KR20160120662A - 표시 장치 및 표시 장치의 제조 방법 - Google Patents

표시 장치 및 표시 장치의 제조 방법 Download PDF

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KR20160120662A
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도시후미 미무라
도시히로 사또
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가부시키가이샤 재팬 디스프레이
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Abstract

제조 공정이 간략화되고, 신뢰성이 높은 표시 장치를 제공한다.
복수의 화소의 각각에 설치된 화소 전극과, 복수의 화소의 각각에 공통적으로 화소 전극 상에 설치된 공통 화소 전극과, 개별 화소 전극과 공통 화소 전극 사이에 설치된 유기층과, 공통 화소 전극 상에 설치된 제1 절연층과, 제1 절연층, 공통 화소 전극 및 유기층이 적층된 영역에 있어서, 유기층보다 하층에 설치된 공통 전위선과, 공통 전위선 상에서, 제1 절연층, 공통 화소 전극 및 유기층을 관통하는 개공부에 설치된 콘택트 전극과, 제1 절연층 및 콘택트 전극을 덮는 제2 절연층을 구비하는 표시 장치이다.

Description

표시 장치 및 표시 장치의 제조 방법 {DISPLAY DEVICE AND METHOD FOR MANUFACTURING DISPLAY DEVICE}
본 발명은, 발광 소자의 유기층의 패터닝 방법 및 그것을 사용하여 제작한 표시 장치에 관한 것이다.
유기 일렉트로 루미네센스(이하, 유기 EL이라고 칭함) 표시 장치는, 각 화소에 발광 소자가 설치되고, 개별로 발광을 제어함으로써 화상을 표시한다. 발광 소자는, 한쪽을 애노드 전극, 다른 쪽을 캐소드 전극으로 하여 구별되는 한 쌍의 전극 사이에 유기 EL 재료를 포함하는 층(이하, 「유기층」이라고도 함)을 끼운 구조를 갖고 있다. 유기 EL 표시 장치는, 한쪽의 전극이 화소마다 화소 전극으로서 설치되고, 다른 쪽의 전극은 복수의 화소에 걸쳐 공통의 전위가 인가되는 공통 화소 전극으로서 설치되어 있다. 유기 EL 표시 장치는, 화소 전극의 전위를 화소마다 인가함으로써, 발광층으로 흐르는 전류량을 제어하여, 화소의 발광을 제어하고 있다.
유기 EL 표시 장치의 제조 프로세스에서는, 통상, 메탈 마스크를 사용하여 유기층을 성막하고 있다. 즉, 유기막은 메탈 마스크를 통해 패터닝된다. 예를 들어 특허문헌 1에는, 진공 증착법에 의해 유기막을 형성할 때, 화소마다 개구부를 구비한 메탈 마스크를 사용하여 성막하는 방법이 개시되어 있다.
그러나, 메탈 마스크를 사용하기 위해서는, 전용 설비나 정기적인 메인터넌스가 필요해진다.
또한, 패터닝 공정에서 기판과 메탈 마스크가 접촉하는 경우가 있고, 이 접촉에 의해 파티클이 발생하는 경우가 있다. 이러한 파티클은 표시 장치의 내부에 침입한 수분과 함께 발광 소자의 성능을 저하시키고, 이에 의해 표시 장치의 수명을 저하시킨다고 하는 문제점이 있다.
그로 인해, 마스크를 사용하지 않고 유기층을 패터닝하는 제조 프로세스(소위, 마스크리스 프로세스)를 확립함으로써 제조 비용의 저감을 기대할 수 있다.
마스크리스 프로세스 중 하나로, 레이저 어블레이션에 의해 발광층인 유기막을 패터닝하는 방법이 검토되고 있다. 이 방법에서는, 레이저광에 의해 불필요한 유기막을 제거함으로써 패터닝을 행한다. 그러나, 패터닝 후에 캐소드막, 밀봉막을 성막하므로, 레이저 어블레이션에 의해 비산된 유기막이 후속 공정에서 파티클이 되어 다크 스폿의 요인이 될 수 있다.
또한, 발광층으로서 유기 EL층을 사용하는 유기 EL 표시 장치의 경우, 유기 EL층은 수분에 매우 약해, 수분이 외부로부터 표시 장치에 침입하여, 유기 EL층에 도달하면 다크 스폿이 발생할 수 있다. 유기 EL 표시 장치에서는, 유기 평탄화막이나 뱅크에, 아크릴 수지나 폴리이미드 수지 등의 유기물이 사용되고 있다. 이 유기물이 수분을 전파하는 경로가 되어, 외부로부터 침입한 수분이 유기 EL 소자까지 도달하여 열화의 원인이 될 수 있다.
일본 특허 공개 제2004-165068호
본 발명은, 상기 과제에 비추어, 제조 공정이 간략화되고, 신뢰성이 높은 표시 장치를 제공한다.
본 발명에 의한 표시 장치의 일 형태는, 복수의 화소의 각각에 설치된 화소 전극과, 복수의 화소의 각각에 공통적으로 설치된 공통 화소 전극과, 화소 전극과 공통 화소 전극 사이에 설치된 유기층과, 공통 화소 전극 상에 설치된 제1 절연층과, 제1 절연층, 공통 화소 전극 및 유기층이 적층된 영역에 있어서, 유기층보다 하층에 설치된 공통 전위선과, 공통 전위선 상에서, 제1 절연층, 공통 화소 전극 및 유기층을 관통하는 개공부에 설치된 콘택트 전극과, 제1 절연층 및 콘택트 전극을 덮는 제2 절연층을 구비한다.
