KR20140086500A - 유기발광장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 제1 기판; 상기 제1 기판 상에 형성된 박막 트랜지스터층; 상기 박막 트랜지스터층 상에 형성된 발광 다이오드층; 및 상기 발광 다이오드층 상에 형성된 패시베이션층을 포함하여 이루어지고, 상기 패시베이션층은 제1 무기 절연막 및 제2 무기 절연막을 포함하여 이루어지고, 상기 제1 무기 절연막에 함유된 수소(H)의 함량은 상기 제2 무기 절연막에 함유된 수소(H)의 함량보다 적은 것을 특징으로 하는 유기발광장치에 관한 것으로서,
본 발명에 따르면, 패시베이션층이 상대적으로 수소(H)의 함량이 적은 제1 무기 절연막을 포함하고 있기 때문에, 박막 트랜지스터층의 액티브층 내로 확산되는 수소(H)의 양이 종래에 비하여 줄어들게 되고, 그에 따라 상기 액티브층을 구성하는 반도체를 산화시켜 박막 트랜지스터의 문턱전압이 변화되는 문제가 감소될 수 있어, 결과적으로 종래에 비하여 화상 품질이 향상될 수 있다.
본 발명에 따르면, 패시베이션층이 상대적으로 수소(H)의 함량이 적은 제1 무기 절연막을 포함하고 있기 때문에, 박막 트랜지스터층의 액티브층 내로 확산되는 수소(H)의 양이 종래에 비하여 줄어들게 되고, 그에 따라 상기 액티브층을 구성하는 반도체를 산화시켜 박막 트랜지스터의 문턱전압이 변화되는 문제가 감소될 수 있어, 결과적으로 종래에 비하여 화상 품질이 향상될 수 있다.
Description
본 발명은 유기발광장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 유기발광장치의 패시베이션층(Passivation layer)에 관한 것이다.
평판표시장치로서 현재까지는 액정표시장치(Liquid Crystal Display Device)가 널리 이용되었지만, 액정표시장치는 별도의 광원으로 백라이트가 필요하고, 밝기 및 명암비 등에서 기술적 한계가 있다. 이에, 자체발광이 가능하여 별도의 광원이 필요하지 않고, 밝기 및 명암비 등에서 상대적으로 우수한 유기발광장치(Organic Light Emitting Device)에 대한 관심이 증대되고 있다.
유기발광장치는 전자(electron)를 주입하는 음극(cathode)과 정공(hole)을 주입하는 양극(anode) 사이에 발광층이 개재된 구조를 가지며, 음극에서 발생된 전자 및 양극에서 발생된 정공이 발광층 내부로 주입되면 주입된 전자 및 정공이 결합하여 액시톤(exciton)이 생성되고, 생성된 액시톤이 여기상태(excited state)에서 기저상태(ground state)로 떨어지면서 발광을 일으킴으로써 화상을 표시하는 표시장치이다.
이하, 도면을 참조로 종래의 유기발광장치에 대해서 설명하기로 한다.
도 1은 종래의 유기발광장치의 개략적인 단면도이다.
도 1에서 알 수 있듯이, 종래의 유기발광장치는, 제1 기판(10), 발광소자층(20), 패시베이션층(passivation layer)(30), 접착층(40), 및 제2 기판(50)을 포함하여 이루어진다.
상기 발광소자층(20)는 상기 제1 기판(10) 상에 형성되어 있다. 상기 발광소자층(20)는 상기 제1 기판(10) 상에 형성된 박막 트랜지스터층(21) 및 상기 박막 트랜지스터층(21) 상에 형성된 발광 다이오드층(22)을 포함하여 이루어진다.
상기 패시베이션층(30)은 상기 발광소자층(20) 상에 형성되어 있다. 상기 패시베이션층(30)은 상기 발광소자층(20) 내부로 수분이 침투하는 것을 방지하는 역할을 한다. 이와 같은 패시베이션층(30)은 SiNx와 같은 무기 절연막을 포함하여 이루어진다.
상기 접착층(40)은 상기 패시베이션층(30) 상에 형성되어 있다. 상기 접착층(40)은 상기 제2 기판(50)을 상기 패시베이션층(30) 상에 접착시키는 역할을 한다.
상기 제2 기판(50)은 상기 접착층(40) 상에 형성되어, 외부의 충격으로부터 유기발광장치를 보호하는 역할을 한다.
이와 같이 종래의 유기발광장치는 다음과 같은 문제점이 있다.
상기 패시베이션층(30)으로 이용되는 SiNx와 같은 무기 절연막은 일반적으로 플라즈마 강화 화학기상증착법(PECVD) 또는 스퍼터링법(Sputtering)에 의해 증착될 수 있다. 그런데, 상기 스퍼터링법을 이용하여 무기 절연막을 증착할 경우에는 상기 발광 다이오드층(22)을 구성하는 유기 발광층에 손상이 가해지기 때문에, 주로 플라즈마 강화 화학기상증착법(PECVD)을 이용하여 상기 무기 절연막을 증착한다.
