KR100783979B1 - 패턴 형성 기판, 전기 광학 장치 및 전기 광학 장치의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 액적을 건조하여 형성한 적층 패턴의 균일성을 향상시키고, 또한 그 생산성을 향상시킨 패턴 형성 기판, 전기 광학 장치 및 전기 광학 장치의 제조 방법을 제공하기 위한 것으로, 하층액에 친액성 미립자(26)를 혼합하여 하층 형성액(25L)을 생성하고, 동 하층 형성액(25L)으로 이루어지는 하층 액적(25D)을 건조하여 정공 수송층을 형성했다. 그리고, 정공 수송층에 자외선을 조사하여 친액성 미립자(26)의 친액성을 유기시킨 후에, 발광층 형성 재료를 포함하는 상층 액적을 동 정공 수송층 상에 형성하여 발광층을 적층하도록 했다.
Description
도 1은 본 발명을 구체화한 유기 EL 디스플레이를 나타내는 개략 평면도,
도 2는 마찬가지로, 화소를 나타내는 개략 평면도,
도 3은 마찬가지로, 제어 소자 형성 영역을 나타내는 개략 단면도,
도 4는 마찬가지로, 제어 소자 형성 영역을 나타내는 개략 단면도,
도 5는 마찬가지로, 발광 소자 형성 영역을 나타내는 개략 단면도,
도 6은 마찬가지로, 전기 광학 장치의 제조 공정을 설명하는 흐름도,
도 7은 마찬가지로, 전기 광학 장치의 제조 공정을 설명하는 설명도,
도 8은 마찬가지로, 전기 광학 장치의 제조 공정을 설명하는 설명도,
도 9는 마찬가지로, 전기 광학 장치의 제조 공정을 설명하는 설명도,
도 10은 마찬가지로, 전기 광학 장치의 제조 공정을 설명하는 설명도,
도 11은 마찬가지로, 전기 광학 장치의 제조 공정을 설명하는 설명도이다.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
10 : 전기 광학 장치로서의 유기 EL 디스플레이
11 : 패턴 형성 기판으로서의 투명 기판
15 : 발광 소자 형성 영역
20 : 투명 전극으로서의 양극
22 : 격벽층
24 : 격벽
25 : 하층 패턴 및 하층 박막층으로서의 정공 수송층
25D : 하층 액적
25s : 박막층 형성 재료를 구성하는 정공 수송층 형성 재료
26 : 친액성 미립자
27 : 상층 패턴 및 상층 박막층으로서의 발광층
27s : 박막층 형성 재료로서의 발광층 형성 재료
27D : 상층 액적
30 : 적층 패턴으로서의 유기 EL층
31 : 배면 전극으로서의 음극
35 : 액적 토출 장치를 구성하는 액체 토출 헤드
본 발명은 패턴 형성 기판, 전기 광학 장치 및 전기 광학 장치의 제조 방법 에 관한 것이다.
종래, 발광 소자를 구비하는 디스플레이에는 유기 전계 발광 소자(유기 EL 소자)를 구비하는 전기 광학 장치로서의 유기 EL 디스플레이(organic electro- luminescence displays)가 알려져 있다.
유기 EL 소자는, 일반적으로, 그 유기 EL층의 구성 재료에 의해 제조 방법이 대별된다. 즉, 저분자 유기 재료를 유기 EL층의 구성 재료로 하는 경우에는, 동 저분자 유기 재료를 증착하여 유기 EL층을 형성하는, 이른바 기상 프로세스가 이용되고 있다. 한편, 고분자 유기 재료를 유기 EL층의 구성 재료로 하는 경우에는, 동 고분자 유기 재료를 유기 용매 등에 용해한 용액을 도포하여 건조하는, 이른바 액상 프로세스가 이용되고 있다.
그 중에서도, 그 액상 프로세스에 있어서의 잉크젯법은 상기 용액을 미소한 액적으로서 토출하기 위해, 다른 액상 프로세스(예컨대, 스핀코팅 등)에 비해, 유기 EL층의 형성 위치나 막 두께 등을 보다 높은 정밀도로 제어할 수 있다. 또한, 잉크젯법은 유기 EL층을 형성하는 영역(소자 형성 영역)에만 상기 액적을 토출하기 때문에, 원재료인 고분자 유기 재료의 사용량을 감소시킬 수 있다.
그런데, 잉크젯법에서는, 상기 소자 형성 영역에 대한 액적의 접촉각이 커지면(습윤성(wettablility)이 낮게 되면), 토출된 액적이 패턴 형성 영역의 일부에 치우쳐 덩어리지게 된다. 그 결과, 유기 EL층은 각 액적 사이의 경계 등에 의해, 그 형상의 균일성(예컨대, 유기 EL층 내의 막 두께 균일성이나 유기 EL층간의 막 두께 균일성 등)을 손상시키는 문제를 초래한다.
그래서, 이러한 잉크젯법에서는, 종래부터, 토출하는 액적의 습윤성을 향상시키는 제안이 이루어지고 있다(예컨대, 특허 문헌 1). 특허 문헌 1에서는, 액적을 토출하기 전에, 패턴 형성 영역(투명 전극 상)에 친액성의 플라즈마 처리(산소 가스 플라즈마 처리)를 실시하도록 하고 있다. 이것에 의해, 액적의 습윤성을 향상시킬 수 있어, 패턴 형성 영역 내의 패턴 형상의 균일성을 향상시킬 수 있다.
(특허 문헌 1) 일본 공개 특허 공보 제2002-334782호
그런데, 일반적으로, 유기 EL층은 적어도 유색의 광을 발광하는 발광층과, 동 발광층과 양극(예컨대, ITO막) 사이에 형성되는 정공 수송층을 갖는 적층 패턴으로 형성되어 있다. 그 때문에, 상층 패턴(발광층)을 형성하는 액적의 습윤성을 확보하기 위해서는, 하층 패턴(예컨대, 정공 수송층)에 대하여, 상기하는 산소 플라즈마 처리 등의 표면 처리를 실시하여야 한다.
그러나, 하층 패턴에 산소 플라즈마 처리 등을 실시하면, 동 하층 패턴이 산화되고, 그 전기적 특성을 손상시키게 된다. 또한, 이러한 플라즈마 처리 공정을 추가하는 만큼, 유기 EL 디스플레이의 생산성을 손상시키게 된다.
본 발명은 상기 문제를 해결하기 위해 행해진 것으로서, 그 목적은 액적을 건조하여 형성한 적층 패턴의 균일성을 향상시키고, 또한 그 생산성을 향상시킨 패턴 형성 기판, 전기 광학 장치 및 전기 광학 장치의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 패턴 형성 기판은, 패턴 형성 재료를 포함하는 액적을 건조하여 형성한 패턴을 적층함으로써 형성한 적층 패턴을 구비하는 패턴 형성 기판에 있어서, 하층 패턴은 상층 패턴을 형성하는 상기 액적에 대하여 친액성을 갖는 친액성 미립자를 함유했다.
본 발명의 패턴 형성 기판에 의하면, 하층 패턴이 친액성 미립자를 함유하는 만큼, 하층 패턴에 대하여, 상층 패턴을 형성하는 액적의 습윤성을 향상시킬 수 있다. 따라서, 각종 표면 처리 공정 등을 추가하는 일 없이, 하층 패턴의 위에, 균일한 형상의 상층 패턴을 적층할 수 있다. 나아가서는, 패턴 형성 기판의 생산성을 향상시킬 수 있다.
이 패턴 형성 기판에 있어서, 상기 친액성 미립자는 실리카(SiO2), 산화티탄(TiO2), 산화아연(ZnO), 산화주석(SnO2), 티탄산스트론튬(SrTiO3), 산화텅스텐(WO3), 산화비스머스(Bi2O3), 산화니오브(NbO, Nb2O5), 산화바나듐(VO2, V2O3, V2O5) 및 산화철(Fe2O3) 중 적어도 어느 하나를 함유했다. 또는, 실리카(SiO2), 산화티탄(TiO2), 산화아연(ZnO), 산화주석(SnO2), 티탄산스트론튬(SrTiO3), 산화텅스텐(WO3), 산화비스머스(Bi2O3), 산화니오브(NbO, Nb2O5), 산화바나듐(VO2, V2O3, V2O5) 및 산화철(Fe2O3) 중 적어도 1종 이상의 조합으로 이루어지는 입자를 함유하는 어느 하나를 함유했다.
