KR20040069269A - 발광체와 그 제조 방법 및 제조 장치, 전기 광학 장치 및전자 기기 - Google Patents

발광체와 그 제조 방법 및 제조 장치, 전기 광학 장치 및전자 기기 Download PDF

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Abstract

본 발명의 발광체는 발광 특성의 경시 변화가 다른 복수 종류의 발광 단위를 갖는 발광체로서, 소정 종류의 발광 단위에서의 상기 발광 특성의 경시 열화를 조정하는 열화 조정 수단을 구비한다. 상기 발광 단위는 발광층과, 그 발광층에 대해서 정공을 공급하는 정공 공급체를 각각 갖고, 상기 열화 조정 수단은 상기 소정 종류의 발광 단위에서 상기 발광 특성의 경시 열화에 의거하여, 두께가 조정된 상기 정공 공급체여도 좋다.

Description

발광체와 그 제조 방법 및 제조 장치, 전기 광학 장치 및 전자 기기{LIGHT-EMITTING BODY, MANUFACTURING METHOD FOR LIGHT-EMITTING BODY, MANUFACTURING APPARATUS FOR LIGHT-EMITTING BODY, ELECTROOPTICAL APPARATUS AND ELECTRONIC APPARATUS}
본 발명은 발광체와 그 제조 방법 및 제조 장치, 전기 광학 장치 및 전자 기기에 관한 것이다.
자발광 소자인 EL소자(특히, 유기 EL소자)를 이용한 표시체나 광원 등의 발광체가 종래부터 여러 가지 제안되어 있으며, 이러한 발광체에서는, 칼라 표시가 가능한 유기 EL 표시 장치도 공지되어 있다. 또한, 유기 EL 소자를 제조할 때에는, 예를 들면, 발광층 형성 재료 및 정공 주입(PEDOT)/전자 수송층을 형성하는 재료를 잉크로 하고, 각각을 TFT 등의 소자 기판 상에 잉크젯 방식으로 R·G·B의 각색의 잉크에 의해 패터닝함으로써, 자발광 풀 칼라 EL 디바이스를 제조하는 기술이, 일본 특개평10-12377호 공보나 특개평10-153967호 공보에 개시되어 있다.
이 종류의 유기 EL 표시 장치로 칼라 표시를 행하기 위해서는, 광의 삼원색인 적색(R), 녹색(G), 청색(B)에 대응하여, 적색으로 발광하는 유기 EL 소자(발광 단위)와, 녹색으로 발광하는 유기 EL 소자(발광 단위)와, 청색으로 발광하는 유기 EL 소자(발광 단위)로서 1화소를 구성함이 일반적이며, 예를 들면, 임의의 화소를 밝은 백색으로 하는 경우에는, 그 화소를 구성하는 적색, 녹색 및 청색의 각 유기 EL 소자의 전부를 발광시키면 좋고, 또한, 1 화소를 구성하는 적색, 녹색 및 청색의 각 유기 EL 소자의 발광 휘도를 적당히 제어하면, 임의의 화소를 소망한 색 및 휘도로 발색시킬 수 있다. 그리고, 상기와 같은 3색의 유기 EL 소자를 이용하여 칼라 표시를 행하는 경우, 양호한 화이트 밸런스를 잡는 것이 중요함이 알려져 있다.
그러나, 상술한 바와 같은 종래 기술에는, 이하와 같은 문제가 존재한다. 제품의 출하 직후이면, 양호한 화이트 밸런스를 유지할 수 있지만, R·G·B마다 발광 재료의 경시 열화 특성이 다르기 때문에, 각색의 경시 변화에 의해 화이트 밸런스가 무너져 버려, 백색을 발광시키는 것을 의도하여 각 유기 EL 소자에 소정의 전류를 공급했다 해도, 실제의 발색은 깨끗한 백색으로 되지 않고, 또한, 다른 임의의 색을 임의의 휘도로 발색시키려고 해도, 역시 의도한 발색 상태는 얻어지지 않는 문제가 있었다.
본 발명은 이상과 같은 점을 고려해서 이루어진 것으로, 발광 특성의 경시 변화가 다른 복수 종류의 발광 단위(예를 들면 EL 소자)를 포함하여 구성되는 발광체(예를 들면 EL장치)에서, 경시 변화가 생겨도 양호한 발광 상태를 얻을 수 있는 발광체, 또는 이 발광체의 제조 방법 및 제조 장치, 전기 광학 장치 및 전자 기기를 제공함을 목적으로 하고 있다.
도 1은 본 발명에 의한 제조 장치의 개략적인 외관 사시도.
도 2a∼도 2c는 잉크젯 헤드의 구조를 나타내는 도면.
도 3은 본 발명의 유기 EL 장치의 구성을 모식적으로 나타내는 도면.
도 4는 액티브 매트릭스형 유기 EL 장치의 회로도.
도 5는 유기 EL 장치의 표시 영역의 단면 구조를 나타내는 확대도.
도 6a∼도 6d는 유기 EL 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 설명도.
도 7은 백색의 색도와 R·G·B 각각의 필요 휘도의 관계도.
도 8은 정공 수송층의 두께와 경시 열화의 관계를 나타내는 도면.
도 9는 유기 EL 장치를 탑재한 전자 기기의 일례로서의 모바일형 퍼스널 컴퓨터를 나타내는 사시도.
도 10은 유기 EL 표시 장치를 탑재한 전자 기기의 일례로서의 휴대 전화를 나타내는 사시도.
도 11은 유기 EL 표시 장치를 탑재한 전자 기기의 일례로서의 디지털 스틸카메라를 나타내는 사시도.
[부호의 설명]
A 화소 영역(발광 단위)
1 유기 EL 장치(발광체)
2 기판
12 음극(전자 공급체, 열화 조정 수단)
12a 칼슘층(전자 공급체)
20 잉크젯 헤드(토출 장치)
25 제어장치(열화 조정 장치)
30 막형성 장치
11Oa 정공 수송층(정공 공급체, 열화 조정 수단)
110b 유기 EL층(발광층)
상기의 목적을 달성하기 위해서 본 발명은, 이하의 구성을 채용하고 있다.
본 발명의 제1 태양은 발광 특성의 경시 변화가 다른 복수 종류의 발광 단위를 갖는 발광체로서, 소정 종류의 발광 단위에서의 상기 발광 특성의 경시 열화를 조정하는 열화 조정 수단을 구비한다.
이 태양에 의하면, 소정 종류의 발광 단위에서의 발광 특성의 경시 열화를 조정하여 다른 발광 단위에서의 경시 열화에 맞춤으로써, 발광 특성에 경시 변화가 생겨도 복수 종류의 발광 단위간에서의 열화 상태를 동일하게 할 수 있고, 복수 종류의 발광 단위에 의한 색도 밸런스를 일정하게 유지할 수 있게 된다.
발광 단위가 발광층과 그 발광층에 대해서 정공을 공급하는 정공 공급체를 각각 갖는 경우, 열화 조정 수단으로는, 상기 소정 종류의 발광 단위에서 발광 특성의 경시 열화에 의거하여, 두께가 조정된 정공 공급체로 하는 구성을 채용할 수 있다. 또한, 발광 단위가 발광층과 그 발광층에 대해서 전자를 공급하는 전자 공급체를 각각 갖는 경우, 열화 조정 수단으로는 상기 소정 종류의 발광 단위에서 발광 특성의 경시 열화에 의거하여, 두께가 조정된 전자 공급체로 하는 구성을 채용할 수 있다. 또한, 발광 단위가 발광층과 그 발광층에 대해서 정공을 공급하는 정공 공급체를 각각 갖는 경우, 열화 조정 수단으로는 상기 소정 종류의 발광 단위에서 발광 특성의 경시 열화에 의거하여 불순물이 혼합된 상기 발광층과 상기 정공 공급체의 적어도 어느 하나로 하는 구성을 채용할 수 있다.
열화 조정 수단으로는, 상기 복수 종류의 발광 단위 중, 발광 특성의 경시 열화 정도가 가장 큰 발광 단위에 맞추어, 상기 소정 종류의 발광 단위에서의 상기 발광 특성의 경시 열화를 조정하는 구성을 채용할 수 있다.
