KR20050086359A - 유기 일렉트로루미네선스 장치의 제조 방법, 유기일렉트로루미네선스 장치, 유기 일렉트로루미네선스장치용 기판, 및 전자 기기 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 배선 저항의 저감을 실현하고, 저(低)소비전력화, 발열(發熱)의 억제, 및 휘도의 균일화를 달성할 수 있는 유기 일렉트로루미네선스 장치, 유기 일렉트로루미네선스 장치의 제조 방법, 및 전자 기기를 제공하는 것을 과제로 한다.
제 1 전극(41a) 위에 제 1 격벽(42a) 및 제 2 격벽(45)에 의해 둘러싸인 발광 기능층(47)을 구비하는 유기 일렉트로루미네선스 장치(1)의 제조 방법으로서, 층간절연막(30) 위에 제 1 전극 재료(41)와 제 1 격벽 재료(42)를 차례로 성막하는 공정과, 상기 제 1 전극 재료(41) 및 상기 제 1 격벽 재료(42)를 동일 형상의 마스크(PR)로 패터닝하여 상기 제 1 전극(41a)과 상기 제 1 격벽(42a)을 형성하는 공정과, 상기 층간절연막(30) 위 및 상기 제 1 격벽 재료(42) 위에 상기 제 2 격벽(45)을 형성하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 유기 일렉트로루미네선스 장치의 제조 방법, 유기 일렉트로루미네선스 장치, 유기 일렉트로루미네선스 장치용 기판, 및 전자 기기에 관한 것이다.
종래, 유기 일렉트로루미네선스(이하, 유기 EL로 약기(略記)함) 장치에서는, 기판 위에 복수의 회로 소자, 양극, 정공 주입층이나 유기 EL 물질(발광 소자)을 포함하는 발광 기능층, 또한 음극 등이 적층되고, 그들을 밀봉 기판에 의해 기판과의 사이에 끼워 밀봉한 구성을 구비하고 있는 것이 있다.
구체적으로는, 박막 트랜지스터 등의 스위칭 소자가 형성된 유리 기판 등의 투명 기판 위에 인듐주석산화물(ITO: Indium Tin Oxide) 및 산화주석(SnO2) 등의 투명 도전 재료로 이루어지는 양극과, 폴리티오펜 유도체(이하, PEDOT로 약기함)의 도핑체로 이루어지는 정공 주입층과, 폴리플루오렌 등의 발광 물질로 이루어지는 발광층과, Ca 등의 낮은 일함수를 갖는 금속 재료나 금속 화합물로 이루어지는 음극을 차례로 적층한 것이 있다.
최근에는, 상기 유기 EL 장치의 제조 방법으로서, 액적(液滴) 토출법에 의한 제조 방법이 제안되어 있다. 이러한 제조 방법에서는, 액적의 토출에 앞서 액적 수용부를 형성하는 공정을 행하고 있다. 상기 액적 수용부를 형성하기 위해서는, 도 7의 (a)에 나타낸 반도체 소자(박막 트랜지스터)(300) 및 층간절연막(301)을 형성하는 공정과, 도 7의 (b)에 나타낸 화소 전극(302)을 형성하는 공정과, 도 7의 (c)에 나타낸 제 1 격벽(303)을 형성하는 공정과, 도 7의 (d)에 나타낸 제 2 격벽(304)을 형성하는 공정을 실시함으로써, 액적 수용부(305)를 형성하고 있다. 그리고, 액적 수용부(305)의 표면에 플라즈마 처리 등의 표면 개질(改質) 처리를 실시하여 발액화부(撥液化部) 및 친액화부(親液化部)를 형성하고, 상기 액적 수용부(305) 내에 기능성 재료를 함유하는 액적을 적하(滴下)함으로써 기능성 소자를 형성하고 있다(예를 들어, 특허 제3328297호 명세서 참조).
그러나, 상기 제조 방법에서는, 화소 전극(302)을 형성할 때에, 화소 전극(302)을 패터닝하기 위한 레지스트 마스크가 화소 전극(302)의 재료와 접촉하기 때문에, 상기 레지스트 마스크의 잔류물이 화소 전극(302)의 표면을 오염시킨다는 문제가 있었다. 그리고, 이렇게 오염된 화소 전극(302)의 표면 위에 정공 주입층이나 발광층 등의 발광 기능층이 형성됨으로써, 발광 기능층의 신뢰성이 저하된다는 문제가 있었다.
또한, 아크릴이나 폴리이미드 등의 유기 재료를 사용함으로써 층간절연막(301)을 도포 형성할 경우에는, 하기에 나타낸 몇 가지 문제가 있었다.
(1) 습식(wet) 에칭이나 레지스트 박리 등의 습식 프로세스를 실시하여 화소 전극(302)이나 제 1 격벽(303)의 패터닝을 행함으로써, 층간절연막(301)의 유기 재료가 팽윤(膨潤)되고, 평면적으로 연결되어 있는 화소 전극(302)이나 제 1 격벽(303)에 응력이 생기게 되며, 특히 표시 특성에 중요한 화소 영역(화소 전극(302))에 손상이 생긴다. 또한, 층간절연막(301)과 제 1 격벽(303)의 접합면에서의 박리가 생긴다.
(2) 유기 재료로 이루어지는 층간절연막(301) 위에 플라즈마 CVD 등을 이용하여 제 1 격벽(303)을 형성하면, 유기 재료 표면에 손상을 주면서 제 1 격벽(303)이 성막(成膜)되기 때문에, 제 1 격벽(303)과 층간절연막(301)의 밀착성이 낮아져, 제 1 격벽(303)과 층간절연막(301)이 박리되기 쉬워진다. 여기서, 상기 막이 박리되면 파티클(particle)이 비산(飛散)하여, 진공 용기 내를 오염시킨다. 또한, 상기 파티클이 진공 용기 또는 기체 위에 존재함으로써, 유기 일렉트로루미네선스 장치의 제조 수율이 저하될 우려가 있다.
(3) 제 1 격벽(303)은 무기 재료로 이루어지는 화소 전극(302)과 유기 재료로 이루어지는 층간절연막(301)의 표면을 피복하도록 형성되어 있기 때문에, 유기 재료의 에칭 속도가 무기 재료보다도 커서, 제 1 격벽(303)을 에칭하는 경우의 에칭 제어성이 곤란해진다.
본 발명은 상술한 과제를 감안하여 창안된 것으로서, 화소 영역에 주는 손상의 억제와 진공 용기 내로의 오염 방지를 달성하고, 또한, 제 1 격벽의 에칭 제어성 향상을 실현할 수 있는 유기 일렉트로루미네선스 장치의 제조 방법, 유기 일렉트로루미네선스 장치, 유기 일렉트로루미네선스 장치용 기판, 및 전자 기기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 이하의 구성을 채용했다.
본 발명의 유기 EL 장치의 제조 방법은, 제 1 전극 위에 제 1 격벽 및 제 2 격벽으로 둘러싸인 발광 기능층을 구비하는 유기 EL 장치의 제조 방법으로서, 층간절연막 위에 제 1 전극 재료와 제 1 격벽 재료를 차례로 성막하는 공정과, 상기 제 1 전극 재료 및 상기 제 1 격벽 재료를 동일 형상의 마스크로 패터닝하여 상기 제 1 전극과 상기 제 1 격벽을 형성하는 공정과, 상기 층간절연막 위 및 상기 제 1 격벽 재료 위에 상기 제 2 격벽을 형성하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 하고 있다.
이렇게 하면, 제 1 전극을 형성하는 공정에서, 제 1 전극을 패터닝하기 위한 레지스트 마스크와 제 1 전극 재료가 비접촉 상태로 유지되어, 상기 레지스트 마스크의 잔류물에 의한 제 1 전극으로의 오염을 방지할 수 있다. 따라서, 청정한 표면 상태를 갖는 제 1 전극 위에 정공 주입층이나 발광층 등의 발광 기능층을 형성할 수 있기 때문에, 발광 기능층의 신뢰성이 향상되어, 양호한 유기 EL 장치를 제공할 수 있다.
또한, 층간절연막은 유기 재료로 이루어지는 것이 바람직하다. 상기 유기 재료를 사용함으로써, 습식 성막법에 의해 층간절연막을 형성할 수 있기 때문에, 진공 성막법과 비교하여 간소한 설비에 의해 저렴한 제조 비용으로 성막할 수 있다. 또한, 진공 성막법에서는 후막화(厚膜化)가 어렵지만, 습식 성막법에 의하면 후막화를 용이하게 달성할 수 있다.
또한, 제 1 격벽 재료를 성막하기 전에, 층간절연막 위에 제 1 전극 재료가 형성되어 있기 때문에, 층간절연막이 제 1 전극 재료에 의해 보호된다. 따라서, 플라즈마 CVD법을 이용하여 제 1 격벽 재료를 성막하여도, 층간절연막 자체가 플라즈마에 노출되지 않기 때문에, 상기 층간절연막으로의 플라즈마 손상을 방지할 수 있고, 안정되게 제 1 격벽 재료를 형성할 수 있다.
