KR100831795B1 - 유기ｅｌ용 기판 및 그 제조방법 - Google Patents
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Abstract
기판상에 형성된 뱅크간에 유기EL 재료를 공급할 때, 큰 기판 사이즈라도 인접하는 뱅크간에서 유기EL 재료가 혼색(混色)하는 것을 방지할 수 있는 유기EL용기판 및 그 제조방법을 제공한다.
기판(1)에 도포에 의해 형성된 비발유성(非撥油性) 감광재료층(2)과 발유성 감광재료층(3)을 뱅크 형성영역에 맞추어 단일 파장(I선)의 광으로 동시에 노광한 후에 현상한다. 그 결과, 비발유성 재료로 이루어지는 하층부(31)와 발유성 재료로부터 이루어지는 상층부(32)로 구성된 2층 구조의 뱅크(300)가 형성된다. 이 때문에, 뱅크(300)간에 공급되는 유기EL 재료가 뱅크(300)의 정상부(頂部)를 넘어서 이동하는 것을 저지하여 유기EL 재료의 혼색이 방지된다. 또한, 유기층이 형성되는 뱅크 하층부(31)는 비발유성 재료로 형성되어 있기 때문에, 유기층의 프로파일(profile)이 표면 장력에 의해 변화하는 것과 같은 일이 없다.
기판, 뱅크, 유기EL, 감광재료, 혼색, 광, 유기층, 표면 장력
Description
도 1은 본 발명에 관한 유기EL용 기판의 제조방법의 제1 실시형태를 나타내는 도면이다.
도 2는 유기EL 소자의 제조방법의 일실시형태를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명에 관한 유기EL용 기판의 제조방법의 제2 실시형태를 나타내는 도면이다.
도 4는 뱅크간에 형성되는 유기층의 프로파일(profile)을 나타내는 도면이다.
[도면의 주요 부분에 대한 간단한 부호의 설명]
1 기판, 2 비발액성 감광재료층,
3 발액성 감광재료층, 30, 300 뱅크,
31 뱅크 하층부, 32 뱅크 상층부.
본 발명은, 그 표면에 정공 수송층이나 유기EL(Electroluminescene)층 등의 유기층을 소정의 패턴 형상으로 형성하기 위한 유기EL용 기판 및 그 제조방법에 관한 것이다.
종래의 유기EL 소자는, 다음에 설명하는 바와 같이 해서 제조되고 있다. 우선, 유리 기판 등의 투명기판의 표면상에 투명한 ITO(인듐 주석 산화물)막을 성막한다. 다음에, 이 기판상에 성막된 ITO막을, 포토리소그래피 기술을 이용하여, 복수 개의 스트라이프 모양의 제1 전극에 패터닝 형성한다. 이 제1 전극은 양극(陽極)에 상당하는 것이다. 다음에, 스트라이프 모양의 제1 전극을 둘러싸도록 해서 기판상에 돌출시키는 전기절연성의 뱅크(격벽)를 형성한다.
그리고, 기판상에 정공 수송층이나 유기EL층 등의 유기층을 소정의 패턴 형상으로 형성하기 위해서, 다음과 같이 하여, 정공 수송재료나 유기EL 재료 등 유기층을 형성하기 위한 재료를 포함하는 도포액을 기판에 도포하고 있다. 예컨대, 특허문헌1에 기재된 유기EL 소자의 제조방법에서는, 뱅크로 둘러싸여진 제1 전극상에 정공 수송재료를 유입하여 정공 수송층을 형성한 후, 뱅크의 정상부(頂部)에 대해서 CF4 가스를 이용하는 플라즈마 처리를 행해 뱅크의 정상부를 불소화(발액화)한다. 다음에, 적색, 녹색, 청색의 유기EL 재료를 정공 수송층을 통해서 각 색(色)에 대응하는 제1 전극상에 그 순서로 개별로 형성한다. 이때, 뱅크의 정상부는 발액화(撥液化)되어 있으므로, 각 색의 유기EL 재료가 뱅크의 정상부를 넘어서 이동하고자 하는 것이 저지된다.
다음에, 제1 전극과 직교하도록 대향시키는 스트라이프 모양의 제2 전극을 진공증착법에 의해 기판상에 복수개 병설하도록 형성하여, 제1 전극과 제2 전극의 사이에 유기EL 재료를 끼워넣고 있다. 이 제2 전극은 음극(陰極)에 상당하는 것이다. 이렇게 해서, 제1 전극과 제2 전극이 단순 XY 매트릭스 모양으로 배열된 풀 컬러 표시 가능한 유기EL 소자가 제조되고 있다.
이렇게, 종래 기술에서는, 정공 수송재료의 도포범위를 뱅크간에 한정하는 동시에, 뱅크의 정상부에 대해서 플라즈마 처리를 실시하여 발액화하고 있으므로, 뱅크간에 도포되는 각 색의 유기EL 재료의 다른 뱅크간으로의 이동이 저지되어 유기EL 재료의 혼색을 효과적으로 방지할 수 있다.
