KR20170054496A - 발광 장치 및 그의 제조 방법, 격벽의 제조 방법, 그리고 감방사선성 재료 - Google Patents

발광 장치 및 그의 제조 방법, 격벽의 제조 방법, 그리고 감방사선성 재료

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KR20170054496A
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제이에스알 가부시끼가이샤
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Abstract

본 발명은, 발광층으로부터 방사된 빛이 격벽을 통과하여, 서로 이웃하는 발광층의 영역으로 누출됨으로써 혼색이 발생하고, 색 재현성 등의 소자 특성을 저하시키는 점이 개선된, 표시 장치 또는 조명 장치 등의 발광 장치를 제공한다. 본 발명의 발광 장치는, 기판과, 기판 상에 형성된 복수의 제1 전극과, 각각의 제1 전극의 주연부를 덮도록 기판 상에 형성된 격벽과, 격벽에 의해 구획된 영역에 있어서 제1 전극 상에 형성된 발광층과, 각각의 발광층 상에 형성된 제2 전극을 갖고, 격벽의 단면 형상이 순테이퍼 형상이고, 격벽의 최대 막두께가 1.1∼10.0㎛이고, 각각의 격벽이 서로 분리되어 있는 것을 특징으로 한다.

Description

발광 장치 및 그의 제조 방법, 격벽의 제조 방법, 그리고 감방사선성 재료{LIGHT EMITTING DEVICE AND MANUFACTURING METHOD FOR SAME, MANUFACTURING METHOD FOR BARRIER, AND RADIATION-SENSITIVE MATERIAL}
본 발명은, 발광 장치 및 그의 제조 방법, 격벽의 제조 방법, 그리고 감방사선성 재료에 관한 것이다.
플랫 패널 디스플레이로서, 비발광형인 액정 디스플레이가 보급되고 있다. 또한, 최근에는 자발광형 디스플레이인 전계 발광 디스플레이가 알려져 있다. 특히 유기 화합물에 의한 전계 발광을 이용한 유기 일렉트로루미네선스(EL) 소자는, 디스플레이에 형성되는 발광 소자 외에, 차세대의 조명 장치에 형성되는 발광 소자로서도 기대되고 있다.
예를 들면 유기 EL 표시 또는 조명 장치는, 기판 상의 영역을 화소마다 구획하는 격벽을 갖고 있다. 이러한 격벽은, 일반적으로 감방사선성 재료를 이용하여 형성되어 있고(예를 들면, 특허문헌 1 및 2 참조), 또한 흑색의 수지로 이루어지는 격벽도 알려져 있다(예를 들면, 특허문헌 3 참조). 격벽으로 구획된 화소 간의 중앙부에 제2 격벽을 형성하는 것도 제안되고 있다(예를 들면, 특허문헌 4 참조).
그러나, 종래의 격벽의 구성에서는, 서로 이웃하는 발광층으로부터의 빛이 서로 섞여 혼색되고, 색 재현성 등의 소자 특성이 저하되는 경우가 있어, 이 점에 대한 더 한층의 개량이 요망된다.
일본공개특허공보 2011-107476호 일본공개특허공보 2010-237310호 일본공개특허공보 2011-090925호 일본공개특허공보 2013-105694호
본 발명은, 발광층으로부터 방사된 빛이 격벽을 통과하여, 서로 이웃하는 발광층의 영역으로 누출됨으로써 혼색이 발생하고, 색 재현성 등의 소자 특성을 저하시키는 점이 개선된, 표시 장치 또는 조명 장치 등의 발광 장치, 특히 유기 EL 장치를 제공하는 것을 과제로 한다. 또한, 본 발명은, 공정이 간략화된, 상기 격벽 및 발광 장치의 제조 방법, 그리고 상기 격벽을 형성하기 위해 이용되는 감방사선성 재료를 제공하는 것을 과제로 한다.
본 발명자들은 상기 과제를 해결하기 위해 예의 검토를 행했다. 예를 들면 특허문헌 3에서는, 격벽의 일부가 화소 전극 간을 걸치도록 형성되어 있고, 또한 특허문헌 4에서는 격벽의 높이가 1.0㎛ 이하로 설정되어 있다. 본 발명자들은 이 격벽의 구조를 검토한 결과, 이하의 구성을 채용함으로써 상기 과제를 해결할 수 있는 것을 발견했다. 또한, 격벽의 제조 방법에 대해서 검토하여, 이하의 방법에 의해, 각각의 격벽이 서로 분리되어 있고, 각각의 제1 전극의 주연부를 덮는 복수의 격벽을, 공정을 간략화하여 형성할 수 있는 것을 발견했다. 이상과 같이 하여, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
본 발명은, 예를 들면 이하의 [1]∼[16]에 관한 것이다.
[1] 기판과, 기판 상에 형성된 복수의 제1 전극과, 각각의 제1 전극의 주연부를 덮도록 기판 상에 형성된 격벽과, 격벽에 의해 구획된 영역에 있어서 제1 전극 상에 형성된 발광층과, 각각의 발광층 상에 형성된 제2 전극을 갖고, 격벽의 단면(斷面) 형상이 순(順)테이퍼 형상이고, 격벽의 최대 막두께가 1.1∼10.0㎛이고, 각각의 격벽이 서로 분리되어 있는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
[2] 상기 격벽의 파장 589㎚에서의 굴절률이 1.44∼1.60인 상기 [1]에 기재된 발광 장치.
[3] 상기 격벽의 파장 300∼400㎚에 있어서의 전체 광선 투과율의 최댓값이 10％ 이하인 상기 [1] 또는 [2]에 기재된 발광 장치.
[4] 격벽이, 기판 상의 영역을 발광층을 포함하는 화소마다 구획하고 있는 상기 [1]∼[3] 중 어느 한 항에 기재된 발광 장치.
[5] 각 화소마다 대응하는 컬러 필터를 갖는 상기 [4]에 기재된 발광 장치.
[6] 기판이, 지지 기판과, 각각의 제1 전극에 대응하여 지지 기판 상에 형성된 TFT와, TFT를 피복하는 평탄화층을 갖는 TFT 기판인 상기 [1]∼[5] 중 어느 한 항에 기재된 발광 장치.
[7] 격벽이, 감방사선성 재료로 이루어지는 도막의 패턴화 막인 상기 [1]∼[6] 중 어느 한 항에 기재된 발광 장치.
[8] 감방사선성 재료가, (A) 폴리이미드, 상기 폴리이미드의 전구체, 아크릴 중합체, 폴리실록산, 폴리벤조옥사졸, 상기 폴리벤조옥사졸의 전구체, 폴리올레핀 및, 카도 수지로부터 선택되는 적어도 1종의 중합체와, (B) 감광제를 함유하는 상기 [7]에 기재된 발광 장치.
[9] 감광제(B)가, 광 산 발생제 또는 광 라디칼 중합 개시제인 상기 [8]에 기재된 발광 장치.
[10] 감방사선성 재료가, (C) 페놀 수지를 추가로 함유하는 상기 [8] 또는 [9]에 기재된 발광 장치.
[11] 상기 [1]에 기재된 발광 장치를 제조하는 제조 방법으로서, 기판과, 기판 상에 형성된 제1 전극층을 갖는 구조체의, 상기 제1 전극층 상에, 감방사선성 재료로 이루어지는 도막을 형성하는 공정; 상기 도막에 방사선을 조사하여 현상함으로써, 화소 영역에 대응하는 영역을 덮는 피복층으로서, 각각의 화소 영역에 대응하는 영역을 덮는 피복층이 서로 분리되어 있는 패턴을, 상기 제1 전극층 상에 형성하는 공정, 여기에서 각각의 피복층은, 화소 영역에 있어서의 발광부에 대응하는 영역을 덮는 피복부와, 발광부의 주위부에 대응하는 영역을 덮는 격벽부로 이루어지고, 상기 피복부의 막두께보다도 상기 격벽부의 막두께가 크게 되어 있고; 및 상기 피복층을 마스크로서 이용하여 제1 전극층의 에칭 처리를 행하고, 상기 제1 전극층을 복수의 제1 전극으로 구획하는 공정;을 갖고, 추가로, 상기 에칭 처리 후, 상기 격벽부가 각각의 제1 전극의 주연부를 덮도록 상기 격벽부를 변형시키는 공정; 및 상기 에칭 처리 후, 상기 피복부의 애싱 처리를 행하고, 화소 영역에 있어서의 발광부에 대응하는 영역에 있어서 상기 제1 전극을 노출시키는 공정;의 2공정을 임의의 순서로 갖는 방법에 의해, 상기 격벽을 형성하는 것을 특징으로 하는 발광 장치의 제조 방법.
[12] 기판과, 기판 상에 형성된 제1 전극층을 갖는 구조체의, 상기 제1 전극층 상에, 감방사선성 재료로 이루어지는 도막을 형성하는 공정; 상기 도막에 방사선을 조사하여 현상함으로써, 화소 영역에 대응하는 영역을 덮는 피복층으로서, 각각의 화소 영역에 대응하는 영역을 덮는 피복층이 서로 분리되어 있는 패턴을, 상기 제1 전극층 상에 형성하는 공정, 여기에서 각각의 피복층은, 화소 영역에 있어서의 발광부에 대응하는 영역을 덮는 피복부와, 발광부의 주위부에 대응하는 영역을 덮는 격벽부로 이루어지고, 상기 피복부의 막두께보다도 상기 격벽부의 막두께가 크게 되어 있고; 및 상기 피복층을 마스크로서 이용하여 제1 전극층의 에칭 처리를 행하고, 상기 제1 전극층을 복수의 제1 전극으로 구획하는 공정;을 갖고, 추가로, 상기 에칭 처리 후, 상기 격벽부가 각각의 제1 전극의 주연부를 덮도록 상기 격벽부를 변형시키는 공정; 및 상기 에칭 처리 후, 상기 피복부의 애싱 처리를 행하고, 화소 영역에 있어서의 발광부에 대응하는 영역에 있어서 상기 제1 전극을 노출시키는 공정;의 2공정을 임의의 순서로 갖는 것을 특징으로 하는 격벽의 제조 방법.
[13] 상기 격벽의 최대 막두께가, 1.1∼10.0㎛인 상기 [12]에 기재된 격벽의 제조 방법.
[14] 상기 [1]∼[7] 중 어느 한 항에 기재된 발광 장치가 갖는 상기 격벽을 형성하기 위해 이용되는 감방사선성 재료로서, (A) 폴리이미드, 상기 폴리이미드의 전구체, 아크릴 중합체, 폴리실록산, 폴리벤조옥사졸, 상기 폴리벤조옥사졸의 전구체, 폴리올레핀 및, 카도 수지로부터 선택되는 적어도 1종의 중합체와, (B) 감광제를 함유하는 것을 특징으로 하는 감방사선성 재료.
[15] 감광제(B)가, 광 산 발생제 또는 광 라디칼 중합 개시제인 상기 [14]에 기재된 감방사선성 재료.
[16] (C) 페놀 수지를 추가로 함유하는 상기 [14] 또는 [15]에 기재된 감방사선성 재료.
