KR20090087815A - 유기 ｅｌ 장치 - Google Patents

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KR20090087815A
KR20090087815A KR1020090008050A KR20090008050A KR20090087815A KR 20090087815 A KR20090087815 A KR 20090087815A KR 1020090008050 A KR1020090008050 A KR 1020090008050A KR 20090008050 A KR20090008050 A KR 20090008050A KR 20090087815 A KR20090087815 A KR 20090087815A
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켄지 하야시
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세이코 엡슨 가부시키가이샤
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Abstract

(과제) 감쌈 부재(enclosing member)의 내측의 발광 소자의 전극과, 감쌈 부재의 외측의 도전 부재를 접속할 때에, 전극과 도전 부재와의 사이의 단선(disconnection)을 방지할 수 있는 유기 EL 장치를 제공한다.
(해결 수단) 기체(20; substrate body)상에 형성된 제1 전극(10)과, 제1 전극(10)의 상방에 형성된 기능층(12)과, 기능층(12)의 상방에 형성된 제2 전극(11)을 포함하는 발광 소자(21)가 복수 형성된 소자 영역과, 상기 소자 영역을 둘러싸는 위치에 배치되어, 복수의 상기 발광 소자 중, 적어도 상기 기체(20)의 외주(outer periphery)에 가장 가까운 소자(21)에 포함되는 기능층(12)의 상기 외주측의 측부를 덮어, 상기 기체(20)상에 형성된 감쌈 부재(W)와, 감쌈 부재(W)의 외측에 설치된 도전 부재(22A)를 구비하고, 도전 부재(22A)에 접속되어, 감쌈 부재(W)의 외측으로부터 감쌈 부재(W)로 올려져 제2 전극(11)에 접속된 접속용 도전 부재(24)의 두께(T)가, 제2 전극(11)의 두께(t)보다도 큰 것을 특징으로 한다.
기능층, 외주, 감쌈 부재, 소자 영역

Description

유기 ＥＬ 장치{ORGANIC EL DEVICE}
본 발명은, 유기 EL 장치에 관한 것이다.
종래부터, 유기 발광층을 구비한 유기 일렉트로 루미네센스 장치(이하, 「유기 EL 장치」라고 함)가 알려져 있다. 유기 EL 장치는, 유기 재료를 포함하는 재료로 형성된 복수의 발광 소자를 구비하고 있다. 이 발광 소자는 기본적인 구성으로서, 양극과 음극과의 사이에 유기 발광층이 협지(sanswich)되는 구성으로 되어 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).
또한, 복수의 발광 소자가 형성된 소자 영역에 있어서, 발광 소자를 구획하는 격벽(partition wall)이 형성되어, 그 최외주(outermost peripheral)의 격벽은 소자 영역을 둘러싸는 「감쌈 부재(enclosing member)」로서 형성되어 있다. 그리고, 「액자 테두리부(frame portion)」로 불리는 소자 영역의 주변부의 비(非)표시 영역에는, 발광 소자의 음극에 접속되는 음극 배선이 배치되어 있다. 음극 배선은, 유기 EL 장치의 접속 단자부까지의 음극의 전기적인 도통을 행하기 위해 형성되어 있다. 발광 소자의 음극은, 통상, 소자 영역의 내측으로부터 감쌈 부재를 타고넘어 액자 테두리부까지 인출되어 음극 배선과 접속되어 있다.
[특허문헌 1] 일본공개특허공보 2007-234819호
그러나, 상기 종래의 유기 EL 장치에서는, 음극 배선과 발광 소자의 음극을 접속할 때에, 발광 소자의 음극(전극)이 감쌈 부재를 타고넘어 기판상의 전극에 접속되기 때문에, 감쌈 부재의 외측면이 기판의 표면과 이루는 각도에 따라서는, 감쌈 부재의 외측면이 기판상에서 기립(rise)하는 개소의 근방에 있어서, 전극의 커버리지(coverage) 불량이나 크랙(crack) 등의 결함이 발생하여, 전극과 도전 부재와의 사이가 단선(disconnection)될 우려가 있다.
그래서, 본 발명은, 감쌈 부재의 내측의 발광 소자의 전극과, 감쌈 부재의 외측의 도전 부재를 접속할 때에, 전극과 도전 부재와의 사이의 단선을 방지할 수 있는 유기 EL 장치를 제공하는 것이다.
상기의 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 유기 EL 장치는, 기체(substrate body)상에 형성된 제1 전극과, 상기 제1 전극의 상방에 형성된 기능층과, 상기 기능층의 상방에 형성된 제2 전극을 포함하는 발광 소자가 복수 형성된 소자 영역과, 상기 소자 영역을 둘러싸는 위치에 배치되고, 복수의 상기 발광 소자 중, 적어도 상기 기체의 외주(outer periphery)에 가장 가까운 소자에 포함되는 기능층의 상기 외주측의 측부를 덮어, 상기 기체상에 형성된 감쌈 부재(enclosing member)와, 상기 감쌈 부재의 외측에 설치된 도전 부재를 구비하며, 상기 도전 부재에 접속되고, 상기 감쌈 부재의 외측으로부터 상기 감쌈 부재를 타고 넘어(extend over) 상기 제 2 전극에 접속된 접속용 도전 부재의 두께가, 상기 제2 전극의 두께보다도 큰 것을 특징으로 한다.
이와 같이 구성함으로써, 감쌈 부재의 기체 외주측의 외측면이 기판상으로부터 기립하는 부분을 덮어, 제2 전극보다도 두꺼운 접속용 도전 부재가 형성된다. 그 때문에, 종래와 같이 제2 전극이 감쌈 부재의 내측으로부터 외측으로 인출되어 기판상의 도전 부재에 접속되는 경우와 비교하여, 감쌈 부재의 외측면의 기립 부분의 근방에 있어서의 결함의 발생을 억제할 수 있다. 따라서, 제2 전극과 도전 부재와의 사이의 단선을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 유기 EL 장치는, 상기 접속용 도전 부재의 두께는 120nm 이상이며, 상기 제2 전극의 두께는 20nm 이하인 것을 특징으로 한다.
이와 같이 구성함으로써, 감쌈 부재의 외측면의 기립 부분의 근방에 있어서의 결함의 발생이 보다 확실하게 방지되어, 제2 전극과 도전 부재와의 사이의 단선을 보다 확실하게 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 유기 EL 장치는, 상기 감쌈 부재의 두께는, 1㎛ 이상인 것을 특징으로 한다.
이와 같이 구성함으로써, 감쌈 부재에 의해 소자 영역과 그 이외의 영역을 확실하게 구획(define)할 수 있다. 또한, 제2 전극과 충분히 절연을 취함으로써, 감쌈 부재의 아래에 제1 전극측의 구동 회로나 배선 등을 형성할 수 있다.
또한, 본 발명의 유기 EL 장치는, 상기 감쌈 부재의 상기 기체의 외주측의 외측면과, 기체 표면과의 사이에서 이루는 각도가, 20도 이상 70도 이하인 것을 특 징으로 한다.
이와 같이 구성함으로써, 감쌈 부재의 외측면의 각도가 너무 완만해지지 않고, 감쌈 부재의 주연부(peripheral portion)의 기체 표면 방향의 폭이 필요 이상으로 커지지 않는다. 또한, 감쌈 부재의 외측면의 각도가 너무 가파르게 되지 않아, 감쌈 부재의 외측면이 기체 표면으로부터 기립하는 부분의 근방에 있어서 접속용 도전 부재의 결함(단선)이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 유기 EL 장치는, 상기 접속용 도전 부재는, 상기 제2 전극의 재료보다도 이온화 경향이 작은 재료로 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
이와 같이 구성함으로써, 제2 전극을 도전 부재에 직접 접속하는 경우나, 접속용 도전 부재의 재료로서 제2 전극의 이온화 경향과 같거나 그것보다도 큰 이온화 경향의 재료를 이용하는 경우와 비교하여, 발광 소자의 내부로의 수분의 침투를 방지하여, 발광 소자의 열화를 방지할 수 있다. 또한, 도전 부재에는 전류가 집중하기 때문에, 고온 동작 시의 일렉트로 마이그레이션(electromigration)의 발생을 방지할 수도 있다.
또한, 본 발명의 유기 EL 장치는, 상기 접속용 도전 부재는, 알루미늄으로 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
이와 같이 구성함으로써, 접속용 도전 부재를 은 등의 금속 재료에 의해 제조하는 경우와 비교하여 저온으로 형성할 수 있어, 제조를 용이하게 함과 함께, 재료 비용을 삭감할 수 있다.
또한, 본 발명의 유기 EL 장치는, 상기 제2 전극은, 금속 박막과 투명 도전 막이 적층되어 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
이와 같이 구성함으로써, 제2 전극을 금속 박막만으로 형성하는 경우와 비교하여 금속 박막을 보다 얇게 형성하여, 제2 전극의 광투과성을 확보하면서 전기 저항의 증가를 억제할 수 있다.
