JP2021108281A - 有機発光表示装置及びその製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】全体厚さを減少させることができる有機発光表示装置を提供する。【解決手段】透明基材、透明基材の上部に配置されるタッチ電極132、及びタッチ電極132をカバーするタッチ保護層134を含むタッチセンサ部130、タッチセンサ部130の下部または上部に配置され、複数の開口領域を定義するブラックマトリックスBM、ブラックマトリックスBMと同一平面上に配置され、複数の開口領域に対応する複数のカラーフィルタ、タッチセンサ部130及び複数のカラーフィルタのうちの上側にあるものの上部に配置される第1バッファ層114、バッファ層上に配置される薄膜トランジスタTFT、及び薄膜トランジスタTFTの上部に配置され、複数の開口領域に対応する有機発光素子150を含む。【選択図】図2

Description

本発明は、有機発光表示装置に関し、より詳細には、カラーフィルタ及びタッチセンサ部を含む下部発光型有機発光表示装置及びその製造方法に関する。
有機発光表示装置(Organic Light Emitting Display device、OLED)は、バックライトを備える液晶表示装置(Liquid Crystal Display device、LCD)とは異なり別途の光源を必要としない。従って、軽量薄型に製造が可能で、工程上の利点があり、低電圧駆動により消費電力が低い利点がある。何よりも、有機発光表示装置は、自体発光素子を含み、それぞれの層を薄い有機薄膜に形成することができ、他の表示装置に対比して柔軟性及び弾性に優れ、これによってフレキシブル表示装置に具現されるのにより有利な利点がある。
一般に、有機発光表示装置は、電子(electron)の注入のためのカソードと正孔(hole)の注入のためのアノードからそれぞれ電子と正孔を発光層に内部に注入させ、注入された電子と正孔が結合した励起子(exciton)が励起状態から基底状態に落ちる時に発光する有機発光素子を利用した表示装置である。
一方、近年、有機発光表示装置は、ユーザのタッチを認識できるタッチスクリーンパネルを含むタッチスクリーン一体型表示装置で形成される。特に、スマートフォン、タブレットPC等のようにタッチ入力機能を有する電子機器が広く活用されるにつれ、より多様なタッチ入力を感知できる表示装置への要求が増大されている。しかし、タッチスクリーンパネルは、表示装置の前面に接着剤を通して貼り付けられることが多い。この場合、タッチスクリーンパネルが別途作製されて表示パネルの前面に貼り付けられるので、貼り付け工程の追加で工程が複雑になり、コストが上昇する問題点がある。
一方、一般に、有機発光表示装置は、アノード、カソード及びこれらの間に配置される有機発光層を含むが、反射率の高い金属物質を使用してカソードを形成することで、外部光が金属物質により反射して反射視感、コントラスト比(contrast ratio)等が低下する問題点があった。そこで、外部光による反射を減らすために、カバー部材の下部に外部光を吸収するための偏光板が備えられる。偏光板は、一定水準の光透過率を有するフィルムであり、外部光及びその反射光を吸収してコントラスト比が低下することを防止する。しかし、偏光板は、高価な部材であり、相対的に厚さが厚くてスリム化の傾向に適しておらず、有機発光層から発光された光もまた一部吸収して発光効率を低下させる問題点があった。
まず、本発明の発明者らは、偏光板によるコスト上昇及び表示装置の厚さ増加を解決するために、偏光板の代わりにカラーフィルタ及びブラックマトリックスが一体化された反射防止層を適用した有機発光表示装置を開発した。このような構造の反射防止層は、偏光板に対比してスリムであり、カーブド、フォルダブル等、より多様な形態の有機発光表示装置に適用され得る。
次に、表示装置に別途のタッチスクリーンパネルを貼り付ける方式を利用する場合、コスト上昇及び表示装置の厚さ増加を解決するために、本発明の発明者らは、有機発光素子を保護するための封止層の上部にタッチ電極を直接形成して、有機発光表示装置の内部にタッチセンサ部を形成する方法を考慮した。
しかし、本発明の発明者らは、有機発光表示素子の上部に上述したカラーフィルタ及びブラックマトリックスが一体化された反射防止層とタッチセンサ部を形成する場合、カラーフィルタ及びタッチセンサ部の性能及び耐久性が十分でないということを認知した。具体的に、有機物質及び無機物質からなるカラーフィルタ及びタッチセンサ部を形成する工程は、高温で進行することが好ましい。しかし、カラーフィルタ及びタッチセンサ部の下部に位置する有機発光素子は熱に脆弱であるので、カラーフィルタ及びタッチセンサ部を高温工程で形成する場合、有機発光素子に損傷が生じる問題が発生した。そこで、有機発光素子を保護するためにカラーフィルタ及びタッチセンサ部を低温工程で形成する場合、カラーフィルタ及びタッチセンサ部を構成する有機層でクラックまたは損傷が生じて耐久性が大きく低下する。
そこで、本発明の発明者らは、偏光板及びタッチセンサ部を表示装置の内部に形成することで、全体表示装置の厚さが減少しながらも耐久性及び発光効率を向上させることができる新たな構造の有機発光表示装置を発明した。
従って、本開示の形態は有機発光表示装置それを製造する方法に関連し、関連技術の限界及び不利益の1または複数を実質的に軽減するものである。
本発明が解決しようとする課題は、ブラックマトリックスとカラーフィルタを含む反射防止層とタッチセンサ部を表示装置の内部に形成することで、反射視感の改善及びタッチ具現と共に全体厚さが減少した有機発光表示装置を提供することである。
本発明が解決しようとする他の課題は、有機発光素子だけではなく、反射防止層及びタッチセンサ部の耐久性及び信頼性が向上した有機発光表示装置を提供することである。
本発明が解決しようとするまた他の課題は、有機発光表示装置の全体工程単純化及び工程コストを減少させる有機発光表示装置の製造方法を提供することである。
追加の特徴および態様は、以下の記載で述べられ、部分的にはその記載から明らかになるか、または本明細書で提供される本発明の概念の実施によって知れてもよい。
本発明の概念の他の特徴および態様は、書面の記載で特に指摘された、またはそこから導出させる構造、および特許請求の範囲ならびに添付の図面によって実現および達成されてもよい。
本発明の一実施例に係る有機発光表示装置は、透明基材、透明基材の上部に配置されるタッチ電極、及びタッチ電極をカバーするタッチ保護層を含むタッチセンサ部、タッチセンサ部の下部または上部に配置され、複数の開口領域を定義するブラックマトリックス、ブラックマトリックスと同一平面上に配置され、複数の開口領域に対応する複数のカラーフィルタ、タッチセンサ部及び複数のカラーフィルタのうちの上側にあるものの上部に配置される第1バッファ層、第1バッファ層の上部に配置される薄膜トランジスタ、及び薄膜トランジスタの上部に配置され、複数の開口領域に対応する有機発光素子を含む。
本発明の一実施例に係る有機発光表示装置の製造方法は、キャリアガラス基板上にブラックマトリックス、複数のカラーフィルタ及びタッチセンサ部を形成するステップ、複数のカラーフィルタ及びタッチセンサ部の上部に第1バッファ層を形成するステップ、第1バッファ層上に薄膜トランジスタを形成するステップ、薄膜トランジスタを覆うように平坦化層を形成するステップ、平坦化層上にアノード、有機発光層及びカソードを含む有機発光素子を形成するステップ、及び有機発光素子上に封止層を形成するステップを含む。
その他の実施例の具体的な事項は、詳細な説明及び図面に含まれている。
本発明は、反射防止層の機能を果たすブラックマトリックス及びカラーフィルタとタッチセンサ部を表示装置の内部に形成することで、反射視感の改善及びタッチ具現と同時に有機発光表示装置の全体厚さを減少させることができる。
本発明は、有機発光素子だけではなく、反射防止層及びタッチセンサ部の耐久性及び信頼性を向上させることができる。
本発明は、工程ステップ及び工程コストを減少させる有機発光表示装置の製造方法を提供することができる。
本発明に係る効果は、以上において例示された内容により制限されず、さらに多様な効果が本発明内に含まれている。
添付の図面は、本開示のさらなる理解を提供するために含まれ、本願に取り込まれ、本願の一部を構成し、本開示の実施形態を示し、記載とともに様々な原理を説明するのに役立つ。 図面では:
本発明の一実施例に係る有機発光表示装置を説明するための概略的な分解斜視図である。 図1のI−I’に対する概略的な断面図である。 本発明の一実施例に係る有機発光表示装置の製造方法を説明するための断面図である。 本発明の他の実施例に係る有機発光表示装置を説明するための概略的な断面図である。 本発明のまた他の実施例に係る有機発光表示装置を説明するための概略的な断面図である。 本発明のまた他の実施例に係る有機発光表示装置の製造方法を説明するための断面図である。
