KR20160038492A

KR20160038492A - 플렉서블 유기 발광 표시 장치

Info

Publication number: KR20160038492A
Application number: KR1020140131653A
Authority: KR
Inventors: 김지민; 허훈회
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2014-09-30
Filing date: 2014-09-30
Publication date: 2016-04-07

Abstract

플렉서블 유기 발광 표시 장치는 화소 영역 및 베젤 영역을 포함하는 플렉서블 유기 발광 표시 장치가 제공된다. 플렉서블 유기 발광 표시 장치는 화소 영역 및 베젤 영역을 덮도록 형성된 제 1 봉지층, 제 1 봉지층 상에 배치되어, 화소 영역 및 베젤 영역의 일부를 덮도록 배치된 이물보상층 및 이물보상층 상에 배치되어, 화소 영역 및 베젤 영역을 덮도록 배치된 제 2 봉지층을 포함하고, 이물보상층의 단부는 제 1 봉지층의 단부보다 내측에 위치하고, 제 2 봉지층의 단부는 이물보상층의 단부보다 외측에 위치하고, 제 1 봉지층 및 제 2 봉지층은, 이물보상층을 밀봉하도록 구성되고, 이물보상층은 적어도 두 층으로 구성되고 두 층은 서로 다른 탄소 함유랑을 가진 실리콘옥시카본(SiOC)으로 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

플렉서블 유기 발광 표시 장치{FLEXIBLE ORGANIC LIGHT EMITTING DISPLAY APPARATUS}

본 발명은 플렉서블 유기 발광 표시 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 플렉서빌리티(flexibility)가 향상된 투명 플렉서블 봉지부를 갖는 플렉서블 유기 발광 표시 장치에 관한 것이다.

본격적인 정보화 시대로 접어듦에 따라, 전기적 정보신호를 시각적으로 표시하는 표시 장치 분야가 급속도로 발전하고 있다. 이에, 여러 가지 다양한 평판 표시 장치에 대해 박형화, 경량화 및 저소비 전력화 등의 성능을 개발시키기 위한 연구가 계속되고 있다. 이 같은 평판 표시 장치의 대표적인 예로는 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display device: LCD), 플라즈마 표시 장치(Plasma Display Panel device: PDP), 전계방출 표시 장치(Field Emission Display device: FED), 전기습윤 표시 장치(Electro-Wetting Display device: EWD) 및 유기 발광 표시 장치(Organic Light Emitting Display device: OLED) 등을 들 수 있다.

특히, 유기 발광 표시 장치는 자체 발광형 표시 장치로서, 액정 표시 장치와는 달리 별도의 광원이 필요하지 않아 경량 박형으로 제조 가능하다. 또한, 유기 발광 표시 장치는 소비 전력 측면에서 유리할 뿐만 아니라, 응답 속도, 시야각 및 명암비(Contrast Ratio)도 우수하여, 차세대 디스플레이로서 연구되고 있다. 하지만 이러한 장점에도 불구하고, 유기 발광 표시 장치는 수분 및 산소에 특히 취약한 단점이 존재하기 때문에, 다른 평판 표시 장치들에 비해서 신뢰성 확보가 어려운 문제점이 존재했다.

유기 발광 표시 장치는 자체 발광형 소자인 유기 발광 소자를 이용하여, 영상을 표시한다. 유기 발광 표시 장치는 유기 발광 소자로 구성된 복수의 화소를 포함한다. 유기 발광 소자는 서로 대향하는 애노드(Anode) 및 캐소드(Cathode)를 포함한다. 그리고 애노드 및 캐소드 사이에 유기물이 배치되며, 애노드 및 캐소드 사이에 인가되는 전기신호에 기초하여 일렉트로루미네선스(Electro Luminescence)를 발생시키는 발광층으로 구동된다.

탑 에미션(Top-Emission) 방식의 유기 발광 표시 장치의 경우, 유기 발광층에서 발광된 빛을 상부로 발광시키기 위해 캐소드가 투명 또는 반투명 특성을 가지고, 애노드가 반사 특성을 갖는다. 또한, 유기 발광 표시 장치의 신뢰성을 확보하기 위해, 유기 발광 소자 상에는 산소 및 수분으로부터 유기 발광 소자를 보호하기 위한 투명한 봉지부가 형성된다.

[관련기술문헌]

1. [유기전계발광소자의 제조방법] (특허출원번호 제 10-2009-0093171호)

최근에는 휘지 않는 평판 표시 장치들을 대체할 플라스틱(Plastic)과 같은 연성재료의 플렉서블 기판(Flexible Substrate)을 이용하여, 종이처럼 휘어져도 표시 성능을 유지할 수 있는 플렉서블 유기 발광 표시 장치(Flexible Organic Light Emitting Display Device; F-OLED)가 개발되고 있다.