[특허문헌 1] 일본특허공개 2004-55159호 공보(제5, 6페이지, 도 1)
그런데, 최근, 제조효율의 관점에서 기판의 사이즈는 대형화를 한결같이 걷고 있지만, 큰 사이즈의 기판에 대해서 플라즈마 처리를 실시하고자 하면, 다음과 같은 문제가 발생한다. 즉, 뱅크를 발액화하기 위해서 실시되는 플라즈마 처리에는 진공챔버가 필수로 되어 있다. 여기에서, 작은 사이즈의 기판에 대해서는 그 기판 사이즈에 맞추어 챔버 체적을 소형화할 수 있지만, 기판 사이즈가 커짐에 따라서 챔버 체적도 커지게 된다. 이 때문에, 진공챔버 내에서 플라즈마를 생성하는 것이 곤란하게 되어, 진공챔버에서의 플라즈마 처리는 그 규모 및 택트의 점에서도 비현실적인 것으로 되어 있다. 그렇지만, 지금까지 큰 사이즈의 기판상에 형성된 뱅크를 발액화해서 유기EL 재료의 혼색을 방지하는 유효한 수단은 없었다.
본 발명은 상기 과제를 감안하여 이루어진 것이며, 기판상에 형성된 뱅크간 에 유기EL 재료를 공급할 때에, 큰 기판 사이즈에서도 인접하는 뱅크간에서 유기EL 재료가 혼색하는 것을 방지할 수 있는 유기EL용 기판 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 관한 유기EL용 기판은, 그 표면에 소정의 패턴에 대응하여 형성된 뱅크를 가지는 유기EL용 기판으로서, 상기 목적을 달성하기 위해, 뱅크의 적어도 정상부 표면을 발액성 감광재료로 형성하는 것을 특징으로 하고 있다.
이렇게 구성된 발명에서는, 뱅크 자체의 정상부 표면이 발액성을 갖고 있으므로, 뱅크간에 복수 색의 유기EL 재료를 개별로 공급할 때에, 그 유기EL 재료가 뱅크의 정상부를 넘어서 이동하고자 하여도, 발액성을 가지는 뱅크 정상부에 의해 다른 뱅크간으로의 각 색의 유기EL 재료의 이동이 저지되어 유기EL 재료의 혼색이 효과적으로 방지된다. 더구나, 뱅크의 정상부 표면 자체를 발액성을 가지는 재료로 형성하고 있기 때문에, 뱅크에 대해서 플라즈마 처리(발액화 처리)를 실시하는 것이 불필요해진다. 따라서,「발명이 이루고자 하는 기술적 과제」의 항목에서 설명한 바와 같이, 기판 사이즈가 진공챔버의 체적에 의해 제한되는 일 없이, 큰 사이즈의 기판이라도 인접하는 뱅크간에서 유기EL 재료가 혼색하는 것을 확실하게 방지할 수 있다.
여기에서, 뱅크의 적어도 정상부 표면을 발액성 감광재료로 형성하는데 즈음해서는, (1) 뱅크 전체를 발액성 감광재료로 형성하도록 해도 좋고, (2) 뱅크의 정상부 표면을 포함하는 상층부를 발액성 감광재료로 형성하는 한편, 뱅크의 하층부 를 비발액성 감광재료로 형성함으로써 뱅크를 2층 구조로서 해도 좋다. 후자와 같이, 뱅크를 발액성 감광재료와 비발액성 감광재료에 의한 2층 구조로 함으로써, 유기EL층이나 정공 수송층 등의 유기층 자체의 프로파일(단면형상)을 적정화할 수 있다. 즉, 뱅크 전체, 요컨대, 뱅크의 정상부 표면뿐만 아니라 측면에도 발액성이 있으면, 뱅크간에 공급되는, 유기EL 재료나 정공 수송재료 등 유기층을 형성하기 위한 재료(유기층 형성재료)를 포함하는 도포액은 뱅크 측면에서 젖는 일이 없다.그 때문에, 유기층(도포액 중의 용제 제거후)의 프로파일은 표면 장력에 의해 변화하여 산형(山型)모양(凸모양)이 되어버린다. 그렇지만, 다음과 같은 이유로부터 유기층의 프로파일은 오목(凹)형 모양인 것이 바람직하다. 즉, 유기층이 뱅크 측면과 접촉하는 면적이 작아지면 유기층을 사이에 두는 전극간에서 단락 불량을 일으킬 염려가 있고, 또 유기층의 막 두께 제어성의 관점에서도 그 유기층이 뱅크 측면에 따르도록 메니스커스(meniscus)를 형성하는 것이 바람직하기 때문이다.
그래서, 뱅크 상층부를 발액성 감광재료로 형성하는 한편, 뱅크 하층부를 비발액성 감광재료로 형성함으로써, 다음과 같은 작용 효과가 얻어진다. 즉, 뱅크 정상부에 발액성을 갖게함으로써 유기EL 재료를 공급할 때에 있어서 유기EL 재료의 혼색을 방지하는 한편, 뱅크 하층부의 측면을 비발액성으로 함으로써 유기층 형성 재료를 포함하는 도포액이 뱅크 측면에 젖어서 유기층의 프로파일을 산형 모양으로 변화시키는 것과 같은 일이 없다. 요컨대, 뱅크 상층부에만 발액성을 갖게 해, 뱅크 하층부를 비발액성으로 함으로써 유기층의 프로파일을 오목(凹)형 모양으로 적정화할 수 있다. 이것에 의해, 유기층을 사이에 두는 전극간의 단락 불량을 방지하 는 동시에, 그 유기층이 뱅크 측면에 따르도록 메니스커스를 형성해서 유기층의 막 두께 제어성을 향상시킬 수 있다.
