KR20060047414A - 유기 ｅｌ 장치의 제조 방법 및 전자 기기 - Google Patents
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Abstract
유기 EL 장치의 제조 방법은 기판 위의 막 형성 영역을 사이에 두고 격벽을 형성하는 공정과, 상기 격벽의 근방에 구획부를 형성하는 공정과, 상기 격벽과 상기 구획부로 둘러싸이는 상기 막 형성 영역에 전극 형성 재료를 포함하는 액적을 토출하는 공정을 갖는다.
유기 EL 장치, 격벽, 구획부, 전극 형성 재료, 액적 토출 공정
Description
도 1은 본 발명의 유기 EL 장치의 평면도.
도 2는 본 발명의 유기 EL 장치의 내부 구성도.
도 3은 도 1에서의 Ⅰ-Ⅰ' 선을 따른 도면.
도 4의 (a)는 유기 EL 장치의 제조 방법을 나타낸 평면도.
도 4의 (b)는 유기 EL 장치의 제조 방법을 나타낸 단면도.
도 5의 (a)는 유기 EL 장치의 제조 방법을 나타낸 평면도.
도 5의 (b)는 유기 EL 장치의 제조 방법을 나타낸 단면도.
도 6의 (a)는 유기 EL 장치의 제조 방법을 나타낸 평면도.
도 6의 (b)는 유기 EL 장치의 제조 방법을 나타낸 단면도.
도 7의 (a)는 유기 EL 장치의 제조 방법을 나타낸 평면도.
도 7의 (b)는 유기 EL 장치의 제조 방법을 나타낸 단면도.
도 8의 (a)는 유기 EL 장치의 제조 방법을 나타낸 평면도.
도 8의 (b)는 유기 EL 장치의 제조 방법을 나타낸 단면도.
도 9의 (a)는 유기 EL 장치의 제조 방법을 나타낸 평면도.
도 9의 (b)는 유기 EL 장치의 제조 방법을 나타낸 단면도.
도 10의 (a)는 유기 EL 장치의 제조 방법을 나타낸 평면도.
도 10의 (b)는 유기 EL 장치의 제조 방법을 나타낸 단면도.
도 11의 (a)는 유기 EL 장치의 제조 방법을 나타낸 평면도.
도 11의 (b)는 유기 EL 장치의 제조 방법을 나타낸 단면도.
도 12의 (a)는 유기 EL 장치의 제조 방법을 나타낸 평면도.
도 12의 (b)는 유기 EL 장치의 제조 방법을 나타낸 단면도.
도 13은 유기 EL 장치의 제조 방법을 나타낸 도면.
도 14의 (a) 내지 도 14의 (c)는 본 발명의 전자 기기의 구체 예를 나타낸 도면.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
M : 막 형성 영역
1 : 유기 EL 장치
2 : 기판
4 : 캐소드 세퍼레이터(격벽)
11 : 구획벽(구획부, 제 2 격벽)
11 : 발액막(撥液膜)(구획부)
600 : 휴대 전화 본체(전자 기기)
700 : 정보 처리 장치(전자 기기)
800 : 시계 본체(전자 기기)
본 발명은 유기 EL 장치의 제조 방법 및 전자 기기에 관한 것이다.
최근, 노트북, 휴대 전화기, 전자 수첩 등의 전자 기기에 있어서, 정보를 표시하는 수단으로서 유기 일렉트로루미네선스(이하, 유기 EL이라고 함) 소자를 화소에 대응시켜 구비하는 유기 EL 장치 등과 같은 표시 장치가 제안되고 있다.
이러한 유기 EL 장치 중 하나로서 패시브 매트릭스형(단순 매트릭스형)의 유기 EL 장치가 있다. 일반적으로, 이 패시브 매트릭스형의 유기 EL 장치는 기판 위에 복수 형성된 소정 방향으로 띠 형상으로 연장되는 제 1 전극과, 이 제 1 전극에 대하여 직교하는 방향으로 띠 형상으로 복수 배치된 제 2 전극과, 제 1 전극과 제 2 전극의 교차 영역에서 제 1 전극 및 제 2 전극에 상하로 삽입된 유기 기능층을 구비하고 있다. 이 유기 기능층은 제 1 전극 및 제 2 전극에 전류가 흐른 경우에 발광하는 발광층을 포함하고 있고, 패시브 매트릭스형의 유기 EL 장치는 발광층을 포함하는 유기 기능층을 1화소에 대응시켜 복수 구비함으로써 구성되어 있다.
그런데, 이와 같은 패시브 매트릭스형의 유기 EL 장치의 제 2 전극은 일반적으로 진공 증착법에 의해 형성되어 있다. 이 진공 증착법에 의하면, 주지하는 바와 같이(예를 들어 일본국 특개평11-87063호 공보), 제 2 전극이 형성되는 범위끼리의 사이에 소정의 두께로 세퍼레이터를 설치하고, 기판면에 대하여 수직 방향 또는 경사 방향으로부터 제 2 전극 재료를 증착시킴으로써 제 2 전극끼리를 세퍼레이트하고 있다. 또한, 유기 기능층을 액적 토출법에 의해 형성하는 경우에는, 상술 한 세퍼레이트끼리의 사이에 노출된 제 1 전극 위에 유기 기능층 재료를 토출하고, 그 후, 건조함으로써 유기 기능층을 형성한다.
그러나, 상술한 바와 같은 종래 기술에는 이하와 같은 문제가 존재한다.
