CN102097453B - 有机电致发光显示装置 - Google Patents
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Abstract
有机电致发光显示装置。该有机电致发光显示装置包括：第一基板，其具有显示图像的有源区域和围绕所述有源区域的非有源区域；开关薄膜晶体管和驱动薄膜晶体管，该驱动薄膜晶体管连接到所述第一基板上的所述有源区域中的所述开关薄膜晶体管；有机电致发光二极管，其连接到所述驱动薄膜晶体管；虚设金属图案，其在所述第一基板上的所述非有源区域的角部分处；第二基板，其与所述第一基板面对并且与所述第一基板分隔开，所述第二基板包括凹槽；以及密封图案，其将所述第一基板与所述第二基板附接，其中，所述虚设金属图案与所述凹槽的角部分重叠。
Description
技术领域
本发明涉及有机电致发光显示（ELD：electroluminescent display）装置，更具体地说，涉及通过防止漏光来提高显示质量的有机电致发光显示装置。
背景技术
尽管阴极射线管（CRT：cathode ray tube）被广泛用作显示装置，但诸如等离子体显示板（PDP：plasma display panel）装置、液晶显示（LCD：liquid crystal display）装置和可以被称为有机发光二极管（OLED：organiclight emitting diode）装置的有机电致发光显示（ELD：electroluminescentdisplay）装置的平板显示器（FPD：flat panel display）已经是近来研究和开发的主题。
在各种FPD装置中，发光类型的有机ELD装置由于省略了背光单元而具有重量轻和外形薄的优点。另外，有机ELD装置具有优于LCD装置的视角和对比度，并且在功耗方面具有优点，使得以低直流（DC：direct current）电压来驱动有机ELD装置。此外，有机ELD装置具有快响应速度、对外部撞击的优异的耐用性以及宽的工作温度范围。具体地说，由于有机ELD装置的制造工艺简单，所以与LCD装置相比，有机ELD装置具有较低的生产成本。
根据是否存在开关元件，可以将有机ELD装置分类为无源矩阵类型和有源矩阵类型。在无源矩阵类型的有机ELD装置中，按照矩阵来设置彼此交叉以限定像素区域的扫描线和信号线而无需开关元件。在有源矩阵类型的有机ELD装置中，按照矩阵来设置彼此交叉以限定像素区域的扫描线和信号线，并且在各个像素区域中设置存储电容器和作为开关元件的薄膜晶体管（TFT：thin film transistor）。
由于无源矩阵类型的有机ELD装置在分辨率、功耗和使用寿命方面存在缺点，具有高分辨率和大尺寸的优点的有源矩阵类型的有机ELD装置已经是近来研究和开发的主题。
图1是示出根据现有技术的有源矩阵类型有机电致发光显示板的截面图。图1中，有机电致发光显示（ELD）装置10包括彼此面对并且分隔开的第一基板1和第二基板2，并且利用第一基板1和第二基板2的边缘部分处的密封图案20将第一基板1和第二基板2彼此附接。第一基板1包括用于显示图像的有源区域AA和围绕该有源区域AA的非有源区域NA。
驱动薄膜晶体管（TFT）DTr在有源区域中形成在第一基板1上。另外，构成有机电致发光（EL）二极管E的第一电极11、有机发光层13和第二电极15顺序地形成在第一基板1上。第一电极11电连接到驱动TFT DTr。第一电极11和第二电极15可以分别充当阳极和阴极。有机发光层13在各个像素区域中包括红色、绿色和蓝色有机发光图案13a、13b和13c。
当有机ELD装置10具有底发光类型时，第一电极11可以由透明导电材料形成，并且第二电极15可以由导电材料形成，使得可以通过第一电极11来发射来自有机发光层13的光。第二基板2包括凹槽40，并在凹槽40中形成吸收材料30以消除从外部渗入的湿气。
通过使用掩模蚀刻第二基板2来形成凹槽40。凹槽40具有矩形形状，并且该矩形形状的角部分可能由于不完全的蚀刻而存在残余。
图2A是示出在根据现有技术的有机电致发光显示装置的角部分处的漏光的截面图，而图2B是示出根据现有技术的有机电致发光显示装置的第二基板中的残余的平面图。在图2A和图2B中，利用密封图案20将具有驱动TFT DTr和有机EL二极管E的第一基板附接到第二基板2。该第二基板2包括凹槽40，并且在凹槽40中形成吸收材料30。凹槽40具有矩形形状，并具有自第二基板2的内表面起的第一深度t1。
通过使用掩模蚀刻第二基板2来形成凹槽40，并且由于蚀刻源的较慢流动，可能在凹槽40的角部分处形成残余40a。因此，除了角部分，凹槽40的侧壁和底表面在侧部中形成直角，同时凹槽40的侧壁和底表面由于角部分中的残余40a而形成圆角。各个残余40a自角点（cornerpoint）起可以具有分别对应于第一深度t1的侧面。
残余40a引起漏光，并且由于漏光，有机ELD装置10的诸如亮度和颜色均匀性的显示质量下降。来自有机发光层13的光可以通过第二电极15被发射到残余40a。另外，光在残余40a处被反射和折射，并被透射到第一基板1。结果，通过第二电极15的光（不希望出现的光）从有机ELD装置10发射，以形成漏光。
发明内容
因此，本发明致力于一种基本上消除了由于现有技术的限制和缺点所导致的一个或更多个问题的有机电致发光显示装置。
本发明的目的是提供一种防止漏光的有机电致发光显示装置。
本发明的附加特征和优点将在以下描述中得到阐明，并且将根据该描述而部分地变得明显，或者可以通过本发明的实践来得到了解。通过书面的说明书及其权利要求书以及附图中具体指出的结构可以实现和获得本发明的这些目的和其它优点。
为了实现这些和其它优点，根据本发明的目的，如具体实施和广泛描述的，一种有机电致发光显示装置包括：第一基板，其具有显示图像的有源区域和围绕所述有源区域的非有源区域；开关薄膜晶体管和驱动薄膜晶体管，该驱动薄膜晶体管连接到所述第一基板上的所述有源区域中的所述开关薄膜晶体管；有机电致发光二极管，其连接到所述驱动薄膜晶体管；虚设（dummy）金属图案，其在所述第一基板上的所述非有源区域的角部分处；第二基板，其与所述第一基板面对并且与所述第一基板分隔开，该第二基板包括凹槽；以及密封图案，其附接所述第一基板和所述第二基板，其中，所述虚设金属图案与所述凹槽的角部分重叠。
应当理解，本发明的以上总体描述和以下详细描述都是示例性的和说明性的，其旨在提供对所要求保护的本发明的进一步解释。
附图说明
附图被包括在本说明书中以提供对本发明的进一步理解，并结合到本说明书中且构成本说明书的一部分，附图示出了本发明的实施方式，并且与说明书一起用于解释本发明的原理。在附图中：
图1是示出根据现有技术的有源矩阵类型有机电致发光显示板的截面图；
图2A是示出在根据现有技术的有机电致发光显示装置的角部分处的漏光的截面图；
图2B是示出在根据现有技术的有机电致发光显示装置的第二基板中的残余的平面图；
图3是示出根据本发明实施方式的有机电致发光显示装置的截面图；
图4是示出在根据本发明实施方式的有机电致发光显示装置的角部分处的防漏光的截面图；
图5是示出根据本发明实施方式的有机电致发光显示装置的平面图；
图6A是示出在根据现有技术的有机电致发光显示装置中的漏光的视图；
图6B是示出在根据本发明实施方式的有机电致发光显示装置中的防漏光的视图。
具体实施方式
下面将详细描述本发明的优选实施方式，在附图中例示出了本发明的优选实施方式的示例。
图3是示出根据本发明实施方式的有机电致发光显示装置的截面图。
在图3中，有机电致发光显示（ELD）装置100具有底发光类型。有机ELD装置可以分类为顶发光类型和底发光类型。由于底发光类型有机ELD装置在稳定性和制造的自由度方面具有优点，所以已经对底发光类型有机ELD装置进行了广泛的研究。
有机ELD装置100包括彼此面对并且分隔开的第一基板101和第二基板102，并且利用第一基板101和第二基板102的边缘部分处的密封图案120将第一基板101和第二基板102彼此附接。第一基板101包括用于显示图像的有源区域AA和围绕有源区域AA的非有源区域NA。尽管在图3中未示出，但是在第一基板101的内表面上在有源区域AA中形成选通线、数据线和电力线，并且该选通线和该数据线彼此交叉以限定像素区域P。在第一基板101的内表面上在各个像素区域P中形成开关薄膜晶体管（TFT）（未示出）、驱动TFT DTr和有机电致发光（EL）二极管E。开关TFT连接到选通线和数据线，并且驱动TFT DTr连接到该开关TFT和电力线。有机EL二极管E包括第一电极111、有机发光层113和第二电极115。此外，在第二基板102中形成凹槽140，并且在凹槽140中形成吸收材料130以消除从外部渗入的湿气。第二基板102用于封装第一基板101的有机EL二极管E。
在第一基板101的内表面上形成硅的半导体层103，并且在半导体层103上形成栅绝缘层105。半导体层103包括本征非晶硅的有源区103a以及掺杂硅的源区103b和漏区103c。有源区103a用作沟道区，并且源区103b和漏区103c被设置在有源区103a的两侧处。在栅绝缘层105上形成连接到选通线的栅极107。另外，在栅极107和选通线上形成第一层间绝缘层109a。第一层间绝缘层109a和栅绝缘层105包括分别暴露源区103b和漏区103c的第一半导体接触孔116a和第二半导体接触孔116b。
在第一层间绝缘层109a上形成源极110a和漏极110b。源极110a通过第一半导体接触孔116a连接到源区103b，并且漏极110b通过第二半导体接触孔116b连接到漏区103c。半导体层103、栅绝缘层105、栅极107、源极110a和漏极110b构成驱动TFT DTr。而且，在第一层间绝缘层109a上形成数据线。开关TFT可以具有与驱动TFT DTr相同的结构。尽管图3的实施方式中的开关TFT和驱动TFT DTr中的每一个具有在半导体层上方形成栅极的顶栅型，但其它实施方式中的开关TFT和驱动TFT DTr中的每一个可以具有在栅极上方形成半导体层的底栅型。
此外，第二层间绝缘层109b形成在源极110a和漏极110b上。第二层间绝缘层109b包括暴露驱动TFT DTr的漏极110b的漏接触孔117。第一电极111、有机发光层113和第二电极115顺序地形成在第二层间绝缘层109b上。第一电极111、有机发光层113和第二电极115构成有机EL二极管E。第一电极111通过漏接触孔117连接到驱动TFT DTr的漏极110b。
在各个像素区域P中形成第一电极111，并且在第一电极111和第二层间绝缘层109b的边界部分上形成堤层（bank）119。堤层119具有包括开口的矩阵形状并对应于相邻像素区域P之间的边界。
当有机ELD装置100具有底发光类型时，第一电极111可以包括诸如铟锡氧化物（ITO）和铟锌氧化物（IZO）的具有较高功函数的透明导电材料，并且第二电极115可以包括诸如铝（Al）和铝合金（例如，钕化铝（AlNd））的具有较低功函数的金属材料。结果，第一电极111和第二电极115分别充当阴极和阳极，并且来自有机发光层113的光通过第一电极111被发射。
可以通过低温沉积方法来形成金属材料的第二电极115以使有机发光层113的退化最小化。结果，第二电极115可以退化为具有低的膜质量和高电阻系数。第二电极115的退化引起显示质量和功耗的恶化。为了解决金属材料的第二电极115的上述问题，在其它实施方式中，第二电极115可以由薄金属材料和厚透明导电材料的双层形成。
有机发光层113可以具有单层或多层，这包括空穴注入层（HIL：holeinjecting layer）、空穴传输层（HTL：hole transporting layer）、发光材料层（EML：emitting material layer）、电子传输层（ETL：electron transportinglayer）和电子注入层（EIL：electron injecting layer），以提高发光效率。
在有机ELD装置100中，当对第一电极111和第二电极115施加数据信号的电压时，从第一电极111注入的空穴和从第二电极115注入的电子被传输到有机发光层113，并通过有机发光层113中的空穴和电子来生成激发子（exciton）。另外，通过从激发子的激发态到基态的跃迁来在有机发光层113中产生光，并作为可见光线发射该光。来自有机发光层113的光通过第一电极111被发射，使得有机ELD装置100可以显示图像。
第二基板102面对第一基板101并与第一基板101分隔开。第二基板102可以由玻璃或金属箔形成。利用密封图案120将第一基板101与第二基板102彼此附接，从而封装有机EL二极管。例如，密封图案120可以由热可固化树脂或紫外线（UV：ultraviolet）可固化树脂形成。
第一基板101可以包括玻璃或不锈钢中的一种。当有机ELD装置100具有底发光类型时，第一基板101由玻璃形成。第二基板102可以包括金属箔。当第二基板102由金属箔形成时，与玻璃的第二基板相比，第二基板102的厚度被减小，并且有机ELD装置100可以具有较薄的外形。另外，与包括玻璃的第二基板的有机ELD装置相比，包括金属箔的第二基板的有机ELD装置100的耐用性和热辐射特性得到提高。
第二基板115包括凹槽140，并且在凹槽140中形成诸如氧化钡（BaO）和氧化钙（CaO）的吸收材料。另外，在第二基板102的凹槽140的四个角部分中形成残余140a，并且在第一基板101的非有源区域NA的四个角部分处形成虚设金属图案200，以防止由于残余140a而导致的漏光。
图4是示出在根据本发明实施方式的有机电致发光显示装置的角部分处的防漏光的截面图。
在图4中，在第一基板101的非有源区域NA的四个角部分的每一个处形成虚设金属图案200。另外，虚设金属图案200对应于第二基板102的凹槽140的各个角部分G处的残余140a，使得可以防止由于残余140a而导致的漏光。通过使用掩模的蚀刻方法来在第二基板102中形成凹槽140，并且在凹槽140中形成吸收材料130。与在凹槽140的中央部分处相比，诸如蚀刻溶液或蚀刻气体的蚀刻源的流动在蚀刻区域（即，凹槽140）与非蚀刻区域（即，除了凹槽140之外的第二基板102）之间的边界部分处慢下来，尤其在凹槽140的四个角部分处慢下来。结果，第二基板102的一部分未被蚀刻而保留为残余140a。例如，残余140a可以具有三角形形状，该三角形形状在平面图中具有圆形的底边（baseside）。当凹槽140具有第一深度t1时，残余140a的三角形形状的各条斜边可以是与第一深度t1相对应的距离。
由于有机ELD装置100具有底发光类型，所以来自有机发光层113的光通过第一电极111被发射以显示图像。另外，有机发光层113的通过第二电极115的光的大部分被吸收并在有机ELD装置100中消散。但是，有机发光层113的通过第二电极115的光的一部分在各个角部分G的残余140a处被反射和折射，以透射到第一基板101。透射到第一基板101的光的一部分在非有源区域NA的各个角部分处被虚设金属图案200遮挡，从而防止了由于残余140a的反射和折射所导致的漏光。结果，提高了有机ELD装置100的显示质量。
虚设金属图案200可以由与（图3的）驱动TFT DTr的（图3的）栅极107或驱动TFT DTr的（图3的）源极110a和漏极110b相同的层和相同的材料形成。虚设金属图案200可以在非有源区域NA的各个角部分处形成，以对应于在凹槽140的各个角部分G处的残余140a。另外，虚设金属图案200可以具有三角形形状，该三角形形状在平面图中具有平的底边，并且该三角形形状的各条斜边可以具有在第一深度t1的约1.5倍至第一深度t1的约2.5倍的范围内的第一距离d1（(1.5)t1≤d1≤(2.5)t1）。由于虚设金属图案200的面积大于残余140a的面积，所以，可以在密封图案120与第一基板101之间形成虚设金属图案200，以部分地与密封图案120重叠。
图5是示出根据本发明实施方式的有机电致发光显示装置的平面图。
在图5中，在（图3的）第一基板101上在围绕有源区域AA的非有源区域NA中形成密封图案120，并且在非有源区域NA的各个角部分处形成虚设金属图案200以与密封图案120重叠。第二基板102包括凹槽140并且在凹槽140的各个角部分G处形成残余140a。虚设金属图案200对应于残余140a。因此，在第一基板101上在非有源区域NA中形成虚设金属图案200，并且虚设金属图案200与密封图案120以及凹槽140的各个角部分G处的残余140a重叠。
残余140a可以具有三角形形状，该三角形形状在平面图中具有圆形的底边，并且虚设金属图案200可以具有三角形形状，该三角形形状在平面图中具有平的底边。当凹槽具有第一深度t1时，残余140a的斜边可以具有对应于第一深度t1的距离，并且虚设金属图案200的斜边可以具有第一深度t1的大约1.5倍至第一深度t1的大约2.5倍的范围内的第一距离d1（(1.5)t1≤d1≤(2.5)t1）。结果，虚设金属图案200的面积可以在残余140a的面积的大约2.25倍至残余140a的面积的大约6.25倍的范围内。例如，当凹槽的第一深度大约为300μm时，残余140a的斜边大约为300μm，并且虚设金属图案200的斜边在大约450μm至大约750μm的范围内。结果，虚设金属图案200的形状为等腰直角三角形，该等腰直角三角形的面积在大约101250μm2至大约281250μm2的范围内。
当虚设金属图案200的面积不够大时，光可能未被完全遮挡。另外，当虚设金属图案200的面积足够大时，光可以被完全遮挡，并且可以完全防止漏光。但是，随着虚设金属图案200的面积增加，非有源区域NA也增加，并且有机ELD装置100的孔径比（aperture ratio）降低。结果，虚设金属图案200可以形成为具有在第一深度t1的大约1.5倍至第一深度t1的大约2.5倍的范围内的第一距离d1的斜边。
图6A是示出根据现有技术的有机电致发光显示装置中的漏光的视图，而图6B是示出根据本发明实施方式的有机电致发光显示装置中的防漏光的视图。
在图6A中，在有机ELD装置的非有源区域NA的角部分处检查到漏光。在图6B中，在有机ELD装置的非有源区域NA的角部分处没有检查到漏光。尽管通过第二电极的有机发光层的光在凹槽的各个角部分的残余处被反射和折射，但所反射和所折射的光被（图5的）虚设金属图案200遮挡，并且在根据本发明实施方式的有机ELD装置中防止了漏光。结果，在根据本发明实施方式的有机ELD装置中提高了诸如亮度和颜色均匀性的显示质量。
结果，在根据本发明实施方式的有机电致发光显示装置中，通过在非有源区域的角部分处的虚设金属图案防止了由于在用于吸收材料的凹槽的角部分处的残余而导致的漏光。因此，提高了根据本发明的有机电致发光显示装置的诸如亮度和颜色均匀性的显示质量。
对于本领域技术人员而言很明显，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可以对本发明的有机电致发光显示装置进行各种修改和变型。因此，本发明旨在涵盖落入所附权利要求及其等同物的范围内的本发明的这些修改和变型。
本申请要求2009年11月23日在韩国提交的韩国专利申请No.10-2009-0113399的优先权，以引证的方式将其全部内容并入本文。
Claims (8)
1.一种有机电致发光显示装置，该有机电致发光显示装置包括：
第一基板，其具有显示图像的有源区域和围绕所述有源区域的非有源区域；
开关薄膜晶体管和驱动薄膜晶体管，该驱动薄膜晶体管连接到所述第一基板上的所述有源区域中的所述开关薄膜晶体管；
有机电致发光二极管，其连接到所述驱动薄膜晶体管；
虚设金属图案，其在所述第一基板上的所述非有源区域的角部分处；
第二基板，其与所述第一基板面对并且与所述第一基板分隔开，所述第二基板包括凹槽；以及
密封图案，其将所述第一基板与所述第二基板附接，
其中，所述虚设金属图案与所述凹槽的角部分重叠。
2.根据权利要求1所述的有机电致发光显示装置，其中，所述虚设金属图案与所述密封图案重叠。
3.根据权利要求1所述的有机电致发光显示装置，其中，所述凹槽的角部分具有三角形形状，该三角形形状具有圆形的底边，并且所述虚设金属图案具有三角形形状，该三角形形状具有平的底边。
4.根据权利要求3所述的有机电致发光显示装置，其中，所述凹槽具有第一深度并且所述虚设金属图案的斜边具有在所述第一深度的1.5倍至所述第一深度的2.5倍的范围内的第一长度。
5.根据权利要求4所述的有机电致发光显示装置，其中，所述虚设金属图案具有等腰直角三角形形状。
6.根据权利要求1所述的有机电致发光显示装置，其中，所述驱动薄膜晶体管包括半导体层、栅极、源极和漏极。
7.根据权利要求6所述的有机电致发光显示装置，其中，所述虚设金属图案包括与所述栅极相同的层和相同的材料。
8.根据权利要求6所述的有机电致发光显示装置，其中，所述虚设金属图案包括与所述源极和所述漏极相同的层和相同的材料。
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