KR20160076002A - 표시 장치 및 이의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 기판; 상기 기판과 대향하도록 배치되는 봉지 기판; 상기 기판 상에 형성되고 화상을 구현하는 표시 소자를 구비하는 표시부; 상기 기판과 상기 봉지 기판 사이에 상기 표시부와 이격되도록 배치되어 상기 기판과 상기 봉지 기판을 접합하고, 실리콘 산화물 및 글래스 프릿을 함유하는 씰링부를 포함하는 표시 장치를 개시한다.
Description
본 발명의 실시예들은 표시 장치 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
근래에 표시 장치는 그 용도가 다양해지고 있다. 특히, 표시 장치의 두께가 얇아지고 무게가 가벼워 그 사용의 범위가 광범위해지고 있는 추세이다.
이러한 표시 장치는 다양한 방법으로 형성되는데, 일 예로서 기판과 봉지 기판 사이에 화상을 구현하는 표시부를 배치하는 방법으로 형성할 수 있다. 이 때 기판과 봉지 기판은 씰링 부재에 의하여 접합된다.
씰링 부재는 기판과 봉지 기판을 안정적으로 결합시키고, 또한, 외부의 공기, 습기 기타 이물이 표시부로 침투하지 않도록 한다.
특히 씰링 부재로는 프릿(frit) 재료를 사용하는 경우가 많은데, 이러한 경우 프릿을 용융 소결하는 과정에서 레이저의 열에 의해 회로부 및 발광영역에 손상을 입힐 우려가 있다. 이로써 프릿을 기판의 최외곽에 배치하게 되면, 데드 스페이스(dead space)가 증가하는 문제가 있다.
본 발명의 실시예들은 씰링 부재의 밀봉특성을 향상시키고 데드 스페이스를 줄이는 표시 장치 및 이의 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 일 측면에 따른 실시예는, 기판; 상기 기판과 대향하도록 배치되는 봉지 기판; 상기 기판 상에 형성되고 화상을 구현하는 표시 소자를 구비하는 표시부; 상기 기판과 상기 봉지 기판 사이에 상기 표시부와 이격되도록 배치되어 상기 기판과 상기 봉지 기판을 접합하고, 실리콘 산화물 및 글래스 프릿을 함유하는 씰링부를 포함하는 표시 장치를 제공한다.
본 실시예에 있어서, 상기 씰링부 중의 상기 표시부를 향하는 일부는 실리콘으로 형성될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 실리콘 산화물은 250 내지 300℃에서 결정화되는 실리콘으로 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 글래스 프릿의 유리 전이 온도(Tg)는 200℃ 이하인 것을 특징으로 할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 글래스 프릿은 적어도 바나듐 산화물 또는 비스무스 산화물을 함유할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 바나듐 산화물은 V2O5를 함유하고, 상기 비스무스 산화물은 Bi2O3를 함유할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 글래스 프릿은 TeO2, ZnO 및 BaO로 이루어지는 군으로부터 선택된 적어도 어느 하나를 함유할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 표시부에 연결되어 상기 기판의 일측 가장자리를 향하여 연장되는 복수 개의 배선들을 구비하는 배선부를 더 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 씰링부는 상기 표시부를 둘러싸면서 적어도 상기 배선부와 중첩되도록 배치되는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 기판과 상기 봉지 기판 사이의 공간은 상기 씰링부에 의하여 밀봉될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 표시부는 유기 발광 소자를 구비하고, 상기 유기 발광 소자는 제1 전극, 제2 전극 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 배치되고 유기 발광층을 구비하는 중간층을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1 전극에 전기적으로 연결되고 활성층, 게이트 전극, 소스 전극 및 드레인 전극을 구비하는 박막 트랜지스터를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예는, 기판 및 상기 기판과 대향하도록 배치된 봉지 기판을 준비하는 단계; 상기 기판과 상기 봉지 기판 사이에 배치되고 화상을 구현하는 표시부를 형성하는 단계; 및 적어도 실리콘을 함유하는 바인더 및 상기 바인더가 첨가된 글래스 프릿을 소성하여 형성되는 씰링부를 이용하여 상기 기판과 상기 봉지 기판을 접합하는 단계를 포함하는 표시 장치 제조 방법을 제공한다.
본 실시예에 있어서, 상기 기판과 상기 봉지 기판을 접합하는 단계는 상기 글래스 프릿 및 상기 바인더를 함유하는 페이스트를 포함하는 예비 씰링부를 상기 기판 또는 상기 봉지 기판의 일면에 형성한 후에 상기 예비 씰링부를 소성 및 건조하고, 상기 기판과 상기 봉지 기판을 정렬한 후 레이저빔을 조사하여 상기 예비 씰링부를 용융 및 경화하여 상기 씰링부로 변화시키는 단계를 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 페이스트는 상기 글래스 프릿을 함유하는 파우더를 준비하고, 상기 파우더에 상기 바인더 및 용매를 첨가하여 형성하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 페이스트를 포함하는 예비 씰링부를 상기 기판 또는 상기 봉지 기판의 일면에 형성하는 단계는 스크린 인쇄법을 이용하여 상기 페이스트를 원하는 형태로 형성하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 기판 및 상기 봉지 기판을 준비하는 단계는, 상기 기판보다 큰 원장 기판 및 상기 봉지 기판보다 큰 원장 봉지 기판을 준비하고, 상기 씰링부를 형성한 후에 상기 원장 기판 및 원장 봉지 기판에 대한 절단 공정을 수행하는 것을 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 표시부는 복수 개 구비되고, 상기 절단 공정은 상기 표시부 각각을 분리하도록 진행할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 씰링부는 상기 복수 개의 표시부 각각을 둘러싸도록 배치할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 레이저빔은 400℃ 이하의 온도를 가질 수 있다.