또한, 제 1 격벽이 제 1 전극 위에만 형성됨으로써, 유기 재료와 접하는 제 1 전극 및 제 1 격벽의 합계 면적이 종래 기술에 비하여 적어진다. 따라서, 제조 프로세스 중 또는 완성체의 상태에서 층간절연막에 응력(습식 공정에서의 팽윤이나 기계적 응력)이 발생한 경우에, 응력이 저감되기 때문에, 파손이나 박리 등의 발생을 억제할 수 있다.
또한, 층간절연막과 제 1 격벽이 비접촉으로 유지되기 때문에, 종래 기술에서 문제시되었던 층간절연막과 제 1 격벽의 접합면에서의 박리가 생기지 않는다.
또한, 제 2 격벽의 재료로서 유기 재료를 채용함으로써, 층간절연막과 제 2 격벽이 모두 유기 재료에 의해 구성되기 때문에, 상기 층간절연막과 제 2 격벽의 밀착성 향상을 실현할 수 있다. 그리고, 상기 구조에서는 동일한 정도의 경도(硬度)를 갖는 유기 재료가 접촉하여 구성되어 있기 때문에, 유기 EL 장치의 강도(强度) 향상도 실현할 수 있다.
또한, 제 1 격벽 재료를 플라즈마 CVD 등의 방법을 이용하여 형성하여도, 상기 프로세스를 행할 때에는 층간절연막이 노출되지 않기 때문에, 상기 층간절연막의 유기 재료가 플라즈마 손상에 의해 에칭되지 않고, 유기 재료의 에칭에 따른 제조 장치의 오염을 방지할 수 있다.
또한, 종래 기술에서는 제 1 격벽 재료가 층간절연막 및 제 1 전극 재료로 이루어지는 복수의 층막 위에 형성되어 있었기 때문에, 상기 제 1 격벽 재료의 에칭 제어성이 곤란했지만, 본 발명에서는 제 1 격벽이 제 1 전극 재료 위에만 형성되기 때문에, 양호한 에칭 제어성이 얻어지고, 면내(面內)에서의 제 1 격벽의 에칭 레이트 불균일화를 억제할 수 있다.
또한, 층간절연막 위에 제 1 전극 재료와 제 1 격벽 재료를 차례로 성막하여 동일 형상의 마스크로 패터닝하기 때문에, 제 1 전극 재료 및 제 1 격벽 재료의 각각의 재료를 패터닝할 필요가 없어, 공정의 간소화를 달성할 수 있다.
그리고, 이러한 제조 방법에서는, 제 1 전극 위에 제 1 격벽 및 제 2 격벽으로 이루어지는 액적 수용부가 형성된다. 그리고, 액적 토출법을 이용함으로써, 발광 기능층의 액체 재료를 액적화하여 액적 수용부에 토출함으로써, 액적 수용부 내에 발광 기능층을 형성할 수 있다.
또한, 상기 유기 EL 장치의 제조 방법에서는, 상기 제 1 격벽의 일부를 제거하여 상기 제 1 전극을 노출시키는 공정을 더 구비하는 것을 특징으로 하고 있다.
여기서는, 제 1 격벽의 일부분을 제거하기 위한 마스크를 형성한 후에, 상기 마스크에 따라 제 1 전극을 노출시키고 있다.
이렇게 하면, 액적 토출법을 이용하여 발광 기능층의 액체 재료를 제 1 전극을 향하여 토출함으로써, 상기 제 1 전극의 노출면에 액체 재료를 착탄(着彈)시켜, 발광 기능층을 형성할 수 있다.
또한, 상기 유기 EL 장치의 제조 방법에서는, 상기 제 2 격벽을 형성하는 공정은, 기판 위에 제 2 격벽 재료를 전면(全面)에 형성한 후에, 상기 제 1 전극에 대응하는 부분에 개구부를 형성함으로써 행하여지는 것을 특징으로 하고 있다.
여기서는, 제 2 격벽 재료를 습식 성막법에 의해 전면에 형성한 후에, 개구부의 패턴에 따른 마스크를 배치하고, 상기 마스크 패턴에 따라 개구부를 형성하고 있다.
이렇게 하면, 제 2 격벽 재료에 개구부를 설치함으로써, 제 1 전극에 대응하는 부분에 액적 수용부를 형성할 수 있다.
또한, 상기 유기 EL 장치의 제조 방법에서는, 상기 제 1 전극을 노출시킨 후에 상기 제 2 격벽을 형성하는 것을 특징으로 하고 있다.
이렇게 하면, 제 1 전극이 노출된 상태에서, 제 2 격벽 재료의 전면(全面) 도포 및 개구부의 형성이 실시된다. 이것에 의해, 개구부의 형성 후에 제 1 전극을 확실하게 노출시킬 수 있다.
또한, 상기 유기 EL 장치의 제조 방법에서는, 상기 제 2 격벽을 형성한 후에 상기 제 1 전극을 노출시키는 것을 특징으로 하고 있다.
이렇게 하면, 제 2 격벽을 마스크로 하여 제 1 격벽이 패터닝되어 제 1 전극이 노출되기 때문에, 제 1 전극을 노출시키기 위한 마스크가 불필요해져, 마스크를 감소시킬 수 있다. 따라서, 제조 공정의 간소화를 달성할 수 있다.
또한, 상기 유기 EL 장치의 제조 방법에서는, 상기 제 1 전극을 노출시킨 후에, 제 2 격벽의 개구 면적을 넓히는 것을 특징으로 하고 있다.
이렇게 하면, 제 2 격벽으로 피복되어 있던 제 1 격벽의 표면이 노출되어, 상기 제 1 격벽의 노출 면적이 커진다. 따라서, 나중의 공정의 액적 토출법을 이용하여 액적 수용부에 발광 기능층의 액체 재료를 도포 형성한 경우에, 액체 재료와 제 1 격벽의 접촉 면적이 커진다. 즉, 친액성을 갖는 제 1 격벽에 액체 재료가 적합하게 확장 습윤되고, 액체 재료와 제 1 전극의 접촉을 확실하게 실시할 수 있다.
또한, 상기 유기 EL 장치의 제조 방법에서는, 상기 제 1 격벽 재료 위에 형성된 마스크에 따라 상기 제 1 격벽 재료를 패터닝하여 제 1 격벽을 형성하고, 상기 제 1 격벽을 마스크로 하여 상기 제 1 전극 재료를 패터닝하여 제 1 전극을 형성하는 것을 특징으로 하고 있다.
이렇게 하면, 마스크 형상에 따른 제 1 격벽을 형성할 수 있고, 제 1 격벽의 평면 형상에 따른 제 1 전극을 형성할 수 있다. 이것에 의해, 제 1 격벽과 제 1 전극을 동일 형상의 마스크로 형성할 수 있다.
또한, 상기 유기 EL 장치의 제조 방법에서는, 상기 제 1 격벽 재료 위에 형성된 마스크의 형상에 따라 상기 제 1 전극 재료 및 상기 제 1 격벽 재료를 일괄적으로 패터닝하여, 상기 제 1 격벽 및 상기 제 1 전극을 형성하는 것을 특징으로 하고 있다.
이렇게 하면, 동일한 마스크 형상에 따른 제 1 격벽 및 제 1 전극을 형성할 수 있다. 또한, 일괄 패터닝에 의해 제 1 격벽 및 제 1 전극을 형성하기 때문에, 공정 수의 간략화를 달성할 수 있다. 또한, 이 방법에서는 제 1 격벽을 마스크로 하지 않기 때문에, 제 1 전극 재료를 패터닝할 때의 습식 에칭액이나 에칭 가스는 제 1 격벽 상면과 접촉하지 않는다. 따라서, 제 1 격벽 상면에 대한 습식 에칭액이나 에칭 가스의 영향을 방지할 수 있다.
또한, 상기 유기 EL 장치의 제조 방법에서는, 건식 에칭법을 이용하여 상기 제 1 전극 재료와 상기 제 1 격벽 재료의 패터닝을 행하여, 상기 제 1 격벽 및 상기 제 1 전극을 형성하는 것을 특징으로 하고 있다.
이렇게 건식 에칭법을 이용하기 때문에, 습식 공정에 기인하는 층간절연막(유기 재료)이 팽윤되지 않기 때문에, 층간절연막의 응력 발생을 방지할 수 있다.
또한, 종래 기술에서는 플라즈마 CVD법에 의해 제 1 격벽 재료를 형성한 경우에, 제 1 격벽과 층간절연막이 박리되기 쉬워져 진공 용기 내의 오염을 초래한다는 문제를 갖고 있었지만, 본 발명은 성막 공정이 아니라 패터닝 공정에서 건식 에칭(플라즈마 처리)을 행하고 있기 때문에, 막의 박리에 기인하는 진공 용기 내의 오염을 초래하지 않는다.