본 발명에 의한 표시 장치의 다른 일 형태는, 복수의 화소의 각각에 설치된 화소 전극과, 상기 화소 전극 상에 설치된 유기층과, 복수의 화소에 각각 공통적으로 상기 유기층 상에 설치된 공통 화소 전극과, 공통 화소 전극 상에 설치된 제1 절연층과, 제1 절연층, 공통 화소 전극 및 유기층이 적층된 영역에 있어서, 유기층보다 하층에 설치된 무기 절연층과, 무기 절연층 상에서, 또한 복수의 화소를 둘러싸는 주위 형상의 영역에 있어서, 제1 절연층, 공통 화소 전극 및 유기층을 관통하는 개공부와, 이 개공부에 설치된 콘택트 전극과, 제1 절연층 및 콘택트 전극을 덮는 제2 절연층을 구비한다.
본 발명에 의한 표시 장치의 제조 방법의 일 형태는, 기판의 제1 면 상에 복수의 화소 전극을 형성하고, 기판의 제1 면 상에 공통 전위선을 형성하고, 기판의 전체면에 유기층을 성막하고, 유기층 상에 공통 화소 전극을 형성하고, 공통 화소 전극 상에 제1 절연층을 성막하고, 공통 전위선 상에 있어서, 기판의 제1 면측으로부터 레이저를 조사하여 개공부를 형성하고, 개공부에 콘택트 전극을 형성하고, 제1 절연층 및 상기 콘택트 전극을 덮도록 제2 절연층을 성막하는 것을 포함한다.
본 발명에 의한 표시 장치의 제조 방법의 다른 일 형태는, 기판의 제1 면 상에 절연층을 성막하고, 절연층보다 상방에 복수의 개별 화소 전극을 형성하고, 기판의 전체면에 유기층을 성막하고, 유기층 상에 공통 화소 전극을 형성하고, 공통 화소 전극 상에 제1 절연층을 성막하고, 절연층 상에 있어서, 복수의 화소 전극을 둘러싸는 주위 형상의 영역에 개공부를 형성하고, 개공부에 콘택트 전극을 형성하고, 제1 절연층 및 상기 콘택트 전극을 덮도록 제2 절연층을 성막하는 것을 포함한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 관한 표시 장치(10)의 개략 구성을 도시하는 평면도.
도 2는 본 발명의 일 실시 형태에 관한 표시 장치(10)의 개략 구성을 도시하는 단면도.
도 3a는 본 발명의 일 실시 형태에 관한 표시 장치(10)의 제조 방법을 도시하는 단면도.
도 3b는 본 발명의 일 실시 형태에 관한 표시 장치(10)의 제조 방법을 도시하는 단면도.
도 3c는 본 발명의 일 실시 형태에 관한 표시 장치(10)의 제조 방법을 도시하는 단면도.
도 3d는 본 발명의 일 실시 형태에 관한 표시 장치(10)의 제조 방법을 도시하는 단면도.
도 3e는 본 발명의 일 실시 형태에 관한 표시 장치(10)의 제조 방법을 도시하는 단면도.
도 3f는 본 발명의 일 실시 형태에 관한 표시 장치(10)의 제조 방법을 도시하는 단면도.
도 3g는 본 발명의 일 실시 형태에 관한 표시 장치(10)의 제조 방법을 도시하는 단면도.
도 3h는 본 발명의 일 실시 형태에 관한 표시 장치(10)의 제조 방법을 도시하는 단면도.
도 4는 본 발명의 일 실시 형태에 관한 표시 장치(10)의 개략 구성을 도시하는 평면도.
도 5는 본 발명의 일 실시 형태에 관한 표시 장치(10)의 개략 구성을 도시하는 단면도.
도 6a는 본 발명의 일 실시 형태에 관한 표시 장치(10)의 제조 방법을 도시하는 단면도.
도 6b는 본 발명의 일 실시 형태에 관한 표시 장치(10)의 제조 방법을 도시하는 단면도.
도 6c는 본 발명의 일 실시 형태에 관한 표시 장치(10)의 제조 방법을 도시하는 단면도.
도 6d는 본 발명의 일 실시 형태에 관한 표시 장치(10)의 제조 방법을 도시하는 단면도.
도 6e는 본 발명의 일 실시 형태에 관한 표시 장치(10)의 제조 방법을 도시하는 단면도.
도 6f는 본 발명의 일 실시 형태에 관한 표시 장치(10)의 제조 방법을 도시하는 단면도.
도 6g는 본 발명의 일 실시 형태에 관한 표시 장치(10)의 제조 방법을 도시하는 단면도.
도 6h는 본 발명의 일 실시 형태에 관한 표시 장치(10)의 제조 방법을 도시하는 단면도.
도 7은 본 발명의 일 실시 형태에 관한 표시 장치(10)의 개략 구성을 도시하는 평면도.
도 8은 본 발명의 일 실시 형태에 관한 표시 장치(10)의 개략 구성을 도시하는 평면도.
이하, 본 발명의 실시 형태를, 도면 등을 참조하면서 설명한다. 단, 본 발명은 많은 다른 형태로 실시하는 것이 가능하고, 이하에 예시하는 실시 형태의 기재 내용에 한정하여 해석되는 것은 아니다. 또한, 도면은 설명을 보다 명확하게 하기 위해, 실제의 형태에 비해, 각 부의 폭, 두께, 형상 등에 대해 모식적으로 나타내어지는 경우가 있지만, 어디까지나 일례이며, 본 발명의 해석을 한정하는 것은 아니다. 또한, 본 명세서와 각 도면에 있어서, 이미 나온 도면에 관하여 전술한 것과 마찬가지의 요소에는, 동일한 부호를 부여하여, 상세한 설명을 적절하게 생략하는 경우가 있다.
본 명세서에 있어서, 어느 부재 또는 영역이, 다른 부재 또는 영역의 「위에(또는 아래에)」 있다고 하는 경우, 특별한 한정이 없는 한, 이것은 다른 부재 또는 영역의 바로 위(또는 바로 아래)에 있는 경우뿐만 아니라, 다른 부재 또는 영역의 상방(또는 하방)에 있는 경우를 포함하고, 즉, 다른 부재 또는 영역의 상방(또는 하방)에 있어서 사이에 다른 구성 요소가 포함되어 있는 경우도 포함한다.
