KR20170100402A - 표시 장치 및 그 제조 방법 - Google Patents

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KR20170100402A
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아끼노리 가미야
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가부시키가이샤 재팬 디스프레이
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Abstract

높은 표시 품질을 갖는 표시 장치 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적의 하나로 한다. 제1 전극을 형성하고, 제1 전극의 단부를 덮는 절연막을 형성하고, 제1 전극과 절연막 위에 EL층을 형성하고, EL층 위에 제2 전극을 형성하고, 무기 화합물을 포함하는 제1 층을 제2 전극 위에 형성하고, 절연막과 EL층과 겹치도록 유기 화합물을 포함하는 제2 층을 제1 층 위에 형성하고, 절연막과 겹치는 영역에서 제1 층이 노출되도록 제2 층을 얇게 하고, 무기 화합물을 포함하는 제3 층을 제2 층 위에 형성하는 것을 포함하는 표시 장치의 제조 방법이다.

Description

표시 장치 및 그 제조 방법{DISPLAY DEVICE AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 표시 장치, 예를 들어 EL 표시 장치와 그 제조 방법에 관한 것이다.
표시 장치의 대표예로서, 액정 소자나 발광 소자를 각 화소에 갖는 액정 표시 장치나 유기 EL(Electroluminescence) 표시 장치 등을 들 수 있다. 이들 표시 장치는, 기판 위에 형성된 복수의 화소 내의 각각에 액정 소자 또는 유기 발광 소자(이하, 발광 소자) 등의 표시 소자를 갖고 있다. 액정 소자나 발광 소자는 한 쌍의 전극 간에 액정 또는 유기 화합물을 포함하는 층을 각각 갖고 있고, 한 쌍의 전극 간에 전압을 인가하거나, 또는 전류를 공급함으로써 구동된다.
액정 소자와 달리 발광 소자에서는, 한 쌍의 전극 간에 끼워진 층(이하, EL층이라 기재함)에 포함되는 유기 화합물에 전류가 흐르기 때문에, 발광 소자의 구동 중, 유기 화합물은 산화 또는 환원되어, 전하를 갖는 상태를 취할 수 있다. 또한, 이들 활성종이 재결합함으로써 여기 상태가 발생한다. 이와 같은 활성종은 전기적으로 중성의 상태, 또는 기저 상태와 비교하여 반응성이 높기 때문에, 다른 유기 화합물과 반응하거나, 발광 소자에 침입한 물이나 산소 등의 불순물과 용이하게 반응한다. 반응의 결과 발생하는 생성물은 발광 소자의 특성에 영향을 주어, 발광 소자의 효율의 저하나 수명의 저감의 원인으로 된다.
상술한 특성 열화를 억제하는 방법으로서, 발광 소자 위에 보호막(패시베이션막)을 형성하는 것이 알려져 있다. 일본 특허 공개 제2014-154450호 공보나 일본 특허 공개 제2009-266922호 공보에 개시되어 있는 바와 같이, 보호막에 의해 불순물의 발광 소자에의 침입을 방지, 억제할 수 있기 때문에, 발광 소자의 특성 저하나 수명의 저감을 방지, 또는 억제할 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태는, 제1 전극을 형성하고, 제1 전극의 단부를 덮는 절연막을 형성하고, 제1 전극과 절연막 위에 EL층을 형성하고, EL층 위에 제2 전극을 형성하고, 무기 화합물을 포함하는 제1 층을 제2 전극 위에 형성하고, 절연막과 EL층과 겹치도록 유기 화합물을 포함하는 제2 층을 제1 층 위에 형성하고, 절연막과 겹치는 영역에서 제1 층이 노출되도록 제2 층을 얇게 하고, 무기 화합물을 포함하는 제3 층을 제2 층 위에 형성하는 것을 포함하는 표시 장치의 제조 방법이다.
본 발명의 일 실시 형태는, 기판 위에 기재를 형성하고, 기재 위에 제1 전극을 형성하고, 제1 전극의 단부를 덮는 절연막을 형성하고, 제1 전극과 절연막 위에 EL층을 형성하고, EL층 위에 제2 전극을 형성하고, 무기 화합물을 포함하는 제1 층을 제2 전극 위에 형성하고, 절연막과 EL층과 겹치도록, 유기 화합물을 포함하는 제2 층을 제1 층 위에 형성하고, 절연막과 겹치는 영역에서 제1 층이 노출되도록, 제2 층을 얇게 하고, 무기 화합물을 포함하는 제3 층을 제2 층 위에 형성하고, 기판을 기재로부터 박리하는 것을 포함하는 표시 장치의 제조 방법이다.
본 발명의 일 실시 형태는 표시 장치이다. 표시 장치는 서로 인접하는 제1 부화소와 제2 부화소를 갖고, 제1 부화소와 제2 부화소는 각각 발광 소자를 갖는다. 제1 부화소와 제2 부화소의 발광 소자는, 제1 전극, 제2 전극 및 제1 전극과 제2 전극에 끼움 지지되는 EL층을 갖는다. 표시 장치는 또한, 제1 부화소와 제2 부화소 사이에 위치하며, 제1 부화소와 제2 부화소의 제1 전극과 겹치는 절연막을 갖는다. 표시 장치는 또한, 제1 부화소와 제2 부화소의 발광 소자와 겹치며, 무기 화합물을 주성분으로 하는 제1 층과, 제1 층 위에 위치하며, 유기 화합물을 주성분으로 하는 제2 층과, 제2 층 위에 위치하며, 무기 화합물을 주성분으로 하는 제3 층을 갖는다. 제2 층은 제1 부화소와 제2 부화소 사이에서 분단된다.
본 발명의 일 실시 형태는 표시 장치이다. 표시 장치는, 제1 전극, 제1 전극 위의 EL층 및 EL층 위의 제2 전극을 갖는 발광 소자를 갖는다. 표시 장치는 또한, 제1 전극과 겹치는 개구부를 갖고, 제1 전극의 단부를 덮고, EL층 아래에 위치하는 절연막을 갖는다. 표시 장치는 또한, 발광 소자 위의 무기 화합물을 주성분으로 하는 제1 층과, 제1 층 위에 위치하며, 유기 화합물을 주성분으로 하는 제2 층과, 제2 층 위에 위치하며, 무기 화합물을 주성분으로 하는 제3 층을 갖는다. 제1 층과 제3 층은 절연막과 겹치는 영역에서 서로 접한다. 개구부와 겹치는 영역에서 제2 층의 상면은 평탄하다.