이것에 의해, 경시 열화 정도가 적은 발광 단위에 대하여 경시 열화를 조정하여 경시 열화 정도가 큰 발광 단위에 맞출 수 있으므로, 발광 특성에 경시 변화가 생겨도 복수 종류의 발광 단위간에서의 열화 상태를 동일하게 할 수 있고, 복수 종류의 발광 단위에 의한 색도 밸런스를 일정하게 유지할 수 있게 된다.
본 발명의 제2 태양은, 전기 광학 장치로서, 상기의 발광체를 표시 장치로서 구비한다.
이 태양에 의하면, 본 발명에서는 경시 변화가 생겨도 양호한 발광 상태로 표시 가능한 전기 광학 장치를 얻을 수 있다.
본 발명의 제3 태양은, 전자 기기로서, 상기의 발광체를 표시 장치로서 구비한다.
이 태양에 의하면, 본 발명에서는, 경시 변화가 생겨도 양호한 발광 상태로표시 가능한 전자 기기를 얻을 수 있다.
본 발명의 제4 태양은, 발광 특성의 경시 변화가 다른 복수 종류의 발광 단위를 갖는 발광체의 제조 방법으로서, 소정 종류의 발광 단위에서의 상기 발광 특성의 경시 열화를 조정하는 열화 조정 공정을 갖는다.
본 발명의 제5 태양은 발광 특성의 경시 변화가 다른 복수 종류의 발광 단위를 갖는 발광체의 제조 장치로서, 소정 종류의 발광 단위에서의 상기 발광 특성의 경시 열화를 조정하는 열화 조정 장치를 갖는다.
이 태양에 의하면, 소정 종류의 발광 단위에서의 발광 특성의 경시 열화를 조정하여 다른 발광 단위에서의 경시 열화에 맞춤으로써, 발광 특성에 경시 변화가 생겨도 복수 종류의 발광 단위간에서의 열화 상태를 동일하게 할 수 있어, 복수 종류의 발광 단위에 의한 색도 밸런스를 일정하게 유지할 수 있게 된다.
발광 단위가 발광층과 그 발광층에 대해서 정공을 공급하는 정공 공급체를 각각 갖는 경우, 열화 조정 공정 또는 열화 조정 장치에서는, 상기 소정 종류의 발광 단위에서 상기 발광 특성의 경시 열화에 의거하여, 상기 정공 공급체의 두께를 조정하는 것이 바람직하다.
이 경우, 예를 들면 다른 발광 단위와 비교하여 경시 열화의 정도가 작은 소정 종류의 발광 단위에서 정공 공급체를 얇게 형성함으로써, 경시 열화의 정도를 크게 할 수 있게 되어, 복수 종류의 발광 단위간에서의 열화 상태를 동일하게 할 수 있다.
또한, 정공 공급 재료를 함유하는 액상체를 토출하여 정공 공급체를 형성하는 토출 공정 또는 토출 장치를 갖는 경우, 열화 조정 공정 또는 열화 조정 장치에서는, 토출하는 액상체의 액적 중량 또는 액적수를 조정하는 구성을 채용할 수 있다.
이 경우, 토출하는 액상체의 액적 중량 또는 액적수를 조정함으로써, 예를 들면, 경시 열화의 정도가 적은 소정 종류의 발광 단위에서 정공 공급체를 얇게 형성할 수 있게 된다.
[바람직한 실시 형태]
이하, 본 발명의 발광체와 그 제조 방법 및 제조 장치, 전기 광학 장치 및 전자 기기의 실시 형태를, 도 1∼도 11을 참조하여 설명한다.
본 실시 형태는 적색의 발색이 가능한 유기 EL 소자(발광 단위), 녹색의 발색이 가능한 유기 EL 소자(발광 단위) 및 청색의 발색이 가능한 유기 EL 소자(발광 단위)의 3도트를 1화소로 함으로써 칼라 표시를 가능하게 한 유기 EL 장치(발광체)로서의 표시 장치(유기 EL 표시 장치)에, 본 발명을 적용한 것이다. 또한, 참조하는 각 도면에서, 도면 상에 인식 가능한 크기로 하기 위해서, 축척은 각층이나 각부재 마다 다른 경우가 있다.
(제1 실시 형태)
우선, EL 장치를 제조하기 위한 제조 장치에 대해서 설명한다.
도 1은 EL 제조 장치(디바이스 제조 장치)를 구성하는 막형성 장치(잉크젯 장치)(30)의 개략적인 외관 사시도이다. 막형성 장치(30)는 후술하는 발광 재료나 정공 수송 재료를 함유하는 잉크를 잉크젯 방식으로 기판에 토출하는 구성으로 되어 있다.
막형성 장치(30)는 베이스(32), 제1 이동 수단(34), 제2 이동 수단(16), 도시하지 않은 전자 천칭(중량 측정 수단), 액적 토출 헤드로서의 잉크젯 헤드(토출 장치)(20), 캡핑 유니트(22), 클리닝 유니트(24) 등을 가지고 있다. 제1 이동 수단(34), 전자 천칭, 캡핑 유니트(22), 클리닝 유니트(24) 및 제2 이동 수단(16)은 각각 베이스(32) 상에 설치되어 있다.
제1 이동 수단(34)은 바람직하게는 베이스(32) 상에 직접 설치되어 있고, 또한 이 제1 이동 수단(34)은 Y축 방향을 따라 위치 결정되어 있다. 이것에 대해서 제2 이동 수단(16)은 지주(16A)를 사용하여, 베이스(32)에 대해서 세워져 장착되어 있고, 또한 제2 이동 수단(16)은 베이스(32)의 후부(32A)에 장착되어 있다. 제2 이동 수단(16)의 X축 방향은 제1 이동 수단(34)의 Y축 방향과 직교하는 방향이다. Y축은 베이스(32)의 전부(32B)와 후부(32A)방향에 따른 축이다. 이것에 대해서 X축은 베이스(32)의 좌우 방향에 따른 축이며, 각각 수평이다.
제1 이동 수단(34)은 가이드 레일(40)을 가지고 있고, 제1 이동 수단(34)은, 예를 들면, 리니어(linear) 모터를 채용할 수 있다. 이 리니어 모터 형식의 제1 이동 수단(34)의 슬라이더(42)는 가이드 레일(40)을 따라, Y축방향으로 이동하여 위치 결정할 수 있다. 테이블(46)은 워크(work)로서의 기판(2)을 위치 결정하여, 유지하는 것이다. 또한, 테이블(46)은 흡착 유지 수단(50)을 가지고 있고, 흡착 유지 수단(50)이 작동함에 의해, 테이블(46)의 구멍(46A)을 통하여, 기판(2)을 테이블(46) 상에 흡착하여 유지할 수 있다. 테이블(46)에는 잉크젯 헤드(20)가 잉크를 버리기 토출 또는 시험 토출(예비 토출)하기 위한 예비 토출 에리어(52)가 마련되어 있다.
제2 이동 수단(16)은 지주(16A)에 고정된 칼럼(16B)을 가지고 있고, 이 칼럼(16B)은 리니어 모터 형식의 제2 이동 수단(16)을 가지고 있다. 슬라이더(60)는 가이드 레일(62A)를 따라 X축 방향으로 이동하여 위치결정할 수 있고, 슬라이더(60)는 잉크 토출 수단으로서의 잉크젯 헤드(20)를 구비하고 있다.
슬라이더(42)는 θ축용의 모터(44)를 구비하고 있다. 이 모터(44)는 예를 들면 다이렉트 드라이브 모터이고, 모터(44)의 로터는 테이블(46)에 고정되어 있다. 이것에 의해, 모터(44)에 통전함으로써 로터와 테이블(46)은 θ방향을 따라 회전하여 테이블(46)을 인덱스(회전 산출)할 수 있다.
