KR20220111778A - 디스플레이 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일 측면에 의하면, 개구, 상기 개구를 둘러싸는 표시영역, 상기 개구와 표시영역 사이의 중간영역을 갖는, 기판, 상기 표시영역에 위치하고, 화소전극, 대향전극 및 상기 화소전극과 상기 대향전극 사이에 위치하는 중간층을 갖는, 발광소자, 상기 중간영역에 위치하는 그루브 및 상기 발광소자와 상기 그루브를 연속적으로 덮고, 상기 그루브를 덮는 부분의 일 점에 작용하는 응력 변화값이 15MPa 이하인, 제1무기봉지층을 구비하는, 디스플레이 장치를 제공한다.
Description
본 발명의 실시예들은 디스플레이 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 투과영역을 포함하는 디스플레이 장치에 관한 것이다.
근래에 디스플레이 장치는 그 용도가 다양해지고 있다. 또한, 디스플레이 장치의 두께가 얇아지고 무게가 가벼워 그 사용의 범위가 광범위해지고 있는 추세이다.
디스플레이 장치 중 표시영역이 차지하는 면적을 확대하면서, 디스플레이 장치에 접목 또는 연계하는 다양한 기능들이 추가되고 있다. 예컨대, 표시영역 내측에 이미지 표시 외의 다양한 기능을 부가하기 위한 영역을 갖는 디스플레이 장치에 대한 연구가 계속되고 있다.
그러나 이러한 종래의 디스플레이 장치에는 봉지층의 손상으로 인한 불량이 발생하는 문제점이 존재하였다.
본 발명의 실시예들은 상기와 같은 문제점을 포함하여 여러 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 봉지층의 손상 및 그로 인해 발생하는 불량을 방지할 수 있는 디스플레이 장치를 제공할 수 있다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 관점에 따르면, 개구, 상기 개구를 둘러싸는 표시영역, 상기 개구와 표시영역 사이의 중간영역을 갖는, 기판, 상기 표시영역에 위치하고, 화소전극, 대향전극 및 상기 화소전극과 상기 대향전극 사이에 위치하는 중간층을 갖는, 발광소자, 상기 중간영역에 위치하는 그루브 및 상기 발광소자와 상기 그루브를 연속적으로 덮고, 상기 그루브를 덮는 부분의 일 점에 작용하는 응력 변화값이 15MPa 이하인, 제1무기봉지층을 구비하는, 디스플레이 장치가 제공된다.
본 실시예에 따르면, 상기 응력 변화값은, 상기 제1무기봉지층이 형성된 직후인 제1시점에 상기 일 점에 작용하는 제1응력과, 상기 제1시점부터 사전 설정된 시간이 경과된 제2시점에 상기 일 점에 작용하는 제2응력의 차이일 수 있다.
본 실시예에 따르면, 상기 사전 설정된 시간은 120시간 이상 500시간 미만일 수 있다.
본 실시예에 따르면, 상기 사전 설정된 시간은 500시간 이상일 수 있다.
본 실시예에 따르면, 상기 제1무기봉지층은 실리콘옥사이드, 실리콘나이트라이드 및 실리콘옥시나이트라이드 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
본 실시예에 따르면, 상기 제1무기봉지층은 40at% 이상 100at% 미만의 산소 성분을 함유할 수 있다.
본 실시예에 따르면, 상기 제1무기봉지층의 굴절률은 1.45 이상 1.55 이하일 수 있다.
본 실시예에 따르면, 상기 제1무기봉지층의 굴절률은 1.45 이상 2 이하일 수 있다.
본 실시예에 따르면, 상기 제1무기봉지층의 투습도는 10-7g/m2/day 이상 10-4g/m2/day 이하일 수 있다.
본 실시예에 따르면, 상기 제1무기봉지층을 덮는 유기봉지층 및 상기 유기봉지층을 덮는 제2무기봉지층을 더 구비할 수 있다.
본 실시예에 따르면, 상기 그루브는 제1층 및 상기 제1층 상의 제2층을 포함하는 다층 막의 두께 방향을 따라 오목한 언더컷 형상을 가질 수 있다.
본 실시예에 따르면, 상기 제2층은 상기 그루브의 중심을 향해 돌출된 한 쌍의 팁을 포함할 수 있다.
본 실시예에 따르면, 상기 중간층이 포함하는 적어도 하나의 유기물층은 상기 한 쌍의 팁에 의해 단절될 수 있다.
본 실시예에 따르면, 상기 적어도 하나의 유기물층은 홀 수송층, 홀 주입층, 전자 주입층 및 전자 수송층 중 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다.
본 실시예에 따르면, 상기 대향전극은 상기 한 쌍의 팁에 의해 단절될 수 있다.
본 실시예에 따르면, 상기 제1무기봉지층은 상기 언더컷 형상을 따라 상기 그루브를 연속적으로 덮을 수 있다.
본 실시예에 따르면, 상기 그루브는, 상기 제1층의 제1홀 또는 제1리세스 및 상기 제2층의 제2홀을 포함하고, 상기 제2홀은 상기 제1홀 또는 상기 제1리세스와 연결될 수 있다.
본 실시예에 따르면, 상기 제1무기봉지층은 상기 제2층의 측면과 하면 및 상기 제1층의 내측면을 연속적으로 덮을 수 있다.
본 실시예에 따르면, 상기 기판은 적어도 하나의 베이스층과 적어도 하나의 배리어층을 가질 수 있다.
본 실시예에 따르면, 상기 제1층은 상기 기판의 베이스층이고, 상기 제2층은 상기 기판의 배리어층일 수 있다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점은 이하의 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용, 청구범위 및 도면으로부터 명확해질 것이다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따르면, 봉지층의 손상 및 그로 인해 발생하는 불량을 방지할 수 있는 디스플레이 장치를 구현할 수 있다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 일부를 개략적으로 도시하는 사시도이다.
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 일부를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 2b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이 장치의 일부를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 일부를 개략적으로 도시하는 평면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치가 구비하는 어느 하나의 화소의 등가회로도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 일부를 개략적으로 도시하는 평면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 일부를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 7a는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치가 구비하는 그루브를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 7b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이 장치가 구비하는 그루브를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 8은 본 발명의 실시예 및 비교예 각각의 일 점에 작용하는 응력의 시간 경과에 따른 변화값을 비교하여 나타내는 그래프이다.
도 9 및 도 10은 본 발명의 실시예 및 비교예 각각의 일부를 도시하는 이미지들이다.
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 일부를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 2b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이 장치의 일부를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 일부를 개략적으로 도시하는 평면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치가 구비하는 어느 하나의 화소의 등가회로도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 일부를 개략적으로 도시하는 평면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 일부를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 7a는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치가 구비하는 그루브를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 7b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이 장치가 구비하는 그루브를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 8은 본 발명의 실시예 및 비교예 각각의 일 점에 작용하는 응력의 시간 경과에 따른 변화값을 비교하여 나타내는 그래프이다.
도 9 및 도 10은 본 발명의 실시예 및 비교예 각각의 일부를 도시하는 이미지들이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다.
이하의 실시예에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
이하의 실시예에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.
이하의 실시예에서, 막, 영역, 구성 요소 등의 부분이 다른 부분 위에 또는 상에 있다고 할 때, 다른 부분의 바로 위에 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 막, 영역, 구성 요소 등이 개재되어 있는 경우도 포함한다.
도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
어떤 실시예가 달리 구현 가능한 경우에 특정한 공정 순서는 설명되는 순서와 다르게 수행될 수도 있다. 예를 들어, 연속하여 설명되는 두 공정이 실질적으로 동시에 수행될 수도 있고, 설명되는 순서와 반대의 순서로 진행될 수 있다.
본 명세서에서 "A 및/또는 B"은 A이거나, B이거나, A와 B인 경우를 나타낸다. 그리고, "A 및 B 중 적어도 하나"는 A이거나, B이거나, A와 B인 경우를 나타낸다.
