KR20190036000A - 표시장치 및 이의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예는, 제1 기판; 제1 기판의 전면에 배치되는 배리어층; 배리어층 상에 배치된 박막 트랜지스터; 및 박막 트랜지스터와 연결된 유기 발광 소자;를 포함하며, 배리어층은 Al, Ag, Cu, Mo, Cr, Ta 중 적어도 하나를 포함하는 금속 및 금속의 산화물을 포함한다.

Description

표시장치 및 이의 제조방법{DISPLAY DEVICE AND METHODE FOR THE MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 표시장치 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 특히, 기판의 전하에 의한 표시 불량을 방지할 수 있는 표시장치 및 이의 제조방법에 대한 것이다.
유기발광 표시장치(organic light emitting display device)는 빛을 방출하는 유기 발광 소자(organic light emitting diode)를 가지고 화상을 표시하는 자발광형 표시장치다. 유기발광 표시장치는 낮은 소비전력, 높은 휘도 및 높은 반응속도 등의 특성을 가지므로 현재 표시장치로 주목받고 있다.
유기발광 표시장치는 기판, 기판 상에 배치된 박막 트랜지스터, 박막 트랜지스터와 연결된 유기 발광 소자를 포함한다. 기판에 존재하는 전하로 인해 박막 트랜지스터의 동작 특성이 변동하여 표시장치의 표시 불량이 발생할 수 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 기판에 존재하는 전하로 인한 표시장치의 불량을 방지할 수 있는 표시장치 및 이의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 일 실시예는, 제1 기판; 제1 기판의 전면에 배치되는 배리어층; 배리어층 상에 배치된 박막 트랜지스터; 및 박막 트랜지스터와 연결된 유기 발광 소자;를 포함하며, 상기 배리어층은 Al, Ag, Cu, Mo, Cr, Ta 중 적어도 하나를 포함하는 금속 및 상기 금속의 산화물을 포함한다.
상기 금속의 산화물은 유기 발광 소자에 가까울수록 더 높은 밀도를 갖는다.
제1 기판의 하면에 배치된 적어도 하나의 기판을 더 포함할 수 있다.
배리어층과 적어도 하나의 기판 사이에 배치된 적어도 하나의 보조 버퍼층을 더 포함할 수 있다.
박막 트랜지스터 및 발광 소자와 연결되고 일정한 전압을 인가받는 전원 배선을 더 포함하고, 전원 배선은 상기 배리어층과 전기적으로 연결될 수 있다.
전원 배선은 공통 전원 라인, 고전위 라인 및 초기화 라인 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
배리어층은 800Å이상의 두께를 가질 수 있다.
유기 발광 소자는, 배리어층 상에 배치된 제1 전극; 제1 전극 상에 배치된 유기 발광층; 및 유기 발광층 상에 배치된 제2 전극;을 포함할 수 있다.
유기 발광 소자 상에 배치된 박막 봉지층을 더 포함할 수 있다.
박막 봉지층은 상기 유기 발광 소자 상에 배치된 적어도 하나의 제1 무기막; 및 제1 무기막 상에 배치된 적어도 하나의 제1 유기막; 을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예는, 제1 기판 상에 배리어층을 형성하는 단계; 배리어층 상에 박막 트랜지스터를 형성하는 단계; 박막 트랜지스터 상에 유기 발광 소자를 형성하는 단계; 및 유기 발광 소자 상에 박막 봉지층을 형성하는 단계;를 포함하고, 제1 기판 상에 배리어층을 형성하는 단계는, 금속을 증착하는 단계; 및 금속과 산소 기체를 동시에 증착하는 단계; 를 포함할 수 있다.
배리어층은 상기 유기 발광 소자에 가까울수록 금속 산화물의 농도가 높아질수 있다.
제1 기판 상에 배리어층을 형성하는 단계 전, 제2 기판 상에 제1 기판을 배치하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
제1 기판 상에 배리어층을 형성하는 단계 전, 제2 기판 상에 제1 보조 버퍼층을 형성하는 단계; 및 제1 보조 버퍼층 상에 상기 제1 기판을 배치하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
금속층을 형성하는 단계는 스퍼터링을 통해 금속을 증착할 수 있다.
금속은 Al, Ag, Cu, Mo, Cr, Ta 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치 및 이의 제조방법은 금속 및 금속산화물을 포함하는 기판을 포함하여, 기판에 존재하는 전하 및 정전기에 의한 표시 불량을 방지할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 표시장치의 방열효과를 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치의 블록 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 어느 하나의 화소의 상세 평면도를 나타낸 도면이다.
도 3은 도 2의 I-I`를 따라 자른 단면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 단면도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 단면도이다.
도 6a 내지 도 6d는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치의 제조 공정도이다.
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. 따라서, 몇몇 실시예에서, 잘 알려진 공정 단계들, 잘 알려진 소자 구조 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 "아래(below)"또는 "아래(beneath)"로 기술된 소자는 다른 소자의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 소자는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
본 명세서에서 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 전기적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다.
