KR101952025B1 - 표시 장치 - Google Patents

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KR101952025B1
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히로노리 도요다
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가부시키가이샤 재팬 디스프레이
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Abstract

수분의 효과적인 제거를 목적으로 한다. 표시 장치는, 발광층(44)을 포함하는 발광 소자층(40)과, 발광 소자층(40) 위에 있는 광 투과성의 상부 전극(42)과, 발광 소자층(40) 아래에 있으며 광 투과성 및 투습성을 갖는 하부 전극(34)과, 하부 전극(34) 아래에 있는 광 반사층(58)과, 하부 전극(34)과 광 반사층(58) 사이에 있으며 흡습성을 갖는 흡습층(60)을 갖는다.

Description

표시 장치{DISPLAY DEVICE}
본 발명은 표시 장치에 관한 것이다.
유기 일렉트로루미네센스 표시 장치의 개발에 있어서, 발명자들은, 테스트용 장치를 평가한바, 표시 영역의 2㎜×2㎜의 발광 에어리어에 있어서 단부가 어두워지는 것을 발견하였다. 또한 조사한 결과, 수분에 의한 발광 소자의 열화가 원인일 가능성이 높은 것을 알 수 있었다.
일본 특허 공개 제2015-201354호 공보
종래, 하부 전극 아래에 흡습재를 설치하여 수분을 트랩하는 대책이 채용되어 왔다(특허문헌 1). 그러나, 흡습재에 의해 수분을 완전히 차단할 수는 없으므로, 발광 소자의 열화를 피하는 것은 어렵다. 발광 소자의 열화에 의해 발생하는 부분적인 휘도차는 표시 불균일로서 인식되므로, 그 대책이 요구되고 있다.
본 발명은 수분의 효과적인 제거를 목적으로 한다.
본 발명에 따른 표시 장치는, 발광층을 포함하는 발광 소자층과, 상기 발광 소자층 위에 있는 광 투과성의 상부 전극과, 상기 발광 소자층 아래에 있으며 광 투과성 및 투습성을 갖는 하부 전극과, 상기 하부 전극 아래에 있는 광 반사층과, 상기 하부 전극과 상기 광 반사층 사이에 있으며 흡습성을 갖는 흡습층을 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 투습성을 갖는 하부 전극 아래에 흡습층을 배치하므로, 수분을 효과적으로 제거할 수 있다. 특히, 흡습층을, 수분의 흡수에 의해 광 투과율이 향상되는 성질을 갖는 재료로 형성함으로써, 수분 유래의 소자 특성의 열화를 보상할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 표시 장치의 사시도.
도 2는 도 1에 도시한 표시 장치의 II-II선 단면을 일부 생략하여 도시하는 확대도.
도 3은 발광 소자층의 확대도.
도 4는 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 표시 장치의 단면도.
도 5는 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 표시 장치의 단면도.
도 6은 본 발명의 제4 실시 형태에 따른 표시 장치의 단면도.
이하, 본 발명의 실시 형태에 대하여 도면을 참조하여 설명한다. 단, 본 발명은 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양한 형태로 실시할 수 있고, 이하에 예시하는 실시 형태의 기재 내용에 한정되어 해석되는 것은 아니다.
도면은, 설명을 보다 명확하게 하기 위해, 실제의 형태에 비해, 각 부의 폭, 두께, 형상 등에 대하여 모식적으로 도시되는 경우가 있지만, 어디까지나 일례이며, 본 발명의 해석을 한정하는 것은 아니다. 본 명세서와 각 도면에 있어서, 기출의 도면에 관하여 설명한 것과 마찬가지의 기능을 구비한 요소에는, 동일한 부호를 붙이고, 중복되는 설명을 생략하는 경우가 있다.
또한, 본 발명의 상세한 설명에 있어서, 어느 구성물과 다른 구성물의 위치 관계를 규정할 때, 「위에」 「아래에」란, 어느 구성물의 바로 위 혹은 바로 아래에 위치하는 경우뿐만 아니라, 특별히 언급이 없는 한은, 사이에 또 다른 구성물을 개재하는 경우를 포함하는 것으로 한다.
[제1 실시 형태]
도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 표시 장치의 사시도이다. 표시 장치로서, 유기 일렉트로루미네센스 표시 장치를 예로 든다. 표시 장치는, 예를 들어 적색, 녹색 및 청색을 포함하는 복수 색의 단위 화소(서브 픽셀)를 조합하여, 풀컬러의 화소를 형성하고, 풀컬러의 화상을 표시하도록 되어 있다. 표시 장치는, 제1 기판(10)을 갖는다. 제1 기판(10)은 복수의 화소가 매트릭스 형상으로 배치된 표시 영역 DA를 갖는다. 제1 기판(10)에는, 화상을 표시하기 위한 소자를 구동하기 위한 집적 회로 칩(12)이 탑재되고, 외부와의 전기적 접속을 위해 도시하지 않은 플렉시블 프린트 기판을 접속해도 된다.
도 2는 도 1에 도시한 표시 장치의 II-II선 단면을 일부 생략하여 도시하는 확대도이다. 제1 기판(10)은 수지 또는 유리를 포함하고, 폴리이미드나 폴리에틸렌테레프탈레이트 등의 가요성을 갖는 필름이어도 된다. 제1 기판(10)에는, 그 자체가 함유하는 불순물에 대한 배리어로 되는 언더코트층(14)이 형성된다. 언더코트층(14)은 실리콘 산화막 또는 실리콘 질화막 등을 포함하고, 그들의 적층 구조여도 된다. 언더코트층(14) 위에는 반도체층(16)이 형성되어 있다. 반도체층(16)에 소스 전극(18) 및 드레인 전극(20)이 전기적으로 접속되고, 반도체층(16)을 덮어 게이트 절연막(22)이 형성되어 있다. 게이트 절연막(22) 위에는 게이트 전극(24)이 형성되고, 게이트 전극(24)을 덮어 층간 절연막(26)이 형성되어 있다. 소스 전극(18) 및 드레인 전극(20)은 게이트 절연막(22) 및 층간 절연막(26)을 관통하고 있다. 반도체층(16), 소스 전극(18), 드레인 전극(20) 및 게이트 전극(24)에 의해 박막 트랜지스터(28)가 구성된다. 박막 트랜지스터(28)를 덮도록 패시베이션막(30)이 형성되어 있다.
패시베이션막(30) 위에는, 평탄화층(32)이 형성되어 있다. 평탄화층(32) 위에는, 복수의 단위 화소(서브 픽셀) 각각에 대응하도록 구성된 복수의 하부 전극(34)(화소 전극, 예를 들어 양극)이 형성되어 있다. 하부 전극(34)은 예를 들어 ITO(Indium Tin Oxide) 또는 IZO(Indium Zinc Oxide)를 포함하고, 광 투과성을 갖는다. 또한, 하부 전극(34)은 투습성을 가질 정도의 얇기(예를 들어 10㎚ 이하)로 되어 있다. 평탄화층(32)은 적어도 하부 전극(34)이 형성되는 면이 평탄하게 되도록 형성된다. 평탄화층(32)으로서는, 감광성 아크릴 수지 등의 유기 재료가 많이 사용된다. 하부 전극(34)은 평탄화층(32) 및 패시베이션막(30)을 관통하는 콘택트 홀(36)에 의해, 반도체층(16) 위의 소스 전극(18) 및 드레인 전극(20) 중 한쪽에 전기적으로 접속되어 있다.
평탄화층(32) 및 하부 전극(34) 위에 절연층(38)이 형성되어 있다. 절연층(38)은 하부 전극(34)의 주연부(34a)에 적층되며, 하부 전극(34)의 중앙부(34b)와의 중첩을 피하도록 형성되어 있다. 절연층(38)에 의해, 하부 전극(34)의 일부를 둘러싸는 뱅크가 형성된다.
하부 전극(34) 위에 발광 소자층(40)이 형성되어 있다. 발광 소자층(40) 위에는, 상부 전극(42)(공통　전극, 예를 들어 음극)이 형성되어 있다. 상부 전극(42)은 예를 들어 ITO(Indium Tin Oxide) 또는 IZO(Indium Zinc Oxide)를 포함하고, 광 투과성을 갖는다. 상부 전극(42)은 뱅크로 되는 절연층(38) 위에 적층된다. 발광 소자층(40)은 하부 전극(34) 및 상부 전극(42) 사이에 끼워지며, 양자간을 흐르는 전류에 의해 휘도가 제어되어 발광한다.
도 3은 발광 소자층의 확대도이다. 발광 소자층(40)은 발광층(44)을 포함한다. 발광 소자층(40)은 하부 전극(34) 위에 발광층(44)으로의 방향(상측 방향)으로 순서대로 적층된, 정공 주입층(46), 정공 수입층(48) 및 전자 블로킹층(50)을 포함한다. 발광 소자층(40)은 상부 전극(42) 아래에, 발광층(44)으로의 방향(하측 방향)으로 순서대로 적층된, 전자 주입층(52)(예를 들어 Ca), 전자 수송층(54) 및 정공 블로킹층(56)을 포함한다.
발광 소자층(40)은 표시 영역 DA(도 1 참조)를 덮는 전체면에, 복수의 화소에 걸치도록 형성되어 있다. 즉, 발광 소자층(40)은 절연층(38) 위에서 연속한다. 이 경우, 발광 소자층(40)은 용매 분산에 의한 도포에 의해 형성한다. 발광층(44)을 복수의 화소에 걸치도록 형성하는 경우에는, 전체 서브 픽셀에 있어서 백색으로 발광하고, 도시하지 않은 컬러 필터를 통해 원하는 색 파장 부분을 취출하는 구성으로 된다. 또한, 발광층(44)은 하부 전극(34)마다 따로따로(분리하여) 형성해도 된다. 이 경우에는 각 화소에 대응하여 청색, 적색 또는 녹색으로 발광층(44)이 발광하게 된다. 각 화소에 대응하는 색은 이것에 한정되지 않고, 예를 들어 황색 또는 백색 등이어도 된다. 개별화하는 발광층(44)은, 예를 들어 증착에 의해 형성한다.
하부 전극(34)의 하방에는, 예를 들어 금속을 포함하는 광 반사층(58)이 형성되어 있다. 발광층(44)에서 발생한 광은 광 반사층(58)에서 반사되도록 되어 있다. 하부 전극(34)과 광 반사층(58) 사이에는, 흡습성을 갖는 흡습층(60)이 개재된다. 흡습층(60)은 예를 들어 Ca를 포함하는 재료를 포함하고, 수분의 흡수에 의해 광 투과율이 향상되는 성질을 갖는다. 흡습층(60)은 하부 전극(34)의 중앙부(34b)로부터 주연부(34a)에 이르는 영역에 연속적으로 중첩되도록 형성된다.
본 실시 형태에 따르면, 투습성을 갖는 하부 전극(34) 아래에 흡습층(60)을 배치하므로, 수분을 효과적으로 제거할 수 있다. 특히, 흡습층(60)을 수분의 흡수에 의해 광 투과율이 향상되는 성질을 갖는 재료로 형성함으로써, 수분 유래의 소자 특성의 열화를 보상할 수 있다. 구체적으로는, 화학식으로, Ca+2H2O→Ca(OH)2+H2↑로 나타내어지는 바와 같이, Ca와 물이 반응하면 수산화칼슘이 생성된다. 수산화칼슘은 Ca와 비교하면 광 투과율이 높다. 따라서, 수분의 영향에 의해 발광 효율의 저하가 있어도, 그 개소에서는, 광 투과율이 높아짐으로써 소자 특성의 열화가 보상되어, 표시 불균일을 완화시킬 수 있다. Ca는, 전자 주입층(52)의 재료로서도 사용하면 비용의 상승을 억제할 수 있다. 또한, Ca 외에, Mg, Sr 또는 Ba 등을 사용해도 된다.
발광 소자층(40)은 상부 전극(42)에 적층되는 밀봉층(62)에 의해 덮임으로써 밀봉되어 수분으로부터 차단된다. 밀봉층(62)은 SiN 등을 포함하는 적어도 1층의 무기 절연층(64)을 포함하는 적층 구조여도 된다. 예를 들어, 밀봉층(62)은 한 쌍의 무기 절연층(64)의 사이에 수지 등을 포함하는 적어도 1층의 유기 절연층(66)을 끼우는 구조여도 된다. 밀봉층(62)은 표시 영역 DA(도 1 참조)를 덮는다. 밀봉층(62)에는, 점착층(68)을 개재하여, 제2 기판(70)이 접착되어 있다. 제2 기판(70)은 수지 또는 유리를 포함하고, 폴리이미드나 폴리에틸렌테레프탈레이트 등의 가요성을 갖는 필름이어도 된다.
[제2 실시 형태]
도 4는 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 표시 장치의 단면도이다. 본 실시 형태에서는, 흡습층(260)은 하부 전극(234)의 주연부(234a)에 중첩되지만, 하부 전극(234)의 중앙부(234b)와의 중첩을 피하여 형성되어 있다. 또한, 흡습층(260)은 중앙부(234b)의 방향으로 절연층(238)과의 중첩 영역으로부터 비어져 나와 형성된다. 흡습층(260)이 중첩을 피하는 중앙부(234b) 아래에는, 예를 들어 ITO(Indium Tin Oxide) 또는 IZO(Indium Zinc Oxide)를 포함하는 광 투과성 도전층(272)이 형성되어 있다. 본 실시 형태에 따르면, 하부 전극(234)의 중앙부(234b)의 바로 아래에 있는 것이 광 투과성 도전층(272)이기 때문에, 높은 광 투과율을 확보할 수 있다.
[제3 실시 형태]
도 5는 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 표시 장치의 단면도이다. 본 실시 형태에서는, 흡습층(360)은 하부 전극(334)의 주연부(334a)에 중첩되지만, 하부 전극(334)의 중앙부(334b)와의 중첩을 피하여 형성되어 있다. 또한, 흡습층(360)은 중앙부(334b)의 방향으로 절연층(338)과의 중첩 영역으로부터 비어져 나와 형성된다. 그리고, 하부 전극(334)은 광 반사층(358) 및 흡습층(360)의 표면에 연속적으로 적층된다. 본 실시 형태에 따르면, 하부 전극(334)의 중앙부(334b)의 바로 아래에는, 광 투과성 도전층도 없는 점에서 제2 실시 형태와 상이하다.
[제4 실시 형태]
도 6은 본 발명의 제4 실시 형태에 따른 표시 장치의 단면도이다. 표시 영역 DA에는, 복수의 하부 전극(434)이 배열되어 있다. 표시 영역 DA에 있어서 그 주연 영역 DAP에서는, 하부 전극(434)의 하방에 흡습층(460)이 형성되어 있다. 한편, 표시 영역 DA에 있어서 그 중앙 영역 DAC에서는, 하부 전극(434) 아래에는 흡습층(460)이 형성되어 있지 않다. 또한, 광 반사층(458)은 표시 영역 DA의 중앙 영역 DAC 및 주연 영역 DAP의 양쪽에서, 하부 전극(434)의 하방에 형성된다. 본 실시 형태에 따르면, 표시 영역 DA의 중앙 영역 DAC에서는, 흡습층(460)이 없음으로써 높은 광 투과율을 확보하고, 수분의 영향을 받기 쉬운 주연 영역 DAP에서는, 흡습층(460)에 의해, 수분 유래의 소자 특성의 열화를 보상하도록 되어 있다.
또한, 표시 장치는, 유기 일렉트로루미네센스 표시 장치에만 한정되지 않고, 양자 도트 발광 소자(QLED : Quantum-Dot Light Emitting Diode)와 같은 발광 소자를 각 화소에 구비한 표시 장치여도 된다.
본 발명은 상술한 실시 형태에 한정되는 것은 아니고 다양한 변형이 가능하다. 예를 들어, 실시 형태에서 설명한 구성은, 실질적으로 동일한 구성, 동일한 작용 효과를 발휘하는 구성 또는 동일한 목적을 달성할 수 있는 구성으로 치환할 수 있다.
10 : 제1 기판
12 : 집적 회로 칩
14 : 언더코트층
16 : 반도체층
18 : 소스 전극
20 : 드레인 전극
22 : 게이트 절연막
24 : 게이트 전극
26 : 층간 절연막
28 : 박막 트랜지스터
30 : 패시베이션막
32 : 평탄화층
34 : 하부 전극
34a : 주연부
34b : 중앙부
36 : 콘택트 홀
38 : 절연층
40 : 발광 소자층
42 : 상부 전극
44 : 발광층
46 : 정공 주입층
48 : 정공 수입층
50 : 전자 블로킹층
52 : 전자 주입층
54 : 전자 수송층
56 : 정공 블로킹층
58 : 광 반사층
60 : 흡습층
62 : 밀봉층
64 : 무기 절연층
66 : 유기 절연층
68 : 점착층
70 : 제2 기판
234 : 하부 전극
234a : 주연부
234b : 중앙부
238 : 절연층
260 : 흡습층
272 : 광 투과성 도전층
334 : 하부 전극
334a : 주연부
334b : 중앙부
338 : 절연층
358 : 광 반사층
360 : 흡습층
434 : 하부 전극
458 : 광 반사층
460 : 흡습층
DA : 표시 영역
DAC : 중앙 영역
DAP : 주연 영역

Claims (8)

  1. 발광층을 포함하는 발광 소자층과,
    상기 발광 소자층 위에 있는 광 투과성의 상부 전극과,
    상기 발광 소자층 아래에 있으며 광 투과성 및 투습성을 갖는 하부 전극과,
    상기 하부 전극의 중앙부와의 중첩을 피하여 상기 하부 전극의 주연부에 적층되는 절연층과,
    상기 하부 전극 아래에 있는 광 반사층과,
    상기 하부 전극과 상기 광 반사층 사이에 있으며 흡습성을 갖는 흡습층과,
    상기 흡습층이 중첩을 피하는 상기 중앙부 아래에 형성되는 광 투과성 도전층
    을 갖고,
    상기 흡습층은, 상기 하부 전극의 상기 중앙부와의 중첩을 피하여 상기 주연부에 중첩되고, 상기 중앙부의 방향으로 상기 절연층과의 중첩 영역으로부터 비어져 나와 형성되어, 수분의 흡수에 의해 광 투과율이 향상되는 성질을 갖는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 흡습층은, 칼슘을 포함하는 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 하부 전극은, 표시 영역에 배열된 복수의 하부 전극을 포함하고,
    상기 흡습층은, 상기 표시 영역의 중앙 영역에 있는 상기 하부 전극의 하방을 피하여, 상기 표시 영역의 주연 영역에 있는 상기 하부 전극의 하방에 형성되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
KR1020170095301A 2016-09-01 2017-07-27 표시 장치 KR101952025B1 (ko)

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