KR20140089856A - 유기발광표시장치 및 그 제조방법 - Google Patents
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Abstract
유기발광표시장치를 개시한다. 본 개시에 의한 유기발광표시장치는 표시기판, 상기 표시기판 상에 구비되며, 화소정의막으로 분리되는 복수의 유기발광소자, 상기 표시기판에 대향하여 배치되며, 상기 유기발광소자를 덮는 밀봉기판, 상기 표시기판과 상기 밀봉기판 사이에 구비되며, 상기 화소정의막 상에 대응하여 배치되는 충전부재, 및 상기 유기발광소자 상에 대응하여 배치되는 공동(cavity)을 포함한다.
Description
본 개시는 유기발광표시장치 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 충전부재(filling material)를 포함하는 유기발광표시장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.
유기발광표시장치는 정공 주입 전극과 전자 주입 전극 그리고 이들 사이에 형성되어 있는 유기발광층을 포함하는 유기발광소자를 구비하며, 정공 주입 전극에서 주입되는 정공과 전자 주입 전극에서 주입되는 전자가 유기발광층에서 결합하여 생성된 엑시톤(exiton)이 여기 상태(exited state)로부터 기저 상태(ground state)로 떨어지면서 빛을 발생시키는 자발광형 표시 장치이다.
자발광형 표시 장치인 유기 발광 표시 장치는 별도의 광원이 불필요하므로 저전압으로 구동이 가능하고 경량의 박형으로 구성할 수 있으며, 넓은 시야각, 높은 콘트라스트(contrast) 및 빠른 응답 속도 등의 고품위 특성으로 인해 차세대 표시 장치로 주목받고 있다.
본 개시는 패터닝된 충전부재를 채용한 유기발광표시장치 및 그 제조방법에 관한 것으로, 기구강도 향상 및 광손실을 억제할 수 있는 유기발광표시장치 및 그 제조방법을 제공하고자 한다.
본 개시의 일유형에 따르는 유기발광표시장치는,
표시기판;
상기 표시기판 상에 구비되며, 화소정의막으로 분리되는 복수의 유기발광소자;
상기 표시기판에 대향하여 배치되며, 상기 유기발광소자를 덮는 밀봉기판;
상기 표시기판과 상기 밀봉기판 사이에 구비되며, 상기 화소정의막 상에 대응하여 배치되는 충전부재; 및
상기 유기발광소자 상에 대응하여 배치되는 공동(cavity);을 포함한다.
본 개시의 일유형에 따르는 유기발광표시장치는, 상기 유기발광소자 상에 대응하여 배치되는 컬러필터를 더 포함할 수 있다.
상기 컬러필터가 구현하는 색의 파장은 상기 컬러필터에 대응되는 유기발광소자가 방출하는 광의 파장영역 대에 해당할 수 있다.
본 개시의 일유형에 따르는 유기발광표시장치는, 상기 화소정의막 상에 대응하여 배치되는 블랙매트릭스를 더 포함할 수 있다.
상기 블랙매트릭스는 Cr, CrO, Graphite, C 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 공동은 공기 또는 질소(N2) 가스로 채워질 수 있다.
본 개시의 일유형에 따르는 유기발광표시장치는, 상기 복수의 유기발광소자 상에 배치되는 보호층;을 더 포함할 수 있다.
본 개시의 일유형에 따르는 유기발광표시장치는, 상기 화소정의막 상에는 상기 유기발광소자의 캐소드전극이 연장되어 있으며, 상기 충전부재 하부에 배치되며, 상기 캐소드전극과 전기적으로 접촉하는 도전층;을 더 포함할 수 있다.
본 개시의 일유형에 따르는 유기발광표시장치는, 상기 표시기판과 상기 밀봉기판을 접합시키는 것으로, 상기 복수의 유기발광소자를 둘러싸며 배치되는 밀봉부재;를 더 포함할 수 있다.
본 개시의 일유형에 따르는 유기발광표시장치는, 상기 복수의 유기발광소자의 일측에 배치되는 흡습제;를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 개시의 일 유형에 따르는 유기발광표시장치는,
표시기판;
상기 표시기판 상에 구비되며, 유기발광소자가 배치된 복수의 발광영역 및 상기 발광영역을 분리시키는 비발광영역을 포함하는 표시부;
상기 표시기판과 대향하여 배치되는 밀봉기판;
상기 표시기판과 상기 밀봉기판 사이에 구비되며, 상기 비발광영역에 대응되여 배치되는 충전부재;
상기 발광영역에 대응되어 배치되는 컬러필터; 및
상기 비발광영역에 대응되어 배치되는 블랙매트릭스;를 포함한다.
상기 비발광영역은 상기 발광영역 보다 돌출될 수 있다.
상기 충전부재는 상기 발광영역 상에는 비존재할 수 있다.
상기 충전부재는 절연물질로 이루어질 수 있다.
본 개시의 일 유형에 따르는 유기발광표시장치는, 상기 비발광영역과 상기 충전부재 사이에 구비되며, 상기 유기발광소자의 캐소드 전극과 전기적으로 연결되는 도전층을 더 구비할 수 있다.
또한, 본 개시의 일 유형에 따르는 유기발광표시장치는, 상기 유기발광소자 상에 보호층을 더 구비할 수 있다.
본 개시의 일 유형에 따르는 유기발광표시장치의 제조방법은,
밀봉기판의 일면에 패터닝된 충전부재를 형성하는 단계;
표시기판의 일면에 표시부를 형성하는 단계; 및
상기 표시부와 상기 충전부재가 마주보도록 상기 표시기판과 상기 밀봉기판을 배치하고 밀봉부재로 접합하는 단계;를 포함한다.
상기 표시부는 유기발광소자가 배치된 발광영역과 상기 발광영역을 분리하는 비발광영역으로 구분되며, 상기 충전부재는 상기 비발광영역에 대응하는 부분에만 배치되도록 패터닝될 수 있다.
