KR20060044931A - 표시 장치, 표시 장치의 제조 방법 및 전자 기기 - Google Patents
표시 장치, 표시 장치의 제조 방법 및 전자 기기 Download PDFInfo
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Abstract
표시 품질을 향상시키고, 또한 품질 수명을 향상시킬 수 있는 표시 장치의 제공을 목적으로 한다.
본 발명의 표시 장치는 복수의 화소로 구성되는 표시 영역(2a)을 구비하는 표시 장치로서, 상기 표시 영역(2a)이 제 1 발광 파장 범위를 나타내는 제 1 화소군으로 구성되는 제 1 표시 영역(21)과, 상기 제 1 발광 파장 범위와는 다른 제 2 발광 파장 범위를 나타내는 제 2 화소군으로 구성되는 제 2 표시 영역(22)을 구비하는 한편, 상기 제 1 표시 영역(21)과 상기 제 2 표시 영역(22)의 경계 영역에는 발광 기능을 구비하지 않는 비발광 화소가 형성되어 이루어지는 것을 특징으로 한다.
기판, 표시 영역, 발광층
Description
도 1은 본 실시예의 유기 EL 장치의 회로도.
도 2는 동 평면 구성도.
도 3은 제 1 표시 영역에 따른 화소의 평면 구성도.
도 4는 제 2 표시 영역에 따른 화소의 평면 구성도.
도 5는 더미 표시 영역에 따른 화소의 평면 구성도.
도 6은 제 1 표시 영역의 단면 구성을 도시한 도면.
도 7은 제 2 표시 영역의 단면 구성을 도시한 도면.
도 8은 더미 표시 영역의 단면 구성을 도시한 도면.
도 9는 더미 표시 영역의 하나의 변형예의 단면 구성을 도시한 도면.
도 10은 실시예에서의 휘도의 시간에 따른 변화와, 비교예에서의 휘도의 시간에 따른 변화에 대한 그래프.
도 11은 실시예에 따른 제조 방법을 설명하는 공정도.
도 12는 실시예에 따른 제조 방법을 설명하는 공정도.
도 13은 실시예에 따른 제조 방법을 설명하는 공정도.
도 14는 실시예에 따른 제조 방법을 설명하는 공정도.
도 15는 실시예에 따른 제조 방법을 설명하는 공정도.
도 16은 실시예에 따른 제조 방법에 대해서 제 1 표시 영역에 따른 것을 설명하는 공정도.
도 17은 실시예에 따른 제조 방법에 대해서 제 2 표시 영역에 따른 것을 설명하는 공정도.
도 18은 실시예에 따른 제조 방법에 대해서 더미 표시 영역에 따른 것을 설명하는 공정도.
도 19는 실시예에 따른 제조 방법에 대해서 제 1 표시 영역에 따른 것을 설명하는 공정도.
도 20은 실시예에 따른 제조 방법에 대해서 제 2 표시 영역에 따른 것을 설명하는 공정도.
도 21은 실시예에 따른 제조 방법에 대해서 더미 표시 영역에 따른 것을 설명하는 공정도.
도 22는 실시예에 따른 헤드의 평면 구성도.
도 23은 실시예에 따른 잉크젯 장치의 평면 구성도.
도 24는 전자 기기에 장착하는 표시부를 구성하는 기판의 일례를 나타내는 평면도.
도 25는 도 24에 나타낸 표시부를 구성하는 기판의 단면 구성을 나타내는 단면도.
도 26은 도 24에 나타낸 표시부에 대해서 표시 영역의 구성을 나타내는 평면 도.
도 27은 전자 기기의 일례를 나타내는 평면도.
도 28은 전자 기기에 장착하는 표시부를 구성하는 기판의 하나의 변형예를 나타내는 평면도.
도 29는 전자 기기의 일례를 나타내는 평면도.
도 30은 제 2 표시 영역에서 불화 리튬층의 유무에 의한 휘도의 시간에 따른 변화의 차이를 나타내는 그래프.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
2…기판 2a…표시 영역
21…제 1 표시 영역 22…제 2 표시 영역
23…더미 표시 영역 110b…발광층(기능층)
본 발명은 표시 장치, 표시 장치의 제조 방법, 전자 기기에 관한 것이다.
유기 EL 장치로 대표되는 자발광형 표시 장치는 백라이트(back light)를 필요로 하지 않기 때문에 박형화(薄型化)가 가능한 표시 장치로서 각광을 받고 있다. 이러한 유기 EL 장치는 예를 들면 일본국 특개2002-252083호 공보 개시되어 있는 바와 같이, 표시 영역 내에 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 각 색의 서브 화소(표시의 최소 단위)를 스트라이프 형으로 배열하여, 3개의 서브 화소를 1화소로서 풀 컬 러의 표시를 가능하게 하고 있다.
상기 일본국 특개2002-252083호 공보에 개시된 표시 장치는 표시 영역 내에서 각각 공통의 화소 구성에 의해 한결같이 풀 컬러 표시를 행하는 것이다. 이러한 구성은 텔레비전과 같이 표시 영역에서의 휘도의 시간 적분치가 화소에 의하지 않고 대략 일정한 표시를 행할 경우에는 적합하지만, 반대로 표시 영역 내에서의 휘도의 시간 적분치가 화소마다 다르도록 표시를 할 경우에는, 이하와 같은 문제를 일으킬 경우가 있다. 즉, 1) 휘도의 시간 적분치가 큰 색의 화소에 대해서 휘도 열화가 다른 색보다도 진행되기 쉽다, 2) 휘도의 시간 적분치가 큰 색의 화소에 대해서 휘도 열화가 상대적으로 빠름으로써 전체로서 화이트 밸런스가 무너져, 색감이 바뀌거나, 변색 현상이 생기기 쉽다, 3) 단색 표시하고 싶은 영역에, 풀 컬러용의 3색의 서브 화소가 존재하면 개구율이 낮아지고, 단색 표시 부분의 휘도 열화(劣化)가 빨라지는 등의 문제가 생길 수 있다.
본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로서, 상기 문제를 전부 해결하고, 그럼으로써 표시 품질을 향상시키고, 게다가 품질 수명을 향상시킬 수 있는 표시 장치의 제공을 목적으로 하고 있다. 또한, 본 발명은 이러한 고품질의 표시가 가능한 표시 장치를 효율적으로 제조 가능한 방법을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다. 또한, 본 발명은 이러한 고품질의 표시가 가능한 표시 장치를 구비하는 전자 기기를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 표시 장치는 복수의 화소로 구성되는 표시 영역을 구비하는 표시 장치로서, 상기 표시 영역이 제 1 발광 파장 범위를 나타내는 제 1 화소군으로 구성되는 제 1 표시 영역과, 상기 제 1 발광 파장 범위와는 다른 제 2 발광 파장 범위를 나타내는 제 2 화소군으로 구성되는 제 2 표시 영역을 구비하는 한편, 상기 제 1 표시 영역과 상기 제 2 표시 영역과의 경계 영역에는, 발광 기능을 구비하지 않는 비발광 화소가 형성되어서 이루어지는 것을 특징으로 한다. 또, 제 1 발광 파장 범위와 제 2 발광 파장 범위는 서로 동일 파장 범위가 아닌 것을 의미하고 있어 양쪽 범위가 완전 동일하지 않으면 되고, 한쪽의 범위가 다른 쪽의 범위에 포함되는 것을 제외하는 것은 아니다.
이러한 본 발명의 표시 장치는 제 1 표시 영역의 제 1 화소군과 제 2 표시 영역의 제 2 화소군으로 발광 파장 범위가 다르고, 즉 발광할 수 있는 색의 범위(종류)가 다른 것이 된다. 따라서, 본 발명의 표시 장치가 구비하는 표시 영역은 표시 가능한 색이 각각 다른 제 1 표시 영역과 제 2 표시 영역에 적어도 분할되게 되고, 표시 영역의 설계 자유도를 높일 수 있게 된다.
또한, 이 경우 표시 영역 중의 소정 영역에 필요한 색의 발광이 가능한 화소를 배열 설치하고, 더군다나 상기 영역에서 불필요한 색의 화소를 배제할 수 있기 때문에, 전체로서 개구율을 높일 수 있다. 즉, 종래의 구성에서는, 예를 들어 단색 표시를 행하는 영역에도 한결같이 풀 컬러 표시용의 화소를 설치하고 있기 때문에, 불필요한 색에 따른 화소를 구비된 것에 의한 개구율 저하는 피할 수 없었지만, 본 발명에서는 불필요한 색에 따른 화소를 배제함으로써 이것을 해결할 수 있 었던 것이다.
또한, 그러한 필요한 색의 화소만에 의해 소정의 표시 영역을 구성함으로써, 종래와 같이 풀 컬러용의 화소를 표시 영역 전체에 배치할 경우에 비하여, 1 화소당의 휘도를 저감시켜도, 상기 종래와 같은 정도의 면휘도(面輝度)를 얻을 수 있고, 따라서 1 화소당의 휘도 열화도 저감되어 소비전력을 저감할 수 있고, 나아가서는 휘도 수명을 높일 수도 있다.
또한, 본 발명의 표시 장치에서는 해상도도 향상되어 있다. 즉, 종래와 같이 풀 컬러용의 화소를 표시 영역 전체에 배치할 경우에 비하여, 소정 영역 내에서의 필요한 색의 화소 수를 증대시킬 수 있고, 나아가서는 해상도의 향상에 기여할 수 있는 것이다.
또한, 본 발명의 표시 장치에서는 제 1 표시 영역과 제 2 표시 영역의 경계 영역에 발광 기능을 구비하지 않는 비발광 화소를 형성하고 있기 때문에, 상기 경계 영역에서 표시 불량이 생기기 어려운 것이 된다. 즉, 제조상의 정밀도의 문제이지만 경계 영역에서는 화소 구성이 설계대로 형성되기 어려운 사정이 있는바, 본 발명과 같은 비발광 화소를 채용함으로써 제조상의 정밀도에 좌우되지 않고 경계 영역에서 콘트라스트를 향상시킬 수 있게 된다.
또한, 상기 제 1 표시 영역을 구성하는 제 1 화소와 상기 제 2 표시 영역을 구성하는 제 2 화소가 각각 복수의 기능층으로 이루어지는 적층체으로 구성되어 이루어지는 것으로 하고, 상기 제 1 표시 영역과 상기 제 2 표시 영역과의 경계 영역에 상기 기능층을 구비하지 않는 비발광 화소를 형성할 수 있다. 이러한 구성에 의해 상기 비발광 화소를 확실하게 실현할 수 있게 된다.
상기 경계 영역에 부가하여, 상기 표시 영역의 외주부에서도 상기 비발광 화소가 형성되어 이루어지도록 할 수 있다. 즉, 제 1 표시 영역과 제 2 표시 영역과의 경계 영역 이외에, 표시 영역의 외주부에서도 상기한 바와 같이 화소 구성이 설계대로 형성되기 어려울 경우가 있기 때문에, 상기 외주부의 화소에서도 비발광 화소를 구성하는 것이 바람직하다. 또한, 표시 영역의 외주부는 표시 영역의 최외부에 형성되는 화소와, 이것보다도 몇 화소(1화소∼10화소 정도, 바람직하게는 3화소∼5화소 정도) 내측의 화소를 포함하는 것이다.
또, 본 발명의 표시 장치에서는 이하와 같은 구성을 채용함으로써 표시 품질의 향상 또는 제조 효율의 향상을 더욱 실현할 수 있다.
