KR102317715B1 - 유기 발광 표시 장치 및 그 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치는 박막 트랜지스터 및 유기 발광 소자를 포함한다. 유기 발광 표시 장치는 또한 박막 트랜지스터를 덮도록 배치된 패시베이션층, 및 유기 발광 소자를 덮도록 배치된 제1 무기물층, 제1 무기물층 상의 이물 보상층 및 이물 보상층 상의 제2 무기물층을 포함한다. 여기서, 패시베이션층과 제2 무기물층은 기판의 엣지에서 직접 접하는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치에서는 패시베이션층과 제2 무기물층이 기판의 엣지에서 직접 접함으로써, 제1 무기물층이 제2 무기물층이 직접 접할 때보다, 박리가 발생할 수 있는 무기물층들 사이의 계면의 수가 감소되어 유기 발광 표시 장치가 벤딩되는 경우에도 예상치 않게 발생할 수 있는 수분의 투습 경로가 최소화될 수 있다.
Description
본 발명은 유기 발광 표시 장치 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 내구성이 향상된 유기 발광 표시 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
유기 발광 표시 장치(Organic Light Emitting Display; OLED)는 자체 발광형 표시 장치로서, 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display; LCD)와는 달리 별도의 광원이 필요하지 않아 경량 박형으로 제조 가능하다. 또한, 유기 발광 표시 장치는 저전압 구동에 따라 소비 전력 측면에서 유리할 뿐만 아니라, 응답 속도, 시야각 및 대비비(contrast ratio)도 우수하여, 차세대 디스플레이로서 연구되고 있다.
탑 에미션(top-emission) 방식의 유기 발광 표시 장치의 경우, 유기 발광층에서 발광된 빛을 상부로 발광시키기 위해 캐소드로 투명 또는 반투명 특성의 전극을 사용한다. 또한, 유기 발광 표시 장치의 신뢰성을 확보하기 위해, 빛을 발광하는 유기 발광층을 포함하는 유기 발광 소자 상에는 유기 발광층 등을 수분이나 물리적인 충격, 제조 공정시 발생할 수 있는 이물로부터 보호하기 위한 봉지부가 형성된다. 탑 에미션 방식의 유기 발광 표시 장치에서, 봉지부는 유리 봉지부, 또는 수분 침투를 지연시키도록 투습도를 낮추기 위한 무기물층과 유기물의 이물 보상층이 교번하여 적층되는 박막 봉지 구조의 봉지부 등이 사용된다.
무기물층과 이물 보상층이 교번하여 적층되는 박막 봉지 구조는 얇은 두께와 플렉서블(flexible) 유기 발광 표시 장치를 구현할 수 있는 이점이 있어 널리 연구되고 있다.
박막 봉지 구조에서는 투습도를 최소화하여 유기 발광 표시 장치의 내구성을 향상 시키기 위해 다양한 물질의 무기물층이 이용될 수 있다. 예를 들어, 박막 봉지 구조의 무기물층의 물질로는 투습도가 낮고 스텝 커버리지(step coverage)가 우수한 산화 알루미늄이 이용될 수 있다. 이에, 종래에는 투습도를 주요 인자로 하여 무기물층의 물질이 선택되었다. 또한, 수분의 침투 경로를 최대화하여, 유기 발광 소자로의 수분의 침투를 최소화하기 위해, 무기물층은 액정 표시 장치의 기판 전면(全面)에 형성되었다.
그러나, 유기 발광 표시 장치가 플렉서블 유기 발광 표시 장치로서 벤딩(bending)이 됨에 따라, 종래의 유기 발광 표시 장치의 무기물층의 물질 및 형성 영역으로는 수분의 침투를 막기 어렵게 되었다. 예를 들어, 유기 발광 표시 장치가 벤딩되는 경우, 유기 발광 소자를 보호하기 위해 기판 전면에 형성되는 박막 봉지 구조의 무기물층등 및 박막 트랜지스터를 보호하기 위한 패시베이션층 사이의 접착력이 떨어져 무기물층 등이 박리될 수 있다. 또한 박리된 틈으로 수분이 침투하여 유기 발광 소자를 손상시킬 수도 있다.
이에 본 발명의 발명자들은 유기 발광 표시 장치가 벤딩되어도 박리되지 않는 복수의 무기물층을 가진 새로운 구조의 유기 발광 표시 장치를 발명하였다.