종래에 일반적으로 사용된 유리 기판의 수분 침투율(WVTR: Water Vapor Transmission Rate)은 아주 낮아서 수분이 거의 침투되지 않는다. 하지만 유리 기판은, 플렉서블 하지 않기 때문에, 유리 기판을 플렉서블 봉지부로 사용하기 어려웠다. 따라서 우수한 수분 침투율을 달성할 수 있는 투명 플렉서블 봉지부의 개발이 필요하다.

이에, 본 발명의 발명자들은, 경량 박형의 우수한 플렉서블 유기 발광 표시 장치를 상용화하기 위한 연구 및 개발을 계속하여 왔다. 특히 대량 생산이 가능하면서, 상용화 가능한, 신규한 투명 플렉서블 봉지부의 재료 및 구조를 연구하였다.

특히, 얇은 두께의 탑 에미션 방식의 플렉서블 유기 발광 표시 장치의 봉지부를 구현하고자 하였다. 하지만, 탑 에미션 방식의 플렉서블 유기 발광 표시 장치의 봉지부를 형성함에 있어서, 해결해야할 과제들이 다수 발생하였다.

첫째, 투명 플렉서블 봉지부는 저온 공정으로 증착되어야 한다. 유기 발광 소자 증착 후, 봉지부를 형성할 때, 유기 발광 소자의 표면 온도가 120°C 이상이 되면, 유기 발광 소자가 열화될 수 있다. 따라서, 유기 발광 소자의 표면 온도를 110°C 이하로 유지할 수 있는 저온 증착 공정이 요구된다.

둘째, 투명 플렉서블 봉지부는 이물에 취약하다. 특히 무기물층은 이물 보상 능력이 부족하기 때문에, 무기물층 형성시, 이물에 의한 크랙(Crack)이 쉽게 발생한다. 특히, 단 하나의 크랙으로도 봉지부에 수분 침투 경로가 발생하여, 플렉서블 유기 발광 표시 장치에 불량이 발생할 수 있다. 따라서, 이물에 의한 불량을 저감할 수 있는 봉지부가 요구된다.

셋째, 투명 플렉서블 봉지부는 화소 영역의 영상의 품위를 유지시킬 수 있어야 한다. 특히 투명 플렉서블 봉지부의 가시광선(380nm 내지 680nm) 투과율이 낮을 경우, 영상의 휘도저하 및 색온도 편차 등의 문제가 발생할 수 있다. 그리고 투명 플렉서블 봉지부는 영상의 품위 유지를 위해서 등방성이어야 한다. 따라서 투명 플렉서블 봉지부를 구성하는 물질들은 가시광선 투과율이 90% 이상이면서 등방성인 물질이 요구된다.

넷째, 투명 플렉서블 봉지부는 플렉서빌리티가 좋아야 한다. 특히 투명 플렉서블 봉지부는 휨에 의한 스트레스성 크랙이 발생될 수 있다. 투명 플렉서블 봉지부에 크랙이 발생하면, 봉지부에 수분 침투 경로가 발생하여, 플렉서블 유기 발광 표시 장치에 불량이 발생할 수 있다. 따라서 휨 성능이 우수한 붕지부가 요구된다.

이에, 본 발명의 해결하고자 하는 과제는, 상술한 문제들을 해결할 수 있는, 투명 플렉서블 봉지부를 포함하는 플렉서블 유기 발광 표시 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

전술한 바와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 유기 발광 표시 장치는 화소 영역 및 베젤 영역을 덮도록 형성된 제 1 봉지층, 제 1 봉지층 상에 배치되어, 화소 영역 및 베젤 영역의 일부를 덮도록 배치된 이물보상층 및 이물보상층 상에 배치되어, 화소 영역 및 베젤 영역을 덮도록 배치된 제 2 봉지층을 포함하고, 이물보상층의 단부는 제 1 봉지층의 단부보다 내측에 위치하고, 제 2 봉지층의 단부는 이물보상층의 단부보다 외측에 위치하고, 제 1 봉지층 및 제 2 봉지층은, 이물보상층을 밀봉하도록 구성되고, 이물보상층은 적어도 두 층으로 구성되고 두 층은 서로 다른 탄소 함유랑을 가진 실리콘옥시카본(SiOC)으로 구성된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 제 2 봉지층은 베젤 영역에서 제 1 봉지층과 접하면서 이물보상층을 밀봉하도록 구성된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 제 1 봉지층과 제 2 봉지층이 접하여 이물보상층을 밀봉하는 단면의 폭은 50μm 내지 500μm인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 이물보상층은 적어도 제 1 이물보상층 및 제1 이물보상층 상의 제 2 이물보상층 포함하도록 구성된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 제 1 이물보상층의 탄소 함유량은 제 2 이물보상층의 탄소 함유량보다 큰 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 제 1 이물보상층은 흐름성을 가지고, 제 2 이물보상층은 흐름성이 제 1 이물보상층보다 상대저으로 적은 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 제 1 이물보상층의 경도는 제 2 이물보상층의 경도보다 낮은 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 제 1 이물보상층과 제 2 이물보상층의 두께의 비율은 (1 : 2) 내지 (4 : 1)로 구성된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 제 1 봉지층 및 제 2 봉지층은 산화 알루미늄으로 구성된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 제 1 봉지층 및 제 2 봉지층은, 원자층 증착법으로 증착된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 이물보상층은, 화학기상 증착법으로 증착된 것을 특징으로 한다.

