KR100506354B1 - 유기 ｅｌ 장치의 제조 방법 및 그 장치, 전기 광학장치와 전자 기기 - Google Patents

유기 ｅｌ 장치의 제조 방법 및 그 장치, 전기 광학장치와 전자 기기 Download PDF

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Abstract

기판(300) 상에 형성된 전극(301) 상에 기능층(302)을 형성하는 기능층 형성 공정과, 기능층(302)을 사이에 두고 전극(301)에 대향하는 대향 전극(303)을 증착에 의해 형성하는 대향 전극 형성 공정을 갖고, 양 공정 사이에서 기판(300)의 상하를 반전시킨다.
이에 따라, 재료의 선택 자유도가 높고, 유기 EL장치의 구조의 최적화를 도모하기 쉬운 유기 EL장치의 제조 방법 및 그 장치를 제공한다.

Description

유기 ＥＬ 장치의 제조 방법 및 그 장치, 전기 광학 장치와 전자 기기{ORGANIC EL APPARATUS AND MANUFACTURING METHOD THEREFOR, ELECTROOPTIC APPARATUS, AND ELECTRONIC DEVICE}
본 발명은 유기 EL 장치의 제조 방법과 그 장치, 전기 광학 장치 및 전자 기기에 관한 것이다.
유기 일렉트로루미네선스 소자(이후, 유기 EL 장치라고 한다)를 발광 소자로 하는 전기 광학 장치(유기 EL표시 장치)는, 고휘도이고 자발광인 것, 직류 저전압 구동이 가능한 것, 응답이 고속인 것, 고체 유기막에 의한 발광인 것 등에서 표시 성능이 우수하고, 또한 표시 장치의 박형화, 경량화, 저소비 전력화, 대형화가 가능하기 때문에, 차세대의 표시 장치로서 기대되고 있다.
도 28은 유기 EL 표시 장치의 주요부를 나타내는 단면모식도이다.
유기 EL 표시 장치는, 기판(900) 상에, 회로소자부(901), 화소전극(양극)(902), 발광층을 포함하는 유기기능층(903), 대향 전극(음극)(904), 및 밀봉부(905) 등이 순차 적층된 구조로 이루어진다. 이 중 화소전극(902), 기능층(903) 및 대향 전극(904) 등에 의해 발광 소자(유기 EL 장치)가 구성된다.
이 표시 장치에서는, 회로소자부(901)의 구동 제어에 의해 화소전극(902) 및 대향 전극(904) 사이에 배치된 기능층(903)이 발광하고, 그 광이 회로소자부(901) 및 기판(900)을 통과해서 사출되는 동시에, 기능층(903)에서 기판(900)의 반대측으로 발사한 광이 대향 전극(904)에 의해 반사되어 회로소자부(901) 및 기판(900)을 통과해서 사출된다.
상기 유기 EL 장치를 제조하는 장치 및 그 방법에서는, 상기 기능층의 형성시에는 소정 패턴의 마스크너머로 형성 재료를 원하는 영역(화소영역)에 증착하는 증착법이 사용되고, 또한 대향 전극(음극)의 형성시에도 증착법이 사용되는 것이 일반적이다.
그 때문에, 종래의 유기 EL 장치의 제조 방법에서는, 기판의 처리 대상면을 아래쪽을 향하게 한 상태에서 각 처리가 행해지고 있다.
유기 EL 장치의 형성 재료, 특히 기능층의 형성재료는, 발광의 효율화, 장수명화, 안정성 또는 내구성의 향상을 도모하는 기술개발에 따라 다양화하는 경향이 있고, 이것에 적합한 유기 EL 장치의 제조 방법 및 제조 장치의 개발이 요망되고 있다.
본 발명은 상술한 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 재료의 선택 자유도가 높고, 유기 EL 장치의 구조의 최적화를 도모하기 쉬운 유기 EL 장치의 제조 방법 및 그 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 성능이 향상된 유기 EL 장치를 구비하는 전기 광학 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 표시 수단의 성능이 향상된 전자 기기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 유기 EL 장치의 제조 방법은, 기판 상에 형성된 전극 상에 기능층을 형성하는 기능층 형성 공정과, 상기 기능층을 사이에 두고 상기 전극에 대향하는 대향 전극을 증착에 의해 형성하는 대향 전극 형성 공정을 갖고, 상기 기능층 형성 공정과 상기 대향 전극 형성 공정 사이에 상기 기판을 반전시키는 기판 반전 공정을 갖는 것을 특징으로 한다.
상기 유기 EL 장치의 제조 방법에 의하면, 기능층 형성 공정과 대향 전극 형성 공정 사이에 기판을 반전시키는 기판 반전 공정을 갖고 있으므로, 기능층 형성 공정에서는 기판의 처리 대상면을 위쪽을 향하게 하고, 증착을 행하는 대향 전극 형성 공정에서는 기판을 아래쪽을 향하게 한 처리가 행해진다. 기능층 형성 공정에서, 기판의 처리 대상면이 위쪽에 배치됨으로써, 점도가 낮은 재료 등, 기능층의 형성 재료로서 여러 가지 재료를 적용하는 것이 가능하게 된다. 또한, 기능층의 형성시에, 자기 평탄화 기능(셀프 레벨링 기능) 등의 중력 작용의 이용이 가능하게 된다.
구체적으로는, 상기 기능층 형성 공정에서는, 상기 기판 상에 상기 기능층을 형성하는 재료를 포함하는 액체 방울을 토출하여 기능층을 형성하면 좋다. 액체 방울을 토출하여 기능층을 형성함으로써, 그 형성 재료로서 여러가지 재료를 적용할 수 있게 된다.
또한, 상기 유기 EL장치의 제조 방법에서는, 상기 기능층을 형성한 후, 장치로부터 상기 기판을 반송하는 동시에, 상기 기판을 반전해도 좋고, 상기 대향 전극을 증착하는 위치로 상기 기판을 반송하는 동시에, 상기 기판을 반전해도 좋다.
장치간의 기판의 반송에 따라 그 기판을 반전함으로써, 반전 동작에 따른 스루풋(throughput)의 저하가 억제된다.
본 발명의 유기 EL장치의 제조 장치는, 기판 상에 형성된 전극 상에 기능층을 형성하는 기능층 형성 장치와, 상기 기능층이 형성된 상기 기판을 반전시키는 기판 반전 장치와, 상기 기능층을 사이에 두고 상기 전극에 대향하는 대향 전극을 증착에 의해 형성하는 대향 전극 형성 장치를 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 유기 EL 장치의 제조 장치에 의하면, 상기 기판 반전 장치를 구비함으로써, 기능층 형성 장치에서 기판의 처리 대상면을 위쪽을 향하게 한 처리가 행해진다. 처리 대상면이 위쪽에 배치됨으로써, 점도가 낮은 재료 등, 기능층의 형성 재료로서 여러가지 재료를 적용하는 것이 가능하게 된다. 또한, 기능층의 형성시에, 자기 평탄화 기능(셀프 레벨링 기능) 등의 중력 작용의 이용이 가능하게 된다.
구체적으로는, 상기 유기 EL장치의 제조 장치에 있어서, 상기 기능층 형성 장치가 상기 기판 상에 상기 기능층의 형성 재료를 액체 방울 토출하는 액체 방울 토출 장치를 구비하면 좋다. 이것에 의해, 상기 기판 상에 상기 기능층의 형성 재료를 액체 방울 토출하고, 이에 따라 기능층을 형성하는 것이 가능하게 된다.
기능층의 형성에 액체 방울 토출을 사용함으로써, 그 형성 재료로서 여러가지 재료를 적용할 수 있게 된다.
상기 기능층 형성 장치가 스핀 코트 장치인 경우에도 마찬가지로, 점도가 낮은 재료 등, 기능층의 형성 재료로서 여러가지 재료를 적용할 수 있게 된다.
또한, 상기 유기 EL 장치의 제조 장치에 있어서, 상기 기판 반전 장치는, 상기 대향 전극을 증착하는 공간에 상기 기판을 반출/반입하는 장치인 것이 바람직하다.
기판 반전 장치가 기판을 반출/반입하는 장치인 것에 의해, 대향 전극 형성 장치의 전후의 공정의 장치에서 기판의 처리 대상면을 위쪽을 향하게 한 처리가 행해진다. 또한, 반출/반입 동작에 따라 기판의 반전을 행하는 것이 가능하게 되어, 반전 동작에 따른 스루풋의 저하가 억제된다.
또한, 상기 유기 EL장치의 제조 장치에 있어서, 상기 기판 반전 장치가 상기 기능층 형성 장치와 상기 대향 전극 형성 장치 사이에 배치됨으로써, 기능층 형성 장치와 대향 전극 형성 장치 사이의 기판의 반송에 따라 기판의 반전을 행하는 것이 가능하게 되어, 반전 동작에 따른 스루풋의 저하가 억제된다.
본 발명의 전기 광학 장치는, 상기 유기 EL 장치의 제조 장치를 사용하여 제조된 유기 EL 장치를 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 전기 광학 장치에 의하면, 상술한 제조 장치를 사용하여 유기 EL 장치가 제조되므로, 유기 EL 장치의 구조가 최적화되어, 그 성능의 향상이 도모된다.
본 발명의 전자 기기는, 상술한 전기 광학 장치를 표시 수단으로서 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 전자 기기에 의하면, 표시 수단의 성능의 향상을 도모할 수 있다.
또한, 본 발명의 유기 EL 장치의 제조 방법은, 기판 상에 형성되는 유기 EL 장치의 음극을 증착에 의해 형성하는 음극 형성 공정과, 상기 유기 EL 장치를 밀봉하는 밀봉 공정을 갖고, 상기 음극 형성 공정과 상기 밀봉 공정 사이에서 상기 기판을 반전시키는 것을 특징으로 한다.
상기 유기 EL 장치의 제조 방법에 의하면, 상기 음극 형성 공정과 밀봉 공정 사이에서 기판의 상하를 반전시키므로, 증착을 행하는 음극 형성 공정에서는 기판의 처리 대상면을 아래쪽을 향하게 하고, 밀봉 공정에서는 기판을 위쪽을 향하게 한 처리가 행해진다. 밀봉 공정에서, 기판의 처리 대상면이 위쪽에 배치됨으로써, 점도가 낮은 재료 등, 밀봉 재료로서 여러가지 재료를 적용하는 것이 가능하게 된다. 또한, 밀봉시에 자기 평탄화 기능(셀프 레벨링 기능) 등의 중력 작용의 이용이 가능하게 된다.
구체적으로는, 상기 밀봉 공정은, 상기 음극 상에 밀봉 재료를 도포하는 공정을 포함하면 좋다. 이 경우, 중력 작용을 이용하여 그 도포 작업을 용이하게 행할 수 있다.
또한, 상기 유기 EL 장치의 제조 방법에서는, 상기 음극을 증착하는 위치로 상기 기판을 반송하는 동작에 따라 상기 기판을 반전시키는 것이 바람직하다.
증착 공간으로의 기판의 반송시에 기판을 반전시킴으로써, 반전 동작에 따른 스루풋의 저하가 억제된다.
본 발명의 유기 EL 장치의 제조 장치는, 기판 상에 형성되는 유기 EL 장치의 음극을 증착에 의해 형성하는 음극 형성 장치와, 상기 기판을 반전시키는 기판 반전 장치와, 상기 유기 EL 장치를 밀봉하는 밀봉 장치를 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 유기 EL장치의 제조 장치에 의하면, 상기 기판 반전 장치를 구비함으로써, 밀봉 장치에서 기판을 위쪽을 향하게 한 처리가 행해진다. 기판의 처리 대상면이 위쪽에 배치됨으로써, 점도가 낮은 재료 등, 밀봉 재료로서 여러가지 재료를 적용하는 것이 가능하게 된다. 또한, 밀봉시에 자기 평탄화 기능(셀프 레벨링 기능) 등의 중력 작용의 이용이 가능하게 된다.
구체적으로는, 상기 유기 EL 장치의 제조 장치에 있어서, 상기 밀봉 장치가 상기 음극 상에 밀봉재료를 도포하는 수단을 가지면 좋다. 이 경우, 중력 작용을 이용하여 그 도포 작업을 용이하게 행할 수 있다.
또한, 상기 유기 EL 장치의 제조 장치에 있어서, 상기 기판 반전 장치는, 상기 음극을 증착하는 위치로 상기 기판을 반송하는 장치에 형성되어 이루어지는 것이 바람직하다.
기판을 반송하는 장치에 기판 반전 장치가 형성됨으로써, 기판의 반송에 따라 그 기판을 반전시키는 것이 가능하게 되어, 반전 동작에 따른 스루풋의 저하가 억제된다.
본 발명의 전기 광학 장치는, 상기 유기 EL 장치의 제조 장치를 사용하여 제조된 유기 EL 장치를 구비함으로써, 유기 EL 장치의 구조의 최적화를 도모하여, 성능을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 전자 기기는, 상술한 전기 광학 장치를 표시 수단으로서 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 전자 기기에 의하면, 표시 수단의 성능의 향상을 도모할 수 있다.
본 발명의 유기 EL 장치의 제조 방법 및 그 장치에 의하면, 기능층 형성 공정과 대향 전극 형성 공정 사이에서 기판의 상하를 반전시킴으로써, 기능층의 형성 재료로서 여러가지 재료를 적용하는 것이 가능하게 된다. 따라서, 재료의 선택 자유도가 높아져, 유기 EL 장치의 구조의 최적화를 용이하게 도모할 수 있다.
또한, 본 발명의 유기 EL 장치의 제조 방법 및 그 장치에 의하면, 음극 형성 공정과 밀봉 공정 사이에서 기판의 상하를 반전시킴으로써, 밀봉 재료로서 여러가지 재료를 적용하는 것이 가능하게 된다. 따라서, 밀봉부에 여러가지 기능을 용이하게 부가할 수 있어, 유기 EL 장치의 성능의 향상을 도모할 수 있다.
