JP6207239B2

JP6207239B2 - 有機ｅｌ表示装置

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Publication number: JP6207239B2
Application number: JP2013115093A
Authority: JP
Inventors: 恒平高橋; 佐藤　敏浩; 敏浩佐藤; 直久安藤; 寛川中子
Original assignee: Japan Display Inc
Current assignee: Japan Display Inc
Priority date: 2013-05-31
Filing date: 2013-05-31
Publication date: 2017-10-04
Anticipated expiration: 2033-05-31
Also published as: US20140353641A1; US9299760B2; JP2014235810A

Description

本発明は、基板等の他の電子部品に対して電気的に接続可能な端子をその表面に有する有機ＥＬ表示装置に、関する。

従来技術

回路基板上には、当該回路基板上に形成又は実装された回路素子、若しくは当該回路基板に接続された電子機器に導通して、これら回路素子や電子機器に電源を供給したり信号を入出力するための配線が、形成されている。そして、各配線の先端は、他の基板（フレキシブルプリント基板を含む）に接続するための端子として、形成されている。一方、有機ＥＬ表示装置の表示領域では、回路層の上層に有機層が形成されている。有機膜は水分や酸素により劣化しやすい。有機層の劣化を防止するために、有機層は封止膜によって覆われている。この封止膜を形成するプロセスとしては、一般的に、膜を薄く且つ均一に形成する必要からＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）が採用されるので、封止膜は、有機層上に形成される他、有機層の無い端子上にも同時に形成される。

図９の縦断面図は、ＯＬＥＤ（Organic light-Emitting Diode）表示パネルを構成する基板１の端部に形成された端子の構造例を示している。即ち、この例においては、基板１の表面上にＯＬＥＤ表示パネルを構成する各発光素子（図示略）を駆動するドライバ回路（図示略）に導通する平坦な膜状の第１の金属電極１０１がアルミニウム等の金属によって形成され、この第１の金属電極１０１を覆うように、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）によって第２の金属電極１０２が形成され、当該第２金属電極１０２の上面及び基板１の上面に、ＳｉＮからなる封止膜１０３が、形成されている。

封止膜は絶縁性であるため、一旦封止膜を形成した後に、端子（第２金属電極１０２）上から封止膜（封止膜１０３）を除去しなければ、端子（第２金属電極１０２）に他の基板を接続することができない。

従来、端子（第２金属電極１０２）上から封止膜（封止膜１０３）を除去するには、一般的に、ドライエッチングが用いられていた。

特開２００７−７３３５５号公報

しかしながら、ＣＶＤによって形成された封止膜をドライエッチングにより除去するには、長い処理時間が必要であった。

そこで、本発明の課題は、端子上から封止膜を排除せずとも簡単な動作で端子に他の基板を端子に対して接続することが可能となる有機ＥＬ表示装置を、提供することである。

本発明による有機ＥＬ表示装置は、基板と、前記基板上に形成された電極と、前記電極の表面に重ねて、当該表面における所定方向に断続的に形成された絶縁膜と、前記電極の上面及び前記絶縁膜の表面を覆うように形成された金属膜と、前記金属膜の表面に形成された封止膜とを備えたことを特徴とする。

本発明による有機ＥＬ表示装置には、基板上に電極および有機膜が形成され、その表面が封止膜で覆われているものが全て含まれる。従って、基板上電子回路部品が実装されていても良いが、これらが無くても良い。基板上に電子素子及び有機膜が形成されているものとしては、例えば、ＯＬＥＤ表示パネルが、含まれる。

以上のように構成された本発明による有機ＥＬ表示装置によれば、端子上から封止膜を排除せずとも、簡単な動作で、端子に他の基板を接続することが可能となる。

第１の実施形態による有機ＥＬ表示装置の平面図第１の実施形態による有機ＥＬ表示装置の端子部の一部拡大縦断面図第１の実施形態による有機ＥＬ表示装置の端子部の一部拡大平面図第１の実施形態による有機ＥＬ表示装置の製造工程を示す一部拡大縦断面図第１の実施形態による有機ＥＬ表示装置の端子部の作用を示す一部拡大縦断面図導電ビーズの変形例を示す断面図絶縁膜のレイアウトの変形例を示す平面図絶縁膜のレイアウトの変形例を示す平面図端子部の層構造を示す断面図有機ＥＬ表示装置の画素部断面図

以下、図面に基づいて、本発明による回路ユニットの実施形態を、ＯＬＥＤ表示パネルを例として、説明する。

図１は、ＯＬＥＤ表示パネル１００の平面図である。図２は、ＯＬＥＤ表示パネルを構成する基板１の端部に形成された基板接続構造を示す断面（基板１の縁に平行であり且つ配線の長手方向に直交した、図３のII−II線に沿った断面）の縦断面図であり、基板１の端部に形成された一つの端子の近傍を拡大して示すものである。また、図３は、ＯＬＥＤ表示パネルを構成する基板１の端部に形成された一つの端子の近傍を拡大して示す平面図である。

図１に示されるように、平面視において、ＯＬＥＤ表示パネル１００の中央には、多数個のＯＬＥＤ発光素子がマトリックス状に並べて配置され、これらＯＬＥＤ発光素子が選択的に駆動されることによって画像が表示される表示エリア１１が、形成されている。また、ＯＬＥＤ表示パネル１００の上面における表示エリア１１の周辺領域（以下、本明細書において「額縁領域」と称する）の三か所には、表示エリア１１内の各ＯＥＬＤ発光素子を選択的に駆動するための駆動回路（Ｘドライバ，Ｙドライバ，シフトレジスタ等）１２，１３が、設けられている。

これらの表示エリア１１、各駆動回路１２，１３は、一枚の基板１上に形成されている。そして、基板１における駆動回路１３に近接した縁の近傍には、各駆動回路１２，１３に導通してこれら各駆動回路に対して電源電圧や駆動信号を供給するともにグランドへの接地を行うための多数の配線のパターンが形成されている。各配線の端部は、基板１における近接した縁に直交する方向に長手方向を向けた短冊状の金属電極２に夫々繋がっている。そして、各金属電極は、基板１における上記縁に沿って縞状に並べられることによって、外部から駆動電力、駆動信号及びアース電位を供給するフレキシブルプリント基板７に接続される端子１４として、構成されている。

なお、本実施形態の回路ユニットが液晶表示パネルやＭＥＭＳ表示パネルに応用される場合には、表示エリア１１に、液晶表示素子やＭＥＭＳシャッタが形成される。

以上の表示エリア１１，各駆動回路１２，１３の形成箇所を含め、ＯＬＥＤ表示パネル１００の表面は、絶縁材料からなる封止膜１４によって覆われている

これら図２及び図３に示されるように、基板１の表面上には、アルミニウム等の金属によって形成され、且つ、ＯＬＥＤ表示パネルを構成する各発光素子（図示略）を駆動するドライバ回路（図示略）に導通する金属電極２が、金属薄膜として形成されている。この金属電極２の表面上及び当該金属電極２の周囲における基板１の上面上には、金属電極２の長手方向に平行な方向及び直交する方向に夫々一定ピッチで、ポリイミド又はアクリルからなる多数の円柱状の絶縁膜３が、フォトリソグラフィプロセスによって形成されている。図２及び図３の例では、金属電極２の長手方向と平行な方向に９個の絶縁膜３が形成され、金属電極２の長手方向に直交する方向に７個の絶縁膜３が形成されており、当該方向における７個の絶縁膜３のうち内側の５個の絶縁膜３が、金属電極２の表面上に形成されている。

また、金属電極２及び当該金属電極２上に形成された７×５個の絶縁膜３の外面の全体を覆うように、ＩＴＯのスパッタリングによって電極４が形成されている。このように、電極４はスパッタリングによって形成されるので、各絶縁膜３の側面にも、電極４が形成される。

以上の基板１上への金属電極２の形成、絶縁膜３の形成、及び金属電極４の形成は、記載した順になされる。そして、電極４の形成を完了した時点における縦断面図を図４に示す。

次に、電極４の表面及び電極４に覆われていない絶縁膜３の表面を含む、基板１の上面の全体にわたって、ＳｉＯからなる封止膜５が、ＣＶＤによって形成されている。このように封止膜５はＣＶＤによって形成されるので、絶縁膜３の側面における封止膜５の膜厚は、絶縁膜３の上面における封止膜５の膜厚よりも薄くなる。そして、封止膜５の表面形状は、端子（電極２，４）が形成されている箇所及びその近傍において、絶縁膜３の形状に倣って突起した凸凹形状となっている。なお、封止膜５の突起を、以下、「突起構造物」という

以上のように構成された接続構造を用いて金属電極２を他の基板７上の配線に導通させるには、封止膜４の表面が凸凹形状となっている部分に、金属球からなる多数の導電ビーズ６を分散させる。なお、図３におけるＩＶ−ＩＶ線に沿った拡大縦断面図である図５に示すように、金属電極２の長手方向に斜交する方向に隣接する一対の突起構造物の表面同士の間隔は、各導電ビーズ６の直径の約８割程度であることが望ましい。その結果、各導電ビーズ６の直径は、上記一対の突起構造物内の金属電極４の表面同士の間隔と一致するか、若しくは、若干だけ大きい。また、突起構造物の高さは、各導電ビーズ６の直径よりも低く、半径よりも高いことが好ましい。以上の寸法条件を満たすことにより、分散された各導電ビーズ６は、それぞれ４個の突起構造物の先端によって支持された状態となる。

そこで、作業者又はロボットは、電極４上に他の基板（ここではフレキシブルプリント基板）７の電極が重なるようにして他の基板を位置合わせした状態で、他の基板を封止膜５に圧着する。すると、当該他の基板によって導電ビーズ６が、夫々４個の突起構造物の間に押し込まれる。このように押し込まれた導電ビーズ６は、上述したサイズの関係から、比較的軟質な封止膜５を押しのけて、これを剥がし、又は、これを突き抜けて、封止膜５下の電極４と導通する。

このようにして、導電ビーズ６が最も押し込まれて封止膜５の表面に当接した状態においても、上述した寸法条件により、その頂部が突起構造物の上端から突出している。従って、導電ビーズ６が他の基板（フレキシブルプリント基板）上に形成された電極に導通した状態が、維持される。その結果、他の基板７上に形成された電極が、金属電極２に導通する。このように、本実施形態によると、電極４上から封止膜５を除去する必要がないにも関わらず、金属電極２を他の基板７上に形成された電極に導通させることができる。
（変形例）

他の基板７を封止膜５及び導電ビーズ６に重ねる際に、両者の間に異方性導電膜を介在させても良い。ここで、異方性導電膜は、導電性を有する微細な金属粒子を熱硬化性樹脂に混入させて構成したシートであり、厚さ方向に圧力を加えた状態で加熱されると、厚さ方向にのみ電流を流す性質を生じる。従って、異方性導電膜がない状態よりも、各導電ビーズ６と他の基板７上に形成された電極との導通性が高まる。

また、導電ビース６として、図６の断面図に示されように、その表面の全域にわたって多数の尖頭突起が形成されたものが用いられてもよい。このような形状の導電ビーズ６が用いられると、尖頭突起が封止層５を突き破ることができるので、導電ビーズ６と金属電極４との導通性が高まる。

また、封止膜５の形成後、導電ビーズ６の分散前に、封止膜５に対してドライエッチングを行って、封止膜５の膜厚を薄くしておいても良い。このようにすれば、導電ビーズ６による金属電極４との導通が容易になる。

また、絶縁膜３の形状としては、図７の拡大平面透視図に示すように、金属電極２の長手方向に平行な方向に伸延したストライプ状であっても良い。図７の例では、７本の絶縁膜３が形成されており、７本のうち内側の５本の絶縁膜３０が、金属電極２の表面上に形成されている。各絶縁膜３０の外面上に、図２と同様に、電極４及び封止膜５が順に形成されることにより、上述した突起構造物が形成される。隣接する一対の突起構造物の表面同士の間隔は、各導電ビーズ６の直径の約８割程度であることが望ましい。その結果、各導電ビーズ６の直径は、上記一対の突起構造物内の電極４の表面同士の間隔と一致するか、若しくは、若干だけ大きくなる。また、突起構造物の高さは、各導電ビーズ６の直径よりも低く、半径よりも高いことが好ましい。以上の結果、分散された各導電ビーズ６は、隣接する二つの突起構造物の先端同士の間に支持された状態となる。そして、上述したのと同様の工程により、他の基板７上に形成された電極と金属電極２とが導通する。

また、絶縁膜３の形状としては、図８の拡大平面透視図に示すように、格子状に金属電極２の長手方向に平行な方向及び直交する方向に夫々に形成されたストライプ状（全体として格子状）であっても良い。図８の例では、金属電極２の長手方向に７本の絶縁膜３１が形成されており、金属電極２の長手方向に直交する方向に７本の絶縁膜３１が形成され、後者の方向における７本の絶縁膜３１のうち内側の５本の絶縁膜３１が、金属電極２の表面上に形成されている。各絶縁膜３１の表面には、図２と同様に、電極４及び封止膜５を順に形成されることにより、突起構造物となる。突起構造物がなす各格子の内幅は、各導電ビーズ６の直径の約８割程度であることが望ましい。その結果、各導電ビーズ６の直径は、上記突起構造物がなす各格子の内幅と一致するか、若しくは、若干だけ大きくなっている。また、突起構造物の高さは、各導電ビーズ６の直径よりも低く、半径よりも高いことが好ましい。以上の結果、分散された各導電ビーズ６は、突起構造物の各格子の縁に支持された状態となる。そして、上述したのと同様の工程により、他の基板７上に形成された電極と金属電極２とが導通する。

図１０は本発明の有機ＥＬ表示装置の画素部の断面図である。基板１上には回路層１６が形成され、回路層１６上には画素層が形成されている。回路層１６は、半導体層１７を覆ってゲート絶縁膜１８が形成され、このゲート絶縁膜１８上に金属電極であるゲート電極１９が配置されている。また、ゲート電極１９を覆って層間絶縁膜２０が配置されている。ゲート絶縁膜１８及び層間絶縁膜２０に形成したスルーホールを介してソース電極２１とドレイン電極２２が半導体層に接続されている。ソース電極２１とドレイン電極２２と覆っている膜は平坦化膜２３である。平坦化膜２３は回路層上面の凹凸を吸収して平坦化膜２３の上面を平坦化させることで、平坦化膜２３の上層に配置される画素電極の形成を容易にする。本実施例において、画素電極は陽極２４である。陽極２４の下層には金属製の反射膜２５が配置されており、陽極２４と反射膜２５を合わせて画素電極と呼ぶこともできる。画素電極は平坦化膜に形成したスルーホールを介して回路層のドレイン電極２２と接続している。

画素電極はその端部を含む周辺部をバンクと呼ばれる有機絶縁膜２６で覆われている。バンク２６の上層に発光層を含む有機層２７が配置され、有機層２７の上層に陰極２８となる共通極が配置されている。バンク２６に形成した開口部において有機層２７と陽極２４とが接触している。つまり、バンク２６の開口部では、下層側から、陽極２４、有機層２７、陰極２８の順番で配置され、ここに電流が供給されることで、有機層が発光する。
陰極の上層には、回路層及び画素層を覆って封止膜５が形成されている。この封止膜５は前述した端子まで延在している。

本発明によれは、端子部に封止膜が形成されていても、封止膜を除去する必要が無く、容易に表示装置が形成できる。

１基板
２金属電極
３絶縁膜
４金属電極
５封止膜
６導電ビーズ
７他の基板

Claims

他の基板上の電極に導通可能な第１の端子が設けられた基板と、
前記第１の端子に入力された信号に基づいて画像を表示する表示エリアと、
前記表示エリアの周辺領域である額縁エリアと、
前記第１の端子に対応して設けられ、前記第１の端子と導通する第２の端子を有する他の基板と、
前記第１の端子と前記第２の端子との間の導電性ビーズと、を有し、
前記第１の端子は、
前記基板上の前記額縁エリアに配置された電極と、
前記電極の表面に重ねて、当該表面における所定方向に断続的に形成された絶縁膜と、
前記電極の上面及び前記絶縁膜の表面を覆うように形成された金属膜と、
前記表示エリア及び前記額縁エリアの略全面を覆い、前記金属膜の表面を被覆する封止膜と、を備え、
前記絶縁膜は前記電極上に凹凸部を形成し、
前記金属膜及び前記封止膜は、前記絶縁膜及び前記電極により形成される凹凸部に沿って形成され、
前記凹凸部における凹部の幅は前記導電性ビーズの直径より狭く、
前記導電性ビーズは、前記凹部に押入されて前記金属膜と導通している
ことを特徴とする有機ＥＬ表示装置の回路ユニット。
前記導電性ビーズが陥入している凹部において、前記絶縁膜の側壁に沿って形成された金属膜の表面は、前記封止膜が接触する部分と前記封止膜が欠如している部分が存在する
ことを特徴とする請求項１記載の有機ＥＬ表示装置の回路ユニット。
前記凹部において、前記封止膜が欠如している部分で、前記導電性ビーズが前記金属膜と当接する
ことを特徴とする請求項２記載の有機ＥＬ表示装置の回路ユニット。
前記導電性ビーズの表面には尖頭突起が形成されている
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の有機ＥＬ表示装置の回路ユニット。
前記絶縁膜は、直交する２方向に夫々均一なピッチで複数配置されている円柱状である
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の有機ＥＬ表示装置の回路ユニット。
前記絶縁膜は、ストライプ状である
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の有機ＥＬ表示装置の回路ユニット。
前記絶縁膜は、格子状である
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の有機ＥＬ表示装置の回路ユニット。
前記導電性ビーズは、前記凹凸部の上端から突出し、前記他の基板の前記第２の端子と導通している
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の有機ＥＬ表示装置の回路ユニット。