KR102582169B1 - 발광 소자 및 그 제조 방법, 및, 표시 장치 - Google Patents
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Abstract
발광 소자는, 하층·층간절연층(31), 하층·층간절연층(31)상에 형성된 광반사층(37), 하층·층간절연층(31) 및 광반사층(37)을 덮는 상층·층간절연층(32), 상층·층간절연층(32)상에 형성된 제1 전극(51), 적어도 제1 전극(51)이 형성되지 않은 상층·층간절연층(32)의 영역의 위에 형성된 절연막(60), 제1 전극(51)상으로부터 절연막(60)상에 걸쳐서 형성되고, 유기 발광 재료로 이루어지는 발광층을 갖는 유기층(70), 및, 유기층(70)상에 형성된 제2 전극(52)을 구비하고 있고, 발광 소자의 연부(緣部) 영역에 위치하는 상층·층간절연층(32)의 부분에는 홈부(40)가 형성되어 있고, 홈부(40)의 상부는 절연막(60)에 의해 폐색되어 있다.
Description
본 개시는, 발광 소자 및 그 제조 방법, 및, 표시 장치에 관한 것이다.
근래, 액정 표시 장치에 대신하는 표시 장치로서, 유기 일렉트로루미네선스 소자(이하, 단지, 『유기 EL 소자』라고 약칭하는 경우가 있다)를 이용한 유기 일렉트로루미네선스 표시 장치(이하, 단지, 「유기 EL 표시 장치』라고 약칭하는 경우가 있다)가 주목되고 있다. 유기 EL 표시 장치는, 자발광형이고, 소비 전력이 낮다는 특성을 갖고 있고, 또한, 고정밀도의 고속 비디오 신호에 대해서도 충분한 응답성을 갖는 것이라고 생각되고 있고, 실용화를 향하여서의 개발, 상품화가 예의 진행되고 있다.
유기 EL 표시 장치에서는, 예를 들면, 하나의 화소를, 적색 발광층을 가지며, 적색을 발광하는 발광 소자로 구성된 부화소, 녹색 발광층을 가지며, 녹색을 발광하는 발광 소자로 구성된 부화소, 및, 청색 발광층을 가지며, 청색을 발광하는 발광 소자로 구성된 부화소의 3개의 부화소(발광 소자)로 구성함으로써, 고(高)콘트라스트, 또한, 높은 색 재현성을 실현하는 것이 가능하다. 한편, 고해상도화를 위해서는 화소 피치의 축소가 요구되는데, 화소 피치가 미세화함에 따라 하나의 화소를 이와 같은 3개의 부화소로 구성하는 것이 곤란하여진다.
그래서, 전(全) 화소에 걸쳐서 백색 발광층을 형성하고, 컬러 필터를 이용하여 백색광을 착색하는 방법, 즉, 백색 발광층을 갖는 발광 소자(『백색 발광 소자』라고 부른다)와 적색 컬러 필터와의 조합에 의한 적색 부화소(『적색 발광 소자』라고 부른다), 백색 발광 소자와 녹색 컬러 필터와의 조합에 의한 녹색 부화소(『녹색 발광 소자』라고 부른다), 백색 발광 소자와 청색 컬러 필터와의 조합에 의한 청색 부화소(『청색 발광 소자』라고 부른다)의 3개의 부화소(발광 소자)로부터 하나의 화소를 구성하는 기술의 개발이 진행되고 있다. 백색 발광층은, 전 백색 발광 소자에 걸쳐서, 연속한 층으로서 형성되어 있다. 적색 발광층, 녹색 발광층, 청색 발광층을 부화소마다 형성할 필요가 없기 때문에, 화소 피치의 미세화가 가능해진다. 각 백색 발광 소자에서, 백색 발광층은 제1 전극과 제2 전극의 사이에 형성되어 있고, 제1 전극은 각 발광 소자에서 독립적으로 형성되어 있는 한편, 제2 전극은 각 발광 소자에서 공통화되어 있다.
이와 같은 구성을 갖는 화소에서의 광의 취출 효율을 개선하는 기술로서, 적색 발광 소자, 녹색 발광 소자, 청색 발광 소자의 각각에서의 캐비티 구조를 최적화함에 의해, 각 발광 소자로부터 출사되는 광을 증폭하는 기술이 있다. 구체적으로는, 예를 들면, 특개2009-091223호 공보에 개시된 바와 같이, 투명 전극으로 이루어지는 제1 전극의 하방에 광반사층을 형성하고, 반(半) 광투과 재료로 이루어지는 제2 전극과 광반사층에 의해 공진기 구조를 구성한다. 그리고, 발광층에서 발광한 광을 광반사층과 제2 전극의 사이에서 공진시켜서, 그 일부를 제2 전극으로부터 출사시킨다.
그런데, 발광층에서 발광한 광은, 전방위로 전파된다. 따라서, 도 13의 모식적인 일부 단면도에 도시하는 바와 같이, 어떤 발광 소자에 인접하는 발광 소자(편의상, 「인접 발광 소자』라고 부른다)에, 어떤 발광 소자로부터 출사한 광(도 13에서, 굵은 실선으로 도시한다)이 침입하는 경우가 있다. 또는 또한, 표시 장치의 내부에서 다중 반사가 생기고, 어떤 발광 소자로부터 출사한 광이 인접 발광 소자에 침입하는 경우도 있다. 또한, 도 13에서의 부호에 관해서는, 도 1을 참조한다. 그 결과, 화소 전체의 색도가 소망하는 색도로부터 어긋나 버릴 우려가 있다.
따라서 본 개시의 목적은, 인접 발광 소자에의 광의 침입이 생기기 어려운 구성, 구조를 갖는 발광 소자 및 그 제조 방법, 및, 이러한 구성, 구조를 갖는 발광 소자를 구비한 표시 장치를 제공하는 것에 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 개시의 발광 소자는,
하층·층간절연층,
하층·층간절연층상에 형성된 광반사층,
하층·층간절연층 및 광반사층을 덮는 상층·층간절연층,
상층·층간절연층상에 형성된 제1 전극,
적어도 제1 전극이 형성되지 않은 상층·층간절연층의 영역의 위에 형성된 절연막,
제1 전극상으로부터 절연막상에 걸쳐서 형성되고, 유기 발광 재료로 이루어지는 발광층을 갖는 유기층, 및,
유기층상에 형성된 제2 전극을 구비한 발광 소자로서,
발광 소자의 연부(緣部) 영역에 위치하는 상층·층간절연층의 부분에는 홈부가 형성되어 있고,
홈부의 상부는 절연막에 의해 폐색(閉塞)되어 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 개시의 표시 장치는,
제1 발광 소자, 제2 발광 소자 및 제3 발광 소자로 구성된 화소가, 복수, 2차원 매트릭스형상으로 배열되어 이루어지는 표시 장치로서,
화소는, 최하층·층간절연층, 제1 층간절연층, 제2 층간절연층 및 최상층·층간절연층이, 순차적으로, 적층된 적층 구조를 갖고 있고,
각 발광 소자는,
최상층·층간절연층상에 형성된 제1 전극,
적어도 제1 전극이 형성되지 않은 최상층·층간절연층의 영역의 위에 형성된 절연막,
제1 전극상으로부터 절연막상에 걸쳐서 형성되고, 유기 발광 재료로 이루어지는 발광층을 갖는 유기층, 및,
유기층상에 형성된 제2 전극을 구비하고 있고,
제1 발광 소자는, 최하층·층간절연층과 제1 층간절연층의 사이에 형성된 제1 광반사층을 구비하고 있고,
제2 발광 소자는, 제1 층간절연층과 제2 층간절연층의 사이에 형성된 제2 광반사층을 구비하고 있고,
제3 발광 소자는, 제2 층간절연층과 최상층·층간절연층의 사이에 형성된 제3 광반사층을 구비하고 있고,
각 발광 소자의 경계 영역에 위치하는 제1 층간절연층, 제2 층간절연층 및 최상층·층간절연층의 부분에는 홈부가 형성되어 있고,
홈부의 상부는 절연막에 의해 폐색되어 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 개시의 발광 소자의 제조 방법은,
하층·층간절연층, 하층·층간절연층상에 형성된 광반사층, 하층·층간절연층 및 광반사층을 덮는 상층·층간절연층을, 순차적으로, 형성한 후, 상층·층간절연층상에 제1 전극을 형성하고, 뒤이어,
발광 소자의 연부 영역에 위치하는 상층·층간절연층의 부분에 홈부를 형성하고, 그 후,
적어도 제1 전극이 형성되지 않은 상층·층간절연층의 영역의 위에, 홈부의 상부를 폐색하도록 절연막을 형성하고, 뒤이어,
제1 전극상으로부터 절연막상에 걸쳐서, 유기 발광 재료로 이루어지는 발광층을 갖는 유기층을 형성하고, 유기층상에 제2 전극을 형성하는, 각 공정을 구비하고 있다.
본 개시의 발광 소자 또는 본 개시의 발광 소자의 제조 방법에 의해 제조된 발광 소자(이하, 이들의 발광 소자를, 총칭하여, 편의상, 『본 개시의 발광 소자 등』이라고 부른다)에서는, 발광 소자의 연부 영역에 위치하는 상층·층간절연층의 부분에는 홈부가 형성되어 있다. 또한, 본 개시의 표시 장치에서는, 각 발광 소자의 경계 영역에 위치하는 제1 층간절연층, 제2 층간절연층 및 최상층·층간절연층의 부분에는 홈부가 형성되어 있다. 그때문에, 발광층에서 발광하고, 전방위로 전파되는 광의 일부는, 홈부와 상층·층간절연층과의 계면, 또는, 홈부와 제1 층간절연층, 제2 층간절연층 및 최상층·층간절연층과의 계면에서, 전반사되기 때문에, 어떤 발광 소자로부터 출사한 광이 인접 발광 소자에 침입하는 비율을 저감시킬 수 있어서, 혼색이 발생하고, 화소 전체의 색도가 소망하는 색도로부터 어긋나 버린다는 현상의 발생을 억제할 수 있다. 게다가, 홈부의 상부는 절연막에 의해 폐색되어 있기 때문에, 홈부의 상방에 형성되는 각종의 층이나 막에 결함이 생기는 일이 없다. 또한, 본 명세서에 기재된 효과는 어디까지나 예시로서 한정되는 것이 아니고, 또한, 부가적인 효과가 있어도 좋다.
도 1은, 실시례 1의 표시 장치의 모식적인 일부 단면도.
도 2는, 실시례 2의 표시 장치의 모식적인 일부 단면도.
도 3은, 실시례 3의 표시 장치의 모식적인 일부 단면도.
도 4는, 실시례 4의 표시 장치의 모식적인 일부 단면도.
도 5는, 실시례 4의 표시 장치의 변형례의 모식적인 일부 단면도.
도 6은, 실시례 4의 표시 장치의 다른 변형례의 모식적인 일부 단면도.
도 7은, 실시례 5의 표시 장치의 모식적인 일부 단면도.
도 8은, 실시례 5의 표시 장치의 변형례의 모식적인 일부 단면도.
도 9는, 실시례 5의 표시 장치의 다른 변형례의 모식적인 일부 단면도.
도 10은, 실시례 6의 표시 장치의 모식적인 일부 단면도.
도 11은, 실시례 6의 표시 장치의 변형례의 모식적인 일부 단면도.
도 12는, 실시례 6의 표시 장치의 다른 변형례의 모식적인 일부 단면도.
도 13은, 종래의 표시 장치의 문제점을 설명하기 위한 표시 장치의 모식적인 일부 단면도.
도 2는, 실시례 2의 표시 장치의 모식적인 일부 단면도.
도 3은, 실시례 3의 표시 장치의 모식적인 일부 단면도.
도 4는, 실시례 4의 표시 장치의 모식적인 일부 단면도.
도 5는, 실시례 4의 표시 장치의 변형례의 모식적인 일부 단면도.
도 6은, 실시례 4의 표시 장치의 다른 변형례의 모식적인 일부 단면도.
도 7은, 실시례 5의 표시 장치의 모식적인 일부 단면도.
도 8은, 실시례 5의 표시 장치의 변형례의 모식적인 일부 단면도.
도 9는, 실시례 5의 표시 장치의 다른 변형례의 모식적인 일부 단면도.
도 10은, 실시례 6의 표시 장치의 모식적인 일부 단면도.
도 11은, 실시례 6의 표시 장치의 변형례의 모식적인 일부 단면도.
도 12는, 실시례 6의 표시 장치의 다른 변형례의 모식적인 일부 단면도.
도 13은, 종래의 표시 장치의 문제점을 설명하기 위한 표시 장치의 모식적인 일부 단면도.
이하, 도면을 참조하여, 실시례에 의거하여 본 개시를 설명하지만, 본 개시는 실시례로 한정되는 것이 아니고, 실시례에서의 여러가지의 수치나 재료는 예시이다. 또한, 설명은, 이하의 순서로 행한다.
1. 본 개시의 발광 소자 및 그 제조 방법, 및, 본 개시의 표시 장치, 전반에 관한 설명
2. 실시례 1(본 개시의 발광 소자 및 그 제조 방법, 및, 본 개시의 표시 장치, 제1의 형태의 발광 소자/제1의 구성의 발광 소자)
3.실시례 2(실시례 1의 변형, 제1A의 구성의 발광 소자)
4. 실시례 3(실시례 1의 다른 변형, 제2의 구성의 발광 소자)
5. 실시례 4(실시례 1의 또 다른 변형, 제2의 형태의 발광 소자, 제2A의 형태의 발광 소자)
6. 실시례 5(실시례 4의 변형, 제2B의 형태의 발광 소자)
7. 실시례 6(실시례 1의 또 다른 변형, 제3의 형태의 발광 소자)
8. 실시례 7(실시례 1∼실시례 6의 변형)
9. 기타
<본 개시의 발광 소자 및 그 제조 방법, 및, 본 개시의 표시 장치, 전반에 관한 설명>
이하의 설명에서, 제1 층간절연층, 제2 층간절연층 및 최상층·층간절연층의 적층 구조를, 『층간절연층·적층 구조체』라고 부르는 경우가 있다.