본 발명의 전기 광학 장치에 의하면, 유기 EL 장치의 구조를 최적화하여, 그 성능의 향상을 도모할 수 있다.
또한, 본 발명의 전자 기기에 의하면, 상기 전기 광학 장치를 표시 수단으로서 구비하므로, 표시 수단의 성능을 향상시킬 수 있다.
이하, 본 발명에 대해서 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 유기 EL 장치의 제조 방법의 개념을 설명하기 위한 도면이다.
유기 EL 장치는, TFT 등의 회로소자가 형성된 기판(300) 상에, 전극(301)(양극), 발광층(유기 EL층)을 포함하는 기능층(302), 및 대향 전극(303)(음극) 등을 순차 적층함으로써 제조된다.
본 발명자는, 기능층(302)을 형성하는 재료가 다양화하는 경향이 있다는 사실에 착안하여, 기능층(302)을 형성하는 공정과, 대향 전극(303)을 형성하는 공정 사이에서 기판(300)의 상하를 반전시킴으로써, 기능층(302)의 형성 공정에서는 기판(300)의 처리 대상면을 위쪽을 향하게 하고, 대향 전극(303)의 형성 공정에서는 기판(300)을 아래쪽을 향하게 한 처리를 행하도록 하였다.
즉, 본 발명의 제조 방법에서는, 상기 기판(300)의 반전에 의해, 기능층(302)의 형성 공정에서는 기판(300) 처리 대상면을 위쪽을 향하게 하고, 대향 전극(303)의 형성 공정에서는 기판(300)을 아래쪽을 향하게 한 처리를 행한다. 기능층(302)의 형성 공정에서, 기판(300)의 처리 대상면이 위쪽에 배치됨으로써, 점도가 낮은 재료 등, 기능층(302)의 형성 재료로서 여러가지 재료를 적용하는 것이 가능하게 된다. 또한, 기능층(302)의 형성시에 자기 평탄화 기능(셀프 레벨링 기능) 등의 중력 작용의 이용이 가능하게 된다. 또, 대향 전극(303)의 형성 공정에서는 증착법을 사용할 수 있다.
기판(300)을 위쪽을 향하게 해서 기능층(302)을 형성하는 방법으로서는, 스핀 코트법이나 액체 방울 토출법(소위, 잉크젯법), 디스펜스 코트법 등의 각종 코트법의 적용이 가능하다. 이들 코트법에서는, 재료질을 용액에 분산시키는 등에 의해, 기능층의 형성 재료로서 여러가지 재료를 적용할 수 있게 된다. 또한, 상기 코트법 중, 액체 방울 토출법은, 재료의 사용에 낭비가 적고, 또한 원하는 위치에 원하는 양의 재료를 적확하게 배치할 수 있다는 이점을 갖는다. 또, 점도가 낮은 재료를 사용하여 기능층(302)을 형성하는 경우에는, 인접하는 복수의 기능층끼리의 재료가 섞이지 않도록 뱅크(305)를 설치해 두는 것이 바람직하지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니다.
액체 방울 토출 기술(잉크젯법)로서는, 대전 제어 방식, 가압 진동 방식, 전기 기계 변환식, 전기 열변환 방식, 정전 흡인 방식 등을 들 수 있다. 대전 제어 방식은, 재료에 대전 전극에 의해 전하를 부여하고, 편향전극에 의해 재료의 비상 방향을 제어해서 노즐로부터 토출시키는 것이다. 또한, 가압 진동 방식은, 재료에 초고압을 인가해서 노즐 선단측으로 재료를 토출시키는 것이며, 제어 전압을 걸지 않는 경우에는 재료가 직진해서 노즐로부터 토출되고, 제어 전압을 걸면 재료간에 정전적인 반발이 일어나, 재료가 비산해서 노즐로부터 토출되지 않는다. 또한, 전기 기계 변환 방식(피에조 방식)은, 피에조 소자(압전 소자)가 펄스적인 전기 신호를 받아서 변형하는 성질을 이용한 것으로, 피에조 소자가 변형함으로써 재료를 저장한 공간에 가요 물질을 개재해서 압력을 가하여, 이 공간으로부터 재료를 밀어내어 노즐로부터 토출시키는 것이다. 또한, 전기 열변환 방식은, 재료를 저장한 공간내에 설치한 히터에 의해, 재료를 급격하게 기화시켜 버블(거품)을 발생시키고, 버블의 압력에 의해서 공간내의 재료를 토출시키는 것이다. 정전 흡인 방식은 재료를 저장한 공간내에 미소 압력을 가하고, 노즐에 재료의 메니스커스(meniscus)를 형성하고, 이 상태에서 정전 인력을 가하고 나서 재료를 인출하는 것이다. 또한, 이 이외에, 전기장에 의한 유체의 점성 변화를 이용하는 방식이나, 방전 불꽃으로 비산시키는 방식 등의 기술도 적용할 수 있다.
도 2는 피에조 방식에 의한 액체 재료의 토출 원리를 설명하기 위한 도면이다. 도 2에 있어서, 액체 재료를 수용하는 액체실(320)에 인접해서 피에조 소자(321)가 설치되어 있다. 액체실(320)에는, 액체 재료를 수용하는 재료 탱크를 포함하는 액체 재료 공급계(322)를 거쳐서 액체 재료가 공급된다. 피에조 소자(321)는 구동 회로(323)에 접속되어 있고, 이 구동 회로(323)를 거쳐서 피에조 소자(321)에 전압을 인가하고, 피에조 소자(321)를 변형시킴으로써 액체실(320)이 변형하여, 노즐(324)로부터 액체 재료가 토출된다. 이 경우, 인가 전압의 값을 변화시킴으로써, 피에조 소자(321)의 왜곡량이 제어된다. 또한, 인가전압의 주파수를 변화시킴으로써 피에조 소자(321)의 왜곡 속도가 제어된다.
피에조 방식에 의한 액체 방울 토출은 재료에 열을 가하지 않기 때문에, 재료의 조성에 거의 영향을 미치지 않는다는 이점을 갖는다.
또한, 도 29에 의해 설명되는 방법에 있어서, 유기 EL 장치는, TFT 등의 회로 소자가 형성된 기판(300) 상에, 전극(301)(양극), 발광층(유기 EL층)을 포함하는 기능층(302), 및 대향 전극(303)(음극) 등을 순차 적층함으로써 제조되고, 음극(303) 상에 배치되는 밀봉부(304)에 의해 밀봉된다.
본 발명자는, 밀봉부(304)에 요구되는 기능이 증가하는 경향이 있다는 사실에 착안하여, 음극(303)을 형성하는 공정과, 밀봉 공정 사이에서 기판(300)의 상하를 반전시킴으로써, 음극(303)의 형성 공정에서는 기판(300)의 처리 대상면을 아래쪽을 향하게 하고, 밀봉 공정에서는 기판(300)을 위쪽을 향하게 한 처리를 행하도록 하였다.
즉, 본 발명의 제조 방법에서는, 상기 기판(300)의 반전에 의해, 음극(303)의 형성 공정에서는 기판(300)을 아래쪽을 향하게 하고, 밀봉공정에서는 기판(300)을 위쪽을 향하게 한 처리를 행한다. 밀봉 공정에서, 기판(300)의 처리 대상면이 위쪽에 배치됨으로써, 점도가 낮은 재료 등, 밀봉부(304) 재료로서 여러가지 것을 적용할 수 있게 된다. 또한, 밀봉부(304)의 재료 배치시에, 자기 평탄화 기능(셀프 레벨링 기능) 등의 중력 작용의 이용이 가능하게 된다. 또, 음극(303)의 형성 공정에서는 증착법이 사용된다.
기판(300)을 위쪽을 향하게 해서 밀봉부(304)를 형성하는 방법으로서는, 스핀 코트법이나 액체 방울 토출법(소위 잉크젯법), 디스펜스 코트법 등의 각종 코트법의 적용이 가능하다. 이들의 코트법에서는, 재료질을 용액에 분산시키는 등에 의해, 밀봉재로서 여러가지 재료를 적용할 수 있게 된다. 또한, 상기 코트법 중, 액체 방울 토출법은 재료의 사용에 낭비가 적고, 또 원하는 위치에 원하는 양의 재료를 적확하게 배치할 수 있다는 이점을 갖는다.
도 30, 도 31 및 도 32는,밀봉부(304)의 구조예를 모식적으로 나타내고 있다.
도 30의 예에서는, 기판(300)의 둘레가장자리에 밀봉수지(306)가 배치되고, 밀봉수지(306)를 접착재로 해서 음극(303)을 덮도록 유리나 금속 등으로 이루어지는 밀봉기판(밀봉캔)(307)이 배치되어 있다.
밀봉 공정에서는, 음극(303)이 형성된 기판(300)을 소정의 면상에 위쪽을 향하게 지지하고, 그 기판(300)의 둘레가장자리부에 밀봉수지(306)를 도포한다. 계속해서, 기판(300)상에 밀봉기판(307)을 배치하고, 기판(300)과 밀봉기판(307)을 점착시킨다. 이 예에서는, 기판(300)을 지지하는 면이 기판(300) 아래에 배치되므로, 밀봉용의 장치를 간소하게 구성하기 쉽다는 이점이 있다.
도 31의 예에서는, 음극(12) 전체를 거의 덮도록 밀봉재(308)가 도포되고, 그 밀봉재(308) 상에 밀봉기판(밀봉캔)(309)이 배치되어 있다. 밀봉재(308)로서는, 예를 들면 열경화 수지 또는 자외선 경화 수지 등으로 이루어지는 수지가 사용되고, 경화시에 가스, 용매 등이 발생하지 않는 것이 바람직하게 사용된다. 이 밀봉재는, 예를 들면 음극(303)에 대한 물 또는 산소의 침입을 방지하여, 음극의 산화를 방지하는 기능을 갖는다.
밀봉 공정에서는, 위쪽에 배치된 기판(300)의 음극(303) 전체를 덮도록 밀봉재(308)를 도포하고, 또 그 위에 밀봉기판(309)을 배치한다. 이 때, 중력의 작용에 의한 셀프 레벨링 기능에 의해 밀봉재(308)의 표면이 평탄화된다. 즉, 본 예와 같이, 기판(300)상에 뱅크(305)가 형성되어 있는 경우에도, 레벨링 기능을 이용한 밀봉재(308)의 도포에 의해 소자 표면을 평탄화할 수 있다. 또, 막 표면을 평탄화함으로써, 투과 또는 반사하는 광의 흐트러짐을 억제할 수 있다는 이점이 있다.
도 32의 예에서는, 음극(12) 전체를 거의 덮도록 제 1 밀봉재(310)가 배치되고, 그 제 1 밀봉재(310) 상에 제 2 밀봉재(311)가 배치되고, 그 제 2 밀봉재(311) 상에 밀봉기판(312)이 배치되어 있다. 제 1 밀봉재(310)는, 예를 들면 물이나 산소 또는 금속의 침입을 방지하는 밀봉 작용을 강화하는 기능이나, 광의 취출 효율을 향상시키는 광학적인 기능(굴절률의 개선 등) 등의 특정한 기능을 갖는다.
밀봉 공정에서는, 위쪽에 배치된 기판(300)의 음극(303) 전체를 덮도록 제 1 밀봉재(310)를 도포하고, 또 그 위에 제 2 밀봉재(311)를 도포하고, 마지막으로 밀봉기판(312)을 배치한다. 제 1 밀봉재(310)의 도포에서는, 예를 들면 비교적 얇은 막을 음극(303)상에 형성하고, 제 2 밀봉재(311)의 도포에서는, 뱅크(305)에 의한 요철이 메워지도록 비교적 두꺼운 막을 형성한다. 밀봉 공정에서 기판(300)이 위쪽에 배치됨으로써, 얇은 막에서 두꺼운 막까지 여러가지 막두께에 대응한 도포를 행할 수 있다. 따라서, 밀봉용의 막에 특정한 기능을 용이하게 부가할 수 있다.
도 3은 본 발명의 유기 EL 장치의 제조 장치의 실시예를 모식적으로 나타내고 있다. 이하, 이 제조 장치에 대해서 반송계를 주체로 설명한다. 상세한 처리 공정에 대해서는 후술한다.
도 3에 있어서, 본 예의 유기 EL 장치의 제조 장치(20)는, 기능층 형성 장치(21), 대향 전극(음극) 형성 장치(22) 및 밀봉장치(23)를 구비해서 구성되어 있다.
기능층 형성 장치(21)는, 유기 EL 장치의 기능층을 형성할 때 전(前)처리를 행하는 플라즈마 처리 장치(25), 기능층의 일부인 정공 주입/수송층을 형성하는 정공 주입/수송층 형성 장치(26) 및 마찬가지로 기능층의 일부인 발광층을 형성하는 발광층 형성 장치(27)를 구비해서 구성되어 있다. 또한, 이들 복수의 장치에 포함되는 반송계는 대략 직선 형상으로 연속적으로 배치되어 있고, 처리 장치는 그 반송계의 양측으로 나누어 배치되어 있다.
도 4에 나타내는 바와 같이, 반송계에서는 다관절형의 반송 암(arm)을 구비하는 복수의 분배 장치(30, 31, … 36)가 서로 간격을 두고 직선형상으로 배치되어 있고, 그 복수의 분배 장치(30, 31, … 36) 사이에 기판을 수수하는 수수 장치(40, 41, … 46)가 배치되어 있다. 즉, 복수의 분배 장치(30, 31, … 36)와, 복수의 수수 장치(40, 41, … 46)가 거의 교대로 직렬로 접속되어 있다.