첫째, 상기 화소를 구성하는 기능층의 적층 구조가 상기 제 1 화소와 상기 제 2 화소로 각각 다르게 할 수 있다. 본 발명과 같이 표시 영역을 발광색마다 분할화하는 구성에서, 화소를 구성하는 기능층의 적층 구조를 분할한 영역마다 다르게 하면 이하와 같은 효과가 실현된다. 즉, 일반적으로 발광색이 다르면, 발광을 하는 데 필요한 에너지가 다르기 때문에, 각 색의 화소에는 각각 바람직한 구성이 있지만, 종래와 같은 표시 영역 전역에 풀 컬러용의 화소를 설치한 경우에는, 각 색의 패턴에 따라 화소 구성을 달리할 필요가 있어 매우 시간이 걸리는 것이었다. 그러나 본 발명에서는, 표시 영역을 분할화하고 있기 때문에, 각 표시 영역마다 기능층의 적층 구조를 다르게 하면 되고, 각 색에 알맞은 적층 구조를 간편하게 실현할 수 있는 것이 된다. 또한, 이와 같이 기능층을 영역마다 다르게 함으로써 그 화소의 발광색에 적합한 적층 구조를 채용할 수 있고, 나아가서는 발광 효율의 향상에 기여할 수 있게 되는 외에 휘도 수명을 높일 수도 있다.
둘째, 상기 제 1 화소군이 복수 종류의 색광을 표시 가능한 화소로 구성되는 한편, 상기 제 2 화소군이 1종의 색광을 표시 가능한 화소로 구성되어 이루어지는 것으로 할 수 있다. 이 경우, 제 1 표시 영역에서는 2색 이상의 표시가 가능해 지는 한편, 제 2 표시 영역에서는 단색 표시가 가능해 진다. 그리고 특히 제 2 표시 영역에서는, 종래와 같은 풀 컬러 표시용의 화소를 구비할 경우에 비하여, 개구율 향상, 해상도 향상, 휘도 수명 향상을 실현할 수 있게 된다. 또, 구체적으로는 상기 제 1 화소군을, 소정의 색광을 발광할 수 있는 서브 화소와, 이것과는 다른 색광을 발광할 수 있는 서브 화소를 적어도 포함하는 화소로 구성하는 한편, 상기 제 2 화소군을, 소정의 색광을 발광할 수 있는 1종의 서브 화소만을 포함하는 화소로 구성함으로써 상기 구성을 실현할 수 있다.
셋째, 상기 제 1 화소군이 풀 컬러 표시 가능한 화소로 구성되는 한편, 상기 제 2 화소군이 단색 표시 가능한 화소로 구성되는 것으로 할 수 있다. 구체적으로는 상기 제 1 화소군을 적색을 발광할 수 있는 서브 화소와, 녹색을 발광할 수 있는 서브 화소와, 청색을 발광할 수 있는 서브 화소를 포함하는 화소로 구성하는 한편, 상기 제 2 화소군을, 적색을 발광할 수 있는 서브 화소와, 녹색을 발광할 수 있는 서브 화소와, 청색을 발광할 수 있는 서브 화소 중에서 선택되는 1 또는 2의 서브 화소를 포함하는 화소로 구성할 수 있다. 또한, 상기와 같은 복수 종류의 서브 화소를 구비할 경우, 각종 서브 화소가 각각 동일한 크기로 구성되어서 이루어 지는 것으로 할 수 있다. 이 경우, 표시 영역에 형성하는 서브 화소의 수에 의해 개구율을 조정할 수 있고, 개구율의 설계가 용이하게 된다. 또한, 서브 화소를 직사각형으로 구성하고, 화소를 상기 직사각형의 서브 화소를 복수 포함하는 정사각형으로 구성하는 것이 바람직하다.
넷째, 본 발명의 표시 장치가 갖는 기능 층으로서는 음극과, 양극과, 상기 음극 및 양극의 사이에 형성되어서 이루어지는 유기 EL층을 구비한 것을 이용할 수 있다. 그리고 상기 제 1 화소군이 청색을 발광할 수 있는 서브 화소를 포함하는 제 1 화소로 구성되는 한편, 상기 제 2 화소군이 적색을 발광할 수 있는 서브 화소를 포함하고, 또한 청색을 발광할 수 있는 서브 화소를 포함하지 않는 제 2 화소로 구성되어 이루어지고, 또한 상기 제 1 화소의 기능층을 구성하는 음극이 불화 리튬을 포함하는 한편, 상기 제 2 화소의 기능층을 구성하는 음극은 불화 리튬을 포함하지 않는 것으로 상기 표시 장치를 구성할 수 있다. 발광 기능층인 유기 EL층은 발광색마다 발광 효율이 다르다. 특히, 적색을 발광하는 유기 EL층과 청색을 발광하는 유기 EL층에서는, 음극 구성의 차이점에 의해 발광 효율이 크게 달라지고, 각각의 유기 EL층에 적합한 음극 구성을 배합하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 음극에 불화 리튬을 포함하게 함으로써 청색의 유기 EL층의 발광 효율을 향상시킬 수 있는 한편, 적색의 유기 EL층의 발광 효율은 약간 저하된다. 그래서, 본 발명과 같이 표시 영역을 분할화했을 경우에는, 상기 분할화된 표시 영역마다 음극 구성을 달리하는 것이 용이하고, 구체적으로는 청색의 서브 화소를 포함하는 제 1 화소로 이루어지는 표시 영역과, 적색의 서브 화소를 포함해 또한 청색의 서브 화소 를 포함하지 않는 제 2 화소로 이루어지는 표시 영역에 대해서, 각 화소의 음극 구성을 용이하게 달리할 수 있고, 나아가서는 용이하게 발광 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 상기한 바와 같이 기능층으로서 유기 EL층을 구비할 경우, 상기 제 1 화소군이 적색을 발광할 수 있는 서브 화소와, 녹색을 발광할 수 있는 서브 화소와, 청색을 발광할 수 있는 서브 화소를 포함하는 제 1 화소로 구성되는 한편, 상기 제 2 화소군이 적색을 발광할 수 있는 서브 화소만을 포함하는 제 2 화소로 구성되어 이루어지고, 또한 상기 제 1 화소의 기능층을 구성하는 음극이 불화 리튬을 포함하는 한편, 상기 제 2 화소의 기능층을 구성하는 음극은 불화 리튬을 포함하지 않음으로써 상기 표시 장치를 구성할 수 있다. 이 경우도, 상기와 같은 각 화소의 음극 구성을 용이하게 다르게 할 수 있고, 나아가서는 용이하게 발광 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 구체적인 음극 구성으로서는, 상기 제 1 화소의 기능층을 구성하는 음극이 불화 리튬과 칼슘과 알루미늄의 복합 구조를 갖는 한편, 상기 제 2 화소의 기능층을 구성하는 음극은 칼슘과 알루미늄의 복합 구조를 갖는 것으로 할 수 있다.
다음으로, 상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 표시 장치의 제조 방법은 복수의 화소로 구성되는 표시 영역을 구비하고, 상기 표시 영역이 제 1 발광 파장 범위를 나타내는 제 1 화소군으로 구성되는 제 1 표시 영역과, 상기 제 1 발광 파장 범위와는 다른 제 2 발광 파장 범위를 나타내는 제 2 화소군으로 구성되는 제 2 표시 영역을 구비해서 이루어지는 표시 장치의 제조 방법이며, 기판 위에 상기 화소에 대응한 개구부를 구비하는 뱅크부를 형성하는 공정과, 상기 뱅크부로 구성된 상기 개구부에 대하여, 각 화소의 발광을 구체화하기 위한 기능층을 형성하는 기능층 형성 공정을 포함하고, 상기 기능층 형성 공정은 상기 기능층을 구성하는 기능 재료를 용매에 용해 또는 분산시켜서 액상 조성물을 작성하는 공정과, 작성한 액상 조성물을 액체방울 토출법으로 상기 개구부에 선택 토출하는 토출 공정과, 토출한 액상 조성물을 건조하는 공정을 포함하는 동시에, 상기 토출 공정에서 상기 제 1 표시 영역과 상기 제 2 표시 영역과의 경계 영역에 위치하는 상기 개구부에 대하여, 상기 액상 조성물을 선택적으로 토출하지 않는 것을 특징으로 한다.
이와 같이 제 1 표시 영역과 제 2 표시 영역과의 경계 영역에 액상 조성물을 선택적으로 토출하지 않음으로써 상기한 본 발명의 표시 장치에 따른 비발광 화소를 적합하게 형성할 수 있게 된다. 즉, 제 1 표시 영역과 제 2 표시 영역에서는 토출하는 액상 조성물의 조성이 다르기 때문에, 액체방울 토출법을 사용하였을 경우, 액체방울의 토출이 경계 영역에서 불안정하게 되기 쉽고, 상기 토출 불안정으로 기능층의 막 두께가 불균일하게 되고, 제조되는 표시 장치의 콘트라스트를 저하하는 불량이 생길 경우가 있다. 그래서, 전술한 바와 같이 상기 경계 영역의 개구부에 대하여 액상 조성물의 토출을 행하지 않음으로써 비발광 화소를 형성하고, 나아가서는 제조되는 표시 장치의 콘트라스트 저하를 방지 또는 억제할 수 있는 것이다.
상기 토출 공정에서, 액체방울 토출 헤드를 소정 방향으로 주사함으로써 상기 개구부에 상기 액상 조성물을 토출하는 것이 되고, 상기 주사 도상(途上)에서 상기 경계 영역에 위치하는 개구부에 대하여, 상기 액상 조성물을 선택적으로 토출하지 않게 할 수 있다. 액체방울 토출 헤드를 이용하여 액상 조성물의 토출을 행하면, 그 헤드의 주사 도상, 경계 영역에서는 토출하는 액상 조성물의 종류를 전환할 필요가 생기지만, 상기 액상 조성물의 전환 시에는 상기한 토출 불안정이 생길 수 있기 때문에 상기 경계 영역에 위치하는 개구부에는 액상 조성물을 토출하지 않는 것으로 하면, 전술한 바와 같이 제조되는 표시 장치에서 콘트라스트 저하가 생기는 불량을 방지 또는 억제할 수 있게 된다.
또한, 상기 토출 공정에서 상기 경계 영역에 부가하여 상기 표시 영역의 외주부에 위치하는 개구부에 대하여도 상기 액상 조성물을 선택적으로 토출하지 않게 할 수 있다. 즉, 제 1 표시 영역과 제 2 표시 영역의 경계 영역 이외에, 표시 영역의 외주부에서도 상기한 바와 같이 화소 구성이 설계대로 형성되기 어려울 경우가 있기 때문에 상기 외주부의 화소에서도 비발광 화소를 형성하기 위해 액상 조성물을 토출하지 않는 것이 바람직하다. 또, 표시 영역의 외주부는 표시 영역의 최외부에 형성되는 화소와, 이것보다도 몇 화소(1화소∼10화소 정도, 바람직하게는 3화소∼5화소 정도) 내측의 화소를 포함하는 것이다.
다음으로, 본 발명의 전자 기기는 상기 표시 장치를 구비하는 것을 특징으로 하고 이러한 전자 기기에 의하면, 그 표시부에서 고품질의 표시를 고수명으로 제공할 수 있게 된다.
<실시예>
이하, 본 발명의 표시 장치의 일실시예로서의 유기 EL 장치에 대해서 및 그 유기 EL 장치의 제조 방법에 대해서 도면을 참조하면서 설명한다. 또, 각 도면에서는 각 층이나 각 부재를 도면상에서 인식 가능한 정도의 크기로 하기 때문에, 각층이나 부재마다 축척을 다르게 하고 있다.
