KR20150044721A - 유기 발광 장치 및 이의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예는 기판; 상기 기판 상에 구비되며, 제1 전극, 제2 전극 및 상기 제1 전극과 제2 전극 사이에 구비된 중간층을 포함한 유기 발광 소자; 및 상기 유기 발광 소자를 덮는 봉지층;을 포함하고, 상기 봉지층은 제1 크랙 포인트(crack point)를 포함하는 제1 무기층 및 상기 제1 무기층 상에 형성되며 상기 제1 크랙 포인트를 실링하는 제1 크랙제어층을 포함하는 유기 발광 장치를 개시한다.

Description

유기 발광 장치 및 이의 제조 방법{An organic light emtting device and a method for preparing the same}
본 발명의 실시예들은 유기 발광 장치 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명은 유기 발광 장치 및 이의 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 유기층 및 무기층을 포함하며, 상기 유기층과 상기 무기층의 계면에 상기 유기층을 이루는 유기물과 상기 상기 무기층을 이루는 무기물의 혼합 (intermixing) 영역이 존재하는 봉지층을 구비한 유기 발광 장치 및 이의 제조 방법에 관한 것이다. 상기 유기 발광 장치의 봉지층은 우수한 방투산소 및 방투수분 성능을 가지며, 초박막으로 형성될 수 있는 바, 상기 유기 발광 장치는 장수명 및 고휘도를 가질 수 있다. 또한, 상기 유기 발광 장치의 제조 방법은 그 공정이 단순하여, 제조 단가를 절감할 수 있다.
유기 발광 소자(Organic Light Emitting Diode)는 형광성 유기 화합물을 전기적으로 여기시켜서 발광시키는 자발광형 디스플레이로 낮은 전압에서 구동이 가능하고, 박형화가 용이하며, 광시야각, 빠른 응답 속도 등 액정 디스플레이에 있어서 문제점으로 지적되는 것을 해결할 수 있는 차세대 디스플레이로 주목받고 있다. 유기 발광 소자는 애노드 전극과 캐소드 전극 사이에 유기물로 이루어진 중간층을 구비하고 있다. 유기 전계 발광 소자는 이들 전극들에 양극 및 음극 전압이 각각 인가됨에 따라 애노드 전극으로부터 주입된 정공(hole)이 정공 수송층을 경유하여 중간층으로 이동되고, 전자는 캐소드 전극으로부터 전자 수송층을 경유하여 중간층으로 이동되어서, 중간층에서 전자와 정공이 재결합하여 여기자(exiton)를 생성하게 된다.
이 여기자가 여기 상태에서 기저 상태로 변화됨에 따라, 중간층의 형광성 분자가 발광함으로써 화상을 형성하게 된다. 풀 컬러(full color)형 유기 전계 발광 소자의 경우에는 적(R),녹(G),청(B)의 삼색을 발광하는 화소(pixel)를 구비토록 함으로써 풀 컬러를 구현한다.
전술한 바와 같이 유기 발광 소자는 유기층과 접촉된 캐소드 전극을 갖는다. 유기 발광 장치의 신뢰성을 향상시키기 위하여, 유기 발광 소자는 투습 및 투산소로부터 보호되어야 한다.
본 발명의 실시예들은 유기 발광 장치 및 이의 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예는 기판; 상기 기판 상에 구비되며, 제1 전극, 제2 전극 및 상기 제1 전극과 제2 전극 사이에 구비된 중간층을 포함한 유기 발광 소자; 및 상기 유기 발광 소자를 덮는 봉지층;을 포함하고, 상기 봉지층은 제1 크랙 포인트(crack point)를 포함하는 제1 무기층 및 상기 제1 무기층 상에 형성되며 상기 제1 크랙 포인트를 실링하는 제1 크랙제어층을 포함하는 유기 발광 장치를 개시한다.
