KR102010429B1 - 발광 장치 및 발광 장치를 사용한 전자 기기 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 외부로부터 물리적인 힘이 가해졌을 때 발광 소자가 파괴되는 것을 억제한 신뢰성이 높은 발광 장치를 제공한다.
제 1 기판 위에 형성된 제 1 전극층, 발광층, 제 2 전극층을 포함한 발광 소자와, 제 1 기판 위에 형성된 구조체와, 제 1 기판과 대향하여 형성된 제 2 기판과, 제 1 기판과 제 2 기판 사이에 형성된 접착층을 갖고, 발광층은 구조체에 의하여 분리되고, 구조체와 접착층 또는 구조체와 제 2 전극층의 밀착성을 높임으로써 발광 소자가 파괴되는 것을 억제한 신뢰성이 높은 발광 장치를 실현할 수 있다.
제 1 기판 위에 형성된 제 1 전극층, 발광층, 제 2 전극층을 포함한 발광 소자와, 제 1 기판 위에 형성된 구조체와, 제 1 기판과 대향하여 형성된 제 2 기판과, 제 1 기판과 제 2 기판 사이에 형성된 접착층을 갖고, 발광층은 구조체에 의하여 분리되고, 구조체와 접착층 또는 구조체와 제 2 전극층의 밀착성을 높임으로써 발광 소자가 파괴되는 것을 억제한 신뢰성이 높은 발광 장치를 실현할 수 있다.
Description
본 발명의 일 형태는 일렉트로루미네선스를 이용한 발광 장치에 관한 것이다. 또한, 발광 장치를 사용한 전자 기기에 관한 것이다.
근년에 들어, 일렉트로루미네선스(Electroluminescence: EL)를 이용한 발광 소자의 연구 개발이 활발히 진행되고 있다. 이들 발광 소자의 기본적인 구성은 한 쌍의 전극 사이에 발광성 물질을 함유한 층을 끼운 것이다. 이 소자에 전압을 인가함으로써 발광성 물질로부터의 발광이 얻어진다.
상술한 발광 소자는 자발광형(自發光型)이기 때문에 이것을 사용한 발광 장치는 시인성(視認性)이 뛰어난 점, 백 라이트가 불필요한 점, 소비 전력이 적은 점 등의 이점을 갖는다. 또한, 박형 경량으로 제작할 수 있고 응답 속도가 고속인 이점 등도 갖는다.
또한, 상술한 발광 소자를 갖는 발광 장치는 박형 경량화에 추가하여 가요성이나 내충격성이 도모되기 때문에 플렉시블 기판에 채용되는 것이 검토되고 있다. 또한, 플렉시블 기판으로의 채용은 발광 장치뿐만 아니라 반도체 특성을 이용하여 기능하는 반도체 장치 등에도 적용된다.
플렉시블 기판을 사용한 반도체 장치의 제작 방법으로서는 유리 기판이나 석영 기판 등 기재 위에 박막 트랜지스터 등의 반도체 소자를 제작한 후, 기판으로부터 다른 기재(예를 들어, 플렉시블 기재)로 반도체 소자를 전치(轉置)하는 기술이 개발되어 있다. 반도체 소자를 다른 기재로 전치하기 위해서는 반도체 소자를 제작할 때 사용한 기재로부터 반도체 소자를 분리하는 공정이 필요하다.
예를 들어, 특허 문헌 1에는 이하에 기재하는 바와 같은 레이저 어블레이션을 사용한 박리 기술이 기재되어 있다. 기판 위에 비정질 실리콘 등을 함유한 분리층, 분리층 위에 박막 소자를 포함한 피박리층을 형성하고, 접착층을 사용하여 피박리층을 전치체에 접착시킨다. 레이저 광을 조사하여 분리층을 어블레이션시킴으로써 분리층에 박리가 생긴다.
또한, 특허 문헌 2에는 사람의 손 등의 물리적인 힘으로 박리하는 기술이 기재되어 있다. 특허 문헌 2에서는 기판과 산화물층 사이에 금속층을 형성하고, 산화물층과 금속층의 계면의 결합이 약한 것을 이용하여 산화물층과 금속층의 계면에 박리를 생기게 함으로써 피박리층과 기판을 분리한다.
또한, 특허 문헌 2에서는 양극, 유기 발광층, 및 음극을 포함한 발광 소자 위에 층간 절연막을 형성하고, 또한, 층간 절연막과 지지체를 접착층을 사용하여 접합한다. 다음에, 산화물층과 금속층의 계면에서 박리하고 발광 소자를 갖는 피박리층을 접착층을 사용하여 필름 기판에 접합함으로써 플렉시블 기판을 사용한 발광 장치가 제작된다.
여기서, 피박리층에 형성된 발광 소자는 한 쌍의 전극 사이에 발광층이 협지된 구조를 갖는다. 발광층에 유기 화합물을 사용한 경우에는, 발광층과 접촉되어 형성된 음극 또는 양극인 전극과의 밀착성이 약하다. 발광층과 전극의 밀착성이 약한 경우에는, 박리층과 피박리층을 물리적인 힘으로 분리할 때 발광층과 전극의 계면에서 분리될 우려가 있다.
또한, 플렉시블 기판을 사용한 발광 장치의 경우에는, 굴곡, 만곡 등의 물리적인 힘이 외부로부터 가해졌을 때 발광층과 전극의 계면에서 박리가 일어나 상술한 발광 소자가 파괴될 가능성이 있다.
상기 문제를 감안하여 본 명세서 등에서 개시하는 발명의 일 형태는 외부로부터 물리적인 힘이 가해졌을 때 발광 소자가 파괴되는 것을 억제한 신뢰성이 높은 발광 장치를 제공하는 것을 과제 중 하나로 한다.
본 발명의 일 형태는 제 1 기판 위에 형성된 제 1 전극층과 발광층과 제 2 전극층을 포함한 발광 소자와, 제 1 기판 위에 형성된 구조체와, 제 1 기판과 대향하여 형성된 제 2 기판과, 제 1 기판과 제 2 기판 사이에 형성된 접착층을 갖고, 발광층은 구조체에 의하여 분리되고, 구조체와 접착층 사이, 또는 구조체와 제 2 전극층 사이의 밀착성을 강화함으로써 발광 소자가 파괴되는 것을 억제한 신뢰성이 높은 발광 장치를 실현할 수 있다. 더 자세한 내용은 이하와 같다.
본 발명의 일 형태는 제 1 기판 위에 형성된 제 1 전극층과 제 1 전극층과 접촉되어 형성된 발광층과 발광층과 접촉되어 형성된 제 2 전극층을 갖는 발광 소자와, 제 1 기판 위에 형성된 구조체와, 제 1 기판과 대향하여 형성된 제 2 기판과, 제 1 기판과 제 2 기판 사이에 형성된 접착층을 갖고, 발광층은 구조체에 의하여 분리되고, 구조체의 적어도 일부분이 접착층과 접촉되는 발광 장치다.
본 발명의 다른 일 형태는 제 1 기판 위에 형성된 제 1 전극층과 제 1 전극층과 접촉되어 형성된 발광층과 발광층과 접촉되어 형성된 제 2 전극층을 갖는 발광 소자와, 제 1 기판 위에 형성된 구조체와, 제 1 기판과 대향하여 형성된 제 2 기판과, 제 1 기판과 제 2 기판 사이에 형성된 접착층을 갖고, 발광층은 구조체에 의하여 분리되고, 구조체는 적어도 일부분이 제 2 전극층과 접촉되는 발광 장치다.
상기 각 구성에서 제 1 기판 및 제 2 기판은 가요성을 가져도 좋다. 또한, 상기 각 구성에서 제 1 전극은 트랜지스터에 접속되어 있어도 좋다. 또한, 상기 각 구성에서 제 2 기판은 특정 파장 영역의 빛을 투과하는 유색층을 가져도 좋다.
또한, 상기 각 구성에서 발광층은 정공 주입층과, 정공 수송층과, 전자 수송층과, 전자 주입층을 가져도 좋다. 또한, 상기 각 구성에서 발광 소자로부터 백색 발광이 얻어져도 좋고, 발광 소자로부터의 발광은 제 2 기판을 투과하여 추출되어도 좋다.
또한, 본 발명의 다른 일 형태는 상기 각 구성을 갖는 발광 장치를 사용한 전자 기기다.
또한, 본 명세서 등에서 발광 장치에는 화상 표시 디바이스, 발광 디바이스, 광원, 조명 등이 포함되어 있다. 또한, 발광 장치는 발광 소자가 형성된 패널에 커넥터(예를 들어, FPC:Flexible printed circuit) 등을 장착한 모듈도 포함하는 것으로 한다.
또한, 본 명세서 등에서 발광 소자란 한 쌍의 전극에 의하여 협지된 발광층을 포함한 구성이다. 한 쌍의 전극 사이에 발광층 외 기능층 등이 협지되어 있어도 좋다.
또한, 본 명세서 등에서 "전극"이나 "배선"이라는 용어는 이들 구성 요소를 기능적으로 한정하는 것은 아니다. 예를 들어, "전극"은 "배선"의 일부분으로서 사용될 수 있고, 그 반대도 마찬가지다. 또한, "전극"이나 "배선"이라는 용어는 복수의 "전극"이나 "배선"이 일체가 되어 형성되어 있는 경우 등도 포함한다.
또한, "소스"나 "드레인"의 기능은 상이한 극성을 갖는 트랜지스터를 채용하는 경우나 회로 동작에서 전류의 방향이 변화되는 경우 등에는 바뀔 수 있다. 따라서, 본 명세서에서는 "소스"나 "드레인"이라는 용어는 바꿔 사용할 수 있는 것으로 한다.
한 쌍의 전극 사이에 협지된 발광층을 포함한 발광 소자가 형성된 발광 장치에서 외부로부터 물리적인 힘이 가해졌을 때 발광 소자가 파괴되는 것을 억제한 신뢰성이 높은 발광 장치를 제공할 수 있다.
도 1(A)는 발광 장치를 설명하기 위한 상면도이고, 도 1(B)는 발광 장치를 설명하기 위한 단면도.
도 2(A) 내지 도 2(D)는 발광 장치의 제작 방법을 설명하기 위한 단면도.
도 3(A) 내지 도 3(C)는 발광 장치의 제작 방법을 설명하기 위한 단면도.
도 4(A) 및 도 4(B)는 발광 장치의 제작 방법을 설명하기 위한 단면도.
도 5(A) 및 도 5(B)는 발광 장치의 제작 방법을 설명하기 위한 단면도.
도 6(A) 내지 도 6(D)는 발광 장치에 형성된 구조체를 설명하기 위한 단면도.
도 7(A) 내지 도 7(D)는 발광 장치에 형성된 구조체를 설명하기 위한 상면도.
도 8(A) 및 도 8(B)는 발광 소자를 설명하기 위한 단면도.
도 9(A)는 발광 장치를 설명하기 위한 상면도이고, 도 9(B)는 발광 장치를 설명하기 위한 단면도.
도 10(A)는 발광 장치를 사용한 휴대 전화를 설명하기 위한 상면도이고, 도 10(B)는 발광 장치를 사용한 휴대 전화를 설명하기 위한 사시도.
도 11(A) 내지 도 11(D)는 발광 장치를 사용한 전자 기기를 설명하기 위한 도면.
도 2(A) 내지 도 2(D)는 발광 장치의 제작 방법을 설명하기 위한 단면도.
도 3(A) 내지 도 3(C)는 발광 장치의 제작 방법을 설명하기 위한 단면도.
도 4(A) 및 도 4(B)는 발광 장치의 제작 방법을 설명하기 위한 단면도.
