KR20160108665A - 표시 장치, 표시 장치의 제조장치 및 표시 장치의 제조방법 - Google Patents

표시 장치, 표시 장치의 제조장치 및 표시 장치의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 표시 장치, 표시 장치의 제조장치 및 표시 장치의 제조방법을 개시한다. 본 발명은, 기판과, 상기 기판 상에 형성되는 표시부와, 상기 표시부 상에 형성되는 박막 봉지층을 포함하고, 상기 박막 봉지층은 무기층을 포함하고, 상기 무기층은, 알루미늄, 아연, 지르코늄 및 하프늄 중 적어도 2개 이상으로 형성된 복합산화물을 포함하는 제1 서브무기층을 포함한다.

Description

표시 장치, 표시 장치의 제조장치 및 표시 장치의 제조방법{Display apparatus, manufacturing apparatus of the display apparatus and manufacturing method of the display apparatus}
본 발명의 실시예들은 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더 상세하게는 표시 장치, 표시 장치의 제조장치 및 표시 장치의 제조방법에 관한 것이다.
반도체 소자, 표시 장치 및 기타 전자 소자 등은 복수의 박막을 구비한다. 이러한 복수의 박막을 형성하는 방법은 다양한데 그 중 기상 증착 방법이 하나의 방법이다.
기상 증착 방법은 박막을 형성할 원료로서 하나 이상의 기체를 사용한다. 이러한 기상 증착 방법은 화학적 기상 증착(CVD:chemical vapor deposition), 원자층 증착(ALD:atomic layer deposition) 기타 다양한 방법이 있다.
이중, 원자층 증착 방법은 하나의 원료 물질을 주입후, 퍼지/펌핑 후 단일 분자층 또는 그 이상의 층을 기판에 흡착한 후, 또 다른 원료 물질을 주입후 퍼지/펌핑하여 최종적으로 원하는 단일의 원자층 또는 다층의 원자층을 형성하게 된다.
한편, 표시 장치들 중, 유기 발광 표시 장치는 시야각이 넓고 컨트라스트가 우수할 뿐만 아니라 응답속도가 빠르다는 장점을 가지고 있어 차세대 디스플레이 장치로서 주목을 받고 있다.
유기 발광 표시 장치는 서로 대향된 제1 전극 및 제2 전극 사이에 유기 발광층을 구비하는 중간층을 포함하고, 그 외에 하나 이상의 다양한 박막을 구비한다. 이때 유기 발광 표시 장치의 박막을 형성하기 위하여 증착 공정을 이용하기도 한다.
그러나, 유기 발광 표시 장치가 대형화되고 고해상도를 요구함에 따라 대면적의 박막을 원하는 특성으로 증착하기가 용이하지 않다. 또한 이러한 박막을 형성하는 공정의 효율성을 향상하는데 한계가 있다.
본 발명의 실시예들은 표시 장치, 표시 장치의 제조장치 및 표시 장치의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예는 기판과, 상기 기판 상에 형성되는 표시부와, 상기 표시부 상에 형성되는 박막 봉지층을 포함하고, 상기 박막 봉지층은 무기층을 포함하고, 상기 무기층은, 알루미늄, 아연, 지르코늄 및 하프늄 중 적어도 2개 이상으로 형성된 복합산화물을 포함하는 제1 서브무기층을 포함하는 표시 장치를 개시한다.
본 실시예에 있어서, 상기 무기층은, 상기 제1 서브무기층의 복합산화물과 상이한 상기 복합산화물로 형성된 제2 서브무기층을 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1 서브무기층과 상기 제2 서브무기층은 서로 적층되도록 형성될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 박막 봉지층은 상기 무기층에 적층되는 유기층을 더 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 기판은 폴리이미드로 형성될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1 서브무기층은 비결정 형태일 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1 서브무기층의 두께는 10nm이하일 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 무기층은, 상기 제1 서브무기층에 적층되며, 금속 산화물 또는 금속 질화물 중 하나를 포함하는 제2 서브무기층을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예는, 기판과, 상기 기판 상에 형성되는 표시부와, 상기 표시부 상에 형성되는 박막 봉지층을 포함하고, 상기 박막 봉지층은 무기층을 포함하고, 상기 무기층은, 알루미늄산화물, 아연산화물, 지르코늄산화물 또는 하프늄산화물 중 하나로 형성된 제1 서브무기층과, 알루미늄산화물, 아연산화물, 지르코늄산화물 또는 하프늄산화물 중 다른 하나로 형성된 제2 서브무기층을 포함하는 표시 장치를 개시한다.
본 발명의 또 다른 실시예는, 챔버와, 상기 챔버 내부에 배치되어 공정가스를 분사하는 샤워헤드와, 상기 샤워헤드에 상기 공정가스를 공급하는 가스공급부와, 상기 챔버 내부에 배치되어 기판을 지지하는 기판지지부를 포함하고, 상기 샤워헤드는 표시부 상에 알루미늄, 아연, 지르코늄 및 하프늄 중 적어도 2개 이상으로 형성된 복합산화물을 포함하는 무기층을 형성하는 표시 장치의 제조장치를 개시한다.
본 실시예에 있어서, 상기 샤워헤드는, 제1 분사부와, 상기 제1 분사부와 인접하게 배치되는 제2 분사부를 포함하고, 상기 제1 분사부와 상기 제2 분사부에서는 서로 상이한 상기 공정가스가 분사될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1 분사부와 상기 제2 분사부는 상기 공정가스를 동시에 분사할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1 분사부와 상기 제2 분사부는 상기 공정가스를 순차적으로 분사할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 가스공급부는, 상기 공정가스 중 일부를 상기 샤워헤드로 공급하는 제1 가스공급부와, 상기 제1 가스공급부와 독립적으로 형성되어 상기 제1 가스공급부와 상이한 상기 공정가스 중 일부를 상기 샤워헤드에 공급하는 제2 가스공급부를 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제2 가스공급부는 상기 제1 가스공급부와 연결되며, 상기 공정가스는 혼합되어 상기 샤워헤드로 공급될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 기판지지부는 상기 샤워헤드에 대향하도록 배치되어 상기 샤워헤드와 상대 운동을 수행할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예는, 표시부가 형성된 기판을 챔버 내부로 로딩하는 단계와, 공정가스를 외부로 공급받아 원자층성장공정으로 상기 표시부 상에 무기층을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 무기층은 알루미늄, 아연, 지르코늄 및 하프늄 중 적어도 2개 이상으로 형성된 복합산화물을 포함하는 표시 장치의 제조방법을 개시한다.
본 실시예에 있어서, 공정가스를 외부로 공급받아 원자층성장공정으로 상기 표시부 상에 무기층을 형성하는 단계는, 상기 복합산화물을 포함하는 제1 서브무기층을 형성하는 단계와, 상기 제1 서브무기층과 상이한 상기 복합산화물을 포함하는 제2 서브무기층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 공정가스를 외부로 공급받아 원자층성장공정으로 상기 표시부 상에 무기층을 형성하는 단계는, 상기 복합산화물을 포함하는 제1 서브무기층을 형성하는 단계와, 금속 질화물 또는 금속 산화물 중 하나를 포함하는 제2 서브무기층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 무기층은 비결정 형태일 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 무기층은 10nm이하일 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 기판은 폴리이미드로 형성될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 무기층에 유기층을 적층시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 무기층은 서로 상이한 물질의 다층으로 형성될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예는, 표시부가 형성된 기판을 챔버 내부로 로딩하는 단계와, 공정가스를 외부로 공급받아 원자층성장공정으로 상기 표시부 상에 무기층을 형성하는 단계를 포함하고, 공정가스를 외부로 공급받아 원자층성장공정으로 상기 표시부 상에 무기층을 형성하는 단계는, 상기 표시부 상에 알루미늄산화물, 아연산화물, 지르코늄산화물 또는 하프늄산화물 중 하나를 포함하는 제1 서브무기층을 형성하는 단계와, 상기 제1 서브무기층에 알루미늄산화물, 아연산화물, 지르코늄산화물 또는 하프늄산화물 중 다른 하나를 포함하는 제2 서브무기층을 적층하는 단계를 포함할 수 있다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
이러한 일반적이고 구체적인 측면이 시스템, 방법, 컴퓨터 프로그램, 또는 어떠한 시스템, 방법, 컴퓨터 프로그램의 조합을 사용하여 실시될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 관한 표시 장치, 표시 장치의 제조장치 및 표시 장치의 제조방법은 표시 장치의 수분투과방지 특성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 제조장치를 보여주는 개념도이다.