또한, 본 발명의 유기 EL 장치는, 상기 제2 전극 및 상기 접속용 도전 부재를 덮는 전극 보호층과, 상기 전극 보호층상에 형성되어 상기 감쌈 부재의 외측부를 형성하는 면을 덮는 유기 완충층과, 상기 유기 완충층 및 상기 전극 보호층을 덮는 가스 배리어층이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
이와 같이 구성함으로써, 유기 완충층을 형성할 때에, 전극 보호층에 의해 제2 전극 및 접속용 도전 부재를 보호하여, 제2 전극 및 접속용 도전 부재의 손상을 방지할 수 있다. 이에 따라, 제2 전극의 하층측의 기능층이 손상하는 일도 방지할 수 있다. 또한, 유기 완충층의 재료가 제2 전극 및 접속용 도전 부재에 영향을 미치는 것을 방지할 수 있다.
또한, 유기 완충층에 의해, 감쌈 부재나 복수의 발광 소자를 화소마다 분리하는 격벽이나 도전 부재 등에 유래하는 기체상의 요철을 완화할 수 있다. 이에 따라, 가스 배리어층이 평탄하게 형성되어, 가스 배리어층에 의한 장치 내부로의 수분 침입 방지 기능을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 유기 EL 장치는, 상기 유기 완충층의 단부(end)에 있어서의 접촉 각도는, 20도 이하로 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
이와 같이 구성함으로써, 유기 완충층의 주변 단부에 있어서, 유기 완충층을 덮어 형성되는 가스 배리어층의 각도가 너무 가파르게 되지 않아, 유기 완충층의 주변 단부에서의 가스 배리어층의 손상을 억제하는 것이 가능해진다.
또한, 본 발명의 유기 EL 장치는, 상기 도전 부재는 상기 감쌈 부재를 둘러싸도록 연속하여 띠(strip) 형상으로 형성되고,
상기 접속용 도전 부재는, 상기 감쌈 부재의 연설(extend) 방향을 따라 띠 형상으로 연설되어 있는 것을 특징으로 한다.
이와 같이 구성함으로써, 발광 소자의 제2 전극 및 도전 부재와, 접속용 도전 부재와의 접속 면적을 확대시켜 접속 저항을 저감함과 함께, 도전 부재 및 접속용 도전 부재의 단면적을 증가시켜 전기 저항을 저감할 수 있다.
(발명을 실시하기 위한 최량의 형태)
[제1 실시 형태]
이하, 본 발명의 제1 실시 형태에 대하여 도면을 참조하여 설명한다. 또한, 이하의 각 도면에서는, 각 층이나 각 부재를 도면상에서 인식 가능한 정도의 크기로 하기 위해, 각 층이나 각 부재마다 축척을 적절히 변경하고 있다.
도1 은, 본 실시 형태의 유기 EL 장치의 배선 구조를 나타내는 모식도(schematic diagram)이다. 이 유기 EL 장치(1)는, 스위칭 소자로서 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor : 이하, TFT)를 이용한 액티브 매트릭스 방식의 것으로, 복수의 주사선(101)과, 각 주사선(101)에 대하여 직각으로 교차하는 방향으로 연재하는 복수의 신호선(102)과, 각 신호선(102)에 병렬로 연재하는 복수의 전원 선(103)으로 이루어지는 배선 구성을 갖고, 주사선(101)과 신호선(102)과의 각 교점 부근에 서브 화소(X)를 형성한 것이다.
신호선(102)에는, 시프트 레지스터, 레벨 시프터, 비디오 라인 및 아날로그 스위치를 구비하는 데이터선 구동 회로(100)가 접속되어 있다. 또한, 주사선(101)에는, 시프트 레지스터 및 레벨 시프터를 구비하는 주사선 구동 회로(80)가 접속되어 있다.
또한, 서브 화소(X)의 각각에는, 주사선(101)을 통하여 주사 신호가 게이트 전극에 공급되는 스위칭용 TFT(스위칭 소자)(112)와, 이 스위칭용 TFT(112)를 통하여 신호선(102)으로부터 공유되는 화소 신호를 유지하는 유지 용량(113)과, 이 유지 용량(113)에 의해 유지된 화소 신호가 게이트 전극에 공급되는 구동용 TFT(스위칭 소자)(123)와, 이 구동용 TFT(123)를 통하여 전원선(103)에 전기적으로 접속했을 때에 전원선(103)으로부터 구동 전류가 흘러들어가는 양극(10)과, 이 양극(10)과 음극(11)과의 사이에 끼워진 발광층(유기 발광층)(12)이 형성되어 있다.
이 유기 EL 장치(1)에 의하면, 주사선(101)이 구동되어 스위칭용 TFT(112)가 온(on) 상태로 되면, 그때의 신호선(102)의 전위가 유지 용량(113)에 유지되고, 이 유지 용량(113)의 상태에 따라, 구동용 TFT(123)의 온·오프 상태가 결정된다. 그리고, 구동용 TFT(123)의 채널을 통하여, 전원선(103)으로부터 양극(10)으로 전류가 흐르고, 또한 발광층(12)을 통하여 음극(11)으로 전류가 흐른다. 발광층(12)은, 이것을 흐르는 전류량에 따라 발광한다.
다음으로, 본 실시 형태의 유기 EL 장치(1)의 구체적인 형태를, 도2∼도4 를 참조하여 설명한다. 여기에서, 도2 는 유기 EL 장치(1)를 모식적으로 나타내는 단면도이다. 도3 은, 도2 의 요부(A부)를 나타내는 도면으로, 유기 EL 장치(1)의 주변부의 구성을 설명하기 위한 확대 단면도이다. 도4 는 유기 EL 장치(1)의 구성을 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도2 에 나타내는 바와 같이, 본 실시 형태에 있어서의 유기 EL 장치(1)는, 소위 「톱 이미션(top emission) 방식」의 유기 EL 장치이다. 톱 이미션 방식은, 빛을 소자 기판 측에서가 아니라 대향 기판측으로부터 취출하기 때문에, 소자 기판에 배치된 각종 회로의 크기에 영향받지 않고, 발광 면적을 넓게 확보할 수 있는 효과가 있다. 그 때문에, 전압 및 전류를 억제하면서 휘도를 확보하는 것이 가능하며, 발광 소자의 수명을 길게 유지할 수 있다.
이 유기 EL 장치(1)는, 복수의 발광 소자(21)가 배치된 소자 기판(20A)과, 복수의 발광 소자(21)를 덮어서 적층하여 형성되는 전극 보호층(17), 유기 완충층(18), 가스 배리어층(19)의 각층과, 이 소자 기판(20A)의 복수의 발광 소자(21)가 배치된 면에 대향 배치된 보호 기판(31)을 구비하고 있으며, 이들 소자 기판(20A)과 보호 기판(31)은, 시일층(sealing layer; 33) 및 접착층(34)을 통하여 접합되어 있다. 이하의 설명에 있어서는, 소자 기판(20A)이 배치되어 있는 측을 하측, 보호 기판(31)이 배치되어 있는 측을 상측으로 하여, 각 구성의 상하 관계, 적층 관계를 나타내기로 한다.
소자 기판(20A)은, 기판 본체(기체)(20)와, 기판 본체(20)상에 형성된 전술의 각종 배선이나 TFT 소자와, 이들 배선이나 TFT 소자 등을 덮는 무기 절연막(14) 을 구비하고 있다. 기판 본체(20)는, 투명 기판 및 불투명 기판 모두 이용할 수 있다. 불투명 기판으로서는, 예를 들면 알루미나 등의 세라믹스, 스테인리스 스틸 등의 금속 시트에 표면 산화 등의 절연 처리를 행한 것, 또한 열경화성 수지나 열가소성 수지, 나아가서는 그 필름(플라스틱 필름) 등을 들 수 있다. 투명 기판으로서는, 예를 들면 유리, 석영 유리, 질화규소 등의 무기물이나, 아크릴 수지, 폴리카보네이트 수지 등의 유기 고분자(수지)를 이용할 수 있다. 또한, 광투과성을 구비한다면, 상기의 재료를 적층 또는 혼합하여 형성된 복합 재료를 이용할 수도 있다. 본 실시 형태에서는, 기판 본체(20)의 재료로서 유리를 이용한다.
기판 본체(20)상에는, 전술한 구동용 TFT(123)나 도시하지 않는 각종 배선이 형성되어 있으며, 이들을 덮어서 기판 본체(20)의 표면의 전면(全面)에 무기 절연막(14)이 형성되어 있다. 무기 절연막(14)은, 예를 들면 SiO2 등의 실리콘 산화물이나 질화 실리콘 등에 의해 형성되어 있다.
