KR101579977B1 - 듀얼 플레이트 유기발광다이오드 표시장치와 그 제조방법 - Google Patents

듀얼 플레이트 유기발광다이오드 표시장치와 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 듀얼 플레이트 유기발광다이오드 표시장치의 제조방법에 관한 것이다.
이 듀얼 플레이트 유기발광다이오드 표시장치의 제조방법은 구동 TFT와, 상기 구동 TFT의 드레인전극에 접촉되는 콘택전극을 포함한 TFT 어레이를 제1 기판상에 형성하는 단계; OLED와, 상기 OLED의 캐소드전극에 의해 덮여진 콘택 스페이서를 포함한 OLED 어레이를 제2 기판상에 형성하는 단계; 상기 제1 기판 상에 다수의 관통공들을 갖는 충진 부재를 얼라인하는 단계; 및 상기 제1 및 제2 기판을 합착하는 단계를 포함하고; 상기 관통공들은 상기 합착 단계에서 상기 캐소드전극과 접촉될 콘택전극 부위를 노출하도록 얼라인되는 것을 특징으로 한다.

Description

듀얼 플레이트 유기발광다이오드 표시장치와 그 제조방법{DUAL PLATE ORGANIC LIGHT EMITTING DIODDE DISPLAY DEVICE AND FABRICATING METHOD OF THEREOF}
본 발명은 듀얼 플레이트 유기발광다이오드 표시장치와 그 제조방법에 관한 것이다.
최근, 음극선관(Cathode Ray Tube)의 단점인 무게와 부피를 줄일 수 있는 각종 평판 표시장치들이 개발되고 있다. 이러한 평판 표시장치는 액정 표시장치(Liquid Crystal Display : 이하 "LCD"라 한다), 전계 방출 표시장치(Field Emission Display : FED), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel : 이하 "PDP"라 한다) 및 전계발광소자(Electroluminescence Device) 등이 있다.
전계발광소자는 발광층의 재료에 따라 무기발광다이오드 표시장치와 유기발광다이오드 표시장치로 대별되며 스스로 발광하는 자발광소자로서 응답속도가 빠르고 발광효율, 휘도 및 시야각이 큰 장점이 있다.
액티브 매트릭스 타입의 유기발광다이오드 표시장치(Active Matrix type Organic Light Emitting Diode display, AMOLED)는 박막트랜지스터(Thin Film Transistor 이하, "TFT"라 함)를 이용하여 유기발광다이오드(이하, "OLED"라 함)에 흐르는 전류를 제어하여 화상을 표시한다. 이러한 유기발광다이오드 표시장치는 애노드전극, 캐소드전극 및 유기화합물층을 포함하는 OLED의 형성 구조에 따라 탑 에미션(Top emission) 방식 또는 보텀 에미션(bottom emission) 방식 등의 형태로 화상을 표시한다. 보텀 에미션 방식이 유기화합물층에서 발생된 가시광을 TFT가 형성된 기판 하부쪽으로 표시하는 데 반해, 탑 에미션 방식은 유기화합물층에서 발생된 가시광을 TFT가 형성된 기판 상부쪽으로 표시한다.
최근 탑 에미션 방식의 유기발광다이오드 표시장치는 다양한 방향으로 개발되고 있다. 하부 기판에 TFT 어레이를 형성하는 한편, 상부 기판에 OLED 어레이를 형성하고 콘택 스페이서를 통해 OLED 어레이와 TFT 어레이를 전기적으로 연결하는 구조의 듀얼 플레이트 유기발광다이오드 표시장치가 그 한 예이다. 이러한 듀얼 플레이트 유기발광다이오드 표시장치는 다른 구조의 유기발광다이오드 표시장치에 비하여 수율이 높고 색재현율과 휘도가 높다.
