JP2007200836A - 有機電界発光表示装置及びその製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】厚さ調節が容易である密封材を備え、基板に反射した光の経路差によって発生するニュートンリング現象を改善できる有機電界発光表示装置及びその製造方法を提供する。
【解決手段】基板と第2基板との間の間隔を調節してニュートンリングを防止するための有機電界発光表示装置及びその製造方法に関する。本発明による有機電界発光表示装置は、第1電極、有機層及び第2電極で構成される少なくとも一つの有機発光ダイオードが形成された画素領域と、前記画素領域の外縁に形成される非画素領域とを有する第1基板、前記第1基板の前記画素領域を含む一領域に合着する第2基板、及び前記第1基板の非画素領域と前記第2基板との間に備えられる第1密封材を備え、前記第1密封材は少なくとも一つの透明な材質の第1フリット層と不透明な材質の第2フリット層を含む。
【選択図】図4e

Description

本発明は、有機電界発光表示装置及びその製造方法に関し、より詳細には、基板と第2基板との間の間隔を調節して、ニュートンリング(newton’s ring)現象を防止するための有機電界発光表示装置及びその製造方法に関する。
最近では、有機発光素子(Organic Light Emitting Diode)を利用した有機電界発光表示装置(Organic Light Emitting Display Device)が注目されている。
有機電界発光表示装置は、蛍光性を有する有機化合物を電気的に励起させて発光する自発光型ディスプレーで、低い電圧で駆動が可能で、かつ薄型化が容易であり、広視野角、速い応答速度などの長所を有する。
有機電界発光表示装置は、基板上に有機発光素子と有機発光素子を駆動するためのTFT(Thin Film Transistor)を含む複数の画素を備える。このような有機発光素子は水分に敏感で、吸湿剤が塗布された金属キャップや密封ガラス基板で蒸着基板にカバーをし、水分の侵入を防止する密封構造が提案された。
また、吸湿剤を備えず、ガラス基板にフリット(frit)を塗布して有機発光素子を密封する構造が米国特許第20040207314号に開示されている。米国特許出願公開第2004−0207314号明細書によれば、フリットを用いて基板と第2基板との間を完全に密封するため吸湿剤が不要であり、より効果的に有機発光素子を保護することができる。
しかし、一般に、フリットを塗布した第2基板を利用して有機発光ダイオードを密封する構造では吸湿制が不要で、吸湿制が位置する空間を確保する必要がない。このため、基板と第2基板との間の間隔が従来の吸湿剤を使用する構造より狭く形成され、その結果、ニュートンリング現象が発生する問題点があった。
本発明は、前記のような従来の問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、厚さ調節が容易である密封材を備え、基板に反射した光の経路差によって発生するニュートンリング現象を改善できる有機電界発光表示装置及びその製造方法を提供することである。
前述した目的を達成するための本発明の一側面は、第1電極、有機層及び第2電極で構成される少なくとも一つの有機発光ダイオードが形成された画素領域と前記画素領域の外縁に形成される非画素領域とを有する第1基板、前記第1基板の前記画素領域を含む一領域に合着(attach)する第2基板、及び前記第1基板の非画素領域と前記第2基板との間に備えられる第1密封材を備え、前記第1密封材は、少なくとも一つの透明な材質の第1フリット層と不透明な材質の第2フリット層を含む有機電界発光表示装置を提供する。
本発明の他の側面は、少なくとも一つの有機発光ダイオードが形成された画素領域と前記画素領域の外縁に形成される非画素領域とを有する基板と、前記基板の前記画素領域を含む一領域に合着する第2基板を備えて構成される有機電界発光表示装置の製造方法において、第2基板上に透明な材質の第1フリット層を形成する段階、前記第1フリット層を第1温度で焼成する段階、前記第1フリット層の一領域に不透明な材質の第2フリット層を形成する段階、前記第2フリット層を第2温度に焼成する段階、前記第2基板上に前記画素領域が少なくとも密封されるように、第1基板を合着させる段階及び前記第2基板と前記第1基板との間に備えられる前記第1フリット層と前記第2フリット層を溶融させて、前記第1基板と前記第2基板を接着させる段階を含む有機電界発光表示装置製造方法を提供する。
