JP2011066017A

JP2011066017A - 有機電界発光表示素子及びその製造方法

Info

Publication number: JP2011066017A
Application number: JP2010292313A
Authority: JP
Inventors: Ki Hong Kim; ホンキムキ; Hyo Dae Bae; ダバヒョ; Jae Cheol Kwon; チョルカンヨー
Original assignee: LG Electronics Inc
Current assignee: LG Electronics Inc
Priority date: 2004-02-20
Filing date: 2010-12-28
Publication date: 2011-03-31
Also published as: JP2005235766A; US7919919B2; EP1566838A3; CN100539245C; CN1658715A; US20050184656A1; EP1566838A2; US7358664B2; US20070262711A1

Abstract

【課題】パッド部不良を防止することができる有機電界発光表示素子及びその製造方法を提供する。
【解決手段】本発明に係る有機電界発光表示素子は、有機電界発光アレイと、有機電界発光アレイに駆動信号を供給すると共に、透明導電層１３６及び該透明導電層１３６の一部を露出させる不透明導電層１３４が積層されているパッド１３７とを具備する。
【選択図】図５

Description

本発明は、電界発光表示（ＥＬＤ）に関するもの、特に、パッド部不良を防止することができる有機電界発光表示素子及びその製造方法に関するものである。

最近、陰極線管(Cathode Ray Tube)の短所である重さと大きさを減らすことができる各種フラットパネル表示装置が開発されている。このようなフラットパネル表示装置には、液晶表示装置(Liquid Crystal Display : 以下 LCD という)、電界放出表示装置(Field Emission Display : 以下 FED という)、プラズマディスプレイパネル(Plasma Display Panel : 以下 PDP という)、及びエレクトロルミネセンス(Electro-luminescence:以下 EL という)表示装置などがある。このようなフラットパネル表示装置の表示品質を高めて大画面化を試みる研究が活発に進められている。

この中でPDPは、構造と製造工程が単純であることから軽量化、小型化を図るとともに、大画面化に一番有利な表示装置として注目されているが、発光效率と輝度が低く、消費電力の大きいという短所がある。一方、スイッチング素子で薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor : 以下 TFT という)が適用されたアクティブマトリックスLCDは、半導体工程を利用するため大画面化が困難であり、バックライトユニットによる消費電力が大きく、偏光フィルター、プリズムシート、拡散板などの光学素子による光損失が多く、視野角が狭い特性を有するという欠点があった。

また、EL表示素子は、自ら発光する自発光素子であり、発光層の材料によって無機EL素子と有機EL素子に大別される。EL表示素子は、前述した表示素子と比較して、応答速度が早く、発光效率がよく、高輝度で、視野角が大きいという長所を有する。無機EL素子は、有機EL素子に比べて消費電力が大きく、高輝度を得ることができず、R、G、Bによる多様な色を発光させることができない。これに対して、有機EL素子は、数十ボルトの低い直流電圧で駆動でき、応答速度が速く、高輝度を得ることができ、R、G、Bによるの多様な色を発光させることができるため次世代フラットディスプレイ素子として適している。

図７は従来の有機EL表示素子を概略的に示す断面図で、図８は図７に示された有機ELアレイのＩ−Ｉ’ 線を切断して示す断面図である。

図７及び図８に図示された有機ELアレイ（有機電界発光アレイ）５０は、基板２上に第１電極(またはアノード電極)４と第２電極(またはカソード電極)１２が互いに交差する方向に形成されている。第１電極４は基板２上に所定の間隔をおいて多数個形成されている。このような第１電極４が形成された基板２上には、個々のEL領域ごとに開口部を有する絶縁膜６が形成される。絶縁膜６上には、その上に形成される有機発光層１０及び第２電極１２を分離するための隔壁８が設けられている。隔壁８は第１電極４を横切る方向に形成され、上段部が下段部より広い幅を有するオーバーハング(Overhang)構造を備えている。隔壁８が形成された絶縁膜６上には、順次、有機化合物から構成される有機発光層１０と第２電極１２が全面蒸着される。有機発光層１０は、赤(R)、緑(G)、青(B)のカラーを表し、一般的には、各画素(P)ごとに赤、緑、青色を発光する個別の有機物質をパターニングすることによって形成される。

