KR20150011453A - 봉지 구조물, 봉지 구조물을 포함하는 유기 발광 표시장치 및 유기 발광 표시장치의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
봉지 구조물, 상기 봉지 구조물을 포함하는 유기 발광 표시장치 및 유기 발광 표시장치의 제조 방법이 개시된다. 상기 봉지 구조물은 제1 다공성층, 제1 평탄화층 및 제1 배리어층을 포함한다. 상기 제1 다공성층은 기판 상에 배치되며, 굴곡된 상면을 갖는다. 상기 제1 평탄화층은 상기 제1 다공성층 상에 배치되며, 평탄한 상면을 갖는다. 상기 제1 배리어층은 상기 제1 평탄화층 상에 배치되며, 저융점 유리를 포함한다.
Description
본 발명은 봉지 구조물, 봉지 구조물을 포함하는 유기 발광 표시장치 및 유기 발광 표시장치의 제조 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 우수한 신뢰성을 갖는 봉지 구조물, 봉지 구조물을 포함하는 유기 발광 표시장치 및 유기 발광 표시장치의 제조 방법에 관한 것이다.
유기 발광 표시(organic light emitting display: OLED) 장치는 양극(anode)과 음극(cathode)으로부터 각기 제공되는 정공들과 전자들이 상기 양극과 음극 사이에 위치하는 유기 발광층에서 결합하여 생성되는 광을 이용하여 영상, 문자 등의 정보를 나타낼 수 있는 표시 장치를 말한다. 이러한 유기 발광 표시 장치는 넓은 시야각, 빠른 응답 속도, 얇은 두께, 낮은 소비 전력 등의 여러 가지 장점들을 가지므로 유망한 차세대 디스플레이 장치로 각광받고 있다.
다만, 상기 유기 발광층은 산소 또는 수분에 의해서 수명이 단축될 수 있으므로, 이를 방지하기 위해서 유기 발광 표시 장치는 봉지 구조물을 포함할 수 있다. 특히, 산소 및 수분 차단 특성이 뛰어나며, 비교적 얇은 두께 및 제조가 용이한 봉지 구조물이 요구된다.
본 발명의 일 목적은 우수한 신뢰성을 갖는 봉지 구조물을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 우수한 신뢰성을 갖는 봉지 구조물을 포함하는 유기 발광 표시장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 우수한 신뢰성을 갖는 봉지 구조물을 포함하는 유기 발광 표시장치의 제조 방법을 제공하는 것이다.
다만, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 상술한 과제들에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예들에 따른 봉지 구조물은 제1 다공성층, 제1 평탄화층 및 제1 배리어층을 포함한다. 상기 제1 다공성층은 기판 상에 배치되며, 굴곡된 상면을 갖는다. 상기 제1 평탄화층은 상기 제1 다공성층 상에 배치되며, 평탄한 상면을 갖는다. 상기 제1 배리어층은 상기 제1 평탄화층 상에 배치되며, 저융점 유리를 포함한다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제1 배리어층은 주석 인산염 유리, 주석 붕소인산염 유리, 주석 불소인산염 유리, 텅스텐-도핑된 주석 불소인산염 유리, 칼코게나이드 유리, 텔루라이트 유리, 붕산염 유리 또는 인산염 유리를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 저융점 유리는 주석 인산염 유리, 주석 붕소인산염 유리 또는 주석 불소인산염 유리를 포함하고, 상기 주석은 전자가가 Sn2+일 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제1 배리어층의 표면 상에 배치된 제2 배리어층을 더 포함하고, 상기 제2 배리어층은 주석 인산염 유리, 주석 붕소인산염 유리 또는 주석 불소인산염 유리를 포함하고, 상기 주석은 전자가가 Sn4 +일 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제1 다공성층은 불소화리튬(LiF) 또는 텅스텐 산화물(WO3)를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제1 다공성층은 50nm 내지 100nm의 두께를 가질 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제1 다공성층의 내부 및 상기 제1 다공성층과 상기 제1 평탄화층의 계면에는 복수개의 기공이 배치되며, 상기 기공은 상기 제1 평탄화층에서 발생하는 잔류 수분 또는 잔류 용매를 분산시킬 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제1 다공성층 및 상기 제1 평탄화층 사이에 배치되는 제2 다공성층을 더 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제2 다공성층은 알루미늄 산화물(Al2O3),불소화리튬(LiF) 또는 텅스텐 산화물(WO3)를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 봉지 구조물은 상기 제1 평탄화층과 상기 제1 배리어층 사이에 위치하는 제2 배리어층 및 상기 제2 배리어층과 상기 제1 배리어층 사이에 위치하는 제2 평탄화층을 더 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제1 평탄화층은 아크릴(Acryl) 수지 또는 액상 실리콘을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예들에 따른 유기 발광 표시장치는 유기 발광 소자 및 봉지 구조물을 포함한다. 상기 유기 발광 소자는 기판 상에 배치된다. 상기 봉지 구조물을 상기 유기 발광 소자를 밀봉하며, 제1 다공성층, 제1 평탄화층 및 제1 배리어층을 포함한다. 상기 제1 다공성층은 기판 상에 배치되며, 굴곡된 상면을 갖는다. 상기 제1 평탄화층은 상기 제1 다공성층 상에 배치되며, 평탄한 상면을 갖는다. 상기 제1 배리어층은 상기 제1 평탄화층 상에 배치되며, 저융점 유리를 포함한다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제1 배리어층은 주석 인산염 유리, 주석 붕소인산염 유리, 주석 불소인산염 유리, 텅스텐-도핑된 주석 불소인산염 유리, 칼코게나이드 유리, 텔루라이트 유리, 붕산염 유리 또는 인산염 유리를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 제1 다공성층은 불소화리튬(LiF) 또는 텅스텐 산화물(WO3)를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제1 다공성층의 내부 및 상기 제1 다공성층과 상기 제1 평탄화층의 계면에는 복수개의 기공이 배치되며, 상기 기공은 상기 제1 평탄화층에서 발생하는 잔류 수분 또는 잔류 용매를 분산시킬 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제1 다공성층 및 상기 제1 평탄화층 사이에 배치되는 제2 다공성층을 더 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 봉지 구조물은 상기 제1 평탄화층과 상기 제1 배리어층 사이에 위치하는 제2 배리어층 및 상기 제2 배리어층과 상기 제1 배리어층 사이에 위치하는 제2 평탄화층을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 일 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예들에 따른 유기 발광 표시장치의 제조 방법에 있어서, 기판 상에 유기 발광 소자를 형성한다. 상기 유기 발광 소자를 덮는 제1 다공성층을 형성한다. 상기 제1 다공성층 상에 평탄한 상면을 갖는 제1 평탄화층을 형성한다. 상기 제1 평탄화층 상에 저융점 유리를 포함하는 제1 배리어층을 형성한다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제1 다공성층을 형성하는 단계는 불소화리튬(LiF) 또는 텅스텐 산화물(WO3)을 사용하여 진공 증착(evaporation) 공정을 수행한다.
예시적인 실시예들에 있어서, 제1 배리어층을 형성하는 단계는 상기 저융점 유리를 사용하여 스퍼터링 공정을 수행한다.
본 발명의 실시예들에 따른 상기 봉지 구조물은 제1 다공성층, 제1 평탄화층 및 제1 배리어층을 포함할 수 있다. 상기 제1 평탄화층은 평탄한 상면을 가지므로, 그 상부에 배치되는 상기 제1 배리어층은 균일한 두께 및 우수한 밀도를 가질 수 있으며, 우수한 봉지 특성을 가질 수 있다. 상기 제1 다공성층은 상기 제1 평탄화층에서 발생하는 잔류 수분 또는 잔류 용매를 분산시킬 수 있다. 이에 따라, 상기 잔류 수분 또는 잔류 용매가 집중되어 특정한 유기막을 열화시켜 암점 또는 화소 축소와 같은 문제를 감소시킬 수 있다. 상기 제1 배리어층은 저융점 유리를 포함하므로, 저온 열처리 공정을 통해서 결함을 제거할 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 배리어층은 우수한 봉지특성을 가질 수 있다.
다만, 본 발명의 효과는 이에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 유기 발광 소자 및 봉지 구조물을 나타내는 단면도이다.
도 2은 본 발명의 다른 예시적인 실시예들에 따른 유기 발광 소자 및 봉지 구조물을 나타내는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 예시적인 실시예들에 따른 유기 발광 소자 및 봉지 구조물을 나타내는 단면도이다.
도 4은 본 발명의 다른 예시적인 실시예들에 따른 유기 발광 소자 및 봉지 구조물을 나타내는 단면도이다.
도 5은 본 발명의 다른 예시적인 실시예들에 따른 유기 발광 소자 및 봉지 구조물을 나타내는 단면도이다.
도 6은 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 유기 발광 표시장치를 나타내는 단면도이다.
도 7은 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 유기 발광 표시장치를 나타내는 단면도이다.
도 8은 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 유기 발광 표시장치를 나타내는 단면도이다.
도 9 내지 도 13은 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 유기 발광 표시장치의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 2은 본 발명의 다른 예시적인 실시예들에 따른 유기 발광 소자 및 봉지 구조물을 나타내는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 예시적인 실시예들에 따른 유기 발광 소자 및 봉지 구조물을 나타내는 단면도이다.
도 4은 본 발명의 다른 예시적인 실시예들에 따른 유기 발광 소자 및 봉지 구조물을 나타내는 단면도이다.
도 5은 본 발명의 다른 예시적인 실시예들에 따른 유기 발광 소자 및 봉지 구조물을 나타내는 단면도이다.
도 6은 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 유기 발광 표시장치를 나타내는 단면도이다.
도 7은 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 유기 발광 표시장치를 나타내는 단면도이다.
도 8은 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 유기 발광 표시장치를 나타내는 단면도이다.
도 9 내지 도 13은 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 유기 발광 표시장치의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
본문에 개시되어 있는 본 발명의 실시예들에 대해서, 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본문에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
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, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미이다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미인 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 유기 발광 소자 및 봉지 구조물을 나타내는 단면도이다.
도 1을 참조하면, 유기 발광 소자는 기판(100) 상에 배치된 제1 전극(150), 화소정의막(155), 유기막(162) 및 제2 전극(164)을 포함함 할 수 있고, 봉지 구조물은 상기 유기 발광 소자 상에 배치된 캐핑막(166), 제1 다공성층(170), 제1 평탄화층(180) 및 제1 배리어층(190)을 포함할 수 있다.
기판(100)은 투명한 절연 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 기판(100)은 유리 기판, 투명 플라스틱 기판, 투명 세라믹 기판 등을 포함할 수 있다. 다른 예시적인 실시예들에 있어서, 기판(100)은 연성을 갖는 기판(flexible substrate)으로 이루어질 수도 있다. 예시적인 실시예들에 있어서, 기판(100)은 유기막(162)의 발광이 일어나는 화소 영역(I)과 화소 영역(I)을 둘러싸는 주변 영역(II)으로 구분될 수 있다.
제1 전극(150)은 기판(100)의 화소 영역(I) 상에 배치될 수 있다. 예시적인 실시예들에 있어서, 제1 전극(150)은 각각의 화소에 대응하여 패터닝되는 화소 전극일 수 있으며, 이후 설명하는 유기막(162)에 전공을 공급하는 양극(anode)일 수 있다.