본 발명에 관한 유기EL용 기판의 제조방법의 하나의 태양은, 상기 목적을 달성하기 위해서, 기판상에 발액성 감광재료를 도포해서 발액성 감광재료층을 형성하는 도포공정과, 소정의 패턴에 대응해서 기판상의 발액성 감광재료층을 노광한 후에 현상을 행해 패턴에 대응한 뱅크를 형성하는 공정을 구비하고 있다.
이렇게 구성된 발명에서는, 기판상에 도포된 발액성 감광재료층을 소정의 패턴에 대응해서 노광한 후에 현상을 행하는 것에 따라, 해당 패턴(감광영역 혹은 비감광영역)에 대응해서 뱅크가 형성된다. 이렇게, 피패터닝 재료 자체를 발액성 감광재료로 함으로써, 간이하게 발액성을 갖는 뱅크, 요컨대 전체가 발액성을 갖는 뱅크를 형성할 수 있다.
또한, 뱅크를 발액성 감광재료와 비발액성 감광재료로 2층 구조로 하는 경우에 있어서, 소정의 노광 파장의 광을 이용해서 뱅크를 소정의 패턴에 대응해서 형성할 때는, 해당 노광 파장에 대해서, 발액성 감광재료 및 비발액성 감광재료는 함께 감도를 갖고 있는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 이하와 같이 해서, 간이하게 유기EL용 기판을 제조할 수 있다.
즉, 본 발명에 관한 유기EL용 기판의 제조방법의 다른 태양은, 기판상에 비발액성 감광재료를 도포해서 비발액성 감광재료층을 형성하는 제1 도포공정과, 비발액성 감광재료층상에 발액성 감광재료를 도포해서 발액성 감광재료층을 형성하는 제2 도포공정과, 소정의 패턴에 대응해서 기판상의 비발액성 감광재료층과 발액성 감광재료층을 동시에 노광한 후에 현상을 행해 패턴에 대응한 뱅크를 형성하는 공정을 구비하고 있다.
이렇게 구성된 발명에서는, 기판상의 1층째에 비발액성 감광재료층이 형성되고, 2층째에 발액성 감광재료층이 형성된다. 그리고, 소정의 패턴에 대응해서 1층째와 2층째를 동시에 노광한 후에 현상되는 것으로, 해당 패턴에 대응해서 뱅크가 형성된다. 이렇게, 1층째와 2층째를 한번에 노광, 현상을 행하는 것으로 뱅크를 형성할 수 있으므로, 각 층마다 노광, 현상을 행하는 경우에 비해서 제조 프로세스를 간략화할 수 있다. 또한, 이렇게 해서 얻어진 2층 구조로 이루어지는 뱅크에 의해, 유기층의 프로파일의 적정화를 도모하면서, 유기EL 재료의 혼색을 확실하게 방지할 수 있다.
또, 본 발명에 있어서, 발액성이란 유기EL 재료나 정공 수송재료 등 유기층을 형성하기 위한 재료(유기층 형성재료)를 포함하는 도포액에 대한 발유성(撥油性)과 발수성(撥水性)의 쌍방을 의미하고 있다. 요컨대, 뱅크간에 공급되는 도포액(용액)이 기름(油)베이스, 요컨대 용액(주로 용매)의 주성분이 기름(油)인 것에 대해서는 발유성을 의미하고, 도포액이 물(水)베이스, 요컨대, 용액(주로 용매)의 주성분이 물인 것에 대해서는 발수성을 의미하고 있다.
<제1 실시형태>
도 1은, 본 발명에 관한 유기EL용 기판의 제조방법의 제1 실시형태를 나타내는 도면이다. 본 실시형태에서는, 우선 도 1의 (a)에 나타내는 바와 같이, 그 표면에 제1 전극(11R, 11G, 11B)이 패터닝 형성된 기판(1)에, 후술하는 뱅크(격벽) 재 료가 되는 발유성 감광재료를 스핀 코트 등의 도막(塗膜)방법에 의해 도포한다(도포공정). 이것에 의해, 기판(1)상에 발유성 감광재료층(3)이 형성된다. 여기에서, 제1 전극(11R, 11G, 11B)은, 예컨대 ITO(인듐 주석 산화물)막을 복수 개의 스트라이프 모양으로 패터닝 형성한 것으로서, 양극(陽極)에 상당하고 있다. 또, 광(후술하는 유기EL층으로부터의 발광)을 기판 이면(하면)측에서 집어내는 관계상, 기판(1)에는, 유리 기판, 투명 플라스틱 기판 등이 이용되고, 또한, 제1 전극(11R, 11G, 11B)으로서도 투명전극이 바람직하며, 상기한 ITO막 이외에 산화 주석막, 산화 인듐과 산화 아연과의 복합 산화물막 등이 이용된다.
