KR20100075379A - 유기 전자 디바이스, 유기 전자 디바이스의 제조 방법 및 유기 전자 디바이스의 제조 장치 - Google Patents

유기 전자 디바이스, 유기 전자 디바이스의 제조 방법 및 유기 전자 디바이스의 제조 장치 Download PDF

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Abstract

배리어성 및 투명성이 뛰어난 유기 소자의 밀봉막을 구비하는 유기 전자 디바이스를 제공하고, 또한 상기 유기 전자 디바이스의 제조 방법 및 제조 장치를 제공한다. 기판 처리 시스템(Sys)에서는 증착 장치(PM1), 마이크로파 플라즈마 처리 장치(PM3)를 포함하는 기판 처리 장치(10)가 클러스터 구조로 배치되고, 기판(G)의 반입부터 반출까지 기판(G)이 이동하는 공간을 원하는 감압 상태로 유지하면서 유기 전자 디바이스를 제조한다. 증착 장치(PM1)에서 유기 EL 소자를 형성하고, 마이크로파 플라즈마 처리 장치(PM3)에서 마이크로파의 파워에 의해 Al(CH3)3 가스, SiH4 가스, N2 가스를 플라즈마화하여 유기 EL 소자를 덮도록 SiAlON막(14)을 형성한다.

Description

유기 전자 디바이스, 유기 전자 디바이스의 제조 방법 및 유기 전자 디바이스의 제조 장치{ORGANIC ELECTRONIC DEVICE, ORGANIC ELECTRONIC DEVICE MANUFACTURING METHOD AND ORGANIC ELECTRONIC DEVICE MANUFACTURING APPARATUS}
본 발명은 유기 전자 디바이스, 유기 전자 디바이스의 제조 방법 및 유기 전자 디바이스의 제조 장치에 관한 것이다.
근래, 유기 화합물을 이용하여 발광시키는 유기 일렉트로 루미네센스(EL : Electro Luminescence) 소자를 이용한 유기 EL 디스플레이가 주목받고 있다. 유기 EL 소자는 자발광하며 반응 속도가 빠르고 소비 전력이 낮은 등의 특징을 가지고 있기 때문에, 백 라이트를 필요로 하지 않아, 예를 들어 휴대 전화기의 표시부 등에의 응용이 기대되고 있다.
유기 EL 소자는 글라스 기판 상에 형성되고, 유기층을 양극층(애노드) 및 음극층(캐소드)으로 샌드위치한 구조를 하고 있고, 이 중 유기층은 수분 또는 산소에 약하므로 수분 또는 산소가 혼입되면 특성이 변화하여 비발광점(다크 스팟)이 발생하여 유기 EL 소자의 수명을 단축시키는 한 요인이 된다. 이 때문에, 유기 전자 디바이스의 제조에서 외부의 수분 또는 산소를 디바이스 내로 투과시키지 않도록 유 기 소자를 밀봉하는 것은 매우 중요하다.
그래서, 특허 문헌 1에는 기판 표면에 조성(組成) 경사를 가지는 코팅층을 구비하는 발광 디바이스가 기재되어 있다. 이에 따르면, 외부의 환경 요인에 기초한 열화에 대하여 완강한 가요성(可撓性)의 유기 EL 디바이스를 제조하는 것이 가능하게 된다.
또한, 특허 문헌 2에는 외부로부터의 수분 또는 산소의 침입을 방지하기 위한 가스 배리어층을 가지는 유기 EL 컬러 발광 장치가 기재되어 있다. 이에 따르면, 유기 발광층 내부로의 수분 또는 산소의 침입이 방지된 유기 EL 컬러 발광 장치가 제공되게 된다.
종래부터, 상기 특허 문헌 1 및 2로 대표되는 바와 같이, 유기 EL 디바이스의 유기층에 대한 밀봉 기술로서 CVD 법 또는 스퍼터법에 의한 실리콘 나이트라이드(SiN)막 또는 탄소를 포함하는 SiCN막의 적용이 진행되고 있다.
특허 문헌 1 : 일본특허공표공보 2005-537963호
특허 문헌 2 : WO2006/009039A1
그러나, SiN막은 매우 치밀하여, 내투습성 또는 내산소성(이하, 배리어성이라 한다)의 면에서는 뛰어나지만 가시광 영역에서의 흡수가 커 투명성에 문제가 있기 때문에, 후막화(厚膜化)가 곤란하다고 하는 문제점이 있었다. 또한, SiN막은 매우 치밀하기 때문에, 내투습성은 SiN막에 비해 뒤떨어지지만 밀봉막으로 이용되고 있는 SiO2막보다 응력이 크므로 유기 소자에 밀착시키면 유기 소자에 큰 스트레스를 주어 변형 또는 박리의 원인이 될 가능성이 있었다. 한편, SiCN막은 SiN막만큼 가시광의 흡수가 크지는 않지만, 배리어성의 면에서 SiN막에 뒤떨어진다고 하는 문제점이 있었다.
그래서, 본 발명의 목적은 배리어성 및 투명성이 뛰어난 유기 소자의 밀봉막을 구비하는 유기 전자 디바이스를 제공하고, 또한 상기 유기 전자 디바이스의 제조 방법 및 제조 장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명자는 다양한 물질을 박막화시키고, 그 배리어성 및 투명성에 기초하여 SiN과 XO를 X-O 결합을 포함하는 상태로 혼합시킴으로써, 충분한 배리어성과 투명성을 가지는 유기 소자를 덮는 밀봉막이 얻어지는 것을 알았다. (단, X는 주기율표의 제 3 주기에 포함되는 금속)
본 발명에 따르면, 피처리체 상에 형성된 유기 소자와, 상기 유기 소자를 덮 는 밀봉막을 구비하는 유기 전자 디바이스로서, 상기 밀봉막은 X 환산으로 10 atm％ 이하의 X-O 결합을 포함하는 SiXON막인 유기 전자 디바이스가 제공된다. 단, 상기 X는 주기율표의 제 3 주기에 포함되는 금속이다. 여기서, 상기 X는 Al 또는 Mg인 것이 바람직하다. 이러한 본 발명에서는, SiN막이 가지는 배리어성(글라스성)과 XO(예를 들면, AlO)가 가지는 투명성을 겸비한 밀봉막을 가지는 유기 전자 디바이스가 얻어지고, 이 유기 전자 디바이스는 유기층으로의 수분 또는 산소의 혼입이 방지되어 유기 소자의 특성 변화에 의한 비발광점의 발생 및 수명의 단축이 방지된다.
또한, 상기 유기 소자 및 상기 피처리체의 노출 부분과 상기 밀봉막 사이에 커플링제에 의한 밀착층이 형성되어 있어도 좋다. 이에 따르면, 유기 소자 및 피처리체의 노출 부분 상에 형성된 밀착층이 접착제가 되어 유기 소자와 밀봉막의 밀착성을 강화시킬 수 있다. 이에 의해 밀봉막이 유기 소자로부터 박리되는 것을 회피할 수 있다.
또한, 상기 SiXON막 중의 X 및 Si의 조성은 막 두께 방향에서 연속적인 경사 조성이며, 상기 SiXON막 표면이 상기 SiXON막 내부보다 Si가 많고 X가 적은 조성으로 되어 있어도 좋다. 이러한 구성의 본 발명에 따르면, 밀봉막과 밀착층의 접착에서의 스트레스의 제어 또는, 밀봉막의 열전도나 표면 거칠기 등의 특성의 제어가 가능해진다.
