KR20180074861A - 가요성 표시 장치 및 이의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

가요성 표시 장치는 제1 가요성 기판, 제2 가요성 기판, 표시부, 컬러 필터, 오버코트층, 가스 베리어층, 및 밀봉부를 포함한다. 제1 가요성 기판과 제2 가요성 기판은 서로 마주한다. 표시부는 제2 가요성 기판을 향한 제1 가요성 기판의 일면에 위치하며, 복수의 박막 트랜지스터와 복수의 발광 소자를 포함한다. 컬러 필터는 제1 가요성 기판을 향한 제2 가요성 기판의 일면에 위치한다. 오버코트층은 표시부와 컬러 필터 사이에 위치하며 컬러 필터를 덮는다. 가스 베리어층은 표시부와 오버코트층 사이에 위치하며 오버코트층을 덮는다. 밀봉부는 표시부와 가스 베리어층 사이에 위치하는 충전재 및 충전재의 가장자리 외측에 위치하는 실런트를 포함한다. 가스 베리어층의 넓이는 밀봉부의 넓이보다 크다.

Description

가요성 표시 장치 및 이의 제조 방법 {FLEXIBLE DISPLAY DEVICE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 개시는 가요성 표시 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 대형이면서 두께가 얇은 가요성 표시 장치 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
통상의 유기 발광 표시 장치는 기판과, 기판 상에 위치하며 복수의 박막 트랜지스터와 복수의 유기 발광 소자를 포함하는 표시부와, 표시부를 밀봉하여 외기의 수분과 산소 침투를 차단하는 밀봉부를 포함한다.
소형의 유기 발광 표시 장치의 경우, 밀봉부는 복수의 무기막과 복수의 유기막이 하나씩 교대로 적층된 박막 봉지(thin film encapsulation)로 구성될 수 있다. 중대형 유기 발광 표시 장치의 경우, 밀봉부는 유리 소재의 밀봉 기판과, 기판과 밀봉 기판의 가장자리를 일체로 접합시키는 실런트(sealant)를 포함할 수 있다.
대화면을 가지는 가요성(flexible) 유기 발광 표시 장치를 구현함에 있어서, 유리 소재의 밀봉 기판은 가요성을 구현하기 어렵고, 표시 장치의 박형화에 불리하다. 박막 봉지는 우수한 가요성을 나타내지만, 대형 공정에 적용 시 수율(투입량 대비 양품의 비율)이 낮은 한계가 있다.
본 개시는 유리 소재의 밀봉 기판이나 박막 봉지를 구비하지 않으면서 표시부의 밀봉 효과를 높이고, 대형이면서 두께가 얇은 가요성 표시 장치 및 이의 제조 방법을 제공하고자 한다.
일 실시예에 따른 가요성 표시 장치는 제1 가요성 기판, 제2 가요성 기판, 표시부, 컬러 필터, 오버코트층, 가스 베리어층, 및 밀봉부를 포함한다. 제1 가요성 기판과 제2 가요성 기판은 서로 마주한다. 표시부는 제2 가요성 기판을 향한 제1 가요성 기판의 일면에 위치하며, 복수의 박막 트랜지스터와 복수의 발광 소자를 포함한다. 컬러 필터는 제1 가요성 기판을 향한 제2 가요성 기판의 일면에 위치한다. 오버코트층은 표시부와 컬러 필터 사이에 위치하며 컬러 필터를 덮는다. 가스 베리어층은 표시부와 오버코트층 사이에 위치하며 오버코트층을 덮는다. 밀봉부는 표시부와 가스 베리어층 사이에 위치하는 충전재 및 충전재의 가장자리 외측에 위치하는 실런트를 포함한다. 가스 베리어층의 넓이는 밀봉부의 넓이보다 크다.
실런트의 바깥 측면은 가스 베리어층의 가장자리로부터 표시부의 중앙을 향해 이격될 수 있다. 밀봉부는 충전재와 실런트 사이에 위치하는 게터층을 더 포함할 수 있다.
가스 베리어층의 넓이는 오버코트층의 넓이보다 클 수 있다. 가스 베리어층은 실리콘 질화물, 실리콘 산화물, 및 실리콘 산화질화물 중 어느 하나의 단일막 또는 이들의 적층막으로 구성될 수 있다.
