JP2007200843A - 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】封止するガラスフリットにレーザー照射時にレーザーの高熱による素子の損傷を防止できる有機ＥＬ表示装置と製造方法を提供する。
【解決手段】有機ＥＬ表示装置は、画素領域Ｉおよび非画素領域ＩＩを備えた基板３００と、基板を封止する封止基板４２０を含み、画素領域Ｉは、半導体層３２０、ゲート電極３３０、及びソース／ドレイン電極３６０ａ、３６０ｂを含む薄膜トランジスタと、前記薄膜トランジスタ上に位置する平坦化膜３７０と、平坦化膜上に位置する第１電極３８０と、第１電極上に位置する画素定義膜３９０と、第１電極及び画素定義膜上に位置し、少なくとも発光層を含む有機膜層４００と、有機膜層上に位置する第２電極４１０と、を含み、非画素領域ＩＩは、メタル配線と、前記メタル配線の一部分を露出させる開口部を含む平坦化膜３７０と、前記開口部上に位置し、基板と封止基板を封止するためのガラスフリットを含む。
【選択図】図５
【解決手段】有機ＥＬ表示装置は、画素領域Ｉおよび非画素領域ＩＩを備えた基板３００と、基板を封止する封止基板４２０を含み、画素領域Ｉは、半導体層３２０、ゲート電極３３０、及びソース／ドレイン電極３６０ａ、３６０ｂを含む薄膜トランジスタと、前記薄膜トランジスタ上に位置する平坦化膜３７０と、平坦化膜上に位置する第１電極３８０と、第１電極上に位置する画素定義膜３９０と、第１電極及び画素定義膜上に位置し、少なくとも発光層を含む有機膜層４００と、有機膜層上に位置する第２電極４１０と、を含み、非画素領域ＩＩは、メタル配線と、前記メタル配線の一部分を露出させる開口部を含む平坦化膜３７０と、前記開口部上に位置し、基板と封止基板を封止するためのガラスフリットを含む。
【選択図】図５
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、基板を封止するガラスフリットにレーザーを照射するに際して、レーザーの高熱による素子の損傷を防止できる有機電界発光表示装置及びその製造方法に関する。
最近、陰極線管（ｃａｔｈｏｄｅ ｒａｙ ｔｕｂｅ：ＣＲＴ）のような従来の表示素子の短所を解決する液晶表示装置（ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｄｉｓｐｌａｙ：ＬＣＤ）、有機電界発光表示装置（ｏｒｇａｎｉｃ ｌｉｇｈｔ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｓｐｌａｙ：ＯＬＥＤ）またはＰＤＰ（ｐｌａｓｍａ ｄｉｓｐｌａｙ ｐａｎｅｌ）のような平板型表示装置（ｆｌａｔ ｐａｎｅｌ ｄｉｓｐｌａｙ：ＦＰＤ）が注目されている。
液晶表示装置は、自発光素子でなく、受光素子であるから、明るさ、コントラスト、視野角及び大面積化などに限界がある。また、ＰＤＰは、自発光素子ではあるが、他の平板型表示装置に比べて重さが重くて、消費電力が大きいだけでなく、製造方法が複雑であるという問題点がある。
これに対し、有機電界発光表示装置は、自発光素子であるから、視野角、コントラストなどに優れていて、バックライトが不要なので、軽量及び薄形化が可能であり、消費電力の観点から有利である。また、直流低電圧駆動が可能であり、応答速度が速くて、全て固体からなるため、外部衝撃に強くて、使用温度範囲も広いだけでなく、製造方法が簡単で、且つ安価であるという長所を有する。
図１は、従来の有機電界発光表示装置を示す断面図である。
図１を参照すれば、画素領域Ｉ及び非画素領域ＩＩが設けられた基板１００上に、半導体層１１０、ゲート絶縁膜１２０、ゲート電極１３０ａ、スキャンドライバ１３０ｂ、層間絶縁膜１４０、及びソース／ドレイン電極１５０が設けられ、ソース／ドレイン配線からなる共通電源供給ライン１５０ｂ及び第２電極電源供給ライン１５０ａが設けられる。
基板１００全面に平坦化膜１６０が設けられる。平坦化膜１６０は、有機物として、アクリル系樹脂またはポリイミド系樹脂からなる。
平坦化膜１６０には、共通電源供給ライン１５０ｂ、第２電極電源供給ライン１５０ａ及びソース／ドレイン電極１５０を露出させるビアホールが設けられる。共通電源供給ライン１５０ｂを露出させる理由は、以後に基板をガラスフリットで封止する時、接着力を向上させるためである。
基板１００上に、反射膜１７０を含む第１電極１７１が設けられ、基板１００全面に画素定義膜１８０が設けられる。
第１電極１７１上に、少なくとも発光層を含む有機膜層１９０が設けられ、その上部に第２電極２００が設けられる。基板１００に対向する封止基板２１０が用意され、基板１００と封止基板２１０は、ガラスフリット２２０で封止され、これにより、従来の技術に係る有機電界発光表示装置が構成される。
しかしながら、従来の有機電界発光表示装置は、基板を封止するガラスフリットの下部に、ソース／ドレイン配線である共通電源供給ラインが位置するようになるが、前記共通電源供給ラインの幅が前記ガラスフリットの幅より広くて、ガラスフリットにレーザーを照射する時、前記共通電源供給ラインにも照射され、レーザーの高熱が前記第２電源供給ラインに伝達され、これにより、第２電極を経て素子の内部に伝達され、有機膜層が損傷される。このため、前記素子の信頼性が低下するという問題がある。
大韓民国特許出願公開第００７６６６４号明細書
大韓民国特許出願公開第００２４５９２号明細書
特開２００３−１２３９６６公報
従って、本発明は、前述のような従来技術の諸問題を解決するためになされたものであって、本発明の目的は、基板を封止するガラスフリットにレーザーを照射するに際して、前記レーザーの高熱による素子の損傷を防止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にある。
前記目的を達成するため、本発明の一態様に係る有機電界発光表示装置は、画素領域および該画素領域以外の領域である非画素領域を備えた基板と、前記基板を封止する封止基板と、を含み、前記画素領域は、半導体層、ゲート電極、及びソース／ドレイン電極を含む薄膜トランジスタと、前記薄膜トランジスタ上に位置する平坦化膜と、前記平坦化膜上に位置する第１電極と、前記第１電極上に位置する画素定義膜と、前記第１電極及び前記画素定義膜上に位置し、少なくとも発光層を含む有機膜層と、前記有機膜層上に位置する第２電極と、を含み、前記非画素領域は、メタル配線と、前記メタル配線の一部分を露出させる開口部を含む平坦化膜と、前記開口部上に位置し、前記基板と前記封止基板とを封止するためのガラスフリットと、を含むことを特徴とする。
また、本発明の他の態様に係る有機電界発光表示装置の製造方法は、画素領域及び該画素領域以外の領域である非画素領域を含む基板を用意する段階と、前記画素領域の基板上に、半導体層、ゲート電極、及びソース／ドレイン電極を含む薄膜トランジスタを形成し、且つ前記非画素領域の基板上にメタル配線を形成する段階と、前記基板全面に平坦化膜を形成する段階と、前記非画素領域の平坦化膜をエッチングし、前記メタル配線の一部領域を露出させる段階と、前記画素領域の平坦化膜上に第１電極を形成する段階と、
前記基板全面に画素定義膜を形成する段階と、前記非画素領域のメタル配線上の前記画素定義膜をエッチングする段階と、前記画素領域の第１電極及び前記画素定義膜上に、少なくとも発光層を含む有機膜層を形成する段階と、前記基板全面に第２電極を形成する段階と、前記非画素領域のメタル配線上の前記第２電極をエッチングする段階と、封止基板を用意する段階と、前記封止基板の外側にガラスフリットを塗布し、前記封止基板と前記基板とを封止する段階と、前記ガラスフリットにレーザーを照射する段階と、を含むことを特徴とする。
前記基板全面に画素定義膜を形成する段階と、前記非画素領域のメタル配線上の前記画素定義膜をエッチングする段階と、前記画素領域の第１電極及び前記画素定義膜上に、少なくとも発光層を含む有機膜層を形成する段階と、前記基板全面に第２電極を形成する段階と、前記非画素領域のメタル配線上の前記第２電極をエッチングする段階と、封止基板を用意する段階と、前記封止基板の外側にガラスフリットを塗布し、前記封止基板と前記基板とを封止する段階と、前記ガラスフリットにレーザーを照射する段階と、を含むことを特徴とする。
本発明の有機電界発光表示装置及びその製造方法は、基板を封止するガラスフリットにレーザーを照射するに際して、前記レーザーの高熱による素子の損傷を防止できるという効果がある。
本発明の前記目的と技術的構成及びそれによる作用効果に関する詳細は、本発明の好ましい実施形態を示している図面を参照した下記の詳細な説明から自明になるだろう。また、図面において、層及び領域の長さや厚さなどは、便宜上、誇張されて表現されることもできる。明細書の全般において、同一の参照番号は、同一の構成要素を示す。
図２乃至図５は、本発明の実施例に係る有機電界発光表示装置を示す断面図である。
図２を参照すれば、画素領域Ｉ及び非画素領域ＩＩを備えた基板３００を用意する。基板３００は、絶縁ガラス、プラスチック、または導電性基板を使用することができる。
次に、基板３００全面にバッファ層３１０を形成する。バッファ層３１０は、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜、またはこれらの多重層であってもよい。また、バッファ層３１０は、下部の基板から不純物が上部に上がらないように防止する保護膜の役割を果たす。
次に、画素領域Ｉのバッファ層３１０上に半導体層３２０を形成する。半導体層３２０は、非晶質シリコン膜、またはこれを結晶化した多結晶シリコン膜であってもよい。次いで、基板３００全面にゲート絶縁膜３３０を形成する。ゲート絶縁膜３３０は、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜、またはこれらの多重層であってもよい。
その後、ゲート絶縁膜３３０上に、半導体層３２０の一部領域と対応するようにゲート電極３４０ａを形成する。ゲート電極３４０ａは、Ａｌ、ＣｕまたはＣｒを使用することができる。
次に、基板３００全面に層間絶縁膜３５０を形成する。層間絶縁膜３５０は、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜またはこれらの多重層であってもよい。画素領域Ｉ上の層間絶縁膜３５０及びゲート絶縁膜３３０をエッチングし、半導体層３２０を露出させるコンタクトホール３５１，３５２を形成する。
次に、画素領域Ｉ上の層間絶縁膜３５０上にソース／ドレイン電極３６０ａ、３６０ｂを形成する。ソース／ドレイン電極３６０ａ、３６０ｂは、Ｍｏ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｔｉ、Ａｕ、Ｐｄ、またはＡｇよりなる群から選ばれた１つを使用することができる。また、ソース／ドレイン電極３６０ａ、３６０ｂは、コンタクトホール３５１，３５２を介して半導体層３２０に連結される。
また、ソース／ドレイン電極３６０ａ、３６０ｂを形成する時、非画素領域ＩＩ上にメタル配線３６０ｄが同時に形成され、メタル配線３６０ｄは、共通電源供給ラインとして作用することができる。また、第２電極電源供給ライン３６０ｃも形成されることができる。
また、ゲート電極３４０ａを形成する時、非画素領域ＩＩ上にスキャンドライバ３４０ｂが同時に形成されることができる。
この際、ソース／ドレイン電極３６０ａ、３６０ｂ及びメタル配線３６０ｄを形成する時、非画素領域ＩＩに位置するメタル配線３６０ｄは、以後に形成されるガラスフリットの幅より狭く形成される。一般的に、前記ガラスフリットの幅は、約０．７ｍｍ程度に形成されるが、素子の規格に応じて異なるようになるので、メタル配線３６０ｄの幅の数値は限定されず、前記ガラスフリットの幅より狭く形成することが好ましい。これは、以後に基板を封止するガラスフリットの下部にメタル配線が位置するようになるが、前記メタル配線の幅が前記ガラスフリットの幅より広ければ、ガラスフリットにレーザーを照射する時、前記共通電源供給ラインとして作用するメタル配線にも照射され、レーザーの高熱が前記第２電極電源供給ラインに伝達され、これにより、第２電極を経て素子の内部に伝達され、有機膜層が損傷されるという短所を防止するためである。したがって、メタル配線の幅をガラスフリットの幅より狭くパターニングする。
本発明では、トップ（ｔｏｐ）ゲート構造の薄膜トランジスタを形成したが、これとは異なって、ゲート電極が半導体層の下部に位置するボトム（ｂｏｔｔｏｍ）ゲート構造で形成してもよい。
また、本発明では、ソース／ドレイン電極を形成すると同時に、メタル配線を形成したが、これとは異なって、ゲート電極または第１電極を形成する時、メタル配線を同時に形成することができる。
次に、図３を参照すれば、基板３００全面に平坦化膜３７０を形成する。平坦化膜３７０は、有機膜または無機膜で形成することができ、またはこれらの複合膜で形成することができる。平坦化膜３７０を無機膜で形成する場合には、ＳＯＧ（ｓｐｉｎ ｏｎ ｇｌａｓｓ）を用いて形成することが好ましい。また、有機膜で形成する場合には、アクリル系樹脂、ポリイミド系樹脂またはＢＣＢ（ｂｅｎｚｏｃｙｃｌｏｂｕｔｅｎｅ）を用いて形成することが好ましい。
この際、画素領域Ｉの平坦化膜３７０をエッチングし、前記ソース／ドレイン電極のうちいずれか一方を露出させるビアホール３７１ａを形成し、非画素領域ＩＩの平坦化膜３７０をエッチングし、メタル配線３６０ｄ及び第２電極電源供給ライン３６０ｃを露出させる開口部３７１ｂ，３７１ｃを形成する。メタル配線３６０ｄを露出させることは、以後にガラスフリットで封止される時、基板との接着力をより一層向上させるためである。
次に、図４を参照すれば、画素領域Ｉの平坦化膜３７０上に反射膜３７５を含む第１電極３８０を形成する。第１電極３８０は、ビアホール３７１ａの底部に位置し、露出したソース／ドレイン電極３６０ａ、３６０ｂのいずれか一方に当接し、平坦化膜３７０上に延びる。第１電極３８０は、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ：インジウムスズ酸化物）またはＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ：酸化インジウム亜鉛）を使用することができる。
次に、第１電極３８０を含む基板３００全面に、画素定義膜３９０を形成するものの、第１電極３８０が位置したビアホール３７１ａを十分に満たすことができる程度の厚さに形成する。画素定義膜３９０は、有機膜または無機膜で形成できるが、好ましくは、有機膜で形成する。より好ましくは、画素定義膜３９０は、ＢＣＢ（ｂｅｎｚｏｃｙｃｌｏｂｕｔｅｎｅ）、アクリル系高分子、及びポリイミドよりなる群から選ばれた１つである。前記画素定義膜は、流動性（ｆｌｏｗａｂｉｌｉｔｙ）に優れているので、前記基板全体に平坦に形成することができる。
この際、画素領域Ｉの画素定義膜３９０をエッチングし、第１電極３８０を露出させる開口部３９５ａを形成し、非画素領域ＩＩの第２電極電源供給ライン３６０ｃを露出させる開口部３９５ｂを形成する。
また、非画素領域ＩＩのメタル配線３６０ｄ上部に画素定義膜３９０が存在しないように、画素定義膜３９０をエッチングする。
次に、開口部３９５を介して露出した第１電極３８０上に、有機膜層４００を形成する。有機膜層４００は、少なくとも発光層を含み、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、または電子注入層のうちいずれか１つ以上の層を追加に含むことができる。
次に、基板３００全面に第２電極４１０を形成する。第２電極４１０は、透過電極で、透明で且つ仕事関数が低いＭｇ、Ａｇ、Ａｌ、Ｃａ、及びこれらの合金を使用することができる。この時、非画素領域ＩＩの第２電極４１０をエッチングし、メタル配線３６０ｄ及び平坦化膜３７０を露出させる。
次に、図５を参照すれば、基板３００に対向する封止基板４２０を用意する。封止基板４２０は、エッチングされた絶縁ガラスまたはエッチングしない絶縁ガラスを使用することができる。
次に、封止基板４２０の外側にガラスフリット４３０を形成する。すなわち基板に対向する封止基板の外側にガラスフリット４３０を塗布する。
ガラスフリット４３０は、酸化カリウム（Ｋ２Ｏ）、三酸化アンチモン（Ｓｂ２Ｏ３）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、二酸化チタニウム（ＴｉＯ２）、三酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、三酸化タングステン（ＷＯ３）、酸化錫（ＳｎＯ）、酸化鉛（ＰｂＯ）、五酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）、三酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３）、五酸化リン（Ｐ２Ｏ５）、三酸化二ホウ素（Ｂ２Ｏ３）、及び二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）よりなる群から選ばれた１種の物質、またはこれらの組合せからなるものを使用することができ、ディスペンシング法またはスクリーン印刷法を用いて塗布することができる。
本実施例では、封止基板４２０上にガラスフリット４３０を形成したが、基板３００上に形成してもよい。
次に、基板３００と封止基板４２０とを整列した後、互いに取り付ける。この際、ガラスフリット４３０は、基板３００上のメタル配線３６０ｄ及び平坦化膜３７０に接触するようになる。
次に、ガラスフリット４３０にレーザーを照射して、ガラスフリット４３０を溶融し、固状化し、前記基板及び封止基板に接着することによって、本発明の有機電界発光表示装置を完成する。
以上のように、基板の外側に位置し、以後にガラスフリットと接触するメタル配線の幅を、前記ガラスフリットの幅より狭く形成することによって、従来、前記ガラスフリットにレーザーを照射する時、熱が素子の内部に伝達され、素子の信頼性を低下させる短所を防止できるという利点がある。
以上において説明した本発明は、本発明が属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内で、様々な置換、変形及び変更が可能であるので、上述した実施例及び添付された図面に限定されるものではない。
３００ 基板、
３１０ バッファ層、
３２０ 半導体層、
３３０ ゲート絶縁膜、
３４０ａ ゲート電極、
３４０ｂ スキャンドライバ、
３５０ 層間絶縁膜、
３５１、３５２ コンタクトホール、
３６０ａ、３６０ｂ ソース／ドレイン電極、
３６０ｃ 第２電極電源供給ライン、
３６０ｄ メタル配線、
３７０ 平坦化膜、
３７１ａ、３７１ｂ、３７１ｃ ビアホール、
３７５ 反射膜、
３８０ 第１電極、
３９０ 画素定義膜、
３９５ａ 開口部、
４００ 有機膜層、
４１０ 第２電極、
４２０ 封止基板、
４３０ ガラスフリット。
３１０ バッファ層、
３２０ 半導体層、
３３０ ゲート絶縁膜、
３４０ａ ゲート電極、
３４０ｂ スキャンドライバ、
３５０ 層間絶縁膜、
３５１、３５２ コンタクトホール、
３６０ａ、３６０ｂ ソース／ドレイン電極、
３６０ｃ 第２電極電源供給ライン、
３６０ｄ メタル配線、
３７０ 平坦化膜、
３７１ａ、３７１ｂ、３７１ｃ ビアホール、
３７５ 反射膜、
３８０ 第１電極、
３９０ 画素定義膜、
３９５ａ 開口部、
４００ 有機膜層、
４１０ 第２電極、
４２０ 封止基板、
４３０ ガラスフリット。
Claims (12)
- 画素領域および該画素領域以外の領域である非画素領域を備えた基板と、
前記基板を封止する封止基板と、を含み、
前記画素領域は、
半導体層、ゲート電極、及びソース／ドレイン電極を含む薄膜トランジスタと、
前記薄膜トランジスタ上に位置する平坦化膜と、
前記平坦化膜上に位置する第１電極と、
前記第１電極上に位置する画素定義膜と、
前記第１電極及び前記画素定義膜上に位置し、少なくとも発光層を含む有機膜層と、
前記有機膜層上に位置する第２電極と、を含み、
前記非画素領域は、
メタル配線と、
前記メタル配線の一部分を露出させる開口部を含む平坦化膜と、
前記開口部上に位置し、前記基板と前記封止基板とを封止するためのガラスフリットと、
を含むことを特徴とする有機電界発光表示装置。 - 前記メタル配線は、前記ガラスフリットの幅より狭いことを特徴とする請求項１に記載の有機電界発光表示装置。
- 前記ガラスフリットは、酸化カリウム、三酸化アンチモン、酸化亜鉛、二酸化チタニウム、三酸化アルミニウム、三酸化タングステン、酸化錫、酸化鉛、五酸化バナジウム、三酸化鉄、五酸化リン、三酸化二ホウ素、及び二酸化ケイ素よりなる群から選ばれた１種の物質、またはこれらの組合せからなることを特徴とする請求項１に記載の有機電界発光表示装置。
- 前記ガラスフリットは、前記基板の外側に位置することを特徴とする請求項１に記載の有機電界発光表示装置。
- 前記メタル配線は、ゲート電極、ソース／ドレイン電極、または第１の電極の物質のうちいずれか１つからなることを特徴とする請求項１に記載の有機電界発光表示装置。
- 前記メタル配線は、共通電源供給ラインであることを特徴とする請求項１に記載の有機電界発光表示装置。
- 前記非画素領域は、第２電極電源供給ライン及びスキャンドライバを含むことを特徴とする請求項１に記載の有機電界発光表示装置。
- 画素領域及び該画素領域以外の領域である非画素領域を含む基板を用意する段階と、
前記画素領域の基板上に、半導体層、ゲート電極、及びソース／ドレイン電極を含む薄膜トランジスタを形成し、且つ前記非画素領域の基板上にメタル配線を形成する段階と、
前記基板全面に平坦化膜を形成する段階と、
前記非画素領域の平坦化膜をエッチングし、前記メタル配線の一部領域を露出させる段階と、
前記画素領域の平坦化膜上に第１電極を形成する段階と、
前記基板全面に画素定義膜を形成する段階と、
前記非画素領域のメタル配線上の前記画素定義膜をエッチングする段階と、
前記画素領域の第１電極及び前記画素定義膜上に、少なくとも発光層を含む有機膜層を形成する段階と、
前記基板全面に第２電極を形成する段階と、
前記非画素領域のメタル配線上の前記第２電極をエッチングする段階と、
封止基板を用意する段階と、
前記封止基板の外側にガラスフリットを塗布し、前記封止基板と前記基板とを封止する段階と、
前記ガラスフリットにレーザーを照射する段階と、
を含むことを特徴とする有機電界発光表示装置の製造方法。 - 前記メタル配線を形成する段階は、前記ゲート電極または前記第１電極を形成する時、メタル配線を同時に形成することを特徴とする請求項８に記載の有機電界発光表示装置の製造方法。
- 前記メタル配線を形成する段階は、メタル配線の幅を前記ガラスフリットの幅より狭く形成する段階をさらに含むことを特徴とする請求項８に記載の有機電界発光表示装置の製造方法。
- 前記基板を封止する段階で、前記ガラスフリットが前記メタル配線及び前記平坦化膜上に接着されることを特徴とする請求項８に記載の有機電界発光表示装置の製造方法。
- 前記ガラスフリットは、ディスペンシング法またはスクリーン印刷法で形成することを特徴とする請求項８に記載の有機電界発光表示装置の製造方法。
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