KR20030064303A - 발광장치 및 그 제조방법 - Google Patents

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가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼
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Abstract

본 발명은, 고신뢰성을 갖고, 대화면이고 고정밀 화소부를 갖는 발광장치를 제공한다. 본 발명의 발광장치에 의하면, 각 화소전극사이에 설치된 절연물(24)상에, 금속막으로 이루어진 보조전극(21)을 설치하고, 그 보조전극과 접하는 투명도전막으로 이루어지는 도전층(20)의 저저항화 및 박막화를 가능하게 한다. 또한, 보조전극(21)으로 하층의 전극과 접속시킴으로써 EL층상에 설치하는 투명도전막과의 인출을 가능하게 한다. 게다가, 수소를 포함하는 막과 질화실리콘막의 적층으로 이루어지는 보호막(32)을 형성하여, 높은 신뢰성을 얻을 수 있다.

Description

발광장치 및 그 제조방법{LIGHT EMITTING DEVICE AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 반도체 장치에 관한 것으로, 특히, 절연표면을 갖는 기판 상에 형성된 유기발광소자를 갖는 발광장치 및 제조방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은, 유기발광소자 패널에 콘트롤러를 포함하는 IC 등을 실장한, 유기발광소자 모듈에 관한 것이다. 이때, 본 명세서에 있어서, 유기발광소자 패널 및 유기발광소자 모듈을 함께 발광장치라고 총칭한다. 본 발명은, 또한 그 발광장치를 제조하는 장치에 관한 것이다.
이때, 본 명세서에 있어서 반도체 장치란, 반도체 특성을 이용함으로써 기능할 수 있는 장치전반을 가리키고, 발광장치, 전기광학장치, 반도체 회로 및 전자기기는 모두 반도체 장치이다.
최근, 기판상에 TFT(박막트랜지스터)를 형성하는 기술이 대폭 진보하여, 액티브 매트릭스형 표시장치로의 응용개발이 진행되고 있다. 특히, 폴리실리콘막을 사용한 TFT는, 종래의 비결정질 실리콘막을 사용한 TFT보다도 전계 효과 이동도(모빌리티라고도 한다)가 높기 때문에, 고속동작이 가능하다. 그 때문에, 폴리실리콘막을 사용한 TFT로 이루어지는 구동회로를 화소와 동일한 기판 상에 설치하고, 각 화소의 제어를 행하기 위한 개발이 성행되고 있다. 동일 기판 상에 화소와 구동회로를 내장한 액티브 매트릭스형 표시장치는, 제조비용의 감소, 표시장치의 소형화, 수율의 상승, 스루풋의 감소 등, 여러 가지 이점이 얻어질 것으로 예상된다.
또한, 자발광형 소자로서 유기발광소자를 가진 액티브 매트릭스형 발광장치(이하, 간단히 발광장치라고도 부른다)의 연구가 활발히 이루어지고 있다. 발광장치는 유기 발광장치(OELD:Organic EL Display) 또는 유기 발광 다이오드(OLED:Organic Light Emitting Diode)라고도 불리고 있다.
액티브 매트릭스형 발광장치는, 각 화소의 각각에 TFT로 이루어지는 스위칭 소자(이하, 스위칭소자라고 한다)를 설치하고, 그 스위칭용 TFT에 의해서 전류제어를 행하는 구동소자(이하, 전류제어용 TFT라고 한다)를 동작시켜 EL 층(엄밀하게는 발광층)을 발광시킨다. 예를 들면, 일본국 특개평 10-189252호 공보에 기재된 발광장치가 공지되어 있다.
유기발광소자는 스스로 발광하기 때문에 시인성이 높고, 액정표시장치(LCD)에서 필요한 백라이트가 필요하지 않고 박형화에 최적임과 동시에, 시야각에도 제한이 없다. 그 때문에, 유기발광소자를 사용한 발광장치는, CRT나 LCD를 대신할 표시장치로서 주목되고 있다.
또한, EL 소자는, 전계를 가함으로써 발생하는 루미네선스(Electro Luminescence)를 얻을 수 있는 유기 화합물을 포함하는 층(이하, EL 층이라고 적는다)과, 양극과 음극을 가진다. 유기 화합물에 있어서의 루미네선스에는, 단일항 여기상태로부터 기저상태로 되돌아갈 때의 발광(형광)과 3중항 여기상태로부터 기저상태로 되돌아갈 때의 발광(인광)이 있지만, 본 발명의 제조장치 및 막형성 방법에 의해 제작되는 발광장치는, 어느 쪽 발광을 사용한 경우에도 적용 가능하다.
EL 소자는 한 쌍의 전극사이에 EL 층이 끼워진 구조로 되어 있지만, EL 층은 통상, 적층구조로 되어 있다. 대표적으로는, 코닥·이스트만·컴퍼니의 Tang 등이 제안한 "정공수송층/발광층/전자수송층"이라는 적층구조를 들 수 있다. 이 구조는 대단히 발광효율이 높고, 현재, 연구개발이 진행되고 있는 발광장치는 거의 이 구조를 채용하고 있다.
또한, 그 외에도 양극 상에 "정공주입층, 정공수송층, 발광층 및 전자수송층", 또는 "정공주입층, 정공수송층, 발광층, 전자수송층, 전자주입층"의 순차로 적층하는 구조도 좋다. 발광층에 대하여 형광성 색소 등을 도핑해도 된다. 또한, 이들 층은, 모두 저분자계의 재료를 사용하여 형성해도 되고, 모두 고분자계의 재료를 사용해서 형성해도 된다.
또한, 지금까지 액티브 매트릭스형 발광장치에 있어서, 기판상의 TFT와 전기적으로 접속된 전극이 양극으로서 형성되고, 양극상에 유기 화합물층이 형성되고,유기 화합물층상에 음극이 형성되는 발광소자를 가지고, 유기 화합물층에서 발생한 빛을 투명전극인 양극에서 TFT 쪽으로 추출하는 구조였다.
그러나, 이 구조에 있어서는, 해상도를 향상시키려고 하면 화소부에서의 TFT 및 배선 등의 배치에 의해 개구율이 제한된다고 하는 문제가 생겼다.
본 발명에서는, 기판상의 TFT와 전기적으로 접속된 TFT 측의 전극을 음극으로서 형성하고, 음극상에 유기 화합물층을 형성하고, 유기 화합물층상에 투명전극인 양극을 형성한다는 구조(이하, 상면출사구조라고 부른다)의 발광소자를 갖는 액티브 매트릭스형 발광장치를 제조한다. 또한, 기판상의 TFT와 전기적으로 접속된 TFT 측의 전극을 양극으로서 형성하고, 양극상에 유기 화합물층을 형성하고, 유기 화합물층상에 투명전극인 음극을 형성한다는 구조(이하, 상면출사구조라고 부른다)의 발광소자를 갖는 액티브 매트릭스형 발광장치를 제조한다.
이들의 상기 각 구조에 있어서, 투명전극의 막저항이 높아진다고 하는 문제가 생긴다. 특히, 투명전극의 막두께를 얇게 한 경우, 더욱 막저항이 높아져 버린다. 양극 또는 음극이 되는 투명전극의 막저항이 높아지면 전압강하에 의해 면내 전위분포가 불균형하게 되고, 발광소자의 휘도가 불규칙해지는 문제가 생긴다. 따라서, 본 발명의 목적은, 발광소자에 있어서의 투명전극의 막저항을 저하시키는 구조의 발광장치 및 그 제조방법을 제공하고, 그와 같은 발광장치를 표시부로서 사용하는 전기기구를 제공하는데 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 발광소자 및 발광장치의 신뢰성을 높이데 있다.
도 1은 본 발명의 실시형태 1에 따른 단면도,
도 2는 본 발명의 실시형태 1에 따른 평면도,
도 3은 본 발명의 실시형태 1에 따른 단자부를 도시한 도면,
도 4는 본 발명의 실시형태 2에 따른 적층구조를 도시한 도면,
도 5는 본 발명의 실시형태 3에 따른 평면도,
도 6은 본 발명의 실시형태 3에 따른 단면도,
도 7은 본 발명의 실시형태 3에 따른 평면도,
도 8은 본 발명의 실시형태 3에 따른 마스크를 도시한 도면,
도 9는 본 발명의 실시형태 4에 따른 단면도,
도 10은 본 발명의 실시형태 5에 따른 단면도,
도 11은 본 발명의 실시예 2에 따른 제조장치의 일례를 도시한 도면,
도 12는 본 발명의 실시예 2에 따른 제조장치의 일례를 도시한 도면,
도 13은 전자기기의 일례를 도시한 도면,
도 14는 전자기기의 일례를 도시한 도면이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
6, 9 : 소스 전극 또는 드레인 전극11∼13 : 양극
14 : 무기절연막17, 19 : EL 층
20 : 음극21 : 보조전극
24 : 유기절연물30 : 밀봉기판
31a : 차광부
31b, 31c, 31d : 적색, 녹색 및 청색의 착색층
32 : 보호막33 : 밀봉부재
본 발명은, 기판상에 형성된 발광소자의 제조에 있어서, 유기 화합물층의 형성 전에 도전성 막을 각 화소전극 사이에 배치하는 절연물상에 형성하고, 투명전극의 막저항 저저항화를 도모하는 것이다.
또한, 본 발명은, 상기 도전성 막을 사용하여 인출 배선을 형성하고, 하층에 존재하는 다른 배선과 접속을 행하는 것을 특징으로 한다.
본 명세서에서 개시하는 발명의 구성은,
제 1 전극, 그 제 1 전극상에 접하는 유기 화합물층 및 그 유기 화합물층상에 접하는 제 2 전극을 구비한 복수의 발광소자를 갖는 화소부와, 구동회로와, 단자부를 갖는 발광장치에 있어서,
상기 화소부에는, 박막트랜지스터에 접속하는 상기 제 1 전극의 단부가 절연물로 덮여져 있고, 그 절연물상에 도전성을 갖는 재료로 이루어지는 제 3 전극과, 상기 절연물 및 상기 제 1 전극상에 유기 화합물층과, 상기 유기 화합물층 및 상기 제 3 전극에 접하는 제 2 전극이 설치되어 있고,
상기 단자부와 화소부의 사이에는, 제 3 전극과 동일재료로 이루어지는 배선 또는 제 2 전극과 동일재료로 이루어지는 배선이 단자로부터 연장되어 있는 배선과 접속하는 부분을 갖는 것을 특징으로 하는 발광장치이다.
또한, 상기 구성에 있어서, 상기 제 3 전극은, 상기 절연물과 동일한 패턴형상을 가지고 있어도 된다. 그 경우, 상기 절연물과 동일한 마스크를 사용하여 형성된다.
또한, 상기 구성에 있어서, 상기 제 3 전극은, 상기 절연물과 다른 패턴형상을 가지고 있어도 된다. 그 경우, 상기 절연물을 패터닝한 후, 도전성을 갖는 재료로 이루어진 막을 형성하여 상기 절연물의 패터닝과는 다른 마스크를 사용하여 형성된다.
또한, 본 발명의 다른 구성은, 기판상에 형성된 발광소자의 제조에 있어서, 유기 화합물층의 형성 전에 도전성 막을 각 화소전극 사이에 배치하는 절연물상에 형성하고, 유기 화합물층과, 투명전극을 형성한 후, 그 투명전극 상에 도전성이 높은 재료로 이루어지는 전극을 형성하고, 투명전극의 막저항의 저저항화를 도모하는 것이다. 이때, 투명전극상에 형성하는 전극은, 발광영역이 되는 장소에는 설치하지 않는다. 게다가, 본 발명은, 상기 도전성 막을 사용하여 인출 배선을 형성하고, 하층에 존재하는 다른 배선과 접속을 행하는 것을 특징으로 한다.
본 명세서에서 개시하는 발명의 다른 구성은,
제 1 전극, 그 제 1 전극상에 접하는 유기 화합물층 및 그 유기 화합물층상에 접하는 제 2 전극을 구비한 복수의 발광소자를 갖는 화소부와, 구동회로와, 단자부를 갖는 발광장치에 있어서,
상기 화소부에는, 박막트랜지스터에 접속하는 상기 제 1 전극의 단부가 절연물로 덮여져 있고, 그 절연물의 일부 및 제 1 전극상에 유기 화합물층과, 그 유기화합물층상에 접하는 제 2 전극과, 그 제 2 전극에서 상기 제 1 전극과 겹치지 않는 영역상에 접하여 도전성을 갖는 재료로 이루어지는 제 3 전극이 설치되어 있고,
상기 단자부와 화소부와의 사이에는, 제 3 전극과 동일재료로 이루어지는 배선 또는 제 2 전극과 동일재료로 이루어지는 배선이 단자로부터 연장되어 있는 배선과 접속하는 부분을 갖는 것을 특징으로 하는 발광장치이다.
또한, 상기 각 구성에 있어서, 발광장치는, 상기 제 2 전극 및 상기 제 3 전극이, 상기 발광소자의 음극 혹은 양극인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 각 구성에 있어서, 발광장치는, 상기 제 3 전극이, 상기 제 2 전극을 구성하는 재료보다도 전기저항이 작은 재료로 이루어져 있고, 도전형을 부여하는 불순물 원소가 도핑된 poly-Si, W, WSix, Al, Ti, Mo, Cu, Ta, Cr, 또는 Mo에서 선택된 원소, 또는 상기 원소를 주성분으로 하는 합금재료 또는 화합물재료를 주성분으로 하는 막 또는 그들의 적층막으로 이루어진 것을 특징으로 하고 있다. 예를 들면, 상기 제 3 전극은, 질화물층 또는 플루오르화물층을 최상층으로 하는 적층으로 이루어진 전극으로 하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 각 구성에 있어서, 발광장치는, 상기 제 1 전극이, 상기 발광소자의 음극 혹은 양극인 것을 특징으로 한다. 예를 들면, 제 2 전극 및 제 3 전극이 음극인 경우, 제 1 전극은 양극이며, 제 2 전극 및 제 3 전극이 양극인 경우, 제 1 전극은 음극이다.
