JP2014107242A - Ｏｌｅｄ表示パネル - Google Patents

Abstract

【課題】ＯＬＥＤ表示パネル上の回路から発生する熱を、可及的にコストを抑制できる構造にて外部へ放熱することができるＯＬＥＤ表示パネルを、提供する。
【解決手段】
ガラス基板１とＴＦＴ駆動回路層４との間には、ガラス基板１側から順に金属膜２及び絶縁膜３が形成されている。金属膜２は、絶縁膜３及びＴＦＴ駆動回路層４を貫通するコンタクト１５を通じて、ＴＦＴ駆動回路層４上に金属膜から形成された放熱パターン５ｂと導通している。この放熱パターン５ｂは、放熱テープ２１を介して、金属製フレーム２０に接続されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、ＯＬＥＤ（organic light-emitting diode：有機発光ダイオード）表示パネルに関する。

近年、ディスプレイパネルの薄型化や高輝度化や高速化を目的として、ＯＬＥＤ表示パネルの開発が進められている。このＯＬＥＤ表示パネルは、各画素が３原色（赤,青,緑）の光を夫々発光する少なくとも３個の有機化合物発光ダイオード（ＯＬＥＤ発光素子）から構成された表示パネルであり、機械的な動作がない為に反応速度が速く、各画素自体が発光する為に高輝度表示が可能になるとともに、バックライトが不要となる為に薄型化が可能になるので、次世代の表示パネルとして期待されている。

かかるＯＬＥＤ表示パネルは、一枚の基板（ガラス基板）の上に、表示すべき映像の各画素に対応した多数のＯＬＥＤ発光素子をマトリクス状に形成するともに、その上に、外光の入射を防止する透明な対向基板を貼り合わせた構造を有している。各ＯＬＥＤ発光素子は、基板側から順に、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）駆動回路層，反射陽極，正孔注入層，正孔輸送層，有機ＥＬ（Electro Luminescence）発光層，電子輸送層，電子注入層，透明陰極からなる。

このうち、光を発する有機ＥＬ発光層は、有機物材料から構成されているので熱に弱く、周囲温度による特性変化が大きいという問題がある。そこで、従来、ＯＬＥＤ表示パネル上に形成された各ＯＬＥＤ発光素子を駆動するための回路（ドライバ回路，レジスタ，電源回路等）や、ＯＬＥＤ発光素子を構成するＴＦＴ駆動回路から発生する熱を、有機ＥＬ発光層に伝導することを抑制する技術が、提案されている。

例えば、ＯＬＥＤ表示パネルの裏面にアルミ，銅，グラファイトからなる均熱シートを貼り付け、一部の回路にて発生した熱を当該均熱シートを通じてＯＬＥＤ表示パネルの全域に拡散することによって、ＯＬＥＤ表示パネルの一部に高熱部分が生じることを防止する構成が、従来、提案されていた。

また、下記特許文献１は、液晶パネルに関するものであるが、各画素を駆動するためのＴＦＴや周辺回路から発生した熱の分布を均一化するために、基板上面の全面にわたってモリブデン等の高融点金属からなる熱伝導性膜を形成する技術を提案している。

特許第４５５３９９１号公報

しかしながら、ＯＬＥＤ表示パネルの裏面に均熱シートを貼り付ける技術によると、ＯＬＥＤ表示パネルの製造プロセスとは別に均熱シートの貼り付け工程が必要となるので、均熱シートの部材費の他、これを貼り付けるための加工費が必要となるので、高コストであるという問題があった。

また、上記特許文献１記載の構成をＯＬＥＤ表示パネルに適用したとしても、その効果は表示パネルの熱分布の均一化に留まるものであって、外部への放熱には考慮がなされていないので、時間とともに表示パネル全体に熱が蓄積していき、最終的に有機ＥＬ発光層の温度が上昇してしまうという問題が生じると、考えられる。

以上に鑑み、本発明の課題は、可及的にコストを抑制できる構造により、ＯＬＥＤ表示パネル上の回路から発生する熱を外部へ放熱することを容易にしたＯＬＥＤ表示パネルを、提供することである。

