KR20050022001A - 매트릭스형 발광 장치 - Google Patents

Abstract

매트릭스형 표시 소자 및 그 제조 방법에 있어서, 저 비용, 고 스루풋 및 광학재료의 자유도가 높은 것 등의 특징을 유지하면서, 패터닝의 정밀도를 향상시키는 것을 목적으로 하는 것으로서,

이 목적을 달성하기 위해서, 표시 기판상에 단차나 원하는 발액성·친액성의 분포나, 원하는 전위분포 등을 패시브 매트릭스형 표시 소자이면, 제1 버스 배선을 이용하고, 혹은 액티브 매트릭스형 표시 소자이면 주사선, 신호선, 공통 공급전선, 화소전극, 층간절연막, 차광층 등을 이용하여 형성하며, 그리고 그들을 이용하여 액상의 광학재료를 소정 위치에 선택적으로 도포한다.

Description

매트릭스형 발광 장치{Matrix type light emitting device}

본 발명은 매트릭스형 발광 장치에 관한 것으로, 특히 표시 기판상의 소정 위치에 선택적으로 형광재료(발광재료)나 광변조 재료 등의 광학재료를 배치한 구성을 가지며, 광학재료는 적어도 도포될 때에는 액상(液狀)인 EL 장치, EL 장치의 제조 방법, 매트릭스형 EL 장치, 매트릭스형 EL 장치의 제조 방법에 있어서, 광학재료를 소정 위치에 정확히 배치할 수 있도록 한 것이다.

LCD(Liquid Crystal Display)나 EL(Electroluminescense) 표시 소자 등의 매트릭스형 표시 소자는 경량, 박형, 고화질 및 고세밀화를 실현하는 표시 소자로서 다양한 종류가 사용되고 있다. 매트릭스형 표시 소자는 매트릭스형의 버스 배선과, 광학재료(발광재료 또는 광변조 재료)와, 필요에 따라서 다른 구조로써 구성된다.

여기에서, 단색의 매트릭스형 표시 소자이면, 배선이나 전극은 표시 기판상에 매트릭스형으로 배치할 필요는 있지만, 광학재료는 표시 기판 전면에 똑같이 도포하는 것도 가능하다.

이에 반해, 예를 들면 자체 발광하는 형태인 EL 표시 소자로 소위 컬러 매트릭스형 표시 소자를 실현하고자 하는 경우, 1화소마다 RGB와 같은 광의 삼원색에 대응하여 3개의 화소 전극을 배치함과 동시에, 각 화소 전극마다 RGB 중 어느 하나에 대응한 광학재료를 도포하지 않으면 안된다. 예를 들면, 광학재료를 소정의 위치에 선택적으로 배치할 필요가 있다.

그래서, 광학재료를 패터닝하는 방법의 개발이 요구되는 것이지만, 유효한 패터닝 방법의 후보로서는 에칭과 도포를 들 수 있다.

에칭에 의한 경우의 공정은 다음과 같이 된다.

먼저, 표시 기판상의 전면에 광학재료의 층을 형성한다. 다음에, 광학재료의 층상에 레지스트막을 형성하여, 그 레지스트막을 마스크를 통해 노광한 후에 패터닝한다. 그리고, 에칭을 행하고, 레지스트의 패턴에 따라서 광학재료층의 패터닝을 행한다.

그러나, 이 경우는 공정수가 많고, 각 재료, 장치가 고가이므로, 비용이 높아진다. 또한, 공정수가 많고, 각 공정이 복잡함으로써, 스루풋도 좋지 않다. 또한, 광학재료의 화학적 성질에 따라서는 레지스트나 에칭액에 대한 내성이 낮고, 이들의 공정이 불가능한 경우도 있다.

한편, 도포에 의한 경우의 공정은 다음과 같다.

우선, 광학재료를 용매에 녹여 액상으로 하고, 이 액상의 광학재료를 표시 기판상의 소정 위치에 잉크 제트 방식 등에 의해 선택적으로 도포한다. 그리고, 필요에 따라서, 가열이나 광조사 등에 의해 광학재료를 고형화한다. 이 경우는 공정수가 적고, 각 재료, 장치가 염가임으로, 비용이 저렴하게 된다. 또한, 공정수가 적고, 각 공정이 간략하게 됨으로써, 스루풋도 양호하다. 또한, 광학재료의 화학적 성질에 관계없이, 액상화가 가능하면, 이들의 공정이 가능하다.

상기와 같이 도포에 의한 패터닝의 방법은 일견 용이하게 실행가능한 것처럼 생각할 수 있다. 그러나, 본 발명자 등이 실험 등을 행하여 본 바, 잉크 제트 방식에 의해 광학재료를 도포할 때에는 그 광학재료를 용매에 의해 수십배 이상 희석하지 않으면 안되기 때문에, 그 유동성이 높고, 도포한 후에 그것의 고형화가 완료하기까지 도포 위치에 유지하고 있는 것이 곤란하다는 것이 판명되었다.

즉, 액상의 광학재료의 유동성에 기인하여, 패터닝의 정밀도가 나빠지는 것이다. 예를 들면, 어떤 화소에 도포된 광학재료가 인접하는 화소에 유출됨으로써, 화소의 광학 특성이 열화한다. 또한, 각 화소마다 도포 면적에 불균일이 생김으로써, 도포 두께에 불균일이 생기고, 광학재료의 광학특성에 불균일이 생긴다.

이러한 문제점은 도포시에는 액상이고, 후에 고형화되는 EL 표시 소자용 발광재료 등에서 현저하지만, 도포되었을 때 및 그 후에도 액상인 액정을 표시 기판상에 선택적으로 도포하는 경우에도 마찬가지로 생기는 문제점이다.

본 발명은 이러한 종래의 기술이 갖는 미해결의 과제에 착안하여 이루어진 것으로써, 저비용, 고스루풋 및 광학재료의 자유도가 높은 것 등의 특징을 유지하면서, 액상의 광학재료를 소정 위치에 확실히 배치할 수 있는 EL 장치, EL 장치의 제조 방법, 매트릭스형 EL 장치, 매트릭스형 EL 장치의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

상기 목적을 달성하기 위해서, 청구항 제1항에 따른 발명은 표시 기판상의 소정 위치에 선택적으로 광학재료를 배치한 구성을 가지며, 상기 광학재료는 적어도 상기 소정 위치에 도포될 때에는 액상인 매트릭스형 표시 소자에 있어서, 상기 소정 위치와 그 주위의 경계부분에 상기 광학재료를 선택적으로 도포하기 위한 단차를 갖는 것이다.

이 청구항 제1항에 따른 발명에 의하면, 상기와 같은 단차를 갖고 있기 때문에, 도포할 때에 광학재료가 액상일지라도 그것을 소정 위치에 선택적으로 배치할 수가 있다. 예를 들면, 이 청구항 제1항에 따른 매트릭스형 표시 소자는 광학재료가 소정 위치에 정확히 배치된 고성능의 매트릭스형 표시 소자이다.

상기 목적을 달성하기 위해서, 청구항 제2항에 따른 발명은 표시 기판상의 소정 위치에 선택적으로 광학재료를 배치한 구성을 가지며, 상기 광학재료는 적어도 상기 소정 위치에 도포될 때에는 액상인 매트릭스형 표시 소자의 제조 방법에 있어서, 상기 액상의 광학재료를 도포하기 위한 단차를 상기 표시 기판상의 상기 소정 위치와 그 주위의 경계부분에 형성되는 공정과, 상기 단차를 이용하여 상기 소정 위치에 상기 액상의 광학재료를 도포하는 공정을 구비하였다.

이 청구항 제2항에 따른 발명에 의하면, 액상의 광학재료를 도포하기 전에 단차를 형성하기 때문에, 소정 위치에 도포된 액상의 광학재료가 주위에 확장되는 것을 그 단차에 의해 저지할 수가 있다. 이 결과, 저비용, 고스루풋 및 광학재료의 자유도가 높은 것 등의 특징을 유지하면서, 패터닝의 정밀도를 향상시키는 것이 가능해진다.

청구항 제3항에 따른 발명은 상기 청구항 제2항에 따른 발명인 매트릭스형 표시 소자의 제조 방법에 있어서, 상기 단차는 상기 소정의 위치쪽이 그 주위보다도 낮게 되어 있는 오목형의 단차이고, 상기 표시 기판의 상기 액상의 광학재료가 도포되는 면을 위를 향하여, 상기 소정 위치에 상기 액상의 광학재료를 도포하도록 하였다.

이 청구항 제3항에 따른 발명에 의하면, 표시 기판의 광학재료가 도포되는 면을 위로 향하면, 단차에 의해서 형성되는 오목부도 윗방향으로 된다. 그리고, 그 오목부의 안쪽에 액상의 광학재료가 도포되면, 중력에 의해 오목부내에 광학재료가 고이게 됨으로써, 도포된 액상의 광학재료는 그것이 극단적으로 대량이 아닌 한 중력이나 표면장력 등에 의해서 오목부내에 고일 수 있기 때문에, 이 상태에서 예를 들면 건조시켜 광학재료를 고형화하여도 문제가 없고, 고정밀도의 패터닝을 행할 수 있다.

이것에 대하여, 청구항 제4항에 따른 발명은 상기 청구항 제2항에 따른 발명인 매트릭스형 표시 소자의 제조 방법에 있어서, 상기 단차는 상기 소정의 위치쪽이 그 주위보다도 높게 되어 있는 볼록형(凸形)의 단차이고, 상기 표시 기판의 상기 액상의 광학재료가 도포되는 면을 아래로 향하여, 상기 소정 위치에 상기 액상의 광학재료를 도포하도록 하였다.

이 청구항 제4항에 따른 발명에 의하면, 표시 기판의 광학재료가 도포 되는 면을 아래로 향하면, 단차에 의해서 형성되는 볼록부도 아래방향으로 된다. 그리고, 그 볼록부에 액상의 광학재료가 도포되면, 표면장력에 의해 볼록부상에 광학재료가 모여지게 되어, 도포된 액상의 광학재료는 그것이 극단적으로 대량이 아닌 한, 표면장력에 의해서 볼록부상에 고여있을 수 있기 때문에, 이 상태에서 예를 들면 건조시켜 광학재료를 고형화되어도 문제가 없고, 고정밀도의 패터닝을 행할 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위해서, 청구항 제5항에 따른 발명은 표시 기판상의 소정 위치에 선택적으로 광학재료를 배치한 구성을 가지며, 상기 광학재료는 적어도 상기 소정 위치에 도포될 때에는 액상인 매트릭스형 표시 소자의 제조 방법에 있어서, 상기 표시 기판상에 복수의 제1 버스 배선을 형성하는 공정과, 상기 액상의 광학재료를 도포하기 위한 단차를 표시 기판상의 상기 소정 위치와 그 주위의 경계부분에 형성하는 공정과, 상기 단차를 이용하여 상기 소정 위치에 상기 액상의 광학재료를 도포하는 공정과, 상기 제1 버스 배선과 교차하는 복수의 제2 버스 배선을 상기 광학재료를 덮도록 형성하는 공정을 구비하였다.