본 발명에 의하면, 발광층으로부터 방사된 빛이 격벽을 통과하여, 서로 이웃하는 발광층의 영역으로 누출됨으로써 혼색이 발생하고, 색 재현성 등의 소자 특성을 저하시키는 점을 개선할 수 있다. 이에 따라, 상기점이 개선된, 표시 장치 또는 조명 장치 등의 발광 장치, 특히 유기 EL 장치를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 각각의 격벽이 서로 분리되어 있고, 각각의 제1 전극의 주연부를 덮는 복수의 격벽을 제조하는 방법, 상기 방법을 이용한 발광 장치의 제조 방법을 제공할 수 있다. 상기 격벽의 제조 방법은, 공정이 간략화되어 있어, 생산성의 점에서 특히 유리하다.
또한, 본 발명에 의하면, 상기 격벽을 형성하기 위해 이용되는 감방사선성 재료를 제공할 수 있다.
도 1은, 격벽의 구성을 설명하는 단면도이다.
도 2는, 격벽의 구성을 설명하는 상시(上視)도이다.
도 3은, 격벽의 단면 형상으로서 순테이퍼 형상을 설명하는 단면도이다.
도 4는, 제1 전극 간 거리, 격벽 간 거리를 설명하는 단면도이다.
도 5는, 유기 EL 장치의 주요부의 구조의 개략을 나타내는 단면도이다.
도 6은, 유기 EL 장치의 주요부의 구조의 개략을 나타내는 단면도이다.
도 7은, 격벽의 제조 공정을 나타내는 도면이다.
(발명을 실시하기 위한 형태)
본 발명의 발광 장치는, 기판과, 기판 상에 형성된 복수의 제1 전극과, 각각의 제1 전극의 주연부를 덮도록 기판 상에 형성된 격벽과, 격벽에 의해 구획된 영역에 있어서 제1 전극 상에 형성된 발광층과, 각각의 발광층 상에 형성된 제2 전극을 갖고, 격벽의 단면 형상이 순테이퍼 형상이고, 격벽의 최대 막두께가 1.1∼10.0㎛이고, 각각의 격벽이 서로 분리되어 있는 것을 특징으로 한다.
발광 장치로서는, 예를 들면, 표시 장치, 조명 장치를 들 수 있다. 표시 장치로서는, 자발광형 디스플레이, 특히 유기 EL 디스플레이를 들 수 있다. 조명 장치로서는, 예를 들면, 유기 EL 조명을 들 수 있다.
본 발명의 발광 장치에 있어서의 격벽의 단면도의 예를 도 1(A)에 나타낸다. 기판(100) 상에, 복수의 제1 전극(110), 구체적으로는 111∼113과, 복수의 격벽(120), 구체적으로는 121∼123이 형성되어 있다. 격벽(121)은 제1 전극(111)의 단부(주연부)를 덮고, 격벽(122)은 제1 전극(112)의 단부(주연부)를 덮고, 격벽(123)은 제1 전극(113)의 단부(주연부)를 덮어, 각각 제1 전극(111∼113)을 부분적으로 노출시키도록 형성되어 있다.
「각각의 격벽이 서로 분리되어 있다」란, 서로 이웃하는 제1 전극을 걸치도록 하여 격벽이 형성되어 있는 것이 아니라(도 1(B)의 131∼134), 각각의 제1 전극의 단부를 피복하는 각각의 격벽끼리가, 접하거나 또는 일체화하는 일 없이, 서로 떨어져 형성되어 있는 것을 의미한다. 예를 들면, 도 1(A)의 121 및 122가 서로 떨어져 있고, 122 및 123이 서로 떨어져 있다.
본 발명의 발광 장치에서는, 각각의 격벽이 서로 분리되어 있기 때문에, 서로 이웃하는 발광층의 격벽 간에 재질이 상이한 영역이 존재하게 된다. 발광층으로부터 방사상으로 확산하여 방출된 빛의 일부는, 이종(異種) 매체의 경계면을 통과하는 점에서, 격벽을 투과하여 서로 이웃하는 발광층의 영역으로 빛이 진행하는 것을 억제할 수 있다. 즉, 본 발명에서는, 서로 이웃하는 발광층으로부터 발생한 광끼리의 혼색을 효과적으로 방지할 수 있다. 이 때문에, 본 발명의 발광 장치는, 색 재현성의 점에서 우수하다.
본 발명에서는, 서로 이웃하는 격벽끼리가 완전하게 분리되어 있는 것이 바람직하다. 즉, 임의의 제1 전극의 주연부를 피복하는 격벽과, 다른 제1 전극의 주연부를 피복하는 격벽이, 접하거나 또는 일체화하는 일 없이, 모두 분리되어 있는 것이 바람직하다. 이러한 구성에 의하면, 격벽은 양호한 전기 절연성을 필요로 하지 않고, 격벽의 재료로서 선택할 수 있는 감방사선성 재료의 종류를 늘릴 수 있다.
본 발명의 발광 장치에 있어서의 격벽 상시도의 예를 도 2에 나타낸다. 기판(100) 상에 어레이상(狀)으로 배치된 제1 전극(110)(도 2에서는 장방형의 영역)이 형성되어 있고, 각각의 격벽(120)(도 2에서는 사선부)이, 각각의 제1 전극(110)을 부분적으로 노출시키도록, 기판(100) 상과 제1 전극(110)의 주연부 상에 형성되어 있다. 이 제1 전극(110)의 노출부를 「개구부」라고도 한다.
각각의 격벽(120)은 각각의 제1 전극(110)의 주연부를 덮도록, 즉 제1 전극(110)의 주연부 상면 및 측면을 덮도록 형성되어 있고, 서로 이웃하는 제1 전극(110)의 주연부를 덮는 격벽(120)끼리는, 서로 분리(독립)되어 있다. 개구부는, 예를 들면 유기 EL 장치에서는, 1개의 발광 영역(화소)에 대응시킬 수 있다.
격벽은, 제1 전극의 주연부를 덮고, 제1 전극을 부분적으로 노출시키도록 형성되어 있고, 기판 상의 영역을 발광층을 포함하는 발광 영역(화소)마다 구획한다. 격벽은, 제1 전극의 주연부를 모두 덮도록 형성되는 것이 보다 바람직하다.
격벽의 단면 형상은, 순테이퍼 형상이다. 도 3에 나타내는 바와 같이, 「순테이퍼 형상」이란, 격벽(120a)에 있어서 각도 θ1 및 각도 θ2가 90° 미만인 것에 대응한다. θ1은, 격벽(120a)에 있어서 제1 전극(110a)을 노출시키는 경계 부분의 사면(120-1)과 제1 전극면(110-1)이 이루는 각도이다. θ2는, 격벽(120a)에 있어서 기판(100)을 노출시키는 경계 부분의 사면(120-2)과 기판면(100-1)이 이루는 각도이다. 이하, 이들 각도 θ1 및 θ2를 「테이퍼 각도(θ)」라고도 한다. 테이퍼 각도(θ)는, 바람직하게는 80° 이하, 더욱 바람직하게는 5∼60°, 보다 바람직하게는 10∼60°이다. 테이퍼 각도는, 격벽의 수직 단면 형상을 주사형 전자 현미경(SEM)에 의해 관찰함으로써 측정할 수 있다. 테이퍼 각도는, 예를 들면, 후술하는 격벽의 제조 방법에 있어서, 노광량, 현상 시간, 포스트베이킹 온도, 포스트베이킹 시간, 2단계의 온도 조건으로의 포스트베이킹, 현상 후의 2차 노광 등에 의해 조정할 수 있다.
격벽의 단면 형상이 순테이퍼 형상이면, 격벽 형성 후에 발광층 및 제2 전극을 성막하는 경우에서도, 경계 부분에 있어서 이들 막이 매끄럽게 형성되어, 단차에 기인하는 막두께 불균일을 저감시킬 수 있고, 점등 불량이 일어나기 어려운 등의 안정적인 특성을 갖는 발광 장치를 얻을 수 있다.
격벽의 최대 막두께는, 장치의 박막화나 패터닝의 용이성, 격벽의 투과율 및 혼색 방지를 생각하면, 1.1∼10.0㎛이고, 보다 바람직하게는 1.5∼8.0㎛, 더욱 바람직하게는 2.0∼6.0㎛이다. 격벽의 막두께는, 기판면을 기준으로 한다. 격벽의 최대 막두께가 1.1㎛ 미만에서는, 혼색을 충분히 방지할 수 없다. 격벽의 최대 막두께가 10.0㎛를 초과하면, 배선의 단선이나 패시베이션막의 핀홀이 발생하기 쉬워져, 발광 장치에 있어서 점등 불량이 일어나기 쉽다.
격벽의 파장 589㎚에서의 굴절률은, 바람직하게는 1.44∼1.60이고, 보다 바람직하게는 1.44∼1.59, 더욱 바람직하게는 1.44∼1.55이다. 격벽의 굴절률이 상기 범위에 있으면, 발광시의 혼색을 더욱 방지할 수 있고, 발광 불균일을 저감하여, 광 취출 효율을 향상시킬 수 있다. 이 때문에, 본 발명의 발광 장치는, 색 재현성이 우수하고, 발광 불균일이 작고, 또한 소비 전력을 저감할 수 있는 점에서 우수하다. 상기 굴절률은, 25℃에 있어서의 파장 589㎚에서 측정되는 값이다.
격벽의 파장 300∼400㎚에 있어서의 전체 광선 투과율의 최댓값은, 바람직하게는 10％ 이하이고, 보다 바람직하게는 5％ 이하, 더욱 바람직하게는 3％ 이하이다. 전체 광선 투과율은, 예를 들면 분광 광도계를 이용하여 측정할 수 있다. 격벽의 전체 광선 투과율의 최댓값이 상기 범위에 있으면, 발광시의 혼색을 더욱 방지할 수 있다.
격벽의 굴절률 및 전체 광선 투과율은, 예를 들면, 동일한 격벽 재료로 이루어지고, 동일한 막두께를 갖는 층을 기판 상에 형성하고, 당해 층에 대하여 굴절률 및 전체 광선 투과율을 측정함으로써 결정할 수 있다. 이들 조건의 상세는 실시예에 기재한다.
본 발명의 발광 장치에 있어서, 기판면(100-1)에 있어서의 서로 이웃하는 제1 전극끼리의 이간 거리를 A, 기판면(100-1)에 있어서의 서로 이웃하는 격벽끼리의 이간 거리를 B로 한다. 이간 거리(A)는, 바람직하게는 5.0∼50.0㎛, 보다 바람직하게는 5.0∼30.0㎛이다. 이간 거리(B)는, 바람직하게는 0.3∼47.5㎛, 보다 바람직하게는 1.5∼28.5㎛이다. 또한, B/A는 바람직하게는 0.05∼0.95, 보다 바람직하게는 0.30∼0.90, 더욱 바람직하게는 0.60∼0.90이다.
도 4에, 서로 이웃하는 제1 전극(110a, 110b)과, 서로 이웃하는 격벽(120a, 120b)을 나타낸다. 서로 이웃하는 제1 전극끼리의 이간 거리(A)는, 격벽(120a)에 의해 부분적으로 피복된 제1 전극(110a)의 단점(端点)(A1)과, 격벽(120b)에 의해 부분적으로 피복된 제1 전극(110b)의 단점(A2)의 거리이다. 서로 이웃하는 격벽끼리의 이간 거리(B)는, 격벽(120a)의 사면(120-2)과 기판면(100-1)의 교점(B1)과, 격벽(120b)의 사면(120-2)과 기판면(100-1)의 교점(B2)의 거리이다.