도면에서, 이해를 돕기 위하여 각 구성요소와 그 형상 등이 간략하게 그려지거나 또는 과장되어 그려지기도 하며, 실제 제품에 있는 구성요소가 표현되지 않고 생략되기도 한다. 따라서 도면은 발명의 이해를 돕기 위한 것으로 해석되어야 한다. 또한 동일한 기능을 하는 구성요소는 동일한 부호로 표시된다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치의 블록 구성도이다.
본 발명의 표시 장치(100)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 표시 패널(101), 스캔 드라이버(102), 데이터 드라이버(103), 발광 제어 드라이버(104) 및 전원 공급부(105)를 포함한다.
표시 패널(101)은 스캔 라인들(SL0 내지 SLi+1), 데이터 라인들(DL1 내지 DLj), 발광 제어 라인들(EL1 내지 ELk) 및 화소(PX)들을 포함한다.
스캔 라인들(SL0 내지 SLi+1)은 제1 방향(D1)을 따라 배열되고, 각 스캔 라인(SL0 내지 SLi+1)은 제2 방향(D2)을 따라 연장된다. 데이터 라인들(DL1 내지 DLj)은 제2 방향(D2)을 따라 배열되고, 각 데이터 라인(DL1 내지 DLj)은 제1 방향(D1)을 따라 연장된다. 발광 제어 라인들(EL1 내지 ELk)은 제1 방향(D1)을 따라 배열되고, 각 발광 제어 라인(EL1 내지 ELk)은 제2 방향(D2)을 따라 연장된다.
스캔 드라이버(102)는 타이밍 컨트롤러(도시되지 않음)로부터 제공된 스캔 제어 신호에 따라 스캔 신호들을 생성하고, 그 스캔 신호들을 복수의 스캔 라인들(SL0 내지 SLi+1)에 차례로 공급한다.
데이터 드라이버(103)는 데이터 라인들(DL1 내지 DLj)로 각각 데이터 전압을 공급한다. 예를 들어, 데이터 드라이버(103)는 타이밍 컨트롤러(도시되지 않음)로부터 영상 데이터 신호들 및 데이터 제어 신호를 공급받는다. 그리고, 그 데이터 드라이버(103)는 데이터 제어 신호에 따라 영상 데이터 신호들을 샘플링한 후에, 매 수평기간마다 한 수평 라인에 해당하는 샘플링 영상 데이터 신호들을 순차적으로 래치하고 그 래치된 영상 데이터 신호들을 데이터 라인들(DL1 내지 DLj)에 동시에 공급한다.
발광 제어 드라이버(104)는 타이밍 컨트롤러(도시되지 않음)로부터 제공된 제어 신호에 따라 발광 제어 신호들을 생성하고, 그 발광 제어 신호들을 복수의 발광 제어 라인들(EL1 내지 ELk)에 차례로 공급한다. 한편, 발광 제어 드라이버(104)는 스캔 드라이버(102)에 내장될 수 있다. 예를 들어, 스캔 드라이버(102)는 발광 제어 드라이버(104)의 기능을 더 수행할 수 있다. 이와 같은 경우, 스캔 라인들(SL0 내지 SLi+1) 및 발광 제어 라인들(EL1 내지 ELk)은 스캔 드라이버(102)에 의해 함께 구동된다.
전원 공급부(105)는 화소(PX)와 연결된 전원 배선을 통해 각각 저전위 구동 전압(ELVSS), 고전위 구동 전압(ELVDD) 및 초기화 전압(Vinit)을 공급한다. 구체적으로, 전원 공급부(105)는 화소(PX)와 연결된 공통 전원 라인(미도시), 고전위 라인(VDL) 및 초기화 라인(IL)을 통해 각각 저전위 구동 전압(ELVSS), 고전위 구동 전압(ELVDD) 및 초기화 전압(Vinit)을 공급한다. 이때, 저전위 구동 전압(ELVSS), 고전위 구동 전압(ELVDD) 및 초기화 전압(Vinit)은 각각 일정한 전압일 수 있다.
화소(PX)들은 행렬(matrix) 형태로 표시 패널(101)에 배치된다. 이 화소(PX)들은 표시 패널(101)의 표시 영역(도시되지 않음)에 배치될 수 있다. 이 화소(PX)들은 서로 다른 색상의 광(R, G, B)을 방출한다.
각 화소(PX)는 전원 공급부(105)로부터 고전위 구동 전압(ELVDD), 저전위 구동 전압(ELVSS) 및 초기화 전압(Vinit)을 공통적으로 공급받는다.
도 2는 도 1에 도시된 어느 하나의 화소의 상세 평면도를 나타낸 도면이고, 도 3은 도 2의 I-I`를 따라 자른 단면도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 하나의 화소는, 복수의 박막 트랜지스터(T1, T2, T3, T4, T5, T6, T7)에 선택적으로 연결되는 복수의 배선(SLn-1, SLn, SLn+1, EL, IL, DL, VDL), 유기 발광 소자(OLED)를 포함한다.