본 실시예에 있어서 상기 봉지층은, 상기 제1 크랙제어층 상에 형성된 제1 유기층을 더 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 봉지층은, 상기 제1 유기층 상에 형성되며 제2 크랙 포인트를 포함하는 제2 무기층 및 상기 제2 무기층 상에 형성되며 상기 제2 크랙 포인트를 실링하는 제2 크랙제어층을 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1 크랙제어층은 산화물, 질화물, 산화질화물, 금속 또는 서멧(cermet)을 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1 크랙제어층의 밀도는 2.6g/cm3 내지 2.9g/cm3일 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1 크랙제어층은 탄소를 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1 크랙제어층의 탄소 함량에 따라 상기 제1 크랙제어층의 밀도가 변화할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1 크랙제어층의 탄소 함량이 2% 내지 6%일 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1 크랙제어층의 두께는 0.3nm 내지 5nm일 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 유기 발광 소자와 상기 봉지층 사이에 보호층이 더 구비될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예는 제1 전극, 제2 전극 및 상기 제1 전극과 제2 전극 사이에 구비된 중간층을 포함한 유기 발광 소자를 구비한 기판을 준비하는 단계; 및 상기 유기 발광 소자를 덮는 봉지층을 형성하는 단계;를 포함하고, 상기 봉지층 형성 단계는, 상기 유기 발광 소자를 덮는 제1 무기층을 형성하는 단계; 및 상기 제1 무기층 상에 상기 제1 무기층 표면에 형성된 제1 크랙 포인트를 실링하는 제1 크랙제어층을 형성하는 단계;를 포함하는 유기 발광 장치의 제조 방법을 개시한다.
본 실시예에 있어서, 상기 봉지층 형성 단계가, 상기 크랙제어층 상에 제1 유기층을 형성하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 봉지층 형성 단계가, 상기 제1 유기층 상에 제2 무기층을 형성하는 단계 및 상기 제2 무기층 상에 상기 제2 무기층 표면에 형성된 제2 크랙 포인트를 실링하는 제2 크랙제어층을 형성하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1 크랙제어층은 산화물, 질화물, 산화질화물, 금속 또는 서멧(cermet)을 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1 크랙제어층의 밀도는 2.6g/cm3 내지 2.9g/cm3일 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1 크랙제어층의 두께는 0.3nm 내지 5nm일 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1 크랙제어층을 형성하는 단계는 ALD(atomic layer depositon) 공법을 이용할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 ALD 공법은 흡착단계, 제1 배기단계, 반응단계 및 제2 배기단계를 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 흡착단계에서 소스(source)물질이 상기 제1 크랙 포인트에 흡착될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 반응단계에서 상기 제1 크랙제어층의 탄소 함량을 조절할 수 있다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
본 발명의 실시예들에 관한 유기 발광 장치는 봉지층의 배리어(barrier) 특성이 향상될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예를 따르는 유기 발광 장치의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예를 따르는 유기 발광 장치의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예를 따르는 유기 발광 장치의 단면도이다.
도 4a 내지 도 4c는 도1의 유기 발광 장치의 제조 방법을 개략적으로 도시한 단면도들이다.
도 5a 내지 도5c는 비교예에 따른 종래의 문제점을 나타낸 도면이다.
도 6a 내지 도 6b는 본 발명의 실시예들에 따른 효과를 나타낸 도면이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다.
이하의 실시예에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
이하의 실시예에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.
이하의 실시예에서, 막, 영역, 구성 요소 등의 부분이 다른 부분 위에 또는 상에 있다고 할 때, 다른 부분의 바로 위에 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 막, 영역, 구성 요소 등이 개재되어 있는 경우도 포함한다.
도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예들에 대하여 보다 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명을 따르는 유기 발광 장치의 일 실시예를 개략적으로 도시한 도면이다. 도 1에 도시된 유기 발광 장치(10)는 기판(110) 상부에, 제1 전극(121), 중간층(122) 및 제2 전극(123)을 포함한 유기 발광 소자(120)를 구비하여, 상기 유기 발광 소자(120)를 덮는 봉지층(130)을 구비한다. 상기 봉지층(130)은 적어도 제1 무기층(131), 제1 크랙제어층(133)이 순차적으로 적층된 구조이며, 제1 크랙제어층(133)은 제1 무기층(131) 표면에 형성된 제1 크랙 포인트(1311)를 실링한다.