도 5(A) 및 도 5(B)는 발광 장치의 제작 방법을 설명하기 위한 단면도.
도 6(A) 내지 도 6(D)는 발광 장치에 형성된 구조체를 설명하기 위한 단면도.
도 7(A) 내지 도 7(D)는 발광 장치에 형성된 구조체를 설명하기 위한 상면도.
도 8(A) 및 도 8(B)는 발광 소자를 설명하기 위한 단면도.
도 9(A)는 발광 장치를 설명하기 위한 상면도이고, 도 9(B)는 발광 장치를 설명하기 위한 단면도.
도 10(A)는 발광 장치를 사용한 휴대 전화를 설명하기 위한 상면도이고, 도 10(B)는 발광 장치를 사용한 휴대 전화를 설명하기 위한 사시도.
도 11(A) 내지 도 11(D)는 발광 장치를 사용한 전자 기기를 설명하기 위한 도면.
실시형태에 대해서 도면을 사용하여 이하에 자세히 설명한다. 그러나, 본 발명은 이하에 기재하는 실시형태의 기재 내용에 한정되지 않고, 본 명세서 등에서 개시하는 발명의 취지에서 벗어남이 없이 그 형태 및 자세한 내용을 다양하게 변경할 수 있다는 것은 당업자에게 자명하다. 또한, 상이한 실시형태에 따른 구성은 적절히 조합하여 실시할 수 있다. 또한, 이하에 설명하는 발명의 구성에서 동일 부분 또는 같은 기능을 갖는 부분에는 동일 부호를 사용하고 그 반복 설명은 생략한다.
또한, 도면 등에서 도시한 각 구성의 위치, 크기, 범위 등은 이해하기 쉽게 하기 위하여 실제 위치, 실제 크기, 실제 범위 등을 도시하지 않은 경우가 있다. 그러므로, 개시한 발명은 반드시 도면 등에 개시된 위치, 크기, 범위 등에 한정되지 않는다.
또한, 본 명세서 등에서 기재되는 "제 1" "제 2" "제 3" 등의 서수는 구성 요소의 혼동을 피하기 위하여 붙이는 것이고, 수적으로 한정하는 것은 아닌 것을 부기한다.
(실시형태 1)
본 실시형태에서는 본 발명의 발광 장치의 일 형태에 대하여 발광 장치의 구성을 도 1(A) 및 도 1(B)를 사용하여 설명하고, 다음에, 발광 장치의 제작 방법을 도 2(A) 내지 도 5(B)를 사용하여 설명한다.
<발광 장치의 구성>
도 1(A)는 발광 장치의 화소의 일부분이고, 제 1 기판(100)을 제 2 전극층(122) 측에서 본 상면도를 도시한 것이고, 도 1(B)는 도 1(A)의 파선 A1-A2에서 절단한 단면도에 상당한다. 또한, 도 1(A)의 상면도에서는 도면을 단순화시키기 위하여 본 발명의 구성 요소인 일부분(예를 들어, 격벽(124) 등)을 생략하고 있다.
도 1(A)에 도시한 발광 장치는 복수의 소스 배선(156)이 서로 평행으로(도면에서 상하 방향으로 연장됨) 또 서로 이격된 상태에서 배치되어 있고, 복수의 게이트 배선(154)이 서로 평행으로(도면에서 좌우 방향으로 연장됨) 또 서로 이격된 상태에서 배치되어 있다. 또한, 소스 배선(156)과 게이트 배선(154)으로 대략 직사각형 영역이 둘러싸여 있고, 이 영역이 발광 장치의 하나의 화소가 되고, 복수의 화소가 매트릭스 형상으로 배치되어 있다.
또한, 각 화소에는 발광 소자의 구동을 제어하는 트랜지스터(150)와, 원하는 화소를 선택하는 트랜지스터(152)가 형성되어 있다. 즉, 도 1(A)와 도 1(B)에 도시된 발광 장치는 액티브 매트릭스형 발광 장치다. 또한, 각 화소들 사이에는 복수의 구조체(126)가 배치되어 있다.
도 1(B)에 도시한 발광 장치는 트랜지스터(150), 트랜지스터(150) 위에 형성된 발광 소자(130), 각 화소들 사이에 이격되어 형성된 격벽(124) 및 구조체(126)가 형성된 제 1 기판(100)과, 차광막(164)과 컬러 필터(166)가 형성된 제 2 기판(160)이 제 1 접착층(170)을 사용하여 접합되어 있다.
또한, 제 1 기판(100) 및 제 2 기판(160)은 가요성을 갖는 기판이고, 본 명세서 등에서는 가요성을 갖는 기판을 플렉시블 기판이라고 부른다.
또한, 도 1(B)에 도시한 발광 장치는 발광 소자(130)로부터의 빛이 컬러 필터(166)를 통하여 제 2 기판(160) 측에서 사출되는 소위 톱 이미션 구조(상면 사출 구조)를 갖는 발광 장치다.
제 1 기판(100)은 제 1 기판(100) 위에 형성된 제 2 접착층(102)과, 제 2 접착층(102) 위에 형성된 제 1 버퍼층(104)과, 제 1 버퍼층(104) 위에 형성된 발광 소자의 구동을 제어하는 트랜지스터(150)와, 트랜지스터(150)와 전기적으로 접속된 발광 소자(130)와, 발광 소자(130)를 분리하는 격벽(124)과, 격벽(124) 위에 형성된 구조체(126)를 갖는다.
트랜지스터(150)는 제 1 버퍼층(104) 위에 형성된 게이트 전극층(106)과, 게이트 전극층(106) 위에 형성된 게이트 절연층(108)과, 게이트 절연층(108) 위에 형성된 반도체층(110)과, 반도체층(110) 위에 형성된 소스 전극층(112a) 및 드레인 전극층(112b)을 갖는다. 또한, 트랜지스터(150)는 제 1 절연층(114)과, 제 2 절연층(116)으로 덮여 있고, 제 2 절연층(116) 위에는 제 1 전극층(118)이 형성되고, 제 1 전극층(118) 위에는 발광층(120)이 형성되며, 발광층(120) 위에는 제 2 전극층(122)이 형성된다.
또한, 도 1(B)에 도시하지 않았지만, 도 1(A)에 도시한 트랜지스터(152)는 트랜지스터(150)와 같은 구성을 갖는다. 다만, 각 트랜지스터의 크기(예를 들어, 채널 길이 및 채널 폭)나 각 트랜지스터의 접속 등은 적절히 조정할 수 있다.
또한, 제 1 전극층(118), 발광층(120), 및 제 2 전극층(122)을 사용하여 발광 소자(130)가 형성되어 있다. 또한, 발광 소자(130)는 제 1 절연층(114) 및 제 2 절연층(116)에 형성된 개구부를 통하여 트랜지스터(150)와 전기적으로 접속되어 있다.
또한, 발광 소자(130)는 격벽(124) 및 구조체(126)에 의하여 분리되어 화소를 형성한다. 다만, 격벽(124)과 구조체(126)의 기능은 다르다.
격벽(124)은 제 1 전극층(118), 제 1 절연층(114) 및 제 2 절연층(116)에 형성된 개구부 등의 단차에 의하여 발광 소자(130)가 단절되지 않도록 형성되어 있다. 따라서, 격벽(124)은 그 상면에 형성된 막이 단절되지 않도록 순 테이퍼 형상을 갖는 것이 바람직하다. 또한, 순 테이퍼 형상이란 하지가 되는 층과 접촉된 층이 완만한 각도로 두께가 늘어나는 구성을 가리킨다.
한편, 구조체(126)는 발광층(120)을 분리하기 위하여 형성되어 있다. 본 실시형태에서는 발광층(120)의 분리와 함께 제 2 전극층(122)도 분리된 구조에 대하여 예시하였지만, 제 2 전극층(122)은 분리되지 않아도 좋다. 다만, 구조체(126)는 발광층(120)을 분리하고 적어도 일부분이 제 2 전극층(122) 또는 제 1 접착층(170)과 접촉된다.
상술한 바와 같이, 구조체(126)에는 발광층(120)을 개재(介在)하지 않고 제 2 전극층(122) 또는 제 1 접착층(170)과 접촉된 영역이 형성된다. 구조체(126)에 형성된 발광층(120)을 개재하지 않고 제 2 전극층(122) 또는 제 1 접착층(170)과 접촉된 영역은 밀착성을 높일 수 있고, 각 화소들 사이에 구조체(120)를 형성함으로써 발광 소자(130)가 보호된다. 따라서, 외부로부터 물리적인 힘이 가해졌을 때 구조체(126)에 형성된 밀착성이 강한 영역에 의하여 발광 소자(130)의 파괴를 억제할 수 있다.
여기서, 도 1(B)에 도시한 발광 장치의 제작 방법에 대하여 도 2(A) 내지 도 5(B)를 사용하여 자세히 설명한다.
<발광 장치의 제작 방법>
우선, 제 3 기판(180) 위에 제 1 박리층(101)을 형성하고, 제 1 박리층(101) 위에 제 1 버퍼층(104)을 형성한다. 제 1 박리층(101)을 대기에 노출시키지 않고 연속적으로 제 1 버퍼층(104)을 형성하는 것이 바람직하다. 연속적으로 형성함으로써 제 1 박리층(101)과 제 1 버퍼층(104) 사이에 먼지나 불순물이 혼입되는 것을 방지할 수 있다(도 2(A) 참조).
제 3 기판(180)으로서 유리 기판, 석영 기판, 사파이어 기판, 세라믹 기판, 금속 기판 등을 사용할 수 있다. 또한, 본 실시형태의 처리 온도에 견딜 수 있는 내열성을 갖는 플라스틱 기판을 사용하여도 좋다. 플라스틱 기판을 사용하는 경우에는, 제 1 박리층(101)을 형성하지 않아도 좋다.
또한, 이후의 가열 처리의 온도가 높은 경우에는, 유리 기판으로서 변형점이 730℃ 이상인 것을 사용하면 좋다. 또한, 유리 기판에는, 예를 들어, 알루미노실리케이트 유리, 알루미노보로실리케이트 유리, 바륨보로실리케이트 유리 등의 유리 재료가 사용된다. 또한, 산화바륨(BaO)을 많이 함유시킴으로써 더 실용적인 내열 유리를 얻을 수 있다. 그 외에도 결정화 유리 등을 사용할 수 있다.
또한, 본 실시형태에서는 제 3 기판(180)과 접촉되어 제 1 박리층(101)을 형성하였지만, 제 3 기판(180)에 유리 기판을 사용하는 경우에는, 제 3 기판(180)과 제 1 박리층(101) 사이에 산화실리콘막, 산화질화실리콘막, 질화실리콘막, 질화산화실리콘막 등의 절연층을 형성하면 유리 기판으로 인하여 오염되는 것을 방지할 수 있어 더 바람직하다.
제 1 박리층(101)은 텅스텐, 몰리브덴, 티타늄, 탄탈, 니오븀, 니켈, 코발트, 지르코늄, 루테늄, 로듐, 팔라듐, 오스뮴, 이리듐, 실리콘 중에서 선택된 원소, 또는 상기 원소를 함유한 합금 재료, 또는 상기 원소를 함유한 화합물 재료를 함유한 단층 또는 적층이다. 실리콘을 함유한 층의 결정 구조는 비정질, 미결정, 다결정 중 어느 구조라도 좋다.
또한, 제 1 박리층(101)은 스퍼터링법, 플라즈마 CVD법, 도포법, 인쇄법 등을 사용하여 형성할 수 있다. 또한, 도포법은 스핀 코팅법, 액적 토출법, 디스펜서법을 포함한다.
