KR20140063396A - 유기el소자의 제조방법, 및 유기el소자 - Google Patents

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Abstract

빛의 취출효율을 향상시킬 수 있는 유기EL소자, 및 그 제조방법을 제공한다.
제2 영역(20B)에 대응하는 부분은, 산소이온이 주입됨으로써 과산화상태가 되어, 도전성을 가지지 않는 절연부(12B)가 된다. 한편, 제1 영역(20A)에서는 레지스트(20)가 잔존하고 있기 때문에, 투명도전막(12)이 레지스트(20)에 덮인 상태가 된다. 따라서, 당해 부분에서는, 도전부(12A)로서, 레지스트(20)의 제1 영역(20A)에 대응하는 패턴으로 패터닝된다. 이로써, 투명도전막(12)에 전기적인 패터닝이 이루어진다. 한편, 도전부(12A) 및 절연부(12B)는, 광학적으로 동일한 재료로 형성되기 때문에, 광학적으로는 패터닝되어 있지 않은 상태로 할 수 있어, 빛의 취출 시에 있어서의 도전부(12A)와 절연부(12B)간의 광학조건을 근사시킬 수 있다.

Description

유기EL소자의 제조방법, 및 유기EL소자{Organic EL element and method for manufacturing it}
본 발명은, 유기EL소자의 제조방법, 및 유기EL소자에 관한 것이다.
유기EL소자로서, 기판 상에 소정 패턴의 투명도전막을 형성하는 것이 알려져 있다. 예를 들면, 특허문헌 1에 나타내는 유기EL소자의 제조방법에서는, 레지스트에 소정 패턴을 노광하는 포토리소그래피 공정 후, 투명도전막을 에칭함으로써 패턴을 형성하고 있다.
선행기술문헌
(특허문헌)
일본공개특허공보 2012-123987호
특허문헌 1의 제조방법에 의하여 제조된 유기EL소자에서는, 투명도전막의 패턴이 형성되어 있는 부분이 도전부로서 기능하고, 형성되어 있지 않은 부분이 절연부로서 기능한다. 그러나, 당해 구성에 있어서는, 발광층으로부터 출력된 빛을 외부로 취출할 때의 광학조건이 도전부와 절연부에서 상이하여, 빛의 취출효율이 저하된다는 문제가 있다.
따라서, 본 발명은, 빛의 취출효율을 향상시킬 수 있는 유기EL소자, 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 관한 유기EL소자의 제조방법은, 기판과, 기판 상에 형성된 투명도전막을 구비하는 유기EL소자의 제조방법으로서, 투명도전막이 표면에 형성된 기판을 준비하는 공정과, 투명도전막을 덮는 제1 영역, 및 투명도전막을 노출시키는 제2 영역이 형성된 패턴을 가지는 패터닝부재를 투명도전막 상에 설치하는 공정과, 제2 영역에 대응하는 부분에 있어서의 투명도전막에 산소, 산소이온, 질소, 질소이온, 질소산화물, 및 질소산화물이온 중 적어도 어느 하나를 주입함으로써 절연부를 형성하고, 제1 영역으로 덮이는 부분에 있어서의 투명도전막을 도전부로서 패터닝하는 공정과, 패터닝부재를 투명도전막 상으로부터 제거하는 공정을 구비한다.
본 발명에 관한 유기EL소자의 제조방법에 의하면, 패터닝부재의 제2 영역에 대응하는 부분에서는, 투명도전막이 노출된 상태가 된다. 따라서, 당해 부분은, 산소 또는 산소이온이 주입됨으로써 과산화상태가 되고, 도전성을 가지지 않는 절연부가 된다. 또, 질소, 질소이온, 질소산화물, 또는 질소산화물이온이 주입됨으로써, 당해 부분에 절연성을 가지는 질소화합물이 형성되기 때문에, 도전성을 가지지 않는 절연부가 된다. 한편, 패터닝부재의 제1 영역에 대응하는 부분에서는, 투명도전막이 패터닝부재에 덮인 상태가 된다. 따라서, 당해 부분은, 산소, 산소이온, 질소, 질소이온, 질소산화물, 및 질소산화물이온이 주입되지 않아, 도전성을 가진 상태의 도전부로서, 패터닝부재의 제1 영역에 대응하는 패턴으로 패터닝된다. 이로써, 투명도전막에 전기적인 패터닝이 이루어진다. 한편, 도전부 및 절연부는, 동일한 재료로 형성되기 때문에, 광학적으로는 패터닝되어 있지 않은 상태로 할 수 있어, 빛의 취출 시에 있어서의 도전부와 절연부간의 광학조건을 근사시킬 수 있다. 따라서, 빛의 취출효율을 향상시킬 수 있다.