도 1은 종래의 표시 장치의 가장자리 부분을 도시한 개략적인 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 가장자리 부분을 도시한 개략적인 단면도이다.
도 3은 도 2의 씰링부를 확대한 단면도이다
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치의 가장자리 부분을 도시한 개략적인 단면도이다.
도 5는 도 2 및 도 4의 X의 확대도이다.
도 6은 도 5의 변형예를 도시한 개략적인 단면도이다.
도 7은 도 5의 다른 변형예를 도시한 개략적인 단면도이다.
도 8은 도 5의 또 다른 변형예를 도시한 개략적인 단면도이다.
도 9a 내지 도 9f는 본 발명의 일 실시예에 관한 표시 장치 제조 방법을 순차적으로 도시한 도면들이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 가장자리 부분을 도시한 개략적인 단면도이다.
도 3은 도 2의 씰링부를 확대한 단면도이다
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치의 가장자리 부분을 도시한 개략적인 단면도이다.
도 5는 도 2 및 도 4의 X의 확대도이다.
도 6은 도 5의 변형예를 도시한 개략적인 단면도이다.
도 7은 도 5의 다른 변형예를 도시한 개략적인 단면도이다.
도 8은 도 5의 또 다른 변형예를 도시한 개략적인 단면도이다.
도 9a 내지 도 9f는 본 발명의 일 실시예에 관한 표시 장치 제조 방법을 순차적으로 도시한 도면들이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고, 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
본 명세서에서 사용되는 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 명세서에서 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분"위에" 또는 "상에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.
이하, 본 발명에 따른 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명함에 있어 실질적으로 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다.
도 1은 종래의 표시 장치(10)의 가장자리 부분을 도시한 개략적인 단면도이다.
도 1을 참조하면, 종래의 표시 장치(10)는 기판(11), 표시부(D), 봉지 기판(19) 및 씰링부(18)를 포함할 수 있다. 또한, 표시부(D)에 인접해 있는 배선부(W)를 더 포함할 수 있다.
씰링부(18)는 수분이나 공기를 완벽하게 차단할 수 있는 유리 재질로 형성할 수 있다. 일 예로 씰링부(18)는 글래스 프릿(glass frit)을 포함할 수 있다.
이때, 이 씰링부(18)는 도 1에 도시된 바와 같이, 표시부(D) 및 배선부(W)와 일정 간격 이격되어 배치되는 것이 바람직하다. 이 씰링부(18)는 유리 재질로 이루어지므로, 용해하는 과정에서 고온으로 가열하게 된다. 따라서 이 씰링부(18)가 표시부(D) 및 배선부(W)에 접촉하여 있거나 가까운 거리에 배치되는 경우에는 실링재의 경화 과정에서 배선부(W)의 배선이나 표시부(D)의 발광영역이 열에 의한 손상을 입을 수 있다. 이를 방지하기 위하여 씰링부(18)를 표시부(D) 및 배선부(W)와 이격시키게 된다.
그런데 씰링부(18)를 표시부(D) 및 배선부(W)와 이격하도록 배치하면 원장 기판에 있어서 데드 스페이스(M)(dead space)가 증가하여 재료적 손실도 크고, 시인성이 나빠지는 문제가 있다.
따라서, 본 발명에서는 데드 스페이스(M)를 줄이기 위하여 종래의 씰링부(18)의 위치를 배선부(W)와 접촉하도록 보다 안쪽으로 이동시키는 한편, 이로써 발생하는 열적 손상을 방지하기 위하여 저온에서 밀봉을 진행할 수 있는 씰링부를 형성하고자 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(100)의 가장자리 부분을 도시한 개략적인 단면도이다.
도 1의 종래의 표시 장치(10)와 마찬가지로, 도 2의 표시 장치(100)는 기판(101), 표시부(D), 봉지 기판(191) 및 씰링부(180)를 포함할 수 있다. 또한, 표시부(D)에 인접해 있는 배선부(W)를 더 포함할 수 있다.
도 2에서 보는 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(100)는 종래의 씰링부(18)의 위치가 배선부(W)와 접촉하도록 보다 안쪽으로 이동할 수 있다.
표시부(D)는 유기 발광 소자, 액정 소자 등 다양한 표시 소자를 구비할 수 있는데 이에 대한 구체적인 내용은 후술한다.
기판(101)은 SiO2를 주성분으로 하는 투명한 유리 재질로 이루어질 수 있다. 또한 기판(101)은 투명한 플라스틱 재질로 형성할 수도 있다. 그러나, 씰링부(180)를 형성 시 조사되는 레이저빔을 고려하여 플라스틱에 비하여 내열성이 우수한 유리 재질로 기판(101)을 형성하는 것이 바람직하다.
표시부(D)는 기판(101)상에 형성된다. 표시부(D)는 유기 발광 소자, 액정 소자 기타 표시 소자를 구비하여 사용자가 인식할 수 있는 화상을 제공한다. 표시부(D)에 대한 구체적인 내용은 도 5 내지 도 8을 참조하면서 후술하기로 한다.
봉지 기판(191)은 기판(101)과 대향하도록 배치된다. 표시부(D)는 기판(101)과 봉지 기판(191) 사이에 놓이게된다. 봉지 기판(191)은 SiO2를 주성분으로 하는 투명한 유리 재질로 이루어질 수 있다. 또한 봉지 기판(191)은 투명한 플라스틱 재질로 형성할 수도 있다. 그러나, 씰링부(180)를 형성 시 봉지 기판(191)을 향하도록 레이저빔이 조사되므로 플라스틱에 비하여 내열성이 우수한 유리 재질로 봉지 기판(191)을 형성하는 것이 바람직하다.