이 패턴 형성 기판에 의하면, 실리카(SiO2), 산화티탄(TiO2), 산화아연(ZnO), 산화주석(SnO2), 티탄산스트론튬(SrTiO3), 산화텅스텐(WO3), 산화비스머스(Bi2O3), 산화니오브(NbO, Nb2O5), 산화바나듐(VO2, V2O3, V2O5) 및 산화철(Fe2O3) 중 적어도 어느 하나, 또는 적어도 1종 이상의 조합으로 이루어지는 입자를 하층 패턴이 함유하는 만큼, 균일한 형상의 상층 패턴을 적층할 수 있어, 패턴 형성 기판의 생산성을 향상시킬 수 있다.
이 패턴 형성 기판에 있어서, 상기 친액성 미립자는 평균 입경이 0.5㎛ 이하인 것.
이 패턴 형성 기판에 의하면, 친액성 미립자의 평균 입경이 0.5㎛ 이하로 형성되는 만큼, 균일한 형상의 상층 패턴을 적층할 수 있어, 패턴 형성 기판의 생산성을 향상시킬 수 있다.
이 패턴 형성 기판에서, 상기 패턴 형성 재료는 발광 소자 형성 재료이고, 상기 적층 패턴은 발광 소자이다.
이 패턴 형성 기판에 의하면, 균일한 형상의 발광 소자를 형성할 수 있고, 동 발광 소자를 구비한 패턴 형성 기판의 생산성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 전기 광학 장치는, 박막층 형성 재료를 포함하는 액적을 건조하여 형성한 박막층을 전극 상에 적층함으로써 형성한 발광 소자를 구비하는 전기 광학 장치에 있어서, 하층 박막층은 상층 박막층을 형성하는 상기 액적에 대하여 친액성을 갖는 친액성 미립자를 함유했다.
본 발명의 전기 광학 장치에 의하면, 하층 박막층이 친액성 미립자를 함유하는 만큼, 하층 박막층에 대하여, 상층 박막층을 형성하는 액적의 습윤성을 향상시킬 수 있다. 따라서, 각종 표면 처리 공정을 추가하는 일 없이, 하층 박막층의 위에, 균일한 형상의 상층 박막층을 적층할 수 있다. 나아가서는, 전기 광학 장치의 생산성을 향상시킬 수 있다.
이 전기 광학 장치에 있어서, 상기 친액성 미립자는 실리카(SiO2), 산화티탄(TiO2), 산화아연(ZnO), 산화주석(SnO2), 티탄산스트론튬(SrTiO3), 산화텅스텐(WO3), 산화비스머스(Bi2O3), 산화니오브(NbO, Nb2O5), 산화바나듐(VO2, V2O3, V2O5) 및 산화철(Fe2O3) 중 적어도 어느 하나를 함유했다. 또는, 실리카(SiO2), 산화티탄(TiO2), 산화아연(ZnO), 산화주석(SnO2), 티탄산스트론튬(SrTiO3), 산화텅스텐(WO3), 산화비스머스(Bi2O3), 산화니오브(NbO, Nb2O5), 산화바나듐(VO2, V2O3, V2O5) 및 산화철(Fe2O3) 중 적어도 1종 이상의 조합으로 이루어지는 입자를 함유하는 어느 하나를 함유했다.
이 전기 광학 장치에 의하면, 실리카(SiO2), 산화티탄(TiO2), 산화아연(ZnO), 산화주석(SnO2), 티탄산스트론튬(SrTiO3), 산화텅스텐(WO3), 산화비스머스(Bi2O3), 산화니오브(NbO, Nb2O5), 산화바나듐(VO2, V2O3, V2O5) 및 산화철(Fe2O3) 중 적어도 어느 하나, 또는 적어도 1종 이상의 조합으로 이루어지는 입자를 하층 박막 층이 함유하는 만큼, 균일한 형상의 상층 박막층을 적층할 수 있어, 전기 광학 장치의 생산성을 향상시킬 수 있다.
이 전기 광학 장치에 있어서, 상기 친액성 미립자는 평균 입경이 0.5㎛ 이하이다.
이 전기 광학 장치에 의하면, 친액성 미립자의 평균 입경이 0.5㎛ 이하로 형성되는 만큼, 균일한 형상의 상층 박막층을 적층할 수 있어, 전기 광학 장치의 생산성을 향상시킬 수 있다.
이 전기 광학 장치에서, 상기 발광 소자는 투명 전극과 배면 전극 사이에, 상기 박막층을 적층한 전계 발광 소자이다.
이 전기 광학 장치에 의하면, 전계 발광 소자를 구비한 전기 광학 장치의 생산성을 향상시킬 수 있다.
이 전기 광학 장치에 있어서, 상기 발광 소자는 유기 재료로 이루어지는 상기 적층막을 구비한 유기 전계 발광 소자이다.
이 전기 광학 장치에 의하면, 유기 전계 발광 소자를 구비한 전기 광학 장치의 생산성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 전기 광학 장치의 제조 방법은, 박막층 형성 재료를 포함하는 액적을 건조하여 박막층을 형성하고, 상기 박막층을 전극 상에 적층함으로써 발광 소자를 형성하도록 한 전기 광학 장치의 제조 방법에 있어서, 하층 박막층을 형성하는 액적에, 상층 박막층을 형성하는 액적에 대하여 친액성을 갖는 친액성 미립자를 혼합하고, 상기 친액성 미립자를 혼합한 액적을 건조하여 상기 하층 박막층을 형성 한 후에, 상기 하층 박막층 상에서, 상기 상층 박막층을 형성하는 액적을 건조하고 상기 하층 박막층 상에 상기 상층 박막층을 적층하도록 했다.
본 발명의 전기 광학 장치의 제조 방법에 의하면, 하층 박막층을 형성하는 액적에 친액성 미립자를 혼합하는 만큼, 하층 박막층에 대하여, 상층 박막층을 형성하는 액적의 습윤성을 향상시킬 수 있다. 따라서, 각종 표면 처리 공정을 추가하는 일 없이, 하층 박막층 상에, 균일한 형상의 상층 박막층을 적층할 수 있다. 나아가서는, 전기 광학 장치의 생산성을 향상시킬 수 있다.
이 전기 광학 장치의 제조 방법에 있어서, 상기 친액성 미립자는 실리카(SiO2), 산화티탄(TiO2), 산화아연(ZnO), 산화주석(SnO2), 티탄산스트론튬(SrTiO3), 산화텅스텐(WO3), 산화비스머스(Bi2O3), 산화니오브(NbO, Nb2O5), 산화바나듐(VO2, V2O3, V2O5) 및 산화철(Fe2O3) 중 적어도 어느 하나를 함유했다. 또는, 실리카(SiO2), 산화티탄(TiO2), 산화아연(ZnO), 산화주석(SnO2), 티탄산스트론튬(SrTiO3), 산화텅스텐(WO3), 산화비스머스(Bi2O3), 산화니오브(NbO, Nb2O5), 산화바나듐(VO2, V2O3, V2O5) 및 산화철(Fe2O3) 중 적어도 1종 이상의 조합으로 이루어지는 입자를 함유하는 어느 하나를 함유했다.
이 전기 광학 장치의 제조 방법에 의하면, 실리카(SiO2), 산화티탄(TiO2), 산화아연(ZnO), 산화주석(SnO2), 티탄산스트론튬(SrTiO3), 산화텅스텐(WO3), 산화비 스머스(Bi2O3), 산화니오브(NbO, Nb2O5), 산화바나듐(VO2, V2O3, V2O5) 및 산화철(Fe2O3) 중 적어도 어느 하나, 또는 적어도 1종 이상의 조합으로 이루어지는 입자를 하층 박막층이 함유하는 만큼, 균일한 형상의 상층 박막층을 적층할 수 있어, 전기 광학 장치의 생산성을 향상시킬 수 있다.
이 전기 광학 장치의 제조 방법에 있어서, 상기 친액성 미립자는 평균 입경이 0.5㎛ 이하이다.