소자 기판(20A)상에는, 소자 기판(20A)이 구비하는 배선이나 TFT 소자 등에 유래하는 표면의 요철을 완화하기 위한 평탄화층(16)과, 평탄화층(16)에 내장되어 배치된 발광 소자(21)와, 발광 소자(21)로부터 조사되는 빛을 보호 기판(31)측에 반사하는 금속 반사층(15)이 형성되어 있다. 평탄화층(16)은, 절연성의 수지 재료로 형성되어 있으며, 형성 방법은 포토리소그래피법을 이용하기 때문에, 재료에는 예를 들면 감광성의 아크릴 수지나 고리 형상 올레핀 수지 등이 이용되고 있다.
금속 반사층(15)은, 배선과 제조 공정을 겸하기 때문에, 배선 재료와 동일한 예를 들면 알루미늄이나 티탄, 몰리브덴, 은, 구리 등의 금속 또는 그들을 조합한 합금 재료로 형성되어 있으며, 빛을 반사하는 성질을 구비하고 있다. 본 실시 형태에서는 알루미늄으로 형성되어 있다. 금속 반사층(15)은, 후술하는 발광 소자(21)와 기판 본체(20)와의 사이에서 발광 소자(21)에 평면적으로 겹치도록 배치되어 있다.
평탄화층(16)상으로서, 금속 반사층(15)과 평면적으로 겹치는 영역에는, 발광 소자(21)가 배치되어 있으며, 인접하는 발광 소자(21)의 사이 및 발광 소자(21)와 기판 본체(20)의 외주측의 단부와의 사이에는 격벽(13)이 형성되어 있다. 격벽(13)은 평탄화층(16)과 동일하게 절연성의 수지 재료로 형성되어 있으며, 형성 방법은 포토리소그래피를 이용하기 때문에, 재료에는 예를 들면 감광성의 아크릴 수지나 고리 형상 올레핀 수지 등이 이용되고 있다.
발광 소자(21)는, 양극(제1 전극)(10)과 음극(제2 전극)(11)과의 사이에 기능층을 구성하는 발광층(12)이 협지되어 형성되어 있다. 발광 소자(21)의 양극(10)은, 평탄화층(16)상에 형성되어, 소자 기판(20A)이 구비하는 구동용 TFT(123)에 접속되어 있다. 또한 양극(10)은, 워크 함수(work function)가 5eV 이상의 정공 주입 효과가 높은 재료가 매우 적합하게 이용된다. 이러한 정공 주입 효과가 높은 재료로서는, 예를 들면 ITO(Indium Tin Oxide: 인듐 주석 산화물) 등의 금속 산화물을 들 수 있다. 본 실시 형태에서는 ITO를 이용한다.
발광층(12)은, 백색으로 발광하는 백색 발광층을 채용하고 있다. 본 실시 형태에서는, 이 백색 발광층은 저분자계의 발광 재료를 이용해 진공 증착법을 이용 하여 형성되어 있다. 백색의 발광 재료로서는, 스티릴아민계 발광층에 안트라센계의 도펀트를 도핑한 층(청색)과, 스티릴아민계 발광층에 루브렌계의 도펀트를 도핑한 층(황색)을 동시에 발광시켜서 백색 발광을 실현하고 있는 발광 재료를 들 수 있다.
또한, 도시는 생략하지만, 본 실시 형태에서는, 양극(10)과 발광층(12)과의 사이에, 트리아릴아민 다량체(ATP)층(정공 주입층), 트리페닐디아민계 유도체(TDP)층(정공 수송층), 발광층(12)과 음극(11)과의 사이에 알루미늄퀴놀리놀(Alq3)층(전자 주입층), LiF(전자 주입 버퍼층)이 각각 성막되어, 각 전극으로부터의 전자 및 정공의 주입을 용이하게 하는 구성으로 되어 있다. 본 실시 형태에서는, 이들 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층(12), 전자 주입층 및 전자 주입 버퍼층에 의해 기능층이 구성되어 있다.
음극(11)은, 발광 소자(21)와 격벽(13)의 표면을 덮어서, 최외주(소자 기판(20A)의 외주부에 가까운 측)에 배치된 격벽(13)의 두정부(頭頂部; top)에 이르기까지 연재하여 형성되어 있다. 음극(11)으로서는, 전자 주입 효과가 큰(워크 함수가 4eV 이하) 재료로 형성된 박막이 매우 적합하게 이용된다. 예를 들면, 칼슘이나 마그네슘, 나트륨, 리튬 금속 등의 금속 박막, 또는 이들의 금속 화합물 혹은 적층체의 박막이다. 금속 화합물로서는, 불화칼슘 등의 금속 불화물이나 산화리튬 등의 금속 산화물, 아세틸아세토네이토 칼슘(acetylacetonato calcium) 등의 유기 금속 착체(錯體)가 해당된다. 음극(11)은, 금속 재료의 경우에는 진공 증착법, 금속 화합물의 경우에는 ECR 플라즈마 스퍼터법이나 이온 플레이팅법, 대향 타겟 스 퍼터법 등의 고밀도 플라즈마 성막법을 이용하여 형성되어 있다. 이들 음극의 합계 막두께는, 투명성을 얻기 위해 100nm 이하가 바람직하고, 보다 바람직하게는 20nm 이하이다.
또한, 20인치 이상의 대형 패널에서 사용하는 경우는, 이들 재료로 형성된 박막만으로는 전기 저항이 커서 전극으로서의 성능이 저하되기 때문에, 전술의 금속 박막과 접하도록 ITO나 산화주석 등의 투명한 금속 산화물로 형성된 투명 도전막을 100nm 이하의 범위에서 적층시키거나, 음극과는 별도로 발광 부분을 피하도록 알루미늄이나 금, 은, 구리 등의 금속층을 패턴 형성하는 것 같은 보조적인 배선을 형성하거나 해도 좋다. 또한, 본 실시 형태에서는, 마그네슘-은 합금(MgAg)을 약 10nm의 막두께로 형성하고 있다.
본 실시 형태에서는, 도3 에 나타내는 바와 같이, 소자 기판(20A)의 최외주에 배치된 격벽(13)과 평탄화층(16)이, 유기 EL 장치(1)의 표시 영역(3)(도4 참조)을 둘러싸는 감쌈 부재(W)로서 기능하고 있다. 또한, 이 감쌈 부재(W)에 의해 둘러싸인 영역이, 복수의 발광 소자(21)가 형성된 소자 영역(5)으로 되어 있다. 그리고, 소자 기판(20A)상으로서, 감쌈 부재(W)의 외측의 소자 기판(20A)의 외주부 근방의 평탄화층(16)이 형성되어 있지 않은 영역에는 제1 음극 배선(도전 부재)(22A)이 형성되어 있다. 그리고, 제1 음극 배선(22A)과 음극(11)은, 음극 접속층(접속용 도전 부재)(24)에 의해 접속되어 도통하고 있다.
제1 음극 배선(22A)은, 음극(11)을 도시하지 않는 전원까지 통전시키는 것을 목적으로 하여 형성되어 있으며, 주로 소자 기판(20A)의 외주부 부근에 형성된다. 제1 음극 배선(22A)의 형성 재료에는, 전기 전도성이 높은 알루미늄이나 티탄, 몰리브덴, 탄탈, 은, 구리 등의 금속 또는 그들을 조합한 합금이 이용되고, 이들 재료를 단층 또는 다층으로 적층하여 형성한 것이 이용된다. 또한, 제1 음극 배선(22A)의 최표층(outermost layer)에는, 양극(10)과 동일한 재료인 ITO가 형성되어 있다. 양극(10)의 형성 시와 동시에, 제1 음극 배선(22A)의 최표층에도 ITO를 형성해 둠으로써, 제조 공정에 있어서의 포토리소그래피 공정에서의 제1 음극 배선(22A)의 부식을 막을 수 있다. 제1 음극 배선(22A)의 두께는 300nm에서 800nm 정도이며, 폭은 0.5㎜에서 5㎜ 정도이다. 그러나 유기 EL 장치(1)의 크기에 따라 형성 가능한 제1 음극 배선(22A)의 폭은 다르기 때문에, 제1 음극 배선(22A)의 폭은 이 값에 한정되지 않는다. 본 실시 형태에서는 예를 들면, 약 1㎜의 폭의 제1 음극 배선(22A)을 형성하고 있다.
음극 접속층(24)의 형성 재료에는, 전기 전도성이 높은 금속이 이용되고, 마스크를 통하여 진공 증착법이나 스퍼터법으로 성막하여 형성된다. 음극 접속층(24)은, 음극(11)의 재료보다도 이온화 경향이 작은 재료로 형성되어 있는 것이 바람직하다. 예를 들면, 음극(11)으로서 마그네슘을 이용하는 경우에는, 알루미늄을 이용할 수 있다.
도3 에 나타내는 바와 같이, 감쌈 부재(W)는, 기판 본체(20)의 외주측의 외측면이, 평탄화층(16)의 외측면(16a) 및 상면(16b)과, 격벽(13)의 외측면(13a)에 의해 계단 형상으로 형성되어 있다.