또한, 상기 유기 소자는 복수의 유기층이 연속 성막된 유기 EL 소자여도 좋다.
다른 관점에서의 본 발명에 따르면, 유기 전자 디바이스의 제조 방법으로서, 유기 소자를 피처리체 상에 형성하고, 상기 유기 소자를 보호하기 위한 밀봉막으로서 X 환산으로 10 atm％ 이하의 X-O 결합을 포함하는 SiXON막을 형성하는 유기 소자 디바이스의 제조 방법이 제공된다. 단, 상기 X는 주기율표의 제 3 주기에 포함되는 금속이다. 여기서, 상기 X는 Al 또는 Mg인 것이 바람직하다. 또한, 상기 유기 소자 및 상기 피처리체의 노출 부분과 상기 밀봉막 사이에 커플링제에 의한 밀착층을 형성하는 것으로 해도 좋다.
또한, 상기 SiXON막은, X-O 결합을 가지는 가스와 Si를 가지는 가스와 N을 가지는 가스를 마이크로파의 파워에 의해 여기시켜 플라즈마를 생성하고, 생성된 플라즈마를 이용하여 성막되어도 좋고, 또한 상기 SiXON막은, X-O 결합을 가지는 가스와 Si-N 결합을 가지는 가스를 마이크로파의 파워에 의해 여기시켜 플라즈마를 생성하고, 생성된 플라즈마를 이용하여 성막되어도 좋다.
상기 SiXON막은, 마이크로파 플라즈마 처리 장치의 처리실 내의 압력이 50 mTorr 이하, 상기 처리실 내로 공급되는 마이크로파의 파워가 4 w/cm2 이상, 상기 처리실 내에 재치되는 피처리체 근방의 온도가 100℃ 이하의 조건 하에 형성되어도 좋다. 유기 소자(예를 들면, 유기 EL 소자)는 온도에 약하므로 프로세스 중의 최고 온도가 100℃ 이하가 아니면 유기 EL 소자에 데미지를 주기 때문이다.
또한, 상기 SiXON막 중의 X 및 Si의 조성은 막 두께 방향에서 연속적인 경사 조성이며, 상기 SiXON막 표면이 상기 SiXON막 내부보다 Si가 많고 X가 적은 조성으 로 되어 있어도 좋다.
또한, 다른 관점에서의 본 발명에 따르면, 유기 전자 디바이스의 제조 장치로서, 유기 소자를 피처리체 상에 형성하고 상기 유기 소자를 보호하기 위한 밀봉막으로서 X 환산으로 10 atm% 이하의 X-O 결합을 포함하는 SiXON막을 형성하는 유기 전자 디바이스의 제조 장치가 제공된다. 단, 상기 X는 주기율표의 제 3 주기에 포함되는 금속이다.
상기 SiXON막 중의 X 및 Si의 조성은 막 두께 방향에서 연속적인 경사 조성이며, 상기 SiXON막 표면이 상기 SiXON막 내부보다 Si가 많고 X가 적은 조성으로 되어 있어도 좋고, 또한 상기 유기 소자는 복수의 유기층이 연속 성막된 유기 EL 소자여도 좋다.
본 발명에 따르면, 배리어성 및 투명성이 뛰어난 유기 소자의 밀봉막을 구비하는 유기 전자 디바이스, 상기 유기 전자 디바이스의 제조 방법 및 제조 장치가 제공된다. 특히 상기 유기 전자 디바이스는, 소자의 상부로부터 빛을 추출하는 탑 에미션(top emission)형의 유기 전자 디바이스로서 적합하게 이용되어, 예를 들면 휴대 전화기의 표시부 등에의 응용이 가능해진다.
이하, 본 발명의 실시예의 일례를 도면을 참조하여 설명한다. 또한, 본 명세서 및 도면에서 실질적으로 동일한 기능 구성을 가지는 구성 요소에 대해서는 동일 한 부호를 부여함으로써 중복 설명을 생략한다. 또한, 본 명세서 중 1 mTorr는(10-3 × 101325 / 760) Pa, 1 sccm은 (10-6 / 60) m3 / sec, 1 Å은 10-10 m로 한다. 또한, 이하에 설명하는 본 발명의 실시예에서는 Al-O 결합을 포함하는 SiAlON막을 형성하는 경우에 대하여 설명하지만, 예를 들면 Mg-O 결합을 포함하는 SiMgON막을 형성하는 SiXON막을 형성하는 경우에 대해서도 본 발명은 마찬가지로 실시된다. 단, 여기서 X는 주기율표의 제 3 주기에 포함되는 금속이다.
우선, 본 발명의 실시예에 따른 유기 전자 디바이스의 제조 방법에 대하여 그 개략 구성을 도시한 도 1을 참조하여 설명한다. 또한, 본 실시예에서는 유기 EL 소자의 디바이스에 대하여 유기 EL 소자를 밀봉하는 공정도 포함하여 설명한다.
(유기 EL 소자 디바이스의 제조 방법)
도 1(a)에 도시한 바와 같이, 글라스 기판(G) 상에는 미리 양극층으로서 인듐 주석 산화물(ITO : Indium Tin Oxide)(10)이 형성되어 있고, 그 표면을 클리닝한 후 스퍼터링에 의해 ITO(양극)(10) 상에 유기층(11)이 성막된다.
이어서, 도 1(b)에 도시한 바와 같이, 스퍼터링에 의해 패턴 마스크를 개재하여 유기층(11) 상에 타겟 원자(예를 들면, Ag 또는 Al)가 퇴적됨으로써, 메탈 전극(음극)(12)이 형성된다. 이하에서는, 유기층(11) 및 메탈 전극(음극)(12)을 포함하여 유기 EL 소자라고 한다.
이어서, 도 1(c)에 도시한 바와 같이, 메탈 전극(12)을 마스크로서 유기층(11)이 에칭된다. 그 후 도 1(d)에 도시한 바와 같이, 유기 EL 소자 및 글라스 기판(G)(ITO(10))의 노출 부분을 클리닝하여 유기 EL 소자에 흡착된 물질(예를 들면, 유기물 등)을 제거한다(프리 클리닝).
클리닝 후에, 도 1(e)에 도시한 바와 같이, 커플링제를 이용하여 실릴화 처리에 의해 매우 얇은 밀착층(13)을 형성한다. 커플링제로서는, 예를 들면 HMDS(Hexamethyldisilan), DMSDMA(Diemethylsilyldimethylamine), TMSDMA(Trimethylsilyldimethylamine), TMDS(1, 1, 3, 3-Tetramethyldisilazane), TMSPyrole(1-Trimethylsilylpyrole), BSTFA(N, O-Bis(trimethylsilyl) trifluoroacetamide), BDMADMS(Bis(dimethylamino)dimethylsilane)를 들 수 있다. 이들 커플링제의 화학 구조를 이하에 나타낸다.
Figure 112009075068649-PAT00001
밀착층(13)에서는 상기 조성의 커플링제 HMDS에 포함되는 NH 성분은 반응성 이 풍부하기 때문에, 얼마 간의 에너지를 부여함으로써 NH와 Si의 결합이 끊어지고, 결합이 끊어진 Si가 하지(下地)의 유기 EL 소자와 화학 결합함으로써 유기 EL 소자와 밀착층(13)이 강고하게 밀착된다. 또한, 마찬가지로 밀착층(13) 상에 퇴적시키는 SiAlON막(14)과 밀착층(13) 내의 결합이 끊어진 Si가 화학 결합함으로써, SiAlON막(14)과 밀착층(13)은 강고하게 밀착된다.