(유기 EL 장치)
도 1은 본 실시예의 유기 EL 장치의 배선 구조를 나타내는 설명도이며, 도 2는 본 실시예의 유기 EL 장치의 평면 모식도, 도 3, 도 4 및 도 5는 화소의 구성을 확대해서 나타내는 평면 모식도, 도 6, 도 7 및 도 8은 본 실시예의 유기 EL 장치의 표시 영역의 단면 모식도이다.
도 1에 나타낸 바와 같이 본 실시예의 유기 EL 장치는 복수의 주사선(101)과, 주사선(101)에 대하여 교차하는 방향으로 연장되는 복수의 신호선(102)과, 신호선(102)에 대하여 병렬하는 방향으로 연장되는 복수의 전원선(103)이 각각 배선된 구성을 갖고, 주사선(101) 및 신호선(102)의 각 교점 부근에는 단위 표시 영역(P)이 설치되어 있다.
신호선(102)에는, 시프트 레지스터, 레벨 시프터, 비디오 라인 및 아날로그 스위치를 구비하는 데이터 측 구동 회로(104)가 접속되어 있다. 또한, 주사선(101)에는 시프트 레지스터 및 레벨 시프터를 구비하는 주사측 구동 회로(105)가 접속되어 있다.
또한, 단위 표시 영역(P)의 각각에는, 주사선(101)을 통하여 주사 신호가 게이트 전극에 공급되는 스위칭용의 박막 트랜지스터(122)와, 이 스위칭용의 박막 트랜지스터(122)를 통하여 신호선(102)으로부터 공급되는 화소 신호를 저장하는 저장 용량(cap)과, 상기 저장 용량(cap)에 의해 저장된 화소 신호가 게이트 전극에 공급되는 구동용의 박막 트랜지스터(123)와, 이 구동용 박막 트랜지스터(123)를 통하여 전원선(103)에 전기적으로 접속했을 때 상기 전원선(103)으로부터 구동 전류가 흘러들어오는 화소 전극(전극)(111)과, 이 화소 전극(111)과 음극(대향 전극)(12)과의 사이에 끼워진 유기 EL층(110)이 설치되어 있다. 전극(111)과 대향 전극(12)과 유기 EL층(110)에 의해 발광 소자가 구성되어 있다.
주사선(101)이 구동되어서 스위칭용의 박막 트랜지스터(122)가 온이 되면, 그때의 신호선(102)의 전위가 저장 용량(cap)에 저장되고, 상기 저장 용량(cap)의 상태에 따라 구동용의 박막 트랜지스터(123)의 온·오프 상태가 결정된다. 그리고 구동용의 박막 트랜지스터(123)의 채널을 통하여, 전원선(103)으로부터 화소 전극(111)에 전류가 흘러, 다시 유기 EL층(110)을 통하여 음극(12)으로 전류가 흐른다. 유기 EL층(110)에서는 흐르는 전류량에 따라 발광이 생긴다.
본 실시예의 유기 EL 장치는 도 6∼도 8에 나타낸 바와 같이 글라스 등으로 이루어지는 투명한 기판(2)과, 매트릭스 형상으로 배치된 발광 소자를 구비해서 기판(2) 위에 형성된 발광 소자부(11)와, 발광 소자부(11) 위에 형성된 음극(12)을 구비하고 있다. 여기에서, 발광 소자부(11)와 음극(12)에 의해 표시 소자(10)가 구성된다. 기판(2)은 예를 들어 글라스 등의 투명 기판이며, 도 2에 나타낸 바와 같이 기판(2)의 중앙에 위치하는 표시 영역(2a)과, 기판(2)의 가장자리에 위치해서 표시 영역(2a)을 둘러싸는 비표시 영역(2c)으로 구획되어 있다.
표시 영역(2a)은 매트릭스 형상으로 배치된 발광 소자에 의해 형성되는 영역 으로서, 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 각 색 중 어느 하나를 발광할 수 있는 도트(서브 화소)를 표시의 최소 구동 단위에서 복수 갖고 있고, 상기 각 도트가 도 1에 나타낸 단위 표시 영역(P)을 구성하고 있다. 그리고 본 실시예에서는 표시 영역(2a)이 풀 컬러 표시를 하는 제 1 표시 영역(21)과, 단색 표시를 행하는 제 2 표시 영역(22)과, 이들 제 1 표시 영역(21)과 제 2 표시 영역(22)의 경계 영역으로서 실질적으로 표시를 행할 수 없는 더미 표시 영역(23)을 갖고 구성되어 있다.
제 1 표시 영역(21)에는, 도 3에도 나타내는 바와 같이 적색(R)을 발광할 수 있는 R 도트(A1)와, 녹색(G)을 발광할 수 있는 G 도트(A2)와, 청색(B)을 발광할 수 있는 B 도트(A3)의 다른 3색의 도트로 이루어지는 화소(A)가 복수 배열되어 있다. 또한, 제 2 표시 영역(22)에는 도 4에도 나타내는 바와 같이, 적색(R)을 발광할 수 있는 R 도트(A1)를 3개 포함해서 구성된 화소(A') 복수 배열되어 있다. 또한, 더미 표시 영역(23)에는 도 5에도 나타내는 바와 같이 발광 기능을 구비하지 않은 N 도트(비발광 도트)(A4)를 3개 포함해서 구성된 화소(비발광 화소)(B)가 복수 배열되어 있다.
즉, 표시 영역(2a)에는 화소(A, A')가 소정의 배열로 배치되어 이루어지고, 상기 화소(A)와 화소(A')는 발광할 수 있는 파장 범위가 다른 것으로서, 화소(A)는 풀 컬러의 파장 범위(대강 380nm∼780nm 정도)의 발광이 가능하고, 화소(A')는 적색의 파장 범위(대강 580nm∼780nm)의 발광할 수 있게 되어 있다. 그리고 복수의 화소(A)를 소정 패턴에서 포함하는 제 1 화소군으로 구성되는 표시 영역이 풀 컬러 표시 가능한 제 1 표시 영역(21)으로서 구성되고, 한편 복수의 화소(A')를 소정 패 턴에서 포함하는 제 2 화소군으로 구성되는 표시 영역이 적색 표시 가능한 제 2 표시 영역(22)으로서 구성되어 있다. 또한, 도 3 및 도 4에 나타낸 바와 같이 각 도트(서브 화소)(A1, A2, A3)는 각각 동일 직사각형, 또한 동일 면적으로 구성되어 이루어지고, 각 화소(A, A')는 각각 대략 정사각형으로 구성되어 있다.
도 2로 되돌아와서, 비표시 영역(2c)에는 전술한 전원선(103)(103R, 103G, 103B)이 배선되어 있다. 표시 영역(2a)의 양측에는 전술한 주사측 구동 회로(105)가 배치되어 있다. 또한, 주사측 구동 회로(105)의 양측에는, 주사측 구동 회로(105)에 접속되는 구동 회로용 제어 신호 배선(105a)과 구동 회로용 전원 배선(105b)이 설치되어 있다. 표시 영역(2a)의 도면에 나타낸 상측에는 제조 도중이나 출하 시의 표시 장치의 품질, 하자 검사를 하는 검사 회로(106)가 배치되어 있다.
도 6은 제 1 표시 영역(21)의 단면 구성도로서, 상기 제 1 표시 영역(21)은 전술한 바와 같이 3종의 도트(서브 화소)(A1, A2, A3)로 구성되어 있다.
제 1 표시 영역(21)에서는, 기판(2) 위에 TFT 등의 회로가 형성된 회로 소자부(14), 유기 EL층(110)이 형성된 발광 소자부(11) 및 음극(12)이 순차적으로 적층되어 구성되어 있고, 유기 EL층(110)으로부터 기판(2)측으로 발생한 빛이 회로 소자부(14) 및 기판(2)을 투과해서 기판(2)의 하측(관측자 측)으로 출사되는 동시에, 유기 EL층(110)으로부터 기판(2)의 반대측으로 발생한 빛이 음극(12)에 의해 반사되어, 회로 소자부(14) 및 기판(2)을 투과해서 기판(2)의 하측(관측자 측)으로 출사되게 되어 있다.
회로 소자부(14)에는, 기판(2) 위에 실리콘 산화막으로 이루어지는 하지(下 地) 보호막(2c)이 형성되어, 이 하지 보호막(2c) 위에 다결정 실리콘으로 이루어지는 섬 형상의 반도체막(141)이 형성되어 있다. 반도체막(141)에는, 소스 영역(141a) 및 드레인 영역(141b)이 고농도인 이온 주입에 의해 형성되어 있다. 상기 인(燐) 이온이 유입되지 않은 부분이 채널 영역(141c)이 되어 있다.
또한, 상기 하지 보호막(2c) 및 반도체막(141)을 피복하는 투명한 게이트 절연막(142)이 형성되고, 게이트 절연막(142) 위에는 Al, Mo, Ta, Ti, W 등으로 이루어지는 게이트 전극(143)(주사선101)이 형성되고, 게이트 전극(143) 및 게이트 절연막(142) 위에는 투명한 제 1 층간 절연막(144a)과 제 2 층간 절연막(144b)이 형성되어 있다. 게이트 전극(143)은 반도체막(141)의 채널 영역(141c)에 대응하는 위치에 설치되어 있다. 또한, 제 1, 제 2 층간 절연막(144a, 144b)을 관통하고, 반도체막(141)의 소스, 드레인 영역(141a, 14lb)에 각각 접속되는 콘택트 홀(145, 146)이 형성되어 있다.
그리고 제 2 층간 절연막(144b) 위에는, ITO 등으로 이루어지는 투명한 화소 전극(111)이 소정의 형상에 패터닝되어 형성되고, 한쪽의 콘택트 홀(145)이 이 화소 전극(111)에 접속되어 있다. 또한, 또 다른 한쪽의 콘택트 홀(146)이 전원선(103)에 접속되어 있다. 이렇게 하여, 회로 소자부(14)에는 각 화소 전극(111)에 접속된 구동용의 박막 트랜지스터(123)가 형성되어 있다.
발광 소자부(11)는 복수의 화소 전극(111)◎상의 각각에 적층된 유기 EL층(110)과, 각 화소 전극(111) 및 유기 EL층(110)의 사이에 구비된 각 유기 EL층(110)을 구획하는 뱅크부(112)를 주체로 하여 구성되어 있다. 유기 EL층(110) 위 에는 음극(12)이 배치되어 있다. 이들 화소 전극(111), 유기 EL층(110) 및 음극(12)에 의해 발광 소자가 구성되어 있다. 여기서, 화소 전극(111)은 예를 들어 ITO에 의해 형성되어 이루어지고, 평면에서 보아 대략 사각형으로 패턴 형성되어 있다. 이 각 화소 전극(111…)을 구획하는 형으로 뱅크부(112)가 구비되어 있다.
뱅크부(112)는 도 6에 나타낸 바와 같이 기판(2) 측에 위치하는 제 1 격벽부로서의 무기물 뱅크층(제 1 뱅크층)(112a)과, 기판(2)으로부터 떨어져 위치하는 제 2 격벽부로서의 유기물 뱅크층(제 2 뱅크층)(112b)이 적층된 구성을 구비하고 있다. 무기물 뱅크층(112a)은 예를 들어 TiO2나 SiO2 등에 의해 형성되고, 유기물 뱅크층(112b)은 예를 들어 아크릴수지, 폴리이미드 수지 등에 의해 형성된다.
