KR101949926B1 - 유기발광소자 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 유기발광다이오드가 형성된 다수의 화소영역을 포함하는 표시영역와, 상기 표시영역 주변의 비표시영역을 갖는 어레이기판과; 상기 표시영역 전체를 덮고 상기 비표시영역으로 연장되며, 코너가 라운드 형상을 갖는 보호막을 포함하고, 상기 보호막의 외변과 이에 대응하는 상기 표시영역의 외변 사이의 거리(A)에 따라 상기 보호막의 코너의 반경(R)의 최대값은 정의되며, 상기 반경은 적어도 0.1㎜ 이상인 유기발광소자를 제공한다.

Description

유기발광소자 및 그 제조방법{Organic Light Emitting diode and method of manufacturing the same}
본 발명은 유기발광소자에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 유기발광소자 및 그 제조방법에 관한 것이다.
정보화 사회가 발전함에 따라 화상을 표시하기 위한 표시장치에 대한 요구가 다양한 형태로 증가하고 있으며, 근래에는 액정표시장치(LCD : liquid crystal display), 플라즈마표시장치(PDP : plasma display panel), 유기발광소자 (OLED : organic light emitting diode)와 같은 여러가지 평판표시장치(flat display device)가 활용되고 있다.
이들 평판표시장치 중에서, 유기발광소자는 소형화, 경량화, 박형화, 저전력 구동의 장점을 가지고 있어, 최근에 널리 사용되고 있다.
유기발광소자로서, 매트릭스형태로 배치된 화소영역 각각에 스위칭트랜지스터가 형성된 액티브매트릭스 타입(active matrix type)의 유기발광소자가 현재 보편적으로 사용되고 있다.
유기발광소자는 어레이기판과 이를 외부로부터 보호하는 인캡슐레이션(encapsulation)기판을 포함하며, 어레이기판에 형성된 어레이소자에 대한 투습 방지를 위해 어레이기판 상에는 보호막이 적층된다.
도 1은 종래의 유기발광소자의 일부를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 1을 참조하면, 유기발광소자(10)의 액티브영역 즉 표시영역(AA)은 평면적으로 사각형상을 가지며, 표시영역(AA)에는 화소영역(P)이 매트릭스 형태로 배치되어 있다.
이와 같은 표시영역(AA)은 보호막(50)으로 덮혀져 외부로부터의 수분 침투가 방지될 수 있게 된다. 이와 같은 기능을 하는 보호막(50)은 표시영역(AA) 주변의 비표시영역(NA)으로 연장된다.
보호막은, 평면적으로 볼 때, 표시영역(AA)과 유사하게 사각형상을 갖게 되는데, 공정상 요인에 의해 코너부분은 라운드 형상을 갖게 된다.
이처럼 라운드 형상을 갖는 보호막(50)의 코너부분의 반경(radius)이 작으면, 대응되는 표시영역(AA)의 코너부분이 노출될 수 있게 된다. 이와 같은 경우에, 코너부분을 통해 수분이 표시영역 내부로 침투하여, 소자 결함이 유발된다. 이에 따라, 유기발광소자의 수명이 단축된다.
이를 방지하기 위해, 코너부분의 반경을 크게 하게 되면, 보호막(50)의 연장폭(A)이 증가하게 된다. 이는 유기발광소자(10)의 비표시영역(NA)의 크기를 증가시키게 되어, 결과적으로 유기발광소자(10)의 베젤의 증가를 유발한다.
그런데, 현재로서는 소자결함 방지와 베젤의 감소를 획득할 수 있도록 하는 보호막의 설계에 대한 연구가 미흡한 실정이다.
본 발명은, 소자결함 방지와 베젤의 감소를 함께 획득할 수 있는 보호막 설계 방안을 제공하는 데 과제가 있다.
