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KR100743948B1 - 유기 ｅｌ 장치 및 광학 장치 - Google Patents

유기 ｅｌ 장치 및 광학 장치 Download PDF

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KR100743948B1
KR100743948B1 KR1020060094276A KR20060094276A KR100743948B1 KR 100743948 B1 KR100743948 B1 KR 100743948B1 KR 1020060094276 A KR1020060094276 A KR 1020060094276A KR 20060094276 A KR20060094276 A KR 20060094276A KR 100743948 B1 KR100743948 B1 KR 100743948B1
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KR
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organic
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recesses
side wall
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마사유키 미츠야
Original Assignee
세이코 엡슨 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 예를 들어 평탄한 표면을 갖는 유기 EL층을 잉크젯법을 이용하여 형성하는 것을 과제로 한다.
구멍부(90)는 제 1 측벽면(48a)으로부터 도포액(51)에 개구되고, 도면 중의 Y방향을 따라 뱅크부(47) 중에 연장되어 있다. 구멍부(90)는, 오목부(62)에 도포액(51)이 도포되었을 때에, 도포액(51)의 일부를 구멍부(90)를 통하여 오목부(62)로부터 배출한다. 건조 전의 도포액(51)은 모세관현상에 의해 구멍부(90)로부터 오목부(62)의 외측, 즉, 뱅크부(47) 중에 연장되는 구멍부(90)로부터 배출된다. 이 때, 오목부(62)에 잔류되는 도포액(51)에 대하여 도면 중의 Y방향을 따라 힘 Fy1이 작용하고, 도포액(51)의 표면은 Y방향을 따라 평탄해진다. 이것과 동시에, Y방향을 따라 도포액(51)에 힘 Fy1이 작용함으로써, X방향에 따른 도포액(51)의 표면을 평탄화하도록 힘 Fx1이 작용하고, 제 2 측벽면(48b)으로부터 도포액(51)에 작용하는 힘이 상대적으로 작아지도록 제 1 측벽면(48a) 및 제 2 측벽면(48b) 각각으로부터 도포액(51)에 작용하는 힘이 조정된다. 이것에 의해, Y방향뿐만 아니라, X방향을 따라 도포액(51)의 표면이 평탄화된다.
구멍부, 도포액, 오목부, 뱅크부

Description

유기 ＥＬ 장치 및 광학 장치{ORGANIC ELECTROLUMINESCENT DEVICE AND OPTICAL DEVICE}
도 1은 제 1 실시예에 따른 유기 EL 장치(10)의 전체 구성을 나타낸 블록도.
도 2는 제 1 실시예에 따른 유기 EL 장치(10)의 개략 구성을 나타낸 평면도.
도 3은 도 2의 III-III'선 단면도.
도 4는 오목부(62)의 저부(底部)로부터 연장되는 유기 EL층(50)의 평면 형상을 비교한 평면도.
도 5는 도 4의 (b)의 Va-Va'선 단면도 및 Vb-Vb'선 단면도.
도 6은 제 1 실시예에 따른 유기 EL 장치(10)의 화소부(70)를 확대하여 나타낸 평면도.
도 7은 도 6의 VIIa-VIIa'선 단면도 및 VIIb-VIIb'선 단면도.
도 8은 제 1 실시예에 따른 유기 EL 장치의 변형예의 일례를 나타낸 평면도.
도 9는 제 2 실시예에 따른 유기 EL 장치의 변형예의 다른 예의 일부를 파단(破斷)하여 나타낸 사시도.
도 10은 제 2 실시예에 따른 유기 EL 장치(300)의 평면도.
도 11은 도 10에 나타낸 화소부(70a, 70b)를 확대하여 나타낸 평면도.
도 12는 본 발명에 따른 유기 EL 장치를 구비하여 이루어지는 전자 기기의 일례의 사시도.
도 13은 본 발명에 따른 유기 EL 장치를 구비하여 이루어지는 전자 기기의 다른 예의 사시도.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
10, 100, 200, 300: 유기 EL 장치 34: 양극(陽極)
47: 뱅크부 50: 유기 EL층
62: 오목부 70: 화소부
90, 91, 93a, 93b: 구멍부 92: 홈부
본 발명은 예를 들어 잉크젯법을 이용하여 제조되는 유기 EL 표시 장치 등의 유기 EL 장치 및 컬러 필터 등의 광학 장치의 기술분야에 관한 것이다.
이러한 유기 EL 장치에서는, 발광층인 유기 EL층을 구성하는 재료로서 저분자 발광 재료 또는 고분자 발광 재료가 사용된다. 저분자 발광 재료에 의해 구성되는 발광층은 진공 증착법으로 대표되는 건식법에 의해 형성된다. 따라서, 저분자 재료에 의해 구성된 발광층을 대형 기판 위에 균일한 막 두께로 형성하는 것은 곤란하다고 생각되었다. 고분자 발광 재료에 의해 구성되는 발광층은, 일반적으로 고분자 재료에 의해 발광 재료를 용매에 분산 및 용해시킴으로써 얻어지는 도포액을 스핀 코팅법 등의 도포 방법을 이용하여 기판 위에 도포함으로써 형성된다. 따 라서, 각색으로 발광하는 발광 재료를 함유하는 도포액을 나누어 도포함으로써 풀 컬러(full-color) 표시 가능한 풀 컬러 디스플레이를 제조하는 것은 곤란하다고 생각되었다.
이러한 실정 하에서 특허문헌 1은, 적색 및 녹색의 유기 EL 재료를 잉크젯법을 이용하여 나누어 도포한 후, 적색 및 녹색으로 발광하는 유기층 위 및 소정의 영역에 청색의 발광 재료를 증착(蒸着)시킴으로써 풀 컬러 표시를 가능하게 하는 유기 EL 표시 장치를 제안한다. 또한, 특허문헌 1은, 대형 기판을 사용하여 제조되는 유기 EL 표시 장치에 특허문헌 1에 개시된 유기 EL 표시 장치를 응용할 수 있는 가능성이 있음을 시사한다.
또한, 잉크젯법을 이용하여 발광층을 형성할 경우, 발광층을 서로 차단하기 위한 격벽에 의해 규정되는 영역에 유기 EL 재료를 함유하는 액적을 도포하고, 그 후 액적을 건조시킴으로써, 평탄한 발광층을 형성하게 된다. 이 때, 액적으로부터 용매가 기화(氣化)될 때의 액적의 거동(擧動)은 액적에 함유되는 유기 EL 재료 및 용매의 종류, 건조 조건에 따라 상이하기 때문에, 발광층의 휘도를 화소 내 및 기판 전체에서 균일하게 하기 위해서는 액적을 건조시켜 얻어지는 발광층의 평탄성이 손상되지 않도록 유의해야만 한다. 이러한 유의점을 고려한 상태에서, 특허문헌 2는 급격한 건조를 억제하기 위해 원래 화소 영역으로서 기능하지 않는 영역에 액적을 도포하는 기술을 개시한다.
또한, 특허문헌 3은 발광층이 형성되는 영역, 즉, 유기 EL 재료를 함유하는 액적이 도포되는 영역을 규정하는 격벽의 표면에 조면(粗面) 처리를 실시함으로써, 격벽 표면에서의 액적의 습윤성을 개선하고, 건조 공정을 거쳐 형성되는 발광층을 평탄하게 하는 기술을 개시한다.
[특허문헌 1] 일본국 공개특허평10-153967호 공보
[특허문헌 2] 일본국 공개특허2002-252083호 공보
[특허문헌 3] 일본국 공개특허2002-148429호 공보
이러한 유기 EL 장치에서는, 개구율의 향상에 대한 요청 증가 하에서, 유기 EL 재료를 도포하여 이루어지는 발광부의 평면 형상은 원형보다 비(非)원형인 것이 바람직하다. 보다 구체적으로는, 유기 EL 장치의 개구율을 더 향상시키기 위해서는, 한쪽 방향을 따라 연장되는 비등방적(非等方的)인 원통형의 평면 형상을 갖는 발광부를 어레이(array) 형상으로 배열하는 것이 평면 형상이 원형인 발광부를 어레이 형상으로 배열하는 것보다 유기 EL 장치 전체의 개구율을 더 높일 수 있다.
그러나, 이러한 비등방적인 평면 형상을 갖는 발광부를 형성하기 위해, 격벽으로 둘러싸인 원통형의 영역에 액적을 도포한 경우, 도포된 액적에 격벽의 측벽면으로부터 작용하는 힘은 비등방적이고, 액적을 건조시킬 때에 액적에 접하는 각 측벽면으로부터 액적에 가해지는 힘은 각 방향에 대해서 불균일해져, 평탄한 발광층을 형성하기 어렵다는 기술적 문제점이 있다.