감쌈 부재(W)를 구성하는 평탄화층(16)의 외측면(16a)과 기판 본체(20)의 표 면(20a)과의 사이에서 이루는 각도(θ1)는, 20도 이상 70도 이하의 각도로 되어 있다. 또한, 감쌈 부재(W)를 구성하는 평탄화층(16)의 상면(16b)은 기판 본체(20)의 표면(20a)과 대략 평행으로 되어 있다. 그리고, 감쌈 부재(W)를 구성하는 격벽(13)의 외측면(13a)과 기판 본체(20)의 표면(20a)과의 사이에서 이루는 각도(θ2)는, 20도 이상 70도 이하의 각도로 되어 있다.
또한, 감쌈 부재(W)의 두께(Tw)는, 예를 들면 약 1㎛ 이상으로 형성되어 있다.
음극 접속층(24)은, 감쌈 부재(W)의 외측(기판 본체(20)의 외주측)의 제1 음극 배선(22A)에 접속되고, 감쌈 부재(W)의 외측으로부터, 감쌈 부재(W)를 타고 넘어, 감쌈 부재(W)를 구성하는 격벽(13)의 두정부에서 음극(11)에 접속되어 있다. 또한, 음극 접속층(24)은, 그 두께(T)가 음극(11)의 두께(t)보다도 커지도록 형성되어 있다. 음극 접속층(24)의 두께(T)는, 예를 들면 약 120nm 이상의 두께로 형성되어 있다. 본 실시 형태에서는, 음극 접속층(24)의 두께(T)는 약 300nm 정도의 두께로 되어 있다.
소자 기판(20A)상에는, 제1 음극 배선(22A)의 단면(end face)을 덮고, 제1 음극 배선(22A), 음극 접속층(24), 음극(11)의 표면을 덮어서 전면(全面)에, 전극 보호층(17)이 형성되어 있다. 이 전극 보호층(17)에 의해, 20nm 이하로 매우 얇은 음극(11)이나, 그 아래의 발광층(12)의 파손을 억제할 수 있다. 또한, 발광 소자(21)로의 수분의 침입을 막는 가스 배리어층으로서의 기능도 겸비한다.
전극 보호층(17)은 ECR 스퍼터법이나 이온 플레이팅법 등의 고밀도 플라즈마 성막법을 이용하여 형성할 수 있다. 형성 전에는, 산소 플라즈마 처리를 행하여 형성한 막의 밀착성을 향상시키는 것이 바람직하다.
전극 보호층(17)은, 투명성이나 밀착성, 내수성, 절연성, 나아가서는 가스 배리어성을 고려하여, 산질화(oxynitride) 실리콘이나 질화 실리콘 등의 규소 화합물로 구성하는 것이 바람직하다. 그중에서도, 산질화 실리콘은, 포함되는 산소와 질소의 비율을 바꿈으로써 높은 방습성을 유지하면서, 막응력(membrane stress)을 억제하면서 무색 투명한 막으로 하는 것이 가능하기 때문에 바람직하다. 본 실시 형태에서는, 산질화 실리콘을 이용하여 전극 보호층(17)을 형성하고 있다.
또한, 전극 보호층(17)의 막두께는, 경화 전의 유기 완충층(18)의 재료가 음극(11)에 침투하는 것을 방지하기 위해, 100nm 이상이 바람직하고, 격벽(13)을 피복함으로써 발생하는 응력에 의한 크랙 발생을 막기 위해, 막두께의 상한은 300nm 이하로 설정하는 것이 바람직하다.
전극 보호층(17)의 위에는, 전극 보호층(17)의 내측(장치 중앙측)에 유기 완충층(18)이 형성되어 있다. 유기 완충층(18)은, 감쌈 부재(W) 및 격벽(13)의 형상의 영향에 의해, 요철 형상으로 형성된 전극 보호층(17)의 요철 부분을 메우도록 배치되고, 또한, 그 상면은 대략 평탄하게 형성된다.
유기 완충층(18)은, 주변부에서는 주로 감쌈 부재(W)에 유래하는 요철 형상을 완화하도록 형성되어 있다. 유기 완충층(18)의 주변부에서는, 유기 완충층(18)은 감쌈 부재(W)의 계단 형상의 외측면의 형상을 따라 형성되어 있다. 또한, 유기 완충층(18)은, 장치 중앙부에서 주변 단부(35)에 걸쳐서 얇아지도록 형성되어 있 다. 나아가서는, 유기 완충층(18)의 주변부에서는 계단 형상의 하지 형상(underlying shape)을 따라 유기 완충층(18)이 형성되고, 주변 단부(35)에서 감쌈 부재(W)의 상부에 이르기까지 유기 완충층(18)의 표면 사면의 기판 본체(20)의 표면(20a)의 방향에 대한 앙각(angle of elevation)이 급격히 커지는 일 없이 형성되어 있다.
여기에서, 도3 에 나타내는 바와 같이, 유기 완충층(18)의 주변 단부(35)에 있어서의 기판 본체(20)의 표면(20a)의 방향에 대한 앙각(접촉 각도)(θ)은, 20도 이하로 형성되는 것이 바람직하다. 본 실시 형태에서는, 앙각(θ)은 예를 들면 약 10도로 되어 있다.
유기 완충층(18)의 형성 재료로서는, 유동성이 우수하고 그리고 용매나 휘발 성분이 없는, 모두 고분자 골격의 원료로 되는 유기 화합물 재료인 것이 바람직하고, 그러한 형성 재료로서 에폭시기(group)를 갖는 분자량 3000 이하의 에폭시 모노머(monomer)/올리고머(oligomer)를 매우 적합하게 이용할 수 있다. 여기에서는, 분자량 1000 이하의 원료를 모노머, 분자량 1000∼3000의 원료를 올리고머로 한다. 예를 들면, 비스페놀 A형 에폭시 올리고머나 비스페놀 F형 에폭시 올리고머, 페놀노볼락형 에폭시 올리고머, 폴리에틸렌글리콜디글리시딜에테르, 알킬글리시딜에테르, 3,4-에폭시시클로헥세닐메틸-3',4'-에폭시시클로헥센카르복실레이트,ε-카프로락톤변성3,4-에폭시시클로헥실메틸3',4'-에폭시시클로헥산카르복실레이트 등이 있으며, 이들이 단독 또는 복수 조합되어 이용된다.
또한, 유기 완충층(18)의 형성 재료에는, 에폭시 모노머/올리고머와 반응하 는 경화제가 포함된다. 이러한 경화제로서는, 전기 절연성이나 접착성이 우수하고, 그리고 경도가 높고 강인(toughness)하며 내열성이 우수한 경화 피막을 형성하는 것이 매우 적합하게 이용되며, 투명성이 우수하고 그리고 경화의 불균일이 적은 부가 중합형이 바람직하다. 예를 들면, 3-메틸-1,2,3,6-테트라히드로무수프탈산, 메틸-3,6-엔드메틸렌-1,2,3,6-테트라히드로무수프탈산, 1,2,4,5-벤젠테트라카르복실산이무수물, 3,3',4,4'-벤조페논테트라카르복실산이무수물 등의 산무수물계 경화제가 바람직하다. 이들 경화제를 추가한 유기 완충층(18)의 형성 재료는 우수한 열경화성 수지로서 행동한다.
또한, 산무수물의 반응(개환; ring-opening)을 촉진하는 반응 촉진제로서 1,6-헥산디올 등 분자량이 크고 휘발하기 어려운 알코올류나 아미노페놀 등의 아민 화합물을 미량 첨가함으로써 저온 경화하기 쉬워진다. 이들 경화는 60∼100℃의 범위에서 가열함으로써 행해지고, 그 경화 피막은 에스테르 결합을 갖는 고분자로 된다.
또한, 경화 시간을 단축하기 위해 흔히 이용되는 카티온(cation; 양이온) 방출 타입의 광중합 개시제(initiator)를 이용해도 좋지만, 경화 수축이 급격히 진행되지 않도록 반응이 느린 것이 좋고, 또한, 도포 후의 가열에 의한 점도 저하로 평탄화를 진행하도록 최종적으로는 열경화를 이용하여 경화물을 형성하는 것이 바람직하다. 나아가서는, 음극(11)이나 가스 배리어층(19)과의 밀착성을 향상시키는 실란(silane) 커플링제나, 이소시아네이트 화합물 등의 포수제(dessiccant), 경화 시의 수축을 막는 미립자 등의 첨가제가 혼입되어 있어도 좋다.
이들 원료마다의 점도는, 1000mPa·s(실온 : 25℃) 이상이 바람직하다. 도포 직후에 발광층(12)으로 침투하여, 다크 스폿(dark spot)이라고 불리는 비(非)발광 영역을 발생시키지 않기 위해서이다. 또한, 이들 원료를 혼합한 완충층 형성 재료의 점도로서는, 2000mPa·s(실온) 이상이 바람직하다. 또한, 함수량은 10ppm 이하로 조정된 재료인 것이 바람직하다.