씰링부(180)는 기판(101)과 봉지 기판(191)사이에 표시부(D)와 이격되도록 표시부(D)의 가장자리에 배치된다. 도시하지 않았으나 씰링부(180)는 표시부(D)를 둘러싸도록 형성될 수 있다. 이때, 씰링부(180)는 적어도 배선부(W)와 중첩되도록 배치될 수 있는데, 이로써 씰링부(180)가 양 기판의 가장자리로부터 좀 더 표시부(D)가 위치한 안 쪽으로 배치됨으로써 데드 스페이스(M)가 줄어들게 된다.
배선부(W)는 표시부(D)에 연결되어 기판(101)의 일측 가장자리를 향하여 연장되는 복수 개의 배선들을 구비할 수 있다.
씰링부(180)는 기판(101)과 봉지 기판(191)사이에 배치되어 기판(101)과 봉지 기판(191)을 접합한다. 또한 기판(101)과 봉지 기판(191)사이의 공간은 씰링부(180)에 의하여 밀봉된다. 그러므로 기판(101)과 봉지 기판(191)사이에 배치된 표시부(D)는 외부의 습기, 공기 기타 불순물로부터 격리된다. 이를 통하여 표시부(D)의 손상을 방지한다.
씰링부(180)는 글래스 프릿 페이스트를 기판(101) 또는 봉지 기판(191) 일면에 패터닝한 후 이를 소성 및 건조하였다가 레이저빔으로 용융시켜 형성하게 되는데, 이때 글래스 프릿 페이스트는 글래스 프릿을 함유하는 파우더에 바인더와 용매를 첨가하여 형성한다.
씰링부(180)를 형성함에 있어서 글래스 프릿 페이스트의 온도가 600℃ 이상이 될 때, 배선부(W)가 받는 온도는 최고 350℃에 달한다. 이 350℃의 온도는 배선부(W)에 형성된 평탄화막의 재료인 폴리이미드(polyimide, PI)에 변형을 초래하게 된다.
따라서, 조사되는 레이저빔의 온도가 400℃ 정도로 낮아지게 되면, 배선부(W)의 온도도 350℃보다 낮아짐으로써 배선부(W)에 형성된 평탄화막에 손상을 주지 않을 수 있다. 이로써 도 2에서 보는 바와 같이 씰링부(180)를 배선부(W)에 중첩되도록 배치하여 데드 스페이스(M)를 줄일 수 있다.
씰링부(180)가 400℃ 이하의 낮은 온도에서 형성되기 위해서는 이러한 온도 조건에 적합한 글래스 프릿 페이스트가 요구된다.
도 3은 도 2의 씰링부(180)를 확대한 단면도이다.
도 3을 참조하면, 씰링부(180)는 씰링부(150)의 본체를 이루는 글래스 프릿의 모유리(G)가 포함되어 있고, 바인더에 함유되어 있는 실리콘(Si)이 실리콘 산화물(SiO2)의 형태로 잔류해 있다. 또한 씰링부(180)는 씰링부에 다양한 기능을 부가할 수 있는 필러(F)를 더 포함할 수 있다.
이러한 글래스 프릿은 200℃ 이하의 유리 전이 온도(Tg)를 가질 수 있다. 이와 같은 저온 프릿을 함유하는 파우더에 실리콘(Si)을 함유하는 바인더를 첨가하여 페이스트화함으로써 400℃ 정도의 비교적 낮은 온도에서 씰링부(180)를 형성할 수 있다. 이때, 바인더에 함유된 실리콘(Si)은 250 내지 300℃에서 결정화될 수 있다.
종래의 경우, 글래스 프릿 페이스트를 소성하는 과정에서 370℃ 이상에서 페이스트를 열처리하여 함유되어 있는 바인드를 분해시키게 되는데, 이로부터 200℃ 이하의 유리 전이 온도를 갖는 저온 프릿은 녹는점에 근접하여 패터닝된 씰링부의 원형이 유지될 수 없게 된다.
그러나, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(100)의 씰링부(180)는 종래의 고온에서 분해되는 바인더 대신에 실리콘(Si)을 이용하여 소성시 이 실리콘(Si)을 분해하지 않고 실리콘 산화물(SiO2)의 형태로 잔류하게 한다. 이때, 실리콘 산화물(SiO2)은 글래스 프릿과 함께 외부로부터의 습기, 공기 기타 불순물의 침투를 방지하는 배리어(barrier)의 역할을 할 수 있다. 이로써 글래스 프릿 본체에 실리콘 산화물(SiO2)이 분산되어 있는 씰링부(180)는 밀봉특성이 향상될 수 있다. 또한, 취성이 강한 글래스 프릿과 다른 재질인 실리콘 산화물(SiO2)을 형성함으로써 씰링부(180)의 기구적 강도도 개선될 수 있다.
상기와 같이 형성된 씰링부(180)의 단면은 도 3에 도시되어 있다. 즉, 씰링부(180)에 실리콘(Si)과 산소(O)가 포함되어 있다.
한편, 글래스 프릿은 다양한 재질을 함유한다.