상기 기판(110)은 통상적인 유기 발광 장치에서 사용되는 기판을 사용하는데 기계적 강도, 열적 안정성, 투명성, 표면 평활성, 취급용이성 및 방수성이 우수한 유리 기판 또는 플라스틱 기판을 이용할 수 있다. 도 1에는 도시되어 있지 않으나, 상기 기판(110) 상부에는 평탄화막, 절연층 등이 더 구비될 수 있는 등, 다양한 변형이 가능하다.
상기 기판(110) 상부에는 유기 발광 소자(120)가 구비되어 있다. 상기 유기 발광 소자(120)는 제1 전극(121), 중간층(122) 및 제2 전극(123)을 포함한다.
상기 제1 전극(121)은 진공증착법이나 스퍼터링법 등의 방법을 이용하여 형성될 수 있으며, 캐소드 또는 애노드일 수 있다. 상기 제1 전극(21)은 투명 전극, 반투명 전극 또는 반사 전극일 수 있으며, 산화인듐주석(ITO), 산화인듐아연(IZO), 산화주석(SnO2), 산화아연(ZnO), Al, Ag, Mg 등을 이용하여 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 서로 다른 2 이상의 물질을 이용하여 2 층 이상의 구조를 가질 수 있는 등, 다양한 변형이 가능하다.
상기 제2 전극(123) 진공증착법이나 스퍼터링법 등의 방법을 이용하여 형성될 수 있으며, 캐소드 또는 애노드일 수 있다. 상기 제2 전극 형성용 금속으로는 낮은 일함수를 가지는 금속, 합금, 전기전도성 화합물 및 이들의 혼합물을 사용할 수 있다. 구체적인 예로서는 리튬(Li), 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 알루미늄-리튬(Al-Li), 칼슘(Ca), 마그네슘-인듐(Mg-In), 마그네슘-은(Mg-Ag)등을 들 수 있다. 또한, 상기 제2 전극(25)은 서로 다른 2 이상의 물질을 이용하여 2층 이상의 구조를 가질 수 있는 등, 다양한 변형이 가능하다.
상기 제1 전극(121)과 상기 제2 전극(123) 사이에는 중간층(122)이 구비되어 있다. 중간층(122)은 유기 발광층을 구비한다. 선택적인 다른 예로서, 중간층은 유기 발광층(emission layer)을 구비하고, 그 외에 정공 주입층(HIL:hole injection layer), 정공 수송층(hole transport layer), 전자 수송층(electron transport layer) 및 전자 주입층(electron injection layer) 중 적어도 하나를 더 구비할 수 있다. 본 실시예는 이에 한정되지 아니하고, 중간층(122)이 유기 발광층을 구비하고, 기타 다양한 기능층을 더 구비할 수 있다.
유기 발광 소자(120) 상부로는 보호층(140)이 더 구비될 수 있다. 상기 보호층(140)은 유기 발광 소자(120)의 제2 전극(123)이 수분 및 산소에 의하여 산화되는 것을 방지할 수 있는 유기물 또는 무기물로 이루어질 수 있다. 또는, 상기 보호층은 유/무기 복합층으로 이루어질 수도 있는 등, 다양한 변화가 가능하다.
도 1 중, 봉지층(130)은 상기 유기 발광 소자(120)를 덮도록 구비되어 있는데, 제1 무기층(131) 및 제1 크랙제어층(31)을 구비한다.
상기 제1 무기층(131)은 SiNx, SiOx, SiCxNy, SiOxNy 등을 포함할 수 있다. 제1 무기층(131)은 제1 크랙 포인트(1311)를 포함한다. 제1 크랙 포인트(1311)는 제1 무기층(131) 표면에 형성된다. 제1 크랙 포인트(1311)는 복수개 형성될 수 있다.
상기 제1 무기층(131) 상에 제1 크랙제어층(133)이 형성된다. 제1 크랙제어층(133)에 의해 제1 무기층(131)에 크랙이 성장하는 것을 방지할 수 있다. 제1 크랙제어층(133)은 산화물, 질화물, 산화질화물, 금속 또는 서멧(cermet)을 포함할 수 있다. 제1 크랙제어층(133)은 AlOx, HfOx, ZrOx 또는 ZnOx를 포함할 수 있다.