또한, 유기 완충층(18)의 최적의 막두께로서는, 2∼5㎛가 바람직하다. 유기 완충층(18)의 막두께가 두꺼운 편이 이물질이 혼입한 경우 등에 가스 배리어층(19)의 파손을 막기 쉽지만, 유기 완충층(18)을 합친 층두께가 15㎛를 넘으면, 후술하는 착색층(32a)과 발광층(12)의 거리가 넓어져 측면으로 달아나는 빛이 증가하기 때문에 빛을 취출하는 효율이 저하되기 때문이다.
유기 완충층(18)의 위에는, 유기 완충층(18)의 단부를 포함해 전면(全面)을 피복하고, 그리고 전극 보호층(17)의 전면(全面)을 덮는 가스 배리어층(19)이 형성되어 있다. 가스 배리어층(19)은, 산소나 수분이 침입하는 것을 방지하기 위한 것으로, 투명성, 가스 배리어성, 내수성을 고려하여, 바람직하게는 질소를 포함하는 규소 화합물, 즉 질화 실리콘이나 산질화 실리콘 등을 이용하여 형성된다. 본 실시 형태에서는, 산질화 실리콘을 이용하여 가스 배리어층(19)을 형성하고 있다.
가스 배리어층(19)은, ECR 스퍼터법이나 이온 플레이팅법 등의 고밀도 플라즈마 성막법을 이용하여 형성할 수 있다. 형성 전에는, 형성면의 산소 플라즈마 처리를 행하여 형성한 막의 밀착성을 향상시키는 것이 바람직하다. 또한, 가스 배리어층(19)의 막두께는, 가스 배리어층(19)의 파손을 막아 가스 배리어성을 담보하 기 위해 100nm 이상인 것이 바람직하다. 또한, 유기 완충층(18)의 단부나 제1 음극 배선(22A) 등의 요철부를 피복할 때에 크랙을 막기 위해 800nm 이하인 것이 바람직하다.
또한, 전극 보호층(17) 및 가스 배리어층(19)은, 제1 음극 배선(22A)을 덮어서 형성되어 있다. 제1 음극 배선(22A)의 표면에는, 전술한 바와 같이 양극(10)으로 이용되는 ITO(산화물 도전막)가 형성되어 있다.
또한, 가스 배리어층(19)은, 유기 완충층(18)도 완전히 피복하도록 유기 완충층(18)보다도 넓게 형성되어 있으며, 이 가스 배리어층(19)상에 시일층(33)이 배치되어 있다. 또한, 도3 에 나타내는 바와 같이, 시일층(33)의 폭(d) 내에 유기 완충층(18)의 주변 단부(35)의 기립 부분(36)이 위치하도록 형성되어 있다.
또한, 유기 완충층(18)과 그 위에 형성되는 가스 배리어층(19)은 다른 재료를 이용하여 형성되어 있으며, 열팽창률이 다른 재료로 형성되어 있다. 그리고, 시일층(33)은 유기 완충층(18)의 주변 단부(35)에 겹치도록 형성되고, 가스 배리어층(19)이 유기 재료로 협지된 구성으로 되어 있다.
또한, 전극 보호층(17)의 폭은 유기 완충층(18)보다 넓게 형성되어 있으며, 통상, 가스 배리어층(19)과 동일한 마스크를 사용하여 형성하기 때문에, 가스 배리어층(19)과 동일한 폭으로 형성되어 있다.
가스 배리어층(19)이 형성된 소자 기판(20A)에는, 보호 기판(31)이 대향 배치되어 있다. 보호 기판(31)은, 가스 배리어층(19)을 보호하는 기능과 광투과성을 구비한 기판으로, 예를 들면 유리, 석영 유리, 질화규소 등의 무기물이나, 아크릴 수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지, 폴리올레핀 수지 등의 유기 고분자(수지)를 이용하여 형성할 수 있다. 또한, 광투과성을 구비한다면, 상기 재료를 적층 또는 혼합하여 형성된 복합 재료를 이용할 수도 있다. 그중에서도, 투명성과 방습성이 높고, 내열성을 부여하는 데에 소자 기판과의 열팽창률을 맞추기 위해, 특히 유리 기판이 매우 적합하게 이용된다.
보호 기판(31)의 소자 기판(20A)과 대향하는 면에는, 컬러 필터층(32)이 형성되어 있다. 컬러 필터층(32)에는, 투과광을 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 중 어느 하나의 빛으로 변조하는 착색층(32a)이 매트릭스 형상으로 배열 형성되어 있다. 이 착색층(32a)의 각각은, 양극(10)상에 형성된 백색의 발광층(12)에 대향하여 배치되어 있다. 이에 따라, 발광층(12)으로부터 사출된 빛은 착색층(32a)의 각각을 투과하여, 적색광, 녹색광, 청색광으로서 관찰자측에 사출되고, 컬러 표시를 행하도록 되어 있다.
또한, 인접하는 착색층(32a)의 사이 및 착색층(32a)의 주위에는, 빛 누설을 막고 시인성(視認性; visibility)을 향상시키는 블랙 매트릭스층(32b)이 형성되어 있다. 블랙 매트릭스층(32b)은, 일부가 시일층(33)에 평면적으로 겹치는 영역에까지 연재하여 형성되어, 장치 측면으로부터의 빛 누설을 효율적으로 막아 화질을 향상시키도록 되어 있다.
소자 기판(20A)과 보호 기판(31)은, 소자 기판(20A)의 외주부 근방에 배치되는 시일층(33)과, 시일층(33)으로 둘러싸인 영역 내에서 소자 기판(20A)과 보호 기판(31)에 협지된 접착층(34)에 의해 접합되어 있다.
시일층(33)은, 장치 내부로의 수분 침입 방지의 기능 외에, 소자 기판(20A)과 보호 기판(31)과의 접합의 위치 정밀도 향상과 접착층(34)의 비어져 나옴을 방지하는 제방(wall)으로서의 기능을 갖고 있다. 시일층(33)의 형성 재료는, 자외선에 의해 경화하여 점도가 향상하는 수지 재료로 구성되어 있다. 바람직하게는 에폭시기를 갖는 분자량 3000 이하의 에폭시 모노머/올리고머가 이용된다. 예를 들면, 비스페놀 A형 에폭시 올리고머나 비스페놀 F형 에폭시 올리고머, 페놀노볼락형 에폭시 올리고머, 폴리에틸렌글리콜디글리시딜에테르, 알킬글리시딜에테르, 3,4-에폭시시클로헥세닐메틸-3',4'-에폭시시클로헥센카르복실레이트,ε-카프로락톤변성3,4-에폭시시클로헥실메틸3',4'-에폭시시클로헥산카르복실레이트 등이 있으며, 이들이 단독 또는 복수 조합되어 이용된다.
또한, 시일층(33)의 형성 재료에는, 에폭시 모노머/올리고머와 반응하는 경화제가 포함된다. 이 경화제로서는, 디아조늄염, 디페닐요오드늄염, 트리페닐술포늄염, 술폰산에스테르, 철 아렌 착체, 실라놀/알루미늄 착제 등의 카티온 중합 반응을 일으키는 광반응형 개시제가 매우 적합하게 이용된다. 이들 경화제를 추가한 시일층(33)의 형성 재료는 빛(자외선) 경화성 수지로서 행동한다.
시일층(33)의 형성 재료의 도포 시의 점도는, 30∼100Pa·s(실온)인 것이 바람직하다. 또한, 자외선 조사 후에 서서히 점도가 상승하도록 카티온 홀드(hold)제로 불리는 첨가제를 이용하면, 접합 후의 광조사(光照射) 공정을 삭제할 수 있는 데다가, 시일층(33)의 형성 재료가 유동하기 어려워지기 때문에 접합 공정이 용이해진다. 또한, 1㎜ 이하의 가는 시일 폭이라도 시일층(33)의 단열(rupture)을 막 아, 접합 후의 충전재(filler)의 비어져 나옴을 막을 수 있기 때문에 바람직하다. 또한, 함수량은 1000ppm 이하로 조정된 재료인 것이 바람직하다.
통상, 시일층(33)을 형성하기 위한 재료에는, 기판간의 거리를 제어하기 위한 소정 입경의 구(球) 형상 입자(스페이서)나, 점도를 조정하기 위해 비늘 조각 형상(scaly)이나 덩어리 형상(bulky)의 무기 재료(무기 필러(filler)) 등의 충전물이 혼합되어 있는 경우가 많다. 그러나, 이들 충전물은 접합 압착 시에 가스 배리어층(19)을 손상시킬 우려가 있기 때문에, 본 실시 형태에서는 이들 충전물이 혼입되어 있지 않은 시일층 형성 재료를 이용한다. 시일층(33)의 막두께로서는, 10∼20㎛가 바람직하다.
