KR20220096105A - 유기 발광 표시 장치 및 이의 제조 방법 - Google Patents

유기 발광 표시 장치 및 이의 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20220096105A
KR20220096105A KR1020200188251A KR20200188251A KR20220096105A KR 20220096105 A KR20220096105 A KR 20220096105A KR 1020200188251 A KR1020200188251 A KR 1020200188251A KR 20200188251 A KR20200188251 A KR 20200188251A KR 20220096105 A KR20220096105 A KR 20220096105A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
light emitting
display area
organic light
disposed
plastic substrate
Prior art date
Application number
KR1020200188251A
Other languages
English (en)
Inventor
우희철
오재영
Original Assignee
엘지디스플레이 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지디스플레이 주식회사 filed Critical 엘지디스플레이 주식회사
Priority to KR1020200188251A priority Critical patent/KR20220096105A/ko
Priority to DE102021128993.9A priority patent/DE102021128993A1/de
Priority to GB2116075.9A priority patent/GB2602552A/en
Priority to CN202111332067.1A priority patent/CN114695447A/zh
Priority to US17/539,613 priority patent/US20220208903A1/en
Publication of KR20220096105A publication Critical patent/KR20220096105A/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K77/00—Constructional details of devices covered by this subclass and not covered by groups H10K10/80, H10K30/80, H10K50/80 or H10K59/80
    • H10K77/10—Substrates, e.g. flexible substrates
    • H10K77/111—Flexible substrates
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K77/00—Constructional details of devices covered by this subclass and not covered by groups H10K10/80, H10K30/80, H10K50/80 or H10K59/80
    • H10K77/10—Substrates, e.g. flexible substrates
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/10—OLED displays
    • H10K59/12—Active-matrix OLED [AMOLED] displays
    • H10K59/1201—Manufacture or treatment
    • H01L51/0097—
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/10—OLED displays
    • H10K59/12—Active-matrix OLED [AMOLED] displays
    • H10K59/121—Active-matrix OLED [AMOLED] displays characterised by the geometry or disposition of pixel elements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
    • H01L27/12—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body
    • H01L27/1214—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body comprising a plurality of TFTs formed on a non-semiconducting substrate, e.g. driving circuits for AMLCDs
    • H01L27/1218—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body comprising a plurality of TFTs formed on a non-semiconducting substrate, e.g. driving circuits for AMLCDs with a particular composition or structure of the substrate
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
    • H01L27/12—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body
    • H01L27/1214—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body comprising a plurality of TFTs formed on a non-semiconducting substrate, e.g. driving circuits for AMLCDs
    • H01L27/1259—Multistep manufacturing methods
    • H01L27/1262—Multistep manufacturing methods with a particular formation, treatment or coating of the substrate
    • H01L27/3211—
    • H01L27/3225—
    • H01L27/3246—
    • H01L27/3258—
    • H01L51/56—
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/30—Organic light-emitting transistors
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/80—Constructional details
    • H10K50/84—Passivation; Containers; Encapsulations
    • H10K50/844—Encapsulations
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/10—OLED displays
    • H10K59/12—Active-matrix OLED [AMOLED] displays
    • H10K59/121—Active-matrix OLED [AMOLED] displays characterised by the geometry or disposition of pixel elements
    • H10K59/1213—Active-matrix OLED [AMOLED] displays characterised by the geometry or disposition of pixel elements the pixel elements being TFTs
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/10—OLED displays
    • H10K59/12—Active-matrix OLED [AMOLED] displays
    • H10K59/122—Pixel-defining structures or layers, e.g. banks
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/10—OLED displays
    • H10K59/12—Active-matrix OLED [AMOLED] displays
    • H10K59/124—Insulating layers formed between TFT elements and OLED elements
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/30—Devices specially adapted for multicolour light emission
    • H10K59/35—Devices specially adapted for multicolour light emission comprising red-green-blue [RGB] subpixels
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K71/00—Manufacture or treatment specially adapted for the organic devices covered by this subclass
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/10—Organic polymers or oligomers
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/60—OLEDs integrated with inorganic light-sensitive elements, e.g. with inorganic solar cells or inorganic photodiodes
    • H10K59/65—OLEDs integrated with inorganic image sensors
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/80—Constructional details
    • H10K59/87—Passivation; Containers; Encapsulations
    • H10K59/873—Encapsulations
    • H10K59/8731—Encapsulations multilayered coatings having a repetitive structure, e.g. having multiple organic-inorganic bilayers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)
  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)

Abstract

본 발명은 유기 발광 표시 장치 및 이의 제조 방법에 관한 것으로서, 구체적으로 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치는 제1 표시 영역 및 복수의 서브 화소 영역 및 복수의 투과 영역을 포함하는 제2 표시 영역을 포함하고, 제1 표시 영역에 대응하는 제1 부분 및 제2 표시 영역에 대응하는 제2 부분을 포함하는 플라스틱 기재를 포함하며, 제1 부분은 폴리이미드를 포함하고 제2 부분은 폴리이미드 및 리간드 화합물을 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 플라스틱 기재는 특정 영역을 리간드 용액으로 처리하여 표시 장치의 신뢰성을 저하시키지 않으면서 투과율이 선택적으로 향상된 특징을 제공한다.

Description

유기 발광 표시 장치 및 이의 제조 방법{ORGANIC LIGHT EMITTING DISPLAY DEVICE AND METHOD FOR PREPARING THE SAME}
본 발명은 유기 발광 표시 장치 및 이의 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 표시 장치의 신뢰성을 높게 유지하면서 종래 대비 저가의 재료를 사용하여 단순한 공정으로 투과율이 선택적으로 향상된 플라스틱 기재를 포함하는 유기 발광 표시 장치 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
최근 정보화 시대로 접어듦에 따라 전기적 정보신호를 시각적으로 표현하는 디스플레이(display) 분야가 급속도로 발전해 왔고, 이에 부응하여 박형화, 경량화, 저소비전력화의 우수한 성능을 지닌 여러 가지 다양한 표시 장치(Display Device)가 개발되고 있다. 플라스틱 유기 발광 표시 장치는 두꺼운 유리 대신 플라스틱 필름을 기재로 사용하여 얇고 가벼우면서 유연성이 우수하여 플렉서블 디스플레이 등 다양한 형상으로 응용이 용이한 이점이 있다.
한편, 표시 장치는 실질적으로 영상이 표시되는 표시 영역과 차광 부재 등에 의해 가려져 실질적으로 영상이 표시되지 않는 비표시 영역인 베젤 영역(bezel area)을 갖는다. 표시 영역에는 영상을 표시하기 위한 표시 소자가 배치되고, 베젤 영역에는 표시 소자를 구동하기 위한 다양한 배선이나 구동 회로 등이 배치된다. 디스플레이는 다양한 기능을 제공하기 위해 카메라, 스피커, 각종 센서 등을 구비하는데, 이러한 구성 요소들 또한 베젤 영역에 배치된다.
최근에는 디스플레이의 디자인(design)을 아름답게 하고, 한정된 디스플레이의 크기 내에서 최대한 넓은 화면을 제공하기 위해 베젤 영역을 감소시키기 위한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 이에 부합하여 종래 베젤 영역에 배치되던 카메라, 센서 등의 구성 요소를 표시 영역 내에 배치하되, 영상이 원활하게 표시될 수 있도록 디스플레이 배면에 배치하는 기술이 제안되었다.
플라스틱 기재로 가장 널리 사용되고 있는 폴리이미드 필름은 기계적 강도가 우수하고 특히 내열성이 뛰어나 300℃ 이상의 고온에서 수행되는 박막 트랜지스터 등의 증착 공정 시에도 변형되지 않는 장점이 있다.
그러나, 폴리이미드는 사슬 내부 및 인접한 사슬 간의 상호 작용에 의해 전하 전이 복합체(Charge Transfer Complex, CTC)를 형성하여 옅은 황색에서 짙은 갈색에 이르는 강한 착색을 나타내는 단점이 있다. 구체적으로 폴리이미드는 주사슬 내에 전자 공여체인 아민(amine)과 전자 수용체인 카보닐(carbonyl)기를 포함하여, 전자 공여체인 아민에서 전자 수용체인 카보닐기로 전자를 밀어주면서 안정화되어 전하 전이 복합체를 형성한다. 이는 하나의 사슬 내에서 뿐만 아니라 인접한 사슬 간에도 발생한다. 이와 같은 상호 작용에 의해 사슬 간의 스택이 발생하여 사슬의 밀집도가 높은 특성을 갖는다. 전이 복합체는 폴리이미드 내 존재하는 π전자의 전이로 인한 것이며, π전자가 전이되면서 에너지 준위가 낮아진다. 이에 따라 가시광 특히 400nm 내지 500nm 파장대의 가시광을 흡수하게 되면서 이의 보색인 황색, 갈색 빛을 나타내고 투과율이 떨어지는 문제점이 있다.
한편, 베젤 영역을 감소시키기 위해 디스플레이 배면에 카메라나 센서 등이 배치되는 경우, 원활한 작동을 위해 카메라 등이 배치되는 영역은 일정 수준 이상의 투과율을 가져야 한다. 이에 따라 기재로서 폴리이미드 필름을 사용하는 경우, 폴리이미드 필름 상에 박막 트랜지스터 및 발광 소자 등을 형성한 뒤, 카메라 등이 배치되는 영역의 폴리이미드를 레이저 등의 고에너지를 조사하여 제거하는 방식으로 투과율을 확보하였다. 그러나, 폴리이미드의 부산물에 의한 패널의 오염이 발생하고, 완전히 제거되지 않은 폴리이미드 잔사로 인해 투과율 향상에 제약이 있었다. 또한, 레이저 조사 시 고에너지로 인해 박막 트랜지스터, 투습 방지층 등이 손상되어 표시 패널의 신뢰성이 저하되는 문제점이 있었다.
이에 폴리이미드의 주사슬 내에 트리플루오로메틸이나, 술폰, 에테르와 같이 전기 음성도가 큰 원소를 포함하는 유기기를 도입하여 CTC의 형성을 감소시킴으로써 투과율이 향상된 투명 폴리이미드 필름이 개발되었다. 그러나, 개발된 투명 폴리이미드는 복잡한 합성이 요구되며 이로 인해 기존의 유색 폴리이미드 대비 단가가 상당히 높아 재료비를 증가시키는 문제점이 있었다.