이하의 실시예에서, 막, 영역, 구성 요소 등이 연결되었다고 할 때, 막, 영역, 구성 요소들이 직접적으로 연결된 경우, 또는/및 막, 영역, 구성요소들 중간에 다른 막, 영역, 구성 요소들이 개재되어 간접적으로 연결된 경우도 포함한다. 예컨대, 본 명세서에서 막, 영역, 구성 요소 등이 전기적으로 연결되었다고 할 때, 막, 영역, 구성 요소 등이 직접 전기적으로 연결된 경우, 및/또는 그 중간에 다른 막, 영역, 구성 요소 등이 개재되어 간접적으로 전기적 연결된 경우를 나타낸다.
x축, y축 및 z축은 직교 좌표계 상의 세 축으로 한정되지 않고, 이를 포함하는 넓은 의미로 해석될 수 있다. 예를 들어, x축, y축 및 z축은 서로 직교할 수도 있지만, 서로 직교하지 않는 서로 다른 방향을 지칭할 수도 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(1)의 일부를 개략적으로 도시하는 사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(1)는 개구영역(OA, 또는 제1영역) 및 개구영역(OA)을 둘러싸는 표시영역(DA, 또는 제2영역)을 포함할 수 있다. 표시영역(DA)에는 복수의 화소들이 배치될 수 있으며, 표시영역(DA)은 화소들을 통해 이미지를 표시할 수 있다. 개구영역(OA)은 표시영역(DA)에 의해 전체적으로 둘러싸일 수 있다.
개구영역(OA)과 표시영역(DA) 사이에는 중간영역(MA, 또는 제3영역)이 구비될 수 있다. 중간영역(MA)은 화소들이 배치되지 않는 비표시영역으로 개구영역(OA)을 우회하는 배선들이 배치될 수 있다. 표시영역(DA)을 둘러싸는 외곽영역(PA, 또는 제4영역)도 중간영역(MA)과 마찬가지로 화소들이 배치되지 않는 비표시영역일 수 있으며, 외곽영역(PA)에는 다양한 종류의 배선들 및 내장 회로 등이 배치될 수 있다.
도 1에서는 개구영역(OA)이 디스플레이 장치(1)의 폭 방향(예, x방향)을 따라 표시영역(DA)의 중심 부분에 배치된 것을 도시하고 있으나, 선택적 실시예에서, 개구영역(OA)은 디스플레이 장치(1)의 폭 방향을 따라 좌측 또는 우측에 오프셋되어 배치될 수 있다. 또한, 개구영역(OA)은 디스플레이 장치(1)의 길이 방향(예, y방향)을 따라 상측에 배치되거나, 가운데 배치되거나, 하측에 배치되는 것과 같이 다양한 위치에 배치될 수 있다.
또한, 도 1은 디스플레이 장치(1)가 하나의 개구영역(OA)을 포함하는 경우를 도시하고 있으나, 선택적 실시예에서 디스플레이 장치(1)는 복수의 개구영역(OA)들을 포함할 수 있다.
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(1)의 일부를 개략적으로 도시하는 단면도이고, 도 2b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이 장치(1)의 일부를 개략적으로 도시하는 단면도이다. 도 2a 및 도 2b는 도 1의 I-I' 선을 따라 취한 디스플레이 장치(1)의 단면도에 대응할 수 있다.
도 2a 및 도 2b를 참조하면, 디스플레이 장치(1)는 디스플레이 패널(10) 및 디스플레이 패널(10)의 개구(10H)와 중첩하게 배치되는 컴포넌트(70)를 포함할 수 있다. 일 실시예로, 디스플레이 패널(10) 및 컴포넌트(70)는 하우징(미도시)에 수용될 수 있다.
디스플레이 패널(10)은 표시요소층(20), 입력감지층(40), 광학기능층(50, 도 6 참조) 및 커버 윈도우(60)를 포함할 수 있다.
표시요소층(20)은 이미지를 표시하기 위하여 빛을 방출하는 표시요소들을 포함할 수 있다. 표시요소는 발광소자를 포함할 수 있다. 일 실시예로, 발광소자는 유기 발광층을 포함하는 유기발광 다이오드일 수 있다. 다른 실시예로, 발광소자는 무기물을 포함하는 무기발광 다이오드일 수 있다. 무기발광 다이오드는 무기물 반도체 기반의 재료들을 포함하는 PN다이오드를 포함할 수 있다. 또 다른 실시예로, 발광소자는 발광층으로 양자점을 포함할 수 있다. 이하에서는 설명의 편의상, 발광소자가 유기발광 다이오드인 경우를 중심으로 설명한다.
입력감지층(40)은 외부의 입력, 예컨대 터치 이벤트에 따른 좌표정보를 획득할 수 있다. 입력감지층(40)은 감지전극 및 감지전극과 연결된 신호라인(trace line)들을 포함할 수 있다. 입력감지층(40)은 표시요소층(20) 상부에 배치될 수 있다. 입력감지층(40)은 뮤추얼 캡 방식 또는/및 셀프 캡 방식으로 외부 입력을 감지할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
입력감지층(40)은 표시요소층(20) 상에 직접 형성되거나, 별도로 형성된 후 광학 투명 점착제와 같은 점착층을 통해 결합될 수 있다. 예컨대, 입력감지층(40)은 표시요소층(20)을 형성하는 공정 이후에 연속적으로 형성될 수 있다. 선택적 실시예에서, 입력감지층(40)과 표시요소층(20) 사이의 점착층은 생략될 수 있다. 도 2a 및 도 2b에는 입력감지층(40)이 표시요소층(20)과 광학기능층(50) 사이에 개재된 것을 도시하지만, 다른 실시예로서 입력감지층(40)은 광학기능층(50) 상부에 배치되는 것도 가능하다.
광학기능층(50)은 반사 방지층을 포함할 수 있다. 반사 방지층은 커버 윈도우(60)를 통해 외부에서 디스플레이 패널(10)을 향해 입사하는 빛(외부광)의 반사율을 감소시킬 수 있다.
일 실시예로, 도 2a에 도시된 바와 같이, 반사 방지층은 위상지연자(retarder) 및/또는 편광자(polarizer)를 구비하는 광학 플레이트(50A)를 포함할 수 있다. 위상지연자는 필름타입 또는 액정 코팅타입일 수 있고, λ/2 위상지연자 및/또는 λ/4 위상지연자를 포함할 수 있다. 편광자 역시 필름타입 또는 액정 코팅타입일 수 있다. 필름타입의 편광자는 연신형 합성수지 필름을 포함하고, 액정 코팅타입의 편광자는 소정의 배열로 배열된 액정들을 포함할 수 있다.
다른 실시예로, 도 2b에 도시된 바와 같이, 반사 방지층은 블랙매트릭스와 컬러필터들을 포함하는 필터층(50B)을 포함할 수 있다. 필터층(50B)은 베이스층(510), 베이스층(510) 상의 컬러필터(520)들, 블랙매트릭스(530), 및 오버코트층(540)을 포함할 수 있다.
컬러필터(520)들은 디스플레이 장치(1)의 화소들 각각에서 방출되는 빛의 색상을 고려하여 배열될 수 있다. 예컨대, 유기발광 다이오드에서 방출되는 빛의 색상에 따라 컬러필터(520)는 적색, 녹색, 또는 청색을 가질 수 있다. 개구영역(OA)에는 컬러필터(520) 및 블랙매트릭스(530)가 존재하지 않을 수 있다. 예컨대, 컬러필터(520) 및 블랙매트릭스(530)를 포함하는 층은 개구영역(OA)에 대응하는 홀을 포함할 수 있다. 홀에는 오버코트층(540)의 일부가 적어도 부분적으로 채워질 수 있다. 오버코트층(540)은 수지와 같은 유기물을 포함할 수 있으며, 전술한 유기물은 투명할 수 있다.
