KR100897028B1

KR100897028B1 - 일렉트로 루미네센트 소자의 제조 방법

Info

Publication number: KR100897028B1
Application number: KR1020037010216A
Authority: KR
Inventors: 이토노리히토; 다치카와도모유키
Original assignee: 다이니폰 인사츠 가부시키가이샤
Priority date: 2002-04-10
Filing date: 2003-01-08
Publication date: 2009-05-14
Also published as: CN100440579C; US20070172773A1; CN1496666A; WO2003086024A1; KR20040096761A; TWI231156B; US7396637B2; EP1569500A4; TW200306757A; US7147992B2; US20040224263A1; EP1569500A1

Abstract

본 발명은, 포토리소그라피법을 이용하여 발광부를 형성할 때, 패턴형으로 형성된 각 발광부 상에 어떤 층도 여분의 층이 적층되어 있는 상태를 회피하고, 해당 여분의 층의 박리 공정에 있어서, 박리 처리를 용이하고 신속히 행하는 것이 가능한 EL 소자의 제조 방법을 제공하는 것을 주목적으로 하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은, 포토리소그라피법을 이용한 EL 소자의 제조 방법에 있어서, 표면에 포토레지스트층을 가지는 적어도 1색의 발광부가 형성되어 있는 기판 상에, 상기 발광부와는 상이한 색을 이루는 이색 발광층 형성용 도공액을 도포하여 이색 발광층을 형성하는 공정과, 상기 이색 발광층 상에 포토레지스트를 도포하여 이색 발광층용 포토레지스트층을 형성하는 공정과, 상기 이색 발광층용 포토레지스트층을 패턴 노광하고, 현상함으로써, 이색 발광부가 형성되는 부분의 이색 발광층용 포토레지스트층이 잔존하도록 패터닝하는 공정과, 상기 이색 발광층용 포토레지스트층이 제거된 부분의 이색 발광층을 제거함으로써 이색 발광층용 포토레지스트층을 표면에 가지는 패턴형의 이색 발광부를 형성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 EL 소자의 제조 방법을 제공한다.

포토레지스트층, 포토리소그라피법, 이색 발광층

Description

일렉트로 루미네센트 소자의 제조 방법 {METHOD FOR MANUFACTURING ELECTROLUMINESCENT ELEMENT}

본 발명은, 포토리소그라피법을 이용하여 형성된 발광층을 가지는 일렉트로 루미네센트(이하, 일렉트로 루미네센트를 EL이라고 하는 경우가 있음) 소자의 제조 방법에 관한 것이다.

EL 소자는, 대향하는 전극으로부터 주입된 정공(正孔) 및 전자가 발광층 내에서 결합하고, 그 에너지로 발광층 내의 형광 물질을 여기(勵起)하고, 형광 물질에 따른 색의 발광을 행하는 것이며, 자발광의 면형 표시 소자로서 주목받고 있다. 그 중에서도, 유기 물질을 발광 재료로서 사용한 유기 박막 EL 디스플레이는, 인가 전압이 10V미만이라도 고휘도의 발광이 실현되는 등 발광 효율이 높고, 단순한 소자 구조로 발광이 가능하여, 특정 패턴을 발광 표시시키는 광고 그 외 저가격의 간이 표시 디스플레이에의 응용이 기대되고 있다.

이러한 EL 소자를 사용한 디스플레이의 제조에 있어서는, 제1 전극층이나 유기 EL층의 패터닝이 통상 행해지고 있다. 이 EL 소자의 패터닝 방법으로서는, 발광 재료를 섀도 마스크를 통하여 증착하는 방법, 잉크젯에 의한 도포 방법, 자외선 조사에 의해 특정한 발광 색소를 파괴하는 방법, 스크린 인쇄법 등이 있다. 그렇지 만, 이러한 방법에서는, 발광 효율이나 광의 픽업 효율의 높고, 제조 공정의 간편함이나 고정세(高精細)의 패턴 형성의 모두를 실현할 수 있는 EL 소자를 제공할 수 없었다.

이러한 문제점을 해결하는 수단으로서, 발광층을 포토리소그라피법에 의해 패터닝함으로써 형성하는 EL 소자의 제조 방법이 제안되어 있다. 이 방법에 의하면, 종래 행해져 온 증착에 의한 패터닝법과 비교하면, 고정세의 얼라인먼트 기구를 구비한 진공 설비 등이 불필요하므로, 비교적 용이하게 또한 염가로 제조할 수 있다. 한편, 잉크젯 방식을 이용한 패터닝법과 비교하면, 패터닝을 보조하는 구조물이나 기판에 대한 사전 처리 등을 행하지 않는 점에서 바람직하고, 또한 잉크젯 헤드의 토출 정밀도와의 관계로부터, 포토리소그라피법에 따른 제조 방법 쪽이 보다 고정세의 패턴의 형성에 대해서는 바람직한 방법이라고 하는 이점을 가지는 것이었다.

이러한 포토리소그라피법에 의해 복수의 발광부를 형성하는 방법으로서는, 예를 들면 도 2에 나타낸 방법이 제안되어 있다.

먼저, 도 2 (A)에 나타낸 바와 같이, 기판(1) 상에 패턴형으로 제1 전극층(2)이 형성되고, 다시 그 위에 패턴형으로 형성된 제1 발광부(3)와, 그 제1 발광부(3) 상에는, 다시 제1 포토레지스트층(4)이 적층되어 있다.

이어서, 도 2 (B)에 나타낸 바와 같이, 제2 발광층 형성용 도공액(塗工液)을 도포하여 제2 발광층(5)을 형성하고, 또한 제2 발광층(5) 상에 포지티브형 포토레지스트를 전체면 도포하여 제2 포토레지스트층(4')을 형성한다. 다음에, 도 2 (C) 에 나타낸 바와 같이, 제1 발광부(3) 및 제2 발광부(5')를 형성하는 부분만을 포토마스크(6)로 마스크하고, 이들 이외의 부분을 자외선으로 노광한다.

이것을 포토레지스트 현상액에 의해 현상하고, 세정함으로써, 도 2 (D)에 나타낸 바와 같이, 노광부의 제2 포토레지스트층(4')이 제거된다. 또한, 노광부의 제2 포토레지스트층(4')이 제거되어 제2 발광층(5) 중 노출된 부분이 제거되고, 도 2 (E)에 나타낸 바와 같이, 제2 포토레지스트층(4')에 피복된 제2 발광부(5') 및, 제1 포토레지스트층(4)과 제2 발광층(5)과 제2 포토레지스트층(4')으로 피복된 제1 발광부(3)를 얻는다.

이어서, 제2 발광부(5')의 패턴 형성과 마찬가지로, 도 2 (F)에 나타낸 바와 같이, 제3 발광층 형성용 도공액을 도포하여 제3 발광층(7)을 성막하고, 그 위에 포지티브형 포토레지스트를 전체면 도포하여 제3 포토레지스트층(4")을 형성한다. 이어서, 도 2 (G)에 나타낸 바와 같이, 제1 발광부(3), 제2 발광부(5') 및 제3 발광부(7')를 형성하는 부분을 포토마스크(6)로 마스크하고, 그 이외를 자외선으로 노광한다.

이것을 포토레지스트 현상액에 의해 현상하고, 세정하면, 도 2 (H)에 나타낸 바와 같이, 제3 포토레지스트층(4")이 패턴형으로 형성되고, 이어서, 제3 포토레지스트층(4')'의 노광부가 제거되고 노출된 제3 발광층(7)을 제거한다. 이것에 의해 도 2 (I)에 나타낸 바와 같이, 제3 포토레지스트층(4")에 피복된 제3 발광부(7')를 얻을 수 있다. 또한, 제2 발광부(5')에 있어서는, 제2 발광부(5') 상에 제2 포토레지스트층(4')과 제3 발광층(7)과 제3 포토레지스트층(4")이 적층되어 있고, 제1 발광부(3) 상에는, 제1 포토레지스트층(4)과 제2 발광층(5)과 제2 포토레지스트층(4')과 제3 발광층(7)과 제3 포토레지스트층(4")이 적층되어 있다.

마지막으로, 포토레지스트 박리액에 의해 박리 처리를 하면, 도 2 (J)에 나타낸 바와 같이, 제1 발광부(3), 제2 발광부(5') 및 제3 발광부(7')가 노출된다.

이 후, 각 발광부 상에 제2 전극층을 형성하는 공정 등을 거쳐, 도면의 하부로 발광을 발하여 EL 소자가 제조된다.

그렇지만, 전술한 것 같은 방법에서는, 최종적으로 도 2 (I)로부터 도 2 (J) 상태에 이르기 위해서 행해지는 포토레지스트층의 박리 처리에 있어서, 신속하게 박리를 진행시키는 것이 곤란했다. 이것은, 처리 목적으로 하는 포토레지스트층 상에 복수의 발광층이나 포토레지스트층이 적층되어 있기 때문에, 박리 처리를 행해야 하는 포토레지스트층에 있어서 포토레지스트 박리액과 접촉하는 면적이 미소하고, 이 때문에, 포토레지스트 박리액의 작용이 충분히 포토레지스트층에 미치는데 매우 긴 시간을 요하기 때문이다. 또, 장시간 포토레지스트 박리액에 기판을 노출하는 것은, 제조 효율상 불리한 동시에, 포토레지스트 박리액의 영향으로부터, 패턴 형성된 층이 팽윤 및 용출한다고 하는 문제가 생기는 경우가 있다. 그래서, 박리 처리를 행할 때, 포토레지스트 박리액이 작용하기 쉬운 상태가 되도록 하는 방법이 요구되고 있다.

본 발명은, 상기 문제점을 감안하여 이루어진 것이며, 포토리소그라피법을 이용하여 발광부를 형성할 때, 패턴형으로 형성된 각 발광부 상에 어떤 층도 여분 의 층이 적층되어 있는 상태를 회피하고, 해당 여분의 층의 박리 공정에 있어서, 박리 처리를 용이하고 신속히 행하는 것이 가능한 EL 소자의 제조 방법을 제공하는 것을 주목적으로 하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은, 포토리소그라피법을 이용한 EL 소자의 제조 방법에 있어서, 표면에 포토레지스트층을 가지는 적어도 1색의 발광부가 형성되어 있는 기판 상에, 상기 발광부와는 상이한 색을 이루는 이색(異色:heterochromatic) 발광층 형성용 도공액을 도포하여 이색 발광층을 형성하는 공정과, 상기 이색 발광층 상에 포토레지스트를 도포하여 이색 발광층용 포토레지스트층을 형성하는 공정과, 상기 이색 발광층용 포토레지스트층을 패턴 노광하여 현상함으로써, 이색 발광부가 형성되는 부분의 이색 발광층용 포토레지스트층이 잔존하도록 패터닝하는 공정과, 상기 이색 발광층용 포토레지스트층이 제거된 부분의 이색 발광층을 제거함으로써 이색 발광층용 포토레지스트층을 표면에 가지는 패턴형의 이색 발광부를 형성하는 공정을 가지는 것을 특징으로 하는 EL 소자의 제조 방법을 제공한다.