무기물, 유기물 뱅크층(112a, 112b)은 화소 전극(111)의 가장자리 부분 위에 올라앉는 것 같이 형성되어 있다. 평면적으로는, 화소 전극(111)의 주위와 무기물 뱅크층(112a)이 부분적으로 겹치도록 배치된 구조로 되어 있다. 또한, 유기물 뱅크층(112b)도 마찬가지이며, 화소 전극(111)의 일부와 평면적으로 겹치도록 배치되어 있다. 또한, 무기물 뱅크층(112a)은 유기물 뱅크층(112b)의 연단(緣端)보다도 화소 전극(111)의 중앙 측으로 더욱 돌출하도록 형성되어 있다. 이렇게 하여, 무기물 뱅크층(112a)의 각 제 1 적층부(돌출부)(112e)가 화소 전극(111)의 내측에 형성됨으로써, 화소 전극(111)의 형성 위치에 대응하는 하부 개구부(112c)가 설치되어 있다.
또한, 유기물 뱅크층(112b)에는 상부 개구부(112d)가 형성되어 있다. 이 상 부 개구부(112d)는 화소 전극(111)의 형성 위치 및 하부 개구부(112c)에 대응하도록 설치되어 있다. 상부 개구부(112d)는 도 6에 나타낸 바와 같이, 하부 개구부(112c)보다 개구가 넓고, 화소 전극(111)보다 좁게 형성되어 있다. 또한, 상부 개구부(112d)의 상부의 위치와 화소 전극(111)의 끝 부분이 거의 같은 위치가 되도록 형성될 경우도 있다. 이 경우에는, 도 6에 나타낸 바와 같이 유기물 뱅크층(112b)의 상부 개구부(112d)의 단면이 경사진 형상이 된다. 이렇게 하여, 뱅크부(112)에는 하부 개구부(112c) 및 상부 개구부(112d)가 연통된 개구부(112g)가 형성되어 있다.
또한, 뱅크부(112)에는 친액성을 나타내는 영역과, 발액성을 나타내는 영역이 형성되어 있다. 친액성을 나타내는 영역은 무기물 뱅크층(112a)의 제 1 적층부(112e) 및 화소 전극(111)의 전극면(111a)이며, 이들의 영역은 산소를 처리 가스로 하는 플라즈마 처리에 의해 친액성으로 표면 처리되어 있다. 또한, 발액성을 나타내는 영역은 상부 개구부(112d)의 벽면 및 유기물 뱅크층(112)의 상면(112f)이며, 이들의 영역은 4불화 메탄, 테트라플루오르메탄, 혹은 4불화 탄소를 처리 가스로 하는 플라즈마 처리에 의해 표면이 불화 처리(발액성으로 처리)되어 있다.
한편, 유기 EL층(110)은 화소 전극(111) 위에 적층된 정공 주입/수송층(110a)과, 정공 주입/수송층(110a) 위에 인접해서 형성된 발광층(110b)으로 구성되어 있다.
정공 주입/수송층(110a)은 발광층(110b)에 정공을 주입하는 기능을 갖는 동시에, 정공 주입/수송층(110a) 내부에서 정공을 수송하는 기능을 갖는다. 이러한 정공 주입/수송층(110a)을 화소 전극(111)과 발광층(110b)의 사이에 설치함으로써, 발광층(110b)의 발광 효율, 수명 등의 소자 특성이 향상한다. 또한, 발광층(110b)에서는 정공 주입/수송층(110a)으로부터 주입된 정공과, 음극(12)으로부터 주입되는 전자가 재결합하여 발광이 행하여진다.
정공 주입/수송층(110a)은 하부 개구부(112ｃ) 내에 위치해서 화소 전극면(111a) 위에 형성되는 평탄부(110a1)와, 상부 개구부(112d) 내에 위치해서 무기물 뱅크층의 제 1 적층부(112e) 위에 형성되는 가장자리 부분(110a2)으로 구성되어 있다. 또한, 정공 주입/수송층(110a)은 구조에 따라서는, 화소 전극(111)상으로서 또한 무기물 뱅크층(112a)의 사이(하부 개구부(112c))에만 형성되어 있다(상기에 기재한 평탄부에만 형성되는 형태도 있다).
또한, 발광층(110b)은 정공 주입/수송층(110a)의 평탄부(110a1) 및 가장자리 부분(110a2) 위에 건너서 형성되어 있고, 평탄부(110a1) 위에서의 두께가 50nm∼80nm의 범위에 하고 있다. 발광층(110b)은 적색(R)에 발광하는 적색 발광층(110b1), 녹색(G)에 발광하는 녹색 발광층(110b2) 및 청색(B)에 발광하는 청색 발광층(110b3)의 3종류를 갖고, 각 발광층(110b1∼110b3)은 평면에서 보아 스트라이프 형상으로 배치되어 있다.
또한, 정공 주입/수송층 형성 재료로서는, 예를 들면 폴리에틸렌디옥시티오펜 등의 폴리티오펜 유도체와 폴리스티렌술폰산 등의 혼합물을 사용할 수 있다. 또한, 발광층(110b)의 재료로서는, 예를 들면 (폴리)파라페닐렌비닐렌 유도체, 폴리페닐렌 유도체, 폴리 플루오렌 유도체, 폴리비닐카르바졸, 폴리티오펜 유도체, 페릴렌계 색소, 쿠마린계 색소, 로다민계 색소, 또는 이들의 고분자 재료에 루블렌, 페릴렌, 9, 10-디페닐 안트라센, 테트라페닐부타디엔, 나일 레드, 쿠마린 6, 퀴나크리돈 등을 도핑하여 사용할 수 있다.
음극(12)은 발광 소자부(11)의 전체면에 형성되어 있고, 화소 전극(111)과 쌍이 되어 유기 EL층(110)에 전류를 흐르게 하는 역할을 완수한다. 이 음극(12)은 상기 제 1 표시 영역(21)에서는, 불화 리튬층(12a), 칼슘층(12b) 및 알루미늄층(12c)이 적층되어서 구성되어 있다. 이때, 발광층에 가까운 쪽의 음극에는 일함수가 낮은 것을 설치하는 것이 바람직하고, 특히 이 형태에서는 발광층(110b)에 직접적으로 접해서 발광층(110b)에 전자를 주입하는 역할을 다한다.
음극(12)을 형성하는 알루미늄층(12c)은 발광층(110b)으로부터 발한 빛을 기판(2) 측에 반사시키는 것으로, 알루미늄 외에 은, 알루미늄과 은의 적층막 등으로 이루어지는 것이 바람직하다. 더욱 알루미늄층(12c) 위에 SiO, SiO2, SiN 등으로 이루어지는 산화 방지용의 보호층을 만들어도 좋다. 또, 제 1 표시 영역(21)에서 음극(12)을 구성하는 각 층의 층 두께는 불화 리튬층(12a)이 약 5nm, 칼슘층(12b)이 약 5nm, 알루미늄층(12c)이 약 200nm로 하고 있다.
도 6에 나타내는 발광 소자부(11) 위에는, 실제의 유기 EL 장치로는 밀봉부를 구비할 수 있다. 이 밀봉부는 예를 들어 기판(2)의 주위에 고리 모양으로 밀봉 수지를 도포하고, 또한 밀봉 캔에 의해 밀봉함으로써 형성할 수 있다. 상기 밀봉 수지는 열 경화 수지 혹은 자외선 경화 수지 등으로 이루어지고, 특히 열 경화 수 지의 1종인 에폭시 수지로 이루어지는 것이 바람직하다. 이 밀봉부는 음극(12) 또는 발광 소자부(11) 내에 형성된 발광층의 산화를 방지하는 목적으로 설치된다. 또한, 상기 밀봉 캔의 내측에는 물, 산소 등을 흡수하는 게터제를 만들고, 밀봉 캔의 내부에 침입한 물 또는 산소를 흡수할 수 있도록 하여도 좋다.
한편, 도 7은 제 2 표시 영역(22)의 단면 구성도로서, 적색의 도트(서브 화소)(A1)만으로 구성되어 있다. 또, 제 2 표시 영역(22)에서는, 도 6에 나타낸 제 1 표시 영역(21)과는 발광층(110b)의 구성과 음극(12)의 구성이 다르고, 그 밖의 단면 구성은 같기 때문에 설명을 생략한다.
즉, 제 2 표시 영역(22)에서는, 3개의 적색 도트(A1)가 1개의 화소를 구성하고 있고, 각 도트(A1)에는 적색(R)에 발광하는 적색 발광층(110b1)이 설치되어 있다. 또한, 제 1 표시 영역(21)에서는, 도 6에 나타낸 바와 같이 음극(12)의 발광층(110ｂ)측으로 발광 효율을 향상시키기 위한 불화 리튬층(12a)을 형성하고 있지만, 상기 제 2 표시 영역(22)에서는 불화 리튬층(12a)을 형성하고 있지 않다. 이것은 불화 리튬층(12a)이 발광층(110b) 중 청색(B)에 발광하는 청색 발광층(110b3)의 발광 효율 향상을 목적으로서 설치된 기능층이기 때문이다. 또, 제 2 표시 영역(22)에서의 음극(12)을 구성하는 각 층의 층 두께는 칼슘층(12b)이 약 5nm, 알루미늄층(12c)이 약 200nm로 되어 있다.
또한, 도 8은 더미 표시 영역(23)의 단면 구성도로서, 비발광 도트(서브 화소)(A4)만으로 구성되어 있다. 또, 더미 표시 영역(23)에서는 도 6에 나타낸 제 1 표시 영역(21)과는 발광층(110b)의 구성이 다르고, 그 밖의 단면 구성은 같기 때문 에 설명을 생략한다.
즉, 더미 표시 영역(23)에서는, 3개의 비발광 도트(A4)가 1개의 화소(비발광 화소)를 구성하고 있고, 각 도트(A4)에는 제 1 표시 영역(21)이나 제 2 표시 영역(22)과 같은 발광층(110b)이 설치되어 있지 않다. 여기서, 상기 더미 표시 영역(23)의 음극(12)의 구성은 제 1 표시 영역(21)과 같이 불화 리튬층(12a), 칼슘층(12b), 알루미늄층(12c)으로 구성하고 있지만, 상기 음극(12)의 구성은 특별히 한정되지 않고, 제 2 표시 영역(22)과 같이 칼슘층(12b) 및 알루미늄층(12c)으로 구성하는 외에 알루미늄층(12c)만으로 구성해도 좋다.
또한, 도 9에 나타낸 바와 같이 더미 표시 영역(23)에서 발광층(110b)을 형성하는 한편, 구동용의 박막 트랜지스터(123)를 형성하지 않는 구성으로 할 수 있다. 이러한 구성이라 하더라도, 전극간에 발광 구동 전압이 생길 일이 없기 때문에 각 도트(서브 화소)(A4)는 비발광 도트로서 구성되는 것이 된다. 또한, 박막 트랜지스터(123)를 형성하고, 또한 발광층을 형성하여 제어 회로에서 전류가 흐르지 않도록 해도 좋다.
이상과 같은 구성을 갖는 본 실시예의 유기 EL 장치에 의하면, 표시 영역(2a)이 풀 컬러 표시가 가능한 제 1 표시 영역(21)과, 단색 표시만이 가능한 제 2 표시 영역(22)으로 구성되어 있다. 이 경우, 표시 영역(2a)의 전역에 풀 컬러용의 화소를 배열 설치하는 것은 아니고, 소정의 영역(제 2 표시 영역(22))에 필요한 색의 발광을 할 수 있는 화소를 설치하고, 더군다나 상기 영역(22)에서 불필요한 색의 화소를 배제할 수 있기 때문에, 전체로 하여 개구율을 높일 수 있다. 또한, 그 러한 필요한 색의 화소 만에 의해 소정의 영역(제 2 표시 영역(22))을 구성함으로써, 종래와 같이 풀 컬러용의 화소를 표시 영역(2a) 전체에 배치할 경우에 비하여 1 화소당의 휘도를 저감시켜도 상기 종래와 같은 정도의 면 휘도를 얻을 수 있고, 따라서 1 화소당의 휘도 열화도 감소하여 소비전력을 줄일 수 있고, 나아가서는 휘도 수명을 높일 수도 있다.