또한, 상기 유기 EL 장치의 제조 방법에서는, 상기 층간절연막 위에 상기 층간절연막과 상기 제 1 전극의 밀착성을 부여하는 밀착성 부여막을 형성하는 것을 특징으로 하고 있다.
이렇게 하면, 밀착성 부여막이 층간절연막과 제 1 전극을 확실하게 밀착시키기 때문에, 유기 EL 장치의 강도 향상을 실현할 수 있다.
또한, 본 발명의 유기 EL 장치는, 제 1 전극 위에 제 1 격벽 및 제 2 격벽으로 둘러싸인 발광 기능층을 구비하는 유기 EL 장치로서, 상기 발광 기능층의 측부(側部)에는 제 1 격벽 및 제 2 격벽이 설치되고, 상기 제 1 격벽은 상기 제 1 전극 위에만 설치되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.
여기서, 제 1 전극과 제 1 격벽은 층간절연막 위에 제 1 전극 재료와 제 1 격벽 재료를 차례로 성막한 후에, 동일 형상의 마스크로 제 1 전극 재료 및 제 1 격벽 재료를 패터닝함으로써 형성된다. 이렇게 하면, 앞서 기재된 제조 방법과 동일한 효과가 얻어진다.
또한, 본 발명의 유기 EL 장치용 기판은, 제 1 전극 위에 제 1 격벽이 형성된 유기 일렉트로루미네선스 장치용 기판으로서, 상기 제 1 전극은 층간절연막 위에 형성되고, 상기 제 1 전극 위에만 상기 제 1 격벽이 설치되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.
여기서, 제 1 전극과 제 1 격벽은 층간절연막 위에 제 1 전극 재료와 제 1 격벽 재료를 차례로 성막한 후에, 동일 형상의 마스크로 제 1 전극 재료 및 제 1 격벽 재료를 패터닝함으로써 형성된다.
이렇게 하면, 앞서 기재된 제조 방법과 동일한 효과가 얻어진다.
또한, 이러한 유기 EL 장치용 기판에 대하여 제 2 격벽을 더 형성하고, 제 1 격벽 및 제 2 격벽으로 둘러싸인 발광 기능층을 제 1 전극 위에 형성함으로써, 앞서 기재된 유기 EL 장치와 동일한 효과가 얻어진다.
또한, 본 발명의 전자 기기는 앞서 기재된 유기 EL 장치를 구비하는 것을 특징으로 하고 있다.
이러한 전자 기기로서는, 예를 들어, 휴대 전화기, 이동체 정보 단말, 시계, 워드프로세서, 퍼스널 컴퓨터 등의 정보처리 장치 등을 예시할 수 있다. 또한, 대형 표시 화면을 갖는 텔레비전이나, 대형 모니터 등을 예시할 수 있다. 이렇게 전자 기기의 표시부에 본 발명의 유기 EL 장치를 채용함으로써, 표시 특성이 양호한 전자 기기를 제공하는 것이 가능해진다.
다음으로, 도 1 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 유기 일렉트로루미네선스 장치의 제조 방법, 유기 일렉트로루미네선스 장치, 유기 일렉트로루미네선스 장치용 기판, 및 전자 기기에 대해서 설명한다.
본 실시예는 본 발명의 일 형태를 나타내는 것이며, 본 발명을 한정하지 않아, 본 발명의 기술적 사상 범위 내에서 임의로 변경할 수 있다. 또한, 이하에 나타낸 각 도면에서는 각 층이나 각 부재를 도면 상에서 인식 가능한 정도의 크기로 하기 위해, 각 층이나 각 부재마다 축척을 다르게 하고 있다.
(유기 EL 장치의 제조 방법의 제 1 실시예)
도 1을 참조하여 유기 EL 장치의 제조 방법의 제 1 실시예에 대해서 설명한다.
여기서, 도 1의 (a)∼(e) 및 도 2는 유기 EL 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 공정도이고, 도 3은 도 1의 (c)를 상세하게 설명하기 위한 도면이다.
우선, 도 1의 (a)에 나타낸 바와 같이, 기판(10) 위에 박막 트랜지스터(20)와, 층간절연막(30)과, 컨택트 홀(31)을 형성한다.
기판(10)은 유리 기판이다. 또한, 재료로서 유리를 한정하지 않아, 예를 들어, 석영 및 수지(플라스틱 및 플라스틱 필름) 등의 재료를 채용할 수도 있다. 이러한 투명성 또는 반투명성의 재료를 채용함으로써, 기판(10) 측으로부터 발광광을 취출(取出)하는 소위 보텀 이미션형(bottom-emission type)의 유기 EL 장치를 제조하는 것이 가능해진다. 또한, 후술하는 바와 같이, 밀봉 기판 측으로부터 발광광을 취출하는 소위 보텀 이미션형에서는, 기판(10)의 재료로서 금속 기판 등의 비투명성 재료를 채용할 수도 있다.
박막 트랜지스터(20)는 하지절연막(21)과, 반도체층(22)과, 게이트 절연막(23)과, 게이트 전극(24)과, 소스 전극(25S)과, 드레인 전극(25D)과, 상부 절연막(26)으로 구성되어 있다.
여기서, 하지절연막(21)은 기판(10)의 표면에 형성되는 절연막이며, 기판(10)과 반도체층(22)을 비접촉으로 유지하기 위한 층막이다.
또한, 반도체층(22)은 소스 영역(22S), 채널 영역(22C), 및 드레인 영역(22D)으로 이루어지고, 게이트 전극(24)의 전계 작용에 의해 소스 영역(22S)과 드레인 영역(22D) 사이의 스위칭을 행하는 층막이다.
또한, 게이트 절연막(23)은 게이트 전극(24)과 반도체층(22) 사이에 설치된 층막이며, 반도체층(22)과 게이트 전극(24)의 전기적 절연성을 얻기 위한 것이다.
또한, 게이트 전극(24)은 게이트 절연막(23)을 통하여 채널 영역(22C)에 대향하여 배치된 층막이다. 상기 게이트 전극(24)에 흐르는 전류량에 의해 박막 트랜지스터(20)의 스위칭 특성이 원하는 대로 얻어지게 되어 있다.
소스 전극(25S) 및 드레인 전극(25D)은 상부 절연막(26)에 형성된 컨택트 홀을 통하여 소스 영역(22S) 및 드레인 영역(22D)에 각각 접속된 전극이다.
이러한 박막 트랜지스터(20)를 구성하는 층막 및 전극은 공지의 제조 방법에 의해 제조된다. 예를 들면, 각종 성막법, 포토리소그래피법, 및 에칭법 등이 이용된다. 또한, 반도체층(22)에서의 소스 영역(22S), 채널 영역(22C), 및 드레인 영역(22D)을 형성하기 위해서는, 이온 도핑법 등이 채용된다.
층간절연막(30)은 유기물이나 무기물 중 어느 하나의 재료를 채용함으로써 형성되어 있다. 여기서, 층간절연막(30)으로서 유기물을 채용할 경우에는, 예를 들어, 아크릴 수지나 폴리이미드 수지 등이 적합하게 채용된다. 이러한 재료 중에서도 비감광성 수지나 감광성 수지가 채용된다.
또한, 이러한 유기물을 성막할 경우에는, 습식 성막법이 적합하게 채용된다. 습식 성막법으로서는, 스핀 코팅법, 디핑(dipping)법, 슬릿 코팅법 등이 작용된다. 이러한 습식 성막법 중에서도 스핀 코팅법이 적합하며, 균일한 막 두께로 성막하는 것이 가능해진다. 또한, 성막 후에는 열처리 등을 실시하여 수지의 경화(硬化)를 행할 필요가 있다.
또한, 층간절연막(30)으로서 무기물을 채용할 경우에는, 실리콘 산화물, 실리콘 질화물, 실리콘 산질화물 등이 채용된다.
무기물을 성막할 경우에는, 진공 성막법 또는 습식 성막법이 적합하게 채용된다. 진공 성막법으로서는, CVD법, 스퍼터링법, 증착법 등이 채용된다. 또한, 습식 성막법으로서는 상기와 동일한 스핀 코팅법을 채용하고, 무기 재료로서 퍼하이드로폴리실라잔을 채용하는 것이 바람직하다. 퍼하이드로폴리실라잔은 -(SiH2NH)-를 기본 유닛으로 하는 화합물의 물질명이다. 또한, 상기 퍼하이드로폴리실라잔은 유기 용제에 용해되는 무기 폴리머이기 때문에, 유기 용제와 혼합시킴으로써 액체 재료로서 취급하는 것이 가능해진다. 또한, 퍼하이드로폴리실라잔은 불활성 분위기 중에서 고온 소성(燒成)됨으로써, 탈수소 반응에 따른 열경화 수축이 생겨, 실리콘 질화물의 세라믹스로 전화(轉化)되는 성질을 갖고 있다. 또한, 대기 중 또는 수증기 함유 분위기에서 소성됨으로써, 물이나 산소와 반응하여, 실리콘 산화물로 전화되는 성질을 갖고 있다.