또한, 상기 각 구성에 있어서, 상기 절연물은 무기절연막으로 덮여진 유기수지로 이루어지는 장벽(뱅크라고도 불린다), 혹은, 상기 절연물은 무기절연막인 것을 특징으로 하고 있다. 이때, 상기 무기절연막은 막두께 10∼100nm의 질화실리콘을 주성분으로 하는 절연막인 것을 특징으로 하고 있다.
또한, 발광장치에 있어서, 발광하고 있지 않은 화소에서는 입사한 외광(발광장치의 외부의 빛)이 음극의 이면(발광층에 접하는 쪽의 면)으로 반사되고, 음극의 이면이 거울과 같이 작용하여 외부의 경치가 관측면(관측자측으로 향하는 면)에 비친다고 하는 문제가 있었다. 또한, 이 문제를 회피하기 위해서, 발광장치의 관측면에 원편광 필름을 붙여, 관측면에 외부의 경치가 비치지 않도록 하는 연구가 이루어지고 있지만, 원편광 필름이 대단히 비싸기 때문에, 제조비용의 증가를 초래하는 문제가 있었다.
본 발명은, 원편광 필름을 사용하지 않고서 발광장치의 경면화를 막는 것을 목적으로 하고, 그에 따라 발광장치의 제조비용을 감소하여 저가의 발광장치를 제공하는 것도 과제로 하고 있다. 그래서, 본 발명에서는, 원편광 필름 대신에 저가인 칼라필터를 사용하는 것을 특징으로 한다. 상기 구성에 있어서, 칼라 순도를 향상시키기 위해서, 상기 발광장치에는 각 화소에 대응하는 칼라필터를 구비하는 것이 바람직하다. 또한, 칼라필터의 흑색 부분(흑색의 유기수지)이 각 발광영역 사이와 겹치도록 하면 된다. 게다가, 칼라필터의 흑색 부분(흑색 착색층)이, 다른 유기 화합물층이 일부 겹치는 부분과 겹치도록 해도 된다.
이때, 발광의 출사방향, 즉, 상기 발광소자와 관찰자의 사이에 칼라필터를 설치한다. 예를 들면, 발광소자가 설치되어 있는 기판을 통과시키지 않을 경우에는, 밀봉기판에 칼라필터를 붙이면 된다. 또한, 발광소자가 설치되는 기판을 통과시키는 경우에는, 발광소자가 설치되는 기판에 칼라필터를 붙이면 된다. 이렇게 함으로써, 원편광 필름을 필요로 하지 않게 된다.
또한, 음극 또는 양극으로서, 투명도전막(대표적으로는 ITO, ZnO)을 사용하고, 그 위에 무기 절연막으로 이루어진 보호막을 형성하는 것은 매우 유용하다. 또한, 유기화합물, Al, Ag 및 Mg, 또는 그 합금(대표적으로는, AlLi)으로 이루어진 금속박막(빛이 그 막을 통과하게 하는 막두께를 가짐)을 포함하는 음극으로서 사용하여, 그 위에 무기절연막으로 이루어진 보호막을 형성하면 효과적이다.
또한, 무기 절연막으로 이루어진 보호막을 형성하기 전에, 플라즈마 CVD 법 또는 스퍼터링법으로 수소를 포함하는 막, 대표적으로는 탄소를 주성분으로 하는 박막, 또는 질화실리콘막을 형성하는 것이 바람직하다. 또한, 수소를 포함하는 막은, 탄소를 주성분으로 하는 박막과 질화실리콘막과의 적층막으로 해도 된다.
또한, 본 발명의 다른 구성은, 절연표면을 갖는 기판상에 발광소자를 가지고, 그 발광소자는, 양극, 음극, 및 상기 양극과 상기 음극과의 사이에 끼워진 유기 화합물층을 갖는 발광장치에 있어서, 상기 발광소자가, 수소를 포함하는 막으로 덮여져 있는 것을 특징으로 한다.
유기 화합물층이 견딜 수 있는 온도범위로 가열처리를 행하거나, 발광소자를 발광시킬 때에 생기는 발열을 이용함으로써, 상기 수소를 포함하는 막으로부터 수소를 확산시키고, 유기 화합물층에서의 결함을 수소로 종단(termination)시킬 수 있다. 유기 화합물층에서의 결함을 수소로 종단시키면 발광장치로서의 신뢰성이 향상한다. 또한, 상기 수소를 포함하는 막의 막형성시에, 플라즈마화된 수소에 의해서 유기 화합물층에서의 결함을 수소로 종단시킬 수도 있다. 또한, 수소를 포함하는 막을 덮어 형성하는 보호막은, 보호막측에 확산하는 수소를 차단하여 효율적으로 수소를 유기 화합물층으로 확산시켜, 유기 화합물층에서의 결함을 수소로 종단시키는 역할도 한다. 이때, 상기 수소를 포함하는 막은, 발광소자의 보호막으로서도 기능시킬 수 있다.
또한, 상기 수소를 포함하는 막을 버퍼층으로서 기능시킬 수도 있고, 스퍼터링법에 의해 투명도전막으로 이루어진 막에 접하여 질화실리콘막을 형성하는 경우, 투명도전막에 포함되는 불순물(In, Sn, Zn 등)이 질화실리콘막에 혼입할 우려가 있지만, 버퍼층이 되는 상기 수소를 포함하는 막을 사이에 형성함으로써 질화실리콘막으로의 불순물 혼입을 방지할 수도 있다. 상기 구성에 의해 버퍼층을 형성함으로써, 투명도전막으로부터의 불순물(In, Sn 등)의 혼입을 방지하고, 불순물이 없는 순수한 보호막을 형성할 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 구성은, 절연표면을 갖는 기판상에 발광소자를 가지고, 그 발광소자는, 양극, 음극, 및 상기 양극과 상기 음극과의 사이에 끼워진 유기 화합물층을 갖는 발광장치에 있어서, 상기 발광소자는, 수소를 포함하는 막으로 덮여지고, 또한 그 수소를 포함하는 막은 무기 절연막으로 이루어진 보호막으로 덮여져 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 구성을 실현하는 제조방법도 본 발명의 하나이며, 본 발명의 제조방법에 관한 구성은,
절연표면상에 TFT를 형성하고,
상기 TFT와 전기적으로 접속된 음극을 형성하고,
상기 음극상에 유기 화합물층을 형성하고,
상기 유기 화합물층상에 양극을 형성한 후, 상기 양극상에 수소를 포함하는 막을 형성하는 것을 특징으로 하는 발광장치의 제조방법이다.
또한, 본 발명의 제조방법에 관한 다른 구성은,
절연표면상에 TFT를 형성하고,
상기 TFT와 전기적으로 접속된 양극을 형성하고,
상기 양극상에 유기 화합물층을 형성하고,
상기 유기 화합물층상에 음극을 형성한 후, 상기 음극상에 수소를 포함하는 막을 형성하는 것을 특징으로 하는 발광장치의 제조방법이다.
또한, 본 발명의 제조방법에 관한 상기 각 구성에 있어서, 상기 수소를 포함하는 막은, 상기 유기 화합물층이 견딜 수 있는 온도범위, 예를 들면 실온∼100℃ 이하에서 플라즈마 CVD법, 또는 스퍼터링법에 의해 형성하는 것을 특징으로 하고, 상기 수소를 포함하는 막은, 탄소를 주성분으로 하는 박막, 또는 질화실리콘막인 것을 특징으로 하고 있다.
또한, 본 발명의 제조방법에 관한 상기 각 구성에 있어서, 상기 유기 화합물층을 형성하는 공정은 증착법, 도포법, 이온도금법 또는 잉크젯법에 의해 행해지는 것을 특징으로 하고 있다.
또한, 본 발명의 제조방법에 관한 상기 각 구성에 있어서, 상기 수소를 포함하는 막상에 무기 절연막으로 이루어진 보호막을 형성하는 것을 특징으로 하고 있다.
또한, 본 발명의 제조방법에 관한 상기 각 구성에 있어서, 상기 수소를 포함하는 막을 형성할 때, 상기 유기 화합물층에서의 결함을 수소로 종단시키는 것을 특징으로 하고 있다.
또한, 수분이나 산소에 의한 열화를 막기 위해서, 밀봉캔이나 밀봉기판으로 발광소자를 밀봉할 때, 밀폐되는 공간에 수소가스를 충전, 혹은 수소 및 불활성기체(희가스 또는 질소)를 충전시켜도 된다.
본 발명의 다른 구성은, 절연표면을 갖는 기판상에 발광소자를 가지고, 그 발광소자는, 양극, 음극, 및 상기 양극과 상기 음극과의 사이에 끼워진 유기 화합물층을 갖는 발광장치에 있어서, 상기 발광소자는, 투광성을 갖는 기판과 밀봉부재로 밀폐되며, 또한, 밀폐된 공간에는, 수소가 포함되어 있는 것을 특징으로 한다.
상기 구성에 있어서, 상기 발광소자는, 수소를 포함하는 막(탄소를 주성분으로 하는 박막, 또는 질화실리콘막)으로 덮여져 있는 것을 특징으로 하고 있다.
또한, 상기 구성에 의해, 유기 화합물층이 견딜 수 있는 온도범위에서 가열처리를 행하거나, 발광소자를 발광시켰을 때에 생기는 발열을 이용함으로써, 상기 수소를 포함하는 공간에서 수소를 확산시키고, 유기 화합물층에서의 결함을 수소로 종단시킬 수 있다. 유기 화합물층에서의 결함을 수소로 종단시키면 발광장치로서의 신뢰성이 향상한다.
이때, 본 명세서에서, 음극과 양극의 사이에 설치되는 모든 층을 총칭하여 EL 층이라고 한다. 따라서, 상술한 정공주입층, 정공수송층, 발광층, 전자수송층및 전자주입층은 모두 EL 층에 포함된다.
본 발명에 있어서, 상기 탄소를 주성분으로 하는 박막은 막두께 3∼50nm의 DLC 막(Diamond like Carbon)인 것을 특징으로 하고 있다. DLC 막은, 단거리 질서적으로는 탄소간의 결합으로서, SP3결합을 가지고 있지만, 매크로적으로는 비결정질 형상의 구조로 되어 있다. DLC 막의 조성은 탄소가 70∼95원자%, 수소가 5∼30원자%이며, 대단히 건실하고 절연성이 우수하다. 이러한 DLC 막은, 또한, 수증기나 산소 등의 가스투과율이 낮다고 하는 특징이 있다. 또한, 미소 경도계에 의한 측정으로, 15∼25GPa의 경도를 갖는 것이 알려져 있다.
DLC 막은 플라즈마 CVD 법(대표적으로는, RF 플라즈마 CVD법, 마이크로파 CVD법, 전자 사이클로트론 공명(ECR) CVD 법 등), 스퍼터링링법 등으로 형성할 수 있다. 어느 쪽의 막형성 방법을 사용해도, 밀착성 좋게 DLC 막을 형성할 수 있다. DLC 막은 기판을 음극에 설치하여 형성한다. 또한, 부 바이어스를 인가할 경우, 이온충격을 어느 정도 이용하여 치밀하게 경질의 막을 형성할 수 있다.
막형성에 사용하는 반응가스는, 수소가스와, 탄화수소계의 가스(예를 들면 CH4, C2H2, C6H6등)를 사용하고, 글로방전에 의해 이온화되고, 부의 자기 바이어스가 걸린 음극에 이온을 가속 충돌시켜서 막형성한다. 이렇게 함에 따라, 치밀하게 DLC 막을 얻을 수 있다.
또한, 이 DLC 막은, 가시광에 대하여 투명 또는 반투명한 절연막으로 이루어진 것을 특징으로 하고 있다.
또한, 본 명세서에 있어서, 가시광에 대하여 투명하다는 것은 가시광의 투과율이 80∼100%인 것을 가리키고, 가시광에 대하여 반투명하다는 것은 가시광의 투과율이 50∼80%인 것을 가리킨다.
[발명의 실시예]
본 발명의 실시형태에 관해서, 이하에 설명한다.
(실시형태 1)
도 2는, EL 모듈의 평면도이다. 무수한 TFT가 설치된 기판(TFT기판이라고도 부른다)에는, 표시가 행해지는 화소부(40)와, 화소부의 각 화소를 구동시키는 구동회로(41a, 41b)와, EL 층상에 설치되는 전극과 인출 배선을 접속하는 접속부와, 외부회로와 접속하기 위해서 FPC를 부착한 단자부(42)가 설치되어 있다. 또한, EL 소자를 밀봉하기 위한 기판과, 밀봉부재(33)에 의해서 밀폐된다. 또한, 도 1a는, 도 2에서 쇄선 A-A'로 절단한 경우의 단면도이다.
쇄선 A-A'의 방향으로는 규칙적으로 화소가 배치되어 있고, 여기서는 X 방향으로 R, G, B의 순으로 배치되어 있는 예를 나타낸다.
도 1a에서, 발광영역(R)은 적색의 발광영역을 나타내고 있고, 발광영역(G)은 녹색의 발광영역을 나타내고 있고, 발광영역(B)은 청색의 발광영역을 나타내고 있고, 이들 3색 발광영역에 의해 풀 칼라 발광표시장치를 실현하고 있다.