<제1 실시 형태>
도 1 및 도 2를 참조하여, 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 표시 장치(10)의 개략 구성에 대해 설명한다. 도 1은, 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 표시 장치(10)의 개략 구성을 도시하는 평면도이다. 도 2는, 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 표시 장치(10)의 개략 구성을 도시하는 단면도이다. 본 실시 형태에 관한 표시 장치(10)는, 기판(11) 상에 표시 화면을 형성하는 표시 영역(12)이 설치되어 있다. 또한, 기판(11) 상의 표시 영역(12) 이외의 주변부(14)에는, 후술하는 공통 화소 전극(32)과 공통 전위선(24)을 접속하는 콘택트 전극(36)이 설치되어 있다. 또한, 주변부(14)에는, 다른 요소로서 표시 영역(12)에 신호를 입력하는 수직 주사 회로, 수평 회로, 드라이버 IC 등이 더 부가되어 있어도 된다.
표시 영역(12)에는 복수의 화소가 행렬 형상으로 배열되어 있다. 복수의 화소의 각각은, 적색의 광을 발생하는 서브 화소와, 녹색의 광을 발생하는 서브 화소와, 청색의 광을 발생하는 서브 화소와 백색의 광을 발생하는 서브 화소를 갖는다. 도 1에서는, 2행 2열의 화소 배열을 대표적으로 예시하였다. 도 1에서는, 각 서브 화소의 발광 영역이 L자형의 형상이며, 각각 서로 다른 색을 발광하는 4개의 화소를 1개의 단위로 한 레이아웃을 예시하였지만, 이 형상에 한정되지 않고, 다른 형상이어도 된다.
도 2는, 도 1에 도시한 표시 장치(10)의 A-B 선을 따른 단면 구조이다. 도 2에 도시하는 바와 같이, 표시 장치(10)의 복수의 화소의 각각은, 트랜지스터(18) 및 발광 소자를 갖는다. 발광 소자는, 예를 들어 유기 EL 소자의 경우, 각 화소마다 형성된 화소 전극(22)과 이것에 대향하여 배치되는 대향 전극(32) 사이에 유기 재료로 이루어지는 유기층(28)을 끼운 구조를 갖고 있다. 화소 전극(22)은 화소마다 독립되어 있고, 각각 트랜지스터(18)와 접속된다. 대향 전극은 복수의 화소에 공통으로 형성되어 있다(이하, 공통 화소 전극이라고 함). 유기층(28)은 발광층을 포함하고, 공통 화소 전극(32)과 화소 전극(22) 사이에서 전류를 흘림으로써 발광한다.
인접하는 2개의 화소의 사이에는, 뱅크(26)가 설치되어 있다. 뱅크(26)는, 단부가 화소 전극(22)의 주연부를 덮도록 설치되어 있다. 또한, 뱅크(26)는, 절연 재료로 형성되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 뱅크(26)를 형성하기 위해서는, 폴리이미드나 아크릴 등의 유기 재료, 혹은 산화 실리콘 등의 무기 재료를 사용하는 것이 바람직하다. 절연 재료로 형성한 뱅크(26)를 배치함으로써, 화소 전극(22)의 단부에 있어서의 공통 화소 전극(32)과 화소 전극(22)의 단락을 방지하고, 또한 인접하는 화소 사이를 확실하게 절연할 수 있다.
본 실시 형태에서 나타내는 표시 장치(10)는, 발광 소자가 발광한 광을 공통 화소 전극(32)측에 출사하는, 이른바 톱 에미션형의 구조를 갖고 있다. 본 실시 형태에 있어서는 톱 에미션형을 예시하지만, 이것에 한정하지 않고 화소 전극(22)측에 출사하는, 이른바 보텀 에미션형에 적용하는 것도 가능하다. 화소 전극(22)은, 유기층(28)에서 발광한 광을, 공통 화소 전극(32)측에 반사시키기 위해, 반사율이 높은 금속막으로 형성되어 있는 것이 바람직하다. 혹은, 화소 전극(22)을 금속막과 투명 도전막의 적층 구조로 하고, 광 반사면이 포함되는 구조로 해도 된다. 한편, 공통 화소 전극(32)은 유기층(28)에서 발광한 광을 투과시키기 위해, 투광성을 갖고 또한 도전성을 갖는 ITO(산화주석 첨가 산화인듐)나 IZO(산화인듐·산화아연) 등의 투명 도전막으로 형성되어 있는 것이 바람직하다. 또는, 공통 화소 전극(32)으로서, 출사광을 투과할 수 있을 정도의 막 두께로 금속층을 형성해도 된다. 또한, 공통 화소 전극(32)의 상부에 밀봉막(34)을 설치해 두는 것이 바람직하다. 밀봉막(34)은 수분의 침입을 차단할 수 있는 절연막이면 되고, 예를 들어 질화 실리콘막 등을 사용할 수 있다.
예를 들어, 유기 EL층으로 이루어지는 유기층(28)은, 저분자계 또는 고분자계의 유기 재료를 사용하여 형성된다. 저분자계의 유기 재료를 사용하는 경우, 유기층(28)은 발광성의 유기 재료를 포함하는 발광층 외에, 당해 발광층을 사이에 두도록 정공 주입층이나 전자 주입층, 또한 정공 수송층이나 전자 수송층 등을 포함하여 구성된다. 유기층(28)은 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 각 색을 발광하는 것이어도 되고, 이른바 백색 발광을 나타내는 것이어도 된다.