본 발명의 EL 소자의 제조 방법에 의한 포토리소그라피법을 이용하여 발광층을 패터닝하면, 각 발광부의 패터닝이 종료된 단계에서, 발광부 상에는, 이것과 상이한 색을 이루는 이색 발광층이 적층되지 않고, 또한, 포토레지스트층은 한층만 적층된 상태로 할 수 있다. 이 상태는, 최종적으로 포토레지스트층을 박리하는 단계에서, 박리 대상이 되는 포토레지스트층이 최상층에 위치하는 것이며, 포토레지스트 박리액의 작용이 미치기 쉽고, 박리 처리를 신속하게 또한 용이하게 행할 수 있는 것이다. 그러므로, 박리 처리에 의한 기판 등에의 영향이 적고, 수율의 향상에 효과가 있다.

본 발명에 있어서는 또, 포토리소그라피법을 이용한 EL 소자의 제조 방법에 있어서, 표면에 제1 포토레지스트층을 가지는 제1 발광부가 형성되어 있는 기판 상에 제2 발광층 형성용 도공액을 도포하여 제2 발광층을 형성하는 공정과, 상기 제2 발광층 상에 포토레지스트를 도포하여 제2 포토레지스트층을 형성하는 공정과, 상기 제2 포토레지스트층을 패턴 노광한 후, 현상함으로써 제2 발광부가 형성되는 부분의 제2 포토레지스트층이 잔존하도록 패터닝하는 공정과, 상기 제2 포토레지스트층이 제거된 부분의 제2 발광층을 제거함으로써 제2 포토레지스트층을 표면에 가지는 패턴형의 제2 발광부를 형성하는 공정과, 표면에 상기 제1 포토레지스트층을 가지는 상기 제1 발광부와, 상기 제2 포토레지스트층을 가지는 상기 제2 발광부가 형성된 기판 상에 제3 발광층 형성용 도공액을 도포하여 제3 발광층을 형성하는 공정과, 상기 제3 발광층 상에 포토레지스트를 도포하여 제3 포토레지스트층을 형성하는 공정과, 상기 제3 포토레지스트층을 패턴 노광한 후, 현상함으로써 제3 발광부가 형성되는 부분의 제3 포토레지스트층이 잔존하도록 패터닝하는 공정과, 상기 제3 포토레지스트층이 제거된 부분의 제3 발광층을 제거함으로써 제3 포토레지스트층을 표면에 가지는 패턴형의 제3 발광부를 형성하는 공정을 가지는 것을 특징으로 하는 EL 소자의 제조 방법을 제공한다.

본 발명에 있어서의 EL 소자의 제조 방법은, 2색째의 발광층의 패터닝 공정을 행할 때, 포토레지스트층을 2색째의 발광부가 형성되는 위치만 잔존시키는 것을 특징으로 한다. 또, 이것은 3색째의 발광층의 패터닝에 있어서도 마찬가지이다. 이것은, 각 발광층의 패터닝이 종료한 단계에서, 그 발광층과 상이한 색을 이루는 발광층은 적층되지 않고, 또한, 포토레지스트층은 1층만 적층된 상태로 하는 것을 가능하게 한다. 이 경우, 최종적으로 포토레지스트층을 박리하는 단계에 있어서, 포토레지스트층은 최상층에 위치하므로, 포토레지스트 박리액이 즉시 포토레지스트층에 작용하여, 부가적인 힘를 가하지 않고 신속하게 포토레지스트층을 박리할 수 있어, 풀 컬러의 EL 소자를 제조하는데 있어서, 그 제조 효율을 향상시키는 효과를 미친다. 또, 포토레지스트 박리액에 장시간, 기판을 노출할 필요가 없기 때문에, 해당 박리액에 의한 기판 등에의 영향을 최소한으로 막을 수 있어 수율의 향상에도 효과를 얻을 수 있다.

이 때, 상기 각 발광층은, 포토레지스트 용매, 포토레지스트 현상액, 및 포토레지스트 박리액에 불용이며, 또한, 각 포토레지스트층이 상기 각 발광층 형성에 사용하는 용매에 불용인 것이 바람직하다.

이것은, 포토리소그라피법의 종류에도 의하지만, 다른 층을 적층하는 단계 및 현상을 행하는 단계 등에 있어서, 이미 형성되어 있는 층이나, 목적으로 하는 층 이외에 영향이 미쳐, 팽윤 및 용출 등의 문제가 일어날 가능성을 저하시키기 때문이다.

또, 상기 각 발광부는, 버퍼층과 함께 패터닝되어 버퍼층 상에 형성되어 있는 것이 바람직하다. 버퍼층은, 제1 전극층과 발광층과의 사이에 형성되어 발광층에의 전하의 주입을 돕는 역할을 담당한다. 따라서, 버퍼층을 형성함으로써 전하의 주입 효율이 높아져, 발광 효율의 향상으로 이어지는 것이다.

또, 상기 포토리소그라피법을 이용한 EL 소자의 제조 방법에 있어서, 패터닝되는 각 발광층 상에 포토레지스트를 도포하고, 노광하고, 현상함으로써 각 포토레지스트층을 패터닝한 후, 드라이 에칭을 이용하여 각 포토레지스트층이 제거된 부분의 각 발광층을 패터닝하는 것이 바람직하다.

이와 같이 발광층을 패터닝할 때 드라이 에칭을 이용함으로써, 패터닝 형성의 목적으로 하는 발광층 이외의 층에 패터닝에 의한 영향을 주는 것이 적게 되어, 보다 고정세의 패턴 형성이 가능해지기 때문이다.

이 때, 상기 드라이 에칭이, 반응성 이온 에칭인 것이 바람직하다. 반응성 이온 에칭으로 함으로써, 효과적으로 발광층 또는 버퍼층의 제거를 행할 수 있기 때문이다.

또, 상기 드라이 에칭에, 산소 단체(單體) 또는 산소를 포함하는 가스를 사용하는 것이 바람직하다.

산소 단체 또는 산소를 포함하는 가스를 사용함으로써, 산화 반응에 의해 기판이나 ITO에 영향을 주지 않고 효과적으로 발광층 또는 버퍼층의 제거를 행할 수 있기 때문이다.

또, 상기 드라이에칭에 대기압 플라스마를 사용하는 것이 바람직하다. 대기압 플라스마를 사용함으로써, 진공 공정을 없앨 수 있고, 생산성이 높은 패터닝이 가능해지기 때문이다.

도 1은, 본 발명의 EL 소자의 제조 방법의 일례를 나타낸 공정도이다.

도 2는, 종래의 EL 소자의 제조 방법의 일례를 나타낸 공정도이다.

이하, 본 발명의 EL 소자의 제조 방법에 대해 설명한다.

본 발명의 EL 소자의 제조 방법은, 포토리소그라피법을 이용한 일렉트로 루미네센트 소자의 제조 방법에 있어서, 표면에 포토레지스트층을 가지는 적어도 1색의 발광부가 형성되어 있는 기판 상에, 상기 발광부와는 상이한 색을 이루는 이색(異色) 발광층 형성용 도공액을 도포하여 이색 발광층을 형성하는 공정과, 상기 이색 발광층 상에 포토레지스트를 도포하여 이색 발광층용 포토레지스트층을 형성하는 공정과, 상기 이색 발광층용 포토레지스트층을 패턴 노광하고, 현상함으로써, 이색 발광부가 형성되는 부분의 이색 발광층용 포토레지스트층이 잔존하도록 패터닝하는 공정과, 상기 이색 발광층용 포토레지스트층이 제거된 부분의 이색 발광층을 제거함으로써 이색 발광층용 포토레지스트층을 표면에 가지는 패턴형의 이색 발광부를 형성하는 공정을 가지는 것을 특징으로 하는 것이다.

여기서, 상기 「이색 발광층」이란, 이미 패턴 형성되어 있는 발광부에 대해서, 상이한 색을 이루는 발광층을 나타내고, 예를 들면, 적색의 발광부가 이미 기판 상에 형성되어 있는 경우는, 녹색 또는 청색을 이루는 발광층을 가리킨다. 또한 적색 및 녹색의 2색의 발광부가 기판 상에 형성되어 있는 경우는, 청색을 이루는 발광층을 의미한다. 또한, 「이색 발광층 형성용 도공액」이란 이러한 이색 발광층을 형성할 때 사용하는 도공액을 가리킨다.

전술한 EL 소자의 제조 방법은, 2색째 이후의 발광부의 패터닝 공정을 이색 발광층, 이색 발광층 형성용 도공액 및 이색 발광부라고 표현했지만, 이하에, 그 구체적인 예로서, 3색의 발광부로 구성되는 EL 소자에 있어서의 각 발광부의 패터닝 공정을 그 형성 순으로 설명한다.

그리고, 이하에서는 본 발명의 EL 소자를 풀 컬러로 하는 경우에 있어서의 제조 방법에 대해 설명하고 있다. 따라서, 이색 발광층은 제2 또는 제3 발광층으로서, 이색 발광층 형성용 도공액은, 제2 또는 제3 발광층 형성용 도공액으로서, 이색 발광부는 제2 또는 제3 발광부로서, 및 이색 발광층 형성용 포토레지스트층은 제2 또는 제3 포토레지스트층으로서 이하에 설명하는 것으로 한다.

즉, 이러한 EL 소자의 제조 방법은, 표면에 제1 포토레지스트층을 가지는 제1 발광부가 형성되어 있는 기판 상에 제2 발광층 형성용 도공액을 도포하여 제2 발광층을 형성하는 공정과, 상기 제2 발광층 상에 포토레지스트를 도포하여 제2 포토레지스트층을 형성하는 공정과, 상기 제2 포토레지스트층을 패턴 노광한 후, 현상함으로써 제2 발광부가 형성되는 부분의 제2 포토레지스트층이 잔존하도록 패터닝하는 공정과, 상기 제2 포토레지스트층이 제거된 부분의 제2 발광층을 제거함으로써 제2 포토레지스트층을 표면에 가지는 패턴형의 제2 발광부를 형성하는 공정과, 표면에 상기 제1 포토레지스트층을 가지는 상기 제1 발광부와 표면에 상기 제2포토레지스트층을 가지는 상기 제2 발광부가 형성된 기판 상에 제3 발광층 형성용 도공액을 도포하여 제3 발광층을 형성하는 공정과, 상기 제3 발광층 상에 포토레지스트를 도포하여 제3 포토레지스트층을 형성하는 공정과, 상기 제3 포토레지스트 층을 패턴 노광한 후, 현상함으로써 제3 발광부가 형성되는 부분의 제3 포토레지스트층이 잔존하도록 패터닝하는 공정과, 상기 제3 포토레지스트층이 제거된 부분의 제3 발광층을 제거함으로써 제3 포토레지스트층을 표면에 가지는 패턴형의 제3 발광부를 형성하는 공정을 가지는 것을 특징으로 하는 것이다.

