JP2018073821A - 貫通穴を介して基板の前面と背面を接続した平面表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、大面積及び／または超高解像度を実現しつつ、開口率を極大化した平面表示装置を提供する。【解決手段】本発明は、基板ＳＵＢの前面と背面にそれぞれ有機発光ダイオードＯＬＥと薄膜トランジスタを分離して形成し、基板の前面と背面を貫通する貫通穴を介して有機発光ダイオードと薄膜トランジスタを接続した平面表示装置に関する。本発明に係る平面表示装置は、基板、駆動素子、有機発光ダイオード、貫通穴ＶＨ、そして接続端子を含む。駆動素子は、基板の第１表面に配置される。有機発光ダイオードは、基板の第２表面に配置される。貫通穴は、第１表面と第２表面を貫通する。接続端子は、貫通穴を埋め、駆動素子と有機発光ダイオードを接続する。【選択図】図５

Description

本発明は、有機発光ダイオード表示装置のような平面表示装置に関し、特に、本発明は、基板の前面と背面にそれぞれ有機発光ダイオードと薄膜トランジスタを分離して形成し、基板の前面と背面を貫通する貫通穴（あるいは、スルーホール; Though Hole）を介して有機発光ダイオードと薄膜トランジスタを接続した平面表示装置に関する。

最近、陰極線管（Cathode Ray Tube）の短所である重さと体積を減らすことができる各種平面表示装置が開発されている。このような平面表示装置には、液晶表示装置（Liquid Crystal Display、ＬＣＤ）、電界放出表示装置（Field Emission Display、ＦＥＤ）、プラズマディスプレイパネル（Plasma Display Panel、ＰＤＰ）及び電界発光装置（Electro-Luminescence device、ＥＬ）などがある。

図１は、従来技術による能動素子である薄膜トランジスタを用いた有機電界発光表示装置（Organic Light Emitting Diode Display：ＯＬＥＤ）の構造を示す平面図である。図２は、図１において切り取り線Ｉ−Ｉ'で切った断面で、従来技術による有機電界発光表示装置の構造を示す断面図である。

図１及び図２を参照すると、従来技術による有機電界発光表示装置は、薄膜トランジスタ（ＳＴ、ＤＴ）及び薄膜トランジスタ（ＳＴ、ＤＴ）と接続されて駆動される有機発光ダイオード（ＯＬＥ）が形成された薄膜トランジスタ基板、薄膜トランジスタ基板と対向して有機接合層（ＦＳ）を間に置いて接合するキャップ（ＴＳ）を含む。薄膜トランジスタ基板は、スイッチング薄膜トランジスタ（ＳＴ）、スイッチング薄膜トランジスタ（ＳＴ）と接続された駆動薄膜トランジスタ（ＤＴ）、駆動薄膜トランジスタ（ＤＴ）に接続された有機発光ダイオード（ＯＬＥ）を含む。

ガラスのように透明な基板（ＳＵＢ）上のスイッチング薄膜トランジスタ（ＳＴ）は、スキャン配線（ＳＬ）とデータ配線（ＤＬ）が交差する部位に形成されている。スイッチング薄膜トランジスタ（ＳＴ）は、画素を選択する機能を有する。スイッチング薄膜トランジスタ（ＳＴ）は、スキャン配線（ＳＬ）から分岐するゲート電極（ＳＧ）と、半導体層（ＳＡ）と、ソース電極（ＳＳ）と、ドレイン電極（ＳＤ）を含む。

駆動薄膜トランジスタ（ＤＴ）はスイッチングトランジスタ（ＳＴ）によって選択された画素のアノード電極（ＡＮＯ）を駆動する役割をする。駆動薄膜トランジスタ（ＤＴ）はスイッチング薄膜トランジスタ（ＳＴ）のドレイン電極（ＳＤ）と接続されたゲート電極（ＤＧ）と、半導体層（ＤＡ）、駆動電流配線（ＶＤＤ）に接続されたソース電極（ＤＳ）と、ドレイン電極（ＤＤ）を含む。駆動薄膜トランジスタ（ＤＴ）のドレイン電極（ＤＤ）は、有機発光ダイオード（ＯＬＥ）のアノード電極（ＡＮＯ）と接続されている。

図２においては一例として、トップゲート（Top Gate）構造の薄膜トランジスタを示した。この場合、スイッチング薄膜トランジスタ（ＳＴ）の半導体層（ＳＡ）と駆動薄膜トランジスタ（ＤＴ）の半導体層（ＤＡ）が、基板（ＳＵＢ）上に、先に形成され、その上を覆うゲート絶縁膜（ＧＩ）の上にゲート電極（ＳＧ、ＤＧ）が半導体層（ＳＡ、ＤＡ）の中心部に重畳されて形成される。半導体層（ＳＡ、ＤＡ）の両側面には、コンタクトホールを介してソース電極（ＳＳ、ＤＳ）とドレイン電極（ＳＤ、ＤＤ）が接続される。ソース電極（ＳＳ、ＤＳ）とドレイン電極（ＳＤ、ＤＤ）は、ゲート電極（ＳＧ、ＤＧ）を覆う絶縁膜（ＩＮ）の上に形成される。

また、画素領域が配置される表示領域の外周部には、各スキャン配線（ＳＬ）の一側端部に形成されたゲートパッド（ＧＰ）、各データ配線（ＤＬ）の一側端部に形成されたデータパッド（ＤＰ）、そして、各駆動電流伝送配線（ＶＤＤ）の一側端部に形成された駆動電流パッド（ＶＤＰ）が配置されている。スイッチング薄膜トランジスタ（ＳＴ）と駆動薄膜トランジスタ（ＤＴ）が形成された基板（ＳＵＢ）上に保護膜（ＰＡＳ）が全面塗布されている。

