KR20200090160A - 표시 패널, 표시 장치, 표시 모듈, 전자 기기, 및 표시 패널의 제작 방법 - Google Patents

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KR20200090160A
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common
display
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KR1020207014167A
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다이키 나카무라
신고 에구치
토모야 아오야마
노조무 스기사와
준야 마루야마
카즈히코 후지타
마사타카 사토
수수무 카와시마
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가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼
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Abstract

표시 패널의 표시 불균일을 억제한다. 화소의 개구율이 높은 표시 패널을 제공한다. 표시 패널은 제 1 화소 전극, 제 2 화소 전극, 제 3 화소 전극, 제 1 발광층, 제 2 발광층, 제 3 발광층, 제 1 공통층, 제 2 공통층, 공통 전극, 및 보조 배선을 포함한다. 제 1 공통층은 제 1 화소 전극과 제 2 화소 전극 위에 위치한다. 제 1 공통층은 제 1 발광층과 중첩되는 부분 및 제 2 발광층과 중첩되는 부분을 갖는다. 제 2 공통층은 제 3 화소 전극 위에 위치한다. 제 2 공통층은 제 3 발광층과 중첩되는 부분을 갖는다. 공통 전극은 제 1 공통층 및 제 1 발광층을 개재하여 제 1 화소 전극과 중첩되는 부분, 제 1 공통층 및 제 2 발광층을 개재하여 제 2 화소 전극과 중첩되는 부분, 제 2 공통층 및 제 3 발광층을 개재하여 제 3 화소 전극과 중첩되는 부분, 및 보조 배선의 상면과 접하는 부분을 갖는다.

Description

표시 패널, 표시 장치, 표시 모듈, 전자 기기, 및 표시 패널의 제작 방법
본 발명의 일 형태는 표시 패널, 표시 장치, 표시 모듈, 전자 기기, 및 표시 패널의 제작 방법에 관한 것이다.
또한 본 발명의 일 형태는 상술한 기술분야에 한정되지 않는다. 본 발명의 일 형태의 기술분야의 예에는 반도체 장치, 표시 장치, 발광 장치, 전자 기기, 조명 장치, 입출력 장치(예를 들어 터치 패널), 이들 중 어느 것의 구동 방법, 및 이들 중 어느 것의 제작 방법이 포함된다.
근년, 해상도가 높은 표시 패널이 요구되고 있다. 예를 들어 풀 HD(화소수 1920×1080), 4K(예를 들어 화소수 3840×2160 또는 화소수 4096×2160), 및 8K(예를 들어 화소수 7680×4320 또는 화소수 8192×4320)의 표시 패널과 같은, 화소수가 많은 표시 패널이 활발히 개발되고 있다.
또한 표시 패널의 대형화가 요구되고 있다. 예를 들어 가정용 텔레비전 장치의 화면 크기는 대각선 50인치 이상의 것이 주류가 되고 있다. 화면의 크기가 더 크고 화소수가 더 많을수록, 한 번에 표시되는 정보량이 많아지기 때문에, 디지털 사이니지 등에서는 한층 더 화면이 대형화되는 것이 요구되고 있다.
일렉트로루미네선스를 이용한 발광 소자(EL 소자라고도 함)는 박형화 및 경량화가 용이하고, 입력 신호에 대하여 고속으로 응답하고, 직류 저전압 전원을 사용하여 구동된다는 등의 특징을 갖기 때문에, 표시 패널에 EL 소자를 응용하는 것이 제안되고 있다. 예를 들어, 특허문헌 1에는 유기 EL 소자를 포함하는 플렉시블 발광 장치가 개시(開示)되어 있다.
일본 공개특허공보 특개2014-197522호
톱 이미션 표시 패널에서는 트랜지스터, 용량 소자, 및 배선 등을 발광 소자의 발광 영역과 중첩하도록 제공할 수 있기 때문에, 보텀 이미션 표시 패널의 화소보다 화소의 개구율을 높일 수 있다. 한편, 톱 이미션 표시 패널의 공통 전극은, 발광 소자로부터의 광이 공통 전극을 통하여 추출되기 때문에, 가시광을 투과시킬 필요가 있다. 가시광을 투과시키는 도전성 재료를 사용하면, 공통 전극의 저항이 높아지는 문제가 발생한다. 공통 전극의 저항에 기인하는 전압 강하가 발생하면, 표시면 내의 전위 분포가 불균일해지고, 발광 소자의 휘도에 편차가 발생하므로, 표시 품질이 저하된다.
본 발명의 일 형태의 과제는 표시 패널 또는 표시 장치의 표시 불균일 또는 휘도 불균일을 억제하는 것이다. 본 발명의 일 형태의 다른 과제는 표시 품질이 높은 표시 패널 또는 표시 장치를 제공하는 것이다. 본 발명의 일 형태의 다른 과제는 화소의 개구율이 높은 표시 패널 또는 표시 장치를 제공하는 것이다. 본 발명의 일 형태의 다른 과제는 신뢰성이 높은 표시 패널 또는 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 형태의 다른 과제는 표시 장치의 크기를 늘리는 것이다. 본 발명의 일 형태의 다른 과제는 이음매가 인식되기 어려운 넓은 표시 영역을 포함한 표시 장치를 제공하는 것이다. 본 발명의 일 형태의 다른 과제는 표시 장치를 박형화 또는 경량화하는 것이다. 본 발명의 일 형태의 다른 과제는 곡면을 따라 화상을 표시할 수 있는 표시 장치를 제공하는 것이다. 본 발명의 일 형태의 다른 과제는 일람성이 높은 표시 장치를 제공하는 것이다. 본 발명의 일 형태의 다른 과제는 신규 표시 패널 또는 표시 장치를 제공하는 것이다.
또한 이들 과제의 기재는 다른 과제의 존재를 방해하지 않는다. 본 발명의 일 형태는 이들 과제 모두를 반드시 달성할 필요는 없다. 다른 과제는 명세서, 도면, 및 청구항의 기재로부터 추출될 수 있다.
본 발명의 일 형태는 제 1 화소 전극, 제 2 화소 전극, 제 3 화소 전극, 제 1 발광층, 제 2 발광층, 제 3 발광층, 제 1 공통층, 제 2 공통층, 공통 전극, 및 보조 배선을 포함하는 표시 패널이다. 제 1 발광층은 제 1 화소 전극 위에 위치한다. 제 2 발광층은 제 2 화소 전극 위에 위치한다. 제 3 발광층은 제 3 화소 전극 위에 위치한다. 제 1 발광층은 제 2 발광층으로부터 방출되는 광의 색과는 다른 색의 광을 방출하는 기능을 갖는다. 제 1 발광층은 제 3 발광층으로부터 방출되는 광의 색과 같은 색의 광을 방출하는 기능을 갖는다. 제 1 공통층은 제 1 화소 전극 및 제 2 화소 전극 위에 위치한다. 제 1 공통층은 제 1 발광층과 중첩되는 부분 및 제 2 발광층과 중첩되는 부분을 포함한다. 제 2 공통층은 제 3 화소 전극 위에 위치한다. 제 2 공통층은 제 3 발광층과 중첩되는 부분을 포함한다. 공통 전극은 제 1 공통층 및 제 1 발광층을 개재(介在)하여 제 1 화소 전극과 중첩되는 부분, 제 1 공통층 및 제 2 발광층을 개재하여 제 2 화소 전극과 중첩되는 부분, 제 2 공통층 및 제 3 발광층을 개재하여 제 3 화소 전극과 중첩되는 부분, 및 보조 배선의 상면과 접하는 부분을 포함한다. 제 1 공통층은 제 2 공통층과 접하는 부분을 포함하여도 좋다. 제 1 공통층은 제 2 공통층과 중첩되는 부분을 포함하여도 좋다.
제 1 공통층은 제 1 화소 전극과 제 1 발광층 사이에 위치하여도 좋다. 제 1 공통층은 제 1 발광층과 공통 전극 사이에 위치하여도 좋다.
본 발명의 다른 일 형태는 제 1 화소 전극, 제 2 화소 전극, 제 3 화소 전극, 제 1 유기 화합물층, 제 2 유기 화합물층, 공통 전극, 및 보조 배선을 포함하는 표시 패널이다. 제 1 유기 화합물층은 제 1 화소 전극 및 제 2 화소 전극 위에 위치한다. 제 2 유기 화합물층은 제 3 화소 전극 위에 위치한다. 제 1 유기 화합물층은 제 2 유기 화합물층으로부터 방출되는 광의 색과 같은 색의 광을 방출하는 기능을 갖는다. 공통 전극은 제 1 유기 화합물층을 개재하여 제 1 화소 전극과 중첩되는 부분, 제 1 유기 화합물층을 개재하여 제 2 화소 전극과 중첩되는 부분, 제 2 유기 화합물층을 개재하여 제 3 화소 전극과 중첩되는 부분, 및 보조 배선의 상면과 접하는 부분을 포함한다. 제 1 유기 화합물층은 제 2 유기 화합물층과 접하는 부분을 포함하여도 좋다. 제 1 유기 화합물층은 제 2 유기 화합물층과 중첩되는 부분을 포함하여도 좋다.
제 1 유기 화합물층 및 제 2 유기 화합물층은 각각 복수의 발광층의 적층을 포함하여도 좋다. 제 1 유기 화합물층 및 제 2 유기 화합물층은 백색의 광을 방출하는 기능을 가져도 좋다.
보조 배선은 제 1 화소 전극과 같은 면 위에 위치하여도 좋다.
상기 구조 중 어느 것을 갖는 표시 패널은 트랜지스터를 더 포함하여도 좋고, 보조 배선은 트랜지스터에 포함되는 게이트 전극 또는 소스 전극과 같은 면 위에 위치하여도 좋다.
제 1 화소 전극, 제 2 화소 전극, 및 제 3 화소 전극은 각각 반사 전극과, 이 반사 전극 위의 투명 전극을 포함하여도 좋다.
공통 전극은 가시광 투과성 및 가시광 반사성의 양쪽을 가져도 좋다.
보조 배선은 제 1 화소 전극, 제 2 화소 전극, 또는 제 3 화소 전극과 중첩되지 않는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 일 형태는 상기 구조 중 어느 하나를 갖는 표시 패널과, 커넥터 및 집적 회로 중 적어도 하나를 포함하는 표시 모듈이다.
본 발명의 다른 일 형태는 제 1 표시 패널 및 제 2 표시 패널을 포함하는 표시 장치이다. 제 1 표시 패널 및 제 2 표시 패널은 각각 상기 구조 중 어느 하나를 갖는다. 제 1 표시 패널은 제 1 표시 영역을 포함한다. 제 2 표시 패널은 제 2 표시 영역 및 가시광 투과 영역을 포함한다. 제 2 표시 영역은 가시광 투과 영역과 인접한다. 제 1 표시 영역은 가시광 투과 영역과 중첩되는 부분을 포함한다.
본 발명의 다른 일 형태는 가요성 표시 패널, 제 1 충격 완화층, 제 2 충격 완화층, 제 1 지지체, 제 2 지지체, 제 1 기어, 및 제 2 기어를 포함하는 표시 장치이다. 표시 패널은 제 1 충격 완화층과 제 2 충격 완화층 사이에 위치한다. 제 1 지지체는 제 1 충격 완화층을 개재하여 표시 패널과 중첩되고, 제 2 지지체는 제 1 충격 완화층을 개재하여 표시 패널과 중첩된다. 제 1 지지체는 제 1 기어에 접속된다. 제 2 지지체는 제 2 기어에 접속된다. 제 1 기어와 제 2 기어가 서로 맞물림으로써, 제 1 지지체와 제 2 지지체의 움직임이 동기된다. 제 1 충격 완화층은 제 1 지지체에 고정된 영역, 제 2 지지체에 고정된 영역, 및 제 1 지지체에도 제 2 지지체에도 고정되지 않은 영역을 포함한다. 표시 장치는 제 1 지지체와 제 2 지지체가 실질적으로 같은 평면에 위치하는 펼친 상태, 및 제 1 지지체와 제 2 지지체가 서로 중첩되는 접은 상태 중 한쪽으로부터 다른 쪽으로 변형된다. 접은 상태에서는 표시 패널의 표시면이 내측에 위치하도록 표시 패널이 접힌다. 제 1 충격 완화층 및 제 2 충격 완화층은 각각 우레탄, 아크릴, 및 실리콘(silicone) 중 적어도 하나를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 일 형태는 상기 구조 중 어느 것을 갖는 표시 장치, 그리고 안테나, 배터리(예를 들어 이차 전지), 하우징, 카메라, 스피커, 마이크로폰, 및 조작 버튼 중 적어도 하나를 포함하는 전자 기기이다.
본 발명의 다른 일 형태는 절연 표면 위에 제 1 화소 전극, 제 2 화소 전극, 및 제 3 화소 전극을 형성하는 단계, 제 1 화소 전극 및 제 2 화소 전극 위에 제 1 공통층을 형성하는 단계, 제 1 공통층을 형성하는 단계와는 다른 단계에서 제 3 화소 전극 위에 제 2 공통층을 형성하는 단계, 제 1 마스크를 사용하여 제 1 화소 전극 위에 제 1 발광층을 형성하고 제 3 화소 전극 위에 제 3 발광층을 형성하는 단계, 제 1 발광층을 형성하는 단계와는 다른 단계에서 제 2 마스크를 사용하여 제 2 화소 전극 위에 제 2 발광층을 형성하는 단계, 및 제 1 공통층, 제 2 공통층, 제 1 발광층, 제 2 발광층, 및 제 3 발광층 위에 공통 전극을 형성하는 단계를 포함하는, 표시 패널의 제작 방법이다.
상기 제작 방법에서는, 제 3 마스크를 사용하여 제 1 공통층을 형성한 후, 제 3 마스크를 절연 표면에 대하여 평행하게 1화소만큼 이동시킨 다음에, 제 3 마스크를 사용하여 제 2 공통층을 형성하여도 좋다. 또는 상기 제작 방법에서는, 제 3 마스크를 사용하여 제 1 공통층을 형성하고, 제 4 마스크를 사용하여 제 2 공통층을 형성하여도 좋다. 이때 제 3 마스크의 개구 패턴은 제 4 마스크의 개구 패턴에서 1화소만큼 이동되어 있다.
본 발명의 다른 일 형태는 절연 표면 위에 제 1 화소 전극, 제 2 화소 전극, 및 제 3 화소 전극을 형성하는 단계, 제 1 화소 전극 및 제 2 화소 전극 위에 제 1 유기 화합물층을 형성하는 단계, 제 1 유기 화합물층을 형성하는 단계와는 다른 단계에서 제 3 화소 전극 위에 제 2 유기 화합물층을 형성하는 단계, 및 제 1 유기 화합물층 및 제 2 유기 화합물층 위에 공통 전극을 형성하는 단계를 포함하는, 표시 패널의 제작 방법이다. 제 1 유기 화합물층은 제 2 유기 화합물층으로부터 방출되는 광의 색과 같은 색의 광을 방출하는 기능을 갖는다.
상기 제작 방법에서는, 제 1 마스크를 사용하여 제 1 유기 화합물층을 형성하고, 제 1 유기 화합물층을 형성한 후, 제 1 마스크를 절연 표면에 대하여 평행하게 1화소만큼 이동시킨 다음에, 제 1 마스크를 사용하여 제 2 유기 화합물층을 형성하여도 좋다. 또는 상기 제작 방법에서는, 제 1 마스크를 사용하여 제 1 유기 화합물층을 형성하고, 제 2 마스크를 사용하여 제 2 유기 화합물층을 형성하여도 좋다. 이때 제 1 마스크의 개구 패턴은 제 2 마스크의 개구 패턴에서 1화소만큼 이동되어 있다.
상기 제작 방법 중 어느 것에서는, 제 1 화소 전극, 제 2 화소 전극, 및 제 3 화소 전극을 형성하는 단계에서 보조 배선을 형성하여도 좋다.
본 발명의 일 형태는 표시 패널 또는 표시 장치의 표시 불균일 또는 휘도 불균일을 억제할 수 있다. 본 발명의 일 형태는 표시 품질이 높은 표시 패널 또는 표시 장치를 제공할 수 있다. 본 발명의 일 형태는 화소의 개구율이 높은 표시 패널 또는 표시 장치를 제공할 수 있다. 본 발명의 일 형태는 신뢰성이 높은 표시 패널 또는 표시 장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 일 형태는 표시 장치의 크기를 늘릴 수 있다. 본 발명의 일 형태는 이음매가 인식되기 어려운 넓은 표시 영역을 포함한 표시 장치를 제공할 수 있다. 본 발명의 일 형태는 표시 장치를 박형화 또는 경량화할 수 있다. 본 발명의 일 형태는 곡면을 따라 화상을 표시할 수 있는 표시 장치를 제공할 수 있다. 본 발명의 일 형태는 일람성이 높은 표시 장치를 제공할 수 있다. 본 발명의 일 형태는 신규 표시 패널 또는 표시 장치를 제공할 수 있다.
또한 이들 효과의 기재는 다른 효과의 존재를 방해하지 않는다. 본 발명의 일 형태는 이들 효과 모두를 반드시 달성할 필요는 없다. 다른 효과는 명세서, 도면, 및 청구항의 기재로부터 추출될 수 있다.
첨부 도면에 있어서;
도 1의 (A)는 표시 패널의 예를 도시한 상면도이고, 도 1의 (B) 및 (C)는 표시 패널의 예를 도시한 단면도이다.
도 2의 (A) 및 (B)는 표시 패널의 예를 도시한 상면도이고, 도 2의 (C) 및 (D)는 표시 패널의 예를 도시한 단면도이다.
도 3의 (A) 내지 (E)는 표시 패널의 제작 방법의 예를 도시한 단면도이다.
도 4의 (A) 내지 (C)는 표시 패널의 제작 방법의 예를 도시한 상면도이다.
도 5의 (A) 내지 (D)는 표시 패널의 제작 방법의 예를 도시한 단면도이다.
도 6의 (A) 내지 (C)는 표시 패널의 제작 방법의 예를 도시한 단면도이다.
도 7의 (A) 및 (C)는 표시 패널의 예를 도시한 상면도이고, 도 7의 (B)는 표시 패널의 예를 도시한 단면도이다.
도 8의 (A) 및 (B)는 화소의 예를 도시한 상면도이다.
도 9의 (A) 및 (C)는 표시 패널의 비교예를 도시한 상면도이고, 도 9의 (B)는 표시 패널의 비교예를 도시한 단면도이다.
도 10의 (A)는 표시 패널의 예를 도시한 상면도이고, 도 10의 (B)는 표시 패널의 예를 도시한 단면도이다.
도 11은 표시 패널의 예를 도시한 단면도이다.
도 12의 (A)는 표시 패널의 예를 도시한 상면도이고, 도 12의 (B) 및 (C)는 표시 패널의 배치예를 도시한 사시도이다.
도 13의 (A) 및 (B)는 표시 패널의 예를 도시한 상면도이고, 도 13의 (C)는 표시 패널의 예를 도시한 단면도이다.
도 14는 표시 장치의 예를 도시한 단면도이다.
도 15의 (A) 내지 (D)는 표시 패널의 예를 도시한 상면도이다.
도 16의 (A) 및 (B)는 표시 패널의 예를 도시한 단면도이다.
도 17의 (A)는 표시 패널의 예를 도시한 상면도이고, 도 17의 (B)는 표시 패널의 예를 도시한 단면도이다.
도 18의 (A), (B1), (B2), (C1), 및 (C2)는 표시 패널의 제작 방법의 예를 도시한 단면도이다.
도 19의 (A) 및 (B)는 트랜지스터의 예를 도시한 단면도이다.
도 20의 (A)는 화소의 예를 도시한 블록도이고, 도 20의 (B)는 화소의 예를 도시한 것이다.
도 21의 (A) 및 (B)는 화소의 동작예를 나타낸 타이밍 차트이다.
도 22의 (A) 내지 (D)는 전자 기기의 예를 도시한 것이다.
도 23은 접속부의 단면 STEM 이미지이다.
도 24의 (A) 내지 (F)는 표시 패널의 제작 방법의 예를 도시한 단면도이다.
도 25의 (A) 및 (B)는 보조 배선의 단면 STEM 이미지이다.
도 26의 (A)는 표시 패널의 예를 도시한 단면도이고, 도 26의 (B)는 표시 패널의 예를 도시한 상면도이다.
도 27의 (A) 내지 (C)는 접속부의 단면 STEM 이미지이다.
도 28의 (A) 및 (B)는 표시 패널의 보존 시험에 사용한 시료를 도시한 사시도이고, 도 28의 (C) 내지 (F)는 표시 패널의 보존 시험의 결과를 나타낸 사진이다.
도 29의 (A), (B), (C1), 및 (D)는 표시 패널의 접착 방법의 예를 나타낸 사진이고, 도 29의 (C2)는 표시 패널의 접착 방법의 예를 도시한 측면도이고, 도 29의 (E)는 표시 패널의 사진이다.
도 30은 표시 장치의 예를 도시한 측면도이다.
도 31의 (A) 및 (B)는 실시예의 표시 장치의 사진이다.
도 32는 표시 장치의 예를 도시한 배면도이다.
도 33의 (A) 및 (C)는 표시 패널의 예를 도시한 저면도이고, 도 33의 (B) 및 (D)는 표시 패널의 예를 도시한 상면도이고, 도 33의 (E)는 표시 장치의 예를 도시한 측면도이다.
도 34의 (A) 내지 (C)는 실시예의 표시 장치의 사진이다.
도 35는 화소의 개구율의 추정 결과를 나타낸 것이다.
도 36의 (A) 및 (B)는 실시예의 표시 장치를 도시한 사시도이다.
도 37의 (A) 내지 (D)는 실시예의 표시 장치의 사진이다.
실시형태에 대하여 도면을 참조하여 자세히 설명한다. 또한 본 발명은 이하의 설명에 한정되지 않는다. 본 발명의 취지 및 범위에서 벗어나지 않고 본 발명의 형태 및 자세한 사항을 다양하게 변경할 수 있다는 것은 통상의 기술자에 의하여 쉽게 이해된다. 따라서 본 발명은 이하의 실시형태의 기재에 한정하여 해석되지 말아야 한다.
또한 이하에서 설명하는 발명의 구조에서, 같은 부분 또는 비슷한 기능을 갖는 부분은 다른 도면에서 같은 부호로 나타내어지고, 이의 설명은 반복하지 않는다. 비슷한 기능을 갖는 부분에는 같은 해칭 패턴을 적용하고, 그 부분을 특정의 부호로 나타내지 않은 경우가 있다.
도면에 도시된 각 구조의 위치, 크기, 또는 범위 등은 이해를 쉽게 하기 위하여 정확하게 나타내지 않은 경우가 있다. 따라서 개시된 발명은 도면에 개시된 위치, 크기, 또는 범위 등에 반드시 한정되지는 않는다.
또한 "막" 및 "층"이라는 용어는 경우 또는 상황에 따라 서로 바꿀 수 있다. 예를 들어 "도전층"이라는 용어는 "도전막"이라는 용어로 바꿀 수 있다. 또한 "절연막"이라는 용어는 "절연층"이라는 용어로 바꿀 수 있다.
(실시형태 1)
본 실시형태에서는, 본 발명의 일 형태에 따른 표시 패널 및 표시 장치에 대하여 도 1의 (A) 내지 (C) 내지 도 18의 (A) 내지 (C2)를 참조하여 설명한다.
본 실시형태의 표시 패널은 톱 이미션 구조를 갖고 표시 소자로서 발광 소자를 포함한다.
구체적으로는, 본 발명의 일 형태에 따른 표시 패널은 제 1 화소 전극, 제 2 화소 전극, 제 3 화소 전극, 제 1 발광층, 제 2 발광층, 제 3 발광층, 제 1 공통층, 제 2 공통층, 공통 전극, 및 보조 배선을 포함한다. 제 1 발광층은 제 1 화소 전극 위에 위치한다. 제 2 발광층은 제 2 화소 전극 위에 위치한다. 제 3 발광층은 제 3 화소 전극 위에 위치한다. 제 1 발광층은 제 2 발광층으로부터 방출되는 광의 색과는 다른 색의 광을 방출하는 기능을 갖는다. 제 1 발광층은 제 3 발광층으로부터 방출되는 광의 색과 같은 색의 광을 방출하는 기능을 갖는다. 제 1 공통층은 제 1 화소 전극 및 제 2 화소 전극 위에 위치한다. 제 1 공통층은 제 1 발광층과 중첩되는 부분 및 제 2 발광층과 중첩되는 부분을 갖는다. 제 2 공통층은 제 3 화소 전극 위에 위치한다. 제 2 공통층은 제 3 발광층과 중첩되는 부분을 갖는다. 공통 전극은 제 1 공통층 및 제 1 발광층을 개재하여 제 1 화소 전극과 중첩되는 부분, 제 1 공통층 및 제 2 발광층을 개재하여 제 2 화소 전극과 중첩되는 부분, 제 2 공통층 및 제 3 발광층을 개재하여 제 3 화소 전극과 중첩되는 부분, 및 보조 배선의 상면과 접하는 부분을 갖는다.
