KR20100055395A - 배리어층 부착 기판, 표시 소자 및 표시 소자의 제조 방법 - Google Patents

배리어층 부착 기판, 표시 소자 및 표시 소자의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 배리어층 부착 기판은 기판 상에 배리어층이 형성되어 이루어지는 배리어층 부착 기판과, 상기 배리어층 부착 기판의 배리어층 상에 형성되어 이루어지는 복수의 표시 엘리멘트와, 상기 표시 엘리멘트 상에 상기 표시 엘리멘트를 덮도록 형성되어 있는 상부 다층 밀봉막을 갖는 표시 소자에 이용되는 배리어층 부착 기판으로서, 상기 배리어층이 복수로 분할 패터닝되어 상기 기판 상에 형성되어 있는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 배리어층 부착 기판을 이용하여 본 발명의 긴 수명인 표시 소자가 제조된다.

Description

배리어층 부착 기판, 표시 소자 및 표시 소자의 제조 방법{SUBSTRATE HAVING BARRIER LAYER, DISPLAY ELEMENT AND DISPLAY ELEMENT MANUFACTURING METHOD}
본 발명은 배리어층 부착 기판, 표시 소자 및 표시 소자의 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명은 더욱 상세하게는 기판 상에 배리어층, 표시 엘리멘트, 상부 다층 밀봉막 등의 적층 요소를 적층 후, 유닛으로 절단하여 얻은 표시 소자의 밀봉 성능이 절단 조작에 의해서 손상되는 경우가 없는 배리어층 부착 기판, 상기 배리어층 부착 기판을 이용한 표시 소자 및 표시 소자의 제조 방법에 관한 것이다.
유기 전계발광 소자(이하, 유기 EL 소자라고 적는 경우도 있음), 발광 다이오드 표시 소자, 액정 표시 소자, 전기 영동성 잉크 표시 소자 등의 표시 소자에 있어서는 기판 상에 표시 엘리멘트가 적층되어, 이 표시 엘리멘트를 덮도록 밀봉막이 적층되어 있다. 종래의 표시 소자에서는 기판에 유리 기판이 이용되고 있었지만, 소자의 경량화, 내충격성의 향상, 소자의 대면적화, 제조의 효율화 등의 요청에 대응하기 위해서, 플라스틱 기판이 사용되기 시작하고 있다(예를 들면, 특허문헌 1).
또한, 유기 EL 소자에서는 상기 표시 엘리멘트는 양극과 음극과 이들 전극 사이에 형성된 유기 전계발광 발광층(이하, 유기 EL 발광층이라고 적는 경우도 있음)을 갖는 적층체로 구성된다.
플라스틱 기판은 연질이며 대면적인 것을 용이하게 입수할 수 있고, 또한 복수의 소자 엘리멘트를 적층한 후에 유닛으로 분할하기 위한 절단 작업도 용이하게 된다. 그러나, 플라스틱 기판은 유리 기판에 비교하여 가스 및 액체의 투과성이 높다. 기판 및 상부 다층 밀봉막에 의해 피포되는 표시 물질(유기 EL 소자로서는 유기 EL 발광층을 구성하는 물질)은 산화되기 쉽고, 물과 접촉함으로써 열화되기 쉽다. 그 때문에, 플라스틱 기판을 이용하는 경우에는 기판 상에 가스 및 액체에 대한 배리어성이 높은 배리어층을 적층하고, 그 후 이 배리어층의 위에 복수의 표시 엘리멘트를 적층하고, 적층한 표시 엘리멘트를 덮도록 하여 상부 밀봉층을 적층한다.
상기 배리어층은, 통상 상기 상부 다층 밀봉막과 동일한 구성, 동일한 재료로 형성되기 때문에, 하부 밀봉막으로 호칭되는 경우도 있다. 이들 배리어층 및 상부 다층 밀봉막은, 통상 적어도 하나의 무기층과 적어도 하나의 유기층을 갖는다. 적층수는 필요에 따라서 결정되고, 기본적으로는 무기층과 유기층은 교대로 적층된다.
종래, 특히 연성 기판을 이용한 경우, 기판을 대면적화할 수 있기 때문에, 대면적인 기판 상에 다수의 표시 엘리멘트를 패턴화하여 적층하고, 이들 다수에 패턴화된 표시부 전체를 일괄해서 다층 밀봉막에 의해 밀봉한다. 그 후, 실장하는 곳에 알맞은 단위로 절단하여 유닛화한다. 그의 상세를 도 1 및 도 2를 참조하여 이하에 설명한다.
도 1, 2에 나타낸 바와 같이, 우선 대면적인 연성 기판 (1)의 위에 배리어층 (2)를 적층하여 연성 기판의 내가스투과성 및 내수분투과성을 높인다(이하, 이 배리어층을 적층한 기판을 배리어층 부착 기판으로 호칭하는 경우가 있음). 이 배리어층 부착 기판의 배리어층 상에 하나 이상의 표시 엘리멘트 (3)을 소정의 패턴으로 배치하여 적층한다. 이 배치에 의해서 복수의 표시부 (4)가 형성된다. 상기 배리어층 (2)는 적어도 하나의 유기층막 (2a)와 적어도 하나의 무기층막 (2b)로 형성된다(도면에서는 도시를 간략화하기 위해서, 각 1층으로 이루어지는 경우를 나타내고 있음).
상기 배리어층 (2) 상에 형성된 복수의 표시부 (4)를 일괄해서 덮도록 상부 다층 밀봉막 (5)가 적층된다. 상부 다층 밀봉막 (5)는 적어도 하나의 유기층 (5a)와 적어도 하나의 무기층 (5b)로 형성된다(도면에서는 배리어층 (2)와 동일하게 도시를 간략화하기 위해서, 각 1층으로 이루어지는 경우를 나타내고 있음).
상부 다층 밀봉막 (5)가 형성된 후, 도면의 일점 쇄선으로 나타내는 절단선에 따라서 절단되고, 상기 표시부 (4)를 하나씩 갖는 복수의 유닛 표시 소자로 분할된다. 각 분할된 유닛 표시 소자는 적용하는 조명 장치, 정보 표시 장치 등의 전자 기기에 실장되어 실용에 제공된다.
일본 특허 공표 2003-531745호 공보
종래의 표시 소자 및 그의 제조 방법에 있어서는 상술한 바와 같이, 대면적의 배리어층 부착 기판 상에 복수의 표시부를 적층하고, 이들 복수의 표시부를 일괄해서 다층 밀봉막에 의해 밀봉한 후, 각 유닛마다 절단한다. 이 유닛화에 따라서, 다층 배리어층 및 다층 밀봉막이 그의 두께 방향으로 절단되는 것이 된다. 그 결과, 각 다층막의 절단면에는 각 다층막을 구성하고 있는 무기막, 유기막이 노출된 상태가 된다. 유기막은 가스 투과성 및 수분 투과성이 비교적 높기 때문에, 이 절단면에서 경시적으로 가스 및 수분이 침입하여, 표시 엘리멘트를 구성하는 유기 EL 물질 등의 표시 물질을 변질시켜, 표시 특성을 열화시킬 우려가 있다. 또한, 상기 유닛화의 절단 작업은 말하자면 강제적인 절단이 되기 때문에, 절단면에 균열이 들어가거나, 유기막과 무기막의 계면에 박리가 생기는 경우가 있다. 그와 같은 기계적 손상이 있으면, 상기 가스 및 수분의 침입은 더 빠르게 생겨 보다 소자 수명이 짧아진다.
