(57)【要約】【課題】共通電圧の印加が円滑に行われる表示装置を提供する。【解決手段】表示装置は、第１基板素材上に形成されている薄膜トランジスタと、薄膜トランジスタと電気的に接続されている画素電極と、画素電極上に形成されている有機層と、有機層の上部に形成されている共通電極と、共通電極上に形成されている伝導層と、伝導層上に形成されていて、共通電圧が印加される透明電極層と、透明電極層上に位置する第２基板素材とを含むことを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１基板素材上に形成されている薄膜トランジスタと、
前記薄膜トランジスタと電気的に接続されている画素電極と、
前記画素電極上に形成されている有機層と、
前記有機層の上部に形成されている共通電極と、
前記共通電極上に形成されている伝導層と、
前記伝導層上に形成されていて、共通電圧が印加される透明電極層と、
前記透明電極層上に位置する第２基板素材と、
を含むことを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記伝導層は、伝導性高分子からなることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記伝導層は、ポリピロール、ポリアニリン、ポリサイオピンからなる群より選択される少なくともいずれか１つであることを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
【請求項４】
前記伝導層は、伝導粒子を含むことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項５】
前記伝導粒子は、銀またはニッケルからなることを特徴とする請求項４に記載の表示装置。
【請求項６】
前記伝導層は、前記有機層上では除去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。
【請求項７】
前記伝導層の上部は、実質的に平坦であることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項８】
前記共通電極は、マグネシウムと銀を含むことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項９】
前記共通電極は、カルシウムと銀を含むことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項１０】
前記共通電極の厚さは、５０Å〜２００Åであることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項１１】
前記透明電極層は、ＩＴＯ(indium tin oxide)またはＩＺＯ(indium zinc oxide)からなることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項１２】
前記有機層で生成された光は、前記第２基板素材を通じて外部に出射されることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項１３】
前記第１基板素材上には、表示領域と前記表示領域の周縁に形成されている非表示領域とが設けられており、
前記非表示領域には、前記第１基板素材と前記第２基板素材とを接合する非伝導性シーラントが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。
【請求項１４】
前記非伝導性シーラントは、前記透明電極層と接することを特徴とする請求項１３に記載の表示装置。
【請求項１５】
前記第１基板素材上には、表示領域と前記表示領域の周縁に形成されている非表示領域とが設けられており、
前記透明電極層は、前記表示領域に対応するように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。
【請求項１６】
前記第１基板素材上には、表示領域と前記表示領域の周縁に形成されている非表示領域とが設けられており、
前記非表示領域と前記伝導層との間には絶縁層が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。
【請求項１７】
前記第１基板素材上には、表示領域と前記表示領域の周縁に形成されている非表示領域とが設けられており、
前記非表示領域には、前記透明電極層に共通電圧を印加する短絡バーが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。
【請求項１８】
前記有機層を取り囲んでいる隔壁をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項１９】
前記有機層は、順に積層されている正孔注入層と発光層とを含むことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項２０】
前記正孔注入層は、ポリ（３、４−エチレンジオキシチオフェン）とポリスチレンスルホン酸とを含むことを特徴とする請求項１９に記載の表示装置。
