KR-102960121-B1 - 유기 EL 표시 장치 및 그 제조 방법

Abstract

화소 분할층과 스페이서의 형성을 포함하는 유기 EL 표시 장치의 제조를 간편한 방법으로 행하고, 플렉시블한 표시 장치로서 신뢰성이 높고, 또한 외광 반사를 억제할 수 있는 유기 EL 표시 장치, 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 해결 수단은 기재 상에 제 1 전극, 화소 분할층, 스페이서를 갖는 기판, 또한 유기 EL층 및 제 2 전극을 갖는 유기 EL 표시 장치로서, 상기 화소 분할층의 표면 거칠기(Ra1)와 상기 스페이서의 표면 거칠기(Ra2)에 있어서의 최대값을 Ramax로 했을 때에, Ramax가 1.0㎚ 이상 50㎚ 이하인 유기 EL 표시 장치이다.

Inventors

• 아라이 타케시
• 미요시 카즈토
• 타나카 다이사쿠
• 이시카와 아키히로

Assignees

• 도레이 카부시키가이샤

Dates

Publication Date

20260506

Application Date

20220322

Priority Date

20210326

Claims (18)

1. 기재 상에 제 1 전극, 화소 분할층, 스페이서를 갖는 기판, 또한 유기 EL층 및 제 2 전극을 갖는 유기 EL 표시 장치로서, 상기 화소 분할층의 표면 거칠기(Ra1)와 상기 스페이서의 표면 거칠기(Ra2)에 있어서의 최대값을 Ramax로 했을 때에, Ramax가 1.0㎚ 이상 50㎚ 이하이고, 상기 Ra1과 Ra2의 차의 절대값이 1.0㎚ 이상인 유기 EL 표시 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 Ra1이 Ramax가 되는 유기 EL 표시 장치.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 기판과 상기 유기 EL층이 접하는 계면의 면적 중, 상기 화소 분할층과 상기 유기 EL층이 접하는 계면의 면적이 50% 이상인 유기 EL 표시 장치.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 Ra2가 Ramax가 되는 유기 EL 표시 장치.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 기판과 상기 유기 EL층이 접하는 계면의 면적 중, 상기 스페이서와 상기 유기 EL층이 접하는 계면의 면적이 50% 이상인 유기 EL 표시 장치
6. 삭제
7. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 화소 분할층이 1차 입자 지름 5~30㎚의 실리카 입자를 포함하는 유기 EL 표시 장치.
8. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 화소 분할층이 알칼리 가용성 수지를 함유하는 감광성 수지 조성물의 경화막을 포함하는 유기 EL 표시 장치.
9. 제 8 항에 있어서, 상기 알칼리 가용성 수지가 아크릴 수지, 페놀 수지, 폴리실록산 수지, 카르도 수지, 폴리이미드 수지, 폴리이미드 전구체 수지, 폴리벤조옥사졸 수지, 및 폴리벤조옥사졸 전구체 수지로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 것을 함유하는 유기 EL 표시 장치.