이상으로부터 유기 EL 소자와 SiAlON막(14) 사이에 밀착층(13)을 형성하고 밀착층(13) 상에 SiAlON막(14)을 성장시킴으로써, 밀착층(13)에 포함되는 Si의 상기 접착 효과로부터 유기 EL 소자와 SiAlON막(14) 사이의 밀착성을 높여 이에 의해 유기 소자를 보호할 수 있다. 또한, 밀착층(13)은 매우 얇은 막(모노레이어)이기 때문에, 설령 밀착층(13)에 질소가 함유되어 있어도 유기 EL 소자(11)의 특성을 변화시킬 정도까지는 아니다.
이어서, 도 1(f)에 도시한 바와 같이, 밀봉막인 SiAlON막(14)이 형성된다. SiAlON막(14)은 마이크로파 플라즈마 CVD(Chemical Vapor Deposition)에 의해 형성된다. 구체적으로는, 마이크로파의 파워에 의해, 예를 들면 Al(sec-OC4H9)3 등의 Al-O 결합을 포함하는 가스와 SiH4 등의 Si를 가진 가스 및 N2 또는 N2O 등의 N을 가지는 가스(혹은, 예를 들어 트리실릴아민 등의 Si-N 결합을 가진 가스)를 여기시켜 플라즈마를 생성하고, 생성된 플라즈마를 이용하여 100℃ 이하의 저온에서 양질인 SiAlON막(14)을 형성한다. 유기 EL 소자는 100℃ 이상의 고온이 되면 데미지를 받으므로, SiAlON막(14)은 100℃ 이하의 저온 프로세스에서 형성되는 것이 바람직 하다. 또한, Al을 포함하는 가스로서 Al(CH3)3, O를 포함하는 가스로서 O2를 이용할 수도 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 실시예에서는 SiAlON막(14)으로 이루어지는 밀봉막이 유기 소자(유기층(11) 및 메탈 전극(12))에 밀착되어 유기 소자를 덮도록 형성된다. 이에 따르면, 유기 EL 소자에서의 밀봉막으로서 충분히 뛰어난 광학적 투명성과 배리어성을 가지는 SiAlON막이 밀봉막으로서 유기층을 밀봉하여 유기 소자로의 수분 또는 산소의 침입을 방지한다. 또한, 자발광하는 유기 소자로서 충분한 투명성이 확보되어 제품화 등에 대하여 충분한 유용성이 확보된다.
본 실시예에서는 SiAlON막(14)을 밀봉막으로서 이용하고 있지만, 이는 다음과 같은 이유에 의한다. 즉, 종래 이용되었던 SiN막은 매우 치밀하여 밀봉성이 높다. 예를 들면, SiO2막은 물을 통과시키는 데에 반해 SiN막은 물을 통과시키지 않기 때문에 내투습성이 뛰어나다. 그러나, SiN막은 육안으로 봤을 때 엷은 황색인 바와 같이, 유기 EL에 이용하기에는 투명성의 면에서 충분하지 않다. 한편, 예를 들면 Al2O3 등의 AlO막은 광학적으로 투명하지만 박막화 시에 결정입계가 생기기 때문에, 유기 EL에 이용하기에는 배리어성의 면에서 충분하지 않다. 그래서, 본 발명자는 이하의 표 1에 나타나는 지견에 기초하여 이 Al막이 가지는 투명성의 요인인 Al-O 결합을 상기 SiN막에 도입함으로써, 투명성 및 배리어성이 뛰어난 박막을 제공하는 것으로 했다.
스퍼터링 막 수증기
(g/m2day)		 색(육안)
Al 0.054 금속색
SiN 2.1 엷은 황색
AlO 16 투명
SiAlO 0.19 투명
PET 13 투명
또한, 본 실시예에서 보다 바람직하게는, 도 1(f)에 도시한 SiAlON막의 형성 시에 SiAlON막 중의 Al 및 Si의 조성은 막 두께 방향에서 연속적인 경사 조성이 되도록 형성되는 것이 바람직하고, SiAlON막 중의 Al 및 Si의 조성은 상기 SiAlON막 표면이 상기 SiAlON막 내부보다 Si가 많고 Al이 적은 조성으로 되어 있는 것이 보다 바람직하다. 이는 막 중에서 Al의 양이 많으면 Al2O3의 결정이 쉽게 생기기 때문에, 밀봉막 표면에서 Al의 양을 유기층측보다 상대적으로 감소시켜 보다 결정화되기 어렵게 함으로써, 밀봉막 표면의 결정화가 억제되어 수분 또는 산소의 침입을 보다 효과적으로 방지하는 것이 가능해지기 때문이다. 또한, 막 중의 Al과 Si의 조성을 변화시킴으로써 밀봉막의 스트레스 제어 또는 열전도, 표면 거칠기의 제어 등이 가능해진다.
(기판 처리 시스템)
이어서, 도 1에 도시한 일련의 프로세스를 실시하기 위한 기판 처리 시스템에 대하여 도 2를 참조하여 설명한다. 본 실시예에 따른 기판 처리 시스템(Sys)은 복수의 처리 장치를 가지는 클러스터형의 기판 처리 장치(1) 및 기판 처리 장치(1)를 제어하는 제어 장치(20)를 가지고 있다.
(기판 처리 장치(1))
기판 처리 장치(1)는 로드록실(LLM), 반송실(TM: Transfer Module), 클리닝실(CM: Cleaning Module) 및 5 개의 프로세스 모듈(PM: Process Module)(1 ~ 5)로 구성되어 있다.
로드록실(LLM)은 대기계로부터 반송된 글라스 기판(G)을 감압 상태에 있는 반송실(TM)로 반송하기 위하여 내부를 소정의 감압 상태로 유지한 진공 반송실이다. 반송실(TM)에는 그 내부에 굴신(屈伸) 및 선회 가능한 다관절 형상의 반송 암(Arm)이 배설되어 있다. 글라스 기판(G)은 우선 반송 암(Arm)을 이용하여 로드록실(LLM)로부터 클리닝실(CM)로 반송되어 ITO 표면이 클리닝된 후, 프로세스 모듈(PM1)로 반송되고, 또한 다른 프로세스 모듈(PM2 ~ PM5)로 반송된다. 클리닝실(CM)에서는 글라스 기판(G)에 형성된 ITO(양극층)의 표면에 부착된 오염물(주로 유기물)을 제거한다.
5 개의 프로세스 모듈(PM1 ~ 5)에서는, 우선 PM1에서 증착에 의해 글라스 기판(G)의 ITO 표면에 6 층의 유기층(11)이 연속 성막된다. 이어서 글라스 기판(G)은 PM4로 반송되어 스퍼터링에 의해 메탈 전극(12)이 형성된다.
이어서, 글라스 기판(G)은 PM2로 반송되어 유기층(11)의 일부가 에칭에 의해 제거된다. 이어서, 글라스 기판(G)은 클리닝실(CM) 또는 PM3으로 반송되어 프로세스 중에 메탈 전극(12) 또는 유기층(11)의 노출 부분에 부착된 유기물이 제거된다. 이어서, 글라스 기판(G)은 PM5로 반송되어, 예를 들면 HMDS 등의 실란 커플링제를 유기 EL 소자에 증착시킴으로써 밀착층(13)이 형성된다.