일 실시예에 따른 가요성 표시 장치의 제조 방법에서, 제1 가요성 기판 상에 버퍼층과 표시부가 형성된다. 표시부 상에 표시부를 덮는 충전재 및 충전재의 가장자리 외측에 위치하는 실런트를 포함하는 밀봉부가 형성된다. 제1 캐리어 기판 상에 제2 가요성 기판이 형성된다. 제2 가요성 기판 상에 복수의 필터층과 흑색층을 포함하는 컬러 필터가 형성된다. 컬러 필터 상에 오버코트층과 가스 베리어층이 형성된다. 밀봉부와 가스 베리어층이 서로 접촉하도록 제1 가요성 기판과 제2 가요성 기판이 적층되고, 실런트가 경화된다. 제2 가요성 기판으로부터 제1 캐리어 기판이 박리된다.
제1 가요성 기판은 유리를 포함할 수 있고, 제2 가요성 기판은 플라스틱 필름일 수 있다. 컬러 필터의 공정 온도와 가스 베리어층의 공정 온도는 표시부의 공정 온도보다 높을 수 있다. 가스 베리어층의 넓이는 오버코트층의 넓이 및 밀봉부의 넓이보다 클 수 있고, 실런트의 바깥 측면은 가스 베리어층의 가장자리로부터 표시부의 중앙을 향해 이격될 수 있다.
다른 일 실시예에 따른 가요성 표시 장치의 제조 방법에서, 제2 캐리어 기판 상 제1 가요성 기판이 형성된다. 제1 가요성 기판 상에 버퍼층과 표시부가 형성된다. 표시부 상에 표시부를 덮는 충전재 및 충전재의 가장자리 외측에 위치하는 실런트를 포함하는 밀봉부가 형성된다. 제3 캐리어 기판 상에 제2 가요성 기판이 형성된다. 제2 가요성 기판 상에 복수의 필터층과 흑색층을 포함하는 컬러 필터가 형성된다. 컬러 필터 상에 오버코트층과 가스 베리어층이 형성된다. 밀봉부와 가스 베리어층이 서로 접촉하도록 제1 가요성 기판과 제2 가요성 기판이 적층되고, 실런트가 경화된다. 제1 가요성 기판으로부터 제2 캐리어 기판이 박리되고, 제2 가요성 기판으로부터 제3 캐리어 기판이 박리된다.
제1 가요성 기판과 제2 가요성 기판은 플라스틱 필름일 수 있다. 컬러 필터의 공정 온도와 가스 베리어층의 공정 온도는 표시부의 공정 온도보다 높을 수 있다. 가스 베리어층의 넓이는 오버코트층의 넓이 및 밀봉부의 넓이보다 클 수 있고, 실런트의 바깥 측면은 가스 베리어층의 가장자리로부터 표시부의 중앙을 향해 이격될 수 있다.
실시예들에 따르면, 가요성 표시 장치는 표시부의 밀봉 성능을 확보할 수 있고, 대형이면서 얇은 두께를 가질 수 있으며, 제조 수율을 높일 수 있다.
도 1 내지 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 가요성 표시 장치의 제조 공정을 개략적으로 도시한 단면도들이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 가요성 표시 장치의 개략적인 단면도이다.
도 6 내지 도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 가요성 표시 장치의 제조 공정을 개략적으로 도시한 단면도들이다.
도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 가요성 표시 장치의 개략적인 단면도이다.
도 11은 도 5의 부분 확대 단면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 여러 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다. 도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해, 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다.
또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
또한, 기준이 되는 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 하는 것은 기준이 되는 부분의 위 또는 아래에 위치하는 것이고, 반드시 중력 반대 방향 쪽으로 "위에" 또는 "상에" 위치하는 것을 의미하는 것은 아니다.
또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
먼저, 도 1 내지 도 4를 참고하여, 본 발명의 제1 실시예에 따른 가요성 표시 장치의 제조 방법에 대하여 설명한다. 도 1 내지 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 가요성 표시 장치의 제조 공정을 개략적으로 도시한 단면도들이다.
도 1을 참고하면, 제1 가요성 기판(100) 상에 버퍼층(110)과 표시부(200)가 순차적으로 형성되고, 표시부(200) 상에 밀봉부(300)가 형성된다.
제1 가요성 기판(100)은 외력에 의해 휘어지는 박형의 유리로 제작될 수 있다. 박형의 유리는 가요성 기판으로 주로 사용되는 플라스틱 필름보다 형상 유지력이 높기 때문에 별도의 캐리어 기판 없이도 제조 과정에서 평탄성을 유지할 수 있으며 취급이 용이하다.
버퍼층(110)은 불순물이 표시부(200)로 침투하는 것을 방지하고, 표시부(200)가 위치할 표면을 평탄화시킨다. 버퍼층(110)은 예를 들어 실리콘 질화물(SiNx), 실리콘 산화물(SiOx), 및 실리콘 산화질화물(SiON) 중 어느 하나의 단일막 또는 이들의 적층막으로 구성될 수 있다.
