KR20090052277A - 유기 ｅｌ 장치의 제조 방법 및 유기 ｅｌ 장치 - Google Patents

유기 ｅｌ 장치의 제조 방법 및 유기 ｅｌ 장치 Download PDF

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KR20090052277A KR1020080113443A KR20080113443A KR20090052277A KR 20090052277 A KR20090052277 A KR 20090052277A KR 1020080113443 A KR1020080113443 A KR 1020080113443A KR 20080113443 A KR20080113443 A KR 20080113443A KR 20090052277 A KR20090052277 A KR 20090052277A
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슈이치 다케이
토루 니무라
마사히로 우치다
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세이코 엡슨 가부시키가이샤
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Abstract

(과제) 막두께 불균일의 발생을 억제하여 고화질의 화상을 표시할 수 있는 유기 EL 장치의 제조 방법 및 유기 EL 장치를 제공한다.
(해결 수단) 유효 화소 영역(4)에 배치되는 복수의 유효 화소(P)와, 유효 화소 영역(4)의 주위에 형성된 더미 영역(5)에 배치되는 복수의 더미 화소(D)를 구비한 유기 EL 장치의 제조 방법으로서, 유효 화소 영역(4)과 더미 영역(5)과의 양쪽에, 복수의 유효 화소(P)와 복수의 더미 화소(D)에 각각 대응하는 복수의 배선과 복수의 스위칭 소자와 복수의 화소 전극을 형성하는 공정과, 유효 화소 영역(4)에 형성된 화소 전극(141A)과, 더미 영역(5)에 형성된 화소 전극(141B)을 공통으로 둘러싸는 제1 격벽(122)을 형성하는 공정과, 제1 격벽(122)으로 둘러싸인 영역에, 기능성 재료를 용매에 용해 또는 분산시킨 액상체를 배치하고, 용매를 증발시켜 기능성 재료의 박막을 형성하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 한다.
Figure P1020080113443
유효 화소 영역, 더미 화소, 격벽

Description

유기 ＥＬ 장치의 제조 방법 및 유기 ＥＬ 장치{METHOD FOR MANUFACTURING ORGANIC ELECTROLUMINESCENT DEVICE AND ORGANIC ELECTROLUMINESCENT DEVICE}
본 발명은, 유기 EL 장치의 제조 방법 및, 당해 방법을 이용하여 제조되는 유기 EL 장치에 관한 것이다.
최근, 전기 광학 소자의 하나인 유기 일렉트로루미네센스(이하, 유기 EL) 소자를 사용하여, 유기 EL 디스플레이 등의 전기 광학 장치, 라인 헤드 등의 광기입(optical writing) 헤드 및, 광 프린터 등의 화상 형성 장치 등의 개발이 왕성하게 행해지고 있다. 유기 EL 소자는, 일반적으로, 대향하는 한 쌍의 전극간에 유기 재료로 구성된 발광층을 구비한 구조를 갖고 있다. 이러한 유기 EL 소자를 이용한 유기 EL 장치에서는, 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 각 색에 대응하는 컬러 필터를 통함으로써, 또는, 각 색의 빛을 사출하는 유기 EL 소자를 이용함으로써 풀 컬러 표시가 가능한 구성으로 되어 있다.
전술한 유기 EL 소자는, 유기 EL 소자를 구성하는 발광 재료(이하, 「유기 EL 재료」라고 함)에 고분자 재료를 이용하던가, 또는 저분자 재료를 이용하던가에 따라 그 제조 방법이 다르다. 유기 EL 재료가 고분자 재료인 경우에는, 소위 액적 토출법(liquid ejection method)을 이용하여 제조하는 방법이 알려져 있다. 상세하게는, 유기 EL 재료를 소정의 용매에 용해 또는 분산시켜 액상 조성물을 형성하고, 액적 토출법을 이용하여 이 액상 조성물을 소정의 화소 전극 상에 도포함으로써 유기 EL 소자를 제조하는 방법이다.
액적 토출법을 이용하여 액상 조성물의 도포를 행하면, 고도(高度)로 제어된 미량의 액상 조성물을 소망하는 위치에 도포하는 것이 가능하다. 그 때문에, 액적 토출법을 이용한 제조 방법에서는 유기 EL 재료의 고정세(高精細) 패터닝을 행할 수 있다는 이점이 있다. 또한 이 제조 방법에서는, 유기 EL 재료를 도포하는 화소 전극의 주위에 격벽(partition wall; 뱅크)을 형성하여, 각각의 화소간을 구획하는 것이 제안되고 있다. 뱅크를 형성함으로써, 어느 화소 전극 상에 도포된 유기 EL 재료의 액상 조성물이 다른 화소 전극 상에 도포된 액상 조성물과 서로 섞이는 것을 억제하여, 확실한 패터닝을 하는 것이 가능해진다고 되어 있다(예를 들면 특허문헌 1 내지 3 참조).
그런데 최근에 있어서는, 유기 EL 소자에 흐르는 전류를 저감하기 위해, 또는 고(高)휘도화를 위해, 복수의 유기 EL 소자를 둘러싸서 뱅크보다도 높은 공통 격벽을 형성하여, 복수의 화소마다 공통 격벽으로 구획한 구조로 하는 것이 많아지고 있다. 이러한 구조의 유기 EL 장치는, 상기의 액적 토출법으로 동일하게 제조할 수 있다. 즉, 복수의 유기 EL 소자가 형성된 공통 격벽에 의해 둘러싸인 영역 내에 액적 토출법에 의해 액적을 배치하고, 이것을 건조함으로써, 공통 격벽의 복수의 유기 EL 소자에 동일한 종류의 유기 EL 재료의 막을 형성한다는 방법이다. 그러나, 이러한 제조 방법으로 유기 EL 장치를 제조할 때에는, 새로운 과제가 생긴다. 그것은, 배치한 액체가 건조의 과정에서 유동(flow and move)해 버려, 막두께의 차를 생기게 해 버리는 것이다.
공통 격벽으로 둘러싸인 복수의 유기 EL 소자의 형성에 액적 토출법을 이용하는 경우에는, 공통 격벽으로 둘러싸인 영역의 외주부(外周部), 즉 공통 격벽의 근방과 공통 격벽으로 둘러싸인 영역의 중앙부에서는, 배치하는 액상 조성물의 건조 상태에 차가 생긴다는 과제가 있다. 왜냐하면, 공통 격벽의 근방에서는 공통 격벽으로 둘러싸인 영역의 중앙부보다도 액상 조성물로부터 증발하는 용매 분자의 분압이 낮다는, 다시 말하면 용매 증기 농도(solvent vapor concentration)가 낮기 때문에, 보다 빠르게 용매의 증발이 진행되기 때문이다. 이 증발 속도의 차에 의해, 영역 내에 동일하게 도포된 액상 조성물이어도, 빠르게 증발하는 개소(region)와 느리게 증발하는 개소와의 사이에 체적차를 생기게 한다. 그 때문에, 용매의 증발이 그다지 진행하지 않는 영역으로부터, 용매의 증발이 진행되어 체적이 줄고 있는 영역을 향하여, 액상 조성물이 유동한다. 결과, 형성되는 막에는 형성 개소에 의한 막두께의 차(막두께 불균일)가 생겨 버린다. 이 막두께 불균일은, 발광량의 차가 되어 나타나기 때문에 휘도나 색상에 차를 생기게 하고, 그 결과, 표시 불량(표시 불균일)의 원인으로 되어 버린다.
또한, 공통 격벽의 근방의 막두께는, 액상 조성물과 공통 격벽과의 친액성(lyophilic) 또는 발액성(lyophobic)에 의해서도 영향을 받는다. 예를 들면, 친액성이 높은 격벽 근방의 액상 조성물은, 건조 과정에서도 격벽 표면에 젖어 퍼지 기 때문에, 공통 격벽 근방에서는 공통 격벽을 따라 높이 올라가, 큰 막두께로 되어 막두께 불균일을 생기게 한다. 이들의 과제에 대하여, 특허문헌 4에서는, 공통 격벽으로부터 일정 거리 이상 이간하여 유기 EL 소자를 형성하여, 막두께 불균일을 억제하는 방법이 제안되고 있다.
[특허문헌 1] 일본공개특허공보 2002-334782호
[특허문헌 2] 일본공개특허공보 2002-372921호
[특허문헌 3] 일본특허 제3036436호 공보
[특허문헌 4] 일본공개특허공보 2007-87693호
그런데, 성막하는 영역의 하지(base)의 요철 형상은 막두께 불균일의 원인이 되는 건조 상태에 크게 영향을 준다. 예를 들면, 움푹 패인 개소에는 액상 조성물이 괴기(collect) 때문에, 당해 개소로부터 증발하는 용매량이 평탄한 개소로부터 증발하는 용매량과 다르기 때문이다. 또한, 건조에 따라 액상 조성물이 유동해 버리는 경우에 있어서도, 요철 형상의 차이에 의해 액상 조성물의 유동의 용이한 정도가 다르다. 그 때문에, 형성되는 막의 막두께에 차가 생기게 된다. 나아가서는, 액상 조성물이 유동하는 방향은, 공통 격벽의 친액성, 용매의 휘발성, 건조 속도 등의 여러 가지 요인에 의해 결정되기 때문에, 일정 방향으로 결정되는 것이 아니라, 덧붙여 요철 형상의 차이에 의해서도 영향을 받는다. 이들의 점에서, 액상 조성물의 유동에 의한 막두께 불균일은 억제가 곤란한 것으로 되어 있다.
전술한 특허문헌에서는, 공통 격벽으로부터 일정 거리 이상 이간하여 격벽 근방의 막을 유기 EL 소자에 사용하지 않음으로써 막두께 불균일을 회피하고 있지만, 이러한 하지 형상의 차에 기인하는 과제에 관해서는 아무런 기술(記述)도 없다. 또한, 공통 격벽으로부터 이간(distant)하고 있는 영역은 평탄하게 형성되어 있기 때문에, 이 영역에 배치된 액상 조성물은 유동하기 쉽다. 따라서, 공통 격벽 근방의 막두께 불균일을 엄밀하게 회피하려고 이간 거리를 넓게 취하는 설계를 한 경우에는, 유동하기 쉬운 액상 조성물을 늘리는 결과가 되어, 오히려 막두께 불균일을 조장할 우려가 있다.
본 발명은, 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 유기 기능층의 막두께 불균일의 발생을 억제함으로써 고화질의 화상을 표시할 수 있는 유기 EL 장치의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 이러한 제조 방법으로 제조된 유기 EL 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기의 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 유기 EL 장치에 의하면, 제1 영역, 제2 영역 및 제3 영역을 구획하는 격벽과, 상기 제1 영역에 배치된 제1 유기막과, 상기 제2 영역에 배치된 제2 유기막과, 상기 제3 영역에 배치된 제3 유기막을 구비하고, 상기 제1 영역 내에는, 발광에 기여하는 화소로서, 제1 배열축을 따라 연속하여 배치된 복수의 유효 화소를 갖고, 상기 복수의 유효 화소의 1개는, 유효 화소 전극과, 공통 전극과, 상기 유효 화소 전극과 상기 공통 전극과의 사이에 배치된 상기 제1 유기막을 갖고 있고, 상기 제2 영역 및 상기 제3 영역은, 상기 제1 영역을 협지하고 대향하여 배치되어 있고, 그리고 상기 제1 영역, 상기 제2 영역 및 상기 제3 영역은 상기 제1 배열축을 따라 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 발광에 기여하는 화소란, 화소에 있어서 출사된 발광광이, 표시 장치의 표시나 프린터 헤드의 광원 등에 이용되는 화소이다.