상기와 같은 습식 성막법은 진공 성막법에 비하여 후막화가 용이하기 때문에, 층간절연막(30)을 형성할 경우에는 습식 성막법을 채용하는 것이 보다 바람직하다. 또한, 후막화를 실시함으로써, 박막 트랜지스터(20)의 요철(凹凸) 형상이 층간절연막(30) 표면에 전사되지 않아, 상기 층간절연막(30) 표면이 평탄화되므로 특히 적합하다.
또한, 층간절연막(30)에 컨택트 홀(31)을 형성한다.
여기서, 컨택트 홀(31)의 형성 방법은, 층간절연막(30)이 비감광성 수지나 무기 재료로 이루어지는 경우와 감광성 수지로 이루어지는 경우에서 처리가 다르다.
우선, 층간절연막(30)이 비감광성 수지나 무기 재료로 이루어지는 경우에 대해서 설명한다.
이 경우에서는, 포토레지스트막을 사용한 에칭 처리에 의해 패터닝이 실시된다. 구체적으로는, 포토레지스트막을 층간절연막(30) 위에 도포 형성한 후에, 열처리, 노광 처리, 현상 처리를 실시하여 개구부를 형성하고, 그리고 에칭 처리를 실시하여 상기 개구부에 대응하는 비감광성 수지나 무기 재료를 제거함으로써, 컨택트 홀(31)이 형성된다.
이것에 대하여, 층간절연막(30)이 감광성 수지로 이루어질 경우에는, 포토레지스트막이 불필요해지고, 층간절연막(30) 자체에 대하여 열처리, 노광 처리, 및 현상 처리를 차례로 실시함으로써, 컨택트 홀(31)이 형성된다.
다음으로, 도 1의 (b)에 나타낸 바와 같이, 층간절연막(30) 위에 화소 전극 재료(제 1 전극 재료)(41)와 제 1 격벽 재료(제 1 격벽 재료)(42)를 형성한다(층간절연막 위에 제 1 전극 재료와 제 1 격벽 재료를 차례로 성막하는 공정).
여기서, 화소 전극 재료(41)와 제 1 격벽 재료(42)를 형성할 때는, 화소 전극 재료(41)의 패터닝을 행하지 않고, 화소 전극 재료(41)와 제 1 격벽 재료(42)를 연속하여 성막한다.
화소 전극 재료(41)는 ITO 등의 투명성 금속이 채용된다. 또한, 그 이외에도, 예를 들어, 산화인듐 산화아연계 비정질 투명 도전막(Indium Zinc Oxide: IZO)(등록상표))(Idemitsu Kosan Co., Ltd. 제조) 등을 사용할 수 있다. 또한, 본 실시예에서는 ITO를 사용하는 것으로 한다. 또한, 톱 이미션형(top-emission type)일 경우에는, 특히 광투과성을 구비한 재료를 채용할 필요는 없으며, 예를 들어, ITO의 하층 측에 Al 등을 마련하여 반사층으로서 사용할 수도 있다.
또한, 제 1 격벽 재료(42)의 재료로서는, 친액성을 갖는 재료가 채용되고, 본 실시예에서는 실리콘 산화물을 채용하고 있다. 또한, 여기서의 친액성은 나중에 도포되는 액체 재료에 대하여 제 2 격벽의 재료(후술함)보다도 상대적으로 친액성을 갖는 것을 의미하고 있다.
이러한 화소 전극 재료(41) 및 제 1 격벽 재료(42)를 성막하는 방법으로서는, 진공 성막법이 적합하게 채용된다.
다음으로, 도 1의 (c)에 나타낸 바와 같이, 화소 전극 재료(41)와 제 1 격벽 재료(42)를 패터닝하여, 화소 전극(제 1 전극)(41a)과 제 1 격벽(42a)을 형성한다(제 1 전극 재료 및 제 1 격벽 재료를 동일 형상의 마스크로 패터닝하여 제 1 전극과 제 1 격벽을 형성하는 공정).
여기서, 도 3을 참조하여 화소 전극 재료(41)와 제 1 격벽 재료(42)의 패터닝에 대해서 상세하게 설명한다. 도 3은 도 1의 (c)에서의 층간절연막(30), 화소 전극 재료(41), 및 제 1 격벽 재료(42)의 요부를 나타내는 도면으로서, 에칭에 의해 화소 전극(41a) 및 제 1 격벽(42a)을 형성할 때까지의 공정도이다. 또한, 도 3에서는 컨택트 홀(31)이 도시되어 있지 않지만, 컨택트 홀(31)은 비(非)도시 부분에서 형성되어 있고, 상기 컨택트 홀(31)을 통하여 화소 전극 재료(41)와 드레인 전극(25D)이 접속되어 있는 것으로 한다.
도 3의 (a)에 나타낸 바와 같이, 우선, 마스크(동일 형상의 마스크)(PR)를 형성한다. 상기 마스크(PR)는 스핀 코팅법에 의해 도포 형성된 포토레지스트막에 대하여 열처리, 노광 처리, 및 현상 처리를 실시함으로써 형성된다.
다음으로, 도 3의 (b)에 나타낸 바와 같이, 마스크(PR)를 잔류시키면서 화소 전극 재료(41) 및 제 1 격벽 재료(42)에 에칭 처리를 실시하고, 화소 전극(41a) 및 제 1 격벽(42a)을 형성한다.
여기서, 에칭 처리로서는, 습식 에칭법이나 건식 에칭법이 이용된다. 습식 에칭법에서는, 제 1 격벽 재료(42)의 실리콘 산화물을 제거하는 에칭액으로서 불산(HF)을 주체로 하는 것이 적합하게 채용된다. 또한, 화소 전극 재료(41)의 ITO를 제거하는 에칭액으로서 왕수(王水)가 적합하게 채용된다.
이러한 습식 에칭법에서는, HF의 에칭액에 침지(浸漬)하여 제 1 격벽 재료(42)를 패터닝한 후에, 층간절연막(30) 위 및 화소 전극 재료(41) 위를 세정하고, 그 후, 왕수에 침지하여 화소 전극(41a)을 패터닝하고 있다.
또한, 건식 에칭법에서는, 불소계 가스의 플라즈마에 제 1 격벽 재료(42)를 노출시킴으로써 제 1 격벽 재료(42)를 제거한다.
또한, 화소 전극 재료(41)의 ITO를 제거하는 건식 에칭법에서는, HBr 및 HI 등의 할로겐화물 가스가 사용된다.
이러한 건식 에칭법에서는, 동일 챔버 내에서 에칭 가스를 바꾸면서 처리할 수 있기 때문에, 제 1 격벽(42a) 및 화소 전극(41a)을 일괄적으로 형성하는 것이 가능해진다. 또한, 도 3의 (b)에 나타낸 제 1 격벽(42a) 및 화소 전극(41a)의 측부 형상은 구멍(scoop)(E)이 생긴 형상으로 되어 있지만, 건식 에칭법 중에서도 이방성 에칭법(RIE)을 이용함으로써, 측부 형상을 적합하게 제어하는 것이 가능해진다.
또한, 도 3의 (b)에서는 마스크(PR)를 잔류시키는 것이 중요하기 때문에, 마스크(PR)를 제거하게 되는 가스, 예를 들어, 산소 가스의 플라즈마를 사용하지 않고 건식 에칭법을 행하는 것이 바람직하다.
다음으로, 도 3의 (c)에 나타낸 바와 같이 마스크(PR)를 제거함으로써 화소 전극(41a) 및 제 1 격벽(42a)의 패터닝이 종료된다.
다음으로, 도 1로 되돌아가, 유기 EL 장치의 제조 방법에 대해서 연이어 설명한다.
도 1의 (d)에 나타낸 바와 같이, 제 1 격벽(42a)의 일부를 제거하여 화소 전극(41a)을 노출시키고, 전극 노출부(41b)를 형성한다(제 1 격벽의 일부를 제거하여 제 1 전극을 노출시키는 공정).
여기서는, 마스크(도시 생략)를 제 1 격벽(42a) 위에 형성하고, 상기 마스크의 패턴에 따라 제 1 격벽(42a)을 에칭함으로써 전극 노출부(41b)를 형성하고 있다. 제 1 격벽(42a)의 에칭 방법으로서는, 상기와 같이 습식 에칭 및 건식 에칭이 적합하게 채용된다. 또한, 이러한 에칭 방법에 의해, 제 1 격벽(42a)에는 격벽 측부(42b)가 형성된다. 상기 격벽 측부(42b)는 전극 노출부(41b)의 표면보다도 소정 각도로 경사져 있는 것이 바람직하다.
이러한 도 1의 (a)∼(d)에 기재한 제조 방법에 의해 유기 EL 장치용 기판(2)이 완성된다. 이어서, 도 1의 (e) 및 도 2를 참조하여, 제 2 격벽이나 발광 기능층을 차례로 형성하여 유기 EL 장치를 형성하는 방법에 대해서 설명한다.