이 전기 광학 장치의 제조 방법에 의하면, 친액성 미립자의 평균 입경이 0.5㎛ 이하로 형성되는 만큼, 균일한 형상의 상층 박막층을 적층할 수 있어, 전기 광학 장치의 생산성을 향상시킬 수 있다.
이 전기 광학 장치의 제조 방법은 상기 하층 박막층을 형성하는 액적에 광을 조사하여 상기 친액성 미립자의 친액성을 유기하도록 했다.
이 전기 광학 장치의 제조 방법에 의하면, 하층 박막층을 형성하는 액적에 광을 조사하여 친액성 미립자의 친액성을 유기하기 때문에, 동 친액성 미립자의 재료의 선택 폭을 넓힐 수 있다.
이 전기 광학 장치의 제조 방법은 상기 하층 박막층을 형성하는 액적에 조사하는 광의 파장이 400㎚ 이하이다.
이 전기 광학 장치의 제조 방법에 의하면, 400nm 이하의 광을 조사함으로써 친액성 미립자의 친액성을 유기하는 만큼, 균일한 형상의 상층 박막층을 적층할 수 있어, 전기 광학 장치의 생산성을 향상시킬 수 있다.
이 전기 광학 장치의 제조 방법에 있어서, 상기 발광 소자는 투명 전극과 배면 전극 사이에, 상기 박막층을 적층하도록 한 전계 발광 소자이다.
이 전기 광학 장치의 제조 방법에 의하면, 전계 발광 소자를 구비한 전기 광학 장치의 생산성을 향상시킬 수 있다.
이 전기 광학 장치의 제조 방법에 있어서, 상기 발광 소자는 유기 재료로 이루어지는 상기 박막층을 구비한 유기 전계 발광 소자이다.
이 전기 광학 장치의 제조 방법에 의하면, 유기 전계 발광 소자를 구비한 전기 광학 장치의 생산성을 향상시킬 수 있다.
이 전기 광학 장치의 제조 방법에 있어서, 상기 액적은 액적 토출 장치로부터 토출하도록 했다.
이 전기 광학 장치의 제조 방법에 의하면, 액적 토출 장치에 의해 미세한 액적을 형성하는 만큼, 보다 균일한 형상의 발광 소자를 형성할 수 있어, 전기 광학 장치의 생산성을 향상시킬 수 있다.
이하, 본 발명을 구체화한 일 실시예를 도 1 내지 도 11에 따라 설명한다. 도 1은 전기 광학 장치로서의 유기 전계 발광 디스플레이(유기 EL 디스플레이)를 나타내는 개략 평면도이다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 유기 EL 디스플레이(10)에는, 패턴 형성 기판으로서의 투명 기판(11)이 구비되어 있다. 투명 기판(11)은 사각형상으로 형성되는 무알칼리 유리 기판으로서, 그 표면(소자 형성면(11a))에는, 사각형상의 소자 형성 영역(12)이 형성되어 있다. 그 소자 형성 영역(12)에는, 상하 방향(열 방향)으로 연장하는 복수의 데이터선 Ly가 소정의 간격을 두고 형성되어 있다. 각 데이터선 Ly는 각각 투명 기판(11)의 아래쪽에 배치되는 데이터선 구동 회로 Dr1에 전기적으로 접속되어 있다. 데이터선 구동 회로 Dr1은, 도시하지 않은 외부 장치로부터 공급되는 표시 데이터에 근거하여 데이터 신호를 생성하고, 그 데이터 신호를 대응하는 데이터선 Ly에 소정의 타이밍으로 출력하게 되어 있다.
또한, 소자 형성 영역(12)에는, 열 방향으로 연장하는 복수의 전원선 Lv가 소정의 간격을 두고 각 데이터선 Ly에 병설되어 있다. 각 전원선 Lv는 각각 소자 형성 영역(12)의 아래쪽에 형성되는 공통 전원선 Lvc에 전기적으로 접속되고, 도시하지 않은 전원 전압 생성 회로가 생성하는 구동 전원을 각 전원선 Lv에 공급하게 되어 있다.
또한, 소자 형성 영역(12)에는, 데이터선 Ly 및 전원선 Lv와 직교하는 방향(행 방향)으로 연장하는 복수의 주사선 Lx가 소정의 간격을 두고 형성되어 있다. 각 주사선 Lx는 각각 투명 기판(11)의 왼쪽에 형성되는 주사선 구동 회로 Dr2에 전기적으로 접속되어 있다. 주사선 구동 회로 Dr2는, 도시하지 않은 제어 회로로부터 공급되는 주사 제어 신호에 근거하여, 복수의 주사선 Lx 중에서 소정의 주사선 Lx를 소정 타이밍에서 선택 구동하고, 그 주사선 Lx에 주사 신호를 출력하게 되어 있다.
이들 데이터선 Ly와 주사선 Lx가 교차하는 위치에는, 대응하는 데이터선 Ly, 전원선 Lv 및 주사선 Lx에 접속되는 것에 의해 매트릭스 형상으로 배열되는 복수의 화소(13)가 형성되어 있다. 그 화소(13) 내에는, 각각 제어 소자 형성 영역(14)과 발광 소자 형성 영역(15)이 구획 형성되어 있다. 그리고, 소자 형성 영역(12)의 위쪽을 사각형상의 밀봉 기판(16)(도 1에서의 2점 쇄선)으로 덮는 것에 의해, 화소(13)가 보호되게 되어 있다.
또한, 본 실시예에 있어서의 각 화소(13)는, 각각 대응하는 색의 광을 발광하는 화소로서, 적색의 광을 발광하는 적색 화소 또는 녹색의 광을 발광하는 녹색 화소 또는 청색을 발광하는 청색 화소이다. 그리고, 이들 각 화소(13)에 의해, 투명 기판(11)의 이면(표시면(11b)) 쪽에 풀컬러의 화상을 표시하게 되어 있다.
다음에, 상기하는 화소(13)에 대하여 이하에 설명한다. 도 2는 제어 소자 형성 영역(14) 및 발광 소자 형성 영역(15)의 레이아웃을 나타내는 개략 평면도이다. 도 3 및 도 4는, 각각 도 2의 일점 쇄선 A-A 및 B-B에 따른 제어 소자 형성 영역(14)을 나타내는 개략 단면도이고, 도 5는 도 2의 일점 쇄선 C-C에 따른 발광 소자 형성 영역(15)을 나타내는 개략 단면도이다.
우선, 제어 소자 형성 영역(14)의 구성에 대하여 이하에 설명한다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 각 화소(13)의 아래쪽에는, 각각 제어 소자 형성 영역(14)이 형성되고, 그 제어 소자 형성 영역(14)에는, 각각 제 1 트랜지스터(스위칭용 트랜지스터) T1, 제 2 트랜지스터(구동용 트랜지스터) T2 및 유지 커패시터 Cs가 형성되어 있다.
도 3에 나타내는 바와 같이, 스위칭용 트랜지스터 T1은 그 최하층에 제 1 채널막 B1을 구비하고 있다. 제 1 채널막 B1은 소자 형성면(11a) 상에 형성되는 섬 형상의 p형 폴리실리콘막으로, 그 중앙 위치에는 제 1 채널 영역 C1이 형성되어 있다. 그 제 1 채널 영역 C1을 사이에 유지하는 좌우 양쪽에는, 활성화된 n형 영역(제 1 소스 영역 S1 및 제 1 드레인 영역 D1)이 형성되어 있다. 즉, 스위칭용 트랜지스터 T1은, 이른바 폴리실리콘형 TFT이다.
제 1 채널 영역 C1의 위쪽에는, 소자 형성면(11a) 쪽으로부터 순서대로, 게이트 절연막 Gox 및 제 1 게이트 전극 G1이 형성되어 있다. 게이트 절연막 Gox는 실리콘 산화막 등의 광 투과성을 갖는 절연막으로서, 제 1 채널 영역 C1의 위쪽 및 소자 형성면(11a)의 대략 전면에 퇴적되어 있다. 제 1 게이트 전극 G1은 탄탈이나 알루미늄 등의 저저항 금속막으로서, 제 1 채널 영역 C1과 서로 대향하는 위치에 형성되고, 도 2에 나타내는 바와 같이, 주사선 Lx와 전기적으로 접속되어 있다. 그 제 1 게이트 전극 G1은, 도 3에 나타내는 바와 같이, 게이트 절연막 Gox의 위쪽에 퇴적되는 제 1 층간 절연막 IL1에 의해 전기적으로 절연되어 있다.
