KR20170082968A

KR20170082968A - 전극의 제조 방법 및 전극을 구비하는 표시 장치의 제조 방법

Info

Publication number: KR20170082968A
Application number: KR1020160144974A
Authority: KR
Inventors: 케이스케 오노
Original assignee: 가부시키가이샤 재팬 디스프레이
Priority date: 2016-01-07
Filing date: 2016-11-02
Publication date: 2017-07-17
Also published as: JP6656720B2; CN107046049B; US9985254B2; CN107046049A; KR102025374B1; US20170200922A1; JP2017123263A

Abstract

본 발명은 표시 장치에 구비되는 전극의 제조 방법, 및 상기 전극을 포함하는 표시 장치의 제조 방법을 제공한다. 또는, 상기 제조 방법이 적용된 전극을 갖는 표시 소자, 및 표시 장치를 제공한다. 본 발명의 제조 방법에 따르면, 기판 상에 제1 전극을 형성하고, 제1 전극 상에 유기층을 형성하고, 투광성을 갖는 도전성 산화물을 포함하는 타겟을 스퍼터하는 것에 의해 유기층 상에 제2 전극을 형성하는 것을 포함하고, 제2 전극의 형성 시에 있어서, 유기층과 타겟 사이에 마스크를 설치하고, 마스크는 주기적으로 배열된, 최대폭이 0.1μm 이상 3μm 이하의 관통공을 갖는다.

Description

전극의 제조 방법 및 전극을 구비하는 표시 장치의 제조 방법{METHOD FOR MANUFACTURING ELECTRODE, AND METHOD FOR MANUFACTURING DISPLAY DEVICE HAVING ELECTRODE}

본 발명은 전극의 제조 방법, 및 이 제조 방법으로 형성된 전극을 갖는 표시 장치에 관한 것이다. 예를 들어 투광성을 갖는 도전성 산화물을 함유하는 전극의 제조 방법, 및 이 제조 방법으로 형성된 전극을 갖는 표시 장치에 관한 것이다.

표시 장치의 대표적인 예로, 액정 소자나 발광 소자를 각 화소에 갖는 액정 표시 장치나 EL(electroluminescence) 표시 장치 등이 있다. 이러한 표시 장치는, 기판 상에 형성된 복수의 화소 내의 각각에 액정 소자 또는 발광 소자 등의 표시 소자를 가지고 있다. 액정 소자나 발광 소자는 한 쌍의 전극을 가지고 있으며, 한 쌍의 전극 중 적어도 하나는 가시광을 투과한다. 예를 들어 발광 소자는, 발광성의 유기 화합물을 포함하는 층(이하, 유기층)이 한 쌍의 전극에 끼워진 구조를 가지고 있으며, 한 쌍의 전극 중 적어도 하나가 가시광을 투과하도록 설계되어 있다.

가시광을 투과하는 전극(이하, 투광성 전극)의 대표적인 재료로 인듐-주석 산화물(ITO)이나 인듐-아연 산화물(IZO)이 있다. 일본특허공개 2008-084541호 공보에는, 스퍼터링법에 의해 형성된 ITO막이나 IZO막을 투광성 전극으로 이용한 EL 표시 장치가 개시되어 있다.

특허문헌 1 : 일본특허공개 2008-084541호 공보

IZO 등의 도전성 산화물을 타겟으로 사용하는 경우, 비교적 큰 타겟 재료의 덩어리가 타겟으로부터 튕겨져 나가, 기판이나 유기층 상에 퇴적될 수 있으며, 이에 의해 표시 불량이 발생될 수 있다.

본 발명의 일 실시예는 표시 장치의 제조 방법이다. 해당 제조 방법은 기판 상에 제1 전극을 형성하고, 제1 전극 상에 유기층을 형성하고, 투광성을 갖는 도전성 산화물을 포함하는 타겟을 스퍼터하는 것에 의해 유기층 상에 제2 전극을 형성하는 것을 포함한다. 제2 전극의 형성 시에 있어서, 유기층과 타겟의 사이에 마스크를 설치하고, 마스크는 주기적으로 배열한, 최대폭이 0.1μm 이상 3μm 이하의 관통공을 갖는다.

본 발명의 일 실시예는 표시 장치의 제조 방법이다. 해당 제조 방법은 기판 상에 제1 전극을 형성하고, 제1 전극 상에 유기층을 형성하고, 주기적으로 배열된 관통공을 갖는 마스크를 유기층 상에 설치하고, 투광성을 갖는 전도성 산화물을 포함하는 타겟을 스퍼터하는 것에 의해 유기층 상에 제2 전극을 형성하는 것을 포함한다. 관통공의 최대 면적은, 유기층과 제1 전극이 접하는 면적보다 작다.

본 발명의 일 실시예는, 챔버와, 챔버 내에 위치하고, 타겟을 지지하는 홀더와, 챔버 내에서 홀더의 아래에 위치하고, 기판을 지지하는 스테이지와, 챔버 내에 방전을 유도하는 전원과, 챔버에 가스를 공급하는 가스 공급부와, 주기적으로 배치된 복수의 관통공을 갖는 마스크를 지지하여 기판과 타겟 사이에 설치하는 마스크 홀더를 갖는 성막 장치이다.

본 발명에 따르면, 주기적으로 배열된 관통공을 갖는 마스크를 기판과 타겟 사이에 설치함으로써, 큰 이물이 기판에 퇴적하는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라, 보호막을 두껍게 하지 않아도 발광 소자를 보호할 수 있으며, 표시 불량의 발생을 억제할 수 있을 뿐만 아니라, 표시 장치의 신뢰성과 생산성 향상에도 기여할 수 있다.