또한, 플라즈마 강화 화학기상증착법(PECVD)을 이용할 경우 상기 유기 발광층의 유리전이온도(Tg) 미만에서 증착 공정이 이루어져야 하고 따라서 대략적으로 100℃이하에서 무기 절연막에 대한 증착 공정이 이루어지고 있다. 한편, 이와 같은 증착 공정을 통해 얻어진 무기 절연막에는 소스 가스, 예로서, SiH4 및 NH3에서 분해되는 수소(H)가 많이 함유되어 있다.
이상과 같이, 종래의 유기발광장치에 따르면 상기 패시베이션층(30) 내에 많은 양의 수소(H)가 함유되어 있다. 그러나, 이와 같이 패시베이션층(30)에 많은 양의 수소(H)가 함유되어 있으면, 시간이 경과함에 따라 상기 수소(H)가 하부로 이동하면서 상기 박막 트랜지스터층(21)의 액티브층 내로 확산될 수 있다. 이와 같이 수소(H)가 액티브층 내로 확산되면 액티브층을 구성하는 반도체를 산화시켜 박막 트랜지스터의 문턱전압(Threshold Voltage)이 변화되고, 그에 따라 디스플레이되는 화상 품질이 떨어지는 문제가 있다.
본 발명은 전술한 종래의 문제점을 해결하기 위해 고안된 것으로서, 본 발명은 패시베이션층에 함유되는 수소(H)의 함량을 줄임으로써 박막 트랜지스터의 액티브층 내로 확산되는 수소(H)의 양을 최소화하여 종래에 비하여 화상 품질이 향상될 수 있는 유기발광장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해서, 제1 기판; 상기 제1 기판 상에 형성된 박막 트랜지스터층; 상기 박막 트랜지스터층 상에 형성된 발광 다이오드층; 및 상기 발광 다이오드층 상에 형성된 패시베이션층을 포함하여 이루어지고, 상기 패시베이션층은 제1 무기 절연막 및 제2 무기 절연막을 포함하여 이루어지고, 상기 제1 무기 절연막에 함유된 수소(H)의 함량은 상기 제2 무기 절연막에 함유된 수소(H)의 함량보다 적은 것을 특징으로 하는 유기발광장치를 제공한다.
이상과 같은 본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.
본 발명에 따르면, 패시베이션층이 상대적으로 수소(H)의 함량이 적은 제1 무기 절연막을 포함하고 있기 때문에, 박막 트랜지스터층의 액티브층 내로 확산되는 수소(H)의 양이 종래에 비하여 줄어들게 되고, 그에 따라 상기 액티브층을 구성하는 반도체를 산화시켜 박막 트랜지스터의 문턱전압이 변화되는 문제가 감소될 수 있어, 결과적으로 종래에 비하여 화상 품질이 향상될 수 있다.
도 1은 종래의 유기발광장치의 개략적인 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광장치의 개략적인 단면도이다.
도 3(a) 내지 도 3(c)는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 패시베이션층의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광장치의 박막 트랜지스터층을 구체적으로 보여주는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광장치의 개략적인 단면도이다.
도 3(a) 내지 도 3(c)는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 패시베이션층의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광장치의 박막 트랜지스터층을 구체적으로 보여주는 단면도이다.
본 명세서에서 기술되는 "상에"라는 용어는 어떤 구성이 다른 구성의 바로 상면에 형성되는 경우뿐만 아니라 이들 구성들 사이에 제3의 구성이 개재되는 경우까지 포함하는 것을 의미한다.
이하, 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예에 대해서 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광장치의 개략적인 단면도이다.
도 2에서 알 수 있듯이, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광장치는, 제1 기판(100), 박막 트랜지스터층(200), 발광 다이오드층(300), 캡핑층(capping layer)(400), 패시베이션층(passivation layer)(500), 접착층(600), 및 제2 기판(700)을 포함하여 이루어진다.
상기 제1 기판(100)은 유리가 주로 이용되지만, 구부리거나 휠 수 있는 투명한 플라스틱, 예로서, 폴리이미드가 이용될 수 있다. 폴리이미드를 상기 제1 기판(100)의 재료로 이용할 경우에는, 상기 제1 기판(100) 상에서 고온의 증착 공정이 이루어짐을 감안할 때, 고온에서 견딜 수 있는 내열성이 우수한 폴리이미드가 이용될 수 있다.
상기 박막 트랜지스터층(200)은 상기 제1 기판(100) 상에 형성되어 있다. 상기 박막 트랜지스터층(200)은 게이트 배선, 데이터 배선 및 전원 배선 등과 같은 다수의 배선들, 상기 다수의 배선들과 연결되는 스위칭 박막 트랜지스터 및 구동 박막 트랜지스터를 포함하여 이루어진다. 또한, 상기 배선들 및 박막 트랜지스터의 전극들의 조합에 의해서 커패시터가 형성될 수 있다. 이와 같은 박막 트랜지스터층(200)의 구체적인 구성은 도 4를 참조하여 후술하기로 한다.