발광 소자의 공통 전극에 보조 배선을 접속하면, 공통 전극의 저항에 기인하는 전압 강하를 억제할 수 있어, 표시 품질이 높은 표시 패널이 얻어진다. 발광 소자의 공통층이 제 1 공통층과 제 2 공통층으로 나누어짐으로써, 화소의 개구율이 높아질 수 있다. 따라서 표시 패널의 화소부의 보조 배선에 의하여 발생하는 화소의 개구율 저하를 억제할 수 있다. 화소의 개구율이 높을수록, 표시 패널에서 어떤 휘도를 얻는 데 필요한 부화소의 휘도가 낮아지기 때문에, 발광 소자의 수명이 길어진다. 또한 표시 패널은 높은 휘도를 나타낼 수 있다.
[표시 패널의 비교예]
도 9의 (A) 내지 (C)를 참조하여, 비교예인 보조 배선을 포함한 표시 패널에 대하여 설명한다. 도 9의 (A)는 표시 패널에 포함되는 화소 전극(111) 및 보조 배선(120)의 상면도를 나타낸 것이다. 도 9의 (B)는 도 9의 (A)의 일점쇄선 X-Y를 따라 취한 단면도를 나타낸 것이다.
도 9의 (A)에 도시된 바와 같이, 같은 면(도 9의 (B)에서는 절연층(101)) 위에 공통 전극(113)의 보조 배선(120) 및 화소 전극(111)을 제공할 수 있다. 도 9의 (B)에 도시된 바와 같이, 보조 배선(120) 위에 절연층(104)의 개구부를 제공하고, EL층(112) 모두를 색마다 개별적으로 형성함으로써, 접속부(122)에서 보조 배선(120)과 공통 전극(113)을 서로 접속시킬 수 있다.
여기서, 하나의 화소(130)가 적색, 녹색, 및 청색(R, G, 및 B)의 3개의 부화소로 구성되는 경우에 대하여 설명한다. EL층(112) 모두를 색마다 개별적으로 형성하는 경우, 퇴적 단계수가 매우 많다. 따라서 발광층을 색마다 개별적으로 형성하는 경우에도, 3색의 부화소가 공유하는 구조를 각각 가질 수 있는 층(예를 들어 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 수송층, 및 전자 주입층)을 한 단계로 형성하는 것이 바람직하다.
도 9의 (C)는 EL층(112)을 형성하는 데 사용할 수 있는 메탈 마스크의 예를 나타낸 것이다. 마스크(150)를 사용함으로써, 3개의 부화소가 공유하는 구조를 갖는 층(공통층)을 한 단계로 형성할 수 있고, 접속부(122)에는 EL층(112)이 형성되지 않는다. 그러나 마스크를 사용하는 경우에는, 마스크가 배치된 영역에 증착 재료가 퇴적되어 패턴이 변형되거나 이동된다. 그러므로 접속부(122)에 EL층(112)이 형성되지 않도록 2개의 화소(130) 사이에는 마스크(150)의 비(非)개구부가 광범위하게 제공되므로(도 9의 (C)에서의 비개구부의 폭 W1 참조), 마스크(150)의 개구율이 저하된다. 또한 마스크에 휨이 생기는 것을 방지하기 위하여, 마스크의 장력을 충분히 확보할 필요가 있다. 마스크의 강도를 유지하기 위해서는, 마스크의 비개구부의 폭을 소정의 폭보다 짧게 할 수 없다는 문제가 있다.
상기 관점에서, 본 발명의 일 형태에서는 EL층에 포함되는 공통층을 두 단계로 형성한다. 공통층을 두 단계로 형성하면, 공통층을 한 단계로 형성하는 경우와 비교하여 화소의 개구율을 높일 수 있다. 그러므로 표시 패널의 화소부에 보조 배선을 제공하여도, 화소의 개구율이 저하되는 것을 억제할 수 있다. 또한 공통층은 세 단계 이상으로 형성할 수 있다. 그러나 이 경우에는 퇴적 단계수가 매우 많으므로, 공통층은 두 단계로 형성하는 것이 바람직하다. 표시 패널의 구체적인 구조에 대하여 이하에서 설명한다.
[표시 패널의 구체적인 예 1]
도 1의 (A) 내지 (C) 내지 도 7의 (A) 내지 (C)를 참조하여, 보조 배선을 포함하고 본 발명의 일 형태인 각 표시 패널에 대하여 설명한다.
도 1의 (A), 그리고 도 2의 (A) 및 (B)는 각각 표시 패널에 포함되는 공통층(161a) 및 공통층(161b)의 상면도를 나타낸 것이다. 도 2의 (A) 및 (B)는 도 1의 (A)의 변형예를 나타낸 것이다. 도 1의 (B)는 도 1의 (A)의 일점쇄선 A1-A2를 따라 취한 단면도이다. 도 1의 (C)는 도 1의 (A)의 일점쇄선 A11-A12를 따라 취한 단면도이다. 도 2의 (C)는 도 2의 (A)의 일점쇄선 A3-A4를 따라 취한 단면도이다. 도 2의 (D)는 도 2의 (A)의 일점쇄선 A5-A6을 따라 취한 단면도이다.
도 1의 (A)에 도시된 바와 같이, 도 1의 (B)는 화소(130a)에 포함되는 적색의 부화소(R) 및 녹색의 부화소(G)와, 화소(130a)에 인접한 화소(130b)에 포함되는 청색의 부화소(B)를 나타낸 단면도이다. 또한 도 1의 (C)는 화소(130a)에 포함되는 적색의 부화소(R) 및 녹색의 부화소(G)와, 화소(130a)에 인접한 화소(130c)에 포함되는 적색의 부화소(R)를 포함한 단면도이다.
도 1의 (B)에 도시된 표시 패널은 절연층(101) 위에 화소 전극(111) 및 보조 배선(120)을 포함한다. 화소 전극(111)의 단부 및 보조 배선(120)의 단부는 절연층(104)으로 덮여 있다. 절연층(104)의 개구를 통하여 화소 전극(111) 위에 EL층이 제공되어 있다. 보조 배선(120) 및 EL층 위에는 공통 전극(113)이 제공되어 있다. 공통 전극(113)은 복수의 색의 부화소 및 복수의 화소로 공유된다.
EL층은 복수의 색의 부화소가 공유하는 공통층(도 1의 (B)에서는 공통층(161) 및 공통층(165))과, 색마다 제공되는 층(도 1의 (B)에서는 발광층(163))을 포함한다. 또한 공통층(161a)과 공통층(161b)을 통틀어 공통층(161)이라고 하는 경우가 있다. 마찬가지로, 부화소에 포함되는 발광층을 통틀어 발광층(163)이라고 하고, 공통층(165a)과 공통층(165b)을 통틀어 공통층(165)이라고 하는 경우가 있다. 또한 도면에서 발광층의 두께는 서로 실질적으로 같지만, 발광층의 두께는 색마다 달라도 좋다.
EL층에 포함되는 공통층은 화소 전극과 발광층 사이에 위치하여도 좋고, 발광층과 공통 전극 사이에 위치하여도 좋다. 본 실시형태는, 발광 소자가 화소 전극(111)과 발광층(163) 사이에 위치하는 공통층(161)과, 발광층(163)과 공통 전극(113) 사이에 위치하는 공통층(165)의 양쪽을 포함하는 예를 제시하지만, 발광 소자는 공통층(161) 및 공통층(165) 중 하나만을 포함하여도 좋다.
도 1의 (A) 내지 (C)에 도시된 바와 같이, 같은 화소에 포함되는 복수의 발광 소자는 같은 공통층(161)(공통층(161a 또는 161b))을 포함하고, 인접한 화소에 포함되는 2개의 발광 소자는 한쪽이 공통층(161a)을 포함하고, 다른 쪽이 공통층(161b)을 포함한다.
화소 전극(111)은 EL층을 개재하여 공통 전극(113)과 중첩된다. 화소 전극(111)과 공통 전극(113) 사이에 발광 소자의 문턱 전압보다 높은 전압을 인가하면, EL층에 양극 측으로부터 정공이 주입되고, EL층에 음극 측으로부터 전자가 주입된다. 주입된 전자와 정공은 EL층에서 재결합되고 EL층에 포함되는 발광 물질이 광을 방출한다.
접속부(122)에서 보조 배선(120)은 공통 전극(113)과 접한다. 즉, 보조 배선(120)은 공통 전극(113)에 전기적으로 접속되어 있다. 공통 전극(113)이 보조 배선(120)에 전기적으로 접속되기 때문에, 공통 전극(113)의 저항에 기인하는 전압 강하를 억제할 수 있다. 이로써, 표시 패널의 휘도 불균일을 억제하고 표시 패널의 표시 품질을 향상시킬 수 있다. 또한 보조 배선(120)은 화소 전극(111)과 중첩되지 않는다. 또한 보조 배선(120)은 화소 전극(111)과 전기적으로 절연되어 있다.
화소(130a) 및 화소(130d)의 각각에서, 적색의 부화소(R)는 도 1의 (B)에 도시된 발광 소자(110R)를 포함한다. 발광 소자(110R)는 화소 전극(111), 공통층(161a), 발광층(163R), 공통층(165a), 및 공통 전극(113)을 포함한다. 한편, 화소(130b) 및 화소(130c)의 각각에서, 적색의 부화소(R)에 포함되는 발광 소자는 공통층(161a)도 공통층(165a)도 포함하지 않고, 공통층(161b) 및 공통층(165b)을 포함한다(도 1의 (C) 참조).
화소(130a) 및 화소(130d)의 각각에서, 녹색의 부화소(G)는 도 1의 (B)에 도시된 발광 소자(110G)를 포함한다. 발광 소자(110G)는 화소 전극(111), 공통층(161a), 발광층(163G), 공통층(165a), 및 공통 전극(113)을 포함한다. 한편, 화소(130b) 및 화소(130c)의 각각에서, 녹색의 부화소(G)에 포함되는 발광 소자는 공통층(161a)도 공통층(165a)도 포함하지 않고, 공통층(161b) 및 공통층(165b)을 포함한다.
화소(130b) 및 화소(130c)의 각각에서, 청색의 부화소(B)는 도 1의 (B)에 도시된 발광 소자(110B)를 포함한다. 발광 소자(110B)는 화소 전극(111), 공통층(161b), 발광층(163B), 공통층(165b), 및 공통 전극(113)을 포함한다. 한편, 화소(130a) 및 화소(130d)의 각각에서, 청색의 부화소(B)에 포함되는 발광 소자는 공통층(161b)도 공통층(165b)도 포함하지 않고, 공통층(161a) 및 공통층(165a)을 포함한다.
영역(170)에서 공통층(161a)과 공통층(161b)은 서로 접한다. 마찬가지로, 영역(170)에서 공통층(165a)과 공통층(165b)은 서로 접한다. 영역(170)에서 공통층(165a)은 공통층(161a) 위에 접한다. 마찬가지로, 영역(170)에서 공통층(165b)은 공통층(161b) 위에 접한다.
도 1의 (A)에 도시된 바와 같이, 공통층(161a)도 공통층(161b)도 제공되지 않은 영역은 접속부(122) 및 그 주변만이다. 즉, 공통층(161)이 제공되지 않은 복수의 영역이 서로 떨어져 있다. 메탈 마스크를 사용하여 공통층(161)을 한 단계로 형성하는 경우, 공통층(161)이 제공되지 않은 복수의 영역을 서로 떨어지게 하는 것은 구조상 어렵다. 그러므로 도 1의 (A)에 도시된 공통층(161)의 상면 레이아웃은, 공통층(161)을 복수의 단계로 형성함으로써 얻어지는 특징적인 레이아웃, 즉 본 발명의 일 형태의 특징적인 레이아웃으로 간주할 수 있다.
또한 막 형성 시에 마스크가 이동되는 등에 의하여, 도 2의 (A) 내지 (D)에 도시된 바와 같이 공통층(161a)과 공통층(161b)이 서로 중첩되는 부분, 및 공통층(161a)과 공통층(161b)이 서로 떨어져 있는 부분이 생길 수 있다.
도 2의 (A)는 화소(130a)에 포함되는 공통층(161a)이 화소(130b)에 포함되는 공통층(161b)과 중첩되고, 화소(130c)에 포함되는 공통층(161b)이 화소(130d)에 포함되는 공통층(161a)과 서로 떨어져 있는 예를 나타낸 것이다.
도 2의 (C)의 영역(171)에서는 공통층(161a) 위에 공통층(161b)이 위치한다. 마찬가지로, 영역(171)에서는 공통층(165a) 위에 공통층(165b)이 위치한다.
도 2의 (D)의 영역(172)에서는 공통층(161a)과 공통층(161b)은 서로 떨어져 있다. 마찬가지로, 영역(172)에서는 공통층(165a)과 공통층(165b)은 서로 떨어져 있다.
도 2의 (B)에서는 화소(130a) 및 화소(130d)에 포함되는 공통층(161a)의 각각이 화소(130b)에 포함되는 공통층(161b)과 중첩되고, 화소(130c)에 포함되는 공통층(161b)과 떨어져 있다.
도 2의 (A) 및 (B)에서도, 접속부(122) 및 그 주변에는 공통층(161a)도 공통층(161b)도 제공되어 있지 않다. 즉, 공통층(161)이 제공되지 않은 복수의 영역이 서로 떨어져 있다. 도 2의 (A) 및 (B)의 각각에 도시된 공통층(161)의 상면 레이아웃도 공통층(161)을 복수의 단계로 형성함으로써 얻어지는 특징적인 레이아웃, 즉 본 발명의 일 형태의 특징적인 레이아웃으로 간주할 수 있다.
또한 도 1의 (B), 그리고 도 2의 (C) 및 (D)에서는 공통층(161)의 단부와 공통층(165)의 단부가 서로 정렬되지만, 본 발명의 일 형태는 이에 한정되지 않는다.
본 발명의 일 형태에 따른 표시 패널은 톱 이미션 구조를 갖기 때문에, 화소 전극(111)은 광을 추출하지 않는 전극이다. 화소 전극(111)은 가시광을 반사하는 도전막을 포함하는 것이 바람직하다. 또한 발광 소자가 미소광 공진기(마이크로캐비티) 구조를 갖는 경우에는, 화소 전극(111)은 반사 전극인 것이 바람직하다. 반사 전극은 가시광 반사율이 40% 이상 100% 이하, 바람직하게는 70% 이상 100% 이하이다.
본 발명의 일 형태에 따른 표시 패널에서는, 같은 도전막을 가공함으로써 화소 전극(111) 및 보조 배선(120)을 형성할 수 있다. 화소 전극(111) 및 보조 배선(120)에 사용하는 재료는 공통 전극(113)에 사용하는 재료보다 저항률이 낮은 것이 바람직하다.
가시광을 반사하는 도전막에는, 예를 들어 알루미늄, 금, 백금, 은, 니켈, 텅스텐, 크로뮴, 몰리브데넘, 철, 코발트, 구리, 또는 팔라듐 등의 금속 재료, 혹은 이들 금속 재료 중 어느 것을 포함하는 합금을 사용할 수 있다. 란타넘, 네오디뮴, 또는 저마늄 등을 금속 재료 또는 합금에 첨가하여도 좋다. 또한 상기 도전막은 알루미늄과 타이타늄의 합금, 알루미늄과 니켈의 합금, 알루미늄과 네오디뮴의 합금, 또는 알루미늄, 니켈, 및 란타넘의 합금(Al-Ni-La) 등 알루미늄을 포함하는 합금(알루미늄 합금), 혹은 은과 구리의 합금, 은, 팔라듐, 및 구리의 합금(Ag-Pd-Cu, APC라고도 함), 또는 은과 마그네슘의 합금 등 은을 포함하는 합금을 사용하여 형성할 수 있다. 은과 구리를 포함하는 합금은 내열성이 높기 때문에 바람직하다. 또한 금속막 또는 금속 산화물막을 알루미늄 합금막 위에 접하여 적층함으로써, 알루미늄 합금막의 산화를 억제할 수 있다. 상기 금속막 또는 상기 금속 산화물막의 재료의 예에는 타이타늄 및 산화 타이타늄이 포함된다. 또는 후술하는 가시광을 투과시키는 도전막과, 금속 재료 또는 합금을 포함하는 막을 적층하여도 좋다. 예를 들어 은과 인듐 주석 산화물(ITO)의 적층막, 또는 은 및 마그네슘의 합금과 ITO의 적층막 등을 사용할 수 있다.
EL층은 적어도 발광층을 포함한다. EL층은 복수의 발광층을 포함하여도 좋다. 발광층에 더하여, EL층은 정공 주입성이 높은 물질, 정공 수송성이 높은 물질, 정공 블로킹 재료, 전자 수송성이 높은 물질, 전자 주입성이 높은 물질, 또는 바이폴러성을 갖는 물질(전자 수송성 및 정공 수송성이 높은 물질) 등을 포함한 층을 포함하여도 좋다. EL층은 1종류 이상의 발광 물질을 포함한다. 발광 물질은 유기 화합물이어도 좋고 무기 화합물이어도 좋다.
공통층(161)은 정공 주입층을 포함하는 것이 바람직하다. 공통층(161)은 정공 수송층을 더 포함하여도 좋다. 공통층(165)은 전자 주입층을 포함하는 것이 바람직하다. 공통층(165)은 전자 수송층을 더 포함하여도 좋다.
정공 주입층은 양극으로부터 EL층에 정공을 주입하고, 정공 주입성이 높은 재료를 포함한다. 정공 주입성이 높은 재료로서는, 정공 수송성 재료 및 억셉터 재료(전자 수용성 재료)를 포함하는 복합 재료를 사용하는 것이 바람직하다.
정공 수송층은 정공 주입층에 의하여 양극으로부터 주입된 정공을 발광층에 수송하고, 정공 수송성 재료를 포함한다.
발광층은 발광 물질을 포함한다. 또한 발광 물질로서는, 발광색이 청색, 자색, 청자색, 녹색, 황록색, 황색, 주황색, 또는 적색 등인 물질을 적절히 사용한다. 복수의 발광층이 다른 발광 물질을 사용하여 형성되면, 다른 발광색을 나타낼 수 있다(예를 들어 보색의 발광색을 조합하여 백색 발광이 실현됨). 또한 하나의 발광층이 2종류 이상의 발광 물질을 포함하는 적층 구조를 채용하여도 좋다. 발광층에 사용할 수 있는 발광 물질에 특별한 한정은 없고, 단일항 여기 에너지를 가시광 영역의 발광으로 변환하는 발광 물질 또는 삼중항 여기 에너지를 가시광 영역의 발광으로 변환하는 발광 물질을 사용할 수 있다. 단일항 여기 에너지를 발광으로 변환하는 발광 물질의 예로서는, 형광을 방출하는 물질(형광 재료)을 들 수 있다. 삼중항 여기 에너지를 발광으로 변환하는 발광 물질의 예로서는, 인광을 방출하는 물질(인광 재료) 및 열 활성화 지연 형광(TADF: thermally activated delayed fluorescence)을 나타내는 열 활성화 지연 형광 재료를 들 수 있다. 청색 발광 물질로서 단일항 여기 에너지를 가시광 영역의 발광으로 변환하는 발광 물질을 사용하고, 녹색 및 적색 발광 물질로서 삼중항 여기 에너지를 가시광 영역의 발광으로 변환하는 발광 물질을 사용하는 경우, R, G, 및 B의 스펙트럼 밸런스가 향상되기 때문에 바람직하다. 발광층은 발광 물질(게스트 재료)에 더하여, 1종류 이상의 화합물(호스트 재료 및 어시스트 재료)을 포함하여도 좋다. 호스트 재료 및 어시스트 재료로서는, 발광 물질(게스트 재료)보다 에너지 갭이 큰 1종류 이상의 물질을 사용한다. 호스트 재료 및 어시스트 재료로서는, 들뜬 복합체를 형성하는 화합물을 조합하여 사용하는 것이 바람직하다. 들뜬 복합체를 효율적으로 형성하기 위해서는, 정공을 받기 쉬운 화합물(정공 수송성 재료)과 전자를 받기 쉬운 화합물(전자 수송성 재료)을 조합하는 것이 특히 바람직하다.
전자 수송층은 전자 주입층에 의하여 음극으로부터 주입된 전자를 발광층에 수송하고, 전자 수송성 재료를 포함한다.
전자 주입층은 음극으로부터 EL층에 전지를 주입하고, 전자 주입성이 높은 재료를 포함한다.
발광 소자가 마이크로캐비티 구조를 갖는 경우, 전극 또는 EL층에 의하여 광학 조정을 수행할 수 있다. EL층에 포함되는 적어도 하나의 층을 사용하여 광학 조정을 수행하는 경우, 상기 층을 발광층과 마찬가지로 색마다 제공하여도 좋다. 예를 들어, 정공 수송층을 색마다 다른 두께로 형성함으로써, 광학 조정을 수행하여도 좋다.
EL층에는 저분자 화합물 및 고분자 화합물 중 어느 쪽이든 사용할 수 있고, 또한 무기 화합물(예를 들어 퀀텀닷(quantum dot) 재료)을 사용하여도 좋다. EL층에 포함되는 층의 각각은 증착법(진공 증착법을 포함함), 전사법, 인쇄법, 잉크젯법, 및 도포법 등의 방법 중 임의의 것으로 형성할 수 있다.
발광 소자는 하나의 EL층을 포함하는 싱글 소자이어도 좋고, 복수의 EL층이 전하 발생층을 개재하여 적층된 탠덤 소자이어도 좋다.
본 발명의 일 형태에서는, 퀀텀닷 등의 무기 화합물을 포함하는 발광 소자를 채용하여도 좋다.
공통 전극(113)은 광을 추출하는 전극이다. 공통 전극(113)은 가시광을 투과시키는 도전막을 포함하는 것이 바람직하다. 또한 발광 소자가 마이크로캐비티 구조를 갖는 경우, 공통 전극(113)은 가시광 투과성 및 가시광 반사성의 양쪽을 갖는 것이 바람직하고, 반투과·반반사 전극인 것이 바람직하다. 반투과·반반사 전극은 가시광 반사율이 20% 이상 80% 이하, 바람직하게는 40% 이상 70% 이하이다.
가시광을 투과시키는 도전막은 예를 들어 산화 인듐, ITO, 인듐 아연 산화물, 산화 아연(ZnO), 갈륨 아연 산화물(Ga-Zn 산화물), 또는 알루미늄 아연 산화물(Al-Zn 산화물)을 사용하여 형성할 수 있다. 또는 금, 은, 백금, 마그네슘, 니켈, 텅스텐, 크로뮴, 몰리브데넘, 철, 코발트, 구리, 팔라듐, 또는 타이타늄 등의 금속 재료; 이들 금속 재료 중 어느 것을 포함하는 합금; 혹은 이들 금속 재료 중 어느 것의 질화물(예를 들어 질화 타이타늄)은 투광성을 가질 정도로 얇게 형성된 경우에 사용할 수 있다. 또는 상술한 재료 중 어느 것의 적층막을 도전막으로서 사용할 수 있다. 예를 들어 은과 마그네슘의 합금과 ITO의 적층막을 사용한 경우에는, 도전성을 높일 수 있어 바람직하다. 또는 그래핀 등을 사용하여도 좋다.
화소 전극(111) 및 공통 전극(113)의 각각은 증착법 또는 스퍼터링법에 의하여 형성할 수 있다. 또는 잉크젯법 등의 토출법(discharging method), 스크린 인쇄법 등의 인쇄법, 또는 도금법을 사용할 수 있다.
도 1의 (B)의 표시 패널의 제작 방법에 대하여 도 3의 (A) 내지 (E) 내지 도 6의 (A) 내지 (C)를 참조하여 설명한다.
또한 표시 패널에 포함되는 박막(예를 들어 절연막, 반도체막, 및 도전막)은 스퍼터링법, CVD(chemical vapor deposition)법, 진공 증착법, PLD(pulsed laser deposition)법, 및 ALD(atomic layer deposition)법 등 중 임의의 것에 의하여 형성할 수 있다. CVD법으로서는 PECVD(plasma-enhanced chemical vapor deposition)법 또는 열 CVD법을 사용하여도 좋다. 열 CVD법으로서는 예를 들어 MOCVD(metal organic chemical vapor deposition)법을 사용하여도 좋다.