전술한 바와 같은 과제를 달성하기 위해, 본 발명은 유기발광다이오드가 형성된 다수의 화소영역을 포함하는 표시영역와, 상기 표시영역 주변의 비표시영역을 갖는 어레이기판과; 상기 표시영역 전체를 덮고 상기 비표시영역으로 연장되며, 코너가 라운드 형상을 갖는 보호막을 포함하고, 상기 보호막의 외변과 이에 대응하는 상기 표시영역의 외변 사이의 거리(A)에 따라 상기 보호막의 코너의 반경(R)의 최대값은 정의되며, 상기 반경은 적어도 0.1㎜ 이상인 유기발광소자를 제공한다.
여기서, 상기 A와 R의 관계는 Rmax = 3.25A - 0.325의 수식에 따르며, Rmax는 R의 최대값일 수 있다.
상기 보호막은, 유기막과 무기막 중 적어도 하나를 사용한 적어도 하나의 적층막으로 구성될 수 있다.
상기 보호막을 구성하는 유기막은 epoxy, acryl, urethane, Si 중 적어도 하나를 함유한 수지로 이루어지며, 스크린프리팅, 잉크젯프린팅, 디스펜싱 방법 중 하나로 형성될 수 있다.
상기 보호막을 구성하는 무기막은 Si와 Al 중 적어도 하나를 포함하며, PECVD, ALD, 스퍼터링, 기상증착 방법 중 하나로 형성될 수 있다.
상기 보호막이 형성된 어레이기판과, 접착부재를 사용하여 합착되는 인캡슐레이션기판을 포함할 수 있다.
다른 측면에서, 본 발명은 유기발광다이오드가 형성된 다수의 화소영역을 포함하는 표시영역와, 상기 표시영역 주변의 비표시영역을 갖는 어레이기판을 형성하는 단계와; 상기 표시영역 전체를 덮고 상기 비표시영역으로 연장되며, 코너가 라운드 형상을 갖는 보호막을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 보호막의 외변과 이에 대응하는 상기 표시영역의 외변 사이의 거리(A)에 따라 상기 보호막의 코너의 반경(R)의 최대값은 정의되며, 상기 반경은 적어도 0.1㎜ 이상인 유기발광소자 제조방법을 제공한다.
여기서, 상기 A와 R의 관계는 Rmax = 3.25A - 0.325의 수식에 따르며, Rmax는 R의 상한값일 수 있다.
상기 보호막은, 유기막과 무기막 중 적어도 하나를 사용한 적어도 하나의 적층막으로 구성될 수 있다.
상기 보호막을 구성하는 유기막은 epoxy, acryl, urethane, Si 중 적어도 하나를 함유한 수지로 이루어지며, 스크린프리팅, 잉크젯프린팅, 디스펜싱 방법 중 하나로 형성될 수 있다.
상기 보호막을 구성하는 무기막은 Si와 Al 중 적어도 하나를 포함하며, PECVD, ALD, 스퍼터링, 기상증착 방법 중 하나로 형성될 수 있다.
접착부재를 사용하여 상기 보호막이 형성된 어레이기판과 인캡슐레이션기판을 합착하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 비표시영역에서의 보호막의 연장폭에 따라 코너에서의 보호막의 반경이 설정될 수 있게 된다. 즉, 라운드 형태의 코너를 갖는 보호막의 외변과 코너의 상관 관계를 설정할 수 있게 된다.
이에 따라, 내로우베젤을 구현하는 경우에, 코너를 통한 외부 투습을 방지할 수 있도록 유기발광소자를 신뢰성 있게 설계하는 것이 가능하게 된다.
따라서, 유기발광소자의 마스크 설계 비용 등을 절감하고 신뢰성을 확보할 수 있는 시뮬레이션이 가능하게 되어, 설계 시간과 비용을 절감하고 유기발광소자 제작에 있어 신뢰성에 대한 예측이 가능하게 된다.
도 1은 종래의 유기발광소자의 일부를 개략적으로 도시한 평면도.
도 2 및 3은 각각 본 발명의 실시예에 따른 유기발광소자의 일부를 개략적으로 도시한 평면도 및 단면도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 유기발광소자의 화소 구조를 개략적으로 도시한 회로도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따라 A에 대한 Rmax의 관계를 나타낸 그래프.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다.
