KR101404333B1 - 유기 el 장치 및 그 제조 방법, 유기 광전 변환 장치 - Google Patents
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Abstract
광학 미소 공진(마이크로 캐비티) 효과를 얻는 유기 EL 장치에 있어서, 소자 형성시에 광 반투과성 금속막(3)의 보호를 도모한다. 유기 EL 장치는 기판(2) 상방에 적층된 광 반투과성 금속막(3)과, 금속막(3) 상에 적층된 광 투과성 보호막(4)과, 보호막(4) 상에 적층되어 금속막(3)과 보호막(4)의 양측면을 덮는 투명 도전막(5)과, 투명 도전막(5) 상에 적층된 유기막(6)과, 유기막(6) 상에 적층된 광 반사성 도전막(7)을 구비하고, 유기 EL 소자(1A)는 기판(2)을 통해 광이 방출되는 발광 영역(S)을 구비하고, 금속막(3)은 발광 영역(S)의 전역을 차지하도록 적층되어 있다.
Description
본 발명은 유기 EL 장치, 유기 EL 장치의 제조 방법, 유기 광전 변환 장치에 관한 것이다.
하기 특허문헌 1에는, 광학 미소 공진(마이크로 캐비티) 효과를 이용한 유기 전계 발광 소자가 기재되어 있다. 이 소자 구조는, 투명 기판과, 투명 기판 상에 형성된 반투명막과, 반투명막 상에 형성된 양극층과, 양극층 상에 형성된 발광층을 포함하는 유기막과, 유기막 상에 전반사 금속막으로 형성된 음극층을 구비하고, 반투명막의 상면에서 음극층의 저면까지의 광학적 거리를, 각색광의 피크 파장의 반파장을 정수배로 한 것의 최소공배수로 설정한 것이다.
이에 의하면, 발광층에서 발생한 광이 반투명막의 상면과 음극층의 저면 사이에서 반복적으로 반사됨으로써 광학 미소 공진(마이크로 캐비티)을 발생시키고, 각 색의 피크 파장에 있어서 휘도를 증폭시키는 것에 의해 발광 효율을 높일 수 있고, 색순도가 향상된 양호한 유기 전계 발광 소자를 얻을 수 있다.
종래 기술에 의해, 복수의 발광소자에 의한 발광 장치를 형성하려면, 금속 박막으로 형성되는 반투명막과 그 위에 형성되는 양극층이 함께 패터닝되어, 각 패턴간의 절연성을 확보하는 것이 필요하게 된다. 그러나, 반투명막이 금속 재료로 형성되는 것에 대해 양극층은 투명 금속 산화물로 형성되고, 양자는 서로 상이한 금속 재료로 형성되기 때문에, 한 공정의 패턴 형성에서는 에칭 속도의 차이에 따라 양호한 에칭 프로파일을 얻지 못하는 문제가 있다. 이를 해소하기 위해서는, 상이한 재료로 이루어지는 층을 개별적으로 패턴 형성하면 되지만, 이에 의하면 개별적으로 형성된 패턴을 일치시키기 어렵고, 적층된 막으로부터 원하는 전극 패턴을 얻기 어려운 문제가 발생한다.
또한, 금속 박막으로 형성되는 반투명막과 그 위에 형성되는 층을 개별적으로 패턴 형성하면, 반투명막이 노출된 상태에서 각종 처리가 실시되게 된다. 금속 박막으로 형성되는 반투명막은 막두께를 매우 얇게 할 필요가 있으므로, 이 반투명막이 노출된 상태에서 배선 패턴의 형성 등의 처리가 이루어지면, 반투명막에 구멍이 생기는 등의 문제가 생겨, 양호한 광 반투과 기능을 얻지 못하게 되어 설계된 광학 미소 공진(마이크로 캐비티)을 얻지 못하게 되는 문제가 발생한다.
본 발명은, 이와 같은 문제에 대처하는 것을 과제의 일례로 하는 것이다. 즉, 유기막을 끼고 형성되는 한 쌍의 전극 중의 하나에 반투광성 금속막을 사용하여 광학 미소 공진(마이크로 캐비티) 효과를 얻는 유기 EL 장치나 유기 광전 변환 장치에 있어서, 특히 기판측의 전극을 원하는 패턴으로 형성할 수 있고, 전극 패턴간의 절연성을 높일 수 있고, 또한, 반투광성 금속막을 소자 형성 공정에서 노출시키지 않음으로써 금속막을 보호하고, 설계된 광학 미소 공진 효과를 양호하게 발휘할 수 있는 것, 등이 본 발명의 목적이다.
이와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 아래의 구성을 적어도 구비한다.
기판 상에 적어도 하나의 유기 EL 소자를 형성한 유기 EL 장치이고, 상기 유기 EL 소자는, 상기 기판의 상방에 적층된 광 반투과성 금속막과, 상기 금속막 상에 적층된 광투과성 보호막과, 상기 보호막 상에 적층되어 상기 금속막과 상기 보호막의 양 측면을 덮는 투명 도전막을 갖는 하부 전극과, 상기 투명 도전막 상에 적층된 유기막과, 상기 유기막 상에 적층된 광 반사성 도전막을 갖는 상부 전극을 구비하고, 상기 유기 EL 소자는 상기 하부 전극 및 상기 기판을 통해 광이 방출되는 발광 영역을 구비하고, 상기 금속막은, 상기 발광 영역의 전역을 차지하도록 적층되어 있는 것을 특징으로 하는 유기 EL 장치.
기판 상에 적어도 하나의 유기 EL 소자를 형성한 유기 EL 장치의 제조 방법이고, 상기 기판의 상방에 광 반투과성 금속막을 성막하면서 그 금속막 상에 보호막을 성막하는 공정과, 상기 금속막과 상기 보호막을 동시에 패턴 형성하는 공정과, 상기 보호막 상에 상기 보호막과 상기 금속막의 측면을 덮도록 투명 도전막을 성막하여, 상기 투명 도전막의 패턴 형성을 진행하는 공정을 포함하는 하부 전극의 형성 공정과, 상기 투명 도전막 상에 유기막을 적층하는 공정과, 상기 유기막 상에 광 반사성 도전막을 적층하는 상부 전극의 형성 공정을 포함하고, 상기 유기 EL 소자는 상기 하부 전극 및 상기 기판을 통해 광이 방출되는 발광 영역을 구비하고, 상기 금속막은 상기 발광 영역의 전역을 차지하도록 적층되어 있는 것을 특징으로 하는 유기 EL 장치의 제조 방법.
기판 상에 적어도 하나의 유기 광전 변환 소자를 형성한 유기 광전 변환 장치이고, 상기 유기 광전 변환 소자는, 상기 기판의 상방에 적층된 광 반투과성 금속막, 그 금속막 상에 적층된 광투과성 보호막, 그 보호막 상에 적층된 투명 도전막을 갖는 하부 전극과, 그 투명 도전막 상에 적층된 유기막과, 그 유기막 상에 적층된 광 반사성 도전막을 갖는 상부 전극과, 및 상기 하부 전극 및 상기 기판을 통해 광이 입사되는 수광 영역을 구비하고, 상기 투명 도전막이 상기 금속막과 상기 보호막의 측면을 덮고, 상기 금속막은, 상기 수광 영역의 전역을 차지하도록 적층되어 있는 것을 특징으로 하는 유기 광전 변환 장치.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 유기 EL 장치(유기 EL 소자) 혹은 유기 광전 변환 장치(유기 광전 변환 소자)의 특징부를 나타내는 설명도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 유기 EL 패널의 단면 구조를 나타내는 설명도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따른 유기 EL 패널의 전체 구성 및 배선 구조를 나타낸 설명도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시형태에 따른 유기 EL 패널의 더욱 구체적인 내부 구조를 나타낸 설명도이다.