本発明の利点及び特徴、そして、それらを達成する方法は、添付の図面と共に詳細に後述されている実施例を参照すると、明確になるだろう。しかし、本発明は、以下において開示される実施例に制限されるものではなく、互いに異なる多様な形態に具現され、単に、本実施例は、本発明の開示が完全なものとなるようにし、本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者に発明の範疇を完全に知らせるために提供されるものであり、本発明は、請求項の範疇により定義されるだけである。
本発明の実施例を説明するための図面に開示された形状、大きさ、比率、角度、個数等は、例示的なものであるので、本発明は、図示された事項に制限されるものではない。明細書全体にわたって、同じ参照符号は、同じ構成要素を指す。また、本発明を説明するにあたって、関連した公知技術についての具体的な説明が本発明の要旨を不要に濁す恐れがあると判断される場合、その詳細な説明は省略する。本発明上において言及された「含む」、「有する」、「なされる」等が使用される場合、「〜だけ」が使用されない以上、他の部分が加えられ得る。構成要素を単数で表現した場合、特に明示的な記載事項がない限り、複数を含む場合を含む。
構成要素を解釈するにあたって、別途の明示的な記載がなくても誤差範囲を含むものと解釈する。
位置関係についての説明である場合、例えば、「〜上に」、「〜上部に」、「〜下部に」、「〜隣に」等と二部分の位置関係が説明される場合、「すぐ」または「直接」が使用されない以上、二部分の間に一つ以上の他の部分が位置してもよい。
素子または層が異なる素子または層の「上(on)」と称されるものは、他の素子のすぐ上または中間に他の層または他の素子を介在した場合をいずれも含む。
また、第1、第2等が多様な構成要素を述べるために使用されるが、これらの構成要素は、これらの用語により制限されない。これらの用語は、単に一つの構成要素を他の構成要素と区別するために使用するものである。従って、以下において言及される第1構成要素は、本発明の技術的思想内で第2構成要素であってもよい。
明細書全体にわたって、同じ参照符号は、同じ構成要素を指す。
図面で示された各構成の大きさ及び厚さは、説明の便宜のために示されたものであり、本発明は、示された構成の大きさ及び厚さに必ずしも限定されるものではない。
本発明の様々な実施例のそれぞれの特徴は、部分的または全体的に互いに結合または組み合わせ可能であり、技術的に多様な連動及び駆動が可能であり、各実施例が互いに対して独立して実施可能であってもよく、関連関係で共に実施してもよい。
以下においては、図面を参照して本発明について説明する。
図1は、本発明の一実施例に係る有機発光表示装置を説明するための概略的な分解斜視図である。図2は、図1のI−I’に対する概略的な断面図である。
図1及び図2を参照すると、有機発光表示装置100は、透明基材、ブラックマトリックスBM、複数のカラーフィルタ120、タッチセンサ部130、有機発光素子150及び封止層160を含む。
本発明の一実施例に係る有機発光表示装置100は、下部発光(bottom emission)方式で構成され得る。即ち、有機発光表示装置100は、透明基材の後面に発光され得る。下部発光方式は、有機発光素子150で発光された光が有機発光素子150が形成された透明基材の下部に発光される方式である。下部発光方式である場合、有機発光素子150で発光された光を透明基材の下部に進行させるために、アノード152は、透明導電性物質からなり得、カソード156は、反射率の高い金属物質からなり得る。これについては、後述する。
図1を参照すると、透明基材は、有機発光表示装置100の様々な構成要素を支持し、保護するための基板である。本発明の一実施例に係る有機発光表示装置100は、下部発光方式であるので、光を下部に進行させるために、透明基材は、透明性を有する絶縁物質からなり得る。例えば、透明基材は、ガラス(glass)基板または透明延性フィルムからなり得る。以下においては、図1に示された透明基材がガラス基板110であるものと説明する。
ガラス基板110は、表示領域DA及び非表示領域NDAを含む。表示領域DAは、複数の画素が配置され、実質的に映像が表示される領域である。表示領域DAには、映像を表示する表示素子及び表示素子を駆動するための多様な駆動素子が配置され得る。
ガラス基板110の厚さは、30um乃至200umまたは50um乃至100umであってよい。ガラス基板110の厚さが前記範囲を満たす場合、有機発光表示装置100の構成要素を支持することができ、同時に表示装置のフォールディングまたはベンディングを具現することができる。
図2に示されてはいないが、ガラス基板110には、フォールディング領域またはベンディング領域に対応して開口パターンまたは凹パターンが形成され得る。具体的に、ガラス基板110は、有機発光素子150と向かい合う内部面、及び内部面に対向し、有機発光表示装置100の発光面である外部面を含む。このとき、開口パターンまたは凹パターンは、有機発光表示装置のフォールディングまたはベンディングが可能であるように外部面から内側に形成された溝部であってよい。開口パターンまたは凹パターンは、開口部(または凹部)と遮断部(または凸部)が連続的に交差して配置される構造を有し得る。従って、開口パターンまたは凹パターンは、ガラス基板110にフレキシブルな性質を付与することができる。
表示領域DAには、複数の画素が含まれ得る。複数の画素は、マトリックス形状に配列され、複数の画素それぞれは、複数のサブ画素SPを含むことができる。それぞれのサブ画素SPは、一つの色を表示するためのエレメントであって、第1方向に配置された複数のゲート配線及び第1方向と異なる第2方向に配置された複数のデータ配線の交差領域と定義され得る。ここで、第1方向は、図1の横方向(X軸方向)であってよく、第2方向は、図1の縦方向(Y軸方向)であってよいが、これに制限されない。それぞれのサブ画素SPは、光が発光される発光領域及び光が発光されない非発光領域を含むが、本明細書においては、光が発光される発光領域だけをサブ画素SPと定義する。複数の画素それぞれは、第1サブ画素SP1、第2サブ画素SP2及び第3サブ画素SP3を含むことができる。第1サブ画素SP1は赤色画素、第2サブ画素SP2は緑色画素、第3サブ画素SP3は青色画素であってよいが、これに制限されない。
それぞれのサブ画素SPは、有機発光素子150及び駆動素子を含むことができる。このとき、駆動素子は、スイッチングトランジスタ、駆動トランジスタ等を含むことができる。駆動素子は、非表示領域NDAに配置されたゲートドライバ、データドライバ等と連結されるゲート配線、データ配線等のような信号配線と電気的に連結され得る。
非表示領域NDAは、ガラス基板110の周り領域に配置され、映像が表示されない領域であってよい。非表示領域NDAは、表示領域DAを囲むように配置され得る。非表示領域NDAには、表示領域DAに配置された複数のサブ画素SPを駆動するための多様な構成要素が配置され得る。例えば、複数のサブ画素SPの駆動のための信号を供給する駆動IC、駆動回路、信号配線、フレキシブルフィルム等が配置され得る。このとき、駆動ICは、ゲートドライバ、データドライバ等を含むことができる。駆動IC及び駆動回路は、GIP(Gate In Panel)方式、COF(Chip On Film)方式、TAB(Tape Automated Bonding)方式、TCP(Tape Carrier Package)方式、COG(Chip On Glass)方式等で配置され得る。
図2を参照すると、ガラス基板110上にブラックマトリックスBMと複数のカラーフィルタ120が配置される。ブラックマトリックスBM及び複数のカラーフィルタ120は、同一平面上に形成され、ガラス基板110上に直接接触して配置され得る。本発明において、ブラックマトリックスBM及び複数のカラーフィルタ120は一体化されて反射防止層の機能を果たすことができる。
ブラックマトリックスBMは、ガラス基板110上に配置される。また、ブラックマトリックスBMは、バンク148が形成される位置に対応するように配置され得る。このとき、ブラックマトリックスBMは、複数のカラーフィルタ120の間に配置され、それぞれのカラーフィルタ121、122、123を区画する。ブラックマトリックスBMは、それぞれのカラーフィルタ121、122、123を通過する光が混色されないようにし、有機発光素子150で放出された光が外部に出射できる複数の開口領域を定義できる。それぞれの開口領域OA1、OA2、OA3は、ブラックマトリックスBM及び複数のカラーフィルタ120上に配置される有機発光素子150から放出される光が通過する領域であり、それぞれの開口領域OA1、OA2、OA3は、対応する有機発光素子150によりそれぞれ独立して特定色を表示する。また、ブラックマトリックスBMは、外部光を吸収する。これによって、外部光による有機発光表示装置100の視認性及びコントラスト比の低下を最小化することができる。