제1 크랙제어층(133)은 저밀도로 형성될 수 있다. 제1 크랙제어층(133)의 밀도가 2.9 g/cm3보다 커지게 되면 제1 크랙제어층(133) 자체에 크랙이 형성될 수 있다. 제1 크랙제어층(133)의 밀도는 2.6g/cm3 내지 2.9g/cm3일 수 있다.
제1 크랙제어층(133)이 ALD 공정에 의해 형성되는 경우에 제1 크랙제어층(133)이 탄소를 포함할 수 있다. 제1 크랙제어층(133)이 탄소를 포함하게 되는 과정에 대한 설명은 본 발명의 실시예들에 따른 유기 발광 장치의 제조 방법에 대한 설명에서 하도록 한다. 제1 크랙제어층(133)의 밀도는 제1 크랙제어층(133)의 탄소 함량에 따라 변할 수 있다. 제1 크랙제어층(133)이 AlOx로 형성되는 경우에, 탄소 함량이 0.5% 내지 1.5% 인 경우에는 제1 크랙제어층의 밀도가 3.1g/cm3 내지 3.3g/cm3이었다. 제1 크랙제어층의 탄소 함량이 3.8% 내지 6.2% 인 경우에는 제1 크랙제어층의 밀도가 2.7g/cm3 내지 2.9g/cm3이었다. 따라서 제1 크랙제어층의 탄소 함량을 2% 내지 6% 사이로 형성하여, 제1 크랙제어층의 밀도를 2.6g/cm3 내지 2.9g/cm3 범위로 형성할 수 있다. 제1 크랙제어층(133)의 탄소 함량을 조절하여 제1 크랙제어층(133)을 저밀도로 형성할 수 있고, 이에 따라 제1 크랙제어층(133) 자체의 크랙 형성을 줄이면서 제1 무기층(131)의 제1 크랙 포인트(1311)를 실링할 수 있다. 또한 제1 크랙제어층을 밀도를 2.9g/cm3 이하로 형성하는 경우, 제1 크랙제어층의 두께가 5nm 내지 50nm까지 변해도 제1 크랙제어층의 밀도가 2.7g/cm3 내지 2.9g/cm3 범위로 유지되었다. 따라서 저밀도 공정에서는 제1 크랙제어층(133)의 두께가 변화해도 밀도에는 영향을 미치지 않는 것을 알 수 있다. 제1 크랙제어층(133)의 두께는 0.3nm 내지 5nm일 수 있다. 제1 크랙제어층(133)의 두께가 5nm 이내로 형성됨으로써 제1 크랙제어층(133)이 보다 더 효율적으로 제1 크랙 포인트(1311)를 실링할 수 있다.
제1 무기층(131)은 통상적으로 CVD(chemical vapor deposition) 또는 스퍼터링법에 의해 형성될 수 있다. 상기 방법으로 무기층을 형성할 시에 무기층 표면에 전체적으로 크랙 포인트가 형성되고, 상기 크랙 포인트를 시작으로 하여 크랙이 점차 성장할 수 있다. 이에 따라 상기 방법으로 무기층을 형성하는 경우 무기층에 크랙이 전체적으로 존재할 수 있다. 이에 따라 무기층의 배리어 특성이 저하될 수 있다. 한편, 제1 무기층(131) 상에 유기층이 형성될 수 있다. 유기층은 고분자 유기 화합물로 구성될 수 있으며, 고분자 유기 화합물에서는 가스가 방출되는(Outgassing) 현상이 발생할 수 있다. 방출된 가스는 유기 발광 소자(120) 방향으로 침투할 수 있다. 이때, 유기 화합물에서 발생한 가스가 제1 무기층(131)에 발생된 크랙에 집중되어 유기 발광 소자(120)의 제2 전극(123)을 산화시켜 암점(Dark spot)을 유발시킬 수 있다.
