KR100485972B1 - 유기 ｅｌ 소자 및 그 제조 방법, 및 표시 장치 - Google Patents

유기 ｅｌ 소자 및 그 제조 방법, 및 표시 장치 Download PDF

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Abstract

광 투과 부분의 투과율이 높고, 표시 장치의 조명 수단에 사용하여 매우 적합한 유기 EL 소자, 및 이 유기 EL 소자를 용이하게 양호한 제조 수율로 제조하는 방법을 제공한다.
본 발명은 지지 기판(16)과, 상기 지지 기판(16) 위에 설치된 소자부(30)를 구비하고, 상기 소자부(30)가 양극(22)과, 유기 EL 재료를 함유하는 발광층(37)과, 음극(38)을 차례로 적층하여 포함하며, 상기 유기 EL 소자의 피조명체를 투과하여 표시하기 위해 상기 소자부(30)를 관통하여 형성된 개구부(35)와, 상기 피조명체를 조명하는 발광부(21)가 상기 소자부(30)에 구비된 프런트 라이트(유기 EL 소자)(3), 및 그 제조 방법을 제공한다.

Description

유기 ＥＬ 소자 및 그 제조 방법, 및 표시 장치{ORGANIC EL DEVICE AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME, AND DISPLAY APPARATUS}
본 발명은 유기 일렉트로루미네선스(Electro-Luminescence, EL) 소자 및 그 제조 방법, 표시 장치에 관한 것이며, 특히 피조사체의 앞면 측에 배치하고, 피조사체를 투과하여 표시하는 용도에 매우 적합한 유기 EL 소자 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
최근, 반사형 액정 패널과 같은 비발광형 표시 장치의 프런트 라이트(조명 장치)로서 유기 EL 소자를 사용한 것이 주목되고 있으며, 조명 장치로서 뿐만 아니라, 유기 EL 소자를 자발 발광형 표시 장치로서 사용하는 것도 고려되고 있다. 유기 EL 소자의 기본 구성은, 예를 들어, 유리 기판 위에 투명 전극(양극), 발광층, 금속 전극(음극)이 적층된 구조이며, 양극에는 일함수가 큰 재료가 사용되고, 음극에는 일함수가 작은 재료가 사용되고, 발광층에 유기 EL 재료가 사용된다. 그리고, 양쪽의 전극으로부터 발광층에 주입되는 정공과 전자가 발광층에서 재결합함으로써 발광하도록 되어 있다.
그런데, 유기 EL 소자를 표시용 디스플레이로서 사용할 경우에는, 기판 위에 음극으로 되는 금속 전극을 형성하고, 발광층을 사이에 끼워 양극으로 되는 투명 전극 측으로부터 눈으로 확인하는 구성으로 할 수 있다. 이 경우, 음극은 기판 위의 전면에 걸쳐 형성하면 되기 때문에, 패터닝은 불필요해진다. 이것에 대하여, 예를 들어, 표시 장치의 프런트 라이트로서 사용할 경우에는, 표시를 눈으로 확인하기 위해서는 금속 전극으로 이루어진 음극을 전면에 걸쳐 형성할 수 없어, 패터닝이 필요하게 된다.
이러한 구성의 유기 EL 소자로 프런트 라이트를 구성할 경우, 양극을 구성하는 투명 도전막은 전면에 형성하고, 음극을 구성하는 Ca 등의 알칼리 토류 금속과 Al 등의 금속으로 이루어진 적층막을 건식 에칭 등을 이용하여 패터닝하게 되나, 유기 EL 소자의 발광부를 패터닝할 때는, 구성 재료가 서로 다른 복수의 층을 에칭하기 위해 각 층마다 서로 다른 에천트(etchant)를 사용할 필요가 있으며, 각 에천트에 대한 각 층의 내성도 고려할 필요가 있기 때문에, 사용되는 에천트의 종류 증가에 따른 장치 및 공정의 복잡화를 회피할 수 없다.
또한, 상기 유기 EL 소자에서는, 음극으로부터 발광층으로의 전자 주입 효율을 높이고, 음극으로서의 안정성을 유지하여, 반사율을 확보하기 위해, 일함수가 작은 Ca(칼슘) 및 Mg(마그네슘) 등의 알칼리 토류 금속과, 이것보다도 일함수가 큰 Al(알루미늄) 및 Ag(은) 등의 금속으로 이루어진 적층 전극이 음극에 사용되는 경우가 많아지고 있다. 그리고, 이 음극에 함유되는 Ca 등의 알칼리 토류 금속의 활성이 높아, 알칼리 토류 금속층의 패터닝이 곤란하기 때문에, 양호한 제조 수율로 유기 EL 소자를 제조하는 것이 곤란하다는 문제도 있었다.
또한, 상기와 같은 패터닝 공정의 복잡화를 저감시키기 위해, 투광성 재료로 구성할 수 있는 양극 등을 전면에 형성하는 것이 실행되고 있으나, 이러한 구성으로 하면, 프런트 라이트로서 사용할 경우에 투과율의 저하를 회피할 수 없다.
본 발명은 상기 과제를 해결하기 위해 안출된 것으로서, 광 투과 부분의 투과율이 높고, 표시 장치의 조명 수단에 사용하여 매우 적합한 유기 EL 소자를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 제조 프로세스를 복잡화하지 않고, 표시 장치의 조명 수단에 사용하여 매우 적합한 유기 EL 소자를 용이하게 양호한 제조 수율로 제조할 수 있는 유기 EL 소자의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 본 발명에 따른 유기 EL 소자를 구비하고, 표시가 밝으며 시인성이 우수한 표시 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
(유기 EL 소자)
본 발명에 따른 유기 EL 소자는, 상기 과제를 해결하기 위해, 지지 기판과, 상기 지지 기판 위에 설치된 소자부를 구비하고, 상기 소자부가 양극과, 유기 EL 재료를 함유하는 발광층과, 음극을 차례로 적층하여 포함하는 유기 EL 소자로서, 상기 유기 EL 소자의 피조명체를 투과하여 표시하기 위해 상기 소자부를 관통하여 형성된 개구부와, 상기 피조명체를 조명하는 발광부가 상기 소자부에 구비된 것을 특징으로 한다.
상기 구성을 구비한 본 발명의 유기 EL 소자는, 기판 위에 형성된 소자부에 상기 소자부를 관통하는 개구부가 형성되어 있고, 상기 개구부 이외의 소자부 중에서 조명광을 발광하는 부분이 발광부로 된 유기 EL 소자이다. 이와 같이, 소자부를 관통하는 개구부가 설치되어 있음으로써, 피조명체를 투과하여 표시하기 위한 투과부에서의 유기 EL 소자의 투과율을 높일 수 있다. 따라서, 예를 들어, 유기 EL 소자를 표시 장치의 앞면 측에 배치하여 조명 수단으로서 사용한 경우에, 유기 EL 소자에 의한 표시광의 감쇠가 적어져, 고휘도이며 선명한 표시를 얻을 수 있다.
다음으로, 본 발명에 따른 유기 EL 소자에서는, 상기 개구부가 상기 소자부를 패터닝함으로써 형성된 것이 바람직하다.
즉, 상기 구성의 유기 EL 소자에서는, 그 발광 패턴이 소자부 전체를 패터닝함으로써 형성되어 있기 때문에, 발광부의 발광 패턴 변경에도 상당히 용이하게 대응할 수 있으며, 종래와 같이, 발광 패턴에 따라 특정층을 패터닝하여 형성하는 경우와 비교하여, 발광부의 결점이 생기기 어려워, 신뢰성이 우수한 유기 EL 소자를 제공할 수 있다.
다음으로, 본 발명에 따른 유기 EL 소자에서는, 상기 개구부의 평면적이 상기 유기 EL 소자의 표시 영역의 80% 이상으로 되는 것이 바람직하다.
상기 구성에 의하면, 충분한 조명 휘도를 얻을 수 있으며, 높은 개구율을 갖는 동시에, 발광부가 사용자에게 눈으로 확인되기 어려운 유기 EL 소자로 할 수 있기 때문에, 표시 장치의 앞면 측에 배치한 경우에 우수한 시인성을 얻을 수 있다. 또한, 상기 유기 EL 소자의 표시 영역은, 상기 유기 EL 소자가 표시 장치의 앞면에 배치된 경우에, 표시 장치의 표시 영역과 대응하는 기판면 내의 영역을 가리키는 것이다. 또한, 상기 개구부의 면적을 과도하게 크게 하면, 조명 수단으로서의 휘도가 저하되기 때문에, 상기 개구부의 실용적인 상한은 발광부 자체의 휘도에 따라 상이하나, 90% 정도이다.
다음으로, 본 발명에 따른 유기 EL 소자에서는, 상기 발광부의 형상이 평면으로부터 보아 대략 스트라이프 형상 또는 대략 격자 형상으로 되어 있는 것이 바람직하다.
상기 구성에 의하면, 피조명체를 균일하게 조명할 수 있으며, 이 유기 EL 소자를 투과하여 상기 피조명체를 표시할 경우에, 발광부(개구부 이외의 부분)가 눈으로 확인되기 어려운 유기 EL 소자를 제공할 수 있다. 또한, 대략 격자 형상으로 함으로써 형상은 복잡해지나 발광 면적이 확대되기 때문에, 휘도와 균일성을 높일 수 있다.
다음으로, 본 발명에 따른 유기 EL 소자는, 상기 지지 기판의 소자부 측에 한쌍의 실장 단자가 형성되어 있으며, 상기 실장 단자의 한쪽이 상기 발광부의 양극에 접속되어 있고, 상기 실장 단자의 다른쪽이 상기 발광부의 측면 측을 따라 설치된 도통 전극을 통하여 상기 음극에 접속되어 있는 구성으로 할 수 있다.
상기 구성의 유기 EL 소자에 의하면, 지지 기판 위에 양극측 및 음극측의 실장 단자가 형성되어 있기 때문에, 예를 들어, 지지 기판의 반대측에 발광부를 보호하기 위한 보호 기판이나 보호층을 설치할 경우에도, 이들의 보호 기판이나 보호층 측에 실장 단자를 형성할 필요가 없고, 소자부보다 위쪽의 구성을 간소화하여 제조를 보다 용이하게 할 수 있다. 또한, 상기 실장 단자와 외부 구동 회로와의 접속도 용이해진다.
또한, 본 발명에 따른 유기 EL 소자는, 상기 소자부의 상기 지지 기판과 반대측에 보호 기판이 설치되어 있고, 상기 지지 기판의 내면측 및 상기 보호 기판의 내면측에 각각 실장 단자가 형성되어 있고, 상기 지지 기판 내면측의 실장 단자와 상기 발광부의 양극이 접속되어 있으며, 상기 보호 기판 내면측의 실장 단자와 상기 음극이 접속되어 있는 구성으로 할 수도 있다.
상기 구성의 유기 EL 소자에 의하면, 상기 소자부를 지지 기판과 보호 기판에 의해 끼워 유지하는 동시에, 지지 기판 측에 배치되는 양극에 지지 기판 위의 실장 단자를 접속하고, 보호 기판 측에 배치되는 음극에는 보호 기판 내면측의 실장 단자를 접속하는 구성으로 되어 있기 때문에, 양극 및 음극과 실장 단자와의 도통을 가장 용이하게 행할 수 있다.
또는, 본 발명에 따른 유기 EL 소자는, 상기 소자부의 상기 지지 기판과 반대측에 보호 기판이 설치되고, 상기 보호 기판의 내면측에 한쌍의 실장 단자가 형성되어 있으며, 상기 실장 단자의 한쪽이 상기 음극에 접속되고, 상기 실장 단자의 다른쪽이 상기 발광부의 측면을 따라 설치된 도통 전극을 통하여 상기 양극에 접속되어 있는 구성으로 할 수도 있다.
상기 구성의 유기 EL 소자에 의하면, 지지 기판 측에 실장 단자가 없기 때문에, 지지 기판 위로의 소자부 형성 및 소자부 패터닝에 의한 상기 개구부의 형성이 용이해진다.
다음으로, 상기 구성의 유기 EL 소자에서는, 상기 발광부의 음극 외측에 도전성 및 차광성을 갖는 수지층이 형성되어 있고, 상기 수지층을 통하여 상기 음극과 상기 지지 기판 또는 보호 기판의 실장 단자가 접속되어 있는 구성으로 할 수도 있다.
상기 구성에 의하면, 상기 수지층이, 실장 단자와 음극의 도통 전극으로서의 기능과 발광부의 차광 기능을 겸하는 구성으로 할 수 있기 때문에, 구조가 간소화되어, 제조 비용의 저감과 제조 용이성의 향상을 실현할 수 있다.
다음으로, 본 발명에 따른 유기 EL 소자에서는, 상기 개구부에 투광성 수지 재료가 충전된 구성으로 할 수 있다.
상기 구성에 의하면, 개구부에 수지 재료를 충전함으로써, 개구부에 접하는 발광부의 측단면을 보호할 수 있어, 우수한 신뢰성을 구비한 유기 EL 소자를 얻을 수 있다. 특히, 발광부의 음극에 알칼리 토류 금속층이 포함되어 있을 경우에는, 이 알칼리 토류 금속층의 Ca 등이 대기 중의 산소나 수분과 반응하여 변성되어, 유기 EL 소자의 수명이 단축된다는 문제가 생길 가능성이 있으나, 상기 구성에서는, 상기 수지 재료에 의해 개구부가 충전되기 때문에, 이러한 알칼리 토류 금속층의 변성을 억제할 수 있다.
(유기 EL 소자의 제조 방법)
다음으로, 본 발명에 따른 유기 EL 소자의 제조 방법은, 지지 기판과, 상기 지지 기판 위에 설치된 소자부를 구비하고, 상기 소자부가 양극과, 유기 EL 재료를 함유하는 발광층과, 음극을 차례로 적층하여 포함하는 유기 EL 소자의 제조 방법으로서, 지지 기판 위에 상기 소자부를 형성하는 공정과, 상기 소자부를 패터닝함으로써, 상기 소자부를 관통하는 소정 형상의 개구부를 형성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 본 발명의 유기 EL 소자의 제조 방법에 의하면, 소자부를 형성한 후에, 소정의 패턴 형상으로 상기 개구부를 일괄적으로 형성하기 때문에, 공정에 도입하는 에천트가 한 종류만으로 충분하며, 현저한 공정 수의 증가도 없는 등, 제조 프로세스를 간소화할 수 있기 때문에, 제조 용이성을 향상시킬 수 있고, 이것에 의한 제조 수율의 향상도 예상할 수 있다. 따라서, 보다 간소한 제조 공정에 의해, 투과율이 높은 개구부를 갖는 유기 EL 소자를 양호한 제조 수율로 제조할 수 있다.
보다 상세하게는, 종래 소정의 패턴 형상으로 발광하는 발광부를 형성할 때는, 특정층만을 에칭하기 위해 복수의 에천트를 사용할 필요가 있어, 다른 층에 대한 에천트의 영향도 고려할 필요가 있었으나, 본 발명에 따른 제조 방법에서는, 선택적으로 특정층을 가공하는 것이 아니라, 소자부 전체를 일괄적으로 가공하기 때문에, 도입하는 에천트로서, 각 층을 균일하게 가공할 수 있는 에천트를 한 종류만 사용하면 되므로, 제조를 용이하게 행할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 제조 방법에서는, 상기 소자부를 관통하도록 개구부를 형성하기 때문에, 에칭의 정도를 고정밀도로 제어할 필요가 없어, 제조가 용이하다. 즉, 개구부 저부에 기판 표면이 노출된 시점에서 에칭을 정지하면 되고, 다소 기판이 에칭되었다고 하여도 전혀 문제가 되지 않기 때문에, 프로세스 제어가 상당히 용이해진다. 또한, 개구부를 형성하는 공정보다 앞의 소자부 형성 공정에서는, 소자부를 구성하는 각 층을 지지 기판 위의 전면에 적층 형성하면 되기 때문에, 이 점에서도 제조 공정의 간소화를 실현할 수 있다.
다음으로, 본 발명에 따른 유기 EL 소자의 제조 방법은, 지지 기판과, 상기 지지 기판 위에 설치된 소자부를 구비하고, 상기 소자부가 양극과, 유기 EL 재료를 함유하는 발광층과, 음극을 차례로 적층하여 포함하는 유기 EL 소자의 제조 방법으로서, 지지 기판 위에 양극과, 발광층과, 음극을 적층하여 포함하는 소자부를 형성하는 공정과, 상기 소자부 위에 포토레지스트를 도포하는 공정과, 상기 소자부 위에 형성된 포토레지스트를 소정 형상으로 패터닝하는 공정과, 상기 레지스트의 형상에 따라, 상기 소자 본체부를 패터닝함으로써 상기 개구부를 형성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 공정을 갖는 제조 방법에 의하면, 소자부(발광부)의 발광 패턴을 포토레지스트에 의한 노광 및 현상에 의해 형성하여 두고, 이 포토레지스트 측으로부터 일괄적으로 에칭 처리함으로써, 포토레지스트의 형상에 따라 양호한 정밀도로 패터닝할 수 있어, 포토레지스트와 동일한 형상의 발광부를 용이하게 형성할 수 있다.
또한, 본 구성의 제조 방법에 있어서, 포토레지스트의 두께에 특별히 제한은 없지만, 에칭 시에 개구부가 완전히 형성되기 전에 포토레지스트가 제거되면, 원래 남겨져야 할 소자부의 일부가 에칭되어 결점이 발생하기 때문에, 개구부의 가공 시간 내에서 제거되지 않을 정도의 두께는 필요하다. 또한, 포토레지스트를 과도하게 두껍게 형성하면, 제조된 유기 EL 소자의 두께가 커지고, 개구부의 가공 정밀도가 저하되는 등의 문제가 발생할 가능성이 있다.
다음으로, 본 발명에 따른 유기 EL 소자의 제조 방법에서는, 상기 포토레지스트를 도전성 및 차광성을 갖는 감광성 수지 재료로 형성할 수도 있다.
이 제조 방법에 의하면, 소자부의 상측에 설치한 포토레지스트를 음극과 실장 단자를 접속하기 위한 도통 전극으로서 이용할 수 있어, 보다 효율적으로 유기 EL 소자의 제조를 행할 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 제조 방법에서는, 소정 패턴의 포토레지스트를 소자부 위에 형성하여 두고, 소자부 및 포토레지스트를 일괄적으로 에칭함으로써 개구부를 형성하나, 이 개구부의 형성 후에, 포토레지스트는 남겨진 소자부(즉, 발광부) 위에 남게 된다. 이 발광부 위에 남은 포토레지스트가 도전성을 갖고 있으면, 실장 단자와 음극을 접속하는 도통 전극으로서 포토레지스트를 이용할 수 있다. 또한, 발광부 위에 남은 포토레지스트가 차광성을 갖고 있으면, 통상 음극의 일부 또는 음극의 상측(지지 기판과 반대측)에 형성되는 차광층을 이 포토레지스트가 겸하는 구성으로 할 수 있기 때문에, 유기 EL 소자의 구조를 간소화할 수 있어, 제조를 보다 용이하게 행할 수 있다.
다음으로, 본 발명에 따른 유기 EL 소자의 제조 방법은, 상기 지지 기판 위에 실장 단자를 형성하는 공정을 포함하고, 상기 지지 기판 위에 형성된 실장 단자를 부분적 또는 전체적으로 피복하도록 상기 소자부를 형성할 수도 있다.
상기 제조 방법에 의하면, 지지 기판 위에 미리 실장 단자를 형성하여 두고, 그 위에 소자부를 형성하기 때문에, 실장 단자와 소자부가 접속된 상태에서 소자부 패터닝을 행할 수 있다. 따라서, 소자부를 패턴 형성하여도 실장 단자로의 배선의 인출 문제가 발생하지 않는다. 이 지지 기판 위에 형성하는 실장 단자는, 소자부의 지지 기판 측에 배치되는 양극과 접속하는 실장 단자에 한정되지 않고, 지지 기판과 반대측에 배치되는 음극과 접속하는 실장 단자를 지지 기판 위에 설치하여 둘 수도 있다. 이 경우에는, 소자부를 지지 기판의 전면에 형성하면, 음극과 접속하는 실장 단자가 소자부에 의해 피복되나, 그 후의 패터닝 공정에서 음극과 접속되는 실장 단자의 상측을 피복하고 있는 소자부(또는 그 일부)를 제거하여 상기 실장 단자를 노출시킴으로써, 음극과 실장 단자의 접속이 가능해진다.
다음으로, 본 발명에 따른 유기 EL 소자의 제조 방법에서는, 상기 소자부를 패터닝하는 공정에서, 이온 밀링법에 의해 상기 개구부를 형성하는 것이 바람직하다.
상기 소자부의 패터닝을 이온 밀링법을 이용하여 행함으로써, 상당히 양호한 정밀도로 발광부 전체의 패터닝을 행할 수 있다. 이온 밀링법은 가속된 이온을 피가공물에 충돌시켜 가공하는 방법이며, 피가공물(기판 위의 소자부)로의 이온의 입사 각도에 따라 가공을 행할 수 있기 때문에, 예를 들어, 입사 각도를 0°(기판 법선 방향으로부터 입사)로 하면, 기판에 대하여 수직인 측단면을 갖는 개구부를 형성할 수 있다. 또한, 통상 이온 밀링법에서 사용되는 이온은 아르곤이며, 소자부(및 발광부)의 구성부재가 변성되지 않기 때문에, 패턴 가공에 의한 발광부의 결점은 생기지 않는다. 또한, 이온 밀링법에 의하면, 비교적 대형의 기판 위에 형성된 소자부의 패터닝을 행할 경우에도, 기판면 내에서 균일하게 이온 조사를 행할 수 있기 때문에, 제조 효율이 높고, 공업적으로 유리한 방법이라고 할 수 있다.
또는, 본 발명에 따른 유기 EL 소자의 제조 방법에서는, 상기 소자부를 패터닝하는 공정에서, 레이저 애블레이션(ablation)법에 의해 상기 개구부를 형성할 수도 있다.
본 발명에 따른 제조 방법에서는, 소자부 패터닝에 레이저 애블레이션법을 이용할 수도 있다. 이러한 방법은, 피가공물의 표면에 레이저를 조사하고, 피조사부의 주변을 증발시켜 미세 가공을 행하는 방법이다. 따라서, 형성하는 개구부의 패턴에 따라 발광부 위를 레이저로 주사하거나, 또는 개구 마스크를 통하여 레이저 조사함으로써, 용이하게 소자부의 패터닝을 행할 수 있다.
다음으로, 본 발명에 따른 표시 장치는, 상기 중 어느 하나에 기재된 유기 EL 소자를 포함하는 조명 수단과, 상기 조명 수단으로부터 출사되는 광을 반사 표시에 사용하는 표시 수단을 구비한 것을 특징으로 한다.
상기 구성에 의하면, 상기 표시 수단을 고휘도로 조명하는 동시에, 표시 수단으로부터의 반사광을 높은 투과율로 투과시켜, 선명한 표시가 얻어지는 조명 수단을 구비한 표시 장치를 제공할 수 있다.
다음으로, 본 발명에 따른 표시 장치로서는, 상기 표시 수단이 반사형 액정 표시 장치로 되고, 상기 조명 수단을 이루는 상기 유기 EL 소자의 음극이 상기 반사형 액정 표시 장치의 비개구 영역에 대응하여 배치되어 있는 표시 장치로 할 수도 있다.
상기 구성에 의하면, 유기 EL 소자를 갖는 조명 수단을 앞면 측에 구비한 경우에도, 액정 표시 장치의 개구율이 저하되지 않아, 밝고 선명한 표시를 얻을 수 있다.
이하, 본 발명의 실시형태를 도면을 참조하여 설명한다.
(유기 EL 소자를 구비한 액정 표시 장치)
본 실시형태에서는, 본 발명에 따른 표시 장치로서, 유기 EL 소자를 앞면 측에 구비한 액정 표시 장치를 예로 들어 설명한다. 즉, 본 실시형태의 액정 표시 장치는, 본 발명의 유기 EL 소자를 프런트 라이트(조명 수단)로서 구비한다. 또한, 본 실시형태에서 여자(勵磁)하는 액정 표시 장치는, 박막트랜지스터(Thin Film Transistor, TFT)를 스위칭 소자로서 사용한 액티브 매트릭스형의 반사형 액정 표시 장치이다.
도 1은 본 실시형태의 액정 표시 장치의 개략적인 구성을 나타내는 사시도이고, 도 2는 도 1의 A-A'선에 따른 프런트 라이트의 부분 단면도이다. 또한, 본 명세서에서 참조하는 도면에서는, 각 층이나 각 구성요소를 확인할 수 있을 정도의 크기로 하기 위해, 각 부의 두께나 치수 등을 적절히 상이하게 하여 도시한다.
본 실시형태의 액정 표시 장치(1)는, 도 1에 나타낸 바와 같이, 액정 셀(표시 수단)(2)과, 그 앞면 측에 배치된 프런트 라이트(조명 수단)(3)를 구비하여 구성되어 있다.
액정 셀(2)은 액티브 매트릭스형의 반사형 액정 셀이며, TFT가 형성된 측의 소자 기판(4)과 대향 기판(5)이 대향 배치되고, 이들 기판(4, 5) 사이에 액정층(도시 생략)이 봉입되어 있다. 소자 기판(4)의 내면측에는 다수의 소스 라인(6) 및 게이트 라인(7)이 서로 교차하도록 격자 형상으로 형성되어 있다. 각 소스 라인(6)과 각 게이트 라인(7)의 교차점 근방에는 TFT(8)가 형성되어 있고, 각 TFT(8)를 통하여 화소 전극(9)이 각각 접속되어 있다. 즉, 매트릭스 형상으로 배치된 각 화소(10)마다 1개의 TFT(8)와 화소 전극(9)이 설치되어 있다. 본 실시형태에 따른 액정 셀(2)에서는, 이 화소 전극(9)은 광 반사성의 금속 재료로 구성되어, 반사 전극으로서 기능한다.
한편, 대향 기판(5)의 내면측 전면에는, 다수의 화소(10)가 매트릭스 형상으로 배치된 액정 셀의 표시 영역 전체에 걸쳐 1개의 공통 전극(11)이 형성되어 있다. 또한, 도시는 생략했으나, 액정 셀(2)의 내측에는 각 기판의 내면측의 각종 배선이나 배향막 등이 형성되어 있다.
프런트 라이트(3)는, 도 1에 나타낸 바와 같이, 유리 또는 투명 수지 등으로 이루어진 투명한 지지 기판(16) 위에 평면으로부터 보아 스트라이프 형상의 복수의 발광부(21)가 형성되고, 이들 발광부(21, 21)의 갭이 개구부(35)로 되어 있으며, 이들 발광부(21)와 개구부(35)에 의해 본 실시형태에 따른 프런트 라이트의 소자부(30)가 구성되어 있다. 그리고, 도 2에 나타낸 바와 같이, 상기 소자부(30)를 끼워 유지하도록, 지지 기판(16)과 대향하여 배치된 유리 또는 투명 수지 등으로 이루어진 투명한 보호 기판(36)이 설치되어 있다. 또한, 상기 개구부(35)는 밀봉재(32)에 의해 충전되어 있다.
발광부(21)는, 도 2에 나타낸 바와 같이, 지지 기판(16) 측으로부터 양극(22)과, 정공 수송층(23)과, 발광 본체층(24)과, 버퍼층(25)과, 알칼리 토류 금속층(26)과, 반사층(27)과, 차광층(28)과, 수지층(29)을 차례로 적층하여 구성되어 있다. 이들 발광부(21)를 구성하는 각 층은, 복수의 발광부(21)에서 각각 대략 동일한 두께로 형성되어 있다. 또한, 발광부(21)를 구성하는 각 층 중의 정공 수송층(23)과, 발광 본체층(24)과, 버퍼층(25)이 본 발명에 따른 발광층(37)을 구성하고, 알칼리 토류 금속층(26)과 반사층(27)이 본 발명에 따른 음극(38)을 구성한다. 즉, 발광부(21)는 양극(22)과, 이 양극(22) 위에 형성된 발광층(37)과, 발광층(37) 위에 형성된 음극(38)과, 음극(38) 위에 형성된 차광층(28) 및 수지층(29)으로 구성되어 있다.
또한, 도시는 생략했으나, 지지 기판(16)의 내면측에는 금속 재료로 이루어진 한쌍의 실장 전극이 형성되어 있고, 각각 직접 또는 Ag 페이스트나 배선재 등의 도통재를 통하여 양극(22), 음극(38)과 전기적으로 접속된다. 그리고, 이들 실장 단자를 통하여, 소자부(30)가 외부 또는 프런트 라이트(3)의 주변부에 형성된 구동 회로 등의 주변 회로에 접속된다.
이하, 발광부(21)를 구성하는 각 층에 대해서 보다 상세하게 설명한다.
우선, 발광부(21)의 양극(22)은, ITO(인듐 주석 산화물) 또는 IZO(인듐 아연 산화물) 등의 투명 도전 재료로 이루어진 투명 전극이다.
다음으로, 발광층(37)의 정공 수송층(23)은, 양극(22)으로부터 주입되는 정공을 발광 본체층(24)에 수송하는 기능을 행하며, 예를 들어, 폴리에틸렌디옥시티오펜(도전성 폴리머)을 주체로 하여 구성되고, 그 층 두께는 0.05∼0.2㎛ 정도로 되어 있다.
발광 본체층(24)은, 예를 들어, 고분자 EL(일렉트로루미네선스: 유기 전계 발광 물질)을 주체로 하는 전계 발광 재료로 구성되고, 그 층 두께는 0.05∼0.2㎛ 정도로 되어 있다. 이러한 고분자 EL에 의해 구성한 발광 본체층(24)에서는, 저전압으로 발광이 가능한 동시에, 높은 휘도의 발광을 실현할 수 있다. 또한, 고분자 EL을 구성하는 고분자 재료로서는, 예를 들어, 플루오렌계 고분자 유도체, 또는 폴리파라페닐렌비닐렌 유도체, 폴리페닐렌 유도체, 폴리플루오렌 유도체, 폴리비닐카르바졸, 폴리티오펜 유도체 등을 사용할 수 있다.
버퍼층(25)은 음극(38)으로부터 발광 본체층(24)으로의 전자 주입을 촉진시키기 위한 완충층으로서 기능하며, 예를 들어, LiF을 주체로 하는 재료로 구성할 수 있고, 그 막 두께는 0.5∼5㎚ 정도로 된다.
다음으로, 음극(38)의 알칼리 토류 금속층(26)은 Ca 또는 Mg 등의 알칼리 토류 금속을 주체로 하여 구성되고, 알칼리 토류 금속층(26) 위에 형성된 반사층(27)은 A1이나 Ag 또는 이들의 합금 등으로 구성되며, 발광층(37)에서 발광된 광을 이 반사층(27)에서 반사시킴으로써, 피조명체인 액정 셀(2)이 배치되어 있는 지지 기판(36) 측으로 향하는 광량을 크게 하도록 되어 있다. 이 음극(38)의 층 두께는 0.1∼0.5㎛ 정도로 된다.
다음으로, 음극(38) 위에 형성된 차광층(28)은, 금속층(27)에 의한 사용자 측으로의 반사광을 차단하기 위해 설치되어 있다. 본 실시형태의 프런트 라이트(3)에서는, 이 차광층(28)은 도전성을 갖는 재료로 구성하는 것이 바람직하고, 예를 들어, 수지 블랙이나 저반사 크롬 등이 그 구성 재료로서 매우 적합하다.
그리고, 차광층(28) 위에 형성되는 수지층(29)은, 후술하는 본 발명에 따른 유기 EL 소자의 제조 방법에 의해, 본 실시형태의 프런트 라이트(3)를 제조한 경우에 형성되는 층이며, 본 발명에 따른 유기 EL 소자에 필수적인 것은 아니지만, 이 수지층(29)이 도전성 및 차광성을 갖는 수지 재료, 예를 들어, 카본 입자를 분산시킨 흑색 레지스트 등으로 구성되어 있을 경우에는, 상기 차광층(28)을 생략할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 프런트 라이트(3)에서는, 차광층(28) 및 수지층(29) 중의 적어도 한쪽이 설치되어 있으면 된다.
밀봉재(32)는 상기 발광부(21)와 지지 기판(16), 보호 기판(36)으로 둘러싸인 개구부(35)에 충전되어 있으며, 투명한 수지 재료 등으로 구성할 수 있다. 이 밀봉재(32)는 가능한 한 높은 투과율을 갖는 재료로 구성하는 것이 바람직하고, 구체적으로는, 에폭시계의 열경화 수지 등을 매우 적합한 재료로서 예시할 수 있다.
밀봉재(32)는 보호 기판(36)과, 소자부(30)와, 지지 기판(16)을 일체로 유지하는 접합재로서의 기능과 함께, 발광부(21)를 대기 중의 산소나 수분으로부터 보호하는 기능도 겸한다. 특히, 음극(38)의 알칼리 토류 금속층(26)은 화학적인 활성이 높기 때문에, 대기 또는 수분에 의해 변성되기 쉬우나, 이 밀봉재(32)를 개구부(35)에 충전함으로써, 이러한 변성을 방지하여, 프런트 라이트를 장기 수명화할 수 있다. 또한, 이 밀봉재(32)는, 지지 기판(16) 및 보호 기판(36)의 내면측에서의 광 반사를 방지하는 기능도 갖고 있다. 즉, 밀봉재(32)를 설치하지 않을 경우에는, 개구부(35)에 공기층이 형성되기 때문에, 지지 기판(16) 및 보호 기판(36)의 굴절률 차에 의해 이들의 내면에서 광이 반사되기 쉬워지나, 밀봉재(32)를 충전하여 둠으로써, 지지 기판(16), 밀봉재(32), 보호 기판(36)을 통과하는 동안의 부재의 굴절률 변화를 작게 할 수 있기 때문에, 광의 반사에 의해 액정 표시 장치의 시인성이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
상기 구성을 구비한 본 실시형태의 액정 표시 장치(1)의 특징적인 점은, 프런트 라이트(3)의 소자부(30)를 관통하여 형성된 개구부(35)를 구비한 점이다. 본 실시형태의 액정 표시 장치(1)는, 프런트 라이트(3)의 발광부(21)를 발광시킴으로써 액정 셀(2)을 조명하고, 액정 셀(2)의 화소 전극(9)에서 반사되어, 프런트 라이트(3)의 도시 하면측으로부터 입사된 광을 이 개구부(35)를 통하여 투과시켜 표시를 행하도록 되어 있으나, 개구부(35)가 소자부(30)를 관통하여 형성되어 있기 때문에, 종래의 유기 EL 소자의 프런트 라이트와 비교하여, 광을 투과시키는 부분의 투과율을 높게 할 수 있다. 따라서, 표시광인 액정 셀(2)의 반사광이 프런트 라이트(3) 내부를 통과하는 동안에 감쇠되기 어려워지고, 그 결과, 표시광의 광량을 크게 할 수 있어, 밝은 표시가 얻어지는 액정 표시 장치를 실현할 수 있다.
또한, 프런트 라이트(3)를 점등시키지 않고, 외광을 이용한 반사 표시를 행할 경우에는, 외광은 개구부(35)를 투과하여 액정 셀(2)에 입사되고 액정 셀(2)에서 반사되어, 다시 개구부(35)를 투과하여 표시되기 때문에, 액정 표시 장치(1)에 입사된 외광이 사용자에게 도달할 때까지 2회 개구부(35)를 통과하게 된다. 따라서, 이 개구부(35)가 높은 투과율을 갖고 있는 것에 의한 효과는 프런트 라이트(3)를 점등시키지 않는 경우에 보다 현저해진다.
본 실시형태에 따른 프런트 라이트(3)에서는, 개구부(35)의 평면에서 보았을 때의 면적이 프런트 라이트(3)의 표시 영역 면적의 80% 이상으로 되는 것이 바람직하다. 여기서, 프런트 라이트(3)의 표시 영역은, 도 1에 나타낸 액정 셀(2)의 표시 영역(화소 전극(9)이 배치된 영역)의 앞면 측에 배치된 프런트 라이트(3)의 평면 영역을 의미하며, 액정 표시 장치(1)의 표시 영역과 동일한 영역이다. 이러한 프런트 라이트(3)의 표시 영역에서, 개구부(35)의 면적을 80% 이상으로 함으로써, 충분한 조명 휘도를 얻을 수 있는 동시에, 액정 셀(2)의 표시를 양호하게 투과시켜 밝은 표시를 얻을 수 있으며, 더 나아가서는 발광부(21)가 사용자에게 눈으로 확인되기 어려워진다.
발광부(21)를 눈으로 확인되기 더 어렵게 하기 위해서는, 발광부(21)가 평면으로부터 보아 선형으로 형성되어 있을 경우에는, 그 선 폭을 50㎛ 이하로 하면 된다. 50㎛를 초과하는 선 폭에서는, 사용 환경에 따라 발광부(21)가 눈으로 확인되는 경우가 있으나, 50㎛ 이하이면, 상정할 수 있는 거의 모든 상황에서 발광부(21)가 눈으로 확인되는 경우는 없다. 또한, 발광부(21)를 눈으로 확인되기 어렵게 하는 수법으로서는, 상기 선 폭의 미세화 이외에, 액정 셀(2)의 비표시 영역에 발광부(21)를 배치하는 수법을 채용할 수도 있다. 즉, 액정 셀(2)에 격자 형상으로 설치된 소스 라인(6) 또는 게이트 라인(7)을 따르도록, 발광부(21)를 스트라이프 형상 또는 격자 형상으로 배치함으로써, 액정 셀(2)에서 반사광이 생기는 화소 전극(9)과 사용자 사이에 발광부(21)가 배치되지 않도록 하는 수법이다. 이 수법에 의하면, 액정 표시 장치(1)의 개구율을 저하시키지 않고 액정 셀(2)을 조명할 수 있어, 보다 밝은 표시를 얻을 수 있게 된다. 또한, 이와 같이 발광부(21)를 배치하면, 액정 셀(2)에는 소스 라인(6) 또는 게이트 라인(7)을 따라 격자 형상으로 블랙 매트릭스가 형성되어 있기 때문에, 이 블랙 매트릭스와 발광부(21)가 중첩되어, 발광부(21)가 눈으로 확인되기 어려워진다.
(유기 EL 소자의 제조 방법)
다음으로, 본 발명에 따른 유기 EL 소자의 제조 방법의 실시형태로서, 도 1 및 도 2에 나타낸 프런트 라이트(3)를 제조하는 경우를 예로 들어, 도면을 참조하여 이하에 설명한다.
도 3 내지 도 5는 본 실시형태의 프런트 라이트의 제조 공정을 나타내는 구성도이며, 도 3의 (a)∼(c), 도 4의 (a)∼(c), 도 5의 (a) 및 (b)는 일련의 제조 공정을 공정 순서로 나타낸다. 또한, 이들 도면에 있어서, 특별한 언급이 없는 한, 도시 왼쪽에 각 공정에서의 평면 공정도를 나타내고, 도시 오른쪽에는 도시 왼쪽에 나타낸 평면도의 단면 공정도를 나타내기로 한다. 예를 들면, 도 3의 (a)에 있어서, 도시 왼쪽은 그 공정에서의 평면 공정도이고, 도시 오른쪽은 상기 평면 공정도의 B-B선에 따른 단면 공정도이다.
도 2에 나타낸 프런트 라이트(3)를 제조하기 위해서는, 우선, 도 3에 나타낸 유리 또는 투명 수지 등으로 이루어진 투명한 지지 기판(16)을 준비하고, 그 지지 기판(16) 위에 A1 또는 Au 등으로 이루어진 실장 단자(17a, 17b)를 형성한다. 이들 실장 단자(17a, 17b)는, 도 3에 나타낸 바와 같이, 각각 지지 기판(16)의 대향하는 2변을 따라 배치된 직사각형으로 된다.
다음으로, 도 3의 (b)에 나타낸 바와 같이, 실장 단자(17a, 17b)가 형성된 지지 기판(16) 위에 투명 도전 재료로 이루어진 전극인 양극(22)을 전면에 형성한다. 이어서, 도 3의 (c)에 나타낸 바와 같이, 양극(22) 위에 차례로 정공 수송층(23), 발광 본체층(24), 버퍼층(25), 알칼리 토류 금속층(26), 반사층(27), 차광층(28)을 전면에 적층 형성하여 소자부(30)을 형성한다. 그리고, 차광층(28) 위에 포토레지스트를 도포하여 마스크층(29a)을 형성한다. 또한, 상기 소자부(30)를 구성하는 각 층은, 도 2에 나타낸 발광부(21)를 구성하는 각 층과 동일한 재료를 사용하여, 성막함으로써 형성된다.
다음으로, 마스크층(29a)을 포토리소그래피 공정에 의해 패터닝하여, 도 4의 (a)에 나타낸 형상의 마스크층(29a)을 형성한다. 이 마스크층(29a)은 평면으로부터 보아 직사각형(스트라이프) 형상의 외형을 갖는 동시에, 그 내부에 병설된 평면으로부터 보아 직사각형의 복수의 패턴부(29b)와 개구부(35a)를 갖고 있다. 또한, 도 4의 (a)에 나타낸 공정에서, 마스크층(29a)이 설치된 이외의 소자부(30) 상면에서는 차광층(28)이 노출된다.
다음으로, 도 4의 (b)에 나타낸 바와 같이, 마스크층(29a)의 도시 오른쪽 측면을 따라, Au이나 Ag 등 또는 이들을 함유하는 페이스트로 이루어진 도통 전극(33)을 형성한다. 이 도통 전극(33)은 차광층(28)과 맞닿도록 형성한다. 즉, 도전성을 갖는 차광층(28)과 도통 전극(33)을 전기적으로 접속함으로써, 알칼리 토류 금속층(26) 및 반사층(27)으로 이루어진 음극과 도통 전극(33)이 도전성 차광층(28)을 통하여 전기적으로 접속되도록 한다.
다음으로, 이온 밀링법에 의해, 지지 기판(16)의 위쪽(소자부(30) 측)으로부터 아르곤 이온을 조사함으로써, 마스크층(29a) 및 소자부(30)를 에칭함으로써, 소자부(30)를 소정 형상으로 패터닝한다. 이 패터닝 공정에 의해, 도 4의 (c)에 나타낸 바와 같이, 소자부(30) 중의 마스크층(29a)과 도통 전극(33)에 의해 피복된 부분이 남겨져 발광부(21)를 형성하고, 마스크층(29a)으로 피복되지 않은 부분의 소자부(30)는 제거된다. 이렇게 하여, 발광부(21) 내측에 개구부(35)가 형성되는 동시에, 소자부(30)로 피복되어 있던 실장 단자(17a)의 일부와 실장 단자(17b)가 발광부(21)의 외주측에 노출된다. 이 도 4의 (c)에 나타낸 공정에서, 상기 실장 단자(17a)는 그 일부가 발광부(21)의 외측에 노출되나, 잔부(殘部)는 발광부(21)로 피복된 상태로 되어 있어, 실장 단자(17a)와 발광부(21)의 양극(22)이 전기적으로 접속된 상태로 되어 있다. 한편, 실장 단자(17b)는, 후술하는 공정에서 도통 전극(33)과 접속하기 위해, 양극(22)과는 이간된 상태로 되어 있다. 또한, 마스크층(29a)의 일부는 차광층(28)의 상부에 남아, 수지층(29)으로서 소자부를 구성하는 각 층과 함께 발광부(21)를 구성한다. 이 수지층(29)은 프런트 라이트의 휘도나 시인성에 거의 영향을 주지 않기 때문에, 제거할 필요는 없고, 오히려 제거하기 위해서는 번잡한 공정을 도입할 필요가 있기 때문에, 발광부(21)의 최상부에 남겨 두는 것이 좋다. 다만, 수지층(29)의 층 두께가 지나치게 클 경우에는, 프런트 라이트의 두께가 커지는 등의 불리함이 발생하기 때문에, 수지층(29)의 층 두께는 0.1∼0.5㎛ 정도로 하는 것이 좋고, 그를 위해서는, 도 3의 (c)에 나타낸 마스크층(29a)의 형성 공정에서 미리 적절한 층 두께로 형성하면 된다.
상기 이온 밀링법에 의한 패터닝에서는, 지지 기판(16)의 상측으로부터 균일하게 아르곤 이온을 조사하고, 마스크층(29a)과 소자부(30)를 일괄적으로 에칭하여 발광부(21) 및 개구부(35)의 형성과, 실장 단자(17a, 17b)의 노출을 행하도록 되어 있다. 따라서, 에칭 공정은, 실장 단자(17a, 17b)가 노출된 시점에서 정지하도록 설정되기 때문에, 이들 실장 단자(17a, 17b)가 노출되기 이전에 마스크층(29a)이 모두 제거되면, 차광층(28) 또는 그 하측의 반사층(27)이 에칭되어, 발광부(21)의 동작에 결점이 생길 우려가 있다. 따라서, 마스크층(29a)은, 실장 단자(17a, 17b)가 노출된 시점에서, 차광층(28) 위에 남을 정도의 층 두께로 도 3의 (c)에 나타낸 마스크층(29a)의 형성 공정에서 형성하여 둔다.
다음으로, 도 5의 (a)의 오른쪽 단면도에 나타낸 바와 같이, 발광부(21)의 상측(지지 기판(16)과 반대측)으로부터 접합하기 위한 보호 기판(36)을 준비한다. 이 보호 기판(36)의 내면측(발광부(21) 측)에는 도통 전극(39)과 밀봉재(32)를 설치하여 둔다. 또는, 잔류 기포 방지를 위해서는 이들을 발광부(21) 위, 더 나아가서는 양쪽에 설치하여 둘 수도 있다. 또한, 도 5의 (a)의 왼쪽 평면도에서는, 보호 기판(36) 및 밀봉재(32)는 도시를 생략한다.
도통 전극(39)에는 Ag 페이스트 등의 고화(固化) 가능한 액상(液狀) 도통재를 사용하고, 도 5의 (a)의 왼쪽 평면도에 나타낸 바와 같이, 보호 기판(36)을 접합한 상태에서 지지 기판(16) 측의 도통 전극(33)과 실장 단자(17b) 사이에 가설되는 위치에 설치하여 둔다. 밀봉재(32)는 도 2에 나타낸 밀봉재(32)와 동일한 재료로 구성되고, 보호 기판(36)과 발광부(21) 및 지지 기판(16)을 일체로 유지하는 접합재로서 기능하며, 절연성의 열경화성 수지 또는 광경화성 수지를 사용할 수 있다. 또한, 이 밀봉재(32)는, 접합재로서의 기능과 함께, 개구부(35) 내부에 충전되어 발광부(21)를 보호하는 기능도 갖는다. 즉, 발광부(21)의 측면을 대기와 차단함으로써, 발광부(21)를 구성하는 각 층이 대기 중의 산소나 수분에 의해 변성되는 것을 방지하도록 되어 있다. 따라서, 밀봉재(32)로서는, 기밀성이 높아, 수분을 차단할 수 있는 안정된 재료를 사용하는 것이 보다 바람직하다.
다음으로, 도 5의 (b)의 오른쪽 단면도에 나타낸 바와 같이, 보호 기판(36)을 발광부(21)의 상측으로부터 접합한다. 이 접합 공정에서는, 우선, 보호 기판(36) 측의 도통 전극(39)과 지지 기판(16) 측의 도통 전극(33)이 도통 전극(33)의 상면 중앙부에서 맞닿고, 이어서, 밀봉재(32)가 발광부(21)를 둘러싸며, 발광부(21) 내부의 개구부(35) 내를 충전하도록 변형된다. 그 후, 도통 전극(39)이 발광부(21)의 측면부에 돌아 들어간 밀봉재(32)의 외측을 경유하여 실장 단자(17b) 중앙부에 접합된다. 또한, 도 5의 (b)의 왼쪽 평면도에서는, 보호 기판(36)은 도시를 생략한다.
이렇게 하여, 지지 기판(16) 및 발광부(21)와 보호 기판(36)이 밀봉재(32)에 의해 일체로 접합되어 본 발명에 따른 프런트 라이트를 얻을 수 있다. 도 5의 (b)에 나타낸 프런트 라이트에 있어서, 실장 단자(17a)는 발광부(21)의 양극(22)과 맞닿는 동시에 전기적으로 접속되어 있으며, 실장 단자(17b)는 도통 전극(39) 및 도통 전극(33)을 통하여 발광부(21)의 차광층(28)에 접속되고, 발광부(21)의 음극을 구성하는 알칼리 토류 금속층(26) 및 반사층(27)과 전기적으로 접속된다.
이상의 공정에 의해 얻어지는 프런트 라이트는, 발광부(21)가 소정의 패턴 형상을 가져 형성되는 동시에, 보호 기판(36)으로부터 밀봉재(32)를 경유하여 지지 기판(16)에 이르는 개구부(35)를 갖고 있으며, 발광부(21)를 패턴 형상에 따라 발광시킴으로써, 피조명체를 조명할 수 있는 동시에, 상기 개구부(35)를 통하여 피조명체를 투과 표시시킬 수 있다. 그리고, 개구부(35)에는 밀봉재(32)만이 충전되어 있기 때문에, 이 개구부(35)는 상당히 높은 투과율로 광을 투과시킬 수 있어, 밝고 선명한 표시를 얻을 수 있다.
또한, 본 실시형태에서는, 실장 단자(17a, 17b)를 지지 기판(16)의 대향하는 2변을 따라 각각 배치하는 경우에 대해서 설명했으나, 이들 실장 단자(17a, 17b)의 위치는 도 3 내지 도 5에 나타낸 위치에 한정되지 않고, 프런트 라이트(3)의 설계에 따라 적절히 변경할 수 있다. 예를 들면, 지지 기판(16) 위에 양쪽의 실장 단자를 형성할 경우에도, 인접하는 2변을 따르도록 평면으로부터 보아 대략 L형으로 배치할 수도 있으며, 양극(22)과 접속되는 실장 단자(17a)를 지지 기판(16) 위에 형성하고, 음극(38)(차광층(28))에 접속되는 실장 단자(17b)를 보호 기판(36)의 내면측에 형성할 수도 있다. 또는, 양쪽의 실장 단자(17a, 17b)를 보호 기판의 내면측에 형성하고, 각각을 양극(22) 및 음극(38)에 접속하도록 할 수도 있다.
또한, 발광부(21)의 최상부에 배치되는 수지층(29)(마스크층(29a))은, 도전성을 갖는 포토레지스트로 형성할 수 있다. 이러한 구성으로 하면, 도전성 차광층(28)을 설치하지 않더라도, 도통 전극(33)과 반사층(27) 및 알칼리 토류 금속층(26)으로 이루어진 음극을 전기적으로 접속할 수 있기 때문에, 공정 수를 삭감할 수 있어, 제조 비용의 저감을 도모할 수 있다.
또한, 본 실시형태에서는, 소자부(30)의 패터닝을 이온 밀링법에 의해 행하는 경우에 대해서 설명했으나, 이 소자부(30)의 패터닝은, 소자부(30)을 구성하는 각 층을 일괄적으로 가공할 수 있는 가공 방법이면 문제 없이 적용할 수 있으며, 예를 들어, 레이저 애블레이션법에 의해 소자부(30)의 패터닝을 행할 수도 있고, 그 경우에는, 도 3 및 도 4에 나타낸 마스크층(29a)은 반드시 설치하지 않아도 된다. 또한, 이온 밀링법과 레이저 애블레이션법 중의 어느쪽에 의해 소자부(30)의 패터닝을 행할지는, 형성하는 패턴 형상에 의해 최적의 가공 방법을 선택하면 된다. 구체적으로는, 가공 정밀도 면에서는 이온 밀링법이 우수하기 때문에, 상당히 미세한 패턴 형상을 형성할 경우에는, 이온 밀링법을 이용하는 것이 좋다.
이상, 상세하게 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 유기 EL 소자는, 지지 기판과, 상기 지지 기판 위에 설치된 소자부를 구비하고, 상기 소자부가 양극과, 유기 EL 재료를 함유하는 발광층과, 음극을 차례로 적층하여 포함하는 유기 EL 소자로서, 상기 소자부에 상기 유기 EL 소자의 피조명체를 투과하여 표시하기 위해 상기 소자부를 관통하여 형성된 개구부와, 상기 피조명체를 조명하는 발광부가 구비된 구성으로 함으로써, 소자부를 관통하는 개구부가 설치되어 있음으로써, 피조명체를 투과하여 표시하기 위한 투과부에서의 유기 EL 소자의 투과율을 높일 수 있다. 따라서, 예를 들어, 유기 EL 소자를 표시 장치의 앞면 측에 배치하여 조명 수단으로서 사용한 경우에, 유기 EL 소자에 의한 표시광의 감쇠가 적어져, 고휘도이며 선명한 표시를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 제조 방법에 의하면, 지지 기판과, 상기 지지 기판 위에 설치된 소자부를 구비하고, 상기 소자부가 양극과, 유기 EL 재료를 함유하는 발광층과, 음극을 차례로 적층하여 포함하는 유기 EL 소자의 제조 방법에 있어서, 지지 기판 위에 상기 소자부를 형성하는 공정과, 상기 소자부를 패터닝함으로써, 상기 소자부를 관통하는 소정 형상의 개구부를 형성하는 공정을 포함하는 구성으로 함으로써, 패터닝 공정에 도입하는 에천트가 한 종류만으로 충분하며, 현저한 공정 수의 증가도 없는 등, 제조 프로세스를 간소화할 수 있기 때문에, 제조 용이성을 향상시킬 수 있고, 이것에 의한 제조 수율의 향상도 예상할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태인 액정 표시 장치의 사시 구성도.
도 2는 도 1에 나타낸 프런트 라이트의 부분 단면 구성도.
도 3의 (a) 내지 (c)는 본 발명에 따른 제조 방법의 실시형태에 의한 공정도.
도 4의 (a) 내지 (c)는 본 발명에 따른 제조 방법의 실시형태에 의한 공정도.
도 5의 (a) 및 (b)는 본 발명에 따른 제조 방법의 실시형태에 의한 공정도.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
1 : 액정 표시 장치(표시 장치)
2 : 액정 셀(표시 수단)
3 : 프런트 라이트(조명 수단)
16 : 지지 기판
36 : 보호 기판
30 : 소자부
21 : 발광부
35 : 개구부
22 : 양극
23 : 정공 수송층(발광층)
24 : 발광 본체층(발광층)
25 : 버퍼층(발광층)
26 : 알칼리 토류 금속층(음극)
27 : 반사층(음극)
28 : 차광층
29 : 수지층
32 : 밀봉재(투광성 수지 재료)

Claims (18)

  1. 지지 기판과, 상기 지지 기판 위에 설치된 소자부를 구비하고,
    상기 소자부가 양극과, 유기 EL 재료를 함유하는 발광층과, 음극을 차례로 적층하여 포함하는 유기 EL 소자로서,
    상기 유기 EL 소자의 피조명체를 투과하여 표시하기 위해 상기 소자부를 관통하여 형성된 개구부와, 상기 피조명체를 조명하는 발광부가 상기 소자부에 구비된 것을 특징으로 하는 유기 EL 소자.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 개구부가 상기 소자부를 패터닝함으로써 형성된 것임을 특징으로 하는 유기 EL 소자.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 개구부의 평면적이 상기 유기 EL 소자의 표시 영역의 80% 이상으로 된 것을 특징으로 하는 유기 EL 소자.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 발광부의 형상이 평면으로부터 보아 대략 스트라이프 형상으로 된 것을 특징으로 하는 유기 EL 소자.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 발광부의 형상이 평면으로부터 보아 대략 격자 형상으로 된 것을 특징으로 하는 유기 EL 소자.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 지지 기판의 소자부 측에 한쌍의 실장 단자가 형성되어 있으며,
    상기 실장 단자의 한쪽이 상기 발광부의 양극에 접속되어 있고, 상기 실장 단자의 다른쪽이 상기 발광부의 측면 측을 따라 설치된 도통 전극을 통하여 상기 음극에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 유기 EL 소자.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 소자부의 상기 지지 기판과 반대측에 보호 기판이 설치되어 있고,
    상기 지지 기판의 내면측 및 상기 보호 기판의 내면측에 각각 실장 단자가 형성되고, 상기 지지 기판 내면측의 실장 단자와 상기 발광부의 양극이 접속되어 있으며, 상기 보호 기판 내면측의 실장 단자와 상기 음극이 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 유기 EL 소자.
  8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 소자부의 상기 지지 기판과 반대측에 보호 기판이 설치되고, 상기 보호 기판의 내면측에 한쌍의 실장 단자가 형성되어 있으며,
    상기 실장 단자의 한쪽이 상기 음극에 접속되고, 상기 실장 단자의 다른쪽이 상기 발광부의 측면 측을 따라 설치된 도통 전극을 통하여 상기 양극에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 유기 EL 소자.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 발광부의 음극 외측에 도전성을 갖는 차광층이 형성되어 있고, 상기 차광층을 통하여 상기 음극과 상기 지지 기판 또는 보호 기판의 실장 단자가 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 유기 EL 소자.
  10. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 개구부에 투광성 수지 재료가 충전된 것을 특징으로 하는 유기 EL 소자.
  11. 지지 기판과, 상기 지지 기판 위에 설치된 소자부를 구비하고, 상기 소자부가 양극과, 유기 EL 재료를 함유하는 발광층과, 음극을 차례로 적층하여 포함하는 유기 EL 소자의 제조 방법으로서,
    지지 기판 위에 상기 소자부를 형성하는 공정과,
    상기 소자부를 패터닝함으로써, 상기 소자부를 관통하는 소정 형상의 개구부를 형성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 EL 소자의 제조 방법.
  12. 지지 기판과, 상기 지지 기판 위에 설치된 소자부를 구비하고, 상기 소자부가 양극과, 유기 EL 재료를 함유하는 발광층과, 음극을 차례로 적층하여 포함하는 유기 EL 소자의 제조 방법으로서,
    지지 기판 위에 양극과, 발광층과, 음극을 적층하여 포함하는 소자부를 형성하는 공정과,
    상기 소자부 위에 포토레지스트를 도포하는 공정과,
    상기 소자부 위에 형성된 포토레지스트를 소정 형상으로 패터닝하는 공정과,
    상기 레지스트의 형상에 따라, 소자 본체부를 패터닝함으로써 개구부를 형성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 EL 소자의 제조 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 포토레지스트를 도전성 및 차광성을 갖는 감광성 수지 재료로 형성하는 것을 특징으로 하는 유기 EL 소자의 제조 방법.
  14. 제 11 항 내지 제 13 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 지지 기판 위에 실장 단자를 형성하는 공정을 포함하고,
    상기 지지 기판 위에 형성된 실장 단자를 부분적 또는 전체적으로 피복하도록 상기 소자부를 형성하는 것을 특징으로 하는 유기 EL 소자의 제조 방법.
  15. 제 11 항 내지 제 13 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 소자부를 패터닝하는 공정에서, 이온 밀링(milling)법에 의해 상기 개구부를 형성하는 것을 특징으로 하는 유기 EL 소자의 제조 방법.
  16. 제 11 항 내지 제 13 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 소자부를 패터닝하는 공정에서, 레이저 애블레이션(ablation)법에 의해 상기 개구부를 형성하는 것을 특징으로 하는 유기 EL 소자의 제조 방법.
  17. 제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 유기 EL 소자를 포함하는 조명 수단과, 상기 조명 수단으로부터 출사되는 광을 반사 표시에 사용하는 표시 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 표시 수단이 반사형 액정 표시 장치로 되고, 상기 조명 수단을 이루는 상기 유기 EL 소자의 음극이 상기 반사형 액정 표시 장치의 비개구 영역에 대응하여 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
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