또한, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 유기 EL 장치에 의하면, 상기 제1 영역에는, 발광에 기여하지 않는 화소로서, 상기 제1 배열축을 따라 배치된 제1 더미 화소와 제2 더미 화소를 추가로 갖고, 상기 복수의 유효 화소는 상기 제1 더미 화 소와 상기 제2 더미 화소와의 사이에 배치되어 있고, 상기 제1 더미 화소는 제4 유기막을 갖고, 상기 제2 더미 화소는 제5 유기막을 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 발광에 기여하지 않는 화소란, 화소에 있어서 출사된 발광광이, 표시 장치의 표시나 프린터 헤드의 광원 등에 이용되지 않는 화소이다.
또한, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 유기 EL 장치에 의하면, 상기 제1 더미 화소는, 제1 더미 화소 전극과, 상기 공통 전극을 추가로 갖고, 상기 제2 더미 화소는, 제2 더미 화소 전극과, 상기 공통 전극을 추가로 갖고, 상기 제4 유기막은 상기 제1 더미 화소 전극과 상기 공통 전극과의 사이에 배치되고, 상기 제5 유기막은 상기 제2 더미 화소 전극과 상기 공통 전극과의 사이에 배치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 유기 EL 장치에 의하면, 상기 복수의 유효 화소는, 상기 제1 더미 화소에 인접하여 배치된 제1 유효 화소와, 상기 제1 유효 화소에 인접하여 배치된 제2 유효 화소와, 상기 제2 더미 화소에 인접하여 배치된 제3 유효 화소를 갖고, 상기 제1 더미 화소와 상기 제1 유효 화소와의 사이의 거리, 상기 제1 유효 화소와 상기 제2 유효 화소와의 사이의 거리 및, 상기 제3 유효 화소와 상기 제2 더미 화소와의 사이의 거리는 서로 동등한 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 유기 EL 장치에 의하면, 상기 제1 유기막, 상기 제2 유기막 및, 상기 제3 유기막은 동일한 재료로 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 유기 EL 장치에 의하면, 상기 제1 유기막, 상기 제2 유기막, 상기 제3 유기막, 상기 제4 유기막 및, 상기 제5 유기막은 동일한 재료로 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 유기 EL 장치의 제조 방법에 의하면, 제1 영역에 있어서, 제1 배열축을 따라, 발광에 기여하는 화소의 전극인 복수의 유효 화소 전극을 기판 상에 형성하는 공정과, 상기 기판 상에, 상기 제1 영역, 제2 영역 및, 제3 영역을 구획하는 격벽을 형성하는 공정과, 상기 격벽으로 둘러싸인, 상기 제1 영역에 있어서의 상기 기판 상, 상기 제2 영역에 있어서의 상기 기판 상 및 상기 복수의 유효 화소 전극 상, 상기 제3 영역에 있어서의 상기 기판 상에 기능성 재료를 용매에 용해 또는 분산시킨 액상체를 배치하고, 상기 용매를 증발시켜 상기 기능성 재료로 이루어지는 유기막을 형성하는 공정과, 상기 복수의 유효 화소 전극에 대향하여 배치되도록 상기 유기막 상에 공통 전극을 형성하는 공정을 포함하고, 상기 제1 영역, 상기 제2 영역 및, 상기 제3 영역은 상기 제1 배열축을 따라 배치되어 있고, 상기 제1 영역은, 상기 제2 영역과 상기 제3 영역과의 사이에 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 유기 EL 장치의 제조 방법에 의하면, 상기 제1 영역에 있어서, 상기 제1 배열축을 따라 발광에 기여하지 않는 화소의 전극인 제1 더미 화소 전극과 제2 더미 화소 전극을 기판 상에 형성하는 공정을 추가로 갖고, 상기 복수의 유효 화소 전극은, 상기 제1 더미 화소 전극과 상기 제2 더미 화소 전극과의 사이에 배치되어 있고, 상기 유기막을 형성하는 공정에 있어서 는, 상기 제1 더미 화소 전극 및 상기 제2 더미 화소 전극 상에도 상기 액상체를 배치하고, 상기 제1 더미 화소 전극 및 상기 제2 더미 화소 전극 상에도 상기 유기막을 형성하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 유기 EL 장치의 제조 방법에 의하면, 상기 복수의 유효 화소 전극은, 상기 제1 더미 화소 전극에 인접하여 배치된 제1 유효 화소 전극과, 상기 제1 유효 화소 전극에 인접하여 배치된 제2 유효 화소 전극과, 상기 제2 더미 화소 전극에 인접하여 배치된 제3 유효 화소 전극을 갖고, 상기 제1 더미 화소 전극과 상기 제1 유효 화소 전극과의 사이의 거리, 상기 제1 유효 화소 전극과 상기 제2 유효 화소 전극과의 사이의 거리 및, 상기 제3 유효 화소 전극과 상기 제2 더미 화소 전극과의 사이의 거리는 서로 동등하게 되도록, 상기 제1 더미 화소 전극, 상기 제2 더미 화소 전극 및, 상기 복수의 유효 화소 전극은 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 유기 EL 장치의 제조 방법에 의하면, 상기 유기막을 형성하는 공정에 있어서, 상기 격벽으로 구획된 상기 제2 영역 및 상기 격벽으로 구획된 상기 제3 영역에는, 상기 액상체를 대신하여 상기 용매를 배치하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 유기 EL 장치의 제조 방법은, 유효 화소 영역에 배치되는 복수의 유효 화소와, 상기 유효 화소 영역의 주위에 형성된 더미 영역에 배치되는 상기 복수의 더미 화소를 구비한 유기 EL 장치의 제조 방법으로서, 상기 유효 화소 영역과 상기 더미 영역과의 양쪽에, 복수의 유효 화소와 복수의 더미 화소에 각각 대응하 는 복수의 배선과 복수의 스위칭 소자와 복수의 화소 전극을 형성하는 공정과, 상기 유효 화소 영역에 형성된 상기 화소 전극과, 상기 더미 영역에 형성된 상기 화소 전극을 공통으로 둘러싸는 제1 격벽을 형성하는 공정과, 상기 제1 격벽으로 둘러싸인 영역에, 기능성 재료를 용매에 용해 또는 분산시킨 액상체를 배치하고, 상기 용매를 증발시켜 상기 기능성 재료의 박막을 형성하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 한다.
기능성 재료를 용매에 용해 또는 분산시킨 액상체(기능액(functional liquid))를, 제1 격벽으로 둘러싸이는 영역(제1 영역)에 배치하면, 제1 격벽 근방에서는, 제1 격벽에 대한 기능액의 습윤성(wettability)에 의해, 막두께가 불균일하게 되기 쉽다. 그러나 이 방법에 의하면, 제1 영역 내에 배치된 복수의 유효 화소의 양단측에는, 각각 더미 화소가 동시에 배치되어 있다. 그 때문에, 제1 영역에 배치되어 있는 복수의 유효 화소는, 적어도 더미 화소의 폭은 제1 격벽으로부터 이간하게 된다. 따라서, 제1 격벽 근방에 형성되는 기능성 재료의 박막(기능막)이 아니라, 격벽으로부터 떨어진 영역에 형성되는 거의 균일한 막두께를 구비하는 기능막을 사용하여 유효 화소를 형성할 수 있다.
또한, 더미 영역 및 그 근방에서는, 배치된 기능액으로부터 용매가 증발하기 때문에, 더미 화소에 인접하는 유효 화소와 다른 유효 화소에 있어서, 용매 증기 농도에 기인하는 증발 상태의 차가 축소한다. 그 때문에 각각의 유효 화소에 형성되는 기능막에 막두께의 차(막두께 불균일)가 생기기 어려워진다.
또한, 더미 화소에 대응하여 형성된 화소 전극, 스위칭 소자, 배선 등에 기 인하여, 기능액을 배치하는 더미 영역의 표면에는 요철 형상이 형성되어 있다. 이 표면의 요철 형상에 의해 배치된 기능액은, 봉쇄되어 유동하기 어려워진다. 그 때문에, 용매의 증발 상태의 차나 기능액의 유동에 의한 막두께의 차(막두께 불균일)도 생기기 어려워진다.
이들의 점에서, 제1 영역 내에 배치된 복수의 유효 화소간에서는 기능성 재료의 박막의 막두께 불균일이 생기는 것을 억제할 수 있고, 따라서 우수한 화상 표시가 가능한 유기 EL 장치로 할 수 있다.
본 발명에 있어서는, 상기 복수의 유효 화소 및 상기 복수의 더미 화소는, 서로 등(等)간격으로 형성되어 있는 것이 바람직하다.
이 방법에 의하면, 유효 화소의 배치 간격과 동일한 간격으로 더미 화소도 배치되어 있기 때문에, 형성된 화소 전극, 스위칭 소자, 배선 등에 기인하는 요철 형상에도 일정한 규칙성 또는 연속성이 생긴다. 그 때문에, 용매의 증발이나 기능액의 유동이 거의 균일해져, 형성되는 기능막의 막두께 불균일을 억제할 수 있다.
본 발명에 있어서는, 상기 박막을 형성하는 공정 전에, 상기 제1 격벽의 주위의 영역을 복수의 제2 격벽으로 둘러싸는 공정을 포함하고, 상기 박막을 형성하는 공정에서는, 복수의 상기 제2 격벽으로 둘러싸인 영역에 상기 액상체를 배치하는 공정을 포함하는 것이 바람직하다.
제1 영역에 더미 화소를 많이 배치하면, 더미 화소에 배치되는 기능액이 늘어나기 때문에, 유효 화소 주변의 용매 증기를 많게 할 수 있어, 보다 정교하고 치밀하게 막두께 불균일을 억제할 수 있다. 한편, 제1 영역에 더미 화소를 많이 배 치하면, 제1 영역 내의 유동 가능한 기능액을 늘리는 결과가 되어, 오히려 막두께 불균일을 조장하는 것으로 연결될 우려가 있다. 그러나 이 방법에 의하면, 제1 영역과는 독립된 제2 격벽으로 둘러싸인 영역(제2 영역)에 배치하는 기능액으로부터 용매가 증발하기 때문에, 더미 화소를 늘리는 일 없이 유효 화소 주변의 용매 증기 농도를 높일 수 있다. 그 때문에, 제1 영역 내의 기능액의 양을 늘리는 일 없이 막두께 불균일을 억제할 수 있다. 또한, 제2 영역에는 제1 영역과 동일한 기능액을 배치하는 점에서, 제2 영역에 배치하는 액상체를 별도 준비할 필요가 없다. 따라서, 용이하게 유효 화소의 막두께 불균일을 억제할 수 있다.
