KR20150138072A - 발광 장치 및 전자 기기 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 신뢰성이 높은 발광 장치를 제공한다. 반복적인 휨에 강한 발광 장치를 제공한다. 고온 고습 환경하에서도 크랙이 발생되기 어려운 발광 장치를 제공한다.
한 쌍의 가요성을 갖는 기판 사이에 한 쌍의 접착층을 갖고, 한 쌍의 접착층 사이에 한 쌍의 절연층을 갖고, 한 쌍의 절연층 사이에 발광 소자를 갖는 발광 장치이고, 한 쌍의 절연층 중 적어도 하나는 압축 응력을 갖고, 한 쌍의 접착층 중 적어도 하나의 유리 전이 온도는 60℃ 이상이고, 한 쌍의 기판 중 적어도 하나의 선팽창 계수는 60ppm/K 이하인 발광 장치를 제공한다.
한 쌍의 가요성을 갖는 기판 사이에 한 쌍의 접착층을 갖고, 한 쌍의 접착층 사이에 한 쌍의 절연층을 갖고, 한 쌍의 절연층 사이에 발광 소자를 갖는 발광 장치이고, 한 쌍의 절연층 중 적어도 하나는 압축 응력을 갖고, 한 쌍의 접착층 중 적어도 하나의 유리 전이 온도는 60℃ 이상이고, 한 쌍의 기판 중 적어도 하나의 선팽창 계수는 60ppm/K 이하인 발광 장치를 제공한다.
Description
본 발명의 일 형태는 발광 장치, 입출력 장치, 및 전자 기기에 관한 것이다. 특히, 가요성을 갖는 발광 장치, 입출력 장치, 및 전자 기기에 관한 것이다.
다만, 본 발명의 일 형태는 상술한 기술 분야에 한정되지 않는다. 본 명세서 등에서 제시하는 발명의 일 형태는 물건, 방법, 또는 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 형태는 공정(process), 기계(machine), 제품(manufacture), 또는 조성물(composition of matter)에 관한 것이다. 그러므로, 본 명세서에 개시(開示)되는 발명의 일 형태에 따른 기술 분야의 일례를 더 구체적으로 말하면, 반도체 장치, 표시 장치, 발광 장치, 축전 장치, 기억 장치, 전자 기기, 조명 장치, 입력 장치(예를 들어 터치 센서 등), 출력 장치, 입출력 장치(예를 들어 터치 패널 등), 이들의 구동 방법, 또는 이들의 제조 방법을 들 수 있다.
일렉트로루미네선스(EL: Electroluminescence)를 이용한 발광 소자(EL 소자라고도 기재함)는 박형 경량화가 용이하거나, 입력 신호에 대하여 고속으로 응답할 수 있거나, 직류 저전압 전원을 사용하여 구동할 수 있는 특징 등을 가지므로, 표시 장치나 조명 장치로의 응용이 검토되고 있다.
또한, 가요성을 갖는 기판(아래에서 가요성 기판이라고도 기재함) 위에 반도체 소자, 표시 소자, 또는 발광 소자 등의 기능 소자가 제공된 플렉시블 디바이스의 개발이 진행되고 있다. 플렉시블 디바이스의 대표적인 예로서 조명 장치, 화상 표시 장치 외 트랜지스터 등의 반도체 소자를 갖는 다양한 반도체 회로 등을 들 수 있다.
필름 기판 위에 스위칭 소자인 트랜지스터나 유기 EL 소자를 구비한 액티브 매트릭스 방식의 가요성 발광 장치가 특허문헌 1에 개시되어 있다.
또한, 표시 장치는 다양한 용도로의 응용이 기대되고 있으며, 다양화가 요구되고 있다. 예를 들어 휴대 정보 단말로서 터치 패널을 구비한 스마트폰이나 태블릿형 단말의 개발이 진행되고 있다.
본 발명의 일 형태는 신규 반도체 장치, 발광 장치, 표시 장치, 입출력 장치, 전자 기기, 또는 조명 장치 등의 장치를 제공하는 것을 목적 중 하나로 한다. 또는, 본 발명의 일 형태는 신뢰성이 높은 장치를 제공하는 것을 목적 중 하나로 한다. 또는, 본 발명의 일 형태는 반복적인 휨에 강한 장치를 제공하는 것을 목적 중 하나로 한다. 또는, 본 발명의 일 형태는 고온 고습 환경하에서도 크랙이 발생되기 어려운 장치를 제공하는 것을 목적 중 하나로 한다. 또는, 본 발명의 일 형태는 경량이거나, 박형이거나, 또는 가요성을 갖는 장치를 제공하는 것을 목적 중 하나로 한다.
또는, 본 발명의 일 형태는 장치를 구성하는 각 막에서 크랙의 발생을 억제하는 것을 목적 중 하나로 한다. 또는, 본 발명의 일 형태는 장치의 제작 공정에서 수율을 향상시키는 것을 목적 중 하나로 한다. 또는, 본 발명의 일 형태는 양산성이 높은 장치의 제작 방법을 제공하는 것을 목적 중 하나로 한다.
또한, 이들 과제의 기재는 다른 과제의 존재를 방해하는 것이 아니다. 또한, 본 발명의 일 형태는 상술한 과제 모두를 해결할 필요는 없는 것으로 한다. 또한, 이들 외의 과제는 명세서, 도면, 청구항 등의 기재로부터 저절로 명백해지는 것이며, 명세서, 도면, 청구항 등의 기재로부터 이들 외의 과제를 얻을 수 있다.
본 발명의 일 형태의 발광 장치는 한 쌍의 가요성 기판 사이에 한 쌍의 접착층을 갖고, 한 쌍의 접착층 사이에 한 쌍의 절연층을 갖고, 한 쌍의 절연층 사이에 발광 소자를 갖는다. 한 쌍의 절연층 중 적어도 하나에는 압축 응력이 생긴다. 한 쌍의 접착층 중 적어도 하나의 유리 전이 온도는 60℃ 이상, 바람직하게는 80℃ 이상이다. 한 쌍의 기판 중 적어도 하나의 선팽창 계수는 60ppm/K 이하, 바람직하게는 30ppm/K 이하, 더 바람직하게는 20ppm/K 이하다.
또는, 본 발명의 일 형태의 발광 장치는 제 1 기판, 제 2 기판, 소자층, 제 1 절연층, 제 2 절연층, 제 1 접착층, 및 제 2 접착층을 갖는다. 제 1 기판은 가요성을 갖는다. 제 2 기판은 가요성을 갖는다. 소자층은 제 1 기판과 제 2 기판 사이에 위치한다. 소자층은 발광 소자를 갖는다. 제 1 절연층은 제 1 기판과 소자층 사이에 위치한다. 제 2 절연층은 제 2 기판과 소자층 사이에 위치한다. 제 1 접착층은 제 1 기판과 제 1 절연층 사이에 위치한다. 제 2 접착층은 제 2 기판과 제 2 절연층 사이에 위치한다. 제 1 절연층 및 제 2 절연층 중 적어도 하나에는 음의 값을 갖는 응력이 생긴다. 제 1 접착층 및 제 2 접착층 중 적어도 하나의 유리 전이 온도는 60℃ 이상, 바람직하게는 80℃ 이상이다. 제 1 기판 및 제 2 기판 중 적어도 하나의 선팽창 계수는 60ppm/K 이하, 바람직하게는 30ppm/K 이하, 더 바람직하게는 20ppm/K 이하다.
또한, 상기 각 구성에서 제 1 절연층 또는 제 2 절연층 중 적어도 일부에 압축 응력이 생기면 좋다. 바꿔 말하면, 제 1 절연층은 제 1 부분을 갖고, 제 2 절연층은 제 2 부분을 갖고, 제 1 부분 및 제 2 부분 중 적어도 하나에 압축 응력이 생기면 좋다. 제 1 부분 및 제 2 부분의 양쪽 모두에 압축 응력이 생기면 특히 바람직하다.
마찬가지로 본 명세서에서 설명하는 접착층이나 기판의 유리 전이 온도, 접착층이나 기판의 선팽창 계수, 기판의 두께, 및 절연층의 응력이나 투과율 등도 적어도 일부분이 본 명세서에 기재된 수치 범위에 포함되면 좋다.
상기 각 구성에서 제 1 접착층 및 제 2 접착층 중 적어도 하나의 선팽창 계수는 100ppm/K 이하인 것이 바람직하고, 70ppm/K 이하인 것이 더 바람직하다.
상기 각 구성에서 제 1 기판 및 제 2 기판 중 적어도 하나의 유리 전이 온도는 150℃ 이상인 것이 바람직하고, 200℃ 이상인 것이 더 바람직하고, 250℃ 이상인 것이 더욱 바람직하다.
상기 각 구성에서 제 1 기판 및 제 2 기판 중 적어도 하나의 두께는 1μm 이상 100μm 이하인 것이 바람직하고, 1μm 이상 25μm 이하인 것이 더 바람직하다.
상기 각 구성에서 제 1 절연층 및 제 2 절연층 중 적어도 하나에 생기는 응력은 -500MPa 이상 0MPa 미만인 것이 바람직하고, -250MPa 이상 0MPa 미만인 것이 더 바람직하고, -250MPa 이상 -15MPa 미만인 것이 더욱 바람직하고, -100MPa 이상 -15MPa 미만인 것이 특히 바람직하다.
상기 각 구성에서 제 1 절연층 및 제 2 절연층 중 적어도 하나는 가시 영역에서의 빛의 투과율의 평균이 80% 이상인 것이 바람직하고, 85% 이상인 것이 더 바람직하다.
상기 각 구성에서 제 1 절연층 및 제 2 절연층 중 적어도 하나는 파장 475nm에서의 빛의 투과율이 70% 이상인 것이 바람직하고, 80% 이상인 것이 더 바람직하고, 85% 이상인 것이 더욱 바람직하다.
상기 각 구성에서 제 1 절연층 및 제 2 절연층 중 적어도 하나는 파장 650nm에서의 빛의 투과율이 70% 이상인 것이 바람직하고, 80% 이상인 것이 더 바람직하고, 85% 이상인 것이 더욱 바람직하다.
상기 각 구성에서 제 1 절연층 및 제 2 절연층 중 적어도 하나는 산소, 질소, 및 실리콘을 갖는 것이 바람직하다. 예를 들어 산화 질화 실리콘을 갖는 것이 바람직하다.
상기 각 구성에서 제 1 절연층 및 제 2 절연층 중 적어도 하나는 질화 실리콘 또는 질화 산화 실리콘을 갖는 것이 바람직하다.
상기 각 구성에서 제 1 절연층 및 제 2 절연층 중 적어도 하나는 산화 질화 실리콘막 및 질화 실리콘막을 갖고, 상기 산화 질화 실리콘막과 상기 질화 실리콘막이 서로 접촉되어 있는 것이 바람직하다.
또한, 상기 각 구성의 발광 장치를 사용한 전자 기기나 조명 장치도 본 발명의 일 형태다. 예를 들어, 본 발명의 일 형태는 상기 각 구성의 발광 장치, 안테나, 전지, 하우징, 스피커, 마이크로폰, 또는 조작 버튼을 갖는 전자 기기다.
또한, 본 명세서 등에서 본 발명의 일 형태의 발광 장치 또는 입출력 장치는 모듈을 포함하는 경우가 있고, 예를 들어 FPC(Flexible Printed Circuit) 또는 TCP(Tape Carrier Package) 등의 커넥터가 장착된 모듈 또는 COG(Chip On Glass) 방식 등에 의하여 IC가 실장된 모듈 등이 있다. 또는, 이들 모듈이 본 발명의 일 형태의 발광 장치 또는 입출력 장치를 포함하는 경우가 있다.
본 발명의 일 형태에 의하여 신규의 반도체 장치, 발광 장치, 표시 장치, 입출력 장치, 전자 기기, 또는 조명 장치 등의 장치를 제공할 수 있다. 또는, 본 발명의 일 형태에 의하여 신뢰성이 높은 장치를 제공할 수 있다. 또는, 본 발명의 일 형태에 의하여 반복적인 휨에 강한 장치를 제공할 수 있다. 또는, 본 발명의 일 형태에 의하여 고온 고습 환경하에서도 크랙이 발생되기 어려운 장치를 제공할 수 있다. 또는, 본 발명의 일 형태에 의하여 경량이거나, 박형이거나, 또는 가요성을 갖는 장치를 제공할 수 있다.
또는, 본 발명의 일 형태에 의하여 장치를 구성하는 각 막에서 크랙이 발생되는 것을 억제할 수 있다. 또는, 본 발명의 일 형태에 의하여 장치의 제작 공정에서 수율을 향상시킬 수 있다. 또는, 본 발명의 일 형태에 의하여 양산성이 높은 장치의 제작 방법을 제공할 수 있다.
또한, 이들 효과의 기재는 다른 효과의 존재를 방해하는 것이 아니다. 또한, 본 발명의 일 형태는 반드시 상술한 효과 모두를 가질 필요는 없다. 또한, 이들 외의 효과는 명세서, 도면, 청구항 등의 기재로부터 저절로 명백해지는 것이며, 명세서, 도면, 청구항 등의 기재로부터 이들 외의 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 발광 장치의 일례.
도 2는 발광 장치의 일례.
도 3은 발광 장치의 일례.
도 4는 입출력 장치의 일례.
도 5는 입출력 장치의 일례.
도 6은 입출력 장치의 일례.
도 7은 입출력 장치의 일례.
도 8은 입출력 장치의 일례.
도 9는 입출력 장치의 일례.
도 10은 전자 기기 및 조명 장치의 일례.
도 11은 전자 기기의 일례.
도 12는 실시예 1의 시료, 휨 테스트의 방법, 및 실시예 2의 시료를 설명하기 위한 도면.
도 13은 실시예 2의 시료의 빛의 투과율의 계산 결과.
도 14는 실시예 2의 시료의 빛의 투과율의 측정 결과.
도 2는 발광 장치의 일례.
도 3은 발광 장치의 일례.
도 4는 입출력 장치의 일례.
도 5는 입출력 장치의 일례.
도 6은 입출력 장치의 일례.
도 7은 입출력 장치의 일례.
도 8은 입출력 장치의 일례.
도 9는 입출력 장치의 일례.
도 10은 전자 기기 및 조명 장치의 일례.
도 11은 전자 기기의 일례.
도 12는 실시예 1의 시료, 휨 테스트의 방법, 및 실시예 2의 시료를 설명하기 위한 도면.
도 13은 실시예 2의 시료의 빛의 투과율의 계산 결과.
도 14는 실시예 2의 시료의 빛의 투과율의 측정 결과.
도면을 참조하면서 실시형태에 대하여 자세히 설명한다. 다만, 본 발명은 아래의 설명에 한정되지 않고, 본 발명의 취지 및 범위로부터 벗어남이 없이 그 형태 및 자세한 사항을 다양하게 변경할 수 있다는 것은 당업자라면 용이하게 이해할 수 있다. 따라서, 본 발명은 아래에 기재되는 실시형태의 내용에 한정하여 해석되는 것은 아니다.
또한, 아래에서 설명하는 발명의 구성에서 동일 부분 또는 같은 기능을 갖는 부분에는 동일한 부호를 상이한 도면간에서 공통적으로 사용하고 그 반복 설명은 생략하기로 한다. 또한, 같은 기능을 갖는 부분을 가리키는 경우에는 해치 패턴을 동일하게 하고 특별히 부호를 붙이지 않는 경우가 있다.
또한, 도면 등에서 각 구성의 위치, 크기, 범위 등은 쉽게 이해할 수 있도록 실제의 위치, 크기, 범위 등을 나타내지 않는 경우가 있다. 그러므로, 개시되는 발명은 반드시 도면 등에 개시된 위치, 크기, 범위 등에 한정되는 것은 아니다.
(실시형태 1)
본 실시형태에서는 본 발명의 일 형태인 발광 장치에 대하여 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시형태에서는 주로 유기 EL 소자를 사용한 발광 장치를 예시하지만, 본 발명의 일 형태는 이것에 한정되지 않는다. 본 실시형태에서 나중에 예시하는 다른 발광 소자나 표시 소자를 사용한 발광 장치 또는 표시 장치도 본 발명의 일 형태다. 또한, 본 발명의 일 형태는 발광 장치 및 표시 장치에 한정되지 않고 반도체 장치나 입출력 장치 등의 각종 장치에 적용할 수 있다.
제작 기판 위에 피박리층을 형성한 후, 피박리층을 제작 기판으로부터 박리하여 다른 기판에 전치할 수 있다. 이 방법에 따르면, 예를 들어 내열성이 높은 제작 기판 위에 형성한 피박리층을 내열성이 낮은 기판에 전치할 수 있다. 따라서, 내열성이 낮은 기판으로 인하여 피박리층의 제작 온도가 한정되지 않는다. 또한, 제작 기판과 비교하여 가볍거나 얇거나 또는 가요성이 높은 기판 등에 피박리층을 전치할 수 있으므로, 반도체 장치, 발광 장치, 표시 장치, 입출력 장치 등의 각종 장치의 경량화, 박형화, 또는 플렉시블화를 실현할 수 있다.
본 실시형태의 발광 장치의 구성예를 도 1의 (A1) 및 (A2)에 도시하였다.
도 1의 (A1)에 도시된 발광 장치는 기판(101), 접착층(103), 절연층(105), 소자층(106a), 접착층(107), 기능층(106b), 절연층(115), 접착층(113), 및 기판(111)을 갖는다. 기판(101) 및 기판(111)은 양쪽 모두 가요성을 갖는다. 소자층(106a)은 적어도 하나의 기능 소자를 갖는다. 기능 소자로서는 예를 들어 트랜지스터 등의 반도체 소자나, 발광 다이오드, 무기 EL 소자, 또는 유기 EL 소자 등의 발광 소자나, 액정 소자 등의 표시 소자 등을 들 수 있다. 기능층(106b)은 예를 들어 착색층(컬러 필터 등), 차광층(블랙 매트릭스 등), 또는 상기 기능 소자 등을 갖는다.
도 1의 (A1)에 도시된 발광 장치의 제작 방법을 예시한다. 우선, 제작 기판 위에 박리층을 형성하고, 박리층 위에 절연층(105)을 형성하고, 절연층(105) 위에 소자층(106a)을 형성한다. 또한, 다른 제작 기판 위에 박리층을 형성하고, 박리층 위에 절연층(115)을 형성하고, 절연층(115) 위에 기능층(106b)을 형성한다. 다음에, 접착층(107)을 개재(介在)하여 소자층(106a)과 기능층(106b)을 대향시켜 접합한다. 그리고, 박리층을 사용하여 제작 기판과 절연층(105)을 분리시키고, 접착층(103)을 사용하여 기판(101)과 절연층(105)을 접합한다. 마찬가지로 박리층을 사용하여 제작 기판과 절연층(115)을 분리시키고, 접착층(113)을 사용하여 기판(111)과 절연층(115)을 접합한다. 이와 같이 도 1의 (A1)에 도시된 발광 장치를 제작할 수 있다.
또한, 제작 기판과 절연층을 분리시킨 후, 박리층은 제작 기판 측에 남아 있어도 좋고, 절연층 측에 남아 있어도 좋다. 박리층으로서는 무기 재료나 유기 수지를 사용할 수 있다. 무기 재료로서는 예를 들어 텅스텐, 몰리브데넘, 타이타늄, 탄탈럼, 니오븀, 니켈, 코발트, 지르코늄, 아연, 루테늄, 로듐, 팔라듐, 오스뮴, 이리듐, 및 실리콘 중에서 선택된 원소를 포함한 금속, 이 원소를 포함한 합금, 또는 이 원소를 포함한 화합물 등을 들 수 있다. 예를 들어 박리층에 텅스텐을 포함한 층과 텅스텐의 산화물을 포함한 층의 적층 구조를 적용할 수 있다. 유기 수지로서는 폴리이미드, 폴리에스터, 폴리올레핀, 폴리아마이드, 폴리카보네이트, 또는 아크릴 등을 들 수 있다. 이 유기 수지를, 장치를 구성하는 층(예를 들어 기판)으로서 사용하여도 좋고, 이 유기 수지를 제거하고 접착제를 사용하여 피박리층의 노출된 면에 다른 기판을 접합하여도 좋다.
도 1의 (A2)에 도시된 발광 장치는 기판(101), 접착층(103), 절연층(105), 소자층(106), 접착층(107), 및 기판(111)을 갖는다.
도 1의 (A2)에 도시된 발광 장치의 제작 방법을 예시한다. 우선, 제작 기판 위에 박리층을 형성하고, 박리층 위에 절연층(105)을 형성하고, 절연층(105) 위에 소자층(106)을 형성하고, 접착층(107)을 사용하여 소자층(106)과 기판(111)을 접합한다. 그리고, 박리층을 사용하여 제작 기판과 절연층(105)을 분리시키고, 접착층(103)을 사용하여 기판(101)과 절연층(105)을 접합한다. 이와 같이 도 1의 (A2)에 도시된 발광 장치를 제작할 수 있다.
예를 들어 유기 EL 소자는 수분 등으로 인하여 열화되기 쉬우므로 방습성이 낮은 유기 수지 기판 위에 제작하면 신뢰성이 불충분한 경우가 있다. 여기서, 상기 제작 방법에서는 방습성이 높은 보호막(절연층(105) 및 절연층(115) 중 적어도 하나에 상당함)을 유리 기판 위에 고온으로 형성하고 나서, 내열성이나 방습성이 낮고 가요성을 갖는 유기 수지 기판에 전치할 수 있다. 유기 수지 기판에 전치된 보호막 위에 유기 EL 소자를 형성함으로써 신뢰성이 높은 가요성 발광 장치를 제작할 수 있다.
또한, 다른 예로서는 방습성이 높은 보호막을 유리 기판 위에 고온으로 형성하고, 보호막 위에 유기 EL 소자를 형성한 후, 보호막 및 유기 EL 소자를 유리 기판으로부터 박리하고, 내열성이나 방습성이 낮고 가요성을 갖는 유기 수지 기판에 전치할 수 있다. 유기 수지 기판에 보호막 및 유기 EL 소자를 전치함으로써 신뢰성이 높은 가요성 발광 장치를 제작할 수 있다.
상기 장치의 제작 방법에서 제작 기판을 박리할 때 절연층, 소자층, 또는 기능층을 구성하는 막(대표적으로는 무기 절연막)에서 크랙(막 깨짐이나 금)이 발생되는 경우가 있다. 또한, 박리할 때 발생된 장치 내의 크랙이 치명적이지 않았더라도 나중에 행해지는 제작 공정(가열 처리 등)이나 제작 후의 장치의 사용 등으로 인하여 크랙의 수나 크기가 증가되는 경우가 있다. 또한, 장치를 휘거나 고온 고습 환경하에서 보존함 등으로 인하여 장치 내에서 크랙이 발생되거나 크랙의 수나 크기가 증가될 수도 있다. 장치 내에서 크랙이 발생되면 소자의 동작 불량이나 수명의 저하 등을 초래하여 장치의 신뢰성을 저하시킨다.
여기서 본 발명자들은 기판, 접착층, 및 절연층의 물성의 영향을 받아 절연층 등에서 크랙이 발생되는 것을 찾아 냈다. 구체적으로는 주로 기판의 선팽창 계수, 접착층의 유리 전이 온도, 및 절연층의 응력이 영향을 준다. 또한, 이들 물성은 서로 영향을 준다. 예를 들어 기판의 선팽창 계수가 충분히 작으면 접착층의 유리 전이 온도나 절연층의 응력의 허용 범위는 넓게 된다. 또한, 접착층의 유리 전이 온도가 충분히 높으면 기판의 선팽창 계수나 절연층의 응력의 허용 범위는 넓게 된다. 또한, 생기는 압축 응력이 충분히 큰 절연층을 사용하면 기판의 선팽창 계수나 접착층의 유리 전이 온도의 허용 범위는 넓게 된다.
아래에서 기판, 접착층, 및 절연층의 물성에 대하여 도 1의 (A1)을 사용하면서 자세히 설명한다.
절연층(105) 및 절연층(115)의 적어도 하나에는 음의 값의 응력(압축 응력)이 생긴다. 특히, 이 응력은 0MPa 미만이면 좋고, -15MPa 미만인 것이 바람직하고, -100MPa 미만인 것이 더 바람직하고, -150MPa 미만인 것이 더욱 바람직하다. 이 응력은 예를 들어 -250MPa 이상 0MPa 미만, -500MPa 이상 0MPa 미만, 또는 -1000MPa 이상 0MPa 미만으로 할 수 있다. 또한, 응력이 -1000MPa 이하라도 좋다.
절연층(105) 및 절연층(115) 중 적어도 하나에 압축 응력이 생기면 절연층(105) 및 절연층(115)에 인장 응력이 생기는 경우와 비교하여 절연층(105) 및 절연층(115) 중 적어도 하나에 크랙이 발생되는 것을 억제할 수 있다. 절연층(105) 및 절연층(115)은 각각 압축 응력이 클수록 크랙이 발생되기 어려워 바람직하다.
절연층(105) 및 절연층(115) 중 적어도 하나가 복수의 층으로 이루어진 적층체인 경우에는, 이 적층체에 압축 응력이 생기면 좋다. 즉, 이 적층체를 구성하는 모든 층에 각각 압축 응력이 생기는 구성에 한정되지 않고, 이 적층체가 인장 응력이 생기는 층과 압축 응력이 생기는 층으로 구성되어도 좋다.
기능층(106b)은 기능 소자를 갖는 소자층(106a)과 비교하여 적층 개수가 적어 응력을 제어하기 어려운 경우가 있다. 소자층(106a)과 기능층(106b)의 응력에 차이가 생김으로써 장치에서 크랙이 발생되기 쉽게 될 가능성이 있다. 따라서, 절연층(115)에 생기는 응력이 음의 값(압축 응력)을 갖고 응력의 절대값이 큰 것이 바람직하다.
접착층(103) 및 접착층(113) 중 적어도 하나의 유리 전이 온도는 60℃ 이상, 바람직하게는 80℃ 이상이다. 또한, 접착층(103) 및 접착층(113) 중 적어도 하나의 선팽창 계수는 100ppm/K 이하인 것이 바람직하고, 70ppm/K 이하인 것이 더 바람직하다.
기판(101) 및 기판(111) 중 적어도 하나의 선팽창 계수는 60ppm/K 이하, 바람직하게는 30ppm/K 이하, 더 바람직하게는 20ppm/K 이하다. 또한, 기판(101) 및 기판(111) 중 적어도 하나의 유리 전이 온도는 150℃ 이상인 것이 바람직하고, 200℃ 이상인 것이 더 바람직하고, 250℃ 이상인 것이 더욱 바람직하다.
접착층 또는 기판의 유리 전이 온도가 높을수록 또는 접착층 또는 기판의 선팽창 계수가 작을수록 절연층(105) 및 절연층(115) 중 적어도 하나에서 크랙이 발생되는 것을 억제할 수 있다. 구체적으로는 접착층을 사용하여 절연층과 기판을 접합한 후의 공정이나 제작 후의 장치의 사용 등으로 인하여 절연층에 크랙이 발생되는 것을 억제할 수 있다.
특히, 고온 고습 환경하에서 보존 등으로 인하여 절연층에서 크랙이 발생되는 것을 억제할 수 있다. 고온 고습 환경하에서는 접착층이나 기판에 수분이 특히 확산되기 쉽다. 수분이 들어감으로써 접착층이나 기판이 팽창하여 절연층에 압력이 가해진 결과, 절연층에서 크랙이 발생한다고 생각된다. 접착층 또는 기판의 유리 전이 온도가 높은 것, 또는 접착층 또는 기판의 선팽창 계수가 작은 것 중 적어도 어느 하나를 충족함으로써, 본 발명의 일 형태인 발광 장치는 절연층에서 크랙이 발생되는 것을 억제할 수 있다.
또한, FPC를 압착할 때 기판(101) 및 기판(111) 중 적어도 하나는 가압 및 가열된다. 이 때, 기판의 유리 전이 온도가 높을수록 또는 기판의 두께가 얇을수록 절연층에서 크랙이 발생되는 것을 억제할 수 있다. 예를 들어 기판의 두께는 1μm 이상 200μm 이하인 것이 바람직하고, 1μm 이상 100μm 이하인 것이 더 바람직하고, 1μm 이상 50μm 이하인 것이 더욱 바람직하고, 1μm 이상 25μm 이하인 것이 특히 바람직하다.
절연층(105) 및 절연층(115) 중 적어도 하나에 방습성이 높은 절연막을 사용하는 것이 바람직하다. 또는, 절연층(105) 및 절연층(115) 중 적어도 하나는 불순물이 발광 소자로 확산되는 것을 방지하는 기능을 갖는 것이 바람직하다.
방습성이 높은 절연막으로서는 질화 실리콘막이나 질화 산화 실리콘막 등 질소와 실리콘을 포함한 막, 질화 알루미늄막 등 질소와 알루미늄을 포함한 막 등을 들 수 있다. 또한, 산화 실리콘막, 산화 질화 실리콘막, 산화 알루미늄막 등을 사용하여도 좋다.
예를 들어 방습성이 높은 절연막의 수증기 투과량은 1×10-5[g/(m2·day)] 이하, 바람직하게는 1×10-6[g/(m2·day)] 이하, 더 바람직하게는 1×10-7[g/(m2·day)] 이하, 더욱 바람직하게는 1×10-8[g/(m2·day)] 이하로 한다.
발광 장치에서 절연층(105) 및 절연층(115) 중 적어도 하나는 소자층(106a) 또는 소자층(106)이 갖는 발광 소자의 발광을 투과시킬 필요가 있다.
발광 소자의 발광을 투과시키는 절연층의 가시 영역에서의 빛의 투과율의 평균은 80% 이상인 것이 바람직하고, 85% 이상인 것이 더 바람직하다. 또한, 이 절연층의 파장 475nm에서의 빛의 투과율은 70% 이상인 것이 바람직하고, 80% 이상인 것이 더 바람직하고, 85% 이상인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 이 절연층의 파장 650nm에서의 빛의 투과율은 70% 이상인 것이 바람직하고, 80% 이상인 것이 더 바람직하고, 85% 이상인 것이 더욱 바람직하다.
절연층(105) 및 절연층(115)은 각각 산소, 질소, 및 실리콘을 갖는 것이 바람직하다. 예를 들어 절연층(105) 및 절연층(115)은 각각 산화 질화 실리콘을 갖는 것이 바람직하다. 또한, 절연층(105) 및 절연층(115)은 각각 질화 실리콘 또는 질화 산화 실리콘을 갖는 것이 바람직하다. 또한, 절연층(105) 및 절연층(115)은 각각 산화 질화 실리콘막 및 질화 실리콘막을 갖고, 이 산화 질화 실리콘막과 이 질화 실리콘막은 접촉되어 있는 것이 바람직하다. 산화 질화 실리콘막과 질화 실리콘막을 교대로 적층시켜 가시 영역에서 역 위상의 간섭이 많이 일어나도록 함으로써 적층체의 가시 영역에서의 빛의 투과율을 높일 수 있다.
본 발명의 일 형태인 발광 장치의 구체적인 예에 대하여 아래에서 설명한다. 각 구체적인 예는 상술한 기판(101), 기판(111), 접착층(103), 접착층(113), 절연층(105), 및 절연층(115) 중 적어도 하나를 갖는 발광 장치다. 상술한 물성 중 어느 것이 상기 바람직한 수치 범위 내에 포함됨으로써 크랙이 발생되기 어려운 발광 장치를 실현할 수 있다.
<구체적인 예 1>
도 1의 (B)는 발광 장치의 평면도이고, 도 1의 (D)는 도 1의 (B)에서의 일점 쇄선 A1-A2를 따른 단면도의 일례다. 구체적인 예 1의 발광 장치는 컬러 필터 방식을 사용한 톱 이미션형 발광 장치다. 본 실시형태에서 발광 장치는 예를 들어 R(적색), G(녹색), 및 B(청색)의 3가지 색깔의 부화소로 하나의 색깔을 표현하는 구성이나, R(적색), G(녹색), B(청색), 및 W(백색)의 4가지 색깔의 부화소로 하나의 색깔을 표현하는 구성이나, R(적색), G(녹색), B(청색), 및 Y(황색)의 4가지 색깔의 부화소로 하나의 색깔을 표현하는 구성 등을 적용할 수 있다. 색 요소로서는 특별히 한정은 없고, RGBWY 이외의 색깔을 사용하여도 좋고, 예를 들어 시안이나 마젠타 등으로 구성되어도 좋다.
도 1의 (B)에 도시된 발광 장치는 발광부(804), 구동 회로부(806), 및 FPC(808)를 갖는다.
도 1의 (D)의 발광 장치는 기판(101), 접착층(103), 절연층(105), 복수의 트랜지스터, 도전층(857), 절연층(815), 절연층(817), 복수의 발광 소자, 절연층(821), 접착층(822), 착색층(845), 차광층(847), 절연층(115), 접착층(113), 및 기판(111)을 갖는다. 접착층(822), 절연층(115), 접착층(113), 및 기판(111)은 가시광을 투과시킨다. 발광부(804) 및 구동 회로부(806)에 포함되는 발광 소자나 트랜지스터는 기판(101), 기판(111), 및 접착층(822)으로 밀봉되어 있다.
발광부(804)는 접착층(103) 및 절연층(105)을 개재하여 기판(101) 위에 트랜지스터(820) 및 발광 소자(830)를 갖는다. 발광 소자(830)는 절연층(817) 위의 하부 전극(831)과, 하부 전극(831) 위의 EL층(833)과, EL층(833) 위의 상부 전극(835)을 갖는다. 하부 전극(831)은 트랜지스터(820)의 소스 전극 또는 드레인 전극에 전기적으로 접속되어 있다. 하부 전극(831)의 단부는 절연층(821)으로 덮여 있다. 하부 전극(831)은 가시광을 반사하는 것이 바람직하다. 상부 전극(835)은 가시광을 투과시킨다.
또한, 발광부(804)는 발광 소자(830)와 중첩된 착색층(845)과, 절연층(821)과 중첩된 차광층(847)을 갖는다. 발광 소자(830)와 착색층(845) 사이는 접착층(822)으로 충전되어 있다.
절연층(815)은 불순물이 트랜지스터를 구성하는 반도체로 확산되는 것을 억제하는 효과를 갖는다. 또한, 절연층(817)은 트랜지스터에 기인한 표면 요철을 저감시키기 위하여 평탄화 기능을 갖는 절연층을 선택하는 것이 적합하다.
구동 회로부(806)는 접착층(103) 및 절연층(105)을 개재하여 기판(101) 위에 복수의 트랜지스터를 갖는다. 도 1의 (D)에는 구동 회로부(806)가 갖는 트랜지스터 중 하나의 트랜지스터를 도시하였다.
절연층(105)과 기판(101)은 접착층(103)에 의하여 접합되어 있다. 또한, 절연층(115)과 기판(111)은 접착층(113)에 의하여 접합되어 있다. 절연층(105) 및 절연층(115) 중 적어도 하나에 방습성이 높은 막을 사용하면 발광 소자(830)나 트랜지스터(820)에 수분 등 불순물이 들어가는 것을 억제할 수 있어 발광 장치의 신뢰성이 높게 되므로 바람직하다.
도전층(857)은 구동 회로부(806)에 외부로부터의 신호(비디오 신호, 클럭 신호, 스타트 신호, 또는 리셋 신호 등)나 전위를 전달하는 외부 입력 단자에 전기적으로 접속되어 있다. 여기서는 일례로서 외부 입력 단자로서 FPC(808)가 제공되어 있다. 공정수의 증가를 막기 위하여 도전층(857)은 발광부나 구동 회로부에 사용하는 전극이나 배선과 동일 재료 및 동일 공정으로 제작되는 것이 바람직하다. 여기서는 일례로서 트랜지스터(820)를 구성하는 전극과 동일 재료 및 동일 공정으로 도전층(857)을 제작한다.
도 1의 (D)의 발광 장치에서는 FPC(808)가 기판(111) 위에 위치한다. 접속체(825)는 기판(111), 접착층(113), 절연층(115), 접착층(822), 절연층(817), 및 절연층(815)에 형성된 개구부를 통하여 도전층(857)과 접속되어 있다. 또한, 접속체(825)는 FPC(808)에 접속되어 있다. 접속체(825)를 통하여 FPC(808)와 도전층(857)은 전기적으로 접속되어 있다. 도전층(857)과 기판(111)이 중첩되는 경우에는, 기판(111)을 개구함으로써(또는 개구부를 갖는 기판을 사용함으로써), 도전층(857), 접속체(825), 및 FPC(808)를 전기적으로 접속시킬 수 있다.
<구체적인 예 2>
도 1의 (C)는 발광 장치의 평면도이고, 도 2의 (A)는 도 1의 (C)의 일점 쇄선 A3-A4를 따른 단면도의 일례다. 구체적인 예 2의 발광 장치는 구체적인 예 1과 다른 컬러 필터 방식을 사용한 톱 이미션형 발광 장치다. 여기서는, 구체적인 예 1과 다른 부분만 자세히 기재하고, 구체적인 예 1과 공통되는 부분의 설명은 생략하기로 한다.
도 2의 (A)의 발광 장치와 도 1의 (D)의 발광 장치의 차이점은 아래와 같다.
도 2의 (A)의 발광 장치는 절연층(817a) 및 절연층(817b)을 갖고, 절연층(817a) 위에 도전층(856)을 갖는다. 트랜지스터(820)의 소스 전극 또는 드레인 전극과 발광 소자(830)의 하부 전극이 도전층(856)을 통하여 전기적으로 접속되어 있다.
도 2의 (A)의 발광 장치는 절연층(821) 위에 스페이서(823)를 갖는다. 스페이서(823)를 제공함으로써 기판(101)과 기판(111) 사이의 간격을 조정할 수 있다.
도 2의 (A)의 발광 장치는 착색층(845) 및 차광층(847)을 덮는 오버 코트(849)를 갖는다. 발광 소자(830)와 오버 코트(849) 사이는 접착층(822)으로 충전되어 있다.
또한, 도 2의 (A)의 발광 장치는 기판(101)과 기판(111)의 크기가 다르다. FPC(808)가 절연층(115) 위에 위치하고, 기판(111)과 중첩되지 않는다. 접속체(825)는 절연층(115), 접착층(822), 절연층(817a), 및 절연층(815)에 형성된 개구부를 통하여 도전층(857)에 접속되어 있다. 기판(111)에 개구부를 형성할 필요가 없으므로 기판(111)의 재료가 제한되지 않는다.
또한, 도 2의 (B)에 도시된 바와 같이, 발광 소자(830)는 하부 전극(831)과 EL층(833) 사이에 광학 조정층(832)을 가져도 좋다. 광학 조정층(832)에는 투광성을 갖는 도전 재료를 사용하는 것이 바람직하다. 컬러 필터(착색층)와 마이크로 캐비티 구조(광학 조정층)를 조합함으로써 본 발명의 일 형태인 발광 장치로부터 색 순도가 높은 빛을 추출할 수 있다. 광학 조정층의 막 두께는 각 부화소의 색깔에 따라 변화시키면 좋다.
<구체적인 예 3>
도 1의 (C)는 발광 장치의 평면도이고, 도 2의 (C)는 도 1의 (C)에서의 일점 쇄선 A3-A4를 따른 단면도의 일례다. 구체적인 예 3의 발광 장치는 독립 화소 방식(separate coloring method)을 사용한 톱 이미션형 발광 장치다.
도 2의 (C)의 발광 장치는 기판(101), 접착층(103), 절연층(105), 복수의 트랜지스터, 도전층(857), 절연층(815), 절연층(817), 복수의 발광 소자, 절연층(821), 스페이서(823), 접착층(822), 및 기판(111)을 갖는다. 접착층(822) 및 기판(111)은 가시광을 투과시킨다.
도 2의 (C)의 발광 장치는 접속체(825)가 절연층(815) 위에 위치한다. 접속체(825)는 절연층(815)에 형성된 개구부를 통하여 도전층(857)과 접속되어 있다. 또한, 접속체(825)는 FPC(808)에 접속되어 있다. 접속체(825)를 통하여 FPC(808)와 도전층(857)은 전기적으로 접속되어 있다.
<구체적인 예 4>
도 1의 (C)는 발광 장치의 평면도이고, 도 3의 (A)는 도 1의 (C)에서의 일점 쇄선 A3-A4를 따른 단면도의 일례다. 구체적인 예 4의 발광 장치는 컬러 필터 방식을 사용한 보텀 이미션형 발광 장치다.
도 3의 (A)의 발광 장치는 기판(101), 접착층(103), 절연층(105), 복수의 트랜지스터, 도전층(857), 절연층(815), 착색층(845), 절연층(817a), 절연층(817b), 도전층(856), 복수의 발광 소자, 절연층(821), 접착층(822), 및 기판(111)을 갖는다. 기판(101), 접착층(103), 절연층(105), 절연층(815), 절연층(817a), 및 절연층(817b)은 가시광을 투과시킨다.
발광부(804)는 접착층(103) 및 절연층(105)을 개재하여 기판(101) 위에 트랜지스터(820), 트랜지스터(824), 및 발광 소자(830)를 갖는다. 발광 소자(830)는 절연층(817b) 위의 하부 전극(831)과, 하부 전극(831) 위의 EL층(833)과, EL층(833) 위의 상부 전극(835)을 갖는다. 하부 전극(831)은 트랜지스터(820)의 소스 전극 또는 드레인 전극에 전기적으로 접속되어 있다. 하부 전극(831)의 단부는 절연층(821)으로 덮여 있다. 상부 전극(835)은 가시광을 반사하는 것이 바람직하다. 하부 전극(831)은 가시광을 투과시킨다. 발광 소자(830)와 중첩되는 착색층(845)은 제공되는 위치에 특별한 한정이 없고, 예를 들어 절연층(817a)과 절연층(817b) 사이나 절연층(815)과 절연층(817a) 사이 등에 제공하면 좋다.
구동 회로부(806)는 기판(101) 위에 접착층(103) 및 절연층(105)을 개재하여 복수의 트랜지스터를 갖는다. 도 3의 (A)에는 구동 회로부(806)가 갖는 트랜지스터 중 2개의 트랜지스터를 도시하였다.
절연층(105)과 기판(101)은 접착층(103)에 의하여 접합되어 있다. 절연층(105)에 방습성이 높은 막을 사용하면 발광 소자(830), 트랜지스터(820), 및 트랜지스터(824)에 수분 등 불순물이 들어가는 것을 억제할 수 있어 발광 장치의 신뢰성이 높게 되므로 바람직하다.
도전층(857)은 구동 회로부(806)에 외부로부터의 신호나 전위를 전달하는 외부 입력 단자에 전기적으로 접속되어 있다. 여기서는 일례로서 외부 입력 단자로서 FPC(808)가 제공되어 있다. 또한, 여기서는 일례로서 도전층(856)과 동일 재료 및 동일 공정으로 도전층(857)을 제작한다.
<구체적인 예 5>
도 3의 (B)는 구체적인 예 1 내지 구체적인 예 4와 다른 발광 장치의 예다.
도 3의 (B)의 발광 장치는 기판(101), 접착층(103), 절연층(105), 도전층(814), 도전층(857a), 도전층(857b), 발광 소자(830), 절연층(821), 접착층(822), 및 기판(111)을 갖는다.
도전층(857a) 및 도전층(857b)은 발광 장치의 외부 접속 전극이며, FPC 등에 전기적으로 접속시킬 수 있다.
발광 소자(830)는 하부 전극(831), EL층(833), 및 상부 전극(835)을 갖는다. 하부 전극(831)의 단부는 절연층(821)으로 덮여 있다. 발광 소자(830)는 보텀 이미션형, 톱 이미션형, 또는 듀얼 이미션형이다. 빛을 추출하는 측에 위치하는 전극, 기판, 절연층 등은 각각 가시광을 투과시킨다. 도전층(814)은 하부 전극(831)에 전기적으로 접속되어 있다.
빛을 추출하는 측에 위치하는 기판은 광 추출 구조로서 반구(半球) 렌즈, 마이크로렌즈 어레이, 요철 구조를 갖는 필름, 광 확산 필름 등을 가져도 좋다. 예를 들어 상술한 기판, 렌즈, 또는 필름과 같은 정도의 굴절률을 갖는 접착제 등을 사용하여 상술한 렌즈나 필름을 수지 기판 위에 접착함으로써 광 추출 구조를 갖는 기판을 형성할 수 있다.
도전층(814)을 반드시 제공할 필요는 없지만 하부 전극(831)의 저항에 기인한 전압 강하를 억제할 수 있기 때문에 제공하는 것이 바람직하다. 또한, 같은 목적으로 상부 전극(835)에 전기적으로 접속되는 도전층을 절연층(821) 위, EL층(833) 위, 또는 상부 전극(835) 위 등에 제공하여도 좋다.
도전층(814)은 구리, 타이타늄, 탄탈럼, 텅스텐, 몰리브데넘, 크로뮴, 네오디뮴, 스칸듐, 니켈, 및 알루미늄 중에서 선택된 재료 또는 이들을 주성분으로 하는 합금 재료 등을 사용하여 단층 구조 또는 적층 구조로 형성할 수 있다. 도전층(814)의 두께는 예를 들어 0.1μm 이상 3μm 이하로 할 수 있고, 바람직하게는 0.1μm 이상 0.5μm 이하다.
<재료의 일례>
다음에, 발광 장치에 사용할 수 있는 재료 등을 설명한다. 또한, 본 명세서에서 이미 설명한 구성에 대해서는 설명을 생략할 경우가 있다.
기판에는 유리, 석영, 유기 수지, 금속, 합금 등의 재료를 사용할 수 있다. 발광 소자로부터 빛을 추출하는 측에 위치하는 기판에는 이 빛에 대한 투과성을 갖는 재료를 사용한다.
특히, 가요성 기판을 사용하는 것이 바람직하다. 예를 들어 유기 수지나 가요성을 가질 정도의 두께를 갖는 유리, 금속, 또는 합금을 사용할 수 있다.
유기 수지는 유리와 비교하여 비중이 작기 때문에 가요성 기판에 사용하면 유리를 사용하는 경우보다 발광 장치를 경량화시킬 수 있어 바람직하다.
기판에는 인성이 높은 재료를 사용하는 것이 바람직하다. 이로써, 내충격성이 뛰어나고 파손되기 어려운 발광 장치를 실현할 수 있다. 예를 들어 유기 수지 기판, 두께가 얇은 금속 기판, 또는 합금 기판을 사용함으로써, 유리 기판을 사용하는 경우보다 경량이고 파손되기 어려운 발광 장치를 실현할 수 있다.
금속 재료나 합금 재료는 열 전도성이 높아 기판 전체에 열을 용이하게 전도할 수 있기 때문에 발광 장치의 국소적인 온도 상승을 억제할 수 있어 바람직하다. 금속 재료나 합금 재료를 사용한 기판의 두께는 10μm 이상 200μm 이하인 것이 바람직하고, 20μm 이상 50μm 이하인 것이 더 바람직하다.
금속 기판이나 합금 기판을 구성하는 재료는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 알루미늄, 구리, 니켈, 또는 알루미늄 합금이나 스테인리스 등 금속의 합금 등을 적합하게 사용할 수 있다.
또한, 기판에 열 방사율이 높은 재료를 사용하면 발광 장치의 표면 온도가 높게 되는 것을 억제할 수 있어 발광 장치의 파괴나 신뢰성의 저하를 억제할 수 있다. 예를 들어 기판을 금속 기판과 열 방사율이 높은 층(예를 들어 금속 산화물이나 세라믹 재료를 사용할 수 있음)의 적층 구조로 하여도 좋다.
가요성 및 투광성을 갖는 재료로서는 예를 들어 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN) 등의 폴리에스터 수지, 폴리아크릴로나이트릴 수지, 폴리이미드 수지, 폴리메틸메타크릴레이트 수지, 폴리카보네이트(PC) 수지, 폴리에터설폰(PES) 수지, 폴리아마이드(나일론, 아라미드 등) 수지, 사이클로올레핀 수지, 폴리스타이렌 수지, 폴리아마이드이미드 수지, 폴리염화바이닐 수지 등을 들 수 있다. 특히, 열팽창률이 낮은 재료를 사용하는 것이 바람직하고, 예를 들어 폴리아마이드이미드 수지, 폴리이미드 수지, PET 등을 적합하게 사용할 수 있다. 또한, 섬유체에 수지를 함침(含浸)시킨 기판(프리프레그라고도 함)이나 무기 필러(filler)를 유기 수지에 섞어서 열팽창률을 낮춘 기판을 사용할 수도 있다.
상술한 재료를 사용한 층과, 발광 장치 표면에 흠집 등이 나지 않도록 보호하는 하드 코트층(예를 들어 질화 실리콘층 등)이나 가해진 압력을 분산시킬 수 있는 재질의 층(예를 들어 아라미드 수지층 등) 등이 적층되어 가요성 기판을 구성하여도 좋다.
복수의 층이 적층된 가요성 기판을 사용할 수도 있다. 특히, 유리층을 갖는 구성으로 하면 물이나 산소에 대한 배리어성이 향상되어 신뢰성이 높은 발광 장치로 할 수 있다.
예를 들어 발광 소자에 가까운 측으로부터 유리층, 접착층, 및 유기 수지층을 적층시킨 가요성 기판을 사용할 수 있다. 이 유리층의 두께는 20μm 이상 200μm 이하, 바람직하게는 25μm 이상 100μm 이하로 한다. 이와 같은 두께를 갖는 유리층은 물이나 산소에 대한 높은 배리어성과 가요성을 함께 실현할 수 있다. 또한, 유기 수지층의 두께는 10μm 이상 200μm 이하, 바람직하게는 20μm 이상 50μm 이하로 한다. 이와 같은 유기 수지층을 유리층보다 외측에 제공함으로써 유리층에서 발생되는 깨짐이나 크랙을 억제하여 기계적 강도를 향상시킬 수 있다. 이와 같은 유리 재료와 유기 수지의 복합 재료를 기판에 적용함으로써 신뢰성이 매우 높은 가요성 발광 장치로 할 수 있다.
접착층에는 자외선 경화형 등의 광 경화형 접착제, 반응 경화형 접착제, 열 경화형 접착제, 혐기형 접착제 등 각종 경화형 접착제를 사용할 수 있다. 이들 접착제로서는 에폭시 수지, 아크릴 수지, 실리콘(silicone) 수지, 페놀 수지, 폴리이미드 수지, 이미드 수지, PVC(폴리바이닐클로라이드) 수지, PVB(폴리바이닐부티랄) 수지, EVA(에틸렌바이닐아세테이트) 수지 등을 들 수 있다. 특히 에폭시 수지 등의 투습성이 낮은 재료를 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 2액 혼합형 수지를 사용하여도 좋다. 또한, 접착 시트 등을 사용하여도 좋다.
또한, 상기 수지에 건조제가 포함되어도 좋다. 예를 들어 알칼리 토금속의 산화물(산화 칼슘이나 산화 바륨 등) 등 화학 흡착에 의하여 수분을 흡착하는 물질을 사용할 수 있다. 또는, 제올라이트나 실리카 겔 등 물리 흡착에 의하여 수분을 흡착하는 물질을 사용하여도 좋다. 건조제가 포함되어 있으면 수분 등 불순물이 기능 소자에 들어가는 것을 억제할 수 있어 발광 장치의 신뢰성이 향상되므로 바람직하다.
또한, 상기 수지에 굴절률이 높은 필러나 광 산란 부재를 혼합시킴으로써, 발광 소자로부터의 광 추출 효율을 향상시킬 수 있다. 예를 들어 산화 타이타늄, 산화 바륨, 제올라이트, 지르코늄 등을 사용할 수 있다.
발광 장치가 갖는 트랜지스터의 구조는 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어 스태거형 트랜지스터로 하여도 좋고, 역 스태거형 트랜지스터로 하여도 좋다. 또한, 톱 게이트형 및 보텀 게이트형 중 어느 트랜지스터 구조로 하여도 좋다. 트랜지스터에 사용하는 반도체 재료는 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 실리콘, 저마늄, 또는 유기 반도체 등을 들 수 있다. 또는, In-Ga-Zn계 금속 산화물 등 인듐, 갈륨, 및 아연 중 적어도 하나를 포함한 산화물 반도체를 사용하여도 좋다.
트랜지스터에 사용하는 반도체 재료의 결정성도 특별히 한정되지 않고, 비정질 반도체, 결정성을 갖는 반도체(미결정 반도체, 다결정 반도체, 단결정 반도체, 또는 일부에 결정 영역을 갖는 반도체) 중 어느 것을 사용하여도 좋다. 결정성을 갖는 반도체를 사용하면 트랜지스터 특성의 열화를 억제할 수 있어 바람직하다.
트랜지스터의 특성 안정화 등을 위하여 하지막을 제공하는 것이 바람직하다. 하지막은 산화 실리콘막, 질화 실리콘막, 산화 질화 실리콘막, 질화 산화 실리콘막 등의 무기 절연막을 사용하여 단층 구조 또는 적층 구조로 형성할 수 있다. 하지막은 스퍼터링법, CVD(Chemical Vapor Deposition)법(플라즈마 CVD법, 열 CVD법, MOCVD(Metal Organic CVD)법 등), ALD(Atomic Layer Deposition)법, 도포법, 인쇄법 등을 사용하여 형성할 수 있다. 또한, 하지막은 불필요하면 제공하지 않아도 된다. 상기 각 구성예에서는 절연층(105)이 트랜지스터의 하지막을 겸할 수 있다.
발광 소자로서는 자발광이 가능한 소자를 사용할 수 있고, 전류 또는 전압에 따라 휘도가 제어되는 소자를 그 범주에 포함한다. 예를 들어 발광 다이오드(LED), 유기 EL 소자, 무기 EL 소자 등을 사용할 수 있다.
발광 소자는 톱 이미션형, 보텀 이미션형, 및 듀얼 이미션형 중 어느 것이라도 좋다. 빛을 추출하는 측에 위치하는 전극에는 가시광을 투과시키는 도전막을 사용한다. 또한, 빛을 추출하지 않는 측에 위치하는 전극에는 가시광을 반사하는 도전막을 사용하는 것이 바람직하다.
가시광을 투과시키는 도전막은 예를 들어 산화 인듐, 인듐 주석 산화물(ITO: Indium Tin Oxide), 인듐 아연 산화물, 산화 아연, 갈륨이 첨가된 산화 아연 등을 사용하여 형성할 수 있다. 또한, 금, 은, 백금, 마그네슘, 니켈, 텅스텐, 크로뮴, 몰리브데넘, 철, 코발트, 구리, 팔라듐, 또는 타이타늄 등의 금속 재료, 이들 중 어느 금속 재료를 포함한 합금, 또는 이들 중 어느 금속 재료의 질화물(예를 들어 질화 타이타늄) 등도 투광성을 가질 정도로 얇게 형성함으로써 사용할 수 있다. 또한, 상술한 재료의 적층막을 도전막으로서 사용할 수 있다. 예를 들어 은과 마그네슘의 합금과 ITO의 적층막 등을 사용하면 도전성을 높일 수 있어 바람직하다. 또한, 그래핀 등을 사용하여도 좋다.
가시광을 반사하는 도전막에는 예를 들어 알루미늄, 금, 백금, 은, 니켈, 텅스텐, 크로뮴, 몰리브데넘, 철, 코발트, 구리, 또는 팔라듐 등의 금속 재료, 또는 이들 중 어느 금속 재료를 포함한 합금을 사용할 수 있다. 또한, 이 금속 재료나 합금에 란타넘, 네오디뮴, 또는 저마늄 등이 첨가되어 있어도 좋다. 또한, 알루미늄과 타이타늄의 합금, 알루미늄과 니켈의 합금, 알루미늄과 네오디뮴의 합금 등 알루미늄을 포함한 합금(알루미늄 합금)이나, 은과 구리의 합금, 은과 팔라듐과 구리의 합금, 은과 마그네슘의 합금 등 은을 포함한 합금을 사용하여 형성할 수 있다. 은과 구리를 포함한 합금은 내열성이 높으므로 바람직하다. 또한, 알루미늄 합금막에 접촉되도록 금속막 또는 금속 산화물막을 적층시킴으로써 알루미늄 합금막의 산화를 억제할 수 있다. 이 금속막 및 금속 산화물막의 재료로서는 타이타늄, 산화 타이타늄 등을 들 수 있다. 또한, 상술한 가시광을 투과시키는 도전막과 금속 재료로 이루어진 막을 적층시켜도 좋다. 예를 들어 은과 ITO의 적층막이나, 은과 마그네슘의 합금과 ITO의 적층막 등을 사용할 수 있다.
전극은 각각 증착법이나 스퍼터링법을 사용하여 형성하면 좋다. 이 외에 잉크젯법 등의 토출법, 스크린 인쇄법 등의 인쇄법, 또는 도금법을 사용하여 형성할 수 있다.
하부 전극(831)과 상부 전극(835) 사이에 발광 소자의 문턱 전압보다 높은 전압을 인가하면, EL층(833)에 양극 측으로부터 정공이 주입되고, 음극 측으로부터 전자가 주입된다. 주입된 전자와 정공은 EL층(833)에서 재결합하여 EL층(833)에 포함된 발광 물질이 발광한다.
EL층(833)은 적어도 발광층을 갖는다. EL층(833)은 발광층 외에 정공 주입성이 높은 물질, 정공 수송성이 높은 물질, 정공 블로킹 재료, 전자 수송성이 높은 물질, 전자 주입성이 높은 물질, 또는 쌍극성(bipolar) 물질(전자 수송성 및 정공 수송성이 높은 물질) 등을 포함한 층을 더 가져도 좋다.
EL층(833)에는 저분자계 화합물 및 고분자계 화합물 중 어느 쪽을 사용할 수도 있고, 무기 화합물을 포함하여도 좋다. EL층(833)을 구성하는 층은 각각 증착법(진공 증착법을 포함함), 전사법(transfer method), 인쇄법, 잉크젯법, 또는 도포법 등의 방법으로 형성할 수 있다.
발광 소자(830)는 2종류 이상의 발광 물질을 포함하여도 좋다. 이로써, 예를 들어 백색 발광의 발광 소자를 실현할 수 있다. 예를 들어 2종류 이상의 발광 물질 각각의 발광이 보색 관계가 되도록 발광 물질을 선택함으로써 백색 발광을 얻을 수 있다. 예를 들어 R(적색), G(녹색), B(청색), Y(황색), 또는 O(주황색) 등의 발광을 나타내는 발광 물질이나, R, G, B 중 2개 이상의 색깔의 스펙트럼 성분을 포함한 발광을 나타내는 발광 물질을 사용할 수 있다. 예를 들어 청색 발광을 나타내는 발광 물질과, 황색 발광을 나타내는 발광 물질을 사용하여도 좋다. 이 때, 황색 발광을 나타내는 발광 물질의 발광 스펙트럼은 녹색 및 적색 스펙트럼 성분을 포함하는 것이 바람직하다. 또한, 발광 소자(830)의 발광 스펙트럼은 가시 영역의 파장(예를 들어 350nm 내지 750nm)의 범위 내에 피크를 2개 이상 갖는 것이 바람직하다.
EL층(833)은 복수의 발광층을 가져도 좋다. EL층(833)에서 복수의 발광층은 서로 접촉되어 적층되어도 좋고, 분리층을 개재하여 적층되어도 좋다. 예를 들어 형광 발광층과 인광 발광층 사이에 분리층을 제공하여도 좋다.
분리층은 예를 들어 인광 발광층 내에서 생성하는 인광 재료 등의 여기 상태로부터 형광 발광층 내의 형광 재료 등으로의 덱스터 기구(Dexter Mechanism)에 의한 에너지 이동(특히 3중항 에너지 이동)을 방지하기 위하여 제공할 수 있다. 분리층은 수nm 정도의 두께가 있으면 좋다. 구체적으로는 0.1nm 이상 20nm 이하, 또는 1nm 이상 10nm 이하, 또는 1nm 이상 5nm 이하다. 분리층은 단일 재료(바람직하게는 쌍극성 물질) 또는 복수의 재료(바람직하게는 정공 수송성 재료 및 전자 수송성 재료)를 포함한다.
분리층은 이것과 접촉되는 발광층에 포함되는 재료를 사용하여 형성하여도 좋다. 이로써, 발광 소자의 제작이 용이하게 되고, 구동 전압이 저감된다. 예를 들어 인광 발광층이 호스트 재료, 어시스트 재료, 및 인광 재료(게스트 재료)로 이루어지는 경우, 분리층을 이 호스트 재료 및 이 어시스트 재료로 형성하여도 좋다. 이 구성을 바꿔 말하면, 분리층은 인광 재료를 포함하지 않은 영역을 갖고, 인광 발광층은 인광 재료를 포함한 영역을 갖는다. 이로써, 분리층과 인광 발광층을 인광 재료의 유무에 따라 증착할 수 있다. 또한, 이러한 구성으로 함으로써 분리층과 인광 발광층을 같은 체임버에서 형성할 수 있게 된다. 이로써, 제조 비용을 삭감할 수 있다.
또한, 발광 소자(830)는 EL층을 하나 갖는 싱글 소자라도 좋고, 전하 발생층을 개재하여 적층된 복수의 EL층을 갖는 탠덤 소자라도 좋다.
발광 소자는 방습성이 높은 한 쌍의 절연막 사이에 제공하는 것이 바람직하다. 이로써, 발광 소자에 수분 등 불순물이 들어가는 것을 억제할 수 있어 발광 장치의 신뢰성 저하를 억제할 수 있다.
절연층(815)으로서는 예를 들어 산화 실리콘막, 산화 질화 실리콘막, 산화 알루미늄막 등의 무기 절연막을 사용할 수 있다. 또한, 절연층(817), 절연층(817a), 및 절연층(817b)으로서는 예를 들어 폴리이미드, 아크릴, 폴리아마이드, 폴리이미드아마이드, 벤조사이클로부텐계 수지 등의 유기 재료를 각각 사용할 수 있다. 또한, 저유전율 재료(low-k 재료) 등을 사용할 수 있다. 또한, 복수의 절연막을 적층시킴으로써 각 절연층을 형성하여도 좋다.
절연층(821)은 유기 절연 재료 또는 무기 절연 재료를 사용하여 형성한다. 수지로서는 예를 들어 폴리이미드 수지, 폴리아마이드 수지, 아크릴 수지, 실록산 수지, 에폭시 수지, 또는 페놀 수지 등을 사용할 수 있다. 특히 감광성 수지 재료를 사용하여 절연층(821)의 측벽이 곡률을 갖는 경사면을 갖도록 형성하는 것이 바람직하다.
절연층(821)의 형성 방법은 특별히 한정되지 않지만, 포토리소그래피법, 스퍼터링법, 증착법, 액적 토출법(잉크젯법 등), 인쇄법(스크린 인쇄법, 오프셋 인쇄법 등) 등을 사용하면 좋다.
스페이서(823)는 무기 절연 재료, 유기 절연 재료, 또는 금속 재료 등을 사용하여 형성할 수 있다. 예를 들어 무기 절연 재료나 유기 절연 재료로서는 상기 절연층에 사용할 수 있는 각종 재료를 들 수 있다. 금속 재료로서는 타이타늄, 알루미늄 등을 사용할 수 있다. 도전 재료를 포함한 스페이서(823)와 상부 전극(835)을 전기적으로 접속시키는 구성으로 함으로써 상부 전극(835)의 저항에 기인한 전위 강하를 억제할 수 있다. 또한, 스페이서(823)는 순 테이퍼 형상 및 역 테이퍼 형상 중 어느 쪽을 가져도 좋다.
트랜지스터의 전극이나 배선 또는 발광 소자의 보조 전극 등으로서 기능하는, 발광 장치에 사용되는 도전층은 예를 들어 몰리브데넘, 타이타늄, 크로뮴, 탄탈럼, 텅스텐, 알루미늄, 구리, 네오디뮴, 또는 스칸듐 등의 금속 재료 중 어느 것 또는 이들 중 어느 원소를 포함한 합금 재료를 사용하여 단층 구조 또는 적층 구조로 형성할 수 있다. 또한, 도전층은 도전성 금속 산화물을 사용하여 형성하여도 좋다. 도전성 금속 산화물로서는 산화 인듐(In2O3 등), 산화 주석(SnO2 등), 산화 아연(ZnO), ITO, 인듐 아연 산화물(In2O3-ZnO 등), 또는 이들 중 어느 금속 산화물 재료에 산화 실리콘이 포함된 것을 사용할 수 있다.
착색층은 특정 파장 대역의 빛을 투과시키는 유색층이다. 예를 들어 적색 파장 대역의 빛을 투과시키는 적색(R) 컬러 필터, 녹색 파장 대역의 빛을 투과시키는 녹색(G) 컬러 필터, 청색 파장 대역의 빛을 투과시키는 청색(B) 컬러 필터, 황색 파장 대역의 빛을 투과시키는 황색(Y) 컬러 필터 등을 사용할 수 있다. 각 착색층은 각종 재료를 사용하여 인쇄법, 잉크젯법, 또는 포토리소그래피법을 사용한 에칭법 등으로 각각 원하는 위치에 형성한다. 또한, 백색 부화소에서는 발광 소자와 중첩시켜 투명 또는 백색 등의 수지를 배치하여도 좋다.
차광층은 인접된 착색층 사이에 제공되어 있다. 차광층은 인접된 발광 소자로부터의 빛을 차광하고, 인접된 발광 소자간의 혼색을 억제한다. 여기서, 착색층의 단부를 차광층과 중첩되도록 제공함으로써 광 누설을 억제할 수 있다. 차광층으로서는 발광 소자로부터의 빛을 차단하는 재료를 사용할 수 있고, 예를 들어 금속 재료나, 안료나 염료를 포함한 수지 재료를 사용하여 블랙 매트릭스를 형성하면 좋다. 또한, 차광층은 구동 회로부 등 발광부 이외의 영역에 제공하면, 도파광 등으로 인한 의도하지 않은 광 누설을 억제할 수 있어 바람직하다.
또한, 착색층 및 차광층을 덮는 오버코트를 제공하여도 좋다. 오버코트를 제공함으로써 착색층에 함유된 불순물 등이 발광 소자로 확산되는 것을 방지할 수 있다. 오버코트는 발광 소자로부터의 빛을 투과시키는 재료로 구성되고, 예를 들어 질화 실리콘막, 산화 실리콘막 등의 무기 절연막이나, 아크릴막, 폴리이미드막 등의 유기 절연막을 사용할 수 있고, 유기 절연막과 무기 절연막의 적층 구조로 하여도 좋다.
또한, 접착층의 재료를 착색층 및 차광층 위에 도포하는 경우, 오버코트의 재료로서 접착층의 재료에 대하여 습윤성이 높은 재료를 사용하는 것이 바람직하다. 예를 들어 오버코트로서 ITO막 등의 산화물 도전막이나, 투광성을 가질 정도로 얇은 Ag막 등의 금속막을 사용하는 것이 바람직하다.
접속체로서는 다양한 이방성 도전 필름(ACF: Anisotropic Conductive Film)이나 이방성 도전 페이스트(ACP: Anisotropic Conductive Paste) 등을 사용할 수 있다.
또한, 본 실시형태에서는 발광 장치를 예로 들어 설명하였지만, 본 발명의 일 형태는 반도체 장치, 표시 장치, 입출력 장치 등의 각종 장치에 적용할 수 있다.
본 명세서 등에서 표시 소자, 표시 소자를 갖는 장치인 표시 장치, 발광 소자, 및 발광 소자를 갖는 장치인 발광 장치는 다양한 형태를 사용할 수 있거나, 또는 다양한 소자를 가질 수 있다. 표시 소자, 표시 장치, 발광 소자, 또는 발광 장치는 예를 들어 EL 소자(유기물 및 무기물을 포함한 EL 소자, 유기 EL 소자, 무기 EL 소자), LED(백색 LED, 적색 LED, 녹색 LED, 청색 LED 등), 트랜지스터(전류에 따라 발광하는 트랜지스터), 전자 방출 소자, 액정 소자, 전자 잉크, 전기 영동 소자, 회절 광 밸브(GLV), 플라즈마 디스플레이 패널(PDP), 마이크로 일렉트로 메커니컬 시스템(MEMS)을 사용한 표시 소자, 디지털 마이크로미러 디바이스(DMD), 디지털 마이크로 셔터(DMS), 간섭 변조(IMOD) 소자, 셔터 방식의 MEMS 표시 소자, 광 간섭 방식의 MEMS 표시 소자, 일렉트로 웨팅 소자, 압전 세라믹 디스플레이, 카본 나노 튜브를 사용한 표시 소자 등 중 적어도 하나를 갖는다. 이들 외에 전기적 또는 자기적 작용에 의하여 콘트라스트, 휘도, 반사율, 투과율 등이 변화되는 표시 매체를 가져도 좋다. EL 소자를 사용한 표시 장치의 일례로서는 EL 디스플레이 등이 있다. 전자 방출 소자를 사용한 표시 장치의 일례로서는 필드 이미션 디스플레이(FED) 또는 SED 방식의 평면형 디스플레이(SED: Surface-conduction Electron-emitter Display) 등이 있다. 액정 소자를 사용한 표시 장치의 일례로서는 액정 디스플레이(투과형 액정 디스플레이, 반투과형 액정 디스플레이, 반사형 액정 디스플레이, 직시형 액정 디스플레이, 투사형 액정 디스플레이) 등이 있다. 전자 잉크, 전자 분류체(電子粉流體, Electronic Liquid Powder(등록상표)), 또는 전기 영동 소자를 사용한 표시 장치의 일례로서는 전자 페이퍼 등이 있다. 또한, 반투과형 액정 디스플레이나 반사형 액정 디스플레이를 실현하는 경우에는, 화소 전극의 일부 또는 전체가 반사 전극으로서의 기능을 갖도록 하면 좋다. 예를 들어 화소 전극의 일부 또는 전체가 알루미늄, 은 등을 갖도록 하면 좋다. 또한, 이 경우, 반사 전극 아래에 SRAM 등의 기억 회로를 제공할 수도 있다. 이로써, 소비 전력을 더 저감시킬 수 있다.
예를 들어 본 명세서 등에서 화소에 능동 소자(액티브 소자, 비선형 소자)를 갖는 액티브 매트릭스 방식, 또는 화소에 능동 소자를 갖지 않은 패시브 매트릭스 방식을 사용할 수 있다.
액티브 매트릭스 방식에서는 능동 소자로서 트랜지스터뿐만 아니라 다양한 능동 소자를 사용할 수 있다. 예를 들어 MIM(Metal Insulator Metal) 또는 TFD(Thin Film Diode) 등을 사용할 수도 있다. 이들 소자는 제조 공정이 적기 때문에 제조 비용의 저감이나 수율의 향상을 도모할 수 있다. 또는, 이들 소자는 소자의 크기가 작기 때문에 개구율을 향상시킬 수 있어 저소비 전력화나 고휘도화를 도모할 수 있다.
패시브 매트릭스 방식에서는 능동 소자를 사용하지 않기 때문에 제조 공정이 적어 제조 비용의 절감이나 수율 향상을 도모할 수 있다. 또는, 능동 소자를 사용하지 않기 때문에 개구율을 향상시킬 수 있어 저소비 전력화나 고휘도화 등을 도모할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 형태인 발광 장치는 표시 장치로서 사용하여도 좋고, 조명 장치로서 사용하여도 좋다. 예를 들어 백 라이트나 프런트 라이트 등의 광원 즉 표시 패널용 조명 장치로서 활용하여도 좋다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 형태인 장치는 압축 응력이 생기는 절연층, 유리 전이 온도가 60℃ 이상인 접착층, 선팽창 계수가 60ppm/K 이하인 기판 등을 갖기 때문에 절연층이나 소자에서 크랙이 발생되는 것을 억제할 수 있다. 또한, 절연층이나 소자에서 크랙이 발생되더라도 이 크랙의 수나 크기가 증가되는 것을 억제할 수 있다. 그리고, 신뢰성이 높고, 반복적인 휨에 강한 장치를 실현할 수 있다.
본 실시형태는 다른 실시형태와 적절히 조합할 수 있다.
(실시형태 2)
본 실시형태에서는 본 발명의 일 형태인 입출력 장치에 대하여 도면을 참조하여 설명한다. 또한, 입출력 장치가 갖는 구성 요소 중 실시형태 1에서 설명한 발광 장치와 같은 구성 요소에 대해서는 상술한 기재도 참조할 수 있다. 또한, 본 실시형태에서는 발광 소자를 사용한 입출력 장치를 예시하지만, 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어 실시형태 1에 예시한 다른 소자(표시 소자 등)를 사용한 입출력 장치도 본 발명의 일 형태다. 또한, 본 실시형태에서 설명하는 입출력 장치는 터치 패널이라고도 할 수 있다.
본 발명의 일 형태인 입출력 장치는 압축 응력이 생기는 절연층, 유리 전이 온도가 60℃ 이상인 접착층, 선팽창 계수가 60ppm/K 이하인 기판 등을 갖기 때문에 절연층이나 소자에서 크랙이 발생되는 것을 억제할 수 있다. 또한, 절연층이나 소자에 크랙이 발생되더라도 이 크랙의 수나 크기가 증가되는 것을 억제할 수 있다. 그리고, 신뢰성이 높고, 반복적인 휨에 강한 입출력 장치를 실현할 수 있다.
<구성예 1>
도 4의 (A)는 입출력 장치의 상면도다. 도 4의 (B)는 도 4의 (A)의 일점 쇄선 A-B 및 일점 쇄선 C-D를 따른 단면도다. 도 4의 (C)는 도 4의 (A)의 일점 쇄선 E-F를 따른 단면도다.
도 4의 (A)의 입출력 장치(390)는 표시부(301)(입력부도 겸함), 주사선 구동 회로(303g(1)), 촬상 화소 구동 회로(303g(2)), 화상 신호선 구동 회로(303s(1)), 및 촬상 신호선 구동 회로(303s(2))를 갖는다.
표시부(301)는 복수의 화소(302)와 복수의 촬상 화소(308)를 갖는다.
화소(302)는 복수의 부화소(예를 들어 부화소(302R))를 갖는다. 각 부화소는 발광 소자 및 화소 회로를 갖는다.
화소 회로는 발광 소자를 구동하기 위한 전력을 공급할 수 있다. 화소 회로는 선택 신호를 공급할 수 있는 배선에 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 화소 회로는 화상 신호를 공급할 수 있는 배선에 전기적으로 접속되어 있다.
주사선 구동 회로(303g(1))는 선택 신호를 화소(302)에 공급할 수 있다.
화상 신호선 구동 회로(303s(1))는 화상 신호를 화소(302)에 공급할 수 있다.
촬상 화소(308)를 사용하여 터치 센서를 구성할 수 있다. 구체적으로는 촬상 화소(308)는 표시부(301)에 접촉되는 손가락 등을 검지할 수 있다.
촬상 화소(308)는 광전 변환 소자 및 촬상 화소 회로를 갖는다.
촬상 화소 회로는 광전 변환 소자를 구동할 수 있다. 촬상 화소 회로는 제어 신호를 공급할 수 있는 배선에 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 촬상 화소 회로는 전원 전위를 공급할 수 있는 배선에 전기적으로 접속되어 있다.
제어 신호로서는 예를 들어 기록된 촬상 신호를 판독하는 촬상 화소 회로를 선택할 수 있는 신호, 촬상 화소 회로를 초기화할 수 있는 신호, 및 촬상 화소 회로가 빛을 검지하는 시간을 결정할 수 있는 신호 등을 들 수 있다.
촬상 화소 구동 회로(303g(2))는 제어 신호를 촬상 화소(308)에 공급할 수 있다.
촬상 신호선 구동 회로(303s(2))는 촬상 신호를 판독할 수 있다.
도 4의 (B) 및 (C)에 도시된 바와 같이, 입출력 장치(390)는 기판(101), 접착층(103), 절연층(105), 기판(111), 접착층(113), 및 절연층(115)을 갖는다. 또한, 기판(101)과 기판(111)은 접착층(360)으로 접합되어 있다.
기판(101)과 절연층(105)은 접착층(103)으로 접합되어 있다. 또한, 기판(111)과 절연층(115)은 접착층(113)으로 접합되어 있다. 이들 기판, 접착층, 및 절연층에 사용할 수 있는 재료는 실시형태 1을 참조할 수 있다.
화소(302)는 부화소(302R), 부화소(302G), 및 부화소(302B)를 갖는다(도 4의 (C) 참조). 또한, 부화소(302R)는 발광 모듈(380R)을 갖고, 부화소(302G)는 발광 모듈(380G)을 갖고, 부화소(302B)는 발광 모듈(380B)을 갖는다.
예를 들어 부화소(302R)는 발광 소자(350R) 및 화소 회로를 갖는다. 화소 회로는 발광 소자(350R)에 전력을 공급할 수 있는 트랜지스터(302t)를 포함한다. 또한, 발광 모듈(380R)은 발광 소자(350R) 및 광학 소자(예를 들어 적색 빛을 투과시키는 착색층(367R))를 갖는다.
발광 소자(350R)는 하부 전극(351R), EL층(353), 및 상부 전극(352)이 이 순서로 적층된 것이다(도 4의 (C) 참조).
EL층(353)은 제 1 EL층(353a), 중간층(354), 및 제 2 EL층(353b)이 이 순서로 적층된 것이다.
또한, 특정 파장의 빛을 효율적으로 추출할 수 있도록 발광 모듈(380R)에 마이크로 캐비티 구조를 제공할 수 있다. 구체적으로는 특정 파장의 빛을 효율적으로 추출할 수 있도록 배치된 가시광을 반사하는 막과 가시광을 반 반사/반 투과시키는 막 사이에 EL층을 배치하여도 좋다.
예를 들어 발광 모듈(380R)은 발광 소자(350R)와 착색층(367R)에 접촉되어 있는 접착층(360)을 갖는다.
착색층(367R)은 발광 소자(350R)와 중첩된 위치에 있다. 이로써, 발광 소자(350R)가 발하는 빛의 일부는 접착층(360) 및 착색층(367R)을 투과하여 도면의 화살표로 나타낸 바와 같이 발광 모듈(380R) 외부로 사출된다.
입출력 장치(390)는 차광층(367BM)을 갖는다. 차광층(367BM)은 착색층(예를 들어 착색층(367R))을 둘러싸도록 제공되어 있다.
입출력 장치(390)는 표시부(301)와 중첩된 위치에 반사 방지층(367p)을 갖는다. 반사 방지층(367p)으로서 예를 들어 원 편광판을 사용할 수 있다.
입출력 장치(390)는 절연층(321)을 갖는다. 절연층(321)은 트랜지스터(302t) 등을 덮고 있다. 또한, 절연층(321)은 화소 회로나 촬상 화소 회로에 기인한 요철을 평탄화시키기 위한 층으로서 사용할 수 있다. 또한, 불순물이 트랜지스터(302t) 등으로 확산되는 것을 억제할 수 있는 층이 적층된 절연층을 절연층(321)으로서 적용할 수 있다.
입출력 장치(390)는 하부 전극(351R)의 단부와 중첩된 격벽(328)을 갖는다. 또한, 격벽(328) 위에 기판(101)과 기판(111) 사이의 간격을 제어하는 스페이서(329)를 갖는다.
화상 신호선 구동 회로(303s(1))는 트랜지스터(303t) 및 용량 소자(303c)를 갖는다. 또한, 구동 회로는 화소 회로와 동일 공정으로 동일 기판 위에 형성할 수 있다. 도 4의 (B)에 도시된 바와 같이, 트랜지스터(303t)는 절연층(321) 위에 제 2 게이트(304)를 가져도 좋다. 제 2 게이트(304)는 트랜지스터(303t)의 게이트에 전기적으로 접속되어 있어도 좋고, 이들 게이트에 서로 다른 전위가 공급되어도 좋다. 또한, 필요하면 제 2 게이트(304)를 트랜지스터(308t)나 트랜지스터(302t) 등에 제공하여도 좋다.
촬상 화소(308)는 광전 변환 소자(308p) 및 촬상 화소 회로를 갖는다. 촬상 화소 회로는 광전 변환 소자(308p)에 조사된 빛을 검지할 수 있다. 또한, 촬상 화소 회로는 트랜지스터(308t)를 포함한다.
예를 들어 pin형 포토다이오드를 광전 변환 소자(308p)로서 사용할 수 있다.
입출력 장치(390)는 신호를 공급할 수 있는 배선(311)을 갖고, 배선(311)에 단자(319)가 제공되어 있다. 또한, 화상 신호 및 동기 신호 등의 신호를 공급할 수 있는 FPC(309)가 단자(319)에 전기적으로 접속되어 있다. 또한, FPC(309)에는 프린트 배선 기판(PWB)이 장착되어 있어도 좋다.
또한, 트랜지스터(302t), 트랜지스터(303t), 및 트랜지스터(308t) 등의 트랜지스터를 동일 공정으로 형성할 수 있다. 또는, 각 트랜지스터를 서로 다른 공정으로 형성하여도 좋다.
<구성예 2>
도 5의 (A) 및 (B)는 입출력 장치(505)의 사시도다. 또한, 명료화를 위하여 대표적인 구성 요소를 도시하였다. 도 6은 도 5의 (A)의 일점 쇄선 X1-X2를 따른 단면도다.
도 5의 (A) 및 (B)에 도시된 바와 같이, 입출력 장치(505)는 표시부(501), 주사선 구동 회로(303g(1)), 및 터치 센서(595) 등을 갖는다. 또한, 입출력 장치(505)는 기판(101), 기판(111), 및 기판(590)을 갖는다.
입출력 장치(505)는 복수의 화소 및 복수의 배선(311)을 갖는다. 복수의 배선(311)은 화소에 신호를 공급할 수 있다. 복수의 배선(311)은 기판(101)의 외주부로 리드되고, 그 일부가 단자(319)를 구성한다. 단자(319)는 FPC(509(1))에 전기적으로 접속되어 있다.
입출력 장치(505)는 터치 센서(595)와 복수의 배선(598)을 갖는다. 복수의 배선(598)은 터치 센서(595)에 전기적으로 접속되어 있다. 복수의 배선(598)은 기판(590)의 외주부로 리드되고, 그 일부는 단자를 구성한다. 그리고, 이 단자는 FPC(509(2))에 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 명료화를 위하여 도 5의 (B)에는 기판(590)의 이면 측(기판(101)과 대향하는 면 측)에 제공된 터치 센서(595)의 전극이나 배선 등을 실선으로 도시하였다.
터치 센서(595)로서 예를 들어 정전 용량 방식의 터치 센서를 적용할 수 있다. 정전 용량 방식에는 표면형 정전 용량 방식, 투영형 정전 용량 방식 등이 있다. 여기서는, 투영형 정전 용량 방식의 터치 센서를 적용한 경우를 기재하였다.
투영형 정전 용량 방식에는 주로 구동 방식에 따라 자기 용량 방식, 상호 용량 방식 등이 있다. 상호 용량 방식을 사용하면, 다점을 동시에 검출할 수 있어 바람직하다.