도 1은 일 실시 형태에 따른 표시 장치의 상면 모식도.
도 2는 일 실시 형태에 따른 표시 장치의 단면 모식도.
도 3a, 도 3b는 일 실시 형태에 따른 표시 장치의 제조 방법을 도시하는 단면 모식도.
도 4a, 도 4b는 일 실시 형태에 따른 표시 장치의 제조 방법을 도시하는 단면 모식도.
도 5는 일 실시 형태에 따른 표시 장치의 제조 방법을 도시하는 단면 모식도.
도 6a, 도 6b는 일 실시 형태에 따른 표시 장치의 제조 방법을 도시하는 단면 모식도.
도 7a, 도 7b는 표시 장치의 제조 방법을 도시하는 단면 모식도.
도 8a, 도 8b는 일 실시 형태에 따른 표시 장치의 제조 방법을 도시하는 단면 모식도.
도 9는 일 실시 형태에 따른 표시 장치의 제조 방법을 도시하는 단면 모식도.
도 10a, 도 10b는 일 실시 형태에 따른 표시 장치의 제조 방법을 도시하는 단면 모식도.
도 11은 일 실시 형태에 따른 표시 장치의 제조 방법을 도시하는 단면 모식도.
이하, 본 발명의 각 실시 형태에 대하여, 도면 등을 참조하면서 설명한다. 단, 본 발명은 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양한 형태로 실시할 수 있고, 이하에 예시하는 실시 형태의 기재 내용에 한정하여 해석되는 것은 아니다.
도면은, 설명을 보다 명확하게 하기 위해, 실제의 형태에 비해, 각 부의 폭, 두께, 형상 등에 대하여 모식적으로 도시되는 경우가 있지만, 어디까지나 일례이며, 본 발명의 해석을 한정하는 것은 아니다. 본 명세서와 각 도면에 있어서, 기출의 도면에 관하여 설명한 것과 마찬가지의 기능을 구비한 요소에는, 동일한 부호를 부여하고, 중복되는 설명을 생략하는 경우가 있다.
본 발명에 있어서, 어느 1개의 막을 가공하여 복수의 막을 형성한 경우, 이들 복수의 막은 상이한 기능, 역할을 갖는 경우가 있다. 그러나, 이들 복수의 막은 동일한 공정에서 동일층으로서 형성된 막으로부터 유래하여, 동일한 층 구조, 동일한 재료를 갖는다. 따라서, 이들 복수의 막은 동일층에 존재하고 있는 것으로 정의한다.
(제1 실시 형태)
본 실시 형태에서는, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 표시 장치를 도 1 내지 도 9를 사용하여 설명한다.
[1. 표시 장치의 구조]
본 실시 형태에 따른 표시 장치(100)의 상면도를 도 1에 도시한다. 표시 장치(100)는 복수의 화소(108)를 구비한 표시 영역(104) 및 게이트측 구동 회로(이하, 구동 회로)(110)를 기재(102)의 한쪽의 면(상면)에 갖고 있다. 1개의 화소(108)에 포함되는 복수의 부화소(106)는 서로 발광색이 상이한 발광 소자를 형성할 수 있고, 이에 의해, 풀컬러 표시를 행할 수 있다. 예를 들어 적색, 녹색, 또는 청색으로 발광하는 발광 소자를 3개의 부화소(106)에 각각 형성할 수 있다. 또는, 모든 부화소(106)에서 백색 발광 소자를 사용하고, 컬러 필터를 사용하여 부화소(106)마다 적색, 녹색, 또는 청색을 취출하여 풀컬러 표시를 행해도 된다. 최종적으로 취출되는 색은 적색, 녹색, 청색의 조합으로 한정되지 않는다. 예를 들어 1개의 화소(108)에 4개의 부화소(106)가 포함되도록 구성하고, 4개의 부화소(106)로부터 적색, 녹색, 청색, 백색의 4종류의 색을 취출할 수도 있다.
도 1에서는 부화소(106)는 직사각형의 형상을 갖도록 도시되어 있지만, 본 발명의 실시 형태는 이것에 한정되는 것은 아니고, 부화소(106)의 형상은 정사각형이나 다각형이어도 된다. 또한, 화소(108)도 직사각형의 영역을 갖고 있지만, 1개의 화소(108)가 정사각형의 형상을 갖고 있어도 된다. 부화소(106)의 배열에도 제한은 없고, 스트라이프 배열, 델타 배열, 펜타일 배열 등을 채용할 수 있다.
표시 영역(104)으로부터 배선(112)이 기재(102)의 측면(도 1 중, 표시 장치(100)의 짧은 변)을 향하여 신장되어 있고, 배선(112)은 기재(102)의 단부에서 노출되고, 노출부는 단자(114)를 형성한다. 단자(114)는 플렉시블 프린트 회로(FPC) 등의 커넥터(도시하지 않음)와 접속된다. 배선(112)을 통해 표시 영역(104)은 IC 칩(116)과도 전기적으로 접속된다. 이에 의해, 외부 회로(도시하지 않음)로부터 공급된 영상 신호가 구동 회로(110), IC 칩(116)을 통해 부화소(106)에 제공되어 부화소(106)의 발광이 제어되어, 영상이 표시 영역(104) 위에 재현된다. 또한 도시하고 있지 않지만, 표시 장치(100)는 IC 칩(116) 대신에 소스측 구동 회로를 표시 영역(104)의 주변에 갖고 있어도 된다. 본 실시 형태에서는 구동 회로(110)는 표시 영역(104)을 사이에 두고 2개 형성되어 있지만, 구동 회로(110)는 1개이어도 된다. 또한, 구동 회로(110)를 기재(102) 위에 형성하지 않고, 상이한 기판 위에 형성된 구동 회로를 커넥터 위에 형성해도 된다.