그 후, 글라스 기판(G)은 PM3에서 마이크로파 플라즈마 CVD에 의해 SiAlON막(14)이 형성된다.
(제어 장치(20))
제어 장치(20)는 기판 처리 시스템(Sys)의 전체를 제어하는 컴퓨터이다. 구체적으로, 제어 장치(20)는 기판 처리 시스템(Sys) 내의 글라스 기판(G)의 반송 및 기판 처리 장치(1) 내부에서의 실제 프로세스를 제어한다. 제어 장치(20)는 ROM(22a), RAM(22b), CPU(24), 버스(26), 외부 인터페이스(외부 I/F)(28a) 및 내부 인터페이스(내부 I/F)(28b)를 가지고 있다.
ROM(22a)에는 제어 장치(20)에서 실행되는 기본 프로그램, 또는 이상 시에 기동되는 프로그램 또는 각 PM의 프로세스 순서를 나타낸 레시피 등이 기록되어 있다. RAM(22b)에는 각 PM에서의 프로세스 조건을 나타낸 데이터 또는 프로세스를 실행하기 위한 제어 프로그램이 저장되어 있다. ROM(22a) 및 RAM(22b)은 기억 매체의 일례이며, EEPROM, 광 디스크, 광학 자기 디스크 등이어도 좋다.
CPU(24)는 각종 레시피에 따라 제어 프로그램을 실행함으로써, 글라스 기판(G) 상에 유기 전자 디바이스를 제조하는 프로세스를 제어한다. 버스(26)는 각 디바이스 사이에서 데이터를 교환하는 경로이다. 내부 인터페이스(28a)는 데이터를 입력하고 필요한 데이터를 도시하지 않은 모니터 또는 스피커 등으로 출력한다. 외부 인터페이스(28b)는 네트워크를 통하여 기판 처리 장치(1)와의 사이에서 데이터를 송수신 한다.
예를 들면, 제어 장치(20)로부터 구동 신호가 송신되면, 기판 처리 장치(1)에서는 지시된 글라스 기판(G)을 반송하고 지시된 PM을 구동시켜 필요한 프로세스를 제어하며, 또한, 제어 결과(응답 신호)를 제어 장치(20)에 통지한다. 이와 같이 하여, 제어 장치(20)(컴퓨터)는 ROM(22a) 또는 RAM(22b)에 기억된 제어 프로그램을 실행함으로써, 도 1에 도시한 유기 EL 소자(디바이스)의 제조 프로세스가 수행되도록 기판 처리 시스템(Sys)을 제어한다.
이어서, 각 PM의 내부 구성 및 각 PM에서 실행되는 구체적 처리에 대하여 차례로 설명한다. 또한, 에칭 및 스퍼터링의 각 처리를 실행하는 PM2 및 PM4에 대해서는 일반적인 장치를 이용하면 되고, 그 내부 구성의 설명은 생략한다.
(PM1 : 유기막(11)의 증착 처리)
도 3에 PM1의 종단면을 모식적으로 도시한 바와 같이, 증착 장치(PM1)는 제 1 처리 용기(30) 및 제 2 처리 용기(40)를 가지고 있고, 제 1 처리 용기(30) 내에서 6 층의 유기막을 연속 성막한다.
제 1 처리 용기(30)는 직육면체의 형상이며 그 내부에 슬라이딩 이동 기구(31), 6 개의 분출 기구(32a ~ 32f) 및 7 개의 격벽(33)을 가지고 있다. 제 1 처리 용기(30)의 측벽에는 개폐에 의해 실내의 기밀을 유지하면서 글라스 기판(G)의 반입, 반출이 가능한 게이트 밸브(34)가 설치되어 있다.
슬라이딩 이동 기구(31)는 스테이지(31a), 지지체(31b) 및 슬라이딩 기구(31c)를 가지고 있다. 스테이지(31a)는 지지체(31b)에 의해 지지되고, 게이트 밸브(34)로부터 반입된 기판(G)을 도시하지 않은 고전압 전원으로부터 인가된 고전압에 의해 정전 흡착한다. 슬라이딩 기구(31c)는 제 1 처리 용기(30)의 천장부에 장착 및 접지되어 있고, 기판(G)을 스테이지(31a) 및 지지체(31b)와 함께 제 1 처리 용기(30)의 길이 방향으로 슬라이딩시키고, 이에 따라 각 분출 기구(32)의 약간 상공에서 기판(G)을 평행 이동시키도록 되어 있다.
6 개의 분출 기구(32a ~ 32f)는 형상 및 구조가 모두 동일하며 서로 평행 하게 등간격으로 배치되어 있다. 분출 기구(32a ~ 32f)는 그 내부가 중공의 직사각형 형상을 하고 있고, 그 상부 중앙에 형성된 개구로부터 유기 분자를 분출하도록 되어 있다. 분출 기구(32a ~ 32f)의 하부는 제 1 처리 용기(30)의 저벽(底壁)을 관통하는 연결관(35a ~ 35f)에 각각 연결되어 있다.
각 분출 기구(32a ~ 32f)의 사이에는 격벽(33)이 각각 설치되어 있다. 격벽(33)은 각 분출 기구(32a ~ 32f)를 구획함으로써 각 분출 기구(32a ~ 32f)의 개구로부터 분출되는 유기 분자가 혼합되는 것을 방지한다.
제 2 처리 용기(40)에는 형상 및 구조가 동일한 6 개의 증착원(41a ~ 41f)이 내장되어 있다. 증착원(41a ~ 41f)은 수납부(41a1 ~ 41f1)에 유기 재료를 각각 수납하고 있고, 각 수납부를 200 ~ 500℃ 정도의 고온으로 함으로써 각 유기 재료를 기화시키도록 되어 있다. 또한, 기화란 액체가 기체로 변하는 현상뿐만 아니라, 고체가 액체 상태를 거치지 않고 직접 기체로 변하는 현상(즉, 승화)도 포함하고 있다.
증착원(41a ~ 41f)은 그 상부에서 연결관(35a ~ 35f)에 각각 연결되어 있다. 각 증착원(41a ~ 41f)에서 기화된 유기 분자는 각 연결관(35a ~ 35f)을 고온으로 유지함으로써 각 연결관(35a ~ 35f)에 부착되지 않고 각 연결관(35a ~ 35f)을 통과하여 각 분출 기구(1)의 개구로부터 제 1 처리 용기(30)의 내부로 방출된다. 또한, 제 1 및 제 2 처리 용기(30, 40)는 그 내부를 소정의 진공도로 유지하기 위하여 도시하지 않은 배기 기구에 의해 원하는 진공도까지 감압되어 있다. 각 연결관(35a ~ 35f)에는 대기 중에 밸브(42a ~ 42f)가 각각 장착되어 있고, 증착원(41a ~ 41f) 내의 공간과 제 1 처리 용기의 내부 공간과의 차단 및 연통을 제어한다.
CM에서 미리 클리닝된 글라스 기판(G)은 이상과 같이 구성된 PM1의 게이트 밸브(34)로부터 반입되고, 제어 장치(20)의 제어에 기초하여 분출 기구(32a)로부터 분출 기구(32f)를 향하여 각 분출구의 상방을 차례로 소정 속도로 진행한다. 글라스 기판(G)에는 각 분출구로부터 차례로 분출된 유기 분자가 증착되고, 이에 따라 예를 들면 홀 주입층, 홀 수송층, 유기 발광층(RGB), 전자 수송층으로 이루어지는 6 층의 유기층이 차례로 형성된다. 단, 도 1(a)에 도시한 유기층(11)은 6 층이 아니어도 좋다.
