KR20060059756A - 전자 발광 소자의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 높은 발광 효율이나 추출 효율, 제조 공정의 간편성이나 고정밀 패턴의 형성이라고 하는 포토리소그래피법에 의한 이점을 가지면서, 패턴 형성된 발광부의 에지 부분과 이후 공정에서 적층될 다른 발광층의 색혼합을 방지하고, 화소 가늘어짐을 방지하는 포토리소그래피법에 의한 EL 소자의 제조 방법을 제공하는 것을 주목적으로 하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 전극층이 형성된 기재 위에, 종류가 다른 발광층을 포트리소그래피법을 이용하여 복수회 패터닝함으로써, 상기 기재 위에 복수 종류의 발광부를 형성하는 EL 소자의 제조 방법에 있어서, 상기 기재 위에, 발광층 및 포토레지스트층을 순서대로 형성하는 공정과, 상기 포토레지스트층에 대해서, 소정의 발광부에 상당하는 부분의 포토레지스트층이 잔존하도록 패턴 노광한 후, 현상하는 공정과, 상기 포토레지스트층이 제거되어 노출되어 있는 발광층을 제거함으로써 표면이 포토레지스트층에 의해 덮인 발광부를 형성하는 공정과, 상기 기재 위에 상기 발광부가 덮이도록 포토레지스트층을 형성하는 공정과, 상기 발광부 및 그 단부가 노출되지 않도록 상기 포토레지스트층을 패턴 노광한 후, 현상하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 EL 소자의 제조 방법을 제공한다.

전극층, 발광층, 전자 발광 소자, 포토레지스트층

Description

전자 발광 소자의 제조 방법{METHOD FOR MANUFACTURING ELECTROLUMINESCENT ELEMENT}

본 발명은 유기 전자 발광(이하 EL로 약칭하는 경우가 있다)층을 갖는 EL 소자로서, 이 유기 EL 층이 포토리소그래피법에 의해 패턴형으로 형성되어 있다 EL 소자의 제조 방법에 관한 것이다.

EL 소자는 대향하는 전극으로부터 주입된 정공 및 전자가 발광층 내에서 결합하고 그 에너지로 발광층 내의 형광 물질을 여기하여 형광 물질에 대응하는 색의 발광을 행하는 것이며, 자발광 평면 표시 소자(self light emitting flat display element)로서 주목받고 있다. 그 중에서도, 유기물질을 발광재료로서 사용한 유기 박막 EL 디스플레이는 인가 전압이 10V 미만이라도 고휘도 발광이 실현되는 등 발광 효율이 높고 단순한 소자 구조로 발광이 가능하며, 특정의 패턴을 발광 표시하는 광고 및 그 밖의 저가의 단순 표시 디스플레이에의 응용이 기대되고 있다.

이와 같은 EL 소자를 사용한 디스플레이의 제조에 있어서는 전극층이나 유기 EL 층의 패터닝이 통상적이다. 이 EL 소자의 패터닝 방법으로서는 발광 재료를 섀도 마스크를 통하여 증착하는 방법, 잉크젯에 의한 도포 방법, 자외선 조사에 의해 특정의 발광 색소를 파괴하는 방법, 스크린 인쇄법 등이 있다. 그러나, 이들 방법 에서는 높은 발광 효율이나 광 추출 효율, 제조 공정의 간편성이나 고정밀 패턴 형성 전부를 실현하는 EL 소자의 제조 방법을 제공할 수 없었다.

이와 같은 문제점을 해결하는 수단으로서, 발광층을 포토리소그래피법을 사용하여 패터닝함으로써 형성하는 EL 소자의 제조 방법이 제안되어 있다. 이 방법에 의하면, 종래 행해져 온 증착에 의한 패터닝법과 비교하면, 고정밀도의 얼라인먼트 기구를 구비한 진공 설비 등을 필요로 하지 않는다는 점에서, 비교적 용이하게 염가로 제조할 수 있다. 한편, 잉크젯 방식을 사용한 패터닝법과 비교하면, 패터닝을 보조하는 구조물이나 기재(base substance)에 대한 사전 처리 등을 행하지 않는 점에서 양호하고, 또한 잉크젯 헤드의 분출 정밀도와의 관계로부터, 포토리소그래피법이 고정밀 패턴의 형성에 대해서는 양호한 방법이라고 말할 수 있다고 하는 이점을 가지는 것이었다.

이와 같은 포토리소그래피법에 의해 복수의 발광부를 형성하는 방법으로서는 예를 들면 도 5에 나타내는 방법이 제안되어 있다.

먼저, 도 5a에 도시된 바와 같이 기재(31) 위에 패터닝된 제1 전극층(32)을 형성하고 그 위에 제1 발광층용 도공액(塗工液)(33)을 전면에 도포한다. 이어서, 도 5b에 도시된 바와 같이 포지티브형 레지스트(34)를 전면 도포하고, 도 5c에 도시된 바와 같이 제1 발광부를 형성하는 부분만을 포토마스크(35)로 마스크하고, 그 부분 이외를 자외선(36)으로 노광한다.

이것을 레지스트 현상액에 의해 현상하고 세정하면, 도 5d에 도시된 바와 같이 노광부의 레지스트가 제거된다. 또한 발광층 용매에 의해 현상하면, 도 5e에 도 시된 바와 같이 노출된 제1 발광층(33)이 제거되어 레지스트와 레지스트로 피복된 제1 발광부(33')가 남는다.

이어서 제1 발광부(33')의 형성과 마찬가지로, 도 5f에 도시된 바와 같이 제2 발광층용 도공액(37)을 전면에 도포한다. 이 때, 도 5f로부터도 명백한 바와 같이, 상기 전면에 도포된 제2 발광층용 도공액(37)과 제1 발광부(33')가 접촉하는 부분이 생긴다. 즉, 전술한 바와 같이 기재(31) 위에 남는 제1 발광부(33')는 포지티브형 레지스트가 그 표면을 덮고 있지만, 발광층 현상액에 의해 현상된 단부 a는 노출된 상태로 되어 있다. 따라서, 그 위에 상기 제2 발광층용 도공액(37)을 도포하면, 이 단부 a에 있어서 제1 발광부(33')와 제2 발광층용 도공액이 접촉한다. 이 때, 제1 발광부가 제2 발광층용 도공액에 녹아 나옴으로써, 색혼합이나 화소 가늘어짐이라고 하는 문제가 발생하는 문제가 있었다.

또한 도 5g에 도시된 바와 같이 포지티브형 레지스트(34)를 전면 도포하고, 도 5h에 도시된 바와 같이 제1 및 제2 발광부를 형성하는 부분을 포토마스크(35)로 마스크하고, 그 이외를 자외선(36)으로 노광한다.

이것을 레지스트 현상액에 의해 현상 및 세정하고, 또한 발광층 용매에 의해 현상하면, 도 5i에 도시된 바와 같이 노출된 제2 발광층(37)만 제거되어 레지스트(34)로 피복된 제2 발광부(37')가 형성되었다.

또한 제1 및 제2 발광부의 형성과 마찬가지로, 도 5j에 도시된 바와 같이 제3 발광층용 도공액(38)을 도포한다. 이 때에도, 도 5j로부터도 명백한 바와 같이, 최초에 형성된 제1 발광부(33')의 단부 a에 있어서 제1 발광부와 제3 발광층용 도공액이 접촉하고, 또한 제2 발광부(37')의 단부 b에 있어서, 제2 발광부와 제3 발광층용 도공액이 접촉한다. 이 때에도 마찬가지로, 제3 발광층용 도공액 중에 제1발광부(33') 및 제2 발광부(37')가 녹아 나오고, 색혼합, 화소 가늘어짐 등의 문제가 생길 가능성이 있다.

또한 포지티브형 레지스트(34)를 전면에 도포하고, 도 5k에 도시된 바와 같이 제1, 제2 및 제3 발광부를 형성하는 부분을 포토마스크(35)로 마스크하고, 그 부분 이외를 자외선(36)으로 노광한다.

이것을 레지스트 현상액에 의해 현상 및 세정하고, 발광층 용매에 의해 현상하면, 도 5l에 도시된 바와 같이 노출된 제3 발광층(38)만 제거되어 레지스트로 피복된 부분이 남는다. 또한 레지스트 박리액(剝離液)에 의해 박리 처리를 하면, 레지스트가 형성된 부분으로부터 상부 위층이 박리되고, 도 5m에 도시된 바와 같이, 제1 발광부(33'), 제2 발광부(37'), 및 제3 발광부(38')의 3색의 발광부가 노출로 형성된다.

마지막으로, 도 5n에 도시된 바와 같이 이들 발광부 위에 제2 전극층(39)을 형성하면 도면의 아래쪽으로 EL 발광(40)을 발하는 EL 소자를 제조할 수 있다.

전술한 바와 같이, 이 포토리소그래피법에 의하면, 패터닝된 제1 발광부의 단부 a나 제2 발광부의 단부 b가 포토레지스트층에 의해 피복되어 있지 않기 때문에, 나중의 발광층용 도공액을 도포할 때, 그 단부에서, 패터닝된 발광부가 이후 공정에서 도포될 발광층용 도공액에 녹아 나오고, 색혼합이나 화소 가늘어짐이 생긴다고 하는 문제가 있었다.

본 발명은 상기 문제점을 감안하여 이루어진 것이며, 높은 발광 효율이나 추출 효율, 제조 공정의 간편성이나 고정밀 패턴의 형성이라고 하는 포토리소그래피법에 의한 이점을 가지면서, 패턴 형성된 발광부의 단부와 이후 공정에서 적층될 다른 발광층의 색혼합을 방지하고, 또한 화소 가늘어짐을 방지하는, 포토리소그래피법에 의한 EL 소자의 제조 방법을 제공하는 것을 주목적으로 하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 전극층이 형성된 기재 위에, 종류가 다른 발광층을 포토리소그래피법을 이용하여 복수회 패터닝함으로써, 상기 기재 위에 복수 종류의 발광부를 형성하는 EL 소자의 제조 방법에 있어서, 상기 기재 위에, 발광층 및 포토레지스트층을 순서대로 형성하는 공정과, 상기 포토레지스트층에 대해서, 소정의 발광부에 상당하는 부분의 포토레지스트층이 잔존하도록 패턴 노광한 후, 현상하는 공정과, 상기 포토레지스트층이 제거되어 노출되어 있는 발광층을 제거함으로써 표면이 포토레지스트층에 의해 덮인 발광부를 형성하는 공정과, 상기 기재 위에 상기 발광부가 덮이도록 포토레지스트층을 형성하는 공정과, 상기 발광부 및 그 단부가 노출되지 않도록 상기 포토레지스트층을 패턴 노광한 후, 현상하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 EL 소자의 제조 방법을 제공한다.

