JP7228378B2 - 表示装置 - Google Patents

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Description

本発明は、表示装置に関する。
発光素子は、正極（ａｎｏｄｅ）から供給される正孔（ｈｏｌｅ）と陰極（ｃａｔｈｏｄｅ）から供給される電子（ｅｌｅｃｔｒｏｎ）が正極と陰極との間に形成された発光層内で結合されてエキシトン（ｅｘｃｉｔｏｎ）が形成され、このエキシトンが安定化されながら光を放出する素子である。
発光素子は、広い視野角、速い応答速度、薄い厚さ、低消費電力などの様々な長所を有しているため、テレビ、モニター、携帯電話などの多様な電気及び電子装置に幅広く適用されている。
最近は、発光素子を含む可撓性表示装置や使用者に向かう装置の一面の大部分が表示領域である前面表示装置が提供されている。
特開２０１５－３５４１５号公報
本発明は、上記従来技術に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、カメラのようなモジュールが挿入される開口部が表示領域に位置する場合、表示領域の面積が拡張された表示装置を提供し、また開口部を通した外気又は水分の浸透を防止する表示装置を提供することにある。
上記目的を達成するためになされた本発明の一態様による表示装置は、映像を表示する表示領域を含み、プラスチック層及びバリア層を含む基板と、前記表示領域に位置する発光素子と、前記発光素子に重畳する平坦化層、及び画素定義層と、前記画素定義層の上に位置し、少なくとも一つの無機層を含む薄膜封止層と、前記表示領域に位置し、モジュールが挿入されるように前記基板を貫通する開口部と、を備え、前記開口部は、前記開口部の中心に向かう突出部及び陥没部を含み、前記バリア層は、前記突出部で、前記画素定義層及び前記平坦化層のうちの少なくとも一つに重畳する。
前記発光素子は、トランジスタに連結された画素電極と、前記画素電極に重畳する共通電極と、前記画素電極と前記共通電極との間に位置する発光層と、を含み、前記発光層は、前記突出部に重畳し得る。
前記突出部に位置する発光層は、それぞれ異なる色の光を放出する少なくとも２個の有機物質を含み得る。
前記発光層は、前記突出部で切断された形態であり得る。
前記無機層は、前記開口部の外周面に位置し得る。
前記無機層は、少なくとも２層以上の層を含み得る。
前記プラスチック層は、前記バリア層よりも低いＵＶ波長透過率を有し得る。
前記基板は、少なくとも２回交互に積層された前記プラスチック層及び前記バリア層を含み、前記開口部は、少なくとも２個の前記突出部を含み得る。
前記少なくとも２個の前記突出部は、突出程度が異なり得る。
前記少なくとも２個の前記突出部は、前記発光素子から遠くなるほど突出程度が大きくなり得る。
一実施形態による表示装置は、映像を表示する表示領域を含み、プラスチック層及びバリア層を含む基板と、前記表示領域に位置し、ゲート電極、ソース電極、及びドレイン電極を含むトランジスタと、前記トランジスタに連結された画素電極と、前記画素電極に重畳する発光層と、前記表示領域に位置し、モジュールが挿入されるように前記基板を貫通する開口部と、を備え、前記開口部は、前記開口部の中心に向かう突出部及び陥没部を含み、前記バリア層は、前記突出部で、前記ゲート電極、前記ソース電極、及び前記画素電極のうちの少なくとも一つと同一の層に位置する金属補助層に重畳する。
前記表示装置は、前記基板と前記ゲート電極との間に位置するバッファ層と、前記バッファ層の上に位置する半導体層と、前記半導体層と前記ゲート電極との間に位置するゲート絶縁層と、を更に含み得る。
前記バッファ層及び前記ゲート絶縁層のうちの少なくとも一つは、前記金属補助層に重畳し得る。
一実施形態による表示装置の製造方法は、プラスチック層及びバリア層を含む基板を形成する段階と、前記基板上に、トランジスタに連結される画素電極及び前記画素電極に重畳する平坦化層並びに画素定義層を形成する段階と、前記画素定義層及び前記平坦化層のうちの少なくとも一つと前記基板とを貫通する開口部を形成する段階と、を有し、前記開口部の外周面は、前記バリア層が前記開口部の中心に向かって突出する突出部及び前記プラスチック層が陥没する陥没部を含み、前記突出部で、前記画素定義層及び前記平坦化層のうちの少なくとも一つと前記バリア層とが重畳する。
前記開口部を形成する段階は、ＵＶ波長を有するレーザを使用し得る。
前記ＵＶ波長に対する前記プラスチック層の透過率は、前記バリア層の透過率よりも低くあり得る。
前記表示装置の製造方法は、前記画素定義層の上に発光層を形成する段階を更に含み、前記突出部と前記発光層とは、重畳し得る。
前記表示装置の製造方法は、前記発光層の上に薄膜封止層を形成する段階を更に含み、前記薄膜封止層は、少なくとも１層の無機層を含み、前記無機層は、前記開口部の外周面に位置し得る。
前記プラスチック層と前記バリア層とは、少なくとも１回交互に積層され得る。
