JP2007149688A - 表示装置と表示装置の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】表示装置は、絶縁基板と、絶縁基板上に形成されており、第1電極と、第1電極と対向する第1部分、第1部分から突出延長されており第1幅を有する第2部分、第2部分から延長されており第1幅と異なる第2幅を有する第3部分を有する第2電極とを含む薄膜トランジスタと、第2電極と接続されている画素電極と、画素電極を囲んでいる隔壁と、画素電極上に形成されている有機層と、隔壁と有機層上に形成されている共通電極とを含むことを特徴とする。
【選択図】図2
Description
能動型OLEDは薄膜トランジスタが各画素ごとに接続されて、各画素別に有機発光層の発光を制御する。各画素には画素電極が位置しており、各画素電極は独立した駆動のために隣接した画素電極と電気的に分離されている。また、画素間には画素電極よりさらに高い隔壁が形成されており、この隔壁は画素電極間の短絡を防止し画素間を分離する役割を果たす。隔壁の間の画素電極上には正孔注入層と発光層が順に形成されている。
このような複雑な構造によって、OLEDは不良画素が発生する可能性が大きい。特に、不良画素のうち、発光層に電流が常に供給されるホワイトスポット(white spot)は、使用者が認知しやすいため問題になる。
本発明の他の目的は、リペアが容易な表示装置の製造方法を提供することにある。
前記第1幅は前記第2幅より大きいことが好ましい。
前記第1幅は前記第2幅の110%〜200%であることが好ましい。
前記第2部分の面積は10μm2〜40μm2であることが好ましい。
前記第2部分と前記画素電極は互いに重ならないことが好ましい。
前記第2部分上の前記隔壁部分の厚さは前記隔壁の他の部分の厚さより小さいことが好ましい。
前記第1幅は前記第2幅の50%〜90%であることが好ましい。
互いに交差するゲート線及びデータ線、前記ゲート線及びデータ線に接続されている追加の薄膜トランジスタをさらに含み、前記薄膜トランジスタの制御端子は前記追加の薄膜トランジスタの出力端子に接続されていることが好ましい。
前記本発明の目的は、絶縁基板と、前記絶縁基板上に形成されている薄膜トランジスタと、前記薄膜トランジスタに接続されている画素電極と、前記画素電極を囲んでいる隔壁と、前記画素電極上に形成されている有機層と、前記隔壁と前記有機層上に形成されている共通電極と、前記薄膜トランジスタの不良をリペアするためのリペア領域とを含む表示装置によっても達成される。
前記画素の不良の有無を判断する段階と、不良画素に対して前記第2電極から前記画素電極に印加される電流を遮断して、前記不良画素をリペアする段階とをさらに含むことが好ましい。
前記リペアはレーザーを用いて行われることが好ましい。
前記第2電極は前記第1幅が前記第2幅より大きく形成されることが好ましい。
前記隔壁形成は、感光物質層を塗布する段階と、前記第2部分の上部に位置した前記感光物質層に対応する部分にスリットパターンが形成されたマスクを用いて前記感光物質層を露光する段階とをさらに含むことが好ましい。
前記リペア段階では前記第2部分にレーザーを照射することが好ましい。
前記第2電極は前記第1幅が前記第2幅より小さく形成されることが好ましい。
前記本発明の他の目的は、絶縁基板上に薄膜トランジスタを形成する段階と、前記薄膜トランジスタと接続されている画素電極を形成する段階と、前記画素電極を囲んでいる隔壁を形成する段階と、前記画素電極上に有機層を形成する段階と、前記隔壁と前記有機層上に共通電極を形成して画素を形成する段階と、前記画素の不良の有無を判断する段階と、不良画素に対して前記薄膜トランジスタから前記画素電極に印加される電流を遮断して、前記不良画素をリペアする段階とを含む表示装置の製造方法によっても達成される。
前記第2電極は前記第1幅が前記第2幅より大きく形成され、前記リペア段階では前記第2部分と前記共通電極が短絡されることが好ましい。
また、本発明によれば、リペアが容易な表示装置の製造方法が提供される。
各実施形態において同一の構成要素に対しては同一の参照番号を付与し、同一の構成要素については第1実施形態で代表的に説明し、他の実施形態では省略することとする。
以下の説明において、‘上に’又は‘の上に’は2つの層(膜)の間に他の層(膜)が介在する場合と介在しない場合とを含み、‘真上に’は2つの層(膜)が互いに接触していることを示す。
1つの画素には複数の信号線が設けられている。信号線は、走査信号を伝達するゲート線、データ信号を伝達するデータ線、そして駆動電圧を伝達する駆動電圧線を含む。データ線と駆動電圧線は互いに隣接して平行に配置されており、ゲート線はデータ線及び駆動電圧線と直交する方向に延長されている。
駆動薄膜トランジスタTdrは制御端子、入力端子及び出力端子を有し、制御端子はスイッチング薄膜トランジスタTswに接続されており、入力端子は駆動電圧線に接続されており、出力端子は有機発光素子LDに接続されている。
以下、第1実施形態による表示装置1の構造について図2及び図3を参照して詳細に説明する。
図2及び図3に示されているように、透明なガラスなどで作られた絶縁基板110の上にゲート配線211、212、222が形成されている。ゲート配線211、212、222は、水平方向に延長されているゲート線211、ゲート線211から延長されているスイッチングゲート電極212、及びゲート線211から分離されている駆動ゲート電極222を含む。ゲート配線211、212、222は金属層から構成されており、単一層または多重層で構成することができる。
絶縁基板110とゲート配線211、212、222上にはシリコン窒化物(SiNx)等からなるゲート絶縁膜310が形成されている。
抵抗性接触層450及び抵抗性接触層450が覆っていないゲート絶縁膜310上にはデータ配線511、512、513、521、522、523が形成されている。
駆動電圧線521はデータ線511と平行に配置されており、駆動薄膜トランジスタTdrの駆動ソース電極522に駆動電圧を印加する。駆動ソース電極522は駆動電圧線521と一体に形成され、図の縦方向に長く延長されている。
第2部分523bの幅d1は、第3部分523cの幅d2より大きく形成されている。具体的には、第2部分523bの幅d1は、第3部分523cの幅d2の110%〜200%とすることができる。第2部分523bの面積は、隔壁810によって露出された画素電極713の面積の0.1%〜20%又は10μm2〜40μm2とすることができる。第2部分523bは、不良画素リペアの時にレーザーが照射されて共通電極830と短絡される部分であって、面積が小さい場合にはレーザー照射が容易でなく、面積が大きい場合には開口率が低下する。
保護層610の一部は除去されて、スイッチングドレイン電極513を露出させる接触孔611、駆動ゲート電極222を露出させる接触孔612、及び駆動ドレイン電極523の第3部分523cを露出させる接触孔613を形成する。ここで、接触孔612に位置するゲート絶縁膜310は、保護層610と同様に除去されている。
容量形成部712はブリッジ部711と一体に形成されており、駆動電圧線521の下部に延長されている。容量形成部712と駆動電圧線521が重なる領域の保護層610にはストレージキャパシタが形成される。
隣接した画素電極713の間には隔壁810が形成されている。隔壁810は画素電極713間を区分して画素領域を定義しながら、薄膜トランジスタTsw、Tdr上に形成されている。隔壁810はアクリル樹脂、ポリイミド樹脂などの耐熱性、耐溶媒性の感光物質やSiO2、TiO2のような無機材料で構成することができ、有機層と無機層の2層構造とすることも可能である。
正孔注入層821はポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)(PEDOT)とポリスチレンスルホン酸(PSS)のような正孔注入物質から構成されており、これら正孔注入物質を水に混合し、インクジェット方式で形成することができる。
隔壁810及び発光層822の上部には共通電極830が位置する。共通電極830は陽極(cathode)とも呼ばれ、発光層822に電子を供給する。共通電極830は、カルシウム層とアルミニウム層で構成することができる。この時、発光層822に近い側には仕事関数が低いカルシウム層を配置することが好ましい。
まず、図4aに示されているように、絶縁基板110の上にゲート金属層を形成しパターニングしてゲート配線211、212、222を形成する。ゲート金属層は絶縁基板110の全面にかけて形成され、スパッタリング(sputtering)方法を使用して形成することができる。その後、ゲート配線211、212、222の上部にゲート絶縁膜310を形成する。ゲート絶縁膜310は窒化シリコンで構成することができ、化学気相蒸着(CVD)方法を用いて形成することができる。
その次に、図4cに示されているように、データ金属層を形成しパターニングしてデータ配線511、512、513、521、522、523を形成する。データ金属層は絶縁基板110の全面にかけて形成され、スパッタリング(sputtering)方法を使用して形成することができる。この過程でデータ配線511、512、513、521、522、523によって覆われていない抵抗性接触層450が除去される。抵抗性接触層450の除去後に露出された半導体層411、412の表面を安定化させるために、酸素プラズマを実施するのが好ましい。抵抗接触層450のエッチングはプラズマを利用した乾式エッチング法を使用することができる。データ配線511、512、513、521、522、523の形成時、駆動ドレイン電極523の第2部分523bは第3部分523cより幅を大きく形成する。
マスク10は、ベース基板11と、ベース基板11上に形成されている光遮断層12、13とからなる。光遮断層12、13は紫外線を透過させない部分で、クロム酸化物で構成することができる。
感光物質層815のうちの第1サブ層12に対応する部分Aは部分露光されて一部分のみが分解され、第2サブ層13に対応する部分Bは露光によって分解されず、光遮断層12、13が形成されていないマスク10に対応する部分Cは完全分解される。このように露光された感光物質層815を現像して分解された部分を除去すると、駆動ドレイン電極523の第2部分523b上に陥没部811が形成された隔壁810が形成される。
乾燥が完了した後、窒素中、好ましくは真空中において約200℃で10分程度熱処理することができ、この過程を通じて正孔注入層821内に残存する溶媒や水が除去される。
発光溶液826の溶媒としては、正孔注入層821の再溶解を防止するために、正孔注入層821に対して不溶である非極性溶媒を使用する。非極性溶媒にはシクロヘキシルベンゼン、ジヒドロベンゾフラン、トリメチルベンゼン、テトラメチルベンゼンなどがある。
従って、非極性溶媒に対する正孔注入層821の親和性を高めるために、発光溶液826のドロッピング前に正孔注入層821の表面改質工程を経るのが好ましい。
発光溶液826の乾燥は正孔注入溶液825の乾燥と類似した方法で行われる。
発光溶液826を乾燥して有機発光層822を形成した後、共通電極830を形成すると図2及び図3のような表示装置が完成する。
表示装置1の製造過程で自動光学検査(AOI、automatic optical inspection)等を通じて各画素に対する不良を検査する。このような検査は表示装置1の製造中又は製造後に行うことができ、表示装置1に駆動回路を装着して実際使用条件で検査することもできる。
図5aはリペアのために駆動ドレイン電極523の第2部分523bにレーザーを照射する段階を示し、図5bはレーザー照射によって第2部分523bと共通電極830が短絡された状態を示す。
駆動電圧線から供給された電流は、駆動薄膜トランジスタTdrを通じて電流の強さが調節されて有機発光素子LDに供給される。ところで、リペアを通じて駆動薄膜トランジスタTdrの出力端と共通電極との間にバイパスラインが形成されている。駆動薄膜トランジスタTdrの出力端からの電流は、相対的に接触抵抗の大きい有機発光素子LDより、相対的に接触抵抗が小さい共通電極に大部分流れるようになる。従って、有機発光素子LDには、駆動薄膜トランジスタTdrからの電流が実質的に供給されなくなり、リペアされた画素はブラックスポットになる。
図7は本発明の第2実施形態による表示装置の配置図であり、図8は図7のVIII-VIII線による断面図である。
第2実施形態では、駆動ドレイン電極523の第2部分523bの幅d5が第3部分523cの幅d2より小さい。具体的には、第2部分523bの幅d5は第3部分523cの幅d2の50〜90%とすることができる。第2実施形態で第2部分523bはリペア時にレーザーが照射される部分である。
図9aは、リペアのために駆動ドレイン電極523の第2部分523bにレーザーを照射する段階を示し、図9bは、レーザー照射によって第1部分523aと第3部分523cが断線した状態を示す。
駆動電圧線から供給された電流は、駆動薄膜トランジスタTdrを通じて電流の強さが調節されて有機発光素子LDに供給される。ところで、リペアを通じて駆動薄膜トランジスタTdrの出力端と有機発光素子LDが断線されている。従って、有機発光素子LDに駆動薄膜トランジスタTdrからの電流が供給されなくなって、リペアされた画素はブラックスポットになる。この方法は共通電極に影響を与えず、そのために周囲の画素に電気的影響を与えないという長所がある。
211 ゲート線
511 データ線
521 駆動電圧線
523 駆動ドレイン電極
810 隔壁
811 陥没部
820 有機層
830 共通電極
Claims (27)
- 絶縁基板と、
前記絶縁基板上に形成されており、第1電極と、前記第1電極と対向する第1部分、前記第1部分から突出延長されており第1幅を有する第2部分、前記第2部分から延長されており前記第1幅と異なる第2幅を有する第3部分を有する第2電極とを含む薄膜トランジスタと、
前記第2電極と接続されている画素電極と、
前記画素電極を囲んでいる隔壁と、
前記画素電極上に形成されている有機層と、
前記隔壁と前記有機層上に形成されている共通電極と、
を含むことを特徴とする表示装置。 - 前記薄膜トランジスタと前記隔壁の間に位置し、前記第2電極の前記第3部分を露出させる接触孔が形成されている保護膜をさらに含み、
前記画素電極は前記接触孔を通じて前記第2電極と接続されていることを特徴とする、請求項1に記載に表示装置。 - 前記第1幅は前記第2幅より大きいことを特徴とする、請求項1に記載の表示装置。
- 前記第1幅は前記第2幅の110%〜200%であることを特徴とする、請求項3に記載の表示装置。
- 前記第2部分の面積は前記隔壁によって露出された前記画素電極の面積の0.1%〜20%であることを特徴とする、請求項3に記載の表示装置。
- 前記第2部分の面積は10μm2〜40μm2であることを特徴とする、請求項3に記載の表示装置。
- 前記第2部分と前記画素電極は互いに重ならないことを特徴とする、請求項3に記載の表示装置。
- 前記第2部分上の前記隔壁部分の厚さは前記隔壁の他の部分の厚さより小さいことを特徴とする、請求項3に記載の表示装置。
- 前記第1幅は前記第2幅より小さいことを特徴とする、請求項1に記載の表示装置。
- 前記第1幅は前記第2幅の50%〜90%であることを特徴とする、請求項9に記載の表示装置。
- 互いに交差するゲート線及びデータ線、前記ゲート線及びデータ線に接続されている追加の薄膜トランジスタをさらに含み、
前記薄膜トランジスタの制御端子は前記追加の薄膜トランジスタの出力端子に接続されていることを特徴とする、請求項1に記載の表示装置。 - 前記データ線と平行に形成された電圧供給線をさらに含み、
前記第1電極は前記電圧供給線に接続されていることを特徴とする、請求項11に記載の表示装置。 - 絶縁基板と、
前記絶縁基板上に形成されている薄膜トランジスタと、
前記薄膜トランジスタに接続されている画素電極と、
前記画素電極を囲んでいる隔壁と、
前記画素電極上に形成されている有機層と、
前記隔壁と前記有機層上に形成されている共通電極と、
前記薄膜トランジスタの不良をリペアするためのリペア領域と、
を含むことを特徴とする表示装置。 - 絶縁基板上に第1電極と、前記第1電極と対向する第1部分、前記第1部分から突出延長されており第1幅を有する第2部分、前記第2部分から延長されており前記第1幅と異なる第2幅を有する第3部分を有する第2電極とを含む薄膜トランジスタを形成する段階と、
前記第2電極と接続されている画素電極を形成する段階と、
前記画素電極を囲んでいる隔壁を形成する段階と、
前記画素電極上に有機層を形成する段階と、
前記隔壁と前記有機層上に共通電極を形成して画素を形成する段階と、
を含むことを特徴とする表示装置の製造方法。 - 前記薄膜トランジスタと前記隔壁の間に位置し、前記第2電極の前記第2部分を露出させる接触孔が形成されている保護膜を形成する段階をさらに含み、
前記画素電極は前記接触孔を通じて前記第2電極と接続されていることを特徴とする、請求項14に記載の表示装置の製造方法。 - 前記画素の不良の有無を判断する段階と、
不良画素に対して前記第2電極から前記画素電極に印加される電流を遮断して、前記不良画素をリペアする段階と、
をさらに含むことを特徴とする、請求項14に記載の表示装置の製造方法。 - 前記リペア段階では前記第2部分と前記共通電極を短絡させることを特徴とする、請求項16に記載の表示装置の製造方法。
- 前記リペアはレーザーを用いて行われることを特徴とする、請求項16に記載の表示装置の製造方法。
- 前記第2電極は前記第1幅が前記第2幅より大きく形成されることを特徴とする、請求項17に記載の表示装置の製造方法。
- 前記隔壁形成は、
感光物質層を塗布する段階と、
前記第2部分の上部に位置した前記感光物質層に対応する部分にスリットパターンが形成されたマスクを用いて前記感光物質層を露光する段階と、
をさらに含むことを特徴とする、請求項19に記載の表示装置の製造方法。 - 前記リペア段階では前記第1部分と前記第3部分を断線させることを特徴とする、請求項17に記載の表示装置の製造方法。
- 前記リペア段階では前記第2部分にレーザーを照射することを特徴とする、請求項21に記載の表示装置の製造方法。
- 前記第2電極は前記第1幅が前記第2幅より小さく形成されることを特徴とする、請求項21に記載の表示装置の製造方法。
- 絶縁基板上に薄膜トランジスタを形成する段階と、
前記薄膜トランジスタと接続されている画素電極を形成する段階と、
前記画素電極を囲んでいる隔壁を形成する段階と、
前記画素電極上に有機層を形成する段階と、
前記隔壁と前記有機層上に共通電極を形成して画素を形成する段階と、
前記画素の不良の有無を判断する段階と、
不良画素に対して前記薄膜トランジスタから前記画素電極に印加される電流を遮断して、前記不良画素をリペアする段階と、
を含むことを特徴とする表示装置の製造方法。 - 前記薄膜トランジスタは、第1電極と、前記第1電極と対向する第1部分、前記第1部分から突出延長されており第1幅を有する第2部分、前記第2部分から延長されており前記第1幅と異なる第2幅を有する第3部分を有する第2電極とを含み、
前記リペア段階では前記第2部分にレーザーを照射することを特徴とする、請求項24に記載の表示装置の製造方法。 - 前記第2電極は前記第1幅が前記第2幅より大きく形成され、
前記リペア段階では前記第2部分と前記共通電極が短絡されることを特徴とする、請求項25に記載の表示装置の製造方法。 - 前記第2電極は前記第1幅が前記第2幅より小さく形成され、
前記リペア段階では前記第1部分と前記第3部分が断線されることを特徴とする、請求項25に記載の表示装置の製造方法。
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