잉크젯 헤드(20)는 요동 위치 결정 수단으로서의 모터(62, 64, 66, 68)를 가지고 있다. 모터(62)를 작동하면, 잉크젯 헤드(20)는 Z축을 따라 상하로 움직여서 위치 결정할 수 있다. 이 Z축은 X축과 Y축에 대해 각각 직교하는 방향(상하 방향)이다. 모터(64)를 작동하면, 잉크젯 헤드(20)는 Y축 둘레의 β방향을 따라 요동하여 위치 결정할 수 있다. 모터(66)를 작동하면, 잉크젯 헤드(20)는 X축 둘레의 γ방향으로 요동하여 위치 결정할 수 있다. 모터(68)를 작동하면, 잉크젯 헤드(20)는 Z축 둘레의 α방향으로 요동하여 위치 결정할 수 있다.
이와 같이, 도 1의 잉크젯 헤드(20)는 슬라이더(60)에서, Z축 방향으로 직선 이동하여 위치 결정할 수 있어, α, β, γ을 따라 요동하여 위치 결정할 수 있고, 잉크젯 헤드(20)의 잉크 토출면(20P)은 테이블(46)측의 기판(2)에 대해서 정확히위치 또는 자세를 제어할 수 있다. 또한, 잉크젯 헤드(20)의 잉크 토출면(20P)에는, 각각 잉크를 토출하는 복수(예를 들면 120개)의 개구부로서의 노즐이 마련되어 있다.
여기서, 잉크젯 헤드(20)의 구조예에 대해서, 도 2a∼도 2c를 참조하여 설명한다.
잉크젯 헤드(20)는 예를 들면, 피에조 소자(압전 소자)를 사용한 헤드이고, 도 2a에 나타내는 바와 같이 헤드 본체(90)의 잉크 토출면(20P)에는, 복수의 노즐(91)이 형성되어 있다. 이들의 노즐(91)에 대해서 각각 피에조 소자(92)가 마련되어 있다.
도 2b에 나타내는 바와 같은 피에조 소자(92)는 노즐(91)과 잉크실(室)(93)에 대응하여 배치되어 있고, 예를 들면 한쌍의 전극(도시하지 않음)의 사이에 위치하여, 통전하면 이것이 외측으로 돌출하도록 하여 구부려지도록 구성된 것이다. 그리고 이 피에조 소자(92)에 대해서 도 2c에 나타내는 바와 같이 인가 전압(Vh)을 인가함으로써, 도 2 중의 (a), (b) 및 (c)에 나타내는 바와 같이, 피에조 소자(92)를 화살표 Q 방향으로 신축(伸縮)시킴으로써, 잉크를 가압하여 소정량의 액적(잉크물 방울)(99)을 노즐(91)로부터 토출시키도록 되어 있다. 이들 피에조 소자(92)의 구동, 즉 잉크젯 헤드(20)로부터의 액적 토출은 열화 조정 장치로서의 제어장치 (25)(도 1 참조)에 의해 제어된다.
도 1로 돌아가서, 전자 천칭은 잉크젯 헤드(20)의 노즐로부터 토출된 잉크 방울의 1 방울의 중량을 측정하여 관리하기 위해서, 예를 들면, 잉크젯 헤드(20)의노즐로부터, 5000 방울분의 잉크 방울을 받는다. 전자 천칭은 이 5000 방울의 잉크 방울의 중량을 5000으로 나눔으로써, 잉크 방울 1방울의 중량을 거의 정확하게 측정할 수 있다. 이 잉크 방울의 측정량에 의하여, 잉크젯 헤드(20)로부터 토출하는 잉크 방울의 양을 최적으로 제어할 수 있다.
이어서, 막형성 처리 공정에 대해서 설명한다.
작업자가 테이블(46)의 전단측으로부터 기판(2)을 제1 이동 수단(34)의 테이블(46) 상에 공급하면, 이 기판(2)은 테이블(46)에 대해서 흡착 유지되어 위치 결정된다. 또한, 모터(44)가 작동하여, 기판(2)의 단면이 Y축 방향으로 병행하게 되도록 설정된다.
다음에, 잉크젯 헤드(20)가 X축 방향을 따라 이동하여, 전자 천칭의 상부에 위치 결정된다. 또, 지정 방울수(지정 잉크 방울의 수)의 토출을 행한다. 이것에 의해, 전자 천칭은, 예를 들면 5000방울의 잉크의 중량을 계측하여, 잉크 방울 1방울 당의 중량을 계산한다. 또한, 잉크 방울의 1방울 당의 중량이 미리 정해져 있는 적정 범위에 들어가는지의 여부를 판단하여, 적정 범위 밖이면 압전 소자(92)에 대한 인가 전압의 조정 등을 행하여, 잉크 방울의 1방울당 중량을 적정하게 한다.
잉크 방울의 1방울당 중량이 적정한 경우에는, 기판(2)이 제1 이동 수단(34)에 의해 Y축 방향으로 적당히 이동하여 위치 결정시키는 동시에, 잉크젯 헤드(20)가 제2 이동 수단(16)에 의해 X축 방향으로 적당히 이동하여 위치 결정된다. 또한, 잉크젯 헤드(20)는 예비 토출 에리어(52)에 대해서 전(全)노즐로부터 잉크를 예비 토출한 뒤에, 기판(2)에 대해서 Y축 방향으로 상대 이동하여(실제로는,기판(2)이 잉크젯 헤드(20)에 대해서 Y축 방향으로 이동한다), 제어장치(25)의 제어 하, 기판(2) 상의 소정 영역에 대해서 소정의 노즐로부터 소정폭으로 잉크를 토출한다. 잉크젯 헤드(20)와 기판(2)의 1회의 상대 이동이 종료되면, 잉크젯 헤드(20)가 기판(2)에 대해서 X축 방향으로 소정량 스텝 이동하고, 그 후, 기판(2)이 잉크젯 헤드(20)에 대해서 이동하는 동안에 잉크를 토출한다. 그래서 이 동작을 복수회 반복함으로써, 기판(2)상의 막형성 영역 전체에 잉크를 토출하여 막형성할 수 있다.
이어서, 도 3∼도 6을 참조하여, 본 발명에 의한 유기 EL 장치에 대해서 설명한다.
도 3은 유기 EL 장치를 나타내는 것으로서, 특히 액티브 매트릭스형의 유기 EL 장치에 적용한 실시 형태예를 모식적으로 나타내는 도면이다. 또한, 이 유기 EL 장치(발광체)(1)는 박막 트랜지스터를 사용한 액티브형의 구동 방식을 채용하고 있다.
유기 EL 장치(1)는 기판(2) 상에, 회로 소자로서의 박막 트랜지스터를 포함하는 회로 소자부(14), 화소 전극(양극)(111), 유기 EL 층(유기 EL소자)을 포함하는 기능층(110), 전자 공급체로서의 음극(12), 및 밀봉부(3) 등을 순차 적층한 구조로 된다.
기판(2)으로는, 본 예에서는 유리 기판이 사용된다. 본 발명에서의 기판으로는, 유리 기판 외에, 실리콘 기판, 석영 기판, 세라믹스 기판, 금속 기판, 플라스틱 기판, 플라스틱 필름 기판 등, 전기 광학 장치나 회로 기판으로 사용되는 공지의 각종 기판이 적용된다.
기판(2) 상에는, 발광 영역으로서의 복수의 화소 영역(발광 단위)(A)이 매트릭스상으로 배열되어 있고, 칼라 표시를 행하는 경우, 예를 들면, 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 각색에 대응하는 화소 영역(A)이 소정의 배열로 늘어선다. 각 화소 영역(A)에는, 화소 전극(111)이 배치되고, 그 근방에는 신호선(132), 전원선(133), 주사선(131) 및 도시하지 않은 다른 화소 전극용의 주사선 등이 배치되어 있다. 화소 영역(A)의 평면 형상은, 도면에 나타내는 직사각형 외에, 원형, 타원형 등 임의의 형상이 적용된다.