표시 패널에 포함되는 박막(예를 들어 절연막, 반도체막, 및 도전막)은 스핀 코팅, 디핑(dipping), 스프레이 코팅, 잉크젯, 디스펜싱, 스크린 인쇄, 또는 오프셋 인쇄 등의 방법에 의하여, 혹은 닥터 나이프, 슬릿 코터, 롤 코터, 커튼 코터, 또는 나이프 코터를 사용하여 형성할 수 있다.
표시 패널에 포함되는 박막을 가공하는 경우에는, 리소그래피법 등을 사용할 수 있다. 또는 차폐 마스크를 사용하는 막 형성법에 의하여 섬 형상의 박막을 형성하여도 좋다. 또는 나노 임프린팅법, 샌드 블라스팅법(sandblasting method), 또는 리프트 오프법 등에 의하여 박막을 가공하여도 좋다. 포토리소그래피법의 예에는, 가공하고자 하는 박막 위에 레지스트 마스크를 형성하고, 에칭 등에 의하여 이 박막을 가공하고, 레지스트 마스크를 제거하는 방법, 및 감광성 박막을 형성하고, 이 감광성 박막을 노광하고 현상하여 원하는 형상으로 가공하는 방법이 포함된다.
광을 사용하는 경우의 리소그래피법에서의 노광용 광으로서는, i선의 광(파장 365nm), g선의 광(파장 436nm), h선의 광(파장 405nm), 또는 i선, g선, 및 h선을 혼합시킨 광을 사용할 수 있다. 또는 자외광, KrF 레이저 광, 또는 ArF 레이저 광 등을 사용할 수 있다. 노광은 액침 노광 기술에 의하여 수행하여도 좋다. 노광용 광으로서는 EUV(extreme ultraviolet)광 또는 X선을 사용하여도 좋다. 노광용 광 대신에 전자 빔을 사용할 수 있다. EUV, X선, 또는 전자 빔을 사용하면 매우 미세한 가공을 수행할 수 있어 바람직하다. 또한 전자 빔 등의 빔을 주사함으로써 노광을 수행하는 경우에는, 포토마스크가 필요하지 않다.
박막의 에칭에는 드라이 에칭법, 웨트 에칭법, 또는 샌드 블라스팅법 등을 사용할 수 있다.
먼저, 절연층(101) 위에 도전막(131)을 형성한다(도 3의 (A)).
다음으로, 도전막(131)을 가공하여 절연층(101) 위에 화소 전극(111) 및 보조 배선(120)을 형성한다(도 3의 (B)). 그 후, 화소 전극(111)의 단부 및 보조 배선(120)의 단부를 덮도록 절연층(104)을 형성한다(도 3의 (C)). 화소 전극(111)의 상면 및 보조 배선(120)의 상면이 노출되도록 절연층(104)에 개구를 제공한다.
다음으로, 마스크(155)를 사용하여 공통층(161a)을 형성한다(도 3의 (C) 및 도 4의 (A)). 도 4의 (A)에 도시된 바와 같이, 마스크(155)에는 열 방향 및 행 방향 모두에서 한 화소 걸러 공통층(161a)이 형성되도록 개구가 제공되어 있다. 도 4의 (A)의 화소(130a)에 공통층(161a)이 형성되는 경우, 화소(130a)에 인접한 4개의 화소에는 공통층(161a)이 형성되지 않는다. 예를 들어, 공통층(161a)은 화소(130a) 및 화소(130d)에 상당하는 영역에 형성되고, 화소(130b), 화소(130c), 및 접속부(122)에 상당하는 영역에는 형성되지 않는다. 마스크(155)는 메탈 마스크인 것이 바람직하다.
그리고 마스크(155)를 절연층(101)에 대하여 평행하게 1화소만큼 이동시킨다. 마스크(155)는 한 방향으로 이동시키고, 그 방향은 화소 배열의 열 방향이어도 좋고 행 방향이어도 좋다.
다음으로, 마스크(155)를 사용하여 공통층(161b)을 형성한다(도 3의 (D) 및 도 4의 (B)). 도 4의 (B)에 도시된 바와 같이, 마스크(155)를 1화소만큼 이동시키면, 공통층(161a)이 형성되지 않은 화소에 공통층(161b)이 형성된다. 예를 들어 공통층(161b)은 화소(130b) 및 화소(130c)에 상당하는 영역에 형성되고, 화소(130a), 화소(130d), 및 접속부(122)에 상당하는 영역에는 형성되지 않는다.
또한 공통층(161b)은 마스크(155)의 개구 패턴에서 1화소만큼 이동된 개구 패턴을 갖는 다른 마스크를 사용하여 형성되어도 좋다.
도 4의 (C)에 도시된 바와 같이, 공통층(161)을 두 단계로 형성하면, 공통층(161)을 모든 화소에 형성하고, 접속부(122)에는 형성되지 않도록 할 수 있다. 공통층(161)을 두 단계로 형성하면, 공통층(161)을 한 단계로 형성하는 경우와 비교하여 화소의 개구율을 높일 수 있다.
다음으로, 발광층(163B), 발광층(163G), 및 발광층(163R)을 다른 단계에서 형성한다(도 3의 (E) 및 도 5의 (A)). 발광층의 형성 순서는 한정되지 않는다. 도 3의 (E)의 예에서는, 발광층(163B)을 먼저 형성한다. 발광층을 단파장의 색의 층으로부터 순차적으로 형성하면, 다른 색의 화소에 발광 재료가 의도하지 않게 들어감으로써 발생하는 표시 불량이 일어나기 어려운 경우가 있다.
발광층 이외의 층을 색마다 개별적으로 형성하여도 좋다. 예를 들어 공통층(161)으로서 정공 주입층을 형성한 다음, 정공 수송층 및 발광층을 색마다 개별적으로 형성하여도 좋다. 이때, 정공 수송층과 발광층을 연속하여 형성하면, 발광 소자의 신뢰성이 향상된다. 구체적으로는, 도 6의 (A)에 도시된 바와 같이 청색광용 정공 수송층(163B_1)을 형성하고 청색 발광층(163B_2)을 형성한 다음, 도 6의 (B)에 도시된 바와 같이 녹색광용 정공 수송층(163G_1)을 형성하고 녹색 발광층(163G_2)을 형성한 후, 도 6의 (C)에 도시된 바와 같이 적색광용 정공 수송층(163R_1)을 형성하고 적색 발광층(163R_2)을 형성한다. 또한 정공 수송층의 두께를 색마다 다르게 함으로써, 정공 수송층이 각각 광학 조정 기능을 가져도 좋다.
다음으로, 마스크(155)를 사용하여 공통층(165a)을 형성한다(도 5의 (B)). 공통층(161a)과 같이, 공통층(165a)은 화소(130a) 및 화소(130d)에 상당하는 영역에 형성되고, 화소(130b), 화소(130c), 및 접속부(122)에 상당하는 영역에는 형성되지 않는다.
그리고 마스크(155)를 절연층(101)에 대하여 평행하게 1화소만큼 이동시킨다.
다음으로, 마스크(155)를 사용하여 공통층(165b)을 형성한다(도 5의 (C)). 공통층(161b)과 같이, 공통층(165b)은 화소(130b) 및 화소(130c)에 상당하는 영역에 형성되고, 화소(130a), 화소(130d), 및 접속부(122)에 상당하는 영역에는 형성되지 않는다.
또한 공통층(165b)은 마스크(155)의 개구 패턴에서 1화소만큼 이동된 개구 패턴을 갖는 다른 마스크를 사용하여 형성되어도 좋다.
그리고 보조 배선(120), 공통층(165a), 및 공통층(165b)을 덮도록 공통 전극(113)을 형성한다(도 5의 (D)). 이로써 접속부(122)에서 보조 배선(120)이 공통 전극(113)에 접속된다.
상술한 바와 같이, 발광층(163)을 색마다 형성하고, 또한 공통층(161) 및 공통층(165)의 각각을 두 단계로 형성함으로써, 공통층의 각각을 한 단계로 형성하는 경우와 비교하여 화소의 개구율을 높일 수 있다. 그러므로 표시 패널의 화소부에 보조 배선(120)을 제공하여도, 표시 패널의 화소의 개구율을 높일 수 있다. 따라서 표시 패널에서 어떤 휘도를 얻는 데 필요한 부화소의 휘도를 저하시킬 수 있어, 발광 소자의 수명을 향상시킬 수 있다. 마스크(155)의 비개구부의 폭을 충분히 확보할 수 있기 때문에, 마스크(155)에 충분히 강한 장력을 가할 수 있어 마스크(155)의 정밀도를 향상시킬 수 있다.
또한 EL층에서의 모든 층은 복수의 색의 부화소가 공유하는 공통층이어도 좋다. 표시 패널은 개별 착색 방식뿐만 아니라, 예를 들어 컬러 필터 방식을 채용할 수도 있다.
도 7의 (A)는 표시 패널에 포함되는 EL층(112a) 및 EL층(112b)의 상면도이다. 도 7의 (B)는 도 7의 (A)의 일점쇄선 A7-A8을 따라 취한 단면도이다.
도 7의 (A)에 도시된 바와 같이, 도 7의 (B)는 화소(130a)에 포함되는 적색의 부화소(R) 및 녹색의 부화소(G)와, 화소(130a)에 인접한 화소(130b)에 포함되는 청색의 부화소(B)를 포함한 단면도이다.
도 7의 (B)에 도시된 표시 패널은 절연층(101) 위에 화소 전극(111) 및 보조 배선(120)을 포함한다. 화소 전극(111)의 단부 및 보조 배선(120)의 단부는 절연층(104)으로 덮여 있다. 절연층(104)의 개구를 통하여 화소 전극(111) 위에 EL층(112a) 또는 EL층(112b)이 제공되어 있다. 보조 배선(120), EL층(112a), 및 EL층(112b) 위에는 공통 전극(113)이 제공되어 있다. 접속부(122)에서 보조 배선(120)은 공통 전극(113)과 접한다. 즉, 보조 배선(120)은 공통 전극(113)에 전기적으로 접속되어 있다. 화소 전극(111)은 EL층(112a) 또는 EL층(112b)을 개재하여 공통 전극(113)과 중첩된다. 대향 기판(121)의 한쪽 면 측에는 착색층(CFR), 착색층(CFG), 착색층(CFB), 및 차광층(BM) 등이 위치한다. 대향 기판(121)의 예에는 경질 기판, 필름 기판, 및 편광판이 포함된다.
화소(130a 및 130d)의 각각에서, 적색의 부화소(R)는 도 7의 (B)에 도시된 발광 소자(110R)를 포함한다. 발광 소자(110R)는 화소 전극(111), EL층(112a), 및 공통 전극(113)을 포함한다. 광은 착색층(CFR)을 통하여 발광 소자(110R)로부터 대향 기판(121) 측으로 추출된다. 한편, 화소(130b 및 130c)의 각각에서, 적색의 부화소(R)에 포함되는 발광 소자는 EL층(112a)을 포함하지 않고, EL층(112b)을 포함한다.
화소(130a 및 130d)의 각각에서, 녹색의 부화소(G)는 도 7의 (B)에 도시된 발광 소자(110G)를 포함한다. 발광 소자(110G)는 화소 전극(111), EL층(112a), 및 공통 전극(113)을 포함한다. 광은 착색층(CFG)을 통하여 발광 소자(110G)로부터 대향 기판(121) 측으로 추출된다. 한편, 화소(130b 및 130c)의 각각에서, 녹색의 부화소(G)에 포함되는 발광 소자는 EL층(112a)을 포함하지 않고, EL층(112b)을 포함한다.
화소(130b 및 130c)의 각각에서, 청색의 부화소(B)는 도 7의 (B)에 도시된 발광 소자(110B)를 포함한다. 발광 소자(110B)는 화소 전극(111), EL층(112b), 및 공통 전극(113)을 포함한다. 광은 착색층(CFB)을 통하여 발광 소자(110B)로부터 대향 기판(121) 측으로 추출된다. 한편, 화소(130a 및 130d)의 각각에서, 청색의 부화소(B)에 포함되는 발광 소자는 EL층(112b)을 포함하지 않고, EL층(112a)을 포함한다.
각 색의 부화소에 포함되는 발광 소자는 백색의 광을 방출하는 것이 바람직하다.
영역(170)에서, EL층(112a)은 EL층(112b)과 접한다. 도 2의 (A) 내지 (D)의 구조와 같이, 막 형성 시에 마스크가 이동되는 등에 의하여, EL층(112a)과 EL층(112b)이 서로 중첩되는 부분, 및 EL층(112a)과 EL층(112b)이 서로 떨어져 있는 부분이 생길 수 있다.
또한 마스크(155)의 개구의 크기에 따라서는, 공통층(161a)과 공통층(161b)은 서로 접하지 않는 경우가 있다. 이러한 경우에도, 공통층(161)을 한 단계로 형성하였는지 복수의 단계로 형성하였는지 판별할 수 있는 경우가 있다. 예를 들어 첫 번째 단계에서 형성된 공통층(161a)과 두 번째 단계에서 형성된 공통층(161b) 사이에서 약간의 어긋남이 일어나는 경우가 있다. 그러므로 도 7의 (C)에 도시된 바와 같이, 화소(130a)에 포함되는 공통층(161a)과 화소(130b)에 포함되는 공통층(161b) 사이의 거리(Wa)가, 화소(130d)에 포함되는 공통층(161a)과 화소(130c)에 포함되는 공통층(161b) 사이의 거리(Wb)와 다를 수 있다. 공통층(161)을 두 단계로 형성하면, 공통층(161)의 피치가 열마다 또는 행마다 다른 특징적인 레이아웃이 얻어질 수 있다. 상술한 바와 같이, 공통층(161)의 피치는 서로 다르기 때문에, 공통층(161)이 복수의 단계로 형성된 것이 확인될 수 있다.
또한 EL층이 도전성이 높은 층을 포함하는 경우, 상기 도전성이 높은 층을 통하여, 인접한 발광 소자에 전류가 누설되어 원하는 발광 소자 이외의 발광 소자가 광을 방출하는 경우가 있다(이 현상을 크로스토크라고도 함). 도 7의 (C)의 공통층(161)은 화소마다 개별적으로 제공되기 때문에, 크로스토크를 억제할 수 있다.
부화소의 배열은 도 1의 (A)의 구조에 한정되지 않지만, 도 1의 (A)의 구조는 개구율을 높일 수 있기 때문에 바람직하다. 도 8의 (A) 및 (B)에는 도 1의 (A)와는 다른 부화소의 배열을 도시하였다. 도 8의 (A)는 스트라이프 배열의 예를 도시한 것이고, 도 8의 (B)는 매트릭스 배열의 예를 도시한 것이다. 위에 더하여, S 스트라이프 배열, 펜타일 배열, 또는 베이어 배열 등을 채용할 수 있다.
착색층은 특정의 파장 범위의 광을 투과시키는 유색층이다. 예를 들어, 적색, 녹색, 청색, 또는 황색의 파장 범위의 광을 투과시키는 컬러 필터를 사용할 수 있다. 착색층에 사용할 수 있는 재료의 예에는 금속 재료, 수지 재료, 및 안료 또는 염료를 포함한 수지 재료가 포함된다.
차광층(BM)은 인접한 착색층들 사이에 제공되어 있다. 차광층(BM)은 인접한 발광 소자로부터 방출되는 광을 차단하여, 인접한 발광 소자들 사이에서의 혼색을 억제한다. 여기서, 착색층을 그 단부가 차광층(BM)과 중첩되도록 제공함으로써, 광 누설을 저감할 수 있다. 차광층(BM)에는 발광 소자로부터의 광을 차단할 수 있는 재료를 사용할 수 있고, 예를 들어 금속 재료, 혹은 안료 또는 염료를 포함한 수지 재료를 사용하여 블랙 매트릭스를 형성할 수 있다. 또한 구동 회로 등, 화소부 이외의 영역에 차광층(BM)을 제공하면, 도파광(guided light) 등의 원하지 않은 누설을 억제할 수 있어 바람직하다.
[표시 패널의 구체적인 예 2]
도 10의 (A)는 표시 패널(10A)의 상면도이다. 도 10의 (B)는 표시 패널(10A)의 단면도이다. 도 10의 (B)는 도 10의 (A)의 일점쇄선 B1-B2를 따라 취한 단면도에 상당한다.
도 10의 (A)에 도시된 표시 패널(10A)은 화소부(71) 및 구동 회로(78)를 포함한다. 표시 패널에는 FPC(74)가 접속되어 있다. 표시 패널에는 FPC(flexible printed circuit) 등의 커넥터 또는 IC(integrated circuit)를 접속할 수 있다. 예를 들어 표시 패널에 주사선 구동 회로를 포함시키고, 신호선 구동 회로를 외부에 제공함으로써 표시 모듈을 제작할 수 있다.
표시 패널(10A)은 개별 착색 방식이 채용된 톱 이미션 표시 패널이다. 표시 패널(10A)은 보조 배선을 포함하기 때문에, 공통 전극(113)의 저항에 기인하는 전압 강하를 억제하고 표시 불균일을 저감할 수 있다. EL층에 포함되는 공통층을 두 단계로 형성하기 때문에, 표시 패널(10A)은 화소부(71)가 보조 배선을 포함하여도 화소의 개구율이 높다.
도 10의 (B)에 도시된 바와 같이, 표시 패널(10A)은 기판(361), 절연층(367), 트랜지스터(301 및 303), 도전층(307), 절연층(314), 발광 소자(20A, 20B, 및 21A), 절연층(104), 보호층(109), 보조 배선(120a 및 120b), 접착층(318), 및 기판(371) 등을 포함한다.
발광 소자(20A, 20B, 및 21A)는 각각 화소 전극(111a 및 111b), EL층, 및 공통 전극(113)을 포함한다.
화소 전극(111a)은 트랜지스터(303)의 소스 또는 드레인에 전기적으로 접속되어 있다. 이들은 서로 직접 접속되거나 다른 도전층을 통하여 접속된다.
발광 소자(20A, 20B, 및 21A)의 각각에 포함되는 화소 전극(111b)은 광학 조정층으로서 기능한다. 마이크로캐비티 구조를 갖는 발광 소자에 의하여, 표시 패널로부터 색 순도가 높은 광을 추출할 수 있다. 화소 전극의 구조는 적층 구조에 한정되지 않고 단층 구조이어도 좋다.
절연층(104)은 화소 전극(111a 및 111b)의 단부를 덮는다. 인접한 2개의 화소 전극은 절연층(104)에 의하여 서로 전기적으로 절연되어 있다. 화소 전극은 보조 배선과도 절연층(104)에 의하여 전기적으로 절연되어 있다.
EL층은 복수의 색의 부화소가 공유하는 공통층(도 10의 (B)의 공통층(161) 및 공통층(165))과, 색마다 제공되는 층(도 10의 (B)의 발광층(163))을 포함한다. 여기서, 도 10의 (B)에 도시된 발광 소자(20A)는 발광 소자(20B)도 포함하고 발광 소자(21A)를 포함하는 화소와는 다른 화소에 포함된다. 발광 소자(21A)를 포함하는 화소는 발광 소자(20A)를 포함하는 화소에 인접한다. 같은 화소에 포함되는 발광 소자(20A 및 20B)는 각각 공통층(161a) 및 공통층(165a)을 포함한다. 이들 2개의 발광 소자를 포함하는 화소에 인접한 화소에 포함되는 발광 소자(21A)는 공통층(161b) 및 공통층(165b)을 포함한다. 영역(172)에서 공통층(161a)과 공통층(161b)은 서로 떨어져 있고, 마찬가지로 공통층(165a)과 공통층(165b)은 서로 떨어져 있다. 발광 소자(20A 및 21A)는 각각 발광층(163A)을 포함하고, 발광 소자(20B)는 발광층(163B)을 포함한다. 즉, 여기서는 발광 소자(20A)를 포함하는 부화소가 발광 소자(21A)를 포함하는 부화소와 같은 색을 갖고, 발광 소자(20B)를 포함하는 부화소와는 다른 색을 갖는 예를 제시한다. EL층의 단부는 공통 전극(113)으로 덮여 있다. 공통 전극(113)은 EL층의 단부를 덮고, EL층의 단부보다 더 외측에서 절연층(104)과 접한다. 또한 공통 전극(113)은 접속부(122)에서 보조 배선(120b)과 접한다.
보호층(109)은 공통 전극(113)의 단부를 덮고, 공통 전극(113)의 단부보다 더 외측에서 절연층(104)과 접한다. 또한 보호층(109)은 표시 패널(10A)의 단부 및 그 근방에서 절연층(314)의 단부 및 절연층(104)의 단부를 덮고, 절연층(314)의 단부 및 절연층(104)의 단부보다 더 외측에서 절연층(313)과 접한다. 본 실시형태에 따른 표시 패널에서, 각종 절연층 및 보호층(109)은 무기막(또는 무기 절연막)의 단부가 유기막의 단부보다 외측에 위치하고, 무기막(또는 무기 절연막)이 표시 패널의 단부 및 그 근방에서 서로 접하여 적층되도록 제공되는 것이 바람직하다. 이러한 구조로 하면, 표시 패널의 외부로부터 표시 패널에 수분 등의 불순물이 들어가기 어렵기 때문에, 트랜지스터 및 발광 소자의 열화를 억제할 수 있다.
보조 배선(120a 및 120b)은 절연층(104)의 개구를 통하여 공통 전극(113)에 전기적으로 접속되어 있다. 보조 배선(120a)은 화소 전극(111a)에 사용하는 것과 같은 재료 및 같은 단계를 사용하여 형성될 수 있다. 보조 배선(120b)은 화소 전극(111b)에 사용하는 것과 같은 재료 및 같은 단계를 사용하여 형성될 수 있다.
또한 공통 전극(113)의 보조 배선은 화소 전극과 같은 제작 단계에서 반드시 형성되지는 않는다. 예를 들어 보조 배선은 표시 패널에 포함되는 배선, 또는 표시 패널의 전극 중 적어도 하나에 사용하는 것과 같은 재료 및 같은 단계를 사용하여 형성될 수 있다. 보조 배선을 표시 패널에 포함되는 다른 도전층과 같은 층에 형성하면, 표시 패널의 제작 단계수를 늘리지 않고 표시 패널에 보조 배선을 제공할 수 있다. 한편, 보조 배선을 표시 패널에 포함되는 다른 도전층과는 다른 층에 형성하면, 보조 배선이 넓은 면적을 가질 수 있기 때문에, 공통 전극(113)의 저항에 기인하는 전압 강하를 효과적으로 억제할 수 있다.
도 11은 보조 배선(120)을 트랜지스터의 소스 및 드레인에 사용하는 것과 같은 재료 및 같은 단계를 사용하여 형성한 예를 도시한 것이다.
도 11에서, EL층에 포함되는 모든 층은 각각 복수의 색의 부화소가 공유하는 공통층이다. EL층은 적어도 발광층을 포함한다. 발광 소자(20A)는 발광 소자(20B)도 포함하고 발광 소자(21A)를 포함하는 화소와는 다른 화소에 포함된다. 발광 소자(21A)를 포함하는 화소는 발광 소자(20A)를 포함하는 화소에 인접한다. 같은 화소에 포함되는 발광 소자(20A 및 20B)는 각각 EL층(112a)을 포함한다. 이들 2개의 발광 소자를 포함하는 화소에 인접한 화소에 포함되는 발광 소자(21A)는 EL층(112b)을 포함한다. 영역(172)에서 EL층(112a)과 EL층(112b)은 서로 떨어져 있다. EL층의 단부는 공통 전극(113)으로 덮여 있다. 공통 전극(113)은 EL층의 단부를 덮고, EL층의 단부보다 더 외측에서 절연층(104)과 접한다. 또한 공통 전극(113)은 접속부(122)에서 보조 배선(120)과 접한다. 도 11에서 EL층(112a) 및 EL층(112b)은 3층 구조를 갖지만, EL층의 개수에 한정은 없다. 기판(371)의 한쪽 면 측에는 착색층(CFA), 착색층(CFB), 및 차광층(BM) 등이 위치한다. 발광 소자(20A)와 발광 소자(21A)는 각각 착색층(CFA)과 중첩된다. 즉, 여기서는 발광 소자(20A)를 포함하는 부화소 및 발광 소자(21A)를 포함하는 부화소가 같은 색을 나타내는 예를 제시한다. 발광 소자(20B)는 착색층(CFB)과 중첩된다. 즉, 여기서는 발광 소자(20A)를 포함하는 부화소 및 발광 소자(20B)를 포함하는 부화소가 다른 색을 나타내는 예를 제시한다.