도 5는 밀봉 기판을 포함한 본 발명의 일 실시형태에 따른 유기 EL 패널의 전체 구조를 나타낸 단면도이다.
도 6은 본 발명의 실시형태에 따른 유기 EL 패널의 제조 방법을 나타낸 설명도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 유기 EL 패널의 단면 구조를 나타내는 설명도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따른 유기 EL 패널의 전체 구성 및 배선 구조를 나타낸 설명도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시형태에 따른 유기 EL 패널의 더욱 구체적인 내부 구조를 나타낸 설명도이다.
도 5는 밀봉 기판을 포함한 본 발명의 일 실시형태에 따른 유기 EL 패널의 전체 구조를 나타낸 단면도이다.
도 6은 본 발명의 실시형태에 따른 유기 EL 패널의 제조 방법을 나타낸 설명도이다.
이하, 도면을 참조하면서 본 발명의 실시형태를 설명한다. 본 발명의 실시형태는 도시된 내용을 포함하지만 이것에만 한정되는 것은 아니다. 이하의 설명에서는, 각 도면에서 나타낸 공통 부위에 대해 동일 부호를 붙여 중복 설명을 일부 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 유기 EL 장치 혹은 유기 광전 변환 장치의 특징부를 나타낸 설명도이다. 여기서의 유기 EL 장치는, 디스플레이, 조명 등의 발광 기능을 구비하는 장치이고, 유기 광전 변환 장치는, 수광 기능을 구비하는 장치이다. 본 발명의 실시형태에 따른 유기 EL 장치 혹은 유기 광전 변환 장치는, 기판 상에 적어도 하나의 유기 EL 소자(1A) 또는 유기 광전 변환 소자(1B)를 구비하고 있다.
도 1(a)는 본 발명의 제1 실시형태를 나타내고 있다. 이 실시형태는, 유기 EL 소자(1A) 또는 유기 광전 변환 소자(1B)가, 기판(2), 금속막(3), 보호막(4), 투명 도전막(5), 유기막(6), 도전막(7)을 구비하고 있다. 또한, 유기 EL 소자(1A)의 발광 영역(S) 혹은 유기 광전 변환 소자(1B)의 수광 영역(S1)을 획정하여 인접하는 투명 도전막(5) 사이를 절연하기 위하여 절연막(8)을 구비하고 있다.
금속막(3)은 기판(2)의 상방에 직접 또는 다른 층을 개재하여 적층되고 광 반투과성이다. 즉, 금속막(3)은 광을 일부 투과하는 기능과 광을 일부 반사하는 기능을 모두 구비한다. 금속막(3)에 광 반투과성을 부여하기 위해서는 막두께를 얇게 하는 것이 필요하게 된다. 예를 들면, 금속막(3)의 두께는, 광의 반사율과 투과율의 비율이 대략 동일해지도록 설정된다. 일례를 들면 금속에 은을 사용한 경우에는, 은의 막두께가 약 15nm이고 반사율 50% 정도, 투과율 45% 정도가 된다. 금속에 알루미늄을 사용한 경우에는, 알루미늄의 막두께가 약 5nm이고 반사율 50% 정도, 투과율 40% 정도가 된다.
보호막(4)은, 금속막(3) 상에 적층된 광투과성 막이고, 얇게 성막된 금속막(3)을 보호하는 기능을 구비한다. 보호막(4)은 보호 기능을 확보하기 위해서는 얇게 성막한 금속막(3)보다 막두께를 두껍게 하는 것이 바람직하다. 보호막(4)의 재료는, 광투과성의 도전성막 또는 절연성막을 형성할 수 있는 재료이면 되고, IZO(Indium Zinc Oxide: 인듐-아연산화물(In2O3-ZnO), 아모퍼스 ITO(Indium Tin Oxide: 주석첨가 산화인듐(In2O3:Sn)) 등을 사용할 수 있다. 보호막(4)은, 금속막(3)과 동일 공정에서 대략 동일 패턴으로 형성되므로, 동일한 에칭액을 사용한 경우의 에칭 레이트가 금속막(3)에 가까운 것이 바람직하다.
투명 도전막(5)은, 보호막(4) 상에 적층되어 금속막(3)과 보호막(4)의 양 측면을 덮도록 형성된다. 투명 도전막(5)은 유기 EL 소자(1A) 혹은 유기 광전 변환 소자(1B)의 기판(2)측의 전극(하부 전극)을 형성하는 것이고, 금속막(3)과 보호막(4)의 양 측면을 덮으면서 보호막(4) 상을 완전히 덮기 위해서는, 투명 도전막(5)의 막두께는 금속막(3)과 보호막(4)의 합계 막두께보다 두꺼운 것이 바람직하다. 투명 도전막(5)의 재료로서는, ITO(Indium Tin Oxide: 주석첨가 산화인듐(In2O3:Sn)), IZO(Indium Zinc Oxide: 인듐-아연산화물(In2O3-ZnO)), 산화아연(ZnO) 등을 사용할 수 있다.
유기막(6)은, 투명 도전막(5) 상에 적층된 유기 재료의 층이고 발광 또는 수광 기능을 구비하는 층을 포함하는 것이다. 유기 EL 소자(1A)의 유기막(6)으로서는, 정공 주입·수송층, 발광층, 전자 주입·수송층 등에 의해 구성된다. 유기막(6) 상에는 광 반사성 도전막(7)이 적층되어 있다. 도전막(7)에는 알루미늄 등을 사용할 수 있고, 높은 반사율을 얻기 위하여 원하는 막두께로 성막된다. 도전막(7)은 유기 EL 소자(1A) 혹은 유기 광전 변환 소자(1B)의 기판(2)과는 반대측의 전극(상부 전극)을 구성하고 있다.
유기 EL 소자(1A)는 기판(2)을 통해 광이 방출되는 발광 영역(S)을 구비하고 있고, 유기 광전 변환 소자(1B)는 기판(2)을 통해 광을 받아들이는 수광 영역(S1)을 구비하고 있다. 그리고, 금속막(3)은 발광 영역(S) 혹은 수광 영역(S1)의 전역을 차지하도록 적층되어 있다. 금속막(3)이 발광 영역(S) 혹은 수광 영역(S1)의 전역을 차지하도록 적층되어 있음으로써, 유기 EL 소자(1A)에 있어서는 하나의 발광 영역(S) 내로부터 균일한 면발광을 얻을 수 있고, 유기 광전 변환 소자(1B)에 있어서는 하나의 수광 영역(S) 내로부터 균일한 광을 받아들일 수 있다. 발광 영역(S) 또는 수광 영역(S1)은, 투명 도전막(5)의 에지부를 덮어 기판(2) 상에 형성되는 절연막(8)의 패턴에 의해 획정되어 있다.