상기 패터닝된 충전부재는 금형으로 형성될 수 있다.
상기 패터닝된 충전부재를 형성하는 단계는, 상기 밀봉기판에 패터닝된 스크린 마스크를 이용하여 액상의 충전부재를 도포하는 단계; 및 상기 액상의 충전부재를 경화하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 접합하는 단계는, 상기 충전부재의 가장자리를 둘러싸도록 상기 밀봉부재를 도포하는 단계 및 상기 표시부와 상기 충전부재가 마주보도록 상기 기판과 상기 밀봉기판을 배치하고 진공에서 밀봉부재를 통해 접합하는 단계를 포함할 수 있다.
본 개시의 일 유형에 따르는 유기발광표시장치의 제조방법은, 상기 표시부는 유기발광소자가 배치된 발광영역과 상기 발광영역을 분리하는 비발광영역으로 구분되며, 상기 발광영역에 대응되는 상기 밀봉기판의 제1영역에 컬러필터를 형성하는 단계; 및 상기 비발광영역에 대응되는 상기 밀봉기판의 제2영역에 블랙매트릭스를 형성하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
상기 컬러필터는 상기 밀봉기판의 하면에 형성되고, 상기 블랙매트릭스는 상기 밀봉기판의 상면에 형성될 수 있다.
본 개시의 일 유형에 따르는 유기발광표시장치의 제조방법은, 상기 충전부재를 형성하는 단계 이후에, 상기 충전부재 상에 도전층을 형성하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
본 개시의 일 유형에 따르는 유기발광표시장치의 제조방법은, 상기 접합하는 단계 이전에 상기 밀봉부재와 상기 충전부재 사이에 흡습제를 형성하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
상술한 유기발광표시장치는 비발광영역 상에는 충전부재가 형성되어 있어 기구강도를 향상시킬 수 있는 동시에, 발광영역 상에는 충전부재가 형성되어 있지 않아 발광영역에서 출사되는 빛이 충전부재에 의해서 손실되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 상술한 유기발광표시장치는 발광영역에 충전부재가 없어, 충전부재에 의한 암점 발생을 억제할 수 있다.
한편, 상술한 유기발광표시장치는 컬러필터 및 블랙매트릭스를 구비하고 있어 색선명도 및 콘트라스트가 향상된다.
도 1a는 본 개시의 일 실시예에 의한 유기발광 표시장치를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 1b는 도 1a의 유기발광 표시장치를 개략적으로 도시하는 평면도이다.
도 2는 도 1a의 유기발광 표시장치의 일부를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 3은 본 개시의 다른 실시예에 의한 유기발광표시장치를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 4a 내지 도 4e는 도 1a의 유기발광표시장치의 일 실시예에 따른 제조방법을 순차적으로 도시한 단면도이다.
도 1b는 도 1a의 유기발광 표시장치를 개략적으로 도시하는 평면도이다.
도 2는 도 1a의 유기발광 표시장치의 일부를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 3은 본 개시의 다른 실시예에 의한 유기발광표시장치를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 4a 내지 도 4e는 도 1a의 유기발광표시장치의 일 실시예에 따른 제조방법을 순차적으로 도시한 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 개시에 따른 실시예들을 상세히 설명한다.도면에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭하며, 이들에 대한 중복된 설명은 생략한다. 또한, 각 구성요소의 크기는 설명의 명료성과 편의상 과장되어 있을 수 있다.
한편, 이하에 설명되는 실시예는 단지 예시적인 것에 불과하며, 이러한 실시예들로부터 다양한 변형이 가능하다. 예를 들면, 한 층이 기판이나 다른 층의 "위", "상부" 또는 "상"에 구비된다고 설명될 때, 그 층은 기판이나 다른 층에 직접 접하면서 위에 존재할 수도 있고, 그 사이에 또 다른 층이 존재할 수도 있다.
또한, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다" 및/또는 "포함하는"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
어떤 실시예가 달리 구현 가능한 경우에 특정한 공정 순서는 설명되는 순서와 다르게 수행될 수도 있다. 예를 들어, 연속하여 설명되는 두 공정이 실질적으로 동시에 수행될 수도 있고, 설명되는 순서와 반대의 순서로 수행될 수도 있다.
도 1a는 본 개시의 일 실시예에 의한 유기발광표시장치(10)를 개략적으로 도시하는 단면도이고, 도 1b는 도 1a의 유기발광표시장치(10)를 개략적으로 도시하는 평면도이다. 도 2는 도 1a의 유기발광표시장치(10)의 일부를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 1a, 도 1b 및 도 2를 참조하면, 유기발광표시장치(10)는 표시기판(100), 표시기판(100) 상에 구비되며 유기발광소자(OLED)를 포함하는 표시부(110), 밀봉기판(encapsulation substrate, 200), 충전부재(filling material, 300)를 포함한다. 또한, 유기발광표시장치(10)는 유기발광소자(OLED) 상에 배치되는 보호층(115), 컬러필터(color filter, 410), 블랙매트릭스(black matrix, 420), 표시부(110)를 둘러싸는 밀봉부재(510), 또는 흡습제(520) 중 어느 하나를 더 포함할 수 있다.
표시기판(100)은 SiO2를 주성분으로 하는 투명한 유리 재질로 이루어질 수 있다. 표시기판(100)은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 투명한 플라스틱 재로 형성할 수도 있다. 표시기판(100)을 형성하는 플라스틱 재는 절연성 유기물일 수 있는데, 폴리에테르술폰(PES, polyethersulphone), 폴리아크릴레이트(PAR, polyacrylate), 폴리에테르이미드(PEI, polyetherimide), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN, polyethyelenennapthalate), 폴리에틸렌테레프탈레이드(PET, polyethyeleneterepthalate), 폴리페닐렌설파이드(polyphenylenesulfide: PPS), 폴리아릴레이트(polyallylate), 폴리이미드(polyimide), 폴리카보네이트(PC), 셀룰로오스트리아세테이트(TAC),셀룰로오스아세테이트프로피오네이트(celluloseacetatepropionate: CAP)로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 유기물일 수 있다.