도 5의 (a) 및 도 5의 (b)는 상기 분배 장치 및 수수 장치를 포함하는 반송계의 구성 예를 개략적으로 나타내고 있다. 도 5의 (a) 및 도 5의 (b)에 있어서, 분배 장치는 수평방향, 수직방향 및 수직축 주위의 회전 방향으로 이동 가능한 다관절형의 로봇 암(반송 암(37A))을 갖고 있고, 반송 암(37A)에는 기판(2)을 유지하기 위한 복수의 흡착구멍(38)이 설치되어 있다. 흡착구멍(38)은 도시하지 않는 진공 펌프에 접속되어 있고, 압력차를 이용하여 기판을 흡착 유지한다.
또한, 수수(授受) 장치는, 기판(2)을 지지하기 위한 복수의 핀(47)을 갖고, 이 복수의 핀(47)의 높이는 복수의 핀(47)상에 기판(2)을 탑재했을 때에 기판(2)의 아래에 반송 암(37A)을 삽입할 수 있는 공간이 형성되는 높이이다.
기판(2)의 수수시에는 우선 제 1 반송 암(37A)이 이동하여 복수의 핀(47)의 위쪽으로 기판(2)을 반송하고, 그 후에 반송 암(37A)이 하강해서 기판(2)을 복수의 핀(47)상에 탑재한다. 제 1 반송 암(37A)은, 기판(2)의 탑재가 완료되면 복수의 핀(47)으로부터 분리된다. 다음으로, 제 2 반송 암(37B)이 기판(2)의 아래로 이동하고, 그 후 상승해서 복수의 핀(47)으로부터 기판(2)을 수취한다.
또, 본 발명은 반송계의 구성으로서 상술한 구성에 한정되지 않는다. 상기 예에서는 반송 암이 수직 방향으로 이동함으로써 복수의 핀에 대해서 기판의 수수나 수취를 행하는 구성으로 되어 있지만, 복수의 핀을 상하로 이동시키는 기구를 설치하고, 복수의 핀의 상하 이동에 의해 상기 기판의 수수나 수취를 행하는 구성으로 해도 좋다. 또, 기판의 위치를 정리하는 정렬 기구를 설치해도 좋다. 또한, 본 발명의 반송계는, 다관절형의 반송 암을 구비함으로써, 반송계의 양측의 장치로 기판을 용이하게 분배할 수 있다는 이점을 갖지만, 이것에 한정되지 않고, 롤러 컨베이어를 구비하는 것 등, 다른 형태의 반송 수단을 사용해도 좋다.
도 4로 되돌아가, 플라즈마 처리 장치(25)는, 예비 가열 처리실(51), 제 1 플라즈마 처리실(52), 제 2 플라즈마 처리실(53) 및 냉각 처리실(54)을 구비하고 있다. 예비 가열 처리실(51)과 냉각 처리실(54)은 동일 개소에서 다단으로 배치되어 있다. 또한, 예비 가열 처리실(51)/냉각 처리실(54), 제 1 플라즈마 처리실(52) 및 제 2 플라즈마 처리실(53)은 분배 장치(30)를 중심으로 해서 방사상으로 배치되어 있다.
처리 대상의 기판은 기판투입부(48)를 거쳐서 투입되고, 분배 장치(30)로 수수된다. 분배 장치(30)는, 예비 가열 처리실(51), 제 1 플라즈마 처리실(52), 제 2 플라즈마 처리실(53) 및 냉각 처리실(54)로 순차 기판을 반입하는 동시에, 처리후의 기판을 각 처리실로부터 반출한다. 플라즈마 처리 장치(25)에서 처리된 기판은, 분배 장치(30) 및 수수 장치(40)를 거쳐서 정공 주입/수송층 형성 장치(26)로 보내진다.
정공 주입/수송층 형성 장치(26)는, 정공 주입/수송층의 형성 재료를 포함하는 조성물을 기판 상에 도포하는 도포 처리실(70) 이외에, 예비 가열 처리실(71), 가열 처리실(72) 및 냉각 처리실(73)을 구비하고 있다. 가열 처리실(72)과 냉각 처리실(73)은 동일 개소에 다단으로 배치되어 있다. 또한, 진행 방향을 향해서 분배 장치(31, 32)의 한쪽(여기서는 우측)에 도포 처리실(70)이 배치되고, 다른 쪽(여기서는 좌측)에 예비 가열 처리실(71) 및 가열 처리실(72)/냉각 처리실(73)이 배치되어 있다.
분배 장치(31)는 수수 장치(40)로부터 기판을 수취하면, 도포 처리실(70) 및 예비가열 처리실(71)로 순차 기판을 반입하는 동시에, 처리후의 기판을 각 처리실로부터 반출하고, 수수 장치(41)로 수수한다. 또한, 분배 장치(32)는 수수 장치(41)로부터 기판을 수취하면, 그 기판을 가열 처리실(72)/냉각 처리실(73)로 반입하고, 처리후의 기판을 반출한다. 정공 주입/수송층 형성 장치(26)에서 처리된 기판은, 분배 장치(32) 및 수수 장치(42, 43)를 거쳐서 발광층 형성 장치(27)로 보내진다.
여기서, 수수 장치(42)는 복수의 기판을 일시적으로 유지하는 버퍼부를 갖고 있다. 버퍼부에 유지된 기판은 도시하지 않는 반송 장치에 의해 수시로 취출되어, 수수 장치(43)로 수수된다. 수수 장치(43)도 마찬가지로, 복수의 기판을 일시적으로 유지하는 버퍼부를 갖고 있고, 버퍼부에 유지된 기판은 분배 장치(34)에 의해 수시로 취출된다. 본 예에서는, 수수 장치(42)에서 카세트에 기판을 수납하고, 그 카세트를 수수 장치(43)로 반송한다.
발광층 형성 장치(27)는, 적(R), 녹(G), 청(B) 중 어느 하나의 색에 대응하여, 발광층의 형성 재료를 포함하는 조성물을 기판 상에 도포하는 도포 처리실(75, 76, 77)을 구비하고 있다. 또한, 각 도포 처리실(75, 76, 77)마다 가열 처리실(78, 79, 80) 및 냉각 처리실(81, 82, 83)을 구비하고 있다. 각 가열 처리실과 각 냉각 처리실은 동일 개소에 다단으로 배치되어 있다. 또한, 진행 방향을 향해서 분배 장치(34, 35, 36)의 우측에 도포 처리실(75, 76, 77)이 배치되고, 그의 좌측에 가열 처리실(78, 79, 80)/냉각 처리실(81, 82, 83)이 배치되어 있다.
분배 장치(34)는, 수수 장치(43)로부터 기판을 받으면, 도포 처리실(75), 가열 처리실(78)/냉각 처리실(81)로 순차 기판을 반입하는 동시에, 처리 후의 기판을 각 처리실로부터 반출하여, 수수 장치(44)로 수수한다. 마찬가지로, 분배 장치(35), 분배 장치(36)에서도 각 처리실에 대하여 기판의 반출/반입을 순차 행한다. 발광층 형성 장치(27)에서 처리된 기판은, 분배 장치(36) 및 수수 장치(46)를 거쳐서 대향 전극(음극) 형성 장치로 보내진다.
또, 상기 기능층 형성 장치(21)에서는, 진행 방향을 향해서 반송계(21)의 우측에 도포 처리실(70, 75, 76, 77)이 일괄 배치되고, 그의 좌측에 가열 장치 및 냉각 처리 장치(78∼83)가 일괄 배치되어 있다. 그 때문에, 복수의 처리 장치 사이에서 열이나 진동 등의 상호 영향이 발생해도, 기능적으로 동일 열인 것끼리이므로, 그 영향에 의한 문제점이 거의 발생하지 않는다. 또, 열원을 갖는 가열 처리실(78, 79, 80)과, 도포 처리실(70, 75, 76, 77)이 반송계(21)의 양측으로 나누어 배치되어 있으므로, 가열 처리실의 열의 영향이 도포 처리실에 거의 미치지 않는다. 그 때문에, 열에 의한 도포 재료의 점도변화나 도포 기구의 열변화가 일어나기 어려워, 품질의 향상을 도모하기 쉽다는 이점을 갖는다.
도 6은, 대향 전극(음극) 형성 장치(22) 및 밀봉장치(23)를 나타내고 있다.
도 6에 있어서, 대향 전극 형성 장치(22)는 제 1 증착 처리실(84), 제 2 증착 처리실(85) 및 기판 반출/반입용 반송계를 구비하고 있다. 대향 전극의 형성시에는, 제 1 증착 처리실(84), 제 2 증착 처리실(85) 중의 적어도 한쪽이 선택적으로 사용된다. 반송계는, 수수 장치(60, 61), 기판 반전 장치(62) 및 분배 장치(63)로 이루어진다.
도 7의 (a)∼도 7의 (c)는 대향 전극 형성 장치(22)에서의 반송계의 구성예를 기판 반전 장치(62)를 주체로 나타내고 있다.
도 7의 (a)∼도 7의 (c)에 있어서, 기판 반전 장치(62)는 수평 방향, 수직 방향, 수평축 주위의 회전 방향 및 수직축 주위의 회전 방향으로 이동 가능한 타(他)관절형의 로봇 암(반송 암(64))을 갖고 있고, 반송 암(64)에는 기판(2)을 유지하기 위한 복수의 흡착 구멍(65)이 설치되어 있다. 흡착 구멍(65)은 도시하지 않는 진공 펌프에 접속되어 있고, 압력차를 사용하여 기판을 흡착하여 지지한다.
기판의 반출/반입시에는 우선 발광층 형성 장치로부터 반송된 기판(2)이 수수 장치(60)로 수수된다(도 7의 (a)). 기판 반전 장치(62)는, 수수 장치(60)로부터 기판(2)을 수취하면, 기판(2)의 상하를 반전시켜 기판(2)의 처리 대상면(소자면)을 아래로 향하게 한다(도 7의 (b)). 이 반전시, 기판(2)은 흡착 구멍(65)에 진공흡착되어, 반송 암(64)으로부터의 낙하가 방지된다. 다음으로, 기판 반전 장치(62)는 상하 반전시킨 기판(2)을 수수 장치(61)로 수수한다(도 7의 (c)). 분배 장치(63)는 수수 장치(61)로부터 기판(2)을 수취하면, 상하 반전 상태 그대로 이전의 도 6에 나타낸 제 1 증착 처리실(84) 및 제 2 증착 처리실(85) 중 어느 하나로 기판(2)을 반입한다.
또, 기판 반전 장치(62)의 구성은, 상술한 것에 한정되지 않고 여러가지 형태를 적용할 수 있다. 또한, 기판 반전 장치(62) 대신에 분배 장치(63)에 반전 기구를 설치해도 좋다.
도 8은 증착 처리실(84, 85)의 구성예를 모식적으로 나타내고 있다.
증착 처리실(84, 85)은, 처리실내를 진공 상태로 제어하는 진공제어부(86), 증착 처리용의 기판을 유지하는 기판지지부(87) 및 재료를 가열하는 가열부(88)를 갖고, 증착시에는 진공제어부(86)에 의해 실내가 진공압으로 제어된다.
기판지지부(87)는, 기판(2)의 가장자리부를 지지하는 부재(마스크)를 포함하고, 이 부재에는 증착용의 패턴에 대응하는 개구가 설치되어 있다. 기판(2)은, 가열부(88)의 위쪽에 또한 처리 대상면을 아래쪽을 향하게 한 상태로 배치된다. 진공압으로 제어된 처리실내에서, 가열부(88)에 의해 재료원이 가열됨으로써, 증발한 재료가 기판(2)에 부착되어, 대향 전극(음극)이 형성된다.
도 6으로 되돌아가, 분배 장치(63)는 상하 반전 상태 그대로, 제 1 증착 처리실(84) 및 제 2 증착 처리실(85) 중 어느 하나로 기판을 반입하는 동시에, 처리후의 기판을 각 처리실에서 반출하여, 수수 장치(61)로 수수한다.
수수 장치(61)로 수수된 증착 처리후의 기판은 상하 반전 상태 그대로이다. 기판 반전 장치(62)는 이전의 반입 순서와 반대의 순서로 기판을 상하 반전시키면서, 기판의 반출 동작을 행한다. 즉, 기판 반전 장치(62)는 수수 장치(61)로부터 기판을 수취하면, 기판의 상하를 반전시켜, 기판의 처리 대상면(소자면)을 위쪽을 향하게 한다. 그리고, 그 기판(2)을 수수 장치(60)로 수수한다. 수수 장치(60)로 수수된 기판은, 밀봉장치(23)로 보내진다.
밀봉 장치(23)는 접착용 밀봉 수지를 도포하는 밀봉 수지 도포 처리실(86), 기판과 밀봉 기판을 점착시키는 점착 처리실(87) 및 기판 반출/반입용 반송계를 구비하고 있다. 반송계는, 수수 장치(64, 65) 및 분배 장치(66)로 이루어진다.
분배 장치(66)는, 수수 장치(64)로부터 기판을 수취하면, 밀봉 수지 도포 처리실(86) 및 점착 처리실(87)로 순차 기판을 반입하는 동시에, 처리후의 기판을 각 처리실로부터 반출하여, 수수 장치(65)로 수수한다.
이와 같이, 본 예의 제조 장치(20)에서는, 기능층 형성 장치(21)와 대향 전극(음극) 형성 장치(22) 사이에서 기판의 상하를 반전시키는 기판 반전 장치(62)를 구비하고, 이 기판 반전 장치(62)에 의해, 대향 전극(음극)을 증착하는 공간으로 기판을 반출/반입하는 동작에 따라 기판의 상하를 반전시킨다. 이에 따라, 기능층 형성 장치(21)(정공 주입/수송층 형성 장치(26), 발광층 형성 장치(27))에서 기판을 위쪽을 향하게 한 처리가 행해지고, 점도가 낮은 재료 등, 기능층의 형성 재료로서 여러가지 재료를 적용하는 것이 가능하게 된다. 또한, 기능층의 형성시에 자기 평탄화 기능(셀프 레벨링 기능) 등의 중력 작용의 이용이 가능하게 된다. 특히, 기능층의 형성에 액체 방울 토출법을 사용함으로써, 여러가지 재료를 원하는 위치에 적확하게 배치할 수 있다.