본 발명에 있어서는 패터닝된 발광부가 노출되지 않도록 포토레지스트층으로 덮이므로, 이미 형성된 발광부가 이후 공정에서 도포하는 발광층용 도공액과 접촉하지 않기 때문에, 발광부와 발광층용 도공액이 접촉함으로써 생기는 화소 가늘어짐이나 색혼합을 방지할 수 있다.

본 발명에 있어서는 상기 발광부를 형성하는 공정 후, 발광부 위에 잔존하는 포토레지스트층을 박리하는 공정을 행하고, 이어서 포토레지스트층을 형성하는 공정을 행하는 것이 바람직하다. 이것은 먼저 형성된 포토레지스트층 위에 겹쳐서 나중의 포토레지스트를 도포하면, 포토레지스트층을 양호하게 형성하는 것이 곤란한 경우가 있다. 따라서 미리 포토레지스트층을 제거한 후, 전면에 포토레지스트층을 형성하도록 한 것이다.

또한, 본 발명은 전극층이 형성된 기재 위에, 종류가 다른 발광층을 포토리소그래피법을 사용하여 복수회 패터닝함으로써, 상기 기재 위에 복수 종류의 발광부를 형성하는 EL 소자의 제조 방법에 있어서, 상기 기재 위에, 발광층 및 포토레지스트층을 순서대로 형성하는 공정과, 상기 포토레지스트층에 대해서, 모든 발광부에 상당하는 부분의 포토레지스트층이 잔존하도록 패턴 노광한 후, 현상하는 공정과, 상기 포토레지스트층이 제거되어 노출되어 있는 발광층을 제거함으로써 표면이 포토레지스트층에 의해 덮인 발광부를 형성하는 공정과, 상기 기재 위에 상기 발광부가 덮이도록 포토레지스트층을 형성하는 공정과, 소정의 발광부 및 그 단부가 노출되지 않도록 상기 포토레지스트층을 패턴 노광한 후, 현상하는 공정과, 상기 포토레지스트층이 제거되어 노출되어 있는 발광부를 제거하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 EL 소자의 제조 방법을 제공한다.

이 경우도, 전술한 경우와 마찬가지로 패터닝된 발광부가 노출되지 않도록 포토레지스트층으로 덮이므로, 이미 형성된 발광부가 이후 공정에서 도포될 발광층용 도공액과 접촉하지 않기 때문에, 발광부와 발광층용 도공액이 접촉함으로써 생 기는 색혼합을 방지할 수 있다. 그리고, 또한 포토레지스트층을 현상할 때에, 항상 전극층은 발광부로 덮인 상태로 된다. 따라서, 전극층 위에 버퍼층 등의 유기 EL 층이 형성되어 있는 경우라도, 이와 같은 유기 EL 층이 포토레지스트층의 현상액과 접촉하기 때문에, 포토레지스트층의 용매나 현상액에 녹는 유기 EL 층도 사용할 수 있다고 하는 이점을 가진다.

이 때, 상기 발광부를 형성하는 공정 후, 모든 발광부 위에 잔존하는 포토레지스트층을 박리하는 공정을 행하고, 이어서 포토레지스트층을 형성하는 공정을 행하는 것이 바람직하다. 이것은 전술한 경우와 마찬가지로 먼저 형성된 포토레지스트층 위에 겹쳐서 나중의 포토레지스트를 도포하면, 포토레지스트층을 양호하게 형성하는 것이 곤란하기 때문에, 양호한 포토레지스트층이 형성되지 않음에 따라 생기는 문제를 해소할 수 있기 때문이다.

또한, 전술한 어떠한 EL 소자의 제조 방법에 있어서도, 상기 포토레지스트층이 제거되어 노출되어 있는 발광층 또는 발광부를 제거하는 공정은 드라이 에칭에 의해 제거하는 공정인 것이 바람직하다. 이와 같이 발광층을 드라이 에칭해서 제거하는 방법을 사용함으로써 보다 고정밀 패턴의 형성이 가능해진다.

본 발명에 의하면, 패터닝된 발광부가 노출되지 않도록 포토레지스트층으로 덮이므로, 이미 형성된 발광부가 이후 공정에서 도포될 발광층용 도공액과 접촉하지 않는다는 점에서, 발광부와 발광층용 도공액이 접촉함으로써 생기는 색혼합이나 화소 가늘어짐을 방지할 수 있는 효과를 얻는다.

도 1은 본 발명의 EL 소자 제조 방법에서의 제1 실시형태의 제1의 예를 도시하는 공정도이다.

도 2는 본 발명의 EL 소자의 제조 방법에서의 제1 실시형태의 제2의 예를 도시하는 공정도이다.

도 3은 본 발명의 EL 소자의 제조 방법에서의 제2 실시형태의 제1의 예를 도시하는 공정도이다.

도 4는 본 발명의 EL 소자의 제조 방법에서의 제2 실시형태의 제2의 예를 도시하는 공정도이다.

도 5는 종래의 EL 소자의 제조 방법을 도시하는 공정도이다.

본 발명의 EL 소자의 제조 방법은 크게 2가지의 실시형태로 나눌 수 있다. 이하, 본 발명의 EL 소자의 제조 방법에 대하여, 각 실시형태로 나누어 자세하게 설명한다.

A. 제1 실시형태

본 발명의 제1 실시형태는 전극층이 형성된 기재 위에, 종류가 다른 발광층을 포토리소그래피법을 사용하여 복수회 패터닝함으로써, 상기 기재 위에 복수 종류의 발광부를 형성하는 EL 소자의 제조 방법이며, 이하의 각 공정을 적어도 포함하는 것이다.

(1) 기재 위에, 발광층 및 포토레지스트층을 순서대로 형성하는 공정(발광층 및 1차 포토레지스트층 형성 공정)

(2) 상기 포토레지스트층에 대해서, 소정의 발광부에 상당하는 부분의 포토레지스트층이 잔존하도록 패턴 노광한 후, 현상하는 공정(1차 포토레지스트층 현상 공정)

(3) 상기 포토레지스트층이 제거되어 노출되어 있는 발광층을 제거함으로써 표면이 포토레지스트층에 의해 덮인 발광부를 형성하는 공정(발광층 현상 공정)

(4) 상기 기재 위에 상기 발광부가 덮이도록 포토레지스트층을 형성하는 공정(2차 포토레지스트층 형성 공정)

(5) 상기 발광부 및 그 단부가 노출되지 않도록 상기 포토레지스트층을 패턴 노광한 후, 현상하는 공정(2차 포토레지스트층 현상 공정)

이들 각 공정에 대하여, 먼저 도 1에 도시된 본 실시형태의 제1의 예를 사용하여, 제1 발광부의 형성(도 1a ~ 도 1e)까지를 간단하게 설명한다.

본 실시형태의 제1의 예에 있어서는 먼저 도 1a에 도시된 바와 같이, 기재(1) 위에 패터닝된 제1 전극층(2) 및 그 위에 형성된 버퍼층(3) 위에, 제1 발광층용 도공액을 스핀 코팅법(spin coating method) 등을 이용하여 전면에 도포한다. 전면 도포된 제1 발광층용 도공액을 건조시키고 경화시킴으로써 제1 발광층(4)이 형성된다. 그리고, 이 제1 발광층(4) 위에, 포지티브형 포토레지스트를 전면 도포하여 1차 포토레지스트층(5)을 형성한다(발광층 및 1차 포토레지스트층 형성 공정).

이어서, 제1 발광부에 해당하는 부분이 노광되지 않도록 1차 포토마스크(6)를 사용하여 자외선(7)을 패턴 조사한다(도 1a). 그리고 1차 포토레지스트층(5)의 노광된 부분을 포토레지스트 현상액에 의해 현상하고 세정함으로써, 노광 부분의 1차 포토레지스트층(5)을 제거한다(1차 포토레지스트층 현상 공정).

또한 발광층 현상액에 의해 현상함으로써, 1차 포토레지스트층(5)으로 덮이지 않은 부분의 발광층(4)만 제거한다(도 1b, 발광층 현상 공정).

그리고, 도 1c에 도시된 바와 같이, 이들 위에 또한, 포지티브형 포토레지스트를 겹쳐서 전면 도포하고, 2차 포토레지스트층(5')을 형성한다(2차 포토레지스트층 형성 공정).

이어서, 도 1a에 도시된 1차 포토레지스트층을 마스크한 1차 포토마스크(6)보다도 폭이 넓은 2차 포토마스크(6')를 사용하여 자외선(7)으로 노광한다(도 1d). 그리고 2차 포토레지스트층(5)의 노광된 부분을 포토레지스트 현상액에 의해 현상하고 세정함으로써, 도 1e에 도시된 바와 같이, 제1 발광부(4') 및 그 단부 a를 피복하는 2차 포토레지스트층(5')을 형성한다(2차 포토레지스트층 현상 공정).

이와 같이, 1개의 발광층을 패터닝할 때에, 1차 포토레지스트층 및 2차 포토레지스트층의 2회의 포토레지스트 현상 공정을 행하는 것에 의해, 제1 발광부(4')의 단부 a가 포토레지스트층으로 피복된 상태에서, 다음의 제2 발광부 형성을 위한 제2 발광층용 도공액의 도포 공정을 수행할 수 있다. 따라서, 다음의 제2 발광층용 도공액을 도포하여도, 색혼합 등의 문제가 생기지 않는다.

도 2는 본 실시형태의 제2의 예에서의 제1 발광부 형성까지(도 2a ~ 도 2e)( 도시하는 것이다. 이 예에서는 도 1b의 공정, 즉 1차 포토레지스트층(5)을 현상하고, 제1 발광층을 현상하는 공정(발광층 현상 공정)까지는 전부 동일하다(도 2b참 조). 이 예에서는 그 다음에 현상된 1차 포토레지스트층(5)을 박리하는 공정을 행한다(1차 레지스트 박리 공정, 도 2c 참조). 이어서, 1차 포토레지스트층이 모두 제거되어 제1 발광부(4')가 노출되어 있는 기재 위에, 2차 포토레지스트층(5')을 전면에 형성하고, 도 1의 예와 마찬가지로 해서 2차 포토마스크(6')를 사용하여 노광함으로써(도 2d), 2차 포토레지스트층(5')을 폭넓게 형성하고, 제1 발광부(4')의 단부 a가 노출되지 않도록 2차 포토레지스트층(5')으로 피복된 상태로 한다(도 2e).

