KR102588333B1 - 밀봉체 및 유기 전계 발광 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 글라스 프릿과 중첩되는 제 1 금속층의 패턴에 상관 없이 기밀성이 높은 밀봉체 및 유기 전계 발광 장치를 제공하는 것이다.
공통 전원 공급선과 글라스 프릿이 중첩되는 영역에 제 2 금속층을 제공한다. 제 2 금속층이 레이저광을 흡수, 반사하기 때문에 균일하게 글라스 프릿을 가열할 수 있다. 그러므로 크랙이 생기기 어려운 저융점 유리로 피밀봉체를 밀봉할 수 있다.

Description

밀봉체 및 유기 전계 발광 장치{SEALING STRUCTURE AND ORGANIC ELECTROLUMINESCENCE DEVICE}
본 발명은 밀봉체 및 유기 전계 발광 장치에 관한 것이다.
유기 전계 발광 소자의 연구 개발이 활발히 진행되고 있다. 유기 전계 발광 소자의 구성으로서는 한 쌍의 전극 사이에 발광성을 갖는 유기 화합물을 포함한 층을 끼운 것이 기본적이다. 이 소자에 전압을 인가함으로써 발광성을 갖는 유기 화합물로부터 발광을 얻을 수 있다.
유기 전계 발광 소자가 적용된 발광 장치로서는, 예를 들어 조명 장치나, 박막 트랜지스터와 유기 전계 발광 소자를 조합한 화상 표시 장치 등을 들 수 있다. 유기 전계 발광 소자는 막 형상으로 형성하는 것이 가능하고 대면적의 소자를 용이하게 형성할 수 있기 때문에, 면광원을 갖는 조명 장치를 실현할 수 있다. 또한, 유기 전계 발광 소자가 적용된 화상 표시 장치는 액정 표시 장치 등에는 필요한 백 라이트가 불필요하기 때문에, 박형이고 경량, 그리고 콘트라스트가 높으며 소비 전력이 낮은 표시 장치를 실현할 수 있다.
그런데 유기 전계 발광 소자는 대기(수분, 산소 등을 포함함)에 노출되면, 이 성능이 급속히 저하되는 것이 알려져 있다. 그러므로, 유기 전계 발광 소자가 대기에 노출되지 않도록 하기 위하여 가스 배리어성이 높은 재료로 기밀성(氣密性)이 높게 되도록 밀봉되는 것이 요구된다.
높은 가스 배리어성을 실현하는 밀봉 방법으로서 저융점 유리를 포함하는 글라스 프릿(glass frit)을 사용한 방법이 알려져 있다. 특허문헌 1에 기재된 기술은, 유리 기판 위에 저융점 유리를 포함한 프릿재와 바인더를 포함한 페이스트를 도포하고, 프리베이킹하여 바인더를 제거한 후, 대향하는 유리 기판을 중첩시키고 글라스 프릿에 레이저광을 조사하여 기판과 글라스 프릿을 융착시켜 밀봉한다는 것이다. 이와 같은 글라스 프릿을 이용하여 유기 전계 발광 소자가 적용된 디바이스를 밀봉함으로써, 유기 전계 발광 소자를 외부의 분위기와 격리하고 신뢰성이 높은 발광 장치로 할 수 있다.
그런데 유기 전계 발광 소자가 적용된 발광 장치에는 기판과 글라스 프릿 사이에 공통 전원 공급선이 있으나, 장소에 따라서 글라스 프릿과 중첩되는 공통 전원 공급선수가 다르다. 예를 들어 밀봉체의 한 변에 있어서, 단부에서는 글라스 프릿과 기판 사이에 복수의 공통 전원 공급선이 존재하지만, 중앙부에서는 글라스 프릿과 기판 사이에 하나의 공통 전원 공급선이 존재하는 경우가 있다. 글라스 프릿에 레이저광을 조사할 때 공통 전원 공급선은 레이저광을 흡수하고 반사하기 때문에, 장소에 따라 공통 전원 공급선과 글라스 프릿이 중첩되는 형태가 상이하면, 글라스 프릿의 온도 분포에 차이가 생겨 글라스 프릿을 충분히 용융시킬 수 없고 기밀성이 높은 밀봉체 및 유기 전계 발광 장치를 제작할 수 없다는 문제가 있다.
일본국 특개 2011-65895호 공보
따라서 본 발명은 상기 문제를 해결하기 위하여 이루어진 것이며, 본 발명의 목적은 글라스 프릿과 중첩되는 공통 전원 공급선의 패턴에 상관 없이 기밀성이 높은 밀봉체 및 유기 전계 발광 장치를 제공하는 것이다.
목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 형태는, 제 1 금속층, 제 1 금속층을 피복하는 제 1 절연층, 제 1 절연층을 개재(介在)하여 제 1 금속층의 적어도 일부와 중첩되는 제 2 금속층, 및 제 2 금속층 위의 제 2 절연층을 제 1 표면 위에 갖는 제 1 기판과, 제 1 기판과의 사이에 간극을 갖도록 제 1 표면과 대향배치된 제 2 기판과, 제 1 기판과 제 2 기판 사이의 공간을 밀봉하는 실재를 갖고, 제 1 금속층은 실재와 교차하는 패턴이고, 실재는 제 1 기판 측에서 제 2 절연층에 접함과 함께 제 1 금속층과의 교차부에서는 제 2 금속층과 중첩되는 것을 특징으로 하는 밀봉체이다.
상기 구성에 있어서 실재의 재질은 저융점 유리인 것이 바람직하다.
상기 구성에 있어서 제 1 금속층은 선 형상 패턴인 것이 바람직하다.
또한 본 발명의 일 형태는, 화소 영역 및 화소 영역 외의 영역인 비화소 영역을 구비한 제 1 기판과, 제 1 기판과의 사이에 간극을 갖도록 대향배치된 제 2 기판과, 제 1 기판과 제 2 기판 사이의 공간을 밀봉하는 실재를 갖고, 화소 영역은 반도체층, 게이트 절연층, 게이트 전극층, 소스 전극층 및 드레인 전극층을 포함하는 박막 트랜지스터와, 박막 트랜지스터의 소스 전극 또는 드레인 전극에 전기적으로 접속되는 제 1 전극층과, 제 1 전극층의 단부를 덮는 격벽과, 제 1 전극층 및 격벽 위에 위치하는 발광층과, 발광층 위에 위치하는 제 2 전극층을 갖고, 비화소 영역은 제 1 금속층과, 제 1 금속층을 피복하는 게이트 절연층과, 게이트 절연층을 개재하여 제 1 금속층의 적어도 일부와 중첩되는 제 2 금속층과, 제 2 금속층 위의 제 2 절연층을 갖고, 제 1 금속층은 실재와 교차하는 패턴이고, 실재는 제 1 기판 측에서 제 2 절연층에 접함과 함께 제 1 금속층과의 교차부에서는 제 2 금속층과 중첩되는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 장치이다.
상기 구성에 있어서 실재의 재질은 저융점 유리인 것이 바람직하다.
상기 구성에 있어서 제 1 금속층은 공통 전원 공급선인 것이 바람직하다.
상기 구성에 있어서 제 1 금속층은 게이트 전극층, 소스 전극층, 드레인 전극층 또는 제 1 전극층 중 어느 하나에 전기적으로 접속되는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 형태인 밀봉체 및 유기 전계 발광 장치의 구성에 의하여 기밀성이 높은 밀봉체 및 유기 전계 발광 장치를 얻을 수 있다. 또한 공통 전원 공급선으로서 기능하는 제 1 금속층의 레이아웃의 자유도를 높게 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 형태인 밀봉체를 도시한 상면도 및 단면도.
도 2는 본 발명의 일 형태인 밀봉체를 도시한 상면도 및 단면도.
도 3은 본 발명의 일 형태인 유기 전계 발광 장치를 도시한 상면도 및 단면도.
도 4는 본 발명의 일 형태인 유기 전계 발광 장치를 도시한 상면도 및 단면도.
도 5는 본 발명의 일 형태인 유기 전계 발광 장치에 사용할 수 있는 발광 소자를 도시한 단면도.
도 6은 본 발명의 일 형태인 유기 전계 발광 장치를 응용한 전자 기기의 도면.
도 7은 본 발명의 일 형태인 유기 전계 발광 장치를 응용한 전자 기기의 도면.
도 8은 본 발명의 일 형태인 밀봉체의 변형예를 도시한 단면도.