그리고, 주사선 구동 회로 Dr2가 주사선 Lx을 거쳐 제 1 게이트 전극 G1에 주사 신호를 입력하면, 스위칭용 트랜지스터 T1은 그 주사 신호에 근거하는 온 상태로 된다.
제 1 소스 영역 S1에는, 상기 제 1 층간 절연막 IL1 및 게이트 절연막 Gox를 관통하는 데이터선 Ly가 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 제 1 드레인 영역 D1에는, 제 1 층간 절연막 IL1 및 게이트 절연막 Gox를 관통하는 제 1 드레인 전극 Dp1이 전기적으로 접속되어 있다. 이들 데이터선 Ly 및 제 1 드레인 전극 Dp1은, 도 3에 나타내는 바와 같이, 제 1 층간 절연막 IL1의 위쪽에 퇴적되는 제 2 층간 절연 막 IL2에 의해 전기적으로 절연되어 있다.
그리고, 주사선 구동 회로 Dr2가 주사선 Lx를 선순차 주사에 근거하여 1개씩 순차 선택하면, 화소(13)의 스위칭용 트랜지스터 T1이 순차적으로, 선택 기간 동안만큼 온 상태로 된다. 스위칭용 트랜지스터 T1이 온 상태로 되면, 데이터선 구동 회로 Dr1로부터 출력되는 데이터 신호가 데이터선 Ly 및 스위칭용 트랜지스터 T1(채널막 B1)을 거쳐 제 1 드레인 전극 Dp1로 출력된다.
도 4에 나타내는 바와 같이, 구동용 트랜지스터 T2는 제 2 채널 영역 C2, 제 2 소스 영역 S2 및 제 2 드레인 영역 D2를 갖은 채널막 B2를 구비하는 폴리실리콘형 TFT이다. 그 제 2 채널막 B2의 위쪽에는, 게이트 절연막 Gox를 통해 제 2 게이트 전극 G2가 형성되어 있다. 제 2 게이트 전극 G2는 탄탈이나 알루미늄 등의 저저항 금속막으로서, 도 2에 나타내는 바와 같이, 스위칭용 트랜지스터 T1의 제 1 드레인 전극 Dp1 및 유지 커패시터 Cs의 하부 전극 Cp1과 전기적으로 접속되어 있다. 이들 제 2 게이트 전극 G2 및 하부 전극 Cp1은, 도 4에 나타내는 바와 같이, 게이트 절연막 Gox의 위쪽에 퇴적되는 상기 제 1 층간 절연막 IL1에 의해 전기적으로 절연되어 있다.
제 2 소스 영역 S2는 이 제 1 층간 절연막 IL1을 관통하는 유지 커패시터 Cs의 상부 전극 Cp2에 전기적으로 접속되어 있다. 그 상부 전극 Cp2는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 대응하는 전원선 Lv에 전기적으로 접속되어 있다. 즉, 구동용 트랜지스터 T2의 제 2 게이트 전극 G2와 제 2 소스 영역 S2 사이에는, 도 2 및 도 4에 나타내는 바와 같이, 제 1 층간 절연막 IL1을 용량막으로 하는 유지 커패시터 Cs가 접속되어 있다. 제 2 드레인 영역 D2는 제 1 층간 절연막 IL1을 관통하는 제 2 드레인 전극 Dp2에 전기적으로 접속되어 있다. 이들 제 2 드레인 전극 Dp2 및 상부 전극 Cp2는 제 1 층간 절연막 IL1의 위쪽에 퇴적되는 제 2 층간 절연막 IL2에 의해 전기적으로 절연되어 있다.
그리고, 데이터선 구동 회로 Dr1로부터 출력되는 데이터 신호가 스위칭용 트랜지스터 T1을 통해 제 1 드레인 영역 D1로 출력되면, 유지 커패시터 Cs가, 출력된 데이터 신호에 대응하는 전하를 축적한다. 계속해서, 스위칭용 트랜지스터 T1이 오프 상태로 되면, 유지 커패시터 Cs에 축적되는 전하에 대응하는 구동 전류가 구동용 트랜지스터 T2(채널막 B2)를 통해 제 2 드레인 영역 D2로 출력된다.
다음에, 발광 소자 형성 영역(15)의 구성에 대하여 이하에 설명한다.
도 2에 나타내는 바와 같이, 각 화소(13)의 위쪽에는, 각각 사각형상의 발광 소자 형성 영역(15)이 형성되어 있다. 도 5에 나타내는 바와 같이, 그 발광 소자 형성 영역(15)으로서 상기 제 2 층간 절연막 IL2의 위쪽에는, 투명 전극으로서의 양극(20)이 형성되어 있다.
양극(20)은 ITO 등의 광 투과성을 갖는 투명 도전막으로서, 그 일단이, 도 4에 나타내는 바와 같이, 제 2 층간 절연막 IL2를 관통하여 제 2 드레인 영역 D2에 전기적으로 접속되어 있다. 그 양극(20)의 상면(20a)은 후술하는 친액화 처리(도 6에 있어서의 단계 12)에 의해 하층 액적(25D)(도 9 참조)을 친액하게 되어 있다.
그 양극(20)의 위쪽에는, 각 양극(20)을 서로 절연하는 실리콘 산화막 등의 제 3 층간 절연막 IL3이 퇴적되어 있다. 이 제 3 층간 절연막 IL3에는, 양극(20) 의 대략 중앙 위치를 위쪽으로 개구하는 사각형상의 관통공(21)이 형성되고, 그 제 3 층간 절연막 IL3의 위쪽에는 격벽층(22)이 형성되어 있다.
격벽층(22)은 소정 파장으로 이루어지는 노광광 Lpr(도 7 참조)을 노광하면, 노광된 부분만이 알칼리성 용액 등의 현상액에 가용으로 되는, 이른바 포지티브형의 감광성 재료로 형성되고, 후술하는 하층 형성액(25L)(도 9 참조) 및 상층 형성액(27L)(도 11 참조)을 발액하는 감광성 폴리이미드 등의 수지로 형성되어 있다. 그 격벽층(22)에는, 관통공(21)과 서로 대향하는 위치를 위쪽으로 향하여 테이퍼형으로 개구할 수용 구멍(23)이 형성되어 있다. 수용 구멍(23)은 후술하는 하층 액적(25D)(도 9 참조) 및 상층 액적(27D)(도 11 참조)을, 대응하는 발광 소자 형성 영역(15) 내로 수용할 수 있는 크기로 형성되어 있다. 그리고, 이 수용 구멍(23)의 내주면에 의해, 발광 소자 형성 영역(15)(양극(20) 및 관통공(21))을 둘러싸는 격벽(24)이 형성되어 있다.
발광 소자 형성 영역(15) 내로서 양극(20)의 위쪽에는, 하층 패턴으로서의 하층 박막층(정공 수송층)(25)이 형성되어 있다. 정공 수송층(25)은 패턴 형성 재료 및 박막층 형성 재료를 구성하는 정공 수송층 형성 재료(25s)(도 9 참조)로 이루어지는 패턴이다.
또한, 본 실시예에 있어서의 정공 수송층 형성 재료(25s)는, 예컨대, 벤지딘 유도체, 스티릴아민 유도체, 트리페닐메탄 유도체, 트리페닐아민 유도체 및 히드라존 유도체 등의 저분자 화합물, 또는 이들 구조를 일부에 포함하는 고분자 화합물이나, 폴리아닐린, 폴리티오펜, 폴리비닐카바졸, α-나프틸페닐디아민, 폴리(3,4- 에틸렌디옥시티오펜)과 폴리스티렌설폰산의 혼합물(PEDOT/PSS)(Baytron P, 바이엘사 상표) 등의 고분자 화합물이다.
그 정공 수송층(25) 내에는, 친액성 미립자(26)(도 9 및 도 10 참조)가 함유되어 있다. 친액성 미립자(26)는 후술하는 상층 액적(27D)에 대하여 친액성을 갖는 산화티탄(TiO2) 등으로서, 그 평균 입경이 0.5㎛ 이하로 형성되어 있다.