본 발명에 관한 유기EL소자의 제조방법에서는, 투명도전막 상에 레지스트를 형성하고, 제1 영역에 대응하는 부분의 레지스트를 잔존시킴과 함께, 제2 영역에 대응하는 부분의 레지스트를 투명도전막 상으로부터 제거함으로써, 투명도전막 상에 패터닝부재가 형성되어도 된다. 이러한 방법에 의하면, 하나의 유기EL소자마다 패터닝부재를 형성할 수 있기 때문에, 도전부 및 절연부를 정밀도 좋게 형성할 수 있다.
본 발명에 관한 유기EL소자의 제조방법에서는, 미리 제1 영역 및 제2 영역이 형성된 패터닝부재를 준비함과 함께 투명도전막 상에 배치함으로써, 투명도전막 상에 패터닝부재가 형성되어도 된다. 이러한 방법에 의하면, 패터닝부재를 복수회 유용하는 것이 가능하기 때문에, 코스트를 억제할 수 있다.
본 발명에 관한 유기EL소자의 제조방법에서는, 제2 영역에 대응하는 부분에 있어서의 투명도전막을, 제1 영역에 대응하는 부분에 있어서의 투명도전막에 비하여 얇게 하여도 된다. 제2 영역에 대응하는 부분에 있어서의 투명도전막은, 이온 등이 주입된 경우에 굴절률이 높아지기 때문에, 반사율이 높아지는 경우가 있다. 따라서, 당해 부분을 얇게 함으로써, 도전부와 절연부간의 광학조건을 보다 근사시킬 수 있다.
본 발명에 관한 유기EL소자의 제조방법에서는, 제2 영역에 대응하는 부분에 있어서의 투명도전막에 대하여, 절연부를 형성할 때의 에너지보다 낮은 에너지의 이온을 조사함으로써, 제2 영역에 대응하는 부분에 있어서의 투명도전막의 에칭을 행하여도 된다. 제2 영역에 대응하는 부분에 대하여, 이온주입이 이루어지지 않을 정도의 낮은 에너지의 이온을 조사함으로써, 당해 부분을 깎아 에칭을 행하는 것이 가능해진다.
본 발명에 관한 유기EL소자의 제조방법에서는, 아르곤의 이온을 이용하여, 제2 영역에 대응하는 부분에 있어서의 투명도전막의 에칭을 행하여도 된다.
본 발명에 관한 유기EL소자는, 기판과, 기판 상에 형성된 투명도전막을 구비하고, 투명도전막은, 소정의 패턴을 가지는 도전부, 및 당해 도전부보다 산소량, 질소량, 및 질소산화물량 중 적어도 어느 하나가 많은 절연부를 가진다.
본 발명에 관한 유기EL소자에 의하면, 상기 서술의 유기EL소자의 제조방법과 동일한 효과를 얻을 수 있다.
본 발명에 의하면, 빛의 취출효율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 유기EL소자를 제조하기 위한 제조장치의 일 실시형태를 나타내는 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시형태에 관한 유기EL소자의 구성을 나타내는 도이다.
도 3은 비교예에 관한 유기EL소자의 구성을 나타내는 도이다.
도 4는 본 발명의 실시형태에 관한 유기EL소자의 제조방법의 내용을 나타내는 플로우차트이다.
도 5는 도 4에 나타내는 각 공정의 내용을 설명하기 위한 모식도이다.
도 6은 도 4에 나타내는 각 공정의 내용을 설명하기 위한 모식도이다.
도 7은 변형예에 관한 유기EL소자의 구성 및 그 제조방법을 나타내는 모식도이다.
이하, 첨부 도면을 참조하면서 본 발명에 의한 유기EL소자의 제조방법, 및 유기EL소자의 일 실시형태를 상세하게 설명한다. 다만, 도면의 설명에 있어서 동일 요소에는 동일 부호를 붙이고, 중복되는 설명을 생략한다.
도 1은, 본 발명의 유기EL소자(10)를 제조하기 위한 제조장치(100)의 일 실시형태를 나타내는 블록 구성도이다. 도 2는, 본 실시형태에 관한 유기EL소자(10)의 구성을 나타내는 도이다.