본 발명에 있어서는, 상기 박막을 형성하는 공정 전에, 상기 제1 격벽의 주위의 영역을 복수의 제2 격벽으로 둘러싸는 공정을 포함하고, 상기 박막을 형성하는 공정에서는, 복수의 상기 제2 격벽으로 둘러싸인 영역에 상기 용매를 배치하는 공정을 포함하는 것이 바람직하다.
이 방법에 의하면, 제1 영역과는 독립한 제2 영역에 배치하는 용매가 증발하기 때문에, 제1 영역 내의 기능액량을 늘리는 일 없이 효율적으로 유효 화소 주변의 용매 증기 농도를 높일 수 있어, 보다 정교하고 치밀하게 막두께를 억제할 수 있다. 또한, 제2 영역에는 용매를 배치하기 때문에, 증발한 후에 퇴적하는 것이 없고, 박막 형성 공정을 반복하는 경우라도, 제2 영역이 퇴적물에 의해 매몰하는 일이 없다. 따라서, 동일한 제2 영역을 이용하여 몇번이고 용매 증기 농도의 제어를 행할 수 있어, 효율적으로 유효 화소의 막두께 불균일을 억제할 수 있다.
본 발명에 있어서는, 상기 액상체 또는 상기 용매의 배치를 액적 토출법을 이용하여 행하는 것이 바람직하다.
이 방법에 의하면, 양을 고도로 제어하여 기능액의 배치를 행할 수 있다. 그 때문에, 형성하는 기능막의 막두께를 고도로 제어할 수 있어, 소망하는 막두께로 형성하는 것이 가능해진다.
또한, 본 발명의 유기 EL 장치는, 복수의 유효 화소와, 상기 복수의 유효 화소의 주위에 배치된 복수의 더미 화소와, 상기 복수의 유효 화소와 상기 복수의 더미 화소와의 주위에 배치된 격벽을 구비하고, 상기 유효 화소는, 상기 유효 화소에 대응한 화소 전극과 스위칭 소자와 복수의 배선을 갖고 있고, 상기 더미 화소는, 상기 더미 화소에 대응한 더미 화소 전극과 더미 스위칭 소자와 복수의 더미 배선을 갖고 있고, 상기 유효 화소는, 구동 전기 신호를 제어하는 구동 회로와 전기적으로 접속되어 있고, 상기 더미 화소는 상기 구동 회로와 전기적으로 절연되어 있는 것을 특징으로 한다.
이 구성에 의하면, 이 더미 화소는 유효 화소와 동일하게 화소 전극, 스위칭 소자, 배선을 구비하고 있는 점에서, 유효 화소와 더미 화소는 동일한 구성·형상으로 할 수 있어, 구조의 차에 의한 유효 화소와 더미 화소와의 형성 불균일을 없앨 수 있다. 또한, 표시 불량을 일으키기 쉬운 격벽 주변의 영역에 더미 화소를 배치하여, 표시에 관련없는 더미 영역으로 함으로써, 격벽의 유효 화소로의 영향을 억제하는 구조로 되어 있다. 또한, 더미 화소는 구동 회로와 절연되어 있기 때문에, 더미 화소는 확실하게 비(非)발광으로 되어, 표시에 영향을 주지 않는다. 이들의 점에서, 양호한 표시가 가능한 유기 EL 장치로 할 수 있다.
본 발명에 있어서는, 상기 더미 배선은, 전기적으로 비도통 상태로 되는 촌단부(discontinuous portion)를 구비하고 있는 것이 바람직하다.
이 구성에 의하면, 확실하게 더미 화소와 구동 회로를 절연할 수 있다.
본 발명에 있어서는, 상기 더미 화소 전극과 상기 더미 스위칭 소자가, 서로 전기적으로 접속되어 있지 않는 것이 바람직하다.
이 구성에 의하면, 확실하게 더미 화소와 구동 회로를 절연할 수 있다.
본 발명에 있어서는, 상기 더미 배선과 상기 더미 스위칭 소자가, 서로 전기적으로 접속되어 있지 않는 것이 바람직하다.
이 구성에 의하면, 확실하게 더미 화소와 구동 회로를 절연할 수 있다.
(발명을 실시하기 위한 최량의 형태)
[실시 형태]
이하, 도1∼도9 를 참조하면서, 본 발명의 유기 EL 장치(1)의 제조 방법에 대하여 설명한다. 또한, 이하의 모든 도면에 있어서는, 도면을 보기 쉽게 하기 위해, 각 구성 요소의 막두께나 치수의 비율, 각 구성 요소의 수(數) 등은 적절히 다르게 하고 있다.
유기 EL 장치에는, 유기 EL 소자가 방출하는 빛을 유기 EL 소자가 형성된 기판측과는 반대측으로부터 취출(extract)하는 톱 이미션(top emission) 방식과, 유기 EL 소자가 형성된 기판측으로부터 기판을 통하여 취출하는 보텀 이미션(bottom emission) 방식의 2종류의 발광 방식이 있다. 본 발명은, 이 어느쪽의 방식에 적 용해도 양호한 결과가 얻어지기 때문에, 이하의 설명에 있어서는 형성 재료 등에 한정이 있는 것을 제외하고, 발광 방식에 한정을 하지 않고 기재한다.
도1 은, 본 실시 형태의 유기 EL 장치(1)의 배선 구조를 나타내는 개략도이다. 이 유기 EL 장치(1)는, 스위칭 소자로서 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor: 이하, TFT)를 이용한 액티브 매트릭스 방식의 것으로, 복수의 주사선(101)과, 각 주사선(101)에 대하여 직각으로 교차하는 방향으로 연재(extend)하는 복수의 신호선(102)과, 각 신호선(102)에 병렬로 연재하는 복수의 전원선(103)으로 이루어지는 배선 구성을 갖고, 주사선(101)과 신호선(102)과의 각 교점 부근에 서브 화소(P)를 형성한 것이다. 본 발명의 기술적 사상을 따르면, TFT 등을 이용하는 액티브 매트릭스는 필수가 아니어서, 단순 매트릭스용의 소자 기판을 이용하여 본 발명을 실시하고, 단순 매트릭스 구동해도 완전히 동일한 효과가 저비용으로 얻어진다.
주사선(101)에는, 시프트 레지스터 및 레벨 시프터를 구비하는 주사선 구동 회로(구동 회로)(80)가 접속되어 있다. 또한, 신호선(102)에는, 시프트 레지스터, 레벨 시프터, 비디오 라인 및 아날로그 스위치를 구비하는 데이터선 구동 회로(구동 회로)(90)가 접속되어 있다.
또한, 서브 화소(P)의 각각에는, 주사선(101)을 통하여 주사 신호가 게이트 전극으로 공급되는 스위칭용 TFT(스위칭 소자)(142)와, 이 스위칭용 TFT(142)를 통하여 신호선(102)으로부터 공유되는 화소 신호를 유지하는 유지 용량(145)과, 당해 유지 용량(145)에 의해 유지된 화소 신호가 게이트 전극으로 공급되는 구동용 TFT(스위칭 소자)(143)와, 이 구동용 TFT(143)를 통하여 전원선(103)에 전기적으로 접속했을 때에 당해 전원선(103)으로부터 구동 전류가 흘러들어오는 화소 전극(양극)(141A)과, 당해 화소 전극(141A)과 공통 전극(154)과의 사이에 끼워 넣어진 발광층(유기 발광층)(140)이 형성되어 있다. 화소 전극(141A)과 발광층(140)과 공통 전극(154)은, 유기 EL 소자(200)를 구성하고 있다.
이 유기 EL 장치(1)에 의하면, 주사선(101)이 구동되어 스위칭용 TFT(142)가 온 상태가 되면, 그때의 신호선(102)의 전위가 유지 용량(145)에 유지되고, 당해 유지 용량(145)의 상태에 따라, 구동용 TFT(143)의 온·오프 상태가 결정된다. 그리고, 구동용 TFT(143)의 채널을 통하여, 전원선(103)으로부터 화소 전극(141A)에 전류가 흐르고, 또한 발광층(140)을 통하여 공통 전극(154)에 전류가 흐른다. 발광층(140)은, 이를 흐르는 전류량에 따라 발광한다.
다음으로, 본 실시 형태의 유기 EL 장치(1)의 구체적인 형태를, 도2 내지 도5 를 참조하여 설명한다. 여기서, 도2 는 유기 EL 장치(1)의 구성을 개략적으로 나타내는 평면도이다.
우선, 도2 를 참조하여, 유기 EL 장치(1)의 구성을 설명한다. 도2 는, 기판 본체(20) 상에 형성된 전술한 각종 배선, TFT, 각종 회로에 의해, 발광층(140)을 발광시키는 TFT 소자 기판(이하 「소자 기판」이라 함)(20A)을 나타내는 도면이다. 유기 EL 장치의 소자 기판(20A)은, 기판 본체(20)의 거의 중앙 부분에 위치하여 유기 EL 소자(200)가 매트릭스 형상으로 배치된 유효 화소 영역(4)과, 유효 화소 영역(4)의 주위에 배치된 더미 영역(5)(2개의 이점 쇄선의 사이의 영역)을 구비하고 있다.
또한, 더미 영역(5)의 주위에는, 전술한 주사선 구동 회로(80)나 전원선(103)이나 음극 배선(156) 등이 배치되어 있다. 이들의 각종 배선은, 플렉시블 기판(40)의 배선(42)에 접속되고, 플렉시블 기판(40)에 구비된 집적 회로(구동 회로)(44)에 접속되어 있다. 그 외, 제조 도중이나 출하시에 장치의 품질이나 결함의 검사를 행할 수 있는 검사 회로 등의 부대 장치가 필요에 따라 부설되지만, 도2 에서는 도시를 생략하고 있다.
유효 화소 영역(4)과 더미 영역(5)과의 양쪽에 걸쳐, 복수의 유기 EL 소자(200)를 포함하는 제1 영역(120)이 복수 배치되어 있다. 복수의 제1 영역(120)은 각각 같은 형상으로 띠(strip) 형상으로 연재하고 있고, 서로 병행하게 제1 영역(120)의 장축 방향과 직행하는 배열축을 따라 배열하고 있다. 제1 영역(120)의 중앙부는 유효 화소 영역(4)에, 양단부는 더미 영역(5)에 배치되어 있다. 유기 EL 소자(200)는 유효 화소 영역(4)에 배치되어 있다. 제1 영역(120)의 구조에 대해서는, 나중에 도3 을 이용하여 상세히 설명한다.
복수의 제1 영역(120)의 배치된 영역의 주위에는, 복수의 제2 영역(130)이 배치되어 있다. 제1 영역(120)의 장축 방향의 양단측 및 복수의 제1 영역(120)의 배열 방향의 양단에는, 각각 제2 영역(130)이 배치되어 있다. 모든 제2 영역(130)은 더미 영역(5)에 배치되어 있다. 이들의 제2 영역(130)에 대해서도 나중에 도3 을 이용하여 상술한다.