이와 같이 본 발명에서는 특히, 2색째의 발광부의 패터닝 공정에 있어서, 포토레지스트층에 패턴 노광할 때, 2색째의 발광부가 형성되는 위치만 미노광 영역이 되도록 패턴 노광하는 것을 특징으로 하는 것이며, 이것은 3색째의 발광부의 패터닝 공정에 있어서도 마찬가지이다.

종래는, 패턴 노광을 행할 때, 도 2 (C) 및 도 2 (G)에 나타낸 바와 같이, 패터닝 대상으로 하는 발광부가 형성되는 위치 외에, 이미 패턴형으로 형성되어 있는 발광부 상도 마스크하는 대상으로 하고 있었다. 그렇지만, 본 발명에서는, 전술한 바와 같이 이미 패턴 형성되어 있는 발광부 상에는 포토마스크에 의해 마스크를 하지 않고 노광하므로, 이미 패터닝을 종료한 발광부 상에 그 이상 불필요한 포토레지스트층이 적층되지 않는다. 따라서, 각 발광부의 패터닝이 종료된 단계에서는, 각 발광부 상에는, 그것과 상이한 색을 이루는 발광층이 적층되어 있는 것이 아니고, 또 포토레지스트층은 1층만 적층되어 있는 상태로서 형성되는 것이다. 이러한 상태는, 후에 포토레지스트층을 박리하는 단계에서, 박리해야 할 포토레지스트층이 최상위에 위치하므로, 박리 처리에 사용하는 포토레지스트 박리액과의 접촉 면적이 충분히 확보되어, 신속한 박리를 가능하게 하는 것이다.

그리고, 본 발명에 있어서 「발광층」이란 발광층 형성용 도공액을 도포하 고, 건조시킴으로써 형성된 층을 의미하고, 「발광부」란 소정의 위치에 형성된 발광층을 의미하는 것으로 한다.

이러한 특징을 가지는 본 발명의 EL 소자의 제조 공정의 일례를 도시한 것이 도 1이다. 이하, 도 1을 참조하여 구체적으로 설명한다.

이 예에 있어서는, 먼저 도 1 (A)에 나타낸 바와 같이, 제1 전극층(2) 및, 표면에 제1 포토레지스트층(4)을 가지는 제1 발광부(3)가 형성되어 있는 기판(1)을 준비한다(제1 발광부 준비 공정). 본 발명에 있어서는, 제1 발광부(3)의 패터닝에 관해서는, 통상 행해지고 있는 포리소그라피법으로 형성할 수 있다.

이어서, 도 1 (B)에 나타낸 바와 같이, 제2 발광층 형성용 도공액을 도포하여 제2 발광층(5)을 형성하고, 다시 그 위에 포지티브형 포토레지스트를 전체면 도포하여 제2 포토레지스트층(4')을 형성한다(제2 포토레지스트층 형성 공정).

이어서, 도 1 (C)에 나타낸 바와 같이, 제2 발광부가 형성되는 위치에만 포토마스크(6)로 마스크하여 제2 발광부가 형성되는 위치 이외의 위치에 자외선을 노광한 후, 제2 포토레지스트층(4')을 포토레지스트 현상액에 의해 현상하고, 세정함으로써 도 1 (D)에 나타낸 바와 같이, 제2 발광부가 형성되는 부분의 제2 포트레지스트층(4')이 남는다(제2 포트레지스트 패터닝 공정).

또한, 제2 포토레지스트층(4')이 제거되어 노출된 제2 발광층(5)을 제거함으로써, 도 1 (E)에 나타낸 바와 같이 제2 포토레지스트층(4')에 피복된 제2 발광부(5')와, 제1 포토레지스트층(4)에 피복된 제1 발광부(3)가 남는다(제2 발광부 형성 공정).

이 예에 나타낸 EL 소자의 제조 방법에 있어서는, 3색의 발광부를 형성하기 위해, 또한 계속 제조 공정이 필요하지만, 예를 들면 2색의 발광부로 구성되는 EL 소자이면, 이 후, 포토레지스트층을 박리하고, 각 발광부 상에 제2 전극층을 형성하는 공정 등을 거침으로써 EL 소자를 제조할 수 있다. 이 경우도, 도 1 (E)에 나타낸 바와 같이, 박리되는 포토레지스트층이 최상층에 위치하므로, 박리 처리를 신속하게 행할 수 있다고 하는 이점을 가진다. 따라서, 2색의 EL 소자를 제조할 때 있어서도, 포토레지스트층의 박리가 용이하기 때문에, 제조 효율이 우수하고, 기판의 손상 등이 적은 EL 소자를 제공할 수 있다.

이어서, 3색째의 발광부의 패터닝을 행한다. 제1 전극층(2), 제1 포토레지스트층(4)을 표면에 가지는 제1 발광부(3) 및 제2 포토레지스트층(4')을 표면에 가지는 제2 발광부(5')를 가지는 기판(1) 상에, 도 2 (F)에 나타낸 바와 같이, 제3 발광층 형성용 도공액을 도포하여 제3 발광층(7)을 형성하고, 다시 그 위에 포지티브형 포토레지스트를 도포하여 제3 포토레지스트층(4")을 형성한다(제3 포토레지스트층 형성 공정).

이어서, 도 1 (G)에 나타낸 바와 같이, 제3 발광부가 형성되는 위치만 포토마스크(6)로 마스크하고, 마스크된 이외의 영역은 자외선으로 노광한 후, 포토레지스트 현상액으로 현상, 세정함으로써, 도 1 (H)에 나타낸 바와 같이, 제3 발광부가 형성되는 영역 이외에 위치하는 제3 포토레지스트층(4")이 제거된다(제3 포트레지스트 패터닝 공정).

이어서, 제3 포토레지스트층(4")이 제거되어 노출된 제3 발광층(7)을 제거함 으로써, 도 1 (I)에 나타낸 바와 같이 표면에 제3 포토레지스트층(4")을 가지는 제3 발광부(7')가 남는다(제3 발광부 형성 공정).

본 발명에 있어서는, 제3 포토레지스트 패터닝 공정에 있어서, 제3 발광부가 형성되는 위치만 포토마스크를 통하여 패턴 노광하였으므로, 제1 발광부 상에는 1층의 제1 포토레지스트층이, 또한 제2 발광부 상에는 1층의 제2 포토레지스트층이 적층된 상태로 할 수 있는 것이다.

마지막으로, 도 1 (J)에 나타낸 바와 같이, 최상층에 위치하는 각 포토레지스트층을 박리하고(박리 공정), 노출된 각 발광층 상에 제2 전극층을 형성하고, 도면의 하방으로 발광하는 EL 소자를 제조하는 것이 가능해진다.

이하, 이러한 본 발명의 EL 소자의 제조 방법의 각 공정에 대하여 상세하게 설명한다.

1. 제1 발광부 준비 공정

본 공정에 있어서는, 먼저, 제1 전극층이 형성된 기판 상에, 제1 발광층 형성용 도공액을 도포하여 제1 발광층을 형성하고, 또한, 그 위에 포토레지스트를 전체면 도포하여 제1 포토레지스트층을 형성한다. 그 후, 제1 발광부가 형성되는 위치만 포토마스크로 마스크하여 패턴 노광한다. 이어서, 노광 부분의 제1 포토레지스트층을 포토레지스트 현상액으로 현상한다. 이것에 의해, 노광 부분의 제1 포토레지스트층은 제거되고, 그 아래에 위치하고 있는 제1 발광층이 노출된다. 이어서, 노출된 제1 발광층을 제거하고, 표면에 제1 포토레지스트층을 가지는 제1 발광부를 얻는다.

이하, 본 공정의 구성에 대해 설명한다.

(기판)

본 발명에 사용되는 기판은, 투명성이 높은 것이면 특히 한정되지 않고, 유리 등의 무기 재료나, 투명 수지 등을 사용할 수 있다.

상기 투명 수지로서는, 필름형으로 성형이 가능하면 특히 한정되지 않지만, 투명성이 높고, 내용매성, 내열성이 비교적 높은 고분자 재료가 바람직하다. 구체적으로는, 폴리에테르술폰, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리카보네이트(PC), 폴리에테르에테르케톤(PEEK), 폴리불화비닐(PFV), 폴리아크릴레이트(PA), 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE), 비정질 폴리올레핀, 또는 불소계 수지 등을 들 수 있다.

(제1 전극층)

상기 기판 상에는, 전술한 것처럼 제1 전극층이 형성되어 있다. 이러한 제1 전극층으로서는, 통상 EL 소자에 사용되는 것이면 특히 한정되는 것은 아니다.

그리고, 제1 전극층은, 기판에 미리 먼저 형성해 두지만, 발광층 형성 후에는, 제2 전극층도 형성한다. 이들 전극층은, 양극과 음극으로 이루어지고, 양극과 음극의 어느 한 쪽이, 투명 또는 반투명이며, 양극으로서는, 정공(正孔)이 주입되기 용이하도록 일 함수가 큰 도전성 재료가 바람직하다. 한편, 음극으로서는, 전자가 주입되기 쉽게 일 함수가 작은 도전성 재료인 것이 바람직하다. 또, 복수의 재료를 혼합시켜도 된다. 어느 전극층도, 저항은 가능한 한 작은 것이 바람직하고, 일반적으로는, 금속 염료가 사용되지만, 유기물 혹은 무기 화합물을 사용해도 된 다.

(제1 발광층 형성용 도공액)

본 발명에 있어서는, 상기 제1 전극층이 적어도 형성된 기판 상에 제1 발광층 형성용 도공액이 도포되어 건조됨으로써 기판 상에 제1 발광층이 형성된다.

이러한 제1 발광층 형성용 도공액으로서는, 통상, 발광 재료, 용매, 및 도핑제 등의 첨가제에 의해 구성되는 것이다. 그리고, 본 발명에 있어서는, 종류가 상이한 발광층을 복수회에 걸쳐 포토리소그라피법을 이용하여 패터닝함으로써, 기판 상에 복수 종류의 발광부를 형성하는 EL 소자의 제조 방법이므로, 복수색의 발광층이 형성되는 것이다. 따라서, 복수 종류의 발광층 형성용 도공액이 사용된다. 이하, 이들 발광층 형성용 도공액을 구성하는 각 재료에 대해 설명한다.

A. 발광 재료

본 발명에 사용되는 발광 재료로서는, 형광을 발하는 재료를 포함하여 발광하는 것이면 특히 한정되지 않고, 발광 기능과 정공 수송 기능이나 전자 수송 기능을 겸해도 된다. 본 발명에 있어서는, 후술하는 바와 같이 포토리소그라피법에 의해 발광층의 패터닝을 행하는 관계상, 발광층을 형성하는 재료가, 후술하는 포토레지스트 용매, 포토레지스트 현상액, 및 포토레지스트 박리액에 불용인 재료가 바람직하다. 또, 이 경우는, 발광층을 포토리소그라피법에 의해 패터닝할 때 사용하는 포토레지스트가, 발광층의 형성에 사용하는 용매에 불용인 재료를 사용하는 것이 바람직하다.

