KR102061794B1 - 표시장치용 기판 및 이를 구비한 표시장치 - Google Patents

표시장치용 기판 및 이를 구비한 표시장치 Download PDF

Info

Publication number
KR102061794B1
KR102061794B1 KR1020130048520A KR20130048520A KR102061794B1 KR 102061794 B1 KR102061794 B1 KR 102061794B1 KR 1020130048520 A KR1020130048520 A KR 1020130048520A KR 20130048520 A KR20130048520 A KR 20130048520A KR 102061794 B1 KR102061794 B1 KR 102061794B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
barrier layer
substrate
layer
silicon
point
Prior art date
Application number
KR1020130048520A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20140129778A (ko
Inventor
이재섭
강진규
김용관
김상기
Original Assignee
삼성디스플레이 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성디스플레이 주식회사 filed Critical 삼성디스플레이 주식회사
Priority to KR1020130048520A priority Critical patent/KR102061794B1/ko
Priority to EP14165245.3A priority patent/EP2800134B1/en
Priority to US14/262,979 priority patent/US9543543B2/en
Publication of KR20140129778A publication Critical patent/KR20140129778A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102061794B1 publication Critical patent/KR102061794B1/ko

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00Organic light-emitting devices
    • H10K50/80Constructional details
    • H10K50/84Passivation; Containers; Encapsulations
    • H10K50/844Encapsulations
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/10OLED displays
    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09FDISPLAYING; ADVERTISING; SIGNS; LABELS OR NAME-PLATES; SEALS
    • G09F9/00Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier
    • H01L27/12Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body
    • H01L27/1214Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body comprising a plurality of TFTs formed on a non-semiconducting substrate, e.g. driving circuits for AMLCDs
    • H01L27/1218Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body comprising a plurality of TFTs formed on a non-semiconducting substrate, e.g. driving circuits for AMLCDs with a particular composition or structure of the substrate
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof  ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/76Unipolar devices, e.g. field effect transistors
    • H01L29/772Field effect transistors
    • H01L29/78Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
    • H01L29/786Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film
    • H01L29/78603Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film characterised by the insulating substrate or support
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/10OLED displays
    • H10K59/12Active-matrix OLED [AMOLED] displays
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/10OLED displays
    • H10K59/12Active-matrix OLED [AMOLED] displays
    • H10K59/121Active-matrix OLED [AMOLED] displays characterised by the geometry or disposition of pixel elements
    • H10K59/1213Active-matrix OLED [AMOLED] displays characterised by the geometry or disposition of pixel elements the pixel elements being TFTs
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/10OLED displays
    • H10K59/12Active-matrix OLED [AMOLED] displays
    • H10K59/124Insulating layers formed between TFT elements and OLED elements
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/10OLED displays
    • H10K59/12Active-matrix OLED [AMOLED] displays
    • H10K59/126Shielding, e.g. light-blocking means over the TFTs
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K77/00Constructional details of devices covered by this subclass and not covered by groups H10K10/80, H10K30/80, H10K50/80 or H10K59/80
    • H10K77/10Substrates, e.g. flexible substrates
    • H10K77/111Flexible substrates
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/549Organic PV cells

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)

Abstract

본 발명은, 기판 및 기판 상에 위치하는 배리어층;을 포함하며, 배리어층은 실리콘 산화층이고, 실리콘 산화층은 배리어층의 두께 방향을 따른 임의의 제1 지점과 제2 지점을 포함하고, 제1 지점의 실리콘 함유량과 제2 지점의 실리콘 함유량이 서로 다른 표시장치용 기판 및 이를 이용한 표시장치에 관한 것이다.