【請求項２１】
前記発光層は高分子物質であることを特徴とする請求項１９に記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は表示装置に係り、より詳しくは、共通電圧の印加が円滑に行われる表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
平板ディスプレイ装置(flat panel display)のうち、低電圧駆動、軽量薄型、広視野角、及び高速応答などの長所によって、最近、ＯＬＥＤ(organic light emitting diode)が脚光を浴びている。ＯＬＥＤは、駆動方式によって受動型(passive  matrix)と能動型(active matrix)とに分けられる。このうちの受動型は製造過程は簡単であるが、ディスプレイの面積と解像度が増加するほど消費全力が急激に増加するという問題がある。従って、受動型は主に小型ディスプレイに応用されている。一方、能動型は製造過程は複雑であるが、大画面と高解像度を実現することができるという長所がある。
【０００３】
能動型ＯＬＥＤは、薄膜トランジスタが各画素領域ごとに接続され、各画素領域別に有機発光層の発光を制御する。各画素領域には画素電極が位置しており、各画素電極は独立した駆動のために隣接した画素電極と電気的に分離されている。また、画素領域間には画素電極よりさらに高い隔壁が形成されており、この隔壁は、画素電極間の短絡を防止し、画素領域間を分離する役割を果たす。隔壁間の画素電極上には正孔注入層と有機発光層とが順に形成されている。有機発光層の上部には共通電極が形成されている。
【０００４】
ＯＬＥＤは有機発光層で発生した光の出射方向により、ボトムエミッション方式とトップエミッション方式とに分けられる。
ボトムエミッション方式においては、有機発光層で発生した光が薄膜トランジスタ方向に出射される。この方式は工程がよく確立されているが、薄膜トランジスタと配線によって開口率(aperture ratio)が減少するという問題がある。特に、非晶質シリコンを用いる薄膜トランジスタは、低い移動度(mobility)によって大きいサイズを有し、ＯＬＥＤは、通常、２つ以上の薄膜トランジスタを用いるため、開口率はさらに減少する。
【０００５】
トップエミッション方式においては、有機発光層で発生した光が共通電極を経て外部に出射される。従って、薄膜トランジスタによる開口率の減少がなく、高い開口率を維持することができる。一方、トップエミッション方式では共通電極を透明に製造しなければならない。共通電極として、金属を薄く蒸着するか、またはＩＴＯ、ＩＺＯなどをスパッタリングする方法が用いられているが、共通電極の抵抗が大きいため、大型パネルを製造することが困難である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、本発明の目的は、共通電圧の印加が円滑に行われる表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記本発明の目的は、第１基板素材上に形成されている薄膜トランジスタと、前記薄膜トランジスタと電気的に接続されている画素電極と、前記画素電極上に形成されている有機層と、前記有機層の上部に形成されている共通電極と、前記共通電極上に形成されている伝導層と、前記伝導層上に形成されており共通電圧が印加される透明電極層と、前記透明電極層上に位置する第２基板素材とを含む表示装置によって達成することができる。
【０００８】
前記伝導層は、伝導性高分子からなることが好ましい。
前記伝導層は、ポリピロール、ポリアニリン、ポリサイオピンからなる群より選択される少なくともいずれか１つであることが好ましい。
前記伝導層は、伝導粒子を含むことが好ましい。
前記伝導粒子は、銀またはニッケルからなることが好ましい。
【０００９】
前記伝導層は、前記有機層上では除去されていることが好ましい。
前記伝導層の上部は、実質的に平坦であることが好ましい。
前記共通電極は、マグネシウムと銀を含むことが好ましい。
前記共通電極は、カルシウムと銀を含むことが好ましい。
前記共通電極の厚さは、５０Å〜２００Åであることが好ましい。
【００１０】
前記透明電極層は、ＩＴＯ(indium tin oxide)またはＩＺＯ(indium zinc oxide)からなることが好ましい。
前記有機層で生成された光は、前記第２基板素材を通じて外部に出射されるように構成することが好ましい。
前記第１基板素材上には、表示領域と前記表示領域の周縁に形成されている非表示領域とが設けられており、前記非表示領域には、前記第１基板素材と前記第２基板素材とを接合する非伝導性シーラントが形成されていることが好ましい。
【００１１】
前記非伝導性シーラントは、前記透明電極層と接することが好ましい。
前記第１基板素材上には、表示領域と前記表示領域の周縁に形成されている非表示領域とが設けられており、前記透明電極層は前記表示領域に対応するように形成することが好ましい。
前記第１基板素材上には、表示領域と前記表示領域の周縁に形成されている非表示領域とが設けられており、前記非表示領域と前記伝導層との間には絶縁層を形成することが好ましい。
【００１２】
前記第１基板素材上には、表示領域と前記表示領域の周縁に形成されている非表示領域とが設けられており、前記非表示領域には前記透明電極層に共通電圧を印加する短絡バーを形成することが好ましい。
前記有機層を取り囲んでいる隔壁をさらに含むことが好ましい。
前記有機層は、順に積層されている正孔注入層と発光層とを含むことが好ましい。
【００１３】
前記正孔注入層は、ポリ（３、４−エチレンジオキシチオフェン）とポリスチレンスルホン酸とを含むことが好ましい。
前記発光層は高分子物質であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、共通電圧の印加が円滑に行われる表示装置が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、添付された図面を参照して、本発明についてさらに詳細に説明する。
いろいろな実施形態において、同一の構成要素について同一の参照番号を付けており、同一の構成要素については第１実施形態で代表的に説明し、他の実施形態では省略され得る。
図１は本発明の第１実施形態による表示装置の等価回路図である。
【００１６】
図１に示すように、本実施形態による表示装置１は複数の信号線を含む。
信号線は、走査信号を伝達するゲート線、データ信号を伝達するデータ線、及び駆動電圧を伝達する駆動電圧線を含む。データ線と駆動電圧線とは互いに隣接して並んで配置されており、ゲート線はデータ線及び駆動電圧線と垂直方向に延長されている。
各画素は、有機発光素子ＬＤ、スイッチングトランジスタＴｓｗ、駆動トランジスタＴｄｒ、及び蓄電器Ｃを含む。
【００１７】
駆動トランジスタＴｄｒは、制御端子、入力端子、及び出力端子を有し、制御端子はスイッチングトランジスタＴｓｗに接続され、入力端子は駆動電圧線に接続され、出力端子は有機発光素子ＬＤに接続されている。
有機発光素子ＬＤは、駆動トランジスタＴｄｒの出力端子に接続されるアノード(anode)と共通電圧Ｖｃｏｍに接続されているカソード(cathode)とを有する。有機発光素子ＬＤは、駆動トランジスタＴｄｒの出力電流によって強さを異にして発光することにより、映像を表示する。駆動トランジスタＴｄｒの電流は、制御端子と出力端子との間にかかる電圧によってその大きさが変わる。
【００１８】
スイッチングトランジスタＴｓｗは、また、制御端子、入力端子、及び出力端子を有し、制御端子はゲート線に接続され、入力端子はデータ線に接続され、出力端子は駆動トランジスタＴｄｒの制御端子に接続されている。スイッチングトランジスタＴｓｗは、ゲート線に印加される走査信号により、データ線に印加されるデータ信号を駆動トランジスタＴｄｒに伝達する。
【００１９】
蓄電器Ｃは、駆動トランジスタＴｄｒの制御端子と入力端子との間に接続されている。蓄電器Ｃは、駆動トランジスタＴｄｒの制御端子に入力されるデータ信号を充電して維持する。
以下、第１実施形態による表示装置について、図２及び図３を参照して詳しく説明する。図２は本発明の第１実施形態による表示装置の部分的な断面図であり、図３は本発明の第１実施形態による表示装置の全体断面図である。図２においては駆動トランジスタＴｄｒだけを図示した。
【００２０】
ガラス、石英、セラミックスまたはプラスチックなどの絶縁性材質を含んで作られた第１基板素材１１０上に、ゲート電極１２１、第１共通電圧印加部１２２、及び第２共通電圧印加部１２３が形成されている。第１共通電圧印加部１２２と第２共通電圧印加部１２３とには外部から共通電圧が伝達され、各々共通電極１９０と透明電極層３２１とに共通電圧を印加する。ゲート電極１２１、第１共通電圧印加部１２２、及び第２共通電圧印加部１２３は、同一階層に設けられており、第１共通電圧印加部１２２と第２共通電圧印加部１２３とは非表示領域に位置する。
【００２１】
第１基板素材１１０とゲート電極１２１上にはシリコン窒化物(SiNx)などからなるゲート絶縁膜１３１が形成されている。ゲート絶縁膜１３１は、第１共通電圧印加部１２２及び第２共通電圧印加部１２３上では一部除去されている。
ゲート電極１２１が位置するゲート絶縁膜１３１上には、非晶質シリコンからなる半導体層１３２と、ｎ型不純物が高濃度にドーピングされたｎ＋水素化非晶質シリコンからなる抵抗性接触層１３３とが順に形成されている。ここで、抵抗性接触層１３３はゲート電極１２１を中心に両方に分離されている。
【００２２】
抵抗接触層１３３及びゲート絶縁膜１３１上には、ソース電極１４１とドレイン電極１４２とが形成されている。ソース電極１４１とドレイン電極１４２とはゲート電極１２１を中心に分離されている。
ソース電極１４１とドレイン電極１４２、及びこれらによって覆われない半導体層１３２の上部には保護膜１５１が形成されている。保護膜１５１はシリコン窒化物(SiNx)で構成することができる。保護膜１５１は、ドレイン電極１４２、第１共通電圧印加部１２２、及び第２共通電圧印加部１２３上では一部除去されている。
【００２３】
保護膜１５１上には有機膜１５２が形成されている。有機膜１５２は ＢＣＢ(benzocyclobutene)系列、オレフイン系列、アクリル樹脂(acrylic resin)系列、ポリイミド(polyimide)系列、テプロン系列、サイトップ(cytop)、ＦＣＢ(perfluorocyclobutane)のうちのいずれか１つであり得る。有機膜１５２は、ドレイン電極１４２、第１共通電圧印加部１２２、及び第２共通電圧印加部１２３上では一部除去されている。
【００２４】
有機膜１５２の上部には画素電極１６１が形成されている。画素電極１６１は陰極(anode)とも言い、有機層１８０に正孔を供給する。画素電極１６１はＩＴＯまたはＩＺＯなどの透明な伝導物質からなっており、接触孔１５３を通じてドレイン電極１４２と接続されている。
第１共通電圧印加部１２２及び第２共通電圧印加部１２３上には、各々画素電極１６１と同一階層に第１接触部材１６２と第２接触部材１６３とが形成されている。第１接触部材１６２は接触孔１５４を通じて第１共通電圧印加部１２２と接続され、第２接触部材１６３は接触孔１５５を通じて第２共通電圧印加部１２３に接続されている。
【００２５】
画素電極１６１と有機膜１５２上には画素電極１６１を取り囲んでいる隔壁１７１が形成されている。隔壁１７１は画素電極１６１の間を区分して画素領域を定義する。隔壁１７１は、薄膜トランジスタＴｄｒのソース電極１４１とドレイン電極１４２が共通電極１９０と短絡することを防止する役割を果たす。隔壁１７１は、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂などの耐熱性、耐溶媒性のある感光物質や、ＳｉＯ2、ＴｉＯ2のような無機材料で構成することができ、有機層と無機層との２層構造も可能である。隔壁１７１には第１接触部材１６２を露出する接触孔１７２が形成されている。
【００２６】
隔壁１７１が覆わない画素電極１６１上には有機層１８０が形成されている。有機層１８０は、正孔注入層１８１(hole injecting layer)と、発光層１８２(light emitting layer)とから構成されている。
正孔注入層１８１は、ポリ（３、４−エチレンジオキシチオフェン）(PEDOT)と、ポリスチレンスルホン酸(PSS)のような正孔注入物質とからなっており、これら正孔注入物質を水に混合させ、水状サスペンション状態でインクジェット方式によって形成することができる。
【００２７】
発光層１８２は、ポリプルオレン誘導体、（ポリ）パラフェニレンビニレン誘導体、ポリフェニレン誘導体、ポリビニルカバゾル、ポリチオフェン誘導体、またはこれらの高分子材料にぺリレン系色素、ロダミン系色素、ルブレン、ペリレン、９、１０−ジフェニルアントラセン、テトラフェニルブタジエン、ナイルレッド、クマリン６、キナクリドンなどをドーピングして使用することができる。
【００２８】
画素電極１６１に伝達された正孔と共通電極１９０に伝達した電子とは、発光層１８２で結合して励起子(exciton)になった後、励起子の非活性化の過程で光を発生させる。
隔壁１７１及び発光層１８２の上部には共通電極１９０が位置する。共通電極１９０は陽極(cathode)とも言い、発光層１８２に電子を供給する。共通電極１９０は、マグネシウムと銀の合金またはカルシウムと銀の合金で構成することができ、厚さは５０〜２００ｎｍであり得る。共通電極１９０の厚さが５０ｎｍ以下であれば、抵抗が過度に大きくなって共通電圧の印加が円滑に行われず、共通電極１９０の厚さが２００ｎｍ以上であれば、共通電極１９０が不透明になる恐れがある。
【００２９】
共通電極１９０は接触孔１７２を通じて第１接触部材１６２と接続されている。第１接触部材１６２は第１共通電圧印加部１２２と接続されていて、共通電極１９０には共通電圧が印加される。ところが、第１共通電圧印加部１２２は表示領域の外周部に位置しているため、第１共通電圧印加部１２２から遠く離れている共通電極１９０には電圧降下が発生するという問題が生じる。発光層１８２の光が共通電極１９０を通過するトップエミッション方式の場合、輝度の低下を防止するために共通電極１９０の厚さが制限されるが、これによって共通電極１９０の抵抗は大きくなり、電圧降下の問題はさらに深刻になる。
【００３０】
図示していないが、共通電極１９０は二重層で構成することができ、下部層は金属の合金層からなり、上部層はＩＴＯ層またはＩＺＯ層で構成することができる。ところが、ＩＴＯ層またはＩＺＯ層は、下部の有機層１８０を熱やプラズマから保護するために低温蒸着を通じて形成される。低温蒸着法によって形成されたＩＴＯ層やＩＺＯ層は、膜質が悪くて比抵抗が良くないため、上述した電圧降下の問題は解決されない。
【００３１】
共通電極１９０上には伝導層２１０が位置している。伝導層２１０は透明電極層３２１と共通電極１９０とを電気的に接続し、上部は実質的に平坦に形成されている。第１実施形態において、伝導層２１０は伝導性高分子で形成されており、伝導性高分子としては、ポリピロール、ポリアニリン、ポリサイオピンなどを用いることができる。
伝導層２１０の上部には透明電極層３２１と第２基板素材３１０とが位置している。第２基板素材３１０はガラスまたは透明なプラスチックで形成することができ、透明電極層３２１はＩＴＯまたはＩＺＯで構成され、第２基板素材３１０の全体にわたって形成されている。
【００３２】
透明電極層３２１は、第２共通電圧印加部１２３を覆っている第２接触部材１６３と短絡バー２３０とを通じて接続されている。ここで、第２基板素材３１０と透明電極層３２１とは別途に製作され、伝導層２１０上に接合することができる。この場合、有機層１８０の変質にかかわらず透明電極層３２１の形成が行われるので、透明電極層３２１は高温蒸着を通じて形成され、高品質の膜質を有することができる。従って、透明電極層３２１は第２共通電圧印加部１２３との距離にかかわらず、比較的均一な共通電圧を維持するようになる。
【００３３】
透明電極層３２１は伝導層２１０を通じて共通電極１９０に共通電圧を伝達するようになり、これによって共通電極１９０は有機層１８０に共通電圧を円滑に印加することができるようになる。
第１基板素材１１０と第２基板素材３１０とは、非表示領域に形成されているシーラント２２０を通じて相互付着されている。 シーラント２２０は非伝導性として、アクリル樹脂、そして／またはエポキシ樹脂からなることができる。
【００３４】
図３に示すように、有機層１８０が位置する表示部を伝導層２１０が覆っており、非表示領域に、外部から駆動信号と共通電圧などが印加されるパッド部と短絡バー２３０とが位置することが分かる。
図４〜図６は各々本発明の第２実施形態〜第４実施形態による表示装置の部分的な断面図である。
【００３５】
図４に示した第２実施形態による表示装置は、伝導層２１０が導電粒子２１１とポリマ２１２から構成されている。導電粒子２１１はニッケルや銀からなり、透明度のために非常に小さな直径を有している。ポリマ２１２は伝導性高分子または有機膜１５２のような成分で構成することができる。第２実施形態によれば、導電粒子２１１によって共通電極１９０と透明電極層３２１との電気的接続が強化される効果がある。
【００３６】
図５に示した第３実施形態による表示装置においては、短絡バー２３０がシーラント２２０より表示領域に近い位置に配置されている。第１共通電圧印加部１２２と第２共通電圧印加部１２３とは表示領域の周縁に沿って複数個設けることが好ましい。一方、第１共通電圧印加部１２２と第２共通電圧印加部１２３とは一体に設けることも可能である。
図６に示した第４実施形態による表示装置の伝導層２１０には有機層１８０ の上部に陥没部２１５が形成されている。有機層１８０で発生した光は、陥没部２１５によって伝導層２１０を経ずに出射され、輝度が向上する。この時、伝導層２１０は顔料などを利用して黒く形成することにより、ブラックマトリックスの役割を果たすようにすることが好ましい。
【００３７】
第４実施形態によれば、伝導層２１０は不透明であっても開口率や輝度に影響を与えない。従って、伝導層２１０が導電粒子を含む場合、導電粒子の大きさや密度を増加させることで共通電極１９０と透明電極層３２１との電気的接続を強化することができる。
図７は本発明の第５実施形態による表示装置の全体断面図である。
第５実施形態による表示装置の第２絶縁基板３１０は、第１絶縁基板１１０に比べて多少小さく形成されている。これによってパッド部に外部回路が接続される作業を容易に遂行することができる。一方、パッド部と伝導層２１０との間には絶縁層２４０が形成されている。絶縁層２４０は窒化シリコン層であり得る。図示していないが、共通電極１９０と透明電極層３２１とは各々共通電圧印加部と電気的に接続されている。
【００３８】
本発明のいくつかの実施形態を図示して説明したが、本発明が属する技術分野の通常の知識を有する当業者であれば、本発明の原則や精神から逸脱せずに本実施形態を変形できることが分かる。本発明の範囲は添付された請求項とその均等物によって決められなければならない。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の第１実施形態による表示装置の等価回路図である。
【図２】本発明の第１実施形態による表示装置の部分的な断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態による表示装置の全体断面図である。
【図４】本発明の第２実施形態による表示装置の部分的な断面図である。
【図５】本発明の第３実施形態による表示装置の部分的な断面図である。
【図６】本発明の第４実施形態による表示装置の部分的な断面図である。
【図７】本発明の第５実施形態による表示装置の全体断面図である。
【符号の説明】
【００４０】
１１０  第１基板素材
１２２  第１共通電圧印加部
１２３  第２共通電圧印加部
１７１  隔壁
１８０  有機層
１９０  共通電極
２１０  伝導層
２３０  短絡バー
３２１  透明電極層
【図１】
2007109645.tif 000003
【図２】
2007109645.tif 000004
【図３】
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【図４】
2007109645.tif 000006
【図５】
2007109645.tif 000007
【図６】
2007109645.tif 000008
【図７】
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