(PM4 : 메탈 전극(12)의 스퍼터링 처리)
이어서, 기판(G)은 PM4로 반송되고, 제어 장치(20)의 제어에 기초하여 처리 용기 내로 공급된 가스를 여기시켜 플라즈마를 생성하고, 생성된 플라즈마 중의 이온을 타겟에 충돌시켜(스퍼터링) 타겟으로부터 나온 타겟 원자(Ag)를 유기층(11) 상에 퇴적시킴으로써, 도 1(b)에 도시한 메탈 전극(음극)(12)을 형성한다.
(PM2 : 유기막(11)의 에칭 처리)
이어서 기판(G)은 PM2로 반송되고, 제어 장치(20)의 제어에 기초하여 에칭 가스를 여기시킴으로써 생성된 플라즈마에 의해 메탈 전극(12)을 마스크로 하여 유기층(11)을 드라이 에칭한다. 이에 따라, 도 1(c)에 도시한 바와 같이, 유기층(11)이 형성된다.
(PM3 : 프리 클리닝(pre cleaning))
이어서, 글라스 기판(G)은 제어 장치(20)의 제어에 기초하여 CM 또는 PM3으로 반송되고, 아르곤 가스를 여기시켜 생성된 플라즈마를 이용하여 유기층(11)의 계면에 부착된 유기물을 제거한다.
프리 클리닝 시에 마이크로파 플라즈마 처리 장치(PM3)의 처리실 내의 압력이 100 ~ 800 mTorr 이하, 글라스 기판(G) 근방의 온도(예를 들면, 기판의 표면 온도)가 100℃ 이하인 조건 하에서, 소정량의 아르곤 가스(불활성 가스)를 공급하면서 2 ~ 4 w/cm2의 파워의 마이크로파를 1 ~ 60 초간 투입함으로써, 가스를 여기시켜 플라즈마를 생성하고, 생성된 플라즈마에 의해 유기층(11)의 계면에 흡착된 유기물을 제거한다. 이에 따라, 유기층(11)의 계면과 보호막의 밀착율을 높일 수 있다. 또한 아르곤 가스에 대하여 그 1 ~ 10%의 수소를 혼합시킨 혼합 가스를 공급해도 좋다.
(PM6 : 밀착층(13)의 형성)
이어서, 글라스 기판(G)은 제어 장치(20)의 제어에 기초하여 실릴화 처리 장치(PM5)로 반송되어 실릴화 처리가 실시된다. 도 4에 실릴화 처리를 실행하는 실릴화 처리 장치(PM5)의 종단면을 모식적으로 도시한다.
실릴화 처리 장치(PM5)는 용기(50) 및 덮개체(51)를 가지고 있다. 용기(50)의 상부 외주면에는 내주측 및 외주측에 제 1 쉴드링(52)이 각각 설치되어 있다. 또한, 덮개체(51)의 하부 외주면에는 내주측 및 외주측에 제 2 쉴드링(53)이 각각 설치되어 있다. 덮개체(51)에 의해 상부로부터 용기(50)에 덮개를 덮으면 제 1 쉴드 링(52)과 제 2 쉴드 링(53)이 내주측 및 외주측에서 밀착되고, 또한 제 1 쉴드 링(52)과 제 2 쉴드 링(53) 사이의 공간을 감압함으로써, 기밀하게 유지된 처리실(U)이 형성된다.
용기(50)에는 핫 플레이트(54)가 설치되어 있다. 핫 플레이트(54)의 내부에는 히터(54a)가 매설되어 있고, 히터(54a)에 의해 처리실(U) 내의 온도는 실온 ~ 200℃의 범위에서 조절된다. 핫 플레이트(54)의 상면에는 글라스 기판(G)을 지지하는 핀(54b)이 승강 가능하게 설치되어 있어, 기판의 반송을 용이하게 하고, 또한 기판 이면의 오염을 방지하도록 되어 있다.
HMDS 등의 실란 커플링제는 기화기(55)에 의해 기화되어 기화 분자가 되고, N2 가스를 캐리어 가스로 하여 가스 유로(56)를 통과하여 핫 플레이트(54)의 주위로부터 처리실(U) 내의 상방으로 공급된다. 실란 커플링제의 공급은 전자 밸브(57)의 개폐에 의해 제어된다. 덮개체(51)의 대략 중앙에는 배기구(58)가 설치되어 있고, 처리실(U)로 공급된 실란 커플링제 및 N2 가스는 압력 조정 장치(59) 및 진공 펌프(P)를 이용하여 외부로 배기된다. 또한, 본 장치의 상하를 반대로 한 상태에서, 실란 커플링제를, N2 가스를 캐리어 가스로 하여 핫 플레이트(54)의 주위로부터 처리실(U) 내의 하방으로 공급하여 장치의 저면에 설치된 배기구(58)로부터 압력 조정 장치(59) 및 진공 펌프(P)를 이용하여 외부에 배기하도록 해도 좋다.
이와 같이 구성된 실릴화 처리 장치(PM5)에서는, 제어 장치(20)의 제어에 기초하여 핫 플레이트(54)는 50 ~ 95℃의 범위의 소정 온도로 제어되고, 기화기(55)의 온도가 실온 ~ 50℃의 범위의 소정 온도로 제어되며, 진공 펌프(P)에 의해 처리실 내의 압력이 0.5 ~ 5 Torr가 되도록 진공배기된다. 이 상태로 핫 플레이트(54)의 핀(54b) 상에 글라스 기판(G)이 재치되고, 실란 커플링제의 유량을, 예를 들면 0.1 ~ 1.0(g/min), N2 가스의 유량을, 예를 들면 1 ~ 10(l/min)으로 제어하여 공급하면서, 클리닝 직후의 유기 EL 소자 상에 30 ~ 180 초간 실릴화 처리를 실시한다. 이에 따라 동일한 장치 내에서(in-situ)로 유기 EL 소자 표면에 커플링제에 의한 모노레이어의 밀착층(13)이 형성된다. 또한, 실릴화 처리 후에 처리실 내의 잔류 가스(예를 들면, 실란 커플링제(MDS)로부터 이탈한 NH)는 진공 펌프(P)에 의해 외부로 배기된다.
(PM3 : SiAlON막(14)의 성막 처리)
이어서, 글라스 기판(G)은 제어 장치(20)의 제어에 기초하여 마이크로파 플라즈마 처리 장치(PM3)로 반송되고, 도 1(f)에 도시한 바와 같이, 밀착층(13)을 사이에 두고 유기 EL 소자를 덮도록 SiAlON막(14)이 성막된다. 도 5에 성막 처리를 실행하는 마이크로파 플라즈마 처리 장치(PM3)의 단면도를 모식적으로 도시한다.
마이크로파 플라즈마 처리 장치(PM3)는 천장부가 개구된 바닥이 있는 직육면체 형상의 처리 용기(60)를 가지고 있다. 처리 용기(60)는, 예를 들면 알루미늄 합금에 의해 형성되고 접지되어 있다. 처리 용기(60)의 저부 중앙에는 글라스 기판(G)을 재치하는 재치대(61)가 설치되어 있다. 재치대(61)에는 정합기(62)를 개재하여 고주파 전원(63)이 접속되어 있어 고주파 전원(63)으로부터 출력된 고주파 전력에 의해 처리 용기(60)의 내부에 소정의 바이어스 전압을 인가하도록 되어 있다. 또한, 재치대(61)에는 코일(64)을 개재하여 고압 직류 전원(65)이 접속되어 있어 고압 직류 전원(65)으로부터 출력된 직류 전압에 의해 글라스 기판(G)을 정전 흡착하도록 되어 있다. 또한, 재치대(61)의 내부에는 히터(66)가 매설되어 있다. 히터(66)는 교류 전원(67)에 접속되어 있어 교류 전원(67)으로부터 출력된 교류 전압에 의해 글라스 기판(G)을 소정의 온도로 유지한다.