제 1 박리층(101)이 단층 구조인 경우에는, 텅스텐층, 몰리브덴층, 또는 텅스텐과 몰리브덴의 혼합물을 함유한 층을 형성하는 것이 바람직하다. 또는, 텅스텐의 산화물 또는 산화질화물을 함유한 층, 몰리브덴의 산화물 또는 산화질화물을 함유한 층, 또는 텅스텐과 몰리브덴의 혼합물의 산화물 또는 산화질화물을 함유한 층을 형성한다. 또한, 텅스텐과 몰리브덴의 혼합물이란, 예를 들어, 텅스텐과 몰리브덴의 합금에 상당한다.
또한, 제 1 박리층(101)으로서 텅스텐을 함유한 층과 텅스텐 산화물을 함유한 층의 적층 구조를 형성할 경우에는, 텅스텐을 함유한 층을 형성하고, 그 위에 산화물로 형성된 절연층을 형성함으로써, 텅스텐층과 절연층의 계면에 텅스텐 산화물을 함유한 층이 형성되는 것을 활용하여도 좋다. 또한, 텅스텐을 함유한 층의 표면을 열 산화 처리, 산소 플라즈마 처리, 오존수 등의 산화력이 강한 용액을 사용한 처리 등을 행하여 텅스텐의 산화물을 함유한 층을 형성하여도 좋다. 또한, 플라즈마 처리나 가열 처리는 산소, 질소, 아산화질소 단체, 또는 상기 가스와 그 외의 가스의 혼합 가스 분위기하에서 행하여도 좋다. 상기 플라즈마 처리나 가열 처리에 의하여 제 1 박리층(101)의 표면 상태를 변화시킴으로써 제 1 박리층(101)과 이후 형성될 제 1 버퍼층(104)의 밀착성을 제어할 수 있다.
다음에, 제 1 버퍼층(104)을 제 1 박리층(101) 위에 형성한다. 제 1 버퍼층(104)은 질화실리콘, 산화질화실리콘, 및 질화산화실리콘 등을 단층 또는 다층으로 형성하는 것이 바람직하다.
제 1 버퍼층(104)은 스퍼터링법, 플라즈마 CVD법, 도포법, 인쇄법 등을 사용하여 형성할 수 있고, 예를 들어, 플라즈마 CVD법에 의하여 성막 온도를 250℃ 이상 400℃ 이하로 하여 형성함으로써 치밀하고 투수성이 매우 낮은 막으로 할 수 있다. 또한, 제 1 버퍼층(104)의 두께는 10nm 이상 3000nm 이하가 바람직하고, 200nm 이상 1500nm 이하가 더 바람직하다.
다음에, 제 1 버퍼층(104) 위에 도전막을 형성하고, 포토리소그래피 공정 및 에칭 공정을 행함으로써 게이트 전극층(106)을 형성한다(도 2(A) 참조).
게이트 전극층(106)의 재료는 몰리브덴, 티타늄, 크롬, 탄탈, 텅스텐, 알루미늄, 구리, 네오디뮴, 스칸듐 등의 금속 재료 또는 이들 원소를 함유한 합금 재료를 사용하여 단층으로 또는 적층하여 형성할 수 있다.
다음에, 게이트 전극층(106) 위에 게이트 절연층(108)을 형성한다. 게이트 절연층(108)은 플라즈마 CVD법 또는 스퍼터링법 등을 사용하여 산화실리콘, 질화실리콘, 산화질화실리콘, 질화산화실리콘, 또는 산화알루미늄을 단층으로 또는 적층하여 형성할 수 있다. 예를 들어, 성막 가스로서 SiH4, N2O를 사용하여 플라즈마 CVD법에 의하여 산화질화실리콘막을 형성하면 좋다.
다음에, 반도체층을 형성하고, 포토리소그래피 공정 및 에칭 공정을 행함으로써 섬 형상 반도체층(110)을 형성한다(도 2(A) 참조).
반도체층(110)의 재료는 실리콘 반도체나 산화물 반도체를 사용하여 형성할 수 있다. 실리콘 반도체로서는 단결정 실리콘이나 다결정 실리콘 등이 있고, 산화물 반도체로서는 In-Ga-Zn-O계 금속 산화물 등을 적절히 사용할 수 있다. 다만, 반도체층(110)으로서 In-Ga-Zn-O계 금속 산화물인 산화물 반도체를 사용하여 오프 전류가 낮은 반도체층으로 함으로써 이후 형성될 발광 소자에서 오프 상태일 때 흐르는 누설 전류를 억제할 수 있어 바람직하다.
다음에, 게이트 절연층(108) 및 반도체층(110) 위에 도전막을 형성하고, 포토리소그래피 공정 및 에칭 공정을 행함으로써 소스 전극층(112a) 및 드레인 전극층(112b)을 형성한다(도 2(B) 참조).
소스 전극층(112a) 및 드레인 전극층(112b)에 사용하는 도전막으로서는, 예를 들어, Al, Cr, Cu, Ta, Ti, Mo, W 중에서 선택된 원소를 함유한 금속막, 또는 상술한 원소를 함유한 금속 질화물막(질화티타늄막, 질화몰리브덴막, 질화텅스텐막) 등을 사용할 수 있다. 또한, Al, Cu 등의 금속막의 아래 쪽 또는 위쪽의 한쪽 또는 양쪽 모두에 Ti, Mo, W 등의 고융점 금속막 또는 이들의 금속질화물막(질화티타늄막, 질화몰리브덴막, 질화텅스텐막)을 적층시킨 구성으로 하여도 좋다. 또한, 소스 전극층(112a) 및 드레인 전극층(112b)에 사용하는 도전막은 도전성 금속 산화물로 형성하여도 좋다. 도전성 금속 산화물로서는 산화인듐(In2O3 등), 산화주석(SnO2 등), 산화아연(ZnO), ITO, 산화인듐-산화아연 합금(In2O3-ZnO 등), 또는 이들 금속 산화물 재료에 산화실리콘이 함유된 것을 사용할 수 있다.
다음에, 반도체층(110), 소스 전극층(112a) 및 드레인 전극층(112b) 위에 제 1 절연층(114)을 형성한다(도 2(B) 참조). 제 1 절연층(114)으로서 산화실리콘막, 산화질화실리콘막, 산화알루미늄막 등 무기 절연막을 사용할 수 있다.
다음에, 제 1 절연층(114) 위에 제 2 절연층(116)을 형성한다(도 2(C) 참조).
제 2 절연층(116)으로서 트랜지스터에 기인한 표면 요철을 저감하기 위하여 평탄화 기능을 갖는 절연막을 선택하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 폴리이미드, 아크릴, 벤조시클로부텐 등의 유기 재료를 사용할 수 있다. 또한, 상기 유기 재료 외 저유전율 재료(low-k 재료) 등을 사용할 수 있다. 또한, 이들 재료로 형성되는 복수의 절연막을 적층시킴으로써 제 2 절연층(116)을 형성하여도 좋다.
다음에, 포토리소그래피 공정 및 에칭 공정을 행함으로써 제 1 절연층(114) 및 제 2 절연층(116)에 드레인 전극층(112b)에 도달되는 개구부를 형성한다. 개구를 형성하는 방법은 드라이 에칭이나 웨트 에칭을 적절히 선택하면 좋다.
다음에, 제 2 절연층(116) 및 드레인 전극층(112b) 위에 도전막을 형성하고, 포토리소그래피 공정 및 에칭 공정을 행함으로써 제 1 전극층(118)을 형성한다(도 2(C) 참조).
제 1 전극층(118)에는 발광층(120)(이후 형성됨)이 발하는 빛을 효율적으로 반사하는 재료를 사용하는 것이 바람직하다. 왜냐하면 빛의 추출 효율을 향상할 수 있기 때문이다. 또한, 제 1 전극층(118)으로서 적층 구조를 채용하여도 좋다. 예를 들어, 발광층(120)과 접촉된 측에 금속 산화물로 형성된 도전막 또는 티타늄 등을 얇게 형성하고, 다른 쪽에 반사율이 높은 금속막(알루미늄, 알루미늄을 함유한 합금, 또는 은 등)을 사용할 수 있다. 이러한 구성으로 함으로써 발광층(120)과 반사율이 높은 금속막(알루미늄, 알루미늄을 함유한 합금, 또는 은) 사이에 절연막이 생성되는 것을 억제할 수 있어 바람직하다.
또한, 본 실시형태에서는 톱 이미션 구조를 갖는 발광 장치를 예시하였다. 하지만, 보텀 이미션 구조(하면 사출 구조) 및 듀얼 이미션 구조(양면 사출 구조)를 갖는 발광 장치의 경우에는 제 1 전극층(118)에 투광성 재료를 사용함으로써 제작할 수 있다.
다음에, 제 1 전극층(118) 위에 격벽(124)을 형성한다(도 2(C) 참조).
격벽(124)은 유기 절연 재료, 또는 무기 절연 재료를 사용하여 형성한다. 감광성 수지 재료를 사용하여 격벽(124)의 측벽이 연속된 곡률을 갖는 경사면이 되도록 형성하는 것이 특히 바람직하다.
다음에, 격벽(124) 위에 구조체(126)를 형성한다(도 2(C) 참조).
구조체(126)는 이후 형성될 발광층(120)을 분리할 필요가 있으므로 그 형상이 중요하다. 예를 들어, 본 실시형태에서 기재한 구조체(126)는 역 테이퍼 형상이다. 여기서 말하는 역 테이퍼 형상이란 바닥 부분에서 기판에 평행한 방향으로 돌출된 측부 또는 상부를 갖는 형상이다.
구조체(126)는 무기 절연 재료, 유기 절연 재료, 금속 재료를 사용하여 형성할 수 있다. 예를 들어, 유기 절연 재료로서는 네거티브형이나 포지티브형 감광성 수지 재료, 비감광성 수지 재료 등을 사용할 수 있다. 또한, 금속 재료로서는 티타늄, 알루미늄 등을 사용할 수 있다.
다음에, 제 1 전극층(118), 격벽(124), 및 구조체(126) 위에 발광층(120)을 형성한다(도 2(D) 참조).
발광층(120)은 증착법(진공 증착법을 포함함) 등으로 형성할 수 있다. 발광층(120)은 단층으로 구성되어 있어도 좋고, 복수 층이 적층되도록 구성되어 있어도 좋지만, 발광층(120)이 발하는 빛은 백색인 것이 바람직하고, 적색, 녹색, 청색 각각의 파장 영역에 피크를 갖는 빛이 바람직하다.
또한, 본 실시형태에서는 발광층(120)이 발하는 빛은 컬러 필터(166)를 통하여 사출되는 구조를 예시하였지만, 이것에 한정되지 않는다. 발광층(120)을 각 색깔(예를 들어, RGB)로 선택적으로 채색함으로써 컬러 필터(166)를 사용하지 않는 구성으로 하여도 좋다. 다만, 발광층(120)을 선택적으로 채색함으로써 공정수의 증가나 비용의 증가 등이 일어날 우려가 있으므로 본 실시형태에서 기재한 백색 발광층(120)과 컬러 필터(166)를 포함한 구성이 바람직하다.
또한, 발광층(120)은 구조체(126)에 의하여 분리되어 형성되어 있다. 구조체(126)의 형상이 역 테이퍼 구조를 갖기 때문에 발광층(120)을 형성할 때 구조체(126)의 바닥 부분을 둘러싸는 막이 형성되지 않아 발광층(120)을 분리할 수 있다. 또한, 구조체(126) 상부 및 측부의 일부분에 발광층(120)이 형성되어 있다.
다음에, 발광층(120) 위에 제 2 전극층(122)을 형성한다(도 2(D) 참조).