듀얼 플레이트 유기발광다이오드 표시장치를 제작함에 있어서, 일반적으로 콘택의 안전성을 높이기 위하여 실런트에 의해 합착되는 상부 기판과 하부 기판의 사이의 내부 공간을 진공으로 하지만, 콘택 스페이서가 전단 응력(Shear Stress)에 약하므로 경우에 따라서는 상기 내부 공간을 충진재로 채워 전단 응력에 대한 콘택 스페이서의 지지력을 증가시키는 방식이 제안되고 있다. 하지만, 이 경우 콘택 스 페이서 근처의 상하판 접촉부에 충진재가 존재하게 된다. 상하판 접촉부에 존재하는 충진재는 상하판 간의 전기적 접촉을 방해하여 발광을 저해하며, 높은 콘택 저항을 유발하여 발광 휘도를 줄임으로써 패널내의 휘도 불균일을 초래한다. 더욱이, 시간 경과에 비례하여 콘택 저항이 점점 커지므로, 그에 맞춰 패널의 수명 및 신뢰성도 점점 떨어지게 된다. 상기 문제점을 해결하기 위해 최근 충진재에 도전볼을 포함시켜 접촉부에서의 콘택 저항을 줄이려는 기술이 시도되고 있으나, 도전볼의 크기가 너무 큼으로 인해 접촉부에서의 콘택력을 떨어뜨리고 오히려 픽셀들 사이를 쇼트시킬 수 있기 때문에 그 적용에 어려움이 있다.
따라서, 전단 응력에 대한 내구성을 높이면서 상하판 접촉부에서의 콘택 저항을 줄이도록 한 듀얼 플레이트 유기발광다이오드 표시장치와 그 제조방법을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 듀얼 플레이트 유기발광다이오드 표시장치의 제조방법은 구동 TFT와, 상기 구동 TFT의 드레인전극에 접촉되는 콘택전극을 포함한 TFT 어레이를 제1 기판상에 형성하는 단계; OLED와, 상기 OLED의 캐소드전극에 의해 덮여진 콘택 스페이서를 포함한 OLED 어레이를 제2 기판상에 형성하는 단계; 상기 제1 기판 상에 다수의 관통공들을 갖는 충진 부재를 얼라인하는 단계; 및 상기 제1 및 제2 기판을 합착하는 단계를 포함하고; 상기 관통공들은 상기 합착 단계에서 상기 캐소드전극과 접촉될 콘택전극 부위를 노출하도록 얼라인되는 것을 특징으로 한다.
이 듀얼 플레이트 유기발광다이오드 표시장치의 제조방법은 상기 관통공들을 형성하기 위해 상기 충진 부재를 패터닝하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 패터닝은 레이져 조사를 통해 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 관통공들은 상기 콘택전극의 접촉 부위보다 크게 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 충진 부재는 열경화성 물질을 포함한 필름 타입인 것을 특징으로 한다.
상기 열경화성 물질은 에폭지 수지를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 듀얼 플레이트 유기발광다이오드 표시장치는 구동 TFT와, 상기 구동 TFT의 드레인전극에 접촉되는 콘택전극을 갖는 제1 기판; 유기발광다이오드와, 상기 유기발광다이오드의 캐소드전극에 의해 덮여진 콘택 스페이서를 갖는 제2 기판; 상기 제1 및 제2 기판을 밀봉 합착하기 위한 접착 부재; 및 다수의 관통공들을 가지며, 상기 합착을 통해 형성되는 상기 기판들 간의 내부 공간을 충진하는 충진 부재를 구비하고; 상기 관통공들은 상기 합착시 상기 캐소드전극과 접촉될 콘택전극 부위를 노출하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 듀얼 플레이트 유기발광다이오드 표시장치 및 그 제조방법은 접촉부에 대응되도록 충진 부재에 관통공들을 형성하고, 이 충진 부재를 이용하여 기판들 간 내부 공간을 충진시킴으로써, 접촉부에서의 콘택 저항의 증가로 인한 불량을 해결하면서 전단 응력에 대한 콘택 스레이서의 내구성을 높일 수 있다.
이하, 도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하기로 한다.