상기 발광 다이오드층(300)은 상기 박막 트랜지스터층(200) 상에 형성되어 있다.
상기 발광 다이오드층(300)은 뱅크층(310), 제1 전극(320), 발광부(330), 및 제2 전극(340)을 포함하여 이루어진다.
상기 뱅크층(310)은 상기 박막 트랜지스터층(200) 상에 패턴 형성되어 있다. 구체적으로, 상기 뱅크층(310)은 발광영역 이외의 영역에 형성되며, 이와 같은 뱅크층(310)에 의해서 발광영역이 정의된다. 상기 뱅크층(310)은 유기절연물질, 예를 들면 폴리이미드(polyimide), 포토아크릴(Photo acryl), 또는 벤조사이클로부텐(BCB)으로 이루어질 수 있지만, 반드시 그에 한정되는 것은 아니다.
상기 제1 전극(320)은 상기 박막 트랜지스터층(200) 상에 패턴 형성되어 있다. 이와 같은 제1 전극(320)은 상기 박막 트랜지스터층(200) 내에 형성되는 드레인 전극과 전기적으로 연결되어 있다. 본 발명이 바텀 에미션(Bottom Emission) 방식으로 적용될 경우 상기 제1 전극(320)은 투명 도전물로 이루어지고, 본 발명이 탑 에미션(Top Emission) 방식으로 적용될 경우 상기 제1 전극(320)은 반사에 유리한 불투명 도전물로 이루어진다.
상기 발광부(330)는 상기 제1 전극(320) 상에 형성되어 있다. 상기 발광부(330)는 도시하지는 않았지만, 정공주입층, 정공수송층, 유기발광층, 전자수송층, 및 전자주입층이 차례로 적층된 구조로 형성될 수 있다. 다만, 상기 정공주입층, 정공수송층, 전자수송층 및 전자주입층 중 하나 또는 둘 이상의 층은 생략이 가능하다. 상기 유기발광층은 화소 별로 동일한 색, 예로서 화이트(white)의 광을 발광하도록 형성될 수도 있고, 화소 별로 상이한 색, 예로서, 적색, 녹색, 또는 청색의 광을 발광하도록 형성될 수도 있다.
상기 제2 전극(340)은 상기 발광부(330) 상에 형성되어 있다. 상기 제2 전극(340)은 화소 별로 구분되지 않고 전체 화소에 공통되는 전극 형태로 형성될 수 있다. 즉, 상기 제2 전극(340)은 상기 발광부(330) 뿐만 아니라 상기 뱅크층(310) 상에도 형성될 수 있다. 본 발명이 바텀 에미션(Bottom Emission) 방식으로 적용될 경우 상기 제2 전극(340)은 반사에 유리한 불투명 도전물로 이루어지고, 본 발명이 탑 에미션(Top Emission) 방식으로 적용될 경우 상기 제2 전극(340)은 투명 도전물로 이루어진다.
상기 캡핑층(capping layer)(400)은 상기 발광 다이오드층(300) 상에 형성되어 있다. 상기 캡핑층(400)은 광 추출 효과를 증가시키는 역할을 하며, 이와 같은 캡핑층(400)은 전술한 발광부(330)를 구성하는 물질로 이루어질 수 있다. 예로서, 상기 캡핑층(400)은 정공수송층 또는 정공주입층을 구성하는 물질로 이루어질 수도 있고, 유기발광층을 구성하는 호스트 물질로 이루어질 수도 있다. 다만, 상기 캡핑층(400)은 생략하는 것도 가능하다.
상기 패시베이션층(500)은 상기 캡핑층(400) 상에 형성되어 있다. 상기 패시베이션층(500)은 상기 발광 다이오드층(300)의 상부 및 측부를 덮도록 형성되어 상기 발광 다이오드층(300)을 보호함과 더불어 외부의 수분이 상기 발광 다이오드층(300) 내부로 침투하는 것을 방지한다.
이와 같은 패시베이션층(500)은 제1 무기 절연막(510) 및 제2 무기 절연막(520)을 포함하여 이루어진다. 상기 제1 무기 절연막(510)은 상기 캡핑층(400) 상에 형성되어 있고, 상기 제2 무기 절연막(520)은 상기 제1 무기 절연막(510) 상에 형성되어 있다.
상기 제1 무기 절연막(510) 및 제2 무기 절연막(520)은 각각 독립적으로 SiNx, SiOx, SiON, 또는 AlOx을 포함하여 이루어질 수 있지만, 반드시 그에 한정되는 것은 아니다.