이러한 기술적 문제점을 고려한 경우, 특허문헌 1 및 2에 개시된 기술에서는 충분히 균일한 막 두께를 갖는 발광층을 형성하는 것이 곤란하다. 또한, 특허문헌 3에 개시된 기술에 의하면, 격벽의 측벽면에 조면 처리를 실시하는 것만으로는, 액 적이 도포되는 비등방적인 영역을 규정하는 측벽면으로부터 액적에 작용하는 힘을 각 방향 사이에서 조정하여 액적의 표면을 평탄하게 하는 것이 곤란하며, 건조 공정을 거쳐 평탄한 발광층을 형성하는 것이 곤란하다. 또한, 대형 기판 위에서의 격벽에 의해 규정된 복수의 화소 각각에 잉크젯법을 이용하여 발광층을 형성한 경우, 기판의 에지(edge)에 가까운 영역 및 중앙에 가까운 영역 각각의 사이의 위치 상이에 따라 이들 영역의 각각에 도포된 액적을 균일하게 건조시키고, 평탄한 발광층을 형성하는 것은 제조 프로세스상의 곤란을 수반하는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 상기 문제점 등을 감안하여 안출된 것으로서, 예를 들어 원통형 등의 비등방적인 영역에 잉크젯법을 이용하여 유기 EL 재료를 함유하는 도포액을 도포한 후, 건조 공정을 거쳐 형성되는 평탄한 발광층을 갖는 유기 EL 장치, 및 이러한 유기 EL 장치와 동일하게 잉크젯법을 이용하여 비등방적인 영역에 광학 재료를 함유하는 도포액을 도포하여 이루어지는 컬러 필터 등의 광학 장치를 제공하는 것을 과제로 한다.
본 발명의 제 1 발명에 따른 유기 EL 장치는, 상기 과제를 해결하기 위해, 기판과, 상기 기판 위에 설치되어 있고, 평면에서 보아 비등방적(非等方的)인 형상을 갖는 복수의 오목부를 규정하는 격벽부(隔壁部)와, 유기 EL 재료를 함유하는 도포액을 상기 복수의 오목부 각각에 개별적으로 도포한 후, 상기 오목부에 도포된 도포액을 건조시킴으로써 형성된 발광부(發光部)와, 상기 격벽부에 형성되어 있고, 상기 오목부에 도포된 도포액의 일부를 상기 발광부의 표면이 평탄해지도록 상기 오목부로부터 배출하는 배액(排液) 수단을 구비한다.
본 발명의 제 1 발명에 따른 유기 EL 장치에 의하면, 격벽부는 예를 들어 각 화소에 개별적으로 설치되는 복수의 오목부 각각을 규정한다. 보다 구체적으로는, 격벽부는 복수의 오목부에 유기 EL 재료를 함유하는 도포액을 도포함으로써 형성되는 발광층을 서로 전기적으로 분리한다. 이러한 발광부는 서로 독립하여 발광할 수 있고, 예를 들어 복수의 오목부 각각에 적색, 녹색 및 청색의 각각의 색으로 발광하는 유기 EL 재료를 함유하는 도포액을 나누어 도포하여 발광부를 형성함으로써, 풀 컬러 화상이 표시된다.
발광부는, 예를 들어 잉크젯법 등의 도포법을 이용하여 도포액을 복수의 오목부 각각에 나누어 도포한 후, 각 오목부에 도포된 도포액을 건조시킴으로써 형성된다. 복수의 오목부는 유기 EL 장치의 개구율을 높이기 위해 평면에서 보아 비등방적인 평면 형상을 갖고 있으며, 예를 들어 기판 위의 화소 영역에 어레이 형상으로 배열되도록 격벽부에 의해 규정된 원통형의 평면 형상을 갖는다. 따라서, 각 오목부에 형성된 발광부에 의하면, 원형 등의 등방적인 평면 형상을 갖는 발광부가 배열되어 이루어지는 유기 EL 장치에 비하여 개구율을 높이는 것이 가능하다. 또한, 본 명세서에서는, 발광부가 형성된 각 화소 또는 각 화소부에서 발광 가능한 영역을 「개구 영역」이라고 칭하는 동시에 개구 영역 이외의 영역을 「비(非)개구 영역」이라고 칭하고, 더 나아가서는, 각 화소의 전체 영역(즉, 개구 영역 및 그 이외의 비개구 영역)에서 점유하는 개구 영역의 면적 비율을 「개구율」이라고 칭하여 설명한다.
여기서, 오목부에 도포된 도포액은, 비등방적인 각 오목부의 평면 형상에 기인하여, 오목부에 도포액이 도포된 상태에서 또는 오목부에 도포된 도포액을 건조시킬 때에, 이들 오목부를 규정하는 격벽부의 측벽면으로부터 받는 힘도 비등방적으로 되고, 그 표면은 이들 비등방적인 힘에 의해 오목부의 중심에서 본 각 방향을 따라 불균일한 높이를 갖는 면으로 된다. 오목부에 도포된 도포액을 그대로의 상태에서 건조시킨 경우, 발광부의 표면을 평탄하게 하는 것은 곤란하여, 동일한 오목부에 형성된 발광부 각 부분에서의 막 두께도 불균일해진다. 이러한 발광부에 의하면, 동일한 발광부에 흐르는 구동 전류가 막 두께 불균일에 따라 발광부 내의 각부에서 서로 상이해져, 동일한 발광부 내의 각부에서 휘도 불균일이 생긴다.
그래서, 본 발명의 제 1 발명에 따른 유기 EL 장치에 의하면, 도포액을 건조시키기 전에, 도포액의 일부를 배액 수단을 통하여 오목부로부터 배출함으로써, 오목부에 도포된 도포액의 액면(液面)이 평탄해지도록 격벽부로부터 도포액에 힘이 가해진다. 이와 같이 하여 평탄화된 도포액의 표면으로부터 예를 들어 도포액에 함유되는 용매를 균일하게 기화(氣化)시킴으로써 최종적으로 형성되는 발광부의 표면을 평탄하게 할 수 있다.
따라서, 본 발명의 제 1 발명에 따른 유기 EL 장치에 의하면, 예를 들어 적색, 녹색 및 청색의 각각의 색으로 발광하는 유기 EL 재료를 함유하는 도포액을 잉크젯법을 이용하여 각 오목부에 나누어 도포한 경우에서도, 발광부의 표면을 평탄하게 할 수 있고, 발광부 내의 막 두께 불균일에 기인하는 휘도 불균일을 저감할 수 있어, 휘도 불균일이 저감된 고품위의 화상을 표시할 수 있다.
본 발명의 제 1 발명에 따른 유기 EL 장치의 일 형태에서는, 상기 배액 수단은 상기 격벽부의 측벽면으로부터 상기 도포액에 접하도록 설치되어 있을 수도 있다.
이 형태에 의하면, 상기 격벽부의 측벽면으로부터 상기 도포액에 접하는 배액 수단으로부터 도포액에 직접 힘이 가해진다. 보다 구체적으로는, 배액 수단으로부터 직접 도포액에 힘이 가해짐으로써 오목부의 중심에서 본 각 방향을 따라 도포액에 가해지는 힘이 조정되어, 오목부 내에서 도포액의 표면을 평탄하게 할 수 있다.
본 발명의 제 1 발명에 따른 유기 EL 장치의 일 형태에서는, 상기 측벽면 중 상기 오목부의 폭방향을 따라 연장되는 제 1 측벽면의 면적은 상기 측벽면 중 상기 오목부의 길이 방향을 따라 연장되는 제 2 측벽면의 면적에 비하여 작고, 상기 배액 수단은 상기 제 1 측벽면으로부터 상기 도포액에 접하도록 설치되어 있을 수도 있다.
이 형태에 의하면, 예를 들어 오목부의 평면 형상이 원통형일 경우, 제 1 측벽면은 측벽면 중 길이 방향에 대하여 상대적으로 짧은 폭방향을 따라 연장된다. 오목부의 깊이가 오목부 내에서 일정할 경우, 제 1 측벽면의 면적은 길이 방향으로 연장되는 제 2 측벽면에 비하여 상대적으로 작아진다. 이러한 제 1 측벽면 및 제 2 측벽면으로부터 도포액에 가해지는 힘은, 이 도포액이 접하는 제 1 측벽면 및 제 2 측벽면의 면적에 따라 폭방향 및 길이 방향을 따라 서로 다르다. 보다 구체적으로는, 도포액이 제 1 측벽면에 접하는 접촉 면적은 도포액이 제 2 측벽면에 접하는 접촉 면적에 비하여 상대적으로 작아지고, 제 1 측벽면으로부터 길이 방향을 따라 도포액이 받는 힘은 제 2 측벽면으로부터 폭방향을 따라 도포액이 받는 힘에 비하여 작아진다.