글래스 프릿은 적어도 바나듐(V) 산화물 또는 비스무스(Bi) 산화물을 포함한다. 특히 글래스 프릿은 V2O5 또는 Bi2O3를 포함하는 것이 바람직하다. 바나듐 산화물 또는 비스무스 산화물, 특히 V2O5 또는 Bi2O3는 후술할 필러(182)의 재료들과 용이하게 접촉하여 필러(182)가 받은 열을 용이하게 전달받는다.
또한, 글래스 프릿은 다양한 재료를 함유할 수 있는데, 예를들면 TeO2, ZnO, BaO, Nb2O5, SiO2, Al2O3, ZrO2, P2O5로 이루어지는 군으로부터 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.
글래스 프릿의 성분의 한 예로서 글래스 프릿은 중량 퍼센트(wt%)기준으로 씰링부(180)에 대하여 10 내지 30중량퍼센트의 V2O5, 5 내지 25중량퍼센트의 TeO2, 5 내지 25중량퍼센트의 ZnO 및 0 내지 10중량퍼센트의 BaO를 함유할 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치(200)의 가장자리 부분을 도시한 개략적인 단면도이다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치(200)의 경우, 도 3에서와 같이 글래스 프릿의 모유리(G) 상에 실리콘 산화물(SiO2)이 분산되어 있도록 씰링부(180)를 형성하는 것이 아니라, 도 4에서와 같이 씰링부(280)의 상당 부분을 글래스 프릿으로 형성하고 씰링부(280) 중에서 표시부(D) 쪽에 위치하는 일부가 실리콘(Si)으로 형성되도록 할 수 있다.
즉, 실리콘(Si)을 바인더로 이용하는 것이 아니라, 씰링부(280)의 일부를 실리콘(Si)으로 형성하여 이 일부를 배선부(W)와 중첩되도록 배치하는 것이다..
씰링부(280) 중 글래스 프릿으로 형성된 부분(281)은 그 가운데에 실리콘 산화물(SiO2)로 형성된 부분(283)이 개재되어 있을 수 있다. 이때, 선택적으로 실리콘 산화물(SiO2)로 형성된 부분(283)은 생략될 수 있다. 그리고 실리콘(Si)으로 형성된 부분(282)이 씰링부(280)의 일부를 이루며 배선부(W)와 중첩되도록 배치될 수 있다.
클래스 프릿으로 형성된 부분(281)의 경우, 종래의 글래스 프릿 페이스트를 형성하는 것과 동일한 방법으로 페이스트화한다. 그리고 나서, 글래스 프릿 페이스트를 표시부(D)를 둘러싸도록 기판(201) 또는 봉지 기판(291)의 일면에 패터닝하고 이 프릿 패턴을 소성 및 건조하는 과정까지 진행한다. 이때, 프릿 패턴이 소성되기 전에 글래스 프릿 페이스트의 가운데에 실리콘(Si)을 패터닝할 수도 있는데, 이 패턴은 나중에 전술한 실리콘 산화물(SiO2)로 형성된 부분(283)이 된다.
이후, 글래스 프릿 패턴의 내측면과 접촉하도록 실리콘을 패터닝한다. 여기서 실리콘이 패터닝된 부분은 배선부(W) 상에 배치될 수 있다.
마지막으로 글래스 프릿과 실리콘(Si)으로 각각 패터닝된 부분에 레이저빔을 조사하게 되는데, 배선부(W)의 외곽에 배치되는 글래스 프릿으로 형성된 부분(281)에는 용융될 정도의 고온의 레이저빔이 조사되는데 반하여, 배선부(W)에 중첩되도록 배치되는 실리콘(Si)으로 형성된 부분(252)에는 저온의 레이저빔이 조사된다. 즉, 레이저빔 중 고온에 해당하는 중심부는 글래스 프릿으로 형성된 부분(281)에 위치시키고, 레이저빔 중 저온에 해당하는 외곽부는 실리콘(Si)으로 형성된 부분(283)에 위치시킨다.
이로써 고온의 레이저빔이 조사된 외곽부는 글래스 프릿 페이스트가 용융되어 기판(201)과 봉지 기판(291) 사이를 접합하는 글래스 프릿으로 형성된 부분(281)을 이루고, 중간 온도의 레이저빔이 조사된 글래스 프릿의 가운데는 실리콘(Si)의 결정화가 진행되어 실리콘 산화물(SiO2)로 형성된 부분(283)을 이루게 된다. 또한 저온의 레이저빔이 조사된 내측부는 실리콘(Si)의 결정화가 이루어지지 않아 실리콘 산화물(SiO2)이 아닌 실리콘(Si) 상태로 잔류하여 실리콘(Si)으로 형성된 부분(252)을 이루게 된다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치(200)는 씰링부(280)의 일부를 배선부(W)와 중첩되도록 배치함으로써 도 1에 도시된 종래의 표시 장치(10)의 씰링부(18)보다 내측에 위치하는 씰링부(280)를 포함할 수 있다. 이로써 데드 스페이스(M)를 줄일 수 있다. 또한 글래스 프릿 가운데 및 내측에 각각 실리콘 산화물(SiO2) 및 실리콘(Si)을 형성함으로써 밀봉특성이 향상되는 동시에, 씰링부(280)의 기구적 강도도 개선될 수 있다.
이하에서는 표시부(D)에 대하여 설명하기로 한다.
도 5는 도 2 및 도 4의 X의 확대도이다.
도 2 및 도 5를 참조하면 표시부(D)는 유기 발광 소자(130)를 구비한다. 즉, 본 실시예에서는 표시부(D)에 유기 발광 소자(130)가 구비된 경우를 설명한다. 그러나 본 발명은 이에 한정되지 않고 표시부(D)가 액정 소자, 기타 표시 소자를 구비할 수 있음은 물론이다.
도 5를 참조하면 유기 발광 소자(130)는 기판(101)상에 형성되고, 유기 발광 소자(130)는 제1 전극(131), 중간층(133) 및 제2 전극(132)을 구비한다.
제1 전극(131)은 애노드 기능을 하고, 제2 전극(132)은 캐소드 기능을 할 수 있는 데, 물론, 이러한 극성의 순서는 서로 반대로 되어도 무방하다.
제1 전극(131)이 애노드 기능을 할 경우, 제1 전극(131)은 일함수가 높은 ITO, IZO, ZnO, 또는 In2O3 등을 포함하여 구비될 수 있다. 또한 목적 및 설계 조건에 따라서 제1 전극(131)은 Ag, Mg, Al, Pt, Pd, Au, Ni, Nd, Ir, Cr, Li, Yb 또는 Ca 등으로 형성된 반사막을 더 포함할 수 있다.
중간층(133)은 가시 광선을 발광하는 유기 발광층을 구비한다. 또한 중간층(133)은 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 수송층 및 전자 주입층 중 적어도 하나 이상을 선택적으로 구비할 수도 있다.
제2 전극(132)이 캐소드 기능을 할 경우 제2 전극(132)은 Ag, Mg, Al, Pt, Pd, Au, Ni, Nd, Ir, Cr, Li, 또는 Ca의 금속으로 형성될 수 있다. 또한 제2 전극(132)은 광투과가 가능하도록 ITO, IZO, ZnO, 또는 In2O3 등을 포함할 수도 있다.
제1 전극(131) 및 제2 전극(132)을 통하여 중간층(133)에 전압이 인가되면 중간층(133)의 유기 발광층에서 가시 광선이 발광하여 영상을 구현할 수 있다.
본 실시예의 표시 장치(100)는 씰링부(180)를 이용하여 기판(101)과 봉지 기판(191)을 접합하므로 기판(101)과 봉지 기판(191)이 완전히 접합되고 기판(101)과 봉지 기판(191)사이의 공간이 밀봉되어 표시부(D)를 효과적으로 보호한다.
또한, 씰링부(180)는 글래스 프릿(181) 및 필러(182)를 함유하도록 하여 씰링부(180)의 제조 공정을 효과적으로 진행한다. 특히 필러(182)는 적어도 Cr, Cu 및 Mn을 함유하고, 구체적으로 스피넬(spinel) 구조의 산화물 형태를 함유한다. 구체적인 예로서 필러(182)는 적어도 Cu(CrMn)2O4를 함유한다. 필러(182)에 함유된 Cr성분은 흑색을 용이하게 구현하여 필러(182)가 구비된 씰링부(180)의 레이저빔 흡수율을 용이하게 향상하고, Cu는 Cr과 함께 스피넬 구조의 골격을 이루도록 하여 필러(182)가 고온에서 물리적 특성이 쉽게 변하지 않도록 하고, 특히 필러(182)의 색상이 유지되도록 한다. 또한 필러(182)에 함유된 Mn은 필러(182)가 스피넬 구조 외에 다른 결정 구조의 산화물을 함유하는 것을 억제하여 고온에서의 내구성이 우수한 스피넬 구조만을 갖도록 하여 필러(182)의 고온에서의 내구성을 향상한다.
특히 이러한 본 실시예의 필러(182)는 레이저빔, 예를들면 700 내지 900 나노미터, 특히 대략 800 나노미터의 파장을 갖는 레이저빔의 흡수율이 우수하다. 그러므로 씰링부(180)를 형성하기 위한 레이저빔 조사 공정을 신속하게 진행하고, 씰링부(180)의 특성이 향상된다. 결과적으로 기판(101)과 봉지 기판(191)의 접합 특성이 향상된다.
또한 이 때 글래스 프릿(181)은 V2O5, TeO2, ZnO 및 BaO를 함유하는데 이들은 특히 Cu(CrMn)2O4를 함유하는 필러(182)와 효과적으로 접촉하여 필러(182)를 통한 내구성 향상 효과가 향상되고, 특히 씰링부(180)를 형성 시 레이저빔 조사 과정에서 필러(182)를 통한 레이저빔의 열전달이 용이하여 용융 및 경화특성이 향상된다.
전술한 표시부(D)는 다양한 변형예를 구비할 수 있다. 이에 대하여 설명하기로 한다.
도 6은 도 5의 변형예를 도시한 개략적인 단면도이다.
도 6을 참조하면 유기 발광 소자(130')는 기판(101)상에 형성되고, 적어도 제1 전극(131'), 중간층(133') 및 제2 전극(132')을 구비한다.
구체적으로 기판(101)상에 제1 전극(131')이 형성된다. 제1 전극(131') 상에 제1 전극(131')의 소정의 영역을 노출하도록 화소 정의막(115)이 형성된다.
제1 전극(131') 상에 제1 전극(131')과 접하도록 중간층(133')이 형성된다.
제2 전극(132')이 중간층(133') 상에 형성된다.
제1 전극(131')은 애노드 기능을 하고, 제2 전극(132')은 캐소드 기능을 할 수 있는 데, 물론, 이러한 극성의 순서는 서로 반대로 되어도 무방하다. 중간층(133')은 가시 광선을 발광하는 유기 발광층을 구비한다. 또한 중간층(133')은 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 수송층 및 전자 주입층 중 적어도 하나 이상을 선택적으로 구비할 수도 있다.
이 때 중간층(133')은 여러 가지 색상, 예를들면 적색, 녹색 및 청색을 구현할 수 있다. 또 다른 예로서 중간층(133')은 하나의 색상을 구현할 수도 있는데, 예를들면 중간층(133')이 백색을 구현하는 경우 중간층(133')과 별도로 컬러 필터와 같은 색변환 부재를 구비할 수 있음은 물론이다.
제1 전극(131') 및 제2 전극(132')을 형성하는 재료는 전술한 실시예와 동일하므로 구체적인 설명은 생략한다.
도 7은 도 5의 다른 변형예를 도시한 개략적인 단면도이다.
도 7을 참조하면 표시부(D)는 유기 발광 소자(130") 및 박막 트랜지스터(TFT)를 구비하고, 유기 발광 소자(130")는 적어도 제1 전극(131"), 중간층(133" 및 제2 전극(132")을 구비한다.
박막 트랜지스터(TFT)는 활성층(141), 게이트 전극(142), 소스 전극(143) 및 드레인 전극(144)을 구비한다.
구체적으로 설명하기로 한다.
기판(101)상에 버퍼층(121)이 형성된다. 버퍼층(121)상에 소정 패턴의 활성층(141)이 형성된다. 활성층(141)은 실리콘 계열과 같은 무기 반도체, 유기 반도체 또는 산화물 반도체로 형성될 수 있고 소스 영역, 드레인 영역 및 채널 영역을 포함한다.
활성층(141)의 상부에는 게이트 절연막(122)이 형성되고, 게이트 절연막(122)상부의 소정 영역에는 게이트 전극(142)이 형성된다. 게이트 절연막(122)은 활성층(141)과 게이트 전극(142)을 절연하기 위한 것으로 유기물 또는 SiNx, SiO2같은 무기물로 형성할 수 있다.
게이트 전극(142)은 Au, Ag, Cu, Ni, Pt, Pd, Al, Mo를 함유할 수 있고, Al:Nd, Mo:W 합금 등과 같은 합금을 포함할 수 있으나 이에 한정되지 않고 인접한 층과의 밀착성, 평탄성, 전기 저항 및 가공성 등을 고려하여 다양한 재질로 형성할 수 있다.
게이트 전극(142)의 상부로는 층간 절연막(123)이 형성된다. 층간 절연막(123) 및 게이트 절연막(122)은 활성층(141)의 소스 영역 및 드레인 영역을 노출하도록 형성되고 이러한 활성층(141)의 노출된 소스 영역 및 드레인 영역과 접하도록 소스 전극(143) 및 드레인 전극(144)이 형성된다.
소스 전극(143) 및 드레인 전극(144)은 다양한 도전 물질을 이용하여 형성할 수 있고, 단층 구조 또는 복층 구조일 수 있다.
박막 트랜지스터(TFT)상부에 패시베이션층(124)이 형성된다. 구체적으로 소스 전극(143) 및 드레인 전극(144)상에 패시베이션층(124)이 형성된다.
패시베이션층(124)은 드레인 전극(144)의 전체를 덮지 않고 소정의 영역을 노출하도록 형성되고, 노출된 드레인 전극(144)과 연결되도록 제1 전극(131")이 형성된다.
제1 전극(131") 상에 절연물로 화소 정의막(125)을 형성한다. 화소 정의막(125)은 제1 전극(131")의 소정의 영역을 노출하도록 형성된다.
중간층(133")이 노출된 제1 전극(131")과 접하도록 형성된다. 그리고, 중간층(133")과 연결되도록 제2 전극(132")을 형성한다.
도 8은 도 7의 또 다른 변형예를 도시한 개략적인 단면도이다.
도 8을 참조하면 표시부(D)는 유기 발광 소자(430) 및 박막 트랜지스터(TFT)를 구비한다. 유기 발광 소자(430)는 제1 전극(431), 중간층(433) 및 제2 전극(432)을 구비하고, 박막 트랜지스터(TFT)를 구비한다.
박막 트랜지스터(TFT)는 활성층(403), 게이트 전극(442), 소스 전극(443) 및 드레인 전극(444)을 구비한다.
구체적으로 설명하기로 한다.
기판(101)상에 버퍼층(402)이 형성된다. 버퍼층(402)상에 소정의 크기를 갖는 활성층(403)이 형성된다. 또한 버퍼층(402)상에 제1 캐패시터 전극(421)이 형성된다. 제1 캐패시터 전극(421)은 활성층(403)과 동일한 재료로 형성되는 것이 바람직하다.
버퍼층(402)상에 활성층(403) 및 제1 캐패시터 전극(421)을 덮도록 게이트 절연막(404)이 형성된다.
게이트 절연막(406)상에 게이트 전극(442), 제1 전극(431) 및 제2 캐패시터 전극(423)이 형성된다.
게이트 전극(442)은 제1 도전층(442a) 및 제2 도전층(442b)을 구비한다.
제1 전극(431)은 제1 도전층(442a)과 동일한 물질로 형성할 수 있다. 제1 전극(431)의 상부의 소정의 영역에는 도전부(410a)가 배치되는데 도전부(410a)는 제2 도전층(442b) 과 동일한 재질로 형성된다.
제2 캐패시터 전극(423)은 제1 층(423a) 및 제2 층(423b)을 구비하는데, 제1 층(423a)은 제1 도전층(442a)과 동일한 재질로 형성되고 제2 층(423b)은 제2 도전층(442b) 과 동일한 재질로 형성된다. 제2 층(423b)은 제1 층(423a)보다 작게 제1 층(423a)상에 형성된다. 또한 제2 캐패시터 전극(423)은 제1 캐패시터 전극(421)과 중첩되고 제1 캐패시터 전극(421)보다 작게 형성된다.
제1 전극(431), 게이트 전극(442) 및 제2 캐패시터 전극(423)상에 층간 절연막(427)이 형성된다. 층간 절연막(427)상에 소스 전극(443) 및 드레인 전극(444)이 형성된다. 소스 전극(443) 및 드레인 전극(444)은 활성층(403)과 연결되도록 형성된다.
또한 소스 전극(443) 및 드레인 전극(444) 중 어느 하나의 전극은 제1 전극(431)과 전기적으로 연결되는데 도 8에는 드레인 전극(444)이 제1 전극(431)과 전기적으로 연결된 것이 도시되어 있다. 구체적으로 드레인 전극(444)은 도전부(410a)와 접한다.
층간 절연막(427)상에 소스 전극(443), 드레인 전극(444) 및 캐패시터(428)를 덮도록 화소 정의막(425)이 형성된다.
화소 정의막(425)은 제1 전극(431)의 상면의 소정의 영역은 덮지 않도록 형성되고, 이러한 제1 전극(431)의 상면의 노출된 영역과 접하도록 중간층(433)이 형성된다.
중간층(433)상에 제2 전극(432)이 형성된다.
도 9a 내지 도 9f는 본 발명의 일 실시예에 관한 표시 장치 제조 방법을 순차적으로 도시한 도면들이다.
구체적으로 도 9a 내지 도 9f는 도 2의 표시 장치(100)의 제조 방법을 도시한다.
먼저, 도 9a를 참조하면 원장 기판(101')을 준비한다. 원장 기판(101')은 유리, 플라스틱 기타 재질로 형성될 수 있고, 바람직하게는 투명한 유리 재질로 형성된다. 원장 기판(101') 상에는 하나 이상의 표시부(D)가 형성된다. 도 9a에는 2개의 표시부(D)가 형성되어 있다. 그러나 원장 기판(101') 상의 표시부(D)의 개수에는 제한이 없다. 한편, 배선부(W)는 표시부(D)에 인접하여 기판(101)의 일측 가장자리를 향하여 연장되도록 형성된다.
또한, 도 9b를 참조하면 원장 봉지 기판(191') 상에 예비 씰링부(180')를 형성한다. 예비 씰링부(180')는 원장 봉지 기판(191') 상에 형성 시 원장 기판(101')의 표시부(D)를 각각 둘러싸면서 적어도 배선부(W)와 중첩되는 위치에 대응되도록 형성될 수 있다.
예비 씰링부(180')는 페이스트 형태로 원장 봉지 기판(191') 상에 형성된다. 구체적으로 예비 씰링부(180')는 글래스 프릿 및 실리콘을 함유하는 바인더를 첨가한 페이스트 형태이다. 글래스 프릿 및 실리콘을 함유한 바인더는 전술한 실시예에서 설명한 것과 동일하므로 구체적인 설명은 생략한다. 또한 도시하지 않았으나, 선택적인 다른 실시예로서 예비 씰링부(180')를 원장 기판(101')의 일면에 표시부(D)를 둘러싸면서 적어도 배선부(W)와 중첩되도록 형성하는 것도 가능하다.
이러한 페이스트 형태의 예비 씰링부(180')를 제조하는 예를 구체적으로 설명하면 다음과 같다. 먼저 글래스 프릿을 함유하는 파우더를 준비한다. 그리고, 이러한 파우더에 실리콘을 함유하는 바인더, 기타 용매를 첨가하여 페이스트를 준비한다. 그리고 나서 이러한 페이스트를 원장 봉지 기판(191') 상에 원하는 형태로 형성하여 예비 씰링부(180')를 형성한다. 이때 스크린 인쇄법을 이용하여 원장 봉지 기판(191') 상에 예비 씰링부(180')를 원하는 형상으로 형성할 수 있다.
그리고 나서 페이스트 형태의 예비 씰링부(180')를 소성 및 건조하여 예비씰링부(180')의 형태가 유지되도록 한다.
그리고 나서 도 9c를 참조하면 원장 봉지 기판(191')을 원장 기판(101')에 대향하도록 배치하는데, 이때 예비 씰링부(180')가 표시부(D)들을 둘러싸면서 적어도 배선부(W)와 중첩되도록 원장 봉지 기판(191')을 원장 기판(101')에 대하여 정렬한다.
그리고 나서 도 9d를 참조하면 원장 봉지 기판(191') 상부에서 레이저빔(LB)을 조사한다. 구체적으로 레이저빔(LB)은 예비 씰링부(180')에 대응되도록 조사한다. 레이저빔(LB)이 조사되면 예비 씰링부(180')가 용융 후 경화되어 원장 기판(101')과 원장 봉지 기판(191')이 접합되고, 예비 씰링부(180')에 함유되어 있는 실리콘(Si)이 결정화되어 실리콘 산화물(SiO2)을 형성하게 된다.
이 때 레이저빔(LB)은 배선부(W)에 손상을 일으키지 않도록 400℃ 이하의 온도를 갖는 것이 바람직하다.
이러한 레이저빔(LB) 조사를 통하여 예비 씰링부(180')는 도 9e에 도시한 것과 같이 원장 기판(101')과 원장 봉지 기판(191')을 접합하는 씰링부(180)로 변한다.
도 9e를 참조하면 그리고 나서 절단선(CL)을 기준으로 원장 기판(101') 및 원장 봉지 기판(191')을 절단한다. 결과적으로 최종적으로 9f와 같이 표시 장치(100)가 제조된다.