前記開口部の外周面は、少なくとも１個の突出部を含み得る。
本発明の表示装置によれば、カメラのようなモジュールが挿入される開口部が表示領域に位置する場合、表示領域の面積を増加させた表示装置を提供することができる。また、開口部を通した外気又は水分の浸透を効果的に遮断することができる。
表示装置の概略的な図である。 一実施形態によるモジュールが挿入される開口部に隣接する領域の概略的な断面図である。 図２の実施形態による１画素の断面図である。 図２の第１変形実施例による断面図である。 図４の実施形態による１画素の断面図である。 図２の第２変形実施例による断面図である。 図２の第３変形実施例による断面図である。 一実施形態による表示装置の製造工程の断面図である。 一実施形態による表示装置の製造工程の断面図である。 一実施形態による表示装置の製造工程の断面図である。 一実施例による開口部の平面イメージである。 比較例による開口部の平面イメージである。
以下、本発明を実施するための形態の具体例を、図面を参照しながら詳細に説明する。本発明は様々な異なる形態に実現され、ここで説明する実施形態に限定されない。
本発明を明確に説明するために説明上不必要な部分は省略し、明細書全体に亘って同一又は類似の構成要素については同一の参照符号を付与する。
また、図面に示した各構成の大きさ及び厚さは説明の便宜のために任意に示しており、本発明が必ずしも図示したものに限定されるわけではない。図面では様々な層及び領域を明確に表現するために厚さを拡大して示している。そして図面において、説明の便宜のために、一部の層及び領域の厚さを誇張して示している。
また、層、膜、領域、板などの部分が他の部分の“上に”あるという場合、これは他の部分の“直上に”ある場合だけでなく、その中間にまた他の部分がある場合も含む。逆に、ある部分が他の部分の“直上”にあるという場合は、その中間に他の部分がないことを意味する。また、基準となる部分の“上に”あるということは基準となる部分の上又は下に位置することであり、必ずしも重力の反対方向に向かって“上に”位置することを意味することではない。
また、明細書全体で、ある部分がある構成要素を“含む”という場合、これは特に反対になる記載がない限り、他の構成要素を除くのではなく他の構成要素を更に含むことがあることを意味する。
また、明細書全体で、“平面上”という場合、これは対象部分を上方から見た場合を意味し、“断面上”という場合、これは対象部分を垂直に切断した断面を側方から見た場合を意味する。
以下、図１を参照して、本発明の一実施形態による表示装置について概略的に説明する。図１は、表示装置の概略的な図である。
図１（ａ）による既存の表示装置は、映像を表示する表示領域ＤＡと、表示領域ＤＡを囲む非表示領域ＰＡとを含む。非表示領域ＰＡには、カメラＣ及びセンサーＳのようなモジュールが位置する。
図１（ｂ）を参照すると、本実施形態による表示装置は、表示装置の前面（Ｆｒｏｎｔ Ｓｉｄｅ）の大部分が表示領域ＤＡである。図１（ａ）とは異なり、表示装置の前面の外郭まで表示領域ＤＡに拡張された表示装置である。本実施形態による表示装置は、表示装置の一面の大部分が表示領域ＤＡに提供され、表示領域ＤＡの外郭の一部だけが非表示領域ＰＡである。
本実施形態による表示装置は、表示領域ＤＡに位置するカメラＣ及びセンサーＳを含む。カメラＣ及びセンサーＳのようなモジュールは、映像を表示する表示領域ＤＡに位置する。
以下、図２及び図３を参照して、表示領域に位置する１画素と、１画素に隣接してモジュール（カメラ、センサーなど）が挿入される開口部ＯＰについて説明する。図２は、一実施形態によるモジュールが挿入される開口部に隣接する領域の概略的な断面図であり、図３は、図２の実施形態による１画素の断面図である。
以下、開口部ＯＰが位置する表示領域で、後述する基板１１０と画素定義層３６０との間に位置する構成要素を含む積層構造体ＳＡが一部除去された領域を開口部ＯＰの隣接領域ＡＡと称す。
開口部ＯＰの隣接領域ＡＡの直径は、開口部ＯＰの直径よりも大きい。一例として、開口部ＯＰの直径は約１～約４ｍｍであり、開口部ＯＰの隣接領域ＡＡの直径は開口部ＯＰの直径＋２００μｍである。
図２を参照すると、本実施形態による基板１１０はポリマーを含む透明な絶縁基板である。基板１１０は可撓性を有する。
基板１１０は、第１プラスチック層１１０ａ、第１バリア層１１０ｂ、第２プラスチック層１１０ｃ、及び第２バリア層１１０ｄを含む。本明細書では、プラスチック層とバリア層とが２回交互に積層された構造の基板について説明するが、これに限定されず、１回交互に積層された構造を含むか又は３回以上交互に積層された構造を含んでもよい。