그래서, 이 형태에서는, 제 1 측벽면에 접하도록 설치된 배액 수단이 오목부에 도포된 도포액의 일부를 제 1 측벽면으로부터 직접 오목부 밖으로 배출하고, 도포액의 표면이 평탄해지도록 제 1 측벽면 및 제 2 측벽면으로부터 도포액에 가해지는 힘이 조정된다. 이것에 의해, 오목부에 도포된 도포액을 그대로 건조시킴으로써 평탄한 발광부를 형성할 수 있다.
이 형태에서는, 상기 배액 수단은 상기 제 1 측벽면에 개구되도록 상기 길이 방향을 따라 상기 격벽부 내에 연장되는 구멍부이고, 상기 도포액은 상기 구멍부를 통하여 상기 오목부로부터 배출될 수도 있다.
이 형태에 의하면, 제 1 측벽면으로부터 구멍부를 통하여 도포액의 일부가 배출됨으로써 제 1 측벽면 및 제 2 측벽면으로부터 도포액에 가해지는 힘이 조정되어, 도포액의 표면이 평탄해진다. 구멍부는 길이 방향을 따라 격벽부 내에 연장되어 있다. 도포액의 일부는 모세관현상에 의해 구멍부로부터 오목부 밖으로 배출된다. 이 때, 도포액의 일부가 배출됨으로써, 오목부에 잔류되는 도포액에 길이 방향을 따라 힘이 가해지고, 예를 들어 오목부에 도포된 도포액의 표면이 제 1 측벽면의 근방에서 제 1 측벽면을 향하여 함몰되는 것을 저감할 수 있다. 또한, 도포액이 제 1 측벽면으로부터 받는 힘을 증대시킴으로써, 도포액이 제 2 측벽면으로부터 받는 힘을 상대적으로 작게 할 수 있고, 도포액의 표면 중 제 2 측벽면의 근방 에서 제 2 측벽면을 향하여 돌출되는 부분을 거의 평탄하게 하는 것이 가능하다. 또한, 구멍부로부터 배출되는 도포액의 양은, 도포액의 조성 및 도포액을 건조시키는 도포액의 거동을 관찰한 상태에서, 구멍부의 사이즈, 보다 구체적으로는 제 1 측벽면으로부터 오목부에 면하는 개구부의 사이즈, 및 길이 방향을 따라 연장되는 구멍부의 길이를 실험적, 이론적, 시뮬레이션적으로 설정하면 된다.
본 발명의 제 1 발명에 따른 유기 EL 장치의 다른 형태에서는, 상기 배액 수단은 상기 제 1 측벽면 및 상기 격벽부 위에 개구되도록 상기 길이 방향을 따라 연장되는 홈부이고, 상기 도포액은 상기 홈부를 통하여 상기 오목부로부터 배출될 수도 있다.
이 형태에 의하면, 제 1 측벽면 및 제 2 측벽면으로부터 도포력을 균일하게 하도록 제 1 측벽면으로부터 구멍부를 통하여 도포액의 일부가 배출된다. 홈부는 길이 방향을 따라 연장되도록 격벽부에 설치되어 있다. 도포액의 일부는 모세관현상에 의해 홈부로부터 오목부 밖으로 배출된다. 이것에 의해, 예를 들어 오목부에 도포된 도포액의 표면이 제 1 측벽면의 근방에서 제 1 측벽면을 향하여 함몰되는 것을 저감할 수 있다. 또한, 도포액이 제 1 측벽면으로부터 받는 힘을 증대시킴으로써, 도포액이 제 2 측벽면으로부터 받는 힘을 상대적으로 작게 할 수 있고, 도포액의 표면이 제 2 측벽면의 근방에서 제 2 측벽면을 향하여 돌출되는 부분을 거의 평탄하게 하는 것이 가능하다. 또한, 홈부로부터 배출되는 도포액의 양은, 도포액의 조성 및 도포액을 건조시키는 도포액의 거동을 관찰한 상태에서, 홈부의 사이즈, 보다 구체적으로는 제 1 측벽면으로부터 오목부에 면하는 개구부의 사이즈, 및 길이 방향을 따라 연장되는 구멍부의 길이를 실험적, 이론적, 시뮬레이션적으로 설정하면 된다.
본 발명의 제 2 발명에 따른 유기 EL 장치는, 상기 과제를 해결하기 위해, 기판과, 상기 기판 위에 설치되어 있고, 평면에서 보아 비등방적인 형상을 갖는 복수의 오목부를 규정하는 격벽부와, 유기 EL 재료를 함유하는 도포액을 상기 복수의 오목부 각각에 개별적으로 도포한 후, 상기 복수의 오목부에 도포된 도포액을 건조시킴으로써 형성된 복수의 발광부와, 상기 기판 위에서의 상기 복수의 오목부 각각이 규정된 위치에 따라 상기 복수의 오목부 각각으로부터 서로 다른 양의 도포액을 배출함으로써, 상기 복수의 발광부 각각의 발광면을 평탄하게 하는 배액 수단을 구비한다.
본 발명의 제 2 발명에 따른 유기 EL 장치에 의하면, 격벽부는 예를 들어 각 화소에 개별적으로 설치되는 복수의 오목부 각각을 규정한다. 보다 구체적으로는, 복수의 오목부에 유기 EL 재료를 함유하는 도포액을 도포함으로써 형성되는 발광층을 서로 전기적으로 분리한다. 각 발광부를 서로 독립하여 발광시킬 수 있고, 예를 들어 복수의 오목부 각각에 적색, 녹색 및 청색의 각각의 색으로 발광하는 유기 EL 재료를 함유하는 도포액을 나누어 도포함으로써, 풀 컬러 화상이 표시된다.
발광부는, 예를 들어 잉크젯법 등의 도포법을 이용하여 도포액을 복수의 오목부 각각에 나누어 도포한 후, 각 오목부에 도포된 도포액을 건조시킴으로써 형성된다. 복수의 오목부는 유기 EL 장치의 개구율을 높이기 위해 평면에서 보아 비등방적인 평면 형상을 갖고 있으며, 예를 들어 기판 위의 화소 영역에 어레이 형상으 로 배열되도록 격벽부에 의해 규정된 원통형의 평면 형상을 갖는다. 따라서, 각 오목부에 형성된 발광부에 의하면, 원형 등의 등방적인 평면 형상을 갖는 발광부가 배열되어 이루어지는 유기 EL 장치에 비하여 개구율을 높이는 것이 가능하다.
여기서, 오목부에 도포된 도포액은, 비등방적인 각 오목부의 평면 형상에 기인하여, 이들 오목부를 규정하는 격벽부의 측벽면으로부터 받는 힘도 비등방적으로 되고, 그 표면은 이들 비등방적인 힘에 의해 오목부의 중심에서 본 각 방향을 따라 불균일한 높이를 갖는 면으로 된다. 또한, 기판 위에서의 복수의 오목부 각각이 규정된 위치에 따라, 이들 복수의 오목부에 도포된 도포액의 건조 속도에 상이(相異)가 생긴다. 보다 구체적으로는, 예를 들어 기판의 에지에 가까운 영역에 규정된 오목부에서는 도포액이 건조되기 쉽고, 기판의 중앙 부근 영역에 규정된 오목부에서는 도포액이 에지에 가까운 영역의 오목부에 비하여 상대적으로 건조되기 어렵다. 특히 유기 EL 장치의 대형화 요청에 따라, 대형 기판 위에 규정된 복수의 오목부에서는, 각 오목부가 설치된 기판 위의 위치 상이에 따라 도포액의 건조 속도 상이가 현저하게 나타난다. 이러한 건조 속도의 차이에 의해, 각 오목부에 형성되는 발광부의 평탄성에 상이가 생겨 휘도 불균일이 생기는 경우가 있다.
그래서, 본 발명의 제 2 발명에 따른 유기 EL 장치에 의하면, 복수의 발광부 각각의 발광면을 평탄하게 하도록 배액 수단을 통하여 기판 위에서의 복수의 오목부 각각이 규정된 위치에 따라 복수의 오목부 각각으로부터 서로 다른 양의 도포액을 배출한다.
이것에 의해, 각 오목부에 도포된 도포액의 표면을 평탄하게 할 수 있다. 이러한 도포액을 건조시킴으로써, 각 발광부의 각각을 평탄하게 할 수 있고, 또한 각 발광부의 막 두께가 불균일해지는 것을 저감하는 것이 가능하다. 보다 구체적으로는, 대형 기판을 사용하여 형성된 유기 EL 장치일지라도, 기판의 에지에 가까운 영역에 형성된 발광부와 기판의 중앙 부근 영역에 형성된 발광부 사이에서 생기는 휘도 불균일을 저감할 수 있어, 고품위의 화상을 표시할 수 있다.