本発明による有機ＥＬ表示パネルは、端子電極から供給される信号に応じて発光する有機発光素子を備えたＯＬＥＤ表示パネルであって、基板と、前記基板上に形成された金属膜と、前記金属膜上に形成された絶縁膜と、前記信号に基づいて前記有機発光素子を駆動するために前記絶縁膜上に形成された回路を含む駆動回路層と、前記絶縁膜及び前記駆動回路層を貫通して一端が前記金属膜に接触している金属のコンタクトとを、備えることを特徴とする。

以上のように構成された本発明による有機ＥＬ表示パネルによれば、可及的にコストを抑制できる構造により、ＯＬＥＤ表示パネル上の回路から発生する熱を外部へ放熱することが、容易となる。

第１の実施形態によるＯＬＥＤパネルの平面図 第１の実施形態によるＯＬＥＤパネルの縦断面図 第２の実施形態によるＯＬＥＤパネルの縦断面図 第３の実施形態によるＯＬＥＤパネルの縦断面図

以下、図面に基づいて、本発明によるＯＬＥＤ表示パネル１００の製造方法を実施するための最良の形態を説明する。下記の各実施形態は、いずれも、ＯＬＥＤ表示パネル１００を構成するガラス基板１の表面と従来当該ガラス基板表面に形成されていた絶縁膜３との間に、均熱及び放熱用の金属膜２を形成し、絶縁膜３上に形成されるＴＦＴ駆動回路層４の最外層を構成するアルミ配線パターン層５に形成された放熱用パターン５ｂと上記金属膜２とを連結するコンタクト１５を、上記絶縁膜３及びＴＦＴ層４を貫通するように形成し、上記放熱用パターン５ｂと外部の放熱構造体（ＯＬＥＤ表示パネルを保持及び固定するための金属製フレーム２０等）との間に放熱テープ２１を掛けわたすことにより、ＯＬＥＤ表示パネル１００上の回路が発生させた熱を、金属膜２によって吸収し、コンタクト１５、放熱用パターン５ｂ及び放熱テープ２１を介して、外部の放熱構造体に伝達して放熱するというものである。

（実施形態１）
図１は、上述した構造を有するＯＬＥＤ表示パネル１００の平面図であり、図２は、図１に示すＡ−Ａ線に沿った縦断面図である。なお図２における二点鎖線は、二点鎖線の左側にも構造が連続しているが図示を省略したことを示している。

図１に示されるように、平面視において、ＯＬＥＤ表示パネル１００の中央には、多数個のＯＬＥＤ発光素子がマトリックス状に並べて配置され、これらＯＬＥＤ発光素子が選択的に駆動されることによって画像が表示される表示エリア１０１が、形成されている。また、ＯＬＥＤ表示パネル１００の上面における表示エリア１０１の周辺領域（以下、本明細書において「額縁領域」と称する）の三か所には、表示エリア１０１内の各ＯＥＬＤ発光素子を選択的に駆動するための駆動回路（Ｘドライバ，Ｙドライバ，シフトレジスタ等）１０２，１０３が、設けられている。また、表示エリア１０１の短辺に沿った額縁領域における駆動回路１０３の外側には、当該駆動回路１０３と平行に、ＣＯＧ（Chip On Glass）１０４が設けられている。

以上の表示エリア１０１，各駆動回路１０２，１０３の形成箇所を含め、ＯＬＥＤ表示パネル１００の表面は、絶縁材料からなる封止膜１４によって覆われている。但し、ＣＯＧ１０４が設けられている側の縁近傍は、封止膜１４が除去されており、コネクタ領域１４ａとして、ＣＯＧ１０４を通じて各駆動回路１０２，１０３に導通してこれら各駆動回路に対して電源電圧や駆動信号を供給するともにグランドへの接地を行うための多数の配線パターンの端部（ストライプ状のコネクタ電極５ａ）を露出させている。そして、このコネクタ電極５ａに、図示せぬ信号処理回路等の外部回路に繋がるフレキシブル回路基板２２が、接続されているのである。

コネクタ領域１４ａにおけるコネクタ電極５ａの両脇は、配線パターンが形成されない広大なデッドスペースとなっている。そこで、コネクタ電極５ａを構成する個々の電極やこれに繋がる配線よりも十分に広い面積及び幅を有する放熱用パターン５ｂ，５ｂが、コネクタ電極５ａや、これに繋がる配線パターンと同じアルミニウム薄膜により、形成されている。この放熱用パターン５ｂ，５ｂも、外気に対して露出している。各放熱用パターン５ｂ，５ｂの表面と、ＯＬＥＤ表示パネル１００を保持及び固定するための金属フレーム２０（図２参照）との間には、熱伝導率の高い金属（アルミ,銅）やグラファイト製の均熱テープ２１が掛け渡されている。

なお、この均熱テープ２１が導電性にも優れた材料からなる場合には、この均熱テープ２１及び金属フレーム２０（図２参照）を通じて、各放熱パターン５ｂ，５ｂが接地されていても良い。また、各放熱用パターン５ｂ，５ｂとコネクタ電極５ａ中のグランド電極とを導通させる配線パターンが、形成されていても良い。

図２に示すように、ＯＬＥＤ表示パネル１００製造のベースとなるガラス基板１の表面には、その全面を覆うように、金属膜２が形成されている。この金属膜２は、熱伝導性の高い金属（例えば、銅,アルミニウム，クロム，タングステン，モリブデン等）から形成されている。

金属膜２上には、その全面を覆うように絶縁膜３が形成されており、これにより、後述するコンタクト１５を除いて、金属膜２が他の構成要素と電気的に導通することが、防止される。

この絶縁膜３上には、ＴＦＴ駆動回路層４が形成されている。このＴＦＴ駆動回路層４は、ポリシリコンの膜や金属製の電極や絶縁層が組み合わされることによって、表示領域１０１内の各ＯＬＥＤ素子のＴＦＴ４ａや、上述した駆動回路１０２，１０３が形成される層である。この絶縁膜３を構成する多数の層のうちの最上部の層は、上述した各駆動回路１０２，１０３と各ＯＬＥＤ発光素子のＴＦＴ４ａや透明陰極１３を接続したり、各駆動回路１０２，１０３とコネクタ電極５ａとを接続する配線パターンや、上述した放熱用パターン５ｂ，５ｂが形成される、アルミ配線パターン層５となっている。このように、アルミ配線パターン層５は、多数のアルミニウム薄膜製のパターンから構成されているが、図２においては、放熱用パターン５ｂがコネクタ電極５ａ中のグランド電極と導通している例において、当該グランド電極に繋がる配線パターンに沿った断面が示されているので、アルミ配線パターン層５が一連となっているように、描かれているのである。

このアルミ配線パターン層５における各放熱用パターン５ｂ，５ｂの直下には、ＴＦＴ駆動回路層４における絶縁層及び絶縁膜３を貫通したコンタクト１５が形成されており、このコンタクト１５を通じて、金属膜２と各放熱用パターン５ｂが導通している。

ＯＬＥＤ表示パネル１００の表示領域１０１において、アルミ配線パターン層５の上には、絶縁膜６を挟んで、各ＯＬＥＤ発光素子を構成するＯＬＥＤ層７が形成されている。このＯＬＥＤ層７は、従来のものと同様であり、絶縁膜６側から順番に、平坦化層８，陽極（反射電極）９，有機ＥＬ発光層（正孔輸送層を含む）１０，電子輸送層１２，及び、透明陰極１３を、順番に積層させた構造を有している。これは、トップエミッション型と称される構造であるが、本発明は、有機ＥＬ発光層から発した光が通過する開口を金属膜２に形成すれば、上述した積層順序とは逆の順番に各層を積層してなる所謂ボトムエミッション型のＯＬＥＤ発光素子を有するＯＬＥＤ表示パネルにも、適用可能である。なお、図２において１０は、個々のＯＬＥＤ発光素子を隣接するＯＬＥＤ発光素子から区切るためのバンクである。

上述したように、コネクタ領域１４ａを除き、額縁領域におけるアルミ配線パターン層５及び表示領域１０１におけるＯＬＥＤ層７は、一連の透明な絶縁材料からなる封止層１４によって、まとめて、外部の雰囲気から封止されている。

以上のような構成を有する本実施形態によるＯＬＥＤ表示パネル１００に対して外部回路から電圧電源及び制御信号を供給すると、制御信号に応じて駆動回路１０２，１０３及び各ＯＬＥＤ表示素子のＴＦＴ４ａが動作して、電源電圧によって流れ込む電流を断続的に通過させるともに、グランドに向けて流出させる。その結果、ＴＦＴ駆動回路層４内における電流が流れる回路，特に、駆動回路１０２，１０３や各ＯＬＥＤ表示素子のＴＦＴ４ａにおいて、ジュール熱が発生する。

このようにして発生したジュール熱は、当初においては上下均等に伝導していくが、ジュール熱発生個所からの距離が有機ＥＬ層１２までの距離よりも近い位置に金属膜２があり、この金属膜２は、ＯＬＥＤ発光素子を構成している材料よりも遥かに熱伝導率が良く、しかも、同じく金属製であるコンタクト１５，放熱用パターン５ｂ及び放熱テープ２１を介して金属製フレーム２０に接触しているので、ジュール熱が有機ＥＬ層１２に達するより前に、金属膜２にジュール熱が流れ込み、流れ込んだジュール熱は、コンタクト１５，放熱用パターン５ｂ及び放熱テープ２１を介して金属製フレーム２０に伝導し、熱伝導率が高く且つ面積及び体積が共に大きい当該金属製フレーム２０内に拡散する。よって、以後、発生するジュール熱は、専ら、金属層１２に流入する（冷却される）ようになるので、ジュール熱が有機ＥＬ層１２に達することが阻止される。その結果、ＯＬＥＤ発光素子が局所的に熱源の影響を受けることを抑制できるので、部分的にＯＬＥＤ発光素子の劣化が進むことを防止できる。

本実施形態によると、コネクタ電極５ａの両脇に在る従来デッドスペースないし配線が少ない領域に金属膜２に導通するコンタクト１５を形成したので、このコンタクト１５の上端に導通する各放電パターン５ｂを、他の配線パターンと比較して十分に幅広く且つ大面積を有するものとして、形成することができる。そして、これら各放熱パターン５ｂを、これらと同程度以上の幅を有する熱伝導率の高い放熱テープ２１を通じて、金属製フレーム２に接続したので、ＴＦＴ駆動回路層４内において発生したジュール熱を、効率良く金属製フレーム２に伝達することが可能である。

なお、各放熱パターン５ｂを、均熱テープ２１及び金属製フレーム又はコネクタ電極５ａ中のグランド電極及びフレキシブルプリント基板２２を通じてグランドに設置した場合には、金属膜２に、外部電磁ノイズをシールドする機能を持たせることも可能である。
（実施形態２）

図３は、本発明によるＯＬＥＤパネルの第２の実施形態を示す縦断面図（図１におけるＡ−Ａ線に沿った縦断面図）である。

上述した第１実施形態では、ガラス基板１の上面の全面にわたって金属膜２を形成したが、本第２実施形態では、パターニングすることにより、ＴＦＴ駆動回路層４における特に発熱量の大きい駆動回路（Ｘドライバ回路，Ｙドライバ回路，シフトレジスタ，電源回路等）１０２，１０３の下方にのみ金属膜２が形成され、表示領域１０１の下方には金属膜２が形成されていないことを、特徴とする。このような構成であっても、発熱量が大きい駆動回路から発生したジュール熱を、表示領域１０１に形成された各ＯＬＥＤ表示素子の有機ＥＬ発光層へ伝導し難くするという効果を、持たせることができる。

本第２実施形態におけるその他の構成及び効果は、上述した第１実施形態のものと同一であるので、その説明を省略する。
（実施形態３）

図４は、本発明によるＯＬＥＤパネルの第２の実施形態を示す縦断面図（図１におけるＡ−Ａ線に沿った縦断面図）である。

上述した第１実施形態（及び、これと同じ構成を有する第２実施形態）では、金属膜３と導通する各放熱パターン５ｂは、グランドに接地されても良いと説明された。これに対して、本第３実施形態では、各放熱パターン５ｂと同様にグランドに接地されるべき各ＯＬＥＤ発光素子の透明陰極１３を、金属膜３に直接導通させることによって、コンタクト１５及び各放熱パターン５ｂ，並びに、放熱テープ２１及び金属製フレーム２０又はコネクタ電極５及びフレキシブル回路基板２２を通じてグランドに接地している。

具体的には、本第３実施形態において、透明陰極１３は、バンク１０，平坦化層１８，絶縁膜６，ＴＦＴ駆動回路層４及び絶縁膜３を貫通するように形成されたコンタクトホール１０ａ，１８ａ，４ａ，３ａ内を埋めるように形成されたコンタクト１３ａを、一体に有する。このコンタクト１３ａの末端は、金属膜２の上面に導通している。

このコンタクト１３ａの径には制限がないので、金属膜２との接触面積を可能な限り大きく取ることができる。また、各ＯＬＥＤ発光素子の透明陰極１３とコネクタ電極５ａとを直接連結させる配線パターンをアルミ配線パターン層５から省略することができるので、その分だけ、各放熱パターン５ｂの幅及び面積を大きく取ることができる。従って、各コンタクト１５の上端の面積も、その分だけ大きく取られている。

このように、コンタクト１３ａとの接触面積及び各コンタクト１５と各放熱パターン５ｂとの接触面積を大きく取ることができるので、それらの接触箇所におけるコンタクト抵抗を低減することができる。各ＯＬＥＤ発光素子の透明陰極１３からは、大電流が流出するので、上述したように各接触箇所におけるコンタクト抵抗を低減することにより、回路中での電力消費を低減することができ、よって、ＯＬＥＤ表示パネル１００全体としての消費電力削減を図ることができる。

１ ガラス基板
２ 金属膜
３ 絶縁膜
４ ＴＦＴ駆動回路層
５ｂ 放熱パターン
７ ＯＬＥＤ層
１５ コンタクト
２０ 金属製フレーム
２１ 放熱テープ

Claims (5)

1. 端子電極から供給される信号に応じて発光する有機発光素子を備えたＯＬＥＤ表示パネルであって、
   基板と、
   前記基板上に形成された金属膜と、
   前記金属膜上に形成された絶縁膜と、
   前記信号に基づいて前記有機発光素子を駆動するために前記絶縁膜上に形成された回路を含む駆動回路層と、
   前記絶縁膜及び前記駆動回路層を貫通して一端が前記金属膜に接触している金属のコンタクトと
   を備えることを特徴とするＯＬＥＤ表示パネル。
2. 前記コンタクトの他端に接触するように前記駆動回路層上に金属膜から形成された放熱パターンを
   更に備えることを特徴とする請求項１記載のＯＬＥＤ表示パネル。
3. 前記放熱パターンは、グランド接地用の前記端子電極に導通している
   ことを特徴とする請求項１記載のＯＬＥＤ表示パネル。
4. 前記有機発光素子は、前記駆動回路層の上に形成されており、
   前記駆動回路は、前記駆動回路層における前記有機発光素子が形成された領域外に形成され、
   前記金属膜は、前記駆動回路の下方には形成されているが前記有機発光素子の下方には形成されていない
   ことを特徴とする請求項１記載のＯＬＥＤ表示パネル。
5. 前記有機発光素子は、前記ＴＦＴ駆動回路層及び前記絶縁層を貫通して前記金属膜に導通する陰極を有している
   ことを特徴とする請求項１記載のＯＬＥＤ表示パネル。

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