한편, 상기 유기 발광 소자가 전면 발광 방식을 가질 경우, 제1 전극(150)은 유기막(162)에서 발생하는 광을 반사하는 반사 전극에 해당될 수 있다. 이에 따라, 제1 전극(150)은 상대적으로 높은 반사율을 갖는 금속 또는 합금을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 전극(150)은 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg), 은(Ag), 백금(Pt), 금(Au), 크롬(Cr), 텅스텐(W), 몰리브데늄(Mo), 티타늄(Ti), 팔라듐(Pd) 또는 이들의 합금을 포함할 수 있다.
화소정의막(155)은 기판(100)의 주변 영역(II)에 배치될 수 있다. 즉. 화소정의막(155)은 기판(100) 상에 배치될 수 있으며, 제1 전극들(150)의 일부를 커버하도록 배치될 수 있다. 즉, 화소정의막(155)은 각각의 화소들을 구분할 수 있으며, 제1 전극(150)의 단부(모서리)에 전류가 집중되는 것을 방지할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 화소정의막(155)은 제1 전극(150)보다 높은 상면을 가질 수 있으며, 화소정의막(155)의 측벽은 제1 전극(150)의 상면과 예각을 이룰 수 있다. 즉, 화소정의막(155)과 제1 전극(150)의 높이 차이에 의해서 단차부가 형성될 수 있다.
유기막(162)은 제1 전극(150) 상에 배치될 수 있다. 유기막(162)은 적어도 하나 이상의 발광층을 포함할 수 있다. 예시적인 실시예들에 있어서, 유기막(162)은 청색 발광층, 녹색 발광층 또는 적색 발광층을 포함할 수 있다. 다른 예시적인 실시예들에 있어서, 유기막(162)은 순차적으로 적층된 청색 발광층, 녹색 발광층 및 적색 발광층을 포함할 수 있다. 도시되지는 않았으나, 유기막(162)은 정공 수송층, 정공 주입층, 전자 주입층 또는 정자 수송층을 추가적으로 포함할 수도 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 유기막(162)은 도 1에 도시된 바와 같이 제1 전극(150)의 상면, 화소정의막(155)의 상면 및 측벽 상에 전체적으로 배치될 수 있다. 다른 예시적인 실시예들에 있어서, 유기막(162)은 제1 전극(150)의 상면 및 화소정의막(155)의 측벽 상에만 배치되어 각각의 화소별로 구분될 수도 있다. 또 다른 예시적인 실시예들에 있어서, 유기막(162)의 상기 정공 수송층, 상기 정공 주입층 및 상기 발광층은 제1 전극(150)의 상면 및 화소정의막(155)의 측벽 상에만 배치될 수 있고, 유기막(162)의 전자 주입층 및 전자 수송층은 제1 전극(150)의 상면, 화소정의막(155)의 상면 및 측벽 상에 전체적으로 배치될 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 유기막(162)은 균일한 두께로 형성될 수 있다. 화소정의막(155)의 상면과 측면, 그리고 제1 전극(150)의 상면이 굴곡되게 형성되므로, 유기막(162)도 화소정의막(155) 및 제1 전극(150)의 프로파일을 따라서 굴곡되게 형성될 수 있다.
제2 전극(164)은 유기막(162) 상에 배치될 수 있다. 예시적인 실시예들에 있어서, 제1 전극(150)은 각각의 화소에 대응하여 패터닝되는 화소 전극일 경우, 제2 전극(164)은 전체적으로 형성되는 공통 전극일 수 있다. 또한, 제1 전극(150)이 유기막(162)에 전공을 공급하는 양극(anode)일 수 경우, 제2 전극(164)은 유기막(162)에 전자를 공급하는 음극(cathode)일 수 있다.
또한, 상기 유기 발광 소자가 전면 발광 방식을 가질 경우 제2 전극(164)은 유기막(162)에서 발생하는 광을 통과시키는 투과 전극 또는 반투과 전극에 해당될 수 있다. 이에 따라, 제2 전극(164)은 상대적으로 높은 반사율을 갖는 투명 세라믹, 금속, 합금 등을 포함할 수 있다.
한편, 제2 전극(164)이 반투과성을 갖는 반투과 전극에 해당되는 경우, 제2 전극(164)은 소정의 반사율을 갖는 동시에 소정의 투과율을 가질 수 있다. 제2 전극(164)이 상대적으로 두꺼운 두께를 가질 경우에는, 상기 표시장치의 광 효율이 저하될 수 있으므로 제2 전극(164)은 상대적으로 얇은 두께를 가질 수 있다. 예를 들면, 제2 전극(164)은 약 20nm 이하의 두께를 가질 수 있다. 보다 바람직하게, 제2 전극(164)은 약 10nm 이상이고, 약 17nm 이하의 두께를 가질 수 있다.
제2 전극(164)에 포함되는 금속으로는 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg), 은(Ag), 백금(Pt), 금(Au), 크롬(Cr), 텅스텐(W), 몰리브데늄(Mo), 티타늄(Ti), 팔라듐(Pd), 이들의 합금 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 또는 서로 조합되어 사용될 수 있다. 예를 들어, 제2 전극(164)은 Mg와 Ag를 9:1의 질량비로 혼합한 합금을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 제2 전극(164)은 균일한 두께로 형성될 수 있다. 유기막(162)의 상면이 굴곡되게 형성되므로, 제2 전극(164)도 유기막(162)의 프로파일을 따라서 굴곡되게 형성될 수 있다.
캐핑막(166)은 제2 전극(164) 상에 배치될 수 있다. 캐핑막(166)은 약 1.75 이상의 굴절률을 갖는 투명한 물질을 포함할 수 있다. 캐핑막(166)의 굴절률이 증가할 수록, 유기막(162)에서 발생된 광은 기판(100)의 상면에 수직한 방향에 인접하도록 진행할 수 있다. 즉, 캐핑막(166)의 굴절률이 증가할 수록, 스넬의 법칙(snell's law)에 의해서 캐핑막(166)을 통과하는 광은 기판(100)의 상면에 수직한 방향으로 굴절될 수 있다.
예를 들어, 캐핑막(166)은 Alq3, SiN, SiON 등을 포함할 수 있다. 또한, 캐핑막(166)은 절연 물질을 포함하여, 제2 전극(164)을 외부로부터 절연할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 캐핑막(166)은 균일한 두께로 형성될 수 있다. 제2 전극(164)의 상면이 굴곡되게 형성되므로, 캐핑막(166)도 제2 전극(164)의 프로파일을 따라서 굴곡되게 형성될 수 있다.
제1 다공성층(170)은 캐핑막(166) 상에 배치될 수 있다. 제1 다공성층(170)은 비교적 큰 표면 거칠기를 가지며, 기공을 포함할 수 있다. 예시적인 실시예들에 있어서, 제1 다공성층(170)은 불소화리튬(LiF) 또는 텅스텐 산화물(WO3)등의 물질을 포함할 수 있다.
제1 다공성층(170)은 약 50nm 이상이고, 약 100nm 이하의 두께를 가질 수 있다. 제1 다공성층(170)의 두께가 증가할 수록, 제1 다공성층(170)의 밀도가 증가하고, 기공 및 표면 거칠기가 감소한다. 즉, 제1 다공성층(170)이 약 100nm 이상의 두께를 가지는 경우, 상기 불소화리튬(LiF) 또는 텅스텐 산화물(WO3)로 구성된 층은 충분한 기공 및 표면 거칠기를 가질 수 없다. 또한, 제1 다공층(170)이 약 50nm 이하의 두께를 가지는 경우에는 아래에서 설명한 잔류 수분 및 잔류 용매를 충분히 분산시킬 수 없다.
제1 다공성층(170)은 증착(evaporation) 공정 또는 스퍼터링(sputtering) 공정을 통해서 형성될 수 있다. 특히, 제1 다공성층(170)이 상기 증착 공정을 통해서 형성되는 경우, 다른 공정을 통해서 형성될 때보다 높은 다공성을 가질 수 있으며, 보다 밀도가 낮은 층으로 형성될 수 있다. 제1 다공성층(170)의 역할은 아래에서, 제1 평탄화층(180)을 설명한 후에 설명한다.
예시적인 실시예들에 있어서, 제1 다공성층(170)은 균일한 두께로 형성될 수 있다. 캐핑막(166)의 상면이 굴곡되게 형성되므로, 제1 다공성층(170)도 캐핑막(166)의 프로파일을 따라서 굴곡되게 형성될 수 있다.
제1 평탄화층(180)은 제1 다공성층(170) 상에 배치될 수 있으며, 평탄한 상면을 가질 수 있다. 제1 평탄화층(180)은 다양한 유기물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 평탄화층(180)은 아크릴(Acryl) 수지와 같은 다양한 수지, 액상 실리콘, 또는 실리콘 내부 충진제를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 제1 평탄화층(180)은 상기 아크릴 수지를
매(solvent)에 용해하여 코팅액을 형성한 후, 상기 코팅액을 이용하여, 제1 다공성층(170) 상에 코팅한 후, 열경화 공정 또는 UV경화 공정을 수행하여 형성될 수 있다.
이후, 열처리 공정 또는 가스제거(outgassing) 공정 등을 수행하여, 제1 평탄화층(180) 내에 존재하는 수분 및 용매를 제거할 수 있다. 다만, 상기 열처리 공정 또는 상기 가스제거 공정을 장시간 수행하더라도 제1 평탄화층(180) 내부에는 잔류하는 수분 및 용매가 존재할 수 있다.
상기 봉지 구조물이 완성된 이후, 제1 평탄화층(180)에서 발생하는 수분 또는 잔류 용매는 제1 다공성층(170)에 분산될 수 있다. 즉, 제1 다공성층(170) 내부에 위치하는 기공 또는 제1 다공성층(170)의 상면과 제1 평탄화층(180)의 하면 사이에 위치하는 기공 등에 상기 수분 또는 잔류 용매가 분산될 수 있다. 이에 따라, 상기 수분 또는 잔류 용매는 제1 다공성층(170) 아래에 위치하는 유기 발광 소자를 과도하게 오염시키거나 열화시키지 않을 수 있으며, 암점(dark spot) 또는 화소 축소(pixel shrinkage)와 같은 문제가 발생하지 않을 수 있다. 한편, 제1 다공성층(170)이 불소화리튬(LiF)를 포함하는 경우, 상기 불소화리튬(LiF)는 상기 잔류 수분을 보다 효과적으로 흡수할 수 있다. 즉, 제1 다공성층(170)의 불소화리튬(LiF)가 상기 잔류 수분과 반응하여, 제1 다공성층(170)이 보다 우수한 흡습 특성을 가질 수 있다.
만약, 제1 다공성층(170)이 배치되지 않는다면, 제1 평탄화층(180)에서 발생하는 수분 또는 잔류 용매가 분산되지 않는다. 특히, 상기 수분 또는 잔류 용매가 캐핑막(166)의 결함이 있는 부분 또는 상기 봉지 구조물을 형성하는 과정에서 불가피하게 발생하는 입자들(particle) 또는 이물들이 배치된 부분에 집중되는 경우, 그 아래에 위치하는 유기 발광 소자를 심각하게 오염시킬 수 있다. 이에 따라, 암점(dark spot) 또는 화소 축소(pixel shrinkage)와 같은 문제가 발생할 수 있다.