버퍼층(110)은 제1 가요성 기판(100)의 일면 전체를 덮을 수 있고, 표시부(200)는 배선들과 제어 소자들 및 다음에 설명하는 실런트(320)의 배치 등을 고려하여 제1 가요성 기판(100)보다 작은 넓이를 가진다.
버퍼층(110) 상에 표시부(200)가 형성된다. 표시부(200)는 복수의 박막 트랜지스터와 복수의 커패시터 및 복수의 발광 소자를 포함한다. 표시부(200)는 복수의 화소(PX)를 포함하며, 각각의 화소(PX)는 복수의 부화소, 예를 들어 적색 부화소(SP1)와 녹색 부화소(SP2) 및 청색 부화소(SP3)를 포함할 수 있다. 하나의 부화소(SP1, SP2, SP3)마다 적어도 두 개의 박막 트랜지스터와 적어도 하나의 커패시터 및 하나의 발광 소자가 위치한다.
버퍼층(110)은 100℃ 이상의 고온 화학기상증착(CVD) 공정으로 형성될 수 있고, 표시부(200)는 100℃ 이하의 저온 공정으로 형성될 수 있다. 표시부(200)의 상세한 구조에 대해서는 후술한다.
표시부(200) 상에 밀봉부(300)가 형성된다. 밀봉부(300)는 표시부(200)를 덮는 충전재(310)와, 버퍼층(110) 상에서 충전재(310)의 가장자리를 따라 위치하는 실런트(320)를 포함한다. 밀봉부(300)는 충전재(310)와 실런트(320) 사이에 위치하는 게터층(330)을 더 포함할 수 있다.
충전재(310)는 외부 충격을 흡수하고, 제1 가요성 기판(100)과 후술하는 제2 가요성 기판 사이의 간격을 일정하게 유지시킨다. 충전재(310)는 투과율이 높은 물질, 예를 들어 에폭시, 폴리이미드, 우레탄 아크릴레이트, 에폭시 아크릴레이트, 및 실리콘 계열 수지 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
실런트(320)는 자외선 경화형 수지를 포함할 수 있다. 게터층(330)은 산소와 수분을 흡수하여 산소와 수분에 의한 표시부(200)의 열화를 방지한다. 게터층(330)은 분말 형태의 칼슘 산화물(CaO), 셀레늄 산화물(SeO) 등의 금속계 산화물과 아크릴계 수지를 혼합물을 포함할 수 있다. 충전재(310)는 표시부(200)보다 크고 버퍼층(110)보다 작은 넓이를 가지며, 실런트(320)와 게터층(330)은 충전재(310)의 외측에서 버퍼층(110) 상에 위치한다.
도 2를 참고하면, 제1 캐리어 기판(410)이 준비되고, 제1 캐리어 기판(410) 상에 제1 희생층(411)이 형성된다. 제1 희생층(411) 상에 제2 가요성 기판(500)이 형성되거나 미리 제작된 제2 가요성 기판(500)이 배치되고, 제2 가요성 기판(500) 상에 컬러 필터(600), 오버코트층(510), 가스 베리어층(520)이 차례로 형성된다.
제1 캐리어 기판(410)은 유리 또는 금속과 같은 단단한 소재로 제작되며, 제1 희생층(411)은 비정질 실리콘, 금속, 또는 유기물 등을 포함할 수 있다.
제1 캐리어 기판(410)은 가요성 표시 장치의 제조 과정에서 제2 가요성 기판(500)을 지지하여 제2 가요성 기판(500)의 평탄성을 유지시키며, 취급을 용이하게 한다. 제1 캐리어 기판(410)은 제조 공정의 마지막 단계에서 제2 가요성 기판(500)으로부터 분리된다.
제1 희생층(411) 상에 제2 가요성 기판(500)이 형성되는 경우, 제1 희생층(411) 상에 투명 수지를 코팅 후 경화시키는 방법으로 제2 가요성 기판(500)이 형성될 수 있다. 제2 가요성 기판(500)은 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트, 및 폴리이미드 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
제2 가요성 기판(500) 상에 컬러 필터(600)가 형성된다. 컬러 필터(600)는 복수의 필터층(610)과, 복수의 필터층(610) 사이에 위치하는 흑색층(620)을 포함한다. 복수의 필터층(610)은 적색 부화소(SP1)에 대응하는 적색 필터층(610R)과, 녹색 부화소(SP2)에 대응하는 녹색 필터층(610G)과, 청색 부화소(SP3)에 대응하는 청색 필터층(610B)을 포함할 수 있다.