발광 소자 및 보조 배선에 대해서는, 표시 패널의 구체적인 예 1의 설명을 참조할 수 있다.
표시 패널은 발광 소자를 덮는 보호층(109)을 포함하는 것이 바람직하다. 보호층(109)에 배리어성이 높은 막을 사용하면, 발광 소자에 수분 및 산소 등의 불순물이 들어가는 것을 억제할 수 있다. 이로써, 발광 소자의 열화를 억제하고 표시 패널의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
발광 소자로부터의 광은 보호층(109)을 통하여 표시 패널의 외측으로 추출되기 때문에, 보호층(109)은 가시광 투과성이 높은 것이 바람직하다.
보호층(109)은 무기막(또는 무기 절연막)을 포함하는 것이 바람직하다. 발광 소자를 무기막으로 둘러쌈으로써, 수분 및 산소 등의 불순물이 외부로부터 발광 소자에 들어가는 것을 억제할 수 있다. 불순물과, 발광 소자에 포함되는 유기 화합물 또는 금속 재료 사이의 반응에 의하여 발광 소자가 열화되는 경우가 있다. 따라서 발광 소자에 불순물이 들어가기 어려운 구조를 채용함으로써, 발광 소자의 열화가 억제되므로, 발광 소자의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
무기막(또는 무기 절연막)은 방습성이 높고, 물이 확산되기 어렵고 투과되기 어려운 것이 바람직하다. 무기막(또는 무기 절연막)은 수소 및 산소 중 한쪽 또는 양쪽이 확산되기 어렵고 투과되기 어려운 것이 더 바람직하다. 이로써, 무기막(또는 무기 절연막)이 배리어막으로서 기능할 수 있다. 외부로부터 발광 소자로 불순물이 확산되는 것을 효과적으로 억제할 수 있어, 신뢰성이 높은 표시 패널을 제작할 수 있다.
보호층(109)은 하나 이상의 절연막을 포함하는 것이 바람직하다. 보호층(109)에는 산화 절연막, 질화 절연막, 산화질화 절연막, 또는 질화산화 절연막 등을 사용할 수 있다. 산화 절연막의 예에는 산화 실리콘막, 산화 알루미늄막, 산화 갈륨막, 산화 저마늄막, 산화 이트륨막, 산화 지르코늄막, 산화 란타넘막, 산화 네오디뮴막, 산화 하프늄막, 및 산화 탄탈럼막이 포함된다. 질화 절연막의 예에는 질화 실리콘막 및 질화 알루미늄막이 포함된다. 산화질화 절연막의 예에는 산화질화 실리콘막이 포함된다. 질화산화 절연막의 예에는 질화산화 실리콘막이 포함된다.
또한 본 명세서 등에서, 산질화물이란 질소보다 산소를 더 포함하는 재료를 말하고, 질화 산화물이란 산소보다 질소를 더 포함하는 재료를 말한다.
특히, 질화 실리콘막, 질화산화 실리콘막, 및 산화 알루미늄막은, 이들 막이 각각 방습성이 높다는 이유로, 보호층(109)에 적합하게 사용된다.
보호층(109)에는 ITO, Ga-Zn 산화물, Al-Zn 산화물, 또는 In-Ga-Zn 산화물 등을 포함하는 무기막을 사용할 수 있다. 상기 무기막은 저항이 높은 것이 바람직하고, 구체적으로는 공통 전극(113)보다 저항이 높은 것이 바람직하다. 상기 무기막은 질소를 더 포함하여도 좋다.
보호층(109)은 CVD법, 스퍼터링법, 또는 ALD법 등에 의하여 형성할 수 있다. 보호층(109)은 다른 퇴적 방법에 의하여 형성된 2개 이상의 절연막을 포함한 적층 구조를 가져도 좋다.
스퍼터링법 및 ALD법은 저온에서 막을 형성할 수 있다. 발광 소자에 포함되는 EL층은 내열성이 낮다. 그러므로 발광 소자를 제작한 후에 형성되는 보호층(109)은 비교적 낮은 온도, 대표적으로는 100℃ 이하의 온도에서 형성되는 것이 바람직하고, 스퍼터링법 및 ALD법이 적합하다.
스퍼터링법에 의하여 형성되는 무기막의 두께는 50nm 이상 1000nm 이하인 것이 바람직하고, 100nm 이상 300nm 이하인 것이 더 바람직하다.
ALD법에 의하여 형성되는 무기막의 두께는 1nm 이상 100nm 이하인 것이 바람직하고, 5nm 이상 50nm 이하인 것이 더 바람직하다.
보호층(109)의 수증기 투과율은 1×10-2g/(m2·day) 미만, 바람직하게는 5×10-3g/(m2·day) 이하, 더 바람직하게는 1×10-4g/(m2·day) 이하, 더욱 바람직하게는 1×10-5g/(m2·day) 이하, 더욱더 바람직하게는 1×10-6g/(m2·day) 이하이다. 수증기 투과율이 낮을수록, 외부로부터 트랜지스터 및 발광 소자로 물이 확산되는 것을 더 저감할 수 있다.
보호층(109)의 두께는 1nm 이상 1000nm 이하이고, 50nm 이상 500nm 이하인 것이 바람직하고, 100nm 이상 300nm 이하인 것이 더 바람직하다. 절연층은 두께가 얇을수록 표시 패널 전체를 얇게 할 수 있기 때문에 바람직하다. 절연층이 얇을수록 스루풋이 더 향상되기 때문에, 표시 패널의 생산성을 향상시킬 수 있다.
절연층(104)에 사용할 수 있는 유기 절연 재료의 예에는 아크릴 수지, 에폭시 수지, 폴리이미드 수지, 폴리아마이드 수지, 폴리이미드아마이드 수지, 폴리실록산 수지, 벤조사이클로뷰텐계 수지, 및 페놀 수지가 포함된다. 절연층(104) 대신에 무기 절연층을 사용하여도 좋다. 무기 절연층에는 보호층(109)에 사용할 수 있는 무기 절연막을 사용할 수 있다.
화소 전극의 단부를 덮는 절연층에 무기 절연막을 사용하면, 유기 절연막을 사용하는 경우와 비교하여 발광 소자에 불순물이 들어가기 어렵기 때문에, 발광 소자의 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 화소 전극의 단부를 덮는 절연층에 유기 절연막을 사용하면, 유기 절연막은 무기 절연막보다 단차 피복성이 높고 화소 전극의 형상에 의하여 영향을 받기 어렵기 때문에, 발광 소자의 단락을 방지할 수 있다.
또한 절연층(104) 및 보호층(109)은 각각 무기 절연막 및 유기 절연막 중 한쪽 또는 양쪽을 포함한 단층 구조 또는 적층 구조를 가질 수 있다.
기판(361)과 기판(371)은 접착층(318)으로 서로 접착되어 있다. 기판(361 및 371) 및 접착층(318)에 의하여 형성된 공간(105)은 수지, 혹은 질소 또는 아르곤 등의 불활성 가스로 충전되어 있는 것이 바람직하다.
기판(361 및 371)에는 유리, 석영, 수지, 금속, 합금, 또는 반도체 등의 재료를 사용할 수 있다. 발광 소자로부터의 광을 추출하는 측의 기판은, 상기 광을 투과시키는 재료를 사용하여 형성된다. 기판(361 및 371)의 각각으로서 가요성 기판을 사용하는 것이 바람직하다. 또한 기판(361) 또는 기판(371)으로서 편광판을 사용하여도 좋다.
원 편광판이 표시 패널과 중첩되는 경우, 표시 패널에 포함되는 기판으로서는 광학적 등방성이 높은 기판을 사용하는 것이 바람직하다. 광학적 등방성이 높은 기판은 복굴절이 낮다(바꿔 말하면, 복굴절량이 적다).
광학적 등방성이 높은 기판의 리타데이션(retardation)(위상차)의 절댓값은 30nm 이하인 것이 바람직하고, 20nm 이하인 것이 더 바람직하고, 10nm 이하인 것이 더욱 바람직하다.
광학적 등방성이 높은 필름의 예에는 트라이아세틸셀룰로스(TAC, 셀룰로스트라이아세테이트라고도 함) 필름, 사이클로올레핀 폴리머(COP) 필름, 사이클로올레핀 공중합체(COC) 필름, 및 아크릴 필름이 포함된다.
필름을 기판에 사용하고 그 필름이 흡수(吸水)하는 경우, 표시 패널이 변형(예를 들어 주름이 생김)되는 경우가 있다. 그러므로 기판에는 흡수율이 낮은 필름을 사용하는 것이 바람직하다. 예를 들어 필름의 흡수율은 1% 이하인 것이 바람직하고, 0.1% 이하인 것이 더 바람직하고, 0.01% 이하인 것이 더욱 바람직하다.
접착층에는 광 경화성 접착제(예를 들어, 자외선 경화성 접착제), 반응 경화성 접착제, 열 경화성 접착제, 및 혐기성 접착제 등의 각종 경화성 접착제를 사용할 수 있다. 또는 접착 시트 등을 사용하여도 좋다.
구동 회로(78)는 트랜지스터(301)를 포함한다. 화소부(71)는 트랜지스터(303)를 포함한다.
각 트랜지스터는 게이트, 게이트 절연층(311), 반도체층, 백 게이트, 소스, 및 드레인을 포함한다. 게이트(도 10의 (B) 및 도 11에서는 아래쪽 게이트)와 반도체층은 게이트 절연층(311)을 개재하여 서로 중첩된다. 백 게이트(도 10의 (B) 및 도 11에서는 위쪽 게이트)와 반도체층은 절연층(312) 및 절연층(313)을 개재하여 서로 중첩된다.
트랜지스터(301 및 303)의 각각에는, 채널이 형성되는 반도체층을 2개의 게이트 사이에 제공하는 구조가 사용되어 있다. 2개의 게이트를 서로 접속하고 같은 신호를 공급하여 트랜지스터를 동작시키는 것이 바람직하다. 이러한 트랜지스터는 다른 트랜지스터보다 전계 효과 이동도를 높게 할 수 있기 때문에, 다른 트랜지스터보다 온 상태 전류를 높게 할 수 있다. 그 결과, 고속 동작이 가능한 회로를 얻을 수 있다. 또한 회로부가 차지하는 면적을 축소할 수 있다. 온 상태 전류가 높은 트랜지스터를 사용하면, 크기를 크게 하거나 해상도를 높임으로써 배선의 개수가 증가된 표시 패널 또는 표시 장치에서도 배선의 신호 지연을 저감하고, 표시 불균일을 억제할 수 있다. 또는 2개의 게이트 중 한쪽에 문턱 전압을 제어하기 위한 전위를 공급하고 다른 쪽에 구동을 위한 전위를 공급함으로써, 트랜지스터의 문턱 전압을 제어할 수 있다.
구동 회로(78)와 화소부(71) 간에서 트랜지스터의 구조가 달라도 좋다. 구동 회로(78) 및 화소부(71)는 각각 복수 종류의 트랜지스터를 포함하여도 좋다.
트랜지스터, 용량 소자, 및 배선 등을 발광 소자의 발광 영역과 중첩하여 제공함으로써, 화소부(71)의 개구율을 높일 수 있다.
절연층(312, 313, 및 314) 중 적어도 하나에는 물 및 수소 등의 불순물이 확산되기 어려운 재료를 사용하는 것이 바람직하다. 외부로부터 트랜지스터로 불순물이 확산되는 것을 효과적으로 억제할 수 있어, 표시 패널의 신뢰성이 향상된다. 절연층(314)은 평탄화층으로서 기능한다.
절연층(367)은 하지막으로서 기능한다. 절연층(367)에는 물 및 수소 등의 불순물이 확산되기 어려운 재료를 사용하는 것이 바람직하다.
접속부(306)는 도전층(307)을 포함한다. 도전층(307)은 트랜지스터의 소스 및 드레인에 사용하는 것과 같은 재료 및 같은 단계를 사용하여 형성될 수 있다. 도전층(307)은 구동 회로(78)에 외부로부터의 신호 또는 전위를 전송(傳送)하는 외부 입력 단자에 전기적으로 접속된다. 여기서는 외부 입력 단자로서 FPC(74)를 제공하는 예를 제시한다. FPC(74)와 도전층(307)은 접속체(319)를 통하여 서로 전기적으로 접속된다.
접속체(319)로서는, 다양한 이방성 도전 필름(ACF: anisotropic conductive film) 및 이방성 도전 페이스트(ACP: anisotropic conductive paste) 등 중 임의의 것을 사용할 수 있다.
[표시 장치의 구체적인 예]
다음으로, 복수의 표시 패널을 포함하는 표시 장치에 대하여 도 12의 (A) 내지 (C)를 참조하여 설명한다.
도 12의 (A)는 표시 패널(DP)의 상면도이고, 도 12의 (B) 및 (C)는 4개의 표시 패널(DP)을 포함하는 표시 장치의 사시도이다.
복수의 표시 패널(DP)을 하나 이상의 방향으로(예를 들어 일렬로 또는 매트릭스로) 배치하면, 표시 영역이 큰 표시 장치를 제작할 수 있다.
복수의 표시 패널(DP)을 사용하여 대형 표시 장치를 제작하는 경우에는 각 표시 패널(DP)이 클 필요는 없다. 그러므로 표시 패널(DP)을 제작하기 위한 장치를 크게 할 필요가 없어, 공간 절약을 실현할 수 있다. 또한 중소형 표시 패널의 제작 장치를 사용할 수 있기 때문에, 표시 장치의 크기를 늘리기 위하여 신규 제작 장치를 사용할 필요가 없어, 제작 비용이 삭감된다. 또한 표시 패널(DP)의 대형화에 따른 수율 저하를 억제할 수 있다.
표시 패널(DP)의 크기가 같은 경우, 복수의 표시 패널(DP)을 포함하는 표시부는 하나의 표시 패널(DP)을 포함하는 표시부보다 표시 영역이 크고, 예를 들어 한 번에 더 많은 정보를 표시하는 효과를 갖는다.
여기서, 표시 패널(DP)이 화소부(71)를 둘러싸는 비표시 영역을 갖는 경우에 대하여 고찰한다. 이때, 예를 들어 복수의 표시 패널(DP)의 출력 화상이 하나의 화상을 표시하는 데 사용되는 경우, 표시 장치의 사용자에게는 그 화상이 분리되어 있는 것처럼 보인다.
표시 패널(DP)의 비표시 영역을 작게 함으로써(프레임이 좁은 표시 패널(DP)을 사용함으로써), 표시 패널(DP)에 표시되는 화상이 분리되어 있는 것처럼 보이는 것을 억제할 수 있지만, 표시 패널(DP)의 비표시 영역을 완전히 없애는 것은 어렵다.
표시 패널(DP)의 비표시 영역이 작으면, 표시 패널(DP)의 단부와 표시 패널(DP) 내의 소자 사이의 거리가 짧아져, 표시 패널(DP)의 외부로부터의 불순물에 의하여 소자가 열화되기 쉬워지는 경우가 있다.
그래서 본 발명의 일 형태에서는 복수의 표시 패널(DP)이 부분적으로 서로 중첩되도록 배치된다. 서로 중첩된 2개의 표시 패널(DP)에서 적어도 표시면 측(위쪽)의 표시 패널(DP)은 화소부(71)에 인접한 가시광 투과 영역(72)을 포함한다. 본 발명의 일 형태에서는 아래쪽의 표시 패널(DP)의 화소부(71)와, 위쪽의 표시 패널(DP)의 가시광 투과 영역(72)이 서로 중첩된다. 그러므로 중첩된 2개의 표시 패널(DP)의 화소부들(71) 사이의 비표시 영역을 축소하거나 나아가서는 없앨 수 있다. 그 결과, 표시 패널(DP)의 이음매가 사용자에게 보이기 어려운 대형 표시 장치를 얻을 수 있다.
위쪽의 표시 패널(DP)의 비표시 영역의 적어도 일부는 가시광 투과 영역(72)이고, 아래쪽의 표시 패널(DP)의 화소부(71)와 중첩될 수 있다. 또한 아래쪽의 표시 패널(DP)의 비표시 영역의 적어도 일부는 위쪽의 표시 패널(DP)의 화소부(71) 또는 가시광 차단 영역(73)과 중첩될 수 있다. 이들 영역은 표시 장치의 프레임 면적의 축소화(화소부 이외의 면적의 축소화)에 영향을 미치지 않기 때문에 이들 비표시 영역의 면적을 축소할 필요는 없다.
표시 패널(DP)의 비표시 영역이 크면, 표시 패널(DP)의 단부와 표시 패널(DP) 내의 소자 사이의 거리가 길어져, 표시 패널(DP)의 외부로부터의 불순물로 인하여 소자가 열화되는 것을 억제할 수 있다. 예를 들어, 표시 소자로서 유기 EL 소자를 사용하는 경우에는, 표시 패널(DP)의 단부와 유기 EL 소자 사이의 거리가 길어질수록, 수분 및 산소 등의 불순물이 표시 패널(DP)의 외부로부터 유기 EL 소자에 들어가기 어려워진다(또는 도달되기 어려워진다). 본 발명의 일 형태에 따른 표시 장치에서는, 표시 패널(DP)의 비표시 영역의 면적이 충분히 확보되기 때문에, 유기 EL 소자 등을 포함하는 표시 패널(DP)을 사용하여도 신뢰성이 높은 대형 표시 장치를 제작할 수 있다.
상술한 바와 같이, 표시 장치에 복수의 표시 패널(DP)이 제공되는 경우에는, 인접한 표시 패널(DP) 사이에서 화소부(71)가 연속하여 배치되도록 복수의 표시 패널(DP)을 배치하는 것이 바람직하다.
도 12의 (A)에 도시된 표시 패널(DP)은 화소부(71), 가시광 투과 영역(72), 및 가시광 차단 영역(73)을 포함한다. 가시광 투과 영역(72) 및 가시광 차단 영역(73)은 각각 화소부(71)에 인접하여 제공된다. 도 12의 (A)에는 표시 패널(DP)에 FPC(74)를 제공한 예를 나타내었다.
화소부(71)는 복수의 화소를 포함한다. 가시광 투과 영역(72)은 표시 패널(DP)을 형성하는 한 쌍의 기판, 및 상기 한 쌍의 기판 사이에 끼워진 표시 소자를 밀봉하기 위한 실재 등을 포함하여도 좋다. 여기서, 가시광 투과 영역(72)에 제공되는 부재에는 가시광 투과 재료를 사용한다. 가시광 차단 영역(73)에는, 예를 들어 화소부(71)의 화소에 전기적으로 접속되는 배선이 제공되어도 좋다. 또한 가시광 차단 영역(73)에는 주사선 구동 회로 및 신호선 구동 회로 중 한쪽 또는 양쪽이 제공되어도 좋다. 또한 가시광 차단 영역(73)에는 FPC(74)에 접속된 단자 및 이 단자에 접속된 배선 등이 제공되어도 좋다.
도 12의 (B) 및 (C)는 도 12의 (A)에 도시된 표시 패널(DP)을 2×2의 매트릭스로 배치(세로 방향 및 가로 방향으로 2개의 표시 패널(DP)을 배치)한 예를 나타낸 것이다. 도 12의 (B)는 표시 패널(DP)의 표시면 측의 사시도이고, 도 12의 (C)는 표시 패널(DP)의 표시면 측과는 반대 측의 사시도이다.
4개의 표시 패널(DP)(표시 패널(DPa, DPb, DPc, 및 DPd))은 서로 중첩되는 영역을 갖도록 배치되어 있다. 구체적으로는, 하나의 표시 패널(DP)의 가시광 투과 영역(72)이 다른 표시 패널(DP)의 화소부(71)의 상면(표시면 측)과 중첩되는 영역을 갖고, 하나의 표시 패널(DP)의 가시광 차단 영역(73)이 다른 표시 패널(DP)의 화소부(71)의 상면과 중첩되지 않도록 표시 패널(DPa, DPb, DPc, 및 DPd)이 배치되어 있다. 4개의 표시 패널(DP)이 서로 중첩되는 부분에서는, 표시 패널(DPb, DPc, 및 DPd)이 각각 표시 패널(DPa)의 상면, 표시 패널(DPb)의 상면, 및 표시 패널(DPc)의 상면과 중첩된다.
표시 패널(DPa)의 짧은 변과 표시 패널(DPb)의 짧은 변이 서로 중첩되고, 화소부(71a)의 일부와 가시광 투과 영역(72b)의 일부가 서로 중첩된다. 또한 표시 패널(DPa)의 긴 변과 표시 패널(DPc)의 긴 변이 서로 중첩되고, 화소부(71a)의 일부와 가시광 투과 영역(72c)의 일부가 서로 중첩된다.
화소부(71b)의 일부는 가시광 투과 영역(72c)의 일부 및 가시광 투과 영역(72d)의 일부와 중첩된다. 또한 화소부(71c)의 일부는 가시광 투과 영역(72d)의 일부와 중첩된다.
따라서 화소부(71a 내지 71d)가 거의 이음매 없이 배치된 영역을 표시 장치의 표시 영역(79)으로 할 수 있다.
여기서, 표시 패널(DP)은 가요성을 갖는 것이 바람직하다. 예를 들어 표시 패널(DP)을 형성하는 한 쌍의 기판은 가요성을 갖는 것이 바람직하다.
따라서 도 12의 (B) 및 (C)에 도시된 바와 같이, 표시 패널(DPa)에서 FPC(74a)에 가까운 영역을 구부려, FPC(74a)에 인접한 표시 패널(DPb)의 화소부(71b) 아래에, 표시 패널(DPa)의 일부 및 FPC(74a)의 일부를 배치할 수 있다. 이 결과, FPC(74a)가 표시 패널(DPb)의 뒷면과 물리적으로 간섭하지 않고 배치될 수 있다. 또한 표시 패널(DPa)과 표시 패널(DPb)을 서로 중첩시키고 고정시키는 경우에는 FPC(74a)의 두께를 고려할 필요가 없기 때문에, 가시광 투과 영역(72b)의 상면과 표시 패널(DPa)의 상면의 높이를 실질적으로 같게 할 수 있다. 이는 화소부(71a) 위의 표시 패널(DPb)의 단부를 눈에 띄지 않게 할 수 있다.
또한 각 표시 패널(DP)이 가요성을 가짐으로써, 표시 패널(DPb)의 화소부(71b)의 상면과 표시 패널(DPa)의 화소부(71a)의 상면의 높이가 서로 같게 되도록 표시 패널(DPb)을 완만하게 만곡시킬 수 있다. 따라서 표시 패널(DPa)과 표시 패널(DPb)이 서로 중첩되는 영역 근방을 제외하고 표시 영역의 높이를 서로 같게 할 수 있기 때문에, 표시 영역(79)에 표시되는 영상의 표시 품질을 향상시킬 수 있다.
상술한 설명에서는 표시 패널(DPa)과 표시 패널(DPb)의 관계를 예로 들었지만, 이는 인접한 다른 어느 2개의 표시 패널(DP)들의 관계에 대해서도 마찬가지이다.
인접한 2개의 표시 패널(DP) 사이의 단차를 저감하기 위해서는, 표시 패널(DP)의 두께가 얇은 것이 바람직하다. 예를 들어, 표시 패널(DP)의 두께는 1mm 이하인 것이 바람직하고, 300μm 이하인 것이 더 바람직하고, 100μm 이하인 것이 더욱 바람직하다.
[표시 패널의 구체적인 예 3]
도 13의 (A) 및 (B)는 표시 패널(15A)의 상면도이다. 도 13의 (C)는 도 13의 (A)의 일점쇄선 C1-C2를 따라 취한 단면도이다.
도 13의 (A) 및 (B)에 도시된 표시 패널은 각각 화소부(71), 가시광 투과 영역(72), 및 구동 회로(78)를 포함한다. 표시 패널에는 FPC(74)가 접속되어 있다. 도 13의 (A) 및 (B)에는 각각 가시광 투과 영역(72)이 화소부(71)에 인접하고 화소부(71)의 2변을 따라 제공되는 예를 도시하였다.
도 13의 (A)에 도시된 표시 패널은 모서리가 날카롭고, 도 13의 (B)에 도시된 표시 패널은 모서리가 둥그렇다. 필름 기판을 사용한 표시 패널은 다양한 상면 형상을 갖도록 제작될 수 있다. 예를 들어, 표시 패널이 곡률을 갖는 모서리를 가지면, 표시 패널을 분단할 때 깨지기 어려우므로 제작하기 쉬운 경우가 있다.