제1 배리어층(190)은 제1 평탄화층(180)의 상면에 배치될 수 있다. 제1 배리어층(190)은 기판(100)과 제1 배리어층(190) 사이에 위치하는 유기 발광 소자를 밀봉할 수 있다. 즉, 외부로부터의 수분, 산소 또는 오염물이 침투하여, 상기 유기 발광 소자를 열화시키는 것을 방지할 수 있다.
제1 배리어층(190)은 저융점 유리를 포함할 수 있다. 예시적인 실시예들에 있어서, 상기 저융점 유리는 주석 인산염 유리, 주석 붕소인산염 유리, 주석 불소인산염 유리, 텅스텐-도핑된 주석 불소인산염 유리, 칼코게나이드 유리, 텔루라이트 유리, 붕산염 유리 또는 인산염 유리를 포함할 수 있다.
예시적인 일 실시예에 있어서, 상기 저융점 유리는 주석 인산염 유리를 포함할 수 있다. 즉, 상기 주석 인산염 유리는 SnO 및 P2O5을 혼합하여 형성할 수 있다. 예를 들어, 상기 주석 불소인산염 유리는 약 5mol% 내지 약 90mol%의 P2O5및 약 10mol% 내지 약 95mol%의 SnO를 포함할 수 있다. 상기 주석 인산염 유리는 전자가가 Sn2 +인 주석을 포함할 수 있다.
다른 예시적인 일 실시예에 있어서, 상기 저융점 유리는 주석 불소인산염 유리를 포함할 수 있다. 즉, 상기 주석 불소인산염 유리는 SnF2,SnO및 P2O5을 혼합하여 형성할 수 있다. 예를 들어, 상기 주석 불소인산염 유리는 약 5mol% 내지 약 90mol%의 P2O5,약 8mol% 내지 약 93mol%의 SnF2및 약 1mol% 내지 약 93mol%의 SnO를 포함할 수 있다. 상기 주석 불소인산염 유리는 전자가가 Sn2 +인 주석을 포함할 수 있다.
또 다른 예시적인 일 실시예에 있어서, 상기 저중점 유리는 주석 붕소인산염 유리를 포함할 수 있다. 즉, 상기 주석 붕소 인산염 유리는 SnO 및 BPO4를 혼합하여 형성할 수 있다. 예를 들어, 상기 주석 붕소 인산염 유리는 전자가가 Sn2+인 주석을 포함할 수 있다.
상기 저융점 유리는 약 1000℃ 이하의 액상 온도, 바람직하게 약 600℃ 이하의 액상 온도, 보다 바람직하게는 약 400℃ 이하의 액상 온도를 가질 수 있다.
제1 배리어층(190)은 막을 형성하는 공정 및 상기 막의 결함을 제거하는 공정을 통해서 형성될 수 있다. 상기 막의 결함을 제거하는 공정은 열처리 공정을 포함할 수 있다. 즉, 상기 열처리 공정을 통해서, 제1 배리어층(190)은 보다 우수한 밀봉 특성을 가질 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 열처리 공정은 약 100℃ 이상이고, 약 150℃ 이하의 온도에서 진행될 수 있다. 제1 배리어층(190)은 비교적 낮은 액상 온도를 가지므로, 상기 열처리 공정을 통해서 제1 배리어층(190)이 소결(sintering)되어 그 내부에 위치하는 결함이 제거될 수 있다. 상기 열처리 공정의 온도가 비교적 낮으므로, 제1 배리어층(190) 하부에 위치하는 유기 발광 소자 또는 기판(100)은 상기 열처리 공정에 의해서 손상되지 않을 수 있다.
한편, 제1 평탄화층(180)은 평탄한 상면을 가지므로, 제1 평탄화층(180)의 상면에 형성되는 제1 배리어층(190)도 안정적으로 형성될 수 있다.
만약, 제1 평탄화층(180)이 배치되지 않는다면, 캐핑막(160)의 경사진 상면에 제1 배리어층(190)이 배치될 수 있다. 이때, 코팅 공정 또는 스퍼터링 공정을 통해서 형성되는 제1 배리어층(190)은 경사진 상면에서 불균일한 두께 및 밀도를 가질 수 있다. 또한, 상기 봉지 구조물을 형성하는 과정에서 불가피하게 발생하는 입자들(particle) 또는 이물들은 경사진 상면의 특정 부분에 집중되어 제1 배리어층(190)의 결함을 발생시킬 수 있다. 즉, 경사진 상면에 배치된 제1 배리어층(190)은 크랙(crack) 또는 결함(defect)이 발생할 위험이 높다.
반면에, 제1 평탄화층(180) 상에 배치되는 제1 배리어층(190)은 균일한 두께 및 상대적으로 높은 밀도를 가질 수 있다. 또한, 상기 봉지 구조물을 형성하는 과정에서 불가피하게 발생하는 입자들(particle) 또는 이물들을 덮음으로써, 이에 의해서 제1 배리어층(190)에 결함이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 즉, 제1 평탄화층(180) 상에 배치되는 제1 배리어층(190)은 보다 향상된 신뢰성을 가질 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 봉지 구조물은 제1 다공성층(170), 제1 평탄화층(180) 및 제1 배리어층(190)을 포함할 수 있다. 제1 평탄화층(180)은 평탄한 상면을 가지므로, 그 상부에 배치되는 제1 배리어층(190)은 균일한 두께 및 우수한 밀도를 가질 수 있으며, 우수한 봉지 특성을 가질 수 있다. 제1 다공성층(170)은 제1 평탄화층(180)에서 발생하는 잔류 수분 또는 잔류 용매를 분산시킬 수 있다. 이에 따라, 상기 잔류 수분 또는 잔류 용매가 집중되어 특정한 유기막을 열화시켜 암점 또는 화소 축소와 같은 문제를 감소시킬 수 있다. 제1 배리어층(190)은 저융점 유리를 포함하므로, 저온 열처리 공정을 통해서 결함을 제거할 수 있다. 이에 따라, 제1 배리어층(190)은 우수한 봉지특성을 가질 수 있다.
도 2는 본 발명의 다른 예시적인 실시예들에 따른 유기 발광 소자 및 봉지 구조물을 나타내는 단면도이다.
도 2를 참조하면, 유기 발광 소자는 기판(100) 상에 배치된 제1 전극(150), 화소정의막(155), 유기막(162) 및 제2 전극(164)을 포함함 할 수 있고, 봉지 구조물은 상기 유기 발광 소자 상에 배치된 캐핑막(166), 제1 다공성층(170), 제2 다공성층(172), 제1 평탄화층(180) 및 제1 배리어층(190)을 포함할 수 있다.
기판(100)은 유리 기판, 투명 플라스틱 기판, 투명 세라믹 기판 등을 포함할 수 있으며, 연성을 갖는 기판(flexible substrate)으로 이루어질 수도 있다.
기판(100) 상에는 유기 발광 소자가 배치될 수 있다. 제1 전극(150), 화소정의막(155), 유기막(162) 및 제2 전극(164)은 도 1을 참조로 설명한 제1 전극(150), 화소정의막(155), 유기막(162) 및 제2 전극(164)과 실질적으로 동일하거나 유사하므로 이에 대한 반복되는 설명은 생략한다.
캐핑막(166)은 제2 전극(164) 상에 배치될 수 있으며, 약 1.75 이상의 굴절률을 갖는 투명한 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 캐핑막(166)은 Alq3, SiN, SiON 등을 포함할 수 있다. 또한, 캐핑막(166)은 절연 물질을 포함하여, 제2 전극(164)을 외부로부터 절연할 수 있다.
제1 다공성층(170)은 캐핑막(166) 상에 배치될 수 있다. 제1 다공성층(170)은 비교적 큰 표면 거칠기를 가지며, 기공을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 다공성층(170)은 불소화리튬(LiF) 또는 텅스텐 산화물(WO3)등의 물질을 포함할 수 있다.
한편, 제2 다공성층(172)은 제1 다공성층(170) 상에 배치될 수 있다. 제2 다공성층(172)은 제1 다공성층(170)과 유사하게 비교적 큰 표면 거칠기를 가지며, 기공을 포함할 수 있다.
제2 다공성층(172)은 제1 다공성층(170)과 상이한 물질을 포함할 수 있다. 예시적인 실시예들에 있어서, 제1 다공성층(170)이 불소화리튬(LiF)을 포함하는 경우, 제2 다공성층(172)은 알루미늄 산화물(Al2O3)또는 텅스텐 산화물(WO3)을 포함할 수 있다. 다른 예시적인 실시예들에 있어서, 제1 다공성층(170)이 텅스텐 산화물(WO3)을 포함하는 경우, 제2 다공성층(172)은 알루미늄 산화물(Al2O3)또는 불소화리튬(LiF)을 포함할 수 있다.
예를 들어, 제2 다공성층(172)은 알루미늄 산화물(Al2O3)을 이용하여 스퍼터링 공정을 통해서 형성될 수 있다. 이때, 제1 다공성층(170)의 상면은 상대적으로 큰 표면 거칠기 및 기공을 가지고 있으므로, 제1 다공성층(170)의 상면에 형성된 알루미늄 산화물도 기공을 포함하도록 형성될 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 제2 다공성층(172)은 약 50nm 이상이고, 약 100nm 이하의 두께를 가질 수 있다.
앞서 언급한 바와 같이, 제1 다공성층(170)의 두께가 약 100nm 이상으로 증가하는 경우, 제1 다공성층(170)의 표면 거칠기 및 기공이 감소한다. 반면에, 제1 다공성층(170)과 상이한 물질을 포함하는 제2 다공성층(172)을 형성하는 경우, 제2 다공성층(172)의 표면 거칠기 및 기공은 감소하지 않을 수 있다. 즉, 제2 다공성층(172)을 배치함에 따라, 전체적인 다공성층들(170, 172)의 전체 두께가 증가할 수 있다.
제1 평탄화층(180)은 제2 다공성층(172) 상에 배치될 수 있으며, 평탄한 상면을 가질 수 있다. 제1 평탄화층(180)은 아크릴(Acryl) 수지와 같은 다양한 수지, 액상 실리콘, 또는 실리콘 내부 충진제와 같은 다양한 유기물을 포함할 수 있다.
상기 봉지 구조물이 완성된 이후, 제1 평탄화층(180)에서 발생하는 수분 또는 잔류 용매는 제1 다공성층(170) 및 제2 다공성층(172)에 분산될 수 있다. 즉, 제1 다공성층(170) 및 제2 다공성층(172) 내부에 위치하는 기공 또는 제2 다공성층(172)의 상면과 제1 평탄화층(180)의 하면 사이에 위치하는 기공 등에 상기 수분 또는 잔류 용매가 분산될 수 있다. 이에 따라, 상기 수분 또는 잔류 용매는 제1 다공성층(170) 및 제2 다공성층(172) 아래에 위치하는 유기 발광 소자를 과도하게 오염시키거나 열화시키지 않을 수 있으며, 암점(dark spot) 또는 화소 축소(pixel shrinkage)와 같은 문제가 발생하지 않을 수 있다.
제1 배리어층(190)은 제1 평탄화층(180)의 상면에 배치될 수 있다. 제1 배리어층(190)은 기판(100)과 제1 배리어층(190) 사이에 위치하는 유기 발광 소자를 밀봉할 수 있다. 즉, 외부로부터의 수분, 산소 또는 오염물이 침투하여, 상기 유기 발광 소자를 열화시키는 것을 방지할 수 있다.
제1 배리어층(190)은 도 1을 참조로 설명한 제1 배리어층(190)과 실질적으로 동일한 물질을 포함할 수 있다. 또한, 한편, 제1 평탄화층(180)은 평탄한 상면을 가지므로, 제1 평탄화층(180)의 상면에 형성되는 제1 배리어층(190)도 안정적으로 형성될 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 봉지 구조물은 제1 다공성층(170), 제2 다공성층(172), 제1 평탄화층(180) 및 제1 배리어층(190)을 포함할 수 있다. 제1 다공성층(170) 및 제2 다공성층(172)은 제1 평탄화층(180)에서 발생하는 잔류 수분 또는 잔류 용매를 분산시킬 수 있다. 이에 따라, 상기 잔류 수분 또는 잔류 용매가 집중되어 특정한 유기막을 열화시켜 암점 또는 화소 축소와 같은 문제를 감소시킬 수 있다.
도 3은 본 발명의 다른 예시적인 실시예들에 따른 유기 발광 소자 및 봉지 구조물을 나타내는 단면도이다.
도 3을 참조하면, 유기 발광 소자는 기판(100) 상에 배치된 제1 전극(150), 화소정의막(155), 유기막(162) 및 제2 전극(164)을 포함함 할 수 있고, 봉지 구조물은 상기 유기 발광 소자 상에 배치된 캐핑막(166), 제1 다공성층(170), 제1 평탄화층(180), 제2 배리어층(182), 제2 평탄화층(184) 및 제1 배리어층(190)을 포함할 수 있다.
기판(100)은 유리 기판, 투명 플라스틱 기판, 투명 세라믹 기판 등을 포함할 수 있으며, 연성을 갖는 기판(flexible substrate)으로 이루어질 수도 있다.
기판(100) 상에는 유기 발광 소자가 배치될 수 있다. 제1 전극(150), 화소정의막(155), 유기막(162) 및 제2 전극(164)은 도 2를 참조로 설명한 제1 전극(150), 화소정의막(155), 유기막(162) 및 제2 전극(164)과 실질적으로 동일하거나 유사하므로 이에 대한 반복되는 설명은 생략한다.
예시적인 실시예들에 있어서, 화소정의막(155)과 제1 전극(150)의 높이 차이에 의해서 요철이 형성될 수 있다. 또한, 유기막(162) 및 제2 전극(164)도 상기 요철에 따라 균일한 두께로 형성될 수 있다. 즉, 제2 전극(164)도 평평하지 않은 상면을 가질 수 있다.
캐핑막(166)은 제2 전극(164) 상에 배치될 수 있으며, 약 1.75 이상의 굴절률을 갖는 투명한 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 캐핑막(166)은 Alq3, SiN, SiON 등을 포함할 수 있다. 또한, 캐핑막(166)은 절연 물질을 포함하여, 제2 전극(164)을 외부로부터 절연할 수 있다.
제1 다공성층(170)은 캐핑막(166) 상에 배치될 수 있다. 제1 다공성층(170)은 비교적 큰 표면 거칠기를 가지며, 기공을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 다공성층(170)은 불소화리튬(LiF) 또는 텅스텐 산화물(WO3)등의 물질을 포함할 수 있다.
제1 평탄화층(180)은 제1 다공성층(170) 상에 배치될 수 있으며, 평탄한 상면을 가질 수 있다. 제1 평탄화층(180)은 다양한 유기물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 평탄화층(180)은 아크릴(Acryl) 수지와 같은 다양한 수지, 액상 실리콘, 또는 실리콘 내부 충진제를 포함할 수 있다.
제2 배리어층(182)은 제1 평탄화층(180) 상에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제2 배리어층(182)은 실리콘 질화물(SiN), 알루미늄 산화물(Al2O3)또는 저융점 유리를 포함할 수 있다. 상기 저융점 유리는 도 1을 참조로 설명한 저융점 유리와 실질적으로 동일하거나 유사할 수 있다.
제2 배리어층(182)은 기판(100)과 제2 배리어층(182) 사이에 위치하는 유기 발광 소자를 밀봉할 수 있다. 즉, 외부로부터의 수분, 산소 또는 오염물이 침투하여, 상기 유기 발광 소자를 열화시키는 것을 방지할 수 있다.
제2 평탄화층(184)은 제2 배리어층(182) 상에 배치될 수 있다. 제2 평탄화층(184)은 제1 배리어층(190)이 형성되기 위한, 평탄한 상면을 제공할 수 있으며, 제1 배리어층(190)과 제2 배리어층(182) 사이에서 충격을 흡수할 수 있다.
제1 배리어층(190)은 제2 평탄화층(184)의 상면에 배치될 수 있다. 제1 배리어층(190)은 기판(100)과 제1 배리어층(190) 사이에 위치하는 유기 발광 소자를 밀봉할 수 있다. 즉, 외부로부터의 수분, 산소 또는 오염물이 침투하여, 상기 유기 발광 소자를 열화시키는 것을 방지할 수 있다. 제1 배리어층(190)은 도 1을 참조로 설명한 제1 배리어층(190)과 동일하거나 유사한 물질을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 봉지 구조물은 제1 다공성층(170), 제1 평탄화층(180), 제2 배리어층(182), 제2 평탄화층(184) 및 제1 배리어층(190)을 포함할 수 있다. 제1 다공성층(170)은 제1 평탄화층(180)에서 발생하는 잔류 수분 또는 잔류 용매를 분산시킬 수 있다. 이에 따라, 상기 잔류 수분 또는 잔류 용매가 집중되어 특정한 유기막을 열화시켜 암점 또는 화소 축소와 같은 문제를 감소시킬 수 있다. 제2 배리어층(182) 및 제1 배리어층(190)은 유기 발광 소자를 밀봉하여, 외부로부터의 수분, 산소 및 오염물질의 침투를 방지할 수 있다. 제1 평탄화층(180) 및 제2 평탄화층(184)은 평탄한 상면을 제공하고, 충격을 부분적으로 흡수할 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 예시적인 실시예들에 따른 유기 발광 소자 및 봉지 구조물을 나타내는 단면도이다.
도 4를 참조하면, 유기 발광 소자는 기판(100) 상에 배치된 제1 전극(150), 화소정의막(155), 유기막(162) 및 제2 전극(164)을 포함함 할 수 있고, 봉지 구조물은 상기 유기 발광 소자 상에 배치된 캐핑막(166), 제1 다공성층(170), 제1 평탄화층(180), 제1 배리어층(190) 및 제2 배리어층(192)을 포함할 수 있다.
기판(100)은 유리 기판, 투명 플라스틱 기판, 투명 세라믹 기판 등을 포함할 수 있으며, 연성을 갖는 기판(flexible substrate)으로 이루어질 수도 있다.
기판(100) 상에는 유기 발광 소자가 배치될 수 있다. 제1 전극(150), 화소정의막(155), 유기막(162) 및 제2 전극(164)은 도 2를 참조로 설명한 제1 전극(150), 화소정의막(155), 유기막(162) 및 제2 전극(164)과 실질적으로 동일하거나 유사하므로 이에 대한 반복되는 설명은 생략한다.
한편, 상기 봉지 구조는 제2 배리어층(192)을 제외하면, 도 1을 참조로 설명한 봉지 구조와 실질적으로 동일하거나 유사하므로, 반복되는 구성요소에 대해서는 설명을 생략한다.
제1 배리어층(190)은 제1 평탄화층(180)의 상면에 배치될 수 있다. 제1 배리어층(190)은 저융점 유리를 포함할 수 있다. 예시적인 실시예들에 있어서, 상기 저융점 유리는 주석 인산염 유리, 주석 붕소인산염 유리 또는 주석 불소인산염 유리를 포함할 수 있다. 이때, 저융점 유리는 SnO를 포함한다. 즉, 상기 저융점 유리는 전자가가 Sn2 +인 주석을 포함할 수 있다.
한편, 제2 배리어층(192)은 제1 배리어층(190)을 산화하여 형성할 수 있다. 즉, 제1 배리어층(190)의 표면에서 SnO가 SnO2로 산화(즉, 전자가가 Sn2 +에서 Sn4 +로 산화)될 수 있고, 이에 따라 표면에 제2 배리어층(192)이 형성될 수 있다. 산화과정에서 부피 증가로 인해서, 제2 배리어층(192)은 제1 배리어층(190)보다 높은 밀도를 가질 수 있으며, 제1 배리어층(190)의 결함이 제2 배리어층(192)에 의해서 제거될 수 있다. 결과적으로 즉, 제2 배리어층(192)은 주석 인산염 유리, 주석 붕소인산염 유리 또는 주석 불소인산염 유리와 같은 저융점 유리를 포함할 수 있으며, 제2 배리어층(192)은 전자가가 Sn4 +인 주석을 포함할 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 예시적인 실시예들에 따른 유기 발광 소자 및 봉지 구조물을 나타내는 단면도이다.
도 5를 참조하면, 유기 발광 소자는 기판(100) 상에 배치된 제1 전극(150), 화소정의막(155), 유기막(162) 및 제2 전극(164)을 포함함 할 수 있고, 봉지 구조물은 상기 유기 발광 소자 상에 배치된 캐핑막(166), 제1 다공성층(170), 제1 평탄화층(180), 제2 평탄화층(184) 및 제1 배리어층(184)을 포함할 수 있다.
기판(100)은 유리 기판, 투명 플라스틱 기판, 투명 세라믹 기판 등을 포함할 수 있으며, 연성을 갖는 기판(flexible substrate)으로 이루어질 수도 있다.
기판(100) 상에는 유기 발광 소자가 배치될 수 있다. 제1 전극(150), 화소정의막(155), 유기막(162) 및 제2 전극(164)은 도 2를 참조로 설명한 제1 전극(150), 화소정의막(155), 유기막(162) 및 제2 전극(164)과 실질적으로 동일하거나 유사하므로 이에 대한 반복되는 설명은 생략한다.
한편, 상기 봉지 구조는 제1 다공성층(170)의 위치 및 제2 평탄화층(184)을 제외하면, 도 1을 참조로 설명한 봉지 구조와 실질적으로 동일하거나 유사하므로, 반복되는 구성요소에 대해서는 설명을 생략한다.
제1 평탄화층(180)은 캐핑막(166) 상에 배치될 수 있다. 제1 평탄화층(180)은 다양한 유기물을 포함할 수 있으며, 평탄한 상면을 가질 수 있다.
제2 평탄화층(184)은 제1 평탄화층(180) 상에 배치될 수 있다. 제2 평탄화층(184)은 제1 평탄화층(180)과 실질적으로 동일한 물질을 포함할 수 있으며, 또한 평탄한 상면을 가질 수 있다.
제1 다공성층(170)은 제1 평탄화층(180)과 제2 평탄화층(184) 사이에 배치될 수 있다. 제1 다공성층(170)은 비교적 큰 표면 거칠기를 가지며, 기공을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 다공성층(170)은 불소화리튬(LiF) 또는 텅스텐 산화물(WO3)등의 물질을 포함할 수 있다. 제1 다공성층(170)은 제1 평탄화층(180) 및 제2 평탄화층(184)으로부터 발생하는 잔류 수분 또는 잔류 용매를 분산시킬 수 있다.
한편, 제1 배리어층(190)은 제2 평탄화층(184)의 상면에 배치될 수 있다. 제1 배리어층(190)은 기판(100)과 제1 배리어층(190) 사이에 위치하는 유기 발광 소자를 밀봉할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 봉지 구조물은 제1 다공성층(170), 제1 평탄화층(180), 제2 평탄화층(184) 및 제1 배리어층(190)을 포함할 수 있다. 제1 다공성층(170)은 제1 평탄화층(180) 및 제2 평탄화층(184)에서 발생하는 잔류 수분 또는 잔류 용매를 분산시킬 수 있다. 이에 따라, 상기 잔류 수분 또는 잔류 용매가 집중되어 특정한 유기막을 열화시켜 암점 또는 화소 축소와 같은 문제를 감소시킬 수 있다.
도 6은 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 유기 발광 표시장치를 나타내는 단면도이다.
도 6을 참조하면, 유기 발광 표시장치는 기판(200) 상에 배치된 스위칭 구조물, 유기 발광 소자 및 봉지 구조물을 포함할 수 있다.
기판(200)은 투명한 절연 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 기판(200)은 유리 기판, 투명 플라스틱 기판, 투명 세라믹 기판 등을 포함할 수 있다. 다른 예시적인 실시예들에 있어서, 기판(200)은 연성을 갖는 기판(flexible substrate)으로 이루어질 수도 있다.
기판(200) 상에는 버퍼층(205)이 배치될 수 있다. 버퍼층(205)은 기판(200)으로부터 불순물들이 확산되는 현상을 방지할 수 있으며, 기판(200)의 평탄도를 향상시킬 수도 있다.
상기 유기 발광 표시장치가 능동형 구동 방식을 채용하는 경우, 상기 스위칭 소자가 기판(100)과 제1 전극(250) 사이에 배치될 수 있다. 예시적인 실시예들에 있어서, 상기 스위칭 소자는 실리콘을 함유하는 반도체 패턴을 구비하는 박막 트랜지스터(TFT)를 포함할 수 있다. 다른 예시적인 실시예들에 따르면, 상기 스위칭 소자는 반도체 산화물로 구성되는 반도체 패턴을 구비하는 산화물 반도체 소자를 포함할 수도 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 스위칭 소자는 반도체 패턴(210), 게이트 절연막(220), 게이트 전극(225), 제1 소스 전극(235), 제1 드레인 전극(237) 등을 포함할 수 있다.
반도체 패턴(210)은 버퍼층(205) 상에 배치될 수 있으며, 게이트 절연막(220)은 반도체 패턴(210)을 덮으며 버퍼층(205) 상에 위치할 수 있다. 반도체 패턴(210)은 소스 영역(214), 드레인 영역(216) 및 채널 영역(212)을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 반도체 패턴(210)은 폴리실리콘(polysilicon), 불순물을 포함하는 폴리실리콘, 아몰퍼스 실리콘(amorphous silicon), 불순물을 포함하는 아몰퍼스 실리콘 등으로 이루어질 수 있다. 이들은 단독으로 또는 서로 조합되어 사용될 수 있다. 다른 예시적인 실시예들에 있어서, 반도체 패턴(210)은 비정질의 알루미늄 아연 산화물(AlZnO; AZO), 알루미늄 아연 주석 산화물(AlZnSnO; AZTO), 갈륨 아연 주석 산화물(GaZnSnO; GZTO), 인듐 갈륨 산화물(InGaO; IGO), 인듐 갈륨 아연 산화물(InGaZnO; IGZO), 인듐 주석 아연 산화물(InSnZnO; ITZO), 인듐 아연 산화물(InZnO; IZO), 하프늄 인듐 아연 산화물(HfInZnO; HIZO), 지르코늄 주석 산화물(ZnSnO; ZTO) 등의 박막을 포함할 수 있다. 한편, 게이트 절연막(220)은 산화물, 유기 절연 물질 등을 포함할 수 있다.
게이트 전극(225)은 반도체 패턴(210)에 인접하는 게이트 절연막(220) 상에 배치될 수 있다. 예를 들면, 게이트 전극(225)은 아래에 반도체 패턴(210)의 채널 영역(212)이 위치하는 부분의 게이트 절연막(220) 상에 위치할 수 있다. 게이트 전극(225)은 금속, 금속 질화물, 도전성 금속 산화물, 투명 도전성 물질 등을 포함할 수 있다.
게이트 절연막(220) 상에는 게이트 전극(225)을 덮는 제1 층간 절연막(230)이 배치될 수 있다. 제1 층간 절연막(230)은 산화물, 질화물, 산질화물, 유기 절연 물질 등을 포함할 수 있다.
소스 전극(235)과 드레인 전극(237)은 각기 제1 층간 절연막(230)과 게이트 절연막(220)을 관통하여 소스 영역(214) 및 드레인 영역(216)에 각기 접촉할 수 있다. 소스 전극(235)과 드레인 전극(237)은 각기 금속, 금속 질화물, 도전성 금속 산화물, 투명 도전성 물질 등을 포함할 수 있다.
도 6에 예시적으로 도시한 유기 발광 표시장치에 있어서, 상기 스위칭 소자는 반도체 패턴(210) 상에 게이트 전극(225)이 배치되는 탑 게이트(top gate) 구조를 갖는 박막 트랜지스터를 포함하지만, 상기 제1 스위칭 소자의 구성이 여기에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 상기 제1 스위칭 소자는 반도체 패턴 아래에 게이트 전극이 위치하는 바텀 게이트(bottom-gate) 구조를 가질 수도 있다.
또한, 제2 층간 절연막(240)은 소스 전극(235) 및 드레인 전극(237)을 덮으며 제1 층간 절연막(230) 상에 배치될 수 있다.
다시 도 6을 참조하면, 상기 스위칭 소자를 덮는 제2 층간 절연막(240) 상에는 유기 발광 소자가 배치될 수 있다. 예시적인 실시예들에 있어서, 상기 유기 발광 소자는 제1 전극(250), 화소정의막(255), 유기막(262) 및 제2 전극(264)을 포함할 수 있다.
제1 전극(250)은 제2 층간 절연막(240) 상에 배치될 수 있다. 제1 전극(250)은 제2 층간 절연막(240)을 관통하는 콘택을 통해서 상기 스위치 소자의 드레인 전극(237)에 접촉할 수 있으며, 이에 따라 제1 전극(250)은 상기 스위칭 소자에 전기적으로 연결될 수 있다.
제1 전극(250)은 각각의 화소에 대응하여 패터닝되는 화소 전극일 수 있으며, 이후 설명하는 유기막(262)에 전공을 공급하는 양극(anode)일 수 있다.
상기 유기 발광 소자가 전면 발광 방식을 가질 경우, 제1 전극(250)은 유기막(262)에서 발생하는 광을 반사하는 반사 전극에 해당될 수 있다. 이에 따라, 제1 전극(250)은 상대적으로 높은 반사율을 갖는 금속 또는 합금을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 전극(250)은 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg), 은(Ag), 백금(Pt), 금(Au), 크롬(Cr), 텅스텐(W), 몰리브데늄(Mo), 티타늄(Ti), 팔라듐(Pd) 또는 이들의 합금을 포함할 수 있다.
화소정의막(255)은 제2 층간 절연막(240) 상에 배치될 수 있다. 즉, 화소정의막(255)은 제1 전극들(250)의 일부를 커버하도록 배치될 수 있다. 즉, 화소정의막(255)은 각각의 화소들을 구분할 수 있으며, 제1 전극(250)의 단부(모서리)에 전류가 집중되는 것을 방지할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 화소정의막(255)은 제1 전극(250)보다 높은 상면을 가질 수 있으며, 화소정의막(255)의 측벽은 제1 전극(250)의 상면과 예각을 이룰 수 있다. 이에 따라, 화소정의막(255)의 상면과 측면, 그리고 제1 전극(250)의 상면은 굴곡된 면을 형성할 수 있다. 즉, 화소정의막(255)과 제1 전극(250)의 높이 차이에 의해서 요철이 형성될 수 있다.
유기막(262)은 적어도 하나 이상의 발광층을 포함할 수 있다. 예시적인 실시예들에 있어서, 유기막(262)은 순차적으로 적층된 청색 발광층, 녹색 발광층 및 적색 발광층을 포함할 수 있다. 도시되지는 않았으나, 유기막(262)은 정공 수송층, 정공 주입층, 전자 주입층 또는 정자 수송층을 추가적으로 포함할 수도 있다. 또한, 유기막(262)은 도 6에 도시된 바와 같이 제1 전극(250)의 상면, 화소정의막(255)의 상면 및 측벽 상에 전체적으로 배치될 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 유기막(262)은 균일한 두께로 형성될 수 있다. 화소정의막(255)의 상면과 측면, 그리고 제1 전극(250)의 상면이 굴곡되게 형성되므로, 유기막(262)도 화소정의막(255) 및 제1 전극(250)의 프로파일을 따라서 굴곡되게 형성될 수 있다.
제2 전극(264)은 유기막(262) 상에 배치될 수 있다. 예시적인 실시예들에 있어서, 제1 전극(250)은 각각의 화소에 대응하여 패터닝되는 화소 전극일 경우, 제2 전극(264)은 전체적으로 형성되는 공통 전극일 수 있다. 또한, 제1 전극(250)이 유기막(262)에 전공을 공급하는 양극(anode)일 수 경우, 제2 전극(264)은 유기막(262)에 전자를 공급하는 음극(cathode)일 수 있다.
상기 유기 발광 소자가 전면 발광 방식을 가질 경우, 제2 전극(264)이 반투과 전극 또는 투과 전극에 해당될 수 있다. 이때, 제2 전극(264)은 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg), 은(Ag), 백금(Pt), 금(Au), 크롬(Cr), 텅스텐(W), 몰리브데늄(Mo), 티타늄(Ti), 팔라듐(Pd), 이들의 합금 또는 산화인듐주석(ITO)와 같은 투명 도전 물질을 포함할 수 있다. 제2 전극(264)이 상대적으로 두꺼운 두께를 가질 경우에는, 상기 표시장치의 광 효율이 저하될 수 있으므로 제2 전극(264)은 상대적으로 얇은 두께를 가질 수 있다. 예를 들면, 제2 전극(264)은 약 20nm 이하의 두께를 가질 수 있다. 보다 바람직하게, 제2 전극(264)은 약 10nm 이상이고, 약 17nm 이하의 두께를 가질 수 있다.
다시 도 6을 참조하면, 상기 유기 발광 소자를 밀봉하기 위한 밀봉 구조물이 배치될 수 있다. 예시적인 실시예들에 있어서, 상기 밀봉 구조물은 캐핑막(266), 제1 다공성층(270), 평탄화층(280) 및 제1 배리어층(290)을 포함할 수 있다.
캐핑막(266)은 제2 전극(264) 상에 배치될 수 있다. 캐핑막(266)은 약 1.75 이상의 굴절률을 갖는 투명한 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 캐핑막(266)은 Alq3(TRIS(8-OXOQUINOLINE)ALUMINUM(III))와 같은 유기 물질 또는 실리콘 질화물, 실리콘 살질화물 및 인듐산화주석(ITO)과 같은 무기 물질을 포함할 수 있다.
캐핑막(266)의 굴절률이 증가할 수록, 유기막(262)에서 발생된 광은 기판(200)의 상면에 수직한 방향에 인접하도록 진행할 수 있다. 즉, 캐핑막(266)의 굴절률이 증가할 수록, 스넬의 법칙(snell's law)에 의해서 캐핑막(266)을 통과하는 광은 기판(200)의 상면에 수직한 방향으로 굴절될 수 있다. 또한, 캐핑막(266)은 절연 물질을 포함하여, 제2 전극(264)을 외부로부터 절연할 수 있다.
제1 다공성층(270)은 캐핑막(266) 상에 배치될 수 있다. 예시적인 실시예들에 있어서, 제1 다공성층(270)은 불소화리튬(LiF) 또는 텅스텐 산화물(WO3)등의 물질을 포함할 수 있다.
제1 다공성층(270)은 약 50nm 이상이고, 약 100nm 이하의 두께를 가질 수 있다. 제1 다공성층(270)의 두께가 증가할 수록, 제1 다공성층(270)의 밀도가 증가하고, 기공 및 표면 거칠기가 감소한다. 즉, 제1 다공성층(270)이 약 100nm 이상의 두께를 가지는 경우, 상기 불소화리튬(LiF) 또는 텅스텐 산화물(WO3)로 구성된 층은 충분한 기공 및 표면 거칠기를 가질 수 없다. 또한, 제1 다공층(270)이 약 50nm 이하의 두께를 가지는 경우에는 아래에서 설명한 잔류 수분 및 잔류 용매를 충분히 분산시킬 수 없다.
제1 평탄화층(280)은 제1 다공성층(270) 상에 배치될 수 있다. 제1 평탄화층(280)은 다양한 유기물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 평탄화층(280)은 아크릴(Acryl) 수지와 같은 다양한 수지, 액상 실리콘, 또는 실리콘 내부 충진제를 포함할 수 있다.
제1 평탄화층(280)은 실질적으로 평탄한 상면을 가질 수 있다. 예시적인 실시예들에 있어서, 제1 평탄화층(280)은 유기 발광 소자와 중첩되는 부분에서 실질적으로 평탄한 상면을 가질 수 있으며, 이를 둘러싸는 주변부에서 경사진 상면을 가질 수 있다. 다만, 상기 경사진 부분의 각도는 10도 이하의 비교적 낮은 각도를 가질 수 있다. 즉, 제1 평탄화층(280)은 평탄한 상면 또는 이에 근접하도록 경사진 상면을 가질 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 제1 평탄화층(280)은 상기 아크릴 수지를 용매(solvent)에 용해하여 코팅액을 준비한 후, 상기 코팅액을 이용하여, 제1 다공성층(270) 상에 코팅하고, 열경화 공정 또는 UV경화 공정을 수행하여 형성될 수 있다.
이후, 열처리 공정 또는 가스제거(outgassing) 공정 등을 수행하여, 제1 평탄화층(280) 내에 존재하는 수분 및 용매를 제거할 수 있다. 다만, 상기 열처리 공정 또는 상기 가스제거 공정을 장시간 수행하더라도 제1 평탄화층(280) 내부에는 잔류하는 수분 및 용매가 존재할 수 있다.
상기 봉지 구조물이 완성된 이후, 제1 평탄화층(280)에서 발생하는 수분 또는 잔류 용매는 제1 다공성층(270)에 분산될 수 있다. 즉, 제1 다공성층(270) 내부에 위치하는 기공 또는 제1 다공성층(270)의 상면과 제1 평탄화층(280)의 하면 사이에 위치하는 기공 등에 상기 수분 또는 잔류 용매가 분산될 수 있다. 이에 따라, 상기 수분 또는 잔류 용매는 제1 다공성층(270) 아래에 위치하는 유기 발광 소자를 과도하게 오염시키거나 열화시키지 않을 수 있으며, 암점(dark spot) 또는 화소 축소(pixel shrinkage)와 같은 문제가 발생하지 않을 수 있다. 한편, 제1 다공성층(270)이 불소화리튬(LiF)를 포함하는 경우, 상기 불소화리튬(LiF)는 상기 잔류 수분을 보다 효과적으로 흡수할 수 있다. 즉, 제1 다공성층(270)의 불소화리튬(LiF)가 상기 잔류 수분과 반응하여, 제1 다공성층(270)이 보다 우수한 흡습 특성을 가질 수 있다.
제1 배리어층(290)은 제1 평탄화층(280)의 상면에 배치될 수 있다. 제1 배리어층(290)은 기판(200)과 제1 배리어층(290) 사이에 위치하는 유기 발광 소자를 밀봉할 수 있다. 즉, 외부로부터의 수분, 산소 또는 오염물이 침투하여, 상기 유기 발광 소자를 열화시키는 것을 방지할 수 있다.
제1 배리어층(290)은 저융점 유리를 포함할 수 있다. 예시적인 실시예들에 있어서, 상기 저융점 유리는 주석 인산염 유리, 주석 붕소인산염 유리, 주석 불소인산염 유리, 텅스텐-도핑된 주석 불소인산염 유리, 칼코게나이드 유리, 텔루라이트 유리, 붕산염 유리 또는 인산염 유리를 포함할 수 있다.
예시적인 일 실시예에 있어서, 상기 저융점 유리는 주석 인산염 유리를 포함할 수 있다. 즉, 상기 주석 인산염 유리는 SnO 및 P2O5을 혼합하여 형성할 수 있다. 예를 들어, 상기 주석 불소인산염 유리는 약 5mol% 내지 약 90mol%의 P2O5및 약 10mol% 내지 약 95mol%의 SnO를 포함할 수 있다. 상기 주석 인산염 유리는 전자가가 Sn2 +인 주석을 포함할 수 있다.
다른 예시적인 일 실시예에 있어서, 상기 저융점 유리는 주석 불소인산염 유리를 포함할 수 있다. 즉, 상기 주석 불소인산염 유리는 SnF2,SnO및 P2O5을 혼합하여 형성할 수 있다. 예를 들어, 상기 주석 불소인산염 유리는 약 5mol% 내지 약 90mol%의 P2O5,약 8mol% 내지 약 93mol%의 SnF2및 약 1mol% 내지 약 93mol%의 SnO를 포함할 수 있다. 상기 주석 불소인산염 유리는 전자가가 Sn2 +인 주석을 포함할 수 있다.
또 다른 예시적인 일 실시예에 있어서, 상기 저중점 유리는 주석 붕소인산염 유리를 포함할 수 있다. 즉, 상기 주석 붕소 인산염 유리는 SnO 및 BPO4를 혼합하여 형성할 수 있다. 예를 들어, 상기 주석 붕소 인산염 유리는 전자가가 Sn2+인 주석을 포함할 수 있다.
상기 저융점 유리는 약 1000℃ 이하의 액상 온도, 바람직하게 약 600℃ 이하의 액상 온도, 보다 바람직하게는 약 400℃ 이하의 액상 온도를 가질 수 있다.
제1 배리어층(290)은 막을 형성하는 공정 및 상기 막의 결함을 제거하는 공정을 통해서 형성될 수 있다. 상기 막의 결함을 제거하는 공정은 열처리 공정을 포함할 수 있다. 즉, 상기 열처리 공정을 통해서, 제1 배리어층(290)은 보다 우수한 밀봉 특성을 가질 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 열처리 공정은 약 100℃ 이상이고, 약 150℃ 이하의 온도에서 진행될 수 있다. 제1 배리어층(290)은 비교적 낮은 액상 온도를 가지므로, 상기 열처리 공정을 통해서 제1 배리어층(290)이 소결(sintering)되어 그 내부에 위치하는 결함이 제거될 수 있다. 상기 열처리 공정의 온도가 비교적 낮으므로, 제1 배리어층(290) 하부에 위치하는 유기 발광 소자 또는 기판(200)은 상기 열처리 공정에 의해서 손상되지 않을 수 있다.
한편, 제1 평탄화층(280)은 평탄한 상면을 가지므로, 제1 평탄화층(280)의 상면에 형성되는 제1 배리어층(290)도 안정적으로 형성될 수 있다. 즉, 제1 평탄화층(280) 상에 배치되는 제1 배리어층(290)은 균일한 두께 및 상대적으로 높은 밀도를 가질 수 있다. 또한, 상기 봉지 구조물을 형성하는 과정에서 불가피하게 발생하는 입자들(particle) 또는 이물들을 덮음으로써, 이에 의해서 제1 배리어층(290)에 결함이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 즉, 제1 평탄화층(280) 상에 배치되는 제1 배리어층(290)은 보다 향상된 신뢰성을 가질 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 봉지 구조물은 제1 다공성층(270), 제1 평탄화층(280) 및 제1 배리어층(290)을 포함할 수 있다. 제1 평탄화층(280)은 평탄한 상면을 가지므로, 그 상부에 배치되는 제1 배리어층(290)은 균일한 두께 및 우수한 밀도를 가질 수 있으며, 우수한 봉지 특성을 가질 수 있다. 제1 다공성층(270)은 제1 평탄화층(280)에서 발생하는 잔류 수분 또는 잔류 용매를 분산시킬 수 있다. 이에 따라, 상기 잔류 수분 또는 잔류 용매가 집중되어 특정한 유기막을 열화시켜 암점 또는 화소 축소와 같은 문제를 감소시킬 수 있다. 제1 배리어층(290)은 저융점 유리를 포함하므로, 저온 열처리 공정을 통해서 결함을 제거할 수 있다. 이에 따라, 제1 배리어층(290)은 우수한 봉지특성을 가질 수 있다.
도 7은 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 유기 발광 표시장치를 나타내는 단면도이다.
도 7을 참조하면, 유기 발광 표시장치는 기판(200) 상에 배치된 스위칭 구조물, 유기 발광 소자 및 봉지 구조물을 포함할 수 있다. 상기 유기 발광 표시장치는 상기 봉지 구조물을 제외하면 도 6을 참조로 설명한 유기 발광 표시장치와 실질적으로 동일하거나 유사하다. 이에 따라, 반복되는 구성요소에 대한 설명은 생략한다.
상기 유기 발광 표시장치가 능동형 구동 방식을 채용하는 경우, 상기 스위칭 소자가 기판(200)과 제1 전극(250) 사이에 배치될 수 있다. 예시적인 실시예들에 있어서, 상기 스위칭 소자는 반도체 패턴(210), 게이트 절연막(220), 게이트 전극(225), 제1 소스 전극(235), 제1 드레인 전극(237) 등을 포함할 수 있다.
상기 스위칭 소자를 덮는 제2 층간 절연막(240) 상에는 유기 발광 소자가 배치될 수 있다. 예시적인 실시예들에 있어서, 상기 유기 발광 소자는 제1 전극(250), 화소정의막(255), 유기막(262) 및 제2 전극(264)을 포함할 수 있다.
상기 유기 발광 소자를 밀봉하기 위한 밀봉 구조물이 배치될 수 있다. 예시적인 실시예들에 있어서, 상기 밀봉 구조물은 캐핑막(266), 제1 다공성층(270), 제1 평탄화층(280) 및 제1 배리어층(290)을 포함할 수 있다.
제1 다공성층(270)은 캐핑막(266) 상에 배치될 수 있다. 제1 다공성층(270)은 비교적 큰 표면 거칠기를 가지며, 기공을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 다공성층(270)은 불소화리튬(LiF) 또는 텅스텐 산화물(WO3)등의 물질을 포함할 수 있다.
한편, 제2 다공성층(272)은 제1 다공성층(270) 상에 배치될 수 있다. 제2 다공성층(272)은 제1 다공성층(270)과 유사하게 비교적 큰 표면 거칠기를 가지며, 기공을 포함할 수 있다.
제2 다공성층(272)은 제1 다공성층(270)과 상이한 물질을 포함할 수 있다. 예시적인 실시예들에 있어서, 제1 다공성층(270)이 불소화리튬(LiF)을 포함하는 경우, 제2 다공성층(272)은 알루미늄 산화물(Al2O3)또는 텅스텐 산화물(WO3)을 포함할 수 있다. 다른 예시적인 실시예들에 있어서, 제1 다공성층(270)이 텅스텐 산화물(WO3)을 포함하는 경우, 제2 다공성층(272)은 알루미늄 산화물(Al2O3)또는 불소화리튬(LiF)을 포함할 수 있다.
예를 들어, 제2 다공성층(272)은 알루미늄 산화물(Al2O3)을 이용하여 스퍼터링 공정을 통해서 형성될 수 있다. 이때, 제1 다공성층(270)의 상면은 상대적으로 큰 표면 거칠기 및 기공을 가지고 있으므로, 제1 다공성층(270)의 상면에 형성된 알루미늄 산화물도 기공을 포함하도록 형성될 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 제2 다공성층(272)은 약 50nm 이상이고, 약 100nm 이하의 두께를 가질 수 있다.
앞서 언급한 바와 같이, 제1 다공성층(270)의 두께가 약 100nm 이상으로 증가하는 경우, 제1 다공성층(270)의 표면 거칠기 및 기공이 감소한다. 반면에, 제1 다공성층(270)과 상이한 물질을 포함하는 제2 다공성층(272)을 형성하는 경우, 제2 다공성층(272)의 표면 거칠기 및 기공은 감소하지 않을 수 있다. 즉, 제2 다공성층(272)을 배치함에 따라, 전체적인 다공성층들(270, 172)의 전체 두께가 증가할 수 있다.
제1 평탄화층(280)은 제2 다공성층(272) 상에 배치될 수 있으며, 평탄한 상면을 가질 수 있다. 제1 평탄화층(280)은 아크릴(Acryl) 수지와 같은 다양한 수지, 액상 실리콘, 또는 실리콘 내부 충진제와 같은 다양한 유기물을 포함할 수 있다.
상기 봉지 구조물이 완성된 이후, 제1 평탄화층(280)에서 발생하는 수분 또는 잔류 용매는 제1 다공성층(270) 및 제2 다공성층(272)에 분산될 수 있다. 즉, 제1 다공성층(270) 및 제2 다공성층(272) 내부에 위치하는 기공 또는 제2 다공성층(272)의 상면과 제1 평탄화층(280)의 하면 사이에 위치하는 기공 등에 상기 수분 또는 잔류 용매가 분산될 수 있다. 이에 따라, 상기 수분 또는 잔류 용매는 제1 다공성층(270) 및 제2 다공성층(272) 아래에 위치하는 유기 발광 소자를 과도하게 오염시키거나 열화시키지 않을 수 있으며, 암점(dark spot) 또는 화소 축소(pixel shrinkage)와 같은 문제가 발생하지 않을 수 있다.
제1 배리어층(290)은 제1 평탄화층(280)의 상면에 배치될 수 있다. 제1 배리어층(290)은 기판(200)과 제1 배리어층(290) 사이에 위치하는 유기 발광 소자를 밀봉할 수 있다. 즉, 외부로부터의 수분, 산소 또는 오염물이 침투하여, 상기 유기 발광 소자를 열화시키는 것을 방지할 수 있다.
제1 배리어층(290)은 도 1을 참조로 설명한 제1 배리어층(290)과 실질적으로 동일한 물질을 포함할 수 있다. 또한, 한편, 제1 평탄화층(280)은 평탄한 상면을 가지므로, 제1 평탄화층(280)의 상면에 형성되는 제1 배리어층(290)도 안정적으로 형성될 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 봉지 구조물은 제1 다공성층(270), 제2 다공성층(272), 제1 평탄화층(280) 및 제1 배리어층(290)을 포함할 수 있다. 제1 다공성층(270) 및 제2 다공성층(272)은 제1 평탄화층(280)에서 발생하는 잔류 수분 또는 잔류 용매를 분산시킬 수 있다. 이에 따라, 상기 잔류 수분 또는 잔류 용매가 집중되어 특정한 유기막을 열화시켜 암점 또는 화소 축소와 같은 문제를 감소시킬 수 있다.
도 8은 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 유기 발광 표시장치를 나타내는 단면도이다.
도 8을 참조하면, 유기 발광 표시장치는 기판(200) 상에 배치된 스위칭 구조물, 유기 발광 소자 및 봉지 구조물을 포함할 수 있다. 상기 유기 발광 소자는 기판(200) 상에 배치된 제1 전극(250), 화소정의막(255), 유기막(263) 및 제2 전극(264)을 포함할 수 있다. 유기막(263)은 도 6을 참조로 설명한 유기막(262)과 달리, 제1 전극(250)의 상면 및 화소정의막(255)의 측벽 상에만 형성될 수 있다. 이에 따라, 각각의 화소 별로 유기막(263)이 분리될 수 있다.
한편, 상기 유기 발광 표시장치는 상기 유기 발광 소자를 밀폐하기 위한 밀봉 구조물을 포함할 수 있다. 예시적인 실시예들에 있어서, 상기 밀봉 구조물은 캐핑막(266), 제1 다공성층(270), 제1 평탄화층(280), 제2 배리어층(282), 제2 평탄화층(284) 및 제1 배리어층(290)을 포함할 수 있다.
제1 다공성층(270)은 캐핑막(266) 상에 배치될 수 있다. 제1 다공성층(270)은 비교적 큰 표면 거칠기를 가지며, 기공을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 다공성층(270)은 불소화리튬(LiF) 또는 텅스텐 산화물(WO3)등의 물질을 포함할 수 있다.
제1 평탄화층(280)은 제1 다공성층(270) 상에 배치될 수 있으며, 평탄한 상면을 가질 수 있다. 1 평탄화층(280)은 다양한 유기물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 평탄화층(280)은 아크릴(Acryl) 수지와 같은 다양한 수지, 액상 실리콘, 또는 실리콘 내부 충진제를 포함할 수 있다.
제1 배리어층(290)은 제2 평탄화층(284)의 상면에 배치될 수 있다. 제1 배리어층(290)은 기판(200)과 제1 배리어층(290) 사이에 위치하는 유기 발광 소자를 밀봉할 수 있다. 즉, 외부로부터의 수분, 산소 또는 오염물이 침투하여, 상기 유기 발광 소자를 열화시키는 것을 방지할 수 있다. 제1 배리어층(290)은 도 1을 참조로 설명한 제1 배리어층(290)과 동일하거나 유사한 물질을 포함할 수 있다.
도 9 내지 도 13은 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 유기 발광 표시장치의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 9를 참조하면, 기판(200) 상에 스위치 구조물을 형성할 수 있다.
기판(200) 상에 버퍼층(250)을 형성한 후, 상기 스위칭 구조물을 형성할 수 있다. 구체적으로, 반도체 패턴(210)을 형성한 후 이에 불순물을 주입하여 채널 영역(212), 소스 영역(214) 및 드레인 영역(216)을 형성할 수 있다. 이후, 반도체 패턴(210)을 덮는 게이트 절연막(220)을 형성하고, 게이트 절연막(220) 상에 채널 영역(212)과 중첩되는 게이트 전극(225)을 형성할 수 있다. 게이트 전극(225)을 덮는 제1 층간 절연막(230)을 형성한 후, 게이트 절연막(220) 및 제1 층간 절연막(230)을 관통하는 홀(hole)들을 형성하고, 상기 홀들을 매립하는 소스 전극(235) 및 드레인 전극(237)을 형성할 수 있다.
도 10을 참조하면, 상기 스위칭 구조물을 덮는 제2 층간 절연막(240)을 형성한 후, 제2 층간 절연막(240) 상에 제1 전극(250) 및 화소정의막(255)을 형성할 수 있다.
제2 층간 절연막(240)은 아크릴계 수지, 폴리이미드계 수지, 폴리아미드계 수지, 실록산계 수지, 감광성아크릴카르복실기를포함하는수지, 노볼락 수지, 알칼리 가용성 수지와 같은 유기 절연물질 또는 실리콘 산화물, 실리콘 질화물, 실리콘 산질화물, 실리콘 산탄화물, 실리콘 탄질화물 등과 같은 무기 절연물을 사용하여 형성할 수 있다.
이후, 제2 층간 절연막(240) 상에 도전막을 형성한 후, 이를 패터닝하여 제1 전극(250)을 형성할 수 있다. 제1 전극(250)이 반사 전극인 경우, 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg), 은(Ag), 백금(Pt), 금(Au), 크롬(Cr), 텅스텐(W), 몰리브데늄(Mo), 티타늄(Ti), 팔라듐(Pd) 또는 이들의 합금을 사용하여, 스퍼터링(sputtering) 공정 또는 증착(evaporation) 공정을 통해서 형성될 수 있다. 또한, 제1 전극(250)은 화소 전극일 경우, 각각의 화소에 대응하도록 패터닝될 수 있다.
화소정의막(255)은 제2 층간 절연막(240) 상에 제1 전극(250)을 부분적으로 덮도록 형성될 수 있다. 화소정의막(255)은 제1 전극(250)보다 높은 상면을 가질 수 있으며, 화소정의막(255)의 측벽은 제1 전극(250)의 상면과 예각을 이룰 수 있다.
도 11을 참조하면, 제1 전극(250) 및 화소정의막(255) 상에 유기막(262), 제2 전극(264) 및 캐핑막(266)을 순차적으로 형성할 수 있다.
제1 전극(250) 및 화소정의막(255) 상에 유기막(262)을 형성할 수 있다. 유기막(262)은 적어도 하나 이상의 발광층을 포함할 수 있다. 예시적인 실시예들에 있어서, 유기막(262)은 스핀 코팅 등의 공정을 통해서, 제1 전극(250) 및 화소정의막(255)에 전체적으로 형성될 수 있다. 다른 예시적인 실시예들에 있어서, 유기막(262)은 잉크젯 프린팅 또는 레이저 열전사(laser induced thermal image) 공정을 통해서, 제1 전극(250) 상에 각각의 화소 별로 형성될 수도 있다.
제2 전극(264)은 유기막(262) 상에 형성될 수 있다. 제2 전극(262)은 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg), 은(Ag), 백금(Pt), 금(Au), 크롬(Cr), 텅스텐(W), 몰리브데늄(Mo), 티타늄(Ti), 팔라듐(Pd), 이들의 합금 또는 산화인듐주석(ITO)와 같은 투명 도전 물질을 사용하여 형성할 수 있다. 제2 전극(264)이 마그네슘과 은의 합금을 포함하는 경우, 제2 전극(264)은 우수한 투과성을 확보하기 위해서 약 10nm 이상이고, 약 17nm 이하의 두께를 가질 수 있다.
이후, 제2 전극(264) 상에 균일한 두께의 캐핑막(266)을 형성할 수 있다.
도 12를 참조하면, 제2 층간 절연막(240) 상에 캐핑막(266)을 덮는 제1 다공성층(270) 및 제1 평탄화층(280)을 형성할 수 있다.
제1 다공성층(270)은 불소화리튬(LiF) 또는 텅스텐 산화물(WO3)등을 사용하여, 증착(evaporation) 공정, 화학기상 증착(CVD) 공정 또는 스퍼터링(sputtering) 공정을 통해서 형성될 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 제1 다공성층(270)은 증착(evaporation) 공정을 통해서 형성될 수 있다. 증착(evaporation) 공정을 통해서 제1 다공성층(270)을 형성하는 경우, 화학기상 증착 공정 또는 스퍼터링 공정을 통해서 제1 다공성층(270)을 형성하는 경우와 비교하여 보다 우수한 막을 형성할 수 있다. 즉, 증착(evaporation) 공정을 통해서 제1 다공성층(270)을 형성하는 경우, 제1 다공성층(270)은 보다 많은 기공을 포함할 수 있으며, 표면 거칠기도 증가될 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 제1 다공성층(270)이 불소화리튬(LiF)를 포함하는 다공성층인 경우, 제1 다공성층(270)은 흡습성을 가질 수 있다. 즉, 기공에 의해서 노출된 제1 다공성층(270)의 표면은 수분과 반응하여 수분을 흡수할 수 있다.
이후, 제2 층간 절연막(240) 상에 제1 다공성층(270)을 덮는 제1 평탄화층(280)을 형성할 수 있다.
제1 평탄화층(280)은 아크릴(Acryl) 수지와 같은 다양한 수지, 액상 실리콘, 또는 실리콘 내부 충진제를 용매(solvent)에 용해하여 코팅액을 준비한 후, 상기 코팅액을 이용하여 제1 다공성층(270) 상에 코팅하고, 열경화 공정 또는 UV경화 공정을 수행하여 형성될 수 있다. 이때, 제1 평탄화층(280)은 실질적으로 평탄한 상면을 가질 수 있다. 즉, 제1 전극(250)의 상면과 화소정의막(255)의 상면 사이의 높이 차이에 의해서 형성된 단차가 제1 평탄화층(280)에 의해서 제거될 수 있다.
이후, 열처리 공정 또는 가스제거(outgassing) 공정 등을 수행하여, 제1 평탄화층(280) 내에 존재하는 수분 및 용매를 제거할 수 있다. 다만, 상기 열처리 공정 또는 상기 가스제거 공정을 장시간 수행하더라도 제1 평탄화층(280) 내부에는 잔류하는 수분 및 용매가 존재할 수 있다.
예시적인 실시예에 있어서, 제1 평탄화층(280)을 아크릴 수지를 사용하여 형성하는 경우, 다른 종류의 수지를 사용하여 형성하는 경우와 비교하여 보다 작은 수분 및 용매가 잔류할 수 있다. 다만, 아크릴 수지를 사용하더라도, 평탄화층(280) 내부에는 일정한 양의 수분 및 용매가 잔류할 수 있다.
도 13을 참조하면, 제2 층간 절연막(240) 상에 제1 평탄화층(280)을 덮는 제1 배리어층(290)을 형성할 수 있다.
제1 배리어층(290)은 저융점 유리를 사용하여 스퍼터링 공정을 통해서 형성될 수 있다. 예시적인 실시예들에 있어서, 상기 저융점 유리는 주석 인산염 유리, 주석 붕소인산염 유리, 주석 불소인산염 유리, 텅스텐-도핑된 주석 불소인산염 유리, 칼코게나이드 유리, 텔루라이트 유리, 붕산염 유리 또는 인산염 유리를 포함할 수 있다.
제1 배리어층(290)은 평탄한 제1 평탄화층(280)의 상면에 형성되므로, 단차를 갖는 표면에 형성되는 경우와 비교하여 보다 균일한 밀도를 가지며 우수한 밀봉성을 가질 수 있도록 형성될 수 있다.
이상 본 발명의 바람직한 실시예에 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.
100, 200: 기판 150, 250: 제1 전극
155, 255: 화소정의막 162, 262: 유기막
164, 264: 제2 전극 166, 266: 캐핑막
170, 270: 제1 다공성층 172, 272: 제2 다공성층
180, 280: 제1 평탄화층 182, 192, 282: 제2 배리어층
184, 284: 제2 평탄화층 190, 290: 제1 배리어층
205: 버퍼층 210: 반도체 패턴
212: 채널 영역 214: 소스 영역
216: 드레인 영역 220: 게이트 절연막
225: 게이트 전극 230: 제1 층간 절연막
235: 소스 전극 237: 드레인 전극
240: 제2 층간 절연막
155, 255: 화소정의막 162, 262: 유기막
164, 264: 제2 전극 166, 266: 캐핑막
170, 270: 제1 다공성층 172, 272: 제2 다공성층
180, 280: 제1 평탄화층 182, 192, 282: 제2 배리어층
184, 284: 제2 평탄화층 190, 290: 제1 배리어층
205: 버퍼층 210: 반도체 패턴
212: 채널 영역 214: 소스 영역
216: 드레인 영역 220: 게이트 절연막
225: 게이트 전극 230: 제1 층간 절연막
235: 소스 전극 237: 드레인 전극
240: 제2 층간 절연막
Claims (21)
- 기판 상에 배치되며, 굴곡된 상면을 갖는 제1 다공성층;
상기 제1 다공성층 상에 배치되며, 평탄한 상면을 갖는 제1 평탄화층; 및
상기 제1 평탄화층 상에 배치되며, 저융점 유리를 포함하는 제1 배리어층을 포함하는 유기 발광 표시장치용 봉지 구조물. - 제 1항에 있어서, 상기 제1 배리어층은 주석 인산염 유리, 주석 붕소인산염 유리, 주석 불소인산염 유리, 텅스텐-도핑된 주석 불소인산염 유리, 칼코게나이드 유리, 텔루라이트 유리, 붕산염 유리 또는 인산염 유리를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시장치용 봉지 구조물.
- 제 2항에 있어서, 상기 저융점 유리는 주석 인산염 유리, 주석 붕소인산염 유리 또는 주석 불소인산염 유리를 포함하고, 상기 주석은 전자가가 Sn2 +인 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시장치용 봉지 구조물.
- 제 3항에 있어서, 상기 제1 배리어층의 표면 상에 배치된 제2 배리어층을 더 포함하고,
상기 제2 배리어층은 주석 인산염 유리, 주석 붕소인산염 유리 또는 주석 불소인산염 유리를 포함하고, 상기 주석은 전자가가 Sn4 +인 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시장치용 봉지 구조물. - 제 1항에 있어서, 상기 저융점 유리는 약 400℃ 이하의 액상 온도를 가지는 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시장치용 봉지 구조물.
- 제 1항에 있어서, 상기 제1 다공성층은 불소화리튬(LiF) 또는 텅스텐 산화물(WO3)를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시장치용 봉지 구조물.
- 제 1항에 있어서, 상기 제1 다공성층은 50nm 내지 100nm의 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시장치용 봉지 구조물.
- 제 1항에 있어서, 상기 제1 다공성층의 내부 및 상기 제1 다공성층과 상기 제1 평탄화층의 계면에는 복수개의 기공이 배치되며, 상기 기공은 상기 제1 평탄화층에서 발생하는 잔류 수분 또는 잔류 용매를 분산시키는 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시장치용 봉지 구조물.
- 제 1항에 있어서, 상기 제1 다공성층 및 상기 제1 평탄화층 사이에 배치되는 제2 다공성층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시장치용 봉지 구조물.
- 제 9항에 있어서, 상기 제2 다공성층은 알루미늄 산화물(Al2O3),불소화리튬(LiF) 또는 텅스텐 산화물(WO3)를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시장치용 봉지 구조물.
- 제 1항에 있어서,
상기 제1 평탄화층과 상기 제1 배리어층 사이에 위치하는 제2 배리어층; 및
상기 제2 배리어층과 상기 제1 배리어층 사이에 위치하는 제2 평탄화층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시장치용 봉지 구조물. - 제 1항에 있어서, 상기 제1 평탄화층은 아크릴(Acryl) 수지 또는 액상 실리콘을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시장치용 봉지 구조물.
- 기판 상에 배치된 유기 발광 소자; 및
상기 유기 발광 소자를 밀봉하는 봉지 구조물을 포함하며,
상기 봉지 구조물은,
상기 유기 발광 소자 상에 배치되며, 굴곡된 상면을 갖는 제1 다공성층;
상기 제1 다공성층 상에 배치되며, 평탄한 상면을 갖는 제1 평탄화층; 및
상기 제1 평탄화층 상에 배치되며, 저융점 유리를 포함하는 제1 배리어층을 포함하는 유기 발광 표시장치. - 제 13항에 있어서, 상기 제1 배리어층은 주석 인산염 유리, 주석 붕소인산염 유리, 주석 불소인산염 유리, 텅스텐-도핑된 주석 불소인산염 유리, 칼코게나이드 유리, 텔루라이트 유리, 붕산염 유리 또는 인산염 유리를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시장치.
- 제 13항에 있어서, 상기 제1 다공성층은 불소화리튬(LiF) 또는 텅스텐 산화물(WO3)를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시장치.
- 제 13항에 있어서, 상기 제1 다공성층의 내부 및 상기 제1 다공성층과 상기 제1 평탄화층의 계면에는 복수개의 기공이 배치되며, 상기 기공은 상기 제1 평탄화층에서 발생하는 잔류 수분 또는 잔류 용매를 분산시키는 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시장치.
- 제 13항에 있어서, 상기 제1 다공성층 및 상기 제1 평탄화층 사이에 배치되는 제2 다공성층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시장치.
- 제 13항에 있어서,
상기 제1 평탄화층과 상기 제1 배리어층 사이에 위치하는 제2 배리어층; 및
상기 제2 배리어층과 상기 제1 배리어층 사이에 위치하는 제2 평탄화층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시장치. - 기판 상에 유기 발광 소자를 형성하는 단계;
상기 유기 발광 소자를 덮는 제1 다공성층을 형성하는 단계;
상기 제1 다공성층 상에 평탄한 상면을 갖는 제1 평탄화층을 형성하는 단계; 및
상기 제1 평탄화층 상에 저융점 유리를 포함하는 제1 배리어층을 형성하는 단계를 포함하는 유기 발광 표시장치의 제조 방법. - 제 19항에 있어서, 상기 제1 다공성층을 형성하는 단계는 불소화리튬(LiF) 또는 텅스텐 산화물(WO3)을 사용하여 진공 증착(evaporation) 공정을 수행하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시장치의 제조 방법.
- 제 19항에 있어서, 상기 제1 배리어층을 형성하는 단계는 상기 저융점 유리를 사용하여 스퍼터링 공정을 수행하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시장치의 제조 방법.
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