本発明による有機電界発光表示装置及びその製造方法によれば、基板と第2基板との間の間隔を調節してニュートンリングを防止することができる。また、フリットで構成された第1密封材以外に補助シーリング(sealing)剤としてエポキシ系の第2密封材を備えることで、耐衝撃性を補うことができ、有機発光ダイオードをより効果的に密封することができる。
添付した図面を参照して本発明の実施例について詳細に説明する。
図1は、本発明による有機電界発光表示装置を示す平面概念図である。
図1に示すように、本発明による有機電界発光表示装置は、第1基板100、第2基板200、第1密封材150、データ駆動部300、走査駆動部400、パッド部500を備える。
第1基板100は、第1電極(図示せず)、有機層(図示せず)及び第2電極(図示せず)で構成される少なくとも一つの有機発光ダイオード(図示せず)が形成された画素領域100aと、画素領域100aの外縁に形成される非画素領域100bとを有する。画素領域100aは、行方向に配列された複数の走査線S1、S2、...Sn、及び列方向に配列された複数のデータ線D1、D2、...Dmを含み、走査線S1、S2、...Snとデータ線D1、D2、...Dmによって画定される領域に複数の画素50が形成されている。即ち、画素領域100aは、有機発光ダイオードから放出される光によって所定の画像が表示される領域であり、非画素領域100bは、第1基板100上の画素領域100a以外の全領域である。
第2基板200は、第1基板100の画素領域100aを含む一領域に合着する。この時、第2基板200は、第1基板100の画素領域100a上に形成された有機発光ダイオードが外部からの水分または酸素の影響を受けないように保護するために備える。よって、第1基板100に形成された有機発光ダイオードが第2基板200によって密封されるようにする。この時、第2基板200としては特に制限はないが、酸化シリコン(SiO)、窒化シリコン(SiNx)、酸窒化シリコン(SiOxNy)で構成される群から選択された少なくとも一つの材料で形成できる。
第1密封材150は、第1基板100の非画素領域100bと第2基板200との間に備えられる。即ち、第1密封材150によって第1基板100と第2基板200との間が密封され、第1基板100と第2基板200との間に介在された有機発光ダイオードが水分または酸素から保護される。ここで、第1密封材150は、少なくとも一つの透明な材質の第1フリット層(図示せず)と不透明な材質の第2フリット層(図示せず)を含む。第1フリット層と第2フリット層を後述する図5a乃至図5eを参照してより詳細に説明する。
データ駆動部300は、チップ状に作製され第1基板100上に実装されることができ、パッド部500の第2パッドPdに電気的に接続される。このようなデータ駆動部300は、複数のデータ線D1、D2、...Dmにデータ信号を伝達する。
走査駆動部400は、画素領域100aの一側に接するように形成され、走査供給線410を通じてパッド部500の第1パッドPsに電気的に接続される。このような走査駆動部400は、走査供給線410を通じて第1パッドPsから信号の伝達を受け、複数の走査線S1、S2、...Snに走査信号を順次に供給する。
パッド部500は、データ供給線310を通じてデータ駆動部300に駆動電源を供給し、走査供給線410を通じて走査駆動部400に駆動電源を供給する。
なお、図では、第1密封材150が画素領域100aの外郭に沿って塗布され、画素領域100aのみ密封する例を示したが、これに限定されるものではなく、走査駆動部400が内蔵型で備えられる場合、画素領域100aと走査駆動部400が密封されるようにできる。この場合には、第2基板200の大きさも少なくとも画素領域100aと走査駆動部400を含むように作製されることが要求される。
図2は、本発明による有機電界発光表示装置に採用された第2基板の一例を示す平面図である。
図2に示すように、本発明による第2基板200は、その縁に沿って第1密封材150を備える。第1密封材150は、少なくとも一つの透明な第1フリット層(図示せず)と少なくとも一つの不透明な第2フリット層(図示せず)とで構成される。この時、第1密封材150は、第1基板(図示せず)上に形成された有機発光ダイオードを外部の水分または酸素から保護するために備えられ、基板と第2基板との間を密封する。
図3は、本発明による有機電界発光表示装置を示す断面図である。
図3に示すように、本発明による有機電界発光表示装置は、第1基板100、第1密封材150及び第2基板200を備える。