기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

본 발명은 실리콘옥시카본(SiOC)이 사용된 이물보상층의 흐름성을 다르게 하여, 임계 곡률 반경 값이 10R 이하인 플렉서블 유기 발광 표시 장치를 제공할 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명은 산화 알루미늄(Al_xO_y) 계열의 봉지층이 SiOC 상에 증착될 때, SiOC의 흐름성을 조절하여, 이물보상층 증착 공정 중 발생할 수 있는 플라즈마에 의한 손상을 최소화할 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명은 실리콘옥시카본의 흐름성을 조절하여, 이물보상 수준을 향상할 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명은 실리콘옥시카본을 복수개의 층으로 구성하여, 이물보상 수준을 향상하면서, 이물보상층에 발생되는 플라즈마 손상을 저감할 수 있는 효과가 있다.

본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 유기 발광 표시 장치의 평면도이다.
도 2는 선 II-II'에 따른 플렉서블 유기 발광 표시 장치의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 유기 발광 표시 장치에서 이물이 보상되는 것을 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

본 발명의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 본 명세서 상에서 언급된 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다.

구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.

위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~상에', '~상부에', '~하부에', '~옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다.

소자 또는 층이 다른 소자 또는 층 "위 (on)"로 지칭되는 것은 다른 소자 바로 위에 또는 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다.

비록 제 1, 제 2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제 1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제 2 구성요소일 수도 있다.

명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 도시된 것이며, 본 발명이 도시된 구성의 크기 및 두께에 반드시 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하며, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시 가능할 수도 있다.

이하 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 탑 에미션 방식의 플렉서블 유기 발광 표시 장치를 간략히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 유기 발광 표시 장치의 평면도이다.

본 발명의 화소 영역(A/A)은 복수의 화소(111)가 배치된 영역을 의미한다.

본 발명의 패드 영역(P/A)은 복수의 패드가 배치된 영역을 의미한다.

본 발명의 베젤 영역(B/A)은 화소 영역(A/A)을 둘러싸는 영역을 의미한다.

플렉서블 유기 발광 표시 장치(100)의 화소 영역(A/A)에는, 복수의 화소(111), 데이터 드라이버(115)에서 생성된 데이터 신호를 복수의 화소(111)에 전달하는 복수의 데이터 라인(114) 및 게이트 드라이버(113)에서 생성된 게이트 신호를 복수의 화소(111)에 전달하는 복수의 게이트 라인(112)이 배치된다.

플렉서블 유기 발광 표시 장치(100)의 베젤 영역(B/A)에는, 복수의 게이트 라인(112)에 게이트 신호를 전달하도록 구성된 게이트 드라이버(113) 및 복수의 화소(111)의 캐소드에 공통 전압(Vss)을 인가하도록 구성된 공통 전압 라인(116)이 배치된다. 베젤 영역(B/A)에 배치된 일부 구성요소들은 패드 영역(P/A)까지 연장되어 배치될 수 있다.

플렉서블 유기 발광 표시 장치(100)의 패드 영역(P/A)에는, 복수의 데이터 라인(114)에 영상 신호를 전달하도록 구성된 데이터 드라이버(115) 및 데이터 드라이버(115)와 연결된 복수의 데이터 라인(114)이 배치된다. 패드 영역(P/A)에는 복수의 패드가 배치된다.

패드 영역(P/A)에는 이방성 도전 필름(Anisotropic Conductive Film; ACF)이 도포된다. 데이터 드라이버(115), 연성인쇄회로(Flexible Printed Citcuit; FPC) 또는 케이블(Cable) 등의 부품은 이방성 도전 필름에 의해서 패드에 합착된다.

본 발명의 일 실시예에 따른 투명 플렉서블 봉지부(130)는 베젤 영역(B/A) 및 화소 영역(A/A)을 덮도록 구성된다. 투명 플렉서블 봉지부(130)는 패드 영역(P/A)에 형성된 복수의 패드를 덮지 않도록 구성된다. 구체적으로 설명하면, 투명 플렉서블 봉지부(130)는 수분 투습 지연 능력이 우수할 뿐만 아니라 전기적 절연성 또한 우수하기 때문에, 투명 플렉서블 봉지부(130)가 패드 영역(P/A)을 덮을 경우, 패드 영역(P/A)에 형성된 복수의 패드가 절연되는 문제가 발생할 수 있다.

복수의 화소(111)는 하부 기판(101)상에 배치된다. 복수의 화소(111)는 적어도 적색, 녹색, 청색 (Red, Green, Blue; RGB)의 빛을 발광하는 서브 화소들을 포함한다. 복수의 화소(111)는 백색(White)의 빛을 발광하는 서브 화소를 더 포함할 수 있다. 각각의 서브 화소는 칼라 필터(Color Filter)를 더 포함할 수 있다. 복수의 화소(111) 각각은 서로 교차하도록 형성된 복수의 게이트 라인(112)과 복수의 데이터 라인(114)에 연결된 복수의 박막트랜지스터에 의해 구동되도록 구성된다.