도 1은 일 실시예에 따른 표시 장치를 제조하기 위한 장치의 단면 모식도이다.
도 2A 내지 도 2D는 일 실시예에 따른 표시 소자의 제조 방법을 나타내는 모식도이다.
도 3A 및 도 3B는 일 실시예에 따른 표시 소자의 제조 방법을 나타내는 모식도이다.
도 4A 및 도 4B는 일 실시예에 따른 표시 소자의 제작 시에 사용하는 마스크의 상면도 및 단면도이다.
도 5A 및 도 5B는 일 실시예에 따른 표시 소자의 제작 시에 사용하는 마스크의 상면도 및 단면도이다.
도 6A 및 도 6B는 일 실시예에 따른 표시 소자의 제작 시에 사용하는 마스크의 상면도 및 단면도이다.
도 7A 및 도 7B는 일 실시예에 따른 표시 소자의 제작 시에 사용하는 마스크의 상면도 및 단면도이다.
도 8A 및 도 8B는 일 실시예에 따른 표시 소자의 제조 방법을 나타내는 모식도이다.
도 9는 일 실시예에 따른 표시 장치의 상면 모식도이다.
도 10은 일 실시예에 따른 표시 장치의 단면 모식도이다.
도 11은 일 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법을 나타내는 모식도이다.

이하, 본 발명의 각 실시예에 대하여, 도면 등을 참조하면서 설명한다. 단, 본 발명은 그 요지를 벗어나지 않는 범위에서 다양한 형태로 실시할 수 있으며, 이하에 예시하는 실시예의 기재 내용에 한정하여 해석되는 것은 아니다.

도면은 설명을 보다 명확히 하기 위해, 실제 형태에 비해 각 부분의 폭, 두께, 형태 등에 대해 개략적으로 표현 될 수 있지만, 어디까지나 일례이며, 본 발명의 해석을 제한하는 것은 아니다. 본 명세서 및 각 도면에서, 기출의 도면에 대해 설명된 것과 유사한 기능을 갖춘 요소에는 동일한 부호를 부여하여 중복 설명을 생략할 수 있다.

(제1 실시예)

본 실시예에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법을 도 1 내지 도 6A, 도 6B를 이용하여 설명한다. 본 실시예에서는 표시 장치가 포함하는 발광 소자의 제조 방법을 예로 설명한다.

<1. 스퍼터링 장치>

후술하는 바와 같이, 발광 소자는 적어도 하나의 투광성 전극을 가지고 있다. 투광성 전극을 성막하기 위한 스퍼터링 장치(100)의 단면 모식도를 도 1에 나타낸다.

스퍼터링 장치(100)는 챔버(110) 내의 하부에 스테이지(200)를 가지고 있으며, 그 위에 기판(220)이 설치, 지지된다. 스테이지(200)에는 기판 온도를 제어하기 위한 온도 제어부(210)가 구비되어 있어, 성막 중에 있어서 기판(220)의 온도를 임의로 제어할 수 있다.

챔버(110) 내의 상부에는 타겟(150)을 유지하기 위한 홀더(120)가 설치되어 있으며, 홀더(120)의 온도는 온도 제어부(130)에 의해 제어된다. 이것에 의해, 타겟(150)의 성막 시의 온도를 제어할 수 있다. 홀더(120)의 위 및 옆에는, 타겟(150)의 표면에 평행한 자기장을 생성하기 위하여 자석(140)이 설치된다. 이 자석(140)의 설치는 선택적이다. 또한 자석(140)은, 타겟(150)의 상방에만 설치될 수 있다. 타겟(150)과 기판(220)과의 거리는 임의로 설정될 수 있지만, 바람직하게는 5cm 이상 20cm 이하이다. 또한, 타겟(150)과 기판(220)이 각각 챔버(110) 내의 하측과 상측에 배치되도록, 홀더(120)와 스테이지(200)의 위치 관계를 역으로 할 수 있다. 이 경우에는, 기판(220)은 피처리면이 아래가 되도록 챔버(110) 내에 설치된다.

챔버(110)의 측벽에는 게이트 밸브(170)가 설치되어 있으며, 기판(220)을 챔버(110) 내외로 반송할 때 사용된다. 기판(220)의 반송에는 로봇 암(미도시) 등을 사용할 수 있다. 챔버(110)에는 또한 가스 공급부(160)가 설치되어 있고, 아르곤이나 질소 등의 불활성 가스, 또는 산소 등, 각종 가스의 도입에 사용할 수 있다. 챔버(110)에는 배기 장치(250)가 연결되어 있으며, 챔버(110) 내의 감압에 이용된다.

스퍼터링 장치(100)는 또한 교류 전원(260)이 설치되어 있다. 교류 전원(260)으로서는 예를 들면 13.56MHz의 고주파 전원을 이용할 수 있다. 교류 전원(260)을 이용하여 타겟(150)과 기판(220)의 사이에 전계를 생성하는 것에 의해, 타겟(150) 부근에 글로우 방전이 유도된다. 가스 공급부(160)에 의해 챔버(110) 내에 도입된 가스 분자 또는 가스 원자가 글로우 방전에 의해 이온화되어 플라즈마가 발생한다. 그리고 이온이 교류 전원(260)에 의해 인가된 전압에 의해 가속되어, 타겟(150)에 충돌한다. 이온이 타겟(150)에 충돌할 때에 타겟(150) 중의 타겟 재료가 힘껏 튕겨져 나와 기판(220) 상에 퇴적함으로써 기판(220) 상에 성막이 이루어진다. 성막의 온-오프는 셔터(230)에 의해서도 제어될 수 있으며, 셔터(230)는 셔터 제어부(240)에 의해 개폐된다.