또한, 도 1a에서, TFT(1)은, 적색을 발광하는 EL 층(17)에 흐르는 전류를 제어하는 소자이며, 도면부호 4, 7은 소스 전극 또는 드레인 전극이다. 또한, TFT(2)는, 녹색을 발광하는 EL 층(18)에 흐르는 전류를 제어하는 소자이며, 도면부호 5, 8은 소스 전극 또는 드레인 전극이다. TFT(3)는, 청색을 발광하는 EL 층(19)에 흐르는 전류를 제어하는 소자이며, 6 및 9는 소스 전극 또는 드레인 전극이다. 도면부호 15, 16은 유기절연재료 또는 무기절연막재료로 이루어진 층간절연막이다.
또한, 도면부호 11∼13은, 유기발광소자의 양극(혹은 음극)이며, 20은, 유기발광소자의 음극(혹은 양극)이다. 여기서는, 20으로서 얇은 금속층(대표적으로는 MgAg, MgIn, AlLi 등의 합금)과 투명도전막(ITO(산화인듐산화주석합금), 산화인듐산화아연합금(In2O3-ZnO), 산화아연(ZnO) 등)과의 적층막으로 이루어진 음극으로 하여, 각 발광소자로부터의 빛을 통과시키고 있다. 이때, 투명 도전막은, 음극으로서 기능하지 않고 전기 저항을 감소시킨다. 양극으로서, 일함수가 높은 재료 특히, 백금(Pt), 크롬(Cr), 텅스텐(W) 또는 니켈(Ni)을 갖는 재료, 투명 도전막(ITO, ZnO 등) 및 그의 적층을 사용하여도 된다.
또한, 양극(또는 음극)(11∼13)의 양단부 및 그것들의 사이의 부분은 유기절연물(24)(장벽 또는 뱅크라고도 불린다)로 덮어져 있다. 유기절연물(24)은, 무기절연막(14)으로 덮어져 있다. 또한, 유기절연물(24)상의 일부에까지 유기 화합물층이 형성되어 있다.
또한, 무기절연막(14)으로 덮인 유기절연물(24)(장벽 또는 뱅크라고도 불린다)상에는, 보조전극(21)을 가지고 있다. 이 보조전극(21)은, 음극(혹은 양극)의 일부로서 기능한다. 상기에 나타낸 투명도전막의 저항값은, 비교적 높기 때문에, 대화면화하는 것이 곤란하나, 보조전극(21)을 설치함으로써, 음극(혹은 양극) 전체로서 저저항화할 수 있다. 덧붙여, 투명도전막의 박막화도 가능하게 할 수 있다.
이 보조전극(21)으로 하층의 배선 또는 전극과 접속시킨다. 이 보조전극(21)은 EL층을 형성하기 전에 막형성 및 패터닝을 하면 된다. 보조전극(21)은, 스퍼터링법이나 증착법 등을 사용하여, 도전형을 부여하는 불순물원소가 도핑된 poly-Si, W, WSix, Al, Ti, Mo, Cu, Ta, Cr 또는 Mo에서 선택된 원소, 또는 상기 원소를 주성분으로 하는 합금재료 또는 화합물재료를 주성분으로 하는 막 또는 그것들의 적층막으로 형성하면 된다. 이렇게 해서, 하층의 전극과 콘택시킨 보조전극(21)상에 접하여 투명도전막을 형성하면 음극의 인출이 가능해진다. 이때, 도 1c는, 도 2에 나타낸 쇄선 C-C'로 절단한 경우의 단면도이다. 또한, 도 1c에서, 점선으로 나타낸 전극끼리는 전기적으로 접속하고 있는 것을 나타내고 있다. 또한, 단자부에서, 단자의 전극을 음극(10)과 같은 재료로 형성하고 있다.
또한, 약 10μm의 간격이 유지되도록 밀봉부재(33)에 의해서 밀봉기판(30)이 접합되어 있고, 모든 발광소자는 밀폐되어 있다. 이때, 밀봉부재(33)는, 구동회로의 일부와 겹치도록 해서 작은 폭을 갖는 프레임과 같은 형상으로 바꾸는 것이 바람직하다. 밀봉부재(33)에 의해서 밀봉기판(30)을 접합하기 직전에는 진공으로 어닐링을 행하여 탈기를 행하는 것이 바람직하다. 또한, 밀봉기판(30)을 접합할 때는, 수소 및 불활성기체(희가스 또는 질소)를 포함하는 분위기하에서 하고, 보호막(32)과, 밀봉부재(33)와, 밀봉기판(30)에 의해서 밀폐된 공간에는 수소를 포함하게 하는 것이 바람직하다. 발광소자를 발광시켰을 때에 생기는 발열을 이용함으로써, 상기 수소를 포함하는 공간에서 수소를 확산시켜, 유기 화합물층에서의 결함을 수소로 종단시킬 수 있다. 유기 화합물층에서의 결함을 수소로 종단시키면 발광장치로서의 신뢰성이 향상한다.
색순도를 높이기 위해서, 밀봉기판(30)에는 각 화소에 대응하는 칼라필터가 설치된다. 칼라필터중, 적색의 착색층(31b)은 적색의 발광영역(R)에 대향하여 설치되고, 녹색의 착색층(31c)은 녹색의 발광영역(G)에 대향하여 설정되고, 청색의 착색층(31d)은 청색의 발광영역(B)에 대향하여 설치된다. 또한, 발광영역이외의 영역은, 칼라필터의 흑색부분, 즉 차광부(3la)에 의해서 차광되어 있다. 이때, 차광부(31a)는, 금속막(크롬 등) 또는 흑색안료를 함유한 유기막으로 구성되어 있다.
본 발명에서는, 칼라필터를 설치함으로써 원편광판이 불필요해진다.
또한, 도 1b는, 도 2에 나타낸 쇄선 B-B'로 절단한 경우의 단면도이다. 도 1b에서도 11a∼11c로 나타낸 부분의 양단부 및 그것들의 사이 부분은, 무기절연물(14)로 덮어져 있다. 여기서는 적색을 발광하는 EL층(17)이 공통으로 되어있는 예를 게시하였지만, 특별히 한정되지 않고, 같은 색을 발광하는 화소마다 EL층을 형성하여도 된다.
또한, 도 1a∼도 1c에서, 발광장치의 신뢰성을 높이기 위해서 보호막(32)을 형성하고 있다. 이 보호막(32)은 스퍼터링법에 의해 얻을 수 있는 질화실리콘 또는 질화산화실리콘을 주성분으로 하는 절연막이다. 또한, 도 1a∼도 1c에서는, 보호막에 발광을 통과시키기 때문에, 보호막의 막두께는, 가능한 한 얇게 하는 것이 바람직하다.
발광장치의 신뢰성을 높이기 위해서 보호막(32)을 형성하기 전에 수소를 포함하는 막을 형성한다. 보호막(32)을 형성하기 전에 수소를 포함하는 막을 형성함으로써, 유기 화합물층(17∼19)의 결함을 종단시킨다. 상기수소를 포함하는 막은, 탄소를 주성분으로 하는 박막, 또는 질화실리콘막으로 하면 된다. 이 수소를 포함하는 막을 형성하는 방법으로서는, 상기유기 화합물층이 견딜 수 있는 온도범위, 예를 들면 실온∼100℃ 이하에서 플라즈마 CVD법, 또는 스퍼터링법에 의해 형성한다. 이때, 도 1a∼도 1c에서는, 수소를 포함하는 막은, 보호막의 일부라고 보고 있기 때문에, 도시하지 않고 있다. 또한, 상기 수소를 포함하는 막은, 보호막(32)의 막응력을 완화시키는 버퍼층으로 할 수도 있다.
또한, 본 발명은, 도 1c에 나타낸 구성으로 한정되지 않는 것은 말할 것도 없다. 도 1c와 구성이 일부 다른 예를 도 3a∼3d에 나타낸다. 이때, 간략화를 위해, 도 3a∼3d에서, 도 1a∼1c와 동일한 부분은, 동일한 부호를 사용한다.
도 1c에서는, 단자부에 음극과 동일재료(투명전극)로 이루어진 전극이 설치된 예도 있었지만, 도 3a는, TFT의 게이트전극과 동일재료로 이루어진 전극(상층이 W막, 하층이 TaN막)으로 FPC와 접속하는 예이다.
또한, 도 3b는, 화소전극(양극)과 동일재료로 이루어진 전극(10)으로 FPC와 접속하는 예이다. 이때, 이 전극(10)은, TFT의 게이트전극과 동일재료로 이루어진 전극(상층이 W막, 하층이 TaN막)상에 접하여 설치된다.
또한, 도 3c는, TFT의 인출배선(TiN막, Al막, TiN막의 순으로 적층된 배선)상에 설치된 화소전극(양극)과 동일재료로 이루어진 전극(10)상에 형성된 음극(20)과 동일재료(투명전극)로 이루어진 전극으로 FPC와 접속하는 예이다.
또한, 도 3d는, TFT의 인출배선(TiN막, Al막, TiN막의 순으로 적층된 배선)상에 형성된 음극(20)과 동일재료(투명전극)로 이루어진 전극으로 FPC와 접속하는 예이다.
(실시형태 2)
여기서는, 수소를 포함하는 막 및 보호막에 대해서, 도 4a 및 도 4b를 사용하여 설명한다.
도 4a는, EL소자의 적층구조의 일례를 나타낸 모식도이다. 도 4a에서, 도면부호 200은 음극(혹은 양극), 201은 EL층, 202는 양극(혹은 음극), 203은 수소를 포함하는 DLC막, 204는 보호막이다. 또한, 양극(202)에 발광을 통과시키는 경우, 도면부호 202로서, 투광성을 갖는 도전성재료 또는 상당히 얇은 금속막(MgAg, MgIn, AlLi 등의 합금, 또는 주기표의 1족 또는 2족에 속하는 원소와 알루미늄을 공증착법에 의해 형성한 막), 또는 그것들의 적층을 사용하는 것이 바람직하다.
보호막(204)은, 스퍼터링법(DC 방식이나 RF 방식)에 의해 얻을 수 있는 질화실리콘 또는 질화산화실리콘을 주성분으로 하는 절연막을 사용하면 된다. 실리콘 타깃을 사용하여, 질소와 아르곤을 포함하는 분위기에서 형성하면, 질화실리콘막을 얻을 수 있다. 또한, 질화실리콘 타깃을 사용하여도 된다. 또한, 보호막(204)는, 리모트플라즈마를 사용한 막형성장치를 사용하여 형성하여도 된다. 또한, 보호막에 발광을 통과시키는 경우, 보호막의 막두께는, 가능한 한 얇게 하는 것이 바람직하다.
또한, 수소를 포함하는 DLC막(203)은, 탄소가 70∼95원자%, 수소가 5∼30원자% 이며, 상당히 딱딱하게 절연성이 우수하다. 수소를 포함하는 DLC막은 플라즈마CVD법(대표적으로는, RF플라즈마 CVD법, 마이크로파 CVD법, 전자사이클로트론 공명(ECR) CVD법 등), 스퍼터링법 등으로 형성할 수 있다.
이 수소를 포함하는 DLC막(203)을 형성하는 방법으로서는, 상기 유기 화합물층이 견딜 수 있는 온도범위, 예를 들면 실온∼100℃ 이하에서 형성한다.
플라즈마를 발생시키는 경우의 막형성에 사용하는 반응가스는, 수소가스와, 탄화수소계의 가스(예를 들면 CH4, C2H2, C6H6등)를 사용하면 된다.
유기 화합물층이 견딜 수 있는 온도범위로 가열처리를 하거나, 발광소자를 발광시켰을 때 생기는 발열을 이용함으로써, 상기 수소를 포함하는 DLC막으로부터 수소를 확산시켜, 유기 화합물층에서의 결함을 수소로 종단(termination)시킬 수 있다. 유기 화합물층에서의 결함을 수소로 종단시키면 발광장치로서의 신뢰성이 향상한다. 또한, 상기 수소를 포함하는 DLC막의 막형성시, 플라즈마화된 수소에 의해서 유기 화합물층에서의 결함을 수소로 종단시킬 수도 있다. 또한, 수소를 포함하는 DLC막을 덮어 형성하는 보호막은, 보호막측에 확산하는 수소를 차단하여 효율적으로, 수소를 유기 화합물층에 확산시켜, 유기 화합물층에서의 결함을 수소로 종단시키는 역할도 한다. 이때, 상기 수소를 포함하는 DLC막은, 발광소자의 보호막으로서도 기능시킬 수 있다.
상기 수소를 포함하는 DLC막을 버퍼층으로서 기능시키는 것도 할 수 있고, 스퍼터링법에 의해 투명도전막으로 이루어진 막에 접하여 질화실리콘막을 형성하는경우, 투명도전막에 포함되는 불순물(In, Sn, Zn 등)이 질화실리콘막에 혼입할 우려가 있지만, 버퍼층이 되는 상기 수소를 포함하는 DLC막을 사이에 형성함으로써 질화실리콘막에의 불순물혼입을 방지하는 것도 할 수 있다. 상기 구성에 의해 버퍼층을 형성함으로써, 투명도전막으로부터의 불순물(In, Sn 등)의 혼입을 방지하여, 불순물이 없는 우수한 보호막을 형성할 수 있다.