유기 EL 소자(1A)에서는, 보호막(4)의 막두께와 보호막(4) 상의 투명 도전막(5)의 막두께와 유기막(6)의 막두께에 의한 광학적 거리의 합계값이 유기막(6)으로부터 발광하는 광의 피크 파장의 반파장의 정수배로 되어 있다. 또한, 유기 광전 변환 소자(1B)에서는, 보호막(4)의 막두께와 투명 도전막(5)의 막두께와 유기막(6)의 막두께에 의한 광학적 거리의 합계값이 수광하는 광의 피크 파장의 반파장의 정수배로 되어 있다.
여기서의 광학적 거리의 합계값(d0)이란, 도시된 거리(d)가 보호막(4)의 막두께(d1), 투명 도전막(5)의 막두께(d2), 유기막(6)의 막두께(d3)로 이루어지는 경우(d=d1＋d2＋d3)에는, 각 층의 굴절률을 n1, n2, n3으로 하면, d0=n1·d1＋n2·d2＋n3·d3이 된다. d0=m·λ/2(λ: 피크 파장, m: 정수)일 때 광학 미소 공진(마이크로 캐비티) 구조가 얻어지고, 유기 EL 소자(1A)로서는 특정 파장(λ)의 광을 강하게 하여 외부로 취출할 수 있고, 유기 광전 변환 소자(1B)로서는 특정의 파장(λ)을 선택적으로 수광할 수 있다.
이때, 금속막(3) 상을 보호막(4)으로 덮고 있으므로, 광 반투과성을 얻기 위해 얇은 막두께로 형성된 금속막(3)을 소자 형성 공정에서 보호할 수 있고, 나아가서는, 금속막(3)이 발광 영역(S) 혹은 수광 영역(S1)의 전역을 차지하도록 적층되어 있으므로, 금속막(3)의 광 반사성을 발광 영역(S) 혹은 수광 영역(S1)의 전역에서 균일하게 확보할 수 있고, 광학 미소 공진(마이크로 캐비티) 구조를 발광 영역(S) 혹은 수광 영역(S1)의 전역에서 고정밀도로 형성할 수 있다.
유기 EL 소자(1A) 혹은 유기 광전 변환 소자(1B)를 구비하는 유기 EL 장치 혹은 유기 광전 변환 장치의 제조 방법을 이하에 설명한다. 기판(2)의 상방에 광 반투과성 금속막(3)을 성막하면서 금속막(3) 상에 보호막(4)을 성막하는 공정과, 금속막(3)과 보호막(4)을 동시에 패턴 형성하는 공정과, 보호막(4) 상에 보호막(4)과 금속막(3)의 양 측면을 덮도록 투명 도전막(5)을 성막하여, 투명 도전막(5)의 패턴 형성을 진행하는 공정과, 투명 도전막(5) 상에 유기막(6)을 적층하는 공정과, 유기막(6) 상에 광 반사성 도전막(7)을 적층하는 공정을 포함한다. 그리고, 유기 EL 소자(1A)는 기판(2)을 통해 광이 방출되는 발광 영역(S)을 구비하고, 금속막(3)은 발광 영역(S)의 전역을 차지하도록 적층되어 있다. 또한, 유기 광전 변환 소자(1B)는 기판(2)을 통해 광을 받아들이는 수광 영역(S1)을 구비하고, 금속막(3)은 수광 영역(S1)의 전역을 차지하도록 적층되어 있다.
이 제조 방법에서는, 금속막(3)을 성막한 후, 그 위에 보호막(4)을 성막하여, 금속막(3)과 보호막(4)을 동시에 패턴 형성한다. 이에 의해, 금속막(3)은 이후의 공정에서 항상 보호막(4)으로 덮여 있게 되고, 광 반투과성을 얻기 위해 박막에 형성된 금속막(3)이 이후의 공정에서 데미지를 입는 것을 억제할 수 있다. 금속막(3)과 보호막(4)의 양 측면을 덮도록 성막되는 투명 도전막(5)은, 그 패턴 형성시에는 투명 도전막(5)의 단일 재료층에 대해 패턴 형성이 이루어지게 된다. 이에 의해, 투명 도전막(5)은 이종 금속의 에칭 속도의 차이에 의한 패턴의 흐트러짐이 발생하지 않고, 한 공정으로 원하는 에칭 프로파일을 얻을 수 있다. 습식 에칭에 의해 이와 같은 패턴 형성을 실행하기 위해서는, 금속막(3)의 에칭 레이트는 동일한 에칭액을 사용한 경우에 있어서의 보호막(4)의 에칭 레이트와 동일하거나 그 이상이고, 보호막(4)의 에칭 레이트는 투명 도전막(5)의 에칭 레이트 이상인 것이 바람직하다.
도 1(b)는 본 발명의 제2 실시형태를 나타내고 있다. 이 실시형태는, 상기 서술한 제1 실시형태(도 1(a))와 동일하게, 유기 EL 소자(1A) 또는 유기 광전 변환 소자(1B)가, 기판(2), 금속막(3), 보호막(4), 투명 도전막(5), 유기막(6), 도전막(7)을 구비하고 있다. 상기 서술한 제1 실시형태와 동일한 부위는 동일 부호를 붙여 중복 설명을 생략한다. 이 제2 실시형태는, 투명 도전막(5)이 투명 도전막(5A)과 투명막(5B)을 구비하고 있음으로써 제1 실시형태와 상이하다. 도시된 예에서는, 투명막(5B)이 기판(2) 상에 형성되고, 투명막(5B) 상에 광 반투과성 금속막(3)이 적층되고, 금속막(3) 상에 보호막(4)이 적층되고, 금속막(3)과 보호막(4)의 양 측면을 덮도록 보호막(4) 상에 투명 도전막(5A)이 적층되어 있다.
여기에서는, 투명 도전막(5A)과 투명막(5B)이 합쳐져 유기 EL 소자(1A) 또는 유기 광전 변환 소자(1B)의 기판(2)측의 전극(하부 전극)을 구성하고 있는 것이 되고, 투명 도전막(5A)과 투명막(5B)으로 이루어지는 투명 도전막(5)의 내부에 금속막(3)과 보호막(4)이 형성되어 있다. 투명막(5B)은 도전성인 것이 바람직하고, 투명 도전막(5A)과 투명막(5B)은 동일한 재료로 구성하는 것이 바람직하다. 투명 도전막(5A)과 투명막(5B)을 동일한 재료로 구성함으로써, 투명 도전막(5A)과 투명막(5B)을 동시에 패턴 형성하는 경우의 패턴의 흐트러짐을 억제할 수 있다.
이 실시형태에 있어서도, 유기 EL 소자(1A)에 있어서는, 보호막(4)의 막두께와 보호막(4) 상의 투명 도전막(5)의 막두께와 유기막(6)의 막두께에 의한 광학적 거리의 합계값은, 유기막(6)으로부터 발광하는 광의 피크 파장의 반파장의 정수배로 되어 있고, 유기 광전 변환 소자(1B)에 있어서는, 보호막(4)의 막두께와 보호막(4) 상의 투명 도전막(5)의 막두께와 유기막(6)의 막두께에 의한 광학적 거리의 합계값은, 수광하는 광의 피크 파장의 반파장의 정수배로 되어 있다. 이에 의해, 제2 실시형태에 있어서의 유기 EL 소자(1A) 혹은 유기 광전 변환 소자(1B)는, 제1 실시형태와 동일한 광학 미소 공진(마이크로 캐비티) 구조를 갖고 있다.