第1基板100は、蒸着基板101及び蒸着基板101上に形成される少なくとも一つの有機発光ダイオード110を含む。まず、蒸着基板101上にバッファ層111が形成される。蒸着基板101はガラスなどで形成され、バッファ層111は、酸化シリコンまたは窒化シリコンなどのような絶縁物質で形成される。一方、バッファ層111は、外部からの熱などの要因によって蒸着基板101が損傷を受けることを防止するために形成される。
バッファ層111の少なくともいずれか一領域上には、アクティブ層112aとソース及びドレイン領域112bを有する半導体層112が形成される。
半導体層112を含めてバッファ層111上にはゲート絶縁層113が形成され、ゲート絶縁層113の一領域上にはアクティブ層112aの幅に対応する大きさのゲート電極114が形成される。
ゲート電極114を含めてゲート絶縁層113上には層間絶縁層115が形成され、層間絶縁層115の所定の領域上にはソース及びドレイン電極116a、116bが形成される。
ソース及びドレイン電極116a、116bは、ソース及びドレイン領域112bの露出した一領域とそれぞれ接続されるように形成され、ソース及びドレイン電極116a、116bを含めて層間絶縁層115上には平坦化層117が形成される。
平坦化層117の一領域上には第1電極119が形成され、この時、第1電極119はビアホール118によってソース及びドレイン電極116a、116bのうちのいずれか一つの露出した一領域に接続される。
第1電極119を含めて平坦化層117上には、第1電極119の少なくとも一領域を露出させる開口部(図示せず)が備えられる画素画定膜120が形成される。
画素画定膜120の開口部上には有機層121が形成され、有機層121を含めて画素画定膜120上には第2電極層122が形成される。
第2基板200は、第1基板100上に形成された前記所定の構造物を外部の水分または酸素から保護するために、所定の構造物をその間に置き、第1密封材150によって第1基板100と合着する。この時、第2基板200は、酸化シリコンで作製するのが良い。
第1密封材150は、透明な材質の第1フリット層150aと不透明な材質の第2フリット層150bとで構成される。第1密封材150は、第1基板100の非画素領域100bと第2基板200との間に備えられ、第1基板100と第2基板200を接着させる。即ち、第1密封材150によって第1基板100と第2基板200との間が密封されるので、第1基板100と第2基板200との間に介在された有機発光ダイオードが水分または酸素から保護される。また、第1密封材150は、レーザーまたは赤外線の照射によって硬化し、第1密封材150に照射されるレーザーの強さは25乃至60Wの範囲とする。
一方、ガラス材料に加わる熱の温度を急激に低下させると、ガラス粉末状のフリットが生成される。一般には、ガラス粉末に酸化物粉末を含ませて使用する。なお、フリットに有機物を添加するとゲル状のペーストになる。この時、所定の温度に焼成すると有機物は空気中に消え、ゲル状のペーストは硬化して固体状態のフリットとして存在する。
第1フリット層150aは、第1基板100と第2基板200との間の間隔を広くして、ニュートンリングを防止するために形成される。ニュートンリングとは、外部または内部から発生した光が光学的干渉現象によって基板の接触点から同心円状の模様を作り、このような同心円状の模様が画像にそのまま出現する現象を言う。このようなニュートンリングは、第1基板100と第2基板200との間の間隔が狭いときに発生する。よって、ニュートンリングを防止するために、第1基板100と第2基板200との間隔を所定の広さ以上に広くする必要がある。例えば、第1基板100と第2基板200との間に位置する第1密封材150の厚さを厚く形成して、第1基板100と第2基板200との間の間隔を広くする方法がある。
この時、第1フリット層150aが形成するライン幅は0.5mm乃至1.5mmであることが好ましい。幅が0.5mm以下である場合、シーリング(sealing)工程時不良が発生したり、接着力に問題が生じる可能性がある。また、幅が1.5mm以上である場合には、素子のデッドスペース(dead space)が大きくなって、製品の品位が低下する可能性がある。
第2フリット層150bは、熱膨張係数を調節するためのフィーラ(図示せず)及びレーザーまたは赤外線を吸収する吸収材(図示せず)を含む。これにより、第2フリット層150bはレーザーまたは赤外線吸収層の役割をする。即ち、第1密封材150にレーザーまたは赤外線を照射して溶融させることによって、第1基板100と第2基板200との間を密封し、実質的にレーザーが吸収される部分が第2フリット層150bである。