또한, 밀봉 장치(23)에서 기판을 위쪽을 향하게 한 처리가 행해지고, 여러가지 밀봉재를 사용할 수 있는 등, 상술한 여러가지 이점이 얻어진다.
또한, 본 예의 제조 장치(20)에서는, 반출/반입 동작에 따라 기판의 반전을 행하므로, 동작에 낭비가 적고, 반전 동작에 따른 스루풋의 저하가 방지된다. 또한, 기판반전 장치(62)기 대향 전극 형성 장치(22)에 구비되어 있고, 대향 전극 형성 장치(22)의 전후의 공정의 각각에 있어서 기판의 처리 대상면을 위쪽을 향하게 한 처리가 행해진다. 기판 반전 기구를 설치하는 장소는 대향 전극 형성 장치(22)에 한정되지 않고, 예를 들면 기능층 형성 장치(21)(발광층 형성 장치(27))의 출구나 밀봉장치(23)의 입구라도 좋지만, 본 예와 같이 복수의 공정에서 기판을 위쪽을 향하게 하여 처리를 행하는 경우에는 아래쪽을 향한 기판에 대해서 처리를 행하는 장치(대향 전극 형성 장치(22))에 기판 반전 기구를 설치함으로써, 전후의 장치에 대한 기판의 반전을 일괄해서 행할 수 있고, 장치의 공간절약화를 도모할 수 있다.
또, 상기 제조 장치(20)에서는, 처리 대상으로 되는 기판이 배치되는 공간을, 물, 산소가 배제된 분위기로 하는 것이 바람직하다. 예를 들면 질소분위기, 아르곤 분위기 등의 불활성 가스 분위기에서 행하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 기판 상에 형성되는 층의 산화 등의 열화가 방지된다.
도 9는 본 발명의 전기 광학 장치를 유기 EL 장치를 사용한 액티브 매트릭스형의 표시 장치(유기 EL 표시 장치)에 적용한 실시예이며, 상기 제조 장치(20)를 사용하여 제조되는 유기 EL 장치를 발광 소자로서 구비하는 것이다. 또한, 이 표시 장치(1)는 박막 트랜지스터를 사용한 액티브형의 구동 방식을 채용하고 있다.
표시 장치(1)는, 기판(2) 상에 회로소자로서의 박막 트랜지스터를 포함하는 회로소자부(14), 발광층을 포함하는 기능층(110), 음극(12) 및 밀봉부(3) 등을 순차 적층한 구조로 이루어진다.
기판(2)으로서는, 본 예에서는 유리 기판이 사용된다. 본 발명에서의 기판으로서는, 유리 기판 이외에, 실리콘 기판, 석영기판, 세라믹스 기판, 금속기판, 플라스틱 기판, 플라스틱 필름 기판 등, 전기 광학 장치나 회로기판에 사용되는 공지의 여러가지 기판이 적용된다.
기판(2) 상에는, 발광 영역으로서의 복수의 화소영역A이 매트릭스형상으로 배열되어 있고, 칼라 표시를 실시하는 경우, 예를 들면 적(R), 녹(G), 청(B)의 각 색에 해당하는 화소영역A이 소정의 배열로 나열된다.
각 화소영역A에는, 화소전극(111)이 배치되고, 그 근방에는 신호선(132), 전원선(133), 주사선(131) 및 도시하지 않는 다른 화소 전극용 주사선 등이 배치되어 있다. 화소영역A의 평면형상은, 도면에 나타내는 직사각형 이외에, 원형, 타원형 등 임의의 형상이 적용된다.
또한, 밀봉부(3)는 물이나 산소의 침입을 방지하여 음극(12) 또는 기능층(110)의 산화를 방지하는 것이며, 기판(2)에 도포되는 밀봉수지 및 기판(2)에 점착되는 밀봉기판(3b)(밀봉캔) 등을 포함한다. 밀봉수지의 재료로서는, 예를 들면 열경화 수지 또는 자외선 경화 수지 등이 사용되고, 특히 열경화 수지의 1종인 에폭시 수지가 바람직하게 사용된다. 밀봉수지는, 기판(2)의 둘레가장자리에 고리형상으로 도포되어 있고, 예를 들면 마이크로 디스펜서 등에 의해 도포된다. 밀봉기판(3b)은 유리나 금속 등으로 이루어지고, 기판(2)과 밀봉기판(3b)은 밀봉수지를 개재해서 접합된다.
도 10은 상기 표시 장치(1)의 회로구조를 나타내고 있다.
도 10에 있어서, 기판(2) 상에는 복수의 주사선(131)과, 주사선(131)에 대해서 교차하는 방향으로 연장하는 복수의 신호선(132)과, 신호선(132)과 병렬로 연장하는 복수의 전원선(133)이 배선되어 있다. 또한, 주사선(131) 및 신호선(132)의 각 교점마다 상기 화소영역A이 형성되어 있다.
신호선(132)에는, 예를 들면 시프트 레지스터, 레벨 시프터, 비디오 라인 및 아날로그 스위치를 포함하는 데이터측 구동 회로(103)가 접속되어 있다. 또한, 주사선(131)에는, 시프트 레지스터 및 레벨시프터를 포함하는 주사측 구동 회로(104)가 접속되어 있다.
화소영역A에는, 주사선(131)을 거쳐서 주사 신호가 게이트 전극으로 공급되는 스위칭용 제 1 박막 트랜지스터(123)와, 이 박막 트랜지스터(123)를 거쳐서 신호선(132)으로부터 공급되는 화상신호를 유지하는 유지용량(135)과, 유지 용량(135)에 의해 유지된 화상신호가 게이트 전극으로 공급되는 구동용 제 2 박막 트랜지스터(124)와, 이 박막 트랜지스터(124)를 거쳐서 전원선(133)에 전기적으로 접속했을 때에 전원선(133)으로부터 구동 전류가 유입되는 화소전극(111)(양극)과, 화소전극(111)과 대향 전극(12)(음극) 사이에 배치되는 기능층(110)이 설치되어 있다. 기능층(110)은 발광층으로서의 유기 EL층을 포함한다.
화소영역A에서는, 주사선(131)이 구동되어 제 1 박막 트랜지스터(123)가 온으로 되면, 그 때의 신호선(132)의 전위가 유지용량(135)으로 유지되고, 이 유지용량(135)의 상태에 따라서 제 2 박막 트랜지스터(124)의 도통 상태가 결정된다. 또한, 제 2 박막 트랜지스터(124)의 채널을 거쳐서 전원선(133)으로부터 화소전극(111)으로 전류가 흐르고, 또한 기능층(110)을 통해서 대향 전극(12)(음극)에 전류가 흐른다. 그리고, 이 때의 전류량에 따라, 기능층(110)이 발광한다.
도 11은 표시 장치(1)에서의 표시 영역의 단면구조를 확대한 도면이다. 이 도 11에는 3개의 화소영역A가 도시되어 있다. 표시 장치(1)는, 기판(2) 상에 TFT 등의 회로 등이 형성된 회로소자부(14), 기능층(110)이 형성된 발광 소자부(11) 및 음극(12)이 순차 적층되어 구성되어 있다.
표시 장치(1)에서는, 기능층(110)으로부터 기판(2)측으로 발사한 광이, 회로소자부(14) 및 기판(2)을 투과해서 기판(2)의 하측(관측자측)으로 출사되는 동시에, 기능층(110)으로부터 기판(2)의 반대측으로 발사한 광이 음극(12)에 의해 반사되어, 회로소자부(14) 및 기판(2)을 투과해서 기판(2)의 하측(관측자측)으로 출사되도록 되어 있다.
또, 음극(12)으로서, 투명한 재료를 사용함으로써 음극측에서 발광하는 광을 출사시킬 수 있다. 투명한 재료로서는, ITO, Pt, Ir, Ni 또는 Pd를 사용할 수 있다. 막두께로서는 75nm 정도의 막두께로 하는 것이 바람직하고, 이 막두께보다 얇게 하는 쪽이 더 바람직하다.
회로소자부(14)에는, 기판(2) 상에 실리콘 산화막으로 이루어지는 하지보호막(2c)이 형성되고, 이 하지보호막(2c) 상에 다결정 실리콘으로 이루어지는 섬형상의 반도체막(141)이 형성되어 있다. 또, 반도체막(141)에는 소스 영역(141a) 및 드레인 영역(141b)이 고농도 P이온 주입에 의해 형성되어 있다. 또, P가 도입되지 않은 부분이 채널 영역(141c)으로 되어 있다.
또, 회로소자부(14)에는, 하지보호막(2c) 및 반도체막(141)을 덮는 투명한 게이트 절연막(142)이 형성되고, 게이트 절연막(142)상에는 Al, Mo, Ta, Ti, W 등으로 이루어지는 게이트 전극(143)(주사선)이 형성되고, 게이트 전극(143) 및 게이트 절연 막(142)상에는 투명한 제 1 층간절연막(144a)과 제 2 층간절연막(144b)이 형성되어 있다. 게이트 전극(143)은 반도체막(141)의 채널 영역(141c)에 대응하는 위치에 설치되어 있다. 또한, 제 1, 제 2 층간절연막(144a, 144b)을 관통하여, 반도체막(141)의 소스, 드레인 영역(141a, 141b)에 각각 접속되는 콘택트 홀(145, 146)이 형성되어 있다.
그리고, 제 2 층간절연막(144b) 상에는, ITO 등으로 이루어지는 투명한 화소전극(111)이 소정의 형상으로 패터닝되어 형성되고, 한쪽의 콘택트 홀(145)이 이 화소전극(111)에 접속되어 있다.
또한, 다른 한쪽의 콘택트 홀(146)이 전원선(133)에 접속되어 있다.
이렇게 해서, 회로소자부(14)에는 각 화소전극(111)에 접속된 구동용 박막 트랜지스터(123)가 형성되어 있다. 또, 회로소자부(14)에는 상술한 유지용량(135) 및 스위칭용 박막 트랜지스터(124)도 형성되어 있지만, 도 11에서는 이들의 도시를 생략하고 있다.
발광 소자부(11)는, 복수의 화소전극(111)… 상의 각각에 적층된 기능층(110)과, 각 화소전극(111) 및 기능층(110) 사이에 구비되어 각 기능층(110)을 구획하는 뱅크부(112)를 주체로 해서 구성되어 있다. 기능층(110)상에는 음극(12)이 배치되어 있다. 발광 소자인 유기 EL 장치는, 화소전극(111), 음극(12) 및 기능층(110) 등을 포함해서 구성된다.
여기서, 화소전극(111)은, 예를 들면 ITO에 의해 형성되어 이루어지고, 평면에서 보아 대략 직사각형으로 패터닝되어 형성되어 있다. 이 화소전극(111)의 두께는, 50∼200nm의 범위가 바람직하고, 특히 150nm정도가 좋다. 이 각 화소전극(111)… 사이에 뱅크부(112)가 구비되어 있다.
뱅크부(112)는, 도 11에 나타내는 바와 같이, 기판(2) 측에 위치하는 무기물 뱅크층(112a)(제 1 뱅크층)과 기판(2)으로부터 떨어져서 위치하는 유기물 뱅크층(112b)(제 2 뱅크층)이 적층되어 구성되어 있다.
무기물 뱅크층, 유기물 뱅크층(112a, 112b)은, 화소전극(111)의 둘레가장자리부 상에 걸치도록 형성되어 있다. 평면적으로는, 화소전극(111)의 주위와 무기물 뱅크층(112a)이 평면적으로 겹치도록 배치된 구조로 되어 있다. 또한, 유기물 뱅크층(112b)도 마찬가지이며, 화소전극(111)의 일부와 평면적으로 겹치도록 배치되어 있다. 또한, 무기물 뱅크층(112a)은 유기물 뱅크층(112b)보다 화소전극(111)의 중앙측에 더 형성되어 있다. 이렇게 하여, 무기물 뱅크층(112a)의 각 제 1 적층부(112e)가 화소전극(111)의 내측에 형성됨으로써, 화소전극(111)의 형성 위치에 대응하는 하부 개구부(112c)가 설치되어 있다.
또한, 유기물 뱅크층(112b)에는, 상부 개구부(112d)가 형성되어 있다. 이 상부 개구부(112d)는 화소전극(111)의 형성 위치 및 하부 개구부(112c)에 대응하도록 설치되어 있다. 상부 개구부(112d)는 도 11에 나타내는 바와 같이 하부 개구부(112c)보다 넓고, 화소전극(111)보다 좁게 형성되어 있다. 또한, 상부 개구부(112d)의 상부의 위치와, 화소전극(111)의 단부가 거의 동일한 위치가 되도록 형성되는 경우도 있다. 이 경우에는, 도 11에 나타내는 바와 같이 유기물 뱅크층(112b)의 상부 개구부(112d)의 단면이 경사지는 형상으로 된다.
그리고, 뱅크부(112)에는, 하부 개구부(112c) 및 상부 개구부(112d)가 연통함으로써, 무기물 뱅크층(112a) 및 유기물 뱅크층(112b)을 관통하는 개구부(112g)가 형성되어 있다.
또한, 무기물 뱅크층(112a)은, 예를 들면 SiO2, TiO2 등의 무기재료로 이루어지는 것이 바람직하다. 이 무기물 뱅크층(112a)의 막두께는, 50∼200nm의 범위가 바람직하고, 특히 150nm가 좋다. 막두께가 50nm미만에서는, 무기물 뱅크층(112a)이 후술하는 정공 주입/수송층보다 얇아져, 정공 주입/수송층의 평탄성을 확보할 수 없게 되므로 바람직하지 않다. 또한, 막두께가 200nm을 초과하면, 하부 개구부(112c)에 의한 단차가 커져, 정공 주입/수송층 상에 적층되는 후술하는 발광층의 평탄성을 확보할 수 없게 되므로 바람직하지 않다.