표시 패널(15A)은 개별 착색 방식이 채용된 톱 이미션 표시 패널이다. 표시 패널(15A)은 2변을 따라 가시광 투과 영역(72)을 포함한다. 가시광 투과 영역(72)에는 공통 전극(113)의 리드 배선을 제공할 수 없기 때문에, 전압 강하의 영향이 더 현저해진다. 도 12의 (A) 내지 (C)에 도시된 표시 장치를 복수의 표시 패널(15A)을 사용하여 제작하고 전압이 강하된 경우에는, 인접한 표시 패널들 사이의 휘도의 불연속성이 표시 장치 전체의 휘도 불균일로서 인식되기 쉽다. 그러나 표시 패널(15A)은 보조 배선을 포함하기 때문에, 공통 전극(113)의 저항에 기인하는 전압 강하를 억제하여 표시 불균일을 저감할 수 있다. EL층에 포함되는 공통층은 두 단계로 형성되기 때문에, 화소부(71)가 보조 배선을 포함하여도 표시 패널(15A)의 화소의 개구율은 높다.
도 13의 (C)에 도시된 바와 같이, 표시 패널(15A)은 기판(361), 접착층(363), 절연층(365), 트랜지스터(301 및 303), 도전층(307), 절연층(314), 발광 소자(20A, 20B, 및 21A), 절연층(104), 보호층(109), 보조 배선(120a 및 120b), 접착층(317), 및 기판(371) 등을 포함한다.
기판(361)과 기판(371)은 접착층(317)으로 서로 접착되어 있다. 기판(361)과 절연층(365)은 접착층(363)으로 서로 접착되어 있다.
표시 패널(15A)의 제작에서는, 형성 기판 위에 형성된 트랜지스터 및 발광 소자 등을 기판(361)으로 전치한다.
발광 소자(20A, 20B, 및 21A)는 각각 화소 전극(111a 및 111b), EL층, 및 공통 전극(113)을 포함한다.
화소 전극(111a)은 트랜지스터(303)의 소스 또는 드레인에 전기적으로 접속되어 있다. 이들은 서로 직접 접속되거나 다른 도전층을 통하여 접속된다.
발광 소자(20A, 20B, 및 21A)의 각각에 포함되는 화소 전극(111b)은 광학 조정층으로서 기능한다. 도 10의 (B) 등에는 각각 화소 전극(111b)이 화소 전극(111a)을 덮는 예를 도시하였지만, 도 13의 (C)에 도시된 바와 같이 화소 전극(111b)은 화소 전극(111a)의 측면을 반드시 덮는 것은 아니다.
구동 회로(78)는 트랜지스터(301)를 포함한다. 화소부(71)는 트랜지스터(303)를 포함한다.
각 트랜지스터는 백 게이트, 게이트 절연층(311), 반도체층, 게이트 절연층, 게이트, 절연층(315), 소스, 및 드레인을 포함한다. 반도체층은 채널 형성 영역 및 한 쌍의 저저항 영역을 포함한다. 백 게이트(도 13의 (C)에서는 아래쪽 게이트)와 채널 형성 영역은 게이트 절연층(311)을 개재하여 서로 중첩된다. 게이트(도 13의 (C)에서는 위쪽 게이트)와 채널 형성 영역은 게이트 절연층을 개재하여 서로 중첩된다. 소스 및 드레인은 절연층(315)에 제공된 개구를 통하여 저저항 영역에 전기적으로 접속된다.
도 13의 (C)에 도시된 표시 패널(15A)의 화소부(71), 구동 회로(78), 및 접속부(306)의 구조는 표시 패널(10A)(도 10의 (B))의 구조와 많은 점에서 공통되기 때문에, 이들 구조에는 표시 패널(10A)에 대한 상기 설명을 참조할 수 있다.
가시광 투과 영역(72)에 포함되는 층은 가시광을 투과시킨다. 도 13의 (C)에는 가시광 투과 영역(72)이 기판(361), 접착층(363), 절연층(365), 게이트 절연층(311), 절연층(315), 보호층(109), 접착층(317), 및 기판(371)을 포함하는 예를 도시하였다. 이 적층 구조에서는, 각 계면의 굴절률의 차이가 작아지도록 층의 재료를 선택하는 것이 바람직하다. 서로 접하는 2층의 굴절률의 차이를 작게 하면, 사용자는 2개의 표시 패널 사이의 이음매를 쉽게 인식할 수 없다.
가시광 투과 영역(72)에서의 절연층의 개수는, 화소부(71)의 가시광 투과 영역(72) 근방의 영역에서보다 적은 것이 바람직하다. 가시광 투과 영역(72)에 포함되는 절연층의 개수가 감소되면, 굴절률의 차이가 큰 계면의 개수를 줄일 수 있다. 그러므로 가시광 투과 영역(72)에서의 외광의 반사를 억제할 수 있다. 이 경우, 가시광 투과 영역(72)에서의 가시광 투과율을 높일 수 있다. 그러므로 아래쪽의 표시 패널의 표시에서, 가시광 투과 영역(72)을 통하여 보이는 부분과 상기 영역을 통하지 않고 보이는 부분의 휘도(밝기)의 차이를 작게 할 수 있다. 따라서 표시 장치의 표시 불균일 또는 휘도 불균일을 억제할 수 있다.
도 14는 도 13의 (C)에 도시된 2개의 표시 패널(15A)이 서로 중첩된 표시 장치의 단면도의 예를 도시한 것이다.
도 14에 도시된 표시 장치에서, 표시면 측(위쪽)에 위치하는 표시 패널은 화소부(71)에 인접한 가시광 투과 영역(72)을 포함한다. 아래쪽 표시 패널의 화소부(71)와 위쪽 표시 패널의 가시광 투과 영역(72)은 서로 중첩된다. 아래쪽 표시 패널의 가시광 차단 영역(예를 들어 구동 회로(78) 및 접속부(306))은 위쪽 표시 패널의 화소부(71)와 중첩된다. 그러므로 중첩된 2개의 표시 패널의 화소부들 사이의 비표시 영역을 축소하거나 나아가서는 없앨 수 있다. 이로써, 표시 패널들 사이의 이음매를 사용자가 인식하기 어려운 대형 표시 장치를 얻을 수 있다.
도 14에 도시된 표시 장치는 아래쪽 표시 패널의 화소부(71)와 위쪽 표시 패널의 가시광 투과 영역(72) 사이에 공기보다 굴절률이 높고 가시광을 투과시키는 투광층(102)을 포함한다. 그러므로 2개의 표시 패널 사이에 공기가 들어가는 것을 억제할 수 있어, 굴절률의 차이로 인한 계면 반사를 저감할 수 있다. 또한 표시 장치의 표시 불균일 또는 휘도 불균일을 억제할 수 있다.
다음으로, 도 13의 (A)의 영역(N)에서의 공통층의 구조에 대하여 도 15의 (A) 내지 (D)를 참조하여 설명한다. 여기서는, 하나의 마스크(155)를 사용하여 공통층(161a 및 161b)을 형성하는 경우에 대하여 설명한다.
도 15의 (A)에 도시된 바와 같이, 마스크(155)를 사용하여 공통층(161a)을 형성한 후, 마스크(155)를 X방향 또는 Y방향으로 1화소만큼 이동시키면, 같은 마스크(155)를 사용하여 공통층(161b)을 형성할 수도 있다. 도 15의 (B)에는 마스크(155)를 X방향으로 1화소만큼 이동시키고, 공통층(161b)을 형성하는 경우를 나타내었다. 여기서, 도 15의 (B)에 도시된 바와 같이, 공통층(161b)은 가시광 투과 영역(72)에도 Y방향으로 화소마다 형성된다. 도 15의 (C)는 공통층(161a 및 161b)의 상면도이다. 이 경우, 도 15의 (D)에 도시된 바와 같이, 공통 전극(113)은 가시광 투과 영역(72)에 형성된 공통층(161b)을 덮고, 공통 전극(113)의 단부는 공통층(161b)의 단부보다 외측에 배치되는 것이 바람직하다. 특히, 공통 전극(113)의 단부는 무기막과 접하는 것이 바람직하다. 이에 의하여, 가시광 투과 영역(72)에서 공통층(161b)에 불순물이 들어가는 것을 억제할 수 있다.
또한 상기 구조는 도 13의 (A)에서의 영역(N)뿐만 아니라, 도 10의 (A)에서의 영역(N)에도 사용할 수 있다. 바꿔 말하면, 하나의 마스크를 사용하여 공통층(161a) 및 공통층(161b)을 형성하는 경우, 표시 패널의 화소부(71) 외측에 공통층(161a) 또는 공통층(161b)이 실질적으로 같은 피치로 제공된다. 이것도 공통층(161)을 복수의 단계로 형성함으로써 얻어지는 특징, 즉 본 발명의 일 형태의 특징일 수 있다.
또한 도 16의 (A) 및 (B)는 표시 패널의 변형예를 나타낸 것이다. 도 16의 (A) 및 (B)에 도시된 표시 패널은 형성 기판 위에 형성된 보호층(375) 및 차광층(BM)을 기판(371)으로 전치함으로써 형성된다. 기판(371)과 보호층(375)은 접착층(373)으로 서로 접착되어 있다. 이러한 식으로, 발광 소자 위의 보호층(109)을 제공하지 않고, 대향 기판 측에 보호층을 제공하여도 좋다.
도 16의 (A)에서는, 트랜지스터(303)의 소스 또는 드레인이 발광 소자의 화소 전극(111a)에 도전층(128a)을 통하여 전기적으로 접속되어 있다. 이러한 식으로, 발광 소자와 트랜지스터에는 각각 도전층의 층이 제공되어도 좋다. 구체적으로는, 트랜지스터(303)를 덮는 절연층(314a) 위에 도전층(128a)이 제공되고, 도전층(128a) 위에 절연층(314b)이 제공되고, 절연층(314b) 위에 화소 전극(111a)이 제공되어 있다. 화소 전극(111a)은 절연층(314b)의 개구를 통하여 도전층(128a)에 접속되고, 도전층(128a)은 절연층(314a)의 개구를 통하여 트랜지스터(303)의 소스 또는 드레인에 접속되어 있다. 절연층(314a) 위에는 도전층(128b)이 제공되어 있다. 도전층(128b)은 도전층(128a)에 사용하는 것과 같은 재료 및 같은 단계를 사용하여 형성될 수 있다. 도전층(128b)은 공통 전극(113)에 전기적으로 접속되기 때문에, 도전층(128b)은 공통 전극(113)의 보조 배선으로서 기능할 수 있다. 접속부(122)에서 공통 전극(113)은 절연층(104)의 개구를 통하여 보조 배선(120b)에 접속된다. 보조 배선(120b)은 보조 배선(120a) 위에 접하여 제공되어 있다. 보조 배선(120a)은 절연층(314b)의 개구를 통하여 도전층(128b)에 접속되어 있다. 이러한 식으로, 공통 전극(113)은 화소 전극과 같은 층의 도전층과, 다른 층의 도전층의 양쪽에 전기적으로 접속되어도 좋다. 보조 배선(120a 및 120b)을 반드시 제공할 필요는 없고, 공통 전극(113)을 도전층(128b)에 직접 접속하여도 좋다.
도 16의 (B)는 보조 배선(120)의 층을 트랜지스터, 배선, 및 발광 소자의 층과는 개별적으로 제공하는 예를 도시한 것이다. 보조 배선(120)만의 층을 제공함으로써, 면적이 넓은 보조 배선(120)을 제공할 수 있다. 이로써, 공통 전극(113)의 저항에 기인하는 전압 강하를 더 효과적으로 억제할 수 있다. 도 16의 (B)에서는, 절연층(314a) 위에 도전층(128)이 제공되고, 도전층(128) 위에 절연층(314b)이 제공되고, 절연층(314b) 위에 보조 배선(120)이 제공되고, 보조 배선(120) 위에 절연층(314c)이 제공되어 있다. 공통 전극(113)은 절연층(104) 및 절연층(314c)에 제공된 개구를 통하여 보조 배선(120)에 전기적으로 접속되어 있다. 도전층(128)은 절연층(314a)에 제공된 개구를 통하여 트랜지스터에 전기적으로 접속되어 있다. 화소 전극은 절연층(314b) 및 절연층(314c)에 제공된 개구를 통하여 도전층(128)에 전기적으로 접속되어 있다.
[표시 패널의 구체적인 예 4]
도 17의 (A)는 표시 패널(15B)의 상면도이다. 도 17의 (B)는 도 17의 (A)의 일점쇄선 C3-C4를 따라 취한 단면도이다.
도 17의 (A)에 도시된 표시 패널(15B)은 화소부(71), 가시광 투과 영역(72), 및 구동 회로(78)를 포함한다. 표시 패널(15B)에는 FPC(74)가 접속되어 있다. 표시 패널(15A)(도 13의 (A))이 표시면 측에 FPC(74)가 접속되는 구조를 갖는 한편, 표시 패널(15B)은 표시면 측과는 반대 측(뒷면 측)에 FPC(74)가 접속되는 구조를 갖는다. 도 17의 (A)에는 가시광 투과 영역(72)이 화소부(71)에 인접하고 화소부(71)의 2변을 따라 제공되는 예를 나타내었다.
표시 패널(15A)과 표시 패널(15B)은 주로 접속부(306)의 구조가 서로 다르다.
표시 패널(15B)의 접속부(306)에서는, 도전층(309)이 접속체(319)를 통하여 FPC(74)에 전기적으로 접속되어 있다. 도전층(309)은 절연층(365)의 개구를 통하여 도전층(308)에 전기적으로 접속되어 있다.
다음으로, 표시 패널(15B)의 제작 방법에 대하여 접속부(306)에 초점을 맞춰 도 18의 (A) 내지 (C2)를 참조하여 설명한다.
먼저, 형성 기판(351) 위에 분리층(353)을 형성하고, 분리층(353) 위에 분리되는 층을 형성한다(도 18의 (A)). 분리되는 층은 다음 식으로 형성된다. 먼저, 분리층(353) 위에 도전층(309)을 형성하고, 분리층(353) 및 도전층(309) 위에 절연층(365)을 형성하고, 절연층(365)에 도전층(309)과 중첩되는 개구를 제공한다. 그리고 개구를 통하여 도전층(309)에 접속되는 도전층(308)을 형성한다. 도전층(308)은 트랜지스터의 게이트에 사용하는 것과 같은 재료 및 같은 단계를 사용하여 형성될 수 있다. 또한 도전층(308)은 트랜지스터의 소스 및 드레인에 사용하는 것과 같은 재료 및 같은 단계를 사용하여 형성되어도 좋다. 그리고 게이트 절연층(311)에서 기판(371)까지를 이 순서대로 형성한다.
다음으로, 형성 기판(351)을 분리한다. 도 18의 (B1)에는 분리층(353)과 도전층(309)의 계면 및 분리층(353)과 절연층(365)의 계면에서 분리가 일어나는 예를 도시하였다. 이로써, 도전층(309)을 노출시킬 수 있다. 그리고 도 18의 (C1)에 도시된 바와 같이, 접속체(319)를 사용하여 도전층(309)을 FPC(74)에 전기적으로 접속시킬 수 있다.
도 18의 (B2)에 도시된 바와 같이, 분리층(353)에서 분리가 일어나는 경우가 있다. 이때, 형성 기판(351) 측에 분리층(353a)이 잔존하고, 도전층(309)과 접하여 분리층(353b)이 잔존한다. 형성 기판(351)의 분리 후에 도전층(309)이 노출되지 않는 경우에는, 분리층(353b)의 일부를 제거함으로써 도전층(309)을 노출시키는 것이 바람직하다. 그 후, 도 18의 (C2)에 도시된 바와 같이 접속체(319)를 사용하여 도전층(309)을 FPC(74)에 전기적으로 접속시킬 수 있다.
제작 기판(351)은 쉽게 반송될 수 있는 만큼 높은 강성(stiffness)을 갖고, 제작 공정에서 가해지는 열에 대한 내성을 갖는다. 형성 기판(351)에 사용할 수 있는 재료의 예에는 유리, 석영, 세라믹, 사파이어, 수지, 반도체, 금속, 및 합금이 포함된다. 유리의 예에는 무알칼리 유리, 바륨보로실리케이트 유리, 및 알루미노보로실리케이트 유리가 포함된다.
분리층(353)은 유기 재료 또는 무기 재료를 사용하여 형성될 수 있다.
분리층(353)에 사용할 수 있는 유기 재료의 예에는 폴리이미드 수지, 아크릴 수지, 에폭시 수지, 폴리아마이드 수지, 폴리이미드아마이드 수지, 실록산 수지, 벤조사이클로뷰텐계 수지, 및 페놀 수지가 포함된다.
분리층(353)에 사용할 수 있는 무기 재료의 예에는 텅스텐, 몰리브데넘, 타이타늄, 탄탈럼, 나이오븀, 니켈, 코발트, 지르코늄, 아연, 루테늄, 로듐, 팔라듐, 오스뮴, 이리듐, 및 실리콘 중에서 선택된 원소를 포함하는 금속, 상기 원소 중 어느 것을 포함하는 합금, 및 상기 원소 중 어느 것을 포함하는 화합물이 포함된다. 실리콘을 포함하는 층의 결정 구조는 비정질이어도 좋고 미결정이어도 좋고 다결정이어도 좋다.
분리 계면에 레이저를 조사함으로써 형성 기판(351)을 분리하여도 좋다. 레이저로서는 엑시머 레이저 또는 고체 레이저 등을 사용할 수 있다. 예를 들어 DPSS(diode-pumped solid-state laser)를 사용하여도 좋다. 또는 분리층(353)에 장력을 수직으로 가하여 형성 기판(351)을 분리하여도 좋다.
표시 패널(15B)에는, 표시면과는 반대 측(뒷면 측)에 FPC(74)가 접속된다. 예를 들어 표시 패널(15B)을 사용함으로써, 실시예 2에서 설명하는 도 32에서의 멀티 디스플레이를 제작할 수 있다.
<트랜지스터의 구조예>
다음으로, 표시 패널 또는 표시 장치에 사용할 수 있는 트랜지스터에 대하여 설명한다.
표시 패널 또는 표시 장치의 트랜지스터의 구조는 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어 플레이너(planar)형 트랜지스터, 스태거형 트랜지스터, 또는 역 스태거형 트랜지스터를 사용하여도 좋다. 톱 게이트 트랜지스터 또는 보텀 게이트 트랜지스터를 사용하여도 좋다. 채널 위아래에 게이트 전극을 제공하여도 좋다.
도 19의 (A) 및 (B)는 트랜지스터의 구조예를 도시한 것이다. 각 트랜지스터는 절연층(141)과 절연층(208) 사이에 제공되어 있다. 절연층(141)은 하지막으로서 기능하는 것이 바람직하다. 절연층(208)은 평탄화막으로서 기능하는 것이 바람직하다.
도 19의 (A)에 도시된 트랜지스터(220)는 반도체층(204)에 금속 산화물을 포함하는 보텀 게이트 트랜지스터이다. 금속 산화물은 산화물 반도체로서 기능할 수 있다.
트랜지스터의 반도체로서 산화물 반도체를 사용하는 것이 바람직하다. 실리콘보다 밴드 갭이 넓고 캐리어 밀도가 낮은 반도체 장치를 사용하면, 트랜지스터의 오프 상태 전류를 저감할 수 있어 바람직하다.
트랜지스터(220)는 도전층(201), 절연층(202), 도전층(203a), 도전층(203b), 및 반도체층(204)을 포함한다. 도전층(201)은 게이트로서 기능한다. 절연층(202)은 게이트 절연층으로서 기능한다. 반도체층(204)은 절연층(202)을 개재하여 도전층(201)과 중첩된다. 도전층(203a 및 203b)은 반도체층(204)에 전기적으로 접속된다. 트랜지스터(220)는 절연층(211 및 212)으로 덮여 있는 것이 바람직하다. 절연층(211 및 212)에는 각종 무기 절연막을 사용할 수 있다. 특히, 절연층(211)에는 산화물 절연막이 적합하게 사용되고, 절연층(212)에는 질화물 절연막이 적합하게 사용된다.
도 19의 (B)에 도시된 트랜지스터(230)는 반도체층에 폴리실리콘을 포함하는 톱 게이트 트랜지스터이다.
트랜지스터(230)는 도전층(201), 절연층(202), 도전층(203a), 도전층(203b), 반도체층, 및 절연층(213)을 포함한다. 도전층(201)은 게이트로서 기능한다. 절연층(202)은 게이트 절연층으로서 기능한다. 반도체층은 채널 형성 영역(214a) 및 한 쌍의 저저항 영역(214b)을 포함한다. 반도체층은 LDD(lightly doped drain) 영역을 더 포함하여도 좋다. 도 19의 (B)에는 채널 형성 영역(214a)과 저저항 영역(214b) 사이에 LDD 영역(214c)을 제공하는 예를 도시하였다. 채널 형성 영역(214a)은 절연층(202)을 개재하여 도전층(201)과 중첩된다. 도전층(203a)은 절연층(202) 및 절연층(213)의 개구를 통하여 한 쌍의 저저항 영역(214b) 중 한쪽에 전기적으로 접속된다. 마찬가지로, 도전층(203b)은 한 쌍의 저저항 영역(214b) 중 다른 쪽에 전기적으로 접속된다. 절연층(213)에는 각종 무기 절연막을 사용할 수 있다. 특히, 절연층(213)에는 질화물 절연막이 적합하게 사용된다.
[금속 산화물]
반도체층에는 산화물 반도체로서 기능하는 금속 산화물을 사용하는 것이 바람직하다. 이하에서는 반도체층에 사용할 수 있는 금속 산화물에 대하여 설명한다.
금속 산화물은 적어도 인듐 또는 아연을 포함하는 것이 바람직하다. 특히, 인듐 및 아연을 포함하는 것이 바람직하다. 또한 알루미늄, 갈륨, 이트륨, 또는 주석 등을 포함하는 것이 바람직하다. 또한 붕소, 타이타늄, 철, 니켈, 저마늄, 지르코늄, 몰리브데넘, 란타넘, 세륨, 네오디뮴, 하프늄, 탄탈럼, 텅스텐, 및 마그네슘 등 중에서 선택된 하나 이상의 원소를 포함하여도 좋다.
여기서는, 금속 산화물이 인듐, 원소 M, 및 아연을 포함한 In-M-Zn 산화물인 경우에 대하여 생각한다. 원소 M은 알루미늄, 갈륨, 이트륨, 또는 주석 등이다. 원소 M으로서 사용할 수 있는 다른 원소에는 붕소, 타이타늄, 철, 니켈, 저마늄, 지르코늄, 몰리브데넘, 란타넘, 세륨, 네오디뮴, 하프늄, 탄탈럼, 텅스텐, 및 마그네슘이 포함된다. 또한 상기 원소 중 2개 이상을 조합하여 원소 M으로서 사용하여도 좋다.
또한 본 명세서 등에서는, 질소를 포함하는 금속 산화물도 금속 산화물이라고 부르는 경우가 있다. 또한 질소를 포함하는 금속 산화물을 금속 산질화물(metal oxynitride)이라고 불러도 좋다. 예를 들어 아연 산질화물(ZnON) 등 질소를 포함하는 금속 산화물을 반도체층에 사용하여도 좋다.
산화물 반도체(금속 산화물)는 단결정 산화물 반도체와 비단결정 산화물 반도체로 분류된다. 비단결정 산화물 반도체의 예에는 CAAC-OS(c-axis-aligned crystalline oxide semiconductor), 다결정 산화물 반도체, nc-OS(nanocrystalline oxide semiconductor), a-like OS(amorphous-like oxide semiconductor), 및 비정질 산화물 반도체가 포함된다.
CAAC-OS는 c축 배향을 갖고, 그 나노 결정들이 a-b면 방향에서 연결되어 있고, 그 결정 구조가 변형을 갖는다. 또한 변형이란, 나노 결정들이 연결된 영역에서, 격자 배열이 규칙적인 영역과 격자 배열이 규칙적인 다른 영역 사이에서 격자 배열의 방향이 변화되는 부분을 말한다.