この時、第1フリット層150aは、第1基板100と第2基板200との間の間隔を広くするための構成要素であり、第1フリット層150aを通じてレーザーまたは赤外線が透過し、第2フリット層150bにレーザーまたは赤外線が照射される。一方、第1基板100と第2基板200との間の間隔を広くするために、第2フリット層150bのみを備え第2フリット層150bの厚さを厚く形成すると、第2フリット層150bが全部溶融されるまでレーザーを照射しなければならず、効果的ではない。よって、間隔を広くするための第1フリット層150aを備え、第1フリット層150aがレーザーまたは赤外線を吸収する第2フリット層150bより所定の高さだけ高く形成されるようにする。好ましくは、第1フリット層150aは5μm乃至500μmの厚さに形成し、第2フリット層150bは3μm乃至10μmの厚さに形成するが、これに限定されない。しかし、第2フリット層150bがより厚く形成される場合、レーザーシーリング時よりも多くのエネルギーが必要であるため、第2フリット層150bの厚さを第1フリット層150aより薄く形成することが望ましい。
図4a乃至図4eは、本発明の一実施例による有機電界発光表示装置の製造方法を示す断面図である。
図4a乃至図4eに示すように、本発明による有機電界発光表示装置の製造方法は、まず、第2基板200の一領域上に透明な材質の第1フリット層150aを形成する。このような第1フリット層150aは、SiO、B及びPなどで構成される群から選択された少なくとも一つの材料で形成することが望ましい。一方、第1フリット層150aは、第1基板100と第2基板200との間の間隔を広くし、ニュートンリングを防止するために形成される(図4a)。
次に、第1フリット層150aを所定の温度で焼成する。第1フリット層150aを焼成する好適な温度は300℃乃至700℃である。第1フリット層150aの焼成温度が300℃より低い場合、第2基板200の熱処理温度よりも低い温度で熱処理を行なう必要があるため工程が難しくなる。また、第1フリット層150aの焼成温度が700℃より高い場合、フリットの焼成温度に対応してレーザーの強さも強くなる必要があるため、工程効率が低下してしまう。第1フリット層150aの焼成工程により、第2基板200と第1フリット層150aの界面が接着する(図4b)。
後続工程として第1フリット層150aの一領域に不透明な材質の第2フリット層150bを形成する。この時、第2フリット層150bはレーザーまたは赤外線を吸収する吸収材(図示せず)を含む。ここで、吸収材はSiO、V及びZnOなどで構成される群から選択された少なくとも一つの材料が添加されたものを使用することが望ましい。その後、第2フリット層150bを焼成して、第1フリット層150aと第2フリット層150bの界面が接着するようにする(図4c)。この時、第2フリット層150bを焼成する好適な温度は300℃乃至550℃である。即ち、第2フリット層150bを焼成する工程は、第1フリット層150aを焼成する工程よりも低い温度で行なうのが良い。次いで、第2基板200上に第1基板100を合着させる。この時、第1基板100には第1電極(図示せず)、有機層(図示せず)、第2電極(図示せず)を含む少なくとも一つの有機発光ダイオード(図示せず)が形成されており、有機発光ダイオード(図示せず)が第2基板200に向けるように配列した後、第1基板100と第2基板200を合着させる(図4d)。
次に、第2基板200と第1基板100との間に備えられる第1フリット層150aと第2フリット層150bにレーザーを照射して、第1フリット層150aと第2フリット層150bを硬化させる。これにより、少なくとも有機発光ダイオードを含めて第1基板100と第2基板200との間に位置する素子を密封することによって、水分または酸素から保護することができる(図4e)。
一方、本発明では、第1密封材150が第2基板200に形成される例を説明したが、これに限定されるものではなく、第1密封材150が第1基板100に形成されることもできる。また、本発明ではレーザーが透明な材質の第1フリット層150aを通過して第2フリット層150bに照射されるように、第1フリット層150a上に第2フリット層150bを形成した例を説明したが、第1フリット層150aと第2フリット層150bの位置は入れ替わっても構わない。また、本発明では第1フリット層150aと第2フリット層150bがそれぞれ一層で構成された例を説明したが、第1フリット層150aと第2フリット層150bはそれぞれ、複数個で構成できる。
図5a乃至図5gは、本発明の他の実施例による有機電界発光表示装置の製造方法を示す断面図である。
図5a乃至図5gに示すように、本発明による有機電界発光表示装置の製造方法は、まず、第2基板520の一領域上に透明な材質の第1フリット層515aを形成する。この時、第1フリット層515aはSiO、B及びPなどで構成された群から選択された少なくとも一つの材料で形成され、第1基板510と第2基板520との間の間隔を広くして、ニュートンリングが発生することを防止するために形成される(図5a)。
次に、第1フリット層515aを所定の温度で焼成する。この時、第1フリット層515aを焼成する好適な温度は300℃乃至700℃である。第1フリット層515aの焼成工程によって第2基板520と第1フリット層515aの界面が接着する(図5b)。
後続工程として第1フリット層515aの一領域に不透明な材質の第2フリット層515bを形成する。この時、第2フリット層515bは、好ましくは、SiO、PbO、V、ZnOなどで構成される群から選択された少なくとも一つの材料が添加される。その後、第2フリット層515bを焼成して第1フリット層515aと第2フリット層515bの界面が接着するようにする(図5c)。
次に、第1フリット層515a上にエポキシ、アクリレート、ウレタンアクリレート、シアノアクリレートで構成される群から選択された少なくとも一つの樹脂系である第2密封材516を形成する。この時、第2密封材516は、図示するように、第1フリット層515a上に第2フリット層515bに沿って第2フリット層515bの両側に並んで形成されることもでき、第1フリット層515a上の第2フリット層515bを基準に内側に第2フリット層515bに沿って並んで形成されることができ、第1フリット層515a上に第2フリット層515bを基準に外側に第2フリット層515bに沿って並んで形成されることもできる。このように、第2フリット層515bの少なくとも左、右の一側面に第2密封材516を備えることで、耐衝撃性及び接着力が向上する(図5d)。
次に、第2基板520上に第1基板510を合着させる。この時、第1基板510には第1電極(図示せず)、有機層(図示せず)、第2電極(図示せず)を含む少なくとも一つの有機発光ダイオード(図示せず)が形成され、有機発光ダイオードが基板510と第2基板520との間に位置するように配列した後、基板510と第2基板520を合着させる(図5e)。
後続工程として第2密封材516に紫外線を照射して第2密封材516を硬化させる(図5f)。
その後、第2基板520と第1基板510との間に備えられる第1フリット層515aと第2フリット層515bにレーザーを照射して、第1フリット層515aと第2フリット層515bを硬化させる。これにより、少なくとも有機発光ダイオードを含めて第1基板510と第2基板520との間に位置する素子を密封し、水分と酸素から保護することができる(図5g)。
以上、本発明の好ましい実施例について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されず、請求の範囲で定義している本発明の基本概念を利用した当業者の多様な変形及び改良形態も本発明の権利範囲に属するものである。
本発明による有機電界発光表示装置を示す平面概念図である。 本発明による有機電界発光表示装置に採用された第2基板の一例を示す平面図である。 本発明による有機電界発光表示装置を示す断面図である。 本発明の一実施例による有機電界発光表示装置の製造方法を示す断面図である。 本発明の一実施例による有機電界発光表示装置の製造方法を示す断面図である。 本発明の一実施例による有機電界発光表示装置の製造方法を示す断面図である。 本発明の一実施例による有機電界発光表示装置の製造方法を示す断面図である。 本発明の一実施例による有機電界発光表示装置の製造方法を示す断面図である。 本発明の他の実施例による有機電界発光表示装置の製造方法を示す断面図である。 本発明の他の実施例による有機電界発光表示装置の製造方法を示す断面図である。 本発明の他の実施例による有機電界発光表示装置の製造方法を示す断面図である。 本発明の他の実施例による有機電界発光表示装置の製造方法を示す断面図である。 本発明の他の実施例による有機電界発光表示装置の製造方法を示す断面図である。 本発明の他の実施例による有機電界発光表示装置の製造方法を示す断面図である。 本発明の他の実施例による有機電界発光表示装置の製造方法を示す断面図である。
