KR101801343B1 - 뉴턴 링 현상을 줄이기 위한 유기 발광표시소자 - Google Patents

뉴턴 링 현상을 줄이기 위한 유기 발광표시소자 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따르는 유기 발광표시소자는, 도전층과 화소 영역을 이격하게 배치하고 프릿 실의 상면이 화소 영역의 내측면에 형성되는 스페이서보다 낮게 형성하도록 하여, 프릿 실에 조사되는 레이저에 의한 열이 화소 영역 이내로 유입되는 것을 방지하고 뉴턴 링 현상을 줄이는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르는 유기 발광표시소자의 구성은 상부의 중앙에 화소 영역이 정의되어 잇는 제1기판; 상기 제1기판의 상부 전면에 형성되는 절연층; 상기 절연층의 상부에서 상기 화소 영역의 외측면에 형성되는 도전층; 제1영역은 상기 도전층의 상부 영역이고 제2영역은 상기 도전층과 상기 화소 영역 사이의 상기 절연층의 상부 영역이라고 할때, 상기 제1영역 및 제2영역을 포함하는 영역에 형성되는 프릿 실; 및 상기 제1기판과 대향하여 상기 프릿 실의 상부에서 상기 화소 영역을 봉지하는 제2기판; 을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

뉴턴 링 현상을 줄이기 위한 유기 발광표시소자{Organic Light Emitting Diode reducing the state of Newton's Ring}
본 발명의 실시예들은 유기 발광표시소자에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 프릿 실의 구조를 변형하여 뉴턴 링 현상을 줄이기 위한 유기 발광표시소자에 관한 것이다.
최근, 새로운 디스플레이 소자 중의 하나인 유기 발광표시소자(Organic Light Emitting Diode; OLED)에 관한 관심이 증가되고 있다.
유기 발광표시소자는 자체발광형이기 때문에 시야각과 명암비 등이 우수하며 백라이트가 필요하지 않기 때문에 경량 박형이 가능하고, 소비전력 측면에서도 유리하다.
이러한 유기 발광표시소자는 광의 투과방향에 따라 상부 발광방식(top emission type)과 하부 발광방식(bottom emission type)으로 나뉘게 되는데, 하부 발광방식은 안정성 및 공정의 자유도가 높은 반면 개구율의 제한이 있어 고해상도 제품에 적용하기 어려운 문제점이 있었다.
따라서, 최근에는 고개구율 및 고해상도를 갖는 상부 발광방식에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 이하, 상부 발광방식의 유기 발광표시소자의 구성 및 제조방법에 대하여 알아보겠다.
도 1은 종래 상부 발광방식의 유기 발광표시소자의 단면도를 도시한 것이다. 제 1 기판(1)이 제공되고 상기 제 1 기판(1)의 상부 전면에 버퍼층(10)을 형성한다. 상기 버퍼층(10)의 상부의 일면에는 반도체층(15)을 형성하고 동일한 층의 상부에 상기 반도체층(15)과 이격되어 유지전극(미도시)이 형성 될 수도 있다. 그리고 상기 반도체층(15)의 상부에는 게이트 전극(25)이 형성되는데 게이트 전극(25)과 반도체층(15)간의 절연을 위해 그 사이에 게이트 절연층(20)을 먼저 형성한다. 그리고 상기 게이트 전극(25)과 상기 게이트 절연층(20)의 상부 전면에는 절연층(30)이 형성되며 소스 전극(33a)과 드레인 전극(33b)이 상기 반도체층(15)과 전기적으로 접촉되기 위해서 절연층(30)에 커넥트 홀이 형성된다. 절연층(30)이 형성된 다음 커넥트 홀의 상부에 소스 전극(33a)과 드레인 전극(33b)이 형성되고 상기 소스 전극(33a) 및 드레인 전극(33b)과 이격되어 도전층(35)이 형성된다. 상기 도전층(35)은 박막 트랜지스터에 신호 전압을 인가하는 전원 배선이 될 수 있다.
다음으로 상기 도전층(35)과 소스 전극(33a) 및 드레인 전극(33b)의 상부에는 하부 소자들의 보호 및 절연을 위해 패시베이션(passivation)층(P)이 형성된다.
유기 발광표시소자는 평탄한 화면을 제공해야 하므로 공정상 평탄하지 못한 것을 균일화 해주기 위하여 상기 패시베이션층(P)의 상부에는 평탄화층(50)이 형성된다. 그리고 평탄화층(50)의 상부에는 제 1 전극(55)이 형성되며 이것은 드레인 전극(33b)과 전기적으로 접촉해 있다. 제 1 전극(55)은 양극(Anode)이 될 수 있다. 또한 그 상부에는 화소 영역을 경계짓기 위한 뱅크(60)가 형성이 되며 상기 뱅크(60)의 상부에는 스페이서(65)가 형성된다.
그리고 상기 제 1 전극(55)과 뱅크(60)의 상부를 덮으며 유기 발광층(70)이 형성이되고 스페이서(65)를 비롯한 뱅크(60), 유기 발광층(70)의 상부 전면에 제 2 전극(75)이 형성이 된다. 상기 제 2 전극(75)은 음극(Cathode)이 될 수 있다.
이때, 유기 발광층(70)에서 상기 제 1 전극(55) 및 제 2 전극(75)으로부터 제공받은 전자와 정공을 이용하여 여기자를 형성하고 가시광선을 발광하게 된다.
그리고 프릿 실(F)은 상기 유기 발광층(70)이 있는 영역과 이격되어 패시베이션층(P)의 상부에 형성되고 상기 프릿 실(F)의 상부에 제 2 기판(2)이 합착된다. 프릿 실(F)은 상기 제 2 기판(2)의 가장자리 측면의 하부에 형성되고 제 1 기판(1)과 함께 제 2 기판(2)이 패널의 내부를 봉지할 수 있도록 상부와 하부를 합착시키는 역할을 한다. 봉지를 하는 이유는 상기 제 1 기판(1)과 제 2 기판(2) 사이에 개재된 소자들을 수분 또는 산소로부터 보호하기 위함이다.