본 실시형태에서는 제 2 전극층(122)은 발광층(120)과 마찬가지로 구조체(126)에 의하여 분리되어 있다. 또한, 구조체(126) 및 발광층(120) 상부 및 측부의 일부분에 제 2 전극층(122)이 형성되어 있다.
제 2 전극층(122)은 투광성 금속 산화물을 사용하여 형성할 수 있다. 투광성 금속 산화물로서 산화인듐(In2O3 등), 산화주석(SnO2 등), 산화아연(ZnO), 산화인듐-산화주석 합금(In2O3-SnO2 등, ITO라고 약기함), 산화인듐-산화아연 합금(In2O3-ZnO 등), 또는 이들 금속 산화물 재료에 산화실리콘이 함유된 것을 사용할 수 있다.
또한, 제 1 전극층(118) 및 제 2 전극층(122) 중 어느 하나는 발광층(120)의 양극으로서 기능하고, 다른 하나는 발광층(120)의 음극으로서 기능한다. 양극으로서 기능하는 전극에는 일 함수가 큰 물질을 사용하는 것이 바람직하고, 음극으로서 기능하는 전극에는 일 함수가 작은 물질을 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 제 1 전극층(118), 발광층(120), 및 제 2 전극층(122)으로 발광 소자(130)가 형성되어 있다.
상술한 공정을 거쳐 발광 소자의 구동을 제어하는 트랜지스터(150) 및 발광 소자(130)가 형성된 제 3 기판(180)이 형성된다.
다음에, 차광막(164), 컬러 필터(166), 및 오버 코트(168)가 형성된 제 4 기판(190)의 제작 방법을 이하에 기재한다.
우선, 제 4 기판(190) 위에 제 2 박리층(161)을 형성하고, 제 2 박리층(161) 위에 제 2 버퍼층(162)을 형성한다(도 3(A) 참조).
제 2 박리층(161) 및 제 2 버퍼층(162)은 상기 제 1 박리층(101) 및 상기 제 1 버퍼층(104)과 같은 재료 및 방법으로 형성할 수 있다.
다음에, 제 2 버퍼층(162) 위에 도전막을 형성하고, 포토리소그래피 공정 및 에칭 공정을 행함으로써 차광막(164)을 형성한다(도 3(B) 참조).
차광막(164)에 의하여 각 화소들 사이에서의 혼색을 방지할 수 있다. 차광막(164)에는 티타늄, 크롬 등 반사율이 낮은 금속막 또는 흑색 안료나 흑색 염료가 함침된 유기 수지막 등을 사용할 수 있다. 다만, 차광막(164)은 형성하지 않아도 좋다.
다음에, 제 2 버퍼층(162) 및 차광막(164) 위에 컬러 필터(166)를 형성한다(도 3(C) 참조).
컬러 필터(166)는 특정 파장 영역의 빛을 투과하는 유색층이다. 예를 들어, 적색 파장 대역의 빛을 투과하는 적색(R) 컬러 필터, 녹색 파장 대역의 빛을 투과하는 녹색(G) 컬러 필터, 청색 파장 대역의 빛을 투과하는 청색(B) 컬러 필터 등을 사용할 수 있다. 각 컬러 필터는 공지 재료와, 인쇄법, 잉크젯법, 포토리소그래피 기술을 사용한 에칭법 등을 사용하여 각각 원하는 위치에 형성한다.
또한, 여기서는, RGB의 3색을 사용한 방법을 설명하였지만, 이것에 한정되지 않고, RGBY(황색) 등 4색을 사용한 구성 또는 5색 이상을 사용한 구성으로 하여도 좋다.
다음에, 차광막(164) 및 컬러 필터(166) 위에 오버 코트(168)를 형성한다(도 3(C) 참조).
오버 코트(168)는 아크릴, 폴리이미드 등 유기 수지막으로 형성할 수 있다. 오버 코트(168)에 의하여 컬러 필터(166)에 함유된 불순물 성분 등이 발광층(120) 측으로 확산되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 오버 코트(168)로서 유기 수지막과 무기 절연막의 적층 구조를 채용하여도 좋다. 무기 절연막에 질화실리콘, 산화실리콘 등을 사용할 수 있다. 또한, 오버 코트(168)는 형성하지 않아도 좋다.
상술한 공정을 거쳐 제 2 박리층(161), 제 2 버퍼층(162), 차광막(164), 컬러 필터(166), 및 오버 코트(168)가 형성된 제 4 기판(190)이 형성된다.
다음에, 제 3 기판(180)과 제 4 기판(190)의 위치를 맞추고 제 1 접착층(170)을 사용하여 접합한다(도 4(A) 참조).
제 1 접착층(170)은 특별히 한정되지 않고 제 3 기판(180)과 제 4 기판(190)을 접착할 수 있고 굴절률이 큰 투광성 접착제를 사용할 수 있다. 또한, 접착제에 분자 크기가 빛의 파장 이하이고 건조제로서 기능하는 물질(제올라이트 등)이나 굴절률이 큰 필러(산화티타늄이나 지르코늄 등)를 혼합시킴으로써 발광 소자(130)의 신뢰성이 향상되거나 발광 소자(130)로부터의 광 추출 효율이 향상되기 때문에 바람직하다.
또한, 제 1 접착층(170)과 제 2 전극층(122) 사이에 투습성이 낮은 밀봉막이 형성되어 있어도 좋다. 투습성이 낮은 밀봉막으로서, 예를 들어, 산화실리콘, 질화실리콘, 산화알루미늄 등을 사용할 수 있다.
다음에, 제 3 기판(180)에 형성된 제 1 박리층(101)과 제 1 버퍼층(104) 사이에서 박리(분리)한다(도 4(B) 참조). 박리 방법으로서 다양한 방법을 사용할 수 있다.
예를 들어, 트랜지스터(150)의 형성 공정 중에 제 1 박리층(101)과 제 1 버퍼층(104)을 가열함으로써 제 1 박리층(101)과 제 1 버퍼층(104) 계면에 금속 산화막이 형성되어 있다. 제 1 박리층(101)에 도달되는 홈을 형성하고(도시하지 않음), 상기 홈을 시점으로 하여 금속 산화막이 취약화하고, 제 1 박리층(101)과 제 1 버퍼층(104)의 계면에서 박리가 생긴다.
또한, 제 3 기판(180)에 형성한 제 1 박리층(101)과 제 4 기판(190)에 형성한 제 2 박리층(161)의 평면 방향에서의 크기는 달라도 좋다. 예를 들어, 제 2 박리층(161)의 크기를 제 1 박리층(101)보다 작게 형성해 둠으로써 제 3 기판(180)과 제 4 기판(190)을 접합한 후에 제 2 박리층(161)에 홈을 형성하기 쉬워지므로 바람직하다.
박리 방법으로서 기계적인 힘(사람의 손이나 치구(治具)를 사용하여 박리하는 처리나, 롤러를 회전시키면서 분리하는 처리 등)을 사용하여 행하면 좋다. 또한, 홈에 액체를 적하하여 제 1 박리층(101) 및 제 1 버퍼층(104) 계면에 액체를 침투시켜 제 1 박리층(101)으로부터 제 1 버퍼층(104)을 박리하여도 좋다. 또한, 홈에 NF3, BrF3, ClF3 등의 불화 가스를 도입하고 제 1 박리층(101)을 불화 가스로 에칭하여 제거함으로써 절연 표면을 갖는 제 3 기판(180)으로부터 제 1 버퍼층(104)을 박리하는 방법을 사용하여도 좋다.
그 외 박리 방법으로서 제 1 박리층(101)을 텅스텐을 사용하여 형성한 경우에는, 암모니아수와 과산화 수소수의 혼합 용액에 의하여 제 1 박리층(101)을 에칭하면서 박리할 수 있다.
또한, 제 1 박리층(101)으로서 질소, 산소, 수소 등을 함유한 막(예를 들어, 수소를 함유한 비정질 실리콘막, 수소 함유 합금막, 산소 함유 합금막 등)을 사용하고, 제 3 기판(180)으로서 투광성을 갖는 기판을 사용한 경우에는, 제 3 기판(180)을 통하여 제 1 박리층(101)에 레이저 광을 조사하여 박리층 내에 함유된 질소, 산소, 수소를 기화시킴으로써 제 3 기판(180)과 제 1 박리층(101) 사이에서 박리하는 방법을 사용할 수 있다.
다음에, 제 1 버퍼층(104)과 제 1 기판(100)을 제 2 접착층(102)을 사용하여 접착시킨다(도 5(A) 참조).
또한, 본 명세서 등에서 기판 위에 형성된 박리층과 박리층 위에 형성된 버퍼층 사이에서 분리하고 다른 기판에 접착시키는 것을 박리 및 전치라고 부른다.
제 1 기판(100)으로서 가요성 및 가시광에 대한 투광성을 갖는 기판을 사용할 수 있고, 예를 들어, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN) 등의 폴리에스테르 수지, 폴리아크릴로니트릴 수지, 폴리이미드 수지, 폴리메틸메타크릴레이트 수지, 폴리카보네이트 수지(PC), 폴리에테르설폰 수지(PES), 폴리아미드 수지, 시클로올레핀 수지, 폴리스티렌 수지, 폴리아미드이미드 수지, 폴리염화비닐 수지 등을 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 제 1 기판(100)에는 질화실리콘, 산화질화실리콘 등 질소와 실리콘을 함유한 막이나 질화알루미늄 등 질소와 알루미늄을 함유한 막 등 투수성이 낮은 보호막을 미리 형성해 두어도 좋다. 또한, 제 1 기판(100)으로서 섬유체에 유기 수지가 함침된 구조물(소위 프리프레그라고도 함)을 사용하여도 좋다.
또한, 본 실시형태에서 기재하는 발광 장치는 제 2 기판(160) 측의 면으로부터 빛을 추출하는 톱 이미션형 발광 장치이므로 제 1 기판(100)으로서 가요성을 가질 정도로 얇게 필름화된 비투광성 금속 기판을 사용하여도 좋다. 금속 기판은 빛을 추출하지 않는 측에 형성한다. 금속 기판을 구성하는 재료는 특별히 한정되지 않지만, 알루미늄, 구리, 니켈, 알루미늄 합금, 또는 스테인리스 등 금속 합금 등을 사용하는 것이 바람직하다.
제 1 기판(100)의 재료 내에 섬유체가 함유되어 있는 경우에는, 섬유체로서 유기 화합물 또는 무기 화합물의 고강도 섬유를 사용한다. 고강도 섬유란 구체적으로는 인장 탄성률(tensile modulus of elasticity) 또는 영(Young)률이 높은 섬유를 말하고, 대표적인 예로서는, 폴리비닐알코올계 섬유, 폴리에스테르계 섬유, 폴리아미드계 섬유, 폴리에틸렌계 섬유, 아라미드계 섬유, 폴리파라페닐렌벤조비스옥사졸 섬유, 유리 섬유, 또는 탄소 섬유를 들 수 있다. 유리 섬유로서는 E유리, S유리, D유리, Q유리 등을 사용한 유리 섬유를 들 수 있다. 섬유체는 직포(woven fabric) 또는 부직포(nonwoven fabric) 상태로 사용하고 이 섬유체에 유기 수지를 함침시켜 유기 수지를 경화시킨 구조물을 제 1 기판(100)으로서 사용하여도 좋다. 제 1 기판(100)으로서 섬유체와 유기 수지를 포함한 구조물을 사용하면 굴곡이나 국소적인 압력으로 인한 파손에 대한 신뢰성이 향상되기 때문에 바람직한 구성이다.
제 2 접착층(102)으로서 자외선 경화형 접착제 등 광 경화형 접착제, 반응 경화형 접착제, 열 경화형 접착제, 또는 혐기형 접착제 등 각종 경화형 접착제를 사용할 수 있다. 이들의 접착제의 재료로서는 에폭시 수지, 아크릴 수지, 실리콘(silicone) 수지, 페놀 수지 등을 사용할 수 있다.
또한, 제 1 기판(100)으로서 프리프레그를 사용한 경우에는, 제 2 접착층(102)을 사용하지 않고 제 1 기판(100)과 제 1 버퍼층(104)을 압착하여 잡합하여도 좋다.
다음에, 제 4 기판(190)에 형성된 제 2 박리층(161)과 제 2 버퍼층(162) 사이에서 박리(분리)하고, 제 3 접착층(163)을 사용하여 제 2 기판(160)과 접착시킨다(도 5(B) 참조).
박리 방법으로서 상술한 제 3 기판(180)에 형성된 제 1 박리층(101)과 제 1 버퍼층(104) 사이에서 박리한 방법과 같은 방법을 사용할 수 있다. 또한, 제 2 기판(160) 및 제 3 접착층(163)은 각각 제 1 기판(100) 및 제 2 접착층(102)과 같은 재료 및 방법을 사용하여 형성할 수 있다.
상술한 공정을 거쳐 플렉시블 기판에 형성된 발광 장치를 제작할 수 있다.
또한, 본 실시형태에서는 제 3 기판(180)을 박리한 후, 제 4 기판(190)을 박리하는 방법을 예시하였지만, 본 명세서에서 개시하는 발명은 이것에 한정되지 않고, 제 4 기판(190)을 박리한 후 제 3 기판(180)을 박리하여도 좋다.
또한, 본 실시형태에서는 박리 전치법을 사용하여 트랜지스터(150), 발광 소자(130), 및 컬러 필터(166) 등을 제 1 기판(100)과 제 2 기판(160)에 전치하는 방법을 예시하였지만, 본 명세서에서 개시하는 발명은 이것에 한정되지 않고, 제 1 기판(100)과 제 2 기판(160)에 트랜지스터(150), 발광 소자(130), 및 컬러 필터(166) 등을 직접 형성하여도 좋다.
또한, 본 실시형태에서는 발광 장치 중 하나로서 액티브 매트릭스형 발광 장치를 예시하였지만, 패시브 매트릭스형 발광 장치에 적용할 수도 있다.
상술한 바와 같이, 상술한 구조체를 형성함으로써 외부로부터 물리적인 힘이 가해졌을 때 발광 소자가 파괴되는 것을 억제한 신뢰성이 높은 발광 장치를 제공할 수 있다.
또한, 플렉시블화시키는 방법 중 하나로서 본 실시형태에서 기재한 박리 및 전치 방법을 사용한 경우에도, 상술한 구조체를 형성함으로써 발광 소자가 파괴되는 것을 억제하고 발광 소자를 박리하고 플렉시블 기판에 전치할 수 있다.
본 실시형태는 다른 실시형태에서 기재한 구성과 적절히 조합하여 실시할 수 있다.
(실시형태 2)
본 발명의 발광 장치에 사용하는 구조체로서 실시형태 1에서 기재한 구조체(126)와 구성이 다른 구조체에 대하여 도 6(A) 내지 도 6(D)를 사용하여 설명한다.
또한, 상기 실시형태 1에서 기재한 발광 장치와 같은 개소에는 같은 부호를 사용하고 그 설명은 생략한다.
도 6(A)에 도시한 발광 장치는 격벽(124) 위에 제 1 구조체(202)와 제 2 구조체(204)를 포함한 구조체(206)를 갖는다.
구조체(206)의 형성 방법으로서 우선 유기 절연 재료를 함유한 막을 형성하고, 그 위에 무기 절연 재료를 함유한 막을 형성한다. 그 후, 원하는 영역에 패터닝을 행하여 무기 절연 재료를 함유한 막을 가공한 후, 상기 무기 절연 재료를 함유한 막을 마스크(소위 하드 마스크)로서 사용하여 유기 절연 재료를 함유한 막을 가공한다. 유기 절연 재료를 함유한 막의 가공은 웨트 에칭, 드라이 에칭 등을 사용함으로써 형성할 수 있다. 또한, 유기 절연 재료를 함유한 막을 사용하여 형성한 부분은 제 1 구조체(202)가 되고, 무기 절연 재료를 함유한 막을 사용하여 형성한 부분은 제 2 구조체(204)가 된다.
제 1 구조체(202)에 사용할 수 있는 재료로서, 예를 들어, 네거티브형이나 포지티브형 감광성 수지 재료, 비감광성 수지 재료 등을 사용할 수 있다. 또한, 제 2 구조체(204)에 비투광성 재료를 사용한 경우에는 제 2 구조체(204)를 차광막으로서 사용하여 노광 등을 행함으로써 제 1 구조체를 형성하여도 좋다.
제 2 구조체(204)에 사용할 수 있는 재료로서는, 예를 들어, 산화실리콘, 질화실리콘 등 무기 절연 재료, 또는 티타늄, 알루미늄 등 도전성 금속 재료 등을 사용할 수 있다.
구조체(206)는 그 형상에 의하여 발광층(120) 및 제 2 전극층(122)을 분리한다. 따라서, 구조체(206)와 제 1 접착층(170) 및 구조체(206)와 제 2 전극층(122)이 접촉되어 있다. 즉, 구조체(206)에는 발광층(120)을 개재하지 않고 제 1 접착층(170) 및 제 2 전극층(122)과 접촉된 영역이 형성되어 있다. 이러한 구성으로 함으로써 밀착성을 강하게 할 수 있고, 구조체(206)를 각 화소들 사이에 형성함으로써 발광 소자(130)가 보호된다. 따라서, 외부로부터 물리적인 힘이 가해졌을 때 구조체(206)에 형성된 밀착성이 강한 영역에 의하여 발광 소자(130)가 파괴되는 것을 억제할 수 있다.
다음에, 도 6(B)에 도시한 발광 장치는 격벽(124) 위에 구조체(208)를 갖는다.
구조체(208)는 실시형태 1에서 기재한 구조체(126)와 측면의 형상이 다르다. 구조체(208) 측면은 기판에 대략 수직이다.
구조체(208)의 형성 방법 및 사용할 수 있는 재료로서 무기 절연 재료를 함유한 막을 형성하고, 원하는 영역에 패터닝을 행하여 무기 절연 재료를 함유한 막을 가공함으로써 형성할 수 있다. 무기 절연 재료를 함유한 막으로서, 예를 들어, 산화실리콘, 질화실리콘 등 무기 절연막, 또는 티타늄, 알루미늄 등 도전성 금속 재료 등을 사용할 수 있다.
구조체(208)는 그 형상에 의하여 발광층(120)을 분리한다. 또한, 구조체(208)는 발광층(120)만을 분리하고, 제 2 전극층(122)은 분리하지 않는다. 즉, 구조체(208) 측면에서 제 2 전극층(122)은 인접한 화소와 연속되어 있다. 또한, 구조체(208) 측면에서 구조체(208)와 제 2 전극층(122)이 접촉되어 있다. 이러한 구성으로 함으로써 발광층(120)을 개재하지 않고 접촉된 영역이 형성되기 때문에 밀착성을 강하게 할 수 있고, 구조체(208)를 각 화소들 사이에 형성함으로써 발광 소자(130)가 보호된다. 따라서, 외부로부터 물리적인 힘이 가해졌을 때 구조체(208)에 형성된 밀착성이 강한 영역에 의하여 발광 소자(130)가 파괴되는 것을 억제할 수 있다.
다음에, 도 6(C)에 도시한 발광 장치는 격벽(124) 위에 구조체(210)를 갖는다.
구조체(210)는 구 형상(단면 형상에서 원 형상)을 갖고, 발광층(120) 및 제 2 전극층(122)을 분리하는 기능과, 제 1 기판(100)과 제 2 기판(160) 사이의 간격(소위 셀 갭)을 조정하는 스페이서로서의 기능도 동시에 갖는다. 또한, 실시형태 1에서 기재한 구조체(126), 본 실시형태에서 기재한 구조체(206), 구조체(208), 및 구조체(214)도 구조체(210)와 마찬가지로 스페이서로서의 기능을 가져도 좋다.
구조체(210)는 그 형상에 의하여 발광층(120) 및 제 2 전극층(122)을 분리한다. 따라서, 구조체(210)와 제 1 접착층(170) 및 구조체(210)와 제 2 전극층(122)이 접촉되어 있다. 즉, 구조체(210)에는 발광층(120)을 개재하지 않고 제 1 접착층(170) 또는 제 2 전극층(122)과 접촉된 영역이 형성되어 있다. 이러한 구성으로 함으로써 밀착성을 강하게 할 수 있고, 구조체(210)를 각 화소들 사이에 형성함으로써 발광 소자(130)가 보호된다. 따라서, 외부로부터 물리적인 힘이 가해졌을 때 구조체(210)에 형성된 밀착성이 강한 영역에 의하여 발광 소자(130)가 파괴되는 것을 억제할 수 있다.
도 6(D)는 실시형태 1에서 기재한 발광 장치와 격벽 및 구조체의 형상이 다른 구성을 갖는 발광 장치를 도시한 것이며, 이하에 설명한다.
도 6(D)에 도시한 발광 장치는 제 2 절연층(116) 및 제 1 전극층(118) 위에 격벽(212), 격벽(212) 위에 구조체(214)를 갖는다.
격벽(212) 및 구조체(214)의 형성 방법 및 사용할 수 있는 재료로서 산화실리콘을 형성하고, 이어서 질화실리콘, 티타늄, 또는 알루미늄을 형성한다. 그 후, 원하는 영역에 패터닝을 행하여 질화실리콘, 티타늄, 또는 알루미늄 등을 가공한다. 가공된 질화실리콘, 티타늄, 또는 알루미늄 등을 하드 마스크로서 사용하여 산화실리콘을 가공함으로써 격벽(212) 및 구조체(214)가 형성된다. 상술한 바와 같이, 격벽(212)과 구조체(214)를 동시에 형성함으로써 마스크 1장을 삭감할 수 있으므로 제조 비용이 줄어들어 바람직하다.
또한, 구조체(214)는 발광층(120)만을 분리하고, 제 2 전극층(122)은 분리하지 않는다. 즉, 구조체(214) 측면에서 제 2 전극층(122)은 인접한 화소와 연속되어 있다. 또한, 구조체(214) 측면에서 구조체(214)와 제 2 전극층(122)이 접촉되어 있다. 이러한 구성으로 함으로써 구조체(214)에 발광층(120)을 개재하지 않고 접촉된 영역이 형성되기 때문에 밀착성을 강하게 할 수 있고, 구조체(214)를 각 화소들 사이에 형성함으로써 발광 소자(130)가 보호된다. 따라서, 외부로부터 물리적인 힘이 가해졌을 때 구조체(214)에 형성된 밀착성이 강한 영역에 의하여 발광 소자(130)가 파괴되는 것을 억제할 수 있다.
또한, 실시형태 1에서 기재한 구조체(126), 본 실시형태에서 기재한 구조체(206), 구조체(208), 구조체(210), 및 구조체(214)는 구조체에 도전성 금속 재료를 사용함으로써 보조 전극으로서 기능할 수 있다.
구체적으로는, 제 2 전극층(122)에 사용할 수 있는 투광성 재료는 비교적 저항이 높다. 따라서, 발광 소자(130)의 면적을 크게 하면, 제 2 전극층(122)의 저항이 높은 경우에는 저항에 기인한 전압 강하가 크고 화소들 사이에서 휘도 구배가 발생될 가능성이 있다. 따라서, 구조체를 보조 전극으로서 기능시킴으로써 화소들 사이에서의 휘도 구배를 저감할 수도 있다. 다만, 보조 전극으로서 기능시키는 경우에는, 구조체의 배치가 중요하다. 배치에 대해서는 실시형태 3에서 자세히 기재한다.
또한, 실시형태 1에서 기재한 구조체(126) 및 본 실시형태에서 기재한 구조체(206), 구조체(208), 구조체(210), 구조체(214)는 사용하는 재료에 건조제를 함유하면 바람직하다. 건조제로서 사용할 수 있는 재료로서, 예를 들어, 산화알루미늄, 제올라이트 등을 사용할 수 있다. 이러한 재료를 사용함으로써 발광 소자(130)에 침입되는 수분 등을 구조체에 의하여 흡수하고, 발광 소자(130)의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
상술한 바와 같이, 상술한 구조체가 형성됨으로써 외부로부터 물리적인 힘이 가해졌을 때 발광 소자가 파괴되는 것을 억제한 신뢰성이 높은 발광 장치를 제공할 수 있다.
본 실시형태는 다른 실시형태에서 기재한 구성과 적절히 조합하여 실시할 수 있다.
(실시형태 3)
본 실시형태에서는 실시형태 1에서 기재한 구조체(126) 또는 실시형태 2에서 기재한 구조체(206), 구조체(208), 구조체(210), 구조체(214)를 사용한 발광 장치의 각 화소의 배치를 도 7(A) 내지 도 7(D)를 사용하여 설명한다.
도 7(A) 내지 도 7(D)에 도시한 발광 장치는 화소의 일부분의 상면도다. 다만, 본 실시형태에서는 각 화소에 대한 구조체의 위치를 설명하기 때문에 본 발명의 구성 요소의 일부분(예를 들어, 트랜지스터(150) 및 발광 소자(130) 등)을 도면을 단순화시키기 위하여 생략한다.
도 7(A) 내지 도 7(D)에 도시한 발광 장치는 복수의 소스 배선(156)이 서로 평행으로(도면에서 상하 방향으로 연장됨) 또 서로 이격된 상태에서 배치되어 있고, 복수의 게이트 배선(154)이 서로 평행으로(도면에서 좌우 방향으로 연장됨) 또 서로 이격된 상태에서 배치되어 있다. 또한, 소스 배선(156)과 게이트 배선(154)으로 대략 직사각형 영역이 둘러싸 있고, 이 영역이 발광 장치의 하나의 화소가 되고, 복수의 화소가 매트릭스 형상으로 배치되어 있다.
도 7(A)에 도시한 발광 장치에서는 복수의 소스 배선(156)과 대략 중첩되어 구조체(240)가 형성되어 있다. 즉, 구조체(240)가 각 화소를 끼우도록 소위 스트라이프 형상으로 배치되어 있다.
도 7(B)에 도시한 발광 장치에서는 복수의 소스 배선(156)과 복수의 게이트 배선(154)이 교차한 영역에 구조체(242)가 형성되어 있다. 즉, 각 화소의 네 모서리에 구조체(242)가 배치되어 있다. 또한, 구조체(242)는 상면도에서 사각형 형상을 갖지만, 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 다각형, 원, 타원, L자형, 십자형 등 다양한 형상을 가질 수 있다. 특히, L자형 및 십자형 형상을 갖는 구조체를 복수의 소스 배선(156)과 복수의 게이트 배선(154)이 교차한 영역에 형성하면 구조체의 면적을 크게 할 수 있고 구조체와 접촉된 층(제 2 전극층 또는 제 1 접착층)의 접촉 면적이 확대되기 때문에 밀착성이 향상되어 바람직하다.
도 7(C)에 도시한 발광 장치에서는 복수의 소스 배선(156)과 복수의 게이트 배선(154)이 대략 중첩되어 구조체(244)가 형성되어 있다. 즉, 구조체(244)가 각 화소의 주위를 둘러싸도록 배치되어 있다.
또한, 구조체(244)가 비투광성 재료를 사용하여 형성된 경우에는, 도 7(C)에 도시한 구성으로 함으로써 구조체(244)는 발광 소자로부터의 빛을 각 화소에서 독립적으로 얻을 수 있고, 인접한 화소에 빛이 누설되는 것을 방지할 수 있어 바람직하다.
도 7(D)에 도시한 발광 장치는 도 7(A)에 도시한 구성의 변형예이고, 복수의 소스 배선(156)과 대략 중첩되어 구조체(246)가 형성되어 있다. 즉, 구조체(246)가 각 화소를 끼우도록 소위 스트라이프 형상으로 배치되어 있다.
또한, 구조체(246)는 도전성 금속 재료를 사용하여 형성되어 있고, 제 2 전극층(122)은 구조체(246)를 통하여 별도 형성된 음극 공통 배선층(248)과 전기적으로 접속되어 있다. 상술한 바와 같이, 구조체(246)를 보조 전극으로서 사용함으로써 각 화소들 사이에서 휘도 구배를 저감할 수도 있다.
상술한 바와 같이, 구조체가 화소들 사이에 형성됨으로써 외부로부터 물리적인 힘이 가해졌을 때 발광 소자가 파괴되는 것을 억제한 신뢰성이 높은 발광 장치를 제공할 수 있다.
본 실시형태는 다른 실시형태에서 기재한 구성과 적절히 조합하여 실시할 수 있다.
(실시형태 4)
본 실시형태에서는 실시형태 1에서 기재한 제 1 전극층(118), 발광층(120), 및 제 2 전극층(122)을 포함한 발광 소자(130)의 자세한 내용에 대하여 도 8(A) 및 도 8(B)를 사용하여 설명한다.
<발광 소자의 구성>
도 8(A)에 도시한 발광 소자(130)는 한 쌍의 전극(제 1 전극층(118) 및 제 2 전극층(122)) 사이에 발광 영역을 포함한 발광층(120)이 끼워진 구조를 갖는다. 또한, 본 실시형태에서는 일례로서 제 1 전극층(118)을 양극으로서 사용하고 제 2 전극층(122)을 음극으로서 사용한다.
또한, 발광층(120)은 적어도 발광층을 포함하여 형성되면 좋고, 발광층 외의 기능층을 포함한 적층 구조라도 좋다. 발광층 외의 기능층으로서는 정공 주입성이 높은 물질, 정공 수송성이 높은 물질, 전자 수송성이 높은 물질, 전자 주입성이 높은 물질, 쌍극성 물질(전자 수송성 및 정공 수송성이 높은 물질) 등을 함유한 층을 사용할 수 있다. 구체적으로는, 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 수송층, 전자 주입층 등의 기능층을 적절히 조합하여 사용할 수 있다.
도 8(A)에 도시한 발광 소자(130)는 제 1 전극층(118)과 제 2 전극층(122) 사이에 생긴 전위차에 의하여 전류가 흘러 발광층(120)에서 정공과 전자가 재결합함으로써 발광하는 것이다. 즉, 발광층(120)에 발광 영역이 형성되어 있다.
본 발명에서 발광 소자(130)로부터의 발광은 제 1 전극층(118) 또는 제 2 전극층(122)을 통하여 외부로 추출된다. 따라서, 제 1 전극층(118) 및 제 2 전극층(122) 중 하나는 투광성을 갖는 물질을 포함한다.
또한, 도 8(B)에 도시한 바와 같이, 제 1 전극층(118)과 제 2 전극층(122) 사이에 복수의 발광층(120)이 적층되어 있어도 좋다. n(n은 2 이상의 자연수)층의 적층 구조를 갖는 경우에는, m(m은 자연수, m은 1 이상 n-1 이하)번째 발광층과 (m+1)번째 발광층 사이 각각에 전하 발생층(120a)을 형성하는 것이 바람직하다.
전하 발생층(120a)은 유기 화합물과 금속 산화물의 복합 재료, 금속 산화물, 유기 화합물과 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 또는 이들의 화합물과의 복합 재료 외, 이들을 적절히 조합하여 형성할 수 있다. 유기 화합물과 금속 산화물의 복합 재료로서, 예를 들어, 유기 화합물과 산화바나듐, 산화몰리브덴, 산화텅스텐 등의 금속 산화물을 포함한다. 유기 화합물로서는, 방향족 아민 화합물, 카르바졸 유도체, 방향족 탄화수소, 고분자 화합물(올리고머, 덴드리머, 폴리머 등) 등 각종 화합물을 사용할 수 있다. 또한, 유기 화합물로서는 정공 수송성 유기 화합물로서 정공 이동도가 10-6cm2/Vs 이상인 것을 적용하는 것이 바람직하다. 다만, 전자 수송성보다 정공 수송성이 높은 물질이면 이들 외의 물질을 사용하여도 좋다. 또한, 전하 발생층(120a)에 사용하는 이들 재료는 캐리어 주입성 및 캐리어 수송성이 뛰어나기 때문에 발광 소자(130)의 저전류 구동 및 저전압 구동을 실현할 수 있다.
또한, 전하 발생층(120a)은 유기 화합물과 금속 산화물의 복합 재료와 다른 재료를 조합하여 형성하여도 좋다. 예를 들어, 유기 화합물과 금속 산화물의 복합 재료를 함유한 층과, 전자 공여성 물질 중에서 선택된 하나의 화합물과 전자 수송성이 높은 화합물을 함유한 층을 조합하여 형성하여도 좋다. 또한, 유기 화합물과 금속 산화물의 복합 재료를 함유한 층과 투명 도전막을 조합하여 형성하여도 좋다.
이러한 구성을 갖는 발광 소자(130)는 에너지의 이동이나 소광 등의 문제가 일어나기 어렵고, 재료 선택의 여지가 넓어짐으로써 높은 발광 효율과 긴 수명의 양쪽 모두를 갖는 발광 소자로 하기 용이하다. 또한, 하나의 발광층으로부터 인광 발광을 얻고 다른 하나의 발광층으로부터 형광 발광을 얻는 것도 용이하다.
또한, 전하 발생층(120a)은 제 1 전극층(118)과 제 2 전극층(122)에 전압을 인가하였을 때 전하 발생층(120a)과 접촉되어 형성된 하나의 발광층(120)에 정공을 주입하는 기능을 갖고, 다른 하나의 발광층(120)에 전자를 주입하는 기능을 갖는다.
도 8(B)에 도시한 발광 소자(130)는 발광층(120)에 사용하는 발광 물질의 종류를 변화시킴으로써 다양한 발광색을 얻을 수 있다. 또한, 발광 물질로서 발광색이 상이한 복수의 발광 물질을 사용함으로써, 넓은 스펙트럼의 발광이나 백색 발광을 얻을 수도 있다.
도 8(B)에 도시한 발광 소자(130)를 사용하여 백색 발광을 얻는 경우에는, 복수의 발광층의 조합으로서는 적색 광, 청색 광, 및 녹색 광을 포함하여 백색으로 발광하는 구성이라면 좋고, 예를 들어, 청색 형광 재료를 발광 물질로서 포함하는 제 1 발광층과, 녹색과 적색 인광 재료를 발광 물질로서 포함하는 제 2 발광층을 갖는 구성을 들 수 있다. 또한, 적색 발광을 나타내는 제 1 발광층과 녹색 발광을 나타내는 제 2 발광층과 청색 발광을 나타내는 제 3 발광층을 갖는 구성으로 할 수도 있다. 또는, 보색(補色) 관계인 빛을 발하는 발광층을 갖는 구성에서도 백색 발광을 얻을 수 있다. 2층의 발광층이 적층된 적층형 소자에서 제 1 발광층으로부터 얻어지는 발광의 색깔과 제 2 발광층으로부터 얻어지는 발광의 색깔을 보색 관계로 하는 경우에는, 조합으로서 청색과 황색, 또는 청록색과 적색 등을 들 수 있다.