본 개시의 발광 소자 등에서, 상부가 절연막에 의해 폐색되어 있는 홈부의 부분은, 공기로 충전된 상태, 또는, 진공 상태에 있는 형태로 할 수 있다. 또한, 본 개시의 표시 장치에서는, 각 발광 소자에서, 상부가 절연막에 의해 폐색되어 있는 홈부의 부분은, 공기로 충전된 상태, 또는, 진공 상태에 있는 형태로 할 수 있다. 이러한 형태의 발광 소자, 또는 또한, 이러한 형태의 표시 장치에서의 발광 소자를, 편의상, 『제1의 형태의 발광 소자』라고 부른다. 여기서, 제1의 형태의 발광 소자에서는, 절연막을 구성하는 재료의 굴절률을 nINS, 상층·층간절연층을 구성하는 재료의 굴절률을 nUP으로 하였을 때(또는, 층간절연층·적층 구조체의 평균 굴절률을 nUP으로 하였을 때),
nUP>nINS
를 만족하는 형태로 할 수 있다. 구체적으로는, 한정하는 것은 아니지만,
0.5≤nUP-nINS≤1.0
를 예시할 수 있다. 또한, 층간절연층·적층 구조체의 굴절률(nUP)은, 층간절연층·적층 구조체를 구성하는 제1 층간절연층, 제2 층간절연층 및 최상층·층간절연층의 굴절률의 평균치이고, 각 층간절연층의 굴절률과 두께의 곱을 합계하고, 층간절연층·적층 구조체의 두께로 나눈 것이다.
또는 또한, 본 개시의 발광 소자 등에서, 상부가 절연막에 의해 폐색되어 있는 홈부의 부분은, 상층·층간절연층을 구성하는 재료의 굴절률보다도 낮은 굴절률의 재료로 충전되어 있는 형태로 할 수 있다. 또한, 본 개시의 표시 장치에서는, 각 발광 소자에서, 상부가 절연막에 의해 폐색되어 있는 홈부의 부분은, 층간절연층·적층 구조체를 구성하는 재료의 굴절률보다도 낮은 굴절률의 재료로 충전되어 있는 형태로 할 수 있다. 이러한 형태의 발광 소자, 또는 또한, 이러한 형태의 표시 장치에서의 발광 소자를, 편의상, 『제2의 형태의 발광 소자』라고 부른다. 여기서, 제2의 형태의 발광 소자에서, 절연막은 홈부 내를 늘어나 있는 형태로 할 수 있다. 이러한 형태를, 편의상, 『제2A의 형태의 발광 소자』라고 부른다. 즉, 제2A의 형태의 발광 소자에서는, 홈부를 충전하는 재료와, 절연막을 구성하는 재료는 같다. 또는 또한, 홈부를 충전하는 재료와, 절연막을 구성하는 재료는 다른 형태로 할 수 있다. 이러한 형태를, 편의상, 『제2B의 형태의 발광 소자』라고 부른다. 그리고, 제2B의 형태의 발광 소자에서는, 절연막을 구성하는 재료의 굴절률을 nINS, 상층·층간절연층을 구성하는 재료의 굴절률을 nUP(또는, 층간절연층·적층 구조체의 평균 굴절률을 nUP), 홈부를 충전하는 재료의 굴절률을 nSLIT으로 하였을 때,
nUP>nSLIT
nUP>nINS
를 만족하는 형태로 할 수 있다. 구체적으로는, 한정하는 것은 아니지만,
1.0≤nUP-nSLIT≤1.7
0.5≤nUP-nINS≤1.0
을 예시할 수 있다.
또한, 본 개시의 발광 소자 등에서, 상부가 절연막에 의해 폐색되어 있는 홈부의 부분은, 차광 재료로 충전되어 있는 형태로 할 수 있다. 또한, 본 개시의 표시 장치에서는, 각 발광 소자에서, 상부가 절연막에 의해 폐색되어 있는 홈부의 부분은, 차광 재료로 충전되어 있는 형태로 할 수 있다. 이러한 형태의 발광 소자, 또는 또한, 이러한 형태의 표시 장치에서의 발광 소자를, 편의상, 『제3의 형태의 발광 소자』라고 부른다. 여기서, 차광 재료로서, 구체적으로는, 티탄(Ti)이나 크롬(Cr), 텅스텐(W), 탄탈(Ta), 알루미늄(Al), MoSi2 등의 광을 차광할 수 있는 재료를 들 수 있다.
이상에 설명한 각종 바람직한 형태를 포함하는 본 개시의 발광 소자 등에서, 절연막은 제1 전극의 연부상(緣部上)까지 연재되어 있는 구성으로 할 수 있고, 이상에 설명한 각종 바람직한 형태를 포함하는 본 개시의 표시 장치에서는, 각 발광 소자에서, 절연막은 제1 전극의 연부상까지 연재되어 있는 구성으로 할 수 있다. 또한, 이들의 구성의 발광 소자를, 편의상, 『제1의 구성의 발광 소자』라고 부른다. 그리고, 제1의 구성의 발광 소자에서,
절연막은, 제1 절연막 및 제2 절연막의 2층 구조를 가지며,
제1 절연막은, 제1 전극이 형성되지 않은 상층·층간절연층(최상층·층간절연층)의 영역의 위에 형성되어 있고,
제2 절연막은, 제1 절연막상으로부터 제1 전극의 연부상에 걸쳐서 형성되어 있는 구성으로 할 수 있다. 또한, 이와 같은 구성의 발광 소자를, 편의상, 『제1A의 구성의 발광 소자』라고 부른다.
또한, 이상에 설명한 각종 바람직한 형태를 포함하는 본 개시의 발광 소자 등에서, 절연막은, 제1 전극이 형성되지 않은 상층·층간절연층의 영역의 위에 형성되어 있는 구성으로 할 수 있고, 이상에 설명한 각종 바람직한 형태를 포함하는 본 개시의 표시 장치에서는, 각 발광 소자에서, 절연막은, 제1 전극이 형성되지 않은 최상층·층간절연층의 영역의 위에 형성되어 있는 구성으로 할 수 있다. 또한, 이러한 구성의 발광 소자를, 편의상, 『제2의 구성의 발광 소자』라고 부른다.
나아가서는, 이상에 설명한 각종 바람직한 형태, 구성을 포함하는 본 개시의 발광 소자 등에서, 홈부의 선단부(先端部)는, 하층·층간절연층까지(보다 구체적으로는, 하층·층간절연층의 도중까지) 늘어나 있는 형태로 할 수 있고, 이상에 설명한 각종 바람직한 형태, 구성을 포함하는 본 개시의 표시 장치에서는, 각 발광 소자에서, 홈부의 선단부는, 최하층·층간절연층까지(보다 구체적으로는, 최하층·층간절연층의 도중까지) 늘어나 있는 형태로 할 수 있다.
이상에 설명한 각종이 바람직한 형태를 포함하는 본 개시의 표시 장치는, 유기 전계발광 표시 장치(유기 EL 표시 장치)로 이루어지는 구성으로 할 수 있고, 이상에 설명한 각종이 바람직한 형태, 구성을 포함하는 본 개시의 발광 소자 등은, 유기 일렉트로루미네선스 소자(유기 EL 소자)로 이루어지는 구성으로 할 수 있다. 그리고, 최하층·층간절연층, 층간절연층·적층 구조체, 유기층 및 제2 전극은, 복수의 발광 소자에서 공통화되어 있는 형태로 할 수 있다.
나아가서는, 이상에 설명한 각종 바람직한 형태, 구성을 포함하는 본 개시의 발광 소자 등, 이상에 설명한 각종 바람직한 형태, 구성을 포함하는 본 개시의 표시 장치에서의 발광 소자(이하, 이들을 총칭하여, 『본 개시에서의 발광 소자 등』이라고 부르는 경우가 있다)에서, 홈부는, 발광 소자를 둘러싸도록 형성되어 있는 형태로 할 수 있다. 홈부의 형성 방법으로서, 에칭 방법, 예를 들면, 드라이 에칭법(구체적으로는, 예를 들면, RIE법)이나 웨트 에칭법을 들 수 있다.
본 개시에서의 발광 소자 등에서, 발광층은, 다른 색을 발광하는 적어도 2층의 발광층으로 구성되어 있는 형태로 할 수 있고, 이 경우, 유기층으로부터 출사되는 광은 백색인 형태로 할 수 있다. 구체적으로는, 발광층은, 적색(파장 : 620㎚ 내지 750㎚)을 발광하는 적색 발광층, 녹색(파장 : 495㎚ 내지 570㎚)을 발광하는 녹색 발광층, 및, 청색(파장 : 450㎚ 내지 495㎚)을 발광하는 청색 발광층의 3층이 적층된 구조로 할 수 있고, 전체로서 백색을 발광한다. 또는 또한, 청색을 발광하는 청색 발광층, 및, 황색을 발광하는 황색 발광층의 2층이 적층된 구조로 할 수 있고, 전체로서 백색을 발광한다. 또는 또한, 청색을 발광하는 청색 발광층, 및, 등색(橙色)을 발광하는 등색 발광층의 2층이 적층된 구조로 할 수 있고, 전체로서 백색을 발광한다. 그리고, 이와 같은 백색을 발광하는 백색 발광 소자가 적색 컬러 필터를 구비함으로써 적색 발광 소자가 구성되고, 백색 발광 소자가 녹색 컬러 필터를 구비함으로써 녹색 발광 소자가 구성되고, 백색 발광 소자가 청색 컬러 필터를 구비함으로써 청색 발광 소자가 구성된다. 그리고, 적색 발광 소자, 녹색 발광 소자 및 청색 발광 소자에 의해 1화소가 구성된다. 경우에 따라서는, 적색 발광 소자, 녹색 발광 소자, 청색 발광 소자 및 백색을 출사하는 발광 소자(또는 보색광을 출사하는 발광 소자)에 의해 1화소를 구성하여도 좋다. 또한, 다른 색을 발광하는 적어도 2층의 발광층으로 구성되어 있는 형태에서는, 실제로는, 다른 색을 발광하는 발광층이 혼합하고, 명확하게 각 층으로 분리되지 않는 경우가 있다.
컬러 필터는, 소망하는 안료나 염료로 이루어지는 착색제를 첨가한 수지에 의해 구성되어 있고, 안료나 염료를 선택함에 의해, 목적으로 하는 적색, 녹색, 청색 등의 파장역에서의 광투과율이 높고, 다른 파장역에서의 광투과율이 낮아지도록 조정되어 있다. 백색을 출사하는 발광 소자에서는 투명한 필터를 배설하면 좋다. 컬러 필터와 컬러 필터의 사이에는 블랙 매트릭스층(차광층)을 형성하여도 좋다. 블랙 매트릭스층은, 예를 들면, 흑색의 착색제를 혼입한 광학 농도가 1 이상의 흑색의 수지막(구체적으로는, 예를 들면, 흑색의 폴리이미드 수지로 이루어진다), 또는, 박막의 간섭을 이용한 박막 필터로 구성되어 있다. 박막 필터는, 예를 들면, 금속, 금속질화물 또는 금속산화물로 이루어지는 박막을 2층 이상 적층하여 이루어지고, 박막의 간섭을 이용하여 광을 감쇠시킨다. 박막 필터로서, 구체적으로는, Cr과 산화크롬(Ⅲ)(Cr2O3)를 교대로 적층한 것을 들 수 있다.
하층·층간절연층(최하층·층간절연층)의 하방에는, 한정하는 것은 아니지만, 실리콘 반도체 기판에 형성된 트랜지스터(구체적으로는, 예를 들면, MOSFET)가 갖춰지고 있고, 실리콘 반도체 기판에 형성된 트랜지스터와 제1 전극은, 하층·층간절연층 및 상층·층간절연층, 또는, 최하층·층간절연층 및 층간절연층·적층 구조체에 형성된 콘택트 홀(콘택트 플러그)을 통하여 접속되어 있는 형태로 할 수 있다. 또는 또한, 하층·층간절연층(최하층·층간절연층)의 하방에는, 각종 기판에 마련된 TFT가 구비되어 있어도 좋다. 이와 같이, 제1 전극은, 전술한 바와 같이, 상층·층간절연층 또는 층간절연층·적층 구조체상에 마련되어 있다. 그리고, 하층·층간절연층 또는 최하층·층간절연층은, 제1 기판에 형성된 발광 소자 구동부를 덮고 있다. 발광 소자 구동부는, 1 또는 복수의 트랜지스터(예를 들면, MOSFET나 TFT)로 구성되어 있고, 트랜지스터와 제1 전극은, 전술한 바와 같이, 하층·층간절연층 및 상층·층간절연층, 또는, 최하층·층간절연층 및 층간절연층·적층 구조체에 마련된 콘택트 홀을 통하여 전기적으로 접속되어 있다. 발광 소자 구동부는, 주지의 회로 구성으로 할 수 있다.
본 개시의 표시 장치는, 다른 표현을 하면, 제1 기판, 제2 기판, 및, 제1 기판과 제2 기판에 의해 끼여진 화상 표시부를 구비하고 있고, 화상 표시부에는, 이상에 설명한 바람직한 형태, 구성을 포함하는 본 개시의 발광 소자가, 복수, 2차원 매트릭스형상으로 배열되어 있다. 여기서, 제1 기판측에 발광 소자가 형성되어 있다.
그리고, 본 개시의 표시 장치는, 제2 기판부터 광을 출사하는 톱 이미션 방식(상면 발광 방식)의 표시 장치(상면 발광형 표시 장치)이다. 상면 발광형 표시 장치에서는, 제1 기판과 대향하는 제2 기판의 면측에 컬러 필터 및 블랙 매트릭스층을 형성하면 좋다. 또는 또한, 제2 기판과 대향하는 제1 기판의 면측에 컬러 필터를 형성하여도 좋다. 즉, 제1의 기판에 OCCF(온 칩 컬러 필터)를 형성하여도 좋다. 본 개시의 표시 장치에서, 하나의 발광 소자에 의해 하나의 화소(또는 부화소)가 구성되어 있는 경우, 한정하는 것은 아니지만, 화소(또는 부화소)의 배열로서, 스트라이프 배열, 다이아고날 배열, 델타 배열, 스트라이프 배열, 또는, 렉탱글 배열을 들 수 있다.
