KR20080096430A

KR20080096430A - 유기발광장치의 제조방법

Info

Publication number: KR20080096430A
Application number: KR1020080038500A
Authority: KR
Inventors: 유조 도쿠나가; 마나부 오쓰카; 세이지 마시모; 타로 엔도; 나오야 니시다
Original assignee: 캐논 가부시끼가이샤
Priority date: 2007-04-27
Filing date: 2008-04-25
Publication date: 2008-10-30
Also published as: US20080268136A1; KR100942498B1

Abstract

본 발명에 의하면, 기판, 상기 기판 위에 형성된 유기발광소자, 및 상기 유기발광소자의 주위에 형성된 소자분리막을 가지고, 상기 유기발광소자는 기판측으로부터 순차적으로 하부전극, 유기화합물층, 및 상부전극을 가지는 유기발광장치의 제조방법으로서, 적어도 상기 하부전극 및 상기 소자분리막이 형성된 기판을 10 Pa 이상 10,000 Pa 이하의 범위 내의 압력하에서 적어도 산소를 함유한 기체를 분위기 중에 도입 및 배기하면서 UV광을 조사하는 세정공정; 상기 세정된 상기 하부전극 위에 유기화합물층을 형성하는 공정; 및 상기 유기화합물층 위에 상부전극을 형성하는 공정을 가지는 유기발광장치의 제조방법이 제공된다.

Description

유기발광장치의 제조방법{METHOD OF PRODUCING ORGANIC LIGHT EMITTING APPARATUS}

본 발명은 화상표시장치나 조명장치 등에 사용하는 것이 가능한 유기발광장치의 제조방법에 관한 것이다.

1987년에 탱(Tang) 등에 의해 캐리어수송성이 다른 유기화합물을 적층하고, 정공과 전자가 각각 양극 및 음극으로부터 밸런스좋게 주입되는 구성의 유기발광소자(유기EL소자)가 제안되었다. 구체적으로는 유기화합물층(유기EL층)의 두께를 200 nm 이하로 해서 제작된 소자는 10 V의 전압에서 1,000 cd／m²의 지금까지 달성하지 못한 휘도 및 효율을 달성했다.

그 후, 현재까지, 보다 낮은 전압에서 고휘도발광을 얻기 위한 시도가 이루어지고 있다. 예를 들면, 일본 특개평 7－142168호 공보에는, 유기EL층의 형성 전의 처리공정으로서 ITO 양극에 UV처리 혹은 플라스마처리를 행함으로써, 발광임계치가 저하해서 전류특성이 향상되고, 또 발광특성의 경시 열화가 억제되는 것이 개시되어 있다.

일본 특허 제 3704883호 공보에는, 양극 기판을 형성하는 공정, 유기EL층 형성 전 처리, 유기EL층 형성, 및 음극 형성을 일관해서 감압하에서 행하는 것이 개시되어 있다. 보다 구체적으로, 양극의 패터닝을 드라이 에칭으로 행하고, UV오존처리나 산소플라스마처리를 감압하에서 일관해서 연속적으로 행함으로써, 양극 표면이 청정하게 되고, 양극이 적당히 산화되어 정공주입성이 향상되고, 발광이 균일화되며, 구동전압이 저하되고, 수명이 길어진다.

일본 특개평 11－45779호 공보에는, 양극 기판을 감압하에서 오존발생장치에 의한 오존으로 세정함으로써, UV광이나 플라스마를 사용하지 않고 유기EL층 형성 전 처리를 행하는 기술이 개시되어 있다.

일본 특허 제 3394130호 공보에는, 0.0001 내지 0.1 Pa의 감압하에서 지향성을 가지는 UV광을 조사하고, 보다 분위기압력이 높은 유기EL층 형성실에 기판을 반송해서 유기EL층을 형성함으로써, 유기EL층 형성 전 처리실에서 기판이 오염되는 것을 방지하는 기술이 개시되어 있다.

일본 특개 2000－353593호 공보에는, 기판측의 제 1 전극을 형성하고, 산소 및 질소의 존재하에서 UV광램프로부터의 UV광을 조사함으로써, 제 1 전극을 가진 기판을 세정하는 것이 기재되어 있다. 세정시의 세정실 내의 압력은 4.00 Pa~대기압이 되도록 조정하는 것이 바람직하다는 것이 기재되어 있다. 실시예로서 네가티브형 포토레지스트를 사용해서 격벽을 형성하고, 그 후 산소 및 질소를 도입해서, 대기압하에서 전극을 가진 기판을 세정하는 것이 기재되어 있다.

