JP4774787B2 - 表示装置 - Google Patents

Description

本発明は有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）素子や液晶に代表される表示装置に関する。

表示装置は、例えば、有機ＥＬパネル、プラズマディスプレイ、液晶表示装置等のように、基板上に形成された電極間（例えば、個別電極と共通電極との間）に、容量性を持つ発光機能を有する材料や電気光学媒体を挟持し、この２電極間に電圧を印加することで表示機能を実現するものである。

このような表示装置は、２電極間に存在する材料が容量成分を有するので、静電気等により２電極間に瞬間的に高電圧が印加されると、２電極間に存在する材料が絶縁破壊を起こすことがある。このため、２電極間に高電圧が印加されないように、例えば、両方の電極（個別電極、共通電極）にショートリングを形成し、高電圧が印加された場合に電極間に形成された素子に瞬間的に流れる電流を分散させることで絶縁破壊を防止する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開平１０−２０３３６号公報

しかしながら、ショートリングは、高抵抗を有する材料で隣り合う電極同士を接続するので、隣り合う電極間の信号が回り込み（クロストーク）、高輝度、高階調を有する表示装置を実現することが困難になってしまう。また、ショートリングを用いる方法は、外部からの静電気に対しては、電極や端子への静電気の放電位置次第で効果が薄くなってしまう場合がある。このため、十分な表示品位を維持しつつ、絶縁破壊を防止することができる方法が求められている。

また、ショートリングを用いる方法では、ショートリングを最終的に切断する工程が必要な場合があり、この場合、ショートリング切断後の表示装置に対する静電気対策のために極めて細心の注意を払って取り扱う必要がある。このため、工程数を増やすことなく簡単な方法で絶縁破壊を防止することができる方法が求められている。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、十分な表示品位を維持しつつ、絶縁破壊を防止することができる表示装置を提供することを目的とする。
また、本発明は、簡単な方法で工程数を増やすことなく絶縁破壊を防止することができる表示装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の表示装置は、
基板上に形成された、少なくとも１つの第１電極と、該第１電極よりその電気抵抗値が低い第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間に挟持された発光機能層と、前記基板に対向して貼り合わされ、前記第１電極、前記第２電極および前記発光機能層を保護する封止板と、を有し、
前記第１電極はデータ電極であり、前記第２電極は走査電極であり、
前記基板上には前記第１電極および前記第２電極に電気的に接続された電極端子をそれぞれ備え、
前記第１電極に電気的に接続された電極端子のみに、その電気抵抗値が前記第１電極より高い抵抗領域を形成し、
前記抵抗領域は、外気に露出されないように、前記基板上の前記封止板と対向する面内に配置されている、ことを特徴とする。

前記抵抗領域は、前記第１電極と前記電極端子との少なくとも一方と同一の材料から形成されていてもよい。
前記抵抗領域は、前記電極端子と異なる材料または組成を有してもよい。

前記抵抗領域は、その線幅が前記電極端子の線幅より狭く形成されていてもよい。
前記抵抗領域は、前記電極端子の膜厚とは厚みが異なっている箇所を有してもよい。

前記抵抗領域は、その電気抵抗値が、例えば、５００Ω以上１ＭΩ未満である。
前記抵抗領域は、その電気抵抗値が、例えば、１ｋΩ以上１００ｋΩ以下である。

本発明によれば、十分な表示品位を維持しつつ、絶縁破壊を防止することができる。また、本発明によれば、簡単な方法で工程数を増やすことなく絶縁破壊を防止することができる。

以下、本発明の表示装置について図面を参照して説明する。本実施の形態では、有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）素子を備える表示装置の場合を例に本発明を説明する。図１に本実施の形態の表示装置の平面図を示す。

図１に示すように、表示装置１は、有機ＥＬパネル２と、電極端子としての陽極引き出し配線３と、陽極用ＴＣＰ（テープキャリアパッケージ）４と、陰極引き出し配線５と、陰極用ＴＣＰ６と、を備えている。