복수의 필터층(610)은 입사하는 외광(가시광 파장) 중 자신이 갖는 색상의 파장대를 제외한 나머지 파장대의 빛을 흡수한다. 그리고 흑색층(620)은 입사하는 외광의 대부분을 흡수한다. 따라서 특정 부화소(SP1, SP2, SP3)에서 방출된 빛이 필터층(610)을 투과해 외부로 방출될 때 다른 파장대의 외광이 섞이지 않으므로, 컬러 필터(600)는 외광 반사를 억제함과 동시에 색 순도를 높인다.
복수의 필터층(610)은 아크릴계 수지 또는 폴리이미드계 수지 등을 포함할 수 있다. 흑색층(620)은 크롬(Cr), 크롬 산화물(CrOx), 크롬 질화물(CrNx), 카본 블랙, 안료 혼합물, 및 염료 혼합물 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
컬러 필터(600)의 공정 온도는 100℃ 이상으로서 표시부(200)의 공정 온도보다 높다. 만일 밀봉부(300) 상에 컬러 필터(600)를 직접 형성하는 경우를 가정하면컬러 필터(600)의 공정 온도에 의해 표시부(200)가 손상될 수 있다. 컬러 필터(600)는 밀봉부(300) 대신 제2 가요성 기판(500) 상에 형성되어 표시부(200)의 손상을 방지한다.
컬러 필터(600) 상에 오버코트층(510)이 형성된다. 오버코트층(510)은 컬러 필터(600)를 보호하여 컬러 필터(600)의 신뢰성을 높인다. 오버코트층(510)은 아크릴계 수지 또는 폴리이미드계 수지를 포함할 수 있다. 오버코트층(510)의 넓이는 컬러 필터(600)의 넓이보다 크고, 제2 가요성 기판(500)의 넓이보다 작을 수 있다.
오버코트층(510) 상에 가스 베리어층(520)이 형성된다. 가스 베리어층(520)은 컬러 필터(600)에서 방출되는 아웃 가스의 확산을 차단하여 표시부(200)의 열화를 억제한다. 가스 베리어층(520)은 오버코트층(510)보다 큰 넓이를 가지며, 제2 가요성 기판(500)과 같은 넓이를 가질 수 있다.
가스 베리어층(520)은 실리콘 질화물(SiNx), 실리콘 산화물(SiOx), 및 실리콘 산화질화물(SiON) 중 어느 하나의 단일막 또는 이들의 적층막으로 구성될 수 있다. 가스 베리어층(520)은 100℃ 이상의 고온 화학기상증착(CVD) 공정으로 형성될 수 있다. 다만, 가스 베리어층(520)의 공정 온도에서 컬러 필터(600) 및 오버코트층(510)이 분해되지 않도록 가스 베리어층(520)의 공정 온도는 컬러 필터(600) 및 오버코트층(510)의 분해 개시 온도(대략 230℃)보다 낮다.
도 3을 참고하면, 밀봉부(300)와 가스 베리어층(520)이 서로 접하도록 제1 가요성 기판(100)과 제2 가요성 기판(500)이 서로 중첩된다. 도 3에서는 제2 가요성 기판(500)이 제1 가요성 기판(100)의 상부에 위치하는 경우를 도시하였으나, 그 반대의 경우, 즉 제1 가요성 기판(100)이 제2 가요성 기판(500)의 상부에 위치하는 경우도 가능하다.
실런트(320)의 경화에 의해 제1 가요성 기판(100)과 제2 가요성 기판(500)이 일체로 접합된다. 실런트(320)가 자외선 경화형 수지를 포함하는 경우, 자외선 조사 장치(도시하지 않음)가 준비되어 실런트(320)로 자외선을 조사한다.
도 4를 참고하면, 제2 가요성 기판(500)으로부터 제1 캐리어 기판(410)을 분리시킨다. 예를 들어, 제1 희생층(411)이 비정질 실리콘을 포함하는 경우, 제1 희생층(411)에 레이저를 조사하여 제1 희생층(411)을 제거함으로써 제1 캐리어 기판(410)과 제2 가요성 기판(500)을 분리시킬 수 있다. 이때 엑시머 레이저, 고체 레이저, 또는 펄스 레이저 등 다양한 종류의 레이저가 사용될 수 있다.
제1 캐리어 기판(410) 분리 후 제2 가요성 기판(500)의 외면에 도시하지 않은 보호 필름이 부착될 수 있다. 보호 필름은 외부 충격과 스크래치 등으로부터 제2 가요성 기판(500)을 보호한다.