Description

표시장치용 기판 및 이를 구비한 표시장치{Substrate for display apparatus and display apparatus using the same}
본 발명은 표시장치용 기판 및 이를 구비한 표시장치에 관한 것이다.
액정 디스플레이 장치(liquid crystal display device) 및 유기 발광 디스플레이 장치(organic light emitting display device)와 같은 표시장치는 현재 디지털 카메라나 비디오 카메라 또는 휴대정보단말기(PDA)나 휴대전화 등의 모바일 기기용 디스플레이로 그 시장을 확대하고 있다.
모바일 기기용 장치에 대하여 얇고, 가벼운 특성뿐만 아니라 고품질 화상에 대한 요구도 지속적으로 늘고 있다. 유기발광표시장치와 같은 표시장치는 외부의 수분 등에 의해 열화되는 특성을 가지므로, 고품위의 화상을 제공하기 위해서는 외부의 이물질로부터 표시장치를 구성하는 구성요소들을 보호하는 것이 중요하다.
본 발명은 외부의 이물로부터 내부의 소자를 보호할 수 있는 표시장치용 기판 및 이를 구비한 표시장치에 관한 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 기판; 및 상기 기판 상에 위치하는 배리어층;을 포함하며, 상기 배리어층은 실리콘 산화층이고, 상기 실리콘 산화층은 상기 배리어층의 두께 방향에 따른 임의의 제1 지점과 제2 지점을 포함하고, 상기 제1 지점의 실리콘 함유량과 상기 제2 지점의 실리콘 함유량이 서로 다른, 표시장치용 기판을 제공한다.
본 발명의 일 특징에 따르면, 상기 제2 지점의 실리콘 함유량이 상기 제1 지점의 실리콘 함유량 보다 높고, 상기 배리어층은, 상기 제1 지점을 포함하는 제1 배리어층; 및 상기 제2 지점을 포함하는 제2 배리어층;을 포함하고, 상기 실리콘 산화물층 중 상기 제2 배리어층의 두께가 상기 제1 배리어층의 두께 보다 얇게 형성될 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 배리어층은, SiO2의 제1 배리어층; 및 상기 SiO2보다 실리콘 함유량이 많은 제2 배리어층;을 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 제1 배리어층과 상기 제2 배리어층은 서로 교번적으로 적층될 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 제2 배리어층(SicOd)의 실리콘과 질소의 조성비(c/d)는 0.5 보다 크고 1.0보다 작거나 같을 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 기판은 플라스틱 기판일 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 기판은 가요성의 기판일 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 배리어층은, 상기 기판의 바로 위에 형성될 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 플라스틱 기판; 상기 기판 상에 위치하는 배리어층; 상기 기판 상에 형성된 박막트랜지스터; 및 상기 기판 상에 위치하고, 상기 박막트랜지스터와 전기적으로 연결되며, 유기발광층을 포함하는 표시소자;를 포함하며, 상기 배리어층은 상기 기판과 상기 박막트랜지스터 사이에 위치하고, 두께 방향을 따른 임의의 제1 지점과 제2 지점의 실리콘 함유량이 서로 다른 실리콘 산화층으로 형성된, 표시장치를 제공한다.
본 발명의 일 특징에 따르면, 상기 배리어층은, 상대적으로 상기 실리콘의 함유량이 낮은 층 및 상대적으로 상기 실리콘의 함유량이 높은 층을 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 실리콘의 함유량이 높은 층은, 실리콘과 산소의 조성비(c/d)가 0.5 보다 크고 1.0보다 작을 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 실리콘의 함유량이 낮은 층과 상기 실리콘의 함유량이 높은 층은 두께 방향을 따라 교번적으로 형성될 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 배리어층은, Si와 O만을 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 배리어층은, SiaOb의 제1 배리어층 및 SicOd의 제2 배리어층을 포함하며, a/b ≠c/d일 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 제1 배리어층의 두께와 상기 제2 배리어층의 두께는 서로 다를 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 제1 배리어층의 두께는 상기 제2 배리어층의 두께 보다 두꺼울 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 기판은 폴리이미드를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 제1 배리어층의 두께는 1,000Å~ 10,000Å일 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 제2 배리어층의 두께는 200Å~ 5,000 Å일 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 표시소자는, 화소 전극; 상기 화소 전극 상에 형성되며, 유기발광층을 포함하는 중간층; 및 상기 화소 전극과 대향되는 대향 전극;을 포함할 수 있다.
상기와 같은 본 발명의 일실시예에 따르면, BTS(bias Temperature Stress) fail율이 낮으면서 동시에 저계조암점의 발생을 최소화할 수 있는 표시장치용 기판 및 표시장치를 제공할 수 있다.