도 2에 표시 장치(100)의 단면 모식도를 도시한다. 도 2는 표시 영역(104) 내에 형성되는 2개의 부화소(106)를 도시한 단면 모식도이다. 각 부화소(106) 내에는 트랜지스터(118)가 기재(102) 위에 형성되고, 발광 소자(136)가 트랜지스터(118)와 전기적으로 접속되어 있다. 보다 구체적으로는, 기재(102) 위에 언더코트(120)가 형성되고, 그 위에 트랜지스터(118)가 구비되어 있다. 트랜지스터(118)는 반도체막(122), 게이트 절연막(124), 게이트(128), 층간막(126), 소스(130), 드레인(132)을 갖고 있다. 도 2에서는 각 부화소(106)는 1개의 트랜지스터(118)를 갖도록 도시되어 있지만, 각 부화소(106)는 복수의 트랜지스터를 갖고 있어도 되고, 트랜지스터 이외의 소자, 예를 들어 용량 소자 등을 갖고 있어도 된다. 도 2에 도시한 트랜지스터(118)는 톱 게이트 구조를 갖지만, 트랜지스터(118)의 구조에 제한은 없고, 보텀 게이트 구조를 갖고 있어도 된다. 또한, 트랜지스터(118)의 극성에도 제한은 없고, 트랜지스터(118)는 N채널형, P채널형, 어느 극성을 갖고 있어도 된다.
트랜지스터(118) 위에는 절연막인 평탄화막(134)이 형성되고, 평탄화막(134)에 형성된 개구부(도 2 중, 점선의 타원으로 둘러싼 영역)에 있어서 발광 소자(136)의 제1 전극(140)과 트랜지스터(118)가 전기적으로 접속된다.
제1 전극(140)의 단부와 평탄화막(134)의 개구부는 절연막(이하, 격벽이라 기재함)(142)으로 덮여 있다. 도시하지 않지만, 격벽(142)은 제1 전극(140)의 주위의 단부를 덮고 있다. 따라서, 격벽(142)은 개구부(143)를 갖는 절연막이며, 그 개구부(143)가 제1 전극(140)과 겹쳐 있게 된다.
제1 전극(140)과 격벽(142) 위에는 EL층(144)이 형성되고, 그 위에 제2 전극(152)이 형성되어 있다. 본 명세서와 청구항에서는, EL층이란 한 쌍의 전극 간에 형성된 층을 의미하고, 유기 화합물을 포함하는 층이 1개, 또는 복수를 포함하고, 한 쌍의 전극으로부터 주입된 홀과 전자의 재결합을 담당하는 층이다. 도 2에서는, EL층(144)은 제1 유기층(146), 제2 유기층(148), 제3 유기층(150)을 포함하는 예가 도시되어 있지만, 4개 이상의 유기층을 사용하여 EL층(144)을 구성해도 된다.
제1 유기층(146)과 제3 유기층(150)은 인접하는 부화소(106)에 걸쳐 형성되어 있고, 격벽(142) 위에서도 연속하고 있다. 이에 반해 제2 유기층(148)은 인접하는 부화소(106) 간에서 분리되어 있다. 제1 유기층(146)과 제3 유기층(150)은 예를 들어 제1 전극(140)과 제2 전극(152)으로부터 주입되는 캐리어(홀, 전자)를 제2 유기층(148)에 수송하는 기능을 갖고 있다. 한편 제2 유기층(148)에서는 홀과 전자의 재결합이 발생하고, 이에 의해 형성되는 여기 상태로부터의 발광이 얻어진다. 구조, 또는 재료가 인접하는 부화소(106) 간에서 상이하도록 제2 유기층(148)을 구성함으로써, 인접하는 부화소(106) 간에서 상이한 발광색을 얻을 수 있다. 또한, 제2 유기층(148)도 인접하는 부화소(106)와 공유되도록 형성하여, 인접하는 부화소(106)에서 동일한 소자 구조를 갖도록 해도 된다. 이 경우, 예를 들어 제2 유기층(148)으로부터 백색의 발광이 얻어지도록 EL층(144)을 형성할 수 있고, 상이한 흡수 특성을 갖는 컬러 필터를 인접하는 부화소(106)에 설치함으로써, 이들 부화소(106)로부터 상이한 색의 발광을 취출할 수 있다.
제2 전극(152) 위에는 패시베이션막(160)이 형성되어 있다. 패시베이션막(160)은 제1 층(162), 제2 층(164), 제3 층(166)을 갖는다.
제1 층(162)은 바람직하게는 무기 화합물을 포함하고, 무기 화합물은 규소를 함유하는 것이 바람직하다. 무기 화합물은 예를 들어 산화규소, 질화규소, 산화질화규소, 질화산화규소 등으로부터 선택된다. 도 2에 도시한 바와 같이, 제1 층(162)은 제2 전극(152)과 접하고 있고, 인접하는 부화소(106)에 걸쳐 연속하도록 형성할 수 있다. 제1 층(162)은 격벽(142)에 기인하여 면내에서 경사(또는 요철)를 갖고 있고, 볼록부는 격벽(142)과 겹치고, 오목부는 2개의 볼록부 사이에 위치한다.
제2 층(164)은 제1 층(162) 위에 형성되고, 바람직하게는 유기 화합물을 포함한다. 유기 화합물의 예로서 수지로 대표되는 고분자 재료를 들 수 있다. 고분자 재료는 직쇄 구조이어도 되고, 또는 가교하여 삼차원 네트워크를 형성한 상태이어도 된다. 고분자 재료로서는 에폭시 수지나 아크릴 수지, 폴리이미드, 폴리아미드, 폴리카보네이트, 폴리실록산 등을 들 수 있다. 바람직하게는 제2 층(164)은 가시광에 대한 투과성이 높은 재료를 포함한다.
도 2에 도시한 바와 같이 제2 층(164)은 격벽(142) 위에서 비연속이며, 인접하는 부화소(106) 간에서 분리되어 있다. 제2 층(164)의 상면은, 격벽(142)의 개구부(143)와 겹치는 영역에 있어서 평탄한 것이 바람직하다. 또한, 제1 층(162)의 오목부에 있어서, 제1 층(162)의 상면 중 제1 전극(140)의 상면과 평행한 부분의 전체가, 상기 제2 층(164)의 하면과 접하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 격벽(142)과 겹치는 영역에 있어서, 제1 층(162)과 제3 층(166)은 서로 접할 수 있다.