발유성 감광재료로서는, 감광성 폴리이미드, 아크릴수지, 에폭시 수지에 발유성 화합물을 함유한 것을 이용할 수 있다. 발유성 화합물로서는, 분자 중에 페르플루오로 알킬기 또는 폴리플루오로 알킬기를 갖는 불소계 계면활성제 또는 함불소계 수지가 바람직하게 이용된다. 이하에 발유성 화합물의 예를 든다.
함(含)불소계 수지
모디바 F-110
F-210
(이상 일본유지제)
플루오라이드 FC-725
(스미토모 스리엠제)
불소계 계면활성제
플루오라이드 FC-430
FC-171
FC170C
(이상 스미토모 스리엠제)
에프톱 EF-122B
EF-802
(이상 미쯔비시 긴조쿠제)
다음에, 발유성 감광재료층(3)을 뱅크 형상에 맞추어 노광한 후에 현상한다.구체적으로는, 상기한 각 제1 전극(11R, 11G, 11B)의 패턴에 대응해서, 제1 전극(11R, 11G, 11B)간을 메우도록 뱅크(30)를 형성한다(뱅크 형성공정). 이것에 의해, 후술하여 형성되는 유기EL 재료의 혼색의 방지, 화소와 화소 사이로부터의 광 누설 등을 방지할 수 있다. 여기에서, 발유성 감광재료(3)가 광경화성 재료(네거티브형)인 경우는, 도 1의 (b)에 나타내는 바와 같이, 뱅크 형성영역에 광을 투과시켜, 제거하는 영역을 마스크(4)로 차광한다. 한편, 발유성 감광재료(3)가 광에 의해 제거 가능하게 변질하는 재료(포지티브형)인 경우는, 뱅크 형성영역을 마스크(4)로 차광해서 제거 영역에 광을 투과시킨다.
이렇게 해서, 노광이 완료하면, 도 1의 (c)에 나타내는 바와 같이, 발유성 감광재료층(3) 중 뱅크 형성영역을 남겨서 그 밖의 영역을 용제 등을 이용해서 현상하는 것에 의해 용해 제거한다. 그 결과, 발유성을 갖는 뱅크(30)가 소정의 패턴에, 요컨대 각 제1 전극(11R, 11G, 11B)간을 메우도록 기판(1)상에 패터닝 형성된다. 이것에 의해, 뱅크(30)간에 끼워져 있었던 각 소자 공간(SP)에, 선택적으로 정 공 수송재료나 유기EL 재료 등 유기층 형성재료를 포함하는 도포액을 공급하는 것이 가능해진다.
다음에, 상기와 같이 제조된 유기EL용 기판을 이용해서 유기EL 소자를 제조하는 제조방법에 대해서 설명한다. 도 2는, 유기EL 소자의 제조방법의 일실시 형태를 나타내는 도면이다. 우선, 정공 수송재료를 각 뱅크간, 요컨대 각 소자 공간(SP)에 선택적으로 공급해서 각 소자 공간(SP)내에서 제1 전극(11R, 11G, 11B)상에 정공 수송층(5)을 형성한다. 구체적으로는, 정공 수송층(5)을 형성하기 위한 유기 화합물, 예컨대 PEDOT(polyethylene dioxythiophene)-PSS(poly-styrene sulphonate)를 용매로 용해한 정공 수송재료를 미리 준비해 놓고, 노즐 스캔방식으로 각 소자 공간(SP)에 선택적으로 공급한 후, 기판(1)에 대해서 가열 처리를 가하는 것으로 정공 수송재료를 건조시켜 정공 수송층(5)을 형성한다(도 2의 (a)).
다음에, 제1 전극(11R)에 대응하는 뱅크간에 노즐 스캔방식에 의해 적색의 유기EL 재료(EL 폴리머)(7R)를 공급해서 제1 전극(11R)상에 정공 수송층(5)을 통해서 유기EL층(9R)을 형성한다. 구체적으로는, 도 2의 (b)에 나타내는 바와 같이, 제1 전극(11R)에 대응하는 뱅크간에서 넘쳐서 뱅크(30)의 정상부에 여성(余盛)이 형성될 때까지 유기EL 재료(7R)를 뱅크간에 공급한다. 말하는 것, 유기EL 재료(용액)에 포함되는 용질(溶質)분은 1wt％정도에 만족하지 않는다. 요컨대, 나머지 용제(용매)는 베이크 되는 것으로 용액에서 제거되는 것이 된다. 그 때문에, 뱅크간(각 소자 공간(SP))에 용질분으로 이루어지는 유기층을 소정의 막 두께로 형성하기 위해서, 유기EL 재료를 뱅크(30)의 정상부를 넘어서 여성(余盛)상태로 함으로써 도포 량을 높이고 있다. 또, 유기EL 재료(7R)를 공급하는 장치로서는, 예컨대 일본특허공개 2002-75640호 공보에 기재된 도포장치 등을 이용할 수 있다.
이때, 뱅크(30) 자체가 발유성 재료로 형성되어 있으므로, 뱅크(30)의 정상부는 발유성을 갖고 있고, 유기EL 재료(7R)가 뱅크(30)를 넘어가 주변의 뱅크간에 유입하는 일이 없고, 뱅크(30)의 정상부 내에 멈추어 여성(余盛)상태가 된다. 그리고, 유기EL 재료(7R)의 공급이 완료하면, 베이크 장치 등에 의해 기판(1)에 대해서 가열 처리를 가하는 것으로 유기EL 재료(7R)를 건조(유기EL 재료 중의 용제를 제거)시켜 유기EL층(9R)을 형성한다 (도 2의 (c)).