일부 실시예에서, 반사 방지층은 상쇄간섭 구조물을 포함할 수 있다. 상쇄간섭 구조물은 서로 다른 층 상에 배치된 제1반사층과 제2반사층을 포함할 수 있다. 제1반사층 및 제2반사층에서 각각 반사된 제1반사광과 제2반사광은 상쇄 간섭될 수 있고, 그에 따라 외부광 반사율이 감소될 수 있다.
광학기능층(50)은 렌즈층을 포함할 수 있다. 렌즈층은 표시요소층(20)에서 방출되는 빛의 출광 효율을 향상시키거나, 색편차를 줄일 수 있다. 렌즈층은 오목하거나 볼록한 렌즈 형상을 가지는 층을 포함하거나, 또는/및 굴절률이 서로 다른 복수의 층을 포함할 수 있다. 광학기능층(50)은 전술한 반사 방지층 및 렌즈층을 모두 포함하거나, 이들 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
디스플레이 패널(10)은 디스플레이 장치(1)의 개구영역(OA)에 대응하는 개구(10H)를 포함할 수 있다. 이와 관련하여, 도 2a 및 도 2b는 표시요소층(20), 입력감지층(40), 및 광학기능층(50)이 각각 제1 내지 제3개구(20H, 40H, 50H)를 포함하며, 서로 중첩하는 제1 내지 제3개구(20H, 40H, 50H)가 디스플레이 패널(10)의 개구(10H)를 형성하는 것을 도시한다.
제1개구(20H)는 표시요소층(20)의 상면으로부터 하면을 관통할 수 있고, 제2개구(40H)는 입력감지층(40)의 상면으로부터 하면을 관통할 수 있으며, 제3개구(50H)는 광학기능층(50)의 상면으로부터 하면을 관통할 수 있다.
디스플레이 패널(10)의 개구(10H), 예컨대 제1 내지 제3개구(20H, 40H, 50H)들은 개구영역(OA)에 서로 중첩하도록 위치할 수 있다. 제1 내지 제3개구(20H, 40H, 50H)의 크기(또는 직경)은 서로 같거나 서로 다를 수 있다.
다른 실시예로, 표시요소층(20), 입력감지층(40), 및 광학기능층(50) 중 적어도 하나는 개구를 포함하지 않을 수 있다. 예컨대, 표시요소층(20), 입력감지층(40), 및 광학기능층(50) 중에서 선택된 어느 하나, 또는 두 개의 구성요소는 개구를 포함하지 않을 수 있다.
커버 윈도우(60)는 광학기능층(50) 상에 배치될 수 있다. 커버 윈도우(60)는 광학기능층(50)과의 사이에 개재된 투명 광학 투명 점착제(OCA, optical clear adhesive)와 같은 점착층을 통해 결합될 수 있다. 커버 윈도우(60)는 글래스재를 포함할 수 있다.
개구영역(OA)은 디스플레이 장치(1)에 다양한 기능을 부가하기 위한 컴포넌트(70)가 위치하는 일종의 컴포넌트 영역(예, 센서 영역, 카메라 영역, 스피커 영역 등)일 수 있다.
컴포넌트(70)는 전자요소를 포함할 수 있다. 예컨대, 컴포넌트(70)는 빛이나 음향을 이용하는 전자요소일 수 있다. 예컨대, 전자요소는 적외선 센서와 같이 빛을 이용하는 센서, 빛을 수광하여 이미지를 촬상하는 카메라, 빛이나 음향을 출력하고 감지하여 거리를 측정하거나 지문 등을 인식하는 센서, 빛을 출력하는 소형 램프이거나, 소리를 출력하는 스피커 등을 포함할 수 있다. 빛을 이용하는 전자요소는, 가시광, 적외선광, 자외선광 등과 같이 다양한 파장 대역의 빛을 이용할 수 있다. 개구영역(OA)은 컴포넌트(70)로부터 외부로 출력되거나 외부로부터 전자요소를 향해 진행하는 빛 또는/및 음향이 투과할 수 있는 투과영역(transmission area)에 해당할 수 있다.
한편, 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 커버 윈도우(60) 및 그 아래의 투명 점착제(OCA)를 포함하는 점착층은, 표시요소층(20), 입력감지층(40) 및 광학기능층(50)과 달리, 개구를 포함하지 않을 수 있다.
일부 실시예로서, 디스플레이 장치(1)가 스마트 워치나 차량용 계기판으로 이용되는 경우, 컴포넌트(70)는 시계 바늘이나 소정의 정보(예, 차량 속도 등)를 지시하는 바늘 등을 포함하는 부재일 수 있다. 이 경우, 바늘과 같은 컴포넌트(70)가 외부로 노출될 수 있도록 커버 윈도우(60)는 도 1에 도시된 것과 달리 개구영역(OA)에 위치하는 개구를 포함할 수 있다. 또는, 디스플레이 장치(1)가 스피커와 같은 컴포넌트(70)를 포함하는 경우에도 커버 윈도우(60)는 개구영역(OA)에 대응하는 개구를 포함할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 일부를 개략적으로 도시하는 평면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치가 구비하는 어느 하나의 화소의 등가회로도이다.
도 3을 참조하면, 디스플레이 패널(10)은 개구영역(OA), 표시영역(DA), 중간영역(MA), 및 외곽영역(PA)을 포함할 수 있다. 디스플레이 패널(10)은 표시영역(DA)에 배치된 복수의 화소(P)들을 포함하며, 디스플레이 패널(10)은 각 화소(P)의 발광소자에서 방출되는 빛, 예컨대 적색, 녹색, 청색의 빛을 이용하여 이미지를 표시할 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 각 화소(P)의 발광소자는 유기발광 다이오드(OLED)를 포함할 수 있으며, 각 유기발광 다이오드(OLED)는 화소회로(PC)에 전기적으로 연결될 수 있다.
화소회로(PC)는 제1박막트랜지스터(T1), 제2박막트랜지스터(T2), 및 스토리지 커패시터(Cst)를 포함할 수 있다.
제2박막트랜지스터(T2)는 스위칭 박막트랜지스터로서, 스캔라인(SL) 및 데이터라인(DL)에 연결되며, 스캔라인(SL)으로부터 입력되는 스위칭 전압에 따라 데이터라인(DL)으로부터 입력된 데이터 전압을 제1박막트랜지스터(T1)로 전달할 수 있다. 스토리지 커패시터(Cst)는 제2박막트랜지스터(T2)와 구동전압선(PL)에 연결되며, 제2박막트랜지스터(T2)로부터 전달받은 전압과 구동전압선(PL)에 공급되는 제1전원전압(ELVDD)의 차이에 해당하는 전압을 저장할 수 있다.
제1박막트랜지스터(T1)는 구동 박막트랜지스터로서, 구동전압선(PL)과 스토리지 커패시터(Cst)에 연결되며, 스토리지 커패시터(Cst)에 저장된 전압 값에 대응하여 구동전압선(PL)으로부터 유기발광 다이오드(OLED)를 흐르는 구동 전류를 제어할 수 있다. 유기발광 다이오드(OLED)는 구동 전류에 의해 소정의 휘도를 갖는 빛을 방출할 수 있다. 유기발광 다이오드(OLED)의 대향전극(예, 캐소드)은 제2전원전압(ELVSS)을 공급받을 수 있다.
도 4는 화소회로(PC)가 2개의 박막트랜지스터와 1개의 스토리지 커패시터를 포함하는 것을 설명하고 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 박막트랜지스터의 개수 및 스토리지 커패시터의 개수는 화소회로(PC)의 설계에 따라 다양하게 변형될 수 있다.
다시 도 3을 참조하면, 중간영역(MA)은 개구영역(OA)을 둘러쌀 수 있다. 중간영역(MA)은 빛을 방출하는 유기발광 다이오드와 같은 표시요소가 배치되지 않은 영역으로, 중간영역(MA)에는 개구영역(OA) 주변에 구비된 화소(P)들에 신호를 제공하는 신호라인들이 지나갈 수 있다. 예컨대, 데이터라인(DL)들 및/또는 스캔라인(SL)들은 도 3에 도시된 바와 같이 표시영역(DA)을 y방향 및/또는 x방향을 따라 가로지르되, 데이터라인(DL)들 및/또는 스캔라인(SL)들의 일 부분들은 디스플레이 패널(10)의 개구(10H)의 에지를 따라 중간영역(MA)에서 우회할 수 있다.
