JP2013097195A - 表示装置とその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】画素電極および薄膜トランジタを有する複数の画素と、薄膜トランジタを駆動する信号線および走査線と、共通電極と、複数の画素と共通電極との間に配置される表示層とを備える表示部4を、第1のガラス基板2と第2のガラス基板3との間の間隙に設けた後、レーザ吸収能を有する封着用ガラス材料の焼成層からなる枠状の封着材料層10にレーザ光11を照射することによって、表示部4を封止する封着層9を形成する。
【選択図】図6
Description
パラメータA=V×L2/D …(1)
パラメータAが0.1未満になるということは、レーザ光11による酸化物半導体層の加熱温度が高くなりすぎることを意味し、酸化物半導体層が結晶化して特性が損なわれるおそれが強まる。従って、パラメータAは0.1以上とすることが好ましい。
(TFT基板の製造工程)
無アルカリガラスからなる第1のガラス基板(旭硝子社製、AN100(熱膨張係数:38×10-7/℃)、寸法:100×100×0.7mmt)の表示領域に、ゲート電極、ゲート絶縁膜、酸化物半導体層、およびソース・ドレイン電極を、この順に以下示す工程で形成した。
質量割合でBi2O383%、B2O35%、ZnO11%、Al2O31%の組成を有するビスマス系ガラスフリット(軟化点:410℃)と、低膨張充填材として平均粒径(D50)が2.0μm、比表面積が4.3m2/gのコージェライト粉末と、質量割合でFe2O316.0%、MnO43.0%、CuO27.3%、Al2O38.5%、SiO25.2%の組成を有し、平均粒径(D50)が1.2μm、比表面積が6.1m2/gのレーザ吸収材とを用意した。
上述したTFT基板と封止基板とを、酸化物TFTを有する表面と封着材料層を有する表面とが対向するように、封着材料層を介して積層した。このとき、電極領域内に存在する封着材料層から最も近い酸化物TFTまでの距離(取り出し電極の最短距離L)が0.5mmとなるようにした。次いで、封止基板を通して封着材料層に対して、スポット径1.5mm、出力13.5W(出力密度:764W/cm2)のレーザ光(半導体レーザ)を、5mm/秒の走査速度で照射し、封着材料層を溶融並びに急冷固化することによって、TFT基板と封止基板とを封着した。レーザ光の強度分布は一定に整形せず、突形状の強度分布を有するレーザ光を使用した。このときのスポット径は、レーザ強度が1/e2となる等高線の半径を用いた。
レーザ封着後にガラス基板、封着層、取り出し電極の状態を観察したところ、クラックや割れの発生は認められず、TFT基板と封止基板とが良好に封着されていることが確認された。次に、以下のようにして酸化物TFTの特性信頼性を評価した。
レーザ封着工程において、レーザ光が電極領域を通過する際の条件を表1に示す各条件に変更する以外は、実施例1と同様にしてTFT基板と封止基板との封着体(気密パッケージ)を作製した。レーザ封着後にガラス基板、封着層、取り出し電極の状態を観察したところ、いずれの例においてもクラックや割れの発生は認められず、TFT基板と封止基板とが良好に封着されていることが確認された。次に、実施例1と同様にして酸化物TFTの特性信頼性を評価した。評価結果を表1に示す。信頼性の評価結果は、しきい値電圧の変化量(ΔVth)が0.1V以下の場合は◎、0.1Vを超えて0.3V以下の場合は○、0.3Vを超えて0.5V以下の場合は△、TFTが駆動しなかった場合やしきい値電圧の変化量(ΔVth)が0.5Vを超える場合は×として示す。
(TFT基板の製造工程)
無アルカリガラスからなる第1のガラス基板(旭硝子社製、AN100(熱膨張係数:38×10-7/℃)、寸法:100×100×0.7mmt)の表示領域に、ゲート電極、ゲート絶縁膜、酸化物半導体層、およびソース・ドレイン電極を、この順に以下示す工程で形成した。
上述したTFT基板と実施例1と同様に作製した封止基板とを、酸化物TFTを有する表面と封着材料層を有する表面とが対向するように、封着材料層を介して積層した。次いで、封止基板を通して封着材料層にスポット径1.5mm、出力13.5W(出力密度:764W/cm2)のレーザ光(半導体レーザ)を、5mm/秒の走査速度で照射し、封着材料層を溶融並びに急冷固化することによって、TFT基板と封止基板とを封着した。レーザ光の強度分布は一定に整形せず、突形状の強度分布を有するレーザ光を使用した。レーザ光を照射した際の封着材料層の加熱温度は650℃であった。
レーザ封着後にガラス基板、封着層、取り出し電極の状態を観察したところ、クラックや割れの発生は認められず、TFT基板と封止基板とが良好に封着されていることが確認された。また、TFT基板と封止基板との封着体(気密パッケージ)の気密性をヘリウムリークテストで評価したところ、良好な気密性が得られていることが確認された。さらに、実施例1と同様にして酸化物TFTの信頼性試験を実施した。その結果、信頼性試験後のしきい値電圧の変化量(ΔVth)は0.01Vであった。
パッシベーション膜の膜厚を50nmとする以外は、実施例19と同様にしてTFT基板と封止基板とを封着した。得られたTFT基板と封止基板との封着体(気密パッケージ)を用いて、実施例1と同様にして酸化物TFTの信頼性試験を実施した。その結果、信頼性試験後のしきい値電圧の変化量(ΔVth)は0.05Vであった。
パッシベーション膜を形成しないこと以外は、実施例19と同様にしてTFT基板と封止基板とを封着した。得られたTFT基板と封止基板との封着体(気密パッケージ)を用いて、実施例1と同様にして酸化物TFTの信頼性試験を実施した。その結果、信頼性試験後のしきい値電圧の変化量(ΔVth)は0.5Vであった。
無アルカリガラスからなる第2のガラス基板(旭硝子社製、AN100(熱膨張係数:38×10-7/℃)、寸法:95mm×95mm×0.7mmt)を用意し、このガラス基板の封止領域にエポキシ樹脂(スリーボンド社製、ThreeBond 3124B)をスクリーン印刷法で塗布した。スクリーン版のパターンは、線幅が0.5mmで80mm×80mmの額縁状パターンとし、コーナー部の曲率半径Rは0.5mmとした。
パッシベーション膜の膜厚を50nmとする以外は、比較例5と同様にしてTFT基板と封止基板とを樹脂封止した。得られたTFT基板と封止基板との樹脂封止パッケージを用いて、実施例1と同様にして酸化物TFTの信頼性試験を実施した。その結果、信頼性試験後のしきい値電圧の変化量(ΔVth)は1.0Vであった。
パッシベーション膜を形成しないこと以外は、比較例5と同様にしてTFT基板と封止基板とを樹脂封止した。得られたTFT基板と封止基板との樹脂封止パッケージを用いて、実施例1と同様にして酸化物TFTの信頼性試験を実施した。その結果、信頼性試験後のしきい値電圧の変化量(ΔVth)は2Vであった。
実施例19と同様にして、第1のガラス基板上に膜厚が100nmのパッシベーション膜を有する酸化物TFTを形成してTFT基板を作製した。このTFT基板を封止基板で封止することなく、実施例1と同様の酸化物TFTの信頼性試験を実施した。その結果、信頼性試験後のしきい値電圧の変化量(ΔVth)は0.8Vであった。
パッシベーション膜の膜厚を50nmとする以外は、比較例8と同様にしてTFT基板を作製した。このTFT基板を封止基板で封止することなく、実施例1と同様の酸化物TFTの信頼性試験を実施した。その結果、信頼性試験後のしきい値電圧の変化量(ΔVth)は1.5Vであった。
パッシベーション膜を形成しないこと以外は、比較例8と同様にしてTFT基板を作製した。このTFT基板を封止基板で封止することなく、実施例1と同様の酸化物TFTの信頼性試験を実施した。その結果、信頼性試験後のしきい値電圧の変化量(ΔVth)は3Vであった。
Claims (15)
- 第1の封止領域と、第1の表示領域とを備える第1の表面を有する第1のガラス基板を用意する工程と、
第2の封止領域と、第2の表示領域と、前記第2の封止領域上に形成され、レーザ吸収能を有する封着用ガラス材料の焼成層からなる枠状の封着材料層とを備える第2の表面を有する第2のガラス基板を用意する工程と、
前記第1の表示領域側に配置される画素電極および薄膜トランジタを有する複数の画素と、前記薄膜トランジタを駆動する信号線および走査線と、前記第2の表示領域側に配置される共通電極と、前記複数の画素と前記共通電極との間に配置される表示層とを備える表示部を、前記第1のガラス基板の前記第1の表示領域と前記第2のガラス基板の前記第2の表示領域との間に設ける工程と、
前記第1の表面と前記第2の表面とを対向させつつ、前記封着材料層を介して前記第1のガラス基板と前記第2のガラス基板とを積層する工程と、
レーザ光を前記第1のガラス基板または前記第2のガラス基板を通して前記封着材料層に沿って走査しながら照射し、前記封着材料層を溶融および固化させて、前記第1のガラス基板と前記第2のガラス基板との間に設けられた前記表示部を封止する封着層を形成する工程とを具備し、
前記薄膜トランジタは活性層として酸化物半導体層を有することを特徴とする表示装置の製造方法。 - 前記第1のガラス基板の前記第1の表面は、前記信号線および前記走査線を外部に取り出す取り出し電極が前記第1の封止領域を横切るように設けられた電極領域を備え、
前記レーザ光が前記電極領域を通過する際の走査速度をV[mm/秒]、前記レーザ光のビーム径をD[mm]、前記取り出し電極の前記電極領域内に存在する前記封着材料層から前記薄膜トランジタまでの最短距離をL[mm]としたとき、前記レーザ光は前記電極領域を通過する際に、0.1≦V×L2/D≦2500の条件を満たすことを特徴とする請求項1記載の表示装置の製造方法。 - 前記レーザ光が前記電極領域を通過する際の前記封着材料層の加熱温度が500℃以上700℃以下の範囲となるように、前記レーザ光を前記封着材料層に照射することを特徴とする請求項2記載の表示装置の製造方法。
- 前記薄膜トランジタは厚さが100nm以下のパッシベーション膜で覆われているか、もしくはパッシベーション膜で覆われていないことを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項記載の表示装置の製造方法。
- 前記パッシベーション膜は10nm以上50nm以下の範囲の膜厚を有することを特徴とする請求項4記載の表示装置の製造方法。
- 前記表示部は、前記表示層の表示面側に配置されたカラーフィルタ層を備えることを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1項記載の表示装置の製造方法。
- 前記表示層として液晶層を備える前記表示部を具備する液晶ディスプレイを製造することを特徴とする請求項1ないし6のいずれか1項記載の表示装置の製造方法。
- 前記表示層として有機EL層を備える前記表示部を具備する有機ELディスプレイを製造することを特徴とする請求項1ないし6のいずれか1項記載の表示装置の製造方法。
- 前記封着用ガラス材料は、低融点ガラスからなる封着ガラスを含有し、かつ0.1〜40体積%のレーザ吸収材と0〜50体積%の低膨張充填材とを、前記レーザ吸収材と前記低膨張充填材との合計量として0.1〜50体積%の範囲で含有することを特徴とする請求項1ないし8のいずれか1項記載の表示装置の製造方法。
- 第1の封止領域と、第1の表示領域とを備える第1の表面を有する第1のガラス基板と、
第2の封止領域と、第2の表示領域とを備える第2の表面を有し、前記第2の表面が前記第1の表面と対向するように、前記第1のガラス基板上に所定の間隙を持って配置された第2のガラス基板と、
前記第1のガラス基板の前記第1の表示領域と前記第2のガラス基板の前記第2の表示領域との間に設けられた表示部であって、前記第1の表示領域側に配置される画素電極および薄膜トランジタを有する複数の画素と、前記薄膜トランジタを駆動する信号線および走査線と、前記第2の表示領域側に配置される共通電極と、前記複数の画素と前記共通電極との間に配置される表示層とを備える表示部と、
前記表示部を封止するように、前記第1の封止領域と前記第2の封止領域との間に形成され、レーザ吸収能を有する封着用ガラス材料の溶融固着層からなる封着層とを具備し、
前記薄膜トランジタは活性層として酸化物半導体層を有し、かつ前記薄膜トランジタは厚さが100nm以下のパッシベーション膜で覆われているか、もしくはパッシベーション膜で覆われていないことを特徴とする表示装置。 - 前記パッシベーション膜は10nm以上50nm以下の範囲の膜厚を有することを特徴とする請求項10記載の表示装置。
- 前記表示部は、前記表示層の表示面側に配置されたカラーフィルタ層を備えることを特徴とする請求項10または11記載の表示装置。
- 前記表示層として液晶層を備える前記表示部を具備する液晶ディスプレイであることを特徴とする請求項10ないし12のいずれか1項記載の表示装置。
- 前記表示層として有機EL層を備える前記表示部を具備する有機ELディスプレイであることを特徴とする請求項10ないし12のいずれか1項記載の表示装置。
- 前記封着用ガラス材料は、低融点ガラスからなる封着ガラスを含有し、かつ0.1〜40体積%のレーザ吸収材と0〜50体積%の低膨張充填材とを、前記レーザ吸収材と前記低膨張充填材との合計量として0.1〜50体積%の範囲で含有することを特徴とする請求項10ないし14のいずれか1項記載の表示装置。
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