각각의 제1 영역(120)에 포함되는 유기 EL 소자(200)는, 발광함으로써 적 색(R), 녹색(G) 또는 청색(B) 중 어느 하나의 빛을 취출하는 것이 가능해지고 있다. 이들의 각 색의 빛은, 유기 EL 소자(200)가 직접 각 색의 빛을 사출(emit)해도 좋고, 유기 EL 소자(200)가 백색광을 사출한 후에, R, G, B에 대응하는 컬러 필터를 통함으로써 각 색의 빛으로 변조하는 것으로 해도 좋다. 본 실시 형태의 유기 EL 장치(1)는, 하나의 제1 영역(120)에서는 동일색의 빛을 사출하는 구성으로 되어 있다. 그 때문에, 유효 화소 영역(4)에 있어서는, 제1 영역(120)의 형상에 대응하여 도면의 종방향으로 동일색으로 배열되어 있어, 소위 스트라이프(stripe) 배치를 구성하고 있다. 또한, 유효 화소 영역(4)에 있어서는, 유기 EL 소자(200)에 대응하는 유효 화소(서브 화소)(P)가 매트릭스 형상으로 배치하고 있다. 유효 화소 영역(4)에서는, 매트릭스 형상으로 배치된 서브 화소(P)가 사출하는 RGB의 빛을 혼색시켜 풀 컬러 표시를 행하는 것이 가능해지고 있다.
여기서, 본 발명에 있어서 「구동 회로」란, 유기 EL 장치가 일정한 기능을 가져오도록 구동시키는 전기적인 신호를 공급·제어하는 반도체 장치 및 관련되는 배선 등이 집적되어 배선된 회로의 전반을 가리킨다. 전술한 중에서는, 예를 들면 집적 회로(44), 주사선 구동 회로(80), 데이터선 구동 회로(90)가 이에 해당한다.
계속해서, 도3 을 이용하여 제1 영역(120)과, 제1 영역(120)의 양측에 배치된 제2 영역(130)에 대하여 설명한다. 도3 은 제1 영역(120)과 제2 영역(130)을 나타내는 개략도이며, 도3(a) 는 평면도, 도3(b) 는 도3(a) 에 나타내는 A-A에 있어서의 화살표 방향 단면도를 나타낸다. 여기에서는 설명을 용이하게 하기 위해, 1열분의 제1 영역(120)과 제2 영역(130)만을 나타내고 있다. 또한, 도면을 보기 쉽게 하기 위해, 도3 이후의 각 도면에서는, 도2 에서 종방향으로 연재하도록 나타낸 제1 영역(120) 및 제2 영역(130)을 횡방향으로 연재하도록 도시하여 설명한다.
도3(a) 에 나타내는 바와 같이, 유기 EL 장치(1)가 구비하는 제1 영역(120)에는, 복수의 유효 화소(P)와 더미 화소(D)가 배치되어 있고, 주위가 제1 격벽(122)으로 둘러싸여 있다. 복수의 유효 화소(P)(도3 에서는 3개)는, 소정의 배열축을 따라 연속하여 배치되어 있고, 더미 화소(D)는 동일한 배열축을 따라 복수의 유효 화소(P)가 배치된 영역의 양단측에 배치되어 있다. 또한, 더미 화소(D)와 유효 화소(P)와의 간격은, 복수의 유효 화소(P)끼리의 간격과 동일한 간격으로 배치되어 있다.
각각의 유효 화소(P)와 더미 화소(D)와의 사이는, 유효 화소(P)와 더미 화소(D)의 평면에서 본 형상(in plan view)에 대응하는 개구부를 구비한 무기 뱅크(inorganic bank; 149)가 형성되어 있다. 유효 화소(P)와 더미 화소(D)는, 평면에서 본 형상이 같은 형상으로 되어 있다. 또한, 제1 영역(120)의 장축 방향의 양단측에는, 제2 격벽(132)으로 둘러싸인 제2 영역(130)이 배치되어 있다. 제1 영역(120)이 포함하는 유효 화소(P)는, 소자 기판(20A)에 있어서 유효 화소 영역(4)에 배치되고, 더미 화소(D) 및 제2 영역(130)은, 소자 기판(20A)의 더미 영역(5)에 배치되어 있다.
도3(b) 에 나타내는 바와 같이, 소자 기판(20A)은, 기판 본체(20)와, 기판 본체(20) 상에 형성되어 유기 EL 장치(1)를 구동시키기 위한 배선이나 스위칭 소자 등을 구비하는 배선층(250)과, 유효 화소(P)에 대응하여 배선층(250) 상의 유효 화 소 영역(4)에 형성된 화소 전극(141A)과, 더미 화소(D)에 대응하여 배선층(250) 상의 더미 화소 영역(5)에 형성된 화소 전극(141B)과, 유효 화소(P)와 더미 화소(D)에 대응하여 개구부가 형성된 무기 뱅크(149)와, 무기 뱅크(149) 상에 형성된 유기 뱅크(150)를 구비하고 있다. 배선층(250)은, 배선층(250)이 포함하는 배선이나 스위칭 소자 등에 기인하는 표면 요철 형상을 구비하고 있다. 배선층(250)과 화소 전극(141)과 무기 뱅크(149)는, 이들의 상부에 형성되는 발광부(140)의 형상에 영향을 주는 하지로 되어 있다. 이하의 설명에 있어서는, 각 층의 적층하는 방향을 위, 기판 본체(20)의 배치되어 있는 방향을 아래로 하여 각 구성 부재의 상하 관계를 나타낸다.
또한, 유기 뱅크(150)에 둘러싸인 영역에는, 무기 뱅크(149)를 덮어 정공 주입층(140A)과 유기 발광층(140B)이 이 순서로 적층된 발광부(140)가 형성되어 있고, 또한 그 상부에는 유기 뱅크(150) 및 유기 발광층(140B)을 덮어 전면(全面)에 공통 전극(음극)(154)이 형성되어 있다. 발광부(140) 및 공통 전극(154)의 상면은, 무기 뱅크(149)나 배선층(250)의 구조에 기인한 요철 형상을 구비하고 있다. 제1 영역(120)의 중앙 부근에서는 무기 뱅크(149)가 일정한 주기로 반복하고 있기 때문에, 발광부(140) 및 공통 전극(154)의 상면은 일정한 주기로 동일한 형상이 반복하여 형성되어 있다. 그러나, 유기 뱅크(150)가 부설된 무기 뱅크(149)에서는, 하지의 요철 형상의 연속성이 끊어지기 때문에, 상층에 형성되어 있는 발광부(140) 및 공통 전극(154)의 형상이 제1 영역(120)의 중앙 부근과는 달라 있다.
유효 화소 영역(4)에 형성된 화소 전극(141A)과 발광부(140)와 공통 전 극(154)은 유기 EL 소자(200)를 구성하고, 유효 화소(P)로 되어 있다. 한편, 더미 영역(5)에 형성된 화소 전극(141B)은, 전기적으로 비(非)도통이 되도록 형성되어 있기 때문에 발광하는 일은 없다. 그 때문에, 더미 영역(5)에 형성된 화소 전극(141B)과 발광부(140)와 공통 전극(154)은 더미 화소(D)로 되어 있다. 또한, 여기에서는, 제2 영역(130)에는 유효 화소(P) 및 더미 화소(D)의 어느 것에도 형성되어 있지 않지만, 제2 영역(130)에도 더미 화소(D)를 배치하는 것으로 해도 좋다.
도4 는, 유효 화소(P) 및 그 주변부의 배선 구조를 나타내는 평면도이다. 도4 에 있어서는, 도면을 보기 쉽게 하기 위해 각 배선과 반도체막을 도시하고, 그 외의 구성에 대해서는 생략하고 있다.
도면에 나타내는 바와 같이, 유효 화소(P)의 근방에는 수직 방향으로 연재하는 주사선(101A)과, 수평 방향으로 연재하는 전원선(103)과, 동일하게 수평 방향으로 연재하여 일부 수직 방향 분지(diverging)부를 갖는 신호선(102)이 배치되어 있다. 또한, 주사선(101)과 신호선(102)과 전원선(103)으로 3방향을 둘러싸인 영역에는 평면에서 보아 직사각형의 화소 전극(141A)이 배치되어 있다.
화소 전극(141A)과 겹치지 않는 영역에는, 주사선(101)을 게이트 전극으로서 이용하는 스위칭용 TFT(142)가 배치되어 있다. 스위칭용 TFT(142)의 소스 전극에는, 전술한 신호선(102)의 분지부의 단부(端部)가 접속하고, 드레인 전극에는 배선(146)을 통하여 일단측이 접속된 배선(143A)이 접속되어 있다. 띠 형상의 배선(143A)은 일부 직사각 형상으로 돌출하여 넓은 폭으로 형성되어 있는 부분을 갖고, 이 돌출부와 전원선(103)이 평면적으로 겹쳐 있는 개소가 유지 용량(145)을 형 성하고 있다. 이들의 각 TFT는 전술한 제1 영역(120)과 평면적으로 겹치지 않는 영역에 형성하는 것이 바람직하고, 본 실시 형태에서는 이 구성을 채용하고 있다.
또한, 배선(143A)의 타단측에는, 배선(143A)을 게이트 전극으로서 이용하는 구동용 TFT(143)가 배치되어 있다. 구동용 TFT(143)의 소스 전극에는 전원선(103)이 접속하고, 드레인 전극에는 전극(236)을 통하여 화소 전극(141A)이 접속하고 있다.
이어서, 도5 에는 유효 화소(P) 및 그 주변부의 개략 단면도를 나타낸다. 도5(a) 는 도4 의 B-B에 있어서의 화살표 방향 단면도이며, 도5(b) 는 도4 의 C-C에 있어서의 화살표 방향 단면도이다. 도5(a) 와 도5(b) 는, 단면이 서로 직교하는 위치 관계로 되어 있다.
기판 본체(20)는, 보텀 이미션 방식을 채용하면 투명 기판을, 톱 이미션 방식을 채용하면 투명 기판 및 불투명 기판 중 어느 것이라도 이용할 수 있다. 불투명 기판으로서는, 예를 들면 알루미나 등의 세라믹, 스테인리스 스틸 등의 금속 시트에 표면 산화 등의 절연 처리를 시행한 것, 또는 열경화성 수지나 열가소성 수지, 나아가서는 그 필름(플라스틱 필름) 등을 들 수 있다. 투명 기판으로서는, 예를 들면 유리, 석영 유리, 질화 규소 등의 무기물이나, 아크릴 수지, 폴리카보네이트 수지 등의 유기 고분자(수지)를 이용할 수 있다. 또한, 광투과성을 구비한다면, 상기 재료를 적층 또는 혼합하여 형성된 복합 재료를 이용할 수도 있다. 본 실시 형태에서는, 기판 본체(20)의 재료로서 유리를 이용한다.
기판 본체(20)의 위에는 전면에 배선층(250)이 형성되어 있다. 이어서 배선 층(250)의 구성을 순서로 설명한다.
기판 본체(20)의 위에는, 도5(a) 에 나타내는 바와 같이 구동용 TFT(143)가 형성되어 있고, 또한 도5(b) 에 나타내는 바와 같이 스위칭용 TFT(142)가 형성되어 있다. 또한, 이들의 각 TFT의 표면을 덮어 기판 본체(20)의 표면 전면에, 게이트 절연막(220)이 형성되어 있다.