(유기EL소자)
먼저, 도 2를 참조하여, 유기EL소자(10)에 대하여 설명한다. 유기EL(Organic Electro Luminescence)소자(10)는, 유기EL디스플레이 등에 이용되는 발광소자이다. 유기EL소자(10)는, 기판(11)과, 애노드전극(13)으로서 기능하는 투명도전막(TCO: Transparent Conductive Oxide)(12)과, 발광층을 포함하는 유기층(15)과, 캐소드전극(16)과, 뱅크층(17)을 구비하고 있다. 이 중, 투명도전막(12)은, 도전부(12A) 및 절연부(12B)를 가지고 있다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 투명도전막(12)의 도전부(12A)의 패터닝에 의하여, 기판(11) 상에 복수의 애노드전극(13)이 소정의 패턴이 되도록 형성된다. 다만, 기판(11)의 바닥면측에는, 도시하지 않은 TFT기판이 형성된다.
투명도전막(12)은, 기판(11)을 덮도록 형성되어 있다. 투명도전막(12)은, 소정의 패턴이 되도록 형성된 도전부(12A), 및 당해 도전부(12A)보다 산소량이 많은 절연부(12B)를 가지고 있다. 투명도전막(12)은, 도전부(12A)에 대응하는 위치를, 도전부(12A)의 형상·위치와 동일하게 패터닝된 레지스트로 덮인 상태에서 산소를 주입함으로써, 당해 레지스트로 덮여 있지 않은 부분에 절연부(12B)가 형성된다. 투명도전막(12)에 산소를 주입함으로써 과산화상태로 하고, 도너준위를 없앰으로써, 절연부(12B)가 형성된다. 다만, 여기에서의 “산소”라는 용어는, 산소이온, 산소래디칼, 산소원자를 포함하고 있다.
도 2의 (b)에 나타내는 바와 같이, 애노드전극(13)의 패턴이, 도전부(12A)로 구성되고(도 2에서는, 투명도전막(12) 중, 도트무늬가 없는 부분에 대응한다), 도전부(12A)를 제외한 당해 도전부(12A)의 주변부분이, 절연부(12B)로 구성된다(도 2에서는, 투명도전막(12) 중, 도트무늬가 있는 부분에 대응한다). 투명도전막(12)의 재료로서, 예를 들면, 인듐주석산화물(ITO), 산화아연, 산화인듐, 안티몬첨가산화주석, 불소첨가산화주석, 알루미늄첨가산화아연, 칼륨첨가산화아연, 실리콘첨가산화아연이나, 산화아연-산화주석계, 산화인듐-산화주석계, 산화아연-산화인듐-산화마그네슘계 등의 금속산화물이 이용된다. 이들 금속산화물이 2종 이상 복합되어도 된다. 또, 투명도전막(12)의 두께는, 당해 수치에 한정되지 않지만, 예를 들면 10nm~500nm 정도로 설정하여도 된다. 다만, 기판(11)을 구성하는 재료로서는, 광투과성, 안정성이나 내구성 등이 우수한 재료가 이용되고, 예를 들면 PET나 유리, PEN이나 PMMA 등의 수지, 그 외의 투명결정재료 등을 이용하여도 된다.
애노드전극(13) 상에는, 유기층(15)이 형성되어 있다. 유기층(15)은, 예를 들면, 발광층, 홀주입층, 홀수송층, 전자수송층, 및 전자주입층 등의 층을 포함하여 구성된다. 또, 애노드전극(13)과의 사이에서 유기층(15)을 사이에 두도록, 유기층(15) 상에 캐소드전극(16)이 형성된다. 캐소드전극(16)을 구성하는 재료로서는, 예를 들면, 은, 알루미늄 등을 이용하여도 된다. 뱅크층(17)은, 각 화소영역을 떨어뜨리도록 형성되는 절연층이다. 다만, 본 실시형태에 있어서는, 각 화소영역에 대응하는 애노드전극(13)끼리의 사이는, 투명도전막(12)의 절연부(12B)에 의하여 떨어져 있다. 이와 같이, 각 화소영역에 대응하는 애노드전극(13)이 절연부(12B)나 뱅크층(17) 등의 절연층에 의하여 떨어져 있기 때문에, 각 애노드전극(13)을 개별적으로 제어하여 발광을 행할 수 있다.
다만, 유기EL소자(10)는, 애노드전극(13)측으로부터 빛(L1)을 취출하는 보텀에미션형이어도 된다. 이 경우, 캐소드전극(16)은 반사층으로서 기능한다. 또, 애노드전극(13)도 하프미러형의 반사층을 포함하여, 애노드전극(13)과 캐소드전극(16)과의 사이에서 반사를 반복하여도 된다. 또, 유기EL소자(10)는, 캐소드전극(16)측으로부터 빛(L2)을 취출하는 탑에미션형이어도 된다. 이 경우, 캐소드전극(16)은 투과형 혹은 하프미러형의 전극으로 하고, 애노드전극(13)은 반사층을 포함하는 구성으로 한다. 혹은, 유기EL소자(10)는, 빛(L1) 및 빛(L2)을 양방 취출하는 것이 가능한 구성이어도 된다. 다만, 투명도전막(12)은, 기판(11) 상에 직접 형성되어 있지 않아도 되고, 유기EL소자(10)의 구성에 따라서는, 기판(11)에 다른 층이 형성되어 있으며, 투명도전막(12)은 당해 층 상에 형성되어 있어도 된다. 그 경우, 기판(11) 및 다른 층을 포함한 부재 전체가, 청구항에 있어서의 “기판”에 해당한다.