도 2는 도 1에 도시된 표시 장치의 제조장치로 제조된 표시 장치의 일 실시예 일부를 보여주는 단면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 표시 장치의 성능을 보여주는 그래프이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치의 제조장치를 보여주는 개념도이다.
도 5는 도 4에 도시된 표시 장치의 제조장치의 샤워헤드의 일부를 보여주는 개념도이다.
도 6은 도 4에 도시된 표시 장치의 제조장치로 제조된 표시 장치의 일 실시예 일부를 보여주는 단면도이다.
도 7은 도 4에 도시된 표시 장치의 제조장치로 제조된 표시 장치의 다른 실시예 일부를 보여주는 단면도이다.
도 8은 도 4에 도시된 표시 장치의 제조장치로 제조된 표시 장치의 또 다른 실시예 일부를 보여주는 단면도이다.
도 9는 도 8에 도시된 표시 장치의 성능을 보여주는 그래프이다.
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.
이하의 실시예에서, 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.
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.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 제조장치를 보여주는 개념도이다. 도 2는 도 1에 도시된 표시 장치의 제조장치로 제조된 표시 장치의 일 실시예 일부를 보여주는 단면도이다. 도 3은 도 2에 도시된 표시 장치의 성능을 보여주는 그래프이다.
도 1 내지 도 3을 참고하면, 표시 장치의 제조장치(100)는 챔버(110), 가스공급부(120), 샤워헤드(130), 기판지지부(140) 및 배출부(150)를 포함할 수 있다.
챔버(110)는 내부에 공간이 형성될 수 있으며, 일부가 개구되도록 형성되어 외부와 연결될 수 있다. 이때, 챔버(110)의 개구된 부분에는 게이트 밸브(Gate valve) 등과 같이 개구된 부분을 개폐할 수 있는 장치 또는 구조가 포함될 수 있다.
가스공급부(120)는 챔버(110)의 외부에 배치되어 챔버(110) 내부로 공정가스를 공급할 수 있다. 이때, 공정가스는 다양한 종류의 기체를 포함할 수 있다. 예를 들면, 공정가스는 제1 원료가스, 제2 원료가스 및 퍼지가스를 포함할 수 있다. 이때, 제1 원료가스는 트리메틸알루미늄(TMA:trimethyl aluminium)과 같은 알루미늄(Al) 원자를 함유하는 기체일 수 있다. 또한, 제1 원료가스는 테라키스 지르코늄(tetrakis(dimethylamido)zirconium) 등과 같은 지르코늄(Zr) 원자를 함유하는 기체일 수 있다. 제1 원료가스는 테라키스 하프늄(TDMAH, tetrakis(dimethylamido)hafnium) 등과 같은 하프늄(Hf) 원자를 함유하는 기체일 수 있다. 제1 원료가스는 디에틸 아연(MEZ, DiEthyl-Zinc) 등과 같은 아연(Zn) 원자를 함유하는 기체일 수 있다.
제2 원료가스는 산소를 포함하는 H2O, O2, N2O 등일 수 있다. 또한, 퍼지가스는 비활성가스로써 Ar, He, Ne 기타 등일 수 있다.
가스공급부(120)는 제1 원료가스를 공급하는 제1 가스공급부(121) 및 제2 가스공급부(122), 제2 원료가스를 공급하는 제3 가스공급부(123) 및 퍼지가스를 공급하는 제4 가스공급부(124)를 포함할 수 있다. 이때, 제1 가스공급부(121) 및 제2 가스공급부(122)에서 공급되는 제1 원료가스는 서로 상이할 수 있다.
다른 실시예로써 가스공급부(120)는 제1 원료가스를 공급하는 제1 가스공급부(121), 제2 가스공급부(122) 및 제3 가스공급부(123), 제2 원료가스를 공급하는 제4 가스공급부(124) 및 퍼지가스를 공급하는 제5 가스공급부(미도시)를 포함할 수 있다. 이때, 제1 가스공급부(121) 내지 제3 가스공급부(123)에서 공급되는 제1 원료가스는 서로 상이할 수 있다. 예를 들면, 제1 가스공급부(121)에서 공급되는 제1 원료가스는 트리메틸알루미늄을 포함할 수 있다. 또한, 제2 가스공급부(122)에서 공급되는 제1 원료가스는 테라키스 지르코늄을 포함할 수 있다. 제3 가스공급부(123)에서 공급되는 제1 원료가스는 테라키스 하프늄을 포함할 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 가스공급부(120)가 제1 가스공급부(121) 내지 제4 가스공급부(124)를 포함하는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
샤워헤드(130)는 챔버(110) 내부에 배치될 수 있다. 이때, 샤워헤드(130)는 제1 가스공급부(121) 내지 제4 가스공급부(124)를 포함할 수 있다. 또한, 샤워헤드(130)에는 공정가스에 열에너지를 가하거나 공정가스 중 일부를 플라즈마화 하여 반응을 촉진시킬 수 있다.
샤워헤드(130)는 제1 가스공급부(121) 내지 제4 가스공급부(124)와 각각 개별적으로 연결될 수 있다. 이때, 제1 가스공급부(121)와 제2 가스공급부(122)는 서로 독립적으로 챔버(110) 외부에 배치된 후 제1 공정가스와 제2 공정가스를 혼합하여 샤워헤드(130)에 공급할 수 있다. 또한, 제3 가스공급부(123)는 챔버(110) 외부에 독립적으로 배치된 후 샤워헤드(130)로 제3 공정가스를 공급할 수 있다. 이때, 제3 공정가스는 샤워헤드(130) 내부 또는 챔버(110) 내부에서 제1 공정가스 및 제2 공정가스와 혼합될 수 있다. 반면, 제4 가스공급부(124)는 챔버(110) 외부에 독립적으로 배치된 후 샤워헤드(130)로 퍼지가스를 공급할 수 있다. 이때, 퍼지가스는 샤워헤드(130)를 통하여 독립적으로 챔버(110)로 공급될 수 있다. 또한, 퍼지가스는 샤워헤드(130)의 내부로 공급되어 샤워헤드(130) 내부의 기체를 외부로 배출할 뿐만 아니라 샤워헤드(130)를 통하여 챔버(110) 내부로 공급될 수 있다. 다른 실시예로써 퍼지가스는 샤워헤드(130)를 통하여 챔버(110) 내부에만 공급되는 것도 가능하다.
샤워헤드(130)는 챔버(110) 내부로 공정가스를 분사하는 노즐(미표기)을 포함할 수 있다. 이때, 상기 노즐은 샤워헤드(130)를 관통하도록 홀 형태로 형성될 수 있다.
한편, 기판지지부(140)는 표시부(D)가 형성된 기판(210)을 지지할 수 있다. 이때, 기판지지부(140)는 실시예에 따라 기판(210)을 가열할 수 있는 히터(미도시)를 포함할 수 있다. 다만, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 기판지지부(140)에는 상기 히터가 별도로 배치되지 않는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
기판지지부(140)는 샤워헤드(130)와 서로 상대 운동할 수 있다. 예를 들면, 샤워헤드(130)는 챔버(110)에 고정된 상태일 수 있으며, 기판지지부(140)가 선형 운동할 수 있다. 다른 실시예로써 샤워헤드(130) 및 기판지지부(140)가 모두 선형 운동하는 것도 가능하다. 또 다른 실시예로써 기판지지부(140)는 챔버(110)에 고정된 상태일 수 있으며, 샤워헤드(130)가 선형 운동할 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 샤워헤드(130)는 챔버(110)에 고정되도록 설치되고, 기판지지부(140)만 선형 운동하는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
기판지지부(140)는 선형운동할 수 있다. 예를 들면, 기판지지부(140)는 챔버(110)의 제1 방향으로 선형 운동할 수 있다. 또한, 기판지지부(140)는 챔버(110)의 제2 방향으로 선형 운동할 수 있다. 이때, 제1 방향과 제2 방향은 서로 상이할 수 있다. 예를 들면, 제1 방향과 제2 방향은 서로 수직할 수 있다. 특히 제1 방향은 챔버(110)의 높이 방향일 수 있으며, 제2 방향은 챔버(110)의 폭 방향(또는 길이 방향)일 수 있다.