상기 제1 무기 절연막(510) 및 제2 무기 절연막(520)은 서로 동일한 물질로 이루어질 수 있지만, 반드시 그에 한정되는 것은 아니고, 서로 상이한 물질로 이루어질 수도 있다. 상기 제1 무기 절연막(510) 및 제2 무기 절연막(520)이 서로 동일한 물질로 이루어진 경우에는 동일한 증착 챔버에서 공정 조건만을 변경하여 연속 공정으로 상기 제1 무기 절연막(510) 및 제2 무기 절연막(520)을 증착할 수 있다.
본 명세서에서, 어느 하나의 무기 절연막과 다른 하나의 무기 절연막이 서로 동일한 물질로 이루어진다는 것은 양자를 구성하는 물질의 조성이 완전히 일치하는 것만을 의미하는 것이 아니라 양자를 구성하는 물질의 기본적인 화합물 구조가 동일한 경우를 포함한다. 예로서, 상기 제1 무기 절연막(510) 및 제2 무기 절연막(520) 모두 SiNx 구조로 이루어질 경우 양자는 동일한 물질로 이루어진 것이다.
본 발명에 따르면, 상기 제1 무기 절연막(510)에 함유된 수소(H)의 함량은 상기 제2 무기 절연막(520)에 함유된 수소(H)의 함량보다 적다.
보다 구체적으로, 상기 제1 무기 절연막(510)에 함유된 수소(H)의 함량은 10%이상 및 30%미만이 바람직하고, 상기 제2 무기 절연막(520)에 함유된 수소(H)의 함량은 30%이상 및 40%이하가 바람직하다.
본 명세서 전체에서 '수소(H)의 함량'이라 함은 무기 절연막 내에서 수소(H) 를 포함하고 있는 화합물의 비율을 의미하는 것이다.
예로서, 제1 무기 절연막(510) 또는 제2 무기 절연막(520)이 SiH4, NH3, 및 N2를 소스 가스로 이용하여 플라즈마 강화 화학기상증착법(PECVD)에 의해서 적층된 SiNx를 포함하여 이루어질 경우, 상기 제1 무기 절연막(510) 또는 제2 무기 절연막(520)에는 상기 SiNx 이외에도 Si:H 및 N:H와 같은 화합물을 추가로 포함할 수 있다. 이때, 상기 제1 무기 절연막(510) 또는 제2 무기 절연막(520) 내에서 Si:H 및 N:H의 비율이 '수소(H)의 함량'이 되는 것이다.
이와 같은 수소(H)의 함량은 FT-IR 분광법(Fourier Transform Infrared Spectroscopy)에 의해 측정할 수 있으며, 따라서, 본 명세서 전체에서 수소(H)의 함량은 FT-IR분광법에 의해 측정된 값이다.
결과적으로, 만약, 상기 제1 무기 절연막(510) 또는 제2 무기 절연막(520)이 SiNx, Si:H 및 N:H를 포함하여 이루어지고, 이때, 상기 제1 무기 절연막(510)에 함유된 수소(H)의 함량은 10%이고, 상기 제2 무기 절연막(520)에 함유된 수소(H)의 함량은 30%이라고 가정한다면, 상기 제1 무기 절연막(510)에는 FT-IR 분광법으로 측정한 Si:H 및 N:H의 함량이 10% 포함되어 있다는 것이고, 상기 제2 무기 절연막(520)에는 FT-IR 분광법으로 측정한 Si:H 및 N:H의 함량이 30% 포함되어 있다는 것이다.
이와 같이, 본 발명에 따르면, 패시베이션층(500)이 상대적으로 수소(H)의 함량이 적은, 바람직하게는, 수소(H)의 함량이 10%이상 및 30%미만인 제1 무기 절연막(510)을 포함하여 이루어지기 때문에, 상기 박막 트랜지스터층(200)의 액티브층 내로 확산되는 수소(H)의 양이 종래에 비하여 줄어들게 되고, 그에 따라 상기 액티브층을 구성하는 반도체를 산화시켜 박막 트랜지스터의 문턱전압(Threshold Voltage)이 변화되는 문제가 감소될 수 있어, 결과적으로 종래에 비하여 화상 품질이 향상될 수 있다.
상기 제1 무기 절연막(510)의 수소(H)의 함량 및 상기 제2 무기 절연막(520)의 수소(H)의 함량은 소스 가스의 조성비 및 증착 공정 조건을 변경하여 조절할 수 있다. 예로서, 동일한 종류의 소스 가스를 이용하되 소스 가스 중에서 수소(H)를 함유하고 있는 소스 가스의 조성비를 줄임으로써 상대적으로 수소(H)의 함량이 적은 제1 무기 절연막(510)을 얻을 수 있고, 수소(H)를 함유하고 있는 소스 가스의 조성비를 늘림으로써 상대적으로 수소(H)의 함량이 큰 제2 무기 절연막(520)을 얻을 수 있다.