발광장치에 사용되는 유기EL소자에 있어서, 기판측 전극의 발광면적이나 형 상을 규정하기 위해서, 또 화소의 독립 발광을 가능하게 하기 위해서, 주로 수지 재료나 무기재료로 이루어진 소자분리막을 형성하는 것이 일반적으로 행해지고 있다. 이러한 소자분리막은 통상 양극 혹은 음극이 되는 기판측 전극(하부전극)을 형성한 후에, 그 표면에 수지재료나 무기재료, 혹은 그 전구체를 균일 도포하거나, CVD 등의 성막방법을 사용해서 성막한다. 그 후 소자분리막은, 화소전극이 되는 기판측의 전극이 노광되도록 포토레지스트법을 사용해서 처리된다.

소자분리막을 가진 유기EL소자에 있어서, 충분한 구동내구특성을 얻을 수 없거나, 고온고습하에 방치된 후에 발광상태가 불균일이 되거나 하는 경우가 있다. 이것은, 상기한 바와 같은 소자분리막 형성시에, 노출된 화소전극에 소자분리막 재료, 혹은 포토레지스트공정에서 사용되는 레지스트 재료의 잔류물이 남아 있거나, 소자분리막이 수분을 축적하고 있거나 하는 것이 원인이라고 생각된다.

또, 전술한 UV처리 혹은 플라스마처리에 의해 소자분리막이 분해되고, 이 분해물이 화소전극 표면에 부착하는 것도 원인이 되고 있다고 생각된다. 즉 지금까지, 전극과 소자분리막이 형성된 기판을 효과적으로 세정하고, 충분한 구동내구특성과 방치내구특성을 만족시키는 유기EL층 형성 전 처리기술은 없었다.

상기 일본 특허 제 3704883호 공보에서는, 양극의 패터닝을 드라이 에칭에 의해 행하고, UV오존처리나 산소플라스마처리를 감압하에서 일관해서 연속적으로 행함으로써, 양극 표면이 청정하게 되고, 양극이 적당히 산화되어 정공주입성이 향상된다고 하고 있다. 또한, UV오존세정의 방법으로서 0.01 torr(약 1.33 Pa) 이상이 되는 압력이 되도록 고진공상태로부터 산소가스를 도입하고, UV광을 조사한다고 하고 있다.

그러나, 이러한 방법에 의하면, 소자분리막의 형성이 불가능하게 되거나, 혹은 사용하는 재료 등을 극히 제한하지 않을 수 없게 되어, 고품위의 발광소자가 되는 유기EL소자를 달성할 수 없다.

상기 일본 특개평 11－45779호 공보에서는, UV광을 사용하지 않고 오존발생 장치에 의한 오존으로 화소전극 표면을 청정화하는 방법을 사용하고 있다. 그러나 이 방법에서는, UV에너지에 의한 분자 내의 결합을 절단하는 효과를 얻을 수 없기 때문에 오염물 및 잔류물의 분해가 충분히 진행되지 않는다. 그 결과, 뛰어난 구동내구특성을 만족시킬 수 없다.

상기 일본 특허 제 3394130호 공보에서는, 0.0001 내지 0.1 Pa의 감압하에서 지향성을 가지는 UV광을 조사하는 방법을 사용하고 있지만, 이 압력범위에서는 필요량의 오존 및 활성산소를 생성시키지 못해서, 역시 뛰어난 구동내구특성을 만족시킬 수 없다.

상기 일본 특개 2000－353593호 공보에서는, 세정실 내의 압력이 4.00 Pa~대기압인 것이 바람직하다고 되어 있으며, 실시예에서는 대기압에서 조사를 행하고 있다. 그러나, 대기압하에서는, 전극 표면에 남는 오염물이나 잔류물이 보다 많아져서, 세정 전보다 오히려 상태가 악화되기도 한다. 또, 본 발명자의 실험에 의하면, 4.00 Pa에서는 압력이 너무 낮아서, 필요량의 오존 및 활성산소를 생성시키지 못해서, 역시 뛰어난 구동내구특성을 만족시킬 수 없는 것이 밝혀졌다.

본 발명은, 뛰어난 구동내구특성과 내방치열화특성을 만족시키는 유기발광장치의 제조방법을 제공한다.

상기 과제를 달성하기 위해, 본 발명은 기판, 상기 기판 위에 형성된 유기발광소자, 및 상기 유기발광소자의 주위에 형성된 소자분리막을 가지고, 상기 유기발광소자는 기판측으로부터 순차적으로 하부전극, 유기화합물층, 및 상부전극을 가지는 유기발광장치의 제조방법으로서, 적어도 상기 하부전극 및 상기 소자분리막이 형성된 기판을 10 Pa 이상 10,000 Pa 이하의 범위 내의 압력하에서 적어도 산소를 함유한 기체를 분위기 중에 도입 및 배기하면서 UV광을 조사하는 세정공정; 상기 세정된 상기 하부전극 위에 유기화합물층을 형성하는 공정; 및 상기 유기화합물층 위에 상부전극을 형성하는 공정을 가진다.

본 발명의 다른 특징은 첨부도면을 참조한, 예시적인 실시형태의 다음 설명으로부터 명백해질 것이다.

본 발명에 의하면, 적어도 하부전극 및 소자분리막이 형성된 기판을 10 Pa 이상 10,000 Pa 이하의 범위 내의 압력하에서 적어도 산소를 함유한 기체를 분위기 중에 도입 및 배기하면서 UV광을 조사한다. 따라서, 뛰어난 구동내구특성과 내방치열화특성을 얻을 수 있다.

구체적으로는, 10 Pa 이상 10,000 Pa 이하의 감압하에서 UV광을 조사함으로써, 하부전극에 남아 있던 소자분리막재료 및 레지스트재료의 잔류물이나 다른 오 염물이 UV광의 에너지에 의해 분해된다. 또한, UV광과 산소에 의해 발생하는 오존 및 활성산소의 작용, 또 감소된 분위기압력의 제거작용에 의해 효과적으로 제거된다. 이것에 의해, 하부전극으로부터 유기EL층에의 정공 및 전자주입의 내구성이 유지되어, 결과적으로 구동내구특성이 비약적으로 향상되게 된다.

또, 소자분리막이 수분을 축적하고 있는 경우에 있어서도, UV광에 의해 소자분리막표면이 미량 분해되고, 또 감소된 분위기압력에 의해 수분이 분위기 중에 효과적으로 확산된다. 이에 의해, 특히 장치가 고온고습하에 방치된 후에 일어나기 쉬운 발광상태의 불균일화가 효과적으로 해소된다. 또, 분해된 소자분리막재료가 하부전극 표면에 부착하는 문제도, 분위기압력이 10 Pa 이상 10,000 Pa 이하의 범위이기 때문에, 일어나기 어려워진다.

본 발명에 관한 유기발광장치의 제조방법은 기판, 상기 기판 위에 형성되어 있는 유기발광소자. 및 상기 유기발광소자의 주위에 형성되어 있는 소자분리막을 가지는 유기발광장치의 제조방법으로서 바람직하게 실시된다. 본 발명에 있어서의 유기발광소자는, 통례의 유기발광소자와 마찬가지로, 기판측으로부터 순차적으로 하부전극, 유기화합물층(유기EL층), 및 상부전극을 가진다.

이 제조방법은 적어도 상기 하부전극 및 상기 소자분리막이 형성된 기판을 10 Pa 이상 10,000 Pa 이하의 범위 내의 압력하에서 적어도 산소를 함유한 기체를 분위기 중에 도입 및 배기하면서 UV광을 조사하는 세정공정(전처리공정)을 가진다.또한, 상기 세정된 기판의 하부전극 위에 유기화합물층을 형성하는 공정, 및 상기 유기화합물층 위에 상부전극을 형성하는 공정을 가진다.

종래, 소자분리막을 형성한 후, 유기EL층을 형성하기 전에 소자분리막으로부터 수분을 제거(탈수)하기 위해 진공하에서 베이킹처리를 행하는 것이 일반적이었다. 그리고, 탈수 후에 다시 수분이 소자분리막으로 돌아오지 않도록, 진공을 유지한 채로, 유기EL층의 형성을 행하는 것이 일반적이었다.

그러나, 본 발명에 의하면, 진공베이크처리를 행한 후에 진공보다 고압력인 10 Pa 이상 10,000 Pa 이하의 감압환경하에서 산소를 함유한 기체를 분위기 중에 도입 및 배기하면서 UV광을 조사함으로써 하부전극 표면의 세정을 행한다. 그리고, 세정 후 다시 진공하에서 유기EL층을 형성함으로써, 양호한 발광특성을 얻을 수 있었다. 또한, 본 발명에서 말하는 진공이란, 압력이 10^-6Pa 이상 10^-2Pa 이하의 범위를 가리킨다.

이하, 도 1에 의거해서 유기발광장치의 구성 및 제작 프로세스에 대해 설명한다. 도 1은 본 발명의 유기발광장치를 구성하는 1개의 유기발광소자의 단면을 모식적으로 나타낸 도면이다.

유리, 실리콘, 또는 플라스틱 필름 등의 기판(1)에, 각 화소에 대응시켜서 박막 트랜지스터(TFT)(2)를 배열 형성했다. 유기발광소자가 표면발광형이면, 기판(1)은 광투과성일 필요는 없다.

기판(1) 상에는, TFT(2)를 덮도록 층간절연막(3)을 형성하고, 이 층간절연막 (3)에는, TFT(2)에의 배선(도시 생략)에 이르는 접속구멍(4)을 형성했다. 층간절연 막(3)에는 산화실리콘(SiO₂), 질화실리콘(Si₃N₄)과 같은 무기 재료막을 사용해도 되지만, TFT 및 배선부의 요철을 메워서 막면을 평탄화하는 것이 바람직하기 때문에, 통상은 아크릴계 수지막 등을 수~수십㎛의 두께로 형성한다.

이 접속구멍(4)을 개재해서 배선에 접속된 하부전극(5)을 층간절연막(3) 상에 각 화소(유기발광소자)에 대응시켜 패턴 형성했다. 이 하부전극(5)은, 예를 들면 유기발광소자의 양극으로서 사용되는 것으로, 상면발광형이면, Cr, Ag, Al, 혹은 그것들과 타금속으로 이루어진 합금 등의 반사율이 높은 재료가 사용된다. 전하의 주입효율을 높이기 위해서 ITO, IZO 등의 도전성 산화물막을 적층하는 것도 가능하다. 하면발광형이면, ITO, IZO 등을 사용한다.

본 발명의 특징인 유기EL층 형성 전 처리는 일함수를 향상시키기 위해 기판측 전극(하부전극(5))이 양극인 유기발광소자에 최적으로 사용할 수 있지만, 기판측 전극이 음극인 경우에도 효과를 얻을 수 있다.

층간절연막(3) 상에는, 하부전극(5)의 주변을 덮도록 소자분리막(6)을 형성했다. 이 소자분리막(6)은 하부전극(5)의 표면만을 노출시키도록 패터닝된 개구부 (7)를 구비하고 있다. 이 개구부(7)가 이 유기발광소자에 있어서의 실질적인 발광부분이 된다.

이 소자분리막(6)으로서 감광성 폴리이미드나 아크릴수지 등의 수지재료막, 산화실리콘(SiO₂), 또는 질화실리콘(SiN)과 같은 무기재료막이 바람직하게 사용된 다.

이와 같이, 적어도 하부전극(5)및 소자분리막(6)이 형성된 기판(소자기판)을 제작한 다음에, 각종 용제, 계면활성제, 순수한 물 등에 의한 습식 세정을 행한 후에, 진공하에서 100℃에서 200℃ 정도로 가열탈수처리를 행하는 것이 바람직하다.

가열탈수처리 후, 유기EL층(유기화합물층)(8)을 형성하기 직전에 본 발명의 특징인 전처리공정을 행했다. 구체적으로는, 유기EL층(8)을 형성하는 진공증착 장치에 접속된 기판전처리장치에 있어서, 상기 소자기판을 처리했다.

도 2에 본 발명에 있어서의 기판전처리장치의 간단한 도면을 나타낸다. (31)은 진공조, (32)는 UV램프, (33)은 기판(소자기판), (34)는 매스플로우콘트롤러, (35)는 진공계, (36)은 압력콘트롤러, (37)은 가변밸브이다.

기판전처리장치는 개구부를 조정할 수 있는 가변밸브(37)에 접속되어 내오존 용으로 고안된 드라이펌프, 및 고진공하에 배기할 수 있는 터보분자펌프를 구비하고 있다. 압력콘트롤러(36)는 진공계(35)에 의거해서 가변밸브(37)의 개구부를 조정한다. 이들 기구와 매스플로우콘트롤러(34)에 의해 건조공기나 산소 등의 기체를 도입하면서 분위기압력을 조절하고, 기판(33)을 UV램프(32)에 의해 UV오존처리 한다.

도입되는 건조공기나 산소 등의 기체는 가능한 한 수분을 함유하지 않는 것이 바람직하고, 노점 -70℃ 이하의 것을 바람직하게 사용할 수 있다.

UV조사원(램프)(32)으로서는, 저압수은램프나 엑시머램프를 사용할 수 있다.적어도 산소를 함유한 기체를 0.1 slm 내지 500 slm의 범위에서 도입하면서, 분위기압력을 10 Pa 이상 10,000 Pa 이하의 범위 내에서 제어하고, 기판(33)에 UV광을 0.5분 내지 60분 조사한다. 기판(33)과 UV램프(32)와의 거리는 1 mm 내지 50 mm의 범위 내가 바람직하고, 조사강도를 균일하게 하기 위해서 기판(33) 혹은 UV램프 (32)를 요동시키는 것이 바람직하다. 소정시간 UV를 조사한 후, 혹은 조사를 계속하면서, 기체의 도입을 멈추고, 기판 전 처리 장치 내를 배기해서 10^-3Pa 이하의 고진공에 도달하고 나서, 고진공분위기를 유지하면서 신속하게 기판(33)을 진공증착장치에 반송한다.

분위기압력이 10 Pa 미만인 경우, 산소를 분위기 중에 도입 및 배기했을 경우에도, 하부전극(5)의 표면의 오염물 및 잔류물의 분해물을 없애기 위해서 필요한 오존 및 활성산소의 양이 부족하다. 그 때문에, 뛰어난 구동내구특성을 만족시킬 수 없을 뿐만이 아니라, 하부전극(5)으로부터 유기EL층(8)에의 캐리어 주입이 현저하게 저해되는 일이 있었다.

또, 분위기압력이 10,000 Pa보다 큰 경우, 하부전극(5)의 표면에 남는 오염물 및 잔류물이 보다 많아져서, 구동내구특성이 떨어지고, 또한 소자분리막(6) 내에 축적된 수분이 분위기 중에 확산되기 어려워지고, 특히 고온고습하에서의 내방치열화특성이 떨어지는 경우가 있었다.

유기EL층 형성 전 처리 후, 반송된 소자기판 상에, 주로 진공가열증착법을 사용해서 유기EL층(8)을 형성했다. 유기EL층(8)의 형성법으로서는, 진공가열증착법 외에, EB증착법, LB법, 스핀코트법, 잉크젯법, 열전사법 등을 사용할 수도 있다. 이 유기EL층(8)은, 예를 들면 정공수송층, 발광층, 전자수송층, 전자주입층 등을 순차적으로 적층함으로써 얻을 수 있다.

진공가열증착법과 같이 진공하에서 유기EL층을 형성하는 경우, 통상 기판을 가열탈수처리하고 나서 이하에 기재하는 밀봉공정까지는 일관해서 진공하에서 행한다. 이와 같이 함으로써 분위기가 유기EL층에 주는 영향을 가능한 한 줄이도록 하고 있다. 그러나, 본 발명에서는, 기판 전처리의 공정 동안 진공보다 압력을 올려서 10 Pa 이상 10,000 Pa 이하의 감압하에서 기판의 세정을 행함으로써 비약적으로 유기발광소자의 구동내구특성과 내구방치열화특성을 향상시킬 수 있었다.

다음에, 유기EL층(8)을 덮도록 상부전극(음극)(9)을 형성했다. 이 상부전극(9)은 각 화소에 공통인 전극으로서 기판(1) 상에 하나의 층으로서 형성된다. 표면발광형의 경우, 이 상부전극(9)은 광투과성이다. 통상은 ITO, IZO 등의 도전성 산화물막이 사용된다. 하면발광형의 경우, 상부전극(9)은 반사전극이며, AI, Ag, 혹은 그것들과 타금속의 합금 등이 바람직하게 사용된다.

또한, 유기EL층(8)에의 수분 침투를 막기 위해서 유기발광소자를 밀봉한다. 산화실리콘, 또는 질화실리콘과 같은 무기재료막, 혹은 고분자막으로 이루어진 투명한 보호막(10)을 형성해서 밀봉해도 된다. 이 경우에는 유기EL층 형성 후 밀봉공정까지의 공정은 진공하에서 행하는 것이 바람직하다. 또한／혹은 유리판 등의 캡재에 의해 밀봉를 행해도 된다. 이 경우에는, 캡재와 유기발광소자 사이에 형성되는 공극에 질소 등의 불활성가스를 봉입하는 것이 바람직하고, 이 경우에는 밀봉공정의 전에 진공으로부터 개방된다.

또한 상기의 실시형태는, 기판 상에 유기발광소자가 1개 설치되는 경우에 대 한 설명이지만, 본 발명은 유기발광소자가 기판 상에 복수 배열되어 있고, 각 유기발광소자가 화소를 형성하고 있는 표시장치에도 적용할 수 있다. 복수의 유기발광소자의 구동은, 각 화소가 각각 발광소자의 발광을 제어하는 스위칭소자를 가지고 있는 액티브매트릭스형의 구동이어도 되고, 또는 스트라이프형상의 전극의 교점에 발광소자를 형성시키는 패시브매트릭스형의 구동이어도 된다.

본 발명에 관한 제조방법에 의해 제조된 유기발광장치는 여러 가지 전자기기의 표시부나, 조명장치의 발광부 등에 사용할 수 있다. 전자기기로서, 예를 들면 텔레비젼, 퍼스널컴퓨터, 디지털카메라, 휴대전화, 휴대음악재생장치, 휴대정보단말(PDA), 카내비게이션시스템 등이 있다.

이하, 본 발명에 관한 유기발광장치의 제조방법의 실시예와 그 결과에 대해 설명한다. 또, 실시예 및 비교예의 설정조건과 결과를 표 1에 정리해서 나타낸다.또한, 본 실시예에 있어서의 유기발광장치의 제조플로와 각 공정에 있어서의 압력의 변화를 도 3에 나타낸다.

＜실시예 1＞

Ag합금막(막두께 100 nm) 상에 ITO막(막두께 60 nm)을 적층한 막을 양극(하부전극)으로서 형성한 기판의 전면에 포지티브형 감광성 폴리이미드수지를 사용해서 두께 2㎛의 소자분리막을 형성했다. 다음에 UV광램프를 사용해서 패턴노광하고, 현상해서 개구부를 형성했다.

얻어진 소자기판을 계면활성제의 수용액으로 세정한 후, 이온교환수와 초음파에 의해 린스세정했다.

세정 후의 소자기판을 진공건조기에 넣어, 200℃에서 24시간 탈수처리했다.

탈수처리 후의 소자기판을 상기한 기판전처리장치에 도입하고, 상기 소자기판을 저압수은램프(출력: 110 W)에 대향시키고, 20 mm／sec의 속도로 50 mm 간격의 범위를 요동시켰다. 램프와 기판과의 최단거리는 5 mm로 했다. 기판전처리장치 내를 배기해서 5×10^-5Pa의 고진공상태로 한 후, 10 slm의 유량으로 노점 -80℃의 건조공기를 기판전처리장치 내에 도입했다. 기판전처리장치 내의 압력이 1,000 Pa가 되었을 때, 건조공기의 도입을 계속하면서 압력콘트롤러에 의해 배기압의 밸런스를 잡고, 기판전처리장치 내의 압력을 1,000 Pa로 유지했다.

이 상태에서 기판에 UV광을 조사하고, 10분간 UV오존처리했다.

10분 경과한 후, UV광의 조사를 멈추고 건조공기의 도입을 정지해서, 기판전처리장치 내를 배기했다.

기판전처리장치 내의 압력이 1×10^-3Pa에 도달했을 때, 소자기판을 1×10^-5내지 5×10^-4Pa로 유지된 진공증착장치의 유기EL층 증착실에 반송하고, 다음의 공정에 의해 유기EL층, 상부전극, 보호막을 순차적으로 적층했다.

개구부로부터 노출된 양극 상에, N, N-α-디나프틸벤지딘(α-NPD)을 40 nm의 막두께가 되도록 진공증착해서, 정공수송층을 형성했다. 이어서, 큐마린 6(1.0ｖol％)와 트리스［8－히드록시퀴놀리네이트］알루미늄(Alq3)과의 공증착막을 30 nm의 막두께로 성막해서, 발광층을 형성했다. 다음에 전자수송층으로서 트리스［8－히드록시퀴놀리네이트］알루미늄(Alq3)을 10 nm의 막두께로 성막했다. 또한, 탄산 세 슘(0.7ｖol％)과 트리스［8－히드록시퀴놀리네이트］알루미늄(Alq3)과의 공증착막을 40 nm의 두께로 성막해서, 전자주입층을 형성했다. 이들 각층이 유기EL층에 상당한다.

이어서, 기판을 진공증착장치의 스퍼터링실에 반송하고, 인듐주석산화물(ITO)을 스퍼터링에 의해 Ar가스(100 sccm)를 도입하면서, 0.6 Pa의 압력하에서 220 nm의 막두께로 성막해서, 음극(9)을 형성했다. 또한, 산소가스(0.2 sccm), 질소가스(10 sccm)를 도입하고, 0.6 Pa의 압력하에서 실리콘(Si) 타겟을 반응스퍼터링 함으로써, 투명한 산화질화실리콘막(Si－O－N막)을 500 nm의 두께로 성막해서, 표면보호막(10)을 형성했다. 그 후, 성막공정이 끝난 기판을 글로브박스로 옮기고, 질소분위기 중에서 건조제를 넣은 유리캡에 의해 밀봉했다.

상기 제작순서에 의해 얻어진 유기발광장치의 유기발광소자(녹색 발광)를 100 mA／cm²의 전류치에서 100시간 동안 정전류로 연속적으로 점등하고, 초기의 휘도와 100시간 후의 휘도를 휘도계(탑콘사제 BM－7)로 측정해서 발광특성의 변화를 평가했다. 휘도변화 L(100h)／L(ini)는 95.0％(초기 휘도 L(ini)=1300 cd／m²)이었으며, 뛰어난 구동 및 수명특성을 얻을 수 있었다.

이어서, 이 유기발광장치를 온도 80℃, 습도 80％의 항온항습조에 넣어 1,000시간의 방치평가를 행했다. 방치 후의 발광상태를 관찰하면, 방치 전과 같은 균일한 녹색 발광이었다.

＜실시예 2＞

양극으로서 막두께 100 nm의 Cr막을 사용하는 것 이외는 실시예 1과 완전히 마찬가지로 해서 소자기판을 제작하고, 세정과 탈수처리를 행했다. 또, 유기EL층 형성 전 처리로서 분위기압력을 100 Pa로 하는 것 이외는 실시예 1과 완전히 마찬가지로 해서 UV오존처리를 행했다.

얻어진 유기발광장치를 실시예 1과 마찬가지로 평가했는데, L(100h)／L(ini)는 94.5％(초기 휘도 L(ini)=1,050 cd／m²)이었으며, 실시예 1과 같은 뛰어난 구동 및 수명특성을 가졌다. 또, 80℃, 80％, 1,000h의 방치 후도 방치 전과 같은 발광상태였다.

＜실시예 3＞

실시예 1에서 사용한 소자기판을 그대로 사용하고, 유기EL층 형성 전 처리시의 압력을 10,000 Pa로 하는 것 이외는 실시예 1과 완전히 마찬가지로 해서 유기발광장치를 제작했다

얻어진 유기발광장치를 실시예 1과 마찬가지로 평가했는데, L(100h)／L(ini)는 92.8％(초기 휘도 L(ini)=1,290 cd／m²)이었으며, 실시예 1에 비해 약간 떨어지지만 뛰어난 구동 및 수명특성을 가졌다. 또, 80℃, 80％, 1,000h의 방치 후도 방치 전과 같은 발광상태였다.

＜실시예 4＞

실시예 1에서 사용한 소자기판을 그대로 사용하고, 유기EL층 형성 전 처리시의 압력을 10 Pa, 도입 기체를 순도 99.9％의 산소, 도입 유량을 0.5 slm, UV광 조 사시간을 20분으로 하는 것 이외는 실시예 1과 완전히 마찬가지로 해서 유기발광장치를 제작했다.

얻어진 유기발광장치를 실시예 1과 마찬가지로 평가했는데, L(100h)／L(ini)는 91.6％(초기 휘도 L(ini)=1,210 cd／m²)이었으며, 다른 실시예에 비해 약간 떨어지지만, 실용상 문제없는 구동 및 수명특성을 가졌다. 또, 80℃, 80％, 1,000 h의 방치 후도 방치 전과 같은 발광상태였다.

＜비교예 1＞

실시예 1에서 사용한 소자기판을 그대로 사용하고, 유기EL층 형성 전 처리시의 압력을 101,300 Pa(대기압)로 하는 것 이외는 실시예 1과 완전히 마찬가지로 해서 유기발광장치를 제작했다.

얻어진 유기발광장치를 실시예 1과 마찬가지로 평가했는데, L(100h)／L(ini)는 90.5％(초기 휘도 L(ini)=1,300 cd／m²)이었으며, 상기 실시예에 비해 떨어지는 구동 및 수명특성을 가졌다. 또, 80℃, 80％, 1,000h의 방치 후, 방치 전에는 볼 수 없었던 화소 내 주변부의 암화가 관찰되었다.

＜비교예 2＞

실시예 1에서 사용한 소자기판을 그대로 사용하고, 유기EL층 형성 전 처리시의 압력을 5 Pa, 도입 기체를 순도 99.9％의 산소, 도입 압력을 0.05 slm, UV광 조사시간을 20분으로 하는 것 이외는 실시예 1과 완전히 마찬가지로 해서 유기발광장치를 제작했다.

얻어진 유기발광장치를 실시예 1과 마찬가지로 평가했는데, L(100h)／L(ini)는 10.5％(초기 휘도 L(ini)=1,200 cd／m²)이었으며, 열악한 구동 및 수명특성이 되었다. 또, 80℃, 80％, 1,000h의 방치 후에는 발광부 전체가 암화하는 현상이 관찰되었다.

＜비교예 3＞

실시예 2에서 사용한 소자기판을 그대로 사용하고, 유기EL층 형성 전 처리시의 압력을 101,300 Pa(대기압)로 하는 것 이외는 실시예 1과 완전히 마찬가지로 해서 유기발광장치를 제작했다.

얻어진 유기발광장치를 실시예 1과 마찬가지로 평가했는데, L(100h)／L(ini)는 89.0％(초기 휘도 L(ini)=1,300 cd／m²)이었으며, 상기 실시예에 비해 떨어지는 구동 및 수명특성을 가졌다. 또, 80℃, 80％, 1,000h의 방치 후, 방치 전에는 볼 수 없었던 화소 내 주변부의 암화가 관찰되었다.

본 발명을 예시적인 실시형태를 참조해서 설명했지만, 본 발명은 상기 개시된 예시적인 실시형태로 한정되는 것이 아님을 이해해야 한다. 다음의 특허청구의 범위는 모든 이러한 변형과 동등한 구성 및 기능을 포함하도록 가장 넓게 해석되어야 한다.

도 1은 본 발명에 관한 유기발광장치의 대표적인 부분 단면 구조를 나타내는 개략도;

도 2는 기판 전처리장치의 개략도;

도 3은 본 발명의 실시예에 관한 유기발광장치의 제조플로와 각 공정에 있어서의 압력의 변화를 나타내는 도면.

[부호의 설명]

1: 기판 2: TFT

3: 층간절연막 4: 접속구멍

5: 상부전극(양극) 6: 소자분리막

7: 개구부 8: 유기화합물층(유기EL층)

9: 하부전극(음극) 10: 표면보호막

31: 진공조 32: UV램프

33: 기판 34: 매스플로우콘트롤러

35: 진공계 36: 압력콘트롤러

37: 가변밸브

Claims

기판, 상기 기판 위에 형성된 유기발광소자, 및 상기 유기발광소자의 주위에 형성된 소자분리막을 가지고,

상기 유기발광소자는 기판측으로부터 순차적으로 하부전극, 유기화합물층, 및 상부전극을 가지는 유기발광장치의 제조방법으로서,

적어도 상기 하부전극 및 상기 소자분리막이 형성된 기판을 10 Pa 이상 10,000 Pa 이하의 범위 내의 압력하에서 적어도 산소를 함유한 기체를 분위기 중에 도입 및 배기하면서 UV광을 조사하는 세정공정:

상기 세정된 상기 하부전극 위에 유기화합물층을 형성하는 공정; 및

상기 유기화합물층 위에 상부전극을 형성하는 공정을 가지는 것을 특징으로 하는 유기발광장치의 제조방법.
제 1항에 있어서,

적어도 상기 하부전극 및 상기 소자분리막이 형성된 기판을 진공하에서 가열탈수처리하는 공정을 부가하여 가지고,

상기세정 공정은 상기 가열탈수처리가 이루어진 기판을 세정하는 공정이며,

상기 유기화합물층을 형성하는 공정은 상기 세정된 기판의 하부전극 위에 진공하에서 유기화합물층을 형성하는 공정인 것을 특징으로 하는 유기발광장치의 제조방법.
제 1항에 있어서,

상기 하부전극은 양극인 것을 특징으로 하는 유기발광장치의 제조방법.