JP4486070B2 - 平板表示装置及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は平板表示装置及びその製造方法に関し、より詳細には、素子の耐衝撃性及び密封特性を高める平板表示装置及びその製造方法に関する。

近年、液晶表示装置、有機電界発光表示装置、ＰＤＰ、ＦＥＤなど、多様な平板表示装置が紹介されており、このような平板表示装置は大画面を具現することが容易であり、脚光を浴びている。

このような平板表示装置は、一般的に基板上に複数の画素を具備して金属キャップや密封硝子基板で基板を覆って密封する構造を持つ。特に、有機発光ダイオードを利用する有機電界発光表示装置は、酸素、水素及び水気に敏感であり、酸素などが浸透することができないようにさらに堅固な密封構造を必要とする。

フリットは、硝子材料に加えられる熱の温度を急激に下げると硝子粉末形態で生成される。一般的には硝子粉末に酸化物粉末を含ませて使用する。そして、酸化物粉末が含まれたフリットに有機物を添加すればジェル状態のペーストになる。この時、所定の温度で焼成すれば、有機物は、空気中で消滅されて、ジェル状態のペーストは硬化されて固体状態のフリットになる。

硝子基板にフリットを塗布して有機発光ダイオードを密封する構造が米国特許出願公開第２００４／０２０７３１４号明細書に開示されている。米国特許出願公開第２００４／０２０７３１４号明細書に開示されたところによれば、フリットを使用することで基板と封止基板の間が完全に密封されることにより、さらに効果的に有機発光ダイオードを保護することができる。

図１は一般的な平板表示装置でフリットを利用して第１基板と第２基板が密封されている状態の断面を示す断面図である。図１を参照して説明すれば、図１は基板の非発光領域の断面を示す。

基板は、透明基板３００ａの上部にバッファー層３０１ａが塗布されてその上部に第１絶縁膜３０２ａが塗布され、その上部に第１金属膜３０３ａがパターニングされて形成される。そして、第１金属膜３０３ａが形成された第１絶縁膜３０２ａの上部に第２絶縁膜３０４ａが塗布される。

第１絶縁膜３０２ａと第２絶縁膜３０４ａは、発光領域に蒸着された画素を形成する過程で使用される有機膜などが延長されて非発光領域に形成され、第１金属膜３０３ａは発光領域から画素に信号を伝達する金属層として形成される。そして、第２絶縁膜３０４ａの上部に第２金属膜３０５ａが形成される。この時、第１金属膜３０３ａと第２金属膜３０５ａは、互いに交差する配線である。

そして、第１金属膜３０３ａと第２金属膜３０５ａのうちの一つは、画素領域に信号または電圧を伝達する配線として使用され、走査信号を伝達する走査線、データ信号を伝達するデータ線、画素電源を伝達する画素電源線などである。そして、第２金属膜３０５が形成された第２絶縁膜３０４ａの上部に保護膜３０６ａが形成される。

保護膜３０６ａは、第１金属膜３０３ａと第２金属膜３０５ａによって段差ｄ２が発生するようになって段差は第１金属膜３０３ａと第２金属膜３０５ａの厚さの合計に対応する。
もし、第１絶縁膜３０２ａの厚さが１２００Å、第１金属膜３０３ａの厚さが２０００Å、第２絶縁膜３０４ａの厚さが５０００Å、第２金属膜３０５ａの厚さが５０００Å、保護膜３０６ａの厚さが６０００Åの場合には、段差ｄ２は第１金属膜３０３ａと第２金属膜３０５ａの厚さの合計に対応する。

そして、第２基板３１０にフリット３０７ａを形成して第１基板と結合した後にレーザまたは赤外線などを利用してフリット３０７ａに熱を加えて第１基板と第２基板３１０とをフリット３０７ａによって密封する封止過程を遂行する。この時、フリット３０７ａの下部の段差ｄ２によって、フリット３０７ａを利用して第２基板３１０ａと第１基板を密封する時、固体状態のフリット３０７ａは保護膜３０６ａの高い部分のみに接触するようになる。

このような状態でフリット３０７ａが熱を受けて粘性を持つようになれば保護膜３０６ａの高い部分に熱が加えられる時間が低い部分よりさらに長くなって下部に位置する第１金属膜３０３ａと第２金属膜３０５ａが第１基板と第２基板３１０ａをフリット３０７ａによって密封する過程で発生する熱によって損傷を受ける恐れがある。
米国特許出願公開第２００４／０２０７３１４号明細書

