JP2007200844A - 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】基板と封止基板をフリット及び補強材で完全に合着させる有機電界発光表示装置及び製造方法を提供する。
【解決手段】一面に第１電極と第２電極間に有機発光層を含んで構成される有機発光素子が形成された画素領域と前記画素領域外縁に形成される非画素領域を含む第１基板と、前記第１基板の画素領域を含む一領域上に合着される第２基板と、前記第１基板の非画素領域と前記第２基板の間に具備されて前記第１基板と前記第２基板を接着するフリットと、接着された前記第１基板と前記第２基板が装着されるブラケットと、前記ブラケットの内壁面に塗布されて前記接着された第１及び第２基板の間に浸透して硬化される補強材を含んで構成される。
【選択図】図３
【解決手段】一面に第１電極と第２電極間に有機発光層を含んで構成される有機発光素子が形成された画素領域と前記画素領域外縁に形成される非画素領域を含む第１基板と、前記第１基板の画素領域を含む一領域上に合着される第２基板と、前記第１基板の非画素領域と前記第２基板の間に具備されて前記第１基板と前記第２基板を接着するフリットと、接着された前記第１基板と前記第２基板が装着されるブラケットと、前記ブラケットの内壁面に塗布されて前記接着された第１及び第２基板の間に浸透して硬化される補強材を含んで構成される。
【選択図】図３
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、蒸着基板と封止基板をフリットで完全に密封させる有機電界発光表示装置及びその製造方法に関する。
有機電界発光表示装置は、お互いに対向する電極の間に有機発光層を位置させて、両電極の間に電圧を印加すれば、一方の電極から注入された電子と、他方の電極から注入された正孔が有機発光層で結合し、この時の結合を通じて発光層の発光分子が一端励起された後、基底状態で戻りながら放出されるエネルギーを光に発光させる平板表示装置の一つである。
このような発光原理を持つ有機電界発光表示装置は、示認性が優秀で、かつ軽量化、薄膜化をはかることができ、低電圧に駆動されることができて次世代ディスプレイで注目されている。
このような有機電界発光表示装置の問題点の一つは、有機発光素子を成す有機物に水気が浸透する場合、劣化されることであるが、図１は従来これを解決するための有機発光素子の封止構造を説明するための断面図である。
これによれば、有機電界発光表示装置は、蒸着基板１と、封止基板２、密封材３及び吸湿材４で構成される。
基板１は、少なくとも一つの有機発光素子を含む画素領域と、画素領域外縁に形成される非画素領域を含む基板であり、封止基板２は蒸着基板１の有機発光素子が形成された面に対向して接着される。
基板１と封止基板２の接着のために密封材３が基板１と封止基板２の角に沿って塗布され、密封材３は紫外線照射の方法によって硬化される。そして、封止基板２内には吸湿材４が含まれるが、これは密封材３が塗布されても微細な隙間の間に浸透する水気等がある場合、これをとり除くためである。
ブラケット５は、基板１と封止基板２が接着された有機発光パネルを支持するための一種のフレームである。この時、ブラケット５と有機発光パネルは両面テープ等で接着される。
しかし、このような有機電界発光表示装置の場合にも、密封材３がすっかり水気の浸透を阻むことができないという点、また、これを完全にするために添加される吸湿材４は封止基板にコーティングされる場合、焼成過程を経ることになるが、焼成過程のうちアウトゲシング（ｏｕｔ ｇａｓｓｉｎｇ）を誘発し、これにより密封材３と基板同士の間に接着力を落とし、かえて有機発光素子が易しく水気に露出するというなどの問題点がある。
また、吸湿材を具備せずに硝子基板にフリット（ｆｒｉｔ）を塗布及び硬化して有機発光素子を密封する構造が米国特許公開公報第２００４０２０７３１４号に開示されている。これによれば、溶融されたフリットを硬化させて基板と封止基板の間を完全に密封させるので、吸湿材を使う必要がなく、さらに効果的に有機発光素子を保護することができる。
しかし、フリットを使って密封する場合にも硝子材料のよく割れる特性によって、外部衝撃が印加される場合、フリットと基板の接着面に応力集中現象が発生し、これにより接着面からクラックが発生して全体基板に拡散されるという問題点が発生する。
米国特許公開公報第２００４０２０７３１４号
しかし、フリットを使って密封する場合にも硝子材料のよく割れる特性によって、外部衝撃が印加される場合、フリットと基板の接着面に応力集中現象が発生し、これにより接着面からクラックが発生して全体基板に拡散されるという問題点が発生する。
したがって、本発明は、上記問題点を解決するために案出されたもので、その目的はフリットの外側に樹脂材質の補強材をさらに含む有機電界発光表示装置を提供することにある。
上記目的を達成するために本発明の一側面による有機電界発光表示装置は、一面に第１電極と第２電極間に有機発光層を含んで構成される有機発光素子が形成された画素領域と前記画素領域外縁に形成される非画素領域を含む第１基板と、前記第１基板の画素領域を含む一領域上に合着される第２基板と、前記第１基板の非画素領域と前記第２基板の間に具備されて前記第１基板と前記第２基板を接着するフリットと、接着された前記第１基板と前記第２基板が装着されるブラケットと、前記ブラケットの内壁面に塗布されて前記接着された第１及び第２基板の間に浸透して硬化される補強材を含んで構成される。
また、本発明の他の側面は、有機発光素子を含む基板と、前記基板の少なくとも画素領域を封止する封止基板を含んで構成される有機電界発光表示装置の製造方法において、封止基板の角から離隔されるラインを形成するようにフリットを塗布する第１段階と、前記封止基板に有機発光素子が蒸着された蒸着基板を合着する第２段階と、合着された前記第１及び第２基板の間のフリットにレーザまたは赤外線を照射して前記フリットを溶融して第１基板及び第２基板を接着する第３段階と、前記接着された第１及び第２基板が装着されるブラケットの内壁に前記第１基板と前記第２基板の間の隙間を補強するための補強材を塗布する第４段階と、ブラケットの内壁面に塗布された前記密封材が第１基板と第２基板の隙間に接触するように接着された前記第１及び第２基板を装着する第５段階とを含んで構成される。
以上説明したように、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、基板と封止基板をフリットで完全に合着させて、フリットを使う場合の有機電界発光表示装置のよく割れるという問題を補うことで、有機発光素子を外気から完璧に保護する効果がある。
以下では図面を参照しながら本発明の実施例を説明する。
図２は、本発明による有機電界発光表示装置の平面模式図で、図３ａは図２のＡ−Ａ’の断面図である。
図２は、本発明による有機電界発光表示装置の平面模式図で、図３ａは図２のＡ−Ａ’の断面図である。
これによれば、有機電界発光表示装置は基板１００と、封止基板２００、フリット１５０及び補強材１６０を含んで構成される。説明の便宜上、基板１００は有機発光素子を含む基板を意味し、蒸着基板１０１はその上部に有機発光素子が形成される基材になる基板を意味することで区別して説明する。
基板１００は、有機発光素子を含む板で、第１電極１１９、有機層１２１及び第２電極１２２で構成される少なくとも一つの有機発光素子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を含む。
以下、本明細書の説明で、画素領域１００ａは有機発光素子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は基板１００上の画素領域１００ａでないすべての領域を意味する。
画素領域１００ａは、行方向に配列された複数の走査線Ｓ１ないしＳｎ及び列方向に配列された複数のデータ線Ｄ１ないしＤｍを含み、走査線Ｓ１ないしＳｎとデータ線Ｄ１ないしＤｍに有機発光素子を駆動するための駆動集積回路３００から信号を印加してもらう複数の画素が形成されている。
また、非画素領域１００ｂには、有機発光素子を駆動するための駆動集積回路（ＤｒｉｖｅｒＩＣ）と画素領域の走査線Ｓ１ないしＳｎ及びデータ線Ｄ１ないしＤｍと電気的にそれぞれ連結される金属配線が形成される。本実施例で駆動集積回路は、データ駆動部１７０と走査駆動部１８０を含む。
有機発光素子は、本実施例で能動マトリックス方式に駆動されるように示されているので、これの構造を簡単に説明する。
基材基板１０１上にバッファー層１１１が形成されるが、バッファー層１１１は、酸化シリコンＳｉＯ２、または窒化シリコンＳｉＮｘなどのような絶縁物質で形成される。バッファー層１１１は、外部からの熱などの要因によって基板１００が損傷されることを防止するために形成される。
バッファー層１１１の少なくとも一領域上にはアクティブ層１１２ａとオミックコンタクト層１１２ｂを具備する半導体層１１２が形成される。半導体層１１２及びバッファー層１１１上にはゲート絶縁層１１３が形成されて、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を含んでゲート絶縁層１１３上には層間絶縁層１１５が形成されて、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、オミックコンタクト層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て、ソース及びドレイン電極１１６ａ、１１６ｂを含んで層間絶縁層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が形成されて、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の中いずれか一つの露出した一領域と接続される。
第１電極１１９を含んで平坦化層１１７上には、第１電極１１９の少なくとも一領域を露出する開口部（図示せず）が具備された画素定義膜１２０が形成される。
画素定義膜１２０の開口部上には、有機層１２１が形成されて、有機層１２１を含んで画素定義膜１２０上には第２電極層１２２が形成され、この時、第２電極層１２２上部に保護膜（ｐａｓｓｉｖａｔｉｏｎ ｌａｙｅｒ）がさらに形成されうる。
ただし、有機発光素子の能動マトリックス構造や受動マトリックス構造は、多様に変形実施されうるし、それぞれの一般的な構造は、公知されているのでこれに対するより詳細な説明は略する。
封止基板２００は、有機発光素子が形成された基板の少なくとも画素領域１００ａを封止する部材で、前面発光または両面発光の場合、透明な材質に形成され、背面発光の場合には不透明な材質で構成される。本発明で封止基板２００の材料は制限されないが、本実施例では前面発光の場合で、例えば、硝子が好ましく使用されうる。
封止基板２００は、本実施例で板型に構成されており、少なくとも基板１００上の有機発光素子が形成された画素領域を封止する。一例として、本実施例ではデータ駆動部とパッド部を除いた全領域を封止している。
フリット１５０は、封止基板２００と基板１００の非画素領域１００ｂの間に形成されて、外気が浸透することができないように画素領域１００ａを密封する。フリットは、本来添加剤が含まれたパウダー形態の硝子原料を意味するが、硝子技術分野では通常的にフリットが溶融されて形成された硝子を意味したりするので、本明細書にはこれをすべて含むものを使用する。
また、フリット１５０は、封止基板２００と基板１００が合着される面の角から一定の間隔で離隔されてラインを形成することが好ましい。これは、後述する補強材１６０を形成する空間を確保するためある。
フリット１５０は、硝子材料、レーザを吸収するための吸収材、熱膨脹係数を減少するためのフィラー（Ｆｉｌｌｅｒ）などを含んで構成されて、フリットペースト状態で封止基板２００に塗布され、封止基板２００と基板１００の間でレーザまたは赤外線で溶融された後硬化されながら封止基板２００と基板１００を密封する。
この時、フリット１５０の形成するラインは、幅が０．５ｍｍ〜１．５ｍｍであることが好ましい。０．５ｍ以下の場合、シーリングの時不良が生じえるし、接着力からも問題を起こすことがあり、１．５ｍｍ以上の場合、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落ちるからである。
また、フリット１５０の厚さは１０ないし２０μｍが好ましいが、フリット１５０の厚さが２０μｍ以上の場合にはレーザシーリングの時に、多くなった量のフリット１５０をシーリング（Ｓｅａｌｉｎｇ）するために多くのエネルギーを要するので、このためにレーザのパワーを高めたりスキャンスピードを低めなければならないが、これにより十損傷が発生されることができるし、１０μｍ以下の厚さではフリット塗布状態の不良が多発することがあるためである。
一方、フリット１５０が直接接触する基板１００面の構成及び材料は、本発明で制限されないが、駆動集積回路と直接連結される金属配線の区間を除き、できるだけ金属配線と重ならないことが好ましいがこれに制限されるのではない。
前述したようにフリット１５０は、レーザまたは赤外線が照射されるので、フリット１５０と金属配線が重なる場合、金属配線が損傷される恐れがあるからである。
ブラケット４００は、基板１００と封止基板２００が接着された有機発光パネルを支持するための一種のフレームである。この時、ブラケット４００と有機発光パネル面は両面テープ等で接着することができる。
補強材１６０は、フリット１５０のラインの外側に形成されて、基板１００、封止基板２００及びフリット１５０がすべて硝子の場合、有機電界発光表示装置が簡単に割れることを防止し、フリット１５０が融化されて接着されないか、接着力が弱くなった場合密封材の役目を兼ねるための補強材料である。
補強材１６０の材料は液状で塗布されて自然硬化、熱硬化、またはＵＶ硬化される樹脂が使われることができる。例えば、自然硬化される材料としてシアン化アクリレートが、８０℃未満の温度で熱硬化される材料としてアクリレートが、ＵＶ硬化される材料としてエポキシ、アクリレート、ウレタンアクリレートが利用されうる。
以下では本発明による有機電界発光表示装置の製造方法の一実施例について説明する。図４ａないし図４ｅは、有機電界発光表示装置の製造工程を示す工程図である。
まず、封止基板２００の角から所定間隔離隔される地点にライン状でフリット１５０を塗布するが、フリット１５０は後述する基板１００の非画素領域１００ａに対応する位置に形成される。
フリット１５０の厚さは１０ないし２０μｍが好ましいが、フリット１５０の厚さが２０μｍ以上の場合には、レーザシーリングの時に多くなった量のフリット１５０をシーリング（Ｓｅａｌｉｎｇ）するために多くのエネルギーを要するので、このためにレーザのパワーを高めるかスキャンスピードを低めなければならないが、これにより熱損傷が発生されうるし、１０μｍ以下の厚さではフリット塗布状態の不良が多発するからである。フリット１５０は、フリットペースト状態で封止基板２００に塗布された後焼成されてペーストに含まれた水気や有機バインダーが除去された後、硬化される（図４ａ）。
次に、別途に製作された有機発光素子を含む画素領域及び駆動集積回路及び金属配線等が形成された非画素領域を含む基板１００を用意し、画素領域を含む区間上に封止基板２００を合着させる（図４ｂ）。
次に、合着された基板１００と封止基板２００の間のフリット１５０にレーザまたは赤外線を照射して基板１００と封止基板２００の間のフリット１５０を溶融する。この時、照射されるレーザまたは赤外線の波長は、例えば、８００ないし１２００ｎｍ（好ましく８１０ｎｍ）を使うことができ、出力は２５ないし４５ワット（ｗａｔｔ）であることが好ましく、フリット以外の部分はマスキングされることが好ましい。
マスクの材料は銅、アルミニウムの二重膜を使うことができる。以後、溶融されたフリット１５０は硬化されながら基板１００と封止基板２００を接着する（図４ｃ）。
次に、接着された基板１００と封止基板２００で構成される有機発光パネルを装着するブラケット４００の内壁面に補強材１６０をディスペンサー等を使って塗布する。ブラケット４００は通常金属材質が多く使われるが、これに制限されず、プラスチックで使用することもできる。一方、補強材１６０は液状に塗布されることが好ましい（図４ｄ）。
次に、有機発光パネルをブラケット４００に装着するが、有機発光パネルは装着されながら、ブラケット４００の内壁面に塗布された補強材１６０に接触するようになって、補強材１６０は基板１００と封止基板２００の間の隙間に浸透するようになる（図４ｅ）。
すなわち、フリット１５０は角に接して形成されず、所定間隔離隔されて形成されるので基板１００と封止基板２００の角部には接着されない微細な隙間区間が発生するが、この領域に補強材１６０が浸透されて硬化する。つまり、基板１００と封止基板２００の隙間はフリットの厚さと同じであり、補強材液を角に塗る場合、毛細管現象によって隙間の間に液が浸透した後硬化される。
一方、補強材１６０の材料が自然硬化される場合には、追加の工程なしに有機発光素子の製作が完成されるが、補強材１６０の材料が紫外線硬化の場合にはマスキングした後、紫外線で補強材１６０を照射する追加の段階が必要であり、補強材１６０の材料が熱硬化の場合には熱を補強材１６０に照射する段階が必要である。
本発明は前記実施例を基準に主に説明されたが、発明の要旨と範囲を脱しないで多くの他の可能な修正と変形が可能である。例えば、封止基板は図示された板型の外にも、キャップ型に製造することができ、ブラケットの材質を変更することができる。
以上、本発明の好ましい実施例を挙げて詳細に説明したが、本発明は、上記の実施例に限定されるのではなく、本発明の技術的思想の範囲内で当分野における通常の知識を有する者によって多様に変形されることができる。
１００ 基板
１５０ フリット
１６０ 補強材
２００ 封止基板
４００ ブラケット
１５０ フリット
１６０ 補強材
２００ 封止基板
４００ ブラケット
Claims (13)
- 一面に第１電極と第２電極間に有機発光層を含んで構成される有機発光素子が形成された画素領域と前記画素領域外縁に形成される非画素領域を含む第１基板と、
前記第１基板の画素領域を含む一領域上に合着される第２基板と、
前記第１基板の非画素領域と前記第２基板の間に具備されて前記第１基板と前記第２基板を接着するフリットと、
接着された前記第１基板と前記第２基板が装着されるブラケットと、及び
前記ブラケットの内壁面に塗布されて前記接着された第１及び第２基板の間に浸透して硬化される補強材を含んで構成されることを特徴とする有機電界発光表示装置。 - 前記フリットは、
レーザまたは赤外線によって融解されることを特徴とする請求項１記載の有機電界発光表示装置。 - 前記フリットは、
前記角から０．３ｍｍないし０．７ｍｍになる位置に形成されることを特徴とする請求項１記載の有機電界発光表示装置。 - 前記フリットの幅は、
０．５ｍｍないし１．５ｍｍであることを特徴とする請求項１記載の有機電界発光表示装置。 - 前記補強材は、
シアン化アクリレートが、アクリレート、エポキシ、アクリレート、及びウレタンアクリレートで構成されるグループより選択されるひとつであることを特徴とする請求項１記載の有機電界発光表示装置。 - 前記補強材は、
前記フリットに接することを特徴とする請求項１記載の有機電界発光表示装置。 - 前記ブラケットは、
金属及びプラスチックであることを特徴とする請求項１記載の有機電界発光表示装置。 - 有機発光素子を含む第１基板と、前記第１基板の少なくとも画素領域を封止する第２基板を含んで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基板の角から離隔されるラインを形成するようにフリットを塗布する第１段階と、
前記第２基板に有機発光素子が蒸着された蒸着基板を合着する第２段階と、
合着された前記第１及び第２基板の間のフリットにレーザまたは赤外線を照射して前記フリットを溶融して第１基板及び第２基板を接着する第３段階と、
前記接着された第１及び第２基板が装着されるブラケットの内壁に前記第１基板と前記第２基板の間の隙間を補強するための補強材を塗布する第４段階と、
前記ブラケットの内壁面に塗布された前記密封材が第１基板と第２基板の隙間に接触するように接着された前記第１及び第２基板を装着する第５段階と、
を含んで構成されることを有機電界発光表示装置の製造方法。 - 前記第３段階で照射されるレーザの出力は、
２５ないし４５ワットであることを特徴とする請求項８記載の有機電界発光表示装置の製造方法。 - 前記第３段階で照射されるレーザ及び赤外線の波長は、
８００ないし１２００ｎｍであることを特徴とする請求項８記載の有機電界発光表示装置の製造方法。 - 前記第４段階で塗布された補強材は、
合着された前記第１基板と第２基板の隙間に浸透された後硬化されることを特徴とする請求項８記載の有機電界発光表示装置の製造方法。 - 前記第５段階後補強材に熱を加えて前記補強材を硬化させる段階をさらに含むことを特徴とする請求項８記載の有機電界発光表示装置の製造方法。
- 前記第５段階後補強材に紫外線を加えて前記補強材を硬化させる段階をさらに含むことを特徴とする請求項８記載の有機電界発光表示装置の製造方法。
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