ゲートパッド（ＧＰ）、データパッド（ＤＰ）、駆動電流パッド（ＶＤＰ）、そして、駆動薄膜トランジスタ（ＤＴ）のドレイン電極（ＤＤ）を露出するコンタクトホールが形成されている。基板（ＳＵＢ）上において表示領域の上には平坦化膜（ＰＬ）が塗布される。平坦化膜（ＰＬ）は、有機発光ダイオード（ＯＬＥ）を構成する有機物質をなめらかでフラットな状態で塗布するために、基板前面の粗さを均一にする機能を有する。

平坦化膜（ＰＬ）の上にはコンタクトホールを介して駆動薄膜トランジスタ（ＤＴ）のドレイン電極（ＤＤ）と接触するアノード電極（ＡＮＯ）が形成されている。平坦化膜（ＰＬ）が形成されていない表示領域の外周部においても、保護膜（ＰＡＳ）に形成されたコンタクトホールを介して露出されたゲートパッド（ＧＰ）、データパッド（ＤＰ）それと駆動電流パッド（ＶＤＰ）の上には、ゲートパッド端子（ＧＰＴ）、データパッド端子（ＤＰＴ）それで駆動電流パッド端子（ＶＤＰＴ）がそれぞれ形成されている。表示領域内で、特に画素領域を除外した基板（ＳＵＢ）上にバンク（ＢＡ）が形成されている。

バンク（ＢＡ）とバンク（ＢＡ）を介して露出されたアノード電極（ＡＮＯ）の上に有機発光層（ＯＬ）が塗布されている。そして、有機発光層（ＯＬ）上にはカソード電極（ＣＡＴ）が塗布されている。これにより、アノード電極（ＡＮＯ）、有機発光層（ＯＬ）とカソード電極（ＣＡＴ）が積層された構造を有する有機発光ダイオード（ＯＬＥ）が完成される。

前記のような構造を有する薄膜トランジスタ基板（ＳＵＢ）上に一定の間隔を維持してキャップ（ＴＳ）が合着される。この場合、薄膜トランジスタ基板（ＳＵＢ）とキャップ（ＴＳ）は、その間に有機接合層（ＦＳ）を介して一定の間隔を維持しながら、完全に密封合着させるようにすることが望ましい。有機接合層（ＦＳ）は、薄膜トランジスタ基板（ＳＵＢ）とキャップ（ＴＳ）を互いに面接着して密封し、外部からの水分やガスが侵入することを防止する。ゲートパッド（ＧＰ）とゲートパッド端子（ＧＰＴ）、そしてデータパッド（ＤＰ）とデータパッド端子（ＤＰＴ）は、キャップ（ＴＳ）の外部に露出されて、様々な接続手段を介して外部に設置されるデバイスと接続される。

また、キャップ（ＴＳ）の内側表面には、非発光領域に形成されたブラックマトリクス（ＢＭ）と発光領域に形成されたカラーフィルタ（ＣＦ）をさらに含むことができる。特に、有機発光層（ＯＬ）が白色光を発現する場合、カラーフィルタ（ＣＦ）を用いて赤（Ｒ）− 緑（Ｇ）−青（Ｂ）の色を実現することができる。

このように、これまでに開発された平面表示装置は、基板の一側表面に表示素子を形成した構造を有している。有機発光ダイオード表示装置の場合、基板（ＳＵＢ）の一側前面上に薄膜トランジスタ（ＳＴ、ＤＴ）と有機発光ダイオード（ＯＬＥ）が順次積層された構造を有する。したがって、表示機能だけのための有機発光ダイオード（ＯＬＥ）が占める面積が画素領域内で一定の部分に限定されるしかない。

また、有機発光ダイオード表示装置において、基本的な電圧を有するカソード電極（ＣＡＴ）が表示パネルの基板全体表面に亘って塗布される構造を有する。カソード電極（ＣＡＴ）を比抵抗値が低い金属物質で形成する場合には、大きな問題はないが、透過度を確保するために、透明導電物質で形成する場合、面抵抗が大きくなり、画質に問題が発生することがありうる。

例えば、カソード電極に透明な導電物質や金属より比抵抗が大きい物質であるインジウム−スズ酸化物、あるいはインジウム−亜鉛酸化物を含む場合、面抵抗が大きくなる。そうすると、カソード電極が表示パネル全体の面積に亘って一定の電圧値を有さない問題が発生する。特に、大面積の有機発光ダイオード表示装置で開発する場合、全画面に亘って表示装置の輝度が不均一になる現象がさらに重要な問題に台頭することとなる。

一方、上部発光型の場合に、カソード電極（ＣＡＴ）の面抵抗を下げるために補助カソード電極をさらに備えることができる。補助カソード電極は、比抵抗値が低い金属物質で形成することが望ましい。カソード電極（ＣＡＴ）の下には、有機発光層（ＯＬ）が先に塗布されるので、カソード電極（ＣＡＴ）と補助カソード電極を直接接続することが容易ではない。従来は、マスク工程をさらに使用して、有機発光層（ＯＬ）の一部を削除するか、スクリーンマスクを用いて補助カソード電極上の一部の領域に有機発光層（ＯＬ）が塗布されないようにする。しかし、このような従来技術では、マスク工程数がさらに増加する。