다음에, 제1 전극(11G)상에 정공 수송층(5)을 통해서 녹색의 유기EL층(9G)을 형성하고, 또 제1 전극(11B)상에 정공 수송층(5)을 통해서 청색의 유기EL층(9B)을 형성한다(도 2의 (d)). 또, 그들의 형성공정에 대해서는 적색의 경우와 동일하기 때문에, 여기에서는 설명을 생략한다. 또한, 유기EL층의 형성은 각 색마다 행해도 좋고, 유기EL 재료(7R, 7G, 7B)의 3색을 동시에 공급하여, 건조시키도록 해도 좋다.
상기와 같이 해서 3색에 대해서 유기EL층(9R, 9G, 9B)의 형성이 완료하면, 도 2의 (e)에 나타내는 바와 같이 제1 전극(11R, 11G, 11B)에 직교하고, 더구나 대향하도록, 스트라이프 모양의 제2 전극(13)을, 진공 증착법 등에 의해 기판(1)상에 복수개 병설하도록 형성한다. 이렇게 구성함으로써 양극으로서 기능하는 제1 전극(11R, 11G, 11B)과 음극으로서 기능하는 제2 전극(13)과의 사이에 유기EL층(9R, 9G, 9B)을 끼워 넣고 있다. 또한, 제1 전극(11R, 11G, 11B)과 제2 전극(13)이 단순 XY 매트릭스 모양에 배열된 풀 컬러 표시 가능한 유기EL 표시장치가 제조된다. 또, 본 실시형태에서는 에폭시 수지, 아크릴수지, 액상 유리 등의 밀봉재에 의해 이루어지는 밀봉층(15)을 기판(1)상에 적층 형성해서 각 유기EL 소자의 열화 및 손상 등을 방지하도록 구성하고 있다(도 2의 (f)).
이상과 같이, 본 실시형태에 의하면, 뱅크(30) 자체를 발유성 재료로 형성하고 있기 때문에, 유기EL 재료(7R, 7G, 7B)가 뱅크(30)의 정상부를 넘어서 이동하고자 하여도, 발유성을 갖는 뱅크(30)의 정상부에 의해, 다른 뱅크간으로의 각 유기EL 재료의 이동이 저지되어 유기EL 재료(7R, 7G, 7B)의 혼색을 효과적으로 방지할 수 있다. 게다가, 뱅크(30) 자체를 발유성을 갖는 재료로 형성하고 있기 때문에, 뱅크(30)의 정부상 표면에 대해서 새삼스럽게 플라즈마 처리(발유화 처리)를 실시할 필요가 없다. 그 때문에, 종래 장치와 같이, 플라즈마 처리를 실시하기 위해서 기판 사이즈가 제약을 받는 일이 없고, 큰 사이즈의 기판(1)이라도 유기EL 재료(7R, 7G, 7B)의 혼색을 확실하게 방지할 수 있다.
또, 발유성을 갖는 동시에 감광성 재료로부터 뱅크(30)를 형성하고 있기 때문에, 새롭게 레지스트 등(에칭용 마스크)을 도포해서 패터닝 할 필요가 없다. 즉, 발유성 감광재료를 기판(1)상에 도포하고, 해당 감광재료 자체를 직접 노광한 후에 현상하는 것에 의해, 뱅크 형성영역에 따라 소망의 패턴에 발유성을 갖는 뱅크를 형성할 수 있다.
또한, 이렇게 뱅크(30)의 적어도 정상부가 발유성을 갖는 것으로 다음과 같은 작용 효과가 얻어진다. 즉, 유기EL 재료의 혼색을 피하기 위해서는, 뱅크(30)에 서 끼워져 있는 공간, 요컨대 소자 공간(SP)의 용적이 해당 공간에 공급하는 유기EL 재료(7R, 7G, 7B)의 양보다도 커지도록 뱅크(30)를 높게 하여, 소자 공간(SP)으로부터의 유기EL 재료(7R, 7G, 7B)의 오버플로우를 방지하는 것도 생각된다. 그렇지만, 단지 뱅크(30)을 높게 한 것으로는, 유기EL 소자의 대형화를 초래한다는 문제, 뱅크(30)의 정상부와 유기EL층(9R, 9G, 9B)과의 단차가 높아지고, 해당 단차부분에서 제2 전극(13)이 단선하기 쉬워 제품 품질의 저하를 초래한다는 문제 등이 생겨버린다. 이것에 대해서, 본 실시형태에서는 뱅크(30)의 정상부가 발유성을 갖고 있는 것이므로 뱅크(30)의 정상부에 유기EL 재료(7R, 7G, 7B)를 여성상태로 할 수 있어, 유기EL 재료의 허용 도포량을 높일 수 있다. 요컨대, 뱅크(30)의 높이가 비교적 낮더라도, 유기EL층을 형성하기 위해서 필요한 양의 유기EL 재료를 도포할 수 있고, 소형이고 더구나 양호한 품질의 유기EL 소자를 제조하는 것이 가능해진다.