일반적으로, 진공 증착법 등에 의해 성막하는 경우에 막두께를 두껍게 하면, 막 응력 등에 의해 박리되거나 또는 장시간의 성막으로 인해 증착원으로부터의 복사열(輻射熱)에 의해 발광층이 열화되는 경우가 있었다. 이로 인하여, 진공 증착법에 의해 성막된 음극은 막두께가 얇게 제한된다. 따라서, 전극의 전기 저항이 커지지 않을 수 없었다.
음극의 전기 저항이 클 경우, 전압 강하에 의해 표시 영역의 중앙에 근접한 부분 등 유기 EL 소자에 인가되는 전압이 낮아지고, 그것에 기인하여 휘도의 불균일이 발생한다. 이 전압 강하는 특히 대형 유기 EL 장치의 경우에 현저해져서 표시 품질이 저하하는 문제가 발생한다.
그래서, 예를 들면, 액적 토출 방식에 의해 전극을 성막하는 것을 검토하고 있다. 이 액적 토출 방식은, 예를 들면, 간격을 두고 복수의 격벽을 설치하고, 이들 격벽 사이의 막 형성 영역에 도전성 미립자를 포함하는 액적을 토출·소성(燒成)하여 선 형상의 전극을 형성하는 것으로서, 증착 방식에 비하여 전극을 후막화(厚膜化)함으로써 전기 저항을 저감하는 것이 가능해졌다.
그러나, 이 구성에서는 액적이 막 형성 영역으로부터 유출되어 격벽을 사이에 두고 형성되어 서로 이웃하는 전극끼리 격벽의 길이 방향 단부(端部)에서 접촉 할 우려가 있다. 이 경우, 전극끼리 전기적으로 접속되어 단락(短絡)의 원인이 되는 경우가 있다.
본 발명은 이상과 같은 점을 고려하여 이루어진 것으로서, 액적 토출 방식에 의해 형성된 전극끼리 접촉하는 것에 기인하는 단락을 방지할 수 있는 유기 EL 장치의 제조 방법 및 이 제조 방법을 이용하여 제조된 전자 기기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 이하의 구성을 채용하고 있다.
본 발명의 유기 EL 장치의 제조 방법은 기판 위의 막 형성 영역을 사이에 두고 격벽을 형성하는 공정과, 상기 막 형성 영역에 전극 형성 재료를 포함하는 액적을 토출하는 공정을 갖는 유기 EL 장치의 제조 방법으로서, 상기 격벽의 단부 근방에 상기 막 형성 영역과 비막(非膜) 형성 영역을 구획하여, 토출한 상기 액적의 유출을 저지하는 구획부를 형성하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 것이다.
따라서, 본 발명에서는, 격벽 사이의 막 형성 영역에 토출된 액적은 구획부에 의해 막 형성 영역으로부터의 유출이 저지된다. 따라서, 격벽을 사이에 두고 서로 이웃하는 막 형성 영역에 토출된 액적끼리 접촉하여 단락하는 것을 회피할 수 있다.
구획부로서는, 상기 액적에 대하여 발액성(撥液性)을 갖는 발액막이나 상기 막 형성 영역을 사이에 두고 배치된 상기 격벽의 상기 단부끼리를 접속하는 제 2 격벽으로 할 수 있다.
구획부를 제 2 격벽으로 구성하는 경우에는, 상기 격벽과 상기 제 2 격벽을 동일 공정으로 형성함으로써, 제조 공정을 삭감하는 것이 가능해져서 생산성 향상에 기여할 수 있다.
또한, 격벽으로서는 위쪽을 향할수록 점차 직경이 확대되는 역(逆) 테이퍼 형상으로 형성하는 구성을 채용할 수 있다.
또한, 상기 액적을 상기 막 형성 영역에 토출하는 공정과, 토출한 상기 액적을 건조·소성하는 공정을 복수회 반복하여 행하는 수순(手順)도 적합하게 채용할 수 있다.
이 경우, 전극의 막 두께를 더 크게 하는 것이 가능해져서 전극에서의 전기 저항을 더욱 저감시킬 수 있다.
한편, 본 발명의 전자 기기는 상기한 유기 EL 장치의 제조 방법에 의해 제조된 유기 EL 장치를 구비하는 것을 특징으로 하고 있다.
따라서, 본 발명에서는, 제막(製膜)된 전극이 단락되지 않고, 또한 휘도 불균일 등이 발생하지 않는 표시 품질이 우수한 전자 기기를 획득할 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 유기 EL 장치 및 그 제조 방법 및 전자 기기의 일실시예에 대해서 설명한다. 또한, 참조하는 각 도면에 있어서, 도면상에서 인식 가능한 크기로 하기 위하여 축척은 각 층이나 각 부재마다 다른 경우가 있다.
(제 1 실시예)
도 1 내지 도 3은 본 실시예에 따른 패시브 매트릭스형의 유기 EL 장치(일렉 트로루미네선스) 표시 장치를 모식적으로 나타낸 모식도로서, 도 1은 평면도, 도 2는 유기 EL 장치(1)의 내부 구성도, 도 3은 도 1의 Ⅰ-Ⅰ' 선을 따른 도면이다.
이들 도면에 나타낸 바와 같이, 본 유기 EL 장치(1)는 기판(2) 위에 소정 방향(Y축 방향)으로 띠 형상으로 연장되는 복수의 제 1 전극(양극)(3)과, 제 1 전극의 연장 방향에 대하여 직교하는 방향(X축 방향)으로 연장되는 복수의 캐소드 세퍼레이터(격벽)(4)와, 캐소드 세퍼레이트(4)의 아래쪽으로 설치되는 뱅크층(10)과, 캐소드 세퍼레이터(4)끼리의 사이의 막 형성 영역(M)에 형성되는 제 2 전극(음극)(5)과, 제 1 전극(3)과 제 2 전극(5)의 교차 영역(발광 영역)(A)에 제 1 전극(3) 및 제 2 전극(5)에 상하로 삽입된 유기 기능층(6)과, 제 1 전극(3), 캐소드 세퍼레이터(4), 제 2 전극(5) 및 유기 기능층(6) 등을 캔밀봉하기 위한 밀봉부(7)를 주요한 구성 요소로 하고 있다.