그 정공 수송층(25)의 위쪽에는, 상층 패턴으로서의 상층 박막층(발광층)(27)이 적층되어 있다. 발광층(27)은 패턴 형성 재료 및 박막층 형성 재료를 구성하는 발광층 형성 재료(27s)(도 11 참조)로 이루어지는 패턴이다.
또한, 본 실시예에 있어서의 발광층(27)은 각각 대응하는 색의 발광층 형성 재료(27s)(적색의 광을 발광하는 적색 발광층 형성 재료, 녹색의 광을 발광하는 녹색 발광층 형성 재료 및 청색을 발광하는 청색 발광층 형성 재료)로 형성되어 있다. 적색용 발광층 형성 재료는, 예컨대 폴리비닐렌스티렌 유도체의 벤젠환(benzene ring)에 알킬 또는 알콕시 치환기를 갖는 고분자 화합물이나, 폴리비닐렌스티렌 유도체의 비닐렌기에 시아노기를 갖는 고분자 화합물 등이다. 또한, 녹색용 발광층 형성 재료는, 예컨대, 알킬, 또는 알콕시 또는 아릴 유도체 치환기를 벤젠환에 도입한 폴리비닐렌스티렌 유도체 등이다. 청색용 발광층 형성 재료는, 예컨대, 폴리플루오렌 유도체(디알킬 플루오렌과 안트라센의 공중합체나 디알킬 플루오렌과 티오펜의 공중합체 등)이다.
그리고, 이들 정공 수송층(25)과 발광층(27)에 의해 적층 패턴으로서의 유기 전계 발광층(유기 EL층)(30)이 형성되어 있다.
유기 EL층(30) 위쪽으로서 격벽층(22)(격벽(24))의 위쪽에는, 알루미늄 등의 광 반사성을 갖는 금속막으로 이루어지는 배면 전극으로서의 음극(31)이 형성되어 있다. 음극(31)은 소자 형성면(11a) 쪽 전면을 덮도록 형성되고, 각 화소(13)가 공유함으로써 각 발광 소자 형성 영역(15)에 공통하는 전위를 공급하게 되어 있다.
즉, 이들 양극(20), 유기 EL층(30) 및 음극(31)에 의해, 발광 소자로서의 유기 전계 발광 소자(유기 EL 소자)가 구성된다.
그리고, 데이터 신호에 따른 구동 전류가 제 2 드레인 영역 D2를 통해 양극(20)에 공급되면, 유기 EL층(30)은 그 구동 전류에 따른 휘도로 발광된다. 이 때, 유기 EL층(30)으로부터 음극(31) 쪽(도 4에서의 위쪽)을 향하여 발광된 광은 동 음극(31)에 의해 반사된다. 그 때문에, 유기 EL층(30)으로부터 발광된 광은 그 대부분이 양극(20), 제 2 층간 절연막 IL2, 제 1 층간 절연막 IL1, 게이트 절연막 Gox, 소자 형성면(11a) 및 투명 기판(11)을 투과하여 투명 기판(11)의 이면(표시면(11b)) 쪽으로부터 바깥쪽을 향하여 출사된다. 즉, 데이터 신호에 근거하는 화상이 유기 EL 디스플레이(10)의 표시면(11b)에 표시된다.
음극(31)의 위쪽에는, 에폭시 등으로 이루어지는 접착층(32)이 형성되고, 그 접착층(32)을 거쳐 소자 형성 영역(12)을 덮는 밀봉 기판(16)이 점착되어 있다. 밀봉 기판(16)은 무알칼리 유리 기판으로서, 화소(13) 및 각종 배선 Lx, Ly, Lv의 산화 등을 방지하게 되어 있다.
(유기 EL 디스플레이(10)의 제조 방법)
다음에, 유기 EL 디스플레이(10)의 제조 방법에 대하여 이하에 설명한다. 도 6은 유기 EL 디스플레이(10)의 제조 방법을 설명하는 흐름도이고, 도 7 내지 도 11은 동 유기 EL 디스플레이(10)의 제조 방법을 설명하는 설명도이다.
도 6에 나타내는 바와 같이, 처음에 투명 기판(11)의 소자 형성면(11a)에 각종 배선 Lx, Ly, Lv, Lvc 및 각 트랜지스터 T1, T2를 형성하고, 격벽층(22)을 패터닝하는 유기 EL층 전(前) 공정을 행한다(단계 S11). 도 7은 유기 EL층 전 공정을 설명하는 설명도이다.
즉, 유기 EL층 전 공정에서는, 우선 소자 형성면(11a)의 전면에 엑시머 레이저 등에 의해 결정화한 폴리실리콘막을 형성하고, 그 폴리실리콘막을 패터닝하여 각 채널막 B1, B2를 형성한다. 다음에, 각 채널막 B1, B2 및 소자 형성면(11a)의 위쪽 전면에, 실리콘 산화막 등으로 이루어지는 게이트 절연막 Gox를 형성하고, 그 게이트 절연막 Gox의 위쪽 전면에 탄탈 등의 저저항 금속막을 퇴적한다. 그리고, 그 저저항 금속막을 패터닝하여, 각 게이트 전극 G1, G2, 유지 커패시터 Cs의 하부 전극 Cp1 및 주사선 Lx를 형성한다.
각 게이트 전극 G1, G2를 형성하면, 동 게이트 전극 G1, G2를 마스크로 한 이온 도핑법에 의해, 각각 각 채널막 B1, B2에 n형 불순물 영역을 형성한다. 이것에 의해, 각 채널 영역 C1, C2, 각 소스 영역 S1, S2 및 각 드레인 영역 D1, D2를 형성한다. 각 채널막 B1, B2에 각각 각 소스 영역 S1, S2 및 각 드레인 영역 D1, D2를 형성하면, 각 게이트 전극 G1, G2, 하부 전극 Cp1, 주사선 Lx 및 게이트 절연 막 Gox의 위쪽 전면에 실리콘 산화막 등으로 이루어지는 제 1 층간 절연막 IL1을 퇴적한다.
제 1 층간 절연막 IL1을 퇴적하면, 그 제 1 층간 절연막 IL1로서 각 소스 영역 S1, S2 및 각 드레인 영역 D1, D2와 대응하는 위치에 한 쌍의 콘택트 홀을 패터닝한다. 다음에, 동 콘택트 홀 내 및 제 1 층간 절연막 IL1의 위쪽 전면에 알루미늄 등의 금속막을 퇴적하고, 그 금속막을 패터닝함으로써 각 소스 영역 S1, S2에 대응하는 데이터선 Ly와 유지 커패시터 Cs의 상부 전극 Cp2를 각각 형성한다. 동시에, 각 드레인 영역 D1, D2에 대응하는 각 드레인 전극 Dp1, Dp2를 형성한다. 그리고, 데이터선 Ly, 상부 전극 Cp2, 각 드레인 영역 D1, D2 및 제 1 층간 절연막 IL1의 위쪽 전면에 실리콘 산화막 등으로 이루어지는 제 2 층간 절연막 IL2를 퇴적한다. 이에 의해, 스위칭용 트랜지스터 T1 및 구동용 트랜지스터 T2를 형성한다.
제 2 층간 절연막 IL2를 퇴적하면, 그 제 2 층간 절연막 IL2로서 제 2 드레인 영역 D2와 서로 대향하는 위치에 비어홀을 형성한다. 다음에, 그 비어홀 내 및 제 2 층간 절연막 IL2의 위쪽 전면에, ITO 등의 광 투과성을 갖는 투명 도전막을 퇴적하고, 그 투명 도전막을 패터닝함으로써 제 2 드레인 영역 D2와 접속하는 양극(20)을 형성한다. 양극(20)을 형성하면, 그 양극(20) 및 제 2 층간 절연막 IL2의 위쪽 전면에 실리콘 산화막 등으로 이루어지는 제 3 층간 절연막 IL3을 퇴적한다.
제 3 층간 절연막 IL3을 퇴적하면, 도 7에 나타내는 바와 같이, 제 3 층간 절연막 IL3의 위쪽 전면에, 감광성 폴리이미드 수지 등을 도포하여 격벽층(22)을 형성한다. 그리고, 마스크 Mk를 거쳐, 양극(20)과 서로 대향하는 위치의 격벽층 (22)에 소정 파장으로 이루어지는 노광광 Lpr을 노광하여 현상하면, 동 격벽층(22)에 격벽(24)을 내주면으로 하는 수용 구멍(23)이 패터닝된다.