제1 기판 또는 제2 기판을, 실리콘 반도체 기판 이외에도, 고왜점(高歪点) 유리 기판, 소다 유리(Na2O·CaO·SiO2) 기판, 붕규산 유리(Na2O·B2O3 ·SiO2) 기판, 포르스테라이트(2MgO·SiO2) 기판, 납유리(Na2O·PbO·SiO2) 기판, 표면에 절연 재료층이 형성된 각종 유리 기판, 석영 기판, 표면에 절연 재료층이 형성된 석영 기판, 폴리메틸메타크릴레이트(폴리메타크릴산메틸, PMMA)나 폴리비닐알코올(PVA), 폴리비닐페놀(PVP), 폴리에테르술폰(PES), 폴리이미드, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)로 예시되는 유기 폴리머(고분자 재료로 구성된 가요성을 갖는 플라스틱 필름이나 플라스틱 시트, 플라스틱 기판이라는 고분자 재료의 형태를 갖는)로 구성할 수 있다. 제1 기판과 제2 기판을 구성하는 재료는, 같아도, 달라도 좋다. 단, 상면 발광형 표시 장치에서는, 제2 기판은 발광 소자로부터의 광에 대해 투명할 것이 요구된다.
제1 전극을 구성하는 재료로서, 제1 전극을 애노드 전극으로서 기능시키는 경우, 예를 들면, 인듐과 주석의 산화물(ITO)이나, 인듐과 아연의 산화물(IZO) 등의 정공 주입 특성에 우수한 투명 도전 재료를 들 수 있다. 제1 전극의 두께로서, 0.01㎛ 내지 0.1㎛를 예시할 수 있다.
한편, 제2 전극을 구성하는 재료(반(半)광투과 재료 또는 광투과 재료)로서, 제2 전극을 캐소드 전극으로서 기능시키는 경우, 발광광을 투과하고, 게다가, 유기층에 대해 전자를 효율적으로 주입할 수 있도록 일함수의 값의 작은 도전 재료로 구성하는 것이 바람직하고, 예를 들면, 알루미늄(Al), 은(Ag), 마그네슘(Mg), 칼슘(Ca), 나트륨(Na), 스트론튬(Sr), 알칼리 금속 또는 알칼리토류 금속과 은(Ag)[예를 들면, 마그네슘(Mg)과 은(Ag)과의 합금(Mg-Ag 합금)], 마그네슘-칼슘과의 합금(Mg-Ca 합금), 알루미늄(Al)과 리튬(Li)의 합금(Al-Li 합금) 등의 일함수가 작은 금속 또는 합금을 들 수 있고, 그중에서도, Mg-Ag 합금이 바람직하고, 마그네슘과 은과의 체적비로서, Mg : Ag = 5 : 1∼30 : 1을 예시할 수 있다. 또는 또한, 마그네슘과 칼슘과의 체적비로서, Mg : Ca = 2 : 1∼10 : 1을 예시할 수 있다. 제2 전극의 두께로서, 4㎚ 내지 50㎚, 바람직하게는, 4㎚ 내지 20㎚, 보다 바람직하게는 6㎚ 내지 12㎚를 예시할 수 있다. 또는 또한, 제2 전극을, 유기층측부터, 상술한 재료층과, 예를 들면 ITO나 IZO로 이루어지는 이른바 투명 전극(예를 들면, 두께 3×10-8m 내지 1×10-6m)과의 적층 구조로 할 수도 있다. 제2 전극에 대해, 알루미늄, 알루미늄 합금, 은, 은 합금, 구리, 구리합금, 금, 금 합금 등의 저저항 재료로 이루어지는 버스 전극(보조 전극)을 마련하여, 제2 전극 전체로서 저저항화를 도모하여도 좋다. 한편, 제2 전극을 애노드 전극으로서 기능시키는 경우, 발광광을 투과하고, 게다가, 일함수의 값의 큰 도전 재료로 구성하는 것이 바람직하다. 제2 전극의 평균 광투과율은 50%내지 90%, 바람직하게는 60%내지 90%인 것이 바람직하다.
제1 전극이나 제2 전극의 형성 방법으로서, 예를 들면, 전자 빔 증착법이나 열 필라멘트 증착법, 진공 증착법을 포함하는 증착법, 스퍼터링법, 화학적 기상 성장법(CVD법)이나 MOCVD법, 이온 플레이팅법과 에칭법의 조합 ; 스크린 인쇄법이나 잉크젯 인쇄법, 메탈 마스크 인쇄법이라는 각종 인쇄법 ; 도금법(전기 도금법이나 무전해 도금법) ; 리프트 오프법 ; 레이저 어브레이전법 ; 솔·겔법 등을 들 수 있다. 각종 인쇄법이나 도금법에 의하면, 직접, 소망하는 형상(패턴)을 갖는 제1 전극이나 제2 전극을 형성하는 것이 가능하다. 또한, 유기층을 형성한 후, 제2 전극을 형성하는 경우, 특히 진공 증착법과 같은 성막 입자의 에너지가 작은 성막 방법, 또는 또한, MOCVD법이라는 성막 방법에 의거하여 형성하는 것이, 유기층의 데미지 발생을 방지한다는 관점에서 바람직하다. 유기층에 데미지가 발생하면, 리크 전류의 발생에 의한 「멸점(滅点)」이라고 불리는 비 발광 화소(또는 비발광 부화소)가 생길 우려가 있다. 또한, 유기층의 형성부터 이들의 전극의 형성까지를 대기에 폭로하는 일 없이 실행하는 것이, 대기중의 수분에 의한 유기층의 열화를 방지한다는 관점에서 바람직하다. 전술한 바와 같이, 제2 전극은 패터닝하지 않고, 이른바 공통 전극으로 하는 것이 바람직하다.
광반사층, 제1 광반사층, 제2 광반사층, 제3 광반사층을 구성하는 재료로서, 알루미늄, 알루미늄 합금(예를 들면, Al-Nd나 Al-Cu), Ti/Al 적층 구조, 크롬(Cr), 은(Ag), 은 합금(예를 들면, Ag-Pd-Cu, Ag-Sm-Cu)을 들 수 있고, 예를 들면, 전자 빔 증착법이나 열 필라멘트 증착법, 진공 증착법을 포함하는 증착법, 스퍼터링법, CVD법이나 이온 플레이팅법 ; 도금법(전기 도금법이나 무전해 도금법) ; 리프트 오프법 ; 레이저 어브레이전법 ; 솔·겔법 등에 의해 형성할 수 있다.
유기층은 유기 발광 재료로 이루어지는 발광층을 구비하고 있는데, 구체적으로는, 예를 들면, 정공 수송층과 발광층과 전자 수송층과의 적층 구조, 정공 수송층과 전자 수송층을 겸한 발광층과의 적층 구조, 정공 주입층과 정공 수송층과 발광층과 전자 수송층과 전자 주입층과의 적층 구조 등으로 구성할 수 있다. 유기층의 형성 방법으로서, 진공 증착법 등의 물리적 기상 성장법(PVD법) ; 스크린 인쇄법이나 잉크젯 인쇄법이라는 인쇄법 ; 전사용 기판상에 형성된 레이저 흡수층과 유기층의 적층 구조에 대해 레이저를 조사함으로써 레이저 흡수층상의 유기층을 분리하여, 유기층을 전사한다는 레이저 전사법, 각종의 도포법을 예시할 수 있다. 유기층을 진공 증착법에 의거하여 형성하는 경우, 예를 들면, 이른바 메탈 마스크를 이용하여, 이러한 메탈 마스크에 마련된 개구를 통과한 재료를 퇴적시킴으로써 유기층을 얻을 수 있고, 유기층을, 전술한 바와 같이, 패터닝하는 일 없이, 전면에 형성하여도 좋다. 경우에 따라서는, 유기층의 일부(구체적으로는, 예를 들면, 정공 주입층)의 적어도 일부분이, 절연막의 단부(端部)에서 불연속한 상태로 되어 있어도 좋다.
제2 전극의 상방에는, 유기층으로의 수분의 도달 방지를 목적으로 하여, 절연성 또는 도전성의 보호막을 마련하는 것이 바람직하다. 보호막은, 특히 진공 증착법과 같은 성막 입자의 에너지가 작은 성막 방법, 또는 또한, CVD법이나 MOCVD법이라는 성막 방법에 의거하여 형성하는 것이, 하지(下地)에 대해 미치는 영향을 작게 할 수 있기 때문에 바람직하다. 또는 또한, 유기층의 열화에 의한 휘도의 저하를 방지하기 위해, 성막 온도를 상온으로 설정하고, 나아가서는, 보호막의 벗겨짐을 방지하기 위해 보호막의 스트레스가 최소가 되는 조건으로 보호막을 성막하는 것이 바람직하다. 또한, 보호막의 형성은, 이미 형성되어 있는 전극을 대기에 폭로하는 일 없이 형성하는 것이 바람직하고, 이에 의해, 대기중의 수분이나 산소에 의한 유기층의 열화를 방지할 수 있다. 나아가서는, 보호막은, 유기층으로 발생한 광을 예를 들면 80% 이상, 투과하는 재료로 구성하는 것이 바람직하고, 구체적으로는, 무기 어모퍼스형의 절연성 재료, 예를 들면, 이하에 나타내는 재료를 예시할 수 있다. 이와 같은 무기 어모퍼스형의 절연성 재료는, 그레인을 생성하지 않기 때문에, 투수성이 낮고, 양호한 보호막을 구성한다. 구체적으로는, 보호막을 구성하는 재료로서, 발광층에서 발광한 광에 대해 투명하고, 치밀하고, 수분을 투과시키지 않는 재료를 사용하는 것이 바람직하고, 보다 구체적으로는, 예를 들면, 어모퍼스실리콘(α-Si), 어모퍼스탄화실리콘(α-SiC), 어모퍼스질화실리콘(α-Si1 - xNx), 어모퍼스산화실리콘(α-Si1-yOy), 어모퍼스카본(α-C), 어모퍼스산화·질화실리콘(α-SiON), Al2O3를 들 수 있다. 보호막을 도전 재료로 구성하는 경우, 보호막을, ITO나 IZO, IGZO와 같은 투명 도전 재료로 구성하면 좋다. 보호막과 제2 기판은, 예를 들면, 수지층(밀봉 수지층)을 통하여 접합되어 있다. 수지층(밀봉 수지층)을 구성하는 재료로서, 아크릴계 접착제, 에폭시계 접착제, 우레탄계 접착제, 실리콘계 접착제, 시아노아크릴레이트계 접착제라는 열경화형 접착제나, 자외선 경화형 접착제를 들 수 있다.
표시 장치의 최 외면에는, 자외선 흡수층, 오염 방지층, 하드 코트층, 대전 방지층을 형성하여도 좋고, 보호부재를 배치하여도 좋다.
본 개시에서의 발광 소자 등에서, 하층·층간절연층, 상층·층간절연층, 최하층·층간절연층, 층간절연층·적층 구조체 또는 절연막을 구성하는 절연 재료로서, SiO2, NSG(논도프·실리케이트·유리), BPSG(붕소·인·실리케이트·유리), PSG, BSG, AsSG, SbSG, PbSG, SOG(스핀 온 글라스), LTO(Low Temperature Oxide, 저온 CVD-SiO2), 저융점 유리, 유리 페이스트 등의 SiOX계 재료(실리콘계 산화막을 구성하는 재료) ; SiON계 재료를 포함하는 SiN계 재료 ; SiOC ; SiOF ; SiCN을 들 수 있다. 또는 또한, 산화티탄(TiO2), 산화탄탈(Ta2O5), 산화알루미늄(Al2O3), 산화마그네슘(MgO), 산화크롬(CrOx), 산화지르코늄(ZrO2), 산화니오브(Nb2O5), 산화주석(SnO2), 산화바나듐(VOx)이라는 무기 절연 재료를 들 수 있다. 또는 또한, 폴리이미드계 수지, 에폭시계 수지, 아크릴 수지라는 각종 수지나, SiOCH, 유기 SOG, 불소계 수지라는 저유전율 절연 재료(예를 들면, 유전율(k)(= ε/ε0)가 예를 들면 3.5 이하의 재료이고, 구체적으로는, 예를 들면, 플루오로카본, 시클로퍼플루오로카본 폴리머, 벤조시클로부텐, 환상 불소 수지, 폴리테트라플루오로에틸렌, 어모퍼스테트라플루오로에틸렌, 폴리아릴에테르, 불화아릴에테르, 불화폴리이미드, 어모퍼스카본, 파릴렌(폴리파라크실렌), 불화플라렌)을 들 수 있고, Silk(The Dow Chemical Co.의 상표이고, 도포형 저유전율 층간절연막 재료), Flare(Honeywell Electronic Materials Co.의 상표이고, 폴리알릴에테르(PAE)계 재료)를 예시할 수도 있다. 그리고, 이들을, 단독 또는 적절히 조합시켜서 사용할 수 있다. 층간절연층이나 절연막은, 각종 CVD법, 각종 도포법, 스퍼터링법이나 진공 증착법을 포함하는 각종 PVD법, 스크린 인쇄법이라는 각종 인쇄법, 도금법, 전착법, 침지법, 솔-겔법 등의 공지의 방법에 의거하여 형성할 수 있다. 각종 절연 재료의 비유전율을 이하의 표 1에 예시한다.
<표 1>
구체적으로는, 이상에 설명한 각종 바람직한 형태, 구성을 포함하는 본 개시에서의 발광 소자 등에서, 하층·층간절연층(최하층·층간절연층)을 구성하는 재료의 굴절률을 nDOWN으로 하였을 때,
|nDOWN-nUP|≤1.3
를 만족하는 것이 바람직하다. 보다 구체적으로는, (하층·층간절연층을 구성하는 재료, 상층·층간절연층을 구성하는 재료)의 조합으로서, (SiO2, SiN), (SiO2, SiON), (다공(多孔)실리카, SiN), (SiOF, SiN), (SiOC, SiN), (SiOF, SiO2), (SiOC, SiO2)를 예시할 수 있다.
또한, 절연막이, 제1 절연막 및 제2 절연막의 2층 구조를 갖는 제1A의 구성의 발광 소자인 경우, 제1 절연막을 구성하는 재료로서, SiN, SiO2, SiON을 예시할 수 있고, 제2 절연막을 구성하는 재료로서, SiN, SiO2, SiON을 예시할 수 있다.