접착층(34)은, 시일층(33)으로 둘러싸인 유기 EL 장치(1)의 내부에 극간(space) 없이 충전되어 있으며, 소자 기판(20A)에 대향 배치된 보호 기판(31)을 고정하고, 그리고 외부로부터의 기계적 충격에 대하여 완충 기능을 갖고, 발광층(12)이나 가스 배리어층(19)을 보호하는 기능을 구비한다.
접착층(34)의 형성 재료의 주성분으로서는, 유동성이 우수하고, 그리고 용매와 같은 휘발 성분을 갖지 않는 유기 화합물 재료일 필요가 있으며, 바람직하게는 에폭시기를 갖는 분자량 3000 이하의 에폭시 모노머/올리고머가 이용된다. 예를 들면, 비스페놀 A형 에폭시 올리고머나 비스페놀 F형 에폭시 올리고머, 페놀노볼락형 에폭시 올리고머, 폴리에틸렌글리콜디글리시딜에테르, 알킬글리시딜에테르, 3,4-에폭시시클로헥세닐메틸-3',4'-에폭시시클로헥센카르복실레이트,ε-카프로락톤변성3,4-에폭시시클로헥실메틸3',4'-에폭시시클로헥산카르복실레이트 등이 있으며, 이들이 단독 또는 복수 조합되어 이용된다.
또한, 접착층(34)의 형성 재료에는, 에폭시 모노머/올리고머와 반응하는 경화제가 포함된다. 이 경화제로서는, 전기 절연성이 우수하고, 그리고 강인하며 내열성이 우수한 경화 피막을 형성하는 것이 매우 적합하게 이용되며, 투명성이 우수하고 그리고 경화의 불균일이 적은 부가 중합형이 좋다. 예를 들면, 3-메틸-1,2,3,6-테트라히드로무수프탈산, 메틸-3,6-엔드메틸렌-1,2,3,6-테트라히드로무수프탈산, 1,2,4,5-벤젠테트라카르복실산이무수물, 3,3',4,4'-벤조페논테트라카르복실산이무수물, 또는 그들의 중합물 등의 산무수물계 경화제가 바람직하다. 이들 경화제를 가한 접착층(34)의 형성 재료는 열경화성 수지로서 행동한다.
접착층(34)의 형성 재료의 경화는, 60∼100℃의 범위에서 가열함으로써 행해지고, 그 경화 피막은 산질화 실리콘과의 밀착성이 우수한 에스테르 결합을 갖는 고분자로 된다. 또한, 방향족 아민이나 지방족 아민 등의 아민 경화제를 이용해도 좋다. 또한, 접착층(34)의 형성 재료에는, 시일층의 형성 재료와 동일한 이유에 의해 스페이서나 무기 필러 등의 충전재가 혼입되어 있지 않은 것을 이용한다.
접착층(34)의 형성 재료의 도포 시의 점도는, 200∼1000mPa·s(실온)가 바람직하다. 이유는, 접합 후의 공간으로의 재료 충전성을 고려한 것으로, 가열 직후에 한번 점도가 내려간 다음에 경화가 시작되는 재료가 바람직하다. 또한, 함수량은 1000ppm 이하로 조정된 재료인 것이 바람직하다.
접착층(34)의 막두께로서는, 3∼10㎛가 바람직하다. 접착층(34)이 이 정도의 두께를 구비하면, 접착층(34)의 막두께와 앞서 서술한 유기 완충층(18) 등의 각 보호층의 막두께와의 합계가 최대로 15㎛ 정도가 된다. 이 합계 막두께가 15㎛를 초과하면, 컬러 필터층(32)과 발광 소자(21)와의 사이의 거리가 너무 넓어져, 발광 소자(21)로부터 사출되는 빛 중 장치 측면으로 달아나는 빛의 비율이 증가하기 때문에, 빛 취출 효율이 나빠지기 때문이다. 이 막두께의 제어는, 접착층(34)의 형성 재료를 배치하는 양을 제어하는 것으로 행한다.
또한, 이 유기 EL 장치(1)의 주변부는 비(非)발광 부분인 액자 테두리부로 되어 있다. 이 액자 테두리부는, 예를 들면 소자 기판(20A)상의 최단부에 형성된 격벽(13)의 두정부에서 소자 기판(20A)의 단부까지의 사이에 배치되어 있다. 도3 에 나타내는 바와 같이, 그 액자 테두리부의 폭(D)은, 예를 들면 2㎜이며, 시일층(33)의 폭(d)은, 예를 들면 1㎜이다.
이어서, 도4 의 개략 평면도를 이용하여 유기 EL 장치(1)의 평면 구조를 설명한다. 소자 기판(20A)은, 평면에서 볼 때 직사각형의 형상을 갖고 있으며, 기판 본체(20)의 중앙부에 배치된 표시 영역(3)과, 표시 영역(3)의 주위에 배치된 액자 테두리부(4)를 구비하고 있다.
표시 영역(3)은 평면에서 볼 때 직사각형의 영역 형상을 구비하고, 도1 에서 나타낸 서브 화소(X)가 매트릭스 형상으로 배치되어 있다. 서브 화소(X)에는 각각 발광 소자(21)가 배치되어 있으며, 발광 소자(21)는 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 중 어느 하나의 빛이 취출되는 구성으로 되어 있다. 이들 각각의 색으로 발색하는 서브 화소(X)는, 도면 중의 짧은 쪽 방향에 있어서 동일색으로 배열하여 소위 스트라이프(stripe) 배치를 구성하고 있다. 그리고, 서브 화소(X)가 발색하는 RGB가 하 나의 덩어리로 되어, 단위 화소가 구성되어 있으며, 그 단위 화소는 RGB의 발광을 혼색시켜 풀컬러 표시를 행하도록 되어 있다. 표시 영역(3)의 크기는, 대각(diagonal)으로 약 4인치로 되어 있다.
액자 테두리부(4)는, 표시 영역(3)을 덮어 표시 영역(3)보다도 넓은 면적에(액자 테두리부(4)로 비어져 나오기까지) 형성되는 평면에서 볼 때 직사각형의 음극(11)과, 음극(11)의 주위를 둘러싸고 형성되는 제1 음극 배선(22A)과, 제1 음극 배선(22A)과 접속하여 형성되는 제2 음극 배선(22B)과, 음극(11)의 양 단변(short side)에 배치되어, 음극(11)과 제1 음극 배선(22A)을 접속하는 띠 형상의 음극 접속층(24)을 구비하고 있다. 또한, 소자 기판(20A)의 장변(long side) 중의 한쪽의 변(side; 25)에는, 그 중앙부에 소자 기판(20A)을 다른 부재와 전기적으로 접속시킬 때에 이용하는 실장 단자(40; mounting terminal portion)를 구비하고 있다.
표시 영역(3)의 주위에는, 표시 영역을 둘러싸도록 감쌈 부재(W)가 형성되고, 감쌈 부재(W)의 내측의 영역이, 복수의 발광 소자(21)가 형성된 소자 영역(5)으로 되어 있다. 음극 접속층(24)은, 감쌈 부재(W)의 연재 방향을 따라, 음극(11)의 양 단변에 띠 형상으로 연설되어 있다.
제1 음극 배선(22A)은, 음극(11)의 양 단변 및 변(25)측과는 반대측의 음극(11)의 장변에 대향하여 평면에서 볼 때 U자형으로 배치되어 있다. 또한, 제2 음극 배선(22B)은 평면에서 볼 때 L자형으로 형성되어 있으며, 제1 음극 배선(22A)의 양 단부에는 각각 제2 음극 배선(22B)의 일단부가 접속되어 있다. 또한, 각 제2 음극 배선(22B)의 타단부에는 접속 단자부(23)가 형성되어 있으며, 접속 단자 부(23)는 실장 단자(40)의 일부를 구성하여 변(25)에 도달하도록 형성되어 있다.
실장 단자(40)는, 유기 EL 장치(1)가 구비하는 각종 배선과 도시하지 않는 회로 배선으로 접속되어 있다. 실장 단자(40)는, 유기 EL 장치(1)와 다른 부재를 전기적으로 접속시킬 때에 이용한다. 실장 단자(40)는, 필요에 따라 금이나 은 등의 도전성이 높은 금속에 의한 도금을 행하여, 실장 단자(40)에서의 도전성을 높이는 것으로 해 두어도 좋다.
이들 각종 배선 중 실장 단자(40)의 단부를 제외하고, 가스 배리어층(19)이 형성되어 있다. 가스 배리어층(19)으로 덮이지 않은 부분(노출 부분)에는, 실장 단자(40)의 일부를 구성하는 접속 단자부(23)도 포함하고 있다. 또한, 제2 음극 배선(22B)이 구비하는 굴곡부는 가스 배리어층(19)으로 덮여 있다.
다음으로, 본 실시 형태의 유기 EL 장치(1)의 작용에 대하여 설명한다.