복수의 박막 트랜지스터(T1, T2, T3, T4, T5, T6, T7)는 제1 박막 트랜지스터(T1), 제2 박막 트랜지스터(T2), 제3 박막 트랜지스터(T3), 제4 박막 트랜지스터(T4), 제5 박막 트랜지스터(T5), 제6 박막 트랜지스터(T6), 제7 박막 트랜지스터(T7)를 포함할 수 있다.
제 1 내지 제 7 박막 트랜지스터들(T1 내지 T7)은 각각 P타입의 박막 트랜지스터일 수 있다. 한편, 제 1 내지 제 7 박막 트랜지스터들(T1 내지 T7)은 각각 N타입의 박막 트랜지스터일 수도 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치의 화소(PX) 구조가 이에 한정되는 것은 아니며, 표시장치의 화소(PX)는 복수의 박막 트랜지스터, 하나 이상의 커패시터, 하나 이상의 게이트 라인 및 하나 이상의 구동 전원 라인을 포함하는 배선들로 구성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 배리어층(310), 제1 기판(111), 버퍼층(120), 반도체층(130), 게이트 절연막(140), 게이트 전극(GE1), 스캔 라인(SLn-1, SLn, SLn+1), 발광 제어 라인(EL), 제 1 층간 절연막(160), 초기화 라인(IL), 커패시터 전극(171), 제 2 층간 절연막(180), 제 1 연결 전극(191), 제 2 연결 전극(192), 제 3 연결 전극(193), 데이터 라인(DL), 고전위 라인(VDL), 평탄화막(220), 화소 전극(PE), 화소 정의막(240), 발광층(250), 공통 전극(260) 및 박막 봉지층(270)을 포함할 수 있다.
제1 기판(111)은 유리 및 투명한 소재의 플라스틱 등으로 만들어진 투명 절연 기판일 수 있다. 예를 들어, 제1 기판(111)은 캡톤(kapton), 폴리에테르술폰(polyethersulphone, PES), 폴리카보네이트(polycarbonate: PC), 폴리이미드(polyimide: PI), 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethyleneterephthalate: PET), 폴리에틸렌 나프탈레이트(polyethylenenaphthalate, PEN), 폴리아크릴레이트(polyacrylate, PAR) 및 섬유 강화 플라스틱(fiber reinforced plastic: FRP) 등으로 이루어진 군 중에서 선택된 어느 하나로 만들어질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 배리어층(310)은 제1 기판(111)의 전면(全面)에 배치되며, 금속 및 금속 산화물을 포함한다. 구체적으로, 배리어층(310)에 포함된 금속 산화물은 유기 발광 소자(OLED)에 가까울수록 더 높은 밀도를 갖는다. 이에 따라, 유기 발광 소자(OLED)에 가까울수록 배리어층(310)은 금속보다는 무기막에 가까운 성질을 갖는다. 예를 들어, 유기 발광 소자(OLED)에 가까울수록, 배리어층(310)의 투명도는 증가하고 전기 전도도는 감소할 수 있다.
따라서, 배리어층(310)의 상부는 무기막에 가까운 성질을 갖기 때문에 제1 기판(111)에 존재하는 전하 및 외부로부터 유입된 정전기가 유기 발광 소자(OLED)와 연결된 박막 트랜지스터(T1 내지 T7)에 미치는 영향을 감소시킨다. 이에 따라, 박막 트랜지스터 및 유기 발광 소자(OLED)의 신뢰성을 향상시켜 표시 불량을 방지할 수 있다.
배리어층(310)의 하부는 금속에 가까운 성질을 갖기 때문에, 열전도도가 높아 표시 장치에서 발생하는 열을 빠르게 방출하여 표시장치의 방열효과를 향상시킬 수 있다. 또한, 배리어층(310)의 하부는 빛에 대한 반사율이 높아 본 발명에 따른 유기 발광 소자(OLED)에서 방출된 광을 표시 장치의 전면으로 반사시킬 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 표시 장치의 발광 효율을 향상시킬 수 있다. 전술한 바와 같이, 배리어층(310)이 반사층으로서 기능하기 위해서는 800Å이상의 두께를 가질 수 있다.
도면에 도시되지 않았지만, 배리어층(310)은 콘택홀을 통해 일정한 전압이 인가되는 배선과 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 배리어층(310)은 후술할 고전위 구동 전압(ELVDD), 저전위 구동 전압(ELVSS) 및 초기화 전압(Vinit)과 같은 일정한 전압이 인가되는 고전위 라인(VDL), 화소 전극(PE), 초기화 라인(IL)과 전기적으로 연결될 수 있다.