有機ＥＬパネル２は、有機ＥＬ素子２１を備えている。図２に、有機ＥＬパネル２に備えられた有機ＥＬ素子２１の構成を示す。図２に示すように、有機ＥＬ素子２１は、基板２２と、第１電極としての陽極２３と、有機層２４と、第２電極としての陰極２５と、を備えている。

基板２２は、有機層２４からの発光光を取り出せるように、ガラス、石英、樹脂等の透明ないし半透明な材料が用いられる。なお、基板２２と反対側（図２の上側）から有機層２４からの発光光を取り出す構成とすることも可能であり、この場合、基板２２は不透明な材料であってもよく、アルミナ等のセラミックス、ステンレス等の金属シートに表面酸化などの絶縁処理を施したもの、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂などを用いることができる。また、基板２２に、カラーフィルタ、蛍光性物質を含む色変換膜、あるいは誘電体反射膜を配置して、発光色を制御してもよい。

陽極２３は、基板２２上に形成されている。図１に示すように、陽極２３は、線状（長尺棒状）に形成され、基板２２上で互いに平行となるように複数本配置されている。陽極２３は、例えば、錫ドープ酸化インジウム（ＩＴＯ）、亜鉛ドープ酸化インジウム（ＩＺＯ）、ＳｎＯ_２、ドーパントをドープしたポリピロールなどの材料を用いることが好ましく、特にＩＴＯを用いることが好ましい。また、陽極２３は、金属、金属の窒化物や酸化物、絶縁材料と導電材料とが混合された複合材料を用いてもよい。

有機層２４は、陽極２３上に形成され、ホールおよび電子の注入機能、付加的にそれらの輸送機能、ホールと電子の再結合により励起子を生成させる発光層としての機能を有する。有機層２４には、少なくとも発光機能を有する化合物である蛍光性物質あるいはリン光性物質が含有されている。蛍光性物質としては、例えば、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（Ａｌｑ_３）等の金属錯体色素を用いることができる。これに加え、あるいはこれに替え、キナクリドン、クマリン、ルブレン、スチリル系色素、その他テトラフェニルブタジエン、アントラセン、ペリレン、コロネン、１２−フタロペリノン誘導体等を用いることもできる。

また、有機層２４は、電子注入輸送層やホール注入輸送層を備えていてもよい。ホール注入輸送層は、ホール注入電極からのホールの注入を容易にする機能、ホールを安定に輸送する機能、付加的に電子の輸送を妨げる機能を有し、電子注入輸送層は、電子注入電極からの電子の注入を容易にする機能、電子を安定に輸送する機能、付加的にホールの輸送を妨げる機能を有するものであり、これらの層は、発光層へ注入されるホールや電子を増大・閉じ込めさせ、再結合領域を最適化させ、発光効率を改善する。また、有機層２４は、これらの層を兼ねたものであってもよく、例えば、発光層と電子注入輸送層とを兼ねたものである場合、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（Ａｌｑ_３）等を使用することが好ましい。

陰極２５は、有機層２４上に形成されている。図１に示すように、陰極２５は、線状（長尺棒状）に形成され、基板２２上で陽極２３と直交するとともに、互いに平行となるように複数本配置されている。陰極２５は、陽極２３より低抵抗となるように形成されている。陰極２５に用いる材料としては、例えば、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ等のアルカリ金属、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ等のアルカリ土類金属、Ｌａ、Ｃｅ等の希土類金属、Ａｌ、Ｉｎ、Ａｕ、Ａｇ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｚｒ等が挙げられ、これらから少なくとも１種を選択すればよい。陰極２５は、抵抗加熱蒸着法、誘導加熱蒸着法、電子ビーム蒸着法、スパッタ法あるいはイオンプレーティング法のいずれの製造方法において適用が可能であり、製造方法を限定するものでは無い。

また、陰極２５上には、封止板が装着されている。封止板は、例えば、有機ＥＬパネル２の発光面と反対側となる部分に装着されている。封止板は、例えば、平板状に形成され、有機ＥＬパネル２を保護する役割を有する。