상술한 바와 같이, 제2 층(164)을 형성하는 바람직한 재료는 유기 화합물이다. 유기 화합물은 무기 화합물과 비교하여 물을 흡수하기 쉽고, 외부로부터 물이 침입한 경우, 제2 층(164)은 물을 수송하는 층으로서 작용한다. 그러나, 인접하는 부화소(106) 간에서 제2 층(164)을 분리함으로써 물의 수송 루트가 분단되기 때문에, 1개의 부화소(106)에 물이 침입한 경우라도, 인접하는 부화소에 물이 전파되기 어렵다. 그 결과, 외부로부터의 물의 침입에 의한 영향을 최소한으로 억제할 수 있다.
또한, 상면이 평탄한 제2 층(164)을 헝성함으로써, 높은 평탄성을 갖는 제3 층(166)을 형성할 수 있다. 따라서, 제3 층(166)이 부화소(106) 간에서 분단되지 않고 표시 영역(104)을 덮을 수 있어, 외부로부터 부화소(106)에의 물의 침입을 효과적으로 방지할 수 있다.
제2 층(164)의 두께는 격벽(142)의 두께보다도 작아도 된다. 도시하지 않지만, 격벽(142)은 제2 층(164)으로부터 돌출되도록 형성해도 된다.
제3 층(166)은 제2 층(164) 위에 형성된다. 제3 층(166)은 제1 층(162)에서 사용 가능한 재료, 적용 가능한 방법에 의해 형성할 수 있다. 제1 층(162)과 제3 층(166)은 동일한 재료를 포함할 수도 있다. 바람직하게는 제1 층(162)과 제3 층(166) 중 적어도 한쪽이 질화규소를 포함한다. 도 2에 도시한 바와 같이, 제3 층(166)은 인접하는 부화소(106)에 걸쳐 연속하도록 형성해도 된다.
[2. 표시 장치의 제조 방법]
상술한 구조를 갖는 표시 장치(100)의 제조 방법을 도 3 내지 도 6에 도시한다. 도 3a에 도시한 바와 같이, 먼저 기재(102) 위에 언더코트(120)를 개재하여 트랜지스터(118)를 형성한다.
기재(102)는 표시 영역(104)이나 구동 회로(110) 등을 지지하는 기능을 갖는다. 이 때문에, 표시 영역(104)이나 구동 회로(110) 등을 지지하는 물리적 강도와, 기재(102) 위의 소자(트랜지스터(118)나 발광 소자(136) 등)를 형성하기 위한 프로세스의 온도에 대한 내열성, 프로세스에서 사용되는 약품에 대한 화학적 안정성이 있으면 어떠한 재료를 사용해도 된다. 구체적으로는 기재(102)는 유리나 석영, 플라스틱, 금속, 세라믹 등을 포함할 수 있다. 표시 장치(100)에 가요성을 부여하는 경우에는, 플라스틱을 포함하는 재료를 사용할 수 있고, 예를 들어 폴리이미드, 폴리아미드, 폴리에스테르, 폴리카보네이트와 같은 고분자 재료를 사용할 수 있다.
언더코트(120)는 기재(102)로부터 불순물이 반도체막(122) 등으로 확산되는 것을 방지하는 기능을 갖는 막이며, 질화규소나 산화규소, 질화산화규소, 산화질화규소 등의 무기 화합물을 사용하고, 화학 기상 성장법(CVD법)이나 스퍼터링법 등을 적용하여 형성할 수 있다.
언더코트(120) 위에는 반도체막(122)이 형성된다. 반도체막(122)은 반도체 특성을 나타내는 재료, 예를 들어 실리콘이나 게르마늄, 또는 산화물 반도체 등을 사용하고, CVD법이나 스퍼터링법 등을 이용하여 형성하면 된다. 반도체막(122)의 결정성에 관해서도 특별히 한정은 없고, 단결정, 다결정, 미결정, 아몰퍼스 등의 모폴로지를 가질 수 있다.
다음에 반도체막(122) 위에 게이트 절연막(124)을 형성하고, 그 위에 게이트(128)를 형성한다. 게이트 절연막(124)도 언더코트(120)와 마찬가지의 재료, 형성 방법을 사용하여 형성할 수 있고, 산화규소를 포함하는 것이 바람직하다. 언더코트(120), 게이트 절연막(124)은 모두 단층 구조를 갖고 있어도 되고, 복수의 층을 함유하는 적층 구조를 갖고 있어도 된다. 도 3a에서는 언더코트(120), 게이트 절연막은 모두 단층의 구조를 갖도록 도시되어 있다. 게이트(128)는 티타늄이나 알루미늄, 구리, 몰리브덴, 텅스텐, 탄탈륨 등의 금속이나 그 합금 등을 단층, 또는 적층 구조로 형성할 수 있다. 예를 들어 알루미늄이나 구리 등의 높은 도전성을 갖는 금속을, 티타늄이나 몰리브덴 등의 고융점 금속에 의해 끼움 지지한 적층 구조를 채용할 수 있다. 게이트(128)의 형성 방법으로서는, 스퍼터링법, CVD법, 또는 인쇄법 등을 들 수 있다.
게이트(128)를 형성한 후, 층간막(126)을 형성한다. 층간막(126)은 언더코트(120)와 마찬가지의 재료, 형성 방법을 사용하여 형성할 수 있고, 질화규소를 함유하는 것이 바람직하다. 층간막(126)은 단층 구조를 갖고 있어도 되고, 도 2에 도시한 바와 같이, 복수의 층을 포함하고 있어도 된다. 예를 들어 질화규소를 포함하는 막과 산화규소를 포함하는 막을 적층하여 층간막(126)을 형성할 수 있다.
다음으로 소스(130), 드레인(132)을 형성한다. 이들은 게이트(128)에서 사용 가능한 재료를 사용하고, CVD법이나 스퍼터링법에 의해 형성할 수 있다.