이러한 발광 재료로서는, 색소계 재료, 금속 착체계 재료, 및 고분자계 재료 를 들 수 있다.

(1) 색소계 재료

색소계 재료로서는, 시클로펜타민 유도체, 테트라 페닐 부타디엔 유도체, 트리페닐아민 유도체, 옥사디아졸 유도체, 피라조로키놀린 유도체, 디스티릴벤젠 유도체, 디스티릴아릴렌 유도체, 실롤(silole) 유도체, 티오펜 환화합물, 피리딘환 화합물, 페리논 유도체, 페릴렌 유도체, 올리고티오펜 유도체, 트리후마닐아민 유도체, 옥사디아졸 다이머, 피라졸린 다이머 등을 들 수 있다.

(2) 금속 착체계 재료

금속 착체계 재료로서는, 알루미늄 퀴노리놀 착체, 벤조퀴노리놀베릴륨 착체, 벤조옥사졸 아연 착체, 벤조티아졸 아연 착체, 아조메틸 아연 착체, 포르피린 아연 착체, 유로피움 착체 등, 중심 금속에, Al, Zn, Be 등 또는 Tb, Eu, Dy 등의 희토류 금속을 가지고, 배위자(配位子)에 옥사디아졸, 티아디아졸, 페닐피리딘, 페닐벤조이미다졸, 퀴놀린 구조 등을 가지는 금속 착체 등을 들 수 있다.

(3) 고분자계 재료

고분자계의 재료로서는, 폴리파라페닐렌비닐렌 유도체, 폴리티오펜 유도체, 폴리파라페닐렌 유도체, 폴리실란 유도체, 폴리아세틸렌 유도체 등, 폴리플루오렌 유도체, 폴리비닐카르바졸 유도체, 상기 색소체, 금속 착체계 발광 재료를 고분자화한 것 등을 들 수 있다.

본 발명에 있어서는, 발광층 형성용 도공액을 사용하여 포토리소그라피법에 의해 발광부를 정밀도 양호하게 형성할 수 있다고 하는 이점을 살린다고 하는 관점 으로부터, 발광 재료로서 상기 고분자계 재료를 사용한 것이 보다 바람직하다.

B. 용매

발광층 형성용 도공액은, 상기 도 1에 나타낸 예로부터도 명백한 것처럼, 포토레지스트층 상에 도포되는 경우가 있다. 따라서, 이 발광층 형성용 도공액에 사용되는 용매로서는, 포토레지스트에 대한 용해도가 25℃, 1기압에서 0.001(g/g용매) 이하의 용매를 선택하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.0001(g/g용매) 이하의 용매를 선택하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 후술하는 버퍼층이 수계(水系)나 DMF, DMSO, 알코올 등의 극성 용매에 용해하고, 포토레지스트가 일반적인 노볼락계 포지티브 레지스트의 경우, 벤젠, 톨루엔, 크실렌의 각 이성체(異性體) 및 이들의 혼합물, 메시틸렌, 테트랄린, p―시멘, 쿠멘, 에틸벤젠, 디에틸벤젠, 부틸벤젠, 클로로벤젠, 디클로로벤젠의 각 이성체 및 이들의 혼합물 등을 시작으로 하는 방향족계 용매, 아니솔, 페네톨, 부틸페닐에테르, 테트라히드로프란, 2-부타논, 1,4-디옥산, 디에틸에테르, 디이소프로필에테르, 디페닐에테르, 디벤질에테르, 디그라임 등을 시작으로 하는 에테르계 용매, 디클로로 메탄, 1,1-디클로로에탄, 1,2-디클로로에탄, 트리클로로에틸렌, 테트라 클로로 에틸렌, 클로로포름, 사염화탄소, 1-클로로나프탈렌 등의 크롤계 용매, 시클로헥사논 등을 들 수 있지만, 이 외에도 조건을 만족시키는 용매이면 사용 가능하고, 2종 이상의 혼합 용매라도 된다.

또, 본 발명에 있어서는, 버퍼층을 형성해도 되고, 버퍼층을 용매에 가용인 것으로 하는 경우, 발광층의 성막 시에 버퍼층과 발광층 재료가 혼합이나 용해되는 것을 방지하여, 발광 재료 본래의 발광 특성을 유지하기 위해서 버퍼층을 용해하지 않는 것이 바람직하다.

이러한 관점으로부터, 발광층 형성용 도공액용의 용매는 버퍼층 재료에 대한 용해도가 25℃, 1기압에서 0.001(9/9용매) 이하의 용매를 선택하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.0001(g/g용매) 이하의 용매를 선택하는 것이 바람직하다.

C. 첨가제

본 발명에 사용되는 발광층 형성용 도공액에는, 전술한 것 같은 발광 재료 및 용매에 더하여 각종 첨가제를 첨가하는 것이 가능하다. 예를 들면, 발광층 중의 발광 효율의 향상, 발광 파장을 변화시키는 등의 목적으로 도핑 재료가 첨가되는 경우가 있다. 이 도핑 재료로서는 예를 들면, 페릴렌 유도체, 쿠마린 유도체, 루브렌 유도체, 퀴나크리돈 유도체, 스쿠알륨 유도체, 포르필렌 유도체, 스티릴계 색소, 테트라센 유도체, 피라졸린 유도체, 디카시클렌, 페녹사존 등을 들 수 있다.

(제1 포토레지스트층)

이어서, 제1 발광층 상에 형성되는 제1 포토레지스트층에 대하여 설명한다.그리고, 본 발명에 있어서는, 포토레지스트층에 제1, 제2 및 제3의 3 종류를 사용하고 있지만, 모두 편의상 나누고 있는 것 뿐이며, 모두 마찬가지의 포토레지스트층이라도 된다.

이 포토레지스트의 도포 방법은, 일반적으로 도공액을 전체면에 도포하는 방법이면 특히 한정되지 않고, 구체적으로는, 스핀 코팅법, 캐스팅법, 디핑법, 바 코팅법, 블레이드 코팅법, 롤 코팅법, 그라비아 코팅법, 후렉소(flexo) 인쇄법, 스 프레이 코팅법 등의 도포 방법이 이용된다.

본 발명은, 이와 같이 발광층 상에 이 포토레지스트층을 적층하고, 발광층을 포토리소그라피법에 의해 패터닝하지만, 이 발광층의 패터닝 공정 시에 행해지는 패턴 노광에 특징을 가지는 것이다. 이 포토리소그라피법이란, 광조사에 의해 막의 광조사부의 용해성이 변화하는 것을 이용하여 광조사 패턴에 따른 임의의 패턴을 형성하는 방법이다.

이하, 이 공정에서 사용되는 포토레지스트, 포토레지스트 용매 및 포토레지스트 현상액에 대해 설명한다.

A. 포토레지스트

본 발명에 있어서 사용할 수 있는 포토레지스트는, 포지티브형이라도 네가티브형이라도 특히 한정되는 것은 아니지만, 발광층 등의 유기 EL층 형성에 사용하는 용매에 불용인 것이 바람직하다.

구체적으로 사용할 수 있는 포토레지스트로서는, 노볼락 수지계, 고무+비스아지드계 등을 들 수 있다.

B. 포토레지스트 용매

본 발명에 있어서, 상기 포토레지스트를 코팅할 때 사용되는 포토레지스트 용매로서는, 포토레지스트 성막 시에 발광층 등의 유기 EL층과 포토레지스트 재료가 혼합이나 용해하는 것을 방지하고, 본래의 발광 특성을 유지하기 위해서 발광층 재료 등의 유기 EL재료를 용해하지 않는 것을 사용하는 것이 바람직하다. 이 점을 고려하면, 본 발명에 사용할 수 있는 포토레지스트 용매로서는, 발광층 형성용 재 료 등의 유기 EL층 형성용의 재료에 대한 용해도가, 25℃, 1기압에서 0.001(g/g용매) 이하의 용매를 선택하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.0001(g/g용매) 이하의 용매를 선택하는 것이 바람직하다.

예를 들면, 버퍼층 형성 재료가 수계의 용매에 용해되고, 발광층이 방향족계 등의 무극성 유기 용매에 용해되는 경우에 사용할 수 있는 포토레지스트 용매로서는, 아세톤, 메틸 에틸 케톤을 시작으로 하는 케톤류, 프로필렌글리콜 모노에틸 에테르 아세테이트, 프로필렌글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트, 에틸렌글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트, 에틸렌글리콜 모노에틸 에테르 아세테이트, 를 시작으로 하는 셀로솔브 아세테이트류, 프로필렌글리콜 모노에틸 에테르, 프로필렌글리콜 모노메틸 에테르, 에틸렌글리콜 모노메틸 에테르, 에틸렌글리콜 모노에틸 에테르를 시작으로 하는 셀로솔브류, 메탄올, 에탄올, 1-부탄올,2-부탄올, 시클로헥사놀을 시작으로 하는 알코올류, 초산에틸, 초산 부틸 등의 에스테르계 용매, 시클로헥산, 디카린 등을 들 수 있지만, 이 외에도 조건을 만족시키는 용매이면 사용 가능하고, 2종 이상의 혼합 용매라도 된다.

C. 포토레지스트 현상액

이어서, 본 공정에 있어서의 포토레지스트층의 패터닝에 사용되는 현상액에 대하여 설명한다.

본 발명에 사용할 수 있는 포토레지스트 현상액으로서는, 상기 발광층을 형성하는 재료를 용해하는 것이 아니면 특히 한정되는 것은 아니다. 구체적으로는, 일반적으로 사용되고 있는 유기 알칼리계 현상액을 사용할 수 있지만, 그 외에, 무 기 알칼리, 또는 포토레지스트층의 현상이 가능한 수용액을 사용할 수 있다. 포토레지스트층의 현상을 행한 후는 물로 세정하는 것이 바람직하다.

본 발명에 사용할 수 있는 현상액으로서는, 발광층 형성용 재료에 대한 용해도가, 25℃, 1기압에서 0.001(g/g현상액) 이하의 현상액인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.0001(g/g현상액) 이하의 현상액을 선택하는 것이다.

(버퍼층)

본 발명에 있어서는, 버퍼층을 기판 상에 설치해도 된다. 본 발명에서 말하는 버퍼층이란, 발광부에 전하의 주입이 용이하게 행해지도록, 양극과 발광부와의 사이 또는 음극과 발광부와의 사이에 형성되어 유기물, 특히 유기 도전대등을 포함하는 층이다. 예를 들면, 발광부에의 정공 주입 효율을 높여, 전극 등의 요철을 평탄화하는 기능을 가지는 도전성 고분자로 할 수 있다.