배출부(150)는 챔버(110)와 연결되어 챔버(110) 내부의 가스를 외부로 배출시킬 수 있다. 이때, 배출부(150)는 챔버(110)와 연결되어 가스를 안내하는 안내배관(1) 및 안내배관(151)에 설치되는 펌프(152)를 포함할 수 있다.
한편, 상기와 같은 표시 장치의 제조장치(100)의 작동을 살펴보면, 외부로부터 표시부(D)가 형성된 기판(210)이 챔버(110) 내부로 로딩될 수 있다. 이때, 기판(210)은 로봇암, 셔틀 등을 통하여 챔버(110)로 이송될 수 있다.
기판(210) 상에 표시부(D)가 형성될 수 있다. 이때, 표시부(D)는 박막 트랜지스터(TFT)가 구비되고, 이들을 덮도록 패시베이션막(270)이 형성되며, 이 패시베이션막(270) 상에 유기 발광 소자(280)가 형성될 수 있다. 이하에서 구체적으로 설명하기로 한다.
이때, 기판(210)은 플라스틱재를 사용할 수도 있으며, 폴리이미드(PI, Polyimide)를 사용할 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 기판(210)이 폴리이미드로 형성되는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
기판(210)의 상면에는 유기화합물 및/또는 무기화합물로 이루어진 버퍼층(220)이 더 형성되는 데, SiOx(x≥1), SiNx(x≥1)로 형성될 수 있다.
이 버퍼층(220) 상에 소정의 패턴으로 배열된 활성층(230)이 형성된 후, 활성층(230)이 게이트 절연층(240)에 의해 매립된다. 활성층(230)은 소스 영역(231)과 드레인 영역(233)을 갖고, 그 사이에 채널 영역(232)을 더 포함한다.
이러한 활성층(230)은 다양한 물질을 함유하도록 형성될 수 있다. 예를 들면, 활성층(230)은 비정질 실리콘 또는 결정질 실리콘과 같은 무기 반도체 물질을 함유할 수 있다. 다른 예로서 활성층(230)은 산화물 반도체를 함유할 수 있다. 또 다른 예로서, 활성층(230)은 유기 반도체 물질을 함유할 수 있다. 다만, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 활성층(230)이 비정질 실리콘으로 형성되는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
이러한 활성층(230)은 버퍼층(220) 상에 비정질 실리콘막을 형성한 후, 이를 결정화하여 다결정질 실리콘막으로 형성하고, 이 다결정질 실리콘막을 패터닝하여 형성할 수 있다. 상기 활성층(230)은 구동 TFT(미도시), 스위칭 TFT(미도시) 등 TFT 종류에 따라, 그 소스 영역(231) 및 드레인 영역(233)이 불순물에 의해 도핑된다.
게이트 절연층(240)의 상면에는 활성층(230)과 대응되는 게이트 전극(250)과 이를 매립하는 층간 절연층(260)이 형성된다.
그리고, 층간 절연층(260)과 게이트 절연층(240)에 콘택홀(H1)을 형성한 후, 층간 절연층(260) 상에 소스 전극(271) 및 드레인 전극(272)을 각각 소스 영역(231) 및 드레인 영역(233)에 콘택되도록 형성한다.
이렇게 형성된 상기 박막 트랜지스터의 상부로는 패시베이션막(270)이 형성되고, 이 패시베이션막(270) 상부에 유기 발광 소자(280, OLED)의 화소 전극(281)이 형성된다. 이 화소 전극(281)은 패시베이션막(270)에 형성된 비아 홀(H2)에 의해 TFT의 드레인 전극(272)에 콘택된다. 상기 패시베이션막(270)은 무기물 및/또는 유기물, 단층 또는 2개층 이상으로 형성될 수 있는 데, 하부 막의 굴곡에 관계없이 상면이 평탄하게 되도록 평탄화막으로 형성될 수도 있는 반면, 하부에 위치한 막의 굴곡을 따라 굴곡이 가도록 형성될 수 있다. 그리고, 이 패시베이션막(270)은, 공진 효과를 달성할 수 있도록 투명 절연체로 형성되는 것이 바람직하다.
패시베이션막(270) 상에 화소 전극(281)을 형성한 후에는 이 화소 전극(281) 및 패시베이션막(270)을 덮도록 화소 정의막(290)이 유기물 및/또는 무기물에 의해 형성되고, 화소 전극(281)이 노출되도록 개구된다.
그리고, 적어도 상기 화소 전극(281) 상에 중간층(282) 및 대향 전극(283)이 형성된다.
화소 전극(281)은 애노드 전극의 기능을 하고, 대향 전극(283)은 캐소오드 전극의 기능을 하는 데, 물론, 이들 화소 전극(281)과 대향 전극(283)의 극성은 반대로 되어도 무방하다.
화소 전극(281)과 대향 전극(283)은 상기 중간층(282)에 의해 서로 절연되어 있으며, 중간층(282)에 서로 다른 극성의 전압을 가해 유기 발광층에서 발광이 이뤄지도록 한다.
중간층(282)은 유기 발광층을 구비할 수 있다. 선택적인 다른 예로서, 중간층(282)은 유기 발광층(organic emission layer)을 구비하고, 그 외에 정공 주입층(HIL:hole injection layer), 정공 수송층(hole transport layer), 전자 수송층(electron transport layer) 및 전자 주입층(electron injection layer) 중 적어도 하나를 더 구비할 수 있다.
한편, 하나의 단위 화소(P)는 복수의 부화소(R,G,B)로 이루어지는데, 복수의 부화소(R,G,B)는 다양한 색의 빛을 방출할 수 있다. 예를 들면 복수의 부화소(R,G,B)는 각각 적색, 녹색 및 청색의 빛을 방출하는 부화소(R,G,B)를 구비할 수 있고, 적색, 녹색, 청색 및 백색의 빛을 방출하는 부화소(미표기)를 구비할 수 있다.
한편, 상기와 같은 박막 봉지층(E)은 복수의 무기층들을 포함하거나, 무기층 및 유기층을 포함할 수 있다.
박막 봉지층(E)의 상기 유기층은 고분자로 형성되며, 바람직하게는 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리이미드, 폴라카보네이트, 에폭시, 폴리에틸렌 및 폴리아크릴레이트 중 어느 하나로 형성되는 단일막 또는 적층막일 수 있다. 더욱 바람직하게는, 상기 유기층은 폴리아크릴레이트로 형성될 수 있으며, 구체적으로는 디아크릴레이트계 모노머와 트리아크릴레이트계 모노머를 포함하는 모노머 조성물이 고분자화된 것을 포함할 수 있다. 상기 모노머 조성물에 모노아크릴레이트계 모노머가 더 포함될 수 있다. 또한, 상기 모노머 조성물에 TPO와 같은 공지의 광개시제가 더욱 포함될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
박막 봉지층(E)의 상기 무기층은 금속 복합산화물, 금속 산화물 및 금속 질화물 중 적어도 하나를 포함하는 단일막 또는 적층막일 수 있다.
박막 봉지층(E) 중 외부로 노출된 최상층은 유기 발광 소자(280)에 대한 투습을 방지하기 위하여 무기층으로 형성될 수 있다.