한편, 홈부의 부분이, 상층·층간절연층을 구성하는 재료의 굴절률보다도 낮은 굴절률의 재료(이하, 『저굴절률 재료』라고 부른다)로 충전되어 있는 제2B의 형태의 발광 소자에서는, 저굴절률 재료로서, 구체적으로는, 폴리이미드, SiOC, SiOF를 예시할 수 있고, 상층·층간절연층을 구성하는 재료로서, SiO2, SiON을 예시할 수 있다.
나아가서는, 본 개시의 표시 장치에서는, 제1 층간절연층을 구성하는 재료로서, SiO2, SiON을 예시할 수 있다. 또한, 제2 층간절연층을 구성하는 재료로서, SiO2, SiON을 예시할 수 있다.
유기 EL 표시 장치는, 더 한층의 광 추출 효율의 향상을 도모하기 위해, 공진기 구조를 갖는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 제1 전극의 하방에 마련된 광반사층과 그 위에 위치하는 층간절연층과의 계면에 의해 구성된 제1계면과, 제2 전극과 유기층과의 계면에 의해 구성된 제2계면의 사이에서, 발광층에서 발광한 광을 공진시켜서, 그 일부를 제2 전극으로부터 출사시킨다. 그리고, 발광층의 최대 발광 위치로부터 제1계면까지의 거리를 L1, 광학 거리를 OL1, 발광층의 최대 발광 위치로부터 제2계면까지의 거리를 L2, 광학 거리를 OL2로 하고, m1 및 m2을 정수로 한 때, 이하의 식(1-1), 식(1-2), 식(1-3) 및 식(1-4)을 충족시키고 있다.
0.7{-Φ1/(2π)+m1}≤2×OL1/λ≤1.2{-Φ1/(2π)+m1} (1-1)
0.7{-Φ2/(2π)+m2}≤2×OL2/λ≤1.2{-Φ2/(2π)+m2} (1-2)
L1<L2 (1-3)
m1<m2 (1-4)
여기서,
λ : 발광층에서 발생한 광의 스펙트럼의 최대 피크 파장(또는 또한, 발광층에서 발생한 광 중의 소망하는 파장)
Φ1 : 제1계면에서 반사되는 광의 위상 시프트량(단위 : 라디안)
단, -2π<Φ1≤0
Φ2 : 제2계면에서 반사되는 광의 위상 시프트량(단위 : 라디안)
단, -2π<Φ2≤0
이다.
또한, 발광층의 최대 발광 위치로부터 제1계면까지의 거리(L1)란, 발광층의 최대 발광 위치로부터 제1계면까지의 실제의 거리(물리적 거리)를 가리키고, 발광층의 최대 발광 위치로부터 제2계면까지의 거리(L2)란, 발광층의 최대 발광 위치로부터 제2계면까지의 실제의 거리(물리적 거리)를 가리킨다. 또한, 광학 거리란, 광로 길이라고도 불리고, 일반적으로, 굴절률(n)의 매질중을 거리(L)만큼 광선이 통과한 때의 n×L을 가리킨다. 이하에서도, 마찬가지이다. 따라서, 평균 굴절률을 n0으로 하였을 때,
OL1 = L1×n0
OL2 = L2×n0
의 관계가 있다. 여기서, 평균 굴절률(n0)이란, 유기층 및 층간절연층을 구성하는 각 층의 굴절률과 두께의 곱을 합계하고, 유기층 및 층간절연층의 두께로 나눈 것이다. 또한, 제2 전극은 반광투과 재료로 이루어지고, 가장 광 추출 효율을 높게 할 수 있는 m1 = 0, m2 = 1인 형태로 할 수 있다.
광반사층 및 제2 전극은 입사한 광의 일부를 흡수하고, 나머지를 반사한다. 따라서, 반사되는 광에 위상 시프트가 생긴다. 이 위상 시프트량(Φ1, Φ2)은, 광반사층 및 제2 전극을 구성하는 재료의 복소 굴절률의 실수 부분과 허수 부분의 값을, 예를 들면 엘립소미터를 이용하여 측정하고, 이들의 값에 의거한 계산을 행함으로써 구할 수 있다(예를 들면, "Principles of Optic", Max Born and Emil Wolf, 1974 (PERGAMON PRESS) 참조). 또한, 유기층이나 층간절연층 등의 굴절률도 엘립소미터를 이용하여 측정함으로써 구할 수 있다.
이와 같이, 공진기 구조를 갖는 유기 EL 표시 장치에서는, 실제로는, 백색 발광 소자가 적색 컬러 필터를 구비함으로써 구성된 적색 발광 소자는, 발광층에서 발광한 적색광을 공진시켜서, 적미(赤味)를 띤 광(적색의 영역에 광스펙트럼의 피크를 갖는 광)을 제2 전극으로부터 출사한다. 또한, 백색 발광 소자가 녹색 컬러 필터를 구비함으로써 구성된 녹색 발광 소자는, 발광층에서 발광한 녹색광을 공진시켜서, 녹미를 띤 광(녹색의 영역에 광스펙트럼의 피크를 갖는 광)을 제2 전극으로부터 출사한다. 나아가서는, 백색 발광 소자가 청색 컬러 필터를 구비함으로써 구성된 청색 발광 소자는, 발광층에서 발광한 청색광을 공진시켜서, 청미를 띤 광(청색의 영역에 광스펙트럼의 피크를 갖는 광)을 제2 전극으로부터 출사한다. 즉, 발광층에서 발생한 광 중의 소망하는 파장(λ)(구체적으로는, 적색의 파장, 녹색의 파장, 청색의 파장)를 결정하고, 식(1-2), 식(1-2), 식(1-3), 식(1-4)에 의거하여, 적색 발광 소자, 녹색 발광 소자, 청색 발광 소자의 각각에서의 OL1, OL2 등의 각종 파라미터를 구하고, 각 발광 소자를 설계하면 좋다. 예를 들면, 일본국 특개2012-216495의 단락 번호[0041]에는, 발광층(유기층)을 공진부로 한 공진기 구조를 갖는 유기 EL 소자가 개시되어 있고, 발광점부터 반사면까지의 거리를 적절하게 조정하는 것이 가능해지기 때문에, 유기층의 막두께는, 80㎚ 이상 500㎚ 이하인 것이 바람직하고, 150㎚ 이상 350㎚ 이하인 것이 보다 바람직하다고 기재되어 있다.
유기 EL 표시 장치에서는, 정공 수송층(정공 공급층)의 두께와 전자 수송층(전자 공급층)의 두께는, 대강 동등한 것이 바람직하다. 또는 또한, 정공 수송층(정공 공급층)보다도 전자 수송층(전자 공급층)을 두껍게 하여도 좋고, 이에 의해, 낮은 구동 전압으로 고효율화에 필요, 또한, 발광층에의 충분한 전자 공급이 가능해진다. 즉, 애노드 전극에 상당하는 제1 전극과 발광층의 사이에 정공 수송층을 배치하고, 게다가, 전자 수송층보다도 얇은 막두께로 형성함으로써, 정공의 공급을 증대시키는 것이 가능해진다. 그리고, 이에 의해, 정공과 전자의 과부족이 없고, 또한, 캐리어 공급량도 충분히 많은 캐리어 밸런스를 얻을 수 있기 때문에, 높은 발광 효율을 얻을 수 있다. 또한, 정공과 전자의 과부족이 없음으로써, 캐리어 밸런스가 깨지기 어렵고, 구동 열화가 억제되어, 발광 수명을 길게 할 수 있다.
표시 장치는, 예를 들면, 퍼스널 컴퓨터를 구성하는 모니터 장치로서 사용할 수 있고, 텔레비전 수상기나 휴대 전화, PDA(휴대 정보 단말, Personal Digital Assistant), 게임기기에 조립된 모니터 장치로서 사용할 수 있다. 또는 또한, 전자 뷰 파인더(Electronic View Finder, EVF)나 두부 장착형 디스플레이(Head Mounted Display, HMD)에 적용할 수 있다. 두부 장착형 디스플레이는, 예를 들면,
(ㄱ) 관찰자의 두부에 장착된 프레임, 및,
(ㄴ) 프레임에 장착된 화상 표시 장치를 구비하고 있고,
화상 표시 장치는,
(A) 본 개시의 표시 장치, 및,
(B) 본 개시의 표시 장치로부터 출사된 광이 입사되고, 출사되는 광학 장치를 구비하고 있고,
광학 장치는,
(B-1) 본 개시의 표시 장치로부터 입사된 광이 내부를 전반사에 의해 전파된 후, 관찰자를 향하여 출사되는 도광판,
(B-2) 도광판에 입사된 광이 도광판의 내부에서 전반사되도록, 도광판에 입사된 광을 편향시키는 제1 편향 수단(예를 들면, 체적 홀로그램 회절 격자막으로 이루어진다), 및,
(B-3) 도광판의 내부를 전반사에 의해 전파된 광을 도광판으로부터 출사시키기 위해, 도광판의 내부를 전반사에 의해 전파된 광을 복수회에 걸쳐서 편향시키는 제2 편향 수단(예를 들면, 체적 홀로그램 회절 격자막으로 이루어진다)으로 이루어진다.
실시례 1
실시례 1은, 본 개시의 발광 소자 등 및 본 개시의 표시 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 제1의 형태의 발광 소자 및 제1의 구성의 발광 소자에 관한 것이다. 도 1에 본 개시의 표시 장치의 모식적인 일부 단면도를 도시한다. 실시례 1의 표시 장치는, 구체적으로는, 유기 EL 표시 장치로 이루어지고, 실시례 1의 발광 소자는, 구체적으로는, 유기 EL 소자로 이루어진다.
실시례 1의 발광 소자(10)는,
하층·층간절연층(31),
하층·층간절연층(31)상에 형성된 광반사층(37),
하층·층간절연층(31) 및 광반사층(37)을 덮는 상층·층간절연층(32),
상층·층간절연층(32)상에 형성된 제1 전극(51),
적어도 제1 전극(51)이 형성되지 않은 상층·층간절연층(32)의 영역의 위에 형성된 절연막(60),
제1 전극(51)상으로부터 절연막(60)상에 걸쳐서 형성되고, 유기 발광 재료로 이루어지는 발광층을 갖는 유기층(70), 및,
유기층(70)상에 형성된 제2 전극(52),
을 구비한 발광 소자이다. 그리고, 발광 소자(10)의 연부 영역에 위치하는 상층·층간절연층(32)의 부분에는 홈부(40)가 형성되어 있고, 홈부(40)의 상부는 절연막(60)에 의해 폐색되어 있다.
또한, 실시례 1의 표시 장치는,
제1 발광 소자(10R), 제2 발광 소자(10G) 및 제3 발광 소자(10B)로 구성된 화소가, 복수, 2차원 매트릭스형상으로 배열되어 이루어지는 표시 장치로서,
화소는, 최하층·층간절연층(33), 제1 층간절연층(34), 제2 층간절연층(35) 및 최상층·층간절연층(36)이, 순차적으로, 적층된 적층 구조를 갖고 있다. 그리고, 각 발광 소자(10R, 10G, 10B)는,
최상층·층간절연층(36)상에 형성된 제1 전극(51),
적어도 제1 전극(51)이 형성되지 않은 최상층·층간절연층(36)의 영역의 위에 형성된 절연막(60),
제1 전극(51)상으로부터 절연막(60)상에 걸쳐서 형성되고, 유기 발광 재료로 이루어지는 발광층을 갖는 유기층(70), 및,
유기층(70)상에 형성된 제2 전극(52)을 구비하고 있고,
제1 발광 소자(10R)는, 최하층·층간절연층(33)과 제1 층간절연층(34)의 사이에 형성된 제1 광반사층(38R)을 구비하고 있고,
제2 발광 소자(10G)는, 제1 층간절연층(34)과 제2 층간절연층(35)의 사이에 형성된 제2 광반사층(38G)을 구비하고 있고,
제3 발광 소자(10B)는, 제2 층간절연층(35)과 최상층·층간절연층(36)의 사이에 형성된 제3 광반사층(38B)을 구비하고 있다.
그리고, 각 발광 소자(10R, 10G, 10B)의 경계 영역에 위치하는 제1 층간절연층(34), 제2 층간절연층(35) 및 최상층·층간절연층(36)의 부분에는 홈부(40)가 형성되어 있고, 홈부(40)의 상부는 절연막(60)에 의해 폐색되어 있다. 또한, 제1 층간절연층(34), 제2 층간절연층(35) 및 최상층·층간절연층(36)을 총칭하여, 층간절연층·적층 구조체(30)라고 부른다.
실시례 1의 표시 장치의 제1 발광 소자(구체적으로는, 적색 발광 소자)(10R)와, 실시례 1의 발광 소자(10)를 대응시키면, 이하와 같다. 즉, 발광 소자(10)에서의 하층·층간절연층(31)은, 제1 발광 소자(10R)에서의 최하층·층간절연층(33)에 해당한다. 발광 소자(10)에서의 상층·층간절연층(32)은, 제1 발광 소자(10R)에서의 제1 층간절연층(34), 제2 층간절연층(35) 및 최상층·층간절연층(36)에 해당한다. 발광 소자(10)에서의 광반사층(37)은, 제1 발광 소자(10R)에서의 제1 광반사층(38R)에 해당한다.
또한, 실시례 1의 표시 장치의 제2 발광 소자(구체적으로는, 녹색 발광 소자)(10G)와, 실시례 1의 발광 소자(10)를 대응시키면, 이하와 같다. 즉, 발광 소자(10)에서의 하층·층간절연층(31)은, 제2 발광 소자(10G)에서의 최하층·층간절연층(33) 및 제1 층간절연층(34)에 해당한다. 발광 소자(10)에서의 상층·층간절연층(32)은, 제2 발광 소자(10G)에서의 제2 층간절연층(35) 및 최상층·층간절연층(36)에 해당한다. 발광 소자(10)에서의 광반사층(37)은, 제2 발광 소자(10G)에서의 제2 광반사층(38G)에 해당한다.
나아가서는, 실시례 1의 표시 장치의 제3 발광 소자(구체적으로는, 청색 발광 소자)(10B)와, 실시례 1의 발광 소자(10)를 대응시키면, 이하와 같다. 즉, 발광 소자(10)에서의 하층·층간절연층(31)은, 제3 발광 소자(10B)에서의 최하층·층간절연층(33), 제1 층간절연층(34) 및 제2 층간절연층(35)에 해당한다. 발광 소자(10)에서의 상층·층간절연층(32)은, 제3 발광 소자(10B)에서의 최상층·층간절연층(36)에 해당한다. 발광 소자(10)에서의 광반사층(37)은, 제3 발광 소자(10B)에서의 제3 광반사층(38B)에 해당한다.