배리어층(310)은 알루미늄(Al)이나 알루미늄 합금과 같은 알루미늄 계열의 금속, 또는 은(Ag)이나 은 합금과 같은 은 계열의 금속, 또는 구리(Cu)나 구리 합금과 같은 구리 계열의 금속, 또는 몰리브덴(Mo)이나 몰리브덴 합금과 같은 몰리브덴 계열의 금속을 포함할 수 있다. 또는, 배리어층(310)은 크롬(Cr) 및 탄탈륨(Ta) 중 어느 하나로 만들어질 수 있다. 한편, 배리어층(310)은 물리적 성질이 다른 적어도 두 개의 도전막을 포함하는 다중막 구조를 포함할 수 있다. 또한, 배리어층(310)은 알루미늄(Al)이나 알루미늄 합금과 같은 알루미늄 계열의 금속, 또는 은(Ag)이나 은 합금과 같은 은 계열의 금속, 또는 구리(Cu)나 구리 합금과 같은 구리 계열의 금속, 또는 몰리브덴(Mo)이나 몰리브덴 합금과 같은 몰리브덴 계열의 금속의 산화물을 포함할 수 있다. 또는, 배리어층(310)은, 크롬(Cr) 및 탄탈륨(Ta) 중 어느 하나의 산화물을 포함할 수 있다.
버퍼층(120)은 제1 기판(111) 상에 위치한다. 버퍼층(120)은 제1 기판(111)의 전면에 위치할 수 있다. 버퍼층(120)은 불순 원소의 침투를 방지하며 표면을 평탄화하는 역할을 하는 것으로, 이러한 역할을 수행할 수 있는 다양한 물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 버퍼층(120)은 질화규소(SiNx)막, 산화규소(SiO2)막, 산질화규소(SiOxNy)막 중 어느 하나로 만들어질 수 있다. 그러나, 버퍼층(120)은 반드시 필요한 것은 아니며, 제1 기판(111)의 종류 및 공정 조건에 따라 생략될 수도 있다.
반도체층(130)은 버퍼층(120) 상에 위치한다.
반도체층(130)은 제 1 내지 제 7 박막 트랜지스터들(T1 내지 T7)의 각 채널 영역들(CH1)을 제공한다. 또한, 반도체층(130)은 제 1 내지 제 7 박막 트랜지스터들(T1 내지 T7)의 각 소스 전극(SE1) 및 드레인 전극(DE1)을 제공한다.
반도체층(130)은 다결정 규소막, 비정질 규소막, 및 IGZO(Indium-Galuim-Zinc Oxide), IZTO(Indium Zinc Tin Oxide)와 같은 산화물 반도체 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 반도체층(130)이 다결정 규소막을 포함하는 경우, 그 반도체층(130)은 불순물이 도핑되지 않은 채널 영역과, 채널 영역의 양 옆에 위치하여 불순물 이온으로 도핑된 소스 전극 및 드레인 전극을 포함한다.
게이트 절연막(140)은 반도체층(130) 및 버퍼층(120) 상에 배치된다. 게이트 절연막(140)은 테트라에톡시실란(TetraEthylOrthoSilicate, TEOS), 질화 규소(SiNx) 및 산화 규소(SiO2)중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 일례로, 게이트 절연막(140)은 40nm의 두께를 갖는 질화규소막과 80nm의 두께를 갖는 테트라에톡시실란막이 차례로 적층된 이중막 구조를 가질 수 있다.
제 1 게이트 전극(GE1)은 게이트 절연막(140) 상에 위치한다. 구체적으로, 제 1 게이트 전극(GE1)은 게이트 절연막(140)과 제 1 층간 절연막(160) 사이에 위치한다.
도면에 도시되지 않았지만, 스캔 라인(SLn-1, SLn, SLn+1) 및 발광 제어 라인(EL)은 게이트 절연막(140)과 제 1 층간 절연막(160) 사이에 위치한다.
스캔 라인(SLn-1, SLn, SLn+1)은 알루미늄(Al)이나 알루미늄 합금과 같은 알루미늄 계열의 금속, 또는 은(Ag)이나 은 합금과 같은 은 계열의 금속, 또는 구리(Cu)나 구리 합금과 같은 구리 계열의 금속, 또는 몰리브덴(Mo)이나 몰리브덴 합금과 같은 몰리브덴 계열의 금속으로 만들어질 수 있다. 또는, 이 스캔 라인(SLn-1, SLn, SLn+1)은, 크롬(Cr) 및 탄탈륨(Ta) 중 어느 하나로 만들어질 수 있다. 한편, 스캔 라인(SLn-1, SLn, SLn+1)은 물리적 성질이 다른 적어도 두 개의 도전막을 포함하는 다중막 구조를 가질 수도 있다.
또한, 발광 제어 라인(EL)은 전술된 스캔 라인(SLn-1, SLn, SLn+1)과 동일한 물질 및 구조(다중막 구조)를 가질 수 있다. 발광 제어 라인(EL) 및 스캔 라인(SLn-1, SLn, SLn+1)은 동일한 공정으로 동시에 만들어질 수 있다.