또한, 상기 발광부(330) 내의 유기 발광층의 유리전이온도(Tg) 미만에서 증착 공정을 수행하되, 그와 같은 온도 범위 내에서 증착 온도를 올릴 경우 수소(H)가 가스로 증발되는 양이 증가하여 상대적으로 수소(H)의 함량이 적은 제1 무기 절연막(510)을 얻을 수 있고, 증착 온도를 내릴 경우 상대적으로 수소(H)의 함량이 큰 제2 무기 절연막(520)을 얻을 수 있다.
전술한 바와 같이, 상기 제1 무기 절연막(510)에 함유된 수소(H)의 함량은 10%이상 및 30%미만이 바람직한데, 그 이유는, 수소(H)의 함량이 10% 미만이 되면 공정 제어가 어렵고, 수소(H)의 함량이 30%이상이 되면 상기 패시베이션층(500) 내의 수소(H) 함량 감소를 기대할 수 없어 결국 화상 품질 향상효과를 얻을 수 없기 때문이다.
또한, 상기 제2 무기 절연막(520)에 함유된 수소(H)의 함량은 30%이상 및 40%이하가 바람직한데, 그 이유는, 수소(H)의 함량이 30% 미만이 되면 패시베이션층(500)의 주기능인 수분침투방지 기능이 떨어질 수 있고, 수소(H)의 함량이 40%이상이 되면 상기 패시베이션층(500) 내의 수소(H) 함량 감소를 기대할 수 없어 결국 화상 품질 향상효과를 얻을 수 없기 때문이다.
결과적으로, 상기 패시베이션층(500)에 함유된 수소(H)가 상기 박막 트랜지스터층(200)의 액티브층 내로 확산되어 발생하는 화상 품질 저하 문제를 해소하기 위해서는, 상기 패시베이션층(500)에 함유된 수소(H)의 함량을 줄이면 줄일수록 바람직하지만, 상기 패시베이션층(500)에 함유된 수소(H)의 함량을 줄이게 되면 패시베이션층(500)의 주기능인 수분침투방지 기능이 떨어질 수 있기 때문에 상기 패시베이션층(500)에 함유된 수소(H)의 함량을 줄이는 데는 한계가 있다.
따라서, 본 발명에서는 상대적으로 수소(H)의 함량이 적은 제1 무기 절연막(510)과 상대적으로 수소(H)의 함량이 많은 제2 무기 절연막(520)을 조합하여 패시베이션층(500)을 구성함으로써, 패시베이션층(500) 전체의 수소(H)의 함량을 줄여 상기 액티브층 내로 확산되는 수소(H)에 의한 화상 품질이 저하되는 문제를 최소화함과 더불어 상기 제2 무기 절연막(520)에 의해서 수분침투 방지 기능도 원할하게 수행할 수 있도록 한 것이다.
이상 설명한 제1 무기 절연막(510) 및 제2 무기 절연막(520)은 상기 기능들을 수행하기 위해서 적절한 두께로 형성되는데, 특히, 상기 제1 무기 절연막(510)의 두께 대 상기 제2 무기 절연막(520)의 두께는 2 : 8 ~ 8 : 2가 되는 것이 바람직하다. 이와 같은 두께 범위를 벗어날 경우 액티브층 내로 확산되는 수소(H)에 의한 화상 품질 저하 문제를 줄일 수 없거나 또는 수분침투 방지 기능이 저하될 수 있기 때문이다.
이와 같은 제1 무기 절연막(510) 및 제2 무기 절연막(520)을 포함하여 이루어지는 패시베이션층(500)은 다양하게 변경될 수 있는데, 이하, 도 3(a) 내지 도 3(c)를 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 3(a) 내지 도 3(c)는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 패시베이션층(500)의 단면도이다.
도 3(a)를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 패시베이션층(500)은 캡핑층(400) 상에 형성된 제2 무기 절연막(520) 및 상기 제2 무기 절연막(520) 상에 형성된 제1 무기 절연막(510)으로 이루어진다.
즉, 전술한 도 2에 따르면, 캡핑층(400) 상에 제1 무기 절연막(510)이 먼저 형성된 반면에, 도 3(a)에 따르면, 캡핑층(400) 상에 제2 무기 절연막(520)이 먼저 형성되어 있다.
도 3(b) 및 도 3(c)를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 패시베이션층(500)은 제1 무기 절연막(510) 또는 제2 무기 절연막(520) 상에 제3 무기 절연막(530)이 추가로 형성되어 있다.
도 3(b)에 따르면, 캡핑층(400) 상에 제1 무기 절연막(510), 제2 무기 절연막(520), 및 제3 무기 절연막(530)이 차례로 형성되어 있다. 상기 제2 무기 절연막(520) 상에 형성된 제3 무기 절연막(530)은 상기 제2 무기 절연막(520)보다 수소(H)의 함량이 적다.