화상이 표시기판(100) 방향으로 구현되는 배면 발광형(bottom emission type)인 경우에 표시기판(100)은 투명한 재질로 선택될 수 있다. 그러나 화상이 표시기판(100)의 반대 방향으로 구현되는 전면 발광형(top emission type)인 경우에 표시기판(100)은 반드시 투명한 재질로 형성할 필요는 없으며, 표시기판(100)은 세라믹 또는 금속 재질로 선택될 수 있다. 예를 들어, 표시기판(100)은 탄소, 철, 크롬, 망간, 니켈, 티타늄, 몰리브덴, 및 스테인레스 스틸(SUS)으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 표시기판(100)은 금속 포일(foil)로 된 기판을 이용할 수 있다.
표시기판(100)의 상면에는 불순물 이온이 확산되는 것을 방지하고, 수분이나 외기의 침투를 방지하며, 표면을 평탄화하기 위한 배리어층, 블록킹층, 및/또는 버퍼층과 같은 보조층(101)이 구비될 수 있다. 보조층(101)은 산화규소(SiO2) 및/또는 질화규소(SiNx) 및/또는 산질화규소(SiOxNy) 등으로 형성될 수 있다. 보조층(101)은 PECVD(plasma enhanced chemical vapor deosition)법, APCVD(atmospheric pressure CVD)법, LPCVD(low pressure CVD)법 등 다양한 증착 방법에 의해 증착될 수 있다. 보조층(101)은 반드시 필요한 것은 아니며, 경우에 따라서 생략될 수 있다.
표시부(110)는 표시기판(100)의 상면에 구비되며, 박막 트랜지스터(Thin Film Transister: TFT) 및 유기발광소자(OLED)를 포함한다. 도 2에서는 각 화소 별로 박막 트랜지스터(TFT)가 하나 도시되어 있는데 이는 설명의 편의를 위한 것일 뿐 본 발명은 각 화소에 하나의 박막 트랜지스터(TFT)가 배치되는 것에 한정되지 않으며, 다수의 박막 트랜지스터(TFT) 및 스토리지 커패시터가 더 포함될 수 있다.
박막 트랜지스터(TFT) 들은 유기발광소자(OLED)에 전기적으로 연결되어 유기발광소자(OLED)를 구동한다. 도 2에 도시된 박막 트랜지스터(TFT)는 탑 게이트 방식(top gate type)이고, 활성층(102), 게이트 전극(104), 소스전극(106),및 드레인전극(108)을 순차적으로 포함한다. 본 실시예에서는 탑 게이트 방식(top gate type)의 박막 트랜지스터(TFT) 가 개시되었지만, 본 발명은 상기 도면에 개시된 박막 트랜지스터(TFT) 의 형상에 한정되지 않고 다양한 방식의 박막 트랜지스터(TFT) 가 채용될 수 있음은, 이 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 당연히 이해할 수 있을 것이다.
활성층(102)은 실리콘(silicon), 산화물 반도체 등과 같은 무기 반도체, 또는 유기 반도체 등을 보조층(101) 상의 표시기판(100) 전면에 형성한 후 패터닝하여 형성할 수 있다.
일부 실시예에서, 활성층(102)은 실리콘으로 형성될 수 있다. 이 경우 비정질 실리콘층을 표시기판(100) 전면에 형성한 후 이를 결정화하여 다결정 실리콘층을 형성하고, 패터닝한 후 가장자리의 소스 영역 및 드레인 영역에 불순물을 도핑하여 소스 영역, 드레인 영역 및 그 사이의 채널 영역을 포함하는 활성층(102)을 형성한다.
또 다른 실시예에서, 활성층(102)은 산화물 반도체로 형성될 수 있다. 예를 들어, 산화물 반도체는 아연(Zn), 인듐(In), 갈륨(Ga), 주석(Sn), 카드뮴(Cd), 게르마늄(Ge), 또는 하프늄(Hf) 과 같은 12, 13, 14족 금속 원소 및 이들의 조합에서 선택된 물질의 산화물을 포함할 수 있다.
한편, 활성층(102)의 양쪽 가장자리에는 소스/드레인영역이 형성되며, 이들은 상기 소스/드레인전극(105, 106)에 각각 연결될 수 있다. 활성층(102) 상에는 게이트절연막(103)이 형성되고, 게이트절연막(103) 상부의 소정 영역에는 게이트 전극(104)이 형성된다. 게이트 전극(104)은 박막 트랜지스터(TFT) 의 온/오프 신호를 인가하는 게이트 라인(미도시)과 연결되어 있다.
게이트 전극(104)의 상부로는 층간절연막(105)이 형성되고, 컨택홀을 통하여 소스전극(106) 및 드레인전극(108)이 각각 활성층(102)의 소스 영역 및 드레인 영역에 접하도록 형성된다.
상기의 게이트절연막(103) 및 층간절연막(105)은 절연체로 구비될 수 있다. 예를들면, 게이트절연막(103) 및 층간절연막(105)은 무기물, 유기물 또는 유/무기 복합물로 단층 또는 복수층의 구조로 형성될 수 있다. 일부 실시예에서, 게이트절연막(103) 및 층간절연막(105)은 SiNx 또는 SiO2를 포함하여 형성될 수 있다.
