KR100941129B1

KR100941129B1 - 발광장치 및 그의 제조방법

Info

Publication number: KR100941129B1
Application number: KR1020030018430A
Authority: KR
Inventors: 야마자키순페이; 무라카미마사카즈; 세오사토시
Original assignee: 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼
Priority date: 2002-03-26
Filing date: 2003-03-25
Publication date: 2010-02-09
Also published as: KR20030077430A; TWI362128B; CN100525560C; US7629018B2; TWI289870B; US20030184217A1; CN1449229A; TW200803008A; US20070160746A1; CN101673756A; CN101673756B; TW200404329A; US7190335B2

Abstract

고분자계 유기 화합물로 된 층을 선택적으로 성막하는 방법으로 알려져 있는 잉크젯법은 한번에 3종류의 색(R, G, B)을 발광하는 유기 화합물을 각각 도포할 수 있다는 점에서 유리하지만, 성막 정밀도가 나빠 제어가 곤란하기 때문에 균일성을 얻을 수 없어 편차가 발생하기 쉽다는 점에 단점이 있다. 본 발명에서는, 박막트랜지스터에 접속되어 있는 하부 전극의 전면에 도포법에 의해 고분자계 재료를 함유하는 층을 형성하고, 그 하부 전극상에 상부 전극을 형성한 후, 그 상부 전극을 마스크로 하여 플라즈마 에칭에 의해 고분자 화합물을 함유하는 층을 자기정합적으로 에칭하여, 유기 화합물을 함유하는 층의 선택적 형성을 가능하게 한다. 또한, 상부 전극과의 접속을 위해, 도전성 입자를 함유하는 접착제 또는 페이스트를 사용하여 전기 접속을 달성한다. 또한, 유기 화합물을 함유하는 층으로서는, 백색 광을 출사하는 재료 또는 단색 광을 출사하는 재료를 사용한다. 또한, 유기 화합물을 함유하는 층을 색 변환층 또는 착색층과 조합함으로써 풀 컬러 표시가 달성된다.

발광장치, 발광소자, 유기 화합물을 함유하는 층, 도포법, 증착법, 접착제

Description

발광장치 및 그의 제조방법{LIGHT EMITTING DEVICE AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}

도 1(A) 및 도 1(B)는 실시형태 1을 나타내는 상면도 및 단면도,

도 2(A) 및 도 2(B)는 실시형태 2를 나타내는 상면도 및 단면도,

도 3(A) 및 도 3(B)는 실시형태 3을 나타내는 상면도 및 단면도,

도 4(A)∼도 4(C)는 실시형태 4의 에칭 공정을 나타내는 단면도

도 5(A) 및 도 5(B)는 실시형태 4를 나타내는 상면도 및 단면도,

도 6(A) 및 도 6(B)는 실시예 1의 화소를 나타내는 상면도 및 단면도,

도 7(A)∼도 7(C)는 실시예 1의 제조 공정을 나타내는 도면,

도 8(A) 및 도 8(B)는 실시예 1의 액티브형 표시장치의 상면도 및 단면도,

도 9(A)∼도 9(C)는 실시예 1의 발광소자의 적층 구조를 나타내는 도면,

도 10(A)∼도 10(C)는 실시예 1에서 백색 발광을 사용하여 풀 컬러 표시를 달성하는 경우의 모식도,

도 11(A)∼도 11(D)는 실시예 1에서 고분자계 재료와 저분자계 재료의 적층을 사용하여 풀 컬러 표시를 달성하는 경우의 모식도,

도 12는 실시예 2의 제조장치를 나타내는 도면,

도 13(A)∼도 13(F)는 실시예 3의 전자기기의 예를 나타내는 도면,

도 14(A)∼도 14(C)는 실시예 3의 전자기기의 예를 나타내는 도면,

도 15는 실시예 1의 각 착색층의 투과율을 나타내는 그래프,

도 16은 실시예 1의 색도 좌표를 나타내는 그래프,

도 17은 실시형태 4의 절연물의 주변의 단면을 나타내는 사진,

도 18은 비교예의 절연물의 주변의 단면을 나타내는 사진,

도 19(A)∼도 19(C)는 실시예 4의 단면도,

도 20은 절연물의 주변의 단면을 나타내는 사진,

도 21(A)∼도 21(C)는 실시형태 4의 상면도 및 단면도,

도 22(A) 및 도 22(B)는 실시형태 1의 상면도 및 단면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10: 유기 화합물을 함유하는 층 11: 제3 전극

삭제

12: 화소부 17: 접속 배선

삭제

19: 제1 전극 20: 봉지재

삭제

22: 접착제 23: 발광소자

삭제

본 발명은, 유기 화합물을 함유하는 층(이하, 유기 화합물층이라고도 기재함)을 사이에 끼우고 있는 한 쌍의 전극에 전계를 인가한 때 형광 또는 인광을 방출하는 발광소자를 가지는 발광장치 및 그의 제조방법에 관한 것이다. 본 명세서 중에서, 발광장치는 화상 표시장치, 발광 디바이스, 및 광원(조명장치 포함)을 포함하는 것으로 한다. 또한, 발광장치에 코넥터, 예를 들어, FPC(Flexible Printed Circuit, 가요성 인쇄회로) 또는 TAB(Tape Automated Bonding; 테이프 자동화 부착) 테이프 또는 TCP(Tape Carrier Package; 테이프 캐리어 패키지)가 부착된 모듈, TAB 테이프나 TCP 의 단부에 프린트 배선판이 제공된 모듈, 또는 발광소자에 COG(Chip On Glass) 방식에 의해 IC(집적회로)가 직접 실장된 모듈도 모두 발광장치에 포함하는 것으로 한다.

박형 경량, 고속 응답성, 직류 저전압 구동 등의 특징을 가지고 유기 화합물을 발광체로서 이용한 발광소자는 차세대의 플랫 패널 디스플레이에의 응용이 기대되고 있다. 특히 발광소자를 매트릭스 형상으로 배치한 표시장치는 종래의 액정 표시장치에 비하여 시야각이 넓고 시인성(視認性)이 우수한 점에 우위성이 있는 것으로 알려져 있다.

발광소자의 발광기구는, 유기 화합물층을 사이에 끼우고 있는 한 쌍의 전극 사이에 전압을 인가함으로써, 음극에서 주입된 전자와 양극에서 주입된 정공이 유기 화합물층 중의 발광 중심에서 재결합하여 분자 여기자를 형성하고, 그 분자 여기자가 기저 상태로 복귀할 때 에너지를 방출하여 발광한다고 한다. 여기 상태로는 일중항 여기와 삼중항 여기가 알려져 있고, 발광은 어느 여기 상태를 거쳐도 가능한 것으로 여겨지고 있다.

이와 같은 발광소자를 매트릭스 형태로 배치하여 형성된 발광장치는, 패시브 매트릭스 구동(단순 매트릭스형)과 액티브 매트릭스 구동(액티브 매트릭스형) 등의 구동 방법을 사용하는 것이 가능하다. 그러나, 화소 밀도가 증가한 경우에는, 화소(또는 1 도트)마다 스위치가 제공되어 있는 액티브 매트릭스형이 저전압으로 구동 가능하므로 유리한 것으로 알려져 있다.

또한, 발광소자의 중심으로도 불리고 있는, 유기 화합물을 함유하는 층(엄밀하게는 발광층)이 되는 유기 화합물은 저분자계 재료와 고분자계(폴리머계) 재료가 각각 연구되고 있는데, 저분자계 재료보다 취급이 용이하고 내열성이 높은 고분자계 재료가 주목을 받고 있다.

또한, 이들 유기 화합물의 성막 방법에는, 증착법, 스핀 코팅법, 잉크젯법 등이 알려져 있는데, 고분자계 재료를 사용하여 풀 컬러화를 실현하기 위한 방법으로서는 스핀 코팅법이나 잉크젯법이 특히 바람직한 것으로 알려져 있다.

그러나, 스핀 코팅법을 사용하는 경우에는, 성막 표면 전체에 유기 화합물이 형성되기 때문에, 성막하고자 하는 부분에만 유기 화합물을 형성하고 성막이 불필요한 부분에는 성막하지 않는 등의 선택적인 성막이 어렵다.

또한, 액티브 매트릭스형 발광장치의 경우에는, 기판 위에 형성된 구동회로에 외부 전원으로부터 전기적인 신호를 입력하기 위한 배선이나, 화소부에 형성된 음극, 양극 및 유기 화합물을 함유하는 층으로 이루어지는 발광소자와 외부 전원을 전기적으로 접속하기 위한 배선이 형성되어 있으므로, 이들 배선의 외부 전원과의 접속 부분(단자부)에 유기 화합물이 형성되어 있으면, 외부 전원과 오믹 콘택트(ohmic contact)를 얻을 수 없는 문제가 발생한다. 특히, 스핀 코팅법을 사용하여 유기 화합물을 함유하는 층을 형성하는 경우에는, 유기 화합물을 함유하는 층 상에 형성된 전극(음극 또는 양극)을 단자부로 인출하는 것이 곤란하게 된다.

따라서, 본 발명은, 고분자계 유기 화합물을 함유하는 층을 선택적으로 형성하는 방법을 제공하고, 또한, 유기 화합물을 함유하는 층상에 제공하는 전극(음극 또는 양극)을 단자부로부터 연장하여 있는 배선에 전기적으로 접속하는 접속 구조를 제공한다.

또한, 고분자계 유기 화합물을 선택적으로 성막하는 방법으로 알려져 있는 잉크젯법은 3색(R, G, B)의 광을 각각 발광하는 상이한 유기화합물들 각각을 한번에 도포할 수 있는 이점이 있지만, 성막 정밀도가 나빠 성막의 제어가 곤란하기 때문에 균일성을 얻을 수 없어 단차가 발생하기 쉽다는 단점이 있다. 잉크젯법의 단차 원인으로서는, 노즐 피치 불균일, 잉크 비행 휨에 의한 불균일, 낮은 스테이지 정합 정밀도, 잉크 토출과 스테이지 이동 사이의 타이밍 지연 등을 들 수 있다. 예를 들어, 유기 화합물을 용매에 용해시켜 제조한 잉크의 내부 점성 저항 등에 의해 잉크젯용 노즐을 막히게 하거나 노즐로부터 분사된 잉크가 원하는 위치에 도달되지 않는 등의 실시 조건에서의 문제점이나, 고정밀도 스테이지나 자동 얼라이먼트 기구 및 잉크 헤드 등을 가지는 전용의 장치가 필요하게 되어 비용이 상승하는 등의 실용화에서의 문제점을 가지고 있다. 또한, 도달 후에 잉크가 퍼지기 때문에, 인접한 화소들 사이의 간격으로서 어느 정도의 마진(margin)도 필요하게 되어, 고정세화를 어렵게 하고 있다.

따라서, 본 발명은, 고분자계 유기화합물을 사용한 액티브 매트릭스형 발광장치에 있어서, 잉크젯법을 사용하는 경우에 비하여 단순한 고분자계 재료층을 선택적으로 성막하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 하고, 또한, 외부 전원에 접속되는 배선의 접속 부분에는 유기화합물을 함유하는 층이 형성되지 않는 구조를 용이하게 형성하는 것도 목적으로 하고 있다.

또한, 종래, 발광장치에서 발광하고 있지 않은 화소에 입사한 외광(발광장치의 외부의 광)이 음극의 뒷면(발광층에 접하는 쪽의 면)에서 반사되어, 음극의 뒷면이 거울과 같이 작용하고, 그 결과, 외부 풍경이 관측면(관측자 측으로 향하는 면)에 비치는 등의 문제가 있었다. 이 문제를 회피하기 위해, 발광장치의 관측면에 원형 편광막을 부착하여 관측면에서 외부 풍경이 반사되지 않도록 하는 시도가 이루어지고 있으나, 원형 편광막이 상당히 고가이므로, 제조 비용의 증가를 초래하는 문제가 있었다.

본 발명에서는, 하부 전극(제1 전극)의 전면(全面)에 도포법에 의해 고분자계 재료로 된 막을 형성한 후, 증착 마스크를 사용한 증착법에 의해 상부 전극(제2 전극)을 형성하고, 그 상부 전극을 마스크로 하여 플라즈마 에칭에 의해 자기정합적으로 고분자계 재료로 된 막을 에칭하여, 고분자계 재료층의 선택적 형성을 가능하게 한다.

또한, 상부 전극을 단자 전극까지 연장하는 배선에 접속하기 위해 보조 전극(제3 전극)을 형성한다. 또한, 플라즈마에 의한 에칭 처리에 견디는 막 두께라면 상부 전극을 얇게 할 수도 있고, 이 경우, 그 위에 형성되는 보조 전극으로 저저항화할 수도 있다. 이 보조 전극으로서는, 금속으로 된 금속 배선도 가능하고, 또는, 도전 페이스트(나노페이스트, 하이브리드 페이스트, 나노메탈 잉크 등)나 도전성 미립자를 함유하는 접착제도 가능하다.

본 명세서에서 개시하는 본 발명의 구성은, 도 1(A) 및 도 1(B) 또는 도 22(A) 및 도 22(B)에 일 예를 나타내는 바와 같이,

절연 표면을 가진 제1 기판과 투광성을 가지는 제2 기판 사이에 제공된, 제1 전극과, 이 제1 전극상에 그와 접하여 제공된 유기 화합물을 함유하는 층과, 이 유기 화합물을 함유하는 층상에 그와 접하여 제공된 제2 전극을 가지는 발광소자를 다수 포함하는 화소부와, 구동회로와, 단자부를 포함하고,

상기 단자부는 상기 제2 기판의 외측에 위치하도록 상기 제1 기판상에 배치되어 있고, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판이, 입경이 다른 다수 종의 도전성 미립자가 혼합되어 있는 접착제를 통해 서로 접합되고, 상기 제2 전극과, 상기 단자부로부터의 배선이 서로 전기적으로 접속되어 있는 발광장치이다.

또한, 본 발명의 다른 구성은, 도 1(A) 및 도 1(B)에 일 예를 나타내는 바와 같이,

상기 단자부는 상기 제2 기판의 외측에 위치하도록 상기 제1 기판상에 배치되어 있고, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판이, 무기 재료로 된 미립자와, 이 미립자보다 입경이 큰 도전성 미립자가 혼합되어 있는 접착제를 통해 서로 접합되고, 상기 제2 전극과, 상기 단자부로부터의 배선이 서로 전기적으로 접속되어 있는 발광장치이다.

또한, 본 발명의 또 다른 구성은, 도 2(A) 및 도 2(B) 또는 도 3(A) 및 도 3(B)에 일 예를 나타내는 바와 같이,

제1 전극과, 이 제1 전극상에 그와 접하여 제공된 유기 화합물을 함유하는 층과, 이 유기 화합물을 함유하는 층상에 그와 접하여 제공된 제2 전극을 가지는 발광소자를 다수 포함하는 화소부와, 단자부를 포함하고,

상기 유기 화합물을 함유하는 층의 끝면과 상기 제2 전극의 끝면이 일치하여 있고, 상기 단자부와 상기 화소부 사이에는, 상기 제2 전극과, 상기 단자부로부터 연장하여 있는 배선이 도전성 미립자를 함유하는 접착제를 통해 전기적으로 접속된 부분이 존재하는 발광장치이다.

또한, 본 발명의 다른 구성은, 도 5(A) 및 도 5(B)에 일 예를 나타내는 바와 같이,

제1 전극과, 이 제1 전극상에 그와 접하여 제공된 유기화합물을 함유하는 층과, 이 유기 화합물을 함유하는 층상에 그와 접하여 제공된 제2 전극을 가지는 발광소자를 다수 포함하는 화소부와, 단자부를 포함하고,

상기 유기 화합물을 함유하는 층의 끝면과 상기 제2 전극의 끝면이 일치하여 있고, 상기 단자부와 상기 화소부 사이에는, 상기 제2 전극과, 상기 단자부로부터 연장하여 있는 배선이 상기 제2 전극을 덮는 제3 전극을 통해 접속된 부분이 존재하는 발광장치이다.

상기 구성에서, 상기 제3 전극은 금속으로 되어 있는 것을 특징으로 하고 있다. 또한, 상기 구성에서, 상기 제2 전극 및 상기 제3 전극 각각이 상기 발광소자의 음극과 양극 중 하나이다.

또한, 상기 구성 각각에서, 상기 제2 전극은 상기 유기 화합물을 함유하는 층의 것과 동일한 패턴 형상을 가지는 것을 특징으로 하고 있다.

또한, 상기 구성에서, 상기 유기 화합물을 함유하는 층은 고분자계 재료로 된 것을 특징으로 하고 있다. 또는, 상기 구성 각각에서, 상기 유기 화합물을 함유하는 층은 고분자계 재료로 된 층과 저분자계 재료로 된 층의 적층인 것을 특징으로 하고 있다.

또한, 상기 구성 각각에서, 상기 제1 전극의 단부는 절연물로 덮여 있고, 상기 절연물의 상단부는 제1 곡률반경을 가지는 곡면을 가지고, 상기 절연물의 하단부는 제2 곡률반경을 가지는 곡면을 가지고 있으며, 상기 제1 곡률반경과 상기 제2 곡률반경 각각은 0.2 ㎛∼3 ㎛인 것을 특징으로 하고 있다.

또한, 상기 구성 각각에서, 상기 제1 전극은 투광성을 가지는 재료로 되어 있고, 상기 발광소자의 양극과 음극 중 하나인 것을 특징으로 하고 있다.

또한, 상기 구성 각각에서, 상기 유기 화합물을 함유하는 층은 백색 발광하는 재료로 되어 있고, 컬러 필터와 조합되는 것을 특징으로 하고, 또는, 상기 유기화합물을 함유하는 층은 단색 발광하는 재료로 되어 있고, 색 변환층과 착색층 중 하나와 조합되는 것을 특징으로 하고 있다.

또한, 본 발명의 상기 구성을 실현하기 위한 본 발명의 구성은, 도 4(A)∼도 4(C)에 일 예를 나타내는 바와 같이,

양극과, 이 양극에 접하는 유기 화합물을 함유하는 층과, 이 유기 화합물을 함유하는 층에 접하는 음극을 가지는 발광소자를 포함하는 발광장치를 제조하는 방법으로서,

투광성을 가지는 제1 전극 상에, 도포법에 의해 고분자계 재료로 된 유기 화합물을 함유하는 층을 형성하는 공정;

상기 유기 화합물을 함유하는 층상에, 증착재료를 가열하는 증착법에 의해 금속으로 된 제2 전극을 선택적으로 형성하는 공정;

상기 제2 전극을 마스크로 하여 플라즈마에 의한 에칭법에 의해 상기 유기 화합물을 함유하는 층을 자기정합적으로 에칭하는 공정; 및

상기 제2 전극을 덮도록 금속으로 된 제3 전극을 선택적으로 형성하는 공정을 포함하는 발광장치 제조방법이다.

또한, 상기 제조방법에 관한 본 발명의 구성에서, 상기 제2 전극 및 상기 제3 전극 각각이 음극과 양극 중 하나이다. 또한, 상기 제조방법에 관한 구성에서, 상기 제3 전극은 증착법과 스퍼터링법 중 어느 하나를 사용하여 형성된다.

또한, 제조방법에 관한 본 발명의 다른 구성은,

투광성을 가지는 제1 전극상에, 도포법에 의해 고분자계 재료로 된 유기 화합물을 함유하는 층을 형성하는 공정;

상기 유기 화합물을 함유하는 층상에, 증착 재료를 가열하는 증착법에 의해 금속으로 된 제2 전극을 선택적으로 형성하는 공정;

상기 제2 전극과, 단자부로부터 연장하여 있는 배선을, 도전성 입자를 함유하는 접착제를 통해 서로 접속하는 공정을 포함하는 발광장치 제조방법이다.

또한, 제조방법에 관한 본 발명의 또 다른 구성은,

양극과, 이 양극에 접하는 유기화합물을 함유하는 층과, 이 유기화합물을 함유하는 층에 접하는 음극을 가지는 발광소자를 포함하는 발광장치를 제조하는 방법으로서,

제1 기판 상에 박막트랜지스터를 형성하는 공정;

상기 박막트랜지스터에 접속되는 제1 전극을 형성하는 공정;

상기 제1 전극 상에, 도포법에 의해 고분자계 재료로 된 유기 화합물을 함유하는 층을 형성하는 공정;

상기 제2 전극을 마스크로 하여 플라즈마에 의한 에칭법에 의해 상기 유기화합물을 함유하는 층을 자기정합적으로 에칭하는 공정; 및

상기 제2 전극과, 단자부로부터 연장하여 있는 배선을, 도전성 입자를 함유하는 접착제를 통해 서로 접속함과 동시에 상기 제1 기판과 제2 기판을 서로 접합하는 공정을 포함하는 발광장치 제조방법이다.

또한, 제조방법에 관한 상기 구성 각각에서, 상기 플라즈마는 Ar, H, F, O 중에서 선택된 1종 또는 다수 종의 가스를 여기하여 발생되는 것을 특징으로 하고 있다.

또한, 제조방법에 관한 상기 구성 각각에서, 상기 제1 전극은 TFT에 전기적으로 접속되는 상기 발광소자의 양극과 음극 중 하나인 것을 특징으로 하고 있다.

또한, 발광소자(EL 소자)는 전계를 인가한 때 전계발광(electroLuminescence)을 제공하는 유기 화합물을 함유하는 층(이하, EL 층이라 칭함)과, 양극과, 음극을 가진다. 유기 화합물로부터 얻어지는 발광에는 일중항 여기 상태로부터 기저 상태로 복귀할 때의 발광(형광)과 삼중항 여기 상태로부터 기저 상태로 복귀할 때의 발광(인광)이 있으나, 본 발명에 의해 제조되는 발광장치는 어느 발광을 사용한 경우에도 적용 가능하다.

또한, 본 발명의 발광장치에서, 화면 표시의 구동방법은 특별히 한정되지 않고, 예를 들어, 점순차 구동방법, 선순차 구동방법, 면순차 구동방법 등을 사용할 수도 있다. 대표적으로는, 선순차 구동방법으로 하고, 시분할 계조 구동방법이나 면적 계조 구동방법을 적절히 사용하면 좋다. 또한, 발광장치의 소스선에 입력되는 영상 신호는 아날로그 신호이어도 좋고 디지털 신호이어도 좋다. 영상 신호에 맞게 구동회로 등을 적절히 설계하면 좋다.

또한, 도전성 페이스트는 다양한 코팅법(스크린 인쇄법, 스핀 코팅법, 딥 코팅법 등)을 사용하여 제공될 수 있고, 나노메탈 잉크를 잉크젯법으로 형성할 수 있다.

이하, 본 발명의 실시형태에 대하여 설명한다.

[실시형태 1]

액티브 매트릭스형 발광장치의 상면도를 도 1(A)에 나타내고, 도 1(A)의 점선 X-X'에 따른 단면도를 도 1(B)에 나타낸다. 본 실시형태에서는, 백색 광을 발광하는 고분자계 재료로 된 적층 구조의 발광소자(23)를 일 예로서 설명한다.

도 1(A) 및 도 1(B)에서, 절연 표면을 가진 기판 상에, 화소부(12)와 구동회로(게이트측 구동회로(14, 15)와 소스측 구동회로(13))가 형성되어 있고, 화소부(12)와 구동회로(13∼15) 각각은 다수의 TFT(도시되지 않음)를 가지고 있다. 또한, 화소부(12)에 형성된 TFT들 각각은 발광하는 유기 화합물을 함유하는 층(10)으로 흐르는 전류를 제어하는 소자이다. 화소부(12)의 TFT들에 제1 전극(19) 또는 전류 공급선(16)이 접속되어 있다.

화소부(12)에는 다수의 발광소자(23)가 배치되고, 각각의 발광소자(23)는 제1 전극(19)과, 제2 전극(11)과, 이들 전극 사이에 끼어진, 유기 화합물을 함유하는 층(10)을 포함한다. 또한, 각 발광소자(23)에 접속되는 제1 전극(19)이 화소부(12)에 규칙적으로 배치되어 있다. 제1 전극(19)은 유기 발광소자의 양극(또는 음극)이고, 제2 전극(11)은 유기 발광소자의 음극(또는 양극)이다. 제2 전극(11)으로서 투광성의 도전 재료를 사용하고 제1 전극(19)으로서 금속을 사용하면, 발광소자(23)로부터의 광을 봉지재(20)를 통과시켜 얻을 수 있다. 한편, 제1 전극(19)으로서 투광성의 도전 재료를 사용하고 제2 전극(11)으로서 금속을 사용하면, 역방향으로 광을 얻을 수 있다. 도 1(A) 및 도 1(B)의 구성에서는, 어느 방향으로나 광의 인출은 가능하지만, 발광소자(23)로부터의 광을 봉지재(20)를 통과시켜 얻는 경우, 봉지재(20) 및 도전성을 가지는 접착제(22)는 필수적으로 투광성을 가져야 한다.

유기 화합물을 함유하는 층(10)은 적층 구조로 되어 있다. 대표적으로는, 양극 상에 형성된, 정공 수송층/발광층/전자 수송층으로 이루어진 적층 구조를 예로 들 수 있다. 이 구조는 상당히 발광 효율이 높아, 현재 연구 개발이 진행되고 있는 발광장치는 거의 이 구조를 채용하고 있다. 그 밖에도, 정공 주입층/정공 수송층/발광층/전자 수송층으로 이루어진 적층 구조 또는 정공 주입층/정공 수송층/발광층/전자 수송층/전자 주입층으로 이루어진 적층 구조도 사용 가능하다. 또한, 발광층에 형광성 색소 등을 도핑할 수도 있다. 또한, 이들 층 모두 저분자계 재료를 사용하여 형성하는 것도 가능하고, 고분자계 재료를 사용하여 형성하는 것도 가능하다. 또한, 본 명세서에서, 음극과 양극 사이에 제공되는 모든 층을 총칭하여 유기 화합물을 함유하는 층(EL(일렉트로루미네슨스) 층)이라 칭한다. 따라서, 상기 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층 및 전자 주입층은 모두 EL 층의 범주 내에 포함된다. 또한, 유기 화합물을 함유하는 층(EL 층)은 규소 등의 무기 재료도 함유할 수 있다.

또한, 제1 전극(19)의 양 단부 및 그 양 단부 사이의 부분은 유기 절연물(18)(장벽 또는 뱅크라고도 함)로 덮여 있다. 또한, 유기 절연물(18)을 무기 절연막으로 덮을 수도 있다.

또한, 단자부에 단자 전극이 형성되어 있고, 단자부는 단자 전극으로부터 연장하여 있는 접속 배선(17)을 가지고 있다. 이 접속 배선(17)은 도전성을 가지는 접착제(22)를 통해 제2 전극(11)에 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 유기 화합물을 함유하는 층을 제2 전극(11)을 마스크로 하여 자기정합적으로 에칭하고 있기 때문에, 제2 전극(11)의 끝면과 유기 화합물을 함유하는 층(10)의 끝면은 일치하여 있고, 도전성을 가지는 접착제(22)가 이들 끝면에 접하도록 제공되어 있다. 도전성을 가지는 접착제(22)는 은 입자, 구리 입자 등의 도전성 미립자(22b)와, 스페이서(22a)를 함유하고 있고, 또한, 그 접착제에 봉지재(20)를 접착하여 발광소자(23)를 봉지(封止)하고 있다. 또한, 도전성을 가지는 접착제(22)로서는, 열 경화 수지를 사용할 수도 있고, 자외선 경화 수지를 사용할 수도 있다. 도전성을 가지는 접착제(22)로서 열 경화 수지를 사용하는 경우에는, 유기 화합물을 함유하는 층(10)이 변질하지 않는 범위의 소성 온도를 가지는 재료를 적절히 선택할 필요가 있고, 또한, 자외선 경화 수지를 사용하는 경우에는, 봉지재로서 투광성을 가지는 재료를 사용할 필요가 있다.

또한, 스페이서(22a)는 무기 절연 재료로 될 수도 있고, 유기 절연 재료로 될 수도 있으며, 이들의 입경이 다른 다수 종을 조합하여 사용할 수도 있다. 또한, 스페이서(22a)로서, 금 막 등의 저저항 금속막이 코팅된 유기 절연 재료(예를 들어, 균일한 입경을 가지는 플라스틱 미립자의 표면에 균일하게 금 도금을 실시한 도전성 미립자 등)를 사용하면, 그 스페이서는 도전성 미립자로서 작용한다고 할 수 있다.

또한, 도 1(B)는 도전성 미립자(22b)의 입경이 스페이서(22a)의 입경보다 큰 예를 나타내고 있다. 또는, 큰 입경의 입자를 표면에 금속막을 코팅한 탄력성의 유기 재료로 하고, 작은 입경의 입자를 무기 재료로 하여, 봉지재(20)를 압착시킬 때 큰 입경의 입자를 변형시킴으로써 면접촉을 달성할 수도 있다. 또한, 도 22(A) 및 도 22(B)는 도전성 미립자(1022b)의 입경이 스페이서(1022a)의 입경보다 작은 예를 나타낸다. 도 22(A) 및 도 22(B)에서, 도전성 미립자(1022b)를 제2 전극(11)과 접속 배선(17)과의 접속 부분에 존재시켜 전기적 접속을 행할 수 있으면 되므로, 도전성을 가지는 접착제(1022) 중에 도전성 미립자(1022b)를 균일하게 분포시킬 필요는 없고, 도전성 미립자(1022b)를 중력에 의해 제2 전극(11)이나 접속 배선(17)의 부근에 밀집시키면 된다.

또한, 도전성을 가지는 접착제(22)를 사용하면, 봉지재(20)를 접착시켜 발광소자(23)를 봉지하는 것과 접속 배선(17)과 제2 전극(11)과의 전기적 접속을 동시에 행할 수 있어, 수율(throughput)을 향상시킬 수 있다.

도 1(A) 및 도 1(B)에서는 화소부의 전면에 걸쳐 도전성을 가지는 접착제(22)를 형성한 예를 나타내었으나, 접착제(22)의 형성은 이것에 한정되지 않고, 접착제(22)를 부분적으로 형성할 수도 있다. 또한, 접착제(22)를 은 페이스트, 구리 페이스트 등의 도전성 미립자를 함유하는 재료층과, 스페이서나 필러(filler)를 함유하는 접착제와의 적층 구조로 할 수도 있다. 접착제(22)를 적층 구조로 하는 경우에는, 먼저, 도전성 미립자를 함유하는 재료층의 형성에 의해 접속 배선(17)과 제2 전극(11)을 전기적으로 접속한 후, 스페이서나 필러를 함유하는 접착제를 사용하여 봉지재(20)를 접착시켜 발광소자(23)를 봉지한다.

또한, 약 2∼30 ㎛의 간격이 유지되도록 스페이서나 필러에 의해 봉지재(20)가 부착되어 있고, 모든 발광소자는 밀폐되어 있다. 여기서는 도시하지 않았으나, 봉지재(20)에는 샌드블라스트법 등에 의해 오목부가 형성되어 있고, 이 오목부에 건조제가 배치되어 있다. 또한, 봉지재(20)를 부착하기 직전에, 진공에서 어닐을 행하여 탈기를 행하는 것이 바람직하다. 또한, 봉지재(20)의 부착은 불활성 가스(희가스 또는 질소)를 함유하는 분위기에서 행하는 것이 바람직하다.

또한, 도전성을 가지는 접착제(22)의 전기 저항률이 비교적 높은 경우에는, 미리 봉지재(20) 상에 전극을 형성해 두고, 부착시 그 전극을 도전성을 가지는 접착제(22)와 전기적으로 접속시켜 저저항화를 행할 수도 있다. 이 경우, 스페이서(22a)로서는 금 등의 저저항 금속막이 코팅된 무기 절연 재료를 사용하는 것이 바람직하고, 봉지재(20)와 제2 전극(11) 사이의 간격을 스페이서(22a)의 입경으로 유지함과 동시에, 제2 전극(11)과 봉지재(20)상의 전극과의 전기적 접속 및 접속 배선(17)과 봉지재(20)상의 전극과의 전기적 접속을 행할 수 있다. 또한, 입경이 다른 다수 종의 입자를 사용하는 경우에는, 큰 입경의 입자를 탄력성을 가지는 유기 재료로 하고 작은 입경의 입자를 무기 재료로 하여, 봉지재(20)를 압착시킬 때에 큰 입경의 입자를 변형시킴으로써 봉지재(20)상의 전극과 면접촉시킬 수도 있다.

[실시형태 2]

여기서는, 도전성을 가지는 접착제를 대면적으로 형성하는 도 1(A) 및 도 1(B)에 나타낸 것과는 다른 구성의 예를 도 2(A) 및 도 2(B)에 나타낸다. 또한, 간략화를 위해, 도 2(A) 및 도 2(B)에서 도 1(A) 및 도 1(B)와 동일한 부분에 대해서는 동일한 부호를 사용한다. 도 2(A) 및 도 2(B)에서 제2 전극(11)까지는 도 1(A) 및 도 1(B)와 동일한 구성이므로, 여기서는 그에 대한 상세한 설명을 생략한다.

본 실시형태에서는, 도전재(32)를 부분적으로 형성하고 시일(seal)재(31)를 별도로 형성한 예를 나타낸다. 상기 도전재(32)를 통해 접속 배선(17)과 제2 전극(11)이 전기적으로 접속된다. 또한, 유기 화합물을 함유하는 층(10)을 제2 전극(11)을 마스크로 하여 자기정합적으로 에칭하기 때문에, 제2 전극(11)의 끝면과 유기 화합물을 함유하는 층(10)의 끝면은 일치하여 있고, 이들 끝면에 접하도록 도전재(32)가 제공되어 있다.

도 2(A) 및 도 2(B)에서는, 도전재(32)로서, 은 페이스트 또는 구리 페이스트로 대표되는 도전 페이스트, 도전 잉크, 또는 나노메탈(nanometal) 잉크(5∼10 nm의 입경을 가지는 Ag, Au 또는 Pd가 덩어리짐없이 고밀도로 분산되어 있는 독립분산형 초미립 분산 용액)을 사용한다. 예를 들어, 은 도금 구리분말, 페놀 수지, 디메틸렌 글리콜 모노메틸 에터르 등을 주성분으로 함유하고 비저항이 5×10^-4 Ωㆍcm 미만이고 접착제 강도가 0.8 kg/mm²인 도전 재료를 도전재(32)로 사용할 수 있다. 또는, 급속 건조 은(silver)형의 도전제(입경이 0.5∼1 ㎛인 평면형 은 분말을 함유하는 변성 폴리올레핀 수지)를 도전재(32)로서 사용하는 것도 가능하다.

도전재(32)로서 용매를 사용하고 있는 경우에는, 열에 의해 증기가 발생하여, 유기 화합물을 함유하는 층을 오염시킬 우려가 있다. 이 문제에 대처하기 위해, 본 발명에서는 도전재(32)와 화소부(12) 사이에 시일재(31)를 제공함으로써, 유기 화합물을 함유하는 층(10)에 대한 오염을 방지하고 있다. 따라서, 시일재(31)를 형성하여 봉지재(20)와 부착시킨 후 도전재(32)를 형성하는 것이 바람직하다. 또한, 시일재(31)와 도전재(32)의 형성 순서는 특별히 한정되지 않고, 도전재(32)를 형성한 후 시일재(31)를 형성하여 봉지재(20)와 부착시킬 수도 있다.

시일재(31)에는 필러(filler)가 혼입되어 있고, 이 필러에 의해 균일한 간격을 가지고 봉재재(20)가 부착되어 있다. 또한, 필러와 함께 스페이서를 혼입시킬 수도 있다. 또한, 시일재(31)는 도 2(A)에 나타내는 바와 같이, 게이트측 구동회로(14, 15)와 일부 중첩되도록 형성될 수도 있다.

또한, 발광소자(23)로부터의 광의 인출은 도 2(A) 및 도 2(B)의 구성에서 어느 방향이나 가능하다. 또한, 발광소자(23)로부터의 광을 봉지재를 통과시켜 인출하는 경우, 봉지재(20)는 필수적으로 투광성을 가져야 한다.

또한, 본 실시형태는 실시형태 1과 자유롭게 조합 가능하다.

[실시형태 3]

여기서는, 봉재재를 부착하는 도 1(A) 및 도 1(B) 및 도 2(A) 및 도 2(B)에 나타낸 구성과는 다른 구성의 예를 도 3(A) 및 도 3(B)에 나타낸다. 또한, 간략화를 위해, 도 3(A) 및 도 3(B)에서 도 1(A) 및 도 1(B)와 동일한 부분에 동일한 부호를 사용한다. 도 3(A) 및 도 3(B)에서 제2 전극(11)까지는 도 1(A) 및 도 1(B)와 동일한 구성이므로, 여기서는 그에 대한 상세한 설명을 생략한다.

본 실시형태에서는, 도전재(42)를 부분적으로 형성하고 보호막(41)을 사용하여 봉지하는 예를 나타낸다. 이 도전재(42)를 통해 접속 배선(17)과 제2 전극(11)이 전기적으로 접촉된다. 또한, 유기 화합물을 함유하는 층(10)을 제2 전극(11)을 마스크로 하여 자기정합적으로 에칭하기 때문에, 제2 전극(11)의 끝면과 유기 화합물을 함유하는 층(10)의 끝면은 일치하여 있고, 이들 끝면에 접하도록 도전재(42)가 제공되어 있다.

상기 실시형태 2에 나타내는 도전재(32)와 마찬가지로, 도 3(A) 및 도 3(B)에 나타낸 도전재(42)로서는, 은 페이스트나 구리 페이스트로 대표되는 도전 페이스트나 도전성 잉크를 사용한다. 또는, 나노메탈 잉크(5∼10 nm의 입경을 가지는 Ag, Au 또는 Pd가 덩어리짐없이 고밀도로 분산되어 있는 독립 분산형 초미립 분산 용액)을 도전재(42)로 사용하는 것도 가능하다. 이 나노메탈 잉크는 220∼250℃로 소성된다.

도전재(42)를 형성한 후 보호막(41)을 형성한다. 보호막(41)으로서는, 스퍼터링법(DC 방식이나 RF 방식)에 의해 얻어지는 질화규소 또는 산화질화규소를 주성분으로 하는 절연막 또는 PCVD법에 의해 얻어지는 탄소를 주성분으로 하는 박막을 사용한다. 규소 타겟을 사용하여 질소와 아르곤를 함유하는 분위기에서 성막하면 질화규소막이 얻어질 수 있다. 또는, 질화규소 타겟을 사용할 수도 있다. 또한, 보호막(41)은 리모트 플라즈마를 사용한 성막 장치를 사용하여 형성할 수도 있다. 또한, 보호막을 통해 발광을 통과시키는 경우에는, 보호막의 막 두께는 가능한 한 얇게 하는 것이 바람직하다.

본 발명에서, 탄소를 주성분으로 하는 상기 박막은 막 두께 3∼50 ㎚의 DLC(Diamond Like Carbon) 막인 것을 특징으로 하고 있다. DLC 막은 단거리 질서적으로는 탄소간 결합으로서 SP³결합을 가지고, 거시적으로는 비정질 구조로 되어 있다. DLC 막의 조성은 탄소가 70∼95 원자%, 수소가 5∼30 원자%이고, DLC 막은 상당히 딱딱하고 절연성이 우수하다. 이와 같은 DLC 막은 또한, 수증기나 산소 등의 가스 투과율이 낮은 특징이 있다. 또한, 이 막은 마이크로 경도계에 의한 측정 결과 15∼25 GPa의 경도를 가지는 것으로 알려져 있다.

DLC 막은 플라즈마 CVD법(대표적으로는 RF 플라즈마 CVD법, 마이크로파 CVD법, 전자 사이클로트론 공명(ECR) CVD법 등), 스퍼터링법 등으로 형성할 수 있다. 어느 성막 방법을 사용하더라도 고부착성의 DLC 막을 형성할 수 있다. DLC 막은 기판을 캐소드상에 설치하여 성막한다. 또는, 부(負)의 바이어스를 인가하여, 이온 충격을 어느 정도 이용하는 것에 의해 치밀하고 경질의 막을 형성할 수 있다.

성막에 사용하는 반응 가스로서, 수소 가스와 탄화수소계 가스(예를 들어, CH₄, C₂H₂, C₆H₆ 등)을 사용하고, 반응 가스를 글로 방전에 의해 이온화하고, 얻어진 이온을 부(負)의 자기 바이어스가 걸린 캐소드에 가속 충격시켜 DLC 막을 성막한다. 이렇게 함으로써, 치밀하고 평활한 DLC 막을 얻을 수 있다. 또한, 이 DLC 막은 가시광에 대해 투명 또는 반투명인 절연막이다. 본 명세서에서, "가시광에 대해 투명"이라는 것은 가시광의 투과율이 80∼100%인 것을 의미하고, "가시광에 대해 반투명"이라는 것은 가시광의 투과율이 50∼80%인 것을 의미한다.

또한, 스퍼터링법에 의해 투명 도전막으로 이루어지는 막에 접하여 질화규소막을 형성하는 경우, 투명 도전막에 함유되는 불순물(In, Sn, Zn 등)이 질화규소막에 혼입될 우려가 있다. 이 경우, 버퍼층이 되는 산화규소막을 투명 도전막과 질화규소막 사이에 형성함으로써, 질화규소막으로의 불순물 혼입을 방지할 수도 있다. 상기 구성의 버퍼층을 형성함으로써, 투명 도전막으로부터의 불순물의 혼입을 방지하여, 불순물이 없는 우수한 보호막을 형성할 수 있다.

또한, 보호막을 형성한 후, 밀폐성을 더욱 높이기 위해 시일재를 형성하여 봉지재에 부착하는 것도 가능하다.

또한, 본 실시형태는 실시형태 1 또는 실시형태 2와 자유롭게 조합 가능하다.

[실시형태 4]

여기서는, 발광소자의 형성 과정을 도 4(A), 도 4(B), 도 4(C)를 사용하여 이하에 간략하게 설명한다. 또한, 간략화를 위해, 도 4(A), 도 4(B), 도 4(C)에서 도 1(A) 및 도 1(B)와 동일한 부분에는 동일한 부호를 사용한다.

먼저, 기판상에 TFT(여기서는 도시되지 않음), 제1 전극(19), 접속 배선(17), 절연물(18)을 형성한 후, 스핀 코팅을 이용한 도포법에 의해 유기 화합물을 함유하는 층(10)을 성막하고, 그 후, 유기 화합물을 함유하는 층(10)을 진공 가열에 의해 소성한다(도 4(A)). 또한, 유기 화합물을 함유하는 층(10)을 적층 구조로 형성하는 경우에는, 성막과 소성을 반복하면 된다.

그 다음, 증착 마스크(50)를 사용한 증착법에 의해, 금속으로 된 제2 전극(11)을 선택적으로 형성한다(도 4(B)). 도 4(B)에서는 금속 마스크와 유기 화합물을 함유하는 층(10) 사이에 간격을 두고 증착을 행하는 예를 나타내었으나, 금속 마스크와 유기 화합물을 함유하는 층이 접한 상태에서 증착을 행할 수도 있다.

그 다음, 제2 전극(11)을 마스크로 하여 자기정합적으로 유기 화합물을 함유하는 층(10)을 에칭한다. 여기서는, Ar, H, F, O로 이루어진 군에서 선택된 1종 또는 다수 종의 가스를 여기하여 발생시킨 플라즈마를 사용하여 선택적 에칭을 행한다(도 4(C)). 여기서, 제2 전극(11)이 플라즈마에 견디는 재료 또는 막 두께를 적절히 선택하는 것이 중요하다. 본 발명에 의해, 고분자계 재료층의 선택적 형성을 가능하게 함으로써, 외부 전원과 접속되는 배선의 접속 부분에 유기 화합물을 함유하는 층이 형성되지 않는 구조를 간단히 형성할 수 있다.

여기까지의 공정으로 도 4(C)에 나타낸 상태가 얻어진다. 그러나, 이 상태에서는 제2 전극(11)은 어디에도 접속되어 있지 않고, 플로팅(floating) 상태에 있다. 따라서, 이후의 공정에서, 제2 전극(11)을 접속 배선(17)에 전기적으로 접속시킨다. 제2 전극(11)을 접속 배선(17)에 전기적으로 접속시키는 방식으로서는, 상기 실시형태 1에서 나타낸 도전성을 가지는 접착제(22)를 사용할 수도 있고, 상기 실시형태 2 및 실시형태 3에서 나타낸 도전재(32, 42)를 사용할 수도 있다.

본 실시형태에서는, 제2 전극(11)을 접속 배선(17)에 전기적으로 접속시키는 방법으로서, 저저항 금속으로 된 제3 전극(51)을 형성한다(도 5(B)). 여기까지의 공정에 의해 제조한 구조의 상면도를 도 5(A)에 나타낸다.

제3 전극(51)은 스퍼터링법이나 증착법 또는 PCVD법에 의해 적절히 형성하면 되고, 제3 전극(51)에는 제2 전극(11)의 재료에 비해 전기 저항률이 낮은 금속을 사용하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 제3 전극(51)으로서, 도전형을 부여하는 불순물 원소가 도핑된 poly-Si, W, WSi_x, Al, Ti, Mo, Cu, Ta, Cr 및 Mo으로 이루어진 군에서 선택된 원소를 주성분으로 하는 막, 또는 상기 원소를 주성분으로 하는 합금 재료 또는 화합물 재료를 주성분으로 하는 막, 또는 그의 적층막을 사용한다. 이 경우, 제3 전극(51)으로서, 질화물층 또는 불화물층을 최상층으로 하는 적층(구체적으로는, TiN과 Al과 TiN의 적층)으로 이루어지는 전극을 사용한다. 따라서, 발광소자로부터의 광은 제1 전극(19)을 통과하여 인출될 수 있다.

또한, 제3 전극(51)으로서, 제2 전극(11)과 같은 재료를 사용하여도 좋고, 이 경우, 제3 전극(51)의 막 두께를 제2 전극(11)의 막 두께보다 두껍게 하여 저저항화를 도모하는 것이 바람직하다. 또한, 제3 전극(51)으로서 제2 전극(11)과 같은 재료를 사용하는 경우, 제2 전극(11)의 막 두께를 더욱 얇게 할 수도 있다.

제3 전극(51)의 형성 이후의 공정으로서는, 보호막의 형성 또는 봉지재의 부착에 의해 발광소자의 봉지를 행할 수도 있다.

이하, 도 5(B)에서 도시하는 유기 재료로 이루어지는 절연물(18)의 단면 형상이 중요하므로 이하에 설명한다. 절연물(18) 상에 도포법에 의해 유기 화합물 막을 형성하는 경우나 증착법에 의해 음극이 되는 금속막을 형성하는 경우, 절연물(18)의 하단부 또는 상단부에 곡면을 갖지 않으면, 도 18에 나타내는 바와 같이 절연물(18)의 상단부에서 돌기부가 형성되는 성막 불량이 발생한다. 따라서, 본 발명에서는, 도 17 및 도 5(B)에 나타내는 바와 같이, 절연물(18)의 상단부가 제1 곡률반경을 가지는 곡면을 가지고, 절연물(18)의 하단부가 제2 곡률반경을 가지는 곡면을 가지는 형상으로 하고 있다. 또한, 제1 곡률반경 및 제2 곡률반경은 모두 0.2 ㎛∼3 ㎛로 하는 것이 바람직하다. 본 발명에 의해, 유기 화합물 막이나 금속막의 커버리지를 양호하게 할 수 있고, 또한, 발광 영역이 감소하는 쉬링크(shrink)라 불리는 불량도 저감시킬 수 있다. 또한, 절연물(18)상에 질화규소막 또는 산화질화규소막을 형성함으로써 쉬링크를 저감시킬 수 있다. 또한, 절연물(18)의 측면에서의 테이퍼 각도는 45°±10°로 하면 좋다.

절연물(18)로서는, 무기 재료(산화규소, 질화규소, 산화질화규소 등), 감광성 또는 비감광성의 유기 재료(폴리이미드, 아크릴, 폴리아미드, 폴리이미드아미드, 레지스트 또는 벤조시클로부텐) 또는 이들의 적층 등을 사용할 수 있다. 도 17 및 도 5(B)에 나타내는 바와 같이, 절연물(18)의 상단부에 제1 곡률반경을 가지는 곡면을 가지고, 절연물(18)의 하단부에 제2 곡률반경을 가지는 곡면을 가지는 형상으로 하고자 하는 경우, 감광성의 유기 재료를 사용하면 쉽게 형성할 수 있다. 또한, 절연물(18)로서는, 광에 의해 에천트에 불용해성이 되는 감광성의 네거티브형 재료 또는 광에 의해 에천트에 용해성이 되는 감광성의 포지티브형 재료의 어느 것이나 사용 가능하다.

또한, 도 21(A)∼도 21(C)는, 절연물(68)상에 질화규소막으로 된 보호막(70)을 형성하고 그 절연물의 패턴과 질화규소막의 패턴이 다른 예를 나타낸다. 도 21(A)∼도 21(C)에서는, 간략화를 위해, 유기 화합물을 함유하는 층(60)까지를 형성한 단계에서의 상면도를 도 21(A)에 나타내고, 도 21(A)의 A-A'선을 따라 절단한 단면도를 도 21(B)에 나타내고, 도 21(A)의 B-B'선을 따라 절단한 단면도를 도 21(C)에 나타내고 있다. 도 21(B)에 나타내는 단면도에서는, 인접하는 제1 전극(69)들 사이에 절연물(68)이 존재하고 있지 않다. 또한, 도 21(A)에서, 절연물(68)의 패턴 형상은 스트라이프 형상이고, 보호막(70)인 질화규소막의 패턴은 점선으로 나타내는 바와 같이 제1 전극(69)의 단부만을 덮는 격자 형상으로 되어 있다. 절연물(68)을 스트라이프 형상으로 함으로써, 절연물(68)을 격자 형상으로 하는 경우에 비해 제1 전극(69)의 표면을 습식 세정(클리닝)할 때 입자나 불순물을 더욱 쉽게 제거할 수 있다. 도 21(A)∼도 21(C)에서, 화소부(62)중, 보호막(70)으로 덮이지 않은 부분이 발광영역이 된다.

또한, 보호막(70)으로서, 질화규소막 대신에, 산화질화규소막이나 AlN_XO_Y로 표시되는 막을 사용할 수도 있다. AlN_XO_Y로 표시되는 막은 AlN 또는 Al으로 된 타겟을 사용한 스퍼터링법에 의해 가스 도입계로부터 산소 또는 질소 또는 희가스를 도입하여 성막하면 된다. AlN_XO_Y로 표시되는 막 내에 질소를 수 원자% 이상, 바람직하게는, 2.5 원자%∼47.5 원자%, 산소를 47.5 원자% 이하, 바람직하게는, 0.01∼20 원자% 미만 함유하면 좋다.

보호막(70)을 절연물(68)상에 형성함으로써, 유기 화합물을 함유하는 층(60)의 막 두께의 균일성이 향상될 수 있으므로, 발광시에 발생하는 전계 집중에 의한 발열을 억제할 수 있고, 그 결과, 발광영역이 감소하는 쉬링크로 대표되는 발광소자의 열화를 방지할 수 있다.

또한, 본 실시형태는 실시형태 1∼실시형태 3의 어느 하나와 자유롭게 조합가능하다.

이상의 구성을 가지는 본 발명을 이하에 나타내는 실시예에 의해 더욱 상세히 설명한다.

삭제

[실시예 1]

본 실시예에서는, EL 소자로부터 방출되는 광이 소자 기판을 투과하여 관측자의 눈으로 방사되는 구조를 이하에 설명한다. 이 경우, 관측자는 소자 기판측으로부터 화상을 인식할 수 있다.

먼저, 하나의 화소에 3개의 TFT를 배치한 화소 구조를 설명한다. 화소의 상세한 상면도의 일 예를 도 6(A)에 나타낸다.

도 6(A)에 나타내는 구조는 SES 구동을 행하는 경우의 소거용 TFT(606)를 포함하고, 이 소거용 TFT(606)의 게이트 전극과 소거용 신호를 입력하는 제2 게이트 신호선(603)이 서로 접속되어 있고, 소스 전극과 전류 공급선(604)이 서로 접속되어 있고, 드레인 전극이 스위칭용 TFT(605)의 드레인 전극 및 구동용 TFT(607)의 게이트 전극에 접속되어 있다.

3-트랜지스터형의 경우, 스위칭용 TFT(605)와 소거용 TFT(606)의 2개의 TFT가 제1 게이트 신호선(602)과 제2 게이트 신호선(603) 사이에 횡으로 직선상으로 배치된다. 스위칭용 TFT(605)의 드레인 영역과 소거용 TFT(606)의 드레인 영역은 서로 중첩할 수도 있다. 이 때, 스위칭용 TFT(605)의 소스 영역의 어느 일점과 드레인 영역의 어느 일점, 및 소거용 TFT(606)의 소스 영역의 어느 일점과 드레인 영역의 어느 일점이 하나의 직선 상에 배열되도록 배치된다.

상기와 같이 배치함으로써, 개구율을 높이고 개구부도 단순한 형상으로 할 수 있다.

도 6(A)의 α-α'선의 단면을 나타낸 것이 도 6(B)이다. 구동용 TFT(607)와 같이 반도체층(614)을 종방향으로 구불구불하게 형성시킬 수도 있다. 반도체층(614)을 이와 같은 형상으로 함으로써, 개구율을 떨어뜨리지 않고 구동용 TFT(607)의 채널 길이(L)를 더욱 길게 할 수 있다. 또한, 오프 전류값을 저감하기 위하여, 구동용 TFT(607)를 다수의 채널을 가지는 TFT로 할 수도 있다. 또한, 구동용 TFT(607)의 채널 길이(L)는 100 ㎛ 이상이 되도록 하는 것이 바람직하다. 채널 길이(L)를 길게 한 경우, 산화막 용량(C_ox)이 커지기 때문에, 그 용량의 일부를 유기 발광소자의 보유 용량으로서 사용할 수 있다. 종래, 1화소마다 보유 용량을 형성하기 위해, 보유 용량을 형성하는 스페이스가 추가로 필요하게 되고, 또한, 용량선이나 용량 전극 등을 설치해 왔으나, 본 발명의 화소 구성을 취함으로써, 용량선이나 용량 전극의 형성을 생략할 수 있다. 또한, 산화막 용량(C_ox)으로 보유 용량을 형성하는 경우, 보유 용량은 게이트 절연막을 유전체로 하고 게이트 전극과, 게이트 절연막을 사이에 두고 게이트 전극과 겹치는 반도체(채널 형성영역)에 의해 형성된다. 따라서, TFT의 채널 길이를 길게 하여도, 화소 전극(608)에 접속되는 구동용 TFT(607)의 반도체층을 게이트 전극의 상층으로서 배치되는 전류 공급선(604)이나 소스 신호선(601)의 하방에 배치하는 한, 개구율을 떨어뜨리지 않고 화소를 설계할 수 있다. 특히, 도 6(A) 및 도 6(B)에 나타낸 화소 구성으로 함으로써, 용량 전극이나 용량 배선을 형성하는 스페이스를 생략하여도, 충분한 보유 용량을 제공할 수 있고, 나아가 개구율을 높일 수 있다. 또한, 채널 길이(L)를 길게 한 경우, 레이저광의 조사 조건 등의 TFT 제조 공정에서의 편차가 생겨도, 각 TFT간의 전기 특성의 편차를 감소시킬 수 있다.

또한, 도 8((A) 및 도 8(B)는 액티브 매트릭스형 발광장치의 외관을 나타낸다. 즉, 도 8(A)는 액티브 매트릭스형 발광장치를 나타내는 상면도이고, 도 8(B)는 도 8(A)의 A-A'선에 따른 단면도이다. 액티브 매트릭스형 발광장치는 점선으로 나타낸 소스측 구동회로(901), 화소부(902), 게이트측 구동회로(903)를 포함한다. 부호 904는 봉지(封止) 기판, 905는 시일제이고, 시일제(905)로 둘러싸인 내측은 공간(907)으로 되어 있다.

또한, 배선(908)은 소스측 구동회로(901) 및 게이트측 구동회로(903)에 입력되는 신호를 전송하기 위한 배선이고, 외부 입력단자가 되는 FPC(가요성 인쇄회로; 단자부)(909)로부터 비디오 신호나 클록 신호를 받는다. 또한, 여기서는 FPC(단자부)만을 나타내었으나, 이 FPC(단자부)에는 프린트 배선기반(PWB)이 장착되어 있을 수도 있다. 본 명세서에서의 발광장치는 발광장치 본체 뿐만 아니라 거기에 FPC 또는 PWB가 장착된 상태도 포함하는 것으로 한다.

다음에, 단면 구조에 대하여 도 8(B)를 사용하여 설명한다. 기판(901) 상에는 구동회로 및 화소부가 형성되어 있는데, 여기서는 구동회로로서의 소스측 구동회로(901)와 화소부(902)가 도시되어 있다.

또한, 소스측 구동회로(901)로서는, n채널형 TFT(923)와 p채널형 TFT(924)를 조합시킨 CMOS 회로가 형성되어 있다. 또한, 구동회로를 형성하는 TFT는 공지의 CMOS 회로, PMOS 회로 또는 NMOS 회로로 형성할 수도 있다. 또한, 본 실시예에서는 기판 상에 구동회로를 형성한 드라이버 일체형의 발광장치를 나타내지만, 반드시 그럴 필요는 없고, 구동회로를 기판상이 아닌 외부에 형성할 수도 있다.

또한, 화소부(902)는 스위칭용 TFT(911)와 전류 제어용 TFT(912)와 그 전류 제어용 TFT(912)의 드레인에 전기적으로 접속된 제1 전극(양극)(913)을 포함하는 다수의 화소에 의해 형성된다.

또한, 제1 전극(양극)(913)의 양단에는 절연물(914)이 형성되고, 제1 전극(양극)(913)상에는 유기 화합물을 함유하는 층(915)이 형성되어 있다. 또한, 유기 화합물을 함유하는 층(915)상에는, 그 층과 동일 패턴 형상이고 끝면이 일치하는 제2 전극(음극)(916)이 형성되어 있다. 이에 의해, 제1 전극(양극)(913), 유기 화합물을 함유하는 층(915), 및 제2 전극(음극)(916)으로 이루어지는 발광소자(918)가 형성된다. 여기서는 발광소자(918)가 백색 광을 발광하는 예이므로, 착색층과 BM으로 이루어지는 컬러 필터(간략화를 위해 여기서는 도시하지 않음)가 기판(910)상에 제공된다.

여기서는 제2 전극(916)과 접속 배선(908)의 전기적 접속을 위해, 실시형태 4에서 나타내는 제3 전극(917)이 형성되어 있다. 제2 전극(916) 및 접속 배선(908)과 접하는 제3 전극(917)은 모든 화소에 대한 공통의 배선으로서도 기능하고, 접속 배선(908)을 경유하여 FPC(단자부)(909)에 전기적으로 접속되어 있다.

또한, 기판(910)상에 형성된 발광소자(918)를 봉지(封止)하기 위해, 시일제(905)에 의해 봉지 기판(904)이 부착된다. 또한, 봉지 기판(904)과 발광소자(918) 사이의 간격을 확보하기 위해, 수지막으로 된 스페이서가 제공될 수도 있다. 그리고, 시일제(905)의 내측의 공간(907)에는 질소 등의 불활성 가스가 충전되어 있다. 또한, 시일제(905)로서는 에폭시계 수지를 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 시일제(905)는 가능한 한 수분이나 산소를 투과시키지 않는 재료인 것이 바람직하다. 또한, 공간(907)의 내부에 산소나 물을 흡수하는 효과를 가지는 물질을 함유시킬 수도 있다.

또한, 본 실시예에서는, 봉지 기판(904)을 구성하는 재료로서, 유리 기판이나 석영 기판 외에, FRP(Fiberglass-Reinforced Plastics; 유리섬유 강화 플라스틱), PVF(폴리비닐 플루오라이드), 마일러, 폴리에스터 또는 아크릴 등으로 된 플라스틱 기판을 사용할 수도 있다. 또한, 시일제(905)를 사용하여 봉지 기판(904)을 접착한 후, 측면(노출면)을 덮도록 시일제로 봉지하는 것도 가능하다.

이상과 같이 하여 발광소자를 공간(907)내에 봉입함으로써, 발광소자를 외부로부터 완전히 차단할 수 있고, 외부로부터 수분이나 산소 등의, 유기 화합물을 함유하는 층의 열화를 촉진하는 물질이 침입하는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 신뢰성이 높은 발광장치를 얻을 수 있다.

또한, 상기 구조의 제조 공정의 일 예를 도 7(A)∼도 7(C)에 나타낸다.

도 7(A)는 도포법에 의한 유기 화합물막(PEDOT를 함유하는 적층)의 형성 후 증착 마스크를 사용하여 제2 전극(Li-Al로 된 음극)을 선택적으로 형성한 단계에서의 단면도이다. 또한, 간략화를 위해, 투명 도전막으로 된 양극이나 TFT의 제조방법은 여기서는 생략한다.

도 7(B)는 제2 전극을 마스크로 하여 자기정합적으로 유기 화합물막(PEDOT를 함유하는 적층)을 플라즈마로 에칭한 단계에서의 단면도이다.

도 7(C)는 접속 배선에 접속되는 제3 전극을 선택적으로 형성한 단계에서의 단면도이다. 또한, 제2 전극과 제3 전극은 같은 재료일 수도 있고, 제3 전극이 제2 전극보다 전기 저항률이 낮은 재료를 사용할 수도 있다.

또한, 본 실시예에서는 백색 발광소자와 컬러 필터를 조합한 방법(이하, 컬러 필터법이라 부름)으로 한 예를 나타내었다. 이하, 백색 발광소자를 형성하여 풀 컬러 표시를 얻는 방법을 도 10(A)를 참조하여 설명한다.

컬러 필터법에 의하면, 백색 발광을 나타내는 유기 화합물막을 가지는 발광소자를 형성하여, 얻어진 백색 발광을 컬러 필터를 통과시킴으로써 적색, 녹색, 청색의 발광을 얻는다.

백색 발광을 얻기 위해서는 다양한 방법이 있으나, 여기서는 도포법에 의해 형성 가능한 고분자계 재료로 된 발광층을 사용하는 경우에 대해 설명한다. 이 경우, 발광층이 되는 고분자계 재료에 대한 색소 도핑은 용액 조정을 통해 행할 수 있고, 다수의 색소를 도핑하는 공증착을 행하는 증착법에 비해 지극히 용이하게 백색 발광을 얻을 수 있다.

구체적으로는, 일 함수가 큰 금속(Pt, Cr, W, Ni, Zn, Sn, In)으로 된 양극 상에 정공 주입층으로서 작용하는 폴리(에틸렌 디옥시티오펜)/폴리(스틸렌 술폰산)용액(PEDOT/PSS)을 전면에 도포 및 소성한 후, 발광층으로서 작용하는 발광 중심 색소(1,1,4,4-테트라페닐-1,3-부타디엔(TPB), 4-디시아노메틸렌-2-메틸-6-(p-디메틸아미노-스티릴)-4H-피란(DCM1), 나일 레드(Nile Red), 쿠마린 6 등)를 도핑한 폴리비닐 카르바졸(PVK) 용액을 전면에 도포 및 소성하고, 그 후, 일 함수가 작은 금속(Li, Mg, Cs)을 함유하는 박막과, 그 위에 적층한 투명 도전막(ITO(산화인듐과 산화주석의 합금), 산화인듐과 산화아연의 합금(In₂O₃-ZnO), 산화아연(ZnO) 등)과의 적층으로 된 음극을 형성한다. 또한, PEDOT/PSS는 용매로서 물을 사용하고, 유기 용제에는 녹지 않는다. 따라서, 그 위에 PVK를 도포하는 경우에도, PEDOT/PSS가 재용해할 우려는 없다. 또한, PEDOT/PSS와 PVK는 용매가 다르기 때문에, 성막실은 동일한 것을 사용하지 않는 것이 바람직하다.

또한, 상기 예에서는 도 9(B)에 나타내는 바와 같이 유기 화합물을 함유하는 층을 적층으로 구성한 예를 나타내었으나, 도 9(A)에 나타내는 바와 같이 유기 화합물을 함유하는 층을 단층으로 할 수도 있다. 예를 들어, 정공 수송성을 가지는 폴리비닐 카르바졸(PVK)에 전자 수송성을 가지는 1,3,4-옥사디아졸 유도체(PBD)를 분산시킬 수도 있다. 또한, 30 중량%의 PBD를 전자 수송제로서 분산시키고, 4 종류의 색소(TPB, 쿠마린 6, DCM1, 나일 레드)를 적당량 분산시킴으로써, 백색 발광을 얻을 수 있다.

또한, 유기 화합물막은 양극과 음극 사이에 형성되고, 이 구조에서는, 양극으로부터 주입된 정공과 음극으로부터 주입된 전자가 유기 화합물막에서 재결합함으로써, 유기 화합물막에서 백색 발광을 얻을 수 있다.

또한, 적색 발광하는 유기 화합물막이나 녹색 발광하는 유기 화합물막 또는 청색 발광하는 유기 화합물막을 적절히 선택하고 조합하여 혼색시킴으로써, 전체적으로 백색 발광을 얻는 것도 가능하다.

이상에 의해 형성되는 유기 화합물막은 전체적으로 백색 발광을 얻을 수 있다.

상기 유기 화합물막이 백색 발광하는 방향으로, 적색 광 이외의 광을 흡수하는 착색층(R), 녹색 광 이외의 광을 흡수하는 착색층(G), 청색 광 이외의 광을 흡수하는 착색층(B)을 포함하는 컬러 필터를 형성함으로써, 발광소자로부터의 백색 발광을 각각 분리하여 적색 발광, 녹색 발광, 청색 발광으로서 얻을 수 있다. 또한, 액티브 매트릭스형 발광장치의 경우에는, 기판과 컬러 필터 사이에 TFT가 형성되는 구조로 된다.

또한, 착색층(R, G, B)에는, 가장 단순한 스트라이프 패턴 이외에, 경사 모자이크 배열, 삼각 모자이크 배열, RGBG 4화소 배열, 또는 RGBW 4화소 배열 등을 사용할 수 있다.

백색 광원(D65)을 사용하여 각 착색층의 투과율과 파장과의 관계에 대한 일 예를 도 15에 나타낸다. 컬러 필터를 구성하는 착색층들 각각은 안료를 분산시킨 유기 감광 재료로 된 컬러 레지스트를 사용하여 형성된다. 또한, 도 16은 백색 발광과 컬러 필터를 조합한 경우의 색재현 범위를 색도 좌표로서 나타낸다. 또한, 백색 발광의 색도 좌표는 (x,y) = (0.34, 0.35)이다. 도 16으로부터, 풀 컬러 표시로서의 색재현성은 충분히 확보될 수 있다는 것을 알 수 있다.

또한, 이 경우에는 얻어진 발광색이 서로 달라도 모든 유기 화합물막이 백색 발광을 나타내는 구성으로 되어 있으므로, 발광색마다 유기 화합물막을 각각 도포하여 형성할 필요가 없다. 또한, 경면 반사를 방지하는 원형 편광판도 특별히 필요로 하지 않는다.

다음에, 청색 발광의 유기 화합물막을 가지는 청색 발광소자와 형광성 색변환층을 조합함으로써 실현되는 CCM(color changing mediums; 색 변경 매체)법에 대해 도 10(B)를 참조하여 설명한다.

CCM법에서는, 청색 발광소자로부터 출사된 청색 발광에 의해 형광성 색변환층을 여기하여, 각각의 색변환층에 의해 색변환을 행한다. 구체적으로는, 하나의 색변환층에서 청색으로부터 적색으로 변환(B→R)이고, 하나의 색변환층에서 청색으로부터 녹색으로 변환(B→G)하고, 하나의 색변환층에서 청색으로부터 청색으로 변환(B→B)(청색으로부터 청색으로의 변환은 행하지 않아도 무방하다)하여, 적색, 녹색 및 청색의 발광을 얻는 것이다. CCM법의 경우에도, 액티브 매트릭스형 발광장치에서는 기판과 색변환층 사이에 TFT가 형성되는 구조가 된다.

이 경우에도, 착색된 유기 화합물막들을 분리 형성할 필요가 없다. 또한, 경면 반사를 방지하는 원형 편광판도 특별히 필요로 하지 않는다.

또한, CCM법을 이용하는 경우에는, 색변환층이 형광성이므로, 색변환층이 외광에 의해 여기되어, 콘트라스트를 저하시키는 문제가 있으므로, 도 10(C)에 나타내는 바와 같이, 컬러 필터를 장착하는 등의 방법을 통해 콘트라스트를 높이도록 하는 것도 좋다. 도 10(C)는 백색광 발광장치를 사용하는 예를 나타내고 있으나, 단색광 발광장치를 사용할 수도 있다.

또는, 도 9(C)에 나타내는 바와 같이, 유기 화합물을 함유하는 층으로서, 고분자계 재료로 된 층과 저분자계 재료로 된 층을 적층시켜 백색 발광을 얻을 수 있다. 적층을 통해 백색 발광을 구현하는 경우에는, 정공 주입층이 되는 고분자계 재료로 된 층을 도포법으로 형성한 후, 증착법으로 공증착을 행하여, 발광영역에서의 발광과 발광색이 다른 색소를 정공 수송층 내에 도핑하여, 발광영역으로부터의 발광색과 혼색시켜도 좋다. 발광층이나 정공수송층의 재료를 적절히 조절함으로써, 전체적으로 백색 발광을 얻을 수 있다.

또한, 본 발명에서는, 고분자계 재료로 된 유기 화합물을 함유하는 층을 전극을 마스크로 하여 플라즈마에 의해 자기정합적으로 에칭한다. 본 발명은 백색 발광뿐만 아니라, 유기 화합물을 함유하는 층으로서 고분자계 재료로 된 층을 적어도 한층 포함하는 유색 발광소자에도 적용 가능하다.

도 11(A)∼도 11(D)는 발광소자의 적층 구조의 예를 나타낸다.

도 11(A)에 나타내는 적층 구조는 양극(701) 상에, 고분자계 재료로 된 제1 유기 층(702a)과 저분자계 재료로 된 제2 유기 층(702b)으로 구성된, 유기 화합물을 함유하는 층(702)과, 음극 버퍼층(703)과, 음극(704)을 포함한다. 음극과 양극사이에 개재되는 이들 층의 재료 및 막 두께를 적절히 설정함으로써, 적색, 녹색, 또는 청색의 발광소자를 얻을 수 있다.

적색 발광소자를 얻는 경우에는, 도 11(B)에 나타내는 바와 같이, ITO로 된 양극상에 고분자계 재료인 PEDOT/PSS를 스핀 코팅법으로 도포하고 진공에서 소성하여 막 두께 30 ㎚의 PEDOT 함유 막을 얻는다. 그 다음, 4,4'-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐-아미노]-비페닐(이하, α-NPD라 표기함) 막을 증착법에 의해 60 ㎚의 막 두께로 형성한다. 그 다음, 도펀트로서, DCM을 함유하는 트리스(8-퀴놀리놀라토)알루미늄(이하, Alq₃라 표기함) 막을 증착법에 의해 40 ㎚의 막 두께로 형성한다. 그 다음, Alq₃막을 40 ㎚의 막 두께로 형성한다. 그 다음, CaF₂막을 증착법에 의해 1 ㎚의 막 두께로 형성한다. 최종 단계로서, Al막을 스퍼터링법 또는 증착법에 의해 200 ㎚의 막 두께로 형성함으로써, 적색 발광소자를 완성시킨다.

또한, 녹색 발광소자를 얻는 경우에는, 도 11(C)에 나타내는 바와 같이, ITO로 된 양극상에 고분자계 재료인 PEDOT/PSS를 스핀 코팅법으로 도포하고 진공에서 소성하여 막 두께 30 ㎚의 PEDOT 함유 막을 얻는다. 그 다음, α-NPD막을 증착법에 의해 60 ㎚의 막 두께로 형성한다. 그 다음, 도펀트로서, DMQD을 함유하는 Alq₃막을 증착법에 의해 40 ㎚의 막 두께로 형성한다. 그 다음, Alq₃막을 40 ㎚의 막 두께로 형성한다. 그 다음, CaF₂막을 증착법에 의해 1 ㎚의 막 두께로 형성한다. 최종 단계로서, Al막을 스퍼터링법 또는 증착법에 의해 200 ㎚의 막 두께로 형성함으로써, 녹색 발광소자를 완성시킨다.

또한, 청색 발광소자를 얻는 경우에는, 도 11(D)에 나타내는 바와 같이, ITO로 된 양극상에 고분자계 재료인 PEDOT/PSS를 스핀 코팅법으로 도포하고 진공하에 소성하여 30 ㎚의 막 두께를 얻는다. 그 다음, α-NPD막을 증착법에 의해 60 ㎚의 막 두께로 형성한다. 그 다음, 도펀트로서, 바소큐프로인(이하, BCP라 표기함)막을 증착법에 의해 10 ㎚의 막 두께로 형성한다. 그 다음, Alq₃막을 40 ㎚의 막 두께로 형성한다. 그 다음, CaF₂막을 증착법에 의해 1 ㎚의 막 두께로 형성한다. 최종 단계로서, Al막을 스퍼터링법 또는 증착법에 의해 200 ㎚의 막 두께로 형성함으로써, 청색 발광소자를 완성시킨다.

상기 유색 발광소자(R, G, B)를 형성하는 경우에는, 컬러 필터를 제공할 필요가 없지만, 색 순도를 높이기 위해 컬러 필터를 추가로 제공하여도 좋다.

또한, 본 실시예는 실시형태 1∼4 중의 어느 것과도 자유롭게 조합 가능하다.

[실시예 2]

본 실시예에서는, 발광소자의 형성으로부터 봉지까지의 제조 공정을 자동화한 멀티체임버 방식의 제조장치의 일 예를 도 12에 나타낸다.

도 12에서, 제조장치는 게이트(100a∼100k, 100m∼100w), 반입실(101), 반출실(119), 반송실(102, 104a, 108, 114, 118), 인도실(105, 107, 111), 성막실(106R, 106B, 106G, 106H, 106E, 109, 110, 112, 113), 전(前)처리실(103), 봉지기판 반입실(117), 디스펜서실(115), 봉지실(116), 카세트실(120a, 120b), 트레이 장착 스테이지(121), 플라즈마 에칭실(122)을 포함한다.

먼저, 다수의 TFT, 투명 도전막(ITO(산화인듐과 산화주석의 합금), 산화인듐과 산화아연의 합금(In₂O₃-ZnO), 산화아연(ZnO) 등)으로 된 양극(제1 전극), 양극의 양단을 덮는 절연물이 미리 제공된 기판상에, 정공 주입층으로서 작용하는 폴리(에틸렌 디옥시티오펜)/폴리(스틸렌 술폰산) 용액(PEDOT/PSS)을 전면에 형성하고, 진공하에서 가열 처리를 행하여, 수분을 기화시킨다. 또한, 양극의 표면을 세정 또는 연마할 필요가 있으면, 이 세정 또는 연마 공정은 PEDOT를 함유하는 막의 형성 전에 행하면 좋다.

이하, TFT, 양극, 양극의 단부를 덮는 절연물, 및 정공 주입층(PEDOT를 함유하는 막)이 미리 제공된 기판을 도 12에 나타낸 제조장치에 반입하여 도 9(B)에 나타낸 적층 구조를 형성하는 과정을 설명한다.

먼저, 카세트실(120a) 또는 카세트실(120b)에 상기 기판을 세트한다. 기판이 대형 기판(예를 들어, 300 ㎜×360 ㎜)인 경우에는 카세트실(120b)에 세트하고, 통상의 기판(예를 들어, 127 ㎜×127 ㎜)인 경우에는 트레이 장착 스테이지(121)로 이송하여, 트레이(예를 들어, 300 ㎜×360 ㎜)에 여러 장의 기판을 탑재한다.

이어서, 기판을 카세트실(120b)로부터 기판 이송기구가 제공된 반송실(118)로 이송한다. 이어서 기판을 성막실(112)로 이송하여, 기판의 전면에 제공된 정공 주입층(PEDOT를 함유하는 막)의 전면에, 발광층이 되는 고분자로 된 유기 화합물을 함유하는 층을 형성한다. 성막실(112)은 고분자로 된 유기 화합물을 함유하는 층을 형성하기 위한 것이다. 본 실시예에서는 발광층으로서 작용하는 색소(1,1,4,4,-테트라페닐-1,3-부타디엔(TPB), 4-디시아노메틸렌-2-메틸-6-(p-디메틸아미노-스티릴)-4H-피란(DCM1), 나일 레드, 쿠마린 6 등)을 도프한 폴리비닐 카르바졸(PVK) 용액을 전면에 형성하는 예를 나타낸다. 성막실(112)에서 스핀 코팅법으로 유기 화합물을 함유하는 층을 형성하는 경우에는, 대기압 하에서 기판의 피성막면을 상향으로 하여 세트한다. 또한, 물이나 유기 용제를 용매로서 사용한 성막을 실시한 후에는, 진공 중에서의 가열처리를 행하여 수분을 기화시키는 것이 바람직하고, 이 목적을 위해, 성막실(112)에 연결되는, 진공 하에서 가열 가능한 어닐실을 설치할 수도 있다.

이어서, 기판 이송기구가 제공된 반송실(118)로부터 반입실(101)로 기판을 이송한다.

반입실(101)은 진공배기 처리실에 연결되어 있고, 진공배기한 후, 불활성 가스를 도입하여 대기압으로 하는 것이 바람직하다. 이어서, 기판을 반입실(101)에 연결된 반송실(102)로 이송한다. 반송실 내에는 수분이나 산소가 가능한 한 존재하지 않도록 진공배기하여 진공을 유지시켜 둔다.

또한, 반송실(102)에는 반송실 내부를 진공으로 하는 진공배기 처리실이 연결되어 있다. 진공배기 처리실에는, 자기(磁氣) 부상형의 터보 분자 펌프, 크라이오펌프, 또는 드라이 펌프가 구비되어 있다. 이에 따라, 반송실의 도달 진공도를 10^-5∼10^-6Pa로 하는 것이 가능하고, 또한, 펌프측 또는 배기계로부터의 불순물의 역확산을 제어할 수 있다. 장치 내부에 불순물이 도입되는 것을 방지하기 위해, 도입하는 가스로서는 질소나 희가스 등의 불활성 가스를 사용한다. 장치 내부에 도입되는 가스로서는, 장치 내에 도입되기 전에 가스 정제기에 의해 고순도화된 가스를 사용한다. 따라서, 가스가 고순도화된 후에 성막장치에 도입되도록 가스 정제기를 구비해 둘 필요가 있다. 이에 의해, 가스 중에 함유되는 산소나 물, 그 밖의 분순물을 미리 제거할 수 있기 때문에, 장치 내부에 상기 불순물들이 도입되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 물이나 유기 용제를 용매로서 사용하여 성막을 행한 후에는, 기판을 전처리실(103)로 이송하여 고진공 하에서 가열처리를 행하는 것에 의해 수분을 더욱 기화시키는 것이 바람직하다.

본 실시예에서는 고분자계 재료로 된 유기 화합물을 함유하는 층을 적층하는 예를 나타내었으나, 도 9(C) 또는 도 11(A)∼제11(D)에 도시하는 바와 같이, 고분자계 재료로 된 층과 저분자계 재료로 된 층과의 적층 구조로 하는 경우에는, 증착법에 의해 성막실(106R, 106G, 106B)에서 성막을 실시하여, 발광소자 전체적으로 백색 또는 적색, 녹색, 청색의 발광을 나타내는 유기 화합물을 함유하는 층을 적절히 형성한다. 인도실(105)에는 기판을 적절히 반전시키기 위한 기판 반전기구가 구비되어 있다.

또한, 필요에 따라, 성막실(106E)에서 전자 수송층 또는 전자 주입층을 적절히 형성하고, 성막실(106H)에서 정공 주입층 또는 정공 수송층을 적절히 형성하는 것도 가능하다. 증착법을 사용하는 경우, 예를 들어, 5×10^-3Torr(0.665 Pa) 이하, 바람직하게는 10^-4∼10^-6Pa의 진공도까지 진공배기된 성막실에서 증착을 행한다. 증착시, 저항 가열에 의해 유기 화합물이 미리 기화되어 있고, 증착시에 셔터(도시되지 않음)가 열림으로써, 유기 화합물이 기판의 방향으로 비산한다. 기화된 유기 화합물은 상방으로 비산하여 금속 마스크(도시되지 않음)에 제공된 개구부(도시되지 않음)를 통과하여 기판에 증착된다. 또한, 증착시, 기판을 가열하는 수단에 의해 기판의 온도(T₁)를 50∼200℃, 바람직하게는 65∼150℃로 한다. 또한, 증착법을 사용하는 경우, 성막실에는 증착 재료가 미리 재료 제조자에 의해 수납되어 있는 도가니를 세트하는 것이 바람직하다. 세트할 때에는, 대기에 접촉하지 않게 도가니를 세트하는 것이 바람직하고, 또한, 재료 제조자로부터 이송한 후, 도가니를 제2 용기에 밀폐한 상태 그대로 성막실로 도입하는 것이 바람직하다. 바람직하게는, 성막실(106R)에 연결하여 있도록 진공배기 수단을 가지는 체임버를 구비하고, 그 체임버 내에서 진공 또는 불활성 가스 분위기에서 제2 용기로부터 도가니를 꺼내어 성막실에 도가니를 설치한다. 이렇게 함으로써, 도가니 및 이 도가니에 수납된 EL 재료를 오염으로부터 막을 수 있다.

이어서, 대기에 노출시키지 않고 반송실(102)로부터 인도실(105)로, 그 다음, 인도실(105)로부터 반송실(104a)로, 또한, 반송실(104a)로부터 인도실(107)로 기판을 반송한 후, 대기에 노출시키지 않고 인도실(107)로부터 반송실(108)로 기판을 이송한다.

이어서, 반송실(180)에 설치되어 있는 이송 기구에 의해 기판을 성막실(110)로 이송하여, 금속막(MgAg, MgIn, AlLi, CaF₂, CaN 등의 합금으로 된 막, 또는 주기율표의 1족 또는 2족에 속하는 원소와 알루미늄을 공증착법에 의해 형성한 막)으로 된 음극(제2 전극)을 저항 가열을 사용한 증착법으로 형성한다. 증착시에는, 증착 마스크를 사용하여 음극을 선택적으로 형성한다.

이어서, 반송실(108)내에 설치되어 있는 이송 기구에 의해 기판을 플라즈마 처리실(122)로 이송하여, 제2 전극을 마스크로 하여 고분자계 재료로 된 유기 화합물을 함유하는 층을 자기정합적으로 제거한다. 플라즈마 처리실(122)은 플라즈마 발생수단을 가지고 있어, Ar, H, F, O로 이루어진 군에서 선택된 1종 또는 다수 종의 가스를 여기하여 플라즈마를 발생시킴으로써 건식 에칭을 행한다. 산소 플라즈마 처리로 에칭을 행하는 경우에는, 전처리실(103)에서 산소 플라즈마 처리를 행하는 것도 가능하다.

이어서, 기판을 다시 성막실(110)로 이송하여, 금속막(MgAg, MgIn, AlLi, CaN 등의 합금으로 된 막, 또는 주기율표의 1족 또는 2족에 속하는 원소와 알루미늄을 공증착법에 의해 형성한 막)으로 된 제3 전극(음극의 상층에 해당)을 저항 가열을 사용한 증착법으로 형성한다. 이 경우, 이전의 증착에 사용된 금속막으로 된 증착 마스크와는 다른 마스크를 사용하여, 제2 전극과 접속 배선의 전기적 접속을 위한 제3 전극을 형성한다. 여기서는 제2 전극과 제3 전극을 동일한 성막실(110)에서 형성하는 예를 설명하지만, 마스크 교환이 필요하므로 효율이 떨어진다. 따라서, 작업을 향상시키기 위해, 성막실을 각각 별도로 설치하는 것이 바람직하다. 또한, 본 실시예에서는 증착 마스크를 사용하여 제3 전극을 선택적으로 형성하는 예를 설명하지만, 스퍼터링법으로 금속막을 형성한 후 포토레지스트를 사용하여 에칭을 실시하여 제3 전극의 패터닝을 행할 수도 있다.

이상의 공정으로, 도 9(B)에 나타낸 적층 구조의 발광소자가 형성된다.

이어서 상기 발광소자를 대기에 접촉시키지 않고 반송실(108)로부터 성막실(113)로 이송하여, 질화규소막 또는 산화질화규소막으로 된 보호막을 형성한다. 여기서는 성막실(113)내에 규소로 된 타겟 또는 산화규소로 된 타겟 또는 질화규소로 된 타겟을 구비한 스퍼터링 장치를 설치한다. 예를 들어, 규소로 된 타겟을 사용하여 성막실 분위기를 질소 분위기 또는 질소와 아르곤을 함유하는 분위기로 함으로써 질화규소막을 형성할 수 있다.

이어서, 발광소자가 형성된 기판을 대기에 접촉시키지 않고 반송실(108)로부터 인도실(111)로, 그 다음, 인도실(111)로부터 반송실(114)로 이송한다.

이어서, 발광소자가 형성된 기판을 반송실(114)로부터 봉지실(116)로 이송한다. 봉지실(116)에는 시일재가 제공된 봉지기판을 준비해 두는 것이 바람직하다.

봉지기판은 봉지기판 반입실(117)에 외부로부터 세트된다. 또한, 수분 등의 불순물을 제거하기 위해 미리 진공 중에서 어닐, 예를 들어, 봉지기판 반입실(117)내에서 어닐을 행하는 것이 바람직하다. 그리고, 봉지기판에 시일재를 형성하는 경우에는, 반송실(114)을 대기압으로 한 후, 봉지기판을 봉지기판 반입실(117)로부터 디스펜서실(115)로 이송하여, 발광소자가 제공된 기판과의 부착을 위한 시일재를 봉지기판에 형성하고, 시일재를 형성한 봉지기판을 봉지실(116)로 이송한다.

이어서, 발광소자가 제공된 기판을 탈기하기 위해 진공 또는 불활성 분위기 중에서 어닐을 행한 후, 시일재가 제공된 봉지 기판과 발광소자가 형성된 기판을 부착한다. 또한, 밀폐된 공간에는 수소 또는 불활성 기체를 충전한다. 또한, 여기서는 봉지 기판에 시일재를 형성하는 예를 설명하지만, 시일재를 형성하는 영역은 특별히 이것에 한정되지 않고, 발광소자가 형성된 기판에 시일재를 형성할 수도 있다.

이어서, 부착한 한 쌍의 기판에, 봉지실(116)내에 제공된 자외선 조사기구에 의해 UV광을 조사하여, 시일재를 경화시킨다. 또한, 여기서는 시일재로서 자외선 경화 수지를 사용하지만, 시일재가 접착제이라면 시일재의 종류에 특별히 한정은 없다.

이어서, 부착한 한 쌍의 기판을 봉지실(116)로부터 반송실(114), 그리고 반송실(114)로부터 반출실(119)로 이송하여 인출한다.

이상과 같이, 도 12에 나타내는 제조장치를 사용함으로써 발광소자를 밀폐 공간에 완전히 봉입할 때까지 외기에 노출시키지 않을 수 있기 때문에, 신뢰성 높은 발광장치를 제조하는 것이 가능하다. 또한, 반송실(114)에서는 진공과 대기압에서의 질소 분위기를 반복하는데, 반송실(102, 104a, 108)은 항상 진공으로 유지되는 것이 바람직하다.

또는, 성막장치를 인라인 방식의 성막장치로 하는 것도 가능하다.

또한, 기판을 도 12에 나타내는 제조장치로 반입하여, 양극으로서 금속막(일 함수가 큰 금속(Pt, Cr, W, Ni, Zn, Sn, In 등)을 사용하여 상기 적층 구조의 발광방향과는 반대의 발광방향을 가지는 발광소자를 형성하는 과정을 이하에 설명한다.

먼저, 다수의 TFT, 양극, 양극의 단부를 덮는 절연물이 미리 제공된 기판의 전면에 정공 주입층으로서 작용하는 폴리(에틸렌 디옥시티오펜)/폴리(스틸렌 술폰산) 용액(PEDOT/PSS)을 형성하고, 진공 중에서 가열처리를 행하여 수분을 기화시킨다.

이어서, 카세트실(120a) 또는 카세트실(120b)에, TFT 및 양극이 제공된 기판을 세트한다.

이어서, 기판을 카세트실(120a) 또는 카세트실(120b)로부터 기판 이송기구가 제공된 반송실(118)로 이송한다.

이어서, 기판을 성막실(112)로 이송하여, 기판의 전면에 형성된 정공 주입층(PEDOT를 함유하는 막)의 전면에 발광층이 되는 고분자로 된 유기 화합물을 함유하는 층을 형성한다. 성막실(112)은 고분자로 된 유기 화합물을 함유하는 층을 형성하기 위한 것이다. 본 실시예에서는, 발광층으로서 작용하는 색소(1,1,4,4,-테트라페닐-1,3-부타디엔(TPB), 4-디시아노메틸렌-2-메틸-6-(p-디메틸아미노-스티릴)-4H-피란(DCM1), 나일 레드, 쿠마린 6 등)을 도핑한 폴리비닐 카르바졸(PVK) 용액을 정공 주입층의 전면에 형성하는 예를 나타낸다. 성막실(112)에서 스핀 코팅법으로 유기 화합물을 함유하는 층을 형성하는 경우에는, 대기압 하에서 기판의 피성막면을 상향으로 하여 기판을 세트한다.

이어서, 기판을 기판 이송기구가 제공된 반송실(118)로부터 반입실(101)로 이송한다. 이어서, 기판을 반입실(101)에 연결된 반송실(102)로 이송한다. 또한, 물이나 유기 용제를 용매로서 사용한 성막을 행한 후에는, 기판을 전처리실(103)로 이송하여 그곳에서 진공 중에서의 가열처리를 실시하여 수분을 기화시키는 것이 바람직하다.

이어서, 기판을 대기와 접촉시키지 않고 반송실(102)로부터 인도실(105)로, 그리고, 인도실(105)로부터 반송실(104a)로, 또한, 반송실(104a)로부터 인도실(107)로 기판을 이송한 후, 대기에 접촉시키지 않고 인도실(107)로부터 반송실(108)로 이송한다.

이어서, 반송실(180)에 설치되어 있는 이송 기구에 의해 기판을 성막실(110)로 이송하여, 매우 얇은 금속막(MgAg, MgIn, AlLi, CaN 등의 합금으로 된 막, 또는 주기율표의 1족 또는 2족에 속하는 원소와 알루미늄을 공증착법에 의해 형성한 막)으로 된 음극(하층)을 저항 가열을 이용한 증착법으로 형성한다. 얇은 금속층으로 된 음극(하층)을 형성한 후, 기판을 성막실(109)로 이송하여, 스퍼터링법에 의해 투명 도전막(ITO(산화인듐과 산화주석의 합금), 산화인듐과 산화아연의 합금(In₂0₃-ZnO), 산화아연(ZnO) 등)으로 된 음극(상층)을 형성하고, 얇은 금속층과 투명 도전막의 적층으로 된 음극(제2 전극)을 금속 마스크 등을 사용하여 적절히 형성한다.

이어서, 기판을 반송실(108)내에 설치되어 있는 이송 기구에 의해 플라즈마 처리실(122)로 이송하여, 제2 전극을 마스크로 하여 고분자계 재료로 된 유기 화합물막들의 적층을 자기정합적으로 제거한다. 플라즈마 처리실(122)은 플라즈마 발생수단을 가지고 있고, Ar, H, F, O로 이루어진 군에서 선택된 1종 또는 다수 종의 가스를 여기하여 플라즈마를 발생시킴으로써 건식 에칭을 행한다. 산소 플라즈마 처리로 에칭하는 경우에는, 전처리실(103)에서 산소 플라즈마 처리를 행하는 것도 가능하다.

이어서, 기판을 다시 성막실(109)로 이송하여, 투명 도전막으로 된 제3 전극(음극의 상층에 해당)을 스퍼터링법으로 형성한다. 이 경우, 금속 마스크를 바꾸어, 이전에 형성한 제2 전극 패턴과는 다른 패턴으로 하여 제3 전극을 형성함으로써 제2 전극과 접속 배선의 전기 접속을 실시한다. 또한, 본 실시예에서는 마스크를 사용하여 제3 전극을 선택적으로 형성하는 예를 설명하지만, 포토레지스트를 사용하여 에칭을 행하여 제3 전극을 패터닝하는 것도 가능하다.

이상의 공정으로, 제2 전극을 통과시켜 광을 인출하는 발광소자가 형성된다.

또한, 이하의 공정은 상기한 도 9(B)에 나타낸 적층 구조를 가지는 발광장치의 제조 과정과 동일하므로, 여기서는 그의 설명을 생략한다.

또한, 본 실시예에서는 제3 전극을 형성함으로써 제2 전극과 접속 배선의 전기적 접속을 실시하는 실시형태 4에 기재된 방법을 사용한 예를 설명하지만, 제2 전극과 접속 배선을 전기적으로 접속하는 방법은 특별히 이것에 한정되지 않고, 실시형태 1∼3 중의 어느 하나에 기재된 방법으로 제2 전극과 접속 배선의 전기적 접속을 행하는 것도 가능하다.

또한, 본 실시예는 실시예 1과 자유롭게 조합 가능하다.

[실시예 3]

본 발명을 실시함으로써, 유기 발광소자를 가지는 모듈(액티브 매트릭스형 EL 모듈)을 장착한 모든 전자 기기가 완성된다.

그러한 전자 기기로서는, 비디오 카메라, 디지털 카메라, 헤드 장착형 디스플레이(고글형 디스플레이), 자동차 내비게이션 시스템, 프로젝터, 카 스테레오, 퍼스널 컴퓨터, 휴대형 정보 단말기(모바일 컴퓨터, 휴대 전화기, 전자 책 등)을 들 수 있다. 이들의 예를 도 13(A)∼도 13(F) 및 도 14(A)∼도 14(C)에 나타낸다.

도 13(A)는 퍼스널 컴퓨터로서, 본체(2001), 화상 입력부(2002), 표시부(2003), 키보드(2004) 등을 포함한다.

도 13(B)는 비디오 카메라로서, 본체(2101), 표시부(2102), 음성 입력부(2103), 조작 스위치(2104), 배터리(2105), 수상부(2106) 등을 포함한다.

도 13(C)는 모바일 컴퓨터로서, 본체(2201), 카메라부(2202), 수상부(2203), 조작 스위치(2204), 표시부(2205) 등을 포함한다.

도 13(D)는 고글형 디스플레이로서, 본체(2301), 표시부(2302), 아암(arm)부(2303) 등을 포함한다.

도 13(E)는 프로그램이 기록된 기록 매체(이하, 기록 매체라 부름)를 사용하는 플레이어로서, 본체(2401), 표시부(2402), 스피커부(2403), 기록 매체(2404), 조작 스위치(2405) 등을 포함한다. 또한, 이 플레이어는 기록 매체로서 DVD(Digital Versitile Disc; 디지털 다목적 디스크), CD 등을 사용하고, 음악 감상, 영화 감상, 게임이나 인터넷을 행할 수 있다.

도 13(F)는 디지털 카메라로서, 본체(2501), 표시부(2502), 접안부(2503), 조작 스위치(2504), 수상부(도시되지 않음) 등을 포함한다.

도 14(A)는 휴대 전화기로서, 본체(2901), 음성 출력부(2902), 음성 입력부(2903), 표시부(2904), 조작 스위치(2905), 안테나(2906), 화상 입력부(CCD, 이미지 센서 등)(2907) 등을 포함한다.

도 14(B)는 휴대형 책(전자 책)으로서, 본체(3001), 표시부(3002, 3003), 기억 매체(3004), 조작 스위치(3005), 안테나(3006) 등을 포함한다.

도 14(C)는 디스플레이로서, 본체(3101), 지지대(3102), 표시부(3103) 등을 포함한다.

또한, 도 14(C)에 나타낸 디스플레이는 중소형 또는 대형의 화면, 예를 들어, 5∼20인치의 사이즈를 가진다. 또한, 이와 같은 사이즈의 표시부를 형성하기 위해서는 기판의 한 변이 1 m인 것을 사용하고 다중 패턴을 실시하여 양산하는 것이 바람직하다.

이상과 같이, 본 발명의 적용 범위는 매우 광범위하고, 본 발명은 모든 분야의 전자 기기에 적용하는 것이 가능하다. 또한, 본 실시예의 전자 기기는 실시형태 1∼실시형태 4, 실시예 1 및 실시예 2의 구성의 어떠한 조합을 이용하여서도 실현 가능하다.

[실시예 4]

실시형태 4에서는 제1 및 제2 곡률반경을 가지는 절연물의 예를 나타내었으나, 본 실시예에서는 절연물의 상단부에만 곡률반경을 가지는 예를 도 19(A)∼도 19(C)에 나타낸다.

또한, 본 실시예에서 절연물 이외의 구성은 실시형태 4와 동일하지만, 그 구성은 특별히 한정되지 않고, 실시형태 1∼실시형태 3에 나타낸 절연물 대신에 본 실시예에서 나타낸 절연물을 적용할 수 있다.

도 19(A)∼도 19(C)에서, 발광장치는 유기 화합물을 함유하는 층(80), 제2 전극(81), 접속 배선(87), 절연물(88), 제1 전극(89), 제3 전극(91), 발광소자(93)를 포함한다. 절연물(88)로서는, 광에 의해 에천트에 불용해성이 되는 네가티브형 유기 재료 또는 광에 의해 에천트에 용해성이 되는 포지티브형 유기 재료를 사용하는 것이 바람직하다.

본 실시예에서는, 절연물(88)을 포지티브형의 포토레지스트를 사용하여 형성한다. 노광 조건이나 에천트 조건 등을 조절함으로써 도 19(A)에 나타내는 절연물(88)을 형성한다. 절연물(88)은 상단부에만 0.2 ㎛∼3 ㎛의 곡률반경을 가진다. 절연물(88)에 의해, 유기 화합물을 함유하는 층(80)이나 금속막으로 된 제2 전극(81)의 커버리지를 양호하게 할 수 있고, 동시에, 발광영역이 감소하는 쉬링크라 불리는 불량도 저감할 수 있다. 또한, 유리 기판상에 포지티브형 아크릴 수지를 사용하여 도 19(A)에 나타내는 절연물(88)과 동일한 형상을 형성하고, 그의 단면을 관찰한 사진이 도 20이다. 또한, 절연물(88)의 측면에서의 테이퍼 각도는 45˚±10°로 하면 좋다.

또한, 도 19(B)는 절연물로서, 감광성 유기 재료인 포토레지스트로 된 상층(98b)과 비감광성 유기 재료인 아크릴로 된 하층(98a)으로 이루어진 적층을 사용하는 예를 나타낸다. 이 절연물의 상층(98b)은 상단부에만 0.2 ㎛∼3 ㎛의 곡률반경을 가지고 있다. 이 절연물의 하층(98a)으로서는, 비감광성 재료 대신에, 무기 재료(산화규소, 질화규소, 산화질화규소 등)를 사용할 수 있다.

또한, 도 19(C)는 절연물(88)상에 RF 스퍼터링법으로 질화규소막(94)을 형성한 예를 나타낸다. 질화규소막(94) 대신에, 산화질화규소막이나 AlN_XO_Y로 표시되는 막을 사용할 수도 있다. AlN_XO_Y로 표시되는 막은 AlN 또는 Al으로 된 타겟을 사용한 스퍼터링법에 의해 가스 도입계로부터 산소 또는 질소 또는 희가스를 도입하여 성막하면 된다. AlN_XO_Y로 표시되는 층 내에 질소를 수 원자% 이상 바람직하게는 2.5 원자%∼47.5 원자% 함유하고 산소를 47.5 원자% 이하, 바람직하게는 0.01∼20 원자% 미만 함유하면 좋다. 질화규소막 등의 보호막을 절연물(88)상에 형성함으로써, 발광영역이 감소하는 쉬링크라 불리는 불량도 저감시킬 수 있다.

또한, 본 실시예는 실시형태 1∼실시형태 4 및 실시예 1∼실시예 3 중의 어느 하나와 조합 가능하다.

본 발명에 의하면, 유기 화합물을 함유하는 층을 선택적으로 형성할 수 있고, 그 결과, 외부 전원과 접속되는 배선의 접속부분에 유기 화합물을 함유하는 층이 형성되지 않도록 하는 구조를 간단히 형성할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 컬러 필터를 구비함으로써 원형 편광판이 필요 없게 되어 비용이 절감될 뿐만 아니라, 컬러 필터 때문에 발광소자들을 분리하여 도포할 필요가 없게 되어, 수율의 향상 및 고정세화도 실현 가능하게 된다.

Claims

복수의 발광소자를 포함하는 화소부와, 절연 표면을 가진 제1 기판과 투광성을 가지는 제2 기판 사이의 단자부와;

상기 단자부에 전기적으로 접속된 배선을 포함하고,

상기 복수의 발광소자 각각은: 상기 제1 기판 위의 제1 전극과, 상기 제1 전극 위의 유기 화합물을 함유하는 층과, 상기 유기 화합물을 함유하는 층 위의 제2 전극을 포함하고,

상기 제1 기판과 상기 제2 기판은 입경이 상이한 도전성 미립자들이 혼합되어 있는 접착제를 통해 서로 접합되고,

상기 제2 전극과 상기 배선은 상기 접착제를 통하여 전기적으로 접속되어 있는, 발광장치.
복수의 발광소자를 포함하는 화소부와, 절연 표면을 가진 제1 기판과 투광성을 가지는 제2 기판 사이의 단자부와;

상기 단자부에 전기적으로 접속된 배선을 포함하고,

상기 복수의 발광소자 각각은: 상기 제1 기판 위의 제1 전극과, 상기 제1 전극 위의 유기 화합물을 함유하는 층과, 상기 유기 화합물을 함유하는 층 위의 제2 전극을 포함하고,

상기 제1 기판과 상기 제2 기판은, 무기 재료로 된 미립자와 상기 미립자보다 입경이 큰 도전성 미립자가 혼합되어 있는 접착제를 통해 서로 접합되고,

상기 제2 전극과 상기 배선은 상기 접착제를 통하여 전기적으로 접속되어 있는, 발광장치.
제1 기판과 제2 기판 사이의, 복수의 발광소자를 포함하는 화소부;

단자부; 및

상기 단자부에 전기적으로 접속된 배선을 포함하고,

상기 복수의 발광소자 각각은: 상기 제 1 기판 위의 제1 전극과, 상기 제1 전극 위의 유기화합물을 함유하는 층과, 상기 유기 화합물을 함유하는 층 위의 제2 전극을 포함하고,

상기 제1 기판과 상기 제2 기판이 시일재에 의해 접합되어 있고,

상기 유기 화합물을 함유하는 층의 끝면과 상기 제2 전극의 끝면이 일치하여 있고,

상기 제2 전극과 상기 배선은 도전성 미립자를 함유하는 접착제를 통하여 전기적으로 접속되어 있는, 발광장치.
제1 기판과 제2 기판 사이의, 복수의 발광소자를 포함하는 화소부와;

상기 발광소자의 각각은: 상기 제1 기판 위의 제1 전극과, 상기 제1 전극 위의 유기 화합물을 함유하는 층과, 상기 유기 화합물을 함유하는 층 위의 제2 전극을 포함하고,

상기 제2 전극 위의 제3 전극;

단자부; 및

상기 단자부에 전기적으로 접속된 배선을 포함하고,

상기 제1 기판과 상기 제2 기판은 시일재에 의해 접합되어 있고,

상기 유기 화합물을 함유하는 층의 끝면과 상기 제2 전극의 끝면이 일치하여 있고,

상기 제2 전극과 상기 배선은 상기 제3 전극을 통하여 전기적으로 접속되어 있는, 발광장치.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 전극은 상기 복수의 발광소자 각각은 양극과 음극 중 하나인, 발광장치.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 전극은 상기 유기 화합물을 함유하는 층의 패턴과 동일한 패턴을 가지는, 발광장치.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유기 화합물은 고분자계 재료로 된, 발광장치.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유기 화합물을 함유하는 층은 고분자계 재료로 된 층과, 저분자계 재료로 된 층을 포함하는, 발광장치.
제 1 항에 있어서, 상기 제1 전극의 단부가 절연물로 덮여 있고, 상기 절연물의 상단부는 제1 곡률반경을 가지는 곡면을 가지고 있고, 상기 절연물의 하단부는 제2 곡률반경을 가지는 곡면을 가지고 있으며, 상기 제1 곡률반경과 상기 제2 곡률반경 각각이 0.2 ㎛∼3 ㎛인, 발광장치.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 전극은 투광성을 가지는 재료로 이루어져 있고, 상기 복수의 발광소자 각각은 양극과 음극 중 하나인, 발광장치.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 발광소자들이 백색 광을 발광하고, 컬러 필터를 더 포함하는, 발광장치.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 발광소자들이 단색 광을 발광하고, 색 변환층과 착색층 중 하나를 더 포함하는, 발광장치.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 발광장치는 비디오 카메라, 디지털 카메라, 고글형 디스플레이, 자동차 내비게이션 시스템, 퍼스널 컴퓨터, 휴대형 정보 단말기 중 어느 하나인, 발광장치.
제 4 항에 있어서, 상기 제3 전극은 금속으로 되어 있는, 발광장치.
양극과, 상기 양극 위의 유기 화합물을 함유하는 층과, 상기 유기 화합물을 함유하는 층 위의 음극을 가지는 발광소자를 포함하는 발광장치를 제조하는 방법으로서,

투광성을 가지는 제1 전극을 형성하는 공정;

상기 제1 전극의 단부를 덮도록 절연물을 형성하는 공정;

상기 제1 전극과 상기 절연물 위에, 적용에 의해 상기 유기 화합물을 함유하는 층을 형성하는 공정;

증착재료를 가열하는 증착법에 의해, 상기 유기 화합물을 함유하는 층 위에 금속으로 된 제2 전극을 선택적으로 형성하는 공정;

상기 제2 전극을 마스크로 하여 플라즈마 에칭에 의해 상기 유기 화합물을 함유하는 층을 자기정합적으로 에칭하는 공정; 및

상기 제2 전극을 덮도록 금속으로 된 제3 전극을 선택적으로 형성하는 공정을 포함하는, 발광장치 제조방법.
양극과, 상기 양극 위의 유기 화합물을 함유하는 층과, 상기 유기 화합물을 함유하는 층 위의 음극을 가지는 발광소자를 포함하는 발광장치를 제조하는 방법으로서,

투광성을 가지는 제1 전극을 형성하는 공정;

상기 제1 전극의 단부를 덮도록 절연물을 형성하는 공정;

상기 제1 전극과 상기 절연물 위에, 적용에 의해 상기 유기 화합물을 함유하는 층을 형성하는 공정;

증착재료를 가열하는 증착법에 의해, 상기 유기 화합물을 함유하는 층 위에 금속으로 된 제2 전극을 선택적으로 형성하는 공정;

상기 제2 전극을 마스크로 하여 플라즈마 에칭에 의해 상기 유기 화합물을 함유하는 층을 자기정합적으로 에칭하는 공정; 및

상기 제2 전극과, 단자부로부터 연장되어 있는 배선을, 도전성 입자를 함유하는 접착제를 통하여 서로 접속하는 공정을 포함하는, 발광장치 제조방법.
양극과, 상기 양극 위의 유기 화합물을 함유하는 층과, 상기 유기 화합물을 함유하는 층 위의 음극을 가지는 발광소자를 포함하는 발광장치를 제조하는 방법으로서,

제1 기판 위에 박막트랜지스터를 형성하는 공정;

상기 박막트랜지스터에 전기적으로 접속되는 제1 전극을 형성하는 공정;

상기 제1 전극의 단부를 덮도록 절연물을 형성하는 공정;

상기 제1 전극과 상기 절연물 위에, 적용에 의해 고분자계 재료로 된 상기 유기 화합물을 함유하는 층을 형성하는 공정;

증착재료를 가열하는 증착법에 의해, 상기 유기 화합물을 함유하는 층 위에 금속으로 된 제2 전극을 선택적으로 형성하는 공정;

상기 제2 전극을 마스크로 하여 플라즈마 에칭에 의해 상기 유기 화합물을 함유하는 층을 자기정합적으로 에칭하는 공정; 및

상기 제2 전극과, 단자부로부터 연장되어 있는 배선을, 도전성 입자를 함유하는 접착제를 통하여 서로 접속하고, 상기 제1 기판과 제2 기판을 서로 접합하는 공정을 포함하는, 발광장치 제조방법.
제 15 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 전극이 상기 발광소자의 양극과 음극 중 하나인, 발광장치 제조방법.
제 15 항에 있어서, 상기 제3 전극은 증착법과 스퍼터링법 중 어느 하나를 사용하여 형성되는, 발광장치 제조방법.
제 15 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 플라즈마는 Ar, H, F, O로 이루어진 군에서 선택된 1종 또는 복수 종의 가스를 여기하여 발생되는, 발광장치 제조방법.
제 15 항 또는 제 16 항에 있어서, 상기 제1 전극을 형성하기 전에 박막트랜지스터를 형성하는 공정을 더 포함하고,

상기 제1 전극은 상기 박막트랜지스터에 전기적으로 접속되는, 발광장치 제조방법.
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제