이와 같이 상기 제2 무기 절연막(520)보다 수소(H)의 함량이 적은 제3 무기 절연막(530)은 상기 제1 무기 절연막(510)과 마찬가지로 10%이상 및 30%미만의 수소(H) 함량을 가지며, 특히, 상기 제1 무기 절연막(510)과 동일한 수소(H) 함량을 가질 수 있지만, 반드시 그에 한정되는 것은 아니다. 또한, 상기 제2 무기 절연막(520)보다 수소(H)의 함량이 적은 제3 무기 절연막(530)은 상기 제1 무기 절연막(510)과 동일한 물질로 이루어질 수 있지만, 반드시 그에 한정되는 것은 아니다.
도 3(b)의 경우, 제1 무기 절연막(510)과 제3 무기 절연막(530)의 두께의 합 대 상기 제2 무기 절연막(520)의 두께는 2 : 8 ~ 8 : 2가 되는 것이 바람직하다.
도 3(c)에 따르면, 캡핑층(400) 상에 제2 무기 절연막(520), 제1 무기 절연막(510), 및 제3 무기 절연막(530)이 차례로 형성되어 있다. 상기 제1 무기 절연막(510) 상에 형성된 제3 무기 절연막(530)은 상기 제1 무기 절연막(510)보다 수소(H)의 함량이 많다.
이와 같이 상기 제1 무기 절연막(510)보다 수소(H)의 함량이 많은 제3 무기 절연막(530)은 상기 제2 무기 절연막(520)과 마찬가지로 30%이상 및 40%이하의 수소(H) 함량을 가지며, 특히, 상기 제2 무기 절연막(520)과 동일한 수소(H) 함량을 가질 수 있지만, 반드시 그에 한정되는 것은 아니다. 또한, 상기 제1 무기 절연막(510)보다 수소(H)의 함량이 많은 제3 무기 절연막(530)은 상기 제2 무기 절연막(520)과 동일한 물질로 이루어질 수 있지만, 반드시 그에 한정되는 것은 아니다.
도 3(c)의 경우, 제1 무기 절연막(510) 대 상기 제2 무기 절연막(520)과 제3 무기 절연막(530)의 두께의 합은 2 : 8 ~ 8 : 2가 되는 것이 바람직하다.
또한, 도시하지는 않았지만, 도 3(b)에서 상기 제3 무기 절연막(530) 상에 제4 무기 절연막이 추가로 형성될 수 있으며, 이 경우 상기 제4 무기 절연막은 수소(H)의 함량이 30%이상 및 40%이하인 무기절연막으로 이루어진다. 또한, 도 3(c)에서 상기 제3 무기 절연막(530) 상에 제4 무기 절연막이 추가로 형성될 수 있으며, 이 경우 상기 제4 무기 절연막은 수소(H)의 함량이 10%이상 및 30%미만인 무기절연막으로 이루어진다.
결국, 상기 패시베이션층(500)은 3층, 4층, 또는 5층 이상의 무기 절연막으로 이루어질 수 있으며, 이때, 상대적으로 수소(H)의 함량이 많은 무기 절연막과 상대적으로 수소(H)의 함량이 적은 무기 절연막이 교대로 형성된다. 또한, 수소 함량 30%를 경계로 하여 상대적으로 수소(H)의 함량이 많은 무기 절연막들의 두께의 합 대 상대적으로 수소(H)의 함량이 적은 무기 절연막들의 두께의 합은 2 : 8 ~ 8 : 2가 되는 것이 바람직하다.
다시 도 2를 참조하면, 상기 접착층(600)은 상기 패시베이션층(passivation layer)(500)과 제2 기판(700) 사이에 형성되어 상기 제2 기판(700)을 상기 패시베이션층(passivation layer)(500) 상에 접착시키는 역할을 한다.
이와 같은 접착층(600)은 접착 필름을 이용할 수도 있고 액상의 접착물질을 경화하여 형성할 수도 있다.
상기 제2 기판(700)은 유기발광장치를 외부로부터의 물리적 충격이나 긁힘 등으로부터 보호할 수 있도록 강화 글라스로 형성될 수 있으나, 반드시 그에 한정되는 것은 아니고, 구부리거나 휠 수 있는 투명한 플라스틱, 예로서, 폴리이미드가 이용될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광장치의 박막 트랜지스터층을 구체적으로 보여주는 단면도로서, 전술한 실시예와 동일한 구성에 대해서는 동일한 도면부호를 부여하였고, 동일한 구성에 대한 반복 설명은 생략하기로 한다.
도 4에서 알 수 있듯이, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광장치는, 제1 기판(100), 게이트 전극(210), 게이트 절연막(220), 액티브층(230), 에치 스톱퍼(240), 소스 전극(250a), 드레인 전극(250b), 제1 보호막(260), 컬러 필터(270), 평탄화층(280), 제2 보호막(290), 및 발광 다이오드층(300)을 포함하여 이루어진다.