본 발명의 제 2 발명에 따른 유기 EL 장치의 일 형태에서는, 상기 배액 수단은 상기 위치에 따라 서로 다른 사이즈를 갖도록 상기 격벽부에 형성된 복수의 구멍부 또는 홈부일 수도 있다.
이 형태에 의하면, 구멍부 또는 홈부를 통한 모세관현상에 의해 도포액을 오목부로부터 배출하는 것이 가능하다. 또한, 구멍부 또는 홈부의 사이즈는 오목부 각각의 위치에 따라 실험적, 이론적 또는 시뮬레이션적으로 설정하면 되고, 구멍부 또는 홈부의 사이즈에 따라 각 오목부로부터 배출하는 도포액의 양을 설정할 수 있으며, 이것에 따라 각 오목부에 도포된 도포액의 표면이 평탄해지도록 격벽부로부터 도포액에 가해지는 힘이 조정된다.
본 발명의 제 3 발명에 따른 광학 장치는, 상기 과제를 해결하기 위해, 기판과, 상기 기판 위에 설치되어 있고, 평면에서 보아 비등방적인 형상을 갖는 복수의 오목부를 규정하는 격벽부와, 광학 재료를 함유하는 도포액을 상기 복수의 오목부 각각에 개별적으로 도포한 후, 상기 오목부에 도포된 도포액을 건조시킴으로써 형성된 광학층(光學層)과, 상기 격벽부에 형성되어 있고, 상기 오목부에 도포된 도포액의 일부를 상기 광학층의 표면이 평탄해지도록 상기 오목부로부터 배출하는 배액 수단을 구비한다.
본 발명의 제 3 발명에 따른 광학 장치에 의하면, 본 발명의 제 1 발명에 따른 유기 EL 장치와 동일하게, 평탄한 광학층을 형성할 수 있어, 광학층 내의 막 두께 불균일에 기인하는 광학 특성 저하를 억제할 수 있다.
본 발명의 제 4 발명에 따른 광학 장치는, 상기 과제를 해결하기 위해, 기판과, 상기 기판 위에 설치되어 있고, 평면에서 보아 비등방적인 형상을 갖는 복수의 오목부를 규정하는 격벽부와, 광학 재료를 함유하는 도포액을 상기 복수의 오목부 각각에 개별적으로 도포한 후, 상기 복수의 오목부에 도포된 도포액을 건조시킴으로써 형성된 복수의 광학층과, 상기 기판 위에서의 상기 복수의 오목부 각각이 규정된 위치에 따라 상기 복수의 오목부 각각으로부터 서로 다른 양의 도포액을 배출함으로써, 상기 복수의 광학층 각각의 표면을 평탄하게 하는 배액 수단을 구비한다.
본 발명의 제 4 발명에 따른 광학 장치에 의하면, 본 발명의 제 2 발명에 따른 유기 EL 장치와 동일하게, 각 광학층의 각각을 평탄하게 할 수 있고, 또한 각 광학층의 막 두께가 불균일해지는 것을 저감할 수 있어, 광학 장치 전체에서 균일한 광학 특성을 확보하는 것이 가능하다.
본 발명의 이러한 작용 및 다른 이득은 후술하는 실시예로부터 명확해진다.
이하, 도면을 참조하면서, 본 실시예에 따른 유기 EL 장치 및 광학 장치를 상세하게 설명한다.
(제 1 실시예)
우선, 도 1 내지 도 7을 참조하면서 제 1 실시예에 따른 유기 EL 장치를 설명한다. 도 1은 본 실시예의 유기 EL 장치(10)의 전체 구성을 나타낸 블록도이다.
도 1에 있어서, 유기 EL 장치(10)는 구동 회로 내장형의 액티브 매트릭스 구동 방식에 의해 구동되는 표시 장치이며, 유기 EL 장치(10)가 갖는 각 화소부(70)는 유기 EL 소자(72)를 구비한다.
유기 EL 장치(10)의 화소 영역(110)에는 종횡(縱橫)으로 배선된 데이터선(114) 및 주사선(112)이 설치되어 있으며, 이들의 교점(交點)에 대응하는 각 서브화소부(70R, 70G, 70B)는 매트릭스 형상으로 배열되고, 이들 3개의 서브화소부를 1세트로 하여 1개의 화소부(70)가 구성된다. 서브화소부(70R, 70G, 70B)는 적색으로 발광하는 유기 EL 소자(72R), 녹색으로 발광하는 유기 EL 소자(72G) 및 청색으로 발광하는 유기 EL 소자(72B)를 각각 갖고 있다. 또한, 화소 영역(110)에는 각 데이터선(114)에 대하여 배열된 서브화소부(70R, 70G, 70B)에 대응하는 전원 공급선(117)이 설치되어 있다.
화소 영역(110)의 주변에 위치하는 주변 영역에는 주사선 구동 회로(130) 및 데이터선 구동 회로(150)가 설치되어 있다. 주사선 구동 회로(130)는 복수의 주사선(112)에 주사 신호를 차례로 공급한다. 데이터선 구동 회로(150)는 화소 영역(110)에 배선된 데이터선(114)에 화상 신호를 공급한다. 또한, 주사선 구동 회로(130)의 동작과 데이터선 구동 회로(150)의 동작은 동기(同期) 신호선(160)을 통하여 서로 동기가 도모된다. 전원 공급선(117)에는 외부 회로로부터 화소부를 구동하기 위한 화소 구동용 전원이 공급된다. 도 1 중의 1개의 화소부(70)에 착안하 면, 화소부(70)에는 유기 EL 소자(72R, 72G, 72B)가 설치되는 동시에, 예를 들어 TFT를 사용하여 구성되는 스위칭용 트랜지스터(76) 및 구동용 트랜지스터(74), 유지 용량(78)이 서브화소부마다 설치된다. 스위칭용 트랜지스터(76)의 게이트 전극에는 주사선(112)이 전기적으로 접속되어 있고, 스위칭용 트랜지스터(76)의 소스 전극에는 데이터선(114)이 전기적으로 접속되며, 스위칭용 트랜지스터(76)의 드레인 전극에는 구동용 트랜지스터(74)의 게이트 전극이 전기적으로 접속된다. 구동용 트랜지스터(74)의 드레인 전극에는 전원 공급선(117)이 전기적으로 접속되어 있고, 구동용 트랜지스터(74)의 소스 전극에는 유기 EL 소자(72)의 양극(陽極)이 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 도 1에 예시한 화소 회로의 구성 이외에도, 전류 프로그램 방식의 화소 회로, 전압 프로그램 방식의 화소 회로, 전압 비교 방식의 화소 회로, 서브프레임(sub-frame) 방식의 화소 회로 등의 각종 방식의 화소 회로를 채용하는 것이 가능하다.
다음으로, 도 2 및 도 3을 참조하면서 유기 EL 장치(10)의 구체적인 구성을 설명한다. 도 2는 유기 EL 장치(10)의 개략 구성을 나타낸 평면도이고, 도 3은 도 2의 III-III'선 단면도이다.
도 2에 있어서, 유기 EL 장치(10)는 기판(1), 화소부(70), 본 발명의 「격벽부」의 일례인 뱅크부(47), 및 본 발명의 「배액 수단」의 일례인 구멍부(90), 유기 EL 소자(72)를 구비한다.
화소부(70)는 기판(1) 위에서의 화소 영역(110)에 매트릭스 형상으로 배열 설치되어 있다. 화소부(70)는 도면 중의 횡방향을 따라 배열된 3개의 서브화소 부(70R, 70G, 70B)를 1세트로 하여 구성되어 있고, 화소 영역(110)의 도면 중의 종방향 및 횡방향 각각을 따라 배열되어 있다.
뱅크부(47)는 각 화소에서 이들 유기 EL 소자(72)가 형성되는 오목부(62)를 규정하면서 기판(1) 위에서의 화소 영역(110) 전체에 연장되어 있다. 서브화소부(70R, 70G, 70B)의 각각에 설치된 유기 EL 소자(72R, 72G, 72B)는 오목부(62)의 저부(底部)로부터 기판(1)의 상측, 즉, 도면 중의 앞쪽으로 연장된다. 구멍부(90)는 뱅크부(47)에 설치되어 있고, 그 개구부는 오목부(62)에 면한다. 유기 EL층(50)이 형성되는 오목부(62)는, 최종적으로 오목부(62)의 저부에 형성되는 유기 EL층(50)에 의한 개구율을 화소 영역(110)에서 높이기 위해 평면에서 보아 가늘고 긴 원통형의 평면 형상을 갖고 있다. 유기 EL 소자(72)가 구비하는 유기 EL층은 음극(陰極)(도시 생략)을 통하여 오목부(62)의 저부로부터 기판(1) 위를 향하여 연장된다. 또한, 구멍부(90)의 구성 및 기능에 대해서는 상세하게 후술한다.