符号の説明
150…第1密封材
100…基板
150a…第1フリット層
200…第2基板
150b…第2フリット層

Claims (20)

  1. 第1電極、有機層及び第2電極で構成される少なくとも一つの有機発光ダイオードが形成された画素領域と前記画素領域の外縁に形成される非画素領域とを有する第1基板と、
    前記第1基板の前記画素領域を含む一領域に合着する第2基板と、
    前記第1基板の非画素領域と前記第2基板との間に備えられる第1密封材とを備え、
    前記第1密封材は少なくとも一つの透明な材質の第1フリット層と不透明な材質の第2フリット層とを含む有機電界発光表示装置。
  2. 前記第1フリット層はSiO、B及びPで構成される群から選択された一つの材料で形成された請求項1に記載の有機電界発光表示装置。
  3. 前記第1フリット層の幅を0.5mm乃至1.5mmに形成する請求項1に記載の有機電界発光表示装置。
  4. 前記第2フリット層はSiO、V及びZnOで構成される群から選択された一つの材料で形成された請求項1に記載の有機電界発光表示装置。
  5. 前記第2フリット層はレーザーまたは赤外線を吸収する吸収材をさらに含む請求項1に記載の有機電界発光表示装置。
  6. 前記第1フリット層の厚さは前記第2フリット層の厚さより厚く形成された請求項1に記載の有機電界発光表示装置。
  7. 前記第1フリット層の厚さは5μm乃至500μmである請求項6に記載の有機電界発光表示装置。
  8. 前記第2フリット層の厚さが3μm乃至100μmに形成された請求項6に記載の有機電界発光表示装置。
  9. 前記第1フリット層の一領域上に前記第2フリット層が形成される請求項1に記載の有機電界発光表示装置。
  10. 前記第2フリット層の幅は前記第1フリット層の幅より狭く形成される請求項9に記載の有機電界発光表示装置。
  11. 前記第1フリット層上に第2密封材をさらに備える請求項10に記載の有機電界発光表示装置。
  12. 前記第2密封材は、エポキシ、アクリレート、ウレタンアクリレート、シアノアクリレートで構成される群から選択された少なくとも一つの樹脂系である請求項11に記載の有機電界発光表示装置。
  13. 前記第2密封材は、前記第1フリット層上に前記第2フリット層に沿って前記第2フリット層の両側に並んで形成される請求項12に記載の有機電界発光表示装置。
  14. 前記第2密封材は、前記第1フリット層上に前記第2フリット層を基準に内側に前記第2フリット層に沿って並んで形成される請求項11に記載の有機電界発光表示装置。
  15. 前記第2密封材は、前記第1フリット層上に前記第2フリット層を基準に外側に前記第2フリット層に沿って並んで形成される請求項11に記載の有機電界発光表示装置。
  16. 少なくとも一つの有機発光ダイオードが形成された画素領域と前記画素領域の外縁に形成される非画素領域を有する基板と、前記基板の前記画素領域を含む一領域に合着する第2基板とを備えて構成される有機電界発光表示装置の製造方法において、
    第2基板上に透明な材質の第1フリット層を形成する段階と、
    前記第1フリット層を第1温度で焼成する段階と、
    前記第1フリット層の一領域に不透明な材質の第2フリット層を形成する段階と、
    前記第2フリット層を第2温度で焼成する段階と、
    前記第2基板上に前記画素領域が少なくとも密封されるように第1基板を合着させる段階と、
    前記第2基板と前記第1基板との間に備えられる前記第1フリット層と前記第2フリット層を溶融させて、前記第1基板と前記第2基板を接着させる段階とを含む有機電界発光表示装置の製造方法。
  17. 前記第1温度は300℃乃至700℃である請求項16に記載の有機電界発光表示装置の製造方法。
  18. 前記第2温度は300℃乃至550℃である請求項16に記載の有機電界発光表示装置。
  19. 前記第1フリット層上にエポキシ、アクリレート、ウレタンアクリレート、シアノアクリレートで構成される群から選択された少なくとも一つの樹脂系である第2密封材をさらに形成する請求項16に記載の有機電界発光表示装置の製造方法。
  20. 紫外線を利用して前記第2密封材を硬化した後、レーザーまたは赤外線を利用して前記第1フリット層と前記第2フリット層で構成された第1密封材を溶融させる請求項19に記載の有機電界発光表示装置の製造方法。
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