또한, 상술한 적층형 소자의 구성에서 적층되는 발광층 사이에 전하 발생층을 배치함으로써, 전류 밀도를 낮게 유지한 채 고휘도 영역에서 수명이 긴 소자를 실현할 수 있다. 또한, 전극 재료의 저항으로 인한 전압 강하를 작게 할 수 있으므로 큰 면적에서 균일하게 발광할 수 있다.
본 실시형태는 다른 실시형태에서 기재한 구성과 적절히 조합하여 실시할 수 있다.
(실시형태 5)
본 실시형태에서는 발광 장치의 일 형태인 표시 장치(표시 패널 또는 발광 패널이라고도 부름)의 외관 및 단면을 도 9(A) 및 도 9(B)를 사용하여 설명한다. 도 9(A)는 제 1 기판 위에 형성된 발광 소자 구동용 트랜지스터 및 발광 소자와, 제 2 기판 위에 형성된 차광막, 컬러 필터, 및 오버 코트를 밀봉한 패널의 상면도이고, 도 9(B)는 도 9(A)의 파선 B1-B2로 절단한 단면도에 상당한다.
도 9(A)에 도시한 발광 장치는 제 1 기판(4501) 위에 형성된 화소부(4502), 신호선 구동 회로(4503a), 신호선 구동 회로(4503b), 주사선 구동 회로(4504a), 및 주사선 구동 회로(4504b)가 형성되어 있다. 또한, 화소부(4502), 신호선 구동 회로(4503a), 신호선 구동 회로(4503b), 주사선 구동 회로(4504a), 및 주사선 구동 회로(4504b) 위에 제 2 기판(4506)이 형성되어 있다.
또한, 제 1 기판(4501) 및 제 2 기판(4506)은 플렉시블 기판을 사용하여 형성되어 있고, 본 실시형태에서는 실시형태 1에서 기재한 박리 및 전치 방법을 사용하여 형성한다.
또한, 도 9(B)에 도시한 발광 장치는 제 1 기판(4501) 위에 트랜지스터(4509), 트랜지스터(4510), 및 트랜지스터(4511)가 형성되어 있고, 트랜지스터(4510) 및 트랜지스터(4511) 위에 발광 소자(4550)가 형성되어 있다.
발광 소자(4550)로부터의 빛은 제 2 기판(4506) 측에서 사출된다. 즉, 톱 이미션 구조를 갖는 발광 장치다. 따라서, 제 2 기판(4506)은 투광성을 가질 필요가 있고, 예를 들어, 유리 판, 플라스틱 판, 폴리에스테르 필름, 또는 아크릴 필름 등의 재료를 사용한다.
또한, 제 2 기판(4506) 위에는 차광막(4521), 컬러 필터(4522), 및 오버 코트(4523)가 형성되어 있다. 차광막(4521), 컬러 필터(4522), 및 오버 코트(4523)는 실시형태 1에서 기재한 제 2 기판(160) 위에 차광막, 컬러 필터, 및 오버 코트를 형성한 방법과 같은 방법을 사용하여 형성할 수 있다.
또한, 화소부(4502), 신호선 구동 회로(4503a), 신호선 구동 회로(4503b), 주사선 구동 회로(4504a), 및 주사선 구동 회로(4504b)는 제 1 기판(4501), 제 1 접착층(4505), 및 제 2 기판(4506)에 의하여 밀봉되어 있다. 상술한 바와 같이, 외기에 노출되지 않도록 탈 가스가 적은 보호 필름(접합 필름, 자외선 경화 수지 필름 등)이나 커버재로 패키징(밀봉)함으로써 기밀성이 높아져 바람직하다.
또한, 제 1 기판(4501) 위에 형성된 화소부(4502), 신호선 구동 회로(4503a), 신호선 구동 회로(4503b), 주사선 구동 회로(4504a), 및 주사선 구동 회로(4504b)는 복수의 트랜지스터를 갖고, 도 9(B)에서는 화소부(4502)에 포함되는 트랜지스터(4510), 트랜지스터(4511), 및 신호선 구동 회로(4503a)에 포함되는 트랜지스터(4509)를 예시하였다.
트랜지스터(4509) 내지 트랜지스터(4511)는 실시형태 1에 기재된 트랜지스터(150)와 같은 방법을 사용하여 형성할 수 있다. 또한, 화소부(4502)에서는 트랜지스터(4510) 및 트랜지스터(4511) 위에 발광 소자(4550)를 갖는다.
발광 소자(4550)는 제 1 전극층(4513), 발광층(4514), 제 2 전극층(4515)을 포함하고, 트랜지스터(4510) 또는 트랜지스터(4511)와 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 발광 소자(4550)는 실시형태 4에서 기재한 소자 구성을 적용할 수 있다.
또한, 발광 소자(4550)는 격벽(4552) 및 구조체(4554)에 의하여 분리되어 있다.
격벽(4552)은 유기 수지막, 무기 절연막, 또는 유기 폴리실록산을 사용하여 형성한다. 감광성 재료를 사용하여 제 1 전극층(4513) 위에 격벽(4552)을 형성하고, 그 측벽이 연속한 곡률을 갖는 경사면이 되도록 형성하는 것이 특히 바람직하다.
또한, 구조체(4554)는 각 화소들 사이에서 발광층(4514)을 분리하기 위하여 형성되어 있다. 본 실시형태에서는 발광층(4514)의 분리와 함께 제 2 전극층(4515)도 분리된 구조를 예시하였지만, 제 2 전극층(4515)은 분리하지 않아도 좋다. 다만, 구조체(4554)는 적어도 일부분이 제 2 전극층(4515) 또는 제 1 접착층(4505)과 접촉된다.
구조체(4554)에는 발광층(4514)을 개재하지 않고 제 2 전극층(4515) 또는 제 1 접착층(4505)과 접촉된 영역이 형성된다. 발광층(4514)을 개재하지 않고 접촉된 영역은 밀착성을 높일 수 있고, 각 화소들 사이에 구조체(4554)를 형성함으로써 발광 소자(4550)가 보호된다. 따라서, 외부로부터 물리적인 힘이 가해졌을 때 구조체(4554)에 형성된 밀착성이 강한 영역에 의하여 발광 소자(4550)가 파괴되는 것을 억제할 수 있다.
또한, 신호선 구동 회로(4503a), 신호선 구동 회로(4503b), 주사선 구동 회로(4504a), 주사선 구동 회로(4504b), 또는 화소부(4502)에는 FPC(4518)로부터 각종 신호 및 전위가 공급되어 있다.
본 실시형태에서는 FPC(4518)는 제 1 기판(4501) 측에 실장된 구조를 예시하였다. 제 1 기판(4501) 및 제 2 기판(4506)은 플렉시블 기판으로 형성되어 있다. 또한, 실시형태 1에서 기재한 박리 및 전치 방법을 사용하여 플렉시블화한 구성을 갖는 발광 장치이므로, FPC(4518)의 접속 단자를 제 2 기판(4506) 측에 노출시키기 어렵다. 그러므로, FPC(4518)가 접속된 영역에 관통 전극(4556)이 형성되어 있고, 제 1 기판(4501) 측에서 FPC(4518)를 접속하는 방법이 적합하다. 또한, FPC(4518)를 접속하는 방법은 이것에 한정되지 않고, 제 2 기판(4506) 측에서 접속하는 방법을 사용하여도 좋다.
또한, 관통 전극(4556)은 이방성 도전막(4519)을 통하여 FPC(4518)가 갖는 단자와 전기적으로 접속되어 있다.
또한, 필요하면, 제 2 기판(4506)에 편광판 또는 원 편광판(타원 편광판을 포함함), 위상차판(l/4 파장판, l/2 파장판) 등 광학 필름을 적절히 형성하여도 좋다. 또한, 편광판 또는 원 편광판에 반사 방지막을 형성하여도 좋다. 예를 들어, 표면 요철에 의하여 반사 광을 확산시켜 눈부심을 저감할 수 있는 안티글레어(anti-glare) 처리를 실시할 수 있다.
또한, 신호선 구동 회로(4503a), 신호선 구동 회로(4503b), 주사선 구동 회로(4504a), 및 주사선 구동 회로(4504b)로서 별도 준비된 기판 위에 단결정 반도체막 또는 다결정 반도체막을 사용하여 형성된 구동 회로가 실장되어도 좋다. 또한, 신호선 구동 회로만 또는 그 일부분, 또는 주사선 구동 회로만 또는 그 일부분을 별도 형성하고 실장하여도 좋고, 도 9(A) 및 도 9(B)의 구성에 한정되지 않는다.
상술한 바와 같이, 구조체를 화소들 사이에 형성함으로써 외부로부터 물리적인 힘이 가해졌을 때 발광 소자가 파괴되는 것을 억제한 신뢰성이 높은 발광 장치를 제공할 수 있다.
본 실시형태는 다른 실시형태에서 기재한 구성과 적절히 조합하여 실시할 수 있다.
(실시형태 6)
본 실시형태에서는 실시형태 5에서 설명한 발광 장치를 내장한 휴대 전화에 대하여 도 10(A) 및 도 10(B)를 사용하여 설명한다.
도 10(A)는 휴대 전화를 정면에서 봤을 때의 상면도이고, 도 10(B)는 휴대 전화의 사시도다.
도 10(A) 및 도 10(B)에 도시한 휴대 전화는 하우징(400), 하우징(400)에 내장된 표시부(404), 및 조작 버튼(402)을 갖는다.
또한, 표시부(404)에는 실시형태 5에서 기재한 발광 장치가 내장되어 있고, 본 실시형태에서는 발광 장치와 별도 형성한 터치 패널을 조합하여 표시부(404)로 한다. 따라서, 표시부(404) 위에 조작부(406)를 갖는다.
또한, 본 실시형태의 휴대 전화는 도 10(B)에 도시한 바와 같이 표시부(404)가 어느 일정한 곡률 반경을 갖고 만곡되어 있다. 또한, 하우징(400) 상부의 영역도 표시부(404)로 하기 때문에 휴대 전화를 정면에서뿐만 아니라 상부에서 봤을 때도 표시부(404)를 시인할 수 있다.
예를 들어, 표시부(404)에는 문자를 받았는지 아닌지, 전화를 받았는지 아닌지, 일시, 전화 번호, 이름 등이 표시될 수 있으면 좋고, 휴대 전화를 가슴 주머니 등에 넣은 상태에서도 휴대 전화를 꺼내지 않고 표시 영역을 확인할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 발광 장치는 플렉시블 기판에 형성할 수 있으므로 만곡된 매체에 사용할 수 있다. 또한, 플렉시블 기판에 형성된 발광 장치는 얇고 가벼우므로 휴대 전화 등에 채용하기 적합하다.
상술한 바와 같이, 구조체를 화소들 사이에 형성함으로써 외부로부터 물리적인 힘이 가해졌을 때 발광 소자가 파괴되는 것을 억제한 신뢰성이 높은 발광 장치를 제공할 수 있다.
본 실시형태는 다른 실시형태에서 기재한 구성과 적절히 조합하여 실시할 수 있다.
(실시형태 7)
본 실시형태에서는 실시형태 1 내지 실시형태 5에서 기재한 발광 장치를 포함한 전자 기기에 대하여 설명한다.