여기까지 공정에서 총 10개의 마스크 공정이 이용되는데 보통 마스크는 포토리소그래피(photolithography) 공정에서 사용된다.
여기에서는, 반도체층(15)에 형성된 비정질 실리콘을 다결정으로 결정화하기 위한 공정에서 마스크 공정이 한번 이용된다. 그리고 유지전극(미도시)을 도핑하기 위해서 또 하나의 마스크 공정이 이용된다. 그 다음으로 게이트 전극(25)을 형성하는 공정, 절연층(30)에 커넥트 홀을 형성하는 공정, 소스 전극(33a) 및 드레인 전극(33b)을 형성하는 공정, 패시베이션층(P)을 형성하는 공정, 평탄화층(50)을 형성하는 공정, 제 1 전극(55)을 형성하는 공정, 뱅크(60)를 형성하는 공정, 스페이서(미도시)를 형성하는 공정에서 각각 하나의 마스크 공정이 이용되며 여기까지 총 10개의 마스크 공정이 된다.
마스크 공정은 박막 증착, 감광막(미도시) 도포, 포토리소그래피 공정, 감광막패턴 형성 공정, 에칭 공정을 거치게 되므로 하나의 마스크 공정에는 많은 시간 및 비용이 요구된다.
따라서 상기 10개의 마스크 공정 중 패시베이션층(P)을 형성하는 마스크 공정을 삭제하게 되는데 이 경우 상기 도전층(35)은 상기 프릿 실(F)의 하부 전면에 형성되어 진다.
그리고 9개의 마스크 공정 후 제 1 기판을 봉지하는 과정에 들어간다. 이때, 프릿 실(F)에 열 또는 레이저를 조사하여 경화시킴으로써 제 1 기판(1)과 제 2 기판(2)을 부착시킬 수 있게 하는데 레이저가 조사되는 방향은, 프릿 실(F)의 상부에서 하부로 향하는, 도면에서 ⓐ 방향이 된다. 여기서 레이저에 의해 발생한 열은 하부의 도전층(35)으로 전도된다.
그런데 열을 잘 전달하는 금속의 성질상 도전층(35)이 열을 패널의 내부로 전달하여 패널의 내부에 영향을 줄 우려가 있었다.
또한, 프릿 실(F)은 유리 성분(실리콘이나 산소)으로 되어 있어 그 성질상 금속과 합착력이 좋지 못하기 때문에 합착력이 패시베이션층(P)을 삭제하기 전보다 저하 될 수 있다는 단점이 있었다.
또한 뉴턴 링(Newton's Ring)에 의한 문제점도 있었는데, 이것은 도 2를 통하여 상세히 설명한다.
도 2는 종래의 일반적인 유기 발광표시소자의 상부 기판이 봉지되었을 때의 단면도를 도시한 것이다.
도면에서 제 2 기판(2)의 가장자리 영역은 프릿 실(F)에 의해 제 1 기판(1)의 유기 발광표시소자 어레이(40)에서 이격된 비발광 영역(미도시) 위에 봉지되고, 제 2 기판(2)의 중앙 영역은 제 1 기판(1)의 유기 발광표시소자 어레이(40)로부터 소정의 간격만큼 떨어져 위치한다.
그러나, 제 2 기판(2)의 가장자리 영역은 프릿 실(F)에 의해 지지되지만, 제 2 기판(2)의 중앙 영역은 지지체가 없어 제 2 기판(2)의 무게로 인하여 하부로 함몰되는 현상이 일어난다.
이때, 외부로부터 입사된 광은 제 2 기판(2)에서 반사되는 광과 제 2 기판(2)을 투과하여 제 1 기판(1)에서 반사되는 광이 있는데 제 2 기판(2)의 함몰로 인해 상기 제 2 기판(2)에서 반사되는 광과 상기 제 1 기판(1)에서 반사되는 광의 경로 차이가 발생하게 된다.
그 결과, 제 2 기판(2)의 표면에 동심원 모양의 무늬가 나타나게 되는데 이를 뉴턴 링 현상이라고 한다.
이러한 뉴턴 링 현상은 주로 기판의 가장자리 부근에서 두드러지게 나타나는데 유기 발광표시소자의 대비비(contrast ratio)를 저하 시킬 수 있다는 문제가 제기되고 있었다.
따라서 위와 같은 문제를 해결하기 위하여 본 발명의 실시예들은 제 1 기판과 제 2 기판의 합착력을 향상시키고, 프릿 실을 경화시키기 위한 레이저의 패널 내부에 대한 열 전달을 줄이며, 뉴턴 링에 의한 불량을 개선하기 위한 목적을 가진다.