第１プラスチック層１１０ａ及び第２プラスチック層１１０ｃは、ポリイミド（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）、ポリエチレンナフタレート（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ ｎａｐｈｔｈａｌａｔｅ）、ポリエチレンテレフタレート（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ：ＰＥＴ）、ポリアリレート（ｐｏｌｙａｒｙｌａｔｅ）、ポリカーボネート（ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ）、ポリエーテルイミド（Ｐｏｌｙｅｔｈｅｒ Ｉｍｉｄｅ：ＰＥＩ）、ポリエーテルスルホン（ｐｏｌｙｅｔｈｅｒｓｕｌｆｏｎｅ）などを含む。
第１プラスチック層１１０ａ及び第２プラスチック層１１０ｃはガラス基板に比べて水分や酸素を簡単に透過させる。
このような短所を補完するために、第１プラスチック層１１０ａの上に第１バリア層１１０ｂが位置し、第２プラスチック層１１０ｃの上に第２バリア層１１０ｄが位置する。
第１バリア層１１０ｂ及び第２バリア層１１０ｄは、それぞれ金属酸化物、シリコン窒化物、シリコン酸化物などのような無機物質を含む。一例として、第１バリア層１１０ｂ及び第２バリア層１１０ｄは、ＡｌＯ３、ＳｉＯＸ、ＳｉＮｘなどのような無機物質を含む。第１バリア層１１０ｂ及び第２バリア層１１０ｄは、それぞれ単一層であってもよく、複数層であってもよい。
開口部ＯＰの隣接領域ＡＡには、基板１１０と画素定義層３６０との間に位置する構成要素を含む積層構造体ＳＡが位置しない。積層構造体ＳＡは、バッファ層１１１、トランジスタＴｒ、画素電極１９１などを含む。これについては、図３を参照して、以下でより詳しく説明する。
再び図２を参照すると、開口部ＯＰは、基板１１０、画素定義層３６０、発光層３７０、及び共通電極２７０を貫通する。開口部ＯＰにはカメラ又はセンサーのようなモジュールが挿入される。
開口部ＯＰの外周面は凹凸を含む。具体的に、画素定義層３６０及びバリア層（１１０ｂ、１１０ｄ）が開口部ＯＰの内側（又は中心）に向かって凸の形態を有する突出部（“Ａ１”、“Ａ２”）を含む。また、開口部ＯＰの外周面は、プラスチック層（１１０ａ、１１０ｃ）がバリア層（１１０ｂ、１１０ｄ）に比べて凹むように形成された陥没部（“Ｂ１”、“Ｂ２”）を含む。
第２プラスチック層１１０ｃが有する陥没部“Ｂ１”は、第１プラスチック層１１０ａが有する陥没部“Ｂ２”よりもオーバーエッチングされた形態を有する。第２プラスチック層１１０ｃが有する陥没部“Ｂ１”の大きさは、第１プラスチック層１１０ａが有する陥没部“Ｂ２”の大きさよりも大きい。
また、第２バリア層１１０ｄが有する突出部“Ａ１”は、第１バリア層１１０ｂが有する突出部“Ａ２”よりもオーバーエッチングされた形態を有する。第１バリア層１１０ｂが有する突出部“Ａ２”は、第２バリア層１１０ｄが有する突出部“Ａ１”よりも開口部ＯＰに向かって更に突出する形態を有する。発光素子から遠くなるほど突出する程度がより大きな形態を有する。
開口部ＯＰを形成する工程で使用されるレーザはガウシアン形状を有する。即ち、一実施形態によるレーザは、基板１１０の最低面に近いほど幅が小さい形態を有する。このような形態によると、複数の突出部が有する突出程度が異なり、一例として、基板１１０の最低面に近いほど、より突出する形態を有する。しかし、これに限定されず、他の形態のレーザが使用される場合、突出部及び陥没部の形態が変形されることは勿論である。
平面上で、画素定義層３６０及びバリア層（１１０ｂ、１１０ｄ）が有する開口部の大きさは、プラスチック層（１１０ａ、１１０ｃ）が有する開口部の大きさよりも小さい。バリア層（１１０ｂ、１１０ｄ）とプラスチック層（１１０ａ、１１０ｃ）との間にはアンダーカット（ｕｎｄｅｒ ｃｕｔ）が形成される。プラスチック層（１１０ａ、１１０ｃ）と開口部ＯＰとの間の境界はバリア層（１１０ｂ、１１０ｄ）と開口部ＯＰとの間の境界よりも開口部ＯＰの中心から離隔した形態を有する。
バリア層（１１０ｂ、１１０ｄ）とプラスチック層（１１０ａ、１１０ｃ）とは互いに異なるＵＶ波長透過率を有する。一例として、ＵＶ波長に対するプラスチック層（１１０ａ、１１０ｃ）の透過率は、バリア層（１１０ｂ、１１０ｄ）の透過率よりも低い。プラスチック層（１１０ａ、１１０ｃ）は、より多量のＵＶ波長を吸収することによって、バリア層（１１０ｂ、１１０ｄ）よりも多くの量がエッチングされる。これにより、プラスチック層（１１０ａ、１１０ｃ）に陥没部（“Ｂ１”、“Ｂ２”）が形成され、バリア層（１１０ｂ、１１０ｄ）に突出部（“Ａ１”、“Ａ２”）が形成される。
バリア層（１１０ｂ、１１０ｄ）が位置する領域に突出部（“Ａ１”、“Ａ２”）が形成される。本実施形態による基板１１０は、少なくとも２個のバリア層（１１０ｂ、１１０ｄ）を含む。これにより、開口部ＯＰは少なくとも２個の突出部（“Ａ１”、“Ａ２”）を含む。
第２バリア層１１０ｄを含む突出部“Ａ１”は、画素定義層３６０に重畳する。画素定義層３６０は、第２バリア層１１０ｄに重畳しながら、突出部“Ａ１”を形成する第２バリア層１１０ｄの端部が損傷することを防止する。
