JP2007200887A - 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】基板をガラスフリットで封止する際、接着力の低下を防止できる構造の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】本発明に係る有機電界発光表示装置は、画素領域I及び非画素領域IIを備えた第１基板３００と、前記第１基板を封止する第２基板４２０とを有し、前記画素領域には、半導体層３２０、ゲート電極３４０ａ、ソース電極３６０ａ及びドレイン電極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有機平坦化膜３７０と、前記有機平坦化膜上に位置する第１電極３８０と、前記第１電極上に位置する画素定義膜３９０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４００と、前記有機膜層上に位置する第２電極４１０と、が設けられ、前記非画素領域には、メタル配線３６０ｄと、前記メタル配線上に前記有機平坦化膜に接することなく位置し、前記第１基板と前記第２基板を封止するガラスフリットと、が設けられる。
【選択図】 図５
【解決手段】本発明に係る有機電界発光表示装置は、画素領域I及び非画素領域IIを備えた第１基板３００と、前記第１基板を封止する第２基板４２０とを有し、前記画素領域には、半導体層３２０、ゲート電極３４０ａ、ソース電極３６０ａ及びドレイン電極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有機平坦化膜３７０と、前記有機平坦化膜上に位置する第１電極３８０と、前記第１電極上に位置する画素定義膜３９０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４００と、前記有機膜層上に位置する第２電極４１０と、が設けられ、前記非画素領域には、メタル配線３６０ｄと、前記メタル配線上に前記有機平坦化膜に接することなく位置し、前記第１基板と前記第２基板を封止するガラスフリットと、が設けられる。
【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、基板をガラスフリットで封止する際、接着力の低下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）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 ｄｅｖIｃｅ）、有機電界発光装置（ｏｒｇａｎIｃ ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍIｎｅｓｃｅｎｃｅ ｄｅｖIｃｅ）またはＰＤＰ（ｐｌａｓｍａ ｄIｓｐｌａｙ ｐａｎｅｌ）などのような平板型表示装置（ｆｌａｔ ｐａｎｅｌ ｄIｓｐｌａｙ ｄｅｖIｃｅ）が注目されている。
前記液晶表示装置は、自発光型ではなく、受光型のデバイスであるから、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、自発光型ではあるが、他の平板型表示装置に比べて重さが重くて、消費電力が高いだけでなく、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、自発光型のデバイスであるから、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、製造方法が単純で、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において、基板１００上には、その中央の画素領域I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、ソース・ドレイン電極１５０が設けられ、また両側の非画素領域IIには、ソース及び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。
次いで、前記基板１００の全面に平坦化膜１６０が設けられる。前記平坦化膜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。
次いで、前記平坦化膜１６０には、前記共通電源供給ライン１５０ｂ、第２電極電源供給ライン１５０ａ及びソース及びドレイン電極１５０を露出させるビアホールが設けられる。前記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。
次いで、前記基板１００上に、反射膜１７０を含む第１電極１７１が設けられ、前記基板１００全面に画素定義膜１８０が設けられる。
次いで、前記第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。そして、前記基板１００に対向する封止基板２１０を用意し、前記基板１００と封止基板２１０とをガラスフリット２２０で封止することによって、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有機平坦化膜が位置するので、ガラスフリットにレーザーを照射する際、レーザーの高熱により有機物からなる有機平坦化膜が損傷される。
これにより、前記ガラスフリットが有機平坦化膜と接着する界面において接着力が低下するという短所がある。なお、封止構造に関連したものとして下記特許文献１〜４がある。
大韓民国公開第２００３−００８９４４７号明細書
特開１９９８−０７４５８３号公報
特開２００５−２１６７４６号公報
特開２００５−３０２７３８号公報