이에 본 발명은 종래 대비 저가의 재료 및 단순한 공정으로 광투과율이 향상된 플라스틱 기재를 포함하는 유기 발광 표시 장치 및 이의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 레이저와 같은 고에너지를 조사하지 않고 폴리이미드 필름의 투과율을 선택적으로 향상시키고 이에 따라 상술한 폴리이미드의 잔사 등으로 인한 오염이나 표시 패널의 손상을 최소화할 수 있는 유기 발광 표시 장치 및 이의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 단순한 공정으로 폴리이미드 필름의 특정 영역에 대해 선택적으로 광투과율을 향상시키고, 카메라나 센서 등을 투과율이 향상된 폴리아미드 필름의 배면에 배치시켜 베젤 영역을 감소시키는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예는 복수의 서브 화소 영역을 포함하는 제1 표시 영역 및 복수의 서브 화소 영역 및 복수의 투과 영역을 포함하는 제2 표시 영역을 포함하는 유기 발광 표시 장치에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치는 제1 표시 영역에 대응하는 제1 부분 및 제2 표시 영역에 대응하는 제2 부분을 포함하는 플라스틱 기재, 복수의 서브 화소 영역에 대응하여 플라스틱 기재 상에 배치되는 복수의 박막 트랜지스터, 및 복수의 서브 화소 영역에 대응하여 복수의 박막 트랜지스터 상에 배치되는 복수의 유기 발광 소자를 포함하고, 제1 부분은 폴리이미드를 포함하고 제2 부분은 폴리이미드 및 리간드 화합물을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 제조 방법은, 폴리이미드를 포함하는 플라스틱 기재를 제조하는 단계, 플라스틱 기재 상에 복수의 박막 트랜지스터를 형성하는 단계, 복수의 박막 트랜지스터 상에 유기 발광 소자를 형성하는 단계, 및 플라스틱 기재의 배면의 적어도 일부에 리간드 용액을 도포하고 건조시키는 단계를 포함한다.
기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명에 따르면 레이저와 같은 고에너지를 조사하지 않고, 저가의 유색 폴리이미드를 포함하는 플라스틱 기재를 리간드 용액으로 처리하는 단순한 공정으로 플라스틱 기재의 투과율을 선택적으로 향상시킬 수 있다.
또한, 레이저와 같은 고에너지를 조사하는 공정을 대체하여 상술한 종래 레이저 조사 방식의 문제점이 해소됨에 따라 유기 발광 표시 장치의 신뢰성을 높게 유지하면서 플라스틱 기재의 투과율이 선택적으로 향상될 수 있다.
또한, 선택적으로 투과율이 향상된 플라스틱 기재의 배면에 카메라 및/또는 각종 센서를 배치하여 베젤 영역이 감소된 유기 발광 표시 장치를 제공할 수 있다.
나아가, 플라스틱 기재의 전면을 리간드 용액으로 처리하여 유기 발광 표시 장치 전체 영역에 대한 광투과율을 향상시킬 수 있으며, 이를 이용하여 투명 표시 장치를 용이하게 구현할 수 있다.
본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 발명 내에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 개략적인 평면도이다.
도 2는 도 1에서 A 영역에 대한 개략적인 확대 평면도이다.
도 3은 도 1에서 B 영역에 대한 개략적인 확대 평면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치에서 플라스틱 기판의 개략적인 평면도이다.
도 5는 도 2에서 I-I'에 대한 개략적인 단면도이다.
도 6은 도 3에서 II-II'에 대한 개략적인 단면도이다.
도 7a는 리간드 용액의 처리 유무에 따른 유색 폴리이미드 필름의 황색도(YI)를 보여주는 그래프이다.
도 7b는 리간드 용액의 처리 유무에 따른 유색 폴리이미드 필름의 광투과율을 보여주는 그래프이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 공정 순서도이다.
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 제한되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형상으로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 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, 면적, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 제한되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 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 발명 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.
또한 제 1, 제 2 등이 다양한 구성 요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성 요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제 1 구성 요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제 2 구성 요소일 수도 있다.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
도면에서 나타난 각 구성의 면적 및 두께는 설명의 편의를 위해 도시된 것이며, 본 발명이 도시된 구성의 면적 및 두께에 반드시 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하고, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시할 수도 있다.
본 명세서에서 특별한 언급이 없는 한 황색도는 색차분석기를 사용하여 측정한 값이고, 광투과율은 UV-vis 분광광도계를 사용하여 측정한 값이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 유기 발광 표시 장치 및 이의 제조 방법에 대해 설명하기로 한다.
도 1 내지 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치를 설명하기 위한 도면들이다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 개략적인 평면도이다. 도 2는 도 1에서 A 영역에 대한 개략적인 확대 평면도이다. 도 3은 도 1에서 B 영역에 대한 개략적인 확대 평면도이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치에서 플라스틱 기판의 개략적인 평면도이다. 도 5는 도 2에서 I-I'에 대한 개략적인 단면도이다. 도 6은 도 3에서 II-II'에 대한 개략적인 단면도이다.
도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(100)는 플라스틱 기재(110), 박막 트랜지스터(TFT), 평탄화층(134), 뱅크(135), 유기 발광 소자(140), 봉지층(150) 및 카메라 모듈(160)을 포함한다. 이하 각각의 구성 요소별로 구체적으로 설명하기로 한다.
먼저, 도 1을 참조하면, 유기 발광 표시 장치(100)는 표시 영역(DA1, DA2) 및 비표시 영역(NDA)으로 구분된다. 표시 영역(DA1, DA2)은 복수의 서브 화소가 배치되어 실질적으로 영상이 표시되는 영역이다. 표시 영역(DA1, DA2)에는 영상을 표시하기 위한 복수의 서브 화소 및 서브 화소들을 구동하기 위한 다양한 구동 소자 및 구동 회로 등이 배치될 수 있다. 서브 화소는 하나의 색을 표시하기 위한 엘리먼트인 서브 화소로서, 광이 발광되는 발광 영역 및 광이 발광되지 않는 비발광 영역을 포함한다.
비표시 영역(NDA)은 표시 영역(DA1, DA2)을 둘러싼다. 비표시 영역(DA1, DA2)은 실질적으로 영상이 표시되지 않는 영역으로 베젤 영역으로 지칭될 수 있다. 비표시 영역(NDA)은 표시 영역(DA1, DA2)에 배치되는 서브 화소, 구동 소자 등을 구동하기 위한 다양한 배선, 구동 IC, 인쇄 회로 기판 등이 배치된다. 예를 들어, 비표시 영역에는 게이트 드라이버 IC, 데이터 드라이버 IC와 같은 다양한 IC들이 배치될 수 있다.
또한, 표시 영역(DA1, DA2)은 제1 표시 영역(DA1) 및 제2 표시 영역(DA2)으로 구분될 수 있다. 제1 표시 영역(DA1)을 제2 표시 영역(DA2)을 둘러싼다. 또한, 제2 표시 영역(DA2)의 면적은 제1 표시 영역(DA1)의 면적 보다 작다. 도 1에서는 제2 표시 영역(DA2)이 전체 표시 영역의 상단 중심에 위치하는 것으로 도시하였으나, 이에 제한되지 않는다. 제2 표시 영역(DA2)의 위치, 모양 및 크기는 필요에 따라 변경될 수 있다.
도 1 내지 도 3을 함께 참조하면, 제1 표시 영역(DA1)은 복수의 서브 화소 영역(SPA1)들을 포함하고, 제2 표시 영역(DA2)은 복수의 서브 화소 영역(SPA2)들 및 복수의 투과 영역(TA)들을 포함한다. 도면에서 제1 표시 영역의 복수의 서브 화소 영역과 제2 표시 영역의 복수의 서브 화소 영역을 서로 구분하기 위해 상이한 도면 부호를 사용하였으나, 이들은 실질적으로 동일할 수 있다. 또한 도면에서는 복수의 서브 화소 영역 및 복수의 투과 영역 각각의 형상이 사각 형상인 것으로 도시하였으나, 이에 제한되지 않는다.
제1 표시 영역(DA1)의 복수의 서브 화소 영역(SPA1)들 및 제2 표시 영역(DA2)의 복수의 서브 화소 영역(SPA2)들 각각에 서브 화소가 형성된다. 각각의 서브 화소는 적색 서브 화소, 녹색 서브 화소, 청색 서브 화소 및 백색 서브 화소 중 어느 하나일 수 있다. 제2 표시 영역(DA2)의 투과 영역(TA)에는 서브 화소가 배치되지 않고, 이에 따라 투과 영역(TA)은 광을 발광하지 않으며 투명할 수 있다.
제1 표시 영역(DA1)과 제2 표시 영역(DA2)은 해상도가 상이할 수 있다. 제1 표시 영역(DA1)은 복수의 서브 화소 영역(SPA1)들로 구성되고, 제2 표시 영역(DA2)은 복수의 서브 화소(SPA2)들 및 복수의 투과 영역(TA)들로 구성되며, 동일 면적을 기준으로 제1 표시 영역(DA1)과 제2 표시 영역(DA2)을 비교했을 때 제2 표시 영역(DA2)은 제1 표시 영역(DA1) 보다 서브 화소 영역의 수가 적다. 즉, 동일한 면적을 기준으로 제2 표시 영역(DA2)에 포함되는 서브 화소의 수는 제1 표시 영역(DA1)에 포함되는 서브 화소의 수보다 적고, 이에 따라 제2 표시 영역(DA2)의 해상도는 제1 표시 영역(DA1)의 해상도 보다 낮을 수 있다. 즉, 제2 표시 영역(DA2)은 복수의 투과 영역(TA)들을 포함하여 해상도가 낮으며, 제1 표시 영역(DA1) 대비 광투과율이 높다.
유기 발광 표시 장치(100)는 사용자에게 다양한 기능 및 편의를 제공하기 위해 카메라 모듈, 적외선 센서, 조도 센서, 사물 및/또는 생체 인식 센서 등의 구성 요소들을 구비할 수 있다. 이러한 구성 요소들은 제2 표시 영역(DA2)에 중첩하도록 플라스틱 기재(110)의 배면에 배치될 수 있다. 제2 표시 영역(DA2)은 복수의 서브 화소 영역(SPA1)들과 복수의 투과 영역(TA)들을 포함하기 때문에 제2 표시 영역(DA2)을 통해 영상이 표시되는 동시에 광투과율이 높아 상술한 카메라 모듈 및/또는 각종 센서들이 배치될 수 있다.