본 실시예에 따르면, 제1 무기층(131) 상에 제1 크랙제어층(133)을 형성함으로써, 제1 무기층(131) 표면의 제1 크랙 포인트(1311)를 실링하여 제1 무기층(131) 표면의 결함을 제거할 수 있다. 또한, 제1 무기층(131) 표면의 제1 크랙 포인트(1311)가 제1 크랙제어층(133)에 의해 실링됨으로써 제1 크랙 포인트(1311)으로부터 시작되는 크랙의 성장을 방지할 수 있다. 제1 크랙제어층(133)에 의해 제1 무기층(131)에 형성되는 크랙을 줄일 수 있고, 이에 따라 봉지층(130)의 배리어 특성을 향상시킬 수 있다. 또한 제1 무기층(131) 상에 유기층이 형성되는 경우에, 제1 무기층(131)의 크랙에 가스가 집중되는 현상이 줄어들게 되어, 암점의 발현을 줄일 수 있다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예를 따르는 유기 발광 장치(20)의 단면도이다.
이하, 전술한 도 1의 실시예와의 차이점을 중심으로 본 실시예를 설명한다. 여기서, 앞서 도시된 도면에서와 동일한 참조부호는 동일한 기능을 하는 동일한 부재를 가리킨다.
도 2에 도시된 유기 발광 장치(20)는 기판(110) 상부에, 제1 전극(121), 중간층(122) 및 제2 전극(123)을 포함한 유기 발광 소자(120)를 구비하여, 상기 유기 발광 소자(120)를 덮는 봉지층(230)을 구비한다. 상기 봉지층(230)은 적어도 제1 무기층(131), 제1 크랙제어층(133) 및 제1 유기층(135)이 순차적으로 적층된 구조이며, 제1 크랙제어층(133)은 제1 무기층(131) 표면에 형성된 제1 크랙 포인트(1311)를 실링한다.
제1 유기층(135)은 아크릴계 수지, 메타크릴계 수지, 폴리이소프렌, 비닐계 수지, 에폭시계 수지, 우레탄계 수지, 셀룰로오스계 수지 및 페릴렌계 수지로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 물질을 포함할 수 있다.
제1 크랙제어층(133)이 제1 무기층(131) 표면에 형성된 제1 크랙 포인트(1311)를 실링함에 따라, 제1 무기층(131)에 형성되는 크랙을 줄일 수 있다. 이에 따라 봉지층(230)의 베리어 특성이 향상될 수 있다. 또한 제1 유기층(135)에서 발생되는 아웃개스(out gas)가 제1 무기층(131)의 크랙에 집중되는 현상을 줄일 수 있으므로, 암점의 발현을 줄일 수 있다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예를 따르는 유기 발광 장치(30)의 단면도이다.
이하, 전술한 도 2의 실시예와의 차이점을 중심으로 본 실시예를 설명한다. 여기서, 앞서 도시된 도면에서와 동일한 참조부호는 동일한 기능을 하는 동일한 부재를 가리킨다.
도 2에 도시된 유기 발광 장치(30)는 기판(110) 상부에, 제1 전극(121), 중간층(122) 및 제2 전극(123)을 포함한 유기 발광 소자(120)를 구비하여, 상기 유기 발광 소자(120)를 덮는 봉지층(330)을 구비한다. 상기 봉지층(230)은 적어도 제1 무기층(131), 제1 크랙제어층(133), 제1 유기층(135), 제2 무기층(331) 및 제2 크랙제어층(333)이 순차적으로 적층된 구조이다. 제1 크랙제어층(133)은 제1 무기층(131) 표면에 형성된 제1 크랙 포인트(1311)를 실링한다. 제2 크랙제어층(333)은 제2 무기층(331) 표면에 형성된 제2 크랙 포인트(3311)를 실링한다.
상기 제2 무기층(331) 및 제2 크랙제어층(333)에 대한 상세한 설명은 상기 제1 무기층(131) 및 제1 크랙제어층(133)에 대한 설명을 참조한다.
제1 크랙제어층(133)이 제1 무기층(131) 표면에 형성된 제1 크랙 포인트(1311)를 실링함에 따라, 제1 무기층(131)에 형성되는 크랙을 줄일 수 있다. 제2 크랙제어층(333)이 제2 무기층(331) 표면에 형성된 제2 크랙 포인트(3311)를 실링함에 따라, 제2 무기층(331)에 형성되는 크랙을 줄일 수 있다. 이에 따라 봉지층(330)의 베리어 특성이 향상될 수 있다. 또한 제1 유기층(135)에서 발생되는 아웃개스(out gas)가 제1 무기층(131)의 크랙에 집중되는 현상을 줄일 수 있으므로, 암점의 발현을 줄일 수 있다.
이와 같은 봉지층(330)은 교대로 배치된 복수 개의 추가적인 무기층 및 유기층을 더 포함할 수 있고, 무기층 상에 형성되는 크랙제어층을 더 포함할 수 있으며, 무기층, 크랙제어층 및 유기층의 적층 횟수는 제한되지 않는다.
도 4a 내지 도 4c는 도1의 유기 발광 장치(10)의 제조 방법을 개략적으로 도시한 단면도들이다.
도 4a를 참조하면, 기판(110) 상에 유기 발광 소자(120) 및 제1 무기층(131)을 형성한다. 제1 무기층(131)은 CVD(chemical vapor deposition) 또는 스퍼터링법에 의해 형성될 수 있다. 제1 무기층(131) 표면에 크랙이 성장할 수 있는 제1 크랙 포인트(1311)가 형성될 수 있다.
다음으로 도 4b와 같이, ALD(atomic layer deposion) 공정의 흡착단계가 진행될 수 있다. ALD 공정은 1 monolayer 수준으로 물리흡착에 의해 막을 흡착시키는 공정이다. 도 4b를 참조하면, 소스(source)물질(150)이 제1 크랙 포인트(1311)에 흡착시킬 수 있다. 소스물질(150)은 제1 무기층(131) 상에서 에너지적으로 가장 불안한 자리인 제1 크랙 포인트(1311)에 흡착될 수 있다. 소스물질(150)이 제1 무기층(131)의 제1 크랙 포인트(1311)에 흡착될 수 있으므로, 제1 크랙 포인트(1311)가 실링될 수 있다. 소스물질(150)은 TMA(trimethylaluminum)일 수 있다.
다음으로 도 4c와 같이, ALD 공정의 반응단계가 진행될 수 있다. 도 4c를 참조하면, 반응물질(160)이 공급될 수 있다. 소스물질(150)이 반응물질(160)과 반응함에 따라 도 4d와 같이 제1 크랙제어층(133)이 형성될 수 있다. 반응물질(160)을 공급할 때 에너지 소스로서, 플라즈마, 열 또는 자외선을 가해줄 수 있다. 반응물질(160)은 활성산소일 수 있다. 소스물질(150)이 TMA이고 반응물질(160)이 활성산소인 경우 TMA와 활성산소가 반응함에 따라 제1 크랙제어층(133)인 AlOx층이 형성될 수 있다. 이때 TMA에 포함되있던 탄소가 AlOx에 불안정하게 결합됨에 따라 제1 크랙제어층(133)이 탄소를 포함할 수 있다. 탄소가 AlOx에 불안정하게 결합되어 있으므로 에너지 소스인 플라즈마, 열 또는 자외선을 증가시킬수록 불안정하게 결합되어 있는 탄소가 활성산소와 반응하여 AlOx에서 떨어져 나갈 수 있다. 이에 따라 제1 크랙제어층(133)의 탄소함량이 줄어들 수 있다. 반응단계에서 에너지 소스를 조절함으로써 제1 크랙제어층(133)의 탄소 함량을 조절할 수 있다. 제1 크랙제어층(133)의 탄소 함량을 조절하여 제1 크랙제어층(133)의 밀도를 조절할 수 있다. 제1 크랙제어층(133)이 AlOx로 형성되는 경우에, 제1 크랙제어층의 탄소 함량이 3.8% 내지 6.2% 인 경우에는 제1 크랙제어층의 밀도가 2.7g/cm3 내지 2.9g/cm3이었다. 따라서 제1 크랙제어층의 탄소 함량을 2% 내지 6% 사이로 형성하여, 제1 크랙제어층의 밀도를 2.6g/cm3 내지 2.9g/cm3 범위로 형성할 수 있다. 제1 크랙제어층(133)의 탄소 함량을 조절하여 제1 크랙제어층(133)을 저밀도로 형성할 수 있다. 이에 따라 제1 크랙제어층(133) 자체의 크랙 형성을 줄이면서 제1 무기층(131)의 제1 크랙 포인트(1311)를 실링할 수 있다.
상기 ALD 공정의 흡착단계 및 반응단계 사이에는 배기단계가 진행될 수 있다. 상기 ALD 공정은 흡착단계, 제1 배기단계, 반응단계 및 제2 배기단계를 포함할 수 있다. 제1 배기단계를 통해 소스물질이 한층으로 쌓일 수 있으며, 제2 배기단계를 통해 제1 크랙제어층(133) 외의 물질이 제거될 수 있다. 상기 ALD 공정은 상기 4단계에 의한 사이클링 공정(cycling process)으로 진행될 수 있다.
도 5a 내지 도5c는 비교예에 따른 종래의 문제점을 나타낸 도면이다.
도 5a를 참조하면, 기판(110) 상에 금속층(170)을 형성하고, 금속층(170) 상에 제1 무기층(131)을 형성하였다. 제1 무기층(131) 표면에서는 제1 크랙 포인트(1311)가 형성되고, 제1 크랙 포인트(1311)에서 제1 크랙(1312)이 성장하게 된다.
도 5b를 참조하면, 전기도금법에 의해 제1 크랙 포인트(1311) 상에 도금층(180)이 형성될 수 있다. 제1 무기층(131)에 제1 크랙(1312)이 형성되어 있는 경우, 도금액 내에서 제1 크랙(1312)을 통한 이온의 흐름으로 인해 제1 크랙 포인트(1311) 상부에 도금층(180)이 형성된다. 이러한 방법을 통해 실제로 무기층에 크랙이 존재하는지 여부 및 크랙의 개수를 확인할 수 있다.
도 5c는 금속층(170)은 Al이고, 제1 무기층(131)은 SiNx이며, Cu 전기도금을 한 경우의 도금층(180)으로서 Cu가 형성된 상황을 보여주는 사진이다. 도 5c에서 보는 바와 같이 제1 무기층(131)만을 형성한 경우, 제1 무기층(131) 상에 도금층(180)인 Cu가 다수 형성되었다. 따라서 제1 무기층(131)만을 형성하는 경우, 제1 무기층(131)에 다수의 제1 크랙(1312)이 존재함을 확인할 수 있고, 이에 따라 제1 무기층(131)을 포함하는 봉지층의 배리어 특성이 저하될 수 있다.
도 6a 내지 도 6b는 본 발명의 실시예들에 따른 효과를 나타낸 도면이다.
도 6a를 참조하면, 기판(110) 상에 금속층(170)을 형성하고, 금속층(170) 상에 제1 무기층(131) 및 제1 크랙제어층(133)을 형성한다. 제1 무기층(131)은 복수의 제1 크랙 포인트(1311)를 포함할 수 있고, 제1 크랙제어층(133)은 제1 크랙 포인트(1311)를 실링할 수 있다.
도 6b는 금속층(170)은 Al이고, 제1 무기층(131)은 SiNx이고, 제1 크랙제어층(133)은 AlOx이고, Cu 전기도금을 한 경우의 도금층(190)으로서 Cu가 형성된 상황을 보여주는 사진이다. 도 6c에서 보는 바와 같이 제1 무기층(131) 상에 제1 크랙제어층(133)을 형성한 경우, 제1 무기층(131) 상에 도금층(190)인 Cu가 현저히 감소하였다. 따라서 제1 무기층(131) 상에 제1 크랙제어층(133)을 형성하는 경우, 제1 무기층(131)에 형성되는 크랙이 현저히 줄어들 수 있고, 이에 따라 제1 무기층(131) 및 제1 크랙제어층(133)을 포함하는 봉지층의 배리어 특성이 향상될 수 있다. 또한 제1 무기층(131) 상에 유기층이 형성되는 경우에, 제1 무기층(131)의 크랙에 가스가 집중되는 현상이 줄어들게 되어, 암점의 발현을 줄일 수 있다.
이와 같이 본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 하여 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
10, 20, 30: 유기 발광 장치
120: 유기 발광 소자 130: 봉지층
140: 보호층 131: 제1 무기층
133: 제1 크랙제어층 135: 제1 유기층
331: 제2 무기층 333: 제2 크랙제어층
1311: 제1 크랙 포인트 3311: 제2 크랙 포인트

Claims (20)

  1. 기판;
    상기 기판 상에 구비되며, 제1 전극, 제2 전극 및 상기 제1 전극과 제2 전극 사이에 구비된 중간층을 포함한 유기 발광 소자; 및
    상기 유기 발광 소자를 덮는 봉지층;을 포함하고,
    상기 봉지층은 제1 크랙 포인트(crack point)를 포함하는 제1 무기층 및 상기 제1 무기층 상에 형성되며 상기 제1 크랙 포인트를 실링하는 제1 크랙제어층을 포함하는 유기 발광 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 봉지층은, 상기 제1 크랙제어층 상에 형성된 제1 유기층을 더 포함하는 유기 발광 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 봉지층은, 상기 제1 유기층 상에 형성되며 제2 크랙 포인트를 포함하는 제2 무기층 및 상기 제2 무기층 상에 형성되며 상기 제2 크랙 포인트를 실링하는 제2 크랙제어층을 포함하는 유기 발광 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 크랙제어층은 산화물, 질화물, 산화질화물, 금속 또는 서멧(cermet)을 포함하는 유기 발광 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 크랙제어층의 밀도는 2.6g/cm3 내지 2.9g/cm3인 유기 발광 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 크랙제어층은 탄소를 포함하는 유기 발광 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제1 크랙제어층의 탄소 함량에 따라 상기 제1 크랙제어층의 밀도가 변화하는 유기 발광 장치.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 제1 크랙제어층의 탄소 함량이 2% 내지 6%인 유기 발광 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 크랙제어층의 두께는 0.3nm 내지 5nm인 유기 발광 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 유기 발광 소자와 상기 봉지층 사이에 보호층이 더 구비된 것을 특징으로 하는 유기 발광 장치.
  11. 제1 전극, 제2 전극 및 상기 제1 전극과 제2 전극 사이에 구비된 중간층을 포함한 유기 발광 소자를 구비한 기판을 준비하는 단계; 및
    상기 유기 발광 소자를 덮는 봉지층을 형성하는 단계;를 포함하고,
    상기 봉지층 형성 단계는,
    상기 유기 발광 소자를 덮는 제1 무기층을 형성하는 단계; 및
    상기 제1 무기층 상에 상기 제1 무기층 표면에 형성된 제1 크랙 포인트를 실링하는 제1 크랙제어층을 형성하는 단계;를 포함하는 유기 발광 장치의 제조 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 봉지층 형성 단계가, 상기 크랙제어층 상에 제1 유기층을 형성하는 단계;를 더 포함하는 유기 발광 장치의 제조 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 봉지층 형성 단계가, 상기 제1 유기층 상에 제2 무기층을 형성하는 단계 및 상기 제2 무기층 상에 상기 제2 무기층 표면에 형성된 제2 크랙 포인트를 실링하는 제2 크랙제어층을 형성하는 단계;를 더 포함하는 유기 발광 장치의 제조 방법.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 제1 크랙제어층은 산화물, 질화물, 산화질화물, 금속 또는 서멧(cermet)을 포함하는 유기 발광 장치의 제조 방법.
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 제1 크랙제어층의 밀도는 2.6g/cm3 내지 2.9g/cm3인 유기 발광 장치의 제조 방법.
  16. 제 11 항에 있어서,
    상기 제1 크랙제어층의 두께는 0.3nm 내지 5nm인 유기 발광 장치의 제조 방법.
  17. 제 11 항에 있어서,
    상기 제1 크랙제어층을 형성하는 단계는 ALD(atomic layer depositon) 공법을 이용하는 유기 발광 장치의 제조 방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 ALD 공법은 흡착단계, 제1 배기단계, 반응단계 및 제2 배기단계를 포함하는 유기 발광 장치의 제조 방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 흡착단계에서 소스(source)물질이 상기 제1 크랙 포인트에 흡착되는 유기 발광 장치의 제조 방법.
  20. 제 18 항에 있어서,
    상기 반응단계에서 상기 제1 크랙제어층의 탄소 함량을 조절할 수 있는 유기 발광 장치의 제조 방법.
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