이하, 본 발명의 실시형태에 따른 유기 EL 장치의 일례가 되는 유기 EL 패널을 구체적으로 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 유기 EL 패널의 단면 구조를 나타내는 설명도이다. 도 2(a)는 유기 EL 소자의 단면 구조를 나타내고, 도 2(b)는 복수의 유기 EL 소자를 포함한 유기 EL 패널의 단면 구조를 나타내고 있다.
유기 EL 패널(100)은, 기판(10) 상에 적어도 하나의 유기 EL 소자(1)를 형성한 것이다. 유기 EL 소자(1)는, 기판(10)측으로부터 차례로, 하부 전극(11), 발광층(12A)을 구비하는 유기막(12), 상부 전극(13)을 적층하여 형성되고, 하부 전극(11)은 광 반투과성 금속막(11B)과 광투과성 보호막(11C)을 덮는 투명 도전막(11A)에 의해 구성되고, 상부 전극(13)은 광 반사성 도전막에 의해 구성되어 있다.
하부 전극(11)은, 설정된 폭(W1)으로 패턴 형성된 투명 도전막(11A)을 구비하고, 또한 투명 도전막(11A)의 내부에, 전체 둘레면이 투명 도전막(11A)으로 덮여 투명 도전막(11A)의 폭보다 좁은 폭(W2)으로 패턴 형성된 금속막(11B)과 보호막(11C)이 형성되어 있다.
도시된 예에서는, 기판(10) 상에 직접, 하부 전극(11), 유기막(12), 상부 전극(13)이 적층되어 있지만, 기능적인 혹은 막두께 제어를 위한 다른 층을 각 층간에 개재시켜도 좋다. 기판(10)이 투광성이고, 금속막(11B)이 반투광성이기 때문에 기판(10)측으로부터 광을 출사시키는 방식(보텀 에미션 방식)으로 되어 있다.
도 2(a)에 나타낸 유기 EL 소자(1)는, 하부 전극(11)과 상부 전극(13) 사이에 인가된 전압에 의해 발광층(12A)으로부터 발생된 광이 금속막(11B)의 상면과 상부 전극(13)의 하면 사이에서 반사를 반복하고, 금속막(11B)의 상면과 상부 전극(13)의 하면 사이의 거리(d)가 필요한 조건을 만족할 때, 광학 미소 공진(마이크로 캐비티) 구조가 되고, 특정 파장의 광을 강하게 하여 외부로 취출할 수 있다. 광학 미소 공진 구조를 얻기 위해서는, 금속막(11B)의 상면과 상부 전극(13)의 하면 사이의 광학적 거리(d0)가, 발광층(12A)으로부터 발생되는 광의 피크 파장의 반파장의 정수배인 것이 필요하게 된다. 여기서의 광학적 거리(s)란, 도시된 거리(d)가 굴절률이 상이한 복수의 층(층두께(d1, d2, d3…))으로 이루어지는 경우에는, 각 층의 굴절률을 n1, n2, n3,…으로 하면, s=n1·d1＋n2·d2＋n3·d3＋…가 된다. d0=m·λ/2(λ: 피크 파장, m: 정수)일 때 광학 미소 공진 구조가 얻어진다.
여기서, 유기 EL 소자(1)는, 하부 전극(11)에 있어서의 투명 도전막(11A)의 폭(W1)과 금속막(11B) 및 보호막(11C)의 폭(W2)의 관계가 W1>W2로 되어 있고, 투명 도전막(11A)에 금속막(11B) 및 보호막(11C)의 전체 둘레면이 덮인 상태로 되어 있다. 이에 의해, 하부 전극(11)을 최종적으로 패터닝할 때는, 투명 도전막(11A)의 층을 패터닝하면 되고, 이종 금속층을 에칭하는 경우의 에칭 속도의 차이에 의한 패턴의 흐트러짐 등에 의해 양호한 에칭 프로파일을 얻지 못하는 문제가 발생하지 않는다. 또한, 금속막(11B)이나 보호막(11C)을 구비하고 있어도, 하부 전극(11)의 패턴 형상은 투명 도전막(11A)의 패터닝에 의해 정해지므로, 고정밀도의 패턴 형성을 진행할 수 있다. 또한, 금속막(11B)은 일반적으로 유리 기판과의 밀착성이 좋지 않은 경향이 있지만, 본 발명의 실시형태와 같이 투명 도전막(11A)의 내부에 금속막(11B)을 배치함으로써, 하부 전극(11)과 기판(10)의 양호한 밀착성을 얻을 수 있다.
하부 전극(11)은, 금속막(11B) 상에 적층되는 보호막(11C)과 투명 도전막(11A)의 두께를 조정함으로써, 상기 서술한 광학적 거리(d0)를 조정할 수 있다. 투명 도전막의 두께를 증가 또는 감소시킨 경우에, 그에 상응하여 투명막의 두께를 감소 또는 증가시킴으로써, 광학적 거리(d0)를 조정한 경우로서 하부 전극(11)의 두께 전체를 일정하게 유지할 수 있고, 하부 전극(11)의 전기 저항을 변경하지 않고 광학적 거리(d0)의 조정을 할 수 있다.
도 2(b)에 나타낸 바와 같이 상기 서술한 유기 EL 소자(1)를 복수 구비한 유기 EL 패널(100)은, 복수의 하부 전극(11)간의 전기적 절연성을 확보하기 위해 절연막(14)을 구비하고 있다. 일례로서는, 하부 전극(11)은 스트라이프 형상으로 패턴이 형성되고, 하부 전극(11) 상의 발광 영역(15)을 획정하는 절연막(14)을 구비하고 있다. 이 절연막(14)은, 하부 전극(11) 상의 길이 방향을 따른 단부가 금속막(11B)의 길이 방향을 따른 단부와 겹쳐지며 폭(p)으로 겹쳐지도록 형성되어 있다. 이에 의하면, 발광 영역(15)의 전역(화소 내 전역)에서 금속막(11B)이 형성되므로, 광학 미소 공진(마이크로 캐비티) 구조를 발광 영역(15)의 전역에서 균일하게 형성할 수 있고, 화소 내 휘도를 균일화할 수 있다.
또한, 금속막(11B)이 투명 도전막(11A) 내에 존재함으로써, 금속막(11B)이 절연막(14)에 접촉되지 않는다. 이에 의해, 하나의 하부 전극(11)의 금속막(11B)으로부터 분리된 금속 이온이 절연막(14)을 통해 이동하여 다른 하부 전극(11)과 연결되어 버리는 현상(마이그레이션)을 미연에 방지할 수 있다.
도 3은 유기 EL 패널(100)의 전체 구성 및 배선 구조를 나타낸 설명도이다. 도 3(a)는 전체적인 평면도, 도 3(b)는 밀봉 기판을 제외한 상태의 A-A단면도, 도 3(c)는 B-B단면도를 나타내고 있다. 유기 EL 패널(100)은 일례로서, 기판(10)에 밀봉 기판(20)을 접합시킨 구조를 갖고 있다. 그리고, 유기 EL 패널(100)은, 기판(10) 상에는 유기 EL 소자(1)가 형성된 발광부(100A)와 유기 EL 소자(1)로의 전기 공급을 행하는 배선 전극(30)이 형성된 배선부(100B)가 형성되어 있다. 발광부(100A)는 밀봉 기판(20)으로 덮인 범위 내에 형성되어 있고, 배선부(100B)는 기판(10) 상의 밀봉 기판(20)으로 덮이지 않은 영역에 형성되어 있다. 배선부(100B) 내의 배선 전극(30)은, 하부 전극(11)으로의 전기 공급을 행하는 것과 상부 전극(13)으로의 전기 공급을 행하는 것으로 나누어진다. 하부 전극(11)으로의 전기 공급을 행하는 배선 전극(30)은, 하부 전극(11)과 연속으로 형성할 수 있지만, 상부 전극(13)으로의 전기 공급을 행하는 배선 전극(30)은, 기판(10) 상에 형성된 배선 전극(30)과 상부 전극(13)을 상부 전극(13)의 형성시 또는 형성후에 접속시킨다.