또한, 밀봉부(3)는 물이나 산소의 침입을 막아 음극(12) 또는 기능층(110)의 산화를 방지하는 것이며, 기판(2)에 도포되는 밀봉 수지, 및 기판(2)에 접합되는 밀봉 기판(3b)(밀봉캔) 등을 포함한다. 밀봉 수지의 재료로는, 예를 들면, 열경화 수지 또는 자외선 경화 수지 등이 사용되고, 특히, 열경화 수지의 1종인 에폭시 수지가 바람직하게 사용된다. 밀봉 수지는, 기판(2)의 주연에 환상으로 도포되어 있고, 예를 들면, 마이크로디스펜서 등에 의해 도포된다. 밀봉 기판(3b)은 유리나 금속 등으로 되고, 기판(2)과 밀봉 기판(3b)은 밀봉 수지를 거쳐서 적층된다.
도 4는 상기 유기 EL 장치(1)의 회로 구조를 나타내고 있다.
도 4에서, 기판(2)상에는 복수의 주사선(131)과, 주사선(131)에 대해서 교차하는 방향으로 뻗은 복수의 신호선(132)과, 신호선(132)에 병렬로 뻗은 복수의 전원선(133)이 배선되어 있다. 또한, 주사선(131) 및 신호선(132)의 각 교점에 상기 화소 영역(A)이 형성되어 있다.
신호선(132)에는, 예를 들면, 시프트 레지스터, 레벨 시프트, 비디오 라인 및 아날로그 스위치를 포함하는 데이터측 구동 회로(103)가 접속되어 있다. 또한, 주사선(131)에는, 시프트 레지스터 및 레벨 시프터를 포함하는 주사측 구동 회로(104)가 접속되어 있다.
화소 영역(A)에는, 주사선(131)을 거쳐서 주사 신호가 게이트 전극에 공급되는 스위칭용의 제1 박막 트랜지스터(123)와, 이 박막 트랜지스터(123)를 거쳐서 신호선(132)으로부터 공급되는 화상 신호를 유지하는 유지 용량(135)과, 유지 용량(135)에 의해서 유지된 화상 신호가 게이트 전극에 공급되는 구동용의 제2 박막 트랜지스터(124)와, 이 박막 트랜지스터(124)를 거쳐서 전원선(133)에 전기적으로 접속했을 때에 전원선(133)으로부터 구동 전류가 흘러드는 화소 전극(111)(양극)과, 화소 전극(111)과 대향 전극(12)(음극)의 사이에 끼인 기능층(110)이 마련되어 있다. 기능층(110)은 유기 EL 소자로서의 유기 EL층을 포함한다.
화소 영역(A)에서는, 주사선(131)이 구동되어 제1 박막 트랜지스터(123)가 온으로 되면, 그 때의 신호선(132)의 전위가 유지 용량(135)으로 유지되고, 이 유지 용량(135)의 상태에 따라, 제2 박막 트랜지스터(124)의 도통 상태가 결정된다. 또한, 제2 박막 트랜지스터(124)의 채널을 거쳐서 전원선(133)으로부터 화소 전극(111)으로 전류가 흐르고, 또한 기능층(110)을 통해서 대향 전극(12)(음극)으로 전류가 흐른다. 또한, 이 때의 전류량에 따라, 기능층(110)이 발광한다.
도 5는 상기 유기 EL 장치(1)에서의 표시 영역의 단면 구조를 확대한 도면이다. 이 도 5에는 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 각색에 대응하는 3개의 화소 영역의 단면 구조가 표시되어 있다. 상술한 바와 같이, 유기 EL 장치(1)는 기판(2)상에, TFT 등의 회로 등이 형성된 회로 소자부(14), 화소 전극(양극)(111), 기능층(110)이 형성된 발광 소자부(11), 및 음극(12)이 순차 적층되어 구성되어 있다. 이 유기 EL 장치(1)에서는, 기능층(110)으로부터 기판(2)측으로 발한 광이 회로 소자부(14) 및 기판(2)을 투과하여 기판(2)의 하측(관측자 측)에 출사되는 동시에, 기능층(110)으로부터 기판(2)의 반대측으로 발한 광이 음극(12)에 의해 반사되어, 회로 소자부(14) 및 기판(2)을 투과하여 기판(2)의 하측(관측자 측)에 출사되도록 되어 있다.
회로 소자부(14)에는, 기판(2)상에 실리콘 산화막으로 되는 하지 보호막(2c)이 형성되고, 이 하지 보호막(2c)상에 다결정 실리콘으로 되는 섬 형상의 반도체막(141)이 형성되어 있다. 또한, 반도체막(141)에는, 소스 영역(141a) 및 드레인 영역(141b)이 고농도 P 이온 주입에 의해 형성되어 있다. 또한, P가 도입되어 있지 않은 부분이 채널 영역(141c)으로 되어 있다. 또한 회로 소자부(14)에는 하지 보호막(2c) 및 반도체막(141)을 덮는 투명 게이트 절연막(142)이 형성되고, 게이트 절연막(142)상에는 Al, Mo, Ta, Ti, W 등으로 되는 게이트 전극(143)(주사선)이 형성되고, 게이트 전극(143) 및 게이트 절연막(142)상에는 투명한 제1 층간 절연막(144a)과 제2 층간 절연막(144b)이 형성되어 있다. 게이트 전극(143)은 반도체막(141)의 채널 영역(141c)에 대응하는 위치에 마련되어 있다. 또한, 제1, 제2 층간 절연막(144a, 144b)을 관통하여, 반도체막(141)의 소스, 드레인 영역(141a, 141b)에 각각 접속되는 컨택트홀(145, 146)이 형성되어 있다.
또한, 제2 층간 절연막(144b) 상에는, ITO 등으로 되는 투명한 화소 전극(111)이 소정의 형상으로 패터닝되어 형성되고, 한쪽의 컨택트홀(145)이 이 화소 전극(111)에 접속되어 있다. 또한, 다른 한쪽의 컨택트홀(146)이 전원선(133)에 접속되어 있다.
이와 같이 하여, 회로 소자부(14)에는, 각 화소 전극(111)에 접속된 구동용의 박막 트랜지스터(123)가 형성되어 있다. 또한, 회로 소자부(14)에는, 상술한 유지 용량(135) 및 스위칭용의 박막 트랜지스터(124)도 형성되어 있지만, 도 5에서는 이들의 도시를 생략하고 있다.
발광 소자부(11)는 복수의 화소 전극(111) 상의 각각에 적층된 기능층(110)과, 기능층(110)끼리의 사이에 배치되어 각 기능층(110)을 구획하는 뱅크부(112)를 주체로 하여 구성되어 있다. 기능층(110) 상에는 음극(12)이 배치되어 있다. 발광 소자인 유기 EL 소자는 화소 전극(111), 음극(12), 및 기능층(110) 등을 포함하여 구성된다.
여기서, 화소 전극(111)은 ITO에 의해 형성되고, 평면으로 보아 거의 직사각형으로 패터닝되어 형성되어 있다. 이 화소 전극(111)의 두께는 50∼200nm의 범위가 바람직하고, 특히 150nm정도가 좋다.
뱅크부(112)는 도 5에 나타내는 바와 같이, 기판(2) 측에 위치하는 무기물 뱅크층(112a)(제1 뱅크층)과 기판(2)로부터 떨어져서 위치하는 유기물 뱅크층 (112b)(제2 뱅크층)이 적층되어 구성되어 있다. 무기물 뱅크층(112a)은 예를 들면, SiO2, TiO2등의 무기 재료로 된다. 또한, 유기물 뱅크층(112b)은 아크릴 수지, 폴리이미드 수지 등의 내열성, 내용매성의 레지스트로 형성되어 있다.
기능층(110)은 화소 전극(111)상에 적층된 정공 공급체로서의 정공 수송층(정공 주입/수송층)(11Oa)과, 정공 수송층(11Oa)상에 인접하여 형성된 유기 EL층(발광층)(110b)으로 구성되어 있다.
정공 수송층(110a)은 정공을 유기 EL층(110b)에 주입(공급)하는 기능을 갖는 동시에, 정공을 정공 수송층(11Oa) 내부에서 수송하는 기능을 갖는다. 이러한 정공 수송층(110a)을 화소 전극(111)과 유기 EL층(110b)의 사이에 마련함으로써, 유기 EL층(110b)의 발광 효율, 수명 등의 소자 특성이 향상한다. 또한, 유기 EL층(110b)에서는, 정공 수송층(110a)으로부터 주입된 정공과, 음극(12)으로부터 주입(공급)되는 전자가 유기 EL층에서 재결합하여, 발광이 얻어진다. 또한, 정공 수송층 형성 재료로는, 예를 들면, 폴리에틸렌디옥시티오펜 등의 폴리티오펜 유도체와 폴리스티렌설폰산 등의 혼합물을 사용할 수 있다.
유기 EL층(110b)은 적색(R)으로 발광하는 적색 유기 EL층(110b1), 녹색(G)으로 발광하는 녹색 유기 EL층(110b2), 및 청색(B)으로 발광하는 청색 유기 EL층(110b3)의 발광 파장대역이 서로 다른 3종류로 이루어지고, 각 유기 EL층 (110b1∼110b3)이 소정의 배열(예를 들면 스트라이프상)로 배치되어 있다. 또한, 상세한 내용에 대해서는 후술하지만, 본 실시의 형태에서는, 적색 유기 EL층(110b1) 및 녹색 유기 EL층(110b2)에 인접하는 정공 수송층(110a1, 110a2)은청색 유기 EL층(110b3)에 인접하는 정공 수송층(110a3)보다도 얇은 막두께로 형성되어 있다.
또한, 필요에 따라서, 유기 EL층(110a) 상(음극 12측)에 전자 주입층을 형성하고, 이것을 포함하여 기능층(110)으로 해도 좋다. 전자 주입층은, 음극(12)으로부터 유기 EL층(110b)으로의 전자의 주입을 촉진시키는 역할을 갖는 것이며, 리튬을 중심 금속으로 한 리튬퀴놀리놀 착체에 의해서 형성되고, 그 두께는 예를 들면 2∼5nm의 범위가 바람직하고, 특히 2nm 정도가 좋다. 전자 주입층으로 사용되는 재료로서, 리튬퀴롤리놀 착체 이외의 것을 사용해도 좋고, 주기율표 1A족과, 주기율표 2A족과, 희토류 중에서 선택되는 금속 원소, 예를 들면, Li, Na, K, Rb, Cs, Mg, Ca, Sr, Ba, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu에서 선택되는 금속 원소를 갖는 착체가 바람직하다. 착체의 예로는, 나트륨퀴놀리놀 착체 등을 들 수 있다. 또한, 전자 주입층에서는, 상기의 리튬퀴놀리놀 착체가 후술의 액체 재료에 녹은 조성물 잉크를 제조하고, 액체 토출법(잉크젯법)에 의해서 유기 EL층(110b3)으로 토출함에 의해서 형성할 수 있다.
음극(대향 전극)(12)은 발광 소자부(11)의 전면에 형성되어 있고, 화소 전극(111)과 쌍으로 되어 기능층(110)으로 전류를 흘리는 역할을 한다. 이 음극(12)은 리튬(Li) 이온을 환원할 수 있는 것으로서, 본 예에서는 칼슘층(12a)과 알루미늄층(12b)이 적층되어 구성되어 있다. 이 때, 발광층에 가까운 측의 음극에는 일함수가 낮은 것을 마련하는 것이 바람직하고, 특히 이 형태에서는 발광층(11Ob)에 직접 접하여 발광층(11Ob)에 전자를 주입하는 역할을 한다. 칼슘층(12a)의 두께는, 예를 들면 2∼50nm의 범위가 바람직하다. 또한, 알루미늄층(12b)은 유기 EL층(110b)으로부터 발한 광을 기판(2)측에 반사시키므로, A1막 외에, Ag막, Al과 Ag의 적층막 등으로 이루어진 것이 바람직하다. 또한, 그 두께는, 예를 들면 1OO∼1OOOnm의 범위가 바람직하다. 또한 알루미늄층 상에 SiO, SiO2, SiN 등으로 이루어지는 산화 방지용의 보호층을 마련해도 좋다.
또한, 본 실시 형태에서는, 리튬 이온을 환원할 수 있는 것으로서 칼슘(Ca)을 채용했지만, 칼슘에 한정되지 않고, Mg, Al을 채용해도 좋다.
이상의 구성에서는, 각 화소 영역에서는, 기판(2)측으로부터, 화소 전극(양극)(111), 정공 수송층(110a), 유기 EL층(110b) 및 음극(12)의 순서로 적층되어 있다. 또한, 이와 같이 구성된 유기 EL장치(1)에서는, 각색의 유기 EL층(110b)에서는, 음극(12)의 칼슘층(12a)이 유기 EL층(110b)에 직접 접하여 유기 EL층(110b)에 전자를 주입하는 역할을 한다.
또한, 본 실시 형태의 유기 EL장치(1)는 증착법을 사용하여 형성된 전자 주입층을 구비한 유기 EL장치의 경우와 비교하면, 동일한 정도의 발광 특성 및 발광 수명을 얻을 수 있다.
다음에, 상기 유기 EL장치(1)를 제조하는 방법에 대해서 도 6a∼도 6d를 참조하여 설명한다. 또한, 기판(2)상에는, 각각 도 5에 나타낸, 박막 트랜지스터를 포함하는 회로 소자부(14), 뱅크부(112)(유기물 뱅크층(112a), 무기물 뱅크층(112b)), 및 화소 전극(111)이 이미 형성되어 있는 것으로 한다.
본 예의 제조 방법은 정공 수송층 형성 공정, 유기 EL층 형성 공정, 음극 형성 공정, 및 밀봉 공정 등을 갖는다.
또한, 여기서 설명하는 제조 방법은 일례로서, 필요에 따라서 기타의 공정을 없애거나 추가하기도 한다.
(정공 수송층 형성 공정)
도 6a에 나타내는 바와 같이, 화소 전극(111)이 형성된 기판(2) 상에, 정공 수송층(11Oa)을 형성한다.
정공 수송층 형성 공정에서는, 상술한 막형성 장치(30)에 의한 액체 토출법을 사용함에 의하여, 상술한 정공 수송층 형성 재료를 함유하는 조성물(액적)을 화소 전극(111)상에 토출한다.
액체 토출법에 의한 정공 수송층의 형성 순서로는, 액상체를 토출하기 위한 잉크젯 헤드(20)에, 정공 수송층(110a)의 재료를 함유하는 조성물 잉크를 충전하고, 잉크젯 헤드(20)의 토출 노즐을, 뱅크부(112)의 개구부내에 위치하는 화소 전극(111)에 대향시켜, 헤드(20)와 기판(2)을 상대 이동 키면서, 노즐로부터 1방울 당 액량이 제어된 잉크 방울을 토출한다(토출 공정). 그 후, 토출 후의 잉크 방울을 건조 처리하여 조성물 잉크에 함유되는 극성 용매(액체 재료)를 증발시킴으로써, 정공 수송층이 형성된다.
여기서 사용하는 조성물로는, 예를 들면, 폴리에틸렌 디옥시티오펜(PEDOT) 등의 폴리티오펜 유도체와 폴리스티렌설폰산(PSS) 등의 혼합물을, 극성 용매에 용해시킨 조성물을 사용할 수 있다. 극성 용매로는, 예를 들면, 이소프로필알콜(IPA), 노말 부탄올, γ-부티로락톤, N-메틸피롤리돈(NMP), 1,3-디메틸-2-이미다졸리디논(DMI) 및 그 유도체, 칼비톨아세테이트, 부틸칼비톨아세테이트 등의 글리콜에테르류 등을 들 수 있다.
보다 구체적인 조성물의 조성으로는 PEDOT:PSS 혼합물(PEDOT/PSS= 1:20):12.52중량%, IPA:10중량%, NMP:27.48중량%, DMI:50중량%의 것을 예시할 수 있다. 또한, 조성물의 점도는 2∼20Ps정도가 바람직하고, 특히 4∼15cPs정도가 좋다.