전술한 것과 같이 본 실시예의 방법을 통하여 표시 장치(100)를 제조하는 경우 실리콘 산화물(SiO2)이 글래스 프릿 내에 분산됨으로써 씰링부(180)의 밀봉특성 및 기구강도가 향상되고, 씰링부(180)를 배선부(W)에 중첩되도록 배치함으로써 원장 기판(101') 및 원장 봉지 기판(191')에 있어서의 데드 스페이스(M)를 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, 100, 200: 표시 장치
11, 101, 201: 기판
19, 191, 291: 봉지 기판
18, 180, 280: 씰링부
D: 표시부
W: 배선부
11, 101, 201: 기판
19, 191, 291: 봉지 기판
18, 180, 280: 씰링부
D: 표시부
W: 배선부
Claims (20)
- 기판;
상기 기판과 대향하도록 배치되는 봉지 기판;
상기 기판 상에 형성되고 화상을 구현하는 표시 소자를 구비하는 표시부;
상기 기판과 상기 봉지 기판 사이에 상기 표시부와 이격되도록 배치되어 상기 기판과 상기 봉지 기판을 접합하고, 실리콘 산화물 및 글래스 프릿을 함유하는 씰링부를 포함하는 표시 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 씰링부 중의 상기 표시부를 향하는 일부는 실리콘으로 형성된 표시 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 실리콘 산화물은 250 내지 300℃에서 결정화되는 실리콘으로 형성되는 것을 특징으로 하는 표시 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 글래스 프릿의 유리 전이 온도(Tg)는 200℃ 이하인 것을 특징으로 하는 표시 장치. - 제 4 항에 있어서,
상기 글래스 프릿은 적어도 바나듐 산화물 또는 비스무스 산화물을 함유하는 표시 장치. - 제 5 항에 있어서,
상기 바나듐 산화물은 V2O5를 함유하고, 상기 비스무스 산화물은 Bi2O3를 함유하는 표시 장치. - 제 4 항에 있어서,
상기 글래스 프릿은 TeO2, ZnO 및 BaO로 이루어지는 군으로부터 선택된 적어도 어느 하나를 함유하는 표시 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 표시부에 연결되어 상기 기판의 일측 가장자리를 향하여 연장되는 복수 개의 배선들을 구비하는 배선부를 더 포함하는 표시 장치. - 제 8 항에 있어서,
상기 씰링부는 상기 표시부를 둘러싸면서 적어도 상기 배선부와 중첩되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 표시 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 기판과 상기 봉지 기판 사이의 공간은 상기 씰링부에 의하여 밀봉되는 표시 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 표시부는 유기 발광 소자를 구비하고,
상기 유기 발광 소자는 제1 전극, 제2 전극 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 배치되고 유기 발광층을 구비하는 중간층을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치. - 제 11 항에 있어서,
상기 제1 전극에 전기적으로 연결되고 활성층, 게이트 전극, 소스 전극 및 드레인 전극을 구비하는 박막 트랜지스터를 더 포함하는 표시 장치. - 기판 및 상기 기판과 대향하도록 배치된 봉지 기판을 준비하는 단계;
상기 기판과 상기 봉지 기판 사이에 배치되고 화상을 구현하는 표시부를 형성하는 단계; 및
적어도 실리콘을 함유하는 바인더 및 상기 바인더가 첨가된 글래스 프릿을 소성하여 형성되는 씰링부를 이용하여 상기 기판과 상기 봉지 기판을 접합하는 단계를 포함하는 표시 장치 제조 방법. - 제 13 항에 있어서,
상기 기판과 상기 봉지 기판을 접합하는 단계는 상기 글래스 프릿 및 상기 바인더를 함유하는 페이스트를 포함하는 예비 씰링부를 상기 기판 또는 상기 봉지 기판의 일면에 형성한 후에 상기 예비 씰링부를 소성 및 건조하고, 상기 기판과 상기 봉지 기판을 정렬한 후 레이저빔을 조사하여 상기 예비 씰링부를 용융 및 경화하여 상기 씰링부로 변화시키는 단계를 포함하는 표시 장치 제조 방법. - 제 14 항에 있어서,
상기 페이스트는 상기 글래스 프릿을 함유하는 파우더를 준비하고, 상기 파우더에 상기 바인더 및 용매를 첨가하여 형성하는 것을 특징으로 하는 표시 장치 제조 방법. - 제 14 항에 있어서,
상기 페이스트를 포함하는 예비 씰링부를 상기 기판 또는 상기 봉지 기판의 일면에 형성하는 단계는 스크린 인쇄법을 이용하여 상기 페이스트를 원하는 형태로 형성하는 것을 특징으로 하는 표시 장치 제조 방법. - 제 13 항에 있어서,
상기 기판 및 상기 봉지 기판을 준비하는 단계는,
상기 기판보다 큰 원장 기판 및 상기 봉지 기판보다 큰 원장 봉지 기판을 준비하고, 상기 씰링부를 형성한 후에 상기 원장 기판 및 원장 봉지 기판에 대한 절단 공정을 수행하는 것을 포함하는 표시 장치 제조 방법. - 제 17 항에 있어서,
상기 표시부는 복수 개 구비되고,
상기 절단 공정은 상기 표시부의 각각을 분리하도록 진행하는 표시 장치 제조 방법. - 제 18 항에 있어서,
상기 씰링부는 상기 복수 개의 표시부 각각을 둘러싸도록 배치하는 표시 장치 제조 방법. - 제 14 항에 있어서,
상기 레이저빔은 400℃ 이하의 온도를 갖는 표시 장치 제조 방법.
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