도 2 및 3은 각각 본 발명의 실시예에 따른 유기발광소자의 일부를 개략적으로 도시한 평면도 및 단면도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 유기발광소자의 화소 구조를 개략적으로 도시한 회로도이다.
도 2 및 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 유기발광소자(100)에는 표시영역(AA)과 표시영역(AA) 주변의 비표시영역(NA)이 정의되어 있다.
유기발광소자(100)는 하부기판으로서 어레이기판(AS)과, 어레이기판(AS)에 대응하는 인캡슐레이션기판(ES)을 포함한다.
인캡슐레이션기판(ES)은 어레이기판(AS)을 보호하기 위한 구성으로서, 금속, 유리, 플라스틱과 같은 다양한 물질로 이루어질 수 있으며, 필름 형태로 이루어질 수도 있다.
이와 같은 인캡슐레이션기판(ES)은 접착부재(160)를 통해 어레이기판(AS)과 결합될 수 있다.
어레이기판(AS)의 표시영역(AA)에는, 화소영역(P)이 매트릭스 형태로 배치되어 있다. 이와 같은 화소영역(P)의 구성과 관련하여 도 4를 참조하여 설명한다.
화소영역(P)은 어레이기판(AS)에서 서로 교차하는 게이트배선 및 데이터배선(GL, DL)에 의해 정의된다. 화소영역(P)에는, 예를 들면, 스위칭트랜지스터 및 구동트랜지스터(T1, T2)와 커패시터(C)와 발광다이오드(OD)가 구성된다.
여기서, 스위칭트랜지스터(T1)는 게이트배선 및 데이터배선(GL, DL)과 연결되며, 구동트랜지스터(T2)는 스위칭트랜지스터(T1)와 연결된다. 커패시터(C)는 구동트랜지스터(T2)와 하이전원전압(Vdd)원 사이에 연결되며, 발광다이오드(OD)는 구동트랜지스터(T2)에 연결된다.
전술한 바와 같이 화소영역(P)에 구성된 발광다이오드(OD)는, 도 3에 도시한 바와 같이, 기판(101) 상에 제1 및 2전극(110, 130)과 이들 전극(110, 130) 사이에 구성된 유기발광층(120)을 포함할 수 있다. 한편, 도 3에서는, 설명의 편의를 위해, 표시영역(AA)에 구성된 어레이소자들 중 발광다이오드(OD)를 위주로 도시하였다.
여기서, 제1 및 2전극(110, 130) 중 하나는 애노드에 해당되고, 나머지 하나는 캐소드에 해당된다. 본 발명의 실시예에서는, 설명의 편의를 위해, 제1전극(110)을 애노드로, 제2전극(130)을 캐소드로 사용하는 경우를 예로 든다.
유기발광층(120)은 제1 및 2전극(110, 130)으로부터 정공 및 전자를 전달받고, 이들의 결합에 의해 발광하게 된다.
한편, 도시하지는 않았지만, 유기발광층(120)과 제1전극(110) 그리고 제2전극(130) 사이에는 여타의 유기막들이 더욱 구성될 수 있다. 예를 들면, 애노드인 제1전극(110)과 유기발광층(120) 사이에는 정공주입층과 정공수송층이 구성될 수 있으며, 캐소드인 제2전극(130)과 유기발광층(120) 사이에는 전자주입층과 전자수송층이 구성될 수 있다.
전술한 바와 같은 발광다이오드(OD) 상에는 보호막(150)이 형성된다. 보호막(150)은 외부로부터의 습기 등을 차단하여, 표시영역(AA)에 구성된 어레이소자의 결함을 방지하기 위해 구성된다.
이와 같은 보호막(150)은 적어도 하나 이상의 적층막으로 구성될 수 있는데, 다수의 적층막으로 구성되는 것이 바람직하다 할 것이다.
보호막(150)으로서 다수의 적층막이 사용되는 경우에, 유기막으로 구성되거나, 무기막으로 구성되거나, 유기막 및 무기막으로 구성될 수 있다. 여기서, 유기막/무기막이 함께 사용되는 경우가 보다 바람직하다 할 것이며, 본 발명의 실시예에서는 이와 같은 경우를 예로 든다.
