KR101251164B1

KR101251164B1 - 유기 일렉트로 루미네센스 표시 장치의 제조 방법

Info

Publication number: KR101251164B1
Application number: KR1020110019875A
Authority: KR
Inventors: 도모히또 가와시마; 준이찌 도노따니
Original assignee: 가부시끼가이샤 도시바
Priority date: 2010-03-11
Filing date: 2011-03-07
Publication date: 2013-04-04
Also published as: JP5113865B2; KR20110102825A; JP2011192408A; US20110223319A1

Abstract

본 발명의 과제는, 보다 전사 정밀도가 높은 유기 일렉트로 루미네센스 표시 장치의 제조 방법을 제공하는 것이다. 기판(1) 상에 복수의 제1 전극(2)을 일정한 간격을 마련하여 형성하는 공정과, 적어도 상기 제1 전극(2)의 상면에 발광층(3c)을 포함하는 발광 기능층(3)을 형성하는 공정과, 상기 발광 기능층(3)을 형성한 후, 상기 제1 전극(2) 사이의 상기 발광 기능층(3)의 상면에 격벽(4)을 형성하는 공정과, 상기 제1 전극(2) 상에 제2 전극(7)을 형성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하고 있다.

Description

유기 일렉트로 루미네센스 표시 장치의 제조 방법{A METHOD FOR MANUFACTURING AN ORGANIC ELECTROLUMINESCENCE DISPLAY DEVICE}

본 발명은, 디스플레이에 사용되는 유기 일렉트로 루미네센스 표시 장치의 제조 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 디스플레이에 사용되는 유기 일렉트로 루미네센스(이하, 유기 EL이라 칭함) 표시 장치는, 기판 상에 복수의 박막 트랜지스터, 제1 전극(화소 전극, 또는 양극), 정공 주입층이나 유기 EL 소자를 포함하는 발광 기능층, 제2 전극(음극) 등을 적층하고, 이들을 밀봉한 구성으로 되어 있다. 이 유기 EL 표시 장치의 제조 방법으로서, 예를 들어 특허문헌 1에 기재된 것이 있다.

이 특허문헌 1에 기재된 방법에서는, 우선, 도 8의 (a)에 도시한 바와 같이, 기판 본체 상에 복수의 박막 트랜지스터, 배선 등을 형성하고, 이들을 층간 절연막으로 피복하여 기판(101)을 형성한 후, 기판(101)의 층간 절연막에 일정한 간격을 두고 화소 전극(102)을 설치하고, 화소 전극(101)의 각각을 복수의 박막 트랜지스터와 전기적으로 접속한다.

다음에, 도 8의 (b)에 도시한 바와 같이, 화소 전극(102)의 사이에 화소 영역을 구획하는 격벽(103)을 형성한다. 그 후, 도 8의 (c)에 도시한 바와 같이, 격벽(103)의 사이의 화소 전극(102) 상에, 정공 주입층(104), 발광 기능층(105)의 순으로 적층한다. 다음에, 격벽(103)을 포함하는 발광 기능층(105) 상에 음극(106)을 형성한 후, 이들을 밀봉 기판으로 밀봉한다.

그러나, 특허문헌 1에 기재된 유기 EL 표시 장치의 제조 방법에서는, 격벽(103)을 형성한 후 열전사에 의해 발광 기능층(104)을 형성하고 있다. 그로 인해, 발광 기능층(104)의 전사시에 발생하는 열에 의해 격벽(103)이 형상 변화를 일으켜, 전사 폭의 편차나, 전사물이 격벽(104) 상으로부터 전사됨으로써 전사하는 격벽의 사이에 기포를 가두어, 전사 불량을 발생하게 되는 등의 문제가 일어나기 쉽기 때문에, 한층 전사 정밀도의 개선이 요구되고 있다.

따라서 본 발명에서는, 보다 전사 정밀도가 높은 유기 일렉트로 루미네센스 표시 장치의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 유기 일렉트로 루미네센스 표시 장치의 제조 방법은, 기판 상에 제1 전극을 일정 간격으로 형성하는 공정과, 상기 제1 전극 상에 발광층을 포함하는 발광 기능층을 형성하는 공정과, 상기 제1 전극간의 상기 발광 기능층 상에 격벽을 형성하는 공정과, 상기 격벽 및 상기 발광 기능층 상에 제2 전극을 형성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하고 있다.