도 1 내지 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치용 기판을 나타낸 단면도이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 비교예에 따른 표시장치용 기판을 나타낸 단면도이다.
도 5은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치용 기판이 사용된 표시장치의 단면도를 나타낸다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고, 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성 요소들은 용어들에 의하여 한정되어서는 안된다. 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "상에" 또는 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분의 바로 위에 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.
도 1 내지 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치용 기판을 나타낸 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치는 기판(110), 및 기판(110) 상에 형성된 배리어층(120)을 포함한다.
기판(110)은 내열성 및 내구성이 우수하고 폴리머를 포함하는 플라스틱 기판(110)으로 구성될 수 있다. 예컨대, 기판(110)은 폴리에테르술폰(PES, polyethersulphone), 폴리아크릴레이트(PAR, polyacrylate), 폴리에테르 이미드(PEI,polyetherimide), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN, polyethyelenen napthalate), 폴리에틸렌 테레프탈레이드(PET, polyethyeleneterepthalate), 폴리페닐렌설파이드(polyphenylene sulfide: PPS), 폴리아릴레이트(polyallylate), 폴리이미드(polyimide: PI), 폴리카보네이트(PC), 폴리아릴렌에테르술폰(poly(aryleneether sulfone)) 및 이들의 조합으로 이루어진 그룹에서 선택된 어느 하나를 포함할 수 있다. 폴리이미드는 기계적 강도가 우수하며 최대 공정 가능 온도가 약 450℃로 다른 고분자 재료에 비하여 내열성이 우수하기 때문에, 폴리이미드 기판(110)상에 박막트랜지스터 및 표시소자(140)를 형성하는 공정 과정에 일정한 가열 과정이 진행되더라도 각 소자들과 층들의 하중에 의해 처지지 않고 기판(110)의 역할을 안정적으로 수행할 수 있다. 플라스틱 기판은 가요성을 가질 수 있다.
기판(110)이 플라스틱 기판인 경우, 유리 또는 금속의 소재로 형성된 기판에 비하여 수분 및 산소의 투과율이 상대적으로 높다. 이를 방지하기 위하여, 기판(110) 상에는 배리어층(120)이 형성된다.
배리어층(120)은 기판(110)의 바로 위에 전체적으로 형성될 수 있다. 배리어층(120)은 Si와 O로만 구성된 실리콘 산화층으로 형성된다. 배리어층(120)은 배리어층(120)은 두께 방향을 따라 실리콘의 함유량이 다른 복수의 층을 포함하는 실리콘 산화층일 수 있다. 즉, 배리어층(120)을 구성하는 실리콘 산화층에 있어서, 실리콘 산화물층의 두께 방향에 따른 임의의 제1 지점과 제2 지점에서의 실리콘 함유량이 서로 다를 수 있다. 예컨대, 배리어층(120)은 상대적으로 실리콘의 함유량이 낮은 제1 지점이 속한 제1 배리어층(121)과, 상대적으로 실리콘의 함유량이 높은(Si-rich) 제2 지점이 속한 제2 배리어층(122)이 서로 교번적으로 적층된 상태일 수 있다.
배리어층(120)은 플라즈마화학기상증착법(PECVD: plasma-enhanced chemical vapor deposition), 또는 원자층 증착법(ALD: Atomic Layer Deposition) 등을 이용하여 제조될 수 있다. 캐리어 기판 상에 PI와 같은 플라스틱 소재의 기판(110)을 형성한 후, 그 위에 PECVD 또는 ALD를 이용하여 배리어층(120)을 형성할 수 있다. 배리어층(120)은, 형성 시간, 소스의 주입 시간 및 양, 휴지기의 도입과 같은 조건에 의해 두께 방향을 따라 실리콘의 함유량이 연속적 또는 불연속적으로 변화할 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 배리어층(120)은 SiaOb의 제1 배리어층(121)과 SicOd의 제2 배리어층(122)을 포함할 수 있으며(a/b ≠c/d), 도 2 내지 도 3에 도시된 바와 같이 제1 배리어층(121)과 제2 배리어층(122)이 교번적으로 적층된 상태일 수 있다.
도 1 내지 도 3에서는 기판(110)의 바로 위에 제1 배리어층(121)이 형성되고 제1 배리어층(121) 상에 제2 배리어층(122)이 형성된 상태를 도시하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 또 다른 실시예로서, 기판(110)의 바로 위에 제2 배리어층(122)이 형성되고 제2 배리어층(122) 상에 제1 배리어층(121)이 형성될 수 있다.
제1 배리어층(121)은 화학양론적 실리콘 산화막인 SiO2일 수 있고, 제2 배리어층(122)은 제1 배리어층(121) 보다 실리콘 함유량이 높은 Si-rich 실리콘 산화물(SicOd)을 포함할 수 있다. 이 때, 제2 배리어층(122)의 실리콘과 산소의 조성비(c/d)는 0.5 보다 크고, 1.0보다 작거나 같을 수 있다.