상기 게이트 전극(210)은 상기 제1 기판(100) 상에 패턴 형성되어 있다. 상기 게이트 전극(120)은 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 금(Au), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 네오듐(Nd), 구리(Cu), 또는 그들의 합금으로 이루어질 수 있으며, 상기 금속 또는 합금의 단일층 또는 2층 이상의 다중층으로 이루어질 수 있다.
상기 게이트 절연막(220)은 상기 게이트 전극(210) 상에 형성되어 있어, 상기 게이트 전극(210)을 상기 액티브층(230)으로부터 절연시킨다. 상기 게이트 절연막(220)은 실리콘 산화물 또는 실리콘 질화물과 같은 무기계 절연물질로 이루어질 수 있지만, 반드시 그에 한정되는 것은 아니고, 포토아크릴(Photo acryl) 또는 벤조사이클로부텐(BCB) 등과 같은 유기계 절연물질로 이루어질 수도 있다.
상기 액티브층(230)은 상기 게이트 절연막(220) 상에 패턴 형성되어 있다. 상기 액티브층(230)은 In-Ga-Zn-O(IGZO)와 같은 산화물 반도체로 이루어질 수 있지만, 반드시 그에 한정되는 것은 아니고, 실리콘계 반도체로 이루어질 수도 있다.
상기 에치 스톱퍼(240)는 상기 액티브층(230) 상에 패턴 형성되어 있다. 상기 에치 스톱퍼(240)는 상기 소스 전극(250a) 및 드레인 전극(250b)의 패터닝을 위한 에칭 공정시 상기 액티브층(230)의 채널영역이 에칭되는 것을 방지하는 역할을 한다. 상기 에치 스톱퍼(240)는 실리콘 산화물 또는 실리콘 질화물과 같은 무기계 절연물질로 이루어질 수 있지만, 반드시 그에 한정되는 것은 아니다. 상기 에치 스톱퍼(240)는 경우에 따라서 생략하는 것도 가능하다.
상기 소스 전극(250a) 및 드레인 전극(250b)은 서로 마주하면서 상기 에치 스톱퍼(240) 상에 패턴 형성되어 있다. 상기 소스 전극(250a)은 상기 에치 스톱퍼(240) 상에서부터 상기 액티브층(230)의 일 측 방향으로 연장되면서 상기 액티브층(230)과 연결되어 있다. 상기 드레인 전극(250b)은 상기 에치 스톱퍼(240) 상에서부터 상기 액티브층(230)의 타 측 방향으로 연장되면서 상기 액티브층(230)과 연결되어 있다. 상기 소스 전극(250a) 및 드레인 전극(250b)은 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 금(Au), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 네오듐(Nd), 구리(Cu), 또는 그들의 합금으로 이루어질 수 있으며, 상기 금속 또는 합금의 단일층 또는 2층 이상의 다중층으로 이루어질 수 있다.
상기 제1 보호막(260)은 상기 소스 전극(250a) 및 드레인 전극(250b) 상에 형성되어 있다. 상기 제1 보호막(260)은 실리콘 산화물 또는 실리콘 질화물과 같은 무기계 절연물질로 이루어질 수 있지만, 반드시 그에 한정되는 것은 아니다.
상기 컬러 필터(270)는 상기 제1 보호막(260) 상에 형성되어 있다. 상기 컬러 필터(270)는 발광 다이오드층(300)의 발광부(330)와 오버랩되도록 형성되어, 상기 발광부(330)에서 발광된 광이 상기 컬러 필터(270)를 경유하여 상기 제1 기판(100) 방향으로 방출될 수 있다. 이와 같은 컬러 필터(270)는 화소 별로 구별되게 형성되는 적색 컬러 필터, 녹색 컬러 필터, 및 청색 컬러 필터로 이루어질 수 있다. 다만, 본 발명이 탑 에미션(Top Emission) 방식으로 적용될 경우에는 상기 컬러 필터(270)는 적용되지 않는다. 또한, 전술한 발광부(330)에서 화소 별로 적색, 녹색, 또는 청색의 광이 발광될 경우에도 상기 컬러 필터(270)는 생략이 가능하다.
상기 평탄화층(280)은 상기 컬러 필터(270) 상에 형성되어, 유기발광장치의 표면 단차를 줄이는 역할을 한다. 이와 같은 평탄화층(280)은 포토아크릴(Photo acryl) 또는 벤조사이클로부텐(BCB) 등과 같은 유기계 절연물질로 이루어질 수 있지만, 반드시 그에 한정되는 것은 아니다.
상기 제2 보호막(290)은 상기 평탄화층(280) 상에 형성되어 있다. 상기 제2 보호막(290)은 실리콘 산화물 또는 실리콘 질화물과 같은 무기계 절연물질로 이루어질 수 있지만, 반드시 그에 한정되는 것은 아니다. 상기 제2 보호막(290)은 생략할 수도 있다.