이러한 구성에 의해, 발광소자를 보호함과 동시에, 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
또한, 도 4b는, EL소자의 적층구조의 다른 일례를 나타낸 모식도이다. 도 4b에서, 도면부호 300은 음극(혹은 양극), 301은 EL층, 302는 양극(혹은 음극), 303은 수소를 포함하는 질화실리콘막, 304는 보호막이다. 또한, 양극(302)에 발광을 통과시키는 경우, 양극(302)으로서, 투광성을 갖는 도전성재료 또는 대단히 얇은 금속막(MgAg), 또는 그것들의 적층을 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 양극(302)에 발광을 통시시키는 경우, 양극(302)으로서, 투광성을 갖는 도전막(ITO, ZnO 등)을 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 음극(300)으로서, MgA, MgIn, AlLi 등의 합금막, 또는 알루미늄 및 주기표의 1족 또는 2족에 속하는 원소의 공증착에 의해 형성된 막) 금속막 또는 그의 적층을 사용하는 것이 바람직하다.
보호막(304)은, 스퍼터링법(DC방식이나 RF방식)에 의해 얻어진 질화실리콘 또는 질화산화실리콘을 주성분으로 하는 절연막을 사용하면 된다. 실리콘 타깃을 사용하여, 질소와 아르곤을 포함하는 분위기에서 형성하면, 질화실리콘막을 얻을수 있다. 또한, 질화실리콘 타깃을 사용하여도 된다. 또한, 보호막(304)은, 리모트플라즈마를 사용한 막형성장치를 사용하여 형성하여도 된다. 또한, 보호막에 발광을 통과시키는 경우, 보호막의 막두께는, 가능한 한 얇게 하는 것이 바람직하다.
또한, 수소를 포함하는 질화실리콘막(303)은, 플라즈마 CVD법(대표적으로는, RF플라즈마 CVD법, 마이크로파 CVD법, 전자사이클로트론 공명(ECR)CVD법 등), 스퍼터링법 등으로 형성할 수 있다.
이 수소를 포함하는 질화실리콘막(303)을 형성하는 방법으로서는, 상기 유기 화합물층이 견딜 수 있는 온도범위, 예를 들면 실온∼100℃ 이하에서 형성한다.
수소를 포함하는 질화실리콘막(303)을 형성하는 방법으로서, 플라즈마CVD법을 사용하는 경우, 반응가스는, 질소를 포함하는 가스(N2, NH3NOx로 표기되는 질소 산화물계 가스 등)와, 규화수소계의 가스(예를 들면, 실란(SiH4), 디실란, 트리실란 등)를 사용하여도 된다.
수소를 포함하는 질화실리콘막(303)을 형성하는 방법으로서, 스퍼터링법을 사용하는 경우, 실리콘 타깃을 사용하여, 수소와 질소와 아르곤을 포함하는 분위기에서 형성하면, 수소를 포함하는 질화실리콘막을 얻을 수 있다. 또한, 질화실리콘 타깃을 사용하여도 된다.
유기 화합물층이 견딜 수 있는 온도범위로 가열처리를 하거나, 발광소자를 발광시켰을 때 생기는 발열을 이용함으로써, 상기 수소를 포함하는 질화실리콘막으로부터 수소를 확산시켜, 유기 화합물층에서의 결함을 수소로 종단(termination)시킬 수 있다. 유기 화합물층에서의 결함을 수소로 종단시키면 발광장치로서의 신뢰성이 향상한다. 또한, 상기 수소를 포함하는 질화실리콘막의 막형성시, 플라즈마화된 수소에 의해서 유기 화합물층에서의 결함을 수소로 종단시킬 수 있다. 또한, 수소를 포함하는 질화실리콘막을 덮어 형성하는 보호막은, 보호막측으로 확산하는 수소를 차단하여 효율적으로, 수소를 유기 화합물층에 확산시켜, 유기화합물층에서의 결함을 수소로 종단시키는 역할도 한다. 이때, 상기 수소를 포함하는 질화실리콘막은, 발광소자의 보호막으로서도 기능시킬 수 있다.
상기 수소를 포함하는 질화실리콘막을 버퍼층으로서 기능시킬 수도 있고, 스퍼터링법에 의해 투명도전막으로 이루어진 막에 접하여 질화실리콘막을 형성하는 경우, 투명도전막에 포함되는 불순물(In, Sn, Zn 등)이 질화실리콘막에 혼입할 우려가 있지만, 버퍼층이 되는 상기 수소를 포함하는 질화실리콘막을 사이에 형성함으로써 질화실리콘막에의 불순물 혼입을 방지할 수도 있다. 상기 구성에 의해 버퍼층을 형성함으로써, 투명도전막으로부터의 불순물(In, Sn 등)의 혼입을 방지하여, 불순물이 없는 우수한 보호막을 형성할 수 있다.
이와 같은 구성으로 함으로써, 발광소자를 보호함과 동시에, 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
또한, 도 4a 및 도 4b에서는 수소를 포함하는 막으로서 단층으로 한 예를 도시하였지만, 수소를 포함하는 질화실리콘막과 수소를 포함하는 DLC층과의 적층, 또는 이것들의 3층 이상의 적층으로 하여도 된다.
또한, 본 실시형태는, 액티브 매트릭스형 표시장치뿐만 아니라, 패시브형 표시장치에도 적용할 수 있다.
또한, 본 실시형태는, 상기 실시형태 1과 자유롭게 조합할 수 있다.
(실시형태 3)
여기서는, 도 1a∼1c와 구성이 일부 다른 예를 도 6a∼6c에 나타낸다. 여기서는, 화소부에 규칙적으로 배치되는 다수의 화소중, 3×3의 화소를 예로 본 발명을 아래에서 설명한다. 이때, 단면구조에 있어서, TFT는 도 1a∼1c와 거의 동일하고, 간략화를 위해, 도 6a∼6c에서, 도 1a∼1c와 동일한 부분은, 동일한 부호를 사용한다.
도 6a는, 도 5a에서 쇄선 A-A'로 절단한 경우의 단면도이다. 발광영역(50R)은 적색의 발광영역을 나타내고 있고, 발광영역(50G)은 녹색의 발광영역을 나타내고 있고, 발광영역(50B)은 청색의 발광영역을 나타내고 있고, 이것들의 3색의 발광영역에 의해 풀 칼라화된 발광표시장치를 실현하고 있다.
본 실시형태에서는, 도 6a에 도시한 바와 같이, 동일한 마스크로 패터닝을 한 예이며, 보조전극(621)과 유기절연물(624)과의 상면에서 본 형상이 거의 동일하다. 이 경우, 도 6c에 도시한 바와 같이, 보조전극(62l)은, 음극(20)으로 소스배선과 동일재료로 이루어진 배선과 전기적으로 접속시키고 있다.
또한, 화소전극(612)(612a∼612c)은, 층간절연막(15)상에 형성되어 있고, 화소전극(612)의 형성 후에 TFT의 콘택홀이 형성되고, 그 후에 형성되는 전극(607, 608)을 통해 TFT와 화소전극(612)을 전기적으로 접속하고 있다. 또한, 화소전극의 양단부 및 그 사이 부분은 무기절연물(14)로 덮어져 있다. 또한, 도 1a∼1c와 마찬가지로 유기절연물(624)상의 일부에까지 유기 화합물층이 형성되어 있다.
또한, 도 5b는, 화소전극의 형성직후의 평면도로, 도 5a와 대응하고 있다. 도 5a 및 도 5b에서는, 화소열(Y방향)마다 유기 화합물층을 설치하고 있다. 각 발광색이 다른 유기 화합물층의 사이에는 띠형상으로 유기절연물(624)이 설치되어 있다. 또한, 도 5a에서는, 화소열(Y방향)마다 유기절연물(624) 및 보조전극(621)을 설치하는 구성으로 하고 있다.
또한, 도 7a는, 도 5a∼도 6c에 대응하는 평면도이다. 도 7a에서, 좌측에 나타낸 부분에서의 접속부의 일부 단면도를 오른쪽에 나타내고, 도 6c에 나타낸 부분에 대응한다. 또한, 도 7a에 나타낸 보조전극(621) 및 유기절연물을 패터닝하는 경우, 사용하는 금속 마스크의 예를 도 8a에 나타내었다.
또한, 유기절연물과 보조전극의 전체 막두께가 비교적 두껍게 된 경우, 단차가 커지기 때문에, 투명도전막으로 전기적으로 접속하는 것이 곤란하게 될 가능성이 있다. 특히, 투명도전막의 박막화를 한 경우에 커버리지 불량에 의해 선결함이 생길 우려가 있다. 그래서, 보조전극(621)과 하층의 전극과의 접속을 보다 확실히 하기 위해서, 도 7b에 나타낸 바와 같이, 마스크 수를 늘려 도면부호 622로 나타내는 전극을 형성하여도 된다. 또한, 금속마스크를 사용하여 증착법에 의해 전극(622)을 형성하여도 된다.
또한, 도 7c에 나타낸 바와 같이, 미리 화소부의 주위에 소스배선과 동일재료로 이루어진 배선(623)을 설치해두고, 그 위에 보조전극(621)과 직교하도록 제 2 보조전극(624)을 형성하여도 된다. 이렇게 함으로써, 제 2 보조전극(624)은, 보조전극(621)에 직접 접하여 설치되고, 또한, 배선(623)과도 직접 접할 수 있다. 이때, 보조전극(621)과 제 2 보조전극(624)의 사이가 발광영역이 되도록 적절히 설계한다. 또한, 도 7a에 나타낸 제 2 보조배선(624)을 패터닝하는 경우, 사용하는 금속마스크의 예를 도 8b에 나타내었다.
도 7c에서는 2회의 패터닝에 의해서 제 1 보조전극(621)과 제 2 보조전극(624)을 형성한 예를 나타내었지만, 도 8c에 나타낸 금속마스크를 사용하여 격자형으로 보조전극을 형성하여도 된다. 도 8c의 우측부분에 나타낸 바와 같이, 개구부는 가는 선으로 구분되어 있지만, 증착시에는, 순환하여, 일부 막두께가 얇게 되지만 격자형으로 보조전극을 형성할 수 있다.
또한, 본 실시형태는, 상기 실시형태 1 또는 실시형태 2와 자유롭게 조합할 수 있다.
(실시형태 4)
여기서는, 도 1a∼1c와 구성이 일부 다른 예를 도 9a∼9c에 나타낸다. 여기서는, 화소부에 규칙적으로 배치되는 다수의 화소중, 3×3의 화소를 예로 하여 본 발명을 아래에서 설명한다. 이때, 단면구조에 있어서, 유기절연물(24)이 존재하지 않은 점과, 전체면에 고분자로 이루어진 유기 화합물층(60)이 존재하는 점 이외는 도 1a∼1c와 거의 동일하며, 간략화를 위해, 도 9a∼9c에서, 도 1a∼1c와 동일한 부분은, 동일한 부호를 사용한다. 또한, 도 9a는, 도 2에서의 쇄선 A-A'로 절단한 경우의 단면도이다.
도 1a∼1c에 나타낸 유기절연물(24)이 도 9a∼9c에 나타낸 구조에는 존재하지 않고, 그 대신에 무기절연막(14)과 보조전극(721)으로 각 유기 화합물(17, 18, 19)의 간격을 유지하고 있다.
또한, 고분자로 이루어진 유기 화합물층(60)(대표적으로는, 폴리(에틸렌디옥시 티오펜)/폴리(스티렌(styrene)술폰산)수용액(이하,「PEDOT/PSS」라고 표기한다), 덧붙여서 말하면, 이 PEDOT/PSS는, 정공주입층으로서 작용한다.)은, 스핀코트법이나 스프레이법 등의 도포법으로 형성하기 때문에, 전체면에 형성된다. 또한, 고분자로 이루어진 유기 화합물층(60)은 도전성을 가지고 있고, 음극(20)과 보조전극(721)은 전기적으로 접속된다. 보조전극(721)을 설치하는 것에 따라, 음극(혹은 양극)전체로서 저저항화할 수 있다. 덧붙여, 투명도전막의 박막화도 가능하게 할 수 있다. 이 보조전극(721)으로 하층의 배선 또는 전극과 접속시킨다. 이 보조전극(721)은 EL층을 형성하기 전에 막형성 및 패터닝을 하면 된다. 하층의 전극과 콘택시킨 보조전극(721)상에 투명도전막을 형성하면 음극의 인출이 가능해진다. 이때, 도 9c는, 도 2에 나타낸 쇄선 C-C'로 절단한 경우의 단면도이다. 또한, 도 9c에서, 점선으로 나타낸 전극끼리는 전기적으로 접속하고 있는 것을 나타내고 있다. 또한, 단자부에서, 단자의 전극을 음극(20)과 같은 재료로 형성하고 있다.
또한, 도 9b는, 도 2에 나타낸 쇄선 B-B'으로 절단한 경우의 단면도이다. 도 9b에서도 도면부호 11a∼11c로 나타낸 부분의 양단부 및 그것들의 사이 부분은 무기절연물(14)로 덮어져 있다. 여기서는, 적색을 발광하는 EL층(17)이 공통으로 되어있는 예를 나타내었지만, 특별히 한정되지 않고, 같은 색을 발광하는 화소마다EL층을 형성하여도 된다.
또한, 본 실시형태는, 실시형태 1∼실시형태 3 중 하나와 자유롭게 조합할 수 있다.
(실시형태 5)
여기서는, 도 1a∼1c와 구성이 일부 다른 예를 도 10a∼10c에 나타낸다. 여기서는, 화소부에 규칙적으로 배치되는 다수의 화소중, 3×3의 화소를 예로 본 발명을 아래에서 설명한다. 이때, 단면구조에 있어서, 음극(20)상에 보조전극(821)이 존재하는 점 이외는 도 1a∼1c와 거의 동일하며, 간략화를 위해, 도 10a∼10c에서, 도 1a∼1c와 동일한 부분은, 동일한 부호를 사용한다. 또한, 도 10a는, 도 2에서의 쇄선 A-A'으로 절단한 경우의 단면도이다.