도3 에 나타내는 바와 같이, 감쌈 부재(W)의 외측면이, 평탄화층(16)의 외측면(16a), 상면(16b) 및, 격벽(13)의 외측면(13a)에 의해, 소자 기판(20A)으로부터 기립하듯이 계단 형상으로 형성되어 있다. 그 때문에, 배선 등을 감쌈 부재(W)를 타고 넘도록 형성한 경우에는, 소자 기판(20A)상의 제1 음극 배선(22A)과, 평탄화층(16)의 외측면(16a)과의 경계 부근에 있어서, 커버리지(coverage) 부족이나 크랙 등의 결함의 발생에 의한 단선(disconnection)이 생기기 쉽게 되어 있다.
그러나, 본 실시 형태의 유기 EL 장치(1)에서는, 전술한 바와 같이, 음극 접속층(24)의 두께(T)가 음극(11)의 두께(t)보다도 크게 형성되어 있다. 그 때문에, 음극(11)을 감쌈 부재(W)의 외측까지 인출하여, 직접, 제1 음극 배선(22A)에 접속 시키는 경우와 비교하여, 제1 음극 배선(22A)과 평탄화층(16)의 외측면(16a)과의 경계 부근에 있어서의 커버리지 부족이나 크랙 등의 결함이 발생하기 어려워진다. 마찬가지로, 평탄화층(16)의 외측면(16a)과 상면(16b)과의 경계 부근이나, 평탄화층(16)의 상면(16b)과 격벽(13)의 외측면(13a)과의 경계 부근에 있어서의 결함의 발생도 방지된다. 따라서, 본 실시 형태에 의하면, 음극 접속층(24)에 결함이 발생되기 어렵게 할 수 있어, 음극(11)과 제1 음극 배선(22A)과의 사이의 단선을 방지할 수 있다.
또한, 음극(11)의 두께(t)는, 20nm 이하의 두께인 약 10nm인 것에 대하여, 음극 접속층(24)의 두께(T)는, 120nm 이상의 두께인 약 300nm로 되어 있다. 이와 같이, 음극 접속층(24)의 두께(T)를 음극(11)보다도 훨씬 큰 값으로 함으로써, 보다 확실하게 결함의 발생이 방지되어, 음극(11)과 제1 음극 배선(22A)과의 사이의 단선을, 보다 확실하게 방지할 수 있다.
또한, 감쌈 부재(W)의 외측면을 형성하는 평탄화층(16)의 외측면(16a)이 기판 본체(20)의 표면(20a)과의 사이에서 이루는 각도(θ1), 및, 격벽(13)의 외측면(13a)이 기판 본체(20)의 표면(20a)과의 사이에서 이루는 각도(θ2)가, 각각 20도 이상 70도 이하로 되어 있다. 이와 같이 각도(θ1, θ2)를 20도 이상으로 함으로써, 감쌈 부재(W)의 주연부의 기판 본체(20)의 표면(20a) 방향의 폭이 필요 이상으로 커지지 않는다. 또한, 각도(θ1, θ2)를 70도 이하로 함으로써, 감쌈 부재(W)의 외측면을 형성하는 평탄화층(16)의 외측면(16a)과 격벽(13)의 외측면(13a)이 필요 이상으로 가파른 각도로 기립하는 것이 방지되어, 음극 접속층(24)에 결함 이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 감쌈 부재(W)의 두께(Tw)가, 1㎛ 이상인 경우에는, 감쌈 부재(W)에 의해 소자 영역(5)과 그 이외의 영역을 확실하게 구획할 수 있다. 한편으로 상기와 같은 결함에 의한 단선이 생기기 쉬워지지만, 음극 접속층(24)을 전술한 바와 같이 구성함으로써, 결함을 방지하여 단선을 방지할 수 있다.
또한, 음극 접속층(24)이 음극(11)의 재료보다도 이온화 경향이 작은 재료로 형성되어 있는 경우에는, 음극(11)을 제1 음극 배선(22A)에, 직접, 접속하는 경우나, 음극 접속층(24)의 재료로서 음극(11)의 이온화 경향과 같거나 그것보다도 큰 이온화 경향의 재료를 이용하는 경우와 비교하여, 제1 음극 배선(22A)과 음극(11)과의 사이의 재료가 부식되기 어려워진다. 따라서, 제1 음극 배선(22A)과 음극(11)과의 사이의 재료의 부식에 의해 발광 소자(21)의 내부로 수분이 침입하는 것을 방지하여, 발광 소자(21)의 열화를 방지할 수 있다.
또한, 음극 접속층(24)을 알루미늄으로 형성함으로써, 음극 접속층(24)을 은 등의 금속 재료로 제조하는 경우와 비교하여 저온으로 형성할 수 있어, 제조를 용이하게 함과 함께, 재료 비용을 삭감할 수 있다.
또한, 음극(11)을 금속 박막과 투명 도전막을 적층시킨 구성으로 한 경우에는, 음극(11)을 금속 박막만으로 형성하는 경우와 비교하여 금속 박막을 보다 얇게 형성하여, 음극(11)의 광투과성을 확보하면서 전기 저항의 증가를 억제할 수 있다.
또한, 음극(11) 및 음극 접속층(24)을 덮는 전극 보호층(17)을 형성함으로써, 유기 완충층(18)을 형성할 때에, 전극 보호층(17)에 의해 음극(11) 및 음극 접 속층(24)을 보호하여, 음극(11) 및 음극 접속층(24)의 손상을 방지할 수 있다. 이에 따라, 음극(11)의 하층측의 기능층이 손상하는 것도 방지할 수 있다. 또한, 경화 전의 유기 완충층(18)의 재료가 음극(11) 및 음극 접속층(24)으로 침투하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 전극 보호층(17) 및 가스 배리어층(19)이 제1 음극 배선(22A)을 덮어서 형성되어, 제1 음극 배선(22A)의 표면에는, ITO(산화물 도전막)가 형성되어 있다. 이 ITO는, 성막의 과정에서 다결정 기둥 형상 구조를 취하기 때문에 극간이 많고, 수분이 침입하기 쉽다. 또한, ITO의 도전성을 높이기 위해 가열 처리를 행하면, 결정(그레인(grain))이 응집·성장하기 때문에, 보다 극간이 많아진다. 그 때문에, 제1 음극 배선(22A)이 노출되어 있으면, 외부 환경의 수증기 등의 수분이 제1 음극 배선(22A)의 표면의 ITO를 통하여 유기 EL 장치(1)의 장치 내부로 침입할 우려가 있다. 그러나, 본 실시 형태에서는, 투습성(透濕性)이 낮은 규소 화합물로 이루어지는 층으로 제1 음극 배선(22A)을 덮고 있기 때문에, 제1 음극 배선(22A)으로부터의 수분의 침입을 막아, 발광 소자(21)의 열화에 의한 표시 성능의 저하를 회피하고 표시 성능을 유지할 수 있다.
또한, 유기 완충층(18)에 의해, 소자 기판(20A)의 휨이나 체적 팽창에 의해 발생하는 응력을 완화하여, 격벽(13)으로부터의 전극 보호층(17)의 박리를 방지할 수 있다. 또한, 유기 완충층(18)에 의해, 소자 기판(20A)상의 요철을 완화할 수 있다. 이에 따라, 가스 배리어층(19)이 평탄하게 형성되어, 응력이 집중되는 부위가 없어져, 가스 배리어층(19)에서의 크랙의 발생을 방지할 수 있다. 따라서, 가 스 배리어층(19)에 의한 장치 내부로의 수분 침입 방지 기능을 향상시킬 수 있다.
또한, 유기 완충층(18)의 주변 단부(35)에 있어서의 소자 기판(20A)의 수평 방향에 대한 앙각(θ)은, 20도 이하로 형성되고, 본 실시 형태에서는 앙각(θ)은 10도로 되어 있다. 이에 따라 유기 완충층(18)의 주변 단부(35)에 있어서, 유기 완충층(18)을 덮어서 형성되는 가스 배리어층(19)은, 하지 형상에 대응하여 가파른 각도로 되는 것이 방지된다. 따라서, 유기 완충층(18)의 주변 단부(35)를 덮는 가스 배리어층(19)의 응력 집중에 의한 크랙이나 박리 등의 손상을 방지할 수 있다.
또한, 가스 배리어층(19)에 의해 산소나 수분에 의한 발광 소자(21)의 열화 등을 억제할 수 있다. 나아가서는, 가스 배리어층(19)은 유기 완충층(18)도 완전히 덮고 있기 때문에, 유기 완충층(18)을 통한 수분 침입도 막을 수 있다.