이상의, 기판면에 있어서의 서로 이웃하는 제1 전극끼리의 이간 거리, 기판면에 있어서의 서로 이웃하는 격벽끼리의 이간 거리 등 및, 격벽의 막두께에 대해서는, 기판·격벽의 수직 단면 형상을 주사형 전자 현미경(SEM)에 의해 관찰함으로써 측정할 수 있다.
본 발명의 발광 장치에 있어서, 기판은, 예를 들면 박막 트랜지스터(이하 「TFT」라고도 함) 기판이다. TFT 기판은, 지지 기판과, 각각의 제1 전극에 대응하여 지지 기판 상에 형성된 TFT와, TFT를 피복하는 평탄화층을 갖는다. 예를 들면, 제1 전극은, 상기 평탄화층 상에 형성되어 있고, 상기 평탄화층을 관통하는 스루홀에 형성된 배선을 통하여, 상기 TFT와 접속된다.
지지 기판, TFT, 제1 전극, 발광층 및 제2 전극으로서는, 예를 들면, 후술 하는 〔실시 형태〕의 란에 기재한 구체예(지지 기판, TFT, 양극, 유기 발광층 및 음극)를 각각 예시할 수 있다.
본 발명의 발광 장치는, TFT 기판 상에 형성되고, 또한 TFT와 접속된 제1 전극과, 상기 TFT 기판의 면 상을 복수의 영역으로 구획하는 전술의 격벽과, 상기 격벽에 의해 구획된 영역(오목부)에 있어서 제1 전극 상에 형성된 유기 발광층과, 유기 발광층 상에 형성된 제2 전극을 포함하는 유기 EL 소자를 갖는, 유기 EL 장치인 것이 바람직하다.
〔 감방사선성 재료〕
격벽은, 예를 들면, 감방사선성 재료를 이용하여 형성할 수 있고, 상기 재료로 이루어지는 도막의 패턴화 막이다. 감방사선성 재료로는, 노광함으로써 현상액에 대한 용해성이 증대하여, 노광 부분이 제거되는 포지티브형과, 노광함으로써 경화하여, 비노광 부분이 제거되는 네거티브형이 있다. 본 발명에서는, 상기 구조의 격벽을 형성하는 점에서, 포지티브형이 보다 바람직하다.
격벽의 굴절률 및 전체 광선 투과율은, 감방사선성 재료를 구성하는 성분을 적절히 선택함으로써, 상기 범위로 조정할 수 있다. 예를 들면, 상기 재료 중의 불소 원자량 혹은 규소 원자량을 조정하거나, 상기 재료 중의 방향족환의 함유량을 조정하거나, 또는 적절한 굴절률을 갖는 중공 입자 등의 무기 필러를 배합함으로써, 굴절률이 상기 범위에 있는 격벽을 형성할 수 있다. 또한, 예를 들면, 막두께를 조정하거나, 또는 후술하는 페놀 수지(C)를 이용함으로써, 전체 광선 투과율이 상기 범위에 있는 격벽을 형성할 수 있다.
상기 감방사선성 재료는, 이하에 설명하는 중합체(A)와 감광제(B)를 함유하고, 바람직하게는 페놀 수지(C)를 추가로 함유한다. 상기 감방사선성 재료는, 적합 성분으로서, 가교제(D)를 추가로 함유해도 좋다.
[중합체(A)]
중합체(A)는, 후술하는 페놀 수지(C) 이외의, 알칼리 가용성 중합체인 것이 바람직하다. 알칼리 가용성 중합체는, 2.38질량％ 테트라메틸암모늄하이드록사이드 수용액 등의 알칼리 수용액에 용해 또는 팽윤 가능하다.
중합체(A)로서는, 예를 들면, 폴리이미드, 상기 폴리이미드의 전구체, 아크릴 중합체, 폴리실록산, 폴리벤조옥사졸, 상기 폴리벤조옥사졸의 전구체, 폴리올레핀, 카도 수지를 들 수 있다. 폴리이미드의 전구체는, 탈수·환화(이미드화)에 의해 폴리이미드를 생성할 수 있는 중합체이고, 폴리암산 및 그의 에스테르 등을 들 수 있고, 폴리벤조옥사졸의 전구체는, 탈수·환화에 의해 폴리벤조옥사졸을 생성할 수 있는 중합체이다.
이들 중합체 중에서도, 격벽의 굴절률을 상기 범위로 조정하는 관점에서, 폴리이미드, 상기 폴리이미드의 전구체, 아크릴 중합체 및 폴리실록산이 바람직하고, 불소 원자 함유 방향족 폴리이미드, 상기 불소 원자 함유 방향족 폴리이미드의 전구체, 불소 원자 비함유 아크릴 중합체, 불소 원자 함유 아크릴 중합체, 규소 원자 함유 방향족 폴리이미드, 상기 규소 원자 함유 방향족 폴리이미드의 전구체, 규소 원자 비함유 아크릴 중합체, 규소 원자 함유 아크릴 중합체 및 폴리실록산이 보다 바람직하고, 불소 원자 비함유 아크릴 중합체, 불소 원자 함유 아크릴 중합체 및 폴리실록산이 더욱 바람직하다.
중합체(A)의 구체예로서는, 일본특허공보 제5613851호, 일본특허공보 제5181968호에 기재된 중합체를 들 수 있다.
중합체(A)는, 1종 단독으로 사용해도 2종류 이상을 병용해도 좋다.
중합체(A)의 폴리스티렌 환산의 중량 평균 분자량(Mw)은, 겔 투과 크로마토그래피(GPC)법에 의해 측정한 값에 있어서, 3,000∼100,000이 바람직하고, 4,000∼50,000이 보다 바람직하다. Mw가 상기 범위의 하한값 이상이면, 충분한 기계적 특성을 갖는 격벽이 얻어지는 경향이 있다. Mw가 상기 범위의 상한값 이하이면, 용제나 현상액에 대한 중합체(A)의 용해성이 우수한 경향이 있다.
중합체(A)의 함유량은, 감방사선성 재료 중의 전체 고형분 100질량％에 대하여, 10∼80질량％가 바람직하고, 20∼70질량％가 보다 바람직하고, 20∼60질량％가 더욱 바람직하다.
[감광제(B)]
감광제(B)로서는, 예를 들면, 광 산 발생제, 광 라디칼 중합 개시제를 들 수 있다. 감방사선성 재료는, 감광제(B)를 함유함으로써, 감방사선 특성을 발휘할 수 있고, 또한 양호한 방사선 감도를 가질 수 있다.
감광제(B)는, 1종 단독으로 사용해도 2종류 이상을 병용해도 좋다.
감방사선성 재료에 있어서의 감광제(B)의 함유량은, 중합체(A) 100질량부에 대하여, 통상은 5∼100질량부이고, 바람직하게는 10∼65질량부, 보다 바람직하게는 15∼60질량부이다. 감광제(B)의 함유량을 상기 범위로 함으로써, 현상액에 대한 방사선의 조사 부분과 미조사 부분의 용해도의 차이를 크게 하여, 패터닝 성능을 향상시킬 수 있다.
《광 산 발생제 》
광 산 발생제는, 방사선의 조사를 포함하는 처리에 의해 산을 발생하는 화합물이다.
광 산 발생제로서는, 예를 들면, 퀴논디아지드 화합물, 옥심술포네이트 화합물, 오늄염, N-술포닐옥시이미드 화합물, 할로겐 함유 화합물, 디아조메탄 화합물, 술폰 화합물, 술폰산 에스테르 화합물, 카본산 에스테르 화합물을 들 수 있다. 이들 화합물을 이용함으로써, 포지티브형의 감방사선 특성을 발휘하는 재료를 얻을 수 있다. 이들 중에서도, 퀴논디아지드 화합물이 바람직하다.
퀴논디아지드 화합물은, 방사선의 조사 및 알칼리 수용액을 이용한 현상을 포함하는 처리에 의해 카본산을 발생한다. 퀴논디아지드 화합물로서는, 예를 들면, 페놀성 화합물 또는 알코올성 화합물과, 1,2-나프토퀴논디아지드술폰산 할라이드의 축합물을 들 수 있다.
《광 라디칼 중합 개시제 》
감광제(B)로서 광 라디칼 중합 개시제를 이용하고, 가교제(D)로서 중합성 탄소-탄소 이중 결합 함유 화합물을 이용함으로써, 네거티브형의 감방사선 특성을 발휘하는 재료를 얻을 수 있다.
광 라디칼 중합 개시제로서는, 예를 들면, 비이미다졸 화합물, 트리아진 화합물, 벤조페논 화합물, 아실포스핀옥사이드 화합물, 옥심에스테르 화합물, 알킬페논 화합물을 들 수 있다. 이들 중에서도, 옥심에스테르 화합물 및 알킬페논 화합물이 바람직하다.
옥심에스테르 화합물로서는, 예를 들면, 1,2-옥탄디온-1-[4-(페닐티오)-2-(O-벤조일옥심)], 에탄온-1-[9-에틸-6-(2-메틸벤조일)-9H-카르바졸-3-일]-1-(O-아세틸옥심)을 들 수 있다. 알킬페논 화합물로서는, 예를 들면, 2-메틸-1-(4-메틸티오페닐)-2-모르폴리노프로판-1-온, 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)-부탄온-1,2-(디메틸아미노)-2-[(4-메틸페닐)메틸]-1-[4-(4-모르폴리닐)페닐]-1-부탄온을 들 수 있다.
[페놀 수지(C)]
페놀 수지(C)로서는, 페놀류와 알데히드류를, 산 촉매의 존재하에서 부가 축합시킴으로써 얻어지는 노볼락 수지 및, 페놀류와 알데히드류를, 염기 촉매의 존재하에서 부가 축합시킴으로써 얻어지는 레졸 수지가 있다.
수지(C)는, 열을 가함으로써 발색하는 물질이다. 후술하는 격벽의 제조 방법에 있어서, 노광 전은 수지(C)를 포함하는 감방사선성 재료로 형성된 도막 자체는 파장 300∼400㎚에 있어서 차광성이 낮지만, 노광 및 현상 후의 가열에 의해 수지(C)가 케토화하여, 얻어진 격벽은 상기 파장에 있어서 높은 차광성을 갖는, 즉 전체 광선 투과율이 작아지는 것으로 추정된다. 이러한 수지(C)를 이용함으로써, 감방사선성 재료에 있어서, 차광성 부여와 알칼리 현상성을 양립할 수 있다.
예를 들면, 프리베이킹시의 가열 온도인 60∼130℃ 정도에서는 상기 차광성을 부여하지 않고, 포스트베이킹시의 가열 온도인 130℃를 초과하여 300℃ 이하 정도에서 상기 차광성을 부여할 수 있다.
페놀류로서는, 예를 들면, 페놀, 모노하이드록시나프탈렌, 디하이드록시나프탈렌, 모노하이드록시안트라센, 디하이드록시안트라센, 트리하이드록시안트라센, 이들의 알킬 치환체를 들 수 있다. 알데히드류로서는, 예를 들면, 포름알데히드, 파라포름알데히드, 아세트알데히드, 벤즈알데히드, 테레프탈알데히드를 들 수 있다.
수지(C)로서는, 양호한 알칼리 가용성(현상성)을 갖는 점에서, 노볼락 수지가 바람직하다. 감방사선성 재료에 알칼리 가용성의 노볼락 수지를 함유시킴으로써, 해상성이 양호한 감방사선성 재료를 얻을 수 있다.
노볼락 수지의 바람직한 구체예로서는, 페놀/포름알데히드 축합 노볼락 수지, 크레졸/포름알데히드 축합 노볼락 수지, 나프톨/포름알데히드 축합 노볼락 수지를 들 수 있다.
수지(C)의 폴리스티렌 환산의 중량 평균 분자량(Mw)은, 겔 투과 크로마토그래피(GPC)법에 의해 측정한 값에 있어서, 통상은 100∼50,000이고, 바람직하게는 150∼10,000, 보다 바람직하게는 500∼6,000이다. Mw가 상기 범위에 있는 수지(C)는, 차광성 및 해상성의 점에서 바람직하다. 예를 들면 노볼락 수지의 상기 Mw는, 바람직하게는 500∼50,000이고, 보다 바람직하게는 700∼5,000이고, 더욱 바람직하게는 800∼3,000이다.
수지(C)는, 1종 단독으로 사용해도 2종류 이상을 병용해도 좋다.
감방사선성 재료에 있어서, 수지(C)의 함유량은, 중합체(A) 100질량부에 대하여, 통상은 2∼200질량부이고, 바람직하게는 10∼160질량부이다. 수지(C)의 함유량이 상기 범위의 하한값 이상이면, 수지(C)에 기초하는 차광성 및 현상성 부여의 효과가 발휘되기 쉽다. 수지(C)의 함유량이 상기 범위의 상한값 이하이면, 격벽의 내열성의 저하가 일어날 우려가 작다.
[가교제(D)]
가교제(D)는, 가교성 관능기를 갖는 화합물이다. 가교제(D)로서는, 예를 들면, 1분자 중에 2개 이상의 가교성 관능기를 갖는 화합물을 들 수 있다. 가교제(D)를 이용하면, 격벽의 내열성 및 절연성을 향상시킬 수 있다. 가교제(D)로서는, 예를 들면, 옥세탄 화합물, 알콕시알킬 화합물, 중합성 탄소-탄소 이중 결합 함유 화합물, 에폭시 화합물, 멜라민 화합물, 벤조구아나민 화합물을 들 수 있다.
옥세탄 화합물로서는, 예를 들면, 4,4-비스[(3-에틸-3-옥세타닐)메틸]비페닐, 3,7-비스(3-옥세타닐)-5-옥사노난, 3,3'-〔1,3-(2-메틸레닐)프로판디일비스(옥시메틸렌)〕비스(3-에틸옥세탄), 1,4-비스〔(3-에틸-3-옥세타닐)메톡시메틸〕벤젠을 들 수 있다.
중합성 탄소-탄소 이중 결합 함유 화합물로서는, 예를 들면, 다관능 (메타) 아크릴레이트를 들 수 있고, 구체적으로는, 트리메틸올프로판트리(메타)아크릴레이트, 디트리메틸올프로판테트라(메타)아크릴레이트, 글리세린트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨테트라(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨펜타(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨헥사(메타)아크릴레이트를 들 수 있다.
가교제(D)는, 1종 단독으로 사용해도 2종류 이상을 병용해도 좋다.
감방사선성 재료에 있어서, 가교제(D)의 함유량은, 중합체(A) 100질량부에 대하여, 통상은 1∼210질량부이고, 바람직하게는 4∼160질량부, 보다 바람직하게는 10∼150질량부이다. 가교제(D)의 함유량이 상기 범위이면, 격벽의 내열성 및 절연성이 향상하는 경향이 있다.
[그 외의 임의 성분]
감방사선성 재료는, 상기 성분에 더하여, 본 발명의 효과를 해치지 않는 범위에서, 필요에 따라 밀착 조제(E), 계면 활성제(F) 등의 그 외의 임의 성분을 함유해도 좋다. 그 외의 임의 성분은, 1종 단독으로 사용해도 2종 이상을 병용해도 좋다.
<밀착 조제(E)>
밀착 조제(E)는, 기판 등의 막 형성 대상물과 격벽의 접착성을 향상시키는 성분이다. 밀착 조제(E)는, 특히 무기물의 기판과 격벽의 접착성을 향상시키기 위해 유용하다. 밀착 조제(E)로서는, 예를 들면, 실란 커플링제를 들 수 있고, 일본공개특허공보 2012-256023호, 일본공개특허공보 2013-242511호 및 일본공개특허공보 2014-080578호에 기재된 구체예를 들 수 있다.
감방사선성 재료에 있어서의 밀착 조제(E)의 함유량은, 중합체(A) 100질량부에 대하여, 바람직하게는 20질량부 이하, 보다 바람직하게는 0.01∼20질량부이다. 밀착 조제(E)의 함유량을 상기 범위로 함으로써, 형성되는 격벽과 기판의 밀착성이 보다 개선된다.
<계면 활성제(F)>
계면 활성제(F)는, 감방사선성 재료의 도막 형성성을 높이는 성분이다. 감방사선성 재료는, 계면 활성제(F)를 함유함으로써, 도막의 표면 평활성을 향상할 수 있고, 그 결과, 격벽의 막두께 균일성을 보다 향상할 수 있다. 계면 활성제(F)로서는, 예를 들면, 불소계 계면 활성제, 실리콘계 계면 활성제를 들 수 있고, 일본공개특허공보 2003-015278호 및 일본공개특허공보 2013-231869호에 기재된 구체예를 들 수 있다.
감방사선성 재료에 있어서의 계면 활성제(F)의 함유량은, 중합체(A) 100질량부에 대하여, 바람직하게는 20질량부 이하, 보다 바람직하게는 0.01∼15질량부, 더욱 바람직하게는 0.05∼10질량부이다. 계면 활성제(F)의 함유량을 상기 범위로 함으로써, 형성되는 도막의 막두께 균일성을 보다 향상할 수 있다.
<그 외 첨가제>
그 외 첨가제로서는, 예를 들면, 일본공개특허공보 2000-109739호, 일본공개특허공보 2007-332255호, 일본공개특허공보 2007-284546호, 일본공개특허공보 2008-242076호, 일본공개특허공보 2008-214495호, 일본공개특허공보 2010-95695호, 일본공개특허공보 2012-198527호, 일본공개특허공보 2013-216737호 및 일본공개특허공보 2014-062195호에 기재된 각종 첨가제의 구체예를 들 수 있다.
[용제]
용제는, 감방사선성 재료를 액상으로 하기 위해 사용할 수 있다.
용제로서는, 예를 들면, 디에틸렌글리콜모노알킬에테르, 디에틸렌글리콜디알킬에테르, 에틸렌글리콜모노알킬에테르, 에틸렌글리콜모노알킬에테르아세테이트, 디에틸렌글리콜모노알킬에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노알킬에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노알킬에테르, 프로필렌글리콜모노알킬에테르프로피오네이트, 트리에틸렌글리콜디알킬에테르, 하이드록시기 함유 케톤, 환상 에테르 또는 환상 에스테르 및, 아미드계 용제를 들 수 있다.
이들 중에서도, 디에틸렌글리콜디알킬에테르, 프로필렌글리콜모노알킬에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노알킬에테르, 하이드록시기 함유 케톤 및 환상 에테르 또는 환상 에스테르가 바람직하고, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 디에틸렌글리콜에틸메틸에테르, 디아세톤알코올, γ-부티로락톤이 특히 바람직하다.
용제는, 1종 단독으로 사용해도 2종 이상을 병용해도 좋다.
감방사선성 재료에 있어서, 용제의 함유량은, 당해 재료의 고형분 농도가 통상은 5∼60질량％, 바람직하게는 10∼50질량％, 보다 바람직하게는 15∼40질량％가 되는 양이다. 여기에서 고형분이란, 용제 이외의 전체 성분을 말한다.
[ 감방사선성 재료의 조제 방법]
감방사선성 재료는, 예를 들면 용제에, 중합체(A), 감광제(B) 등의 성분, 그 외의 임의 성분을 혼합함으로써 조제할 수 있다. 또한, 이물을 제거하기 위해, 각 성분을 균일하게 혼합한 후, 얻어진 혼합물을 필터 등으로 여과해도 좋다.
〔 감방사선성 재료를 이용한 격벽의 제조 방법 및 발광 장치의 제조 방법〕
서로 분리된 복수의 격벽은, 전술한 감방사선성 재료를 이용하여, 복수의 제1 전극이 형성된 기판 상에 도막을 형성하는 공정, 상기 도막의 적어도 일부에 방사선을 조사하여 현상하는 공정 및, 상기 현상된 도막을 가열하는 공정을 갖는 방법(이하 「제1 방법」이라고 함)에 의해, 제조할 수 있다.
또한, 서로 분리된 복수의 격벽은, 기판과, 기판 상에 형성된 제1 전극층을 갖는 구조체의, 상기 제1 전극층 상에, 감방사선성 재료로 이루어지는 도막을 형성하는 공정, 상기 도막에 방사선을 조사하여 현상함으로써 패턴화 피복층을 상기 제1 전극층 상에 형성하는 공정, 상기 피복층을 마스크로서 이용하여 제1 전극층의 에칭 처리를 행하고, 상기 제1 전극층을 복수의 제1 전극으로 구획하는 공정, 상기 에칭 처리 후, 상기 격벽부가 각각의 제1 전극의 주연부를 덮도록 상기 격벽부를 변형시키는 공정 및, 상기 에칭 처리 후, 상기 피복부의 애싱 처리를 행하고, 상기 제1 전극을 노출시키는 공정을 갖는 방법(이하 「제2 방법」이라고도 함)에 의해, 제조할 수도 있다. 제2 방법에 있어서, 상기 격벽부의 변형 처리를 행하는 공정 및, 상기 피복부에 대한 애싱 처리를 행하는 공정은, 어떤 순서로 행해도 좋다.
상기 격벽의 형성 방법에 의하면, 경계 부분이 순테이퍼 형상이고, 각 화소를 구획하는 서로 분리되어 있는 격벽을, 기판 상에 형성된 제1 전극의 주연부 상에 형성할 수 있다. 또한, 상기 재료는 감방사선성이 우수한 점에서, 당해 특성을 이용한 노광, 현상, 가열에 의해 패턴을 형성함으로써, 용이하게 미세하고 정교한 패턴을 갖는 격벽을 형성할 수 있다.
특히 제2 방법에서는, 제1 전극을 구획 형성하기 위한 레지스트가, 혼색 방지를 위한 격벽으로서 기능하게 되기 때문에, 공정의 간략화의 점, 예를 들면 제1 전극을 형성하기 위한 포토리소 공정과 격벽을 형성하기 위한 포토리소 공정을 겸할 수 있기 때문에, 1공정분의 레지스트 도포·노광·현상 공정·포토마스크 매수·레지스트 박리 공정을 삭감할 수 있는 점에서 바람직하다.
제1 전극 및 제1 전극층을 형성하는 도전성 재료로서는, 후술하는 양극으로서 기재한 재료를 들 수 있다. 제1 전극 및 제1 전극층의 막두께로서는, 20∼500㎚가 바람직하다.
우선, 감방사선성 재료를 복수의 제1 전극이 형성된 기판 또는 제1 전극층 상에 도포하여, 도막을 형성한다. 제1 방법에서는, 패터닝된, 복수의 제1 전극이 형성된 기판을 이용한다. 제2 방법에서는, 패터닝되어 있지 않은, 전체면에 제1 전극층이 형성된 기판을 이용한다(도 7(A)(B)). 도막 형성시에는, 바람직하게는 프리베이킹을 행함으로써 용제를 제거한다. 상기 도막의 막두께로서는, 프리베이킹 후의 값으로서, 바람직하게는 1.1∼12.0㎛, 보다 바람직하게는 1.5∼10.0㎛, 더욱 바람직하게는 2.0∼8.0㎛로 할 수 있다.
기판으로서는, 예를 들면, 수지 기판, 유리 기판, 실리콘 웨이퍼를 들 수 있다. 기판으로서는 또한, 제조 도중의 유기 EL 소자에 있어서, 예를 들면 TFT나 그의 배선이 형성된 TFT 기판을 들 수 있다.
프리베이킹의 조건으로서는, 감방사선성 재료의 조성 등에 따라서도 상이하지만, 예를 들면, 가열 온도가 60∼130℃, 가열 시간이 30초 간∼15분 간 정도로 된다. 프리베이킹은, 감방사선성 재료가 수지(C)를 함유하는 경우, 수지(C)에 기초하는 차광성이 도막에 부여되지 않는 온도로 행하는 것이 바람직하다.
제1 방법에서는, 다음으로, 상기 형성된 도막에, 기판 상의 영역을 화소마다 구획하는 각각의 격벽이 현상에 의해 서로 분리되도록, 소정의 패턴을 갖는 마스크를 통하여, 방사선을 조사한다. 제2 방법에서는, 다음으로, 상기 형성된 도막에, 적어도 2단계의 두께를 갖는 소망하는 패턴화 피복층이 현상에 의해 얻어지도록, 다계조 마스크(하프톤 노광부를 포함하는 소정의 패턴을 갖는 마스크)를 통하여, 방사선을 조사한다.
이 때에 이용되는 방사선으로서는, 예를 들면, 가시광선, 자외선, 원자외선, X선, 하전 입자선을 들 수 있다. 가시광선으로서는, 예를 들면, g선(파장 436㎚), h선(파장 405㎚)을 들 수 있다. 자외선으로서는, 예를 들면, i선(파장 365㎚)을 들 수 있다. 이들 방사선 중에서도, 가시광선 및 자외선이 바람직하고, 가시광선 및 자외선 중에서도 g선 및/또는 i선을 포함하는 방사선이 특히 바람직하다. i선을 포함하는 방사선을 이용하는 경우, 노광량으로서는, 3000mJ/㎠ 이하가 바람직하고, 20∼2000mJ/㎠가 보다 바람직하다.
다음으로, 방사선을 조사한 상기 도막의 현상을 행한다. 이에 따라, 예를 들면, 포지티브형의 감방사선성 재료를 이용한 경우는 방사선의 조사 부분을 제거하고, 네거티브형의 감방사선성 재료를 이용한 경우는 방사선의 비조사 부분을 제거하여, 제1 방법에서는 소망하는 격벽 패턴을, 제2 방법에서는 소망하는 패턴화 피복층을 형성할 수 있다. 본 발명에서는, 상기 구조의 격벽 패턴 및 패턴화 피복층을 형성하는 점에서, 포지티브형이 보다 바람직하다.
제2 방법에서는, 특히, 화소 영역에 대응하는 영역을 덮는 피복층으로서, 각각의 화소 영역에 대응하는 영역을 덮는 피복층이 서로 분리되어 있는 패턴(패턴화 피복층)을, 상기 제1 전극층 상에 형성한다(도 7(C)). 도 7(C)에 나타내는 바와 같이, 여기에서 각각의 피복층(7b)은, 화소 영역에 있어서의 발광부에 대응하는 영역의 제1 전극층을 덮는 피복부(7b2)와, 발광부의 주위부에 대응하는 영역의 제1 전극층을 덮는 격벽부(7b1)로 이루어지고, 상기 피복부(7b2)의 막두께보다도 상기 격벽부(7b1)의 막두께가 크게 되어 있다. 후술하는 애싱 처리에 의해 막두께가 감소하는 것을 고려하여, 격벽부(7b1)의 막두께는, 최종적으로 얻어지는 격벽의 막두께보다도 크게 설정하는 것이 바람직하다.
현상 처리에 이용되는 현상액으로서는, 알칼리 수용액이 바람직하다. 알칼리 수용액에 포함되는 알칼리성 화합물로서는, 예를 들면, 테트라메틸암모늄하이드록사이드 등의 일본공개특허공보 2012-088459호의 단락 [0240]에 기재된 화합물을 들 수 있다. 알칼리 수용액에 있어서의 알칼리성 화합물의 농도로서는, 적당한 현상성을 얻는 관점에서, 0.1∼5질량％가 바람직하다.
현상 방법으로서는, 예를 들면, 퍼들법, 딥핑법, 요동 침지법, 샤워법을 들 수 있다. 현상 시간은, 감방사선성 재료의 조성에 따라 상이하지만, 통상 10∼180초 간 정도이다. 이러한 현상 처리에 이어, 예를 들면 유수 세정을 30∼90초 간 행한 후, 예를 들면 압축 공기나 압축 질소로 풍건시킴으로써, 소망하는 패턴을 형성할 수 있다.
제2 방법에서는, 다음으로, 상기 패턴화 피복층을 마스크로서 이용하여 제1 전극층의 에칭 처리를 행하고, 상기 제1 전극층을 복수의 제1 전극으로 구획한다(도 7(D)).
에칭 처리의 방법으로서는, 산 수용액을 이용한 웨트 에칭이 바람직하지만, 진공 챔버 내에서 플라즈마를 이용한 드라이 에칭이라도 좋다. 산 수용액으로서는, 예를 들면, 5질량％ 옥살산 수용액; 인산, 질산, 염산, 황산 등의 산을 2종 이상 포함하는 혼산(混酸)의 수용액을 들 수 있다.
에칭 처리시에는, 표면 상에 피복층이 존재하지 않는, 노출된 제1 전극층을 에칭한다. 여기에서, 당해 부분의 제1 전극층이 소실된 후에도 추가로 에칭을 계속함으로써, 피복층(구체적으로는 격벽부)하의 제1 전극층의 일부를 에칭하는 오버 에칭을 행해도 좋다(도 7(D)). 이에 따라, 제1 전극의 주연부 상의 외측으로 격벽부가 돌출된 「오버행」 형상을 형성하여, 다음 공정에서의 격벽부의 변형 및 제1 전극 주연부의 피복을 보다 행하기 쉽게 할 수 있다. 특히, 전술한 이간 거리의 비 B/A가 0.60 이상인 제1 전극 및 격벽을 형성하는 경우에, 상기 방법은 바람직하다.
제1 방법에서는, 다음으로, 도막에 대한 가열 처리(포스트베이킹 처리)를 행함으로써 격벽을 얻는다. 제2 방법에서는, 다음으로, 상기 격벽부를 예를 들면 멜트 플로우시켜, 상기 격벽부가 각각의 제1 전극의 주연부를 덮도록, 즉 제1 전극의 주연부 상면 및 측면을 덮도록 상기 격벽부를 변형시킨다(도 7(E)). 제2 방법에서는, 이와 같이 하여, 발광부에 대응하는 영역의 제1 전극 상에 형성된 피복부와, 제1 전극의 주연부 상 및 제1 전극 주위의 기판 상에 형성된 격벽부라는, 적어도 2단계의 두께를 가진 피복층(7c)을 얻는다.
제1 및 제2 방법에 있어서, 상기 가열 처리 및 변형 처리에는, 핫 플레이트, 오븐 등의 가열 장치를 이용할 수 있다. 상기 가열 처리 및 변형 처리에 있어서의 가열 온도는, 예를 들면, 130℃를 초과하여 300℃ 이하이고, 180℃를 초과하여 280℃ 이하가 바람직하고, 가열 시간은, 가열 기기의 종류에 따라 상이하지만, 예를 들면, 5분 간∼90분 간이다. 감방사선성 재료가 페놀 수지(C)를 함유하는 경우, 상기 온도 범위의 가열 처리 및 변형 처리에 의해, 전술한 차광성을 격벽에 부여할 수 있다.
제2 방법에서는, 다음으로, 상기 피복부의 애싱 처리를 행한다(도 7(F)). 예를 들면, 진공 챔버 내에 기판을 두고, 산소 플라즈마를 진공 챔버 내에 발생시켜, 애싱 처리에 의해 적어도 2단계의 두께를 갖는 피복층의, 두께가 얇은 부분인 피복부를 제거한다. 이와 같이 하여, 화소 영역에 있어서의 발광부에 대응하는 영역에 있어서 상기 제1 전극을 노출시킴과 함께, 노출시킨 각각의 상기 제1 전극의 주연부를 덮는 격벽을 형성한다. 여기에서 각각의 격벽은 서로 분리되어 있다. 또한, 제2 방법에서는, 애싱 처리 후에, 상기 변형 처리를 행해도 좋다.
이와 같이 하여, 목적으로 하는 패턴의 격벽을 기판 상에 형성할 수 있다.
본 발명의 발광 장치의 제조 방법에서는, 상기 격벽의 제조 방법을 이용함으로써, 전술한 형상을 갖는 격벽을 형성한다.
〔실시 형태〕
이하에서는, 본 발명의 발광 장치를 도면에 기초하여 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들 실시 형태에 한정되지 않는다.
[실시 형태 1]
도 5는, 본 발명에 따른 유기 EL 표시 또는 조명 장치(이하, 간단히 「유기 EL 장치」라고도 함)의, 일 실시 형태에 있어서의 주요부의 구조를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 5의 유기 EL 장치(1)는, 매트릭스 형상으로 형성된 복수의 화소를 갖는 액티브 매트릭스형의 유기 EL 장치이다. 이 유기 EL 장치(1)는, 톱 에미션형, 보텀 에미션형 중 어느 것이라도 좋다. 각 부재를 구성하는 재료의 성질, 예를 들면 투명성은, 톱 에미션형, 보텀 에미션형에 따라서 적절히 선택된다.
유기 EL 장치(1)는, 지지 기판(2), TFT(3), 절연층(4), 제1 전극으로서의 양극(5), 스루홀(6), 격벽(7), 유기 발광층(8), 제2 전극으로서의 음극(9), 패시베이션막(10) 및 봉지 기판(11)을 구비한다.
지지 기판(2)은, 절연 재료로 형성되어 있다. 절연 재료로서는, 예를 들면, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리이미드 등의 투명 수지, 무알칼리 유리 등의 유리 재료를 들 수 있다.
TFT(3)는, 각 화소 부분의 액티브 소자이고, 지지 기판(2) 상에 형성되어 있다. 이 TFT(3)는, 게이트 전극, 게이트 절연막, 반도체층, 소스 전극 및 드레인 전극을 구비하고 있다.
절연층(4)은, TFT(3)의 표면 요철을 평탄화하는 역할을 다하는 평탄화층이다. 절연층(4)은, TFT(3)의 전체를 피복하도록 형성되어 있다. 절연층(4)의 막두께는, 통상은 0.1∼10.0㎛이다.
양극(5)은, 화소 전극을 이룬다. 양극(5)은, 도전성 재료에 의해 절연층(4) 상에 형성되어 있다. 도전성 재료로서는, 예를 들면, ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), 산화 주석; Al(알루미늄), APC 합금(은, 팔라듐, 구리의 합금), ARA(은, 루비듐, 금의 합금), MoCr(몰리브덴과 크롬의 합금), NiCr(니켈과 크롬의 합금), 또한 이들 금속과 투명성이 높은 전극(예: ITO)의 적층막을 들 수 있다. 양극(5)의 막두께로서는, 20∼500㎚가 바람직하다.
스루홀(6)은, 양극(5)과 TFT(3)의 드레인 전극을 접속하기 위해 형성된다. 스루홀(6)에 형성된 배선에 의해, 양극(5)과 TFT(3)의 드레인 전극이 접속된다.
격벽(7)은, 양극(5)의 주연부를 피복하도록 형성되어 있고, 유기 발광층(8)의 배치 영역을 규정하는 오목부(70)를 획정하고 있다. 격벽(7)은, 양극(5)의 주연부를 덮는 한편으로 양극(5)의 일부를 노출시키도록 형성되어 있다. 각 화소마다의 격벽(7)은, 서로 분리하여 형성되어 있다. 격벽(7)은, 전술한 〔감방사선성 재료를 이용한 격벽의 제조 방법〕 등에 의해 형성할 수 있고, 예를 들면 제2 방법에 의해, 양극(5)과 격벽(7)을 단일의 마스크를 이용한 공정에 의해 패터닝할 수도 있다.
유기 발광층(8)은, 전계가 인가되어 발광한다. 유기 발광층(8)은, 전계 발광하는 유기 발광 재료를 포함하는 층이다. 유기 발광층(8)은, 격벽(7)에 의해 규정되는 영역, 즉 오목부(70)에 잉크젯법 및 증착법 등의 방법에 의해 형성되어 있다. 이와 같이, 오목부(70)에 유기 발광층(8)을 형성함으로써, 유기 발광층(8)이 격벽에 의해 포위되고, 서로 이웃하는 복수의 화소끼리를 구획할 수 있다. 유기 발광층(8)은, 격벽(7)의 오목부(70)에서 양극(5) 상에 형성되어 있다. 유기 발광층(8)의 막두께로서는, 20∼500㎚가 바람직하다.
또한, 양극(5)과 유기 발광층(8)의 사이에 정공 주입층 및/또는 정공 수송층이 배치되어 있어도 좋고, 유기 발광층(8)과 음극(9)의 사이에 전자 수송층 및/또는 전자 주입층이 배치되어 있어도 좋다.
음극(9)은, 복수의 화소를 공통으로 덮어 형성되어, 유기 EL 장치(1)의 공통 전극을 이룬다. 음극(9)으로서는, 예를 들면, ITO 전극이나 IZO 전극; 바륨(Ba), 산화 바륨(BaO), 알루미늄(Al) 및 Al을 포함하는 합금으로 이루어지는 전극을 들 수 있다. 음극(9)의 막두께로서는, 20∼500㎚가 바람직하다.
패시베이션막(10)은, 유기 EL 소자 내로의 수분이나 산소의 침수를 억제한다. 패시베이션막(10)은, 음극(9) 상에 형성되어 있다.
봉지 기판(11)은, 유기 발광층(8)이 배치된 주면(主面)(TFT 기판에 있어서 지지 기판(2)과는 반대측의 면)을 봉지한다. 봉지 기판(11)으로서는, 무알칼리 유리 기판 등의 유리 기판을 들 수 있다. 유기 발광층(8)이 배치된 주면은, TFT 기판의 외주 단부 부근에 도포된 시일제를 이용하여, 봉지층(12)을 통해, 봉지 기판(11)에 의해 봉지하는 것이 바람직하다. 봉지층(12)은, 예를 들면, 건조된 질소 가스 등의 불활성 가스로 이루어지는 층, 또는 접착제 등의 충전 재료로 이루어지는 층이다.
[실시 형태 2]
실시 형태 1에서는, 컬러 필터(13)를 형성하지 않고, 예를 들면 적녹청 등의 각 색을 화소마다 나누어 칠하여, 오목부(70)에 적녹청의 각 색 화소가 형성되어 있다. 도 6에 나타내는 실시 형태 2에서는, 톱 에미션형이고, 오목부(70)에 백색광을 방사하는 화소가 형성되어 있고, 그의 상방, 예를 들면 봉지 기판(11)하에, 상기 화소마다 대응하는, 적녹청 등의 각 색 컬러 필터(13)가 배치되어 있고, 각 필터(13)간에는 블랙 매트릭스(14)가 형성되어 있어도 좋다. 도 6에는 톱 에미션형을 나타냈지만, 보텀 에미션형이며, 오목부(70)에 백색광을 방사하는 화소가 형성되어 있고, 그의 하방, 예를 들면 절연층(4) 하에, 컬러 필터(13)가 배치되어 있는 형태라도 좋다. 상기 화소로부터 방사된 백색광은, 대응하는 상기 컬러 필터(13)에 의해 투과 선택된 색 빛이 되어, 봉지 기판을 투과한다.
실시예
이하, 본 발명을 실시예에 기초하여 더욱 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 한정되지 않는다. 이하의 실시예 등의 기재에 있어서, 특별히 언급하지 않는 한, 「부」는 「질량부」를 나타낸다.
[ GPC 분석]
중합체(A) 및 수지(C)의 중량 평균 분자량(Mw)은, 겔 투과 크로마토그래피(GPC)법에 의해, 이하의 조건으로 측정했다.
·표준 물질: 폴리스티렌 환산
·장치: 토소(주) 제조, 상품명: HLC-8020
·컬럼: 토소(주) 제조 가드 컬럼 HXL-H, TSK gel G7000HXL, TSK gel GMHXL 2개, TSK gel G2000HXL을 순차 연결한 것
·용매: 테트라하이드로푸란
·샘플 농도: 0.7질량％
·주입량: 70㎕
·유속: 1mL/min
<중합체(A)의 합성>
[ 합성예 A1] 중합체 (A-1)의 합성(폴리이미드)
일본특허공보 제5613851호의 합성예 A1과 동일하게 하여, 2,2'-비스(3-아미노-4-하이드록시페닐)헥사플루오로프로판, 4,4'-옥시디프탈산 2무수물 및 무수 말레산으로부터 폴리이미드(중합체 (A-1))를 얻었다. 얻어진 중합체 (A-1)의 Mw는 8,000이었다.
[ 합성예 A2] 중합체 (A-2)의 합성(아크릴 중합체)
일본특허공보 제5613851호의 합성예 A2와 동일하게 하여, 메타크릴산, 디사이클로펜타닐메타크릴레이트 및 3-에틸-3-메타크릴로일옥시메틸옥세탄으로부터 아크릴 중합체(중합체 (A-2))를 얻었다. 얻어진 중합체 (A-2)의 중량 평균 분자량(Mw)은 10,000이었다.
[ 합성예 A3] 중합체 (A-3)의 합성(불소 원자 함유 아크릴 중합체)
모노머로서 2-메타크릴로일옥시에틸숙신산 15.0g, 디사이클로펜타닐메타크릴레이트 30.0g, 2,2,2-트리플루오로에틸아크릴레이트 20.0g 및 3,4-에폭시사이클로헥실메틸메타크릴레이트 30.0g을 이용한 것 이외에는 합성예 A2와 동일하게 행했다. 얻어진 중합체 (A-3)의 중량 평균 분자량(Mw)은 15,000이었다.
[ 합성예 A4] 중합체(A-4)의 합성( 폴리실록산 )
일본공개특허공보 2007-206303호의 합성예 2와 동일하게 하여, 메틸트리메톡시실란, 페닐트리메톡시실란 및 2-(3,4-에폭시사이클로헥실)에틸트리메톡시실란으로부터 폴리실록산(중합체 (A-4))을 얻었다. 얻어진 중합체 (A-4)의 중량 평균 분자량(Mw)은 5,000이었다.
< 감방사선성 재료의 조제>
감방사선성 재료의 조제에 이용한 그 이외의 성분은, 하기와 같다.
감광제(B)
B-1: 4,4'-[1-[4-[1-[4-하이드록시페닐]-1-메틸에틸]페닐]에틸리덴]비스페놀(1.0몰)과 1,2-나프토퀴논디아지드-5-술폰산 클로라이드(2.0몰)의 축합물(도요고세고교(주))
B-2: 2-(디메틸아미노)-2-[(4-메틸페닐)메틸]-1-[4-(4-모르폴리닐)페닐]-1-부탄온(BASF 제조의 「IRG-379 EG」)
페놀 수지(C)
C-1: 1-나프톨/포름알데히드 축합 노볼락 수지(Mw＝2,000, 일본특허공보 제5613851호의 합성예 C1로 얻어진 노볼락 수지)
가교제 (D)
D-1: 4,4-비스[(3-에틸-3-옥세타닐)메틸]비페닐(우베고산(주) 제조의 「OXBP」)
D-2: 알콕시알킬 화합물(군에이가가쿠고교(주) 제조의 「C-357」)
D-3: 디펜타에리트리톨펜타아크릴레이트/디펜타에리트리톨헥사아크릴레이트(도아고세(주) 제조의 「M-405」)
밀착 조제(E)
E-1: N-페닐-3-아미노프로필트리메톡시실란
(신에츠가가쿠고교(주) 제조의 「KBM-573」)
계면 활성제(F)
F-1: 실리콘계 계면 활성제
(토레·다우코닝(주) 제조의 「SH 8400」)
용제
BL: γ-부티로락톤,
PGMEA: 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트
PGME: 프로필렌글리콜모노메틸에테르
DAA: 디아세톤알코올
[ 조제예 1]
중합체 (A1) 25부, (B-1) 10부, (C-1) 40부, (D-1) 15부, (D-2) 5부, (E-1) 4부, (F-1) 1부 및, 용제를 혼합하여, 고형분 농도가 25질량％가 되도록 함과 함께, 구경 0.2㎛의 멤브레인 필터로 여과하여, 표 1에 기재된 조성을 갖는 포지티브형 재료 1을 조제했다.
[ 조제예 2∼6]
표 1에 나타내는 종류 및 배합량의 각 성분을 이용한 것 이외에는 조제예 1과 동일하게 하여, 표 1에 기재된 조성을 갖는 포지티브형 재료 2∼4 및 네거티브형 재료 5∼6을 조제했다.