有機発光層１０は、図８に示されるように、第１電極４上に順次に形成された正孔注入層(１０e)、正孔輸送層(１０d)、発光層(１０c)、電子輸送層(１０b)及び電子注入層(１０a)を含む。このような、有機EL表示素子は、第１電極４と第２電極１２の間に電圧が印加されると、第２電極１２から発生した電子(またはカソード)が、電子注入層(１０a)及び電子輸送層(１０b)を通じて発光層(１０c)の方向に移動する。また、第１電極４から発生した正孔(またはアノード)は、正孔注入層(１０e)及び正孔輸送層(１０d)を通じて発光層(１０c)の方向に移動する。これによって、発光層(１０c)では、電子輸送層(１０b)と正孔輸送層(１０d)から供給された電子と正孔の再結合によってエキシトン(EXCITON)が形成され、エキシトンは、再び基底状態に励起されながら一定のエネルギーの光を第１電極４を通じて外部に放出し、その結果、画像が表示されるようになる。

このような有機ELアレイ５０は、湿気及び酸素により容易に劣化する特性を有している。このような問題を解決するために、有機ELアレイ５０を封止(Encapsulation)する工程が実施されている。これにより有機ELアレイ５０が形成された基板２とキャップ２８は、密封材、封止材（Sealant）２６によって接合される。

図９は従来の有機EL素子のパッド部を示す図面である。
図９に示された有機EL素子のパッド部のパッド３７は、外部から駆動信号を受けるために、導電性フィルム(ACF : Anisotropic Conductive Film)３０を間に介してCOF(Chip On Film)、TCP(Tape Carrier Package)などの信号供給フィルム３２と電気的に接続されている。パッド３７は、有機ELアレイ５０の第１電極４または第２電極１２と接続される透明導電層３６と、透明導電層３６の導電性を高めるための不透明導電層３４とが積層された構造を有している。ここで、透明導電層３６にはITO(Indium Tin Oxide)、IZO(Indium Zinc Oxide)、ITZO(Indium Tin Zinc Oxide)などが使用され、不透明導電層３４にはモリブデン(Mo)などが使用される。また、不透明導電層３４上には湿気及び酸素などにより不透明導電層３４の酸化を防止するためのシリコン膜３８が形成される。

ところで、このような従来の有機EL表示素子のパッド部に形成された不透明導電層３４は、水(H₂O)及び酸素(O₂)などによって腐蝕され、信号供給フィルム３２を通じて印加されるはずの駆動信号が印加されないなどのパッド不良問題が頻繁に発生する。これをより詳しく説明すると次のようになる。

一般的にモリブデン(Mo)などから形成された不透明導電層３４は、露出していると、湿気及び酸素などにより酸化または腐蝕される性質がある。このような不透明導電層３４は、有機ELアレイ５０が形成された基板２とキャップ２８の接合工程、及びACF３０を間に介してパッド３７と信号供給フィルム３２との接続工程などが実施される間、図１０に示されるように、大気中の湿気及び酸素にさらされる。このように露出した不透明導電層３４は酸化される。また、シリコン膜３８を形成した後にもシリコン膜３８と透明導電層３６及び不透明導電層３４の間の界面で酸素及び湿気が浸透することによって不透明導電層３４は酸化される。このような酸化は、各パッド３７に印加された電圧差によって生じるガルヴァーニ電気腐蝕を促進させ、その結果、外部駆動信号が有機ELアレイ５０に印加されなくなるなどパッド部の不良問題をもたらすようになる。

したがって、本発明の目的は、パッド部の不良の発生を防止することができる有機電界発光表示素子及びその製造方法に関するものである。

上記目的を達成するために、本願請求項１に係る有機電界発光表示素子の発明は、有機電界発光アレイと、該有機電界発光アレイに駆動信号を供給すると共に、透明導電層及び該透明導電層の一部を露出させる不透明導電層が積層されているパッドとを具備することを特徴とするものである。

また、請求項２の発明は、請求項１の有機電界発光表示素子において、さらに、前記有機電界発光アレイを覆うパッケージング板と、前記パッドと電気的に接続される信号供給フィルムと、前記透明導電層上に形成されたシリコン層とを具備することを特徴とするものである。

また、請求項３の発明は、請求項２の有機電界発光表示素子において、前記不透明導電層は、前記パッケージング板及び前記信号供給フィルムが設けられている領域以外の領域で一部除去されていることを特徴とするものである。

また、請求項４の発明は、請求項１の有機電界発光表示素子において、前記透明導電層は酸化物を含み、前記不透明導電層はモリブデン(Mo)を含むことを特徴とするものである。

また、請求項５の発明は、請求項１の有機電界発光表示素子において、前記有機電界発光アレイはアノード電極及びカソード電極を含み、前記透明導電層は前記アノード電極及びカソード電極の中の少なくともいずれか一つと同一物質であることを特徴とするものである。

また、請求項６に係る有機電界発光表示素子の製造方法の発明は、有機電界発光アレイを形成する工程と、前記有機電界発光アレイから伸びる透明導電層及び該透明導電層の一部を露出させる不透明導電層が積層されたパッドを形成する工程とを有することを特徴とする。

また、請求項７の発明は、請求項６の有機電界発光表示素子の製造方法において、さらに、前記有機電界発光アレイを覆うようにパッケージング板を前記基板に接合させる工程と、外部駆動信号を前記有機電界発光アレイに供給するために前記パッドに信号供給フィルムを接続させる工程と、前記透明導電層上にシリコン層を形成する工程とを有することを特徴とするものである。

また、請求項８の発明は、請求項７の有機電界発光表示素子の製造方法において、前記不透明導電層は、前記パッケージング板及び前記信号供給フィルムが設けられている領域以外の領域で一部除去されていることを特徴とするものである。

また、請求項９の発明は、請求項６の有機電界発光表示素子の製造方法において、前記透明導電層は酸化物を含み、前記不透明導電層はモリブデン(Mo)を含むことを特徴とするものである。

また、請求項１０の発明は、請求項６の有機電界発光表示素子の製造方法において、前記有機電界発光アレイはアノード電極及びカソード電極を有し、前記透明導電層は前記アノード電極及びカソード電極の中の少なくともいずれか一つと同一物質であることを特徴とするものである。

本発明に係る有機電界発光表示素子及びその製造方法は、有機ELアレイから伸張された透明導電層上に、該透明導電層の一部を露出させると共に、パッケージング板及び接続フィルムと重畳するように不透明導電層を形成する。これによって、不透明導電層の露出をなくし、水(H₂O)及び酸素(O₂)などによる不透明導電層の酸化を防止することができ、パッド部の不良を防止することができる。

本発明の参考例に係る有機電界発光表示素子の一部を示す面である。図１に示されたパッド部(A)を具体的に示す斜視図である。図１のII−II’ 線における断面図である。本発明の参考例に係る有機電界発光表示素子の製造方法を示すフローチャートである。本発明の一実施形態に係る有機電界発光表示素子の一部を示す図である。本発明の一実施形態に係る有機電界発光表示素子の製造方法を示すフローチャートである。従来の有機電界発光表示素子を概略的に示す断面図である。図７に示された有機電界発光アレイのＩ−Ｉ’ 線における断面図である。従来の有機電界発光表示素子のパッド部を示す図である。従来のパッド部の不良を示す図である。

以下、添付された図面を参照して本発明に係る有機電界発光表示素子について詳しく説明する。

図１は、本発明の参考例に係る有機EL表示素子の一部を示す図であり、図２は、図１に示されたパッド部(A)のパッドを具体的に示す図であり、図３は、図１に示されたII−II’ 線における断面図である。

図１乃至図３に示された本発明に係る有機EL表示素子の有機ELアレイ１５０の構造は、図７乃至図９に示される従来の構造と同一である。基板１０２上には、第１電極(またはアノード電極)１０４と第２電極(またはカソード電極)１１２が、互いに交差する方向に形成されている。第１電極１０４は、基板１０２上に所定の間隔をおいて多数個形成されている。このような第１電極１０４が形成された基板１０２上には、個々のEL領域ごとに開口部を有する絶縁膜１０６が形成されている。絶縁膜１０６上には、その上に形成される有機発光層１１０及び第２電極１１２を分離するための隔壁８が設けられている。隔壁１０８は第１電極１０４を横切る方向に形成され、上段部が下段部より広い幅を有するオーバーハング(Overhang)構造を有している。隔壁１０８が形成された絶縁膜１０６上には、順次、有機化合物から構成される有機発光層１１０と第２電極１１２が全面蒸着されている。

有機EL表示素子のパッド部のパッド１３７は、外部から駆動信号を受けるために、導電性フィルム(ACF : Anisotropic Conductive Film)１３０を間に介して、COF(Chip On Film)、TCP(Tape Carrier Package)などの信号供給フィルム１３２と電気的に接続されている。パッド１３７は、有機ELアレイ１５０の第１電極１０４または第２電極１１２と接続される透明導電層（第１導電層）１３６と、透明導電層１３６の導電性を高めるための不透明導電層（第２導電層）１３４と、透明導電層１３６及び不透明導電層１３４を覆うように形成されるダミー絶縁パターン１７５とを具備している。

ダミー絶縁パターン１７５は、不透明導電層３４の酸化及び腐蝕を防止する機能を有している。言い替えれば、水(H₂O)及び酸素(O₂)などに弱いモリブデン(Mo)などから形成されている不透明導電層１３４を覆うようにダミー絶縁パターン１７５が設けられ、不透明導電層１３４が水(H₂O)及び酸素(O₂)などにさらされるのを回避している。これによりパッド１３７が酸化及び腐蝕されるなどのパッド部の不良を防止することができる。また、ダミー絶縁パターン１７５には、不透明導電層１３４を一部露出させる接触ホール１８０が形成されており、信号供給フィルム１３２が接触ホール１８０を介して露出する不透明導電層１３４と接続されて、パッド１３７と電気的に接続できるようになっている。

ここで、透明導電層１３６には、ITO(Indium Tin Oxide)、IZO(Indium Zinc Oxide)、ITZO(Indium Tin Zinc Oxide)などが使用され、不透明導電層１３４には、モリブデン(Mo)などが使用されている。ダミー絶縁パターン１７５は、有機ELアレイ１５０の絶縁パターン１０６と同一物質からなっている。

さらに、ダミー絶縁パターン１７５上、または基板１０２とダミー絶縁パターン１７５の界面領域にシリコン膜１３８を設けることによって不透明導電層１３４を万全に保護している。

このように本発明の参考例に係る有機EL表示素子のパッド部は、有機ELアレイ１５０の第１及び第２電極(１０４,１１２)の中の少なくともいずれか一つと電気的に接続された透明導電層１３６と、不透明導電層１３４と、透明導電層１３６及び不透明導電層１３４を覆うように形成されて不透明導電層（第２導電層）１３４を一部露出させる接触ホール１８０を有したダミー絶縁パターン１７５を具備している。これによって、湿気及び酸素などから不透明導電層１３４を保護することができ、パッド部の不良を防止することができる。

図４は、本発明の参考例に係る有機EL表示素子の製造方法を示すフローチャートである。
先ず、ステップ２において、基板１０２上に、有機ELアレイ１５０の第１電極１０４及び第２電極１１２とそれぞれ接続される透明導電層１３６が形成される。ここで、透明導電層１３６には、ITO(Indium Tin Oxide)、IZO(Indium Zinc Oxide)、ITZO(Indium Tin Zinc Oxide)などが使用されている。

ステップ４において、透明導電層１３６上にスパッタリングなどの蒸着方法を利用して不透明導電物質が全面蒸着された後、マスクを利用したフォトリソグラフィ工程及びエッチング工程により不透明導電物質がパターニングされ不透明導電層１３４が形成される。

次に、ステップ６において、第１電極１０４、透明導電層１３６及び不透明導電層１３４が形成された基板１０２上に感光性絶縁物質が蒸着された後、フォトリソグラフィ工程により感光性絶縁物質がパターニングされ、有機ELアレイ１５０の絶縁膜１０６と、不透明導電層１３４上のダミー絶縁パターン１７５が形成される。絶縁膜１０６は、第１電極１０４を部分的に露出することにより、発光領域を形成しており、ダミー絶縁膜１７５は、透明導電層１３６及び不透明導電層１３４を覆うように形成されると共に、不透明導電層１３４の一部を露出させる接触ホール１８０を有している。これで、透明導電層１３６、不透明導電層１３４及びダミー絶縁パターン１７５が積層された構造のパッド１３７が形成される。

次に、ステップ８において、封止(Encapsulation)工程によりキャップ１２８が基板１０２と接合される。また、ステップ１０において、ACF１３０を介してパッド１３７と信号供給フィルム１３２が電気的に接続される。即ち、ACF１３０は、ダミー絶縁パターン１７５の接触ホール１８０を介してパッド１３７の不透明導電層１３４と接続される。そして最後に、ステップ１２において、ダミー絶縁パターン１７５上、またはダミー絶縁パターン１７５と基板１０２の界面領域にシリコン膜１３８が形成される。

図５は、本発明の一実施形態に係る有機EL表示素子の一部を示す図である。
図５に示された有機EL装置のパッド領域のパッド１３７は、外部から駆動信号を受けるために導電性フィルム(ACF : Anisotropic Conductive Film)１３０を間に介して信号供給フィルム１３２、例えば、TCP(Tape Carrier Package)１３２などのような接続フィルムと電気的に接続されている。パッド１３７は、有機ELアレイ１５０の第１電極１０４または第２電極１１２と接続される透明導電層１３６と、透明導電層１３６の導電性を高めるための不透明導電層１３４が積層された構造を有している。ここで、不透明導電層１３４は、透明導電層１３６上に形成されると共に、透明導電層１３６の一部が露出するように形成されている。さらに具体的には、パッケージング板１２８及びTCP１３２と重畳される領域以外の領域では、透明導電層１３６が露出するように形成されている。不透明導電層１３４及び透明導電層１３６上には、湿気及び酸素などにより不透明導電層１３４の酸化を防止するためのシリコン層１３８が形成されている。

このように本発明の一実施形態に係る有機EL表示装置のパッド領域には、第１及び第２電極(４,１２)の中のいずれか一つと接続される透明導電層１３６上に、パッケージング板１２８及びTCP１３２と重畳される領域に不透明導電層１３４が形成されている。これによって、パッド領域の中のパッケージング板１２８及びTCP１３２と重畳しない領域で透明導電層１３６が露出する態様に形成され、従来と比べて水(H₂O)及び酸素(O₂)などによる不透明導電層１３４の酸化を防止することができる。

これをより詳しく説明すると次のようになる。
一般的にモリブデン(Mo)などによって形成された不透明導電層１３４は、湿気及び酸素などにさらされると、酸化される性質がある。これに比べて、透明導電層１３６は、ITO(Indium Tin Oxide)、IZO(Indium Zinc Oxide)、ITZO(Indium Tin Zinc Oxide)などによって形成されているので酸素及び湿気などにより酸化されない。すなわち、透明導電層１３６は、酸化物(Oxide)を含むことによって不透明導電層１３４に比べて相対的に酸に強い性質を有している。

これによって、有機ELアレイ１５０が形成された基板１０２とパッケージング板１２８の接合工程、及びACF１３０を間に介してパッド１３７と TCP１３２との接続工程などが実施される間、透明導電層１３６は大気中の湿気及び酸素にさらされても酸化されず、不透明導電層１３４はパッケージング板１２８及びTCP１３２により湿気及び酸素にさらされないので、どの導電層も酸化されなくなり、各パッド１３７に印加される電圧差によるガルヴァーニ電気腐蝕も発生しなくなる。よって、パッド不良を防止することができる。

図６は、本発明に係る有機EL表示素子の製造方法を示すフローチャートである。
先ず、ステップ３２において、基板１０２上に有機ELアレイ１５０が形成されると共に、有機ELアレイ１５０の第１電極１０４及び第２電極１１２とそれぞれ接続される透明導電層１３６が形成される。ここで、透明導電層１３６には、 ITO(Indium Tin Oxide)、IZO(Indium Zinc Oxide)、ITZO(Indium Tin Zinc Oxide)などが使用されている。

次に、ステップ３４において、透明導電層１３６上にスパッタリングなどの蒸着方法を利用して不透明導電物質が全面蒸着された後、マスクを利用したフォトリソグラフィ工程、及びエッチング工程により不透明導電物質がパターニングされ不透明導電層１３４が形成される。ここで、不透明導電層１３４は、後に実施される封止工程により基板１０２と接合されるパッケージング板１２８及びパッド１３７と電気的に接続されたTCP１３２と重畳する領域に形成される。これによってパッケージング板１２８及びTCP１３２と重畳しない領域の透明導電層１３６が露出するようになる。これで、透明導電層１３６及び不透明導電層１３４が積層された構造のパッド１３７が形成される。

次に、ステップ３６において、封止工程によりパッケージング板１２８が基板１０２と接合され、ステップ３８において、ACF１３０を介してパッド１３７と TCP１３２が電気的に接続される。そして最後に、ステップ４０において、露出した透明導電層１３６上にシリコン層１３８が形成される。

このように本発明に係る有機EL表示装置及びその製造方法は、有機ELアレイに駆動信号を供給する透明導電層１３６上に透明導電層１３６を一部露出させると共に、パッケージング板１２８及びTCP１３２と重畳する領域に不透明導電層１３４が形成される。これによって、不透明導電層１３４が露出しなくなるので、水(H₂O)及び酸素(O₂)などによる不透明導電層１３４の酸化を防止することができる。これで、各パッド１３７に印加される電圧差によるガルヴァーニ電気腐蝕も発生しなくなり、パッド不良を防止することができる。

１０２基板
１０４第１電極
１０６絶縁膜
１０８隔壁
１１０有機発光層
１１２第２電極
１２６封止材
１２８パッケージング板
１３０ ACF
１３２信号供給フィルム
１３４不透明導電層（第２導電層）
１３６透明導電層（第１導電層）
１３７パッド
１３８シリコン膜
１５０有機ELアレイ
１７５ダミー絶縁パターン
１８０接触ホール

Claims

有機電界発光アレイと、該有機電界発光アレイに駆動信号を供給すると共に、透明導電層及び該透明導電層の一部を露出させる不透明導電層が積層されているパッドとを具備することを特徴とする有機電界発光表示素子。
前記有機電界発光アレイを覆うパッケージング板と、前記パッドと電気的に接続される信号供給フィルムと、前記透明導電層上に形成されたシリコン層とをさらに具備することを特徴とする請求項２記載の有機電界発光表示素子。
前記不透明導電層は、前記パッケージング板及び前記信号供給フィルムが設けられている領域以外の領域で一部除去されていることを特徴とする請求項２記載の有機電界発光表示素子。
前記透明導電層は酸化物を含み、前記不透明導電層はモリブデン(Mo)を含むことを特徴とする請求項１記載の有機電界発光表示素子。
前記有機電界発光アレイはアノード電極及びカソード電極を含み、前記透明導電層は前記アノード電極及びカソード電極の中の少なくともいずれか一つと同一物質であることを特徴とする請求項１記載の有機電界発光表示素子。
有機電界発光アレイを形成する工程と、前記有機電界発光アレイから伸びる透明導電層及び該透明導電層の一部を露出させる不透明導電層が積層されたパッドを形成する工程とを有することを特徴とする有機電界発光表示素子の製造方法。
前記有機電界発光アレイを覆うようにパッケージング板を前記基板に接合させる工程と、外部駆動信号を前記有機電界発光アレイに供給するために前記パッドに信号供給フィルムを接続させる工程と、前記透明導電層上にシリコン層を形成する工程とをさらに有することを特徴とする請求項６記載の有機電界発光表示素子の製造方法。
前記不透明導電層は、前記パッケージング板及び前記信号供給フィルムが設けられている領域以外の領域で一部除去されていることを特徴とする請求項７記載の有機電界発光表示素子の製造方法。
前記透明導電層は酸化物を含み、前記不透明導電層はモリブデン(Mo)を含むことを特徴とする請求項６記載の有機電界発光表示素子。
前記有機電界発光アレイはアノード電極及びカソード電極を有し、前記透明導電層は前記アノード電極及びカソード電極の中の少なくともいずれか一つと同一物質であることを特徴とする請求項６記載の有機電界発光表示素子。