도 3에 있어서, 유기 EL 장치(10)는 기판(1), 기판(1) 위에 형성된 유기 EL 소자(72), 구동용 트랜지스터(74), 뱅크부(47) 및 밀봉부(20)를 구비한다. 또한, 유기 EL 소자(72)는 도면 중의 하측에 광을 출사(出射)하는 보텀 이미션형(bottom-emission type)의 유기 EL 소자이지만, 도면 중의 상측에 광을 출사하는 톱 이미션형(top-emission type)의 유기 EL 소자를 구비한 유기 EL 장치에서도 본 발명의 발광 장치를 적용할 수 있다. 또한, 뱅크부(47)의 하측이 유기 EL층(50)으로부터 광이 출사되지 않는 비(非)개구 영역이고, 유기 EL층(50)의 하측이 개구 영역이다.
기판(1)은 예를 들어 유리 기판 등에 의해 구성되어 있으며, 유기 EL 소 자(72)가 도면 중의 하측에 출사하는 광을 투과시킨다. 따라서, 도 1에 나타낸 구동용 트랜지스터(74) 및 스위칭용 트랜지스터(76)는 기판(1)에서의 유기 EL 소자(72)의 하측 영역을 피하도록 형성되어 있다. 기판(1)은 기판(1) 위에 유기 EL 소자(72)가 형성되어 있을 뿐만 아니라, 도 1에 나타낸 주사선 구동 회로(130) 및 데이터선 구동 회로(150)의 각종 회로를 구비한다. 이러한 회로는 기판(1)에서의 화소 영역(110)의 주변 영역에 설치된다.
유기 EL 소자(72)는 본 발명의 「발광부」의 일례인 유기 EL층(50), 음극(49), 및 양극(34)을 구비하여 구성되어 있다.
유기 EL층(50)의 각각은 후술하는 바와 같이 발광층을 포함하는 복수의 유기층을 구비하고 있으며, 이들 유기층은 복수의 유기 EL층(50)을 서로 차단하기 위한 소자 분리부로서 기능하는 뱅크부(47)로 둘러싸인 오목부(62)에 유기 EL 재료를 함유하는 도포액을 개별적으로 도포함으로써 형성되어 있다. 보다 구체적으로는, 유기 EL층(50)은 도포법의 일례인 잉크젯법을 이용하여 각 유기 EL층(50)을 형성하는 잉크를 오목부(62)에 개별적으로 도포하고, 그 후 소정의 건조 조건 하에서 오목부(62)에 도포된 도포액을 건조시킴으로써 형성되어 있다. 유기 EL층(50)의 표면은 평탄하며, 그 구동 시에 각 유기 EL층(50)에 균일하게 구동 전류가 흘러 균일한 휘도로 발광할 수 있다. 또한, 본 실시예에서는, 유기 EL 소자(72)는 양극(34), 유기 EL층(50) 및 음극(49)으로 이루어지는 3층 구조를 갖고 있지만, 정공 주입/수송층이 양극(34) 및 유기 EL층(50) 사이에 형성되어 있을 수도 있고, 전자 주입/수송층이 음극(49) 및 유기 EL층(50) 사이에 형성되어 있을 수도 있다.
뱅크부(47)는 제 1 뱅크부(47a) 및 제 2 뱅크부(47b)로 구성되어 있으며, 유기 EL층(50)이 형성되는 오목부(62)를 규정한다. 제 1 뱅크부(47a)는 SiO, SiO2 또는 TiO2 등의 무기 재료에 의해 구성되는 무기 재료층이며, 예를 들어 보호층(45) 위에 CVD(Chemical Vapor Deposition: 화학 증착)법, 코팅법, 스퍼터링법 등의 막 형성 방법을 이용하여 형성되어 있다. 제 2 뱅크부(47b)는 아크릴 수지, 또는 폴리이미드 수지 등의 유기 재료에 의해 구성되는 유기 재료층이며, 도면 중의 상측을 향하여 끝이 가늘어지는 테이퍼(taper) 형상을 갖고 있다. 제 2 뱅크부(47b)는 제 1 뱅크부(47a) 위에 유기 재료층을 형성한 후, 이 유기 재료층을 포토리소그래피 기술 등을 이용하여 패터닝함으로써 형성되어 있다. 제 2 뱅크부(47b)는 그 저부가 도면 중의 횡방향을 따라 제 1 뱅크부(47a)보다 작아지도록 형성되어 있다.
음극(49)은 제 2 뱅크부(47b)의 표면 및 유기 EL층(50)의 표면을 덮도록 형성되어 있다. 음극(49)은 기판(1) 위에 형성된 각 유기 EL 소자(72)에서 공통되는 공통 전극이며, 기판(1) 위에서 평면적으로 보아 복수의 유기 EL 소자(72) 사이에서 물리적으로 접속된 전극, 또는 1개의 연속된 전극으로서 연장되어 있다. 음극(49)은 예를 들어 Al, Cu, Ag, Au에서 선택된 적어도 일종(一種)의 재료를 포함하여 구성되어 있으며, 진공 증착법 등의 물리적 박막 형성법을 이용하여 이들 재료를 유기 EL층(50) 및 뱅크부(47) 각각의 표면에 증착시킴으로써 형성되어 있다.
양극(34)은 기판(1) 위에 차례로 형성된 게이트 절연층(2), 층간 절연막(41), 보호층(45), 및 제 1 뱅크부(47a) 중 제 1 뱅크부(47a)에 매립되도록 형성 되어 있다. 양극(34)은 예를 들어 유기 EL층(50)으로부터 출사된 광을 도면 중의 하측에 투과시키도록 ITO 등의 투명 재료에 의해 형성된 투명 전극이다.
구동용 트랜지스터(74)의 소스 전극(74s)은 도 1에 나타낸 전원 공급선(117)에 전기적으로 접속되어 있고, 드레인 전극(74d)은 양극(34)에 전기적으로 접속되어 있다. 구동용 트랜지스터(74)는 도 1에 나타낸 데이터선(114)을 통하여 게이트 전극(3a)에 공급되는 데이터 신호에 따라 온/오프(on/off)되며, 구동 전류를 유기 EL 소자(72)에 공급한다. 이러한 소자를 포함하는 회로는 유기 EL 소자(72)로부터 기판(1) 측에 출사되는 광을 차단하지 않도록 유기 EL 소자(72)의 하측을 피하도록 설치되어 있다. 또한, 구동용 트랜지스터(74)와 동일하게 도 1에 나타낸 스위칭용 트랜지스터(76)도 기판(1) 위에 형성되어 있다.
반도체층(3)은 예를 들어 저온 폴리실리콘 기술을 이용하여 형성된 다결정 실리콘층 또는 비정질 실리콘층이다. 반도체층(3) 위에는 반도체층(3)을 매립하여 스위칭용 트랜지스터(76) 및 구동용 트랜지스터(74)의 게이트 절연층(2)이 형성되어 있다. 구동용 트랜지스터(74)의 게이트 전극(3a) 및 도 1에 나타낸 주사선(112)은 게이트 절연층(2) 위에 형성되어 있다. 주사선(112)의 일부는 스위칭용 트랜지스터(76)의 게이트 전극으로서 형성되어 있다.
주사선(112)이나 구동용 트랜지스터(74)의 게이트 전극(3a)을 매립하여 게이트 절연층(2) 위에는 도 3에 나타낸 층간 절연층(41)이 형성되어 있다. 층간 절연층(41) 및 게이트 절연층(2)은 예를 들어 실리콘 산화막으로 구성되어 있다. 층간 절연층(41) 위에는 예를 들어 알루미늄(Al) 또는 ITO(Indium Tin Oxide)를 포함하 는 도전 재료로 각각 구성되는, 데이터선(114) 및 전원 공급선(117), 더 나아가서는 구동용 트랜지스터(74)의 소스 전극(74s)이 형성되어 있다. 층간 절연층(41)에는, 층간 절연층(41)의 표면으로부터 층간 절연층(41) 및 게이트 절연층(2)을 관통하여 구동용 트랜지스터(74)의 반도체층(3)에 이르는 컨택트 홀(501, 502)이 형성되어 있다. 전원 공급선(117) 및 드레인 전극(74d)을 구성하는 도전막은 컨택트 홀(501, 502) 각각의 내벽을 따라 반도체층(3)의 표면에 이르도록 연속적으로 형성되어 있다. 층간 절연층(41) 위에는, 전원 공급선(117) 및 드레인 전극(74d)을 매립하여 보호층(45)으로서 예를 들어 실리콘 질화막(SiNX) 내지 실리콘 산화막(SiOX)이 형성되어 있다. 보호층(45) 위에는 예를 들어 실리콘 산화막으로 이루어지는 제 1 뱅크부(47a)가 형성되고, 또한 제 1 뱅크부(47a) 위에 제 2 뱅크부(47b)가 형성된다. 제 1 뱅크부(47a) 및 제 2 뱅크부(47b)에 의해, 화소부에서의 유기 EL층(50)의 형성 영역이 규정된다.