이와 같은 본 발명의 해결 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따르는 유기 발광표시소자는 상부의 중앙에 화소 영역이 정의되어 있는 제1기판; 상기 제1기판의 상부 전면에 형성되는 절연층; 상기 절연층의 상부에서 상기 화소 영역의 외측면에 형성되는 도전층; 제1영역은 상기 도전층의 상부 영역이고 제2영역은 상기 도전층과 상기 화소 영역 사이의 상기 절연층의 상부 영역이라고 할때, 상기 제1영역 및 제2영역을 포함하는 영역에 형성되는 프릿 실; 및 상기 제1기판과 대향하여 상기 프릿 실의 상부에서 상기 화소 영역을 봉지하는 제2기판;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 프릿 실은 상기 제2영역에서 상기 절연층과 합착하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 절연층의 상부이며 상기 화소 영역의 내부에 형성되는 유기 발광 다이오드를 포함하며, 상기 유기 발광 다이오드는 상부 발광형인 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 프릿 실 및 도전층은 상기 화소 영역의 외측면들 중 마주보는 한 쌍의 외측면에 형성되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 절연층의 상부에서 상기 화소 영역의 내측면에 형성되는 스페이서를 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 절연층이 형성된 평면을 높이의 기준으로 할 때, 상기 제2영역의 상기 프릿 실의 높이가 상기 스페이서 높이보다 낮게 형성되고, 상기 제 2 기판은 상기 프릿 실의 상기 제 2 영역의 상면과 상기 스페이서의 상면에 의해 지지되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 절연층이 형성된 평면을 높이의 기준으로 할 때, 상기 제2영역의 상기 프릿 실과 상기 제1영역의 상기 프릿 실의 높이 차는 상기 도전층의 두께와 동일한 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 절연층에 형성되는 적어도 하나 이상의 커넥트 홀 또는 트렌치를 통하여 상기 절연층 하부에서 상기 도전층과 접촉되는 보조 도전층을 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 프릿 실은 상기 도전층에 형성되는 적어도 하나 이상의 커넥트 홀 또는 트렌치를 통하여 상기 절연층과 접촉되는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따르는 유기 발광표시소자는 중앙에 화소 영역이 정의되어 있는 제1기판; 상기 제 1 기판의 상부에 형성되며 상기 화소 영역의 내부에 형성되는 유기 발광 다이오드 어레이; 상기 제 1 기판의 상부에서 상기 화소 영역의 내측면에 형성되는 스페이서; 상기 제 1 기판의 상부이면서, 상기 화소 영역의 외측면에 형성되는 프릿 실; 및 상기 제 1 기판과 대향하여 상기 프릿 실의 상부에서 상기 하소 영역을 봉지하는 제 2 기판;을 포함하고 상기 프릿 실의 높이는 상기 제 1 기판이 형성된 평면을 높이의 기준으로 할 때 상기 스페이서의 높이보다 낮게 되어 상기 제 2 기판이 상기 스페이서와 상기 프릿 실에 의해 지지되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르는 유기 발광표시소자는 중앙에 화소 영역이 정의되어 있는 제1기판; 상기 제1기판의 상부 전면에 형성된 절연층; 상기 절연층의 상부에서 상기 화소 영역의 마주보는 한 쌍의 외측면에 형성되는 도전층; 상기 절연층의 상부에서 상기 화소 영역의 내부에 형성된 유기 발광 다이오드; 상기 절연층의 상부에서 상기 화소 영역의 내측면에 형성된 스페이서; 상기 도전층의 상부 영역을 제1영역이라하고 상기 도전층과 상기 화소 영역 사이의 상기 절연층의 상부 영역을 제2영역이라고 할때, 상기 제1영역 및 제2영역에 형성되되, 상기 제2영역의 프릿 실의 높이가 상기 스페이서의 높이보다 낮게 형성되는 프릿 실; 및 제1기판과 대향하며 상기 프릿 실의 상부에서 상기 화소 영역을 봉지하는 제2기판;을 포함하고 상기 제 2 기판은 상기 프리 실의 상기 제 2 영역에 합착되고 상기 스페이서에 의해 지지되는 것을 특징으로 한다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 관련된 유기 발광표시소자는,
프릿 실을 경화시키기 위한 레이저의 패널 내부로 향하는 열 전달을 줄임으로써 화면상의 얼룩 발생 가능성을 줄이는 효과가 있다.
또한, 프릿 실과 절연층을 일부 접촉하게 함으로써 제 1 기판과 제 2 기판의 합착력을 강화시키는 효과가 있다.
또한, 프릿 실의 높이에 높이 차를 형성하고, 스페이서보다 낮은 높이를 형성함으로써, 프릿 실의 중앙 영역을 상부로 돌출되게 하여 뉴턴 링에 의한 불량을 줄이는 효과가 있다.
도 1은 종래 상부 발광방식의 유기 발광표시소자의 단면도를 도시한 것이다.
도 2는 종래의 일반적인 유기 발광표시소자의 상부 기판이 봉지되었을 때의 단면도를 도시한 것이다.
도 3a 내지 도 3h까지는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유기 발광표시소자 및 그 제조방법의 단면도를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 패널의 평면도를 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 유기 발광표시소자 및 그 제조방법의 단면도를 도시한 것이다.
이하, 본 발명의 제 1 실시예에 따르는 유기 발광표시소자에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.
본 명세서에서는 서로 다른 실시예라도 동일·유사한 구성에 대해서는 동일·유사한 참조번호를 부여하고, 그 설명은 처음 설명으로 갈음한다.
본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다.
도 3a 내지 도 3h까지는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유기 발광표시소자 및 그 제조방법의 단면도를 도시한 것이다.
도 3a에서 제 1 기판과 버퍼층이 형성된 본 발명의 제 1 실시예의 단면도를 도시하였다.
제 1 기판(101)의 상부에 버퍼층(110)이 형성된다. 여기서 상기 제 1 기판(101)은 유리, 플라스틱, 도전성 기판일 수 있다. 상기 버퍼층(110)은 상기 제 1 기판(101)이 외부로부터의 열 등의 요인으로 손상되는 것을 방지하기 위해 상기 제 1 기판(101)의 상부에 형성되는 것으로서 생략될 수도 있다. 버퍼층(110)은 실리콘 산화물(SiO2) 또는 실리콘 질화물(SiNx)이 될 수 있다.
도 3b에서 반도체층과 게이트 절연층이 형성된 본 발명의 제 1 실시예의 단면도를 도시하였다.
반도체층(115)은 제 1 기판(101) 상부의 적어도 어느 일 영역 상에 형성된다. 반도체층(115)은 비정질 실리콘으로 형성이 되는데 비정질 실리콘은 전자이동도가 다소 낮기 때문에 전자이동도가 보다 큰 다결정실리콘으로 결정화하는 과정을 거치게 된다. 이때 비정질 실리콘에 레이저 빔을 조사하거나 또는 열처리를 하여 결정화시킨다. 이후, 포토레지스트의 도포, 마스크를 이용한 포토리소그래피, 포토레지스트의 현상, 에칭 및 스트립 등 일련의 단위 공정을 포함하는 마스크 공정을 실시하여 상기 다결정 실리콘층을 패터닝함으로서 반도체층(115)을 형성한다.