외곽영역(PA)에는 각 화소(P)에 스캔신호를 제공하는 스캔 드라이버(2100), 각 화소(P)에 데이터신호를 제공하는 데이터 드라이버(2200) 및 제1전원전압(ELVDD, 도 4 참조) 및 제2전원전압(ELVSS, 도 4 참조)을 제공하기 위한 제1메인 전원배선 및 제2메인 전원배선이 배치될 수 있다. 도 3에는 데이터 드라이버(2200)가 기판(100)의 일 측변에 인접하게 배치된 것을 도시하나, 다른 실시예에 따르면, 데이터 드라이버(2200)는 디스플레이 패널(10)의 일 측에 배치된 패드와 전기적으로 접속된 플렉서블 연성회로기판 상에 배치될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 일부를 개략적으로 도시하는 평면도이다.
도 5를 참조하면, 화소(P)들이 표시영역(DA)에 배치되며, 개구영역(OA)과 표시영역(DA) 사이에는 중간영역(MA)이 위치할 수 있다. 개구영역(OA)에 인접한 화소(P)들은 평면상에서 개구영역(OA)을 중심으로 상호 이격되어 배치될 수 있다. 도 5의 평면에 도시된 것과 같이 화소(P)들은 개구영역(OA)을 중심으로 상하로 이격되어 배치되거나, 개구영역(OA)을 중심으로 좌우로 이격되어 배치될 수 있다. 앞서 도 3 및 도 4를 참조하여 설명한 바와 같이 각 화소(P)는 발광소자에서 방출되는 적색, 녹색, 청색의 빛을 이용하는 바, 도 4에 도시된 화소(P)들의 위치는 각각 발광소자들의 위치에 대응할 수 있다. 따라서, 화소(P)들이 평면상에서 개구영역(OA)을 중심으로 상호 이격되어 배치된다고 함은 발광소자들이 평면 상에서 개구영역(OA)을 중심으로 상호 이격되어 배치되는 것을 나타낼 수 있다. 예컨대, 평면상에서, 발광소자들은 개구영역(OA)을 중심으로 상하로 이격되어 배치되거나, 개구영역(OA)을 중심으로 좌우로 이격되어 배치될 수 있다.
각 화소(P)의 발광소자에 연결된 화소회로로 신호를 공급하는 신호라인들 중 개구영역(OA)과 인접한 신호라인들은 개구영역(OA)을 우회할 수 있다. 표시영역(DA)을 지나는 데이터라인들 중 일부 데이터라인(DL)은, 개구영역(OA)을 사이에 두고 위와 아래에 각각 배치된 화소(P)들에 데이터신호를 제공하도록 y방향으로 연장되되, 중간영역(MA)에서 개구영역(OA) 및/또는 개구(10H)의 에지를 따라 우회할 수 있다. 표시영역(DA)을 지나는 스캔라인들 중 일부 스캔라인(SL)은, 개구영역(OA)을 사이에 두고 좌우에 각각 배치된 화소(P)들에 스캔신호를 제공하도록 x방향으로 연장되되, 중간영역(MA)에서 개구영역(OA) 및/또는 개구(10H)의 에지를 따라 우회할 있다.
도 5에는 스캔라인(SL)이 중간영역(MA)에서 개구영역(OA)을 우회하는 것을 도시하고 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 다른 실시예로서, 스캔라인(SL)은 개구영역(OA)을 중심으로 분리 또는 단절될 수 있으며, 개구영역(OA)을 중심으로 좌측에 배치된 스캔라인(SL)은 도 3에 도시된 바와 같이 표시영역(DA)을 중심으로 좌측에 배치된 스캔 드라이버(2100)로부터 신호를 전달받을 수 있고, 개구영역(OA)을 중심으로 우측에 배치된 스캔라인(SL)은 도 3에 도시되지 않았으나 표시영역(DA)의 중심으로 스캔 드라이버(2100)의 반대편에 배치된 추가 스캔 드라이버로부터 신호를 전달받을 수 있다.
중간영역(MA)에는 그루브(G)들이 배치될 수 있다. 그루브(G)들은 개구영역(OA)을 통해 수분이 유입되어 발광소자를 손상시키는 것을 방지하는 역할을 할 수 있다. 구체적으로, 그루브(G)들은 기판(100, 도 6 참조) 상에 형성된 층들 중 수분의 이동 경로가 될 수 있는 층을 단절(또는 분리)시킴으로써, 수분이 표시영역(DA)으로 침투하는 것을 방지하는 역할을 할 수 있다. 예컨대, 그루브(G)들은 후술하는 중간층(222, 도 6 참조)이 포함하는 유기물층의 적어도 일부, 대향전극(223, 도 6 참조) 및/또는 캡핑층(230, 도 6 참조)을 단절시킬 수 있다.
그루브(G)들은 개구영역(OA)을 전체적으로 둘러싸도록 배치될 수 있다. 예컨대, 그루브(G)들은 중간영역(MA)에서 고리 형상으로 배치될 수 있다. 또한, 그루브(G)들 각각은 상호 이격될 수 있다. 도 5에서는 두 개의 그루브(G)들을 도시하였으나 이에 제한되는 것은 아니고, 디스플레이 장치는 하나의 그루브(G)를 구비하거나, 세 개 이상의 그루브(G)들을 구비하는 것도 가능하다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 일부를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 다른 디스플레이 장치는 기판(100)을 구비한다. 기판(100)은 글라스, 금속 또는 고분자 수지를 포함할 수 있다. 만일 기판(100)이 플렉서블 또는 벤더블 특성을 갖는다면, 기판(100)은 예컨대 폴리에테르술폰(polyethersulphone), 폴리아크릴레이트(polyacrylate), 폴리에테르 이미드(polyetherimide), 폴리에틸렌 나프탈레이트(polyethylene naphthalate), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate), 폴리페닐렌 설파이드(polyphenylene sulfide), 폴리아릴레이트(polyarylate), 폴리이미드(polyimide), 폴리카보네이트(polycarbonate) 또는 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트(cellulose acetate propionate)와 같은 고분자 수지를 포함할 수 있다.
일 실시예로, 기판(100)은 하나 이상의 베이스층과 하나 이상의 배리어층을 포함하는 다층구조를 가질 수 있다. 예컨대, 기판(100)은 순차적으로 적층된 제1베이스층(101), 제1배리어층(102), 제2베이스층(103) 및 제2배리어층(104)을 포함할 수 있다.
제1베이스층(101) 및 제2베이스층(103)은 각각 고분자 수지를 포함할 수 있다. 고분자 수지는 폴리에테르술폰(polyethersulfone), 폴리아릴레이트(polyarylate), 폴리에테르 이미드(polyetherimide), 폴리에틸렌 나프탈레이트(polyethylene naphthalate), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate), 폴리페닐렌 설파이드(polyphenylene sulfide), 폴리이미드(polyimide), 폴리카보네이트(polycarbonate), 셀룰로오스 트리 아세테이트(cellulose triacetate) 또는 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트(cellulose acetate propionate) 등을 포함할 수 있다.
제1배리어층(102) 및 제2배리어층(104)은 외부 이물질의 침투를 방지하는 배리어층일 수 있다. 이러한 제1배리어층(102) 및 제2배리어층(104)은 각각 실리콘나이트라이드, 실리콘옥시나이트라이드 및/또는 실리콘옥사이드와 같은 무기물을 포함하는 단층 또는 다층일 수 있다.
기판(100) 상에는 불순물이 박막트랜지스터(TFT)의 반도체층(Act)으로 침투하는 것을 방지하기 위해 형성된 버퍼층(201)이 형성될 수 있다. 버퍼층(201)은 실리콘나이트라이드, 실리콘옥시나이트라이드 및 실리콘옥사이드와 같은 무기 절연물을 포함할 수 있으며, 전술한 무기 절연물을 포함하는 단층 또는 다층일 수 있다.
도 6의 표시영역(DA)을 참조하면, 버퍼층(201) 상에는 화소회로(PC)가 배치될 수 있다. 화소회로(PC)는 박막트랜지스터(TFT) 및 스토리지 커패시터(Cst)를 포함할 수 있다. 박막트랜지스터(TFT)는 반도체층(Act), 게이트전극(GE), 소스전극(SE) 및 드레인전극(DE)을 포함할 수 있다. 한편, 도 6의 박막트랜지스터(TFT)는 게이트전극(GE)이 게이트 절연층(203)을 가운데 두고 반도체층(Act) 상에 배치된 탑 게이트 타입이지만 이에 제한되는 것은 아니다. 예컨대, 박막트랜지스터(TFT)는 바텀 게이트 타입일 수 있다.
반도체층(Act)은 폴리 실리콘을 포함할 수 있다. 또는, 반도체층(Act)은 비정질(amorphous) 실리콘을 포함하거나, 산화물 반도체를 포함하거나, 유기 반도체 등을 포함할 수 있다. 게이트전극(GE)은 저저항 금속 물질을 포함할 수 있다. 게이트전극(GE)은 몰리브데넘(Mo), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 티타늄(Ti) 등을 포함하는 도전 물질을 포함할 수 있고, 상기의 재료를 포함하는 다층 또는 단층으로 형성될 수 있다.
반도체층(Act)과 게이트전극(GE) 사이의 게이트 절연층(203)은 실리콘옥사이드, 실리콘나이트라이드, 실리콘옥시나이트라이드, 알루미늄옥사이드, 티타늄옥사이드, 탄탈륨옥사이드, 및 하프늄옥사이드 등과 같은 무기 절연물을 포함할 수 있다. 게이트 절연층(203)은 전술한 물질을 포함하는 단층 또는 다층일 수 있다.
소스전극(SE) 및 드레인전극(DE)은 전도성이 좋은 재료를 포함할 수 있다. 소스전극(SE) 및 드레인전극(DE)은 몰리브데넘(Mo), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 티타늄(Ti) 등을 포함하는 도전 물질을 포함할 수 있고, 상기의 재료를 포함하는 다층 또는 단층으로 형성될 수 있다. 일 실시예로, 소스전극(SE) 및 드레인전극(DE)은 Ti/Al/Ti의 다층으로 형성될 수 있다.
스토리지 커패시터(Cst)는 제1층간 절연층(205)을 사이에 두고 중첩하는 하부 전극(CE1)과 상부 전극(CE2)을 포함할 수 있다. 스토리지 커패시터(Cst)는 박막트랜지스터(TFT)와 중첩될 수 있다. 이와 관련하여, 도 6은 박막트랜지스터(TFT)의 게이트전극(GE)이 스토리지 커패시터(Cst)의 하부 전극(CE1)인 것을 도시하고 있다. 다른 실시예로서, 스토리지 커패시터(Cst)는 박막트랜지스터(TFT)와 중첩하지 않을 수 있다. 스토리지 커패시터(Cst)는 제2층간 절연층(207)으로 커버될 수 있다. 스토리지 커패시터(Cst)의 상부 전극(CE2)은 몰리브데넘(Mo), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 티타늄(Ti) 등을 포함하는 도전 물질을 포함할 수 있고, 상기의 재료를 포함하는 다층 또는 단층일 수 있다.
제1층간 절연층(205) 및 제2층간 절연층(207)은 실리콘옥사이드, 실리콘나이트라이드, 실리콘옥시나이트라이드, 알루미늄옥사이드, 티타늄옥사이드, 탄탈륨옥사이드, 하프늄옥사이드 등과 같은 무기 절연물을 포함할 수 있다. 제1층간 절연층(205) 및 제2층간 절연층(207)은 전술한 물질을 포함하는 단층 또는 다층일 수 있다.
박막트랜지스터(TFT) 및 스토리지 커패시터(Cst)를 포함하는 화소회로(PC)는 제1유기절연층(209)으로 커버될 수 있다. 제1유기절연층(209)은 상면이 대략 편평한 면을 포함할 수 있다. 제1유기절연층(209)은 Polystylene(PS) 또는 Polymethylmethacrylate(PMMA) 등과 같은 일반 범용고분자, 페놀계 그룹을 갖는 고분자 유도체, 아크릴계 고분자, 이미드계 고분자, 아릴에테르계 고분자, 아마이드계 고분자, 불소계고분자, p-자일렌계 고분자, 비닐알콜계 고분자, 및 이들의 블렌드와 같은 유기 절연물을 포함할 수 있다. 일 실시예로, 제1유기절연층(209)은 폴리이미드를 포함할 수 있다.
제1유기절연층(209) 상에는 화소전극(221), 대향전극(223) 및 화소전극(221)과 대향전극(223) 사이에 위치하는 중간층(222)을 갖는 발광소자가 위치할 수 있다.
구체적으로, 제1유기절연층(209) 상에는 화소전극(221)이 위치할 수 있다. 화소전극(221)은 인듐틴옥사이드(ITO; indium tin oxide), 인듐징크옥사이드(IZO; indium zinc oxide), 징크옥사이드(ZnO; zinc oxide), 인듐옥사이드(In2O3: indium oxide), 인듐갈륨옥사이드(IGO; indium gallium oxide) 또는 알루미늄징크옥사이드(AZO; aluminum zinc oxide)와 같은 도전성 산화물을 포함할 수 있다. 또한, 화소전극(221)은 은(Ag), 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 금(Au), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 이리듐(Ir), 크로뮴(Cr) 또는 이들의 화합물을 포함하는 반사막을 포함할 수 있다. 일 실시예로, 화소전극(221)은 ITO/Ag/ITO의 다층으로 형성될 수 있다.
화소전극(221) 상에는 화소정의막(211)이 형성될 수 있다. 화소정의막(211)은 화소전극(221)의 상면을 노출하는 개구를 포함하되, 화소전극(221)의 가장자리를 커버할 수 있다. 화소정의막(211)은 유기 절연물을 포함할 수 있다. 또는, 화소정의막(211)은 실리콘나이트라이드나 실리콘옥시나이트라이드, 또는 실리콘옥사이드와 같은 무기 절연물을 포함할 수 있다. 또는, 화소정의막(211)은 유기절연물 및 무기절연물을 포함할 수 있다.
중간층(222)은 발광층(222b)을 포함한다. 중간층(222)은 발광층(222b)의 아래에 배치된 제1기능층(222a) 및/또는 발광층(222b)의 위에 배치된 제2기능층(222c)을 포함할 수 있다. 발광층(222b)은 소정의 색상의 빛을 방출하는 고분자 또는 저분자 유기물을 포함할 수 있다.
제1기능층(222a)은 단층 또는 다층일 수 있다. 예를 들어 제1기능층(222a)이 고분자 물질로 형성되는 경우, 제1기능층(222a)은 단층구조인 홀 수송층(HTL: Hole Transport Layer)으로서, 폴리에틸렌 디히드록시티오펜(PEDOT: poly-(3,4)-ethylene-dihydroxy thiophene)이나 폴리아닐린(PANI: polyaniline)으로 형성할 수 있다. 제1기능층(222a)이 저분자 물질로 형성되는 경우, 제1기능층(222a)은 홀 주입층(HIL: Hole Injection Layer)과 홀 수송층(HTL)을 포함할 수 있다.
제2기능층(222c)은 선택적(optional)이다. 예를 들어, 제1기능층(222a)과 발광층(222b)을 고분자 물질로 형성하는 경우, 제2기능층(222c)을 형성하는 것이 바람직하다. 제2기능층(222c)은 단층 또는 다층일 수 있다. 제2기능층(222c)은 전자 수송층(ETL: Electron Transport Layer) 및/또는 전자 주입층(EIL: Electron Injection Layer)을 포함할 수 있다.
중간층(222) 중 발광층(222b)은 표시영역(DA)에서 각 화소마다 배치될 수 있다. 발광층(222b)은 화소전극(221)과 대응하도록 패터닝될 수 있다. 발광층(222b)과 달리, 중간층(222) 중 제1기능층(222a) 및/또는 제2기능층(222c)은 표시영역(DA)뿐만 아니라 중간영역(MA)에도 위치하며 기판(100) 상에 일체로 형성될 수 있다.
대향전극(223)은 일함수가 낮은 도전성 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 대향전극(223)은 은(Ag), 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 금(Au), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 이리듐(Ir), 크로뮴(Cr), 리튬(Li), 칼슘(Ca) 또는 이들의 합금 등을 포함하는 (반)투명층을 포함할 수 있다. 또는, 대향전극(223)은 전술한 물질을 포함하는 (반)투명층 상에 ITO, IZO, ZnO 또는 In2O3과 같은 층을 더 포함할 수 있다. 대향전극(223)은 표시영역(DA)뿐만 아니라 중간영역(MA) 상에도 일체로 형성될 수 있다. 중간층(222) 및 대향전극(223)은 열 증착법에 의해 형성될 수 있다.
대향전극(223) 상에는 캡핑층(230)이 위치할 수 있다. 캡핑층(230)은 LiF층을 포함할 수 있으며, 열 증착법에 의해 형성될 수 있다. 선택적 실시예에서 캡핑층(230)은 생략될 수 있다.
중간층(222), 대향전극(223) 및/또는 캡핑층(230)은 표시영역(DA)으로부터 중간영역(MA)까지 연장될 수 있다. 즉, 중간층(222), 대향전극(223) 및/또는 캡핑층(230)은 표시영역(DA) 및 중간영역(MA)의 전면에 걸쳐서 배치될 수 있다. 이러한 중간층(222), 대향전극(223) 및/또는 캡핑층(230)은 후술하는 그루브(G)에 의해 단절될 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은 후술한다.
화소정의막(211) 상에는 스페이서(213)가 형성될 수 있다. 스페이서(213)는 폴리이미드와 같은 유기 절연물을 포함할 수 있다. 또는, 스페이서(213)는 무기 절연물을 포함하거나, 유기절연물 및 무기절연물을 포함할 수 있다.
발광소자는 봉지층(300)으로 커버될 수 있다. 봉지층(300)은 적어도 하나의 유기봉지층 및 적어도 하나의 무기봉지층을 포함할 수 있으며, 도 6은 봉지층(300)이 제1 및 제2무기봉지층(310, 330) 및 이들 사이에 개재된 유기봉지층(320)을 포함하는 것을 도시한다. 다른 실시예에서 유기봉지층의 개수와 무기봉지층의 개수 및 적층 순서는 변경될 수 있다.
제1무기봉지층(310) 및 제2무기봉지층(330)은 알루미늄옥사이드, 티타늄옥사이드, 탄탈륨옥사이드, 하프늄옥사이드, 징크옥사이드, 실리콘옥사이드, 실리콘나이트라이드, 실리콘옥시나이트라이드 중 하나 이상의 무기물을 포함할 수 있다. 제1무기봉지층(310) 및 제2무기봉지층(330)은 전술한 물질을 포함하는 단층 또는 다층일 수 있다. 유기봉지층(320)은 폴리머(polymer)계열의 물질을 포함할 수 있다. 폴리머 계열의 소재로는 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리아크릴산과 같은 아크릴계 수지, 에폭시계 수지, 폴리이미드 및 폴리에틸렌 등을 포함할 수 있다. 일 실시예로, 유기봉지층(320)은 아크릴레이트 폴리머(acrylate polymer)를 포함할 수 있다.
도 6의 중간영역(MA)을 참조하면, 제1층간 절연층(205) 및/또는 제2층간 절연층(207) 상에는 신호라인들이 배치될 수 있다. 예컨대, 중간영역(MA)에는 도 5를 참조하여 설명한 데이터라인(DL)들이 제1층간 절연층(205) 및/또는 제2층간 절연층(207) 상에 배치될 수 있다.
일 실시예로, 데이터라인(DL)들은 절연층을 사이에 두고 교번적으로 배치될 수 있다. 이웃한 데이터라인(DL)들이 절연층(예컨대, 207)을 사이에 두고 아래와 위에 각각 배치되는 경우, 이웃한 데이터라인(DL)들 사이의 갭(피치)을 줄일 수 있게 되어, 중간영역(MA)의 폭을 줄일 수 있다. 다른 실시예로, 데이터라인(DL)들은 동일한 절연층 상에 배치될 수 있다. 도 6은 중간영역(MA)에 데이터라인(DL)들이 위치하는 것을 도시하고 있으나, 앞서 도 5를 참조하여 설명한 개구영역(OA)을 우회하는 스캔라인들도 중간영역(MA)에 위치할 수 있다.
중간영역(MA)에는 격벽(PW)이 위치할 수 있다. 격벽(PW)은 순차적으로 적층된 복수의 격벽층을 포함할 수 있다. 일 실시예로, 도 6에 도시된 바와 같이, 격벽(PW)은 게이트 절연층(203), 제1층간 절연층(205), 제2층간 절연층(207), 제1유기절연층(209) 및 화소정의막(211) 각각과 동일한 물질을 포함하며 동일한 층구조를 갖는 격벽층들을 가질 수 있다.
일 실시예로, 격벽(PW)은 그루브(G)와 이격될 수 있다. 또한, 격벽(PW)은 앞서 도 5를 참조하여 설명한 그루브(G)와 마찬가지로 개구영역(OA)을 전체적으로 둘러쌀 수 있다.
중간영역(MA)에는 하나 이상의 그루브(G)가 배치될 수 있다. 중간층(222)이 포함하는 유기물층, 대향전극(223) 및/또는 캡핑층(230)은 그루브(G)에 의해 단절(또는 분리)될 수 있다. 예컨대, 제1기능층(222a), 제2기능층(222c), 대향전극(223) 및/또는 캡핑층(230)은 그루브(G)에 의해 단절될 수 있다.
도 7a는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치가 구비하는 그루브(G)를 개략적으로 도시하는 단면도이고, 도 7b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이 장치가 구비하는 그루브(G)를 개략적으로 도시하는 단면도이다. 도 7a 및 도 7b는 도 6의 A 부분의 확대도에 대응할 수 있다.
그루브(G)는 다층 막에 형성될 수 있다. 다층 막은 서로 다른 물질을 갖는 적어도 2개의 층을 포함한다. 일 실시예로, 다층 막은 유기물을 포함하는 제1층과 무기물을 포함하는 제2층을 포함할 수 있다. 예컨대, 제1층은 폴리이미드와 같은 고분자 수지를 포함할 수 있다. 제2층은 실리콘나이트라이드, 실리콘옥시나이트라이드나 실리콘옥사이드와 같은 무기 절연물을 포함할 수 있다.
그루브(G)가 형성되는 다층 막은 도 6을 참조하여 설명한 디스플레이 장치의 구성요소들의 일부에 해당할 수 있다. 이와 관련하여, 도 7a 및 도 7b는 다층 막이 유기물을 포함하는 제1층으로서 기판(100)의 제2베이스층(103)을 포함하고, 무기물을 포함하는 제2층으로서 기판(100)의 제2배리어층(104)을 포함하는 경우를 도시하고 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 다층 막은 기판(100) 상부에 위치하는 층들의 일부에 해당할 수 있다. 이하 설명의 편의상 그루브가 제2베이스층(103) 및 제2배리어층(104)을 포함하는 다층 막에 형성된 경우에 기초하여 설명한다.
일 실시예로, 도 7a에 도시된 바와 같이, 제2배리어층(104)을 에칭하여 제2배리어층(104)을 관통하는 제2홀(H2)을 형성하고, 제2베이스층(103)을 에칭하여 제2베이스층(103)의 두께 방향으로 오목한 제1리세스(R1)를 형성할 수 있다. 제1리세스(R1)와 제2홀(H2)은 공간적으로 연결되어 그루브(G)를 이룰 수 있다.
다른 실시예로, 도 7b에 도시된 바와 같이, 제2배리어층(104)을 에칭하여 제2배리어층(104)을 관통하는 제2홀(H2)을 형성하고, 제2베이스층(103)을 에칭하여 제2베이스층(103)을 관통하는 제1홀(H1)을 형성할 수 있다. 제1홀(H1)과 제2홀(H2)은 공간적으로 연결되어 그루브(G)를 이룰 수 있다. 전술한 에칭은 등방성 에칭 및/또는 이방성 에칭일 수 있다.
그루브(G)는 단면 상 다층 막의 두께 방향을 따라 오목한 언더컷 형상을 가질 수 있다. 제2홀(H2)을 정의하는 제2배리어층(104)의 측면은 기판(100)의 상면(또는 하면)에 평행한 방향(예, x방향)을 따라 제1리세스(R1) 또는 제1홀(H1)을 정의하는 제2베이스층(103)의 측면보다 더 돌출될 수 있다. 그루브(G)의 중심을 향해 돌출된 제2배리어층(104)의 부분들은 한 쌍의 팁(PT)을 형성할 수 있다.
그루브(G)는 앞서 도 6을 참조하여 설명한 중간층(222)을 형성하는 공정 이전에 형성될 수 있는데, 중간층의 서브층(222'), 대향전극(223) 및/또는 캡핑층(230)은 그루브(G)에 의해 단절될 수 있다. 이와 관련하여, 도 7a 및 도 7b는 제1 및 제2기능층(222a, 222c), 대향전극(223) 및 캡핑층(230)이 그루브(G)의 팁(PT)을 중심으로 단절된 것을 도시하고 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 다른 실시예로, 제1 및 제2기능층(222a, 222c) 중 어느 하나 및/또는 캡핑층(230)은 생략될 수 있다. 또 다른 실시예로, 캡핑층(230)은 도 7a 및 도 7b와 달리, 그루브(G)를 중심으로 단절되지 않을 수 있다. 이 경우 캡핑층(230)은 실리콘옥사이드, 실리콘 나이트라이드나 실리콘옥시나이트라이드와 같은 무기 절연물을 포함할 수 있으며, 화학기상증착법(CVD)로 형성될 수 있다. 무기 절연물을 포함하는 캡핑층(230)은 열증착법으로 형성되는 제1 및 제2기능층(222a, 222c) 및 대향전극(223) 보다 상대적으로 스텝 커버리지가 우수하므로, 그루브(G)의 내부 표면(inner surface)을 전체적으로 그리고 연속적으로 커버할 수 있다.
봉지층(300)은 중간영역(MA)에도 위치할 수 있다. 제1무기봉지층(310)은 전술한 제1기능층(222a), 제2기능층(222c), 대향전극(223) 및/또는 캡핑층(230)보다 스텝 커버리지가 상대적으로 우수할 수 있다. 도 7a 및 도 7b에 도시된 바와 같이, 제1무기봉지층(310)은 그루브(G)에 의해 단절되지 않고 연속적으로 형성될 수 있다. 구체적으로, 제1무기봉지층(310)은 그루브(G)의 형상을 따라 그루브(G)가 형성된 제2층의 측면과 하면 및 제1층의 내측면을 연속적으로 그리고 전체적으로 커버할 수 있다.
이러한 제1무기봉지층(310)은 제조 과정에서 일부가 산화되어 불량을 유발할 수 있다. 제1무기봉지층(310)의 산화된 부분과 산화되지 않은 부분 각각에 작용하는 응력의 차이가 발생하고, 제1무기봉지층(310)이 그루브(G)를 덮는 부분의 일 점에 응력이 집중될 수 있다. 제1무기봉지층(310)에서 응력이 집중된 부분은 크랙 등이 발생하여 손상 될 수 있다. 이러한 제1무기봉지층(310)의 손상된 부분은 수분과 산소의 이동 경로가 되어 개구 수축(hole shrinkage), 암점(dark spot), 전극 산화 등의 불량을 유발할 수 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 본 발명은 제1무기봉지층(310)의 특성을 제어한다.
제1무기봉지층(310)은 그루브(G)를 덮는 부분의 일 점에 작용하는 응력 변화값이 30MPa 이하로 제어되며, 바람직하게는 15MPa 이하로 제어될 수 있다.
여기서 '응력 변화값'은 제1무기봉지층(310)이 형성된 직후인 제1시점에 상기 일 점에 작용하는 제1응력과, 제1시점부터 사전 설정된 시간이 경과된 제2시점에 상기 일 점에 작용하는 제2응력의 차이일 수 있다. 또한, '그루브(G)를 덮는 부분의 일 점'은 제1무기봉지층(310)이 그루브(G)를 덮는 부분 중 가장 큰 응력이 작용하는 지점을 의미할 수 있다. 예컨대, '그루브(G)를 덮는 부분의 일 점'은 그루브(G)의 팁(PT)의 측면에 인접한 부분, 그루브(G)의 팁(PT)의 하면에 인접한 부분 등일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, '사전 설정된 시간'은 응력 변화값을 측정하기 위한 신뢰성 투입 시간이며, 제1무기봉지층(310)은 사전 설정된 시간동안 85°C의 온도 및 85%의 습도 환경에 노출된다. 구체적인 예로, 사전 설정된 시간은 120시간 이상 500시간 미만일 수 있다. 구체적인 다른 예로, 사전 설정된 시간은 500시간 이상일 수 있다.
한편, 응력은 비접촉, 비파괴 방식으로 응력을 측정하는 응력 측정 시스템(또는 장치)로 측정할 수 있다.
다른 실시예로, 제1무기봉지층(310)은 40at% 이상 100at% 미만의 산소 성분을 함유할 수 있다. 한편 이러한 산소 성분 함유율은 XPS(X-ray photoelectron spectroscopy), SIMS(secondary ion mass spectrometry), TEM(transmission electron microscope), RBS(Rutherford Backscattering Spectrometry) 등으로 측정될 수 있다.
이에 따라 제1무기봉지층(310)은 특정 범위 내로 제어될 수 있다. 예컨대, 제1무기봉지층(310)이 실리콘옥사이드 및 실리콘옥시나이트라이드를 포함하는 경우, 제1무기봉지층(310)의 굴절률은 1.45 이상 1.55이하일 수 있다. 한편, 제1무기봉지층(310)이 실리콘옥사이드, 실리콘옥시나이트라이드 및 실리콘나이트라이드를 포함하는 경우, 제1무기봉지층(310)의 굴절률은 1.45 이상 2 이하일 수 있다. 한편, 이러한 굴절률은 타원계측법(ellipsometry)에 의해 측정될 수 있다.
또한, 제1무기봉지층(310)의 투습도는 10-7g/m2/day 이상 10-4g/m2/day 이하일 수 있다. 한편, 투습도는 투습도시험기(WVTR)을 통해 측정될 수 있다.
제1무기봉지층(310)은 화학기상증착법에 의해 형성될 수 있는데, 상술한 특징을 만족하도록 하기 위하여 증착 조건을 제어할 수 있다. 일 실시예로, 증착 조건은 하기 표 1과 같을 수 있다.
| 전력 (W) |
간격 (mils) |
압력 (mtorr) |
H2유량 (sccm) |
N2O유량 (sccm) |
N2유량 (sccm) |
NH3유량 (sccm) |
SiH4유량 (sccm) |
| 8080 | 1000~1200 | 1.5 | 29000 | 5560 | 20610 | 1030 | 2060 |
이와 같은 증착 조건을 적용하여 형성한 제1무기봉지층(310)은 상술한 특징들(예컨대, 응력 변화값, 굴절률, 투습도 등)에 대한 조건을 만족한다. 이하 도 8 내지 도 10을 참조하여 상기 표 1의 증착 조건을 적용하여 형성한 제1무기봉지층(310)인 실시예(S1)와, 상기 표 1의 증착 조건을 적용하지 않고 형성한 제1무기봉지층(310)인 비교예(S2)의 특성을 비교 설명한다.