종래에는 카메라 모듈이나 각종 센서 등이 비표시 영역에 배치되어 비표시 영역을 감소시키는데 제한되었다. 본 발명의 일 실시예에 따르면 상대적으로 광투과율이 높은 제2 표시 영역(DA2)을 구비하여 카메라 모듈 등의 구성 요소들을 제2 표시 영역(DA2)에 중첩하도록 배치할 수 있고, 이에 따라 비표시 영역(NDA)이 감소될 수 있다.
도 1에서는 표시 영역이 제1 표시 영역(DA1) 및 제2 표시 영역(DA2)으로 구분되는 것으로 도시하였으나, 이에 제한되지 않는다. 예를 들어, 투명 유기 발광 표시 장치를 구현하는 경우, 표시 장치의 전체 영역에 대해 일정 수준 이상의 광투과율이 확보되어야 한다. 이 경우, 표시 영역은 복수의 서브 화소들 및 복수의 투과 영역들을 포함하는 제2 표시 영역으로만 이루어질 수 있다. 다른 예로, 표시 영역은 제3 표시 영역을 더 포함할 수 있다. 제3 표시 영역은 복수의 서브 화소 영역과 복수의 투과 영역을 포함하여 제1 표시 영역보다 해상도가 낮을 수 있다. 제3 표시 영역의 해상도는 제2 표시 영역과 동일 또는 상이할 수 있다. 제3 표시 영역을 더 포함하는 경우, 카메라 모듈은 제2 표시 영역에 중첩하도록 배치되고, 또 다른 카메라 모듈 또는 각종 센서 등은 제3 표시 영역에 중첩하도록 배치될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
플라스틱 기재(110)는 유기 발광 표시 장치(100)를 구성하는 다양한 엘리먼트들을 지지한다. 도 4를 참조하면, 플라스틱 기재(110)는 제1 부분(110a) 및 제2 부분(110b)를 포함한다. 제1 부분(110a)는 제1 표시 영역(DA1)에 대응되고, 제2 부분(110b)는 제2 표시 영역(DA2)에 대응된다. 이에 대한 구체적인 설명은 후술하기로 한다.
플라스틱 기재(110)는 폴리이미드를 포함한다. 폴리이미드는 기계적인 물성이 우수하고 특히 내열성이 우수하여 플라스틱 기재 상에 박막 트랜지스터 등의 구성 요소들을 형성하는 고온의 공정에도 열분해나 열변형을 일으키지 않는다.
예를 들어, 폴리이미드는 하기 화학식 1로 표시되는 반복 단위를 포함할 수 있다.
[화학식 1]
Figure pat00001
화학식 1에서
Figure pat00002
는 4가의 유기기이고, X1은 2가의 방향족 유기기일 수 있다. n은 10 내지 1000의 정수일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
상술한 바와 같이 폴리이미드는 사슬 내부 및 인접한 사슬 간의 상호 작용에 의해 전하 전이 복합체를 형성한다. 구체적으로 화학식 1에서 보는 바와 같이, 폴리이미드는 전자 공여체로 작용하는 아민과 전자 수용체로 작용하는 카보닐기를 포함하는 반복 단위로 구성된다. 이에 따라 아민에서 카보닐기로 전자를 밀어주면서 안정화되는 전하 전이 복합체를 형성하고, 이러한 상호 작용에 의해 사슬 간의 스택이 발생하여 사슬 밀집도가 상당히 높은 특성을 나타낸다. 또한, 이러한 전하 전이로 안정화되면서 에너지 준위가 낮아져 400nm 내지 500nm 파장대의 가시광을 흡수하여 옅은 황색에서 짙은 갈색에 이르는 착색을 나타낸다. 이와 같이 전하 전이 복합체 형성으로 인해 특유의 색을 나타내는 폴리이미드는 통상 유색 폴리이미드로 지칭된다. 유색 폴리이미드는 특유의 색상으로 인해 높은 투과율이 요구되는 경우 사용이 제한되었다. 이에 투과율을 확보하기 위해 투명 폴리이미드 필름을 사용할 수 있으나, 이는 유색 폴리이미드 대비 상당히 고가의 소재로 재료비를 크게 증가시킨다.
본 발명에 따르면 플라스틱 기재(110)의 투과율을 선택적으로 향상시킬 수 있다. 이에 재료비 절감 등을 고려하였을 때, 플라스틱 기재(110)로 유색 폴리이미드를 사용하는 것이 유리할 수 있다. 유색 폴리이미드는 광투과율(450nm)이 40% 이하인 폴리이미드일 수 있고, 이는 광투과율(450nm)이 60% 이상인 투명 폴리이미드와 구별될 수 있다. 다른 예로, 유색 폴리이미드는 황색도가 90 이상인 폴리이미드일 수 있고, 황색도가 20 이하인 투명 폴리이미드와 구별될 수 있다.
구체적인 예로 폴리이미드는 상기 화학식 1로 표시되는 반복 단위를 포함하고, 화학식 1에서
Figure pat00003
가 하기 화학식 2a 또는 2b로 표시되는 유기기이고, X1은 하기 화학식 3a 또는 3b로 표시되는 유기기일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
[화학식 2a]
Figure pat00004
화학식 2a에서 Ar1은 탄소수 4 내지 10의 시클로알킬기 또는 탄소수 6 내지 12의 아릴기일 수 있고, R1은 탄소수 1 내지 10의 알킬기일 수 있고, m은 0 또는 2일 수 있다.
[화학식 2b]
Figure pat00005
화학식 2b에서 Ar2 및 Ar3은 각각 독립적으로 탄소수 6 내지 12의 아릴기 또는 탄소수 6 내지 12의 아릴옥시기일 수 있고, L1은 단일 결합, -O-, -S-, -C(R2)(R3)-, -C(=O)-, -C(=O)O-, -C(=O)NH- 및 페닐기 중에서 선택될 수 있고, 여기서 R2 및 R3은 각각 독립적으로 수소, 탄소수 1 내지 10의 알킬기 중에서 선택될 수 있다.
[화학식 3a]
Figure pat00006
화학식 3a에서 Ar4는 탄소수 6 내지 12의 아릴기일 수 있고, R4 및 R5는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 알킬기일 수 있다.
[화학식 3b]
Figure pat00007
화학식 3b에서 Ar5 및 Ar6은 각각 독립적으로 탄소수 6 내지 12의 아릴기 또는 탄소수 6 내지 12의 아릴옥시기일 수 있고, L2는 단일 결합, -O-, -S-, -C(R2)(R3)-, -C(=O)-, -C(=O)O-, -C(=O)NH- 및 페닐기 중에서 선택될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(100)의 경우, 제2 표시 영역(DA2)에 중첩하도록 카메라 모듈(160) 등의 구성 요소가 배치된다. 이에 따라 제2 표시 영역(DA2)은 일정 수준이상의 투과율을 가져야 한다. 그러나, 플라스틱 기재(110)로 위와 같은 유색 폴리이미드를 적용하는 경우, 제2 표시 영역에서 투과율이 떨어지는 문제점이 있었다.
도 4 내지 도 6을 함께 참조하면, 본 발명의 유기 발광 표시 장치(100)에서 플라스틱 기재(110)는 광투과율이 상이한 제1 부분(110a)과 제2 부분(110b)을 포함한다. 상술한 바와 같이, 제1 부분(110a)은 제1 표시 영역(DA1)에 대응하고, 제2 부분(110b)은 제2 표시 영역(DA2)에 대응한다. 제1 부분(110a) 및 제2 부분(110b)은 동일한 폴리이미드를 포함하여 일체로 형성된다. 이때 일정 수준 이상의 투과율이 요구되는 제2 부분(110b)은 리간드 화합물을 더 포함한다. 리간드 화합물은 폴리이미드의 사슬 사이에 침투하여 사슬 간의 거리를 넓혀주며, 이로 인해 사슬 간의 전하 전이 복합체 형성을 방해한다. 따라서, 리간드 화합물을 더 포함하는 제2 부분(110b)은 제1 부분(110a) 대비 투과율이 높다.
제2 부분(110b)은 리간드 화합물을 포함하여 전하 전이 복합체 형성이 억제됨에 따라 동일한 폴리이미드로 일체로 형성되더라도 제1 부분(110a)과 상이한 물성을 나타낸다. 예를 들어, 제2 부분(110b)의 황색도는 제1 부분(110a)의 황색도 보다 낮다. 또한, 제2 부분(110b)의 400nm 내지 500nm 파장대에서의 광투과율은 제1 부분(110a)의 400nm 내지 500nm 파장대에서의 광투과율 보다 높다. 상술한 바와 같이 제2 부분(110b)은 리간드 화합물이 폴리이미드 사슬 내로 침투하여 전하 전이 복합체 형성이 억제됨에 따라 에너지 준위 변화가 최소화된다. 이에 따라 전하 전이 복합체 형성 시 흡수하는 가시광인 400nm 내지 500nm의 파장대에서 제2 부분(110b)의 광투과율이 제1 부분(110a) 보다 높은 특성을 나타낸다. 또한, 제2 부분(110b)은 상기 파장대에서 가시광의 흡수가 감소됨에 따라 제1 부분(110a) 대비 황색도가 낮고 광투과율은 높은 특성을 나타낸다. 예를 들어, 제1 부분(110a)의 광투과율(450nm)는 40% 이하이고, 제2 부분(110b)의 광투과율(450nm)은 50% 이상일 수 있다. 제1 부분(110a)과 제2 부분(110b)은 동일한 폴리이미드로 일체로 형성되었음에도 제2 부분(110b)에 선택적으로 리간드 용액을 처리하여 제2 부분(110b)의 광투과율이 더 높은 특성을 가질 수 있다. 이와 같은 특성을 갖는 플라스틱 기재(110)를 포함함에 따라 유기 발광 표시 장치(100)의 제2 표시 영역(DA2)의 투과율이 향상될 수 있다. 한편, 유색 폴리이미드와 투명 폴리이미드를 사용하여 각각 패터닝하는 방식으로 선택적으로 투명한 영역을 형성하는 경우, 유색 폴리이미드와 투명 폴이미드를 동일한 두께로 패터닝하더라도 단차가 발생하여 평탄도가 떨어질 수 밖에 없다. 즉, 본 발명의 일 실시예와 같이 제1 부분(110a)과 제2 부분(110b)이 일체로 형성된 플라스틱 기재는 평탄도가 우수한 이점이 있다.