도 5를 참고하여, 본 발명의 제1 실시예에 따른 가요성 표시 장치에 대하여설명한다. 도 5는 도 1 내지 도 4에 도시한 실시예에 따른 가요성 표시 장치의 제조 방법으로 제작된 본 발명의 제1 실시예에 따른 가요성 표시 장치의 개략적인 단면도이다. 도 1 내지 도 4를 참고로 설명한 각 구성의 세부적인 설명은 생략한다.
도 5를 참고하면, 가스 베리어층(520)의 넓이는 충전재(310)와 실런트(320) 및 게터층(330)으로 구성된 밀봉부(300)의 넓이보다 크다. 그리고 제2 가요성 기판(500)을 향한 실런트(320)의 일면은 가스 베리어층(520)의 표면과 접촉하며, 실런트(320)의 바깥 측면은 가스 베리어층(520)의 가장자리로부터 소정의 거리를 두고 표시부(200)의 중앙을 향해 이격된다.
따라서 가요성 표시 장치의 외측으로부터 제1 가요성 기판(100) 또는 제2 가요성 기판(500)의 면 방향(도면을 기준으로 가로 방향)을 따라 가스 베리어층(520), 실런트(320), 게터층(330), 및 충전재(310)의 순서로 위치한다. 가스 베리어층(520)은 실런트(320)와 게터층(330) 및 충전재(310)보다 가요성 표시 장치의 외측을 향해 연장된다고 볼 수 있다.
가스 베리어층(520)은 컬러 필터(600)의 아웃 가스가 표시부(200)로 확산되는 것을 차단할 뿐만 아니라 외기에 포함된 수분과 산소가 표시부(200)를 향해 확산 또는 침투하는 것도 차단한다. 가스 베리어층(520)과 밀봉부(300)는 표시부(200)를 밀봉하여 외기의 수분과 산소가 표시부(200)로 침투하는 것을 방지한다.
제1 실시예의 가요성 표시 장치는 밀봉 기판(제2 가요성 기판(500))으로서 가요성이 우수하고 두께가 얇은 플라스틱 필름을 사용하고 있으며, 대형 공정에서 수율이 낮은 박막 봉지 대신 충전재(310)와 실런트(320) 및 게터층(330)으로 구성된 밀봉부(300)를 구비한다. 따라서 제1 실시예의 가요성 표시 장치는 대형이면서 얇은 두께를 가질 수 있으며, 제조 수율을 높일 수 있다.
도 6 내지 도 9를 참고하여, 본 발명의 제2 실시예에 따른 가요성 표시 장치의 제조 방법에 대하여 설명한다. 도 6 내지 도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 가요성 표시 장치의 제조 공정을 개략적으로 도시한 단면도들이다.
도 6을 참고하면, 제2 캐리어 기판(420)이 준비되고, 제2 캐리어 기판(420) 상에 제2 희생층(421)이 형성된다. 제2 희생층(421) 상에 제1 가요성 기판(100)이 형성되거나 미리 제작된 제1 가요성 기판(100)이 배치된다. 제1 가요성 기판(100) 상에 버퍼층(110)과 표시부(200)가 순차적으로 형성되고, 표시부(200) 상에 밀봉부(300)가 형성된다.
제2 캐리어 기판(420)은 유리 또는 금속과 같은 단단한 소재로 제작되며, 제2 희생층(421)은 비정질 실리콘, 금속, 또는 유기물 등을 포함할 수 있다.
제2 희생층(421) 상에 제1 가요성 기판(100)이 형성되는 경우, 제2 희생층(421) 상에 투명 수지를 코팅 후 경화시키는 방법으로 제1 가요성 기판(100)이 형성될 수 있다. 제1 가요성 기판(100)은 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트, 및 폴리이미드 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
제1 가요성 기판(100) 상에 버퍼층(110)과 표시부(200)가 순차적으로 형성되고, 표시부(200) 상에 밀봉부(300)가 형성된다. 버퍼층(110)과 표시부(200) 및 밀봉부(300)는 전술한 제1 실시예와 동일하므로 중복되는 설명은 생략한다.
도 7을 참고하면, 제3 캐리어 기판(430)이 준비되고, 제3 캐리어 기판(430) 상에 제3 희생층(431)이 형성된다. 제3 희생층(431) 상에 제2 가요성 기판(500)이 형성되거나 미리 제작된 제2 가요성 기판(500)이 배치된다. 제2 가요성 기판(500) 상에 컬러 필터(600), 오버코트층(510), 가스 베리어층(520)이 차례로 형성된다.
제3 캐리어 기판(430)과 제3 희생층(431)은 전술한 제1 실시예의 제1 캐리어 기판 및 제1 희생층과 동일하고, 컬러 필터(600), 오버코트층(510), 가스 베리어층(520)은 전술한 제1 실시예와 동일하므로, 중복되는 설명은 생략한다.
도 8을 참고하면, 밀봉부(300)와 가스 베리어층(520)이 서로 접하도록 제1 가요성 기판(100)과 제2 가요성 기판(500)이 서로 중첩되고, 실런트(320)가 경화되어 제1 가요성 기판(100)과 제2 가요성 기판(500)이 일체로 접합된다.
도 9를 참고하면, 제1 가요성 기판(100)으로부터 제2 캐리어 기판(420)을 분리시키고, 제2 가요성 기판(500)으로부터 제3 캐리어 기판(430)을 분리시킨다. 예를 들어, 제2 희생층(421)과 제3 희생층(431)이 비정질 실리콘을 포함하는 경우, 제2 희생층(421)과 제3 희생층(431)에 레이저를 조사하여 제2 희생층(421)과 제3 희생층(431)을 제거함으로써 제2 캐리어 기판(420)과 제3 캐리어 기판(430)을 분리시킬 수 있다.
제2 캐리어 기판(420) 및 제3 캐리어 기판(430) 분리 후 제1 가요성 기판(100) 및 제2 가요성 기판(500)의 외면에 도시하지 않은 보호 필름이 부착될 수 있다. 보호 필름은 외부 충격과 스크래치 등으로부터 제1 가요성 기판(100)과 제2 가요성 기판(500)을 보호한다.
도 10을 참고하여, 본 발명의 제2 실시예에 따른 가요성 표시 장치에 대하여 설명한다. 도 10은 전술한 방법으로 제작된 본 발명의 제2 실시예에 따른 가요성 표시 장치의 개략적인 단면도이다.
도 10을 참고하면, 가스 베리어층(520)의 넓이는 충전재(310)와 실런트(320) 및 게터층(330)으로 구성된 밀봉부(300)의 넓이보다 크다. 그리고 제2 가요성 기판(500)을 향한 실런트(320)의 일면은 가스 베리어층(520)의 표면과 접촉하며, 실런트(320)의 바깥 측면은 가스 베리어층(520)의 가장자리로부터 소정의 거리를 두고 표시부(200)의 중앙을 향해 이격된다.
따라서 가요성 표시 장치의 외측으로부터 내측을 향해, 제1 가요성 기판(100) 또는 제2 가요성 기판(500)의 면 방향(도면을 기준으로 가로 방향)을 따라 가스 베리어층(520), 실런트(320), 게터층(330), 및 충전재(310)의 순서로 위치한다. 가스 베리어층(520)과 밀봉부(300)는 표시부(200)를 보호하여 외기의 수분과 산소가 표시부(200)로 침투하는 것을 방지한다.
제2 실시예의 가요성 표시 장치는 제1 가요성 기판(100)과 제2 가요성 기판(500)으로서 가요성이 우수하고 두께가 얇은 플라스틱 필름을 사용하고 있으며, 대형 공정에서 수율이 낮은 박막 봉지 대신 충전재(310)와 실런트(320) 및 게터층(330)으로 구성된 밀봉부(300)를 구비한다. 따라서 제2 실시예의 가요성 표시 장치는 대형이면서 얇은 두께를 가질 수 있으며, 제조 수율을 높일 수 있다.
도 11은 도 5의 부분 확대 단면도이다. 도 11을 참고하여 표시부의 상세 구조에 대해 설명한다.
도 11을 참고하면, 제1 가요성 기판(100) 상에 버퍼층(110)과 표시부(200)가 위치한다. 제1 가요성 기판(100)은 박형의 유리 또는 플라스틱 필름으로 구성될 수 있고, 버퍼층(110)은 실리콘 질화물(SiNx), 실리콘 산화물(SiOx), 및 실리콘 산화질화물(SiON) 중 어느 하나의 단일막 또는 이들의 적층막으로 구성될 수 있다.
표시부(200)는 복수의 화소(PX)를 포함하며, 하나의 화소(PX)는 복수의 부화소를 포함한다. 예를 들어 하나의 화소(PX)는 적색 부화소(SP1)와 녹색 부화소(SP2) 및 청색 부화소(SP3)를 포함할 수 있다. 부화소(SP1, SP2, SP3)마다 적어도 두 개의 박막 트랜지스터(800)와 적어도 하나의 커패시터(900) 및 하나의 발광 소자(700R, 700G, 700B)가 위치한다.