도 8은 본 발명의 실시예(S1) 및 비교예(S2) 각각의 일 점에 작용하는 응력의 시간 경과에 따른 변화값을 비교하여 나타내는 그래프이다. 도 8의 그래프의 x축은 실시예(S1) 및 비교예(S2) 각각이 85°C의 온도 및 85%의 습도 환경에 노출된 시간이고, y축은 실시예(S1) 및 비교예(S2) 각각의 일 점에 작용하는 응력의 시간 경과에 따른 변화값을 의미한다.
도 8을 참조하면, 실시예(S1)는 400시간이 경과하는 동안 응력 변화값이 15MPa 이하로 제어되는 반면, 비교예(S2)는 100시간 경과 시부터 응력 변화값이 140MPa를 초과하는 것을 확인할 수 있다. 이와 같이 응력 변화값이 큰 경우, 해당 부분에 크랙 등이 발생할 수 있다.
도 9 및 도 10은 본 발명의 실시예(S1) 및 비교예(S2) 각각의 일부를 도시하는 이미지들이다.
도 9를 참조하면, 실시예(S1)는 응력 변화값이 15MPa 이하로 제어됨에 따라 크랙이 발생하지 않고 그루브(G)를 연속적으로 그리고 전체적으로 커버하는 것을 확인할 수 있다. 반면에, 도 10을 참조하면, 비교예(S2)는 응력 변화값이 15MPa 이하로 제어되지 않음에 따라 크랙이 그루브(G)를 덮는 부분의 일 점에 크랙이 발생한 것을 확인할 수 있다.
지금까지는 디스플레이 장치에 대해서만 주로 설명하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대 이러한 디스플레이 장치를 제조하기 위한 디스플레이 장치 제조방법 역시 본 발명의 범위에 속한다고 할 것이다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것 이다.
1: 디스플레이 장치
10: 디스플레이 패널
100: 기판
101, 103: 제1베이스층, 제2베이스층
102, 104: 제1배리어층, 제2배리어층
201: 버퍼층
203: 게이트 절연층
205, 207: 제1층간 절연층, 제2층간 절연층
209: 제1유기절연층
211: 화소정의막
213: 스페이서
221: 화소전극
222: 중간층
222a, 222c: 제1기능층, 제2기능층
222b: 발광층
223: 대향전극
230: 캡핑층
300: 봉지층
310: 제1무기봉지층
310, 330: 제1무기봉지층, 제2무기봉지층
320: 유기봉지층
G: 그루브
H1, H2: 제1홀, 제2홀
R1: 제1리세스
10: 디스플레이 패널
100: 기판
101, 103: 제1베이스층, 제2베이스층
102, 104: 제1배리어층, 제2배리어층
201: 버퍼층
203: 게이트 절연층
205, 207: 제1층간 절연층, 제2층간 절연층
209: 제1유기절연층
211: 화소정의막
213: 스페이서
221: 화소전극
222: 중간층
222a, 222c: 제1기능층, 제2기능층
222b: 발광층
223: 대향전극
230: 캡핑층
300: 봉지층
310: 제1무기봉지층
310, 330: 제1무기봉지층, 제2무기봉지층
320: 유기봉지층
G: 그루브
H1, H2: 제1홀, 제2홀
R1: 제1리세스
Claims (20)
- 개구, 상기 개구를 둘러싸는 표시영역, 상기 개구와 표시영역 사이의 중간영역을 갖는, 기판;
상기 표시영역에 위치하고, 화소전극, 대향전극 및 상기 화소전극과 상기 대향전극 사이에 위치하는 중간층을 갖는, 발광소자;
상기 중간영역에 위치하는 그루브; 및
상기 발광소자와 상기 그루브를 연속적으로 덮고, 상기 그루브를 덮는 부분의 일 점에 작용하는 응력 변화값이 15MPa 이하인, 제1무기봉지층;
을 구비하는, 디스플레이 장치. - 제1항에 있어서,
상기 응력 변화값은, 상기 제1무기봉지층이 형성된 직후인 제1시점에 상기 일 점에 작용하는 제1응력과, 상기 제1시점부터 사전 설정된 시간이 경과된 제2시점에 상기 일 점에 작용하는 제2응력의 차이인, 디스플레이 장치. - 제2항에 있어서,
상기 사전 설정된 시간은 120시간 이상 500시간 미만인, 디스플레이 장치. - 제2항에 있어서,
상기 사전 설정된 시간은 500시간 이상인, 디스플레이 장치. - 제1항에 있어서,
상기 제1무기봉지층은 실리콘옥사이드, 실리콘나이트라이드 및 실리콘옥시나이트라이드 중 적어도 어느 하나를 포함하는, 디스플레이 장치. - 제5항에 있어서,
상기 제1무기봉지층은 40at% 이상 100at% 미만의 산소 성분을 함유하는, 디스플레이 장치. - 제1항에 있어서,
상기 제1무기봉지층의 굴절률은 1.45 이상 1.55 이하인, 디스플레이 장치. - 제1항에 있어서,
상기 제1무기봉지층의 굴절률은 1.45 이상 2 이하인, 디스플레이 장치. - 제1항에 있어서,
상기 제1무기봉지층의 투습도는 10-7g/m2/day 이상 10-4g/m2/day 이하인, 디스플레이 장치. - 제1항에 있어서,
상기 제1무기봉지층을 덮는 유기봉지층; 및
상기 유기봉지층을 덮는 제2무기봉지층;
을 더 구비하는, 디스플레이 장치. - 제1항에 있어서,
상기 그루브는 제1층 및 상기 제1층 상의 제2층을 포함하는 다층 막의 두께 방향을 따라 오목한 언더컷 형상을 갖는, 디스플레이 장치. - 제11항에 있어서,
상기 제2층은 상기 그루브의 중심을 향해 돌출된 한 쌍의 팁을 포함하는, 디스플레이 장치. - 제12항에 있어서,
상기 중간층이 포함하는 적어도 하나의 유기물층은 상기 한 쌍의 팁에 의해 단절되는, 디스플레이 장치. - 제13항에 있어서,
상기 적어도 하나의 유기물층은 홀 수송층, 홀 주입층, 전자 주입층 및 전자 수송층 중 선택된 하나 이상을 포함하는, 디스플레이 장치. - 제12항에 있어서,
상기 대향전극은 상기 한 쌍의 팁에 의해 단절되는, 디스플레이 장치. - 제11항에 있어서,
상기 제1무기봉지층은 상기 언더컷 형상을 따라 상기 그루브를 연속적으로 덮는, 디스플레이 장치. - 제11항에 있어서,
상기 그루브는,
상기 제1층의 제1홀 또는 제1리세스; 및
상기 제2층의 제2홀;을 포함하고,
상기 제2홀은 상기 제1홀 또는 상기 제1리세스와 연결되는, 디스플레이 장치. - 제17항에 있어서,
상기 제1무기봉지층은 상기 제2층의 측면과 하면 및 상기 제1층의 내측면을 연속적으로 덮는, 디스플레이 장치. - 제11항에 있어서,
상기 기판은 적어도 하나의 베이스층과 적어도 하나의 배리어층을 갖는, 디스플레이 장치. - 제19항에 있어서,
상기 제1층은 상기 기판의 베이스층이고,
상기 제2층은 상기 기판의 배리어층인, 디스플레이 장치.
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| KR1020210014387A KR20220111778A (ko) | 2021-02-01 | 2021-02-01 | 디스플레이 장치 |
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|---|---|
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