반도체층(115)은 활성화층(115a)과 상기 활성화층(115a)의 양 측면에 위치한 고농도의 불순물이 도핑된 오믹 콘택층(Ohmic Contact Layer)(115b)으로 구성된다. 그 다음으로, 상기 게이트 절연층(120)이 상기 반도체층(115) 및 버퍼층(110) 전면에 형성된다.
도 3c에서 게이트 전극과 절연층이 형성된 본 발명의 제 1 실시예의 단면도를 도시하였다.
게이트 절연층(120)의 일 영역 상에는 활성화층(115a)의 폭에 대응하는 크기의 게이트 전극(125)이 형성된다. 이때, 게이트 절연층(120) 상부로 금속물질 예를 들면 알루미늄(Al), 알루미늄 합금(AlNd), 구리(Cu) 중 하나를 증착하여 제 1 금속층(미도시)을 형성하고, 이를 패터닝함으로써 게이트 전극(125)을 형성한다.
그 다음, 게이트 절연층(120) 및 게이트 전극(125)의 상부 전면에 절연층(130)을 형성한다. 상기 절연층(130)은 층간 절연층(130)이라고도 불리우며 실리콘 산화물(SiO2) 또는 실리콘 질화물(SiNx)을 증착하여 형성할 수 있다.
도 3d에서 도전층과 소스 및 드레인 전극이 형성된 본 발명의 제 1 실시예의 단면도를 도시하였다.
먼저 상기 절연층(130)과 하부의 게이트 절연층(120)을 패터닝함으로써 상기 각 반도체층(115)의 오믹 콘택층(115b)을 각각 노출시키는 커넥트 홀을 이루도록 한다.
소스 및 드레인 전극(133a, 133b)은 상기 절연층(130) 위로 금속물질 예를 들면 알루미늄(Al), 알루미늄 합금(AlNd), 구리(Cu) 중 하나를 증착하여 제 2 금속층(미도시)을 형성하고, 이를 패터닝하여 형성된다.
이때, 소스 및 드레인 전극(133a, 133b)은 상기 절연층(130)의 상부에서 오믹 콘택층(115b)의 노출된 일 영역과 각각 전기적으로 접촉된다.
동시에, 상기 절연층(130) 상부에서 상기 소스 및 드레인 전극(133a, 133b)과 이격되어 형성되는 도전층(135)을 형성한다. 상기 도전층(135)이 상기 소스 및 드레인 전극(133a, 133b)과 이격되는 거리는 상기 도전층(135)이 도 4에서 도시되는 화소 영역(200)의 외부 측면에 형성되기 위한 거리이다.
상기 도전층(135)은 도전성의 금속물질로 이루어지는 것으로서 전원 배선의 역할을 할 수 있다. 또한, 상기 도전층(135)은 전원 배선의 역할을 하지 않고 프릿 실(F) 형성시 이용되는 레이저의 효율을 높이기 위한 역할을 할 수도 있다. 더욱 상세히 설명하면, 앞에서 설명한 바와 같이 프릿 실(F)의 형성시에 레이저를 이용하게 되는데, 상부에서 조사된 레이저가 도전층(135)에 의해 반사될 경우 반사된 레이저가 프릿 실(F)에 다시 한번 더 조사됨으로써 레이저를 2번 이용하게 되는 효과를 거두게 되므로 레이저의 효율을 높이는 결과를 가져다 주는 역할을 한다.
여기서 화소 영역 내의 반도체층(115)과 게이트 절연층(120), 게이트 전극(125), 절연층(130)과 서로 이격하는 소스 및 드레인 전극(133a, 133b)은 스위칭 박막 트랜지스터를 이루며, 구동 영역(미도시)에도 상기 스위칭 박막 트랜지스터와 동일한 구조를 갖는 구동 박막 트랜지스터가 형성된다. 이때 화소 영역(미도시) 내에는 다수의 스위칭 박막 트랜지스터를 형성 할 수도 있다.
도 3e에서 평탄화층, 제 1 전극, 제 2 전극, 유기 발광층, 스페이서가 형성된 본 발명의 제 1 실시예의 단면도를 도시하였다.
상기 소스 및 드레인 전극(133a, 133b) 상부에는 포토아크릴(photo acryl) 또는 벤조사이클로부텐(BCB)을 도포하여 그 표면이 평탄한 형태를 갖는 평탄화층(150)이 형성된다. 그 후, 이를 패터닝 함으로써 상기 구동 박막 트랜지스터의 드레인 전극(133b)을 노출시키는 드레인 콘택홀을 형성한다.
다음으로, 상기 평탄화층(150)의 상부에는 상기 드레인 전극(133b)과 상기 드레인 콘택홀을 통해 접촉되며 일함수 값이 비교적 큰 투명 도전성 물질(예를 들면 인듐-틴-옥사이드(Indium Tin Oxide; ITO) 또는 인듐-징크-옥사이드(Indium Zinc Oxide; IZO)가 될 수 있다.)로 이루어진 제 1 전극(155)이 형성된다. 여기서오믹 콘택층(115b)에 붕소(boron)를 도핑하였을 경우 반도체층(115)은 p타입이 되며, 이것은 드레인 전극(133b)과 접촉되어 있으므로, 상기 드레인 전극(133b)과 연결되는 제 1 전극(155)은 애노드(anode) 전극의 역할을 하게 된다.
그 다음, 상기 제 1 전극(155)의 상부에 뱅크(160)가 형성된다. 상기 뱅크(160)는 포토아크릴, 벤조사이클로부텐, 실리콘 산화막 또는 실리콘 질화막을 이용하여 화소 영역의 내측에 형성되며, 상기 드레인 전극(133b)을 노출시키는 드레인 콘택홀에 대응해서 이를 덮으며 형성하고 있는 것이 특징이다. 이때, 상기 뱅크(160)는 드레인 콘택홀이 있는 평탄하지 않은 영역에 유기 발광층(170)이 형성될 경우 발생할 수 있는 열화를 방지하는 역할을 한다.
상기 뱅크(160)의 상부에 기둥 또는 댐 형태의 스페이서(165)가 형성된다. 스페이서(165)가 형성되는 공간을 상세히 표현하면 다음과 같다.
상기 도면에서는 하나의 박막 트랜지스터가 포함된 하나의 화소 단위만을 화소 영역으로 표현하였다. 그러나, 유기 발광층(170)이 형성된 부분을 발광 영역(미도시)이라고 할때, 전체 화소 영역에는 여러 개의 화소 단위가 존재하며, 각 화소 단위 내부에는 발광 영역(미도시) 또한 각각 존재한다. 이때, 상기 스페이서(165)는 상기 발광 영역(미도시)의 외측에 형성된다.
따라서 도면에서 하나의 발광 영역(미도시)을 포함하는 하나의 화소 영역을 도시하였으므로 스페이서(165)는 화소 영역의 내측에 형성된다. 또한 도면에서 하나의 스페이서(165)만 도시되었으나 전체 화소 영역 내의 전면에는 수많은 스페이서(165)가 형성되어 있다.
상기 스페이서(165)는 상기 제 1 및 제 2 기판(101, 102)이 일정 간격을 유지할 수 있도록 이들 두 기판(101, 102)을 지지하는 역할을 하거나, 또는 상기 유기 발광층(170)을 쉐도우 마스크(미도시)를 통한 열증착을 통해 형성할 경우 상기 쉐도우 마스크(미도시)를 지지하는 역할을 한다.
상기 스페이서(165)가 형성된 영역을 제외한 상기 뱅크(160)의 상부에는 유기 발광층(170)이 형성된다. 그 다음 뱅크(160), 스페이서(165), 유기 발광층(170)의 상부 전면을 덮으며 제 2 전극(175)이 형성된다. 상기 제 2 전극(175)은 캐소드 전극의 역할을 하므로 일함수 값이 낮은 금속물질(예를 들면 알루미늄(Al), 알루미늄 합금, 은(Ag), 마그네슘(Mg), 금(Au)이 될 수 있다.)로 이루어진다.
여기서 제 1 전극(155)과 유기 발광층(170), 제 2 전극(175)은 유기 발광 다이오드를 구성한다. 이때, 상기 유기 발광 다이오드는 상부 발광형과 하부 발광형인 경우를 포함한다.
또한, 본 발명의 제 1 실시예에 있어서는 제 1 전극(155)이 캐소드 전극의 역할을 하게 되는 경우도 포함한다. 이 경우 제 2 전극(175)은 애노드 전극의 역할을 하게 될 것이다.
도 3f는 프릿 실이 형성된 본 발명의 제 1 실시예의 단면도를 도시하였다.
프릿 실(F)은 UV 경화형 물질, 열 경화형 물질, 산화칼륨(K2O), 삼산화안티몬(Sb2O3), 산화아연(ZnO), 이산화티타늄(TiO2), 삼산화아루미늄(Al2O3), 삼산화텅스텐(WO3), 산화주석(SnO), 산화납(PbO), 오산화바나듐(V2O5), 삼산화철(Fe2O3), 오산화인(P2O5), 삼산화이붕소(B2O3), 이산화규소(SiO2) 중 적어도 하나의 물질로 이루어질 수 있다.
상기 도면에서 프릿 실(F)은 제 1 영역(R1)과 제 2 영역(R2)에 형성이 된다. 그리고, 제 2 영역(R2)과 화소 영역 사이에 소정의 간격의 마진(margin)을 둔다. 제 1 영역(R1)은 상기 도전층(135)의 상부 영역을 지칭하며, 제 2 영역(R2)은 상기 마진을 제외한 상기 도전층(135)과 화소 영역의 사이 영역이다. 이러한 구조는 제 2 영역(R2)의 공간만큼 상기 도전층(135)과 화소 영역을 이격되게 하고, 상기 제 2 영역(R2)에 형성되는 프릿 실(F)은 상기 화소 영역과 상기 도전층(135)의 격벽 역할을 하게 된다.
이와 같이 형성되는 프릿 실(F)은 다음과 같은 효과를 거둘 수 있다.
첫째는, 프릿 실(F)에 조사된 레이저에 의한 열이 화소 영역으로 전달되는 것을 방지하는 것이다.
프릿 실(F)은 열 또는 레이저를 조사하여 프릿 실(F)을 경화시킴으로써 제 1 기판과 제 2 기판을 합착시킬 수 있다. 여기서 레이저를 이용할 경우 상기 레이저에 의한 열은 프릿 실(F)의 상부에서 시작하여 프릿 실(F)의 상부면과 수직하게 유입되어 도전층(135)에 전달되며, 상기 도전층(135)에서 상기 절연층(130)의 표면을 따라 화소 영역의 내부로 유입하게 된다. 따라서 제 2 영역(R2)은 도전층(135)에서 화소 영역의 내부로 유입되는 열 전달의 경로에 있으므로, 제 2 영역(R2)에 형성된 프릿 실(F)은 열 전달을 차단하는 효과를 가지게 된다.
또한, 상기 제 2 영역(R2)의 거리 만큼 상기 도전층(135)은 상기 화소 영역과 이격하게 되므로 상기 제 2 영역(R2)의 거리 차이는 화소 영역에 전달되는 열의 강도를 약하게 하는 효과도 가져온다.
두번째는 제 1 기판(101)과 제 2 기판(102)의 합착력 상승효과이다.
제 2 영역(R2)에서 상기 프릿 실(F)과 상기 절연층(130)이 맞닿아 합착하게 된다. 프릿 실(F)은 주로 유리 재질로 이루어지기 때문에 프릿 실(F)은 금속 재질의 도전층(135)보다 실리콘 질화막(SiNx) 또는 실리콘 산화막(SiO2)으로 이루어진 절연층(130)과 합착력이 더욱 우수하다.
따라서 종래 기술에 비하여 본 발명 제 1 실시예는 패널의 내부가 외부의 수분이나 산소로부터 철저히 봉지되게 하는 효과를 달성 할 수 있다.
세번째는 뉴턴 링 현상의 감소이다. 이것은 아래에서 상세히 설명한다.
상기 도면에서 제 1 영역(R1)과 제 2 영역(R2)에 형성되는 프릿 실(F)의 높이는 서로 다르며 높이 차(h)를 가진다.
상기 높이 차(h)가 생성되는 원인은 다음과 같다. 프릿 실(F)의 형성시 동일한 두께를 가진 하나의 프릿 실(F)을 상기 제 1 영역(R1) 및 제 2 영역(R2)의 절연층(130)에 합착시키게 된다. 이때 상기 제 1 영역(R1)의 프릿 실(F)은 상기 도전층(135)의 상부에 형성되고 상기 제 2 영역(R2)의 프릿 실(F)은 상기 절연층(130)의 상부에 형성되기 때문에 자연스럽게 상기 제 1 영역(R1)의 프릿 실(F)은 상기 도전층(135)의 두께만큼 상기 제 2 영역(R2)의 프릿 실(F)보다 높게 형성된다. 즉, 상기 높이 차(h)는 도전층(135)의 두께라고 할 수 있다.
이하, 제 2 기판(102)이 상기 프릿 실(F)의 상부에 형성되었을 경우 나타나는 효과를 도면을 통하여 설명한다. 도 3g와 도 3h는 제 2 기판이 형성된 본 발명의 제 1 실시예의 단면도를 도시한 것이며 도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 의한 패널의 평면도를 도시한 것이다.
도 3g와 도 3h에서 보면 제 2 기판(102)은 제 1 기판(101)에 대향하여 위치하고 있다. 제 2 기판(102)은 투명한 재질로서 TiO2, BaO, B2O3등이 될 수 있다.
도 4에서 도시된 패널(100)을 보면 상기 화소 영역(200)은 제 1 기판(101)의 상부 중앙에 사각형의 형태로 정의된다. 비화소 영역(미도시)은 상기 화소 영역을 제외한 제 1 기판(101)의 전면이다. 상기 화소 영역의(200)의 우측면에는 주사 구동부(260)와 하측면에는 데이터 구동부(250)가 형성되어 있다.
여기서 상기 프릿 실(F)은 상기 화소 영역(200)을 둘러싸는 상기 화소 영역(200)의 외측면에 형성된다. 상기 외측면은 상기 데이터 구동부(250)와 상기 화소 영역(200)의 사이와 상기 주사 구동부(260)와 상기 화소 영역(200)의 사이를 이으며 상기 화소 영역(200)을 둘러싸는 외측면을 말한다.
상기 프릿 실(F)은 상기 외측면 전체에 형성될 수도 있으며, 상기 외측면의 일부에만 형성 될 수 도 있다.
여기서 상기 프릿 실(F)의 상부에 상기 화소 영역보다 큰 사각형 모양의 제 2 기판(미도시)이 상기 제 1 기판에 대향하여 합착된다. 상기 제 2 기판은 상기 프릿 실(F) 및 제 1 기판(101)과 함께 화소 영역(200)을 봉지한다.
도 3g를 보면 프릿 실(F)의 상부에 형성되는 높이 차(h)는 상기 제 2 영역(R2)의 제 2 기판(102)이 상기 제 1 영역(R1)의 제 2 기판(102)보다 함몰되게 하는 효과를 만든다. 또한 제 2 기판(102)은 화소 영역 내부의 스페이서(165)에 의해 지지된다. 그런데 상기 스페이서(165)의 높이는 제 2 영역(R2)의 상기 프릿 실(F)보다 높게 형성되어 있다. 그러므로 상기 제 2 기판(102)은 제 2 영역(R2)에서 화소 영역으로 갈수록, 일정한 곡률을 가지며 상부가 돌출되는 형상을 가진다.
또한 도 3h와 같이 상기 프릿 실(F)이 상기 제 2 기판(102)의 양 측면 하부에 형성되는 경우, 상기 제 2 기판(102)의 양 측면에 각각의 제 2 영역(R2)이 존재하게 된다. 따라서 상기 제 2 기판(102)은 양측면에서 상기 제 2 기판(102)의 중앙 영역으로 일정한 곡률로 돌출되는 형상을 가지게 된다.
여기서 제 2 기판(102)의 양 측면의 하부의 프릿 실(F)이 위치하는 영역은 도 4에서 화소 영역(200)의 외측면들 중 마주보는 한 쌍의 외측면이다.
또한 상기 마주보는 한 쌍의 외측면을 제외한 나머지 외측면들 중 일부에 추가로 상기 프릿 실(F)과 상기 도전층(145)이 형성되는 경우에도 달성 할 수 있다.
이 경우, 상기 제 2 기판(102)의 중앙 영역이 그 하중으로 인해 하부에 프릿 실(F)과 같은 지지체가 없어 하부로 내려앉게 되더라도, 최초에 상부로 돌출되어 형성되었기 때문에 제 2 기판(102)이 제 1 기판(101)과 전체적으로 평행한 모양을 가지게 된다.
그러므로 광이 입사된 경우 제 2 기판(102)에서 반사된 광과 제 2 기판(102)을 투과하여 제 1 기판(101)에서 반사된 광의 경로 차이가 작아지게 되어 뉴턴 링 현상의 원인을 제거할 수 있다. 결과적으로 제 2 기판(102) 표면의 동심원 무늬를 줄일 수 있다.
지금까지 설명된 본 발명의 제 1 실시예는 상기 제 2 영역이 상기 스페이서(165)의 높이보다 낮아져서, 상기 제 2 기판(102)의 중앙 영역이 상부로 돌출되는 효과가 나타나는 것이므로, 상기 제 2 영역(R2)의 높이가 상기 스페이서(165)의 높이보다 낮아야한다. 따라서 제 1 영역(R1)과 제 2 영역(R2)의 높이가 동일하더라도 상기 제 2 영역(R2)의 높이가 상기 스페이서(165)의 높이보다 낮은 경우도 본 발명의 제 1 실시예로서 포함한다.
그리고, 높이 차(h)를 형성할 경우, 상기 높이 차(h)가 반드시 도전층(135)의 두께와 동일할 필요는 없다. 따라서 상기 높이 차(h)를 도전층(135)의 두께보다 크거나 작게 형성하는 경우도 본 발명의 제 1 실시예로서 포함한다.
또한, 상기 높이 차(h)를 가지기 위해서는 상기 제 1 영역(R1) 및 제 2 영역(R2)의 공간 확보가 필수적이므로 프릿 실(F)이 상기 제 1 영역(R1) 및 제 2 영역(R2)을 포함한 넓은 영역에 형성되는 경우도 본 발명의 제 1 실시예로서 포함한다.
다음은 본 발명의 제 2 실시예를 도면을 통하여 설명하겠다.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 유기 발광표시소자 및 그 제조방법의 단면도를 도시한 것이다.
본 발명의 제 2 실시예는 도면과 같이 게이트 절연층을 형성하는 과정까지는 앞에서 살펴본 제 1 실시예와 동일하다.
게이트 절연층(120)이 형성되고 난 후 게이트 전극(125)이 상기 활성화층(115a)의 상부에 형성이 된다. 그리고 상기 게이트 전극(125)과 이격되어 게이트 절연층(120)의 상부에 도전성 물질의 보조 도전층(235)이 형성된다.
상기 보조 도전층(235)과 게이트 전극(125)의 상부에 절연층(130)이 형성이되고 상기 절연층(130)을 패터닝하여 커넥트 홀을 형성한다. 상기 커넥트 홀은 상기 보조 도전층(235)의 상부에 형성한다.
그 다음, 상기 절연층(130)의 상부에 소스 전극(133a) 및 드레인 전극(133b)을 형성하고 상기 커넥트 홀이 형성된 절연층(130)의 상부에 도전층(135)을 형성한다. 따라서 상기 도전층(135)은 상기 커넥트 홀을 통하여 하부의 보조 도전층(235)과 전기적으로 접촉한다.
또한 상기 도전층(135)에도 패터닝하여 커넥트 홀을 형성함으로써 상기 프릿 실(F)과 상기 절연층(130)을 접촉하게 한다. 이때 상기 도전층(135)에 형성되는 커넥트 홀과 상기 절연층(130)에 형성되는 커넥트 홀이 겹치지 않도록 형성한다.
도면에서 상기 커넥트 홀을 3개만 도시하였지만 실질적으로 상기 보조 도전층(235)이 형성되는 면적에 따라 1개부터 무수히 많은 커넥트 홀을 형성 할 수 있다.
또한 상기 커넥트 홀 대신에 트렌치를 형성하여 상기 보조 도전층(235)과 상기 도전층(135)을 접촉하게 할 수도 있다. 상기 트렌치는 평면상으로 볼 때 상기 프릿 실(F)과 도전층(135)의 위치에 형성되므로, 도 4에서 상기 프릿 실(F)과 도전층(135)이 형성되는 화소 영역(200)의 외측면을 따라 형성 될 수 있다. 그 이후의 제조과정은 앞에서 설명한 본 발명의 제 1 실시예와 동일하다.
본 발명의 제 2 실시예에서 도전층(135)의 하부에 보조 도전층(235)을 형성하고, 도전층(135)과 보조 도전층(235)을 커넥트 홀을 통해 접촉시킬 경우의 효과는 다음과 같다.
첫번째로, 프릿 실(F)에 조사된 레이저에 의한 열을 확산시키는 효과가 있다.
보조 도전층(235) 역시 도전성 물질로서 열 전도도가 우수하므로, 도전층(135)에 전달된 열이 하부의 보조 도전층(235)으로 전달되어 화소 영역으로 향하는 열을 화소 영역 외부로 확산시킬 수 있는 것이다.
두번째로, 도전층(135)이 전극의 역할을 할 경우 보조 도전층(235)이 도전층(135)의 저항을 덜어주는 효과가 있다.
본 발명의 제 1 실시예의 도전층(135)은 제 1 영역에서만 형성되어 종래 기술에 비하여 도전층(135)의 면적이 더 협소하게 되어 있다. 이 경우 도전층(135)이 전원 배선의 역할을 할 경우 협소해진 면적으로 인해 종래 기술보다 저항이 더욱 상승할 수도 있다.
그러나, 본 발명의 제 2 실시예와 같이 하부의 보조 도전층(235)이 도전층(135)과 접촉하는 경우 상기 저항을 덜어주는 역할을 하므로 상승한 도전층(135)의 저항을 종래 기술과 동등한 저항 수준으로 낮춰줄 수 있다.
세번째로, 제 1 기판(101)과 제 2 기판(102)의 합착력 강화 효과이다.
상기 도전층(135)에 형성된 커넥트 홀은 프릿 실(F)과 절연층(130)을 합착하게 한다. 프릿 실(F)은 그 소재의 성질상 도전층(135)보다 절연층(130)과 합착력이 더욱 좋다. 따라서 본 발명의 제 2 실시예에서는 제 1 실시예에서보다 프릿 실(F)과 절연층(130)이 합착하는 면적이 커넥트 홀이 형성된 공간만큼 더 넓게 되므로 합착력이 더욱 좋아진다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예들에 대하여 상세하게 설명하였지만, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것이 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
101 : 제 1 기판 102 : 제 2 기판
110 : 버퍼층 115 : 반도체층
120 : 게이트 절연층 125 : 게이트 전극
130 : 절연층 133a : 소스 전극
133b : 드레인 전극 135 : 도전층
150 : 평탄화층 155 : 제 1 전극
160 : 뱅크 170 : 유기 발광층
175 : 제 2 전극 235 : 보조 도전층
F : 프릿 실 h : 높이 차
R1 : 제 1 영역 R2 : 제 2 영역

Claims (12)

  1. 상부의 중앙에 화소 영역이 정의되어 있는 제 1 기판;
    상기 제 1 기판의 상부 전면에 형성되는 절연층;
    상기 절연층의 상부에서 상기 화소 영역의 외측면에 형성되는 도전층;
    제 1 영역은 상기 도전층의 상부 영역이고 제 2 영역은 상기 도전층과 상기 화소 영역 사이의 상기 절연층의 상부 영역이라고 할때, 상기 제 1 영역 및 제 2 영역을 포함하는 영역에 형성되는 프릿 실; 및
    상기 제 1 기판과 대향하여 상기 프릿 실의 상부에서 상기 화소 영역을 봉지하는 제 2 기판;을 포함하며,
    상기 절연층이 형성된 평면을 높이의 기준으로 할 때, 상기 제 2 영역의 상기 프릿 실과 상기 제 1 영역의 상기 프릿 실은 높이 차(h)를 가지며,
    상기 제1 영역의 상기 프릿 실은 상기 도전층의 상부에 형성되고, 상기 제2 영역의 상기 프릿 실은 상기 절연층 상에 형성되는 것을 특징으로 하는 유기 발광표시소자.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 프릿 실은 상기 제2영역에서 상기 절연층과 합착하는 것을 특징으로 하는 유기 발광표시소자.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 절연층의 상부이며 상기 화소 영역의 내부에 형성되는 유기 발광 다이오드를 포함하며, 상기 유기 발광 다이오드는 상부 발광형인 것을 특징으로 하는 유기 발광표시소자.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 프릿 실 및 도전층은 상기 화소 영역의 외측면들 중 마주보는 한 쌍의 외측면에 형성되는 것을 특징으로 하는 유기 발광표시소자.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 절연층의 상부에서 상기 화소 영역의 내측면에 형성되는 스페이서를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 발광표시소자.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 절연층이 형성된 평면을 높이의 기준으로 할 때, 상기 제 2 영역의 상기 프릿 실의 높이가 상기 스페이서 높이보다 낮게 형성되고,
    상기 제 2 기판은 상기 프릿 실의 상기 제 2 영역의 상면과 상기 스페이서의 상면에 의해 지지되는 것을 특징으로 하는 유기 발광표시소자.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 절연층이 형성된 평면을 높이의 기준으로 할 때, 상기 제 2 영역의 상기 프릿 실과 상기 제 1 영역의 상기 프릿 실의 높이 차는 상기 도전층의 두께와 동일한 것을 특징으로 하는 유기 발광표시소자.
  8. 제 4 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 절연층에 형성되는 적어도 하나 이상의 커넥트 홀 또는 트렌치를 통하여 상기 절연층 하부에서 상기 도전층과 접촉되는 보조 도전층을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 발광표시소자.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 프릿 실은 상기 도전층에 형성되는 적어도 하나 이상의 커넥트 홀 또는 트렌치를 통하여 상기 절연층과 접촉되는 것을 특징으로 하는 유기 발광표시소자.
  10. 중앙에 화소 영역이 정의되어 있는 제 1 기판;
    상기 제1 기판상에 형성되고, 상기 화소 영역의 외측면에 형성되는 도전층;
    상기 제 1 기판의 상부에 형성되며 상기 화소 영역의 내부에 형성되는 유기 발광 다이오드 어레이;
    상기 제 1 기판의 상부에서 상기 화소 영역의 내측면에 형성되는 스페이서; 상기 제 1 기판의 상부이면서, 상기 도전층을 포함한 상기 화소 영역의 외측면에 형성되는 프릿 실; 및
    상기 제 1 기판과 대향하여 상기 프릿 실의 상부에서 상기 화소 영역을 봉지하는 제 2 기판;을 포함하고
    상기 프릿 실의 높이는 상기 제 1 기판이 형성된 평면을 높이의 기준으로 할 때 상기 스페이서의 높이보다 낮게 되어 상기 제 2 기판이 상기 스페이서와 상기 프릿 실에 의해 지지되며,
    상기 제1 기판의 상면을 높이의 기준으로 할 때, 상기 도전층 상부의 상기 프릿 실과 상기 도전층을 제외한 상기 화소영역의 외측면의 상기 프릿 실은 높이 차(h)를 가지는 것을 특징으로 하는 유기 발광표시소자.
  11. 중앙에 화소 영역이 정의되어 있는 제 1 기판;
    상기 제 1 기판의 상부 전면에 형성된 절연층;
    상기 절연층의 상부에서 상기 화소 영역의 마주보는 한 쌍의 외측면에 형성되는 도전층;
    상기 절연층의 상부에서 상기 화소 영역의 내부에 형성된 유기 발광 다이오드;
    상기 절연층의 상부에서 상기 화소 영역의 내측면에 형성된 스페이서;
    상기 도전층의 상부 영역을 제 1 영역이라하고 상기 도전층과 상기 화소 영역 사이의 상기 절연층의 상부 영역을 제 2 영역이라고 할때, 상기 제 1 영역 및 제 2 영역에 형성되되, 상기 제 2 영역의 프릿 실의 높이가 상기 스페이서의 높이보다 낮게 형성되는 프릿 실; 및
    제 1 기판과 대향하며 상기 프릿 실의 상부에서 상기 화소 영역을 봉지하는 제 2 기판;을 포함하고
    상기 제 2 기판은 상기 프릿 실의 상기 제 2 영역에 합착되고 상기 스페이서에 의해 지지되는 것을 특징으로 하는 유기 발광표시소자.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 절연층이 형성된 평면을 높이의 기준으로 할 때, 상기 제 2 영역의 상기 프릿 실과 상기 제 1 영역의 상기 프릿 실의 높이 차는 상기 도전층의 두께와 크거나 작은 것을 특징으로 하는 유기 발광표시소자.
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