이에, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 플렉서블한 유기 발광 표시 장치가 벤딩되더라도 서로 접한 무기물층들이 박리되어 수분의 투습 경로가 발생하지 않고, 투습도가 유지되는 내구성이 향상된 유기 발광 표시 장치 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 해결하고자 하는 다른 과제는 유기 발광 표시 장치의 벤딩에 의해 발생할 수 있는 수분의 투습 경로를 최소화시킴으로써, 내구성이 향상된 유기 발광 표시 장치 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
전술한 바와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치는 박막 트랜지스터 및 유기 발광 소자를 포함한다. 유기 발광 표시 장치는 또한 박막 트랜지스터를 덮도록 배치된 패시베이션층, 및 유기 발광 소자를 덮도록 배치된 제1 무기물층, 제1 무기물층 상의 이물 보상층 및 이물 보상층 상의 제2 무기물층을 포함한다. 여기서, 패시베이션층과 제2 무기물층은 기판의 엣지에서 직접 접하는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치에서는 패시베이션층과 제2 무기물층이 기판의 엣지에서 직접 접함으로써, 제1 무기물층이 제2 무기물층이 직접 접할 때보다, 박리가 발생할 수 있는 무기물층들 사이의 계면의 수가 감소되어 유기 발광 표시 장치가 벤딩되는 경우에도 예상치 않게 발생할 수 있는 수분의 투습 경로가 최소화될 수 있다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 제1 무기물층은 이물 보상층에 의해 덮이며, 제2 무기물층이 배치된 영역 내측에 배치된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 제1 무기물층의 일부는 패시베이션층과 제2 무기물층 사이에 개재되어 패시베이션층과 제2 무기물층에 직접 접하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 패시베이션층과 제2 무기물층이 직접 접하는 기판의 엣지는 제1 무기물층이 배치된 영역을 둘러싸는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 패시베이션층 및 제2 무기물층은 동일한 물질로 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 패시베이션층 및 제2 무기물층은 실리콘 질화물, 실리콘 산화물, 실리콘 산화질화물 또는 그 조합 중 하나로 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 제1 무기물층은 패시베이션층 또는 제2 무기물층과 상이한 물질로 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 제1 무기물층은 알루미늄 산화물, 티타늄 산화물, 아연 산화물, 실리콘 산화물 또는 그 조합 중 하나로 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 패시베이션층 및 제2 무기물층의 두께는 제1 무기물층의 두께보다 두꺼운 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 제1 무기물층은 200nm이하 두께의 산화 알루미늄으로 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 이물 보상층은 서로 다른 물질로 이루어진 복수의 층으로 이루어진 것을 특징으로 한다.
전술한 바와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치 제조 방법은 박막 트랜지스터를 덮도록 기판에 패시베이션층을 증착하는 단계, 패시베이션층 상에 유기 발광 소자를 형성하는 단계, 유기 발광 소자를 덮도록 제1 무기물층을 증착하는 단계로서, 제1 무기물층은 패시베이션층이 형성된 영역의 내측에 형성되는, 제1 무기물층을 증착하는 단계, 제1 무기물층을 덮도록 이물 보상층을 형성하는 단계 및 이물 보상층 상에 제2 무기물층을 증착하는 단계로서, 패시베이션층과 제2 무기물층은 직접 접하는, 제2 무기물층을 증착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치 제조 방법은 플렉서블한 유기 발광 표시 장치가 벤딩되더라도 투습도가 유지되는 내구성이 향상된 유기 발광 표시 장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 패시베이션층을 증착하는 단계 및 제2 무기물층을 증착하는 단계는 동일한 방식에 의해 수행되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 패시베이션층을 증착하는 단계 및 제2 무기물층을 증착하는 단계는 화학기상증착법(chemical vapor deposition)에 의해 수행되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 제1 무기물층을 증착하는 단계는 패시베이션층을 증착하는 단계 및 제2 무기물층을 증착하는 단계와는 상이한 방식으로 제1 무기물층을 증착하는 단계인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 제1 무기물층을 증착하는 단계는 원자층 증착법(atomic layer deposition)에 의해 수행되는 것을 특징으로 한다.
기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명은 유기 발광 표시 장치의 엣지에서의 무기물층들 사이의 접착력을 높임으로써, 유기 발광 표시 장치가 벤딩되더라도 무기물층들이 박리되는 것을 최소화하여, 박리된 부분으로의 투습을 최소화할 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명은 박막 봉지 구조를 갖는 플렉서블한 유기 발광 표시 장치의 측면으로부터의 투습이 최소화됨으로써 유기 발광 소자의 수명이 향상된 유기 발광 표시 장치 및 그 제조 방법을 제공할 수 있다.
본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 개략적인 평면도이다.
도 2는 도 1의 선 II-II'를 따르는 유기 발광 표시 장치의 개략적인 단면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 개략적인 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 제조 방법을 나타내는 순서도이다.