도 1는 본 발명의 실시예에 따른 듀얼 플레이트 유기발광다이오드 표시장치에서 한 셀의 단면 구조를 보여 준다. 도 2는 도 1과 같은 유기발광다이오드 표시장치에서 한 셀의 등가회로를 나타낸다. 그리고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 충진 부재를 보여준다. 도 1에서, 제1 기판에 형성되는 스위치 TFT(SWTFT), 스토리지 커패시터(CST), 및 저전위 전원 공급패드와, 제2 기판에 형성되는 고전위 전원 공급패드는 생략되었다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 유기발광다이오드 표시장치는 TFT 어레이가 형성된 제1 기판(110), OLED 어레이가 형성된 제2 기판(130), 기판들(110,130)을 밀봉 합착시키기 위한 접착 부재(120), 합착을 통해 형성되는 기판들(110,130) 간의 내부 공간을 충진하기 위한 충진 부재(118)를 구비 한다.
TFT 어레이는 제1 기판(110) 상에 형성된 데이터라인과 그 데이터라인에 연결된 데이터 패드, 게이트라인과 그 게이트라인에 연결된 게이트패드, 스위치 TFT(SWTFT), 구동 TFT(DRTFT), 스토리지 커패시터(CST)를 포함한다.
스위치 TFT(SWTFT)의 소스전극은 데이터(Data)가 공급되는 데이터라인과 연결되고, 스위치 TFT(SWTFT)의 드레인전극은 구동 TFT(DRTFT)의 게이트전극과 연결된다. 스위치 TFT(SWTFT)의 게이트전극은 게이트펄스(Scan)가 순차적으로 공급되는 게이트라인에 연결된다. 구동 TFT(DRTFT)의 소스전극(114)은 저전위 전원공급원(VSS)에 접속되고 구동 TFT(DRTFT)의 드레인전극(115)은 콘택전극(117)과 접촉된다. 스토리지 커패시터(CST)의 일측 단자는 구동 TFT(DRTFT)의 게이트전극에 접속되고 그 타측 단자는 저전위 전원공급원(VSS)에 접속된다. 구동 TFT(DRTFT)는 게이트전극(111), 게이트전극(111)을 덮도록 형성된 게이트절연막(112), 게이트절연막(112) 상에 반도체패턴으로 형성된 액티브층(113), 및 반도체패턴과 게이트절연막(112) 상에 데이터 금속패턴으로 형성된 소스전극(114)과 드레인전극(115)을 포함한다. 데이터 금속패턴과 게이트절연막(112)상에는 패시베이션층(116)이 형성된다. 구동 TFT(DRTFT)에서 드레인전극(115)의 일부는 패시베이션층(116)을 관통하는 콘택홀을 통해 노출된다. 콘택전극(117)은 패시베이션층(116) 상에서 패터팅되어 콘택홀을 통해 노출된 드레인전극(115)에 전기적으로 접촉된다. 이 콘택전극(117)은 몰리브덴(Mo)등과 같은 불투명 금속층을 포함하여 형성될 수 있다.
OLED 어레이는 제2 기판(130) 상에 형성된 애노드전극(131), 보조전 극(132a,132b), 버퍼층(133a,133b), 격벽(134), 콘택 스페이서(135), 유기화합물층(136), 및 캐소드전극(137)을 구비한다.