이 예의 방법에서는 발광층 현상 공정과 2차 포토레지스트층 형성 공정 사이에, 포토레지스트층 박리 공정이라고 하는 공정을 여분으로 행할 필요가 있지만, 도 1에 도시된 예와 같이 이미 형성되어 있는 포토레지스트층 위에 재차 포토레지스트층을 형성하지 않기 때문에, 2차 포토레지스트층의 형성이 용이하다고 하는 이점을 가진다.

다음에 도 1에 도시된 제1의 예를 이용하여, 제2 발광부의 형성에 대하여 설명한다(도 1f ~ 도 1j). 제2 발광부도, 상기 제1 발광부의 형성 방법과 마찬가지의 공정을 제2 발광층에 대해서 행함으로써 형성할 수 있으며, 이 때, 제1 발광부의 단부 a 및 제2 발광부의 단부 b가 피복된 상태에서 제3 발광층용 도공액을 도포할 수 있어 색혼합을 방지할 수 있다.

즉, 먼저 제2 발광층(8)을 마찬가지의 스핀 코팅 등에 의해 형성하고, 이어서 1차 포토레지스트층(5)을 형성하는 공정을 행한다(발광층 및 1차 포토레지스트층 형성 공정, 도 1f). 이어서, 제1 발광부에 해당하는 부분 및 제2 발광부에 해당 하는 부분을 마스크하는 1차 포토마스크(6)를 사용하여 패턴 노광을 행한다(도 1f). 그 후, 포토레지스트 현상액으로 1차 포토레지스트층을 현상하고(1차 포토레지스트층 현상 공정), 노출된 제2 발광층을 현상한다(발광층 현상 공정, 도 1g). 이어서, 2차 포토레지스트층(5')을 겹쳐서 형성한다(2차 포토레지스트층 형성 공정, 도 1h). 그리고, 마찬가지로 폭이 넓은 2차 포토마스크(6')를 사용하여 패턴 노광하고 현상함으로써, 제1 발광부(4')의 단부 a, 및 제2 발광부(8')의 단부 b가 2차 포토레지스트층(5')으로 피복된 상태에서 형성된다(2차 포토레지스트층 현상 공정, 도 1j). 따라서, 다음에 제3 발광층용 도공액을 도포해서 제3 발광층(9)을 형성할 때(도 1k), 제1 발광부 및 제2 발광부와 색혼합이 생기지 않는다.

다음에, 상기 제2 발광부 형성의 제2의 예에 대하여 설명한다(도 2f ~ 도 2j). 제2의 예에서는 제2 발광부 형성의 경우도, 제1 발광부의 경우와 마찬가지로 발광층 현상 공정과 2차 포토레지스트층 형성 공정 사이에, 포토레지스트층 박리 공정을 행한다.

먼저, 제1의 예와 마찬가지로 제2 발광층(8) 및 1차 포토레지스트층(5) 형성 공정을 실시하고(도 2f), 1차 포토레지스트층 현상 공정 및 제2 발광층 현상 공정을 행한 상태가 도 2g이다(도 1g에 상당한다). 이 상태에서 1차 포토레지스트층(5) 및 2차 포토레지스트층(5')을 박리한다(포토레지스트층 박리 공정, 도 2h). 이어서, 2차 포토레지스트층(5')을 형성하고, 폭이 넓은 2차 포토마스크(6')를 사용하여 노광·현상을 행함으로써(도 2i), 2차 포토레지스트층(5')에 의해 단부 a까지 피복된 제1 발광부(4') 및 단부 b까지 피복된 제2 발광부(8')가 형성된다(2차 포토 레지스트층 형성 공정, 2차 포토레지스트층 현상 공정, 도 2j).

도 2에 도시된 제2의 예에서는 상기 제1 발광층의 경우와 마찬가지로 미리 포토레지스트층 박리 공정을 행한 후, 2차 포토레지스트층 형성 공정을 행하는 것이므로, 도 1에 도시된 바와 같이, 1차 포토레지스트층이 형성되어 있고 그 위에 추가로 2차 포토레지스트층을 적층하지 않는다. 따라서, 2차 포토레지스트층의 형성이 용이하다고 하는 이점을 가진다.

그리고, 마지막으로 도 1에 도시된 예 및 도 2에 도시된 예도 마찬가지로, 제3 발광층(9) 및 포토레지스트(5)를 형성하는 발광층 형성 공정 및 포토레지스트 형성 공정을 행한다(도 1k, 도 2k). 그리고, 포토레지스트의 노광·현상을 행하고, 제3 발광층 현상 공정을 행한 후, 포토레지스트를 박리함으로써, 제1 발광부(4'), 제2 발광부(8'), 및 제3 발광부(9')가 형성된다(도 1d). 마지막으로 도 1m과 같이, 이들 발광부 위에 제2 전극층(10)을 형성하고, 도면의 아래쪽으로 EL 발광을 발하는 EL 소자를 제조할 수 있다.

이하, 이와 같은 본 실시형태의 EL 소자 제조 방법의 각 공정에 대하여 상세하게 설명한다.

1. 발광층 및 1차 포토레지스트층 형성 공정

본 실시형태에 있어서는 먼저 발광층 및 포토레지스트층 형성 공정이 행해진다. 상기 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 발광층이 제1 발광층인 경우는 통상, 전극층이 형성된 기재 위에 제1 발광층용 도공액을 도포하여 제1발광층을 형성한다.

상기 본 실시형태에 사용되는 기재는 이와 같이 적어도 전극층이 형성된 것이 사용되지만, 본 실시형태에 있어서는 이에 한정되지 않고, 버퍼층 등의 그 밖의 유기 EL 층이 형성된 것을 사용하는 것도 가능하다.

다만, 본 실시형태에 있어서는 도 1d로부터 도 1e로 도시되는 바와 같이, 2차 포토레지스트층(5')을 현상할 때에, 버퍼층(3)이 노출된 상태로 행할 필요가 있다. 따라서, 본 실시형태에 있어서, 이 위치에 형성되는 버퍼층 등의 유기 EL 층은 포토레지스트층의 현상액이나 용매에 녹아 나오지 않도록 유기 EL 층인 것이 바람직하다. 구체적으로는 졸 겔 반응액, 광경화성 수지나 열강화성 수지를 사용한 버퍼층을 들 수 있다. 즉, 미경화 상태의 졸 겔 반응액, 광 경화성 수지 또는 열강화성 수지에 버퍼층으로서 기능시키기 위해 첨가제를 가하여 버퍼층 형성용 도공액으로 한 것이나, 졸 겔 반응액, 광경화성 수지 또는 열강화성 수지 자체를 변성시킴으로써, 버퍼층으로서 기능하도록 한 버퍼층 형성용 도공액을 사용하고, 이와 같은 버퍼층 형성용 도공액을 경화시킴으로써 용매에 녹지 않는 버퍼층으로 한 것 등이다.

이하, 이와 같은 발광층 및 포토레지스트층 형성 공정에 이용되는 각 구성에 대하여 구체적으로 설명한다.

a. 기재(base substance)

본 실시형태에 이용되는 기재는 투명성이 높은 것이면 특별히 한정되지 않으며, 유리 등의 무기 재료나, 투명 수지 등을 사용할 수 있다.

상기 투명 수지로서는 필름 상태로 성형이 가능하면 특별히 한정되지는 않지 만, 투명성이 높고, 내용매성, 내열성이 비교적 높은 고분자 재료가 바람직하다. 구체적으로는 폴리에테르술폰(polyether sulfone), 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethylene terephthalate)(PET), 폴리카보네이트(polycarbonate)(PC), 폴리에테르에테르케톤(polyether ether ketone)(PEEK), 폴리비닐 플루오라이드(polyvinyl fluoride)(PFV), 폴리아크릴레이트(polyacrylate)(PA), 폴리프로필렌(polypropylene)(PP), 폴리에틸렌(polyethylene) (PE), 비정질 폴리올레핀(amorphous polyolefin), 또는 불소계 수지(fluorine based resin) 등을 들 수 있다.

b. 전극층

상기 기재 위에는 전술한 바와 같이 전극층이 형성되어 있다. 이와 같은 전극층으로서는 통상 EL 소자로 이용되는 것이면 특별히 한정되지 않는다. 그리고, 이와 같이 기재에 먼저 설치되는 전극층을 제1 전극층, 유기 EL 층 형성 후에 설치되는 전극층을 제2 전극층이라 한다. 이들 전극층은 양극과 음극으로 이루어지고, 양극과 음극의 어느 한쪽이 투명 또는 반투명이며, 양극으로서는 정공이 주입되기 쉽도록 일함수가 큰 도전성 재료가 바람직하다. 또한, 복수의 재료를 혼합시켜도 된다. 어느 전극층도, 저항은 가능한 한 작은 것이 바람직하고, 일반적으로는 금속 재료가 이용되지만, 유기물 또는 무기화합물을 사용해도 된다.

c. 발광층용 도공액

본 실시형태에 있어서는 상기 전극층이 적어도 형성된 기재 위에 발광층용 도공액이 도포되어 건조됨으로써 기재 위에 발광층이 형성된다.

이와 같은 발광층용 도공액으로서는 통상, 발광 재료, 용매, 및 도핑제 등의 첨가제에 의해 구성되는 것이 있다. 그리고, 본 실시형태에 있어서는 종류가 다른 발광층을 포토리소그래피법을 이용하여 복수회 패터닝함으로써, 기재 위에 복수 종류의 발광부를 형성하는 EL 소자의 제조 방법으로부터 복수 색의 발광층이 형성된다. 따라서, 복수 종류의 발광층용 도공액이 사용된다.

이와 같은 기재 위로의 발광층용 도공액의 도포 방법은 전면에 도포할 수 있는 도포 방법이면 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 스핀 코팅법, 캐스팅법(casting method), 디핑법(dipping method), 바 코팅법(bar coating method), 블레이드 코팅법(blade coating method), 롤 코팅법(roll coating method), 그라비어 코팅법(gravure coating method), 플렉소 인쇄법(flexo printing method), 스프레이 코팅법(spray coating method) 등의 도포 방법에 의해 도포된다.

도포된 발광층용 도공액은 통상 가열됨으로써 건조·고체화되어 발광층으로 된다. 이하, 이들 발광층용 도공액을 구성하는 각 재료에 대해 설명한다.