유기 EL 패널(100)의 일례로서는, 배선 전극(30)은 하부 전극(11)과 동일한 단면 구조를 갖고 있다. 즉, 배선 전극(30)은, 설정된 폭에 패턴 형성된 투명 도전막(30A)을 구비하는 한편, 투명 도전막(30A)의 내부에, 전체 둘레면이 투명 도전막(30A)으로 덮여 투명 도전막(30A)의 폭보다 좁은 폭으로 패턴 형성된 금속막(30B)과 보호막(30C)이 형성되어 있다. 종래의 배선 전극은 투명 도전막 상에 저전기 저항의 금속층을 적층하여 형성되지만, 이 유기 EL 패널(100)에서는, 투명 도전막(30A)의 내부에 금속막(30B)을 형성함으로써 저전기 저항화를 도모하고 있다. 이에 의하면, 하부 전극(11)의 패턴 형성 공정과 배선 전극(30)의 패턴 형성 공정을 동일 공정으로 진행할 수 있다. 종래 각각의 공정으로 패턴 형성되던 하부 전극과 배선 전극을 동일 공정으로 패턴 형성할 수 있으므로, 공정의 간략화가 가능해진다. 또한, 하부 전극(11)이 배선 전극(30)과 동일하게 저전기 저항화되어 있으므로, 유기 EL 패널(100)의 구동 전압을 큰 폭으로 저하시킬 수 있다.
도 4는 유기 EL 패널(100)의 더욱 구체적인 내부 구조를 나타낸 설명도이다. 도 4(a)가 발광부 내의 평면도, 도 4(b)가 C-C단면도, 도 4(c)가 D-D단면도를 나타내고 있다. 상기 서술한 바와 같이, 유기 EL 패널(100)은, 금속막(11B)과 보호막(11C)을 덮는 투명 도전막(11A)으로 이루어지는 하부 전극(11)이 스트라이프 형상으로 패턴이 형성되고, 광투과성 도전막인 상부 전극(13)이 하부 전극(11)과 교차하는 방향으로 스트라이프 형상으로 패턴이 형성되어 있다. 그리고, 상부 전극(13)을 따른 방향으로 복수의 격벽(31)을 구비하고, 격벽(31)은, 복수의 하부 전극(11) 상을 횡단하도록 형성되는 한편, 금속막(11B) 상에 형성된 부분과 금속막(11B)이 형성되어 있지 않은 곳에 형성된 부분의 단면 형상이 상이하게 되어 있다.
구체적으로는, 도 4(b)에 나타낸 단면이 금속막(11B) 상에 형성된 부분의 단면이고, 도 4(c)에 나타낸 단면이 금속막(11B)이 형성되어 있지 않은 곳에 형성된 부분의 단면이다. 도시로부터 명확한 바와 같이, 격벽(31)은, 그 측부에 하향의 테이퍼면(31a)을 구비하고, 테이퍼면(31a)의 수직에 대한 테이퍼 각도가, 금속막(11B) 상에 형성된 부분에서의 각도(θs)(도 4(b) 참조)보다 금속막(11B)이 형성되어 있지 않은 곳에 형성된 부분에서의 각도(θd)(도 4(c) 참조)가 큰 형상으로 되어 있다.
격벽(31)은, 상부 전극(13)을 스트라이프 형상으로 패턴 형성하기 위해, 상부 전극(13)의 성막에 앞서 형성되는 것이고, 스트라이프 형상으로 형성되는 개개의 상부 전극(13)을 확실히 분리하기 위해, 하향의 테이퍼면을 구비하는 단면 형상(예를 들면, 역사다리꼴 또는 T자 형상 등의 오버행 형상)으로 하고 있다. 이와 같은 격벽(31)의 단면 형상은, 포토리소그래피 공정에 있어서의 두께 방향의 노광량의 차이로부터 오는 현상 속도차를 이용하여 측면의 테이퍼면(31a)을 형성한다. 이때, 금속막(11B) 상에 형성되는 격벽(31)의 부분은 금속막(11B)에서의 반사광에 의해 노광량이 증가되어 테이퍼 각도가 작아진다.
상부 전극(13)을 확실히 분리하기 위해서는 테이퍼 각도가 큰 것이 바람직하지만, 격벽(31)의 강도를 생각하면, 테이퍼 각도를 작게 하여 격벽(31)의 밑부분의 폭을 크게 하는 것이 바람직하다. 본 발명의 실시형태에서는, 격벽(31)은, 테이퍼 각도가 큰 부분과 작은 부분이 교대로 이어지는 것이 되므로, 적절히 상부 전극을 분리하는 기능이 얻어지는 한편, 상부로부터의 압박 등에 대해 충분한 강도를 구비하고 있다.
도 5는 밀봉 기판을 포함한 유기 EL 패널의 전체 구조를 나타낸 단면도이다. 상기 서술한 설명과 공통되는 부위에 대해서는 동일 부호를 붙여 중복 설명을 일부 생략한다. 유기 EL 패널(100)은, 기판(10)과의 사이에 유기 EL 소자(1)를 밀봉하기 위한 밀봉 공간(SS)을 형성하는 밀봉 기판(20)을 구비한다. 기판(10)과 밀봉 기판(20)은 접착제층(21)에 의해 접합되고, 접착제층(21)의 내측에 밀봉 공간(SS)이 형성된다.
도시된 유기 EL 패널(100)에서는, 상기 서술한 격벽(31)이 기판(10)과 밀봉 기판(20) 사이에 개재되는 지지 부재가 되고 있다. 즉, 밀봉 기판(20)의 내면이 격벽(31)의 상면에 맞닿음으로써, 밀봉 기판(20)의 기판(10)측으로의 변형을 억제하고 있다. 격벽(31)은, 상기 서술한 바와 같이 위로부터의 압박에 대해 충분한 강도를 구비하고 있으므로, 이와 같은 밀봉 기판(20)의 지지 구조가 유기 EL 소자(1)의 보호에 유효하게 기능한다.
도 6은 본 발명의 실시형태에 따른 유기 EL 패널의 제조 방법을 나타낸 설명도이다. 본 발명의 실시형태에 따른 제조 방법은, 하부 전극(11)의 형성에 특징이 있고, 다른 공정은 기존의 공정을 적용할 수 있다. 즉, 기판(10)측으로부터 차례로, 하부 전극(11), 발광층(12A)을 구비하는 유기막(12), 상부 전극(13)을 적층하여 유기 EL 소자(1)를 형성할 때, 하부 전극(11)을 형성하는 공정은, 투명막(11A2)을 성막하여 이 투명막(11A2) 상에 금속막(11B1)과 보호막(11C1)을 성막하는 공정(도 6(a)), 금속막(11B)과 보호막(11C)을 동시에 패턴 형성하는 공정(도 6(b))과, 투명막(11A2)과 금속막(11B) 및 보호막(11C) 상에 투명 도전막(11A1)을 성막하는 공정(도 6(c))과, 투명 도전막(11A1)과 투명막(11A2)을 동시에 패턴 형성하는 공정(도 6(d), (e))을 포함한다.