도 1의 (e)에 나타낸 바와 같이, 유기 EL 장치용 기판(2)에 있어서, 층간절연막(30) 및 제 1 격벽(42a) 위를 피복하도록 제 2 격벽(45)을 형성한다(층간절연막 위 및 제 1 격벽 재료 위에 제 2 격벽을 형성하는 공정). 또한, 상기 제 2 격벽(45)은 전극 노출부(41b)가 형성된 상태로 형성된다(제 1 전극을 노출시킨 후에 제 2 격벽을 형성하는 공정).
여기서, 제 2 격벽(45)의 형성 방법은, 제 2 격벽(45) 재료를 전면에 형성한 후에, 화소 전극(41a)에 대응하는 개구부(45a)를 형성함으로써 행하여진다.
이러한 제 2 격벽(45) 재료로서는, 아크릴 수지나 폴리이미드 수지 등의 유기물이 적합하고, 또한 비감광성 수지나 감광성 수지가 채용된다. 또한, 이러한 유기물을 성막할 경우에는, 습식 성막법이 적합하게 채용된다. 습식 성막법으로서는, 스핀 코팅법, 디핑법, 슬릿 코팅법 등이 작용된다. 이러한 습식 성막법 중에서도 스핀 코팅법이 적합하며, 균일한 막 두께로 성막하는 것이 가능해진다. 또한, 성막 후에는 열처리 등을 실시하여 수지의 경화를 행한다.
또한, 제 2 격벽(45) 재료와 층간절연막(30)의 재료를 동일하게 하는 것이 바람직하다. 또는, 동일한 유기 재료로 형성하는 것이 바람직하다. 이렇게 하면, 재료 사이의 밀착력이 향상되는 동시에, 열팽창 계수도 대략 동일해지기 때문에, 열 응력이나 기계적 응력에 대하여 안정된 구조로 된다.
또한, 개구부(45a)의 형성 방법은, 제 2 격벽(45)이 비감광성 수지로 이루어지는 경우와 감광성 수지로 이루어지는 경우에서 처리가 다르다.
우선, 비감광성 수지의 경우에는, 포토레지스트막을 사용한 에칭 처리에 의해 패터닝이 실시된다. 구체적으로는, 포토레지스트막을 층간절연막(30) 위에 도포 형성한 후에, 열처리, 노광 처리, 현상 처리를 실시하여 마스크 개구부를 형성하고, 그리고 에칭 처리를 실시하여 상기 마스크 개구부에 대응하는 비감광성 수지를 제거함으로써, 개구부(45a)가 형성된다.
이것에 대하여, 제 2 격벽(45)이 감광성 수지로 이루어질 경우에는, 포토레지스트막이 불필요해지고, 제 2 격벽(45) 자체에 대하여 열처리, 노광 처리, 및 현상 처리를 차례로 실시함으로써, 개구부(45a)가 형성된다.
또한, 이러한 개구부(45a)를 형성할 때에, 제 1 격벽(42a)에서의 격벽 측부(42b)와 제 1 격벽 상부(42c)를 노출시키는 것이 바람직하다. 이렇게 함으로써, 나중의 공정에서 잉크젯법(액적 토출법)을 이용한 경우에, 제 1 격벽(42a) 근방에 액적을 적합하게 확장 습윤시키는 것이 가능해진다.
또한, 개구부(45a)를 형성함으로써, 화소 전극(41a) 위에 제 1 격벽(42a)과 제 2 격벽(45)에 의해 둘러싸인 액적 수용부(46)가 형성된다. 또한, 액적 수용부(46)에 대하여 O2 플라즈마 처리나 CF4 플라즈마 처리 등을 실시하고, 화소 전극(41a)을 친액화, 제 2 격벽(45)을 발액화한다. 이것에 의해, 잉크젯법에 의해 토출된 액체 재료를 액적 수용부(46) 내에 보유하는 동시에, 액체 재료를 액적 수용부(46) 내에 적합하게 확장 습윤시키는 것이 가능해진다.
다음으로, 도 2에 나타낸 바와 같이, 발광 기능층(47) 및 음극(53)을 형성하고, 기판(10)과 밀봉 기판(56)을 밀봉 수지(도시 생략)를 통하여 접합함으로써, 유기 EL 장치(1)가 완성된다. 여기서, 기판(10) 및 밀봉 기판(56) 사이에는 밀봉 기판(56)의 내면에 수분이나 산소를 흡수하는 게터제(getter agent)(55)가 점착되어 있다. 또한, 그 공간부는 질소 가스가 충전되어 질소 가스 충전층(54)으로 되어 있다. 이러한 구성 하에서, 유기 EL 장치(1) 내부에 수분이나 산소가 침투되는 것이 억제되고, 이것에 의해 유기 EL 장치(1)는 그 장기 수명화가 도모된 것으로 되어 있다. 이러한 유기 EL 장치(1)는 발광광을 기판(10) 측으로부터 취출하는 소위 보텀 이미션형의 유기 EL 장치로 된다. 또한, 밀봉 수지의 재료로서는, 제 2 격벽(45) 재료나 층간절연막(30)의 재료와 동일한 재료를 채용하는 것이 바람직하다. 또는, 동일한 유기 재료로 형성하는 것이 바람직하다. 이렇게 하면, 재료 사이의 밀착력이 향상되는 동시에, 열팽창 계수도 대략 동일해지기 때문에, 열 응력이나 기계적 응력에 대하여 안정된 구조로 된다.
다음으로, 발광 기능층(47)의 각 구성 및 음극(53)에 대해서 설명한다.
발광 기능층(47)은 화소 전극(41a) 측으로부터 음극(53)을 향하여 정공 주입층(50)과, 발광층(51)과, 전자 주입층(52)이 적층된 구성으로 되어 있다.
정공 주입층(50)의 형성 재료로서는, 특히 3,4-폴리에틸렌디옥시티오펜/폴리스티렌설폰산(PEDOT/PSS)의 분산액, 즉, 분산매로서의 폴리스티렌설폰산에 3,4-폴리에틸렌디옥시티오펜을 분산시키고, 다시 이것을 물에 분산시킨 분산액이 적합하게 사용된다.
또한, 정공 주입층(50)의 형성 재료로서는, 상기한 것에 한정되지 않아 다양한 것을 사용할 수 있다. 예를 들면, 폴리스티렌, 폴리피롤, 폴리아닐린, 폴리아세틸렌이나 그 유도체 등을 적당한 분산매, 예를 들어, 상기 폴리스티렌설폰산에 분산시킨 것 등을 사용할 수 있다.
발광층(51)을 형성하기 위한 재료로서는, 형광 또는 인광을 발광하는 것이 가능한 공지의 발광 재료가 사용된다. 또한, R(적색), G(녹색), B(청색)의 각색 발광층(51)을 복수의 화소 전극(41a)마다 설치함으로써, 풀(full) 컬러 표시가 가능한 유기 EL 장치로 된다.
발광층(51)의 형성 재료로서, 구체적으로는, 폴리플루오렌 유도체(PF), 폴리파라페닐렌비닐렌 유도체(PPV), 폴리페닐렌 유도체(PP), 폴리파라페닐렌 유도체(PPP), 폴리비닐카르바졸(PVK), 폴리티오펜 유도체, 폴리메틸페닐실란(PMPS) 등의 폴리실란계 등이 적합하게 사용된다. 또한, 이들 고분자 재료에 페릴렌계 색소, 쿠마린계 색소, 로다민계 색소 등의 고분자계 재료나, 루브렌, 페릴렌, 9,10-디페닐안트라센, 테트라페닐부타디엔, 나일레드, 쿠마린6, 퀴나크리돈 등의 저분자 재료를 도핑하여 사용할 수도 있다.
또한, 적색 발광층(51)의 형성 재료로서는, 예를 들어, MEHPPV(폴리(3-메톡시6-(3-에틸헥실)파라페닐렌비닐렌))을, 녹색 발광층(51)의 형성 재료로서는, 예를 들어, 폴리디옥틸플루오렌과 F8BT(디옥틸플루오렌과 벤조티아디아졸의 교호공중합체)의 혼합 용액을, 청색 발광층(51)의 형성 재료로서는, 예를 들어, 폴리디옥틸플루오렌을 사용하는 경우가 있다. 또한, 이러한 발광층(51)에 대해서는, 특히 그 두께에 대해서는 제한이 없어, 각색마다 바람직한 막 두께가 조정된다.
전자 주입층(52)은 발광층(51) 위에 형성된 것이다. 상기 전자 주입층(52)의 재료는 발광층(51)의 각종 재료에 따라 적절히 선택된다. 구체적인 재료로서는, 알칼리 금속의 불화물로서, LiF(불화리튬), NaF(불화나트륨), KF(불화칼륨), RbF(불화루비듐), CsF(불화세슘) 등이나, 또는 알칼리 금속의 산화물, 즉, Li2O(산화리튬), Na2O(산화나트륨) 등이 적합하게 사용된다. 또한, 이 전자 주입층(52)의 두께로서는, 0.5㎚∼10㎚ 정도로 하는 것이 바람직하다.