(유기EL소자의 제조장치)
도 1에 나타내는 바와 같이, 유기EL소자(10)를 제조하기 위한 제조장치(100)는, 기판(11) 상에 투명도전막(12)을 형성하기 위한 성막부(101)와, 포토리소그래피 공정에 의하여 투명도전막(12)에 도전부(12A)를 패터닝하기 위한 패터닝부재 준비공정 실행부(102)와, 투명도전막(12)에 산소를 주입하여 절연부(12B)를 형성하는 산소주입부(103)를 구비한다.
성막부(101)는, 기판(11)에 대하여 투명도전막(12)을 형성하는 성막장치에 의하여 구성된다. 성막부(101)에서 채용되는 성막방법은 특별히 한정되지 않고, 어떠한 성막방법을 채용하여도 된다. 예를 들면, 성막재료로 이루어지는 타겟에 전압을 인가하여 기판(11) 상에 투명도전막(12)을 성막하는 DC스퍼터링법, RF스퍼터링법, AC스퍼터링법 등을 채용하여도 된다. 또는, 플라즈마를 이용하여 성막재료를 이온화하여 기판(11)에 부착시켜 투명도전막(12)의 성막을 행하는 이온플레이팅법을 채용하여도 된다. 또는, 진공증착법, 인쇄법, 스핀코트법, 그 외의 코팅법(도포법) 등을 채용하여도 된다. 다만, 제조장치(100)의 외부에서 투명도전막(12)이 미리 형성된 기판(11)을 이용하여도 되며, 이 경우, 제조장치(100)로부터 성막부(101)가 생략되어 있어도 된다.
패터닝부재 준비공정 실행부(102)는, 패터닝부재를 준비하는 공정을 실행하기 위하여, 각 공정에서 이용되는 장치의 조합에 의하여 구성된다. 패터닝부재는, 산소주입부(103)가 투명도전막(12)에 산소를 주입할 때에, 당해 투명도전막(12) 상에 형성되어 있는 것이다. 패터닝부재는, 투명도전막(12)을 덮는 제1 영역, 및 투명도전막(12)을 노출시키는 제2 영역(관통구멍)이 형성된 패턴을 가지는 것이다. 패터닝부재는, 포토리소그래피 공정에 의하여 패터닝된 포토레지스트에 의하여 구성되어도 되고, 마스킹법(미리 제1 영역 및 제2 영역이 형성되어 있는 마스크를, 투명도전막(12) 상에 배치하는 방법)에서 이용되는 마스크에 의하여 구성되어 있어도 된다. 포토리소그래피 공정에 의하여 패터닝부재를 형성하는 경우, 패터닝부재 준비공정 실행부(102)는, 당해 포토리소그래피 공정을 실행하기 위하여, 각 공정에서 이용되는 장치의 조합에 의하여 구성된다. 패터닝부재 준비공정 실행부(102)는, 포토레지스트를 도포하는 장치, 포토레지스트에 패턴을 노광하는 장치, 포토레지스트를 현상하는 장치, 산소이온주입 후에 포토레지스트를 박리하는 장치 등에 의하여 구성되어 있다. 마스킹법을 채용하는 경우, 패터닝부재 준비공정 실행부(102)는, 패터닝부재를 작성하는 장치(혹은, 제조장치(100)의 외부에서 작성된 것을 이용하여도 된다), 패터닝부재를 투명도전막(12) 상에 배치하고 회수하는 장치 등에 의하여 구성되어 있다.
산소주입부(103)는, 기판(11) 상의 투명도전막(12)에 산소를 주입하는 장치에 의하여 구성된다. 본 실시형태에서는, 산소주입부(103)는, 산소이온을 주입하는 장치에 의하여 구성된다. 산소주입부(103)에서 채용되는 방법은 특별히 한정되지 않고, 어떠한 방법을 채용하여도 된다. 예를 들면, 이온빔을, 정전전계에 의한 편향주사 및 정전전계에 의한 평행화를 행한 후, 기판(11)에 이온주입을 행하는 이온주입장치를 적용하여도 된다. 또는, 고주파 방전을 이용하여 산소를 이온화하여, 기판(11)에 도핑하는 플라즈마 도핑장치를 적용하여도 된다. 또는, 리니어이온소스를 채용하여도 된다. 또는, 뉴트럴라이저를 이용하여 산소이온을 중성화한 산소래디칼로서 주입하는 방법을 채용하여도 된다.