본 실시 형태에 의한 표시 장치(10)에 있어서는, 기판(11)의 주변부(14)에 콘택트 전극(36)이 설치되어 있다. 상술한 본 실시 형태의 표시 장치에 있어서의 층 구조에서는, 공통 화소 전극(32)은 유기층(28)을 개재하여 공통 전위선(24)의 상층에 배치된다. 콘택트 전극(36)은, 밀봉막(34), 공통 화소 전극(32), 유기 EL층(28)을 관통하는 개공부에 설치되고, 공통 화소 전극(32)과 공통 전위선(24)의 일단부를 도통시킨다. 공통 전위선의 타단부는, 트랜지스터(18) 등을 포함하는 회로층에 접속시키고 있다. 이러한 콘택트 전극(36)의 구조에 의해 공통 화소 전극(32)에는, 공통 전위선(24)을 개재하여 공통의 전위를 공급할 수 있다.
콘택트 전극(36)은, 개공부를 충전하도록 설치되어도 되고, 개공부의 측벽 및 저면에 부착되도록 설치되어도 된다.
또한, 콘택트 전극(36)은, 복수 개소에 배치해도 되고, 일정한 길이를 가진 선 형상의 형상을 갖고 배치되어도 된다.
이러한 구조를 채용함으로써, 콘택트 전극이, 공통 화소 전극(32) 및 공통 전위를 도통시켜, 저저항의 접합부를 형성할 수 있다. 배선 자신의 저항이나 배선간의 콘택트 저항이 커지면, 충분한 전류가 흐르지 않아, 표시 영역의 장소에 따라 발광 소자의 발광량이 다르다고 하는 문제(소위, 셰이딩)가 발생하지만, 본 발명에 의한 콘택트 전극 구조를 채용함으로써 그것이 억제된다.
콘택트 전극(36) 및 밀봉막(34)은, 후술하는 패시베이션층(37)으로 덮여도 된다. 패시베이션층(37)은, 무기 절연층이나 유기 절연층을 사용할 수 있다. 예를 들어, 절연층으로서 무기 재료를 사용하는 경우, SiOx, SiNx, SiOxNy, SiNxOy, AlOx, AlNx, AlOxNy, AlNxOy, TEOS 막 등을 사용할 수 있다(x, y는 임의). 또한, 이들 재료를 적층한 구조를 사용해도 된다. 또한, 절연성 재료로서 유기 재료를 사용하는 경우, 폴리이미드 수지, 아크릴 수지, 에폭시 수지, 실리콘 수지, 불소 수지, 실록산 수지 등을 사용할 수 있다. 또한, 이들 재료를 적층한 구조를 사용해도 된다. 또한, 상기한 무기 절연층 및 유기 절연층을 적층한 구조를 사용해도 된다.
기판(11)에는, 시일재(44)에 의해 기판(11)과의 간격이 유지된 투명한 대향 기판(46)이 덮여 있다. 이들 대향 기판(46), 시일재(44) 및 밀봉막(34)에 의해 둘러싸인 공간에는, 투명한 에폭시 수지로 이루어지는 충전재(38)가 충전되어 있다.
<변형예 1>
콘택트 전극(36)은, 표시 영역(12) 내에 배치되어도 된다. 본 실시 형태의 변형예로서, 도 7에 도시하는 바와 같이 콘택트 전극(36)을 표시 영역(12) 내에 배치된 복수의 화소의 사이에 배치해도 된다. 또한, 본 실시 형태와 본 변형예를 조합하여, 기판(11)의 주변부(14) 및 표시 영역(12) 내에 배치된 복수의 화소의 사이에 복수의 콘택트 전극을 배치해도 된다. 이에 의해, 복수의 화소의 공통 전극의 각각과 공통 전위선의 거리가 단축되어, 화소와 공통 전위선 사이에서의 전압 강하가 억제된다. 이에 의해, 전술한 셰이딩의 문제가 억제된다. 특히, 표시 영역의 대면적화가 진행될수록 현저한 효과를 발휘한다.
<변형예 2>
본 실시 형태의 다른 변형예로서, 도 8에 도시하는 바와 같이 콘택트 전극(36)을 표시 영역에 배치된 복수의 화소의 내부에 배치해도 된다. 이 경우, 모든 화소에 대해 그 내부에 콘택트 전극(36)을 배치해도 되고, 일부의 화소에만 배치해도 된다. 화소 내에 콘택트 전극(36)을 형성하는 경우에는, 화소 전극(22)과 트랜지스터(18)의 접속부를 피하여 형성한다. 또한, 본 실시 형태, 변형예 1 및 본 변형예를 임의로 조합해도 된다. 이에 의해, 복수의 화소의 공통 전극의 각각과 공통 전위선의 거리가 더욱 단축되어, 화소와 공통 전위선 사이에서의 전압 강하가 더욱 억제된다. 이에 의해, 전술한 셰이딩의 문제가 더욱 억제된다.
<제조 방법>
도 3a 내지 도 3h는, 본 실시 형태에 있어서의 표시 장치(10)의 제조 방법에 대해 설명하는 단면도이다. 도 2에 도시한 구간 C-D 및 구간 E-F를 나타내고 있다. 도 3a 내지 도 3h를 참조하여, 본 실시 형태에 있어서의 표시 장치(10)의 제조 방법에 대해 설명한다. 또한, 본 실시 형태에 있어서는, 트랜지스터(18)를 포함하는 주변 회로의 형성 후의 유기 평탄화막(20)의 형성까지의 설명은 생략한다.
도 3a는, 유기 평탄화막(20) 상에 화소 전극(22) 및 공통 전위선(24)을 형성한 후를 도시한다. 화소 전극(22) 및 공통 전위선(24)은 포토리소그래피 공정에 의해 형성되지만, 양자에는 서로 다른 금속 재료를 사용해도 되며, 형성하는 순서는 한정되지 않는다. 또한, 동일한 금속층을 사용하여 동시에 패터닝을 행하여 형성해도 된다.
특히 표시 영역(12)에 있어서, 화소 전극(22)의 주연부를 덮도록 뱅크(26)를 형성한다(도 3b). 뱅크(26)는 절연 재료로 형성된다. 절연 재료로서 유기 재료 또는 무기 재료를 사용할 수 있다. 유기 재료로서는, 폴리이미드나 아크릴 등으로 형성하는 것이 바람직하고, 무기 재료로서는, 산화 실리콘 등을 사용하여 형성할 수 있다.
유기층(28)을 기판(11)의 전체면에 성막한다(도 3c). 또한, 본 실시 형태에서는, 발광층만을 형성하는 예를 나타내고 있지만, 유기 EL 소자의 경우는 전자 주입층, 전자 수송층, 정공 주입층, 정공 수송층과 같은 기능층을 동일한 증착용 마스크를 사용한 증착법에 의해 형성해도 된다.
공통 화소 전극이 되는 투명 전극층을 기판(11)의 전체면에 성막한다(도 3d). 공통 화소 전극(32)은, 투광성을 갖는 ITO나 IZO 등의 투명 도전막으로 형성되어 있는 것이 바람직하다. 또는, 출사광이 투과할 수 있을 정도의 막 두께로 금속층을 형성해도 된다.
밀봉막(34)을 기판(11)의 전체면에 성막한다(도 3e). 밀봉막(34)은 수분의 침입을 차단할 수 있는 절연막이면 되고, 예를 들어 질화 실리콘막 등을 사용할 수 있다.
전술한 유기층(28), 공통 화소 전극(32), 밀봉막(34)의 성막 후, 이들 막을 관통하여 하층의 공통 전위선(24)을 노출시키는 개공부를 형성한다(도 3f). 이 개공부 형성을 위해, 레이저 어블레이션법이나 포토리소그래피 공정을 사용할 수 있다. 마스크를 사용하지 않는다고 하는 점에서 레이저 어블레이션법을 사용하는 것이 바람직하다.
레이저 어블레이션법을 사용하여 공통 전위선(24)보다 상층을 제거하는 방법에서는, 레이저를 콘택트 전극(36)을 형성할 영역에 조사하여, 순간적으로 레이저 조사된 부분을 승화시킨다. 예를 들어, 사용하는 레이저로서는 KrF 엑시머 레이저(파장: 248㎚), ArF 엑시머 레이저(파장: 193㎚) 등을 들 수 있다. 또한, 본 발명은 이들을 사용하는 것에 한정되지 않는다.
개공부에 콘택트 전극(36)을 형성한다(도 3g). 콘택트 전극(36)의 형성은, 예를 들어 레이저 CVD법, 잉크젯법이 적합하게 사용된다. 레이저 CVD법을 사용하면 개공부의 측벽 및 저면부에 금속 재료가 퇴적되는 구조로 되기 쉽고, 잉크젯법을 사용하면 개공부에 금속 재료가 충전되는 구조가 형성되기 쉽다.
패시베이션층(37)을 성막한다(도 3h). 콘택트 전극(36) 및 밀봉막(34)은 패시베이션층(37)으로 덮인다. 패시베이션층(37)은, 무기 절연층이나 유기 절연층을 사용할 수 있다. 예를 들어, 절연층으로서 무기 재료를 사용하는 경우, SiOx, SiNx, SiOxNy, SiNxOy, AlOx, AlNx, AlOxNy, AlNxOy, TEOS 막 등을 사용할 수 있다(x, y는 임의). 또한, 이들 재료를 적층한 구조를 사용해도 된다. 또한, 절연성 재료로서 유기 재료를 사용하는 경우, 폴리이미드 수지, 아크릴 수지, 에폭시 수지, 실리콘 수지, 불소 수지, 실록산 수지 등을 사용할 수 있다. 또한, 이들 재료를 적층한 구조를 사용해도 된다. 또한, 상기한 무기 절연층 및 유기 절연층을 적층한 구조를 사용해도 된다.
패시베이션층(37)을 적층 구조로 함으로써, 수분의 침입의 가일층의 방지를 기대할 수 있다. 예를 들어, 3층 구조로 하고, 1층째에 제1 무기 절연막을 성막한다. 이때, 표시 영역(12) 내의 발광 소자나 콘택트 전극(36)에 의한 요철로 인해, 제1 절연막으로는 충분히 피복할 수 없어, 수분의 전파 경로가 발생하는 경우가 있다. 따라서, 제2층으로서 높은 평탄성을 확보하기 위한 제2 절연층을 성막한다. 제2 절연층으로서는, 아크릴 등의 유기 절연층이나 TEOS 등의 무기 절연층을 사용할 수 있다. 평탄화된 제2 절연층 상에, 제3 절연층을 성막한다. 제2 절연층에 의한 평탄화로 인해, 제3 절연층은 높은 피복성을 갖고, 수분의 전파 경로의 발생을 억제할 수 있다. 제3 절연층으로서는, 수분의 차단성이 높은 막이 바람직하고, 예를 들어 질화 실리콘막 등을 사용할 수 있다.
대향 기판(46)을 접합하여 본 실시 형태의 표시 장치(10)가 완성된다(도시하지 않음). 도 2에 있어서, 대향 기판(46)은 유리 기판이다. 대향 기판(46)에는, 적색 화소에 대응한 적색용 컬러 필터, 녹색 화소에 대응한 녹색용 컬러 필터, 청색 화소에 대응한 청색용 컬러 필터 및 각 컬러 필터(40)의 사이에 설치된 블랙 매트릭스(42)가 배치된다.
그리고, 전술한 대향 기판(46)을, 수지로 구성되는 충전재(38)를 배치하여, 도 2에 도시하는 표시 장치(10)가 완성된다. 또한, 충전재(38)로서는, 폴리이미드, 아크릴 등의 투명 수지를 사용할 수 있다. 기판(11)과 대향 기판(46) 사이에 충전재(38)를 충전한 후, 광조사에 의해 경화시키면 된다. 또한, 시일재(44)에 접착 기능을 갖게 해도 된다.