수용 구멍(23)을 패터닝하면, 격벽층(22)을 마스크로 하여 제 3 층간 절연막 IL3을 패터닝하고, 양극(20)의 위쪽에, 수용 구멍(23)과 연결되는 관통공(21)을 형성한다.
이에 의해, 소자 형성면(11a)에 각종 배선 Lx, Ly, Lv, Lvc 및 각 트랜지스터 T1, T2를 형성하고, 수용 구멍(23)을 패터닝하는 유기 EL층 전 공정을 종료한다.
도 6에 나타내는 바와 같이, 유기 EL층 전 공정을 종료하면(단계 S11), 후술하는 하층 액적(25D) 및 상층 액적(27D)을 형성하기 위해, 수용 구멍(23) 내 및 격벽층(22)의 표면을 처리하는 표면 처리 공정을 행한다(단계 S12). 도 8은 표면 처리 공정을 설명하는 설명도이다.
즉, 표면 처리 공정에서는, 우선, 소자 형성면(11a) 전면을 산소계의 플라즈마 Ps에 노출하여, 수용 구멍(23) 내의 양극(20)(상면(20a)) 및 제 3 층간 절연막 IL3(관통공(21))을 친수성으로 하는 친수화 처리를 한다. 계속해서, 상기하는 친수화 처리를 행하면, 소자 형성면(11a) 전면을 불소계의 플라즈마 Ps에 노출하여, 격벽층(22)(격벽(24))을 다시 발액성으로 하는 발액화 처리를 행한다.
도 6에 나타내는 바와 같이, 표면 처리 공정을 종료하면(단계 S12), 수용 구멍(23) 내에 정공 수송층 형성 재료(25s) 및 친액성 미립자(26)를 함유하는 하층 액적(25D)을 형성하고, 정공 수송층(25)을 형성하는 하층 형성 공정을 행한다(단계 S13). 도 9는 그 하층 형성 공정을 설명하는 설명도이다.
우선, 하층 액적(25D)를 형성하기 위한 액적 토출 장치의 구성에 대하여 이하에 설명한다.
도 9에 나타내는 바와 같이, 본 실시예에 있어서의 액적 토출 장치를 구성하는 액체 토출 헤드(35)에는, 노즐 플레이트(36)가 구비되어 있다. 그 노즐 플레이트(36)의 하면(노즐 형성면(36a))에는, 액체를 토출하는 다수의 노즐(36n)이 위쪽을 향하여 형성되어 있다. 각 노즐(36n)의 위쪽에는, 도시하지 않은 액체 수용 탱크에 연결되어 액체를 노즐(36n) 내로 공급할 수 있는 액체 공급실(37)이 형성되어 있다. 각 액체 공급실(37)의 위쪽에는, 상하 방향으로 왕복 진동하여 액체 공급실(37) 내의 용적을 확대 축소하는 진동판(38)이 배치되어 있다. 그 진동판(38)의 위쪽으로서 각 액체 공급실(37)과 서로 대향하는 위치에는, 각각 상하 방향으로 신축하여 진동판(38)을 진동시키는 압전 소자(39)가 배치되어 있다.
그리고, 액적 토출 장치로 반송되는 투명 기판(11)은, 도 9에 나타내는 바와 같이, 소자 형성면(11a)을 노즐 형성면(36a)과 평행하게 하고, 또한 각 수용 구멍(23)의 중심 위치를 각각 노즐(36n)의 바로 아래에 배치하여 위치 결정된다.
여기서, 액체 공급실(37) 내로, 정공 수송층 형성 재료(25s)를 용해 또는 분산 가능한 하층액으로 용해 또는 분산하고, 그 용액에 친액성 미립자(26)를 혼합하여 생성한 하층 형성액(25L)을 공급한다.
그리고, 액체 토출 헤드(35)에 하층 액적(25D)을 형성하기 위한 구동 신호를 입력하면, 동 구동 신호에 근거하여 압전 소자(39)가 신축하여 액체 공급실(37)의 용적이 확대 축소된다. 이 때, 액체 공급실(37)의 용적이 축소되면, 축소된 용적에 대응하는 양의 하층 형성액(25L)이 각 노즐(36n)로부터 미소 하층 액적(25b)으로서 토출된다. 토출된 미소 하층 액적(25b)은 각각 수용 구멍(23) 내의 양극(20) 상면에 탄착된다. 계속해서, 액체 공급실(37)의 용적이 확대되면, 확대된 용적만큼의 하층 형성액(25L)이, 도시하지 않은 액체 수용 탱크로부터 액체 공급실(37) 내로 공급된다. 즉, 액체 토출 헤드(35)는 이러한 액체 공급실(37)의 확대 축소에 의해, 소정 용량의 하층 형성액(25L)을 수용 구멍(23)을 향하여 토출된다. 또한, 이 때, 액체 토출 헤드(35)는 하층 액적(25D)에 포함되는 정공 수송층 형성 재료(25s)가 소망하는 막 두께를 형성하는 만큼 미소 하층 액적(25b)을 토출한다.
그리고, 수용 구멍(23) 내로 토출된 미소 하층 액적(25b)은 상기하는 친액화 처리를 행하는 만큼, 양극(20) 상면 및 관통공(21) 전체에 균일하게 스며든다. 균일하게 스며드는 미소 하층 액적(25b)은, 즉, 도 9의 2점 쇄선에 나타내는 바와 같이, 그 표면 장력과 격벽(24)의 발액성에 의해, 반구면 형상의 표면을 나타내는 하층 액적(25D)을 형성한다.
하층 액적(25D)을 형성하면, 계속해서, 투명 기판(11)(하층 액적(25))을 소정의 감압 하에 배치하여 동 하층 액적(25D)의 하층액을 증발시키고, 친액성 미립자(26)를 균일하게 함유하는 상태로 정공 수송층 형성 재료(25s)를 경화한다. 경화하는 정공 수송층 형성 재료(25s)는 양극(20) 상면 전체에 균일하게 스며드는 만큼, 균일한 형상을 갖는 정공 수송층(25)을 형성한다. 이것에 의해, 관통공(21)(수용 구멍(23)) 내로서 양극(20) 상면 전체에, 친액성 미립자(26)를 함유한 정공 수송층(25)을 형성한다.
도 6에 나타내는 바와 같이, 정공 수송층(25)을 형성하면(단계 S13), 상기 친액성 미립자(26)의 친액성을 유기하는 친액화 공정을 행한다(단계 S14). 즉, 도 10에 나타내는 바와 같이, 파장이 400㎚ 이하의 자외광 Luv를 정공 수송층(25)에 조사한다. 자외광 Luv가 조사된 친액성 미립자(26)는 친액성 미립자(26) 표면에 대한 수산기(hydroxyl group)의 생성이나, 동 수산기에 기인하는 물리 흡착수(physically adsorbed water)의 형성 등에 의해 친액성을 유기한다.
도 6에 나타내는 바와 같이, 친액성 미립자(26)의 친액성을 유기하면(단계 S14), 각 수용 구멍(23) 내에, 대응하는 색의 발광층 형성 재료를 함유하는 상층 액적(27D)을 형성하고, 발광층(27)을 형성하는 상층 형성 공정을 행한다(단계 S15). 도 11은 상층 형성 공정을 설명하는 설명도이다.
상층 형성 공정에서는, 하층 형성 공정과 마찬가지로, 각 색의 발광층 형성 재료(27s)가 상층액에 용해 또는 분산된 상층 형성액(27L)으로 이루어지는 미소 상층 액적(27b)을, 각 노즐(36n)로부터 대응하는 정공 수송층(25) 상으로 토출한다. 이 때, 액체 토출 헤드(35)는 발광층 형성 재료(27s)가 수용 구멍(23) 내에서 소망하는 막 두께를 형성하는 만큼 미소 상층 액적(27b)을 토출한다.
또한, 본 실시예에 있어서의 상기 상층액은 발광층 형성 재료(27s)를 용해 또는 분산 가능한 액체로서, 상기하는 친액성 미립자(26)와의 친화력을 유기하는 액체이다.