여기서, 본 실시 형태에서는, 발광 특성의 경시 변화가 다른 복수색(복수 종류)의 화소 영역에 대해서, 발광 특성의 경시 열화를 조정하기 위해서, 각색의 경시 열화 정도에 따라서 정공 수송층(110a)의 두께를 변경하고 있다. 도 7에, 백색의 색도를 CIE 색도 좌표로 (0.33, 0.33)으로 한 경우의 R·G·B 각각의 필요 휘도를 나타낸다. 이 도면에 나타내는 바와 같이, 예를 들면 백색 휘도로 15Ocd/㎡의 휘도를 얻기 위해서는, 적색 ;314cd/㎡, 녹색;629cd/㎡, 청색;209cd/㎡의 휘도가 각각 필요하게 된다. 또한, 경시 열화에 의해 백색 휘도로 1OOcd/㎡ 밖에 얻어지지 않는 경우는, 적색;2O9cd/㎡, 녹색;419cd/㎡, 청색;139cd/㎡의 휘도가 각각 필요하게 된다. 즉, 백색 휘도는 유기 EL장치에 부여하는 전압을 올림으로써 경시 열화에 대응할 수 있지만, 화이트 밸런스를 유지하기 위해서는 R·G·B 각각의 색의 경시 열화가 대응해 있을 필요가 있다.
도 8에, 각 색에 대응하는 정공 수송층(110a1∼110a3)의 두께와 경시 열화의 관계를 나타낸다. 이 도면에 나타내는 바와 같이, 동일한 두께(여기서는 70nm)로정공 수송층(110a1∼110a3)을 형성한 경우, 청색의 열화 정도가 다른색에 비해서 크다. 즉, 같은 두께의 정공 수송층(110a1∼110a3)을 사용하여 유기 EL층(110b1∼110b3)을 발광시킨 경우, 청색이 먼저 열화하기 때문에, 풀 칼라 패널에서는 경시 변화에 의해 적색 및 녹색에 의해 색도의 밸런스가 시프트하게 된다. 이것에 대해서, 청색의 정공 수송층(110a3)의 막 두께를 70nm로 유지하면서, 적색 및 녹색(소정 종류류의 발광 단위)의 경시 열화를 조정하기 위해서, 적색의 정공 수송층(11Oa1) 및 녹색의 정공 수송층(11Oa2)의 막두께를 50nm로 하면, 적색 및 녹색의 열화가 빠르게 이루어져 수명이 저하하게 되지만, R·G·B의 경시 열화가 동일하게 이루어져, 풀 칼라 시의 색도 밸런스를 일정하게 할 수 있다. 또한, 적색 및 녹색의 수명은 저하하지만, 청색의 수명에 맞출 뿐이기 때문에, 유기 EL 장치(1)로서의 수명에 영향을 미치는 것은 아니다.
따라서, 정공 수송층 형성 공정에서는, 제어장치(25)가 피에조 소자 (92)의 구동을 제어함에 의해, 최종적으로 청색의 정공 수송층(110a3)의 막두께가 70nm, 적색의 정공 수송층(110a1)의 막두께 및 녹색의 정공 수송층(110a2)의 막두께가 50nm로 되도록, 색에 따라 토출하는 액적(액상체)의 액적 중량 또는 액적수가 제어된다(열화 조정 공정). 그 후에 건조 처리 및 열처리를 행하여, 화소 전극(111)상에 정공 수송층(110a1∼110a3)을 형성한다.
또한, 이 정공 수송층 형성 공정을 포함하여 이 이후의 공정은, 물, 산소가 없는 분위기로 행함이 바람직하다. 예를 들면, 질소 분위기, 아르곤 분위기 등의 불활성 가스 분위기에서 행하는 것이 바람직하다.
(유기 EL층 형성 공정)
다음에, 도 6b에 나타내는 바와 같이, 정공 수송층(110a)이 적층된, 예를 들면, 청색용의 화소 전극(111)상에, 청색 유기 EL층(110b3)을 형성한다. 즉, 정공 수송층(110a)과 마찬가지로, 예를 들면 액적 토출법 등에 의해, 유기 EL층용 재료를 함유하는 조성물 잉크를 정공 수송층(11Oa)상에 토출한 후에 건조 처리 및 열처리하여, 뱅크부(112)에 형성된 개구부내에 청색 유기 EL층(110b3)을 형성한다.
유기 EL층 형성 공정에서는, 정공 수송층(110a)의 재용해를 방지하기 위해서, 유기 EL층 형성시에 사용하는 조성물 잉크의 용매로서, 정공 수송층(110a)에 대해서 불용인 무극성 용매를 사용한다. 이 경우, 무극성 용매에 대한 정공 수송층(110a)의 표면의 젖음성을 높이기 위해서, 유기 EL층 형성 전에 표면 개질 공정을 행하는 것이 바람직하다. 표면 개질 공정은 예를 들면 상기 무극성 용매와 동일한 용매 또는 이와 유사한 용매를 액체 토출법, 스핀 코팅법 또는 딥법 등에 의해 정공 수송층(11Oa)상에 도포한 뒤에 건조하여 행한다. 또한, 여기서 사용하는 표면 개질용 용매로는 조성물 잉크의 무극성 용매와 동일한 것으로서 예를 들면, 시클로헥실벤젠, 디하이드로벤조푸란, 트리메틸벤젠, 테트라메틸벤젠 등을 예시할 수 있고, 조성물 잉크의 무극성 용매와 유사한 것으로는, 예를 들면 톨루엔, 크실렌 등을 예시할 수 있다.
또한, 액적 토출법에 의한 유기 EL층의 형성 순서로는, 잉크젯 헤드(20)에, 예를 들면 청색 유기 EL층의 재료를 함유하는 조성물 잉크를 충전하고, 헤드(20)의 토출 노즐을, 뱅크부(112)의 개구부내에 위치하는 청색용의 정공 수송층(110a)에대향시켜, 헤드(20)와 기판(2)을 상대 이동시키면서, 토출 노즐로부터 1방울당 액량이 제어된 잉크 방울을 토출한다. 토출된 잉크 방울은, 정공 수송층(110a)상으로 퍼져서 뱅크부(112)의 개구부내에 채워진다. 이어서, 토출 후의 잉크 방울을 건조 처리함에 의해 조성물 잉크에 함유되는 무극성 용매가 증발하여, 청색 유기 EL층(110b3)이 형성된다. 이 후, 청색 유기 EL층(110b3)과 마찬가지로, 적색 유기 EL층의 재료를 함유하는 조성물 잉크 및 녹색 유기 EL층의 재료를 함유하는 조성물 잉크를 사용하여, 적색 유기 EL층(110b1) 및 녹색 유기 EL층(110b2)을 형성한다(도 6a 참조).
또한, 유기 EL층(110b)을 구성하는 발광 재료로는, 풀루오렌계 고분자 유도체나, (폴리)파라페닐렌비닐렌 유도체, 폴리페닐렌 유도체, 폴리플루오렌 유도체, 폴리비닐카바졸, 폴리티오펜 유도체, 페릴렌계 색소, 쿠마린계 색소, 로다민계 색소, 기타 벤젠 유도체에 가용인 저분자 유기 EL 재료, 고분자 유기 EL 재료 등을 들 수 있다. 예를 들면, 루브렌, 페릴렌, 9,10-디페닐안트라센, 테트라페닐부타디엔, 나일 레드, 쿠마린 6, 퀴나크리돈 등도 사용할 수 있다. 한편, 무극성 용매로는, 정공 수송층(11Oa)에 대해서 불용인 것이 바람직하고, 예를 들면, 시클로헥실벤젠, 디하이드로벤조푸란, 트리메틸벤젠, 테트라메틸벤젠 등을 사용할 수 있다.