본 발명은 상기 종래의 사정을 감안하여 이루어진 것으로서, 그의 과제는 표시 소자의 장기 수명화를 가능하게 하는 배리어층 부착 기판, 상기 배리어층 부착 기판을 가짐으로써 장기 수명화된 표시 소자 및 상기 표시 소자의 제조 방법을 제공하는 데에 있다.
상술한 과제를 해결하기 위해서, 본 발명은 하기의 구성을 채용한 배리어층 부착 기판, 표시 소자, 및 표시 소자의 제조 방법을 제공한다.
[1] 기판과, 상기 기판 상에 형성된 배리어층을 포함하고, 상기 배리어층 상에 복수의 표시 엘리멘트를 탑재하는 표시 소자용의 배리어층 부착 기판이며, 상기 배리어층이 복수로 분할 패터닝되어 상기 기판 상에 형성되어 있는 배리어층 부착 기판.
[2] 상기 배리어층이 적어도 하나의 무기층과 적어도 하나의 유기층을 갖는 다층막인 것을 특징으로 하는 상기 [1]에 기재된 배리어층 부착 기판.
[3] 상기 배리어층에서 유기층의 상기 기판측과 반대측에 적층되어 있는 무기층은, 상기 무기층의 기판측에 적층되어 있는 상기 유기층의 단부를 덮고 있는 것을 특징으로 하는 상기 [2]에 기재된 배리어층 부착 기판.
[4] 상기 기판이 연성 기판인 것을 특징으로 하는 상기 [1] 내지 [3] 중 어느 한 항에 기재된 배리어층 부착 기판.
[5] 유기 EL 소자용인 것을 특징으로 하는 상기 [1] 내지 [4] 중 어느 한 항에 기재된 배리어층 부착 기판.
[6] 기판 상에 배리어층이 형성되어 이루어지는 배리어층 부착 기판과, 상기 배리어층 부착 기판의 배리어층 상에 형성되어 이루어지는 복수의 표시 엘리멘트와, 상기 표시 엘리멘트 상에 상기 표시 엘리멘트를 덮도록 형성되어 있는 상부 다층 밀봉막을 갖고, 상기 배리어층이 복수로 분할 패터닝되어 상기 기판 상에 형성되어 있는 표시 소자.
[7] 상기 배리어층이 적어도 하나의 무기층과 적어도 하나의 유기층을 갖는 다층막인 것을 특징으로 하는 상기 [6]에 기재된 표시 소자.
[8] 상기 배리어층에서 유기층의 상기 기판측과 반대측에 적층되어 있는 무기층은, 상기 무기층의 기판측에 적층되어 있는 상기 유기층의 단부를 덮고 있는 것을 특징으로 하는 상기 [7]에 기재된 표시 소자.
[9] 상기 표시 엘리멘트 및 상기 상부 다층 밀봉막은 상기 복수로 분할 패터닝된 개개의 배리어층 상에 적층되어 있는 것을 특징으로 하는 상기 [6] 내지 [8] 중 어느 한 항에 기재된 표시 소자.
[10] 상기 상부 다층 밀봉막이 적어도 하나의 무기층과 적어도 하나의 유기층을 갖는 다층막인 것을 특징으로 하는 상기 [6] 내지 [9] 중 어느 한 항에 기재된 표시 소자.
[11] 상기 상부 다층 밀봉막에서 유기층의 상기 표시 엘리멘트측과 반대측에 적층되어 있는 무기층은, 상기 무기층의 상기 표시 엘리멘트측에 적층되어 있는 상기 유기층의 단부를 덮고 있는 것을 특징으로 하는 상기 [10]에 기재된 표시 소자.
[12] 상기 기판이 연성 기판인 것을 특징으로 하는 상기 [6] 내지 [11] 중 어느 한 항에 기재된 표시 소자.
[13] 유기 EL 소자인 것을 특징으로 하는 상기 [6] 내지 [12] 중 어느 한 항에 기재된 표시 소자.
[14] 기판 상에 배리어층이 형성되어 이루어지는 배리어층 부착 기판과, 상기 배리어층 부착 기판의 배리어층 상에 형성되어 이루어지는 복수의 표시 엘리멘트와, 상기 표시 엘리멘트 상에 상기 표시 엘리멘트를 덮도록 형성되어 있는 상부 다층 밀봉막을 갖는 표시 소자의 제조 방법이며, 상기 배리어층을 서로 이격한 복수의 영역으로 분할하여 형성하는 표시 소자의 제조 방법.
[15] 상기 배리어층을 적어도 하나의 무기층과 적어도 하나의 유기층을 적층하여 형성하는 것을 특징으로 하는 상기 [14]에 기재된 표시 소자의 제조 방법.
[16] 상기 배리어층의 적층 공정에서 유기층의 상기 기판측과 반대측에 적층하는 무기층은, 상기 무기층의 기판측에 적층한 상기 유기층의 단부를 덮도록 적층하는 것을 특징으로 하는 상기 [15]에 기재된 표시 소자의 제조 방법.
[17] 상기 표시 엘리멘트 및 상기 상부 다층 밀봉막은 상기 복수로 분할하여 형성된 개개의 배리어층 상에 적층하는 것을 특징으로 하는 상기 [14] 내지 [16] 중 어느 한 항에 기재된 표시 소자의 제조 방법.
[18] 상기 상부 다층 밀봉막을 적어도 하나의 무기층과 적어도 하나의 유기층을 적층하여 형성하는 것을 특징으로 하는 상기 [14] 내지 [17] 중 어느 한 항에 기재된 표시 소자의 제조 방법.
[19] 상기 상부 다층 밀봉막의 적층 공정에서 유기층의 상기 표시 엘리멘트측과 반대측에 적층하는 무기층은, 상기 무기층의 상기 표시 엘리멘트측에 적층한 상기 유기층의 단부를 덮도록 적층하는 것을 특징으로 하는 상기 [18]에 기재된 표시 소자의 제조 방법.
[20] 상기 상부 다층 밀봉막의 적층 후, 상기 기판을 상기 각 배리어층에 의해 분할된 유닛마다 절단함으로써 실장용의 표시 소자를 얻는 것을 특징으로 하는 상기 [14] 내지 [19] 중 어느 한 항에 기재된 표시 소자의 제조 방법.
[21] 상기 기판으로서 연성 기판을 이용하는 것을 특징으로 하는 상기 [14] 내지 [20] 중 어느 한 항에 기재된 표시 소자의 제조 방법.
[22] 표시 소자가 유기 EL 소자인 것을 특징으로 하는 상기 [14] 내지 [21] 중 어느 한 항에 기재된 표시 소자의 제조 방법.
본 발명에 따른 배리어층 부착 기판은 기판 상에 배리어층이 분할 패턴화되어 형성되어 이루어지는 것으로, 이 배리어층 부착 기판을 이용함으로써 표시 소자를 긴 수명인 것으로 할 수 있다. 본 발명의 표시 소자는 상기 배리어층 부착 기판을 갖고 있어, 그의 수명을 대폭 향상할 수 있다. 또한, 본 발명의 표시 소자의 제조 방법은 상기 배리어층 부착 기판을 이용하고 있기 때문에, 긴 수명인 표시 소자를 제공할 수 있다.
[도 1] 도 1은 종래의 표시 소자의 일례의 평면 구성도이다.
[도 2] 도 2는 도 1의 II-II선에 따른 단면 구성도이다.
[도 3] 도 3은 본 발명에 따른 표시 소자의 일례의 평면 구성도이다.
[도 4] 도 4는 도 3의 IV-IV선에 따른 단면 구성도이다.