애노드전극(131)은 투명기판인 제2 기판(130) 상에 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), TO(Tin Oxide : TO), ITZO(Indium Tin Zinc Oxide) 등의 투명 도전층으로 형성될 수 있다. 애노드전극(131)에는 고전위 전원 패드를 통해 고전위 전원전압(VDD)이 공급된다. 애노드전극(131) 상에는 도전성이 높은 금속 패턴으로 제1 및 제2 보조전극(132a,132b)이 형성되고, 이 보조전극들(132a,132b)을 각각 덮도록 실리콘 나이트라이드(SiNX)등으로 이루어진 제1 및 제2 버퍼층(133a,133b)이 형성된다. 제1 및 제2 버퍼층(133a,133b) 상에는 각각 격벽(134) 및 콘택 스페이서(135)가 형성된다. 격벽(134)은 이웃한 발광셀들 사이에서 애노드전극(131), 유기화합물층(136) 및 캐소드전극(137)으로 이루어지는 OLED를 구획한다. 콘택 스페이서(135)는 폴리이미드(Polyimide)나 포토레지스트(Photoresist)로 3~4㎛ 정도의 두께로 형성된다. 콘택 스페이서(135) 상에는 OLED의 유기화합물층(136)과 캐소드전극(137)이 순차적으로 적층된다. OLED의 유기화합물층(136)은 전자주입층(EIL), 전자수송층(ETL), 발광층(EML), 정공수송층(HTL), 및 정공주입층(HIL)을 포함한다. 캐소드전극(137)은 알루미늄(Al)/은(Ag)/칼슘(Ca)의 3중 구조 또는 알루미늄(Al)/은(Ag)의 2중 구조로 형성될 수 있다. 캐소드전극(137)은 제1 및 제2 기판(110,130)의 합착시 콘택전극(117)과 접촉하여 OLED를 구동 TFT(DRTFT)와 전기적으로 연결한다.
접착 부재(120)는 제1 및 제2 기판(110,130)을 밀봉 합착한다. 접착 부재(120)는 OLED 쪽으로 침투되는 수분이나 산소를 차단하는 역할을 한다.
충진 부재(118)는 합착을 통해 형성되는 기판들(110,130) 간의 내부 공간을 충진한다. 충진 부재(118)는 전단 응력(Shear Stress)에 대응하여 콘택 스페이서(135)의 지지력을 증가시키는 역할을 한다. 충진 부재(118)는 열경화성 물질 즉, 에폭시(Epoxy) 수지등을 포함한다. 이 충진 부재(118)는 경화전에는 필름 타입의 고체 상태를 유지되는 반면, 합착시 인가되는 대략 100℃의 열에 의해 어느 정도 유동성을 가지게 되므로 기판들(110,130) 간의 내부 공간을 충진할 수 있게 된다. 그리고, 충진 후 경화되면 다시 열을 가해도 그 충진 형태가 변하지 않게 된다.
충진 부재(118)에는 도 3과 같이 다수의 관통공(PH)들이 형성된다. 관통공(PH)은 기판들(110,130)의 합착시 캐소드전극(137)과 접촉될 콘택전극(117) 부위를 노출함으로써, 제1 및 제2 기판(110,130) 간 접촉부에 충진 부재가 존재하여 콘택 저항이 증가되던 종래 문제점을 해결한다. 이를 위해, 관통공(PH)은 제1 및 제2 기판(110,130) 간 접촉부의 넓이(P)보다 크게 형성되는 것이 바람직하다.
도 4는 관통공들이 형성된 충진 부재를 기판들 간에 얼라인하는 과정을 보여준다.
도 4를 참조하면, 레이져를 통해 픽셀들의 접촉부에 대응되도록 원장 충진 부재(118A)에 빛이 조사되면, 빛의 조사된 충진 부재 부분은 제거되어 관통공들을 갖는 충진 부재(118)가 형성된다.
이 패터닝 된 충진 부재(118)는 관통공들이 접촉부의 콘택전극 부위를 노출하도록 얼라인 된 후 TFT 어레이가 형성된 제1 기판(110)에 고정된다.
얼라인 된 충진 부재(118)를 사이에 두고 제1 기판(110)과 OLED 어레이가 형성된 제2 기판(130)이 합착되면, 제1 기판(110)의 콘택전극과 제2 기판(130)의 캐소드전극은 충진 부재(118)의 개재 없이 접촉할 수 있게 된다. 이때 관통공들로 인한 접촉부 주위의 빈 공간은, 합착시 충진 부재가 자연스럽게 콘택 스페이서(135) 주위를 둘러싸게 됨으로써 채워지게 된다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 듀얼 플레이트 유기발광다이오드 표시장치 및 그 제조방법은 접촉부에 대응되도록 충진 부재에 관통공들을 형성하고, 이 충진 부재를 이용하여 기판들 간 내부 공간을 충진시킴으로써, 접촉부에서의 콘택 저항의 증가로 인한 불량을 해결하면서 전단 응력에 대한 콘택 스레이서의 내구성을 높일 수 있다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
도 1은 종래 유기발광다이오드 표시장치에서 한 셀의 단면 구조를 보여주는 도면.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 유기발광다이오드 표시장치에서 한 셀의 단면 구조를 보여주는 도면.