또한, 터치 센서(595)로서는 손가락 등 검지 대상물의 근접 또는 접촉을 검지할 수 있는 다양한 센서를 적용할 수 있다.
투영형 정전 용량 방식의 터치 센서(595)는 전극(591) 및 전극(592)을 갖는다. 전극(591)은 복수의 배선(598) 중 어느 것에 전기적으로 접속되어 있고, 전극(592)은 복수의 배선(598) 중 다른 어느 것에 전기적으로 접속되어 있다.
도 5의 (A) 및 (B)에 도시된 바와 같이, 전극(592)은 한 방향으로 반복적으로 배치된 복수의 사각형이 서로의 모서리부에서 접속된 형상을 갖는다.
전극(591)은 사각형이고, 전극(592)이 연장되는 방향과 교차되는 방향으로 반복적으로 배치되어 있다. 또한, 복수의 전극(591)은 하나의 전극(592)과 반드시 직교하는 방향으로 배치될 필요는 없고, 90도 미만의 각도를 이루도록 배치되어도 좋다.
배선(594)은 전극(592)과 교차되어 제공되어 있다. 배선(594)은 전극(592)들 중 하나를 개재한 2개의 전극(591)을 전기적으로 접속시킨다. 이 때, 전극(592)과 배선(594)이 교차되는 부분의 면적은 가능한 한 작은 것이 바람직하다. 이로써, 전극이 제공되지 않은 영역의 면적을 줄일 수 있어 투과율의 불균일을 저감시킬 수 있다. 결과적으로 터치 센서(595)를 투과하는 빛의 휘도 불균일을 저감시킬 수 있다.
또한, 전극(591) 및 전극(592)의 형상은 상술한 것에 한정되지 않고, 다양한 형상을 가질 수 있다. 예를 들어 띠 형상을 갖는 복수의 제 1 전극을 가능한 한 틈이 생기지 않도록 배치하고, 절연층을 개재하여 띠 형상을 갖는 복수의 제 2 전극을 제 1 전극과 교차되도록 배치한다. 이 경우, 인접된 2개의 제 2 전극을 서로 이격되도록 제공하는 구성으로 하여도 좋다. 이 때, 인접된 2개의 제 2 전극 사이에 이들과 전기적으로 절연된 더미 전극을 제공하면 투과율이 다른 영역의 면적을 줄일 수 있어 바람직하다.
도 6의 (A)에 도시된 바와 같이, 입출력 장치(505)는 기판(101), 접착층(103), 절연층(105), 기판(111), 접착층(113), 및 절연층(115)을 갖는다. 또한, 기판(101)과 기판(111)은 접착층(360)으로 접합되어 있다.
터치 센서(595)가 표시부(501)와 중첩되도록 접착층(597)에 의하여 기판(590)과 기판(111)을 접합한다. 접착층(597)은 투광성을 갖는다.
전극(591) 및 전극(592)은 투광성을 갖는 도전 재료를 사용하여 형성한다. 투광성을 갖는 도전 재료로서는 산화 인듐, 인듐 주석 산화물, 인듐 아연 산화물, 산화 아연, 및 갈륨이 첨가된 산화 아연 등 도전성 산화물을 사용할 수 있다. 또한, 그래핀을 포함한 막을 사용할 수도 있다. 그래핀을 포함한 막은 예를 들어 막 형상으로 형성된 산화 그래핀을 포함한 막을 환원하여 형성할 수 있다. 환원 방법으로서는 가열 등을 들 수 있다.
기판(590) 위에 투광성을 갖는 도전 재료를 스퍼터링법으로 형성한 후 포토리소그래피법 등의 다양한 패터닝 기술을 사용하여 불필요한 부분을 제거함으로써 전극(591) 및 전극(592)을 형성할 수 있다.
전극(591) 및 전극(592)은 절연층(593)으로 덮여 있다. 또한, 전극(591)에 도달되는 개구부가 절연층(593)에 형성되고, 배선(594)에 의하여 인접된 전극(591)들을 전기적으로 접속시킨다. 투광성을 갖는 도전 재료는 입출력 장치의 개구율을 높일 수 있기 때문에 배선(594)에 적합하게 사용할 수 있다. 또한, 전극(591) 및 전극(592)보다 도전성이 높은 재료는 전기 저항을 저감시킬 수 있기 때문에 배선(594)에 적합하게 사용할 수 있다.
또한 절연층(593) 및 배선(594)을 덮는 절연층을 제공하여 터치 센서(595)를 보호할 수 있다.
또한, 접속층(599)은 배선(598)과 FPC(509(2))를 전기적으로 접속시킨다.
표시부(501)는 매트릭스 형태로 배치된 복수의 화소를 갖는다. 화소는 구성예 1과 마찬가지이므로 설명은 생략하였다.
또한, 다양한 트랜지스터를 입출력 장치에 적용할 수 있다. 보텀 게이트형 트랜지스터를 적용하는 경우의 구성을 도 6의 (A) 및 (B)에 도시하였다.
도 6의 (A)에 도시된 트랜지스터(302t) 및 트랜지스터(303t)에는 예를 들어 산화물 반도체나 비정질 실리콘 등을 포함한 반도체층을 적용할 수 있다.
도 6의 (B)에 도시된 트랜지스터(302t) 및 트랜지스터(303t)에는 예를 들어 레이저 어닐링 등의 처리에 의하여 결정화시킨 다결정 실리콘을 포함한 반도체층을 적용할 수 있다.
또한, 톱 게이트형 트랜지스터를 적용하는 경우의 구성을 도 6의 (C)에 도시하였다.
예를 들어 다결정 실리콘, 또는 단결정 실리콘 기판 등으로부터 전치된 단결정 실리콘막 등을 포함한 반도체층을 도 6의 (C)에 도시된 트랜지스터(302t) 및 트랜지스터(303t)에 적용할 수 있다.
<구성예 3>
도 7은 입출력 장치(505B)의 단면도다. 본 실시형태에서 설명하는 입출력 장치(505B)와 구성예 2의 입출력 장치(505)의 차이점은 공급된 화상 정보를 트랜지스터가 제공되어 있는 측에 표시하는 점 및 터치 센서가 표시부의 기판(101) 측에 제공되어 있는 점이다. 여기서는 구성예 2의 입출력 장치(505)와 상이한 구성에 대하여 자세히 설명하고, 같은 구성을 사용할 수 있는 부분은 상술한 설명을 원용한다.
착색층(367R)은 발광 소자(350R)와 중첩된 위치에 있다. 또한, 도 7의 (A)에 도시된 발광 소자(350R)는 트랜지스터(302t)가 제공되어 있는 측으로 빛을 사출한다. 이로써, 발광 소자(350R)가 발하는 빛의 일부는 착색층(367R)을 투과하여 도면의 화살표로 나타낸 바와 같이 발광 모듈(380R) 외부로 사출된다.
입출력 장치(505B)는 빛을 사출하는 측에 차광층(367BM)을 갖는다. 차광층(367BM)은 착색층(예를 들어 착색층(367R))을 둘러싸도록 제공되어 있다.
터치 센서(595)는 기판(111) 측이 아니라 기판(101) 측에 제공되어 있다(도 7의 (A) 참조).
접착층(597)은 터치 센서(595)가 표시부와 중첩되도록 기판(590)과 기판(101)을 접합한다. 접착층(597)은 투광성을 갖는다.
또한, 보텀 게이트형 트랜지스터를 표시부(501)에 적용하는 경우의 구성을 도 7의 (A) 및 (B)에 도시하였다.
도 7의 (A)에 도시된 트랜지스터(302t) 및 트랜지스터(303t)에는 예를 들어 산화물 반도체나 비정질 실리콘 등을 포함한 반도체층을 적용할 수 있다.
도 7의 (B)에 도시된 트랜지스터(302t) 및 트랜지스터(303t)에는 예를 들어 다결정 실리콘 등을 포함한 반도체층을 적용할 수 있다.
또한, 톱 게이트형 트랜지스터를 적용하는 경우의 구성을 도 7의 (C)에 도시하였다.
도 7의 (C)에 도시된 트랜지스터(302t) 및 트랜지스터(303t)에는 예를 들어 다결정 실리콘, 또는 단결정 실리콘 기판 등으로부터 전치된 단결정 실리콘막 등을 포함한 반도체층을 적용할 수 있다.
<구성예 4>
도 8에 도시된 바와 같이, 입출력 장치(500TP)에서 표시부(500) 및 입력부(600)는 중첩되어 있다. 도 9는 도 8의 일점 쇄선 Z1-Z2를 따른 단면도다.
입출력 장치(500TP)를 구성하는 각 요소에 대하여 아래에서 설명한다. 또한, 이들 구성 요소는 명확하게 분리할 수 없고, 하나의 구성 요소가 다른 구성 요소를 겸하는 경우나 다른 구성 요소의 일부를 포함하는 경우가 있다. 또한, 표시부(500)에 입력부(600)가 중첩된 입출력 장치(500TP)를 터치 패널이라고도 한다.
입력부(600)는 매트릭스 형태로 배치된 복수의 검지 유닛(602)을 갖는다. 또한, 입력부(600)는 선택 신호선 G1, 제어선 RES, 및 신호선 DL 등을 갖는다.
선택 신호선 G1이나 제어선 RES는 행 방향(도면에서 화살표 R로 도시되었음)으로 배치된 복수의 검지 유닛(602)에 전기적으로 접속되어 있다. 신호선 DL은 열 방향(도면에서 화살표 C로 도시되었음)으로 배치된 복수의 검지 유닛(602)에 전기적으로 접속되어 있다.
검지 유닛(602)은 근접 또는 접촉되는 대상물을 검지하여 검지 신호를 공급한다. 예를 들어 정전 용량, 조도, 자기력, 전파, 또는 압력 등을 검지하여 검지된 물리량에 의거한 정보를 공급한다. 구체적으로는, 용량 소자, 광전 변환 소자, 자기 검지 소자, 압전 소자, 또는 공진기 등을 검지 소자에 사용할 수 있다.
검지 유닛(602)은 예를 들어 근접 또는 접촉되는 대상물과 검지 유닛(602) 사이의 정전 용량의 변화를 검지한다.
또한, 대기 중에서 대기보다 유전율이 큰 것(예를 들어 손가락 등)이 도전막에 근접하면 이것과 도전막 사이의 정전 용량이 변화된다. 이 정전 용량의 변화를 검지하여 검지 정보를 공급할 수 있다.
예를 들어 정전 용량의 변화에 따라 용량 소자와 도전막 사이에서 전하가 분배되어 용량 소자의 양단의 전극의 전압이 변화된다. 이 전압의 변화를 검지 신호에 사용할 수 있다.
검지 유닛(602)은 검지 회로를 갖는다. 검지 회로는 선택 신호선 G1, 제어선 RES, 또는 신호선 DL 등에 전기적으로 접속되어 있다.
검지 회로는 트랜지스터나 검지 소자 등을 갖는다. 예를 들어 도전막과, 이 도전막에 전기적으로 접속된 용량 소자를 검지 회로에 사용할 수 있다. 또한, 용량 소자와, 이 용량 소자에 전기적으로 접속된 트랜지스터를 검지 회로에 사용할 수 있다.
검지 회로에는 예를 들어 절연층(653)과, 절연층(653)을 협지하는 제 1 전극(651) 및 제 2 전극(652)을 갖는 용량 소자(650)를 사용할 수 있다(도 9 참조). 용량 소자(650)의 전극들 사이의 전압은 한쪽 전극에 전기적으로 접속된 도전막에 대상물이 근접할 때 변화된다.
검지 유닛(602)은 제어 신호에 의거하여 도통 상태 또는 비도통 상태를 전환하는 스위치를 갖는다. 예를 들어 트랜지스터(M12)를 스위치로서 사용할 수 있다.
또한, 검지 신호를 증폭하는 트랜지스터를 검지 유닛(602)에 사용할 수 있다.
검지 신호를 증폭하는 트랜지스터 및 스위치로서 동일 공정으로 제작할 수 있는 트랜지스터를 사용할 수 있다. 이로써, 제작 공정이 간략화된 입력부(600)를 제공할 수 있다.
또한, 검지 유닛은 매트릭스 형태로 배치된 복수의 창문부(667)를 갖는다. 창문부(667)는 가시광을 투과시킨다. 또한, 복수의 창문부(667) 사이에 차광성 층(BM)을 배치하여도 좋다.
입출력 장치(500TP)는 창문부(667)와 중첩된 위치에 착색층을 갖는다. 착색층은 소정의 색깔의 빛을 투과시킨다. 또한, 착색층은 컬러 필터라고 할 수도 있다. 예를 들어 청색 빛을 투과시키는 착색층(367B), 녹색 빛을 투과시키는 착색층(367G), 또는 적색 빛을 투과시키는 착색층(367R)을 사용할 수 있다. 또한, 황색 빛을 투과시키는 착색층이나 백색 빛을 투과시키는 착색층을 사용하여도 좋다.
표시부(500)는 매트릭스 형태로 배치된 복수의 화소(302)를 갖는다. 화소(302)는 입력부(600)의 창문부(667)와 중첩되도록 배치되어 있다. 화소(302)는 검지 유닛(602)보다 높은 정밀도로 배치되어도 좋다. 화소는 구성예 1과 마찬가지이기 때문에 설명은 생략하였다.
입출력 장치(500TP)는 가시광을 투과시키는 창문부(667) 및 매트릭스 형태로 배치된 복수의 검지 유닛(602)을 갖는 입력부(600)와, 창문부(667)와 중첩된 복수의 화소(302)를 갖는 표시부(500)를 갖고, 창문부(667)와 화소(302) 사이에 착색층을 갖는다. 또한, 다른 검지 유닛으로의 간섭을 저감시킬 수 있는 스위치가 각 검지 유닛에 배치되어 있다.
이로써, 각 검지 유닛이 검지하는 검지 정보를 검지 유닛의 위치 정보와 함께 공급할 수 있다. 또한, 화상을 표시하는 화소의 위치 정보에 관련지어 검지 정보를 공급할 수 있다. 또한, 검지 정보를 공급시키지 않는 검지 유닛과 신호선을 비도통 상태로 함으로써 검지 신호를 공급시키는 검지 유닛으로의 간섭을 저감시킬 수 있다. 이 결과, 편리성 또는 신뢰성이 뛰어난 신규 입출력 장치(500TP)를 제공할 수 있다.
예를 들어 입출력 장치(500TP)의 입력부(600)는 검지한 검지 정보와, 위치 정보를 함께 공급할 수 있다. 구체적으로는 입출력 장치(500TP)의 사용자는 입력부(600)에 접촉된 손가락 등을 포인터로서 사용하여 각종 조작(탭, 드래그, 스와이프, 또는 핀치인 등)을 할 수 있다.
입력부(600)는 입력부(600)에 근접 또는 접촉되는 손가락 등을 검지하여 검지한 위치 또는 궤적 등을 포함한 검지 정보를 공급할 수 있다.
연산 장치는 공급된 정보가 소정의 조건을 충족시키는지 여부를 프로그램 등에 의거하여 판단하여 소정의 조작에 관련지은 명령을 실행한다.
이로써, 입력부(600)의 사용자는 손가락 등을 사용하여 소정의 조작을 하여 소정의 조작에 관련지은 명령을 연산 장치에 실행시킬 수 있다.
예를 들어 입출력 장치(500TP)의 입력부(600)는 우선 하나의 신호선에 검지 정보를 공급할 수 있는 복수의 검지 유닛으로부터 하나의 검지 유닛 X를 선택한다. 그리고, 검지 유닛 X를 제외한 다른 검지 유닛과 상기 하나의 신호선을 비도통 상태로 한다. 이로써, 다른 검지 유닛에 의하여 검지 유닛 X가 간섭되는 것을 저감시킬 수 있다.
구체적으로는 다른 검지 유닛의 검지 소자에 의하여 검지 유닛 X의 검지 소자가 간섭되는 것을 저감시킬 수 있다.
예를 들어 용량 소자 및 이 용량 소자의 하나의 전극이 전기적으로 접속된 도전막을 검지 소자에 사용하는 경우에, 다른 검지 유닛의 도전막의 전위에 의하여 검지 유닛 X의 도전막의 전위가 간섭되는 것을 저감시킬 수 있다.
이로써, 입출력 장치(500TP)는 그 크기에 의존하지 않고 검지 유닛을 구동하여 검지 정보를 공급시킬 수 있다. 예를 들어 핸드헬드형 크기로부터 전자 흑판 크기까지 다양한 크기의 입출력 장치(500TP)를 제공할 수 있다.
또한, 입출력 장치(500TP)는 접거나 펼치거나 할 수 있다. 그리고, 접힌 상태와 펼쳐진 상태에서 다른 검지 유닛이 검지 유닛 X를 간섭할 정도가 다른 경우에도, 입출력 장치(500TP)의 상태에 의존하지 않고 검지 유닛을 구동하여 검지 정보를 공급시킬 수 있다.
또한, 입출력 장치(500TP)의 표시부(500)는 표시 정보를 공급받을 수 있다. 예를 들어 연산 장치는 표시 정보를 공급할 수 있다.
입출력 장치(500TP)는 상술한 구성에 더하여 아래와 같은 구성을 가질 수도 있다.
입출력 장치(500TP)는 구동 회로(603g) 또는 구동 회로(603d)를 가져도 좋다. 또한, 입출력 장치(500TP)(또는 구동 회로)는 FPC1에 전기적으로 접속되어 있어도 좋다.
구동 회로(603g)는 예를 들어 소정의 타이밍에 선택 신호를 공급할 수 있다. 구체적으로는 소정의 차례로 선택 신호선 G1에 선택 신호를 공급한다. 또한, 구동 회로(603g)에는 다양한 회로를 사용할 수 있다. 예를 들어 시프트 레지스터, 플립플롭 회로, 또는 조합 회로 등을 사용할 수 있다.
구동 회로(603d)는 검지 유닛(602)이 공급하는 검지 신호에 의거하여 검지 정보를 공급한다. 또한, 구동 회로(603d)에는 다양한 회로를 사용할 수 있다. 예를 들어 검지 유닛에 배치된 검지 회로에 전기적으로 접속됨으로써 소스 폴로어 회로나 커런트 미러 회로를 구성할 수 있는 회로를 구동회로(603d)에 사용할 수 있다. 또한, 검지 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그 디지털 변환 회로를 가져도 좋다.
FPC1은 타이밍 신호, 전원 전위 등을 공급하고, 검지 신호가 공급된다.
입출력 장치(500TP)는 구동 회로(503g), 구동 회로(503s), 배선(311), 또는 단자(319)를 가져도 좋다. 또한, 입출력 장치(500TP)(또는 구동 회로)는 FPC2에 전기적으로 접속되어도 좋다.
또한, 입출력 장치(500TP)에 흠집이 나는 것으로부터 보호하기 위하여 보호층(670)을 가져도 좋다. 예를 들어 세라믹 코트층 또는 하드 코트층을 보호층(670)에 사용할 수 있다. 구체적으로는 산화 알루미늄을 함유한 층 또는 UV 경화 수지를 사용할 수 있다.
또한, 반투과형 액정 디스플레이나 반사형 액정 디스플레이를 실현하는 경우에는, 화소 전극의 일부 또는 전체가 반사 전극으로서의 기능을 갖도록 하면 좋다. 예를 들어 화소 전극의 일부 또는 전체가 알루미늄이나 은 등을 갖도록 하면 좋다.
또한, 반사 전극 아래에 SRAM 등의 기억 회로를 제공할 수도 있다. 이로써, 소비 전력을 더 저감시킬 수 있다. 또한, 다양한 화소 회로 중에서 적용하는 표시 소자에 적합한 구성을 선택하여 사용할 수 있다.
본 실시형태는 다른 실시형태와 적절히 조합할 수 있다.
(실시형태 3)
본 실시형태에서는 본 발명의 일 형태인 전자 기기 및 조명 장치에 대하여 도면을 사용하여 설명한다.
본 발명의 일 형태를 적용함으로써 전자 기기나 조명 장치의 경량화, 박형화, 플렉시블화를 실현할 수 있다. 예를 들어, 실시형태 1의 발광 장치(발광 소자를 사용한 표시 장치도 포함함)나 실시형태 2의 입출력 장치는 전자 기기의 가요성을 갖는 표시부나 조명 장치의 가요성을 갖는 발광부에 적용할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 형태를 적용함으로써 신뢰성이 높고 반복적인 휨에 강한 전자 기기나 조명 장치를 제작할 수 있다.
전자 기기로서는 예를 들어 텔레비전 장치(텔레비전, 또는 텔레비전 수신기라고도 함), 컴퓨터용 등의 모니터, 디지털 카메라나 디지털 비디오 카메라 등의 카메라, 디지털 포토 프레임, 휴대 전화기(휴대 전화, 휴대 전화 장치라고도 함), 휴대형 게임기, 휴대 정보 단말, 음향 재생 장치, 파친코기 등의 대형 게임기 등을 들 수 있다.
또한, 본 발명의 일 형태의 전자 기기 또는 조명 장치는 가요성을 갖기 때문에, 가옥이나 빌딩의 내벽 또는 외벽의 곡면, 또는 자동차의 내장 또는 외장의 곡면을 따라 내장시킬 수도 있다.
또한, 본 발명의 일 형태인 전자 기기는 발광 장치 또는 입출력 장치와, 2차 전지를 가져도 좋다. 이 경우, 비접촉 전력 전송을 사용하여 2차 전지를 충전할 수 있으면 바람직하다.
2차 전지로서 예를 들어 겔 전해질을 사용하는 리튬 폴리머 전지(리튬 이온 폴리머 전지) 등의 리튬 이온 2차 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 카드뮴 전지, 유기 라디칼 전지, 납 축전지, 공기 2차 전지, 니켈 아연 전지, 은 아연 전지 등을 들 수 있다.
본 발명의 일 형태인 전자 기기는 발광 장치 또는 입출력 장치와, 안테나와, 2차 전지를 가져도 좋다. 안테나에서 신호를 수신함으로써 표시부에 영상이나 정보 등을 표시할 수 있다. 또한, 전자 기기가 2차 전지를 갖는 경우, 안테나를 비접촉 전력 전송에 사용하여도 좋다.
도 10의 (A)는 휴대 전화기의 일례다. 휴대 전화기(7400)는 하우징(7401)에 내장된 표시부(7402) 외, 조작 버튼(7403), 외부 접속 포트(7404), 스피커(7405), 마이크로폰(7406) 등을 구비한다. 또한, 휴대 전화기(7400)는 본 발명의 일 형태인 발광 장치 또는 입출력 장치를 그 표시부(7402)에 사용한 것이다. 본 발명의 일 형태에 의하여 만곡된 표시부를 구비하고 신뢰성이 높은 휴대 전화기를 좋은 수율로 제공할 수 있다.
도 10의 (A)에 도시된 휴대 전화기(7400)는 표시부(7402)를 손가락 등으로 터치함으로써 정보를 입력할 수 있다. 또한, 전화를 걸거나 문자를 입력하는 등의 각종 조작은 표시부(7402)를 손가락 등으로 터치함으로써 행할 수 있다.
또한, 조작 버튼(7403)을 조작함으로써 전원의 ON/OFF 동작이나, 표시부(7402)에 표시되는 화상의 종류를 전환할 수 있다. 예를 들어 메일 작성 화면을 메인 메뉴 화면으로 전환시킬 수 있다.
도 10의 (B)는 손목 시계형 휴대 정보 단말의 일례다. 휴대 정보 단말(7100)은 하우징(7101), 표시부(7102), 밴드(7103), 버클(7104), 조작 버튼(7105), 및 입출력 단자(7106) 등을 구비한다.
휴대 정보 단말(7100)은 이동 전화, 전자 메일, 문장 열람 및 작성, 음악 재생, 인터넷 통신, 컴퓨터 게임 등의 각종 애플리케이션을 실행할 수 있다.
표시부(7102)의 표시면은 만곡되어 있고, 만곡된 표시면을 따른 표시가 가능하다. 또한, 표시부(7102)는 터치 센서를 포함하고, 손가락이나 스타일러스 등으로 화면을 터치함으로써 조작할 수 있다. 예를 들어, 표시부(7102)에 표시된 아이콘(7107)을 터치하여 애플리케이션을 기동시킬 수 있다.
조작 버튼(7105)은 시각 설정에 한정되지 않고 전원의 ON/OFF 동작, 무선 통신의 ON/OFF 동작, 매너 모드의 실행 및 해제, 절전 모드의 실행 및 해제 등 다양한 기능을 가질 수 있다. 예를 들어 휴대 정보 단말(7100)에 들어 있는 운영 체계(operating system)에 의하여 조작 버튼(7105)의 기능을 자유로이 설정할 수도 있다.
또한, 휴대 정보 단말(7100)은 통신 규격에 따른 근거리 무선 통신을 실행할 수 있다. 예를 들어 무선 통신이 가능한 헤드 세트와 상호 통신함으로써 핸즈프리 통화가 가능하다.
또한, 휴대 정보 단말(7100)은 입출력 단자(7106)를 가지며, 커넥터를 통하여 다른 정보 단말과 데이터를 직접 주고받을 수 있다. 또한, 입출력 단자(7106)를 통하여 충전할 수도 있다. 또한, 충전 동작은 입출력 단자(7106)를 통하지 않고 무선 급전에 의하여 행하여도 좋다.
휴대 정보 단말(7100)의 표시부(7102)에는 본 발명의 일 형태인 발광 장치 또는 입출력 장치가 내장되어 있다. 본 발명의 일 형태에 의하여 만곡된 표시부를 구비하고 신뢰성이 높은 휴대 정보 단말을 좋은 수율로 제공할 수 있다.
도 10의 (C) 내지 (E)는 조명 장치의 일례다. 조명 장치(7200), 조명 장치(7210), 및 조명 장치(7220)는 각각 조작 스위치(7203)를 구비한 받침부(7201)와, 받침부(7201)에 지지되는 발광부를 갖는다.
도 10의 (C)에 도시된 조명 장치(7200)는 파상(波狀)의 발광면을 갖는 발광부(7202)를 구비한다. 따라서, 디자인성이 높은 조명 장치가 되어 있다.
도 10의 (D)에 도시된 조명 장치(7210)가 구비하는 발광부(7212)는 볼록 형상으로 만곡된 2개의 발광부가 대칭적으로 배치된 구성을 갖는다. 따라서, 조명 장치(7210)를 중심으로 하여 전 방위를 비출 수 있다.
도 10의 (E)에 도시된 조명 장치(7220)는 오목 형상으로 만곡된 발광부(7222)를 구비한다. 따라서, 발광부(7222)로부터의 발광을 조명 장치(7220)의 전면에 집광하기 때문에 특정 범위를 밝게 비추는 경우에 적합하다.
또한, 조명 장치(7200), 조명 장치(7210), 및 조명 장치(7220)가 구비한 각 발광부는 가요성을 갖고 있기 때문에, 발광부를 가소성 부재나 가동 프레임 등의 부재로 고정하고 용도에 맞추어 발광부의 발광면을 자유로이 만곡시킬 수 있는 구성으로 하여도 좋다.
또한, 여기서는 받침부에 의하여 발광부가 지지된 조명 장치를 예시하였지만, 발광부를 구비한 하우징을 천장에 고정하거나 또는 천장에 매달아 사용할 수도 있다. 발광면을 만곡시켜 사용할 수 있기 때문에 발광면을 오목 형상으로 만곡시켜 특정 영역을 밝게 비추거나 또는 발광면을 볼록 형상으로 만곡시켜 방 전체를 밝게 비출 수도 있다.
여기서, 각 발광부에는 본 발명의 일 형태인 발광 장치 또는 입출력 장치가 내장되어 있다. 본 발명의 일 형태에 의하여 만곡된 발광부를 구비하고 신뢰성이 높은 조명 장치를 좋은 수율로 제공할 수 있다.
도 10의 (F)는 휴대형 표시 장치의 일례다. 표시 장치(7300)는 하우징(7301), 표시부(7302), 조작 버튼(7303), 표시부를 꺼내기 위한 손잡이(7304), 및 제어부(7305)를 구비한다.
표시 장치(7300)는 통 형상의 하우징(7301) 내에 롤 형상으로 말린 가요성을 갖는 표시부(7302)를 구비한다.
또한, 표시 장치(7300)는 제어부(7305)에서 영상 신호를 수신할 수 있고, 수신한 영상을 표시부(7302)에 표시할 수 있다. 또한, 제어부(7305)는 전지를 구비한다. 또한, 제어부(7305)가 커넥터가 접속되는 단자부를 구비하고, 영상 신호나 전력이 외부로부터 유선으로 직접 공급되는 구성으로 하여도 좋다.
또한, 조작 버튼(7303)에 의하여 전원의 ON/OFF 동작이나 표시하는 영상의 전환 등을 행할 수 있다.
도 10의 (G)는 표시부를 꺼내기 위한 손잡이(7304)에 의하여 표시부(7302)를 꺼낸 상태의 표시 장치(7300)다. 이 상태로 표시부(7302)에 영상을 표시시킬 수 있다. 또한, 하우징(7301) 표면에 배치된 조작 버튼(7303)에 의하여 한 손으로 용이하게 조작할 수 있다. 또한, 도 10의 (F)와 같이 조작 버튼(7303)을 하우징(7301)의 중앙이 아니라 한쪽에 치우쳐 배치함으로써 한 손으로 용이하게 조작할 수 있다.
또한, 표시부(7302)를 꺼냈을 때 표시부(7302)의 표시면이 평면 형상이 되도록 고정하기 위하여 표시부(7302)의 측부에 보강을 위한 프레임을 제공하여도 좋다.
또한, 상술한 구성 이외에 하우징에 스피커를 제공함으로써 영상 신호와 함께 수신한 음성 신호에 따라 음성을 출력하는 구성으로 하여도 좋다.
표시부(7302)에는 본 발명의 일 형태인 발광 장치 또는 입출력 장치가 내장되어 있다. 본 발명의 일 형태에 의하여 경량이며 신뢰성이 높은 표시 장치를 좋은 수율로 제공할 수 있다.
도 11의 (A) 내지 (C)에 폴더블 휴대 정보 단말(310)을 도시하였다. 도 11의 (A)는 전개된 상태의 휴대 정보 단말(310)을 도시한 것이다. 도 11의 (B)는 전개된 상태로부터 접은 상태 또는 접은 상태로부터 전개된 상태로 변화되고 있는 상태의 휴대 정보 단말(310)을 도시한 것이다. 도 11의 (C)는 접은 상태의 휴대 정보 단말(310)을 도시한 것이다. 휴대 정보 단말(310)은 접은 상태에서는 가반성(可搬性)이 우수하고, 전개된 상태에서는 이음매가 없는 넓은 표시 영역을 가지므로 표시의 일람성이 우수하다.
표시 패널(312)은 힌지(313)에 의하여 연결된 3개의 하우징(315)에 지지되어 있다. 힌지(313)를 사용하여 2개의 하우징(315) 사이에서 휨으로써, 휴대 정보 단말(310)을 전개한 상태로부터 접은 상태로 가역적으로 변형시킬 수 있다. 본 발명의 일 형태인 발광 장치 또는 입출력 장치를 표시 패널(312)에 사용할 수 있다. 예를 들어 1mm 이상 150mm 이하의 곡률 반경으로 휠 수 있는 발광 장치 또는 입출력 장치를 적용할 수 있다.
도 11의 (D) 및 (E)에는 폴더블 휴대 정보 단말(320)을 도시하였다. 도 11의 (D)는 표시부(322)가 외측을 향하도록 접은 상태의 휴대 정보 단말(320)을 도시한 것이다. 도 11의 (E)는 표시부(322)가 내측을 향하도록 접은 상태의 휴대 정보 단말(320)을 도시한 것이다. 휴대 정보 단말(320)을 사용하지 않을 때 비표시부(325)가 외측을 향하도록 접음으로써 표시부(322)에 흠집이 나거나 오염물이 묻는 것을 억제할 수 있다. 본 발명의 일 형태인 발광 장치 또는 입출력 장치를 표시부(322)에 사용할 수 있다.
도 11의 (F)는 휴대 정보 단말(330)의 외형을 설명하기 위한 사시도다. 도 11의 (G)는 휴대 정보 단말(330)의 상면도다. 도 11의 (H)는 휴대 정보 단말(340)의 외형을 설명하기 위한 사시도다.
휴대 정보 단말(330, 340)은 예를 들어 전화기, 수첩, 또는 정보 열람 장치 등 중에서 선택된 하나 또는 복수의 기능을 갖는다. 구체적으로는 각각 스마트폰으로서 사용할 수 있다.
휴대 정보 단말(330, 340)은 그 복수의 면에 문자나 화상 정보를 표시할 수 있다. 예를 들어 3개의 조작 버튼(339)을 하나의 면에 표시할 수 있다(도 11의 (F) 및 (H) 참조). 또한, 파선의 직사각형으로 나타내는 정보(337)를 다른 면에 표시할 수 있다(도 11의 (G) 및 (H) 참조). 또한, 정보(337)의 예로서 SNS(소셜 네트워크 서비스)의 통지, 전자 메일이나 전화 등의 착신을 알리는 표시, 전자 메일 등의 제목 또는 송신자명, 일시, 시각, 전지의 잔량, 안테나의 수신 강도 등이 있다. 또는, 정보(337)가 표시되어 있는 위치에 정보(337) 대신에 조작 버튼(339)이나 아이콘 등을 표시시켜도 좋다. 또한, 도 11의 (F) 및 (G)는 정보(337)가 상측에 표시되는 예이지만, 본 발명의 일 형태는 이것으로 한정되지 않는다. 예를 들어 도 11의 (H)의 휴대 정보 단말(340)과 같이 측면에 표시되어도 좋다.
예를 들어 휴대 정보 단말(330)의 사용자는 옷의 가슴 포켓에 휴대 정보 단말(330)을 수납한 채로 그 표시(여기서는 정보(337))를 확인할 수 있다.
구체적으로는, 착신한 전화의 발신자의 전화번호 또는 이름 등을 휴대 정보 단말(330)의 위쪽으로부터 관찰할 수 있는 위치에 표시시킨다. 사용자는 휴대 정보 단말(330)을 포켓에서 꺼내지 않고, 표시를 확인하여 전화를 받을지 여부를 판단할 수 있다.
휴대 정보 단말(330)의 하우징(335) 및 휴대 정보 단말(340)의 하우징(336)이 각각 갖는 표시부(333)에는 본 발명의 일 형태인 발광 장치 또는 입출력 장치를 사용할 수 있다. 본 발명의 일 형태에 의하여 만곡된 표시부를 구비하고 신뢰성이 높은 휴대 정보 단말을 좋은 수율로 제공할 수 있다.
또한, 도 11의 (I)의 휴대 정보 단말(345)과 같이 정보를 3면 이상에 표시시켜도 좋다. 여기서는, 정보(355), 정보(356), 및 정보(357)가 각각 다른 면에 표시되어 있는 예를 도시하였다.
휴대 정보 단말(345)의 하우징(351)이 갖는 표시부(358)에는 본 발명의 일 형태인 발광 장치 또는 입출력 장치를 사용할 수 있다. 본 발명의 일 형태에 의하여 만곡된 표시부를 구비하고 신뢰성이 높은 휴대 정보 단말을 좋은 수율로 제공할 수 있다.
본 실시형태는 다른 실시형태와 적절히 조합할 수 있다.
(실시예 1)
본 실시예에서는 본 발명의 일 형태에 적용할 수 있는 절연층에 대하여 설명한다. 구체적으로는 실시형태 1의 절연층(105) 및 절연층(115) 중 적어도 하나로서 적합하게 사용할 수 있는 절연층의 구성에 대하여 설명한다.
본 실시예의 시료의 제작 방법에 대하여 도 12의 (A)를 사용하여 설명한다.
우선, 제작 기판(1101)인 유리 기판 위에 두께가 약 100nm인 산화 질화 실리콘막을 하지막(도시하지 않았음)으로서 형성하였다. 산화 질화 실리콘막은 플라즈마 CVD법으로 실레인 가스와 N2O 가스의 유량을 각각 10sccm, 1200sccm로 하고, 전원 전력 30W, 압력 22Pa, 기판 온도 330℃의 조건으로 형성하였다.
다음에, 하지막 위에 두께 약 30nm의 텅스텐막을 박리층(1103)으로서 형성하였다. 텅스텐막은 스퍼터링법에 의하여 Ar 가스의 유량을 100sccm로 하고, 전원 전력 60kW, 압력 2Pa, 기판 온도 100℃의 조건으로 형성하였다.
다음에, 아산화 질소(N2O) 플라즈마 처리를 행하였다. N2O 플라즈마 처리는 N2O 가스의 유량을 100sccm로 하고, 전원 전력 500W, 압력 100Pa, 기판 온도 330℃, 시간 240초의 조건으로 행하였다.
다음에, 박리층(1103) 위에 피박리층(1005)을 형성하였다. 피박리층(1005)은 박리층(1103) 측에서 제 1 산화 질화 실리콘막, 제 1 질화 실리콘막, 제 2 산화 질화 실리콘막, 제 2 질화 실리콘막, 및 제 3 산화 질화 실리콘막이 적층된 구성이다.
피박리층(1005)으로서 우선 박리층(1103) 위에 두께가 약 600nm인 제 1 산화 질화 실리콘막을 형성하였다. 제 1 산화 질화 실리콘막은 플라즈마 CVD법으로 실레인 가스와 N2O 가스의 유량을 각각 75sccm, 1200sccm로 하고, 전원 전력 120W, 압력 70Pa, 기판 온도 330℃의 조건으로 형성하였다.
다음에, 제 1 산화 질화 실리콘막 위에 두께가 약 200nm인 제 1 질화 실리콘막을 형성하였다. 제 1 질화 실리콘막은 플라즈마 CVD법으로 실레인 가스, Ｈ2 가스, 및 NH3 가스의 유량을 각각 30sccm, 800sccm, 및 300sccm로 하고, 전원 전력 600W, 압력 60Pa, 기판 온도 330℃의 조건으로 형성하였다.
다음에, 제 1 질화 실리콘막 위에 두께가 약 200nm인 제 2 산화 질화 실리콘막을 형성하였다. 제 2 산화 질화 실리콘막은 플라즈마 CVD법으로 실레인 가스와 N2O 가스의 유량을 각각 50sccm, 1200sccm로 하고, 전원 전력 120W, 압력 70Pa, 기판 온도 330℃의 조건으로 형성하였다.
다음에, 제 2 산화 질화 실리콘막 위에 두께가 약 100nm인 제 2 질화 실리콘막을 형성하였다. 제 2 질화 실리콘막은 제 1 질화 실리콘막과 같은 조건으로 형성하였다.
다음에, 제 2 질화 실리콘막 위에 두께가 약 100nm인 제 3 산화 질화 실리콘막을 형성하였다. 제 3 산화 질화 실리콘막은 하지막과 같은 조건으로 형성하였다.
다음에, 질소 분위기하에서 450℃로 1시간 동안 가열 처리를 행하였다.
그리고, 피박리층(1005)과 기판(1011)을 접착층(1013)으로 접합하였다. 기판(1011)으로서 두께가 20μm인 필름을 사용하였다. 접착층(1013)에는 2액성 경화형 에폭시계 수지를 사용하였다. 이 단계의 시료의 적층 구조를 도 12의 (A)에 도시하였다.
또한, 피박리층(1005)에 생기는 응력 및 피박리층(1005)을 구성하는 각 절연막 단층에 생기는 응력은 표 1과 같다. 표 1에서 응력이 음의 값을 갖는 경우에는 압축 응력을 갖는 것을 나타내고, 양의 값을 갖는 경우에는 인장 응력을 갖는 것을 나타낸다. 응력을 측정하기 위하여 사용한 각 시료는 실리콘 기판 위에 응력을 측정하고자 하는 막을 형성하고 질소 분위기하에서 450℃로 1시간 동안 가열 처리함으로써 제작하였다.
| 막 두께 | 조건 | 응력(Mpa) | |
| 제 3 산화 질화 실리콘막 | 100nm | SiH4=10sccm, N2O=1200sccm, 30W, 22Pa, 330℃ |
-196 |
| 제 2 질화 실리콘막 | 100nm | SiH4=30sccm, H2=800sccm, NH3=300sccm, 600W, 60Pa, 330℃ |
-433※ |
| 제 2 산화 질화 실리콘막 | 200nm | SiH4=50sccm, N2O=1200sccm, 120W, 70Pa, 330℃ |
-14.9 |
| 제 1 질화 실리콘막 | 200nm | SiH4=30sccm, H2=800sccm, NH3=300sccm, 600W, 60Pa, 330℃ |
-433 |
| 제 1 산화 질화 실리콘막 | 600nm | SiH4=75sccm, N2O=1200sccm, 120W, 70Pa, 330℃ |
21.0 |
| 피박리층(1005) | -155 | ||
※막 두께가 200nm인 경우의 값
다음에, 제작 기판(1101)으로부터 피박리층(1005)을 박리하였다. 제작 기판(1101)으로부터 박리된 피박리층(1005)에서는 크랙이 육안으로 확인되지 않았다. 따라서, 본 실시예의 피박리층(1005)은 박리할 때 크랙이 발생되기 어려운 층인 것을 알 수 있었다.
또한, 표 1을 보면 알다시피 피박리층(1005)에 생기는 응력은 -155MPa이었다. 한편, 생기는 응력이 양의 값(인장 응력)을 갖는 피박리층에서는 제작 기판으로부터 피박리층을 박리함으로써 크랙이 육안으로 확인되는 경우가 있었다. 따라서, 본 실시예의 피박리층(1005)에 생기는 응력은 압축 응력이므로 박리될 때 크랙이 발생되기 어렵다고 생각된다.
또한, 제작 기판(1101)을 박리함으로써 피박리층(1005)이 노출된다. 이 후, 2종류의 가요성 시료를 제작하였다. 둘 중 하나는 노출된 피박리층(1005)과 기판(1001)을 접착층(1003)으로 접합한 가요성 시료 A(도 12의 (B) 참조)다. 다른 하나는 노출된 피박리층(1005) 위에 이방성 도전 필름(1151)을 배치한 가요성 시료 B(도 12의 (D) 참조)다. 또한, 시료 B는 기판(1011)에 사용한 필름의 보호 필름(세퍼레이트 필름이라고도 함. 여기서는 두께가 100μm인 필름)이 그대로 접착된 상태로 하였다.
가요성 시료 A에 대하여 보존 시험을 행하였다. 또한, 접착층(1003)에는 접착층(1013)과 동일 재료를 사용하고, 기판(1001)에는 기판(1011)과 동일 재료를 사용하였다.
가요성 시료 A를 2개 준비하고, 둘 중 하나는 온도 60℃, 습도 95%의 환경하에서 240시간 동안 보존하였다. 다른 하나는 온도 60℃, 습도 95%의 환경하에서 380시간 동안 보존하였다. 양쪽 모두의 시료에서 보존 후의 광학 현미경에 의한 관찰(아래에서 현미경 관찰이라고도 기재함)에 의하여 피박리층(1005)에서 크랙이 확인되지 않았다. 따라서, 본 실시예의 피박리층(1005)은 고온 환경하나 고습 환경하에서 보존하여도 크랙이 발생되기 어려운 것을 알 수 있었다.
또한, 작은 압축 응력이 생기는(생기는 응력이 -15MPa 정도인) 피박리층에서는 박리될 때 크랙이 관찰되지 않았더라도 온도 60℃, 습도 95%의 환경하에서 180시간 동안 보존한 후 현미경 관찰에 의하여 피박리층에서 크랙이 확인되는 경우가 있었다. 따라서, 본 실시예의 피박리층(1005)은 생기는 압축 응력의 값이 크기 때문에 고온 환경하나 고습 환경하에서 보존하여도 특히 크랙이 발생되기 어렵다고 생각된다.
다음에, 상기 환경하에서 240시간 동안 보존한 후의 가요성 시료 A에 대하여 곡률 반경 5mm로 휨 테스트를 2500번 행하였다. 도 12의 (C)에 도시된 바와 같이, 휨 테스트는 시료(99)(시료 A에 상당함)를 휠 때의 곡률 반경을 금속제 막대(98)로 설정하였다. 본 실시예에서는 직경이 10mm인 막대(98)를 사용함으로써 시료 A에 대하여 곡률 반경 5mm로 휨 테스트를 행하였다.
휨 테스트 후의 현미경 관찰에 의하여 피박리층(1005)에서 크랙이 확인되지 않았다. 따라서, 본 실시예의 피박리층(1005)은 휘어져도 크랙이 발생되기 어려운 것을 알 수 있었다.
또한, 가요성 시료 B로서 피박리층(1005)과 두께가 35μm인 이방성 도전 필름(1151)을 압착시켰다. 가요성 시료 B를 3개 준비하고, 압착 헤드(1155)의 압력을 각각 0.25MPa, 0.35MPa, 및 0.45MPa로 하였다.
도 12의 (D)에 도시된 바와 같이, 압착 헤드(1155)와 이방성 도전 필름(1151) 사이에는 두께가 200μm인 실리콘 고무(1153)를 배치하였다. 압착 온도는 250℃로 하고, 압착 시간은 20초로 하였다.
FPC 등을 압착할 때 피박리층(1005)과 이방성 도전 필름(1151) 사이의 경계 부분에는 힘이 가해지기 쉽기 때문에 피박리층(1005)에서 크랙이 발생되기 쉽다. 본 실시예의 가요성 시료 B에서는 압착 헤드의 압력에 의하지 않고, 압착 후의 현미경 관찰에 의하여 피박리층(1005)에서 크랙이 확인되지 않았다. 따라서, 본 실시예의 피박리층(1005)은 압착에 의하여 크랙이 발생되기 어려운 것을 알 수 있었다.
이 결과, 본 실시예의 피박리층(1005)은 박리 시나 FPC의 압착 시, 또는 박리 후의 보존 시험, 휨 테스트 등에서 크랙이 발생되기 어려운 구성인 것을 알 수 있었다. 본 실시예의 피박리층(1005)을 상기 실시형태의 절연층(105) 및 절연층(115) 중 적어도 하나로서 사용함으로써 크랙의 발생을 억제하여 장치의 신뢰성을 높일 수 있다. 또한, 피박리층(1005)에 압축 응력이 생김으로써 피박리층(1005)에서 크랙이 발생되는 것을 억제할 수 있는 것이 시사되었다. 특히, 피박리층(1005)에 생기는 압축 응력은 클수록 바람직한 것이 시사되었다.
(실시예 2)
본 실시예에서는 본 발명의 일 형태에 적용할 수 있는 절연층에 대하여 설명한다. 구체적으로는 실시형태 1의 절연층(105) 및 절연층(115) 중 하나 또는 양쪽으로서 적합하게 사용할 수 있는 절연층의 구성에 대하여 설명한다.
본 발명의 일 형태인 발광 장치에서 절연층(105) 및 절연층(115) 사이에 발광 소자가 위치하기 때문에 절연층(105) 또는 절연층(115) 중 적어도 하나는 발광 소자의 발광을 투과시킬 필요가 있다. 예를 들어 도 1의 (D)의 발광 장치에서는 절연층(115)이 발광 소자의 발광을 투과시켜야 된다. 따라서, 절연층(105) 및 절연층(115) 중 하나 또는 양쪽으로서 가시 영역에서의 빛의 투과율이 높고 크랙이 발생되기 어려운 절연층이 요구된다.
그래서, 본 실시예에서는 가시 영역에서의 빛의 투과율이 높은 적층 구조를 계산으로 구하고, 이 적층 구조의 시료를 실제로 제작하고, 빛의 투과율이나 크랙 발생률을 평가하였다.
계산에는 박막 계산 소프트웨어 "Essential Macleod"(Thin Film Center Inc. 제)를 사용하였다.
계산은 굴절률이 1.500인 한 쌍의 층 사이에 적층 구조가 위치하는 것을 전제로 하였다. 도 12의 (E)에서 굴절률이 1.500인 한 쌍의 층은 층(1201) 및 층(1211)으로서 도시하였다. 층(1201) 및 층(1211)은 실시예 1의 기판(1001) 및 기판(1011)에 사용한 필름에 상당한다. 적층 구조는 도 12의 (E)에서 층(1203), 층(1205), 및 층(1207)의 3층으로 도시하였고, 통틀어 피박리층(1005)이라고도 기재하였다.
층(1203)은 굴절률이 1.479이고, 두께가 600nm이고, 실시예 1의 제 1 산화 질화 실리콘막에 상당한다.
층(1205)은 굴절률이 1.898이고, 두께가 200nm 이상이고, 실시예 1의 제 1 질화 실리콘막에 상당한다.
층(1207)은 각 시료에 따라 구성이 다르다. 시료 1에서는 전체의 적층 구조가 실시예 1에서 제작한 피박리층(1005)에 상당하는 구성과 막 두께가 되도록 층(1207)의 구성 및 막 두께를 결정하였다. 시료 2는 층(1207)을 갖지 않는 경우다. 시료 3 내지 시료 8에서는 각 층의 최적의 막 두께를 계산으로 구하였다.
표 2는 각 시료의 층(1207)의 구성, 계산으로 최적화된 각 층의 막 두께(시료 1 및 시료 2를 제외함), 및 가시 영역(450nm 이상 650nm 이하)에서의 빛의 투과율의 평균값을 나타낸 것이다. 표 2의 위쪽 단은 시료 1 내지 시료 4에 대하여 기재한 것이고, 아래 쪽 단은 시료 5 내지 시료 8에 대하여 기재한 것이다. 또한, 계산으로 얻어진 빛의 투과율은 도 13과 같다.
| 시료 1 | 시료 2 | 시료 3 | 시료 4 | ||
| 투과율(%) | 93.74 | 95.83 | 98.35 | 98.68 | |
| 굴절률 | 막 두께(nm) | ||||
| 층(1207) | 1.898 | - | - | - | - |
| 1.469 | 100 | - | - | - | |
| 1.898 | 100 | - | 31 | 28 | |
| 1.474 | 200 | - | 22 | 33 | |
| 층(1205) | 1.898 | 200 | 200 | 200 | 290 |
| 층(1203) | 1.479 | 600 | 600 | 600 | 600 |
| 시료 5 | 시료 6 | 시료 7 | 시료 8 | ||
| 투과율(%) | 98.42 | 98.35 | 98.90 | 98.83 | |
| 굴절률 | 막 두께(nm) | ||||
| 층(1207) | 1.898 | - | - | - | 23 |
| 1.469 | 190 | 20 | 100 | 30 | |
| 1.898 | 140 | 32 | 20 | 70 | |
| 1.474 | 180 | 23 | 34 | 5 | |
| 층(1205) | 1.898 | 280 | 200 | 280 | 200 |
| 층(1203) | 1.479 | 600 | 600 | 600 | 600 |
시료 1, 시료 5 내지 시료 7은 층(1207)이 3층 구조인 경우의 예이고, 층(1205) 측에서 굴절률이 1.474인 층(실시예 1의 제 2 산화 질화 실리콘막에 상당함), 굴절률이 1.898인 층(실시예 1의 제 2 질화 실리콘막에 상당함), 및 굴절률이 1.469인 층(실시예 1의 제 3 산화 질화 실리콘막에 상당함)이 적층되어 있다.
시료 3 및 시료 4는 층(1207)이 2층 구조인 경우의 예이고, 상기 3층 구조로부터 굴절률이 1.469인 층을 제외한 구성이다.
시료 8은 층(1207)이 4층 구조인 경우의 예이고, 상기 3층 구조 위에 굴절률이 1.898인 층이 더 적층된 구성이다. 굴절률이 1.898인 층은 실시예 1의 제 1 질화 실리콘막이나 제 2 질화 실리콘막과 같은 막에 상당한다.
굴절률이 약 1.5인 층과, 굴절률이 약 1.9인 층을 교대로 적층시키고, 역 위상의 간섭이 가시 영역에서 많이 일어나게 함으로써 피박리층(1005)의 가시 영역에서의 빛의 투과율을 높일 수 있다.
시료 1 내지 시료 8은 가시 영역에서의 빛의 투과율의 평균값이 모두 93% 이상이고, 가시광에 대한 투과성이 높은 것을 알 수 있다. 또한, 시료 2 내지 시료 8은 가시 영역에서의 빛의 투과율의 평균값이 90% 이상이고, 시료 3 내지 시료 8은 가시 영역에서의 빛의 투과율의 평균값이 95% 이상이고, 가시광에 대한 투과성이 특히 높은 것을 알 수 있다.
또한, 시료 1 내지 시료 8을 실제로 제작하였고, 분광 광도계를 사용하여 각 시료의 빛의 투과율을 측정하였다.
투과율을 측정하기 위한 시료 1 내지 시료 8(도 12의 (F) 참조)의 제작 방법을 설명한다.
우선, 실시예 1과 마찬가지로 제작 기판(1101) 위에 하지막 및 박리층(1103)을 이 순서로 형성하였다. 그리고, 본 실시예에서는 박리층(1103)을 형성한 후, N2O 플라즈마 처리를 행하지 않고, 박리층(1103) 위에 피박리층(1005)을 형성하였다. 또한, 본 실시예에서는 박리층(1103) 및 층(1203)을 드라이 에칭에 의하여 섬 형상으로 가공하였다.
피박리층(1005)으로서 표 2의 각 시료의 층(1203), 층(1205), 및 층(1207)을 형성하였다. 각 층은 상술한 바와 같이 실시예 1에서 형성한 피박리층(1005)을 구성하는 층 중 어느 것에 대응하기 때문에 성막 조건은 실시예 1을 참조할 수 있다.
이 후, 질소 분위기하에서 450℃로 1시간 동안 가열 처리를 행하였다. 그리고, 제작 기판(1101)으로부터 피박리층(1005)을 박리하고, 접착층(1003)을 사용하여 노출된 피박리층(1005)과 기판(1001)을 접합하였다.
투과율을 측정할 때 시료에 기판(1001) 측으로부터 빛을 조사하였다.
표 3은 각 시료에서 가시 영역(450nm 이상 650nm 이하)에서의 빛의 투과율의 평균값을 나타낸 것이다. 또한, 각 시료의 빛의 투과율을 측정한 결과를 도 14에 도시하였다.
또한, 각 시료에서 피박리층에 생기는 응력을 측정한 결과는 표 3과 같다. 응력을 측정하기 위하여 사용한 시료의 제작 방법은 실시예 1과 마찬가지이다.
| 시료1 | 시료 2 | 시료 3 | 시료 4 | |
| 투과율(%) | 82.80 | 85.13 | 86.80 | 86.71 |
| 응력(MPa) | -139.0 | -118.0 | -143.7 | -138.6 |
| 시료 5 | 시료 6 | 시료 7 | 시료 8 | |
| 투과율(%) | 86.39 | 85.92 | 86.85 | 86.64 |
| 응력(MPa) | -132.9 | -131.6 | -135.7 | -129.9 |
실제로 제작된 시료 1 내지 시료 8은 가시 영역에서의 빛의 투과율의 평균값이 모두 82% 이상이었고, 가시광에 대한 투과성이 높은 것을 알 수 있었다. 또한, 시료 2 내지 시료 8은 가시 영역에서의 빛의 투과율의 평균값이 70% 이상이었고, 시료 3 내지 시료 8은 가시 영역에서의 빛의 투과율의 평균값이 80% 이상이었고, 가시광에 대한 투과성이 특히 높은 것을 알 수 있었다.
또한, 시료 1 내지 시료 8에는 모두 압축 응력이 생기는 것을 알 수 있었다. 따라서, 박리 시나 FPC의 압착 시, 또는 박리 후의 보존 시험이나 휨 테스트 등에서 크랙이 발생되기 어려운 것이 시사되었다.
고온 고습 환경하에서의 보존이나 이방성 도전 필름의 압착 등에 의하여 각 시료에 크랙이 발생되는지 여부를 실제로 확인하였다. 이것을 확인하기 위하여 사용한 시료 1 내지 시료 8의 제작 방법은 아래와 같다.
우선, 실시예 1과 마찬가지로 제작 기판(1101) 위에 하지막 및 박리층(1103)을 이 순서로 형성하였다. 그리고, N2O 플라즈마 처리를 행하고, 박리층(1103) 위에 피박리층(1005)을 형성하였다. 이 후, 질소 분위기하에서 450℃로 1시간 동안 가열 처리를 행하였다. 그리고, 피박리층(1005)과 기판(1011)을 접착층(1013)으로 접합하였다(도 12의 (A) 참조). 기판(1011) 및 접착층(1013)의 재료는 실시예 1과 마찬가지이다.
다음에, 제작 기판(1101)으로부터 피박리층(1005)을 박리하였다. 모든 시료에서 박리된 피박리층(1005)에서 크랙이 육안으로 확인되지 않았다.
시료 1 내지 시료 8에서 피박리층(1005)에는 모두 압축 응력이 생기기 때문에 박리할 때 크랙이 발생되기 어려운 구성인 것으로 생각된다.
또한, 제작 기판(1101)을 박리함으로써 피박리층(1005)이 노출된다. 이 후, 2종류의 가요성 시료를 제작하였다. 둘 중 하나는 노출된 피박리층(1005)과 기판(1001)을 접착층(1003)으로 접합한 가요성 시료 1A 내지 시료 8A(도 12의 (B) 참조)다. 다른 하나는 노출된 피박리층(1005) 위에 이방성 도전 필름(1151)을 배치한 가요성 시료 1B 내지 시료 8B(도 12의 (D) 참조)다. 또한, 시료 1B 내지 시료 8B는 기판(1011)에 사용한 필름의 보호 필름(세퍼레이트 필름이라고도 함. 여기서는 두께가 100μm인 필름)이 그대로 접착된 상태로 하였다.
가요성 시료 1A 내지 시료 8A에 대하여 보존 시험을 행하였다. 또한, 접착층(1003)에는 접착층(1013)과 동일 재료를 사용하고, 기판(1001)에는 기판(1011)과 동일 재료를 사용하였다.
시료 1A 내지 시료 8A를 온도 60℃, 습도 95%의 환경하에서 240시간 보존하였다. 모든 시료에서 보존 후의 현미경 관찰에 의하여 피박리층(1005)에서 크랙이 확인되지 않았다. 시료 1A 내지 시료 8A의 피박리층(1005)에는 모두 압축 응력이 생기기 때문에 고온 환경하나 고습 환경하에서 보존하여도 크랙이 발생되기 어려운 것으로 생각된다.
또한, 가요성 시료 1B 내지 시료 8B로서 피박리층(1005)과 이방성 도전 필름(1151)을 압착시켰다. 가요성 시료 1B 내지 시료 8B를 3개 준비하고, 압착 헤드(1155)의 압력을 각각 0.25MPa, 0.35MPa, 0.45MPa로 하였다. 다른 조건도 실시예 1과 마찬가지이다.
압착 후에 현미경으로 관찰한 결과, 압착 헤드의 압력에 의존하지 않고, 각 시료에서 발생한 크랙의 개수는 0개 이상 3개 이하이었다. 시료 1B 내지 시료 8B의 피박리층(1005)에는 모두 압축 응력이 생기기 때문에 압착에 의하여 크랙이 발생되기 어려운 것으로 생각된다. 특히, 피박리층(1005)에 생기는 압축 응력이 클수록 압착에 의한 크랙이 발생되기 어려웠다. 따라서, 피박리층(1005)에 생기는 압축 응력이 클수록 압착에 의한 크랙을 억제하고, 장치의 신뢰성을 높일 수 있는 것을 알 수 있었다.
따라서, 본 실시예의 시료는 박리 시나 FPC의 압착 시 또는 박리 후의 보존 시험 등에서 피박리층(1005)에서 크랙이 발생되기 어려운 구성인 것을 알 수 있었다. 또한, 본 실시예의 시료는 가시 영역에서의 빛의 투과율이 높은 구성인 것을 알 수 있었다.
본 실시예의 피박리층(1005)을 상기 실시형태의 절연층(105) 및 절연층(115) 중 하나 또는 양쪽으로서 사용함으로써 크랙의 발생을 억제하여 장치의 신뢰성을 높일 수 있다. 또한, 본 실시예의 피박리층(1005)은 가시 영역에서의 빛의 투과율이 높으므로 발광 소자의 발광을 추출하는 측에 제공되는 절연층으로서 적합하게 사용할 수 있다.
(실시예 3)
본 실시예에서는 본 발명의 일 형태인 발광 장치의 신뢰성 시험의 결과에 대하여 설명한다.
본 실시예에서는 본 발명의 일 형태를 적용한 발광 장치를 휜 상태에서 고온 고습 환경하에서 보존하였다.
본 실시예에서 제작한 발광 장치는 정밀도가 326ppi, 해상도가 QHD(Quarter Full High Definition, 960×540×RGB)인 3.4인치 가요성 유기 EL 디스플레이다.
본 실시예의 발광 장치의 제작 방법을 설명한다.
우선, 2개의 제작 기판 위에 각각 박리층을 형성하고, 박리층 위에 피박리층을 형성하였다. 다음에, 각 피박리층이 형성된 면이 대향되도록 2개의 제작 기판을 접합하였다. 그리고, 2개의 제작 기판을 각 피박리층으로부터 박리하고, 각 피박리층에 가요성 기판을 접합하였다. 이로써, 도 1의 (A1) 및 도 2의 (A)의 발광 장치를 제작하였다. 각 층의 재료는 아래와 같다.
제작 기판에는 유리 기판을 사용하였다. 박리층으로서는 텅스텐막과, 이 텅스텐막 위의 산화 텅스텐막의 적층 구조를 형성하였다. 구체적으로는, 두께가 약 30nm인 텅스텐막을 스퍼터링법에 의하여 형성하고, N2O 플라즈마 처리를 실시한 후, 피박리층을 형성하였다.
박리층을 구성하는 적층 구조는 성막 직후의 박리성은 낮지만, 가열 처리에 의하여 무기 절연막과 반응함으로써 계면 상태가 변화되어 취성(脆性)을 나타낸다. 그리고, 박리의 기점을 형성함으로써 물리적으로 박리할 수 있게 된다.
하나의 제작 기판 위에는 피박리층으로서 절연층(105) 및 소자층(106a)을 형성하였다. 다른 하나의 제작 기판 위에는 피박리층으로서 절연층(115) 및 기능층(106b)을 형성하였다.