<제2 실시형태>
도 3은, 본 발명에 관한 유기EL용 기판의 제조방법의 제2 실시형태를 나타내는 도면이다. 이 제2 실시형태가 제1 실시형태로 크게 상위하는 점은, 뱅크를 2층구조, 요컨대 뱅크의 상층부를 발유성 감광재료로 형성하고, 뱅크의 하층부를 비발액성 감광재료로 형성하고 있는 점이며, 그 밖의 구성 및 동작은 기본적으로 제1 실시형태와 같다. 따라서, 이하에 있어서는 상위점을 중심으로 설명한다.
우선 도 3의 (a)에 나타내는 바와 같이, 그 표면에 제1 전극(11R, 11G, 11B)이 패터닝 형성된 기판(1)에, 비발유성 감광재료를 도포한다(제1 도포공정). 이것 에 의해, 기판(1)상에 하층막이 되는 비발유성 감광재료층(2)이 형성된다. 여기에서, 비발유성 감광재료로서는, 감광성 폴리이미드의 이외에, 종래부터 뱅크 재료(패터닝 재료)로서 사용되는 아크릴수지, 에폭시 수지 등을 이용할 수 있다.
계속해서, 비발유성 감광재료층(감광성 폴리이미드층)(2)상에 전술과 같은 발유성 감광재료를 도포하여, 상층막이 되는 발유성 감광재료층(3)을 형성한다(제2 도포공정; 도 3의 (b)). 또, 이들 비발유성 감광재료와 발유성 감광재료는, 스핀 코트 등의 도막방법에 의해 소정의 막 두께가 되도록 제어하여 도포된다. 예컨대, 건조 후의 비발유성 감광재료층(2)과 발유성 감광재료층(3)의 높이(막 두께)가 각각 1㎛가 되도록 도포된다.
다음에, 비발유성 감광재료층(2)과 발유성 감광재료층(3)을 뱅크 형상에 맞추어 노광한 후에 현상한다(뱅크 형성공정). 구체적으로는, 도 3의 (c)에 나타내는 바와 같이, 뱅크 형성영역에 맞추어 마스크(4)로 차광한 후, 비발유성 감광재료층(2)과 발유성 감광재료층(3)을 단일 파장의 광으로 동시에 노광한다. 여기에서, 비발유성 재료로서 감광성 폴리이미드를 이용하는 경우에는, 노광 감도를 갖는 파장영역은 G선(436nm), H선(405nm), I선(365nm)의 어느 것인가로 된다. 그 중에서도, I선이 추천 장려되고 있고, I선으로 노광한 경우 노광 감도는 150mJ/㎠가 된다.한편, 본원발명에서 이용하는 발유성 감광재료는, I선의 노광 파장에 대해서 노광 감도를 갖고 있어, 감광성 폴리이미드와 공통한다. 그 때문에, I선을 조사하는 것에 의해, 상층막인 발유성 감광재료층(3)과 하층막인 비발유성 감광재료층(감광성 폴리이미드층)(2)을 동시에 노광할 수 있다.
이렇게 해서, 노광이 완료하면, 도 3의 (d)에 나타내는 바와 같이, 비발유성 감광재료층(2)과 발유성 감광재료층(3)으로부터 뱅크 형성영역을 남겨서 그 밖의 영역을 용제 등을 이용해서 현상하는 것에 의해 용해 제거한다. 그 결과, 비발유성 재료에 의해 형성되는 뱅크 하층부(31)와, 발유성 재료에 의해 형성되는 뱅크 상층부(32)로부터 구성되는 2층 구조의 뱅크(300)가 소정의 패턴으로, 요컨대 각 제1 전극(11R, 11G, 11B)간을 메우도록 기판(1)상에 패터닝 형성된다. 이것에 의해, 뱅크 하층부(31)와 뱅크 상층부(32)로 구성되는 뱅크(300)에 끼워진 각 소자 공간(SP)에, 선택적으로 정공 수송재료나 유기EL 재료 등 유기층 형성 재료를 포함하는 도포액을 공급하는 것이 가능해진다.
그리고, 제1 실시형태와 같이 해서, 각 소자 공간(SP)에 정공 수송재료 및 유기EL 재료 등 유기층 형성재료를 포함하는 도포액이 순차로 충전되어, 정공 수송층 및 유기EL층이 형성된다. 계속해서, 그 위에 제1 전극(11R, 11G, 11B)에 직교하고, 더구나 대향하도록, 스트라이프 모양의 제2 전극(13)이 증착된다. 여기에서, 본 실시형태에서는, 뱅크 하층부(31)를 비발유성 재료로 형성하는 한편, 뱅크 상층부(32)를 발유성 재료로 형성하고 있기 때문에, 다음과 같은 작용 효과가 얻어진다.
도 4는, 뱅크간에 형성되는 유기층의 프로파일을 나타내는 도면이다. 뱅크간 (각 소자 공간(SP))에 유기EL층 등의 유기층(9)을 소정의 막 두께로 형성하기 위해서, 뱅크(300)의 정상부를 넘어서 여성(OF)이 형성될 때까지 유기EL 재료 등 유기층 형성재료를 포함하는 도포액을 뱅크간에 공급함으로써 도포량을 높일 필요가 있 다. 여기에서, 뱅크 상층부(32)는 발유성 재료로 형성되어 있기 때문에, 유기EL 재료가 뱅크 정상부 표면 내에 멈추어, 인접하는 소자 공간(SP)에 혼입하는 일이 없어, 유기EL 재료의 혼색이 방지된다.
