発明の範囲は説明された実施例によって定められるものではなく、特許請求の範囲に記載された技術的思想により定められねばならない。
【産業上の利用可能性】
【００８２】
本発明は、ＬＣＤまたはＰＤＰなどの平面表示装置に使われうる。例えば、テレビ、コンピュータモニター、携帯電話、ＰＤＡ、デジタルカメラ、カムコーダ、各種データ表示装置の表示窓を構成するのに使用できる。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】従来技術による有機発光素子の断面図である。
【図２】本発明の第１実施例による有機発光素子の断面図である。
【図３】本発明の第２実施例による有機発光素子の断面図である。
【図４】本発明の第３実施例による有機発光素子の断面図である。
【図５】本発明の第４実施例による有機発光素子の断面図である。
【図６】本発明の第１実施例による有機発光素子の製造方法を段階別に示したブロック図である。
【図７】本発明の第２実施例による有機発光素子の製造方法を段階別に示したブロック図である。
【符号の説明】
【００８４】
２０    基板
２０ａ    基板の表面
２２    溝
２２ａ    溝の底
２２ｂ    平らな面
２４ａ、２４ｂ    第１及び第２金属層
２６    第１隔壁
２８    第２隔壁
３０    第３隔壁
３１    電子伝送層
３２、３４    第１及び第２電子伝送層
３６    発光層
３８    ホール伝送層
４０    保護層
４０ａ    溝
４２    突起
４４    密封材
Ｓ１、Ｓ２    第１及び第２段差部
ｇ    ギャップ
Ｓ１ａ    第１段差部の表面
Ｓ２ａ    第２段差部の表面
Ｌ１、Ｌ２    光
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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