실시형태 1 내지 실시형태 5에서 기재한 발광 장치를 갖는 전자 기기의 일례로서 비디오 카메라나 디지털 카메라 등의 카메라, 고글형 디스플레이, 내비게이션 시스템, 음향 재생 장치(카 오디오, 오디오 컴포넌트 등), 컴퓨터, 게임 기기, 휴대형 정보 단말(모바일 컴퓨터, 휴대전화, 휴대형 게임기, 또는 전자 서적 등), 기록 매체를 구비한 화상 재생 장치(구체적으로는 Digital Versatile Disc(DVD) 등의 기록 매체를 재생하여 그 화상을 표시할 수 있는 표시 장치를 구비한 장치) 등을 들 수 있다. 이들 전자 기기의 구체적인 예를 도 11(A) 내지 도 11(D)에 도시하였다.
도 11(A)는 텔레비전 장치이며, 하우징(9101), 지지대(9102), 표시부(9103), 스피커부(9104), 비디오 입력 단자(9105) 등을 포함한다. 이 텔레비전 장치는 표시부(9103)에 실시형태 1 내지 실시형태 5에서 기재한 발광 장치를 사용함으로써 제작된다. 본 발명의 발광 장치를 텔레비전 장치의 표시부(9103)에 탑재함으로써 신뢰성이 높은 표시부를 사용한 텔레비전 장치를 제공할 수 있다.
도 11(B)는 컴퓨터이며, 본체(9201), 하우징(9202), 표시부(9203), 키보드(9204), 외부 접속 포트(9205), 포인팅 디바이스(9206) 등을 포함한다. 이 컴퓨터는 표시부(9203)에 실시형태 1 내지 실시형태 5에서 기재한 발광 장치를 사용함으로써 제작된다. 본 발명의 발광 장치를 컴퓨터의 표시부(9203)에 탑재함으로써 신뢰성이 높은 표시부를 사용한 컴퓨터를 제공할 수 있다.
도 11(C)는 휴대 전화이며, 본체(9401), 하우징(9402), 표시부(9403), 음성 입력부(9404), 음성 출력부(9405), 조작 키(9406), 외부 접속 포트(9407), 안테나(9408) 등을 포함한다. 이 휴대 전화는 표시부(9403)에 실시형태 1 내지 실시형태 5에서 기재한 발광 장치를 사용함으로써 제작된다. 본 발명의 발광 장치를 휴대 전화의 표시부(9403)에 탑재함으로써 신뢰성이 높은 표시부를 사용한 휴대 전화를 제공할 수 있다.
도 11(D)는 디지털 비디오 카메라이며, 본체(9501), 표시부(9502), 하우징(9503), 외부 접속 포트(9504), 리모트 컨트롤 수신부(9505), 수상부(9506), 배터리(9507), 음성 입력부(9508), 조작 키(9509), 접안부(9510) 등을 포함한다. 이 디지털 비디오 카메라는 표시부(9502)에 실시형태 1 내지 실시형태 5에 기재된 발광 장치를 사용함으로써 제작된다. 본 발명의 발광 장치를 디지털 비디오 카메라의 표시부(9502)에 탑재함으로써 신뢰성이 높은 표시부를 사용한 디지털 비디오 카메라를 제공할 수 있다.
상술한 바와 같이, 실시형태 1 내지 실시형태 5에서 기재한 발광 장치의 적용 범위는 매우 넓고, 이 발광 장치를 모든 분야의 전자 기기에 적용할 수 있다.
본 실시형태는 다른 실시형태에서 기재한 구성과 적절히 조합하여 실시할 수 있다.
100: 기판
101: 박리층
102: 접착층
104: 버퍼층
106: 게이트 전극층
108: 게이트 절연층
110: 반도체층
112a: 소스 전극층
112b: 드레인 전극층
114: 절연층
116: 절연층
118: 전극층
120: 발광층
120a: 전하 발생층
122: 전극층
124: 격벽
126: 구조체
130: 발광 소자
150: 트랜지스터
152: 트랜지스터
154: 게이트 배선
156: 소스 배선
160: 기판
161: 박리층
162: 버퍼층
163: 접착층
164: 차광막
166: 컬러 필터
168: 오버 코트
170: 접착층
180: 기판
190: 기판
202: 구조체
204: 구조체
206: 구조체
208: 구조체
210: 구조체
212: 격벽
214: 구조체
240: 구조체
242: 구조체
244: 구조체
246: 구조체
248: 음극 배선층
400: 하우징
402: 조작 버튼
404: 표시부
406: 조작부
4501: 기판
4502: 화소부
4503a: 신호선 구동 회로
4503b: 신호선 구동 회로
4504a: 주사선 구동 회로
4504b: 주사선 구동 회로
4505: 접착층
4506: 기판
4509: 트랜지스터
4510: 트랜지스터
4511: 트랜지스터
4513: 전극층
4514: 발광층
4515: 전극층
4518: FPC
4519: 이방성 도전막
4521: 차광막
4522: 컬러 필터
4523: 오버 코트
4550: 발광 소자
4552: 격벽
4554: 구조체
4556: 관통 전극
9101: 하우징
9102: 지지대
9103: 표시부
9104: 스피커부
9105: 비디오 입력 단자
9201: 본체
9202: 하우징
9203: 표시부
9204: 키보드
9205: 외부 접속 포트
9206: 포인팅 디바이스
9401: 본체
9402: 하우징
9403: 표시부
9404: 음성 입력부
9405: 음성 출력부
9406: 조작 키
9407: 외부 접속 포트
9408: 안테나
9501: 본체
9502: 표시부
9503: 하우징
9504: 외부 접속 포트
9505: 리모트 컨트롤 수신부
9506: 수상부
9507: 배터리
9508: 음성 입력부
9509: 조작 키
9510: 접안부
본 출원은 2011년 2월 25일에 일본 특허청에 출원된 일본 특허 출원 제 2011-039621호에 기초하며, 그 전체 내용은 여기서 참조용으로 인용된다.
101: 박리층
102: 접착층
104: 버퍼층
106: 게이트 전극층
108: 게이트 절연층
110: 반도체층
112a: 소스 전극층
112b: 드레인 전극층
114: 절연층
116: 절연층
118: 전극층
120: 발광층
120a: 전하 발생층
122: 전극층
124: 격벽
126: 구조체
130: 발광 소자
150: 트랜지스터
152: 트랜지스터
154: 게이트 배선
156: 소스 배선
160: 기판
161: 박리층
162: 버퍼층
163: 접착층
164: 차광막
166: 컬러 필터
168: 오버 코트
170: 접착층
180: 기판
190: 기판
202: 구조체
204: 구조체
206: 구조체
208: 구조체
210: 구조체
212: 격벽
214: 구조체
240: 구조체
242: 구조체
244: 구조체
246: 구조체
248: 음극 배선층
400: 하우징
402: 조작 버튼
404: 표시부
406: 조작부
4501: 기판
4502: 화소부
4503a: 신호선 구동 회로
4503b: 신호선 구동 회로
4504a: 주사선 구동 회로
4504b: 주사선 구동 회로
4505: 접착층
4506: 기판
4509: 트랜지스터
4510: 트랜지스터
4511: 트랜지스터
4513: 전극층
4514: 발광층
4515: 전극층
4518: FPC
4519: 이방성 도전막
4521: 차광막
4522: 컬러 필터
4523: 오버 코트
4550: 발광 소자
4552: 격벽
4554: 구조체
4556: 관통 전극
9101: 하우징
9102: 지지대
9103: 표시부
9104: 스피커부
9105: 비디오 입력 단자
9201: 본체
9202: 하우징
9203: 표시부
9204: 키보드
9205: 외부 접속 포트
9206: 포인팅 디바이스
9401: 본체
9402: 하우징
9403: 표시부
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9406: 조작 키
9407: 외부 접속 포트
9408: 안테나
9501: 본체
9502: 표시부
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9504: 외부 접속 포트
9505: 리모트 컨트롤 수신부
9506: 수상부
9507: 배터리
9508: 음성 입력부
9509: 조작 키
9510: 접안부
본 출원은 2011년 2월 25일에 일본 특허청에 출원된 일본 특허 출원 제 2011-039621호에 기초하며, 그 전체 내용은 여기서 참조용으로 인용된다.
Claims (40)
- 삭제
- 삭제
- 발광 장치로서,
제 1 기판 위의 제 1 전극층;
상기 제 1 전극층 위의 격벽;
상기 격벽 위의 역 테이퍼 형상을 갖는 구조체;
상기 제 1 전극층 및 상기 격벽 위의 제 1 발광층;
상기 구조체 위의 제 2 발광층;
상기 제 1 발광층 위의 제 2 전극층;
상기 제 2 발광층 위의 제 3 전극층;
상기 제 2 전극층 및 상기 제 3 전극층 위의 접착층; 및
상기 접착층 위의 제 2 기판을 포함하고,
상기 제 1 발광층은 상기 구조체에 의하여 상기 제 2 발광층과 분리되고,
상기 제 2 전극층은 상기 구조체에 의하여 상기 제 3 전극층과 분리되고,
상기 제 2 전극층은 상기 제 1 발광층의 단부와 상기 구조체의 측면 사이에 위치하고 상기 구조체의 일부 아래에 있는 영역을 포함하고, 상기 구조체의 상기 일부는 상기 구조체의 바닥 부분에서 상기 제 1 기판에 평행한 방향으로 돌출되고,
상기 영역은 상기 구조체의 상기 측면 및 상기 격벽의 상면과 접촉되고,
상기 구조체의 일부분은 상기 접착층과 접촉되는, 발광 장치. - 발광 장치로서,
제 1 기판 위의 제 1 전극층;
상기 제 1 전극층 위의 격벽;
상기 격벽 위의 역 테이퍼 형상을 갖는 구조체;
상기 제 1 전극층 및 상기 격벽 위의 제 1 발광층;
상기 구조체 위의 제 2 발광층;
상기 제 1 발광층 위의 제 2 전극층;
상기 제 2 발광층 위의 제 3 전극층;
상기 제 2 전극층 및 상기 제 3 전극층 위의 접착층; 및
상기 접착층 위의 제 2 기판을 포함하고,
상기 제 1 발광층은 상기 구조체에 의하여 상기 제 2 발광층과 분리되고,
상기 제 2 전극층은 상기 구조체에 의하여 상기 제 3 전극층과 분리되고,
상기 제 2 전극층은 상기 제 1 발광층의 단부와 상기 구조체의 측면 사이에 위치하고 상기 구조체의 일부 아래에 있는 영역을 포함하고, 상기 구조체의 상기 일부는 상기 구조체의 바닥 부분에서 상기 제 1 기판에 평행한 방향으로 돌출되고,
상기 영역은 상기 구조체의 상기 측면 및 상기 격벽의 상면과 접촉되고,
상기 구조체의 일부분은 상기 제 3 전극층과 접촉되는, 발광 장치. - 제 3 항에 있어서,
상기 구조체의 일부분은 상기 제 3 전극층과 접촉되는, 발광 장치. - 삭제
- 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
상기 제 1 기판 및 상기 제 2 기판은 가요성을 갖는, 발광 장치. - 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
상기 제 1 전극층은 트랜지스터에 전기적으로 접속되는, 발광 장치. - 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
상기 제 2 기판에는 특정 파장 영역의 빛을 투과할 수 있는 유색층이 제공되는, 발광 장치. - 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
상기 제 1 발광층 및 상기 제 2 발광층은 각각 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 수송층, 및 전자 주입층을 포함하는, 발광 장치. - 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
상기 제 1 발광층은 백색 발광이 가능한, 발광 장치. - 삭제
- 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
상기 제 2 전극층은 공통 전극층에 전기적으로 접속되는, 발광 장치. - 제 3 항 또는 제 4 항에 기재된 상기 발광 장치를 갖는 전자 기기.
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