[부호의 설명]
10 배리어층 부착 기판
11 기판
12 배리어층(하부 다층 밀봉막)
12a 배리어층의 유기층
12b 배리어층의 무기층
13 표시 엘리멘트
14 표시부
15 상부 다층 밀봉막
15a 상부 다층 밀봉막의 유기층
15b 상부 다층 밀봉막의 무기층
이하에, 본 발명의 일실시 형태에 따른 배리어층 부착 기판, 표시 소자 및 그의 제조 방법을 도 3 및 도 4를 참조하여 더욱 자세히 설명한다. 또한, 본 명세서에 있어서는 이해를 용이하게 하기 위해서, 도면에 있어서의 각 부재의 축척은 실제와 다른 경우가 있다. 또한, 본 발명은 이하의 기재에 의해서 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 적절히 변경가능하다. 유기 EL 소자에 있어서는 전극의 리드선 등의 다른 부재도 존재하지만, 이에 따른 부재는 본 발명의 설명에 있어서 직접적으로는 필요하지 않기 때문에, 본 명세서에 있어서는 그의 기재 및 도시를 생략하고 있다. 또한, 유기 EL 소자의 층 구조의 도시에 있어서는 설명의 편의상, 기판을 아래에 배치하고 있지만, 본 발명의 유기 EL 소자는 도시한 배치에서 제조 또는 사용되는 것으로 한정되는 것은 아니다.
본 실시 형태에 따른 배리어층 부착 기판 (10)은 도 3, 4에 나타낸 바와 같이, 대면적인 연성 기판 (11)의 위에 소정의 면적에 설정된 복수의 배리어층 (12)가 서로 소정의 간격을 두고 적층되어 이루어진다. 상기 각 배리어층 (12)는 적어도 하나의 유기층막 (12a)와 적어도 하나의 무기층 (12b)로 형성된다(도면에서는 도시를 간략화하기 위해서, 각 1층으로 이루어지는 경우를 나타내고 있음).
상기 배리어층 부착 기판 (10)의 각 배리어층 (12) 상에 각각 하나 이상의 표시 엘리멘트(예를 들면, 유기 EL 소자에서는 양극과 음극과 이들 전극 사이에 형성된 유기 EL 발광층을 갖는 적층체) (13)을 소정의 패턴으로 배치하여 적층한다. 이 배치에 의해서 표시부 (14)가 형성된다.
각 배리어층 (12) 상에 형성된 표시부 (14)를 덮도록, 각 배리어층 (12)의 상부 영역에만 상부 다층 밀봉막 (15)가 각각 적층된다. 각각의 상부 다층 밀봉막 (15)는 적어도 하나의 유기층 (15a)와 적어도 하나의 무기층 (15b)로 형성된다(도면에서는 배리어층 (12)와 동일하게 도시를 간략화하기 위해서, 각 1층으로 이루어지는 경우를 나타내고 있음).
각 배리어층 (12)마다, 그 위에 형성된 표시 엘리멘트 (13)을 덮는 상부 다층 밀봉막 (15)가 형성된 후, 도면의 일점 쇄선으로 나타내는 절단선에 따라서 절단되어, 상기 표시부 (14)를 하나씩 갖는 복수의 유닛 표시 소자(실장용 표시 소자)로 분할된다. 상기 절단선 부분은 배리어층 (12)도 상부 밀봉층 (15)도 모두 존재하지 않는 영역이고, 기판 (11)만을 절단하는 것이 된다. 기판 (11)은 절단 조작에 의해서 균열 등의 손상을 받는 것 없이 분할할 수 있다. 기판 (11)에는 통상 플라스틱제의 연성 기판이 사용되지만, 연성 기판을 사용한 경우에는 더욱 절단 조작이 용이하게 되어, 절단 조작에 의한 기판에 대한 왜곡 응력도 완화되기 쉬워진다. 분할된 각 유닛 표시 소자에서는 도 4에 나타낸 바와 같이, 배리어층 (12)에 있어서도, 상부 다층 밀봉막 (15)에 있어서도, 유기층 (12a), (15a)는 노출됨 없이, 이들의 전체를 무기층 (12b), (15b)에 의해서 완전히 덮힌채로 되어 있다. 따라서, 각 표시부 (14)는 밀봉 능력이 우수한 무기층 (12b), (15b)에 의해서 완전히 피포된 상태에 있고, 내부의 표시 엘리멘트 (13)으로의 외부 가스(산소)나 수분의 침투가 방지되고, 그것에 의해서 실장용 표시 소자의 장기 수명화가 실현된다.
또한, 본 실시 형태에 있어서, 기판 상에 형성되는 배리어층은 기판에 직접 적층될 수도 있고, 어느 중간층을 통해 적층될 수도 있다. 이러한 중간층으로서는, 예를 들면 기판 표면을 친액화하는 친액화층 등이 고려된다. 이러한 직접 또는 간접의 적층 관계는 본 발명의 표시 장치에 있어서의 배리어층-표시부-상부 다층 밀봉막의 적층 관계에 있어서도 동일하다. 즉, 배리어층 상에 표시부를 직접 적층할 수도 있고, 간접적으로 적층할 수도 있다. 동일하게, 표시부 상에 형성되는 상부 다층 밀봉막은 표시부 상에 직접 적층할 수도 있고, 간접적으로 적층할 수도 있다. 예를 들면, 유기 EL 소자에서의 적층 구조의 일례를 예로 들면, 연성 기판/(유기/무기)배리어ㆍ패턴층/양극(예를 들면, ITO)/홀 주입층(예를 들면, MoO3막/폴리(3,4)에틸렌디옥시티오펜/폴리스티렌술폰산막)/고분자 유기 발광 재료층/전자 주입층(예를 들면, Ba막)/음극층(예를 들면, Al막)/(유기/무기)상부 다층 밀봉막으로 이루어지는 다층 구성을 갖는다. 또한, 표시 엘리멘트 이외에 표시 엘리멘트를 구동하기 위해서 필요한 TFT 등의 구동 회로, 및 배선 등을 표시 엘리멘트와 동일하게 적층시킬 수도 있다.
상기 다층 배리어층 및 상부 다층 밀봉막을 구성하는 유기층 및 무기층의 두께는 5 nm 내지 10 μm의 범위로 하는 것이 바람직하다. 5 nm 미만으로 하면, 막의 기계적 특성을 양호하게 유지하는 것이 어려워지고, 10 μm를 초과하면, 전체의 막 두께가 두껍게 되어, 유기 EL 소자 등에서는 발광층으로부터의 광의 취출 효율에 영향을 주는 경우도 나온다.
(다층 배리어층(하부 다층 밀봉막) 및 상부 다층 밀봉막의 구성 재료)
상기 다층 배리어층(하부 다층 밀봉막) 및 상부 다층 밀봉막을 구성하는 무기층으로서는, 산화규소(SiO2), 질화규소(SiN), 산질화규소(SiON), 산화알루미늄(Al2O3), 질화알루미늄(AlN) 등의 무기 산화물, 무기 질화물이 바람직하게 사용된다. 이 무기막의 형성 방법으로서는 스퍼터법, 플라즈마 CVD법 등의 공지된 박막 형성 방법을 사용할 수 있다.
상기 스퍼터법이란, 박막 형성 방법의 1종이고, 원자 또는 분자 크기의 미립자를 타겟 재료(박막의 재료)에 충돌시켜, 타겟 재료를 미립자로서 기상에 방출시키고, 이 타겟 재료 미립자를 소정의 기판 표면 상에 퇴적시켜 박막을 형성하는 방법인 것을 말한다. 또한, 원자 또는 분자 크기의 미립자를 타겟 재료에 충돌시켜, 타겟 재료를 미립자로서 기상에 방출시키는 것을 스퍼터링이라고 하는 경우도 있다.