본 실시 형태에 의한 표시 장치(10)의 제조 방법에 의하면, 마스크를 사용하지 않고 유기층(28)의 패터닝을 행하므로, 기판(11)과 마스크의 접촉에 의한 파티클이 발생하는 문제를 피할 수 있다. 또한, 유기층(28)의 성막 후에, 그 상층에 공통 화소 전극(32) 및 밀봉막(34)을 성막하고, 그들 층의 패터닝을 일괄적으로 행하므로, 발생한 가공 부스러기의 제거가 용이해진다. 또한, 패터닝의 횟수를 저감시킬 수 있다. 이들의 점에서, 수율의 향상이나 생산성의 향상을 기대할 수 있다.
<제2 실시 형태>
표시 장치(10)에서는, 유기 평탄화막(20), 뱅크(26)에 아크릴 수지나 폴리이미드 수지 등의 유기물이 사용되고 있다. 이러한 유기물은 수분을 전파하는 경로가 되므로, 특히 유기 EL 표시 장치에 있어서는, 외부로부터 침입한 수분이 발광 소자까지 도달하여 열화의 원인이 된다. 이것을 방지하기 위해, 표시 영역(12)에 있어서의 유기 평탄화막(20)이나 뱅크(26)와 같은 유기막을 다른 영역의 유기막으로부터 분리하기 위한 수분 차단 영역을 설치하여, 외부로부터 표시 영역(12)으로의 수분의 전파로를 끊는 구성으로 할 수 있다.
제1 실시 형태에 있어서는 레이저 어블레이션을 사용하여 콘택트 전극(36)의 패터닝을 행하였지만, 이 레이저 어블레이션을 사용한 패터닝 방법은 수분 차단 영역(16)도 동시에 패터닝할 수 있다. 도 4 및 도 5를 참조하여, 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 표시 장치(10)의 개략 구성에 대해 설명한다. 도 4는 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 표시 장치(10)의 개략 구성을 도시하는 평면도이다. 도 5는 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 표시 장치(10)의 개략 구성을 도시하는 단면도이다. 본 실시 형태에 관한 표시 장치(10)는, 제1 실시 형태와 비교하여, 표시 영역(12)을 둘러싸도록 배치된 수분 차단 영역(16)을 더 갖는 점에서 상이하다.
도 5는, 도 4에 도시한 표시 장치(10)의 A-B 선을 따른 단면 구조이다. 도 7에 도시하는 바와 같이, 표시 장치(10)의 복수의 화소의 각각은, 트랜지스터(18)를 포함하는 트랜지스터 소자 및 유기층(28)을 포함하는 발광 소자를 갖는다. 발광 소자는, 화소 전극(22)과 이것에 대향하여 배치되는 공통 화소 전극(32) 사이에 유기층(28)을 끼운 구조를 갖고 있다. 화소 전극(22)은 화소마다 독립되어 있고, 각각 트랜지스터(18)와 접속된다.
본 실시 형태에 의한 표시 장치(10)에 있어서는, 기판(11)의 표시부를 둘러싸도록 수분 차단 영역(16)이 설치되어 있다. 도 5에 도시하는 바와 같이, 본 실시 형태에 있어서도 마스크를 사용하지 않는 공정을 채용하고 있으므로, 유기층(28)은 기판(11)의 전체면에 성막된다. 그로 인해, 유기층(28)이 수분의 전파 경로가 될 우려가 있다. 본 실시 형태에 의한 표시 장치(10)는, 제1 실시 형태에 의한 표시 장치(10)에 대해 표시부를 둘러싸는 수분 차단 영역(16)을 더 설치하고, 당해 영역에 있어서의, 유기층(28), 공통 화소 전극(32) 및 밀봉막(34)의 적층 구조를 관통하는 콘택트 전극(36)을 갖는다. 이에 의해, 표시 영역(12) 내의 유기층(28)과 그 이외의 영역의 유기층(28)이 분리되어, 표시 장치(10) 외부로부터 표시 영역(12)으로의 수분의 전파를 억제할 수 있다.
콘택트 전극(36)은, 개공부를 충전하도록 설치되어도 되고, 개공부의 측벽 및 저면에 부착되도록 설치되어도 된다.
표시 영역(12)에 있어서의 공통 화소 전극(32)의 전위는, 콘택트 전극(36)에 의해 공통 전위선(24)의 전위에 확보된다. 또한 수분 차단 영역(16)에 있어서도 콘택트 전극(36)에 의해, 표시 영역(12) 내의 공통 화소 전극(32)으로부터 공통 전위선(24)까지의 경로를 저저항화할 수 있다. 수분 차단 영역(16)에 콘택트 전극(36)을 형성하여 공통 화소 전극(32)에 공통 전위를 공급함으로써, 표시 영역의 공통 전극을 균일한 전압으로 할 수 있어, 셰이딩이 억제된다.
<제조 방법>
도 6a 내지 도 6h는, 본 실시 형태에 있어서의 표시 장치(10)의 제조 방법에 대해 설명하는 단면도이다. 도 5에 도시한 구간 C-D 및 구간 G-H를 도시하고 있다. 도 6a 내지 도 6h를 참조하여, 본 실시 형태에 있어서의 표시 장치(10)의 제조 방법에 대해 설명한다. 또한, 제1 실시 형태와 공통되는 공정에 관해서는, 그 설명을 생략한다. 또한, 본 실시 형태에 있어서는, 트랜지스터(18)를 포함하는 주변 회로의 형성 후의 유기 평탄화막(20)의 형성까지의 설명은 생략한다.
도 6a는, 표시 영역(12)에 유기 평탄화막(20) 상에 개별 화소 전극(22)을 형성한 후를 도시한다. 개별 화소 전극(22)은 포토리소그래피 공정에 의해 형성된다.
특히, 표시 영역(12)에 있어서, 개별 화소 전극(22)의 주연부를 덮도록 뱅크(26)를 형성한다(도 6b). 뱅크(26)는 절연 재료로 형성된다. 절연 재료로서 유기 재료 또는 무기 재료를 사용할 수 있다. 유기 재료로서는, 폴리이미드나 아크릴 등으로 형성하는 것이 바람직하고, 무기 재료로서는, 산화 실리콘 등을 사용하여 형성할 수 있다.
유기층(28)을 기판(11)의 전체면에 성막한다(도 6c). 또한, 본 실시 형태에서는, 발광층만을 형성하는 예를 나타내고 있지만, 유기 EL 소자의 경우는 전자 주입층, 전자 수송층, 정공 주입층, 정공 수송층과 같은 기능층을 동일한 증착용 마스크를 사용한 증착법에 의해 형성해도 된다.
공통 화소 전극(32)이 되는 투명 전극층을 기판(11)의 전체면에 성막한다(도 6d). 공통 화소 전극(32)은, 투광성을 갖는 ITO나 IZO 등의 투명 도전막으로 형성되어 있는 것이 바람직하다. 또는, 출사광이 투과할 수 있을 정도의 막 두께로 금속층을 형성해도 된다.
밀봉막(34)을 기판(11)의 전체면에 성막한다(도 6e). 밀봉막(34)은, 수분의 침입을 차단할 수 있는 절연막이면 되고, 예를 들어 질화 실리콘막 등을 사용할 수 있다.
전술한 유기층(28), 공통 화소 전극(32), 밀봉막(34)의 성막 후, 이들 막을 관통하여 하층의 절연층을 노출시키는 개공부를 형성한다(도 6f). 이 개공부 형성을 위해, 레이저 어블레이션법이나 포토리소그래피 공정을 사용할 수 있다. 본 발명에 있어서는 마스크를 사용하지 않는다고 하는 점에서 레이저 어블레이션법을 사용하는 것이 바람직하다.
레이저 어블레이션법을 사용하여 공통 전위선(24)보다 상층을 제거하는 방법에서는, 레이저를 콘택트 전극(36)을 형성하는 영역에 조사하여, 순간적으로 레이저 조사된 부분을 승화시킨다. 예를 들어, 사용하는 레이저로서는 KrF 엑시머 레이저(파장: 248㎚), ArF 엑시머 레이저(파장: 193㎚) 등을 들 수 있다. 또한, 본 발명은 이들을 사용하는 것에 한정되지 않는다.
개공부에 콘택트 전극(36)을 형성한다(도 6g). 콘택트 전극(36)의 형성은, 예를 들어 레이저 CVD법, 잉크젯법이 적합하게 사용된다. 레이저 CVD법을 사용하면 개공부의 측벽 및 저면부에 금속 재료가 퇴적되는 구조로 되기 쉽고, 잉크젯법을 사용하면 개공부에 금속 재료가 충전되는 구조가 형성되기 쉽다.
패시베이션층(37)을 성막한다(도 6h). 콘택트 전극(36) 및 밀봉막(34)은 패시베이션층(37)으로 덮인다. 패시베이션층(37)은, 무기 절연층이나 유기 절연층을 사용할 수 있다. 예를 들어, 절연층으로서 무기 재료를 사용하는 경우, SiOx, SiNx, SiOxNy, SiNxOy, AlOx, AlNx, AlOxNy, AlNxOy, TEOS 막 등을 사용할 수 있다(x, y는 임의). 또한, 이들 재료를 적층한 구조를 사용해도 된다. 또한, 절연성 재료로서 유기 재료를 사용하는 경우, 폴리이미드 수지, 아크릴 수지, 에폭시 수지, 실리콘 수지, 불소 수지, 실록산 수지 등을 사용할 수 있다. 또한, 이들 재료를 적층한 구조를 사용해도 된다. 또한, 상기한 무기 절연층 및 유기 절연층을 적층한 구조를 사용해도 된다.
패시베이션층(37)을 적층 구조로 함으로써, 수분의 침입의 가일층의 방지를 기대할 수 있다. 예를 들어, 3층 구조로 하고, 1층째에 제1 무기 절연막을 성막한다. 이때, 표시 영역(12) 내의 발광 소자나 콘택트 전극(36)에 의한 요철로 인해, 제1 절연막으로는 충분히 피복할 수 없어, 수분의 전파 경로가 발생하는 경우가 있다. 따라서, 제2층으로서 높은 평탄성을 확보하기 위한 제2 절연층을 성막한다. 제2 절연층으로서는, 아크릴 등의 유기 절연층이나 TEOS 등의 무기 절연층을 사용할 수 있다. 평탄화된 제2 절연층 상에, 제3 절연층을 성막한다. 제2 절연층에 의한 평탄화로 인해, 제3 절연층은 높은 피복성을 갖고, 수분의 전파 경로의 발생을 억제할 수 있다. 제3 절연층으로서는, 수분의 차단성이 높은 막이 바람직하고, 예를 들어 질화 실리콘막 등을 사용할 수 있다.
마지막으로, 대향 기판(46)을 접합하여 본 실시 형태의 표시 장치(10)가 완성된다(도시하지 않음). 도 5에 있어서, 대향 기판(46)은 유리 기판이다. 대향 기판(46)에는, 적색 화소에 대응한 적색용 컬러 필터, 녹색 화소에 대응한 녹색용 컬러 필터, 청색 화소에 대응한 청색용 컬러 필터 및 각 컬러 필터의 사이에 설치된 블랙 매트릭스(42)가 배치된다.
그리고, 기판(11)과 전술한 대향 기판(46)을, 수지로 구성되는 충전재(38)를 사용하여 접착하여, 도 5에 도시하는 표시 장치(10)가 완성된다. 또한, 충전재(38)로서는, 폴리이미드, 아크릴 등의 투명 수지를 사용할 수 있고, 기판(11)과 대향 기판(46) 사이에 충전한 후, 광조사에 의해 경화시키면 된다.
본 실시 형태에 의한 표시 장치(10)의 제조 방법에 의하면, 마스크를 사용하지 않고 유기층(28)의 패터닝을 행하므로, 기판(11)과 마스크의 접촉에 의한 파티클이 발생하는 문제를 피할 수 있다. 또한, 유기층(28)의 성막 후에, 그 상층에 공통 화소 전극(32) 및 밀봉막(34)을 성막하고, 그들 층의 패터닝을 일괄적으로 행하므로, 발생한 가공 부스러기의 제거가 용이해진다.
이러한 공정을 사용하여 표시 영역(12)을 둘러싸는 수분 차단 영역(16)을 형성함으로써, 시일재(44)와 함께 표시 영역(12)으로의 수분의 전파 경로를 이중으로 끊는 구조로 할 수 있다. 또한, 패터닝의 횟수를 저감시킬 수 있다. 이들의 점에서, 수율의 향상이나 생산성의 향상을 기대할 수 있다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시 형태에 의한 표시 장치(10) 및 그 제조 방법에 대해 설명하였다. 그러나, 이들은 단순한 예시에 불과하고, 본 발명의 기술적 범위는 그들에는 한정되지 않는다. 실제로, 당업자라면 청구범위에 있어서 청구되어 있는 본 발명의 요지를 일탈하는 일 없이, 다양한 변경이 가능할 것이다. 따라서, 그들의 변경도 당연히 본 발명의 기술적 범위에 속한다고 해석되어야 한다.
10 : 표시 장치
11 : 기판
12 : 표시 영역
14 : 주변부
16 : 수분 차단 영역
17 : 무기 절연층
18 : 트랜지스터
20 : 유기 평탄화막
22 : 화소 전극
24 : 공통 전위선
25 : 화소
26 : 뱅크
28 : 유기층
30 : 반사막
32 : 공통 화소 전극
34 : 밀봉막
36 : 콘택트 전극
37 : 패시베이션층
38 : 충전재
40 : 컬러 필터
42 : 블랙 매트릭스
44 : 시일재
46 : 대향 기판

Claims (17)

  1. 복수의 화소의 각각에 설치된 화소 전극과,
    상기 복수의 화소의 각각에 공통적으로 설치된 공통 화소 전극과,
    상기 화소 전극과 상기 공통 화소 전극 사이에 설치된 유기층과,
    상기 공통 화소 전극 상에 설치된 제1 절연층과,
    상기 제1 절연층, 상기 공통 화소 전극 및 상기 유기층이 적층된 영역에 있어서, 상기 유기층보다 하층에 설치된 공통 전위선과,
    상기 공통 전위선 상에서, 상기 제1 절연층, 상기 공통 화소 전극 및 상기 유기층을 관통하는 개공부에 설치된 제1 콘택트 전극과,
    상기 제1 절연층 및 상기 제1 콘택트 전극을 덮는 제2 절연층을 구비하는 표시 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 콘택트 전극은, 기판의 주변부에 배치되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 콘택트 전극은, 기판의 표시 영역 내에 배치되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 콘택트 전극은, 상기 기판의 상기 표시 영역 내의 상기 화소 내에 배치되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 콘택트 전극은, 상기 개공부를 충전하도록 설치되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 콘택트 전극은, 상기 개공부의 측벽 및 저면에 설치되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  7. 복수의 화소의 각각에 설치된 화소 전극과,
    상기 화소 전극에 설치된 유기층과,
    상기 복수의 화소의 각각에 공통적으로 상기 유기층 상에 설치된 공통 화소 전극과,
    상기 공통 화소 전극 상에 설치된 제1 절연층과,
    상기 제1 절연층, 상기 공통 화소 전극 및 상기 유기층이 적층된 영역에 있어서, 상기 유기층보다 하층에 설치된 무기 절연층과,
    상기 무기 절연층 상에서, 또한 상기 복수의 화소를 둘러싸는 주위 형상의 영역에 있어서, 상기 제1 절연층, 상기 공통 화소 전극 및 상기 유기층을 관통하는 개공부와,
    상기 개공부에 설치된 제2 콘택트 전극과,
    상기 제1 절연층 및 상기 제2 콘택트 전극을 덮는 제2 절연층을 구비하는 표시 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제2 콘택트 전극은, 상기 개공부를 충전하도록 설치되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 제2 콘택트 전극은, 상기 개공부의 측벽 및 저면에 설치되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제2 절연층을 덮는 제3 절연층과,
    상기 제3 절연층을 덮는 제4 절연층을 더 구비하는 표시 장치.
  11. 기판의 제1 면 상에 복수의 화소 전극을 형성하고,
    상기 기판의 제1 면 상에 공통 전위선을 형성하고,
    상기 기판의 전체면에 유기층을 성막하고,
    상기 유기층 상에 공통 화소 전극을 형성하고,
    상기 공통 화소 전극 상에 제1 절연층을 성막하고,
    상기 공통 전위선 상에 있어서 개공부를 형성하고,
    상기 개공부에 제1 콘택트 전극을 형성하고,
    상기 제1 절연층 및 상기 제1 콘택트 전극을 덮도록 제2 절연층을 성막하는 것을 포함하는 표시 장치의 제조 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 개공부의 형성은, 상기 기판의 상기 제1 면으로부터 레이저를 조사하여 형성하는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 제조 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 개공부에 제1 콘택트 전극의 형성은, 상기 개공부에 금속을 충전하는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 제조 방법.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 개공부에 제1 콘택트 전극의 형성은, 상기 개공부의 측벽 및 저면에 금속을 부착하는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 제조 방법.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 개공부에 제1 콘택트 전극의 형성은, 레이저 CVD법에 의해 형성하는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 제조 방법.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 개공부에 제1 콘택트 전극의 형성은, 잉크젯법에 의해 형성하는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 제조 방법.
  17. 제11항에 있어서,
    상기 제2 절연층을 덮도록 제3 절연층을 성막하고,
    상기 제3 절연층을 덮도록 제4 절연층을 성막하는 것을 더 포함하는 표시 장치의 제조 방법.
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