つまり、決まった面積を有する画素領域を薄膜トランジスタ（ＳＴ、ＤＴ）と有機発光ダイオード（ＯＬＥ）が分けて占めなければならない。また、駆動電流配線（ＶＤＤ）、データ配線（ＤＬ）及び／またはスキャン配線（ＳＬ）のように基板（ＳＵＢ）の表面全体を覆ったり、基板（ＳＵＢ）を横切って配置される構成要素の抵抗を下げるための素子が配置されるスペースも必要である。その結果、画素領域内で有機発光ダイオード（ＯＬＥ）が占める面積の割合である開口率を最大限に確保するために困難が多い。このような問題点を克服するためには、有機発光ダイオード表示装置のような平面表示装置の構造を根本的に変える必要がある。

本発明の目的は、前記従来技術の問題点を解決しようと案出されたものであり、大面積及び／または超高解像度を有する平面表示装置を提供することにある。本発明の他の目的は、大面積及び／または超高解像度を実現しつつ、開口率を極大化した平面表示装置を提供することにある。本発明のまた他の目的は、大面積及び／または超高解像度を実現し、高開口率を有する高品質の有機発光ダイオード表示装置を提供することにある。

前記本発明の目的を達成するために、本発明に係る平面表示装置は、基板、駆動素子、有機発光ダイオード、貫通穴、そして接続端子を含む。駆動素子は、基板の第１表面に配置される。有機発光ダイオードは、基板の第２表面に配置される。貫通穴は、第１表面と第２表面を貫通する。接続端子は、貫通穴を埋め駆動素子と有機発光ダイオードを接続する。

一例として、有機発光ダイオードは、アノード電極、バンク、有機発光層、そしてカソード電極を含む。アノード電極は、第１表面上にマトリクス方式で配置される。バンクは、アノード電極の境界部を覆う。有機発光層は、バンクによって露出された前記アノード電極上に積層される。カソード電極は、有機発光層の上に積層される。貫通穴と接続端子は、バンクと重畳して配置される。

一例として、駆動素子は、スキャン配線、データ配線、駆動電流配線、スイッチング薄膜トランジスタと、駆動薄膜トランジスタを含む。スキャン配線は、第２表面上で第１方向に進行する。データ配線と駆動電流配線は、第２表面上で第２方向に進行する。スイッチング薄膜トランジスタは、スキャン配線とデータ配線との間に接続される。駆動薄膜トランジスタは、スイッチング薄膜トランジスタと駆動電流との間に接続される。駆動薄膜トランジスタは、接続端子に接続される。

一例として、エンキャップ基板、補助配線、そしてカラーフィルタをさらに含む。エンキャップ基板は、基板の第１表面と対向して面合着される。補助配線は、エンキャップ基板で第１表面と対向する表面上でバンクと対向配置される。カラーフィルタは、隣接する二つの補助配線との間に配置される。補助配線は、カソード電極と接触する。

一例として、貫通孔と接続端子は、１つ以上の複数個が前記バンクに沿って配列される。

一例として、貫通穴及び前記接続端子は、バンク中でアノード電極の縦方向の境界線に配置された部分に沿って配列される。

一例として、貫通孔と接続端子は、バンク中で前記アノード電極の横方向の境界線に配置された部分に沿って配列される。

一例として、貫通穴は、第１表面に配置された第１穴形状の大きさと第２表面に配置された第２穴形状の大きさが同じである。

一例として、貫通穴は、第１表面に配置された第１穴形状の大きさが第２表面に配置された第２穴形状の大きさよりさらに大きい。

一例として、貫通穴は、第１表面に配置された第１穴形状の大きさが第２表面に配置された第２穴形状の大きさよりさらに小さい。

本発明に係る平面表示装置は、基板の前面には、表示素子が、基板の背面には、駆動素子が配置された構造を有する。したがって、駆動素子の構成に関係なく、表示素子が配置されることにより、開口率を極大化することができる。表示素子と駆動素子を別々の区分された表面に形成することにより、製造工程に干渉を受けることなく、優れた品質を得ることができる。また、基板の前面と背面を電気的に接続する貫通穴及び接続端子をバンクのような非発光領域に配置することで、開口率が高く、品質が優れた電界発光ダイオード表示装置のような平面表示装置を得ることができる。

従来技術による能動素子である薄膜トランジスタを用いた有機電界発光表示装置の構造を示す平面図である。 図１において切り取り線Ｉ−Ｉ'で切った断面で、従来技術による有機電界発光表示装置の構造を示す断面図である。 本発明に係る貫通穴を介して基板の前面と背面を接続した有機発光ダイオード表示装置の構造を示す平面図である。 本発明の望ましい第２実施形態に係る貫通穴を介して基板の前面と背面を接続した有機発光ダイオード表示装置の構造を示す平面図である。 図４の切り取り線ＩＩ−ＩＩ’で切った、本発明の第２実施形態に係る貫通孔を介して基板の前面と背面を接続した有機発光ダイオード表示装置の構造を示す断面図である。 本発明の望ましい第３実施形態に係る貫通穴を介して基板の前面と背面を接続した有機発光ダイオード表示装置の構造を示す平面図である。 本発明の第４実施形態に係る貫通孔を備えた平面表示装置の構造を示した断面図である。

以下、添付した図面を参照して本発明に係る好ましい実施形態を詳細に説明する。明細書の全体に亘って同一な参照番号は実質的に同一な構成要素を意味する。以下の説明において、本発明と関連した公知機能または構成に対する具体的な説明が本発明の要旨を曖昧にすることがあると判断される場合、その詳細な説明を省略する。また以下の説明で用いられる構成要素の名称は、明細書作成の容易さを考慮して選択されたもので、実際の製品の名称とは異なることがある。

<第１実施形態＞

まず、本発明に係る貫通穴を介して基板の前面に配置された有機発光ダイオードと背面に配置された駆動素子を接続した平面表示装置について説明する。図３は、本発明に係る貫通穴を介して基板の前面と背面を接続した有機発光ダイオード表示装置の構造を示す平面図である。

図３を参照すると、本発明に係る有機発光ダイオード表示装置は、有機発光ダイオード（ＯＬＥ）がマトリクス方式で配列された前面と薄膜トランジスタ（ＳＴ、ＤＴ）が配列された背面を備えた基板を含む。平面図においては、基板の前面と背面が区分されない。背面に配置された素子は、点線で表示した。

基板の背面には、スキャン配線（ＳＬ）、データ配線（ＤＬ）及び駆動電流配線（ＶＤＤ）が配置されている。スキャン配線（ＳＬ）、データ配線（ＤＬ）および駆動電流配線（ＶＤＤ）に囲まれた四角形の形状によって画素領域が定義される。画素領域内には、スイッチング薄膜トランジスタ（ＳＴ）と駆動薄膜トランジスタ（ＤＴ）が形成されている。

スイッチング薄膜トランジスタ（ＳＴ）は、スイッチングゲート電極（ＳＧ）、スイッチングソース電極（ＳＳ）、スイッチングドレイン電極（ＳＤ）及びスイッチング半導体層（ＳＡ）を含む。スイッチングゲート電極（ＳＧ）は、スキャン配線（ＳＬ）から分岐したり、接続されている。スイッチングソース電極（ＳＳ）は、データ配線（ＤＬ）から分岐したり、接続されている。スイッチングドレイン電極（ＳＤ）は、スイッチングゲート電極（ＳＧ）に基づいて、スイッチングソース電極（ＳＳ）と一定距離を離れて対向している。スイッチング半導体層（ＳＡ）は、スイッチングソース電極（ＳＳ）に一側が接続され、スイッチングゲート電極（ＳＧ）を横切って、スイッチングドレイン電極（ＳＤ）に他側が接続されている。

駆動薄膜トランジスタ（ＤＴ）は、駆動ゲート電極（ＤＧ）、駆動ソース電極（ＤＳ）、駆動ドレイン電極（ＤＤ）及び駆動半導体層（ＤＡ）を含む。駆動ゲート電極（ＤＧ）は、スイッチング薄膜トランジスタ（ＳＴ）のスイッチングドレイン電極（ＳＤ）に接続されている。駆動ソース電極（ＤＳ）は、駆動電流配線（ＶＤＤ）から分岐したり、接続されている。駆動ドレイン電極（ＤＤ）は、駆動ゲート電極（ＤＧ）に基づいて駆動ソース電極（ＤＳ）と一定距離を離れて対向している。駆動半導体層（ＤＡ）は、駆動ソース電極（ＤＳ）に一側が接続され、駆動ゲート電極（ＤＧ）を横切って駆動ドレイン電極（ＤＤ）に他側が接続されている。

駆動ドレイン電極（ＤＤ）は、基板の前面と背面を貫通する貫通孔（ＶＨ）を埋める接続電極（ＣＮ）を介して基板の前面に形成されたアノード電極（ＡＮＯ）と接続されている。アノード電極（ＡＮＯ）は、基板の前面上の画素領域の最大面積を占める四角形の形状を有している。

アノード電極（ＡＮＯ）の端には、バンク（ＢＮ）が覆っている。バンク（ＢＮ）は、隣接する画素領域との間に配置されて画素領域を分離する。バンク（ＢＮ）に囲まれたアノード電極（ＡＮＯ）の中央領域は、発光領域として定義される。アノード電極（ＡＮＯ）の上には、有機発光層とカソード電極が積層される。発光領域においては、アノード電極（ＡＮＯ）、有機発光層及びカソード電極が面接触しながら積層されてバンク（ＢＮ）の開口領域には、有機発光ダイオード（ＯＬＥ）が形成されている。

図３に示した本発明に係る有機発光ダイオード表示装置は、有機発光ダイオード（ＯＬＥ）が、基板の前面に配置され、基板の背面には、駆動素子が配置された構造を有する。したがって、有機発光ダイオード（ＯＬＥ）の大きさと形状、それと開口領域が配線及び薄膜トランジスタによって影響を受けない。したがって、画素領域内で最大限の開口率を確保することができる。

基板の前面と背面を接続するための貫通孔（ＶＨ）と貫通穴（ＶＨ）を埋める接続電極（ＣＮ）がアノード電極（ＡＮＯ）の中央部に配置され得る。アノード電極（ＡＮＯ）の中央部に貫通孔（ＶＨ）と接続電極（ＣＮ）が位置している場合、アノード電極（ＡＮＯ）を蒸着するための基板の前面の表面が平坦でなく、屈曲を有することがある。屈曲した表面上にアノード電極（ＡＮＯ）、有機発光層及びカソード電極を積層して、有機発光ダイオード（ＯＬＥ）を形成する場合、有機発光ダイオード（ＯＬＥ）に不良が発生する場合が多い。