소자층(106a)으로서는 트랜지스터 및 발광 소자(830)인 유기 EL 소자 등을 형성하였다. 기능층(106b)으로서는 컬러 필터(착색층(845)) 및 블랙 매트릭스(차광층(847)) 등을 형성하였다.
트랜지스터에는 CAAC-OS(C Axis Aligned Crystalline Oxide Semiconductor)를 사용한 트랜지스터를 적용하였다. CAAC-OS는 비정질이 아니므로 결함 준위가 적어 트랜지스터의 신뢰성을 높일 수 있다. 또한, CAAC-OS는 결정립계를 갖지 않으므로 가요성을 갖는 발광 장치를 만곡시켰을 때의 응력에 의하여 CAAC-OS막에서 크랙이 발생되기 어렵다.
CAAC-OS는 막 면에 수직으로 c축 배향된 산화물 반도체다. 산화물 반도체로서는 이 외에 나노 스케일 미결정의 집합체인 nano-crystal(nc-OS) 등 비정질이나 단결정과 다른 다양한 구조가 존재하는 것이 확인되어 있다. CAAC-OS는 단결정보다 결정성이 낮지만 비정질이나 nc-OS와 비교하여 결정성이 높다.
본 실시예에서는 In-Ga-Zn계 산화물을 사용한 채널 에치형 트랜지스터를 사용하였다. 이 트랜지스터는 유리 기판 위에 500℃ 미만의 프로세스로 제작하였다.
플라스틱 기판 등의 유기 수지 위에 트랜지스터 등의 소자를 직접 제작하는 방법에서는 소자의 제작 공정의 온도를 유기 수지의 내열 온도보다 낮게 하여야 한다. 본 실시예에서는 제작 기판이 유리 기판이며 무기막인 박리층의 내열성이 높으므로 유리 기판 위에 트랜지스터를 제작하는 경우와 같은 온도로 트랜지스터를 제작할 수 있어 트랜지스터의 성능 및 신뢰성을 용이하게 확보할 수 있다.
발광 소자(830)에는 청색 빛을 나타내는 발광층을 갖는 형광 발광 유닛과 녹색 빛을 나타내는 발광층 및 적색 빛을 나타내는 발광층을 갖는 인광 발광 유닛을 갖는 탠덤형 유기 EL 소자를 사용하였다. 발광 소자(830)는 톱 이미션형이다.
절연층(105), 절연층(115), 접착층(103), 접착층(107), 접착층(113), 기판(101), 및 기판(111)은 시료에 따라 서로 다른 구성으로 하였다.
시료 1 및 시료 2에서는 절연층(115)에 실시예 1에서 제작한 피박리층(1005)과 같은 구성 및 제작 방법을 적용하였다. 또한, 시료 1 및 시료 2에서는 절연층(105)에 아래에 기재하는 점 이외는 실시예 1에서 제작한 피박리층(1005)과 같은 구성 및 제작 방법을 적용하였다. 절연층(105)에 제 2 질화 실리콘막 대신에 두께가 약 140nm인 질화 산화 실리콘막을 사용하였다. 질화 산화 실리콘막은 플라즈마 CVD법에 의하여 실레인 가스, H2 가스, N2 가스, NH3 가스, N2O 가스의 유량을 각각 110sccm, 800sccm, 800sccm, 800sccm, 70sccm로 하고, 전원 전력 320W, 압력 100Pa, 기판 온도 330℃의 조건으로 형성하였다. 또한, 실시예 1과 같은 방법에 의하여 절연층(105)에 사용한 구성의 응력을 측정한 결과, -15MPa이었다.
또한, 시료 1에서는 접착층(103), 접착층(107), 및 접착층(113)에 유리 전이 온도가 약 100℃인 열 경화형 접착제를 사용하였다. 또한, 시료 2에서는 접착층(107)에 유리 전이 온도가 약 100℃인 열 경화형 접착제를 사용하고, 접착층(103) 및 접착층(113)에 유리 전이 온도가 약 150℃인 자외광 경화형 접착제를 사용하였다.
비교 시료에서는 절연층(105) 및 절연층(115)의 양쪽 모두에 시료 1의 절연층(105)과 같은 구성을 적용하였다. 또한, 접착층(103), 접착층(107), 및 접착층(113)에는 모두 유리 전이 온도가 60℃ 미만인 접착제를 사용하였다.
시료 1, 시료 2, 및 비교 시료에서는 기판(101) 및 기판(111)에 사용한 재료는 다르지만 모두 선팽창 계수가 20ppm/K 이하인 유기 수지 필름이다. 시료 2에서는 접착층(103) 및 접착층(113)에 자외광 경화형 접착제를 사용하기 때문에 자외광을 투과시키는 필름을 사용하였다.
그리고, 제작한 발광 장치의 신뢰성 시험을 행하였다. 신뢰성 시험에서는 발광 장치를 곡률 반경 5mm로 휘고 화상을 표시시킨 상태에서 온도 65℃, 습도 95%의 환경하에서 1000시간 보존하였다.
실시예 1의 휨 테스트에 사용한 막대(98)를 사용하여 시료를 휠 때의 곡률 반경을 설정하였다(도 12의 (C)의 오른 측 참조). 이 때, 휠 부분은 발광 장치의 중앙부이고, 발광부와 스캔 드라이버를 포함한다. 본 실시예에서는 발광 장치의 표시면을 외측을 향하도록 하여 실험을 행하였다.
시료 1 및 시료 2에서는 1000시간 후에도 표시부에 크랙 등의 결함이 발생되지 않았고, 드라이버도 정상적으로 동작하였다. 또한, 수축(여기서는 발광부 단부나 휘어진 부분에서의 휘도 열화나 발광부의 비발광 영역의 확대를 가리킴)도 거의 확인되지 않았다. 구체적으로는 시료 1의 발광부 단부 및 시료 2의 휘어진 부분 및 발광부 단부에 대하여 현미경 관찰을 행한 결과, 휘도 열화는 거의 확인되지 않았다.
한편, 비교 시료에서는 100시간이 지나기 전에 시료 내부의 크랙으로 인한 표시 불량이 발생되었다.
본 실시예에 의거하면, 본 발명의 일 형태를 적용함으로써, 발광 장치를 휜 상태에서 오랜 시간 사용할 수 있는 것을 알 수 있었다. 또한, 본 발명의 일 형태를 적용함으로써 인장 응력을 갖는 절연층이나 유리 전이 온도가 낮은 접착층을 사용하는 경우와 비교하여 크랙의 발생이나 표시부의 수축의 발생을 억제할 수 있는 것을 알 수 있었다.
98: 막대
99: 시료
101, 111, 590, 1001, 1011: 기판
103, 107, 113, 360, 597, 822, 1003, 1013: 접착층
105, 115, 321, 593, 653, 815, 817, 817a, 817b, 821: 절연층
106, 106a: 소자층
106b: 기능층
301, 322, 333, 358, 500, 501, 7102, 7302, 7402: 표시부
302: 화소
302B, 302G, 302R: 부화소
302t, 303t, 308t, 820, 824: 트랜지스터
303c, 650: 용량 소자
303g(1): 주사선 구동 회로
303g(2): 촬상 화소 구동 회로
303s(1): 화상 신호선 구동 회로
303s(2): 촬상 신호선 구동 회로
304: 게이트
308: 촬상 화소
308p: 광전 변환 소자
309, 509, 808: FPC
310, 320, 330, 340, 345, 7100: 휴대 정보 단말
311, 594, 598: 배선
312: 표시 패널
313: 힌지
315, 335, 336, 351, 7101, 7301, 7401: 하우징
319: 단자
325: 비표시부
328: 격벽
329, 823: 스페이서
337, 355, 356, 357: 정보
339, 7105, 7303, 7403: 조작 버튼
350R, 830: 발광 소자
351R, 831: 하부 전극
352, 835: 상부 전극
353, 353a, 353b, 833: EL층
354: 중간층
367B, 367G, 367R, 845: 착색층
367BM, 847: 차광층
367p: 반사 방지층
380B, 380G, 380R: 발광 모듈
390, 500TP, 505, 505B: 입출력 장치
503g, 503s, 603d, 603g: 구동 회로
591, 592, 651, 652: 전극
595: 터치 센서
599 : 접속층
600: 입력부
602: 검지 유닛
667: 창문부
670: 보호층
804, 7202, 7212, 7222: 발광부
806: 구동 회로부
814, 856, 857, 857a, 857b: 도전층
825: 접속체
832: 광학 조정층
849: 오버 코트
1005: 피박리층
1101: 제작 기판
1103: 박리층
1151: 이방성 도전 필름
1153: 실리콘 고무
1155: 압착 헤드
1201, 1203, 1205, 1207, 1211: 층
7103: 밴드
7104: 버클
7106: 입출력 단자
7107: 아이콘
7200, 7210, 7220: 조명 장치
7201: 받침부
7203: 조작 스위치
7300: 표시 장치
7304: 손잡이
7305: 제어부
7400: 휴대 전화기
7404: 외부 접속 포트
7405: 스피커
7406: 마이크로폰
99: 시료
101, 111, 590, 1001, 1011: 기판
103, 107, 113, 360, 597, 822, 1003, 1013: 접착층
105, 115, 321, 593, 653, 815, 817, 817a, 817b, 821: 절연층
106, 106a: 소자층
106b: 기능층
301, 322, 333, 358, 500, 501, 7102, 7302, 7402: 표시부
302: 화소
302B, 302G, 302R: 부화소
302t, 303t, 308t, 820, 824: 트랜지스터
303c, 650: 용량 소자
303g(1): 주사선 구동 회로
303g(2): 촬상 화소 구동 회로
303s(1): 화상 신호선 구동 회로
303s(2): 촬상 신호선 구동 회로
304: 게이트
308: 촬상 화소
308p: 광전 변환 소자
309, 509, 808: FPC
310, 320, 330, 340, 345, 7100: 휴대 정보 단말
311, 594, 598: 배선
312: 표시 패널
313: 힌지
315, 335, 336, 351, 7101, 7301, 7401: 하우징
319: 단자
325: 비표시부
328: 격벽
329, 823: 스페이서
337, 355, 356, 357: 정보
339, 7105, 7303, 7403: 조작 버튼
350R, 830: 발광 소자
351R, 831: 하부 전극
352, 835: 상부 전극
353, 353a, 353b, 833: EL층
354: 중간층
367B, 367G, 367R, 845: 착색층
367BM, 847: 차광층
367p: 반사 방지층
380B, 380G, 380R: 발광 모듈
390, 500TP, 505, 505B: 입출력 장치
503g, 503s, 603d, 603g: 구동 회로
591, 592, 651, 652: 전극
595: 터치 센서
599 : 접속층
600: 입력부
602: 검지 유닛
667: 창문부
670: 보호층
804, 7202, 7212, 7222: 발광부
806: 구동 회로부
814, 856, 857, 857a, 857b: 도전층
825: 접속체
832: 광학 조정층
849: 오버 코트
1005: 피박리층
1101: 제작 기판
1103: 박리층
1151: 이방성 도전 필름
1153: 실리콘 고무
1155: 압착 헤드
1201, 1203, 1205, 1207, 1211: 층
7103: 밴드
7104: 버클
7106: 입출력 단자
7107: 아이콘
7200, 7210, 7220: 조명 장치
7201: 받침부
7203: 조작 스위치
7300: 표시 장치
7304: 손잡이
7305: 제어부
7400: 휴대 전화기
7404: 외부 접속 포트
7405: 스피커
7406: 마이크로폰
Claims (26)
- 발광 장치에 있어서,
가요성을 갖는 제 1 기판;
가요성을 갖는 제 2 기판;
상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판 사이에 있는, 발광 소자를 갖는 소자층;
상기 제 1 기판과 상기 소자층 사이의 제 1 절연층;
상기 제 2 기판과 상기 소자층 사이의 제 2 절연층;
상기 제 1 기판과 상기 제 1 절연층 사이의 제 1 접착층; 및
상기 제 2 기판과 상기 제 2 절연층 사이의 제 2 접착층을 포함하고,
상기 제 1 절연층은 제 1 부분을 갖고,
상기 제 2 절연층은 제 2 부분을 갖고,
상기 제 1 접착층은 제 3 부분을 갖고,
상기 제 2 접착층은 제 4 부분을 갖고,
상기 제 1 기판은 제 5 부분을 갖고,
상기 제 2 기판은 제 6 부분을 갖고,
상기 제 1 부분 및 상기 제 2 부분 중 적어도 하나에는 압축 응력이 생기고,
상기 제 3 부분 및 상기 제 4 부분 중 적어도 하나의 유리 전이 온도는 60℃ 이상이고,
상기 제 5 부분 및 상기 제 6 부분 중 적어도 하나의 선팽창 계수는 60ppm/K 이하인, 발광 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 접착층은 제 7 부분을 갖고,
상기 제 2 접착층은 제 8 부분을 갖고,
상기 제 7 부분 및 상기 제 8 부분 중 적어도 하나의 선팽창 계수는 100ppm/K 이하인, 발광 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 기판은 제 9 부분을 갖고,
상기 제 2 기판은 제 10 부분을 갖고,
상기 제 9 부분 및 상기 제 10 부분 중 적어도 하나의 유리 전이 온도는 150℃ 이상인, 발광 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 기판은 제 11 부분을 갖고,
상기 제 2 기판은 제 12 부분을 갖고,
상기 제 11 부분 및 상기 제 12 부분 중 적어도 하나의 두께는 1μm 이상 25μm 이하인, 발광 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 부분 및 상기 제 2 부분 중 적어도 하나에 생기는 응력은 -250MPa 이상 -15MPa 이하인, 발광 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 절연층은 제 13 부분을 갖고,
상기 제 2 절연층은 제 14 부분을 갖고,
상기 제 13 부분 및 상기 제 14 부분 중 적어도 하나에서 가시 영역에서의 빛의 투과율의 평균이 80% 이상인, 발광 장치. - 제 6 항에 있어서,
상기 제 13 부분 및 상기 제 14 부분 중 적어도 하나에서 파장 475nm에서의 빛의 투과율이 80% 이상인, 발광 장치. - 제 6 항에 있어서,
상기 제 13 부분 및 상기 제 14 부분 중 적어도 하나에서 파장 650nm에서의 빛의 투과율이 80% 이상인, 발광 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 절연층 및 상기 제 2 절연층 중 적어도 하나는 산소, 질소, 및 실리콘을 포함하는, 발광 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 절연층 및 상기 제 2 절연층 중 적어도 하나는 질화 실리콘 또는 질화 산화 실리콘을 포함하는, 발광 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 절연층 및 상기 제 2 절연층 중 적어도 하나는 산화 질화 실리콘막 및 질화 실리콘막을 갖고,
상기 산화 질화 실리콘막과 상기 질화 실리콘막이 서로 접촉되어 있는, 발광 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 절연층은
제 1 산화 질화 실리콘막;
상기 제 1 산화 질화 실리콘막 위에 접촉되어 있는 제 1 질화 실리콘막;
상기 제 1 질화 실리콘막 위에 접촉되어 있는 제 2 산화 질화 실리콘막;
상기 제 2 산화 질화 실리콘막 위에 접촉되어 있는 제 2 질화 실리콘막; 및
상기 제 2 질화 실리콘막 위에 접촉되어 있는 제 3 산화 질화 실리콘막을 포함하는, 발광 장치. - 제 12 항에 있어서,
상기 제 2 절연층은
제 4 산화 질화 실리콘막;
상기 제 4 산화 질화 실리콘막 위에 접촉되어 있는 제 3 질화 실리콘막;
상기 제 3 질화 실리콘막 위에 접촉되어 있는 제 5 산화 질화 실리콘막;
상기 제 5 산화 질화 실리콘막 위에 접촉되어 있는 제 4 질화 실리콘막; 및
상기 제 4 질화 실리콘막 위에 접촉되어 있는 제 6 산화 질화 실리콘막을 포함하는, 발광 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 2 절연층은
제 1 산화 질화 실리콘막;
상기 제 1 산화 질화 실리콘막 위에 접촉되어 있는 제 1 질화 실리콘막;
상기 제 1 질화 실리콘막 위에 접촉되어 있는 제 2 산화 질화 실리콘막;
상기 제 2 산화 질화 실리콘막 위에 접촉되어 있는 제 2 질화 실리콘막; 및
상기 제 2 질화 실리콘막 위에 접촉되어 있는 제 3 산화 질화 실리콘막을 포함하는, 발광 장치. - 전자 기기에 있어서,
제 1 항에 따른 발광 장치와,
안테나, 전지, 하우징, 스피커, 마이크로폰, 또는 조작 버튼을 포함하는, 전자 기기. - 발광 장치에 있어서,
가요성을 갖는 제 1 기판;
가요성을 갖는 제 2 기판;
상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판 사이에 있는, 발광 소자를 갖는 소자층;
상기 제 1 기판과 상기 소자층 사이의 제 1 절연층;
상기 제 2 기판과 상기 소자층 사이의 제 2 절연층;
상기 제 1 기판과 상기 제 1 절연층 사이의 제 1 접착층; 및
상기 제 2 기판과 상기 제 2 절연층 사이의 제 2 접착층을 포함하고,
상기 제 1 절연층은
제 1 산화 질화 실리콘막;
상기 제 1 산화 질화 실리콘막 위에 접촉되어 있는 제 1 질화 실리콘막;
상기 제 1 질화 실리콘막 위에 접촉되어 있는 제 2 산화 질화 실리콘막;
상기 제 2 산화 질화 실리콘막 위에 접촉되어 있는 제 2 질화 실리콘막; 및
상기 제 2 질화 실리콘막 위에 접촉되어 있는 제 3 산화 질화 실리콘막을 포함하고,
상기 제 1 절연층은 제 1 부분을 갖고,
상기 제 2 절연층은 제 2 부분을 갖고,
상기 제 1 접착층은 제 3 부분을 갖고,
상기 제 2 접착층은 제 4 부분을 갖고,
상기 제 1 기판은 제 5 부분을 갖고,
상기 제 2 기판은 제 6 부분을 갖고,
상기 제 3 부분 및 상기 제 4 부분 중 적어도 하나의 유리 전이 온도는 60℃ 이상이고,
상기 제 5 부분 및 상기 제 6 부분 중 적어도 하나의 선팽창 계수는 60ppm/K 이하인, 발광 장치. - 제 16 항에 있어서,
상기 제 1 접착층은 제 7 부분을 갖고,
상기 제 2 접착층은 제 8 부분을 갖고,
상기 제 7 부분 및 상기 제 8 부분 중 적어도 하나의 선팽창 계수는 100ppm/K 이하인, 발광 장치. - 제 16 항에 있어서,
상기 제 1 기판은 제 9 부분을 갖고,
상기 제 2 기판은 제 10 부분을 갖고,
상기 제 9 부분 및 상기 제 10 부분 중 적어도 하나의 유리 전이 온도는 150℃ 이상인, 발광 장치. - 제 16 항에 있어서,
상기 제 1 기판은 제 11 부분을 갖고,
상기 제 2 기판은 제 12 부분을 갖고,
상기 제 11 부분 및 상기 제 12 부분 중 적어도 하나의 두께는 1μm 이상 25μm 이하인, 발광 장치. - 제 16 항에 있어서,
상기 제 1 부분 및 상기 제 2 부분 중 적어도 하나에 생기는 응력은 -250MPa 이상 -15MPa 이하인, 발광 장치. - 제 16 항에 있어서,
상기 제 1 절연층은 제 13 부분을 갖고,
상기 제 2 절연층은 제 14 부분을 갖고,
상기 제 13 부분 및 상기 제 14 부분 중 적어도 하나에서 가시 영역에서의 빛의 투과율의 평균이 80% 이상인, 발광 장치. - 제 21 항에 있어서,
상기 제 13 부분 및 상기 제 14 부분 중 적어도 하나에서 파장 475nm에서의 빛의 투과율이 80% 이상인, 발광 장치. - 제 21 항에 있어서,
상기 제 13 부분 및 상기 제 14 부분 중 적어도 하나에서 파장 650nm에서의 빛의 투과율이 80% 이상인, 발광 장치. - 제 16 항에 있어서,
상기 제 1 절연층 및 상기 제 2 절연층 중 적어도 하나는 산소, 질소, 및 실리콘을 포함하는, 발광 장치. - 제 16 항에 있어서,
상기 제 2 절연층은
제 4 산화 질화 실리콘막;
상기 제 4 산화 질화 실리콘막 위에 접촉되어 있는 제 3 질화 실리콘막;
상기 제 3 질화 실리콘막 위에 접촉되어 있는 제 5 산화 질화 실리콘막;
상기 제 5 산화 질화 실리콘막 위에 접촉되어 있는 제 4 질화 실리콘막; 및
상기 제 4 질화 실리콘막 위에 접촉되어 있는 제 6 산화 질화 실리콘막을 포함하는, 발광 장치. - 전자 기기에 있어서,
제 16 항에 따른 발광 장치와,
안테나, 전지, 하우징, 스피커, 마이크로폰, 또는 조작 버튼을 포함하는, 전자 기기.
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