또, 유기물 뱅크층(112b)은, 아크릴 수지, 폴리이미드수지 등의 내열성, 내용매성이 있는 레지스트로 형성되어 있다. 이 유기물 뱅크층(112b)의 두께는, 0.1∼3.5㎛의 범위가 바람직하고, 특히 2㎛정도가 좋다. 두께가 0.1㎛미만에서는, 후술하는 정공 주입/수송층 및 발광층의 합계 두께보다 유기물 뱅크층(112b)이 얇아지고, 발광층이 상부 개구부(112d)로부터 넘쳐흐를 우려가 있으므로 바람직하지 않다. 또한, 두께가 3.5㎛를 초과하면, 상부 개구부(112d)에 의한 단차가 커지고, 유기물 뱅크층(112b)상에 형성하는 음극(12)의 스텝 커버리지를 확보할 수 없게 되므로 바람직하지 않다. 또한, 유기물 뱅크층(112b)의 두께를 2㎛ 이상으로 하면, 구동용 박막 트랜지스터(123)와의 절연을 높일 수 있다는 점에서 더 바람직하다.
또한, 뱅크부(112)에는, 친액성(親液性)을 나타내는 영역과, 발액성(撥液性)을 나타내는 영역이 형성되어 있다.
친액성을 나타내는 영역은, 무기물 뱅크층(112a)의 제 1 적층부(112e) 및 화소전극(111)의 전극면(111a)이며, 이들 영역은 산소를 처리 가스로 하는 플라즈마 처리에 의해 친액성으로 표면처리되어 있다. 또한, 발액성을 나타내는 영역은, 상부 개구부(112d)의 벽면 및 유기물 뱅크층(112b)의 상면(112f)이며, 이들 영역은 4불화 메탄(테트라플루오로메탄 또는 4불화 탄소)을 처리 가스로 하는 플라즈마 처리에 의해 표면이 불화 처리(발액성으로 처리)되어 있다.
도 11에 나타내는 바와 같이, 기능층(110)은 화소전극(111) 상에 적층된 정공 주입/수송층(110a)과, 정공 주입/수송층(110a)상에 인접해서 형성된 발광층(110b)으로 구성되어 있다. 또, 발광층(110b)에 인접해서 그 밖의 기능을 갖는 다른 기능층을 더 형성해도 좋다. 예를 들면, 전자 수송층을 형성하는 것도 가능하다.
정공 주입/수송층(110a)은, 정공을 발광층(110b)에 주입하는 기능을 갖는 동시에, 정공을 정공 주입/수송층(110a) 내우에서 수송하는 기능을 갖는다. 이러한 정공 주입/수송층(110a)을 화소전극(111)과 발광층(110b) 사이에 설치함으로써, 발광층(110b)의 발광 효율, 수명 등의 소자 특성이 향상한다. 또한, 발광층(110b)에서는, 정공 주입/수송층(110a)으로부터 주입된 정공과, 음극(12)으로부터 주입되는 전자가 발광층에서 재결합하여, 발광이 얻어진다.
정공 주입/수송층(110a)은, 하부 개구부(112c)내에 위치하여 화소전극면(111a)상에 형성되는 평탄부(110a1)와, 상부 개구부(112d)내에 위치해서 무기물 뱅크층의 제 1 적층부(112e)상에 형성되는 둘레가장자리부(110a2)로 구성되어 있다. 또한, 정공 주입/수송층(110a)은, 구조에 따라서는 화소전극(111)상으로서 무기물 뱅크층(112a) 사이(하부 개구부(112c))에만 형성되어 있다(상술한 평탄부에만 형성되는 형태도 있다).
이 평탄부(110a1)는 그 두께가 일정해서 예를 들면 50∼70nm의 범위로 형성된다.
둘레가장자리부(110a2)가 형성되는 경우에는, 둘레가장자리부(110a2)는 제 1 적층부(112e)상에 위치하는 동시에 상부 개구부(112d)의 벽면, 즉 유기물 뱅크층(112b)에 밀착되어 있다. 또한, 둘레가장자리부(110a2)의 두께는 전극면(111a)에 가까운 측에서 얇고, 전극면(111a)으로부터 멀어지는 방향을 따라 증대하여, 하부 개구부(112c)의 벽면 가까이에서 가장 두껍게 되어 있다.
둘레가장자리부(110a2)가 상술한 바와 같은 형상을 나타내는 이유로서는, 정공 주입/수송층(110a)이 정공 주입/수송층 형성 재료 및 극성 용매를 함유하는 제 1 조성물을 개구부(112)내로 토출하고 나서 극성 용매를 제거해서 형성된 것이고, 극성 용매의 휘발이 주로 무기물 뱅크층의 제 1 적층부(112e) 상에서 발생하고, 정공 주입/수송층 형성 재료가 이 제 1 적층부(112e)상에 집중적으로 농축·석출되었기 때문이다.
또한, 발광층(110b)은 정공 주입/수송층(110a)의 평탄부(110a1) 및 둘레가장자리부(110a2)상에 걸쳐 형성되어 있고, 평탄부(112a1)상에서의 두께가 50∼80nm의 범위로 되어 있다.
발광층(110b)은, 적색(R)으로 발광하는 적색 발광층(110b1), 녹색(G)으로 발광하는 녹색 발광층(110b2) 및 청색(B)으로 발광하는 청색 발광층(110b3)의 3종류를 갖고, 각 발광층(110b1∼110b3)이 스트라이프 배치되어 있다.
상술한 바와 같이, 정공 주입/수송층(110a)의 둘레가장자리부(110a2)가 상부 개구부(112d)의 벽면(유기물 뱅크층(112b))에 밀착되어 있으므로, 발광층(110b)이 유기물 뱅크층(112b)에 직접 접하는 일이 없다. 따라서, 유기물 뱅크층(112b)에 불순물로서 함유되는 물이 발광층(110b)측으로 이행하는 것을, 둘레가장자리부(110a2)에 의해 저지할 수 있어, 물에 의한 발광층(110b)의 산화를 방지할 수 있다.
또한, 무기물 뱅크층의 제 1 적층부(112e)상에 불균일한 두께의 둘레가장자리부(110a2)가 형성되므로, 둘레가장자리부(110a2)가 제 1 적층부(112e)에 의해 화소전극(111)으로부터 절연된 상태로 되어, 둘레가장자리부(110a2)로부터 발광층(110b)에 정공이 주입되는 일이 없다. 이에 따라, 화소전극(111)으로부터의 전류가 평탄부(112a1)에만 흐르고, 정공을 평탄부(112a1)에서 발광층(110b)으로 균일하게 수송시킬 수 있어, 발광층(110b)의 중앙부분만을 발광시킬 수 있는 동시에, 발광층(110b)에서의 발광량을 일정하게 할 수 있다.
또한, 무기물 뱅크층(112a)이 유기물 뱅크층(112b)보다 화소전극(111)의 중앙측으로 더 연장되어 있으므로, 이 무기물 뱅크층(112a)에 의해 화소전극(111)과 평탄부(110a1)의 접합 부분의 형상을 트리밍할 수 있어, 각 발광층(110b) 사이의 발광 강도의 편차를 억제하는 할 수 있다.
또한, 화소전극(111)의 전극면(111a) 및 무기물 뱅크층의 제 1 적층부(112e)가 친액성을 나타내므로, 기능층(110)이 화소전극(111) 및 무기물 뱅크층(112a)에 균일하게 밀착하고, 무기물 뱅크(112a)상에서 기능층(110)이 극단적으로 얇아지지 않아, 화소전극(111)과 음극(12)의 단락을 방지할 수 있다.
또한, 유기물 뱅크층(112b)의 상면(112f) 및 상부 개구부(112d) 벽면이 발액성을 나타내므로, 기능층(110)과 유기물 뱅크층(112b)의 밀착성이 낮아져, 기능층(110)이 개구부(112g)로부터 넘쳐흘러 형성되는 일이 없다.
또, 정공 주입/수송층 형성 재료로서는, 예를 들면 폴리에틸렌디옥시티오펜 등의 폴리티오펜 유도체와 폴리스티렌설폰산 등의 혼합물을 사용할 수 있다.
또한, 발광층(110b)의 재료로서는, 예를 들면 [화학식 1] ∼ [화학식 5]가, 폴리플루오렌 유도체나, 그 밖에 폴리파라페닐렌비닐렌 유도체, 폴리페닐렌 유도체, 폴리플루오렌 유도체, 폴리비닐카바졸, 폴리티오펜 유도체, 또는 이들의 고분자 재료에 페릴렌계 색소, 쿠마린계 색소, 로다민계 색소, 루브렌, 페릴렌, 9,10-디페닐안트라센, 테트라페닐부타디엔, 나일레드, 쿠마린6, 퀴나크리돈 등을 도프해서 사용할 수 있다.
음극(12)은 발광 소자부(11)의 전면에 형성되어 있고, 화소전극(111)과 쌍으로 되어 기능층(110)에 전류를 흐르게 하는 역활을 한다. 이 음극(12)은, 예를 들면 칼슘층과 알루미늄층이 적층되어 구성되어 있다. 이 때, 발광층에 가까운 측의 음극에는 일함수가 낮은 것을 설치하는 것이 바람직하고, 특히 이 형태에서는 발광층(110b)에 직접 접촉해서 발광층(110b)에 전자를 주입하는 역활을 한다. 또한, 불화리튬은 발광층의 재료에 따라서는 효율좋게 발광시키기 위해서, 발광층(110b)과 음극(12) 사이에 LiF를 형성하는 경우도 있다.
또, 적색 및 녹색의 발광층(110b1, 110b2)에는 불화리튬에 한정되지 않고, 다른 재료를 사용해도 좋다. 따라서, 이 경우에는 청색(B) 발광층(110b33)에만 불화리튬으로 이루어지는 층을 형성하고, 다른 적색 및 녹색의 발광층(110b1, 110b2)에는 불화리튬 이외의 것을 적층해도 좋다. 또한, 적색 및 녹색의 발광층(110b1, 110b2) 상에는 불화리튬을 형성하지 않고, 칼슘만을 형성해도 좋다. 또, 불화리튬의 두께는 예를 들면 2∼5nm의 범위가 바람직하고, 특히 2nm정도가 좋다. 또한 칼슘의 두께는 예를 들면 2∼50nm의 범위가 바람직하다.
또한, 음극(12)을 형성하는 알루미늄은, 발광층(110b)으로부터 발사한 광을 기판(2)측에 반사시키는 것으로, Al막 이외에, Ag막, Al과 Ag의 적층막 등으로 이루어지는 것이 바람직하다. 또한, 그 두께는 예를 들면 100∼1000nm의 범위가 바람직하고, 특히 200nm정도가 좋다.
또, 알루미늄 상에 SiO, SiO2, SiN 등으로 이루어지는 산화 방지용 보호층을 설치해도 좋다.
다음으로, 상술한 도 3에 나타낸 유기 EL 장치의 제조 장치(20)를 사용하여 유기 EL 장치 및 유기 EL 표시 장치(1)를 제조하는 방법에 대해서 도 12∼도 26을 참조하여 상세하게 설명한다.
본 예의 유기 EL장치의 제조 방법은, (1) 플라즈마 처리 공정, (2) 정공 주입/수송층 형성 공정, (3) 발광층 형성 공정, (4) 대향 전극(음극) 형성 공정, 및 (7) 밀봉 공정을 포함한다. 또, 제조 방법은 이것에 한정되는 것은 아니고, 필요에 따라서 그 이외의 공정이 삭감되는 경우도 있고, 더 추가되는 경우도 있다.
또한, 제조 장치(20)에는, 회로소자로서의 박막 트랜지스터가 형성된 기판(2) 상에 화소전극(111) 및 뱅크부(112)가 형성된 것이 투입된다.
(1) 플라즈마 처리 공정
플라즈마 처리 공정에서는, 화소 전극(111)의 표면을 활성화하는 것, 또 뱅크부(112)의 표면을 표면처리하는 것을 목적으로 하여 행해진다. 특히 활성화 공정에서는, 화소전극(111)(ITO) 상의 세정, 그리고 일함수의 조정을 주된 목적으로 해서 행하고 있다. 또, 화소전극(111)의 표면의 친액화 처리, 뱅크부(112) 표면의 발액화 처리를 행한다.
플라즈마 처리 공정은, (1)-1 에비 가열 공정, (1)-2 활성화 처리 공정(친액성으로 하는 친액화 공정), (1)-3 발액화 처리 공정, 및 (1)-4 냉각 공정으로 크게 구별된다. 또, 이러한 공정에 한정되는 것은 아니고, 필요에 따라서 공정을 삭감, 그리고 공정 추가도 행해진다.
우선, 도 4에 나타내는 플라즈마 처리 장치(25)를 사용한 개략적인 공정을 설명한다.
예비 가열 공정은, 도 4에 나타내는 예비 가열 처리실(51)에서 행해진다. 그리고, 이 처리실(51)에 의해 뱅크부 형성 공정에서 반송된 기판(2)을 소정의 온도로 가열한다.
예비 가열 공정 후, 친액화 공정 및 발액화 처리 공정을 행한다. 즉, 기판은 제 1, 제 2 플라즈마 처리실(52, 53)로 순차 반송되고, 각각의 처리실(52, 53)에서 뱅크부(112)에 플라즈마 처리를 행하여 친액화한다. 이 친액화 처리후에 발액화 처리를 행한다. 발액화 처리 후에 기판을 냉각 처리실로 반송하고, 냉각 처리실(54)에서 기판을 실온까지 냉각시킨다. 이 냉각 공정 후, 반송 장치에 의해 다음의 공정인 정공 주입/수송층 형성 공정에 기판을 반송한다.
이하에, 각각의 공정에 대해서 상세하게 설명한다.