게이트 절연막(220) 상에는, 도5(a) 에 나타내는 바와 같이 구동용 TFT(143)의 게이트 영역에 겹쳐 배선(143A)이 형성되어 있고, 또한 도5(b) 에 나타내는 바와 같이 스위칭용 TFT(142)의 게이트 영역에 겹쳐 주사선(101)이 형성되어 있다. 또한, 주사선(101)과 배선(143A)과의 표면을 덮어 게이트 절연막(220)의 표면 전면에, 제1 층간 절연막(230)이 형성되어 있다.
제1 층간 절연막(230)의 위에는, 신호선(102)과 전원선(103)과 배선(146)과 전극(236)이 형성되어 있다. 또한, 게이트 절연막(220) 및 제1 층간 절연막(230)에는, 이들 각 절연막을 관통하여 연결 통과하고, 스위칭용 TFT(142)와 구동용 TFT(143)에 달하는 복수의 콘택트홀(232, 233, 234, 235)이 형성되어 있다. 이들 복수의 콘택트홀에 매설되는 전극을 통하여 전원선(103)은 구동용 TFT(143)의 소스 영역과, 전극(236)은 동 TFT의 드레인 영역과 접속하고 있다. 또한, 신호선(102)은 스위칭용 TFT(142)의 소스 영역과, 배선(146)은 동 TFT의 드레인 영역과 접속되어 있다. 이들의 각 배선 및 전극을 덮어, 제1 층간 절연막(230)의 위에는 제2 층간 절연막(240)이 형성되어 있다.
이들 기판(20) 상에 구성되어 있는 제2 층간 절연막(240)까지의 각 층을, 합 쳐 배선층(250)으로 하고 있다. 배선층(250)이 구비하는 각 배선이나 각 TFT는 공지의 방법에 의해 형성할 수 있다. 각 층간 절연막은, 예를 들면 실리콘 산화물이나 실리콘 질화물이나 실리콘 산질화물 등의 절연 재료로 형성되어 있다.
제2 층간 절연막(240)의 위에는 화소 전극(141A)이 형성되어 있다. 또한 제2 층간 절연막(240)에는 콘택트홀(237)이 형성되어 있고, 이 관통설치된 콘택트홀(237)에 화소 전극(141A)의 일부가 매설되어 있다. 그리고 화소 전극(141A)과 전극(236)이 도전 접속됨으로써, 구동용 TFT(143)와 화소 전극(141A)이 전기적으로 접속되어 있다. 화소 전극(141A)의 형성 재료에는, 워크 함수(work function)가 5eV 이상의 재료를 이용할 수 있다. 이러한 재료는, 정공 주입 효과가 높기 때문에 화소 전극(141A)의 형성 재료로서 바람직하다. 이러한 재료로서는, 예를 들면 ITO(Indium Tin Oxide: 인듐 주석 산화물) 등의 금속 산화물을 들 수 있다. 본 실시 형태에서는 ITO를 이용한다.
제2 층간 절연막(240) 및 화소 전극(141A)의 위에는, 화소 전극(141A)의 주연부(周緣部)에 일부 얹히도록 하여 무기 절연 재료로 이루어지는 무기 뱅크(149)가 형성되어 있다. 무기 뱅크(149)는, 유효 화소(P) 및 더미 화소(D)에 대응하는 개구부를 구비하여 형성된다. 그 때문에, 화소 전극(141A)은 이 개구부 내에 있어서 노출한 상태로 되어 있다. 무기 뱅크(149)는 실리콘 산화물이나 실리콘 질화물이나 실리콘 산질화물 등의 절연 재료로 형성되어 있다. 무기 뱅크(149)의 높이는, 예를 들면 400nm으로 형성되어 있다.
무기 뱅크(149) 상에는, 또한 유기 재료로 이루어지는 유기 뱅크(150)가 적 층되고, 이들 무기 뱅크(149) 및 유기 뱅크(150)에 의해, 유기 EL 장치(1)에 있어서의 격벽 부재가 형성되어 있다. 도5 에 있어서는 유기 뱅크(150)의 측벽은 제1 격벽(122)으로서 기능하고, 무기 뱅크(149) 및 유기 뱅크(150)로 둘러싸이는 영역은 제1 영역(120)을 형성한다. 유기 뱅크(150)의 높이는, 예를 들면 1㎛∼2㎛ 정도로 설정되어 형성되어 있다.
이 유기 뱅크(150)는 절연성의 수지 재료로 형성되어 있다. 또한, 유기 뱅크(150)는, 후술하는 기능성 재료를 용해 또는 분산시킨 액상체(기능액) 또는 이 용매에 대하여 발액성(lyophobic)을 나타내는 것이 바람직하다. 유기 뱅크(150)는, 예를 들면 광경화성의 아크릴 수지나 열경화성의 에폭시 수지 등이 이용되어 형성된 후에, 표면을 CF4 플라즈마 처리함으로서 발액 처리해도 좋고, 또한 수지 그 자체가 발액성을 나타내는 불소 함유 수지를 이용하여 형성해도 좋다.
제1 영역(120)에는, 전하 수송층으로서의 정공 주입층(140A)이 화소 전극(141A)과 무기 뱅크(149)를 덮어 형성되어 있다. 또한, 정공 주입층(140A)의 위에는 유기 발광층(140B)이 적층되어 형성되고, 정공 주입층(140A)과 유기 발광층(140B)은 발광부(140)를 형성하고 있다. 정공 주입층(140A) 및 유기 발광층(140B)은 통상 알려진 재료를 사용하는 것이 가능하다.
정공 주입층 형성 재료로서는, 폴리머 전구체가 폴리테트라히드로티오페닐페닐렌인 폴리페닐렌비닐렌, 1,1-비즈-(4-N,N-디트릴아미노페닐)시크로헥산, 트리스(8-히드록시퀴놀리놀)알루미늄, 폴리스티렌술폰산, 폴리에틸렌디옥시티오펜과 폴 리스티렌술폰산과의 혼합물(PEDOT/PSS) 등의 공지의 재료를 예시할 수 있다. 또한, 용매로서는, 이소프로필알콜, N-메틸피롤리돈, 1,3-디메틸-이미다졸리논 등의 극성 용매를 예시할 수 있다.
발광층 형성 재료로서는, 형광 혹은 인광을 발광하는 것이 가능한 공지의 고분자 발광 재료인, 폴리플루오렌 유도체(PF), 폴리파라페닐렌비닐렌 유도체(PPV), 폴리페닐렌 유도체(PP), 폴리파라페닐렌 유도체(PPP), 폴리비닐카르바졸(PVK), 폴리티오펜 유도체, 폴리디알킬플루오렌(PDAF), 폴리플루오렌벤조티아디아졸(PFBT), 폴리알킬티오펜(PAT)이나, 폴리메틸페닐실란(PMPS) 등의 폴리실란계 등을 매우 적합하게 이용할 수 있다. 또한, 이들의 발광 재료에, 페릴렌계 색소, 쿠마린계 색소, 로다민계 색소 등의 고분자계 재료나, 루브렌, 페릴렌, 9,10-디페닐안트라센, 테트라페닐부타디엔, 나일레드, 쿠마린6, 퀴나크리돈 등의 저분자 재료를 도프하여 이용할 수도 있다.
발광층(140B)과 유기 뱅크(150)를 덮어 공통 전극(154)이 형성되어 있다. 공통 전극(154)은, 발광층(140B)과 유기 뱅크(150)의 상면, 나아가서는 유기 뱅크(150)의 측면부를 형성하는 벽면의 일부를 덮은 상태에서 형성된다. 이 공통 전극(154)을 형성하기 위한 재료로서는, 워크 함수가 4eV 이하의 재료를 이용할 수 있다. 이러한 재료는 전자 주입 효과가 크기 때문에, 공통 전극(154)의 형성 재료로서 바람직하다. 이러한 재료 중에서도, 톱 이미션형의 발광 방식을 채용하는 경우에는, 투명 도전 재료가 이용된다. 투명 도전 재료로서는 ITO가 매우 적합하지만, 다른 투광성 도전 재료이어도 상관없다. 보텀 이미션형의 경우에는, 투명 도 전 재료 외에, 알루미늄 등의 불투명 혹은 광반사성을 갖는 도전 재료를 이용할 수 있다.
공통 전극(154)의 상층측에는, 음극 보호층을 형성해도 좋다. 이러한 음극 보호층을 형성함으로써, 제조 프로세스시에 공통 전극(154)이 부식되는 것을 방지하는 효과가 얻어진다. 음극 보호층은, 무기 화합물, 예를 들면, 실리콘 산화물, 실리콘 질화물, 실리콘 질산화물 등의 실리콘 화합물에 의해 형성할 수 있다. 공통 전극(154)을 무기 화합물로 이루어지는 음극 보호층으로 덮음으로써, 무기 산화물로 이루어지는 공통 전극(154)으로의 산소 등의 침입을 양호하게 방지할 수 있다. 또한, 이러한 음극 보호층은, 공통 전극(154)의 평면 영역의 외측의 기판 본체(20) 상까지, 10nm 내지 300nm 정도의 두께로 형성된다. 이상과 같이, 본 실시 형태의 유기 EL 장치(1)에 따른 유효 화소(P)가 구성되어 있다.
더미 화소(D)는, 전술한 유효 화소(P)의 구성과 거의 공통되어 있다. 다른 점은, 더미 화소(D)가 구비하는 화소 전극(141B)이, 표시(발광)에 기여하는 구동 회로와 전기적으로 비도통으로 되도록 형성되어 있는 것이다. 이렇게 형성되어 있음으로써, 배선이나 전극에 기인하는 요철 형상을 구비하고 있지만 확실하게 비발광인 더미 화소(D)로 할 수 있다.
전기적으로 비도통으로 하기 위한 구성으로서는, 유효 화소(P)에 있어서는 형성되어 있었던 각 콘택트홀 중의 적어도 어느 하나를 형성하지 않는 것으로 하는 것이 용이하며, 또한 확실한 형성 방법이다. 본 실시 형태에서는, 더미 화소(D)에 따른 주변 구조로, 콘택트홀(233, 234, 235, 236)에 대응하는 관통공을 형성하지 않는 것으로 하여, 화소 전극(141B)과 구동 회로를 절연하고 있다.
(유기 EL 장치의 제조 방법)
계속해서, 도6 내지 도9 를 이용하여 유기 EL 장치(1)의 제조 방법에 대하여 설명한다. 여기에서는, 발광부(140)를 형성하는 공정을 중심으로 설명한다. 본 실시 형태에서는, 발광부(140)의 형성에 있어서 액적 토출법을 이용하여 기능액을 배치하고, 기능액에 포함되는 기능성 재료를 이용하여 발광부(140)를 형성한다. 그 때문에, 우선 도6 및 도7 을 이용하여 액적 토출법에 이용하는 액적 토출 장치에 대하여 설명한 후, 도8 및 도9 에서 유기 EL 장치(1)의 제조 방법을 설명한다.