ブラックマトリックスBMは、有機物質で形成され得る。ブラックマトリックスBMは、ベース樹脂及び黒色物質を含む。ベース樹脂は、カルド(cardo)系樹脂、エポキシ(epoxy)系樹脂、アクリレート(acrylate)系樹脂、シロキサン(siloxane)系樹脂及びポリイミドの中から選択された1種以上であってよいが、これに制限されない。黒色物質は、カーボン系顔料、金属酸化物系顔料、有機系顔料の中から選択されたブラック顔料であってよい。例えば、カーボン系顔料は、カーボンブラックであってよい。例えば、金属酸化物系顔料は、チタンブラック(TiNxOy)、Cu−Mn−Fe系ブラック顔料等があるが、これに制限されない。例えば、有機系顔料は、ラクタム(lactam)ブラック、ペリレン(perylene)ブラック、アニリン(aniline)ブラックの中から選択され得るが、これに制限されない。また、黒色物質として、赤色顔料、青色顔料、緑色顔料を含むRGBブラック顔料を使用することができる。
複数のカラーフィルタ120は、ガラス基板110上に配置され、ブラックマトリックスBMと同一平面上に配置される。複数のカラーフィルタ120は、複数のサブ画素SPと対応するように配置される。このとき、複数のカラーフィルタ120それぞれは、ブラックマトリックスBMにより定義されるそれぞれの開口領域OA1、OA2、OA3に配置される。具体的に、複数のカラーフィルタ120は、第1サブ画素SP1に対応する第1カラーフィルタ121、第2サブ画素SP2に対応する第2カラーフィルタ122及び第3サブ画素SP3に対応する第3カラーフィルタ123を含む。第1サブ画素SP1に対応する第1開口領域OA1には第1カラーフィルタ121が配置され、第2サブ画素SP2に対応する第2開口領域OA2には第2カラーフィルタ122が配置され、第3サブ画素SP3に対応する第3開口領域OA3には第3カラーフィルタ123が配置される。このとき、第1サブ画素SP1が赤色サブ画素である場合、第1カラーフィルタ121は赤色カラーフィルタであり、第2サブ画素SP2が緑色サブ画素である場合、第2カラーフィルタ122は緑色カラーフィルタであり、第3サブ画素SP3が青色サブ画素である場合、第3カラーフィルタ123は青色カラーフィルタであってよい。この場合、有機発光表示装置100の色再現性に優れる。
第1カラーフィルタ121、第2カラーフィルタ122及び第3カラーフィルタ123は、それぞれ独立して透明ベース樹脂及び発色物質を含む。例えば、透明ベース樹脂は、ポリアクリレート、ポリメチルメタクリレート、ポリイミド、ポリビニルアルコール、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレート等から選択された1種であってよいが、これに制限されない。発色物質は、特定波長帯域の光は吸収し、残りの波長帯域の光は透過させる。例えば、赤色カラーフィルタは、赤色波長帯域の光は透過させ、緑色及び青色波長帯域の光は吸収する赤色発色物質を含む。より具体的に、赤色発色物質は、パリレン(parylene)系化合物またはジケト−ピロロピロール(diketo−pyrrolopyrrole)系化合物であってよい。また、緑色発色物質は、フタロシアニン(phthalocyanine)系化合物であってよい。また、青色発色物質は、銅フタロシアニン(copper phthalocyanine)系化合物またはアントラキノン(anthraquinone)系化合物であってよい。しかし、発色物質は、これに制限されず、赤色、青色、緑色波長帯域の光を透過させる物質であれば制限なく使用され得る。
ブラックマトリックスBM及び複数のカラーフィルタ120上に第2バッファ層112が形成される。第2バッファ層112は、ブラックマトリックスBM及び複数のカラーフィルタ120を保護するか平坦化できる。具体的に、第2バッファ層112は、外部から水分や酸素の浸透を防止してブラックマトリックスBM及び複数のカラーフィルタ120を保護する。また、第2バッファ層112は、上部に位置するタッチセンサ部130のタッチ電極132が形成される過程でブラックマトリックスBM及び複数のカラーフィルタ120が受ける損傷を最小化することができる。
第2バッファ層112は、バリア特性に優れた無機物質で形成され得る。これによって、水分や酸素が浸透することを最小化することができる。例えば、第2バッファ層112は、シリコン窒化物(SiNx)、シリコン酸化物(SiOx)、アルミニウム酸化物(AlOx)等のような無機物からなり得るが、これに制限されない。
また、ブラックマトリックスBM及び複数のカラーフィルタ120を平坦化し、複数のカラーフィルタ120と上部に位置するタッチセンサ部130との間の接着力を向上させるために、第2バッファ層112は、複数の層からなってもよい。例えば、第2バッファ層112は、複数のカラーフィルタ120の上部を平坦化するために有機物質からなる第1層、及び第1層上に配置され、バリア特性を付与するための上述した無機物からなる第2層を含むことができる。例えば、第1層は、アクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、エポキシ樹脂、シリコン系樹脂等、透明な絶縁樹脂で形成され得、第2層は、先に説明された無機物で形成され得る。
有機発光表示装置100にタッチセンシング機能を付与するために、第2バッファ層112上にタッチセンサ部130が配置される。タッチセンサ部130は、接着部材なしに第2バッファ層112上に直接形成された構造に配置され得る。タッチセンサ部130を第2バッファ層112上に直接形成することで、タッチセンサ部130とカラーフィルタとの間を接着するための接着部材が省略され、有機発光表示装置100の厚さがスリムになり得る。
タッチセンサ部130は、タッチ電極132及びタッチ保護層134を含む。タッチ電極132は、接着部材なしに第2バッファ層112上に直接形成され得る。タッチ電極132は、タッチ入力を感知する電極であって、センシング電極及び駆動電極で構成され得、これらの間のキャパシタンス変化を感知してタッチ座標を検出できる。例えば、第2バッファ層112上に駆動電極が配置され、センシング電極は、駆動電極と同じ平面上に配置され得る。他の例として、駆動電極上にタッチ絶縁層が配置され、タッチ絶縁層上にセンシング電極が配置されてもよい。タッチ電極132の配置は、これに制限されず、必要に応じて多様に変更され得る。
タッチ電極132は、光を透過させることのできるインジウム−スズ−酸化物(ITO)またはインジウム−亜鉛−酸化物(IZO)のような透明な金属物質で形成され得る。タッチ電極132は、直方形状、八角形状、円形状または菱形状のように多様な形状を有し得る。
タッチ保護層134は、タッチ電極132上に配置される。タッチ保護層134は、タッチ電極132の短絡や損傷等を防止し、タッチ電極132の上部面を平坦にする。タッチ保護層134は、アクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、エポキシ樹脂、シリコン系樹脂等、透明な絶縁樹脂で形成され得る。
タッチセンサ部130上に第1バッファ層114が配置される。第1バッファ層114は、ブラックマトリックスBM、複数のカラーフィルタ120及びタッチセンサ部130を保護する。また、第1バッファ層114は、ブラックマトリックスBM、複数のカラーフィルタ120及びタッチセンサ部130から流出されるアルカリイオン等のような不純物及びガスから薄膜トランジスタTFTを保護する。第1バッファ層114は、シリコン窒化物(SiNx)、シリコン酸化物(SiOx)、アルミニウム酸化物(AlOx)等のような無機物からなり得る。第1バッファ層114は、単一層に形成され得、必要に応じて多層構造に形成されてもよい。例えば、第1バッファ層114は、マルチバッファ(multi buffer)および/またはアクティブバッファ(active buffer)を含むことができる。
第1バッファ層114上には、ゲート電極G、アクティブ層ACT、ソース電極S及びドレイン電極Dを含む薄膜トランジスタTFTが配置される。図2においては、説明の便宜のために、有機発光表示装置100に含まれ得る多様な薄膜トランジスタTFTのうち駆動薄膜トランジスタだけを示したが、スイッチング薄膜トランジスタ等のような他のトランジスタも配置されてもよい。
一方、図2に示された薄膜トランジスタTFTは、コプラナー(coplanar)構造であるものを例示的に説明するが、これに制限されず、インバーテッドスタガード(inverted staggered)構造の薄膜トランジスタTFTも使用され得る。また、薄膜トランジスタTFTは、ゲート電極Gがアクティブ層ACT上に配置されるトップゲート構造の薄膜トランジスタまたはゲート電極Gがアクティブ層ACTの下部に配置されるボトムゲート構造の薄膜トランジスタに具現されてもよい。
第1バッファ層114上にアクティブ層ACTが配置される。アクティブ層ACTは、薄膜トランジスタTFTの駆動時、チャネルが形成される領域である。アクティブ層ACTは、酸化物(oxide)半導体、非晶質シリコン(amorphous silicon、a−Si)、多結晶シリコン(polycrystalline silicon、poly−Si)、または有機物(organic)半導体等で形成され得るが、これに制限されない。
アクティブ層ACT上にゲート絶縁層144が配置される。ゲート絶縁層144は、アクティブ層ACTとゲート電極Gを絶縁させる。ゲート絶縁層144は、無機物であるシリコン窒化物(SiNx)またはシリコン酸化物(SiOx)の単一層や多重層で構成され得る。図2に示されたように、ゲート絶縁層144は、ゲート電極Gと同じ幅を有するようにパターニングされ得、ガラス基板110の前面にわたって形成されてもよいが、これに制限されることはない。