또한, CVD(Chemical Vapor Deposition; 화학적 기상 성장)법이란, 박막 형성 방법의 1종이고, 박막의 구성 원소를 포함하는 원료 기체를 반응실 내에 공급하고, 열 또는 플라즈마 등의 에너지를 가하여 화학 반응을 생성시켜, 반응 생성물을 소정의 기판 표면에 퇴적시켜 박막을 형성하는 방법인 것을 말한다.
한편, 다층 배리어층(하부 다층 밀봉막) 및 상부 다층 밀봉막을 구성하는 유기층으로서는, 주로 상기 무기층 재료와의 밀착성이 양호한 (메트)아크릴기를 갖는 유기 단량체, 즉 (메트)아크릴계 화합물을 중합하여 이루어지는 아크릴 중합체가 바람직하게 사용된다. 또한, (메트)아크릴 화합물이란, 아크릴산, 메타크릴산 및 이들 에스테르를 구성 단위로서 포함하는 화합물인 것을 말한다.
상기 (메트)아크릴 화합물은 용액 도포법, 분무 도포법 등의 공지된 도막 형성 방법에 의해 도막으로 만들고, 이 도막에 광 에너지(전자선, 플라즈마선, 자외선 등의 화학선)를 조사하거나 열 에너지를 인가함으로써 중합시켜 아크릴 중합체로 만든다.
상기 (메트)아크릴 화합물로서는 특별히 한정되는 것은 아니고, 분자 내에 (메트)아크릴기를 하나 이상 포함하는 화합물일 수 있다. (메트)아크릴기가 1개일 때에는 무기층과 보다 높은 밀착성을 얻을 수 있다. 2, 3개일 때에는 가교 밀도가 높아지고, 유기층의 막 강도가 보다 높은 것이 된다.
상기 (메트)아크릴 화합물로서는, 예를 들면 2-히드록시에틸(메트)아크릴레이트, 2-히드록시프로필(메트)아크릴레이트, 2-히드록시부틸(메트)아크릴레이트 등의 수산기를 갖는 화합물, 디메틸아미노에틸(메트)아크릴레이트, 디에틸아미노에틸(메트)아크릴레이트 등의 아미노기를 갖는 화합물, (메트)아크릴산, 2-(메트)아크릴로이소옥시에틸숙신산, 2-(메트)아크릴로일옥시에틸헥사히드로프탈산 등의 카르복실기를 갖는 화합물, 글리시딜(메트)아크릴레이트, 테트라히드로푸르푸릴(메트)아크릴레이트, 시클로헥실(메트)아크릴레이트, 페녹시에틸(메트)아크릴레이트, 이소보닐(메트)아크릴레이트 등의 환상 골격을 갖는 (메트)아크릴레이트, 이소아밀(메트)아크릴레이트, 라우릴(메트)아크릴레이트, 스테아릴(메트)아크릴레이트, 부톡시에틸(메트)아크릴레이트, 에톡시디에틸렌글리콜(메트)아크릴레이트, 메톡시트리에틸렌글리콜(메트)아크릴레이트, 메톡시디프로필렌글리콜(메트)아크릴레이트 등의 아크릴 단관능 화합물이나, 디에틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트, 1,4-부탄디올디(메트)아크릴레이트, 1,6-헥산디올디(메트)아크릴레이트, 1,9-노난디올디(메트)아크릴레이트, 트리에틸렌디(메트)아크릴레이트, PEG#200 디(메트)아크릴레이트, PEG#400 디(메트)아크릴레이트, PEG#600 디(메트)아크릴레이트, 네오펜틸디(메트)아크릴레이트, 디메틸올트리시클로데칸디(메트)아크릴레이트 등의 아크릴 2관능 화합물, 2관능 에폭시(메트)아크릴레이트 등, 2관능 우레탄(메트)아크릴레이트 등의 2관능 (메트)아크릴 화합물 등을 들 수 있다. 또한, 3개 이상의 (메트)아크릴산을 갖는 화합물로서는 디펜타에리트리톨헥사(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨트리(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨테트라(메트)아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리아크릴레이트, 트리메틸올프로판테트라아크릴레이트 등의 아크릴다관능 단량체나, (메트)아크릴다관능에폭시아크릴레이트, (메트)아크릴다관능우레탄아크릴레이트 등을 사용할 수 있다.
상기 구성의 본 실시 형태에 따른 배리어층 부착 기판, 표시 소자 및 표시 소자의 제조 방법은 표시 소자가 유기 EL 소자인 경우에 특히 유용하다. 이러한 유기 EL 소자에 있어서도, 상기에 상술한 다층 밀봉막의 구성은 동일하다. 따라서, 본 실시 형태를 바람직하게 적용할 수 있는 유기 EL 소자에 있어서의 기판, 발광층 등의 다른 주요 구성을 이하에 상술한다.
(기판)
유기 EL 소자에 이용하는 기판은 전극을 형성하고, 유기물의 층을 형성할 때에 변화하지 않는 것일 수 있고, 예를 들면 유리, 플라스틱, 고분자 필름, 실리콘 기판, 이들을 적층한 것 등이 이용된다.
(전극 및 발광층)
유기 EL 소자의 기본적 구조로서는 적어도 음극이 광 투과성을 갖는 한쌍의 양극(제1 전극) 및 음극(제2 전극)을 포함하는 전극 사이에 적어도 1개의 발광층을 갖는다. 상기 발광층에는 저분자 및/또는 고분자의 유기 발광 재료가 사용된다.
유기 EL 소자에 있어서, 발광층 주변의 구성 요소로서는 음극, 양극, 발광층 이외의 층으로서, 음극과 발광층 사이에 설치하는 것, 양극과 발광층 사이에 설치하는 것을 들 수 있다. 음극과 발광층 사이에 설치하는 것으로서는 전자 주입층, 전자 수송층, 정공 블록층 등을 들 수 있다.
상기 전자 주입층은 음극으로부터의 전자 주입 효율을 개선하는 기능을 갖는 층이고, 상기 전자 수송층은 전자 주입층 또는 음극에 보다 가까운 전자 수송층으로부터 발광층으로의 전자 수송을 개선하는 기능을 갖는 층이다. 또한, 전자 주입층 또는 전자 수송층이 정공의 수송을 막는 기능을 갖는 경우에는 이들 층을 정공 블록층으로 칭하는 경우가 있다. 정공의 수송을 막는 기능을 갖는 것은, 예를 들면 홀 전류만을 흘리는 소자를 제작하여, 그의 전류치의 감소로 막는 효과를 확인하는 것이 가능하다.
양극과 발광층 사이에 설치하는 것으로서는 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 블록층 등을 들 수 있다.
정공 주입층은 음극으로부터의 정공 주입 효율을 개선하는 기능을 갖는 층이고, 정공 수송층이란 정공 주입층 또는 양극에 보다 가까운 정공 수송층으로부터의 발광층으로의 정공 수송을 개선하는 기능을 갖는 층이다. 또한, 정공 주입층, 또는 정공 수송층이 전자의 수송을 막는 기능을 갖는 경우에는 이들 층을 전자 블록층으로 칭하는 경우가 있다. 전자의 수송을 막는 기능을 갖는 것은, 예를 들면 전자 전류만을 흘리는 소자를 제작하여, 그의 전류치의 감소로 막는 효과를 확인하는 것이 가능하다.