플라스틱 기재의 제2 부분은 필요에 따라 변경될 수 있다. 예를 들어, 투명 유기 발광 표시 장치를 구현할 경우, 표시 영역 전체에 대해 높은 투과율이 확보되어야 한다. 이에, 플라스틱 기재는 제1 부분 및 제2 부분으로 구분되지 않고, 전체 영역이 폴리아미드 및 리간드 화합물을 포함할 수 있다. 즉, 제2 부분은 일정 수준 이상의 투과율 확보가 필요한 표시 장치의 적어도 일부 내지 전체 영역에 대응하여 다양하게 변경될 수 있다.
도 7a는 리간드 용액의 처리 유무에 따른 유색 폴리이미드 필름의 황색도(YI)를 보여주는 그래프이고, 도 7b는 리간드 용액의 처리 유무에 따른 유색 폴리이미드 필름의 광투과율을 보여주는 그래프이다. 구체적으로 유색 폴리이미드 필름 2매를 각각 준비하고, 하나는 디메틸포름아미드에 리간드 화합물인 올레일 아민(oleic amine)을 용해시켜 제조된 리간드 용액에 소정 시간 동안 침지시켜 샘플 1을 제조하였고, 다른 하나는 디메틸포름아미드에 동일 시간 동안 침지시켜 샘플 2를 제조하였다.
황색도는 각 샘플에 대해 5회 측정하였다. 도 7a은 샘플 1 및 샘플 2의 측정 차수별 황색도 값을 나타낸 그래프이다. 황색도 측정 결과, 샘플 1의 평균 황색도 값은 50.5이고, 샘플 2의 평균 황색도 값은 57.1로 리간드 용액에 침지시켜 제조한 샘플 1의 황색도(YI) 값이 샘플 2 보다 낮은 것을 확인할 수 있었다. 또한, 도 7b를 참조하면, 전하 전이 복합체의 흡수 파장인 400nm 내지 500nm 범위에서 샘플 1의 광투과율이 샘플 2 대비 크게 향상되는 것을 확인할 수 있다. 뿐만 아니라 리간드 용액으로 처리한 샘플 1은 가시광 영역(400nm 내지 700nm) 전체에 걸쳐 샘플 2 보다 높은 투과율을 나타내 투명도가 우수한 것을 확인할 수 있다.
도 7a 및 도 7b에 나타낸 결과로부터 리간드 화합물에 의해 폴리이미드 사슬 간의 전하 전이 복합체 형성이 억제되며, 이에 따라 폴리이미드의 투과율이 개선될 수 있음을 확인할 수 있다. 도면에 첨부하지는 않으나, 가시광 전체 영역에 대한 샘플 1의 광투과율은 86.1%인 것을 확인하였다. 이는 종래 투명 폴리이미드 필름에 상응하는 수준으로 본 발명에 따르면 유색 폴리이미드를 사용하여 투명 폴리이미드에 준하는 광학적 특성을 달성할 수 있다.
리간드 화합물은 가시광을 흡수하지 않는 물질을 사용할 수 있다. 특히, 리간드 화합물은 400nm 내지 500nm 파장대의 광을 흡수하지 않는 물질을 사용하는 것이 바람직하다. 상술한 바와 같이 폴리이미드는 전하 전이 복합체 형성으로 인해 400nm 내지 500nm 파장대의 가시광을 흡수하여 투과율을 저하시키므로, 이 파장대의 광을 흡수하지 않는 리간드 화합물을 사용하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 리간드 화합물은 400nm 내지 500nm 파장대에서 광투과율이 90% 이상일 수 있다.
예를 들면, 리간드 화합물은 아민계 화합물 및 카르복시산계 화합물 중에서 선택되는 1종 이상일 수 있다. 예를 들어 아민계 화합물은 탄소수 3 내지 20의 알킬기를 갖는 아민일 수 있다. 이때 알킬기는 적어도 하나의 불포화 결합을 포함할 수 있다. 예를 들어, 카르복시산계 화합물은 탄소수 3 내지 20의 알킬기를 갖는 카르복시산일 수 있다. 이때 알킬기는 적어도 하나의 불포화 결합을 포함할 수 있다. 본 명세서에서 카르복시산계 화합물은 카르복시산의 에스테르화물이나 무수 카르복시산과 같은 카르복시산의 유도체를 포함하는 것으로 한다.
아민계 화합물은 전자 공여체로서 작용할 수 있고, 카르복시산계 화합물은 전자 수용체로서 작용할 수 있다. 이에 따라 리간드 화합물로 아민계 화합물 및/또는 카르복시산 화합물을 사용하는 경우, 폴리이미드 사슬과 상호 작용하여 서로 인접한 폴리이미드 사슬 간의 전하 전이를 억제할 수 있다. 이로 인해 폴리이미드 사슬 간의 전하 전이 복합체 형성이 최소화된다.
보다 바람직하게 리간드 화합물은 탄소수 15 내지 20의 알킬기를 갖는 아민 또는 카르복시산일 수 있다. 이 경우 리간드 화합물이 폴리이미드의 사슬 내로 침투하였을 때 폴리이미드 사슬 사이의 거리가 더욱 증가하여 사슬 간의 전하 전이를 더욱 어렵게 한다. 이에 따라 전하 전이 복합체 형성이 더욱 억제되어 제2 부분(110b)의 광학적 특성이 보다 향상될 수 있다.
종래에는 제2 표시 영역에 대응하는 플라스틱 기재에 고에너지의 레이저를 조사하여 해당 영역의 폴리이미드를 제거나, 플라스틱 기재로 투명 폴리이미드 필름을 사용하는 방식으로 투과율을 확보하였다. 그러나, 상술한 바와 같이 레이저 조사 방식은 고가의 레이저 장비를 필요로하고, 레이저 조사 공정에서 발생하는 부산물로 인한 오염과 폴리이미드 잔사로 인해 투과율 향상에 제한이 있었다. 또한, 레이저에 의한 표시 패널의 손상이 발생하여 표시 장치의 표시 품질 및 신뢰성을 유지하는데 어려움이 있었다. 또한, 투명 폴리이미드는 유색 폴리이미드 대비 상당히 고가의 소재로 재료비를 크게 증가시키는 문제점이 있었다.
본 발명의 일 실시예에 따른 플라스틱 기재(110)는 제2 표시 영역(DA2)에 대응하는 부분을 리간드 용액으로 처리하는 방식으로 선택적으로 투과율이 향상됨에 따라 저가의 재료를 사용하면서도 표시 품질 및 신뢰성을 높게 유지할 수 있다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 플라스틱 기재(110) 상에 배리어층(121)이 배치된다. 배리어층(121)은 플라스틱 기재(110)의 내투습성 및 내산소성을 보강하여 유기 발광 표시 장치(100) 하부로부터 침투하는 수분에 의한 열화를 방지할 수 있다. 예를 들어 배리어층(121)은 질화 실리콘(SiNx), 산화 실리콘(SiOx), 실리콘 옥시 나이트라이드(SiON), 산화 알루미늄(AlxOy), 비정질 실리콘(α-Si) 등의 무기물을 증착하여 형성될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 배리어층(121)은 증착 공정을 통해 매우 얇은 박막으로 형성됨에 따라 실질적으로 투명하다. 이에 따라 배리어층(121)은 플라스틱 기재(110)의 전면에 형성되어도 투과율을 크게 저하시키지 않을 수 있다.
보조 기재층(122)은 배리어층(121) 상에 배치된다. 유리 기판 대신 플라스틱 기재(110)를 사용하는 경우, 유리 대비 상대적으로 강성이 떨어져 박막 트랜지스터(TFT) 등의 소자를 형성할 시 공정의 컨트롤이 어렵고, 쳐짐 등의 변형이 발생할 수 있다. 보조 기재층(122)은 플라스틱 기재(110)의 강성을 보강한다. 예를 들어, 보조 기재층(122)은 폴리이미드, 폴리카보네이트, 폴리에테르설폰 등을 포함할 수 있다. 바람직하게 보조 기재층(122)은 강성 및 내열성이 우수한 폴리이미드로 형성될 수 있다.
보조 기재층(122)은 복수의 서브 화소 영역(SPA1, SPA2)에 대응하도록 배리어층(121) 상에 형성될 수 있다. 즉, 보조 기재층(122)은 투과 영역(TA)에는 형성되지 않을 수 있다. 보조 기재층(122)이 투과 영역(TA)에 대응하는 배리어층(121) 상에 형성될 경우, 제2 표시 영역(DA2)의 투과율이 저하될 수 있다. 그러나, 이에 제한되지 않는다. 보조 기재층(122)으로 투명도가 높은 물질을 사용하는 경우, 보조 기재층(122)은 배리어층(121)의 전면에 배치될 수도 있다.
박막 트랜지스터(TFT)는 복수의 서브 화소 영역(SPA1, SPA2)에 대응하여 보조 기재층(122) 상에 배치된다. 박막 트랜지스터(TFT)는 복수의 서브 화소 영역(SPA1, SPA2) 각각에 형성되는 서브 화소를 구동하기 위한 구성요소이다. 이에 따라 박막 트랜지스터(TFT)는 제1 표시 영역(DA1)의 복수의 서브 화소 영역(SPA1) 및 제2 표시 영역(DA2)의 복수의 서브 화소 영역(SPA2) 각각에 대응하여 보조 기재층(122) 상에 배치될 수 있다. 도면에서는 설명의 편의를 위해 구동 박막 트랜지스터만을 도시하였으나, 이에 제한되지 않고 스위칭 박막 트랜지스터 등을 더 포함할 수도 있다.
보조 기재층(122)과 박막 트랜지스터(TFT) 사이에 버퍼층(131)이 배치될 수 있다. 버퍼층(131)은 외부로부터 산소나 수분의 침투를 방지하고, 플라스틱 기재(110) 상에 잔류하는 불순물이 소자로 유입되는 것을 차단한다. 도면에서는 버퍼층(131)이 복수의 서브 화소 영역에 대응하도록 형성된 것으로 도시하였으나 이에 제한되지 않는다. 버퍼층(131)이 투과 영역(TA)의 투과율을 저하시키지 않을 경우, 버퍼층(131)은 투과 영역(TA)에도 형성될 수 있다. 또한, 버퍼층(131)은 수분 등의 외기나 불순물의 영향이 없다면 생략될 수 있고, 필요에 따라서는 복수의 층으로 형성될 수도 있다.