도6 은, 액적 토출 장치의 개략적인 구성도이다. 본 장치의 설명에 있어서는, XYZ 직교좌표계를 참조하면서 각 부재의 위치 관계에 대하여 설명한다. 수평면 내에 있어서의 소정 방향을 X축 방향, 수평면 내에 있어서 X축 방향과 직교하는 방향을 Y축 방향, 수평면의 연직 방향을 Z축 방향으로 한다. 본 실시 형태의 경우, 후술하는 액적 토출 헤드의 비주사 방향을 X축 방향, 액적 토출 헤드의 주사 방향을 Y축 방향으로 하고 있다. 또한, 도면에 나타내는 액적 토출 장치의 구성은 일 예이며, 이에 한정되지 않는다.
액적 토출 장치(300)는, 액적 토출 헤드(301)로부터 기판(20)에 대하여 액적을 토출하는 것으로서, 액적 토출 헤드(301)와, X방향 구동축(304)과, Y방향 가이드축(305)과, 제어 장치(306)와, 스테이지(307)와, 클리닝 기구(308)와, 받침대(309)와, 히터(315)를 구비하고 있다.
액적 토출 장치(300)는, 제어 장치(306)로부터 구동 신호를 공급하여 도시하 지 않은 구동 기구를 구동시킨다. 그러면 기판(20)을 지지하는 스테이지(307)는 X방향 구동축(304)과, Y방향 가이드축(305)을 따라 X방향 또는 Y방향으로 이동한다. 액적 토출 헤드(301)는, 상대 이동하는 기판(20)에 대하여 액상체의 액적을 토출하여, 소망하는 도포를 행한다. 본 실시 형태에서는, 액상체는 상기 기능액이다. 히터(315)는 기판(20) 상에 도포된 기능액에 포함되는 용매의 증발 및 건조를 행하여, 기능성 재료의 박막을 성막한다.
도7 은, 액적 토출 장치(300)가 구비하는 액적 토출 헤드(301)의 단면도이다. 액적 토출 헤드(301)는, 복수의 토출 노즐을 구비한 멀티 노즐 타입의 액적 토출 헤드이다. 복수의 토출 노즐은, 액적 토출 헤드(301)의 하면에 한 방향으로 늘어서서 일정 간격으로 형성되어 있다. 액적 토출 헤드(301)의 토출 노즐로부터는, 액상체의 액적(L)이 토출된다. 본 실시 형태에서는, 액상체는 기능성 재료를 용해 또는 분산시킨 액상체(기능액)이다. 본 실시 형태에서 토출하는 기능액의 한 방울의 양은, 예를 들면 1∼300 나노그램이다.
본 실시 형태에서 이용하는 액적 토출 헤드(301)는, 전기 기계 변환식의 토출 기술을 채용한 것을 이용한다. 본 방식에서는, 액상체를 수용하는 액체실(321)에 인접하여 피에조 소자(piezoelectric element; 322)가 설치되어 있다. 액체실(321)에는, 액상체를 수용하는 재료 탱크를 포함하는 액상체 공급계(323)를 통하여 액상체가 공급된다. 피에조 소자(322)는 구동 회로(324)에 접속되어 있고, 이 구동 회로(324)를 통하여 피에조 소자(322)에 전압을 인가하여, 피에조 소자(322)를 변형시킴으로써, 액체실(321)이 변형하여 내압이 높아지고, 노즐(325)로부터 액 상체의 액적(L)이 토출된다. 이 경우, 인가 전압의 값을 변화시킴으로써, 피에조 소자(322)의 변형량을 제어하여, 액상체의 토출량을 제어한다.
또한, 액적 토출법의 토출 기술로서는, 상기의 전기 기계 변환식 외에, 대전 제어(charge control) 방식, 가압 진동 방식, 전기열 변환 방식, 정전 흡인(electrostatic suction) 방식 등의 것을 들 수 있고, 이들의 어느 방식도 매우 적합하게 이용할 수 있다. 대전 제어 방식은, 재료에 대전 전극으로 전하를 부여하고, 편향 전극으로 재료의 비상 방향을 제어하여 노즐로부터 토출시키는 것이다. 가압 진동 방식은, 재료에 예를 들면 30kg/㎠ 정도의 초고압을 인가하여 노즐 선단측에 재료를 토출시키는 것이다. 전기열 변환 방식은, 재료를 저류한 공간 내에 형성한 히터에 의해, 재료를 급격하게 기화(氣化)시켜 버블(거품)을 발생시켜, 버블의 압력에 의해 공간 내의 재료를 노즐로부터 토출시키는 것이다. 정전 흡인 방식은, 재료를 저류(contain)한 공간 내에 미소(微小) 압력을 가하고, 노즐에 재료의 메니스커스(meniscus)를 형성하여, 이 상태에서 정전 인력을 가하여 노즐 선단으로부터 재료를 인출하는 것이다. 이 외에도, 전기장에 의한 유체의 점성 변화를 이용하는 방식이나, 방전 불꽃으로 날리는 방식의 것이 있으며, 모두 적용 가능하다.
다음으로, 유기 EL 장치(1)의 제조 방법에 대하여 도8 및 도9 를 참조하면서 설명한다. 또한, 이하에 나타내는 순서나 재료의 구성은 일 예이며, 이에 한정되는 것은 아니다.
우선 도8(a) 에 나타내는 바와 같이, 기판 본체(20) 상에 배선이나 스위칭 소자 등에 기인하는 요철 형상을 구비한 하지를 형성한다. 공지의 방법을 이용하여 배선층(250)을 형성한 후에, 배선층(250)의 위에 화소 전극(141A, 141B)을 형성한다. 또한, 화소 전극(141A, 141B)의 주연부와 일부 평면적으로 겹치도록, 산화 실리콘 등의 무기 절연 재료로 이루어지는 무기 뱅크(149)를 형성한다. 구체적으로는, 화소 전극(141A, 141B) 및 제2 층간 절연막(240)을 덮도록 산화 실리콘막을 형성한 후, 공지의 포토리소그래피 기술을 이용하여 산화 실리콘막을 패터닝하고, 화소 전극(141A, 141B)의 표면을 부분적으로 개구시킴으로써 형성할 수 있다. 무기 뱅크(149)의 개구부는 서로 일정 간격으로 형성한다.
다음으로, 도8(b) 에 나타내는 바와 같이, 무기 뱅크(149) 상에, 불소 함유 수지로 이루어지는 유기 뱅크(150)를 형성한다. 유기 뱅크(150)는 화소 전극(141)의 주위를 둘러싸서 제1 영역(120)을 형성하고, 유기 뱅크(150)의 제1 영역(120)측의 측벽은 제1 격벽(122)으로서 기능한다. 또한, 유기 뱅크(150)는 제1 영역(120)에 겹치지 않는 영역을 둘러싸서 제2 영역(130)을 형성하고, 유기 뱅크(150)의 제2 영역(130)측의 측벽은 제2 격벽(132)으로서 기능한다. 제1 영역(120)과 제2 영역(130)에 끼워진 유기 뱅크(150)는, 제1 격벽(122)과 제2 격벽(132)과의 기능을 겸비한다. 유기 뱅크(150)를 폴리이미드나 아크릴 수지 등으로 형성한 경우에는, 유기 뱅크(150)의 형성 후에 전술한 발액 처리를 행하면 좋다. 또한 발액 처리를 행하는 경우에는, 발액 처리 전에 O2 플라즈마 세정을 행하고, 화소 전극(141A, 141B) 상의 세정과 유기 뱅크(150)의 친액 처리를 행하면 좋다.
제2 영역(130)은, 기능액의 수용부로서의 기능을 구비하고 있으면 좋기 때문에, 특별히 형상에 한정은 없다. 단, 제2 영역(130)은 표시에 관여하지 않는 더미 영역(5)에 형성되어 있기 때문에, 제2 영역(130)을 넓게 형성하면 제조하는 장치의 더미 영역(5)이 늘어나고, 결과, 유효 화소 영역(4)의 비율이 감소한다. 그 때문에, 제2 영역(130)은, 설계상 바람직한 형상·크기로 하면 좋다. 또한, 본 실시 형태에서는 제2 영역(130)은 제1 영역(120)의 양단측에 1개씩 배치하는 것으로 하고 있지만, 복수씩 배치하는 것으로 해도 좋다.
이어서, 도8(c) 에 나타내는 바와 같이, 제1 영역(120) 및 제2 영역(130)으로 액적 토출 헤드(301)로부터 기능액(L1)을 도포한다. 기능액(L1)은, 전술한 정공 주입층 형성 재료를 용매에 용해 내지 분산시킨 것이다. 제1 영역(120)으로 도포하는 기능액(L1)의 양과, 제2 영역(130)으로 도포하는 기능액(L1)의 양은, 각각 독립적으로 제어할 수 있어, 필요에 따라 증감이 가능하다. 제2 영역(130)으로는 기능액(L1)을 대신하여 기능액(L1)의 용매를 도포하는 것으로 해도 좋다. 본 실시 형태에서는 제2 영역(130)에도 기능액(L1)을 도포한다.
기능액(L1)이 액적 토출 헤드(301)로부터 토출되면, 기능액(L1)은 유동성에 의해 수평 방향으로 퍼지려고 하지만, 도포된 위치를 둘러싸서 유기 뱅크(150)가 형성되어 있기 때문에, 기능액(L1)은 유기 뱅크(150)를 넘어 그 외측으로 퍼지지 않는다. 또한, 유기 뱅크(150)는 기능액(L1)에 대하여 발액성을 유지하고 있기 때문에, 유기 뱅크(150)의 정면(頂面)에 도포된 기능액(L1)은, 제1 영역(120) 또는 제2 영역(130) 중 어느 하나를 향하여 유동하여 배치된다.
이어서 도8(d) 에 나타내는 바와 같이, 제1 영역(120) 및 제2 영역(130)으로 기능액(L1)을 배치하면, 가열 혹은 광조사에 의해 기능액(L1)의 용매를 증발시켜 화소 전극(141A, 141B) 상에 고형(固形)의 정공 주입층(140A)을 형성한다. 또는, 대기 환경하 또는 질소 가스 분위기하에 있어서 소정 온도 및 시간으로 소성하도록 해도 좋다. 혹은 대기압보다 낮은 압력 환경하(감압 환경하)에 배치함으로써 용매를 제거하도록 해도 좋다.
여기서, 제1 영역(120) 내의 유효 화소(P)와 더미 화소(D)와의 형성 영역에서는, 화소 전극의 도통/비도통만이 다르며 그 외는 동일한 구성인 점에서, 표면의 요철 형상이 동일하게 되어 있다. 또한, 유효 화소(P)와 더미 화소(D)와의 형성 영역은 배치 간격이 일정하고 있다. 그 때문에, 유효 화소(P)와 더미 화소(D)와의 형성 영역에서는, 표면의 요철 형상에 기인한 기능액(L1)의 용매의 증발 상태에 차가 없어진다. 또한, 표면의 요철 형상이 기능액(L1)을 봉쇄하여 유동을 억제하기 때문에, 기능액(L1)의 유동에 의한 막두께의 차이가 생기지 않게 된다. 또한, 제1 영역(120)뿐만 아니라 제2 영역(130)에 있어서도 용매의 증발이 진행되기 때문에, 제1 영역(120)의 제1 격벽(122) 근방에 있어서의 증발 용매 농도가 다른 것과 비교하여 낮아지는 일이 없고, 제1 영역(120) 전체에서 건조 속도가 균일해진다. 이들의 점에서, 얻어지는 정공 주입층(140A)은, 하지의 표면 요철 형상에 대응하여 동일한 형상을 구비하고, 막두께, 막질(膜質)이 균일한 것으로 된다.