나노 결정의 형상은 기본적으로 육각형이지만, 반드시 정육각형인 것은 아니고, 비정육각형인 경우가 있다. 변형에는 오각형의 격자 배열 또는 칠각형의 격자 배열 등이 포함되는 경우가 있다. 또한 CAAC-OS의 변형 근방에서도 명확한 결정립계를 관찰하는 것은 어렵다. 즉, 격자 배열이 변형되어 있기 때문에 결정립계의 형성이 억제된다. 이는, a-b면 방향에서 산소 원자의 배열의 밀도가 낮은 것, 및 금속 원소의 치환에 의하여 원자간 결합 거리가 변화되는 것 등에 의하여 CAAC-OS가 변형을 허용할 수 있기 때문이다.
CAAC-OS는, 인듐 및 산소를 포함하는 층(이하 In층), 그리고 원소 M, 아연, 및 산소를 포함하는 층(이하 (M, Zn)층)이 적층된 층상 결정 구조(층상 구조라고도 함)를 갖는 경향이 있다. 또한 인듐 및 원소 M은 서로 치환될 수 있고, (M, Zn)층의 원소 M이 인듐으로 치환되는 경우, 상기 층을 (In, M, Zn)층이라고 할 수도 있다. In층의 인듐이 원소 M으로 치환되는 경우에는, 상기 층을 (In, M)층이라고 할 수도 있다.
CAAC-OS는 결정성이 높은 금속 산화물이다. 한편, CAAC-OS에서는, 명확한 결정립계를 관찰하기 어렵기 때문에, 결정립계에 기인하는 전자 이동도의 저하가 일어나기 어렵다. 불순물의 침입 또는 결함의 형성 등에 의하여 금속 산화물의 결정성이 저하되는 경우가 있다. 이는, CAAC-OS는 불순물 및 결함(예를 들어, 산소 결손(VO))의 양이 적다는 것을 의미한다. 따라서 CAAC-OS를 포함하는 금속 산화물은 물리적으로 안정적이다. 그러므로 CAAC-OS를 포함하는 금속 산화물은 내열성이 있고 신뢰성이 높다.
nc-OS에서, 미소한 영역(예를 들어, 크기가 1nm 이상 10nm 이하의 영역, 특히 크기가 1nm 이상 3nm 이하의 영역)은 주기적인 원자 배열을 갖는다. nc-OS에서 상이한 나노 결정들 사이에 결정 배향의 규칙성은 없다. 따라서 막 전체에서 배향이 관찰되지 않는다. 그러므로 분석 방법에 따라서는 nc-OS를 a-like OS 또는 비정질 산화물 반도체와 구별할 수 없는 경우가 있다.
또한 인듐, 갈륨, 및 아연을 포함하는 금속 산화물인 인듐-갈륨-아연 산화물(이하 IGZO라고 함)은, 상술한 나노 결정으로 형성됨으로써 안정적인 구조를 갖는 경우가 있다. 특히, IGZO 결정은 대기 중에서 성장하지 않는 경향이 있기 때문에, 큰 결정(여기서는 크기가 수mm 또는 수cm의 결정)보다 작은 결정(예를 들어 상술한 나노 결정)으로 IGZO가 형성되는 경우에 안정적인 구조가 얻어진다.
a-like OS는 nc-OS와 비정질 산화물 반도체의 중간의 구조를 갖는 금속 산화물이다. a-like OS는 공동(void) 또는 밀도가 낮은 영역을 갖는다. 즉, a-like OS는 nc-OS 및 CAAC-OS와 비교하여 결정성이 낮다.
산화물 반도체(금속 산화물)는 다양하고 상이한 특성을 나타내는 여러 가지 구조 중 어느 것을 가질 수 있다. 비정질 산화물 반도체, 다결정 산화물 반도체, a-like OS, nc-OS, 및 CAAC-OS 중 2개 이상이 본 발명의 일 형태에 따른 산화물 반도체에 포함되어도 좋다.
반도체층으로서 기능하는 금속 산화물막은 불활성 가스 및 산소 가스 중 한쪽 또는 양쪽을 사용하여 형성될 수 있다. 또한 금속 산화물막의 형성 단계에서의 산소 유량비(산소 분압)에 특별한 한정은 없다. 전계 효과 이동도가 높은 트랜지스터를 얻는 경우, 금속 산화물막의 형성 단계에서의 산소 유량비(산소 분압)는 0% 이상 30% 이하인 것이 바람직하고, 5% 이상 30% 이하인 것이 더 바람직하고, 7% 이상 15% 이하인 것이 더욱 바람직하다.
금속 산화물의 에너지 갭은 2eV 이상인 것이 바람직하고, 2.5eV 이상인 것이 더 바람직하고, 3eV 이상인 것이 더욱 바람직하다. 이러한 에너지 갭이 넓은 금속 산화물을 사용함으로써, 트랜지스터의 오프 상태 전류를 저감할 수 있다.
금속 산화물막은 스퍼터링법에 의하여 형성할 수 있다. 또는 PLD법, PECVD법, 열 CVD법, ALD법, 또는 진공 증착법 등을 사용하여도 좋다.
상술한 바와 같이, 본 실시형태의 표시 패널은 발광 소자의 공통 전극에 접속되는 보조 배선을 포함하고, 화소의 개구율이 높다. 이로써, 표시 패널의 휘도 불균일을 억제하고 표시 패널의 표시 품질을 향상시킬 수 있다. 또한 신뢰성이 높고, 휘도가 높은 표시가 가능한 표시 패널을 얻을 수 있다.
본 실시형태는 다른 실시형태 및 실시예 중 임의의 것과 적절히 조합할 수 있다. 본 명세서의 하나의 실시형태에서 복수의 구조예에 대하여 설명하는 경우에는, 구조예 중 몇 개를 적절히 조합할 수 있다.
(실시형태 2)
본 실시형태에서는, 본 발명의 일 형태에 따른 표시 패널에 대하여 도 20의 (A) 및 (B), 그리고 도 21의 (A) 및 (B)를 참조하여 설명한다.
도 20의 (A)는 화소의 블록도이다. 본 실시형태의 화소는 스위칭 트랜지스터(Switching Tr), 구동 트랜지스터(Driving Tr), 및 발광 소자(OLED)에 더하여 메모리(Memory)를 포함한다.
메모리에는 데이터(DATA_W)가 공급된다. 표시 데이터(DATA)에 더하여 데이터(DATA_W)가 화소에 공급되면, 발광 소자를 흐르는 전류가 커지므로 표시 패널의 휘도를 높일 수 있다.
데이터(DATA_W)의 전위를 Vw로 나타내고, 표시 데이터(DATA)의 전위를 Vdata로 나타내고, 메모리의 용량을 Cw로 나타내는 경우, 구동 트랜지스터의 게이트 전압(Vg)은 식(1)으로 나타낼 수 있다.
[수학식 1]
Figure pct00001
(1)
Vw가 Vdata일 때, Vg로서 Vdata보다 높은 전압이 인가되고, 더 큰 전류를 흘리 수 있다. 즉, 발광 소자를 흐르는 전류가 커지고, 발광 소자의 휘도가 높아진다.
도 20의 (B)는 화소의 구체적인 회로도이다.
도 20의 (B)에 도시된 화소는 트랜지스터(M1), 트랜지스터(M2), 트랜지스터(M3), 트랜지스터(M4), 트랜지스터(M5), 용량 소자(Cs), 용량 소자(Cw), 및 발광 소자(124)를 포함한다.
트랜지스터(M1)의 소스 및 드레인 중 한쪽은 용량 소자(Cw)의 한쪽 전극에 전기적으로 접속된다. 용량 소자(Cw)의 다른 쪽 전극은 트랜지스터(M4)의 소스 및 드레인 중 한쪽에 전기적으로 접속된다. 트랜지스터(M4)의 소스 및 드레인 중 한쪽은 트랜지스터(M2)의 게이트에 전기적으로 접속된다. 트랜지스터(M2)의 게이트는 용량 소자(Cs)의 한쪽 전극에 전기적으로 접속된다. 용량 소자(Cs)의 다른 쪽 전극은 트랜지스터(M2)의 소스 및 드레인 중 한쪽에 전기적으로 접속된다. 트랜지스터(M2)의 소스 및 드레인 중 한쪽은 트랜지스터(M5)의 소스 및 드레인 중 한쪽에 전기적으로 접속된다. 트랜지스터(M5)의 소스 및 드레인 중 한쪽은 트랜지스터(M3)의 소스 및 드레인 중 한쪽에 전기적으로 접속된다. 트랜지스터(M5)의 소스 및 드레인 중 다른 쪽은 발광 소자(124)의 한쪽 전극에 전기적으로 접속된다. 도 20의 (B)에 도시된 트랜지스터는 각각 게이트에 전기적으로 접속된 백 게이트를 포함하지만, 백 게이트의 접속은 이에 한정되지 않는다. 트랜지스터가 백 게이트를 반드시 포함할 필요는 없다.
여기서, 용량 소자(Cw)의 다른 쪽 전극, 트랜지스터(M4)의 소스 및 드레인 중 한쪽, 트랜지스터(M2)의 게이트, 및 용량 소자(Cs)의 한쪽 전극이 접속되는 노드를 노드(NM)라고 한다. 트랜지스터(M5)의 소스 및 드레인 중 다른 쪽 및 발광 소자(124)의 한쪽 전극이 접속되는 노드를 노드(NA)라고 한다.
트랜지스터(M1)의 게이트는 배선(G1)에 전기적으로 접속된다. 트랜지스터(M3)의 게이트는 배선(G1)에 전기적으로 접속된다. 트랜지스터(M4)의 게이트는 배선(G2)에 전기적으로 접속된다. 트랜지스터(M5)의 게이트는 배선(G3)에 전기적으로 접속된다. 트랜지스터(M1)의 소스 및 드레인 중 다른 쪽은 배선(DATA)에 전기적으로 접속된다. 트랜지스터(M3)의 소스 및 드레인 중 다른 쪽은 배선(V0)에 전기적으로 접속된다. 트랜지스터(M4)의 소스 및 드레인 중 다른 쪽은 배선(DATA_W)에 전기적으로 접속된다.
트랜지스터(M2)의 소스 및 드레인 중 다른 쪽은 전원선(127)(고전위)에 전기적으로 접속된다. 발광 소자(124)의 다른 쪽 전극은 공통 배선(129)에 전기적으로 접속된다. 또한 공통 배선(129)에는 임의의 전위를 공급할 수 있다.
배선(G1, G2, 및 G3)은 대응하는 트랜지스터의 동작을 제어하기 위한 신호선으로서 기능할 수 있다. 배선(DATA)은 화소에 화상 신호를 공급하기 위한 신호선으로서 기능할 수 있다. 배선(DATA_W)은 메모리 회로(MEM)에 데이터를 기록하기 위한 신호선으로서 기능할 수 있다. 배선(DATA_W)은 화소에 보정 신호를 공급하기 위한 신호선으로서 기능할 수 있다. 배선(V0)은 트랜지스터(M4)의 전기 특성을 얻기 위한 모니터선으로서 기능한다. 배선(V0)으로부터 트랜지스터(M3)를 통하여 용량 소자(Cs)의 한쪽 전극에 특정의 전위를 공급함으로써, 화상 신호의 기록이 안정될 수 있다.
트랜지스터(M2), 트랜지스터(M4), 및 용량 소자(Cw)로 메모리 회로(MEM)가 형성된다. 노드(NM)는 저장 노드이고, 트랜지스터(M4)를 온으로 하면, 배선(DATA_W)에 공급된 신호를 노드(NM)에 기록할 수 있다. 트랜지스터(M4)로서 오프 상태 전류가 매우 낮은 트랜지스터를 사용함으로써, 노드(NM)의 전위를 오랫동안 유지할 수 있다.
트랜지스터(M4)로서는, 예를 들어 금속 산화물을 채널 형성 영역에 포함한 트랜지스터(이하 OS 트랜지스터라고 함)를 사용할 수 있다. 그러므로 트랜지스터(M4)의 오프 상태 전류를 매우 낮게 할 수 있고, 노드(NM)의 전위를 오랫동안 유지할 수 있다. 이 경우, 화소에 포함되는 다른 트랜지스터로서 OS 트랜지스터를 사용하는 것이 바람직하다. 금속 산화물의 구체적인 예에는 실시형태 1을 참조할 수 있다.
OS 트랜지스터는 에너지 갭이 크기 때문에 매우 낮은 오프 상태 전류 특성을 나타낸다. 채널 형성 영역에 Si을 포함하는 트랜지스터(이하 Si 트랜지스터라고 함)와 달리, OS 트랜지스터에서는 충격 이온화(impact ionization), 애벌란시 항복(avalanche breakdown), 및 단채널 효과 등이 발생하지 않기 때문에 신뢰성이 높은 회로를 구성할 수 있다.
또한 트랜지스터(M4)로서 Si 트랜지스터를 사용하여도 좋다. 이 경우, 화소에 포함되는 다른 트랜지스터로서 Si 트랜지스터를 사용하는 것이 바람직하다.
Si 트랜지스터의 예에는 비정질 실리콘을 포함하는 트랜지스터, 결정성 실리콘(대표적으로는 저온 폴리실리콘)을 포함하는 트랜지스터, 및 단결정 실리콘을 포함하는 트랜지스터가 포함된다.
하나의 화소가 OS 트랜지스터 및 Si 트랜지스터의 양쪽을 포함하여도 좋다.
화소에서, 노드(NM)에 기록된 신호는 배선(DATA)으로부터 공급되는 화상 신호와 용량 결합되고, 이 데이터는 노드(NA)에 출력될 수 있다. 또한 트랜지스터(M1)는 화소를 선택하는 기능을 가질 수 있다. 트랜지스터(M5)는 발광 소자(124)의 발광을 제어하는 스위치로서 기능할 수 있다.
예를 들어, 배선(DATA_W)으로부터 노드(NM)에 기록된 신호가 트랜지스터(M2)의 문턱 전압(Vth)보다 높은 경우에는, 화상 신호가 기록되기 전에 트랜지스터(M2)가 온이 되고, 발광 소자(124)가 광을 방출한다. 이러한 이유로, 트랜지스터(M5)를 제공하고, 노드(NM)의 전위가 고정된 후에 트랜지스터(M5)를 온으로 하여 발광 소자(124)를 발광시키는 것이 바람직하다.
바꿔 말하면, 의도하는 보정 신호를 미리 노드(NM)에 저장하면, 공급한 화상 신호에 상기 보정 신호를 부가할 수 있다. 또한 보정 신호는 전송 경로 상의 요소에 의하여 감쇠되는 경우가 있기 때문에, 이 감쇠를 고려하여 상기 신호가 생성되는 것이 바람직하다.
도 21의 (A) 및 (B)에 나타낸 타이밍 차트를 사용하여 도 20의 (B)의 화소의 동작의 자세한 사항에 대하여 설명한다. 또한 배선(DATA_W)에 공급되는 보정 신호(Vp)로서는 임의의 양의 신호 또는 음의 신호를 사용할 수 있지만, 여기서는 양의 신호가 공급되는 경우에 대하여 설명한다. 이하의 설명에서, "H"는 고전위를 나타내고, "L"은 저전위를 나타낸다.
먼저, 도 21의 (A)를 참조하여 보정 신호(Vp)를 노드(NM)에 기록하는 동작에 대하여 설명한다. 이 동작은 프레임마다 수행하여도 좋고, 화상 신호를 공급하기 전에 적어도 한 번 기록을 수행한다. 또한 리프레시 동작을 적절히 수행하여 노드(NM)에 같은 보정 신호를 재기록한다.
시각 T1에 배선(G1)의 전위를 "H"로 하고, 배선(G2)의 전위를 "L"로 하고, 배선(G3)의 전위를 "L"로 하고, 배선(DATA)의 전위를 "L"로 하면, 트랜지스터(M1)가 온이 되고, 용량 소자(Cw)의 다른 쪽 전극의 전위가 "L"이 된다.
이 동작은 그 후의 용량 결합 동작을 수행하기 위한 리셋 동작이다. 시각 T1 전에는, 앞의 프레임에서 발광 소자(124)가 광을 방출하지만, 상기 리셋 동작에 의하여 노드(NM)의 전위가 변화되므로 발광 소자(124)를 흐르는 전류량이 변화된다. 그러므로 트랜지스터(M5)를 오프로 하여 발광 소자(124)의 발광을 정지시키는 것이 바람직하다.
시각 T2에 배선(G1)의 전위를 "H"로 하고, 배선(G2)의 전위를 "H"로 하고, 배선(G3)의 전위를 "L"로 하고, 배선(DATA)의 전위를 "L"로 하면, 트랜지스터(M4)가 온이 되고, 배선(DATA_W)의 전위(보정 신호(Vp))가 노드(NM)에 기록된다.
시각 T3에 배선(G1)의 전위를 "H"로 하고, 배선(G2)의 전위를 "L"로 하고, 배선(G3)의 전위를 "L"로 하고, 배선(DATA)의 전위를 "L"로 하면, 트랜지스터(M4)가 오프가 되고, 보정 신호(Vp)가 노드(NM)에 유지된다.
시각 T4에 배선(G1)의 전위를 "L"로 하고, 배선(G2)의 전위를 "L"로 하고, 배선(G3)의 전위를 "L"로 하고, 배선(DATA)의 전위를 "L"로 하면, 트랜지스터(M1)가 오프가 되고, 보정 신호(Vp)의 기록 동작이 종료된다.
다음으로, 도 21의 (B)를 참조하여 화상 신호(Vs)의 보정 동작 및 발광 소자(124)를 발광시키는 동작에 대하여 설명한다.
시각 T11에 배선(G1)의 전위를 "H"로 하고, 배선(G2)의 전위를 "L"로 하고, 배선(G3)의 전위를 "L"로 하고, 배선(DATA_W)의 전위를 "L"로 하면, 트랜지스터(M1)가 온이 되고, 용량 소자(Cw)의 용량 결합에 의하여 노드(NM)의 전위에 배선(DATA)의 전위가 부가된다. 즉, 노드(NM)의 전위는 화상 신호(Vs)에 보정 신호(Vp)가 부가됨으로써 얻어지는 전위(Vs+Vp)가 된다.
시각 T12에 배선(G1)의 전위를 "L"로 하고, 배선(G2)의 전위를 "L"로 하고, 배선(G3)의 전위를 "L"로 하고, 배선(DATA_W)의 전위를 "L"로 하면, 트랜지스터(M1)가 오프가 되고, 노드(NM)의 전위가 Vs+Vp로 고정된다.
시각 T13에 배선(G1)의 전위를 "L"로 하고, 배선(G2)의 전위를 "L"로 하고, 배선(G3)의 전위를 "H"로 하고, 배선(DATA_W)의 전위를 "L"로 하면, 트랜지스터(M5)가 온이 되고, 노드(NA)의 전위가 Vs+Vp가 되고, 발광 소자(124)가 광을 방출한다. 엄밀하게 말하자면, 노드(NA)의 전위는 Vs+Vp보다 트랜지스터(M2)의 문턱 전압(Vth)만큼 낮고, 여기서 Vth는 충분히 낮고 무시할 수 있다.
화상 신호(Vs)의 보정 동작 및 발광 소자(124)를 발광시키는 동작에 대하여 위에서 설명하였다. 또한 상술한 보정 신호(Vp)의 기록 동작과 화상 신호(Vs)의 입력 동작은 동시에 수행하여도 좋지만, 모든 화소에 보정 신호(Vp)를 기록한 후에 화상 신호(Vs)의 입력 동작을 수행하는 것이 바람직하다. 본 발명의 일 형태에서는, 복수의 화소에 같은 화상 신호를 동시에 공급할 수 있기 때문에, 먼저 모든 화소에 보정 신호(Vp)를 기록함으로써, 동작 속도를 향상시킬 수 있다.
상술한 바와 같이, 화상 신호 및 보정 신호를 사용하여 발광 소자를 발광시키면, 발광 소자를 흐르는 전류량을 크게 할 수 있고, 높은 휘도를 실현할 수 있다. 소스 드라이버의 출력 전압 이상의 전압을 구동 트랜지스터의 게이트 전압에 인가할 수 있기 때문에, 소스 드라이버의 소비전력을 저감할 수 있다.
본 실시형태는 다른 실시형태 및 실시예 중 임의의 것과 적절히 조합할 수 있다.
(실시형태 3)
본 실시형태에서는, 본 발명의 일 형태에 따른 전자 기기에 대하여 도 22의 (A) 내지 (D)를 참조하여 설명한다.
본 실시형태의 전자 기기는 각각 표시부에 본 발명의 일 형태에 따른 표시 장치가 제공된다. 본 발명의 일 형태에 따른 표시 장치에서는, 표시 패널의 개수를 늘림으로써, 표시 영역의 면적을 무제한으로 크게 할 수 있다. 따라서 본 발명의 일 형태에 따른 표시 장치는 디지털 사이니지 또는 PID(public information display) 등에 적합하게 사용할 수 있다.
본 실시형태의 전자 기기의 표시부는 예를 들어, 풀 HD, 4K2K, 8K4K, 16K8K, 또는 그 이상의 해상도를 갖는 화상을 표시할 수 있다. 표시부의 화면 크기로서는, 대각선 크기가 20인치 이상, 30인치 이상, 50인치 이상, 60인치 이상, 또는 70인치 이상으로 할 수 있다.
전자 기기의 예에는 텔레비전 장치, 데스크톱 또는 노트북 퍼스널 컴퓨터, 컴퓨터의 모니터, 디지털 사이니지, 및 대형 게임기(예를 들어 파친코기) 등의 비교적 대화면의 전자 기기; 디지털 카메라; 디지털 비디오 카메라; 디지털 포토 프레임; 휴대 전화; 휴대용 게임기; 휴대 정보 단말기; 및 음향 재생 장치 등이 포함된다.
본 실시형태의 전자 기기는 집 또는 빌딩의 내벽/외벽의 곡면, 혹은 자동차의 내장/외장의 곡면을 따라 제공될 수 있다.
본 실시형태의 전자 기기는 안테나를 포함하여도 좋다. 안테나에 의하여 신호를 수신하면, 전자 기기는 화상 또는 정보 등을 표시부에 표시할 수 있다. 전자 기기가 안테나 및 이차 전지를 포함하는 경우, 안테나를 비접촉 전력 전송에 사용하여도 좋다.
본 실시형태의 전자 기기는 센서(힘, 변위, 위치, 속도, 가속도, 각속도, 회전수, 거리, 광, 액체, 자기, 온도, 화학 물질, 소리, 시간, 경도, 전계, 전류, 전압, 전력, 방사선, 유량, 습도, 기울기, 진동, 냄새, 또는 적외선을 측정하는 기능을 갖는 센서)를 포함하여도 좋다.
본 발명의 일 형태에 따른 전자 기기는 다양한 정보(예를 들어 정지 화상, 동영상, 및 텍스트 화상)를 표시부에 표시하는 기능, 터치 패널 기능, 달력, 날짜, 및 시각 등을 표시하는 기능, 다양한 소프트웨어(프로그램)를 실행하는 기능, 무선 통신 기능, 및 기록 매체에 저장된 프로그램 또는 데이터를 판독하는 기능 등의 다양한 기능을 가질 수 있다.
도 22의 (A)는 텔레비전 장치의 예를 도시한 것이다. 텔레비전 장치(7100)에서는, 하우징(7101)에 표시부(7000)가 포함된다. 여기서, 하우징(7101)은 스탠드(7103)에 의하여 지지되어 있다.
표시부(7000)에 본 발명의 일 형태에 따른 표시 장치를 사용할 수 있다.
도 22의 (A)에 도시된 텔레비전 장치(7100)는 하우징(7101)에 제공된 조작 스위치 또는 별체의 리모트 컨트롤러(7111)로 조작될 수 있다. 또한 표시부(7000)는 터치 센서를 포함하여도 좋고, 텔레비전 장치(7100)는 손가락 등으로 표시부(7000)를 터치함으로써 조작되어도 좋다. 리모트 컨트롤러(7111)에는 상기 리모트 컨트롤러(7111)로부터 출력되는 데이터를 표시하는 표시부가 제공되어도 좋다. 리모트 컨트롤러(7111)의 조작 키 또는 터치 패널에 의하여, 채널 및 음량을 제어할 수 있고, 표시부(7000)에 표시되는 화상을 제어할 수 있다.
또한 텔레비전 장치(7100)에는 수신기 및 모뎀 등이 제공된다. 수신기를 사용함으로써, 일반 텔레비전 방송을 수신할 수 있다. 텔레비전 장치를 모뎀을 통하여 유선 또는 무선으로 통신 네트워크에 접속함으로써, 단방향(송신자로부터 수신자) 또는 쌍방향(송신자와 수신자 사이 또는 수신자들 사이)의 데이터 통신을 수행할 수 있다.
도 22의 (B)에는 노트북 퍼스널 컴퓨터의 예를 도시하였다. 노트북 퍼스널 컴퓨터(7200)는 하우징(7211), 키보드(7212), 포인팅 디바이스(7213), 및 외부 접속 포트(7214) 등을 포함한다. 하우징(7211)에는 표시부(7000)가 포함된다.
표시부(7000)에 본 발명의 일 형태에 따른 표시 장치를 사용할 수 있다.
도 22의 (C) 및 (D)는 디지털 사이니지의 예를 도시한 것이다.
도 22의 (C)에 도시된 디지털 사이니지(7300)는 하우징(7301), 표시부(7000), 및 스피커(7303) 등을 포함한다. 또한 디지털 사이니지(7300)는 LED 램프, 조작 키(전원 스위치 또는 조작 스위치를 포함함), 접속 단자, 각종 센서, 및 마이크로폰 등을 포함할 수 있다.
도 22의 (D)는 원주 형상의 기둥(7401)에 장착된 디지털 사이니지(7400)를 도시한 것이다. 디지털 사이니지(7400)는 기둥(7401)의 곡면을 따라 제공된 표시부(7000)를 포함한다.
본 발명의 일 형태에 따른 표시 장치를 도 22의 (C) 및 (D)에 도시된 표시부(7000)의 각각에 사용할 수 있다.
표시부(7000)의 면적이 클수록 한번에 더 많은 정보를 제공할 수 있다. 또한 표시부(7000)가 클수록 더 눈에 띄기 때문에, 예를 들어 광고의 효과를 높일 수 있다.
이러한 구조를 갖는 장치는 표시부(7000)에 정지 화상 또는 동영상을 표시할 뿐만 아니라 사용자가 직관적으로 조작할 수 있기 때문에, 표시부(7000)에 터치 패널을 사용하는 것이 바람직하다. 본 발명의 일 형태에 따른 표시 장치를, 노선 정보 또는 교통 정보 등의 정보를 제공하기 위하여 사용하는 경우, 직관적인 조작에 의하여 유용성을 높일 수 있다.
또한 도 22의 (C) 및 (D)에 도시된 바와 같이, 디지털 사이니지(7300) 또는 디지털 사이니지(7400)는, 사용자가 소유하는 스마트폰 등의 정보 단말기(7311) 또는 정보 단말기(7411)와 무선 통신으로 연동하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 표시부(7000)에 표시되는 광고의 정보를 정보 단말기(7311 또는 7411)의 화면에 표시할 수 있다. 또한 정보 단말기(7311 또는 7411)를 조작함으로써, 표시부(7000)에 표시되는 화상을 전환할 수 있다.
또한 디지털 사이니지(7300 또는 7400)에 의하여, 정보 단말기(7311 또는 7411)의 화면을 조작 수단(컨트롤러)으로서 사용한 게임을 실행할 수 있다. 따라서 불특정 다수인이 동시에 게임에 참가하고 즐길 수 있다.
본 실시형태는 다른 실시형태 및 실시예 중 임의의 것과 적절히 조합할 수 있다.
(실시예 1)
본 실시예에서는, 보조 배선의 구조에 대하여 검토하고 실제로 표시 패널을 제작한 결과에 대하여 설명한다.
[보조 배선의 예 1]
먼저, 표시 패널의 구체적인 예 1에서 설명한 도 1의 (A)에 도시된 화소(130a) 및 도 1의 (B)에 도시된 접속부(122)에 대하여 검토하였다. 또한 검토한 결과에 기초하여 표시 패널을 실제로 제작하고, 상기 표시 패널의 접속부(122)의 단면을 관찰하였다.
화소 크기가 225square μm(13인치, HD(high definition))이고, 메탈 마스크의 개구 단부와 화소의 개구 단부 사이의 거리, 및 메탈 마스크의 개구 단부와 접속부(122)의 중앙부 사이의 거리가 각각 20μm인 조건하에서 접속부(122)에 대하여 고안한 경우, 화소(130a)의 개구율은 41.1%로 추정되었다. 공통층을 한 단계로 형성하는 경우, 개구율은 30%로 산출되기 때문에, 공통층을 두 단계로 형성하면 개구율을 대폭 향상시킬 수 있다는 것을 알았다.
다음으로, 제작한 표시 패널에서의 접속부(122)의 STEM(scanning transmission electron microscope) 이미지를 도 23에 나타내었다. 도 23에 도시된 바와 같이, 접속부(122)에서 보조 배선(120)에는 공통 전극(113)이 접속되었다.
[보조 배선의 예 2]
또한 복수의 색의 부화소가 공유하는 공통층을 표시 패널의 표시 영역 전체에 형성하여도, 보조 배선과 공통 전극이 서로 전기적으로 접속되는 방법에 대하여 검토하였다. 또한 표시 패널을 실제로 제작하고, 보조 배선과 공통 전극이 서로 전기적으로 접속되어 있는지 평가하였다. 구체적인 방법에 대하여 도 24의 (A) 내지 (F)를 참조하여 설명한다.
먼저, 도 24의 (A)에 도시된 바와 같이, 절연층(101) 위에 반사 전극(125a) 및 투명 전극(125b)을 이 순서대로 형성하였다. 다음으로, 도 24의 (B)에 도시된 바와 같이, 투명 전극(125b)만을 가공하여 화소 전극(111b) 및 보조 배선(120b)을 형성하였다. 그리고 도 24의 (C)에 도시된 바와 같이, 반사 전극(125a)을 가공하여 화소 전극(111a) 및 보조 배선(120a)을 형성하였다. 이때 보조 배선(120a)의 단부가 보조 배선(120b)의 단부보다 내측에 위치하도록 에칭 시간을 조정하여, 들창 형상(overhang shape)을 갖는 보조 배선을 형성하였다. 가공은 등방성 에칭이 가능한 웨트 에칭을 사용하여 수행하였다. 도 25의 (A)에는 실제로 제작한 들창 형상의 보조 배선의 STEM 이미지를 나타내었다. 도 25의 (A)에 따르면, 보조 배선(120a)의 단부가 보조 배선(120b)의 단부보다 내측에 위치하는 들창 형상을 갖는 보조 배선이 형성되었다.
그리고 절연층(104)을 형성하였다(도 24의 (D)). 절연층(104)은 화소 전극(111a) 및 화소 전극(111b)의 단부를 덮고 보조 배선(120a) 및 보조 배선(120b)의 단부를 덮지 않도록 형성하였다. 그리고 도 24의 (E)에 도시된 바와 같이, 들창 형상의 보조 배선에 의하여 분리되도록 EL층(112)을 형성하였다. 또한 도 24의 (E)에 도시된 바와 같이, 보조 배선(120b)의 측면에 접속되도록 공통 전극(113)을 형성하였다. EL층(112)과 공통 전극(113)을 형성한 후의 저항 측정 결과에 따라, 보조 배선이 공통 전극(113)에 전기적으로 접속되어 있다는 것이 확인되었다.
도 25의 (B)는 실제로 제작한 들창 형상의 보조 배선의 STEM 이미지를 나타낸 것이다. 또한 도 25의 (B)에 나타낸 시료는 도 25의 (A)에 나타낸 시료와는 다르다. 도 25의 (B)에서는, 보조 배선(120a 및 120b)을 통틀어 보조 배선(120)이라고 한다. 도 25의 (B)에 나타낸 바와 같이, EL층(112)은 절단되고, 보조 배선(120)과 공통 전극(113)은 서로 접속되어 있다.
[보조 배선의 예 3]
또한 대향 기판 측에 보조 배선을 제공하는 구조를 검토하고, 표시 패널을 실제로 제작하고, 보조 배선과 공통 전극의 접속부의 단면을 관찰하였다. 구체적인 방법에 대하여 도 26의 (A) 및 (B)를 참조하여 설명한다.
도 26의 (A)에 도시된 바와 같이, 절연층(101) 측의 절연층(104)이 제공된 위치와 정렬되도록 대향 기판(121) 측에 스페이서(108) 및 보조 배선(106)을 형성하였다. 또한 절연층(104) 위에 스페이서(107)를 형성하였다. 바꿔 말하면, 2개의 부화소 사이에 제공되도록 스페이서(107), 스페이서(108), 및 보조 배선(106)을 형성하였다. 그리고 보조 배선(106)과 공통 전극(113)이 서로 접하도록 접착층(103)을 사용하여 대향 기판(121)과 절연층(101)을 서로 접착하였다.
도 26의 (B)는 표시 패널의 상면도이다. 표시 패널은 화소부(71), 가시광 투과 영역(72), 및 가시광 차단 영역(73)(리드 배선)을 포함한다. 화소부(71)의 3개의 위치의 단면을 관찰하였다. 도 27의 (A) 내지 (C)에 나타낸 바와 같이, 이들 위치 중 어느 곳에서도 보조 배선(106)은 공통 전극(113)과 접한다.
(실시예 2)
본 실시예에서는, 본 발명의 일 형태에 따른 표시 장치를 제작한 결과에 대하여 설명한다.
[표시 패널의 보존 시험]
플렉시블 디스플레이는 온도 변화 및 습도 변화에 의하여 변형될 수 있다. 이를 고려하여, 도 28의 (A) 및 (B)에 도시된 바와 같이, 지지체(195)에 접착된, 플렉시블 패널인 표시 패널(190)에 대하여 보존 시험을 수행하였다.
도 12의 (A)에서의 표시 패널(DP)과 같이, 표시 패널(190)은 2변을 따라 가시광 투과 영역(72)을 포함한다. 가시광 투과 영역(72)의 적어도 일부는 다른 표시 패널과 중첩되기 때문에, 지지체(195)와 중첩되지 않는다.
도 28의 (A)에 도시된 바와 같이, 비교 시료(Ref)에서는 지지체(195)의 외주 4변 부근에만 표시 패널(190)을 접착시킴으로써, 지지체(195)에 표시 패널(190)을 고정시켰다. 도 28의 (B)에 도시된 바와 같이, 시료(Sample)에서는 지지체(195)의 면 전체에 표시 패널(190)을 접착시킴으로써, 지지체(195)에 표시 패널(190)을 고정시켰다. 지지체(195)에는 열 팽창 계수(CTE)가 24ppm/℃인 알루미늄판을 사용하였다.
보존 시험에서는, 시료 및 비교 시료를 30℃에서 12시간 동안 보존한 다음, 0℃에서 12시간 동안 더 보존하였다.
도 28의 (C)에는 보존 시험 전의 비교 시료(Ref)를 나타내고, 도 28의 (D)에는 보존 시험 전의 시료(Sample)를 나타내었다. 도 28의 (E)에는 보존 시험 후의 비교 시료(Ref)를 나타내고, 도 28의 (F)에는 보존 시험 후의 시료(Sample)를 나타내었다.
도 28의 (E)에 나타낸 바와 같이, 보존 시험 후의 비교 시료(Ref)의 표시면에는 주름이 있다. 한편, 도 28의 (D) 및 (F)에 나타낸 바와 같이, 시료(Sample)에서는 보전 시험 후에 차이가 관찰되지 않았다.
이에 의하여, 지지체(195)의 면 전체에 표시 패널(190)을 접착시킴으로써, 플렉시블 디스플레이의 변형을 억제할 수 있다는 것이 시사된다.
또한 상기 시료와는 CTE가 다른 지지체의 면 전체에 접착된 표시 패널에 대하여 위와 비슷한 보존 시험을 수행하였다. CTE가 70ppm/℃인 아크릴판을 사용한 경우, 지지체(195)의 면 전체에 표시 패널(190)을 접착시켜도 표시면에는 주름이 있었다. 한편, 다른 수지판, 구체적으로는 CTE가 60ppm/℃인 유리 섬유 강화 플라스틱(GFRP)판을 사용한 경우에는, 표시면에 주름이 거의 없었다.
상술한 결과에 따르면, CTE가 낮은 지지체의 면 전체에 플렉시블 디스플레이를 접착시키면, 플렉시블 디스플레이의 변형을 더 억제할 수 있다.
또한 플렉시블 디스플레이에 사용하는 필름이 흡수하여 플렉시블 디스플레이는 변형되는 경우가 있다. 도 28의 (A) 및 (B)에 도시된 표시 패널(190)은 각각 지지체(195)와 중첩되지 않은 부분을 포함하고, 상기 부분은 다른 부분과 비교하여 흡수에 의하여 팽창되기 쉽고, 주름을 갖기 쉽다. 이는 흡수율이 낮은 필름을 사용하는 것이 바람직하다는 것을 의미한다.
[표시 패널의 접착 방법]
복수의 표시 패널을 배치하는 경우, 복수의 표시 패널의 위치를 미세하게 조정하기 위하여 정렬 스테이지(alignment stage)를 사용할 수 있다. 그러나 정렬 스테이지는 공간이 필요하기 때문에 표시 장치 또는 전자 기기의 크기가 커진다. 그러므로 정렬 스테이지 없이 복수의 표시 패널을 원하는 위치에 배치할 수 있도록, 표시 패널을 높은 정밀도로 지지체에 접착시키는 지그(jig)를 형성하였다.
표시 패널(190)을 높은 정밀도로 지지체(195)에 접착시키는 방법 및 지그에 대하여 도 29의 (A) 내지 (D)를 참조하여 설명한다.
도 29의 (A)에 나타낸 지그는 복수의 패널 홀더(416)를 포함한다. 지그는 패널 홀더(416)와 중첩되는 부분에 흡착 구멍(adsorption pore)을 포함하고, 스위치(417)를 온으로 하면 표시 패널(190)을 진공 흡착할 수 있다. 패널 홀더(416)는 표시 패널(190)을 누를 수 있다. 이러한 식으로 패널 홀더(416)를 사용함으로써, 표시 패널(190)에서 지지체(195)와 중첩되지 않은 변(본 실시예에서는 긴 변)을 고정할 수 있다.
먼저, 양면테이프에서 지지체(195)에 접착시키는 측의 분리 필름을 분리하고, 지지체(195)의 면 전체에 양면테이프를 접착시켰다. 또한 표시 패널에 접착시키는 측의 분리 필름은 분리하지 않고 남겼다. 그리고 도 29의 (A)에 나타낸 바와 같이, 양면테이프를 접착시킨 지지체(195)를 지그의 소정의 위치에 배치하였다.
다음으로, 도 29의 (B)에 나타낸 바와 같이 지지체(195) 위에 표시 패널(190)을 배치하였다. 조절 장치(415)에 표시 패널(190)을 제공하고 도 29의 (B)의 점선을 따라 배치하였다. 그리고 스위치(417)를 온으로 함으로써, 표시 패널(190)을 흡착하고, 패널 홀더(416)에 의하여 표시 패널(190)을 눌렀다.
다음으로, 도 29의 (C1) 및 (C2)에 나타낸 바와 같이, 표시 패널(190)을 들어 올린 상태로 분리 필름을 분리하면서, 표시 패널(190)을 고정시킨 측(패널 홀더(416) 측)에서부터 지지체(195)에 표시 패널(190)을 조금씩 접착시켰다. 여기서, 패널 홀더(416)에 의하여 표시 패널(190)을 고정시킨 측에서부터 분리 필름을 분리시키는 것은, 표시 패널(190)을 지지체(195)에 높은 정밀도로 접착시키는 데 중요하다.
도 29의 (D)는 지지체(195)에 접착시킨 표시 패널(190)을 지그로부터 뗀 상태를 나타낸 것이다. θ방향에 대한 벗어남은 약 0.02° 이하로 산출되고 벗어남은 작은 것으로 알았다. 지그를 사용함으로써, 지지체(195)를 높은 정밀도로 표시 패널(190)에 접착시킬 수 있다. 또한 도 29의 (E)에는 지지체(195)에 접착된 표시 패널(190)이 화상을 표시하는 상태를 나타내었다. 도 29의 (E)에 나타낸 바와 같이, 지지체(195)에 접착된 후의 표시 패널(190)이 화상을 정상적으로 표시하는 것을 알았다.
[표시 장치]
다음으로, 거의 변형되지 않고 높은 정밀도로 서로 접착된 지지체와 표시 패널을 4(2×2)세트 사용하여 2종류의 표시 장치를 제작하였다.
제 1 표시 장치는 표시 패널과 구동 회로를 모듈화시킨 멀티 디스플레이이다. 도 30에는 상기 멀티 디스플레이의 측면도를 도시하였다. 도 31의 (A)는 표시 결과를 나타낸 것이고, 도 31의 (B)는 측면의 사진이다.
도 30에 도시된 바와 같이, 표시 패널(190)은 지지체(195)(알루미늄판)의 한쪽 면에 접착되어 있다. 도 29의 (A) 내지 (E)를 참조하여 설명한 표시 패널의 접착 방법을 사용하여, 표시 패널(190)을 지지체(195)에 접착시켰다. 지지체(195)는 곡률 반경 R가 5mm인 곡면을 갖고, 표시 패널(190)은 상기 곡면을 따라 만곡되어 있다. 표시 패널(190)은 지지체(195)로부터 연장되는 부분을 갖는다. 이 부분은 인접한 표시 패널(190)과 중첩된다. 지지체(195)의 다른 쪽 면에는 구동 회로(372)가 고정되어 있다. 표시 패널(190)은 FPC(374)에 의하여 구동 회로(372)에 전기적으로 접속되어 있다. 지지체(195)와 표시 패널(190)이 높은 정밀도로 서로 접착되어 있기 때문에, 정렬 스테이지를 제공할 필요가 없고, 설계된 프레임에 표시 패널(190)을 고정시키기만 하면 이음매가 없는 화상을 표시할 수 있다. 지지체(195)의 두께와 표시 패널(190)의 두께의 합(즉, 도 30에서의 두께 T)은 35mm 이하이다.
광학 부재(240)는 표시 패널(190) 측에서부터 지지 부재(292), 원 편광판(295), 및 반사 방지 부재(296)를 이 순서대로 포함한다. 지지 부재(292)에는 아크릴판을 사용하였다. 원 편광판(295)에서는, 시인자 측에 직선 편광판(295a)이 위치하고, 표시 패널(190) 측에 1/4 파장판(295b)이 위치한다. 반사 방지 부재(296)에는, 반사 방지 필름(AR 필름이라고도 함)을 사용하였다.
또한 예를 들어 표시 패널(190) 또는 광학 부재(240)에 터치 센서를 포함시키거나, 표시 패널(190) 또는 광학 부재(240)에 터치 패널을 접착시킴으로써, 멀티 디스플레이는 터치 패널의 기능을 가질 수 있다.
도 31의 (A)에 나타낸 바와 같이, 제작한 멀티 디스플레이는 이음매가 거의 없는 화상을 자연스럽게 표시할 수 있다.
제 2 표시 장치는 표시 패널로부터 구동 회로가 떨어져 제공된 멀티 디스플레이이다. 먼저, 도 32 및 도 33의 (A) 내지 (E)를 참조하여 3종류의 표시 패널의 구조에 대하여 설명한다.
도 32는 멀티 디스플레이의 배면도이다. 도 32에 도시된 멀티 디스플레이에서는, 표시 패널(190a 내지 190d)의 각 뒷면에 FPC(374s)의 한쪽 단부 및 FPC(374g)의 한쪽 단부가 접속되어 있다. 도 17의 (A) 및 (B)의 표시 패널(15B)과 같이, 표시 패널의 뒷면에 도전층을 노출시킴으로써, 표시 패널의 뒷면에 FPC를 접속시킬 수 있다.
또한 FPC(374s)의 다른 쪽 단부는 긴 FPC(374a)의 한쪽 단부에 접속되고, FPC(374g)의 다른 쪽 단부는 긴 FPC(374b)의 한쪽 단부에 접속되고, FPC(374a)의 다른 쪽 단부 및 FPC(374b)의 다른 쪽 단부는 구동 회로(구동 회로(372a 내지 372d) 중 임의의 것)에 접속되어 있다. 이러한 식으로 긴 FPC를 사용하여 전원선 및 신호선을 리드함으로써, 표시 패널의 뒷면 측에는 FPC만이 제공되고, 얇고 가벼운 표시 패널의 특징을 보유한 디스플레이를 제작할 수 있다. 예를 들어 이 디스플레이는 벽걸이 디스플레이에 적합하다.
또한 도 33의 (A) 내지 (E)에 다른 구조를 갖는 표시 패널을 도시하였다. 도 33의 (A) 및 (C)는 표시 패널의 저면도이고, 도 33의 (B) 및 (D)는 표시 패널의 상면도이고, 도 33의 (E)는 도 33의 (C) 및 (D)에 도시된 표시 패널을 포함한 표시 장치의 측면도이다. 도 33의 (A) 및 (B)에 도시된 바와 같이, 표시 패널(15C)의 표시면 측에 FPC를 접속시키는 경우, FPC를 표시 패널(15C)의 뒷면 측으로 구부려도 좋다. 도 33의 (C) 내지 (E)에 도시된 바와 같이, 표시 패널(15D)의 표시면 측에 FPC를 접속시키고, 표시 패널(15D) 자체를 뒷면 측으로 구부려도 좋다. 표시 패널에서의 FPC의 접속부 및 IC의 접속부를 뒷면 측으로 구부리면, 표시 패널의 비표시 영역을 축소할 수 있고 베젤 폭이 좁은 디스플레이를 얻을 수 있어 바람직하다. 상술한 바와 같이, FPC를 표시 패널의 표시면 측에 접속시켜도, 긴 FPC를 사용하여 전원선 및 신호선을 리드함으로써, 표시 패널의 뒷면 측에는 FPC만이 제공되고, 얇고 가벼운 표시 패널의 특징을 보유한 디스플레이를 제작할 수 있다. 또한 FPC 및 표시 패널을 구부리는 각도는 180°에 한정되지 않는다.
표 1은 표시 패널의 사양을 나타낸 것이다. 상기 표시 패널의 화소 구조는 도 1의 (A)에 도시된 화소(130a)의 구조와 같고, EL층의 공통층을 두 단계로 형성한다. 상기 표시 패널은 발광 소자의 공통 전극에 전기적으로 접속되는 보조 배선을 포함한다. 보조 배선(120)의 구조는 도 1의 (A) 및 (B)에 도시된 접속부(122)와 비슷하고, 화소 전극(111)과 같은 층에 제공된 보조 배선(120)이 공통 전극(113)에 전기적으로 접속되어 있다. 상기 표시 패널은 도 20의 (B)에 도시된 화소를 포함한다.
[표 1]
Figure pct00002
상기 표시 패널을 4(2×2)개 사용하여, 26인치의 WQHD 멀티 디스플레이를 제작하였다. FPC는 표시 패널의 표시면 측에 접속하였다. 표시 패널의 지지체에는 두께 1mm의 알루미늄판을 사용하였다. 지지체는 곡률 반경 R가 3mm인 곡면을 갖는다. 표시 패널을 상기 곡면을 따라 구부리면, 도 33의 (C) 내지 (E)에 도시된 바와 같이 표시 패널에서의 FPC의 접속부 및 IC의 접속부가 표시 패널의 뒷면 측으로 구부러졌다. 표시 패널과 지지체는 한 쌍의 아크릴판 사이에 끼워졌다. 표시면 측의 아크릴판(지지 부재(292))에는 원 편광판(295) 및 AR 필름(반사 방지 부재(296))을 배치하였다(도 33의 (E)의 광학 부재(240) 참조). 도 34의 (A) 및 (C)는 표시 결과를 나타낸 것이고, 도 34의 (B)는 측면의 사진이다. 도 34의 (B)에 나타낸 바와 같이, 지지체와 표시 패널의 총두께 T(도 33의 (E) 참조)는 약 13mm이고, 제 1 멀티 디스플레이보다 작다(도 31의 (A) 및 (B)). 도 34의 (A) 및 (C)에 나타낸 바와 같이, 제작한 멀티 디스플레이는 이음매가 거의 없는 화상을 자연스럽게 표시할 수 있다.
또한 표시 영역의 면적의 4%인 면적에서 발광시킨 경우의 상기 표시 패널의 휘도의 측정 결과를 나타낸다. 측정은 원 편광판을 통하여 수행하였다. 도 20의 (B)의 표시 데이터(DATA)만을 사용한 표시의 휘도는 918cd/m2이고, 표시 데이터(DATA)에 데이터(DATA_W)를 추가한 표시의 휘도는 3149cd/m2이었다. 이에 의하여 데이터(DATA_W)를 표시 데이터(DATA)와 조합시키면, 고휘도의 표시를 실현할 수 있다는 것이 시사된다.
(실시예 3)
본 실시예에서는, 본 발명의 일 형태에 따른 표시 패널의 화소와, 비교예의 표시 패널의 화소의 개구율의 추정 결과에 대하여 설명한다.
본 실시예에서는, 본 발명의 일 형태에 따른 표시 패널의 화소로서 도 4의 (A)에 도시된 화소(130a)를 사용하고, 비교예의 표시 패널의 화소로서 도 9의 (A)에 도시된 화소(130)를 사용하였다.
본 실시예에서는, 대각선 화면 크기가 13인치이고, 화소수가 1280(H)×720(V)이고, 해상도가 HD이고, 화소 크기가 225square μm인 조건하에서 화소의 개구율을 추정하였다. 또한 본 실시예에서는, 메탈 마스크와 부화소 사이의 최단 거리(마진)가 10μm, 15μm, 및 20μm인 경우의 화소의 개구율을 산출하였다.
도 35는 화소의 개구율의 추정 결과를 나타낸 것이다. 도 35에서, 가로축은 메탈 마스크와 부화소 사이의 최단 거리(마진)를 나타내고, 세로축은 화소의 개구율을 나타낸다. 본 발명의 일 형태에 따른 표시 패널에서는, EL층에 포함되는 공통층을 두 단계로 형성하기 때문에, 도 35에서 "Two-step method"는 이 패널에 상당한다. 한편, 비교예의 표시 패널에서는, EL층에 포함되는 공통층을 한 단계로 형성하기 때문에, 도 35에서 "One-step method"는 이 패널에 상당한다.
비교예의 표시 패널의 개구율은 약 23% 내지 약 52%인 것으로 추정되었다. 한편, 본 발명의 일 형태에 따른 표시 패널의 화소의 개구율은 약 40% 내지 약 65%인 것으로 추정되었다. 이에 의하여, 본 발명의 일 형태에 따른 표시 패널의 화소는 비교예의 표시 패널의 화소보다 개구율이 약 15% 높다고 추정되는 것으로 시사된다.
본 실시예의 결과에 따르면, EL층에 포함되는 공통층을 두 단계로 형성하면, 공통층을 한 단계로 형성하는 경우와 비교하여 화소의 개구율을 높일 수 있다.
(실시예 4)
본 실시예에서는, 가요성 표시 패널을 포함하는 표시 장치를 제작한 결과에 대하여 설명한다. 본 실시예의 표시 장치는 표시면이 내측에 위치하도록 2개로 접을 수 있다.
도 36의 (A)는 표시 장치의 사시도이다. 본 실시예의 표시 장치는 지지체(401a), 지지체(401b), 표시 패널(402), 지지체(403a), 지지체(403b), 기어(404a), 기어(404b), 및 하우징(405)을 포함한다.
지지체(401a) 및 지지체(401b)는 표시 패널(402)의 뒷면(표시면과는 반대 측의 면) 측에 위치한다.
표시 패널(402)은 지지체(401a)에 고정된 부분 및 지지체(401b)에 고정된 부분을 포함한다. 예를 들어 접착제(접착 테이프 등을 포함함) 또는 흡착 필름을 사용함으로써 표시 패널(402)을 지지체에 고정시킬 수 있다.
표시 패널(402)은 발광 소자로서 유기 EL 소자를 포함하고, 반도체층에 금속 산화물을 포함하는 트랜지스터를 발광 소자의 구동용 트랜지스터로서 포함한다. 표시 패널(402)은 가요성을 갖는다.
지지체(403a) 및 지지체(403b)는, 표시 패널(402)의 표시 영역과 중첩되지 않도록(비표시 영역과 중첩되도록) 표시 패널(402)의 표시면 측에 위치한다. 지지체(403a)는 3개의 부품으로 구성되고, 각 부품은 지지체(401a)에 나사로 고정되어 있다. 마찬가지로, 지지체(403b)는 3개의 부품으로 구성되고, 각 부품은 지지체(401b)에 나사로 고정되어 있다. 지지체(403a 및 403b)의 구조는 도 36의 (A)에 도시된 구조에 한정되지 않고, 각각 하나 이상의 부품으로 구성될 수 있다.
표시 패널(402)의 비표시 영역은 지지체(401a)와 지지체(403a) 사이의 영역 및 지지체(401b)와 지지체(403b) 사이의 영역을 포함한다.
하우징(405)은 FPC, IC, 및 배터리 등을 저장할 수 있다.
도 36의 (B)에는 본 실시예의 표시 장치를 분해하여 나타내었다. 도 36의 (B)에서는 지지체(403a) 및 지지체(403b) 등을 생략하였다.
지지체(401a)는 기어(404a)에 접속되고, 지지체(401b)는 기어(404b)에 접속되어 있다. 기어(404a)와 기어(404b)가 서로 맞물리기 때문에, 지지체(401a)와 지지체(401b)의 움직임은 동기되므로, 표시 장치의 형상 변화(펼친 상태로부터 접은 상태로의 변형)는 정해져 있다. 그러므로 표시 패널(402)을 소정의 곡률 반경으로 구부릴 수 있다. 표시 패널(402)이 소정의 곡률 반경보다 작은 곡률 반경으로 구부러지는 것을 방지할 수 있기 때문에, 표시 장치를 접은 경우에 표시 패널(402)에 의도하지 않은 큰 힘이 가해져 표시 패널(402)이 파손되는 것을 억제할 수 있다.
표시 장치가 펼쳐져 있을 때, 지지체(401a)와 지지체(401b)는 서로 접한다. 그러므로 표시 패널(402) 전체를 지지할 수 있어, 표시 패널(402)의 충격 강도 및 긁기 경도를 높일 수 있다.
표시 장치를 펼치고 있거나 접고 있는 상태에서는, 지지체(401a)와 지지체(401b)는 서로 떨어져 있기 때문에, 표시 패널(402)에는 지지체(401a)와도 지지체(401b)와도 접하지 않은 영역이 발생한다. 상기 영역은 지지체(401a) 및 지지체(401b)로 지지되지 않기 때문에, 이 영역의 충격 강도 및 긁기 경도가 저하되는 경우가 있다.
표시 패널(402)의 충격 강도 및 긁기 경도를 높이기 위하여, 표시 패널(402)의 한쪽 면 또는 양쪽 면에 충격 완화층을 제공하는 것이 바람직하다. 충격 완화층의 재료의 예에는 실리콘, 우레탄, 및 아크릴이 포함된다. 충격 완화층은 고무인 것이 바람직하다. 충격 완화층은 겔이어도 좋다. 본 실시예에서는, 표시 패널(402)의 표시면에만 실리콘(silicone) 시트를 제공한 표시 장치와, 표시 패널(402)의 양쪽 면에 우레탄 시트를 제공한 표시 장치를 제작하였다.
도 37의 (A) 내지 (D)는 본 실시예의 표시 장치의 사진이다. 도 37의 (A) 및 (B)에 나타낸 표시 장치에서는, 표시 패널(402)의 양쪽 면에 두께 약 0.22mm의 우레탄 시트가 제공된다. 도 37의 (C) 및 (D)에 나타낸 표시 장치에서는, 표시 패널(402)의 표시면에 두께 약 0.5mm의 실리콘 시트가 제공된다. 이들 표시 장치는 양쪽 모두 표시가 양호하고 내구성이 높다는 것이 확인된다.
DP: 표시 패널, 10A: 표시 패널, 15A: 표시 패널, 15B: 표시 패널, 15C: 표시 패널, 15D: 표시 패널, 20A: 발광 소자, 20B: 발광 소자, 21A: 발광 소자, 71: 화소부, 71a: 화소부, 71b: 화소부, 71c: 화소부, 71d: 화소부, 72: 영역, 72b: 영역, 72c: 영역, 72d: 영역, 73: 영역, 74: FPC, 74a: FPC, 78: 구동 회로, 79: 표시 영역, 101: 절연층, 102: 투광층, 103: 접착층, 104: 절연층, 105: 공간, 106: 보조 배선, 107: 스페이서, 108: 스페이서, 109: 보호층, 110B: 발광 소자, 110G: 발광 소자, 110R: 발광 소자, 111: 화소 전극, 111a: 화소 전극, 111b: 화소 전극, 112: EL층, 112a: EL층, 112b: EL층, 113: 공통 전극, 120: 보조 배선, 120a: 보조 배선, 120b: 보조 배선, 121: 대향 기판, 122: 접속부, 124: 발광 소자, 125a: 반사 전극, 125b: 투명 전극, 128: 도전층, 128a: 도전층, 128b: 도전층, 130: 화소, 130a: 화소, 130b: 화소, 130c: 화소, 130d: 화소, 131: 도전막, 141: 절연층, 150: 마스크, 155: 마스크, 161: 공통층, 161a: 공통층, 161b: 공통층, 163: 발광층, 163A: 발광층, 163B: 발광층, 163B_1: 청색광용 정공 수송층, 163B_2: 청색 발광층, 163G: 발광층, 163G_1: 녹색광용 정공 수송층, 163G_2: 녹색 발광층, 163R: 발광층, 163R_1: 적색광용 정공 수송층, 163R_2: 적색 발광층, 165: 공통층, 165a: 공통층, 165b: 공통층, 170: 영역, 171: 영역, 172: 영역, 190: 표시 패널, 190a: 표시 패널, 190d: 표시 패널, 195: 지지체, 201: 도전층, 202: 절연층, 203a: 도전층, 203b: 도전층, 204: 반도체층, 208: 절연층, 211: 절연층, 212: 절연층, 213: 절연층, 214a: 채널 형성 영역, 214b: 저저항 영역, 214c: LDD 영역, 220: 트랜지스터, 230: 트랜지스터, 240: 광학 부재, 292: 지지 부재, 295: 원 편광판, 295a: 직선 편광판, 295b: 1/4 파장판, 296: 반사 방지 부재, 301: 트랜지스터, 303: 트랜지스터, 306: 접속부, 307: 도전층, 308: 도전층, 309: 도전층, 311: 게이트 절연층, 312: 절연층, 313: 절연층, 314: 절연층, 314a: 절연층, 314b: 절연층, 314c: 절연층, 315: 절연층, 317: 접착층, 318: 접착층, 319: 접속체, 351: 형성 기판, 353: 분리층, 353a: 분리층, 353b: 분리층, 361: 기판, 363: 접착층, 365: 절연층, 367: 절연층, 371: 기판, 372: 구동 회로, 372a: 구동 회로, 373: 접착층, 374: FPC, 374a: FPC, 374b: FPC, 374g: FPC, 374s: FPC, 375: 보호층, 401a: 지지체, 401b: 지지체, 402: 표시 패널, 403a: 지지체, 403b: 지지체, 404a: 기어, 404b: 기어, 405: 하우징, 415: 조절 장치, 416: 패널 홀더, 417: 스위치.
본 출원은 2017년 11월 30일에 일본 특허청에 출원된 일련 번호 2017-230849의 일본 특허 출원 및 2018년 5월 18일에 일본 특허청에 출원된 일련 번호 2018-095869의 일본 특허 출원에 기초하고, 본 명세서에 그 전문이 참조로 통합된다.

Claims (35)

  1. 표시 패널로서,
    제 1 화소 전극;
    제 2 화소 전극;
    제 3 화소 전극;
    제 1 발광층;
    제 2 발광층;
    제 3 발광층;
    제 1 공통층;
    제 2 공통층;
    공통 전극; 및
    보조 배선을 포함하고,
    상기 제 1 발광층은 상기 제 1 화소 전극 위에 위치하고,
    상기 제 2 발광층은 상기 제 2 화소 전극 위에 위치하고,
    상기 제 3 발광층은 상기 제 3 화소 전극 위에 위치하고,
    상기 제 1 발광층은 상기 제 2 발광층으로부터 방출되는 광의 색과는 다른 색의 광을 방출하고,
    상기 제 1 발광층은 상기 제 3 발광층으로부터 방출되는 광의 색과 같은 색의 광을 방출하고,
    상기 제 1 공통층은 상기 제 1 화소 전극 및 상기 제 2 화소 전극 위에 위치하고,
    상기 제 1 공통층은 상기 제 1 발광층과 중첩되는 부분 및 상기 제 2 발광층과 중첩되는 부분을 포함하고,
    상기 제 2 공통층은 상기 제 3 화소 전극 위에 위치하고,
    상기 제 2 공통층은 상기 제 3 발광층과 중첩되는 부분을 포함하고,
    상기 공통 전극은 상기 공통 전극과 상기 제 1 화소 전극 사이에 상기 제 1 공통층 및 상기 제 1 발광층을 개재(介在)하여 상기 제 1 화소 전극과 중첩되는 부분, 상기 공통 전극과 상기 제 2 화소 전극 사이에 상기 제 1 공통층 및 상기 제 2 발광층을 개재하여 상기 제 2 화소 전극과 중첩되는 부분, 상기 공통 전극과 상기 제 3 화소 전극 사이에 상기 제 2 공통층 및 상기 제 3 발광층을 개재하여 상기 제 3 화소 전극과 중첩되는 부분, 및 상기 보조 배선의 상면과 접하는 부분을 포함하는, 표시 패널.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 공통층은 상기 제 2 공통층과 접하는 부분을 포함하는, 표시 패널.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 공통층은 상기 제 2 공통층과 중첩되는 부분을 포함하는, 표시 패널.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 공통층은 상기 제 1 화소 전극과 상기 제 1 발광층 사이에 위치하는, 표시 패널.
  5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 공통층은 상기 제 1 발광층과 상기 공통 전극 사이에 위치하는, 표시 패널.
  6. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 보조 배선과 상기 제 1 화소 전극은 하나의 면 위에 위치하는, 표시 패널.
  7. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    트랜지스터를 더 포함하고,
    상기 보조 배선과 상기 트랜지스터의 게이트 전극 또는 소스 전극은 하나의 면 위에 위치하는, 표시 패널.
  8. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 화소 전극, 상기 제 2 화소 전극, 및 상기 제 3 화소 전극은 각각 반사 전극과, 상기 반사 전극 위의 투명 전극을 포함하는, 표시 패널.
  9. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 공통 전극은 가시광 투과성 및 가시광 반사성의 양쪽을 갖는, 표시 패널.
  10. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 보조 배선은 상기 제 1 화소 전극, 상기 제 2 화소 전극, 또는 상기 제 3 화소 전극과 중첩되지 않는, 표시 패널.
  11. 표시 모듈로서,
    제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 따른 표시 패널; 및
    커넥터 및 집적 회로 중 적어도 하나를 포함하는, 표시 모듈.
  12. 표시 장치로서,
    제 1 표시 패널; 및
    제 2 표시 패널을 포함하고,
    상기 제 1 표시 패널 및 상기 제 2 표시 패널은 각각 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 따른 표시 패널이고,
    상기 제 1 표시 패널은 제 1 표시 영역을 포함하고,
    상기 제 2 표시 패널은 제 2 표시 영역 및 가시광 투과 영역을 포함하고,
    상기 제 2 표시 영역은 상기 가시광 투과 영역과 인접하고,
    상기 제 1 표시 영역은 상기 가시광 투과 영역과 중첩되는 부분을 포함하는, 표시 장치.
  13. 전자 기기로서,
    제 12 항에 따른 표시 장치; 및
    안테나, 배터리, 하우징, 카메라, 스피커, 마이크로폰, 및 조작 버튼 중 적어도 하나를 포함하는, 전자 기기.
  14. 표시 패널로서,
    제 1 화소 전극;
    제 2 화소 전극;
    제 3 화소 전극;
    제 1 유기 화합물층;
    제 2 유기 화합물층;
    공통 전극; 및
    보조 배선을 포함하고,
    상기 제 1 유기 화합물층은 상기 제 1 화소 전극 및 상기 제 2 화소 전극 위에 위치하고,
    상기 제 2 유기 화합물층은 상기 제 3 화소 전극 위에 위치하고,
    상기 제 1 유기 화합물층은 상기 제 2 유기 화합물층으로부터 방출되는 광의 색과 같은 색의 광을 방출하고,
    상기 공통 전극은 상기 공통 전극과 상기 제 1 화소 전극 사이에 상기 제 1 유기 화합물층을 개재하여 상기 제 1 화소 전극과 중첩되는 부분, 상기 공통 전극과 상기 제 2 화소 전극 사이에 상기 제 1 유기 화합물층을 개재하여 상기 제 2 화소 전극과 중첩되는 부분, 상기 공통 전극과 상기 제 3 화소 전극 사이에 상기 제 2 유기 화합물층을 개재하여 상기 제 3 화소 전극과 중첩되는 부분, 및 상기 보조 배선의 상면과 접하는 부분을 포함하는, 표시 패널.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 제 1 유기 화합물층은 상기 제 2 유기 화합물층과 접하는 부분을 포함하는, 표시 패널.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 제 1 유기 화합물층은 상기 제 2 유기 화합물층과 중첩되는 부분을 포함하는, 표시 패널.
  17. 제 14 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 유기 화합물층 및 상기 제 2 유기 화합물층은 각각 복수의 발광층의 적층을 포함하는, 표시 패널.
  18. 제 14 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 유기 화합물층 및 상기 제 2 유기 화합물층은 백색의 광을 방출하는, 표시 패널.
  19. 제 14 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 보조 배선과 상기 제 1 화소 전극은 하나의 면 위에 위치하는, 표시 패널.
  20. 제 14 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    트랜지스터를 더 포함하고,
    상기 보조 배선과 상기 트랜지스터의 게이트 전극 또는 소스 전극은 하나의 면 위에 위치하는, 표시 패널.
  21. 제 14 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 화소 전극, 상기 제 2 화소 전극, 및 상기 제 3 화소 전극은 각각 반사 전극과, 상기 반사 전극 위의 투명 전극을 포함하는, 표시 패널.
  22. 제 14 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 공통 전극은 가시광 투과성 및 가시광 반사성의 양쪽을 갖는, 표시 패널.
  23. 제 14 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 보조 배선은 상기 제 1 화소 전극, 상기 제 2 화소 전극, 또는 상기 제 3 화소 전극과 중첩되지 않는, 표시 패널.
  24. 표시 모듈로서,
    제 14 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 따른 표시 패널; 및
    커넥터 및 집적 회로 중 적어도 하나를 포함하는, 표시 모듈.
  25. 표시 장치로서,
    제 1 표시 패널; 및
    제 2 표시 패널을 포함하고,
    상기 제 1 표시 패널 및 상기 제 2 표시 패널은 각각 제 14 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 따른 표시 패널이고,
    상기 제 1 표시 패널은 제 1 표시 영역을 포함하고,
    상기 제 2 표시 패널은 제 2 표시 영역 및 가시광 투과 영역을 포함하고,
    상기 제 2 표시 영역은 상기 가시광 투과 영역과 인접하고,
    상기 제 1 표시 영역은 상기 가시광 투과 영역과 중첩되는 부분을 포함하는, 표시 장치.
  26. 전자 기기로서,
    제 25 항에 따른 표시 장치; 및
    안테나, 배터리, 하우징, 카메라, 스피커, 마이크로폰, 및 조작 버튼 중 적어도 하나를 포함하는, 전자 기기.
  27. 표시 패널의 제작 방법으로서,
    절연 표면 위에 제 1 화소 전극, 제 2 화소 전극, 및 제 3 화소 전극을 형성하는 단계;
    상기 제 1 화소 전극 및 상기 제 2 화소 전극 위에 제 1 공통층을 형성하는 단계;
    상기 제 1 공통층을 형성하는 단계와는 다른 단계에서 상기 제 3 화소 전극 위에 제 2 공통층을 형성하는 단계;
    제 1 마스크를 사용하여 상기 제 1 화소 전극 위에 제 1 발광층을 형성하고 상기 제 3 화소 전극 위에 제 3 발광층을 형성하는 단계;
    상기 제 1 발광층을 형성하는 단계와는 다른 단계에서 제 2 마스크를 사용하여 상기 제 2 화소 전극 위에 제 2 발광층을 형성하는 단계; 및
    상기 제 1 공통층, 상기 제 2 공통층, 상기 제 1 발광층, 상기 제 2 발광층, 및 상기 제 3 발광층 위에 공통 전극을 형성하는 단계를 포함하는, 표시 패널의 제작 방법.
  28. 제 27 항에 있어서,
    상기 제 1 공통층은 제 3 마스크를 사용하여 형성되고,
    상기 제 1 공통층을 형성한 후, 상기 제 3 마스크를 상기 절연 표면에 대하여 평행하게 1화소만큼 이동시킨 다음에, 상기 제 3 마스크를 사용하여 상기 제 2 공통층을 형성하는, 표시 패널의 제작 방법.
  29. 제 27 항에 있어서,
    상기 제 1 공통층은 제 3 마스크를 사용하여 형성되고,
    상기 제 2 공통층은 제 4 마스크를 사용하여 형성되고,
    상기 제 3 마스크의 개구 패턴은 상기 제 4 마스크의 개구 패턴에서 1화소만큼 이동된, 표시 패널의 제작 방법.
  30. 표시 패널의 제작 방법으로서,
    절연 표면 위에 제 1 화소 전극, 제 2 화소 전극, 및 제 3 화소 전극을 형성하는 단계;
    상기 제 1 화소 전극 및 상기 제 2 화소 전극 위에 제 1 유기 화합물층을 형성하는 단계;
    상기 제 1 유기 화합물층을 형성하는 단계와는 다른 단계에서 상기 제 3 화소 전극 위에 제 2 유기 화합물층을 형성하는 단계; 및
    상기 제 1 유기 화합물층 및 상기 제 2 유기 화합물층 위에 공통 전극을 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 제 1 유기 화합물층은 상기 제 2 유기 화합물층으로부터 방출되는 광의 색과 같은 색의 광을 방출하는, 표시 패널의 제작 방법.
  31. 제 30 항에 있어서,
    상기 제 1 유기 화합물층은 제 1 마스크를 사용하여 형성되고,
    상기 제 1 유기 화합물층을 형성한 후, 상기 제 1 마스크를 상기 절연 표면에 대하여 평행하게 1화소만큼 이동시킨 다음에, 상기 제 1 마스크를 사용하여 상기 제 2 유기 화합물층을 형성하는, 표시 패널의 제작 방법.
  32. 제 30 항에 있어서,
    상기 제 1 유기 화합물층은 제 1 마스크를 사용하여 형성되고,
    상기 제 2 유기 화합물층은 제 2 마스크를 사용하여 형성되고,
    상기 제 1 마스크의 개구 패턴은 상기 제 2 마스크의 개구 패턴에서 1화소만큼 이동된, 표시 패널의 제작 방법.
  33. 제 27 항 및 제 30 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 화소 전극, 상기 제 2 화소 전극, 및 상기 제 3 화소 전극을 형성하는 단계에서 보조 배선을 형성하는, 표시 패널의 제작 방법.
  34. 표시 장치로서,
    가요성 표시 패널;
    제 1 충격 완화층;
    제 2 충격 완화층;
    제 1 지지체;
    제 2 지지체;
    제 1 기어; 및
    제 2 기어를 포함하고,
    상기 표시 패널은 상기 제 1 충격 완화층과 상기 제 2 충격 완화층 사이에 위치하고,
    상기 제 1 지지체는 상기 제 1 지지체와 상기 표시 패널 사이에 상기 제 1 충격 완화층을 개재하여 상기 표시 패널과 중첩되고, 상기 제 2 지지체는 상기 제 2 지지체와 상기 표시 패널 사이에 상기 제 1 충격 완화층을 개재하여 상기 표시 패널과 중첩되고,
    상기 제 1 지지체는 상기 제 1 기어에 접속되고,
    상기 제 2 지지체는 상기 제 2 기어에 접속되고,
    상기 제 1 기어와 상기 제 2 기어가 서로 맞물림으로써, 상기 제 1 지지체와 상기 제 2 지지체의 움직임이 동기되고,
    상기 제 1 충격 완화층은 상기 제 1 지지체에 고정된 영역, 상기 제 2 지지체에 고정된 영역, 및 상기 제 1 지지체에도 상기 제 2 지지체에도 고정되지 않은 영역을 포함하고,
    상기 표시 장치는 상기 제 1 지지체와 상기 제 2 지지체가 실질적으로 하나의 평면에 위치하는 펼친 상태, 및 상기 제 1 지지체와 상기 제 2 지지체가 서로 중첩되는 접은 상태 중 한쪽으로부터 다른 쪽으로 변형되고,
    상기 접은 상태에서는 상기 표시 패널의 표시면이 내측에 위치하도록 상기 표시 패널이 접히는, 표시 장치.
  35. 제 34 항에 있어서,
    상기 제 1 충격 완화층 및 상기 제 2 충격 완화층은 각각 우레탄, 아크릴, 및 실리콘(silicone) 중 적어도 하나를 포함하는, 표시 장치.
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