또한, 도 2에서 B는 기판(2) 위에서의 캐소드 세퍼레이터(4)가 형성되는 범위인 캐소드 세퍼레이터 형성 영역을 나타내고 있고, 이 캐소드 세퍼레이터 형성 영역(B)의 일 단부(Ba)의 근방에는 도시된 바와 같이, 캐소드 세퍼레이터(4)끼리에 삽입되도록, 또한, 캐소드 세퍼레이터(4)의 양 단부로부터 기판의 중심 쪽에 접속부(8a)가 복수 형성되어 있다. 또한, 접속부(8a)는 접속 단자(8)의 일부분을 이루는 것으로서, 제 2 전극과 직접 접속되어 있다. 또한, 캐소드 세퍼레이터 형성 영역(B)은 기판(2) 위의 복수의 캐소드 세퍼레이터(4)가 형성된 영역이지만, 보다 상세하게는, 캐소드 세퍼레이터(4)와 캐소드 세퍼레이터(4) 사이가 존재하는 전체 영역을 말한다.
또한, 제 1 전극(3) 및 접속 단자(8)는 제 1 전극(3)의 일 단부(3a) 및 접속 단자(8)의 일 단부(8b)가 밀봉부(7)의 외부에 위치하도록 연장되어 있고, 제 1 전극(3)의 일 단부(3a)에는 시프트 레지스터, 레벨 시프터, 비디오 라인 및 아날로그 스위치를 구비하는 데이터측 구동 회로(100)가 접속되고, 접속 단자(8)의 일 단부(8b)에는 시프트 레지스터 및 레벨 시프터를 구비하는 주사측 구동 회로(101)가 접속되어 있다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 유기 기능층(6)은 스스로를 상하로 삽입하는 제 1 전극(3) 및 제 2 전극(5)에 전류가 흐른 경우에 소정의 파장의 광(光)을 발광하는 발광층(61)을 포함하고 있고, 유기 EL 장치(1)는 이러한 발광층(61)을 포함하는 유기 기능층이 형성되는 발광 영역(A)을 매트릭스상으로 복수 구비함으로써 표시 장치로서의 기능을 갖고 있다. 또한, 본 실시예에 따른 유기 EL 장치(1)에 있어서, 기판(2) 및 제 1 전극(3)은 투광성을 갖고 있고, 발광층(61)으로부터 발광된 광은 기판(2) 측으로부터 출사되도록 구성되어 있다. 또한, 유기 기능층(6)은 도시된 바와 같이, 뱅크층의 측벽부(10b), 제 1 전극(3) 및 제 2 전극(5)에 의해 둘러싸인 공간 내에 수용되어 있다. 이 때문에, 외부로부터 진입하는 수분이나 공기 등에 의해 유기 기능층(6)이 열화되는 것을 방지할 수 있다.
투광성을 갖는 기판(2)의 재료로서는, 예를 들면, 유리, 석영(石英), 수지(플라스틱, 플라스틱 필름) 등을 들 수 있고, 특히 저렴한 소다 유리 기판이 적합하게 사용된다. 제 1 전극(3)은, 예를 들면, 인듐석 산화물(ITO)이나 인듐아연 산화물(IZO) 등의 금속 산화물로 이루어지는 투광성의 도전 재료에 의해 형성되어 있 고, 스트립 형상으로 형상 설정되며, 또한, 각각이 소정 간격을 두고 복수 형성되어 있다. 이 제 1 전극(3)은 유기 기능층(6)에 정공을 주입하는 역할을 완수한다. 접속 단자(8)는 도전성을 갖는 금속제에 의해 형성되어 있고, 직사각형 형상으로 형상 설정되며, 또한, 도시된 바와 같이, 스스로의 단부(8c)가 캐소드 세퍼레이터(4)들 사이에 위치하도록 배치되어 있다.
이 제 1 전극(3) 및 접속 단자(8)가 형성된 기판(2) 위에는 실리콘 산화막(SiO2)으로 이루어지는 절연막(9)이 형성되어 있다. 그리고, 이 절연막(9)은 발광 영역(A)의 제 1 전극(3), 제 1 전극(3)의 단부(3a) 근방, 접속부(8a) 및 접속 단자(8)의 단부(8b) 근방이 노출되도록 패터닝되어 있다. 또한, 절연막(9)은 접속부(8a)가 캐소드 세퍼레이터(4)의 단부(4a)(캐소드 세퍼레이터 형성 영역(B)의 일 단부(Ba))보다 기판(2)의 중심 쪽으로 위치하도록 패터닝되어 있다.
뱅크층(10)은 접속부(8a)가 피복되지 않도록 절연막(9) 위의 캐소드 세퍼레이터 형성 영역(B) 내에 형성되어 있다. 이 뱅크층(10)은 아크릴 수지, 폴리이미드 수지 등의 내열성, 내용매성에 우수한 유기 재료로 이루어지고, 발광 영역(A)에 대응한 위치에 개구부(10a)가 형성되어 있다. 또한, 뱅크층(10)의 두께는 캐소드 세퍼레이터(4)의 두께보다도 얇고, 또한, 유기 기능층(6)의 두께보다 두껍게 설정되어 있다.