음극(53)은 전자 주입층(52)의 총면적보다 넓은 면적을 구비하고, 그것을 덮도록 형성된 것으로서 전자 주입층(52) 위에 설치된 낮은 일함수의 금속으로 이루어지는 제 1 음극과, 상기 제 1 음극 위에 설치되어 상기 제 1 음극을 보호하는 제 2 음극으로 이루어지는 것이다. 제 1 음극을 형성하는 낮은 일함수의 금속으로서는, 특히 일함수가 3.0eV 이하인 금속인 것이 바람직하고, 구체적으로는 Ca(일함수; 2.6eV), Sr(일함수; 2.1eV), Ba(일함수; 2.5eV)이 적합하게 사용된다. 제 2 음극은 제 1 음극을 덮어 산소나 수분 등으로부터 이것을 보호하는 동시에, 음극(53) 전체의 도전성을 높이기 위해 설치된 것이다. 이 제 2 음극의 형성 재료로서는, 화학적으로 안정되고 비교적 일함수가 낮은 것이면 특별히 한정되지 않아, 임의의 것, 예를 들어, 금속이나 합금 등을 사용할 수 있으며, 구체적으로는 Al(알루미늄)이나 Ag(은) 등이 적합하게 사용된다.
또한, 상기 구성의 유기 EL 장치(1)는 보텀 이미션형의 구조를 갖고 있지만, 이것을 한정하지는 않는다. 상기 유기 EL 장치(1)는 밀봉 기판(30) 측으로부터 발광광을 취출하는 소위 톱 이미션형에도 적용할 수 있다.
톱 이미션형 유기 EL 장치의 경우에는, 기판(10)의 대향 측인 밀봉 기판(30) 측으로부터 발광광을 취출하는 구성이기 때문에, 투명 기판 및 불투명 기판을 모두 사용할 수 있다. 불투명 기판으로서는, 예를 들어, 알루미나 등의 세라믹, 스테인리스스틸 등의 금속 시트에 표면 산화 등의 절연 처리를 실시한 것 이외에, 열경화성 수지 및 열가소성 수지 등을 들 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 실시예에서는, 층간절연막(30) 위에 화소 전극 재료(41)와 제 1 격벽 재료(42)를 차례로 성막하는 공정과, 화소 전극 재료(41) 및 제 1 격벽 재료(42)를 마스크(PR)로 패터닝하여 화소 전극(41a)과 제 1 격벽(42a)을 형성하는 공정과, 층간절연막(30) 위 및 제 1 격벽(42a) 위에 제 2 격벽(45)을 형성하는 공정을 구비하기 때문에, 화소 전극(41a)을 패터닝하기 위한 레지스트 마스크와 화소 전극 재료(41)가 비접촉 상태로 유지된다. 따라서, 상기 레지스트 마스크의 잔류물에 의한 화소 전극(41a)으로의 오염을 방지할 수 있다. 따라서, 청정한 표면 상태를 갖는 화소 전극(41a) 위에 정공 주입층(50)이나 발광층(51) 등의 발광 기능층(47)을 형성할 수 있기 때문에, 발광 기능층(47)의 신뢰성이 향상되어, 양호한 유기 EL 장치(1)를 제공할 수 있다.
또한, 층간절연막(30)은 유기 재료로 이루어지는 것이 바람직하고, 이 경우에는 습식 성막법에 의해 층간절연막(30)을 형성할 수 있기 때문에, 진공 성막법과 비교하여 간소한 설비에 의해 저렴한 제조 비용으로 성막할 수 있다. 또한, 진공 성막법에서는 후막화가 어렵지만, 습식 성막법에 의하면 후막화를 용이하게 달성할 수 있다.
또한, 제 1 격벽 재료(42)를 성막하기 전에, 층간절연막(30) 위에 화소 전극 재료(41)가 형성되어 있기 때문에, 층간절연막(30)이 화소 전극 재료(41)에 의해 보호된다. 따라서, 플라즈마 CVD법을 이용하여 제 1 격벽 재료(42)를 성막하여도, 층간절연막(30) 자체가 플라즈마에 노출되지 않기 때문에, 상기 층간절연막(30)으로의 플라즈마 손상을 방지할 수 있고, 안정되게 제 1 격벽 재료(42)를 형성할 수 있다.
또한, 제 1 격벽(42a)이 화소 전극(41a) 위에만 형성됨으로써, 유기 재료와 접하는 화소 전극(41a) 및 제 1 격벽(42a)의 합계 면적이 종래 기술에 비하여 적어진다. 따라서, 제조 프로세스 중 또는 완성체의 상태에서 층간절연막(30)에 응력이 발생한 경우에, 응력이 저감되기 때문에, 파손이나 박리 등의 발생을 억제할 수 있다.
또한, 층간절연막(30)과 제 1 격벽(42a)이 비접촉으로 유지되기 때문에, 종래 기술에서 문제시되었던 층간절연막(30)과 제 1 격벽(42a)의 접합면에서의 박리가 생기지 않는다.
또한, 제 2 격벽(45) 재료로서 유기 재료를 채용함으로써, 층간절연막(30)과 제 2 격벽(45)이 모두 유기 재료에 의해 구성되기 때문에, 상기 층간절연막(30)과 제 2 격벽(45)의 밀착성 향상을 실현할 수 있다. 그리고, 상기 구조에서는 동일한 정도의 경도를 갖는 유기 재료가 접촉하여 구성되어 있기 때문에, 유기 EL 장치(1)의 강도 향상도 실현할 수 있다.
또한, 제 1 격벽 재료(42)를 플라즈마 CVD 등의 방법을 이용하여 형성하여도, 상기 프로세스를 행할 때에는 층간절연막(30)이 노출되지 않기 때문에, 상기 층간절연막(30)의 유기 재료가 플라즈마 손상에 의해 에칭되지 않고, 유기 재료의 에칭에 따른 제조 장치의 오염을 방지할 수 있다.
또한, 종래 기술에서는 제 1 격벽 재료(42)가 층간절연막(30) 및 화소 전극 재료(41)로 이루어지는 복수의 층막 위에 형성되어 있었기 때문에, 상기 제 1 격벽 재료(42)의 에칭 제어성이 곤란했지만, 본 실시예에서는 제 1 격벽(42a)이 화소 전극 재료(41) 위에만 형성되기 때문에, 양호한 에칭 제어성이 얻어지고, 면내에서의 제 1 격벽(42a)의 에칭 레이트 불균일화를 억제할 수 있다.
또한, 층간절연막(30) 위에 화소 전극 재료(41)와 제 1 격벽 재료(42)를 차례로 성막하여 마스크(PR)로 패터닝하기 때문에, 화소 전극 재료(41) 및 제 1 격벽 재료(42)의 각각의 재료를 패터닝할 필요가 없어, 공정의 간소화를 달성할 수 있다.
그리고, 이러한 제조 방법에서는, 화소 전극(41a) 위에 제 1 격벽(42a) 및 제 2 격벽(45)으로 이루어지는 액적 수용부(46)가 형성된다. 그리고, 잉크젯법을 이용함으로써, 발광 기능층(47)의 액체 재료를 액적화하여 액적 수용부(46)에 토출하여, 액적 수용부(46) 내에 발광 기능층(47)을 형성할 수 있다.
또한, 제 1 격벽(42a)의 일부를 제거하여 화소 전극(41a)을 노출시키는 공정을 갖기 때문에, 액적 토출법을 이용하여 발광 기능층(47)의 액체 재료를 화소 전극(41a)을 향하여 토출함으로써, 전극 노출부(41b)에 액체 재료를 착탄시켜, 발광 기능층(47)을 형성할 수 있다.
또한, 제 2 격벽(45)을 형성하는 공정은, 기판(10) 위에 제 2 격벽(45) 재료를 전면에 형성한 후에, 화소 전극(41a)에 대응하는 부분에 개구부(45a)를 형성하고 있기 때문에, 화소 전극(41a)에 대응하는 부분에 액적 수용부(46)를 형성할 수 있다.
또한, 전극 노출부(41b)를 형성한 후에 제 2 격벽(45)을 형성하기 때문에, 전극 노출부(41b) 위에 제 2 격벽(45) 재료의 전면 도포 및 개구부(45a)의 형성이 실시된다. 이것에 의해, 개구부(45a)를 형성한 후에 전극 노출부(41b)를 확실하게 노출시킬 수 있다.