(1)-1 예비 가열 공정
예비 가열 공정은 예비 가열 처리실(51)에서 행한다. 이 처리실(51)에서, 뱅크부(112)를 포함하는 기판(2)을 소정의 온도까지 가열한다.
기판(2)의 가열 방법은, 예를 들면 처리실(51)내에서 기판(2)을 적재하는 스테이지에 히터를 부착하고, 이 히터에 의해 상기 스테이지마다 기판(2)을 가열하는 수단이 취해지고 있다. 또, 이 이외의 방법을 채용하는 것도 가능하다.
예비 가열 처리실(51)에서, 예를 들면 70℃∼80℃의 범위로 기판(2)을 가열한다. 이 온도는 다음 공정인 플라즈마 처리에서의 처리 온도이며, 다음의 공정에 맞춰 기판(2)을 사전에 가열하고, 기판(2)의 온도 편차를 해소하는 것을 목적으로 하고 있다.
가령, 예비 가열 공정을 부가하지 않으면, 기판(2)은 실온에서 상기와 같은 온도로 가열되게 되어, 공정 개시부터 공정 종료까지의 플라즈마 처리 공정 중에서 온도가 항상 변동하면서 처리되게 된다. 따라서, 기체온도가 변화되면서 플라즈마 처리를 행하는 것은 특성의 불균일로 이어질 가능성이 있다. 따라서, 처리 조건을 일정하게 유지하여, 균일한 특성을 얻기 위해서 예비 가열을 행하는 것이다.
그래서, 플라즈마 처리 공정에서는 제 1, 제 2 플라즈마 처리 장치(52, 53)내의 시료 스테이지 상에 기판(2)을 탑재한 상태로 친액화 공정 또는 발액화 공정을 행하는 경우에, 예비 가열 온도를, 친액화 공정 또는 발액화 공정을 연속해서 행하는 시료 스테이지(56)의 온도와 거의 일치시키는 것이 바람직하다.
그래서, 제 1, 제 2 플라즈마 처리 장치(52, 53)내의 시료 스테이지가 상승하는 온도, 예를 들어 70∼80℃까지 미리 기판(2)을 예비 가열함으로써, 다수의 기체에 플라즈마 처리를 연속적으로 행한 경우라도, 처리 개시 직후와 처리 종료 직전에서의 플라즈마 처리 조건을 거의 일정하게 할 수 있다. 이것에 의해, 기판(2)의 표면 처리 조건을 동일하게 하여, 뱅크부(112)의 조성물에 대한 습윤성을 균일화할 수 있어, 일정한 품질을 갖는 표시 장치를 제조할 수 있다.
또한, 기판(2)을 미리 예비 가열해 둠으로써, 이후의 플라즈마 처리에서의 처리 시간을 단축할 수 있다.
(2)-2 활성화 처리
다음에, 제1 플라즈마 처리실(52)에서는 활성화 처리가 행하여진다. 활성화 처리에는 화소 전극(111)에서의 일함수의 조정, 제어, 화소 전극 표면의 세정, 화소 전극 표면의 친액화 공정이 포함된다.
친액화 공정으로서, 대기 분위기 중에서 산소를 처리 가스로 하는 플라즈마 처리(02 플라즈마 처리)를 행한다. 도 12는 제 1 플라즈마 처리를 모식적으로 나타낸 도면이다. 도 12에 나타내는 바와 같이, 뱅크부(112)를 포함하는 기판(2)은 가열 히터 내장의 시료 스테이지(56)상에 탑재되고, 기판(2)의 상측에는 갭 간격 0.5∼2mm정도의 거리를 두고 플라즈마 방전 전극(57)이 기판(2)과 대향하여 배치되어 있다. 기판(2)은 시료 스테이지(56)에 의해서 가열되면서, 시료 스테이지(56)는 도시한 화살표 방향을 향해 소정의 반송 속도로 반송되고, 그 동안에 기판(2)에 대해서 플라즈마 상태의 산소가 조사된다.
02 플라즈마 처리의 조건은 예를 들면 플라즈마 파워 100∼800kW, 산소 가스 유량 50∼100ml/min, 판 반송 속도 0.5∼10mm/sec, 기체 온도 70∼90℃의 조건으로 행하여진다. 또한, 시료 스테이지(56)에 의한 가열은 주로 예비 가열된 기판(2)의 보온을 위해서 행해진다.
이 02 플라즈마 처리에 의해, 도 13에 나타내는 바와 같이, 화소 전극(111)의 전극면(111a), 무기물 뱅크층(112a)의 제1 적층부(112e) 및 유기물 뱅크층(112b)의 상부 개구부(112d)의 벽면 및 상면(112f)이 친액 처리된다. 이 친액 처리에 의해, 이들 각 면에 수산기가 도입되어 친액성이 부여된다.
도 14에서는 친액 처리된 부분을 일점 쇄선으로 나타내고 있다.
또한, 이 02 플라즈마 처리는 친액성을 부여할 뿐만 아니라, 상술한 바와 같이 화소 전극인 ITO 상의 세정, 일함수의 조정도 겸하고 있다.
(2)-3 발액(撥液) 처리 공정
다음에, 제 2 플라즈마 처리실(53)에서는 발액화 공정으로서 대기 분위기 중에서 테트라플루오로메탄을 처리 가스로 하는 플라즈마 처리(CF4 플라즈마 처리)를 행한다. 제 2 플라즈마 처리실(53)의 내부 구조는 도 12에 나타낸 제 1 플라즈마 처리실(52)의 내부 구조와 동일하다. 즉, 기판(2)은 시료 스테이지에 의해서 가열되면서, 시료 스테이지마다 소정의 반송 속도로 반송되고, 그 동안에 기판(2)에 대해서 플라즈마 상태의 테트라플루오로메탄(4불화탄소)이 조사된다.
CF4 플라즈마 처리의 조건은, 예를 들면 플라즈마 파워 100∼800kW, 4불화메탄가스 유량 50∼100ml/min, 기체 반송 속도 0.5∼10mm/sec, 기체온도 70∼90℃의 조건으로 행해진다. 또한, 가열 스테이지에 의한 가열은 제 1 플라즈마 처리실(52)의 경우와 마찬가지로, 주로 예비 가열된 기체(32)의 보온을 위해서 행해진다.
또한, 처리 가스는 테트라플루오로메탄(4불화탄소)에 한정되지 않고, 다른 탄화불소계의 가스를 사용할 수 있다.
CF4 플라즈마 처리에 의해, 도 14에 나타내는 바와 같이, 상부 개구부(112d) 벽면 및 유기물 뱅크층의 상면(112f)이 발액 처리된다. 이 발액 처리에 의해, 이들 각 면에 불소기가 도입되어 발액성이 부여된다. 도 14에서는 발액성을 나타내는 영역을 2점 쇄선으로 나타내고 있다. 유기물 뱅크층(112b)을 구성하는 아크릴 수지, 폴리이미드수지 등의 유기물은 플라즈마 상태의 탄화불소를 조사하여 용이하게 발액화시킬 수 있다. 또한, 02 플라즈마에 의해 전처리하는 쪽이 불소화되기 쉽다는 특징을 갖고 있어, 본 실시예에는 특히 유효하다.
또, 화소 전극(111)의 전극면(111a) 및 무기물 뱅크층(112a)의 제 1 적층부(112e)도 이 CF4 플라즈마 처리의 영향을 다소 받지만, 습윤성에 영향을 주는 일은 적다. 도 14에서는 친액성을 나타내는 영역을 일점 쇄선으로 나타내고 있다.
(2)-4 냉각 공정
다음에 냉각 공정으로서, 냉각 처리실(54)을 사용하여, 플라즈마 처리를 위해 가열된 기판(2)을 관리 온도까지 냉각시킨다. 이것은 이 이후의 공정인 잉크젯 공정(액체 방울 토출 공정)의 관리 온도까지 냉각시키기 위해서 행하는 공정이다.
이 냉각 처리실(54)은 기판(2)을 배치하기 위한 플레이트를 갖고, 그 플레이트는 기판(2)을 냉각시키도록 수냉 장치가 내장된 구조로 되어 있다.
또한, 플라즈마 처리 후의 기판(2)을 실온, 또는 소정의 온도(예를 들어 잉크젯 공정을 행하는 관리 온도)까지 냉각시킴으로써, 다음 정공 주입/수송층 형성 공정에서, 기판(2)의 온도가 일정하게 되어, 기판(2)의 온도 변화가 없는 균일한 온도에서 다음 공정을 행할 수 있다. 따라서, 이러한 냉각 공정을 부가함으로써, 잉크젯법 등의 토출 수단에 의해 토출된 재료를 균일하게 형성할 수 있다.
예를 들어, 정공 주입/수송층을 형성하기 위한 재료를 포함하는 제 1 조성물을 토출시킬 때에, 제 1 조성물을 일정한 용적으로 연속하여 토출시킬 수 있어, 정공 주입/수송층을 균일하게 형성할 수 있다.
상기의 플라즈마 처리 공정에서는, 재질이 다른 유기물 뱅크층(112b) 및 무기물 뱅크층(112a)에 대해서, 02 플라즈마 처리와 CF4 플라즈마 처리를 순차 행함으로써, 뱅크부(112)에 친액성의 영역과 발액성의 영역을 용이하게 설치할 수 있다.
또한, 상기 플라즈마 장치는 대기압하의 장치가 아니라도, 진공하의 플라즈마 장치를 사용해도 좋다.
(3) 정공 주입/수송층 형성 공정
정공 주입/수송층 형성 공정에서는 상기 도 4에 나타낸 정공 주입/수송층 형성 장치(26)를 사용하여 전극(여기서는 화소 전극(111)) 상에 정공 주입/수송층을 형성한다.
정공 주입/수송층 형성 공정에서는 액체 방울 토출법(잉크젯법)을 사용함으로써, 정공 주입/수송층 형성 재료를 포함하는 제 1 조성물(조성물)을 전극면(111a) 상으로 토출한다. 그 후에 건조 처리 및 열처리를 행하여, 화소 전극(111)상 및 무기물 뱅크층(112a)상에 정공 주입/수송층(110a)을 형성한다. 또, 정공 주입/수송층(110a)이 형성된 무기물 뱅크층(112a)을 여기서는 제 1 적층부(112e)라고 한다.
이 정공 주입/수송층 형성 공정을 포함하여, 이 이후의 공정은 물, 산소가 없는 분위기로 하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 질소 분위기, 아르곤 분위기 등의 불활성 가스 분위기에서 행하는 것이 바람직하다.
또한, 정공 주입/수송층(110a)은 제 1 적층부(112e)상에 형성되지 않는 것도 있다. 즉, 화소 전극(111)상에만 정공 주입/수송층이 형성되는 형태도 있다.
잉크젯법에 의한 제조 방법은 다음과 같다.
도 15에 나타내는 바와 같이, 잉크젯 헤드(H1)에 형성된 복수의 노즐로부터 정공 주입/수송층 형성 재료를 포함하는 제 1 조성물을 토출한다. 여기서는 잉크젯 헤드를 주사함으로써 각 화소마다 조성물을 충전하고 있지만, 기판(2)을 주사하는 것에 의해서도 가능하다. 또, 잉크젯 헤드와 기판(2)을 상대적으로 이동시키는 것에 의해서도 조성물을 충전시킬 수 있다. 또, 이 이후의 잉크젯 헤드를 사용하여 행하는 공정에서는 상술한 점은 동일하다.
잉크젯 헤드에 의한 토출은 다음과 같다. 즉, 잉크젯 헤드(H1)에 형성되어 이루어지는 토출 노즐(H2)을 전극면(111a)에 대향해서 배치하고, 노즐(H2)로부터 제 1 조성물을 토출한다. 화소 전극(111)의 주위에는 하부 개구부(112c)를 구획하는 뱅크부(112)가 형성되어 있고, 이 하부 개구부(112c)내에 위치하는 화소 전극면(111a)에 잉크젯 헤드(H1)를 대향시키고, 이 잉크젯 헤드(H1)와 기판(2)을 상대 이동시키면서 토출 노즐(H2)로부터 한 방울당의 액량이 제어된 제 1 조성물 방울(110c)을 전극면(111a)상에 토출한다.
여기서 사용하는 제 1 조성물로서는, 폴리에틸렌디옥시티오펜(PEDOT) 등의 폴리티오펜 유도체와 폴리스티렌설폰산(PSS) 등의 혼합물을, 극성 용매에 용해시킨 조성물을 사용할 수 있다. 극성 용매로서는, 예를 들면 이소프로필알콜(IPA), 노말 부탄올, γ-부티로락톤, N-메틸피롤리돈(NMP), 1,3-디메틸-2-이미다졸리디논(DMI) 및 그 유도체, 칼비톨아세테이트, 부틸칼비톨아세테이트 등의 글리콜 에테르류 등을 들 수 있다.
보다 구체적인 제 1 조성물의 조성으로는 PEDOT/PSS 혼합물(PEDOT/PSS=1:20):12.52중량％, PSS: 1.44중량％, IPA: 10중량％, NMP: 27.48중량％, DMI: 50중량％인 것을 예시할 수 있다. 또, 제 1 조성물의 점도는 2∼20cPs정도가 바람직하고, 특히 4∼15cPs정도가 좋다.
상기 제 1 조성물을 사용함으로써, 토출 노즐(H2)에 막힘이 생기는 일이 없어 안정하게 토출할 수 있다.
또한, 정공 주입/수송층 형성 재료는 적(R), 녹(G), 청(B)의 각 발광층(110b1∼110b3)에 대해서 동일한 재료를 사용해도 좋고, 각 발광층마다 바꾸어도 좋다.
도 15에 나타나 있는 바와 같이, 토출된 제 1 조성물 방울(110c)은, 친액 처리된 전극면(111a) 및 제 1 적층부(112e)상으로 확산되어, 하부, 상부 개구부(112c, 112d) 내에 충전된다. 가령, 제 1 조성물 방울(110c)이 소정의 토출위치로부터 벗어나 상면(112f) 상으로 토출되었다고 하더라도, 상면(112f)이 제 1 조성물 방울(110c)에 의해 젖는 일이 없고, 튀긴 제 1 조성물 방울(110c)이 하부, 상부 개구부(112c, 112d) 내로 굴러 들어간다.