데이터 드라이버(115)는 게이트 드라이버(113)를 구동하는 게이트 스타트 펄스 및 복수의 클럭 신호를 생성한다. 데이터 드라이버(115)는 외부로부터 입력받은 디지털(Digital) 영상 신호를, 감마 전압 생성부(미도시)에서 생성된 감마 전압을 이용하여 아날로그(Analogue) 영상 신호로 변환한다. 변환된 영상 신호는 복수의 데이터 라인(114)을 통해 복수의 화소(111)에 전달된다. 데이터 드라이버(115)는, 하부 기판(101) 상에 구성된 복수의 패드에 합착될 수 있다.

게이트 드라이버(113)는 복수의 쉬프트 레지스터(Shift Register)를 포함하며, 각각의 쉬프트 레지스터는 각각의 게이트 라인(112)에 연결된다. 게이트 드라이버(113)는 데이터 드라이버(115)로부터 게이트 스타트 펄스(Gate Start Pulse; GSP) 및 복수의 클럭(Clock) 신호를 인가받고, 게이트 드라이버(113)의 쉬프트 레지스터가 순차적으로 게이트 스타트 펄스를 쉬프트 시키면서 각각의 게이트 라인(112)에 연결된 복수의 화소(111)를 활성화한다.

공통 전압 라인(116)은 베젤 영역(B/A)에 배치되어 캐소드에 공통 전압을 공급한다. 탑 에미션 방식의 플렉서블 유기 발광 표시 장치(100)의 캐소드는 투과성을 위해서 박막으로 형성된다. 따라서 캐소드는 전기적 저항값이 높다. 따라서, 전압 강하 현상이 발생하여 표시 영상의 품위가 저하된다. 이러한 문제를 완화하기 위해서 공통 전압 라인(116)이 화소 영역(A/A)을 둘러싸도록 배치된다. 단 이에 제한되는 것은 아니며, 공통 전압 라인(116)은 화소 영역(A/A)의 적어도 일 측에 형성되는 것도 가능하다. 그리고 플렉서블 유기 발광 표시 장치(100)가 대형화 될 경우, 보조 전극을 추가로 배치하는 것도 가능하다.

도 2는 선 II-II'에 따른 플렉서블 유기 발광 표시 장치의 단면도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 유기 발광 표시 장치(100)는 플렉서블한 하부 기판(101), 하부 기판(101) 상에 배치되는 박막트랜지스터(220), 박막트랜지스터(220)에 의해 구동되는 유기 발광 소자(240), 베젤 영역(B/A) 영역에 형성된 게이트 드라이버(113), 베젤 영역(B/A)에 형성되어 캐소드(243)에 공통 전압(Vss)을 공급하는 공통 전압 라인(116), 캐소드(243)와 공통 전압 라인(116)을 연결하는 연결부(260), 및 화소 영역(A/A)을 수분으로부터 보호하는 투명 플렉서블 봉지부(130)를 포함한다.

하부 기판(101)은 폴리이미드(Polyimide) 계열의 재료로 이루어진 플렉서블 필름으로 형성될 수 있다.

하부 기판(101)의 하면에는 플렉서블 유기 발광 표시 장치(100)가 너무 쉽게 휘지 않도록 플렉서블 유기 발광 표시 장치(100)를 지지하는 백플레이트(Back-plate)를 추가적으로 포함될 수 있다.

하부 기판(101)과 박막트랜지스터(220) 사이에 질화실리콘(SiN_x) 및 산화실리콘(SiO_x)으로 형성된 멀티버퍼층을 추가하여 하부 기판(101)을 통해 수분 및/또는 산소가 침투되는 것을 지연시키는 것도 가능하다.

박막트랜지스터(220)는 액티브층(221), 게이트전극(222), 소스전극(223) 및 드레인전극(224)을 포함한다. 액티브층(221)은 게이트절연막(225)으로 덮인다. 게이트전극(222)은 게이트 라인(112)과 동일한 재료로, 게이트절연막(225) 상에 적어도 액티브층(221)의 일부 영역과 중첩하도록 배치된다.

게이트전극(222)은 게이트절연막(225) 상의 전면에 형성되는 층간절연막(226)으로 덮인다. 층간절연막(226)은 질화실리콘 및 산화실리콘으로 형성된 복층 구조로 형성될 수 있다.

예를 들면, 층간절연막(226)의 질화실리콘의 두께는 0.2μm 내지 0.4μm이고, 산화실리콘의 두께는 0.15μm 내지 0.3μm인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 질화실리콘의 두께를 0.3μm 그리고 산화실리콘의 두께를 0.2μm로 형성하여, 층간절연막(226)의 두께가 0.5μm가 될 수 있다.