처리 용기(60)의 천장부의 개구는 석영 등으로 형성된 유전체 플레이트(68)에 의해 폐색되고, 또한 처리 용기(60)와 유전체 플레이트(68) 사이에 설치된 O 링(69)에 의해 처리실 내의 기밀성이 유지되어 있다.
유전체 플레이트(68)의 상부에는 래디얼 라인 슬롯 안테나(70)(RLSA : Radial Line Slot Antenna)가 배설되어 있다. RLSA(70)는 하면이 개구된 안테나 본체(70a)를 가지고 있고, 그 안테나 본체(70a)의 하면 개구에는 저손실 유전체 재료에 의해 형성된 지상판(遲相板)(70b)을 개재하여 다수의 슬롯이 형성된 슬롯판(70c)이 설치되어 있다.
RLSA(70)는 동축 도파관(71)을 개재하여 외부의 마이크로파 발생기(72)에 접속되어 있다. 마이크로파 발생기(72)로부터 출력된, 예를 들면 2.45 GHz의 마이크로파는 동축 도파관(71)을 거쳐 RLSA(70)의 안테나 본체(70a)로 전반(傳搬)되어 지상판(70b)에서 단파장화된 후, 슬롯판(70c)의 각 슬롯을 통과하여 원편파(圓偏波) 형태로 처리 용기(60) 내부로 공급된다.
처리 용기(60)의 상부 측벽에는 가스를 공급하기 위한 가스 공급구(73)가 다수 형성되고, 각 가스 공급구(73)는 가스 라인(74)을 개재하여 아르곤 가스 공급원(75)에 연통되어 있다. 처리실의 대략 중앙에는 대략 평판 형상의 가스 샤워 플레이트(76)가 설치되어 있다. 가스 샤워 플레이트(76)는 가스관이 서로 직교하도록 격자형상으로 형성되어 있다. 각 가스관에는 재치대(61)측에 가스홀(76a)이 등간격으로 다수 설치되어 있다. 가스 샤워 플레이트(76)에 연통된 Al(CH3)3 가스, SiH4 가스, N2 가스, O2 가스를 공급하는 가스 공급원(77)으로부터 공급된 각 가스는, 가스 샤워 플레이트(76)의 가스홀(76a)로부터 균등하게 글라스 기판(G)을 향하여 방출된다.
처리 용기(60)에는 가스 배출관(78)을 개재하여 배기 장치(79)가 장착되어 있어, 처리 용기(60) 내의 가스를 배출함으로써 처리실을 원하는 진공도까지 감압시키도록 되어 있다.
이와 같이 구성된 마이크로파 플라즈마 처리 장치(PM3)에서는, 제어 장치(20)의 제어에 기초하여 진공 장치(79)에 의해 처리실 내의 압력이 50 mTorr 이하, 마이크로파 발생기(72)로부터 처리실 내로 공급되는 마이크로파의 파워가 4 w/cm2 이상, 이 처리실 내에 재치되는 글라스 기판(G) 근방의 온도(예를 들면, 기판 표면 온도)가 100℃ 이하로 제어되고, 이 상태에서 상부로부터 아르곤 가스를 5 ~ 500 sccm 공급하고, 가스 샤워 플레이트(76)로부터 실란(SiH4) 가스를 0.1 ~ 100 sccm 공급한다. 여기서, 질소(N2) 가스는 실란 가스와 질소 가스의 유량비를 1 : 100으로 하여 공급한다. 또한, 공급 개시 시에 Al 환산으로 10 atm%의 Al(CH3)3 가스를 공급한다. 여기서, O 공급원으로서 O2 가스를 상기 실란 가스와 질소 가스의 유량비 1 : 100에 대하여 0.1 ~ 10으로 하여 공급한다(즉, 실란 가스 : 질소 가스 : O2 가스의 유량비를 1 : 100 : 0.1 ~ 10으로 하여 공급한다). 이에 따르면, 마이크로파의 파워에 의해 상기 혼합 가스가 여기되어 플라즈마가 생성되고, 생성된 플라즈마를 이용하여 저온에서 SiAlON막(14)이 성막된다. 또한, 유기 EL 소자에의 영향을 고려하면, 글라스 기판(G)의 표면 온도는 70℃ 이하로 제어하는 편이 보다 바람직하다.
또한, 성막되는 SiAlON막(14)의 막 두께는 생산성의 관점 및 밀봉성의 관점으로부터 1μm ~ 5μm로 하는 것이 바람직하다. SiAlON막(14)의 막 두께가 5μm 이상이면 성막에 너무 시간이 걸려 생산성이 저하된다. 한편, SiAlON막(14)의 막 두께가 1μm 미만이면 밀봉성이 충분히 확보되지 않기 때문이다.
또한, 본 실시예에서는 SiAlON막의 성막을 Al(CH3)3 가스, SiH4 가스, N2 가스, O2 가스를 PM3 내로 도입함으로써 행하는 것으로 하고 있지만, 원료 가스는 이에 한정되지 않고, 예를 들면 Al 공급원으로서는 Al(sec-OC4H9)3 등을 이용하는 것을 생각할 수 있고, 또한 N 공급원으로서는 N2O 또는 NH3를 이용하는 것을 생각할 수 있다. N 공급원으로서 NH3를 이용하는 경우에는 실란 가스와 암모니아 가스의 유량비를 1 : 1 ~ 2로 하여 공급하고, 또한 O 공급원으로서 O2 가스를 이용하는 경우에는 실란 가스와 암모니아 가스의 유량비 1 : 1 ~ 2에 대하여 0.1 ~ 0.2로 하여 공급한다(즉, 실란 가스 : 암모니아 가스 : O2 가스의 유량비를 1 : 1 ~ 2 : 0.1 ~ 0.2로 하여 공급한다). 여기서, 이하에 상기한 원료 가스의 화학 구조를 나타낸다.
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또한, Al(CH3)3 가스의 공급 및 SiH4 가스의 공급에서 양자의 공급량을 공급 개시 시부터 변화시킴으로써, 성막되는 SiAlON막(14)에서의 막 두께 방향의 조성을 연속적으로 변화시킬 수 있다. 이하에, 도 6을 참조하여 각 가스의 공급에 대하여 설명한다.
도 6에는, 처리 시간의 경과에 수반되는 Al(CH3)3 가스의 공급 및 SiH4 가스의 공급량의 추이를 그래프화한 것이다. 본 실시예에서는, 도 6에 도시한 바와 같이, SiAlON막(14)의 성막 공정의 초기에는 Al(CH3)3 가스의 공급량을 Al 환산으로 10 atm%로 하고, 처리 시간의 경과와 함께 그 공급량을 연속적으로 감소시킨다. 한편, SiH4 가스의 공급량은 성막 처리 초기에는 거의 공급하지 않고, 처리 시간의 경과와 함께 그 공급량을 연속적으로 증가시킨다. SiAlON막(14)의 형성은 유기층(11)에 가까운 쪽(밀착층(13)에 접하는 쪽)부터 실행되기 때문에, 상기 공급 방법으로 각 가스를 공급하면 유기층(11)측보다 밀봉막 표면측에 대하여 막 두께 방향으로 조성 경사가 발현하게 된다. 이 조성 경사는 밀봉막 표면 방향으로 감에 따라 Al이 적고 Si가 많은 조성 경사가 된다. 또한, 여기서 O2 가스 공급량(도시하지 않음)은 유량을 변화시켜도 좋고, 일정하게 해도 좋다.