또한, 실시례 1의 표시 장치는, 다른 표현을 하면, 제1 기판(11), 제2 기판(12), 및, 제1 기판(11)과 제2 기판(12)에 의해 끼여진 화상 표시부(13)를 구비하고 있고, 화상 표시부(13)에는, 실시례 1의 발광 소자(10)(10R, 10G, 10B)이, 복수, 2차원 매트릭스형상으로 배열되어 있다. 여기서, 제1 기판(11)측에 발광 소자가 형성되어 있다. 그리고, 실시례 1의 표시 장치는, 제2 기판(12)으로부터 광을 출사하는 톱 이미션 방식(상면 발광 방식)의 표시 장치(상면 발광형 표시 장치)이다. 상면 발광형 표시 장치에서는, 제1 기판(11)과 대향하는 제2 기판(12)의 면측에 컬러 필터(CFR, CFG, CFB) 및 블랙 매트릭스층(BM)이 형성되어 있다. 하나의 발광 소자(10)에 의해 하나의 부화소가 구성되어 있다.
여기서,
절연막(60)을 구성하는 재료의 굴절률 : nINS
상층·층간절연층(32)를 구성하는 재료의 굴절률, 또는, 층간절연층·적층 구조체(30)의 평균 굴절률 : nUP
제2 층간절연층(35)을 구성하는 재료의 굴절률 : nIL -2
제1 층간절연층(34)을 구성하는 재료의 굴절률 : nIL -1
하층·층간절연층(31)(최하층·층간절연층(33))을 구성하는 재료의 굴절률
: nDOWN
로 한다.
그리고, 실시례 1의 발광 소자(10)에서, 상부가 절연막(60)에 의해 폐색되어 있는 홈부(40)의 부분은, 예를 들면, 절연막(60)의 성막 조건에 의존하여, 공기로 충전된 상태, 또는, 진공 상태에 있다. 여기서,
nUP>nINS
을 만족한다. 또한,
|nDOWN-nIL -1|≤0.5
|nIL -1-nIL -2|≤0.5
|nIL -2-nUP|≤0.5
를 만족한다. 절연막(60)은 제1 전극(51)의 연부상까지 연재되어 있다. 나아가서는, 홈부(40)의 선단부는, 하층·층간절연층(31)까지(보다 구체적으로는, 하층·층간절연층(31)의 도중까지), 또는 또한, 최하층·층간절연층(33)까지(보다 구체적으로는, 최하층·층간절연층(33)의 도중까지), 늘어나 있다. 또한, 최하층·층간절연층(33), 층간절연층·적층 구조체(30), 유기층(70) 및 제2 전극(52)은, 복수의 발광 소자에서 공통화되어 있다.
하나의 화소는, 적색 발광 소자(10R), 녹색 발광 소자(10G) 및 청색 발광 소자(10B)의 3개의 발광 소자로 구성되어 있다. 제2 기판(12)는, 컬러 필터(CFR, CFG, CFB)를 구비하고 있다. 유기 EL 소자는 백색광을 발광하고, 각 발광 소자(10R, 10G, 10B)는, 백색광을 발광하는 백색 발광 소자와 컬러 필터(CFR, CFG, CFB)와의 조합으로 구성되어 있다. 즉, 발광층은, 전체로서 백색을 발광한다. 또한, 컬러 필터와 컬러 필터의 사이에, 차광막(블랙 매트릭스층(BM))을 구비하고 있다. 화소수는, 예를 들면 1920×1080이고, 하나의 표시 소자는 하나의 부화소를 구성하고, 표시 소자(구체적으로는 유기 EL 소자)는 화소수의 3배이다.
제1 전극(51)은 애노드 전극으로서 기능하고, 제2 전극(52)은 캐소드 전극으로서 기능한다. 제1 전극(51)은, 두께 0.01㎛ 내지 0.1㎛의 ITO라는 투명 도전 재료로 이루어지고, 제2 전극(52)은, 두께 4㎚ 내지 20㎚의 Mg-Ag 합금으로 이루어진다. 제1 전극(51)은, 진공 증착법과 에칭법의 조합에 의거하여 형성되어 있다. 또한, 제2 전극(52)은, 특히 진공 증착법과 같은 성막 입자의 에너지가 작은 성막 방법에 의해 성막되어 있고, 패터닝되어 있지 않다. 유기층(70)도 패터닝되어 있지 않다. 광반사층(37)(제1 광반사층(38R), 제2 광반사층(38G), 제3 광반사층(38B))은, 티탄(Ti)/알루미늄(Al)의 적층 구조로 이루어진다. 나아가서는, 제1 기판(11)은 실리콘 반도체 기판으로 이루어지고, 제2 기판(12)는 유리 기판으로 이루어진다.
실시례 1에서, 유기층(70)은, 정공 주입층(HIL : Hole Injection Layer), 정공 수송층(HTL : Hole Transport Layer), 발광층, 전자 수송층(ETL : Electron Transport Layer), 및, 전자 주입층(EIL : Electron Injection Layer)의 적층 구조를 갖는다. 발광층은, 다른 색을 발광하는 적어도 2층의 발광층으로 구성되어 있고, 유기층(70)으로부터 출사되는 광은 백색이다. 구체적으로는, 발광층은, 적색을 발광하는 적색 발광층, 녹색을 발광하는 녹색 발광층, 및, 청색을 발광하는 청색 발광층의 3층이 적층된 구조를 갖는다. 발광층을, 청색을 발광하는 청색 발광층, 및, 황색을 발광하는 황색 발광층의 2층이 적층된 구조로 할 수도 있고, 청색을 발광하는 청색 발광층, 및, 등색을 발광하는 등색 발광층의 2층이 적층된 구조로 할 수가 있다. 적색을 표시하여야 할 적색 발광 소자(10R)에는 적색 컬러 필터(CFR)가 구비되어 있고, 녹색을 표시하여야 할 녹색 발광 소자(10G)에는 녹색 컬러 필터(CFG)가 구비되어 있고, 청색을 표시하여야 할 청색 발광 소자(10B)에는 청색 컬러 필터(CFB)가 구비되어 있다. 적색 발광 소자(10R), 녹색 발광 소자(10G) 및 청색 발광 소자(10B)는, 컬러 필터, 광반사층의 위치를 제외하고, 같은 구성, 구조를 갖는다. 컬러 필터(CF)와 컬러 필터(CF)의 사이에는 블랙 매트릭스층(차광층)(BM)이 형성되어 있다. 그리고, 컬러 필터(CF) 및 블랙 매트릭스층(BM)은, 제1 기판(11)과 대향하는 제2 기판(12)의 면측에 형성되어 있다. 이에 의해, 발광층과 컬러 필터(CF) 사이의 거리를 단축할 수 있고, 발광층에서 출사한 광이 인접하는 타색의 컬러 필터(CF)에 입사하여 혼색이 생기는 것을 억제할 수 있다.
정공 주입층은, 정공 주입 효율을 높이는 층임과 함께, 리크를 방지하는 버퍼층으로서 기능하고, 두께는, 예를 들면 2㎚ 내지 10㎚ 정도이다. 정공 주입층은, 예를 들면, 이하의 식(A) 또는 식(B)으로 표시되는 헥사아자트리페닐렌 유도체로 이루어진다.
(A)
여기서, R1∼R6은, 각각, 독립적으로, 수소, 할로겐, 히드록시기, 아미노기, 아릴아미노기, 탄소수 20 이하의 치환 또는 무치환의 카르보닐기, 탄소수 20 이하의 치환 또는 무치환의 카르보닐에스테르기, 탄소수 20 이하의 치환 또는 무치환의 알킬기, 탄소수 20 이하의 치환 또는 무치환의 알케닐기, 탄소수 20 이하의 치환 또는 무치환의 알콕시기, 탄소수 30 이하의 치환 또는 무치환의 아릴기, 탄소수 30 이하의 치환 또는 무치환의 복소환기, 니트릴기, 시아노기, 니트로, 또는, 실릴기로부터 선택되는 치환기이고, 인접하는 Rm(m = 1∼6)은 환상 구조를 통하여 서로 결합하여도 좋다. 또한, X1∼X6는, 각각, 독립적으로, 탄소 또는 질소 원자이다.
(B)
정공 수송층은 발광층에의 정공 수송 효율을 높이는 층이다. 발광층에서는, 전계가 가하여지면 전자와 정공과의 재결합이 일어나고, 광을 발생한다. 전자 수송층은 발광층에의 전자 수송 효율을 높이는 층이고, 전자 주입층은 발광층에의 전자 주입 효율을 높이는 층이다.
정공 수송층은, 예를 들면, 두께가 40㎚ 정도의 4,4',4"-트리스(3-메틸페닐페닐아미노)트리페닐 아민<m-MTDATA> 또는 α-나프틸페닐디아민<αNPD>으로 이루어진다.
발광층은, 혼색에 의해 백색광이 생기는 발광층이고, 예를 들면, 상술한 바와 같이, 적색 발광층, 녹색 발광층 및 청색 발광층이 적층되어 이루어진다.
적색 발광층에서는, 전계가 가하여짐에 의해, 제1 전극(51)으로부터 주입된 정공의 일부와, 제2 전극(52)로부터 주입된 전자의 일부가 재결합하여, 적색의 광이 발생한다. 이와 같은 적색 발광층은, 예를 들면, 적색 발광 재료, 정공 수송성 재료, 전자 수송성 재료 및 양전하 수송성 재료 중, 적어도 1종의 재료를 포함하고 있다. 적색 발광 재료는, 형광성의 재료라도 좋고, 인광성의 재료라도 좋다. 두께가 5㎚ 정도의 적색 발광층은, 예를 들면, 4,4-비스(2,2-디페닐비닌)비페닐<DPVBi>에, 2,6-비스[(4'-메톡시디페닐아미노)스티릴]-1,5-디시아노나프탈렌<BSN>을 30질량% 혼합함으로써 이루어진다.
녹색 발광층에서는, 전계가 가하여짐에 의해, 제1 전극(51)으로부터 주입된 정공의 일부와, 제2 전극(52)로부터 주입된 전자의 일부가 재결합하여, 녹색의 광이 발생한다. 이와 같은 녹색 발광층은, 예를 들면, 녹색 발광 재료, 정공 수송성 재료, 전자 수송성 재료 및 양전하 수송성 재료 중, 적어도 1종의 재료를 포함하고 있다. 녹색 발광 재료는, 형광성의 재료라도 좋고, 인광성의 재료라도 좋다. 두께가 10㎚ 정도의 녹색 발광층은, 예를 들면, DPVBi에, 쿠마린6을 5질량% 혼합함으로써 이루어진다.
청색 발광층에서는, 전계가 가하여짐에 의해, 제1 전극(51)으로부터 주입된 정공의 일부와, 제2 전극(52)로부터 주입된 전자의 일부가 재결합하여, 청색의 광이 발생한다. 이와 같은 청색 발광층은, 예를 들면, 청색 발광 재료, 정공 수송성 재료, 전자 수송성 재료 및 양전하 수송성 재료 중, 적어도 1종의 재료를 포함하고 있다. 청색 발광 재료는, 형광성의 재료라도 좋고, 인광성의 재료라도 좋다. 두께가 30㎚ 정도의 청색 발광층은, 예를 들면, DPVBi에, 4,4'-비스[2-{4-(N,N-디페닐아미노)페닐}비닐]비페닐<DPAVBi>을 2.5질량% 혼합함으로써 이루어진다.
두께가 20㎚ 정도의 전자 수송층은, 예를 들면, 8-히드록시퀴놀린알루미늄<Alq3>으로 이루어진다. 두께가 0.3㎚ 정도의 전자 주입층은, 예를 들면, LiF 또는 Li2O 등으로 이루어진다.
제2 전극(52)의 상방에는, 유기층(70)에의 수분의 도달 방지를 목적으로 하여, 절연성 또는 도전성의 보호막(14)(구체적으로는, 예를 들면 SiN이나 ITO, IGZO, IZO로 이루어지다)가 마련되어 있다. 또한, 보호막(14)과 제2 기판(12)은, 예를 들면 에폭시계 접착제로 이루어지는 수지층(밀봉 수지층)(15)을 통하여 접합되어 있다.
그리고, 최하층·층간절연층(33), 층간절연층·적층 구조체(30), 유기층(70) 및 제2 전극(52)은, 복수의 발광 소자에서 공통화되어 있다. 즉, 최하층·층간절연층(33), 층간절연층·적층 구조체(30), 유기층(70) 및 제2 전극(52)은, 패터닝되어 있지 않고, 이른바 베타막의 상태에 있다. 이와 같이, 발광 소자마다 발광층을 나누어 칠하여 형성하는(패터닝 형성하는) 것이 아니라, 전 발광 소자에서 공통의 발광층을 베타 성막함으로써, 예를 들면 화각(畵角)이 수인치 이하이고, 화소 피치가 수십마이크로미터 이하인, 소형, 또한, 고해상도의 표시 장치에도 대응 가능해진다.
발광 소자(10)는, 유기층(70)을 공진부로 한 공진기 구조를 갖고 있다. 또한, 발광면부터 반사면까지의 거리(구체적으로는, 발광면부터 광반사층(37) 및 제2 전극(52)까지의 거리)를 적절하게 조정하기 위해, 유기층(70)의 두께는, 8×10-8m 이상, 5×10-7m 이하인 것이 바람직하고, 1.5×10-7m 이상, 3.5×10-7m 이하인 것이 보다 바람직하다. 공진기 구조를 갖는 유기 EL 표시 장치에서는, 실제로는, 적색 발광 소자(10R)는, 발광층에서 발광한 적색광을 공진시켜서, 적미를 띤 광(적색의 영역에 광스펙트럼의 피크를 갖는 광)을 제2 전극(52)로부터 출사한다. 또한, 녹색 발광 소자(10G)는, 발광층에서 발광한 녹색광을 공진시켜서, 녹미를 띤 광(녹색의 영역에 광스펙트럼의 피크를 갖는 광)을 제2 전극(52)로부터 출사한다. 나아가서는, 청색 발광 소자(10B)는, 발광층에서 발광한 청색광을 공진시켜서, 청미를 띤 광(청색의 영역에 광스펙트럼의 피크를 갖는 광)을 제2 전극(52)로부터 출사한다.