도 6(a)에 나타내는 공정에서는, 기판 상에 투명막(11A2)을 성막하여, 다시 그 위에 금속막(11B1)과 보호막(11C1)을 성막한다. 도 6(b)에 나타내는 공정에서는, 금속막(11B)과 보호막(11C)을 동시에 에칭 처리하여 금속막(11B)과 보호막(11C)의 스트라이프 형상의 패턴을 형성한다. 도 6(a), (b)를 합병하여, 성막한 투명막(11A2) 상에 마스크 성막에 의해 금속막(11B)과 보호막(11C)의 패턴을 형성해도 좋다.
도 6(c)에 나타내는 공정에서는, 투명막(11A2)의 상측 전체면에 투명 도전막(11A1)을 성막한다. 이때의 투명 도전막(11A1)의 막두께는 전술한 광학적 거리(d0)의 설정을 하는 데 있어서 중요하다.
도 6(d)에 나타내는 공정에서는, 투명 도전막(11A1)과 투명막(11A2)을 동시에 에칭하여 하부 전극(11)의 패턴을 형성한다. 하부 전극(11)의 패턴폭은 금속막(11B) 및 보호막(11C)의 패턴폭보다 넓기 때문에, 금속막(11B) 및 보호막(11C)의 패턴에 대해 그만큼 고정밀도로 패턴을 맞출 필요가 없다. 그리고, 여기서 동시에 에칭 처리하는 것은 동일한 재료 또는 동일한 종류의 재료이므로, 이종 금속층의 동시 에칭시에 발생하는 에칭 속도의 차이에 따른 에칭 단면의 흐트러짐 등이 없고, 양호한 에칭 프로파일을 얻을 수 있다.
도 6(e)에 나타낸 바와 같이 형성된 하부 전극(11)은, 내부에 금속막(11B)과 보호막(11C)을 구비하는 것이지만, 단일 투명 도전막을 에칭 처리하여 형성되는 패턴과 동일한 정도로 정밀도가 높은 패턴이 얻어진다. 이에 의해, 그 위에 유기 EL 소자(1)의 각 층을 적층할 때의 막두께 정밀도를 향상시킬 수 있고, 또한 패터닝된 하부 전극(11)의 각 패턴간의 절연성을 효과적으로 높일 수 있다.
이하, 본 발명의 실시형태에 따른 유기 EL 패널의 구성예를 더욱 구체적으로 설명한다.
기판(10)은, 유리, 플라스틱, 표면에 절연 재료층이 형성된 금속 등, 유기 EL 소자(1)를 지지할 수 있는 기재에 의해 형성된다. 하부 전극(11)을 형성하는 투명 도전막(11A)은, ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), 산화아연계 투명 도전막, SnO2계 투명 도전막, 이산화티탄계 투명 도전막 등의 투명 금속 산화물을 사용하고, 투명 도전막(11A) 내에 배치되는 금속막(11B)은, 저전기 저항 금속인 은(Ag)이나 은합금, 알루미늄(Al)이나 알루미늄합금 등을 사용할 수 있다. 투명 도전막(11A1)과 투명막(11A2)은 동일한 재료인 것이 바람직하지만, 동종(금속 산화물 재료)의 상이한 재료여도 된다. 투명막(11A2)은 도전성인 것이 바람직하지만, 광투과성인 것이면 꼭 도전성인 것이 아니어도 좋다. 보호막(11C)은 광투과성의 막이면 되지만, 하부 전극(11)의 일부를 형성하도록 도전성인 것이 바람직하다. 또한 투명 도전막(11A)과의 밀착성을 고려하면 투명 도전막(11A)과 동일한 재료로 형성하는 것이 더욱 바람직하다.
투명 도전막(11A1), 금속막(11B1), 보호막(11C1), 투명막(11A2)의 성막은 스퍼터링이나 증착 등에 의해 행할 수 있다. 기판(10) 상에서의 금속막(11B)과 보호막(11C) 혹은 하부 전극(11)의 패턴 형성은, 포토리소그래피 공정 등에 의해 행할 수 있다. 발광부(100A)에 형성되는 하부 전극(11)과 배선부(100B)에 형성되는 배선 전극(30)을 동일한 단면 구조로 형성함으로써, 하부 전극(11)의 패턴 형성과 동일 공정으로 배선 전극(30)을 형성할 수 있다. 이와 같이 형성된 하부 전극(11)과 배선 전극(30)은 모두 금속막(11B, 30B)을 구비하므로, 그 양방을 저전기 저항화할 수 있다. 이에 의해, 유기 EL 소자(1)를 낮은 전압으로 구동하여 원하는 휘도를 얻을 수 있다.
절연막(14)은, 패터닝된 하부 전극(11)의 각각의 절연성을 확보하기 위해 마련되고, 폴리이미드수지, 아크릴계수지, 산화실리콘, 질화실리콘 등의 재료가 사용된다. 절연막(14)의 형성은, 하부 전극(11)이 형성된 기판(10) 상의 발광부(100A) 전체면에 성막한 후, 하부 전극(11) 상에 발광 영역(15)의 개구를 형성하는 패터닝이 이루어진다. 구체적으로는, 하부 전극(11)이 형성된 기판(10)에 스핀코팅법에 의해 소정의 도포 두께가 되도록 막을 형성하고, 노광 마스크를 사용하여 노광 처리, 현상 처리를 함으로써, 발광 영역(15)의 개구 패턴 형상을 갖는 절연막(14)의 층이 형성된다. 이 절연막(14)은, 하부 전극(11)의 패턴간을 메우는 한편 그 측단 부분을 일부 덮도록 형성되고, 격자 형상으로 형성된다. 이에 의해, 하부 전극(11) 상에 발광 영역(15)을 개구하여, 그 영역이 절연막(14)에 의해 절연 구획되게 된다.
격벽(31)은, 마스크 등을 사용하지 않고 상부 전극(13)의 패턴을 형성하기 위하여, 혹은 인접하는 상부 전극(13)을 완전히 전기적으로 절연하기 위하여, 하부 전극(11)과 교차하는 방향으로 스트라이프 형상으로 형성된다. 구체적으로는, 기판(10) 또는 절연막(14) 상에 광 감광성 수지 등의 절연 재료를, 유기 EL 소자(1)를 형성하는 유기막(12)과 상부 전극(13)의 막두께의 총합보다 두꺼운 막두께로 스핀코팅법 등으로 도포 형성한 후, 이 광 감광성 수지막 상에 하부 전극(11)에 교차하는 스트라이프 형상의 패턴을 구비하는 포토마스크를 통해 자외선 등을 조사하고, 층의 두께 방향의 노광량의 차이로부터 발생하는 현상 속도차를 이용하여, 측부가 하향의 테이퍼면(31a)을 구비하는 격벽(31)을 형성한다.