이러한 사상에 의해 제2 영역(130)을 형성하는 점에서, 제1 영역(120)과 제2 영역(130)과의 이간 거리는 너무 넓지 않는 쪽이 좋다. 예를 들면 본 실시 형태에 서는, 도3(a) 에 나타내는 바와 같이, 유효 화소간의 거리의 대략 2배의 거리를 둔 설계로 하고 있다. 제1 영역(120)과 제2 영역(130)과의 이간 거리가 너무 넓으면, 제2 영역(130)으로부터 증발하는 용매에 의해 제1 격벽(122) 근방의 증발 용매 농도를 제어한다는 주지로부터 벗어나기 때문이다. 이 이간 거리는 사용하는 용매의 종류나 제조시의 건조 조건 및, 형성의 용이함 등을 고려하여 설정할 수 있다.
계속해서, 도9(a) 에 나타내는 바와 같이, 액적 토출 헤드(301)로부터, 기능액(L2)을 제1 영역(120)의 정공 주입층(140A) 상 및 제2 영역(130)의 정공 주입층(140A) 상에 도포한다. 기능액(L2)은, 유기 발광층 형성 재료를 용매에 용해 내지 분산시킨 것이다. 또한, 기능액(L1)의 도포시와 동일하게, 유기 뱅크(150)는 발액성의 유기 재료로 형성되어 있기 때문에, 유기 뱅크(150)에 도포된 기능액(L2)은, 제1 영역(120) 또는 제2 영역(130) 중 어느 하나에 양호하게 배치된다.
전술한 유기 발광층 형성 재료에 대해서는, 극성 용매에 용해 내지 분산시켜 액상체(기능액)로 하고, 이 기능액을 액적 토출 헤드(301)로부터 토출한다. 극성 용매는, 상기 발광 재료 등을 용이하게 용해 또는 균일하게 분산시킬 수 있기 때문에, 액적 토출 헤드의 노즐 구멍에서의 기능액 중의 고형분이 부착하거나 막힘을 것을 일으키거나 하는 것을 방지할 수 있다.
이러한 극성 용매로서 구체적으로는, 물, 메탄올, 에탄올 등의 물과 상용성(water-compatibility)이 있는 알콜, N,N-디메틸포름아미드(DMF), N-메틸피롤리돈(NMP), 디메틸이미다졸린(DMI), 디메틸술폭사이드(DMSO), 및 2,3-디히드로벤조푸란 등을 들 수 있고, 이들의 용매를 2종 이상 적절히 혼합한 것이라도 좋다. 또 한, 이들의 용매에 시클로헥실벤젠 등을 적절히 더하여 점도를 조정해도 상관없다.
유기 발광층(140B)이 적색, 녹색, 청색의 각각의 빛을 사출하는 구성의 경우에는, 유기 발광층(140B)의 형성은, 적색의 발색광을 발광하는 발광층 형성 재료를 포함하는 기능액, 녹색의 발색광을 발광하는 발광층 형성 재료를 포함하는 기능액, 청색의 발색광을 발광하는 발광층 형성 재료를 포함하는 기능액을, 각각 대응하는 제1 영역(120)에 토출함으로써 행한다. 또한, 유기 발광층(140B)이 백색광을 사출하는 구성을 채용하는 경우에는, 예를 들면, 적색, 녹색, 청색의 3색의 빛을 발광 가능한 유기 발광층을 동일한 제1 영역 내에 적층하여 형성하고, 동시에 발광시켜 백색 발광을 취출하는 3층 구조로 한다는 구성을 채용하는 것도 가능하다.
이어서 도9(b) 에 나타내는 바와 같이, 기능액(L2) 중의 용매를 증발시킨다. 이 공정에 의해, 공정 주입층(140A) 상에 고형의 각 색에 대응하는 유기 발광층(140B)이 형성되고, 이에 따라 정공 주입층(140A)과 유기 발광층(140B)으로 이루어지는 발광부(140)가 얻어진다.
이때, 정공 주입층(140A)의 형성시와 동일하게, 제2 영역(130)에도 기능액(L2)이 도포되어 있기 때문에, 제1 영역(120)의 제1 격벽(122) 근방에 있어서의 증발 용매 농도가 다른 것과 비교하여 낮아지는 일이 없고, 제1 영역(120) 전체에서 건조 속도가 균일해진다. 또한, 기능액(L2)이 배치되는 정공 주입층(140A)은, 표면이 양호하게 평탄화되어 형성되어 있기 때문에, 그 위에 형성되는 발광층(140B)도 양호한 평탄성을 가지고 형성된다. 따라서, 균일 그리고 양호한 발광 특성, 신뢰성을 구비한 유기 발광층(140B)이 된다.
이어서, 도9(c) 에 나타내는 바와 같이, 모든 제1 영역(120)에 유기 발광층(140B)을 형성하면, 유기 발광층(140B) 및 유기 뱅크(150)를 덮어 기판 본체(20)의 표면 전체에 ITO 등을 이용하여 공통 전극(154)을 형성한다. 공통 전극(154)은 스퍼터 등의 물리적 증착, CVD 등의 화학적 증착 어느 방법에 의해서도 형성 가능하다. 필요에 따라, 공통 전극(154)의 표면에 공통 전극(154)의 파손을 막기 위한 보호막을 형성해도 좋다. 이상과 같이 하여, 유기 EL 소자(200)를 형성하여 유기 EL 장치(1)가 완성된다.
이상과 같은 유기 EL 장치(1)의 제조 방법에 의하면, 제1 영역(120) 내에 있어서, 유효 화소(P)와 동일한 구성·형상을 구비하는 더미 화소(D)를 배치하여 유효 화소(P)의 형성을 하는 것으로 하고 있다. 이에 의해, 제1 영역(120) 내에 배치된 복수의 유효 화소(P)간에서는 정공 주입층(140A)이나 유기 발광층(140B)과 같은 기능막의 막두께 불균일이 생기는 것을 억제할 수 있어, 우수한 화상 표시가 가능한 유기 EL 장치(1)로 할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 제1 영역(122)에 배치된 복수의 유효 화소(P) 및 더미 화소(D)는, 서로 등간격으로 형성되어 있는 것으로 하고 있다. 그 때문에, 기능액을 배치하는 표면의 요철 형상도 형성되는 화소 전극, 스위칭 소자, 배선 등에 기인하여 일정의 규칙성·연속성이 생긴다. 따라서, 용매의 증발이나 기능액의 유동이 거의 균일해져, 형성되는 기능막의 막두께 불균일을 억제할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 제1 영역(120)의 주위에 제2 격벽(132)으로 둘러싸인 제2 영역(130)을 배치하고, 제2 영역(130)에도 기능액을 도포하는 것으로 하 고 있다. 제2 영역(130)에 배치하는 기능액으로부터도 용매가 증발하기 때문에, 제1 영역(120) 내에 배치하는 더미 화소(D)를 늘리는 일 없이 제1 영역(120) 근방의 용매 증기 농도를 높일 수 있다. 따라서, 보다 정교하고 치밀하게 막두께 불균일을 억제할 수 있다. 또한, 제2 영역(130)에는 제1 영역(120)과 동일한 기능액을 배치하는 점에서, 용이하게 제2 영역(130)에 기능액의 배치를 행하여 막두께 불균일의 억제를 행할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 액적 토출법을 이용하여 기능액의 도포를 행하는 것으로 하고 있다. 그 때문에, 양을 고도로 제어하여 기능액의 배치를 행할 수 있어, 형성하는 기능막을 소망하는 막두께로 형성하는 것이 가능해진다.
또한, 이상과 같은 구성의 유기 EL 장치(1)에 의하면, 더미 화소(D)는 유효 화소(P)와 동일하게 화소 전극, 스위칭 소자, 배선을 구비하고 있는 점에서, 유효 화소(P)와 더미 화소(D)는 동일한 구성·형상으로 할 수 있어, 구조의 차에 의한 유효 화소(P)와 더미 화소(D)와의 형성 불균일(variation)을 없앨 수 있다. 또한, 표시 불량을 일으키기 쉬운 격벽 주변의 영역에 표시(발광)에 기여하지 않는 더미 화소(D)를 배치하고, 표시(발광)에 관련되지 않는 더미 영역(5)으로 함으로써, 격벽의 유효 화소(P)로의 영향을 억제하는 구조로 되어 있다. 또한, 더미 화소(D)는 구동 회로와 절연되어 있기 때문에, 더미 화소(D)는 확실하게 비발광으로 되고, 표시에 영향을 주지 않는다. 이들의 점에서, 양호한 표시가 가능한 유기 EL 장치(1)로 할 수 있다.
또한, 본 발명에 있어서는, 배선끼리 및 배선과 스위칭 소자를 접속하는 콘 택트홀(233, 234, 235, 236)을 형성하지 않고 전기적으로 비도통 상태로 되는 것으로 하고 있다. 이 구성에 의하면, 확실하게 더미 화소(D)와 구동 회로를 절연할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는 콘택트홀(233, 234, 235, 236)을 형성하지 않는 것으로 했지만, 콘택트홀(237)을 형성하지 않는 것으로 하여, 스위칭 소자와 화소 전극을 전기적으로 비도통으로 함으로써 더미 화소와 구동 회로를 절연할 수도 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 더미 화소(D)의 화소 전극(141B)이 전기적으로 비도통으로 하기 위해, 화소 전극(141B)에 접속되는 배선의 콘택트홀을 형성하지 않는 것으로 했지만, 더미 화소(D)에 이러한 배선을 불연속으로 형성하여 절연하는 것으로 해도 상관없다. 나아가서는, 유효 화소(P)와 더미 화소(D)를 동일하게 형성하여, 회로 처리에 의해 더미 화소(D)에 신호를 흘리지 않는 것으로 하는 것도 가능하다.
또한, 본 실시 형태에서는, 제2 영역(130)에는 제1 영역(120)에 도포하는 기능액과 동일한 기능액을 도포하는 것으로 하고 있지만, 기능액이 포함하는 용매만을 제2 영역(130)을 도포하여 용매 증기의 농도를 제어하는 것으로 해도 좋다. 이와 같이 하면, 제2 영역(130)에는 용매가 증발한 후에 퇴적하는 것이 없기 때문에, 복수회의 박막 형성을 반복하는 경우라도, 제2 영역(130)이 매몰하는 일이 없다. 그 때문에, 동일한 제2 영역(130)을 이용하여 몇번이고 용매 증기 농도의 제어를 행할 수 있어, 효율적으로 막두께 불균일을 억제할 수 있다. 용매의 도포를 행하 는 경우에도, 액적 토출법을 이용하면 도포량의 제어가 용이하다.
또한, 본 실시 형태에서는, 액적 토출법을 이용하여 기능액을 배치하는 것으로 했지만, 그 외에도 스크린 인쇄, 그라비아(gravure) 인쇄, 플렉소 인쇄(flexography), 디스펜서법 등, 기능액을 배치하여 기능막을 형성하는 습식의 도포 형성 방법을 이용할 수도 있다.