이 청구항 제5항에 따른 발명에 의하면, 소위 패시브 매트릭스형 표시 소자의 제조 방법에 있어서, 상기 청구항 제2항에 따른 발명과 같은 작용효과를 발휘할 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위해서, 청구항 제6항에 따른 발명은 표시 기판상의 소정 위치에 선택적으로 광학재료를 배치한 구성을 가지며, 상기 광학재료는 적어도 상기 소정 위치에 도포될 때에는 액상인 매트릭스형 표시 소자의 제조 방법에 있어서, 상기 표시 기판상에 복수의 제1 버스 배선을 형성하는 공정과, 상기 액상의 광학재료를 도포하기 위한 단차를 상기 표시 기판상의 상기 소정 위치와 그 주위의 경계부분에 형성하는 공정과, 상기 단차를 이용하여 상기 소정 위치에 상기 액상의 광학재료를 도포하는 공정과, 박리용 기판상에 박리층을 통해 복수의 제2 버스 배선을 형성하는 공정과, 상기 광학재료가 도포된 표시 기판상에 상기 박리용 기판상의 상기 박리층으로부터 박리된 구조를 상기 제1 버스 배선과 상기 제2 버스 배선이 교차하도록 전사하는 공정을 구비하였다.

이 청구항 제6항에 따른 발명에 의하면, 소위 패시브 매트릭스 표시 소자의 제조 방법에 있어서, 상기 청구항 제2항에 따른 발명과 같은 작용효과를 발휘할 수 있음과 동시에, 광학재료가 배치된 후에, 그 윗면에 제2 버스 배선용 층을 형성하여 이것을 에칭하는 공정이 행해지지 않는 만큼, 광학재료 등의 기초재료에의 그 후의 공정에 의한 손상을 경감하는 것이 가능하게 된다.

상기 목적을 달성하기 위해서, 청구항 제7항에 따른 발명은 표시 기판상의 소정 위치에 선택적으로 광학재료를 배치한 구성을 가지며, 상기 광학재료는 적어도 상기 소정 위치에 도포될 때에는 액상인 매트릭스형 표시 소자의 제조 방법에 있어서, 상기 표시 기판상에 복수의 주사선 및 신호선을 포함하는 배선과, 상기 소정 위치에 대응한 화소전극과, 상기 배선의 상태에 따라서 상기 화소전극의 상태를 제어하기 위한 스위칭 소자를 형성하는 공정과, 상기 액상의 광학재료를 도포하기 위한 단차를 상기 표시 기판상의 상기 소정 위치와 그 주위의 경계부분에 형성하는 공정과, 상기 단차를 이용하여 상기 소정 위치에 상기 액상의 광학재료를 도포하는 공정을 구비하였다.

이 청구항 제7항에 따른 발명에 의하면, 액티브 매트릭스형 표시 소자의 제조 방법에 있어서, 상기 청구항 제2항에 따른 발명과 같은 작용효과를 발휘할 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위해서, 청구항 제8항에 따른 발명은 표시 기판상의 소정 위치에 선택적으로 광학재료를 배치한 구성을 가지며, 상기 광학재료는 적어도 상기 소정 위치에 도포될 때에는 액상인 매트릭스형 표시 소자의 제조 방법에 있어서, 상기 액상의 광학재료를 도포하기 위한 단차를 상기 표시 기판상의 상기 소정 위치와 그 주위의 경계부분에 형성하는 공정과, 상기 단차를 이용하여 상기 소정 위치에 상기 액상의 광학재료를 도포하는 공정과, 박리용 기판상에 박리층을 통해 복수의 주사선 및 신호선을 포함하는 배선과, 상기 소정 위치에 대응한 화소전극과, 상기 배선의 상태에 따라서 상기 화소전극의 상태를 제어하기 위한 스위칭 소자를 형성하는 공정과, 상기 광학재료가 도포된 표시 기판상에 상기 박리용 기판상의 상기 박리층으로부터 박리된 구조를 전사하는 공정을 구비하였다.

이 청구항 제8항에 따른 발명에 의하면, 액티브 매트릭스 표시 소자의 제조 방법에 있어서, 상기 청구항 제2항에 따른 발명과 같은 작용 효과를 발휘할 수 있음과 동시에, 광학재료가 배치된 후에, 그 윗면에 배선용 층이나 화소전극용 층을 형성하여 이들을 에칭하는 공정이 행해지지 않는 만큼, 광학재료 등의 기초재료에의 그 후의 공정에 의한 손상이나, 주사선, 신호선, 화소전극 또는 스위칭 소자 등에의, 광학재료의 도포 등에 의한 손상을 경감하는 것이 가능해진다.

청구항 제9항에 따른 발명은 상기 청구항 제5항 또는 제6항에 따른 발명인 매트릭스형 표시 소자의 제조 방법에 있어서, 상기 단차는 상기 제1 버스 배선을 이용하여 형성되며, 상기 소정의 위치쪽이 그 주위보다도 낮게 되어 있는 오목형의 단차이고, 상기 액상의 광학재료를 도포하는 공정에서는 상기 표시 기판의 상기 액상의 광학재료가 도포될 면을 위로 향하여, 상기 소정 위치에 상기 액상의 광학재료를 도포하게 되어 있다.

이 청구항 제9항에 따른 발명에 의하면, 소위 패시브 매트릭스 표시 소자의 제조 방법에 있어서, 상기 청구항 제3항에 따른 발명과 같은 작용 효과를 발휘할 수 있음과 동시에, 제1 버스 배선을 이용하여 단차를 형성한 결과, 제1 버스 배선을 형성하는 공정의 일부 또는 전부가 단차를 형성하는 공정을 겸하게 되기 때문에, 공정의 증가를 억제할 수 있다.

청구항 제10항에 따른 발명은 상기 청구항 제7항에 따른 발명인 매트릭스형 표시 소자의 제조 방법에 있어서, 상기 단차는 상기 배선을 이용하여 형성되어, 상기 소정의 위치쪽이 그 주위보다도 낮게 되어 있는 오목형의 단차이고, 상기 액상의 광학재료를 도포하는 공정에서는 상기 표시 기판의 상기 액상의 광학재료가 도포되는 면을 위로 향하여, 상기 소정 위치에 상기 액상의 광학재료를 도포하게 되어 있다.

상기의 청구항 제10항에 따른 발명에 의하면, 액티브 매트릭스 표시 소자의 제조 방법에 있어서, 상기 청구항 제3항에 따른 발명과 같은 작용효과를 발휘할 수 있음과 동시에, 배선을 이용하여 단차를 형성한 결과, 배선을 형성하는 공정의 일부 또는 전부가 단차를 형성하는 공정을 겸하게 되기 때문에, 공정의 증가를 억제할 수 있다.

청구항 제11항에 따른 발명은 상기 청구항 제7항에 따른 발명인 매트릭스형 표시 소자의 제조 방법에 있어서, 상기 단차는 상기 화소전극을 이용하여 형성되며, 상기 소정의 위치쪽이 그 주위보다도 높게 되어 있는 볼록형의 단차이고, 상기 액상의 광학재료를 도포하는 공정에서는 상기 표시 기판의 상기 액상의 광학재료가 도포되는 면을 아래로 향하여, 상기 소정 위치에 상기 액상의 광학재료를 도포하게 되어 있다.

이 청구항 제11항에 따른 발명에 의하면, 액티브 매트릭스 표시 소자의 제조 방법에 있어서, 상기 청구항 제4항에 따른 발명과 같은 작용효과를 발휘할 수 있음과 동시에, 화소전극을 이용하여 단차를 형성한 결과, 화소전극을 형성하는 공정의 일부 또는 전부가 단차를 형성하는 공정을 겸하게 되기 때문에, 공정의 증가를 억제할 수 있다.

청구항 제12항에 따른 발명은 상기 청구항 제5항 내지 제8항에 따른 발명인 매트릭스형 표시 소자의 제조 방법에 있어서, 층간절연막을 형성하는 공정을 구비하며, 상기 단차는 상기 층간절연막을 이용하여 형성되어, 상기 소정의 위치쪽이 그 주위보다도 낮게 되어 있는 오목형 단차이고, 상기 액상의 광학재료를 도포하는 공정에서는 상기 표시 기판의 상기 액상의 광학재료가 도포되는 면을 위로 향하여, 상기 소정 위치에 상기 액상의 광학재료를 도포하게 되어 있다.

이 청구항 제12항에 따른 발명에 의하면, 소위 패시브 매트릭스 표시 소자의 제조 방법 및 소위 액티브 매트릭스 표시 소자의 제조 방법에 있어서, 상기 청구항 제3항에 따른 발명과 같은 작용 효과를 발휘할 수 있음과 동시에, 층간절연막을 이용하여 단차를 형성한 결과, 층간절연막을 형성하는 공정의 일부 또는 전부가 단차를 형성하는 공정을 겸하게 되기 때문에, 공정의 증가를 억제할 수 있다.

청구항 제13항에 따른 발명은 상기 청구항 제5항 내지 제8항에 따른 발명인 매트릭스형 표시 소자의 제조 방법에 있어서, 차광층을 형성하는 공정을 구비하며, 상기 단차는 상기 차광층을 이용하여 형성되며, 상기 소정의 위치쪽이 그 주위보다도 낮게 되어 있는 오목형의 단차이고, 상기 액상의 광학재료를 도포하는 공정에서는 상기 표시 기판의 상기 액상의 광학재료가 도포되는 면을 위로 향하여, 상기 소정 위치에 상기 액상의 광학재료를 도포하게 되어 있다.

상기의 청구항 제13항에 따른 발명에 의하면, 패시브 매트릭스 표시 소자의 제조 방법 및 소위 액티브 매트릭스 표시 소자의 제조 방법에 있어서, 상기 청구항 제3항에 따른 발명과 같은 작용효과를 발휘할 수 있음과 동시에, 차광층을 이용하여 단차를 형성한 결과, 차광층을 형성하는 공정의 일부 또는 전부가 단차를 형성하는 공정을 겸하게 되기 때문에, 공정의 증가를 억제할 수 있다.

청구항 제14항에 따른 발명은 상기 청구항 제2항, 제3항, 제5항 내지 제8항에 따른 발명인 매트릭스형 표시 소자의 제조 방법에 있어서, 상기 단차를 형성하는 공정은 액상의 재료를 도포한 후에 이것을 선택적으로 제거함으로써 단차를 형성하게 되어 있다. 액상의 재료로서는 레지스트 등을 적용할 수 있고, 레지스트를 적용한 경우에는 표시 기판 전면에 레지스트를 스핀코트하여 적당한 두께의 레지스트막을 형성하고, 그 레지스트막을 노광·에칭하여 소정 위치에 대응하여 오목부를 형성하고, 이것에 의해 단차를 형성할 수가 있다.

이 청구항 제14항에 따른 발명에 의하면, 상기 청구항 제2항,제3항, 제5항 내지 제8항에 따른 발명의 작용 효과에 추가하여, 단차를 형성하는 공정의 간략화가 가능하게 됨과 동시에, 기초재료에의 손상을 경감하면서 고저차가 큰 단차도 용이하게 형성하는 것이 가능하게 된다.

청구항 제15항에 따른 발명은 상기 청구항 제2항, 제3항, 제5항, 제7항에 따른 발명인 매트릭스형 표시 소자의 제조 방법에 있어서, 상기 단차를 형성하는 공정은 박리용 기판상에 박리층을 통해 단차를 형성하여, 그 박리용 기판상의 박리층으로부터 박리된 구조를 표시 기판상에 전사하게 되어 있다.

이 청구항 제15항에 따른 발명에 의하면, 상기 청구항 제2항, 제3항, 제5항, 제7항에 따른 발명의 작용효과에 추가하여, 박리 기판상에 별도로 형성된 단차를 전사하도록 되어 있기 때문에, 단차를 형성하는 공정의 간략화가 가능해짐과 동시에, 기초재료에의 손상을 경감하면서 고저차가 큰 단차도 용이하게 형성하는 것이 가능해진다.