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[ 실시예 및 비교예 ]
조제예 1∼6의 감방사선성 재료 1∼6(포지티브형 재료 1∼4 및 네거티브형 재료 5∼6)을 이용하여, 이하에 설명하는 방법에 의해 격벽 및 유기 EL 소자를 제작했다. 얻어진 격벽의 최대 막두께, 굴절률, 투과율, 테이퍼 각도, 점등 평가, 혼색 평가, 양극 간 절연성 평가를, 각각 하기 방법으로 평가했다.
[격벽의 제조]
클린 트랙(도쿄일렉트론(주) 제조: Mark VZ)을 이용하여, 실리콘 기판 상에 조제예 1∼4에서 얻어진 포지티브형 재료를 도포한 후, 핫 플레이트 상에서 120℃로 2분간 프리베이킹하여, 도막을 형성했다. 이 도막에 대하여, 노광기((주)니콘 제조의 i선 스텝퍼 「NSR-2005i10D」)를 이용하여, 소정의 패턴을 갖는 패턴 마스크를 통하여 파장 365㎚에 있어서의 노광량 100mJ/㎠로 노광했다. 그 후, 2.38질량％ 테트라메틸암모늄하이드록사이드 수용액을 이용하여 25℃로 80초 간 퍼들법으로 현상하고, 초순수로 1분 간 유수 세정을 행하고, 건조시켜, 실리콘 기판 상에 격벽을 형성했다. 표 2 중의 비교예 4에서는, 현상 시간을 80초로부터 120초로 변경했다. 이 도막을 핫 플레이트 상에서 250℃로 60분 간 포스트베이킹하여, 표 2에 기재된 최대 막두께를 갖는 격벽을 형성했다.
또한, 클린 트랙(도쿄일렉트론(주) 제조: Mark VZ)을 이용하여, 실리콘 기판 상에 조제예 5∼6에서 얻어진 네거티브형 재료를 도포한 후, 핫 플레이트 상에서 120℃로 2분간 프리베이킹하여, 도막을 형성했다. 이 도막에 대하여, 노광기((주)니콘 제조의 i선 스텝퍼 「NSR-2005i10D」)를 이용하여, 소정의 패턴을 갖는 패턴 마스크를 통하여 파장 365㎚에 있어서의 노광량 300mJ/㎠로 노광했다. 그 후, 2.38질량％ 테트라메틸암모늄하이드록사이드 수용액을 이용하여 25℃로 120초 간 퍼들법으로 현상하고, 초순수로 1분 간 유수 세정을 행하고, 건조시켜, 실리콘 기판 상에 격벽을 형성했다. 이 도막을 핫 플레이트 상에서 250℃로 60분간 포스트베이킹하여, 표 2에 기재된 최대 막두께를 갖는 격벽을 형성했다.
[굴절률]
상기 [격벽의 제조]에 있어서, 소정의 패턴을 갖는 패턴 마스크를 이용하는 일 없이, 노광·현상 처리로서, 포지티브형의 경우는 노광 처리를 행하지 않고 현상 처리만 행하고, 네거티브형의 경우는 노광 처리 및 현상 처리를 행하고, 동일한 방법에 의해, 실리콘 기판 상에 표 2에 기재된 막두께를 갖는 절연막을 형성했다. 얻어진 절연막에 대해서, JIS K7105에 따라, (주)아타고 제조 압베 굴절계를 이용하여, 25℃에 있어서의 파장 589㎚에서의 굴절률을 측정했다.
[투과율]
스피너 또는 슬릿 다이 코터를 이용하여, 유리 기판(코닝사의 「코닝 7059」) 상에 상기 조제예에서 얻어진 감방사선성 재료를 도포한 후, 핫 플레이트 상에서 120℃로 2분간 프리베이킹 후, 클린 오븐 중에서 250℃로 45분 간 포스트베이킹하여, 표 2에 기재된 막두께를 갖는 절연막을 형성했다.
이 절연막을 갖는 유리 기판에 대해서, 분광 광도계(히타치세이사쿠쇼(주) 제조의 「150-20형 더블빔」)를 이용하여 전체 광선 투과율을 300∼780㎚의 파장 범위에서 측정하여, 파장 300∼400㎚에서의 전체 광선 투과율의 최댓값을 구했다.
[ 테이퍼 각도]
상기 [격벽의 제조]에 있어서, 격벽의 수직 단면 형상을 SEM((주)히타치하이테크놀로지 제조의 「S-4100」)으로 관찰했다. 이 SEM 화상으로부터, 격벽의 테이퍼 각도를 결정했다.
《소자 특성 평가》
유리 기판(코닝사의 「코닝 7059」)을 이용하여, 이 유리 기판 상에 ITO 투명 전극을 스퍼터하고, 계속해서 감광성 레지스트(「옵티머 PC403」, JSR(주) 제조)를 스핀 코팅법으로 도포하여 건조하고, 소정의 패턴 마스크를 통하여 노광했다. 노광 후, 현상하고, 가열 경화하여, 소정의 레지스트 패턴을 형성했다. 계속해서 에칭액을 이용하여 ITO막을 에칭하여, 소정의 ITO막의 패턴을 형성한 후, 레지스트 패턴을 박리액으로 제거했다.
상기와 같이 하여 어레이 형상으로 ITO 투명 전극이 형성된 어레이 기판 상에, 감광성 레지스트(「옵티머 NN803」, JSR(주) 제조)를 스핀 코팅법으로 막두께 5㎛가 되도록 도포한 후, 핫 플레이트 상에서 80℃로 3분간 프리베이킹하여, 도막을 형성했다. 이어서, 이 도막을 소정의 패턴 마스크를 통하여 노광했다. 노광 후, 현상하고, 클린 오븐 중에서 200℃로 5분 간 포스트베이킹했다. 이와 같이 하여, ITO 투명 전극의 일부만이 노출된 컨택트홀을 갖는 평탄화층을, 어레이 기판 상에 형성했다. 포스트베이킹 후의 평탄화층의 막두께는 3㎛였다. 이상과 같이 하여 평탄화층이 형성된 어레이 기판을 복수 준비하여, 이하의 공정에서 이용했다.
Al 타깃을 이용하여 DC 스퍼터법에 의해, 평탄화층을 형성한 어레이 기판 상에 막두께 100㎚의 Al막을 형성했다. ITO 타깃을 이용하여 DC 마그네트론 리액티브 스퍼터링법에 의해, Al막 상에 막두께 20㎚의 ITO막을 형성했다.
이와 같이 하여 Al막과 ITO막으로 이루어지는 양극층을 형성한 기판을 이용했다. 스핀 코팅법에 의해, 상기 조제예에서 얻어진 감방사선성 재료를 양극층 상에 도포하고, 핫 플레이트 상에서 90℃로 2분간 프리베이킹을 행하여 도막을 형성했다.
다음으로, 상기 도막에, 2단계의 두께를 갖는 패턴화 피복층이 얻어지도록, 다계조 마스크(하프톤 노광부를 포함하는 소정의 패턴을 갖는 마스크)를 통하여, i선(파장 365㎚)을 조사했다.
다음으로, 방사선을 조사한 상기 도막의 현상을 행했다. 현상액으로서 2.38질량％ 테트라메틸암모늄하이드록사이드 수용액을 이용하여, 25℃로 80초 간 퍼들법으로 현상하고, 초순수로 1분 간 유수 세정을 행하여, 압축 공기로 풍건시켰다. 이와 같이 하여, 2단계의 두께를 갖는 패턴화 피복층을 형성했다. 여기에서 각각의 피복층은, 화소 영역에 있어서의 발광부에 대응하는 영역을 덮는 피복부와, 발광부의 주위부에 대응하는 영역을 덮는 격벽부로 이루어지고, 상기 피복부의 막두께는 0.3㎛ 정도였다. 상기 격벽부의 막두께는 표 2의 격벽부에 대응하는 막두께보다도 0.3㎛ 이상 큰 값으로 되어 있다.
다음으로, 2단계의 두께를 갖는 패턴화 피복층을 마스크로서 이용하여, 5질량％ 옥살산 수용액을 이용하여 웨트 에칭에 의해 양극층의 에칭 처리를 행했다. 에칭 처리에는, 오버 에칭을 채용했다. 서로 이웃하는 양극끼리의 이간 거리(A)가 표 2에 기재된 값이 되도록 오버 에칭을 행하여, 양극의 주연부 상의 외측으로 격벽부가 돌출된 「오버행」 형상을 형성했다.
다음으로, 상기 피복층에 대하여 클린 오븐 중에서 230℃로 60분 간의 가열 처리를 행하여, 격벽부를 멜트 플로우시키고, 상기 격벽부가 각각의 제1 전극의 주연부를 덮도록 상기 격벽부를 변형시켰다.
다음으로, 진공 챔버 내에 상기 기판을 두고, 산소 플라즈마를 진공 챔버 내에 발생시킴으로써, 상기 피복부의 애싱 처리를 행했다. 애싱 처리에 의해 2단계의 두께를 갖는 패턴화 피복층의, 두께가 얇은 부분인 피복부를 제거하여, 화소 영역의 발광부에 대응하는 영역에 있어서 상기 제1 전극을 노출시켰다.
이와 같이 하여, 소정의 형상으로 패터닝된 양극과, 각각의 양극의 주연부를 피복하고, 서로 이웃하는 양극끼리의 이간 거리를 A, 서로 이웃하는 격벽끼리의 이간 거리를 B로 했을 때, 최대 막두께, 테이퍼 각도, A 및 B/A가 표 2에 나타내는 값이 되는 바와 같은 격벽을, 기판 상에 형성했다. 이들 값은, 기판·격벽의 수직 단면 형상을 SEM((주)히타치하이테크놀로지 제조의 「S-4100」)으로 관찰함으로써 확인했다.
계속해서, 양극 및 격벽이 형성된 기판에 대하여, 진공 증착법에 의해 유기 EL 소자를 형성했다. 유기 EL 소자는 이하의 순서에 의해 작성했다.
양극 및 격벽이 형성된 기판에 대하여 초음파 세정을 행하고, 계속해서 상기 기판을 N2 분위기 중으로 이송하여, 200℃로 3시간 건조를 행했다. 추가로, 상기 기판을 산소 플라즈마 처리 장치로 옮겨, 진공 배기하고, 기판 부근에 형성한 링 형상 전극에 50W의 RF 전력을 투입하여, 산소 플라즈마 세정 처리를 행했다. 산소 압력은 0.6㎩, 처리 시간은 40초였다.
양극 및 격벽이 형성된 기판을 진공 성막실로 이동하여, 성막실을 1E-4㎩까지 배기한 후, 상기 기판 상에, 소정의 패턴의 증착 마스크를 이용하여, 정공 주입성을 갖는 산화 몰리브덴(MoOx)을 저항 가열 증착법에 의해 성막 속도 0.004∼0.005㎚/sec의 조건으로 성막하여, 막두께 1㎚의 정공 주입층을 형성했다.
정공 주입층 상에, 소정의 패턴의 증착 마스크를 이용하여, 정공 수송성을 갖는 4,4'-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐아미노]비페닐(α-NPD)을 저항 가열 증착법에 의해 정공 주입층과 동일한 배기 조건으로 성막하여, 막두께 35㎚의 정공 수송층을 형성했다. 성막 속도는, 0.2∼0.3㎚/sec의 조건이었다.