실시례 1에서, 하층·층간절연층(31)(최하층·층간절연층(33))의 아래에는, 실리콘 반도체 기판(제1 기판(11))에 형성된 트랜지스터(구체적으로는, 예를 들면, MOSFET)(20)가 구비되어 있다. 그리고, 제1 전극(51)과 실리콘 반도체 기판(제1 기판(11))에 형성된 트랜지스터(20)는, 최하층·층간절연층(33) 및 층간절연층·적층 구조체(30)에 형성된 콘택트 홀(콘택트 플러그)(26)을 통하여 접속되어 있다. 여기서, MOSFET로 이루어지는 트랜지스터(20)는, 게이트 전극(21), 게이트 절연층(22), 채널 형성 영역(23), 소스/드레인 영역(24)으로 구성되어 있고, 각 트랜지스터(20)의 사이에는 소자 분리 영역(25)이 형성되고, 이에 의해, 트랜지스터(20)는 상호 분리되어 있다.
이하, 실시례 1의 발광 소자의 제조 방법, 표시 장치의 제조 방법을 설명하는데, 이들의 개요는, 이하와 같다. 즉, 발광 소자의 제조 방법은,
하층·층간절연층(31), 하층·층간절연층(31)상에 형성된 광반사층(37), 하층·층간절연층(31) 및 광반사층(37)을 덮는 상층·층간절연층(32)를, 순차적으로, 형성한 후, 상층·층간절연층(32)상에 제1 전극(51)을 형성하고, 뒤이어,
발광 소자(10)의 연부 영역에 위치하는 상층·층간절연층(32)의 부분에 홈부(40)를 형성하고, 그 후,
적어도 제1 전극(51)이 형성되지 않은 상층·층간절연층(32)의 영역의 위에, 홈부(40)의 상부를 폐색하도록 절연막(60)을 형성하고, 뒤이어,
제1 전극(51)상으로부터 절연막(60)상에 걸쳐서, 유기 발광 재료로 이루어지는 발광층을 갖는 유기층(70)을 형성하고, 유기층(70)상에 제2 전극(52)을 형성하는각 공정을 구비하고 있다.
또한, 표시 장치의 제조 방법은, 제1 발광 소자(10R), 제2 발광 소자(10G) 및 제3 발광 소자(10B)로 구성된 화소가, 복수, 2차원 매트릭스형상으로 배열되어 이루어지고, 화소는, 최하층·층간절연층(33), 제1 층간절연층(34), 제2 층간절연층(35) 및 최상층·층간절연층(36)이, 순차적으로, 적층된 적층 구조를 갖고 있는 표시 장치의 제조 방법으로서,
최하층·층간절연층(33)상에 제1 발광 소자(10R)의 제1 광반사층(38R)을 형성하고,
최하층·층간절연층(33) 및 제1 광반사층(38R)의 위에 제1 층간절연층(34)을 형성하고,
제1 층간절연층(34)상에 제2 발광 소자(10G)의 제2 광반사층(38G)을 형성하고,
제1 층간절연층(34) 및 제2 광반사층(38G)의 위에 제2 층간절연층(35)을 형성하고,
제2 층간절연층(35)상에 제3 발광 소자(10B)의 제3 광반사층(38B)을 형성하고,
제2 층간절연층(35) 및 제3 광반사층(38B)의 위에 최상층·층간절연층(36)을 형성하고,
최상층·층간절연층(36)상에, 각 발광 소자(10R, 10G, 10B)의 제1 전극(51)을 형성하고,
각 발광 소자(10R, 10G, 10B)의 경계 영역에 위치하는 제1 층간절연층(34), 제2 층간절연층(35) 및 최상층·층간절연층(36)의 부분에 홈부(40)를 형성하고,
적어도 제1 전극(51)이 형성되지 않은 최상층·층간절연층(36)의 영역의 위에, 홈부(40)의 상부를 폐색하도록 절연막(60)을 형성하고,
각 발광 소자(10R, 10G, 10B)에서, 제1 전극(51)상으로부터 절연막(60)상에 걸쳐서, 유기 발광 재료로 이루어지는 발광층을 갖는 유기층(70)을 형성하고, 유기층(70)상에 제2 전극(52)을 형성하는각 공정을 구비하고 있다.
[공정-100]
우선, 실리콘 반도체 기판(제1 기판(11))에 발광 소자 구동부를 공지의 MOSFET 제조 프로세스에 의거하여 형성한 후, 전면에, 최하층·층간절연층(33)을 형성한다. 그리고, 최하층·층간절연층(33)상에 제1 광반사층(38R)을 형성한 후, 제1 층간절연층(34), 제2 광반사층(38G), 제2 층간절연층(35), 제3 광반사층(38B), 최상층·층간절연층(36)을, 순차적으로, 형성한다. 그리고, 트랜지스터(20)의 일방의 소스/드레인 영역의 상방에 위치하는 최하층·층간절연층(33) 및 층간절연층·적층 구조체(30)의 부분에, 포토 리소그래피 기술 및 에칭 기술에 의거하여 접속 구멍을 형성한다. 그 후, 접속 구멍을 포함하는 상층·층간절연층(32)(최상층·층간절연층(36))의 위에 금속층을, 예를 들면, 스퍼터링법에 의거하여 형성하고, 뒤이어, 포토 리소그래피 기술 및 에칭 기술에 의거하여 금속층을 패터닝함으로써, 상층·층간절연층(32)(최상층·층간절연층(36))의 위에 제1 전극(51)을 형성할 수 있다. 제1 전극(51)은, 각 발광 소자마다 분리되어 있다.
[공정-110]
그 후, 발광 소자(10)의 연부 영역에 위치하는 상층·층간절연층(32)의 부분에 홈부(40)를 형성한다. 또는 또한, 각 발광 소자(10R, 10G, 10B)의 경계 영역에 위치하는 제1 층간절연층(34), 제2 층간절연층(35) 및 최상층·층간절연층(36)의 부분에 홈부(40)를 형성한다. 홈부(40)의 형성은, 포토 리소그래피 기술, 및, 에칭 기술(예를 들면, RIE법)에 의거하여, 행할 수 있다. 홈부(40)의 선단부는, 하층·층간절연층(31)(최하층·층간절연층(33))의 도중까지 늘어나 있다.
[공정-120]
다음에, 예를 들면, CVD법에 의거하여, 전면에 절연막(60)을 형성한 후, 포토 리소그래피 기술 및 에칭 기술에 의거하여, 제1 전극(51)상의 절연막(60)의 일부에 개구부(61)를 형성한다. 개구부(61)의 저부에 제1 전극(51)이 노출하여 있다. 이때, 홈부(40)의 상부는 절연막(60)에 의해 폐색된다.
[공정-130]
그 후, 제1 전극(51) 및 절연막(60)의 위에, 유기층(70)을, 예를 들면, 진공 증착법이나 스퍼터링법이라는 PVD법, 스핀 코트법이나 다이 코트법 등의 코팅법 등에 의해 성막한다.
[공정-140]
뒤이어, 예를 들면 진공 증착법 등에 의거하여, 유기층(70)의 전면에 제2 전극(52)을 형성한다. 이와 같이 하여, 제1 전극(51)상에, 유기층(70) 및 제2 전극(52)을, 예를 들면, 진공 분위기에서 연속하여 성막할 수 있다. 그 후, 예를 들면 CVD법 또는 PVD법에 의해, 전면에 보호막(14)를 형성한다. 최후로, 수지층(밀봉 수지층)(15)를 통하여 보호막(14)과 제2 전극(52)을 맞붙인다. 또한, 제2 기판(12)에는, 미리 컬러 필터(CFR, CFG, CFB), 및, 블랙 매트릭스층(BM)을 형성하여 둔다. 그리고, 컬러 필터(CF)가 형성된 면을 맞붙임면으로 한다. 이렇게 하여, 도 1에 도시한 유기 EL 표시 장치를 얻을 수 있다.
실시례 1의 발광 소자에서는, 발광 소자의 연부 영역에 위치하는 상층·층간절연층의 부분에는 홈부가 형성되어 있다. 또한, 실시례 1의 표시 장치에서는, 각 발광 소자의 경계 영역에 위치하는 제1 층간절연층, 제2 층간절연층 및 최상층·층간절연층의 부분에는 홈부가 형성되어 있다. 그때문에, 발광층에서 발광하고, 전방위로 전파되는 광의 일부는, 홈부와 상층·층간절연층과의 계면, 또는, 홈부와 제1 층간절연층, 제2 층간절연층 및 최상층·층간절연층의 계면에서, 전반사되기 때문에, 어떤 발광 소자로부터 출사한 광이 인접 발광 소자에 침입하는 비율을 저감시킬 수 있고, 혼색이 발생하고, 화소 전체의 색도가 소망하는 색도로부터 어긋나 버린다는 현상의 발생을 억제할 수 있다. 그리고, 혼색을 방지할 수 있기 때문에, 화소를 단색 발광시킨 때의 색 순도가 증가하고, 색도점(色度点)이 깊어진다. 그때문에, 색역(色域)이 넓게 되고, 표시 장치의 색 표현의 폭이 넓어진다. 또한, 색 순도를 올리기 위해 각 화소에 대해 컬러 필터를 배치하고 있는데, 컬러 필터의 박막화 또는 컬러 필터의 생략이 가능하게 되어, 컬러 필터에서 흡수되고 있던 광을 취출할 수가 있기 때문에, 결과로서 발광 효율의 향상에 이어진다. 게다가, 홈부의 상부는 절연막에 의해 폐색되어 있기 때문에, 홈부의 상방에 형성된 각종의 층이나 막, 예를 들면, 제2 전극에 단선 등의 결함이 생기는 일이 없다.
실시례 2
실시례 2는, 실시례 1의 변형이고, 제1A의 구성의 발광 소자에 관한 것이다. 모식적인 일부 단면도를 도 2에 도시하는 바와 같이, 절연막(60)은, SiN 또는 SiON으로 이루어지는 제1 절연막(61), 및, SiON 또는 SiO2로 이루어지는 제2 절연막(62)의 2층 구조를 갖는다. 그리고, 제1 절연막(61)은, 제1 전극(51)이 형성되지 않은 상층·층간절연층(32)(최상층·층간절연층(36))의 영역의 위에 형성되어 있고, 제2 절연막(62)은, 제1 절연막(61)상으로부터서 제1 전극(51)의 연부상에 걸쳐서 형성되어 있다. 이상의 점을 제외하고, 실시례 2의 발광 소자, 표시 장치는, 실시례 1의 발광 소자, 표시 장치와 같은 구성, 구조로 할 수 있기 때문에, 상세한 설명은 생략한다. 이와 같은2층 구조의 절연막으로 함으로써, 절연막의 설계 자유도가 높아진다. 또한, 홈부(40)의 상부를 폐색시키기 위해 절연막을 두껍게 성막할 필요가 있는데, 이 경우, 인접 화소 사이에서의 절연막이 두꺼워지기 때문에 단차가 생기고, 유기층(70)을 형성할 때에 균일하게 성막할 수가 없게 될 우려가 있다. 2층 구조의 절연막으로 함으로써, 이와 같은 문제가 생기는 것을 방지할 수 있다.
실시례 2의 표시 장치는, 예를 들면, 실시례 1의 [공정-120]과 같은 공정에서, 예를 들면, CVD법에 의거하여, 전면에 제1 절연막(61)을 형성한 후, 평탄화 처리를 행함으로써, 제1 전극(51)이 형성되지 않은 상층·층간절연층(32)(최상층·층간절연층(36))의 영역의 위에 제1 절연막(61)을 남기면 좋다. 이때, 홈부(40)의 상부는 제1 절연막(61)에 의해 폐색된다. 그리고, 제1 전극(51) 및 제1 절연막(61)의 위에 제2 절연막(62)을 형성하고, 포토 리소그래피 기술 및 에칭 기술에 의거하여, 제1 전극(51)상의 제2 절연막(62)의 일부에 개구부(61)를 형성하면 좋다. 개구부(61)의 저부에 제1 전극(51)이 노출하여 있다.
실시례 3
실시례 3도 실시례 1의 변형인데, 제2의 구성의 발광 소자에 관한 것이다. 모식적인 일부 단면도를 도 3에 도시하는 바와 같이, SiON 또는 SiO2, 또는 또한, 폴리이미드 수지로 이루어지는 절연막(63)은, 제1 전극(51)이 형성되지 않은 상층·층간절연층(32)(최상층·층간절연층(36))의 영역의 위에 형성되어 있다. 유기층(70)은, 전체로서 평탄한 제1 전극(51) 및 절연막(63)의 위에 형성되어 있고, 유기층(70)도 평탄하다. 이와 같이, 전체로서 평탄한 제1 전극(51) 및 절연막(63)의 위에 유기층(70)을 형성함으로써, 절연막의 개구부 단부에서의 이상 발광이라는 문제가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
실시례 3의 표시 장치는, 예를 들면, 실시례 1의 [공정-120]과 같은 공정에서, 예를 들면, CVD법에 의거하여, 전면에 절연막(63)을 형성한 후, 평탄화 처리를 행함으로써, 제1 전극(51)이 형성되지 않은 상층·층간절연층(32)(최상층·층간절연층(36))의 영역의 위에 절연막(63)을 남기면 좋다. 이때, 홈부(40)의 상부는 절연막(63)에 의해 폐색된다. 이상의 점을 제외하고, 실시례 3의 발광 소자, 표시 장치는, 실시례 1의 발광 소자, 표시 장치와 같은 구성, 구조로 할 수 있기 때문에, 상세한 설명은 생략한다.