상기한 바와 같은 발광층 주변의 여러 가지 조합 구성으로서는 양극과 발광층 사이에 정공 수송층을 설치한 구성, 음극과 발광층 사이에 전자 수송층을 설치한 구성, 음극과 발광층 사이에 전자 수송층을 설치하고, 또한 양극과 발광층 사이에 정공 수송층을 설치한 구성 등을 들 수 있다. 예를 들면, 구체적으로는 이하의 a) 내지 d)의 구조가 예시된다.
a) 양극/발광층/음극
b) 양극/정공 수송층/발광층/음극
c) 양극/발광층/전자 수송층/음극
d) 양극/정공 수송층/발광층/전자 수송층/음극
(여기서, /는 각 층이 인접하여 적층되어 있는 것을 나타내며, 이하 동일)
여기서, 상술한 바와 같이, 발광층이란 발광하는 기능을 갖는 층이고, 정공 수송층이란 정공을 수송하는 기능을 갖는 층이고, 전자 수송층이란 전자를 수송하는 기능을 갖는 층이다. 또한, 전자 수송층과 정공 수송층을 총칭하여 전하 수송층이라고 부른다. 발광층, 정공 수송층, 전자 수송층은 각각 독립적으로 2층 이상 이용할 수도 있다. 또한, 전극에 인접하여 설치한 전하 수송층 중, 전극으로부터의 전하 주입 효율을 개선하는 기능을 갖고, 소자의 구동 전압을 내리는 효과를 갖는 것은 특히 전하 주입층(정공 주입층, 전자 주입층)이라고 일반적으로 불리는 경우가 있다.
또한, 전극과의 밀착성 향상이나 전극으로부터의 전하 주입의 개선을 위해, 전극에 인접하여 상기 전하 주입층 또는 막 두께 2 nm 이하의 절연층을 설치할 수도 있고, 또한 계면의 밀착성 향상이나 혼합의 방지 등을 위해 전하 수송층이나 발광층의 계면에 얇은 버퍼층을 삽입할 수도 있다. 적층하는 층의 순서나 수, 및 각 층의 두께에 대해서는 발광 효율이나 소자 수명을 감안하여 적절하게 이용할 수 있다.
또한, 전하 주입층(전자 주입층, 정공 주입층)을 설치한 유기 EL 소자로서는 음극에 인접하여 전하 주입층을 설치한 유기 EL 소자, 양극에 인접하여 전하 주입층을 설치한 유기 EL 소자를 들 수 있다. 예를 들면, 구체적으로는 이하의 e) 내지 p)의 구조를 들 수 있다.
e) 양극/전하 주입층/발광층/음극
f) 양극/발광층/전하 주입층/음극
g) 양극/전하 주입층/발광층/전하 주입층/음극
h) 양극/전하 주입층/정공 수송층/발광층/음극
i) 양극/정공 수송층/발광층/전하 주입층/음극
j) 양극/전하 주입층/정공 수송층/발광층/전하 주입층/음극
k) 양극/전하 주입층/발광층/전하 수송층/음극
l) 양극/발광층/전자 수송층/전하 주입층/음극
m) 양극/전하 주입층/발광층/전자 수송층/전하 주입층/음극
n) 양극/전하 주입층/정공 수송층/발광층/전하 수송층/음극
o) 양극/정공 수송층/발광층/전자 수송층/전하 주입층/음극
p) 양극/전하 주입층/정공 수송층/발광층/전자 수송층/전하 주입층/음극
또한, 상기 (a) 내지 (p)에 나타내는 층 구조예는 양극이 기판에 보다 가까운 측에 설치되는 형태, 및 음극이 기판에 보다 가까운 측에 설치되는 형태의 어느 것을 채용할 수도 있다.
(양극)
상기 양극에는 예를 들면 광 투과성을 갖는 전극으로서, 예를 들면 전기 전도도가 높은 금속 산화물, 금속 황화물이나 금속의 박막을 이용할 수 있고, 투과율이 높은 것을 바람직하게 이용할 수 있고, 이용하는 유기층에 의해 적절하게 선택하여 이용한다. 구체적으로는, 예를 들면 산화인듐, 산화아연, 산화주석, 및 이들의 복합체인 인듐ㆍ주석ㆍ옥시드(ITO), 인듐ㆍ아연ㆍ옥시드 등으로 이루어지는 도전성 유리를 사용하여 제작된 막(NESA 등)이나, 금, 백금, 은, 구리 등이 사용되고, ITO, 인듐ㆍ아연ㆍ옥시드, 산화주석이 바람직하다. 제작 방법으로서는 진공 증착법, 스퍼터법, 이온 플레이팅법, 도금법 등을 들 수 있다. 또한, 상기 양극으로서, 폴리아닐린 또는 그의 유도체, 폴리티오펜 또는 그의 유도체 등의 유기의 투명 도전막을 이용할 수도 있다.
양극의 막 두께는 광의 투과성과 전기 전도도를 고려하여, 적절하게 선택할 수 있지만, 예를 들면 10 nm 내지 10 μm이고, 바람직하게는 20 nm 내지 1 μm이고, 더욱 바람직하게는 50 nm 내지 500 nm이다.
(정공 주입층)
정공 주입층은 상술한 바와 같이, 양극과 정공 수송층 사이, 또는 양극과 발광층 사이에 설치할 수 있다. 정공 주입층을 형성하는 재료로서는 페닐아민계, 스타버스트형 아민계, 프탈로시아닌계, 산화바나듐, 산화몰리브덴, 산화루테늄, 산화알루미늄 등의 산화물, 비정질 카본, 폴리아닐린, 폴리티오펜 유도체 등을 들 수 있다.
(정공 수송층)
정공 수송층을 구성하는 재료로서는, 예를 들면 폴리비닐카르바졸 또는 그의 유도체, 폴리실란 또는 그의 유도체, 측쇄 또는 주쇄에 방향족 아민을 갖는 폴리실록산 유도체, 피라졸린 유도체, 아릴아민 유도체, 스틸벤 유도체, 트리페닐디아민 유도체, 폴리아닐린 또는 그의 유도체, 폴리티오펜 또는 그의 유도체, 폴리아릴아민 또는 그의 유도체, 폴리피롤 또는 그의 유도체, 폴리(p-페닐렌비닐렌) 또는 그의 유도체, 또는 폴리(2,5-티에닐렌비닐렌) 또는 그의 유도체 등이 예시된다.
이들 중에서, 정공 수송층에 사용하는 정공 수송 재료로서, 예를 들면 폴리비닐카르바졸 또는 그의 유도체, 폴리실란 또는 그의 유도체, 측쇄 또는 주쇄에 방향족 아민 화합물기를 갖는 폴리실록산 유도체, 폴리아닐린 또는 그의 유도체, 폴리티오펜 또는 그의 유도체, 폴리아릴아민 또는 그의 유도체, 폴리(p-페닐렌비닐렌) 또는 그의 유도체, 또는 폴리(2,5-티에닐렌비닐렌) 또는 그의 유도체 등의 고분자 재료가 바람직하고, 더욱 바람직하게는 폴리비닐카르바졸 또는 그의 유도체, 폴리실란 또는 그의 유도체, 측쇄 또는 주쇄에 방향족 아민을 갖는 폴리실록산 유도체이다. 저분자의 정공 수송 재료의 경우에는 고분자 결합제에 분산시켜 사용하는 것이 바람직하다.
(발광층)
발광층은 본 실시 형태에 있어서는 유기 발광층이고, 통상 주로 형광 또는 인광을 발광하는 유기물(저분자 화합물 및 고분자 화합물)을 갖는다. 또한, 추가로 도펀트 재료를 포함하고 있을 수 있다. 본 실시 형태에 있어서 사용할 수 있는 발광층을 형성하는 재료로서는, 예를 들면 이하의 것을 들 수 있다.
(발광층 형성 재료 1: 색소계 재료)
색소계 재료로서는, 예를 들면 시클로펜다민 유도체, 테트라페닐부타디엔 유도체 화합물, 트리페닐아민 유도체, 옥사디아졸 유도체, 피라졸로퀴놀린 유도체, 디스티릴벤젠 유도체, 디스티릴아릴렌 유도체, 퀴나크리돈 유도체, 쿠마린 유도체, 피롤 유도체, 티오펜환 화합물, 피리딘환 화합물, 페리논 유도체, 페릴렌 유도체, 올리고티오펜 유도체, 트리푸마닐아민 유도체, 옥사디아졸 이량체, 피라졸린 이량체 등을 들 수 있다.
(발광층 형성 재료 2: 금속 착체계 재료)
금속 착체계 재료로서는, 예를 들면 이리듐 착체, 백금 착체 등의 삼중항 여기 상태로부터의 발광을 갖는 금속 착체, 알루미늄퀴놀리놀 착체, 벤조퀴놀리놀베릴륨 착체, 벤조옥사졸릴아연 착체, 벤조티아졸아연 착체, 아조메틸아연 착체, 포르피린아연 착체, 유로퓸 착체 등, 중심 금속에 Al, Zn, Be 등 또는 Tb, Eu, Dy 등의 희토류 금속을 갖고, 배위자에 옥사디아졸, 티아디아졸, 페닐피리딘, 페닐벤조이미다졸, 퀴놀린 구조 등을 갖는 금속 착체 등을 들 수 있다.
(발광층 형성 재료 3: 고분자계 재료)
고분자계 재료로서는, 예를 들면 폴리파라페닐렌비닐렌 유도체, 폴리티오펜 유도체, 폴리파라페닐렌 유도체, 폴리실란 유도체, 폴리아세틸렌 유도체, 폴리플루오렌 유도체, 폴리비닐카르바졸 유도체, 상기 색소체나 금속 착체계 발광 재료를 고분자화한 것 등을 들 수 있다.
상기 발광층 형성 재료 중 청색으로 발광하는 재료로서는, 예를 들면 디스티릴아릴렌 유도체, 옥사디아졸 유도체, 및 이들의 중합체, 폴리비닐카르바졸 유도체, 폴리파라페닐렌 유도체, 폴리플루오렌 유도체 등을 들 수 있다. 그 중에서도 고분자 재료의 폴리비닐카르바졸 유도체, 폴리파라페닐렌 유도체나 폴리플루오렌 유도체 등이 바람직하다.
또한, 상기 발광층 형성 재료 중 녹색으로 발광하는 재료로서는, 예를 들면 퀴나크리돈 유도체, 쿠마린 유도체, 및 이들의 중합체, 폴리파라페닐렌비닐렌 유도체, 폴리플루오렌 유도체 등을 들 수 있다. 그 중에서도 고분자 재료의 폴리파라페닐렌비닐렌 유도체, 폴리플루오렌 유도체 등이 바람직하다.
또한, 상기 발광층 형성 재료 중 적색으로 발광하는 재료로서는, 예를 들면 쿠마린 유도체, 티오펜환 화합물, 및 이들의 중합체, 폴리파라페닐렌비닐렌 유도체, 폴리티오펜 유도체, 폴리플루오렌 유도체 등을 들 수 있다. 그 중에서도 고분자 재료의 폴리파라페닐렌비닐렌 유도체, 폴리티오펜 유도체, 폴리플루오렌 유도체 등이 바람직하다.
(발광층 형성 재료 4: 도펀트 재료)
발광층 중에 발광 효율의 향상이나 발광 파장을 변화시키는 것 등의 목적으로 도펀트를 첨가할 수 있다. 이러한 도펀트로서는, 예를 들면 페릴렌 유도체, 쿠마린 유도체, 루브렌 유도체, 퀴나크리돈 유도체, 스쿠아릴륨 유도체, 포르피린 유도체, 스티릴계 색소, 테트라센 유도체, 피라졸론 유도체, 데카시클렌, 페녹사존 등을 들 수 있다.
(전자 수송층)
전자 수송층을 형성하는 재료로서는 공지된 것을 사용할 수 있고, 예를 들면 옥사디아졸 유도체, 안트라퀴노디메탄 또는 그의 유도체, 벤조퀴논 또는 그의 유도체, 나프토퀴논 또는 그의 유도체, 안트라퀴논 또는 그의 유도체, 테트라시아노안트라퀴노디메탄 또는 그의 유도체, 플루오레논 유도체, 디페닐디시아노에틸렌 또는 그의 유도체, 디페노퀴논 유도체, 또는 8-히드록시퀴놀린 또는 그의 유도체의 금속 착체, 폴리퀴놀린 또는 그의 유도체, 폴리퀴녹살린 또는 그의 유도체, 폴리플루오렌 또는 그의 유도체 등이 예시된다.
이들 중에서, 옥사디아졸 유도체, 벤조퀴논 또는 그의 유도체, 안트라퀴논 또는 그의 유도체, 또는 8-히드록시퀴놀린 또는 그의 유도체의 금속 착체, 폴리퀴놀린 또는 그의 유도체, 폴리퀴녹살린 또는 그의 유도체, 폴리플루오렌 또는 그의 유도체가 바람직하고, 2-(4-비페닐릴)-5-(4-t-부틸페닐)-1,3,4-옥사디아졸, 벤조퀴논, 안트라퀴논, 트리스(8-퀴놀리놀)알루미늄, 폴리퀴놀린이 더욱 바람직하다.
(전자 주입층)
전자 주입층은 앞에서 말한 것처럼, 전자 수송층과 음극 사이, 또는 발광층과 음극 사이에 설치된다. 전자 주입층으로서는, 발광층의 종류에 따라서 Ca층의 단층 구조를 포함하는 전자 주입층, 또는 Ca를 제외한 주기표(IUPAC(국제 순정ㆍ응용 화학 연합) 채용)의 1족과 2족의 금속이고 일함수가 1.5 내지 3.0 eV인 금속 및 그 금속의 산화물, 할로겐화물 및 탄산화물의 어느 1종 또는 2종 이상으로 형성된 층과 Ca층과의 적층 구조를 포함하는 전자 주입층을 설치할 수 있다. 일함수가 1.5 내지 3.0 eV인 주기표 1족의 금속 또는 그의 산화물, 할로겐화물, 탄산화물의 예로서는, 리튬, 불화리튬, 산화나트륨, 산화리튬, 탄산리튬 등을 들 수 있다. 또한, 일함수가 1.5 내지 3.0 eV인 Ca를 제외한 주기표 2족의 금속 또는 그의 산화물, 할로겐화물, 탄산화물의 예로서는, 스트론튬, 산화마그네슘, 불화마그네슘, 불화스트론튬, 불화바륨, 산화스트론튬, 탄산마그네슘 등을 들 수 있다.