전극면(111a) 상으로 토출하는 제 1 조성물의 양은, 하부, 상부 개구부(112c, 112d)의 크기, 형성하고자 하는 정공 주입/수송층의 두께, 제 1 조성물 중의 정공 주입/수송층 형성 재료의 농도 등에 의해 결정된다.
또한, 제 1 조성물 방울(110c)은 1회뿐만 아니라, 수회로 나누어 동일한 전극면(111a)상으로 토출해도 좋다. 이 경우, 각 회에서의 제 1 조성물의 양은 동일해도 좋고, 각 회마다 제 1 조성물을 바꾸어도 좋다. 또한 전극면(111a)의 동일 개소뿐만 아니라, 각 회마다 전극면(111a)내의 다른 개소로 제 1 조성물을 토출해도 좋다.
잉크젯 헤드의 구조에 대해서는, 도 16과 같은 헤드(H)를 사용할 수 있다. 또한, 기판과 잉크젯 헤드의 배치에 관해서는 도 17과 같이 배치하는 것이 바람직하다. 도 17 중, 부호 H7은 상기 잉크젯 헤드(H1)를 지지하는 지지 기판이며, 이 지지 기판(H7)상에 복수의 잉크젯 헤드(H1)가 구비되어 있다.
잉크젯 헤드(H1)의 잉크 토출면(기판과의 대향면)에는, 헤드의 길이 방향을 따라 열형상으로, 또한 헤드의 폭 방향으로 간격을 두고 2열로 토출 노즐이 복수(예를 들면 1열 180노즐, 합계 360노즐) 설치되어 있다. 또한, 이 잉크젯 헤드(H1)는, 토출 노즐을 기판측을 향하게 하는 동시에, X축(또는 Y축)에 대하여 소정의 각도 기울어진 상태로 대략 X축 방향을 따라 열형상으로, 또한 Y방향으로 소정의 간격을 두고 2열로 배열된 상태에서 평면에서 보아 대략 직사각형 형상의 지지판(2)에 복수(도 17에서는 1열 6개, 합계 12개) 위치결정되어 지지되어 있다.
또, 도 17에 나타내는 잉크젯 장치에 있어서, 부호 1115는 기판(2)을 탑재하는 스테이지이고, 부호 1116은 스테이지(1115)를 도면중 x축 방향(주주사 방향)으로 안내하는 가이드 레일이다. 또한, 헤드(H)는, 지지 부재(1111)를 거쳐서 가이드 레일(1113)에 의해 도면중 y축 방향(부/주 주사 방향)으로 이동할 수 있게 되어 있고, 또한 헤드(H)는 도면중 θ축 방향으로 회전할 수 있게 되어 있어, 잉크젯 헤드(H1)를 주주사 방향에 대하여 소정의 각도로 기울일 수 있게 되어 있다. 이와 같이, 잉크젯 헤드를 주사 방향에 대하여 기울여서 배치함으로써, 노즐 피치를 화소 피치에 대응시킬 수 있다. 또한, 경사 각도를 조정함으로써, 어떠한 화소 피치에 대해서도 대응시킬 수 있다.
또한, 도 17에 나타내는 기판(2)은, 마더 기판에 복수의 칩을 배치한 구조로 되어 있다. 즉, 1칩의 영역이 1개의 표시장치에 상당한다. 여기서는, 3개의 표시 영역(2a)이 형성되어 있지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 기판(2)상의 좌측의 표시 영역(2a)에 대하여 조성물을 도포하는 경우에는, 가이드 레일(1113)을 거쳐서 헤드(H)를 도면중 좌측으로 이동시키는 동시에, 가이드 레일(1116)을 거쳐서 기판(2)을 도면중 상측으로 이동시키고, 기판(2)을 주사시키면서 도포를 행한다. 다음에, 헤드(H)를 도면중 우측으로 이동시켜 기판 중앙의 표시 영역(2a)에 대하여 조성물을 도포한다. 우측단에 있는 표시 영역(2a)에 대해서도 상기와 마찬가지이다.
또, 도 16에 나타내는 헤드(H) 및 도 17에 나타내는 잉크젯 장치는, 정공 주입/수송층 형성 공정뿐만 아니라, 발광층 형성 공정에도 사용해도 좋다.
다음에, 도 18에 나타내는 바와 같은 건조 공정을 행한다. 건조 공정을 행함으로써, 토출후 제 1 조성물을 건조 처리하고, 제 1 조성물에 포함되는 극성 용매를 증발시켜, 정공 주입/수송층(110a)을 형성한다.
건조 처리를 행하면, 제 1 조성물 방울(110c)에 포함되는 극성용매의 증발이, 주로 무기물 뱅크층(112a) 및 유기물 뱅크층(112b)에 가까운 곳에서 발생하고, 극성 용매의 증발과 함께 정공 주입/수송층 형성 재료가 농축되어 석출한다.
이에 따라, 도 19에 나타내는 바와 같이, 제 1 적층부(112e)상에, 정공 주입/수송층 형성 재료로 이루어지는 둘레가장자리부(110a2)가 형성된다. 이 둘레가장자리부(110a2)는, 상부 개구부(112d)의 벽면(유기물 뱅크층(112b))에 밀착되어 있고, 그 두께가 전극면(111a)에 가까운 측에서는 얇고, 전극면(111a)에서 떨어진 측, 즉 유기물 뱅크층(112b)에 가까운 측에서 두껍게 되어 있다.
또한, 이것과 동시에, 건조 처리에 의해 전극면(111a) 상에서도 극성 용매의 증발이 일어나고, 이에 따라 전극면(111a)상에 정공 주입/수송층 형성 재료로 이루어지는 평탄부(110a1)가 형성된다. 전극면(111a)상에서는 극성 용매의 증발 속도가 거의 균일하기 때문에, 정공 주입/수송층의 형성 재료가 전극면(111a)상에서 균일하게 농축되고, 이에 따라 균일한 두께의 평탄부(110a1)가 형성된다.
이와 같이 하여, 둘레가장자리부(110a2) 및 평탄부(110a1)로 이루어지는 정공 주입/수송층(110a)이 형성된다.
또, 둘레가장자리부(110a2)에는 형성되지 않고, 전극면(111a) 상에만 정공 주입/수송층이 형성되는 형태라도 상관없다.
상술한 건조 처리는, 예를 들면 질소분위기 중, 실온에서 압력을 예를 들면 133·3Pa(1Torr) 정도로 해서 행한다. 압력이 지나치게 낮으면 제 1 조성물 방울(110c)이 돌비(범핑)되어 버리므로 바람직하지 않다. 또한, 온도를 실온 이상으로 하면, 극성 용매의 증발 속도가 높아져, 평탄한 막을 형성할 수 없다.
건조 처리 후는, 질소중, 바람직하게는 진공중에서 200℃에서 10분정도 가열하는 열처리를 실행함으로써, 정공 주입/수송층(110a)내에 잔존하는 극성 용매나 물을 제거하는 것이 바람직하다.
상술한 정공 주입/수송층 형성 공정에서는, 토출된 제 1 조성물 방울(110c)이 하부, 상부 개구부(112c, 112d) 내에 채워지는 한편, 발액 처리된 유기물 뱅크층(112b)에서 제 1 조성물이 튀어 하부, 상부 개구부(112c, 112d) 내로 굴러 들어간다. 이에 따라, 토출된 제 1 조성물 방울(110c)을 반드시 하부, 상부 개구부(112c, 112d)내에 충전할 수 있어, 전극면(111a) 상에 정공 주입/수송층(110a)을 형성하는 할 수 있다.
(3) 발광층 형성 공정
다음에, 발광층 형성 공정은, 발광층 형성 재료 토출 공정 및 건조 공정으로 이루어지고, 상기 도 4에 나타낸 발광층 형성 장치(27)를 사용해서 행해진다.
발광층 형성 공정으로서, 잉크젯법(액체 방울 토출법)에 의해, 발광층 형성 재료를 포함하는 제 2 조성물을 정공 주입/수송층(110a)상에 토출한 후에 건조 처리하여, 정공 주입/수송층(110a)상에 발광층(110b)을 형성한다.
도 20에 잉크젯에 의한 토출 방법을 나타낸다. 도 20에 나타내는 바와 같이, 잉크젯 헤드(H5)와 기판(2)을 상대적으로 이동시키고, 잉크젯 헤드에 형성된 토출 노즐(H6)로부터 각 색(예를 들어 여기서는 청색(B)) 발광층 형성 재료를 함유하는 제 2 조성물이 토출된다.
토출시에는 하부, 상부 개구부(112c, 112d)내에 위치하는 정공 주입/수송층(110a)에 토출 노즐을 대향시키고, 잉크젯 헤드(H5)와 기판(2)을 상대 이동시키면서, 제 2 조성물이 토출된다. 토출 노즐(H6)로부터 토출되는 액량은 한 방울당의 액량이 제어되고 있다. 이와 같이 액량이 제어된 액(제 2 조성물 방울(110e))이 토출 노즐로부터 토출되어, 이 제 2 조성물 방울(110e)을 정공 주입/수송층(110a)상으로 토출한다.
발광층 형성 재료로서는, [화학식 1]∼ [화학식 5]에 나타내는 폴리플루오렌계 고분자 유도체나, (폴리)파라페닐렌비닐렌 유도체, 폴리페닐렌 유도체, 폴리비닐카바졸, 폴리티오펜 유도체, 페릴렌계 색소, 쿠마린계 색소, 로다민계 색소 또는 상기 고분자에 유기 EL 재료를 도프해서 사용할 수 있다. 예를 들면, 루브렌, 페릴렌, 9,10-디페닐안트라센, 테트라페닐부타디엔, 나일레드, 쿠마린6, 퀴나크리돈 등을 도프해서 사용할 수 있다
비극성 용매로서는, 정공 주입/수송층(110a)에 대해서 불용인 것이 바람직하고, 예를 들면 시클로헥실벤젠, 디하이드로벤조프란, 트리메틸벤젠, 테트라메틸벤젠 등을 사용하는 할 수 있다.
이러한 비극성 용매를 발광층(110b)의 제 2 조성물에 사용함으로써, 정공 주입/수송층(110a)을 재용해시키지 않고 제 2 조성물을 도포할 수 있다.
도 20에 나타내는 바와 같이, 토출된 제 2 조성물(110e)은, 정공 주입/수송층(110a)상으로 확산되어 하부, 상부 개구부(112c, 112d)내에 채워진다. 그 한편으로, 발액 처리된 상면(112f)에서는 제 1 조성물 방울(110e)이 소정의 토출위치로부터 벗어나 상면(112f)상으로 토출되었다고 하더라도, 상면(112f)이 제 2 조성물 방울(110e)에 의해 젖는 일이 없고, 제 2 조성물 방울(110e)이 하부, 상부 개구부(112c, 112d) 내로 굴러 들어간다.
각 정공 주입/수송층(110a)상으로 토출하는 제 2 조성물의 양은, 하부, 상부 개구부(112c, 112d)의 크기, 형성하고자 하는 발광층(110b)의 두께, 제 2 조성물 중의 발광층 재료의 농도 등에 의해 결정된다.
또한, 제 2 조성물(110e)은 1회뿐만 아니라, 수회로 나누어 동일한 정공 주입/수송층(110a)상으로 토출해도 좋다. 이 경우, 각 회에서의 제 2 조성물의 양은 동일해도 좋고, 각 회마다 제 2 조성물의 액량을 바꾸어도 좋다. 또한 정공 주입/수송층(110a)의 동일 개소뿐만 아니라, 각 회마다 정공 주입/수송층(110a)내의 다른 개소에 제 2 조성물을 토출 배치해도 좋다.
다음에, 제 2 조성물을 소정의 위치로 토출 완료한 후, 토출 후의 제 2 조성물 방울(110e)을 건조 처리함으로써 발광층(110b3)이 형성된다. 즉, 건조에 의하여 제 2 조성물에 포함되는 비극성 용매가 증발하여, 도 21에 나타내는 바와 같은 청색(B) 발광층(110b3)이 형성된다. 또한, 도 21에서는 청색으로 발광하는 발광층이 1개만 도시되어 있지만, 도 9나 그 이외의 도면으로부터 명확히 알 수 있는 바와 같이 본래는 발광 소자가 매트릭스형상으로 형성된 것이고, 도시하지 않은 다수의 발광층(청색에 대응)이 형성되어 있다.
계속해서, 도 22에 나타내는 바와 같이, 상술한 청색(B) 발광층(110b3)의 경우와 마찬가지의 공정을 사용하여, 적색(R) 발광층(110b1)을 형성하고, 마지막으로 녹색(G) 발광층(110b2)을 형성한다.
또한, 발광층(110b)의 형성 순서는 상술한 순서에 한정되지 않고, 어떠한 순번으로 형성해도 좋다. 예를 들어, 발광층 형성 재료에 따라 형성하는 순번을 결정하는 것도 가능하다.
또한, 발광층의 제 2 조성물의 건조 조건은 청색(110b3)의 경우, 예를 들면, 질소 분위기 중, 실온에서 압력을 133.3Pa(1Torr) 정도로 하여 5∼10분 행하는 조건으로 한다. 압력이 너무 낮으면 제 2 조성물이 돌비되어 버리므로 바람직하지 않다. 또한, 온도를 실온 이상으로 하면, 비극성 용매의 증발 속도가 높아져, 발광층 형성 재료가 상부 개구부(112d)의 벽면에 많이 부착되어 버리므로 바람직하지 않다.