突出部Ａ１は、開口部ＯＰに隣接するように位置する発光層３７０に重畳する。発光層３７０は、有機物質を含み、一実施例として、それぞれ異なる色の光を放出する少なくとも２個の有機物質を含む。具体的に、映像を放出する領域に位置してそれぞれ異なる色の光を放出する有機物質が、突出部“Ａ１”の複数の層に積層される。一例として、赤色を放出する有機物質、緑色を放出する有機物質、及び青色を放出する有機物質のうちの少なくとも１個の有機物質が位置する。
発光層３７０は、開口部ＯＰで切断された形態を有する。開口部ＯＰで発光層３７０が突出部（“Ａ１”、“Ａ２”）及び陥没部（“Ｂ１”、“Ｂ２”）に沿って連続的な形態を有する場合、開口部ＯＰを通じて発光層３７０に外気又は水分などが侵入するが、本発明の実施形態のように、突出部（“Ａ１”、“Ａ２”）及び陥没部（“Ｂ１”、“Ｂ２”）が安定的に形成される場合、発光層３７０は開口部ＯＰで切断された形態を有し、発光層３７０を通じて外気又は水分が侵入することを遮断する。
本明細書では、突出部“Ａ１”と画素定義層３６０及び発光層３７０とが重畳する実施例を説明したが、これに限定されず、後述する積層構造体ＳＡを含む構成要素の一部が突出部“Ａ１”に位置することもできる。
本実施形態による薄膜封止層４００は、図３に示すように無機層４１０及び有機層４２０を含む。無機層４１０は、第１無機層４１０ａ及び第２無機層４１０ｂを含む。この場合、第１無機層４１０ａ及び第２無機層４１０ｂのうちの少なくとも一つは開口部ＯＰに位置する。一実施例として、開口部ＯＰに第１無機層４１０ａ及び第２無機層４１０ｂが位置する。第１無機層４１０ａ及び第２無機層４１０ｂが同一の物質を含む実施例で一つの層として示す。
無機層４１０は、開口部ＯＰの外周面に沿って位置する。一例として、無機層４１０は、モジュールが挿入される前の開口部ＯＰの外周面全体をカバーするように位置する。無機層４１０は、開口部ＯＰを通じて外気又は水分などが侵入することを遮断する。
以下、図３を参照して、積層構造体ＳＡ及び他の構成要素についてより詳しく説明する。
上述した基板１１０の上にバッファ層１１１が位置する。一実施例として、バッファ層１１１は省略される。バッファ層１１１は、酸化ケイ素、窒化ケイ素などのような無機物質を含む。バッファ層１１１は、単一層であってもよく、複数層であってもよい。
バッファ層１１１は、基板１１０の一面を平坦にし、また後述する半導体層１５４の特性を劣化させる不純物の拡散を防止して水分などの浸透を防止する。
バッファ層１１１の上にトランジスタＴｒの半導体層１５４が位置する。半導体層１５４は、チャンネル領域１５２と、チャンネル領域１５２の両側に位置してドーピングされたソース領域１５３及びドレイン領域１５５とを含む。半導体層１５４は、多結晶シリコン、非晶質シリコン、又は酸化物半導体を含む。
図示していないが、基板１１０と半導体層１５４との間には遮光電極が位置する。遮光電極は、外部光が半導体層１５４に到達することを遮断して、半導体層１５４の特性低下を防止し、トランジスタＴｒの漏洩電流を最少化する。
半導体層１５４の上にはゲート絶縁層１４１が位置する。ゲート絶縁層１４１は、基板１１０の前面に重畳して位置する。ゲート絶縁層１４１は、酸化ケイ素（ＳｉＯｘ）、窒化ケイ素（ＳｉＮｘ）などの無機絶縁物質を含む。
ゲート絶縁層１４１の上には、トランジスタＴｒのゲート電極１２４を含むゲート導電体が位置する。ゲート電極１２４は、半導体層１５４のチャンネル領域１５２に重畳する。
ゲート導電体は、モリブデン（Ｍｏ）、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、クロム（Ｃｒ）、タンタル（Ｔａ）、チタニウム（Ｔｉ）などの金属や金属合金を含む。ゲート導電体は、単一層又は多重層に形成される。
ゲート電極１２４の上に無機絶縁物質又は有機絶縁物質を含む層間絶縁膜１６０が位置する。
層間絶縁膜１６０の上にはトランジスタＴｒのソース電極１７３及びドレイン電極１７５、データ線（図示せず）、駆動電圧線（図示せず）などを含むデータ導電体が位置する。ソース電極１７３及びドレイン電極１７５は、層間絶縁膜１６０及びゲート絶縁層１４１が有するコンタクトホール（６３、６５）を通して半導体層１５４のソース領域１５３及びドレイン領域１５５にそれぞれ連結される。
データ導電体は、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、ニッケル（Ｎｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、チタニウム（Ｔｉ）、クロム（Ｃｒ）、タンタル（Ｔａ）などの金属や金属合金を含む。データ導電体は、単一層又は多重層（例えば、Ｔｉ／Ａｌ／Ｔｉ、Ｍｏ／Ａｌ／Ｍｏ、Ｍｏ／Ｃｕ／Ｍｏなど）で形成される。