Si-rich 실리콘 산화물층인 제2 배리어층(122)은, 제2 배리어층(122)의 실리콘 단글링 본드(dangling bond)가 수분과 결합하여 기판(110)을 통해 침투하는 수분의 확산을 억제하므로 배리어층(120) 상에 형성된 소자가 열화되는 방지할 수 있다. 한편, 제2 배리어층(122)의 실리콘 단글링 본드는 수소 원자와도 결합할 수 있다. 수소원자는 배리어층(120) 상에 형성된 소자, 예컨대 박막트랜지스터의 활성층(131) 등을 열화시킬 수 있으므로, 배리어층(120)은 제2 배리어층(122) 이외에도 제1 배리어층(121)을 더 포함한다.
제1 배리어층(121)은 제2 배리어층(122) 보다 두껍게 형성되어 스트레스 밸런스(stress balance)를 유지시켜주는 역할을 수행하며, 배리어층(120)에 존재할 수 있는 수소원자를 차단하는 역할을 수행할 수 있다. 예컨대, 제1 배리어층(121)의 두께는 1,000Å~ 10,000Å일 수 있고, 제2 배리어층(122)의 두께는 200Å~ 5,000Å일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 배리어층(120)은, SiO2의 제1 배리어층(121) 및 제1 배리어층(121)보다 실리콘 함유량이 높은 제2 배리어층(122)을 포함함으로써 BTS (bias Temperature Stress) 불량을 최소화하면서 동시에 저계조(low grayscale) 암점의 발생을 최소화할 수 있다. 여기서, BTS 테스트란, 표시장치에 전기적인 스트레스와 열적인 스트레스를 가하여 문턱 전압이 이동(shift)하는 정도를 평가하는 테스트이다.
이하, 본 발명의 실시예 및 비교예를 참조하여 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 비교예로서, 기판(110) 상에 실리콘 산화막(21)과 실리콘 질화막(22)이 교번적으로 형성된 단면도를 나타낸다. 도 4a는 기판(110) 상에 실리콘 산화막(21)과 실리콘 질화막(22)을 포함하는 비교예에 따른 배리어층(20)이 형성된 상태이고, 도 4b는 실리콘 산화막(21)과 실리콘 질화막(22)이 교번적으로 적층되어 총 5층을 포함하는 배리어층(20)이 기판(110)상에 형성된 상태를 나타낸다.
도 4a 및 도 4b에 도시된 비교예에 따른 배리어층들(20)과 도 1에 도시된 실시예에 따른 배리어층(120)에 대하여, BTS 테스트와 저계조 암점의 발생수를 확인하였다. 이하에서, BTS 테스트는 게이트 전극에 약 20V의 전압을 인가하여 전기적 스트레스 가하고, 약 100℃의 온도에서 표시장치를 노출시켜 열적 스트레스를 가한 상태를 약 10분간 유지시켰을 때, 문턱전압이 이동하는 정도를 평가하였으며, 문턱전압의 이동량이 약 ±0.2 V 보다 크면, 불량으로 판단하였다.
도 4a에 도시된 비교예 1에 따른 배리어층(20)을 사용한 경우, BTS fail 율은 약 10~ 40%이고, 저계조암점의 수는 1개/cell로 나타났고, 도 4b에 도시된 비교예 2에 따른 배리어층(20)을 사용한 경우, BTS fail 율은 약 0%인데 반하여, 저계조 암점의 수는 복수개/cell로 나타났다. 여기서 cell은 유기발광소자 중 하나의 서브 픽셀을 나타낸다.
실리콘 산화막(21)과 실리콘 질화막(22)을 포함하는 배리어층(20)을 사용하는 경우, 저계조암점의 수가 적게 나타나면 BTS fail율은 크게 나타나고, BTS fail율이 적게 나타나면 저계조암점의 수가 많이 나타나는 문제가 있다. 실리콘 산화막(21)과 실리콘 질화막(22)을 포함하는 배리어층(20)의 경우, 층수가 증가하면 BTS fail율은 감소하는데 반하여 저계조 암점의 수가 증가하고, 층수가 감소하면 저계조 암점의 수는 감소하는데 반하여 BTS fail율은 증가한다. 즉, 실리콘 산화막(21)과 실리콘 질화막(22)을 포함하는 배리어층(20)을 사용하여, BTS fail율과 저계조암점의 수가 모두 작게 나타나는 고품질의 표시장치용 기판을 제공하기는 어렵다.
반면에, 도 1에 도시된 바와 같은 SiO2과 Si-rich SiOx를 포함하는 본 발명의 실시예에 따른 배리어층(120)의 경우, BTS fail 율은 약 2% 이하이고, 저계조암점의 수는 2개/cell로 나타났다. 본 발명의 실시예에 따른 배리어층(120)의 경우, BTS fail율과 저계조암점의 수가 모두 작게 나타남을 확인할 수 있다.
도 5은 본 발명의 실시예에 따른 표시장치용 기판이 사용된 표시장치의 일 실시예를 나타낸 단면도이다.
도 5을 참조하면, 본 실시예에 따른 표시장치는 유기발광표시장치로서, 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명한 표시장치용 기판(100), 및 표시장치용 기판(100) 상에 형성된 박막트랜지스터(130), 및 표시소자(140)를 포함할 수 있다. 표시장치용 기판(100)의 배리어층(120)은 기판(110)을 통과하여 유입되는 수분으로부터 배리어층(120) 상에 형성된 박막트랜지스터(130) 및 표시소자(140)를 안전하게 보호할 수 있다. 표시장치용 기판(100)의 구체적 설명은 앞서 설명한 내용과 동일하므로, 앞서 설명한 내용으로 갈음한다.
박막트랜지스터(130)는 배리어층(120) 상에 형성되며, 활성층(131), 게이트 전극(133), 소스 전극(134s), 및 드레인 전극(134d)을 포함할 수 있다. 활성층(131)과 게이트 전극(133) 사이에는 이들간의 절연을 위한 게이트 절연막으로서 제1 층간 절연막(132)이 개재된다. 활성층(131)은 가운데 형성된 채널 영역 및 채널 영역의 양쪽에 배치되는 소스 영역 및 드레인 영역을 포함할 수 있다. 소스 및 드레인 영역은 게이트 전극(133)을 셀프-얼라인 마스크로 이용하여 고농도의 불순물을 도핑함으로써 형성될 수 있다. 활성층(131)은 비정질 실리콘 또는 결정질 실리콘을 포함하거나, 산화물 반도체를 포함할 수 있다.