(유기EL소자의 제조방법)
다음으로, 도 4~도 6을 참조하여, 유기EL소자(10)의 제조방법에 대하여 설명한다. 도 4는, 본 실시형태에 관한 유기EL소자(10)의 제조방법의 내용을 나타내는 플로우차트이다. 도 5 및 도 6은, 도 4에 나타내는 각 공정의 내용을 설명하기 위한 모식도이다. 도 4에 나타내는 바와 같이, 먼저, 기판(11)을 준비하는 공정으로부터 처리가 개시된다(스텝 S10). 도 5(a)에 나타내는 바와 같이, S10의 공정에서는, 소정의 크기로 설정된 기판(11)이 준비되어, 성막부(101)로 반송된다. 다음으로, 기판(11)에 투명도전막(12)을 형성하는 공정이 실행된다(스텝 S12). 도 5의 (b)에 나타내는 바와 같이, 기판(11)의 일면(11a)에 투명도전막(12)이 성막된다. S12의 처리는, 성막부(101)에서 실행된다. S10 및 S12가 완료됨으로써, 투명도전막(12)이 표면에 형성된 기판(11)을 준비하는 공정이 완료된다. 다만, 제조장치(100)의 외부에서 미리 투명도전막(12)이 표면에 형성된 기판(11)을 준비하여도 된다.
다음으로, 투명도전막(12) 상에 레지스트재료를 도포함으로써 레지스트(20)를 형성하는 공정이 실행된다(스텝 S14). 레지스트재료로서, 예를 들면 노볼락형 페놀수지나 에폭시수지 등을 적용하여도 된다. 도 5의 (c)에 나타내는 바와 같이, S14에서는, 투명도전막(12)의 전체 면에 레지스트(20)가 형성된다. 레지스트(20)는, 현상 시에 투명도전막(12) 상에 잔존하는 제1 영역(20A)과, 현상시에 제거되어 관통구멍이 되는 제2 영역(20B)으로 구획된다. 제1 영역(20A)은, 도전부(12A)와 대응하는 소정의 패턴을 가지고 있으며, 산소이온주입 시에 투명도전막(12)을 덮어 둠으로써, 당해 덮인 부분을 도전부(12A)로서 패터닝한다. 제2 영역(20B)은, 절연부(12B)에 대응하는 위치에 형성되어 있으며, 투명도전막(12)을 노출시켜 둠으로써, 당해 노출부분에 산소이온이 주입되도록 하여, 절연부(12B)를 형성한다.
다음으로, 레지스트(20)에 패턴을 노광함과 함께 현상을 행하는 공정이 실행된다(스텝 S16). 먼저, 도시하지 않은 포토마스크를 레지스트(20)의 상방에 배치한다. 당해 포토마스크에는, 도전부(12A)의 패턴이 형성되어 있다. 당해 포토마스크를 통하여 레지스트(20)에 빛을 조사하여 패턴을 노광한다. 그 후, 현상을 행함으로써, 도 6의 (a)에 나타내는 바와 같이, 레지스트(20) 중, 도전부(12A)에 대응하는 제1 영역(20A)은 투명도전막(12) 상에 잔존하고, 절연부(12B)에 대응하는 제2 영역(20B)은 제거된다. 다만, S14~S16의 공정은, 패터닝부재 준비공정 실행부(102)에서 실행된다.
다음으로, 레지스트(20)를 통하여 투명도전막(12)에 산소이온을 주입하는 공정이 실행된다(스텝 S18). 도 6의 (b)에 나타내는 바와 같이, 투명도전막(12) 중, 레지스트(20)로 덮이지 않은 부분(제2 영역(20B)에 대응하는 부분)에는 산소이온(F)이 조사되어 산소이온이 주입된다. 당해 부분에 관한 투명도전막(12)은 산화과잉이 되어 절연부(12B)가 된다. 한편, 투명도전막(12) 중, 레지스트(20)로 덮여 있는 부분(제1 영역(20A)에 대응하는 부분)에는 산소이온(F)이 조사되지 않기 때문에 산소이온이 주입되지 않아, 도전부(12A)로서 패터닝된다. S18의 공정은, 산소주입부(103)에서 실행된다. 다음으로, 레지스트(20)를 제거하는 공정을 실행한다(스텝 S20). 도 6의 (c)에 나타내는 바와 같이, 잔존하고 있는 레지스트(20)의 제1 영역(20A)에 해당하는 부분도, 투명도전막(12) 상으로부터 제거한다. S20의 처리는, 패터닝부재 준비공정 실행부(102)에서 실행된다. 이로써, 투명도전막(12)의 전기적인 패터닝이 완료되어, 도 4에 나타내는 공정이 종료된다.