한편, 도 4의 (b)에 나타내는 바와 같이, 뱅크 정상부 표면 뿐만 아니라 측면 전체에도 발유성이 있으면, 뱅크간에 공급되는 유기층(9)의 프로파일은 표면장력에 의해 산형 모양(凸형 모양)으로 변화하여 버린다. 그렇지만, 산형 모양의 프로파일에서는 유기층(9)이 뱅크(30) 측면과 접촉하는 면적이 작아져 버려, 예컨대 노광 불량 등이 발생한 경우에, 제1 전극(11)과 제2 전극(13)의 사이에서 단락 불량을 일으킬 염려가 있다. 그리고, 이러한 단락 불량을 일으킨 경우에는, 해당 소자 공간(SP)에 형성된 유기층(9)이 발광층으로서 기능하지 않게 되어 치명적인 결함에 도달한다.
그래서, 본 실시형태에서는, 도 4의 (a)에 나타내는 바와 같이, 유기층(9)이 형성되는 뱅크 하층부(31)를 비발유성 재료로 형성하는 것에 의해, 유기층(9)과의 접촉 면적을 넓혀서 유기층(9)의 프로파일을 오목(凹)형 모양으로 하고 있다. 즉, 뱅크 하층부(31)에 접촉하는 유기층(9)의 표면 에너지를 높일 수 있어, 유기층(9)이 뱅크(뱅크 하층부(31)) 측면에 따르도록 메니스커스가 형성된다. 그 때문에, 제1 전극(11)과 제2 전극(13)의 사이의 유기층(9)의 막 두께가 확보되어 해당 전극간에서의 단락 불량이 방지된다.
또한, 뱅크 하층부(31)의 측면에 따르도록 유기층(9)에 메니스커스가 형성되는 것으로 막 두께(TH)의 제어성이 향상하여, 뱅크 하층부(31)에 형성되는 유기층 (9)의 막 두께(TH)를 일정한 범위(예컨대, 60nm~80nm)로 정리할 수 있다. 그 결과, 유기층(9)(발광층)으로부터 소망의 발광 강도를 얻을 수 있다.
또, 2층 구조로 구성되는 뱅크(300)의 각 층의 두께를 컨트롤 함으로써 다음과 같은 작용 효과가 얻어진다. 즉, 비발유성 재료로 구성되는 뱅크 하층부(31)의 두께(T1)를 컨트롤 함으로써 유기층(9)의 프로파일 및 막 두께(TH)가 제어 가능해지는 한편, 발유성 재료로 구성되는 뱅크 상층부(32)의 두께(T2)을 컨트롤 함으로써 유기층 형성재료를 포함하는 도포액을 소자 공간(SP)에 도포할 때에 해당 도포 액이 뱅크(300)의 정상부내에 멈추어 여성상태가 되도록 적절하게 도포량을 제어하는 것이 가능해진다.
따라서, 스핀 코트에 의해 비발유성 감광재료와 발유성 감광재료를 도포하여, 각각 비발유성 감광재료층(2)과 발유성 감광재료층(3)을 형성할 때에, 코팅 조건 및 각 도포 재료(감광재료)의 액조성을 튜닝하는 등 해서, 이들 감광재료층(2, 3)의 각각의 막 두께를 적절히 조정함으로써 소자 공간(SP)에 소망의 프로파일 및 막 두께(TH)를 갖는 유기층(9)을 형성할 수 있다.
이상과 같이, 본 실시형태에 의하면, 뱅크 상층부(32)를 발유성 재료로 형성하고 있기 때문에, 제1 실시형태와 같은 작용 효과가 얻어진다. 즉, 유기EL 재료가 뱅크(300)의 정상부를 넘어서 이동하는 것을 저지해서 유기EL 재료의 혼색을 효과적으로 방지할 수 있다. 더구나, 뱅크 정상부 표면을 포함하는 뱅크 상층부(32)가 발유성을 갖기 때문에, 뱅크 정상부 표면에 대해서 새삼스럽게 플라즈마 처리(발유화 처리)을 실시할 필요가 없다. 그 때문에, 종래 장치와 같이, 플라즈마 처리를 실시하기 위해서 기판 사이즈가 제약을 받는 일이 없고, 큰 사이즈의 기판(1)이라도 유기EL 재료의 혼색을 확실하게 방지할 수 있다.
또, 유기층(9)이 형성되는 뱅크 하층부(31)를 비발유성 재료로 형성하고 있기 때문에, 발유성을 갖는 뱅크간에 유기층을 형성하는 경우와 같이, 유기층의 프로파일이 표면장력에 의해 산형 모양으로 변화하는 일이 없다. 요컨대, 뱅크 상층부(32)에만 발액성을 갖게 해, 뱅크 하층부(31)를 비발액성으로 함으로써 유기층(9)의 프로파일을 오목(凹)형 모양으로 적정화할 수 있다. 이것에 의해, 유기층(9)을 사이에 둔 제1 전극(11)과 제2 전극(13) 사이의 단락 불량을 방지하는 동시에, 유기층(9)의 막 두께 제어성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 실시형태에 의하면, 기판(1)상의 1층째에 형성되는 비발유성 감광재료층(2)과, 2층째에 형성되는 발유성 감광재료층(3)은 단일인 노광 파장(I선)에 대해서 공통으로 감도를 갖고 있으므로, 1층째와 2층째를 한번에 노광, 현상을 행하는 것으로 뱅크를 형성할 수 있으므로, 각 층마다 노광, 현상을 행하는 경우에 비해서 제조 프로세스를 간략화할 수 있다.