소스전극(223) 및 드레인전극(224)은 데이터 라인(114)과 동일한 재료로, 층간절연막(226) 상에 상호 이격하여 형성된다. 소스전극(223)은 액티브층(221)의 일단과 연결되고, 게이트절연막(225)과 층간절연막(226)을 관통하는 제 1 콘택홀(229a)을 통해 액티브층(221)과 연결된다. 그리고, 드레인전극(224)은 적어도 액티브층(221)의 타단과 중첩하고, 게이트절연막(225)과 층간절연막(226)을 관통하는 콘택홀을 통해 액티브층(221)과 연결된다. 이상 박막트랜지스터(220)가 코플래너(coplanar) 구조인 것으로 설명하나, 인버티드 스태거드(inverted staggered) 구조의 박막트랜지스터도 사용될 수 있다

박막트랜지스터 절연막(227)은 박막트랜지스터(220) 상에 배치된다. 단 이에 제한되지 않고, 박막트랜지스터 절연막(227)이 배치되지 않는 것도 가능하다. 박막트랜지스터 절연막(227)은 하부 기판(101)에서 침투되는 수분을 추가적으로 더 차단할 수 있다.

평탄화층(228)은 박막트랜지스터 절연막(227) 상에 배치된다. 제 2 컨택홀(229b)은 평탄화층(228) 및 박막트랜지스터 절연막(227)을 관통한다. 평탄화층(228)은 유전율이 낮은 포토 아크릴(Photo Acryl)로 형성될 수 있다. 평탄화층(228)의 두께는 2μm 내지 3.5μm인 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 2.3μm로 형성된다. 평탄화층(228)은 애노드(241)와 박막트랜지스터(220), 게이트 라인(112) 및 데이터 라인(115) 사이에 발생되는 기생정전용량(Parasitic-Capacitance)을 감소시키고, 애노드(241)의 평탄도를 향상시킨다.

애노드(241)가 배치된 영역의 평탄화층(228)에는 광추출 효율을 향상시키기 위한 렌즈 형상이 추가될 수 있다.

유기 발광 소자(240)는 서로 대향하는 애노드(241) 및 캐소드(243) 및 이들 사이에 개재되는 유기 발광층(242)를 포함한다. 유기 발광층(242)의 발광 영역은 뱅크(244)에 의해 정의될 수 있다.

유기 발광 소자(240)는 적색, 녹색, 청색 (Red, Green, Blue; RGB)의 빛 중 어느 하나를 발광하도록 구성될 수도 있고, 백색(White)의 빛을 발광하도록 구성될 수도 있다. 유기 발광 소자(240)가 백색의 빛을 발광하는 경우, 컬러 필터(Color Filter)가 추가될 수 있다.

애노드(241)는 평탄화층(228) 상에 각 화소(111)의 발광 영역에 대응하도록 배치되고, 평탄화층(228)을 관통하는 제 2 콘택홀(229b)을 통해 박막트랜지스터(220)의 드레인전극(224)과 연결된다. 애노드(241)는 일함수(Work function)가 높은 금속성 물질로 구성된다. 애노드(241)가 반사 특성을 가지도록 애노드(241)는 반사성 물질로 구성된다. 또는 애노드(241) 하부에 반사판이 추가된다. 애노드(241)에는 영상 신호를 표시하기 위한 영상 신호가 드레인전극(224)을 통해서 인가된다.

뱅크(244)는 평탄화층(228)상에, 각 화소(111)들 사이의 비발광 영역에 배치되고, 테이퍼(Taper) 형상을 가진다. 뱅크(244)는 애노드(241)의 테두리의 적어도 일부를 오버랩(Overlap)하도록 구성된다. 뱅크(244)의 높이는 1μm 내지 2μm인 것이 바람직하며, 보다 바람직하게 1.3μm로 구성한다.

스페이서(245)는 뱅크(244) 상에 배치된다. 스페이서(245)는 뱅크(244)와 동일한 물질일 수 있다. 예를 들어, 뱅크(244) 및 스페이서(245)는 폴리이미드로 형성될 수 있다. 스페이서(245)는 유기 발광층(242)을 패터닝할 때 사용되는 미세 금속 마스크(Fine Metal Mask; FMM)에 의해서 발생될 수 있는 유기 발광 소자(240)의 손상을 보호할 수 있다. 스페이서(245)의 높이는 1.5μm 내지 2.5μm로 형성하는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게 2μm로 형성한다. 이러한 구성에 따르면 미세 금속 마스크 공정시 유기 발광 소자(240)의 손상이 저감될 수 있다.

유기 발광층(242)은 애노드(241) 상에 형성된다. 캐소드(243)는 유기 발광층(242)을 사이에 두고 애노드(241)와 대향하도록 배치된다. 유기 발광층(242)은 인광 또는 형광물질로 구성될 수 있으며, 전자 수송층, 정공 수송층, 전하 생성층 등을 더 포함할 수 있다.