陽極引き出し配線３は、例えば、金属のような導電材料から形成され、陽極２３と陽極用ＴＣＰ４（駆動用ＩＣチップ）とを電気的に接続する。また、陽極引き出し配線３は、金属の窒化物や酸化物、絶縁材料と導電材料とが混合された複合材料を用いてもよい。

陽極引き出し配線３には、その電気抵抗が高抵抗となる抵抗領域３１が形成されている。抵抗領域３１は、その電気抵抗値が１００Ω以上１ＭΩ以下であることが好ましい。電気抵抗値が１００Ω以上１ＭΩ以下であれば、陽極２３に流れる電流が抵抗領域３１を通過することにより、大きな電圧降下が発生し、陽極２３にかかる電圧が緩和される。このため、陽極２３にかかる電圧が緩和され、陽極２３と陰極２５との間に形成された材料が絶縁破壊を起こしにくくなる。また、抵抗領域３１が存在することにより、電流が流れる回路のインピーダンスが高くなるため時定数が大きくなり、陽極２３と陰極２５との間に形成された材料に瞬間的に流れる電流が小さくなる。このため、陽極２３と陰極２５との間に形成された材料が絶縁破壊を起こしにくくなる。この結果、高階調、高輝度を実現させるのに十分な表示品位を有した表示装置１が実現される。

特に、抵抗領域３１は、その電気抵抗値が１ｋΩ以上１００ｋΩ以下であることが好ましい。電気抵抗値が１ｋΩ以上１００ｋΩ以下であると、十分な表示品位を、より効率的に、かつ、高い歩留りで実現することができるためである。

抵抗領域３１は、その電気抵抗が陽極引き出し配線３より高抵抗となるように形成されていればよく、例えば、図３（ａ）に示すように、その幅（線幅）を狭くしたり、図３（ｂ）に示すように、ジグザク形状にすることにより形成されている。このように、抵抗領域３１は、その線幅が狭く形成されているので、その電気抵抗値の設計（設定）が容易であり、十分な表示品位を有した表示装置１を容易に実現することができる。また、陽極２３は陰極２５より流れる電流が小さいので、陽極２３に電気信号が入力された場合に陽極２５側に抵抗領域３１を形成することによる電気信号の立ちあがりのロスが少ないので表示品位に悪影響を及ぼすことは少ない。

また、抵抗領域３１の線幅を特に細く（狭く）することにより、抵抗領域３１をヒューズとして利用することが可能となる。この場合、静電気などにより損傷した素子を含んだ表示装置１の検査での選別や排除を容易に行うことができる。

抵抗領域３１を、図３（ｃ）に示すように、櫛形状に形成してもよい。この場合、抵抗領域３１は、ヒューズと配線との両方の機能を有することが可能となり、櫛形状の配線の一部が切断されても配線としての機能を持つ表示装置１を実現することができる。

ところで、このような抵抗領域３１は、例えば、スパッタ法、及び、フォトリソグフィー技術により形成する陽極引き出し配線３の所定の領域を、その線幅が細くなるようにパターニングすることにより簡単に形成することができる。このため、簡単な方法で、かつ、工程数を増やすことなく、抵抗領域３１を形成することができる。

抵抗領域３１は、陽極引き出し配線３とは厚みが異なっている箇所を有していてもよい。このように抵抗領域３１の膜厚を変えることで、その電気抵抗値を容易に設定することができるためである。

また、抵抗領域３１は、陽極２３と陽極引き出し配線３との少なくとも一方と同一の材料から形成されていてもよい。陽極２３と陽極引き出し配線３との少なくとも一方と同一の材料から形成されることにより、例えば、フォトリソグラフィー法を使用して、工程数を増やすことなく、容易に抵抗領域３１を形成することができるためである。

また、抵抗領域３１を形成する材料は、陽極２３とは異なる材料あるいは組成を有していることが好ましい。陽極２３とは異なる材料等にすることにより、広い範囲の電気抵抗値を設定することが可能となるためである。従って、抵抗領域３１は、陽極引き出し配線３と同一の材料から形成されることが最も好ましい。