정공 수송층 상에, 소정의 패턴의 증착 마스크를 이용하여, 녹색의 발광 재료로서 알킬레이트 착체인 트리스(8-퀴놀리노라토)알루미늄을 저항 가열 증착법에 의해 정공 수송층과 동일한 성막 조건으로 성막하여, 막두께 35㎚의 발광층을 형성했다. 성막 속도는, 0.5㎚/sec 이하의 조건이었다.
발광층 상에, 불화 리튬을 저항 가열 증착법에 의해 정공 주입층과 동일한 배기 조건으로 성막하여, 막두께 0.8㎚의 전자 주입층을 형성했다. 성막 속도는, 0.004㎚/sec 이하의 조건이었다.
계속해서, 다른 성막실(스퍼터실)에 상기 기판을 이송하고, 전자 주입층 상에, ITO 타깃을 이용하여 RF 스퍼터링법에 의해, 막두께 130㎚의 음극을 형성했다.
글러브 박스에 상기 기판을 이송하고, N2 리크하여, 흡습재를 소자면 측에 접착해둔 봉지 유리를, UV 경화계의 아크릴계의 접착제를 이용하여, 상기 기판에 접착하여, 봉지했다.
이상과 같이 하여, 평가용 유기 EL 소자를 얻었다.
[점등 평가]
평가용 유기 EL 소자의 발광 픽셀 및 인접하는 발광 픽셀(본 구조에서는 이들 발광 픽셀은 오목부(70)에 대응함)을 점등시켜, 점등 상태를 평가했다. 표 2에, 점등 평가를 행했을 때의 평가 결과를 나타낸다. 평가는 복수의 소자를 이용하여 행하고, 모든 소자에서 점등이 관측된 경우를 AA, 일부의 소자에서 점등이 관측되지 않은 경우를 BB, 전부의 소자에서 점등이 관측되지 않은 경우를 CC로 하고 있다.
[혼색 평가]
평가용 유기 EL 소자의 발광 픽셀을 점등시키고, 인접하는 발광 픽셀의 휘도를 측정함으로써, 픽셀간의 광 누출, 혼색을 평가했다. 표 2에, 혼색 평가를 행했을 때의 평가 결과를 나타낸다. 평가는 복수의 소자를 이용하여 행하고, 모든 소자에서 광 누출이 관측되지 않은 경우를 AA, 전체 소자의 10％(개) 이하의 소자에서 광 누출이 관측된 경우를 BB, 전체 소자의 10％(개)를 초과하여 30％(개) 이하의 소자에서 광 누출이 관측된 경우를 CC, 전체 소자의 30％(개)를 초과한 소자에서 광 누출이 관측된 경우를 DD로 하고 있다.
[양극 간 절연성 평가]
평가용 유기 EL 소자가 서로 이웃하는 양극 간에 전압을 인가하여, 흐르는 전류값에 의해 양극 간의 절연성을 평가했다. 표 2에, 절연성 평가를 행했을 때의 평가 결과를 나타낸다. 전류 리크가 관측된 경우를 BB, 전류 리크가 관측되지 않은 경우를 AA로 하고 있다.
Figure pct00002
　비교예 3에 있어서 B/A＝0이란, 기판 상의 영역을 화소마다 구획하는 각각의 격벽이 서로 분리되어 있지 않은 것을 의미한다. 비교예 4에 있어서 테이퍼 각 95°란, 격벽의 단면 형상이 순테이퍼 형상이 아닌 것을 의미한다. 또한, 소자 특성의 평가에 있어서, 비교예 3 및 4에서는, 양극층을 포토리소그래피법에 의해 패터닝하여 상기 양극을 형성하고, 계속해서 [격벽의 제조]에 기재한 방법으로 격벽을 형성했다. 또한, 비교예 4에서는, 현상 시간을 80초로부터 120초로 변경했다.
또한, 소자 특성의 평가에 있어서, 전술한 제2 방법으로 격벽을 제조한 예에서는, 전술한 제1 방법으로 격벽을 제조한 예에 비해, 양극을 형성하기 위한 포토리소 공정과 격벽을 형성하기 위한 포토리소 공정을 겸할 수 있기 때문에, 1공정분의 레지스트 도포·노광·현상 공정·포토마스크 매수·레지스트 박리 공정을 삭감할 수 있어, 보다 간략화된 공정에 의해, 서로 분리된 복수의 격벽을 형성할 수 있었다.
1 : 유기 EL 장치
2 : 지지 기판
3 : TFT
4 : 절연층(평탄화층)
5 : 양극(제1 전극)
5a : 양극층(제1 전극층)
6 : 스루홀
7 : 격벽
7a : 도막
7b : 피복층
7b1 : 격벽부
7b2 : 피복부
7c : 피복층
70 : 오목부
8 : 유기 발광층
9 : 음극(제2 전극)
10 : 패시베이션막
11 : 봉지 기판
12 : 봉지층
13 : 컬러 필터
14 : 블랙 매트릭스
100 : 기판
100-1 : 기판면
110, 110a, 110b, 111∼113 : 제1 전극
110-1 : 제1 전극면
113 : 제1 전극면
120, 120a, 120b, 121∼123 : 격벽
120-1, 120-2 : 격벽의 사면

Claims (16)

  1. 기판과,
    기판 상에 형성된 복수의 제1 전극과,
    각각의 제1 전극의 주연부를 덮도록 기판 상에 형성된 격벽과,
    격벽에 의해 구획된 영역에 있어서 제1 전극 상에 형성된 발광층과,
    각각의 발광층 상에 형성된 제2 전극
    을 갖고,
    격벽의 단면(斷面) 형상이 순(順)테이퍼 형상이고,
    격벽의 최대 막두께가 1.1∼10.0㎛이고,
    각각의 격벽이 서로 분리되어 있는
    것을 특징으로 하는 발광 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 격벽의 파장 589㎚에서의 굴절률이 1.44∼1.60인
    발광 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 격벽의 파장 300∼400㎚에 있어서의 전체 광선 투과율의 최댓값이 10％ 이하인
    발광 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    격벽이, 기판 상의 영역을 발광층을 포함하는 화소마다 구획하고 있는
    발광 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    각 화소마다 대응하는 컬러 필터를 갖는 발광 장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    기판이, 지지 기판과, 각각의 제1 전극에 대응하여 지지 기판 상에 형성된 TFT와, TFT를 피복하는 평탄화층을 갖는 TFT 기판인 발광 장치.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    격벽이, 감방사선성 재료로 이루어지는 도막의 패턴화 막인 발광 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    감방사선성 재료가,
    (A) 폴리이미드, 상기 폴리이미드의 전구체, 아크릴 중합체, 폴리실록산, 폴리벤조옥사졸, 상기 폴리벤조옥사졸의 전구체, 폴리올레핀 및, 카도 수지로부터 선택되는 적어도 1종의 중합체와,
    (B) 감광제
    를 함유하는 발광 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    감광제(B)가, 광 산 발생제 또는 광 라디칼 중합 개시제인
    발광 장치.
  10. 제8항 또는 제9항에 있어서,
    감방사선성 재료가,
    (C) 페놀 수지
    를 추가로 함유하는 발광 장치.
  11. 제1항에 기재된 발광 장치를 제조하는 제조 방법으로서,
    기판과, 기판 상에 형성된 제1 전극층을 갖는 구조체의, 상기 제1 전극층 상에, 감방사선성 재료로 이루어지는 도막을 형성하는 공정;
    상기 도막에 방사선을 조사하여 현상함으로써, 화소 영역에 대응하는 영역을 덮는 피복층으로서, 각각의 화소 영역에 대응하는 영역을 덮는 피복층이 서로 분리되어 있는 패턴을, 상기 제1 전극층 상에 형성하는 공정, 여기에서 각각의 피복층은, 화소 영역에 있어서의 발광부에 대응하는 영역을 덮는 피복부와, 발광부의 주위부에 대응하는 영역을 덮는 격벽부로 이루어지고, 상기 피복부의 막두께보다도 상기 격벽부의 막두께가 크게 되어 있고; 및
    상기 피복층을 마스크로서 이용하여 제1 전극층의 에칭 처리를 행하고, 상기 제1 전극층을 복수의 제1 전극으로 구획하는 공정;
    을 갖고, 추가로,
    상기 에칭 처리 후, 상기 격벽부가 각각의 제1 전극의 주연부를 덮도록 상기 격벽부를 변형시키는 공정; 및
    상기 에칭 처리 후, 상기 피복부의 애싱 처리를 행하고, 화소 영역에 있어서의 발광부에 대응하는 영역에 있어서 상기 제1 전극을 노출시키는 공정;
    의 2공정을 임의의 순서로 갖는 방법에 의해, 상기 격벽을 형성하는
    것을 특징으로 하는 발광 장치의 제조 방법.
  12. 기판과, 기판 상에 형성된 제1 전극층을 갖는 구조체의, 상기 제1 전극층 상에, 감방사선성 재료로 이루어지는 도막을 형성하는 공정;
    상기 도막에 방사선을 조사하여 현상함으로써, 화소 영역에 대응하는 영역을 덮는 피복층으로서, 각각의 화소 영역에 대응하는 영역을 덮는 피복층이 서로 분리되어 있는 패턴을, 상기 제1 전극층 상에 형성하는 공정, 여기에서 각각의 피복층은, 화소 영역에 있어서의 발광부에 대응하는 영역을 덮는 피복부와, 발광부의 주위부에 대응하는 영역을 덮는 격벽부로 이루어지고, 상기 피복부의 막두께보다도 상기 격벽부의 막두께가 크게 되어 있고; 및
    상기 피복층을 마스크로서 이용하여 제1 전극층의 에칭 처리를 행하고, 상기 제1 전극층을 복수의 제1 전극으로 구획하는 공정;
    을 갖고, 추가로,
    상기 에칭 처리 후, 상기 격벽부가 각각의 제1 전극의 주연부를 덮도록 상기 격벽부를 변형시키는 공정; 및
    상기 에칭 처리 후, 상기 피복부의 애싱 처리를 행하고, 화소 영역에 있어서의 발광부에 대응하는 영역에 있어서 상기 제1 전극을 노출시키는 공정;
    의 2공정을 임의의 순서로 갖는
    것을 특징으로 하는 격벽의 제조 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 격벽의 최대 막두께가, 1.1∼10.0㎛인 격벽의 제조 방법.
  14. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 기재된 발광 장치가 갖는 상기 격벽을 형성하기 위해 이용되는 감방사선성 재료로서,
    (A) 폴리이미드, 상기 폴리이미드의 전구체, 아크릴 중합체, 폴리실록산, 폴리벤조옥사졸, 상기 폴리벤조옥사졸의 전구체, 폴리올레핀 및, 카도 수지로부터 선택되는 적어도 1종의 중합체와,
    (B) 감광제
    를 함유하는 것을 특징으로 하는 감방사선성 재료.
  15. 제14항에 있어서,
    감광제(B)가, 광 산 발생제 또는 광 라디칼 중합 개시제인
    감방사선성 재료.
  16. 제14항 또는 제15항에 있어서,
    (C) 페놀 수지
    를 추가로 함유하는 감방사선성 재료.
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