본 발명에서는, 보다 전사 정밀도가 높은 유기 일렉트로 루미네센스 표시 장치를 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 관한 유기 일렉트로 루미네센스 표시 장치의 제조 방법을 나타내는 도면으로, (a)는 (b)의 A-A선을 따르는 공정 단면도, (b)는 평면도.
도 2는 본 발명의 일 실시 형태에 관한 유기 일렉트로 루미네센스 표시 장치의 제조 방법을 나타내는 공정 단면도.
도 3은 본 발명의 일 실시 형태에 관한 유기 일렉트로 루미네센스 표시 장치의 제조 방법을 나타내는 공정 단면도.
도 4는 본 발명의 일 실시 형태에 관한 유기 일렉트로 루미네센스 표시 장치의 제조 방법을 나타내는 공정 단면도.
도 5는 본 발명의 일 실시 형태에 관한 유기 일렉트로 루미네센스 표시 장치의 제조 방법을 나타내는 공정 단면도.
도 6은 본 발명의 일 실시 형태에 관한 유기 일렉트로 루미네센스 표시 장치의 제조 방법을 나타내는 공정 단면도.
도 7은 본 발명의 일 실시 형태의 변형예에 관한 유기 일렉트로 루미네센스 표시 장치의 제조 방법을 나타내는 공정 단면도.
도 8은 종래의 유기 일렉트로 루미네센스 표시 장치의 제조 방법을 나타내는 공정 단면도.

이하, 본 발명의 실시 형태에 관한 유기 일렉트로 루미네센스 표시 장치의 제조 방법을, 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 본 발명의 일 실시 형태에 관한 유기 일렉트로 루미네센스 표시 장치의 제조 방법에 대하여, 도 1 내지 도 6을 참조하여 설명한다.

본 실시 형태의 제조 방법은, 기판의 형성 공정과, 밀봉 기판의 형성 공정과, 양 기판을 접합하는 공정으로 이루어진다.

우선, 기판의 형성 공정에 대하여, 도 1을 참조하여 설명한다. 도 1의 (a)에 도시한 바와 같이, 기판(1) 상에 화소 전극 또는 양극이라 칭하는 복수의 제1 전극(2)을 형성한다.

기판(1)은, 기판 본체 상에 스위칭 트랜지스터로서의 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor, 이하, TFT라고 칭함)나, 배선 등이 형성되어 있고, 이들을 피복하도록, 기판 본체 상에 층간 절연막이 형성되어 있다. 또한, 평탄화된 층간 절연막의 상면에 대하여, 제1 전극(2)과 TFT를 접속하는 콘택트 플러그를 형성하여 구성되어 있다.

기판 본체는, 투명성 재료 또는 비투명성 재료로 형성된 것이며, 투명성 기판으로서는, 예를 들어 유리 기판이나 투명성의 수지 기판 등이 사용되고, 비투명성 기판으로서는, 예를 들어 금속 기판이나 비투명성의 수지 기판이 사용된다.

TFT나 각종 배선의 형성 방법은, 주지의 CVD법이나 스퍼터법 등에 의해 각종 층막을 형성한 후에, 주지의 포토리소그래피법 및 에칭법 등을 사용하여 패터닝을 행한다. 또한, TET의 소스 영역 및 드레인 영역을 형성하기 위해서는, 주지의 이온 도핑법 등을 사용하여 형성한다.

제1 전극(2)은, 도 1의 (b)에 도시한 바와 같이, 기판(1)의 층간 절연막 상에 일정한 간격을 두고 행렬로 배치되어 이루어지는 제1 전극(2)은, 예를 들어 알루미늄(Al) 등의 광 반사성 금속의 단층 구조, 또는 광 반사성 금속과 예를 들어 인듐주석 산화물(ITO) 등의 투명 도전막과의 적층 구조로 이루어지고, 예를 들어 마스크를 사용하여 주지의 진공 증착법에 의해 형성된다.

다음에, 도 2에 도시한 바와 같이, 제1 전극(2)을 덮도록 정공 주입층(3a)을 층간 절연막 상에 형성하고, 또한 그 정공 주입층(3a) 상에 정공 수송층(3b)을 적층 형성한다. 이 정공 주입층(3a) 및 정공 수송층(3b)은, 예를 들어 주지의 진공 증착법에 의해 적층 형성된다.

또한, 본 실시예에서는, 표시 영역에 걸쳐서 확대된 연속막이지만, 화소 영역마다 혹은 그들의 행 또는 열에 대응하여 패터닝되어도 된다.

그리고, 도 3에 도시한 바와 같이, 정공 수송층(3b) 상에 발광층(3c)을 주지의 레이저 열전사법에 의해 형성한다. 이 발광층(3c)의 전사는, 레이저 조사에 의한 국소적인 가열에 의해 연화되는 박리층과, 전사층을, 전사 기판 상에 이 순서로 형성하고, 이 전사층과 기판을 대향시킨 상태에서, 전사 기판의 소정 영역에 광 조사 또는 가열을 행하고, 박리층으로부터 전사층을 박리하고, 그 소정 영역에 따른 전사층을 기판에 전사함으로써 형성한다.

이에 의해, 정공 주입층(3a), 정공 수송층(3b), 발광층(3c)으로 이루어지는 발광 기능층(3)이 형성된다.

정공 주입층(3a)은, 정공을 제1 전극(2)으로부터 주입하는 층이며, 재질로서는, 고분자 재료로는, 예를 들어 3,4-폴리에틸렌디옥시티오펜/폴리스티렌술폰산(PEDOT/PSS), 폴리스티렌, 폴리피롤, 폴리아닐린, 폴리아세틸렌이나 그의 유도체 등을 들 수 있고, 저분자 재료로는, 예를 들어 구리프탈로시아닌, m-MTDATA, TPD, α-NPD 등을 사용할 수 있다.

정공 수송층(3b)은, 정공을 하부 전극(7)으로부터 주입하는 층이다. 재질로서는, 예를 들어, PEDOT(poly(ethylenedioxy)thiophene)나, PSS(polystyrenesulfonate: 폴리스티렌술폰산) 등을 사용할 수 있다.

발광층(3c)은, 예를 들어 발색광이 청색인 경우에는 청색으로 발색하는 유기 EL 소자를 포함하고, 발색광이 녹색인 경우에는 녹색으로 발색하는 유기 EL 소자를 포함하고, 발색광이 적색인 경우에는 적색으로 발색하는 유기 EL 소자를 포함하고 있다.

구체적인 재질로서는, 루브렌, 옥타에틸백금포르피린, 벤조티에닐피리딘-아세틸아세톤-이리듐 착체, 테릴렌, 페리논, 나일레드, 알루미노퀴놀린 착체나, 비스(벤조퀴놀리네이토)베릴륨 착체, 퀴나크리돈, 쿠마린, 안트라센, 디페닐테트라센, 2-tert-부틸-9,10-디(나프탈렌-2-일), 페릴렌, 테트라페닐안트라센, 테트라페닐부타디엔, 9,10-비스(페닐에티닐)안트라센, 폴리(파라페닐렌비닐렌), 폴리(2-메톡시, 5-(2'-에틸헥속시)-1,4-페닐렌비닐렌), 폴리(3-알킬티오펜), 폴리(9,9-디알킬플루오렌), 폴리파라페닐렌, 폴리카르보네이트 및 폴리나프틸비닐렌 등을 들 수 있다. 또한, 원하는 발광색에 따라서, 발광 재료는 적절하게 선택하면 된다.

또한, 본 실시 형태에서는, 화소 영역의 행에 대응하여 패터닝하고 있지만, 화소 영역마다, 혹은 그들의 열에 따라서 패터닝해도 된다.

그 후, 도 4에 도시한 바와 같이, 발광 기능층(3) 상에 격벽(4)을 예를 들어, 주지의 레이저 열전사법이나 수퍼 잉크젯 도포법 등에 의해 형성한다. 레이저 열전사법의 경우, 레이저광의 광을 열 변환하는 광열 변환층(10)과, 격벽 전사층(11)을, 전사 기판(12) 상에 이 순서로 형성하고, 이 격벽 전사층(11)과 기판(1)을 대향시킨 상태에서, 전사 기판(12)의 소정 영역에 광 조사 또는 가열을 행하고, 광열 변환층(10)으로부터 격벽 전사층(11)을 박리하고, 그 소정 영역에 따른 격벽 전사층(11)을 발광 기능층(3)에 전사함으로써 형성한다.

또한, 수퍼 잉크젯 도포법의 경우에는, 발광 기능층(3) 상의 소정 장소에 격벽 재료의 용액을 도포하고, 건조시킴으로써 형성한다.

격벽(4)은, 제1 전극(2)을 둘러싸도록 하여 설치되어 있고, 예를 들어 아크릴 수지나 폴리이미드 수지 등의 비감광성 수지 또는 감광성 수지에 의해 형성되어 있다.

다음에, 도 5에 도시한 바와 같이, 격벽(4)과 그 격벽(4) 사이의 발광 기능층(3)의 표면을 덮도록 전자 수송층(5)과 전자 주입층(6)을 이 순서로, 주지의 진공 증착법에 의해 적층 형성한다. 또한, 본 실시예에서는 격벽(4)과 발광 기능층(3) 상을 덮도록 전자 수송층(5) 및 전자 주입층(6)을 형성하고 있지만, 화소 영역마다, 혹은 그들의 행 또는 열에 따라서 패터닝해도 되고, 그 경우는 패턴 형성된 마스크를 사용하여 진공 증착을 행한다.

전자 수송층(5)은, 전자를 수송하는 층이며, 재질로서는, 예를 들어, 퀴놀리놀 유도체나 옥사디아졸 유도체, 트리아졸 유도체, 풀러렌 유도체, 페난트롤린 유도체, 퀴놀린 유도체 등을 사용할 수 있다. 또한, 본 실시 형태에서는 전자 수송층(5)은 격벽(4)을 덮도록 형성되어 있지만, 전자 수송층(5) 상에 격벽(6)을 형성해도 되고, 또한 화소 영역마다, 혹은 그들의 행이나 열에 따라서 패터닝해도 된다.

전자 주입층(6)은, 전자 수송층(5) 상에 형성되어 있고, 재질로서는 예를 들어 산화물을 포함하는 것이며, 구체적으로는 불화리튬, 불화마그네슘, 불화칼슘, 불화스트론튬, 불화바륨, 산화알루미늄 등의 산화물을 들 수 있다.

다음에, 도 6에 도시한 바와 같이, 전자 주입층(6) 상에 음극이라고 호칭되는 제2 전극(7)을 주지의 증착법에 의해 형성한다.

제2 전극(7)은, 일함수가 작은 재질을 사용하고 있고, 예를 들어 리튬(Li), 나트륨(Na), 칼륨(K), 루비듐(Rb), 세슘(Cs), 마그네슘(Mg), 칼슘(Ca), 스트론튬(Sr), 바륨(Ba) 등 외에, 알루미늄(Al), 은(Ag), 갈륨(Ga), 바나듐(V), 티타늄(Ti), 비스무트(Bi), 주석(Sn), 크롬(Cr), 안티몬(Sb), 구리(Cu), 코발트(Co), 금(Au) 등이 포함되어 있는 전극을 사용하고 있다.

다음에, 예를 들어, 캡 형상의 밀봉 기판을 형성한 후, 그 밀봉 기판을 상기 구성의 기판(1) 상에 배치하고, 기판과 밀봉 기판을, 자외선 경화 수지로 이루어지는 밀봉 부재에 의해 접합하여 기밀 밀봉한다. 이상의 공정을 거침으로써, 유기 일렉트로 루미네센스 표시 장치가 형성된다.

이상, 본 실시 형태에 따르면, 발광 기능층(3)을 형성한 후에 격벽(4)을 형성시킴으로써, 대략 평탄한 상태에서 격벽 전사층을 패턴대로 직접 전사하는 것이 가능하게 된다. 그로 인해, 격벽의 전사 폭의 편차나 기포의 발생 등의 문제를 저감시키는 것이 가능하게 되어, 전사 정밀도를 향상시킬 수 있다.

본 발명은, 상기 실시 형태에 한정되는 것이 아니며, 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서, 다양하게 변경하여 실시할 수 있는 것은 물론이다.

예를 들어, 상기 실시 형태에서는, 전자 수송층(5)을 격벽(4)의 형성 후에, 그 격벽(4)과 노출되는 발광 기능층(3) 상을 덮도록 형성하였지만, 전자 수송층(5)의 형성 공정과 격벽(4)의 형성 공정의 순서를 바꾸어도 된다. 즉, 상기 실시 형태에 있어서, 도 3의 발광 기능층(3)을 형성한 후, 우선 도 7의 (a)에 도시한 바와 같이, 발광 기능층(3) 상에 전자 수송층(5)을 형성한다. 다음에, 도 7의 (b)에 도시한 바와 같이, 격벽(4)을 형성한다. 그리고, 도 7의 (c)에 도시한 바와 같이, 전자 주입층(6)을 격벽(4) 및 노출되는 전자 수송층(5)을 덮도록 형성한다.

1, 101: 기판
2, 102: 제1 전극(화소 전극, 또는 양극)
3: 발광 기능층
3a, 104: 정공 주입층
3b: 정공 수송층
3c, 105: 발광층
4, 103: 격벽
5: 전자 수송층
6: 전자 주입층
7, 106: 제2 전극(음극)
10: 광열 변환층
11: 격벽 전사층
12: 전사 기판

Claims

유기 일렉트로 루미네센스 표시 장치의 제조 방법으로서,
기판 상에 복수의 제1 전극을 일정 간격으로 형성하는 공정과,
적어도 상기 제1 전극의 상면에 발광층을 포함하는 발광 기능층을 형성하는 공정과,
상기 발광 기능층을 형성한 후, 상기 제1 전극간의 상기 발광 기능층의 상면에 격벽을 형성하는 공정과,
상기 격벽 및 상기 발광 기능층 상에 제2 전극을 형성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 일렉트로 루미네센스 표시 장치의 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 격벽과 상기 제2 전극 사이에 전자 주입층을 형성하는 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 일렉트로 루미네센스 표시 장치의 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 발광 기능층을 형성하는 공정과 상기 격벽을 형성하는 공정 사이에, 전자 주입층을 형성하는 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 일렉트로 루미네센스 표시 장치의 제조 방법.