また、抵抗領域３１は、外気に露出させることがないように配置することが好ましい。抵抗領域３１を外気に露出させないことにより、表示装置１の検査や組み立て等の工程において、抵抗領域３１が断線などで破損されることがないので、抵抗領域３１を確実に形成することができる。このため、抵抗領域３１を配置した効果を確実に実現できる。

陽極用ＴＣＰ４は、例えば、有機材料を含んで形成された折り曲げ可能なフィルム状物からなり、陽極２３を駆動させる駆動用ＩＣチップ４１が実装されている。駆動用ＩＣチップ４１は、例えば、テープオートメイティドボンディング法（ＴＡＢ法）により陽極用ＴＣＰ４に実装されている。

陰極引き出し配線５は、例えば、金属のような導電材料から形成され、陰極２５と陰極用ＴＣＰ６（駆動用ＩＣチップ）とを電気的に接続する。

陰極用ＴＣＰ６は、例えば、有機材料を含んで形成された折り曲げ可能なフィルム状物からなり、陰極２５を駆動させる駆動用ＩＣチップ６１が実装されている。駆動用ＩＣチップ６１は、例えば、ＴＡＢ法により陰極用ＴＣＰ６に実装されている。

このように構成された表示装置１によれば、陽極引き出し配線３にその電気抵抗が高抵抗となる抵抗領域３１が形成されているので、例えば、陽極２３側と陰極２５側との間に高電圧が瞬間的に印加されても、陽極２３に流れる電流が抵抗領域３１を通過することにより、大きな電圧降下が発生し、陽極２３にかかる電圧が緩和される。このため、陽極２３にかかる電圧が緩和され、陽極２３と陰極２５との間に形成された材料が絶縁破壊を起こしにくくなる。従って、表示装置１の十分な表示品位を維持しつつ、陽極２３と陰極２５との間に形成された材料の絶縁破壊を防止することができる。

また、抵抗領域３１は、形成する陽極引き出し配線３の所定の領域を、その線幅が細くなるようにパターニングすることにより簡単に形成することができるので、簡単な方法で、かつ、工程数を増やすことなく、陽極２３と陰極２５との間に形成された材料の絶縁破壊を防止することができる。

さらに、抵抗領域３１が存在することにより、電流が流れる回路のインピーダンスが高くなる。このため、時定数が大きくなるので、両電極間に形成された材料に瞬間的に流れる電流は小さくなる。この結果、陽極２３と陰極２５との間に形成された材料が絶縁破壊を起こしにくくなる。

なお、本発明は、上記の実施の形態に限られず、種々の変形、応用が可能である。以下、本発明に適用可能な他の実施の形態について説明する。

上記実施の形態では、表示装置として有機ＥＬパネルを用いた場合を例に本発明を説明したが、表示装置は、プラズマディスプレイや液晶表示装置であってもよい。これらの場合にも、抵抗領域３１を形成することにより、両電極間に高電圧が瞬間的に印加されても、両電極間に形成された材料が絶縁破壊を起こしにくくなり、十分な表示品位を維持しつつ、絶縁破壊を防止することができる。また、簡単な方法で工程数を増やすことなく絶縁破壊を防止することができる。

基板２２を最終的に切り出すような場合には、表示装置１を基板２２から切り出す前まで、基板２２上に形成されたショートリングにより、少なくとも２つ以上の電極が電気的に接続されていてもよい。例えば、図４に示すように、基板２２の外側にショートリング７１を形成してもよい。このショートリング７１は、陽極２３と陰極２５とを電気的に接続し、最終的に基板２２を切り出すときに切断される。すなわち、少なくとも製造工程の途中まで従来のショートリングを併用してもよい。この場合、より製造工程での静電気による問題が発生しにくくなり、より高い歩留りを達成することができる。

以下、本発明の実施例について説明する。本実施例では、表示装置１がパッシブ型の表示装置の場合を例に説明する。この場合、陽極２３がデータ電極であり、陰極２５が走査電極である。