I. 발광 재료

본 실시형태에 사용되는 발광 재료로서는 형광을 발하는 재료를 포함해서 발광하는 것이면 특별히 한정되지 않으며, 또한 발광 기능과 정공 수송 기능이나 전자 수송 기능을 겸하는 것이어도 된다.

본 실시형태에 있어서는 후술하는 바와 같이 포토리소그래피법에 의해 발광층의 패터닝을 행하는 관계상, 발광층을 형성하는 재료가 후술하는 포토레지스트 용매, 포토레지스트 현상액, 및 포토레지스트 박리액에 녹지 않는 재료가 바람직하다.

또한, 이 경우는 발광층을 포토리소그래피법에 의해 패터닝할 때에 이용되는 포토레지스트가, 발광층의 형성에 사용되는 용매에 녹지 않는 재료를 사용하는 것이 바람직하다.

이와 같은 발광 재료로서는 색소계 재료, 금속 착체계 재료(metal complex based material), 및 고분자계 재료를 들 수가 있다.

① 색소계 재료

색소계 재료로서는 시클로펜다민 유도체(cyclopendamine derivative), 테트라페닐 부타디엔 유도체(tetraphenyl butadiene derivative), 트리페닐 아민 유도체(triphenyl amine derivative), 옥사디아졸 유도체(oxadiazol derivative), 피라졸로퀴놀린 유도체(pyrazoloquinoline derivative), 디스티릴 벤젠 유도체(distyliyl benzene derivative), 디스티릴 아릴렌 유도체(distyliyl arylene derivative), 실롤 유도체(sylol derivative), 티오펜 환 화합물(thiophene ring compound), 피리딘 환화합물(pyridine ring compound), 페리논 유도체(perilnone derivative), 페리렌 유도체(perilene derivative), 올리고티오펜 유도체(oligothiophene derivative), 트리푸마닐 아민 유도체(trifumanyl amine derivative), 옥사디아졸 다이머(oxadiazol dimmer), 피라졸린 다이머(pyrazoline dimmer) 등을 들 수 있다.

② 금속 착체계 재료

금속 착체계 재료로서는 알루미늄 퀴놀리놀 착체(aluminum quinolinol complex), 벤조퀴놀리놀 베릴륨 착체(benzoquinolinol beryllium complex), 벤조옥사졸 아연 착체(benzoxazol zinc complex), 벤조티아졸 아연 착체(benzothiazol zinc complex), 아조메틸 아연 착체(azomethyl zinc complex), 포르피린 아연 착체(porphyline zinc complex), 유로피움 착체(europium complex) 등, 중심 금속에, Al, Zn, Be 등 또는 Tb, Eu, Dy 등의 희토류 금속을 가지고, 배위자에 옥사디아졸(oxadiazol), 티아디아졸(thiadiazol), 페닐피리딘(phenyl pyridine), 페닐벤조이미다졸(phenyl benzoimidazol), 퀴놀린 구조(quinoline structure) 등을 포함하는 금속 착체 등을 들 수 있다.

③ 고분자계 재료

고분자계의 재료로서는 폴리파라페닐렌 비닐렌 유도체(polyparaphenylene vinylene derivative), 폴리티오펜 유도체(polythiophene derivative), 폴리파라페닐렌 유도체(polyparaphenylene derivative), 폴리실란 유도체(polysilane derivative), 폴리아세틸렌 유도체(polyacetylene derivative) 등, 폴리플루오렌 유도체(polyfluorene derivative), 폴리비닐 카르바졸 유도체(polyvinyl carbazol derivative), 전술한 색소체(dye material), 금속 착체계 발광 재료를 고분자화한 것 등을 들 수 있다.

본 실시형태에 있어서는 발광층용 도공액을 사용하여 포토리소그래피법에 의해 발광층을 정밀하게 충분히 형성할 수 있다고 하는 이점을 살린다고 하는 관점으로부터, 발광 재료로서 상기 고분자계 재료를 사용하는 것이 보다 바람직하다.

II. 용매

발광층용 도공액은 상기 도 1 및 도 2에 도시된 예로부터도 명백한 바와 같이, 포토레지스트층 위에 도포되는 경우가 있다. 따라서, 이 발광층용 도공액에 이용되는 용매로서는 포토레지스트에 대한 용해도가 25℃, 1기압에서 0.001(g/g용매) 이하인 용매를 선택하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 O.0001(g/g용매) 이하인 용매를 선택하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 후술하는 버퍼층이 수계(水系)나 DMF, DMSO, 알코올 등의 극성 용매에 용해되고, 포토레지스트가 일반적인 노볼락계 포지티브 레지스트(common novolak based positive resist)인 경우, 벤젠, 톨루엔, 크실렌의 각 이성체 및 그러한 혼합물, 메시틸렌(mesitylene), 테트라린(tetralin), p-시멘(p-simene), 쿠멘(cumene), 에틸 벤젠, 디에틸 벤젠, 부틸 벤젠, 클로로 벤젠, 디클로로 벤젠의 각 이성체 및 그러한 혼합물 등을 비록한 방향족계 용매, 아니솔(anisol), 페네톨(phenetol), 부틸 페닐 에테르, 테트라히드로퓨란(tetrahydrofuran), 2-부타논(2-butanone), 1,4-디옥산(1,4-dioxane), 디에틸 에테르, 디이소프로필 에테르, 디페닐 에테르, 디벤질 에테르, 디그라임(digrime) 등을 비롯한 에테르계 용매, 디클로로 메탄(dichloro methane), 1,1-디클로로에탄, 1,2-디클로로에탄, 트리클로로에틸렌, 테트라클로로에틸렌, 클로로포름, 사염화탄소, 1-클로로 나프탈렌 등의 크롤계 용매, 시클로 헥사논(cyclo hexanone) 등을 들 수 있지만, 이 외에도 조건을 만족시키는 용매이면 사용가능하고, 2종 이상의 혼합 용매이어도 된다.

또한, 후술하는 바와 같이 용매에 가용인 버퍼층으로 사용하는 경우, 발광층 의 성막 시에 버퍼층과 발광층 재료가 혼합 또는 용해되는 것을 막아, 발광 재료 본래의 발광 특성을 유지하기 위해 버퍼층을 용해하지 않는 것이 바람직하다.

이와 같은 관점으로부터, 발광층용 도공액용의 용매는 버퍼층 재료에 대한 용해도가 25℃, 1기압에서 0.001(g/g용매) 이하인 용매를 선택하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 O.0001(g/g용매) 이하인 용매를 선택하는 것이 바람직하다.

III. 첨가제

본 실시형태에 사용되는 발광층용 도공액으로는 전술한 바와 같은 발광 재료 및 용매에 가하여 여러 가지 첨가제를 첨가하는 것이 가능하다. 예를 들면, 발광층안의 발광 효율의 향상, 발광 파장을 변화시키는 등의 목적으로 도핑 재료가 첨가되는 경우가 있다. 이 도핑 재료로서는 예를 들면, 페릴렌(perylene) 유도체, 쿠머린(coumarine) 유도체, 루브렌(rubrene) 유도체, 퀴나크리돈(quinacrydone) 유도체, 스쿠아리움(squarium) 유도체, 포르필렌(porphylene) 유도체, 스티릴계 색소(styryl based dye), 테트라센(tetracene) 유도체, 피라졸린(pyrazoline) 유도체, 데카시클렌(decacyclene), 페녹사존(phenoxazone) 등을 들 수 있다.

d. 포토레지스트

본 실시형태에 있어서는 상기 발광층이 형성된 기재에 대해, 포토레지스트를 전면에 도포함으로써, 1차 포토레지스트층을 형성한다.

이 때의 포토레지스트의 도포 방법은 일반적으로 도공액을 전면에 도포하는 방법이면 특별히 한정되지 않으며, 구체적으로는 스핀 코팅법, 캐스팅법, 디핑법, 바 코팅법, 블레이드 코팅법, 롤 코팅법, 그라비어 코팅법, 플렉소 인쇄법, 스프레 이 코팅법 등의 도포 방법이 이용된다.

본 실시형태는 이와 같이 발광층 위에 1차 포토레지스트층을 형성하고, 발광층을 포토리소그래피법에 의해 패터닝하는 것이다. 이 포토리소그래피법이란, 광 조사에 의해 막의 광 조사부의 용해성이 변화하는 것을 이용하여 광 조사 패턴에 대응한 임의의 패턴을 형성하는 방법이다.

본 실시형태에 있어서 사용할 수 있는 포토레지스트는 포지티브형이나 네거티브형에 특별히 한정되지는 않지만, 발광층 등의 유기 EL 층 형성에 사용되는 용매에 녹지 않는 것이 바람직하다.

구체적으로 사용할 수 있고 포토레지스트로서는 노볼락 수지계, 고무+비스아지도계(rubber + bisazido based one) 등을 들 수 있다.

e. 포토레지스트 용매

본 실시형태에 있어서, 상기 포토레지스트를 코팅할 때에 사용되는 포토레지스트 용매로서는 포토레지스트 성막 시에 발광층 등의 전술한 유기 EL 층과 포토레지스트 재료가 혼합 및 용해되는 것을 막아, 본래의 발광 특성을 유지하기 위해 발광층 재료 등의 유기 EL 재료를 용해하지 않는 것을 사용하는 것이 바람직하다. 이 점을 고려하면, 본 실시형태에 사용될 수 있는 포토레지스트 용매로서는 발광층 형성용 재료 등의 유기 EL 층 형성용의 재료에 대한 용해도가 25℃, 1기압에서 0.001(g/g용매) 이하인 용매를 선택하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 O.0001(g/g용매) 이하인 용매를 선택하는 것이 바람직하다.

예를 들면, 버퍼층 형성 재료가 수계의 용매에 용해하고, 발광층이 방향족계 등의 무극성 유기용매에 용해하는 경우에 사용될 수 있고 포토레지스트 용매로서는 아세톤, 메틸 에틸 케톤을 비롯한 케톤류, 프로필렌 글리콜 모노에틸 에테르 아세테이트, 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트, 에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트, 에틸렌 글리콜 모노에틸 에테르 아세테이트를 비롯한 셀로솔브(cellosolve) 아세테이트류, 프로필렌 글리콜 모노에틸 에테르, 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르, 에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르, 에틸렌 글리콜 모노에틸 에테르를 비롯한 셀로솔브류, 메탄올, 에탄올, 1-부탄올, 2-부탄올, 시클로헥산올을 비롯한 알코올류, 초산 에틸, 초산 부틸 등의 에스테르계 용매(ester based solvents), 시클로헥산, 데칼린(decaline) 등을 들 수 있지만, 이 외에도 조건을 만족시키는 용매이면 사용가능하고, 2종 이상의 혼합 용매이어도 된다.