실시례 4
실시례 4는, 실시례 1의 변형인데, 제2의 형태의 발광 소자, 제2A의 형태의 발광 소자에 관한 것이다. 모식적인 일부 단면도를 도 4에 도시하는 바와 같이, 실시례 4에서, 상부가 절연막(64)에 의해 폐색되어 있는 홈부(40)의 부분은, 상층·층간절연층(32)(최상층·층간절연층(36))을 구성하는 재료의 굴절률보다도 낮은 굴절률의 재료(홈부 충전 재료)로 충전되어 있다. 구체적으로는, 절연막(64)는 홈부(40) 내로 늘어나 있다. 즉, 홈부 충전 재료는, 절연막(64)을 구성하는 재료(구체적으로는, SiO2나 폴리이미드 등의 수지 재료, 예를 들면, SiOC라는 이른바 Low-k 재료)로 이루어진다. 이상의 점을 제외하고, 실시례 4의 발광 소자, 표시 장치는, 실시례 1의 발광 소자, 표시 장치와 같은 구성, 구조로 할 수 있기 때문에, 상세한 설명은 생략한다. 또한, 실시례 4의 구성을, 실시례 2에 대해 적용할 수 있고(도 5 참조), 실시례 3에 대해 적용할 수도 있다(도 6 참조).
실시례 4의 표시 장치는, 예를 들면, 실시례 1의 [공정-120]과 같은 공정에서, 예를 들면, 도포법에 의거하여, 전면에 절연막(64)을 형성할 때, 절연막(64)을 구성하는 재료를 홈부(40)의 중에 유입시키면 좋다.
실시례 5
실시례 5는, 실시례 4에 변형이고, 제2B의 형태의 발광 소자에 관한 것이다. 모식적인 일부 단면도를 도 7에 도시하는 바와 같이, 실시례 5에서, 홈부(40)를 충전하는 재료(홈부 충전 재료(41))와, 절연막(65)을 구성하는 재료는 다르다. 절연막(65)을 구성하는 재료의 굴절률을 nINS, 상층·층간절연층(32)를 구성하는 재료의 굴절률을 nUP(또는, 층간절연층·적층 구조체(30)의 평균 굴절률을 nUP), 홈부(40)를 충전하는 재료(홈부 충전 재료(41))의 굴절률을 nSLIT으로 하였을 때,
nUP>nSLIT
nUP>nINS
를 만족한다. 구체적으로는, 한정하는 것은 아니지만,
1.0≤nUP-nSLIT≤1.7
0.5≤nUP-nINS≤1.0
을 예시할 수 있다. 보다 구체적으로는, 홈부 충전 재료(41) : 다공질 SiOC(굴절률(nSLIT) : 1.2)로 하였다. 이상의 점을 제외하고, 실시례 5의 발광 소자, 표시 장치는, 실시례 4의 발광 소자, 표시 장치와 같은 구성, 구조로 할 수 있기 때문에, 상세한 설명은 생략한다. 또한, 실시례 5의 구성을, 실시례 2에 대해 적용할 수 있고(도 8 참조), 실시례 3에 대해 적용하는 것도 가능하다(도 9 참조).
실시례 5의 표시 장치는, 예를 들면, 실시례 1의 [공정-110]과 같은 공정의 후, 스핀 코트법에 의거하여, 홈부(40)를 홈부 충전 재료(41)에 의해 충전하면 좋다.
실시례 6
실시례 6은, 실시례 1의 변형인데, 제3의 형태의 발광 소자에 관한 것이다. 모식적인 일부 단면도를 도 10에 도시하는 바와 같이, 실시례 6의 표시 장치에서는, 상부가 절연막(60)에 의해 폐색되어 있는 홈부(40)의 부분은, 차광 재료(42)로 충전되어 있다. 차광 재료(42)는, 구체적으로는, 텅스텐(W)으로 이루어진다. 이상의 점을 제외하고, 실시례 6의 발광 소자, 표시 장치는, 실시례 4의 발광 소자, 표시 장치와 같은 구성, 구조로 할 수 있기 때문에, 상세한 설명은 생략한다.
실시례 6의 표시 장치는, 예를 들면, 실시례 1의 [공정-110]과 같은 공정의 후, CVD법에 의거하여, 홈부(40)를 차광 부재(42)에 의해 충전하면 좋다. 또는 또한, 콘택트 홀(26)의 형성과 함께, 홈부(40)를 충전하여도 좋다. 또한, 실시례 6의 구성을, 실시례 2에 대해 적용할 수 있고(도 11 참조), 실시례 3에 대해 적용하는 것도 가능하다(도 12 참조).
실시례 7
실시례 7은, 실시례 1∼실시례 6의 변형이다.
그런데, 어떤 발광 소자에서의 제1 전극과 인접 발광 소자를 구성하는 제2 전극의 사이에, 누설 전류가 흐른다는 현상이 생기는 경우가 있다. 그리고, 이와 같은 현상이 생기면, 본래, 발광하지 않아야 할 발광 소자에 발광이 생기는 한편, 발광하여야 할 발광 소자에서 전계 강도의 저하를 초래하고, 그 결과, 화상에 번짐(渗み)이 생기거나, 화소 전체의 색도가 소망하는 색도로부터 어긋나 버릴 우려가 있다. 이와 같은 문제를 해결하기 위해, 실시례 7에서는, 유기층(70)의 성막시, 유기층(70)의 일부(구체적으로는, 예를 들면, 정공 주입층)의 적어도 일부분을, 절연막(60)의 단부(端部)에서, 구체적으로는, 절연막(60)에 마련된 개구부(61)의 연부(緣部)에서, 불연속한 상태로 한다. 이와 같이, 예를 들면, 정공 주입층의 적어도 일부분을 불연속한 상태로 함으로써, 정공 주입층이 고저항화되고, 어떤 발광 소자에서의 제1 전극과 인접 발광 소자를 구성하는 제2 전극의 사이에 누설 전류가 흐른다는 현상의 발생을 확실하게 방지할 수 있다.
정공 주입층의 적어도 일부분을 불연속한 상태로 하기 위해서는, 절연막(60)에 마련된 개구부(61)의 연부의 경사 상태의 최적화, 정공 주입층의 성막 조건의 최적화를 도모하면 좋다. 또는 또한, 예를 들면, 실시례 2에서 설명한 표시 장치에서, 제2 절연막(62)의 위에, 개구부(61)에 돌출한 단부(차양형상(庇狀)의 단부)를 갖는 제3 절연막을 형성하고, 제3 절연막의 돌출 단부의 곳에서, 정공 주입층의 적어도 일부분을 불연속한 상태로 하면 좋다.
또는 또한, 실시례 1의 [공정-100]의 후, 일종의 희생층을 전면에 형성한 후, 실시례 1의 [공정-110]과 마찬가지로 하여 홈부(40)를 형성한다. 뒤이어, 실시례 1의 [공정-120]과 마찬가지로 하여, 절연막(60)을 형성하고, 절연막(60)의 일부에 개구부(61)를 형성한다. 개구부(61)의 저부에는 희생층이 노출한다. 제1 전극(51)과 제1 전극(51)의 사이에 위치하는 최상층·층간절연층(36)의 부분에 형성된 희생층은 절연막(60)에 의해 덮여 있다. 그리고, 개구부(61)의 저부에 노출한 희생층의 부분을 제거한다. 제1 전극(51)과, 제1 전극(51)의 상방에 위치하는 절연막(60)의 부분의 사이에는, 희생층이 제거됨에 의해 간극이 생긴다. 즉, 제1 전극(51)의 상방에 위치하는 절연막(60)의 부분은, 일종의, 차양상태가 된다. 그때문에, 이 상태에서 정공 주입층을 형성하면, 정공 주입층의 적어도 일부분을 불연속한 상태로 할 수 있다.
이상, 본 개시를 바람직한 실시례에 의거하여 설명하였지만, 본 개시는 이들의 실시례로 한정하는 것이 아니다. 실시례에서 설명한 표시 장치, 유기 EL 표시 장치, 발광 소자, 유기 EL 소자의 구성, 구조의 구성은 예시이고, 적절히, 변경할 수 있다. 실시례에서는, 오로지, 백색 발광 소자와 컬러 필터의 조합으로부터 3개의 부화소로부터 하나의 화소를 구성하였지만, 예를 들면, 백색을 출사하는 발광 소자를 가한 4개의 부화소로부터 하나의 화소를 구성하여도 좋다.
또한, 본 개시는, 이하와 같은 구성을 취할 수도 있다.
[A01] ≪발광 소자≫
하층·층간절연층,
하층·층간절연층상에 형성된 광반사층,
하층·층간절연층 및 광반사층을 덮는 상층·층간절연층,
상층·층간절연층상에 형성된 제1 전극,
적어도 제1 전극이 형성되지 않은 상층·층간절연층의 영역의 위에 형성된 절연막,
제1 전극상으로부터 절연막상에 걸쳐서 형성되고, 유기 발광 재료로 이루어지는 발광층을 갖는 유기층, 및,
유기층상에 형성된 제2 전극을 구비한 발광 소자로서,
발광 소자의 연부 영역에 위치하는 상층·층간절연층의 부분에는 홈부가 형성되어 있고,
홈부의 상부는 절연막에 의해 폐색되어 있는 발광 소자.
[A02] ≪제1의 형태의 발광 소자≫
상부가 절연막에 의해 폐색되어 있는 홈부의 부분은, 공기로 충전된 상태, 또는, 진공 상태에 있는 [A01]에 기재된 발광 소자.
[A03] 절연막을 구성하는 재료의 굴절률을 nINS, 상층·층간절연층을 구성하는 재료의 굴절률을 nUP으로 하였을 때,
nUP>nINS
를 만족하는 [A02]에 기재된 발광 소자.
[A04] ≪제2의 형태의 발광 소자≫
상부가 절연막에 의해 폐색되어 있는 홈부의 부분은, 상층·층간절연층을 구성하는 재료의 굴절률보다도 낮은 굴절률의 재료로 충전되어 있는 [A01]에 기재된 발광 소자.
[A05] ≪제2A의 형태의 발광 소자≫
절연막은 홈부 내를 늘어나 있는 [A04]에 기재된 발광 소자.
[A06] ≪제2B의 형태의 발광 소자≫
홈부를 충전하는 재료와, 절연막을 구성하는 재료는 다른 [A04]에 기재된 발광 소자.
[A07] 절연막을 구성하는 재료의 굴절률을 nINS, 상층·층간절연층을 구성하는 재료의 굴절률을 nUP, 홈부를 충전하는 재료의 굴절률을 nSLIT으로 하였을 때,
nUP>nSLIT
nUP>nINS
를 만족하는 [A06]에 기재된 발광 소자.
[A08] ≪제3의 형태의 발광 소자≫
상부가 절연막에 의해 폐색되어 있는 홈부의 부분은, 차광 재료로 충전되어 있는 [A01]에 기재된 발광 소자.
[A09] ≪제1의 구성의 발광 소자≫
절연막은, 제1 전극의 연부상까지 연재되어 있는 [A01] 내지 [A08]의 어느 한 항에 기재된 발광 소자.
[A10] ≪제1A의 구성의 발광 소자≫
절연막은, 제1 절연막 및 제2 절연막의 2층 구조를 가지며,
제1 절연막은, 제1 전극이 형성되지 않은 상층·층간절연층의 영역의 위에 형성되어 있고,
제2 절연막은, 제1 절연막상으로부터 제1 전극의 연부상에 걸쳐서 형성되어 있는 [A09]에 기재된 발광 소자.
[A11] ≪제2의 구성의 발광 소자≫
절연막은, 제1 전극이 형성되지 않은 상층·층간절연층의 영역의 위에 형성되어 있는 [A01] 내지 [A08]의 어느 한 항에 기재된 발광 소자.
[A12] 홈부의 선단부는, 하층·층간절연층까지 늘어나 있는 [A01] 내지 [A11]의 어느 한 항에 기재된 발광 소자.
[B01] ≪표시 장치≫
제1 발광 소자, 제2 발광 소자 및 제3 발광 소자로 구성된 화소가, 복수, 2차원 매트릭스형상으로 배열되어 이루어지는 표시 장치로서,
화소는, 최하층·층간절연층, 제1 층간절연층, 제2 층간절연층 및 최상층·층간절연층이, 순차적으로, 적층된 적층 구조를 갖고 있고,
각 발광 소자는,
최상층·층간절연층상에 형성된 제1 전극,
적어도 제1 전극이 형성되지 않은 최상층·층간절연층의 영역의 위에 형성된 절연막,
제1 전극상으로부터 절연막상에 걸쳐서 형성되고, 유기 발광 재료로 이루어지는 발광층을 갖는 유기층, 및,
유기층상에 형성된 제2 전극을 구비하고 있고,
제1 발광 소자는, 최하층·층간절연층과 제1 층간절연층의 사이에 형성된 제1 광반사층을 구비하고 있고,
제2 발광 소자는, 제1 층간절연층과 제2 층간절연층의 사이에 형성된 제2 광반사층을 구비하고 있고,
제3 발광 소자는, 제2 층간절연층과 최상층·층간절연층의 사이에 형성된 제3 광반사층을 구비하고 있고,
각 발광 소자의 경계 영역에 위치하는 제1 층간절연층, 제2 층간절연층 및 최상층·층간절연층의 부분에는 홈부가 형성되어 있고,
홈부의 상부는 절연막에 의해 폐색되어 있는 표시 장치.
[B02] 각 발광 소자에서, 상부가 절연막에 의해 폐색되어 있는 홈부의 부분은, 공기로 충전된 상태, 또는, 진공 상태에 있는 [B01]에 기재된 표시 장치.
[B03] 절연막을 구성하는 재료의 굴절률을 nINS, 제1 층간절연층, 제2 층간절연층 및 최상층·층간절연층의 평균 굴절률을 nUP으로 하였을 때,
nUP>nINS
를 만족하는 [B02]에 기재된 표시 장치.
[B04] 각 발광 소자에서, 상부가 절연막에 의해 폐색되어 있는 홈부의 부분은, 제1 층간절연층, 제2 층간절연층 및 최상층·층간절연층의 평균 굴절률보다도 낮은 굴절률의 재료로 충전되어 있는 [B01]에 기재된 표시 장치.
[B05] 각 발광 소자에서, 절연막은 홈부 내를 늘어나 있는 [B04]에 기재된 표시 장치.
[B06] 홈부를 충전하는 재료와, 절연막을 구성하는 재료는 다른 [B04]에 기재된 표시 장치.
[B07] 절연막을 구성하는 재료의 굴절률을 nINS, 제1 층간절연층, 제2 층간절연층 및 최상층·층간절연층의 평균 굴절률을 nUP, 홈부를 충전하는 재료의 굴절률을 nSLIT으로 하였을 때,
nUP>nSLIT
nUP>nINS
를 만족하는 [B06]에 기재된 표시 장치.