정공 수송층(25) 상에 토출된 미소 상층 액적(27b)은 상기하는 하층 형성액 (25L)에 함유되는 친액성 미립자(26)와의 친화력에 의해, 그 친액성 미립자(26)가 함유되는 만큼, 정공 수송층(25) 상면 전체에 균일하게 스며든다. 그리고, 균일하게 스며드는 미소 상층 액적(27b)은, 즉, 도 11의 2점 쇄선으로 나타내는 바와 같이, 그 표면 장력과 격벽(24)의 발액성에 의해, 반구면 형상의 표면을 나타내는 상층 액적(27D)을 형성한다.
상층 액적(27D)을 형성하면, 상기하는 하층 형성 공정과 마찬가지로, 투명 기판(11)(상층 액적(27D))을 소정의 감압 하에 배치하여 상층 액적(27D)의 상층액을 증발시켜, 발광층 형성 재료(27s)를 경화한다. 경화하는 발광층 형성 재료(27s)는 정공 수송층(25) 상면 전체에 균일하게 스며드는 만큼, 그 형상(예컨대, 발광 소자 형성 영역(15) 내의 막 두께 균일성이나 발광 소자 형성 영역(15) 사이의 막 두께 균일성 등)을 균일하게 한 발광층(27)을 형성한다. 즉, 균일한 형상을 갖는 유기 EL층(30)을 형성한다.
도 6에 나타내는 바와 같이, 정공 수송층(25)(유기 EL층(30))을 형성하면(단계 S15), 발광층(27)(유기 EL층(30)) 및 격벽층(22) 상에 음극(31)을 형성하고, 화소(13)를 밀봉하는 유기 EL층 후 공정을 행한다(단계 S16). 즉, 유기 EL층(30) 및 격벽층(22)의 위쪽 전면에 알루미늄 등의 금속막으로 이루어지는 음극(31)을 퇴적하고, 양극(20), 유기 EL층(30) 및 음극(31)으로 이루어지는 유기 EL 소자를 형성한다. 유기 EL 소자를 형성하면, 음극(31)(화소(13))의 위쪽 전면에 에폭시 등을 도포하여 접착층(32)을 형성하고, 그 접착층(32)을 통해 밀봉 기판(16)을 투명 기판(11)에 점착한다.
이것에 의해, 유기 EL층(30)의 형상을 균일하게 한 유기 EL 디스플레이(10)를 제조할 수 있다.
다음에, 상기한 바와 같이 구성한 본 실시예의 효과를 이하에 기재한다.
(1) 상기 실시예에 의하면, 하층액에 친액성 미립자(26)를 혼합하여 하층 형성액(25L)을 생성하고, 동 하층 형성액(25L)으로 이루어지는 하층 액적(25D)을 건조함으로써 정공 수송층(25)을 형성하도록 했다. 따라서, 친액성 미립자(26)를 함유하는 만큼, 상층 액적(27D)을 정공 수송층(25) 상면 전체에 스며들게 할 수 있다. 그 결과, 플라즈마 등의 표면 처리에 의한 정공 수송층(25)의 파손을 피하여, 발광층(27)의 형상을 균일하게 할 수 있다. 나아가서는, 유기 EL층(30)의 형상을 균일하게 할 수 있고, 유기 EL 디스플레이(10)의 생산성을 향상시킬 수 있다.
(2) 상기 실시예에 의하면, 친액성 미립자(26)의 평균 입경을 0.5㎛ 이하로 구성하도록 했다. 따라서, 친액성 미립자(26)의 평균 입경을 작게 하는 만큼, 정공 수송층(25)의 형상을 평탄화할 수 있고, 나아가서는 유기 EL층(30)의 형상을 보다 균일하게 할 수 있다.
(3) 상기 실시예에 의하면, 자외광 Luv를 정공 수송층(25)에 조사하여 친액성 미립자(26)의 친액성을 유기하도록 했다. 따라서, 정공 수송층(25)의 상면만을 친액화할 수 있어, 플라즈마 등의 전면 처리를 실시하는 경우에 비해, 격벽층(22) 등의 표면 상태(발액성)를 유지할 수 있다. 그 결과, 각 수용 구멍(23) 내에서, 토출한 미소 상층 액적(27b)의 누출 등을 회피할 수 있어, 동 미소 상층 액적(27b)의 양에 대응하는 발광층(27)을 확실히 형성할 수 있다. 나아가서는, 유기 EL층 (30) 사이의 형상의 균일성을 더욱 향상시킬 수 있다.
(4) 상기 실시예에 의하면, 하층 액적(25D)을 액적 토출 장치로부터 토출하는 미소 하층 액적(25b)에 의해 형성하도록 했다. 따라서, 소망하는 양의 친액성 미립자(26)를 하층 액적(25D)(정공 수송층(25)) 내에 확실히 함유시킬 수 있어, 다른 액상 프로세스(예컨대, 스핀코팅법 등)에 비해, 보다 균일한 형상의 유기 EL층(30)을 형성할 수 있다.
또한, 상기 실시예는 아래와 같이 변경하여도 좋다.
· 상기 실시예에서는, 친액성 미립자(26)를 산화티탄(TiO2)으로 형성하는 구성으로 했지만, 이것에 한하지 않고, 실리카(SiO2), 산화아연(ZnO), 산화주석(SnO2), 티탄산스트론튬(SrTiO3), 산화텅스텐(WO3), 산화비스머스(Bi2O3), 산화니오브(NbO, Nb2O5), 산화바나듐(VO2, V2O3, V2O5) 및 산화철(Fe2O3) 등이더라도 좋다.
또는, 친액성 미립자(26)를 실리카(SiO2), 산화티탄(TiO2), 산화아연(ZnO), 산화주석(SnO2), 티탄산스트론튬(SrTiO3), 산화텅스텐(WO3), 산화비스머스(Bi2O3), 산화니오브(NbO, Nb2O5), 산화바나듐(VO2, V2O3, V2O5) 및 산화철(Fe2O3) 중 적어도 1종 이상의 조합으로 이루어지는 입자를 함유하는 것이라도 좋다.
· 상기 실시예에서는, 자외광을 조사하여 친액성 미립자(26)의 친액성을 유기하는 구성으로 했지만, 이것에 한하지 않고, 예컨대, 친액성을 갖는 실리카(SiO2) 등에 의해 친액성 미립자(26)를 구성하고, 자외광을 조사하는 일 없이, 상층 액적 (27D)에 대한 친액성을 정공 수송층(25)에 부여하는 구성으로 하여도 좋다. 이것에 의하면, 정공 수송층(25)의 친액화 처리 공정(단계 S14)을 삭감할 수 있어, 유기 EL 디스플레이(10)의 생산성을 보다 향상시킬 수 있다.
· 상기 실시예에서는, 유기 EL 디스플레이(10)의 정공 수송층(25)이 친액성 미립자(26)를 함유하는 구성으로 했지만, 이것에 한하지 않고, 유기 EL 디스플레이(10)를 제조하는 과정에서, 발광층(27)을 형성할 때에, 정공 수송층(25)이 친액성을 갖는 친액성 미립자(26)를 함유하는 구성이라면 좋다. 즉, 친액성 미립자(26)는 상층 액적(27D)을 형성할 때에, 그 습윤성을 높이는 성질을 발현할 수 있으면 좋고, 정공 수송층(25)을 형성했을 때, 또는 발광층(27)을 형성한 후에, 그 친액성을 갖지 않는 것이라도 좋다.
· 상기 실시예에서는, 적층 패턴을 정공 수송층(25)과 발광층(27)의 2층으로 구체화했지만, 이것에 한하지 않고, 예컨대, 이들 2층을 반복하여 적층하는 멀티포튼 구조(multiphoton structure)이더라도 좋고, 복수의 박막층을 적층하는 것이면 좋다.
· 상기 실시예에서는, 유기 EL 디스플레이(10)를 바톰 에미션형(bottom emission type)으로 구체화했지만, 이것에 한하지 않고, 탑 에미션형으로 구체화하여도 좋다. 또는, 발광층(27)을 하층 박막층으로서 구성하고, 동 발광층(27)에 친액성 미립자(26)를 함유시키도록 하여도 좋다.
· 상기 실시예에서는, 정공 수송층 형성 재료(25s) 및 발광층 형성 재료(27s)를 유기 고분자 재료로 구체화했지만, 이것에 한하지 않고, 공지의 저분자 재 료에 의해 구성하여도 좋다.