Al은 쉽게 결정화되는 경향이 있어 밀봉막 표면에 Al이 많이 존재하면 밀봉막 표면에 결정입계가 발생하기 때문에, 수분 또는 산소를 방지하지 못하여 유기층의 배리어로서의 밀봉막의 역할을 할 수 없게 될 가능성이 있다. 그래서, SiAlON막 내에 상기 조성 경사를 발현시킴으로써 밀봉막을 표면에 결정입계가 생기지 않는 비결정 형상의 막으로 하는 것이 가능해진다.
이와 같이, 본 실시예에 따른 유기 전자 디바이스의 제조 방법에 따르면, 유기 EL 소자를 보호하기 위하여 필요한, (1) 물리적 충격으로부터 소자를 충분히 보 호할 것, (2) 성막 온도가 낮을 것, (3) 수분 또는 산소를 투과시키지 않을 것, (4) 막의 스트레스 제어, 열전도의 제어, 표면 거칠기의 제어가 가능할 것, (5) 광학적으로 투명할 것의 모든 요구를 만족시키는 밸런스가 좋은 밀봉막을 형성할 수 있다. 이 결과, 본 실시예의 밀봉막에 의해 수분 또는 산소로부터 유기 EL 소자를 보호하여 수분 또는 산소의 투과에 의해 유기 EL 소자의 발광 강도 또는 수명 등을 열화시키지 않고, 또한 광학적으로 투명하며 자발광하는 유기 EL 소자의 발광을 방해하지 않는 유기 전자 디바이스가 얻어지게 된다.
또한, 상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 스퍼터링을 이용하여 성막한 각종 막의 내투습성과 투명성을 비교하면, Al-O 결합을 가진 SiAlO막은 투명하고, 또한 그 내투습성은 꽤 높은 것을 알 수 있다. 예를 들면, 밀봉 대상이 유기 EL 소자인 경우, 그 밀봉막에 요구되는 내투습성은 10-5 g/m2day 정도가 바람직하다.
스퍼터링을 이용하여, 예를 들면 SiAlON막(14)을 성막하는 경우, 높은 전자 온도의 플라즈마를 이용하여 성막을 행하기 때문에 막에 미치는 데미지가 크다는 점, 또는 스퍼터링에서는 드라이 클리닝을 행할 수 없기 때문에 파티클이 많아져 결함이 많은 막이 된다는 점 등으로부터, 예를 들면 유기 EL 소자의 밀봉막으로서 요구되는 만큼의 밀봉성을 구비한 SiAlON막(14)을 성막하는 것은 곤란하다.
또한, 종래의 평행 평판형 플라즈마 CVD 처리 장치의 플라즈마 전자 온도는 최대 10 eV인 높은 전자 온도가 된다. 이러한 강한 에너지를 부여하여 SiAlON막(14)의 성막을 행하는 경우, SiAlON막(14) 내에서 Al과 O가 결정화하여 Al2O3(알 루미나)의 입자가 되어 SiAlON막(14)의 내투습성 및 투명성에 영향을 미칠 우려가 있다. 또한, 높은 전자 온도의 플라즈마는 밀봉막(SiAlON막(14)) 하층의 유기층에 데미지를 주기 때문에, 유기 EL 소자의 발광 성능 등에 영향을 미칠 가능성이 높다. 또한, 높은 플라즈마 전자 온도 하에서는 성막에 사용되는 가스가 과잉 해리되기 때문에, Al-O 결합을 10 atm% 정도 함유한 밀봉막을 성막하는 것은 곤란하다.
그래서, 본 실시예에서는 마이크로파 플라즈마 처리 장치(PM3)로서 저전자 온도를 하나의 특징으로 하는 RLSA형 마이크로파 플라즈마 CVD 처리 장치를 이용하여 SiAlON막(14)을 성막하는 것으로 하고 있다. RLSA형 마이크로파 플라즈마 CVD 처리 장치의 처리 공간은, 플라즈마를 생성하는 플라즈마 여기 영역과 기판을 처리하는 확산 플라즈마 영역으로 구분되고, 확산 플라즈마 영역에서의 플라즈마의 전자 온도는 1 eV 정도로 낮다. 이 때문에, 밀봉막 하층의 유기층에 미치는 데미지에 기인하는 결함 또는 주로 처리 용기 내벽으로부터 발생하는 불순물을 억제하여 보다 양질인 막을 성막할 수 있다. 특히, 성막에 이용되는 가스로서 Al(sec-OC4H9)3을 이용할 경우, 낮은 전자 온도의 플라즈마를 이용하기 때문에 Al(sec-OC4H9)3 가스 중의 Al-O 결합을 과잉 해리시키지 않고 기판 상에 퇴적시킬 수 있어, Al-O 결합을 10 atm% 정도 함유하고 투명성과 내투습성(밀봉성)을 겸비한 SiAlON막(14)을 성막할 수 있다.
이상, 본 발명의 실시예의 일례를 설명했지만, 본 발명은 도시한 형태에 한정되지 않는다. 당업자라면 특허 청구 범위에 기재된 사상의 범주 내에서 각종의 변경예 또는 수정예에 상도할 수 있는 것은 자명하며, 그들에 대해서도 당연히 본 발명의 기술적 범위에 속하는 것으로 이해된다.
상기 실시예에서는 Al-O 결합을 포함하는 SiAlON막을 밀봉막으로서 형성시키는 경우에 대하여 서술했지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 주기율표의 제 3 주기에 포함되는 금속인 X와 O의 결합인 X-O 결합을 포함하는 SiXON막을 밀봉막으로서 형성하는 것으로 하고 있다. 예를 들면, 성막에 이용되는 가스로서 MgEtCp2 또는 MgMeCp2라고 하는 Mg(마그네슘)를 포함하는 유기 금속 화합물 가스와 SiH4 가스, N2 가스, O2 가스를 이용함으로써 SiMgON막을 밀봉막으로서 형성하는 것으로 해도 좋다. 이 SiMgON막은 상기 실시예에 따른 SiAlON막과 동일한 내투습성·투명성을 가지기 때문에, 예를 들어 유기 EL 소자의 밀봉막으로서 SiAlON막과 동일한 효과를 기대할 수 있다. 또한, Mg는 Al보다 쉽게 산화되는 성질이기 때문에, Mg-O 결합은 Al-O 결합보다 용이하게 만들 수 있다고 하는 이점도 있다. 또한, 여기서 Et는 에톡시기, Cp는 시클로펜타디에닐기, Me는 메틸기이다.