또한, 유기 완충층(18)과 그 위에 형성되는 가스 배리어층(19)은, 열팽창률이 다른 재료로 형성되어 있기 때문에, 환경의 변화나 장치의 구동에 의한 발열에 의해 이들 층의 온도가 변화하면, 열팽창률의 차이에 유래하여 가스 배리어층(19)이 파손할 우려가 있다. 그러한 파손은, 가스 배리어층(19)의 형상이 변화하는 유기 완충층(18)의 단부에서 일어나기 쉽다. 그러나, 본 실시 형태에서는, 유기 완충층(18)의 주변 단부(35)에 겹치도록 시일층(33)이 형성되어, 가스 배리어층(19)이 유기 재료로 협지되어 있다. 이에 따라, 응력 집중에 의한 가스 배리어층(19)의 크랙이나 박리 등의 손상을 막을 수 있다. 따라서, 제1 음극 배선(22A)이나 유기 완충층(18)을 통하여 수분이 발광 소자(21)에 도달하는 것을 막아, 다크 스폿의 발생을 막을 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 가스 배리어층(19)에 대향하여 보호 기판(31)이 형성되어 있다. 그 때문에, 보호 기판(31)에 의해 가스 배리어층(19)의 파손을 막아, 가스 배리어층(19)에 의한 장치 내부로의 수분 침입 방지의 기능을 유지할 수 있다. 또한, 보호 기판(31) 자체에 의해 수분 침입을 막을 수도 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 시일층(33) 및 접착층(34)의 형성 재료에는, 스페이서나 무기 필러 등의 입자상의 충전재를 포함하지 않는 것으로 하고 있다. 그 때문에, 소자 기판(20A)과 보호 기판(31)과의 압착 시에 있어서, 충전재를 통하여 압착의 응력이 가스 배리어층(19)에 전달되어 가스 배리어층(19)이 파손되는 것을 회피할 수 있다.
[제2 실시 형태]
다음으로, 본 발명의 제2 실시 형태에 대하여, 도1∼도3 을 원용하고, 도5 를 이용하여 설명한다. 본 실시 형태에서는, 음극 접속층(24B)이 감쌈 부재(W)의 3변을 따라 연속하여 형성되어 있는 점에서 전술의 제1 실시 형태에서 설명한 유기 EL 장치(1)와 다르다. 그 외의 점은 제1 실시 형태와 동일하기 때문에, 동일한 부분에는 동일한 부호를 붙이고 설명은 생략한다.
도5 에 나타내는 바와 같이, 본 실시 형태의 유기 EL 장치(1B)는, 음극 접속층(24B)이 감쌈 부재(W)의 3변을 따라 띠 형상으로 연설되어 있다.
이에 따라, 발광 소자(21)의 음극(11) 및 제1 음극 배선(22A)과, 음극 접속층(24B)과의 접속 면적을 확대시켜 접속 저항을 저감함과 함께, 음극 접속층(24B)의 단면적을 증가시켜 전기 저항을 저감할 수 있다.
또한, 이 발명은 전술한 실시 형태에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서 여러 종류로 변형하여 실시할 수 있다.
예를 들면, 본 발명의 기술적 사상을 따르면, TFT 등을 이용하는 액티브 매트릭스는 필수는 아니고, 단순 매트릭스용의 소자 기판을 이용하여 본 발명을 실시하고, 단순 매트릭스 구동해도 완전히 동일한 효과가 저비용으로 얻어진다.
또한, RGB 화소마다 금속 반사층과 발광층의 거리를 제어함으로써 RGB의 발광 효율을 높여도 좋다.
또한, 전술의 실시 형태의 유기 EL 장치는 톱 이미션 방식의 발광 방법이기 때문에, 양극은 반드시 광투과성을 가질 필요는 없고, 알루미늄 등의 빛을 투과시키지 않는 금속 전극을 형성하는 것으로 해도 좋다. 그 경우에는, 양극이 빛을 반사하여 앞서 서술한 금속 반사층의 기능을 겸비하기 때문에, 금속 반사층은 형성하지 않아도 좋다.
또한, 전술의 실시 형태에서는 저분자계의 발광 재료를 이용하고 있지만, 고분자계의 발광 재료를 이용하여 발광층을 형성하는 것으로 해도 좋다. 또한, 각층의 구성을 변화시켜, 적색, 녹색, 청색의 3색을 동시에 발광시켜 백색 발광을 취출하는 3층 구조로 하는 것도 가능하다.
또한, 전술의 실시 형태에 있어서는, 전극 보호층을 단층으로 형성하고 있지만, 복수층으로 적층해도 좋다. 예를 들면, 저탄성률의 하층과 고내수성(high water resistance)의 상층으로 전극 보호층을 구성해도 좋다.
또한, 전술의 실시 형태에 있어서의 가스 배리어층은, 시일층의 외주보다 넓 게 형성되어 있지만, 반드시 시일층보다 넓게 형성할 필요는 없고, 유기 완충층의 주변 단부와 동일하게 시일층의 폭 내에 형성되어 있어도 좋다.
또한, 전술의 실시 형태에 있어서는, 가스 배리어층을 단층으로 형성하고 있지만, 복수층으로 적층해도 좋다.
또한, 보호 기판에는, 컬러 필터층의 외에, 자외선을 차단 또는 흡수하는 층이나, 광반사 방지막, 방열층 등의 기능층을 형성해도 좋다.
또한, 전술의 실시 형태에 있어서는, 시일층의 형성 재료에는, 입자상의 충전재를 포함하지 않는 것으로 했지만, 유기 완충층과 접촉하지 않는 것 같은 구조의 경우에는, 가스 배리어층을 손상시키지 않을 정도로 탄성률이 작은 유기 재료의 구 형상 입자를 혼합하는 것으로 해도 좋다.
도1 은 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 유기 EL 장치의 배선 구조를 나타내는 모식도이다.
도2 는 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 유기 EL 장치의 구성을 나타내는 개략 단면도이다.
도3 은 도2 에 나타내는 A부의 확대 단면도이다.
도4 는 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 유기 EL 장치의 구성을 나타내는 개략 평면도이다.
도5 는 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 유기 EL 장치의 구성을 나타내는 개략 평면도이다.
(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)
1, 1B : 유기 EL 장치
10 : 양극(제1 전극)
11 : 음극(제2 전극)
12 : 발광층(기능층)
13a : 외측면(외측부를 형성하는 면)
16a : 외측면(외측부를 형성하는 면)
16b : 상면(외측부를 형성하는 면)
17 : 전극 보호층
18 : 유기 완충층
19 : 가스 배리어층
20 : 기판 본체(기체(substrate body))
20a : 표면(기체 표면)
21 : 발광 소자
22A : 제1 음극 배선(도전 부재)
22B : 제2 음극 배선(도전 부재)
24, 24B : 음극 접속층(접속용 도전 부재)
W : 감쌈 부재(enclosing member)
θ1 : 각도
θ2 : 각도
θ : 각도(접촉 각도)

Claims (10)

  1. 기체(substrate body)상에 형성된 제1 전극과, 상기 제1 전극의 상방에 형성된 기능층과, 상기 기능층의 상방에 형성된 제2 전극을 포함하는 발광 소자가 복수 형성된 소자 영역과,
    상기 소자 영역을 둘러싸는 위치에 배치되고, 복수의 상기 발광 소자 중, 적어도 상기 기체의 외주(outer periphery)에 가장 가까운 소자에 포함되는 기능층의 상기 외주측의 측부를 덮어, 상기 기체상에 형성된 감쌈 부재(enclosing member)와,
    상기 감쌈 부재의 외측에 설치된 도전 부재를 구비하며,
    상기 도전 부재에 접속되고, 상기 감쌈 부재의 외측으로부터 상기 감쌈 부재를 타고 넘어 상기 제2 전극에 접속된 접속용 도전 부재의 두께가, 상기 제2 전극의 두께보다도 큰 것을 특징으로 하는 유기 EL 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 접속용 도전 부재의 두께는 120nm 이상이며, 상기 제2 전극의 두께는 20nm 이하인 것을 특징으로 하는 유기 EL 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 감쌈 부재의 두께는, 1㎛ 이상인 것을 특징으로 하는 유기 EL 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 감쌈 부재의 상기 기체의 외주측의 외측면과, 기체 표면과의 사이에서 이루는 각도가, 20도 이상 70도 이하인 것을 특징으로 하는 유기 EL 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 접속용 도전 부재는, 상기 제2 전극의 재료보다도 이온화 경향이 작은 재료로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 유기 EL 장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 접속용 도전 부재는, 알루미늄으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 유기 EL 장치.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 전극은, 금속 박막과 투명 도전막이 적층되어 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 유기 EL 장치.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 전극 및 상기 접속용 도전 부재를 덮는 전극 보호층과, 상기 전극 보호층상에 형성되어 상기 감쌈 부재의 외측부를 형성하는 면을 덮는 유기 완충층 과, 상기 유기 완충층 및 상기 전극 보호층을 덮는 가스 배리어층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 유기 EL 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 유기 완충층의 단부(end)에 있어서의 접촉 각도는, 20도 이하로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 유기 EL 장치.
  10. 제1항 또는 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 도전 부재는 상기 감쌈 부재를 둘러싸도록 연속하여 띠 형상으로 형성되고,
    상기 접속용 도전 부재는, 상기 감쌈 부재의 연재 방향을 따라 띠 형상으로 연설(extend)되어 있는 것을 특징으로 하는 유기 EL 장치.
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