제 1 층간 절연막(160)은 제 1 게이트 전극(GE1) 및 게이트 절연막(140) 상에 위치한다. 제 1 층간 절연막(160)은 게이트 절연막(140)보다 더 큰 두께를 가질 수 있다. 제 1 층간 절연막(160)은 전술된 게이트 절연막(140)과 동일한 물질로 이루어질 수 있다.
커패시터 전극(171)은 제 1 층간 절연막(160) 상에 위치한다. 커패시터 전극(171)은 전술된 제 1 게이트 전극(GE1)과 함께 스토리지 커패시터(Cst)를 이룬다.
도시되지 않았지만, 초기화 라인(IL)도 제 1 층간 절연막(160) 상에 위치한다. 구체적으로, 초기화 라인(IL)은 제 1 층간 절연막(160)과 제 2 층간 절연막(180) 사이에 위치한다.
초기화 라인(IL)은 전원 공급부(105)로부터 일정한 전압인 초기화 전압(Vinit)을 인가받는다. 도시되지 않았지만, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 초기화 라인(IL)은 전술한 배리어층(310)과 콘택홀을 통해 전기적으로 연결될 수 있다.
커패시터 전극(171), 초기화 라인(IL) 및 제 1 층간 절연막(160) 상에 제 2 층간 절연막(180)이 위치한다. 제 2 층간 절연막(180)은 게이트 절연막(140)보다 더 큰 두께를 가질 수 있다. 제 2 층간 절연막(180)은 전술된 게이트 절연막(140)과 동일한 물질로 이루어질 수 있다.
제 1 연결 전극(191), 제 2 연결 전극(192), 제 3 연결 전극(192), 고전위 라인(VDL) 및 데이터 라인(DL)은 제 2 층간 절연막(180) 상에 위치한다.
제 1 연결 전극(191), 제 2 연결 전극(192), 제3 연결 전극(193), 고전위 라인(VDL) 및 데이터 라인(DL)은 몰리브덴, 크롬, 탄탈륨 및 티타늄 등 내화성 금속(refractory metal) 또는 이들의 합금으로 만들어질 수 있다. 제 1 연결 전극(191), 제 2 연결 전극(192), 고전위 라인(VDL) 및 데이터 라인(DL)은 내화성 금속막과 저저항 도전막을 포함하는 다중막 구조를 가질 수 있다. 다중막 구조의 예로는 크롬 또는 몰리브덴(또는 몰리브덴 합금) 하부막과 알루미늄(또는 알루미늄 합금) 상부막의 이중막, 몰리브덴(또는 몰리브덴 합금) 하부막과 알루미늄(또는 알루미늄 합금) 중간막과 몰리브덴(또는 몰리브덴 합금) 상부막의 삼중막을 들 수 있다. 한편, 데이터 라인(DL)은 이외에도 여러 가지 다양한 금속 또는 도전체로 만들어질 수 있다.
고전위 라인(VDL)은 전원 공급부(105)로부터 일정한 전압인 고전위 구동 전압(ELVDD)를 인가받는다. 도면에 도시되지 않았지만, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 고전위 라인(VDL)은 전술한 배리어층(310)과 콘택홀을 통해 전기적으로 연결될 수 있다.
평탄화막(220)은 제 1 연결 전극(191), 제 2 연결 전극(192), 제 3 연결 전극(193), 고전위 라인(VDL) 및 데이터 라인(DL) 상에 위치한다.
평탄화막(220)은 그 위에 형성될 유기 발광 소자(OLED)의 발광 효율을 높이기 위해, 제1 기판(111)의 높낮이차를 제거함으로써 제1 기판(111)을 평탄화시키는 역할을 한다. 평탄화막(220)은 아크릴계 수지(polyacrylates resin), 에폭시 수지(epoxy resin), 페놀 수지(phenolicresin), 폴리아미드계 수지(polyamides resin), 폴리이미드계 수지(polyimides rein), 불포화 폴리에스테르계수지(unsaturated polyesters resin), 폴리페닐렌계 수지(polyphenylenethers resin), 폴리페닐렌설파이드계 수지(polyphenylenesulfides resin), 및 벤조사이클로부텐(benzocyclobutene, BCB) 중 하나 이상의 물질로 만들어질 수 있다.
화소 전극(PE)은 평탄화막(220) 상에 위치한다. 화소 전극(PE)의 일부 또는 전부는 발광 영역(280) 내에 위치한다. 즉, 화소 전극(PE)은 후술할 화소 정의막(240)에 의해 정의된 발광 영역(280)에 대응하여 위치한다. 화소 전극(PE)은 평탄화막(220)을 관통하는 콘택홀을 통해 제 1 연결 전극(191)에 연결된다.
화소 정의막(240)은 화소 전극(PE) 및 평탄화막(220) 상에 위치한다. 화소 정의막(240)은 이를 관통하는 개구부를 갖는 바, 이 개구부가 발광 영역(280)에 해당한다.
화소 정의막(240)은 폴리아크릴계(polyacrylates resin) 및 폴리이미드계(polyimides) 등의 수지로 만들어질 수 있다.