스퍼터링 장치(100)는 또한, 스테이지(200) 상에 마스크 홀더(310)를 가지고 있으며, 이 마스크 홀더(310)는 마스크(300)를 기판(220)과 타겟(150)의 사이에 유지시킬 수 있다. 마스크 홀더(310)에는 정렬 기구(320)가 설치되어, 마스크(300)를 삼차원적(기판(220)에 평행한 면 내, 및 기판(220)의 법선에 따른 방향)으로 이동시킬 수 있다. 이것에 의해, 기판(220)에 대한 마스크(300)의 위치를 조정할 수 있다. 정렬 기구(320)에 의해, 마스크(300)와 기판(220)과의 거리는 0.5mm에서 20mm, 바람직하게는 1mm에서 10mm가 되도록, 또한 마스크(300)와 기판(220)이 접촉하지 않도록 조정된다. 마스크 홀더(310)에는 전원(330)이 접속되어 있으며, 이것에 의해 마스크 홀더(310) 및 마스크(300)에 직류 전압, 또는 교류 전압을 인가할 수 있다.

<2. 발광 소자의 제조 방법>

다음으로 발광 소자의 제조 방법을 도 2A 내지 도 8B를 이용하여 설명한다. 도 2A에 나타낸 바와 같이, 기판(220) 상에 제1 전극(221)을 형성한다. 기판(220)은 발광 소자에 물리적 강도를 부여하는 것이며, 이 이후의 제조 공정의 환경 하에 견딜 수 있는 것이면 된다. 구체적으로는, 석영, 유리, 플라스틱, 금속 등을 사용할 수 있다. 기판(220)은 가요성을 가질 수 있다.

제1 전극(221)은, 이후에 형성되는 유기층(222)에 전하를 주입하는 기능을 갖는다. 유기층(222)에서의 발광을 기판(220) 측에서 출사하는 경우에는, 투광성을 갖는 재료, 예를 들어 ITO나 IZO 등의 전도성 산화물을 사용할 수 있다. 유기층(222)에서의 발광을 기판(220)과는 반대측에서 출사하는 경우에는, 가시광을 반사하는 구성으로 할 수 있고, 예를 들면 은이나 마그네슘, 알루미늄 등의 금속을 사용할 수 있다. 또는 이것들의 금속 상에 투광성의 도전성 산화물을 적층할 수 있다. 제1 전극(221)은 스퍼터링법, 증착법, 졸겔법, 인쇄법 등을 이용하여 형성할 수 있다. 또한, 스퍼터링법을 사용하는 경우의 자세한 내용은 후술한다.

제1 전극(221) 상에 유기층(222)를 형성한다(도 2B). 도 2B에서는 유기층(222)은 단층 구조로 그려져 있지만, 다양한 기능을 갖는 층을 복수 적층할 수 있다. 예를 들어 전하 주입층, 전하 수송층, 전하 저지층, 발광층 등을 적절히 사용할 수 있다. 유기층(222)은 증착법, 잉크젯법, 스핀 코트법 등에 의해 형성할 수 있다.

유기층(222) 상에 제2 전극(223)을 형성한다(도 2C). 제2 전극(223)은 유기층(222)에 전하를 주입하는 기능을 갖는다. 유기층(222)에서의 발광을 기판(220)의 반대측에서 출사하는 경우에는, 투광성을 갖는 재료, 예를 들어 ITO나 IZO 등의 전도성 산화물을 사용할 수 있다. 유기층(222)에서의 발광을 기판(220) 측에서 출사하는 경우에는, 가시광을 반사하는 구성으로 할 수 있고, 예를 들면 은이나 마그네슘, 알루미늄 등의 금속을 사용할 수 있다. 제2 전극(223)은 스퍼터링법, 증착법, 졸겔법, 인쇄법 등을 이용하여 형성할 수 있다.

제1 전극(221) 또는 제2 전극(223), 또는 이들 모두를 스퍼터링법으로 형성하는 경우, 도 1에 도시된 스퍼터링 장치(100)를 이용할 수 있다. 구체적으로는, 제1 전극(221)의 형성 전, 또는 유기층(222)을 형성한 후, 기판(220)를 스테이지(200) 상에 고정한다. 챔버(110) 내의 압력을 10^-3Pa 정도로 감압한 후, 아르곤 등의 불활성 가스를 챔버(110)의 압력이 1Pa 내지 10Pa 정도가 되도록 도입하고, 타겟(150)과 스테이지(200)와의 사이에 수kV의 교류 전압을 인가한다. 이에 의해 글로우 방전이 발생하여, 불활성 가스가 이온화·가속되어 타겟(150)에 충돌한다.

타겟(150)에는, 예를 들면 ITO나 IZO 등의 전도성 산화물을 사용할 수 있다. 가속된 가스의 이온이 타겟(150)에 충돌하여 타겟(150)에 포함된 재료를 튕겨 내보내고, 이것들이 기판(220) 상, 또는 유기층(222) 상에 퇴적하여, 제1 전극(221), 제2 전극(223)이 형성된다.

이때, 기판(220) 또는 유기층(222)을 덮도록, 도 4A, 도 4B에 나타낸 바와 같은 마스크(300)를 마스크 홀더(310)에 설치한다. 마스크(300)와 기판(220)은 접촉하지 않도록, 또한, 그 거리가 0.5mm에서 20mm, 바람직하게는 1mm에서 10mm가 되도록, 정렬 기구(320)를 이용하여 마스크(300)의 위치를 조정한다. 마스크(300)는 스테인리스나 니켈, 크롬 등의 금속을 이용하여 형성할 수 있다.

도 4B는 도 4A의 직선 A-B에 따른 단면 모식도이다.(이하, 도 5A 내지 7B에 있어서 동일하다). 도 4A, 도 4B에 나타난 바와 같이, 마스크(300)에는 복수의 관통공(305)이 주기적으로 형성되어 있다. 관통공(305)의 크기는 발광 소자의 제1 전극(221)이나 제2 전극(223)의 크기보다도 작다. 구체적으로는, 복수의 관통공(305) 중 가장 큰 관통공(305)의 폭(이하, 관통공(305)의 최대폭이라 함) W는 0.1μm에서 3μm, 바람직하게는 1μm에서 3μm이다. 인접한 두 개의 관통공(305)의 거리도 W와 같은 정도가 바람직하다. 따라서, 관통공(305)의 피치 P는 0.2μm에서 6μm, 바람직하게는 2μm에서 6μm이다. 이에 따라 도 2D에 나타낸 바와 같이, 제1 전극(221)이나 제2 전극(223)의 형성 시에는, 복수의 관통공(305)이 하나의 제1 전극(221)과 겹치고, 또한, 제1 전극(221)과 유기층(222)이 접촉하는 영역(발광 영역)과 겹친다. 또한, 복수의 관통공(305) 중 가장 큰 관통공(305)의 면적(이하, 관통공(305)의 최대 면적이라 함)은, 제1 전극(221)과 유기층(222)이 접촉하는 영역보다도 작다.

도 4A에 나타내는 마스크(300)의 관통공(305)은, 육각형의 정점에 위치하도록 배치되어 있어, 벌집 패턴을 형성하고 있다. 그러나 본 실시예에서 배치 패턴은 이것에 한정되지 않고, 예를 들어 도 5A와 같이, 매트릭스 형태로 배치될 수 있다. 이 경우에도 도 5B에 나타낸 바와 같이, 관통공(305)의 최대 폭(W)은 0.1μm에서 3μm, 바람직하게는 1μm에서 3μm이며, 피치(P)는 0.2μm에서 6μm, 바람직하게는 2μm에서 6μm이다.

관통공(305)의 형상은 원형에 한정하지 않고, 타원형, 다각형 등일 수 있다. 예를 들어 도 6A에 나타낸 바와 같이, 관통공(305)은 사각형 등의 다각형의 형상을 가질 수 있다. 이 경우에도, 관통공(305)의 최대폭(W)은 0.1μm에서 3μm, 바람직하게는 1μm에서 3μm이며, 피치(P)는 0.2μm에서 6μm, 바람직하게는 2μm에서 6μm이다(도 6B). 도 7A에 나타낸 바와 같이, 관통공(305)이 다각형의 형상을 가질 경우, 그 변은 반드시 마스크(300)의 변과 평행일 필요는 없다. 도 7A에서는 마름모꼴 형상의 관통공(305)이 마스크(300)에 형성되어 있다. 이 경우에도, 관통공(305)의 최대폭(W)은 0.1μm에서 3μm, 바람직하게는 1μm에서 3μm이며, 피치(P)는 0.2μm에서 6μm, 바람직하게는 2μm에서 6μm이다(도 7B). 또한, 하나의 마스크(300) 내에서 관통공(305) 모두가 동일한 형상을 가질 필요는 없으며, 복수의 관통공(305) 중 적어도 하나가 다른 관통공(305)과 형상이 다를 수 있다.

IZO 등의 도전성 산화물을 타겟(150)으로 사용하는 경우, 비교적 큰 타겟 재료의 덩어리가 타겟(150)으로부터 튕겨져 나가, 기판(220)이나 유기층(222) 상에 퇴적할 수 있다. 이 때의 모식도를 도 8A에 나타낸다. 이 도에서는 유기층(222) 상에 제2 전극(223)을 형성할 때, 비교적 큰 타겟 재료의 덩어리(228)가 퇴적된 모습을 나타내고 있다. 여기에 나타낸 바와 같이, 덩어리(228)가 존재하면, 이후에 형성되는 보호막(224)(후술)은 덩어리(228)와 제2 전극(223)을 완전히 덮을 수 없어, 화살표로 나타낸 바와 같은 틈새가 발생한다. 이 틈새로부터 물이나 산소 등의 불순물이 침입하여 제2 전극(223)이 부식되고, 이 영역에서 발광을 얻을 수 없게 된다. 그 결과, 이 발광 소자는 표시 장치 상에서는 암점(DS : Dark Spot)으로 인식된다. 보호막(224)의 두께를 크게 하여 덩어리(228)와 제2 전극(223)을 완전히 덮는 것도 가능하지만, 이 경우, 보호막(224)의 광 흡수가 커지기 때문에, 발광 소자에서의 발광을 효과적으로 뽑아낼 수 없다. 따라서, 보호막(224)의 두께에도 한계가 있어, 예를 들어 덩어리(228)의 최대 지름이 3μm 이상이 되면, 사실상 보호막(224)에서는 제2 전극(223)과 덩어리(228)를 완전히 덮을 수 없다.

이에 대해 도 8B에 나타낸 바와 같이, 제1 전극(221) 또는 제2 전극(223)을 형성 할 때에 마스크(300)를 설치하여, 관통공(305)보다도 큰 덩어리(228)는 마스크(300)에 의해 차단되고, 부착물(360)로 마스크(300) 상에 포획된다. 그 결과, 도 8A에 나타낸 바와 같은 덩어리(228)는 기판(220)이나 유기층(222) 상에 퇴적되지 않는다. 이에 따라, DS 발생 등의 표시 불량을 효과적으로 억제할 수 있으며, 표시 장치의 제조 수율을 개선시킬 수 있다. 스퍼터링법에 의해 제1 전극(221)을 기판(220) 상에 형성할 때에도 마스크(300)를 사용하는 것이 가능하며, 그 결과, 예를 들어 덩어리(228)에 의해 제1 전극(221)과 제2 전극(223)이 단락되는 것을 방지할 수 있다.

마스크(300)의 위치는, 타겟(150)보다도 기판(220)에 가까운 위치에 설치되도록, 정렬 기구(320) 등을 이용하여 조정한다. 이에 의해, 타겟(150) 부근에 형성되는 방전 영역(370)(도 8B 참조)에 마스크(300)가 간섭하여 이상 방전이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 상술한 바와 같이, 마스크(300)와 기판(220)의 거리가 0.5mm에서 20mm, 바람직하게는 1mm에서 10mm가 되도록 조정한다.

제1 전극(221)이나 제2 전극(223)의 형성 시, 타겟(150)에서 튕겨 나간 타겟 재료의 덩어리가 부착물(360)로 마스크(300)의 표면에 부착한다. 또한, 관통공(305)을 통과할 수 있는 타겟 재료도 마스크(300)에 충돌하여 마스크(300) 상에 퇴적된다. 이러한 부착물(360)이나 퇴적물은, 마스크(300)에 직접, 또는 마스크 홀더(310)를 통해 간접적으로 전원(330)으로부터 직류 전압 또는 교류 전압을 인가함으로써 제거할 수 있다(도 8B 참조). 특히 이온화하고 있는 부착물(360)은 쉽게 제거할 수 있다. 부착물(360)이나 퇴적물의 제거는 정기적으로 실시하면 좋다.

제2 전극(223)의 형성 후, 보호막(224)을 형성한다(도 3A). 보호막(224)은 질화 규소나 산화 질화 규소, 질화 산화 규소 등을 포함하는 무기 절연막으로서, 단층 구조 또는 적층 구조로 형성할 수 있다. 보호막(224)의 두께는 물이나 산소 등의 불순물이 제2 전극(223)을 포함하는 발광 소자에 침입하지 않고, 유기층(222)에서의 발광을 충분히 투과할 수 있는 정도의 두께에서 선택된다. 바람직하게는 0.1μm에서 5μm이며, 보다 바람직하게는 0.5μm에서 2μm이다. 보호막(224)은 화학 기상 증착법(CVD) 등을 이용하여 형성할 수 있다.

다음으로 대향 기판(225)을 접착제(226)를 이용하여 기판(220)에 접착시켜, 발광 소자를 밀봉한다(도 3B). 대향 기판(225)은 기판(220)과 동일한 것을 사용할 수 있다. 접착제(226)로는 예를 들어 에폭시계 접착제 등, 열경화성 수지, 또는 광경화성 수지를 사용할 수 있다. 이때, 기판(220), 대향 기판(225), 접착제(226)로 둘러싸인 공간(227)에 불활성 가스를 봉입할 수 있다. 또는, 에폭시 수지나 실록산 수지 등을 이용하여 공간(227)을 충전할 수 있다. 이러한 수지에 건조재를 혼입하여도 좋다. 이상의 공정을 거침으로써, 발광 소자를 제작할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 실시예에서는 주기적으로 배열된 관통공(305)을 갖는 마스크(300)를 기판(220)과 타겟(150) 사이에 설치한다. 또한, 바람직하게는 관통공(305)의 최대폭(W)은 0.1μm에서 3μm, 또는 1μm에서 3μm로 하고, 피치(P)를 0.2μm에서 6μm, 또는 2μm에서 6μm로 하고 있다. 이 구성에 의해, 마스크(300)가 약 3μm 이상의 크기의 타겟 재료의 덩어리(228)를 보족(補足)할 수 있으며, 큰 이물이 기판(220)에 퇴적하는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라, 보호막(224)을 두껍게 하지 않아도 발광 소자를 보호할 수 있으며, 표시 불량의 발생을 억제할 수 있을 뿐만 아니라, 표시 장치의 신뢰성과 생산성 향상에도 기여할 수 있다.

또한 본 실시예에서는, 기상 상태의 피퇴적물을 기판 표면에서 응고하여 퇴적시키는 성막 방법에 있어서, 이물이 막 중에 혼입하는 것을 방지하기 위한 방법을 스퍼터링 장치에 구현한 예를 나타낸다. 그러나 본 발명은 이에 한정되지 않고, 다른 성막 장치에 대해서도 구현할 수 있다. 예를 들어 진공 증착 장치나 전자빔 증착 장치, 레이저 박리 장치, CVD 장치에 대해서도 본 발명을 구현하는 것이 가능하다.

(제2 실시예)

본 실시예에서는, 제1 실시예를 적용하여 제작되는 표시 장치를 설명한다. 상술한 바와 같이, 제1 실시예에 나타낸 표시 장치의 제조 방법에 의해, 타겟(150)에서 튕겨져 날아오는 큰 타겟 재료의 덩어리(228)의 퇴적을 방지할 수 있지만, 이 방법을 이용하는 것에 의해, 제조한 전극의 표면에 주기적으로 돌출부를 형성할 수 있다.