이와 관련하여, 도 3을 참조하면, 보호막(150)은 무기막(151)과 유기막(152)을 포함하며, 무기막(151)과 유기막(152)은 교대로 적층될 수 있다.
여기서, 무기막(151)은 다양한 방법으로 형성될 수 있는데, 예를 들면, PECVD(plasma enhanced chemical vapor deposition), 스퍼터링(sputtering), 기상증착(evaporation), ALD(atomic layer deposition) 등과 같은 방법으로 형성될 수 있다.
유기막(152)은 다양한 방법으로 형성될 수 있는데, 예를 들면, 스크린프린팅(screen printing), 잉크젯프린팅(ink-jet printing), 디스펜싱(dispensing) 등과 같은 방법으로 형성될 수 있다.
한편, 유기막(152)에 대해서는, 전술한 바와 같은 방법으로 도포된 후에 UV경화나 열경화 공정이 수행될 수 있다. 유기막(152)은, 예를 들면, epoxy, acryl, urethane, Si 중 적어도 하나가 함유된 수지로 구성될 있는데, 이에 한정되지는 않는다.
그리고, 무기막(151)은, 예를 들면, Si나 Al을 포함하도록 구성될 수 있는데, 이에 한정되지는 않는다.
전술한 바와 같이 구성된 보호막(150)은 표시영역(AA) 전체를 덮도록 형성되고, 비표시영역(NA)으로 연장된다.
한편, 어레이기판(AS)의 비표시영역(NA)의 가장자리에는, 구동회로와 연결되어 구동신호를 전달받는 패드(170)가 형성될 수 있다. 이와 같은 패드(160)는, 구동회로와의 전기적 연결을 위해, 노출된 상태로 구성되는 것이 바람직하다. 따라서, 보호막(150)은 패드(170)가 형성된 영역을 노출하도록 구성된다.
보호막(150)은, 평면적으로 볼 때, 표시영역(AA)과 유사하게 사각형상을 갖게 되며, 코너부분은 라운드 형상을 갖게 된다. 즉, 표시영역(AA)은 코너가 실질적으로 90도를 이루는 각진 형태의 사각형상을 갖게 되는데, 보호막(150)은 코너가 둥근 형태의 사각형상을 갖게 된다.
따라서, 보호막(150)은 일직선 형상의 4개의 외변(OL2)과 라운드 형상의 4개의 코너(C)로 이루어진 평면적 외형(outline)을 갖게 된다.
여기서, 보호막(150)은 표시영역(AA) 내부로의 투습을 완전히 차단하도록 형성되므로, 보호막(150)의 외형은 표시영역(AA)을 완전히 둘러싸게 된다.
이때, 보호막(150)의 외변(OL2)과 대응되는 표시영역(AA)의 외변(OL1)사이의 거리 즉 보호막(150)의 연장폭을 A라고 하고, 보호막(150)의 코너(C)의 반경을 R이라고 하자.
이와 같은 경우에, 본 발명의 실시예에서는, Rmax = 3.25A - 0.325의 수식에 따라 R을 설계할 것을 제안한다 (Rmax는 R의 최대값). 그리고, R과 A는 각각 최소 0.1㎜ 이상의 값을 갖는 것이 바람직하다.
이처럼, 본 발명의 실시예에 따르면, 보호막(150)의 표시영역(AA) 외측으로의 연장폭(A에 따라 R을 결정할 수 있게 된다. 즉, R은, 최소 0.1㎜ 이상이며 최대값 Rmax의 허용범위를 가질 수 있게 된다 (0.1 ≤ R ≤ Rmax).
이와 같이, 보호막(150)의 코너(C)는 A에 따라 정의되며, 그 허용범위가 제한되도록 설계될 수 있게 된다.