또한, 제 1 격벽 재료(42) 위에 형성된 마스크(PR)의 형상에 따라 화소 전극 재료(41) 및 제 1 격벽 재료(42)를 일괄적으로 패터닝하여 제 1 격벽(42a) 및 화소 전극(41a)을 형성하고 있기 때문에, 마스크(PR)의 형상에 따른 제 1 격벽(42a) 및 화소 전극(41a)을 형성할 수 있다. 또한, 일괄 패터닝에 의해 제 1 격벽(42a) 및 화소 전극(41a)을 형성하기 때문에, 공정 수의 간략화를 달성할 수 있다. 또한, 이 방법에서는 제 1 격벽(42a)을 마스크로 하지 않기 때문에, 화소 전극 재료(41)를 패터닝할 때의 습식 에칭액이나 에칭 가스는 제 1 격벽(42a) 상면과 접촉하지 않는다. 따라서, 제 1 격벽(42a) 상면에 대한 습식 에칭액이나 에칭 가스의 영향을 방지할 수 있다.
또한, 유기 EL 장치(1)의 제조 방법에서는, 건식 에칭법을 이용하여 화소 전극 재료(41)와 제 1 격벽 재료(42)의 패터닝을 행하여, 제 1 격벽(42a) 및 화소 전극(41a)을 형성하는 것을 특징으로 하고 있다.
이렇게 건식 에칭법을 이용하기 때문에, 습식 공정에 기인하는 층간절연막(30)이 팽윤되지 않기 때문에, 층간절연막(30)의 응력 발생을 방지할 수 있다.
또한, 종래 기술에서는 플라즈마 CVD법에 의해 제 1 격벽 재료(42)를 형성한 경우에, 제 1 격벽(42a)과 층간절연막(30)이 박리되기 쉬워져 진공 용기 내의 오염을 초래한다는 문제를 갖고 있었지만, 본 실시예는 성막 공정이 아니라 패터닝 공정에서 건식 에칭(플라즈마 처리)을 행하고 있기 때문에, 상기의 막 박리에 기인하는 진공 용기 내의 오염을 초래하지 않는다.
또한, 상기 제조 방법에 의해 유기 EL 장치(1)를 제조할 수 있다. 또한, 유기 EL 장치용 기판(2)도 제조할 수 있다. 이들은 상기 제조 방법과 동일한 효과를 나타낸다.
(유기 EL 장치의 제조 방법의 제 2 실시예)
다음으로, 도 4 및 도 5를 참조하여 유기 EL 장치의 제조 방법의 제 2 실시예에 대해서 설명한다.
여기서, 도 4의 (a)∼(d)는 유기 EL 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 공정도이고, 도 5는 도 4의 (a)를 상세하게 설명하기 위한 도면이다.
또한, 본 실시예에서는 상술한 제 1 실시예와 다른 부분에 대해서 설명한다. 따라서, 동일한 구성에는 동일한 부호를 첨부하여 설명을 간략화한다.
우선, 도 4의 (a)에 나타낸 바와 같이, 기판(10) 위에 박막 트랜지스터(20)와 층간절연막(30)을 형성한 후에, 화소 전극 재료(41) 및 제 1 격벽 재료(42)를 연속하여 성막한다. 또한, 화소 전극 재료(41) 및 제 1 격벽 재료(42)를 패터닝함으로써, 화소 전극(41a)과 제 1 격벽(42a)을 형성한다.
여기서, 도 5를 참조하여 화소 전극 재료(41)와 제 1 격벽 재료(42)의 패터닝에 대해서 상세하게 설명한다. 도 5는 도 4의 (a)에서의 층간절연막(30), 화소 전극 재료(41), 및 제 1 격벽 재료(42)의 요부를 나타내는 도면으로서, 에칭에 의해 화소 전극(41a) 및 제 1 격벽(42a)을 형성할 때까지의 공정도이다. 또한, 도 5에서는 컨택트 홀(31)이 도시되어 있지 않지만, 컨택트 홀(31)은 비도시 부분에서 형성되어 있고, 상기 컨택트 홀(31)을 통하여 화소 전극 재료(41)와 드레인 전극(25D)이 접속되어 있는 것으로 한다.
우선, 도 5의 (a)에 나타낸 바와 같이, 제 1 격벽 재료(42) 위에 마스크(PR)를 형성한다.
다음으로, 도 5의 (b)에 나타낸 바와 같이, 마스크(PR)의 형상에 따라 제 1 격벽 재료(42)를 에칭하여, 제 1 격벽(42a)을 형성한다.
다음으로, 도 5의 (c)에 나타낸 바와 같이, 마스크(PR)를 제거하고, 화소 전극 재료(41) 위에 제 1 격벽(42a)만을 잔류시킨 상태로 한다.
다음으로, 도 5의 (d)에 나타낸 바와 같이, 제 1 격벽(42a)을 마스크(동일 형상의 마스크)로 하여 제 1 격벽(42a)의 형상에 따라 화소 전극 재료(41)를 에칭하여, 화소 전극(41a)을 형성한다.
이렇게 함으로써, 제 1 실시예와 동일하게 화소 전극(41a) 및 제 1 격벽(42a)을 형성할 수 있다.
다음으로, 도 4로 되돌아가, 유기 EL 장치의 제조 방법에 대해서 연이서 설명한다.
도 4의 (b)에 나타낸 바와 같이, 층간절연막(30) 및 제 1 격벽 재료(42) 위를 피복하도록 제 2 격벽(45)을 형성한다(층간절연막 위 및 제 1 격벽 재료 위에 제 2 격벽을 형성하는 공정). 또한, 상기 제 2 격벽(45)은 화소 전극(41a)이 비(非)노출 상태로 형성된다.
다음으로, 도 4의 (c)에 나타낸 바와 같이, 제 1 격벽(42a)의 일부를 제거하여 화소 전극(41a)을 노출시키고, 전극 노출부(41b)를 형성한다(제 1 격벽의 일부를 제거하여 제 1 전극을 노출시키는 공정).
여기서는, 제 2 격벽(45)의 개구부(45a)가 마스크로서 기능하고, 상기 마스크의 패턴에 따라 제 1 격벽 재료(42)를 에칭하여, 전극 노출부(41b)를 형성하고 있다(제 2 격벽을 형성한 후에 제 1 전극을 노출시키는 공정).
이러한 공정에 의해, 전극 노출부(41b)가 형성될 뿐만 아니라, 격벽 측부(42b)가 노출된다. 따라서, 액적 수용부(46)가 형성된다.
다음으로, 도 4의 (d)에 나타낸 바와 같이, 제 2 격벽(45)을 후퇴시켜 개구부(45a)의 개구 면적(45b)을 넓힌다(제 1 전극을 노출시킨 후에, 제 2 격벽의 개구 면적을 넓히는 공정).
여기서, 제 2 격벽을 후퇴시키기 위해서는, 공지의 에칭 처리가 행하여진다. 예를 들면, 에칭액으로의 침지(浸漬)나 산소 플라즈마 처리가 적합하다.
이렇게 제 2 격벽(45)을 후퇴시키면, 제 1 격벽 상부(42c)가 노출되기 때문에, 액적 수용부(46) 내에 토출하는 액적을 적합하게 확장 습윤시키는 것이 가능해진다.
상술한 바와 같이, 본 실시예에서는 제 2 격벽(45)을 마스크로 하여 개구부(45a)에 상당하는 위치에서 제 1 격벽(42a)이 패터닝되기 때문에, 화소 전극(41a)이 노출된다. 이것에 의해 화소 전극(41a)을 노출시키기 위한 마스크, 예를 들어, 레지스트 마스크가 불필요해져, 마스크를 감소시킬 수 있다. 따라서, 제조 공정의 간소화를 달성할 수 있다.
또한, 전극 노출부(41b)를 형성한 후에, 제 2 격벽의 개구 면적(45b)을 넓히기 때문에, 제 2 격벽(45)에 의해 피복되어 있던 제 1 격벽 상부(42c)가 노출되어, 상기 제 1 격벽(42a)의 노출 면적이 커진다. 따라서, 액적 토출법을 이용하여 액적 수용부(46)에 발광 기능층의 액체 재료를 도포 형성한 경우에, 액체 재료와 제 1 격벽(42a)의 접촉 면적이 커진다. 즉, 친액성을 갖는 제 1 격벽(42a)에 액체 재료가 적합하게 확장 습윤되고, 액체 재료와 제 1 전극(41a)의 접촉을 확실하게 실시할 수 있다. 또한, 제 1 격벽(42a)과 제 2 격벽(45)을 패터닝할 때, 레지스트 마스크를 노광하기 위한 노광 마스크가 각각 필요하게 된다. 종래의 경우, 제 1 격벽(42a)을 위한 노광 패턴과 제 2 격벽(45)을 위한 노광 패턴을 맞춤으로써, 제 1 격벽 상부(42c)를 제어할 필요가 있었다. 본 발명에서는 레지스트 마스크를 사용하지 않기 때문에, 자기정합적으로 제 1 격벽 상부(42c)를 제어할 수 있다. 따라서, 친액성을 갖는 제 1 격벽(42a) 및 화소 전극(41a)에 액체 재료가 적합하게 확장 습윤되고, 액체 재료와 제 1 전극(41a)의 접촉을 확실하게 실시할 수 있다.