다만, 상술과 같은 포토리소그래피 공정 대신에, 마스킹법을 채용하는 경우, S14 및 S16의 공정 대신에, 미리 제1 영역(20A) 및 제2 영역(20B)이 형성된 패터닝부재를 준비하는 공정과, 투명도전막(12) 상에 패터닝부재를 배치하는 공정이 실행된다. 또, S20의 공정 대신에, 투명도전막(12) 상으로부터 패터닝부재를 회수하는 공정이 실행된다. 또, 상술과 같은 산소이온을 주입하는 공정 대신에, 산소(중성화된 산소래디칼)를 주입하는 경우, 투명도전막(12) 중, 레지스트(20)로 덮여 있지 않은 부분(제2 영역(20B)에 대응하는 부분)에는 산소 플럭스가 조사되어 산소(중성화된 산소래디칼)가 주입된다.
도 4에 나타내는 포토리소그래피 공정을 실행함으로써 패터닝부재를 투명도전막(12) 상에 형성하는 방법에 의하면, 하나의 유기EL소자마다 패터닝부재를 형성할 수 있기 때문에, 도전부(12A) 및 절연부(12B)를 정밀도 좋게 형성할 수 있다. 한편, 마스킹법을 채용한 방법에 의하면, 패터닝부재를 복수회 유용하는 것이 가능하기 때문에, 코스트를 억제할 수 있다.
다음으로, 본 실시형태에 관한 유기EL소자(10) 및 그 제조방법의 작용·효과에 대하여 설명한다.
먼저, 비교예에 관한 유기EL소자(50)의 구성에 대하여 설명한다. 도 3의 (b)에 나타내는 바와 같이, 유기EL소자(50)에서는, 애노드전극(13) 등에 해당하는 부분에만 투명도전막(12)이 패터닝되어 있다(그레이 스케일로 칠한 부분에 투명도전막(12)이 형성되어 있다). 한편, 그 외의 부분에 관해서는, 투명도전막(12)은 형성되어 있지 않고, 당해 투명도전막(12)과는 상이한 재질의 부재가 절연부로서 형성된다(예를 들면, 도 3의 (a)에 나타내는 예에서는, 뱅크층(17)이 배치된다). 그러나, 당해 구성에 있어서는, 발광층으로부터 출력된 빛을 외부로 취출할 때의 광학조건이, 도전부인 투명도전막(12)과 그 외의 영역인 절연부에서 상이하여, 빛의 취출효율이 저하된다는 문제가 있다.
한편, 본 실시형태에 관한 유기EL소자(10)의 제조방법에 의하면, 제2 영역(20B)에 대응하는 부분에서는 레지스트(20)가 제거되어 있기 때문에, 투명도전막(12)이 노출된 상태가 된다. 따라서, 당해 부분은, 산소이온이 주입됨으로써 과산화상태가 되어, 도전성을 가지지 않는 절연부(12B)가 된다. 한편, 제1 영역(20A)에서는 레지스트(20)가 잔존하고 있기 때문에, 투명도전막(12)이 레지스트(20)에 덮인 상태가 된다. 따라서, 당해 부분은, 산소이온이 주입되는 일 없이, 도전성을 가진 상태의 도전부(12A)로서, 레지스트(20)의 제1 영역(20A)에 대응하는 패턴으로 패터닝된다. 이로써, 투명도전막(12)에 전기적인 패터닝이 이루어진다. 한편, 도전부(12A) 및 절연부(12B)는, 광학적으로 동일한 재료로 형성되기 때문에, 광학적으로는 패터닝되어 있지 않은 상태로 할 수 있고, 빛의 취출 시에 있어서의 도전부(12A)와 절연부(12B)간의 광학조건을 근사시킬 수 있다. 따라서, 빛의 취출효율을 향상시킬 수 있다. 또, 빛의 취출효율을 향상시킬 수 있기 때문에, 저전력이며 고휘도의 유기EL소자(10)로 할 수 있다.