2. 1차 포토레지스트층 현상 공정

다음에, 본 실시형태에 있어서는 1차 포토레지스트층에 대해서, 소정의 발광부에 상당하는 부분의 포토레지스트층이 잔존하도록 패턴 노광한 후, 현상하는 1차 포토레지스트층 현상 공정이 행해진다.

이 공정에 있어서는 먼저 포토마스크를 통하여 1차 포토레지스트층이 노광된다. 이 노광 방법 등에 관해서는 종래의 노광 방법과 마찬가지이므로, 여기서의 설명은 생략하지만, 포토마스크는 제1 발광부가 형성되는 부분의 포토레지스트층이 잔존하도록 형성된 포토마스크가 이용된다. 구체적으로는 도 1 또는 도 2에 도시된 예에서는 포지티브형의 포토레지스트가 이용되어 있으므로, 제1 발광부에 해당하는 부분이 차광되도록 포토마스크가 사용되고, 역으로 네거티브형의 포토레지스트를 사용하는 경우는 상기 제1 발광부에 해당하는 부분만 노광하도록 한 포토마스크가 이용되는 것이다.

그리고, 예를 들면 레이저광 등에 의한 묘화에 의해 패턴형으로 노광되는 경우도 고려되지만, 본 실시형태는 이와 같은 경우도 포함한다.

그리고, 패턴 노광이 행해진 후, 제1 포토레지스트층의 현상이 행해지고 그 결과, 제1 발광부 위에 제1 포토레지스트층의 패터닝이 행해진다.

이하, 이 공정에서의 포토레지스트에 대하여 설명한다.

(포토레지스트 현상액)

본 실시형태에 사용될 수 있는 포토레지스트 현상액으로서는, 상기 발광층을 형성하는 재료를 용해하는 것이 아니면 특별히 한정되지 않는다. 구체적으로는 일반적으로 사용되고 있는 유기 알칼리계 현상액을 사용할 수 있지만, 그 이외에, 무기 알칼리, 또는 포토레지스트층의 현상이 가능한 수용액을 사용할 수 있다. 포토레지스트층의 현상을 행한 후에는 물로 세정하는 것이 바람직하다.

본 실시형태에 사용될 수 있는 현상액으로서는 발광층 형성용 재료에 대한 용해도가 25℃, 1기압에서 0.001(g/g현상액) 이하의 현상액인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 O.0001(g/g현상액) 이하의 현상액을 선택하는 것이다.

3. 발광층 현상 공정

본 실시형태에 있어서는 이와 같이 1차 포토레지스트층이 제거되어 노출되어 있는 발광층을 제거함으로써 표면이 포토레지스트층에 의해 덮인 발광부를 형성하는 공정을 수행한다.

이 발광층 현상 공정은 발광층을 용해하는 용매를 사용하는 습식법, 및 드라이 에칭을 사용하는 건식법을 사용하는 것이 가능하지만, 본 실시형태에 있어서는 색혼합 등의 문제가 없는 건식법을 사용하는 것이 바람직하다. 이하, 각각의 방법에 대해 설명한다.

(습식법)

이 경우의 습식법이란, 포토레지스트를 박리하지 않으면서, 발광층을 용해 또는 박리할 수 있는 용매를 사용하여 발광층을 용해시켜 제거하는 방법이다. 이 때 사용할 수 있는 용매로서는 전술한 발광층용 도공액의 용매를 사용할 수 있으며, 그 이외에, 상기 조건을 만족시키는 용매이면 다른 용매를 선택할 수도 있다.

또한, 이 용매를 사용하여 제거할 때에 초음파 욕조(ultrasonic bath)에서 행하도록 해도 된다. 이와 같이 초음파 욕조를 사용함으로써, 발광층의 패턴의 가늘어짐이나 발광층의 유출 등의 문제가 없는, 정밀도가 높은 패터닝이 가능해지고, 단시간에 정밀도가 높은 패터닝이 가능해진다는 점에서 바람직하다.

본 실시형태에 있어서는 이 초음파 욕조에서 사용하는 초음파의 조건은 25℃에 있어서, 20 ~ 100 킬로헤르츠의 발진 주파수로, 0.1 ~ 60 초간 행하는 것이 바람직하고, 이와 같은 조건으로 수행함으로써, 단시간에 정밀도가 높은 패터닝이 가능해진다.

(건식법)

한편, 건식법이란 드라이 에칭을 사용하여 포토레지스트가 제거된 부분의 발광층을 제거하는 방법이다.

통상, 포토레지스트층은 발광층보다 매우 두껍게 성막된다는 점에서, 전체적으로 드라이 에칭을 행하여 발광층을 제거할 수 있다.

이 경우, 포토레지스트층의 막두께는 O.1 ~ 1Oμm의 범위 내인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.5 ~ 5μm의 범위 내이다. 이와 같은 막두께로 함으로써, 포토레지스트의 레지스트 기능을 유지한 채, 가공 정밀도가 높은 드라이 에칭이 가능해진다.

이와 같이, 드라이 에칭을 이용하면, 에칭의 단부를 보다 날카롭게 하는 것이 가능해짐에 따라, 패턴의 단부에 존재하는 막두께 불균일 영역의 폭을 보다 좁게 하는 것이 가능해지고, 그 결과 보다 고정밀 패터닝이 가능해진다고 하는 효과를 얻는다.

본 실시형태에 이용되는 드라이 에칭법으로서는 드라이 에칭이, 반응성 이온 에칭인 것이 바람직하다. 반응성 이온 에칭을 사용함으로써, 유기막이 화학적으로 반응을 받아 분자량이 작은 화합물로 됨으로써, 기화·증발해서 기재의 위에서부터 제거할 수 있고, 에칭 정밀도가 높은, 단시간의 가공이 가능해지기 때문이다.

또한, 본 실시형태에 있어서는 상기 드라이 에칭 시에, 산소 단체(酸素單體) 또는 산소를 포함하는 가스를 사용하는 것이 바람직하다. 산소 단체 또는 산소를 포함하는 가스를 사용함으로써 유기막의 산화 반응에 의한 분해 제거가 가능해지고, 기재의 위에서부터 불필요한 유기물을 제거할 수 있고, 에칭 정밀도가 높은, 단시간의 가공이 가능해진다. 또한, 이 조건에서는 통상 이용되는 ITO 등의 산화물 투명 도전막을 에칭하지 않기 때문에, 전극 특성을 손상시키지 않으며, 전극 표면 을 정화할 수 있다는 점에서도 효과적이다.

또한, 본 실시형태에 있어서는 상기 드라이 에칭에, 대기압 플라즈마를 사용하는 것이 바람직하다. 대기압 플라즈마를 사용함으로써, 통상 진공 장치가 필요한 드라이 에칭이 대기압 하에서 행해질 수 있어 처리 시간의 단축, 및 코스트의 절감이 가능해진다. 이 경우, 에칭은 플라즈마화한 대기 중의 산소에 의해 유기물이 산화 분해하는 것을 이용할 수 있지만, 가스의 치환 및 순환에 의해 반응 분위기의 가스 조성을 임의로 조정해도 된다.

4. 포토레지스트층 박리 공정

본 실시형태에 있어서는 상기 발광층 현상 공정을 행한 후, 현상된 1차 포토레지스트층을 박리하는 공정을 행하여도 된다. 구체적으로는 도 2b에서부터 도 2c에 도시된 바와 같이, 기재 위에 남은 1차 포토레지스트층을 박리함으로써 발광부를 노출시키고, 그 후, 후술하는 2차 포토레지스트층 형성 공정을 행하는 방법이다.

1차 포토레지스트층이 잔존한 상태에서, 그 위에 적층해서 2차 포토레지스트층을 형성하는 것이 어려운 경우나, 포토레지스트층을 적층함으로써 막두께가 두껍고 되어 버리고, 그 후의 발광층의 형성에 문제가 생기는 경우 등에 있어서는 이와 같이, 일단 기재 위의 모든 포토레지스트층을 박리한 상태로부터, 2차 포토레지스트층의 형성을 행하는 것이 바람직하다.

(포토레지스트 박리액)

이와 같은 포토레지스트층의 박리를 행하는 경우는 포토레지스트 박리액을 사용한다. 본 실시형태에 있어서 사용할 수 있는 포토레지스트 박리액으로서는 상기 발광층을 용해하는 것이 아닌, 포토레지스트층을 용해하는 것이 필요하며, 전술한 바와 같은 포토레지스트의 용매를 그대로 사용할 수 있다. 또한, 포지티브형 포토레지스트를 사용하는 경우는 UV 노광을 행한 후 레지스트 현상액으로서 든 액을 사용하여 박리하는 것도 가능하다.

또한, 강알칼리 수용액, 디메틸 포름아미드, 디메틸 아세트아미드, 디메틸 술폭사이드(sulfoxide), N-메틸-2-피롤리돈(N-methyl-2-pyrrolidone) 등의 용매, 및 그러한 혼합물, 시판 중인 레지스트 박리액을 사용해도 된다. 레지스트 박리 후에는 2-프로판올(2-propanol) 등으로 린스하고, 추가로 물로 린스해도 된다.

5. 2차 포토레지스트층 형성 공정

상기 발광층 현상 공정을 행한 후, 상기 기재 위에 상기 발광부가 덮이도록 2차 포토레지스트층을 형성하는 공정을 행한다.

여기서 사용되는 2차 포토레지스트층은 상기 1차 포토레지스트층과 동일한 재료를 사용할 수 있으므로, 여기서의 설명은 생략한다.

본 실시형태에 있어서는 1차 포토레지스트층과 2차 포토레지스트층이 동일한 포토레지스트를 사용한 경우이어도 되고, 상이한 포토레지스트를 사용한 경우이어도 된다. 전술한 포토레지스트층 박리 공정을 행하는 경우는 1차 포토레지스트와 2차 포토레지스트를 별개로 사용하는 것이므로, 동일한 포토레지스트를 사용하는 것이 공정상 간편하다는 점 등의 이유로 바람직하다.

한편, 상기 포토레지스트층 박리 공정을 실시하지 않는 경우는 1차 포토레지 스트층 위에 2차 포토레지스트층을 형성할 필요가 있으므로, 경우에 따라서는 상이한 포토레지스트를 사용해도 된다.