또한, 예를 들어 본 발명에 따른 밀봉막은 유기 EL 소자의 밀봉막에 한정되지 않고, 예를 들어 성막 재료에 주로 액체의 유기 금속을 이용하고, 기화시킨 성막 재료를 500 ~ 700℃로 가열된 피처리체 상에서 분해시킴으로써, 피처리체 상에 박막을 성장시키는 MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition : 유기 금속 기상 성장법)에 의해 형성된 유기 금속 소자를 밀봉하기 위하여 사용할 수도 있다. 또한, 본 발명에 따른 밀봉막은 유기 트랜지스터, 유기 FET(Field Effect Transistor), 유기 태양 전지 등의 유기 소자, 또는 액정 디스플레이의 구동계에 이용되는 박막 트랜지스터(TFT) 등의 유기 전자 디바이스를 밀봉하기 위하여 사용할 수도 있다.
또한, 본 발명에 따른 보호막의 성막 장치로서는, 상술한 복수의 슬롯을 구비한 평면 안테나를 가지는 RLSA형 마이크로파 플라즈마 CVD 처리 장치여도 좋지만, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어 복수의 유전체판이 처리 용기의 천장면에 타일 형상으로 형성되고, 각 유전체판 상에 형성된 슬롯을 통해 각 유전체판을 투과한 마이크로파의 파워에 의해 처리실 내에서 가스를 플라즈마화시켜 피처리체를 플라즈마 처리하는 CMEP(Cellular Micro-wave Excitation Plasma) 장치를 사용할 수도 있다. 또한, 복수의 유전체판이 처리 용기의 천장면에 타일 형상으로 형성되고 각 유전체의 처리 용기에 접한 쪽에 설치된 금속판과 처리 용기 내의 플라즈마 사이로 전파되도록 마이크로파를 도입하여 기판을 처리하는 MSEP(Metal Surface wave Plasma) 장치를 사용할 수도 있다.
본 발명은 유기 전자 디바이스, 유기 전자 디바이스의 제조 방법 및 유기 전자 디바이스의 제조 장치에 적용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 디바이스의 제조 공정을 도시한 도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 기판 처리 시스템을 도시한 도이다.
도 3은 실시예에 따른 증착 장치의 종단면도이다.
도 4는 실시예에 따른 실릴화 처리 장치의 종단면도이다.
도 5는 실시예에 따른 RLSA형 마이크로파 플라즈마 처리 장치의 종단면도이다.
도 6은 처리 시간의 경과에 수반되는 Al(CH3)3 가스의 공급 및 SiH4 가스의 공급량의 추이를 그래프화한 것이다.
부호의 설명
1 : 기판 처리 장치
10 : ITO
11 : 유기층
12 : 메탈 전극
13 : 밀착층
14 : SiAlON막
20 : 제어 장치
G : 글라스 기판
Sys : 기판 처리 시스템

Claims (19)

  1. 피처리체 상에 형성된 유기 소자와,
    상기 유기 소자를 덮는 밀봉막을 구비하는 유기 전자 디바이스로서,
    상기 밀봉막은 X 환산으로 10 atm％ 이하의 X-O 결합을 포함하는 SiXON막인 유기 전자 디바이스(단, 상기 X는 주기율표의 제 3 주기에 포함되는 금속임).
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 X는 Al 또는 Mg인 유기 전자 디바이스.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 유기 소자 및 상기 피처리체의 노출 부분과 상기 밀봉막 사이에 커플링제에 의한 밀착층이 형성되는 유기 전자 디바이스.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 SiXON막 중의 X 및 Si의 조성은 막 두께 방향에서 연속적인 경사 조성인 유기 전자 디바이스.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 SiXON막 중의 X 및 Si의 조성은 상기 SiXON막 표면이 상기 SiXON막 내 부보다 Si가 많고 X가 적은 조성으로 되어 있는 유기 전자 디바이스.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 유기 소자는 복수의 유기층이 연속 성막된 유기 EL 소자인 유기 전자 디바이스.
  7. 유기 전자 디바이스의 제조 방법으로서,
    유기 소자를 피처리체 상에 형성하고,
    상기 유기 소자를 보호하기 위한 밀봉막으로서, X 환산으로 10 atm％ 이하의 X-O 결합을 포함하는 SiXON막을 형성하는 유기 전자 디바이스의 제조 방법(단, 상기 X는 주기율표의 제 3 주기에 포함되는 금속임).
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 X는 Al 또는 Mg인 유기 전자 디바이스의 제조 방법.
  9. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
    상기 유기 소자 및 상기 피처리체의 노출 부분과 상기 밀봉막 사이에 커플링제에 의한 밀착층을 형성하는 유기 전자 디바이스의 제조 방법.
  10. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
    상기 SiXON막은,
    X-O 결합을 가지는 가스와 Si를 가지는 가스와 N을 가지는 가스를 마이크로파의 파워에 의해 여기시켜 플라즈마를 생성하고, 생성된 플라즈마를 이용하여 성막되는 유기 전자 디바이스의 제조 방법.
  11. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
    상기 SiXON막은,
    X-O 결합을 가지는 가스와 Si-N 결합을 가지는 가스를 마이크로파의 파워에 의해 여기시켜 플라즈마를 생성하고, 생성된 플라즈마를 이용하여 성막되는 유기 전자 디바이스의 제조 방법.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 SiXON막은,
    마이크로파 플라즈마 처리 장치의 처리실 내의 압력이 50 mTorr 이하, 상기 처리실 내로 공급되는 마이크로파의 파워가 4 w/cm2 이상, 상기 처리실 내에 재치되는 피처리체 근방의 온도가 100℃ 이하의 조건 하에 형성되는 유기 전자 디바이스의 제조 방법.
  13. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
    상기 SiXON막 중의 X 및 Si의 조성은 막 두께 방향에서 연속적으로 변화하는 경사 조성인 유기 전자 디바이스의 제조 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 SiXON막 중의 X 및 Si의 조성은 상기 SiXON막 표면이 상기 SiXON막 내부보다 Si가 많고 X가 적은 조성으로 되어 있는 유기 전자 디바이스의 제조 방법.
  15. 유기 전자 디바이스의 제조 장치로서,
    유기 소자를 피처리체 상에 형성하고,
    상기 유기 소자를 보호하기 위한 밀봉막으로서 X 환산으로 10 atm％ 이하의 X-O결합을 포함하는 SiXON막을 형성하는 유기 전자 디바이스의 제조 장치(단, 상기 X는 주기율표의 제 3 주기에 포함되는 금속임).
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 X는 Al 또는 Mg인 유기 전자 디바이스의 제조 장치.
  17. 제 15 항 또는 제 16 항에 있어서,
    상기 SiXON막 중의 X 및 Si의 조성은 막 두께 방향에서 연속적인 경사 조성인 유기 전자 디바이스의 제조 장치.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 SiXON막 중의 Al 및 Si의 조성은 상기 SiXON막 표면이 상기 SiXON막 내부보다 Si가 많고 X가 적은 조성으로 되어 있는 유기 전자 디바이스의 제조 장치.
  19. 제 15 항 또는 제 16 항에 있어서,
    상기 유기 소자는 복수의 유기층이 연속 성막된 유기 EL 소자인 유기 전자 디바이스의 제조 장치.
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Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05319937A (ja) * 1992-05-21 1993-12-03 Toshiba Corp 傾斜機能材料
EP1768464A1 (en) * 2004-04-05 2007-03-28 Idemitsu Kosan Co., Ltd. Organic electroluminescence display device
JP4337852B2 (ja) * 2006-08-30 2009-09-30 セイコーエプソン株式会社 有機エレクトロルミネッセンス装置とその製造方法及び電子機器
JP5012272B2 (ja) * 2007-03-28 2012-08-29 大日本印刷株式会社 ガスバリア性シート

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