예를 들면, 도 2의 (b)에 나타내는 바와 같이, 유기EL소자(10)의 애노드전극(13)은, 절연부(12B) 중에 소정 패턴이 되도록 형성되는 도전부(12A)에 의하여 구성되어 있기 때문에, 도 3의 (b)의 비교예에 관한 유기EL소자(50)의 애노드전극(13)과 동일한 기능을 발휘할 수 있다. 한편, 도 2의 (b)에 있어서 그레이 스케일로 나타내는 바와 같이, 기판(11) 전체가 광학적으로 동일한 재료로 형성된 투명도전막(12)으로 덮여 있다. 따라서, 도전부(12A)와 절연부(12B)간의 광학조건을 근사시킬 수 있다.
본 발명은, 상기 서술의 실시형태에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 상기 서술의 실시형태에서 나타낸 도전부(12A)의 패턴은 일례에 지나지 않고, 어떠한 패턴을 채용하여도 된다. 또, 상기 서술의 실시형태에서 나타낸 제조장치나 제조방법도 일례에 지나지 않고, 도전부(12A) 및 절연부(12B)를 가지는 투명도전막(12)을 형성할 수 있는 한, 어떠한 제조장치나 제조방법을 채용하여도 된다.
상기 서술의 실시형태에서는, 투명도전막에 산소이온을 주입함으로써 절연부를 형성하였지만, 이것에 한정되지 않는다. 즉, 산소, 산소이온, 질소, 질소이온, 질소산화물, 및 질소산화물이온 중 적어도 어느 하나를 투명도전막에 주입함으로써, 절연부를 형성하여도 된다. 예를 들면, N2O＋, N2O*, O3 ＋, O3 *, O2 ＋, O2 *, O＋, O*, N＋, N*, N2 ＋, N2 * 등을 주입하여도 된다. 절연부는, 도전부보다 산소량, 질소량, 및 질소산화물량 중 적어도 어느 하나가 많아진다. 투명도전막에 산소가 주입된 경우, 산소가 주입된 부분은 과산화상태가 되고, 도전성을 갖지 않는 절연부가 된다. 또, 질소, 질소이온, 질소산화물, 또는 질소산화물이온이 주입된 경우, 이들이 주입된 부분에는 절연성을 가지는 질소화합물이 생성되기 때문에, 도전성을 갖지 않는 절연부가 된다. 다만, 산소 또는 산소이온이 주입된 경우가, 질소, 질소이온, 질소산화물, 또는 질소산화물이온이 주입된 경우와 비교하여, 주입 부분의 빛의 굴절률이 도전부와 근사해지기 때문에, 도전부와 절연부와의 경계를 육안으로 확인하기 어렵게 할 수 있다.
또, 산소 또는 산소이온을 주입하는 대신에, 질소, 질소이온, 질소산화물, 또는 질소산화물이온을 주입하는 경우, 도 1에 나타내는 산소주입부(103)는 질소주입부가 되며, 도 4에 나타내는 산소이온을 주입하는 공정(스텝 S18)은 질소를 주입하는 공정이 된다.
또, 도 7의 (a)에 나타내는 바와 같이, 제2 영역(20B)에 대응하는 부분에 있어서의 투명도전막(12)(즉 절연부(12B))을, 제1 영역(20A)에 대응하는 부분에 있어서의 투명도전막(12)(즉 도전부(12A))에 비하여 얇게 하여도 된다. 제2 영역(20B)에 대응하는 부분에 있어서의 투명도전막(12)은, 이온 등이 주입된 경우에 굴절률이 약간 높아지기 때문에, 반사율이 약간 높아지는 경우가 있다. 따라서, 당해 부분을 얇게 함으로써, 도전부(12A)와 절연부(12B)간의 광학조건을 보다 근사시킬 수 있다. 구체적으로는, 절연부(12B)의 두께는, 도전부(12A)의 70%~99%로 하여도 된다.
구체적으로는, 도 7의 (b)에 나타내는 바와 같이, 제2 영역(20B)에 대응하는 부분에 있어서의 투명도전막(12)(절연부(12B)가 되는 부분)에 대하여, 절연부(12B)를 형성할 때의 에너지보다 낮은 에너지의 이온을 조사함으로써, 제2 영역(20B)에 대응하는 부분에 있어서의 투명도전막(12)의 에칭을 행하여도 된다. 예를 들면, 산소이온을 주입하여 절연부(12B)를 형성하는 경우, 주입하는 이온(F1)의 에너지는, 투명도전막(12)의 두께에 적합한 주입 깊이를 얻을 수 있는 높은 값으로 설정된다. 한편, 제2 영역(20B)에 대응하는 부분에 대해서는, 이온주입이 이루어지지 않을 정도의 낮은 에너지의 이온(F2)을 조사함으로써, 당해 부분의 표면(12Ba)을 깎아 에칭을 행하는 것이 가능해진다. 에칭을 위한 이온(F2)을 조사할 때는, 원하는 에칭량에 적합한 이온 전류량만을 조사한다.