여기서, 액적 토출법으로는, 상술한 피에조 방식 이외에도 대전 제어 방식, 가압 진동 방식, 전기열변환 방식, 정전 흡인 방식 등을 들 수 있다. 대전 제어 방식은 재료에 대전 전극으로 전하를 부여하고, 편향 전극으로 재료의 비상 방향을 제어하여 노즐로부터 토출시키는 것이다. 또한, 가압 진동 방식은 재료에 초고압을 인가하여 노즐 선단측에 재료를 토출시키는 것이며, 제어 전압을 인가하지 않은 경우에는 재료가 직진하여 노즐로부터 토출되고, 제어 전압을 인가하면 재료간에 정전적인 반발이 일어나, 재료가 비산하여 노즐로부터 토출되지 않는다. 또한, 전기 열변환 방식은 재료를 저장한 공간내에 마련한 히터에 의해, 재료를 급격히 기화시켜서 버블(기포)를 발생시켜, 버블의 압력에 의해서 공간내의 재료를 토출시키는 것이다. 정전 흡인 방식은 재료를 저장한 공간내에 미소 압력을 가하여, 노즐에 재료의 메니스커스를 형성하고, 이 상태에서 정전 인력을 가하고나서 재료를 인출하는 것이다. 또한, 이 외에, 전장에 의한 유체의 점성 변화를 이용하는 방식이나, 방전 불꽃으로 날리는 방식 등의 기술도 적용할 수 있다.
상기 액적 토출 기술 중, 피에조 방식은 재료에 열을 가하지 않기 때문에, 재료의 조성에 거의 영향을 미치기 않는다는 이점을 갖는다.
(음극 형성 공정)
다음에, 도 6d에 나타내는 바와 같이, 화소 전극(양극)(111)과 쌍을 이루는 대향 전극(음극)(12)을 형성한다. 즉, 유기 EL층(110b)을 포함하는 기판(2)상의 영역 전면에 칼슘층(12a)과 알루미늄층(12b)을 순차 적층하여 음극(12)을 형성한다. 이것에 의해, 적색 유기 EL층(110b1), 녹색 유기 EL층(110b2) 및 청색 유기 EL층(110b3)이 형성된 영역을 포함하는 유기 EL층(110b)의 형성 영역 전체에, 음극(12)이 적층되어, 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 각색에 대응하는 유기 EL 소자가 각각 형성된다.
음극(12)은 예를 들면 증착법, 스퍼터법, CVD법 등으로 형성하는 것이 바람직하고, 특히 증착법으로 형성하는 것이, 열에 의한 유기 EL층(110b)의 손상을 방지할 수 있는 점에서 바람직하다.
또한 음극(12)상에, 산화 방지를 위해서, SiO2, SiN 등의 보호층을 마련해도 좋다.
(밀봉 공정)
마지막으로, 유기 EL 소자(발광 소자)가 형성된 기판(2)과 밀봉 기판(3b)(도 3 참조)을 밀봉 수지를 거쳐서 밀봉한다. 예를 들면, 열경화 수지 또는 자외선 경화 수지로 이루어지는 밀봉 수지를 기판(2)의 주연부에 도포하고, 밀봉 수지상에 밀봉 기판(3b)을 배치한다. 밀봉 공정은 질소, 아르곤, 헬륨 등의 불활성 가스 분위기에서 행하는 것이 바람직하다. 대기 중에서 행하면, 음극(12)에 핀홀 등의 결함이 생긴 경우에 이 결함 부분으로부터 물이나 산소 등이 음극(12)에 침입하여 음극(12)이 산화될 우려가 있으므로 바람직하지 않다.
이 후, 기판(2)의 배선에 음극(12)을 접속하는 동시에, 기판(2)상 또는 외부에 마련되는 구동 IC(구동 회로)에 회로 소자부(14)(도 3참조)의 배선을 접속함에 의해, 본 예의 유기 EL장치(1)가 완성된다.
이상과 같이, 본 실시의 형태에서는, 정공 수송층의 막두께를 변경함으로써, 적색 및 녹색에서의 발광 특성의 경시 열화를, 가장 경시 열화 정도가 큰 청색에 맞추도록 조정하고 있으므로, 경시 변화가 생겨도 각색의 경시 열화가 동일하게 되어, 색도의 밸런스가 시프트하지 않아 양호한 발광 상태를 유지할 수 있게 된다.따라서, 소비자가 구입한 뒤에 화이트 밸런스를 재조정하거나, 복잡한 구동 회로를 마련할 필요가 없어진다. 또한, 본 실시 형태에서는 정공 수송층 재료를 포함하는 액상체를 액적으로서 토출할 때의 액적 중량 또는 액적수를 제어하는 간단한 구성·공정에 의해, 상술한 발광 특성의 경시 열화를 조정할 수 있으므로, 장치 구성을 간소화할 수 있게 되는 동시에, 생산 효율을 향상시킬 수도 있게 된다.
또한, 본 발명의 전기 광학 장치는 상기 유기 EL장치(발광체)를 표시 장치로서 구비한 것이며, 구체적으로는, 상술한 유기 EL 장치 외에도, 무기 일렉트로루미네선스, 플라즈마 디스플레이(PDP), 전계 방출 디스플레이(F ED) 등을 들 수 있다.
(실시예)
(1)뱅크에 의해서 둘러싸인 화소에 대해서, 정공 수송층 형성 재료를 R(적색)·G(녹색)·B(청색) 화소 각각에 10ng×10shot의 인자(印字)를 행하였다. 그 결과, R·G·B 화소 모두 막두께는 60nm였다.
(2)이 상태에서 R·G·B 각각에 발광층(유기 EL층)을 80nm 막형성하고, 이 위에 음극을 진공 증착법에 의해서 더 막형성하여 발광 소자로 하였다.
(3)이 소자의 수명 측정을 행한 결과, R·G·B의 각 반감 수명은 R:1800h, G:3000h, B:1000h 였다. 그러나, 백색 표시에서 칼라 밸런스가 무너지기 때문에, 백색이 얻어지는 시간은 700h이었다.
(4)다음에 뱅크에 의해서 둘러싸인 화소에 대해서, 정공 수송층 형성 재료를 각각 R화소에는 10ng×8shot, G화소에는 10ng×6shot, B화소에는 10ng×10shot의 액적 토출을 행하였다. 그 결과, R·G·B 화소의 막두께는 R화소:50nm, G화소:45nm, B화소:60nm로 되었다.
(5)이 상태에서 R·G·B 각각에 발광층을 80nm 막형성하고, 이 위에 음극을 진공 증착법에 의해서 더 막형성하여 발광 소자로 하였다.
(6)이 소자의 수명 측정을 행한 결과, R·G·B의 각 반감 수명은 R:l200h, G:1300h, B:1000h였다. 다만, 백색이 얻어지는 시간은 940h 이었다.
(7)즉, R, G의 색마다 수명은 저하하지만, 패널로서의 수명은 늘어나는 것이 입증되었다.
(제2 실시 형태)
도 9는 본 발명에서의 유기 EL장치(발광체)를 탑재한 전자 기기의 일례로서의 모바일형 퍼스널 컴퓨터를 나타내는 사시도이다.
모바일형 퍼스널 컴퓨터(200)는 키보드(201)를 구비한 본체부(202)와, 상기 제1 실시 형태에 의한 유기 EL 장치(발광체)로 이루어지는 표시 유니트(203)를 구비하고 있다.
(제3 실시 형태)
도 10은 본 발명에서의 유기 EL장치(발광체)를 탑재한 전자 기기의 일례로서의 휴대 전화를 나타내는 사시도이다.
휴대 전화(300)는 복수의 조작 버튼(301)과, 수화구(302)과, 송화구(303)와, 상기 제1 실시 형태에 의한 유기 EL장치(발광체)(304)를 구비하고 있다.
(제4 실시 형태)
도 11은 본 발명에서의 유기 EL 장치(발광체)를 탑재한 전자 기기의 일례로서의 디지탈 스틸 카메라를 나타내는 사시도이다. 또한, 외부 기기와의 접속에 대해서도 간이적으로 나타내고 있다.
디지탈 스틸 카메라(400)는 케이스(401)와, 그 배후에 마련되어, 상기 제1 실시 형태에 의한 유기 EL 장치(발광체)로 되는 표시 패널(402)과, 케이스(401)의 관찰측(도면에서는 이면측)에 마련되는 광학 렌즈나 CCD (Charge Coupled Device) 등을 포함한 수광 유니트(403)와, 셔터 버튼(4O4)과, 그 셔터 버튼(404)을 누른 시점에서의 CCD의 촬상 신호가 전송·격납되는 회로 기판(405)을 구비하고 있다. 이 표시 패널(402)에는 CCD 등의 촬상 소자에 의해 광전 변환하여 생성시킨 촬상 신호에 의하여, 표시가 행해진다.