본 실시예에 따른 표시 장치의 상면 모식도를 도 9에 나타낸다. 표시 장치는 기판(220) 상에 표시 영역(400)을 가지며, 표시 영역(400)과 전기적으로 접속된 복수의 배선(420), 및 배선(420)과 FPC(Flexible Printed Circuit) 등의 커넥터(미도시)를 접속하기 위한 단자(425)를 구비하고 있다. 표시 영역(400)의 주변에는 구동 회로(430)가 설치되어 있다. 구동 회로(430)를 설치하지 않고, IC(Integrated Circuit) 칩 등을 표시 영역(400)의 주변, 또는 커넥터 상에 배치할 수 있다.

표시 영역(400)에는 복수의 부화소(410)가 매트릭스 형태로 배치되어 있다. 도 9에서는 각 부화소(410)는 구상(鉤)의 형상을 하고 있지만, 다른 형상을 가지고 있어도 좋다. 예를 들어 각 부화소(410)는 사각형이나 원형의 형상으로 형성될 수 있다. 부화소(410)의 확대도(도 9 중, 원으로 둘러싼 영역) 중의 직선 A-B에 따른 단면 모식도를 도 10에 나타낸다.

도 10과 같이, 표시 장치는 기판(220) 상에 하지막(440)을 개재하여 트랜지스터(415)를 갖는다. 하지막(440)은 기판(220)으로부터의 금속 이온 등의 불순물의 확산을 방지하는 기능을 가지며, 단층 구조, 적층 구조 중 하나일 수 있다. 하지막(440)은 산화 규소나 질화규소, 질화 산화 규소, 산화 질화 규소 등을 포함하는 무기 절연막이며, CVD법 등에 의해 형성할 수 있다.

트랜지스터(415)는 발광 소자의 구동을 제어하는 기능을 가지고 있으며, N채널형이거나 P채널형일 수 있다. 도 10에서는 트랜지스터(415)는 하나만이 그려져 있지만, 각 부화소(410)는 복수의 트랜지스터를 가질 수 있다. 트랜지스터(415)는 하지막(440) 상에 반도체막(450), 게이트 절연막(460), 게이트 전극(470), 보호막(480), 드레인 전극(490), 및 소스 전극(500)를 순차적으로 가지고 있다. 본 실시예에서는 트랜지스터(415)는 탑 게이트형으로 기술하지만, 바텀 게이트형일 수 있다. 또는, 바텀 게이트와 탑 게이트가 모두 포함될 수 있다.

반도체막(450)에는 실리콘이나 산화물 반도체 등을 사용할 수 있으며, 그 결정성도, 비정질, 미결정, 다결정, 단결정 중 하나일 수 있다. 게이트 절연막(460)이나 보호막(480)은 하지막(440)에서 사용 가능한 재료를 이용하고, 단층 또는 적층 구조로 형성할 수 있다.

게이트 전극(470), 드레인 전극(490), 및 소스 전극(500)은 알루미늄이나 구리, 몰리브덴, 탄탈륨, 텅스텐, 티타늄 등의 금속 또는 이들의 합금을 사용할 수 있다. 이러한 전극도 단층 구조를 갖거나, 적층 구조를 가질 수 있다. 이러한 전극이 적층 구조를 갖는 경우, 예를 들면 전도성이 높은 알루미늄이나 구리를 몰리브덴이나 텅스텐, 티타늄 등의 층으로 협지한 구조를 채용할 수 있다. 또한 도시하고 있지 않지만, 드레인 전극(490), 소스 전극(500)을 형성하는 금속층은 일부 기판(220)의 단부까지 연장되어, FPC나 IC 칩과 접속되는 단자를 형성한다.

트랜지스터(415) 상에는 층간 절연막(510)이 설치되어 있다. 층간 절연막(510)은 트랜지스터(415)에 기인하는 요철을 흡수하고, 평탄한 표면을 주는 기능을 갖는다. 층간 절연막(510)으로는, 예를 들면 폴리이미드나 폴리실록산, 아크릴 수지 등의 고분자 재료를 사용할 수 있다.

층간 절연막(510) 상에는 접속 전극(520), 배선(525), 배선(530), 배선(532), 유전체막(540), 및 제1 전극(550)이 설치되어 있다. 접속 전극(520)과 배선(525)은 동일 층으로 형성되며, 금속, 또는 IZO나 ITO 등의 투광성을 갖는 전도성 산화물을 이용하여 형성할 수 있다. 접속 전극(520)은 드레인 전극(490)과 제1 전극(550)을 전기적으로 접속하는 기능을 갖는다. 배선(525)은 배선(525)과 함께 전원선을 구성하고, 후술하는 제2 전극(580)과 접속된다. 배선(530), 배선(532)은, 게이트 전극(470), 드레인 전극(490), 및 소스 전극(500)에서 사용할 수 있는 금속을 이용하여 형성할 수 있다. 유전체막(540)으로는, 예를 들어 질화규소막 등을 사용할 수 있다. 제1 전극(550)은 제1 실시예의 제1 전극(221)과 동일한 구성을 가질 수 있다.

제1 전극(550)은 층간 절연막(510) 내에 형성된 콘택트 홀에 있어서, 접속 전극(520)을 통해 드레인 전극(490)과 전기적으로 접속된다. 배선(530), 유전체막(540), 및 제1 전극(550)에 의해 용량이 형성된다.

제1 전극(550), 배선(525)의 단부를 덮고, 한편, 콘택트 홀에 기인하는 오목부를 덮도록 격벽(560)이 형성되어 있다. 격벽(560)은 제1 전극(550), 배선(525)의 단부를 보호하고, 콘택트 홀에 기인하는 요철을 흡수하고, 또한, 인접한 부화소로부터 부화소(410)을 전기적으로 독립시키는 기능을 갖는다. 격벽(560)은 층간 절연막(510)과 동일한 재료를 사용하여 형성할 수 있다. 표시 장치 또한, 제1 전극(550), 격벽(560) 상에 유기층(570)을 가지고 있으며, 유기층(570) 상에는 제2 전극(580)을 가지고 있다. 제1 전극(550), 유기층(570), 및 제2 전극(580)에 의해 발광 소자가 형성된다. 유기층(570)과 제2 전극(580)은 각각, 제1 실시예의 유기층(222), 제2 전극(223)과 동일한 구성을 가질 수 있다.

여기에 제2 전극(580)은 제1 실시예에서 설명한 마스크(300)를 이용하여 스퍼터링법에 의해 형성될 수 있다. 제2 전극(580)은 유기층(570)을 덮고, 또한 전원선으로 기능하는 배선(525)과 전기적으로 접속되도록 형성된다. 마스크(300)의 관통공(305)의 최대폭은 발광 영역, 즉 제1 전극(550)과 유기층(570)이 접하는 영역보다도 작고, 마찬가지로 제2 전극(580)보다도 작다. 또한, 관통공(305)의 피치도 부화소(410)의 피치와 비교하여 매우 작다. 이에 따라, 복수의 관통공(305)이 하나의 부화소(410) 내의 제2 전극(580)과 겹친다. 이때 도 11과 같이, 타겟(150)에서 튕겨져 날아오는 타겟 재료는 관통공(305)을 통과할 때 회절하고, 그 결과, 제2 전극(580)의 상면에 복수의 돌출부가 형성된다. 이 돌출부는 관통공(305)의 위치에 대응하고 있다. 또한, 이 돌출부의 단면은 곡선으로 나타나고, 직선적인 구조를 갖지 않는다. 따라서 그 피치(도 10에 나타낸 피치 P)는 관통공(305)의 피치와 동일하며, 0.2μm에서 6μm, 또는 2μm에서 6μm이다. 또한 이 피치(P)는 부화소(410)의 크기와 비교하면 매우 작다.

제2 전극(580) 상에는 보호막(590)이 설치되어 있다. 제2 전극(580)의 상면의 형상을 반영하여, 보호막(590)은 피치(P)를 갖는 돌출부를 주기적으로 갖고 있다. 보호막(590)으로는 질화 규소나 산화 규소, 질화 산화 규소, 산화 질화 실리콘 등의 무기 화합물이나, 또는 아크릴 수지 등의 유기 재료를 사용할 수 있다. 또는 이러한 무기 화합물과 유기 물질을 적층할 수도 있다. 예를 들면, 아크릴 수지의 층을 질화 규소나 산화 규소 등의 무기 화합물을 함유하는 층으로 협지한 구조일 수 있다.

보호막(590) 상에 봉지재(600)를 통해 대향 기판(610)이 접합되어 있다(도 10). 배선(525)과 겹치는 영역에 있어서, 대향 기판(610)에 차광막(605)을 설치할 수 있다. 또한, 봉지재(600)나 대향 기판(610)은 설치되지 않을 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법을 적용하는 것으로, 예를 들면 제2 전극(580)이나 그 위의 보호막(590)의 상면에 주기적으로 배치된 돌출부를 형성할 수 있다. 이 돌출부의 피치는 가시광의 파장보다도 훨씬 크기 때문에, 광학적인 악영향을 일으키지 않습니다. 다시 말하면, 발광 소자의 광 추출 효율이나 발광색, 시야각 의존성 등에 영향을 주지 않고, 또한, 외광의 반사에 대해서도 영향을 주지 않는다. 한편, 보호막(590)을 개재하여 제2 전극(580)이 봉지재(600)와 접촉하는 면적을 증대시킬 수 있으며, 그 결과, 보호막(590)과 봉지재(600) 사이의 접착력을 향상시킬 수 있다. 이에 따라, 광학적인 악영향을 유발하지 않고, 발광 소자에 물이나 산소 등의 불순물이 침입하는 확률을 줄일 수 있고, 신뢰성이 높은 표시 장치를 제공할 수 있다.

본 발명의 실시예로서 상술한 각 실시예는, 서로 모순되지 않는 범위에서, 적절히 조합하여 실시할 수 있다. 또한, 각 실시예의 표시 장치를 기초로 하여, 당업자가 적절히 구성 요소의 추가, 삭제 또는 설계 변경한 것, 또는 공정의 추가, 생략 또는 조건 변경한 것도 본 발명의 요지를 갖추고 있는 한, 본 발명의 범위에 포함된다.

본 명세서에서는, 공개 예로서 주로 EL 표시 장치의 경우를 예시했지만, 다른 적용 예로서, 그 외의 자발광형 표시 장치, 액정 표시 장치, 또는 전기 영동 소자 등을 갖는 전자 페이퍼형 표시 장치 등, 모든 평판형의 표시 장치가 적용될 수 있다. 또한, 중소형에서 대형까지 특별히 한정하지 않고 적용이 가능하다.

상술한 각 실시예의 양태에 의해 초래되는 작용 효과와는 다른 기타의 작용 효과에 있어서도, 본 명세서의 기재로부터 명확한 것, 또는, 당업자에 있어서 용이하게 예측하여 얻는 것에 대해서는, 당연히 본 발명에 의해 초래되는 것으로 해석된다.

100 : 스퍼터링 장치 110 : 챔버
120 : 홀더 130 : 온도 제어부
140 : 자석 150 : 타겟
160 : 가스 공급부 170 : 게이트 밸브
200 : 스테이지 210 : 온도 제어부
220 : 기판 221 : 제1 전극
222 : 유기층 223 : 제2 전극
224 : 보호막 225 : 대향 기판
226 : 접착제 227 : 공간
228 : 덩어리 230 : 셔터
240 : 셔터 제어부 250 : 배기 장치
260 : 교류 전원 300 : 마스크
305 : 관통공 310 : 마스크 홀더
320 : 정렬 기구 330 : 전원
360 : 부착물 370 : 방전 영역
400 : 표시 영역 410 : 부화소
415 : 트랜지스터 420 : 배선
425 : 단자 430 : 구동 회로
440 : 하지막 450 : 반도체막
460 : 게이트 절연막 470 : 게이트 전극
480 : 보호막 490 : 드레인 전극
500 : 소스 전극 510 : 층간 절연막
520 : 접속 전극 530 : 배선
540 : 유전체막 550 : 제1 전극
560 : 격벽 570 : 유기층
580 : 제2 전극 590 : 보호층
600 : 봉지재 610 : 대향 기판

Claims

기판 상에 제1 전극을 형성하고,
상기 제1 전극 상에 발광층을 갖는 유기층을 형성하고,
투광성을 갖는 도전성 산화물을 포함하는 타겟을 스퍼터하는 것에 의해 상기 유기층 상에 제2 전극을 형성하는 것을 포함하고,
상기 제2 전극의 형성 시에 있어서, 상기 유기층과 상기 타겟의 사이에 마스크를 설치하고,
상기 마스크는 주기적으로 배열한, 최대폭이 0.1μm 이상 3μm 이하의 복수의 관통공을 갖는 표시 장치의 제조 방법.
제1항에 있어서,
상기 복수의 관통공의 피치가 0.2μm 이상, 6μm 이하인 표시 장치의 제조 방법.
제1항에 있어서,
상기 마스크가 금속을 갖는 표시 장치의 제조 방법.
제1항에 있어서,
상기 제2 전극 상에, 두께가 0.1μm 이상, 5μm 이하의 보호막을 형성하는 것을 더 포함하는 표시 장치의 제조 방법.
제1항에 있어서,
상기 제2 전극을 형성한 후에, 상기 마스크에 직류 전압, 또는 교류 전압을 인가하는 것을 포함하는 표시 장치의 제조 방법.
제2항에 있어서,
상기 마스크는 상기 타겟보다도 상기 기판에 가깝게 설치되는 표시 장치의 제조 방법.
제1항에 있어서,
상기 복수의 관통공이 원 형상을 갖는 표시 장치의 제조 방법.
제1항에 있어서,
상기 복수의 관통공이 벌집 패턴, 또는 매트릭스 패턴으로 배치되는 표시 장치의 제조 방법.
기판 상에 제1 전극을 형성하고,
상기 제1 전극 상에 유기층을 형성하고,
주기적으로 배열된 복수의 관통공을 갖는 마스크를 상기 유기층 상에 설치하고,
투광성을 갖는 도전성 산화물을 포함하는 타겟을 스퍼터하는 것에 의해 상기 유기층 상에 제2 전극을 형성하는 것을 포함하고,
상기 복수의 관통공의 최대 면적은, 상기 유기층과 상기 제1 전극이 접하는 면적보다도 작은 표시 장치의 제조 방법.
제9항에 있어서,
상기 복수의 관통공의 피치가 0.2μm 이상, 6μm 이하인 표시 장치의 제조 방법.
제9항에 있어서,
상기 마스크가 금속을 갖는 표시 장치의 제조 방법.
제9항에 있어서,
상기 제2 전극 상에, 두께가 0.1μm 이상, 5μm 이하의 보호막을 형성하는 것을 더 포함하는 표시 장치의 제조 방법.
제9항에 있어서,
상기 제2 전극을 형성한 후에, 상기 마스크에 직류 전압, 또는 교류 전압을 인가하는 것을 포함하는 표시 장치의 제조 방법.
제9항에 있어서,
상기 마스크는 상기 타겟보다도 상기 기판에 가깝게 설치되는 표시 장치의 제조 방법.
제9항에 있어서,
상기 복수의 관통공이 원 형상을 갖는 표시 장치의 제조 방법.
제9항에 있어서,
상기 복수의 관통공이 벌집 패턴, 또는 매트릭스 패턴으로 배치되는 표시 장치의 제조 방법.
챔버와,
상기 챔버 내에 위치하고, 타겟을 지지하는 홀더와,
상기 챔버 내에서 상기 홀더의 아래에 위치하고, 기판을 지지하는 스테이지와,
상기 챔버 내에 방전을 유도하는 전원과,
상기 챔버에 가스를 공급하는 가스 공급부와,
주기적으로 배치된 복수의 관통공을 갖는 마스크를 지지하여 상기 기판과 상기 타겟 사이에 설치하는 마스크 홀더를 포함하는 성막 장치.
제17항에 있어서,
상기 기판에 대한 상기 마스크의 위치를 조정하는 정렬 기구를 더 포함하는 성막 장치.
제17항에 있어서,
상기 기판은 복수의 부화소를 가지며,
상기 정렬 기구는, 상기 복수의 관통공이 상기 복수의 부화소의 하나와 겹치도록 상기 마스크의 위치를 조정하는 성막 장치.
제17항에 있어서,
상기 마스크에 직류 전압, 또는 교류 전압을 인가하는 제2 전원을 포함하는 성막 장치.