6. 2차 포토레지스트층 현상 공정

패터닝된 발광부의 단부 a는 도 1b 및 도 2b의 단계에서는 1차 포토레지스트층에 의해 피복되어 있지 않고 노출된 상태이었다. 이 상태로부터 추가의 다음 발광층용 도공액을 도포하면, 도포된 발광층용 도공액에, 단부 a 및 b 등으로부터 발광층 재료가 녹아 나오고, 그 결과 색혼합이나 화소 가늘어짐이라고 하는 문제점이 생긴다.

이 문제점을 해결하기 위해, 2차 포토레지스트층의 노광·현상 공정에 있어서는 1차 포토레지스트의 노광·현상 공정으로 남긴 1차 포토레지스트층의 폭보다 큰 폭으로 발광부를 덮도록 패터닝이 된다. 즉, 발광부의 단부를 덮는 동시에, 인접하는 발광부에 걸리지 않을 정도의 크기로 2차 포토레지스트층은 노광·현상된다.

그리고, 다른 점에 관해서는 상기 1차 포토레지스트층 현상 공정과 같으므로, 여기서의 설명은 생략한다.

7. 그 외

본 실시형태에 있어서는 상기 1에서 6의 공정을 2회 반복한 후, 상기 도 1의 예에서 설명된 것처럼, 재차 발광층 형성 공정 및 포토레지스트층 형성 공정을 행하고, 형성한 포토레지스트층의 노광·현상 공정, 형성한 발광층의 현상 공정을 행한 후, 포토레지스트층의 박리 공정을 행함으로써, 3색의 발광부를 형성할 수 있 다.

그 후, 제2 전극층이나 보호층을 형성한 후, 봉지함으로써 EL 소자로 할 수 있다.

B. 제2 실시형태

다음에, 본 발명의 EL 소자의 제조 방법에서의 제2 실시형태에 대하여 설명한다.

본 실시형태는 전극층이 형성된 기재 위에, 종류가 다른 발광층을 포토리소그래피법을 사용하여 복수회 패터닝함으로써, 상기 기재 위에 복수 종류의 발광부를 형성하는 EL 소자의 제조 방법이며, 이하의 공정을 적어도 포함한다.

(1) 상기 기재 위에, 발광층 및 포토레지스트층을 순서대로 형성하는 공정(발광층 및 1차 포토레지스트층 형성 공정)

(2) 상기 포토레지스트층에 대해서, 모든 발광부에 상당하는 부분의 포토레지스트층이 잔존하도록 패턴 노광한 후, 현상하는 공정(1차 포토레지스트층 현상 공정)

(3) 상기 포토레지스트층이 제거되어 노출되어 있는 발광층을 제거함으로써 표면이 포토레지스트층에 의해 덮인 발광부를 형성하는 공정(발광층 현상 공정1)

(4) 상기 기재 위에 상기 발광부가 덮이도록 포토레지스트층을 형성하는 공정(2차 포토레지스트층 형성 공정)

(5) 소정의 발광부 및 그 단부가 노출되지 않도록 상기 포토레지스트층을 패턴 노광한 후, 현상하는 공정(2차 포토레지스트층 현상 공정)

(6) 상기 포토레지스트층이 제거되어 노출되어 있는 발광부를 제거하는 공정(발광부 현상 공정2)

이들 각 공정에 대하여, 먼저 도 3에 도시된 제1의 예를 사용하고, 제1 발광부의 형성(도 3a ~ 도 3f)까지를 간단하게 설명한다.

도 3은 본 실시형태의 제1의 예를 나타내는 것이다. 도 3a에 도시된 바와 같이, 상기 도 1에 도시된 경우와 마찬가지로 전극층(2) 및 버퍼층(3)이 형성된 기재(1) 위에 제1 발광층(4) 및 1차 포토레지스트층(5)을 형성한다(발광층 및 1차 포토레지스트층 형성 공정).

이어서, 이 1차 포토레지스트층을 노광하여 현상한다(1차 포토레지스트층 현상 공정). 본 실시형태가, 상기 제1 실시형태와 크게 상이한 것은 이 1차 포토레지스트층 현상 공정에 있어서, 본 실시형태에서는 모든 발광부가 형성되는 영역에 1차 포토레지스트층이 잔존하도록 포토마스크(6)가 형성되고(도 3a), 이와 같은 포토마스크(6)에 의해 노광된 후, 현상이 행해진다.

그리고, 모든 발광부가 형성되는 영역에 1차 포토레지스트층(5)이 잔존한 상태에서, 노출하는 제1 발광층(4)을 현상하는 공정이 행해진다(발광층 현상 공정1, 도 3b).

이어서, 상기 기재 위의 발광부를 덮도록 2차 포토레지스트층이 형성된다(2차 포토레지스트층 형성 공정, 도 3c).

그리고, 소정의 발광부만을 1차 포토마스크(6)보다 폭이 넓게 형성된 2차 포토마스크(6')를 사용하여 패턴 노광을 행하고(도 3d), 현상한다(2차 포토레지스트 층 현상 공정, 도 3e).

마지막으로, 다른 발광부 위에 잔존하는 발광층을 현상함으로써, 제1 발광부(4') 위에 그 단부 a가 노출되지 않도록 2차 포토레지스트층(5')이 형성된 상태로 된다(발광층 현상 공정2, 도 3f).

본 실시형태에 있어서도, 1개의 발광층을 패터닝할 때에, 1차 포토레지스트층 및 2차 포토레지스트층의 2회의 포토레지스트 현상 공정을 행함으로써, 제1 발광부(4')의 단부 a가 포토레지스트층으로 피복된 상태에서, 다음의 제2 발광층용 도공액의 도포 공정을 행할 수 있다. 따라서, 그 다음의 제2 발광층용 도공액을 도포하여도, 색혼합 등의 문제가 생기지 않는다.

또한, 본 실시형태의 특징은 2차 포토레지스트층 현상 공정에 있어서, 버퍼층(3)이 제1 발광층(4)에 덮인 상태로 2차 포토레지스트층이 현상된다. 즉, 도 3d에서 패턴 노광한 후, 2차 포토레지스트층을 현상하는 것이지만, 이 때, 버퍼층 위에는 제1 발광층(4)이 존재하여(도 3e), 직접 포토레지스트층 현상액이 버퍼층과 접촉하지는 않는다. 따라서, 본 실시형태에 있어서는 포토레지스트 현상액에 녹는 있는 재료의 버퍼층도 사용할 수 있다고 하는 이점을 가진다.

도 4는 본 실시형태의 제2의 예에서의 제1 발광부의 형성까지(도 4a ~ 도 4f)를 도시하는 것이다. 이 예에서는 도 3b의 공정, 즉 1차 포토레지스트층(5)을 현상하고, 제1 발광층을 현상하는 공정(발광층 현상 공정1)까지는 전부 같으며(도 4b 참조), 그 다음에 현상된 1차 포토레지스트층(5)을 박리하는 공정을 행한다(1차 레지스트 박리 공정, 도 4c 참조)는 점에 특징이 있다.

이어서, 1차 포토레지스트층이 모두 제거되어 제1 발광부(4')가 노출되어 있는 기재 위에, 2차 포토레지스트층(5')을 전면에 형성하고, 도 3의 예와 마찬가지로 하여, 2차 포토레지스트층(5')을 2차 포토마스크(6')를 사용하여 폭이 넓게 형성하고, 제1 발광부(4')의 단부 a가 노출되지 않도록 2차 포토레지스트층(5')으로 피복된 상태로 한다(도 4f).

제2의 방법에서는 발광층 현상 1 공정과 2차 포토레지스트층 형성 공정 사이에, 포토레지스트층 박리 공정이라고 하는 공정을 여분으로 행할 필요가 있지만, 도 3에 도시된 예와 같이 이미 형성되어 있는 포토레지스트층 위에 재차 포토레지스트층을 형성하지 않기 때문에, 2차 포토레지스트층의 형성이 용이하며, 또한 막두께가 큰 폭으로 증가하지 않기 때문에, 발광층의 균일한 형성이 가능해진다고 하는 이점을 가진다.

또한, 제2의 방법에 있어서도, 제1의 방법과 마찬가지로 1차 포토레지스트층을 현상할 때(도 4d), 발광층(4)이 존재하므로(도 4e), 버퍼층(3)이 직접 포토레지스트 현상액과 접촉하지 않는다. 따라서, 포토레지스트 현상액에 녹는 버퍼층이라도 사용할 수 있다고 하는 이점을 가진다.

본 실시형태에 있어서도, 상기 제1 실시형태의 경우와 마찬가지로, 추가의 동일한 공정을 제2 발광층에 행함으로써(도 3g ~ 도 3k), 제1 발광부(4')의 단부 a 및 제2 발광부(8')의 단부 b가 피복된 상태에서 제3 발광층용 도공액을 도포할 수 있고(도 3l), 색혼합을 방지할 수 있다. 또한, 상기 제1 발광부의 형성 공정과 마찬가지로 2차 포토리소그래피층 현상 공정 시에 버퍼층 위에는 제2 발광층(8)이 존 재하며(도 3j), 그 후 발광층 현상 공정(2)을 행하도록 되어 있다(도 3k). 따라서, 제2 발광부의 형성 시에도, 버퍼층(3)이 직접 포토레지스트 현상액과 접촉하지 않는다.

또한, 본 실시형태의 제2의 예에 있어서도 마찬가지로, 추가의 동일한 공정을 제2 발광층에 행할 수 있다(도 4g ~ 도 4k).

그리고, 제3 발광층 및 포토레지스트층을 형성한 후, 노광하고(도 3l 및 도 4l), 현상함으로써, 제1 발광부(4'), 제2 발광부(8'), 및 제3 발광부(9')가 형성된다.

그리고, 마지막으로 이들 발광부 위에 제2 전극층을 형성하고, 도면의 아래쪽으로 EL 발광을 발하는 EL 소자가 제조된다.

이하, 이와 같은 본 실시형태의 EL 소자의 제조 방법의 각 공정에 대하여 상세하게 설명한다. 그리고, 본 실시형태에서 사용되는 재료 및 그 형성 방법 등, 이하의 설명에서 특별히 지적하는 점 이외의 사항에 관해서는 상기 제1 실시형태에서 설명한 것과 동일하므로, 이하의 각 공정의 설명에 있어서는 생략한다.

1. 발광층 및 1차 포토레지스트층 형성 공정

본 실시형태에 있어서는 제1 실시형태와 마찬가지로 먼저 기재 위에, 발광층 및 포토레지스트층을 순서대로 형성하는 발광층 및 1차 포토레지스트층 형성 공정을 행한다.

그리고, 본 실시형태에 있어서는 후술하는 바와 같이, 상기 전극층 위에 포토레지스트 현상액에 녹는 유기 EL 층, 예를 들면 버퍼층도 형성하는 것이 가능하 다. 이와 같은 버퍼층에 대하여 설명한다.

(버퍼층)

본 실시형태에서 말하는 버퍼층이란, 발광층에 전하의 주입이 용이하게 행해지도록, 양극과 발광층의 사이에 또는 음극과 발광층 사이에 설치되고, 유기물, 특히 유기 도전체 등을 포함하는 층이다. 예를 들면, 발광층으로의 정공 주입 효율을 높여, 전극 등의 요철을 평탄화하는 기능을 가지는 도전성 고분자라 할 수 있다.

본 실시형태에 사용되는 버퍼층은 그 도전성이 높은 경우, 소자의 다이오드 특성을 유지해서, 크로스토크를 방지하기 위해 패터닝되어 있는 것이 바람직하다. 그리고, 버퍼층의 저항이 높은 경우 등은 패터닝되어 있지 않아도 양호한 경우도 있으며, 또한 버퍼층을 줄일 수 있는 소자의 경우는 버퍼층을 형성하지 않아도 양호한 경우도 있다.

본 실시형태에 있어서, 버퍼층 및 발광층 양자가 포토리소그래피법에 의해 패터닝되어 형성되는 경우는 버퍼층을 형성하는 재료를 포토레지스트 용매 및 발광층 형성에 사용되는 용매에 녹지 않는 재료로 선택하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 버퍼층을 형성하는 재료를 포토레지스트 박리액에 녹지 않는 재료로 선택한 경우이다.

본 실시형태에 사용되는 버퍼층을 형성하는 재료로서는 구체적으로는 폴리알킬 티오펜(polyalkyl thiophene) 유도체, 폴리아닐린(polyaniline) 유도체, 트리페닐 아민(triphenyl amine) 등의 정공 수송성 물질의 중합체, 무기 산화물의 졸-겔막, 트리플루오로메탄(trifluoro methane) 등의 유기물의 중합막, 루이스산(Lewis acid)을 포함하는 유기 화합물막 등을 들 수 있지만, 전술한 바와 같은 용해성에 관한 조건을 만족시키고 있으면 특별히 한정되지 않으며, 성막 후에 반응, 중합 또는 소성 등에 의해 상기의 조건을 만족시켜도 된다.

또한, 본 실시형태에 있어서 버퍼층을 형성할 때 사용되는 용매로서는 버퍼 재료가 분산 또는 용해되어 있으면 되고, 특히 제한되는 것은 아니지만, 풀 컬러의 패터닝 등에 있어서, 복수회의 성막이 필요한 경우, 포토레지스트 재료를 용해하지 않는 버퍼층 용매를 사용할 필요가 있으며, 보다 바람직하게는 발광층을 용해하지 않는 버퍼층 용매인 것이 바람직하다.

본 실시형태에 사용될 수 있는 버퍼층 용매로서는 레지스트 재료의 용해도가 25℃, 1기압에서 0.001(g/g용매) 이하인 용매를 선택하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 O.0001(g/g용매) 이하인 용매를 선택하는 것이다. 또한 버퍼층 용매로서 보다 바람하게는 발광층 구성 재료의 용해도가 25℃, 1기압에서 0.001(g/g용매) 이하인 용매를 선택하는 것이며, 특히 0.0001(g/g용매) 이하인 용매를 선택하는 것이 바람직하다.

구체적으로는 물, 메탄올, 에탄올을 비롯한 알코올류, 디메틸 포름아미드, 디메틸아세트아미드, 디메틸 술폭사이드, N-메틸-2-피롤리돈 등의 용매를 들 수 있지만, 이 외에도 조건을 만족시키는 용매이면 사용 가능하다. 또한, 2종 이상의 용매를 혼합해서 사용해도 양호하다.

2. 1차 포토레지스트층 현상 공정

다음에, 형성된 포토레지스트층에 대해서, 모든 발광부에 상당하는 부분의 포토레지스트층이 잔존하도록 패턴 노광한 후, 현상하는 1차 포토레지스트층 현상 공정을 행한다.

이 공정은 제1 실시형태와는 크게 상이한 공정이며, 제1 실시형태가, 소정의 발광부에 상당하는 부분에 해당하는 부분의 포토레지스트층이 잔존하도록 행하는데 대해, 본 실시형태에서는 모든 발광부에 상당하는 부분의 포토레지스트층이 잔존하도록 패턴 노광이 되어 현상된다.

3. 발광층 현상 공정1

그리고, 전술한 바와 같이 포토레지스트층이 제거되어 노출되어 있는 발광층을 제거함으로써 표면이 포토레지스트층에 의해 덮인 발광부를 형성하는 발광층 현상 공정1이 행해진다.

이와 같이, 1차 포토레지스트층 형성 공정을 행한 후, 발광층 현상 공정(1)을 행함으로써, 1차 포토레지스트층으로 덮인 발광부에 상당하는 부분의 사이에 존재하는 발광층을 제거할 수 있다.

상기 2의 공정 및 이 공정에서는 이와 같이 발광부, 즉 버퍼층이 존재하는 부분에 발광층을 남기면서, 그 사이에 존재하는 발광층을 제거함으로써, 발광부의 단부를 그 다음 공정에서 형성되는 2차 포토레지스트층으로 덮도록 함과 동시에, 그 후의 2차 포토레지스트층 현상 공정에 있어서, 버퍼층을 발광층에서 보호 가능하도록 한 것이다.

4. 포토레지스트층 박리 공정

본 실시형태에 있어서도, 제1 실시형태와 마찬가지로 상기 발광층 현상 공정 을 행한 후, 현상된 1차 포토레지스트층을 박리하는 공정을 행하여도 된다. 1차 포토레지스트층이 잔존한 상태에서, 그 위에 적층해서 2차 포토레지스트층을 형성하는 것이 어려운 경우나, 포토레지스트층을 적층함으로써 막두께가 두껍고 되어 버려, 그 후의 발광층의 형성에 문제가 생기는 경우 등에 있어서는, 이와 같이 일단 기재 위의 모든 포토레지스트층을 박리한 상태로부터, 2차 포토레지스트층의 형성을 행하는 것이 바람직하다.

5. 2차 포토레지스트층 형성 공정

다음에, 상기 기재 위에 상기 발광부가 덮이도록 포토레지스트층을 형성하는 2차 포토레지스트층 형성 공정을 행한다. 이에 의해, 전술한 바와 같이 발광부 단부가 2차 포토레지스트층에 의해 덮인다.

6. 2차 포토레지스트층 현상 공정

그리고, 소정의 발광부 및 그 단부가 노출되지 않도록 상기 포토레지스트층을 패턴 노광한 후, 현상하는 2차 포토레지스트층 현상 공정이 행해진다. 본 공정에 있어서, 2차 포토레지스트층을 현상할 때에는 전극층 위, 즉 발광부가 형성되는 영역에 위치하는 버퍼층은 발광층에 덮여 있으므로, 직접 이 2차 포토레지스트층 현상 공정에서 사용되는 포토레지스트층 현상액에 접촉하지 않는다. 따라서, 본 실시형태에 있어서는 전술한 바와 같은 포토레지스트층의 현상액 등에 녹는 버퍼층을 사용하는 것이 가능해진다.

7. 발광층 현상 공정2

이어서, 상기 포토레지스트층이 제거되어 노출되어 있는 발광부를 제거하는 발광부 현상 공정(2)이 행해진다.

본 실시형태에 있어서는 이와 같이 발광층 현상 공정을 2회로 나누어 행함으로써, 포토레지스트층의 현상 공정에 있어서, 버퍼층이 발광층에 덮여 노출되지 않도록 한 것이다.

본 실시형태는 제1 실시형태와 비교하면, 확실히 발광층 현상 공정을 1회 여분으로 행하는 것이다. 그러나, 발광 효율을 향상시키는 등을 위해, 용매에 녹는 버퍼층을 형성하지 않는 경우도 있어, 본 실시형태는 그와 같은 경우에 유용한 양태라고 말할 수 있다.

그리고, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않는다. 상기 실시예는 예시이며, 본 발명의 특허청구의 범위에 기재된 기술적 사상과 실질적으로 동일한 구성을 가지고, 동일한 작용 효과를 얻을 수 있는 것은 어떠한 것이라도 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.

[실시예]

다음에, 실시예를 나타내는 본 발명을 상세하게 설명한다.

[실시예 1]

[실시예]

(버퍼층의 성막)

6인치 사각형, 판두께 1.1mm인 패터닝된 ITO 기판을 세정하고, 기재 및 제1전극층으로 하였다. 버퍼층 도포액(바이엘사 제품; BaytronP, 이하의 화학식(1)에 나타낸다)을 0.5ml 취해, 기재의 중심부에 적하하여, 스핀 코팅을 행한다. 2500rpm 으로 20초간 유지하여 층을 형성하였다. 이 결과, 막두께는 800 옹스트롬이 되었다.

(제1 발광층의 성막)

제1 발광층으로서, 버퍼층 위에 적색 발광 유기 재료인 도포액(폴리비닐 카르바졸 70 중량부, 옥사디아졸 30 중량부, 디시아노메틸렌 피란(dicyanomethylene pyran) 유도체 1 중량부, 모노클로로벤젠 4,900 중량부)를 1 ml 취해, 기판의 중심부에 적하하여, 스핀 코팅을 행하였다. 2000rpm로 10초간 유지하여 층 형성을 행하였다. 이 결과, 막두께는 800 옹스트롬이 되었다.