도 2는 도 1의 선 II-II'를 따르는 유기 발광 표시 장치의 개략적인 단면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 개략적인 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 제조 방법을 나타내는 순서도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 본 명세서 상에서 언급된 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다.
구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.
위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~상에', '~상부에', '~하부에', '~옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다.
소자 또는 층이 다른 소자 또는 층 "위 (on)"로 지칭되는 것은 다른 소자 바로 위에 또는 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있다.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 도시된 것이며, 본 발명이 도시된 구성의 크기 및 두께에 반드시 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하며, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시 가능할 수도 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 개략적인 평면도이다. 도 2는 도 1의 선 II-II'를 따르는 유기 발광 표시 장치의 개략적인 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 유기 발광 표시 장치(100)는 기판(101), 박막 트랜지스터(110), 패시베이션층(120), 평탄화층(131), 유기 발광 소자(136), 제1 무기물층(140), 이물 보상층(150) 및 제2 무기물층(160)을 포함한다.
유기 발광 표시 장치(100)는 유기 발광 소자(136)에서 발광된 빛이 박막 트랜지스터(110)가 형성된 기판(101)의 상면 방향으로 방출되는 탑 에미션(top emission) 방식의 유기 발광 표시 장치(100)이다.
기판(101)은 기판(101) 상에 형성된 다양한 엘리먼트들을 지지한다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 기판(101)은 발광 영역(AA) 및 엣지 영역(EA)을 갖는다. 발광 영역(AA)에는 유기 발광 소자(136)가 배치된다. 엣지 영역(EA)은 기판(101)의 외곽 가장자리를 따라 형성된 영역으로서 패시베이션층(120)과 제2 무기물층(160)이 직접 접촉하는 영역이다. 도 1에서 엣지 영역(EA)은 기판(101)의 외곽 전부에 형성된 것으로 도시되지만, 패드부가 형성되는 영역에서는 기판(101)의 최외곽이 아닌 패드부와 발광 영역(AA) 사이에 배치될 수도 있다.
기판(101)은 절연 물질로 구성될 수 있다. 예를 들어, 기판(101)은 플렉서블한 물질로 이루어질 수 있다. 플렉서블한 물질은 폴리이미드(polyimide; PI)를 비롯하여 폴리에테르이미드(polyetherimide; PEI), 폴리에틸렌 테레프탈레이드(polyethyelene terephthalate; PET), 폴리카보네이트(PC), 폴리메탈메틸크릴레이트(PMMA), 폴리스타이렌(PS), 스타이렌아크릴나이트릴코폴리머(SAN), 실리콘-아크릴 수지 등을 포함한다.
기판(101) 상에는 액티브층, 게이트 전극, 소스 전극 및 드레인 전극을 포함하는 박막 트랜지스터(110)가 형성된다. 박막 트랜지스터(110)는 제한되지 않고 다양한 구조의 박막 트랜지스터(110), 예를 들어 코플라나(coplanar) 구조 또는 바텀 게이트 구조가 사용될 수 있다. 도 1 및 도 2에서는 도시되지 않았으나, 유기 발광 표시 장치(100)는 소스 전극 및 드레인 전극, 또는 게이트 전극과 동일한 물질로 이루어지는 다양한 배선들을 포함할 수 있다.
박막 트랜지스터(110) 상에는 소스 전극, 드레인 전극 및 액티브층의 노출된 일부를 덮는 패시베이션층(120)이 형성된다. 패시베이션층(120)은 박막 트랜지스터(110)의 구성요소들을 수분이나 산소 등으로부터 보호하기 위한 층이다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 패시베이션층(120)은 발광 영역(AA)으로부터 기판(101)의 엣지 영역(EA)을 향해 연장되어 형성되며, 기판(101)의 전면에 형성된다.
패시베이션층(120)은 실리콘 질화물, 실리콘 산화물, 실리콘 산화질화물 또는 그 조합 중 하나로 이루어진다. 패시베이션층(120)은 2 ㎛이하의 두께를 가질 수 있다. 패시베이션층(120)의 두께가 2 ㎛를 초과하는 경우, 유기 발광 표시 장치(100)가 벤딩될 때 발생하는 응력이 증가되어 패시베이션층(120)에 보다 쉽게 크랙(crack)이 발생될 수 있다.
패시베이션층(120) 상에는 평탄화층(131)이 형성된다. 평탄화층(131)은 박막 트랜지스터(110)의 드레인 전극 또는 소스 전극의 적어도 일부를 노출시키는 컨택홀을 갖는다. 평탄화층(131)은 발광 영역(AA) 전면에 형성되며, 발광 영역(AA)에서 기판(101)의 엣지 영역(EA)을 향해 일부 연장될 수도 있다.