게이트 전극(133) 상에는 제2 층간 절연막(125)을 사이에 두고 활성층(131)의 소스 영역 및 드레인 영역과 각각 전기적으로 연결된 소스 전극(134s) 및 드레인 전극(134d)이 구비된다. 소스 전극(134s) 및 드레인 전극(134d) 상에는 제3 층간 절연막(136)이 형성될 수 있다.
도 5에서는 탑 게이트 타입(top gate type)의 박막트랜지스터(130)가 도시되었으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 또 다른 실시예로 바텀 게이트 타입(bottom gate type)의 박막트랜지스터가 적용될 수 있다.
표시소자(140)는 배리어층(120) 상에 형성되며, 박막트랜지스터(130)의 소스 전극(134s) 및 드레인 전극(134d) 중 하나와 전기적으로 연결된 화소 전극(141), 화소 전극(141)과 대향 배치된 대향 전극(143), 및 이들 사이에 개재되며 유기발광층을 포함하는 중간층(142)을 포함할 수 있다.
유기발광층은 저분자 또는 고분자 유기물을 포함할 수 있다. 유기발광층이 저분자 유기물을 포함하는 경우, 중간층(142)은 저분자 유기물을 중심으로 화소 전극(141)방향으로 형성되는 정공 수송층 및 정공 주입층을 더 포함할 수 있고, 대향 전극(143) 방향으로 형성되는 전자 수송층 및 전자 주입층을 더 포함할 수 있다. 이외에도 필요에 따라 다양한 층들이 더 포함될 수 있음은 물론이다. 한편, 유기발광층이 고분자 유기물을 포함하는 경우, 중간층(142)은 화소 전극(141) 방향으로 정공 수송층만 더 포함할 수 있다. 이와 같은 유기 발광층은 적색, 녹색, 청색의 빛을 방출하는 서브 픽셀로 하나의 단위 픽셀을 이룰 수 있다. 또는 적색, 녹색, 청색, 백색의 빛을 방출하는 서브 픽셀로 하나의 단위 픽셀을 이룰 수 있다.
화소 전극(141)은 광반사성을 갖는 금속을 포함하여 반사 전극으로 형성되고, 대향 전극(143)은 광투광성을 가짐으로써, 표시장치는 전면 발광형(top emission type)으로 형성될 수 있다. 또 다른 실시예로서, 화소 전극(141)은 광투광성을 갖고, 대향 전극(143)은 광반사성을 갖는 금속을 포함하여 반사 전극으로 형성됨으로써, 표시장치는 배면 발광형(bottom emission type)으로 형성될 수 있다.
대항 전극(143) 상에는 박막봉지층(150)이 형성될 수 있다. 박막봉지층(150)은 상대적으로 두꺼운 유기막(151)과 상대적으로 얇은 무기막(152)이 서로 교번적으로 적층된 구조일 수 있다. 유기막(151)은 폴리머(polymer)계열의 소재를 포함할 수 있으며, 폴리머 계열의 소재로는 아크릴계 수지, 에폭시계 수지, 폴리이미드 및 폴리에틸렌 등을 포함할 수 있다. 무기막(152)은 금속 산화물, 금속 질화물, 금속 탄화물 및 이들의 화합물로 구성될 수 있다. 예컨대, 무기막(152)은 AlOx, TiO2, ZrO, SiOx, AlON, AlN, SiNx, SiOxNy, 및 InOx, YbOx 등의 무기물을 포함할 수 있다. 유기막(151)은 무기막(152)의 내부 스트레스를 완화하거나, 무기막(152)의 결함을 보완하고 평탄화하는 역할을 수행한다.
도시되지는 않았으나, 배리어층(120) 상에는 커패시터 및 커패시터와 전기적으로 연결된 스위칭 박막트랜지스터가 더 포함될 수 있다. 커패시터는 스위칭 박막트랜지스터가 오프된 후에도 구동용인 박막트랜지스터(130)로 인가되는 신호를 충전할 수 있다.
표시 장치 중 유기발광표시장치에 사용되는 유기발광층은 수분에 매우 취약한 특성을 갖는다. 그러나, 본 발명의 실시예에 따르면, 기판(110) 상에 SiO2 및 Si-rich SiOx의 실리콘 산화물로 형성된 배리어층(120)을 포함함으로써, 유기발광층을 수분으로부터 보호할 수 있다. 뿐만 아니라, 앞서 도 4를 참조하여 설명한 바와 같이, BTS fail율 및 저계조암점의 발생을 최소화할 수 있으므로, 고품질의 표시장치를 제공할 수 있다.
본 실시예에서는 표시장치용 기판(100)이 유기발광표시장치의 하부 기판(110)으로 사용된 경우를 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 본 발명의 또 다른 실시예로서, 표시장치용 기판(100)은 봉지 부재로 사용될 수 있다. 예컨대, 도 5에 도시된 바와 같은 표시장치의 상부면을 외부로부터 보호하기 위한 봉지 부재로서 표시장치용 기판(100)이 사용될 수 있음은 물론이다.
본 실시예에서는 표시장치가 유기발광표시장치인 경우를 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 표시장치는 기판(110) 및 배리어층(120)을 구비하는 한, 유기발광표시장칭 이외에도 액정표시장치를 비롯한 다양한 표시장치일 수 있음은 물론이다.
비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되었지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서 첨부된 특허청구의 범위에는 본 발명의 요지에 속하는 한 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.
100: 표시장치용 기판 110: 기판
120: 배리어층 121: 제1 배리어층
122: 제2 배리어층 130: 박막트랜지스터
131: 활성층 133: 게이트 전극
134s: 소스 전극 134d: 드레인 전극
140: 표시소자 141: 화소 전극
142: 중간층 143: 대향 전극

Claims (20)

  1. 기판; 및
    상기 기판 상에 위치하는 배리어층;을 포함하며,
    상기 배리어층은 실리콘 산화물층을 포함하되, 상기 실리콘 산화물층은 상기 실리콘 산화물층의 두께 방향에 따른 임의의 제1 지점을 포함하는 제1 배리어층 및 제2 지점을 포함하는 제2 배리어층을 구비하고,
    상기 제2 지점의 실리콘 함유량이 상기 제1 지점의 실리콘 함유량 보다 높고, 상기 제2 배리어층의 두께는 상기 제1 배리어층의 두께 보다 얇은, 표시장치용 기판.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 배리어층과 상기 제2 배리어층은 서로 교번적으로 적층된, 표시장치용 기판.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제2 배리어층(SicOd)의 실리콘과 산소의 조성비(c/d)는 0.5 보다 크고 1.0보다 작거나 같은, 표시장치용 기판.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 기판은 플라스틱 기판인, 표시장치용 기판.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 기판은 가요성의 기판인, 표시장치용 기판.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 배리어층은, 상기 기판의 바로 위에 형성된, 표시장치용 기판.
  9. 플라스틱 기판;
    상기 기판 상에 위치하는 배리어층;
    상기 기판 상에 형성된 박막트랜지스터; 및
    상기 기판 상에 위치하고, 상기 박막트랜지스터와 전기적으로 연결되며, 유기발광층을 포함하는 표시소자;를 포함하며,
    상기 배리어층은 상기 기판과 상기 박막트랜지스터 사이에 위치하고, 두께 방향을 따르는 임의의 제1 지점과 제2 지점의 실리콘 함유량이 서로 다른 실리콘 산화물층을 포함하되,
    상기 실리콘 산화물층은 상기 제1 지점을 포함하는 제1 배리어층 및 상기 제2 지점을 포함하는 제2 배리어층을 구비하고, 상기 제2 지점의 실리콘 함유량이 상기 제1 지점의 실리콘 함유량 보다 높고, 상기 제2 배리어층의 두께는 상기 제1 배리어층의 두께 보다 얇은, 표시장치.
  10. 삭제
  11. 제9항에 있어서,
    상기 제2 배리어층(SicOd)은, 실리콘과 산소의 조성비(c/d)가 0.5 보다 크고 1.0보다 작은, 표시장치.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 제1 배리어층과 상기 제2 배리어층은 두께 방향을 따라 교번적으로 배치된, 표시장치.
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 제9항에 있어서,
    상기 기판은 폴리이미드를 포함하는, 표시장치.
  18. 제9항에 있어서,
    상기 제1 배리어층의 두께는 1,000Å~ 10,000Å인, 표시장치.
  19. 제9항에 있어서,
    상기 제2 배리어층의 두께는 200Å~ 5,000Å인, 표시장치.
  20. 제9항에 있어서,
    상기 표시소자는,
    화소 전극;
    상기 화소 전극 상에 형성되며, 유기발광층을 포함하는 중간층; 및
    상기 화소 전극과 대향되는 대향 전극;을 포함하는, 표시장치.
KR1020130048520A 2013-04-30 2013-04-30 표시장치용 기판 및 이를 구비한 표시장치 KR102061794B1 (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130048520A KR102061794B1 (ko) 2013-04-30 2013-04-30 표시장치용 기판 및 이를 구비한 표시장치
EP14165245.3A EP2800134B1 (en) 2013-04-30 2014-04-17 Substrate for display apparatus, and display apparatus using the same
US14/262,979 US9543543B2 (en) 2013-04-30 2014-04-28 Substrate for display apparatus, and display apparatus using the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130048520A KR102061794B1 (ko) 2013-04-30 2013-04-30 표시장치용 기판 및 이를 구비한 표시장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20140129778A KR20140129778A (ko) 2014-11-07
KR102061794B1 true KR102061794B1 (ko) 2020-01-03

