JP4486071B2 - 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面的で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ようになる。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が必要とする。

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んで使用する。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ゼ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、空気中に消滅されて、ゼル状態のペーストは硬化されて固体状態のフリットに存在する。

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特許文献１に開示されている。特許文献１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が塗布された後、第１金属膜３０２ａがパターニングされる。そして、その上部に第２絶縁膜３０４ａが塗布された後、コンタクトホールが形成されて第２絶縁膜３０４ａの上部の所定領域に第２金属膜３０５ａが形成される。

第２金属膜３０５ａは、コンタクトホールを通じて第１金属膜３０３ａと電気的に連結される。第１金属膜３０３ａと第２金属膜３０５ａが電気的に連結される理由は、基板を元板単位で検査する時検査信号が入力される線の線抵抗の減少を減らすためで、線の厚さが厚くなれば線抵抗が減少されることを利用することで、第１金属膜３０３ａと第２金属膜３０５ａが電気的に連結されて検査信号の入力を受けて各基板に伝達する。

そして、第２金属膜３０５ａが形成された第２絶縁膜３０４ａ上部に保護膜３０６ａを形成して第１基板を完成する。そして、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。この時、フリット３０７ａの下部をよく見れば、第１金属膜３０３ａと第２金属膜３０５ａによって保護膜３０６ａに段差ｄ２が生ずる。

段差ｄ２は、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の場合約７０００Å程度になる。

したがって、このような段差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。

そして、一つの大型基板に複数の基板を形成して検査した後、大型基板を切って複数の基板を分離する元板単位の製造方法において、検査信号が入力される各配線は線抵抗が大きければ検査が円滑に進行されない恐れがあって金属膜１４の厚さを薄くすることができないという問題点がある。
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って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の本発明の第１側面は、画素を含む画素領域とそれ以外の非画素領域に区分される第１基板、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基板及び前記第１基板と前記第２基板の間に形成されて前記第１基板と前記第２基板を密封するフリットを含み、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て所定の領域がエッチングされている絶縁膜と前記絶縁膜上の所定領域にパターニングされて形成された第１金属膜及び前記第１金属膜の上部に形成される第２金属膜と前記絶縁膜と前記第２金属膜上に形成される保護膜を含む平板表示装置を提供するものである。

本発明の第２側面は、画素を含む画素領域とその外の非画素領域を含んで前記画素を利用して画像を表現する平板表示装置製造する方法において、バッファー層が形成された第１基板上に第１絶縁膜を形成する段階、前記第１絶縁膜が形成された領域の中で第１領域に第１金属膜をパターニングして形成してその結果物の上部に第２絶縁膜を蒸着する段階、前記第２絶縁膜の第２領域をエッチングする段階、前記第２領域に第２金属膜をパターニングして形成する段階、前記第２金属膜と前記第２絶縁膜の上部に保護膜を形成する段階及びフリットを利用して前記第１基板の画素領域を第２基板に密封する段階とを含む平板表示装置の製造方法を提供するものである。

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が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るし、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、図３は元板単位の平板表示装置を示す平面図である。

図２および図３を参照して説明すれば、元板単位の平板表示装置は、大型基板３００１に複数の基板３００が形成されてそれぞれの基板３００は、同じ工程上で画素が形成される。この時、各基板３００を検査するための配線ｗが大型基板上に形成されており、検査が完了した後大型基板３００１が切られて複数の基板３００に区分される。複数の基板それぞれには画素部１０００と走査駆動部３０００が形成されてデータ駆動部２０００と電源供給部４０００などが外部から連結されうる。

画素部１０００は、画素１００１が形成される透明基板３００上に画素が形成される第１基板と、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。

基板は、画素領域と非画素領域に区分されて、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Ｄ１、Ｄ２…Ｄｍと連結されてデータ信号を生成してデータ線Ｄ１、Ｄ２…Ｄｍを通じてデータ信号を伝達する。この時、データ線Ｄ１、Ｄ２…Ｄｍは、第１基板の上部に形成されてフリットの下部にデータ線Ｄ１、Ｄ２…Ｄｍが通り過ぎるようになる。

走査駆動部３０００は、走査線Ｓ１、Ｓ２…Ｓｎと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Ｓ１、Ｓ２…Ｓｎ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Ｓ１、Ｓ２…Ｓｎが通り過ぎるようになる。

電源供給部４０００は、画素部１０００、データ駆動部２０００、走査駆動部３０００などに駆動電圧を伝達して画素部１０００、データ駆動部２０００、走査駆動部３０００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電源線が通り過ぎるようになる。

図４は、図２および図３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４を参照して説明すれば、基板は透明基板３００ｂの上部にバッファー層３０１ｂが塗布されてその上部に第１絶縁膜３０２ｂが塗布された後、第１金属膜３０３ｂがパターニングされる。この時、第１絶縁膜の厚さは約１２００Å程度になって、第１金属膜の厚さは２０００Åの厚さになる。

そして、その上部に約５０００Åの厚さを持つ第２絶縁膜３０４ｂが塗布された後、第２絶縁膜３０４ｂの所定の領域をエッチングする。第２金属膜３０５ｂの厚さは約５０００Åになる。第２絶縁膜３０４ｂをエッチングする過程で第１絶縁膜３０２ｂもやはりエッチングされうるが、第１金属膜３０３ｂによって第１絶縁膜３０２ｂが保護を受けるようになる。

しかし、第１絶縁膜３０２ｂの中第１金属膜３０３ｂに保護を受けることができない領域はエッチングされうる。そして、エッチングされた所定の領域に第２金属膜３０５ｂが形成される。したがって、所定領域で第２絶縁膜３０４ｂがエッチングされていて第２金属膜３０５ｂは全体が第１金属膜３０３ｂと直接接触するようになって、第１金属膜３０３ｂと第２金属膜３０５ｂが一つの金属膜の役目を遂行するようになる。したがって、基板を元板単位で検査する時検査信号が入力される線の線抵抗の減少を減らすことができる。

そして、第２金属膜３０５ｂが形成された第２絶縁膜３０４ｂ上部に約７０００Åの厚さの保護膜３０６ｂを形成して第１基板を完成する。そして、フリット３０７ｂを利用して第２基板３１０ｂと第１基板を密封する。

この時、第２金属膜３０５ｂの下部に第２絶縁膜３０４ｂがエッチングされていて保護膜３０６ｂの下部の段差ｄ３が図１に比べると小さくなる。すなわち、保護膜３０６ｂ上端の段差面同士の高さの差（段差）は、第２絶縁膜３０４ｂの厚さにあたるほど小さくなって約２０００Å程度になる。第１金属膜３０３ｂと第２金属膜３０５ｂの厚さを調節して段差ｄ３はさらに減らすことができる。

そして、第２基板３１０ｂと第１基板の間の指定された位置にフリット３０７ｂが位置するようにしてフリット３０７ｂに熱を加えてフリット３０７ｂが溶けて一定の粘性を持つようになって第１基板にフリット３０７ｂが接着された状態でフリット３０７ｂが固まるようになって固定されるようにする。

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は保護膜３０６ｂの上部に段差がなくてフリット３０７ｂが保護膜３０６ｂに接触する面積が広くなる。詳しく説明すれば、フリット３０７ｂが固体状態の時保護膜の上部に段差があれば、フリット３０７ｂが保護膜の中で高い部分である第１及び第２金属膜が形成された部分のみに接触されるが、保護膜３０６ｂの上部が平坦になれば段差がある時と違ってフリット３０７ｂが保護膜３０６ｂに接触される面積が第１及び第２金属膜が形成された部分とそれ以外の部分にも接触するようになってフリット３０７ｂから発生する熱がさらに多い面に伝達されるようになって、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３０７ｂ下部にある金属膜をフリット３０７ｂから発生された熱から保護を受けることができる。

図５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５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、データ線Ｄｍ及び電源線ＥＬＶｄｄが画素に連結される。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して有機発光素子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。

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３は、元板単位の平板表示装置を示す平面図である。 図４は、図２および図３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５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。

符号の説明

３００ａ 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
３００１ 大型基板

Claims (7)

1. 画素を含む画素領域とその以外の非画素領域に区分される第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基板の間に形成されて前記第１基板と前記第２基板を密封するフリットを含み、
   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た第１絶縁膜と、
   前記第１絶縁膜上の所定領域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絶縁膜上に位置し、下部に前記第１金属膜を含む所定の領域がエッチングされている第２絶縁膜であって、下部に前記第１金属膜が形成された部分の全体が除去されている第２絶縁膜と、
   前記第２絶縁膜のエッチングされた領域に形成され、前記第１金属膜と接触する第２金属膜と、
   前記第２絶縁膜と前記第２金属膜上に形成される保護膜と、
   を含み、
   前記フリットが、前記保護膜上に位置し、
   前記保護膜は、その上端に高さの異なる段差面を有し、前記第２金属膜の上部に位置する前記段差面の高さが、前記第２絶縁膜の上部に位置する前記段差面の高さよりも高く、前記段差面同士の高さの差が前記第２絶縁膜の厚さより少なく形成されることを特徴とする平板表示装置。
2. 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。
3. 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。
4. 画素を含む画素領域とそれ以外の非画素領域を含んで前記画素を利用して画像を表現する平板表示装置の製造方法において、
   バッファー層が形成された第１基板上に第１絶縁膜を形成する段階と、
   前記第１絶縁膜が形成された領域中の第１領域に第１金属膜をパターニングして形成してその結果物の上部に第２絶縁膜を蒸着する段階と、
   前記第１領域上に位置する前記第２絶縁膜の第２領域をエッチングし、前記第２絶縁膜の、下部に前記第１金属膜が形成された部分の全体を除去する段階と、
   前記第２領域に第２金属膜をパターニングして、前記第１金属膜と接触する前記第２金属膜を形成する段階と、
   前記第２金属膜と前記第２絶縁膜の上部に保護膜を形成する段階であって、前記保護膜は、その上端に高さの異なる段差面が形成され、前記第２金属膜の上部に位置する前記段差面の高さが、前記第２絶縁膜の上部に位置する前記段差面の高さよりも高く、前記段差面同士の高さの差を前記第２絶縁膜の厚さより少なく形成する段階と、
   前記保護膜上に配置されるフリットを利用して前記第１基板の画素領域を第２基板に密封する段階と、
   を含むことを特徴とする平板表示装置の製造方法。
5. 前記第２絶縁膜をエッチングする段階で前記第１絶縁膜の一部分がエッチングされることを特徴とする請求項４に記載の平板表示装置の製造方法。
6. 前記密封する段階で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４に記載の平板表示装置の製造方法。
7. 前記平板表示装置は、
   大型基板に複数の基板を形成して検査した後、前記大型基板を切断し前記複数の基板を分離することにより製作され、その検査段階において前記第１金属膜と前記第２金属膜を通じて検査信号が入力されることを特徴とする請求項４に記載の平板表示装置の製造方法。

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