본 발명에 사용되는 버퍼층은, 그 도전성이 높은 경우, 소자의 다이오드 특성을 유지하여, 크로스토크를 방지하기 위해 패터닝되어 있는 것이 바람직하다. 그리고, 버퍼층의 저항이 높은 경우 등은 패터닝되어 있지 않아도 양호한 경우도 있으며, 또 버퍼층을 줄일 수 있는 소자의 경우는 버퍼층을 형성하지 않아도 양호한 경우도 있다.

본 발명에 있어서, 버퍼층도 포토리소그라피법에 의해 패터닝되어 형성되는 경우는, 버퍼층을 형성하는 재료가, 포토레지스트 용매 및 발광층 형성에 사용하는 용매에 불용인 것을 선택하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 버퍼층을 형성하는 재료가, 포토레지스트 박리액에 불용인 재료를 선택했을 경우이다.

본 발명에 사용되는 버퍼층을 형성하는 재료로서는, 구체적으로는 폴리 알킬티오펜 유도체, 폴리아닐린 유도체, 트리페닐아민 등의 정공 수송성 물질의 중합체, 무기산화물의 졸겔막, 트리플루오로 메탄 등의 유기물의 중합막, 루이스산을 포함하는 유기 화합물막 등을 들 수 있지만, 전술한 것 같은 용해성에 관한 조건을 만족시키면 특히 한정되지 않고, 성막 후에 반응, 중합 혹은 소성 등에 의해 상기의 조건을 만족시켜도 된다.

또, 본 발명에 있어서 버퍼층을 형성할 때 사용되는 용매로서는, 버퍼 재료가 분산 또는 용해되면 되고, 특히 제한되는 것은 아니지만, 풀 컬러의 패터닝 등에 있어서, 복수회의 성막이 필요한 경우, 포토레지스트 재료를 용해시키지 않는 버퍼층 용매를 사용할 필요가 있고, 보다 바람직하게는 발광층을 용해시키지 않는 버퍼층 용매인 것이 바람직하다.

본 발명에 사용할 수 있는 버퍼층 용매로서는, 레지스트 재료의 용해도가, 25℃, 1기압에서 0.001(g/g용매) 이하의 용매를 선택하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.0001(g/g용매) 이하의 용매를 선택하는 것이다. 또 버퍼층 용매로서 보다 바람직하게는, 발광층 구성재료의 용해도가, 25℃, 1기압에서 0.001(g/g용매) 이하의 용매를 선택하는 것이며, 특히 0.0001(g/g용매) 이하의 용매를 선택하는 것이 바람직하다.

구체적으로는, 물, 메탄올, 에탄올을 시작으로 하는 알코올류, 디메틸포름 아미드, 디메틸아세토아미드, 디메틸술폭시드, N-메틸-2-피롤리돈 등의 용매를 들 수 있지만, 이 외에도 조건을 만족시키는 용매이면 사용 가능하다. 또, 2종 이상의 용매를 혼합해 사용해도 된다.

그리고, 필요하면, 경화성의 수지 등을 사용한 용매에 불용인 버퍼층을 사용해도 된다. 구체적으로는, 졸겔 반응액, 광경화성 수지나 열경화성 수지를 들 수 있다. 즉, 미경화 상태의 졸겔 반응액, 광경화성 수지 혹은 열경화성 수지에 버퍼층으로서 기능시키기 위한 첨가제를 더해 버퍼층 형성용 도공액으로 한 것이나, 졸겔 반응액, 광경화성 수지 혹은 열경화성 수지 자체를 변성함으로써, 버퍼층으로서 기능시키도록 한 버퍼층 형성용 도공액을 사용하여, 이러한 버퍼층 형성용 도공액을 경화시킴으로써 용매에 불용인 버퍼층을 사용하는 것도 가능하다.

2. 제2 포토레지스트층 형성 공정

다음에, 본 발명에 있어서는, 상기 제2 발광층이 형성된 기판에 대하여 포토레지스트를 전체면에 도포함으로써, 제2 포토레지스트층을 형성한다.

본 공정에 있어서 사용하는 포토레지스트에 관해서는, 상기 「제1 발광부 준비 공정」에 있어서 전술한 것과 마찬가지이므로 여기서의 설명은 생략한다. 그리고, 제1 포토레지스트층과 제2 포토레지스트층을 구성하는 재료는 동일한 것이 통상 사용되지만, 필요하다면 상이한 재료를 사용해도 된다.

3. 제2 포트레지스트 패터닝 공정

본 발명에 있어서 제2 포트레지스트 패터닝 공정이란, 전체면에 제2 포토레지스트층이 형성된 후, 제2 발광부가 형성되는 위치의 제2 포토레지스트층에 포토마스크에 의해 마스크하여 패턴 노광하고, 현상함으로써, 제2 발광부가 형성되는 부분의 제2 포토레지스트층이 잔존하도록 패터닝하는 공정이다.

본 발명에 있어서는, 본 공정에 있어서 포토마스크로 차광하는 위치를 제2 발광부가 형성되는 영역에만 한정하고, 제2 포토레지스트층을 제2 발광부가 형성되는 위치만 잔존시키는 것을 특징으로 한다.

따라서, 이미 기판 상에 형성되어 있는 제1 발광부 상에는, 제2 포토레지스트층이 잔존하지 않고, 제1 발광부 상에 적층되어 있는 포토레지스트층은 제1 포토레지스트층으로만 이루어진다. 또한, 제2 포토레지스트층이 제거된 것에 의해 노출된 제2 발광층도, 후의 공정에 의해 제거되므로, 제1 발광부 상에 제2 발광층 및 제2 포토레지스트층이 적층되는 것이 회피된다.

본 공정에 있어서는, 먼저, 포토마스크를 통하여 포토레지스트층이 패턴 노광된다. 이 노광 방법 등에 관해서는, 종래 이용되고 있던 노광 방법과 마찬가지이다.

또, 도 1에 나타낸 예에 있어서는, 포토레지스트층이 포지티브형이기 때문에, 제2 발광부에 해당하는 부분이 차광되도록 한 포토마스크를 사용하고 있지만, 반대로, 네가티브형의 포토레지스트를 사용하는 경우에는, 상기 제2 발광부에 해당하는 부분만 노광하도록 한 포토마스크가 사용된다.

4. 제2 발광부 형성 공정

본 발명에 있어서의 제2 발광부 형성 공정이란, 전 공정에 의해 제2 포토레지스트층이 제거되어 노출된 제2 발광층을 제거함으로써, 제2 발광층을 패터닝하고, 이것을 제2 발광부로 하는 공정이다.

전 공정에 의해, 제2 포토레지스트층은 제2 발광부가 형성되는 위치에만 잔 존하고 있기 때문에, 본 공정에 의해 제2 발광부를 형성할 때도, 제2 발광층은, 제2 발광부가 형성되는 영역밖에 잔존하지 않는다. 따라서, 이미 패터닝이 완료하고 있는 제1 발광부 상에는, 제2 포토레지스트층 및 제2 발광층이 잔존하지 않고, 제1 발광층에 있어서 여분의 층이 적층되어 있는 상태를 회피할 수 있는 것이다.

또, 제1 전극층 상에 위치하는 불필요한 층이 제거된 상태는, 기층도 적층함으로써부터 생기는 막두께 불균일 등의 문제를 해소할 수 있는 효과를 얻을 수 있다. 또한, 제1 발광부 상에는 후에 박리하게 되는 포토레지스트층으로서 제1 포토레지스트층이 1층 적층되어 있는 것뿐이며, 또한 제1 포토레지스트층은 최상층에 위치하므로, 제1 포토레지스트층의 박리 처리를 신속하게 진행시키는 효과도 얻을 수 있는 것이다.

이러한 제2 발광부 형성 공정은, 발광층을 용해하는 용매를 사용하는 습식법, 및 드라이 에칭을 사용하는 건식법을 이용하는 것이 가능하지만, 본 발명에 있어서는, 혼합색 등의 문제가 없는 건식법을 이용하는 일이 바람직하다. 이하, 각각의 방법에 대하여 설명한다.

(습식법)

이 경우의 습식법이란, 포토레지스트를 박리하지 않고, 발광층을 용해 또는 박리할 수 있는 용매를 사용하여 제2 발광층을 용해시켜 제거하는 방법이다. 이 때 사용할 수 있는 용매로서는, 전술한 발광층 형성용 도공액의 용매를 사용할 수 있는 것 외에, 상기 조건을 만족시키는 용매이면 다른 용매를 선택할 수도 있다.

또, 이 용매를 사용하여 제거할 때 초음파욕 중에서 행하도록 해도 된다. 이 와 같이 초음파욕을 사용함으로써, 제2 발광부의 패턴의 부식(erosion)이나 제2 발광부의 유출 등의 문제가 없는, 정밀도 높은 패터닝이 가능해지기 때문이며, 단시간에 정밀도 높은 패터닝이 가능해지는 점에서 바람직하다.

본 발명에 있어서는, 이 초음파욕에 사용하는 초음파의 조건은, 25℃에 있어서, 20~100킬로헤르츠의 발진 주파수이며, 0.1~60초간 행하는 것이 바람직하고, 이러한 조건으로 함으로써, 단시간에 정밀도 높은 패터닝이 가능해진다.

(건식법)

한편, 건식법이란, 드라이에칭을 사용하여 제2 포토레지스트층이 제거된 부분의 제2 발광층을 제거하는 방법이다.

통상, 포토레지스트층은, 발광층보다 매우 두껍게 성막되므로, 전체적으로 드라이에칭을 행함으로써, 발광층을 제거할 수 있는 것이다.

이 경우, 포토레지스트층의 막두께는, 0.1~10μm의 범위 내인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는, 0.5~5μm의 범위내이다. 이러한 막두께로 함으로써, 포토레지스트의 레지스트 기능을 유지한 채로, 가공 정밀도 높은 드라이에칭이 가능해진다.

이와 같이, 드라이 에칭을 이용하면, 에칭의 단부를 보다 샤프하게 하는 것이 가능해지므로, 패턴의 단부에 존재하는 막두께 불균일 영역의 폭을 보다 좁게 하는 것이 가능해지고, 그 결과, 보다 고정세의 패터닝이 가능해진다고 하는 효과를 얻을 수 있다.

본 발명에 이용되는 드라이 에칭법으로서는, 드라이에칭이, 반응성 이온 에 칭인 것이 바람직하다. 반응성 이온 에칭을 이용함으로써, 유기막이 화학적으로 반응을 받아 분자량이 작은 화합물이 되므로, 기화·증발하여 기판상으로부터 제거할 수 있고, 에칭 정밀도 높아, 단시간의 가공이 가능해지기 때문이다.