Family

ID=50819532

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130048520A KR102061794B1 (ko) 2013-04-30 2013-04-30 표시장치용 기판 및 이를 구비한 표시장치

Country Status (3)

Country Link
US (1) US9543543B2 (ko)
EP (1) EP2800134B1 (ko)
KR (1) KR102061794B1 (ko)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9837634B2 (en) * 2015-07-20 2017-12-05 Apple Inc. Electronic device display with multi-layer flexible encapsulation
CN107852789A (zh) * 2015-07-23 2018-03-27 夏普株式会社 电致发光装置
CN105720012A (zh) * 2016-02-18 2016-06-29 深圳市华星光电技术有限公司 双栅极tft阵列基板及制作方法
CN106910747B (zh) * 2017-02-20 2020-02-11 武汉华星光电技术有限公司 薄膜晶体管阵列基板、基板及其制造方法
CN109360888A (zh) * 2017-08-18 2019-02-19 武汉华星光电半导体显示技术有限公司 柔性oled显示面板的柔性基底及其制备方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040151025A1 (en) 2003-02-05 2004-08-05 Ngo Minh V. Uv-blocking layer for reducing uv-induced charging of sonos dual-bit flash memory devices in beol processing
WO2005051525A1 (en) 2003-11-25 2005-06-09 Polyvalor, Limited Partnership Permeation barrier coating or layer with modulated properties and methods of making the same
JP2012016854A (ja) * 2010-07-07 2012-01-26 Konica Minolta Holdings Inc ガスバリア性フィルム、及び有機光電変換素子、有機エレクトロルミネッセンス素子
KR101108166B1 (ko) * 2010-02-09 2012-01-31 삼성모바일디스플레이주식회사 실리콘 산화물막과 실리콘 리치 실리콘 질화물막을 포함하는 배리어층을 포함하는 유기 발광 장치