발광층(250)은 발광 영역(280) 내에서 화소 전극(PE) 상에 위치하며, 공통 전극(260)은 화소 정의막(240) 및 발광층(250) 상에 위치한다. 화소 전극(PE), 발광층(250) 및 공통 전극(260)은 유기 발광 소자(OLED)를 구성하는 바, 이때 화소 전극(PE)은 유기 발광 소자(OLED)의 애노드 전극에 해당하며, 공통 전극(260)은 유기 발광 소자(OLED)의 캐소드 전극에 해당한다.
발광층(250)은 저분자 유기물 또는 고분자 유기물로 이루어진다. 도시되지 않았지만, 정공 주입층(Hole Injection Layer, HIL) 및 정공 수송층(Hole Transporting Layer, HTL) 중 적어도 하나가 화소 전극(PE)과 발광층(250) 사이에 더 위치할 수 있고, 전자 수송층(Electron Transporting Layer, ETL) 및 전자 주입층(Electron Injection Layer, EIL) 중 적어도 하나가 발광층(250)과 공통 전극(260) 사이에 더 위치할 수 있다.
공통 전극(260)은 전원 공급부(105)로부터 일정한 전압인 저전위 구동 전압(ELVSS)을 인가받는다. 도시되지 않았지만, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 공통 전극(260)은 전술한 배리어층(310)과 콘택홀을 통해 전기적으로 연결될 수 있다.
화소 전극(PE) 및 공통 전극(260)은 투과형 전극, 반투과형 전극 및 반사형 전극 중 어느 하나로 제조될 수 있다.
투과형 전극은 투명 도전성 산화물(TCO; Transparent Conductive Oxide)을 포함할 수 있다. 투명 도전성 산화물(TCO)은 인듐 주석 산화물(ITO), 인듐 아연 산화물(IZO), 안티몬 주석 산화물(ATO), 알루미늄 아연 산화물(AZO), 산화 아연(ZnO), 및 그 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
반투과형 전극 및 반사형 전극은 마그네슘(Mg), 은(Ag), 금(Au), 칼슘(Ca), 리튬(Li), 크롬(Cr), 알루미늄(Al), 구리(Cu)와 같은 금속 또는 이들의 합금을 포함할 수 있다. 이때, 반투과형 전극과 반사형 전극은 두께에 의해 구별된다. 일반적으로, 반투과형 전극은 약 200nm 이하의 두께를 가지며, 반사형 전극은 300nm 이상의 두께를 가진다. 반투과형 전극은 두께가 얇아질수록 빛의 투과율이 높아지지만 저항이 커지고, 두께가 두꺼워질수록 빛의 투과율이 낮아진다.
또한, 반투과형 및 반사형 전극은 금속 또는 금속의 합금으로 된 금속층과 금속층 상에 적층된 투명 도전성 산화물(TCO)층을 포함하는 다층 구조를 가질 수 있다.
박막 봉지층(270)은 공통 전극(260) 상에 위치한다. 박막 봉지층(270)은 유리 및 투명한 소재의 플라스틱 등으로 만들어진 투명 절연 기판을 포함할 수 있다. 또한, 박막 봉지층(270)은 하나 이상의 무기막 및 하나 이상의 유기막이 교호적으로 적층된 박막 봉지 구조로 형성될 수도 있다.
이하, 도 4를 참조하여, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 표시장치를 설명한다. 도 4는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 단면도이다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 제1 보조 버퍼층(321)을 더 포함한다.
제1 보조 버퍼층(321)은 제1 기판(111)과 배리어층(310) 사이에 위치한다. 제1 보조 버퍼층(321)은 제1 기판(111)의 전면에 위치할 수 있다. 제1 보조 버퍼층(321)은 불순 원소의 침투를 방지하며 표면을 평탄화하는 역할을 하는 것으로, 이러한 역할을 수행할 수 있는 다양한 물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1 보조 버퍼층(321)은 질화규소(SiNx)막, 산화규소(SiO2)막, 산질화규소(SiOxNy)막 중 어느 하나로 만들어질 수 있다.
이하, 도 5를 참조하여, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 표시장치를 설명한다. 도 5는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 단면도이다.
본 발명의 또 다른 일 실시예에 따르면, 제1 기판(111)의 하면에 배치된 제2 기판(112) 및 제2 보조 버퍼층(322)을 더 포함한다.
구체적으로, 제2 기판(112), 제2 보조 버퍼층(322), 제1 기판(111), 제1 보조 버퍼층(321) 및 배리어층(310)은 도 5에 도시된 바와 같이, 순차적으로 적층될 수 있다. 즉, 제1 내지 제2 기판(111, 112) 및 제1 내지 제2 보조 버퍼층(321, 322)은 교번하여 적층될 수 있다.