버퍼층(110) 상에 반도체층(810)이 위치할 수 있다. 반도체층(810)은 폴리실리콘 또는 산화물 반도체를 포함할 수 있고, 산화물 반도체를 포함하는 반도체층(810)은 별도의 보호막으로 덮일 수 있다. 반도체층(810)은 불순물이 도핑되지 않은 채널 영역과, 불순물이 도핑된 소스 영역 및 드레인 영역을 포함한다.
반도체층(810) 상에 게이트 절연막(120)이 위치할 수 있다. 게이트 절연막(120)은 실리콘 질화물(SiNx) 또는 실리콘 산화물(SiOx)의 단일막 또는 이들의 적층막으로 구성될 수 있다. 게이트 절연막(120) 상에 게이트 전극(820)과 제1 축전판(910)이 위치할 수 있다. 게이트 전극(820)은 반도체층(810)의 채널 영역과 중첩된다.
게이트 전극(820)과 제1 축전판(910) 상에 층간 절연막(130)이 위치할 수 있다. 층간 절연막(130)은 실리콘 질화물(SiNx) 또는 실리콘 산화물(SiOx)의 단일막 또는 이들의 적층막으로 구성될 수 있다. 층간 절연막(130) 상에 소스 전극(830)과 드레인 전극(840) 및 제2 축전판(920)이 위치할 수 있다
소스 전극(830)과 드레인 전극(840)은 층간 절연막(130)과 게이트 절연막(120)을 관통하는 비아 홀에 의해 반도체층(810)의 소스 영역 및 드레인 영역과 각각 연결된다. 소스 전극(830)과 드레인 전극(840)은 몰리브덴(Mo)/알루미늄(Al)/몰리브덴(Mo) 또는 티타늄(Ti)/알루미늄(Al)/티타늄(Ti)과 같은 다층 금속막으로 구성될 수 있다.
제2 축전판(920)은 제1 축전판(910)과 중첩되며, 제1 축전판(910)과 제2 축전판(920)은 층간 절연막(130)을 유전체로 사용하는 커패시터(900)를 구성한다. 한편, 전술한 구성과 달리 제1 축전판(910)은 반도체층(810)과 같은 층에 위치할 수 있고, 제2 축전판(920)은 게이트 전극(820)과 같은 층에 위치할 수도 있다. 도 11에서는 탑 게이트 방식의 박막 트랜지스터(800)를 예로 들어 도시하였으나, 박막 트랜지스터(800)의 구조는 도시한 예로 한정되지 않는다.
박막 트랜지스터(800)와 커패시터(900) 상에 평탄화층(140)이 위치할 수 있다. 평탄화층(140)은 무기 절연물 또는 유기 절연물의 단일막 또는 이들의 적층막으로 구성될 수 있다.
평탄화층(140) 상에 화소 전극(710)이 위치할 수 있다. 화소 전극(710)은 부화소(SP1, SP2, SP3)마다 하나씩 배열되며, 평탄화층(140)을 관통하는 비아 홀을 통해 박막 트랜지스터(800)의 드레인 전극(840)과 연결된다. 평탄화층(140) 위와 화소 전극(710)의 가장자리 위에 화소 정의막(또는 격벽)(150)이 위치할 수 있다.
화소 전극(710) 상에 발광층(720R, 720G, 720B)이 위치할 수 있고, 발광층(720R, 720G, 720B)과 화소 정의막(150) 상에 공통 전극(730)이 위치할 수 있다. 공통 전극(730)은 표시 영역 전체에 위치할 수 있다. 화소 전극(710)과 공통 전극(730) 중 어느 하나는 발광층(720R, 720G, 720B)으로 정공을 주입하는 애노드(anode)로 기능하고, 다른 하나는 발광층(720R, 720G, 720B)으로 전자를 주입하는 캐소드(cathode)로 기능한다.
발광층(720R, 720G, 720B)은 적색 부화소(SP1)에 위치하는 적색 발광층(720R)과, 녹색 부화소(SP2)에 위치하는 녹색 발광층(720G)과, 청색 부화소(SP3)에 위치하는 청색 발광층(720B)으로 구분될 수 있다. 발광층(720R, 720G, 720B)은 유기 발광층을 포함할 수 있으며, 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 수송층, 및 전자 주입층 가운데 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
정공 주입층과 정공 수송층은 애노드와 유기 발광층 사이에 위치하며, 전자 수송층과 전자 주입층은 캐소드와 유기 발광층 사이에 위치한다. 전자와 정공은 발광층(720R, 720G, 720B)에서 결합하여 여기자(exciton)를 생성하고, 여기자가 여기 상태로부터 기저 상태로 떨어질 때 발생하는 에너지에 의해 빛이 방출된다.