(음극)
음극에는 광 투과성을 갖는 전극으로서, 예를 들면 금속, 흑연 또는 흑연 층간 화합물, ZnO(아연옥시드) 등의 무기 반도체, ITO(인듐ㆍ주석ㆍ옥시드)나 IZO(인듐ㆍ아연ㆍ옥시드) 등의 도전성 투명 전극, 산화스트론튬, 산화바륨 등의 금속 산화물 등을 들 수 있다. 금속으로서는, 예를 들면 리튬, 나트륨, 칼륨, 루비듐, 세슘 등의 알칼리 금속; 베릴륨, 마그네슘, 칼슘, 스트론튬, 바륨 등의 알칼리 토금속; 금, 은, 백금, 구리, 망간, 티탄, 코발트, 니켈, 텅스텐 등의 전이 금속; 주석, 알루미늄, 스칸듐, 바나듐, 아연, 이트륨, 인듐, 세륨, 사마륨, 유로퓸, 테르븀, 이테르븀; 및 이들 중 2개 이상의 합금 등을 들 수 있다. 합금의 예로서는 마그네슘-은 합금, 마그네슘-인듐 합금, 마그네슘-알루미늄 합금, 인듐-은 합금, 리튬-알루미늄 합금, 리튬-마그네슘 합금, 리튬-인듐 합금, 칼슘-알루미늄 합금 등을 들 수 있다. 또한, 음극을 2층 이상의 적층 구조로 할 수도 있다. 이 예로서는 상기한 금속, 금속 산화물, 불화물, 이들 합금과, 알루미늄, 은, 크롬 등의 금속과의 적층 구조 등을 들 수 있다.
[실시예]
이하, 본 발명의 실시예를 나타낸다. 이하에 나타내는 실시예는 본 발명을 설명하기 위한 바람직한 예시로서, 하등 본 발명을 한정할 만한 것은 아니다. 이하의 실시예는 표시 소자가 유기 EL 소자인 경우의 제조예이다.
(하부 밀봉막의 형성)
두께 125 μm의 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN) 필름 기판(듀퐁 테이진사 제조, 상품명 「테오넥스 965A」)을 유리 기판에 접착하여, UV-O3 장치(테크노 비젼 가부시끼가이샤 제조, 상품명 「모델 312 UV-O3 클리닝 시스템」)에서 표면 처리(친액화 처리)를 행하였다. 그 후, 기판을 막 밀봉 장치(미국 비텍스(VITEX)사 제조, 상품명 「가디언(Guardian)200」)에 세팅하고, 도 3에 나타내는 소정의 분할 패턴으로 다층 배리어층(하부 다층 밀봉막)을 형성하였다. 다층 배리어층은 기판 전체면이 아니고, 제작하는 소자 부분 및 그 주위에만 형성되도록 스텐실 마스크를 이용하여 행하였다. 따라서, 얻어진 배리어층 부착 기판에 있어서는 소자 사이의 영역, 기판의 외연부에는 배리어층은 형성되지 않는다. 또한, 스텐실 마스크는 무기층용과 유기층용으로 이루어지며, 무기층부가 유기층부를 완전히 커버하여, 유기층 영역 주변 약 2 mm의 영역까지 무기층이 형성되도록 설계하였다.
우선, 기판에 무기층용 마스크를 얼라인먼트하였다. 이어서, 무기 성막실에 기판을 옮겨, 스퍼터법으로 제1 무기층인 산화알루미늄의 성막을 행하였다. 순도 5N의 Al 금속 타겟을 이용하여, 아르곤 가스와 산소 가스를 도입함으로써 산화알루미늄의 막을 기판에 성막하였다. 약 100 nm의 두께로 투명하고 평탄한 산화알루미늄막을 얻었다.
제1 무기층 성막 후, 무기층용 마스크를 제거하고, 유기층용 마스크에 교환하여 유기 성막실로 옮겼다. 유기 단량체 재료(비텍스사 제조, 상품명 「비텍스 배릭스 레진 시스템 모노머 머티어리얼(Vitex Barix Resin System monomer material(비텍스701)」)를 기화기에 도입하고 기화시켜, 슬릿 노즐로부터 단량체 증기를 분출시키고, 노즐 상을 기판이 일정한 속도로 통과함으로써 균일한 두께가 되도록, 단량체를 기판에 부착시켰다. 다음으로, 단량체가 부착된 기판에 UV를 조사하여 단량체를 가교하고 경화시켜, 제1 유기층이 형성된다. 얻어진 막은 투명하고 평탄한 막이며, 막 두께는 약 1.3 μm였다.
제1 유기층을 형성 후, 무기 성막실로 기판을 옮겨, 아르곤과 산소를 도입하여, 스퍼터법으로 제2 무기층인 산화알루미늄의 성막을 행하였다. 약 80 nm의 두께가 투명하고 평탄한 산화알루미늄막을 성막하였다. 제2 무기층 성막 후, 제1 유기층과 동일하게 하여 제2 유기층을 성막하고, 제2 유기층 성막 후, 제2 무기층과 동일하게 하여 제3 무기층을 형성하였다. 동일하게 제3 유기층, 제4 무기층을 형성하고, 복수의 배리어층이 소정의 패턴으로 형성된 기판(배리어층 부착 기판)을 얻었다.
(유기 EL 소자의 제작)
상술한 배리어층 부착 기판의 각 배리어층 상에 대향식 스퍼터 장치에서, 마스크를 이용하여 패터닝된 약 150 nm의 막 두께의 ITO(투명 양극)를 성막하였다. ITO 상의 발광부는 각 배리어층 영역의 내부에 형성하였다. 다음으로, UV-O3 장치에서 ITO 표면의 처리를 행하였다.
상기 각 배리어층 상에 형성한 ITO 전극막의 표면측에, 폴리(3,4)에틸렌디옥시티오펜/폴리스티렌술폰산(HC 스탈크비텍사 제조, 상품명 「베이트론(Baytron) P TP AI 4083」)의 현탁액을 0.5 μm 직경의 필터로 여과하여, 여과 후의 현탁액을 스핀 코팅에 의해 70 nm의 두께로 성막하고, 대기 중에서 핫 플레이트 상에서 200 ℃로 10분간 건조하였다.
이어서, 크실렌과 아니솔을 1:1로 혼합한 용매를 사용하여 고분자 유기 발광 재료(서메이션사 제조, 상품명 「루메이션 GP1300」)의 1.5 중량％의 용액을 제조하였다. 이 용액을 먼저 「베이트론 P」를 성막한 기판 상에 스핀 코팅을 이용하여, 80 nm의 막 두께로 성막하였다.
상기 각 배리어층의 유기층의 영역보다도 약 1 mm 내측의 영역(발광 소자부가 존재하는 영역을 포함하는 영역)을 남기고, 각 배리어층 사이의 영역과 기판의 외연부 영역의 발광층을 제거하여, 진공 챔버에 도입하고, 가열실로 옮겼다(이후, 진공 중 또는 질소 중에서 공정을 행하여, 공정 중의 소자가 대기에 방치되는 경우는 없음). 다음으로, 진공 중(진공도는 1×10-4 Pa 이하) 온도 약 100 ℃로 60분간 가열하였다.
그 후, 증착 챔버에 기판을 옮겨, 음극 마스크와 얼라인먼트하고, 발광부 및 취출 전극부에 음극이 성막되도록 증착하였다. 음극은 저항 가열법으로 Ba 금속을 가열하고, 증착 속도 약 0.2 nm/초, 막 두께 5 nm로 증착하고, 추가로 전자 빔 증착법을 이용하여, Al을 증착 속도 약 0.2 nm/초, 막 두께 150 nm로 증착함으로써, 형성하였다.
(상부 다층 밀봉막)
상술한 바와 같이 하여 소자의 발광부를 형성 후, 증착실로부터 대기로는 폭로하지 않고, 막 밀봉 장치(미국 비텍스사 제조, 상품명 「가디언200」)를 이용하여, 상기 다층 배리어층과 동일하게 상부 다층 밀봉막을 형성하였다. 상기 다층 배리어층과 동일 장소에 상부 다층 밀봉막을 형성하기 위해서, 상기 다층 배리어층의 형성시에 이용한 무기층용 마스크와 유기층용 마스크를 이용하여, 상기 다층 배리어층의 형성 조건과 동일 조건으로, 유기/무기 다층 밀봉막을 형성하였다.