유기막(12)은, 발광층(12A)을 포함하는 발광 기능층의 적층 구조를 구비하고, 하부 전극(11)과 상부 전극(13) 중의 하나를 양극으로 하고 다른 하나를 음극으로 하면, 양극측으로부터 차례로, 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층, 전자 주입층 등이 선택적으로 형성된다. 유기막(12)의 성막은 건식 성막으로서 진공증착법 등이 사용되고, 습식 성막으로서는 도포나 각종의 인쇄법이 사용된다.
유기막(12)의 형성예를 이하에 설명한다. 예를 들면 먼저, NPB(N,N-di(naphtalence)-N,N-dipheneyl-benzidene)을 정공 수송층으로서 성막한다. 이 정공 수송층은, 양극으로부터 주입되는 정공을 발광층에 수송하는 기능을 구비한다. 이 정공 수송층은, 1층만 적층한 것이어도 좋고 2층 이상 적층한 것이어도 좋다. 또한, 정공 수송층은, 단일 재료에 의한 성막이 아닌, 복수의 재료에 의해 하나의 층을 형성해도 되고, 전하 수송 능력이 높은 호스트 재료에 전하 공여(수용)성이 높은 게스트 재료를 도핑해도 된다.
다음으로, 정공 수송층의 위에 발광층을 성막한다. 일례로서는, 저항가열증착법에 의해, 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 발광층을, 색구분용 마스크를 이용하여 각각의 성막 영역에 성막한다. 적색(R)으로서 DCM1(4-(디시아노메틸렌)-2-메틸-6-(4'-디메틸아미노스티릴)-4H-피란) 등의 스티릴색소 등의 적색을 발광하는 유기 재료를 사용한다. 녹색(G)으로서 알루미늄퀴놀리놀착체(Alq3) 등의 녹색을 발광하는 유기 재료를 사용한다. 청색(B)으로서 디스티릴 유도체, 트리아졸 유도체 등의 청색을 발광하는 유기 재료를 사용한다. 물론, 다른 재료여도 좋고, 호스트-게스트계의 층구성이어도 좋고, 발광 형태도 형광 발광 재료를 사용해도 좋고 인광 발광 재료를 사용한 것이어도 좋다.
발광층 상에 성막되는 전자 수송층은, 저항가열증착법 등의 각종 성막 방법에 의해, 예를 들면 알루미늄퀴놀리놀착체(Alq3) 등의 각종 재료를 사용하여 성막한다. 전자 수송층은, 음극으로부터 주입되는 전자를 발광층에 수송하는 기능을 구비한다. 이 전자 수송층은, 1층만 적층한 것이어도 좋고 2층 이상 적층한 다층 구조를 구비해도 좋다. 또한, 전자 수송층은, 단일 재료에 의한 성막이 아닌, 복수의 재료에 의해 하나의 층을 형성해도 좋고, 전하 수송 능력이 높은 호스트 재료에 전하 공여(수용)성이 높은 게스트 재료를 도핑하여 형성해도 좋다.
유기막(12) 상에 형성되는 상부 전극(13)은, 이쪽이 음극인 경우에는, 양극보다 일함수가 작은(예를 들면 4eV 이하) 재료(금속, 금속 산화물, 금속 불화물, 합금 등)를 사용할 수 있고, 구체적으로는, 알루미늄(Al), 인듐(In), 마그네슘(Mg) 등의 금속막, 도핑된 폴리아닐린이나 도핑된 폴리페닐렌비닐렌 등의 비정질 반도체, Cr2O3, NiO, Mn2O5 등의 산화물을 사용할 수 있다. 구조로서는, 금속 재료에 의한 단층 구조, LiO2/Al 등의 적층 구조 등을 채용할 수 있다.
밀봉 기판(20)은, 금속제, 유리제, 플라스틱제 등에 의한 판형상 부재 또는 용기형상 부재를 사용할 수 있다. 일례로서는, 유리제의 밀봉 기판(20)에 프레스성형, 에칭, 블라스트 처리 등의 가공에 의해 밀봉용 오목부(1단 오목부, 2단 오목부에 상관없음)를 형성한 것을 사용할 수도 있고, 혹은 평판 유리를 사용하여 유리(플라스틱이어도 된다)제의 스페이서에 의해 기판(10)과의 사이에 밀봉 공간(SS)을 형성할 수도 있다.
기판(10)에 밀봉 기판(20)을 접합시키는 접착제는, 열경화형, 화학경화형(2액 혼합), 광(자외선)경화형 등을 사용할 수 있고, 재료로서 아크릴수지, 에폭시수지, 폴리에스테르, 폴리올레핀 등을 사용할 수 있다. 특히, 가열 처리를 필요로 하지 않고 즉시 경화성이 높은 자외선 경화형의 에폭시수지제의 접착제를 사용하는 것이 바람직하다.
기판(10)에 대해 밀봉 기판(20)을 접합시켜 유기 EL 소자(1)를 밀봉 공간(SS) 내에 밀봉하는 밀봉 공정은, 도 5에 나타낸 실시형태에서는, 밀봉 기판(20)의 내면을 격벽(31)의 상면에 맞닿도록 양자를 접합시킨다. 도 4에 나타낸 바와 같은 상부로부터의 압박 강도가 강한 격벽(31)을 사용함으로써, 격벽(31)의 상부에 밀봉 기판(20)의 내면을 맞닿게 하는 구성을 채용함으로써 유기 EL 패널(100)의 내가압 성능을 높일 수 있다.
이와 같은 본 발명의 실시형태에 따른 유기 EL 패널(100)은, 광학 미소 공진(마이크로 캐비티) 구조를 채용하는 것에 더하여, 하부 전극(11)과 배선 전극(30) 내에 금속막(11B, 30B)을 마련하는 것에 의한 전극 및 배선의 저전기 저항화에 의해, 저구동 전압에 의한 고휘도 발광을 가능하게 하고 있고, 이에 의해 저소비전력의 유기 EL 패널을 실현하고 있다. 또한, 하부 전극(11)과 배선 전극(30)을 동일한 단면 구조로 함으로써, 동일 공정으로 기판(10) 상에 하부 전극(11)과 배선 전극(30)의 패턴을 형성할 수 있고, 제조 공정의 간략화를 가능하게 하고 있다.
그리고, 하부 전극(11)의 구조를, 설정된 폭(W1)으로 패턴 형성된 투명 도전막(11A)을 구비하는 한편, 투명 도전막(11A)의 내부에, 전체 둘레면이 투명 도전막(11A)으로 덮여 투명 도전막(11A)의 폭보다 좁은 폭(W2)으로 패턴 형성된 금속막(11B)과 보호막(11C)이 형성되어 있는 구조로 되어 있으므로, 이종 금속을 적층한 구조의 하부 전극(11)이어도, 이종 금속층을 에칭하는 경우의 에칭 속도의 차이에 의한 패턴의 흐트러짐 등이 없고, 양호한 에칭 프로파일을 얻을 수 있다.
또한, 광 반투과성이 되도록 막두께를 얇게 한 금속막(11B)을 발광 영역(15)의 전역을 차지하도록 형성하여, 그 위에 보호막(11C)을 적층함으로써, 금속막(11B)을 형성한 후의 소자 형성 공정에서 금속막(11C)이 데미지를 입는 것을 억제할 수 있다. 이에 의해 발광 영역 전역에 형성된 금속막(11B)의 균일한 표면을 유지할 수 있고, 유기 EL 소자(1)에 있어서의 광학 미소 공진(마이크로 캐비티) 구조를 발광 영역 전역에서 고정밀도로 구성할 수 있다.
이상, 본 발명의 실시형태에 대해 도면을 참조하여 상세하게 서술했지만, 구체적인 구성은 이들의 실시형태에 한정되지 않고, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위의 설계의 변경 등이 있어도 본 발명에 포함된다. 상기 서술한 각 도면에 나타낸 실시형태는, 그 목적 및 구성 등에 특별히 모순이나 문제가 없는 한, 상호의 기재 내용을 조합하는 것이 가능하다. 또한, 각 도면의 기재 내용은 각각 독립된 실시형태가 될 수 있는 것이고, 본 발명의 실시형태는 각 도면을 조합한 하나의 실시형태에 한정되지 않는다.
Claims (19)
- 기판 상에 적어도 하나의 유기 EL 소자를 구비한 유기 EL 장치이고,
상기 유기 EL 소자는,
상기 기판의 상방에 적층된 광 반투과성 금속막과,
상기 금속막 상에 적층된 광 투과성 보호막과,
상기 보호막 상에 적층된 상기 금속막과 상기 보호막의 양측면을 덮는 투명 도전막을 갖는 하부 전극과,
상기 투명 도전막 상에 적층된 유기막과,
상기 유기막 상에 적층된 광 반사성 도전막을 갖는 상부 전극을 구비하고,
상기 유기 EL 소자는 상기 하부 전극 및 상기 기판을 통해 광이 방출되는 발광 영역을 구비하고,
상기 금속막은, 상기 발광 영역의 전역을 차지하도록 적층되어 있는 것을 특징으로 하는 유기 EL 장치. - 제 1항에 있어서,
상기 보호막의 막두께와 상기 보호막 상의 상기 투명 도전막의 막두께와 상기 유기막의 막두께에 의한 광학적 거리의 합계값은, 상기 유기막으로부터 발광하는 광의 피크 파장의 반파장의 정수배인 것을 특징으로 하는 유기 EL 장치. - 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 보호막의 막두께는 상기 금속막의 막두께보다 큰 것을 특징으로 하는 유기 EL 장치. - 제 1항에 있어서,
상기 금속막의 에칭 레이트는 상기 보호막의 에칭 레이트 이상이고, 상기 보호막의 에칭 레이트는 동일한 에칭액을 사용한 경우에 상기 투명 도전막의 에칭 레이트 이상인 것을 특징으로 하는 유기 EL 장치. - 제 1항에 있어서,
상기 투명 도전막의 막두께는 상기 금속막과 상기 보호막의 합계 막두께보다 큰 것을 특징으로 하는 유기 EL 장치. - 제 1항에 있어서,
상기 보호막은 도전성인 것을 특징으로 하는 유기 EL 장치. - 제 1항에 있어서,
상기 보호막은 절연성인 것을 특징으로 하는 유기 EL 장치. - 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제 1항에 있어서,
상기 투명 도전막은 스트라이프 형상으로 패턴이 형성되고, 상기 상부 전극은 상기 투명 도전막과 교차하는 방향으로 스트라이프 형상으로 패턴이 형성되고,
상기 상부 전극을 따른 방향으로 복수의 격벽을 구비하고,
상기 격벽은, 복수의 상기 투명 도전막 상을 가로지르도록 형성됨과 함께, 상기 금속막 상에 형성된 부분과 상기 금속막이 형성되어 있지 않은 곳에 형성된 부분의 단면 형상이 상이한 것을 특징으로 하는 유기 EL 장치. - 제 12항에 있어서,
상기 격벽은, 그 측부에 하향의 테이퍼면을 구비하고, 상기 테이퍼면의 수직에 대한 테이퍼 각도가, 상기 금속막 상에 형성된 부분에서의 각도보다 상기 금속막이 형성되어 있지 않은 곳에 형성된 부분에서의 각도가 큰 것을 특징으로 하는 유기 EL 장치. - 제 12항 또는 제 13항에 있어서,
상기 기판과의 사이에 상기 유기 EL 소자를 밀봉하기 위한 밀봉 공간을 형성하는 밀봉 기판을 구비하고,
상기 격벽이 상기 기판과 상기 밀봉 기판 사이에 개재하는 지지 부재가 되는 것을 특징으로 하는 유기 EL 장치. - 기판 상에 하부 전극과 유기층과 상부 전극을 차례로 적층하여 형성되는 적어도 하나의 유기 EL 소자를 형성한 유기 EL 장치의 제조 방법이고,
상기 기판의 상방에 광 반투과성 금속막을 성막하면서 상기 금속막 상에 보호막을 성막하는 공정과,
상기 금속막과 상기 보호막을 동시에 패턴 형성하는 공정과,
상기 보호막 상에 상기 보호막과 상기 금속막의 양측면을 덮도록 투명 도전막을 성막하여, 상기 투명 도전막의 패턴 형성을 진행하는 공정을 포함하는 하부 전극의 형성 공정과,
상기 투명 도전막 상에 유기막을 적층하는 공정과,
상기 유기막 상에 광 반사성 도전막을 적층하는 상부 전극의 형성 공정을 포함하고,
상기 유기 EL 소자는 상기 하부 전극 및 상기 기판을 통해 광이 방출되는 발광 영역을 구비하고, 상기 금속막은 상기 발광 영역의 전역을 차지하도록 적층되어 있는 것을 특징으로 하는 유기 EL 장치의 제조 방법. - 제 15항에 있어서,
상기 금속막과 상기 보호막은 스트라이프 형상으로 패턴이 형성되고,
상기 투명 도전막은, 상기 금속막과 상기 보호막을 따라 상기 금속막과 상기 보호막보다 폭이 넓은 스트라이프 형상으로 패턴이 형성되는 것을 특징으로 하는 유기 EL 장치의 제조 방법. - 제 15항 또는 제 16항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 보호막의 막두께와 상기 투명 도전막의 막두께와 상기 유기막의 막두께에 의한 광학적 거리의 합계값이, 상기 유기막으로부터 발생하는 광의 피크 파장의 반파장의 정수배인 것을 특징으로 하는 유기 EL 장치의 제조 방법. - 기판 상에 적어도 하나의 유기 광전 변환 소자를 구비한 유기 광전 변환 장치이고,
상기 유기 광전 변환 소자는,
상기 기판의 상방에 적층된 광 반투과성 금속막과, 상기 금속막 상에 적층된 광 투과성 보호막과, 상기 보호막 상에 적층된 투명 도전막을 갖는 하부 전극과,
상기 투명 도전막 상에 적층된 유기막과,
상기 유기막 상에 적층된 광 반사성 도전막을 갖는 상부 전극과, 및
상기 하부 전극 및 상기 기판을 통해 광을 받아들이는 수광 영역을 구비하고,
상기 투명 도전막이 상기 금속막과 상기 보호막의 측면을 덮고,
상기 금속막은, 상기 수광 영역의 전역을 차지하도록 적층되어 있는 것을 특징으로 하는 유기 광전 변환 장치. - 제 18항에 있어서,
상기 보호막의 막두께와 상기 투명 도전막의 막두께와 상기 유기막의 막두께에 의한 광학적 거리의 합계값이, 수광하는 광의 피크 파장의 반파장의 정수배인 것을 특징으로 하는 유기 광전 변환 장치.
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