청구항 제16항에 따른 발명은 상기 청구항 제2항, 제3항, 제5항 내지 제8항, 제10항에 따른 발명인 매트릭스형 표시 소자의 제조 방법에 있어서, 상기 단차의 높이(d_r)는 하기 수학식 (1)을 만족하도록 하였다.

d_a<d_r

단, d_a는 상기 액상의 광학재료의 일회당의 도포두께이다.

상기의 청구항 제16항에 따른 발명에 의하면, 액상의 광학재료의 표면장력에 의지하지 않아도 오목형의 단차를 초과하여, 소정 위치의 주위에 광학재료가 유출되는 것을 억제하는 것이 가능하게 된다.

청구항 제17항에 따른 발명은 상기 청구항 제16항에 따른 발명인 매트릭스형 표시 소자의 제조 방법에 있어서, 하기 수학식 2를 만족하도록 하였다.

V_d/(d_b. r)> E_t

단, V_d는 상기 광학재료에 인가되는 구동전압, d_b는 상기 액상의 광학재료의 각 도포 두께의 합, r은 상기 액상의 광학재료의 농도, E_t는 상기 광학재료의 광학 특성 변화가 나타나는 최소의 전계강도(임계 전계강도)이다.

이 청구항 제17항에 따른 발명에 의하면, 상기 청구항 제16항에 따른 발명의 작용효과에 추가하여, 도포 두께와 구동 전압의 관계가 명확화되어, 광학재료의 상기 광학효과가 발현하는 것이 보상된다.

청구항 제18항에 따른 발명은 상기 청구항 제2항, 제3항, 제5항 내지 제8항, 제10항에 따른 발명인 매트릭스형 표시 소자의 제조 방법에 있어서, 상기 단차의 높이(d_r)는 하기 수학식 3을 만족하도록 하였다.

d_f=d_r

단, d_f는 상기 광학재료의 완성시의 두께이다.

이 청구항 제18항에 따른 발명에 의하면, 단차와 완성시의 광학재료의 평탄성이 확보되어, 광학재료의 광학 특성 변화의 일양성과 단락의 방지가 가능해진다.

청구항 제19항에 따른 발명은 상기 청구항 제18항에 따른 발명인 매트릭스형 표시 소자의 제조 방법에 있어서, 상기 완성시의 두께(d_f)는 하기 수학식 4를 만족하도록 하였다.

V_d/d_f > E_t

단, V_d는 상기 광학재료에 인가되는 구동전압, E_t는 상기 광학재료의 광학특성변화가 나타나는 최소의 전계강도(임계 전계 강도)이다.

이 청구항 제19항에 따른 발명에 의하면, 상기 청구항 제18항에 따른 발명의 작용효과에 추가하여, 도포두께와 구동 전압의 관계가 명확화되어 광학재료의 상기 광학효과가 발현하는 것이 보상된다.

상기 목적을 달성하기 위해서, 청구항 제20항에 따른 발명은 표시 기판상의 소정 위치에 선택적으로 광학재료를 배치한 구성을 갖고, 상기 광학재료는 적어도 상기 소정 위치에 도포될 때에는 액상인 매트릭스형 표시 소자의 제조 방법에 있어서, 상기 표시 기판상의 상기 소정 위치의 친액성을 그 주위의 친액성 보다도 상대적으로 강하게 하는 공정과, 상기 소정 위치에 상기 액상의 광학재료를 도포하는 공정을 구비하였다.

이 청구항 제20항에 따른 발명에 의하면, 액상의 광학재료를 도포하기 전에 소정 위치의 친액성을 강하게 하도록 되어 있기 때문에, 소정 위치에 도포된 액상의 광학재료는 그 주위보다도 소정 위치에 쉽게 고이게 되어 있고, 소정 위치와 그 주위의 친액성의 차를 충분히 크게 해 두면, 소정 위치에 도포된 액상의 광학재료는 그 주위에는 확산되지 않는다. 이 결과, 저비용, 고스루풋 및 광학재료의 자유도가 높은 것 등의 특징을 유지하면서, 패터닝의 정밀도를 향상시키는 것이 가능해진다.

또, 표시 기판상의 소정 위치의 친액성을 그 주위의 친액성 보다도 상대적으로 강하게 하는 공정에서는 소정 위치의 친액성을 강하게하거나 소정 위치의 주위의 발액성을 강하게 하거나 혹은 그 양쪽을 행하는 것이 생각된다.

상기 목적을 달성하기 위해서, 청구항 제21항에 따른 발명은 표시 기판상의 소정 위치에 선택적으로 광학재료를 배치한 구성을 갖고, 상기 광학재료는 적어도 상기 소정 위치에 도포될 때에는 액상인 매트릭스형 표시 소자의 제조 방법에 있어서, 상기 표시 기판상에 복수의 제1 버스 배선을 형성하는 공정과, 상기 표시 기판상의 상기 소정 위치의 친액성을 그 주위의 친액성 보다도 상대적으로 강하게 하는 공정과, 상기 소정 위치에 상기 액상의 광학재료를 도포하는 공정과, 상기 제1 버스 배선과 교차하는 복수의 제2 버스 배선을 상기 광학재료를 덮도록 형성하는 공정을 구비하였다.

상기의 청구항 제21항에 따른 발명에 의하면, 패시브 매트릭스형 표시 소자의 제조 방법에 있어서, 상기 청구항 제20항에 따른 발명과 같은 작용효과를 발휘할 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위해서, 청구항 제22항에 따른 발명은 표시 기판상의 소정 위치에 선택적으로 광학재료를 배치한 구성을 갖고, 상기 광학재료는 적어도 상기 소정 위치에 도포될 때에는 액상인 매트릭스형 표시 소자의 제조 방법에 있어서, 상기 표시 기판상에 복수의 제1 버스 배선을 형성하는 공정과, 상기 표시 기판상의 상기 소정 위치의 친액성을 그 주위의 친액성 보다도 상대적으로 강하게하는 공정과, 상기 소정 위치에 상기 액상의 광학재료를 도포하는 공정과, 박리용 기판상에 박리층을 통해 복수의 제2 버스 배선을 형성하는 공정과, 상기 광학재료가 도포된 표시 기판상에 상기 박리용 기판상의 상기 박리층으로부터 박리된 구조를 상기 제1 버스 배선과 상기 제2 버스 배선이 교차하도록 전사하는 공정을 구비하였다.

이 청구항 제22항에 따른 발명에 의하면, 패시브 매트릭스 표시 소자의 제조 방법에 있어서, 상기 청구항 제20항에 따른 발명과 같은 작용효과를 발휘할 수 있음과 동시에, 광학재료가 배치된 후에, 그 윗면에 제2 버스 배선용 층을 형성하여 이것을 에칭하는 공정이 행해지지 않는 만큼, 광학재료 등의 기초재료에의 그 후의 공정에 의한 손상을 경감하는 것이 가능해진다.

상기 목적을 달성하기 위해서, 청구항 제23항에 따른 발명은 표시 기판상의 소정 위치에 선택적으로 광학재료를 배치한 구성을 갖고, 상기 광학재료는 적어도 상기 소정 위치에 도포될 때에는 액상인 매트릭스형 표시 소자의 제조 방법에 있어서, 상기 표시 기판상에 복수의 주사선 및 신호선을 포함하는 배선과, 상기 소정 위치에 대응한 화소전극과, 상기 배선의 상태에 따라서 상기 화소전극의 상태를 제어하기 위한 스위칭 소자를 형성하는 공정과, 상기 표시 기판상의 상기 소정 위치의 친액성을 그 주위의 친액성 보다도 상대적으로 강하게 하는 공정과, 상기 소정 위치에 상기 액상의 광학재료를 도포하는 공정을 구비하였다.

이 청구항 제23항에 따른 발명에 의하면, 소위 액티브 매트릭스형 표시 소자의 제조 방법에 있어서, 상기 청구항 제20항에 따른 발명과 같은 작용효과를 발휘할 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위해서, 청구항 제24항에 따른 발명은 표시 기판상의 소정 위치에 선택적으로 광학재료를 배치한 구성을 갖고, 상기 광학재료는 적어도 상기 소정 위치에 도포될 때에는 액상인 매트릭스형 표시 소자의 제조 방법에 있어서, 상기 표시 기판상의 상기 소정 위치의 친액성을 그 주위의 친액성 보다도 상대적으로 강하게하는 공정과, 상기 소정 위치에 상기 액상의 광학재료를 도포하는 공정과, 박리용 기판상에 박리층을 통해, 복수의 주사선 및 신호선을 포함하는 배선과, 상기 소정 위치에 대응한 화소전극과, 상기 배선의 상태에 따라서 상기 화소전극의 상태를 제어하기 위한 스위칭 소자를 형성하는 공정과, 상기 광학재료가 도포된 표시 기판상에 상기 박리용 기판상의 상기 박리층으로부터 박리된 구조를 전사하는 공정을 구비하였다.

이 청구항 제24항에 따른 발명에 의하면, 액티브 매트릭스 표시 소자의 제조 방법에 있어서, 상기 청구항 제20항에 따른 발명과 같은 작용효과를 발휘할 수 있음과 동시에, 광학재료가 배치된 후에, 그 윗면에 배선용 층이나 화소 전극용 층을 형성하여 이들을 에칭하는 공정이 행해지지 않는 만큼, 광학재료 등의 기초재료에의 그 후의 공정에 의한 손상이나, 주사선, 신호선, 화소전극 또는 스위칭 소자 등에의, 광학재료의 도포 등에 의한 손상을 경감하는 것이 가능해진다.

청구항 제25항에 따른 발명은 상기 청구항 제21항 또는 제22항에 따른 발명인 매트릭스형 표시 소자의 제조 방법에 있어서, 상기 표시 기판상의 상기 제1 버스 배선에 따라 발액성이 강한 분포를 형성함으로써, 상기 표시 기판상의 상기 소정 위치의 친액성을 그 주위의 친액성 보다도 상대적으로 강하도록 되어 있다.

이 청구항 제25항에 따른 발명에 의하면, 패시브 매트릭스 표시 소자의 제조 방법에 있어서, 상기 청구항 제20항에 따른 발명과 같은 작용효과를 발휘할 수 있음과 동시에, 제1 버스 배선에 따라 친액성이 강한 분포를 형성한 결과, 제1 버스 배선을 형성하는 공정의 일부 또는 전부가 상기 소정 위치의 친액성을 그 주위의 친액성 보다도 상대적으로 강하게 하는 공정을 겸하게 되기 때문에, 공정의 증가를 억제할 수 있다.

청구항 제26항에 따른 발명에 의하면, 상기 청구항 제23항에 따른 발명인 매트릭스형 표시 소자의 제조 방법에 있어서, 상기 표시 기판상의 상기 배선에 따라 발액성이 강한 분포를 형성함으로써, 상기 표시 기판상의 상기 소정 위치의 친액성을 그 주위의 친액성 보다도 상대적으로 강하게 되어 있다.

상기의 청구항 제26항에 따른 발명에 의하면, 액티브 매트릭스 표시 소자의 제조 방법에 있어서, 상기 청구항 제20항에 따른 발명과 같은 작용효과를 발휘할 수 있음과 동시에, 배선에 따라 친액성이 강한 분포를 형성한 결과, 배선을 형성하는 공정의 일부 또는 전부가 상기 소정 위치의 친액성을 그 주위의 친액성 보다도 상대적으로 강하게 하는 공정을 겸하게 되기 때문에, 공정의 증가를 억제할 수 있다.

청구항 제27항에 따른 발명은 상기 청구항 제23항에 따른 발명인 매트릭스형 표시 소자의 제조 방법에 있어서, 상기 표시 기판상의 상기 화소 전극 표면의 친액성을 강하게함으로써, 상기 표시 기판상의 상기 소정 위치의 친액성을 그 주위의 친액성 보다도 상대적으로 강하게 되어 있다.