또한, 녹색 발광층(110b2) 및 적색 발광층(110b1)의 경우, 발광층 형성 재료의 성분수가 많기 때문에 빠르게 건조시키는 것이 바람직하고, 예를 들어, 40℃에서 질소 스프레이를 5∼10분 행하는 조건으로 하는 것이 좋다.
기타의 건조 수단으로서는 원적외선 조사법, 고온 질소 가스 스프레이법 등을 예시할 수 있다.
이와 같이 하여, 화소 전극(111)상에 정공 주입/수송층(110a) 및 발광층(110b)이 형성된다.
(4) 대향 전극(음극) 형성 공정
다음에, 대향 전극 형성 공정에서는 도 23에 나타내는 바와 같이, 발광층(110b) 및 유기물 뱅크층(112b)의 전면에 음극(12)(대향 전극)을 형성한다.
음극(12)은 복수의 재료를 적층하여 형성해도 좋다. 예를 들어, 발광층에 가까운 측에는 일함수가 작은 재료를 형성하는 것이 바람직하고, 예를 들어 Ca, Ba 등을 사용할 수 있고, 또 재료에 따라서는 하층에 LiF 등을 얇게 형성하는 쪽이 좋은 경우도 있다. 또한, 상부측(밀봉측)에는 하부측보다도 일함수가 높은 재료, 예를 들어 Al을 사용할 수도 있다.
불화 리튬은 발광층(110b)상에만 형성해도 좋고, 또 소정의 색에 대응하여 형성할 수 있다. 예를 들어, 청색(B) 발광층(110b3)상에만 형성하여도 좋다. 이 경우, 다른 적색(R) 발광층 및 녹색(G) 발광층(110b1, 110b2)에는 칼슘으로 이루어지는 상부 음극층(12b)이 접하게 된다.
이들 음극(12)은 예를 들면 증착법, 스퍼터법, CVD법 등을 사용하여 형성하는 것이 가능하지만, 열에 의한 발광층(110b)의 손상을 방지하고, 또한 본 예에서는 증착법을 사용한다. 즉, 상기 도 6에 나타낸 제 1 증착 처리실(84) 및 제 2 증착 처리실(85)에 기판(2)을 아래쪽을 향해 배치하고, 재료를 가열해서 증발시킴으로써, 음극(12)을 형성한다. 이 때, 제 1 증착 처리실(84)과 제 2 증착 처리실(85)에서 다른 재료를 사용하여 쌍방의 처리실에 기판을 순차 반입하여 증착을 행함으로써 적층막을 형성할 수 있다.
또한, 음극(12)의 상부에는, Al막, Ag막 등을 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 그 두께는 예를 들면 100∼1000nm의 범위가 바람직하고, 특히 200∼500nm정도가 좋다.
또한, 음극(12) 상에 산화 방지를 위해 SiO2, SiN 등의 보호층을 설치해도 좋다.
(5) 밀봉 공정
마지막으로, 밀봉공정은, 상기 도 6에 나타낸 밀봉 장치(23)를 사용하여, 발광 소자가 형성된 기판(2)과 밀봉 기판(3b)을 밀봉재(밀봉 수지 등)를 거쳐서 밀봉한다.
본 예에서는, 상기 도 6에 나타낸 밀봉 수지 도포 처리실(86)을 사용하여, 열경화 수지 또는 자외선 경화 수지로 이루어지는 밀봉 수지를 기판(2)의 둘레가장자리부에 도포하고, 점착 처리실(87)을 사용하여 밀봉 수지 상에 밀봉 기판(3b)을 배치한다.
이 공정에 의해 상기 도 2에 나타낸 구성의 밀봉부가 형성된다.
밀봉 공정은, 질소, 아르곤, 헬륨 등의 불활성 가스 분위기에서 행하는 것이 바람직하다. 대기중에서 행하면, 음극(12)에 핀 홀 등의 결함이 발생해 있던 경우에 이 결함 부분으로부터 물이나 산소 등이 음극(12)으로 침입하여 음극(12)이 산화될 우려가 있으므로 바람직하지 않다.
도 24, 도 25 및 도 26은, 밀봉부의 구조예를 모식적으로 나타내고 있다.
도 24의 예에서는, 기판(2)의 둘레가장자리에 밀봉 수지(306)가 배치되고, 밀봉 수지(306)를 접착재로 하여 음극(303)을 덮도록 유리나 금속 등으로 이루어지는 밀봉 기판(밀봉캔)(307)이 배치되어 있다.
도 25의 예에서는, 음극(12) 전체를 거의 덮도록 밀봉재(308)가 도포되고, 그 밀봉재(308) 상에 밀봉 기판(밀봉캔)(309)이 배치되어 있다. 밀봉재(308)로서는, 예를 들면 열경화 수지 또는 자외선 경화 수지 등으로 이루어지는 수지가 사용되고, 경화시에 가스, 용매 등이 발생하지 않는 것이 바람직하게 사용된다. 이 밀봉재는, 예를 들면 음극(303)에 대한 물 또는 산소의 침입을 방지하여, 음극의 산화를 방지하는 기능을 갖는다.
도 26의 예에서는, 음극(12) 전체를 거의 덮도록 제 1 밀봉재(310)가 배치되고, 그 제 1 밀봉재(310) 상에 제 2 밀봉재(311)가 배치되고, 그 제 2 밀봉재(311) 상에 밀봉기판(312)이 배치되어 있다. 제 1 밀봉재(310)는, 예를 들면 물이나 산소 또는 금속의 침입을 방지하는 밀봉 작용을 강화하는 기능이나, 광의 취출 효율을 향상시키는 광학적인 기능(굴절률의 개선 등) 등의 특정한 기능을 갖는다.
밀봉 공정은 질소, 아르곤, 헬륨 등의 불활성 가스 분위기에서 행하는 것이 바람직하다. 대기중에서 행하면, 음극(12)에 핀 홀 등의 결함이 발생해 있던 경우에 이 결함 부분으로부터 물이나 산소 등이 음극(12)으로 침입하여 음극(12)이 산화될 우려가 있으므로 바람직하지 않다.
이상의 프로세스에 의해, 유기 EL 장치가 완성된다.
이 후, 기판(2)의 배선에 음극(12)을 접속하는 동시에, 기판(2) 상 또는 외부에 설치되는 구동 IC(구동 회로)에 회로소자부(14)(도 9 참조)의 배선을 접속함으로써, 본 예의 유기 EL 표시 장치(1)가 완성된다.
도 27의 (a) ∼ 도 27의 (c)는 본 발명의 전자 기기의 실시예를 나타내고 있다.
본 예의 전자 기기는, 상술한 유기 EL 표시 장치 등의 본 발명의 전기 광학 장치를 표시 수단으로서 구비하고 있다.
도 27의 (a)는 휴대 전화의 일례를 나타낸 사시도이다. 도 27의 (a)에 있어서, 부호 600은 휴대 전화 본체를 나타내고, 부호 601은 상기 표시 장치를 사용한 표시부를 나타내고 있다.
도 27의 (b)는 워드프로세서, 퍼스널 컴퓨터 등의 휴대형 정보 처리 장치의 일례를 나타낸 사시도이다. 도 27의 (b)에 있어서, 부호 700은 정보 처리 장치, 부호 701은 키보드 등의 입력부, 부호 703은 정보 처리 장치 본체, 부호 702는 전기 표시 장치를 사용한 표시부를 나타내고 있다.
도 27의 (c)는 손목 시계형 전자 기기의 일례를 나타낸 사시도이다. 도 27의 (c)에 있어서, 부호 800은 시계 본체를 나타내고, 부호 801은 상기 표시 장치를 사용한 표시부를 나타내고 있다.
도 27의 (a) ∼ 도 27의 (c)에 나타내는 각각의 전자 기기는, 본 발명의 전기 광학 장치를 표시 수단으로서 구비하고 있으므로, 품질이 우수한 표시를 실현시키는 할 수 있다.
이상, 본 발명에 의하면, 재료의 선택 자유도가 높고, 유기 EL 장치의 구조의 최적화를 도모하기 쉬운 유기 EL 장치의 제조 방법 및 그 장치, 성능이 향상된 유기 EL 장치를 구비하는 전기 광학 장치와 표시 수단의 성능이 향상된 전자 기기가 얻어진다.
이상, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 최적인 실시예에 대해서 설명했지만, 본 발명은 이러한 예에 한정되지 않는 것은 물론이다. 상술한 예에서 나타낸 각 구성 부재의 여러 형상이나 조합 등은 일례이며, 본 발명의 주지로부터 일탈하지 않는 범위에서 설계 요구 등에 따라 여러가지로 변경가능하다.
도 1은 본 발명의 유기 EL장치의 제조 방법의 개념을 설명하기 위한 도면,
도 2는 피에조 방식에 의한 액체 방울 토출의 원리를 설명하기 위한 도면,
도 3은 본 발명의 유기 EL장치의 제조 장치의 실시예를 모식적으로 나타내는 도면,
도 4는 기능층 형성 장치의 구성을 모식적으로 나타내는 도면,
도 5의 (a) 및 도 5의 (b)는 분배 장치 및 수수(授受) 장치를 포함하는 반송계의 구성 예를 개략적으로 나타내는 도면으로서, 도 5의 (a)는 평면도, 도 5의 (b)는 측면도,
도 6은 대향 전극(음극) 형성 장치 및 밀봉장치를 모식적으로 나타내는 도면,
도 7의 (a) ∼도 7의 (c)는 대향 전극 형성 장치에서의 반송계의 구성예를 나타내는 도면,
도 8은 증착 처리실의 구성예를 모식적으로 나타내는 도면,
도 9는 본 발명의 전기 광학 장치의 실시예인 유기 EL 표시 장치의 구성을 모식적으로 나타내는 도면,
도 10은 액티브 매트릭스형 유기 EL 표시 장치의 회로의 일례를 나타내는 회로도,
도 11은 유기 EL 표시 장치에서의 표시 영역의 단면 구조를 확대한 도면,
도 12는 플라즈마 처리 장치의 제 1 플라즈마 처리실의 내부 구조를 나타내는 모식도,
도 13은 유기 EL 장치의 제조 방법을 설명하는 공정도,
도 14는 유기 EL 장치의 제조 방법을 설명하는 공정도,
도 15는 유기 EL 장치의 제조 방법을 설명하는 공정도,
도 16은 액체 방울 토출용의 헤드(잉크젯 헤드)를 나타내는 평면도,
도 17은 액체 방울 토출 장치(잉크젯 장치)를 나타내는 평면도,
도 18은 유기 EL 장치의 제조 방법을 설명하는 공정도,
도 19는 유기 EL 장치의 제조 방법을 설명하는 공정도,
도 20은 유기 EL 장치의 제조 방법을 설명하는 공정도,
도 21은 유기 EL장치의 제조 방법을 설명하는 공정도,
도 22는 유기 EL 장치의 제조 방법을 설명하는 공정도,
도 23은 유기 EL 장치의 제조 방법을 설명하는 공정도,
도 24는 밀봉부의 구조예를 모식적으로 나타내는 도면,
도 25는 밀봉부의 구조예를 모식적으로 나타내는 도면,
도 26은 밀봉부의 구조예를 모식적으로 나타내는 도면,
도 27의 (a) ∼ 도 27의 (c)는 본 발명의 전자 기기의 실시예를 나타내는 도면,
도 28은 전자 소자의 일례로서의 유기 EL 장치를 구비하는 유기 EL 표시 장치의 단면모식도,
도 29는 본 발명의 유기 EL 장치의 제조 방법의 개념을 설명하기 위한 도면,
도 30은 밀봉부의 구조예를 모식적으로 나타내는 도면,
도 31은 밀봉부의 구조예를 모식적으로 나타내는 도면,
도 32는 밀봉부의 구조예를 모식적으로 나타내는 도면.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
20 : 유기 EL 장치의 제조 장치
21 : 기능층 형성 장치
22 : 대향 전극(음극) 형성 장치
23 : 밀봉장치
25 : 플라즈마 처리 장치
26 : 정공 주입/수송층 형성 장치
27 : 발광층 형성 장치
30, 31, … 36 : 복수의 분배 장치
40, 41, … 46 : 복수의 수수(授受) 장치
300 : 기판
301 : 전극(양극)
302 : 발광층(유기 EL층)을 포함하는 기능층
303 : 대향 전극(음극)
305 : 뱅크
320 : 액체실
321 : 피에조 소자
322 : 액체 재료 공급계
323 : 구동 회로
324 : 노즐

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  12. 기판 상에 형성되는 유기 EL 장치의 음극을 증착에 의해 형성하는 음극 형성 공정과, 상기 유기 EL 장치를 밀봉하는 밀봉 공정을 갖고,
    상기 음극 형성 공정과 상기 밀봉 공정 사이에서 상기 기판을 반전시키는 것을 특징으로 하는 유기 EL 장치의 제조 방법.
  13. 제 12 항에 있어서
    상기 밀봉 공정은 상기 음극 상에 밀봉재료를 도포하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 EL 장치의 제조 방법.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 음극을 증착하는 위치로 상기 기판을 반송하는 동작에 따라 상기 기판을 반전시키는 것을 특징으로 하는 유기 EL 장치의 제조 방법.
  15. 기판 상에 형성되는 유기 EL 장치의 음극을 증착에 의해 형성하는 음극형성 장치와, 상기 기판을 반전시키는 기판 반전 장치와, 상기 유기 EL 장치를 밀봉하는 밀봉장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 유기 EL 장치의 제조 장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 밀봉 장치는, 상기 음극 상에 밀봉재료를 도포하는 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 유기 EL 장치의 제조 장치.
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 기판 반전 장치는, 상기 음극을 증착하는 위치로 상기 기판을 반송하는 장치에 형성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 유기 EL 장치의 제조 장치.
  18. 청구항 17에 기재된 유기 EL 장치의 제조 장치를 사용하여 제조된 유기 EL 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
  19. 청구항 18에 기재된 전기 광학 장치를 표시수단으로서 구비하는 것을 특징으로 하는 전자 기기.
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