まず、基板を用意する。本例では、基板全面上に形成したカラーフィルター付き基板２２を用意した。この基板２２では、光に対して透光性を有するガラス基板（コーニング製：７０５９基板）上に、赤色カラーフィルター、緑色カラーフィルター、及び、青色カラーフィルターを、それぞれストライプ状に隣接するようにフォトリソグラフィー法を使用して、それぞれ９６本、膜厚：約１μｍ、線幅：７６μｍ、長さ：１４．６ｍｍの直線形状に形成した。そして、これらのカラーフィルター上にオーバーコートを全面スピンコートし、膜厚：１μｍとなるように形成した。そして、オーバーコート上にスパッタ法を使用して、ＳｉＯ_２膜を膜厚：２００ｎｍで基板全面上に形成したカラーフィルター付き基板２２とした。

次に、このカラーフィルター付き基板２２上に、ＩＴＯ膜（透明電極膜）をスパッタ法で１００ｎｍ形成し、フォトリソグラフィー法によりＩＴＯ膜を２８８本の直線パターン形状とすることにより陽極２３を形成した。具体的には、ＩＴＯ膜を形成したカラーフィルター付き基板２２上に感光性レジスト膜をスピンコートにて形成し、所定のパターン形状の遮光レチクルマスクを通したＵＶ光を基板２２に照射して、基板全面の感光性レジスト膜を感光させた。その後、基板２２を現像液に所定時間浸漬させて、所定パターン形状に感光レジスト膜を除去し、さらにエッチング液に浸漬させて感光性レジスト膜で被覆された箇所以外のＩＴＯ膜をエッチング除去することにより、陽極２３をＩＴＯ膜からなる２８８本の直線のパターン形状にした。

次に、窒化チタン（Ｔｉ−Ｎ）をスパッタ法で膜厚：２００ｎｍで形成し、フォトリソグフィー技術により窒化チタン膜を陽極２３のパターン端部に接するように直線状のパターン形状に形成することにより、陽極引き出し配線３を形成した。また、陽極２３間の窒化チタンの線幅を陽極引き出し配線３の線幅より細くパターニングを行うことにより、抵抗領域３１を形成した。

次に、絶縁性のポジ型レジストを基板２２上に塗布し、陽極２３表面に２８８×６４の開口を有するように、少なくとも陽極２３のエッジを被覆する形の形状でパターニングした。さらに、絶縁性の樹脂膜をスピンコート法により形成して、フォトリソグフィー技術により素子分離構造体を陽極２３と交差し、かつ、概ね陽極２３のストライプ方向と直交し、かつポジレジスト上に６５本形成した。

このように作製した基板２２に、ドライクリーニング処理を行った後、蒸着器に設置して、少なくとも１×１０^−４Ｐａ以下に真空排気した後、真空蒸着法により有機層２４を形成した。具体的には、チャンバーに投入した基板２２上にホール注入層としてＣｕＰｃ（銅フタロシアニン）を８０ｎｍ形成し、次にホール輸送層としてＴＰＤ（トリ・フェニル・ジアミン）層を３０ｎｍ形成し、次に発光層としてＡｌｑ_３（トリス・８−キノリノラト・アルミニウム）を５０ｎｍ形成した。

次に、有機層２４を形成した基板２２を、引き続き、陰極２５形成のために用意した真空チャンバーに真空を維持したまま移し、少なくとも１×１０^−４Ｐａ以下の真空にて電子注入層と陰極２５を形成した。具体的には、電子注入層は、酸化リチウムを真空蒸着法にて，膜厚：０．５ｎｍで形成した。陰極２５は、アルミニウムを膜厚：３００ｎｍで電子ビーム蒸着法にて形成した。そして、陰極引き出し配線５を形成するとともに、陽極引き出し配線３に陽極用ＴＣＰ４、陰極引き出し配線５に陰極用ＴＣＰ６を接続等することにより、表示装置１を形成した。

このようなパッシブ型の表示装置によれば、抵抗領域３１の電気抵抗を調整することにより、通常表示させるために印加する順バイアス電圧を低く設定することができる。このため、絶縁破壊の発生率を低減させたパッシブ型の表示装置が、より低価格で可能となる。抵抗領域３１の電気抵抗値は、表示装置１が有する画素数、表示面積、個別電極数、共通電極数などに応じて適宜設定することが可能であり、表示装置１を駆動するＩＣチップに耐圧が高く高価格なＩＣチップを使用することなく、また、温度によって輝度変化が起きにくい、十分な表示品位を有したパッシブ型の表示装置が実現できる。

次に、以上のように形成されたパッシブ型の表示装置に、図５に示すような静電気発生装置７を接続し、有機ＥＬ素子が絶縁破壊されるか否かの実験（静電気実験）を行った。この実験は、マニュアルプローバー８にて特定の画素（本実施例では見えやすくするためグリーンの画素）に触針し、そこから導いた同軸ケーブル９の先に静電気発生装置７にて静電気（ＨＢＭ：Ｃ＝１００ｐＦ，Ｒ＝１．５ｋΩ、ＭＭ：Ｃ＝２００ｐＦ，Ｒ＝０Ω）を注入した。静電気注入後の画素及びヒューズ抵抗の損傷を顕微鏡観察し、画素及びヒューズ抵抗が損傷しない電圧値（バイアス電圧）を各条件下で記録した。なお、電荷投入回数は１回である。結果を表１に示す。また、ヒューズ抵抗が１．９ｋΩについては、ヒューズ断線の値であり、これ以外は画素破壊の値である。

表１に示すように、抵抗領域３１の電気抵抗値（ヒューズ抵抗）が０．６ｋΩ以上で有機ＥＬ素子の絶縁破壊を起こす電圧が高くなることが確認できた。また、抵抗領域３１の電気抵抗値が１．９ｋΩ以上で、抵抗領域３１が断線（画素より先にヒューズが断線）し、抵抗領域３１がヒューズとして機能することが確認できた。このように、抵抗領域３１を形成することにより、絶縁破壊を防止することができることが確認できた。

本発明の実施の形態にかかる表示装置の構成を示す図である。 有機ＥＬ素子の構成を示す図である。 抵抗領域の形状を示す図である。 ショートリングを形成した表示装置の構成を示す図である。 静電気実験を説明するための図である。

符号の説明

１ 表示装置
２ 有機ＥＬパネル
３ 陽極引き出し配線
４ 陽極用ＴＣＰ
５ 陰極引き出し配線
６ 陰極用ＴＣＰ
２１ 有機ＥＬ素子
２２ 基板
２３ 陽極
２４ 有機層
２５ 陰極
３１ 抵抗領域
４１ 駆動用ＩＣチップ
６１ 駆動用ＩＣチップ

Claims (7)

1. 基板上に形成された、少なくとも１つの第１電極と、該第１電極よりその電気抵抗値が低い第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間に挟持された発光機能層と、前記基板に対向して貼り合わされ、前記第１電極、前記第２電極および前記発光機能層を保護する封止板と、を有し、
   前記第１電極はデータ電極であり、前記第２電極は走査電極であり、
   前記基板上には前記第１電極および前記第２電極に電気的に接続された電極端子をそれぞれ備え、
   前記第１電極に電気的に接続された電極端子のみに、その電気抵抗値が前記第１電極より高い抵抗領域を形成し、
   前記抵抗領域は、外気に露出されないように、前記基板上の前記封止板と対向する面内に配置されている、ことを特徴とする表示装置。
2. 前記抵抗領域は、前記第１電極と前記電極端子との少なくとも一方と同一の材料から形成されている、ことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
3. 前記抵抗領域は、前記電極端子と異なる材料または組成を有する、ことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
4. 前記抵抗領域は、その線幅が前記電極端子の線幅より狭く形成されている、ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の表示装置。
5. 前記抵抗領域は、前記電極端子の膜厚とは厚みが異なっている箇所を有する、ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の表示装置。
6. 前記抵抗領域は、その電気抵抗値が５００Ω以上１ＭΩ未満である、ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の表示装置。
7. 前記抵抗領域は、その電気抵抗値が１ｋΩ以上１００ｋΩ以下である、ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の表示装置。

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