ゲート電極１２４、ソース電極１７３、及びドレイン電極１７５は半導体層１５４と共にトランジスタＴｒをなす。図示したトランジスタは、発光表示装置の画素の駆動トランジスタである。図示したトランジスタは、ゲート電極１２４が半導体層１５４よりも上に位置することから、トップゲート型（ｔｏｐ－ｇａｔｅ）トランジスタと呼ばれる。トランジスタの構造はこれに限定されるものではなく、多様に変えることができ、例えばゲート電極が半導体の下方に位置するボトムゲート型（ｂｏｔｔｏｍ－ｇａｔｅ）トランジスタでもよい。
層間絶縁膜１６０及びデータ導電体の上には平坦化層１８０が位置する。平坦化層１８０は、その上に形成される発光素子の発光効率を上げるために段差をなくし、平坦化させる役割をする。平坦化層１８０はトランジスタＴｒを覆う。
平坦化層１８０は、一例として有機絶縁物質を含む。有機絶縁物質は、ポリイミド（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）、ポリアミド（ｐｏｌｙａｍｉｄｅ）、ポリアクリレート（ｐｏｌｙａｃｒｙｌａｔｅ）、ポリフェニレンエーテル（ｐｏｌｙｐｈｅｎｙｌｅｎｅ ｅｔｈｅｒ）、ポリフェニレンスルフィド（ｐｏｌｙｐｈｅｎｙｌｅｎｅ ｓｕｌｆｉｄｅ）、不飽和ポリエステル（ｕｎｓａｔｕｒａｔｅｄ ｐｏｌｙｅｓｔｅｒ）、エポキシ樹脂、フェノール樹脂などを含むが、これに限定されない。
平坦化層１８０の上には画素電極１９１が位置する。画素電極１９１は、平坦化層１８０が有するコンタクトホール８１を通じてトランジスタＴｒのドレイン電極１７５に連結される。
画素電極１９１は、反射性導電物質又は半透過性導電物質を含んでもよく、透明な導電物質を含んでもよい。一例として、画素電極１９１は、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）のような透明導電物質、リチウム（Ｌｉ）、カルシウム（Ｃａ）、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、マグネシウム（Ｍｇ）、及び金（Ａｕ）のような金属のうちの少なくとも一つを含む。
平坦化層１８０及び画素電極１９１の上には画素定義層３６０が位置する。画素定義層３６０は、画素電極１９１の一部分に重畳する開口部分９１を有する。画素定義層３６０の開口部分９１は、画素に対応する領域を限定する。
画素定義層３６０は、上述のように開口部ＯＰに含まれる突出部“Ａ１”で第２バリア層１１０ｄに重畳する。以下、開口部ＯＰに隣接する領域における画素定義層３６０に対する説明は省略する。
画素定義層３６０は、ポリイミド、ポリアクリレート、ポリアミドのような有機絶縁物質を含む。
画素電極１９１の上には発光層３７０が位置する。発光層３７０は、発光領域を含み、追加的に正孔注入領域、正孔輸送領域、電子注入領域、及び電子輸送領域のうちの少なくとも一つを含む。
発光層３７０は、赤色、緑色、及び青色などの基本色の光を固有に発する有機物質で形成され、それぞれ異なる色の光を発する複数の有機物質が積層された構造を有する。
発光層３７０は、上述のように開口部ＯＰに隣接する領域に位置し、特に突出部“Ａ１”に重畳する。以下、上述した説明については省略する。
発光層３７０の上には、共通電圧を伝達する共通電極２７０が位置する。共通電極２７０は、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）のような透明導電物質を含む。共通電極２７０は、カルシウム（Ｃａ）、バリウム（Ｂａ）、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）などの金属を薄く積層して光透過性を有するように形成する。図示していないが、共通電極２７０の上には、少なくとも一つの保護層又は機能層が位置する。
各画素の画素電極１９１、発光層３７０、及び共通電極２７０は発光ダイオードの発光素子（ＯＬＥＤ）をなす。画素電極１９１は正孔注入電極のアノード（ａｎｏｄｅ）であり、共通電極２７０は電子注入電極のカソード（ｃａｔｈｏｄｅ）である。これとは反対に、画素電極１９１がカソードであってもよく、共通電極２７０がアノードであってもよい。画素電極１９１及び共通電極２７０からそれぞれ正孔及び電子が発光層３７０の内部に注入され、注入された正孔と電子とが結合されたエキシトン（ｅｘｉｔｏｎ）が励起状態から基底状態に落ちる時に発光する。
共通電極２７０の上に薄膜封止層４００が位置する。薄膜封止層４００は複数の無機層を含むか又は無機層と有機層とが交互に積層された構造を含む。一実施形態として、薄膜封止層４００は無機層４１０及び有機層４２０を含む。一例として、順に積層された第１無機層４１０ａ、有機層４２０、及び第２無機層４１０ｂを含む。薄膜封止層４００は、少なくとも２層の無機層（４１０ａ、４１０ｂ）間に、少なくとも１層の有機層４２０が挿入されたサンドイッチ構造を少なくとも一つ含む。但し、このような実施形態に限定されず、多様な積層構造が可能であることは勿論である。薄膜封止層４００において、外部に露出した最上層は無機層である。これは、発光素子に対する透湿を防止するためである。
無機層４１０は、金属酸化物又は金属窒化物を含む。一例として、無機層４１０は、ＳｉＮｘ、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２のうちのいずれか一つを含む。
有機層４２０は、高分子を含み、一例として、ポリエチレンテレフタレート、ポリイミド、ポリカーボネート、エポキシ、ポリエチレン、及びポリアクリレートのうちのいずれか一つを含む。
本明細書では、共通電極２７０の真上に薄膜封止層４００が位置する実施形態について示したが、これに限定されず、共通電極２７０と薄膜封止層４００との間に別途の充填材、接着剤などが位置してもよい。
以下、図４～図７を参照して図２の変形実施例による表示装置について説明する。図４は、図２の第１変形実施例による断面図であり、図５は、図４の実施形態による１画素の断面図である。図６は、図２の第２変形実施例による断面図であり、図７は、図２の第３変形実施例による断面図である。
先ず、図４及び図５を参照すると、開口部ＯＰが位置する隣接領域ＡＡで第２バリア層１１０ｄの上に平坦化層１８０が位置する。平坦化層１８０は、図５に示すように、発光素子（ＯＬＥＤ）に重畳する領域から開口部ＯＰが位置する領域まで延長された形態を有する。しかし、これに限定されず、平坦化層１８０は、発光素子（ＯＬＥＤ）が位置する領域及び開口部ＯＰが位置するそれぞれの領域から離隔した形態を有してもよい。
一実施形態による平坦化層１８０は、有機物質を含む。一例として、平坦化層１８０は、ポリイミド（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）、ポリアミド（ｐｏｌｙａｍｉｄｅ）、ポリアクリレート（ｐｏｌｙａｃｒｙｌａｔｅ）、ポリフェニレンエーテル（ｐｏｌｙｐｈｅｎｙｌｅｎｅ ｅｔｈｅｒ）、ポリフェニレンスルフィド（ｐｏｌｙｐｈｅｎｙｌｅｎｅ ｓｕｌｆｉｄｅ）、不飽和ポリエステル（ｕｎｓａｔｕｒａｔｅｄ ｐｏｌｙｅｓｔｅｒ）、エポキシ樹脂、及びフェノール樹脂のうちの少なくとも一つを含むが、これに限定されない。
突出部“Ａ１”に重畳する平坦化層１８０は、製造工程中の第２バリア層１１０ｄの端部を保護する。第２バリア層１１０ｄの端部は、平坦化層１８０に重畳しながら、開口部ＯＰの中心に向かって突出した形態を有する。
次に、図６を参照すると、開口部ＯＰの隣接領域ＡＡで第２バリア層１１０ｄの上にバッファ層１１１及びゲート絶縁層１４１が位置する。上記図４及び図５を通して説明したように、画素が位置する領域に位置するバッファ層１１１及びゲート絶縁層１４１が、モジュールが挿入される開口部ＯＰの隣接領域ＡＡまで延長された形態を有する。
突出部“Ａ１”に位置するゲート絶縁層１４１の上に金属補助層１２９が位置する。金属補助層１２９は、ゲート電極１２４を含むゲート導電体と同一層に位置する。一実施形態として、金属補助層１２９は、ゲート導電体と同一の物質を含み、同一の工程で形成される。
金属補助層１２９は、第２バリア層１１０ｄに重畳する。第２バリア層１１０ｄに重畳する金属補助層１２９は、開口部ＯＰを形成する工程で第２バリア層１１０ｄの端部が損傷することを防止する。第２バリア層１１０ｄと第２プラスチック層１１０ｃとの間にアンダーカットが安定的に形成されることを助ける。
金属補助層１２９、ゲート絶縁層１４１、バッファ層１１１、及び第２バリア層１１０ｄは、実質的に整列された形態の周縁を有する。
発光層３７０は、画素定義層３６０と共通電極２７０との間に位置する。また、発光層３７０の一部３７９は、第１バリア層１１０ｂの端部に位置する。発光層３７０を形成する工程で開口部ＯＰの上に発光層３７０をなす有機物質が位置する。この場合、有機物質の一部は、開口部ＯＰの中心に向かって突出した第１バリア層１１０ｂの上に位置する。
一実施形態によると、開口部ＯＰの上に発光層３７０をなす有機物質が位置する場合にも、第１バリア層１１０ｂに位置する有機物質と第２バリア層１１０ｄの上に位置する有機物質とが離隔されるか又は切断された形態を有する。これによって、延長された形態の発光層３７０を通じて外気又は水分が侵入する現象を防止することができる。
次に、図７を参照すると、開口部ＯＰが位置する隣接領域ＡＡで第２バリア層１１０ｄの上に金属補助層１７９が位置する。本実施形態では、第２バリア層１１０ｄの真上に金属補助層１７９が位置する実施形態について示したが、これに限定されず、第２バリア層１１０ｄと金属補助層１７９との間にバッファ層１１１及びゲート絶縁層１４１のうちの少なくとも一つが位置してもよい。
金属補助層１７９は、データ導電体と同一の物質を含んでもよく、画素電極１９１と同一の物質を含んでもよい。金属補助層１７９がデータ導電体と同一の物質を含む場合、データ導電体の製造工程と同一の工程で形成される。また、金属補助層１７９が画素電極１９１と同一の物質を含む場合、画素電極１９１の製造工程と同一の工程で形成される。
以下、図８～図１０を参照して、一実施形態による表示装置の製造方法について説明する。図８、図９、及び図１０は、それぞれ表示装置の製造工程の断面図である。
図８を参照すると、第１プラスチック層１１０ａ、第１バリア層１１０ｂ、第２プラスチック層１１０ｃ、及び第２バリア層１１０ｄを含む基板１１０を準備する。一実施形態として、基板１１０の背面にキャリアガラス（図示せず）を位置させることもできる。
基板１１０の上にトランジスタ及びトランジスタに連結される画素電極を含む積層構造体ＳＡを形成する。以降、積層構造体ＳＡは開口部が形成される領域には位置しない。その後、基板１１０の前面に重畳するように画素定義層３６０を形成する。
次に、図９に示すように、画素定義層３６０及び基板１１０を貫通する開口部ＯＰを形成する。開口部ＯＰは、いかなる方法で形成されてもよく、湿式エッチング工程、乾式エッチング工程、レーザエッチング工程などが利用される。一例として、ＵＶ波長を有するレーザエッチング工程が利用される。
この場合、ＵＶ波長に対する第１プラスチック層１１０ａ及び第２プラスチック層１１０ｃの透過率は、第１バリア層１１０ｂ及び第２バリア層１１０ｄの透過率よりも低い。ＵＶ波長を有するレーザは、第１プラスチック層１１０ａ及び第２プラスチック層１１０ｃを第１バリア層１１０ｂ及び第２バリア層１１０ｄよりもオーバーエッチングする。第２バリア層１１０ｄと第２プラスチック層１１０ｃとの間、及び第１バリア層１１０ｂと第１プラスチック層１１０ａとの間にアンダーカットが形成される。
所定のレーザを使用する場合、第２プラスチック層１１０ｃのエッチング程度は、第１プラスチック層１１０ａのエッチング程度よりも大きい。これと同様に、第２バリア層１１０ｄのエッチング程度は、第１バリア層１１０ｂのエッチング程度よりも大きい。従って、第１プラスチック層１１０ａは、第２プラスチック層１１０ｃに比べて、開口部ＯＰの中心に近く位置し、第１バリア層１１０ｂも第２バリア層１１０ｄよりも開口部ＯＰの中心に隣接して位置する。第１プラスチック層１１０ａ及び第１バリア層１１０ｂが、第２プラスチック層１１０ｃ及び第２バリア層１１０ｄに比べて突出した形態を有する。
開口部ＯＰは、第１バリア層１１０ｂ及び第２バリア層１１０ｄが突出した領域で突出部“Ａ”を有し、オーバーエッチングされた第１プラスチック層１１０ａ及び第２プラスチック層１１０ｃが位置する領域で陥没部“Ｂ”を有する。
特に、第２バリア層１１０ｄが位置する突出部“Ａ”は、画素定義層３６０に重畳する。突出した第２バリア層１１０ｄの端部は、エッチング工程で使用されるレーザなどによって損傷する可能性がある。本実施形態による第２バリア層１１０ｄの端部は、画素定義層３６０に重畳することによってエッチング工程を通じた損傷を防止し、より安定的に突出する形態を有する。
次に、図１０に示すように、画素定義層３６０の上に発光層３７０を形成する。開口部ＯＰは突出部“Ａ”と陥没部“Ｂ”とを含むため、発光層３７０は開口部ＯＰに沿って連結されずに突出部“Ａ”で切断された形態を有する。
発光層３７０は有機物質を含む。開口部ＯＰに隣接して位置する発光層３７０は、水分などが侵入し、連続的な形態を有する場合、画素をなす発光層３７０が損傷するという問題が発生する。
本実施形態によると、基板１１０は安定的に形成された突出部“Ａ”と陥没部“Ｂ”とを含むことによって、有機物質を含む発光層３７０が連続的に形成されずに開口部ＯＰで切断される形態を有する。発光素子に侵入する水分などを防止して素子の信頼性を向上させることができる。
本明細書では図示していないが、発光層３７０を形成する工程で第１バリア層１１０ｂの端部にも発光層３７０を形成する有機物質の一部が位置する実施例も可能である。
その後、発光層３７０の上に共通電極２７０を形成し、薄膜封止層４００を形成して、図２及び図３に示したような表示装置を提供する。
具体的に、本実施形態による薄膜封止層４００は、第１無機層４１０ａ、有機層４２０、及び第２無機層４１０ｂを含む。有機層４２０は、一実施形態として、プリンティング工程で形成される。有機層４２０は、開口部ＯＰに隣接する領域には位置しない。
開口部ＯＰにも位置する無機層４１０は、第１無機層４１０ａ及び第２無機層４１０ｂのうちの少なくとも一つを含む。無機層４１０は、第１無機層４１０ａ及び第２無機層４１０ｂの両方を含むが、第１無機層４１０ａと第２無機層４１０ｂとが同の一物質を含む場合、別途の層に区分されない。
本明細書では、図２及び図３の実施形態による製造方法を説明したが、他の実施形態による表示装置も同様の方法を通して製造可能であることは勿論である。
以下、図１１及び図１２を参照して、本発明の実施例及び比較例による開口部について考察する。図１１は、一実施例による開口部の平面イメージであり、図１２は、比較例による開口部の平面イメージである。
図１１を参照すると、開口部に隣接する領域に突出部が均一に形成されていることが分かる。しかし、図１２のイメージを参照すると、無機膜が不均一に損傷して突出部が安定的に形成されないことが分かる。
突出部が安定的に形成されない場合、発光層が開口部の外周面に沿って連続的に形成される。これによって、外気や水分が開口部に位置する発光層を通して流入する。流入した外気又は水分は、発光層に沿って移動して画素領域に位置する発光層を損傷させ、表示品質を低下させる。
本実施形態による表示装置は、安定的に形成された突出部及び陥没部を含む開口部を有する。特に、突出部は、バリア層の上に位置する画素定義層又は平坦化層を通して端部の損傷がなく突出する形態を有する。或いは、突出部は、ゲート導電体、データ導電体、及び画素電極のうちのいずれか一つと同一の物質を含む金属補助層を通して端部の損傷がなく突出する形態を有する。このような形態の開口部では、発光層が遮断され、画素領域に位置する発光層と連続的に形成されない。従って、連結された形態の発光層を通して外気又は水分が侵入することによる画素領域に位置する発光素子の損傷誘発を防止することができる。
以上、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明したが、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的範囲から逸脱しない範囲内で多様に変更実施することが可能である。
６３、６５、８１ コンタクトホール
９１ 開口部分
１１０ 基板
１１０ａ、１１０ｃ プラスチック層
１１０ｂ、１１０ｄ バリア層
１１１ バッファ層
１２４ ゲート電極
１２９、１７９ 金属補助層
１４１ ゲート絶縁層
１５２ チャンネル領域
１５３ ソース領域
１５４ 半導体層
１５５ ドレイン領域
１６０ 層間絶縁膜
１７３ ソース電極
１７５ ドレイン電極
１８０ 平坦化層
１９１ 画素電極
２７０ 共通電極
３６０ 画素定義層
３７０ 発光層
３７９ 発光層の一部
４００ 薄膜封止層
４１０ 無機層
４１０ａ 第１無機層
４１０ｂ 第２無機層
４２０ 有機層
ＤＡ 表示領域
ＯＬＥＤ 発光素子
ＯＰ 開口部
ＰＡ 非表示領域
ＳＡ 積層構造体

Claims (10)

  1. 映像を表示する表示領域を含み、プラスチック層及びバリア層を含む基板と、
    前記表示領域に位置する発光素子と、
    前記発光素子に重畳する平坦化層、及び画素定義層と、
    前記画素定義層の上に位置し、少なくとも一つの無機層を含む薄膜封止層と、
    前記表示領域に位置し、モジュールが挿入されるように前記基板を貫通する開口部と、を備え、
    前記開口部は、前記画素定義層及び前記バリア層が前記開口部の中心に向かって凸の形態を有するように形成された突出部、及び前記開口部の外周面に前記プラスチック層が前記バリア層に比べて凹むように形成された陥没部を含み、
    前記バリア層は、前記突出部で、前記画素定義層及び前記平坦化層のうちの少なくとも一つに重畳することを特徴とする表示装置。
  2. 前記発光素子は、
    トランジスタに連結された画素電極と、
    前記画素電極に重畳する共通電極と、
    前記画素電極と前記共通電極との間に位置する発光層と、を含み、
    前記発光層は、前記突出部に重畳することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
  3. 前記突出部に位置する発光層は、それぞれ異なる色の光を放出する少なくとも２個の有機物質を含むことを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
  4. 前記発光層は、前記突出部で切断された形態であることを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
  5. 前記無機層は、前記開口部の外周面に位置することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
  6. 前記無機層は、少なくとも２層以上の層を含むことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
  7. 前記プラスチック層は、前記バリア層よりも低いＵＶ波長透過率を有することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
  8. 前記基板は、少なくとも２回交互に積層された前記プラスチック層及び前記バリア層を含み、
    前記開口部は、少なくとも２個の前記突出部を含むことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
  9. 前記少なくとも２個の前記突出部は、突出程度が異なることを特徴とする請求項８に記載の表示装置。
  10. 前記少なくとも２個の前記突出部は、前記発光素子から遠くなるほど突出程度が大きくなることを特徴とする請求項８に記載の表示装置。
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