또한, 이 디지탈 스틸 카메라(4O0)에서는 케이스(401)의 측면에 비디오 신호 출력 단자(406)와, 데이터 통신용의 입출력 단자(407)가 마련되어 있다. 또한, 도면에 나타내는 바와 같이, 전자의 비디오 신호 출력 단자(406)에는, 텔레비젼 모니터(500)가 또한, 후자의 데이터 통신용의 입출력 단자(407)에는 퍼스널 컴퓨터(600)가 각각 필요에 따라서 접속되어, 소정의 조작에 의해서, 회로 기판(405)의 메모리에 격납된 촬상 신호가, 텔레비젼 모니터(500)나, 퍼스널 컴퓨터(600)로 출력되는 구성으로 되어 있다.
또한, 본 발명에서의 유기 EL 장치(발광체)를 구비한 전자 기기로는 상기의 것에 한정되지 않고, 다른 예를 들면, 텔레비젼, 휴대용 텔레비젼, 뷰파인더형·모니터 직시형의 비디오 테이프 레코더, PDA, 휴대용 게임기, 차재용 오디오 기기, 자동차용 계기, CRT, 카 네비게이션 장치, 휴대용 소형 무선 호출기, 전자 수첩,계산기, 시계, 워드 프로세서, 워크 스테이션, 화상 전화, POS 단말, 터치 패널을 구비한 기기 등을 들 수 있다.
이상, 첨부한 도면을 참조하면서 본 발명에 의한 적합한 실시 형태에 대해서 설명했지만, 본 발명이 상기 예에 한정되지 않는 것은 말할 필요도 없다. 상술한 예에서 나타낸 각 구성 부재의 여러 형상이나 조합 등은 일례로서, 본 발명의 주지로부터 일탈하지 않는 범위에서 설계 요구 등에 의거하여 여러 변경이 가능하다.
예를 들면, 경시 열화를 조정(촉진)하기 위한 발광 단위에 대해서, 유기 EL층(110b)을 구성하는 발광 재료나, 정공 수송층(11Oa)을 구성하는 정공 수송층 형성 재료의 적어도 어느 하나(쌍방이어도 좋음)에 불순물 이온(예를 들면, F-, H2PO4 -, Cl-, NO2 -, Br-, NO3 -, SO4 2-등의 음이온종, 또는 Li+, Na+, NH4 +, K+, Ca2+, Mg2+, Rb+, Cs+, Ba2+등의 양이온종)을 혼합하여, 경시 열화 정도를 촉진시켜도 좋다. 이 경우도, 각색에서의 경시 열화 정도를 균일하게 할 수 있다.
또한, 음극(12)의 두께를 발광 단위에 따라 변경하는(패터닝하는) 구성으로 할 수도 있다. 예를 들면, 음극(12)은 칼슘층(12a)과 알루미늄층(12b)으로 형성되어 있지만, 경시 열화를 조정(촉진)하기 위한 발광 단위에 대하여, 저항이 큰 칼슘층을 두껍게 형성하는 구성으로 해도 좋다. 이 경우, 저항이 커짐으로써 높은 전압이 필요하게 되고, 효율 저하에 의해 경시 열화의 정도를 크게 할 수 있다. 이 경우, 음극(12)(칼슘층(12a))이 열화 조정 수단으로서의 전자 공급체로 된다. 또한, 전자 공급체에 의해 발광 특성의 경시 열화를 조정하는 방법으로는, 음극 이외에도, 전자 주입층을 마련하는 경우에는 전자 주입층의 막두께를 발광 단위에 따라 변경할 수 있다.
또한, 경시 열화를 조정(촉진)하기 위한 발광 단위에 대응하는 뱅크부만 밀봉 수지로부터 연장시키는 구성으로 할 수도 있다. 이 구성에서는, 연장한 뱅크부로부터 물이나 산소 등이 침입하여 음극이 산화하기 때문에, 그 발광 단위의 경시 열화를 촉진할 수 있다.
본 발명에 의하면, 발광 특성의 경시 변화가 다른 복수 종류의 발광 단위(예를 들면 EL 소자)를 포함하여 구성되는 발광체(예를 들면 EL장치)에서, 경시 변화가 생겨도 양호한 발광 상태를 얻을 수 있는 발광체, 또 이 발광체의 제조 방법 및 제조 장치, 전기 광학 장치 및 전자 기기를 제공할 수 있다.

Claims (13)

  1. 발광 특성의 경시 변화가 다른 복수 종류의 발광 단위를 갖는 발광체로서, 소정 종류의 발광 단위에서의 상기 발광 특성의 경시 열화를 조정하는 열화 조정 수단을 구비한 발광체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 발광 단위는 발광층과, 그 발광층에 대해서 정공을 공급하는 정공 공급체를 각각 갖고,
    상기 열화 조정 수단은 상기 소정 종류의 발광 단위에서 상기 발광 특성의 경시 열화에 의거하여, 두께가 조정된 상기 정공 공급체인 발광체.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 발광 단위는 발광층과, 그 발광층에 대해서 전자를 공급하는 전자 공급체를 각각 갖고,
    상기 열화 조정 수단은 상기 소정 종류의 발광 단위에서 상기 발광 특성의 경시 열화에 의거하여, 두께가 조정된 상기 전자 공급체인 발광체.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 발광 단위는 발광층과, 그 발광층에 대해서 정공을 공급하는 정공 공급체를 각각 갖고,
    상기 열화 조정 수단은 상기 소정 종류의 발광 단위에서 상기 발광 특성의 경시 열화에 의거하여, 불순물이 혼합된 상기 발광층과 상기 정공 공급체의 적어도 어느 하나인 발광체.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 열화 조정 수단은 상기 복수 종류의 발광 단위 중, 상기 발광 특성의 경시 열화 정도가 가장 큰 발광 단위에 맞추어, 상기 소정 종류의 발광 단위에서의 상기 발광 특성의 경시 열화를 조정하는 발광체.
  6. 제1항 기재의 발광체를 표시 장치로서 구비하는 전기 광학 장치.
  7. 제1항 기재의 발광체를 표시 장치로서 구비하는 전자 기기.
  8. 발광 특성의 경시 변화가 다른 복수 종류의 발광 단위를 갖는 발광체의 제조 방법으로서,
    소정 종류의 발광 단위에서의 상기 발광 특성의 경시 열화를 조정하는 열화 조정 공정을 갖는 발광체의 제조 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 발광 단위는 발광층과, 그 발광층에 대해서 정공을 공급하는 정공 공급체를 각각 갖고,
    상기 열화 조정 공정에서는 상기 소정 종류의 발광 단위에서 상기 발광 특성의 경시 열화에 의거하여, 상기 정공 공급체의 두께를 조정하는 발광체의 제조 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    정공 공급 재료를 포함하는 액상체를 토출하여, 상기 정공 공급체를 형성하는 토출 공정을 갖고,
    상기 열화 조정 공정에서는, 상기 토출 공정에서 토출하는 상기 액상체의 액적 중량 또는 액적수를 조정하는 발광체의 제조 방법.
  11. 발광 특성의 경시 변화가 다른 복수 종류의 발광 단위를 갖는 발광체의 제조 장치로서,
    소정 종류의 발광 단위에서의 상기 발광 특성의 경시 열화를 조정하는 열화 조정 장치를 갖는 발광체의 제조 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 발광 단위는 발광층과, 그 발광층에 대해서 정공을 공급하는 정공 공급체를 각각 갖고,
    상기 열화 조정 장치는 상기 소정 종류의 발광 단위에서 상기 발광 특성의 경시 열화에 의거하여, 상기 정공 공급체의 두께를 조정하는 발광체의 제조 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    정공 공급 재료를 포함하는 액상체를 토출하여, 상기 정공 공급체를 형성하는 토출 장치를 갖고,
    상기 열화 조정 장치는 상기 토출 장치로부터 토출하는 상기 액상체의 액적 중량 또는 액적수를 제어하는 제어장치인 발광체의 제조 장치.
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