또, 본 발명에 있어서는, 상기 드라이 에칭에 있어서, 산소 단체 또는 산소를 포함하는 가스를 사용하는 것이 바람직하다. 산소 단체 또는 산소를 포함하는 가스를 사용함으로써 유기막의 산화 반응에 의한 분해 제거가 가능하고, 기판상으로부터 불필요한 유기물을 제거할 수 있고, 에칭 정밀도 높아, 단시간의 가공이 가능하다. 또, 이 조건에서는, 통상 사용되는 ITO 등의 산화물 투명 도전막을 에칭 하는 것이 없기 때문에, 전극 특성을 손상시키지 않고, 전극 표면을 정화할 수 있는 점에 있어서도 효과적이다.

또한, 본 발명에 있어서는 상기 드라이에칭에, 대기압 플라스마를 사용하는 것이 바람직하다. 대기압 플라스마를 사용함으로써, 통상 진공 장치가 필요한 드라이 에칭을 대기압 하에서 행할 수 있어, 처리 시간의 단축, 및 코스트의 저감이 가능하다. 이 경우, 에칭은 플라스마화한 대기중의 산소에 의해 유기물이 산화 분해하는 것을 이용함으로써 할 수 있지만, 가스의 치환 및 순환에 의해 반응 분위기의 가스 조성을 임의에 조정해도 된다.

그리고, 2색의 EL 소자를 제조하려면 , 제2 발광부 형성 공정 후에, 각 발광부 상에 위치하는 제1 포토레지스트층 및 제2 포토레지스트층을 박리하고, 제1 및 제2 발광부를 노출하고, 또한 각 발광부 상에 제2 전극층을 형성을 하는 공정 등을 거침으로써 2색의 색을 발광하는 EL 소자를 제조할 수 있다.

5. 제3 포토레지스트층 형성 공정

본 발명에 있어서의 제3 포토레지스트층 형성 공정이란, 제1 전극층, 상기 제1 전극층 상에 형성되고, 또한 표면에 제1 포토레지스트층을 가지는 제1 발광부 및 마찬가지로, 제1 전극층 상에 패턴형으로 형성되고 표면에 제2 포토레지스트층을 가지는 제2 발광부가 형성되어 있는 기판 상에, 제3 발광층 형성용 도공액을 도포하여 제3 발광층을 형성하고, 그 후, 그 제3 발광층 상에 포토레지스트를 전체면 도포하여 제3 포토레지스트층을 형성하는 공정이다.

그리고, 본 공정을 구성하는 제3 발광층 형성용 도공액, 제3 발광층 및 제3 포토레지스트층은, 상기 「제1 발광부 준비 공정」에서 설명한 것과 마찬가지이기 때문에 여기서의 설명은 생략한다.

6. 제3 포트레지스트층 패터닝 공정

본 발명에 있어서의 제3 포트레지스트층 패터닝 공정이란, 제3 발광층 상에 형성된 제3 포토레지스트층에 대하여 제3 발광부가 형성되는 위치만 포토마스크로 마스크하여 패턴 노광하고, 그 후, 포토레지스트 현상액에 의해 현상함으로써, 제3 발광부가 형성되는 위치만 제3 포토레지스트층을 잔존시키도록 패터닝하는 공정이다.

본 발명에 있어서는, 이 제3 포트레지스트층 패터닝 공정에 있어서, 제3 발광부가 형성되는 위치만 포토마스크로 마스크하여 패턴 노광하는 것을 특징으로 한다.

이것에 의해, 제3 포토레지스트층은 제3 발광부상에만 잔존하고, 이미 패턴 형성되어 있는 제1 및 제2 발광부 상에는 제3 포토레지스트층이 잔존하지 않는 상태로 할 수 있는 것이다. 따라서, 후의 제3 발광부 형성 공정에 있어서, 제1 및 제2 발광부 상에 위치하는 제3 발광층이 제거되므로, 제1 및 제2 발광부 상에는, 불필요한 층이 기층도 적층된 상태가 회피되어, 후에 포토레지스트층을 박리할 때, 박리 처리를 신속하게 진행할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

그 외, 포토레지스트 현상액에 관한 것은 상기 「제1 발광부 준비 공정」 중에서 설명한 것과 같기 때문에 여기서의 설명은 생략한다.

7. 제3 발광부 형성 공정

본 발명에 있어서의 제3 발광부 형성 공정이란, 전 공정에 의해, 제3 포토레지스트층이 제거되어 노출된 제3 발광층을 제거하고, 제3 발광층을 패턴형으로 형성하고, 이것을 제3 발광부로 하는 공정이다.

본 공정에 있어서 제3 발광부를 형성할 때는, 제3 발광층은, 제3 발광부가 형성되는 영역밖에 적층되지 않는다. 따라서, 이미 패터닝이 완료되어 있는 제1 및 제2 발광부 상에는, 제3 포토레지스트층 및 제3 발광층이 잔존하지 않고, 양 발광부에 대해서 불필요한 층이 기층도 적층된 상태를 회피할 수 있는 것이다. 따라서, 본 공정을 거친 후는, 제1 발광부 상에는 제1 포토레지스트층이 형성되고, 제2 발광부 상에는 제2 포토레지스트층이, 그리고 제3 발광부 상에는 제3 포토레지스트층이 적층되어 있는 상태로 각 발광부를 형성할 수 있는 것이다.

또, 이 상태는, 포토레지스트층이 보호층으로서 기능하므로, 충분한 보관 안정성을 유지하고 있다. 따라서, 이 상태인 채 유통시키는 것이 가능하고, 유통 내 성이 우수하고, 또한 다음의 공정에 있어서의 포토레지스트층의 박리 처리를 용이하게 행할 수 있으므로, 시장의 요구에 충분히 대응한 EL 소자를 제공하는 것이 가능하다.

8. 박리 공정

본 발명에 있어서의 박리 공정이란, 각 발광부 상에 위치하는 포토레지스트층을 포토레지스트 박리액에 의해 박리하는 공정이다.

이 때, 기판 상에 패턴 형성된 각 발광부 상에는, 포토레지스트층이 1층만 형성되고, 또한 이들 포토레지스트층은 최상위에 위치하므로, 본 공정에 있어서, 포토레지스트 박리액을 사용하여 이들 포토레지스트층을 박리할 때, 용이하게 박리할 수 있는 것이다.

본 공정에 있어서의 포토레지스트의 박리는, 포토레지스트 박리액에 기판을 침지시키는 방법, 포토레지스트 박리액을 샤워형으로 기판에 분출하는 방법 등에 의해 포토레지스트층을 박리할 수 있다.

본 발명에 사용되는 포토레지스트층의 박리액으로서는, 상기 각 발광부를 용해하지 않고, 포토레지스트층을 용해할 수 있는 것이면 특히 한정되는 것은 없지만, 전술한 것 같은 포토레지스트의 용매를 그대로 사용하는 것도 가능하고, 또, 포지티브형 레지스트를 이용했을 경우는 자외선 노광을 행한 후 포토레지스트 현상액으로서 열거한 액을 사용하여 박리하는 것도 가능하다.

또한, 강알칼리 수용액, 디메틸포름아미드, 디메틸아세토아미드, 디메틸술폭시드, N-메틸-2-피롤리돈 등의 용매, 및 이들 혼합물, 시판의 포토레지스트 박리 액을 사용해도 된다.

그리고, 본 발명은, 상기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 상기 실시예는 예시이며, 본 발명의 특허 청구의 범위에 기재된 기술적 사상과 실질적으로 동일한 구성을 가지고, 동일한 작용 효과를 얻을 수 있는 것은, 어떠한 것이라도 본 발명의 기술적 범위에 포함 된다.

[실시예]

이하에 실시예를 나타내고, 본 발명을 또한 설명한다.

<실시예 1>

(1색째의 유기 EL층의 제작)

투명 유리 기판 상에 제1 전극층으로서 산화 인듐주석 (ITO)이 형성된 유리 기판 상에, 정공 주입층 도포액(폴리(3,4)에틸렌디옥시티오펜/폴리스틸렌 술포네이트:PEDT/PSS:바이엘사제 Baytron P 이하의 화학식 (1)에 나타냄)을 스핀 코팅법에 의해 전체면에 도포, 건조시켜 막두께 800Å의 제1 정공 주입층을 제작했다.

다음에, 제1 발광층으로서 폴리파라페닐렌비닐렌 유도체 MEH-PPV의 1wt% 크실렌 용액을 제작하고, 정공 주입층 상에 스핀 코팅법에 의해 전체면에 도포, 건조시켜 막두께 1000Å의 제1 발광층을 제작하고, 유기 EL층을 형성했다.

(1색째 포토레지스트층의 제작)

다음에, 제1 발광층 상에 포지티브형 포토레지스트(토쿄응화사제:OFPR-800)을 스핀 코팅법에 의해 전체면에 도포, 건조시켜 막두께 1μm의 제1 포토레지스트층을 형성했다.

(1색째 패터닝)

다음에, 제1 발광부에 해당하는 부분이 차광부가 되도록 제작된 포토마스크(라인폭(차광부):85μm, 스페이스폭(투과부) 215μm)을 사용하여 얼라인먼트 노광기에 의해 자외선 조사를 행한 후, 레지스트 현상액(토쿄응화사제 NMD-3)에 의해 노광부의 포토레지스트를 제거했다. 그 후, 대기압 플라스마 장치에 의해 드라이 에칭을 행하고, 포토레지스트가 제거된 부분의 유기 EL층을 제거했다.

이 기판의 현미경 관찰, 막두께 측정, 및 단면 관찰을 행했던 바, 기판 구조는 도 1 (A)인 것을 확인했다.

(2색째 유기 EL층의 형성)

다음에, 잔존하는 포토레지스트를 박리하지 않고 재차 제2 정공 주입층 및 제2 발광층(MEH-PPV), 제2 포토레지스트층을 웨트 프로세스에 의해 형성했다.

(2색째 패터닝)

다음에, 상기 포토마스크를 사용하여 1색째 노광시와 비교해, 1피치분(10O μm) 기판을 옆으로 비켜 자외선 노광을 행한 후, 레지스트 현상액(토쿄응화사제:NMD-3)에 의해 노광부의 포토레지스트를 제거했다. 그 후, 대기압 플라스마 장치에 의해 드라이에칭을 행하고, 포토레지스트가 제거된 부분의 유기 EL층을 제거했다.

이 기판째의 현미경 관찰, 막두께 측정, 및 단면 관찰을 행했던 바, 제1 발광부는 제1 유기 EL층 상에 제1 포토레지스트가 형성되어, 제1 발광부상의 제2 발광층 및 제2 포토레지스트는 완전하게 제거되고 있고, 기판 구조는 도 1 (E)인 것을 확인했다.

(3색째 유기 EL층의 형성)

드라이에칭 종료후, 포토레지스트를 박리하지 않고, 제3 정공 주입층 및 제3 발광층(MEH-PPV), 제3 포토레지스트층을 웨트 프로세스에 의해 형성했다.