[B08] 각 발광 소자에서, 상부가 절연막에 의해 폐색되어 있는 홈부의 부분은, 차광 재료로 충전되어 있는 [B01]에 기재된 표시 장치.
[B09] 각 발광 소자에서, 절연막은, 제1 전극의 연부상까지 연재되어 있는 [B01] 내지 [B08]의 어느 한 항에 기재된 표시 장치.
[B10] 각 발광 소자에서,
절연막은, 제1 절연막 및 제2 절연막의 2층 구조를 가지며,
제1 절연막은, 제1 전극이 형성되지 않은 최상층·층간절연층의 영역의 위에 형성되어 있고,
제2 절연막은, 제1 절연막상으로부터 제1 전극의 연부상에 걸쳐서 형성되어 있는 [B09]에 기재된 표시 장치.
[B11] 각 발광 소자에서, 절연막은, 제1 전극이 형성되지 않은 최상층·층간절연층의 영역의 위에 형성되어 있는 [B01] 내지 [B08]의 어느 한 항에 기재된 표시 장치.
[B12] 각 발광 소자에서, 홈부의 선단부는, 하층·층간절연층까지 늘어나 있는 [B01] 내지 [B11]의 어느 한 항에 기재된 표시 장치.
[C01] ≪발광 소자의 제조 방법≫
하층·층간절연층, 하층·층간절연층상에 형성된 광반사층, 하층·층간절연층 및 광반사층을 덮는 상층·층간절연층을, 순차적으로, 형성한 후, 상층·층간절연층상에 제1 전극을 형성하고, 뒤이어,
발광 소자의 연부 영역에 위치하는 상층·층간절연층의 부분에 홈부를 형성하고, 그 후,
적어도 제1 전극이 형성되지 않은 상층·층간절연층의 영역의 위에, 홈부의 상부를 폐색하도록 절연막을 형성하고, 뒤이어,
제1 전극상으로부터 절연막상에 걸쳐서, 유기 발광 재료로 이루어지는 발광층을 갖는 유기층을 형성하고, 유기층상에 제2 전극을 형성하는 각 공정을 구비하고 있는 발광 소자의 제조 방법.
[C02] 상부가 절연막에 의해 폐색되어 있는 홈부의 부분은, 공기로 충전된 상태, 또는, 진공 상태에 있는 [C01]에 기재된 발광 소자의 제조 방법.
[C03] 절연막을 구성하는 재료의 굴절률을 nINS, 상층·층간절연층을 구성하는 재료의 굴절률을 nUP으로 하였을 때,
nUP>nINS
를 만족하는 [C02]에 기재된 발광 소자의 제조 방법.
[C04] 상부가 절연막에 의해 폐색되어 있는 홈부의 부분은, 상층·층간절연층을 구성하는 재료의 굴절률보다도 낮은 굴절률의 재료로 충전되어 있는 [C01]에 기재된 발광 소자의 제조 방법.
[C05] 절연막은 홈부 내를 늘어나 있는 [C04]에 기재된 발광 소자의 제조 방법.
[C06] 홈부를 충전하는 재료와, 절연막을 구성하는 재료는 다른 [C04]에 기재된 발광 소자의 제조 방법.
[C07] 절연막을 구성하는 재료의 굴절률을 nINS, 상층·층간절연층을 구성하는 재료의 굴절률을 nUP, 홈부를 충전하는 재료의 굴절률을 nSLIT으로 하였을 때,
nUP>nSLIT
nUP>nINS
를 만족하는 [C06]에 기재된 발광 소자의 제조 방법.
[C08] 상부가 절연막에 의해 폐색되어 있는 홈부의 부분은, 차광 재료로 충전되어 있는 [C01]에 기재된 발광 소자의 제조 방법.
[C09] 절연막은, 제1 전극의 연부상까지 연재되어 있는 [C01] 내지 [C08]의 어느 한 항에 기재된 발광 소자의 제조 방법.
[C10] 절연막은, 제1 절연막 및 제2 절연막의 2층 구조를 가지며,
제1 절연막은, 제1 전극이 형성되지 않은 상층·층간절연층의 영역의 위에 형성되어 있고,
제2 절연막은, 제1 절연막상으로부터 제1 전극의 연부상에 걸쳐서 형성되어 있는 [C09]에 기재된 발광 소자의 제조 방법.
[C11] 절연막은, 제1 전극이 형성되지 않은 상층·층간절연층의 영역의 위에 형성되어 있는 [C01] 내지 [C08]의 어느 한 항에 기재된 발광 소자의 제조 방법.
[C12] 홈부의 선단부는, 하층·층간절연층까지 늘어나 있는 [C01] 내지 [C11]의 어느 한 항에 기재된 발광 소자의 제조 방법.
[D01] ≪표시 장치의 제조 방법≫
제1 발광 소자, 제2 발광 소자 및 제3 발광 소자로 구성된 화소가, 복수, 2차원 매트릭스형상으로 배열되고 이루어지고, 화소는, 최하층·층간절연층, 제1 층간절연층, 제2 층간절연층 및 최상층·층간절연층이, 순차적으로, 적층된 적층 구조를 갖고 있는 표시 장치의 제조 방법으로서,
최하층·층간절연층상에 제1 발광 소자의 제1 광반사층을 형성하고,
최하층·층간절연층 및 제1 광반사층의 위에 제1 층간절연층을 형성하고,
제1 층간절연층상에 제2 발광 소자의 제2 광반사층을 형성하고,
제1 층간절연층 및 제2 광반사층의 위에 제2 층간절연층을 형성하고,
제2 층간절연층상에 제3 발광 소자의 제3 광반사층을 형성하고,
제2 층간절연층 및 제3 광반사층의 위에 최상층·층간절연층을 형성하고,
최상층·층간절연층상에, 각 발광 소자의 제1 전극을 형성하고,
각 발광 소자의 경계 영역에 위치하는 제1 층간절연층, 제2 층간절연층 및 최상층·층간절연층의 부분에 홈부를 형성하고,
적어도 제1 전극이 형성되지 않은 최상층·층간절연층의 영역의 위에, 홈부의 상부를 폐색하도록 절연막을 형성하고,
각 발광 소자에서, 제1 전극상으로부터 절연막상에 걸쳐서, 유기 발광 재료로 이루어지는 발광층을 갖는 유기층을 형성하고, 유기층상에 제2 전극을 형성하는 각 공정을 구비하고 있는 표시 장치의 제조 방법.
10 : 발광 소자
10R : 제1 발광 소자(적색 발광 소자)
10G : 제2 발광 소자(녹색 발광 소자)
10B : 제3 발광 소자(청색 발광 소자)
11 : 제1 기판
12 : 제2 기판
13 : 화상 표시부
14 : 보호막
15 : 수지층(밀봉 수지층)
CF, CFR, CFG, CFB : 컬러 필터
BM : 블랙 매트릭스층
20 : 트랜지스터
21 : 게이트 전극
22 : 게이트 절연층
23 : 채널 형성 영역
24 : 소스/드레인 영역
25 : 소자 분리 영역
26 : 콘택트 홀(콘택트 플러그)
30 : 층간절연층·적층 구조체
31 : 하층·층간절연층(최하층·층간절연층)
35 : 상층·층간절연층
31 : 하층·층간절연층(최하층·층간절연층)
32 : 제1 층간절연층
33 : 제2 층간절연층
35 : 최상층·층간절연층
37 : 광반사층
38R : 제1 광반사층
38G : 제2 광반사층
38B : 제3 광반사층
40 : 홈부
41 : 홈부 충전 재료
42 : 차광 재료
51 : 제1 전극
52 : 제2 전극
60, 63, 64, 65 : 절연막
61 : 제1 절연막
62 : 제2 절연막
70 : 유기층
10R : 제1 발광 소자(적색 발광 소자)
10G : 제2 발광 소자(녹색 발광 소자)
10B : 제3 발광 소자(청색 발광 소자)
11 : 제1 기판
12 : 제2 기판
13 : 화상 표시부
14 : 보호막
15 : 수지층(밀봉 수지층)
CF, CFR, CFG, CFB : 컬러 필터
BM : 블랙 매트릭스층
20 : 트랜지스터
21 : 게이트 전극
22 : 게이트 절연층
23 : 채널 형성 영역
24 : 소스/드레인 영역
25 : 소자 분리 영역
26 : 콘택트 홀(콘택트 플러그)
30 : 층간절연층·적층 구조체
31 : 하층·층간절연층(최하층·층간절연층)
35 : 상층·층간절연층
31 : 하층·층간절연층(최하층·층간절연층)
32 : 제1 층간절연층
33 : 제2 층간절연층
35 : 최상층·층간절연층
37 : 광반사층
38R : 제1 광반사층
38G : 제2 광반사층
38B : 제3 광반사층
40 : 홈부
41 : 홈부 충전 재료
42 : 차광 재료
51 : 제1 전극
52 : 제2 전극
60, 63, 64, 65 : 절연막
61 : 제1 절연막
62 : 제2 절연막
70 : 유기층
Claims (14)
- 하층·층간절연층,
하층·층간절연층상에 형성된 광반사층,
하층·층간절연층 및 광반사층을 덮는 상층·층간절연층,
상층·층간절연층상에 형성된 제1 전극,
적어도 제1 전극이 형성되지 않은 상층·층간절연층의 영역의 위에 형성된 절연막,
제1 전극상으로부터 절연막상에 걸쳐서 형성되고, 유기 발광 재료로 이루어지는 발광층을 갖는 유기층, 및,
유기층상에 형성된 제2 전극을 구비한 발광 소자로서,
발광 소자의 연부 영역에 위치하는 상층·층간절연층의 부분에는 홈부가 형성되어 있고,
홈부의 상부는 절연막에 의해 폐색되어 있고,
상부가 절연막에 의해 폐색되어 있는 홈부의 부분은, 차광 재료로 충전되어 있는 것을 특징으로 하는 발광 소자. - 제1항에 있어서,
절연막을 구성하는 재료의 굴절률을 nINS, 상층·층간절연층을 구성하는 재료의 굴절률을 nUP으로 하였을 때,
nUP>nINS
을 만족하는 것을 특징으로 하는 발광 소자. - 제1항에 있어서,
절연막은 홈부 내를 늘어나 있는 것을 특징으로 하는 발광 소자. - 제1항에 있어서,
홈부를 충전하는 재료와, 절연막을 구성하는 재료는 다른 것을 특징으로 하는 발광 소자. - 제1항에 있어서,
절연막을 구성하는 재료의 굴절률을 nINS, 상층·층간절연층을 구성하는 재료의 굴절률을 nUP, 홈부를 충전하는 재료의 굴절률을 nSLIT으로 하였을 때,
nUP>nSLIT
nUP>nINS
을 만족하는 것을 특징으로 하는 발광 소자. - 제1항에 있어서,
절연막은, 제1 전극의 연부상까지 연재되어 있는 것을 특징으로 하는 발광 소자. - 제1항에 있어서,
절연막은, 제1 절연막 및 제2 절연막의 2층 구조를 가지며,
제1 절연막은, 제1 전극이 형성되지 않은 상층·층간절연층의 영역의 위에 형성되어 있고,
제2 절연막은, 제1 절연막상으로부터 제1 전극의 연부상에 걸쳐서 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 발광 소자. - 제1항에 있어서,
절연막은, 제1 전극이 형성되지 않은 상층·층간절연층의 영역의 위에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 발광 소자. - 제1항에 있어서,
홈부의 선단부는, 하층·층간절연층까지 늘어나 있는 것을 특징으로 하는 발광 소자. - 제1 발광 소자, 제2 발광 소자 및 제3 발광 소자로 구성된 화소가, 복수, 2차원 매트릭스형상으로 배열되어 이루어지는 표시 장치로서,
화소는, 최하층·층간절연층, 제1 층간절연층, 제2 층간절연층 및 최상층·층간절연층이, 순차적으로, 적층된 적층 구조를 갖고 있고,
각 발광 소자는,
최상층·층간절연층상에 형성된 제1 전극,
적어도 제1 전극이 형성되지 않은 최상층·층간절연층의 영역의 위에 형성된 절연막,
제1 전극상으로부터 절연막상에 걸쳐서 형성되고, 유기 발광 재료로 이루어지는 발광층을 갖는 유기층, 및,
유기층상에 형성된 제2 전극을 구비하고 있고,
제1 발광 소자는, 최하층·층간절연층과 제1 층간절연층의 사이에 형성된 제1 광반사층을 구비하고 있고,
제2 발광 소자는, 제1 층간절연층과 제2 층간절연층의 사이에 형성된 제2 광반사층을 구비하고 있고,
제3 발광 소자는, 제2 층간절연층과 최상층·층간절연층의 사이에 형성된 제3 광반사층을 구비하고 있고,
각 발광 소자의 경계 영역에 위치하는 제1 층간절연층, 제2 층간절연층 및 최상층·층간절연층의 부분에는 홈부가 형성되어 있고,
홈부의 상부는 절연막에 의해 폐색되어 있고,
상부가 절연막에 의해 폐색되어 있는 홈부의 부분은, 차광 재료로 충전되어 있는 것을 특징으로 하는 표시 장치. - 하층·층간절연층, 하층·층간절연층상에 형성된 광반사층, 하층·층간절연층 및 광반사층을 덮는 상층·층간절연층을, 순차적으로, 형성한 후, 상층·층간절연층상에 제1 전극을 형성하고, 뒤이어,
발광 소자의 연부 영역에 위치하는 상층·층간절연층의 부분에 홈부를 형성하고, 그 후,
적어도 제1 전극이 형성되지 않은 상층·층간절연층의 영역의 위에, 홈부의 상부를 폐색하도록 절연막을 형성하고, 뒤이어,
제1 전극상으로부터 절연막상에 걸쳐서, 유기 발광 재료로 이루어지는 발광층을 갖는 유기층을 형성하고, 유기층상에 제2 전극을 형성하는 각 공정을 구비하고,
홈부를 형성한 후, 절연막을 형성하기 전에, 차광 재료로 홈부를 충전하는 것을 특징으로 하는 발광 소자의 제조 방법. - 삭제
- 삭제
- 삭제
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