ゲート電極Gは、ゲート絶縁層144上に配置される。ゲート電極Gは、アクティブ層ACTのチャネル領域と重畳するようにゲート絶縁層144上に配置される。ゲート電極Gは、多様な金属物質、例えば、モリブデン(Mo)、アルミニウム(Al)、クロム(Cr)、金(Au)、チタン(Ti)、ニッケル(Ni)、ネオジム(Nd)、及び銅(Cu)のいずれか一つであるか二以上の合金、またはこれらの多重層からなり得るが、これに制限されない。
第1バッファ層114及びゲート電極G上には、層間絶縁層142が配置される。層間絶縁層142は、ゲート電極Gとソース電極S及びドレイン電極Dを絶縁させる。層間絶縁層142は、無機物であるシリコン窒化物(SiNx)またはシリコン酸化物(SiOx)の単一層や多重層で構成され得る。層間絶縁層142には、ソース電極S及びドレイン電極Dそれぞれがアクティブ層ACTのソース領域及びドレイン領域それぞれにコンタクトするためのコンタクトホールが形成される。
ソース電極S及びドレイン電極Dは、層間絶縁層142上に配置される。ソース電極S及びドレイン電極Dは、層間絶縁層142のコンタクトホールを通してアクティブ層ACTと電気的に連結される。ソース電極S及びドレイン電極Dは、多様な金属物質、例えば、モリブデン(Mo)、アルミニウム(Al)、クロム(Cr)、金(Au)、チタン(Ti)、ニッケル(Ni)、ネオジム(Nd)、及び銅(Cu)のいずれか一つからなるか二以上の合金、またはこれらの多重層であってよいが、これに制限されない。
図2に示されてはいないが、薄膜トランジスタTFT上には、薄膜トランジスタTFTを保護するためのパッシベーション層がさらに配置され得る。パッシベーション層には、薄膜トランジスタTFTのソース電極Sまたはドレイン電極Dを露出させるためのコンタクトホールが形成され得る。パッシベーション層は、シリコン窒化物(SiNx)またはシリコン酸化物(SiOx)の単一層や多重層で構成され得る。
パッシベーション層上に薄膜トランジスタTFTの上部を平坦化するための平坦化層146が配置される。平坦化層146には、薄膜トランジスタTFTのソース電極Sまたはドレイン電極Dを露出させるためのコンタクトホールが形成される。平坦化層146は、アクリル(acryl)樹脂、エポキシ(epoxy)樹脂、フェノール(phenol)樹脂、ポリアミド(polyamide)樹脂、ポリイミド(polyimide)樹脂、不飽和ポリエステル(polyester)樹脂、ポリフェニレン(polyphenylene)樹脂、ポリフェニレンスルファイド(polyphenylene sulfide)樹脂、ベンゾシクロブテン(benzocyclobutene)及びフォトレジストのうち一つからなり得るが、これに制限されない。
平坦化層146上に有機発光素子150が配置される。有機発光素子150は、第1サブ画素SP1領域に配置される第1有機発光素子、第2サブ画素SP2領域に配置される第2有機発光素子及び第3サブ画素SP3領域に配置される第3有機発光素子を含む。それぞれの有機発光素子150は、アノード152、有機発光層154及びカソード156を含む。
アノード152は、平坦化層146上に配置される。アノード152は、平坦化層146上に配置され、平坦化層146に形成されたコンタクトホールを通してソース電極Sまたはドレイン電極Dと電気的に連結される。アノード152は、有機発光層154に正孔を供給するための構成要素であり、仕事関数の高い導電性物質で形成される。アノード152は、透明導電性酸化物(transparent conductive oxide、TCO)で形成された透明導電層であってよい。例えば、アノード152は、インジウム−スズ−酸化物(indium−tin−oxide、ITO)、インジウム−亜鉛−酸化物(indium−zinc−oxide、IZO)、インジウム−スズ−亜鉛−酸化物(indium−tin−zinc oxide、ITZO)、スズ酸化物(SnO2)、亜鉛酸化物(ZnO)、インジウム−銅−酸化物(indium−copper−oxide、ICO)及びアルミニウム:酸化亜鉛(Al:ZnO、AZO)のような透明導電性酸化物の中から選択された1種以上で形成され得るが、これに制限されない。本発明の一実施例の有機発光表示装置100は、下部発光方式であるので、アノード152は、透明導電層だけで構成され得る。アノード152は、第1サブ画素SP1、第2サブ画素SP2及び第3サブ画素SP3別に分離されて形成され得る。
アノード152及び平坦化層146上にバンク148が配置される。バンク148は、有機発光素子150のアノード152のエッジをカバーして発光領域を定義できる。バンク148は、隣接するサブ画素SP1、SP2、SP3のアノード152を互いに絶縁させるために絶縁物質からなり得る。また、バンク148は、隣接するサブ画素SP1、SP2、SP3間の混色を防止するように、光吸収率の高いブラックバンクで構成され得る。例えば、バンク148は、ポリイミド(polyimide)樹脂、アクリル(acryl)樹脂またはベンゾシクロブテン(benzocyclobutene)樹脂からなり得るが、これに制限されない。
アノード152上には、カソード156が配置される。カソード156は、有機発光層154に電子を円滑に供給するために、仕事関数の低い金属物質で形成され得る。本発明の一実施例の有機発光表示装置100は、下部発光方式であるので、有機発光素子150で発光された光をガラス基板110の下部に進行させるために、カソード156は、反射率の高い金属物質からなり得る。例えば、カソード156は、カルシウム(Ca)、バリウム(Ba)、アルミニウム(Al)、銀(Ag)及びこれらのうち1種以上を含む合金の中から選択される金属物質で形成され得るが、これに制限されない。
図2を参照すると、カソード156はパターニングされず、アノード152上で一つの層に形成されたものと示されているが、アノード152のようにサブ画素SP別に分離されて配置されてもよい。即ち、カソード156は、第1サブ画素SP1、第2サブ画素SP2及び第3サブ画素SP3に単一層に形成される。
アノード152とカソード156との間に有機発光層154が配置される。有機発光層154は、電子と正孔が結合して光を発光する層である。第1有機発光素子の有機発光層154は赤色有機発光層であり、第2有機発光素子の有機発光層154は緑色有機発光層であり、第3有機発光素子の有機発光層154は青色有機発光層であってよい。
有機発光素子150の発光効率を向上させるために、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層等をさらに含むことができる。例えば、アノード152と有機発光層154との間に正孔注入層及び正孔輸送層が配置され、有機発光層154とカソード156との間に電子輸送層及び電子注入層が配置され得る。また、有機発光層154で正孔と電子の再結合効率をさらに向上させるために、正孔阻止層や電子阻止層が配置されてもよい。
有機発光素子150上に封止層160が配置される。封止層160は、有機発光素子150をカバーできる。封止層160は、外部の湿気、酸素、衝撃等から有機発光素子150を保護することができる。封止層160は、無機絶縁物質で形成された無機層と有機物質で形成された有機層が積層された多層構造に形成され得る。例えば、封止層160は、少なくとも一つの有機層と少なくとも二つの無機層で構成され、無機層と有機層が交番的に積層された多層構造であってよいが、これに制限されない。例えば、封止層160は、第1無機層162、有機層164及び第2無機層166を含む三重層構造であってよい。このとき、第1無機層162及び第2無機層166は、それぞれ独立してシリコン窒化物(SiNx)、シリコン酸化物(SiOx)、アルミニウム酸化物(AlOx)、シリコンオキシナイトライド(SiON)の中から選択された1種以上で形成され得るが、これに制限されない。また、有機層164は、エポキシ樹脂、ポリイミド、ポリエチレン及びシリコンオキシカーバイド(SiOC)の中から選択された1種以上で形成され得るが、これに制限されない。
封止層160上にカバー基材170が配置され得る。カバー基材170は、封止層160と共に外部の湿気、酸素、衝撃等から有機発光素子150を保護する。カバー基材170は、ステンレス鋼(SUS)のような金属材質であるか、ポリメチルメタクリレート(polymethylmethacrylate)、ポリカーボネート(polycarbonate)、ポリビニルアルコール(polyvinyl alcohol)、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン(acrylonitryl−butadiene−styrene)、ポリエチレンテレフタレート(polyethylene terephthalate)のようなプラスチック材質であってよい。
本発明の一実施例に係る有機発光表示装置は、ガラス基板上にブラックマトリックスとカラーフィルタを含む反射防止層が配置され、反射防止層上にタッチ電極を含むタッチセンサ部が形成される。本発明の一実施例に係る有機発光表示装置は、反射防止層及びタッチセンサ部上に有機発光素子が配置され、下に位置したガラス基板に発光する下部発光方式の有機発光表示装置である。本発明の一実施例に係る有機発光表示装置は、ガラス基板と有機発光素子との間に反射防止層及びタッチセンサ部を配置することで、反射視感が改善され、タッチ具現が可能であると同時に、有機発光表示装置の全体厚さが減少する。特に、高温工程が要求されるカラーフィルタ及びタッチセンサ部が高温に脆弱な有機発光素子より先に形成されるように下部に配置されるので、有機発光表示装置の耐久性及び信頼度が大きく向上し得る。
以下、図3a乃至図3fを参照して、本発明の一実施例に係る有機発光表示装置を製造する方法を詳細に説明する。
図3a乃至図3fは、本発明の一実施例に係る有機発光表示装置の製造方法を説明するための断面図である。
図3aを参照すると、キャリアガラス基板110’を設ける。キャリアガラス基板110’は、有機発光表示装置の工程中、上部に配置される構成要素を支持する補助基板の役割を果たす。キャリアガラス基板110’は、半導体物質及び金属物質の食刻及び熱処理等の工程に対する反応性が低い。キャリアガラス基板110’の厚さは、荷重による形態変形が発生しない程度の剛性を有し、製造工程上、移送時に容易な重さを有する範囲で選択され得る。例えば、キャリアガラス基板110’の厚さは、400um乃至800umまたは500um乃至650umであってよい。
キャリアガラス基板110’上にブラックマトリックスBMを形成する。ブラックマトリックスBMは、以後、上部に配置される配線及び薄膜トランジスタTFTのような駆動素子が形成される位置に形成され得る。ブラックマトリックスBMは、第1開口領域OA1、第2開口領域OA2及び第3開口領域OA3を区画する。
ブラックマトリックスBMが形成されたキャリアガラス基板110’上に複数のカラーフィルタ120を形成する。複数のカラーフィルタ120は、各サブ画素別に定められた色相を有するように配置され得る。例えば、第1サブ画素SP1に対応する第1開口領域OA1に赤色顔料を含む有機物質を塗布し、フォト工程を遂行して第1カラーフィルタ121を形成する。また、緑色顔料を含む有機物質を塗布し、フォト工程を遂行して第2サブ画素SP2に対応する第2開口領域OA2に第2カラーフィルタ122を形成する。また、第3サブ画素SP3に対応する第3開口領域OA3に青色顔料を含む有機物質を塗布し、フォト工程を遂行して第3カラーフィルタ123を形成する。図3aにおいては、第1カラーフィルタ121、第2カラーフィルタ122及び第3カラーフィルタ123が互いに離隔されて形成された構造が示されているが、ブラックマトリックスBM上に隣接した2個のカラーフィルタが重畳されて形成されてもよい。
ブラックマトリックスBMと複数のカラーフィルタ120が完成されたキャリアガラス基板110’の全体表面上に第2バッファ層112を形成する。第2バッファ層112は、シリコン窒化物(SiNx)、シリコン酸化物(SiOx)、アルミニウム酸化物(AlOx)等のような無機物からなり得、化学気相蒸着(Chemical Vapor Deposition;CVD)工程、プラズマ化学気相蒸着(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition;PECVD)工程等を通して蒸着され得るが、これに制限されない。
一方、第2バッファ層112を形成する前にブラックマトリックスBMと複数のカラーフィルタ120の上面を平坦化するための有機物層を形成することができる。
図3bを参照すると、第2バッファ層112上にタッチセンサ部130を形成する。
第2バッファ層112上に導電層を蒸着した後、フォトマスクを利用してフォトリソグラフィ工程と食刻工程を通してタッチ電極132をパターニングできる。具体的に、タッチ電極132は、センシング電極及び駆動電極で構成され得る。例えば、第2バッファ層112上に第1導電層を蒸着した後、フォトリソグラフィ工程と食刻工程を通して複数の駆動電極、複数のセンシング電極及び複数の駆動電極を連結する連結電極を形成する。複数の駆動電極、複数のセンシング電極及び連結電極上にコンタクトホールを有するタッチ絶縁層を形成する。コンタクトホールを通して複数のセンシング電極が電気的に連結されるように、タッチ絶縁層上にブリッジ電極を形成する。説明したように、タッチ電極132は、第2バッファ層112上に駆動電極とセンシング電極が同じ平面上に配置され得る。しかし、他の例として、駆動電極上にタッチ絶縁層が配置され、タッチ絶縁層上にセンシング電極が配置されてもよい。タッチ電極132の形成は、タッチセンサ部130の構造によって多様に形成され得る。また、スパッタリング法のような物理的気相蒸着法(physics vapor deposition)でタッチ電極132を形成することができる。
タッチ電極132は、光を透過させることのできるインジウム−スズ−酸化物(ITO)またはインジウム−亜鉛−酸化物(IZO)のような透明な金属物質で形成され得る。高透明及び低抵抗特性を付与するために、タッチ電極132は高温で形成され得る。
タッチ電極132上にタッチ保護層134を形成する。例えば、タッチ電極132の上部前面にアクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、シリコン系樹脂等、透明な絶縁樹脂を積層させる。
図3cを参照すると、タッチセンサ部130の全体表面上に第1バッファ層114を形成する。第1バッファ層114は、シリコン窒化物(SiNx)、シリコン酸化物(SiOx)、アルミニウム酸化物(AlOx)等のような無機物からなり得、化学気相蒸着(Chemical Vapor Deposition;CVD)工程、プラズマ化学気相蒸着(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition;PECVD)工程等を通して蒸着され得るが、これに制限されない。
第1バッファ層114上に薄膜トランジスタTFTを形成する。
まず、第1バッファ層114上にアクティブ層ACTを形成する。このとき、アクティブ層ACTは、マスク工程を通して形成され得る。例えば、アクティブ層ACTは、パターニングしようとする領域が開口されたマスクを使用する蒸着工程を通して指定された領域に位置できる。または、アクティブ層ACTは、第1バッファ層114の前面に半導体物質を蒸着した後、フォトレジスト塗布、パターニングマスクを通した露光、現像、食刻及び感光樹脂除去過程を通して形成されてもよい。
アクティブ層ACT上に絶縁物質とゲート金属物質を連続して蒸着してゲート絶縁層144及びゲート電極Gを形成する。以後、アクティブ層ACT及びゲート電極Gが形成された第1バッファ層114の上部前面に層間絶縁層142を形成する。層間絶縁層142にアクティブ層ACTの上面が露出されるようにコンタクトホールを形成する。層間絶縁層142上に金属物質を塗布し、パターンして、コンタクトホールを通してアクティブ層ACTと接触するようにソース電極S及びドレイン電極Dを形成する。
図3dを参照すると、薄膜トランジスタTFTが形成されたキャリアガラス基板110’の上部前面に平坦化層146を形成する。このとき、平坦化層146にコンタクトホールを形成してソース電極Sを露出させる。
平坦化層146上に有機発光素子150を形成する。まず、平坦化層146に形成されたコンタクトホールを通して下部に位置するソース電極Sと電気的に連結されるようにアノード152を形成する。アノード152は、サブ画素別に形成されるようにマスク工程を通してパターニングされ得る。
平坦化層146上にバンク148を形成する。このとき、バンク148は、アノード152のエッジをカバーして発光領域(サブ画素)を区画するように形成され得る。このとき、バンク148は、マスク工程を通してパターニングされ得る。バンク148を形成した後、有機発光層154及びカソード156及び封止層160を順次に形成する。
図3eを参照すると、キャリアガラス基板110’を食刻する。食刻工程を通してキャリアガラス基板110’の厚さを減少させることで、キャリアガラス基板110’が有機発光表示素子から放出された光が外部に出射される有機発光表示装置の発光面を保護するガラス基板110として使用する。図3aをまた参照すると、キャリアガラス基板110’は、有機発光表示装置の製造工程時、構成要素を支持する役割を果たす。キャリアガラス基板110’は、製造工程の条件及び環境に耐えるために十分な厚さを有する。しかし、キャリアガラス基板110’が有機発光表示装置の発光面を保護する保護基材として役割を果たすためには、十分な透過率を満たさなければならない。また、製造工程中、キャリアガラス基板110’の下部表面が損傷されたので、表面特性を向上させる必要がある。そこで、キャリアガラス基板110’の表面を食刻して厚さを減少させると同時に外側表面を均一化させる。キャリアガラス基板110’の食刻工程を通して形成されたガラス基板110の厚さは、30um乃至200umであってよい。
図3eには示されないが、キャリアガラス基板110’を食刻して厚さ及び表面を均一化する工程を経た後、有機発光表示装置のフォールディング領域またはベンディング領域に対応する領域に開口パターンまたは凹パターンを形成する工程をさらに加えることができる。例えば、厚さが減少したガラス基板110の外部面にマスクを形成した後、食刻工程を通してガラス基板110の外部面から内側に凹に形成された複数の溝部を形成することができる。
図3fを参照すると、封止層160上にカバー基材170を形成する。
本発明の一実施例に係る有機発光表示装置の製造方法は、ガラス基板上にブラックマトリックスとカラーフィルタを含む反射防止層、タッチ電極を含むタッチセンサ部及び有機発光素子が順次に積層された構造の下部発光方式の有機発光表示装置を製造する。これを通して、反射防止とタッチセンシング機能が可能なスリムな有機発光表示装置を製造することができる。
一方、本発明の一実施例に係る有機発光表示装置の製造方法は、有機発光素子よりブラックマトリックス、カラーフィルタ及びタッチセンサ部をガラス基板上に先に形成する工程を含む。仮に、上部発光方式の有機発光表示装置に上述したブラックマトリックス、カラーフィルタ及びタッチセンサ部を形成するためには、まず、有機発光素子を形成した後、有機発光素子150の上部に封止層、ブラックマトリックス、カラーフィルタ及びタッチセンサ部を形成しなければならない。しかし、有機発光素子を構成する物質は、高温で非常に脆弱である。従って、高温の工程を要求するブラックマトリックス、カラーフィルタ及びタッチセンサ部が有機発光素子より後続工程により形成される場合、有機発光素子の損傷を避けることができない。特に、タッチセンサ部が有機発光素子の上部に位置するためには、タッチセンサ部を構成するタッチ電極が透明と透過性に優れたインジウム−スズ−酸化物(ITO)またはインジウム−亜鉛−酸化物(IZO)のような透明な金属物質で高温で形成されることが有利である。そこで、本発明の一実施例に係る有機発光表示装置の製造方法は、高温工程が要求するブラックマトリックス、カラーフィルタ及びタッチセンサ部を有機発光素子より先に形成し、下部発光方式の有機発光表示装置を製造することで、耐久性及び信頼度が大きく向上した有機発光表示装置を提供することができる。
一方、近年は、フレキシブル有機発光表示装置を具現するために、ポリイミドのような延性材料をベース基材として使用する方式が利用されている。しかし、ポリイミドのような延性材料は、外部の物理的な衝撃に脆弱である問題点がある。また、フレキシブルな性質を有する延性材料でベース基材を具現するためには、ガラスからなるキャリア基板に延性材料を塗布して加工する工程を先に遂行し、有機発光素子が形成された後、最後にキャリア基板から延性材料で形成されたベース基材を剥離するためのレーザリフトオフ(Laser lift off;LLO)工程をさらに実施しなければならなかった。それだけではなく、レーザリフトオフ工程時、ベース基材にクラックが発生するか、ベース基材がキャリア基板と共に剥がされる剥離不良が発生する問題点があった。
そこで、本発明の発明者らは、キャリアガラス基板を有機発光表示装置の発光面を保護する保護基材として活用する方案を発明した。本発明の一実施例に係る有機発光表示装置の製造方法は、キャリアガラス基板にブラックマトリックス、カラーフィルタ及び有機発光素子を順次に形成した後、キャリアガラス基板の外部表面を食刻する工程を遂行することで、キャリアガラス基板が有機発光表示装置を支持するベース基材の役割を果たすと同時に有機発光表示装置の発光面を保護する保護基材の役割を果たすことができる下部発光型有機発光表示装置を提供することができる。また、キャリアガラス基板の食刻する工程でキャリアガラス基板の厚さ及びパターンを調節してベンディングまたはフォールディングが可能な表示装置を提供することができる。これによって、キャリア基板上に別途のベース基材を形成する工程及びキャリア基板からベース基材を除去する工程が不要であるので、全体工程がより単純化され、コストもまた減少させることができる効果がある。
図4は、本発明の他の実施例に係る有機発光表示装置を説明するための概略的な断面図である。図4に示された有機発光表示装置200は、図2に示された有機発光表示装置100と比較して、ブラックマトリックスBM、複数のカラーフィルタ220及びタッチセンサ部230の位置が異なるだけで、他の構成は実質的に同一であるので、重複した説明は省略する。
図4を参照すると、ガラス基板110上にタッチセンサ部230が配置される。タッチセンサ部230は、別途の接着部材なしにガラス基板110上に直接形成され得る。具体的に、タッチセンサ部230のタッチ電極232がガラス基板110上に直接形成され得る。以後、タッチ電極232上にタッチ保護層234が形成され得る。ガラス基板110上にタッチセンサ部230を形成する方法は、タッチ電極232を第2バッファ層212ではなくガラス基板110上に先に形成するという点を除いては、図3bにおいて説明した方法と実質的に同一であるので、重複した説明は省略する。
以後、タッチセンサ部230上にブラックマトリックスBM及び複数のカラーフィルタ220が配置される。ブラックマトリックスBM及び複数のカラーフィルタ220は、同一平面上に形成され、タッチセンサ部230のタッチ保護層234上に直接接触して配置され得る。タッチセンサ部230上にブラックマトリックスBM及び複数のカラーフィルタ220を形成する方法は、ブラックマトリックスBM及び複数のカラーフィルタ120をガラス基板110ではなくタッチセンサ部230に先に形成するという点を除いては、図3aにおいて説明した方法と実質的に同一であるので、重複した説明は省略する。
ブラックマトリックスBM及び複数のカラーフィルタ220上に第2バッファ層212が形成される。第2バッファ層212は、ブラックマトリックスBM及び複数のカラーフィルタ220を保護するか平坦化できる。図4に示された有機発光表示装置200において、第2バッファ層212は、ブラックマトリックスBM及び複数のカラーフィルタ220と第1バッファ層214との間に配置されるという点を除いて、図2に示された有機発光表示装置100の第2バッファ層112と実質的に同一である。
第2バッファ層212上に第1バッファ層214が配置される。第2バッファ層212は、第1バッファ層214と薄膜トランジスタTFTとの間に配置され、下部に位置するブラックマトリックスBM、複数のカラーフィルタ220及びタッチセンサ部230を保護し、ブラックマトリックスBM、複数のカラーフィルタ220及びタッチセンサ部230から流出される不純物及びガスから薄膜トランジスタTFTを保護する。図4に示された有機発光表示装置200において、第1バッファ層214は、第2バッファ層212と接触して配置されるという点を除いて、図2に示された有機発光表示装置100の第1バッファ層114と実質的に同一である。
一方、本発明の他の実施例に係る有機発光表示装置において、第2バッファ層212は省略され得る。第2バッファ層212が省略される場合、第1バッファ層214は、ブラックマトリックスBM及び複数のカラーフィルタ220と薄膜トランジスタTFTとの間に配置され、さらにブラックマトリックスBM及び複数のカラーフィルタ220を保護するか平坦化する機能を果たすことができる。
本発明の他の実施例に係る有機発光表示装置200は、タッチセンサ部230がガラス基板110上に直接接触するように配置され、ブラックマトリックスBM及び複数のカラーフィルタ220がタッチセンサ部230上に配置されて有機発光素子150により近接するという構造的特徴を有する。タッチセンサ部230がガラス基板110上に直接形成されることで、ユーザのタッチ入力をより正確にセンシングできる。また、タッチセンサ部230と有機発光素子150との間にブラックメトリックス及び複数のカラーフィルタ220が配置されるので、タッチセンサ部230と有機発光素子150との間の距離が離れるようになる。これによって、タッチセンサ部230のタッチ電極232と有機発光素子150及びその周辺に形成される電極及び配線の間で発生し得る寄生キャパシタンスを最小化することができ、結果的にタッチ感度を向上させることができる。
図4に示された有機発光表示装置200は、図2に示された有機発光表示装置100と比較して、ブラックマトリックスBMがタッチセンサ部230上に配置されて有機発光素子150により近く形成される。これによって、有機発光素子150で下部に放出される光の角がより広くなり得る。即ち、本発明の他の実施例に係る有機発光表示装置は、視野角の広い下部発光方式の表示装置を提供することができる。
図5は、本発明のまた他の実施例に係る有機発光表示装置を説明するための概略的な断面図である。図5に示された有機発光表示装置300は、図2に示された有機発光表示装置100と比較して、ガラス基板の代わりに透明延性フィルム390及び透明保護フィルム380が使用された点が異なるだけで、他の構成は実質的に同一であるので、重複した説明は省略する。
図5を参照すると、有機発光表示装置300は、透明保護フィルム380、透明延性フィルム390、ブラックマトリックスBM、複数のカラーフィルタ120、タッチセンサ部130、有機発光素子150及び封止層160を含む。
透明延性フィルム390は、有機発光表示装置300の様々な構成要素を支持し、保護するための基板である。本発明の一実施例に係る有機発光表示装置300は、下部発光方式であるので、光を下部に進行させるために、透明延性フィルム390は、透明性を有する絶縁性高分子物質からなり得る。例えば、透明延性フィルム390は、ポリイミド(polyimide)、ポリエーテルスルホン(polyethersulfone)、ポリエチレンテレフタレート(polyethylene terephthalate)及びポリカーボネート(polycarbonate)の中から選択され得る。
透明延性フィルム390の下部に透明保護フィルム380が配置される。透明保護フィルム380は、透明延性フィルム390を支持し、有機発光表示装置300の発光面を保護する。透明保護フィルム380は、光を下部に進行させるために、透明性を有する絶縁性高分子物質からなり得る。例えば、透明保護フィルム380は、ポリイミド、ポリエーテルスルホン、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート及びその他の適した高分子の組み合わせで構成された薄型のプラスチックフィルムで形成され得る。
本発明のまた他の実施例に係る有機発光表示装置300は、ガラス基板110の代わりに透明でフレキシブルな性質を有する透明保護フィルム380及び透明延性フィルム390を含む。これによって、より小さな曲率半径を有して多様なデザインを具現することができる。
図6a乃至図6gは、本発明のまた他の実施例に係る有機発光表示装置の製造方法を説明するための断面図である。図6a乃至図6gに示された有機発光表示装置の製造方法は、図3a乃至図3fに示された有機発光表示装置の製造方法と比較して、透明延性フィルム390及び透明保護フィルム380が使用され、これによる工程上の相違点を除いては、他の構成は実質的に同一であるので、重複した説明は省略する。
図6aを参照すると、キャリアガラス基板310’上に透明延性フィルム390を形成する。このとき、キャリアガラス基板310’は、図3aにおいて説明したものと実質的に同一であるので、重複した説明は省略する。
具体的に、キャリアガラス基板310’上に透明高分子材料をコーティングした後、製膜する。例えば、透明高分子材料は、ポリイミド、ポリエーテルスルホン、ポリエチレンテレフタレート及びポリカーボネートの中から選択され得る。透明高分子材料をスピンコーティング(spin coating)、ロールコーティング(roll coating)方式またはスリットコーティング(slit coating)方式を利用してキャリアガラス基板310’上にコーティングした後、製膜して、透明延性フィルム390を形成する。
一方、以後、図6fにおいて説明するキャリアガラス基板310’と透明延性フィルム390が容易に分離され得るように、キャリアガラス基板310’上に透明高分子材料をコーティングする前にキャリアガラス基板310’上に犠牲層を先に形成してもよい。
図6bを参照すると、透明延性フィルム390上にブラックマトリックスBM及び複数のカラーフィルタ120を形成する。ブラックマトリックスBM、複数のカラーフィルタ120を形成する方法は、キャリアガラス基板310’の代わりに透明延性フィルム390上に形成するという点を除いては、図3aにおいて説明した方法と実質的に同一であるので、重複した説明は省略する。以後、ブラックマトリックスBMと複数のカラーフィルタ120が完成されたキャリアガラス基板310’の全体表面上に第2バッファ層112を形成する。
図6cを参照すると、第2バッファ層112上にタッチセンサ部130を形成する。第2バッファ層112上にタッチセンサ部130を形成する方法は、図3bにおいて説明した方法と実質的に同一であるので、重複した説明は省略する。
図6dを参照すると、タッチセンサ部130の全体表面上に第1バッファ層114を形成し、第1バッファ層114上に薄膜トランジスタTFTを形成する。第1バッファ層114及び薄膜トランジスタTFTを形成する方法は、図3cにおいて説明した方法と実質的に同一であるので、重複した説明は省略する。
図6eを参照すると、薄膜トランジスタTFTが形成されたキャリアガラス基板310’の上部前面に平坦化層146を形成し、平坦化層146上に有機発光素子150及び封止層160を形成する。平坦化層146、有機発光素子150及び封止層160を形成する方法は、図3dにおいて説明した方法と実質的に同一であるので、重複した説明は省略する。
図6fを参照すると、キャリアガラス基板310’を剥離する。例えば、レーザリフトオフ(Laser lift off;LLO)工程を通してキャリアガラス基板310’と透明延性フィルム390を分離することができる。具体的に、キャリアガラス基板310’と透明延性フィルム390との間に非結晶性シリコン(Amorphous Silicon)からなる犠牲層が配置された場合、キャリアガラス基板310’にレーザを照射する。キャリアガラス基板310’に照射されたレーザは、a−Si:Hの反応を誘導し、該当反応で発生した水素(H)によりキャリアガラス基板310’と透明延性フィルム390が互いに分離され得る。
図6gを参照すると、透明延性フィルム390の下部に透明保護フィルム380を形成し、封止層160の上部にカバー基材170を形成する。
本発明の多様な実施例に係る有機発光表示装置は、下記のように説明され得る。
本発明の一実施例に係る有機表示装置は、透明基材、透明基材の上部に配置されるタッチ電極、及びタッチ電極をカバーするタッチ保護層を含むタッチセンサ部、タッチセンサ部の下部または上部に配置され、複数の開口領域を定義するブラックマトリックス、ブラックマトリックスと同一平面上に配置され、複数の開口領域に対応する複数のカラーフィルタ、タッチセンサ部及び複数のカラーフィルタのうちの上側のものの上部に配置される第1バッファ層、第1バッファ層の上部に配置される薄膜トランジスタ、及び薄膜トランジスタの上部に配置され、複数の開口領域に対応する有機発光素子を含む。
本発明の他の特徴によれば、第1バッファ層は、シリコン窒化物(SiNx)、シリコン酸化物(SiOx)及びアルミニウム酸化物(AlOx)からなる群から選択された単層または複層であってよい。
本発明のまた他の特徴によれば、ブラックマトリックス及び複数のカラーフィルタは、タッチセンサ部の下部に配置され、第1バッファ層は、タッチセンサ部上に配置され、複数のカラーフィルタとタッチセンサ部との間に配置されて、複数のカラーフィルタの上部を平坦化する第2バッファ層をさらに含むことができる。
第2のバッファ層はバリアの性質を有する無機材料から形成されてもよい。
本発明のまた他の特徴によれば、タッチ電極は、第2バッファ層上に直接接触するように配置され得る。
本発明のまた他の特徴によれば、ブラックマトリックス及び複数のカラーフィルタは、タッチセンサ部上に配置されてもよい。
複数のカラーフィルタ上に配置されて、複数のカラーフィルタの上部を平坦化する前記第2バッファ層がさらに含んでもよく、第1バッファ層は、第2バッファ層と薄膜トランジスタとの間に配置され得る。
本発明のまた他の特徴によれば、ブラックマトリックスは、タッチ保護層上に直接接触するように配置され得る。
本発明のまた他の特徴によれば、有機発光素子上に配置される封止層及び封止層上に配置されるカバー基材をさらに含むことができる。
本発明のまた他の特徴によれば、透明基材は、ガラス(glass)基板であってよい。
本発明のまた他の特徴によれば、ガラス基板の厚さは、30um乃至200umであってよい。
本発明のまた他の特徴によれば、ガラス基板は、有機発光素子と向かい合う内部面、及び内部面に対向する外部面を含み、ガラス基板は、有機発光表示装置のフォールディングまたはベンディングが可能であるように外部面から内側に形成された開口パターンまたは凹パターンを含むことができる。
本発明のまた他の特徴によれば、ブラックマトリックス及びタッチ電極のいずれか一つは、ガラス基板上に直接接触するように配置され得る。
本発明のまた他の特徴によれば、透明基材は、ポリイミドからなる透明延性フィルムであり、透明延性フィルムの下部に貼り付けられる透明保護フィルムをさらに含むことができる。
本発明のまた他の特徴によれば、有機発光表示装置は、有機発光素子から放出された光が透明基材に放出される下部発光(bottom emission)方式であってよい。
本発明の一実施例に係る有機発光表示装置の製造方法は、キャリアガラス基板の上部にブラックマトリックス、複数のカラーフィルタ及びタッチセンサ部を形成するステップ、複数のカラーフィルタ及びタッチセンサ部の上部に第1バッファ層を形成するステップ、第1バッファ層の上部に薄膜トランジスタを形成するステップ、薄膜トランジスタを覆うように平坦化層を形成するステップ、平坦化層の上部にアノード、有機発光層及びカソードを含む有機発光素子を形成するステップ、及び有機発光素子の上部に封止層を形成するステップを含む。
本発明のまた他の特徴によれば、ブラックマトリックス、複数のカラーフィルタ及びタッチセンサ部を形成するステップは、キャリアガラス基板上に複数の開口領域を定義するようにブラックマトリックスを形成するステップ、複数の開口領域を満たすように複数のカラーフィルタを形成するステップ、複数のカラーフィルタの上部前面に第2バッファ層を形成するステップ、及び第2バッファ層上にタッチ電極を形成し、タッチ電極の上部前面を覆うようにタッチ保護層を形成するステップを含むことができる。
本発明のまた他の特徴によれば、ブラックマトリックス、複数のカラーフィルタ及びタッチセンサ部を形成するステップは、キャリアガラス基板上にタッチ電極を形成し、タッチ電極の上部前面を覆うようにタッチ保護層を形成するステップ、タッチ保護層上に複数の開口領域を定義するようにブラックマトリックスを形成するステップ、及び複数の開口領域を満たすように複数のカラーフィルタを形成するステップを含むことができる。
ブラックマトリクス、複数のカラーフィルタ及びタッチセンサを形成するステップは、複数のカラーフィルタの上部前面に第2バッファ層を形成するステップを含んでもよい。
本発明のまた他の特徴によれば、有機発光素子上に封止層を形成するステップ、及び封止層を形成した後、キャリアガラス基板の厚さが減少するようにキャリアガラス基板の下部面を食刻するステップをさらに含むことができる。
本発明のまた他の特徴によれば、キャリアガラス基板の下部面を食刻するステップによってキャリアガラス基板の厚さが最初400um乃至800umから食刻後30um乃至200umに減少し得る。
本発明のまた他の特徴によれば、キャリアガラス基板の下部面から内側に凹に形成された開口パターンまたは凹パターンを形成するステップをさらに含むことができる。
本発明のまた他の特徴によれば、キャリアガラス基板上にポリイミドをコーティングして透明延性フィルムを形成するステップ;封止層を形成した後、キャリアガラス基板を剥離するステップ;及び透明延性フィルムの下面に透明保護フィルムを配置するステップをさらに含むことができる。
以上、添付の図面を参照して、本発明の実施例をさらに詳細に説明したが、本発明は、必ずしもこのような実施例に限定されるものではなく、本発明の技術思想を外れない範囲内で多様に変形実施され得る。従って、本発明に開示された実施例は、本発明の技術思想を制限するためのものではなく、説明するためのものであり、このような実施例によって本発明の技術思想の範囲が制限されるものではない。それゆえ、以上において記述した実施例は、全ての面で例示的なものであり、制限的ではないものと理解すべきである。本発明の保護範囲は、下記の請求の範囲によって解釈されるべきであり、それと同等な範囲内にある全ての技術思想は、本発明の権利範囲に含まれるものと解釈されるべきである。

Claims (23)

  1. 透明基材;
    前記透明基材の上部に配置されるタッチ電極、及び前記タッチ電極をカバーするタッチ保護層を含むタッチセンサ部;
    前記タッチセンサ部の下部または上部に配置され、複数の開口領域を定義するブラックマトリックス;
    前記ブラックマトリックスと同一平面上に配置され、前記複数の開口領域に対応する複数のカラーフィルタ;
    前記タッチセンサ部及び前記複数のカラーフィルタのうちの上側にあるものの上部に配置される第1バッファ層;
    前記第1バッファ層の上部に配置される薄膜トランジスタ;及び
    前記薄膜トランジスタの上部に配置され、前記複数の開口領域に対応する有機発光素子を含む、有機発光表示装置。
  2. 前記第1バッファ層は、シリコン窒化物(SiNx)、シリコン酸化物(SiOx)及びアルミニウム酸化物(AlOx)からなる群から選択された単層または多層である、請求項1に記載の有機発光表示装置。
  3. 前記ブラックマトリックス及び前記複数のカラーフィルタは、前記タッチセンサ部の下部に配置され、
    前記第1バッファ層は、前記タッチセンサ部上に配置され、
    前記複数のカラーフィルタと前記タッチセンサ部との間に配置されて、前記複数のカラーフィルタの上部を平坦化する第2バッファ層をさらに含む、請求項1に記載の有機発光表示装置。
  4. 前記第2バッファ層がバリアの性質を有する無機材料から形成される、請求項1から3のいずれか一項に記載の有機発光表示装置。
  5. 前記タッチ電極は、前記第2バッファ層上に直接接触するように配置された、請求項3に記載の有機発光表示装置。
  6. 前記ブラックマトリックス及び前記複数のカラーフィルタが、前記タッチセンサ部上に配置された、請求項1に記載の有機発光表示装置。
  7. 前記複数のカラーフィルタ上に配置されて、前記複数のカラーフィルタの上部を平坦化する第2バッファ層をさらに含み、
    前記第1バッファ層は、前記第2バッファ層と前記薄膜トランジスタとの間に配置される、請求項6に記載の有機発光表示装置。
  8. 前記ブラックマトリックスは、前記タッチ保護層上に直接接触するように配置された、請求項6に記載の有機発光表示装置。
  9. 前記有機発光素子上に配置される封止層;及び
    前記封止層上に配置されるカバー基材をさらに含む、請求項1に記載の有機発光表示装置。
  10. 前記透明基材は、ガラス(glass)基板である、請求項1に記載の有機発光表示装置。
  11. 前記ガラス基板の厚さは、30um乃至200umである、請求項10に記載の有機発光表示装置。
  12. 前記ガラス基板は、前記有機発光素子と向かい合う内部面、及び前記内部面に対向する外部面を含み、
    前記ガラス基板は、前記有機発光表示装置のフォールディングまたはベンディングが可能であるように前記外部面から内側に形成された開口パターンまたは凹パターンを含む、請求項11に記載の有機発光表示装置。
  13. 前記ブラックマトリックス及び前記タッチ電極のいずれか一つは、前記ガラス基板上に直接接触するように配置された、請求項10に記載の有機発光表示装置。
  14. 前記透明基材は、ポリイミドからなる透明延性フィルムであり、
    前記透明延性フィルムの下部に貼り付けられる透明保護フィルムをさらに含む、請求項1に記載の有機発光表示装置。
  15. 前記有機発光表示装置は、前記有機発光素子から放出された光が前記透明基材に放出される下部発光(bottom emission)方式である、請求項1に記載の有機発光表示装置。
  16. キャリアガラス基板の上部にブラックマトリックス、複数のカラーフィルタ及びタッチセンサ部を形成するステップ;
    前記複数のカラーフィルタ及び前記タッチセンサ部の上部に第1バッファ層を形成するステップ;
    前記第1バッファ層の上部に薄膜トランジスタを形成するステップ;
    前記薄膜トランジスタを覆うように平坦化層を形成するステップ;
    前記平坦化層の上部にアノード、有機発光層及びカソードを含む有機発光素子を形成するステップ;及び
    前記有機発光素子の上部に封止層を形成するステップを含む、有機発光表示装置の製造方法。
  17. 前記ブラックマトリックス、複数のカラーフィルタ及びタッチセンサ部を形成するステップは、
    前記キャリアガラス基板上に複数の開口領域を定義するように前記ブラックマトリックスを形成するステップ;
    前記複数の開口領域を満たすように前記複数のカラーフィルタを形成するステップ;
    前記複数のカラーフィルタの上部前面に第2バッファ層を形成するステップ;及び
    前記第2バッファ層上にタッチ電極を形成し、前記タッチ電極の上部前面を覆うようにタッチ保護層を形成するステップを含む、請求項16に記載の有機発光表示装置の製造方法。
  18. 前記ブラックマトリックス、複数のカラーフィルタ及びタッチセンサ部を形成するステップは、
    前記キャリアガラス基板上にタッチ電極を形成し、前記タッチ電極の上部前面を覆うようにタッチ保護層を形成するステップ;
    前記タッチ保護層上に複数の開口領域を定義するように前記ブラックマトリックスを形成するステップ;及び
    前記複数の開口領域を満たすように前記複数のカラーフィルタを形成するステップを含む、請求項16に記載の有機発光表示装置の製造方法。
  19. 前記ブラックマトリックス、複数のカラーフィルタ及びタッチセンサを形成するステップはさらに、
    前記複数のカラーフィルタの上部前面に第2バッファ層を形成するステップを含む、請求項16に記載の有機発光表示装置の製造方法。
  20. 前記有機発光素子上に封止層を形成するステップ;及び
    前記封止層を形成した後、前記キャリアガラス基板の厚さが減少するように前記キャリアガラス基板の下部面を食刻するステップをさらに含む、請求項16に記載の有機発光表示装置の製造方法。
  21. 前記キャリアガラス基板の下部面を食刻するステップによって前記キャリアガラス基板の厚さが最初400um乃至800umから食刻後30um乃至200umに減少する、請求項20に記載の有機発光表示装置の製造方法。
  22. 前記キャリアガラス基板の下部面から内側に凹に形成された開口パターンまたは凹パターンを形成するステップをさらに含む、請求項20に記載の有機発光表示装置の製造方法。
  23. 前記キャリアガラス基板上にポリイミドをコーティングして透明延性フィルムを形成するステップ;
    前記封止層を形成した後、前記キャリアガラス基板を剥離するステップ;及び
    前記透明延性フィルムの下面に透明保護フィルムを配置するステップをさらに含む、請求項16に記載の有機発光表示装置の製造方法。
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