상기 발광 다이오드층(300)은 전술한 바와 마찬가지로 뱅크층(310), 제1 전극(320), 발광부(330), 및 제2 전극(340)을 포함하여 이루어진다.
상기 뱅크층(310) 및 제1 전극(320)은 상기 제2 보호막(290) 상에 형성되어 있다.
상기 제1 전극(320)은 상기 드레인 전극(250b)과 연결되어 있다. 즉, 상기 제1 보호막(260), 평탄화층(280), 및 제2 보호막(290)의 소정 영역에는 콘택홀이 형성되어 있어, 상기 콘택홀에 의해서 상기 드레인 전극(250b)이 노출되고, 상기 제1 전극(320)은 상기 콘택홀을 통해서 상기 드레인 전극(250b)과 연결되어 있다.
상기 발광부(330)는 상기 제1 전극(320) 상에 형성되어 있고, 상기 제2 전극(340)은 상기 발광부(330) 상에 형성되어 있다.
이상과 같은 도 4에 도시된 박막 트랜지스터층(200) 및 발광 다이오드층(300)은 본 발명의 일 실시예에 따른 것으로서, 본 발명에 따른 박막 트랜지스터층(200) 및 발광 다이오드층(300)이 도 4에 도시된 것으로 한정되는 것은 아니며, 당업계에 공지된 다양한 형태로 변경될 수 있다.
예로서, 도 4는 게이트 전극(210)이 액티브층(230)의 아래에 형성되는 소위 바텀 게이트(Bottom Gate) 구조의 박막 트랜지스터에 관한 것으로서, 본 발명은 게이트 전극(210)이 액티브층(230)의 위에 형성되는 소위 탑 게이트(Top Gate) 구조의 박막 트랜지스터도 포함한다.
100: 제1 기판 200: 박막 트랜지스터층
300: 발광 다이오드층 400: 캡핑층
500: 패시베이션층 510: 제1 무기 절연막
520: 제2 무기 절연막 530: 제3 무기 절연막
600: 접착층 700: 제2 기판
300: 발광 다이오드층 400: 캡핑층
500: 패시베이션층 510: 제1 무기 절연막
520: 제2 무기 절연막 530: 제3 무기 절연막
600: 접착층 700: 제2 기판
Claims (10)
- 제1 기판;
상기 제1 기판 상에 형성된 박막 트랜지스터층;
상기 박막 트랜지스터층 상에 형성된 발광 다이오드층; 및
상기 발광 다이오드층 상에 형성된 패시베이션층을 포함하여 이루어지고,
상기 패시베이션층은 제1 무기 절연막 및 제2 무기 절연막을 포함하여 이루어지고, 상기 제1 무기 절연막에 함유된 수소(H)의 함량은 상기 제2 무기 절연막에 함유된 수소(H)의 함량보다 적은 것을 특징으로 하는 유기발광장치. - 제1항에 있어서,
상기 제1 무기 절연막에 함유된 수소(H)의 함량은 10%이상 및 30%미만인 것을 특징으로 하는 유기발광장치. - 제1항에 있어서,
상기 제2 무기 절연막에 함유된 수소(H)의 함량은 30%이상 및 40%이하인 것을 특징으로 하는 유기발광장치. - 제1항에 있어서,
상기 제1 무기 절연막 및 제2 무기 절연막은 각각 독립적으로 SiNx, SiOx, SiON, 또는 AlOx을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 유기발광장치. - 제1항에 있어서,
상기 제1 무기 절연막 및 제2 무기 절연막은 서로 동일한 물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 유기발광장치. - 제1항에 있어서,
상기 제1 무기 절연막의 두께 대 상기 제2 무기 절연막의 두께는 2 : 8 ~ 8 : 2인 것을 특징으로 하는 유기발광장치. - 제1항에 있어서,
상기 제1 무기 절연막은 상기 발광 다이오드층 상에 형성되어 있고, 상기 제2 무기 절연막은 상기 제1 무기 절연막 상에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 유기발광장치. - 제7항에 있어서,
상기 제2 무기 절연막 상에는 제3 무기 절연막이 추가로 형성되어 있으며,
상기 제3 무기 절연막에 함유된 수소(H)의 함량은 10%이상 및 30%미만인 것을 특징으로 하는 유기발광장치. - 제1항에 있어서,
상기 제2 무기 절연막은 상기 발광 다이오드층 상에 형성되어 있고, 상기 제1 무기 절연막은 상기 제2 무기 절연막 상에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 유기발광장치. - 제9항에 있어서,
상기 제1 무기 절연막 상에는 제3 무기 절연막이 추가로 형성되어 있으며,
상기 제3 무기 절연막에 함유된 수소(H)의 함량은 30%이상 및 40%이하인 것을 특징으로 하는 유기발광장치.
Priority Applications (6)
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|---|---|---|---|
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