도 3은 도 2와 같은 유기발광다이오드 표시장치에서 한 셀의 등가회로를 나타내는 도면.
도 4는 관통공들이 형성된 충진 부재를 기판들 간에 얼라인하는 과정을 보여주는 도면.
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉
110 : 제1 기판 111 : 게이트전극
112 : 게이트절연막 113 : 액티브층
114 : 소스전극 115 : 드레인전극
116 : 패시베이션층 117 : 콘택전극
120 : 접착 부재 130 : 제2 기판
131 : 애노드전극 132a,132b : 보조전극
133a,133b : 버퍼층 134 : 격벽
135 : 콘택 스페이서 136 : 유기화합물층
137 : 캐소드전극

Claims (10)

  1. 구동 TFT와, 상기 구동 TFT의 드레인전극에 접촉되는 콘택전극을 포함한 TFT 어레이를 제1 기판상에 형성하는 단계;
    OLED와, 상기 OLED의 캐소드전극에 의해 덮여진 콘택 스페이서를 포함한 OLED 어레이를 제2 기판상에 형성하는 단계;
    상기 제1 기판 상에 다수의 관통공들을 갖는 충진 부재를 얼라인하는 단계; 및
    상기 제1 및 제2 기판을 합착하는 단계를 포함하고;
    상기 관통공들은 상기 합착 단계에서 상기 캐소드전극과 접촉될 콘택전극 부위를 노출하도록 얼라인되는 것을 특징으로 하는 듀얼 플레이트 유기발광다이오드 표시장치의 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 관통공들을 형성하기 위해 상기 충진 부재를 패터닝하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 듀얼 플레이트 유기발광다이오드 표시장치의 제조방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 패터닝은 레이져 조사를 통해 이루어지는 것을 특징으로 하는 듀얼 플레이트 유기발광다이오드 표시장치의 제조방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 관통공들은 상기 콘택전극의 접촉 부위보다 크게 형성되는 것을 특징으로 하는 듀얼 플레이트 유기발광다이오드 표시장치의 제조 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 충진 부재는 열경화성 물질을 포함한 필름 타입인 것을 특징으로 하는 듀얼 플레이트 유기발광다이오드 표시장치의 제조 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 열경화성 물질은 에폭지 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 듀얼 플레이트 유기발광다이오드 표시장치의 제조 방법.
  7. 구동 TFT와, 상기 구동 TFT의 드레인전극에 접촉되는 콘택전극을 갖는 제1 기판;
    유기발광다이오드와, 상기 유기발광다이오드의 캐소드전극에 의해 덮여진 콘택 스페이서를 갖는 제2 기판;
    상기 제1 및 제2 기판을 밀봉 합착하기 위한 접착 부재; 및
    다수의 관통공들을 가지며, 상기 합착을 통해 형성되는 상기 기판들 간의 내부 공간을 충진하는 충진 부재를 구비하고;
    상기 관통공들은 상기 합착시 상기 캐소드전극과 접촉될 콘택전극 부위를 노출하는 것을 특징으로 하는 듀얼 플레이트 유기발광다이오드 표시장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 관통공들은 상기 콘택전극의 접촉 부위보다 크게 형성되는 것을 특징으로 하는 듀얼 플레이트 유기발광다이오드 표시장치.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 충진 부재는 열경화성 물질을 포함한 필름 타입인 것을 특징으로 하는 듀얼 플레이트 유기발광다이오드 표시장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 열경화성 물질은 에폭지 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 듀얼 플레이트 유기발광다이오드 표시장치.
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