KR101123089B1 - 발광 장치, 전자 기기 및 텔레비젼 장치 - Google Patents
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Abstract
적, 녹, 청의 발광색을 이용하는 완전 칼라의 플랫 디스플레이 패널로서, 고선명화, 고개구율화 및 고신뢰성의 요구가 높아지고 있다. 본 발명의 발광장치는 발광소자와 TFT가 설치되어 있는 기판측의 화소 사이에 블랙 매트릭스(BM)인 격벽이라 불리는 절연물을 설치하고, 밀봉 기판 측에 R, G, B의 착색층을 설치한다. 이에 의하면, 화소의 좌우에 대한 마진이 확보될 수 있으며, 격벽의 폭을 30μm 이하, 바람직하게는 5μm 내지 20μm로 할 수 있다.
발광 장치, 박막 트랜지스터, 화소부, 광 촉매, 블랙 매트릭스
Description
도 1은 본 발명에 따른 발광 장치의 단면도.
도 2a 내지 도 2b는 기판이 부착되지 않은 상태를 도시하는 사시도.
도 3은 각 적층 장치의 단면도.
도 4는 충전재료 적하 시의 사시도.
도 5a 및 도 5b는 발광 장치 각각의 단면도(실시예 1 및 실시예 2).
도 6은 실시예 3을 도시하는 단면도.
도 7a 내지 도 7i는 단면 공정도(실시예 4).
도 8a 내지 도 8f는 본 발명에 따른 EL 표시 패널에 적용 할 수 있는 화소 각각의 구조를 도시하는 회로도(실시예 5).
도 9a 및 도 9b는 EL 표시 패널의 평면도(실시예 6).
도 10a 내지 도 10d는 전자 기기의 일 예를 도시하는 도면(실시예 7).
도 11a 내지 도 11e는 전자 기기의 다른 예를 도시하는 도면(실시예 8)
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
101: 제1 기판
109: 격벽
110: 유기화합물을 포함하는 층
113: 광촉매 기능을 갖는 물질을 포함하는 하지층
114: 충전재료
116: 제2 기판
본 발명은 박막 트랜지스터(이하, TFT라고 한다)로 구성된 회로를 가지는 반도체 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 예를 들면, TFT 및 유기 발광소자를 가지는 발광 표시 장치를 부품으로서 탑재한 전자 기기에 관한 것이다.
본 명세서에서 반도체 장치라는 것은 반도체 특성을 이용하여 기능할 수 있는 장치 전반을 가리킨다. 전기 광학 장치, 반도체 회로 및 전자 기기는 모두 반도체 장치이다.
최근, 자발광형의 발광소자로서 EL 소자를 갖는 발광 장치의 연구가 활발히 이루어지고 있다. 이러한 발광 장치는 유기 EL 디스플레이 또는 유기 발광 다이오드라고도 불리고 있다. 이러한 발광 장치는 영화 디스플레이에 적절한 빠른 응답 속도, 또는 저전압, 저소비 전력 구동과 같은 특징을 가지고 있다. 그러므로, 이러한 발광 장치는 신세대의 휴대전화나 휴대 정보 단말(PDA)를 비롯한 차세대 디스플레이로서 크게 주목되어 있다.
EL 소자는 유기 화합물을 포함하는 층(이하, EL층이라 한다)이 양극과 음극 사이에 개재된 구조를 갖고 있다. 양극과 음극에 전계를 인가하면 EL층으로부터 발광된다.
상기 EL 소자에서 EL층으로 저분자계 재료나 고분자계 재료를 이용할 수가 있다. 그 EL층을 형성하는 성막 방법으로는, 증착법(진공 증착을 포함한다), 스핀 코팅법, 잉크젯법, 딥(dip)법, 전계 중합법 등을 들 수 있다.
적(R), 녹(G), 청(B)의 발광색을 이용하여 완전 칼라의 플랫 패널 디스플레이를 제조하는 경우, 상기 성막 방법에서의 성막 정밀도가 그다지 높지 않기 때문에, 상이한 화소 사이의 공간을 넓게 설계하거나 화소 사이에 제방(격벽 또는 장벽)이라 불리는 절연물을 배치한다.
본 출원인은 EL 소자의 가장자리에 차광부를 마련하여 투명 전극으로부터 차광부 방향으로 방사되는 빛을 차단하여 광 추출 효율을 높이는 구성을 특허 문헌 1에 기재하고 있다. 특허 문헌 1에 기재된 구성은 하부 조사 구조(바텀 조사 구조라고도 한다)를 갖는 발광 장치인 것에 주목하여야 한다(특허 문헌 1: 일본 특허 출원 공개 제2002-83689호).
본 출원인은 제방의 상층으로서 빛을 흡수하는 다층막을 이용하고 하층으로서 유기 수지를 이용하는 것에 따라 배선에 의한 반사광이 관찰자의 눈에 도달하는 것을 방지하는 것을 특허 문헌 2에 제안하고 있다. 특허 문헌 2에 기재된 구성은 상부 조사 구조(탑 조사 구조라고도 한다)를 갖는 발광 장치인 것에 주목하여야 한다(특허 문헌 2: 일본 특허 출원 공개 제2004-31201호).
또한, 본 출원인은 원형 편광 필름을 이용하지 않고 EL 발광 장치의 경면화를 방지하기 위하여 발광소자의 양극 또는 음극에 인접하여 차광막이 설치된 구조를 특허 문헌 3에 기재하고 있다. 특허 문헌 3에 기재된 구성은 상부 조사 구조 및 하부 조사 구조를 갖는 발광 장치인 것에 주목하여야 한다(특허 문헌 3: 일본 특허 출원 공개 제2002-33185호).
적, 녹, 청의 발광색을 이용하는 완전 칼라의 플랫 패널 디스플레이는 고선명, 고개구율 및 고신뢰성의 요구가 높아지고 있다. 이러한 요구는 발광 장치의 고정밀화(화소수의 증대) 및 소형화에 수반하는 각 표시 화소 피치의 미세화를 진행시키는데 있어서 큰 과제가 되고 있다. 이와 동시에, 생산성의 향상이나 저비용화의 요구도 높아지고 있다.
본 발명은, 발광소자와 착색층을 이용하는 액티브 매트릭스형태의 발광 장치를 제공하는 것이다. 본 발명의 발광 장치는 발광소자 및 TFT가 설치되어 있는 기판측의 화소 사이에 블랙 매트릭스(BM)인 격벽(뱅크, 제방 또는 장벽)으로 불리는 절연물을 마련해 밀봉 기판 측에 R, G, B의 착색층을 마련한다. 이와 같이 하여, 화소의 좌우에 있어서의 마진을 확보할 수 있으며, 격벽의 폭을 30μm이하, 바람직하게는 5μm 내지 20μm로 할 수가 있다.
일반적으로, 칼라 필터로 불리고 있는 것은 기판 상에 규칙적으로 배치된 R, G, B의 착색층으로 구성되며, 착색층 사이에 블랙 매트릭스가 인접하여 배치되어 있다. 따라서, 인쇄법으로 칼라 필터를 형성하는 경우, 먼저 블랙 매트릭스를 형성한 후, 빈 공간이 형성되지 않게 R, G, B의 착색층을 마련하면, 착색층과 블랙 매트릭스가 일부 중첩되며, 두꺼운 부분이 생겨 표면에 요철이 형성된다. 또한, R, G, B의 착색층을 형성한 후, 블랙 매트릭스를 형성하여도 일부 중첩되어, 두꺼운 부분이 생긴다. 따라서, 종래에는, 이 요철을 평탄화하기 위하여 오버코트층이라 불리는 투명한 층이 설치되고 있었다. 이러한 오버코트층을 마련하면 칼라 필터의 총 두께가 증가한다.
본 발명에 따르면, 발광소자 및 TFT가 설치되어 있는 기판과 착색층이 설치되어 있는 밀봉 기판 사이의 간격을 좁히는 것에 따라, 착색층과 발광소자 거리를 좁혀 시야각을 넓게 할 수가 있다. 하나의 착색층은 하나의 발광소자의 발광 영역(격벽으로 에워싸인 영역)의 면적보다 큰 면적이 바람직하다.
특히 본 발명에서, 밀봉 기판 측에는 R, G, B의 착색층만이 설치되고 있어 블랙 매트릭스가 설치되어 있지 않기 때문에, 밀봉 기판 측의 구성이 간략화되어 밀봉 기판 측의 제조 공정도 간략화된다. 또한, 종래 칼라 필터와 같이 오버코트층을 마련할 필요가 특히 없기 때문에, 한층 더 기판 간격을 좁히는 것이 가능해진다. 기판 간격이 좁아지면, 기판 사이의 간격에 충전하는 물질의 양을 삭감할 수가 있다.
또한, 기판 사이의 간격을 협소하게 하기 위하여, 감압 하에서 발광소자 및 TFT가 설치되어 있는 기판과 밀봉 기판을 부착하는 것이 바람직하다. 내부에 기포가 들어가기 어렵고, 기판 사의의 공간을 충전하는 물질의 양을 조절하기 쉽다.
기판 사이의 간격을 극한까지 좁히면, 충전하는 물질이 기판 표면에 대한 밀착성이 나쁜 경우 잘 충전되지 않을 수 있다. 그러므로, 발광소자의 음극(또는 양극)을 덮는 보호막 상에 밀착성을 향상시키는 하지층의 형성(또는 기초 사전 처리)을 전면 또는 선택적으로 하는 것이 바람직하다.
본 명세서에서 개시하는 발명의 구성은 제1 기판 상에 제1 전극과, 상기 제1 전극에 접하는 유기 화합물을 포함하는 층과, 유기 화합물을 포함하는 층에 접하는 투광성인 제2 전극을 가지는 백색 발광소자를 복수개 구비하는 화소부를 구비하며 제2 기판으로 밀봉하는 발광 장치에 관한 것이다. 상기 발광 장치는 제1 기판상에 설치된 인접하는 제1 전극 사이에 차광 물질로 구성된 격벽과, 상기 제2 기판에 마련된 적, 녹, 청의 착색층과, 상기 발광소자를 덮는 보호막과, 상기 보호막 상에 배치된 광 촉매 기능을 가지는 물질을 포함하는 하지층과, 상기 착색층과 전기광 촉매 기능을 가지는 물질을 포함하는 하지층 사이에 투명한 충전재료를 구비한다.
또한, 상기 발광 장치가 전술한 구조에서 상부 조사형인 경우, 상기 제1 전극은 광반사성 재료막 또는 투명도전막과 광반사성을 가지는 재료막의 적층으로 구성된다. 전술한 구조에서, 한층 더 콘트라스트를 향상시키기 위하여, 상기 제1 기판과 제1 전극 사이에 차광성 층간 절연막이 배치된다.
하지층을 형성하기 위하여, 스프레이법 또는 스퍼터링법으로 광 촉매 물질( 산화 티탄(TiOx), 티탄산 스트론튬(SrTiO3), 카드뮴 셀렌(CdSe), 탄탈산 칼륨(KTaO3), 황화카드뮴(CdS), 산화 지르코늄(ZrO2), 산화니오브(Nb2O5), 산화아연(ZnO), 산화철(Fe2O3), 산화텅스텐(WO3))을 전면에 적하하거나또는 잉크젯법이나 졸-겔법을 이용하여 유기 재료(열경화성 폴리이미드 또는 열경화성 아크릴)를 단층 또는 복층으로 선택적으로 형성되는 것에 주목하여야 한다.
광 촉매 물질을 이용하는 본 발명의 하지층이 태양광 등을 흡수하거나 산란하는 특성을 갖고 있기 때문에, 발광 장치를 태양 아래에서 사용하는 경우에 발광 소자를 태양광으로부터 보호하는 광 보호막으로 작용한다.
광 촉매 물질은 광 촉매 기능을 가지는 물질을 가리키며, 자외선 영역에 속하는 빛(파장 400 nm 이하, 바람직하게는 380 nm 이하)이 조사되면 광 촉매 활성화된다.
예를 들면, 광 촉매 물질은 TiOx에 광조사 하기 전, 친유성은 있지만, 친수성은 없는바, 즉, 원수성 상태에 있다. 광 조사를 실시하면, 광 촉매 활성이 일어나고, 친유성에서 친수성으로 변한다. 광조사 시간에 따라, 친수성과 친유성을 모두 가질 수 있다.
더욱이, 광 촉매 물질에 천이 금속(Pd, Pt, Cr, Ni, V, Mn, Fe, Ce, Mo, W 등)을 도핑하면, 광 촉매 활성을 향상시키거나 가시광 영역(파장 400 nm 내지 800 nm)의 빛에 의해 광 촉매 활성을 일으킬 수가 있다. 빛의 파장은 광 촉매 물질에 의해 결정된다. 광 조사라는 것은 광 촉매 물질을 광 촉매 활성화시키는 파장의 빛을 조사하는 것을 의미한다.
충전재료를 밀봉 기판 측에 설치된 밀봉 패턴의 안쪽에 적하시키고, 다른 기판(광 촉매 물질이 표면에 형성된 기판)을 부착시켜, 좁은 기판 사이에 충전재료를 충전할 수가 있다.
본 발명의 또 다른 구성은 제1 기판 상에 광투광성인 제1 전극과, 상기 제1 전극에 접하는 유기 화합물을 포함하는 층과, 유기 화합물을 포함하는 층에 접하는 투광성인 제2 전극을 가지는 백색 발광소자를 복수개 구비하는 화소부를 구비하는 발광 장치에 관한 것이다. 상기 발광 장치는 제1 기판상에 설치된 인접하는 제1 전극 사이에 차광 물질로 구성된 격벽과, 상기 제2 기판에 마련된 적, 녹, 청의 착색층과, 상기 발광소자를 덮는 보호막과, 상기 보호막 상에 배치된 광 촉매 기능을 가지는 물질을 포함하는 하지층과, 상기 착색층과 전기광 촉매 기능을 가지는 물질을 포함하는 하지층 사이에 투명한 충전재료를 구비한다.
상기 구성에 따르면, 상기 백색 발광소자로부터의 상기 제1 전극을 통과하는 빛은 제1 기판을 통과한다. 상기 백색 발광소자로부터의 상기 제2 전극을 통과하는 빛은 제2 기판상에 설치된 착색층과 제2 기판을 통과한다.
전술한 기판에 따르면, 상기 차광 물질로 제조된 격벽은 상기 투명한 충전 재료를 사이에 개재하여 상기 착색층의 일부와 중첩 배치된다. 상기 차광 물질로 제조된 격벽으로 에워싸이는 발광 면적보다 전기 착색층의 면적이 크다. 백색 발광소자 및 TFT가 설치되어 있는 기판에는 블랙 매트릭스로 기능하는 격벽이 설치되어 있기 때문에, 좌우측 마진을 확보할 수 있다.
전술한 구성에서, 상기 발광 장치는 전극 또는 배선으로서 탄소 및 니켈을 포함하는 알루미늄 합금(Al(C+Ni))막을 이용한다. Al(C+Ni) 합금막은 통전 또는 열처리 전후에 ITO 또는 ITSO와의 접촉 저항값에 큰 변동이 없는 물질이다.
백색 발광소자의 발광층은 유기 화합물 또는 무기 화합물을 포함하는 전하 주입 수송 물질 및 발광 물질로 구성한다. 이것은 저분자량 유기 화합물, 중분자량 유기 화합물(승화성이 없이 분자수가 20 이하 또는 분자 연쇄의 길이가 10 μm 이하의 유기 화합물) 및 고분자량 유기 화합물로부터 선택된 일종 또는 복수종의 층을 포함한다. 이는 전자 주입 수송성 또는 정공 주입 수송성의 무기 화합물과 조합할 수도 있다.
백색 발광소자의 발광층은 단중항 여기 발광물질 이외에 금속 복합체를 포함하는 삼중항 기 물질을 이용할 수도 있다. 삼중항 여기 발광물질의 일례로서 금속 복합체를 불순물로서 이용한 것이 있으며, 제3 천이 계열 원소인 백금을 중심 금속으로 하는 금속 복합체, 이리듐을 중심 금속으로 하는 금속 복합체 등이 알려져 있다. 삼중항 여기 발광물질로서 이러한 화합물에 한정되지 않으며, 상기 구조를 갖는 한편 중심 금속에 주기율표의 8 내지 10족에 속하는 원소를 가지는 화합물을 이용하는 것도 가능하다.
발광색은 발광층을 형성하는 물질로 결정된다. 그러므로, 이 재료를 선택하여 소정의 발광을 나타내는 발광소자를 형성할 수가 있다. 발광층의 형성에 이용할 수 있는 고분자량 전계 발광물질로는 폴리파라페닐렌비닐렌계 물질, 폴리파라페닐렌계 물질, 폴리디오펜계 물질, 폴리플루오렌계 물질을 들 수 있다.
백색 발광을 얻기 위하여, 청색 발광층을 포함하는 2층 또는 3층의 발광층을 마련하여 백색 발광할 수 있는 발광소자를 형성할 수도 있다. 구체적으로, 홀 수송층 상에 NPB와 페닐 안트라센 유도체를 체적비가 1:3이 되도록 하고, 나프타센 유도체를 포함하도록 공증착된 혼합층 타입의 제1 발광층과 NPB와 페닐 안트라센 유도체를 체적비가 1:3이 되도록 하고, 스티르 아민 유도체를 포함하도록 공증착된 혼합층 타입의 제2 청색 발광층을 적층한 발광소자로 준비하여 백색 발광을 얻을 수 있다.
또 다른 백색 발광소자로서, 발광층으로서 아연의 옥사졸 복합체를 이용한 청색 발광층과 트리스(8-키노리노라토)알루미늄(약칭: Alq3)을 이용한 녹색 발광층과 Alq3로 적색의 형광 색소(P-660, DCM 1)를 도핑한 적색 발광층을 적층한 것을 이용할 수도 있다.
2층 발광을 이용한 백색 발광소자로서, Alq3으로 구마린6을 도핑한 녹색 발광층과 TPD에 르브렌을 도핑한 황색 발광층을 적층한 것을 이용할 수도 있다.
전술한 유기 화합물을 포함하는 층을 형성하는 물질은 일례일 뿐이다. 정공 주입 수송층, 정공 수송층, 전자 주입 수송층, 전자 수송층, 발광층, 전자 블록층, 정공 블록층 등을 적층하여 백색 발광소자를 형성할 수 있다. 또한, 이러한 혼합층 또는 혼합 접합을 형성할 수도 있다.
백색 발광소자에 한정되지 않으며, 백색 발광소자 대신, 제1 기판 상에 청색 발광소자로서 차광성을 가지는 격벽을 설치하고, 제2 기판에는 색변환층을 배치하 여 완전 칼라 표시를 실현할 수도 있다.
유기 화합물을 포함하는 층에서 각 화소를 칼라 코딩하여, 제1 기판 상에 적색 발광소자, 청색 발광소자, 녹색 발광소자를 각각 형성하는 것이 가능하다. 그 사이에 차광성을 가지는 격벽을 설치한다. 제2 기판에는 색순도를 높이기 위한 착색층을 배치한다. 예를 들면, 적색 발광성의 화소, 녹색 발광성의 화소 및 청색 발광성의 화소 중에서, 휘도 반감시 간격이 비교적 짧은 적색의 발광성의 화소를 3중항 여기 발광물질로 형성하고, 나머지를 단중항 여기 발광물질로 형성한다. 삼중항 여기 발광물질은 발광 효율이 좋기 때문에, 같은 휘도를 얻는데 소비 전력이 적다. 즉, 적색 화소에 적용 할 경우, 발광소자를 흐르는 전류량이 적어도 되므로, 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 저소비 전력화로서 적색 발광성의 화소와 녹색 발광성의 화소를 3중항 여기 발광물질로 형성하고, 청색 발광성의 화소를 단중항 여기 발광물질로 형성할 수도 있다. 인간의 시 감도가 높은 녹색의 발광소자도 3중항 여기 발광물질로 형성하면, 보다 저소비 전력화를 꾀할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시 형태를 도 1 내지 도 4를 이용하여 설명하기로 한다.
도 1은 액티브 매트릭스형 발광 장치의 일부 단면을 도시하는 단면도이다.
제1 기판(101) 상에는 3개의 TFT(103R, 103G, 103B)가 배치되어 있다. 이러한 TFT는 활성층으로서 채널 형성 영역(120)과 소스 영역 및 드레인 영역(121, 122); 게이트 절연막(105); 게이트 전극(123a, 123b)을 각각 갖는 p채널형 TFT이다. 게이트 전극은 2층으로 이루어지며, 테이퍼 형태의 하층(123a)과 상층(123b)으로 구성된다.
제2 기판(116)에는 적색용 R, G, B의 착색층(115R, 115G, 115B)이 설치되어 있다. 도 2c는 제2 기판에 설치된 착색층의 배치 평면도를 도시하는 일례이다. R, G, B의 착색층(115R, 115G, 115B)은 각각의 발광소자에 대향하여 배치되어, TFT에 접속되어 있는 백색 발광소자로부터 조사되는 백색광을 색채화한다.
도 2c는 스트립 착색층의 일예를 도시한다. 그러나, 상기 착색층은 매트릭스로 배열될 수도 있다. 화소는 델타 정렬 또는 모자이크 정렬로 배열될 수도 있다. R, G, B의 3 종류의 화소를 이용한 완전 칼라 디스플레이에 한정하지 않고, 3색 영상 데이터를 4색 영상 데이터로 변환하여 R, G, B, W(백색)의 4 종류의 화소를 이용한 완전 칼라 디스플레이를 채용할 수도 있다. 4종류의 화소를 이용하면, 휘도가 증가하고, 약동감이 있는 영상을 표시할 수 있다. 4 종류의 화소를 이용하는 경우, W의 화소에 대향하는 착색층을 배치하지 않은 것에 주목하여야 한다.
흑색 수지로 제조된 격벽(109)은 다른 착색층 사이의 경계와 중첩하는 블랙 매트릭스(BM)로서 작용한다. 따라서, 격벽(109)은 발광 영역을 둘러싸도록 격자 형상으로 하고 있다. 서로 이웃하는 착색층에 빈공간이 형성되면, 격벽(109)의 폭보다 넓게 되지 않게 한다.
도 2d는 제1 기판에 설치된 격벽의 평면도를 도시하는 일예이다. 흑색 격벽으로 에워싸인 영역이 발광 영역과 동일한 면적을 갖는다. 착색층은 발광 영역보다 면적을 크게하여, 시야각을 넓게한다. 유기 화합물층에서 발생된 모든 빛이 투명 전극으로부터 TFT로 취해지지 않는다. 예를 들면, 빛이 횡방향(기판면과 평행한 방향)으로도 발광된다. 그러나, 이렇게 횡방향으로 발광된 빛은 추출되지 않으며, 따라서 로스가 된다다. 또한, 이러한 미광(迷光)이 TFT의 활성층에 조사되기 때문에, TFT의 전기 특성에 영향을 주며, 따라서 열화의 원인이 된다. 그러므로, 본 발명은 흑색 수지로 제조된 격벽(109)이 발광소자로부터의 미광을 흡수 또는 차폐하는 구조를 갖는다.
백색 발광소자는 제1 전극(108a, 108b)과, 유기 화합물을 포함하는 층(110)과, 투명 도전물질로 제조된 제2 전극(111)을 구비한다. 도 1에서, 유기 화합물을 포함하는 층(110)이 전면에 걸쳐 설치되어 있지만, 백색 발광소자이므로 1매의 마스크를 사용하여 선택적으로 형성될 수도 있다.
제1 전극(108a, 108b) 및 제2 전극(111)은 일 함수를 고려하여 물질을 선택할 필요가 있다. 제1 전극 및 제2 전극은 화소 구조에 따라 양극 또는 음극이 될 수 있는 것에 주목하여야 한다. 구동용 TFT의 극성이 p채널형인 경우, 제1 전극이 양극, 제2 전극이 음극인 것이 바람직하다. 구동용 TFT의 극성이 N채널형인 경우, 제1 전극이 음극, 제2 전극이 양극인 것이 바람직하다.
일례로서, 제1 전극은 금속물질[Ag(은), Au(금), Cu(동), W(텅스텐), A1(알루미늄) 등]로 이루어진 하층(108a)과, 투명 도전물질[인디움 주석 산화물(ITO), 산화 규소를 포함하는 인디움 주석 산화물(ITSO), 산화 아연(ZnO), 산화 주석(SnO2) 등]로 이루어진 상층(108b)을 적층하여 형성된다. 반사성 층을 하층(108a)으로 사용하는 경우에, 조사된 빛이 제2 기판을 통과하는 상부 조사형 발광 장치가 얻어진다. 투광성 층을 하층(108a)으로 채용하는 사용하는 경우에, 조사된 빛이 제1 기 판 및 제2 기판을 통과하는 양면 조사형 발광 장치가 얻어진다. 상부 조사형을 사용하는 경우에, 하부 조사형에 비해, 유기 화합물을 포함하는 층으로부터 발광하는 빛이 통과하는 재료층을 적게 할 수 있으로, 굴절률이 다른 재료층 사이에서의 미광을 제어할 수가 있다.
하층(108a)으로서 Al(C+Ni) 합금막을 이용하고, 상층(108b)으로서 산화 규소를 포함하는 인디움 주석 산화물(ITSO)을 이용하는 것이 가장 바람직하다. 본 실시예에서, Al 중에 0.3 원자%의 C와 3 원자%의 Ni를 함유하고 있는 Al(C+Ni) 합금막을 이용한다. Al(C+Ni) 합금막은 통전 또는 열처리 전후에 ITO 또는 ITSO와의 접촉 저항값에 큰 변동이 없는 물질이다. ITSO는 통전 또는 열처리에 의해 결정화되기 어려우며 표면의 평탄성이 높은 물질이다.
유기 화합물을 포함하는 층(110)은 제1 전극(양극) 측으로부터 HIL (홀 주입층), HTL (홀 수송층), EML (발광층), ETL (전자 수송층), EIL (전자 주입층)을 순차적으로 적층되어 있다. 유기 화합물을 포함하는 층은 적층 구조 이외의 단층 구조 또는 혼합 구조를 구비할 수 있는 것에 주목하여야 한다
수분이나 탈가스에 의한 데미지로부터 발광소자를 보호하기 위하여, 제2 전극(111)을 덮는 보호막(112)을 배치하는 것이 바람직하다. 보호막(112)으로서는 PCVD법에 의한 조밀한 무기 절연막(SiN, SiNO막 등), 스퍼터링법에 의한 조밀한 무기 절연막(SiN, SiNO막 등), 탄소를 주성분으로 하는 박막(DLC막, CN막, 비정질 탄소막), 금속 산화물막(WO2, CaF2, Al2O3 등) 등을 이용하는 것이 바람직하다. 다이 아몬드 라이크 탄소막(DLC막이라고도 한다)은, 플라스마 CVD법 (대표적으로, RF 플라스마 CVD법, 마이크로파 CVD법, 전자 이온가속기 공명(ECR) CVD법, 핫 필라멘트 CVD법 등), 연소염법, 스퍼터링법, 이온빔 증착법, 레이저 증착법 등으로 형성할 수가 있다. 성막에 이용하는 반응 가스는 수소 가스와 탄화수소계 가스(예를 들면, CH4, C2H2, C6H6 등)을 이용한다. 그 가스는 글로우 방전에 의하여 이온화하여, 마이너스 자기 바이어스(self-bias)가 걸린 음극에 이온을 가속 충돌시켜 성막한다. CN막은 반응 가스로서 C2H4 가스와 N2 가스를 이용하여 형성할 수도 있. DLC막이나 CN막은 막 두께에 종속하지만, 가시광에 대하여 투명 또는 반투명 절연막인 것에 주목하여야 한다. 가시광에 대하여 투명하다는 것은 가시광의 투과율이 80 내지 100%인 것을 의미하며, 가시광에 대하여 반투명하다는 것은 가시광의 투과율이 50 내지 80%인 것을 의미한다.
보호막(112) 상에는 광 촉매 기능을 갖는 물질을 포함하는 하지층(113)이 배치된다. 광 촉매 기능을 가지는 물질로서는 스퍼터링법 또는 스플레이법에 의해 얻을 수 있는 산화티탄(TiOx), 티탄산 스트론튬(SrTiO3), 카드뮴 셀렌(CdSe), 탄탈산 칼륨(KTaO3), 황화카드뮴(CdS), 산화 지르코늄(ZrO2), 산화니오브(Nb2O5), 산화아연(ZnO), 산화철(Fe2O3), 산화텅스텐(WO3)이 있다. 하지층(113)은 투광성을 갖는 것이 바람직하다. 하지층(113)은 보호막으로 기능하는 것에 주목하여야 한다.
제1 기판(101)과 제2 기판(또는 대향 기판)(116) 사이에는 충전재료(114)가 충전되어 있다. 상기 충전재료와 제1 기판과 제2 기판을 밀봉하는 밀종 부재간의 밀착성 또는 보호층과 충전재료(114) 간의 밀착성을 향상시키기 위하여 광 촉매 기능을 가지는 물질을 포함하는 하지층(113)이 배치되어 있다. 기판을 상호 부착하기 전에, 광 촉매를 활성화시키는 파장의 빛을 하지층(113)에 조사한다. 제2 기판(116) 측에도 착색층을 덮는 오버코팅층으로서 광 촉매 기능을 가지는 물질을 포함하는 층을 배치할 수도 있다.
여기에서 제2 기판(116)의 제1 기판(101)에 가까운 면에 착색층을 마련한 예를 나타내고 있다. 그러나, 제2 기판(116)의 외측면에 착색층을 설치할 수도 있다. 그 경우에, 제2 기판(116)과 충전재료(114)가 상호 접촉하는 구조가 된다.
도 2a 및 도 2b는 상호 부착되기 전의 기판 각각의 사시도이다. 도 2에서는 하나의 기판으로 4매의 패널을 제조한다. 도 2a에 도시된 제1 기판(201)에는 BM(209) 및 백색 발광소자가 배치되어 있는 화소(202)를 마련하고 있다. 또한 제1 기판(201)에는 화소(202)를 가리도록 광 촉매 물질 형성 영역(203)이 마련되어 있다. 도 2d에는 BM(209)의 일부가 도시되어 있다. 도 2b에 도시된 제2 기판(216)에는 화소와 겹치는 착색층(204)을 둘러싸도록 밀봉부(205)가 설치되어 밀봉부(205)로 에워싸인 영역에 충전재료(206)를 액적 토출법으로 떨어뜨린다. 도 2c에는 착색층(204)의 일부가 도시되어 있는 것에 주목하여야 한다.
적층 장치에 의하여 광 촉매 물질 형성 영역(203)이 충전재료(206)와 밀봉부(205)와 접촉하도록, 기포가 발생하는 것을 방지하기 위하여 제l 기판과 제2 기판을 부착한다.
도 3a 및 도 3b는 적층 장치의 일례를 나타낸다. 상기 기판은 도 3a 및 도 3b에 도시된 적층 장치로 감압 분위기 하에서 부착할 수 있다.
도 3a 및 도 3b에서, 참조부호 40은 제1 기판 지지대, 41b는 진공 챔버의 상부, 41a는 진공 챔버의 하부, 42는 제2 기판 지지대, 48은 하부판을 지시한다. 도 3a에는 부착되기 전의 상태를 도시하고 있다.
부착 방법을 설명하기로 한다. 진공 챔버의 상부(41b)를 진공 챔버 하부(41a)와 접촉하도록 하강시킨 이후, 챔버의 내측 압력을 감압시킨다. 제1 기판 지지대(40)에 대향하는 제2 기판 지지대(42)를 하강시킨다. 그리고, 압력을 가해 제1 기판(35)과 제2 기판(31)을 부착하여, 그것을 가열하여 경화시킨다. 제2 기판 지지대(42) 및 하부판(48) 각각에는 가열 히터가 내장되어, 밀봉부재(32)와 충전재료(33)를 경화시킨다. 기판이 부착된 이후의 상태를 도 3b에 나타낸다. 게다가, 밀봉 부재를 감압 분위기 하에서 인출할 수도 있다.
액적 토출 장치의 예가 도 4에 도시되어 있다. 도 4에서, 참조부호 300은 제2 기판, 304는 촬상 유닛, 307은 스테이지, 311은 마커, 303은 하나의 화소를 둘러싸는 밀봉부 지시한다. 하나의 화소의 폭과 같은 폭의 헤드(305a, 305b)를 스테이지를 이동시켜 주사, 예를 들면 지그재그 또는 왕복시켜 적절히 충전재료를 적하시킨다. 헤드의 폭이 기판의 폭과 동일할 수도 있다. 그러나, 헤드의 폭이 도 4에 도시된 바와 같이 패널 사이트와 동일하면 조작하기 쉽다. 또한, 처리량 향상을 위하여 스테이지를 이동시키는 상태에서 충전재료를 토출하는 것이 바람직하다.
부착된 기판을 소망하는 사이즈로 절단할 수도 있다.
PCVD법에 의한 무기 절연막(SiN막, SiNO막 등)의 단일층 또는 적층을 제1 기판(101) 상에 형성되는 하저 절연막으로 이용된다. PCVD법에 의한 무기 절연막(SiN막, SiNO막 등)을 이용하여 층간 절연막(106)을 형성한다.
충간 절연막9106) 위에 배치되는 고내열성 평탄화막(107)은 유체를 이용하는 도포법에 의한 평탄한 층간 절연막이다. 유체를 이용하는 도포법에 의한 평탄한 층간 절연막이라는 것은 액상의 조성물을 도포하여 형성된 것이다. 유체를 이용하는 도포법에 의한 평탄한 층간 절연막으로서, 아크릴, 폴리리이미드 등의 유기 수지, 유기 용매 중에 용해된 절연막 물질을 도포한 후 열처리에 의해 형된 막인 도포 규소 산화막(Spin on Glass, 또는 SOG라고도 한다), 실록산 폴리머 등의 소성(baking)에 의해 실록산 결합을 형성하는 물질 등을 들 수 있다. 고내열성 평탄화막(107)은 유체를 이용하는 도포법에 한정되지 않고, 기상 성장법이나 스퍼터링법에 의해 형성된 산화 규소막 등의 무기 절연막도 이용할 수가 있다. 또한, 보호막으로서 질화 규소막을 PCVD법이나 스퍼터링법으로 형성한 후, 유체를 이용하는 도포법에 의한 평탄한 절연막을 적층할 수도 있다.
백색 발광소자에 있어서, 제1 전극이 평탄하게 하는 것이 중요하다. 고내열성 평탄화막(107)이 평탄하지 않은 경우, 고내열성 평탄화막(107)의 표면 요철의 영향에 의해 제1 전극도 평탄하게 되지 않을 가능성이 있다. 따라서, 고내열성 평탄화막(107)의 평탄성은 중요하다.
TFT의 드레인 배선 또는 소스 배선(124a, 124b, 124c)은 3층 구조를 갖는다. 여기에서, Ti막과 Al(C+Ni) 합금막과 Ti막의 적층막을 이용한다. TFT의 드레인 배선 또는 소스 배선은 층간 절연막의 커버리지를 고려하여 테이퍼 형상으로 형성되는 것이 바람직하다.
여기에서 탑 게이트형 TFT를 예로서 설명하였. 그러나, TFT 구조에 관계없이 본 발명을 적용하는 것이 가능하며, 바텀 게이트형(역스태거형) TFT나 순차적 스태거형 TFT에 적용할 수도 있다.
이상의 구성으로 이루어진 본 발명을 하기의 실시예를 참조하여 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
실시예 1
본 실시예는 도 5a 참조하여 탑 조사형 발광 장치의 제조예를 나타낸다.
우선, 제1 기판(401) 상에 하지 절연막을 형성한다. 제1 기판(401)은 평탄성 및 내열성을 가지고 있는 기판이면 특히 한정되지 않는다. 하지 절연막으로서는 산화 실리콘막, 질화 실리콘막 또는 산화 질화 실리콘막 등의 절연막으로 제조된 하지막을 형성한다.
그 다음, 하지 절연막상에 반도체층을 형성한다. 반도체층은 비정질 구조를 가지는 반도체막을 공지의 수단(스퍼터링법, LPCVD법 또는 플라스마 CVD법 등)에 의해 성막한다. 그 후, 공지의 결정화 처리(레이져 결정화법, 열결정화법 또는 니켈 등의 촉매를 이용한 열결정화법 등)를 수행하여, 결정질 반도체막을 제1 포토마스크를 이용하여 소정 형상으로 패터닝하여 형성한다. 이 반도체층의 두께는 25 내지 80 nm (바람직하게, 30 내지 70 nm)의 두께로 형성한다. 결정질 반도체막의 재료에 한정은 없지만, 바람직하게는 실리콘 또는 실리콘 게르마늄(SiGe) 합금 등 을 사용할 수도 있다.
또한, 비정질 구조를 가지는 반도체막의 결정화 처리로서 연속파 레이저를 이용할 수도 있다. 비정질 반도체막의 결정화 시에, 큰 입경 결정을 얻기 위하여, 연속파가 가능한 고체 레이저를 이용하여 기본파의 제2 고조파 내지 제4 고조파를 적용하는 것이 바람직하다. 대표적으로, Nd:YVO4 레이저(기본파 1064)의 제2 고조파(532 nm)나 제3 고조파(355 nm)를 적용하는 것이 바람직하다. 연속 발진의 레이저를 이용하는 경우에, 출력 10 W의 연속파 YVO4 레이저로부터 출사된 레이저광을 비선형 광학 소자에 의해 고조파로 변환한다. 또, 공진기안에 YVO4 결정과 비선형 광학 소자를 넣어, 고조파를 사출하는 방법도 있다. 광학계에 의해 조사면에서 구형 모양 또는 타원형의 레이저 광으로 성형하여 피처리체에 조사하는 것이 바람직하다. 이 때, 에너지 밀도는 약 0.01 내지 100 MW/cm2 (바람직하게는, 0.1 내지 10 MW/cm2)가 필요하다. 그리고, 약 10 내지 2000 cm/s 의 속도로 레이저광에 대하여 상대적으로 반도체막을 이동시킨다.
레지스트 마스크를 제거한 후, 반도체층을 피복하는 게이트 절연막을 형성한다. 게이트 절연막은 플라스마 CVD법 또는 스퍼터링법 또는 열산화법을 이용하여 두께 1 내지 200 nm로 형성된다.
게이트 절연막 상에 막 두께 100 내지 600 nm의 도전막을 형성한다. 여기에서, 스퍼터링법을 이용하여 TaN막과 W막의 적층으로 구성된 도전막을 형성한다. 여기에서 도전막을 TaN막과 W막의 적층이라고 했지만, 특히 한정되지 않고, Ta, W, Ti, Mo, Al, Cu로부터 선택된 원소 또는 상기 원소를 주성분으로 하는 합금 재료 또는 화합물 재료의 단층 또는 이러한 적층으로 형성하는 것도 가능하다. 또한, 인 등의 불순물 원소를 도핑한 다결정 실리콘막으로 대표되는 반도체막을 이용할 수도 있다.
제2 포토마스크를 이용하여 레지스트 마스크를 형성하고, 건식 에칭법 또는 습식 에칭법을 이용하여 에칭을 수행한다. 이러한 에칭 공정에 의해 도전막이 에칭되고, TFT(404)의 게이트 전극을 형성한다.
레지스트 마스크를 제거한 후, 제3 포토마스크를 이용하여 레지스트 마스크를 새롭게 형성한다. 여기에서 도시하지 않는 n채널형 TFT를 형성하기 위하여, 반도체에 n형을 부여하는 불순물 원소(대표적으로, 인 또는 As)를 저농도로 도핑하기 위한 제1 도핑 공정을 수행한다. 레지스트 마스크는 p채널형 TFT가 되는 영역과 도전층의 근방을 차폐한다. 이러한 제1 도핑 공정에 의해 절연막을 통해 도핑을 실시하여, n 형의 저농도 불순물 영역을 형성한다. 하나의 발광소자는 복수의 TFT를 이용하여 구동되지만, p채널형 TFT만으로 구동시키는 경우에, 상기 도핑 공정은 특히 불필요하다.
그 다음, 레지스트 마스크를 제거한 후, 제4 포토마스크를 이용해 레지스트 마스크를 새롭게 형성한다. 반도체에 p형을 부여하는 불순물 원소(대표적으로, 붕소)를 고농도로 도핑하기 위한 제2 도핑 공정을 실시한다. 상기 제2 도핑 공정에 의해 게이트 절연막을 통해 도핑을 실시한 이후, p형의 고농도 불순물 영역을 형성 한다.
그 다음, 제5 포토마스크를 이용하여 레지스트 마스크를 새롭게 형성한다. 여기에서, 도시하지 않는 n채널형 TFT를 형성하기 위하여, 반도체에 n형을 부여하는 불순물 원소(대표적으로, 인 또는 As)를 고농도로 도핑하기 위한 제3 도핑 공정을 실시한다. 레지스트 마스크는 p채널형 TFT가 되는 영역과 도전층의 근방을 차폐한다. 이러한 제3 도핑 공정에 의해 게이트 절연막을 통해 도핑을 실시하여, n형 고농도 불순물 영역을 형성한다.
이 후, 레지스트 마스크를 제거하고, 수소를 포함하는 절연막을 성막한다. 이 후, 반도체층에 첨가된 불순물 원소의 활성화 및 수소화를 행한다. 수소를 포함하는 절연막은 PCVD법에 의해 얻을 수 있는 질화 산화 규소막(SiNO막)을 이용한다.
층간 절연막의 제2 층이 되는 평탄화막(410)을 형성한다. 평탄화막(410)으로서 무기 재료(산화 실리콘, 질화 실리콘, 산화 질화 실리콘 등), 감광성 또는 비감광성의 유기 재료(폴리이미드, 아크릴, 폴리아미드, 폴리이미드 아미드, 레지스트 또는 벤조시크로부텐) 또는 이러한 적층 등을 이용할 수 있다. 평탄화막으로 이용하는 다른 막으로서는, 도포법에 의해 얻을 수 있는 알킬기를 포함하는 SiOX막으로 이루어지는 절연막, 예를 들면 실리카 유리, 알킬 실록산 폴리머, 알킬 실세스퀴옥산 폴리머, 수소화 실세스퀴옥산 폴리머, 수소화 알킬 실세스퀴옥산 폴리머 등을 이용하여 형성된 절연막을 이용할 수가 있다. 실록산계 폴리머의 일례로서 도레이 회사 제품인 도포 절연막 재료 PSB-K1, PSB-K31 또는 캐탈리스츠 앤드 케미칼즈 회사 제품인 촉매 화성제 도포 절연막 재료 ZRS-5PH가 있다.
그 다음, 제6 마스크를 이용하여 층간 절연막에 콘택트 홀을 형성한다. 그 다음, 제6 마스크를 제거하고, 도전막[TiN막, Al(C+Ni) 합금막 및 TiN막의 순차적인 적층)을 형성한 후, 제7 마스크를 이용하여 에칭을 실시하고, 배선(TFT의 소스 배선 및 드레인 배선이나, 전류 공급 배선 등)을 형성한다.
그 다음, 제7 마스크를 제거한 이후, 제3 층인 층간 절연막(411)을 형성한다. 제3 층간 절연막(411)으로서 도포법에 의해 얻을 수 있는 흑색 안료를 분산시켜 준비되는 감광성 또는 비감광성의 유기 재료를 이용한다. 본 실시예에서, 콘트라스트 향상, 미광의 흡수를 위하여 차광성을 가지는 층간 절연막을 이용하고 있다. 게다가, 제3 층간 절연막을 보호하기 위하여), 제4 층간 절연막으로서 PCVD법에 의해 얻을 수 있는 질화 산화 규소막(SiNO막)을 적층할 수도 있다. 제4 층간 절연막을 마련할 경우, 후속 공정으로 제1 전극을 패터닝 한 후, 제l 전극을 마스크로서 선택적으로 제거하는 것이 바람직하다.
제8 마스크를 이용하여 층간 절연막에 콘택트 홀을 형성한다.
반사도전막과 투명도전막을 성막한다. 제9 마스크를 이용하여 패터닝을 실시하여 반사 전극(412)과 투명 전극(413)의 적층을 얻는다. 반사 전극(412)으로서 Ag, Al 또는 Al(C+Ni) 합금막을 이용한다. 투명 전극(413)으로서 인디움 주석 산화물(ITO)를 사용한다. 또 다른 예로서, Si를 포함하는 인디움 주석 산화물(ITSO) 또는 산화 인디움에 2 내지 20%의 산화 아연(ZnO)을 혼합한 IZO (indium zinc oxide)와 같은 투명 전도성 물질이 있다.
제10 마스크를 이용하여 반사 전극(412) 및 투명 전극(413)의 단부를 차폐하기 위하여 격벽으로서 블랙 매트릭스가 되는 차광성을 가지는 절연물(419)을 형성한다. 차광성을 가지는 절연물로서, 흑색 안료를 분산시켜 제조되는 감광성 또는 비감광성의 유기 재료(폴리이미드, 아크릴, 폴리아미드, 폴리이미드 아미드, 레지스터 또는 벤조시크로브텐) 또는 SOG막(예를 들면, 알킬기를 포함하는 SiOx막)을 막 두께 0.8 μm 내지 1 μm의 범위로 이용한다. 예를 들면, 후지 필름 오린 회사 제품 COLOR MOSAIC CK(상품명)와 같은 물질을 이용한다. 게다가, 본 실시예에서, 층간 절연막(411)도 차광성을 가지는 절연물로 마련하는 것에 따라, 절연물(419)의 두께를 얇게 하거나 차광성이 낮은 물질을 이용할 수 있다.
유기 화합물을 포함하는 층(414)을 증착법 또는 유체를 이용하는 도포법을 이용하여 형성한다. 백색 발광을 얻기 위하여 여러가지 방법이 있다. 본 실시예에서, 유체를 이용한 도포법에 의해 형성 가능한 고분자 물질로 제조되는 발광층을 이용하는 경우에 대해서 설명한다. 이 경우, 발광층이 되는 고분자 물질에의 색소 도핑은 용액 조정으로 할 수가 있어 복수의 색소를 도핑하는 공증착을 실시하는 증착법에 비해 지극히 용이하게 얻을 수 있다. 구체적으로는, 양극 상에 정공 주입층으로서 작용하는 폴리(에틸렌디옥시 티오펜)/폴리(스틸렌설폰산) 수용액(PEDOT/PSS)을 전면에 도포, 고온에서 베이킹한 이후에, 발광층으로서 작용하는 발광 중심 색소(1,1,4,4-테트라페닐-1,3-부타디엔(TPB),4-디시아노메틸렌-2-카비닐- 6-(p-디메틸아미노-스티릴)-4H-피란(DCM 1), 나일 레드(Nile red), 쿠마린6 등)로 도핑한 폴리비닐카바졸(PVK) 용액을 전면에 도포 및 고온에서 베이킹한다. PEDOT/PSS는 용매로서 물을 이용하고, 유기 용제에는 녹지 않는 것임에 주목하여야 한다. 따라서, PEDOT/PSS는 PVK를 도포하는 경우에도 용해되지 않는다. 또한, PEDOT/PSS와 PVK는 용매가 다르기 때문에 상이한 성막실을 사용하는 것이 바람직하다.
본 실시예에서는 고분자 물질로 제조된 유기 화합물막을 적층으로 한 예를 나타냈다. 그러나, 유기 화합물층을 포함하는 단층을 사용할 수도 있다. 예를 들면, 홀 수송성의 폴리비닐카바졸( PVK)에 전자 수송성의 1,3,4 옥사디아졸 유도체(PBD)를 분산시킬 수도 있다. 또한, 30 wt%의 PBD를 전자 수송제로서 분산시키고, 4 종류의 색소(TPB, 쿠마린6, DCM1, 나일 레드)를 적당양 분산시키는 것으로 백색 발광을 얻을 수 있다. 적색 발광하는 유기 화합물막, 녹색 발광하는 유기 화합물막 또는 청색 발광하는 유기 화합물막을 적절히 선택하고, 상호 혼합시켜, 전체로서 백색 발광을 얻는 것도 가능하다.
발광소자의 신뢰성을 향상시키기 위하여, 유기 화합물을 포함하는 층(414)의 형성 이전에 진공 가열을 실시하여 탈기시키는 것이 바람직하다. 예를 들면, 유기 화합물 물질을 증착하기 전에, 기판에 포함되는 가스를 제거하기 위해서 감압 분위기나 불활성 분위기로 200℃ 내지 300℃의 가열 처리를 하는 것이 바람직하다.
유기 화합물을 포함하는 층(414) 위에 투명 전극(415), 즉, 유기 발광소자의 음극을 막 두께 10 nm 내지 800 nm의 범위로 형성한다. 투명 전극(415)으로서 인 디움 주석 산화물(ITO) 이외에, 예를 들면, Si 원소를 포함하는 인디움 주석 산화물(ITSO)이나 산화 인디움에 2 내지 20%의 산화 아연(ZnO)을 혼합한 IZO를 이용할 수가 있다.
이상과 같이 하여 백색 발광소자가 제조된다. 백색 발광소자를 구성하는 양극, 유기 화합물을 포함하는 층 및 음극의 각 물질을 절절히 선택하여, 각 막 두께를 조정한다. 양극과 음극으로 동일한 물질을 이용하며, 동일한 정도의 막 두께, 바람직하게는 100 nm 정도의 얇은 막 두께로 제조하는 것이 바람직하다.
발광소자를 차폐하여 수분의 침입을 막는 투명 보호층(416)을 형성한다. 투명 보호층(416)으로서 스퍼터링법 또는 CVD법에 의해 얻을 수 있는 질화 규소막, 산화 규소막, 산화 질화 규소막[SiNO막 (조성비 N>0) 또는 SiON막 (조성비 N<0)], 탄소를 주성분으로 하는 박막(예를 들면, DLC막, CN막) 등을 이용할 수가 있다.
습윤성을 향상시키기 위하여 광 촉매 물질을 포함하는 하지층(405)을 형성한다. 광 촉매 물질로서 스퍼터링법에 의해 소정의 결정 구조를 가지는 TiO2 결정을 형성한다. 타겟으로는 금속 티탄 튜브를 이용하고, 아르곤 가스와 산소를 이용하여 스퍼터링을 실시한다. 게다가, He 가스를 도입할 수도 있다. 광 촉매 활성이 높은 TiO2를 형성하기 위해서, 산소를 많이 포함하는 분위기로 하고, 형성 압력을 증가시킨다. 또한, 성막실 또는 처리물이 설치된 기판을 가열하면서 TiO2를 형성하는 것이 바람직하다. 이와 같이 형성되는 TiO2는 매우 박막(1μm 정도)이라 하더라도 광 촉매 기능을 가진다. 그 후, 선택적으로 광조사를 실시하여 조사 영역을 형 성하기 때문에, 광학계를 이용하여 빛을 집광시킨다. 조사 영역에 있어서의 TiO2는 친수성을 나타낸다. TiO2는 광조사 시간에 따라 친수성과 친유성을 모두 가질 수도 있다.
기판 간격을 확보하기 위하여 갭 부재[충전재(파이버 로드), 미립자(구형 실리카 원자 등) 등]를 함유하는 밀봉재를 이용하여 착색층(402G, 402R)이 설치된 제2 기판(403)과 기판(401)을 부착한다. 한 벌의 기판 사에는 충전재료(417), 대표적으로 자외선 경화 또는 열경화성 에폭시 수지를 충전한다. 제2 기판(403)은 광투과성을 가지는 유리 기판, 석영 기판 또는 플라스틱 기판을 이용할 수도 있다. 투명한 충전재료(굴절률 약 1.50)를 한 벌의 기판 사이에 충전하면, 한 벌의 기판 사이의 공간(불활성 기체)의 경우와 비교하여 전체 투과율을 향상시킬 수가 있다.
본 실시예의 발광소자는 투명 전극(415), 투명 보호층(416), 광 촉매 물질을 포함하는 하지층(405) 및 충전재료(417)가 투광성 물질로 형성되어, 도 5a에서 윤곽 화살표로 표시된 바와 같이 상부면으로부터 채광할 수가 있다.
또, 본 실시예는 실시 형태와 자유롭게 조합할 수가 있다.
실시예 2
본 실시예에서 도 5b를 참조하여 양면 조사형 발광 장치의 제조예를 나타낸다.
우선, 투광성을 가지는 제1 기판(501) 상에 하지 절연막을 형성한다. 제1 기판(501)은 투광성을 가지는 기판이면 특히 한정되지 않는다. 하지 절연막으로서 산화 실리콘막, 질화 실리콘막 또는 산화 질화 실리콘막 등의 절연막으로 제조된 하지막을 형성한다.
실시예 1과 같이 하지 절연막 상에 반도체층을 형성한다. 실시예 1과 같이 반도체층을 차폐하는 게이트 절연막, 게이트 절연막상에 게이트 전극을 형성한다.
실시예 1과 같이 적절히 도핑하여 n형 저농도 불순물 영역, p 형 고농도 불순물 영역, n형 고농도 불순물 영역 등을 형성한다. 그 다음, 레지스트 마스크를 제거하고, 수소를 포함하는 절연막(투광성을 가지는 층간 절연막)을 성막한 이후, 반도체층에 첨가된 불순물 원소의 활성화 및 수소화를 실시한다.
그 다음, 층간 절연막의 제2 층이 되는 투광성을 가지는 평탄화막(510)을 형성한다. 투광성을 가지는 평탄화막(510)으로서 무기 재료(산화 실리콘, 질화 실리콘, 산화 질화 실리콘 등), 감광성 또는 비감광성의 유기 재료(폴리이미드, 아크릴, 폴리아미드, 폴리이미드 아미드, 레지스트 또는 벤조시클로부텐) 또는 이러한 적층 등을 이용한다.
실시예 1과 같이 층간 절연막에 콘택트 홀을 형성한 이후, 도전막[TiN막/Al(C+Ni) 합금막, TiN막)을 형성하고, 에칭을 선택적으로 실시하여, 배선(TFT의 소스 배선 및 드레인 배선, 전류 공급 배선 등)을 형성한다.
제3 층간 절연막(511)을 형성한다. 제3 층간 절연막(511)으로서 유체를 이용하는 도포법에 의해 얻을 수 있는 알킬기를 포함하는 SiOx막으로 제조되는 절연막을 이용한다. 게다가, 제3 층간 절연막을 보호하기 위하여 제4 층간 절연막으로서 PCVD법에 의해 얻을 수 있는 질화 산화 규소막(SiNO막)을 적층할 수도 있다. 제4 층간 절연막을 마련할 경우, 후속 공정으로 제1 전극을 패터닝 한 이후, 제1 전극을 마스크로 선택적으로 제거하는 것이 바람직하다.
그 다음, 층간 절연막에 콘택트 홀을 형성한다.
투명도전막을 성막하고, 패터닝을 실시하여 투명 전극(513)을 얻는다. 투명 전극(513)으로서 인디움 주석 산화물(ITO) 이외에, 예를 들면, Si 원소를 포함하는 인디움 주석 산화물(ITSO)이나 산화 인디움에 2 내지 2O%의 산화 아연(ZnO)을 혼합한 IZO 등의 일 함수가 높은 투명 도전물질을 이용한다.
마스크를 이용하여 투명 전극(513)의 단부를 차폐하고 블랙 매트릭스가 되는 차광성을 가지는 절연물(519)을 형성한다. 차광성을 가지는 절연물로서 흑색 안료를 분산시켜 제조된 감광성 또는 비감광성의 유기 재료(폴리이미드, 아크릴, 폴리아미드, 폴리이미드 아미드, 레지스트 또는 벤조시크로부텐) 또는 SOG막(예를 들면, 알킬기를 포함하는 SiOx막)을 막 두께 0.8 μm 내지 1 μm의 범위로 이용한다.
실시예 1과 같이 유기 화합물을 포함하는 층(514)을 증착법 또는 유체를 이용하는 도포법으로 형성한다.
유기 화합물을 포함하는 층(514) 위에 투명 전극(515), 즉 유기 발광소자의 음극을 막 두께 10 nm 내지 800 nm의 범위로 형성한다. 투명 전극(515)으로서 인디움 주석 산화물(ITO) 이외에, 예를 들면, Si 원소를 포함하는 인디움 주석 산화물(ITSO)이나 산화 인디움에 2 내지 20%의 산화 아연(ZnO)을 혼합한 IZO를 이용할 수가 있다.
이상과 같이 하여 백색 발광소자가 제조된다.
실시예 1과 같이, 발광소자를 차폐하여, 수분의 침입을 막는 투명 보호층(516)을 형성한다. 투명 보호층(516)으로서 스퍼터링법 또는 CVD법에 의해 얻을 수 있는 질화 규소막, 산화 규소막, 산화 질화 규소막[SiNO막(조성비 N>0) 또는 SiON막(조성비 N<0)], 탄소를 주성분으로 하는 박막(예를 들면 DLC막, CN막) 등을 이용할 수가 있다.
실시예 1과 같이, 습윤성을 향상시키기 위하여 광 촉매 물질을 포함하는 하지층(505)을 형성한다.
기판 간격을 확보하기 위하여 갭 부재[충전재료(파이버 로드), 미립자(구형 실리카 원자 등) 등]를 함유하는 밀봉 부재를 이용하여 착색층(502G, 502R)이 설치된 제2 기판(503)과 기판(501)을 부착한다 한 벌의 기판 사이의 공간에는 충전재료(517), 대표적으로 자외선 경화 또는 열경화성 에폭시 수지를 충전한다. 제2 기판(503)은 광투과성을 가지는 유리 기판, 석영 기판 또는 플라스틱 기판을 이용할 수도 있다.
본 실시예의 발광소자는 투명 전극(515), 충전재료(517)이 투광성 물질로 형성되어 도 5b의 윤곽 화살표로 도시된 바와 같이 상부면측 및 하부면측 양쪽 모두로부터 채광할 수가 있다.
마지막으로, 광학 필름(편광판 또는 원형 편광판)(506, 507)을 마련하여 콘트라스트를 향상 시킨다.
예를 들면, 기판(501) 상에 광학 필름[기판(501) 측으로부터 λ/4 플래이트 및 편광판을 배치](507)을 마련한다. 제2 기판(503) 상에 광학 필름[기판(503) 측으로부터 λ/4 플래이트와 편광판을 배치](506)을 마련한다.
또, 다른 예로서. 기판(501) 상에 광학 필름[기판(501) 측으로부터 λ/4 플래이트, λ/2 플래이트 및 편광판을 배치](507)을 마련한다. 제2 기판(503) 상에 광학 필름[기판(503) 측으로부터 λ/4 플래이트, λ/2 플래이트 및 편광판을 배치](506)을 마련한다.
본 발명에서, 양면 조사형 표시 장치의 구조에 따라, 편광판, 원형 편광판 또는 그 조합체를 배치할 수가 있다. 그 결과, 깨끗한 흑색 표시를 수행하며, 콘트라스트가 향상한다. 게다가, 원형 편광판은 반사광을 방지할 수가 있다.
또한, 본 실시예는 실시 형태 또는 실시예 1과 자유롭게 조합될 수가 있다.
실시예 3
본 실시예에서 도 6을 참조하여 바텀 게이트형(역스태거형이라고도 한다)의 TFT를 이용한 발광 장치의 제조예를 나타낸다.
우선, 기판(601) 상에 하지 절연막(602)를 형성한다. 하지 절연막(602)으로서 산화 실리콘막, 질화 실리콘막 또는 산화 질화 실리콘막(SiOxNy) 등의 절연막을 이용하는 것이 바람직하다. 기판(601)은 무알칼리 유리 기판 이외에 본 제조 공정의 처리 온도에 견딜 수 있는 내열성을 가지는 플라스틱 기판 등을 이용할 수가 있다.
하지 절연막(602) 상에 막 두께 100 내지 600 nm의 도전막을 형성한다. 도전막으로서는, 탄탈(Ta), 티탄(Ti), 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W), 크롬(Cr), 실리콘(Si), 스칸듐(Sc), Nd, Al, Cu로부터 선택된 원소 또는 상기 원소를 조합한 합금막(대표적으로, Mo-W 합금, Mo-Ta 합금)을 이용할 수가 있다.
포토마스크를 이용하여 레지스트 마스크를 형성하고, 건식 에칭법 또는 습식 엣칭법을 이용하여 에칭을 실시한다. 이 에칭 공정에 의해, 도전막을 에칭하여 도전층(623)을 얻는다. 도전층(623)은 TFT(603R, 603G, 603B)의 게이트 전극으로 작용하는 것에 주목하여야 한다. 후속 공정으로 얇은 반도체막을 형성하기 위하여, 커버리지 불량이 생기지 않도록 도전층의 단면 형상은 테이퍼형으로 에칭되는 것이 바람직하다
레지스트 마스크를 제거한 이후, 도전층을 덮는 절연막(605)을 형성한다. 절연막(605)은 플라즈마 CVD법 또는 스퍼터링법을 이용하여 얻을 수 있는 산화 실리콘막, 질화 실리콘막 또는 산화 질화 실리콘막(SiOxNy) 등의 절연막 단층 또는 적층막을 이용하여 두께 50 내지 200 nm로 제조된다. 예를 들면, 하층을 질화 실리콘막으로 그리고 상층을 산화 실리콘막으로 하는 적층 구조를 채용할 수도 있다. 절연막(605)은 TFT의 게이트 절연막이 되는 것에 주목하여야 한다. 게다가, 게이트 절연막은 상기 물질에 한정되지 않고, 산화 탄탈막 등의 절연막을 이용할 수도 있다. 그러나, 절연막(605)의 성막 온도로 도전층(623)이 데미지를 받지 않게 한다.
절연막(605)상에 50 내지 200 nm (바람직하게는 100 내지 150 nm)의 두께로 비정질 구조를 포함하는 반도체막 또는 결정 구조를 포함하는 반도체막을 플라즈마 CVD법을 이용하여 전면에 형성한다. 본 실시예에서, SiH4 가스와 F2 가스를 원료 가스로 이용하여 준비정질 실리콘막을 성막한다. 또한, SiH4와 F2의 혼합 기체를 이용한 PCVD법에 의해 얻을 수 있는 준비정질 실리콘막에 레이저광을 조사하여 한층 더 결정성을 향상시킬 수도 있.
다른 준비정질 반도체막의 성막 방법으로서, SiH4를 H2로 3배 내지 1000배로 희석한 혼합 기체, Si2H6 가스 및 F2 가스의 유량비를 20 내지 40 : 0.9 (Si2H6 : GeF4)로 희석한 혼합 기체, 또는 Si2H6와 F2의 혼합 기체, 또는 SiH4와 SiF4의 혼합 기체를 이용한 PCVD법에 의해 얻을 수 있는 준비정질 실리콘막을 이용할 수가 있다. 준비정질 실리콘막은 하지막과의 계면에서 보다 많은 결정성을 갖게할 수 있는 것에 주목하여야 한다.
준비정질 반도체막은 적어도 막 중의 일부의 영역에서 0.5 내지 20 nm의 결정 입자를 갖는다. 매미 비정질 반도체막에 대해서는, 라먼(Raman) 스펙트럼이 단결정에 특유의 520 cm-1 보다 낮은 주파수 측으로 이동하고 있다. 준비정질 반도체막은 X선회절에서는 Si 결정 격자로부터 유도되는 (111) 또는 (220)의 회절 피크가 관측된다. 비정질 반도체막은 실리콘 가스의 글로우 방전 분해(당링 결합)의 중화제로서 수소 또는 할로겐을 적어도 1 원자% 또는 그 이상 포함한다. 준비정질 반 도체막의 제조 방법으로서는 규소 기체를 글로우 방전 분해(플라즈마 CVD)하여 형성한다. 압력은 약 0.1 Pa 내지 133 Pa의 범위이며, 전원 주파수는 1 MHz 내지 120 MHz, 바람직하게는 13 MHz 내지 60 MHz이다. 기판 가열 온도는 300℃ 이하, 바람직하게는 100 내지 250℃일 수 있다.
획득된 준비정질 실리콘막 중에 포함되는 C, N, O 각각의 농도는 3×1021/cm3 이하, 바람직하게는 3×1020/cm3 이하이다. 획득된 준비정질 실리콘막 중에 포함되는 수소 농도는 1×1021/cm3으로서, 비정질 실리콘막과 동일하다.
결정 구조를 포함하는 반도체막의 전체 표면 상에 절연막을 형성한 후, 패터닝을 실시하여채널 보호막(606)을 형성한다. 통상의 포토리쏘그래피 기술을 이용하여 패터닝을 실시할 수도 있으며, 도전층을 마스크로 하는 이면 노광법을 이용하여 자기 정합적으로 레지스트 마스크를 형성하여 패터닝 처리할 수도 있다. 채널 보호막(606)으로서 계면의 청정성을 확보하고 유기물이나 금속물, 수증기 등의 불순물로 반도체층이 오염되는 것을 방지하는 효과를 얻기 위하여 조밀한 막으로 형성하는 것이 바람직하다.
반도체층을 패터닝하기 위하여 포토마스크 이용하여 레지스트 마스크를 형성한다. 그 다음, 에칭을 실시하여 TFT의 활성층이 되는 반도체층(620)을 형성한다.
레지스트 마스크를 제거한 이후, 1도전형(n형 또는 p형)의 불순물 원소를 함유하는 비정질 반도체막을 20 내지 80 nm의 두께로 형성한다. 하나의 도전형(n형 또는 p형)을 부여하는 불순물 원소를 포함하는 비정질 반도체막은 플라즈마 CVD법 이나 스퍼터링법 등의 공지의 방법으로 전면에 형성한다. 도전형(n형 또는 p형)을 부여하는 불순물 원소를 포함하는 비정질 반도체막에 대신, 하나의 도전형(n형 또는 p형)을 부여하는 불순물 원소를 포함하는 준비정질 반도체막을 사용할 수도 있다. 본 실시예에서, 비정질 반도체막으로서 n형을 부여하는 불순물 원소(인)를 포함하는 비정질 반도체막을 이용할 수도 있으며, 이것은 또한 n+층(오믹 접촉층)이라고도 부른다. 본 실시예에서는 CVD법에 의해 SiH4 가스, 수소 가스, PH3(0.2% 희석) 가스를 원료 가스를 사용하여 하나의 도전형(n형 도는 p형)을 부여하는 불순물 원소를 포함하는 비정질 반도체막을 얻는다.
금속물질로 제조된 제1 도전막을 스퍼터링법이나 진공 증착법으로 형성한다. 제1 도전막의 물질로서, 하나의 도전형을 부여하는 불순물 원소를 포함하는 비정질 반도체막과 오믹 콘택트가 취할 수 있는 금속물질이면 특히 한정되지 않고, Al, Cr, Ta, Ti로부터 선택된 원소 또는 상기 원소를 성분으로 하는 합금, 상기 원소를 조합한 합금막 등을 들 수 있다. 본 실시예에서는 스퍼터링법을 이용하여 제1 도전막으로서 50 내지 10 nm의 두께로 형성한 Ti막과 그 Ti막 상에 알루미늄 합금(A l(C+Ni))을 300 내지 400 nm의 두께로 형성하고, 그 위에 Ti막을 100 내지 150 nm의 두께로 형성한다.
포트리쏘그래피 공정으로 레지스트 마스크를 형성한다. 그 이후, 에칭에 의해 불필요한 부분을 제거하여 배선(후속 공정에 의해 소스 배선 및 드레인 전극이 된다)(624a, 624b, 624c)를 형성한다.
레지스트 마스크를 그대로 이용하여 하나의 도전형을 부여하는 불순물 원소를 포함하는 비정질 반도체막을 에칭하여 소스 영역 또는 드레인 영역(621, 622)을 형성한다. 본 실시예에서 n+층을 소스 영역 또는 드레인 영역이라고 부른다. 그 다음, 레지스트 마스크를 제거한다.
층간 절연막(607)을 형성한다. 층간 절연막(607)으로서는, 투광성을 가지는 무기 재료(산화 실리콘, 질화 실리콘, 산화 질화 실리콘 등), 감광성 또는 비감광성의 유기 재료(폴리이미드, 아크릴, 폴리아미드, 폴리이미드아미드, 레지스터 또는 벤조시크로부텐) 또는 이러한 적층 등을 이용한다.
포토마스크를 이용하여 레지스트 마스크를 형성하고, 층간 절연막의 일부를 에칭으로 제거하여 개구(콘택트 홀)을 형성한다. 개구의 저부는 배선(324c)에 도달하는 것에 주목하여야 한다.
레지스트 마스크를 제거한 이후, 전면에 제2 도전막을 성막한다. 포토마스크를 이용하여 제2 도전막을 패터닝하여 제1 전극(608a, 608b)을 형성한다. 본 실시예에서 반사성을 가지는 금속물질(Ag, Al 등)로 제조되는 하층(608a)과 투명 도전물질(ITO, ITSO, ZnO, SnO2 등)로 제조되는 상층(608b)과의 적층을 한 예를 나타내고 있다.
또한, 제1 전극은 적층 대신에 단층으로 제조될 수도 있다. 예를 들면, 제1 전극은 Al(C+Ni) 합금막의 단층일 수도 있다.
전술한 공정에 의해, 제1 기판(601) 상에 바텀 게이트형(역스태거형이라고도 한다)의 TFT 및 제1 전극이 형성된 발광 표시 패널용의 TFT기판을 완성한다. 본 실시예에서 TFT(603R, 603G, 603B)는 n채널형으로 제조된다. 그러므로, 제1 전극은 음극으로서 기능하는 것이 바람직하다.
제l 전극(608a, 608b)의 단부를 덮는 격벽(609)을 형성한다. 격벽(609)으로서 흑색 안료를 분산시켜 준비되는 감광성 또는 비감광성의 유기 재료(폴리이미드, 아크릴, 폴리아미드, 폴리이미드 아미드, 레지스터 또는 벤조시크로부텐) 또는 SOG막(예를 들면, 알킬기를 포함하는 SiOx막)을 막 두께 0.8 μm 내지 1 μm의 범위로 이용한다.
유기 화합물을 포함하는 층(610)을 증착법 또는 유체를 사용하는 도포법을 이용하여 형성한다. 본 실시예에서 백색 발광을 얻기 위하여 유기 화합물을 포함하는 층(610)의 재료를 적절히 선택하, 각 막 두께도 조정한다. 유기 화합물을 포함하는 층(610)은 제1 전극(음극) 측으로부터 EIL (전자 주입층), ETL (전자 수송층). EML (발광층), HTL (홀 수송층), HIL (홀 주입층)의 순서로 적층되어 있다. 유기 화합물을 포함하는 층은 적층 구조 이외의 단층 구조 또는 혼합 구조를 구비할 수 있다.
유기 화합물을 포함하는 층(610) 위에 투명 전극(611), 즉 유기 발광소자의 양극을 막 두께 10 nm 내지 800 nm의 범위로 형성한다. 투명 전극(611)으로서는 ITO, ITSO, IZO 등을 이용할 수가 있다.
발광소자를 차폐하여 수분의 침입을 막는 투명 보호층(612)을 형성한다. 투 명 보호층(612)으로서 스퍼터링법 또는 CVD법에 의해 얻을 수 있는 질화 규소막, 산화 규소막, 산화 질화 규소막[SiNO막 (조성비 N>0) 또는 SiON막 (조성비 N<0)], 탄소를 주성분으로 하는 박막(예를 들면, DLC막, CN막) 등을 이용할 수가 있다.
습윤성을 향상시키기 위하여 광 촉매 물질을 포함하는 하지층(613)(버퍼층이라고 한다)을 형성한다. 광 촉매 물질로서 스퍼터링법에 의해 소정의 결정 구조를 가지는 TiO2 결정을 형성한다.
기판 간격을 확보하기 위하여 갭 부재[충전재(파이버 로드), 미립자(구형 실리카 원자 등) 등]를 함유하는 밀봉재를 이용하여 착색층(615R, 615G, 615B)이 설치된 제2 기판(616)과 기판(601)을 부착한다. 한 벌의 기판 사에는 충전재료(614), 대표적으로 자외선 경화 또는 열경화성 에폭시 수지를 충전한다. 제2 기판(616)은 광투과성을 가지는 유리 기판, 석영 기판 또는 플라스틱 기판을 이용할 수도 있다.
본 실시예의 발광소자는 투명 전극(611), 투명 보호층(612), 광 촉매 물질을 포함하는 하지층(613) 및 충전재료(614)가 투광성 물질로 형성되어, 상부면으로부터 채광할 수가 있다.
또한, 본 실시예의 활성층은 준비정질 실리콘막이고, 비정질 실리콘막에 비해 TFT의 오프 전류가 증가하는 문제가 있다. 따라서, 이러한 문제를 해결하기 위하여 더블 게이트 구조를 사용할 수도 있다. 본 실시예는 싱글 게이트 구조에 한정되지 않으며, 오프 전류의 불균형을 한층 더 저감 하기 위해서, 트리플 게이트 구조 등의 멀티 게이트 구조를 채용할 수도 있다.
또, 본 실시예는 실시 형태 또는 실시예 1과 자유롭게 조합할 수가 있다.
실시예 4
본 실시예에서, 도 7a 내지 도 7b는 금속 원소를 첨가한 결정화 방법을 이용한 이후에, 오존 함유 수용액에 의한 산화 처리를 수행하고, 변형을 감소시키는 열처리를 수행하며, 게터링 처리하여 반도체층을 얻는 공정예를 도시하고 있다.
도 7a에서, 참조부호 710은 절연 표면을 가지는 기판을 지시하며, 참조부호 711은 하지 절연막을 지시하고, 참조부호 712는 비정질 구조를 가지는 반도체막을 지시한다.
우선, 도 7a에 도시된 바와 같이, 기판(710) 상에 산화실리콘막, 질화실리콘막 또는 산화질화실리콘막(SiOxNy) 등의 절연막으로 구성되는 하지 절연막(711)을 형성한다.
그 다음, 하지 절연막 상에 비정질 구조를 가지는 제1 반도체막(712)을 형성한다. 제1 반도체막(712)의 경우, 실리콘을 주성분으로 하는 반도체 재료를 이용한다. 대표적으로, 비정질 실리콘막 또는 비정질 실리콘 게르마늄막 등이 적용되어 플라즈마 CVD이나 감압 CVD 또는 스퍼터링으로 10 내지 100 nm의 두께로 형성한다. 후속 결정화 처리시에 양질의 결정 구조를 가지는 반도체막을 얻기 위하여, 비정질 구조를 가지는 제1 반도체막(712)에 포함되는 산소, 질소 등의 불순물 농도를 5×1018/cm3(2차 이온질량분석법(SIMS)에 의하여 측정한 원자 농도) 이하로 감소 시키는 것이 바람직하다. 이러한 불순물은 후속 결정화 처리를 방해하는 요인이 되어, 결정화 처리 이후에 있어도 트랩핑 중심 및 재결합 중심의 농도를 증가시키는 요인이 된다. 그러므로, 고순도의 재료 가스를 이용하는 것은 원래 반응실 내부의 경면 처리(전계 연마 처리)나 오일 프리의 진공 배기계를 갖춘 초고진공 대응의 CVD장치를 이용하는 것이 바람직하다.
비정질 구조를 가지는 제1 반도체막(712)을 일본 특허 공개 제평8-78329호 공보에 기재된 기술을 이용하여 결정화시킨다. 상기 공보에 기재된 기술은 비정질 실리콘막(아몰퍼스 실리콘막이라고도 한다)에 대해서 결정화를 조장하는 금속 원소를 선택적으로 첨가하여 가열 처리를 하는 것으로 첨가 영역을 기점으로 퍼지는 결정 구조를 가지는 반도체막을 형성하는 것이다. 상기 기술은 결정화에 필요로 하는 가열 온도를 저하시키는 효과 뿐만 아니고, 결정 방위의 배향성을 단일 방향으로 높이는 것이 가능하다. 이러한 결정 구조를 가지는 반도체막으로 TFT를 형성하면, 전계 효과 이동도의 향상 뿐만 아니라, 서브쓰레스홀드(subthreshold) 계수(S-계수)가 작아져, 비약적으로 전기적 특성을 향상시키는 것이 가능해지고 있다.
우선, 비정질 구조를 가지는 제1 반도체막(712)의 표면에 결정화를 촉진하는 촉매 작용이 있는 금속 원소(본원에서, 니켈)를 1 내지 100 중량ppm의 초산 니켈 용액을 스피너로 도포하여 니켈 함유층(713)을 형성한다(도 7b). 금속 원소를 함유하는 용액의 도포에 의한 니켈 함유층(713)을 형성하는 방법 이외의 다른 방법으로 스퍼터링, 증착 또는 플라즈마 처리에 의한 극히 얇은 막을 형성하는 방법을 채 용할 수도 있다. 또한, 본원에서 전면에 도포하는 예를 나타냈지만, 마스크를 형성하여 선택적으로 니켈 함유층을 형성할 수도 있다.
그 다음, 가열 처리를 수행하여 결정화 처리한다. 이 경우, 반도체의 결정화를 조장하는 금속 원소와 접촉하는 반도체막의 일부에 실리사이드가 형성되어 그것을 핵으로서 결정화가 진행한다. 이러한 방식으로, 도 7c에 도시된 결정 구조를 가지는 제1 반도체막(714a)이 형성된다. 결정화 이후의 제1 반도체막(714a)에 포함되는 산소 농도는 5×1018/cm3 이하가 바람직하다. 여기에서, 탈수소화를 위한 열처리(1 시간 동안 450℃) 이후에, 결정화를 위한 열처리(4 내지 24 시간 동안 550℃ 내지 650℃)를 수행한다. 강한 광선을 조사하여 결정화 처리를 수행하는 경우, 적외선, 가시광선, 또는 자외선 중 어느 하나 또는 그 조합을 이용하는 것이 가능하다. 필요하다면, 강한 광선을 조사하기 전에 비정질 구조를 가지는 제1 반도체막(714a)에 함유된 수소를 방출시키는 열처리를 수행할 수도 있다. 또한, 열처리와 강한 광선의 조사를 동시에 수행하여 결정화 처리하는 것도 가능하다. 생산성을 고려하면, 결정화는 강한 광선의 조사에 의해 수행되는 것이 바람직하다.
이와 같이 획득된 제1 반도체막(714a)에는, 금속 원소(여기에서 니켈)가 잔존하고 있는바, 그 금속 원소가 막 내부에 균일하게 분포되어 있지 않더라도, 평균 농도로서 1×1019/cm3 이상의 농도로 잔존하고 있다. 물론, 이러한 상태에서도 TFT를 비롯한 각종 반도체 소자를 형성하는 것이 가능하지만, 후술된 게터링 방법으로 상기 금속 원소를 제거한다.
레이저 광을 조사하기 전에, 결정화 공정으로 형성되는 자연 산화막을 제거한다. 자연 산화막에는 니켈이 고농도로 포함되어 있기 때문에, 이 자연 산화막을 제거하는 것이 바람직하다.
그 다음, 결정화율(막의 총 체적에 대한 결정 성분의 체적비)을 증가시키기 위하여 그리고 결정 입자 내에 잔존하는 결함을 보수하기 위하여, 결정 구조를 가지는 제1 반도체막(714a)에 대해서 레이저 광을 조사한다(도 7d). 레이저 광을 조사할 경우, 반도체막(714b)에 변형이나 릿지가 형성되고, 표면에 얇은 표면 산화막(비도시)이 형성된다. 이러한 레이저 광으로, 펄스 발진 레이저 광원으로부터 출사되는 파장 400 nm 이하의 엑시머 레이저 광 또는 YAG 레이저의 제2 고조파, 제3 고조파를 이용할 수도 있다. 별법으로서, 레이저 광으로서, 연속파 고체 레이저의 기본파 중에서 제2 고조파 내지 제4 고조파를 이용할 수도 있다. 대표적으로는, Nd : YVO4 레이저 (기본파: 1064 nm)의 제2 고조파(532 nm) 또는 제3 고조파(355nm)를 적용할 수도 있다.
레이저 광 조사에 의하여 형성된 표면 산화막은 오존 함유 수용액으로 완성되는 산화막보다 단단하기 때문에, 에칭 스톱퍼가 되는 산화막(배리어층)으로서는 우수하다. 따라서, 공정수를 삭감하는 것도 할 수 있기 때문에, 레이저 광에 의한 표면 산화막은 특히 제거할 필요가 없다.
반도체막(714a)의 표면에 오존 함유 수용액으로 에칭 스톱퍼가 되는 산화막(배리어층이라고도 한다)(715)를 1 내지 10 nm의 막 두께로 형성한다(도 7e).
반도체막의 변형을 감소시키기 위한 열처리(반도체막이 순간적으로 약 400 내지 1000℃ 까지 가열되는 열처리)를 질소 분위기 하에서 수행하여 반도체막(714b)을 얻는다(도 7f).
상기 배리어층(715) 상에 희가스 원소를 포함한 제2 반도체막(716a)을 형성한다(도 7g). 희가스 원소는 He, Ne, Ar, kr, Xe로 부터 선택된 일종 또는 복수종인 것에 주목하여야 한다. 그 중에서 염가의 가스인 아르곤(Ar)이 양산에 적합하다. 상기 제 2의 반도체막의 형성 방법으로서 스퍼터링법이나 플라즈마 CVD법 등이 있지만, 플라스마 CVD법은 가스에 의한 성막실(chamber라고도 한다) 내부를 클리닝을 할 수 있기 때문에, 스퍼터링법에 비해 유지보수가 적어도 되어, 양산에 적합하다고 말할 수 있다. 본 실시예에서는, 산화막(배리어층)의 형성 전후에 가열(순간적으로 약 400 내지 1000℃까지 가열)하여 단단한 산화막을 형성하여, 제1 반도체막을 플라즈마의 손상으로부터 보호한다. 산화막(배리어층)에 벼형과 당링 접착을 형성하기 위하여 제2 반도체막을 형성하는 동안 플라즈마로 제1 반도체막을 보호하면서, 산화막(배리어층)만을 의도적으로 손상시킴으로써, 변형을 완화할 방향으로 움직이는 금속 원소를 효율적으로 통과시켜 게터링 사이트로 이동 및 포획시킬 수가 있다. 제2 반도체막을 형성하는 동안 플라즈마로 산화막(배리어층)을 의도적으로 손상시키는 경우에, 플라즈마 CVD로 RF파워 밀도를 크게 하는 것이 바람직하다. 예를 들면, RF 파워 300 W (0.052 W/cm2) 또는 RF 파워 400 W (0.069 W/cm2) 또는 400 W 이상으로 제어될 수 있다.
그 다음, 가열 처리를 수행하여 제1 반도체막에서 금속 원소(니켈)의 농도를 저감 또는 그 금속 원소를 제거하는 게터링을 수행한다(도 7h). 게터링을 수행하는 가열 처리로서, 강한 광선을 조사하는 처리, 노를 이용한 열처리 또는 고온 가스에 기판을 투입하고, 몇 분 동안 방치한 이후에 꺼내는 열처리를 사용할 수도 있다. 이러한 게터링에 의해, 도 2h에서 화살표의 방향(즉, 기판측으로부터 제2 반도체막 표면으로 향하는 방향)으로 금속 원소가 이동하여, 산화막(715)으로 가려진 제1 반도체막(714c)에 포함되는 금속 원소가 제거 또는 금속 원소의 농도가 저감한다.
그 다음, 배리어층(715)을 에칭 스톱퍼로서 제2 반도체막(716b)만을 선택적으로 제거한다. 그 다음, 배리어층(715)을 제거한다.
그 다음, 제1 반도체막(714c)을 공지의 패터닝 기술을 이용하여 소정 형상의 반도체막(717)을 형성한다(도 7i). 산화막을 제거한 후, 레지스트로 제조된 마스크를 형성하기 전에, 오존수를 사용하여 표면에 얇은 산화막을 형성하는 것이 바람직하다.
필요하다면, 패터닝을 수행하기 전에, TFT의 한계 전압을 제어하기 위해서 미량인 불순물 원소(붕소 또는 인)의 도핑을 전술한 산화막을 통해 수행한다. 전술한 산화막을 통해 도핑을 수행하는 경우에, 산화막을 제거하고, 오존 함유 수용액으로 또 다른 산화막을 형성한다.
소정 형상의 반도체막을 형성하는 공정이 종료하면, 반도체막의 표면을 불화수소산을 포함한 에칭 용액으로 세정하고, 게이트 절연막으로 작용하는 규소를 주 성분으로 하는 절연막을 형성한다. 상기 표면 세정과 게이트 절연막의 형성은 대기 노출시키지 않고 연속적으로 수행하는 것이 바람직하다.
금속 원소를 이용한 결정화 방법을 이용하는 경우, 기판 내에서 게터링이 충분히 되지 않고, 게터링에 불균형이 생기면, 각각의 TFT 특성에 약간의 차이, 즉 불균형이 생기기 때문에, 본 실시예에 나타내는 공정은 유용하다. 유기 화합물을 포함하는 층을 발광층으로 하는 발광 장치(EL 소자를 갖는 발광 장치)에 있어서, TFT는 액티브 매트리스 구동 방식을 실현하는데 있어서 필수의 소자이다. 따라서, EL 소자를 이용한 발광 장치는 적어도 스위칭 소자로서 기능하는 TFT와, EL 소자에 전류를 공급하는 TFT가 각 화소에 설치되게 된다. 화소의 회로 구성 및 구동 방법에 의하지 않고, EL 소자와 전기적으로 접속되어 EL 소자에 전류를 공급하는 TFT의 온(ON) 전류(ION)로 화소의 휘도가 결정된다. 그러므로, 예를 들면, 전면 흰색 표시의 경우, 온 전류가 일정하지 않으면 휘도에 불균형이 발생하는 문제가 있다.
도 7a 내지 도 7i에 나타낸 공정 순서에 한정되지 않고, 예를 들면, 레이저광을 조사한 후, 반도체막의 변형을 감소시키기 위한 열처리를 수행하고, 오존 함유 수용액으로 산화막을 형성하여 합계 1 내지 10 nm의 산화막을 형성할 수도 있다. 산화막을 제거하기 전에, 반도체막의 변형을 감소시키기 위하여 열처리를 재차 수행하고, 그 후, 형성된 산화막을 제거할 수도 있다.
별법으로서, 레이저광을 조사한 후, 반도체막의 패터닝 공정, 반도체막의 변형을 저감하기 위한 열처리 공정, 오존 함유 수용액으로 산화막을 형성하여 합계 1 내지 10 nm의 산화막을 형성하는 공정, 산화막을 제거하는 공정을 순차적으로 수행할 수도 있다. 공정 삭감을 위하여 산화막을 제거하지 않고 게이트 절연막을 형성할 수도 있는 것에 주목하여야 한다.
별법으로서, 레이저광을 조사한 후, 반도체막의 패터닝 공정, 오존 함유 수용액으로 1 내지 10 nm의 산화막을 형성하는 공정, 반도체막의 변형을 감소시키기 위한 열처리 공정, 산화막을 제거하는 공정을 순차적으로 수행할 수도 있다. 공정 삭감을 위하여 산화막을 제거하지 않고 게이트 절연막을 형성할 수도 있는 것에 주목하여야 한다.
또한, 본 실시예는 실시 형태, 실시예 1 내지 3 중 어느 하나와 자유롭게 조합할 수가 있다.
실시예 5
본 실시예에서, EL 표시 패널의 화소 구성을 도 8a 내지 도 8f에 도시된 등가 회로도를 참조하여 설명하기로 한다.
도 8a에 도시된 화소에서, 열방향으로 신호선(1410) 및 전원선(1411 내지 1413), 행방향으로 주사선(1414)이 배치된다. 또, 스위칭용 TFT(1401), 구동용 TFT(1403), 전류 제어용 TFT(1404), 캐패시터 소자(1402) 및 발광소자(1405)를 가진다.
도 8c에 도시된 화소는, TFT(1403)의 게이트 전극이 행방향으로 배치된 전원선(1415)에 접속되는 점이 상이하고, 그 이외는 도 8a에 도시된 화소와 동일한 구조를 갖는다. 즉, 도 8a와 도 8c 각각은 동일한 등가 회로도를 도시한다. 그러 나, 행방향으로 전원선(1412)가 배치된 경우(도 8a)와 열방향으로 전원선(1412)이 배치된 경우(도 8c)와 비교하면, 각 전원선은 다른 층의 도전체층에 형성된다. 여기에서, 구동용 TFT(1403)의 게이트 전극이 접속되는 배선에 주목하고, 도 8a 및 도 8c는 상기 배선을 형성하는 층이 서로 상이한 것으로 나타내도록 도시된다.
도 8a 및 도 8c에 도시된 화소 각각은, 화소 내에 TFT(1403, 1404)가 직렬로 화소에 접속되고, TFT(1403)의 채널 길이 L3과 채널 폭 W3, TFT(1404)의 채널 길이 L4, 채널 폭 W4는 L3/W3:L4/W4 = 5 내지 6000:1을 만족시키도록 설정되는 것을 들 수 있다. 6000:1을 만족시키는 일례로서, L3이 500 μm, W3이 3 μm, L4가 3 μm, W4가 100 μm의 경우가 있다.
TFT(1403)은 포화 영역에서 작동하고 발광소자(1405)에 흐르는 전류값을 제어하는 역할을 한다. TFT(1404)는 선형 영역에서 작동하고 발광소자(1405)에 대한 전류의 공급을 제어하는 역할을 한다. 두 TFT는 제조 공정 관점에서 동일한 도전형을 갖는 것이 바람직하다. TFT(1403)는 강화(enhancement) 형태 TFT 뿐만 아니라 디플리션(depletion) 형태의 TFT일 수도 있다. 상기 구성을 가지는 본 발명에 따르면, TFT(1404)가 선형 영역에서 동작한다. 그러므로, TFT(1404)의 Vgs에서 약간의 변동이 발광소자(1406)의 전류값에 영향을 미치지 않는다. 즉, 발광소자(1406)의 전류값은 포화 영역에서 동작하는 TFT(1403)에 의해 결정된다. 상기 구성을 가지는 본 발명은 TFT의 특성 불균형에 기인한 발광소자의 휘도 불균일을 개선하여 화질을 향상시킨 표시 장치를 제공할 수가 있다.
도 8a 내지 도 8d에 도시된 화소 각각에서, TFT(1401)는 화소에 대한 비디오 신호의 입력을 제어한다. TFT(1401)가 턴온하면, 화소에 비디오 신호가 입력되고, 캐패시터(1402)에 그 비디오 신호가 보관 유지된다. 도 8a 및 도 8c는 캐패시터(1402)를 마련한 구성을 도시하고 있지만, 본 발명은 여기에 한정되지 않는다. 비디오 신호를 보관 유지하는 캐패시터가 게이트 캐패시터 등으로 대체되면, 명시적으로 캐패시터(1402)를 마련하지 않아도 좋다.
도 8b에 도시된 화소는, TFT(1406)와 주사선(1416)을 추가하고 있는 것 이외에, 도 8a에 도시된 화소 구성과 같다. 이와 유사하게, 도 8d에 도시된 화소는 TFT(1406)과 주사선(1416)을 추가하고 있는 것 이외에 도 8d에 도시된 화소 구성과 같다.
TFT(1406)의 스위칭(온/오프)은 부가적으로 배치된 주사선(1415)에 의하여 제어된다. TFT(1406)가 턴온되면, 캐패티서 소자(1402)에 보관 유지된 전하는 방전하고, TFT(1406)가 턴오프 한다. 즉, TFT(1406)의 배치에 의해, 강제적으로 발광소자(1405)로 전류가 흐르지 않는 상태를 만들 수가 있다. 따라서, 도 8b 및 도 8d의 구성은 모든 화소에 대한 배선 신호의 기입을 대기하지 않고, 기입 기간의 개시와 동시 또는 직후에 점등기간을 개시할 수가 있으므로, 듀티비(duty ratio)를 향상시키는 것이 가하다.
도 8e에 도시된 화소에서, 열방향으로 신호선(1450), 전원선(1451, 1452), 행방향으로 주사선(1453)이 배치된다. 또, 화소는 스위칭용 TFT(1441), 구동용 TFT(1443), 캐패시터 소자(1442) 및 발광소자(1444)를 가진다. 도 8f 도시된 화소 는 TFT(1445)와 주사선(1454)를 추가하고 있는 이외는, 도 8e에 도시된 화소 구성과 같다. 덧붙여 도 8f의 구성도, TFT(1445)의 배치로 듀티비를 향상시키는 것이 가능해진다.
또, 본 실시예는 실시 형태, 실시예 1 내지 4 중 어느 하나와 자유롭게 조합할 수가 있다.
실시예 6
본 실시예는 상기 실시예에 의해 제조되는 EL 표시 패널에 FPC 또는 구동 IC를 실장하는 예에 대해서 설명한다.
도 9a는 FPC(1209)를 4개의 단자부(1208)에 부착한 발광 장치의 평면도의 일례를 도시하고 있다. 기판(1210) 상에는 발광소자 및 TFT를 포함하는 화소부(1202)와 TFT를 포함하는 게이트측 구동 회로(1203)와 TFT를 포함하는 소스측 구동 회로(1201)가 형성되어 있다. TFT의 활성층이 결정 구조를 가지는 반도체막으로 구성되어 있는 경우에는 동일 기판 상에 이러한 회로를 형성할 수가 있다. 따라서, 시스템 온 패널화를 실현한 EL 표시 패널을 제조할 수가 있다.
콘택트부를 제외한 기판(1210)의 일부는 보호막으로 차폐되고, 보호막 상에 광 촉매 기능을 갖는 물질을 포함하는 하지층이 설치된다.
화소부를 사이에 개재하도록 배치된 2 접속 영역(1207)은 발광소자의 제2 전극을 하층의 배선과 접촉시키도록 배치되어 있다. 발광소자의 제1 전극은 화소부에 설치된 TFT와 전기적으로 접속되는 것에 주목하여야 한다.
밀봉 기판(1204)은 화소부 및 구동 회로를 둘러싸는 밀봉 부재(1205)에 의하 여 그리고 밀봉 부재에 의하여 에워싸인 충전재료에 의해 기판(1210)과 고정되어 있다. 또한, 투명한 건조제를 포함하는 충전재료를 충전하는 것도 가능하다. 또, 화소부와 겹치지 않는 영역에 건조제를 배치할 수도 있다.
도 9a에 도시된 구조는 XGA급의 비교적 큰 사이즈(예를 들면, 대각: 43 인치)의 발광 장치로 매우 적합하다. 도 9b에서, 소형 사이즈(예를 들면, 대각: 1.5 인치)의 발광 장치로 매우 적합한 COG방식을 채용하고 있다.
도 9b에서, 기판(1310) 상에 구동 IC(1301)가 실장되어 구동 IC의 단부에 배치된 단자부(1308)에 FPC(1309)를 실장하고 있다. 실장되는 구동 IC(1301)는 생산성을 향상시키는 관점에서 한 변이 300 mm로부터 1000 mm 이상의 구형 모양의 기판상에 복수개 설치하는 것이 바람직하다. 즉, 기판상에 구동 회로부와 입출력 단자를 하나의 유니트로 하는 회로 패턴을 복수개 형성하고, 최종적으로 분할하여 꺼낼 수 있다. 구동 IC의 장변의 길이는 화소부의 한 변의 길이나 화소 피치를 고려하여 장변이 15 내지 80 mm, 단변이 1 내지 6 mm의 구형 모양으로 형성할 수 있거나, 화소 영역의 한 변 또는 화소부의 한 변과 각 구동 회로의 한 변을 더한 길이로 형성할 수도 있다.
구동 IC는 IC칩에서 장변을 만들 수 있기 때문에 외형 치수에 있어서 유리하다. 장변이15 내지 80 mm로 형성된 구동 IC를 이용하면, 화소부에 대응하여 실장하는데 필요한 수가 IC 칩을 이용하는 경우보다 적어도 되므로, 제조상의 제품 비율을 향상시킬 수가 있다. 유리 기판 상에 구동 IC를 형성하면, 모체로서 이용하는 기판의 형상에 한정되지 않기 때문에 생산성을 손상시키는 것이 없다. 이것은 원형의 실리콘 웨이퍼로 부터 IC칩을 꺼내는 경우와 비교하면 큰 우위점이다.
또한, TAB 방식을 채용할 수도 있으며, 그 경우는, 복수의 테이프를 부착하여 그 테이프에 구동 IC를 실장할 수도 있다. COG 방식의 경우에서와 같이, 단수의 테이프에 단수의 구동 1C를 실장하는 것이 바람직하다. 이 경우에는, 강도를 위하여 구동 IC를 고정하는 금속편 등을 함께 부착하는 것이 바람직하다.
기판(1310)도 콘택트부를 제외하고 보호막으로 덮여 보호막 상에 광 촉매 기능을 가지는 물질을 포함하는 하지층이 설치된다.
또, 화소부(1302)와 구동 IC(1301) 사이에 설치된 접속 영역(1307)은 발광소자의 제2 전극을 하층의 배선과 접촉시키기 위해서 마련된다. 발광소자의 제1 전극은 화소부에 설치된 TFT와 전기적으로 접속하는 것에 주목하여야 한다.
밀봉 기판(1304)은 화소부(1302)를 둘러싸는 밀봉부재(1305) 및 밀봉부재로 에워싸인 충전재료에 의해 기판(1310)과 고정되어 있다.
TFT의 활성층으로서 비정질 반도체막을 이용하는 경우에는, 구동 회로를 동일 기판상에 형성하는 것이 곤란하기 때문에, 도 9b에 도시된 구조를 큰 사이즈라 하더라도 채용할 수 있다.
보호막상에 광 촉매 기능을 가지는 물질을 포함하는 하지층이 설치되기 때문에, 밀봉 부재, FPC 또는 구동 IC의 밀착성이 향상된다.
게다가, 본 실시예는 실시 형태, 실시예 1 내지 5 중 어느 하나와 자유롭게 조합될 수가 있다.
실시예 7
본 발명의 표시 장치 및 전자 기기로서 비디오 카메라, 디지털 카메라, 고글 형태 디스플레이 (헤드 마운트 디스플레이), 네비게이션 시스템, 음향 재생장치 (카 오디오 시스템 또는 오디오 세트), 랩탑 퍼스널 컴퓨터, 게임기, 휴대 정보 단말(모바일 컴퓨터, 휴대전화, 휴대형 게임기 또는 전자 서적 등), 기록 매체를 갖는 화상 재생장치(구체적으로, 디지털 다기능 디스크(DVD)와 같은 기록 매체를 재생하고 그 화상을 표시할 수 있는 디스플레이를 장착한 장치) 등을 들 수 있다. 도 10a 내지 10d 및 도 11a 내지 도 11e는 그러한 전자 기기의 구체적인 예를 도시한다.
도 10a 및 도 10b는 디지털 카메라로서, 본체(2101), 표시부(2102), 촬상부(2103), 조작 키(2104), 셔터(2106) 등을 포함한다. 본 발명에 의하여 양호한 콘트라스트 표시가 가능한 완전 칼라의 표시부(2102)를 구비하는 디지털 카메라를 실현될 수 있다.
도 10c는 모바일 컴퓨터의 사시도이며, 도 10d는 모바일 컴퓨터의 배면으르 도시하는 사시도이다. 모바일 컴퓨터는 본체(2301), 표시부(2302a, 2302b, 스위치(2303), 조작 키(2304), 적외선 포토(2305) 등을 포함한다. 표시부(2302a, 2302b)는 양면 발광 패널이고, 1매의 패널의 한면에서 주로 화상을 완전 칼라로 표시하는 고화질의 표시부(2302a)와 다른 한면에서 흑백으로 주로 문자나 기호를 표시하는 표시부(2302b)를 구비하고 있다. 본 발명에 의해 양호한 콘트라스트 표시가 가능한 완전 칼라의 표시부(2302a)를 구비한 모바일 컴퓨터를 실현할 수 있다. 양면 발광 패널은 실시예 2에 의해 제조할 수가 있다. 착색층을 한면에 밖에 마련하지 않는 경우에는, 도 10d에 도시된 바와 같이, 한면이 흑백 표시가 된다. 칼라 필터를 마련하면, 양쪽 모두 완전 칼라로 표시할 수 있다.
도 11a는 22 인치 내지 50 인치의 대화면을 가지는 대형의 표시 장치이며, 프레임 본제(2001), 지지대(2002), 표시부(2003), 비디오 입력 단자(2005)를 포함한다. 상기 표시 장치는 PC용 및 TV 방송 수신용 등의 모든 정보 표시용 표시 장치를 포함한다. 본 발명에 의하면, 22 인치 내지 50 인치의 대화면을 채용하더라도 디스플레이 불균일성이 감소되고 생산성이 높은 대형 표시 장치를 완성시킬 수가 있다.
도 11b는 랩탑 퍼스널 컴퓨터로서, 본체(2201), 프레임 본체(2202), 표시부(2203), 키보드(2204), 외부 접속 포토(2205), 포인팅 마우스(2206) 등을 포함한다. 본 발명에 의해, 디스플레이 불균일을 감소시키고 생산성을 향상시킨 랩탑 컴퓨터를 완성할 수 있다.
도 11c는 기록 매체를 갖는 휴대형의 화상 재생장치(구체적으로는, DVD 재생장치)이고, 본체(2401), 프레임 바디(2402), 표시부A(2403), 표시부B(2404), 기록 매체 (DVD) 판독부(245), 조작 키(2406), 스피커부(2407)을 포함한다. 표시부A(2403)는 주로 화상 정보를 표시하고, 표시부B(24O 4)는 주로 문자 정보를 표시한다. 기록 매체를 갖는 화상 재생장치에는 가정용 게임기 등도 포함된다. 본 발명에 의해, 디스플레이 불균일이 감소하고 생산성이 향상된 화상 재생장치를 완성시킬 수가 있다.
도 11d는 휴대 정보 단말기의 사시도이고, 도 11e는 절첩 상태의 휴대전화로 사용하는 상태를 나타내는 사시도이다. 도 11d의 경우에, 사용자는 키보드와 같이 오른손 손가락으로 조작키(2706a)를 조작하고, 왼손 손가락으로 조작키(2706b)를 조작한다. 본 발명에 의해, 디스플레이 불균일이 감소하고 생산성이 향상된 휴대 정보 단말을 완성시킬 수가 있다.
도 11e에 도시된 바와 같이, 절첩된 경우에는, 한 손으로 본체(2701) 및 프레임 본체(2702)를 가지고 있으면, 음성 입력부(2704), 음성 출력부(2705), 조작 키(2706), 안테나(2708) 등을 사용한다.
도 11d 및 도 11e에 도시된 휴대 정보 단말기는 주로 화상 및 문자를 수직으로 표시하는 고화질의 표시부(2703a)와 세로 표시하는 표시부(2703b)를 갖추고 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명을 실시하여, 즉 실시 형태 또는 실시예 1 내지 6 중 한 가지의 제조 방법 또는 구조를 사용하여 각종 전자기기를 완성할 수 있다.
본 발명에 의해, 완전 칼라로 표시 가능한 발광 장치에 있어서 밀봉 기판 측의 구성이 간략화되어 밀봉 기판측의 제조 공정도 간략화된다. 또한, 한 벌의 기판 간격을 좁혀, 기판 사이의 공간에 충전하는 재료의 양을 삭감할 수가 있다.
본원은 2004년 4월 7일자로 출원된 일본 특허 출원 제2004-112801호에 기초한 것으로, 그 내용은 본원에 인용하여 원용한다.
본 발명에 의하면, 격벽의 폭을 좁게하는 한편, 인접한 발광 영역 사의의 간 격을 좁힐 수가 있다. 즉, 개구율을 향상시킬 수가 있다.
본 발명에 따르면, 발광소자로부터의 미광을 흑색의 격벽으로 흡수 또는 차광하기 때문에 표시의 콘트라스트를 향상시킬 수가 있다. 또한, 흑색의 격벽 및 TFT가 설치되어 있는 기판과 착색층이 설치되어 있는 밀봉 기판 사이의 간격을 좁혀 시야각을 넓게 할 수가 있다.
게다가, 기판 간격이 좁아지면, 한 벌의 기판 사이의 공간을 충전하는 재료의 양을 삭감할 수가 있다. 또, 기판 간격을 좁혀도, 밀착성을 향상시키는 하지층을 형성하므로, 한 벌의 기판 사이에 충전재료를 충전하는 것이 가능하다. 또, 밀착성을 향상시키는 하지층에 의해 한 벌의 기판 사이의 고착 강도를 증가시켜, 발광 장치의 신뢰성을 향상시킨다.
Claims (24)
- 기판 위에 형성된 복수개의 화소부로서, 상기 복수개의 화소부 각각은 제1 전극, 제2 전극 및 상기 제1 및 제2 전극 사이에 개재된 유기 화합물 층을 갖는 발광 소자를 구비하는, 상기 복수개의 화소부와,상기 발광 소자 위의 보호막과,상기 보호막 위에 형성된 광 촉매 물질을 함유하는 층과,상기 광 촉매 물질을 함유하는 층 위에 형성된 수지를 함유하는 층을 포함하는 발광 장치.
- 기판 위에 형성된 복수개의 화소부로서, 상기 복수개의 화소부 각각은 제1 투명 전극, 제2 투명 전극 및 상기 제1 및 제2 투명 전극 사이에 개재된 유기 화합물 층을 갖는 발광 소자를 구비하는, 상기 복수개의 화소부와,상기 발광 소자 위의 보호막과,상기 보호막 위에 형성된 광 촉매 물질을 함유하는 층과,상기 광 촉매 물질을 함유하는 층 위에 형성된 수지를 함유하는 층을 포함하는 발광 장치.
- 기판 위에 형성된 복수개의 화소부로서, 상기 복수개의 화소부 각각은 제1 전극, 제2 전극 및 상기 제1 및 제2 전극 사이에 개재된 유기 화합물 층을 갖는 발광 소자를 구비하는, 상기 복수개의 화소부와;차광 물질을 함유하며, 상기 제1 전극의 단부를 덮는 격벽과;상기 발광 소자 위의 보호막과,상기 보호막 위에 형성된 광 촉매 물질을 함유하는 층과;상기 광 촉매 물질을 함유하는 층 위에 형성된 수지를 함유하는 층을 포함하는 발광 장치.
- 기판 위에 형성된 복수개의 화소부로서, 상기 복수개의 화소부 각각은 제1 투명 전극, 제2 투명 전극 및 상기 제1 및 제2 투명 전극 사이에 개재된 유기 화합물 층을 갖는 발광 소자를 구비하는, 상기 복수개의 화소부와;차광 물질을 함유하며, 상기 제1 투명 전극의 단부를 덮는 격벽과;상기 발광 소자 위의 보호막과,상기 보호막 위에 형성된 광 촉매 물질을 함유하는 층과;상기 광 촉매 물질을 함유하는 층 위에 형성된 수지를 함유하는 층을 포함하는 발광 장치.
- 제1 기판 위에 형성된 복수개의 화소부로서, 상기 복수개의 화소부 각각은 제1 전극, 제2 전극 및 상기 제1 및 제2 전극 사이에 개재된 유기 화합물 층을 갖는 발광 소자를 구비하는, 상기 복수개의 화소부와;차광 물질을 함유하며, 상기 제1 전극의 단부를 덮는 격벽과;상기 발광 소자 위의 보호막과,상기 보호막 위에 형성된 광 촉매 물질을 함유하는 층과;상기 광 촉매 물질을 함유하는 층과 접촉하는 충전재료와;상기 제1 기판에 대향하며, 적어도 하나의 착색층을 갖는 제2 기판을 포함하는 발광 장치.
- 제1 기판 위에 형성된 복수개의 화소부로서, 상기 복수개의 화소부 각각은 제1 투명 전극, 제2 투명 전극 및 상기 제1 및 제2 투명 전극 사이에 개재된 유기 화합물 층을 갖는 발광 소자를 구비하는, 상기 복수개의 화소부와;차광 물질을 함유하며, 상기 제1 투명 전극의 단부를 덮는 격벽과;상기 발광 소자 위의 보호막과,상기 보호막 위에 형성된 광 촉매 물질을 함유하는 층과;상기 광 촉매 물질을 함유하는 층과 접촉하는 충전재료와;상기 제1 기판에 대향하며, 적어도 하나의 착색층을 갖는 제2 기판을 포함하는 발광 장치.
- 제1항, 제3항 또는 제5항 중 어느 한 항에 있어서,상기 제1 전극은 광반사성 재료를 포함하는 발광 장치.
- 제1항, 제3항 또는 제5항 중 어느 한 항에 있어서,상기 제1 전극은 투명 도전 재료 및 광반사성 재료의 적층을 포함하는 발광 장치.
- 제5항에 있어서,상기 제1 기판과 상기 제1 전극 사이에 차광성을 갖는 층간 절연막을 더 포함하는 발광 장치.
- 제5항 또는 제6항에 있어서,상기 격벽은 적어도 하나의 착색층과 부분적으로 중첩하는 발광 장치.
- 제5항 또는 제6항에 있어서,상기 적어도 하나의 착색층의 면적은 상기 격벽에 의하여 둘러싸인 발광 영역의 면적보다 큰 발광 장치.
- 제5항 또는 제6항에 있어서,상기 적어도 하나의 착색층은 적(R), 녹(G) 또는 청(B)인 발광 장치.
- 삭제
- 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,상기 보호막은 SiN막, SiNO막, DLC막, CN막, 비정질 탄소 막 및 산화금소막으로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는 발광 장치.
- 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,상기 광 촉매 물질은 산화 티탄(TiOx), 티탄산 스트론튬(SrTiO3), 카드뮴 셀렌(CdSe), 탄탈산 칼륨(KTaO3), 황화카드뮴(CdS), 산화 지르코늄(ZrO2), 산화니오브(Nb2O5), 산화아연(ZnO), 산화철(Fe2O3), 산화텅스텐(WO3)으로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는 발광 장치.
- 제1항, 제3항, 또는 제5항 중 어느 한 항에 있어서,상기 제l 전극은 박막 트랜지스터에 전기적으로 접속된 발광 장치.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,상기 수지는 자외선 경화 또는 열경화성 에폭시 수지를 포함하는 발광 장치.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,상기 기판에 대향하는 대향 기판을 더 포함하는 발광 장치.
- 제5항 또는 제6항에 있어서,상기 충전재료는 자외선 경화 또는 열경화성 에폭시 수지를 포함하는 발광 장치.
- 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,상기 발광 장치는 전극 또는 배선을 구비하며, 상기 전극 또는 상기 배선은 탄소와 니켈을 함유하는 알루미늄 합금을 포함하는 발광 장치.
- 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,상기 발광 소자는 백색광을 발광하는 발광 장치.
- 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,상기 발광 장치는 비디오 카메라, 디지털 카메라, 퍼스널 컴퓨터, 모바일 컴퓨터, 휴대폰 및 개인 휴대 정보 단말기로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나에 내장되는 발광 장치.
- 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,상기 발광 장치는 텔레비젼 장치의 스크린에 내장되는 발광 장치.
- 제2항, 제4항, 또는 제6항 중 어느 한 항에 있어서,상기 제1 투명 전극은 박막 트랜지스터에 전기적으로 접속되는 발광 장치.
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