또, 본 발명은 상기한 실시형태에 한정되는 것은 아니고, 그 취지를 이탈하지 않는 한 상술한 것 이외에 여러 가지 변경을 행하는 것이 가능하다. 예컨대, 상기 실시형태에 관한 유기EL용 기판에서는, 뱅크(30) 전체 및 뱅크 상층부(32)를 발유성 재료로 형성하고 있지만, 이것에 한정되지 않고, 각 소자 공간(SP)에 도포되는 유기층 형성재료를 포함하는 도포액(용액)이 수용액인 경우에는, 발수성 재료로 형성해도 좋다.
또한, 상기 실시형태에 있어서, 기판(1)상에 발액성(발유성) 감광재료층(3) 및 비발액성 감광재료층(2)을 형성할 때, 스핀 코트법에 의해 도포하고 있지만, 이것에 한정되지 않고, 스크린 인쇄, 스프레이 코트, 롤 코트, 딥 코트 등 다른 방법에 의해 도포하도록 해도 좋다.
이상과 같이, 본 실시형태에서는, 유기EL 소자의 제1 전극(ITO)(11R, 11G, 11B)에 정공 수송층이나 유기EL층 등 유기층을 형성하고 있지만, 본 발명의 적용 대상은 이것에 한정되는 것은 아니고, 소정의 기재상에 유기층을 소정의 패턴 형상으로 형성하기 위한 유기EL용 기판 및 그 제조방법 전반에 적용할 수 있다.
본 발명에 의하면, 뱅크의 적어도 정상부 표면을 발액성 감광재료로 형성하고 있으므로, 뱅크간에 유기EL 재료를 공급할 때에, 인접하는 뱅크간에서 유기EL 재료가 혼색하는 것이 효과적으로 방지된다. 더구나, 뱅크에 대해서 플라즈마 처리를 실시할 필요가 없으므로, 플라즈마 처리에 대응 가능한 사이즈에 기판 사이즈가 한정되는 일이 없고, 큰 기판 사이즈에서도 유기EL 재료의 혼색을 확실하게 방지할 수 있다.
Claims (8)
- 그 표면에 소정의 패턴에 대응해서 형성되는 뱅크를 가지는 유기EL용 기판으로서,상기 뱅크의 적어도 정상부(頂部) 표면을, 감광재료에 발액성 화합물을 함유한 발액성(撥液性) 감광재료로 형성하고,상기 발액성 화합물이, 분자 중에 페르플루오로 알킬기(基) 또는 폴리플루오로 알킬기(基)를 갖는 불소계 계면활성제 또는 함(含)불소계 수지인 것을 특징으로 하는 유기EL용 기판.
- 제1항에 있어서,상기 뱅크 전체를 상기 발액성 감광재료로 형성한 것을 특징으로 하는 유기EL용 기판.
- 제1항에 있어서,상기 뱅크의 정상부 표면을 포함하는 상층부를 상기 발액성 감광재료로 형성하는 한편, 상기 뱅크의 하층부를 비발액성 감광재료로 형성함으로써 상기 뱅크를 2층 구조로 한 것을 특징으로 하는 유기EL용 기판.
- 제3항에 있어서,소정의 노광 파장의 광을 이용해서 상기 뱅크가 상기 패턴에 대응해서 형성되고,상기 노광 파장에 대해서, 상기 발액성 감광재료 및 상기 비발액성 감광재료 는 함께 감도(感度)를 가지고 있는 것을 특징으로 하는 유기EL용 기판.
- 감광재료에 발액성 화합물을 함유한 발액성 감광재료를 기판상에 도포해서 발액성 감광재료층을 형성하는 도포공정과,소정의 패턴에 대응해서 상기 기판상의 상기 발액성 감광재료층을 노광한 후에 현상을 행해 상기 패턴에 대응하는 뱅크를 형성하는 공정을 구비하고,상기 발액성 화합물이, 분자 중에 페르플루오로 알킬기(基) 또는 폴리플루오로 알킬기(基)를 갖는 불소계 계면활성제 또는 함(含)불소계 수지인 것을 특징으로 하는 유기EL용 기판의 제조방법.
- 기판상에 비발액성 감광재료를 도포하여 비발액성 감광재료층을 형성하는 제1 도포공정과,감광재료에 발액성 화합물을 함유한 발액성 감광재료를 상기 비발액성 감광재료층 상에 도포해서 발액성 감광재료층을 형성하는 제2 도포공정과,소정의 패턴에 대응해서 상기 기판상의 상기 비발액성 감광재료층과 상기 발액성 감광재료층을 동시에 노광한 후에 현상을 행해 상기 패턴에 대응하는 뱅크를 형성하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 유기EL용 기판의 제조방법.
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