구체적으로는, 도 10에 나타낸 바와 같이 수명이 향상된다. 도 10은 본 실시예의 유기 EL 장치의 제 2 표시 영역(22)에서의 휘도(실시예)와, 표시 영역의 모두를 풀 컬러 표시용의 화소로 구성했을 경우에서의 휘도(비교예)에 대해서, 그 시간 변화를 나타낸 그래프다. 또, 세로축은 1 화소당의 면 휘도(cd/m2), 가로축은 시간(hour)을 나타내고 있다.
도 10에 나타낸 바와 같이, 본 실시예의 유기 EL 장치에 의하면, 실시예 및 비교예의 유기 EL 장치에 관한 것으로서, 1화소에서 초깃값 300cd/㎡ 의 면 휘도를 얻을 수 있는 화소 설정으로 했을 경우, 휘도가 초깃값의 80%가 되는 시간은 비교예에서는 8000시간이었던 것에 대해 실시예에서는 40000시간이었다. 즉, 본 실시예의 구성의 유입에 의해, 휘도의 열화 시간이 약 5배가 된 것이다.
또한, 본 실시예의 유기 EL 장치에서는 해상도도 향상되어 있다. 즉, 풀 컬러용의 화소를 표시 영역(2a) 전체에 배치할 경우에 비하여, 소정 영역(제 2 표시 영역(22)) 내에서의 필요한 색의 화소 수를 증대시킬 수 있어, 해상도를 향상시킬 수 있는 것이다.
또한, 본 실시예의 유기 EL 장치로는 표시 영역(2a)을 분할해서 구성한 제 1 표시 영역(21)과 제 2 표시 영역(22)에서, 각각 화소를 구성하는 기능층의 적층 구조를 달리하고 있다. 구체적으로는, 음극(12)의 구성을 제 1 표시 영역(21)에서는 불화 리튬층(12a)을 포함하고, 제 2 표시 영역(22)에서는 불화 리튬층(12a)을 포함하지 않는 구성으로 함으로써 각 영역에서의 발광 효율을 높이고 있다. 여기서, 제 2 표시 영역(22)에서, 불화 리튬층(12a)을 포함할 경우와 포함하지 않을 경우에 대해서, 각각 휘도의 시간에 따른 변화를 측정했다. 결과를 도 30에 나타낸다. 도 30에서, C1은 불화 리튬층(12a)을 포함하지 않을 경우의 휘도 시간에 따른 변화를, C2는 불화 리튬층(12a)을 포함할 경우의 휘도 시간에 따른 변화를 나타내고 있고, 제 2 표시 영역(22)에서는, 불화 리튬층(12a)을 포함하지 않는 것으로 휘도 수명이 대폭 향상되는 것을 알 수 있다.
또한, 본 실시예의 유기 EL 장치에서는, 제 1 표시 영역(21)과 제 2 표시 영역(22)과의 경계 영역에 발광 기능을 구비하지 않는 더미 표시 영역(23)이 형성되어 있다. 상기 더미 표시 영역(23)은 전술한 바와 같이 비발광 도트(서브 화소)(A4)로 구성되어 있고, 실질적으로 발광 표시를 할 수 없는 구성이 되어 있다. 상기 경계 영역에서는 제조상, 화소 구성이 설계대로 형성되기 어려운 사정이 있고, 그 결과 상기 경계 영역에서 콘트라스트 저하가 생기는 문제가 있었다. 그러나 본 실시예와 같이 더미 표시 영역(23)을 설치함으로써 그러한 콘트라스트 저하가 생기기 어려운 것이 된다.
또한, 본 실시예에서는 제 1 표시 영역(21)을 풀 컬러 표시용, 제 2 표시 영 역(22)을 단색 표시용으로서 구성하고 있지만, 예를 들어 제 1 표시 영역(21)을 풀 컬러 표시용, 제 2 표시 영역(22)을 2색 표시용, 또는 제 1 표시 영역(21)을 2색 표시용, 제 2 표시 영역(22)을 단색 표시용으로서 구성해도 좋다. 이에 따라 많은 베리에이션을 갖는 표시 영역(2a)을 구성할 수 있다. 여기서, 단색 표시용에 백색 발광 재료를 이용하여 백색 발광으로 해도 좋다.
또한, 본 실시예에서는 제 1 표시 영역(21)과 제 2 표시 영역(22)의 경계 영역에 더미 표시 영역(23)을 형성하는 것으로 하고 있지만, 예를 들어 표시 영역(2a)의 외주부에서 같은 더미 표시 영역을 형성할 수 있다. 즉, 표시 영역(2a)의 외주부에서도, 화소 구성이 설계대로 형성되기 어려운 사정이 있고, 그 결과 콘트라스트 저하가 생기는 문제가 있었지만, 상기 외주부에 더미 표시 영역을 설치함으로써 그러한 콘트라스트 저하가 생기기 어려운 것이 된다(도 26 및 도 28 참조).
(유기 EL 장치의 제조 방법)
다음으로, 상기 유기 EL 장치를 제조하는 방법에 대해서 도면을 참조해서 설명한다.
본 실시예의 제조 방법은 (1) 뱅크부 형성 공정, (2) 정공 주입/수송층 형성 공정, (3) 발광층 형성 공정, (4) 음극 형성 공정 및 (5) 밀봉 공정 등을 갖는다. 또한, 여기서 설명하는 제조 방법은 일례로서, 필요에 따라 기타의 공정이 추가되거나 상기 공정의 일부가 제외되기도 한다.
또한, (2) 정공 주입/수송층 형성 공정, (3) 발광층 형성 공정은 액체방울 토출 장치(잉크젯 장치)를 사용한 액체토출법(잉크젯법)으로 행하여진다.
(1) 뱅크부 형성 공정
뱅크부 형성 공정에서는, 도 11에 나타낸 바와 같이 기판(2)의 소정 위치에 뱅크부(112)를 형성한다. 뱅크부(112)는 제 1 뱅크층으로서 무기물 뱅크층(112a)이 형성되고, 제 2 뱅크층으로서 유기물 뱅크층(112b)이 형성된 구조로 되어 있다.
(1)-1 무기물 뱅크층(112a)의 형성
우선, 도 11에 나타낸 바와 같이 기판상에 있는 소정 위치에 무기물 뱅크층(112a)을 형성한다. 무기물 뱅크층(112a)이 형성되는 위치는 제 2 층간 절연막(144b) 및 화소 전극(111) 위이다. 또, 제 2 층간 절연막(144b)은 박막 트랜지스터, 주사선, 신호선 등이 배치된 회로 소자부(14) 위에 형성되어 있다. 무기물 뱅크층(112a)은 예를 들면 SiO2, TiO2 등의 무기물 재료로 구성할 수 있다. 이들 재료는 예를 들면 CVD법, 코팅법, 스퍼터링법, 증착법 등에 의해 형성된다. 또한, 무기물 뱅크층(112a)의 막 두께는 50nm∼200nm의 범위가 바람직하고 특히 150nm가 좋다.
무기물 뱅크층(112a)은 층간 절연층(144) 및 화소 전극(111)의 전체면에 무기물 막을 형성하고, 그 후 무기물 막을 포토 리소그래픽법 등에 의해 패터닝함으로써 개구부를 갖는 모양으로 형성된다. 이 개구부는 화소 전극(111)의 전극면(111a)의 형성 위치에 대응하는 것으로, 도 11에 나타낸 바와 같이 하부 개구부(112c)로서 설치된다. 또, 무기물 뱅크층(112a)은 화소 전극(111)의 가장자리 부분과 일부 겹치도록 형성되고, 이에 따라 발광층(110)의 평면적인 발광 영역이 제 어된다.
(1)-2 유기물 뱅크층(112b)의 형성
다음으로, 제 2 뱅크층으로서의 유기물 뱅크층(112b)을 형성한다.
구체적으로는, 도 11에 나타낸 바와 같이 무기물 뱅크층(112a) 위에 유기물 뱅크층(112b)을 형성한다. 유기물 뱅크층(112b)을 구성하는 재료로서, 아크릴수지, 폴리이미드 수지 등의 내열성, 내용제성(耐溶劑性)을 갖는 재료를 사용한다. 이들의 재료를 사용하여, 유기물 뱅크층(112b)을 포토리소그래피 기술 등에 의해 패터닝해서 형성된다. 또, 패터닝할 때 유기물 뱅크층(112b)에 상부 개구부(112d)를 형성한다. 상부 개구부(112d)는 전극면(111a) 및 하부 개구부(112c)에 대응하는 위치에 설치되어 전체 화소 공통의 패턴을 갖고 형성하는 것으로 하고 있다.
상부 개구부(112d)는 도 11에 나타낸 바와 같이, 무기물 뱅크층(112a)에 형성된 하부 개구부(112c)보다 넓게 형성하는 것이 바람직하다. 또한, 유기물 뱅크층(112b)은 단면 형상이 테이퍼 모양을 하는 것이 바람직하고, 유기물 뱅크층(112b)의 최저면에서는 화소 전극(111)의 폭보다 좁고, 유기물 뱅크층(112b)의 최상면에서는 화소 전극(111)의 폭과 거의 동일한 폭으로 형성하는 것이 바람직하다.
이에 따라 무기물 뱅크층(112a)의 하부 개구부(112c)를 둘러싸는 제 1 적층부(112e)가 유기물 뱅크층(112b)보다도 화소 전극(111)의 중앙 측에 돌출된 모양이 된다. 이렇게 하여, 유기물 뱅크층(112b)에 형성된 상부 개구부(112d), 무기물 뱅크층(112a)에 형성된 하부 개구부(112c)를 연통하게 함으로써, 무기물 뱅크층(112a) 및 유기물 뱅크층(112b)을 관통하는 개구부(112g)가 형성된다.
형성된 뱅크부(112) 및 화소 전극(111)의 표면은 플라즈마 처리에 의해 적절한 표면 처리를 설비하는 것이 바람직하고, 구체적으로는 뱅크부(112) 표면의 발액화 처리 및 화소 전극(111)의 친액화 처리를 행한다. 화소 전극(111)의 표면 처리는 산소 가스를 채용한 O2 플라즈마 처리로 의해 행할 수 있고, 예를 들면 플라즈마 파워 100kW∼800kW, 산소 가스 유량(流量) 50ml/min∼100ml/min, 판(板)반송 속도 0.5mm/sec∼10mm/sec, 기판 온도 70℃∼90℃의 조건으로 처리함으로써 화소 전극(111) 표면을 포함하는 영역을 친액화할 수 있다. 또한, 이 O2 플라즈마 처리에 의해 화소 전극(111) 표면의 세정 및 일함수의 조정도 동시에 행하여진다. 그 다음으로, 뱅크부(112)의 표면 처리는 테트라플루오르메탄을 채용한 CF4 플라즈마 처리로 행할 수 있고, 예를 들면 플라즈마 파워 100kW∼800kW, 4불화 메탄 가스 유량 50ml/min∼100ml/min, 기판 반송 속도 0.5mm/sec∼10mm/sec, 기판 온도 70℃∼90℃의 조건으로 처리함으로써 뱅크부(112)의 상부 개구부(112d) 및 상면(112f)을 발액화할 수 있다.
(2) 정공 주입/수송층 형성 공정
다음으로, 발광 소자 형성 공정에서는, 우선 화소 전극(111) 위에 정공 주입/수송층을 형성한다.