다음에 소스(130), 드레인(132)을 덮도록 평탄화막(134)을 형성한다(도 3b). 평탄화막(134)은 에폭시 수지, 아크릴 수지, 폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리실록산 등의 고분자 재료를 포함하는 것이 바람직하다. 평탄화막(134)은 스핀 코트법, 잉크젯법, 인쇄법, 딥 코팅법 등의 습식 성막법이나 라미네이트법을 사용하여 형성할 수 있다. 평탄화막(134)의 형성에 의해, 트랜지스터(118)에 기인하는 요철이 흡수되어, 평탄한 표면을 제공할 수 있다.
평탄화막(134)에 드레인(132)에 도달하는 개구부를 형성하고, 드레인(132)과 접하도록 제1 전극(140)을 형성한다(도 3b). 이에 의해, 제1 전극(140)과 트랜지스터(118)가 전기적으로 접속된다. 도 3b에서는 제1 전극(140)과 드레인(132)이 직접 접하고 있지만, 제1 전극(140)과 드레인(132) 사이에, 도전성을 갖는 층을 형성해도 된다.
발광 소자(136)로부터의 발광을 기재(102)로부터 취출하는 경우에는, 가시광을 투과할 수 있도록, 예를 들어 투광성을 갖는 산화물을 사용하여 제1 전극(140)을 형성하면 된다. 투광성을 갖는 산화물로서는, 인듐-주석 산화물(ITO), 인듐-아연 산화물(IZO) 등을 들 수 있다. 형성 방법으로서는 스퍼터링법을 들 수 있다. 한편, 발광 소자(136)로부터의 발광을 기재(102)와는 반대의 방향으로 취출하는 경우에는, 가시광을 반사할 수 있도록, 반사율이 높은 금속을 제1 전극(140)에 사용할 수 있다. 구체적으로는, 은이나 알루미늄 등을 들 수 있다. 또는 반사율이 높은 금속 위에 투광성을 갖는 산화물을 적층해도 된다.
다음에 격벽(142)을 형성한다(도 4a). 격벽(142)은 평탄화막(134)에서 사용 가능한 재료를 사용하고, 상술한 습식 성막법을 적용하여 기재(102) 위의 전체에 형성하고, 그 후 제1 전극(140)의 일부를 노출하는 개구부(143)를 형성함으로써 제작할 수 있다. 이에 의해, 격벽(142)은 제1 전극(140)의 단부를 덮을 수 있다. 바람직하게는, 평탄화막(134)과 격벽(142)은 동일한 재료를 함유하도록 형성한다. 격벽(142)의 폭(인접하는 부화소(106) 간의 간격에 상당함)은 15㎛ 이상 50㎛ 이하, 또는 20㎛ 이상 40㎛ 이하이고, 전형적으로는 약 30㎛이다. 격벽(142)의 두께는 0.2㎛ 이상 3㎛ 이하, 또는 0.5㎛ 이상 2㎛이고, 전형적으로는 약 1㎛이다.
다음에 EL층(144), 제2 전극(152)을 형성한다(도 4a). 상술한 바와 같이, EL층(144)은 인접하는 부화소(106) 간에서 동일한 구조를 갖고 있어도 되고, 또는 도 4a에 도시한 바와 같이, 인접하는 부화소(106)에서 일부의 층이 상이해도 된다. 도 2에서 도시한 예에서는, EL층(144)은 3개의 층(제1 유기층(146), 제2 유기층(148), 제3 유기층(150))을 갖고 있고, 제2 유기층(148)이 인접하는 부화소(106) 간에서 상이하다. EL층(144)에 포함되는 각 층은, 건식 성막법인 증착법이나, 상술한 습식 성막법을 적용하여 제작할 수 있다. 제2 전극(152)의 형성은, 제1 전극(140)과 마찬가지의 재료, 방법을 사용하여 행할 수 있다. 발광 소자(136)로부터의 발광을 기재(102)측으로부터 얻는 경우에는, 반사율이 높은 금속이나 그 합금 등을 제2 전극(152)에 사용하면 된다. 한편, 발광 소자(136)로부터의 발광을 기재(102)와는 반대의 방향으로 취출하는 경우에는, ITO나 IZO 등의 투광성을 갖는 산화물을 사용하면 된다.
다음에 발광 소자(136)를 보호하는 패시베이션막(160)을 형성한다(도 4b). 구체적으로는, 먼저 제1 층(162)을 제2 전극(152) 위에 형성한다. 따라서, 제1 층(162)과 제2 전극(152)은 서로 접할 수 있다. 제1 층(162)은 예를 들어 질화규소나 산화규소, 질화산화규소, 산화질화규소 등의 무기 화합물을 포함할 수 있고, CVD법이나 스퍼터링법을 적용하여 형성할 수 있다. 도 4b에 도시한 바와 같이, 제1 층(162)은 기재(102) 전체에 걸쳐 형성할 수 있다. 따라서, 인접하는 부화소(106) 간에서 연속한 구조를 가질 수 있어, 격벽(142)과 겹치게 된다.
다음에 제2 층(164)을 제1 층(162) 위에 형성한다(도 5). 제2 층(164)은 에폭시 수지나 아크릴 수지, 폴리이미드, 폴리에스테르, 폴리카보네이트 등의 고분자 재료를 포함할 수 있다. 제2 층(164)은 상술한 습식 성막법에 의해 형성할 수 있다. 또는, 상기 고분자 재료의 원료로 되는 올리고머를 감압 하에서 미스트 상태 또는 가스 상태로 하고, 이것을 기재(102) 위에 분사하고, 그 후 올리고머를 중합함으로써 형성해도 된다. 이때, 올리고머 중에 중합 개시제가 혼합되어 있어도 된다. 또한, 기재(102)를 냉각하면서 올리고머를 기재(102)에 분사해도 된다.
도 5에 도시한 바와 같이, 격벽(142)에 기인하여 EL층(144)이나 제2 전극(152), 제1 층(162)에 발생하는 경사(요철)를 흡수하도록 제2 층(164)을 형성하는 것이 바람직하다. 즉, 제1 층(162)의 면내의 경사를 흡수하여, 평탄한 상면을 갖도록 제2 층(164)을 형성하는 것이 바람직하다. 제2 층(164)은 1㎛ 이상의 두께를 갖는 것이 바람직하고, 예를 들어 두께는 1㎛ 이상 5㎛ 이하, 또는 1.1㎛ 이상 3㎛이다. 이에 의해 제2 층(164)은 격벽(142)과 겹치는 영역에 있어서 제1 층(162)을 덮어, 제1 전극(140)과 겹치는 영역으로부터 격벽(142)과 겹치는 영역에 걸쳐, 연속한 평탄한 상면을 가질 수 있다.