포지티브형 포토레지스트액(도쿄 오카 고교사 제품; OFPR-800)을 2 ml 취해, 기재의 중심부에 적하하여, 스핀 코팅을 행하였다. 500rpm로 10초간 보관 유지하고, 그 후, 2000rpm로 20초간 유지하여 층을 형성하였다. 이 결과, 막두께는 약 1 μm가 되었다. 80℃에서 30분간 프리베이킹(pre-baking)을 행하였다. 그 후, 얼라인먼트 노광기에 노광 마스크와 동시에 세트하고, 버퍼층 및 발광층을 제거하고 싶은 부분에 자외선 노광하였다. 레지스트 현상액(도쿄 오카 고교사 제품; NMD-3)으로 20초간 현상 후, 세정하고, 노광부의 포토레지스트층을 제거하였다. 120℃에서 30분간 포스트베이킹(post-baking) 한 후, 산소 플라즈마를 사용한 반응성 이온 에칭에 의해, 포토레지스트층이 제거된 부분의 버퍼층 및 발광층을 제거하였다. 아세톤으로 포토레지스트층을 모두 제거한 후, 재차, 포지티브형 포토레지스트액(도쿄 오카 고교사 제품; OFPR-800)을 2 m1 취해, 기재의 중심부에 적하하여, 스핀 코팅을 행하였다. 500rpm로 10초간 보관 유지하고, 그 후, 2000rpm로 20초간 유지하여 층을 형성하였다. 이 결과, 막두께는 약 1μm가 되었다. 80℃에서 30분간 프리베이킹을 행하였다. 그 후, 얼라인먼트 노광기에 노광 마스크와 동시에 세트하고, 제1 발광부의 폭보다도 10μm만큼 큰 폭의 포토레지스트층을 남기도록 자외선 노광하였다. 레지스트 현상액(도쿄 오카 고교사 제품; NMD-3)으로 20초간 현상 후, 세정하고, 노광부의 포토레지스트층을 제거하였다. 120℃에서 30분간 포스트베이킹 하고, 제1 발광부가 제1 발광부의 폭보다도 10μm만큼 큰 폭을 가지는 포토레지스트층으로 보호된 기재를 얻었다.

(제2 버퍼층의 성막)

얻어진 기재에, 버퍼층 도포액(바이엘사 제품; BaytronP)을 0.5 ml 취해, 기재의 중심부에 적하하여, 스핀 코팅을 행하였다. 2500rpm로 20초간 유지하여 층을 형성했다. 이 결과, 막두께는 800 옹스트롬이 되었다.

(제2 발광층의 성막)

제2 발광층으로서, 버퍼층 위에 녹색 발광 유기 재료인 도포액(폴리비닐카르바졸 70 중량부, 옥사디아졸 30 중량부, 쿠머린6(coumarine6)을 1 중량부, 모노클로로벤젠 4,900 중량부)을 1 m1 취해, 기판의 중심부에 적하하여, 스핀 코팅을 행하였다. 2000rpm로 10초간 유지하여 층 형성을 행하였다. 이 결과, 막두께는 800 옹스트롬이 되었다.

포지티브형 포토레지스트액(도쿄 오카 고교사 제품; OFPR-800)을 2 ml 취해, 기재의 중심부에 적하하여, 스핀 코팅을 행하였다. 500rpm로 10초간 보관 유지하고, 그 후, 2000rpm로 20초간 유지하여 층을 형성하였다. 이 결과, 막두께는 약 1μm가 되었다. 80℃에서 30분간 프리베이킹을 행하였다. 그 후, 얼라인먼트 노광기에 노광 마스크와 동시에 세트하고, 제1 발광부와 제2 발광부 이외의 발광층을 제거하고 싶은 부분에 자외선 노광하였다. 레지스트 현상액(도쿄 오카 고교사 제품; NMD-3)으로 20초간 현상 후, 세척하고, 노광부의 포토레지스트를 제거하였다. 120℃에서 30분간 포스트베이킹 한 후, 산소 플라즈마를 사용한 반응성 이온 에칭에 의해, 포토레지스트층이 제거된 부분의 버퍼층 및 발광층을 제거하였다. 아세톤으로 포토레지스트를 제거한 후, 재차, 포지티브형 포토레지스트액(도쿄 오카 고교사 제품; OFPR-800)을 2 ml 취해, 기재의 중심부에 적하하여, 스핀 코팅을 행하였다. 500rpm로 10초간 보관 유지하고, 그 후, 2000rpm로 20초간 유지하여 층을 형성하였다. 이 결과, 막두께는 약 1μm가 되었다. 80℃에서 30분간 프리베이킹을 행하였다. 그 후, 얼라인먼트 노광기에 노광 마스크와 동시에 세트하고, 제1 발광부 및 제2 발광부의 폭보다도 10μm만큼 큰 폭으로 포토레지스트층이 남도록 자외선 노광하였다. 레지스트 현상액(도쿄 오카 고교사 제품; NMD-3)으로 20초간 현상 후, 세정하고, 노광부의 포토레지스트를 제거하였다. 120℃에서 30분간 포스트베이킹하고, 제1 발광부 및 제2 발광부의 폭보다도 1Oμm만큼 큰 폭을 가지는 포토레지스트로 보호된 기재를 얻었다.

(제3 버퍼층의 성막)

얻어진 기재에, 버퍼층 도포액(바이엘사 제품; BaytronP)을 0.5 ml 취해, 기재의 중심부에 적하하여, 스핀 코팅을 행하였다. 2500rpm로 20초간 유지하여 층을 형성하였다. 이 결과, 막두께는 800 옹스트롬이 되었다.

(제3 발광층의 성막)

제3 발광층으로서, 버퍼층 위에 청색 발광 유기 재료인 도포액(폴리비닐 카르바졸 70 중량부, 옥사디아졸 30 중량부, 페릴렌 1 중량부, 모노클로로 벤젠 4,900 중량부)을 1ml 취해, 기판의 중심부에 적하하여, 스핀 코팅을 행하였다. 2000rpm로 10초간 유지하여 층 형성을 행하였다. 이 결과, 막두께는 800 옹스트롬이 되었다.

포지티브형 포토레지스트액(도쿄 오카 고교사 제품; OFPR-800)을 2ml 취해, 기재의 중심부에 적하하여, 스핀 코팅을 행하였다. 500rpm로 10초간 보관 유지하고, 그 후, 2000rpm로 20초간 유지하여 층을 형성하였다. 이 결과, 막두께는 약 1μm가 되었다. 80℃에서 30분간 프리베이킹을 행하였다. 그 후, 얼라인먼트 노광기에 노광 마스크와 동시에 세트하고, 제1 발광부, 제2 발광부, 및 제3 발광부 이외 의 발광층을 제거하고 싶은 부분에 자외선 노광하였다. 레지스트 현상액(도쿄 오카 고교사 제품; NMD-3)으로 20초간 현상한 후, 세정하고, 노광부의 포토레지스트를 제거하였다. 120℃에서 30분간 포스트베이킹 한 후, 산소 플라즈마를 사용한 반응성 이온 에칭에 의해, 포토레지스트층이 제거된 부분의 버퍼층 및 발광층을 제거하고, 제1 발광부, 제2 발광부, 및 제3 발광부가 포토레지스트로 보호된 기재를 얻었다. 그 후, 아세톤으로 포토레지스트를 모두 제거하고, 패터닝된 발광층을 노출시켰다.

100℃에서 1시간 건조한 후, 이어서, 얻어진 기재 위에, 제2 전극층(상부 전극)으로서 Ca를 500 옹스트롬의 두께로 증착하고, 또한 보호층으로서 Ag를 2500 옹스트롬의 두께로 증착하고, EL 소자를 제작하였다.

(EL 소자의 발광 특성의 평가)

ITO 전극측을 플러스극, Ag 전극측을 마이너스극에 접속하고, 소스 미터(source meter)에 의해 직류 전류를 인가하였다. 10V 인가 시에 제1 발광부, 제2 발광부, 및 제3 발광부 각각으로부터 발광이 확인되었다.

[비교예]

제1 발광층 및 제2 발광층의 현상 공정 후, 포토레지스트층의 박리 공정과 2차 포토레지스트층의 형성, 노광, 및 현상 공정에 의한 발광층의 재보호를 실시하지 않는다는 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 EL 소자를 제작하였다. 제2 발광층 및 제3 발광층의 현상 시에, 이미 패터닝되어 있는 발광층이 녹아 나오고, 화소 가늘어짐을 일으켰다.

Claims (5)

1. 전극층이 형성된 기재(base substance) 위에, 종류가 다른 발광층을 포토리소그래피법을 이용하여 복수회 패터닝함으로써, 상기 기재 위에 복수 종류의 발광부를 형성하는 전자 발광 소자의 제조 방법에 있어서,

   상기 기재 위에, 발광층 및 포토레지스트층을 순서대로 형성하는 공정과,

   상기 포토레지스트층에 대해서, 소정의 발광부에 상당하는 부분의 포토레지스트층이 잔존하도록 패턴 노광한 후, 현상하는 공정과,

   상기 포토레지스트층이 제거되어 노출되어 있는 발광층을 제거함으로써 표면이 포토레지스트층에 의해 덮인 발광부를 형성하는 공정과,

   상기 기재 위에 상기 발광부가 덮이도록 포토레지스트층을 형성하는 공정과,

   상기 발광부 및 그 단부가 노출되지 않도록 상기 포토레지스트층을 패턴 노광한 후, 현상하는 공정

   을 포함하는 전자 발광 소자 제조 방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 발광부를 형성하는 공정 후, 상기 발광부 위에 잔존하는 포토레지스트층을 박리하는 공정을 행하고, 이어서 포토레지스트층을 형성하는 공정을 행하는 것을 특징으로 하는 전자 발광 소자 제조 방법.
3. 전극층이 형성된 기재 위에, 종류가 다른 발광층을 포토리소그래피법을 이용하여 복수회 패터닝함으로써, 상기 기재 위에 복수 종류의 발광부를 형성하는 전자 발광 소자의 제조 방법에 있어서,

   상기 기재 위에, 발광층 및 포토레지스트층을 순서대로 형성하는 공정과,

   상기 포토레지스트층에 대해서, 모든 발광부에 상당하는 부분의 포토레지스트층이 잔존하도록 패턴 노광한 후, 현상하는 공정과,

   상기 포토레지스트층이 제거되어 노출되어 있는 발광층을 제거함으로써 표면이 포토레지스트층에 의해 덮인 발광부를 형성하는 공정과,

   상기 기재 위에 상기 발광부가 덮이도록 포토레지스트층을 형성하는 공정과,

   소정의 발광부 및 그 단부가 노출되지 않도록 상기 포토레지스트층을 패턴 노광한 후, 현상하는 공정과,

   상기 포토레지스트층이 제거되어 노출되어 있는 발광부를 제거하는 공정

   을 포함하는 전자 발광 소자 제조 방법.
4. 제3항에 있어서,

   상기 발광부를 형성하는 공정 후, 모든 발광부 위에 잔존하는 포토레지스트를 박리하는 공정을 행하고, 이어서 포토레지스트층을 형성하는 공정을 행하는 것을 특징으로 하는 전자 발광 소자 제조 방법.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 포토레지스트층이 제거되어 노출되어 있는 발광층 또는 발광부를 제거하는 공정은 드라이 에칭에 의해 제거하는 공정인 것을 특징으로 하는 전자 발광 소자 제조 방법.

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