したがって、本発明は前記従来技術の問題点を解決するために創出されたもので、本発明の目的は、平板表示装置の密封の時に発生する熱による金属膜の損傷を防止してフリットの接着力が向上するようにした平板表示装置及びその製造方法を提供することである。

前記本発明の目的を果たすために本発明の第１側面は、画素を含む画素領域と前記画素領域以外の非画素領域とに区分される第１基板と、前記第１基板の前記画素領域を含む所定領域に対向する第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に形成されて前記第１基板と前記第２基板とを密封するフリットと、を含み、前記第１基板の非画素領域は、バッファー層が形成されている透明基板と、前記バッファー層上に形成される第１絶縁膜と、前記第１絶縁膜の上部にパターニングされて形成された第１金属膜と、前記第１金属膜と前記第１絶縁膜との上に形成される第２絶縁膜と、前記第２絶縁膜の上部に形成され、所定領域が蝕刻されて第２金属膜が形成される保護膜と、を含むことを特徴とする。

本発明の第２側面は、画素を含む画素領域と前記画素領域以外の非画素領域とを含み、前記画素を利用して画像を表現する平板表示装置を製造する方法において、バッファー層が形成された第１基板上に前記第１絶縁膜を形成して前記第１絶縁膜の上部に第１金属膜をパターニングして形成する段階と、前記第１金属膜が形成された第１絶縁膜の上部に第２絶縁膜を蒸着して前記第２絶縁膜の上部に第２金属膜をパターニングして形成する段階と、第２金属膜が形成された第２絶縁膜の上部に保護膜を形成する段階、前記保護膜の上端の高さが高い領域を蝕刻する段階と、フリットを利用して前記第１基板と第２基板とを密封する段階と、を含むことを特徴とする。

以上のように、本発明による平板表示装置及びその製造方法によれば、フリット下部の段差が低くなるようになって金属膜における熱による損傷を減らすことができ、金属膜にクラックなどが発生しなくなり、フリットの下部接触面が平坦化されてフリットの接着力が向上して上部基板と下部基板との封止がさらに堅固になる。

以下、本発明の実施例を添付した図面を参照して説明する。
図２は、本発明による平板表示装置の構造を示す構造図である。図２を参照して説明すれば、平板表示装置は画素部１０００、データ駆動部２０００、走査駆動部３０００及び電源供給部４０００を含む。

画素部１０００は、画素１００１が形成される第１基板３００と第１基板を封止する第２基板が所定の距離を置いて対向されて形成される。

第１基板は画素領域と非画素領域とに区分されて、第２基板は画素領域よりさらに広く形成されて点線Ｌで表示されている部分にフリットが形成されて第１基板と第２基板とがフリットによって密封されるようになる。また、第１基板はデータ線、走査線及び電源線などが形成されて外部からデータ信号、走査信号及び電源などの供給を受けることができる。

データ駆動部２０００は、データ線に連結されてデータ信号を生成してデータ線を通じてデータ信号を伝達する。この時、データ線は第１基板の上部に形成されてフリットの下部をデータ線が通り過ぎるようになる。

走査駆動部３０００は、走査線に連結されて走査信号を生成して走査線を通じて走査信号を伝達する。この時、走査線は第１基板の上部に形成されてフリットの下部を走査線が通り過ぎるようになる。

電源供給部４０００は、基板、データ駆動部、走査駆動部などに駆動電圧を伝達して基板、データ駆動部、走査駆動部などが駆動されるようにする。この時、電源線は第１基板の上部に形成されてフリットの下部に走査線が通り過ぎるようになる。

図３は、図２に示された平板表示装置基板の第１実施例の断面を示す断面図である。図３を参照して説明すれば、図３は基板の非発光領域の断面を示す。

基板は、透明基板３００ｂの上部にバッファー層３０１ｂが塗布され、その上部に第１絶縁膜３０２ｂが塗布され、その上部に第１金属膜３０３ｂがパターニングされて形成される。そして、第１金属膜３０３ｂが形成された第１絶縁膜３０２ｂの上部に第２絶縁膜３０４ｂが塗布される。

第１絶縁膜３０２ｂと第２絶縁膜３０４ｂは、発光領域に蒸着された画素を形成する過程で使用される有機膜などが延長されて非発光領域に形成され、第１金属膜３０３ｂは発光領域から画素に信号を伝達する金属層とともに形成される。そして、第２絶縁膜３０４ｂの上部に第２金属膜３０５ｂが形成される。この時、第１金属膜３０３ｂと第２金属膜３０５ｂは、互いに交差する配線である。

そして、第１金属膜３０３ｂと第２金属膜３０５ｂのうちの一つは、画素領域に信号または電圧を伝達する配線として使用され、走査信号を伝達する走査線、データ信号を伝達するデータ線、画素電源を伝達する画素電源線などである。そして、第２金属膜３０５ｂが形成された第２絶縁膜３０４ｂの上部に保護膜３０６ｂが形成される。この時、保護膜３０６ｂは第１金属膜３０３ｂと第２金属膜３０５ｂによって段差が発生するようになって第１金属膜３０３ｂと第２金属膜３０５ｂが形成されている部分の高さが高くなる。

このような段差を減らすために保護膜３０６ｂのうちの段差が高い部分である第１金属膜３０３ｂと第２金属膜３０５ｂが形成されている部分を蝕刻する。したがって、蝕刻された分だけ段差ｄ３が減るようになる。

もし、第１絶縁膜３０２ａの厚さが１２００Å、第１金属膜３０３ａの厚さが２０００Å、第２絶縁膜３０４ａの厚さが５０００Å、第２金属膜３０５ａの厚さが５０００Å、保護膜３０６ｂの厚さが６０００Åの場合には、段差ｄ３は１０００Å程度に減るようになって、段差は保護膜３０６ｂの厚さに相当するほど減るようになる。

そして、第２基板３１０ｂにフリット３０７ｂを形成して第１基板と結合した後にレーザまたは赤外線などを利用してフリット３０７ｂに熱を加えて第１基板と第２基板３１０とをフリット３０７ｂによって密封する封止過程を遂行する。この時、フリット３０７ｂの下部の段差ｄ３によって、フリット３０７ｂを利用して第２基板と第１基板を密封する時、固体状態のフリット３０７ｂは、図１と違って保護膜３０６ｂの段差ｄ３がなくてフリット下部にある第２金属膜が形成されている領域と保護膜が形成されている領域に接触するようになる。

このような状態でフリット３０７ｂは、レーザまたは赤外線などによって熱を受けて粘性を持つようになって、フリット３０７ｂに加えられる熱は、約３００℃〜５００℃の範囲を持つようになる。この時、フリット３０７ｂの下部に段差がなく、段差がある時と違ってフリットが保護膜に接触される面積が大きくなってフリットから発生する熱がより多い面に伝達されるようになる。

特に、金属膜とフリットが直接接触をする場合が発生するが、金属膜が形成されている部分以外にも熱が伝達されるのでフリット下部にある金属膜をフリットから発生された熱から保護することができる。

図４は、本発明による平板表示装置が有機発光表示装置の場合画素の一例を示す回路図である。図４を参照して説明すれば、画素は有機発光素子（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｅｖｉｃｅ：ＯＬＥＤ）、第１トランジスタ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：Ｍ１）、第２トランジスタＭ２及びキャパシタＣｓｔを含む。そして、走査線Ｓｎは行方向に形成されて、データ線Ｄｍ及び電源線ＥＬＶｄｄは列方向に形成される。

第１トランジスタＭ１は、ソース電極は画素電源線Ｖｄｄに連結されて、ドレイン電極はＯＬＥＤに連結されて、ゲート電極は第１ノードＮに連結される。そして、ゲート電極に入力される信号によって有機発光素子ＯＬＥＤに発光のための電流を供給する。第１トランジスタＭ１のソースからドレイン方向に流れる電流の量は、第２トランジスタＭ２を通じて印加されるデータ信号によって制御される。

第２トランジスタＭ２は、ソース電極はデータ線Ｄｍに連結されて、ドレイン電極は第１ノードＮに連結され、ゲート電極は走査線Ｓｎに連結されて、走査線Ｓｎを通じて伝達される走査信号によってスイッチング動作を遂行して選択的にデータ線Ｄｍを通じて伝達されるデータ信号を第１ノードＮに伝達する。

キャパシタＣｓｔは、第１電極は第１トランジスタＭ１のソース電極に連結されて、第２電極は第１ノードＮに連結されて、データ信号によって印加されたソース電極とゲート電極の間の電圧を一定期間維持する。

このような構成によって、第２トランジスタＭ２のゲート電極に印加される走査信号によって第２トランジスタＭ２がオン状態になれば、キャパシタＣｓｔにデータ信号に対応される電圧が充電されて、キャパシタＣｓｔに充電された電圧が第１トランジスタＭ１のゲート電極に印加されて第１トランジスタＭ１は電流が流れるようになって有機発光素子ＯＬＥＤが発光するようにする。

以上、添付した図面を参照して本発明について詳細に説明したが、これは例示的なものに過ぎず、当該技術分野における通常の知識を有する者であれば、多様な変形及び均等な他の実施形態が可能であるということを理解することができる。

一般的な平板表示装置でフリットを利用して第１基板と第２基板とが密封されている状態の断面を示す断面図である。 本発明による平板表示装置の構造を示す構造図である。 図２に示された平板表示装置基板の第１実施例の断面を示す断面図である。 本発明による平板表示装置が有機発光表示装置の場合画素の一例を示す回路図である。

符号の説明

３００ 透明基板
１０００ 画素部
１００１ 画素
２０００ データ駆動部
３０００ 走査駆動部
４０００ 電源供給部

Claims (9)

1. 画素を含む画素領域と前記画素領域以外の非画素領域とに区分される第１基板と、
   前記第１基板の前記画素領域を含む所定領域に対向する第２基板と、
   前記第１基板と前記第２基板との間に形成されて前記第１基板と前記第２基板とを密封するフリットと、を含み、
   前記第１基板の非画素領域は、バッファー層が形成されている透明基板と、前記バッファー層上に形成される第１絶縁膜と、前記第１絶縁膜の上部にパターニングされて形成された第１金属膜と、前記第１金属膜と前記第1絶縁膜との上に形成される第２絶縁膜と、前記第２絶縁膜の上部にパターニングされて形成された第２金属膜と、前記第２絶縁膜の上部に形成され、前記第１金属膜と前記第２金属膜が形成されている部分に対応する段差が高い所定領域が蝕刻された保護膜と、を含み、
   前記フリットは前記保護膜の上部に形成され、
   前記保護膜は、上端の高さの差が前記第１金属膜と前記第２金属膜の厚さの和より小さく形成されることを特徴とする平板表示装置。
2. 前記所定領域は、前記第２金属膜の上部であることを特徴とする請求項１に記載の平板表示装置。
3. 前記フリットは、レーザまたは赤外線を吸収する吸収材を含むことを特徴とする請求項１に記載の平板表示装置。
4. 前記第１金属膜と前記第２金属膜は、前記所定領域で交差することを特徴とする請求項１に記載の平板表示装置。
5. 前記第１金属膜及び第２金属膜の少なくとも一方は、前記画素領域に所定の電圧を供給する画素電源線、データ線、走査線の中の少なくとも１つであることを特徴とする請求項１に記載の平板表示装置。
6. 前記画素は、有機発光ダイオードを利用して発光することを特徴とする請求項１に記載の平板表示装置。
7. 画素を含む画素領域と前記画素領域以外の非画素領域を含み、前記画素を利用して画像を表現する平板表示装置を製造する方法において、
   バッファー層が形成された第１基板上に前記第１絶縁膜を形成して前記第１絶縁膜の上部に第１金属膜をパターニングして形成する段階と、
   前記第１金属膜が形成された第１絶縁膜の上部に第２絶縁膜を蒸着して前記第２絶縁膜の上部に第２金属膜をパターニングして形成する段階と、
   前記第２金属膜が形成された第２絶縁膜の上部に保護膜を形成する段階であって、前記保護膜の上端の高さの差が前記第１金属膜と前記第２金属膜の厚さの和より小さくなるように前記保護膜を形成する段階と、
   前記保護膜の上端の、前記第１金属膜と前記第２金属膜が形成されている部分に対応する段差が高い領域を蝕刻する段階と、
   フリットを前記保護膜の上部に形成して前記第１基板と第２基板とを密封する段階と、
   を含むことを特徴とする平板表示装置の製造方法。
8. 前記密封する段階は、レーザまたは赤外線を利用することを特徴とする請求項７に記載の平板表示装置の製造方法。
9. 前記第１金属膜と前記第２金属膜は交差しており、前記第１金属膜と前記第２金属膜とが交差する領域の高さが前記第１金属膜と前記第２金属膜とが交差しない領域の高さより高いことを特徴とする請求項７に記載の平板表示装置の製造方法。

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