전술한 제안 수식과 관련하여, 도 5를 참조할 수 있다. 도 5는 본 발명의 실시예에 따라 A에 대한 Rmax의 관계를 나타낸 그래프이다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따르면, 비표시영역(NA)에서의 보호막(150)의 연장폭 A에 따라 코너(C)에서의 보호막(150)의 R이 설정될 수 있게 된다. 즉, 라운드 형태의 코너(C)를 갖는 보호막(150)의 외변(OL2)과 코너(C)의 상관 관계를 설정할 수 있게 된다.
이에 따라, 내로우베젤(narrow bezel)을 구현하는 경우에, 코너(C)를 통한 외부 투습을 방지할 수 있도록 유기발광소자(100)를 신뢰성 있게 설계하는 것이 가능하게 된다.
따라서, 유기발광소자의 마스크 설계 비용 등을 절감하고 신뢰성을 확보할 수 있는 시뮬레이션(simulation)이 가능하게 되어, 설계 시간과 비용을 절감하고 유기발광소자 제작에 있어 신뢰성에 대한 예측이 가능하게 된다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 유기발광소자 제조 방법에 대해, 도 2내 4를 참조하여 설명한다.
먼저, 어레이기판(AS)의 표시영역(AA)에 어레이소자를 형성하게 된다. 예를 들면, 서로 교차하는 게이트배선 및 데이터배선(GL, DL)과, 스위칭트랜지스터(T1)와 구동트랜지스터(T2)와 발광다이오드(OD)를 기판(101) 상에 형성한다.
발광다이오드(OD)를 형성함에 있어, 구동트랜지스터(T2)와 연결되는 제1전극(110)을 화소영역(P) 마다 패터닝하여 형성하고, 그 상부에 유기발광층(120)을 화소영역(P) 마다 패터닝하여 형성한다. 다음으로, 유기발광층(120) 상부에 제2전극(130)을 표시영역(AA) 전체에 걸쳐 형성한다.
위와 같이 발광다이오드(OD)가 형성된 어레이기판(AS)에 대해, 보호막(150)을 형성하는 공정을 진행한다. 예를 들면, 무기막(151)과 유기막(152)을 교대로 적층함으로써, 보호막(150)을 형성하게 된다.
여기서, 보호막(150)은 전술한 수식에 따른 평면적 외형을 갖도록 형성된다. 즉, Rmax = 3.25A - 0.325의 수식에 따라, 제조자는 베젤의 크기를 고려하여 A를 결정하고, 결정된 A에 따라 Rmax는 산출된다. 따라서, Rmax 즉 최대값을 넘지 않는 범위에서 R을 결정하게 된다. 이처럼, A와 R이 결정되면, 결정된 A 및 R을 갖는 외형을 갖는 보호막(150)을 형성하게 된다.
위와 같은 공정을 통해, 본 발명의 실시예에 따른 어레이기판(AS)이 제조될 수 있게 된다.
다음으로, 전술한 바와 같이 제조된 어레이기판(AS)과 인캡슐레이션기판(ES)을 합착하는 공정이 진행된다.
이와 관련하여, 어레이기판(AS)에 접착부재(160)를 도포하고, 접착부재(160)가 도포된 상태의 어레이기판(AS)을 인캡슐레이션기판(ES)과 합착할 수 있다.
다른 예로서, 인캡슐레이션기판(ES)에 접착부재(160)를 도포하고, 접착부재(160)가 도포된 상태의 인캡슐레이션기판(ES)을 어레이기판(AS)과 합착할 수 있다.
이처럼, 어레이기판(AS)과 인캡슐레이션기판(ES)을 접착부재(160)를 통해 접착함으로써, 본 발명의 실시예에 따른 유기발광소자(100)가 제작될 수 있게 된다.
한편, 전술한 바와 같이 제작된 유기발광소자(100)에 대해, 구동회로를 부착하는 공정이 더욱 진행될 수 있게 된다. 예를 들면, IC형태의 구동회로를 패드(170)에 연결함으로써, 구동회로를 부착하는 공정이 수행될 수 있게 된다.
전술한 본 발명의 실시예는 본 발명의 일예로서, 본 발명의 정신에 포함되는 범위 내에서 자유로운 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명은, 첨부된 특허청구범위 및 이와 등가되는 범위 내에서의 본 발명의 변형을 포함한다.