박막 봉지층(E)은 적어도 2개의 무기층 사이에 적어도 하나의 유기층이 삽입된 샌드위치 구조를 적어도 하나 포함할 수 있다. 다른 예로서, 박막 봉지층(E)은 적어도 2개의 유기층 사이에 적어도 하나의 무기층이 삽입된 샌드위치 구조를 적어도 하나 포함할 수 있다. 또 다른 예로서, 박막 봉지층(E)은 적어도 2개의 무기층 사이에 적어도 하나의 유기층이 삽입된 샌드위치 구조 및 적어도 2개의 유기층 사이에 적어도 하나의 무기층이 삽입된 샌드위치 구조를 포함할 수도 있다.
박막 봉지층(E)은 유기 발광 소자(280, OLED)의 상부로부터 순차적으로 제 1 무기층, 제 1 유기층, 제 2 무기층을 포함할 수 있다.
다른 예로서, 박막 봉지층(E)은 유기 발광 소자(280, OLED)의 상부로부터 순차적으로 제 1 무기층, 제 1 유기층, 제 2 무기층, 제 2 유기층, 제 3 무기층을 포함할 수 있다.
또 다른 예로서, 박막 봉지층(E)은 상기 유기 발광 소자(280, OLED)의 상부로부터 순차적으로 제 1 무기층, 제 1 유기층, 제 2 무기층, 상기 제 2 유기층, 제 3 무기층, 제 3 유기층, 제 4 무기층을 포함할 수 있다.
유기 발광 소자(280, OLED)와 제 1 무기층 사이에 LiF를 포함하는 할로겐화 금속층이 추가로 포함될 수 있다. 상기 할로겐화 금속층은 제 1 무기층을 스퍼터링 방식으로 형성할 때 상기 유기 발광 소자(280, OLED)가 손상되는 것을 방지할 수 있다.
제 1 유기층은 제 2 무기층 보다 면적이 좁게 할 수 있으며, 상기 제 2 유기층도 제 3 무기층 보다 면적이 좁을 수 있다.
이하에서는 설명의 편의를 위하여 박막 봉지층(E)이 제1 무기층(U1), 제1 유기층(O1) 및 제2 무기층(U2)을 포함하는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
제1 무기층(U1) 및 제2 무기층(U2) 중 적어도 하나는 알루미늄, 아연, 지르코늄 및 하프늄 중 적어도 2개 이상을 포함하는 복합산화물로 형성될 수 있다. 예를 들면, 일 실시예로써 제1 무기층(U1) 또는 제2 무기층(U2) 중 하나는 상기와 같은 복합산화물을 포함하고, 제1 무기층(U1) 또는 제2 무기층(U2) 중 다른 하나는 금속 산화물 또는 질화 산화물을 포함할 수 있다. 다른 실시예로써 제1 무기층(U1) 및 제2 무기층(U2) 모두 상기와 같은 복합산화물로 형성되는 것도 가능하다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 제1 무기층(U1) 및 제2 무기층(U2)은 복합산화물로 형성되고, 제1 무기층(U1) 및 제2 무기층(U2)이 서로 동일 또는 유사하게 형성되므로 제1 무기층(U1)에 대해서 상세히 설명하기로 한다.
제1 무기층(U1)은 알루미늄, 아연, 지르코늄 및 하프늄 중 적어도 2개 이상으로 형성된 복합산화물(Compound oxide)을 포함할 수 있다.
일 실시예로써 제1 무기층(U1)은 알루미늄, 아연, 지르코늄 및 하프늄 중 2개가 포함된 복합산화물을 포함할 수 있다. 특히 상기와 같은 경우 각 원소들은 산소원자를 공유할 수 있으며, (A,B)xOy 형태로 존재할 수 있다. 여기서 A는 알루미늄, 아연, 지르코늄 또는 하프늄 중 하나일 수 있으며, B는 알루미늄, 아연, 지르코늄 또는 하프늄 중 다른 하나일 수 있다. 또한, x,y는 자연수일 수 있다.
예를 들면, 제1 무기층(U1)은 알루미늄과 아연이 포함된 복합산화물을 포함할 수 있다. 또한, 제1 무기층(U1)은 알루미늄 및 지르코늄이 포함된 복합산화물을 포함할 수 있다. 제1 무기층(U1)은 알루미늄과 하프늄이 포함된 복합산화물을 포함할 수 있다. 이때, 제1 무기층(U1)은 상기에 한정되는 것은 아니며, 알루미늄, 아연, 지르코늄 및 하프늄 중 2개가 포함된 복합산화물을 모두 포함할 수 있다.
다른 실시예로써 제1 무기층(U1)은 알루미늄, 아연, 지르코늄 및 하프늄 중 3개가 포함된 복합산화물을 포함할 수 있다. 특히 상기와 같은 경우 각 원소들은 산소원자를 공유할 수 있으며, (A,B,C)xOy 형태로 존재할 수 있다. 여기서 A는 알루미늄, 아연, 지르코늄 또는 하프늄 중 하나일 수 있으며, B는 알루미늄, 아연, 지르코늄 또는 하프늄 중 다른 하나일 수 있고, C는 알루미늄, 아연, 지르코늄 또는 하프늄 중 또 다른 하나일 수 있다. 또한, x,y는 자연수일 수 있다.
예를 들면, 제1 무기층(U1)은 알루미늄, 아연, 지르코늄이 포함된 복합산화물을 포함할 수 있다. 또한, 제1 무기층(U1)은 알루미늄, 아연, 하프늄이 포함된 복합산화물을 포함할 수 있다. 이때, 제1 무기층(U1)은 상기에 한정되는 것은 아니며, 제1 무기층(U1)은 알루미늄, 아연, 지르코늄 및 하프늄 중 3개가 포함된 복합산화물을 모두 포함할 수 있다.
상기와 같이 제1 무기층(U1)은 단일층 또는 다층으로 형성될 수 있다.
구체적으로 제1 무기층(U1)이 단일층인 경우 제1 무기층(U1)은 제1 서브무기층(S1)을 포함할 수 있다. 이때, 제1 서브무기층(S1)은 상기의 복합산화물 중 적어도 1개 이상으로 형성될 수 있다. 예를 들면, 일 실시예로써 제1 서브무기층(S1)은 알루미늄과 지르코늄을 포함하는 복합산화물로 형성될 수 있다. 다른 실시예로써 제1 서브무기층(S1)은 알루미늄과 지르코늄을 포함하는 복합산화물과 지르코늄과 하프늄을 포함하는 복합산화물로 형성된 단일층일 수 있다.
제1 무기층(U1)이 다층으로 형성되는 경우 제1 무기층(U1)은 제1 서브무기층과 제2 서브무기층을 포함할 수 있다. 이때, 제1 서브무기층 및 제2 서브무기층 중 적어도 하나는 상기와 같은 복합산화물을 포함할 수 있다.
일 실시예로써 제1 서브무기층 및 제2 서브무기층은 둘다 복합산화물로 형성될 수 있다. 이때, 제1 서브무기층과 제2 서브무기층은 서로 상이한 복합산화물로 형성될 수 있다. 예를 들면, 제1 서브무기층이 알루미늄과 지르코늄을 포함하는 복합산화물로 형성될 수 있으며, 제2 서브무기층은 알루미늄과 하프늄을 포함하는 복합산화물로 형성될 수 있다. 이때, 제1 서브무기층과 제2 서브무기층은 상기에 한정되는 것은 아니며 다양한 조합의 복합산화물로 형성될 수 있다.
다른 실시예로써 제1 서브무기층 또는 제2 서브무기층 중 하나는 상기와 같은 복합산화물로 형성되고, 제1 서브무기층 또는 제2 서브무기층 중 다른 하나는 금속 산화물 및 금속 질화물 중 적어도 하나로 형성될 수 있다. 예를 들면, 제1 서브무기층은 알루미늄과 지르코늄을 포함하는 복합산화물로 형성되고, 제2 서브무기층은 산화알루미늄으로 형성될 수 있다. 이때, 상기와 같은 금속 산화물 및 금속 질화물은 디스플레이 분야의 박막 봉지층의 무기층에 사용되는 모든 물질을 포함할 수 있다.
또 다른 실시예로써 제1 무기층(U1)은 복합산화물로 형성되는 복수개의 제1 서브무기층과 단일의 금속 산화물 또는 금속 질화물로 형성되는 복수개의 제2 서브무기층으로 형성될 수 있다.
이하에서는 설명의 편의를 위하여 제1 무기층(U1)이 단일의 복합산화물로 형성되는 제1 서브무기층(S1)을 포함하는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다. 또한, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 제1 서브무기층(S1)이 알루미늄과 지르코늄이 포함된 복합산화물을 포함하는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
제1 서브무기층(S1) 상에는 제1 유기층(O1) 및 제2 무기층(U2)을 순차적으로 적층할 수 있다. 이때, 제1 유기층(O1) 및 제2 무기층(U2)은 상기에서 설명한 제1 유기층(O1) 및 제1 무기층(U1)과 동일 또는 유사하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
한편, 상기와 같은 표시 장치(200)를 제조하는 방법을 살펴보면, 우선 기판(210) 상에 표시부(D)를 형성한 후 챔버(110) 내부로 기판(210)을 로딩할 수 있다. 이때, 기판(210)을 로딩하는 방법은 로봇암, 셔틀 등을 통하여 수행될 수 있다.
챔버(110) 내부로 로딩된 기판(210)은 기판지지부(140)에 안착할 수 있다. 이때, 기판지지부(140)는 챔버(110)의 높이 방향(또는 제2 방향)으로 선형 운동할 수 있다. 또한, 제1 가스공급부(121) 및 제2 가스공급부(122)가 제1 공정가스 및 제2 공정가스를 각각 샤워헤드(130)로 공급할 수 있다. 이때, 제2 가스공급부(122)에서 샤워헤드(130)로 공급되는 제2 공정가스의 경우 챔버(110) 내부로 진입하기 전에 제1 공정가스와 혼합될 수 있다. 예를 들면, 제2 가스공급부(122)가 제1 가스공급부(121)와 연결됨으로써 제1 공정가스와 제2 공정가스가 혼합된 상태로 샤워헤드(130)로 공급될 수 있다. 이때, 제1 공정가스와 제2 공정가스는 질소(N2) 등과 같은 비활성의 캐리어 가스를 포함할 수 있다.
상기와 같이 제1 공정가스와 제2 공정가스는 혼합된 상태에서 샤워헤드(130)를 통하여 기판(210)으로 분사되고, 제4 가스공급부(124)는 퍼지가스를 샤워헤드(130)로 분사할 수 있다.
또한, 제3 가스공급부(123)는 제3 공정가스를 샤워헤드(130)를 통하여 분사함으로써 표시부(D) 및 기판(210) 상에 제1 서브무기층(S1)을 형성함으로써 제1 무기층(U1)을 형성할 수 있다.
상기와 같은 경우 제3 공정가스에는 에너지가 가해져 제1 공정가스 및 제2 공정가스와 반응을 촉진시킬 수 있다. 일 실시예로써 전원부(162)는 전극(161)에 전원을 인가함으로써 제3 공정가스를 플라즈마 상태로 만들 수 있다. 이때, 다른 실시예로써 기판지지부(140)의 히터를 통하여 기판을 가열하거나 제3 공정가스에 열에너지를 직접 가해주는 등을 통하여 제1 공정가스, 제2 공정가스 및 제3 공정가스의 반응을 촉진할 수 있다. 또한, 또 다른 실시예로써 별도의 에너지를 가하지 않는 방법으로도 수행될 수 있다. 다만, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 제3 공정가스를 플르즈마화하여 반응을 촉진하는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
상기와 같이 제1 서브무기층(S1)을 형성하는 동안 기판지지부(140)와 샤워헤드(130)는 서로 상대 운동할 수 있다. 예를 들면, 기판지지부(140)는 챔버(110)의 폭 방향(또는 길이 방향, 제1 방향)으로 선형 운동할 수 있다. 따라서 기판지지부(140)의 선형 운동을 인하여 제1 서브무기층(S1)은 표시부(D) 및 기판(210) 상에 균일하게 형성될 수 있다.
상기와 같이 형성된 제1 서브무기층(S1)의 두께는 10nm 이하일 수 있다. 이때, 제1 서브무기층(S1)은 비결정 형태로 형성될 수 있다. 구체적으로 제1 서브무기층(S1)의 두께가 10nm를 초과하는 경우 제1 서브무기층(S1)의 금속 물질이 결정을 형성함으로써 내부에 공간이 형성되거나 크랙이 발생할 수 있다. 특히 제1 서브무기층(S1)의 두께가 10nm를 초과하는 경우 표시 장치(200)를 휘거나 접는 경우 제1 서브무기층(S1)이 파손됨으로써 표시 장치(200)의 유연성을 확보할 수 없다.
상기의 과정이 완료되면, 기판(210)을 외부로 인출하거나 챔버(110)에 연결된 다른 챔버로 이송하여 제1 유기층(O1)을 증착할 수 있다. 또한, 제1 유기층(O1)을 형성한 후 다시 제1 무기층(U1)과 동일한 재질의 제2 무기층(U2)을 제1 유기층(O1) 상에 증착하여 박막 봉지층(E)을 표시부(D) 상에 형성할 수 있다.
배출부(150)는 상기의 공정이 진행되는 동안 챔버(110) 내부의 가스를 외부로 배출시킬 수 있다. 또한, 배출부(150)는 기판(210)이 챔버(110)로 로딩되는 경우 챔버(110) 내부의 압력을 대기압과 동일하도록 조절할 수 있다.
한편, 상기와 같이 제조된 표시 장치(200)는 기존의 표시 장치와 비교하여 투습, 투과 특성이 향상될 수 있다. 구체적으로 도 3은 동일한 양의 칼슘이 수분투과방지 박막을 통과하는 수분에 의하여 완전 산화가 일어나는 시간을 측정한 칼슘테스트의 결과이다. 이때, 실험 방법은 전기를 통하는 칼슘이 수분에 의해 산화가 되어 전기를 통하지 않는 칼슘산화물이 되면서 전기전도도가 낮아져서 완전히 산화가 될 때까지의 시간을 측정한 것이다. 특히 측정된 시간이 길수록 수분투과방지 박막의 수분투과방지 특성이 우수한 것을 나타낸다. 구체적인 실험 조건은 섭씨 85도, 상대습도 85%의 가속조건에서 이루어졌다.
도 3의 결과를 살펴보면, 같은 두께의 순수한 알루미늄산화물의 경우 22시간을 견디는데 반해 복합산화물 박막의 경우는 50시간 이상을 견디는 것을 확인할 수 있다. 특히 복합산화물을 형성하는 알루미늄과 지르코늄의 질량비에 상관없이 기존의 알루미늄산화물 박막보다는 복합산화물 박막이 수분투과방지 특성이 높음을 알 수 있다. 또한, 복합산화물 박막이 기존의 알루미늄산화물 박막보다 약 2배 이상 수분투과방지 특성이 향상되는 것을 확인할 수 있다.
따라서 표시 장치(200), 표시 장치의 제조장치(100) 및 표시 장치의 제조방법은 수분투과방지 효과가 우수한 표시 장치(200)를 제공할 수 있다. 또한, 표시 장치(200), 표시 장치의 제조장치(100) 및 표시 장치의 제조방법은 표시 장치(200)의 수명을 증대시킬 뿐만 아니라 박막 봉지층(E)의 두께를 최소화할 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치의 제조장치를 보여주는 개념도이다. 도 5는 도 4에 도시된 표시 장치의 제조장치의 샤워헤드의 일부를 보여주는 개념도이다. 도 6은 도 4에 도시된 표시 장치의 제조장치로 제조된 표시 장치의 일 실시예 일부를 보여주는 단면도이다.