(3색째 패터닝)

상기 포토마스크를 사용하여 1색째 노광시보다 기판을 2피치분(200μm) 옆으로 비켜, 얼라인먼트 노광기에 의해 얼라인먼트 노광을 행한 후, 레지스트 현상액(토쿄응화사제:NMD-3)에 의해 노광부의 포토레지스트를 제거했다. 그 후, 대기압 플라스마 장치에 의해 드라이 에칭을 행하고, 포토레지스트가 제거된 부분의 유기 EL층을 제거했다.

이 기판의 현미경 관찰, 막두께 측정, 및 단면 관찰을 행했던 바, 제1 발광부는 제1 유기 EL층 상에 제1 포토레지스트가 형성되고, 제1 발광부 상의 제3 발광층 및 제3 포토레지스트는 완전하게 제거된 것을 확인했다.

또, 제2 발광부는 제2 유기 EL층 및 제2 포토레지스트가 형성되고, 제3 발광부 및 제3 포토레지스트는 완전하게 제거되고 있고, 기판 단면 구조는 도 1 (I)의 구조인 것을 확인했다.

(레지스트 박리)

남은 미노광 부분인 레지스트를 레지스트 용매에 실온으로 10분간 침지 하고, 레지스트만을 완전하게 제거하고, 라인폭 85μm, 스페이스폭 15μm로 패터닝 된 유기 EL층이 형성된 기판을 얻었다.

<비교예 1>

(1색째 유기 EL층의 제작)

투명 유리 기판 상에 제1 전극층으로서 산화 인듐주석 (ITO)이 형성된 유리 기판 상에, 실시예 1과 마찬가지의 정공 주입층 도포액(폴리(3,4)에틸렌디옥시티오펜/폴리스틸렌 술포네이트:PEDT/PSS:바이엘사제 Baytron P)를 스핀 코팅법에 의해 전체면에 도포, 건조시켜 막두께 800Å의 제1 정공 주입층을 제작했다.

다음에, 제1 발광층으로서 폴리파라페닐렌비닐렌 유도체 MEH-PPV의 1wt% 크실렌 용액을 제작하고, 정공 주입층 상에 스핀 코팅법에 의해 전체면에 도포, 건조시켜 막두께 1000Å의 제1 발광층을 제작하여, 유기 EL층을 형성했다.

(1색째 포토레지스트층의 제작)

다음에, 제1 발광층 상에 포지티브형 포토레지스트(토쿄응화사제:OFPR·800)을 스핀 코팅법에 의해 전체면에 도포, 건조시켜 막두께 1μm의 제1 포토레지스트층을 형성했다.

(1색째 패터닝)

이 기판의 현미경 관찰, 막두께 측정, 단면 관찰을 행했던 바, 기판 구조는 도 2 (A)인 것을 확인했다.

(2색째 유기 EL층의 형성)

(2색째 패터닝)

다음에, 제1 발광부 및 제2 발광부에 해당하는 부분이 차광부가 되도록 제작된 포토마스크를 사용하여 자외선 노광을 행한 후, 레지스트 현상액(토쿄응화사제:NMD-3)에 의해 노광부의 포토레지스트를 제거했다. 그 후, 대기압 플라스마 장치에 의해 드라이에칭을 행하고, 포토레지스트가 제거된 부분의 유기 EL층을 제거했다.

이 기판의 현미경 관찰, 막두께 측정, 및 단면 관찰을 행했던 바, 제1 발광부 상에는 제2 발광층 및 제2 포토레지스트가 형성되어 있고, 기판 구조는 도 2 (E)인 것을 확인했다.

(3색째 유기 EL층의 형성)

(3색째 패터닝)

다음에, 제1 발광부, 제2 발광부 및 제3 발광부에 해당하는 부분이 차광부가 되도록 제작된 포토마스크를 사용하여, 얼라인먼트 노광기에 의해 얼라인먼트 노광을 행한 후, 레지스트 현상액(토쿄응화사제:NMD-3)에 의해 노광부의 포토레지스트를 제거했다. 그 후, 대기압 플라스마 장치에 의해 드라이 에칭을 행하고, 포토레지스트가 제거된 부분의 유기 EL층을 제거했다.

이 기판의 현미경 관찰, 막두께 측정, 및 단면 관찰을 행했던 바, 제1 발광부 상에는 제2 발광부, 제2 포토레지스트, 제3 발광부, 및 제3 포토레지스트가 형성되고, 제2 발광부 상에는 제3 발광부 및 제3 포토레지스트가 형성되고, 기판 구조가 도 2 (I)가 되어 있는 것을 확인했다.

(레지스트 박리)

남은 미노광 부분인 레지스트를 레지스트 용매에 실온으로 180분간 침지했지만, 제1 발광부 상에 제1 포토레지스트 및 제2 발광부가 잔존한 개소나, 제1 포토레지스트, 제2 발광부, 제2 포토레지스트, 제3 발광부가 잔존한 개소, 제2 발광부 상에 제3 발광부가 잔존한 개소, 또는 제3 발광부가 결락된 개소가 다수 확인되었다.

(EL 소자의 발광 특성의 평가)

다음에, 실시예 1 및 비교예 1에 의해 얻어진 기판에, 금속 전극 형성을 실시했다. 금속 전극으로서는 칼슘을 1000Å의 두께로 증착하고, 또한 산화 보호층으로서 은을 2000Å의 두께로 증착했다.

ITO 전극측을 플러스극, 금속 전극측을 마이너스극에 접속하고, 소스미터에 의해 직류 전류를 인가했다. 인가 전압이 10V전후에 있어서 파장 580nm의 발광이 관찰되었다.

또, 현미경 관찰에 의해 발광부를 관찰했는데, 실시예 1에서는 85μm의 라인이 균일하게 발광하고 있는 것을 확인했다. 그러나, 비교예 1에서는 폭 85μm의 라인 중에 미발광 부분(다크 스폿)이 다수 관찰되었다.

<실시예 2>

(1색째 유기 EL층의 제작)

투명 유리 기판 상에 제1 전극층으로서 산화 인듐주석(ITO)이 형성된 유리 기판 상에, 실시예 1과 마찬가지의 정공 주입층 도포액(폴리(3,4)에틸렌디옥시티오펜/폴리스틸렌 술포네이트:PEDT/PSS:바이엘사제 Baytron P)를 스핀 코팅법에 의해 전체면에 도포, 건조시켜 막두께 800Å의 제1 정공 주입층을 제작했다.

다음에, 제1 발광층으로서 정공 주입층 상에 적색 발광 유기 재료인 도포액(폴리비닐카르바졸 70 중량부, 옥사디아졸 30 중량부, 디시아노메틸렌피란 유도체 1 중량부, 모노 클로로 벤젠 4900 중량부)을 1㎖ 취하여, 기판의 중심부에 적하하여, 스핀 코팅을 실시했다. 2000rpm으로 10초간 유지하여 층 형성을 행했다. 이 결과, 막두께는 800Å가 되었다.

(1색째 포토레지스트층의 제작)

다음에, 제1 발광층 상에 포지티브형 포토레지스트(토쿄응화사제:OFPR·800)를 스핀 코팅법에 의해 전체면에 도포, 건조시키고 막두께 1μm의 제1 포토레지스트층을 형성했다.

(1색째 패터닝)

다음에, 제1 발광부에 해당하는 부분이 차광부가 되도록 제작된 포토마스크(라인폭(차광부):85μm, 스페이스폭(투과부) 215μm)을 사용하여 얼라인먼트 노광기에 의해 자외선 조사를 행한 후, 레지스트 현상액(토쿄응화사제: NMD-3)에 의해 노광부의 포토레지스트를 제거했다. 그 후, 대기압 플라스마 장치에 의해 드라이 에칭을 행하고, 포토레지스트가 제거된 부분의 유기 EL층을 제거했다.

(2색째 유기 EL층의 형성)

다음에, 잔존하는 포토레지스트를 박리하지 않고 재차 제2 정공 주입층을 형성했다. 다음에, 제2 발광층으로서 녹색 발광 유기 재료인 도포액(폴리비닐카르바졸 70 중량부, 옥사디아졸 30 중량부, 쿠마린 6을 1 중량부, 모노클로로벤젠 4900 중량부)을 1㎖ 취하여, 기판의 중심부에 적하하여, 스핀 코팅을 실시했다.2000rpm으로 10초간 유지하여 층 형성을 실시했다. 막두께는 800Å이 되었다. 얻어진 기체 상에 포토레지스트층을 웨트 프로세스에 의해 형성했다.

(2색째 패터닝)

다음에, 상기 포토마스크를 이용하여 1색째 노광시와 비교해, 1피치분 (10 Oμm) 기판을 옆으로 비켜 자외선 노광을 행한 후, 레지스트 현상액(토쿄응화사제:NMD-3)에 의해 노광부의 포토레지스트를 제거했다. 그 후, 대기압 플라스마 장치에 의해 드라이 에칭을 행하고, 포토레지스트가 제거된 부분의 유기 EL층을 제거했다. 이 기판의 현미경 관찰, 막두께 측정, 및 단면 관찰을 행했던 바, 제1 발광부는 제1 유기 EL층 상에 제1 포토레지스트가 형성되고, 제1 발광부상의 제2 발광층 및 제2 포토레지스트는 완전하게 제거되어 있고, 기판 구조는 도 1 (E)인 것을 확인했다.

(3색째 유기 EL층의 형성)

드라이 에칭 종료후, 포토레지스트를 박리하지 않고, 제3 정공 주입층을 형성했다. 다음에, 제3 발광층으로서 청색 발광 유기 재료인 도포액(폴리비닐카르바졸 70 중량부, 옥사디아졸 30 중량부, 페릴렌 1 중량부, 모노클로로벤젠 4900 중량부) 기판의 중심부에 적하하여, 스핀 코팅을 실시했다. 2000rpm으로 10초간 유지하여 층 형성을 실시했다. 이 결과, 막두께는 800Å가 되었다. 얻어진 기체 상에 포토레지스트층을 웨트 프로세스에 의해 형성했다.

(3색째 패터닝)

상기 포토마스크를 이용하여 1색째 노광시보다 기판을 2피치분(200μm) 옆으로 비켜, 얼라인먼트 노광기에 의해 얼라인먼트 노광을 행한 후, 레지스트 현상액(토쿄응화사제:NMD-3)에 의해 노광부의 포토레지스트를 제거했다. 그 후, 대기압 플라스마 장치에 의해 드라이 에칭을 행하고, 포토레지스트가 제거된 부분의 유기 EL층을 제거했다.

이 기판의 현미경 관찰, 막두께 측정, 및 단면 관찰을 행했던 바, 제1 발광부는 제1 유기 EL층 상에 제1 포토레지스트가 형성되어 제1 발광부상의 제3 발광층 및 제3 포토레지스트는 완전하게 제거된 것을 확인했다.

또, 제2 발광부는 제2 유기 EL층 및 제2 포토레지스트가 형성되어 제3 발광부 및 제3 포토레지스트는 완전하게 제거되어 있고, 기판 단면 구조는 도 1 (I)의 구조인 것을 확인했다.

(레지스트 박리)

남은 미노광 부분인 레지스트를 레지스트 용매에 실온으로 10분간 침지하고, 레지스트만을 완전하게 제거하고, 라인폭 85μm, 스페이스폭 15μm로 패터닝된 유기 EL층이 형성된 기판을 얻었다.

<비교예 2>

(1색째 유기 EL층의 제작)

투명 유리 기판 상에 제1 전극층으로서 산화 인듐주석(ITO)이 형성된 유리 기판 상에, 실시예 1과 마찬가지의 정공 주입층 도포액(폴리(3,4)에틸렌디옥시티오펜/폴리스틸렌술포네이트:PEDT/PSS:바이엘사제 Baytron P)를 스핀 코팅법에 의해 전체면에 도포, 건조시켜 막두께 800Å의 제1 정공 주입층을 제작했다.

다음에, 제1 발광층으로서 정공 주입층 상에 적색 발광 유기 재료인 도포액(폴리비닐카르바졸 70 중량부, 옥사디아졸 30 중량부, 디시아노메틸렌피란 유도체 1 중량부, 모노클로로벤젠 4900 중량부)을 1㎖ 취하여, 기판의 중심부에 적하하여, 스핀 코팅을 실시했다. 2000rpm으로 10초간 유지하여 층 형성을 실시했다. 이 결과, 막두께는 800Å가 되었다.

(1색째 포토레지스트층의 제작)

(1색째 패터닝)

다음에, 제1 발광부에 해당하는 부분이 차광부가 되도록 제작된 포토마스크(라인폭(차광부):85μm, 스페이스폭(투과부) 215μm)을 사용하여 얼라인먼트 노광기에 의해 자외선 조사를 행한 후, 레지스트 현상액(토쿄응화사제: NMD―3)에 의해 노광부의 포토레지스트를 제거했다. 그 후, 대기압 플라스마 장치에 의해 드라이에칭을 행하고, 포토레지스트가 제거된 부분의 유기 EL층을 제거했다.

이 기판의 현미경 관찰, 막두께 측정, 및 단면 관찰을 행했던 바, 기판 구조는 도 2 (A)인 것을 확인했다.

(2색째 유기 EL층의 형성)

다음에, 잔존하는 포토레지스트를 박리하지 않고 재차 제2 정공 주입층을 형성했다. 다음에, 제2 발광층으로서 녹색 발광 유기 재료인 도포액(폴리비닐카르바졸 70 중량부, 옥사디아졸 30 중량부, 쿠마린 6을 1 중량부, 모노클로로 벤젠 4900 중량부)을 1㎖ 취하여 기판의 중심부에 적하하여, 스핀 코팅을 실시했다. 2000rpm으로 10초간 유지하여 층 형성을 실시했다. 이 결과 막두께는 800Å가 되었 다. 얻어진 기체 상에 포토레지스트층을 웨트 프로세스에 의해 형성했다.

(2색째 패터닝)

다음에, 제1 발광부 및 제2 발광부에 해당하는 부분이 차광부가 되도록 제작된 포토마스크를 사용하여 자외선 노광을 행한 후, 레지스트 현상액(토쿄응화사제:NMD-3)에 의해 노광부의 포토레지스트를 제거했다. 그 후, 대기압 플라스마 장치에 의해 드라이 에칭을 행하여, 포토레지스트가 제거된 부분의 유기 EL층을 제거했다.

이 기판의 현미경 관찰, 막두께 측정, 및 단면 관찰을 행했던 바, 제1 발광부 상에는 제2 발광층 및 제2 포토레지스트가 형성되고 있고, 기판 구조는 도 2 (E)인 것을 확인했다.

(3색째 유기 EL층의 형성)

드라이 에칭 종료후, 포트레지스트를 박리하지 않고, 제3 정공 주입층을 형성했다. 다음에, 제3 발광층으로서 청색 발광 유기 재료인 도포액(폴리비닐카르바졸 70 중량부, 옥사디아졸 30 중량부, 페릴렌 1 중량부, 모노클로로 벤젠 4900 중량부) 기판의 중심부에 적하하여, 스핀 코팅을 실시했다. 2000rpm으로 10초간 유지하여 층 형성을 실시했다. 이 결과, 막두께는 800Å가 되었다. 얻어진 기체 상에 포토레지스트층을 웨트 프로세스에 의해 형성했다.

(3색째 패터닝)

다음에, 제1 발광부, 제2 발광부 및 제3 발광부에 해당하는 부분이 차광부가 되도록 제작된 포토마스크를 사용하여 얼라인먼트 노광기에 의해 얼라인먼트 노광 을 행한 후, 레지스트 현상액(토쿄응화사제:NMD-3)에 의해 노광부의 포토레지스트를 제거했다. 그 후, 대기압 플라스마 장치에 의해 드라이 에칭을 행하여, 포토레지스트가 제거된 부분의 유기 EL층을 제거했다.

(레지스트 박리)

남은 미노광 부분인 레지스트를 레지스트 용매에 실온으로 180분간 침지했지만, 제1 발광부 상에 제1 포토레지스트 및 제2 발광부가 잔존한 개소나, 제1 포토레지스트, 제2 발광부, 제2 포토레지스트, 제3 발광부가 잔존한 개소, 제2 발광부 상에 제3 발광부가 잔존한 개소, 또는 제3 발광부가 결락한 개소가 다수 확인되었다.

(EL 소자의 발광 특성의 평가)

다음에, 실시예 2 및 비교예 2에 의해 얻어진 기판에, 금속 전극 형성을 행했다. 금속 전극으로서는 칼슘을 1000Å의 두께로 증착하고, 또한 산화 보호층으로서 은을 2000Å의 두께로 증착했다.

ITO 전극측을 플러스극, 금속 전극측을 마이너스극에 접속하고, 소스미터에 의해 직류 전류를 인가했다. 인가 전압이 1OV전후에 있어서 발광이 관찰되었다.

또, 현미경 관찰에 의해 발광부를 관찰했던 바, 실시예 2에서는 85μm의 라 인이 균일하게 발광하고 있는 것을 확인했다. 그러나, 비교예 2에서는 폭 85μm의 라인중에 미발광부분(다크 스폿)이 다수 관찰되었다.

상기한 바와 같이, 본 발명은, 포토리소그라피법을 이용하여 발광부를 형성할 때, 패턴형으로 형성된 각 발광부 상에 어떤 층도 여분의 층이 적층되어 있는 상태를 회피하고, 해당 여분의 층의 박리 공정에 있어서, 박리 처리를 용이하고 신속히 행하는 것이 가능한 EL 소자의 제조 방법을 제공하는 것이다.

Claims

포토리소그라피법을 이용한 일렉트로 루미네센트 소자의 제조 방법에 있어서,

표면에 포토레지스트층을 가지는 적어도 1색의 발광부가 형성되어 있는 기판 상에 상기 발광부와는 상이한 색을 이루는 이색(異色:heterochromatic) 발광층 형성용 도공액(塗工液)을 도포하여 이색 발광층을 형성하는 공정과,

상기 이색 발광층 상에 포토레지스트를 도포하여 이색 발광층용 포토레지스트층을 형성하는 공정과,

상기 이색 발광층용 포토레지스트층을 패턴 노광하고 현상함으로써 이색 발광부가 형성되는 부분의 이색 발광층용 포토레지스트층이 잔존하도록 패터닝하는 공정과,

상기 이색 발광층용 포토레지스트층이 제거된 부분의 이색 발광층을 제거함으로써 이색 발광층용 포토레지스트층을 표면에 가지는 패턴형의 이색 발광부를 형성하는 공정

을 포함하는 일렉트로 루미네센트 소자의 제조 방법.
포토리소그라피법을 이용한 일렉트로 루미네센트 소자의 제조 방법에 있어서,

표면에 제1 포토레지스트층을 가지는 제1 발광부가 형성되어 있는 기판 상에 제2 발광층 형성용 도공액을 도포하여 제2 발광층을 형성하는 공정과,

상기 제2 발광층 상에 포토레지스트를 도포하여 제2 포토레지스트층을 형성하는 공정과,

상기 제2 포토레지스트층을 패턴 노광한 후 현상함으로써 제2 발광부가 형성되는 부분의 제2 포토레지스트층이 잔존하도록 패터닝하는 공정과,

상기 제2 포토레지스트층이 제거된 부분의 제2 발광층을 제거함으로써 제2 포토레지스트층을 표면에 가지는 패턴형의 제2 발광부를 형성하는 공정과,

표면에 상기 제1 포토레지스트층을 가지는 상기 제1 발광부와 상기 제2 포토레지스트층을 가지는 상기 제2 발광부가 형성된 기판 상에 제3 발광층 형성용 도공액을 도포하여 제3 발광층을 형성하는 공정과,

상기 제3 발광층 상에 포토레지스트를 도포하여 제3 포토레지스트층을 형성하는 공정과,

상기 제3 포토레지스트층을 패턴 노광한 후 현상함으로써 제3 발광부가 형성되는 부분의 제3 포토레지스트층이 잔존하도록 패터닝하는 공정과,

상기 제3 포토레지스트층이 제거된 부분의 제3 발광층을 제거함으로써 제3 포토레지스트층을 표면에 가지는 패턴형의 제3 발광부를 형성하는 공정

을 포함하는 일렉트로 루미네센트 소자의 제조 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 각 발광층은 포토레지스트 용매, 포토레지스트 현상액 및 포토레지스트 박리액에 불용이며, 또한 각 포토레지스트층이 상기 각 발광층 형성에 사용하는 용매에 불용인, 일렉트로 루미네센트 소자의 제조 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 각 발광부는 버퍼층과 함께 패터닝되어 버퍼층 상에 형성되어 있는, 일렉트로 루미네센트 소자의 제조 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 포토리소그라피법을 이용한 일렉트로 루미네센트 소자의 제조 방법에 있어서, 패터닝되는 각 발광층 상에 포토레지스트를 도포하고, 노광하고, 현상함으로써 각 포토레지스트층을 패터닝 한 후 드라이 에칭을 이용하여 각 포토레지스트층이 제거된 부분의 각 발광층을 패터닝하는, 일렉트로 루미네센트 소자의 제조 방법.
제5항에 있어서,

상기 드라이에칭은 반응성 이온 에칭인, 일렉트로 루미네센트 소자의 제조 방법.
제5항에 있어서,

상기 드라이 에칭에 산소 단체(單體) 또는 산소를 포함하는 가스를 사용하는, 일렉트로 루미네센트 소자의 제조 방법.
제5항에 있어서,

상기 드라이 에칭에 대기압 플라스마를 사용하는, 일렉트로 루미네센트 소자의 제조 방법.