KR102392604B1 - 유기 발광 표시 장치 및 이의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치는 기판 상의 유기 발광 소자, 유기 발광 소자 상의 제1 무기물층, 제1 무기물층 상의 제1 버퍼층, 제1 버퍼층 상의 제2 버퍼층, 제1 버퍼층 및 제2 버퍼층 사이에 위치하는 흡습제 및 제2 버퍼층 상의 제2 무기물층을 포함한다. 흡습제가 제1 버퍼층 및 제2 버퍼층 사이에 배치됨으로써, 흡습제가 수분을 흡수하여 팽창되더라도, 제1 무기물층 및 제2 무기물층에 직접 압력을 가하지 않게 되어, 제1 무기물층 및 제2 무기물층의 크랙 발생이 감소한다. 이에 따라 유기 발광 표시 장치의 내구성이 향상될 수 있다.

Description

유기 발광 표시 장치 및 이의 제조 방법{ORGANIC LIGHT EMITTING DISPLAY APPARATUS AND MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 유기 발광 표시 장치 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 내구성이 향상된 유기 발광 표시 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
유기 발광 표시 장치(Organic Light Emitting Display; OLED)는 자체 발광형 표시 장치로서, 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display; LCD)와는 달리 별도의 광원이 필요하지 않아 경량 박형으로 제조 가능하다. 또한, 유기 발광 표시 장치는 저전압 구동에 따라 소비 전력 측면에서 유리할 뿐만 아니라, 응답 속도, 시야각 및 대비비(contrast ratio)도 우수하여, 차세대 디스플레이로서 연구되고 있다.
탑 에미션(top-emission) 방식의 유기 발광 표시 장치의 경우, 유기 발광층에서 발광된 빛을 상부로 발광시키기 위해 캐소드로 투명 또는 반투명 특성의 전극을 사용한다. 또한, 유기 발광 표시 장치의 신뢰성을 확보하기 위해, 빛을 발광하는 유기 발광층을 포함하는 유기 발광 소자 상에는 유기 발광층 등을 수분이나 물리적인 충격, 제조 공정시 발생할 수 있는 이물로부터 보호하기 위한 봉지부가 형성된다. 탑 에미션 방식의 유기 발광 표시 장치에서, 봉지부는 유리 봉지부, 또는 수분 침투를 지연시키도록 투습도를 높이기 위한 무기물층과 유기물의 유기물층이 교번하여 적층되는 박막 봉지 구조의 봉지부 등이 사용된다.
무기물층과 유기물층이 교번하여 적층되는 박막 봉지 구조는 얇은 두께와 플렉서블(flexible) 유기 발광 표시 장치를 구현할 수 있는 이점이 있어 널리 연구되고 있다.
[관련기술문헌]
1. 표시 장치 및 그 제조 방법(한국특허출원번호 제2013-0003509호)
플렉서블 유기 발광 표시 장치의 내구성을 확보하기 위해서는 유기 발광 표시 장치가 반복적인 휨에도 구성 요소들이 변형되지 않거나 변형되더라도 기능을 유지할 수 있어야 한다. 그러나, 유기 발광 표시 장치가 휘는 경우, 그 응력에 의해 구성 요소들에 크랙이 생기거나 배선이 단선될 수도 있다. 응력을 감소시키기 위해서는 유기 발광 표시 장치의 두께를 감소시키는 것이 유리할 수 있다. 이를 위해, 박막 봉지 구조의 무기물층과 유기물층의 두께도 최소화될 필요가 있다. 그러나, 유기물층과 무기물층의 두께를 감소시키면, 다양한 문제점들이 발생한다.
유기물층의 두께가 감소되면 유기물층의 이물을 보상하는 능력이 감소하고, 무기물층의 두께가 감소되면 외부 산소와 수분에 대한 투습방지능력이 낮아질 수 있다. 특히 외부로부터의 수분이 유기 발광 소자에 침투하는 경우, 유기 발광 표시 장치의 내구성이 현저하게 감소될 수 있다. 이에, 본 발명의 발명자들은 유기물층에 투명한 흡습제를 포함시켜 얇은 무기물층의 투습방지능력을 보상할 수 있다는 점을 인식하였다.
또한, 본 발명의 발명자들은 흡습제가 수분과 산소를 흡수하여 부피가 늘어나는 경우, 유기물층과 접하는 무기물층에 크랙이 발생할 수 있다는 점을 인식하였다.
이에, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 플렉서블한 유기 발광 표시 장치를 구현하기 위해 무기물층을 매우 얇은 두께로 형성하는 경우에도 외부로부터의 산소와 수분 침투를 막을 수 있어 내구성이 향상된 유기 발광 표시 장치 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 해결하고자 하는 다른 과제는 흡습제의 부피가 증가하더라도, 무기물층의 크랙이 억제되어, 투습도가 유지되는 유기 발광 표시 장치 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
전술한 바와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치가 제공된다. 유기 발광 표시 장치는 기판 상의 유기 발광 소자, 유기 발광 소자 상의 제1 무기물층, 제1 무기물층 상의 제1 버퍼층, 제1 버퍼층 상의 제2 버퍼층, 제1 버퍼층 및 제2 버퍼층 사이에 위치하는 흡습제 및 제2 버퍼층 상의 제2 무기물층을 포함한다. 흡습제가 제1 버퍼층 및 제2 버퍼층 사이에 배치됨으로써, 흡습제가 수분을 흡수하여 팽창되더라도, 제1 무기물층 및 제2 무기물층에 직접 압력을 가하지 않게 되어, 제1 무기물층 및 제2 무기물층의 크랙 발생이 감소한다. 이에 따라 유기 발광 표시 장치의 내구성이 향상될 수 있다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 버퍼층은 실리콘 옥시탄화물로 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 흡습제는 구 형상을 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 유기 발광 표시 장치는 제1 버퍼층 및 제2 버퍼층 사이에 개재된 유기물층을 더 포함하고, 흡습제는 유기물층에 분산된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 유기물층은 제1 버퍼층의 일부에 배치되고, 제2 버퍼층은 유기물층을 밀봉하도록 구성된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 흡습제는 필름 타입의 흡습제이며, 흡습제는 제1 버퍼층과 제2 버퍼층 사이에 개재되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 흡습제는 제1 버퍼층의 일부에 배치되고, 제2 버퍼층은 흡습제를 밀봉하도록 구성된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 유기 발광 표시 장치는 제1 무기물층 아래에서 유기 발광 소자를 덮도록 배치된 제3 무기물층, 제3 무기물층과 제1 무기물층 사이에 개재된 추가 유기물층을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 흡습제는 투명성을 가진 물질로 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 기판은 유기 발광 소자가 배치된 표시 영역 및 표시 영역을 둘러싸는 비표시 영역을 포함하고, 흡습제는 표시 영역에 배치된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 기판은 유기 발광 소자가 배치된 표시 영역을 포함하고, 표시 영역에서 유기 발광 소자를 둘러싸도록 배치된 뱅크를 더 포함하고, 흡습제는 뱅크 상에만 배치된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 기판은 유기 발광 소자가 배치된 표시 영역 및 표시 영역을 둘러싸는 비표시 영역을 포함하고, 흡습제는 비표시 영역에만 배치된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 흡습제는 비표시 영역에서 유기 발광 소자와 연결된 회로부 또는 배선부 상에 배치된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 제2 무기물층은 제1 버퍼층 및 제2 버퍼층을 밀봉하도록 배치된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 유기 발광 소자는 제1 무기물층의 방향으로 빛을 발광하도록 구성된 것을 특징으로 한다.
전술한 바와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치 제조 방법은 기판 상에 유기 발광 소자를 형성하는 단계, 유기 발광 소자 상에 제1 무기물층을 형성하는 단계, 제1 무기물층 상에 제1 버퍼층을 형성하는 단계, 제1 버퍼층 상에 흡습제를 위치시키는 단계, 흡습제를 밀봉하도록 제2 버퍼층을 형성하는 단계 및 제2 버퍼층 상에 제2 무기물층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명은 유기 발광 표시 장치의 휨이 가능하도록 최소한의 두께를 제공하는 동시에 투습방지력이 우수한 유기 발광 표시 장치를 제공할 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명은 박막 봉지 구조를 갖는 플렉서블한 유기 발광 표시 장치에서 무기물층을 통한 투습이 최소화됨으로써 유기 발광 소자의 수명이 향상된 유기 발광 표시 장치 및 그 제조 방법을 제공할 수 있다.
본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 개략적인 평면도이다.
도 2는 도 1의 선 II-II'를 따르는 유기 발광 표시 장치의 개략적인 단면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 개략적인 단면도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 개략적인 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 개략적인 평면도이다.
도 6은 도 5의 선 VI-VI'를 따르는 유기 발광 표시 장치의 개략적인 단면도이다.
도 7은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 개략적인 평면도이다.
도 8은 도 7의 선 VIII-VIII'를 따르는 유기 발광 표시 장치의 개략적인 단면도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 개략적인 흐름도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형상으로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 한정되는 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 명세서 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 "상에 (on)"로 지칭되는 것은 다른 소자 바로 위에 또는 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 도시된 것이며, 본 발명이 도시된 구성의 크기 및 두께에 반드시 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하며, 당업자가 충분히 이해할 수 있듯이 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시 가능할 수도 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시예들을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 개략적인 평면도이다. 도 2는 도 1의 선 II-II'를 따르는 유기 발광 표시 장치의 개략적인 단면도이다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 유기 발광 표시 장치(100)는 기판(110), 표시부(120), 제1 무기물층(131), 제1 버퍼층(141), 흡습제(155)를 갖는 유기물층(151), 제2 버퍼층(142) 및 제2 무기물층(132)을 포함한다.
유기 발광 표시 장치(100)는 표시부(120)에서 발광된 빛이 박막 트랜지스터가 형성된 기판(110)의 상면 방향으로 방출되는 탑 에미션(top emission) 방식의 유기 발광 표시 장치(100)이다.
기판(110)은 기판(110) 상에 형성된 다양한 엘리먼트들을 지지한다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 기판(110)은 표시 영역(DA), 비표시 영역(NDA) 및 패드 영역(PA)을 갖는다. 표시 영역(DA)에는 표시부(120)가 배치된다. 비표시 영역(NDA)은 기판(110)의 외곽 가장자리를 따라 형성된 영역으로 표시부(120)를 구동하기 위한 회로부와 배선부가 배치된다. 패드 영역(PA)은 복수의 패드가 배치된 영역이다.
기판(110)은 절연 물질로 구성될 수 있다. 예를 들어, 기판(110)은 플렉서블한 물질로 이루어질 수 있다. 플렉서블한 물질은 폴리이미드(polyimide; PI)를 비롯하여 폴리에테르이미드(polyetherimide; PEI), 폴리에틸렌 테레프탈레이드(polyethyelene terephthalate; PET), 폴리카보네이트(polycarbonate; PC), 폴리메탈메틸크릴레이트(polymethylmethacrylate; PMMA), 폴리스티렌(polystyrene; PS), 스티렌아크릴나이트릴코폴리머(styreneacrylnitrile polymer; SAN), 실리콘-아크릴 수지(silicon-acyrl resin) 등을 포함한다.
표시부(120)는 기판(110)의 표시 영역(DA)에 형성되며, 전기 에너지의 자극에 의해 빛을 외부에 방출하기 위한 유기 발광 소자 및 유기 발광 소자를 구동시키기 위한 박막 트랜지스터 등을 가진다.
표시부(120) 상에는 제1 무기물층(131)이 형성된다. 제1 무기물층(131)은 외부에서 침투할 수 있는 수분, 공기 또는 물리적 충격으로부터 표시부(120), 특히 표시부(120)의 유기 발광 소자를 보호한다. 도 2를 참조하면, 제1 무기물층(131)은 표시 영역(DA) 및 비표시 영역(NDA) 전면에 형성된다. 제1 무기물층(131)은 유기 발광 소자를 보다 컨포멀(conformal)하게 덮어 유기 발광 표시 장치(100)의 벤딩시 크랙에 취약한 부분을 최소화함으로써, 수분의 침투를 최소화할 수 있다. 또한, 제1 무기물층(131)은 플렉서블 유기 발광 표시 장치(100)가 받는 응력을 감소시키기 위해 최소한의 두께로 형성된다. 또한, 제1 무기물층(131)은 최소의 두께로도 투습력을 유지하기 위한 층이다. 다만, 이러한 조건을 만족시키기 위해 제1 무기물층(131)은 실리콘 질화물, 알루미늄 산화물, 티타늄 산화물, 아연 산화물, 실리콘 질화산화물 또는 그 조합 중 하나로 이루어질 수 있다.
제1 무기물층(131) 상에는 제1 버퍼층(141)이 배치된다. 제1 버퍼층(141)은 흡습제(155)의 팽창에 의해 발생될 수 있는, 제1 무기물층(131)이 받는 응력을 저감시키며, 흐름성있는 물질로 형성된다. 예를 들어, 제1 버퍼층(141)은 흐름성있는 실리콘 옥시탄화물(SiOCy)로 이루어진다. 실리콘 옥시탄화물의 탄소함유량이 높아지면, 실리콘 옥시탄화물은 실질적으로 유기물에 가까운 특성을 나타낸다. 실리콘 옥시탄화물의 탄소 함유량은 약 30 내지 50 wt%일 수 있다.
제1 버퍼층(141) 상에는 유기물층(151)이 배치된다. 유기물층(151)은 공정상 발생할 수 있는 이물 또는 파티클을 커버하도록 기능한다. 이물 또는 파티클은 유기 발광 소자의 불량을 야기할 수 있으며, 제1 무기물층(131)과 같은 보호층의 크랙을 야기할 수도 있다. 또한, 유기물층(151)은 플렉서빌리티(flexibility)가 제1 무기물층(131), 제2 무기물층(132) 등보다 상대적으로 우수하여, 플렉서빌리티가 떨어지는 제1 무기물층(131) 등의 내부 스트레스를 완화할 수 있다. 또한, 유기물층(151)은 유기 발광 소자 위의 표면을 평탄하게 하는 기능도 수행한다.
유기물층(151)은 제1 버퍼층(141)의 일부에 배치된다. 도 2를 참조하면, 유기물층(151)은 제1 버퍼층(141)의 단부를 제외하고 표시 영역(DA)을 전체에 배치된다. 유기물층(151)이 제1 버퍼층(141)의 내측에 배치됨으로써 제2 버퍼층(142)에 의해 밀봉될 수 있다.
유기물층(151)으로는 다양한 물질이 사용될 수 있으며, 예를 들어, 열경화 에폭시(epoxy)계 수지, UV(ultraviolet) 경화 에폭시계 수지, 아크릴(acryl)계 수지, 페릴렌(perylene)계 수지, 폴리이미드(polyimide) 수지 중 어느 하나의 물질 또는 이들의 혼합물이 이용될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 유기물층(151)은 서로 다른 물질로 이루어진 복수의 층으로 형성될 수도 있다.
유기물층(151)에는 흡습제(155)가 포함된다. 흡습제(155)는 수분 또는 산소 등과 화학적으로 반응하여 수분 또는 산소를 흡착할 수 있다. 흡습제(155)는 유기물층(151)에 분산되어 배치된다. 흡습제(155)는 구 형상을 갖는다. 그러나 이에 제한되지 않고, 흡습제(155)는 다면체와 같은 다양한 형상을 가질 수 있다.
흡습제(155)는 투명성을 가질 수 있다. 흡습제(155)는 예를 들어, 염화 포스포릴( POCl3), 알킬알콕시알루미늄(alkylalkoxy aluminum), 지르코늄(zirconium), 산화금속나노입자, 알칼리 금속 산화물, 알칼리 토류 금속 산화물, 금속 할로겐화물, 황산리튬, 금속 황산염, 금속 과염소산염 및 오산화인(P2O5)으로 이루어진 군에서 일종 또는 이종 이상의 혼합물로 이루어질 수 있다. 금속 황산염은 예를 들어, 황산리튬(Li2SO4), 황산나트륨(Na2SO4), 황산칼슘(CaSO4), 황산마그네슘(MgSO4), 황산코발트(CoSO4), 황산갈륨(Ga2(SO4)3), 황산티탄(Ti(SO4)2) 또는 황산니켈(NiSO4) 등과 같은 황산염일 수 있다. 뿐만 아니라, 또한 금속할로겐화물은, 염화칼슘(CaCl2), 염화마그네슘(MgCl2), 염화스트론튬(SrCl2), 염화이트륨(YCl3), 염화구리(CuCl2), 불화세슘(CsF), 불화탄탈륨(TaF5), 불화니오븀(NbF5), 브롬화리튬(LiBr), 브롬화칼슘(CaBr2), 브롬화세슘(CeBr3), 브롬화셀레늄(SeBr4), 브롬화바나듐(VBr3), 브롬화마그네슘(MgBr2), 요오드화바륨(BaI2) 또는 요오드화마그네슘(MgI2) 등일 수 있다. 다만, 흡습제(155)는 상술한 예시적인 물질로 제한되는 것은 아니다. 흡습제(155)는 투명성을 가진 물질 중에서 선택될 수 있다. 흡습제(155)는 예를 들어, 산화리튬(Li2O), 산화나트륨(Na2O), 산화바륨(BaO), 산화칼슘(CaO) 또는 산화마그네슘(MgO) 등일 수 있다. 흡습제(155)가 산화물로 이루어지는 경우 얇은 박막으로 형성하여 투명성이 확보될 수 있다.
제2 버퍼층(142)은 흡습제(155)를 갖는 유기물층(151) 상에 배치되며, 유기물층(151)을 밀봉하며 제1 버퍼층(141)의 단부와 직접 접한다. 제2 버퍼층(142)은 흡습제(155)의 팽창에 의해 발생될 수 있는, 제2 무기물층(132)이 받는 응력을 저감시키며, 흐름성있는 물질로 형성된다. 제2 버퍼층(142)도 제1 버퍼층(141)과 같이 예를 들어 실리콘 옥시탄화물로 이루어진다.
제2 버퍼층(142) 상에는 제2 무기물층(132)이 형성된다. 제2 무기물층(132)은 제1 무기물층(131)과 동일한 또는 상이한 물질 및 방법으로 형성될 수 있다. 제2 무기물층(132)도 외부에서 침투할 수 있는 수분, 산소 또는 물리적 충격으로부터 유기 발광층을 보호한다. 제2 무기물층(132)은 제1 무기물층(131)에 크랙이 생겨도, 유기물층(151)에 의한 이물 보상 후 수분, 산소 등에 대한 보호의 기능을 수행할 수 있다. 또한, 무기물층이 이중으로 형성되어 수분 침투율이 더 낮아질 수 있다.
제2 무기물층(132)은 실리콘 질화물, 알루미늄 산화물, 티타늄 산화물, 아연 산화물, 실리콘 질화산화물 또는 그 조합 중 하나로 이루어질 수 있다. 제2 무기물층(132)은 유기 발광 표시 장치(100)의 외부로부터 유입되는 수분을 저지하는 기능을 한다.
한편, 플렉서블 유기 발광 표시 장치(100)를 구현하기 위해서는 유기 발광 표시 장치(100)가 벤딩되거나 접힐 때, 구성 요소들이 받는 응력이 최소화되는 것이 바람직하다. 구성 요소들이 받는 응력을 감소시키기 위해서는 유기 발광 표시 장치(100)의 두께를 감소시킬 필요가 있다. 이에 따라, 제1 무기물층(131) 및 제2 무기물층(132)의 두께도 최소화된다. 그러나, 무기물층의 두께가 얇아질수록 무기물층을 투과하는 수분 및 산소의 양이 증가되며, 유기 발광 표시 장치(100)의 외부로부터 유입되는 수분 및 산소의 양이 증가할 수 있다.
이를 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(100)에서는 외부로부터 주로 제2 무기물층(132)을 통해 유입되는 수분 및 산소를 흡착하기 위해 흡습제(155)를 제1 무기물층(131)과 제2 무기물층(132) 사이에 배치한다.
그러나, 흡습제(155)는 수분과 산소를 흡착할수록 팽창한다. 흡습제(155)가 팽창하여 부피가 증가하면, 흡습제(155)를 포함하는 유기물층(151)의 부피도 함께 증가한다. 유기물층과 무기물층이 직접 접하던 종래에는, 유기물층의 부피가 증가하면, 그 응력에 의해 취성(brittleness)을 갖는 무기물층에 크랙이 발생하였다. 무기물층의 크랙을 통해서 수분과 산소가 침투하므로 흡습제가 있다고 하더라도 오래지 않아 유기 발광 소자가 수분과 산소에 의해 손상되었다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(100)에서는 흡습제(155)를 갖는 유기물층(151)이 제1 버퍼층(141)과 제2 버퍼층(142)에 의해 밀봉된다. 전술한 바와 같이 제1 버퍼층(141)과 제2 버퍼층(142)은 흐름성있는 물질로 이루어진다. 따라서, 유기물층(151)이 흡습제(155)의 팽창에 의해 같이 팽창되더라도, 제1 버퍼층(141)과 제2 버퍼층(142)은, 제1 무기물층(131) 및 제2 무기물층(132)에 가해지는 흡습제(155)의 부피 상승으로 인해 발생한 응력을 저감시킬 수 있다. 제1 무기물층(131)과 제2 무기물층(132)이 시간에 따라 부피가 팽창하는 흡습제(155)에 영향을 받지 않고 투습 방지력을 유지할 수 있으므로, 유기 발광 표시 장치(100)의 내구성이 향상될 수 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 개략적인 단면도이다. 도 3의 유기 발광 표시 장치(300)에서 기판(110), 표시부(120), 제1 무기물층(331), 제1 버퍼층(341), 유기물층(351), 흡습제(355), 제2 버퍼층(342) 및 제2 무기물층(332)은 도 2에서의 기판(110), 표시부(120), 제1 무기물층(131), 제1 버퍼층(141), 유기물층(151), 흡습제(155), 제2 버퍼층(142) 및 제2 무기물층(132)과 실질적으로 동일하므로 중복되는 부분에 대한 설명은 생략한다.
도 3을 참조하면, 표시부(120) 상에는 제3 무기물층(333)이 배치된다. 제3 무기물층(333)은 표시부(120)를 덮도록 구성되며, 표시부(120)를 수분 및 산소로부터 보호한다. 제3 무기물층(333) 상에는 추가 유기물층(352)이 형성된다. 추가 유기물층(352)은 공정상 발생할 수 있는 이물 또는 파티클을 커버하도록 기능한다. 또한, 추가 유기물층(352)은 제3 무기물층(333)의 미세 크랙을 채우는 역할을 할 수 있다. 또한, 추가 유기물층(352)은 유기 발광 소자 위의 표면을 평탄하게 하는 기능도 수행한다. 추가 유기물층(352)으로는 다양한 물질이 사용될 수 있다. 추가 유기물층(352) 상에는 제1 무기물층(331)이 배치되며, 제1 무기물층(331)의 상부는 도 2의 유기 발광 표시 장치(100)에서의 제1 무기물층(131)의 상부와 실질적으로 동일하다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(300)에서는 추가 유기물층(352)이 배치된다. 추가 유기물층(352)은 유기물층(351)에 의해 보상되지 않는 이물질 및 파티클을 커버할 수 있다. 또한, 제3 무기물층(333)이 추가됨에 따라, 측면에서는 수분 침투 경로가 감소하고, 상면에서는 배리어 역할의 층이 증가하여, 외부 수분과 산소의 침투를 더욱 지연시킬 수 있다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 개략적인 단면도이다. 도 4의 유기 발광 표시 장치(400)는 흡습제(355)를 포함하는 유기물층(351)이 아니라 필름 타입의 흡습제(450)가 채용된 것을 제외하고는 도 3의 유기 발광 표시 장치(300)와 실질적으로 동일하다.
필름 타입의 흡습제(450)가 제1 버퍼층(341)과 제2 버퍼층(342) 사이에 개재된다. 필름 타입의 흡습제(450)는 투명한 물질로 이루어질 수 있다. 필름 타입의 흡습제(450)도 수분과 산소를 흡수함에 따라 그 부피가 증가될 수 있으며, 이로 인해, 제1 무기물층(331)과 제2 무기물층(332)에 크랙을 발생시키는 응력을 발생시킬 수 있다. 제1 버퍼층(341)과 제2 버퍼층(342)은 흐름성이 있는 물질이므로, 필름 타입의 흡습제(450)의 부피가 증가되더라도 그 응력을 흡수한다. 이에 따라, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(400)가 필름 타입의 흡습제(450)를 채용하는 경우에도 제1 무기물층(331)과 제2 무기물층(332)의 크랙 발생을 저감시킬 수 있다.
도 5는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 개략적인 평면도이다. 도 6은 도 5의 선 VI-VI'를 따르는 유기 발광 표시 장치의 개략적인 단면도이다. 도 5는 유기 발광 표시 장치(500)의 복수의 서브 화소 영역(SP1, SP2, SP3)이 배치되는 표시 영역의 일부를 도시하는 평면도이다.
기판(110) 상에는 액티브층, 게이트 전극, 소스 전극 및 드레인 전극을 포함하는 박막 트랜지스터(560)가 배치된다. 박막 트랜지스터(560)는 제한되지 않고 다양한 구조의 박막 트랜지스터(560), 예를 들어 코플라나(coplanar) 구조 또는 바텀 게이트(bottom gate) 구조가 사용될 수 있다. 도 5 및 도 6에서는 도시되지 않았으나, 유기 발광 표시 장치(500)는 소스 전극 및 드레인 전극, 또는 게이트 전극과 동일한 물질로 이루어지는 다양한 배선들을 포함할 수 있다.
박막 트랜지스터(560) 상에는 평탄화층(571)이 형성된다. 평탄화층(571)은 박막 트랜지스터(560)의 드레인 전극 또는 소스 전극의 적어도 일부를 노출시키는 컨택홀을 갖는다. 평탄화층(571) 상에는 애노드(581), 유기 발광층(582), 캐소드(583)를 포함하는 유기 발광 소자가 형성된다. 애노드(581)는 평탄화층(571)의 컨택홀을 통해 박막 트랜지스터(560)의 소스 전극 또는 드레인 전극과 연결된다. 애노드(581)의 양 측면에는 뱅크(572)가 배치된다. 뱅크(572)는 테이퍼(taper) 형상으로 구성될 수 있다.
유기 발광층(582)은 빛을 발광하기 위한 층으로, 빛을 발광하기 위한 유기 발광 물질로 이루어진다. 유기 발광 물질은 복수의 색을 발광하기 위한 유기 발광 물질이 복수의 층으로 적층된 물질일 수 있다. 유기 발광층(582)은 제한되지 않고 다양한 색을 발광할 수 있는 물질로 이루어질 수 있다.
유기 발광층(582) 상에는 캐소드(583)가 배치된다. 유기 발광 표시 장치(500)는 탑 에미션 방식의 유기 발광 표시 장치(500)이므로, 캐소드(583)는 매우 얇은 두께의 일함수가 낮은 금속성 물질 또는 투명 도전성 산화물(transparent conductive oxide; TCO)로 형성된다. 캐소드(583)가 금속성 물질로 형성되는 경우, 캐소드(583)는 수백 Å 이하의 두께로 형성되며, 캐소드(583)가 이러한 두께로 형성된 경우, 캐소드(583)는 실질적으로 반투과층이 되어, 실질적으로 투명한 층이 된다.
캐소드(583) 상에는 제1 무기물층(531), 제1 버퍼층(541), 흡습제(555)를 포함하는 유기물층(551), 제2 버퍼층(542) 및 제2 무기물층(532)이 배치된다. 제1 버퍼층(541) 및 제2 버퍼층(542)은 표시 영역(DA) 전면에 배치될 수 있다. 유기물층(551)은 서브 화소 영역(SP1, SP2, SP3) 사이의 뱅크(572) 상에서 배치된다. 이에 따라 유기물층(551)에 포함되는 흡습제(555)도 서브 화소 영역(SP1, SP2, SP3)에 중첩되어 배치되지 않게 된다. 뱅크(572) 상에 흡습제(555)를 포함하는 유기물층(551)이 배치되므로, 유기 발광 표시 장치(500)의 상부로부터 유입되는 산소와 수분이 유기 발광 소자에 도달하기 전에 뱅크(572) 상의 흡습제(555)에 의해 흡수될 수 있다. 이에 따라 유기 발광 표시 장치(500)의 내구도가 상승될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(500)에서 흡습제(555)는 불투명한 물질로 이루어질 수 있다. 또는 흡습제(555)가 수분과 산소를 흡수하기 전에는 투명할 수 있으나, 흡수한 후에 불투명하게 변할 수 있으며, 반대로 수분과 산소를 흡수하기 전에 불투명하고 흡수한 후에 투명하게 변할 수도 있다. 흡습제(555)가 불투명한 경우 유기 발광 표시 장치(500)의 휘도가 감소하거나 얼룩이 인식될 수도 있다. 또는 흡습제(555)의 굴절률이 유기물층(551)의 굴절률과 상이하여, 유기 발광 소자로부터의 빛이 산란되어 헤이즈가 증가될 수도 있다. 도 5를 참조하면, 유기물층(551)이 서브 화소 영역(SP1, SP2, SP3)이 아닌 영역에 배치됨으로써, 흡습제(555)가 불투명하더라도, 유기 발광층(582)으로부터의 빛이 유기 발광 표시 장치(500)의 상부로 방출될 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(500)에서는 상술한 흡습제(555)의 부정적인 영향을 최소화시키면서도 흡습제(555)를 통한 투습방지력이 유지될 수 있다.
도 7은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 개략적인 평면도이다. 도 8은 도 7의 선 VIII-VIII'를 따르는 유기 발광 표시 장치의 개략적인 단면도이다. 도 8의 유기 발광 표시 장치(700)에서 기판(110), 박막 트랜지스터(760), 평탄화층(771), 유기 발광 소자는 도 6에서의 기판(110), 박막 트랜지스터(560), 평탄화층(571), 유기 발광 소자와 실질적으로 동일하므로 중복되는 부분에 대한 설명은 생략한다.
도 7을 참조하면, 흡습제(755)를 포함하는 유기물층(751)이 표시 영역(DA)에는 배치되지 않으며, 표시 영역(DA)을 둘러싸는 비표시 영역(NDA)에 배치된다. 도 8을 참조하면, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(700)에서 흡습제(755)를 포함하는 유기물층(751)은 유기 발광 소자 위에는 배치되지 않으며, 비표시 영역(NDA)의 평탄화층(771) 상에 배치되며, 평탄화층(771) 아래에는 유기 발광 표시 장치(700)와 연결된 회로부(790) 또는 배선부(미도시)가 배치된다. 즉, 흡습제(755)는 비표시 영역(NDA)에서 유기 발광 소자와 연결된 회로부(790) 또는 배선부 상에 배치된다. 회로부(790)는 예를 들어, GIP(Gate-In-Panel) 회로일 수 있다. 배선부(미도시)는 게이트 배선으로 구성될 수 있다. 흡습제(755)가 회로부(790) 및 배선부 상에 배치되므로, 회로부(790)의 액티브층을 손상 또는 변성시킬 수 있는 산소 및 수분의 침투가 지연될 수 있다. 또한 배선부의 산화가 억제될 수도 있다. 이에 따라 유기 발광 표시 장치(700)의 내구성이 더 향상될 수 있다. 또한, 표시 영역(DA)에는 추가 유기물층(352)이 배치되어, 이물 또는 파티클이 커버될 수 있다.
흡습제(755)가 불투명한 경우 유기 발광 표시 장치(700)의 휘도가 감소하거나 얼룩이 인식될 수도 있으므로, 도 7 및 8에서와 같이 흡습제(755)가 포함되는 유기물층(751)과 이를 감싸는 제1 버퍼층(741)과 제2 버퍼층(742)을 비표시 영역(NDA)에 배치하면, 흡습제(755)를 통한 투습 방지력이 유지되는 동시에 흡습제(755) 팽창으로 인한 제1 무기물층(731) 및 제2 무기물층(732)의 크랙 발생을 저감시킬 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 개략적인 흐름도이다.
먼저, 기판 상에 유기 발광 소자가 형성된다(S910). 유기 발광 소자는 제한되지 않는 통상의 제조 방법을 사용하여 형성된다. 다음으로, 유기 발광 소자 상에 제1 무기물층을 형성한다(S920). 제1 무기물층은 원자층 증착법(atomic layer deposition; ALD) 또는 화학기상 증착법(Chemical Vapor Depostion; CVD) 또는 플라즈마-화학기상 증착법(Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition; PECVD) 공정을 통해 형성될 수 있다.
제1 무기물층 상에 제1 버퍼층을 형성한다(S930). 제1 버퍼층은 화학기상 증착법 또는 플라즈마-화학기상 증착법 공정을 통해서 증착되며, 실리콘 옥시탄화물로 형성될 수 있다. 실리콘 옥시탄화물에서 탄소 함유량은 약 30 내지 50 wt%일 수 있다.
제1 버퍼층 상에 흡습제를 위치시킨다(S940). 흡습제는 수지로 이루어진 유기물층에서 섞인 상태로 도포될 수 있다. 흡습제를 포함하는 유기물층은 스프레이법, 잉크젯 방식 또는 스크린 프린팅 방식으로 도포될 수 있다.
흡습제를 밀봉하도록 제2 버퍼층을 형성한다(S950). 제2 버퍼층도 제1 버퍼층과 동일한 물질과 방식으로 유기물층과 직접 접하여 이를 밀봉하도록 형성될 수 있다. 제2 버퍼층 상에 제2 무기물층을 형성한다(S960). 제2 무기물층은 제1 무기물층과 동일한 방식으로 형성된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치 제조 방법에 의해 흡습제가 제1 버퍼층 및 제2 버퍼층 사이에 배치됨으로써, 제1 무기물층 및 제2 무기물층에 직접 압력을 가하지 않게 되어, 제1 무기물층 및 제2 무기물층의 크랙 발생이 감소한다. 이에 따라 유기 발광 표시 장치의 내구성이 향상될 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 변형 실시될 수 있다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 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, 300, 400, 500, 700 : 유기 발광 표시 장치
110 : 기판
120 : 표시부
131, 331, 531, 731 : 제1 무기물층
132, 332, 532, 732 : 제2 무기물층
141, 341, 541, 741 : 제1 버퍼층
142, 342, 542, 742 : 제2 버퍼층
151, 351, 651, 551, 751 : 유기물층
155, 355, 655, 555, 755 : 흡습제
333 : 제3 무기물층
352, 752 : 추기 유기물층
450 : 필름 타입 흡습제
560, 760 : 박막 트랜지스터
571, 771 : 평탄화층
572, 772 : 뱅크
581, 781 : 애노드
582, 782 : 유기 발광층
583, 783 : 캐소드
790 : 회로부

Claims (19)

  1. 기판 상의 평탄화층;
    상기 평탄화층 상의 유기 발광 소자;
    상기 유기 발광 소자 상의 제1 무기물층;
    상기 제1 무기물층 상의 제1 버퍼층;
    상기 제1 버퍼층 상의 제2 버퍼층;
    상기 제1 버퍼층 및 상기 제2 버퍼층 사이에 위치하는 흡습제; 및
    상기 제2 버퍼층 상의 제2 무기물층을 포함하며,
    상기 기판은 상기 유기 발광 소자가 배치된 표시 영역 및 상기 표시 영역을 둘러싸는 비표시 영역을 포함하고,