평탄화층(131) 상에는 애노드(132), 유기 발광층(134), 캐소드(135)를 포함하는 유기 발광 소자(136)가 형성된다. 애노드(132)는 평탄화층(131)의 컨택홀을 통해 박막 트랜지스터(110)의 소스 전극 또는 드레인 전극과 연결된다. 애노드(132)의 양 측면에는 뱅크층(133)이 배치된다. 뱅크층(133)은 테이퍼(taper) 형상으로 형성된다.
유기 발광층(134)은 빛을 발광하기 위한 층으로, 빛을 발광하기 위한 유기 발광 물질로 이루어진다. 유기 발광 물질은 복수의 색을 발광하기 위한 유기 발광 물질이 복수의 층으로 적층된 물질일 수 있다. 유기 발광층(134)은 제한되지 않고 다양한 색을 발광할 수 있는 물질로 이루어질 수 있다.
유기 발광층(134) 상에는 캐소드(135)가 형성된다. 유기 발광 표시 장치(100)는 탑 에미션 방식의 유기 발광 표시 장치(100)이므로, 캐소드(135)는 매우 얇은 두께의 일함수가 낮은 금속성 물질 또는 투명 도전성 산화물(transparent conductive oxide; TCO)로 형성된다. 캐소드(135)가 금속성 물질로 형성되는 경우, 캐소드(135)는 수백 Å 이하의 두께로 형성되며, 캐소드(135)가 이러한 두께로 형성된 경우, 캐소드(135)는 실질적으로 반투과층이 되어, 실질적으로 투명한 층이 된다.
캐소드(135) 상에는 제1 무기물층(140)이 형성된다. 제1 무기물층(140)은 외부에서 침투할 수 있는 수분, 공기 또는 물리적 충격으로부터 유기 발광층(134)을 보호한다. 도 1을 참조하면, 제1 무기물층(140)은 발광 영역(AA)을 둘러싸도록 형성된다. 이에 따라 제1 무기물층(140)은 유기 발광 소자(136)를 덮도록 배치되며, 또한 발광 영역(AA) 밖으로 연장된 평탄화층(131)도 덮도록 배치된다. 그러나, 제1 무기물층(140)은 기판(101)의 전면에 형성되지는 않는다. 도 1에서 제1 무기물층(140)은 유기 발광 표시 장치(100)의 엣지 영역(EA)에는 형성되지 않는다. 이에 따라, 유기 발광 표시 장치(100)가 벤딩되는 경우, 기판(101)의 엣지 영역(EA)에서 제1 무기물층(140)과 접하는 층들이 제1 무기물층(140)으로부터 박리되는 현상이 방지된다. 특히, 제1 무기물층(140)과 접하는 층들의 물질이 제1 무기물층(140)의 물질과 상이한 경우, 제1 무기물층(140)과 접하는 층들은 더 쉽게 제1 무기물층(140)으로부터 박리될 수 있다. 따라서, 제1 무기물층(140)이 기판(101)의 엣지 영역(EA)까지 연장되지 않는 것이 유기 발광 표시 장치(100)의 벤딩시 기판(101)의 엣지 영역(EA)에서 층들이 서로 박리될 확률을 저감시킬 수 있다.
제1 무기물층(140)은 유기 발광 소자(136)를 보다 컨포멀(conformal)하게 덮어 유기 발광 표시 장치(100)의 벤딩시 크랙에 취약한 부분을 최소화함으로써, 수분의 침투를 최소화할 수 있다. 또한, 제1 무기물층(140)은 플렉서블 유기 발광 표시 장치(100)가 받는 응력을 감소시키기 위해 최소한의 두께로 형성된다. 즉, 제1 무기물층(140)은 컨포멀하게 형성된다. 또한, 제1 무기물층(140)은 최소의 두께로도 투습력을 유지하기 위한 층이다. 다만, 이러한 조건을 만족시키기 위해 제1 무기물층(140)은 알루미늄 산화물, 티타늄 산화물, 아연 산화물, 실리콘 산화물 또는 그 조합 중 하나로 이루어질 수 있다. 또한 제1 무기물층(140)은 200 nm이하의 두께를 가질 수 있다. 바람직하게 제1 무기물층(140)은 200nm이하 두께의 산화 알루미늄으로 이루어질 수 있다.
제1 무기물층(140) 상에는 이물 보상층(150)이 형성된다. 이물 보상층(150)은 공정상 발생할 수 있는 이물 또는 파티클을 커버하도록 기능한다. 이물 또는 파티클은 유기 발광 소자(136)의 불량을 야기할 수 있으며, 제1 무기물층(140)과 같은 보호층의 크랙을 야기할 수도 있다. 또한, 이물 보상층(150)은 플렉서빌리티(flexibility)가 제1 무기물층(140), 제2 무기물층(160) 등보다 상대적으로 우수하여, 플렉서빌리티가 떨어지는 제1 무기물층(140) 등의 내부 스트레스를 완화하거나, 제1 무기물층(140)의 미세 크랙을 채우는 역할을 할 수 있다. 또한, 이물 보상층(150)은 유기 발광 소자(136) 위의 표면을 평탄하게 하는 기능도 수행한다.
이물 보상층(150)은 적어도 제1 무기물층(140)을 덮도록 배치된다. 이물 보상층(150)이 제1 무기물층(140)을 덮도록 배치됨으로써, 측면으로부터 수분이 침투할 경우, 제1 무기물층(140)과 이물 보상층(150) 사이의 계면이 수분의 추가적인 투습 경로가 된다. 이에 따라, 실제 유기 발광 소자(136)로 침투하는 수분, 즉 제1 무기물층(140)과 패시베이션층(120) 사이의 계면으로 침투하는 수분의 양이 감소될 수 있다.
이물 보상층(150)으로는 다양한 물질이 사용될 수 있으며, 예를 들어, 열경화 에폭시계 수지, UV 경화 에폭시계 수지, 아크릴계 수지, 페릴렌계 수지, 폴리이미드 수지, 실리콘 옥시탄화물, 실리콘 산화물, 실리콘 산화질화물 중 어느 하나의 물질 또는 이들의 혼합물이 이용될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 이물 보상층(150)은 서로 다른 물질로 이루어진 복수의 층으로 형성될 수도 있다.
이물 보상층(150) 상에는 제2 무기물층(160)이 형성된다. 제2 무기물층(160)은 제1 무기물층(140)과는 상이한 물질 및 방법으로 형성될 수 있다. 제2 무기물층(160)도 외부에서 침투할 수 있는 수분, 공기 또는 물리적 충격으로부터 유기 발광층(134)을 보호한다. 제2 무기물층(160)은 제1 무기물층(140)에 크랙이 생겨도, 이물 보상층(150)에 의한 이물 보상 후 수분, 산소 등에 대한 보호의 기능을 수행할 수 있다. 또한, 무기물층이 이중으로 형성되어 수분 침투율이 더 낮아질 수 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면 제2 무기물층(160)은 기판(101)의 엣지 영역(EA)에서 패시베이션층(120)과 직접 접한다. 패시베이션층(120)과 제2 무기물층(160)이 직접 접하는 기판(101)의 엣지 영역(EA)은 제1 무기물층(140)이 배치된 영역을 둘러싼다. 제2 무기물층(160)과 패시베이션층(120)이 직접 접하는 엣지 영역(EA)의 폭은 예를 들어 300 ㎛이상일 수 있다. 엣지 영역(EA)의 폭이 300 ㎛미만인 경우, 제2 무기물층(160)과 패시베이션층(120) 사이의 접착력이 충분하지 않아 유기 발광 표시 장치(100)가 벤딩되는 경우 제2 무기물층(160)이 박리될 수 있다.
패시베이션층(120)과 제2 무기물층(160)이 직접 접함으로써, 제1 무기물층(140)이 기판(101) 전면에 형성된 경우보다 박리가 쉽게 일어날 수 있는 무기물층들 사이의 계면의 수가 감소한다. 이에 따라 유기 발광 표시 장치(100)가 벤딩되는 경우에도, 패시베이션층(120)과 제2 무기물층(160) 사이에 유기 발광 표시 장치(100)의 측면으로부터의 수분이 침투가능한 틈이 생기는 경우가 크게 감소할 수 있다. 또한, 패시베이션층(120)과 제2 무기물층(160)이 동일한 물질로 형성되는 경우, 패시베이션층(120)과 제2 무기물층(160) 사이의 접착력이 제1 무기물층(140)이 기판(101) 전면에 형성된 경우보다 크게 증가한다. 이에 따라, 제2 무기물층(160)이 패시베이션층(120)으로부터 박리되는 경우 또한 감소한다.