또한, 제 1 격벽 재료(42) 위에 형성된 마스크(PR)에 따라 제 1 격벽 재료(42)를 패터닝하여 제 1 격벽(42a)을 형성하고, 상기 제 1 격벽(42a)을 마스크로 하여 화소 전극 재료(41)를 패터닝하여 화소 전극(41a)을 형성하기 때문에, 마스크(PR)의 형상에 따른 제 1 격벽(42a)을 형성할 수 있고, 제 1 격벽(42a)의 형상에 따른 화소 전극(41a)을 형성할 수 있다. 이것에 의해, 제 1 격벽(42a)과 화소 전극(41a)을 동일 형상의 마스크로 형성할 수 있다.
또한, 상기 제 1 실시예 및 제 2 실시예에서는 층간절연막(30) 위에 화소 전극(41a)을 형성했지만, 상기 층간절연막(30) 위에 층간절연막(30) 및 화소 전극(41a)의 밀착성을 향상시키는 밀착성 부여막을 형성할 수도 있다. 상기 밀착성 부여막으로서는, Ti이나 Mo 등의 금속막이 적합하게 채용된다. 이렇게 하면, 밀착성 부여막이 층간절연막(30)과 화소 전극(41a)을 확실하게 밀착시키기 때문에, 유기 EL 장치(1)나 유기 EL 장치용 기판(2)의 강도 향상을 실현할 수 있다.
(전자 기기)
다음으로, 상기 실시예의 유기 EL 장치를 구비한 전자 기기의 예에 대해서 설명한다.
도 6의 (a)는 휴대 전화의 일례를 나타낸 사시도이다. 도 6의 (a)에 있어서, 부호 500은 휴대 전화 본체를 나타내고, 부호 501은 유기 EL 장치를 구비한 표시부를 나타낸다. 도 6의 (b)는 워드프로세서 및 퍼스널 컴퓨터 등의 휴대형 정보처리 장치의 일례를 나타낸 사시도이다. 도 6의 (b)에 있어서, 부호 600은 정보처리 장치, 부호 601은 키보드 등의 입력부, 부호 603은 정보처리 본체, 부호 602는 유기 EL 장치를 구비한 표시부를 나타낸다.
도 6의 (c)는 손목시계형 전자 기기의 일례를 나타낸 사시도이다. 도 6의 (c)에 있어서, 부호 700은 시계 본체를 나타내고, 부호 701은 유기 EL 장치를 구비한 EL 표시부를 나타낸다.
도 6의 (a)∼(c)에 나타낸 전자 기기는 상기 실시예에 나타낸 유기 EL 장치가 구비된 것이기 때문에, 표시 특성이 양호한 전자 기기로 된다.
또한, 전자 기기로서는, 상기 전자 기기에 한정되지 않아, 다양한 전자 기기에 적용할 수 있다. 예를 들면, 데스크탑형 컴퓨터, 액정 프로젝터, 멀티미디어 대응의 퍼스널 컴퓨터(PC) 및 엔지니어링 워크스테이션(EWS), 소형 무선 호출기(pager), 워드프로세서, 텔레비전, 뷰파인더형 또는 모니터 직시형의 비디오 테이프 리코더, 전자수첩, 전자 계산기, 카 네비게이션(car navigation) 장치, POS 단말, 터치패널을 구비한 장치 등의 전자 기기에 적용할 수 있다.
본 발명의 유기 일렉트로루미네선스 장치의 제조 방법, 유기 일렉트로루미네선스 장치, 유기 일렉트로루미네선스 장치용 기판, 및 전자 기기에 의하면, 화소 영역에 주는 손상의 억제와 진공 용기 내로의 오염 방지가 달성되고, 또한, 제 1 격벽의 에칭 제어성 향상이 실현될 수 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 나타낸 유기 EL 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 도면.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 나타낸 유기 EL 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 도면.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 나타낸 유기 EL 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 도면.
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 나타낸 유기 EL 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 도면.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 나타낸 유기 EL 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 도면.
도 6은 본 발명의 유기 EL 장치를 구비하는 전자 기기를 나타내는 도면.
도 7은 종래의 유기 EL 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 도면.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
1 : 유기 EL 장치(유기 일렉트로루미네선스 장치)
2 : 유기 EL 장치용 기판(유기 일렉트로루미네선스 장치용 기판)
10 : 기판
30 : 층간절연막
41 : 화소 전극 재료(제 1 전극 재료)
41a : 화소 전극(제 1 전극)
42 : 제 1 격벽 재료
42a : 제 1 격벽(동일 형상의 마스크)
45 : 제 2 격벽
45a : 개구부
45b : 개구 면적
47 : 발광 기능층
50 : 정공 주입층(발광 기능층)
51 : 발광층(발광 기능층)
52 : 전자 주입층(발광 기능층)
PR : 마스크(동일 형상의 마스크)
Claims (14)
- 제 1 전극 위에 제 1 격벽 및 제 2 격벽으로 둘러싸인 발광 기능층을 구비하는 유기 일렉트로루미네선스 장치의 제조 방법으로서,층간절연막 위에 제 1 전극 재료와 제 1 격벽 재료를 차례로 성막(成膜)하는 공정과,상기 제 1 전극 재료 및 상기 제 1 격벽 재료를 동일 형상의 마스크로 패터닝하여 상기 제 1 전극과 상기 제 1 격벽을 형성하는 공정과,상기 층간절연막 위 및 상기 제 1 격벽 재료 위에 상기 제 2 격벽을 형성하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 유기 일렉트로루미네선스 장치의 제조 방법.
- 제 1 항에 있어서,층간절연막은 유기 재료인 것을 특징으로 하는 유기 일렉트로루미네선스 장치의 제조 방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 제 1 격벽의 일부를 제거하여 상기 제 1 전극을 노출시키는 공정을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 유기 일렉트로루미네선스 장치의 제조 방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 제 2 격벽을 형성하는 공정은, 기판 위에 제 2 격벽 재료를 전면(全面)에 형성한 후에, 상기 제 1 전극에 대응하는 부분에 개구부를 형성함으로써 행하여지는 것을 특징으로 하는 유기 일렉트로루미네선스 장치의 제조 방법.
- 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 제 1 전극을 노출시킨 후에, 상기 제 2 격벽을 형성하는 것을 특징으로 하는 유기 일렉트로루미네선스 장치의 제조 방법.
- 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 제 2 격벽을 형성한 후에, 상기 제 1 전극을 노출시키는 것을 특징으로 하는 유기 일렉트로루미네선스 장치의 제조 방법.
- 제 6 항에 있어서,상기 제 1 전극을 노출시킨 후에, 제 2 격벽의 개구 면적을 넓히는 것을 특징으로 하는 유기 일렉트로루미네선스 장치의 제조 방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 제 1 격벽 재료 위에 형성된 마스크에 따라 상기 제 1 격벽 재료를 패터닝하여 제 1 격벽을 형성하고, 상기 제 1 격벽을 마스크로 하여 상기 제 1 전극 재료를 패터닝하여 제 1 전극을 형성하는 것을 특징으로 하는 유기 일렉트로루미네선스 장치의 제조 방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 제 1 격벽 재료 위에 형성된 마스크의 형상에 따라 상기 제 1 전극 재료 및 상기 제 1 격벽 재료를 일괄적으로 패터닝하여, 상기 제 1 격벽 및 상기 제 1 전극을 형성하는 것을 특징으로 하는 유기 일렉트로루미네선스 장치의 제조 방법.
- 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,건식 에칭법을 이용하여 상기 제 1 전극 재료와 상기 제 1 격벽 재료의 패터닝을 행하여, 상기 제 1 격벽 및 상기 제 1 전극을 형성하는 것을 특징으로 하는 유기 일렉트로루미네선스 장치의 제조 방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 층간절연막 위에 상기 층간절연막과 상기 제 1 전극의 밀착성을 부여하는 밀착성 부여막을 형성하는 것을 특징으로 하는 유기 일렉트로루미네선스 장치의 제조 방법.
- 제 1 전극 위에 제 1 격벽 및 제 2 격벽으로 둘러싸인 발광 기능층을 구비하는 유기 일렉트로루미네선스 장치로서,상기 발광 기능층의 측부(側部)에는 제 1 격벽 및 제 2 격벽이 설치되고,상기 제 1 격벽은 상기 제 1 전극 위에만 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 유기 일렉트로루미네선스 장치.
- 제 1 전극 위에 제 1 격벽이 형성된 유기 일렉트로루미네선스 장치용 기판으로서,상기 제 1 전극은 층간절연막 위에 형성되고, 상기 제 1 전극 위에만 상기 제 1 격벽이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 유기 일렉트로루미네선스 장치용 기판.
- 제 12 항에 기재된 유기 일렉트로루미네선스 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 전자 기기.
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