또한, 보조전극(821)은, 음극상에 형성하기 때문에, 금속마스크를 사용한 증착법으로 행한다. 여기서는, 격자형으로 보조전극(821)을 형성한 예를 나타낸다. 보조전극(821)을 설치함으로써, 음극(혹은 양극) 전체로서 저저항화할 수 있다. 아울러, 투명도전막의 박막화도 가능하게 할 수 있다. 이 보조전극(821)으로 하층의 배선 또는 전극과 접속시킨다. 하층의 전극과 콘택시킨 보조전극(821)상에 투명도전막을 형성하면 음극의 인출이 가능해진다. 이때, 도 10c는, 도 2에 나타낸 쇄선 C-C'으로 절단한 경우의 단면도이다. 또한, 도 10c에서, 점선으로 나타낸 전극끼리는 전기적으로 접속하고 있는 것을 나타내고 있다. 또한, 단자부에서, 단자의 전극을 음극(20)과 같은 재료로 형성하고 있다.
또한, 본 실시형태는, 실시형태 1∼실시형태 4 중 하나와 자유롭게 조합할수 있다.
이상의 구성으로 된 본 발명에 관해서, 이하에 나타낸 실시예로 더욱 상세하게 설명을 한다.
(실시예 1)
본 실시예에서는, 절연표면상에 제조한 액티브 매트릭스형 발광장치에 관해서 설명한다. 이때, 능동소자로서, 여기서는 박막트랜지스터(이하, 「TFT」라고 표기한다)를 사용하고 있지만, MOS 트랜지스터를 사용하여도 된다.
또한, TFT으로서 톱 게이트형 TFT(구체적으로는, 플레이너형 TFT)을 예시하지만, 보텀 게이트형 TFT(전형적으로는, 역스태거형 TFT)를 사용할 수도 있다.
본 실시예에서는, 기판으로서 바륨보로실리케이트 유리, 또는 알루미노보로실리케이트 유리 등의 유리로 이루어진 기판, 석영기판이나 실리콘 기판, 금속기판 또는 스테인레스 기판의 표면에 절연막을 형성한 것을 사용하면 된다. 또한, 본 실시예의 처리온도를 견딜 수 있는 내열성이 있는 플라스틱기판을 사용하여도 좋고, 가요성 기판을 사용하여도 된다.
우선, 두께 0.7mm의 내열성 유리기판 상에 플라즈마 CVD법에 의해 하지절연막의 하층으로서, 플라즈마 CVD법으로 막형성온도 400℃, 원료가스 SiH4, NH3, N2O으로 제조된 산화질화실리콘막(조성비 Si=32%, O=27%, N=24%, H=17%)을 50nm(바람직하게는 10∼200nm)형성한다. 이어서, 표면을 오존수로 세정한 후, 표면의 산화막을 희불산(1/100 희석)으로 제거한다. 이어서, 하지절연막의 상층으로서, 플라즈마CVD법으로 막형성온도 400℃, 원료가스 SiH4, N2O로 제조되는 산화질화실리콘막(조성비 Si=32%, O=59%, N=7%, H=2%)을 100nm(바람직하게는 50∼200nm)의 두께로 적층형성하여, 대기에 노출시키지 않고서 플라즈마 CVD법으로 막형성온도 300℃, 막형성가스 SiH4로 비정질구조를 갖는 반도체막(여기서는 비결정질 실리콘막)을 54nm의 두께(바람직하게는 25∼200nm)로 형성한다.
본 실시예에서는 하지절연막을 2층 구조로서 나타내었지만, 실리콘을 주성분으로 하는 절연막의 단층막 또는 2층 이상 적층시킨 구조로서 형성하여도 된다. 또한, 반도체막의 재료에 제한은 없지만, 바람직하게는 실리콘 또는 실리콘게르마늄(SixGel­x(X=0.0001∼0.02))합금 등을 사용하여, 공지의 수단(스퍼터링법, LPCVD법, 또는 플라즈마CVD법 등)에 의해 형성하면 된다. 또한, 플라즈마CVD장치는, 웨이퍼 단위 또는 배치식의 장치이어도 된다. 또한, 동일한 막형성실에서 대기에 닿지 않고 하지절연막과 반도체막을 연속적으로 형성하여도 된다.
이어서, 비정질구조를 갖는 반도체막의 표면을 세정한 후, 오존수로 표면에 약 2nm의 극히 얇은 산화막을 형성한다. 이어서, TFT의 임계값을 제어하기 위해서 미량의 불순물원소(붕소 또는 인)의 도핑을 한다. 여기서는, 디보란(B2H6)을 질량분리하지 않고 플라즈마 여기한 이온도핑법을 사용하여, 도핑조건을 가속전압 15kV, 디보란을 수소로 1%로 희석한 가스를 유량 30sccm으로 하여, 도우즈량 2×1012atoms/cm2로 비정질실리콘막에 붕소를 첨가한다.
이어서, 중량환산으로 10ppm의 니켈을 포함하는 아세트산 니켈염 용액을 스피너로 도포하였다. 도포대신 스퍼터링법으로 니켈원소를 전체면에 살포하는 방법을 사용하여도 된다.
이어서, 가열처리를 하여 결정화시켜 결정구조를 갖는 반도체막을 형성한다. 이 가열처리는, 전기로의 열처리 또는 강광의 조사를 사용하면 된다. 전기로의 열처리로 행하는 경우는, 500℃∼650℃에서 4∼24시간으로 하면 된다. 여기서는 탈수소화를 위한 열처리(500℃, 1시간)후, 결정화를 위한 열처리(550℃, 4시간)를 하여 결정구조를 갖는 실리콘막을 얻었다. 이때, 여기서는 퍼니스를 사용한 열처리를 사용하여 결정화를 하였으나, 단시간의 결정화가 가능한 램프 어닐링장치로 결정화를 하여도 된다.
이어서, 결정구조를 갖는 실리콘막표면의 산화막을 희불산 등으로 제거한 후, 대입경인 결정을 얻기 위해서, 연속발진이 가능한 고체레이저를 사용하여, 기본파의 제 2고조파∼제 4고조파를 반도체막에 조사한다. 레이저광의 조사는 대기에서, 또는 산소분위기에서 한다. 이때, 대기에서, 또는 산소분위기속에서 행하기 때문에, 레이저광의 조사에 의해 표면에 산화막이 형성된다. 대표적으로는, Nd:YVO4레이저(기본파 1064nm)의 제 2고조파(532nm)나 제 3고조파(355nm)를 적용하면 된다. 출력 10W의 연속발진의 YVO4레이저로부터 사출된 레이저광을 비선형 광학소자에 의해 고조파로 변환한다. 또한, 공진기의 속에 YVO4결정과 비선형 광학소자를 넣어, 고조파를 사출하는 방법도 있다. 그리고, 바람직하게는 광학계에 의해 조사면에서구형형 또는 타원형상의 레이저광으로 성형하여, 피처리체에 조사한다. 이때의 에너지밀도는 0.01∼100 MW/cm2정도(바람직하게는 0.1∼10 MW/cm2)가 필요하다. 그리고, 10∼2000cm/s정도의 속도로 레이저광에 대하여 상대적으로 반도체막을 이동시켜 조사하면 된다.
물론, 연속발진의 YVO4레이저의 제 2고조파를 조사하기 전의 결정구조를 갖는 실리콘막을 사용하여 TFT를 제조할 수도 있지만, 레이저광 조사 후의 결정구조를 갖는 실리콘막의 쪽이 결정성이 향상되어 있으므로, TFT의 전기적 특성이 향상하기 때문에 바람직하다. 예를 들면, 상기 레이저광 조사 전의 결정구조를 갖는 실리콘막을 사용하여 TFT를 제조하면, 이동도는 300cm2/Vs 정도이지만, 상기 레이저광 조사후의 결정구조를 갖는 실리콘막을 사용하여 TFT를 제조하면, 이동도는 500∼600cm2/Vs 정도로 현저히 향상한다.
이때, 여기서는 실리콘의 결정화를 촉진하는 금속원소로서 니켈을 사용하여 결정화시킨 후, 연속발진의 YVO4레이저의 제 2고조파를 조사하였지만, 특별히 한정되지 않고, 비정질구조를 갖는 실리콘막을 형성하여, 탈수소화를 위한 열처리를 한 후, 상기 연속발진의 YVO4레이저의 제 2고조파를 조사하여 결정구조를 갖는 실리콘막을 얻어도 된다.
또한, 연속발진의 레이저대신에, 펄스발진의 레이저를 사용할 수도 있고, 펄스발진의 엑시머레이저를 사용하는 경우에는, 주파수 300Hz로 하고, 레이저에너지밀도를 100∼1000mJ/cm2(대표적으로는 200∼800mJ/cm2)로 하는 것이 바람직하다. 이 때, 레이저광을 50∼98% 오버랩시켜도 된다.
이어서, 상기 레이저광의 조사에 의해 형성된 산화막에 더해서, 오존수로 표면을 120초 처리하여 합계 1∼5nm의 산화막으로 이루어진 장벽층을 형성한다. 본 실시예에서는 오존수를 사용하여 장벽층을 형성하였지만, 산소분위기하의 자외선의 조사로 결정구조를 갖는 반도체막의 표면을 산화하는 방법이나 산소플라즈마처리에 의해 결정구조를 갖는 반도체막의 표면을 산화하는 방법이나 플라즈마CVD법이나 스퍼터링법이나 증착법 등으로 1∼10nm 정도의 산화막을 퇴적하여 장벽층을 형성하여도 된다. 또한, 장벽층을 형성하기 전에 레이저광의 조사에 의해 형성된 산화막을 제거하여도 된다.
이어서, 상기 장벽층상에 플라즈마CVD법 또는 스퍼터링법으로 게터링 사이트가 되는 아르곤원소를 포함하는 비정질실리콘막을 50nm∼400nm, 여기서는 막두께150nm으로 형성한다. 본 실시예에서는, 스퍼터링법으로 실리콘 타깃을 사용하고, 아르곤분위기에서, 압력 0.3Pa로 막형성한다.
그 후, 650℃로 가열된 퍼니스에 넣어 3분의 열처리를 행하여 게터링하고, 결정구조를 갖는 반도체막중의 니켈농도를 감소한다. 퍼니스 대신에 램프 어닐링장치를 사용하여도 된다.
이어서, 장벽층을 식각 스톱퍼로서, 게터링사이트인 아르곤원소를 포함하는 비정질실리콘막을 선택적으로 제거한 후, 장벽층을 희불산으로 선택적으로 제거한다. 이때, 게터링시, 니켈은 산소농도가 높은 영역으로 이동하기 쉬운 경향이 있기때문에, 산화막으로 이루어진 장벽층을 게터링 후에 제거하는 것이 바람직하다.
이어서, 얻어진 결정구조를 갖는 실리콘막(폴리실리콘막이라고도 불린다)의 표면에 오존수로 얇은 산화막을 형성한 후, 레지스트 마스크를 형성하고, 원하는 형상으로 식각처리하여 섬 형상으로 분리된 반도체층을 형성한다. 반도체층을 형성한 후, 레지스트 마스크를 제거한다.
이어서, 불산을 포함하는 에천트로 산화막을 제거함과 동시에, 실리콘막의 표면을 세정한 후, 게이트절연막이 되는 실리콘을 주성분으로 하는 절연막을 형성한다. 여기서는, 플라즈마CVD법에 의해 115nm의 두께로 산화질화실리콘막(조성비 Si= 32%, O=59%, N=7%, H=2%)으로 형성하였다.
이어서, 게이트절연막 상에 막두께 20∼100nm의 제 1도전막과, 막두께 100∼400nm의 제 2도전막을 적층형성한다. 본 실시예에서는, 게이트절연막상에 막두께 50nm의 질화탄탈막, 막두께 370nm의 텅스텐막을 순차 적층하고, 이하에 나타내는 순서로 패터닝하여 각 게이트전극 및 각 배선을 형성한다.
제 1도전막 및 제 2도전막을 형성하는 도전성재료로서는, Ta, W, Ti, Mo, Al, Cu에서 선택된 원소 또는 상기원소를 주성분으로 하는 합금재료, 또는 화합물재료로 형성한다. 또한, 제 1도전막 및 제 2도전막으로 하여 인 등의 불순물원소를 도핑한 다결정실리콘막으로 대표되는 반도체막이나, AgPdCu합금막을 사용해도 된다. 또한, 본 발명은, 2층 구조로 한정되지 않고, 예를 들면, 막두께 50nm의 텅스텐막, 막두께 500nm의 알루미늄과 실리콘의 합금(Al-Si)막, 막두께 30nm의 질화티타늄막을 순차로 적층한 3층구조로 해도 된다. 또한, 3층구조로 하는 경우, 제 1도전막의 텅스텐 대신에 질화텅스텐을 사용해도 좋고, 제 2도전막의 알루미늄과 실리콘의 합금(Al-Si)막 대신에 알루미늄과 티타늄의 합금막(Al-Ti)을 사용해도 좋고, 제 3도전막의 질화티타늄막 대신에 티타늄막을 사용해도 된다. 또한, 단층 도전막을 사용하여도 된다.