밀봉부(20)는 수분이 유기 EL 장치(10)의 외부로부터 유기 EL층(50)에 침입하는 것을 방지한다. 보다 구체적으로는, 밀봉부(20)는 기판(1) 위에 접착제에 의해 접착되어 있으며, 유기 EL 장치(10)의 외기(外氣)가 유기 EL 소자(72)와 접촉하지 않도록 유기 EL 소자(72)를 밀봉한다. 기판(1) 위에 밀봉부(20)를 접착하는 접착제는 열경화 수지 또는 자외선 경화 수지를 함유하고 있으며, 예를 들어 열경화 수지의 일례인 에폭시 수지가 밀봉부(20)의 에지부에 디스펜서(dispenser) 등의 도포 수단을 이용하여 도포된다.
다음으로, 도 4 내지 도 7을 참조하면서, 유기 EL 장치(10)가 구비하는 구멍부(90)의 구체적인 구성 및 이러한 구멍부를 설치하기에 이른 본원 발명자의 착안점을 설명한다.
도 4는 오목부(62)의 저부로부터 연장되는 유기 EL층(50)의 평면 형상을 비교한 평면도이다. 도 4의 (a)는 종래의 유기 EL층(50)의 평면 형상을 나타낸 평면도이고, 도 4의 (b)는 본 실시예에 따른 유기 EL 장치(10)가 구비하는 유기 EL층(50)의 평면 형상을 나타낸 평면도이다. 도 5의 (a) 및 (b)는 도 4의 (b)의 Va-Va'선 단면도 및 Vb-Vb'선 단면도이다. 도 4의 (a)에 있어서, 뱅크부(47')는 유기 EL 재료를 함유하는 도포액이 도포되는 오목부(62')를 규정한다. 오목부(62')의 평면 형상은 원형이다. 따라서, 유기 EL 재료를 함유하는 도포액을 오목부(62')에 도포했을 때에, 도면 중의 X방향 및 Y방향 각각의 방향을 따라 동일한 힘 F가 도포액(51')을 끌어당기도록 뱅크부(47')의 측벽면으로부터 오목부(62')에 도포된 도포액(51')에 가해진다. 환언하면, 오목부(62')에 도포된 도포액(51')에 대하여 평면적으로 보아 등방적으로 뱅크부(47')의 측벽면으로부터 힘 F가 가해진다. 따라서, 오목부(62')가 원형일 경우에는, 오목부(62')에 도포된 도포액의 표면은 최종적으로 도포액을 건조시켜 이루어지는 유기 EL층의 표면이 평탄해지도록 각 방향을 따라 균일하게 평탄화되어 있다.
한편, 도 4의 (b)에 나타낸 바와 같이, 오목부(62)의 평면 형상이 도면 중의 Y방향에 따른 길이 방향을 갖는 원통형일 경우, 뱅크부(47) 중 오목부(62)를 규정하는 측벽면 중 도면 중의 X방향에 따른 폭방향으로 연장되는 제 1 측벽면(48a)으 로부터 도포액(51)에 가해지는 힘 Fy의 크기와, 길이 방향을 따라 연장되는 제 2 측벽면(48b)으로부터 도포액에 가해지는 힘 Fx의 크기가 상이해진다. 보다 구체적으로는, 제 1 측벽면(48a)이 도포액(51)에 접하는 면적이 제 2 측벽면(48b)이 도포액(51)에 접하는 면적에 비하여 상대적으로 작은 것에 기인하여, 도포액(51)에 가해지는 힘 Fx 및 Fy가 서로 다르다. 이러한 힘 Fx 및 Fy에 의하면, 도 5의 (a)에 나타낸 바와 같이, Y방향을 따라 도포액(51)의 표면이 오목부(62)의 제 1 측벽면(48a) 부근에서 함몰되고, 도포액(51)의 중앙부가 제 1 측벽면(48a)에 가까운 측의 부분에 비하여 돌출된다. 또한, 도 5의 (b)에 나타낸 바와 같이, 도포액(51) 표면의 중앙부가 제 1 측벽면(48a)에 가까운 측의 부분에 비하여 함몰된다. 따라서, 도 5의 (a) 및 (b)에 나타낸 바와 같이, 도포액(51)을 건조시킴으로써 오목부(62)의 저부에 형성되는 유기 EL층(50)의 표면을 평탄하게 하는 것이 곤란해진다.
그래서, 본 발명자는 비등방적인 평면 형상을 갖는 오목부(62)에 도포된 도포액(51)의 표면이 오목부(62)의 평면 형상에 기인하는 힘에 의해 평탄성이 손상되는 것에 착안하여, 도 6에 나타낸 바와 같이, 유기 EL 장치(10)에 구멍부(90)를 설치했다. 도 6은 유기 EL 장치(10)의 화소부(70)를 확대하여 나타낸 평면도이다. 또한, 도 5에 나타낸 도포액의 단면 형상은 일례이며, 도포액에 함유되는 유기 EL 재료 및 용제(溶劑)의 종류에 따라 오목부(62) 내에서의 도포액의 단면 형상은 다양한 형상을 채용할 수 있기 때문에, 예를 들어 Va-Va'선에 의해 도포액을 자른 단면 형상 및 Vb-Vb'선에 의해 도포액을 자른 단면 형상이 서로 바뀌는 경우도 있다. 이러한 경우에도, 후술하는 구멍부(90) 등의 형상을 최적화함으로써, 오목부(62)에 도포된 도포액의 표면을 평탄하게 할 수 있다.
도 6에 있어서, 구멍부(90)는 제 1 측벽면(48a)으로부터 도포액(51)에 개구되고, 도면 중의 Y방향을 따라 뱅크부(47) 중에 연장되어 있다. 구멍부(90)는, 오목부(62)에 도포액(51)이 도포되었을 때에, 도포액(51)의 일부를 구멍부(90)를 통하여 오목부(62)로부터 배출한다. 건조 전의 도포액(51)은 모세관현상에 의해 구멍부(90)로부터 오목부(62)의 외측, 즉, 뱅크부(47) 중에 연장되는 구멍부(90)를 통하여 배출된다. 이 때, 오목부(62)에 잔류되는 도포액(51)에 대하여 도면 중의 Y방향을 따라 힘 Fy1이 작용하고, 도포액(51)의 표면은 Y방향을 따라 평탄해진다. 이것과 동시에, Y방향을 따라 도포액(51)에 힘 Fy1이 작용함으로써, X방향에 따른 도포액(51)의 표면을 평탄화하도록 힘 Fx1이 작용하고, 제 1 측벽면(48b)으로부터 도포액(51)에 작용하는 힘이 상대적으로 작아지도록 제 1 측벽면(48a) 및 제 2 측벽면(48b)의 각각으로부터 도포액(51)에 작용하는 힘이 조정된다. 이것에 의해, Y방향뿐만 아니라, X방향을 따라 도포액(51)의 표면이 평탄화된다. 또한, 구멍부(90)로부터 배출되는 도포액의 양은, 도포액의 조성 및 도포액을 건조시키는 도포액의 거동을 관찰한 상태에서, 구멍부(90)의 사이즈, 보다 구체적으로는 제 1 측벽면(48a)으로부터 오목부(62)에 면하는 개구부의 사이즈, 및 Y방향을 따라 연장되는 구멍부(90)의 길이를 실험적, 이론적, 시뮬레이션적으로 구체적으로 개별 설정하면 된다.
도 7의 (a) 및 (b)에 나타낸 바와 같이, X방향 및 Y방향을 따라 도포액(51) 의 표면을 평탄화시켜 이루어지는 도포액(52)을 건조시킴으로써, 비등방적인 평면 형상을 갖는 원통형 오목부(62)의 저부에 평탄한 표면을 갖는 유기 EL층(50)이 형성된다.
이러한 유기 EL층(50)에 의하면, 적색, 녹색 및 청색의 각각의 색으로 발광하는 유기 EL 재료를 함유하는 도포액을 잉크젯법을 이용하여 각 오목부(62)에 나누어 도포한 경우에도, 유기 EL층(50)의 표면을 평탄하게 할 수 있고, 유기 EL층(50) 내의 막 두께 불균일에 기인하는 휘도 불균일을 저감할 수 있어, 휘도 불균일이 저감된 고품위의 화상을 표시할 수 있다.
(변형예)
다음으로, 도 8 및 도 9를 참조하면서 본 실시예에 따른 유기 EL 장치의 변형예를 설명한다. 도 8은 본 실시예에 따른 유기 EL 장치의 변형예의 일례를 나타낸 평면도이고, 도 9는 본 실시예에 따른 유기 EL 장치의 변형예의 다른 예의 일부를 파단하여 나타낸 사시도이다. 또한, 이하의 각 예 및 제 2 실시예에서는 상술한 유기 EL 장치와 공통되는 부분에 공통의 참조부호를 첨부하여, 공통되는 부분의 상세한 설명을 생략한다.
도 8에 있어서, 본 예에 따른 유기 EL 장치(100)는, 평면 형상이 원통형인 오목부(62)의 길이 방향으로 연장되는 제 2 측벽면(48b)에 개구되도록 구멍부(91)가 형성되어 있다. 오목부(62)에 도포된 도포액 표면의 평탄성은 도포액에 함유되는 유기 EL 재료 및 용제의 특성에 따라 상이하기 때문에, 오목부(62)의 길이 방향을 따라 연장되는 제 2 측벽면(48b)에 개구되도록 구멍부(91)를 형성하여 두는 것 이 제 1 측벽면(48a)에 개구되도록 구멍부를 형성하는 경우에 비하여 도포액 표면을 평탄화할 수 있는 경우도 있다. 따라서, 제 1 측벽면(48a)에 개구되는 구멍부(90)를 형성하는 경우에 한정되지 않아, 본 예의 유기 EL 장치(100)와 같이 제 2 측벽면(48b)에 개구되도록 구멍부(91)를 형성하여 둠으로써 도포액(51) 표면을 평탄화할 수 있다. 이것에 의해, 평탄한 표면을 갖는 유기 EL층(50)을 건조 공정을 통하여 형성할 수 있다.
도 9에 있어서, 본 예의 유기 EL 장치(200)는 오목부(62)로부터 도포액의 일부를 배출하는 홈부(92)를 구비한다. 홈부(92)는 도면 중의 오목부(62)의 길이 방향인 Y방향을 따라 연장되어 있고, 제 1 측벽면(48a)으로부터 오목부(62)에 개구되어 있다. 홈부(92)에 의하면, 오목부(62)에 도포된 도포액의 일부가 모세관현상에 의해 오목부(62)로부터 홈부(92)에 배출되어, 도포액의 표면을 평탄화할 수 있다. 이와 같이 표면이 평탄화된 도포액을 건조시킴으로써, 도면 중의 오목부(62) 저부로부터 상측으로 연장되도록 평탄한 표면을 갖는 유기 EL층(50)을 형성할 수 있다. 또한, 홈부(92)로부터 배출되는 도포액의 양은, 도포액의 조성 및 도포액을 건조시키는 도포액의 거동을 관찰한 상태에서, 홈부(92)의 사이즈, 보다 구체적으로는 제 1 측벽면(48a)으로부터 오목부(62)에 면하는 개구부의 사이즈, 및 길이 방향을 따라 연장되는 홈부(92)의 길이를 실험적, 이론적, 시뮬레이션적으로 구체적으로 개별 설정하면 된다. 또한, 도 3에 나타낸 구동용 트랜지스터(74)는 보호층(45)의 하측에 형성된 층간 절연막(41) 중에 유기 EL층(50)을 피하도록 형성되어 있기 때문에, 도 9에서는 도시를 생략한다.
(제 2 실시예)
다음으로, 도 10 및 도 11을 참조하면서 본 발명의 제 2 발명에 따른 유기 EL 장치의 실시예를 설명한다. 도 10은 본 실시예에 따른 유기 EL 장치(300)의 평면도이다.
도 10에 있어서, 유기 EL 장치(300)는 잉크젯법을 이용하여 형성된 유기 EL층(50)을 구비한 복수의 화소부(70)를 구비한다. 화소 영역을 구성하는 복수의 화소부(70) 중 기판(301) 위의 에지에 따른 영역에 형성된 화소부(70b)와 기판(301)의 중앙 부근에 형성된 화소부(70a) 사이에서는, 뱅크부(47)에 의해 규정된 오목부(62)에 도포된 도포액의 건조 속도가 서로 다르다. 보다 구체적으로는, 기판(301)이 대형 사이즈의 기판으로 될수록 건조 조건을 정밀하게 제어했다고 하여도 화소부(70a)에 비하여 화소부(70b)에서의 도포액 건조 속도가 상대적으로 빨라져, 도포액 건조 속도를 기판(301) 위의 각 영역에서 균일하게 유지하는 것이 곤란해진다.
그래서, 도 11에 나타낸 바와 같이, 유기 EL 장치(300)는 기판(301)의 에지에 가까운 영역에 위치하는 화소부(70b) 및 기판(301)의 중앙 부근에 위치하는 화소부(70a) 각각에 도포액을 건조시키기 전에 각 화소부(70a, 70b)의 위치에 따라 서로 다른 양의 도포액을 각 오목부(62)로부터 배출하는 구멍부(93a, 93b)를 구비한다.
도 11은 도 10의 화소부(70a, 70b)를 확대하여 나타낸 평면도이다.
도 11의 (a)에 있어서, 화소부(70a)는 오목부(62)의 제 1 측벽면(48a)에 개 구되도록 뱅크부(47) 내에 형성된 구멍부(93a)를 구비한다. 도 11의 (b)에 나타낸 바와 같이, 화소부(70b)는 오목부(62)의 제 1 측벽면(48a)에 개구되도록 뱅크부(47) 내에 형성된 구멍부(93b)를 구비한다. 도 11의 (a) 및 (b)에 나타낸 바와 같이, 구멍부(93a, 93b) 각각은 도면 중의 Y방향, 즉, 원통형의 평면 형상을 갖는 오목부(62)의 길이 방향을 따라 제 1 측벽면(48a)으로부터 뱅크부(47) 내에 연장되어 있고, 구멍부(93a, 93b)의 길이는 서로 다르다. 보다 구체적으로는, 구멍부(93b)의 길이는 구멍부(93a)의 길이에 비하여 상대적으로 길다. 따라서, 화소부(70b)에서는, 도포액의 건조 공정에 앞서 오목부(62)에 도포된 도포액 중 구멍부(93b)를 통하여 오목부(62)로부터 배출되는 도포액의 양이 화소부(70a)에서 오목부(62)로부터 배출되는 도포액의 양에 비하여 많다. 화소부(70a, 70b) 각각으로부터 배출되는 도포액의 양은 화소부(70a, 70b)의 기판(301) 위에서의 위치 상이, 즉, 오목부(62)에 도포된 도포액의 건조 속도에 따라 결정된다. 오목부(62)로부터 배출되는 도포액의 양을 화소부(70)의 위치에 따라 바꾸어 둠으로써, 건조 시에서의 도포액 거동 예를 들어 도포액의 건조 속도에 기인하여 유기 EL층(50)의 표면에 요철(凹凸)이 생기는 것을 저감할 수 있다. 이것에 의해, 잉크젯법 등의 도포법을 이용하여 각 오목부(62)의 각각에 개별적으로 도포액을 도포한 경우에도, 각 화소부(70)에 평탄한 표면을 갖는 유기 EL층(50)을 형성할 수 있다. 또한, 본 실시예에서는 화소부(70a)가 구비하는 구멍부의 사이즈를 화소부(70b)가 구비하는 구멍부(93b)의 사이즈보다 작게 설정하고 있지만, 유기 EL층(50)을 형성하기 위한 도포액에 함유되는 유기 EL 재료 및 용제의 특성, 도포액의 건조 조건, 및 기판(301)의 사이즈에 따라 각 화소부(70)에 형성되는 구멍부의 사이즈를 구체적으로 개별 최적화면 된다. 또한, 기판(301)의 중앙 부근으로부터 에지를 향하여 서서히 사이즈가 커지도록 형성된 구멍부를 각 화소부로 연장되는 뱅크부(47)에 형성하여 둘 수도 있다. 또한, 구멍부 대신에 홈부를 격벽부에 설치하고, 이 홈부를 통하여 각 오목부로부터 상이한 양의 도포액을 배출할 수도 있다.
상술한 바와 같이 제 1 실시예에 따른 유기 EL 장치에 의하면, 적색, 녹색 및 청색의 각각의 색으로 발광하는 유기 EL 재료를 함유하는 도포액을 잉크젯법을 이용하여 각 오목부에 나누어 도포한 경우에도, 개구율을 높이면서, 유기 EL층의 표면을 평탄하게 할 수 있다. 이것에 의해, 유기 EL층 내의 막 두께 불균일에 기인하는 휘도 불균일을 저감할 수 있어, 휘도 불균일이 저감된 고품위의 화상을 표시할 수 있다. 또한, 제 2 실시예에 따른 유기 EL 장치에 의하면, 대형 기판을 사용하여 형성된 유기 EL 장치일지라도, 기판의 에지에 가까운 영역에 형성된 유기 EL층과 기판의 중앙 부근 영역에 형성된 유기 EL층 사이에서 생기는 휘도 불균일을 저감할 수 있어, 고품위의 화상을 표시할 수 있다.
또한, 제 1 및 제 2 실시예에 따른 유기 EL 장치의 구조를 뱅크부에 의해 규정된 영역에 적색, 녹색 및 청색의 각각의 색을 투과시키는 광학층을 구비하여 이루어지는 컬러 필터에 응용하는 것도 가능하다. 이러한 컬러 필터는 잉크젯법 등의 도포법을 이용하여 광학 재료를 도포한 후, 뱅크부에 설치된 구멍부 또는 홈부를 통하여 도포된 도포액의 액면을 평탄하게 하는 것이 가능하다. 그 후, 도포된 도포액을 건조시킴으로써 평탄한 표면을 갖는 광학층을 형성할 수 있고, 각 광학층 의 광학 특성이 갖추어진 컬러 필터를 제공할 수 있게 된다.
(전자 기기)
다음으로, 도 12 및 도 13을 참조하면서 상술한 유기 EL 장치를 구비하여 이루어지는 각종 전자 기기를 설명한다.
<A: 모바일형 컴퓨터>
도 12를 참조하면서 모바일형 컴퓨터에 상술한 유기 EL 장치를 적용한 예에 대해서 설명한다. 도 12는 컴퓨터(1200)의 구성을 나타낸 사시도이다.
도 12에 있어서, 컴퓨터(1200)는 키보드(1202)를 구비한 본체부(1204)와, 유기 EL 장치(도시 생략)를 사용하여 구성된 표시부(1005)를 갖는 표시 유닛(1206)을 구비한다. 표시부(1005)는 평탄한 유기 EL층을 구비하고 있기 때문에 고품위의 화상을 표시할 수 있다. 또한, 표시부(1005)의 사이즈를 대형화한 경우에도, 기판 위의 각 화소부의 각각이 평탄한 유기 EL층을 구비하고 있기 때문에, 대화면에서 고품위의 화상을 표시할 수 있다. 또한, 표시부(1005)가 구비하는 복수의 유기 EL 디스플레이 기판에 적색, 녹색, 청색 광의 삼원색 광을 발광하는 유기 EL 소자를 형성하여 둠으로써, 표시부(1005)는 풀 컬러(full-color) 표시로 화상 표시를 행할 수 있다.
<B: 휴대형 전화기>
또한, 상술한 유기 EL 장치를 휴대형 전화기에 적용한 예에 대해서 도 13을 참조하여 설명한다. 도 13은 휴대형 전화기(1300)의 구성을 나타낸 사시도이다.
도 13에 있어서, 휴대형 전화기(1300)는 복수의 조작 버튼(1302)과 함께, 본 발명의 일 실시예인 유기 EL 장치를 갖는 표시부(1305)를 구비하는 것이다.
표시부(1305)는 평탄한 유기 EL층을 구비하고 있기 때문에, 고품질의 화상을 표시할 수 있다. 또한, 표시부(1305)가 구비하는 복수의 유기 EL 소자가 각각 적색, 녹색, 청색 광의 삼원색 광을 발광함으로써, 표시부(1305)는 풀 컬러 표시로 화상 표시를 행할 수도 있다.
또한, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않아, 청구범위 및 명세서 전체로부터 판독되는 발명의 요지 또는 사상에 반하지 않는 범위에서 적절히 변경할 수 있으며, 이러한 변경을 수반하는 유기 EL 장치 및 광학 장치도 본 발명의 기술적 범위에 또한 포함되는 것이다.
상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 예를 들어 원통형 등의 비등방적인 영역에 잉크젯법을 이용하여 유기 EL 재료를 함유하는 도포액을 도포한 후, 건조 공정을 거쳐 형성되는 평탄한 발광층을 갖는 유기 EL 장치, 및 이러한 유기 EL 장치와 동일하게 잉크젯법을 이용하여 비등방적인 영역에 광학 재료를 함유하는 도포액을 도포하여 이루어지는 컬러 필터 등의 광학 장치를 제공할 수 있다.

Claims (9)

  1. 기판과,
    상기 기판 위에 설치되어 있고, 평면에서 보아 비등방적(非等方的)인 형상을 갖는 복수의 오목부를 규정하는 격벽부(隔壁部)와,
    유기 EL 재료를 함유하는 도포액을 상기 복수의 오목부 각각에 개별적으로 도포한 후, 상기 오목부에 도포된 도포액을 건조시킴으로써 형성된 발광부(發光部)와,
    상기 격벽부에 형성되어 있고, 상기 오목부에 도포된 도포액의 일부를 상기 발광부의 표면이 평탄해지도록 상기 오목부로부터 배출하는 배액(排液) 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 유기 EL 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 배액 수단은 상기 격벽부의 측벽면(側壁面)으로부터 상기 도포액에 접하도록 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 유기 EL 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 측벽면 중 상기 오목부의 폭방향을 따라 연장되는 제 1 측벽면의 면적은 상기 측벽면 중 상기 오목부의 길이 방향을 따라 연장되는 제 2 측벽면의 면적에 비하여 작고,
    상기 배액 수단은 상기 제 1 측벽면으로부터 상기 도포액에 접하도록 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 유기 EL 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 배액 수단은 상기 제 1 측벽면에 개구(開口)되도록 상기 길이 방향을 따라 상기 격벽부 내에 연장되는 구멍부이고, 상기 도포액은 상기 구멍부를 통하여 상기 오목부로부터 배출되는 것을 특징으로 하는 유기 EL 장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 배액 수단은 상기 제 1 측벽면 및 상기 격벽부 위에 개구되도록 상기 길이 방향을 따라 연장되는 홈부이고, 상기 도포액은 상기 홈부를 통하여 상기 오목부로부터 배출되는 것을 특징으로 하는 유기 EL 장치.
  6. 기판과,
    상기 기판 위에 설치되어 있고, 평면에서 보아 비등방적인 형상을 갖는 복수의 오목부를 규정하는 격벽부와,
    유기 EL 재료를 함유하는 도포액을 상기 복수의 오목부 각각에 개별적으로 도포한 후, 상기 복수의 오목부에 도포된 도포액을 건조시킴으로써 형성된 복수의 발광부와,
    상기 기판 위에서의 상기 복수의 오목부 각각이 규정된 위치에 따라 상기 복 수의 오목부 각각으로부터 서로 다른 양의 도포액을 배출함으로써, 상기 복수의 발광부 각각의 표면을 평탄하게 하는 배액 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 유기 EL 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 배액 수단은 상기 위치에 따라 서로 다른 사이즈를 갖도록 상기 격벽부에 형성된 복수의 구멍부 또는 홈부인 것을 특징으로 하는 유기 EL 장치.
  8. 기판과,
    상기 기판 위에 설치되어 있고, 평면에서 보아 비등방적인 형상을 갖는 복수의 오목부를 규정하는 격벽부와,
    광학 재료를 함유하는 도포액을 상기 복수의 오목부 각각에 개별적으로 도포한 후, 상기 오목부에 도포된 도포액을 건조시킴으로써 형성된 광학층(光學層)과,
    상기 격벽부에 형성되어 있고, 상기 오목부에 도포된 도포액의 일부를 상기 광학층의 표면이 평탄해지도록 상기 오목부로부터 배출하는 배액 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 광학 장치.
  9. 기판과,
    상기 기판 위에 설치되어 있고, 평면에서 보아 비등방적인 형상을 갖는 복수의 오목부를 규정하는 격벽부와,
    광학 재료를 함유하는 도포액을 상기 복수의 오목부 각각에 개별적으로 도포한 후, 상기 복수의 오목부에 도포된 도포액을 건조시킴으로써 형성된 복수의 광학층과,
    상기 기판 위에서의 상기 복수의 오목부 각각이 규정된 위치에 따라 상기 복수의 오목부 각각으로부터 서로 다른 양의 도포액을 배출함으로써, 상기 복수의 광학층 각각의 표면을 평탄하게 하는 배액 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 광학 장치.
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