뱅크층(10) 위에 형성되는 캐소드 세퍼레이터(4)는 폴리이미드 등의 감광성 수지에 의해 형성되어 있고, 예를 들면, 6㎛의 두께로 폭 방향의 단면이 위쪽으로 향할수록 점차 직경이 확대되는 역 테이퍼 형상으로 형상 설정되며, 또한, 제 2 전극(5)을 따라 각각이 Y축 방향으로 소정 간격을 두고 복수 형성되어 있다. 또한, 도시된 바와 같이, 캐소드 세퍼레이터(4)는 캐소드 세퍼레이터(4) 상부의 폭 방향의 단부(4b)가 뱅크층(10)의 개구부(10a)의 단부(도 3에서의 좌우 방향에 대응하는 단부)(10c)보다도 발광 영역(A)의 외측 쪽으로 위치하도록 형성되어 있다. 또한, 캐소드 세퍼레이터(4)는, 예를 들면, 캐소드 세퍼레이터(4)를 포토리소그래피 기술에 의해 형성할 때에 뱅크층(10)이 에칭되지 않도록 뱅크층(10)과는 다른 재료에 의해 구성되어 있다.
각 캐소드 세퍼레이터(4)의 길이 방향(X축 방향)의 단부(양단)는 Y축 방향으로 연장되어 제 2 전극(5)의 막 형성 영역(M)을 비막 형성 영역(H)과 구획하는 구획부로서의 구획벽(제 2 격벽)(11)에 접속되어 있다. 본 실시예에서는, 구획벽(11)은 캐소드 세퍼레이터(4)와 동일 재료에 의해 일체로 형성되어 있다.
유기 기능층(6)은 정공 주입/수송층(62), 발광층(61) 및 전자 주입/수송층(63)을 적층한 적층체로서, 뱅크층(10)의 개구부(10a) 내에 수용되어 있다. 정공 주입/수송층(62)은, 예를 들면, 폴리에틸렌디옥시티오펜 등의 폴리티오펜 유도체와 폴리스틸렌설폰산 등의 혼합물에 의해 형성되어 있다. 이 정공 주입/수송층(62)은 발광층(61)에 정공을 주입하는 동시에 정공을 정공 주입/수송층(62)의 내부에서 수송하는 기능을 갖고 있다.
발광층(61)은 적색(R)으로 발광하는 적색 발광층(61a), 녹색(G)으로 발광하는 녹색 발광층(61b) 및 청색(B)으로 발광하는 청색 발광층(61c)의 3종류를 갖고, 각 발광층(61a 내지 61c)이 모자이크 배치되어 있다. 발광층(61)의 재료로서는, 예를 들면, 안트라센이나 필렌, 8-히드록시퀴놀린알루미늄, 비스스티릴안트라센 유도체, 테트라페닐부타디엔 유도체, 쿠마린 유도체, 옥사디아졸 유도체, 디스티릴벤젠 유도체, 피로로피리딘 유도체, 페리논 유도체, 시크로펜타디엔 유도체, 티아디아졸피리딘 유도체 또는 이들 저분자 재료로, 루브렌, 퀴나크리돈 유도체, 페녹사존 유도체 DCM, DCJ, 페리논, 페리논 유도체, 쿠마린 유도체, 디아자인다센 유도체 등을 도핑하여 사용할 수 있다.
전자 주입/수송층(63)은 전자를 발광층(61)에 주입하는 기능을 갖는 동시에, 전자를 전자 주입/수송층(63) 내부에서 수송하는 기능을 갖는다. 이 전자 주입/수송층(63)으로서는, 예를 들면, 리튬퀴노리놀이나 불화리튬 또는 바소펜세슘 등을 적합하게 사용할 수 있다. 또한, 일함수가 4eV 이하의 금속, 예를 들면, Mg, Ca, Ba, Sr, Li, Na, Rb, Cs, Yb, Sm 등도 사용할 수 있다.
제 2 전극(5)은, 예를 들면, Al막이나 Ag막 등의 고반사율의 금속막이 사용되고 있고, 발광층(61)으로부터 제 2 전극(5) 측에 발광된 광을 기판(2) 측에 효율적으로 출사시키도록 되어 있다. 또한, 제 2 전극(5)은 뱅크층(10)의 개구부(10a)를 피복하도록 형성되어 있다. 또한, 제 2 전극(5) 위에는 필요에 따라서 SiO, SiO2, SiN 등으로 이루어지는 산화 방지용의 보호층을 설치할 수도 있다.
밀봉부(7)는 기판(2)에 도포된 밀봉 수지(7a)와, 밀봉캔(밀봉 부재)(7b)으로 구성되어 있다. 밀봉 수지(7a)는 기판(2)과 밀봉캔(7b)을 접착하는 접착제로서, 예를 들면, 마이크로디스펜서 등에 의해 기판(2)의 주위에 환상(環狀)으로 도포되어 있다. 이 밀봉 수지(7a)는 열경화 수지 또는 자외선 경화 수지 등으로 이루어지고, 특히 열경화 수지의 일종인 에폭시 수지로 이루어지는 것이 바람직하다. 또한, 이 밀봉 수지(7a)에는 산소나 수분을 통하기 어려운 재료가 사용되고 있고, 기판(2)과 밀봉캔(7b)의 사이로부터 밀봉캔(7b) 내부로의 물 또는 산소의 침입을 방지하여 제 2 전극(5) 또는 발광층(61)의 산화를 방지하도록 되어 있다.