제2 기판(112)은 유리 및 투명한 소재의 플라스틱 등으로 만들어진 투명 절연 기판일 수 있다. 예를 들어, 제2 기판(112)은 캡톤(kapton), 폴리에테르술폰(polyethersulphone, PES), 폴리카보네이트(polycarbonate: PC), 폴리이미드(polyimide: PI), 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethyleneterephthalate: PET), 폴리에틸렌 나프탈레이트(polyethylenenaphthalate, PEN), 폴리아크릴레이트(polyacrylate, PAR) 및 섬유 강화 플라스틱(fiber reinforced plastic: FRP) 등으로 이루어진 군 중에서 선택된 어느 하나로 만들어질 수 있다.
제2 보조 버퍼층(322)은 불순 원소의 침투를 방지하며 표면을 평탄화하는 역할을 하는 것으로, 이러한 역할을 수행할 수 있는 다양한 물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제2 보조 버퍼층(322)은 질화규소(SiNx)막, 산화규소(SiO2)막, 산질화규소(SiOxNy)막 중 어느 하나로 만들어질 수 있다.
이하, 도 6a 내지 도 6d를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치의 제조방법을 설명한다.
도 6a 내지 도 6d는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치의 제조 공정도이다.
도 6a는 제1 기판(111) 상에 금속(M)을 증착하는 단계를 나타낸 도면이다. 예를 들어, 도면에 도시된 바와 같이, 금속(M)은 스퍼터링(sputtering)을 통해 제1 기판(111) 상에 증착될 수 있다. 이때, 금속(M)은 알루미늄(Al)이나 알루미늄 합금과 같은 알루미늄 계열의 금속, 또는 은(Ag)이나 은 합금과 같은 은 계열의 금속, 또는 구리(Cu)나 구리 합금과 같은 구리 계열의 금속, 또는 몰리브덴(Mo)이나 몰리브덴 합금과 같은 몰리브덴 계열의 금속일 수 있다. 또는, 배리어층(310)은 크롬(Cr) 및 탄탈륨(Ta) 중 어느 하나일 수 있다. 한편, 배리어층(310)은 물리적 성질이 다른 적어도 두 개의 도전막을 포함하는 다중막 구조일 수 있다.
도 6b는 제1 기판(111) 상에 증착된 금속(M) 상에 금속(M)과 산소 기체(O2)를 동시에 증착하는 단계를 나타낸 도면이다. 예를 들어, 도면에 도시된 바와 같이, 금속(M)과 산소 기체(O2)는 스퍼터링을 통해 동시에 증착될 수 있다.
이에 따라, 도 6c에 도시된 바와 같이, 제1 기판(111) 상에 증착된 금속(M) 상에 금속(M) 및 금속 산화물이 증착되어 배리어층(310)이 형성될 수 있다. 이 배리어층(310)은 제1 기판(111)으로부터 멀수록 금속 산화물의 밀도가 높아질 수 있다. 다시 말해서, 배리어층(310)은 후술할 유기 발광 소자(OLED)에 가까울수록 금속 산화물의 농도가 높아질 수 있다. 이에 따라, 유기 발광 소자(OLED)에 가까울수록 배리어층(310)은 금속보다는 무기막에 가까운 성질을 갖는다. 예를 들어, 유기 발광 소자(OLED)에 가까울수록, 배리어층(310)의 투명도는 증가하고 전기 전도도는 감소할 수 있다.
따라서, 배리어층(310)의 상부는 무기막에 가까운 성질을 갖기 때문에 제1 기판(111)에 존재하는 전하 및 외부로부터 유입된 정전기가 유기 발광 소자(OLED)와 연결된 박막 트랜지스터(T1 내지 T7)에 미치는 영향을 감소시킨다. 이에 따라, 박막 트랜지스터 및 유기 발광 소자(OLED)의 신뢰성을 향상시켜 표시 불량을 방지할 수 있다.
배리어층(310)의 하부는 금속에 가까운 성질을 갖기 때문에, 열전도도가 높아 표시 장치에서 발생하는 열을 빠르게 방출하여 표시장치의 방열효과를 향상시킬 수 있다. 또한, 배리어층(310)의 하부는 빛에 대한 반사율이 높아 본 발명에 따른 유기 발광 소자(OLED)에서 방출된 광을 표시 장치의 전면으로 반사시킬 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 표시 장치의 발광 효율을 향상시킬 수 있다. 전술한 바와 같이, 배리어층(310)이 반사층으로서 기능하기 위해서는 800Å 이상의 두께를 가질 수 있다.