또한, 본 실시 형태에서는 유기 EL 장치(1)로서, 유기 EL 소자를 이용하는 풀 컬러 표시 가능한 화상 표시 장치를 나타냈지만, 다른 유기 EL 장치의 구조에도 이용할 수 있다. 예를 들면 본 발명의 제조 방법을 이용하여, 화상 형성 장치인 광프린터의 노광 헤드용의 광원을 제조할 수 있다. 그 경우에는, 유기 EL 소자는 백색광을 사출하는 구성으로 하여, 컬러 필터는 불필요해진다. 이러한 광원을 구비한 노광 헤드를 이용하면, 고(高)해상도의 광프린터를 제조하는 것이 가능해진다.
[전자 기기]
다음으로, 도10 을 참조하여 본 발명의 유기 EL 장치를 구비한 전자 기기의 예에 대하여 설명한다.
도10(a) 는, 휴대 전화의 일 예를 나타낸 사시도이다. 도10(a) 에 있어서, 휴대 전화(50)는 표시부(51)를 구비하고 있다. 표시부(51)에는, 본 발명에 따른 유기 EL 장치를 구비하고 있다.
도10(b) 는, 워드 프로세서, 퍼스널 컴퓨터 등의 휴대형 정보 처리 장치의 일 예를 나타낸 사시도이다. 도10(b) 에 있어서, 정보 처리 장치(60)는, 키보드 등의 입력부(61), 표시부(62), 케이스체(63)를 구비하고 있다. 또한 표시부(62)에는, 본 발명에 따른 유기 EL 장치를 구비하고 있다.
도10(c) 는, 손목 시계형 전자 기기의 일 예를 나타낸 사시도이다. 도10(c) 에 있어서, 시계(70)는 표시부(71)를 구비하고 있다. 표시부(71)에는, 본 발명에 따른 유기 EL 장치를 구비하고 있다.
도10(a)∼(c) 에 나타내는 전자 기기는 모두, 앞서 서술한 실시 형태에 나타낸 유기 EL 장치가 구비된 것이기 때문에, 표시 불량이 적고 고품질이며 그리고 장수명인 전자 기기로 할 수 있다.
또한, 전자 기기로서는, 상기 전자 기기에 한정되는 일 없이, 여러 가지의 전자 기기에 적용할 수 있다. 예를 들면, 데스크탑형 컴퓨터, 액정 프로젝터, 멀티미디어 대응의 퍼스널 컴퓨터(PC) 및 엔지니어링 워크스테이션(EWS), 페이저(pager), 워드프로세서, TV, 뷰파인더형 또는 모니터 직시형의 비디오 테이프 리코더, 전자 수첩, 전자 탁상 계산기, 차량용 내비게이션 장치, POS 단말, 터치 패널을 구비한 장치 등의 전자 기기에 적용할 수 있다.
이상, 첨부 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 매우 적합한 실시 형태예에 대하여 설명했지만, 본 발명은 이러한 예에 한정되지 않는 것은 말할 필요도 없다. 전술한 예에 있어서 나타낸 각 구성 부재의 모든 형상이나 조합 등은 일 예로서, 본 발명의 주된 요지로부터 일탈하지 않는 범위에 있어서 설계 요구 등에 기초하여 여러가지 변경 가능하다.
도1 은 본 발명의 실시 형태에 따른 유기 EL 장치의 배선 구조를 나타내는 개략도이다.
도2 는 본 발명의 실시 형태에 따른 유기 EL 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 평면도이다.
도3 은 본 발명의 실시 형태에 따른 유기 EL 장치의 요부를 확대한 개략도이다.
도4 는 본 실시 형태의 유효 화소 주변의 배선 구조를 개략적으로 나타내는 평면도이다.
도5 는 본 실시 형태의 유효 화소 주변의 구조를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도6 은 액적 토출 장치의 개략적인 구성도이다.
도7 은 액적 토출 장치에 구비되는 액적 토출 헤드의 단면도이다.
도8 은 본 발명의 실시 형태에 따른 유기 EL 장치의 제조 방법을 나타내는 공정도이다.
도9 는 본 발명의 실시 형태에 따른 유기 EL 장치의 제조 방법을 나타내는 공정도이다.
도10 은 본 발명의 실시 형태의 유기 EL 장치를 구비하는 전자 기기를 나타내는 도면이다.
(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)
1 : 유기 EL 장치
4 : 유효 화소 영역
5 : 더미 영역
20 : 기판 본체(기판)
101 : 주사선(배선)
102 : 신호선(배선)
103 : 전원선(배선)
122 : 제1 격벽
132 : 제2 격벽
140A : 정공 주입층(기능성 재료의 박막)
140B : 유기 발광층(기능성 재료의 박막)
141A, 141B : 화소 전극
142 : 스위칭용 TFT(스위칭 소자)
143 : 구동용 TFT(스위칭 소자)
143A, 146 : 배선
P : 유효 화소
D : 더미 화소
L, L1, L2 : 기능액(기능성 재료를 용매에 용해 또는 분산시킨 액상체)

Claims (10)

  1. 제1 영역, 제2 영역 및 제3 영역을 구획하는 격벽(partition wall)과,
    상기 제1 영역에 배치된 제1 유기막과,
    상기 제2 영역에 배치된 제2 유기막과,
    상기 제3 영역에 배치된 제3 유기막을 구비하고,
    상기 제1 영역 내에는, 발광에 기여하는 화소로서, 제1 배열축을 따라 연속하여 배치된 복수의 유효 화소를 갖고,
    상기 복수의 유효 화소의 1개는,
    유효 화소 전극과,
    공통 전극과,
    상기 유효 화소 전극과 상기 공통 전극과의 사이에 배치된 상기 제1 유기막을 갖고 있고,
    상기 제2 영역 및 상기 제3 영역은, 상기 제1 영역을 협지하고 대향하여 배치되어 있고, 그리고 상기 제1 영역, 상기 제2 영역 및 상기 제3 영역은 상기 제1 배열축을 따라 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 유기 EL 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 영역에는, 발광에 기여하지 않는 화소로서, 상기 제1 배열축을 따라 배치된 제1 더미 화소와 제2 더미 화소를 추가로 갖고,
    상기 복수의 유효 화소는 상기 제1 더미 화소와 상기 제2 더미 화소와의 사이에 배치되어 있고,
    상기 제1 더미 화소는 제4 유기막을 갖고, 상기 제2 더미 화소는 제5 유기막을 갖는 것을 특징으로 하는 유기 EL 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 더미 화소는,
    제1 더미 화소 전극과,
    상기 공통 전극을 추가로 갖고,
    상기 제2 더미 화소는,
    제2 더미 화소 전극과,
    상기 공통 전극을 추가로 갖고,
    상기 제4 유기막은 상기 제1 더미 화소 전극과 상기 공통 전극과의 사이에 배치되고,
    상기 제5 유기막은 상기 제2 더미 화소 전극과 상기 공통 전극과의 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 유기 EL 장치.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 복수의 유효 화소는, 상기 제1 더미 화소에 인접하여 배치된 제1 유효 화소와, 상기 제1 유효 화소에 인접하여 배치된 제2 유효 화소와, 상기 제2 더미 화소에 인접하여 배치된 제3 유효 화소를 갖고,
    상기 제1 더미 화소와 상기 제1 유효 화소와의 사이의 거리, 상기 제1 유효 화소와 상기 제2 유효 화소와의 사이의 거리 및, 상기 제3 유효 화소와 상기 제2 더미 화소와의 사이의 거리는 서로 동등한 것을 특징으로 하는 유기 EL 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 유기막, 상기 제2 유기막 및, 상기 제3 유기막은 동일한 재료로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 유기 EL 장치.
  6. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 유기막, 상기 제2 유기막, 상기 제3 유기막, 상기 제4 유기막 및, 상기 제5 유기막은 동일한 재료로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 유기 EL 장치.
  7. 제1 영역에 있어서, 제1 배열축을 따라, 발광에 기여하는 화소의 전극인 복수의 유효 화소 전극을 기판 상에 형성하는 공정과;
    상기 기판 상에, 상기 제1 영역, 제2 영역 및 제3 영역을 구획하는 격벽을 형성하는 공정과;
    상기 격벽으로 둘러싸인,
    상기 제1 영역에 있어서의 상기 기판 상,
    상기 제2 영역에 있어서의 상기 기판 상 및 상기 복수의 유효 화소 전극 상,
    상기 제3 영역에 있어서의 상기 기판 상
    에 기능성 재료를 용매에 용해 또는 분산시킨 액상체를 배치하고, 상기 용매를 증발시켜 상기 기능성 재료로 이루어지는 유기막을 형성하는 공정과;
    상기 복수의 유효 화소 전극에 대향하여 배치되도록 상기 유기막 상에 공통 전극을 형성하는 공정
    을 포함하고,
    상기 제1 영역, 상기 제2 영역 및, 상기 제3 영역은 상기 제1 배열축을 따라 배치되어 있고,
    상기 제1 영역은, 상기 제2 영역과 상기 제3 영역과의 사이에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 유기 EL 장치의 제조 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1 영역에 있어서, 상기 제1 배열축을 따라 발광에 기여하지 않는 화소의 전극인 제1 더미 화소 전극과 제2 더미 화소 전극을 기판 상에 형성하는 공정을 추가로 갖고,
    상기 복수의 유효 화소 전극은, 상기 제1 더미 화소 전극과 상기 제2 더미 화소 전극과의 사이에 배치되어 있고,
    상기 유기막을 형성하는 공정에 있어서는, 상기 제1 더미 화소 전극 및 상기 제2 더미 화소 전극 상에도 상기 액상체를 배치하고, 상기 제1 더미 화소 전극 및 상기 제2 더미 화소 전극 상에도 상기 유기막을 형성하는 것을 특징으로 하는 유기 EL 장치의 제조 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 복수의 유효 화소 전극은, 상기 제1 더미 화소 전극에 인접하여 배치된 제1 유효 화소 전극과, 상기 제1 유효 화소 전극에 인접하여 배치된 제2 유효 화소 전극과, 상기 제2 더미 화소 전극에 인접하여 배치된 제3 유효 화소 전극을 가지며,
    상기 제1 더미 화소 전극과 상기 제1 유효 화소 전극과의 사이의 거리, 상기 제1 유효 화소 전극과 상기 제2 유효 화소 전극과의 사이의 거리 및, 상기 제3 유효 화소 전극과 상기 제2 더미 화소 전극과의 사이의 거리는 서로 동등하게 되도록, 상기 제1 더미 화소 전극, 상기 제2 더미 화소 전극 및, 상기 복수의 유효 화소 전극은 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 유기 EL 장치의 제조 방법.
  10. 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유기막을 형성하는 공정에 있어서, 상기 격벽으로 구획된 상기 제2 영역 및 상기 격벽으로 구획된 상기 제3 영역에는, 상기 액상체를 대신하여 상기 용매를 배치하는 것을 특징으로 하는 유기 EL 장치의 제조 방법.
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