도 4 내지 도 6을 참고하면, 표시 장치의 제조장치(100A)는 챔버(110A), 가스공급부(120A), 샤워헤드(130A), 기판지지부(140A) 및 배출부(150A)를 포함할 수 있다. 이때, 챔버(110A), 기판지지부(140A) 및 배출부(150A)는 도 1 내지 도 3에서 설명헌 것과 동일 또는 유사하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
가스공급부(120A)는 제1 가스공급부(121A), 제2 가스공급부(122A), 제3 가스공급부(123A), 제4 가스공급부(124A) 및 제5 가스공급부(125A)를 포함할 수 있다. 이때, 제1 가스공급부(121A) 내지 제4 가스공급부(124A)는 상기에서 설명한 바와 동일 또는 유사하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
제5 가스공급부(125A)는 제1 공정가스 내지 제3 공정가스와 상이한 제4 공정가스를 공급할 수 있다. 이때, 제4 공정가스는 제1 공정가스 및 제2 공정가스와 동일 또는 유사할 수 있으므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
샤워헤드(130A)는 제1 분사부(131A), 제2 분사부(131B) 및 제3 분사부(131C)를 포함할 수 있다. 이때, 제1 분사부(131A)는 제1 가스공급부(121A)와 연결되어 제1 공정가스를 분사할 수 있다. 또한, 제2 분사부(131B)는 제2 가스공급부(122A)와 연결되어 제2 공정가스를 분사할 수 있다. 제3 분사부(131C)는 제5 가스공급부(125A)와 연결되어 제3 공정가스를 분사할 수 있다.
제1 분사부(131A) 내지 제3 분사부(131C)는 서로 인접하도록 배치될 수 있다. 이때, 제1 분사부(131A) 내지 제3 분사부(131C) 각각은 복수개 구비될 수 있다. 특히 각 제1 분사부(131A) 내지 각 제3 분사부(131C)는 서로 하나의 그룹을 형성하고, 상기 그룹은 반복하여 샤워헤드(130A)에 형성될 수 있다. 이때, 제1 분사부(131A) 내지 제3 분사부(131C)는 샤워헤드(130A)의 일면에 균일하게 분포됨으로써 제1 공정가스, 제2 공정가스 및 제5 공정가스의 희석 농도를 균일하게 유지할 수 있다.
한편, 표시 장치(200-1)의 제조방법을 살펴보면, 기판(210-1)을 챔버(110A)에 로딩하여 기판지지부(140A)에 안착시킨 후 표시부(D-1) 및 기판(210-1) 상에 제1 무기층(U1-1)을 형성할 수 있다. 구체적으로 표시부(D-1) 및 기판(210-1) 상에 제1 서브무기층(S1-1)을 형성할 수 있다.
제1 공정가스와 제2 공정가스를 샤워헤드(130A)로 공급하여 제1 분사부(131A) 및 제2 분사부(131B)를 통하여 표시부(D-1) 및 기판(210-1)으로 분사시킬 수 있다. 이때, 제1 공정가스 및 제2 공정가스는 각각 독립적으로 제1 분사부(131A) 및 제2 분사부(131B)에 공급될 수 있다. 또한, 제1 분사부(131A)가 제1 공정가스를 분사하는 동안 제2 분사부(131B)는 제2 공정가스를 동시에 표시부(D-1) 및 기판(210-1)에 분사할 수 있다. 다른 실시예로써 제1 분사부(131A) 또는 제2 분사부(131B) 중 하나가 공정가스를 분사한 후 제1 분사부(131A) 또는 제2 분사부(131B) 중 다른 하나가 다른 공정가스를 분사할 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 제1 분사부(131A) 또는 제2 분사부(131B)는 동시에 제1 공정가스 및 제2 공정가스를 분사하는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
상기와 같이 제1 공정가스 및 제2 공정가스가 공급된 후 제3 가스공급부(123A)는 샤워헤드(130A)를 통하여 퍼지가스를 분사한 후 제4 가스공급부(124A)에서 공급된 제3 공정가스를 표시부(D-1) 및 기판(210-1)에 분사할 수 있다. 이후 제3 가스공급부(123A)는 샤워헤드(130A)를 통하여 퍼지가스를 분사하여 제1 서브무기층(S1-1)의 형성을 완료할 수 있다.
상기와 같이 형성된 제1 서브무기층(S1-1)은 제1 공정가스 및 제2 공정가스의 종류에 따라서 다양한 형태의 복합산화물을 포함할 수 있다. 예를 들면, 제1 서브무기층(S1-1)은 알루미늄, 아연, 지르코늄 및 하프늄 중 2개 이상을 포함하는 복합산화물일 수 있다. 다만, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 제1 서브무기층(S1-1)은 알루미늄과 지르코늄을 포함하는 복합산화물로 형성되는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
상기와 같이 제1 서브무기층(S1-1)에 제2 서브무기층(S2-1)을 적층할 수 있다. 이때, 제2 서브무기층(S2-1)은 제1 서브무기층(S1-1)과 상이한 복합산화물을 포함할 수 있다. 예를 들면, 제2 서브무기층(S2-1)은 알루미늄, 아연 및 하프늄 중 2개 이상을 포함하는 복합산화물일 수 있다. 다만, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 제2 서브무기층(S2-1)은 알루미늄과 하프늄을 포함하는 복합산화물인 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
제2 서브무기층(S2-1)은 제1 서브무기층(S1-1)과 유사하게 형성될 수 있다. 예를 들면, 제2 서브무기층(S2-1)을 형성하기 위하여 제1 가스공급부(121A) 및 제5 가스공급부(125A)가 제1 공정가스 및 제5 공정가스를 제1 분사부(131A) 및 제3 분사부(131C)를 통하여 표시부(D-1) 및 기판(210-1)으로 분사할 수 있다. 이때, 제1 분사부(131A)와 제3 분사부(131C)는 동시에 공정가스를 분사할 수 있으며, 순차적으로 공정가스를 분사하는 것도 가능하다. 다만, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 제1 분사부(131A)와 제3 분사부(131C)가 제1 공정가스와 제5 공정가스를 동시에 분사하는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
또한, 제3 가스공급부(123A)에서 공급된 퍼지가스가 샤워헤드(130A)를 통하여 표시부(D-1) 및 기판(210-1)에 분사될 수 있다. 제4 가스공급부(124A)는 제3 공정가스를 샤워헤드(130A)를 통하여 표시부(D-1) 및 기판(210-1)에 분사할 수 있다.
상기의 과정이 완료되면, 제1 서브무기층(S1-1)에는 제2 서브무기층(S2-1)이 적층될 수 있다. 이때, 제1 서브무기층(S1-1)과 제2 서브무기층(S2-1)은 제1 무기층(U1-1)을 형성할 수 있다.
이후 제1 무기층(U1-1) 상에 제1 유기층(O1-1)과 제2 무기층(U2-1)을 형성할 수 있다. 이때, 제2 무기층(U2-1)은 제1 서브무기층(S1-1)을 포함할 수 있다. 특히 제2 무기층(U2-1)의 제1 서브무기층(S1-1)은 제1 무기층(U1-1)의 제1 서브무기층(S1-1)과 동일하게 제조될 수 있으므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
상기와 같이 제2 무기층(U2-1)의 형성이 완료되면, 표시부(D-1)는 박막 봉지층(E-1)에 의하여 외부와 완전히 차단될 수 있다.
따라서 표시 장치(200-1)는 수분투과방지 특성이 향상될 수 있다. 특히 표시 장치(200-1)는 제1 서브무기층(S1-1) 및 제2 서브무기층(S2-1)이 무결정 형태로 형성되어 조밀해짐으로써 외부의 수분이나 산소로부터 표시부(D-1)를 효과적으로 보호할 수 있다.
또한, 표시 장치의 제조장치(100A) 및 표시 장치의 제조방법은 제1 서브무기층(S1) 및 제2 서브무기층(S2)을 간편하고 신속하게 제조함으로써 제조효율을 증대시킬 수 있다. 뿐만 아니라 표시 장치의 제조장치(100A) 및 표시 장치의 제조방법은 수분투과방지 특성이 향상된 표시 장치를 대량으로 생산이 가능하다.