평탄화막(107)은 박막 트랜지스터(TFT)를 덮어 보호하는 역할 및/또는 그 위에 형성될 유기발광소자의 발광효율을 높이기 위해 단차를 없애고 평탄화시키는 역할을 할 수 있다. 평탄화막(107)은 무기 절연막 및/또는 유기 절연막을 사용할 수 있다. 무기 절연막으로는 SiO2, SiNx, SiON, Al2O3, TiO2, Ta2O5, HfO2, ZrO2, BST, PZT 등이 포함되도록 할 수 있고, 유기 절연막으로는 일반 범용고분자(PMMA, PS), 페놀계 그룹을 갖는 고분자 유도체, 아크릴계 고분자, 이미드계 고분자, 아릴에테르계 고분자, 아마이드계 고분자, 불소계고분자, p-자일렌계 고분자, 비닐알콜계 고분자 및 이들의 블렌드 등이 포함되도록 할 수 있다. 또한, 평탄화막(107)은 무기 절연막과 유기 절연막의 복합 적층체로도 형성될 수 있다.
평탄화막(107) 상부에의 발광 영역에는 유기발광소자(OLED)가 구비된다. 발광 영역 및 비발광 영역에 대해서는 화소정의막(109)을 설명하면서 함께 기술한다.
유기발광소자(OLED)는 박막트랜지스터(TFT)의 소스/드레인전극(105/106) 중 하나와 접속된 애노드전극(111), 애노드전극(111)과 마주보도록 형성된 캐소드전극(112) 및 그 사이에 개재된 유기발광층(113)으로 구성된다.
전술한 평탄화막(107) 상부에는 유기발광소자(OLED)의 애노드전극(111)이 형성되고, 이를 덮는 절연물로 화소정의막(109, pixel define layer)이 형성된다. 화소정의막(109)은 폴리아크릴계(polyacrylates), 폴리이미드계(polyimides), 벤조사이클로부텐 또는 페놀 등의 수지와 실리카 계열의 무기물 등을 포함하여 만들어질 수 있다. 일부 실시예에서, 화소정의막(109)은 스핀 코팅의 방법으로 형성될 수 있다.
화소정의막(109)에 애노드전극(111)의 중앙부를 노출하는 소정의 개구부를 형성한 후, 이 개구부로 한정된 영역 내에 유기발광소자(OLED)의 유기발광층(113)을 형성할 수 있다. 그리고, 전체 화소들을 모두 덮도록 유기발광소자(OLED)의 캐소드전극(112)을 형성한다.
한편, 화소정의막(109)의 개구부에 의해 서브픽셀이 정의되며, 각 서브픽셀 마다 하나의 유기발광소자(OLED)가 배치되게 된다. 즉, 화소정의막(109)의 개구부에는 유기발광층(113)으로 인한 발광영역이 형성되며, 상기 발광영역은 화소정의막(109)에 의해 분리된다. 또한, 화소정의막(109)은 비발광영역으로 정의될 수 있다.
애노드전극(111)은 투명 전극 또는 반사형 전극으로 구비될 수 있다. 투명 전극으로 구비될 때에는 ITO, IZO, ZnO 또는 In2O3로 구비될 수 있고, 반사형 전극으로 구비될 때에는 Ag, Mg, Al, Pt, Pd, Au, Ni, Nd, Ir, Cr 또는 이들의 화합물 등으로 형성된 반사막과, ITO, IZO, ZnO 또는 In2O3로 형성된 투명막을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 애노드전극(111)은 반사형 전극으로 ITO/Ag/ITO 구조를 가질 수 있다.
캐소드전극(112)도 투명 전극 또는 반사형 전극으로 구비될 수 있는데, 투명 전극으로 구비될 때는 Li, Ca, LiF/Ca, LiF/Al, Al, Mg 또는 이들의 화합물이 유기발광층(113)을 향하도록 증착하여 형성된 막과, 그 위의 ITO, IZO, ZnO 또는 In2O3 등의 투명한 도전성 물질로 형성된 보조 전극이나 버스 전극 라인을 구비할 수 있다. 그리고, 반사형 전극으로 구비될 때에는 Li, Ca, LiF/Ca, LiF/Al, Al, Mg 및 이들의 화합물로 형성될 수 있다. 일부 실시예에서, 애노드전극(111)과 캐소드전극(112)은 서로 바뀔 수 있다.
애노드전극(111)과 캐소드전극(112) 사이에 구비되는 유기발광층(113)은 저분자 또는 고분자 유기물로 구비될 수 있다. 저분자 유기물을 사용할 경우 유기발광층(113)을 사이에 두고, 홀 주입층(HIL: hole injection layer)(미도시), 홀 수송층(HTL: hole transport layer)(미도시), 전자 수송층(ETL: electron transport layer)(미도시), 전자 주입층(EIL: electron injection layer)(미도시) 등이 단일 혹은 복합의 구조로 적층되어 형성될 수 있으며, 사용 가능한 유기 재료도 구리 프탈로시아닌(CuPc: copper phthalocyanine), N, N-디(나프탈렌-1-일)-N, N'-디페닐-벤지딘 (N, N'-di(naphthalene-1-yl)-N, N'-diphenyl-benzidine: NPB), 트리스-8-하이드록시퀴놀린 알루미늄(tris-8-hydroxyquinoline aluminum)(Alq3) 등을 비롯해 다양하게 적용 가능하다. 이들 저분자 유기물은 마스크들을 이용하여 진공증착의 방법으로 형성될 수 있다.
유기발광층(113)이 고분자 유기물의 경우, 유기발광층(113)으로부터 애노드전극(111) 측으로 홀 수송층(HTL)(미도시)이 더 구비된 구조를 가질 수 있으며, 이때, 홀 수송층으로 PEDOT를 사용하고, 발광층으로 PPV(Poly-Phenylenevinylene)계 및 폴리플루오렌(Polyfluorene)계 등 고분자 유기물질을 사용한다. 이와 같은 유기발광층(113)은 적색, 녹색, 청색 또는 백색 중 어느 하나의 빛을 방출할 수 있다.
또한, 도 2에서 유기발광층(113)은 화소정의막(109)의 개구부 내에만 배치되었으나, 본 발명에 따른 일 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 유기발광층(113)은 화소정의막(109)의 개구부 내에서 애노드전극(111) 위에 형성될 뿐만 아니라 화소정의막(109)과 캐소드전극(112) 사이에도 배치될 수 있다.
보호층(115)는 유기발광소자(OLED)의 캐소드전극(112) 상에 구비된다. 보호층(115)는 유기발광소자(OLED)를 덮어 보호하는 역할을 할 수 있다. 보호층(115)는 무기 절연막 및/또는 유기 절연막을 사용할 수 있다. 무기 절연막으로는 SiO2, SiNx, SiON, Al2O3, TiO2, Ta2O5, HfO2, ZrO2, BST, PZT 등이 포함되도록 할 수 있다. 유기 절연막으로는 일반 범용고분자(PMMA, PS), 페놀계 그룹을 갖는 고분자 유도체, 아크릴계 고분자, 이미드계 고분자, 아릴에테르계 고분자, 아마이드계 고분자, 불소계고분자, p-자일렌계 고분자, 비닐알콜계 고분자 및 이들의 블렌드 등이 포함되도록 할 수 있다. 보호층(115)은 PECVD(plasma enhanced chemical vapor deosition)법, APCVD(atmospheric pressure CVD)법, LPCVD(low pressure CVD)법 등 다양한 증착 방법에 의해 증착될 수 있다. 보호층(115)은 반드시 필요한 것은 아니며, 경우에 따라서 생략될 수 있다.
상술한 실시예에서는 유기발광층(113)이 개구부에 형성되어 각 서브픽셀 별로 별도의 발광 물질이 형성된 경우를 예로 설명하였으나, 본 개시는 이에 한정되지 않는다. 유기발광층(113)은 픽셀의 위치에 관계없이 평탄화막(107) 전체에 공통으로 형성될 수 있다. 이때, 유기발광층(113)은 예를 들어, 적색, 녹색 및 청색의 빛을 방출하는 발광 물질을 포함하는 층이 수직으로 적층되거나 혼합되어 형성될 수 있다. 물론, 백색광을 방출할 수 있다면 다른 색의 조합이 가능함은 물론이다.
본 명세서에서 사용되는 표시부(110)라는 용어는, 표시기판(100) 상에 형성된 박막 트랜지스터 (TFT) 및 유기발광소자(OLED)를 포함한다. 따라서 표시부(110)는 유기발광소자(OLED)가 배치된 복수의 발광 영역과 이 복수의 발광영역 사이를 분리하는 돌출된 화소정의막(109) 부분인 비발광영역을 포함한다.
밀봉기판(200)은 표시기판(100)에 대향하여 배치된다. 밀봉기판(200)은 유기발광소자(OLED)를 포함하는 표시부(110)를 외부의 수분, 공기 등으로부터 차단하는 역할을 한다. 밀봉기판(200)은 글라스재 표시기판(100)뿐만 아니라 아크릴과 같은 다양한 플라스틱재 기판을 사용할 수도 있으며, 더 나아가 금속판을 사용할 수도 있다. 밀봉기판(200) 상에는 경우에 따라서 편광 필름 또는 색변환층 등이 더 구비될 수 있다.
충전부재(300)는 표시기판(100)과 밀봉기판(200) 사이에 구비되며, 화소정의막(109) 상에 대응하여 배치된다. 즉, 충전부재(300)는 비발광 영역으로 정의되는 화소정의막(109) 상에 대응하여 배치된다. 충전부재(300)는 유기발광소자(OLED)에 의해서 정의되는 발광영역 상에는 배치되지 않을 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니며, 충전부재(300)는 유기발광소자(OLED) 상에도 일부분 존재할 수 있다. 일부 실시예에서, 충전부재(300)는 비발광 영역에 대응되는 부분만 남도록 패터닝된다. 한편, 도 1a의 평면도를 보면, 충전부재(300)는 발광 영역을 둘러싸도록 밀봉기판(200)에 메시 형태로 패터닝될 수 있다.
충전부재(300)는 외부로부터 가해질 수 있는 충격에 대하여 표시부(110)를 보호하는 역할을 한다. 충전부재(300)는 절연물질로 이루어질 수 있다. 일부 실시예에서, 충전부재(300)는 유기 실런트인 우레탄계 수지, 에폭시계 수지, 아크릴계 수지, 또는 무기 실런트인 실리콘 등으로 이루어질 수 있다. 우레탄계 수지로서는, 예를 들어, 우레탄 아크릴레이트 등을 사용할 수 있다. 아크릴계 수지로는, 예를 들어, 부틸아크릴레이트, 에틸헥실아크레이트 등을 사용할 수 있다. 일부 실시예에서, 충전부재(300)는 폴리이미드(polyimide)일 수 있다.
공동(cavity, 310)은 유기발광소자(OLED) 상에 대응하여 배치된다. 일부 실시예에서, 공동(310)은 공기 또는 질소(N2) 가스로 채워질 수 있다. 일부 실시예에서, 공동(310)은 진공일 수 있다.
컬러필터(410)는 발광영역을 정의하는 유기발광소자(OLED) 상에 대응하여 배치된다. 컬러필터(410)는 풀 컬러 영상의 구현, 색순도 향상 및 야외 시인성(ACR)의 향상을 위한 것일 수 있다. 도면 상에서 컬러필터(410)는 밀봉기판(200) 하면에 배치되어 있는 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 컬러필터(410)은 밀봉기판(200)의 상면에 배치되거나 유기발광소자(OLED)와 직접 접촉하여 형성될 수 있다.
컬러필터(410)는 유기발광층(113)에서 방출되는 광으로부터 소정의 색에 해당하는 광을 추출하기 위한 것일 수 있다. 컬러필터(410)는 대응되는 유기발광소자(OLED)에 따라 다양한 색을 구현할 수 있다. 일부 실시예에서, 컬러필터(410)는 적색(red), 녹색(green), 또는 청색(blue) 중 어느 하나를 구현할 수 있다. 일부 실시예에서, 컬러필터(410)는 대응하는 유기발광소자(OLED)가 발광하는 파장영역 대의 색을 구현할 수 있다. 예를 들어, 청색을 방출하는 유기발광소자(OLED) 상에는 청색을 구현하는 컬러필터(410)가 구비될 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니며, 유기발광소자(OLED)가 백색광을 내는 경우, 컬러필터(410)는 다양한 색을 구현할 수 있다.
블랙매트릭스(black matrix, 420)는 화소정의막 상에 대응하여 배치될 수 있다. 즉, 블랙매트릭스(420)은 비발광영역에 대응하여 배치될 수 있다. 도면에서, 블랙매트릭스(420)는 밀봉기판(200)의 하면에 배치되어 있으나, 이에 한정되지 않는다. 일부 실시예에서, 블랙매트릭스(420)은 밀봉기판(200)의 상면에 배치될 수 있다. 일부 실시예에서, 블랙매트릭스(420)은 컬러필터(410)과 다른 층에 배치될 수 있다.
블랙매트릭스(420)는 외부에서 입사한 가시광선을 흡수하고 컬러필터(410)를 통하여 나오는 가시광선의 혼색 및 간섭을 방지하여, 유기발광표시장치(10)의 콘트라스트를 향상시키는 역할을 한다. 블랙매트릭스(420)는 가시광선을 흡수하는 물질로 이루어질 수 있다. 일부 실시예에서, 블랙매트릭스(420)는 Cr 또는 CrOx, Cr/CrOx, Cr/CrOx/CrNy, 수지(Carbon 안료, RGB 혼합안료), Graphite, NonCr계 등의 재료로 형성될 수 있다. 블랙매트릭스(420)는 소정의 패턴을 갖도록 흑색의 물질을 도포한 후에 포토 리소그라피 등의 공정을 거쳐 형성될 수 있다. 그러나, 이에 한정되지 않고, 블랙매트릭스(420)는 롤러를 이용한 프린팅 등 다양한 공정에 의해 형성될 수 있다.
밀봉부재(510)는 표시부(110)를 둘러싸며 배치되며, 표시기판(100)과 밀봉기판(200)을 접합하는 역할을 할 수 있다. 밀봉부재(510)는 유기발광소자(OLED)를 포함하는 표시부(110)를 외부의 수분, 공기 등으로 부터 차단하는 역할을 할 수 있다. 밀봉부재(510)는 실링, 글래스, 프릿(sealing, glass, frit) 등과 같이 통상적으로 사용되는 것을 사용할 수 있다.
흡습제(520)는 표시부(110)의 일측에 배치될 수 있다. 흡습제(520)는 수분 및 산소와 용이하게 반응하여 유기발광소자(OLED) 등이 수분 및 산소에 의해 수명이 저하되는 것을 방지하는 역할을 할 수 있다. 흡습제(520)는 알칼리금속산화물, 알칼리토류금속 산화물, 금속할로겐화물, 황산리튬, 금속 황산염, 금속과염소산염, 실리카겔 및 오산화인 중 어느 하나 또는 이들의 혼합물질로 이루어질 수 있다. 흡습제(520)의 종류 및 배치 위치는 상술한 바에 한정되지 않는다.
상기와 같이 본 개시에 의한 유기발광표시장치(10)는 발광영역인 유기발광소자(OLED) 상에 충전부재(300)가 배치되지 않거나, 적게 배치되어 충전부재(300)에 의한 광손실을 방지할 수 있으며, 충전부재(300)에 의한 암점 발생을 억제할 수 있다. 또한, 본 개시에 의한 유기발광표시장치(10)는 컬러필터(410) 및/또는 블랙매트릭스(420)을 구비하고 있어, 광추출효율 및 색선명도가 향상된다.
한편, 유기발광표시장치(10)의 발광 영역에는 유기 발광 소자(OLED)상에 공동(cavity, 310)이 생겨 파티클들이 유기 발광 소자(OLED)를 손상시키는 것을 방지하는 효과가 있다.
도 3은 본 개시의 다른 실시예에 의한 유기발광표시장치(20)를 개략적으로 도시하는 단면도이다. 도 3에 있어서, 도 1에서와 동일한 참조 부호는 동일 부재를 나타내며, 여기서는 설명의 간략화를 위하여 이들의 중복 설명은 생략한다.
도 3을 참조하면, 유기발광표시장치(20)는 도 1의 유기발광표시장치(10)와 비교할때, 비발광영역과 충전부재(300) 사이에 도전층(117)이 더 구비되어 있다. 도전층(117)은 표시부(110)의 캐소드전극(112)과 전기적으로 접하여 캐소드전극(112)의 저항을 낮추고 전압 강하를 방지하는 역할을 할 수 있다. 도면에서, 도전층(117)은 비발광영역만 구비된 것으로 나타내었으나, 이를 한정하지 않는다. 경우에 따라서는 발광영역의 캐소드전극(112)과 전기적으로 접할 수 있다. 도전층(117)은 Li, Ca, LiF/Ca, LiF/Al, Al, Mg, Ag 등으로 형성할 수 있다. 일부 실시예에서, 도전층(117)은 충전부재(300) 상에 형성될 수 있다. 경우에 따라서, 먼저 밀봉기판(200) 상에 충전부재(300)을 형성한 후, 충전부재(300) 상에 도전층(117)을 형성할 수 있다. 도전층(117)은 다양한 증착 방법에 의해 형성될 수 있다.
도 4a 내지 도 4e는 도 1a의 유기발광표시장치(10)의 일 실시예에 따른 제조방법을 순차적으로 도시한 단면도이다.
도 4a를 참조하면, 밀봉기판(200)에 컬러필터(410) 및 블랙매트릭스(420)를 형성한다. 도면에서 컬러필터(410)과 블랙매트릭스(420)이 같은 층에 형성된 것으로 도시되었으나, 컬러필터(410)과 블랙매트릭스(420)는 서로 다른 층에 형성될 수 있다. 예를들어, 컬러필터(410)을 먼저 형성하고, 그 위에 보호층(미도시)를 형성한 후, 보호층 위에 블랙매트릭스(420)를 형성할 수도 있다. 또 다른 예를 들면, 컬러필터(410)는 밀봉기판(200)의 하면에 형성하고, 블랙매트릭스(420)는 밀봉기판(200)의 상면에 형성할 수도 있다. 컬러필터(410)는 레이저 열전사법 등 다양한 방법에 의해 형성될 수 있다. 블랙매트릭스(420)는 소정의 패턴을 갖도록 흑색의 물질을 도포한 후에 포토 리소그라피 등의 공정을 거쳐 형성될 수 있다.
도 4b 및 도 4c를 참조하면, 스크린 마스크(m)을 이용하여 발광영역이 될 부분은 가리고, 블랙매트릭스(420)에 대응되는 부분에는 액상 충전부재(301)을 도포한다. 액상 충전부재(301)는 액상의 실리콘, 폴리이미드 등으로 유동성이 있는 상태일 수 있다. 액상의 충전부재(301)는 유동성에 있어 도포 후 평탄도가 우수하여, 단차에 의한 불량을 줄일 수 있다.
액상의 충전부재(301)을 소정의 양만큼 도포한 후, 스크린 마스크(m)를 제거하고 액상의 충전부재(301)를 경화하여 고상의 충전부재(300)를 형성할 수 있다. 일부 실시예에서, 액상의 충전부재(301)를 경화하여 고상의 충전부재(300)를 형성한 후, 스크린 마스크(m)를 제거할 수도 있다. 한편, 도 4b, 4c에서는 스크린 마스크(m)을 이용하여, 액상의 충전부재(301)을 도포하는 것을 나타내고 있지만, 액상의 충전부재(301)를 밀봉기판(200) 전체에 도포한 후, 고상의 충전부재(300)로 경화하고, 이를 패터닝하는 방법을 사용할 수도 있다. 또한, 패터닝된 충전부재(300)는 금형에 의해서 형성될 수 있다.
다음으로 도 4d를 참조하면, 충전부재(300)를 둘러싸도록 흡습제(520) 및 밀봉부재(510)를 형성한다. 이 때 액상의 흡습제(520)를 도포하는 방법으로 형성할 수 있으며, 액상 또는 페이스트의 밀봉부재(510)를 도포하는 방법으로 형성할 수 있다.
도 4e를 참조하면, 박막 트랜지스터 (TFT)와 유기 발광 소자(OLED)를 포함하는 표시부(110)를 형성한 표시기판(100)과 밀봉기판(200)을 합착한다. 이 때 표시부(110)와 충전부재(300)가 서로 마주보도록 표시기판(100)과 밀봉기판(200)을 배치한다. 일부 실시예에서, 표시기판(100)과 밀봉기판(200)은 진공 상태에서 합착할 수 있다. 진공 상태에서 합착하는 경우 외부 수분 및 이물질이 침투하는 것을 줄일 수 있다. 표시기판(100)과 밀봉기판(200)은 밀봉부재(510)에 의해 접착하게 된다. 일부 실시예에서, 밀봉부재(510)에 대응하는 표시기판(100) 및/또는 밀봉기판(200)에 자외선을 조사하여 밀봉부재(510)가 표시기판(100) 및/또는 밀봉기판(200)과 접합하는 면을 녹임으로써 접합이 완성될 수 있다. 그러나 이는 예시적인 방법으로 밀봉부재(510)의 종류에 따라 다양한 방법으로 표시기판(100)과 밀봉기판(200)을 접합할 수 있다.
한편, 본 개시에서는 유기발광소자(OLED)가 평탄화막(107) 상에 형성된 것으로 도시되었으나 본 발명은 이에 한정되지 않고, 마스크 저감 공정 방법에 의해 게이트절연막 또는 층간절연막 상에 유기발광소자가 형성된 형태에 대해서도 적용이 가능하다.
본 개시의 실시예에 따른 유기발광표시장치(10, 20)는 이해를 돕기 위하여 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
10, 20: 유기발광표시장치
100: 표시기판
101: 보조층, 102: 활성층, 103: 게이트절연막, 104: 게이트 전극, 106: 소스 전극, 108: 드레인 전극
105: 층간절연막, 107: 평탄화막, 109: 화소정의막
110: 표시부
111: 애노드전극, 112: 캐소드전극, 113: 유기발광층
115: 보호층, 117: 도전층
200: 밀봉기판
300: 충전부재, 310: 공동(cavity)
410: 컬러필터, 420: 블랙매트릭스
510: 밀봉부재, 520: 흡습제
100: 표시기판
101: 보조층, 102: 활성층, 103: 게이트절연막, 104: 게이트 전극, 106: 소스 전극, 108: 드레인 전극
105: 층간절연막, 107: 평탄화막, 109: 화소정의막
110: 표시부
111: 애노드전극, 112: 캐소드전극, 113: 유기발광층
115: 보호층, 117: 도전층
200: 밀봉기판
300: 충전부재, 310: 공동(cavity)
410: 컬러필터, 420: 블랙매트릭스
510: 밀봉부재, 520: 흡습제
Claims (25)
- 표시기판;
상기 표시기판 상에 구비되며, 화소정의막으로 분리되는 복수의 유기발광소자;
상기 표시기판에 대향하여 배치되며, 상기 유기발광소자를 덮는 밀봉기판;
상기 표시기판과 상기 밀봉기판 사이에 구비되며, 상기 화소정의막 상에 대응하여 배치되는 충전부재; 및
상기 유기발광소자 상에 대응하여 배치되는 공동(cavity);을 포함하는 유기발광표시장치. - 제1항에 있어서,
상기 유기발광소자 상에 대응하여 배치되는 컬러필터;를 더 포함하는 유기발광표시장치. - 제2항에 있어서,
상기 컬러필터가 구현하는 색의 파장은 상기 컬러필터에 대응되는 유기발광소자가 방출하는 광의 파장영역에 해당하는 유기발광표시장치. - 제1항에 있어서,
상기 화소정의막 상에 대응하여 배치되는 블랙매트릭스;를 더 포함하는 유기발광표시장치. - 제4항에 있어서,
상기 블랙매트릭스는 Cr, CrO, Graphite, C 중 어느 하나를 포함하는 유기발광표시장치. - 제1항에 있어서,
상기 공동은 공기 또는 질소(N2) 가스로 채워진 유기발광표시장치. - 제1항에 있어서,
상기 복수의 유기발광소자 상에 배치되는 보호층;을 더 포함하는 유기발광표시장치. - 제1항에 있어서,
상기 화소정의막 상에는 상기 유기발광소자의 캐소드전극이 연장되어 있으며,
상기 충전부재 하부에 배치되며, 상기 캐소드전극과 전기적으로 접촉하는 도전층;을 더 포함하는 유기발광표시장치. - 제1항에 있어서,
상기 표시기판과 상기 밀봉기판을 접합시키는 것으로, 상기 복수의 유기발광소자를 둘러싸며 배치되는 밀봉부재;를 더 포함하는 유기발광표시장치. - 제1항에 있어서,
상기 복수의 유기발광소자의 일측에 배치되는 흡습제;를 더 포함하는 유기발광표시장치. - 표시기판;
상기 표시기판 상에 구비되며, 유기발광소자가 배치된 복수의 발광영역 및 상기 발광영역을 분리시키는 비발광영역을 포함하는 표시부;
상기 표시기판과 대향하여 배치되는 밀봉기판;
상기 표시기판과 상기 밀봉기판 사이에 구비되며, 상기 비발광영역에 대응되여 배치되는 충전부재;
상기 발광영역에 대응되어 배치되는 컬러필터; 및
상기 비발광영역에 대응되어 배치되는 블랙매트릭스;를 포함하는 유기발광표시소자. - 제11항에 있어서,
상기 비발광영역은 상기 발광영역 보다 돌출되는 유기발광표시소자. - 제11항에 있어서,
상기 충전부재는 상기 발광영역 상에는 비존재하는 유기발광표시소자. - 제11항에 있어서,
상기 충전부재는 절연물질로 이루어진 유기발광표시소자. - 제11항에 있어서,
상기 비발광영역과 상기 충전부재 사이에 구비되며, 상기 유기발광소자의 캐소드 전극과 전기적으로 연결되는 도전층;을 더 구비하는 유기발광표시소자. - 제11항에 있어서,
상기 유기발광소자 상에 보호층;을 더 구비하는 유기발광표시소자. - 밀봉기판의 일면에 패터닝된 충전부재를 형성하는 단계;
표시기판의 일면에 표시부를 형성하는 단계; 및
상기 표시부와 상기 충전부재가 마주보도록 상기 표시기판과 상기 밀봉기판을 배치하고 밀봉부재로 접합하는 단계;를 포함하는 유기발광표시장치의 제조방법. - 제17항에 있어서,
상기 표시부는 유기발광소자가 배치된 발광영역과 상기 발광영역을 분리하는 비발광영역으로 구분되며,
상기 충전부재는 상기 비발광영역에 대응하는 부분에만 배치되도록 패터닝된 유기발광표시장치의 제조방법. - 제17항에 있어서,
상기 패터닝된 충전부재는 금형으로 형성되는 유기발광표시장치의 제조방법. - 제17항에 있어서,
상기 패터닝된 충전부재를 형성하는 단계는,
상기 밀봉기판에 패터닝된 스크린 마스크를 이용하여 액상의 충전부재를 도포하는 단계; 및
상기 액상의 충전부재를 경화하는 단계;를 포함하는 유기발광표시장치의 제조방법. - 제17항에 있어서,
상기 접합하는 단계는,
상기 충전부재의 가장자리를 둘러싸도록 상기 밀봉부재를 도포하는 단계; 및
상기 표시부와 상기 충전부재가 마주보도록 상기 기판과 상기 밀봉기판을 배치하고 진공에서 밀봉부재를 통해 접합하는 단계;를 포함하는 유기 발광 표시 장치의 제조 방법. - 제17항에 있어서,
상기 표시부는 유기발광소자가 배치된 발광영역과 상기 발광영역을 분리하는 비발광영역으로 구분되며,
상기 발광영역에 대응되는 상기 밀봉기판의 제1영역에 컬러필터를 형성하는 단계; 및
상기 비발광영역에 대응되는 상기 밀봉기판의 제2영역에 블랙매트릭스를 형성하는 단계;를 더 포함하는 유기발광표시소자의 제조방법. - 제22항에 있어서,
상기 컬러필터는 상기 밀봉기판의 하면에 형성되고,
상기 블랙매트릭스는 상기 밀봉기판의 상면에 형성되는 유기발광표시소자의 제조방법. - 제17항에 있어서,
상기 충전부재를 형성하는 단계 이후에,
상기 충전부재 상에 도전층을 형성하는 단계;를 더 포함하는 유기발광표시장치의 제조방법. - 제17항에 있어서,
상기 접합하는 단계 이전에
상기 밀봉부재와 상기 충전부재 사이에 흡습제를 형성하는 단계;를 더 포함하는 유기 발광 표시 장치의 제조 방법.
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