상기 제 1도전막 및 제 2도전막의 식각(제 1 식각처리 및 제 2 식각처리)에는 ICP(Inductively Coupled Plasma:유도결합형 플라즈마)식각법을 사용하면 된다.ICP 식각법을 사용하여 식각조건(코일형 전극에 인가되는 전력량, 기판측 전극에 인가되는 전력량, 기판측 전극온도 등)을 적절히 조절함으로써 원하는 테이퍼 형상으로 막을 식각할 수 있다. 여기에서는, 레지스트 마스크를 형성한 후, 제 1 식각조건으로서 1Pa의 압력으로 코일형의 전극에 700W의 RF(13.56 MHz)전력을 투입하고, 식각용 가스로 CF4와 Cl2와 O2를 사용하며, 각각의 가스유량비를 25/25/10(sccm)로 하고, 기판측(시료스테이지)에도 150W의 RF(13.56 MHz)전력을 투입하여, 실질적으로 부의 자기바이어스전압을 인가한다. 이때, 기판측의 전극면적사이즈는, 12.5cm×12.5cm이며, 코일형의 전극면적사이즈(여기에서는 코일이 설치된 석영원판)는, 직경 25cm의 원판이다. 이 제 1식각조건에 의해 W막을 식각하여 단부를 테이퍼 형상으로 한다. 그 다음, 레지스트 마스크를 제거하지 않고 제 2 식각조건으로 바꾸고, 식각용 가스로 CF4와 Cl2를 사용하여 각각의 가스유량비를 30/30(sccm)으로 하고, 1Pa의 압력으로 코일형의 전극에 500W의 RF(13.56 MHz)전력을 투입하여 플라즈마를 생성하여 약 30초 정도의 식각을 행한다. 기판측(시료스테이지)에도 20W의 RF(13.56MHz)전력을 투입하고, 실질적으로 부의 자기바이어스전압을 인가한다. CF4와 Cl2를 혼합한 제 2 식각조건에서는 W막 및 TaN막 모두 같은 정도로 식각된다. 이때, 여기에서는, 제 1 식각조건 및 제 2 식각조건을 제 1 식각처리라고 부르기로 한다.
이어서, 레지스트 마스크를 제거하지 않고 제 2 식각처리를 행한다. 여기에서는, 제 3 식각조건으로서 식각용 가스로 CF4와 Cl2를 사용하여, 각각의 가스유량비를 30/30(sccm)으로 하고, 1Pa의 압력으로 코일형의 전극에 500W의 RF(13.56 MHz)전력을 투입하여 플라즈마를 생성하여 식각을 60초 행하였다. 기판측(시료스테이지)에도 20W의 RF(13.56 MHz)전력을 투입하여 실질적으로 부의 자기바이어스전압을 인가한다. 그 후, 레지스트 마스크를 제거하지 않고 제 4 식각조건으로 바꾸고, 식각용 가스로 CF4와 Cl2와 O2를 사용하여 각각의 가스유량비를 20/20/20(sccm)으로 하고, 1Pa의 압력으로 코일형의 전극에 500W의 RF(13.56 MHz)전력을 투입하여 플라즈마를 생성하여 약 20초 정도 식각을 행하였다. 기판측(시료스테이지)에도 20W의 RF(13.56 MHz)전력을 투입하여, 실질적으로 부의 자기바이어스전압을 인가한다. 이때, 여기에서는, 제 3 식각조건 및 제 4 식각조건을 제 2 식각처리라고 부르기로 한다. 이 단계에서 제 1도전층을 하층으로 하고, 제 2도전층을 상층으로 하는 게이트전극 및 각 전극이 형성된다.
이어서, 레지스트 마스크를 제거한 후, 게이트전극을 마스크로서 전면에 도핑하는 제 1 도핑처리를 행한다. 제 1 도핑처리는 이온도핑법 또는 이온주입법으로행하면 된다. 이온도핑법의 조건은, 도우즈량을 1.5×1014atoms/cm2로 하고, 가속전압을 60∼100keV로 해서 행한다. n형 도전성을 부여하는 불순물원소로서, 전형적으로는 인(P)또는 비소(As)를 사용한다. 자기정합적으로 제 1 불순물영역(n--영역)이 형성된다.
이어서, 새롭게 레지스트 마스크를 형성하지만, 이 때, 스위칭 TFT의 오프전류값을 저하시키기 위해서, 마스크는 화소부의 스위칭 TFT을 형성하는 반도체층의 채널형성영역 및 그 일부를 덮어 형성한다. 또한, 마스크는 구동회로의 p 채널형 TFT을 형성하는 반도체층의 채널형성영역 및 그 주변의 영역을 보호하기 위해서도 설치된다. 덧붙여, 마스크는 화소부의 전류제어용 TFT을 형성하는 반도체층의 채널형성영역 및 그 주변의 영역을 덮어 형성된다.
이어서, 상기 레지스트 마스크를 사용하고, 선택적으로 제 2 도핑처리를 행하여 게이트 전극의 일부와 겹치는 불순물영역(n-영역)을 형성한다. 제 2 도핑처리는 이온도핑법 또는 이온주입법으로 행하면 된다. 여기에서는, 이온도핑법을 사용하고, 포스핀(PH3)을 수소 5%로 희석한 가스를 유량 30sccm으로 하고, 도우즈량을 1.5×1014atoms/cm2로 하고, 가속전압을 90keV로 행한다. 이 경우, 레지스트 마스크와 제 2도전층이 n형 도전성을 부여하는 불순물원소에 대한 마스크가 되고, 제 2 불순물영역이 형성된다. 제 2 불순물영역에는 1×1016∼1×1017atoms/cm3의 농도범위에서 n형 도전성을 부여하는 불순물원소가 첨가된다. 여기에서는, 제 2 불순물영역과 같은 농도범위의 영역을 n-영역이라고도 부른다.
이어서, 레지스트 마스크를 제거하지 않고 제 3 도핑처리를 행한다. 제 3 도핑처리는 이온도핑법 또는 이온주입법으로 행하면 된다. n형 도전성을 부여하는 불순물원소로서, 전형적으로는 인(P) 또는 비소(As)를 사용한다. 여기에서는, 이온도핑법을 사용하고, 포스핀(PH3)를 수소 5%로 희석한 가스를 유량 40sccm으로 하여, 도우즈량을 2×1015atoms/cm2로 하고, 가속전압을 80keV로서 행한다. 이 경우, 레지스트 마스크와 제 1도전층 및 제 2도전층이 n형 도전성을 부여하는 불순물원소에 대한 마스크가 되며, 제 3 불순물영역이 형성된다. 제 3 불순물영역에는 1×1020∼1× 1021atoms/cm3의 농도범위에서 n형 도전성을 부여하는 불순물원소가 첨가된다. 여기에서는, 제 3 불순물영역과 같은 농도범위의 영역을 n+영역이라고도 부른다.
이어서, 레지스트 마스크를 제거한 후, 새롭게 레지스트 마스크를 형성하여 제 4 도핑처리를 행한다. 제 4 도핑처리에 의해, p채널형 TFT을 형성하는 반도체층을 형성하는 반도체층에 p형의 도전형 도전성을 부여하는 불순물원소가 첨가된 제 4 불순물영역 및 제 5 불순물영역을 형성한다.
또한, 제 4 불순물영역에는 1×1020∼1×1021atoms/cm3의 농도범위에서 P형 도전성을 부여하는 불순물원소가 첨가되도록 한다. 또한, 제 4 불순물영역에는 전번의 공정에서 인(P)이 첨가된 영역(n--영역)이지만, p형 도전성을 부여하는 불순물원소의 농도가 그 1.5∼3배 첨가되어 있어 도전형은 p형으로 되어있다. 여기에서는, 제 4 불순물영역과 같은 농도범위의 영역을 p+영역이라고도 부른다.
또한, 제 5 불순물영역은 제 2 도전층의 테이퍼부와 겹치는 영역에 형성되는 것이고, 1×1018∼1×1020atoms/cm3의 농도범위에서 p형 도전성을 부여하는 불순물원소가 첨가되도록 한다. 여기에서는, 제 5 불순물영역과 같은 농도범위의 영역을 p-영역이라고도 부른다.
이상까지의 공정에서 각각의 반도체층에 n형 또는 p형의 도전형을 갖는 불순물영역이 형성된다. 제 1도전층 및 제 2 도전층으로 이루어진 전극은 TFT의 게이트 전극이 된다.
이어서, 거의 전면을 덮는 절연막(도시하지 않음)을 형성한다. 본 실시예에서는, 플라즈마 CVD법에 의해 막두께 50nm의 산화실리콘막을 형성하였다. 물론, 이 절연막은 산화실리콘막으로 한정되는 것이 아니고, 다른 실리콘을 포함하는 절연막을 단층 또는 적층구조로 사용해도 된다.
이어서, 각각의 반도체층에 첨가된 불순물원소를 활성화처리하는 공정을 행한다. 이 활성화공정은, 램프광원을 사용한 급속 열 어닐링법(RTA법) 혹은 레이저를 조사하는 방법 또는 퍼니스를 사용한 열처리 혹은 이들 방법 중 어느 하나와 조합한 방법에 의해서 행한다.
또한, 본 실시예에서는, 상기 활성화 전에 절연막을 형성한 예를 나타내었지만, 상기 활성화를 행한 후, 절연막을 형성하는 공정으로 해도 된다.
이어서, 질화실리콘막으로 이루어진 제 1층간절연막을 형성하여 열처리(300∼550℃로 1∼12시간의 열처리)를 행하고, 반도체층을 수소화하는 공정을 행한다. 이 공정은 제 1 층간절연막에 포함되는 수소에 의해 반도체층의 댕글링 본드를 종단하는 공정이다. 산화실리콘막으로 이루어진 절연막(도시하지 않음)의 존재에 관계없이 반도체층을 수소화할 수 있다. 수소화의 다른 수단으로서, 플라즈마수소화(플라즈마에 의해 여기된 수소를 사용한다)를 행해도 된다.
이어서, 제 1층간절연막상에 유기절연물재료로 이루어진 제 2 층간절연막을 형성한다. 본 실시예에서는 도포법에 의해 막두께 1.6μm의 아크릴수지막을 형성한다.
이어서, 게이트전극 또는 게이트배선이 되는 도전층에 달하는 콘택홀과, 각 불순물영역에 달하는 콘택홀을 형성한다. 본 실시예에서는, 복수의 식각처리를 순차적으로 행한다. 본 실시예에서는 제 1 층간절연막을 식각 스톱퍼로 해서 제 2 층간절연막을 식각하고 나서 제 1 층간절연막을 식각한다.
그 후, Al, Ti, Mo, W 등을 사용하여 전극, 구체적으로는 소스배선, 전원공급선, 인출전극 및 접속전극 등을 형성한다. 여기에서는, 이들 전극 및 배선의 재료는, Ti막(막두께 100nm)과 실리콘을 포함하는 Al막(막두께 350nm)과 Ti막(막두께 50nm)과의 적층막을 사용하여 패터닝을 행하였다. 이렇게 해서, 소스전극 및 소스배선, 접속전극, 인출전극, 전원공급선 등이 적절히 형성된다. 이때, 층간절연막으로 덮인 게이트배선과 콘택트를 취하기 위한 인출전극은, 게이트배선의 단부에 설치되고, 다른 각 배선의 단부에도, 외부회로나 외부전원과 접속하기 위한 전극이복수로 설치된 입출력 단자부를 형성한다.
이상과 마찬가지로, n채널형 TFT, p채널형 TFT 및 이들을 상보적으로 조합한 CMOS회로를 갖는 구동회로와 하나의 화소내에 n채널형 TFT 또는 p채널형 TFT을 복수로 구비한 화소부를 형성할 수 있다.
이어서, 제 2 층간절연막상에 무기절연물재료로 이루어진 제 3 층간절연막을 형성한다. 여기에서는, 스퍼터링법에 의해 200nm의 질화실리콘막을 형성한다.
이어서, p채널형 TFT으로 이루어진 전류제어용 TFT의 드레인영역에 접하여 형성된 접속전극에 달하는 콘택홀을 형성한다. 이어서, 접속전극에 접하여 겹치도록 화소전극을 형성한다. 본 실시예에서는, 화소전극은 유기발광소자의 양극으로서 기능시키기 위해서, 일함수가 큰 구체적으로는 백금(Pt), 크롬(Cr), 텅스텐(W) 또는 니켈(Ni)이란 재료를 사용할 수 있다.
이어서, 화소전극의 단부를 덮도록 양단에 무기절연물을 형성한다. 화소전극의 단부를 덮는 무기절연물은 스퍼터링법에 의해 실리콘을 포함하는 절연막으로 형성하고, 패터닝하면 된다. 또한, 무기절연물 대신에 유기절연물로 이루어진 뱅크를 형성해도 된다.
이어서, 상기 실시형태 1에 나타낸 바와 같이, 무기절연물상에 보조전극을 형성한다.
이어서, 양단이 무기절연물로 덮여 있는 화소전극상에 EL층 및 유기발광소자의 음극을 형성한다. EL층의 막형성방법으로서는, 잉크젯법이나 증착법, 스핀코팅법 등에 의해 형성하면 된다.
EL층으로서는, 발광층, 전하수송층 또는 전하주입층을 자유롭게 조합하여 EL층(발광 및 그것을 위한 캐리어의 이동을 행하게 하기 위한 층)을 형성하면 된다. 예를 들면, 저분자계 유기 EL재료나 고분자계 유기 EL재료를 사용하면 된다. 또한, EL층으로서 단일항 여기에 의해 발광(형광)하는 발광재료(단일항 화합물)로 이루어진 박막, 또는 3중항 여기에 의해 발광(인광)하는 발광재료(3중항 화합물)로 이루어진 박막을 사용할 수 있다. 또한, 전하수송층이나 전하주입층으로서 탄화실리콘 등의 무기재료를 사용하는 것도 가능하다. 이들 유기 EL재료나 무기재료는 공지된 재료를 사용할 수 있다.
또한, 음극에 사용하는 재료로서는, 일함수가 작은 금속(대표적으로는 주기표의 1족 또는 2족에 속하는 금속원소)이나, 이들을 포함하는 합금을 사용하는 것이 바람직하다고 되어 있다. 일함수가 작으면 작을수록 발광효율이 향상하기 때문에, 그 중에서도, 음극에 사용하는 재료로서는, MgAg, MgIn, AlLi 등의 합금 또는 주기표의 1족 또는 2족에 속하는 원소와 알루미늄을 모두 증착법에 의해 형성한 막 등을 얇게 형성한 후, 투명도전막(ITO(산화인듐 및 산화주석의 합금), 산화인듐 산화아연 합금(In2O3-ZnO), 산화아연(ZnO) 등)을 형성한 적층구조로 하는 것이 바람직하다.
이어서, 음극을 덮는 보호막을 형성한다. 보호막으로서는, 스퍼터링법에 의해 질화실리콘 또는 산화질화실리콘을 주성분으로 하는 절연막을 형성하면 좋고, 실시형태 2에 나타낸 바와 같이, EL층에서의 결함을 수소로 종단시키기 위해서, 음극상에 수소를 포함하는 막을 설치하는 것이 바람직하다.
수소를 포함하는 막으로서는, PCVD법에 의해 탄소 또는 질화실리콘을 주성분으로 하는 절연막을 형성하면 좋고, 막형성시, 플라즈마화된 수소에 의해서 유기 화합물층에서의 결함을 수소로 종단시킬 수도 있다. 또한, 유기 화합물층이 견딜 수 있는 온도범위에서 가열처리를 행하거나, 발광소자를 발광시켰을 때에 생기는 발열을 이용함으로써, 상기 수소를 포함하는 막으로부터 수소를 확산시켜, 유기 화합물층에서의 결함을 수소로 종단(termination)시킬 수 있다.
또한, 수소를 포함하는 막 및 보호막에 의해서 외부로부터 수분이나 산소 등의 EL층의 산화에 의한 열화를 촉진하는 물질이 침입하는 것을 막는다. 이때, 뒤에 FPC와 접속할 필요가 있는 입출력 단자부에는 보호막 및 수소를 포함하는 막 등은 설치하지 않아도 된다.
또한, 화소부에 배치하는 TFT의 게이트전극의 앞에는 복수의 TFT 등으로 이루어진 여러 가지 회로를 설치해도 좋고, 특별히 한정되지 않은 것은 말할 필요도 없다.
계속해서, 음극과 유기 화합물층과 양극을 적어도 갖는 유기발광소자를 밀봉기판, 또는 밀봉캔으로 봉입함으로써, 유기발광소자를 외부로부터 완전히 차단하고, 외부로부터 수분이나 산소 등의 EL층의 산화에 의한 열화를 촉진하는 물질이 침입하는 것을 막는 것이 바람직하다. 밀봉기판, 혹은 밀봉캔으로 봉입하기 직전에는 진공으로 어닐링을 행해 탈기를 행하는 것이 바람직하다. 또한, 밀봉기판을 접합할 때는, 수소 및 불활성기체(희가스 또는 질소)를 포함하는 분위기하에서 행하여, 밀봉에 의해서 밀폐된 공간에는 수소를 포함시키는 것이 바람직하다. 발광소자를 발광시키었을 때에 생기는 발열을 이용함으로써, 상기 수소를 포함하는 공간으로부터 수소를 확산시켜 유기 화합물층에서의 결함을 수소로 종단시킬 수 있다. 유기 화합물층에서의 결함을 수소로 종단시키면 발광장치로서의 신뢰성이 향상한다.
이어서, 이방성 도전재로 입출력단자부의 각 전극에 FPC(플렉시블 프린트회로)를 접합한다. 이방성 도전재는, 수지와, 표면에 Au 등이 도금된 수십∼수백μm 지름의 도전성입자로 이루어지고, 도전성입자에 의해 입출력 단자부의 각 전극과 FPC에 형성된 배선이 전기적으로 접속한다.
또한, 기판(400)에는 각 화소에 대응하는 칼라필터를 설치한다. 칼라필터를 설치함으로써 원편광판은 필요없어진다. 필요하면, 다른 광학필름을 설치해도 된다. 또한, IC칩 등을 실장시켜도 된다.
이상의 공정에서 FPC가 접속된 모듈형의 발광장치가 완성된다.
또한, 본 실시예는, 상기 실시형태 1∼실시형태 5 중 하나와 자유롭게 조합할 수 있다.
(실시예 2)
본 실시예에서는, 도 11을 참조하여 제조장치를 나타낸다.
도 11에서, 도면부호 100a∼100k, 100m∼100u는 게이트, 101, 119는 수도실(delivery chamber), 102, 104a, 107, 108, 111, 114는 반송실, 105, 106R, 106B, 106G, 109, 110, 112, 113은 막형성실, 103은 전처리실, 117a, 117b는 밀봉기판 로드실, 115는 디스펜서실, 116은 밀봉실, 118은 자외선조사실, 120은 기판 반전실이다.
이하, 미리 TFT가 설치된 기판을 도 11에 나타낸 제조장치에 반입하고, 도 4a에 나타낸 적층구조를 형성하는 순서를 나타낸다.
우선, 수도실(101)에 TFT 및 음극(200)(또는 양극)이 설치된 기판을 세트한다. 이어서, 수도실(101)에 연결된 반송실(102)로 반송한다. 미리, 반송실내에는 수분이나 산소가 아주 존재하지 않도록 진공 배기한 후, 불활성가스를 도입하여 대기압으로 해두는 것이 바람직하다.
이때, 반송실(102)에는, 반송실내를 진공으로 하는 진공배기처리실과 연결되어 있다. 진공배기처리실에서는, 자기부상형의 터보분자펌프, 크라이오펌프 또는 드라이펌프가 구비되어 있다. 이에 따라 반송실의 도달 진공도를 10-5∼10-6Pa로 하는 것이 가능하고, 펌프측 및 배기계로부터의 불순물의 역확산을 제어할 수 있다. 장치내부에 불순물이 도입되는 것을 막기 위해서, 도입하는 가스로는 질소나 희가스 등의 불활성가스를 사용한다. 장치내부에 도입되는 이들 가스는 장치내에 도입되기 전에 가스정제기에 의해 고순도화된 것을 사용한다. 따라서, 가스가 고순도화된 후에 막형성장치에 도입되도록 가스정제기를 구비하여 놓아야 한다. 이에 따라, 가스 중에 포함되는 산소나 물, 그 밖의 불순물을 미리 제거할 수 있으므로, 장치내부에 이들 불순물이 도입되는 것을 막을 수 있다.
또한, 기판에 포함되는 수분이나 그 밖의 가스를 제거하기 위해서, 탈기를 위한 어닐링을 진공속에서 행하는 것이 바람직하고, 반송실(102)에 연결된 전처리실(103)로 반송하고, 거기서 어닐링을 행하면 된다. 또한, 음극의 표면을 클리닝할 필요가 있으면, 반송실(102)에 연결된 전처리실(103)로 반송하고, 거기에서 클리닝을 행하면 된다.
또한, 필요하면 음극상에 정공주입층으로 작용하는 폴리(에틸렌 디옥시티오팬)/ 폴리(스티렌 술폰산)수용액(PEDOT/PSS)을 전면에 형성해도 된다. 도 11의 제조장치에는, 고분자로 이루어진 유기 화합물층을 형성하기 위한 막형성실(105)이 설치되어 있다. 스핀코트법이나 잉크젯법이나 스프레이법으로 형성하는 경우에는, 대기압하에서 기판의 피막형성면을 상향으로 하여 세트한다. 막형성실(105)과 반송실(102)과의 사이에 설치된 기판 반전실(120)에서 기판을 적절히 반전시킨다. 또한, 수용액을 사용한 막형성을 행한 후에는 전처리실(103)로 반송하고, 거기서 진공중에서의 가열처리를 행하여 수분을 기화시키는 것이 바람직하다.
이어서, 대기에 노출되지 않고, 반송실(102)로부터 반송실(104)로 기판(104c)을 반송한 뒤, 반송기구(104b)에 의해서, 막형성실(106R)로 반송하고, 음극(200)상에 적색 발광하는 EL층을 적절히 형성한다. 여기에서는 증착에 의해서 형성하는 예를 나타낸다. 막형성실(106R)에는, 기판반전실(120)에서 기판의 피막형성면을 하향으로 하여 세트한다. 이때, 기판을 반입하기 전에 막형성실내는 진공배기 해 두는 것이 바람직하다.
예를 들면, 진공도가 5×10-3Torr(0.665Pa)이하, 바람직하게는 10-4∼10-6Pa까지 진공배기된 막형성실(106R)에서 증착을 행한다. 증착시, 미리 저항가열에 의해 유기 화합물은 기화되어 있고, 증착시에 셔터(도시하지 않음)가 열림으로써 기판의 방향으로 비산한다. 기화된 유기 화합물은, 위쪽으로 비산하고, 금속마스크(도시하지 않음)에 설치된 개구부(도시하지 않음)를 통해 기판에 증착된다. 이때, 증착시,기판을 가열하는 수단에 의해 기판의 온도(T1)는 50∼200℃, 바람직하게는 65∼150℃로 한다.
풀 칼라로 표시하기 위해서, 3종류의 EL층을 형성하는 경우에는, 막형성실(106R)에서 막형성한 후, 순차적으로 각 막형성실(106G, 106B)에서 막형성을 행해 형성하면 된다.
음극(200)상에 원하는 EL층(201)을 얻으면, 이어서, 대기에 노출되지 않고, 반송실(104)로부터 반송실(107)로 기판을 반송한 후, 대기에 노출되지 않고, 반송실(107)로부터 반송실(108)로 기판을 반송한다.
이어서, 반송실(108)내에 설치되어 있는 반송기구에 의해서, 막형성실(109)로 기판을 반송하고, EL층(201)상에 투명도전막(ITO 등)으로 이루어진 양극(202)을 형성한다. 이 양극을 형성한 경우에, 음극으로서 기능하는 얇은 금속층을 막형성실(110) 내에 형성한 후, 막형성실(109)로 반송하여 투명도전막을 형성하고, 얇은 금속층(음극)과 투명도전막과의 적층을 적절히 형성한다. 여기에서는, 막형성실(110)은, Mg과 Ag를 증착원으로 구비한 증착장치로 하고, 막형성실(109)은, 투명도전재료로 이루어진 타깃을 적어도 가지고 있는 스퍼터링장치로 한다.
이어서, 반송실(108)내에 설치되어 있는 반송기구에 의해서, 막형성실(112)로 반송하고, 유기 화합물층이 견딜 수 있는 온도범위에서 수소를 포함하는 막(203)을 형성한다. 여기에서는 막형성실(112)에 플라즈마 CVD장치를 구비하고, 막형성에 사용하는 반응가스는 수소가스와 탄화수소계의 가스(예를 들면 CH4, C2H2,C6H6등)를 사용하여 수소를 포함하는 DLC막을 형성한다. 이때, 수소래디컬이 발생하는 수단을 구비하고 있으면, 특별히 한정되지 않고, 상기 수소를 포함하는 DLC막의 막형성시, 플라즈마화된 수소에 의해서 유기 화합물층에서의 결함을 수소로 종단시킨다.
이어서, 대기에 노출되지 않고, 반송실(108)로부터 막형성실(113)로 반송하여 수소를 포함하는 막(203)상에 보호막(204)을 형성한다. 여기에서는, 막형성실(113)내에, 실리콘로 이루어진 타깃 또는 질화실리콘으로 이루어진 타깃을 구비한 스퍼터링장치로 한다. 막형성실 분위기를 질소분위기 또는 질소와 아르곤을 포함하는 분위기로 함으로써 질화실리콘막을 형성할 수 있다.
이상의 공정에서 도 4a에 나타낸 적층구조 즉, 기판상에 보호막 및 수소를 포함하는 막으로 덮인 발광소자가 형성된다.
이어서, 발광소자가 형성된 기판을 대기에 노출시키지 않고, 반송실 108로부터 반송실 111로 반송하고, 반송실 111로부터 반송실 114로 반송한다.
이어서, 발광소자가 형성된 기판을 반송실(114)로부터 밀봉실(116)로 반송한다. 이때, 밀봉실(116)에는, 밀봉재가 설치된 밀봉기판을 준비해 두는 것이 바람직하다.
밀봉기판은, 밀봉기판 로드실(117a, 117b)에 외부로부터 세트된다. 이때, 수분 등의 불순물을 제거하기 위해서, 미리 진공속에서 어닐링, 예를 들면, 밀봉기판로드실(117a, 117b)내에서 어닐링을 행하는 것이 바람직하다. 그리고, 밀봉기판에 밀봉부재를 형성하는 경우에는, 반송실(108)을 대기압으로 한 후, 밀봉기판을 밀봉기판 로드실로부터 디스펜서실(115)로 반송하여, 발광소자가 설치된 기판과 접합하기 위한 밀봉재를 형성하고, 밀봉부재를 형성한 밀봉기판을 밀봉실(116)로 반송한다.
이어서, 발광소자가 설치된 기판을 탈기하기 위해서, 진공 또는 불활성 분위기속에서 어닐링을 행한 후, 밀봉재가 설치된 밀봉기판과, 발광소자가 형성된 기판을 접합한다. 또한, 밀폐된 공간에는 수소 또는 불활성기체를 충전시킨다. 이때, 여기에서는, 밀봉기판에 밀봉부재를 형성한 예를 나타내었지만, 특별히 한정되지 않고, 발광소자가 형성된 기판에 밀봉부재를 형성해도 된다.
이어서, 접합된 한 쌍의 기판을 반송실(114)로부터 자외선조사실(118)로 반송한다. 이어서, 자외선조사실(118)에서 UV광을 조사하여 밀봉부재를 경화시킨다. 이때, 여기에서는 밀봉부재로서 자외선경화수지를 사용하였지만, 접착제라면 특별히 한정되지 않는다.
이어서, 반송실(114)로부터 수도실(119)로 반송하여 추출한다.
이상과 같이, 도 11에 나타낸 제조장치를 사용하는 것으로, 완전히 발광소자를 밀폐공간에 봉입할 때까지 외기에 노출되지 않고 끝내기 위해서, 신뢰성이 높은 발광장치를 제조하는 것이 가능해진다. 이때, 반송실(102, 114)에서는, 진공과 대기압을 반복하지만, 반송실(104a, 108)은 상시 진공이 유지된다.
이때, 인라인방식의 막형성장치로 하는 것도 가능하다.
또한, 도 11과 일부 다른 제조장치를 도 12에 나타낸다.
도 11에서는, 스핀코트법이나 잉크젯법, 스프레이법으로 형성하는 막형성실이 하나밖에 설치되어 있지 않은 예였지만, 도 12의 제조장치는, 스핀코트법이나 잉크젯법, 스프레이법으로 형성하는 막형성실이 3개 구비된 예이다. 예를 들면, 풀 칼라로 표시하기 위해서, 3종류의 EL층을 스핀코트법이나 잉크젯법, 스프레이법으로 형성하는 경우에는, 막형성실(121a)에서 막형성한 후, 순차적으로 각 막형성실(121b, 121c)에서 막형성을 행하여 형성하면 된다.
또한, 본 실시예는, 실시형태 1∼실시형태 5와 실시예 1 중 하나와 자유롭게 조합할 수 있다.
(실시예 3)
본 발명을 실시하여 EL모듈(액티브 매트릭스형 EL모듈, 패시브형 EL모듈)을 완성할 수 있다. 즉, 본 발명을 실시함으로써, 그것들을 넣은 모든 전자기기가 완성된다.
그와 같은 전자기기로서는, 비디오카메라, 디지털카메라, 헤드 마운트 디스플레이(고글형 디스플레이), 카내비게이션, 카스테레오, 퍼스널컴퓨터, 휴대정보단말(모바일 컴퓨터, 휴대전화 또는 전자서적 등) 등을 들 수 있다. 그것들의 일례를 도 13 및 도 14에 나타낸다.
도 13a는 퍼스널 컴퓨터로, 본체(2001), 화상입력부(2002), 표시부(2003), 키보드(2004) 등을 포함한다.
도 13b는 비디오카메라로, 본체(2101), 표시부(2102), 음성입력부(2103), 조작스위치(2104), 배터리(2105), 화상 수신부(2106) 등을 포함한다.
도 13c는 모바일 컴퓨터로, 본체(2201), 카메라부(2202), 화상수신부(2203), 조작스위치(2204), 표시부(2205) 등을 포함한다.
도 13d는 고글형 디스플레이로, 본체(2301), 표시부(2302), 아암부(2303) 등을 포함한다.
도 13e는 프로그램을 기록한 기록매체(이하, 기록매체라고 부른다)를 사용하는 재생장치로, 본체(2401), 표시부(2402), 스피커부(2403), 기록매체(2404), 조작스위치(2405) 등을 포함한다. 이때, 이 재생장치는, 기록매체로서 DVD(Digtial Versatile Disc), CD 등을 사용하며, 음악감상이나 영화감상이나 게임, 인터넷을 할 수 있다.
도 13f는 디지털카메라로, 본체(2501), 표시부(2502), 접안부(2503), 조작스위치(2504), 화상 수신부(도시하지 않음) 등을 포함한다.
도 14a는 휴대전화로, 본체(2901), 음성출력부(2902), 음성입력부(2903), 표시부(2904), 조작스위치(2905), 안테나(2906), 화상입력부(CCD, 이미지 센서 등)(2907) 등을 포함한다.
도 14b는 휴대서적(전자서적)으로, 본체(3001), 표시부(3002, 3003), 기록매체(3004), 조작스위치(3005), 안테나(3006) 등을 포함한다.
도 14c는 디스플레이로, 본체(310l), 지지대(3102), 표시부(3103) 등을 포함한다.
덧붙여서 말하면, 도 14c에 나타낸 디스플레이는 중소형 또는 대형의 것, 예를 들면 5∼20인치의 화면사이즈인 것이다. 또한, 이러한 사이즈의 표시부를 형성하기 위해서는, 기판의 한 변이 1m인 것을 사용하여, 갱 프린트(gang print)를 하여 양산하는 것이 바람직하다.
이상과 같이, 본 발명의 적용범위는 매우 넓고, 모든 분야의 전자기기의 제조방법에 적용하는 것이 가능하다. 이때, 본 실시예의 전자기기는, 실시형태 1 내지 5, 실시예 1 또는 실시예 2의 어떠한 조합으로 이루어진 구성을 사용하여도 실현할 수 있다.
본 발명에 의해 유기 화합물층에서의 결함을 수소로 종단시킬 수 있기 때문에, 발광장치로서의 신뢰성이 향상된다.
또한, 본 발명에 의해, 대단히 비싼 원편광필름을 필요없게 할 수 있기 때문에, 제조비용의 삭감을 할 수 있다.
또한, 본 발명에 의해, 적색, 녹색, 청색의 발광색을 사용하는 풀 칼라의 평면 패널 디스플레이로서, 고선명화, 고개구율화 및 고신뢰성을 실현할 수 있다.

Claims (26)

  1. 박막트랜지스터에 전기적으로 접속된 제 1 전극, 그 제 1 전극상에 형성된 유기 화합물층, 그 유기 화합물층상에 형성된 제 2 전극을 갖는 복수의 발광소자를 갖는 화소부와, 구동회로와, 단자부를 구비하고,
    상기 제 1 전극의 단부는 절연물로 덮여져 있고, 도전재를 포함한 제 3 전극은 그 절연물상에 형성되고, 상기 유기 화합물층은 상기 절연물 및 상기 제 1 전극상에 형성되고, 상기 제 2 전극은 상기 유기 화합물층 상에 형성되고 및 상기 제 3 전극에 접하여 형성되고,
    상기 제 3 전극 또는 제 2 전극과 같은 동일재료로 이루어진 배선이 단자로부터 연장된 배선과 접속되는 부분은, 상기 단자부와 화소부의 사이에 형성된 것을 특징으로 하는 발광장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 3 전극은, 상기 절연물과 동일한 패턴형상을 갖는 것을 특징으로 하는 발광장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 3 전극은, 상기 절연물과 다른 패턴형상을 갖는 것을 특징으로 하는 발광장치.
  4. 박막트랜지스터에 전기적으로 접속된 제 1 전극, 그 제 1 전극상에 형성된 유기 화합물층, 그 유기 화합물층상에 형성된 제 2 전극을 갖는 복수의 발광소자를 갖는 화소부와, 구동회로와, 단자부를 구비하고,
    상기 제 1 전극의 단부는 절연물로 덮여져 있고, 상기 유기 화합물층은 제 1 전극 위 및 상기 절연물의 일부에 형성되고, 상기 제 2 전극은 유기 화합물층 상에 형성되고, 제 3 전극은 상기 제 1 전극과 중첩되지 않는 상기 제 2 전극의 영역에 형성되고,
    상기 제 3 전극 또는 제 2 전극과 같은 동일재료로 이루어진 배선이 단자로부터 연장된 배선과 접속되는 부분은, 상기 단자부와 화소부의 사이에 형성된 것을 특징으로 하는 발광장치.
  5. 제 1 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 제 2 전극은, 상기 발광소자의 음극 또는 양극인 것을 특징으로 하는 발광장치.
  6. 제 1 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 제 3 전극은, 도전형을 부여하는 불순물 원소가 도핑된 poly-Si, W, WSix, Al, Ti, Mo, Cu, Ta, Cr 또는 Mo으로 이루어진 원소, 또는 상기 원소를 주성분으로 하는 합금재료 또는 화합물재료를 주성분으로 하는 막 또는 그것들의 적층막으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 발광장치.
  7. 제 1 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 전극은, 상기 발광소자의 음극 또는 양극인 것을 특징으로 하는 발광장치.
  8. 제 1 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 절연물은, 무기 절연막으로 덮여진 유기수지로 이루어진 장벽인 것을 특징으로 하는 발광장치.
  9. 제 1 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 절연물은, 무기 절연막인 것을 특징으로 하는 발광장치.
  10. 제 1 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 제 3 전극은, 질화물층 또는 플루오르화물층을 최상층으로 하는 적층으로 이루어진 전극인 것을 특징으로 하는 발광장치.
  11. 제 1 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 무기 절연막은, 질화실리콘으로 이루어진 무기절연막인 것을 특징으로 하는 발광장치.
  12. 제 1 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 발광장치는, 상기 발광소자로 각각 구성된 각 화소에 대응하는 칼라필터를 가진 것을 특징으로 하는 발광장치.
  13. 절연표면을 갖는 기판 상에 발광소자를 갖고, 그 발광소자는, 양극, 음극 및 상기 양극과 상기 음극의 사이에 끼워진 유기 화합물층을 갖고,
    상기 발광소자는, 수소를 포함하는 막으로 덮여진 것을 특징으로 하는 발광장치.
  14. 절연표면을 갖는 기판 상에 발광소자를 갖고, 그 발광소자는, 양극, 음극 및 상기 양극과 상기 음극의 사이에 끼워진 유기 화합물층을 갖고,
    상기 발광소자는, 수소를 포함하는 막으로 덮여지고,
    그 수소를 포함하는 막은, 무기 절연막으로 이루어진 보호막으로 덮여진 것을 특징으로 하는 발광장치.
  15. 절연표면을 갖는 기판 상에 발광소자를 갖고, 그 발광소자는, 양극, 음극 및 상기 양극과 상기 음극의 사이에 끼워진 유기 화합물층을 갖고,
    상기 발광소자는, 투광성을 갖는 기판과 밀봉부재로 밀폐되고,
    그 밀폐된 공간에는, 수소가 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 발광장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 발광소자는, 수소를 포함하는 막으로 덮여진 것을 특징으로 하는 발광장치.
  17. 제 13 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 수소를 포함하는 막은, 탄소막 또는 질화실리콘막인 것을 특징으로 하는 발광장치.
  18. 제 1 항, 제 4 항 및 제 13 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 발광장치는, 퍼스널 컴퓨터, 비디오카메라, 모바일 컴퓨터, 고글형 디스플레이, 기록매체를 사용한 재생장치, 디지털 카메라, 휴대정보단말, 전자서적 및 카내비게이션 시스템으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나에 포함된 것을 특징으로 하는 발광장치.
  19. 절연표면상에 박막트랜지스터를 형성하고,
    상기 박막트랜지스터와 전기적으로 접속된 음극을 형성하고,
    상기 음극상에 유기 화합물층을 형성하고,
    상기 유기 화합물층상에 양극을 형성하고,
    상기 양극상에 수소를 포함하는 막을 형성하는 것을 특징으로 하는 발광장치의 제조방법.
  20. 절연표면상에 박막트랜지스터를 형성하고,
    상기 박막트랜지스터와 전기적으로 접속된 양극을 형성하고,
    상기 양극상에 유기 화합물층을 형성하고,
    상기 유기 화합물층상에 음극을 형성하고,
    상기 음극상에 수소를 포함하는 막을 형성하는 것을 특징으로 하는 발광장치의 제조방법.
  21. 제 19 항 또는 제 20 항에 있어서,
    상기 수소를 포함하는 막은, 플라즈마 CVD법 또는 스퍼터링법에 의해 형성하는 것을 특징으로 하는 발광장치의 제조방법.
  22. 제 19 항 또는 제 20 항에 있어서,
    상기 수소를 포함하는 막은, 탄소막 또는 질화실리콘막인 것을 특징으로 하는 발광장치의 제조방법.
  23. 제 19 항 또는 제 20 항에 있어서,
    상기 유기 화합물층을 형성하는 공정은, 증착법, 도포법, 이온도금법 또는 잉크젯법에 의해 행해지는 것을 특징으로 하는 발광장치의 제조방법.
  24. 제 19 항 또는 제 20 항에 있어서,
    상기 수소를 포함하는 막상에 무기 절연막으로 이루어진 보호막을 형성하는 것을 특징으로 하는 발광장치의 제조방법.
  25. 제 19 항 또는 제 20 항에 있어서,
    상기 수소를 포함하는 막을 형성할 때, 상기 유기 화합물층에서의 결함을 수소로 종단시키는 것을 특징으로 하는 발광장치의 제조방법.
  26. 제 19 항 또는 제 20 항에 있어서,
    상기 발광장치는, 퍼스널 컴퓨터, 비디오카메라, 모바일 컴퓨터, 고글형 디스플레이, 기록매체를 사용한 재생장치, 디지털 카메라, 휴대정보단말, 전자서적 및 카내비게이션 시스템으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나에 포함하는 것을 특징으로 하는 발광장치의 제조방법.
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