캐소드(243)는 매우 얇은 두께의 일함수가 낮은 금속성 물질 또는 투명 도전성 산화물(Transparent Conductive Oxide; TCO)로 형성된다. 캐소드(243)가 금속성 물질로 형성되는 경우, 캐소드(243)는 1500 Å 이하의 두께로 형성되며, 바람직하게는 400 Å 이하의 두께로 형성된다. 캐소드(243)가 이러한 두께로 형성된 경우, 캐소드(243)는 실질적으로 반투과층이 되어, 실질적으로 투명한 층이 된다. 캐소드(243)에는 공통 전압(Vss)이 인가된다.

게이트 드라이버(113)는 복수의 박막트랜지스터로 형성된다. 게이트 드라이버(113)를 구성하는 복수의 박막트랜지스터는 화소 영역(A/A)의 박막트랜지스터(220)와 동일한 공정으로 형성된다. 따라서 게이트 드라이버(113)를 구성하는 박막트랜지스터에 대한 중복 설명은 생략한다.

공통 전압 라인(116)은 게이트 라인(112) 및/또는 데이터 라인(114)과 동일한 재료를 이용하여 단일층 또는 복층으로 구성된다.

공통 전압 라인(116)은 캐소드(243)에 공통 전압(Vss)을 공급한다. 공통 전압 라인(116) 상에는 박막트렌지스터 절연층(227)이 배치될 수 있다. 공통 전압 라인(116)은 게이트 드라이버(113)의 외측에 배치된다.

연결부(260)는 평탄화층(228) 상에 배치되어, 게이트 드라이버(113)와 중첩될 수 있다. 연결부(260)는 공통 전압 라인(116)과 캐소드(243)를 연결한다. 연결부(260)는 애노드(241)와 동일한 물질로 구성될 수 있다.

연결부(260)는 평탄화층(228)의 일단의 경사면을 따라서 공통 전압 라인(116)과 연결된다. 그리고 연결부(260)와 공통 전압 라인(116) 사이에 절연층이 존재할 경우 컨택홀이 구성된다.

캐소드(243)는 뱅크(244) 및/또는 스페이서(245) 상에 배치되어 베젤 영역(B/A)의 일부까지 연장된다. 캐소드(243)는 뱅크(244)가 형성되지 않은 베젤 영역(B/A)영역에서 연결부(260)와 연결된다.

정리하면, 박막트랜지스터(220)의 게이트 전극(222)은 게이트 드라이버(113)에서 생성된 구동 신호를 게이트 라인(112)을 통하여 전달 받는다. 그리고, 게이트 전극(222)에 인가된 신호에 의해서 액티브층(221)의 도전성이 가변된다. 그리고 액티브층(221)을 통해서 소스전극(223)에 인가된 영상 신호가 애노드(241)에 인된다. 그리고 캐소드(243)에 공통 전압(Vss)이 인가되어 유기 발광층(242)이 발광하여 영상을 표시할 수 있다.

이상 베젤 영역(B/A) 및 화소 영역(A/A)상에 배치된 박막트랜지스터(220) 및 유기 발광 소자(240)의 단면 구조에 대해서 설명하였다.

본 발명의 일 실시예에 따른 투명 플렉서블 봉지부(130)는, 제 1 봉지층(131), 이물보상층(132) 및 제 2 봉지층(133)를 포함한다.

제 1 봉지층(131)은 화소 영역(A/A) 및 베젤 영역(B/A)을 덮도록 배치된다. 제 1 봉지층(131)은 산화알루미늄(Al_yO_z)으로 구성된다. 제 1 봉지층(131)은 원자층 증착법(Atomic Layer Deposition; ALD)으로 증착된다. 제 1 봉지층(131)의 두께는 200Å 내지 1500Å으로 형성하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 500Å으로 형성한다.

이러한 구성에 따르면, 제 1 봉지층(131)은 박막트랜지스터(220) 및 유기 발광 소자(240)를 밀봉할 수 있다. 제 1 봉지층(131)은 저온 증착되어, 유기 발광 소자(240)에 손상을 주지 않는다. 그리고 제 1 봉지층(131)은 우수한 수분침투율을 확보할 수 있다. 또한 제 1 봉지층(131)은 90% 이상의 가시광선 투과율을 달성할 수 있다. 특히 제 1 봉지층(131)의 두께가 1500Å 이하로 형성되기 때문에, 우수한 휨 성능을 달성할 수 있다.

이물보상층(132)은 화소 영역(A/A) 및 베젤 영역(B/A)의 일부를 덮도록 배치된다. 이물보상층(132)의 단부는 제 1 봉지층(131)의 단부보다 내측에 위치한다.

이하 제 2 봉지층(133)을 먼저 설명한 후 이물보상층(132)에 대해서 자세히 후술한다.

제 2 봉지층(133)은 화소 영역(A/A) 및 베젤 영역(B/A)을 덮도록 배치된다. 제 2 봉지층(131)은 산화알루미늄(Al_yO_z)으로 구성된다. 제 2 봉지층(133)은 원자층 증착법(Atomic Layer Deposition; ALD)으로 증착된다. 제 2 봉지층(133)의 두께는 200Å 내지 1500Å으로 형성하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 500Å으로 형성한다.