밀봉캔(7b)은 그 내측에 제 1 전극(3), 유기 기능층(6) 및 제 2 전극(5) 등을 수납하는 오목부(7b1)가 설치되어 있고, 밀봉 수지(7a)를 통하여 기판(2)에 접합되어 있다. 또한, 밀봉캔(7b)의 내면측에는 필요에 따라서 캐소드 세퍼레이터 형성 영역(B)의 외측에 산소나 수분을 흡수 또는 제거하는 게터재를 설치할 수 있다. 이 게터재로서는, 예를 들면, Li, Na, Rb, Cs 등의 알칼리 금속, Be, Mg, Ca, Sr, Ba 등의 알칼리 토류 금속, 알칼리 토류 금속의 산화물, 알칼리 금속 또는 알칼리 토류 금속의 수산화물(水酸化物) 등을 적합하게 사용할 수 있다. 알칼리 토류 금속의 산화물은 물과 반응하여 수산화물로 변화함으로써 탈수재(脫水材)로서 작용한다. 알칼리 금속이나 알칼리 토류 금속은 산소와 반응하여 산화물로 변화하는 동시에 물과 반응하여 수산화물로 변화하므로, 탈수재로서뿐만 아니라 탈산(脫酸) 소재로서도 작용한다. 이것에 의해, 유기 기능층(6) 등의 산화를 방지할 수 있어 장치의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
다음에, 본 실시예의 유기 EL 장치(1)의 제조 방법을 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시예의 유기 EL 장치(1)의 제조 방법은, 예를 들면, (1)제 1 전극 형 성 공정, (2)절연막 형성 공정, (3)뱅크층 형성 공정, (4)캐소드 세퍼레이터 및 구획벽 형성 공정, (5)플라즈마 처리 공정, (6)정공 주입/수송층 형성 공정, (7)발광층 형성 공정, (8)전자 주입/수송층 형성 공정, (9)제 2 전극 형성 공정 및 (10)밀봉 공정을 구비하여 구성되어 있다. 또한, 제조 방법은 이것에 한정되는 것은 아니고 필요에 따라서 그 밖의 공정이 제외되는 경우, 또는 추가되는 경우도 있다.
(1) 제 1 전극 형성 공정
제 1 전극 형성 공정은 Y축 방향으로 띠 형상으로 연장되는 제 1 전극(3)을 기판(2) 위에 복수 형성하는 공정이다. 이 제 1 전극 형성 공정에서는, 도 4의 (a), (b)에 나타낸 바와 같이, ITO나 IZO 등의 금속 산화물로 이루어지는 제 1 전극(3)을 스퍼터링에 의해 기판(2) 위에 복수 형성한다. 이것에 의해, 스트립 형상의 제 1 전극(3)이 X축 방향으로 소정의 간격을 갖고 복수 형성되며, 그 한쪽 단부(3a)(도 4의 (a)에서의 상측)는 기판(2)의 단부(2a)에 닿도록 형성되어 있다. 또한, 제 1 전극 형성 공정에서 접속 단자(8)도 형성된다. 이 접속 단자(8)는 도시된 바와 같이, 일 단부(8b)가 기판(2)의 단부(2b)에 닿아, 다른 단부(8c)가 뱅크 형성 영역(B)의 단부(Ba)보다도 기판(2)의 중심 쪽으로 위치하도록 형성된다.
(2) 절연막 형성 공정
절연막 형성 공정은 도 5의 (a), (b)에 나타낸 바와 같이, 발광 영역(A)의 제 1 전극(3), 제 1 전극(3)의 단부(3a)의 근방, 접속부(8a) 및 접속 단자(8)의 단부(8b) 근방이 노출되도록 패터닝된 절연막(9)을 기판(2), 제 1 전극(3) 및 접속 단자(8) 위에 형성하는 공정이다.
이 절연막 형성 공정에서는, 테트라에톡시실란이나 산소 가스 등을 원료로 하여 플라즈마 CVD법에 의해 절연막(9)이 형성된다. 또한, 절연막(9)은 접속부(8a)가 캐소드 세퍼레이터 형성 영역(B)의 단부(Ba)보다 기판(2)의 중심 쪽으로 위치하도록 패터닝된다.
(3) 뱅크층 형성 공정
뱅크층 형성 공정은 도 6의 (a), (b)에 나타낸 바와 같이, 접속부(8a)를 피복하지 않고, 또한, 발광 영역(A)에 대응한 위치에 개구부(10a)가 형성된 뱅크층(10)을 캐소드 세퍼레이터 형성 영역(B)에 형성하는 공정이다. 이 뱅크층 형성 공정에서는, 상술한 제 1 전극(3) 및 절연막(9)이 형성된 기판 위에 아크릴 수지, 폴리이미드 수지 등의 내열성, 내용제성을 갖는 감광성 재료(유기 재료)를 유기 기능층(6)의 두께 이상, 또한, 캐소드 세퍼레이터(4)의 두께 이상으로 도포하고, 포토리소그래피 기술에 의해 발광 영역(A)에 대응한 위치에 개구부(10a)를 형성한다.
(4) 캐소드 세퍼레이터 및 구획벽 형성 공정
캐소드 세퍼레이터 및 구획벽 형성 공정은 도 7의 (a), (b)에 나타낸 바와 같이, 제 1 전극(3)의 연장 방향에 대하여 직교한 방향(X축 방향)으로 띠 형상으로 연장되는 복수의 캐소드 세퍼레이터(4)를 막 형성 영역(M)을 사이에 둔 양측에 소정의 간격으로 형성하는 동시에, 세퍼레이터(4)의 단부끼리를 접속하여 제 2 전극(5)의 막 형성 영역(M)을 구획하는 구획벽(11)을 형성하는 공정이다. 이 캐소드 세퍼레이터 및 구획벽 형성 공정에서는, 우선, 기판(2) 위에 폴리이미드 등의 감광성 수지를 스핀코팅 등에 의해 소정의 두께로 도포한다. 그리고, 이 소정의 두께 로 도포된 폴리이미드 등의 감광성 수지를 포토리소그래피 기술에 의해 에칭함으로써, 폭 방향의 단면이 역 테이퍼 형상으로 형상 설정된 캐소드 세퍼레이터(4) 및 구획벽(11)을 캐소드 세퍼레이터 형성 영역(B)에 동일 공정으로 복수 형성한다. 또한, 이러한 캐소드 세퍼레이터(4)는 캐소드 세퍼레이터(4)간에 접속부(8a)가 위치하도록, 또한, 캐소드 세퍼레이터(4)의 폭 방향의 단부(4b)가 뱅크층(10)의 단부(10c)보다도 발광 영역(A)의 외측 쪽으로 위치하도록 형성된다.
(5) 플라즈마 처리 공정
플라즈마 처리 공정에서는, 제 1 전극(3)의 표면을 활성화하는 것, 또한, 뱅크층(10) 및 캐소드 세퍼레이터(4), 구획벽(11)의 표면을 표면 처리하는 것을 목적으로 행해진다. 구체적으로는, 주지하는 바와 같이, 우선 O2 플라즈마 처리를 행함으로써, 노출된 제 1 전극(3)(ITO) 위의 세정, 또한, 일함수의 조정을 행하는 동시에 뱅크층(10)의 표면, 노출된 제 1 전극(3)의 표면 및 캐소드 세퍼레이터(4), 구획벽(11)의 표면이 친액화된다. 계속하여, CF4 플라즈마 처리를 행함으로써 뱅크층(10) 및 캐소드 세퍼레이터(4), 구획벽(11)의 표면을 발액화한다.
(6) 정공 주입/수송층 형성 공정
정공 주입/수송층 형성 공정은 노출된 제 1 전극(3) 위, 즉, 뱅크층(10)의 개구부(10a) 내에 정공 주입/수송층(62)을 액적 토출법에 의해 형성하는 공정이다. 이 정공 주입/수송층 형성 공정에서는, 예를 들면, 잉크젯 장치를 사용함으로써 정공 주입/수송층 재료를 제 1 전극(3) 위에 토출한다. 그 후, 건조 처리 및 열처리 를 행함으로써 제 1 전극(3) 위에 도 8의 (a), (b)에 나타낸 바와 같은 정공 주입/수송층(62)을 형성한다.
이 잉크젯 장치는 잉크젯 헤드에 구비되는 토출 노즐로부터 한방울 당의 액량이 제어된 재료를 토출하는 동시에, 토출 노즐을 토출면에 대향시키고, 또한 토출 노즐과 기판(2)을 상대 이동시킴으로써 토출면 위에 재료를 토출하는 것이다. 이 때, 뱅크층(10)의 표면은 상술한 플라즈마 처리 공정에 의해 발액화되어 있으므로, 가령 토출 노즐로부터 토출된 재료가 뱅크층의 상면(上面) 등에 부착되어도, 재료는 확실하게 뱅크층(10)의 개구부(10a) 내에 들어간다.
(7) 발광층 형성 공정
발광층 형성 공정은 도 9의 (a), (b), 도 10의 (a), (b)에 나타낸 바와 같이, 제 1 전극(3) 위에 형성된 정공 주입/수송층(62) 위에 저분자 재료로 이루어지는 발광층(61)을 형성하는 공정이다. 이 발광층 형성 공정에서는, 우선, 청색 발광 영역(Ac)에 대응한 뱅크층(10)의 개구부(10a)내에, 예를 들면, 잉크젯 장치를 사용한 액적 토출법에 의해 청색 발광층 재료를 토출시킴으로써, 도 9의 (a), (b)에 나타낸 바와 같은 청색 발광층(61c)을 형성한다. 계속하여, 적색 발광 영역(Aa)에 대응한 뱅크층(10)의 개구부(10a) 내에 적색 발광층 재료를 토출시킴으로써 적색 발광층(61a)을 형성하고, 녹색 발광 영역(Ab)에 대응한 뱅크층(10)의 개구부(10a)에 녹색 발광층 재료를 토출시킴으로써, 녹색 발광층(61b)을 형성한다(도 10의 (a), (b) 참조).
(8) 전자 주입/수송층 형성 공정
전자 주입/수송층 형성 공정은 도 11의 (a), (b)에 나타낸 바와 같이, 발광층(61) 위에 전자 주입/수송층(63)을 형성하는 공정이다. 이 전자 주입/수송층 형성 공정에서는, 예를 들면, 잉크젯 장치를 사용한 액적 토출법에 의해 전자 주입/수송층 재료를 발광층(61) 위에 토출함으로써 전자 주입/수송층(63)을 형성한다. 또한, 정공 주입/수송층 형성 공정, 발광층 형성 공정 및 전자 주입/수송층 형성 공정을 합한 공정이 유기 기능층 형성 공정이다.
이와 같이, 정공 주입/수송층(62), 발광층(61) 및 전자 주입/수송층(63)의 적층체인 유기 기능층(6)은 그 재료가 액적 토출법에 의해 뱅크층(10)에 형성된 개구부(10a) 내에 토출됨으로써 형성된다. 이 때문에, 유기 기능층(6)이 캐소드 세퍼레이터(4)의 측면부를 따라 돌출하는 것을 방지하는 것이 가능해진다.