· 상기 실시예에서는, 유기 EL층(30)을 정공 수송층(25) 및 발광층(27)에 의해 구성했지만, 동 발광층(27)의 상층에 불화리튬과 칼슘의 적층막 등으로 이루어지는 전자 주입층을 마련하는 구성으로 하여도 좋다. 또한, 이 때, 전자 주입층을 액적에 의해 형성하고, 발광층(27)에 계면 활성제를 포함하게 하는 구성으로 하여도 좋다.
· 상기 실시예에서는, 제어 소자 형성 영역(14)에 스위칭용 트랜지스터 T1 및 구동용 트랜지스터 T2를 구비하는 구성으로 했지만, 이것에 한정되는 것은 아니고, 소망의 소자 설계에 의해, 예컨대, 하나의 트랜지스터나 다수의 트랜지스터, 또는 다수의 커패시터로 이루어지는 구성으로 하여도 좋다.
· 상기 실시예에서는, 유기 EL층(30)을 잉크젯법에 의해 형성하는 구성으로 했다. 이것에 한하지 않고, 유기 EL층(30)의 형성 방법은, 예컨대, 스핀코팅법 등에 의해 도포하는 액체에 의해 하층 액적(25D) 또는 상층 액적(27D)을 형성하도록 하여도 좋고, 액체를 건조하여 경화시킴으로써 유기 EL층(30)을 형성하는 방법 이면 좋다.
· 상기 실시예에서는, 압전 소자(39)에 의해 미소 하층 액적(25b)을 토출하도록 했지만, 이것에 한하지 않고, 예컨대, 액체 공급실(37)에 저항 가열 소자를 마련하여, 그 저항 가열 소자의 가열에 의해 형성되는 기포의 파열에 의해 미소 하층 액적(25b)을 토출하도록 하여도 좋다.
· 상기 실시예에서는, 적층 패턴을 유기 EL층(30)으로서 구체화했지만, 이 것에 한하지 않고, 예컨대, 친액성 미립자를 함유한 하지층에 액적을 토출함으로써 형성한 각 색의 컬러 필터이더라도 좋고, 또한 주사선 Lx나 데이터선 Ly 등의 각종 배선 패턴이더라도 좋다.
· 상기 실시예에서는, 전기 광학 장치를 유기 EL 디스플레이(10)로서 구체화했지만, 이것에 한하지 않고, 예컨대, 액정 패널에 장착되는 백 라이트 등이더라도 좋고, 또는 평면 형상의 전자 방출 소자를 구비하고, 동 소자로부터 방출된 전자에 의한 형광 물질의 발광을 이용한 전계 효과형 디스플레이(FED나 SED 등)이더라도 좋다.
본 발명에 의하면, 액적을 건조하여 형성한 적층 패턴의 균일성을 향상시키고, 또한 그 생산성을 향상시킨 패턴 형성 기판, 전기 광학 장치 및 전기 광학 장치의 제조 방법을 제공할 수 있다.
Claims (20)
- 패턴 형성 재료를 포함하는 액적(液滴)을 건조하여 형성한 패턴을 적층함으로써 형성한 적층 패턴을 구비하는 패턴 형성 기판에 있어서,하층 패턴은 상층 패턴을 형성하는 상기 액적에 대하여 친액성을 갖는 친액성 미립자를 함유하며,상기 적층 패턴은 도전성인것을 특징으로 하는 패턴 형성 기판.
- 제 1 항에 있어서,상기 친액성 미립자는 실리카, 산화티탄, 산화아연, 산화주석, 티탄산스트론튬, 산화텅스텐, 산화비스머스, 산화니오브, 산화바나듐 및 산화철 중 적어도 어느 하나를 함유한 것을 특징으로 하는 패턴 형성 기판.
- 제 1 항에 있어서,상기 친액성 미립자는 실리카, 산화티탄, 산화아연, 산화주석, 티탄산스트론튬, 산화텅스텐, 산화비스머스, 산화니오브, 산화바나듐 및 산화철 중 적어도 1종 이상의 조합으로 이루어지는 입자를 함유하는 것을 특징으로 하는 패턴 형성 기판.
- 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 친액성 미립자는 평균 입경이 0.5㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 패턴 형성 기판.
- 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 패턴 형성 재료는 발광 소자 형성 재료이고,상기 적층 패턴은 발광 소자인 것을 특징으로 하는패턴 형성 기판.
- 박막층 형성 재료를 포함하는 액적을 건조하여 형성한 박막층을 전극 상에 적층함으로써 형성한 발광 소자를 구비하는 전기 광학 장치에 있어서,하층 박막층은 상층 박막층을 형성하는 상기 액적에 대하여 친액성을 갖는 친액성 미립자를 함유하며,상기 발광 소자는 도전성인것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
- 제 6 항에 있어서,상기 친액성 미립자는 실리카, 산화티탄, 산화아연, 산화주석, 티탄산스트론 튬, 산화텅스텐, 산화비스머스, 산화니오브, 산화바나듐 및 산화철 중 적어도 어느 하나를 함유한 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
- 제 6 항에 있어서,상기 친액성 미립자는 실리카, 산화티탄, 산화아연, 산화주석, 티탄산스트론튬, 산화텅스텐, 산화비스머스, 산화니오브, 산화바나듐 및 산화철 중 적어도 1종 이상의 조합으로 이루어지는 입자를 함유하는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
- 제 6 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 친액성 미립자는 평균 입경이 0.5㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
- 제 6 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 발광 소자는 투명 전극과 배면 전극 사이에 상기 박막층을 적층한 전계 발광 소자인 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
- 제 10 항에 있어서,상기 발광 소자는 유기 재료로 이루어지는 상기 박막층을 구비한 유기 전계 발광 소자인 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치.
- 박막층 형성 재료를 포함하는 액적을 건조하여 박막층을 형성하고, 상기 박막층을 전극 상에 적층함으로써 발광 소자를 형성하도록 한 전기 광학 장치의 제조 방법에 있어서,하층 박막층을 형성하는 액적에, 상층 박막층을 형성하는 액적에 대하여 친액성을 갖는 친액성 미립자를 혼합하고, 상기 친액성 미립자를 혼합한 액적을 건조하여 상기 하층 박막층을 형성한 후에, 상기 하층 박막층 상에서, 상기 상층 박막층을 형성하는 액적을 건조하여 상기 하층 박막층 상에 상기 상층 박막층을 적층하도록 하며,상기 발광 소자는 도전성인것을 특징으로 하는 전기 광학 장치의 제조 방법.
- 제 12 항에 있어서,상기 친액성 미립자는 실리카, 산화티탄, 산화아연, 산화주석, 티탄산스트론튬, 산화텅스텐, 산화비스머스, 산화니오브, 산화바나듐 및 산화철 중 적어도 어느 하나를 함유한 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치의 제조 방법.
- 제 12 항에 있어서,상기 친액성 미립자는 실리카, 산화티탄, 산화아연, 산화주석, 티탄산스트론튬, 산화텅스텐, 산화비스머스, 산화니오브, 산화바나듐 및 산화철 중 적어도 1종 이상의 조합으로 이루어지는 입자를 함유하는 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치의 제조 방법.
- 제 12 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 친액성 미립자는 평균 입경이 0.5㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치의 제조 방법.
- 제 12 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 하층 박막층을 형성하는 액적에 광을 조사하여 상기 친액성 미립자의 친액성을 유기(誘起)하도록 한 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치의 제조 방법.
- 제 16 항에 있어서,상기 하층 박막층을 형성하는 액적에 조사하는 광의 파장이 400㎚ 이하인 것 을 특징으로 하는 전기 광학 장치의 제조 방법.
- 제 12 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 발광 소자는 투명 전극과 배면 전극 사이에, 상기 박막층을 적층하도록 한 전계 발광 소자인 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치의 제조 방법.
- 제 18 항에 있어서,상기 발광 소자는 유기 재료로 이루어지는 상기 박막층을 구비한 유기 전계 발광 소자인 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치의 제조 방법.
- 제 12 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 액적은 액적 토출 장치로부터 토출하도록 한 것을 특징으로 하는 전기 광학 장치의 제조 방법.
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