버퍼층(131) 상에 게이트 전극(G), 액티브층(ACT), 소스 전극(S) 및 드레인 전극(D)을 포함하는 박막 트랜지스터(TFT)가 배치된다. 예를 들어, 버퍼층(131) 상에 액티브층(ACT)이 형성되고, 액티브층(ACT) 상에 게이트 전극(G)을 절연시키기 위한 게이트 절연층(133)이 형성된다. 또한, 게이트 전극(G)과 소스 전극(S) 및 드레인 전극(D)을 절연시키기 위한 층간 절연층(132)이 형성되고, 층간 절연층(132) 상에 액티브층(ACT)과 각각 접하는 소스 전극(S) 및 드레인 전극(D)이 형성된다. 그러나, 이에 제한되지 않는다. 박막 트랜지스터(TFT)의 구성 및 배치는 필요에 따라 변경될 수 있다.
박막 트랜지스터(TFT) 상에 평탄화층(134)이 배치된다. 평탄화층(134)은 박막 트랜지스터(TFT) 상부를 평탄화한다. 또한, 평탄화층(134)은 박막 트랜지스터(TFT)가 배치된 영역과 박막 트랜지스터(TFT)가 배치되지 않은 영역의 단차를 커버한다. 즉, 평탄화층(134)은 복수의 서브 화소 영역(SPA1, SPA2) 및 복수의 투과 영역(TA)에 대응하도록 전면에 형성된다. 투과 영역(TA)에는 보조 기재층(122), 버퍼층(131) 및 박막 트랜지스터(TFT)가 배치되지 않으므로, 투과 영역(TA)에서 평탄화층(134)은 배리어층(121)에 직접 접촉한다. 예를 들어, 평탄화층(134)은 투명 절연 수지로 형성될 수 있다. 평탄화층(134)은 박막 트랜지스터(TFT)와 유기 발광 소자(140)를 전기적으로 연결하기 위한 컨택홀을 포함한다.
유기 발광 소자(140)는 평탄화층(134) 상에 배치된다. 유기 발광 소자(140)는 박막 트랜지스터(TFT)와 전기적으로 연결되도록 복수의 서브 화소 영역(SPA1, SPA2)에 대응하는 평탄화층(134) 상에 배치된다. 유기 발광 소자(140)는 애노드(141), 유기 발광층(142) 및 캐소드(143)를 포함한다.
애노드(141)는 평탄화층(134) 상에 배치된다. 애노드(141)는 복수의 서브 화소 영역(SPA1, SPA2)에 대응하여 평탄화층(134) 상에 배치된다. 또한, 애노드(141)는 복수의 서브 화소 별로 분리되도록 형성될 수 있다. 즉, 애노드(141)는 복수의 서브 화소 영역(SPA1, SPA2) 각각의 적어도 일부에 중첩되도록 배치될 수 있다. 이 경우, 인접한 서브 화소 영역(SPA1, SPA2)에서 발광된 광의 혼색을 방지할 수 있다.
애노드(141)는 유기 발광층(142)으로 정공을 공급할 수 있도록 일함수가 높은 물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 애노드(141)는 인듐 주석 산화물 (Indium Tin Oxide, ITO), 인듐 아연 산화물(Indium Zinc Oxide, IZO), 인듐 주석 아연 산화물(Indium Tin Zinc Oxide, ITZO)과 같은 투명 도전성 물질로 형성될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 애노드(141)가 투명 도전성 물질로 형성되더라도 투과 영역(TA) 도면에 도시된 바와 같이 유기 발광 표시 장치(100)가 상부 발광 방식으로 구동되는 경우 애노드(141)는 반사층을 더 포함하여 구성될 수 있다.
애노드(141)는 평탄화층(134)의 컨택홀을 통해 박막 트랜지스터(TFT)와 전기적으로 연결된다. 예를 들어, 애노드(141)는 박막 트랜지스터(TFT)의 소스 전극(S)과 전기적으로 연결될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
캐소드(143)는 애노드(141) 상에 배치된다. 캐소드(143)는 유기 발광층(142)으로 전자를 공급한다. 예를 들어, 캐소드(143)는 인듐 주석 산화물(ITO), 인듐 아연 산화물(IZO), 인듐 주석 아연 산화물(ITZO), 아연 산화물(Zinc Oxide, ZnO) 및 주석 산화물(Tin Oxide, TO)과 같은 투명 도전성 물질이나 칼슘(Ca), 바륨(Ba), 알루미늄(Al), 은(Ag), 마그네슘(Mg), 이테르븀(Yb) 등을 포함하는 금속 물질로 형성될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
캐소드(143)는 복수의 서브 화소 영역(SPA1, SPA2)에 대응하도록 형성될 수 있다. 캐소드(143)는 복수의 서브 화소 별로 분리되지 않고 연결되도록 형성될 수 있다. 또한, 도면에서는 투과 영역(TA)에는 캐소드(143)가 형성되지 않는 것으로 도시하였으나, 이에 제한되지 않는다. 캐소드(143)가 투명한 물질로 형성되어 투과율을 저하시키지 않을 경우, 공정의 편의상 캐소드(143)는 복수의 서브 화소 영역(SPA1, SPA2) 및 복수의 투과 영역(TA)에 걸쳐 단일층으로 형성될 수도 있다.
유기 발광층(142)은 애노드(141)와 캐소드(143) 사이에 배치된다. 유기 발광층(142)은 대응되는 서브 화소와 동일한 색상의 광을 발광하도록 구성된다. 유기 발광층(142)은 복수의 서브 화소 별로 분리되어 애노드(141) 상에 배치될 수 있다.
애노드(141) 및 평탄화층(134) 상에 뱅크(135)가 배치된다. 뱅크(135)는 인접하는 서브 화소들을 구분하는 역할을 한다. 또한 뱅크(135)는 서로 인접하는 서브 화소 영역(SPA1, SPA2)와 투과 영역(TA)을 구분하는 역할을 한다. 뱅크(135)는 평탄화층(134)의 적어도 일부를 노출시키는 복수의 오픈부를 포함한다. 예를 들어, 뱅크(135)는 복수의 제1 오픈부(OA1) 및 복수의 제2 오픈부(OA2)를 포함한다.
각각의 제1 오픈부(OA1)는 복수의 서브 화소 영역(SPA1, SPA2) 각각의 적어도 일부에 중첩하도록 형성된다. 복수의 유기 발광 소자(140) 각각은 제1 오픈부(OA1)에 의해 노출된 평탄화층(134) 상에 배치된다. 이에 따라 서로 인접하는 서브 화소는 뱅크(135)에 의해 구분된다.
각각의 제2 오픈부(OA2)는 복수의 투과 영역(TA) 각각의 적어도 일부에 중첩하도록 형성된다. 이에 따라 투과 영역(TA)의 투과율이 저하되지 않고 높게 유지될 수 있다. 그러나, 이에 제한되지 않는다. 뱅크(135)가 투명 수지로 형성되어 투과 영역(TA)의 투과율을 저하시키지 않을 경우 제2 오픈부(OA2)는 형성되지 않을 수도 있다.
유기 발광 소자(140) 상에 봉지층(150)이 배치된다. 봉지층(150)은 외부로부터 침투하는 수분 등에 의해 유기 발광 소자(140)가 열화되지 않도록 보호한다. 또한, 봉지층(150)은 유기 발광 소자(140)의 상부를 평탄화한다. 또한, 봉지층(150)은 유기 발광 소자(140)가 배치된 영역과 유기 발광 소자(140)가 배치되지 않은 영역 간의 단차를 커버한다. 봉지층(150)은 단일층 또는 복수의 층으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 봉지층(150)은 제1 무기 봉지층(151), 유기 봉지층(152) 및 제2 무기 봉지층(153)을 포함할 수 있다. 서브 화소 영역(SPA1, SPA2)에서 제1 무기 봉지층(151)은 캐소드(143) 상부에 직접 접촉하고, 투과 영역(TA)에서 제1 무기 봉지층(151)은 제2 오픈부(OA2)에 의해 노출된 평탄화층(134) 상에 직접 접촉하도록 형성된다. 유기 봉지층(152)은 제1 무기 봉지층(151)의 상부를 평탄하게 하도록 배치되고, 제2 무기 봉지층(153)은 유기 봉지층(152) 상에 증착된다. 예를 들어, 제1 무기 봉지층(151) 및 제2 무기 봉지층(153)은 각각 독립적으로 질화 실리콘(SiNx), 산화 실리콘(SiOx), 실리콘 옥시 나이트라이드(SiON), 산화 알루미늄(AlxOy) 등으로부터 선택되는 물질을 증착하여 형성될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 예를 들어, 유기 봉지층(152)은 아크릴계 수지, 에폭시계 수지, 폴리에틸렌계 수지 등으로부터 선택되는 투명 수지로 형성될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
필요에 따라 선택적으로 봉지층(150) 상에 컬러 필터 기판이 배치될 수 있다. 컬러 필터 기판은 컬러 필터층 및 블랙 매트릭스를 포함한다. 컬러 필터층은 복수의 서브 화소 영역(SPA1, SPA2) 각각에 중첩하는 복수의 컬러 필터를 포함한다. 블랙 매트릭스는 복수의 컬러 필터를 구분하며, 인접하는 서브 화소 간의 혼색을 방지한다. 투과 영역(TA)의 투과도를 높게 유지하기 위해 컬러 필터층 및 블랙 매트릭스는 투과 영역(TA)에는 형성되지 않는다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(100)는 제2 표시 영역(DA2)에 복수의 서브 화소 영역(SPA2) 및 복수의 투과 영역(TA)을 포함한다. 제2 표시 영역(DA2)에 대응하는 플라스틱 기재(110)의 제2 부분(110b)은 폴리이미드 및 리간드 화합물을 포함하며, 리간드 화합물에 의해 황색도가 낮고 광투과율은 높은 특성을 나타낸다. 이로 인해 제2 표시 영역(DA2)을 통해 영상을 표시할 수 있으면서도 광투과율이 우수한 효과가 있다.
이에 따라 광투과율이 높은 제2 부분(110b)에 대응하는 플라스틱 기재(110)의 배면에 카메라 모듈(160)이 배치될 수 있다. 카메라 모듈(160)이 플라스틱 기재(110)의 배면에 배치되더라도 제2 표시 영역(DA2)의 투과율이 높기 때문에 사물 등의 이미지를 촬영할 수 있다. 설명의 편의를 위해 카메라 모듈이 배치되는 것을 예로 들어 설명하나 이에 제한되지 않는다. 카메라 모듈(160) 이외에 각종 센서들이 배치될 수도 있다. 이러한 센서들 또한 제2 부분(110b)에 대응하는 플라스틱 기재(110)의 배면 배치되더라도 주변 상황을 감지할 수 있다.
이하, 도 8을 함께 참조하여 유기 발광 표시 장치의 제조 방법을 설명한다. 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 공정 순서도이다. 도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 제조 방법은, 폴리이미드를 포함하는 플라스틱 기재를 제조하는 단계(S110), 플라스틱 기재 상에 복수의 박막 트랜지스터를 형성하는 단계(S120), 복수의 박막 트랜지스터 상에 유기 발광 소자를 형성하는 단계(S130) 및 플라스틱 기재의 배면의 적어도 일부에 리간드 용액을 도포하고 건조하는 단계(S140)를 포함한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 제조 방법은 도 1 내지 도 6에 도시한 유기 발광 표시 장치(100)를 제조하는 방법에 관한 것으로, 도 1 내지 도 6을 참조하여 설명한 것과 중복되는 설명은 생략한다.
먼저, 폴리이미드를 포함하는 플라스틱 기재를 제조한다(S110).
캐리어 기판 상에 폴리이미드 전구체 용액을 제막하고 이미드화 반응시켜 폴리이미드를 포함하는 플라스틱 기재(110)를 제조한다. 폴리이미드 전구체 용액은 폴리아믹산 용액일 수 있다. 폴리이미드는 사슬 간의 전하 전이 복합체 형성으로 용매의 침투가 어려워 용해성이 상당히 낮다. 이에 폴리이미드 보다 용해성이 높은 폴리아믹산으로 제조하고 이를 이미드화 반응시켜 필름 형태로 제조한다. 구체적으로 디아민과 디카르복시산 무수물을 중합하여 폴리아믹산을 합성한다.
예를 들어, 폴리아믹산은 하기 화학식 4로 표시되는 반복 단위를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
[화학식 4]
Figure pat00008
화학식 4에서
Figure pat00009
, X1 및 n은 상기 화학식 1에서 정의한 바와 같다.
상술한 바와 같이 제조한 폴리아믹산을 용매에 용해시켜 폴리이미드 전구체 용액을 제조한다. 예를 들어, 용매는 디메틸술폭사이드, 디에틸술폭사이드 등의 술폭사이드계 용매, N-메틸-2-피롤리돈, N-비닐-2-피롤리돈 등의 피롤리돈계 용매, N,N-디메틸포름아미드, N,N-디에틸포름아미드 등의 포름아미드계 용매, N,N-디메틸아세트아미드, N,N-디에틸아세트아미드 등의 아세트아미드계 용매, 페놀, o-크레졸, m-크레졸, p-크레졸 등의 페놀계 용매, 테트라하이드로퓨란 등으로부터 선택될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
폴리이미드 전구체 용액을 캐리어 기판 상에 제막한 뒤에 열처리하여 폴리아믹산을 이미드화 시킨다. 예를 들어, 열처리는 200℃ 내지 400℃의 온도 범위 내에서 수행될 수 있다. 상술한 바와 같이 제조한 폴리이미드는 화학식 1로 표시되는 반복 단위를 포함할 수 있다.
다음으로, 플라스틱 기재 상에 복수의 박막 트랜지스터를 형성한다(S120).
복수의 박막 트랜지스터(TFT)를 형성하기 전에 플라스틱 기재(110) 상에 배리어층(121) 및 보조 기재층(122)을 형성할 수 있다. 배리어층(121)은 질화 실리콘(SiNx), 산화 실리콘(SiOx), 실리콘 옥시 나이트라이드(SiON), 산화 알루미늄(AlxOy), 비정질 실리콘(α-Si) 등의 무기물을 증착하여 형성될 수 있다. 예를 들어, 배리어층(121)은 화학 기상 증착(chemical vapour decomposition), 전자선 증착(e-beam evaporation), 원자층 증착(atomic layer deposition) 등 공지된 증착 방법을 통해 형성될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
보조 기재층(122)은 배리어층(121) 전면에 폴리이미드 전구체 용액을 제막하는 단계, 폴리이미드 전구체 용액을 이미드화 반응시켜 폴리이미드 필름을 형성하는 단계 및 폴리이미드 필름을 식각하는 단계를 포함하여 형성될 수 있다. 설명의 편의를 위해 보조 기재층(122)이 폴리이미드로 형성되는 것을 예로 들어 설명하나 이에 제한되지 않는다.
도 1 내지 도 6을 참조하여 설명한 바와 같이, 보조 기재층(122)은 복수의 서브 화소 영역(SPA1, SPA2)에 대응하도록 배리어층(121) 상에 형성된다. 이에 따라 배리어층(121) 전면에 폴리이미드 필름을 형성한 뒤, 복수의 서브 화소 영역(SPA1, SPA2)을 제외한 부분 즉, 투과 영역(TA)의 폴리이미드 필름을 식각하여 제거한다. 예를 들어, 식각은 플라스마 식각 방식으로 수행될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
또한, 보조 기재층 상에 버퍼층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 버퍼층(131)은 플라스틱 기재(110)의 전면에 대응하도록 형성될 수 있고, 필요에 따라 복수의 서브 화소 영역(SPA1, SPA2)에 대응하도록 부분적으로 형성될 수 있다.
박막 트랜지스터(TFT)는 버퍼층(131) 상에 형성된다. 예를 들어, 박막 트랜지스터(TFT)는 버퍼층(131) 상에 액티브층(ACT)을 형성하는 단계, 액티브층(ACT) 상에 게이트 절연층(133)을 형성하는 단계, 게이트 절연층(133) 상에 게이트 전극(G)을 형성하는 단계, 게이트 전극(G) 상에 층간 절연층(132)을 형성하는 단계 및 층간 절연층(132) 상에 소스 전극(S) 및 드레인 전극(D)을 형성하는 단계를 포함하여 형성된다. 그러나, 이에 제한되지 않고 유기 발광 표시 장치의 구성 및 구조에 따라 당업계에 공지된 다양한 방법으로 형성될 수 있다.
박막 트랜지스터(TFT)를 형성한 뒤에는 박막 트랜지스터(TFT)를 보호하고 이의 상부를 평탄화하기 위해 평탄화층(134)을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 또한, 평탄화층(134)을 형성한 뒤, 박막 트랜지스터(TFT)와 유기 발광 소자(140)를 전기적으로 연결하기 위해 컨택홀을 형성한다.
다음으로, 복수의 박막 트랜지스터 상에 유기 발광 소자를 형성한다(S130).
유기 발광 소자(140)는 평탄화층(134)에 애노드(141)를 형성하는 단계, 애노드(141) 상에 유기 발광층(142)을 형성하는 단계, 유기 발광층(142) 상에 캐소드(143)를 형성하는 단계를 포함하여 형성될 수 있다.
상술한 바와 같이 애노드(141)는 복수의 서브 화소 별로 분리되도록 형성된다. 애노드(141)는 파인 메탈 마스크 등의 마스크가 배치된 상태에서 투명 도전성 물질을 스퍼터링, 기상 증착 등 공지의 증착 방식으로 증착하여 형성될 수 있다.
애노드(141)를 형성한 뒤, 애노드(141) 및 평탄화층(134) 상에 뱅크(135)를 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 예를 들어, 뱅크(135)는 투명 절연성 수지로 형성될 수 있고, 포토리소그래피 방식으로 제1 오픈부(OA1) 및 제2 오픈부(OA2)를 갖도록 패터닝될 수 있다.
예를 들어, 유기 발광층(142)은 파인 메탈 마스크를 사용하여 각각의 서브 화소 영역(SPA1, SPA2)에 대응하는 색상의 광을 발광하는 유기 발광 물질을 증착하여 형성될 수 있다. 다른 예로, 유기 발광층(142)은 잉크젯 방식으로 각각의 서브 화소 영역(SPA1, SPA2)에 대응하는 색상의 잉크를 떨어트린 후, 경화시켜 형성될 수도 있다.
예를 들어, 캐소드(143)는 유기 발광층(142) 상에 마스크를 배치한 뒤, 알루미늄 등의 금속 물질을 스퍼터링, 기상 증착, 원자층 단위 증착 등 당업계에 공지된 방식으로 증착하여 형성될 수 있다.
유기 발광 소자(140)를 형성한 뒤, 유기 발광 소자(140)를 보호하고 이의 상부를 평탄화하기 위해 봉지층(150)을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
다음으로, 플라스틱 기재(110)의 배면의 적어도 일부에 리간드 용액을 도포하고 건조한다(S140).
먼저, 리간드 용액을 제조한다. 리간드 용액은 리간드 화합물을 용매에 용해시켜 제조될 수 있다. 상술한 바와 같이, 리간드 화합물은 400nm 내지 500nm 파장대에서 광투과율이 90% 이상인 화합물을 사용할 수 있다. 플라스틱 기재(110)를 구성하는 폴리이미드는 전하 전이 복합체 형성으로 인해 400nm 내지 500nm 파장대의 가시광을 흡수하여 투과율이 저하되며, 리간드 화합물은 이러한 전하 전이 복합체 형성을 억제하여 투과율을 향상시키는 작용을 한다. 따라서 본 발명의 효과를 극대화하기 위해 리간드 화합물은 400nm 내지 500nm 파장대의 광을 흡수하지 않는 것을 사용하는 것이 바람직하다.
용매는 리간드 화합물을 용해시킬 수 있으면서 폴리이미드를 팽윤시킬 수 있는 용매를 사용할 수 있다. 이에 대한 구체적인 설명은 후술하기로 한다. 예를 들어, 용매는 디메틸술폭사이드, 디에틸술폭사이드 등의 술폭사이드계 용매, N-메틸-2-피롤리돈, N-비닐-2-피롤리돈 등의 피롤리돈계 용매, N,N-디메틸포름아미드, N,N-디에틸포름아미드 등의 포름아미드계 용매, N,N-디메틸아세트아미드, N,N-디에틸아세트아미드 등의 아세트아미드계 용매, 페놀, o-크레졸, m-크레졸, p-크레졸 등의 페놀계 용매, 테트라하이드로퓨란 등으로부터 선택될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
리간드 용액을 제조한 뒤에는 플렉서블 기재(110)의 배면이 상면을 향하도록 하고, 상대적으로 높은 투과율이 요구되는 적어도 일부 영역에 리간드 용액을 도포한다. 리간드 용액은 선택적으로 높은 투과율이 확보되어야 하는 영역이라면 제한되지 않고 도포될 수 있다. 즉, 리간드 용액은 플레서블 기재(110)의 배면의 특정 영역에 선택적으로 도포될 수도 있고, 전체 영역에 도포될 수도 있다. 리간드 용액이 도포된 특정 영역은 투과율이 향상된다. 이에 따라 투과율이 향상된 플라스틱 기재의 배면에 카메라 모듈 등이 배치될 수 있다. 또한, 전체 영역에 리간드 용액을 도포하면 플라스틱 기재의 전체 영역의 투과율이 향상되며, 고가의 투명 폴리이미드를 사용하지 않고 투명 유기 발광 표시 장치를 제조할 수 있다.
예를 들어, 유기 발광 표시 장치(100)는 제1 표시 영역(DA1) 및 이 보다 해상도가 낮은 제2 표시 영역(DA2)를 포함할 수 있다. 제2 표시 영역(DA2)은 플라스틱 기재(100)의 배면에 카메라 모듈을 배치하기 위해 일정 수준 이상의 투과율 확보가 필요한 영역일 수 있다. 이에, 유기 발광 표시 장치(100)의 제2 표시 영역(DA2)에 대응하는 플라스틱 기재(110)의 배면에 리간드 용액을 도포한다.
예를 들어, 리간드 용액은 잉크젯 장치를 사용하여 드립핑(dripping)하는 방식으로 특정 영역에 도포될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
리간드 용액을 제2 표시 영역(DA2)에 대응하는 플라스틱 기재(110)의 배면에 도포하면, 폴리이미드의 사슬 사이로 용매가 확산되어 폴리이미드가 팽윤된다. 용매의 확산과 함께 리간드 화합물은 폴리이미드의 사슬 사이로 침투하여 폴리이미드 사슬 간의 간격이 증가한다. 이에 따라 리간드 용액 제조 시 사용하는 용매는 폴리이미드를 팽윤시킬 수 있는 즉, 폴리이미드를 부분적으로 용해시킬 수 있는 용매를 사용하는 것이 바람직하다.
리간드 용액을 플라스틱 기재(110)의 특정 영역에 도포한 뒤, 건조시키면 용매는 휘발하고 리간드 화합물은 폴리이미드의 사슬 사이에 남아 전하 전이 복합체 형성을 억제한다. 전하 전이 복합체 형성이 억제됨에 따라 리간드 용액에 도포된 영역의 플라스틱 기재(110)는 리간드 용액이 도포되지 않은 영역 보다 황색도가 낮고, 광투과율은 높은 특성을 나타낸다. 이 단계에서 동일한 폴리이미드를 포함하여 일체로 형성된 플라스틱 기재(110)는 제1 부분(110a) 및 제2 부분(110b)으로 구분된다. 제1 부분(110a)은 리간드 용액을 처리하지 않은 영역으로 제1 표시 영역(DA1)에 대응한다. 제2 부분(110b)은 리간드 용액을 처리하여 리간드 화합물을 포함하며, 제2 표시 영역(DA2)에 대응한다.
이와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 제조 방법은 레이저와 같은 고가의 장비를 사용하지 않고, 폴리이미드를 포함하는 플라스틱 기재의 투과율을 부분적으로 향상시킬 수 있다. 이에 따라 상술한 레이저 조사 방식의 문제점을 해소할 수 있고, 고가의 장비를 사용하지 않아 공정 비용을 절감할 수 있다. 또한, 유색 폴리이미드를 사용하여도 리간드 용액 처리 공정을 통해 부분적으로 투과율을 증가시킬 수 있다. 이에 따라 고가의 투명 폴리이미드를 사용하는 경우 대비 재료비를 크게 절감하면서도 동등한 효과를 달성할 수 있다.
다음으로, 부분적으로 투과율이 향상된 영역 즉, 플라스틱 기재(110)의 제2 부분(110b)에 대응하도록 카메라 모듈(160)을 배치하는 단계를 포함할 수 있다.
상술한 바와 같이 특정 영역에서 광투과율이 향상됨에 따라 플라스틱 기재(110)의 배면에 카메라 모듈(160)을 배치하여도 원활하게 이미지의 촬영이 가능할 수 있다. 또한, 카메라 모듈(160) 대신 각종 센서가 배치될 수 있고, 필요에 따라서는 제2 부분(110b)에 대응하도록 카메라 모듈과 센서를 동시에 배치할 수도 있다.
나아가, 리간드 용액을 도포하고 건조시키는 단계에서, 플라스틱 기재의 배면 전체에 리간드 용액을 도포하여 전체 영역의 광투과율을 향상시킬 수 있다. 이 경우, 유기 발광 표시 장치 전체 영역에 대한 광투과율이 향상되어 투명 유기 발광 표시 장치를 용이하게 구현할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예들에 따른 유기 발광 표시 장치 및 이의 제조 방법은 다음과 같이 설명될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치는 복수의 서브 화소 영역을 포함하는 제1 표시 영역, 및 복수의 서브 화소 영역 및 복수의 투과 영역을 포함하는 제2 표시 영역을 포함하고, 제1 표시 영역에 대응하는 제1 부분 및 제2 표시 영역에 대응하는 제2 부분을 포함하는 플라스틱 기재, 복수의 서브 화소 영역에 대응하여 플라스틱 기재 상에 배치되는 복수의 박막 트랜지스터, 및 복수의 서브 화소 영역에 대응하여 복수의 박막 트랜지스터 상에 배치되는 복수의 유기 발광 소자를 포함하고, 제1 부분은 폴리이미드를 포함하고, 제2 부분은 상기 폴리이미드 및 리간드 화합물을 포함한다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 제1 부분 및 제2 부분은 폴리이미드를 포함하여 일체로 형성될 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 제2 부분의 황색도(yellow index)는 상기 제1 부분의 황색도 보다 낮고, 제2 부분의 400nm 내지 500nm에서의 광투과율은 제1 부분의 400nm 내지 500nm에서의 광투과율 보다 클 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 제1 부분의 광투과율(450nm)은 40% 이하이고, 제2 부분의 광투과율(450nm)은 50% 이상일 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 리간드 화합물은 400nm 내지 500nm 파장대에서 광투과율이 90% 이상일 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 리간드 화합물은 아민계 화합물 및 카르복시산계 화합물 중에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 아민계 화합물은 탄소수 3 내지 20의 알킬기를 갖는 아민이고, 카르복시산계 화합물은 탄소수 3 내지 20의 알킬기를 갖는 카르복시산일 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 제2 표시 영역의 해상도는 상기 제1 표시 영역의 해상도 보다 낮을 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 복수의 박막 트랜지스터의 상부를 평탄하게 하도록 복수의 박막 트랜지스터와 복수의 유기 발광 소자 사이에 배치되는 평탄화층을 더 포함하고, 평탄화층은 투과 영역에서 플라스틱 기재 상에 직접 접촉하도록 배치될 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 플라스틱 기재와 복수의 박막 트랜지스터 사이에 배치되는 배리어층 및 복수의 서브 화소 영역에 대응하여 배리어층 상에 배치되는 보조 기재층을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 복수의 박막 트랜지스터의 상부를 평탄하게 하도록 복수의 박막 트랜지스터와 복수의 유기 발광 소자 사이에 배치되는 평탄화층을 더 포함하고, 평탄화층은 투과 영역에서 배리어층 상에 직접 접촉하도록 배치될 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 평탄화층 상에 배치되고 평탄화층의 적어도 일부를 노출시키는 복수의 오픈부를 포함하는 뱅크를 더 포함하고, 뱅크는 서브 화소 영역의 적어도 일부에 중첩하도록 형성된 적어도 하나의 제1 오픈부 및 투과 영역의 적어도 일부에 중첩하도록 형성된 적어도 하나의 제2 오픈부를 포함하고, 복수의 유기 발광 소자 각각은 제1 오픈부에 의해 노출된 평탄화층 상에 배치될 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 복수의 유기 발광 소자의 상부면을 평탄하게 하기 위해 뱅크 및 복수의 유기 발광 소자 상에 배치되는 봉지층을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 봉지층은 투과 영역에서 평탄화층과 직접 접촉하도록 배치될 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 제2 부분에 대응하는 플라스틱 기재의 배면에 배치되는 적어도 하나의 카메라 모듈을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 제조 방법은, 폴리이미드를 포함하는 플라스틱 기재를 제조하는 단계, 플라스틱 기재 상에 복수의 박막 트랜지스터를 형성하는 단계, 복수의 박막 트랜지스터 상에 유기 발광 소자를 형성하는 단계, 및 플라스틱 기재의 배면의 적어도 일부에 리간드 용액을 도포하고 건조시키는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 리간드 용액은 400nm 내지 500nm 파장대에서 광투과율이 90% 이상인 리간드 화합물 및 용매를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 리간드 용액을 도포하고 건조시키는 단계에서 리간드 화합물이 폴리이미드의 폴리머 사슬 사이로 침투하여 플라스틱 기재의 적어도 일부 영역의 황색도가 낮아지고 광투과율은 증가할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 리간드 화합물은 아민계 화합물 및 카르복시산계 화합물 중에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 유기 발광 표시 장치는 제1 표시 영역 및 제1 표시 영역 보다 해상도가 낮은 제2 표시 영역을 포함하고, 리간드 용액을 도포하고 건조시키는 단계에서 제2 표시 영역에 대응하는 플라스틱 기재의 배면에 상기 리간드 용액을 도포할 수 있다.
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 변형실시될 수 있다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 제한하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 제한되는 것은 아니다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 제한적이 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: 유기 발광 표시 장치
110: 플라스틱 기재
110a: 제1 부분
110b: 제2 부분
121: 배리어층
122: 보조 기재층
134: 평탄화층
135: 뱅크
140: 유기 발광 소자
141: 애노드
142: 유기 발광층
143: 캐소드
150: 봉지층
160: 카메라 모듈
DA1: 제1 표시 영역
DA2: 제2 표시 영역
NDA: 비표시 영역
SPA1, SPA2: 서브 화소 영역
TA: 투과 영역
TFT: 박막 트랜지스터
ACT: 액티브층
G: 게이트 전극
S: 소스 전극
D: 드레인 전극
OA1: 제1 오픈부
OA2: 제2 오픈부

Claims (20)

  1. 복수의 서브 화소 영역을 포함하는 제1 표시 영역 및 복수의 서브 화소 영역 및 복수의 투과 영역을 포함하는 제2 표시 영역을 포함하는 유기 발광 표시 장치에 있어서,
    상기 제1 표시 영역에 대응하는 제1 부분 및 상기 제2 표시 영역에 대응하는 제2 부분을 포함하는 플라스틱 기재;
    상기 복수의 서브 화소 영역에 대응하여 상기 플라스틱 기재 상에 배치되는 복수의 박막 트랜지스터; 및
    상기 복수의 서브 화소 영역에 대응하여 상기 복수의 박막 트랜지스터 상에 배치되는 복수의 유기 발광 소자를 포함하고,
    상기 제1 부분은 폴리이미드를 포함하고, 상기 제2 부분은 상기 폴리이미드 및 리간드 화합물을 포함하는, 유기 발광 표시 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 부분 및 상기 제2 부분은 상기 폴리이미드를 포함하여 일체로 형성된, 유기 발광 표시 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 부분의 황색도(yellow index)는 상기 제1 부분의 황색도 보다 낮고,
    상기 제2 부분의 400nm 내지 500nm에서의 광투과율은 상기 제1 부분의 400nm 내지 500nm에서의 광투과율 보다 큰, 유기 발광 표시 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 부분의 광투과율(450nm)은 40% 이하이고, 상기 제2 부분의 광투과율(450nm)은 50% 이상인, 유기 발광 표시 장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 리간드 화합물은 400nm 내지 500nm 파장대에서 광투과율이 90% 이상인, 유기 발광 표시 장치.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 리간드 화합물은 아민계 화합물 및 카르복시산계 화합물 중에서 선택되는 1종 이상을 포함하는, 유기 발광 표시 장치.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 아민계 화합물은 탄소수 3 내지 20의 알킬기를 갖는 아민이고, 상기 카르복시산계 화합물은 탄소수 3 내지 20의 알킬기를 갖는 카르복시산인, 유기 발광 표시 장치.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 표시 영역의 해상도는 상기 제1 표시 영역의 해상도 보다 낮은, 유기 발광 표시 장치.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 복수의 박막 트랜지스터의 상부를 평탄하게 하도록 상기 복수의 박막 트랜지스터와 상기 복수의 유기 발광 소자 사이에 배치되는 평탄화층을 더 포함하고,
    상기 평탄화층은 상기 투과 영역에서 상기 플라스틱 기재 상에 직접 접촉하도록 배치되는, 유기 발광 표시 장치.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 플라스틱 기재와 상기 복수의 박막 트랜지스터 사이에 배치되는 배리어층 및 상기 복수의 서브 화소 영역에 대응하여 상기 배리어층 상에 배치되는 보조 기재층을 더 포함하는, 유기 발광 표시 장치.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 복수의 박막 트랜지스터의 상부를 평탄하게 하도록 상기 복수의 박막 트랜지스터와 상기 복수의 유기 발광 소자 사이에 배치되는 평탄화층을 더 포함하고,
    상기 평탄화층은 상기 투과 영역에서 상기 배리어층 상에 직접 접촉하도록 배치되는, 유기 발광 표시 장치.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 평탄화층 상에 배치되고, 상기 평탄화층의 적어도 일부를 노출시키는 복수의 오픈부를 포함하는 뱅크를 더 포함하고,
    상기 뱅크는 상기 서브 화소 영역의 적어도 일부에 중첩하도록 형성된 적어도 하나의 제1 오픈부 및 상기 투과 영역의 적어도 일부에 중첩하도록 형성된 적어도 하나의 제2 오픈부를 포함하고,
    상기 복수의 유기 발광 소자 각각은 상기 제1 오픈부에 의해 노출된 상기 평탄화층 상에 배치되는, 유기 발광 표시 장치.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 복수의 유기 발광 소자의 상부면을 평탄하게 하기 위해 상기 뱅크 및 상기 복수의 유기 발광 소자 상에 배치되는 봉지층을 더 포함하는, 유기 발광 표시 장치.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 봉지층은 상기 투과 영역에서 상기 평탄화층과 직접 접촉하도록 배치되는, 유기 발광 표시 장치.
  15. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 부분에 대응하는 상기 플라스틱 기재의 배면에 카메라 모듈 및 센서 중 적어도 하나가 배치되는, 유기 발광 표시 장치.
  16. 폴리이미드를 포함하는 플라스틱 기재를 제조하는 단계;
    상기 플라스틱 기재 상에 복수의 박막 트랜지스터를 형성하는 단계;
    상기 복수의 박막 트랜지스터 상에 유기 발광 소자를 형성하는 단계; 및
    상기 플라스틱 기재의 배면의 적어도 일부에 리간드 용액을 도포하고 건조시키는 단계를 포함하는, 유기 발광 표시 장치의 제조 방법.
  17. 제16 항에 있어서,
    상기 리간드 용액은 400nm 내지 500nm 파장대에서 광투과율이 90% 이상인 리간드 화합물 및 용매를 포함하는, 플렉서블 표시 장치의 제조 방법.
  18. 제16 항에 있어서,
    상기 리간드 용액을 도포하고 건조시키는 단계에서, 상기 리간드 화합물이 상기 폴리이미드의 폴리머 사슬 사이로 침투하여 상기 플라스틱 기재의 적어도 일부 영역의 황색도가 낮아지고 광투과율은 증가하는, 유기 발광 표시 장치의 제조 방법.
  19. 제17 항에 있어서,
    상기 리간드 화합물은 아민계 화합물 및 카르복시산계 화합물 중에서 선택되는 1종 이상을 포함하는, 유기 발광 표시 장치의 제조 방법.
  20. 제17 항에 있어서,
    상기 유기 발광 표시 장치는 제1 표시 영역 및 상기 제1 표시 영역 보다 해상도가 낮은 제2 표시 영역을 포함하고,
    상기 리간드 용액을 도포하고 건조시키는 단계에서, 상기 제2 표시 영역에 대응하는 상기 플라스틱 기재의 배면에 상기 리간드 용액을 도포하는, 유기 발광 표시 장치의 제조 방법.
KR1020200188251A 2020-12-30 2020-12-30 유기 발광 표시 장치 및 이의 제조 방법 KR20220096105A (ko)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200188251A KR20220096105A (ko) 2020-12-30 2020-12-30 유기 발광 표시 장치 및 이의 제조 방법
DE102021128993.9A DE102021128993A1 (de) 2020-12-30 2021-11-08 Organische lichtemittierende anzeigevorrichtung und herstellungsverfahren davon
GB2116075.9A GB2602552A (en) 2020-12-30 2021-11-09 Organic light emitting display device and manufacturing method thereof
CN202111332067.1A CN114695447A (zh) 2020-12-30 2021-11-11 有机发光显示装置及其制造方法
US17/539,613 US20220208903A1 (en) 2020-12-30 2021-12-01 Organic light emitting display device and manufacturing method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200188251A KR20220096105A (ko) 2020-12-30 2020-12-30 유기 발광 표시 장치 및 이의 제조 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20220096105A true KR20220096105A (ko) 2022-07-07

Family

ID=81972247

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200188251A KR20220096105A (ko) 2020-12-30 2020-12-30 유기 발광 표시 장치 및 이의 제조 방법

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20220208903A1 (ko)
KR (1) KR20220096105A (ko)
CN (1) CN114695447A (ko)
DE (1) DE102021128993A1 (ko)
GB (1) GB2602552A (ko)

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102354900B1 (ko) * 2017-09-12 2022-01-21 엘지디스플레이 주식회사 양자점 발광다이오드 및 이를 포함하는 양자점 발광장치
CN108172603A (zh) * 2018-01-03 2018-06-15 京东方科技集团股份有限公司 一种量子点发光二极管基板及其制备方法、显示面板

Also Published As

Publication number Publication date
CN114695447A (zh) 2022-07-01
DE102021128993A1 (de) 2022-06-30
GB2602552A (en) 2022-07-06
US20220208903A1 (en) 2022-06-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7394927B2 (ja) 発光装置
JP6650055B2 (ja) 光学素子用透明基材の製造方法、液晶表示装置用偏光板、有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法
US20170271415A1 (en) Display device and driving method thereof
US7265489B2 (en) Organic electroluminescence device and method of production of same
US9318723B2 (en) Organic light-emitting display device
JP7208679B2 (ja) 表示装置および電子機器
US20190027547A1 (en) Display device
JP2011054929A (ja) タッチスクリーン機能を持つ有機発光ディスプレイ装置
CN101515571A (zh) 光发射装置及其制造方法
US20120235178A1 (en) Display device and electronic apparatus
TWI390784B (zh) 轉移用予體基板、元件製造方法以及有機ｅｌ元件
TWI762060B (zh) 顯示裝置及其製造方法
US9099406B2 (en) Organic electroluminescence display device, and electronic system
US20230371312A1 (en) Display panel and method of manufacturing the same
CN111863902B (zh) 显示面板、显示面板制备方法和显示装置
US10162385B2 (en) Conductive material, method of fabricating electrode, and display device having the same
KR20220096105A (ko) 유기 발광 표시 장치 및 이의 제조 방법
JP2006195317A (ja) 表示装置、表示装置の製造方法及び電子機器
WO2023012571A1 (ja) 表示装置
WO2022162493A1 (ja) 表示装置、表示モジュール、電子機器、及び、表示装置の作製方法
WO2023042027A1 (ja) 表示装置
WO2023089443A1 (ja) 表示装置、及び表示装置の作製方法
WO2023052908A1 (ja) 表示装置
US20230309346A1 (en) Imaging device, display apparatus, and method for manufacturing display apparatus
KR20230043787A (ko) 유기 el 표시 장치 및 그 제조 방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination