KR20090041614A - 유기 발광 표시 장치 제조 방법 - Google Patents

유기 발광 표시 장치 제조 방법 Download PDF

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KR20090041614A
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치는, 서로 대향 배치된 제1 기판 및 제2 기판과, 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판 사이에 배치되어 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판을 결합시키는 실링 부재와, 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판들 중, 적어도 어느 하나의 기판에 형성된 배선 패턴들 및 상기 배선 패턴들 사이에 배치되고 상기 실링 부재와 접촉하는 평탄화층을 포함한다.
유기 발광 표시 장치, 봉지, 실링, 배선 패턴

Description

유기 발광 표시 장치{ORGANIC LIGHT EMITTING DIODE DISPLAY}
본 발명은 유기 발광 표시 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 유기 발광 표시 장치의 밀봉 구조에 관한 것이다.
최근, 표시 장치에 적용되고 있는 다양한 표시 패널 중에서도 급속하게 발전하고 있는 반도체 기술에 수반하여 유기 발광 소자(Organic Light Emitting Diode; OLED)를 이용한 표시 패널이 주목 받고 있다.
유기 발광 소자를 이용한 능동 구동형 유기 발광 표시 장치는 기판 위에 화상 표현의 기본 단위인 화소(pixel)를 매트릭스 방식으로 배열하고, 각 화소마다 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor; TFT)를 배치하여 독립적으로 화소를 제어한다.
한편, 유기 발광 표시 장치는 박막 트랜지스터 및 유기 발광 소자가 형성되는 기판 위에 봉지 기판이 밀봉되는 구조로 형성될 수 있다. 구체적으로, 기판의 외곽을 따라 실링 물질을 도포하고, 여기에 봉지 기판을 탑재한 후 자외선(UV)를 조사하는 등의 방법으로 실링 물질을 경화시킴으로써, 기판과 봉지 기판을 합착시키고 있다.
이러한 과정에서 기판의 일부분에는 유기 발광 소자에서 연장되어 외부 기기와 유기 발광 소자를 전기적으로 연결시키는 배선 패턴들이 위치하는데, 이 배선 패턴들은 통상 기판 위에 돌출된 형태로 형성된다.
기판과 봉지 기판을 실링할 때에, 실링 부재는 상기와 같은 배선 패턴들 위로 도포될 수 있는데, 이 때, 배선 패턴 부위에 대한 실링 부재의 도포 상태가 불량하게 되어, 그 부위의 실링이 제대로 이루어지지 않도록 할 수 있다.
이러한 실링 불량이 초래되면 해당 유기 발광 표시 장치는, 제품의 수명과 신뢰성을 떨어뜨리게 된다.
기판 위에 형성된 배선 패턴으로 인해 만들어지는 기판과 배선 패턴 사이의 단차를 최소화하여 실링 부재를 통한 기판과 봉지 기판의 합착을 양호하게 이룰 수 있는 유기 발광 표시 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치는, 서로 대향 배치된 제1 기판 및 제2 기판과, 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판 사이에 배치되어 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판을 결합시키는 실링 부재와, 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판들 중, 적어도 어느 하나의 기판에 형성된 배선 패턴들 및 상기 배선 패턴들 사이에 배치되고 상기 실링 부재와 접촉하는 평탄화층을 포함한다.
상기 평탄화층의 높이는 상기 배선 패턴의 높이와 동일하게 이루어질 수 있다.
상기 평탄화층의 높이는 상기 배선 패턴의 높이보다 크게 이루어질 수 있고, 이 때 상기 평탄화층의 높이와 상기 배선 패턴의 높이의 차이는 0.2㎛ 이하로 유지될 수 있다.
상기 제1 기판은 발광 영역과 비발광 영역을 포함하고, 상기 평탄화층은 상기 발광 영역에서 상기 비발광 영역으로 연장 형성될 수 있다.
상기 배선 패턴 및 상기 평탄화층은 상기 어느 하나의 기판과 상기 실링 부재 사이에 배치될 수 있다.
상기 평탄화층은 무기 절연 물질을 포함할 수 있다.
상기 제1 기판 위에 형성된 반도체층, 게이트 절연막, 게이트 전극, 층간 절연막, 소스 전극, 드레인 전극 및 패시베이션막을 포함하고, 상기 평탄화층은 상기 층간 절연막 및 상기 패시베이션막 중 적어도 하나의 물질과 동일한 물질을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치는, 기판의 일 측면에 노출된 배선 패턴을 둘러싸도록 기판 상에 평탄화층을 형성함으로써, 배선 패턴에 의한 단차를 최소화시킬 수 있어 이로 인해, 기판 위에 실링 부재를 균일하게 도포할 수 있다. 이에 따라 기판 및 봉지 기판 간의 합착을 견고하게 하면서 외부의 수분 및 산소로부터 유기 발광 표시 장치를 효과적으로 보호할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙일 수 있다.
또한, 도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위해서는 두께를 확대 하여 나타내었다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 또는 "상에"있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
또한, 명세서 전체에서 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결" 되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결" 되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(100)의 분해 사시도를 개략적으로 나타낸다.
도 1을 참조하면, 유기 발광 표시 장치(100)는 제1 기판(10), 제2 기판(20) 및 실링 부재(30)를 포함한다.
제1 기판(10)은 절연 재질 또는 금속 재질로 이루어질 수 있다. 절연 재질로 유리 또는 플라스틱을 사용할 수 있으며, 금속 재질로는 스테인리스 스틸(Stainless Using Steel; SUS)을 사용할 수 있다.
제1 기판(10)은 빛이 출사되는 발광 영역(DA)과 이 발광 영역(DA)의 외곽에 위치하는 비발광 영역(NDA)을 포함한다. 유기 발광 표시 장치(100)가 능동형 매트릭스(Active Matrix; AM) 구조로 이루어지는 경우, 발광 영역(DA)에는 후술되는 복수 개의 유기 발광 소자들과 이를 구동하는 박막 트랜지스터들이 형성된다. 그리 고 비발광 영역(NDA)에는 발광 영역(DA)에 있는 스캔 라인 또는 데이터 라인에서 연장 형성된 배선 패턴들(40)이 위치한다. 이 배선 패턴들(40)은 구동 집적회로(integrated circuit; IC) 또는 연성회로기판(Flexible Printed Circuit Board; FPCB)과 전기적으로 연결된다.
제2 기판(20)은 제1 기판(10)과 대향되도록 위치하고, 제1 기판(10)과 제2 기판(20)은 그들 사이에 배치된 실링 부재(30)에 의해 서로 접합된다. 여기서 실링 부재(30)는 제1 기판(10)과 제2 기판(20)의 가장자리를 따라 배치될 수 있으며 이 때에 배선 패턴들(40) 위로도 실링부재(30)가 배치된다. 이러한 실링부재(30)의 배치에 따라 배선 패턴들(40)은, 발광 영역(DA)으로부터 실링 부재(30) 밑으로 이를 가로 지르게 지나 비발광 영역(NDA)에 배치된다.
본 실시예를 통해, 실링 부재(30)는 제1 기판(10)의 비발광 영역(NDA)에 하나의 띠 모양을 가지고 형성될 수 있다. 이로써, 제2 기판(20)은 제1 기판(10) 위에 형성된 유기 발광 소자들을 밀봉한다.
제2 기판(20)은 투명한 유리로 이루어질 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 제1 기판 및 제2 기판의 재질은 유기 발광 표시 장치의 발광 방향에 따라 변경 가능하다.
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 자른 단면을 개략적으로 나타낸다.
도 2를 참조하면, 배선 패턴들(40)은 사이 간격을 두고 제1 기판(10)의 상부면(11)에 대하여 돌출된 형태로 제공한다.
이 때, 배선 패턴들(40) 사이에는 평탄화층(50)이 형성된다. 이 평탄화 층(50)은 배선 패턴들(40) 사이의 공간을 채우면서 배턴 배턴들(40)과 제1 기판(10) 사이에 단차가 만들어지지 않도록 한다.
평탄화층(50)의 높이(h1)는 배선 패턴(40)의 높이(h2)와 동일하거나 크게 이루어질 수 있다. 본 실시예에서는 도 2를 통해 알 수 있듯이, h1과 h2가 동일한 경우이다.
배선 패턴(40)의 높이가 평탄화층(50)의 높이가 배선 패턴(40)의 높이보다 크게 이루어지는 경우, 이 때, 이들 사이의 높이 차는 0.2㎛ 이하로 이루어지는 것이 좋다. 이는 배선 패턴의 높이와 평탄화층의 높이의 차이가 0.2㎛ 이상인 경우, 패선 패턴(40) 및 평탄화층(50) 부위에 대한 실링 부재(30)의 도포가 균일하게 이루어지 않아 제1 기판(10)과 제2 기판(20) 사이의 실링이 완전하게 이루어지지 않게 실링 부재(30)의 박리가 나타날 수 있기 때문이다.
평탄화층(50)은 배선 패턴들(40) 간의 단락을 방지하기 위해 절연 물질로 이루어질 수 있다. 특히, 평탄화층(50)의 일부는 실링 부재(30)의 외곽으로 노출될 수 있는 바, 외부의 수분 및 산소 침투 방지에 강한 무기 절연 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 평탄화층(50)은 제1 기판(10)의 발광 영역에 형성되는 절연막 중 선택된 물질을 연장하여 형성할 수 있다. 또는 별도의 절연 물질로 이용하여 평탄화층을 형성할 수도 있다.
이하에서는 발광 영역(DA)의 절연막 중 적어도 하나의 막을 선택하여 평탄화층(50)을 형성하는 경우를 실시예로 하여 설명한다.
도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치를 제조 과정 순으로 도시한 단면도로서, 도 1의 발광 영역(DA) 및 비발광 영역(NDA)의 일부를 확대하여 도시한 것이다.
도 3a를 참조하면, 발광 영역(DA) 및 비발광 영역(NDA)을 포함하는 제1 기판(10) 위에 버퍼층(110)을 형성한다. 버퍼층(110)은 액티브층(120)의 형성시, 제1 기판(10)의 불순물들이 확산되는 것을 방지한다. 버퍼층(110)은 일례로 실리콘 질화물층 또는 실리콘 질화물과 실리콘 산화물이 적층된 층으로 이루어질 수 있다.
그리고, 제1 기판(10) 위의 발광 영역(DA)에는 액티브층(120)이 형성된다. 여기서, 액티브층(120)은 소스 영역(121) 및 드레인 영역(123)과 이들 사이를 연결하는 채널 영역(122)을 포함한다.
액티브층(120)을 덮으면서 발광 영역(DA) 및 비발광 영역(NDA)의 버퍼층(110) 위에 게이트 절연막(130)을 형성된다. 게이트 절연막(130)의 일부에는 제1 콘택홀(1301)이 형성된다.
발광 영역(DA)에는 액티브층(120) 위로 게이트 절연막(130)을 사이에 두고 게이트 전극(140)이 형성되고, 비발광 영역(NDA)에는 게이트 전극(140)과 동일한 물질로 이루어진 배선 패턴(40)이 형성된다. 여기서, 게이트 전극(140)은 금속, 일례로 MoW, Al, Cr 및 Al/Cr 중 선택된 어느 하나로 이루어질 수 있다.
게이트 전극(140) 및 배선 패턴(40)을 덮으면서 발광 영역(DA) 및 비발광 영역(NDA)의 게이트 절연막(130) 위로 층간 절연막(150)이 형성된다.
도 3b를 참조하면, 발광 영역(DA)의 층간 절연막(150)의 일부가 에칭되어 제2 콘택홀(1501)이 형성되며, 이와 동시에 비발광 영역(NDA)의 층간 절연막(150) 일 부도 에칭된다. 이 때, 비발광 영역(NDA)의 층간 절연막(150)에 대한 에칭 정도는, 에칭으로 인해 기판(10) 상에 남게 되는 층간 절연막(150)의 높이가 기형성된 배선 패턴(40)의 높이와 실질적으로 동일하게 이루어질 정도이다.
이로써, 발광 영역(DA)의 소스 영역(121) 및 드레인 영역(123)이 제1 콘택홀(1301) 및 제2 콘택홀(1501)을 통해 노출되고, 비발광 영역(NDA)에는 배선 패턴(40)과 다른 배선 패턴(미도시) 사이의 공간을 채워주면서 배선 패턴(40)과의 높이를 같게 하는 평탄화층(50)이 형성된다. 즉, 평탄화층(50)은 발광 영역(DA)의 층간 절연막(150)과 동일한 물질로 이루어진다.
도 3c를 참조하면, 발광 영역(DA)의 층간 절연막(150) 위에 소스 전극(161) 및 드레인 전극(162)이 형성되고, 이 소스 전극(161) 및 드레인 전극(162)은 제1 콘택홀(1301) 및 제2 콘택홀(1501)을 통해 노출된 소스 영역(121) 및 드레인 영역(123)과 전기적으로 연결된다.
소스 전극(161) 및 드레인 전극(162)은 금속, 일례로 Ti/Al 또는 Ti/Al/Ti으로 이루어질 수 있다. 이로써, 액티브층(120), 소스 전극(161), 드레인 전극(162) 및 게이트 전극(140)을 포함하는 박막 트랜지스터(T)가 형성된다.
발광 영역(DA)의 박막 트랜지스터(T)를 덮으면서 패시베이션막(170) 및 평탄화막(180)이 순차적으로 형성된다. 여기서, 패시베이션막(170) 및 평탄화막(180)에는 드레인 전극(162)의 일부를 노출시키는 제1 비아홀(1701) 및 제2 비아홀(1801)이 형성된다.
이어서, 도 3d를 참조하면, 발광 영역(DA)의 평탄화막(180) 위에는 제1 화소 전극(190), 유기 발광층(200) 및 제2 화소 전극(210)이 순차적으로 형성된다.
제1 화소 전극(190)은 제1 비아홀(1701) 및 제2 비아홀(1801)을 통해 박막 트랜지스터(T)의 드레인 전극(162)과 전기적으로 연결된다. 또한, 제1 화소 전극(190)은 화소 정의막(220)에 의해 인접한 화소의 제1 화소 전극(미도시)과 전기적으로 분리된다. 유기 발광층(200)은 화소 정의막(220)에 형성된 개구부(2201)를 통해 제1 화소 전극(190) 위에 형성된다. 제2 화소 전극(210)은 발광 영역(DA)의 전면을 덮으면서 유기 발광층(200) 위에 형성된다. 이로써, 제1 화소 전극(190), 유기 발광층(200) 및 제2 화소 전극(210)이 순차적으로 형성된 유기 발광 소자(L)를 구성한다.
한편, 전술한 실시예에서는 배선 패턴(40)이 게이트 전극(140)과 동일한 물질로 이루어진 경우를 도시하고 설명하였으나, 배선 패턴은 소스 전극 및 드레인 전극과 동일한 물질로 이루어질 수도 있다.
도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(100')를 설명하기 위해 도시한 단면도로서, 이 또한 이의의 제조 과정 순으로 도시한 것이다. 도 4a 내지 도 4c에서는 도 3a 내지 도 3d에 도시된 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하고 이에 대한 상세한 설명은 편의상 생략한다.
도 4a를 참조하면, 발광 영역(DA)의 박막 트랜지스터(T)를 형성하는 과정에서, 발광 영역(DA)의 버퍼층(110), 게이트 절연막(130) 및 층간 절연막(150)을 비발광 영역(NDA)의 기판(10) 위에도 동일하게 형성한다.
이어서, 발광 영역(DA)의 층간 절연막(150) 위에 소스 전극(161) 및 드레인 전극(162)을 형성하고, 비발광 영역(NDA)의 층간 절연막(150) 위에는 소스 전극(161) 및 드레인 전극(162)과 동일한 물질로 이루어진 배선 패턴(40')을 형성한다.
그리고 발광 영역(DA)의 박막 트랜지스터(T) 및 비발광 영역(NDA)의 배선 패턴(40')을 덮으면서 패시베이션막(170)을 형성한다.
도 4b를 참조하면, 발광 영역(DA)의 패시베이션막(170) 일부를 에칭하여 드레인 전극(162)의 일부를 노출시키는 제1 비아홀(1701)을 형성한다. 이와 동시에, 비발광 영역(NDA)의 패시베이션막(170)도 에칭하여 이 패시베이션막이 배선 패턴(40') 및 다른 배선 패턴(미도시) 사이의 공간을 채우면서 남도록 한다. 이로 인해 배선 패턴들 사이에는 이 배선 패턴과 실질적으로 동일한 높이를 갖는 평탄화층(50')이 형성된다. 이처럼 평탄화층(50')은 발광 영역(DA)의 패시베이션막(170)과 동일한 물질로 형성될 수 있다.
도 4c를 참조하면, 발광 영역(DA)의 패시베이션막(170) 위에 평탄화막(180)을 형성한 후, 제1 비아홀(1701)에 대응되는 제2 비아홀(1801)을 형성한다. 나머지 제조 과정은 도 3d와 동일하므로 그 상세한 설명을 생략한다.
이상의 실시예들에서, 평탄화층(50)(50')은 단층 구조를 가지며 층간 절연막 또는 패시베이션막과 동일한 물질로 이루어진 것으로 설명하였으나, 필요에 따라 평탄화층은 복층 구조로 이루어질 수 있다.
또한, 평탄화층(50)(50')은 실링 부재의 외곽으로 노출되도록 형성될 수 있 음을 감안하여 유기 발광 표시 장치 외부의 수분이나 산소에 대한 대응력을 강화시킬 수 있도록 무기 절연 물질이 형성되는 것이 좋다.
또한, 배선 패턴은 제1 기판에만 형성되지 않고, 제2 기판 또는 제1 기판 및 제2 기판 모두에 형성될 수 있으며, 이 때에 상기한 평탄화층은 이러한 배선 패턴들 사이에 형성될 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 분해 사시도이다.
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 자른 부분 단면도이다.
도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 제조 과정을 도시한 부분 확대 단면도이다.
도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 제조 과정을 도시한 부분 확대 단면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 참조 부호의 설명>
100; 유기 발광 표시 장치 10; 제1 기판 20; 제2 기판
30; 실링 부재 40; 배선 패턴 50; 평탄화층

Claims (7)

  1. 서로 대향 배치된 제1 기판 및 제2 기판;
    상기 제1 기판 및 상기 제2 기판 사이에 배치되어 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판을 결합시키는 실링 부재;
    상기 제1 기판 및 상기 제2 기판들 중, 적어도 어느 하나의 기판에 형성된 배선 패턴들; 및
    상기 배선 패턴들 사이에 배치되고 상기 실링 부재와 접촉하는 평탄화층
    을 포함하는 유기 발광 표시 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 평탄화층의 높이는 상기 배선 패턴의 높이와 동일한 유기 발광 표시 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 평탄화층의 높이가 상기 배선 패턴의 높이보다 크고, 상기 평탄화층과 상기 배선 패턴의 높이의 차이가 0.2㎛ 이하인 유기 발광 표시 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 기판은 발광 영역과 비발광 영역을 포함하고, 상기 평탄화층은 상 기 발광 영역에서 상기 비발광 영역으로 연장 형성된 유기 발광 표시 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 배선 패턴 및 상기 평탄화층이 상기 어느 하나의 기판과 상기 실링 부재 사이에 배치된 유기 발광 표시 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 평탄화층은 무기 절연 물질을 포함하는 유기 발광 표시 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 기판 위에 형성된 반도체층, 게이트 절연막, 게이트 전극, 층간 절연막, 소스 전극, 드레인 전극 및 패시베이션막을 포함하고,
    상기 평탄화층은 상기 층간 절연막 및 상기 패시베이션막 중 적어도 하나의 물질과 동일한 물질을 포함하는 유기 발광 표시 장치.
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