従って、本発明は、前述のような従来技術の諸問題点を解決するためになされたもので、本発明の目的は、基板をガラスフリットで封止する際、接着力の低下を防止できる構造の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に、本発明の一態様に係る有機電界発光表示装置は、画素領域及び該画素領域以外の領域である非画素領域とを備えた第１基板と、前記基板を封止する封止基板と有し、前記画素領域には、半導体層、ゲート電極、ソース電極及び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有機平坦化膜と、前記有機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、が設けられ、前記非画素領域には、メタル配線と、前記メタル配線上に前記有機平坦化膜に接することなく位置し、前記第１基板と前記第２基板を封止するガラスフリットと、が設けられていることを特徴とする。
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、画素領域及び非画素領域を備えた第１基板を用意する段階と、前記画素領域の第１基板上に、半導体層、ゲート電極、ソース電極及び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第１基板上にメタル配線を形成する段階と、前記基板全面に有機平坦化膜を形成する段階と、前記第１基板の面内外側部におけるメタル配線上の有機平坦化膜をエッチングして除去する段階と、前記有機平坦化膜上に第１電極を形成する段階と、前記第１電極上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画素定義膜をエッチングして除去する段階と、前記画素領域の第１電極及び画素定義膜上に、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第２電極をエッチングして除去する段階と、封止用の第２基板を用意する段階と、前記第２基板の面内外側部にガラスフリットを塗布し、前記基板間を封止する段階と、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。
本発明の有機電界発光表示装置及びその製造方法は、基板をガラスフリットで封止する際、接着力の低下を防止することができ、有機電界発光素子の信頼性を高めることができるという効果がある。
以下、添付の図面を参照して、本発明の好適な実施形態を詳細に説明する。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な事項は、本発明の好ましい実施形態を示している図面と下記の詳細な説明から明らかになるであろう。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、誇張して表現している。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７Ａ乃至図７Ｅは、本発明の実施形態に係る有機電界発光表示装置を示す断面図である。
一般的に、有機電界発光表示装置（ＯｒｇａｎIｃ ＬIｇｈｔ ＥｍIｔｔIｎｇ ＤｅｖIｃｅ：ＯＬＥＤ）は、電流が提供される配列により２つの基本的なタイプにグループ分けすることができる。図７Ａは、パッシブマトリクス式の有機電界発光表示装置（ＰａｓｓIｖｅ ＭａｔｒIｘ ＯｒｇａｎIｃ ＬIｇｈｔ ＥｍIｔｔIｎｇ ＤｅｖIｃｅ：ＰＭＯＬＥＤ）１０００の簡単な構造を概略的に示す斜視図である。また、図７Ｂは、アクティブマトリクス式の有機電界発光表示装置（ＡｃｔIｖｅ ＭａｔｒIｘ ＯｒｇａｎIｃ ＬIｇｈｔ ＥｍIｔｔIｎｇ ＤｅｖIｃｅ：ＡＭＯＬＥＤ）１００１の簡単な構造を概略的に示す斜視図である。有機電界発光表示装置１０００、１００１の構成は、基板１００２上に形成された有機電界発光画素を含み、有機電界発光画素は、アノード１００４と、カソード１００６と、有機膜層１０１０とを含む。ここで、適切な電流がアノード１００４に印加される時、電流は、画素を流れて貫通するようになり、可視光線が有機膜層から放出される。
まず、図７Ａを参照するに、パッシブマトリクス式有機電界発光表示装置（ＰＭＯＬＥＤ）は、一般的にストリップ形態のカソード１００６と、これに直交するように配列されたストリップ形態のアノード１００４と、両者の間に介在された有機膜層１０１０を含む。この際、カソード１００６とアノード１００４の交差により個々のＯＬＥＤ画素（ピクセル）が定義され、対応するアノード１００４とカソード１００６を適切に付勢することにより光が生成される。このパッシブマトリクス式有機電界発光表示装置は、簡単に製作ができるという利点を有する。
次に、図７Ｂを参照するに、アクティブマトリクス式有機電界発光表示装置（ＡＭＯＬＥＤ）は、基板１００２とＯＬＥＤ画素アレイとの間に駆動回路１０１２を含む。ＡＭＯＬＥＤの個々の画素は、共通のカソード１００６及び電気的に遮断された各々のアノード１００４により定義される。各駆動回路１０１２は、ＯＬＥＤ画素のアノード１００４と結合され、またデータライン１０１６及びスキャンライン１０１８とも連結される。例えば、スキャンライン１０１８は、駆動回路の列を選択する選択信号であるスキャン信号を供給し、データライン１０１６は、特定の駆動回路用のデータ信号を供給する。このデータ信号及びスキャン信号を受けて作動する駆動回路１０１２によりアノード１００４が付勢され、対応する画素から光が放出される。