제 2 봉지층(133)의 단부는 이물보상층(132)의 단부보다 외측에 위치한다. 따라서 제 2 봉지층(133)은 베젤 영역(B/A)에서 제 1 봉지층(131)과 접하면서 이물보상층(132)을 밀봉한다. 제 1 봉지층(131)과 제 2 봉지층(133)이 접하여 이물보상층(132)을 밀봉하는 단면의 폭은 50μm 내지 500μm 사이로 형성될 수 있으며, 보다 바람직하게는 300μm로 형성된다. 이러한 구성에 따르면, 제 1 봉지층(131) 및 제 2 봉지층(133)이 이물보상층(132)을 밀봉하도록 구성되어, 이물보상층(132)을 통한 직접적인 수분 투습 경로가 제거된다.

제 2 봉지층(133)은 저온 증착되어, 유기 발광 소자(240)에 손상을 주지 않는다. 그리고 제 2 봉지층(133)은 우수한 수분침투율을 확보할 수 있다. 또한 제 2 봉지층(133)은 90% 이상의 가시광선 투과율을 달성할 수 있다. 특히 제 2 봉지층(133)의 두께가 1500Å 이하로 형성되기 때문에, 우수한 휨 성능을 달성할 수 있다.

이하 이물보상층(132)에 대하여 자세히 설명한다.

이물보상층(132)은 적어도 두 층으로 구성되고 두 층은 서로 다른 탄소 함유랑을 가진 실리콘옥시카본(SiOC)으로 구성된다. SiOC는 화학기상 증착법(Chemical Vapor Depostion; CVD) 또는 플라즈마-화학기상 증착법(Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition; PECVD) 공정을 통해서 증착된다.

이물보상층(132)은 제 1 이물보상층(132a) 및 제 2 이물보상층(132b)을 포함한다. 제 1 이물보상층(132a) 상에는 제 2 이물보상층(132b)이 배치된다.

제 1 이물보상층(132a)은 흐름성이 있는(Flowable) SiOC_y로 구성된다. 그리고 제 2 이물보상층(132b)은 흐름성이 적은(Dense) SiOC_z로 구성된다. SiOC의 흐름성은 SiOC의 탄소 함유량에 따라 결정된다.

SiOC의 흐름성이 나빠지면, SiOC는 무기물에 가까운 특성을 가지게 되며 경도가 높아진다. 따라서 보호막 특성을 가지게 되며 투습도가 향상되나, 이물을 보상하는 성능은 저감된다.

SiOC의 흐름성이 좋아지면, SiOC는 유기물에 가까운 특성을 가지게 되며 경도가 낮아진다. 따라서 이물을 보상하는 성능이 향상되고, 쉽게 변형이 될 수 있다.

제 1 이물보상층(132a)의 SiOC_y의 탄소 함유량은 대략 30~50%이다. SiOC_y는 1H 내지 2H 정도의 경도를 가지도록 구성된다.

제 2 이물보상층(132b)의 SiOC_z의 탄소 함유량은 대략 0~30%이다. SiOC_z는 3H 내지 5H 정도의 경도를 가지도록 구성된다.

즉, 제 1 이물보상층(132a)의 탄소 함유량은 제 2 이물보상층(132b)의 탄소 함유량보다 크며, 경도는 제 2 이물보상층(132b)이 제 1 이물보상층(132a)보다 크도록 구성된다.

제 1 이물보상층(132a)의 증착 공정 온도는 제 2 이물보상층(132b)의 증착 공정 온도 보다 낮도록 제어한다. 특히 공정 온도가 낮을수록 SiOC의 이물 보상 정도가 향상된다.

제 1 이물보상층(132a)의 두께는 1μm 내지 3μm로 구성된다. 제 2 이물보상층(132b)의 두께는 1μm 내지 3μm로 구성된다. 따라서 이물보상층(132)의 두께는 2μm 내지 6μm로 구성될 수 있다. 보다 바람직하게는 이물보상층(132)의 두께를 3μm로 구성한다.

제 1 이물보상층(132a)과 제 2 이물보상층(132b)의 두께의 비율은 (1 : 2) 내지 (4 : 1)로 구성한다. 특히 제 1 이물보상층(132a)과 제 2 이물보상층(132b)의 두께의 비율이 상술한 비율을 벗어날 경우 불량이 발생할 수 있다.

구제적으로 설명하면, 제 1 이물보상층(132a)이 상대적으로 얇게 형성되면, 이물 보상이 충분히 안될 수 있다. 제 2 이물보상층(132b)이 상대적으로 얇게 형성되면, 제 2 봉지층(133) 형성시 플라즈마에 의한 제 1 이물보상층(132a)의 표면에 변형이 생길 수 있으며, 그리고 제 1 이물보상층(132a)에서 아웃 개싱(Out-gassing) 문제가 발생하여, 제 1 이물보상층(132a)의 신뢰성에 문제가 생길 수 있다. 따라서 상술한 비율내에서 이물보상층(132)이 구성되어야 한다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 이물보상층(132)에 의해서 이물(X)가 보상되는 경우를 도시한다. 제 1 이물보상층(132a)은 흐름성이 있기 때문에, 이물(X)를 덮는다. 그리고 제 2 이물보상층(132b)은 제 1 이물보상층(132a)을 덮는다. 따라서 이물이 보상될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 투명 플렉서블 봉지부(130)는 상술한 구조 및 두께에 의해서 우수한 수분 투습 지연 성능 및 우수한 플렉서빌리티를 달성할 수 있다.