정공 주입/수송층 형성 공정에서는, 액체방울 토출 장치로서 예를 들어 잉크젯 장치를 사용함으로써, 정공 주입/수송층 형성 재료를 포함하는 액상 조성물을 전극면(111a) 위에 토출한다. 그 후에 건조처리 및 열처리를 행하고, 화소 전극 (111) 위 및 무기물 뱅크층(112a) 위에 정공 주입/수송층(110a)을 형성한다. 또한, 여기서 정공 주입/수송층(110a)은 제 1 적층부(112e) 위에 형성되지 않는 일도 있고, 즉 화소 전극(111) 위에만 정공 주입/수송층이 형성되는 형태도 있다.
잉크젯에 의한 제조 방법은 아래와 같다. 즉, 도 12에 나타낸 바와 같이 잉크젯 헤드(H1)에 형성된 복수의 노즐로부터 정공 주입/수송층 형성 재료를 포함하는 액상 조성물을 토출한다. 여기서는 잉크젯 헤드를 주사함으로써 화소마다 조성물을 충전하고 있지만, 기판(2)을 주사함으로써도 가능하다. 또, 본 실시예에서는 도 2에 나타낸 기판(2)에 대하여, 도시된 하방으로 헤드를 주사하는 것으로 하고 있다.
잉크젯 헤드에 의한 토출은 아래와 같다. 즉, 잉크젯 헤드(H1)에 형성된 토출 노즐(H2)을 전극면(111a)에 대향 시켜서 배치하고, 노즐(H2)로부터 액상 조성물을 토출한다. 화소 전극(111)의 주위에는 하부 개구부(112c)를 구획하는 뱅크(112)가 형성되어 있고, 이 하부 개구부(112ｃ) 내에 위치하는 화소 전극면(111a)에 잉크젯 헤드(H1)를 대향시켜, 이 잉크젯 헤드(H1)와 기판(2)을 상대적으로 이동시키면서, 토출 노즐(H2)로부터 1 방울당의 액량이 제어된 액상 조성물의 액체방울(110c)을 전극면(111a) 위에 토출한다.
본 공정에서 사용하는 액상 조성물로서는, 예를 들어 폴리에틸렌디옥시티오펜(PEDOT) 등의 폴리티오펜 유도체와 폴리스틸렌술폰산(PSS) 등의 혼합물을, 극성 용매에 용해시킨 조성물을 사용할 수 있다. 극성 용매로서는, 예를 들면 이소프로필 알코올(IPA), 노르말 부탄올, γ-부틸올락톤, N-메틸피롤리돈(NMP), 1, 3-디메 틸-2-이미다졸리돈(DMI) 및 그 유도체, 칼비톨아세테이트, 부틸칼비톨아세테이트 등의 글리콜 에테르류 등을 들 수 있다.
보다 구체적인 조성으로서는, PEDOT/PSS혼합물(PEDOT/PSS=1:20):12.52중량, IPA:10중량％, NMP:27.48중량％, DMI:50중량％의 것을 예시할 수 있다. 또한, 상기 액상 조성물의 점도는 1ｍPaㆍs~20ｍPaㆍs 정도가 좋고, 특히 4ｍPaㆍs~15ｍPaㆍs 정도가 좋다.
상기한 액상 조성물을 사용함으로써, 토출 노즐(H2)에 막힘이 생기지 않고 안정되게 토출할 수 있다. 또한, 정공 주입/수송층 형성 재료는 빨강(R), 초록(G), 파랑(B)의 각 발광층(110b1∼110b3)에 대하여 같은 재료를 이용하여도 좋고, 각 발광층마다 바꿔도 좋다.
토출된 조성물의 액체방울(110c)은 친액 처리된 전극면(111a) 및 제 1 적층부(112e) 위에 퍼져 하부, 상부 개구부(112c, 112d) 내에 충전된다. 가령, 제 1 조성물 방울(110c)이 소정의 토출 위치로부터 맞지 않아서 상면(112f) 위에 토출되었다 하더라도, 상면(112f)이 제 1 조성물 방울(110c)로 젖는 일이 없고, 튕긴 제 1 조성물 방울(110c)이 하부, 상부 개구부(112c, 112d) 내로 굴러들어온다.
전극면(111a) 위에 토출하는 조성물의 양은 하부, 상부 개구부(112c, 112d)의 크기, 형성하려고 하는 정공 주입/수송층의 두께, 액상 조성물 중의 정공 주입/수송층 형성 재료의 농도 등에 의해 결정된다. 또한, 액상 조성물의 액체방울(110c)은 1회뿐만 아니라, 몇 회로 나누어서 동일한 전극면(111a) 위에 토출해도 좋다. 이 경우, 각 회로에서의 액상 조성물의 양은 동일해도 좋고, 회마다 액상 조성물을 바꾸어도 좋다. 더욱 전극면(111a)의 동일 장소뿐만 아니라, 회마다 전극면(111a) 내의 다른 장소에 상기 액상 조성물을 토출해도 좋다.
잉크젯 헤드의 구조에 대해서는, 도 22에 나타내는 바와 같은 헤드(H)를 채용할 수 있다. 또한, 기판과 잉크젯 헤드의 배치에 관해서는 도 23과 같이 배치하는 것이 바람직하다.
도면 22 중, 부호(H7)는 상기한 잉크젯 헤드(H1)를 지지하는 지지 기판이며, 이 지지 기판(H7) 위에 복수의 잉크젯 헤드(H1)가 구비되어 있다. 잉크젯 헤드(H1)의 잉크 토출면(기판과의 대향면)에는, 헤드의 길이 방향을 따라 열(列) 형상으로, 또한, 헤드의 폭 방향으로 간격을 두고 2열로 토출 노즐이 복수(예를 들어 1열에 180 노즐, 합계 360 노즐) 설치되어 있다. 또한, 이 잉크젯 헤드(H1)는 토출 노즐을 기판 측으로 향하는 동시에, X축(또는 Y축)에 대하여 소정 각도 기운 상태에서 대략 X축 방향을 따라 열 형상으로, 또한 Y방향으로 소정 간격을 두고 2열로 배열된 상태에서, 평면에서 보아 대략 사각형 모양의 지지판(20)에 복수(도 22에서는 1열 6개, 합계 12개) 위치 결정되어 지지되어 있다.
또한, 도 23에서, 부호(1115)는 기판(2)을 탑재하는 스테이지이며, 부호(1116)는 스테이지(1115)를 도면 중 X축 방향(주주사 방향)으로 안내하는 가이드 레일이다. 또 헤드(H)는 지지 부재(1111)를 통하여 가이드 레일(1113)에 의해 도면 중 y축 방향(부주주사 방향)으로 이동할 수 있게 되어 있고, 또 헤드(H)는 도면 중 θ축 방향으로 회전할 수 있게 되어 있어 잉크젯 헤드(H1)를 주주사 방향에 대 하여 소정의 각도로 기울일 수 있게 되어 있다. 이렇게, 잉크젯 헤드를 주사 방향에 대하여 기울여서 배치함으로써, 노즐 피치를 화소 피치에 대응시킬 수 있다. 또한, 경사 각도를 조정함으로써, 어떤 화소 피치에 대하여도 대응시킬 수 있다.
도 23에 나타내는 기판(2)은 마더 기판에 복수의 칩을 배치한 구조로 되어 있다. 즉 1 칩의 영역이 1개의 표시 장치에 해당한다. 여기서는, 3개의 표시 영역(2a)이 형성되어 있지만, 이것으로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어 기판(2)상의 좌측의 표시 영역(2a)에 대하여 조성물을 도포하는 경우에는, 가이드 레일(1113)을 통하여 헤드(H)를 도면 중 좌측으로 이동시키는 동시에, 가이드 레일(1116)을 통하여 기판(2)을 도면 중 상측으로 이동시키고, 기판(2)을 주사시키면서 도포를 행한다. 다음에 헤드(H)를 도면 중 우측으로 이동시켜서 기판의 중앙의 표시 영역(2a)에 대하여 조성물을 도포한다. 오른쪽 끝에 있는 표시 영역(2a)에 대하여도 상기와 동일하다. 또, 도 22에 나타내는 헤드(H) 및 도 23에 나타내는 잉크젯 장치는 정공 주입/수송층 형성 공정뿐만 아니라 발광층 형성 공정에도 사용하는 것이다.
다음으로, 도 13에 나타내는 바와 같은 건조 공정을 행한다. 즉, 토출 후의 제 1 조성물을 건조처리하고, 제 1 조성물에 포함되는 용매를 증발시켜, 정공 주입/수송층(110a)을 형성한다. 건조처리를 행하면, 액상 조성물에 포함되는 용매의 증발이 주로 무기물 뱅크층(112a) 및 유기물 뱅크층(112b)에 가까운 곳에서 일어나고, 용매의 증발에 맞춰서 정공 주입/수송층 형성 재료가 농축되어서 석출(析出)된다. 이에 따라 도 13에 나타낸 바와 같이 제 1 적층부(112e) 위에, 정공 주입/수 송층 형성 재료로 이루어지는 가장자리 부분(110a2)이 형성된다. 이 가장자리 부분(110a2)은 상부 개구부(112d)의 벽면(유기물 뱅크층112b)에 밀착하고 있어, 그 두께가 전극면(111a)과 가까운 측에서는 엷고, 전극면(111a)으로부터 먼 쪽, 즉 유기물 뱅크층(112b)과 가까운 측에서 두껍게 되어 있다.
또한, 이와 동시에 건조처리에 의해 전극면(111a) 위에서도 용매의 증발이 일어나고, 이에 따라 전극면(111a) 위에 정공 주입/수송층 형성 재료로 이루어지는 평탄부(110a1)가 형성된다. 전극면(111a) 위에서는 용매의 증발 속도가 거의 균일하기 때문에 정공 주입/수송층의 형성 재료가 전극면(111a) 위에 균일하게 농축되고, 이에 따라 균일한 두께의 평탄부(110a1)가 형성된다. 이렇게 하여, 가장자리 부분(110a2) 및 평탄부(110a1)로부터 이루어지는 정공 주입/수송층(110a)이 형성된다. 또한, 가장자리 부분(110a2)에는 형성되지 않고, 전극면(111a) 위에만 정공 주입/수송층이 형성되는 형태라도 상관없다.
상기의 건조처리는 예를 들어 질소 분위기 중, 실온에서 압력을 예를 들면 133.3Pa(1Torr)정도로 해서 행한다. 압력이 지나치게 낮으면 조성물의 액체방울(110c)이 갑자기 끓어버리므로 바람직하지 못하다. 또한, 온도를 실온 이상으로 하면, 극성 용매의 증발 속도가 높아져 평탄한 막을 형성할 수 없다. 건조처리 후는 질소 중, 바람직하게는 진공 중에 200℃로 10분 정도 가열하는 열처리를 행함으로써 정공 주입/수송층(110a) 내에 잔존하는 극성 용매나 물을 제거하는 것이 바람직하다.
(3) 발광층 형성 공정
발광층 형성 공정은 발광층 형성 재료 토출 공정 및 건조 공정으로 이루어진다.
전술한 정공 주입/수송층 형성 공정과 같이 잉크젯법에 의해 발광층 형성용의 액상 조성물을 정공 주입/수송층(110a) 위에 토출한다. 그 후에 토출된 액상 조성물을 건조처리(및 열처리)하고, 정공 주입/수송층(110a) 위에 발광층(110b)을 형성한다.
도 14에, 잉크젯에 의해 발광층 형성용 재료를 포함하는 액상 조성물의 토출 공정을 나타낸다. 도면에 나타낸 바와 같이 잉크젯 헤드(H5)와 기판(2)을 상대적으로 이동하고, 잉크젯 헤드에 형성된 토출 노즐(H6)로부터 각 색(예를 들어 여기에서는 청색(B)) 발광층 형성 재료를 함유하는 액상 조성물이 토출된다.