    상기 평탄화층은 상기 표시 영역에서 상기 비표시 영역까지 연장되고,
    상기 비표시 영역의 상기 평탄화층의 하부에 배선부 또는 회로부가 배치되고,
    상기 제1 버퍼층 및 제2 버퍼층은 상기 비표시 영역에 위치하고,
    상기 제1 및 제2 버퍼층과 상기 흡습제는 상기 비표시 영역에서 상기 배선부 또는 상기 회로부 상에 배치되며,
    상기 비표시 영역에서 상기 제1 무기물층은 상기 제1 버퍼층의 하면과 접하고,
    상기 흡습제는 상기 제1 버퍼층 상에 배치되고, 상기 제2 버퍼층의 양단은 상기 제1 버퍼층과 접하여 상기 제1 및 제2 버퍼층은 상기 흡습제를 밀봉하며,
    상기 제1 및 제2 무기물층은 상기 제1 및 제2 버퍼층을 밀봉하도록 배치되되,
    상기 제2 무기물층은 상기 제2 버퍼층의 상면, 상기 제1 및 제2 버퍼층 각각의 상기 표시 영역으로부터 멀어지는 방향의 측면, 및 상기 제1 무기물층과 접하는 것을 특징으로 하는, 유기 발광 표시 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 버퍼층 중 적어도 하나는 실리콘 옥시탄화물로 이루어진 것을 특징으로 하는, 유기 발광 표시 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 흡습제는 구 형상을 갖는 것을 특징으로 하는, 유기 발광 표시 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 버퍼층 및 상기 제2 버퍼층 사이에 개재된 유기물층을 더 포함하고,
    상기 흡습제는 상기 유기물층에 분산된 것을 특징으로 하는, 유기 발광 표시 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 유기물층은 상기 제1 버퍼층의 일부에 배치되고,
    상기 제2 버퍼층은 상기 유기물층을 밀봉하도록 구성된 것을 특징으로 하는, 유기 발광 표시 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 흡습제는 필름 타입의 흡습제이며,
    상기 흡습제는 상기 제1 버퍼층과 상기 제2 버퍼층 사이에 개재되는 것을 특징으로 하는, 유기 발광 표시 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 흡습제는 상기 제1 버퍼층의 일부에 배치되고,
    상기 제2 버퍼층은 상기 흡습제를 밀봉하도록 구성된 것을 특징으로 하는, 유기 발광 표시 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1 무기물층 아래에서 상기 유기 발광 소자를 덮도록 배치된 제3 무기물층;
    상기 제3 무기물층과 상기 제1 무기물층 사이에 개재된 추가 유기물층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 유기 발광 표시 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 흡습제는 투명성을 가진 물질로 이루어진 것을 특징으로 하는, 유기 발광 표시 장치.
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 제1항에 있어서,
    상기 유기 발광 소자는 상기 제1 무기물층의 방향으로 빛을 발광하도록 구성된 것을 특징으로 하는, 유기 발광 표시 장치.
  16. 기판 상에 평탄화층을 형성하는 단계;
    상기 평탄화층 상에 유기 발광 소자를 형성하는 단계;
    상기 유기 발광 소자 상에 제1 무기물층을 형성하는 단계;
    상기 제1 무기물층 상에 제1 버퍼층을 형성하는 단계;
    상기 제1 버퍼층 상에 흡습제를 위치시키는 단계;
    상기 흡습제를 밀봉하도록 제2 버퍼층을 형성하는 단계; 및
    상기 제2 버퍼층 상에 제2 무기물층을 형성하는 단계를 포함하며,
    상기 기판은 상기 유기 발광 소자가 배치된 표시 영역 및 상기 표시 영역을 둘러싸는 비표시 영역을 포함하고,
    상기 평탄화층은 상기 표시 영역으로부터 상기 비표시 영역까지 연장되고,
    상기 비표시 영역의 상기 평탄화층의 하부에 배선부 또는 회로부가 배치되고,
    상기 제1 버퍼층 및 제2 버퍼층은 상기 비표시 영역에 위치하고,
    상기 제1 및 제2 버퍼층과 상기 흡습제는 상기 비표시 영역에서 상기 배선부 또는 상기 회로부 상에 배치되며,
    상기 비표시 영역에서 상기 제1 무기물층은 상기 제1 버퍼층의 하면과 접하며,
    상기 흡습제는 상기 제1 버퍼층 상에 배치되고, 상기 제2 버퍼층의 양단은 상기 제1 버퍼층과 접하여 상기 제1 및 제2 버퍼층은 상기 흡습제를 밀봉하며,
    상기 제1 및 제2 무기물층은 상기 제1 및 제2 버퍼층을 밀봉하도록 배치되되,
    상기 제2 무기물층은 상기 제2 버퍼층의 상면, 상기 제1 및 제2 버퍼층 각각의 상기 표시 영역으로부터 멀어지는 방향의 측면, 및 상기 제1 무기물층과 접하는 것을 특징으로 하는, 유기 발광 표시 장치 제조 방법.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 유기 발광 소자는 애노드, 유기 발광층 및 캐소드를 포함하고,
    상기 평탄화층 상에 상기 애노드가 배치되고,
    상기 애노드의 단부를 덮는 뱅크를 더 포함하는, 유기 발광 표시 장치.
  18. 삭제
  19. 삭제
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