또한 제2 층(164)은 격벽(142)과 겹치는 영역에 있어서 제1 층(162)을 완전히 덮지 않고, 제1 층(162)이 격벽(142) 위에서 노출되도록 형성해도 된다. 이 경우, 제1 층(162)의 오목부에 있어서 균일한 두께를 갖도록, 또는 제2 층(164)의 상면 전체가 실질적으로 평탄해지도록 하는 두께를 갖도록, 제2 층(164)을 형성하는 것이 바람직하다.
다음에 제2 층(164)을 얇게 하여 두께를 감소시킨다(도 6a). 구체적으로는, 제2 층(164)에 대하여 플라즈마 처리를 행하여, 그 두께를 감소시킨다. 플라즈마 처리는 산소를 함유하는 가스, 예를 들어 산소 가스, 일산화질소, 이산화질소 등의 존재 하에서 행할 수 있다. 이에 의해, 격벽(142)과 겹치는 영역에 있어서 제1 층(162)이 노출되고, 제2 층(164)은 인접하는 부화소(106) 간에서 분단된다. 격벽(142)의 개구부(143)와 겹치는 영역에 있어서, 제2 층(164)은 평탄한 상면을 제공한다. 제1 층(162)의 오목부에 있어서, 제1 층(162)의 상면 중 제1 전극(140)의 상면과 평행한 부분의 전체가, 제3 층(166)의 하면과 접한다.
또한 제2 층(164)을, 격벽(142)과 겹치는 영역에 있어서 제1 층(162)을 완전히 덮지 않고, 제1 층(162)이 격벽(142) 위에서 노출되도록 형성하는 경우, 플라즈마 처리를 생략할 수 있다.
다음에 제2 층(164) 위에 제3 층(166)을 형성한다(도 6b). 제3 층(166)은 제1 층(162)에서 사용 가능한 재료를 포함할 수 있고, 제1 층(162)과 마찬가지의 방법에 의해 형성할 수 있다. 이에 의해, 격벽(142)과 겹치는 영역에 있어서, 제1 층(162)과 제3 층(166)은 서로 접한다. 또한, 제2 층(164)과 제3 층(166)이 접하는 계면은 평탄하고, 또한, 제2 층(164)은 인접하는 부화소(106) 간에서 서로 이격되게 된다. 즉, 격벽(142)과 겹치는 영역에서는 제2 층(164)과 제3 층(166)은 접하지 않는다.
또한, 제2 층(164)이 가시광에 대하여 높은 투명성을 갖는 경우, 제2 층(164)의 두께를 감소시키지 않고, 제3 층(166)을 형성해도 된다.
이상의 단계를 거침으로써, 본 실시 형태에 따른 표시 장치(100)를 제조할 수 있다. 도시하지 않지만, 임의의 구성으로서, 또한 컬러 필터나 차광막, 기재(102)에 대향하는 기판(대향 기판) 등을 패시베이션막(160) 위에 형성해도 된다. 대향 기판을 설치하는 경우, 기재(102)와 대향 기판 사이에 충전제로서 유기 수지를 충전해도 되고, 또는 불활성 가스를 충전해도 된다.
상술한 바와 같이, 격벽(142)에 기인하는 경사(요철)를 흡수할 수 있도록, 비교적 큰 막 두께를 갖도록 제2 층(164)을 형성하고, 그 후 제2 층(164)의 막 두께를 감소시킴으로써, 격벽(142)의 개구부(143)와 겹치는 영역에 있어서, 제1 층(162), 제2 층(164), 제3 층(166)은 모두, 대략 균일한 막 두께를 가질 수 있다. 발광 소자(136)의 발광 영역은 제1 전극(140)과 EL층(144)이 직접 접하는 영역이며, 이것은 격벽(142)의 개구부(143)와 대략 일치한다. 이 때문에, 발광 소자(136)의 발광 영역의 대략 전체에 걸쳐, 제1 층(162), 제2 층(164), 제3 층(166)은 모두, 대략 균일한 막 두께를 가질 수 있다. 그 결과, 각 부화소(106)의 발광 영역에 있어서 패시베이션막(160)의 광학 거리가 균일해져, 각 부화소(106) 내에서 균일한 광학 특성이 얻어진다.
발광 소자(136)에서 얻어지는 발광을 제2 전극(152)을 통해 취출하는 경우, 패시베이션막(160)의 광학 특성이 부화소(106) 내에서 불균일한 경우, 부화소(106)의 발광에 불균일이 발생한다. 이에 반해, 상술한 제조 방법을 채용함으로써, 각 부화소(106) 내에서 균일한 광학 특성을 얻을 수 있어, 부화소(106)의 발광의 불균일을 억제하고, 표시 품질이 높은 영상을 제공할 수 있다.
이에 반해, 제2 층(164)의 막 두께를 감소시킨다고 하는 본 실시 형태의 제조 방법을 사용하지 않고, 비교적 작은 막 두께로 제2 층(164)을 형성한 경우, 제2 층(164)은 발광 영역에 있어서 불균일한 막 두께를 갖기 쉽다. 구체적으로는 도 7a에 도시한 우측의 부화소(106_1)와 같이, 제2 층(164)의 형성에 사용하는 재료의 표면 장력이나 제1 층(162)에 대한 낮은 친화성에 기인하여, 제2 층(164)의 형성에 사용하는 재료는 제1 층(162)의 측벽에 가까운 영역에 응집되기 쉽다. 즉, 소위 커피 컵 현상이 발생한다. 이와 같은 상태에서 재료가 중합, 또는 경화된 경우, 제2 층(164)은 제1 층(162)의 측벽 부근에 국재화되어 형성되어, 발광 영역에 있어서 균일한 두께를 얻을 수 없다.
이 상태에서 제3 층(166)을 더 형성한 경우, 국재화된 제2 층(164)의 형상이 유지된 상태에서, 제3 층(166)이 제2 층(164)을 덮는다(도 7b). 도 7b에 도시한 바와 같이, 부화소(106_1) 내에서 제2 층(164)의 두께가 큰 부분(a)과 작은 부분(b)이 형성된다. 그 결과, 부화소(106_1) 내에서 광학 특성이 불균일해져 발광에 불균일이 발생하고, 재현되는 영상의 품질이 저하된다.