150: 보호막 A: 보호막의 연장폭
R: 보호막의 코너의 반경

Claims (12)

  1. 유기발광다이오드가 형성된 다수의 화소영역을 포함하는 표시영역와, 상기 표시영역 주변의 비표시영역을 갖는 어레이기판과;
    상기 표시영역 전체를 덮고 상기 비표시영역으로 연장되며, 코너가 라운드 형상을 갖는 보호막을 포함하고,
    상기 보호막은 평면적으로 볼 때 상기 비표시영역에 위치하는 외형을 갖고,
    상기 보호막의 외형은 상기 표시영역의 코너에 대응하는 상기 라운드 형상의 코너와, 상기 표시영역의 외변에 대응하는 일직선 형상의 외변을 포함하고,
    상기 보호막의 외변과 이에 대응하는 상기 표시영역의 외변 사이의 거리(A)에 따라 상기 보호막의 코너의 반경(R)의 최대값은 정의되며, 상기 반경은 적어도 0.1㎜ 이상이고,
    상기 A와 R의 관계는 Rmax = 3.25A - 0.325의 수식에 따르며, Rmax는 R의 최대값인
    유기발광소자.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 보호막은, 유기막과 무기막 중 적어도 하나를 사용한 적어도 하나의 적층막으로 구성되는
    유기발광소자.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 보호막을 구성하는 유기막은 epoxy, acryl, urethane, Si 중 적어도 하나를 함유한 수지로 이루어지며, 스크린프리팅, 잉크젯프린팅, 디스펜싱 방법 중 하나로 형성되는
    유기발광소자.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 보호막을 구성하는 무기막은 Si와 Al 중 적어도 하나를 포함하며, PECVD, ALD, 스퍼터링, 기상증착 방법 중 하나로 형성되는
    유기발광소자.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 보호막이 형성된 어레이기판과, 접착부재를 사용하여 합착되는 인캡슐레이션기판을 포함하는
    유기발광소자.
  7. 유기발광다이오드가 형성된 다수의 화소영역을 포함하는 표시영역와, 상기 표시영역 주변의 비표시영역을 갖는 어레이기판을 형성하는 단계와;
    상기 표시영역 전체를 덮고 상기 비표시영역으로 연장되며, 코너가 라운드 형상을 갖는 보호막을 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 보호막은 평면적으로 볼 때 상기 비표시영역에 위치하는 외형을 갖고,
    상기 보호막의 외형은 상기 표시영역의 코너에 대응하는 상기 라운드 형상의 코너와, 상기 표시영역의 외변에 대응하는 일직선 형상의 외변을 포함하고,
    상기 보호막의 외변과 이에 대응하는 상기 표시영역의 외변 사이의 거리(A)에 따라 상기 보호막의 코너의 반경(R)의 최대값은 정의되며, 상기 반경은 적어도 0.1㎜ 이상이고,
    상기 A와 R의 관계는 Rmax = 3.25A - 0.325의 수식에 따르며, Rmax는 R의 최대값인
    유기발광소자 제조방법.
  8. 삭제
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 보호막은, 유기막과 무기막 중 적어도 하나를 사용한 적어도 하나의 적층막으로 구성되는
    유기발광소자 제조방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 보호막을 구성하는 유기막은 epoxy, acryl, urethane, Si 중 적어도 하나를 함유한 수지로 이루어지며, 스크린프리팅, 잉크젯프린팅, 디스펜싱 방법 중 하나로 형성되는
    유기발광소자 제조방법.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 보호막을 구성하는 무기막은 Si와 Al 중 적어도 하나를 포함하며, PECVD, ALD, 스퍼터링, 기상증착 방법 중 하나로 형성되는
    유기발광소자 제조방법.
  12. 제 7 항에 있어서,
    접착부재를 사용하여 상기 보호막이 형성된 어레이기판과 인캡슐레이션기판을 합착하는 단계를 포함하는
    유기발광소자 제조방법.
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