(9) 제 2 전극 형성 공정
제 2 전극 형성 공정은 도 12의 (a), (b)에 나타낸 바와 같이, 서로 이웃하는 캐소드 세퍼레이터끼리의 사이의 막 형성 영역(M)에 제 2 전극(5)을 형성하는 공정이다. 이 제 2 전극 형성 공정에서는, 상술한 잉크젯 장치를 사용한 액적 토출법에 의해 전극 형성 재료를 포함하는 액적(예를 들어 금속 분산계 잉크)을 막 형성 영역(M)에 토출함으로써 제 2 전극(5)을 형성한다. 이 때, 막 형성 영역(M)은 Y축 방향에 대해서는 캐소드 세퍼레이터(4)에 의해 둘러싸이고, 또한, X축 방향에 대해서는 구획벽(11)에 의해 둘러싸여 있으므로, 토출된 액적은 각 막 형성 영역(M)에 수용되어 서로 이웃하는 막 형성 영역(M)의 액적들이 접촉하는 것이 회피된다.
이 후, 건조 처리 및 열처리를 행함으로써 유기 기능층(6) 위에 도 3에 나타낸 바와 같은 제 2 전극(5)을 형성한다.
이와 같이, 액적 토출 방식에 의해 제 2 전극(5)을 형성하므로, 제 2 전극(5)을 용이하게 뱅크층(10)의 개구부(10a)를 피복하도록 형성하는 것이 가능해진다. 이것에 의해, 유기 기능층(6)은 뱅크층(10), 제 1 전극(3) 및 제 2 전극(5)으로 둘러싸인 공간 내에 수용된다. 따라서, 외부로부터 침입하여 들어온 수분이나 공기 등으로부터 유기 기능층(6)을 보호할 수 있으므로, 유기 기능층(6)의 열화를 방지할 수 있어, 결과적으로 양호한 발광 수명을 획득하는 것이 가능해진다.
또한, 접속부(8a)는 캐소드 세퍼레이터(4) 및 구획벽(11)으로 둘러싸인 막 형성 영역(M)에 위치하고 있으므로, 상술한 액적 토출 방식을 사용한 제 2 전극 형성 공정에 의해 접속부(8a) 위에도 제 2 전극 재료가 제막된다. 그 결과, 접속부(8a)와 제 2 전극(5)은 제 2 전극 형성 공정에 의해 직접 접속된다. 이와 같이, 제 2 전극 형성 공정에서만 제 2 전극(5)과 접속부(8a)를 접속하는 것이 가능해진다.
(10) 밀봉 공정
마지막으로, 상술한 공정에 의해 제 1 전극(3), 유기 기능층(6) 및 제 2 전극(5) 등이 형성된 기판(2)과 밀봉캔(7b)을 밀봉 수지(7a)를 통하여 밀봉한다. 예를 들면, 열경화 수지 또는 자외선 경화 수지로 이루어지는 밀봉 수지(7a)를 기판(2)의 가장자리부에 도포하고, 밀봉 수지 위에 밀봉캔(7b)을 배치한다(도 3 참조). 밀봉 공정은 질소, 아르곤, 헬리움 등의 불활성 가스 분위기에서 행하는 것이 바람 직하다. 대기중에서 행하면, 제 2 전극(5)에 핀홀 등의 결함이 생겨있는 경우에 결함 부분으로부터 물이나 산소 등이 제 2 전극(5)에 침입하여 제 2 전극(5)이 산화될 우려가 있으므로 바람직하지 못하다.
이 후, 기판(2) 위 또는 외부에 설치되는 데이터측 구동 회로(100) 기판(2)과 제 1 전극(3)을 접속하는 동시에, 기판(2) 위 또는 외부에 설치되는 주사측 구동 회로(101)와 제 2 전극(5)을 접속함으로써, 본 실시예의 유기 EL 장치(1)가 완성된다.
이상과 같이, 본 실시예에서는, 캐소드 세퍼레이터(4)의 단부에서 막 형성 영역(M)이 구획벽(11)에 의해 비막 형성 영역(H)과 구획되어 있으므로, 토출한 제 2 전극(5)을 형성하기 위한 재료가 막 형성 영역(M)으로부터 유출되어 서로 이웃하는 막 형성 영역(M)의 액적끼리 접촉하는 것을 방지할 수 있다. 그 때문에, 서로 이웃하는 제 2 전극(5)끼리 전기적으로 접속되어 단락하여 버리는 것을 방지할 수 있게 된다. 또한, 본 실시예에서는, 구획벽(11)을 캐소드 세퍼레이터(4)와 동일 공정으로 형성하고 있으므로, 제조 공정을 삭감하는 것이 가능해져서 생산성의 향상에도 기여할 수 있다.
또한, 상기 실시예에서는, 격벽인 캐소드 세퍼레이터(4)가 가장 바람직한 형상으로서 역 테이퍼 형상으로 형성되는 구성으로 했지만, 이 이외에도 위쪽으로 향할수록 점차 직경이 축소되는 순(順) 테이퍼 형상이라도 수직(직방체 형상)으로 세워 설치하는 구성으로 할 수도 있다.
(제 2 실시예)
계속하여, 본 발명에 따른 유기 EL 장치의 제조 방법의 제 2 실시예에 대해서 설명한다.
상기 제 1 실시예에서는, 막 형성 영역(M)을 구획하는 구획부로서 구획벽(11)을 설치하는 구성으로 했지만, 제 2 실시예에서는 구획부로서 발액막을 사용하는 경우에 대해서 설명한다.
도 13에 나타낸 바와 같이, 본 실시예에서는, 캐소드 세퍼레이터의 길이 방향 단부의 사이에는 전극 형성 재료의 액적에 대하여 발액성을 갖는 발액막(구획부)(11')이 제막되어 있고, 발액막(11')에 의해 막 형성 영역(M)은 비막 형성 영역(H)과 구획되어 있다.
이 발액막(11')은 상술한 플라즈마 처리 등에 의해 형성하는 것이 가능하다.
막 형성 영역(M)에 토출한 전극 형성 재료를 포함하는 액적은 발액막(11')에 의해 막 형성 영역(M)으로부터 유출되는 것이 저지되고, 서로 이웃하는 제 2 전극(5)끼리 전기적으로 접속되어 단락해 버리는 것을 방지할 수 있게 된다.
또한, 도 13에서는 막 형성 영역(M)과 비막 형성 영역(H)의 경계 부분(해칭을 넣은 개소)에만 발액막(11')을 설치하고 있지만, 비막 형성 영역(H) 전체를 발액막으로 할 수도 있다.
(제 3 실시예)
제 3 실시예로서, 본 발명의 전자 기기의 구체예에 대해서 설명한다.
도 14의 (a)는 휴대전화의 일례를 나타낸 사시도이다. 도 14의 (a)에서, 600은 휴대전화 본체를 나타내고, 601은 상기 실시예의 유기 EL 장치(1)를 구비한 표시부를 나타내고 있다.
도 14의 (b)는 워드프로세서, 퍼스널 컴퓨터 등의 휴대형 정보 처리 장치의 일례를 나타낸 사시도이다. 도 14의 (b)에서, 700은 정보 처리 장치, 701은 키보드 등의 입력부, 703은 정보 처리 본체, 702는 상기 실시예의 유기 EL 장치(1)를 구비한 표시부를 나타내고 있다.
도 14의 (c)는 손목 시계형 전자 기기의 일례를 나타낸 사시도이다. 도 14의 (c)에서, 800은 시계 본체를 나타내고, 801은 상기 실시예의 유기 EL 장치(1)를 구비한 표시부를 나타내고 있다.
도 14의 (a) 내지 도 14의 (c)에 나타낸 전자 기기는 상기 실시예의 유기 EL 장치(1)를 구비한 것이므로, 제막된 전극이 단락되지 않고, 또한 휘도 불균일 등이 발생하지 않는 표시 품질이 우수한 것으로 된다.
이상, 첨부 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 적합한 실시예에 대해서 설명했지만, 본 발명은 이러한 예에 한정되지 않는다는 것은 말할 필요도 없다. 상술한 예에서 나타낸 각 구성 부재의 제(諸)형상이나 조합 등은 일례로서, 본 발명의 주지로부터 일탈하지 않는 범위에서 설계 요구 등에 의거하여 여러가지로 변경 가능하다.
예를 들면, 상술한 제조 방법의 제 2 전극 형성 공정에서, 전극 형성 재료를 포함하는 액적을 토출하는 공정과, 토출한 액적을 건조하는 공정을 복수회 반복함으로써 더욱 막 두께가 큰 전극도 형성하는 것이 가능하다.
또한, 상기 실시예에서, 발광층(61)으로서 저분자계의 재료를 사용했지만, 고분자계의 재료를 사용할 수도 있다. 또한, 고분자계의 발광층 재료로서는, (폴리)파라페닐렌비닐렌 유도체, 폴리페닐렌 유도체, 폴리플루오렌 유도체, 폴리비닐카르바졸, 폴리티오펜 유도체, 페리렌계 색소, 쿠마린계 색소, 로다민계 색소, 또는 이들의 고분자 재료로 루브렌, 페리렌, 9, 10-디페닐안트라센, 테트라페닐부타디엔, 나일레드, 쿠마린6, 퀴나크리돈 등을 도핑하여 사용할 수 있다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 설명했지만, 본 발명은 이들 실시예에 한정되는 일은 없다. 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서, 구성의 부가, 생략, 치환, 및 그 밖의 변경이 가능하다. 본 발명은 상술한 설명에 의해 한정되지 않고, 첨부의 청구 범위에 의해서만 한정된다.
이상의 설명에 따르면, 본 발명은 액적 토출 방식에 의해 형성된 전극끼리 접촉하는 것에 기인하는 단락을 방지할 수 있는 유기 EL 장치의 제조 방법 및 이 제조 방법을 이용하여 제조된 전자 기기를 제공할 수 있는 효과가 있다.
Claims (7)
- 유기 EL 장치의 제조 방법으로서,기판 위의 막 형성 영역을 사이에 끼우도록 격벽을 형성하는 공정과,상기 격벽의 근방에 구획부를 형성하는 공정과,상기 격벽과 상기 구획부로 둘러싸이는 상기 막 형성 영역에 전극 형성 재료를 포함하는 액적(液滴)을 토출하는 공정을 갖는 유기 EL 장치의 제조 방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 구획부는 상기 액적에 대하여 발액성을 갖는 발액막인 유기 EL 장치의 제조 방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 구획부는 상기 막 형성 영역을 사이에 두고 배치된 상기 격벽의 상기 단부끼리 접속하는 제 2 격벽인 유기 EL 장치의 제조 방법.
- 제 3 항에 있어서,상기 격벽과 상기 제 2 격벽이 동일 공정에 의해 형성되는 유기 EL 장치의 제조 방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 격벽은 위쪽으로 향할수록 점차 직경이 확대되는 역(逆) 테이퍼 형상으로 형성되는 유기 EL 장치의 제조 방법.
- 제 1 항에 있어서,토출한 상기 액적을 건조·소성하는 공정을 더 갖고, 상기 액적을 상기 막 형성 영역에 토출하는 공정과, 상기 토출한 상기 액적을 건조·소성하는 공정이 복수회 반복하여 실행되는 유기 EL 장치의 제조 방법.
- 제 1 항에 기재된 유기 EL 장치의 제조 방법에 의해 제조된 유기 EL 장치를 구비하는 전자 기기.
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