従って、本発明の好ましい実施形態においては、アノード電極（ＡＮＯ）の平坦度を維持して不良がない有機発光ダイオード（ＯＬＥ）を提供することができる構造を提案する。また、アノード電極（ＡＮＯ）と駆動薄膜トランジスタ（ＤＴ）のドレイン電極（ＤＤ）との間の接続抵抗を最小化することができる構造を提案する。

<第２実施形態＞
以下、図４及び図５を参照して、本発明の第２実施形態について説明する。図４は、本発明の望ましい第２実施形態に係る貫通穴を介して基板の前面と背面を接続した有機発光ダイオード表示装置の構造を示す平面図である。図５は図４の切り取り線ＩＩ−ＩＩ’で切った、本発明の第２実施形態に係る貫通孔を介して基板の前面と背面を接続した有機発光ダイオード表示装置の構造を示す断面図である。

図４を参照すると、本発明の第２実施形態に係る有機発光ダイオード表示装置は、有機発光ダイオード（ＯＬＥ）がマトリクス方式で配列された前面と薄膜トランジスタ（ＳＴ、ＤＴ）が配列された背面を備えた基板を含む。平面図においては、基板の前面と背面が区分されない。背面に配置された素子は、点線で表示した。

基板の背面には、スキャン配線（ＳＬ）、データ配線（ＤＬ）及び駆動電流配線（ＶＤＤ）が配置されている。スキャン配線（ＳＬ）、データ配線（ＤＬ）及び駆動電流配線（ＶＤＤ）に囲まれた四角形の形状によって画素領域が定義される。画素領域内には、スイッチング薄膜トランジスタ（ＳＴ）と駆動薄膜トランジスタ（ＤＴ）が形成されている。

スイッチング薄膜トランジスタ（ＳＴ）は、スイッチングゲート電極（ＳＧ）、スイッチングソース電極（ＳＳ）、スイッチングドレイン電極（ＳＤ）及びスイッチング半導体層（ＳＡ）を含む。スイッチングゲート電極（ＳＧ）は、スキャン配線（ＳＬ）から分岐したり、接続されている。スイッチングソース電極（ＳＳ）は、データ配線（ＤＬ）から分岐したり、接続されている。スイッチングドレイン電極（ＳＤ）は、スイッチングゲート電極（ＳＧ）に基づいて、スイッチングソース電極（ＳＳ）と一定距離を離れて対向している。スイッチング半導体層（ＳＡ）は、スイッチングソース電極（ＳＳ）に一側が接続され、スイッチングゲート電極（ＳＧ）を横切って、スイッチングドレイン電極（ＳＤ）に他側が接続されている。

駆動薄膜トランジスタ（ＳＴ）は、駆動ゲート電極（ＤＧ）、駆動ソース電極（ＤＳ）、駆動ドレイン電極（ＤＤ）及び駆動半導体層（ＤＡ）を含む。駆動ゲート電極（ＤＧ）は、スイッチング薄膜トランジスタ（ＳＴ）のスイッチングドレイン電極（ＳＤ）に接続されている。駆動ソース電極（ＤＳ）は、駆動電流配線（ＶＤＤ）から分岐したり、接続されている。駆動ドレイン電極（ＤＤ）は、駆動ゲート電極（ＤＧ）に基づいて駆動ソース電極（ＤＳ）と一定距離を離れて対向している。駆動半導体層（ＤＡ）は、駆動ソース電極（ＤＳ）に一側が接続され、駆動ゲート電極（ＤＧ）を横切って駆動ドレイン電極（ＤＤ）に他側が接続されている。

駆動ドレイン電極（ＤＤ）は、基板の前面と背面を貫通する貫通孔（ＶＨ）を埋める接続電極（ＣＮ）を介して基板の前面に形成されたアノード電極（ＡＮＯ）と接続されている。アノード電極（ＡＮＯ）は、基板の前面上の画素領域の最大面積を占める四角形の形状を有している。

アノード電極（ＡＮＯ）の端には、バンク（ＢＮ）が覆っている。バンク（ＢＮ）は、隣接する画素領域との間に配置されて画素領域を分離する。バンク（ＢＮ）に囲まれたアノード電極（ＡＮＯ）の中央領域は、発光領域として定義される。アノード電極（ＡＮＯ）の上には、有機発光層とカソード電極が積層される。発光領域においては、アノード電極（ＡＮＯ）、有機発光層及びカソード電極が面接触しながら積層されてバンク（ＢＮ）の開口領域には、有機発光ダイオード（ＯＬＥ）が形成される。

特に、貫通孔（ＶＨ）は、アノード電極（ＡＮＯ）の内、バンク（ＢＮ）によって覆われている部分に配置されている。したがって、貫通孔（ＶＨ）を埋める接続電極（ＣＮ）また、バンク（ＢＮ）によって覆われている。したがって、バンク（ＢＮ）が覆われない開口部と定義されたアノード電極（ＡＮＯ）のほとんどの領域は、平坦度が均一な表面を有する。その結果、アノード電極（ＡＮＯ）の上に、有機発光層とカソード電極が積層されて形成された有機発光ダイオード（ＯＬＥ）には、不良が発生しない。

図５をさらに参照して、本発明の第２実施形態に係る有機発光ダイオード表示装置の断面構造を説明する。図５を参照すると、基板（ＳＵＢ）の背面（図で下側の表面）と前面（図面で上面）との間を貫通する貫通孔（ＶＨ）が配置されている。貫通穴（ＶＨ）の内部を埋める接続電極（ＣＮ）が前面と背面に少しずつ突出している。