배리어층(310)은 알루미늄(Al)이나 알루미늄 합금과 같은 알루미늄 계열의 금속, 또는 은(Ag)이나 은 합금과 같은 은 계열의 금속, 또는 구리(Cu)나 구리 합금과 같은 구리 계열의 금속, 또는 몰리브덴(Mo)이나 몰리브덴 합금과 같은 몰리브덴 계열의 금속을 포함할 수 있다. 또는, 배리어층(310)은 크롬(Cr) 및 탄탈륨(Ta) 중 어느 하나로 만들어질 수 있다. 한편, 배리어층(310)은 물리적 성질이 다른 적어도 두 개의 도전막을 포함하는 다중막 구조를 포함할 수 있다. 또한, 배리어층(310)은 알루미늄(Al)이나 알루미늄 합금과 같은 알루미늄 계열의 금속, 또는 은(Ag)이나 은 합금과 같은 은 계열의 금속, 또는 구리(Cu)나 구리 합금과 같은 구리 계열의 금속, 또는 몰리브덴(Mo)이나 몰리브덴 합금과 같은 몰리브덴 계열의 금속의 산화물을 포함할 수 있다. 또는, 배리어층(310)은, 크롬(Cr) 및 탄탈륨(Ta) 중 어느 하나의 산화물을 포함할 수 있다.
도 6d는 배리어층(310) 상에 복수의 박막 트랜지스터(T1 내지 T7) 및 유기 발광 소자(OLED)가 형성되는 단계를 나타낸 도면이다.
구체적으로, 배리어층(310) 상에 복수의 박막 트랜지스터(T1 내지 T7), 복수의 박막 트랜지스터(T1 내지 T7)에 선택적으로 연결된 복수의 배선(SLn-1, SLn, SLn+1, EL, IL, DL, VDL, 191, 192, 193) 및 커패시터 전극(171) 및 화소 전극(PE), 발광층(250) 및 공통 전극(260)을 포함하는 유기 발광 소자(OLED)가 형성된다.
그 후, 도 3에 도시된 바와 같이, 유기 발광 소자(OLED) 상에 박막 봉지층(270)이 형성된다.
이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
111: 제1 기판 112: 제2 기판
310: 배리어층 321: 제1 보조 버퍼층
322: 제2 보조 버퍼층

Claims (16)

  1. 제1 기판;
    상기 제1 기판의 전면에 배치되는 배리어층;
    상기 배리어층 상에 배치된 박막 트랜지스터; 및
    상기 박막 트랜지스터와 연결된 유기 발광 소자;를 포함하며,
    상기 배리어층은 Al, Ag, Cu, Mo, Cr, Ta 중 적어도 하나를 포함하는 금속 및 상기 금속의 산화물을 포함하는 표시장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 금속의 산화물은 유기 발광 소자에 가까울수록 더 큰 밀도를 갖는 표시장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 기판의 하면에 배치된 적어도 하나의 기판을 더 포함하는 표시장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 배리어층과 상기 적어도 하나의 기판 사이에 배치된 적어도 하나의 보조 버퍼층을 더 포함하는 표시장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 박막 트랜지스터 및 발광 소자와 연결되고, 일정한 전압을 인가받는 전원 배선을 더 포함하고,
    상기 전원 배선은 상기 배리어층과 전기적으로 연결된 표시장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 전원 배선은 공통 전원 라인, 고전위 라인 및 초기화 라인 중 적어도 하나를 포함하는 표시장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 배리어층은 800Å 이상의 두께를 갖는 표시장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 유기 발광 소자는,
    상기 배리어층 상에 배치된 제1 전극;
    상기 제1 전극 상에 배치된 유기 발광층; 및
    상기 유기 발광층 상에 배치된 제2 전극;
    을 포함하는 표시장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 유기 발광 소자 상에 배치된 박막 봉지층을 더 포함하는 표시장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 박막 봉지층은 상기 유기 발광 소자 상에 배치된 적어도 하나의 제1 무기막; 및
    상기 제1 무기막 상에 배치된 적어도 하나의 제1 유기막;
    을 포함하는 표시장치.
  11. 제1 기판 상에 배리어층을 형성하는 단계;
    상기 배리어층 상에 박막 트랜지스터를 형성하는 단계;
    상기 박막 트랜지스터 상에 유기 발광 소자를 형성하는 단계; 및
    상기 유기 발광 소자 상에 박막 봉지층을 형성하는 단계;를 포함하고,
    상기 제1 기판 상에 배리어층을 형성하는 단계는,
    금속을 증착하는 단계; 및
    금속과 산소 기체를 동시에 증착하는 단계;
    를 포함하는 표시장치 제조방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 배리어층은 상기 유기 발광 소자에 가까울수록 금속 산화물의 농도가 높아지는 표시장치 제조방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 제1 기판 상에 배리어층을 형성하는 단계 전,
    제2 기판 상에 제1 기판을 배치하는 단계;를 더 포함하는 표시장치 제조방법.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 제1 기판 상에 배리어층을 형성하는 단계 전,
    제2 기판 상에 제1 보조 버퍼층을 형성하는 단계; 및
    상기 제1 보조 버퍼층 상에 상기 제1 기판을 배치하는 단계;
    를 더 포함하는 표시장치 제조방법.
  15. 제11항에 있어서,
    금속층을 형성하는 단계는 스퍼터링을 통해 금속을 증착하는 표시장치 제조방법.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 금속은 Al, Ag, Cu, Mo, Cr, Ta 중 적어도 하나를 포함하는 표시장치의 제조방법.
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