이 청구항 제27항에 따른 발명에 의하면, 액티브 매트릭스 표시 소자의 제조 방법에 있어서, 상기 청구항 제20항에 따른 발명과 같은 작용효과를 발휘할 수 있음과 동시에, 화소 전극 표면의 친액성을 강하게 한 결과 화소전극을 형성하는 공정의 일부 또는 전부가 상기 소정 위치의 친액성을 그 주위의 친액성 보다도 상대적으로 강하게 하는 공정을 겸하게 되기 때문에, 공정의 증가를 억제할 수 있다.

청구항 제28항에 따른 발명은 상기 청구항 제21항 내지 제24항에 따른 발명인 매트릭스형 표시 소자의 제조 방법에 있어서, 층간절연막을 형성하는 공정을 구비하여, 상기 표시 기판상의 상기 층간절연막에 따라서 발액성이 강한 분포를 형성함으로써, 상기 표시 기판상의 상기 소정 위치의 친액성을 그 주위의 친액성 보다도 상대적으로 강하게 되어 있다.

이 청구항 제28항에 따른 발명에 의하면, 소위 패시브 매트릭스 표시 소자의 제조 방법 및 소위 액티브 매트릭스 표시 소자의 제조 방법에 있어서, 상기 청구항 제20항에 따른 발명과 같은 작용효과를 발휘할 수 있음과 동시에, 층간절연막에 따라 친액성이 강한 분포를 형성한 결과, 층간절연막을 형성하는 공정의 일부 또는 전부가 상기 소정 위치의 친액성을 그 주위의 친액성 보다도 상대적으로 강하게 하는 공정을 겸하게 되기 때문에, 공정의 증가를 억제할 수 있다.

청구항 제29 항에 따른 발명은 상기 청구항 제23 항에 따른 발명인 매트릭스형 표시 소자의 제조 방법에 있어서, 상기 화소전극의 표면은 노출되도록 층간절연막을 형성하는 공정을 구비하며, 상기 층간절연막을 형성할 때에는 상기 액상의 광학재료를 도포하기 위한 단차를 상기 화소전극의 표면이 노출되는 부분과 그 주위의 경계부분에 형성하고, 상기 층간절연막의 표면의 발액성을 강하게 함으로써, 상기 표시 기판상의 상기 소정 위치의 친액성을 그 주위의 친액성 보다도 상대적으로 강하게 되어 있다.

이 청구항 제29 항에 따른 발명에 의하면, 액상의 광학재료가 도포되기 전에, 층간절연막에 의해서 상기 청구항 제3항에 따른 발명과 같은 오목형의 단차가 형성됨과 동시에, 그 층간절연막의 표면의 발액성이 강하게 됨으로써 소정 위치의 친액성이 그 주위의 친액성 보다도 상대적으로 강하게 되어 있다. 이 때문에, 상기 청구항 제3항에 따른 발명의 작용과, 상기 청구항 제20 항에 따른 발명의 작용과의 양쪽이 발휘되기 때문에, 소정 위치에 도포된 액상의 광학재료가 주위에 확장되는 것을 보다 확실하게 저지할 수가 있다. 이 결과, 저 비용, 고스루풋 및 광학재료의 자유도가 높은 것 등의 특징을 유지하면서, 패터닝의 정밀도를 더욱 향상시키는 것이 가능해진다.

청구항 제30 항에 따른 발명은 상기 청구항 제21 항 내지 제24 항에 따른 발명인 매트릭스형 표시 소자의 제조 방법에 있어서, 차광층을 형성하는 공정을 구비하며, 상기 표시 기판상의 상기 차광층에 따라 발액성이 강한 분포를 형성함으로써, 상기 표시 기판상의 상기 소정 위치의 친액성이 그 주위의 친액성 보다도 상대적으로 강하게 되어 있다.

이 청구항 제30 항에 따른 발명에 의하면, 패시브 매트릭스 표시 소자의 제조 방법 및 소위 액티브 매트릭스 표시 소자의 제조 방법에 있어서, 상기 청구항 제20 항에 따른 발명과 같은 작용 효과를 발휘할 수 있음과 동시에, 차광층에 따른 친액성이 강한 분포를 형성한 결과, 차광층을 형성하는 공정의 일부 또는 전부가 상기 소정 위치의 친액성을 그 주위의 친액성 보다도 상대적으로 강하게 하는 공정을 겸하게 되기 때문에, 공정의 증가를 억제할 수 있다.

청구항 제31 항에 따른 발명은 상기 청구항 제20 항 내지 제24 항, 제26 항, 제27항, 제29 항에 따른 발명인 매트릭스형 표시 소자의 제조 방법에 있어서, 자외선을 조사하는 혹은 O₂, CF₃, Ar 등의 플라즈마를 조사함으로써, 상기 소정 위치와 그 주위의 친액성의 차를 크게하게 되어 있다.

이 청구항 제31 항에 따른 발명에 의하면, 예를 들면, 층간절연막 표면 등의 발액성을 용이하게 강하게 할 수가 있다.

청구항 제32항에 따른 상기 청구항 제2항 내지 제8항, 제10항, 제11항에 따른 발명인 매트릭스형 표시 소자의 제조 방법에 있어서, 상기 표시 기판상의 상기 소정 위치의 친액성을 그 주위의 친액성 보다도 상대적으로 강하게 하는 공정을 구비하였다.

또한, 청구항 제33항에 따른 발명은 상기 청구항 제20항 내지 제24항, 제26항, 제27항에 따른 발명인 매트릭스형 표시 소자의 제조 방법에 있어서, 상기 액상의 광학재료를 도포하기 위한 단차를 상기 표시 기판상의 상기 소정 위치와 그 주위의 경계부분에 형성하는 공정을 구비하였다.

그리고, 이들 청구항 제32항 또는 제33항에 따른 발명에 의하면, 상기 청구항 제29항에 따른 발명과 같이, 액상의 광학재료가 도포되기 전에, 소정의 단차가 형성됨과 동시에, 소정 위치의 친액성이 그 주위의 친액성 보다도 상대적으로 강하게 된다. 이를 위해, 상기 청구항 제3항에 따른 발명의 작용과, 상기 청구항 제20항에 따른 발명의 작용의 양쪽이 발휘되어지기 때문에, 소정 위치에 도포된 액상의 광학재료가 주위에 확산되는 것을 보다 확실하게 저지할 수가 있다. 이 결과, 저 비용, 고스루풋 및 광학재료의 자유도가 높은 것 등의 특징을 유지하면서, 패터닝의 정밀도를 더욱 향상시키는 것이 가능해진다.

상기 목적을 달성하기 위해서, 청구항 제34항에 따른 발명은 표시 기판상의 소정 위치에 선택적으로 광학재료를 배치한 구성을 가지며, 상기 광학재료는 적어도 상기 소정 위치에 도포될 때에는 액체 상태인 매트릭스형 표시 소자의 제조 방법에 있어서, 상기 표시 기판상에 상기 소정 위치와 그 주위가 다른 전위가 되도록 전위분포를 형성하는 공정과, 상기 전위분포를 이용하여 상기 액상의 광학재료를 상기 소정 위치에 선택적으로 도포하는 공정을 구비하였다.

이 청구항 제34항에 따른 발명에 의하면, 액상의 광학재료를 도포하기 전에 전위분포를 형성하기 위해서, 소정 위치에 도포된 액상의 광학재료가 주위에 확장되는 것을 그 전위 분포에 의해 저지할 수가 있다. 이 결과, 저비용, 고 스루풋 및 광학재료의 자유도가 높은 것 등의 특징을 유지하면서, 패터닝의 정밀도를 향상시키는 것이 가능해진다.

상기 목적을 달성하기 위해서, 청구항 제35항에 따른 발명은 표시 기판상의 소정 위치에 선택적으로 광학재료를 배치한 구성을 가지며, 상기 광학재료는 적어도 상기 소정 위치에 도포될 때에는 액체 상태인 매트릭스형 표시 소자의 제조 방법에 있어서, 상기 표시 기판상에 상기 소정 위치와 그 주위가 다른 전위로 되도록 전위분포를 형성하는 공정과, 상기 액상의 광학재료를 상기 소정 위치의 주위 사이에서 척력이 발생하는 전위에 대전시키고 나서, 상기 소정 위치에 도포하는 공정을 구비하였다.

이 청구항 제35항에 따른 발명에 의하면, 도포된 액상의 광학재료와 소정 위치의 주위 사이에서 척력이 생기기 때문에, 소정 위치에 도포된 액상의 광학재료가 주위에 확산되는 것을 저지할 수가 있다. 이 결과, 저 비용, 고스루풋 및 광학재료의 자유도가 높은 것 등의 특징을 유지하면서, 패터닝의 정밀도를 향상시키는 것이 가능해진다.

상기 목적을 달성하기 위해서, 청구항 제36항에 따른 발명은 표시 기판상의 소정 위치에 선택적으로 광학재료를 배치한 구성을 갖으며, 상기 광학재료는 적어도 상기 소정 위치에 도포될 때에는 액상인 매트릭스형 표시 소자의 제조 방법에 있어서, 상기 표시 기판상에 복수의 제1 버스 배선을 형성하는 공정과, 상기 표시 기판상에 상기 소정 위치와 그 주위가 다른 전위로 되도록 전위 분포를 형성하는 공정과, 상기 액상의 광학재료를 상기 소정 위치의 주위 사이에서 척력이 발생하는 전위에 대전시키고 나서, 상기 소정 위치에 도포하는 공정과, 상기 제1 버스 배선과 교차하는 복수의 제2 버스 배선을 상기 광학재료를 덮도록 형성하는 공정을 구비하였다.

이 청구항 제36항에 따른 발명에 의하면, 패시브 매트릭스형 표시 소자의 제조 방법에 있어서, 상기 청구항 제35항에 따른 발명과 같은 작용효과를 발휘할 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위해서, 청구항 제37항에 따른 발명은 표시 기판상의 소정 위치에 선택적으로 광학재료를 배치한 구성을 가지며, 상기 광학재료는 적어도 상기 소정 위치에 도포될 때에는 액상인 매트릭스형 표시 소자의 제조 방법에 있어서, 상기 표시 기판상에 복수의 제1 버스 배선을 형성하는 공정과, 상기 표시 기판상에 상기 소정 위치와 그 주위가 다른 전위로 되도록 전위 분포를 형성하는 공정과, 상기 액상의 광학재료를 상기 소정 위치의 주위 사이에서 척력이 발생하는 전위에 대전시키고 나서, 상기 소정 위치에 도포하는 공정과, 박리용 기판상에 박리층을 통해 복수의 제2 버스 배선을 형성하는 공정과, 상기 광학재료가 도포된 표시 기판상에 상기 박리용 기판상의 상기 박리층으로부터 박리된 구조를 상기 제1 버스 배선과 상기 제2 버스 배선이 교차하도록 전사하는 공정을 구비하였다.

이 청구항 제37항에 따른 발명에 의하면, 패시브 매트릭스 표시 소자의 제조 방법에 있어서, 상기 청구항 제35항에 따른 발명과 같은 작용효과를 발휘할 수 있음과 동시에, 광학재료가 배치된 후에, 그 윗면에 제2 버스 배선용 층을 형성하여 이것을 에칭하는 공정이 행해지지 않는 만큼, 광학재료 등의 기초재료에의 그 후의 공정에 의한 손상을 경감하는 것이 가능해진다. 상기 목적을 달성하기 위해서, 청구항 제38항에 따른 발명은 표시 기판상의 소정 위치에 선택적으로 광학재료를 배치한 구성을 가지며, 상기 광학재료는 적어도 상기 소정 위치에 도포될 때에는 액상인 매트릭스형 표시 소자의 제조 방법에 있어서, 상기 표시 기판상에 복수의 주사선 및 신호선을 포함하는 배선과, 상기 소정 위치에 대응한 화소전극과, 상기 배선의 상태에 따라서 상기 화소전극의 상태를 제어하기 위한 스위칭 소자를 형성하는 공정과, 상기 표시 기판상에 상기 소정 위치와 그 주위가 다른 전위로 되도록 전위분포를 형성하는 공정과, 상기 액상의 광학재료를 상기 소정 위치의 주위 사이에서 척력이 발생하는 전위에 대전시키고 나서, 상기 소정 위치에 도포하는 공정을 구비하였다.

이 청구항 제38항에 따른 발명에 의하면, 소위 활동적 매트릭스형 표시 소자의 제조 방법에 있어서, 상기 청구항 제35항에 따른 발명과 같은 작용효과를 발휘할 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위해서, 청구항 제39항에 따른 발명은 표시 기판상의 소정 위치에 선택적으로 광학재료를 배치한 구성을 가지며, 상기 광학재료는 적어도 상기 소정 위치에 도포되었을 때에는 액상인 매트릭스형 표시 소자의 제조 방법에 있어서, 상기 표시 기판상에 상기 소정 위치와 그 주위가 다른 전위로 되도록 전위분포를 형성하는 공정과, 상기 액상의 광학재료를 상기 소정 위치의 주위 사이에서 척력이 발생하는 전위에 대전시키고 나서, 상기 소정 위치에 도포하는 공정과, 박리용 기판상에 박리층을 통해 복수의 주사선 및 신호선을 포함하는 배선과, 상기 소정 위치에 대응한 화소전극과, 상기 배선의 상태에 따라서 상기 화소전극의 상태를 제어하기 위한 스위칭 소자를 형성하는 공정과, 상기 광학재료가 도포된 표시 기판상에 상기 박리용 기판상의 상기 박리층으로부터 박리된 구조를 전사하는 공정을 구비하였다.

상기의 청구항 제39항에 따른 발명에 의하면, 액티브 매트릭스 표시 소자의 제조 방법에 있어서, 상기 청구항 제35항에 따른 발명과 같은 작용효과를 발휘할 수 있음과 동시에, 광학재료가 배치된 후에, 그 윗면에 배선용 층이나 화소전극용 층을 형성하여 이들을 에칭하는 공정이 행해지지 않는 만큼, 광학재료 등의 기초재료에의 그 후의 공정에 의한 손상이나, 주사선, 신호선, 화소전극 또는 스위칭 소자 등에의, 광학재료의 도포 등에 의한 손상을 경감하는 것이 가능해진다.

청구항 제40항에 따른 발명은 상기 청구항 제35항 내지 제39항에 따른 발명인 매트릭스형 표시 소자의 제조 방법에 있어서, 상기 전위분포는 적어도 상기 표시 기판상의 상기 소정 위치의 주위가 대전하도록 형성하였다.

이 청구항 제40항에 따른 발명에 의하면, 액상의 광학재료를 대전시킴으로써 확실히 척력(斥力)을 발생시킬 수 있게 된다.

청구항 제41항에 따른 발명은 상기 청구항 제36항 또는 제37항에 따른 발명인 매트릭스형 표시 소자의 제조 방법에 있어서, 상기 전위분포는 상기 제1 버스 배선에 전압을 인가함으로써 형성하도록 하였다.

또한, 청구항 제42항에 따른 발명은 상기 청구항 제38항에 따른 발명인 매트릭스형 표시 소자의 제조 방법에 있어서, 상기 전위분포는 상기 배선에 전압을 인가함으로써 형성하도록 하였다.

그리고, 청구항 제43항에 따른 발명은 상기 청구항 제38항에 따른 발명인 매트릭스형 표시 소자의 제조 방법에 있어서, 상기 전위분포는 상기 화소전극에 전압을 인가함으로써 형성하도록 하였다.

또한, 청구항 제44항에 따른 발명은 상기 청구항 제38항에 따른 발명인 매트릭스형 표시 소자의 제조 방법에 있어서, 상기 전위분포는 상기 주사선에 순차 전압을 인가하며, 동시에 상기 신호선에 전위를 인가하여 상기 화소전극에 상기 스위칭 소자를 통해 전압을 인가함으로써 형성하도록 하였다.

또한, 청구항 제45항에 따른 발명은 상기 청구항 제35항 내지 재 39항에 따른 발명인 매트릭스형 표시 소자의 제조 방법에 있어서, 차광층을 형성하는 공정을 구비하며, 상기 전위분포는 상기 차광층에 전압을 인가함으로써 형성되도록 하였다.

이들 청구항 제41항 내지 제45항에 따른 발명에 의하면, 매트릭스형 표시 소자가 구비하는 구성을 이용하여 전위분포를 형성하기 때문에, 공정의 증가를 억제할 수 있다.

청구항 제46항에 따른 발명은 상기 청구항 제34항 내지 39항, 제42항 내지 제44항에 따른 발명인 매트릭스형 표시 소자의 제조 방법에 있어서, 상기 전위분포는 상기 소정 위치와 그 주위가 역극성으로 되도록 형성하도록 하였다.

이 청구항 제46항에 따른 발명에 의하면, 액상의 광학재료와 소정 위치 사이에는 인력이 발생하여 액상의 광학재료와 소정 위치의 주위 사이에는 척력이 발생하기 때문에, 광학재료가 소정 위치에서 고이기 쉽게 되어 패터닝의 정밀도 더욱 향상된다.

또, 상기 청구항 제2항 내지 제8항, 제10항, 제11항, 제20항 내지 제24항, 제26항, 제27항, 제29항, 제34항 내지 제39항, 제42항 내지 제44항에 따른 발명인 매트릭스형 표시 소자의 제조 방법에 있어서의 상기 광학재료로서는 예를 들면, 청구항 제47항에 따른 발명과 같이, 무기 또는 유기의 형광재료(발광재료)를 적용할 수가 있다. 형광재료(발광재료)로서는 EL(Electroluminescense)가 가장 적합하다. 액상의 광학재료로 하기 위해서는 적당한 용매에 녹여서 용액으로 하면 된다.

또한, 상기 청구항 제2항, 제3항, 제5항 내지 제8항, 제10항, 제20항 내지 제24항, 제26항, 제27항, 제29항, 제34항 내지 제39항, 제42항 내지 제44항에 따른 발명인 매트릭스형 표시 소자의 제조 방법에 있어서의 상기 광학재료에서는 예를 들면, 청구항 제48항에 따른 발명과 같이, 액정을 적용할 수도 있다.

청구항 제49항에 따른 발명은 상기 청구항 제7항, 제8항, 제10항, 제11항, 제23항, 제24항 제26항, 제27항, 제38항, 제39항, 제42항 내지 제44항에 따른 발명인 매트릭스형 표시 소자의 제조 방법에 있어서, 상기 스위칭 소자는 비정질 실리콘, 600℃ 이상의 고온 공정으로 형성된 다결정 실리콘 또는 600℃ 이하의 저온 공정으로 형성된 다결정 실리콘에 의해 형성하도록 하였다.

이 청구항 제49항에 따른 발명에 의해서도, 광학재료의 패터닝의 정밀도를 향상시키는 것이 가능해진다. 특히 저온 공정으로 형성된 다결정 실리콘을 사용한 경우에는 글래스 기판의 사용에 의한 저비용화와, 고이동도에 의한 고성능화를 양립할 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참조하면서 설명한다.

(1) 제 1 실시예

도 1 내지 도 5는 본 발명의 제 1 실시예를 도시한 도이고, 이 실시예는 본 발명에 따른 매트릭스형 표시 소자 및 그 제조 방법을 EL 표시 소자를 사용한 액티브 매트릭스형 표시장치에 적용한 것이다. 보다 구체적으로는 배선으로서의 주사선, 신호선 및 공통 전력 공급선을 이용하여, 광학재료로서의 발광재료의 도포를 행하는 예를 예시하고 있다.

도 1은 본 실시예에 있어서의 표시장치(1)의 일부를 도시한 회로도로서, 이 표시장치(1)는 투명한 표시 기판상에 복수의 주사선(131)과, 이들 주사선(131)에 대하여 교차하는 방향으로 연장되는 복수의 신호선(132)과, 이들 신호선(132)에 병렬로 연장되는 복수의 공통 공급전선(133)이 각각 배선된 구성을 갖음과 동시에, 주사선(131) 및 신호선(132)의 각 교점마다, 화소영역소(1A)가 형성되어 있다.

신호선(132)에 대해서는 시프트 레지스트, 레벨 시프터, 비디오 라인, 아날로그 스위치를 구비하는 데이터측 구동회로(3)가 형성되어 있다.

또한, 주사선(131)에 대해서는 시프트 레지스트 및 레벨 시프터를 구비하는 주사측 구동회로(4)가 형성되어 있다. 또한, 화소영역(lA)의 각각에는 주사선(131)을 통해 주사신호가 게이트 전극에 공급되는 스위칭 박막 트랜지스터와, 이 스위칭 박막 트랜지스터를 통해 신호선(132)으로부터 공급되는 화상신호를 유지하는 유지용량(cap)과, 해당 유지용량(cap)에 의해서 유지된 화상신호가 게이트 전극에 공급되는 전류 박막 트랜지스터(43)와, 이 전류 박막 트랜지스터(43)를 통해 공통 공급전선(133)에 전기적으로 접속하였을 때에 공통 공급전선(133)으로부터 구동 전류가 유입되는 화소전극(141)과, 이 화소전극(141)과 반사전극(154) 사이에 끼워진 발광소자(140)가 형성되어 있다.

이러한 구성이면, 주사선(131)이 구동되어 스위칭 박막 트랜지스터가 온으로 되면, 그 때의 신호선(132)의 전위가 유지용량(cap)에 유지되어, 해당 유지용량(cap)의 상태에 따라서, 전류 박막 트랜지스터(43)의 온·오프 상태가 결정된다. 그리고, 전류 박막 트랜지스터(43)의 채널을 통해, 공통 공급전선(133)으로부터 화소전극(141)에 전류가 흐르고, 또한 발광소자(140)를 통하여 반사전극(154)에 전류가 흐르기 때문에, 발광소자(140)는 이것을 흐르는 전류량에 따라서 발광한다.

여기서, 각 화소영역(1A)의 평면구조는 반사전극이나 발광소자를 제거한 상태에서의 확대 평면도인 도 2에 도시된 바와 같이, 평면형상이 직사각형의 화소전극(141)의 사방이 신호선(132), 공통 공급전선(133), 주사선(131) 및 도시하지 않은 다른 화소 전극용 주사선에 의해서 둘러싸인 배치로 되어 있다.

도 3 내지 도 5는 화소영역(lA)의 제조과정을 순차 도시한 단면도로서, 도 2의 A-A선 단면에 상당한다. 이하, 도 3 내지 도 5에 따라서, 화소영역(lA)의 제조공정을 설명한다.

우선, 도 3a에 도시된 바와 같이, 투명의 표시 기판(121)에 대하여, 필요에 따라서, TEOS(테트라에톡시실란)나 산소 가스 등을 원료 가스로서 플라즈마 CVD 법에 의해 두께가 약 2000 내지 5000 옴스트롬의 실리콘 산화막으로 이루어진 기초보호막(도시하지 않음)을 형성한다. 이어서, 표시 기판(121)의 온도를 약 350^oC에 설정하여, 기초 보호막의 표면에 플라즈마 CVD법에 의해 두께가 약 300 내지 700 옴스트롬의 아몰퍼스의 실리콘막으로 이루어진 반도체막(200)을 형성한다. 다음에 아몰퍼스의 실리콘막으로 이루어진 반도체막(200)에 대하여, 레이저 어닐 또는 고상 성장법 등의 결정화 공정을 행하여, 반도체막(200)을 폴리실리콘막으로 결정화한다. 레이저 어닐법으로서는 예를 들면, 액시머 레이저로 빔의 장치가 400mm의 라인빔을 사용하고, 그 출력강도는 예를 들면, 200mJ/cm²이다. 라인빔에 관해서는 그 단치방향에서의 레이저 강도의 피크치의 90%에 상당하는 부분이 각 영역마다 겹치도록 라인빔을 주사한다.

이어서, 도 3b에 도시된 바와 같이, 반도체막(200)을 패터닝하여 섬장의 반도체막(210)으로 하고, 그 표면에 대하여, TEOS(테트라에톡시실란)나 산소 가스 등을 원료 가스로서 플라즈마 CVD법에 의해 두께가 약 600 내지 1500 옴스트롬의 실리콘 산화막 또는 질화막으로 이루어진 게이트 절연막(220)을 형성한다. 또, 반도체막(210)은 전류 박막 트랜지스터(43)의 채널영역 및 소스·드레인 영역이 되는 것이지만, 다른 단면 위치에 있어서는 스위칭 박막 트랜지스터의 채널영역 및 소스 · 드레인 영역이 되는 반도체막도 형성되어 있다. 예를 들면, 도 3 내지 도 5에 도시한 제조 공정에서는 2종류의 트랜지스터(143)가 동시에 만들어지는 것이지만, 같은 순서로 만들어지기 때문에, 이하의 설명에서는 트랜지스터에 관해서는 전류 박막 트랜지스터(43)에 관해서만 설명하고, 스위칭 박막 트랜지스터에 관해서는 설명을 생략한다.

이어서, 도 3c에 도시된 바와 같이, 알루미늄, 탄탈, 몰리브덴, 티타늄, 텅스텐 등의 금속막으로 이루어진 도전막을 스패터법에 의해 형성한 후, 패터닝하여, 게이트 전극(143A)을 형성한다.

이 상태에서, 고농도의 인이온을 투입하여, 실리콘 박막(210)에, 게이트 전극(143A)에 대하여 자기 정합적으로 소스·드레인 영역(l43a, 143b)을 형성한다. 또, 불순물이 도입되지 않은 부분이 채널영역(143c)이 된다.

이어서, 도 3d에 도시된 바와 같이, 층간절연막(230)을 형성한 후, 콘택트홀(232, 234)을 형성하여, 그들 콘택트홀(232, 234)내에 중계전극(236, 238)을 투입한다.

이어서, 도 3e에 도시된 바와 같이, 층간절연막(230)상에, 신호선(132), 공통 공급전선(133) 및 주사선(도 3에는 도시하지 않음)을 형성한다. 이 때, 신호선(132), 공통 공급전선(133) 및 주사선의 각 배선은 배선으로서 필요한 두께에 구애되지 않고 충분히 두텁게 형성한다. 구체적으로는 각 배선을 1 내지 2μm 정도의 두께로 형성한다. 여기서 중계전극(238)과 각 배선은 동일 공정으로 형성되어 있어도 무방하다. 이 때, 중계전극(236)은 후술하는 ITO 막에 의해 형성되어지게 된다. 그리고, 각 배선의 표면을 덮도록 층간절연막(240)을 형성하여, 중계전극(236)에 대응한 위치에 콘택트 홀(242)을 형성하여, 그 콘택트 홀(242)내에도 매립되도록 ITO막을 형성하여, 그 ITO막을 패터닝하여, 신호선(132), 공통 공급전선(133) 및 주사선에 둘러싸인 소정 위치에, 소스·드레인 영역(143a)에 전기적으로 접속하는 화소전극(141)을 형성한다.

여기서, 도 3e에서는 신호선(132) 및 공통 공급전선(133)에 삽입된 부분이 광학재료가 선택적으로 배치되는 소정 위치에 상당하는 것이다. 그리고, 그 소정 위치와 그 주위간에는 신호선(132)이나 공통 공급전선(133)에 의해서 단차(111)가 형성되어 있다. 구체적으로는 소정의 위치쪽이 그 주위보다도 낮게 되어 있는 오목형의 단차(111)가 형성되어 있다.

이어서, 도 4a에 도시된 바와 같이, 표시 기판(121)의 표면을 위로 향한 상태로, 잉크 젝트 헤드방식에 의해 발광소자(140)의 하층부분에 접촉되는 정공주입층을 형성하기 위한 액상(용매에 녹여진 용액액상)의 광학재료(전구체)(114A)를 토출하여, 이것을 단차(111)로 둘러싸인 영역내(소정 위치)에 선택적으로 도포한다. 또, 잉크 제트 방식의 구체적인 내용은 본 발명의 요지가 아니기 때문에, 생략한다 (이러한 방식에 관해서는 예를 들면, 특개명 56-13184호 공보나 특개평 2-167751호공보를 참조).

정공주입층을 형성하기 위한 재료로서는 폴리머 전구체가 폴리테트라하이드로티오페닐페닐렌인 폴리페닐렌비닐렌, 1, 1-비스-(4-N, N-디트릴아미노페닐) 사이클로헥산, 트리스(8-하이드록시퀴놀리놀)알루미늄 등을 들 수 있다. 이 때, 액상의 전구체(114A)는 유동성이 높기 때문에, 수평방향으로 넓어지려고 하지만, 도포된 위치를 둘러싸도록 단차(111)가 형성되어 있기 때문에, 그 액상의 전구체(114A)의 1회당의 도포량을 극단적으로 대량으로 하지 않으면, 액상의 전구체(114A)가 단차(111)를 넘어서 소정 위치의 외측에 확산되는 것이 방지된다.

이어서, 도 4b에 도시된 바와 같이, 가열 혹는 광조사에 의해 액상의 전구체(114A)의 용매를 증발시켜, 화소전극(141)상에 고형이 얇은 정공주입층(140a)을 형성한다. 여기서는 액상의 전구체(114A)의 농도에 의한 것이지만, 얇은 정공주입층(140a) 외엔 형성되지 않는다. 그래서, 보다 두꺼운 정공주입층(140 a)을 필요로 하는 경우에는 도 4a 및 도 4b의 공정을 필요한 회수 반복하여 실행하여, 도 4c에 도시된 바와 같이, 충분한 두께의 정공주입층(140A)을 형성한다.

이어서, 도 5a에 도시된 바와 같이, 표시 기판(121)의 표면을 위로 향한 상태로, 잉크젝트 헤드방식에 의해, 발광소자(140)의 상층부분에 닿는 유기 반도체막을 형성하기 위한 액상(용매에 녹여진 용액상태)의 광학재료(유기 형광재료)(ll4B)를 토출하여, 이것을 단차(111)로 둘러싸인 영역내(소정 위치)에 선택적으로 도포한다.

유기의 형광재료로서는 시아노폴리페닐렌비닐렌, 폴리페닐렌비닐렌, 폴리알킬페닐렌, 2, 3, 6, 7-테트라하이드로-11-옥소-1H, 5H, 11H(1)벤조피라노[6, 7, 8-ij]-퀴놀리딘-10-카복실산, 1, 1-비스-(4-N, N-디트릴아미노페닐) 사이클로헥산, 2-13', 4'-디하이드록시페닐)-3, 5, 7-트리하이드록시-1-벤조피릴륨퍼클로레이트, 트리스(8-하이드퀴놀리놀)알루미늄, 2, 3, 6, 7-테트라하이드로-9-메틸-11-옥소-lH, 5H, 11H(1)벤조피라노[6, 7, 8-i j]-퀴놀리딘, 아로마틱디아민 유도체(TDP), 옥시디아졸다이머(OXD), 옥시디아졸 유도체(PBD), 디스틸아릴렌 유도체(DSA), 퀴놀린놀계 금속 착체, 베릴륨-벤조퀴놀리놀 착체(Bebq), 트리페닐아민 유도체(MTDATA), 디스티릴 유도체, 피라졸린 다이머, 루블렌, 퀴나크리돈, 트리아졸 유도체, 폴리페닐렌, 폴리알킬플루오렌, 폴리알킬티오펜, 아조메틴 아연 착체, 폴리피린 아연 착체, 벤조옥사졸 아연 착체, 페난트롤린 유로륨 착체 등을 들 수 있다.

이 때, 액상의 유기 형광재료(114B)는 유동성이 높기 때문에, 역시 수평방향에 넓어지려고 하지만, 도포된 위치를 둘러싸도록 단차(111)가 형성되어 있기 때문에, 그 액상의 유기 형광재료(114B)의 1회 당 도포량을 극단적으로 대량으로 하지 않으면, 액상의 유기 형광재료(114B)가 단차(111)를 넘어서 소정 위치의 외측으로 넓어지는 것이 방지된다.

이어서, 도 5b에 도시된 바와 같이, 가열 또는 광조사에 의해 액상의 유기 형광재료(114B)의 용매를 증발시켜, 정공주입층(140A)상에 고형이 얇은 유기 반도체막(140b)을 형성한다. 여기서는 액상의 유기 형광재료(114B)의 농도에도 의하지만, 얇은 유기 반도체막(140b)외엔 형성되지 않는다. 그래서, 보다 두꺼운 유기 반도체막(140b)을 필요로 하는 경우에 는 도 5a 및 도 5b의 공정을 필요한 회수 반복하여 실행하고, 도 5c에 도시된 바와 같이, 충분한 두께의 유기 반도체막(140b)을 형성한다. 정공주입층(140A) 및 유기 반도체막(140b)에 의해서, 발광소자(140)가 구성된다. 최후에, 도 5d에 도시된 바와 같이, 표시 기판(121)의 표면 전체에 혹은 스트라이프형상으로 반사전극(154)을 형성한다.

이와 같이, 본 실시예에 있어서는 발광소자(140)가 배치되는 처치 위치를 사방에서 둘러싸도록 신호선(132), 공통배선(133)등의 배선을 형성함과 동시에, 그들 배선을 통상보다도 두텁게 형성하여 단차(111)를 형성하고, 그리고, 액상의 전구체(114A)나 액상의 유기 형광재료(114B)를 선택적으로 도포하도록 하고 있기 때문에, 발광소자(140)의 패터닝 정밀도가 높다고 하는 이점이 있다.

그리고, 단차(111)를 형성하면, 반사전극(154)은 비교적 요철이 큰 면에 형성되어지지만, 그 반사전극(154)의 두께를 어느 정도 두텁게 해두면, 단선 등의 불량이 발생할 가능성이 지극히 작아진다.

더구나, 신호선(132)이나 공통배선(133) 등의 배선을 이용하여 단차(111)를 형성하기 위해서, 특히 새로운 공정이 증가되는 것이 아니기 때문에, 제조 공정의 대폭적인 복잡화 등을 초래하지도 않는다.

또, 액상의 전구체(114A)나 액상의 유기 형광재료(114B)가, 단차(111)의 안쪽에서 외측으로 흘러나오는 것을 확실히 방지하기 위해서는 액상의 전구체(114A)나 액상의 유기 형광재료(114B)의 도포두께 d_a와, 단차(111)의 높이 d_r 간에, d_a <d_r과 같은 관계가 성립하도록 되어 있는 것이 바람직하다.

단, 액상의 유기 형광재료(114B)를 도포할 때에는 이미 정공주입층(140A)이 형성되어 있기 때문에, 단차(111)의 높이(d_r)는 당초의 높이에서 그 정공주입층(140A)의 분을 빼고 생각하는 것이 필요하다.

또한, 상기 수학식 1을 만족함과 동시에, 또한, 유기 반도체막(140b)에 인가되는 구동전압(V_d)과, 액상의 유기 형광재료(114B)의 각 도포 두께의 합(db)과, 액상의 유기 형광재료(114B)의 농도(r)와, 유기 반도체막(140b)에 광학 특성 변화가 나타나는 최소의 전계강도(임계 전계 강도)(E_t)의 사이에, V_d/(d_b.r)>E _t와 같은 관계가 성립하도록 하면, 도포 두께와 구동 전압과의 관계가 명확화되어, 유기 반도체막(140b)의 상기 광학효과가 발현하는 것이 보상된다.

한편, 단차(111)와 발광소자(140)의 평탄성을 확보할 수 있고, 유기 반도체막(140b)의 광학 특성 변화의 동일성과, 단락 방지를 가능하게 하기 위해서는 발광소자(140)의 완성시의 두께(d_f)와, 단차(111)의 높이(d_r) 사이에, d_f=d _r와 같은 관계를 성립시키면 된다.

또한, 상기 수학식 3을 만족함과 동시에, 하기 수학식 4를 만족하면, 발광소자(140)의 완성시의 두께와 구동 전압과의 관계가 명확화되어, 유기의 형광재료의 상기 광학효과가 발현하는 것이 보상된다.

V_d/d_f>E_t

단지, 이 경우의 d_f는 발광소자(140) 전체가 아니라, 유기 반도체막(140b)의 완성시의 두께이다.

또, 발광소자(140)의 상층부를 형성하는 광학재료는 유기 형광재료(114B)에 한정되는 것이 아니라, 무기의 형광재료라도 무방하다.

또, 스위칭 소자로서의 각 트랜지스터(142, 143)는 600℃ 이하의 저온 공정으로 형성된 다결정 실리콘에 의해 형성하는 것이 바람직하고, 이것에 의해, 글래스 기판의 사용에 의한 저 비용화와, 고이동도에 의한 고성능화가 양립할 수 있다. 또, 스위칭 소자는 비정질 실리콘 또는 600^oC 이상의 고온 공정으로 형성된 다결정 실리콘에 의해 형성되어도 된다.

그리고, 스위칭 박막 트랜지스터(142) 및 전류 박막 트랜지스터(143)의 그 외에 트랜지스터를 설치하는 형식이어도 무방하고, 혹은, 하나의 트랜지스터로 구동하는 형식이라도 된다.

또한, 단차(111)는 패시브 매트릭스형 표시 소자의 제1 버스 배선, 액티브 매트릭스형 표시 소자의 주사선(131) 및 차광층에 의하여 형성하여도 된다.

또한, 발광소자(140)로서는 발광효율(정공주입율)이 거의 저하되지만, 정공주입층(140A)을 생략하여도 된다. 또한, 정공주입층(140A)을 대신하여 전자주입층을 유기 반도체막(140B)과 반사전극(154)의 사이에 형성되어도 무방하고, 혹은 정공주입층 및 전자주입층의 쌍방을 형성하여도 된다.

또한, 상기 실시예에서는 특히 컬러표시를 염두에 두고, 각 발광소자(140) 전체를 선택적으로 배치한 경우에 관해서 설명하였지만, 예컨대 단색표시의 표시장치(1)의 경우에는, 도 6에 도시된 바와 같이, 유기 반도체막(140b)은 표시 기판(121) 전면에 동일하게 형성하여도 된다. 단지, 이 경우에도, 크로스 토크를 방지하기 위해서 정공주입층(140A)은 각 소정 위치마다 선택적으로 배치하지 않으면 안되기 때문에, 단차(111)를 이용한 도포가 지극히 유효하다.

(2) 제 2 실시예

도 7은 본 발명의 제 2 실시예를 도시한 도이고, 이 실시예는 본 발명에 관계된 매트릭스형 표시 소자 및 그 제조 방법을 EL 표시 소자를 사용한 패시브 매트릭스형 표시장치에 적용한 것이다. 또, 도 7a는 복수의 제1 버스 배선(300)과, 이것에 직교하는 방향으로 배치된 복수의 제2 버스 배선(310)과의 배치관계를 도시한 평면도이고, 도 7b는 도 7a의 B-B선 단면도이다. 또한, 상기 제 1 실시예와 같은 구성에는 같은 부호를 붙이고, 그 중복되는 설명은 생략한다. 또한, 미세한 제조공정 등도 상기 제 1 실시예와 같기 때문에, 그 도시 및 설명은 생략한다.

즉, 본 실시예에 있어서는 발광소자(140)가 배치되는 소정 위치를 둘러싸도록, 예컨대 SiO₂ 등의 절연막(320)이 배치되어 있고, 이것에 의해, 소정 위치와 그 주위 사이에, 단차(111)가 형성되고 있다.

이러한 구성에 있어서도, 상기 제 1 실시예와 같이, 액상의 전구체(114A)나 액상의 유기 형광재료(114B)를 선택적으로 도포할 때에, 그들이 주위에 유출되는 것을 방지할 수 있고, 고정밀도의 패터닝을 할 수 있는 등의 이점이 있다.

(3) 제 3 실시예

도 8은 본 발명의 제 3 실시예를 도시한 도이고, 이 실시예도, 상기 제 1 실시예와 같이, 본 발명에 관계된 매트릭스형 표시 소자 및 그 제조 방법을 EL 표시 소자를 사용한 액티브 매트릭스형 표시장치에 적용한 것이다. 보다 구체적으로는 화소전극(141)을 이용하여 단차(111)를 형성하는 것에 의해, 고정밀도의 패터닝을 행할 수 있도록 한 것이다. 또, 상기 실시예와 같은 구성에는 같은 부호를 부가해둔다. 또한, 도 8은 제조 공정의 도중을 도시한 단면도이고, 그 전후는 상기 제 1 실시예와 대략 같기 때문에 그 도시 및 설명은 생략한다.

즉, 본 실시예에서는 화소전극(141)을 통상보다도 두텁게 형성하여, 이것에 의해, 그 주위 사이에 단차(111)를 형성하고 있다. 요컨대, 본 실시예에서는 뒤에 광학재료가 도포되는 화소전극(141)쪽이 그 주위보다도 높게 되어 있는 볼록형의 단차가 형성되어 있다.

그리고, 상기 제 1 실시예와 같이, 잉크 제트 헤드방식에 의해, 발광소자(140)의 하층 부분에 맞닿는 도포되는 정공주입층을 형성하기 위한 액상(용매에 녹여진 용액상태)의 광학재료(전구체)(114A)를 토출하여, 화소전극(141)표면에 도포한다.

단지, 상기 제 1 실시예의 경우와는 달리, 표시 기판(121)을 상하 반대로 한 상태, 요컨대 액상의 전구체(114A)가 도포되는 화소전극(l41) 표면을 아래쪽으로 향한 상태로, 액상의 전구체(114A)의 도포를 행한다.

그러면, 액상의 전구체(114A)는 중력과 표면장력에 의해, 화소전극(141)표면에 괴이게되고, 그 주위에는 넓어지지 않는다. 따라서, 가열이나 광조사 등을 행하여 고형화하면, 도 4b와 같은 얇은 도포되는 정공주입층을 형성할 수 있고, 이것을 반복하면 정공주입층이 형성된다. 같은 방법으로, 유기 반도체막도 형성된다.

이와 같이, 본 실시예에서는 볼록형의 단차(111)를 이용하여 액상의 광학재료를 도포하여 발광소자의 패터닝 정밀도를 향상할 수가 있다.

또, 원심력 등의 관성력을 이용하여, 화소전극(141) 표면에 괴어있는 액상의 광학재료의 량을 조정하도록 하여도 무방하다.

(4) 제 4 실시예

도 9는 본 발명의 제 4 실시예를 도시한 도이고, 이 실시예도, 상기 제 1 실시예와 같이, 본 발명에 관계된 매트릭스형 표시 소자 및 그 제조 방법을 EL 표시 소자를 사용한 액티브 매트릭스형 표시장치에 적용한 것이다. 또, 상기 실시예와 동일 구성에는 같은 부호를 붙여 놓는다. 또한, 도 9는 제조 공정의 도중을 도시한 단면도이고, 그 전후는 상기 제 1 실시예와 대략 같기 때문에 그 도시 및 설명은 생략한다.

즉, 본 실시예에서는 우선, 표시 기판(121)상에, 반사전극(154)을 형성하고, 이어서, 반사전극(154) 상에, 뒤에 발광소자(140)가 배치되는 소정위치를 둘러싸도록 절연막(320)을 형성하여, 이것에 의해 소정의 위치쪽이 그 주위보다도 낮게 되어 있는 오목형의 단차(111)를 형성한다.

그리고, 상기 제 1 실시예와 같이, 단차(111)에서 둘러싸인 영역내에, 잉크 제트 방식에 의해 액상의 광학재료를 선택적으로 도포함으로써, 발광소자(140)를 형성한다.

한편, 박리용 기판(122)상에 박리층(152)을 통해, 주사선(131), 신호선(132), 화소전극(141), 스위칭 박막 트랜지스터, 전류 박막 트랜지스터(43) 및 절연막(240)을 형성한다.

마지막에, 표시 기판(121)상에 박리용 기판(122)상의 박리층(122)으로부터 박리된 구조를 전사한다.

이와같이, 본 실시예에 있어서도, 단차(111)를 이용하여 액상의 광학재료를 도포하도록 하였기 때문에, 고정밀도의 패터닝을 행할 수 있다.

또한, 본 실시예에서는 발광소자(140) 등의 기초재료에의, 그 후의 공정에 의한 손상, 혹은 주사선(131), 신호선(132), 화소전극(141), 스위칭 박막 트랜지스터, 전류 박막 트랜지스터(43) 또는 절연막(240)에의, 광학재료의 도포 등에 의한 손상을 경감하는 것이 가능해진다.

본 실시예에서는 액티브 매트릭스형 표시 소자로서 설명하였지만, 패시브 매트릭스형 표시 소자라도 무방하다.

(5) 제 5 실시예

도 l0은 본 발명의 제 6 실시예를 도시한 도이고, 이 실시예도, 상기 제 1 실시예와 같이, 본 발명에 관계된 매트릭스형 표시 소자 및 그 제조 방법을 EL 표시 소자를 사용한 액티브 매트릭스형 표시장치에 적용한 것이다. 또, 상기 실시예와 같은 구성에는 같은 부호를 붙여 놓는다. 또한, 도 l0은 제조 공정의 도중을 도시한 단면도이고, 그 전후는 상기 제 1 실시예와 대략 같기 때문에 도시 및 설명은 생략한다. 즉, 본 실시예에서는 층간절연막(240)을 이용하여 오목형의 단차(111)를 형성하고 있어, 이것에 의해, 상기 제 1 실시예와 같은 작용 효과를 얻도록 하고 있다. 또한, 층간절연막(240)을 이용하여 단차(111)를 형성하기 위해서, 특히 새로운 공정이 증가하지 않기 때문에, 제조공정의 대폭적인 복잡화 등을 초래하지 않는다.

(6) 제 6 실시예

도 11은 본 발명의 제 6 실시예를 도시한 도이고, 이 실시예도 상기 제 1 실시예와 같이, 본 발명에 관계된 매트릭스형 표 시소자 및 그 제조 방법을 EL 표시 소자를 사용하여, 액티브 매트릭스형 표시장치에 적용한 것이다. 또, 상기 실시예와 같은 구성에는 같은 부호를 붙여 놓는다. 또한, 도 11은 제조 공정의 도중을 도시한 단면도이고, 그 전후는 상기 제 1 실시예와 대략 같기 때문에 그 도시 및 설명은 생략한다.

즉, 본 실시예에서는 단차를 이용하여 패터닝 정밀도를 향상시키는 것이 아니고, 액상의 광학재료가 도포되는 소정위치의 친수성을 그 주위의 친수성보다도 상대적으로 강함으로써, 도포된 액상의 광학재료가 주위에 넓어지지 않도록 한 것이다.

구체적으로는, 도 11에 도시된 바와 같이, 층간절연막(240)을 형성한 후에, 그 윗면에 비정질 실리콘층(155)을 형성하고 있다. 비정질 실리콘층(155)은 화소전극(141)을 형성하는 ITO보다도 상대적으로 발수성이 강하기 때문에, 여기에 화소전극(141) 표면의 친수성이 그 주위의 친수성보다도 상대적으로 강한 발수성·친수성의 분포가 형성된다.

그리고, 상기 제 1 실시예와 같이, 화소전극(141)의 상면을 향해, 잉크 제트 방식에 의해 액상의 광학재료를 선택적으로 도포함으로써, 발광소자(140)를 형성하고, 마지막에 반사전극을 형성한다.

이와 같이, 본 실시예에 있어서도, 원하는 발수성·친액성의 분포를 형성하고 나서 액상의 광학재료를 도포하도록 되어 있기 때문에, 패터닝의 정밀도를 향상시킬 수 있다.

또, 본 실시예의 경우도, 패시브 매트릭스형 표시 소자에 적용할 수 있는 것은 물론이다.

또한, 박리용 기판(121)상에 박리층(152)을 통해 형성된 구조를 표시 기판(121)에 전사하는 공정을 포함하여도 된다.

또한, 본 실시예에서는 원하는 발수성·친수성의 분포를 비정질 실리콘층(155)에 의해서 형성하고 있지만, 발수성·친수성의 분포는 금속이나, 양극산화막, 폴리이미드 또는 산화 실리콘 등의 절연막이나, 그 외의 재료에 의해 형성되어 있어도 된다.

또한, 패시브 매트릭스형 표시 소자이면 제1 버스 배선, 액티브 매트릭스형 표시 소자이면 주사선(131), 신호선(132), 화소전극(141), 절연막(240) 혹은 차광층에 의해서 형성하여 된다.

또한, 본 실시예에서는 액상의 광학재료가 수용액인 것을 전제로 설명하였지만, 다른 액체의 용액을 사용한 액상의 광학재료라도 무방하고, 그 경우는 그 용액에 대하여 발액성·친액성을 얻을 수 있도록 하면 된다.

(7) 제 7 실시예

본 발명의 제 7 실시예는 단면구조는 상기 제 5 실시예에서 사용한 도 10과 같기 때문에, 이것을 참조하여 설명한다.

즉, 본 실시예에서는 층간절연막(240)을 SiO₂로 형성함과 동시에, 그 표면에 자외선을 조사하고, 그 후에 화소전극(141) 표면을 노출시키고, 그리고 액상의 광학재료를 선택적으로 도포하게 되어 있다.

이러한 제조공정이면, 단차(111)가 형성될 뿐만 아니라, 층간절연막(240) 표면을 따라 발액성이 강한 분포가 형성되기 때문에, 도포된 액상의 광학재료는 단차(111)와 층간절연막(240)의 발액성의 양쪽의 작용에 의해서 소정 위치에 쉽게 괴이게 되어 있다. 요컨대, 상기 제 5 실시예와 상기 제 6 실시예의 양쪽의 작용이 발휘되기 때문에, 더욱 발광소자(140)의 패터닝 정밀도를 향상시킬 수 있다.

또, 자외선을 조사하는 타이밍은 화소전극(141)의 표면을 노출시키는 전후 어느 것이든 무방하고, 층간절연막(240)을 형성하는 재료나 화소전극(141)을 형성하는 재료 등에 따라서 적절히 선정하면 된다. 덧붙여서 말하면, 화소전극(141)의 표면을 노출시키기 전에 자외선을 조사하는 경우에는 단차(111)의 내벽면은 발액성이 강하지 않으면 안되기 때문에, 단차(111)에서 둘러싸인 영역에 액상의 광학재료를 고이게 함으로써 유리하다. 이것과는 반대로, 화소전극(141)의 표면을 노출시킨 후에 자외선을 조사하는 경우에는, 단차(111)의 내벽면의 발액성이 강하지 않으면 안되도록 수직으로 자외선을 조사하는 필요가 있지만, 화소전극(141)의 표면을 노출할 때의 에칭 공정 후에 자외선을 조사하기 때문에, 그 에칭 공정에 의해 발액성이 약하게되도록 하는 염려가 없다고 하는 이점이 있다.

또한, 층간절연막(240)을 형성하는 재료로서는 예를 들면, 포토레지스트를 사용하는 것도 가능하며, 혹은 폴리이미드를 사용하여도 되고, 이들이면 스핀코트에 의해 막을 형성할 수 있다고 하는 이점이 있다.

그리고, 층간절연막(240)을 형성하는 재료에 의해서는 자외선을 조사하지 않고, 예컨대 O₂, CF₃, Ar 등의 플라즈마를 조사함으로써 발액성이 강해지도록 하여도 된다.

(8) 제 8 실시예

도 12는 본 발명의 제 8 실시예를 도시한 도이고, 이 실시예도 상기 제 1 실시예와 같이, 본 발명에 관계된 매트릭스형 표시 소자 및 그 제조 방법을 EL 표시 소자를 사용한 액티브 매트릭스형 표시장치에 적용한 것이다. 또, 상기 실시예와 같은 구성에는 같은 부호를 붙여 둔다. 또한, 도 12는 제조 공정의 도중을 도시한 단면도이고, 그 전후는 상기 제 1 실시예와 대략 같기 때문에 도시 및 설명은 생략한다. 즉, 본 실시예에서는 단차나 발액성·친액성의 분포 등을 이용하여 패터닝 정밀도를 향상시키지 않고, 전위에 의한 인력이나 척력을 이용하여 패터닝 정밀도의 향상을 도모하고 있다.

요컨대, 도 12에 도시된 바와 같이, 신호선(132)이나 공통 공급전선(133)을 구동함과 동시에, 도시하지 않은 트랜지스터를 적절히 온·오프함으로써, 화소 전극(141)이 마이너스 전위로 되어, 층간절연막(240)이 플라즈마 전위로 되는 전위분포를 형성한다. 그리고, 잉크 제트 방식에 의해, 플러스에 대전한 액상의 광학재료(ll4)를 소정위치에 선택적으로 도포한다.

이와 같이, 본 실시 형태이면, 표시 기판(121)상에 원하는 전위분포를 형성하여, 그 전위분포와, 플러스에 대전한 액상의 광학재료(114) 사이의 인력 및 척력을 이용하여, 액상의 광학재료를 선택적으로 도포되어 있기 때문에, 패터닝의 정밀도를 향상시킬 수 있다.

특히, 본 실시예에서는 액상의 광학재료(114)를 대전시키고 있기 때문에, 자발 분극뿐만 아니라 대전 전하도 이용함으로써, 패터닝의 정밀도를 향상하는 효과가 더욱 높아진다.

본 실시예에서는 액티브 매트릭스형 표시 소자에 적용한 경우를 예시하고 있지만, 패시브 매트릭스형 표시 소자에 있어서도 적용가능하다.

또, 박리용 기판(121)상에 박리층(152)을 통해 형성된 구조를 표시 기판(121)에 전사하는 공정을 포함해도 된다.

또한, 본 실시예에서는 원하는 전위 분포는 주사선(131)에 순차 전위를 인가하며, 동시에 신호선(132) 및 공통선(133)에 전위를 인가하여, 화소전극(141)에 스위칭 박막 트랜지스터 및 전류 박막 트랜지스터(43)를 통해 전위를 인가함으로써 형성된다. 전위분포를 주사선(131), 신호선(132), 공통선(133) 및 화소전극(141)으로 형성함으로써, 공정의 증가를 억제할 수 있다. 또, 패시브 매트릭스형 표시 소자이면, 전위분포는 제1 버스 배선 및 차광층에 의해서 형성할 수가 있다.

또한, 본 실시예에서는 화소전극(141)과, 그 주위의 층간절연막(240)과의 양쪽에 전위를 부여하고 있지만, 이것에 한정되지 않고, 예컨대 도 13에 도시된 바와 같이, 화소전극(141)에는 전위를 부여하지 않고, 층간절연막(240)에만 플러스 전위가 주어지고, 그리고, 액상의 광학재료(114)를 플러스에 대전시키고 나서 도포하도록 하여도 된다. 이와 같이하면, 도포된 후에도, 액상의 광학재료(114)는 확실히 플러스에 대전한 상태를 유지할 수 있기 때문에, 주위의 층간절연막(240) 간의 척력에 의하여, 액상의 광학재료(114)가 주위에 유출되는 것을 보다 확실히 방지할 수 있게 된다.

또, 상기 각 실시예에서 설명한 것과는 달리, 예컨대, 단차(111)를 액상의 재료를 도포함으로써 형성하여도 되고, 혹은 단차(111)를 박리용 기판상에 박리층을 통해 재료를 형성하여, 표시 기판상에 박리용 기판상의 박리층으로부터 박리된 구조를 전사함으로써 형성하여도 된다.

또한, 상기 각 실시예에서는 광학재료로서 유기 또는 무기의 EL이 적용가능한 것으로 설명하였지만, 이것에 한정되는 것이 아니고, 광학재료는 액정이라도 무방하다.

이상 설명된 바와 같이, 본 발명에 의하면, 단차나 원하는 발액성·친액성의 분포나, 원하는 전위분포 등을 이용하여 액상의 광학재료를 도포하도록 하였기 때문에, 광학재료의 패터닝 정밀도를 향상할 수 있다고 하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 있어서의 표시장치의 일부를 도시한 회로도이다.

도 2는 화소영역의 평면구조를 도시한 확대 평면도이다.

도 3 내지 도 5는 제 1 실시예에 있어서의 제조 공정의 흐름을 도시한 단면도이다.

도 6은 제 1 실시예의 변형예를 도시한 단면도이다.

도 7은 제 2 실시예를 도시한 평면도 및 단면도이다.

도 8은 제 3 실시예의 제조 공정의 일부를 도시한 단면도이다.

도 9는 제 4 실시예의 제조 공정의 일부를 도시한 단면도이다.

도 10은 제 5 실시예의 제조 공정의 일부를 도시한 단면도이다.

도 11은 제 6 실시예의 제조 공정의 일부를 도시한 단면도이다.

도 12는 제 8 실시예의 제조 공정의 일부를 도시한 단면도이다.

도 13은 제 8 실시예의 변형예를 도시한 단면도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

1 : 표시장치 131 : 주사선

132 : 신호선 133 : 공통 공급전선

Claims (2)

1. 복수의 신호선 및 주사선을 포함하는 배선과, 상기 복수의 신호선과 주사선의 교차부에 대응하여 배치된 화소전극과, 상기 화소전극과 대향하는 대향전극과의 사이에 설치된 발광소자를 구비한 매트릭스형 발광 장치로서,

   상기 배선과 상기 배선에 적층된 절연막에 의해서 상기 화소전극은 둘러싸여 있고,

   상기 화소 전극의 형성 영역은 상기 배선 및 상기 절연막으로 이루어지는 높이보다도 낮은 것을 특징으로 하는 매트릭스형 발광 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 배선이 공통급전선을 포함하는 것을 특징으로 하는 매트릭스형 발광 장치.