또한, 표시 장치(100)의 제조 중에 발생한 이물이 부화소(106)에 퇴적된 경우에 대해서도 본 실시 형태의 제조 방법은 효과적이다. 예를 들어 제1 층(162) 위에 이물(170)이 퇴적된 경우를 상정하면, 도 7a의 부화소(106_2)에 나타내는 바와 같이, 커피 컵 현상에 의해 이물(170) 부근에도 제2 층(164)의 형성에 사용하는 재료가 국재화된다. 재료가 경화, 또는 중합되면 이 형상이 유지되어, 도 7b에 도시한 바와 같이, 부화소(106_2) 내에서 제2 층(164)의 두께가 큰 부분(c)과 작은 부분(d)이 형성된다. 그 결과, 부화소(106_2) 내에서 광학 특성이 불균일해져 발광에 불균일이 발생하고, 재현되는 영상의 품질이 저하된다.
이에 반해 본 실시 형태의 제조 방법을 사용한 경우, 제2 층(164)의 형성 시에 커피 컵 현상이 발생하지 않는다. 이 때문에, 이물(170)의 전체를 매립하도록, 또한 평탄한 상면을 갖도록 제2 층(164)을 형성할 수 있다(도 8a). 그 후 제2 층(164)의 두께를 감소시켜도, 발광 영역에 있어서 대략 균일한 두께가 유지된다(도 8b). 따라서, 도 9에 도시한 바와 같이, 예를 들어 부화소(106_2)의 단부에 가까운 영역(e), 단부와 이물(170) 사이의 영역(f)의 양쪽에서 마찬가지의 광학 특성이 얻어져, 발광의 불균일이 발생하기 어렵다. 그 결과, 설령 이물(170)이 부화소(106) 위에 잔존해도, 높은 표시 품질을 유지할 수 있다.
(제2 실시 형태)
본 실시 형태에서는, 제1 실시 형태와 상이한 표시 장치의 제조 방법에 관하여, 도 10, 도 11을 사용하여 설명한다. 본 실시 형태에서는, 가요성을 갖는 표시 장치(200)를 제조하는 방법에 대하여 기술한다. 제1 실시 형태와 마찬가지의 구성에 대해서는 기술을 생략하는 경우가 있다.
먼저 기판(180) 위에 기재(102)를 형성한다(도 10a). 기판(180)은 기재(102) 및 기재(102) 위에 형성되는 각 소자를 유지하는 기능을 갖고, 그를 위한 물리적 강도 및 각 소자를 형성하는 프로세스에 대한 내열성과 화학적 안정성을 갖는 재료를 기판(180)으로서 사용할 수 있다. 구체적으로는, 유리나 석영, 플라스틱, 금속, 세라믹 등을 사용할 수 있다. 바람직하게는 후술하는 광 조사 프로세스에서 사용하는 광을 투과하는 재료를 사용한다. 기판(180)은 지지 기판이라고도 불린다.
기재(102)는 제1 실시 형태에서 설명한 것과 마찬가지의 재료를 포함할 수 있고, 상술한 습식 성막법에 의해 형성할 수 있다. 또한, 가요성의 표시 장치를 제조하기 위해, 기재(102)는 단독으로 가요성을 가질 정도의 두께로 형성한다.
기재(102) 위에는, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 트랜지스터(118), 평탄화막(134), 발광 소자(136) 및 패시베이션막(160)이 형성된다(도 10a). 임의의 구성으로서, 패시베이션막(160) 위에 컬러 필터나 차광막, 또는 밀봉을 위한 필름이나 기판을 형성해도 된다.
그 후, 레이저 광원이나 플래시 라이트 등을 이용하여 기재(102)에 대하여 광을 조사한다. 이에 의해, 기재(102)와 기판(180) 사이의 접착성을 저하시킬 수 있다. 바람직하게는 기판(180)측으로부터 광을 조사한다.
그 후 도 10b의 화살표로 나타낸 계면, 즉 기재(102)와 기판(180)의 계면을 따라서 기판(180)을 분리하여, 도 11에 도시한 본 발명의 일 실시 형태인 표시 장치(200)를 얻을 수 있다.
본 실시 형태의 표시 장치(200)도, 제1 실시 형태에서 나타낸 패시베이션막(160)을 갖는다. 따라서, 각 부화소(106) 내에서 균일한 광학 특성을 얻을 수 있어, 부화소(106)의 발광의 불균일을 억제하고, 표시 품질이 높은 영상을 제공할 수 있다.
본 발명의 실시 형태로서 상술한 각 실시 형태는, 서로 모순되지 않는 한에 있어서, 적절히 조합하여 실시할 수 있다. 또한, 각 실시 형태의 표시 장치를 기초로 하여, 당업자가 적절히 구성 요소의 추가, 삭제 또는 설계 변경을 행한 것, 또는, 공정의 추가, 생략 또는 조건 변경을 행한 것도, 본 발명의 요지를 구비하고 있는 한, 본 발명의 범위에 포함된다.
본 명세서에 있어서는, 개시예로서 주로 EL 표시 장치의 경우를 예시하였지만, 다른 적용예로서, 그 밖의 자발광형 표시 장치, 액정 표시 장치, 또는 전기 영동 소자 등을 갖는 전자 페이퍼형 표시 장치 등, 각종 플랫 패널형의 표시 장치를 들 수 있다. 또한, 중소형부터 대형까지, 특별히 한정되지 않고 적용이 가능하다.
상술한 각 실시 형태의 형태에 의해 얻어지는 작용 효과와는 상이한 다른 작용 효과라도, 본 명세서의 기재로부터 명확한 것, 또는, 당업자에게 있어서 용이하게 예측할 수 있는 것에 대해서는, 당연히 본 발명에 의해 얻어지는 것으로 이해된다.
100 : 표시 장치
102 : 기재
104 : 표시 영역
106 : 부화소
106_1 : 부화소
106_2 : 부화소
108 : 화소
110 : 구동 회로
112 : 배선
114 : 단자
116 : 칩
118 : 트랜지스터
120 : 언더코트
122 : 반도체막
124 : 게이트 절연막
126 : 층간막
128 : 게이트
130 : 소스
132 : 드레인
134 : 평탄화막
136 : 발광 소자
140 : 제1 전극
142 : 격벽
143 : 개구부
144 : EL층
146 : 제1 유기층
148 : 제2 유기층
150 : 제3 유기층
152 : 제2 전극
160 : 패시베이션막
162 : 제1 층
164 : 제2 층
166 : 제3 층
170 : 이물
180 : 기판
200 : 표시 장치

Claims (20)

  1. 제1 전극을 형성하고,
    상기 제1 전극의 단부를 덮는 절연막을 형성하고,
    상기 제1 전극과 상기 절연막 위에 EL층을 형성하고,
    상기 EL층 위에 제2 전극을 형성하고,
    무기 화합물을 포함하는 제1 층을 상기 제2 전극 위에 형성하고,
    상기 절연막과 상기 EL층과 겹치도록 유기 화합물을 포함하는 제2 층을 상기 제1 층 위에 형성하고,
    상기 절연막과 겹치는 영역에서 상기 제1 층이 노출되도록 제2 층을 얇게 하고,
    무기 화합물을 포함하는 제3 층을 상기 제2 층 위에 형성하는 것을 포함하는 표시 장치의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2 층은, 상기 제1 전극의 상기 단부에 있어서 상기 절연막에 기인하는 경사를 흡수하도록 형성되는 표시 장치의 제조 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2 층은, 상기 제1 전극과 겹치는 영역으로부터 상기 절연막과 겹치는 영역에 이르기까지 평탄한 상면을 갖도록 형성되는 표시 장치의 제조 방법.
  4. 기판 위에 기재를 형성하고,
    상기 기재 위에 제1 전극을 형성하고,
    상기 제1 전극의 단부를 덮는 절연막을 형성하고,
    상기 제1 전극과 상기 절연막 위에 EL층을 형성하고,
    상기 EL층 위에 제2 전극을 형성하고,
    무기 화합물을 포함하는 제1 층을 상기 제2 전극 위에 형성하고,
    상기 절연막과 상기 EL층과 겹치도록 유기 화합물을 포함하는 제2 층을 상기 제1 층 위에 형성하고,
    상기 절연막과 겹치는 영역에서 상기 제1 층이 노출되도록 제2 층을 얇게 하고,
    무기 화합물을 포함하는 제3 층을 상기 제2 층 위에 형성하고,
    상기 기판을 상기 기재로부터 박리하는 것을 포함하는 표시 장치의 제조 방법.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 제2 층은, 상기 제1 전극의 상기 단부에 있어서 상기 절연막에 기인하는 경사를 흡수하도록 형성되는 표시 장치의 제조 방법.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 제2 층은, 상기 제1 전극과 겹치는 영역으로부터 상기 절연막과 겹치는 영역에 이르기까지 평탄한 상면을 갖도록 형성되는 표시 장치의 제조 방법.
  7. 제1 전극, 제2 전극 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극에 끼움 지지되는 EL층을 갖는 발광 소자를 각각 갖고, 서로 인접하는 제1 부화소와 제2 부화소와,
    상기 제1 부화소와 상기 제2 부화소 사이에 위치하며, 상기 제1 부화소와 상기 제2 부화소의 상기 제1 전극과 겹치는 절연막과,
    상기 제1 부화소와 상기 제2 부화소의 상기 발광 소자와 겹치며, 무기 화합물을 주성분으로 하는 제1 층과,
    상기 제1 층 위에 위치하며, 유기 화합물을 주성분으로 하는 제2 층과,
    상기 제2 층 위에 위치하며, 무기 화합물을 주성분으로 하는 제3 층을 갖고,
    상기 제2 층은 상기 제1 부화소와 상기 제2 부화소 사이에서 분리되어 있는 표시 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 절연막이 상기 제2 층으로부터 돌출되는 표시 장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 제1 층과 상기 제3 층이, 상기 제1 부화소와 상기 제2 부화소에 걸쳐 연속하는 표시 장치.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 제2 층이 평탄한 상면을 갖는 표시 장치.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 제2 층이 상기 절연막의 두께보다도 작은 두께를 갖는 표시 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 절연막의 상기 두께가 15㎛ 이상 50㎛ 이하이고,
    상기 제2 층의 상기 두께가 1㎛ 이상 5㎛ 이하인 표시 장치.
  13. 제7항에 있어서,
    상기 무기 화합물은 질화규소, 산화규소, 질화산화규소, 산화질화규소로부터 선택되는 표시 장치.
  14. 제7항에 있어서,
    상기 제2 층이 수지를 포함하는 표시 장치.
  15. 제1 전극과, 상기 제1 전극 위의 EL층과, 상기 EL층 위의 제2 전극을 갖는 발광 소자와,
    상기 제1 전극의 단부를 덮고, 상기 제1 전극과 겹치는 개구부를 갖고, 상기 EL층 아래에 위치하는 절연막과,
    상기 발광 소자 위에 위치하며, 무기 화합물을 주성분으로 하는 제1 층과,
    상기 제1 층 위에 위치하며, 유기 화합물을 주성분으로 하는 제2 층과,
    상기 제2 층 위에 위치하며, 무기 화합물을 주성분으로 하는 제3 층을 갖고,
    상기 절연막과 겹치는 영역에서 상기 제1 층과 상기 제3 층이 접하고,
    상기 개구부와 겹치는 영역에서 상기 제2 층의 상면이 평탄한 표시 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 개구부에 있어서, 상기 제1 층의 상면 중 상기 제1 전극의 상면과 평행한 면의 전체가, 상기 제2 층의 하면과 접하는 표시 장치.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 제1 층과 상기 제3 층 중 적어도 한쪽이 질화규소를 포함하는 표시 장치.
  18. 제15항에 있어서,
    상기 제2 층이 수지를 포함하는 표시 장치.
  19. 제15항에 있어서,
    상기 제1 전극 아래에 기재를 갖고,
    상기 기재는 고분자를 포함하는 표시 장치.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 기재가 가요성을 갖는 표시 장치.
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