10. 제 8 항에 있어서, 상기 감광성 수지 조성물이 착색 재료를 포함하는 유기 EL 표시 장치.
11. 제 8 항에 있어서, 상기 감광성 수지 조성물이 발액 재료를 포함하는 유기 EL 표시 장치.
12. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유기 EL층이 전자 수송층 및/또는 전하 발생층을 포함하는 유기 EL 표시 장치.
13. 제 12 항에 있어서, 상기 전자 수송층 및/또는 전하 발생층이 도너성 도펀트를 포함하는 유기 EL 표시 장치.
14. 제 13 항에 있어서, 상기 도너성 도펀트가 알칼리 금속, 알칼리토류 금속, 희토류 금속, 상기 알칼리 금속, 알칼리토류 금속, 희토류 금속의 무기염, 상기 알칼리 금속, 알칼리토류 금속, 희토류 금속과 유기물의 착체로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 것을 함유하는 유기 EL 표시 장치.
15. 제 12 항에 있어서, 상기 전자 수송층 및/또는 전하 발생층이 하기 일반식 (1)로 나타내어지는 페난트롤린 골격을 갖는 화합물을 포함하는 유기 EL 표시 장치. (여기에서 R 1 ~R 8 은 각각 동일해도 상이해도 좋고, 수소 원자, 알킬기, 시클로알킬기, 알케닐기, 시클로알케닐기, 아릴기, 헤테로아릴기, 복소환기 중으로부터 선택된다. 단, R 1 , R 3 , R 6 , R 8 중의 적어도 1개는 아다만틸기, 노보닐기, 페닐비닐기, β-나프틸기, 페난트렌기, 피레닐기로부터 선택된다.)
16. 제 12 항에 있어서, 상기 전자 수송층 및/또는 전하 발생층이 하기 일반식 (2)로 나타내어지는 페난트롤린 골격을 갖는 화합물을 포함하는 유기 EL 표시 장치. (여기에서 R 9 ~R 16 은 각각 동일해도 상이해도 좋고, 수소 원자, 알킬기, 시클로알킬기, 알케닐기, 시클로알케닐기, 아릴기, 헤테로아릴기, 복소환기, X 1 중으로부터 선택된다. 단, R 9 ~R 16 중의 적어도 1개는 X 1 이다. n은 2~6의 자연수를 나타낸다. X 1 은 단결합, 또는 벤젠, 안트라센, 피리딘, 에틸렌, 티오펜, 푸란, 메틸렌, 카르바졸, 시클로헥산, 스피로비플루오렌, 트리페닐아민, 트립티센 및 이들을 조합해서 이루어지는 구조 중 어느 하나로부터 유래되는 n가의, 복수의 페난트롤린 골격을 연결하는 연결 유닛이다.)
17. 기재 상에 제 1 전극, 화소 분할층, 스페이서를 갖는 기판, 또한 유기 EL층 및 제 2 전극을 갖는 유기 EL 표시 장치의 제조 방법으로서, 화소 분할층과 스페이서를 일괄 가공하는 공정을 갖고, 일괄 가공을 위한 포토마스크가 투광부, 차광부 및 반투광부를 갖는 하프톤 포토마스크이고, 상기 화소 분할층의 표면 거칠기(Ra1)와 상기 스페이서의 표면 거칠기(Ra2)의 차의 절대값이 1.0nm 이상인 유기 EL 표시 장치의 제조 방법.
18. 제 17 항에 있어서, 상기 반투광부의 투과율이 상기 투광부의 투과율의 15~50%인 유기 EL 표시 장치의 제조 방법.

Description

유기 EL 표시 장치 및 그 제조 방법 본 발명은 매트릭스상으로 형성된 복수의 표시 화소를 갖는 유기 EL 표시 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 차세대 플랫 패널 디스플레이로서 유기 EL 표시 장치가 주목받고 있다. 유기 EL이란, 2개의 전극 사이에 형성된 유기 화합물로 이루어지는 유기 EL층의 전계 발광이다. 그리고, 유기 EL의 발광 소자를 이용한 표시 장치가 유기 EL 표시 장치이다. 자기 발광형의 유기 EL 표시 장치는 광시야각, 고속 응답, 고콘트라스트의 화상 표시가 가능하며, 박형 유리나 플라스틱 수지 등의 기판을 사용함으로써 박형화, 경량화, 플렉시블화가 가능하다는 점에서 최근 활발히 연구 개발이 진행되어 있다. 플렉시블한 유기 EL 표시 장치는 갈라지지 않고 구부릴 수 있는 벤더블, 둥글게 할 수 있는 롤러블, 접을 수 있는 폴더블 등, 다양한 분야에서의 응용이 기대되어 있다. 그러나, 이와 같은 플렉시블한 유기 EL 표시 장치는 굽힘이나 접는다는 제조 공정이나 사용 방법에 의해 기판과 유기 EL층의 박리를 일으킬 우려가 있으며, 그 결과 유기 EL 표시 장치의 신뢰성이 저하되어버린다(예를 들면, 특허문헌 1 참조). 한편, 모바일 기기라고 하면, 표시 장치로서는 실내외 불문하고 다양한 환경에 있어서 표시 품위를 유지하는 것도 필요하며, 특히 외광 반사 억제에 있어서는 원평광판과의 조합이나 기판의 흑색화 등의 제안이 있다(예를 들면, 특허문헌 2 참조). 도 1은 본 발명에 있어서의 유기 EL 표시 장치의 개략 단면도이다. 도 2는 본 발명의 일례인 기판의 개략 단면도이다. 도 3은 본 발명에 있어서의 Ra1과 Ra2의 개략 단면도이다. 도 4는 본 발명에 있어서의 화소 분할층의 테이퍼각의 개략도이다. 도 5는 일반적인 유기 EL 표시 장치의 개략 단면도이다. 도 6은 본 발명의 실시예에 의한 제 1 전극과 하프톤 포토마스크의 개략도이다. 도 7은 본 발명의 실시예에 의한 절곡 시험의 개략도이다. 도 8은 본 발명의 실시예에 의한 유기 EL 표시 장치의 개략도이다. 도 9는 본 발명의 실시예에 있어서의 발광 소자의 개략도이다. 이하, 본 발명을 실시하기 위한 형태(이하, 「실시형태」라고 한다)에 대해서 상세하게 설명한다. 또한, 본 발명은 이하에 설명하는 실시형태에 의해서만 한정되어야 하는 것은 아니다. <유기 EL 표시 장치> 본 발명의 유기 EL 표시 장치는 매트릭스상으로 형성된 복수의 표시 화소를 갖는 유기 EL 표시 장치이다. 유기 EL층에서의 발광을 인출하는 방향에 따라 톱 에미션과 보텀 에미션으로 대별되지만, 특별히 한정되지 않는다. 또한, 구동 방식에 따라서도, 전극을 열과 행으로 나누어 전극 사이에 끼워져 있는 표시 화소만을 발광시키는 패시브 구동형과, 수개의 TFT를 각각의 표시 화소에 형성해서 스위칭하는 액티브 구동형으로 대별되지만, 특별히 한정되지 않는다. 본 발명의 유기 EL 표시 장치는 기재 상에 제 1 전극, 화소 분할층, 스페이서를 갖는 기판, 또한 유기 EL층 및 제 2 전극을 갖는 유기 EL 표시 장치로서, 상기 화소 분할층의 표면 거칠기(Ra1)와 상기 스페이서의 표면 거칠기(Ra2)에 있어서의 최대값을 Ramax로 했을 때에, Ramax가 1.0㎚ 이상 50㎚ 이하인 유기 EL 표시 장치이다. 도 1에 본 발명의 일례인 유기 EL 표시 장치의 개략 단면도를 나타낸다. 유기 EL 표시 장치에 있어서, 기재(1) 상에 제 1 전극(2)을 갖는다. 기재(1) 상에서 제 1 전극(2)이 존재하지 않는 영역(이후, 기재(1) 상에서 제 1 전극(2)이 존재하지 않는 영역을 제 1 전극의 공극이라고 기재하는 경우가 있다)에 화소 분할층(3)을 갖고, 또한 화소 분할층 상에 스페이서(4)를 갖는다. 유기 EL 표시 장치에 있어서, 이러한 기재 상에 제 1 전극, 화소 분할층, 스페이서를 갖는 단위를 기판이라고 기재한다. 또한, 그 기판 상에 유기 EL층(5)과 제 2 전극(6)을 가짐으로써 유기 EL 표시 장치가 된다. <기판> 본 발명의 유기 EL 표시 장치에 있어서, 기판은 후술하는 기재(1), 제 1 전극(2), 화소 분할층(3), 스페이서(4)로만 이루어지는 것을 최소 단위로 한다. 이러한 최소 단위를 구비하고 있으면, 기판은 배선이나 TFT(7), 패턴 안테나, 및 평탄화층(8) 등을 더 갖는 구성(예를 들면, 도 2의 구성)이어도 좋다. 단, 본 발명에 있어서, 상술한 배선이나 TFT(7), 센서류, 패턴 안테나 등, 및 평탄화층(8) 등, 제 1 전극(2)의 밑바탕이 되는 것은 모두 기재(1)의 일부로서 취급하는 것으로 한다. 배선은 구동을 위해 FPC(Flexible Printed Circuit)를 통해 외부의 기기와 접속되는 경우가 많다. 또한, TFT(7) 이외에도 카메라, ID나 지문의 판독이나 조도 등의 센서류, 통신이나 급전용의 패턴 안테나 등이 설치되어 있는 것이어도 좋다. 이와 같이 해서 다기능을 집적하는 기재(1)에 있어서는, 평탄화층(8)을 형성하는 것이 바람직하다. 평탄화층(8)을 형성함으로써, 제 1 전극(2)을 형성하기 전에 배선이나 TFT(7) 등의 요철을 덮어 기재(1)를 평탄화할 수 있다. 기재(1)를 평탄화함으로써, 기재 상에 형성하는 제 1 전극(2), 화소 분할층(3), 스페이서(4)에서의 결함을 방지하고, 고품위인 기판을 얻을 수 있다. 도 2에 본 발명의 일례인 기판의 개략 단면도를 나타낸다. <기재> 도 1에 있어서의 기재(1) 및 도 2에 있어서의 기재(1) 중 TFT(7)보다 하방의 기재의 베이스(1a)로서는 금속이나 유리, 수지 필름 등, 표시 장치의 지지나 후공정의 반송에 바람직한 것을 적당히 선택할 수 있다. 특히, 플렉시블성을 가질 필요가 있는 경우에는, 수지 필름이 바람직하다. 유리로서는, 소다라임 유리나 무알칼리 유리 등을 사용할 수 있다. 유리의 두께는 기계적 강도를 유지하는 것에 충분한 두께가 있으면 좋다. 유리의 재질에 대해서는 유리로부터의 용출 이온이 적은 쪽이 좋으므로 무알칼리 유리 쪽이 바람직하지만, SiO2 등의 배리어 코트를 실시한 소다라임 유리를 사용할 수도 있다. 수지 필름의 재료로서는, 투광성이 우수한 점에서 폴리벤조옥사졸 수지, 폴리아미드이미드 수지, 폴리이미드 수지, 폴리아미드 수지, 및 폴리(p-크실릴렌) 수지로부터 선택되는 수지 재료를 포함하는 것이 바람직하다. 기재는 이들 수지 재료를 단독으로 포함하고 있어도 좋고, 복수 종이 조합되어 포함하고 있어도 좋다. 예를 들면, 폴리이미드 수지로 기재를 형성하는 경우에는 폴리이미드 수지의 전구체인 폴리아믹산(일부가 이미드화된 폴리아믹산을 포함한다) 수지, 또는 가용성 폴리이미드 수지를 포함하는 용액을 지지 기판에 도포하고, 소성함으로써 형성할 수도 있다. 또한, 상술한 발광 소자는 산소나 수분에 약한 것이 알려져 있기 때문에, 기재의 구성으로서 적당히 가스 배리어층을 형성해도 좋다. 특히, 수지 필름의 경우에는 무기의 박막을 적층해서 사용함으로써, 신뢰성이 높은 표시 장치를 얻을 수 있다. 또한, 기재는 배선이나 TFT(7), 평탄화층(8) 등이 형성된 것이어도 좋다. <제 1 전극> 본 발명에 있어서의 제 1 전극(2)은, 보텀 에미션형의 경우에는 광투과성의 전극, 톱 에미션형의 경우에는 광반사성의 전극일 필요가 있다. 보텀 에미션형이면, 예를 들면 투명한 산화주석, 산화인듐, 산화주석 인듐(ITO) 등의 도전성 금속 산화물, 또는 금, 은, 크롬 등의 금속, 요오드화구리, 황화구리 등의 무기 도전성 물질, 폴리티오펜, 폴리피롤, 및 폴리아닐린 등의 도전성 폴리머 등을 사용할 수 있지만, 특별히 한정되는 것은 아니다. 톱 에미션형이면, 어느 막 두께 이상에서 가시광이 높은 반사율을 나타내고, 또한 낮은 전기 저항을 나타내는 재료가 바람직하다. 또한, 후공정이 되는 웨트 에칭이나 세정, 보관이나 사용 환경에서의 내후성의 면으로부터도 재료 선정이 필요해진다. 특히, Ag 또는 Ag를 주체로서 포함하는 Ag 합금막이, 반사율이 높기 때문에 유용하다. Ag 합금막은 주성분을 Ag로 한 AgPdCu나 AgTiCu 등을 사용할 수 있고, 이들 Ag 합금막을 ITO막이나 IZO막 등의 산화물 도전막과 적층시키는 것이, 유기 EL층과 낮은 접촉 저항을 실현할 수 있기 때문에 바람직하다. 또한, Al 또는 Al을 주체로서 포함하는 Al 합금막도 톱 에미션형의 제 1 전극으로서 양호하다. Ni를 0.1~2원자% 함유하는 Al-Ni 합금막은 순Al 수준의 높은 반사율을 갖기 때문에 바람직하다. 그 외에는, 몰리브덴(Mo)이나 텅스텐(W) 등의 반사성 금속막도 사용할 수 있다. 제 1 전극의 저항은 발광 소자의 발광에 충분한 전류를 공급할 수 있으면 좋으므로 한정되지 않지만, 발광 소자의 소비 전력의 관점으로부터는 저저항인 것이 바람직하다. 예를 들면, 300Ω/□ 이하의 ITO이면 소자 전극으로서 기능하지만, 현재에서는 10Ω/□ 정도의 ITO의 공급도 가능하게 되어 있는 점에서, 저저항품을 사용하는 것이 특히 바람직하다. 제 1 전극의 두께는 투과율이나 저항값 등의 특성에 맞춰 임의로 선택할 수 있지만, 통상 100~300㎚ 사이에서 사용할 수 있다. 제 1 전극의 형성 방법은 공지의 방법을 사용할 수 있다. 예를 들면, 스퍼터링 등의 진공 성막법으로 성막한 후, 포토레지스트를 이용한 에칭 가공에 의해 패터닝할 수 있다. <화소 분할층> 본 발명의 유기 EL 표시 장치에 있어서, 화소 분할층(3)은 제 1 전극(2)의 공극에 형성된다. 제 1 전극의 공극에 화소 분할층을 형성함으로써 표시 화소를 분할할 수 있다. 즉, 제 1 전극의 공극에 화소 분할층을 패터닝함으로써 제 1 전극의 노출 부분이 한정되고, 화소 분리층의 개구부만이 표시 화소로서 기능하도록 된다. 또한, 화소 분할층이 라인형이나 아일랜드형의 제 1 전극의 둘레 가장자리를 덮음으로써 제 1 전극의 가장자리에서 발생하는 단락이나 제 2 전극의 단선을 방지하는 것에도 연결되어 표시 장치의 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 또한, 본 발명의 유기 EL 표시 장치에 있어서, 화소 분할층은 필요에 따라 제 1 전극의 공극 이외의 장소에도 형성된다. 본 발명에 있어서는