토출 시에는, 하부, 상부 개구부(112c, 112d) 내에 위치하는 정공 주입/수송층(110a)에 토출 노즐을 대향 시켜, 잉크젯 헤드(H5)와 기판(2)을 상대적으로 이동시키면서 액상 조성물을 토출한다. 토출 노즐(H6)로부터 토출되는 액량은 1방울당의 액체량이 제어되어 있다. 이렇게 액체량이 제어된 액체방울이 토출 노즐로부터 토출되어, 이 액체방울을 정공 주입/수송층(110a) 위에 토출한다.
본 실시예에서는 도 2에 나타낸 대로, 제 1 표시 영역(21)과 제 2 표시 영역(22)에서는, 각 색의 도트 패턴이 다른 때문에 각각 영역에서 토출 형태가 다른 것이 된다.
제 1 표시 영역(21)에서는, 도 15에 나타낸 바와 같이 기판(2) 위에 적하(滴下)된 액상 조성물 방울(110e)을 건조하지 않고, 다른 색의 발광층 형성 재료를 함 유하는 액상 조성물 방울(110f 및 110g)의 토출 배치를 행하게 되어 있다. 한편, 제 2 표시 영역(22)에서는, 적색 발광층 형성 재료를 함유하는 액상 조성물(110g)을 토출 배치하게 되어 있다. 즉, 본 실시예에서는 잉크젯에 의해 토출 공정을 행하고 있기 때문에, 소정의 도트에 대하여 소정의 색의 토출을 선택적으로 행할 수 있게 되어 있다.
토출된 각 액상 조성물(110e∼110g)은 도 15에 나타낸 바와 같이 정공 주입/수송층(110a) 위에 퍼져서 하부, 상부 개구부(112c, 112d) 내에 가득 찬다. 한편, 발액처리된 상면(112f)에서는 각 액상 조성물 방울(110e∼110g)이 소정의 토출 위치로부터 벗어나서 상면(112f) 위에 토출되었다고 하더라도, 상면(112f)이 액상 조성물 방울(110e∼110g)으로 젖을 일이 없고, 액상 조성물 방울(110e∼110g)이 하부, 상부 개구부(112c, 112d) 내로 굴러들어온다.
또한, 제 1 표시 영역(21)과 제 2 표시 영역(22)의 경계부에 전술한 바와 같이 더미 표시 영역(23)을 형성하고 있고, 상기 더미 표시 영역(23)을 구성하는 비발광 도트(A4)(도 5 참조)는 뱅크부(112)에서 둘러싸인 개구부(112g)는 갖지만, 상기 비발광 도트(A4)에는 액체방울이 토출되지 않아서 발광층이 형성되지 않게 된다.
상술한 바와 같이, 제 1 표시 영역(21)에서는 적색, 녹색, 청색의 각색 발광층 형성 재료를 포함하는 액상 조성물을 토출하는 한편, 제 2 표시 영역(22)에서는 적색의 발광층 형성 재료를 포함하는 액상 조성물을 토출하게 하고 있다. 이 경우, 가령 제 1 표시 영역(21)과 제 2 표시 영역(22)을 연속으로 형성할 경우에는, 양자의 경계에서 색의 혼합이나, 잉크젯으로부터의 토출의 지체가 생기는 우려가 있지만, 본 실시예와 같이 더미 표시 영역(23)을 형성하여 비발광 도트(A4)를 배치함으로써 상기 혼합이나 토출 지체에 의한 표시 불량의 발생을 방지 또는 억제할 수 있게 된다. 또한, 상기 비발광 도트(A4)에는, 이것과 평면적으로 겹치도록 차광부를 만들어 두는 것이 바람직하다.
본 실시예에 사용하는 발광층 형성 재료로서는, 폴리 플루오렌계 고분자 유도체 외에, (폴리)파라페닐렌비닐렌 유도체, 폴리페닐렌 유도체, 폴리비닐카르바졸, 폴리티오펜 유도체, 페릴렌계 색소, 쿠마린계 색소, 로다민계 색소, 혹은 상기 고분자에 유기 EL 재료를 도핑하여 사용할 수 있다. 예를 들면 루블렌, 페릴렌, 9, 10-디페닐 안트라센, 테트라페닐부타디엔, 나일 레드, 쿠마린 6, 퀴나크리돈 등을 도핑함으로써 사용할 수 있다. 그리고 이들 발광층 형성 재료를 용해 또는 분산시키기 위한 용매는 각색 발광층마다 같은 종류의 것을 사용하게 하고 있다.
다음으로, 건조처리를 행한다. 제 1 표시 영역(21)에서는, 상기 각색용의 액상 조성물(110e∼110g)을 소정의 위치에 배치해 끝낸 후, 일괄적으로 건조처리함으로써 발광층(110b1∼110b3)이 형성된다. 즉, 건조에 의해 액상 조성물 방울(110e∼110g)에 포함되는 용매가 증발하고, 도 16에 나타내는 바와 같은 적색(R) 발광층(110b1), 녹색(G) 발광층(110b2), 청색(B) 발광층(110b3)이 형성된다. 또, 도 16에서는 빨강, 초록, 파랑에 발광하는 발광층이 1개씩 도시되어 있지만, 도 2나 그 밖의 도면보다 분명하게 나타내는 바와같이 원래는 발광 소자가 매트릭스 형상으로 형성된 것이며, 도시하지 않은 다수의 발광층(각색에 대응)이 형성되어 있 다.
한편, 제 2 표시 영역(22)에서는, 적색용의 액상 조성물(110g)을 배치해 끝낸 후, 일괄에 건조처리함으로써 발광층(110b1)이 형성된다. 즉, 건조에 의해 액상 조성물 방울(110g)에 포함되는 용매가 증발하고, 도 17에 나타내는 바와 같은 적색(R) 발광층(110b1)이 형성된다. 또한, 더미 표시 영역(23)에서는 도 18에 나타낸 바와 같이 발광층(110b)은 일체 형성되어 있지 않다.
이상과 같은 액상 조성물의 건조는 진공 건조에 의해 행하는 것이 바람직하고, 구체적인 예를 들면 질소분위기 중, 실온에서 압력을 133.3Pa(1Torr) 정도로 한 조건에 의해 행할 수 있다. 압력이 지나치게 낮으면 액상 조성물이 갑자기 끓어버리므로 바람직하지 못하다. 또한, 온도를 실온 이상으로 하면 용매의 증발속도가 높아지고, 발광층 형성 재료가 상부 개구부(112d) 벽면에 많이 부착되어버리므로 바람직하지 못하다.
이어서, 상기 건조처리가 종료하면 핫 플레이트 등의 가열 수단을 이용하여 발광층(110b)의 어닐 처리를 행하는 것이 바람직하다. 이 어닐 처리는 각 유기 EL층의 발광 특성을 최대한으로 끌어낼 수 있는 공통의 온도와 시간으로 행한다.
이렇게 하여, 화소 전극(111) 위에 정공 주입/수송층(110a) 및 발광층(110b)이 형성된다.
(4) 음극 형성 공정
다음으로, 도 19, 도 20 및 도 21에 나타낸 바와 같이 제 1 표시 영역(21)과 제 2 표시 영역(22)의 각각, 화소 전극(양극)(111)과 쌍을 이루는 음극(12)을 형성 한다.
즉, 제 1 표시 영역(21)에서는 도 19에 나타낸 바와 같이, 각색 발광층(110b) 및 유기물 뱅크층(112b)을 포함하는 기판(2) 상의 영역 전체면에, 우선 불화 리튬층(12a)을 형성한 후, 칼슘층(12b) 및 알루미늄층(12c)을 순차적으로 형성한다. 또, 이들 금속재료로 이루어지는 각층은 증착법, 스퍼터링법, CVD법 등에서 형성하는 것이 바람직하고, 특히 증착법에서 형성하는 것이 열에 의한 발광층(110b)의 손상을 방지할 수 있는 점에서 바람직하다.
한편, 제 2 표시 영역(22)에서는, 도 20에 나타낸 바와 같이 발광층(110b) 및 유기물 뱅크층(112b)을 포함하는 기판(2)상의 영역 전체면에, 우선 칼슘층(12b)을 형성한 후 알루미늄층(12c)을 형성한다. 이 경우도, 각 층은 증착법, 스퍼터링법, CVD법 등에서 형성하는 것이 바람직하고, 특히 증착법에서 형성하는 것이 열에 의한 발광층(110b)의 손상을 방지할 수 있는 점에서 바람직하다.
또한, 더미 표시 영역(23)에서는, 제 1 표시 영역(21)과 같이 도 21에 나타낸 바와 같이 정공 주입/수송층(110a) 및 유기물 뱅크층(112b)을 포함하는 기판(2) 상의 영역 전체 면에, 우선 불화 리튬층(12a)을 형성한 후, 칼슘층(12b) 및 알루미늄층(12c)을 순차적으로 형성한다. 또, 이들 금속 재료로 이루어지는 각 층은 증착법, 스퍼터링법, CVD법 등으로 형성하는 것이 바람직하다.
이에 따라 제 1 표시 영역(21), 제 2 표시 영역(22) 및 더미 표시 영역(23)의 전체에 음극(12)이 적층된다. 그리고 제 1 표시 영역(21)에서는 적색, 녹색, 청색의 각 색에 대응하는 유기 EL 소자가 형성되어, 제 2 표시 영역(22)에서는 적 색에 대응하는 유기 EL 소자가 형성되는 한편, 더미 표시 영역(23)에서는 실질적으로는 유기 EL 소자가 형성되지 않게 된다. 또, 음극(12) 위에 산화 방지 때문에 SiO2, SiN 등의 보호층을 만들어도 좋다.
(5) 밀봉 공정
마지막으로, 유기 EL 소자가 형성된 기판(2)과, 별도 준비한 밀봉 기판을 밀봉 수지를 통하여 밀봉한다. 예를 들면 열 경화 수지 또는 자외선 경화 수지로 이루어지는 밀봉 수지를 기판(2)의 가장자리부분에 도포하고, 밀봉 수지 위에 밀봉 기판을 배치한다. 밀봉 공정은 질소, 아르곤, 헬륨 등의 불활성 가스 분위기에서 행하는 것이 바람직하다. 대기 중에서 행하면, 음극(12)에 핀 홀 등의 결함이 생겨있을 경우에 이 결함 부분으로부터 물이나 산소 등이 음극(12)에 침입해서 음극(12)이 산화될 우려가 있으므로 바람직하지 못하다.
이 후, 기판(2)의 배선에 음극(12)을 접속하는 동시에, 기판(2) 위 혹은 외부에 설치된 구동 IC(구동 회로)에 회로 소자부(14)의 배선을 접속함으로써 본 실시예의 유기 EL 장치가 완성된다.
이상과 같이, 잉크젯 장치를 사용한 액체방울 토출법에 의해, 제 1 표시 영역과 제 2 표시 영역의 경계 영역에 액상 조성물을 선택적으로 토출하지 않음으로써 상기한 본 실시예의 유기 EL 장치에 따른 비발광 도트(A4)를 적합하게 형성할 수 있게 된다. 즉, 제 1 표시 영역(21)과 제 2 표시 영역(22)에서는 토출하는 액상 조성물의 조성이 다르기 때문에 액체방울 토출법을 사용하였을 경우, 액체방울 의 토출이 경계 영역에서 불안정하게 되기 쉽고, 상기 토출 불안정으로 기인해서 기능층의 막 두께가 불균일하게 되고, 제조되는 표시 장치의 콘트라스트를 저하하는 불량이 생길 경우가 있다. 그래서, 상술한 바와 같이 상기 경계 영역의 개구부(112g)에 대하여 액상 조성물의 토출을 행하지 않음으로써 비발광 도트(A4)를 형성하면, 제조되는 표시 장치의 콘트라스트 저하를 방지 또는 억제할 수 있게 된다.