基板（ＳＵＢ）の背面上には第２バッファ層（Ｂ２）が表面全体を覆っている。第２バッファ層（Ｂ２）は、接続電極（ＣＮ）により平坦でない基板（ＳＵＢ）の背面前面を平坦に維持する。第１バッファ層（Ｂ１）の上にはスキャン配線（ＳＬ）、データ配線（ＤＬ）、駆動電流配線（ＶＤＤ）、スイッチング薄膜トランジスタ（ＳＴ）、駆動薄膜トランジスタ（ＤＴ）が配置されている。薄膜トランジスタ（ＳＴ、ＤＴ）は、トップゲート（Top Gate）構造を有する場合で示した。しかし、他の構造でも形成することができる。

トップゲート構造の場合、第２バッファ層（Ｂ２）の上にスイッチング半導体層（ＳＡ）と駆動半導体層（ＤＡ）が形成されている。スイッチング半導体層（ＳＡ）と駆動半導体層（ＤＡ）の上にはゲート絶縁膜（ＧＩ）が覆っている。ゲート絶縁膜（ＧＩ）の上にはスイッチングゲート電極（ＳＧ）と駆動ゲート電極（ＤＧ）が形成されている。スイッチングゲート電極（ＳＧ）は、スイッチング半導体層（ＳＡ）の中央領域と重畳する。駆動ゲート電極（ＤＧ）は、駆動半導体層（ＤＡ）の中央領域と重畳する。

ゲート電極（ＳＧ、ＤＧ）の上には中間絶縁膜（ＩＮ）が表面全体を覆っている。中間絶縁膜（ＩＮ）の上にはスイッチングソース電極（ＳＳ）、スイッチングドレイン電極（ＳＤ）、駆動ソース電極（ＤＳ）及び駆動ドレイン電極（ＤＤ）が形成されている。スイッチングソース電極（ＳＳ）とスイッチングドレイン電極（ＳＤ）は、中間絶縁膜（ＩＮ）とゲート絶縁膜（ＧＩ）を貫通してスイッチング半導体層（ＳＡ）の一側辺と他側辺とそれぞれ接触する。駆動ソース電極（ＤＳ）と駆動ドレイン電極（ＤＤ）は、中間絶縁膜（ＩＮ）とゲート絶縁膜（ＧＩ）を貫通して駆動半導体層（ＤＡ）の一側辺と他側辺とそれぞれ接触する。

また、スイッチングドレイン電極（ＳＤ）は、中間絶縁膜（ＩＮ）を貫通して駆動ゲート電極（ＤＧ）と接続されている。また、駆動ドレイン電極（ＤＤ）は、中間絶縁膜（ＩＮ）、ゲート絶縁膜（ＧＩ）及び、第１バッファ層（Ｂ１）を貫通して接続電極（ＣＮ）と接続されている。

駆動素子である各種の配線（ＳＬ、ＤＬ、ＶＤＤ）と薄膜トランジスタ（ＳＴ、ＤＴ）が形成された基板（ＳＵＢ）の背面上部表面の上には第１有機合着膜（ＦＳ１）あるいは保護膜が表面全体に塗布されている。第１有機合着膜（ＦＳ１）は駆動素子を外部から保護するためのものである。図に示さなかったが、必要ならば、第１有機合着膜（ＦＳ１）の上に保護フィルムを面合着することができる。

基板（ＳＵＢ）の前面には、第２バッファ層（Ｂ２）が表面全体を覆っている。第２バッファ層（Ｂ２）は、接続電極（ＣＮ）により平坦でない基板（ＳＵＢ）の前面表面を平坦に維持する。第２バッファ層（Ｂ２）の上にはアノード電極（ＡＮＯ）が形成されている。アノード電極（ＡＮＯ）は、比抵抗が低い金属物質を含むことが望ましい。アノード電極（ＡＮＯ）は、スキャン配線（ＳＬ）、データ配線（ＤＬ）及び駆動電流配線（ＶＤＤ）に定義された画素領域で最大限の面積を有するように配置することが望ましい。

隣接する二つの画素領域にそれぞれ形成されたアノード電極（ＡＮＯ）の間にバンク（ＢＮ）が形成されている。バンク（ＢＮ）によって有機発光ダイオード（ＯＬＥ）の発光領域が定義される。バンク（ＢＮ）が形成された基板（ＳＵＢ）の前面表面上には有機発光層（ＯＬ）とカソード電極（ＣＡＴ）が連続して積層されている。これにより、バンク（ＢＮ）によって定義された発光領域には、アノード電極（ＡＮＯ）、有機発光層（ＯＬ）及びカソード電極（ＣＡＴ）が積層された有機発光ダイオード（ＯＬＥ）が形成される。

ここで、バンク（ＢＮ）は、貫通孔（ＶＨ）と接続電極（ＣＮ）を完全に覆うように形成することが望ましい。例えば、貫通孔（ＶＨ）と接続電極（ＣＮ）は、アノード電極（ＡＮＯ）の一側辺の近くに配置して、バンク（ＢＮ）によって完全に覆うように形成することが望ましい。その結果、貫通孔（ＶＨ）と接続電極（ＣＮ）によって表面平坦度が均一でない部分がバンク（ＢＮ）によって覆われる。つまり、貫通孔（ＶＨ）と接続電極（ＣＮ）を覆うアノード電極（ＡＮＯ）の領域の上には有機発光層（ＯＬ）とカソード電極（ＣＡＴ）が積層されず、有機発光ダイオード（ＯＬＥ）が形成されない。

薄膜トランジスタ（ＳＴ、ＤＴ）と有機発光ダイオード（ＯＬＥ）が形成された基板（ＳＵＢ）はエンキャップ基板（ＥＮＣ）と合着される。基板（ＳＵＢ）とエンキャップ基板（ＥＮＣ）の間には、第２有機合着膜（ＦＳ２）を間に置いて面合着することができる。このとき、合着間隔を全体表示パネルに渡って一定に維持するためにスペーサー（図示せず）をさらに含むことができる。また、図５に示した有機発光ダイオード表示装置においては、スペーサーの機能を一緒にすることができる、補助配線（ＡＤ）を備えている。

補助配線（ＡＤ）は、バンク（ＢＮ）と対向して配置されることが望ましい。特に、バンク（ＢＮ）と同じ形状を有するメッシュ状に形成することが望ましい。エンキャップ基板（ＥＮＣ）と基板（ＳＵＢ）を合着することによって、補助配線（ＡＤ）は、カソード電極（ＣＡＴ）と直接接触することが望ましい。つまり、補助配線（ＡＤ）は、アノード電極（ＡＮＯ）で発光領域を開口するメッシュ状を有することが望ましい。補助配線（ＡＤ）との間の発光領域には、カラーフィルタ（ＣＦ）が配置されている。カラーフィルタ（ＣＦ）は、赤色カラーフィルタ（ＣＦＲ）、緑色カラーフィルタ（ＣＦＧ）及び青色カラーフィルタ（ＣＦＢ）のいずれか１つが画素領域１つに割り当てられて配置される。

本発明の第２実施形態に係る有機発光ダイオード表示装置においては、エンキャップ基板（ＥＮＣ）の方向に光が出光される。つまり、有機発光ダイオード（ＯＬＥ）を構成するアノード電極（ＡＮＯ）からカソード電極（ＣＡＴ）の方向に光が出光される。このため、アノード電極（ＡＮＯ）は、比抵抗が低く、反射率の高い金属を使用する。一方、カソード電極（ＣＡＴ）はインジウム−ガリウム−スズ酸化物（Indium-Gallium-Zinc Oxide）のような透明導電物質を用いることが望ましい。透明導電物質の場合、比抵抗が金属に比べて非常に高い。したがって、第２実施形態を大面積の有機発光ダイオード表示装置に適用する場合、カソード電極（ＣＡＴ）が高ければ、画質が低下するおそれがある。これを防止するために、補助配線（ＡＤ）を比抵抗が低い金属物質で形成し、カソード電極（ＣＡＴ）と接続することが望ましい。

本発明の第２実施形態においては、基板の前面には、有機発光ダイオードを、背面には駆動素子を配置することで、開口率を極大化した有機発光ダイオード表示装置を提供することができる。また、基板の前面に配置された有機発光ダイオードと背面に配置された駆動素子を接続するための貫通穴及び接続端子を非発光領域であるバンク領域に配置することにより、平坦度が優れた表面に有機発光ダイオードを形成することができる。また、バンク領域に対応するエンキャップ基板には、補助配線を配置することにより、カソード電極の面抵抗を下げることができる。これにより、大面積高解像度を有する有機発光ダイオード表示装置において高開口率と優れた画質を提供することができる。

以上の説明においては、便宜上、貫通孔（ＶＨ）と接続端子（ＣＮ）が駆動電流配線（ＶＤＤ）および／またはデータ配線（ＤＬ）に対応するバンク（ＢＮ）の下部に配置された場合に説明した。しかし、これに限定されるものではなく、必要に応じて、スキャン配線（ＳＬ）に対応するバンク（ＢＮ）の下部に配置されることもできる。

特に、貫通孔（ＶＨ）と接続端子（ＣＮ）がバンクによって覆われる構造を有することにより、バンク（ＢＮ）に露出されるアノード電極（ＡＮＯ）の表面は滑らかな状態を維持する。したがって、バンク（ＢＮ）に露出されるアノード電極（ＡＮＯ）の上に積層される有機発光層（ＯＬ）もまた均一な平坦度を維持する。平坦度を均一に維持することにより、有機発光層（ＯＬ）で出光効率を均一に得ることができる。

＜第３実施形態＞

以下、図６を参照して、本発明の第３実施形態について説明する。図６は、本発明の望ましい第３実施形態に係る貫通穴を介して基板の前面と背面を接続した有機発光ダイオード表示装置の構造を示す平面図である。

図６に示した本発明の第３実施形態に係る有機発光ダイオード表示装置は、図４に示した第２実施形態のものとほぼ同じである。差がある部分は、貫通孔（ＶＨ）と接続端子（ＣＮ）が一つではなく、いくつが配置されている。

第３実施形態に係る有機発光ダイオード表示装置においては、駆動薄膜トランジスタ（ＤＴ）のドレイン電極（ＤＤ）がアノード電極（ＡＮＯ）の一側辺に沿って長く配置された構造を有する。また、多数の貫通孔（ＶＨ）と接続端子（ＣＮ）はドレイン電極（ＤＤ）と対応して、アノード電極（ＡＮＯ）の一側辺に沿って一定間隔で配置されている。第３実施形態に係る有機発光ダイオード表示装置は、駆動薄膜トランジスタ（ＤＴ）とアノード電極（ＡＮＯ）を接続する接続端子（ＣＮ）を複数個備えることにより、厚基板（ＳＵＢ）を貫通して接続するにあたり、 接続接触抵抗を低くし、さらに優れた品質の画質を提供することができる。

以上の説明においては、便宜上、貫通孔（ＶＨ）と接続端子（ＣＮ）が駆動電流配線（ＶＤＤ）及び／またはデータ配線（ＤＬ）に対応するバンク（ＢＮ）の下部に配置された場合について説明した。しかし、これに限定されるものではなく、必要に応じては、スキャン配線（ＳＬ）に対応するバンク（ＢＮ）の下部に配置されることもできる。

特に、貫通孔（ＶＨ）及び接続端子（ＣＮ）がバンクによって覆われる構造を有することにより、バンク（ＢＮ）に露出されるアノード電極（ＡＮＯ）の表面は滑らかな状態を維持する。したがって、バンク（ＢＮ）に露出されるアノード電極（ＡＮＯ）の上に積層される有機発光層（ＯＬ）もまた均一な平坦度を維持する。平坦度を均一に維持することにより、有機発光層（ＯＬ）で出光効率を均一に得ることができる。

以上の実施形態においては、有機発光ダイオード表示装置を主な例として説明した。しかし、無機発光ダイオード表示装置にも同様の構造を適用することができ、それ以外の他平面表示装置にも適用することができる。

＜第４実施形態＞

以下、図７を参照して、本発明の第４実施形態を説明する。図７は本発明の第４実施形態に係る貫通孔を備えた平面表示装置の構造を示す断面図である。

図７を参照すると、第４実施形態に係る貫通孔（ＶＨ）は、断面形状が台形形状を有する。例えば、貫通孔（ＶＨ）で基板（ＳＵＢ）の前面に形成される穴形状の大きさが基板（ＳＵＢ）の背面に形成される穴形状の大きさより小さいことができる。前面に配置される貫通孔（ＶＨ）の穴の大きさを小さくすることにより、バンク（ＢＮ）によって覆われる貫通孔（ＶＨ）の面積を最小化することができる。その結果、バンク（ＢＮ）の大きさを最小化することができ、これは開口領域を最大限に確保することができる。

場合によっては、貫通孔（ＶＨ）で基板（ＳＵＢ）の前面に形成される穴形状の大きさを基板（ＳＵＢ）の背面に形成される穴形状の大きさよりさらに大きくすることができる。この場合、前述したものとは異なり、開口領域を最大限に確保することができないことがある。しかし、高い開口率を確保することよりアノード電極（ＡＮＯ）電極と接触抵抗を下げることが、さらに重要な場合には、前面に形成される穴形状の大きさをさらに大きくすることもできる。

以上説明した内容から、当業者であれば本発明の技術思想を逸脱しない範囲で様々な変更及び修正が可能であることが分かる。したがって、本発明の技術的範囲は、明細書の詳細な説明に記載された内容に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって定めるべきである。

Claims (10)

1. 基板と、
   前記基板の第１表面に配置された駆動素子と、
   前記基板の第２表面に配置された有機発光ダイオードと、
   前記第１表面と前記第２表面を貫通する貫通穴と、そして
   前記貫通穴を埋め、前記駆動素子と前記有機発光ダイオードを接続する接続端子を含む平面表示装置。
2. 前記有機発光ダイオードは、
   前記第１表面上でマトリクス方式で配置されたアノード電極と、
   前記アノード電極の境界部を覆うバンクと、
   前記バンクによって露出された前記アノード電極上に積層された有機発光層と、そして前記有機発光層の上に積層されたカソード電極を含み、
   前記貫通穴と前記接続端子は、前記バンクと重畳して配置された、請求項１に記載の平面表示装置。
3. 前記駆動素子は、
   前記第２表面上から第１方向に進行するスキャン配線と、
   前記第２表面上から第２方向に進行するデータ配線及び駆動電流配線と、
   前記スキャン配線と前記データ配線間に接続されたスイッチング薄膜トランジスタと、そして
   前記スイッチング薄膜トランジスタと前記駆動電流との間に接続された駆動薄膜トランジスタを含み、
   前記駆動薄膜トランジスタは、前記接続端子に接続された、請求項１に記載の平面表示装置。
4. 前記基板の前記第１表面と対向して面合着するエンキャップ基板と、
   前記エンキャップ基板において、前記第１表面と対向する表面で前記バンクと対向配置された補助配線と、そして
   隣接する二つの前記補助配線との間に配置されたカラーフィルタをさらに含み、
   前記補助配線は、前記カソード電極と接触する、請求項１に記載の平面表示装置。
5. 前記貫通穴及び前記接続端子は、
   複数が前記バンクに沿って配列された、請求項１に記載の平面表示装置。
6. 前記貫通穴及び前記接続端子は、
   前記バンクの中から、前記アノード電極の縦方向の境界線に配置された部分に沿って配列された、請求項２に記載の平面表示装置。
7. 前記貫通穴及び前記接続端子は、
   前記バンクの中から、前記アノード電極の横方向の境界線に配置された部分に沿って配列された、請求項２に記載の平面表示装置。
8. 前記貫通穴は、
   前記第１表面に配置された第１穴形状の大きさと前記第２表面に配置された第２穴形状の大きさが同じである、請求項１に記載の平面表示装置。
9. 前記貫通穴は、
   前記第１表面に配置された第１穴形状の大きさが前記第２表面に配置された第２穴形状の大きさよりさらに大きい、請求項１に記載の平面表示装置。
10. 前記貫通穴は、
    前記第１表面に配置された第１穴形状の大きさが前記第２表面に配置された第２穴形状の大きさよりさらに小さい、請求項１に記載の平面表示装置。
    
    
    

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