주입하기 위한 이온과 에칭을 위한 이온을 동일 원소로 하여도 된다. 예를 들면, 산소이온을 주입하여 절연부(12B)를 형성하는 경우, 산소이온을 이용하여 에칭을 행하여도 된다. 또, 주입하기 위한 이온과 에칭을 위한 이온을 이종 원소로 하여도 된다. 예를 들면, 산소이온을 주입하여 절연부(12B)를 형성하는 경우, 아르곤의 이온을 이용하여 에칭을 행하여도 된다.
또, 도 7(c)에 나타내는 바와 같이, 주입하기 위한 고에너지의 이온(F1)과, 에칭을 위한 저에너지의 이온(F2)을, 동일한 이온건(G)으로 조사하여도 된다. 이 경우의 이온건(G)은, 주입하기 위한 고에너지의 이온(F1)과, 에칭을 위한 저에너지의 이온(F2)을 시간차를 두고 조사한다. 또, 주입하기 위한 고에너지의 이온(F1)과, 에칭을 위한 저에너지의 이온(F2)을, 각각의 이온건(G1, G2)으로 조사하여도 된다. 이 때, 이온건(G1)으로 고에너지의 이온(F1)을 조사하고, 이온건(G2)으로 저에너지의 이온(F2)을 조사한다. 이온건(G1, G2)에 의한 조사는, 시간차를 두어도 되고, 동시에 행하여도 된다.
10: 유기EL소자
11: 기판
12: 투명도전막
12A: 도전부
12B: 절연부
20: 레지스트
20A: 제1 영역
20B: 제2 영역
100: 제조장치
101: 성막부
102: 패터닝부재 준비공정 실행부
103: 산소주입부

Claims (7)

  1. 기판과, 상기 기판 상에 형성된 투명도전막을 구비하는 유기EL소자의 제조방법으로서,
    상기 투명도전막이 표면에 형성된 상기 기판을 준비하는 공정과,
    상기 투명도전막을 덮는 제1 영역, 및 상기 투명도전막을 노출시키는 제2 영역이 형성된 패턴을 가지는 패터닝부재를 상기 투명도전막 상에 형성하는 공정과,
    상기 제2 영역에 대응하는 부분에 있어서의 상기 투명도전막에 산소, 산소이온, 질소, 질소이온, 질소산화물, 및 질소산화물이온 중 적어도 어느 하나를 주입함으로써 절연부를 형성하고, 상기 제1 영역으로 덮이는 부분에 있어서의 상기 투명도전막을 도전부로서 패터닝하는 공정과,
    상기 패터닝부재를 상기 투명도전막 상으로부터 제거하는 공정을 구비하는 유기EL소자의 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 투명도전막 상에 레지스트를 형성하고,
    상기 제1 영역에 대응하는 부분의 상기 레지스트를 잔존시킴과 함께, 상기 제2 영역에 대응하는 부분의 상기 레지스트를 상기 투명도전막 상으로부터 제거함으로써, 상기 투명도전막 상에 상기 패터닝부재가 형성되는 유기EL소자의 제조방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    미리 상기 제1 영역 및 상기 제2 영역이 형성된 상기 패터닝부재를 준비함과 함께 상기 투명도전막 상에 배치함으로써, 상기 투명도전막 상에 상기 패터닝부재가 형성되는 유기EL소자의 제조방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 영역에 대응하는 부분에 있어서의 상기 투명도전막을, 상기 제1 영역에 대응하는 부분에 있어서의 상기 투명도전막에 비하여 얇게 하는 유기EL소자의 제조방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제2 영역에 대응하는 부분에 있어서의 상기 투명도전막에 대하여, 상기 절연부를 형성할 때의 에너지보다 낮은 에너지의 이온을 조사함으로써, 상기 제2 영역에 대응하는 부분에 있어서의 상기 투명도전막의 에칭을 행하는 유기EL소자의 제조방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    아르곤의 이온을 이용하여, 상기 제2 영역에 대응하는 부분에 있어서의 상기 투명도전막의 에칭을 행하는 유기EL소자의 제조방법.
  7. 기판과,
    상기 기판 상에 형성된 투명도전막을 구비하고,
    상기 투명도전막은, 소정의 패턴을 가지는 도전부, 및 당해 도전부보다 산소량, 질소량, 및 질소산화물량 중 적어도 어느 하나가 많은 절연부를 가지는 유기EL소자.
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