(비교예)
상기 실시예의 밀봉막 형성용 마스크란 별도의 마스크를 이용하여, 기판의 거의 전체면에 다층 배리어층과 상부 다층 밀봉막을 제작한 것을 제외하고는, 실시예와 동일하게 하여 유기 EL 발광 소자를 제작하였다.
(밀봉 성능 비교)
실시예 및 비교예에 있어서, 상부 다층 밀봉막을 형성 후, 기판을 절단하여 개개의 실장용의 발광 소자로 하고, 전압을 인가하여, 소자를 구동한 바, 각각의 발광 소자는 발광부가 균일하게 발광되었다.
그 후, 실시예 및 비교예의 각 발광 소자를 대기 중에 보관하고, 2개월 후에 마찬가지로 구동한 바, 비교예의 발광 소자에 비교하여 실시예의 발광 소자는 발광부 주변의 비발광부의 증가가 적고, 발광 면적의 감소가 적고, 대기하에서 안정된 발광 성능을 나타내었다. 즉, 비교예의 발광 소자의 수명에 비교하여, 실시예의 발광 소자의 수명은 각별히 향상되어 있는 것을 확인할 수 있었다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 배리어층 부착 기판은 기판 상에 배리어층이 분할 패턴화되어 형성되어 이루어지는 것으로, 이 배리어층 부착 기판을 이용함으로써, 표시 소자를 긴 수명인 것으로 할 수 있다. 본 발명의 표시 소자는 상기 배리어층 부착 기판을 갖고 있어, 그의 수명을 대폭 향상할 수 있다. 또한, 본 발명의 표시 소자의 제조 방법은 상기 배리어층 부착 기판을 이용하고 있기 때문에, 긴 수명인 표시 소자를 제공할 수 있다.

Claims (22)

  1. 기판과, 상기 기판 상에 형성된 배리어층을 포함하고, 상기 배리어층 상에 복수의 표시 엘리멘트를 탑재하는 표시 소자용의 배리어층 부착 기판이며,
    상기 배리어층이 복수로 분할 패터닝되어 상기 기판 상에 형성되어 있는 배리어층 부착 기판.
  2. 제1항에 있어서, 상기 배리어층이 적어도 하나의 무기층과 적어도 하나의 유기층을 갖는 다층막인 것을 특징으로 하는 배리어층 부착 기판.
  3. 제2항에 있어서, 상기 배리어층에서 유기층의 상기 기판측과 반대측에 적층되어 있는 무기층은, 상기 무기층의 기판측에 적층되어 있는 상기 유기층의 단부를 덮고 있는 것을 특징으로 하는 배리어층 부착 기판.
  4. 제1항에 있어서, 상기 기판이 연성 기판인 것을 특징으로 하는 배리어층 부착 기판.
  5. 제1항에 있어서, 유기 전계발광 소자용인 것을 특징으로 하는 배리어층 부착 기판.
  6. 기판 상에 배리어층이 형성되어 이루어지는 배리어층 부착 기판과, 상기 배리어층 부착 기판의 배리어층 상에 형성되어 이루어지는 복수의 표시 엘리멘트와, 상기 표시 엘리멘트 상에 상기 표시 엘리멘트를 덮도록 형성되어 있는 상부 다층 밀봉막을 갖고,
    상기 배리어층이 복수로 분할 패터닝되어 상기 기판 상에 형성되어 있는 표시 소자.
  7. 제6항에 있어서, 상기 배리어층이 적어도 하나의 무기층과 적어도 하나의 유기층을 갖는 다층막인 것을 특징으로 하는 표시 소자.
  8. 제7항에 있어서, 상기 배리어층에서 유기층의 상기 기판측과 반대측에 적층되어 있는 무기층은, 상기 무기층의 기판측에 적층되어 있는 상기 유기층의 단부를 덮고 있는 것을 특징으로 하는 표시 소자.
  9. 제6항에 있어서, 상기 표시 엘리멘트 및 상기 상부 다층 밀봉막은 상기 복수로 분할 패터닝된 개개의 배리어층 상에 적층되어 있는 것을 특징으로 하는 표시 소자.
  10. 제6항에 있어서, 상기 상부 다층 밀봉막이 적어도 하나의 무기층과 적어도 하나의 유기층을 갖는 다층막인 것을 특징으로 하는 표시 소자.
  11. 제10항에 있어서, 상기 상부 다층 밀봉막에서 유기층의 상기 표시 엘리멘트측과 반대측에 적층되어 있는 무기층은, 상기 무기층의 상기 표시 엘리멘트측에 적층되어 있는 상기 유기층의 단부를 덮고 있는 것을 특징으로 하는 표시 소자.
  12. 제6항에 있어서, 상기 기판이 연성 기판인 것을 특징으로 하는 표시 소자.
  13. 제6항에 있어서, 유기 전계발광 소자인 것을 특징으로 하는 표시 소자.
  14. 기판 상에 배리어층이 형성되어 이루어지는 배리어층 부착 기판과, 상기 배리어층 부착 기판의 배리어층 상에 형성되어 이루어지는 복수의 표시 엘리멘트와, 상기 표시 엘리멘트 상에 상기 표시 엘리멘트를 덮도록 형성되어 있는 상부 다층 밀봉막을 갖는 표시 소자의 제조 방법이며,
    상기 배리어층을 서로 이격한 복수의 영역으로 분할하여 형성하는 표시 소자의 제조 방법.
  15. 제14항에 있어서, 상기 배리어층을 적어도 하나의 무기층과 적어도 하나의 유기층을 적층하여 형성하는 것을 특징으로 하는 표시 소자의 제조 방법.
  16. 제15항에 있어서, 상기 배리어층의 적층 공정에서 유기층의 상기 기판측과 반대측에 적층하는 무기층은, 상기 무기층의 기판측에 적층한 상기 유기층의 단부를 덮도록 적층하는 것을 특징으로 하는 표시 소자의 제조 방법.
  17. 제14항에 있어서, 상기 표시 엘리멘트 및 상기 상부 다층 밀봉막은 상기 복수로 분할하여 형성된 개개의 배리어층 상에 적층하는 것을 특징으로 하는 표시 소자의 제조 방법.
  18. 제14항에 있어서, 상기 상부 다층 밀봉막을 적어도 하나의 무기층과 적어도 하나의 유기층을 적층하여 형성하는 것을 특징으로 하는 표시 소자의 제조 방법.
  19. 제18항에 있어서, 상기 상부 다층 밀봉막의 적층 공정에서 유기층의 상기 표시 엘리멘트측과 반대측에 적층하는 무기층은, 상기 무기층의 상기 표시 엘리멘트측에 적층한 상기 유기층의 단부를 덮도록 적층하는 것을 특징으로 하는 표시 소자의 제조 방법.
  20. 제14항에 있어서, 상기 상부 다층 밀봉막의 적층 후, 상기 기판을 상기 각 배리어층에 의해 분할된 유닛마다 절단함으로써 실장용의 표시 소자를 얻는 것을 특징으로 하는 표시 소자의 제조 방법.
  21. 제14항에 있어서, 상기 기판으로서 연성 기판을 이용하는 것을 특징으로 하는 표시 소자의 제조 방법.
  22. 제14항에 있어서, 표시 소자가 유기 전계발광 소자인 것을 특징으로 하는 표시 소자의 제조 방법.
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