도 7은 도 4에 도시된 표시 장치의 제조장치로 제조된 표시 장치의 다른 실시예 일부를 보여주는 단면도이다.
도 7을 참고하면, 표시 장치(200-2)는 기판(210-2), 표시부(D-2) 및 박막 봉지층(E-2)을 포함할 수 있다. 이때, 기판(210-2) 및 표시부(D-2)는 상기 도 1 내지 도 3에서 설명한 것과 동일 또는 유사하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
박막 봉지층(E-2)은 무기층 및 유기층을 포함할 수 있다. 다만, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 박막 봉지층(E-2)이 제1 무기층(U1-2), 제1 유기층(O1-2) 및 제2 무기층(U2-2)을 포함하는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
제1 무기층(U1-2)은 제1 서브무기층(S1-2) 및 제2 서브무기층(S2-2)을 포함할 수 있다. 이때, 제1 서브무기층(S1-2) 또는 제2 서브무기층(S2-2) 중 하나는 알루미늄, 아연, 지르코늄 및 하프늄 중 적어도 2개 이상을 포함하는 복합산화물로 형성될 수 있다. 또한, 제1 서브무기층(S1-2) 또는 제2 서브무기층(S2-2) 중 다른 하나는 금속 산화물 또는 금속 질화물을 포함할 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 제1 서브무기층(S1-2)은 복합산화물로 형성되고, 제2 서브무기층(S2-2)은 금속산화물로 형성되는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
기판(210-2) 상에 표시부(D-2)를 형성한 후 표시부(D-2)와 기판(210-2) 상에 제1 무기층(U1-2)을 형성할 수 있다. 구체적으로 제1 서브무기층(S1-2)을 형성할 수 있다. 이때, 제1 서브무기층(S1-2)은 제1 공정가스와 제2 공정가스를 표시부(D-2)와 기판(210-2)에 분사하고, 퍼지가스, 제3 공정가스 및 퍼지가스를 순차적으로 분사하여 형성할 수 있다.
또한, 제2 서브무기층(S2-2)은 제1 공정가스를 분사한 후 퍼지가스, 제3 공정가스 및 퍼지가스를 순차적으로 분사하여 형성할 수 있다. 이때, 제2 서브무기층(S2-2)을 금속질화물로 형성하기 위하여는 제3 공정가스를 암모니아가스 등을 사용할 수 있다.
상기와 같이 제1 서브무기층(S1-2)과 제2 서브무기층(S2-2)을 형성하는 경우 제1 서브무기층(S1-2)과 제2 서브무기층(S2-2) 사이에는 제1 서브무기층(S1-2)과 제2 서브무기층(S2-2)을 형성하는 물질에 의하여 복합산화물이 형성될 수 있다.
상기와 같이 제1 무기층(U1-2)을 형성한 후 제1 유기층(O1-2) 및 제2 무기층(U2-2)을 순차적으로 형성할 수 있다. 이때, 제2 무기층(U2-2)은 제1 서브무기층(S1-2)과 제2 서브무기층(S2-2)을 포함할 수 있다.
구체적으로 제2 무기층(U2-2)은 제1 무기층(U1-2)과 반대로 형성될 수 있다. 예를 들면, 제1 무기층(U1-2)은 제1 서브무기층(S1-2) 상에 제2 서브무기층(S2-2)을 적층하여 형성할 수 있다. 반면, 제2 무기층(U2-2)은 제2 서브무기층(S2-2)을 제1 유기층(O1-2) 상에 형성한 후 제2 서브무기층(S2-2) 상에 제1 서브무기층(S1-2)을 형성할 수 있다. 이때, 제2 무기층(U2-2)의 제1 서브무기층(S1-2)과 제2 서브무기층(S2-2)의 형성 방법은 제1 유기층(O1-2)의 제1 서브무기층(S1-2)과 제2 서브무기층(S2-2)의 형성 방법과 동일하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
상기의 과정이 완료되면, 표시부(D-2) 및 기판(210-2)상에 박막 봉지층(E-2)이 형성될 수 있다.
따라서 표시 장치(200-2)는 수분투과방지 특성이 향상될 수 있다. 특히 표시 장치(200-2)는 제1 서브무기층(S1-2) 및 제2 서브무기층(S2-2)이 무결정 형태로 형성되어 조밀해짐으로써 외부의 수분이나 산소로부터 표시부(D-2)를 효과적으로 보호할 수 있다.
또한, 표시 장치의 제조장치 및 표시 장치의 제조방법은 제1 서브무기층(S1-2) 및 제2 서브무기층(S2-2)을 간편하고 신속하게 제조함으로써 제조효율을 증대시킬 수 있다. 뿐만 아니라 표시 장치의 제조장치 및 표시 장치의 제조방법은 수분투과방지 특성이 향상된 표시 장치를 대량으로 생산이 가능하다.
도 8은 도 4에 도시된 표시 장치의 제조장치로 제조된 표시 장치의 또 다른 실시예 일부를 보여주는 단면도이다. 도 9는 도 6에 도시된 표시 장치의 성능을 보여주는 그래프이다.
도 8을 참고하면, 표시 장치(200-3)는 기판(210-3), 표시부(D-3) 및 박막 봉지층(E-3)을 포함할 수 있다. 이때, 기판(210-3) 및 표시부(D-3)는 상기에서 설명한 바와 동일 또는 유사하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
박막 봉지층(E-3)은 제1 무기층(U1-3), 제1 유기층(O1-3) 및 제2 무기층(U2-3)을 포함할 수 있다. 이때, 제1 유기층(O1-3)은 상기에서 설명한 바와 동일 또는 유사하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
제1 무기층(U1-3)은 제1 서브무기층(S1-3)과 제2 서브무기층(S2-3)을 포함할 수 있다. 이때, 제1 서브무기층(S1-3)은 알루미늄산화물, 아연산화물, 지르코늄산화룸 또는 하프늄산화물 중 하나로 형성될 수 있다. 또한, 제2 서브무기층(S2-3)은 알루미늄산화물, 아연산화물, 지르코늄산화룸 또는 하프늄산화물 중 다른 하나로 형성될 수 있다. 즉, 제1 서브무기층(S1-3)과 제2 서브무기층(S2-3)은 서로 상이한 금속 산화물로 형성될 수 있다.
우선 제1 서브무기층(S1-3)을 형성하는 방법을 살펴보면, 제1 공정가스를 표시부(D-3) 및 기판(210-3)에 분사한 후 퍼지가스, 제3 공정가스, 퍼지가스를 순차적으로 분사하여 제1 서브무기층(S1-3)을 형성할 수 있다.
또한, 제2 서브무기층(S2-3)은 제2 공정가스를 표시부(D-3) 및 기판(210-3)에 분사한 후 퍼지가스, 제3 공정가스, 퍼지가스를 순차적으로 분사하여 형성할 수 있다.
상기와 같은 제1 서브무기층(S1-3)과 제2 서브무기층(S2-3)은 다양한 금속 산화물로 형성될 수 있다. 다만, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 제1 서브무기층(S1-3)이 알루미늄산하물로 형성되고, 제2 서브무기층(S2-3)은 지르코늄산화물로 형성되는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
상기와 같이 제2 서브무기층(S2-3)을 형성한 후 제2 무기층(U2-3)을 형성할 수 있다. 이때, 제2 무기층(U2-3)은 알루미늄, 아연, 지르코늄 및 하프늄 중 적어도 2개 이상을 포함하는 복합산화물을 포함할 수 있다. 복합산화물의 제조는 상기에서 설명한 것과 동일 또는 유사하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
상기와 같이 제1 무기층(U1-3), 제1 유기층(O1-3) 및 제2 무기층(U2-3)을 형성하여 박막 봉지층(E-3)을 표시부(D-3) 및 기판(210-3)에 형성할 수 있다. 이때, 박막 봉지층(E-3)은 표시부(D-3)를 외부와 차단시킬 수 있다.
한편, 상기와 같이 형성되는 제1 무기층(U1-3)의 수분투과방지 테스트를 진행한 결과인 도 9를 살펴보면, 기존의 알루미늄산화물, 지르코늄산화물, 티타늄산화물로만 형성된 것과 비교하여 수분투과방지 특성이 약 2배 우수한 것을 확인할 수 있다. 이때, 실험조건은 상기에서 설명한 것과 동일 또는 유사하게 형성될 수 있다.
따라서 표시 장치(200-3)는 수분투과방지 특성이 향상될 수 있다. 특히 표시 장치(200-3)는 제1 서브무기층(S1-3) 및 제2 서브무기층(S2-3)이 무결정 형태로 형성되어 조밀해짐으로써 외부의 수분이나 산소로부터 표시부(D-3)를 효과적으로 보호할 수 있다.
또한, 표시 장치의 제조장치 및 표시 장치의 제조방법은 제1 서브무기층(S1-3) 및 제2 서브무기층(S2-3)을 간편하고 신속하게 제조함으로써 제조효율을 증대시킬 수 있다. 뿐만 아니라 표시 장치의 제조장치 및 표시 장치의 제조방법은 수분투과방지 특성이 향상된 표시 장치를 대량으로 생산이 가능하다.
이와 같이 본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 하여 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
100,100A: 표시 장치의 제조장치
110,110A: 챔버
120,120A: 가스공급부
130,130A: 샤워헤드
140,140A: 기판지지부
150,150A: 배출부
161: 전극
162: 전원부
200,200-1,200-2,200-3: 표시 장치
210,210-1,210-2,210-3: 기판
D,D-1,D-2,D-3: 표시부
E,E-1,E-2,E-3: 박막 봉지층

Claims (25)

  1. 기판;
    상기 기판 상에 형성되는 표시부;
    상기 표시부 상에 형성되는 박막 봉지층;을 포함하고,
    상기 박막 봉지층은 무기층;을 포함하고,
    상기 무기층은, 알루미늄, 아연, 지르코늄 및 하프늄 중 적어도 2개 이상으로 형성된 복합산화물을 포함하는 제1 서브무기층;을 포함하는 표시 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 무기층은,
    상기 제1 서브무기층의 복합산화물과 상이한 상기 복합산화물로 형성된 제2 서브무기층;을 포함하는 표시 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1 서브무기층과 상기 제2 서브무기층은 서로 적층되도록 형성되는 표시 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 박막 봉지층은 상기 무기층에 적층되는 유기층;을 더 포함하는 표시 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판은 폴리이미드로 형성된 표시 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 서브무기층은 비결정 형태인 표시 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 서브무기층의 두께는 10nm이하인 표시 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 무기층은,
    상기 제1 서브무기층에 적층되며, 금속 산화물 또는 금속 질화물 중 하나를 포함하는 제2 서브무기층;을 더 포함하는 표시 장치.
  9. 기판;
    상기 기판 상에 형성되는 표시부;
    상기 표시부 상에 형성되는 박막 봉지층;을 포함하고,
    상기 박막 봉지층은 무기층;을 포함하고,
    상기 무기층은,
    알루미늄산화물, 아연산화물, 지르코늄산화물 또는 하프늄산화물 중 하나로 형성된 제1 서브무기층; 및
    알루미늄산화물, 아연산화물, 지르코늄산화물 또는 하프늄산화물 중 다른 하나로 형성된 제2 서브무기층;을 포함하는 표시 장치.
  10. 챔버;
    상기 챔버 내부에 배치되어 공정가스를 분사하는 샤워헤드;
    상기 샤워헤드에 상기 공정가스를 공급하는 가스공급부;
    상기 챔버 내부에 배치되어 기판을 지지하는 기판지지부;를 포함하고,
    상기 샤워헤드는 표시부 상에 알루미늄, 아연, 지르코늄 및 하프늄 중 적어도 2개 이상으로 형성된 복합산화물을 포함하는 무기층을 형성하는 표시 장치의 제조장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 샤워헤드는,
    제1 분사부;
    상기 제1 분사부와 인접하게 배치되는 제2 분사부;를 포함하고,
    상기 제1 분사부와 상기 제2 분사부에서는 서로 상이한 상기 공정가스가 분사되는 표시 장치의 제조장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제1 분사부와 상기 제2 분사부는 상기 공정가스를 동시에 분사하는 표시 장치의 제조장치.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 제1 분사부와 상기 제2 분사부는 상기 공정가스를 순차적으로 분사하는 표시 장치의 제조장치.
  14. 제 10 항에 있어서,
    상기 가스공급부는,
    상기 공정가스 중 일부를 상기 샤워헤드로 공급하는 제1 가스공급부; 및
    상기 제1 가스공급부와 독립적으로 형성되어 상기 제1 가스공급부와 상이한 상기 공정가스 중 일부를 상기 샤워헤드에 공급하는 제2 가스공급부;를 포함하는 표시 장치의 제조장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 제2 가스공급부는 상기 제1 가스공급부와 연결되며, 상기 공정가스는 혼합되어 상기 샤워헤드로 공급되는 표시 장치의 제조장치.
  16. 제 10 항에 있어서,
    상기 기판지지부는 상기 샤워헤드에 대향하도록 배치되어 상기 샤워헤드와 상대 운동을 수행하는 표시 장치의 제조장치.
  17. 표시부가 형성된 기판을 챔버 내부로 로딩하는 단계; 및
    공정가스를 외부로 공급받아 원자층성장공정으로 상기 표시부 상에 무기층을 형성하는 단계;를 포함하고,
    상기 무기층은 알루미늄, 아연, 지르코늄 및 하프늄 중 적어도 2개 이상으로 형성된 복합산화물을 포함하는 표시 장치의 제조방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    공정가스를 외부로 공급받아 원자층성장공정으로 상기 표시부 상에 무기층을 형성하는 단계는,
    상기 복합산화물을 포함하는 제1 서브무기층을 형성하는 단계; 및
    상기 제1 서브무기층과 상이한 상기 복합산화물을 포함하는 제2 서브무기층을 형성하는 단계;를 포함하는 표시 장치의 제조방법.
  19. 제 17 항에 있어서,
    공정가스를 외부로 공급받아 원자층성장공정으로 상기 표시부 상에 무기층을 형성하는 단계는,
    상기 복합산화물을 포함하는 제1 서브무기층을 형성하는 단계; 및
    금속 질화물 또는 금속 산화물 중 하나를 포함하는 제2 서브무기층을 형성하는 단계;를 포함하는 표시 장치의 제조방법.
  20. 제 17 항에 있어서,
    상기 무기층은 비결정 형태인 표시 장치의 제조방법.
  21. 제 17 항에 있어서,
    상기 무기층은 10nm이하인 표시 장치의 제조방법.
  22. 제 17 항에 있어서,
    상기 기판은 폴리이미드로 형성된 표시 장치의 제조방법.
  23. 제 17 항에 있어서,
    상기 무기층에 유기층을 적층시키는 단계;를 더 포함하는 표시 장치의 제조방법.
  24. 제 17 항에 있어서,
    상기 무기층은 서로 상이한 물질의 다층으로 형성된 표시 장치의 제조방법.
  25. 표시부가 형성된 기판을 챔버 내부로 로딩하는 단계; 및
    공정가스를 외부로 공급받아 원자층성장공정으로 상기 표시부 상에 무기층을 형성하는 단계;를 포함하고,
    공정가스를 외부로 공급받아 원자층성장공정으로 상기 표시부 상에 무기층을 형성하는 단계는,
    상기 표시부 상에 알루미늄산화물, 아연산화물, 지르코늄산화물 또는 하프늄산화물 중 하나를 포함하는 제1 서브무기층을 형성하는 단계;
    상기 제1 서브무기층에 알루미늄산화물, 아연산화물, 지르코늄산화물 또는 하프늄산화물 중 다른 하나를 포함하는 제2 서브무기층을 적층하는 단계;를 포함하는 표시 장치의 제조방법.
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