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR960014723B1 (en) * 1993-08-25 1996-10-19 Hyundai Electronics Ind Method of manufacturing semiconductor with gate isolation diffusion
US7453705B2 (en) * 2002-05-07 2008-11-18 Alien Technology Corporation Barrier, such as a hermetic barrier layer for O/PLED and other electronic devices on plastic
JP2004192935A (ja) * 2002-12-11 2004-07-08 Hitachi Displays Ltd 有機el表示装置
TW579569B (en) * 2003-02-11 2004-03-11 Au Optronics Corp Multi-level diffusion barrier layer structure of TFT LCD and manufacturing method thereof
JP2005254541A (ja) * 2004-03-10 2005-09-22 Fuji Photo Film Co Ltd ガスバリア性積層フィルム及びその製造方法、並びに該フィルムを用いた画像表示素子
KR100683802B1 (ko) * 2005-12-07 2007-02-20 삼성에스디아이 주식회사 유기 발광 디스플레이 장치의 제조방법
KR100942555B1 (ko) 2008-02-29 2010-02-12 삼성모바일디스플레이주식회사 플렉서블 기판, 이의 제조 방법 및 이를 이용한 박막트랜지스터
KR101065318B1 (ko) 2009-12-03 2011-09-16 삼성모바일디스플레이주식회사 플렉서블 디스플레이 장치의 제조 방법
KR101056431B1 (ko) 2010-06-04 2011-08-11 삼성모바일디스플레이주식회사 박막 트랜지스터, 이를 구비한 표시 장치 및 그 제조 방법
KR101897743B1 (ko) 2011-06-01 2018-09-13 삼성디스플레이 주식회사 유기 발광 표시 장치 및 유기 발광 표시 장치의 제조 방법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040151025A1 (en) 2003-02-05 2004-08-05 Ngo Minh V. Uv-blocking layer for reducing uv-induced charging of sonos dual-bit flash memory devices in beol processing
WO2005051525A1 (en) 2003-11-25 2005-06-09 Polyvalor, Limited Partnership Permeation barrier coating or layer with modulated properties and methods of making the same
KR101108166B1 (ko) * 2010-02-09 2012-01-31 삼성모바일디스플레이주식회사 실리콘 산화물막과 실리콘 리치 실리콘 질화물막을 포함하는 배리어층을 포함하는 유기 발광 장치
JP2012016854A (ja) * 2010-07-07 2012-01-26 Konica Minolta Holdings Inc ガスバリア性フィルム、及び有機光電変換素子、有機エレクトロルミネッセンス素子

Also Published As

Publication number Publication date
US20140319493A1 (en) 2014-10-30
US9543543B2 (en) 2017-01-10
EP2800134A1 (en) 2014-11-05
EP2800134B1 (en) 2019-05-29
KR20140129778A (ko) 2014-11-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8841666B2 (en) Display device
CN107683531B (zh) 半导体装置以及包括该半导体装置的显示装置
KR102061794B1 (ko) 표시장치용 기판 및 이를 구비한 표시장치
JP2020107911A (ja) 半導体装置の作製方法
KR101793047B1 (ko) 플렉서블 디스플레이 및 이의 제조 방법
EP3496151A1 (en) Display panel and method of fabricating the same
JP2020113326A (ja) 表示装置の動作方法
US20090236976A1 (en) Organic light emitting display device
CN104124258A (zh) 显示设备
US10529274B2 (en) Display device
CN103400838A (zh) 显示装置
US10825874B2 (en) Display device and method of manufacturing the same
US20120015181A1 (en) Substrate for flexible display and manufacturing method thereof
US10304875B2 (en) Display panel, array substrate, and fabrication method thereof
US10043861B2 (en) Package method of OLED substrate and OLED package structure
KR20170051595A (ko) 플렉서블 표시 장치 및 플렉서블 표시 장치의 제조 방법
KR20140063304A (ko) 플렉서블 디스플레이장치 및 그 제조방법
US8872173B2 (en) Thin film transistor structure and array substrate using the same
US20190019974A1 (en) Method of manufacturing display device
JP2018005206A (ja) 半導体装置および電子機器
US11978707B2 (en) Display panel and display device
US8227845B2 (en) Organic light emitting display
CN104576654A (zh) 显示装置
US9035433B2 (en) Organic light emitting device
KR20200082753A (ko) 유기 발광 표시 장치

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
X091 Application refused [patent]
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant