KR100524279B1 - 발광 장치 및 전자기기 - Google Patents

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세이코 엡슨 가부시키가이샤
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Abstract

배선간의 기생 용량을 적게 함으로써, 화상 신호의 공급을 안정화하여 콘트라스트 저하 등과 같은 화상 표시의 이상을 야기시키지 않고, 표시면의 효과적인 이용을 도모할 수 있는 발광 장치 및 상기 발광 장치를 구비하는 전자기기를 제공한다.
발광 소자의 사이에 설치되고, 발광 소자간을 구획하는 뱅크부(뱅크부(212))의 아래쪽에 화소용으로 설치되어 있는 TFT 등의 스위칭 소자에 주사 신호를 공급하는 주사선(101)이 형성되어 있다. 뱅크부의 위쪽 및 발광 소자(더미 발광층(210)) 위에는 음극(12)이 형성되어 있다. 뱅크부의 아래쪽에 주사선(101)을 배치함으로써, 음극(12)과 주사선(101) 사이의 기생 용량을 감소시킬 수 있다.

Description

발광 장치 및 전자기기{LUMINOUS DEVICE AND ELECTRONIC APPLIANCES}
본 발명은 발광 장치 및 전자기기에 관한 것이며, 특히 유기 일렉트로루미네선스 재료를 구비한 발광 장치 및 상기 발광 장치를 구비하는 전자기기에 관한 것이다.
최근, 화소 전극(양극) 및 음극 사이에 유기 형광 재료 등의 발광 재료로 이루어진 발광 소자가 끼워 유지된 구조의 컬러 발광 장치, 특히 발광 재료로서 유기 일렉트로루미네선스(유기 EL) 재료를 사용한 유기 EL 장치의 개발이 실행되고 있다. 이하, 종래의 발광 장치(유기 EL 장치)에 대해서 간단하게 설명한다.
도 12는 종래의 발광 장치의 배선 구조를 나타내는 도면이다. 도 12에 나타낸 바와 같이, 종래의 발광 장치는 복수의 주사선(901)과, 주사선(901)에 대하여 교차하는 방향으로 연장되는 복수의 신호선(902)과, 신호선(902)에 병행하여 연장되는 복수의 전원 배선(903)이 각각 배선되고, 주사선(901)과 신호선(902)의 각 교점마다 화소 영역(A)이 마련되어 있다. 각 신호선(902)은 시프트 레지스터, 레벨 시프터, 비디오 라인, 및 아날로그 스위치를 구비하는 데이터측 구동회로(904)에 접속되어 있고, 각 주사선(901)은 시프트 레지스터 및 레벨 시프터를 구비하는 주사측 구동회로(905)에 접속되어 있다.
또한, 화소 영역(A)의 각각에는, 주사선(901)을 통하여 주사 신호가 게이트 전극에 공급되는 스위칭 박막트랜지스터(913)와, 이 스위칭 박막트랜지스터(913)를 통하여 신호선(902)으로부터 공급되는 화상 신호를 유지하는 유지 용량(Cap)과, 유지 용량(Cap)에 의해 유지된 화상 신호가 게이트 전극에 공급되는 커런트 박막트랜지스터(914)와, 이 커런트 박막트랜지스터(914)를 통하여 전원 배선(903)에 전기적으로 접속되었을 때에 전원 배선(903)으로부터 구동 전류가 유입되는 화소 전극(911)과, 이 화소 전극(911)과 음극(912) 사이에 끼워지는 발광층(910)이 설치되어 있다. 음극(912)은 음극용 전원회로(931)에 접속되어 있다.
상기 발광층(910)에는 적색으로 발광하는 발광층(910R), 녹색으로 발광하는 발광층(910G), 청색으로 발광하는 발광층(910B)의 3종 발광 소자가 포함되고, 각 발광층(910R, 910G, 910B)이 스트라이프 배치되어 있다. 그리고, 커런트 박막트랜지스터(914)를 통하여 각 발광층(910R, 910G, 910B)에 접속되는 전원 배선(903R, 903G, 903B)은 각각 발광용 전원회로(932)에 접속되어 있다. 각 색마다 전원 배선이 배선되어 있는 것은, 발광층(910)의 구동 전위가 각 색마다 상이하기 때문이다.
이상의 구성에서, 주사선(901)에 주사 신호가 공급되어 스위칭 박막트랜지스터(913)가 온 상태로 되면, 그 때에 신호선(902)에 공급되고 있는 화상 신호에 따른 전하가 유지 용량(Cap)에 유지된다. 이 유지 용량(Cap)에 유지된 전하의 양에 따라, 커런트 박막트랜지스터(914)의 온/오프 상태가 결정된다. 그리고, 커런트 박막트랜지스터(914)를 통하여 전원 배선(903R, 903G, 903B)으로부터 화소 전극(911)에 전류가 흐르고, 다시 발광층(910)을 통하여 음극(912)에 구동 전류가 흐른다. 이 때, 발광층(910)을 흐른 전류량에 따른 양의 발광이 발광층(910)으로부터 얻어진다.
상기와 같이 복수의 전기 광학 소자의 각각에 대응하여 설치된 화소회로에 의해 구동되는 방식은, 액티브 매트릭스 구동 방식으로서 알려져 있다(예를 들어, 국제공개 제WO98/3640호 팜플릿 참조).
그런데, 상술한 발광 장치에 설치되는 발광층(910)을 안정적으로 발광시키기 위해서는, 전원 배선(903)으로부터 화소 전극(911)에 인가하는 구동 전류의 전위 변동을 가능한 한 적게 하는 것이 요구된다. 그러나, 도 12에 나타낸 바와 같이, 주사선(901), 신호선(902), 및 전원 배선(903)이 뒤섞여 배선되어 있기 때문에, 전원 배선(903)과 주사선(901) 및 신호선(902) 사이의 기생 용량이 발생한다. 이 기생 용량이 크면, 정해진 기간 내에 화상 신호를 화소 영역(A)에 공급할 수 없어, 콘트라스트의 저하가 발생하는 등의 정상적인 화상 표시를 행할 수 없을 우려가 있다는 문제가 있었다.
또한, 상기의 발광 장치가 휴대성을 갖는 전자기기, 예를 들어, 휴대 전화기의 발광 장치로서 사용될 경우에는, 표시 면적의 대면적화가 요구되는 동시에, 소형 및 경량화가 요구된다. 이 양쪽의 요구에 부응하기 위해서는, 발광 장치의 표시면을 효과적으로 이용한 구성으로 할 필요가 있다.
본 발명은 상기 사정을 감안하여 안출된 것으로서, 배선간의 기생 용량을 적게 함으로써, 화상 신호의 공급을 안정화하여 콘트라스트 저하 등과 같은 화상 표시의 이상을 야기시키지 않고, 표시면의 효과적인 이용을 도모할 수 있는 발광 장치 및 상기 발광 장치를 구비하는 전자기기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 제 1 발광 장치는, 제 1 전극과, 상기 제 1 전극에 접속하여 이루어진 스위칭 소자와, 상기 제 1 전극과 제 2 전극 사이에 발광층이 형성되어 이루어진 발광 소자와, 복수의 상기 발광 소자에 의해 형성되어 이루어진 유효 발광 영역과, 상기 유효 발광 영역의 외측에 형성되어 이루어진 더미 영역을 구비하여 이루어진 발광 장치로서, 상기 더미 영역에는 절연부가 형성되어 이루어지고, 상기 절연부의 아래쪽에 상기 스위칭 소자를 주사하는 주사 신호를 공급하는 주사선이 형성되어 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 표시에 기여하는 유효 발광 영역 이외의 표시에 기여하지 않는 더미 영역에서, 주사선이 절연부의 아래쪽에 형성되어 있기 때문에, 기생 용량을 저감시킬 수 있다.
상기 발광 장치는, 상기 주사선과 상기 절연부 사이에는 복수의 층간절연층이 형성되어 있는 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면, 주사선과 절연부 사이에 복수의 층간절연층을 형성함으로써, 주사선과 제 2 전극의 간격을 넓힐 수 있기 때문에, 주사선과 제 2 전극 사이에 발생하는 기생 용량을 저하시키는데 매우 적합하다.
또한, 상기 발광 장치에 있어서, 상기 제 2 전극이 적어도 상기 유효 발광 영역과 상기 더미 영역을 피복하도록 형성되어 있는 것이 바람직하다.
또한, 상기 발광 장치에 있어서, 상기 발광 소자에는 정공 주입/수송층이 형성되어 있을 수도 있다.
본 발명에 의하면, 발광 소자가 정공 주입/수송층과 발광층이 적층되어 이루어지고, 이 발광층에 대하여 전위 변동이 적은 구동 전류를 인가함으로써, 고휘도이며 정확한 색채 표시를 행할 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 제 2 발광 장치는, 제 1 전극과 제 2 전극 사이에 발광층이 형성되어 이루어진 복수의 발광 소자에 의해 형성되어 이루어진 유효 발광 영역과, 상기 유효 발광 영역의 외측에 형성되어 이루어진 더미 영역을 갖고, 상기 유효 발광 영역에는 상기 복수의 발광 소자의 각각을 구동하기 위한 화소회로가 설치되고, 상기 더미 영역에는 절연부가 형성되고, 상기 절연부의 아래쪽에는 상기 화소회로에 주사 신호를 공급하는 주사선의 일부가 형성되고, 상기 주사선에 대하여 교차하여 상기 화소회로에 데이터 신호를 공급하기 위한 신호선이 형성되며, 상기 신호선과 상기 제 2 전극 사이에는 적어도 층간절연층이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 발광 장치에 있어서, 상기 화소회로를 통하여 상기 화소회로에 대응하는 상기 발광 소자에 구동 전력을 공급하는 전원 배선을 더 포함하고, 상기 전원 배선은 상이한 층에 형성되어 있는 것이 바람직하다. 이러한 구성으로 함으로써, 배선을 위한 스페이스를 효과적으로 이용할 수 있다.
상기 발광 장치에 있어서, 상기 전원 배선 중 적어도 상기 유효 발광 영역에 배치되는 부분은 상기 주사선과 상기 제 2 전극 사이에 형성되어 있는 것이 바람직하다. 이러한 구성으로 함으로써, 상기 주사선은 상기 전원 배선과 비교하여 상기 제 2 전극으로부터 이간되어 형성되기 때문에, 상기 주사선을 통하여 공급되는 주사 신호의 지연이나 약화 등의 문제가 저감된다. 또한, 상기 전원 배선이 상기 주사선과 비교하여 상기 제 2 전극에 접근하여 배치되기 때문에, 상기 전원 배선과 상기 제 2 전극 사이에 용량 소자를 형성하는 것도 가능해진다. 상기 전원 배선과 상기 제 2 전극 사이에 용량 소자를 형성함으로써, 상기 전원 배선을 통하여 공급되는 구동 전력의 변동이 저감되어, 구동 전력이 안정화된다.
상기 발광 장치에 있어서, 상기 전원 배선과 상기 제 2 전극 사이에는 층간절연층이 형성되어 있는 것이 바람직하다.
상기 발광 장치에 있어서, 상기 제 2 전극이 적어도 상기 유효 발광 영역과 상기 더미 영역을 피복하도록 형성되어 있는 것이 바람직하다.
상기 발광 장치에 있어서, 상기 발광 소자에는 정공 주입/수송층이 형성되어 이루어진 것이 바람직하다.
본 발명의 제 3 발광 장치는, 제 1 전극과 제 2 전극 사이에 형성된 발광층을 포함하는 발광 소자가 복수 형성되어 이루어진 유효 발광 영역과, 상기 유효 발광 영역의 외측에 형성되어 이루어진 더미 영역과, 상기 발광 소자를 구동하기 위한 화소회로와, 상기 화소회로에 주사 신호를 공급하기 위한 주사선과, 상기 화소회로에 데이터 신호를 공급하기 위한 신호선을 포함하고, 상기 주사선의 일부분은 상기 더미 영역에 설치되며, 상기 더미 영역에 설치된 절연부에 의해 상기 제 2 전극으로부터 이간되어 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
상기 발광 장치에 있어서, 상기 더미 영역에는 상기 발광 소자를 구성하는 적어도 1개의 기능층이 배치되고, 상기 기능층의 주위에는 상기 절연부가 설치되어 있는 것이 바람직하다.
본 발명의 전자기기는, 상기 중 어느 하나에 기재된 발광 장치를 표시 장치로서 구비하는 것을 특징으로 한다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시형태에 의한 발광 장치 및 전자기기에 대해서 상세하게 설명한다. 또한, 이하의 설명에서 참조하는 각 도면은 각 층이나 각 부재를 도면 위에서 인식할 수 있을 정도의 크기로 하기 위해, 각 층이나 각 부재마다 축척을 상이하게 한다. 도 1은 본 발명의 일 실시형태에 의한 발광 장치의 배선 구조를 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 1에 나타낸 발광 장치(1)는, 스위칭 소자로서 박막트랜지스터(Thin Film Transistor)를 사용한 액티브 매트릭스 방식의 유기 EL 장치이다. 도 1에 나타낸 본 실시형태의 발광 장치(1)는, 복수의 주사선(101)과, 주사선(101)에 대하여 교차하는 방향으로 연장되는 복수의 신호선(102)과, 신호선(102)에 병행하여 연장되는 복수의 전원 배선(103)이 각각 배선되어 있고, 주사선(101) 및 신호선(102)의 각 교점 부근에 화소 영역(A)이 마련되어 있다.
각 신호선(102)에는 시프트 레지스터, 레벨 시프터, 비디오 라인, 및 아날로그 스위치를 구비하는 데이터측 구동회로(104)가 접속되어 있다. 또한, 각 신호선(102)에는 박막트랜지스터를 구비하는 검사회로(106)가 접속되어 있다. 또한, 각 주사선(101)에는 시프트 레지스터 및 레벨 시프터를 구비하는 주사측 구동회로(105)가 접속되어 있다.
또한, 화소 영역(A)의 각각에는 스위칭 박막트랜지스터(제 1 스위칭 소자)(112), 유지 용량(Cap), 커런트 박막트랜지스터(제 2 스위칭 소자)(123), 화소 전극(제 1 전극)(111), 발광층(110), 및 음극(제 2 전극)(12)이 설치된다. 또한, 제 1 스위칭 소자 및 제 2 스위칭 소자는 본 발명의 스위칭 소자에 상당하고 있으며, 상기 2개의 트랜지스터에 의해 화소회로가 구성되어 있다. 스위칭 박막트랜지스터(112)는 그 게이트 전극에 주사선(101)이 접속되어 있고, 주사선(101)으로부터 공급되는 주사 신호에 따라 구동되어 온 상태 또는 오프 상태로 된다. 유지 용량(Cap)은 스위칭 박막트랜지스터(112)를 통하여 신호선(102)으로부터 공급되는 화상 신호를 유지한다.
커런트 박막트랜지스터(123)는 그 게이트 전극이 스위칭 박막트랜지스터(112) 및 유지 용량(Cap)에 접속되어 있고, 유지 용량(Cap)에 의해 유지된 화상 신호가 게이트 전극에 공급된다. 화소 전극(111)은 커런트 박막트랜지스터(123)에 접속되어 있고, 커런트 박막트랜지스터(123)를 통하여 전원 배선(103)에 전기적으로 접속했을 때에 전원 배선(103)으로부터 구동 전류가 유입된다. 발광층(110)은 화소 전극(111)과 음극(12) 사이에 끼워져 있다.
상기의 적어도 양극, 발광 장치, 및 음극에 의해 형성되는 발광층(110)에는 적색으로 발광하는 발광층(110R), 녹색으로 발광하는 발광층(110G), 및 청색으로 발광하는 발광층(110B)의 3종 발광 소자가 포함되고, 각 발광층(110R, 110G, 110B)이 스트라이프 배치되어 있다. 그리고, 커런트 박막트랜지스터(123)를 통하여 각 발광층(110R, 110G, 110B)에 접속되는 전원 배선(103R, 103G, 103B)이 각각 발광용 전원회로(132)에 접속되어 있다. 각 색마다 전원 배선(103R, 103G, 103B)이 배치되어 있는 것은, 발광층(110R, 110G, 110B)의 구동 전위가 각 색마다 상이하기 때문이다.
또한, 본 실시형태의 발광 장치에서는, 음극(12)과 전원 배선(103R, 103G, 103B) 사이에 제 1 정전 용량(C1)이 형성되어 있다. 발광 장치(1)가 구동하면 이 제 1 정전 용량(C1)에 전하가 축적된다. 발광 장치(1)의 구동 중에 각 전원 배선(103)을 흐르는 구동 전류의 전위가 변동한 경우에는, 축적된 전하가 각 전원 배선(103)에 방전되어 구동 전류의 전위 변동을 억제한다. 이것에 의해, 발광 장치(1)의 화상 표시를 정상적으로 유지할 수 있다.
또한, 이 발광 장치(1)에서는, 주사선(101)으로부터 주사 신호가 공급되어 스위칭 박막트랜지스터(112)가 온 상태로 되면, 그 때의 신호선(102)의 전위가 유지 용량(Cap)으로 유지되고, 유지 용량(Cap)으로 유지된 전위에 따라 커런트 박막트랜지스터(123)의 온/오프 상태가 결정된다. 그리고, 커런트 박막트랜지스터(123)의 채널을 통하여, 전원 배선(103R, 103G, 103B)으로부터 화소 전극(111)에 구동 전류가 흐르고, 다시 발광층(110R, 110G, 110B)을 통하여 음극(12)에 전류가 흐른다. 이 때, 발광층(110)을 흐른 전류량에 따른 양의 발광이 발광층(110)으로부터 얻어진다.
다음으로, 본 실시형태의 발광 장치(1)의 구체적인 구성에 대해서 도 2 내지 도 4를 참조하여 설명한다. 도 2는 본 실시형태의 발광 장치의 평면 모식도이고, 도 3은 도 2의 A-A선에 따른 단면도이며, 도 4는 도 2의 B-B선에 따른 단면도이다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 본 실시형태의 발광 장치(1)는 기판(2), 화소 전극군 영역(도시 생략), 전원 배선(103(103R, 103G, 103B)), 및 화소부(3)(도면 중 1점쇄선의 프레임 내)로 개략 구성된다.
기판(2)은, 예를 들어, 유리 등으로 이루어진 투명한 기판이다. 화소 전극군 영역은, 도 1에 나타낸 커런트 박막트랜지스터(123)에 접속된 화소 전극(도시 생략)을 기판(2) 위에 매트릭스 형상으로 배치한 영역이다. 전원 배선(103(103R, 103G, 103B))은, 도 2에 나타낸 바와 같이, 화소 전극군 영역의 주위에 배치되고, 각 화소 전극에 접속되어 있다. 화소부(3)는 적어도 화소 전극군 영역 위에 위치하고, 평면으로부터 보아 대략 직사각형 형상이다. 이 화소부(3)는 중앙 부분의 유효 발광 영역(4)(도면 중 2점쇄선의 프레임 내)과, 유효 발광 영역(4)의 외측에 배치된 더미 영역(5)(1점쇄선 및 2점쇄선 사이의 영역)으로 구획되어 있다.
또한, 유효 발광 영역(4)의 도면 중의 양측에는 상술한 주사선 구동회로(105)가 배치되어 있다. 이 주사선 구동회로(105)는 더미 영역(5)의 하측(기판(2) 측)에 위치하여 설치되어 있다. 또한, 더미 영역(5)의 하측에는, 주사선 구동회로(105)에 접속되는 주사선 구동회로용 제어 신호 배선(105a)과 주사선 구동회로용 전원 배선(105b)이 설치되어 있다. 또한, 유효 발광 영역(4)의 도면 중의 상측에는 상술한 검사회로(106)가 배치되어 있다. 이 검사회로(106)는 더미 영역(5)의 하측(기판(2) 측)에 위치하여 설치되어 있고, 이 검사회로(106)에 의해, 제조 도중이나 출하 시의 발광 장치의 품질 및 결함 검사를 행할 수 있다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 전원 배선(103R, 103G, 103B)은 더미 영역(5)의 주위에 설치되어 있다. 각 전원 배선(103R, 103G, 103B)은, 기판(2)의 도 2 중의 하측으로부터 주사선 구동회로용 제어 신호 배선(105a)을 따라 도 2 중의 위쪽으로 연장되고, 주사선 구동회로용 전원 배선(105b)이 중단된 위치로부터 절곡(折曲)하여 더미 영역(5)의 외측을 따라 연장되며, 유효 발광 영역(4) 내에 있는 화소 전극(도시 생략)에 접속되어 있다. 또한, 기판(2)에는 음극(12)에 접속되는 음극용 배선(12a)이 형성되어 있다. 이 음극용 배선(12a)은 전원 배선(103R, 103G, 103B)을 둘러싸도록 평면으로부터 보아 대략 コ자 형상으로 형성되어 있다.
또한, 기판(2)의 한쪽 끝에는 폴리이미드 테이프(130)가 점착되고, 이 폴리이미드 테이프(130) 위에 제어용 IC(131)가 실장되어 있다. 이 제어용 IC(131)에는 도 1에 나타낸 데이터측 구동회로(104), 음극용 전원회로(131), 및 발광용 전원회로(132)가 내장되어 있다.
다음으로, 도 3 및 도 4에 나타낸 바와 같이, 기판(2) 위에는 회로부(11)가 형성되고, 이 회로부(11) 위에 화소부(3)가 형성되어 있다. 또한, 기판(2)에는 화소부(3)를 고리 형상으로 둘러싸는 밀봉재(13)가 형성되어 있으며, 화소부(3) 위에 밀봉 기판(14)이 구비되어 있다. 밀봉 기판(14)은 밀봉재(13)를 통하여 기판(2)에 접합되어 있고, 유리, 금속, 또는 수지 등으로 이루어진 것이다. 이 밀봉 기판(14)의 뒤쪽에는 흡착제(15)가 점착되어, 화소부(3)와 밀봉 기판(14) 사이의 공간에 혼입된 물 또는 산소를 흡수할 수 있도록 되어 있다. 또한, 흡착제(15) 대신에 게터제를 사용할 수도 있다. 또한, 밀봉재(13)는, 예를 들어, 열경화 수지 또는 자외선 경화 수지로 이루어진 것이며, 특히 열경화 수지의 일종인 에폭시 수지로 이루어진 것이 바람직하다.
회로부(11)의 중앙 부분에는 화소 전극군 영역(11a)이 마련되어 있다. 이 화소 전극군 영역(11a)에는 커런트 박막트랜지스터(123)와, 커런트 박막트랜지스터(123)에 접속된 화소 전극(111)이 구비되어 있다. 커런트 박막트랜지스터(123)는 기판(2) 위에 적층된 하지보호층(281), 제 2 층간절연층(283), 및 제 1 층간절연층(284)에 매립되어 형성되고, 화소 전극(111)은 제 1 층간절연층(284) 위에 형성된다. 커런트 박막트랜지스터(123)에 접속되고, 제 2 층간절연층(283) 위에 형성된 전극의 한쪽(소스 전극)에는 전원 배선(103(103R, 103G, 103B))이 접속되어 있다. 또한, 회로부(11)에는 상술한 유지 용량(Cap) 및 스위칭 박막트랜지스터(112)도 형성되어 있으나, 도 3 및 도 4에서는 이들의 도시를 생략한다. 또한, 도 3 및 도 4에서는 신호선(102)의 도시를 생략한다. 또한, 도 4에서는 스위칭 박막트랜지스터(112) 및 커런트 박막트랜지스터(123)의 도시를 생략한다.
다음으로, 도 3에 있어서, 화소 전극군 영역(11a)의 도면 중의 양측에는 상술한 주사선 구동회로(105)가 설치되어 있다. 도 3에 나타낸 주사선 구동회로(105)에는, 시프트 레지스터에 포함되는 인버터를 구성하는 N채널형 또는 P채널형 박막트랜지스터(105c)가 구비되고, 이 박막트랜지스터(105c)는 화소 전극(111)에 접속되지 않은 점을 제외하여 상기 커런트 박막트랜지스터(123)와 동일한 구조로 되어 있다. 또한, 도 4에서는 검사회로(106)의 도시를 생략하나, 이 검사회로(106)에도 마찬가지로 박막트랜지스터가 구비되어 있다. 검사회로(106)에 구비되어 있는 박막트랜지스터는, 후술하는 화소 전극(111)에 접속되지 않은 점을 제외하여 커런트 박막트랜지스터(123)와 동일한 구조로 되어 있다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 주사선 구동회로(105)의 도면 중의 외측의 하지보호층(281) 위에는 주사선 구동회로용 제어 신호 배선(105a)이 형성되어 있다. 또한, 도 4에 나타낸 바와 같이, 하지보호층(281) 위에는 주사선(101)이 형성되어 있다. 또한, 주사선 구동회로용 제어 신호 배선(105a)의 외측의 제 2 층간절연층(283) 위에는 주사선 구동회로용 전원 배선(105b)이 형성되어 있다. 또한, 주사선 구동회로용 전원 배선(105b)의 외측에는 전원 배선(103)이 형성되어 있다. 이 전원 배선(103)은 2개의 배선으로 이루어진 2중 배선 구조를 채용하고 있으며, 상술한 바와 같이 화소부(3)의 외측에 배치되어 있다. 2중 배선 구조를 채용함으로써 배선 저항을 경감할 수 있다.
예를 들면, 도 3 중의 왼쪽에 있는 적색용 전원 배선(103R)은 하지보호층(281) 위에 형성된 제 1 배선(103R1)과, 제 2 층간절연층(283)을 통하여 제 1 배선(103R1) 위에 형성된 제 2 배선(103R2)으로 구성되어 있다. 제 1 배선(103R1) 및 제 2 배선(103R2)은, 도 2에 나타낸 바와 같이 제 2 층간절연층(283)을 관통하는 콘택트 홀(103R3)에 의해 접속되어 있다. 이와 같이, 제 1 배선(103R1)은 음극용 배선(12a)과 동일한 계층 위치에 형성되어 있고, 제 1 배선(103R1)과 음극용 배선(12a) 사이에는 제 2 층간절연층(283)이 배치되어 있다. 또한, 도 3 및 도 4에 나타낸 바와 같이, 음극용 배선(12a)은 콘택트 홀을 통하여 제 2 층간절연층(283) 위에 형성된 음극용 배선(12b)과 전기적으로 접속되어 있어, 말하자면 음극용 배선(12a)도 2중 배선 구조로 되어 있다. 따라서, 제 2 배선(103R2)은 음극용 배선(12b)과 동일한 계층 위치에 형성되어 있고, 제 2 배선(103R2)과 음극용 배선(12b) 사이에는 제 1 층간절연층(284)이 배치되어 있다. 이러한 구조를 채용함으로써, 제 1 배선(103R1)과 음극용 배선(12a) 사이, 및 제 2 배선(103R2)과 음극용 배선(12b) 사이에 제 2 정전 용량(C2)이 형성된다.
마찬가지로, 도 3의 오른쪽에 있는 청색 및 녹색용 전원 배선(103G, 103B)도 2중 배선 구조를 채용하고 있으며, 각각 하지보호층(281) 위에 형성된 제 1 배선(103G1, 103Bl)과, 제 2 층간절연층(283) 위에 형성된 제 2 배선(103G2, 103B2)으로 구성되고, 제 1 배선(103G1, 103Bl) 및 제 2 배선(103G2, 103B2)은 도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이 제 2 층간절연층(283)을 관통하는 콘택트 홀(103G3, 103B3)에 의해 접속되어 있다. 그리고, 청색 제 1 배선(103Bl)과 음극용 배선(12a) 사이, 및 청색 제 2 배선(103B2)과 음극용 배선(12b) 사이에 제 2 정전 용량(C2)이 형성된다.
제 1 배선(103R1)과 제 2 배선(103R2)의 간격은, 예를 들어, 0.6∼1.O㎛의 범위가 바람직하다. 간격이 0.6㎛ 미만이면, 신호선(102) 및 주사선(101)과 같은 서로 다른 전위를 갖는 소스 메탈과 게이트 메탈 사이의 기생 용량이 증가하기 때문에 바람직하지 않다. 예를 들면, 유효 발광 영역(4) 내에서는 소스 메탈과 게이트 메탈이 교차하는 개소가 다수 존재하고, 이러한 개소의 기생 용량이 많으면 화상 신호의 시간 지연을 야기시킬 우려가 있다. 결과적으로, 정해진 기간 내에 화상 신호를 화소 전극(111)에 기록할 수 없기 때문에, 콘트라스트의 저하를 야기시킨다. 제 1 배선(103R1) 및 제 2 배선(103R2)에 끼워지는 제 2 층간절연층(283)의 재질은, 예를 들어, SiO2 등이 바람직하나, 1.O㎛ 이상 형성하면 SiO2의 응력에 의해 기판(2)이 분열될 우려가 생긴다.
또한, 각 전원 배선(103R)의 상측에는 화소부(3)로부터 연장 돌출된 음극(12)이 형성되어 있다. 이것에 의해, 각 전원 배선(103R)의 제 2 배선(103R2)이 제 1 층간절연층(284)을 사이에 두어 음극(12)과 대향 배치되고, 이것에 의해, 제 2 배선(103R2)과 음극(12) 사이에 상술한 제 1 정전 용량(C1)이 형성된다. 여기서, 제 2 배선(103R2)과 음극(12)의 간격은, 예를 들어, 0.6∼1.0㎛의 범위가 바람직하다. 간격이 0.6㎛ 미만이면, 화소 전극 및 소스 메탈과 같은 서로 다른 전위를 갖는 화소 전극과 소스 메탈 사이의 기생 용량이 증가하기 때문에, 소스 메탈을 사용하고 있는 신호선의 배선 지연이 발생한다. 그 결과, 정해진 기간 내에 화상 신호를 기록할 수 없기 때문에, 콘트라스트의 저하를 야기시킨다. 제 2 배선(103R2)과 음극(12)에 끼워지는 제 1 층간절연층(284)의 재질은, 예를 들어, SiO2이나 아크릴 수지 등이 바람직하다. 그러나, SiO2을 1.0㎛ 이상 형성하면 응력에 의해 기판(2)이 분열될 우려가 생긴다. 또한, 아크릴 수지의 경우는, 2.0㎛ 정도까지 형성할 수 있으나, 물을 포함하면 팽창하는 성질이 있기 때문에, 그 위에 형성하는 화소 전극을 분열시킬 우려가 있다.
이와 같이, 본 실시형태의 발광 장치(1)는, 전원 배선(103)과 음극(12) 사이에 제 1 정전 용량(C1)이 마련되기 때문에, 전원 배선(103)을 흐르는 구동 전류의 전위가 변동한 경우에 제 1 정전 용량(C1)에 축적된 전하가 전원 배선(103)에 공급되고, 구동 전류의 전위 부족분이 이 전하에 의해 보충되어 전위 변동을 억제할 수 있어, 발광 장치(1)의 화상 표시를 정상적으로 유지할 수 있다.
특히, 전원 배선(103)과 음극(12)이 화소부(3)의 외측에서 대향하고 있기 때문에, 전원 배선(103)과 음극(12)의 간격을 작게 하여 제 1 정전 용량(C1)에 축적되는 전하량을 증대시킬 수 있고, 구동 전류의 전위 변동을 보다 작게 하여 화상 표시를 안정적으로 행할 수 있다. 또한, 전원 배선(103)이 제 1 배선 및 제 2 배선으로 이루어진 2중 배선 구조를 갖고, 제 1 배선과 음극용 배선 사이에 제 2 정전 용량(C2)이 마련되어 있기 때문에, 제 2 정전 용량(C2)에 축적된 전하도 전원 배선(103)에 공급되어, 전위 변동을 보다 억제할 수 있고, 발광 장치(1)의 화상 표시를 보다 정상적으로 유지할 수 있다.
여기서, 커런트 박막트랜지스터(123)를 포함하는 회로부(11)의 구조를 상세하게 설명한다. 도 5는 화소 전극군 영역(11a)의 요부를 나타내는 단면도이다. 도 5에 나타낸 바와 같이, 기판(2)의 표면에는 SiO2을 주체로 하는 하지보호층(281)이 적층되고, 이 하지보호층(281) 위에는 섬 형상의 실리콘층(241)이 형성되어 있다. 또한, 실리콘층(241) 및 하지보호층(281)은, SiO2 및/또는 SiN을 주체로 하는 게이트 절연층(282)에 의해 피복되어 있다. 그리고, 실리콘층(241) 위에는 게이트 절연층(282)을 통하여 게이트 전극(242)이 형성되어 있다.
또한, 도 5에서는 커런트 박막트랜지스터(123)의 단면 구조를 나타내고 있으나, 스위칭 박막트랜지스터(112)도 동일한 구조이다. 스위칭 박막트랜지스터(112)의 게이트 전극(242)은 도 4에 나타낸 주사선(101)에 접속된다. 또한, 게이트 전극(242) 및 게이트 절연층(282)은, SiO2을 주체로 하는 제 2 층간절연층(283)에 의해 피복되어 있다. 또한, 본 명세서에서의 「주체」로 하는 성분은 함유율이 가장 높은 성분을 의미하는 것으로 한다.
다음으로, 실리콘층(241) 중에서 게이트 절연층(282)을 통하여 게이트 전극(242)과 대향하는 영역이 채널 영역(241a)으로 되어 있다. 또한, 실리콘층(241) 중에서 채널 영역(241a)의 도면 중의 왼쪽에는 저농도 소스 영역(241b) 및 고농도 소스 영역(241S)이 마련된다. 채널 영역(241a)의 도면 중의 오른쪽에는 저농도 드레인 영역(241c) 및 고농도 드레인 영역(241D)이 마련되어 있고, 소위 LDD(Light Doped Drain) 구조가 형성된다. 커런트 박막트랜지스터(123)는, 이 실리콘층(241)을 주체로 하여 구성되어 있다.
고농도 소스 영역(241S)은, 게이트 절연층(282)과 제 2 층간절연층(283)에 걸쳐 개구되는 콘택트 홀(244)을 통하여 제 2 층간절연층(283) 위에 형성된 소스 전극(243)에 접속되어 있다. 이 소스 전극(243)은 상술한 신호선(102)의 일부로서 구성된다. 한편, 고농도 드레인 영역(241D)은, 게이트 절연층(282)과 제 2 층간절연층(283)에 걸쳐 개구되는 콘택트 홀(246)을 통하여 소스 전극(243)과 동일한 층에 형성된 드레인 전극(245)에 접속되어 있다.
소스 전극(243) 및 드레인 전극(245)이 형성된 제 2 층간절연층(283) 위에 제 1 층간절연층(284)이 형성되어 있다. 그리고, ITO 등으로 이루어진 투명한 화소 전극(111)이 이 제 1 층간절연층(284) 위에 형성되는 동시에, 제 1 층간절연층(284)에 마련된 콘택트 홀(111a)을 통하여 드레인 전극(245)에 접속되어 있다. 즉, 화소 전극(111)은 드레인 전극(245)을 통하여 실리콘층(241)의 고농도 드레인 전극(241D)에 접속되어 있다. 또한, 도 3에 나타낸 바와 같이, 화소 전극(111)은 유효 발광 영역(4)에 대응하는 위치에 형성되어 있으나, 유효 발광 영역(4)의 주위에 형성된 더미 영역(5)에는 화소 전극(111)과 동일한 형태의 화소 전극(111)이 설치된다. 이 화소 전극(111)은 고농도 드레인 전극(241D)에 접속되지 않은 점을 제외하고, 화소 전극(111)과 동일한 형태이다.
다음으로, 화소부(3)의 실화소 영역(4)에는 발광층(110) 및 뱅크부(절연부)(122)가 형성되어 있다. 발광층(110)은 도 3 내지 도 5에 나타낸 바와 같이 화소 전극(111) 위의 각각에 적층되어 있다. 또한, 뱅크부(122)는 각 화소 전극(111) 및 각 발광층(110) 사이에 구비되어 있어, 각 발광층(110)을 구획한다. 뱅크부(122)는, 기판(2) 측에 위치하는 무기물 뱅크층(122a)과 기판(2)으로부터 이간되어 위치하는 유기물 뱅크층(122b)이 적층되어 구성되어 있다. 또한, 무기물 뱅크층(122a)과 유기물 뱅크층(122b) 사이에 차광층을 배치할 수도 있다.
무기물 및 유기물 뱅크층(122a, 122b)은 화소 전극(111)의 에지부 위에 올라갈 때까지 연장 돌출 형성되어 있으며, 무기물 뱅크층(122a)은 유기물 뱅크층(122b)보다도 화소 전극(111)의 중앙 측으로 연장 돌출 형성되어 있다. 또한, 무기물 뱅크층(122a)은, 예를 들어, SiO2, TiO2, SiN 등의 무기 재료로 이루어진 것이 바람직하다. 또한, 무기물 뱅크층(122a)의 막 두께는 50∼200㎚의 범위가 바람직하고, 특히 150㎚가 좋다. 막 두께가 50㎚ 미만인 경우에는, 무기물 뱅크층(122a)이 후술하는 정공 주입/수송층보다 얇아지고, 정공 주입/수송층의 평탄성을 확보할 수 없게 되므로 바람직하지 않다. 또한, 막 두께가 200㎚를 초과하면, 무기물 뱅크층(122a)에 의한 단차가 커져, 정공 주입/수송층 위에 적층하는 후술하는 발광층의 평탄성을 확보할 수 없게 되므로 바람직하지 않다.
또한, 유기물 뱅크층(122b)은 아크릴 수지 및 폴리이미드 수지 등의 통상의 레지스트로 형성되어 있다. 이 유기물 뱅크층(122b)의 두께는 0.1∼3.5㎛의 범위가 바람직하고, 특히 2㎛ 정도가 좋다. 두께가 0.1㎛ 미만인 경우에는, 후술하는 정공 주입/수송층 및 발광층의 합계 두께보다 유기물 뱅크층(122b)이 얇아지고, 발광층이 상부 개구부로부터 초과될 우려가 있으므로 바람직하지 않다. 또한, 두께가 3.5㎛를 초과하면, 상부 개구부에 의한 단차가 커지고, 유기물 뱅크층(122b) 위에 형성하는 음극(12)의 스텝 커버리지를 확보할 수 없게 되므로 바람직하지 않다. 또한, 유기물 뱅크층(122b)의 두께를 2㎛ 이상으로 하면, 음극(12)과 화소 전극(111)의 절연을 높일 수 있다는 점에서 보다 바람직하다. 이렇게 하여, 발광층(110)은 뱅크부(122)보다 얇게 형성된다.
또한, 뱅크부(122)의 주변에는 친액성을 나타내는 영역과 발액성을 나타내는 영역이 형성되어 있다. 친액성을 나타내는 영역은 무기물 뱅크층(122a) 및 화소 전극(111)이고, 이들 영역에는 산소를 반응 가스로 하는 플라즈마 처리에 의해 수산기 등의 친액기가 도입된다. 또한, 발액성을 나타내는 영역은 유기물 뱅크층(122b)이고, 사플루오르화메탄을 반응 가스로 하는 플라즈마 처리에 의해 불소 등의 발액기가 도입된다.
다음으로, 도 5에 나타낸 바와 같이, 발광층(110)은 화소 전극(111) 위에 적층된 정공 주입/수송층(110a) 위에 적층되어 있다. 또한, 본 명세서에서는 발광층(110) 및 정공 주입/수송층(110a)을 포함하는 구성을 기능층이라고 하고, 화소 전극(111), 기능층, 및 음극(12) 포함하는 구성을 발광 소자라고 한다. 정공 주입/수송층(110a)은 정공을 발광층(110)에 주입하는 기능을 갖는 동시에, 정공을 정공 주입/수송층(110a) 내부에서 수송하는 기능을 갖는다. 이러한 정공 주입/수송층(110a)을 화소 전극(111)과 발광층(110) 사이에 설치함으로써, 발광층(110)의 발광 효율 및 수명 등의 소자 특성이 향상된다. 또한, 발광층(110)에서는, 정공 주입/수송층(110a)으로부터 주입된 정공과 음극(12)으로부터의 전자가 결합하여 형광을 발생시킨다. 발광층(110)은 적색(R)으로 발광하는 적색 발광층, 녹색(G)으로 발광하는 녹색 발광층, 및 청색(B)으로 발광하는 청색 발광층의 3종류를 갖고, 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 각 발광층이 스트라이프 배치되어 있다.
다음으로, 도 3 및 도 4에 나타낸 바와 같이, 화소부(3)의 더미 영역(5)에는 더미 발광층(210) 및 뱅크부(212)가 형성되어 있다. 뱅크부(212)는, 기판(2) 측에 위치하는 더미 무기물 뱅크층(212a)과 기판(2)로부터 이간되어 위치하는 더미 유기물 뱅크층(212b)이 적층되어 구성되어 있다. 더미 무기물 뱅크층(212a)은 화소 전극(111)의 전면에 형성되어 있다. 또한, 더미 유기물 뱅크층(212b)은 유기물 뱅크층(122b)과 동일하게 화소 전극(111)의 사이에 형성되어 있다. 그리고, 더미 발광층(210)은 더미 무기물 뱅크층(212a)을 통하여 화소 전극(111) 위에 형성되어 있다.
더미 무기물 뱅크층(212a) 및 더미 유기물 뱅크층(212b)은, 상술한 무기물 및 유기물 뱅크층(122a, 122b)과 동일한 재질 및 동일한 막 두께를 갖는 것이다. 또한, 더미 발광층(210)은 더미 정공 주입/수송층(도시 생략) 위에 적층되어 있고, 더미 정공 주입/수송층 및 더미 발광층의 재질이나 막 두께는 상술한 정공 주입/수송층(110a) 및 발광층(110)과 동일하다. 따라서, 상기 발광층(110)과 동일하게, 더미 발광층(210)은 뱅크부(212)보다 얇게 형성되어 있다.
더미 영역(5)을 유효 발광 영역(4)의 주위에 배치함으로써, 유효 발광 영역(4)의 발광층(110) 두께를 균일하게 할 수 있어, 표시 불균일을 억제할 수 있다. 즉, 더미 영역(5)을 배치함으로써, 표시 소자를 잉크젯법에 의해 형성하는 경우에서의 토출한 조성물 잉크의 건조 조건을 유효 발광 영역(4) 내에서 일정하게 할 수 있어, 유효 발광 영역(4)의 에지부에서 발광층(110)의 두께에 불균일이 생길 우려가 없다.
다음으로, 음극(12)은 유효 발광 영역(4)과 더미 영역(5)의 전면에 형성되는 동시에 더미 영역(5)의 외측에 있는 기판(2) 위까지 연장 돌출되고, 더미 영역(5)의 외측, 즉, 화소부(3)의 외측에서 전원 배선(103)과 대향 배치되어 있다. 또한, 음극(12)의 단부가 회로부(11)에 형성된 음극용 배선(12a)에 접속되어 있다. 음극(12)은 화소 전극(111)의 대향 전극으로서 발광층(110)에 전류를 흐르게 하는 역할을 수행한다.
이 음극(12)은, 예를 들어, 플루오르화리튬과 칼슘의 적층체로 이루어진 음극층(12b)과 반사층(12c)이 적층되어 구성되어 있다. 음극(12) 중에서 반사층(12c)만이 화소부(3)의 외측까지 연장 돌출되어 있다. 반사층(12c)은 발광층(110)으로부터 발광된 광을 기판(2) 측에 반사시키는 것이며, 예를 들어, Al, Ag, Mg/Ag 적층체 등으로 이루어진 것이 바람직하다. 또한, 반사층(12c) 위에 SiO2 및 SiN 등으로 이루어진 산화 방지용 보호층을 설치할 수도 있다.
여기서, 도 4에 나타낸 바와 같이, 하지보호층(281) 위에 형성되어 있는 주사선(101)은 뱅크부(212), 더 나아가서는 뱅크부(212)의 아래쪽에 위치하도록 배치되어 있다. 이것은, 주사선(101)을 뱅크부(212) 및 뱅크부(212)의 아래쪽에 배치함으로써 주사선(101)과 음극(12)의 간격을 넓혀, 주사선(101)과 음극(12) 사이의 기생 용량을 작게 하기 위함이다.
본 실시형태에서는, 주사선(101)과 음극(12) 사이에 복수의 층간절연층(제 2 층간절연층(283) 및 제 1 층간절연층(284)) 및 뱅크부(212)가 배치되어 있어, 주사선(101)과 음극(12)의 간격을 넓힐 수 있기 때문에, 주사선(101)과 음극(12) 사이의 기생 용량을 작게 하는데 매우 적합하다. 이 기생 용량이 작아짐으로써, 주사선(101)에 공급되는 주사 신호의 시간적 지연을 억제할 수 있기 때문에, 정해진 기간 내에 화상 신호를 화소 전극(111)에 기록할 수 있게 되고, 콘트라스트의 저하를 방지할 수 있다.
다음으로, 본 실시형태의 발광 장치(1)의 제조 방법에 대해서 설명한다. 도 6 내지 도 9는 본 발명의 일 실시형태에 의한 발광 장치의 제조 방법을 설명하는 공정도이다. 우선, 도 6 내지 도 8을 참조하여, 기판(2) 위에 회로부(11)를 형성하는 방법에 대해서 설명한다. 또한, 도 6 내지 도 8에 나타낸 각 단면도는 도 2 중의 A-A선에 따른 단면에 대응한다. 또한, 이하의 설명에서 불순물 농도는 모두 활성화 어닐링 후의 불순물로서 표시된다.
먼저, 도 6의 (a)에 나타낸 바와 같이, 기판(2) 위에 실리콘 산화막 등으로 이루어진 하지보호층(281)을 형성한다. 다음으로, ICVD법 및 플라즈마 CVD법 등을 이용하여 비정질 실리콘층을 형성한 후, 레이저 어닐링법 또는 급속 가열법에 의해 결정립을 성장시켜 폴리실리콘층(501)으로 한다. 그 후, 폴리실리콘층(501)을 포토리소그래피법에 의해 패터닝하여, 도 6의 (b)에 나타낸 바와 같이 섬 형상의 실리콘층(241, 251, 261)을 형성하고, 실리콘 산화막으로 이루어진 게이트 절연층(282)을 더 형성한다.
실리콘층(241)은 유효 발광 영역(4)에 대응하는 위치에 형성되어 화소 전극(111)에 접속되는 커런트 박막트랜지스터(123)(이하, 「화소용 TFT」라고 표기하는 경우가 있음)를 구성하는 것이며, 실리콘층(251, 261)은 주사선 구동회로(105) 내의 P채널형 및 N채널형 박막트랜지스터(이하, 「구동회로용 TFT」라고 표기하는 경우가 있음)를 각각 구성하는 것이다.
게이트 절연층(282)의 형성은, 플라즈마 CVD법 및 열산화법 등에 의해, 각 실리콘층(241, 251, 261) 및 하지보호층(281)을 피복하는 두께 약 30∼200㎚의 실리콘 산화막을 형성함으로써 행한다. 여기서, 열산화법을 이용하여 게이트 절연층(282)을 형성할 때에는, 실리콘층(241, 251, 261)의 결정화도 행하여, 이들 실리콘층을 폴리실리콘층으로 할 수 있다. 채널 도핑을 행할 경우에는, 예를 들어, 이 타이밍에서 약 1×1012㎝-2의 도스량으로 붕소 이온을 주입한다. 그 결과, 실리콘층(241, 251, 261)은 불순물 농도가 약 1×10-17㎝-3인 저농도 P형 실리콘층으로 된다.
다음으로, 도 6의 (c)에 나타낸 바와 같이, 실리콘층(241, 261)의 일부에 이온 주입 선택 마스크(Ml)를 형성하고, 이 상태에서 인 이온을 약 1×1015㎝-2 의 도스량으로 이온 주입한다. 그 결과, 이온 주입 선택 마스크(Ml)에 대하여 자기정합적으로 고농도 불순물이 도입되고, 실리콘층(241, 261) 중에 고농도 소스 영역(241S, 261S) 및 고농도 드레인 영역(241D, 261D)이 형성된다.
그 후, 도 6의 (d)에 나타낸 바와 같이, 이온 주입 선택 마스크(Ml)를 제거한 후에, 게이트 절연층(282) 위에 도핑된 실리콘, 실리사이드막, 또는 알루미늄막이나 크롬막, 탄탈륨막과 같은 두께 약 200㎚ 정도의 금속막을 형성하고, 다시 이 금속막을 패터닝함으로써, P채널형 구동회로용 TFT의 게이트 전극(252), 화소용 TFT의 게이트 전극(242), N채널형 구동회로용 TFT의 게이트 전극(262)을 형성한다. 또한, 상기 패터닝에 의해, 주사선 구동회로용 제어 신호 배선(105a), 전원 배선의 제 1 배선(103R1, 103Gl, 103Bl), 음극용 배선(12a)의 일부를 동시에 형성한다. 또한, 이들 게이트 전극(242, 252, 262) 등을 형성할 때에, 도 4에 나타낸 주사선(101)을 동시에 형성한다.
또한, 게이트 전극(242, 252, 262)을 마스크로 하여, 실리콘층(241, 251, 261)에 대하여 인 이온을 약 4×1013㎝-2의 도핑량으로 이온 주입한다. 그 결과, 게이트 전극(242, 252, 262)에 대하여 자기정합적으로 저농도 불순물이 도입되고, 도 6의 (d)에 나타낸 바와 같이, 실리콘층(241, 261) 중에 저농도 소스 영역(241b, 261b) 및 저농도 드레인 영역(241c, 261c)이 형성된다. 또한, 실리콘층(251) 중에 저농도 불순물 영역(251S, 251D)이 형성된다.
다음으로, 도 7의 (a)에 나타낸 바와 같이, 게이트 전극(252)의 주변을 제외한 전면에 이온 주입 선택 마스크(M2)를 형성한다. 이 이온 주입 선택 마스크(M2)를 사용하여, 실리콘층(251)에 대하여 붕소 이온을 약 1.5×1015㎝-2의 도핑량으로 이온 주입한다. 결과적으로, 게이트 전극(252)도 마스크로서 기능하고, 실리콘층(251) 중에 자기정합적으로 고농도 불순물이 도핑된다. 이것에 의해, 저농도 불순물 영역(251S, 251D)이 카운터 도핑되고, P채널형 구동회로용 TFT의 소스 영역 및 드레인 영역으로 된다.
그리고, 도 7의 (b)에 나타낸 바와 같이, 이온 주입 선택 마스크(M2)를 제거한 후에, 기판(2)의 전면에 제 2 층간절연층(283)을 형성하고, 다시 포토리소그래피법에 의해 제 2 층간절연층(283)을 패터닝하여, 각 TFT의 소스 전극 및 드레인 전극과 음극용 배선(12a)에 대응하는 위치에 콘택트 홀 형성용 구멍(H1)을 마련한다. 다음으로, 7의 (c)에 나타낸 바와 같이, 제 2 층간절연층(283)을 피복하도록 알루미늄, 크롬, 탄탈륨 등의 금속으로 이루어진 두께 약 200㎚ 내지 800㎚ 정도의 도전층(504)을 형성함으로써, 앞서 형성한 구멍(H1)에 이들 금속을 매립하여 콘택트 홀을 형성한다. 도전층(504) 위에 패터닝용 마스크(M3)를 더 형성한다.
다음으로, 도 8의 (a)에 나타낸 바와 같이, 도전층(504)을 패터닝용 마스크(M3)에 의해 패터닝하여, 각 TFT의 소스 전극(243, 253, 263), 드레인 전극(245, 254), 각 전원 배선의 제 2 배선(103R2, 103G2, 103B2), 주사선 구동회로용 전원 배선(105b), 및 음극용 배선(12a)을 형성한다.
상기와 같이, 제 1 배선(103R1, 103Bl)을 음극용 배선(12a)과 동일한 계층에 이간시켜 형성하는 동시에, 제 2 배선(103R2, 103B2)을 음극용 배선(12b)과 동일한 계층에 이간시켜 형성함으로써, 제 2 정전 용량(C2)이 형성된다.
이상의 공정이 종료되면, 도 8의 (b)에 나타낸 바와 같이, 제 2 층간절연층(283)을 피복하는 제 1 층간절연층(284)을, 예를 들어, 아크릴계 등의 수지 재료에 의해 형성한다. 이 제 1 층간절연층(284)은 약 1∼2㎛ 정도의 두께로 형성되는 것이 바람직하다. 다음으로 도 8의 (c)에 나타낸 바와 같이, 제 1 층간절연층(284) 중에서 화소용 TFT의 드레인 전극(245)에 대응하는 부분을 에칭에 의해 제거하여 콘택트 홀 형성용 구멍(H2)을 형성한다. 이 때, 동시에 음극용 배선(12a) 위의 제 1 층간절연층(284)도 제거한다. 이렇게 하여, 기판(2) 위에 회로부(11)가 형성된다.
다음으로, 도 9를 참조하여, 회로부(11) 위에 화소부(3)를 형성함으로써 발광 장치(1)를 얻는 순서에 대해서 설명한다. 도 9에 나타낸 단면도는 도 2 중의 A-A선에 따른 단면에 대응한다. 우선, 도 9의 (a)에 나타낸 바와 같이, 기판(2)의 전면을 피복하도록 ITO 등의 투명 전극 재료로 이루어진 박막을 형성하고, 이 박막을 패터닝함으로써, 제 1 층간절연층(284)에 형성한 구멍(H2)을 매립하여 콘택트 홀(111a)을 형성하는 동시에, 화소 전극(111)을 형성한다. 화소 전극(111)은 커런트 박막트랜지스터(123)의 형성 부분에만 형성되고, 콘택트 홀(111a)을 통하여 커런트 박막트랜지스터(123)(스위칭 소자)에 접속된다. 또한, 화소 전극(111)은 섬 형상으로 배치된다.
다음으로, 도 9의 (b)에 나타낸 바와 같이, 제 1 층간절연층(284), 화소 전극(111), 및 화소 전극(111) 위에 무기물 뱅크층(122a) 및 더미 무기물 뱅크층(212a)을 형성한다. 무기물 뱅크층(122a)은 화소 전극(111)의 일부가 개구되는 형태로 형성하고, 더미 무기물 뱅크층(212a)은 화소 전극(111)을 완전하게 피복하도록 형성한다. 여기서, 무기물 뱅크층(122a) 및 더미 무기물 뱅크층(212a)은, 도 2 중의 B-B선에 따른 단면에서 주사선(101)의 위쪽에 형성되는 점에 주의해야 한다. 무기물 뱅크층(122a) 및 더미 무기물 뱅크층(212a)은, 예를 들어, CVD법, TEOS법, 스퍼터링법, 증착법 등에 의해 제 1 층간절연층(284) 및 화소 전극(111)의 전면에 SiO2, TiO2, SiN 등의 무기물막을 형성한 후에, 상기 무기물막을 패터닝함으로써 형성한다.
또한, 도 9의 (b)에 나타낸 바와 같이, 무기물 뱅크층(122a) 및 더미 무기물 뱅크층(212a) 위에 유기물 뱅크층(122b) 및 더미 유기물 뱅크층(212b)을 형성한다. 유기물 뱅크층(122b)은 무기물 뱅크층(122a)을 통하여 화소 전극(111)의 일부가 개구되는 형태로 형성하고, 더미 유기물 뱅크층(212b)은 더미 무기물 뱅크층(212a)의 일부가 개구되는 형태로 형성한다. 이렇게 하여, 제 1 층간절연층(284) 위에 뱅크부(122)를 형성한다.
이어서, 뱅크부(122)의 표면에 친액성을 나타내는 영역과 발액성을 나타내는 영역을 형성한다. 본 실시형태에서는, 플라즈마 처리 공정에 의해 각 영역을 형성하는 것으로 한다. 구체적으로, 이 플라즈마 처리 공정은, 화소 전극(111), 무기물 뱅크층(122a), 및 더미 무기물 뱅크층(212a)을 친액성으로 하는 친액화 공정과, 유기물 뱅크층(122b) 및 더미 유기물 뱅크층(212b)을 발액성으로 하는 발액화 공정을 적어도 갖는다.
즉, 뱅크부(122)를 소정 온도(예를 들어, 70∼80℃ 정도)로 가열하고, 이어서 친액화 공정으로서 대기 분위기 중에서 산소를 반응 가스로 하는 플라즈마 처리(02 플라즈마 처리)를 행한다. 이어서, 발액화 공정으로서 대기 분위기 중에서 사플루오르화메탄을 반응 가스로 하는 플라즈마 처리(CF4 플라즈마 처리)를 행하고, 플라즈마 처리를 위해 가열된 뱅크부(122)를 실온까지 냉각시킴으로써, 친액성 및 발액성이 소정 개소에 부여된다.
또한, 화소 전극(111) 위 및 더미 무기물 뱅크층(212a) 위에 각각 발광층(110) 및 더미 발광층(210)을 잉크젯법에 의해 형성한다. 발광층(110) 및 더미 발광층(210)은, 정공 주입/수송층 재료를 포함하는 조성물 잉크를 토출 및 건조시킨 후에, 발광층 재료를 포함하는 조성물 잉크를 토출 및 건조시킴으로써 형성된다. 또한, 이 발광층(110) 및 더미 발광층(210)의 형성 공정 이후는, 정공 주입/수송층 및 발광층의 산화를 방지하도록 질소 분위기 및 아르곤 분위기 등의 불활성 가스 분위기에서 행하는 것이 바람직하다.
다음으로, 도 9의 (c)에 나타낸 바와 같이, 뱅크부(122), 발광층(110), 및 더미 발광층(210)을 피복하는 음극(12)을 형성한다. 음극(12)은 뱅크부(122), 발광층(110), 및 더미 발광층(210) 위에 음극층(12b)을 형성한 후에, 음극층(12b)을 피복하여 기판(2) 위의 음극용 배선(12a)에 접속되는 반사층(12c)을 형성함으로써 얻어진다. 이와 같이, 반사층(12c)을 음극용 배선(12a)에 접속시키도록 반사층(12c)을 화소부(3)로부터 기판(2) 위에 연장 돌출시킴으로써, 반사층(12c)이 제 1 층간절연층(284)을 통하여 발광용 전원 배선(103)에 대향 배치되고, 반사층(12c)(음극)과 발광용 전원 배선(103) 사이에 제 1 정전 용량(C1)이 형성된다. 마지막으로, 기판(2)에 에폭시 수지 등의 밀봉재(13)를 도포하고, 이 밀봉재(13)를 통하여 기판(2)에 밀봉 기판(14)을 접합한다. 이렇게 하여, 도 1 내지 도 4에 나타낸 바와 같은 발광 장치(1)가 얻어진다.
이렇게 하여 제조된 발광 장치, CPU(중앙 처리 장치) 등을 구비한 마더보드, 키보드, 하드 디스크 등의 전자부품을 케이스 내에 구성함으로써, 예를 들어, 도 10에 나타낸 노트북형 퍼스널 컴퓨터(600)(전자기기)가 제조된다. 도 10은 본 발명의 일 실시형태에 의한 발광 장치를 구비하는 전자기기의 일례를 나타내는 도면이다. 또한, 도 10에서 참조부호 601은 케이스이고, 602는 발광 장치이며, 603은 키보드이다. 도 11은 다른 전자기기로서의 휴대 전화기를 나타내는 사시도이다. 도 11에 나타낸 휴대 전화기(700)는 안테나(701), 수화기(702), 송화기(703), 발광 장치(704), 및 조작 버튼부(705) 등을 구비하여 구성되어 있다.
또한, 상기 실시형태에서는, 전자기기로서 노트북형 컴퓨터 및 휴대 전화기를 예로 들어 설명했으나, 이것에 한정되지 않고, 프로젝터, 멀티미디어 대응의 퍼스널 컴퓨터(PC) 및 엔지니어링 워크스테이션(EWS), 휴대용 소형 무선 호출기, 워드프로세서, 텔레비전, 뷰파인더형 또는 모니터 직시형 비디오 테이프 리코더, 전자수첩, 전자계산기, 카 네비게이션(car navigation) 장치, POS 단말, 터치 패널을 구비한 장치 등의 전자기기에 적용할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 표시에 기여하는 유효 발광 영역 이외의 표시에 기여하지 않는 더미 영역에서도, 주사선이 절연부의 아래쪽에 형성되어 있기 때문에, 기생 용량을 저감시키는데 효과적이다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 의한 발광 장치의 배선 구조를 모식적으로 나타내는 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 의한 발광 장치의 평면 모식도.
도 3은 도 2의 A-A선에 따른 단면도.
도 4는 도 2의 B-B선에 따른 단면도.
도 5는 화소 전극군 영역(11a)의 요부를 나타내는 단면도.
도 6은 본 발명의 일 실시형태에 의한 발광 장치의 제조 방법을 설명하는 공정도.
도 7은 본 발명의 일 실시형태에 의한 발광 장치의 제조 방법을 설명하는 공정도.
도 8은 본 발명의 일 실시형태에 의한 발광 장치의 제조 방법을 설명하는 공정도.
도 9는 본 발명의 일 실시형태에 의한 발광 장치의 제조 방법을 설명하는 공정도.
도 10은 본 발명의 일 실시형태에 의한 발광 장치를 구비하는 전자기기의 일례를 나타내는 도면.
도 11은 다른 전자기기로서의 휴대 전화기를 나타내는 사시도.
도 12는 종래의 발광 장치의 배선 구조를 나타내는 도면.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
4 : 유효 발광 영역
5 : 더미 영역
12 : 음극(제 2 전극)
101 : 주사선
102 : 신호선
103 : 전원 배선
110 : 발광 소자
110a : 정공 주입/수송층
110b : 발광층
111 : 화소 전극(제 1 전극)
112 : 스위칭 박막트랜지스터(제 1 스위칭 소자)
122 : 뱅크부(절연부)
123 : 커런트 박막트랜지스터(제 2 스위칭 소자)
212 : 뱅크부(뱅크)
283 : 제 2 층간절연층
284 : 제 1 층간절연층

Claims (13)

  1. 제 1 전극과, 상기 제 1 전극에 접속하여 이루어진 스위칭 소자와, 상기 제 1 전극과 제 2 전극 사이에 발광층이 형성되어 이루어진 발광 소자와, 복수의 상기 발광 소자에 의해 형성되어 이루어진 유효 발광 영역과, 상기 유효 발광 영역의 외측에 형성되어 이루어진 더미 영역을 구비하여 이루어진 발광 장치로서,
    상기 더미 영역에는 상기 발광 소자를 구성하는 적어도 1개의 기능층이 배치되고, 상기 기능층의 주위에는 절연부가 설치되며,
    상기 절연부의 아래쪽에 상기 스위칭 소자를 주사하는 주사 신호를 공급하는 주사선이 형성되어 이루어진 것을 특징으로 하는 발광 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 주사선과 상기 절연부 사이에는 복수의 층간절연층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 전극은 적어도 상기 유효 발광 영역과 상기 더미 영역을 피복하도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
  4. 제 1 전극과 제 2 전극 사이에 발광층이 형성되어 이루어진 복수의 발광 소자에 의해 형성되어 이루어진 유효 발광 영역과,
    상기 유효 발광 영역의 외측에 형성되어 이루어진 더미 영역을 갖고,
    상기 유효 발광 영역에는 상기 복수의 발광 소자의 각각을 구동하기 위한 화소회로가 설치되고,
    상기 더미 영역에는 상기 발광 소자를 구성하는 적어도 1개의 기능층이 배치되고, 상기 기능층의 주위에는 절연부가 설치되며,
    상기 절연부의 아래쪽에는 상기 화소회로에 주사 신호를 공급하는 주사선의 일부가 형성되고,
    상기 주사선에 대하여 교차하여, 상기 화소회로에 데이터 신호를 공급하기 위한 신호선이 형성되며,
    상기 신호선과 상기 제 2 전극 사이에는 적어도 층간절연층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 화소회로를 통하여 상기 화소회로에 대응하는 상기 발광 소자에 구동 전력을 공급하는 전원 배선을 더 포함하고,
    상기 전원 배선은 상기 주사선과는 상이한 층에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    적어도 상기 유효 발광 영역 내에 배치되는 상기 전원 배선은 상기 주사선과 상기 제 2 전극 사이에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
  7. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
    상기 전원 배선과 상기 주사선 사이에는 층간절연층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
  8. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
    상기 전원 배선과 상기 제 2 전극 사이에는 층간절연층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
  9. 제 4 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 전극은 적어도 상기 유효 발광 영역과 상기 더미 영역을 피복하도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
  10. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
    상기 발광 소자에는 정공 주입/수송층이 형성되어 이루어진 것을 특징으로 하는 발광 장치.
  11. 제 1 전극과 제 2 전극 사이에 형성된 발광층을 포함하는 발광 소자와, 상기 발광 소자를 구동하기 위한 화소회로가 복수 형성되어 이루어진 유효 발광 영역과,
    상기 유효 발광 영역의 외측에 형성되어 이루어진 더미 영역과,
    상기 화소회로에 주사 신호를 공급하기 위한 주사선과,
    상기 화소회로에 데이터 신호를 공급하기 위한 데이터 신호선을 포함하고,
    상기 더미 영역에는 상기 발광 소자를 구성하는 적어도 1개의 기능층이 배치되고, 상기 기능층의 주위에는 절연부가 설치되며,
    상기 주사선의 일부분은 상기 더미 영역에 설치되고, 또한 상기 더미 영역에 설치된 상기 절연부에 의해 상기 제 2 전극으로부터 이간되어 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
  12. 삭제
  13. 청구항 1, 2, 4, 5, 6, 11 중 어느 하나에 기재된 발광 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 전자기기.
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