제2 무기물층(160)은 실리콘 질화물, 실리콘 산화물, 실리콘 산화질화물 또는 그 조합 중 하나로 이루어질 수 있다. 제1 무기물층(140)과 상이한 물질인 제2 무기물층(160)의 물질은 제2 무기물층(160)의 기능에 기초하여 결정된다. 제2 무기물층(160)은 유기 발광 소자(136)와 직접 접하지 않고, 유기 발광 표시 장치(100)의 보다 외측에 위치하므로, 제1 무기물층(140)과는 다소 상이한 기능, 예컨대 유기 발광 표시 장치(100)의 외부로부터 유입되는 수분을 일차적으로 저지하는 기능을 한다. 따라서, 제2 무기물층(160)이 기판(101)의 엣지 영역(EA)에서 박리되거나 크랙되는 것을 최소화하도록 제2 무기물층(160)의 물질이나 두께가 결정된다. 이에 따라 제2 무기물층(160)은 직접 접하는 패시베이션층(120)과의 접착력을 최대화하기 위해 패시베이션층(120)과 동일한 물질 또는 두께로 이루어질 수 있다.
또한, 패시베이션층(120) 및 제2 무기물층(160)의 두께는 제1 무기물층(140)의 두께보다 두꺼울 수 있다. 패시베이션층(120) 및 제2 무기물층(160)은 컨포멀하게 증착되는 것이 중요한 제1 무기물층(140)보다 더 두껍게 형성되며 또한 제조 공정 중에 이물이 유입되는 경우, 이물을 확실히 덮도록 충분한 두께를 가지며, 이러한 패시베이션층(120) 및 제2 무기물층(160)의 두께는 제1 무기물층(140)의 두께보다 더 두꺼울 수 있다.
유기 발광 표시 장치(100) 측면으로부터의 수분은 특히 층들의 계면을 따라 이동하며, 외부와 가까운 엣지 영역(EA)으로부터 발광 영역(AA)으로의 방향으로 이동한다. 유기 발광 표시 장치(100)의 벤딩에 의해 엣지 영역(EA)에 일부의 무기물층이 패시베이션층(120)으로부터 박리된다면, 수분은 패시베이션층(120)과 이물 보상층(150) 및 캐소드(135)와 평탄화층(131) 사이의 계면을 따라 이동하여 유기 발광층(134)에 도달하게 된다.
그러나, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(100)에서 패시베이션층(120)은 기판(101)의 엣지 영역(EA)에서 제2 무기물층(160)과 접하고, 바람직하게는 두 층이 동일한 물질로 이루어진다. 이에 따라, 엣지 영역(EA)에서의 두 무기물층, 패시베이션층(120)과 제2 무기물층(160) 사이의 접착력이 향상된다. 이에 따라, 유기 발광 표시 장치(100)의 벤딩에 의해서도 패시베이션층(120)과 제2 무기물층(160)이 서로 박리되지 않고, 접착된 상태로 유지된다. 또한, 제2 무기물층(160)과 패시베이션층(120)의 물질은 낮은 투습도를 가지므로, 패시베이션층(120)과 제2 무기물층(160) 사이의 계면을 따라 침투하는 수분의 이동 속도는 크게 감소한다.
또한, 수분이 제2 무기물층(160)과 패시베이션층(120) 사이의 계면을 통과한다고 하더라도, 제1 무기물층(140) 또한 스텝 커버리지가 우수하고 투습도가 낮으므로, 제1 무기물층(140)과 평탄화층(131) 사이의 계면을 따라 이동하는 수분의 양은 크게 감소한다. 따라서, 유기 발광층(134)으로 침투되는 수분의 양은 현격하게 줄어들어 유기 발광 표시 장치(100)의 내구성이 향상된다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 개략적인 단면도이다. 도 3에서는 제1 무기물층(240)의 일부가 패시베이션층(220) 및 제2 무기물층(260) 사이에 개재된 것을 제외하고 다른 구성들은 도 2에서의 단면도와 실질적으로 동일하므로, 중복설명은 생략된다.
제1 무기물층(240)의 일부는 패시베이션층(220)과 제2 무기물층(260) 사이에 개재되어 패시베이션층(220)과 제2 무기물층(260)에 직접 접한다. 도 3의 유기 발광 표시 장치(200)에서는 제1 무기물층(240)이 도 2의 제1 무기물층(240)보다 더 엣지 영역(EA) 방향으로 연장되므로, 제1 무기물층(240)의 단부에서 유기 발광층(134)까지의 거리가 증가하여, 외부에서 유기 발광층(134)까지 수분이 침투하는 시간이 증가할 수 있다. 이에 따라 유기 발광 소자(136)의 수명도 증가될 수 있다.
제1 무기물층(240)의 물질과 패시베이션층(220) 또는 제2 무기물층(260)은 서로 다른 물질로 이루어질 수 있다. 이 경우, 제1 무기물층(240)이 패시베이션층(220) 및 제2 무기물층(260) 사이에 개재되는 영역에서는 패시베이션층(220) 및 제2 무기물층(260)이 제1 무기물층(240)으로부터 쉽게 박리될 수 있다. 따라서, 제1 무기물층(240)이 패시베이션층(220)과 제2 무기물층(260) 사이에 배치되는 경우, 패시베이션층(220)과 제2 무기물층(260)이 엣지 영역(EA)에서 서로 박리되지 않도록 패시베이션층(220)과 제2 무기물층(260)이 직접 접하는 엣지 영역(EA)이 충분히 확보될 필요가 있다. 예를 들어, 엣지 영역(EA)의 폭은 300 ㎛이상일 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 제조 방법을 나타내는 순서도이다.
먼저, 박막 트랜지스터를 덮도록 기판에 패시베이션층을 증착한다(S410). 패시베이션층은 기판의 전면에 형성되며, 예를 들어, 실리콘 질화물, 실리콘 산화물, 실리콘 산화질화물 또는 그 조합 중 하나로 이루어진다. 패시베이션층은 화학기상증착법(chemical vapor deposition)으로 형성될 수 있으며, 2 ㎛이하의 두께를 가지도록 형성된다.
다음으로, 패시베이션층 상에 유기 발광 소자를 형성한다(S420). 유기 발광 소자는 제한되지 않는 통상의 제조 방법을 사용하여 형성된다. 패시베이션층이 형성된 영역의 내측에 유기 발광 소자를 덮도록 제1 무기물층을 증착한다(S430). 제1 무기물층은 패시베이션층 및 제2 무기물층의 증착 방법과는 상이한 증착 방법으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1 무기물층은 원자층 증착법(atomic layer deposition)에 의해 형성될 수 있다. 또한, 제1 무기물층은 알루미늄 산화물, 티타늄 산화물, 아연 산화물, 실리콘 산화물 또는 그 조합 중 하나로 이루어질 수 있다. 또한 제1 무기물층은 200 nm이하의 두께를 가질 수 있다.
제1 무기물층은 유기 발광 소자와 유기 발광 소자 아래의 평탄화층에 대응하여 개구된 마스크가 배치된 상태에서 원자층 증착법에 의해 기판의 일부 영역에만 형성될 수 있다.
다음으로, 제1 무기물층을 덮도록 이물 보상층을 형성한다(S440). 이물 보상층은 스크린 프린팅으로 도포된다. 장력을 가진 메쉬(mesh) 형상의 판에 이물 보상층의 물질을 배치하고, 판 상의 스퀴지가 유기 발광 소자가 형성된 플렉서블 기판 위에서 이물 보상층의 물질을 밀어내어 도포한다.
이물 보상층 상에 제2 무기물층을 증착한다(S450). 제2 무기물층은 패시베이션층과 동일한 방식에 의해 증착될 수 있다. 예를 들어, 제2 무기물층도 화학기상증착법에 의해 증착될 수 있다. 또한, 제2 무기물층은 패시베이션층과 동일한 물질로 증착될 수 있다. 또한, 패시베이션층과 제2 무기물층은 기판의 엣지 영역에서 직접 접한다.
패시베이션층과 제2 무기물층이 기판의 엣지 영역에서 직접 접하고 특히 패시베이션층과 제2 무기물층의 물질이 동일하므로, 기판의 엣지 영역에서 패시베이션층과 제2 무기물층 사이의 접착력이 증가한다. 이에 따라, 유기 발광 표시 장치가 벤딩되더라도, 제2 무기물층이 패시베이션층으로부터 박리되는 현상은 감소한다. 결국, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치 제조 방법은 플렉서블한 유기 발광 표시 장치가 벤딩되더라도 투습도가 유지되는 내구성이 향상된 유기 발광 표시 장치를 제공할 수 있다.
본 명세서에서 이물 보상층이 스크린 프린팅으로 도포되는 것으로 설명되었으나, 이에 제한되지 않고, 이물 보상층은 스핀 코팅, 슬릿 코터 방식 등 경화성 물질을 도포하기 위한 다양한 방식으로 도포되어 형성될 수 있다. 또한, 패시베이션층, 제1 무기물층 및 제2 무기물층이 원자층 증착법 또는 화학기상 증착법으로 형성되는 것으로 설명되었으나, 이에 제한되지 않고, 플라즈마 향상된 화학기상증착법 등 다양한 증착 방법에 의해 형성될 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100 : 유기 발광 표시 장치
101 : 기판
110 : 박막 트랜지스터
120, 220 : 패시베이션층
131 : 평탄화층
132 : 애노드
133 : 뱅크층
134 : 유기 발광 소자
135 : 캐소드
140, 240 : 제1 무기물층
150 : 이물 보상층
160, 260 : 제2 무기물층
101 : 기판
110 : 박막 트랜지스터
120, 220 : 패시베이션층
131 : 평탄화층
132 : 애노드
133 : 뱅크층
134 : 유기 발광 소자
135 : 캐소드
140, 240 : 제1 무기물층
150 : 이물 보상층
160, 260 : 제2 무기물층
Claims (16)
- 기판 상의 박막 트랜지스터;
상기 박막 트랜지스터를 덮도록 배치되며, 상기 기판의 전면에 형성되는 패시베이션층;
상기 패시베이션층 상의 유기 발광 소자;
상기 유기 발광 소자를 덮도록 배치된 제1 무기물층;
상기 제1 무기물층 상의 이물 보상층; 및
상기 이물 보상층 상의 제2 무기물층을 포함하고,
상기 패시베이션층과 상기 제2 무기물층은 상기 기판의 엣지에서 직접 접하고,
상기 제1 무기물층은 상기 이물 보상층에 의해 덮이며 상기 이물 보상층에 의해 상기 제2 무기물층으로부터 이격되는 것을 특징으로 하는, 유기 발광 표시 장치. - 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 패시베이션층과 상기 제2 무기물층이 직접 접하는 상기 기판의 엣지는 상기 제1 무기물층이 배치된 영역을 둘러싸는 것을 특징으로 하는, 유기 발광 표시 장치. - 제1항에 있어서,
상기 패시베이션층 및 상기 제2 무기물층은 동일한 물질로 이루어진 것을 특징으로 하는, 유기 발광 표시 장치. - 제5항에 있어서,
상기 패시베이션층 및 상기 제2 무기물층은 실리콘 질화물, 실리콘 산화물, 실리콘 산화질화물 또는 그 조합 중 하나로 이루어진 것을 특징으로 하는, 유기 발광 표시 장치. - 제5항에 있어서,
상기 제1 무기물층은 상기 패시베이션층 및 상기 제2 무기물층과 상이한 물질로 이루어진 것을 특징으로 하는, 유기 발광 표시 장치. - 제7항에 있어서,
상기 제1 무기물층은 알루미늄 산화물, 티타늄 산화물, 아연 산화물, 실리콘 산화물 또는 그 조합 중 하나로 이루어진 것을 특징으로 하는, 유기 발광 표시 장치. - 제1항에 있어서,
상기 패시베이션층 및 상기 제2 무기물층의 두께는 상기 제1 무기물층의 두께보다 두꺼운 것을 특징으로 하는, 유기 발광 표시 장치. - 제9항에 있어서,
상기 제1 무기물층은 200nm이하 두께의 산화 알루미늄으로 이루어진 것을 특징으로 하는, 유기 발광 표시 장치. - 제1항에 있어서,
이물 보상층은 서로 다른 물질로 이루어진 복수의 층으로 이루어진 것을 특징으로 하는, 유기 발광 표시 장치. - 박막 트랜지스터를 덮도록 기판에 패시베이션층을 증착하는 단계;
상기 패시베이션층 상에 유기 발광 소자를 형성하는 단계;
상기 유기 발광 소자를 덮도록 제1 무기물층을 증착하는 단계로서, 상기 제1 무기물층은 상기 패시베이션층이 형성된 영역의 내측에 형성되는, 상기 제1 무기물층을 증착하는 단계;
상기 제1 무기물층을 덮도록 이물 보상층을 형성하는 단계; 및
상기 이물 보상층 상에 제2 무기물층을 증착하는 단계로서, 상기 패시베이션층과 상기 제2 무기물층은 직접 접하는, 상기 제2 무기물층을 증착하는 단계를 포함하며,
상기 패시베이션층은 상기 기판의 전면에 형성된 것이고,
상기 제1 무기물층은 상기 이물 보상층에 의해 상기 제2 무기물층으로부터 이격되는 것인, 유기 발광 표시 장치 제조 방법. - 제12항에 있어서,
상기 패시베이션층을 증착하는 단계 및 상기 제2 무기물층을 증착하는 단계는 동일한 방식에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는, 유기 발광 표시 장치 제조 방법. - 제13항에 있어서,
상기 패시베이션층을 증착하는 단계 및 상기 제2 무기물층을 증착하는 단계는 화학기상증착법(chemical vapor deposition)에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는, 유기 발광 표시 장치 제조 방법. - 제13항에 있어서,
상기 제1 무기물층을 증착하는 단계는 상기 패시베이션층을 증착하는 단계 및 제2 무기물층을 증착하는 단계와는 상이한 방식으로 수행되는 것을 특징으로 하는, 유기 발광 표시 장치 제조 방법. - 제15항에 있어서,
상기 제1 무기물층을 증착하는 단계는 원자층 증착법(atomic layer deposition)에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는, 유기 발광 표시 장치 제조 방법.
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