前述したＡＭＯＬＥＤにおいては、駆動回路１０１２、データライン１０１６及びスキャンライン１０１８は、画素アレイと基板１００２との間に介在された平坦化膜１０１４に覆われる。前記平坦化膜１０１４は、ＯＬＥＤ画素アレイ上に平坦な表面を提供する。前記平坦化膜１０１４は、有機物または無機物で形成されることができ、単一層または二重層で形成されることができる。前記駆動回路１０１２は、薄膜トランジスタと一緒に形成され、ＯＬＥＤ画素アレイの下部に格子で配列される。前記駆動回路１０１２は、部分的に有機物質で形成された有機薄膜トランジスタを含む。このようなＡＭＯＬＥＤは、速い応答速度を有するだけでなく、ＰＭＯＬＥＤより消費電力が低いという利点がある。
前記ＰＭＯＬＥＤとＡＭＯＬＥＤの共通的な特徴を考察するに、基板１００２は、ＯＬＥＤ画素及び回路を構造的に支持する。前記基板１００２は、プラスチック、ガラスまたは不透明物質を含むことができる。前記ＯＬＥＤ画素またはダイオードは、アノード１００４と、カソード１００６と、前記アノード１００４とカソード１００６との間に介在される有機膜層１０１０とから構成される。ここで、適切な電流がアノード１００４に印加された場合、カソード１００４は電子を放出し、アノード１００４は正孔を放出する。これとは異なって、基板１００２上にカソードが形成され、アノードが反対側に配列されるインバーテッド構造もあり得る。
前記カソード１００６とアノード１００４との間に少なくとも１つ以上の有機膜層が介在される。より詳細には、カソード１００６とアノード１００４との間に少なくとも１つ以上の発光層が介在される。発光層は、１つ以上の有機化合物を含むことができる。通常、発光層は、青色、緑色、赤色または白色のような単一色の可視光線を発光する。この際、前記有機膜層１０１０は、カソード１００６とアノード１００４との間に形成され、光を放出する役目をする。また、前記カソード１００６とアノード１００４との間に正孔輸送層、正孔注入層、電子輸送層及び電子注入層をさらに含むことができる。
前記正孔輸送層または正孔注入層は、発光層としての有機膜層１０１０とアノード１００４との間に位置することができる。また、電子輸送層または電子注入層は、カソード１００６と有機膜層１０１０との間に位置することができる。前記電子注入層は、カソード１００６から電子を注入するための仕事関数を低減し、有機膜層１０１０への電子注入を円滑にする。同様に、正孔注入層は、アノード１００４から発光層に正孔注入を円滑にする。前記正孔と電子注入層は、各々電極から発光層にキャリアの移動を円滑にする。
一実施形態として、１つの層をもって電子注入及び輸送の役割または正孔注入及び輸送の役目を共に行うことができる。また、他の実施形態として、これらの１つまたはそれ以上は、欠如されてもよい。また、少なくとも１つ以上の有機膜層は、キャリアの注入または輸送を助ける１つ以上の物質がドープされてもよい。ここで、１つの有機膜層がカソードとアノードとの間に形成される場合には、有機膜層は、有機発光化合物だけでなく、キャリアの注入または輸送を助ける機能性物質を含むことができる。この際、前記発光層を含んでこの層内に使用され得るように開発された数多くの有機物質を含めることができる。また、前記発光層内に使用できる多くの有機物質が開発されている。一実施形態として、このような有機物質は、オリゴマー重合体を含む高分子物質であってもよい。また、発光層の有機物質は、微細な小さい分子であってもよい。
電気回路が、カソード１００６とアノード１００４との間に適切な電位を与える。この結果、間に介在する有機膜を介してアノード１００４からカソード１００６に電流が流れる。この際、前記カソード１００６は、隣接する有機膜層１０１０に電子を提供し、アノード１００４は、有機膜層１０１０に正孔を注入する。ここで、正孔と電子とは、有機膜層１０１０で再結合し、“励起子”を生成する。励起子は、有機膜層１０１０内の有機発光物質にエネルギーを提供し、そのエネルギーは、有機発光物質から光を発光するのに使われる。前記ＯＬＥＤ１０００、１００１により生成され放出される光の特性は、有機膜層内の有機分子の性格及び構成によって変わることができる。
前記ＯＬＥＤは、光の発光方向によって分けられる。前面発光ＯＬＥＤと呼ばれるタイプは、カソードまたは上部電極１００６を介してイメージを表示する。この際、カソード１００６は、可視光線を透過させる程度に透明な物質で形成される。また、アノードまたは下部電極１００４を介して光の損失を防ぐために、アノードは、光を反射できる物質で形成される。他のタイプのＯＬＥＤは、アノードまたは下部電極１００４を介して光を放出する背面発光タイプである。前記背面発光ＯＬＥＤにおいて、アノード１００４は、光を透過できる程度に透明な物質で形成される。また、カソード１００６は、光を反射できる物質で形成される。さらに他のタイプのＯＬＥＤは、アノード１００４とカソード１００６の両方の方向に光を放出するものであって、基板が透明な物質で形成される。
次に、具体的な多くの形態では、図７Ｃに示すように、多数のＯＬＥＤ画素を含むＯＬＥＤ画素アレイ１０２１が、基板１００２上に形成される。前記アレイ１０２１の画素は、駆動回路によってオン・オフ制御され、画素の大部分は、アレイ１０２１上の全体ディスプレイ情報またはイメージとなる。また、ＯＬＥＤ画素アレイ１０２１は、発光領域及び非発光領域の境界を画するものであり、これらの領域には他の構成要素も配列される。すなわち、発光領域は、ＯＬＥＤ画素アレイ１０２１が形成された基板１００２上の領域であり、非発光領域は、発光領域以外の領域である。前記非発光領域には、ロジックまたは電力供給回路を含むことができる。また、ＡＭＯＬＥＤにおいて、駆動回路と、前記駆動回路と結合されるデータ及びスキャンラインは、ＡＭＯＬＥＤの各画素を駆動及び制御するために発光領域に拡張することができる。
前記ＯＬＥＤは、有機物質層が水分、酸素または他の有害なガスにより損傷または低下することを考慮に入れて製作される。したがって、ＯＬＥＤは、水分、酸素または他の有害なガスが侵入することを防止できるように、封止する。
ここで、図７Ｄは、図７ＣのＤ−Ｄ線に沿った断面図である。同図に示すごとく、ＯＬＥＤ画素アレイ１０２１を密閉させるために、上部基板１０６１と下部基板１００２とを、シール材１０７１を用いて封止する。この実施形態においては、上部基板１０６１または下部基板１００２に１つ以上の層を形成し、上部または下部基板１０６１、１００２をシール材１０７１で封止する。この際、シール材１０７１は、ＯＬＥＤ画素アレイ１０２１の周辺に沿って下部または上部基板１００２、１０６１に位置する。
この際、前記シール材１０７１は、後述するフリット物質で形成される。上部または下部基板１０６１、１００２は、酸素または水分による露出からＯＬＥＤ画素アレイ１０２１を保護するために、プラスチック、ガラス、金属箔などのような物質を含む。例えば、上部基板１０６１と下部基板１００２のうち少なくとも一方は、全体的に透明な物質で形成される。
したがって、ＯＬＥＤの寿命を長くするために、上部基板１０６１、下部基板１００２及びシール材１０７１は、酸素と水蒸気を遮断する空間領域１０８１を形成する。一適用例として、上部と下部基板１０６１、１００２を結合するフリット物質からなるシール材１０７１は、１０−３ｃｃ／ｍ２ｄａｙの酸素遮断能力と１０−６ｇ／ｍ２ｄａｙの水分遮断能力を示す。この際、一部の酸素と湿気は、遮断領域１０８１内に侵入することができるので、遮断領域１０８１内に酸素と水分を吸入できる物質を形成する。
次に、図７Ｄに示されたように、シール材１０７１は、上部または下部基板１０６１、１００２の表面に平行する方向に見た厚さである幅Ｗを有する。この際、前記幅Ｗは、３００乃至３０００μｍの幅を有することができる。好ましくは、５００乃至１５００μｍの幅を有することができる。また、前記幅Ｗは、シール材１０７１の他の位置で多様化される。例えば、シール材１０７１の幅は、下部基板と上部基板１００２、１０６１のうちいずれか一方に当接する領域のシール材１０７１が最も大きいことができる。
また、図７Ｄに示すように、前記シール材１０７１は、上部または下部基板１０６１、１００２の表面に垂直な方向に見た幅である高さＨを有する。この際、前記高さＨは、２乃至３０μｍの高さを有することができる。好ましくは、１０乃至１５μｍである。また、前記シール材１０７１の位置による高さは多様化されることができる。
図示の実施形態の場合、前記シール材１０７１は、一般的な断面を有する。しかし、このシール材１０７１は、必要に応じて方形、台形または円形の多様な断面形態を有することができる。この際、密封力を高めるために、一般的に下部基板または上部基板１００２、１０６１に直接接触するシール材１０７１の領域を増加させることができる。一実施形態として、シール材の形態は、界面積が増加し得るように形成することができる。
前記シール材１０７１は、ＯＬＥＤアレイ１０２１に直ぐに隣接するように位置させることもできるし、ＯＬＥＤアレイ１０２１から離隔された空間に位置させることもできる。一例として、前記シール材１０７１は、ＯＬＥＤアレイ１０２１の周囲を包囲するために一般的に線形に形成される。また、前記シール材１０７１は、ＯＬＥＤアレイ１０２１の境界に平行するように設けることができる。他の例として、前記シール材１０７１は、ＯＬＥＤアレイ１０２１の境界に平行でないように位置させることができる。この際、前記シール材１０７１の少なくとも一部は、上部基板１０６１と下部基板１００２との間に位置させる。
前述したように、前記シール材１０７１は、微細ガラス粒子を含むフリット物質（本明細書においては単に“フリット”または“ガラスフリット”とも称する）で形成される。このフリット物質は、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化カルシウム（ＣａＯ）、酸化バリウム（ＢａＯ）、酸化リチウム（ＬI２Ｏ）、酸化ナトリウム（Ｎａ２Ｏ）、酸化カリウム（Ｋ２Ｏ）、酸化ホウ素（Ｂ２Ｏ３）、酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化テルル（ＴｅＯ２）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、二酸化シリコン（ＳIＯ２）、酸化鉛（ＰｂＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ）、酸化リン（Ｐ２Ｏ５）、酸化ルテニウム（Ｒｕ２Ｏ）、酸化ロジウム（Ｒｈ２Ｏ）、酸化フェライト（Ｆｅ２Ｏ３）、酸化銅（ＣｕＯ）、酸化チタニウム（ＴIＯ２）、酸化タングステン（ＷＯ３）、酸化ビスマス（ＢI２Ｏ３）、酸化アンチモン（Ｓｂ２Ｏ３）、ホウ酸鉛ガラス、リン酸スズガラス、バナジン酸ガラス、及びホウケイ酸ガラスよりなる群から選ばれた一種又はそれ以上の物質からなることができる。また、粒子サイズは、２乃至３０μｍであることができ、好ましくは、５乃至１０μｍであることができる。前記フリット物質は、前記フリットシール材１０７１に接触する上部基板及び下部基板１０６１、１００２間の間隔分のまとまった大きさにすることができる。
前記シール材１０７１を形成するためのフリット物質は、１つ以上の充填物または添加物を含むことができる。前記充填物または添加物は、シール材の熱膨張特性を調整し、選択された周波数による吸収特性を調整するためである。また、充填物または添加物は、フリットの熱膨張系を調整するために添加された充填物をさらに含むことができる。例えば、充填物または添加物は、遷移金属、クロム（Ｃｒ）、鉄（Ｆｅ）、マンガン（Ｍｎ）、コバルト（Ｃｏ）、銅（Ｃｕ）及びバナジウムを含むことができる。また、付加的に充填物または添加物は、ＺｎＳIＯ４、ＰｂＴIＯ３、ＺｒＯ２及びユークリプタイト（ｅｕｃｒｙｐｔIｔｅ）をさらに含むことができる。
前記フリット物質は、２０乃至９０ｗｔ％のガラス粒子を含み、残りとして充填物または添加物を含む。また、フリットペーストは、１０乃至３０ｗｔ％の有機物質及び７０乃至９０％の無機物質を含む。また、前記フリットペーストは、２０ｗｔ％の有機物質及び８０ｗｔ％の無機物質を含むことができる。また、有機物質は、０乃至３０ｗｔ％のバインダー及び７０乃至１００ｗｔ％のソルベントを含むことができる。また、有機物質は、１０ｗｔ％のバインダー及び９０ｗｔ％ソルベントを含むことができる。また、無機物質は、０乃至１０ｗｔ％添加物と、２０乃至４０ｗｔ％の充填物、及び５０乃至８０ｗｔ％のガラスパウダーを含むことができる。また、無機物質は、０乃至５ｗｔ％の添加物と、２５乃至３０ｗｔ％の充填物及び６５乃至７５ｗｔ％のガラスパウダーを含むことができる。
前記フリットシール材を形成するには、乾燥フリット物質に液体物質を追加してフリットペーストを形成する。添加物を含むか、含まない有機または無機ソルベントを、液体物質として利用することができる。一実施形態として、ソルベントは、１つ以上の有機化合物を含む。例えば、適用可能な有機化合物として、エチルセルロース（ｅｔｈｙｌｃｅｌｌｕｌｏｓｅ）、ニトロセルロース（ｎIｔｒｏ ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ）、ヒドロキシルプロピルセルロース（ｈｙｄｒｏｘｙｌ ｐｒｏｐｙｌ ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ）、ブチルカルビトールアセテート（ｂｕｔｙｌ ｃａｒｂIｔｏｌ ａｃｅｔａｔｅ）、テルピネオール（ｔｅｒｐIｎｅｏｌ）、ブチルセルロース（ｂｕｔｙｌ ｃｅｌｌｕｓｏｌｖｅ）、アクリレート（ａｃｒｙｌａｔｅ）化合物が挙げられる。また、前記シール材１０７１は、このように形成したフリットペーストを上部または下部基板１０６１、１００２に適用することができる。
一実施形態として、前記シール材１０７１を、まず、フリットペーストから形成し、上部基板１０６１と下部基板１００２との間に設ける。次に、このシール材１０７１を、上部基板及び下部基板１０６１、１００２の一方に前処理（プレキュア）または前焼成する。この際、上部基板１０６１と下部基板１００２との間に介在する前記シール材１０７１は、部分的に加熱され溶融される。次に、前記ＯＬＥＤ画素アレイ１０２１が露出して酸素または水分に晒されることを防止するために、前記シール材１０７１が固体化され、上部基板１０６１と下部基板１００２とを結合する。
この際、前記フリットシール材に選択的に熱を加えることは、レーザーまたは赤外線ランプのように光を照射する方法を利用する。上記のように、前記シール材１０７１を形成するためのフリット物質は、前記シール材１０７１を形成するためのフリット物質に熱を加えて溶ける特性を改良するために選択された１つ以上の添加剤または充填剤を含むことができる。
次に、図７Ｅは量産形態を示したもので、多数の分離されたＯＬＥＤ画素１０２１が、共通の下部基板１１０１上に形成される。図示の実施形態の場合、各ＯＬＥＤアレイ１０２１は、前記熱により付形されたシール材１０７１によって周囲を取り囲まれている。また、共通の上部基板（図示せず）が、ＯＬＥＤ画素１０２１が形成された共通の下部基板１１０１を覆い、フリットペーストは、この共通の下部基板１１０１と共通の上部基板との間に介在される。したがって、ＯＬＥＤアレイ１０２１は、上述の単一のＯＬＥＤ表示装置で説明したような工程を経て、封止され完成される。
図２乃至図５は、本発明の第１実施形態に係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２を参照して、まず第１基板として画素領域I及び非画素領域IIを備えた基板３００を用意する。前記基板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、前記基板３００全面にバッファ層３１０を形成する。前記バッファ層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。前記バッファ層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する。
次に、前記画素領域Iの前記バッファ層３１０上に半導体層３２０を形成する。前記半導体層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、前記基板３００全面にゲート絶縁膜３３０を形成する。前記ゲート絶縁膜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、前記ゲート絶縁膜３３０上に、前記半導体層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。前記ゲート電極３４０ａは、Ａｌ、ＣｕまたはＣｒを使用することができる。
次に、前記基板３００全面に層間絶縁膜３５０を形成する。前記層間絶縁膜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。前記画素領域I上の前記層間絶縁膜３５０及びゲート絶縁膜３３０をエッチングして、前記半導体層３２０を露出させるコンタクトホール３５１、３５２を形成する。
次に、前記画素領域I上の層間絶縁膜３５０上にソース電極及びドレイン電極３６０ａ、３６０ｂを形成する。前記ソース電極及びドレイン電極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、前記ソース電極及びドレイン電極３６０ａ、３６０ｂは、前記コンタクトホール３５１、３５２を介して前記半導体層１２０に連結される。
一方、前記非画素領域II上には、前記ソース電極及びドレイン電極３６０ａ、３６０ｂを形成するのと同時に、共通電源供給ラインとして作用するメタル配線３６０ｄが形成される。また、第２電極電源供給ライン３６０ｃも形成される。
また、前記非画素領域II上には、前記ゲート電極３４０ａを形成する時、スキャンドライバ３４０ｂが同時に形成される。
本実施形態では、トップ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ゲート構造の薄膜トランジスタを形成することもできる。
また、本実施形態では、ソース電極及びドレイン電極を形成するの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電極を形成するのと同時にメタル配線を形成することもできる。
その後、図３に示すように、前記基板３００の全面に有機平坦化膜３７０を形成する。前記有機平坦化膜３７０は、アクリル系樹脂、ポリイミド系樹脂またはＢＣＢ（ｂｅｎｚｏｃｙｃｌｏｂｕｔｅｎｅ）を使用することができる。
この際、有機平坦化膜３７０をエッチングして、前記画素領域Iの前記ソース電極及びドレイン電極３６０ａ、３６０ｂのうちいずれか一方と前記非画素領域IIの第２電極電源供給ライン３６０ｃを露出させるビアホール３７１ａ、３７１ｂを形成する。
また、前記非画素領域IIにおいて、以後にガラスフリットが形成されるべき領域の前記有機平坦化膜３７０をエッチングして除去する。これは、以後にガラスフリットで封止する時、前記ガラスフリットにレーザーを照射して接着するようになるが、この際、前記ガラスフリットの下部に、有機物からなる平坦化膜が存在すると、前記レーザーの高熱により損傷される。これにより、前記ガラスフリットが平坦化膜と接着する界面において剥離し、接着力が低下するという短所がある。
そこで、以後に前記ガラスフリットが接着される前記基板３００の外側（基板面内の外側部）のメタル配線上の平坦化膜を除去して、前述のような短所が発生することを防止する。
次に、図４に示すように、前記画素領域Iの有機平坦化膜３７０上に反射膜３７５を含む第１電極３８０を形成する。前記第１電極３８０は、前記ビアホール３７１の底部に位置し、前記露出したソース電極及びドレイン電極３６０ａ、３６０ｂのいずれか一方に当接し、前記有機平坦化膜３７０上に延びる。前記第１電極３８０は、IＴＯ（IｎｄIｕｍ ＴIｎ ＯｘIｄｅ）またはIＺＯ（IｎｄIｕｍ ＺIｎｃ ＯｘIｄｅ）を使用することができる。
次に、前記第１電極３８０を含む基板３００全面に画素定義膜３９０を形成するが、前記第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。前記画素定義膜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、前記画素定義膜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つから形成する。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できる。
この際、画素定義膜３９０をエッチングして、前記画素領域Iの前記第１電極３８０を露出させる開口部３９５ａを形成し、前記非画素領域IIの画素定義膜３９０をエッチングして、第２電極電源供給ライン３６０ｃの一部領域を露出させる。また、前記非画素領域IIのメタル配線３６０ｄ領域に前記画素定義膜３９０が存在しないように、前記画素定義膜３９０をエッチングする。
次に、前記開口部３９５ａ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。前記有機膜層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、前記基板３００の全面に第２電極４１０を形成する。前記第２電極４１０は、透過電極であり、透明で且つ仕事関数が低いＭｇ、Ａｇ、Ａｌ、Ｃａ及びこれらの合金のうちいずれか１つ以上を使用して形成する。
この際、前記非画素領域IIの前記メタル配線３６０ｄ上における第２電極４１０をエッチングにより除去し、前記メタル配線３６０ｄを露出させる。
次に、図５に示すように、前記基板３００に対向させる第２基板として封止基板４２０を用意する。前記封止基板４２０には、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。
次に、前記封止基板４２０の外側、正確には基板の面内外側部にガラスフリット４３０を形成する。すなわち、前記基板３００に対向させる封止基板４２０の面内外側部にガラスフリット４３０を塗布する。
前記ガラスフリット４３０は、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化カルシウム（ＣａＯ）、酸化バリウム（ＢａＯ）、酸化リチウム（ＬI２Ｏ）、酸化ナトリウム（Ｎａ２Ｏ）、酸化カリウム（Ｋ２Ｏ）、酸化ホウ素（Ｂ２Ｏ３）、酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化テルル（ＴｅＯ２）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、二酸化シリコン（ＳIＯ２）、酸化鉛（ＰｂＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ）、酸化リン（Ｐ２Ｏ５）、酸化ルテニウム（Ｒｕ２Ｏ）、酸化ロジウム（Ｒｈ２Ｏ）、酸化フェライト（Ｆｅ２Ｏ３）、酸化銅（ＣｕＯ）、酸化チタニウム（ＴIＯ２）、酸化タングステン（ＷＯ３）、酸化ビスマス（ＢI２Ｏ３）、酸化アンチモン（Ｓｂ２Ｏ３）、ホウ酸鉛ガラス、リン酸スズガラス、バナジン酸ガラス、及びホウケイ酸ガラス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より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。
前記ガラスフリット４３０の幅は、前記メタル配線３６０ｄの幅より広く形成する。これは、前記ガラスフリット４３０が接着される面積が広いほど接着力を向上させることができ、外部の水分や酸素の侵入から有機電界発光素子を保護することができるからである。
本実施形態では、前記封止基板４２０上にガラスフリット４３０を形成したが、前記基板３００上に形成してもよい。
次に、前記基板３００と封止基板４２０を整列させた後、接合する。この際、前記ガラスフリット４３０は、有機平坦化膜３７０、画素定義膜３９０及び第２電極４１０の存在しない領域に在るので、有機平坦化膜３７０と非接触状態で、基板３００の前記非画素領域II上のメタル配線３６０ｄ及び層間絶縁膜３５０と接触するようになる。
次に、前記ガラスフリット４３０にレーザーを照射して、前記ガラスフリット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。このレーザー照射に際し、前記ガラスフリット４３０は、前記メタル配線３６０ｄ上に、前記有機平坦化膜３７０に接することなく位置しているので、レーザーの高熱により有機平坦化膜が損傷されることが防止される。
以上のように、従来、基板を封止するガラスフリットの下部に有機平坦化膜が位置し、ガラスフリットにレーザーを照射する時、レーザーの高熱により有機物からなる有機平坦化膜が損傷され、ガラスフリットが有機平坦化膜と接着する界面において剥離し、接着力が低下するという短所があったが、前記ガラスフリットの下部に位置する有機平坦化膜を除去することによって、前記ガラスフリットの接着力が低下するという短所を防止することができる。
図６は、本発明の第２実施形態に係る有機電界発光表示装置を示す断面図である。なお、図中、符号５００、５１０、５２０、５３０、５４０ａ、５４０ｂ、５５０、５５１、５５２、５６０ａ、５６０ｂ、５６０ｃ、５６０ｄ、５７０、５７１ａ、５７１ｂ、５７５、５８０、５９０、５９５ａ、５９５ｂ、６００、６１０、６２０は、それぞれ図２〜図５中の符号３００、３１０、３２０、３３０、３４０ａ、３４０ｂ、３５０、３５１、３５２、３６０ａ、３６０ｂ、３６０ｃ、３６０ｄ、３７０、３７１ａ、３７１ｂ、３７５、３８０、３９０、３９５ａ、３９５ｂ、４００、４１０、４２０と対応する同一の構成要素を示す。
図６の有機電界発光表示装置においても、図２〜図５の前記第１実施形態と同様に、有機電界発光素子を形成し、封止基板６２０上に前記ガラスフリット４３０に対応するガラスフリット６３０を塗布し、基板５００と封止基板６２０を接合する。次に、前記ガラスフリット６３０にレーザーを照射して、前記ガラスフリット６３０を溶融し、固状化することによって、本発明の第２実施形態に係る有機電界発光表示装置を完成する。
この第２実施形態では、前記第１実施形態の前記ガラスフリット４３０とは異なって、前記ガラスフリット６３０の幅は、前記メタル配線５６０ｄの幅と同一であるか、又は狭く形成される。これは、前記ガラスフリット６３０による基板５００と封止基板６２０との接着力を考慮したもので、ガラスフリット６３０が前記メタル配線５６０ｄ上に接着された構造とすることで、接着力を向上させることができるからである。
また、前記ガラスフリット６３０の下部に有機平坦化膜５７０が存在しないので、前記ガラスフリット６３０の接着力が低下することを防止することができる。
以上のように、従来、基板を封止するガラスフリットの下部に有機平坦化膜が位置し、ガラスフリットにレーザーを照射する時、レーザーの高熱により有機物からなる有機平坦化膜が損傷され、ガラスフリットが有機平坦化膜と接着する界面から剥離して接着力が低下する短所を、前記ガラスフリットの下部に位置する有機平坦化膜を除去することによって防止することができるという利点がある。
したがって、外部の水分や酸素の侵入を防止することができ、有機電界発光素子の信頼性を向上させることができるという利点がある。
本発明の第１及び第２実施形態では、基板の左右側に位置し、且つガラスフリットの下部に位置するメタル配線を例に挙げたが、基板の上下側に位置し、且つガラスフリットの下部に位置するメタル配線にも同様に適用することができる。
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、上述した実施形態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 ソース電極、
３６０ｂ 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 有機平坦化膜、
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、
１０００、１００１ 有機電界発光表示装置、
１００２ 基板、
１００４ アノード、
１００６ カソード、
１０１０ 有機膜層、
１０１２ 駆動回路、
１０１４ 平坦化膜、
１０１６ データライン、
１０１８ スキャンライン、
１０２１ ＯＬＥＤ画素アレイ、
１０７１ シール材。
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 ソース電極、
３６０ｂ 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 有機平坦化膜、
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、
１０００、１００１ 有機電界発光表示装置、
１００２ 基板、
１００４ アノード、
１００６ カソード、
１０１０ 有機膜層、
１０１２ 駆動回路、
１０１４ 平坦化膜、
１０１６ データライン、
１０１８ スキャンライン、
１０２１ ＯＬＥＤ画素アレイ、
１０７１ シール材。
Claims (11)
- 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備えた第１基板と、
前記第１基板を封止する第２基板とを有し、
前記画素領域には、
半導体層、ゲート電極、ソース電極及び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有機平坦化膜と、
前記有機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、が設けられ、
前記非画素領域には、
メタル配線と、
前記メタル配線上に前記有機平坦化膜に接することなく位置し、前記第１基板と前記第２基板間を封止するガラスフリットと、が設けられている、ことを特徴とする有機電界発光表示装置。 - 前記ガラスフリットは、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化カルシウム（ＣａＯ）、酸化バリウム（ＢａＯ）、酸化リチウム（ＬI２Ｏ）、酸化ナトリウム（Ｎａ２Ｏ）、酸化カリウム（Ｋ２Ｏ）、酸化ホウ素（Ｂ２Ｏ３）、酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化テルル（ＴｅＯ２）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、二酸化シリコン（ＳIＯ２）、酸化鉛（ＰｂＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ）、酸化リン（Ｐ２Ｏ５）、酸化ルテニウム（Ｒｕ２Ｏ）、酸化ロジウム（Ｒｈ２Ｏ）、酸化フェライト（Ｆｅ２Ｏ３）、酸化銅（ＣｕＯ）、酸化チタニウム（ＴIＯ２）、酸化タングステン（ＷＯ３）、酸化ビスマス（ＢI２Ｏ３）、酸化アンチモン（Ｓｂ２Ｏ３）、ホウ酸鉛ガラス、リン酸スズガラス、バナジン酸ガラス、及びホウケイ酸ガラスよりなる群から選ばれた少なくとも１種の物質よりなる、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、前記第１基板の面内外側部に位置する、ことを特徴とする請求項１または２に記載の有機電界発光表示装置。
- 前記メタル配線は、前記ゲート電極、前記ソース電極、前記ドレイン電極または前記第１電極のうちいずれか１つに接続されたラインである、ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか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ないし３のいずれかに記載の有機電界発光表示装置。
- 前記非画素領域には、前記第２電極への電源供給ライン及びスキャンドライバを有する、ことを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の有機電界発光表示装置。
- 画素領域及び非画素領域を備えた第１基板を用意する段階と、
前記画素領域の第１基板上に、半導体層、ゲート電極、ソース電極及び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第１基板上にメタル配線を形成する段階と、
前記基板全面に有機平坦化膜を形成する段階と、
前記第１基板の面内外側部におけるメタル配線上の有機平坦化膜をエッチングして除去する段階と、
前記有機平坦化膜上に第１電極を形成する段階と、
前記第１電極上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画素定義膜をエッチングして除去する段階と、
前記画素領域の第１電極及び画素定義膜上に、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電極をエッチングして除去する段階と、
封止用の第２基板を用意する段階と、
前記第２基板の面内外側部にガラスフリットを塗布し、前記基板間を封止する段階と、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。 - 前記メタル配線は、前記ゲート電極、前記ソース電極、前記ドレイン電極及び前記第１電極のうちいずれか１つを形成するのと同時に形成する、ことを特徴とする請求項７に記載の有機電界発光表示装置の製造方法。
- 前記基板間を封止する段階では、前記ガラスフリットが前記メタル配線及び前記層間絶縁膜上に接着される、ことを特徴とする請求項７または８に記載の有機電界発光表示装置の製造方法。
- 前記基板間を封止する段階以後に、前記ガラスフリットにレーザーを照射する段階をさらに含む、ことを特徴とする請求項７ないし９のいずれか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７ないし１０のいずれかに記載の有機電界発光表示装置の製造方法。
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