투명 플렉서블 봉지부(130) 상에는 배리어 필름(미도시)이 추가되는 것도 가능하다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100: 플렉서블 유기 발광 표시 장치
101: 기판
A/A: 화소 영역
B/A: 배젤 영역
P/A: 패드 영역
113: 게이트 드라이버
116: 공통 전압 라인
130: 플렉서블 봉지부
131: 제 1 봉지층
132: 이물보상층
132a: 제 1 이물보상층
132b: 제 2 이물보상층
133: 제 2 봉지층
220: 박막트랜지스터
221: 액티브층
222: 게이트전극
223: 소스전극
224: 드레인전극
225: 게이트절연막
226: 층간절연막
227: 박막트랜지스터 절연막
228: 평탄화층
229a: 제 1 콘택홀
229b: 제 2 콘택홀
240: 유기 발광 소자
241: 애노드
242: 유기 발광층
243: 캐소드
244: 뱅크
245: 스페이서
260: 연결부

Claims

화소 영역 및 베젤 영역을 포함하는 플렉서블 유기 발광 표시 장치에 있어서,
상기 화소 영역 및 상기 베젤 영역 전체에 배치된 제 1 봉지층;
상기 제 1 봉지층 상에 배치되어, 상기 베젤 영역의 일부 및 상기 화소 영역에 배치된 이물보상층; 및
상기 이물보상층 상에 배치되어, 상기 화소 영역 및 상기 베젤 영역 전체에 배치된 제 2 봉지층을 포함하고,
상기 이물보상층의 단부는 제 1 봉지층의 단부보다 내측에 위치하고,
상기 제 2 봉지층의 단부는 상기 이물보상층의 단부보다 외측에 위치하고,
상기 제 1 봉지층 및 상기 제 2 봉지층은 상기 이물보상층을 밀봉하도록 구성되고,
상기 이물보상층은 적어도 두 층으로 구성되고, 상기 두 층은 서로 다른 탄소 함유랑을 가진 실리콘옥시카본(SiOC)으로 구성된 것을 특징으로 하는, 플렉서블 유기 발광 표시 장치.
제 1항에 있어서,
상기 제 2 봉지층은 상기 베젤 영역에서 상기 제 1 봉지층과 접함으로써 상기 이물보상층을 밀봉하도록 구성된 것을 특징으로 하는, 플렉서블 유기 발광 표시 장치.
제 2항에 있어서,
상기 제 1 봉지층과 상기 제 2 봉지층이 접하여 상기 이물보상층을 밀봉하는 단면의 폭은 50μm 내지 500μm인 것을 특징으로 하는, 플렉서블 유기 발광 표시 장치.
제 1항에 있어서,
상기 이물보상층은 적어도 제 1 이물보상층 및 상기 제 1 이물보상층 상의 제 2 이물보상층 포함하는 것을 특징으로 하는, 플렉서블 유기 발광 표시 장치.
제 4항에 있어서,
상기 제 1 이물보상층의 탄소 함유량은 상기 제 2 이물보상층의 탄소 함유량보다 큰 것을 특징으로 하는, 플렉서블 유기 발광 표시 장치
제 5항에 있어서,
상기 제 1 이물보상층은 흐름성을 가지고, 상기 제 2 이물보상층의 흐름성은 상기 제 1 이물보상층보다 상대적으로 낮은 것을 특징으로 하는, 플렉서블 유기 발광 표시 장치.
제 6항에 있어서,
상기 제 1 이물보상층의 경도는 상기 제 2 이물보상층의 경도보다 낮은 것을 특징으로 하는, 플렉서블 유기 발광 표시 장치.
제 4항에 있어서,
상기 제 1 이물보상층과 상기 제 2 이물보상층의 두께의 비율은 (1 : 2) 내지 (4 : 1)로 구성된 것을 특징으로 하는, 플렉서블 유기 발광 표시 장치.
제 1항에 있어서,
상기 제 1 봉지층 및 상기 제 2 봉지층은 산화 알루미늄으로 이루어진 것을 특징으로 하는, 플렉서블 유기 발광 표시 장치.
제 9항에 있어서,
상기 제 1 봉지층 및 상기 제 2 봉지층은, 원자층 증착법으로 증착된 것을 특징으로 하는, 플렉서블 유기 발광 표시 장치.
제 9항에 있어서,
상기 이물보상층은, 화학기상 증착법으로 증착된 것을 특징으로 하는, 플렉서블 유기 발광 표시 장치.