또한, 상기 실시예에서는 도 2에 나타낸 기판(2)의 도시 상하 방향으로 잉크젯 헤드를 주사하는 것으로 했지만, 상기 도면에 도시한 좌우측 방향으로 헤드를 주사하는 것도 좋다. 이 경우에는, 제 1 표시 영역(21)과 제 2 표시 영역(22)의 경계 영역 중, 상기 주사 방향과 교차하는 방향(즉, 도 2에서는 세로 방향으로 연장되는 경계선 방향)에 더미 표시 영역(23)을 형성하면 좋다. 또한, 표시 영역(2a)의 외주부에서 더미 표시 영역(23)을 형성해도 좋다(도 26 및 도 28 참조). 즉, 표시 영역(2a)의 외주부에서도, 건조 공정에서 용매의 건조 속도가 상기 외주부에서 표시 영역 내측보다도 빨라지기 때문에, 화소 구성이 설계대로 형성되기 어려운 사정이 있고, 그 결과 콘트라스트 저하가 생기는 문제가 있었지만, 상기 외주부에 더미 표시 영역(23)을 설치함으로써 그러한 콘트라스트 저하를 방지 또는 억제할 수 있게 된다(도 26 및 도 28 참조).
(전자 기기)
다음으로, 본 발명의 표시 장치를 사용한 전자 기기에 관하여 설명한다.
우선, 상기 실시예의 유기 EL 장치와 동일한 구성의 표시 장치를 인스트루먼트 패널의 표시부에 사용한 실시예에 관하여 설명한다. 도 24는 인스트루먼트 패 널에 비치하는 표시부용 기판의 구성을 모식적으로 나타내는 평면도이며, 도 25는 마찬가지로 표시부용 기판의 구성을 모식적으로 나타내는 단면도이다.
상기 표시부는 TFT 등을 구비한 기판(2) 및 밀봉 글라스(3)의 사이에 유기 EL층이 협지된 구성의 표시 본체부(31)를 주체로 하여 구성되고, 상기 표시 본체부(31)의 중앙부에 표시면(32)이 설치되어 있다. 또한, 기판(2)에 접속된 플렉시블 기판(4)과, 상기 플렉시블 기판(4) 위에 설치된 데이터선 구동 IC(5)를 구비한 외부 접속부(33)가 상기 표시 본체부(31)에 접속되어 있고, 상기 외부 접속부(33)의 끝 부분에는 외부 접속 단자(6)가 설치되어 있다.
또한, 기판(2)에는 트랜지스터 어레이가 구성되어 데이터 저장 회로를 구비할 수 있는 동시에 스캔 드라이브가 내장되어 있다. 또한, 플렉시블 기판(4)에는 데이터선이나, 제어선, 전원선 등이 형성되어 있고, 데이터선 구동 IC는 각 도트(서브 화소)에 데이터를 공급하는 기능을 구비하고 있다. 또한, 외부 접속 단자(6)는 도시하지 않은 외부 제어 기판으로부터 제어 신호를, 전원 기판으로부터 전원을 받기 위한 단자이다.
한편, 도 26은 탑재하는 표시부에 대해서, 그 표시 영역의 구성을 나타내는 설명도이다. 도 2에 나타낸 유기 EL 장치에서는, 컬러 표시할 수 있는 범위가 다른 2개의 표시 영역으로 구성되어 있었지만, 본 표시부의 표시 영역(2a)은 적색의 단색 표시할 수 있는 적색 표시 영역(22a)과, 청색의 단색 표시만이 가능한 청색 표시 영역(22b)과, 풀 컬러 표시가 가능한 풀 컬러 표시 영역(21)으로 구성되어 있다. 여기서, 각 표시 영역의 경계 영역에는 더미 표시 영역(23)이 구성되어, 어느 쪽의 표시도 행하지 않는 영역, 즉 발광층을 구비하지 않는 화소 영역이 형성되어 있다.
또한, 상기 더미 표시 영역(23)에는, 그 폭 방향으로 3개의 화소(즉, 9개의 도트(서브 화소))가 형성되어 있다. 또한, 상기 표시부의 표시 영역(2a)은 전체로 560×560의 화소를 포함하고, 1화소에는 3개의 도트(서브 화소)가 포함되어 있고, 상기 표시 영역(2a)의 외주부에도 더미 화소 영역(23)이 형성되어 있다.
이상과 같은 구성의 표시부는 도 27에 나타낸 바와 같이 인스트루먼트 패널부(500)에 장착되어 사용되게 된다. 구체적으로는, 플렉시블 기판(4)을 인스트루먼트 패널부(500) 내부에 짜넣는 형식으로 장착된다. 적색 표시 영역(22a)은 속도 표시를 행하는 미터 표시부(71)로서 사용에 제공되고, 자동차에 사용 시에는 항상 점등 표시되는 한편, 청색 표시 영역(22b)은 운전상 필요한 정보를 표시하는 필요 정보 표시부(72)로서 사용에 제공되고, 상기 정보를 출력하는 타이밍에 따라 점등 표시된다. 또한, 풀 컬러 표시 영역(21)은 내비게이션 시스템으로부터의 내비게이션 정보나, 차량 탑재된 카메라로부터의 외부 정보 등의 부수적으로 필요한 정보를 풀 컬러 표시하는 임의 정보 표시부(74)로서 사용되게 된다.
다음으로, 상기 실시예의 유기 EL 장치와 동일한 구성의 표시 장치를 가전 제품의 표시부에 사용한 실시예에 관하여 설명한다. 도 28은 냉장고에 비치하는 표시 패널의 구성을 모식적으로 나타내는 평면도이며, 도 29는 그 사용 형태를 나타내는 평면도이다. 또한, 기판 구성 등은 상기 인스트루먼트 패널에 사용한 것과 같기 때문에 설명을 생략한다.
본 실시예로 이용한 표시 패널의 표시 영역(2a)은 풀 컬러 표시가 가능한 풀 컬러 표시 영역(21)과, 오렌지색의 단색 표시만이 가능한 오렌지색 표시 영역(22c)과, 적색의 단색 표시만이 가능한 적색 표시 영역(22d)으로 구성되어 있다. 또, 오렌지색 표시 영역(22c)은 적색의 도트(서브 화소) 2개와, 녹색의 도트(서브 화소) 1개로 이루어지는 화소로 구성되어 있다. 또한, 표시 영역(2a)의 주변부에는 더미 화소 영역(23)이 구성되어 있다.
이상과 같은 구성의 표시 패널은 도 29에 나타낸 바와 같이 냉장고의 표시부(550)에 장착되어서 사용되게 된다. 구체적으로는, 적색 표시 영역(22d)은 냉장고 내부 온도와 기타 운전 상황을 표시하는 운전 상황 표시부(77)로서 사용되게 되는 한편, 오렌지색 표시 영역(22c)은 서비스 정보를 표시하는 서비스 정보 표시부(76)로서 사용되게 되고, 본 실시예에서는 날마다 바뀌는 레시피가 표시되는 형태로 되어있다. 또한, 풀 컬러 표시 영역(21)은 상기 서비스 정보에 부수되는 화상 정보를 표시하는 화상 표시부(75)로서 사용되게 된다.
이상과 같은 전자 기기에 의하면, 표시의 버리에이션이 증가하는 동시에, 본 발명에 따른 표시 장치를 구비한 것이기 때문에 고품질의 표시를 고수명으로 제공할 수 있는 것이 된다.
본 발명에서는, 표시 품질을 향상시키고, 품질 수명을 향상시킬 수 있는 표시 장치가 제공되고, 또한 이러한 고품질의 표시가 가능한 표시 장치를 효율적으로 제조 가능할 수 있는 방법, 및 이러한 고품질의 표시가 가능한 표시 장치를 구비하 는 전자 기기가 제공된다.
Claims (7)
- 복수의 화소로 구성되는 표시 영역을 구비하는 표시 장치로서,상기 표시 영역이 제 1 발광 파장 범위를 나타내는 제 1 화소군(群)으로 구성되는 제 1 표시 영역과, 상기 제 1 발광 파장 범위와는 다른 제 2 발광 파장 범위를 나타내는 제 2 화소군으로 구성되는 제 2 표시 영역을 구비하는 한편,상기 제 1 표시 영역과 상기 제 2 표시 영역의 경계 영역에는 발광 기능을 구비하지 않은 비발광 화소가 형성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
- 복수의 화소로 구성되는 표시 영역을 구비하는 표시 장치로서,상기 표시 영역이 제 1 발광 파장 범위를 나타내는 제 1 화소군으로 구성되는 제 1 표시 영역과, 상기 제 1 발광 파장 범위와는 다른 제 2 발광 파장 범위를 나타내는 제 2 화소군으로 구성되는 제 2 표시 영역을 구비하는 한편,상기 제 1 표시 영역을 구성하는 제 1 화소와 상기 제 2 표시 영역을 구성하는 제 2 화소는 각각 복수의 기능층으로 이루어지는 적층체로 구성되어 이루어지고,상기 제 1 표시 영역과 상기 제 2 표시 영역의 경계 영역에는 상기 기능층을 구비하지 않은 비발광 화소가 형성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,상기 경계 영역에 더하여, 상기 표시 영역의 외주부에서도 상기 비발광 화소가 형성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
- 복수의 화소로 구성되는 표시 영역을 구비하고, 상기 표시 영역이 제 1 발광 파장 범위를 나타내는 제 1 화소군으로 구성되는 제 1 표시 영역과, 상기 제 1 발광 파장 범위와는 다른 제 2 발광 파장 범위를 나타내는 제 2 화소군으로 구성되는 제 2 표시 영역을 구비하여 이루어지는 표시 장치의 제조 방법으로서,기판 상에 상기 화소에 대응한 개구부를 구비하는 뱅크부를 형성하는 공정과, 상기 뱅크부에 의해 구성된 상기 개구부에 대하여 각 화소의 발광을 구현하기 위한 기능층을 형성하는 기능층 형성 공정을 포함하고,상기 기능층 형성 공정은 상기 기능층을 구성하는 기능 재료를 용매에 용해 내지 분산시켜 액상(液狀) 조성물을 제조하는 공정과, 제조된 액상 조성물을 액체방울 토출법으로 상기 개구부에 선택 토출하는 토출 공정과, 토출된 액상 조성물을 건조시키는 공정을 포함하는 동시에,상기 토출 공정에서, 상기 제 1 표시 영역과 상기 제 2 표시 영역의 경계 영역에 위치하는 상기 개구부에 대하여 상기 액상 조성물을 선택적으로 토출하지 않는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 제조 방법.
- 제 4 항에 있어서.상기 토출 공정에서, 액체방울 토출 헤드를 소정 방향으로 주사함으로써 상 기 개구부에 상기 액상 조성물을 토출하는 것으로 하고 있으며, 상기 주사 도중에, 상기 경계 영역에 위치하는 개구부에 대하여 상기 액상 조성물을 선택적으로 토출하지 않는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 제조 방법.
- 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,상기 토출 공정에서, 상기 경계 영역에 더하여, 상기 표시 영역의 외주부에 위치하는 개구부에 대해서도 상기 액상 조성물을 선택적으로 토출하지 않는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 제조 방법.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 표시 장치를 구비한 것을 특징으로 하는 전자 기기.
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