이하에서는 본 명세서에서 제시하는 발명의 실시형태에 대하여 도면을 사용하여 상세하게 설명한다. 다만, 본 명세서에서 제시하는 발명은 이하의 설명에 한정되지 않고, 그 형태 및 상세한 사항을 다양하게 변경할 수 있는 것은 당업자라면 용이하게 이해할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 제시하는 발명은 이하에서 제시하는 실시형태의 기재 내용에 한정되어 해석되는 것이 아니다.
(실시형태 1)
이하에서는 본 발명의 일 형태인 밀봉체의 구성에 대하여 상세하게 설명한다.
도 1의 (A), 도 2의 (A)는 밀봉체의 상면도, 도 1의 (B), 도 2의 (B)는 밀봉체의 일부를 개략적으로 도시한 단면도이다.
<밀봉체의 구성>
도 1의 (B)에 도시된 밀봉체에서는, 제 1 기판(901), 제 2 기판(902), 및 실재(500)에 의하여 발광 소자(131)가 밀봉되어 있다. 제 1 기판(901) 위에, 제 1 금속층(107)이 제공되고, 제 1 금속층(107)에 접하도록 제 1 절연층(105)이 제공된다. 실재(500)와 중첩되고, 제 1 절연층(105)에 접하도록 제 2 금속층(113)이 제공된다. 제 2 절연층(114)은 제 1 절연층(105)에 접하도록 제공되며 실재(500)에 접하도록 제공된다. 제 1 금속층(107)은 제 1 절연층(105)을 개재하여 제 2 금속층(113)에 의하여 덮이고, 제 1 금속층(107)과 실재(500)가 중첩되는 영역에서는 제 1 금속층(107)과 실재(500) 사이에 제 2 금속층(113)이 존재한다.
<밀봉체를 구성하는 부재>
이하에서 본 발명의 일 형태인 밀봉체를 구성하는 부재에 대하여 설명한다.
(제 1 기판 및 제 2 기판)
제 1 기판(901) 및 제 2 기판(902)에는 유리 기판, 석영 기판, 사파이어 기판, 세라믹 기판, 금속 기판 등을 사용할 수 있다. 제 1 기판(901) 또는 제 2 기판(902) 중 적어도 하나에는 실재(500)를 형성할 때 사용되는 레이저광을 투과하는 기판을 사용한다.
(제 1 금속층)
제 1 금속층(107)은 실재(500)와 중첩되는 영역을 갖는다. 제 1 금속층(107)의 재료는, 몰리브덴, 티타늄, 탄탈, 텅스텐, 알루미늄, 구리, 크롬, 네오디뮴, 스칸듐 등의 금속 재료 또는 이를 주성분으로 하는 합금 재료를 사용하여 형성되는 것이 바람직하다. 제 1 금속층(107)은 틀 형상의 실재(500)의 내측으로부터 외측으로 인출되어 있고, 실재(500)와 교차한다. 그러므로 밀봉체의 한 변에 있어서, 단부에서는 복수의 제 1 금속층(107)이 실재(500)와 교차한다(도 1의 (B) 참조). 한편 중앙에서는 실재(500)와 교차하는 제 1 금속층(107)의 개수는 밀봉체의 단부에 비하여 적다(도 2의 (B) 참조).
후술하는 제 2 금속층(113)이 없는 경우에는, 실재 형성 영역에 배치된 글라스 프릿에 레이저광을 조사하면 실재 형성 영역과 중첩되는 제 1 금속층(107)은 레이저광을 흡수 또는 반사한다. 그러므로 실재 형성 영역과 교차하는 제 1 금속층(107)의 레이아웃에 따라서 글라스 프릿에 가해지는 열이 변화된다. 글라스 프릿에 가해지는 열에 차이가 나면 실재(500)를 구성하는 저융점 유리에 크랙이 발생하기 쉽다. 그러므로 제 1 금속층(107)의 피치나 폭에 대해서는, 레이저광의 흡수나 반사 등을 고려할 필요가 있었다. 그러나 후술하는 제 2 금속층(113)을 제공하면 제 2 금속층(113)이 레이저광을 흡수, 반사하기 때문에 글라스 프릿에 균일하게 열을 가하는 것이 가능하다. 그러므로 실재 형성 영역과 중첩되는 제 1 금속층(107)의 레이아웃, 예를 들어 피치나 폭을 자유롭게 설정할 수 있다.
(제 1 절연층)
제 1 절연층(105)은 제 1 금속층(107)과 제 2 금속층(113)의 전기적 단락을 방지하기 위하여 제공된다. 제 1 절연층(105)에는, 플라즈마 CVD(Chemical Vapor Deposition)법을 이용하여, 실란(SiH4)과 질소(N2)의 혼합 가스를 공급하여 형성되는 질화 실리콘막을 사용하는 것이 바람직하다. 또한 제 1 절연층(105)에는 그 외의 무기 절연막을 사용할 수도 있고, 예를 들어 실시형태 2에서 설명하는 버퍼층에 사용할 수 있는 재료와 같은 재료를 적용할 수 있다.
(제 2 금속층)
제 2 금속층(113)은 글라스 프릿을 레이저광으로 균일하게 가열하여 용융시키기 위하여 제공된다. 제 2 금속층(113)을 제공함으로써 실재 형성 영역과 중첩되는 제 1 금속층(107)의 레이아웃을 자유롭게 할 수 있다. 제 2 금속층(113)은 제 1 절연층(105)에 접하도록 제공되고 실재(500)와 중첩되도록 형성된다. 제 2 금속층(113)의 재료에는 제 1 금속층(107)에 사용할 수 있는 재료와 같은 재료를 적용할 수 있다.
(제 2 절연층)
실재(500)와, 이 실재(500)에 접하는 층의 밀착성을 높이기 위하여, 밀봉체에 있어서, 제 2 절연층(114)과 실재(500)가 서로 접하는 구조로 하는 것이 바람직하다. 제 2 절연층(114)에는, 플라즈마 CVD법을 이용하여 실란(SiH4)과 질소(N2)의 혼합 가스를 공급하여 형성되는 질화 실리콘막을 사용하는 것이 바람직하다. 제 2 절연층(114)에는 상기 외의 무기 절연막을 사용할 수도 있고, 예를 들어 실시형태 2에서 설명하는 버퍼층이나 게이트 절연층에 사용할 수 있는 재료와 같은 재료를 적용할 수 있다.
(실재)
실재(500)는 제 1 기판(901) 및 제 2 기판(902)과 함께 피밀봉체를 밀봉하고 기밀성이 높은 밀봉체를 형성한다. 실재(500)는 제 2 절연층(114)에 접하도록 제공되고, 제 2 금속층(113)과 중첩되도록 형성된다. 실재(500)는 저융점 유리로 구성되는 것이 바람직하다. 저융점 유리는 글라스 프릿에 레이저광을 조사하여 형성되지만 레이저광은 글라스 프릿 및 제 2 금속층에서 흡수, 반사된다. 제 2 금속층(113)은, 글라스 프릿을 포함한 페이스트가 도포되는 영역과 제 1 금속층(107)이 중첩되는 영역과 겹치도록 형성되므로 레이저광의 열을 균일하게 글라스 프릿에 가하고 균일한 질을 갖는 저융점 유리를 형성할 수 있다. 그러므로 기밀성이 높은 밀봉체를 얻을 수 있다. 글라스 프릿으로서 사용할 수 있는 재료에는 예를 들어 산화 마그네슘, 산화 칼슘, 산화 바륨, 산화 리튬, 산화 나트륨, 산화 칼륨, 산화 붕소, 산화 바나듐, 산화 아연, 산화 텔루륨, 산화 알루미늄, 이산화 실리콘, 산화 납, 산화 주석, 산화 인, 산화 루테늄, 산화 로듐, 산화 철, 산화 구리, 산화 티타늄, 산화 텅스텐, 산화 비스무트, 산화 안티몬, 납 붕산염 유리, 인산 주석 유리, 바나딘산염 유리 및 보로실리케이트 유리로 이루어지는 군으로부터 선택된 하나 이상의 화합물이 포함되는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 형태인 밀봉체의 구성에서는 실재(500)와 제 1 금속층(107) 사이에 제 2 금속층(113)이 제공되기 때문에 실재(500)와 중첩되는 제 1 금속층(107)의 레이아웃을 자유롭게 할 수 있다. 또한 레이저광은 제 2 금속층(113)에서 흡수, 반사되기 때문에 균일한 질을 갖는 저융점 유리를 형성할 수 있고 기밀성이 높은 밀봉체를 얻을 수 있다.
<변형예>
도 8은 도 2의 (B)에 도시된 밀봉체의 변형예이며 제 2 금속층(113)에는 구멍이 뚫려 있다. 제 2 금속층(113)에 접하도록 제공된 제 2 절연층(114)은 상기 구멍에 따라 요철을 갖는다. 실재(500)는, 제 2 절연층(114)에 제공된 상기 요철을 매립하여 앵커 효과가 나타난다. 그러므로 실재(500)와 제 2 절연층(114)의 밀착성이 향상되어 기밀성이 높은 밀봉체를 얻을 수 있다.
본 실시형태는 본 명세서 중에서 제시하는 다른 실시형태와 적절히 조합하여 실시하는 것이 가능하다.
(실시형태 2)
이하에서는 본 발명의 일 형태인 유기 전계 발광 장치의 구성에 대하여 자세히 설명한다.
<유기 전계 발광 장치의 구성>
도 3의 (A), 도 4의 (A)는 유기 전계 발광 장치의 상면도이고, 도 3의 (B), 도 4의 (B)는 유기 전계 발광 장치의 일부를 개략적으로 도시한 단면도이며, 밀봉부(4501), 화소부(4502), 신호선 회로부(4503)의 구체적인 구성이 도시되어 있다.
도 3의 (B)에 도시된 바와 같이, 유기 전계 발광 장치는 화소부(4502)에 제 1 기판(901), 버퍼층(103), 복수의 트랜지스터, 제 2 절연층(114), 평탄화층(116), 발광 소자(130), 격벽(124), 및 제 2 기판(902)을 갖는다.
도 3의 (B)에 도시된 바와 같이, 제 1 기판(901) 위에 복수의 트랜지스터가 구비되고, 트랜지스터(150) 및 트랜지스터(151)의 상부에는 각각 발광 소자(130)가 구비된다. 각 트랜지스터는 게이트 전극층(106), 소스 전극층(112a) 및 드레인 전극층(112b), 반도체층(110), 및 게이트 절연층(108)을 구비한다. 트랜지스터(150) 및 트랜지스터(151)는 발광 소자를 구동하는 트랜지스터이다. 발광 소자(130)는 평탄화층(116) 위에 배치되고 발광 소자(130)의 제 1 전극층(118)은 평탄화층(116)에 구비된 콘택트 홀을 통하여 트랜지스터에 전기적으로 접속된다. 발광 소자(130)는 제 1 기판(901), 실재(500) 및 제 2 기판(902)에 의하여 밀봉된다. 제 2 기판(902)의 제 1 기판(901) 측의 면에 컬러 필터나 터치 패널을 구비하여도 좋다.
본 실시형태에서는 톱 이미션 구조(전면 발광형 구조)의 유기 전계 발광 장치에 대하여 예시하지만, 보텀 이미션 구조(배면 발광형 구조)나 듀얼 이미션 구조(양면 발광형 구조)로 하여도 좋다.
발광 소자(130)는 트랜지스터에 전기적으로 접속되는 제 1 전극층(118)과, 제 1 전극층(118) 위의 유기 화합물을 포함한 층(120)과, 유기 화합물을 포함한 층(120) 위의 제 2 전극층(122)을 갖는다. 제 1 전극층(118)의 단부는 격벽(124)으로 덮인다. 제 2 전극층(122)은 화소부(4502)의 전체면에 걸쳐 형성된다.
도 3의 (B)에 도시된 바와 같이, 유기 전계 발광 장치는 신호선 회로부(4503)에 트랜지스터(152)를 갖는다.
<유기 전계 발광 장치를 구성하는 부재>
이하에서 본 발명의 일 형태인 유기 전계 발광 장치를 구성하는 부재에 대하여 설명한다.
(버퍼층)
버퍼층(103)은 반도체층(110)으로 가동 이온 등의 불순물이 확산되는 것을 방지하는 기능을 갖는 것이 바람직하다. 버퍼층(103)은 산화 실리콘막, 산화 갈륨막, 산화 하프늄막, 산화 이트륨막, 또는 산화 알루미늄막 등의 산화 절연막, 또는, 질화 실리콘막 또는 질화 알루미늄막 등의 질화 절연막, 또는, 산화 질화 실리콘막 또는 산화 질화 알루미늄막 등의 산화 질화 절연막, 또는, 질화 산화 실리콘막 등의 질화 산화 절연막 중에서 선택된 하나의 절연막, 또는 복수가 적층된 절연막으로 형성되는 것이 가능하다. 또한 "질화 산화물"이란 그 조성으로서 산소보다 질소의 함유량이 많은 것을 말하고, "산화 질화물"이란 그 조성으로서 질소보다 산소의 함유량이 많은 것을 말한다.
(게이트 전극층)
게이트 전극층(106)은 트랜지스터의 게이트 전극으로서 기능한다. 게이트 전극층(106)의 재료로서는 몰리브덴, 티타늄, 탄탈, 텅스텐, 알루미늄, 구리, 크롬, 네오디뮴, 스칸듐 등의 금속 재료 또는 이를 주성분으로 하는 합금 재료를 사용하여 형성하는 것이 가능하다. 또한 게이트 전극층(106)에는 인 등의 불순물 원소를 도핑한 다결정 실리콘막으로 대표되는 반도체막, 니켈 실리사이드 등의 실리사이드막을 사용하여도 좋다. 게이트 전극층(106)을 단층 구조로 하여도 좋고 적층 구조로 하여도 좋다.
(제 1 금속층)
제 1 금속층(107)은 트랜지스터의 게이트 전극층, 소스 전극층, 드레인 전극층 또는 제 1 전극층(118) 중 어느 하나에 전기적으로 접속되고, 공통 전원 공급선으로서 기능한다. 제 1 금속층(107)은 실재(500)와 중첩되는 영역을 갖는다. 제 1 금속층(107)의 재료에는 게이트 전극층(106)과 같은 재료를 사용하는 것이 바람직하다. 제 1 금속층(107)은 공통 전원 공급선으로서 리드되고 있다. 그러므로 유기 전계 발광 장치의 한 변에 있어서, 단부에서는 복수의 제 1 금속층(107)이 실재(500)와 교차한다(도 3의 (B) 참조). 한편, 중앙에서는, 실재(500)와 교차하는 제 1 금속층(107)의 개수는 적다(도 4의 (B) 참조).
후술하는 제 2 금속층(113)이 없는 경우에는, 실재 형성 영역에 배치된 글라스 프릿에 레이저광을 조사하면 실재 형성 영역과 중첩되는 제 1 금속층(107)은 레이저광을 흡수 또는 반사한다. 그러므로 실재 형성 영역과 교차하는 제 1 금속층(107)의 레이아웃에 따라서 글라스 프릿에 가해지는 열이 변화된다. 글라스 프릿에 가해지는 열에 차이가 나면 실재(500)를 구성하는 저융점 유리에 크랙이 발생하기 쉽다. 그러므로 제 1 금속층(107)의 피치나 폭에 대해서는, 레이저광의 흡수, 반사 등을 고려할 필요가 있었다. 그러나 후술하는 제 2 금속층(113)을 제공하면 제 2 금속층(113)이 레이저광을 흡수, 반사하기 때문에 글라스 프릿을 균일하게 가열하는 것이 가능하다. 그러므로 실재 형성 영역과 중첩되는 제 1 금속층(107)의 레이아웃, 예를 들어 피치나 폭을 자유롭게 할 수 있다.
(게이트 절연층)
게이트 절연층(108)에는 버퍼층에 사용할 수 있는 재료와 같은 재료를 적용할 수 있다.
게이트 절연층(108)은 플라즈마 CVD법이나 스퍼터링법으로 형성된다. 플라즈마 CVD법을 이용하는 경우, 특히 마이크로파의 전계 에너지를 이용하여 플라즈마를 발생시키고 플라즈마에 의하여 게이트 절연막의 원료 가스를 여기시키며 이 여기시킨 원료 가스를 피형성물상에서 반응시켜 반응물을 퇴적시키는 플라즈마 CVD법(마이크로파 플라즈마 CVD법이라고도 함)을 이용하여 형성하는 것이 바람직하다. 게이트 절연층(108)의 막 두께는 5nm 이상 300nm 이하로 한다.
(반도체층)
반도체층(110)에는 실리콘 또는 산화물 반도체를 사용할 수 있다. 상기 발명의 제작 방법에 의하여 제 1 기판(901) 위에 반도체층(110)을 형성한다. 그러므로 반도체층(110)을 500℃ 이상의 온도에서 형성 또는 어닐 처리를 수행할 수 있다. 그래서 전계 효과 이동도 및 온 전류가 높은 트랜지스터를 제작할 수 있다. 또한 상기 반도체층(110)에 사용할 수 있는 산화물 반도체의 상세한 내용은 실시형태 3에서 설명한다.
(소스 전극층 및 드레인 전극층)
소스 전극층(112a) 및 드레인 전극층(112b)은 반도체층(110)의 소스 및 드레인 형성 영역에 전기적으로 접속된다. 소스 전극층(112a) 및 드레인 전극층(112b)에 사용되는 도전막으로서는, 예를 들어 Al, Cr, Cu, Ta, Ti, Mo, W 중에서 선택된 원소를 포함하는 금속막, 또는 상술한 원소를 포함하는 금속 질화물막(질화 티타늄막, 질화 몰리브덴막, 질화 텅스텐막) 등을 사용할 수 있다. 또한, Al, Cu 등의 금속막의 하측 또는 상측 중 한쪽 또는 양쪽 모두에 Ti, Mo, W 등의 고융점 금속막 또는 이들의 금속 질화물막(질화 티타늄막, 질화 몰리브덴막, 질화 텅스텐막)을 적층한 구성으로 하여도 좋다. 또한, 소스 전극층(112a) 및 드레인 전극층(112b)에 사용되는 도전막으로서는, 도전성을 갖는 금속 산화물로 형성하여도 좋다. 도전성을 갖는 금속 산화물에는 산화 인듐(In2O3 등), 산화 주석(SnO2 등), 산화 아연(ZnO), 인듐 주석 산화물(ITO), 인듐 아연 산화물(In2O3-ZnO 등), 또는 이 금속 산화물 재료에 산화 실리콘이 포함된 것을 사용할 수 있다.
(제 2 금속층)
제 2 금속층(113)은 레이저광에 의하여 균일하게 글라스 프릿을 가열하여 용융시키기 위하여 제공된다. 제 2 금속층(113)을 제공함으로써 실재 형성 영역과 중첩되는 제 1 금속층(107)의 레이아웃을 자유롭게 할 수 있다. 제 2 금속층(113)은 게이트 절연층(108)에 접하도록 제공되고, 실재(500)와 중첩되도록 형성된다. 제 2 금속층(113)의 재료에는 소스 전극층(112a) 및 드레인 전극층(112b)과 같은 재료를 사용할 수 있다.
(제 2 절연층)
제 2 절연층(114)은 트랜지스터를 보호하기 위하여 제공된다. 제 2 절연층(114)은 실시형태 1에서 제시한 재료나, 또한 게이트 절연층에 사용할 수 있는 재료를 사용하여 형성되는 것이 가능하다. 실재(500)와, 실재(500)에 접하는 층과의 밀착성을 높이기 위하여, 유기 전계 발광 장치에 있어서는, 제 2 절연층(114)과 실재(500)가 접하는 구조로 하는 것이 바람직하다.
(평탄화층)
평탄화층(116)은 소스 전극층(112a) 및 드레인 전극층(112b)이 기인하여 생긴 요철을 적게 하기 위하여 제공된다. 평탄화층(116)은 폴리이미드 또는 아크릴 등의 유기 수지 재료 또는 산화 실리콘 등의 무기 절연막 등으로 형성되는 것이 가능하다. 실재 형성 영역의 평탄화층(116)은 제외되어 있는 것(즉 말하자면 실재(500)와 평탄화층(116)이 중첩되지 않은 것)이 바람직하다. 이것은 실재(500)와, 실재(500)에 접하는 제 1 기판(901) 위의 층과의 밀착성을 높게 하여 기밀성이 높은 유기 전계 발광 장치를 형성하기 위해서이다.
(발광 소자)
본 발명의 일 형태인 유기 전계 발광 장치에서는, 발광 소자(130)로부터 발광을 얻는다. 발광 소자(130)는 제 1 전극층(118)과 제 2 전극층(122)에 끼워진 유기 화합물을 포함한 층(120)을 갖는다. 유기 화합물을 포함한 층(120)은 적어도 발광층을 포함하는 것이며 복수의 층을 갖는다. 유기 화합물을 포함한 층(120)에 대해서는 실시형태 4에서 설명한다.
본 실시형태에서는 톱 이미션 구조의 유기 전계 발광 장치에 대하여 예시하기 때문에 제 2 전극층(122)에는 가시광을 투과하는 도전막을 사용한다. 제 1 전극층(118)에는 가시광을 반사하는 도전막을 사용하는 것이 바람직하다. 가시광을 반사하는 도전막을 사용함으로써 발광 소자로부터의 광 추출 효율을 향상시킬 수 있다. 또한 제 1 전극층(118)과 제 2 전극층(122)은 한쪽이 양극으로서 기능하고 다른 쪽이 음극으로서 기능한다.
가시광을 투과시키는 도전막은 예를 들어 산화 인듐, ITO, 인듐 아연 산화물, ZnO, 갈륨을 첨가한 ZnO 등을 사용하여 형성할 수 있다. 또한, 금, 백금, 니켈, 텅스텐, 크롬, 몰리브덴, 철, 코발트, 구리, 팔라듐, 또는 티타늄 등의 금속 재료, 또는 이 금속 재료의 질화물(예를 들어, 질화 티타늄) 등도 투광성을 가질 정도로 얇게 형성함으로써 사용할 수 있다. 또한, 그래핀 등을 사용하여도 좋다.
가시광을 반사하는 도전막으로서는 예를 들어, 알루미늄, 금, 백금, 은, 니켈, 텅스텐, 크롬, 몰리브덴, 철, 코발트, 구리, 또는 팔라듐 등의 금속 재료, 알루미늄과 티타늄의 합금, 알루미늄과 니켈의 합금, 알루미늄과 네오디뮴의 합금 등의 알루미늄을 포함한 합금(알루미늄 합금), 또는 은과 구리의 합금 등의 은을 포함한 합금을 사용하여 형성할 수 있다. 은과 구리의 합금은 내열성이 높기 때문에 바람직하다. 또한, 상기 금속 재료나 합금에 란탄, 네오디뮴, 또는 게르마늄 등이 첨가되어도 좋다.
(격벽)
격벽(124)은 무기 절연 재료, 또는 유기 절연 재료를 사용하여 형성할 수 있다. 예를 들어, 유기 절연 재료에는 네거티브형이나 포지티브형의 감광성을 갖는 수지 재료, 비감광성 수지 재료 등을 사용할 수 있고, 구체적으로는 폴리이미드 수지 또는 아크릴 수지 등으로 형성할 수 있다. 격벽(124)은 그 상면에 형성되는 막이 끊어지지 않도록 순 테이퍼 형상을 갖는 것이 바람직하다. 또한 순 테이퍼 형상이란, 베이스가 되는 층에 다른 층이 완만한 각도로 두께를 증대시켜 접하는 구성을 말한다.
(실재)
실재(500)는 제 1 기판(901) 및 제 2 기판(902)과 함께 발광 소자(130)를 밀봉하고 기밀성이 높은 유기 전계 발광 장치를 형성한다. 실재(500)는 제 2 절연층(114)에 접하도록 제공된다. 실재(500)는 제 2 금속층(113)과 중첩되도록 형성된다. 실재(500)는 저융점 유리로 구성되는 것이 바람직하다. 저융점 유리는 글라스 프릿에 레이저광을 조사하여 형성되지만 레이저광은 글라스 프릿 및 제 2 금속층에서 흡수, 반사된다. 제 2 금속층(113)은 글라스 프릿을 포함한 페이스트가 도포되는 영역과 제 1 금속층(107)과 중첩되는 영역에 겹치도록 형성되므로 레이저광의 열을 균일하게 글라스 프릿에 가하고 균일한 질을 갖는 저융점 유리를 형성할 수 있다. 그러므로 기밀성이 높은 유기 전계 발광 장치를 얻을 수 있다.
본 발명의 일 형태인 유기 전계 발광 장치의 구성에서는 실재(500)와 제 1 금속층(107) 사이에 제 2 금속층(113)이 제공되기 때문에 실재(500)와 중첩되는 제 1 금속층(107)의 레이아웃을 자유롭게 할 수 있다. 또한 레이저광은 제 2 금속층(113)에서 흡수, 반사되기 때문에 균일한 질을 갖는 실재(500)를 형성할 수 있고 기밀성이 높은 유기 전계 발광 장치를 얻을 수 있다.
본 실시형태는 본 명세서 중에서 제시하는 다른 실시형태와 적절히 조합하여 실시하는 것이 가능하다.
(실시형태 3)
본 실시형태에서는 실시형태 2에서의 반도체층에 사용할 수 있는 산화물 반도체에 대하여 자세히 설명한다.
상기 산화물 반도체에는, 예를 들어 In계 금속 산화물, Zn계 금속 산화물, In-Zn계 금속 산화물, 또는 In-Ga-Zn계 금속 산화물 등을 적용할 수 있다. 또한, 이 In-Ga-Zn계 금속 산화물에 포함되는 Ga의 일부 또는 전부 대신에 다른 금속 원소를 포함한 금속 산화물을 사용하여도 좋다.
상기 다른 금속 원소로서는, 예를 들어 갈륨보다 많은 산소 원자와 결합할 수 있는 금속 원소를 사용하면 좋고, 예를 들어 티타늄, 지르코늄, 하프늄, 게르마늄, 및 주석 중 어느 하나 또는 복수의 원소를 사용하면 좋다. 또한, 상기 다른 금속 원소로서는 란탄, 세륨, 프라세오디뮴, 네오디뮴, 사마륨, 유로퓸, 가돌리늄, 테르븀, 디스프로슘, 홀뮴, 에르븀, 툴륨, 이테르븀, 및 루테튬 중 어느 하나 또는 복수의 원소를 사용하면 좋다. 이 금속 원소는 스테빌라이저로서의 기능을 갖는다. 또한, 이 금속 원소의 첨가량은 금속 산화물이 반도체로서 기능하는 것이 가능한 양이다. 갈륨보다 많은 산소 원자와 결합할 수 있는 금속 원소를 사용하고, 또한 금속 산화물 중에 산소를 공급함으로써 금속 산화물 중의 산소 결함을 적게 할 수 있다.
또한 원자수비가 In: Ga: Zn＝1: 1: 1인 제 1 산화물 반도체층, 원자수비가 In: Ga: Zn＝3: 1: 2인 제 2 산화물 반도체층, 및 원자수비가 In: Ga: Zn＝1: 1: 1인 제 3 산화물 반도체층의 적층으로 하여 반도체층(110)을 구성하여도 좋다. 이렇게 적층하여 반도체층(110)을 구성함으로써 예를 들어 트랜지스터의 전계 효과 이동도를 높일 수 있다.
또한, 상기 산화물 반도체층을, C Axis Aligned Crystalline Oxide Semiconductor(CAAC-OS라고도 함)로 하여도 좋다.
CAAC-OS는 복수의 결정부를 갖는 산화물 반도체의 하나이다. 결정부에서는, c축이 산화물 반도체층의 피형성면의 법선 벡터 또는 표면의 법선 벡터에 평행한 방향으로 정렬되고, 또 ab면에 수직인 방향에서 보아 금속 원자가 삼각 형상 또는 육각 형상으로 배열되고, c축에 수직인 방향에서 보아 금속 원자가 층상으로, 또는 금속 원자와 산소 원자가 층상으로 배열된다. 또한 본 명세서에서 단순히 "수직"이라고 기재된 경우에는 85° 이상 95° 이하의 범위도 포함된다. 또한 단순히 "평행"이라고 기재된 경우에는 -5° 이상 5° 이하의 범위도 포함된다.
예를 들어 다결정인 산화물 반도체 스퍼터링용 타깃을 사용한 스퍼터링법에 의하여 CAAC-OS를 형성할 수 있다. 스퍼터링용 타깃에 이온이 충돌하면, 스퍼터링용 타깃에 포함되는 결정 영역이 ab면으로부터 벽개(劈開)되고 ab면에 평행한 면을 갖는 평판 형상, 또는 펠릿(pellet) 형상의 스퍼터링 입자로서 박리되는 경우가 있다. 이 때, 평판 형상의 스퍼터링 입자가 결정 상태를 유지한 상태에서 기판에 도달함으로써, 스퍼터링용 타깃의 결정 상태가 기판에 전사(轉寫)된다. 이로써 CAAC-OS가 형성된다.
또한, CAAC-OS막을 형성하기 위하여, 이하의 조건을 적용하는 것이 바람직하다.
예를 들어 불순물 농도를 저감하여 CAAC-OS를 형성함으로써 불순물에 기인한 산화물 반도체의 결정 상태의 붕괴를 억제할 수 있다. 예를 들어, 성막실 내에 존재하는 불순물(수소, 물, 이산화 탄소, 및 질소 등)을 저감시키는 것이 바람직하다. 또한 성막 가스 중의 불순물을 저감하는 것이 바람직하다. 예를 들어 성막 가스로서 이슬점이 -80℃ 이하, 바람직하게는 -100℃ 이하인 성막 가스를 사용하는 것이 바람직하다.
또한 성막 시의 기판 가열 온도를 올림으로써 기판 부착 후에 스퍼터링 입자의 마이그레이션이 일어난다. 구체적으로는, 기판 가열 온도를 100℃ 이상 740℃ 이하로 하여 막을 형성한다. 성막 시의 기판 가열 온도를 올림으로써 평판 형상의 스퍼터링 입자가 기판에 도달한 경우, 기판 위에서 마이그레이션이 일어나 평판 형상의 스퍼터링 입자의 평탄한 면이 기판에 부착된다.
또한, 성막 가스 중의 산소의 비율을 높이고 전력을 최적화함으로써, 성막 시의 플라즈마 대미지를 경감시키는 것이 바람직하다. 성막 가스 중의 산소의 비율은 30vol％ 이상, 바람직하게는 100vol％로 한다.
상기 스퍼터링용 타깃의 일례로서, In-Ga-Zn-O 화합물 타깃에 대하여 이하에서 제시한다.
InOx 분말, GaOy 분말, 및 ZnOz 분말을 소정의 비율로 혼합시키고, 가압 처리를 수행한 후에 1000℃ 이상 1500℃ 이하의 온도로 가열 처리를 수행함으로써, 다결정인 In-Ga-Zn-O 화합물 타깃을 형성한다. 또한 x, y, 및 z는 임의의 양수이다. 여기서, 소정의 비율이란 예를 들어, InOx 분말, GaOy 분말, 및 ZnOz 분말이 2: 2: 1, 8: 4: 3, 3: 1: 1, 1: 1: 1, 4: 2: 3, 또는 3: 1: 2의 mol수비이다. 또한, 분말의 종류, 및 이들을 혼합하는 비율은 제작하는 스퍼터링용 타깃에 따라 적절히 바꾸면 좋다.
채널 형성 영역이 상기 CAAC-OS인 트랜지스터는 가시광이나 자외광의 조사에 기인한 전기 특성의 변동이 낮기 때문에 신뢰성이 높다.
상기 산화물 반도체를 포함한 트랜지스터는, 밴드 갭이 넓기 때문에 열 여기에 의한 누설 전류가 낮다. 더구나 정공의 유효 질량이 10 이상으로 무겁고, 터널 장벽의 높이가 2.8eV 이상으로 높다. 그러므로 터널 전류가 낮다. 또한, 반도체층 내의 캐리어가 매우 적다. 그러므로 오프 전류를 낮게 할 수 있다. 예를 들어 오프 전류는 실온(25℃)으로 채널 폭 1μm당 1×10-19A(100zA) 이하이다. 보다 바람직하게는 1×10-22A(100yA) 이하이다. 트랜지스터의 오프 전류는 낮으면 낮을수록 좋지만, 트랜지스터의 오프 전류의 하한값은 약 1×10-30A/μm이라고 어림잡을 수 있다.
본 실시형태는, 본 명세서 중에서 제시한 다른 실시형태와 적절히 조합하여 실시할 수 있다.
(실시형태 4)
본 실시형태에서는 앞의 실시형태 1의 발광 소자에 대하여 자세히 설명한다.
도 5의 (A)에 도시된 발광 소자(130)는, 한 쌍의 전극(제 1 전극층(118), 제 2 전극층(122)) 사이에 유기 화합물을 포함한 층(120)이 끼워진 구조를 갖는다. 또한, 이하의 본 실시형태의 설명에서는 예로서, 제 1 전극층(118)을 양극으로서 사용하고 제 2 전극층(122)을 음극으로서 사용하는 것으로 한다.
또한, 유기 화합물을 포함한 층(120)은 적어도 발광층을 포함하여 형성되어 있으면 좋고, 발광층 이외의 기능층을 포함하는 적층 구조이어도 좋다. 발광층 이외의 기능층으로서는, 정공 주입성이 높은 물질, 정공 수송성이 높은 물질, 전자 수송성이 높은 물질, 전자 주입성이 높은 물질, 바이폴러성(전자 및 정공의 수송성이 높은 물질)의 물질 등을 포함하는 층을 사용할 수 있다. 구체적으로는, 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 수송층, 전자 주입층 등의 기능층을 적절히 조합하여 사용할 수 있다.
도 5의 (A)에 도시된 발광 소자(130)는, 제 1 전극층(118)과 제 2 전극층(122) 사이에 발생한 전위의 차이에 의하여 전류가 흐르고, 유기 화합물을 포함한 층(120)에서 정공과 전자가 재결합하여 발광하는 것이다. 즉 말하자면, 유기 화합물을 포함한 층(120)에 발광 영역이 형성되는 구성으로 되어 있다.
본 발명에서, 발광 소자(130)로부터의 발광은, 제 1 전극층(118), 또는 제 2 전극층(122) 측에서 외부로 추출된다. 따라서, 제 1 전극층(118), 또는 제 2 전극층(122) 중 어느 한쪽은 투광성을 갖는 물질로 형성된다.
또한, 유기 화합물을 포함한 층(120)은 도 5의 (B)와 같이 제 1 전극층(118)과 제 2 전극층(122) 사이에 복수로 적층되어 있어도 좋다. n(n은 2 이상의 자연수)층의 적층 구조를 갖는 경우에는, m(m은 자연수이며, 1 이상 n-1 이하)번째의 유기 화합물을 포함한 층(120)과 (m+1)번째의 유기 화합물을 포함한 층(120) 사이에는 각각 전하 발생층(120a)을 제공하는 것이 바람직하다.
전하 발생층(120a)은, 유기 화합물과 금속 산화물의 복합 재료, 금속 산화물, 유기 화합물과 알칼리 금속, 알칼리 토류 금속, 또는 이 화합물과의 복합 재료 외에, 이들을 적절히 조합하여 형성할 수 있다. 유기 화합물과 금속 산화물의 복합 재료로서는, 예를 들어 유기 화합물과 산화 바나듐이나 산화 몰리브덴이나 산화 텅스텐 등의 금속 산화물을 포함한다. 유기 화합물로서는, 방향족 아민 화합물, 카바졸 유도체, 방향족 탄화 수소 등의 저분자 화합물, 또는 이들의 저분자 화합물의 올리고머, 덴드리머, 폴리머 등 다양한 화합물을 사용할 수 있다. 또한, 유기 화합물로서는 정공 수송성 유기 화합물로서 정공 이동도가 10-6cm2/Vs 이상인 것을 적용하는 것이 바람직하다. 다만, 전자보다 정공의 수송성이 높은 물질이면 이들 이외의 것을 사용하여도 좋다. 또한, 전하 발생층(120a)으로서 사용되는 이 재료는 캐리어 주입성, 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 포함하는 층과, 전자 공여성 물질 중에서 선택된 하나의 화합물 및 전자 수송성이 높은 화합물을 포함하는 층을 조합하여 형성하여도 좋다. 또한, 유기 화합물과 금속 산화물의 복합 재료를 포함하는 층과, 투명 도전막을 조합하여 형성하여도 좋다.
이와 같은 구성을 갖는 발광 소자(130)는 에너지의 이동 또한 소광 등의 문제가 발생하기 어렵고, 재료를 선택하는 폭이 넓어진다는 점에서 높은 발광 효율과 긴 수명을 함께 갖는 발광 소자로 하는 것이 용이하다. 또한, 한쪽 발광층에서 인광 발광, 다른 쪽 발광층에서 형광 발광을 얻는 것도 용이하다.
또한, 전하 발생층(120a)이란, 제 1 전극층(118)과 제 2 전극층(122)에 전압을 인가하였을 때 전하 발생층(120a)에 접하여 형성되는 한쪽의 유기 화합물을 포함한 층(120)에 대하여 정공을 주입하는 기능을 갖고, 다른 쪽의 유기 화합물을 포함한 층(120)에 전자를 주입하는 기능을 갖는다.
도 5의 (B)에 도시된 발광 소자(130)는, 유기 화합물을 포함한 층(120)으로서 사용되는 발광 물질의 종류를 바꿈으로써 다양한 발광색을 얻을 수 있다. 또한, 발광 물질로서 발광색이 상이한 복수의 발광 물질을 사용함으로써, 넓은 스펙트럼의 발광이나 백색 발광을 얻을 수도 있다.
도 5의 (B)에 도시된 발광 소자(130)를 사용하여 백색 발광을 얻는 경우의 복수의 유기 화합물을 포함한 층(120)의 조합으로서는, 적색, 청색 및 녹색의 광을 포함하여 백색으로 발광하는 구성이면 좋고, 예를 들어 청색의 형광 재료를 발광 물질로서 포함하는 제 1 발광층, 녹색과 적색의 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 관계에 있는 광을 발하는 발광층을 갖는 구성으로도 백색 발광을 얻을 수 있다. 발광층이 2층 적층된 적층형 소자에 있어서, 제 1 발광층으로부터 얻어지는 발광의 발광색과 제 2 발광층으로부터 얻어지는 발광의 발광색을 보색 관계로 하는 경우, 그 보색 관계로서는 청색과 황색, 또는 청록색과 적색 등을 들 수 있다.
또한, 상술한 적층형 소자의 구성에 있어서, 적층된 발광층들 사이에 전하 발생층을 배치함으로써, 전류 밀도를 낮게 유지한 채 고휘도 영역에서 장수명 소자를 실현할 수 있다. 또한, 전극 재료의 저항으로 인한 전압 강하를 작게 할 수 있으므로 대면적에서 균일하게 발광하는 것이 가능하다.
본 실시형태는 다른 실시형태에 기재된 구성과 적절히 조합하여 실시하는 것이 가능하다.
(실시형태 5)
본 실시형태에서는 본 발명의 일 형태의 유기 전계 발광 장치가 적용된 전자 기기나 조명 장치의 예에 대하여 도 6 및 도 7을 사용하여 설명한다.
유기 전계 발광 장치가 적용된 전자 기기로서, 예를 들어, 텔레비전 장치(텔레비전, 또는 텔레비전 수신기라고도 함), 컴퓨터용 등의 모니터, 디지털 카메라, 디지털 비디오 카메라, 디지털 포토 프레임, 휴대 전화기(휴대 전화, 휴대전화 장치라고도 함), 휴대형 게임기, 휴대 정보 단말, 음향 재생 장치, 파칭코기 등의 대형 게임기 등을 들 수 있다. 이들 전자 기기의 구체예를 도 6에 도시하였다.
도 6의 (A)는, 텔레비전 장치의 일례를 도시한 것이다. 텔레비전 장치(7100)는, 하우징(7101)에 표시부(7103)가 설치되어 있다. 표시부(7103)에 의하여 영상을 표시하는 것이 가능하여, 유기 전계 발광 장치를 표시부(7103)에 사용할 수 있다. 또한, 여기에서는, 스탠드(7105)에 의하여 하우징(7101)을 지지한 구성이 도시되어 있다.
텔레비전 장치(7100)는, 하우징(7101)이 구비하는 조작 스위치나, 별체의 리모트 컨트롤러(7110)에 의하여 조작할 수 있다. 리모트 컨트롤러(7110)가 구비하는 조작 키(7109)에 의하여, 채널이나 음량을 조작할 수 있으며 표시부(7103)에 표시되는 영상을 조작할 수 있다. 또한, 리모트 컨트롤러(7110)에, 상기 리모트 컨트롤러(7110)에서 출력하는 정보를 표시하는 표시부(7107)를 제공하는 구성으로 하여도 좋다.
또한, 텔레비전 장치(7100)는, 수신기나 모뎀 등을 구비한 구성으로 한다. 수신기에 의하여 일반 텔레비전 방송을 수신할 수 있으며, 더구나 모뎀을 통하여 유선 또는 무선에 의한 통신 네트워크에 접속함으로써, 일방향(송신자로부터 수신자) 또는 쌍방향(송신자와 수신자간, 또는 수신자간끼리 등)의 정보 통신을 수행할 수도 있다.
도 6의 (B)는 컴퓨터이며, 본체(7201), 하우징(7202), 표시부(7203), 키보드(7204), 외부 접속 포트(7205), 포인팅 디바이스(7206) 등을 포함한다. 또한 컴퓨터는, 유기 전계 발광 장치를 그 표시부(7203)에 사용함으로써 제작된다.
도 6의 (C)는 휴대형 게임기이며, 하우징(7301)과 하우징(7302)의 2개의 하우징으로 구성되어 있고, 연결부(7303)에 의하여 개폐 가능하게 연결되어 있다. 하우징(7301)에는 표시부(7304)가 설치되고, 하우징(7302)에는 표시부(7305)가 설치되어 있다. 또한, 도 6의 (C)에 도시된 휴대형 게임기는 그 외에도 스피커부(7306), 기록 매체 삽입부(7307), LED 램프(7308), 입력 수단(조작 키(7309), 접속 단자(7310), 센서(7311)(힘, 변위, 위치, 속도, 가속도, 각속도, 회전수, 거리, 광, 액, 자기, 온도, 화학물질, 음성, 시간, 경도, 전기장, 전류, 전압, 전력, 방사선, 유량, 습도, 경사도, 진동, 냄새 또는 적외선을 측정하는 기능을 포함하는 것), 마이크로폰(7312)) 등을 구비한다. 물론, 휴대형 게임기의 구성은 상술한 것에 한정되지 않고, 적어도 표시부(7304) 및 표시부(7305)의 양쪽 모두, 또는 한쪽에 유기 전계 발광 장치를 사용하면 좋고, 이 외의 다른 부속 설비가 적절하게 제공된 구성으로 할 수 있다. 도 6의 (C)에 도시된 휴대형 게임기는 기록 매체에 기록되는 프로그램 또는 데이터를 판독하여 표시부에 표시하는 기능이나, 다른 휴대형 게임기와 무선 통신을 수행하여 정보를 공유하는 기능을 갖는다. 또한, 도 6의 (C)에 도시된 휴대형 게임기가 갖는 기능은 이것에 한정되지 않고, 다양한 기능을 가질 수 있다.
도 6의 (D)는 휴대 전화기의 일례를 도시한 것이다. 휴대 전화기(7400)는 하우징(7401)에 설치된 표시부(7402) 외에, 조작 버튼(7403), 외부 접속 포트(7404), 스피커(7405), 마이크(7406) 등을 구비한다. 또한, 휴대 전화기(7400)는 유기 전계 발광 장치를 표시부(7402)에 사용함으로써 제작된다.
도 6의 (D)에 도시된 휴대 전화기(7400)는 표시부(7402)를 손가락 등으로 터치함으로써 정보를 입력할 수 있다. 또한, 전화를 걸거나 또는 메일을 작성하는 등의 조작은 표시부(7402)를 손가락 등으로 터치함으로써 수행할 수 있다.
표시부(7402)의 화면은 주로 3가지 모드가 있다. 제 1 모드는 화상의 표시가 주된 표시 모드이며, 제 2 모드는 문자 등의 정보의 입력이 주된 입력 모드이다. 제 3 모드는 표시 모드와 입력 모드의 2개의 모드가 혼합한 표시+입력 모드이다.
예를 들어, 전화를 걸거나 또는 메일을 작성하는 경우에는, 표시부(7402)를 문자의 입력이 주된 문자 입력 모드로 하고 화면에 표시시킨 문자의 입력 조작을 수행하면 좋다. 이 경우, 표시부(7402)의 화면의 대부분에 키보드 또는 번호 버튼을 표시시키는 것이 바람직하다.
또한, 휴대 전화기(7400) 내부에 자이로 센서, 가속도 센서 등의 기울기를 검출하는 센서를 갖는 검출 장치를 제공함으로써, 휴대 전화기(7400)의 방향(세로인지 가로인지)을 판단하여 표시부(7402)의 화면 표시를 자동적으로 전환하도록 할 수 있다.
또한, 화면 모드는 표시부(7402)를 터치하거나 또는 하우징(7401)의 조작 버튼(7403)을 조작함으로써 전환된다. 또한, 표시부(7402)에 표시되는 화상의 종류에 따라 전환되도록 할 수도 있다. 예를 들어, 표시부에 표시하는 화상 신호가 동영상 데이터라면 표시 모드, 텍스트 데이터라면 입력 모드로 전환한다.
또한, 입력 모드에서 표시부(7402)의 광 센서로 검출되는 신호를 검지하고, 표시부(7402)의 터치 조작에 의한 입력이 일정 기간 없는 경우에는, 화면의 모드를 입력 모드로부터 표시 모드로 전환하도록 제어하여도 좋다.
표시부(7402)는 이미지 센서로서 기능시킬 수도 있다. 예를 들어, 표시부(7402)에 손바닥이나 손가락으로 터치하여 장문(掌紋)이나 지문 등을 촬상(撮像)함으로써 본인 인증을 수행할 수 있다. 또한, 표시부에 근적외광을 발광하는 백 라이트 또는 근적외광을 발광하는 센싱용 광원을 사용하면, 손가락 정맥, 손바닥 정맥 등을 촬상할 수도 있다.
도 6의 (E)는 조명 장치의 일례를 도시한 것이다. 조명 장치(7500)는 하우징(7501)에 광원으로서 본 발명의 일 형태가 적용된 발광 장치(7503a), 발광 장치(7503b), 발광 장치(7503c) 발광 장치(7503d)가 설치된다. 조명 장치(7500)는, 천장이나 벽 등에 설치하는 것이 가능하다.
또한, 긴 시간 사용하여도 눈이 피로하기 어려우며 명도가 높고 옅은 색을 나타내는 광, 및 선명한 적색과 다른 선명한 색을 나타내는 광을 발하는 발광 패널을 구비한다. 발광 소자를 구동하는 조건을 발광색마다 조정함으로써, 사용자가 색상을 조절할 수 있는 조명 장치를 실현할 수 있다.
도 7의 (A) 및 도 7의 (B)는 폴더형 태블릿형 단말을 도시한 것이다. 도 7의 (A)는 열린 상태를 도시한 것이고 태블릿형 단말은 하우징(9630), 표시부(9631a), 표시부(9631b), 표시 모드 전환 스위치(9034), 전원 스위치(9035), 전력 절약 모드 전환 스위치(9036), 후크(9033), 조작 스위치(9038)를 갖는다. 또한 상기 태블릿형 단말은 유기 전계 발광 장치를 표시부(9631a) 및 표시부(9631b) 중 한쪽 또는 양쪽에 사용하여 제작된다.
표시부(9631a)는, 일부를 터치 패널의 영역(9632a)으로 할 수 있으며, 표시된 조작 키(9637)를 터치함으로써 데이터를 입력할 수 있다. 또한 표시부(9631a)에 있어서는 일례로서 영역의 반이 표시만 하는 기능을 갖는 구성이고 영역의 나머지 반이 터치 패널 기능을 갖는 구성이 도시되어 있지만, 이 구성에 한정되지 않는다. 표시부(9631a)의 모든 영역이 터치 패널의 기능을 갖는 구성으로 하여도 좋다. 예를 들어, 표시부(9631a)의 전체면에 키보드 버튼을 표시시켜 터치 패널로 하고, 표시부(9631b)를 표시 화면으로서 사용할 수 있다.
또한 표시부(9631b)에서도 표시부(9631a)와 마찬가지로 표시부(9631b)의 일부를 터치 패널 영역(9632b)으로 할 수 있다. 또한 터치 패널의 키보드 표시 전환 버튼(9639)이 표시되어 있는 위치를 손가락이나 스타일러스 등으로 터치함으로써 표시부(9631b)에 키보드 버튼을 표시할 수 있다.
또한, 터치 패널 영역(9632a)과 터치 패널 영역(9632b)에 대하여 동시에 터치 입력을 수행할 수도 있다.
또한, 표시 모드 전환 스위치(9034)는 세로 표시 또는 가로 표시 등의 표시 방향을 전환하며, 흑백 표시나 컬러 표시의 전환 등을 선택할 수 있다. 전력 절약 모드 전환 스위치(9036)는 태블릿형 단말에 내장된 광 센서로 검출되는 사용시의 외광의 광량에 따라 표시의 휘도를 최적하게 할 수 있다. 태블릿형 단말은 광 센서뿐만 아니라, 자이로 센서, 가속도 센서 등 기울기를 검출하는 센서 등의 다른 검출 장치를 내장하여도 좋다.
또한 도 7의 (A)에서는 표시부(9631b)와 표시부(9631a)의 표시 면적이 같은 예를 도시하였지만 특별히 한정되지 않고 한쪽 크기와 다른 쪽 크기가 달라도 좋고 표시의 품질도 달라도 좋다. 예를 들어, 한쪽이 다른 쪽보다 고정세한 표시가 가능한 표시 패널로 하여도 좋다.
도 7의 (B)는 접은 상태를 도시한 것이고 태블릿형 단말은 하우징(9630), 태양 전지(9633), 충방전 제어 회로(9634), 배터리(9635), DCDC컨버터(9636)를 갖는다. 또한, 도 7의 (B)에서는 충방전 제어 회로(9634)의 일례로서 배터리(9635) 및 DCDC컨버터(9636)를 갖는 구성을 도시하였다.
또한, 태블릿형 단말은 접을 수 있기 때문에, 사용하지 않을 때는 하우징(9630)을 접은 상태로 할 수 있다. 따라서, 표시부(9631a), 표시부(9631b)를 보호할 수 있기 때문에 내구성이 우수하며 장기 사용의 관점에서 보아도 신뢰성이 우수한 태블릿형 단말을 제공할 수 있다.
또한 이 외에도 도 7의 (A) 및 도 7의 (B)에 도시된 태블릿형 단말은 다양한 정보(정지 화상, 동영상, 텍스트 화상 등)를 표시하는 기능, 달력, 날짜 또는 시각 등을 표시부에 표시하는 기능, 표시부에 표시한 정보를 터치 입력으로 조작 또는 편집하는 터치 입력 기능, 각종 소프트웨어(프로그램)에 의하여 처리를 제어하는 기능 등을 갖는 것이 가능하다.
태블릿형 단말의 표면에 장착된 태양 전지(9633)에 의하여, 터치 패널, 표시부, 또는 영상 신호 처리부 등에 전력을 공급할 수 있다. 또한, 태양 전지(9633)를 하우징(9630)의 한쪽 면 또는 양쪽 면에 제공할 수 있고, 배터리(9635)의 충전을 효율적으로 수행할 수 있는 구성으로 할 수 있기 때문에 바람직하다. 또한, 배터리(9635)로서는 리튬 이온 전지를 사용하면, 소형화를 도모할 수 있는 등의 이점이 있다.
또한 도 7의 (B)에 도시된 충방전 제어 회로(9634)의 구성 및 동작에 대하여 도 7의 (C)에 블록도를 도시하여 설명한다. 도 7의 (C)는 태양 전지(9633), 배터리(9635), DCDC컨버터(9636), 컨버터(9638), 스위치(SW1) 내지 스위치(SW3), 표시부(9631)를 도시한 것이며, 배터리(9635), DCDC컨버터(9636), 컨버터(9638), 스위치(SW1) 내지 스위치(SW3)가 도 7의 (B)에 도시된 충방전 제어 회로(9634)에 대응하는 개소이다.
우선, 외광에 의하여 태양 전지(9633)에 의하여 발전되는 경우의 동작의 예에 대하여 설명한다. 태양 전지에 의하여 발전된 전력은 배터리(9635)를 충전하기 위한 전압이 되도록 DCDC컨버터(9636)로 승압 또는 강압된다. 그리고, 표시부(9631)의 동작에 태양 전지(9633)로부터의 전력이 사용될 때는 스위치(SW1)를 온 상태로 하고, 컨버터(9638)에 의하여 표시부(9631)에 필요한 전압으로 승압 또는 강압을 수행한다. 또한, 표시부(9631)에서 표시를 수행하지 않을 때는 스위치(SW1)를 오프 상태로 하고, 스위치(SW2)를 온 상태로 하여 배터리(9635)를 충전하는 구성으로 하면 좋다.
또한, 태양 전지(9633)에 대해서는 발전 수단의 일례로서 도시하였지만, 특별히 한정되지 않고 압전 소자(피에조 소자)나 열전 변환 소자(펠티어 소자) 등의 다른 발전 수단에 의한 배터리(9635)를 충전하는 구성이어도 좋다. 예를 들어, 무선(비접촉)으로 전력을 송수신하여 충전하는 무접점 전력 전송 모듈이나, 또한 다른 충전 수단을 조합하여 수행하는 구성으로 하여도 좋다.
또한, 상기 실시형태에서 설명한 밀봉체나 유기 전계 발광 장치를 구비하면, 도 6 및 도 7에 도시된 전자 기기나 조명 장치에 특별히 한정되지 않는 것은 물론이다.
상술한 전자 기기나 조명 장치 등은 본 발명의 일 형태가 적용된 밀봉체 또는 유기 전계 발광 장치를 갖는다. 그러므로, 신뢰성이 높은 전자 기기나 조명 장치 등을 제작할 수 있다.
본 실시형태는, 본 명세서 중에서 기재한 다른 실시형태와 적절히 조합하여 실시할 수 있다.
105: 제 1 절연층
106: 게이트 전극층
107: 제 1 금속층
108: 게이트 절연층
112a: 소스 전극층
112b: 드레인 전극층
113: 제 2 금속층
114: 제 2 절연층
116: 평탄화층
103: 버퍼층
110: 반도체층
118: 제 1 전극층
120: 유기 화합물을 포함한 층
120a: 전하 발생층
122: 제 2 전극층
124: 격벽
130: 발광 소자
131: 발광 소자
150: 트랜지스터
151: 트랜지스터
152: 트랜지스터
500: 실재
901: 제 1 기판
902: 제 2 기판
4501: 밀봉부
4502: 화소부
4503: 신호선 회로부
7100: 텔레비전 장치
7101: 하우징
7103: 표시부
7105: 스탠드
7107: 표시부
7109: 조작 키
7110: 리모트 컨트롤러
7201: 본체
7202: 하우징
7203: 표시부
7204: 키보드
7205: 외부 접속 포트
7206: 포인팅 디바이스
7301: 하우징
7302: 하우징
7303: 연결부
7304: 표시부
7305: 표시부
7306: 스피커부
7307: 기록 매체 삽입부
7308: LED 램프
7309: 조작 키
7310: 접속 단자
7311: 센서
7312: 마이크로폰
7400: 휴대 전화기
7401: 하우징
7402: 표시부
7403: 조작 버튼
7404: 외부 접속 포트
7405: 스피커
7406: 마이크
7500: 조명 장치
7501: 하우징
7503a: 발광 장치
7503b: 발광 장치
7503c: 발광 장치
7503d: 발광 장치
9630: 하우징
9631: 표시부
9631a: 표시부
9631b: 표시부
9632a: 영역
9632b: 영역
9633: 태양 전지
9634: 충방전 제어 회로
9635: 배터리
9636: DCDC 컨버터
9637: 조작 키
9638: 컨버터
9639: 키보드 표시 전환 버튼
9033: 후크
9034: 표시 모드 전환 스위치
9035: 전원 스위치
9036: 전력 절약 모드 전환 스위치
9038: 조작 스위치

Claims (21)

  1. 반도체 장치로서,
    제 1 기판;
    상기 제 1 기판 위에 있는 제 1 층;
    상기 제 1 층 위에 있는 제 1 절연층;
    상기 제 1 절연층 위에 있는 제 2 층;
    상기 제 2 층 위에 있는 제 2 절연층;
    상기 제 2 절연층 위에 있는 실재(sealant);
    상기 제 2 절연층 위에 있는 발광 소자; 및
    상기 제 2 절연층 위에 있는 제 3 절연층을 포함하고,
    상기 발광 소자의 하나의 전극 및 상기 실재는 상기 제 3 절연층 상에 제공되는, 반도체 장치.
  2. 반도체 장치로서,
    제 1 기판;
    상기 제 1 기판 상에 있는 제 1 층;
    상기 제 1 층 상에 있는 제 1 절연층;
    상기 제 1 절연층 상에 있는 제 2 층;
    상기 제 2 층 위에 있는 제 2 절연층;
    상기 제 2 절연층 위에 있는 실재(sealant);
    상기 제 2 절연층 위에 있는 발광 소자; 및
    상기 제 2 절연층 위에 있는 제 3 절연층을 포함하고,
    상기 실재는 상기 제 3 절연층의 제 1 개구에 제공되며,
    상기 발광 소자의 하나의 전극은 상기 제 3 절연층에 제공되는 제 2 개구를 통해 트랜지스터에 전기적으로 접속되는, 반도체 장치.
  3. 삭제
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