화소 전극(710)은 반사막으로 구성될 수 있고, 공통 전극(730)은 투명막 또는 반투명막으로 구성될 수 있다. 이로써 발광층(720R, 720G, 720B)에서 방출된 빛은 화소 전극(710)에서 반사되고, 공통 전극(730)과 컬러 필터(600)를 투과하여 외부로 방출된다.
컬러 필터(600)는 적색 부화소(SP1)에 대응하는 적색 필터층(610R)과, 녹색 부화소(SP2)에 대응하는 녹색 필터층(610G)과, 청색 부화소(SP3)에 대응하는 청색 필터층(610B)을 포함할 수 있다. 컬러 필터(600)는 복수의 필터층(610) 사이에 위치하는 흑색층(620)을 더 포함할 수 있다.
복수의 필터층(610)은 가요성 표시 장치로 입사하는 외광 중 자신이 갖는 색상의 파장대를 제외한 나머지 파장대의 빛을 흡수하고, 흑색층(620)은 외광의 대부분을 흡수한다. 따라서 특정 색의 발광층(720R, 720G, 720B)에서 방출된 빛에 다른 파장대의 외광이 섞이지 않으며, 가요성 표시 장치는 컬러 필터(600)를 이용하여 외광 반사를 억제할 수 있고, 화면의 색 순도를 높일 수 있다.
컬러 필터(600)는 오버코트층(510)과 가스 베리어층(520)으로 덮인다. 오버코트층(510)은 컬러 필터(600)를 보호하여 컬러 필터(600)의 신뢰성을 높이며, 가스 베리어층(520)은 표시부(200)를 향한 컬러 필터(600)의 아웃 가스 확산을 차단하여 표시부(200)의 열화를 억제한다.
표시부(200)는 충전재(310)와 실런트(320) 및 게터층(330)으로 구성된 밀봉부(300)에 의해 1차로 밀봉되고, 밀봉부(300)보다 큰 넓이를 가지는 가스 베리어층(520)에 의해 2차로 밀봉된다. 즉 가스 베리어층(520)은 밀봉부(300)의 외측에서 외기의 수분과 산소 침투를 차단하는 추가의 밀봉 기능을 제공한다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
100: 제1 가요성 기판 110: 버퍼층
200: 표시부 PX: 화소
300: 밀봉부 310: 충전재
320: 실런트 330: 게터층
410: 제1 캐리어 기판 420: 제2 캐리어 기판
430: 제3 캐리어 기판 500: 제2 가요성 기판
510: 오버코트층 520: 가스 베리어층
600: 컬러 필터 610: 필터층
620: 흑색층 700R, 700G, 700B: 발광 소자
800: 박막 트랜지스터 900: 커패시터

Claims (13)

  1. 서로 마주하는 제1 가요성 기판 및 제2 가요성 기판;
    상기 제2 가요성 기판을 향한 상기 제1 가요성 기판의 일면에 위치하며, 복수의 박막 트랜지스터와 복수의 발광 소자를 포함하는 표시부;
    상기 제1 가요성 기판을 향한 상기 제2 가요성 기판의 일면에 위치하는 컬러 필터;
    상기 표시부와 상기 컬러 필터 사이에 위치하며, 상기 컬러 필터를 덮는 오버코트층;
    상기 표시부와 상기 오버코트층 사이에 위치하며, 상기 오버코트층을 덮는 가스 베리어층;
    상기 표시부와 상기 가스 베리어층 사이에 위치하는 충전재 및 상기 충전재의 가장자리 외측에 위치하는 실런트를 포함하는 밀봉부
    를 포함하며,
    상기 가스 베리어층의 넓이는 상기 밀봉부의 넓이보다 큰 가요성 표시 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 실런트의 바깥 측면은 상기 가스 베리어층의 가장자리로부터 상기 표시부의 중앙을 향해 이격되는 가요성 표시 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 밀봉부는 상기 충전재와 상기 실런트 사이에 위치하는 게터층을 더 포함하는 가요성 표시 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 가스 베리어층의 넓이는 상기 오버코트층의 넓이보다 큰 가요성 표시 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 가스 베리어층은 실리콘 질화물, 실리콘 산화물, 및 실리콘 산화질화물 중 어느 하나의 단일막 또는 이들의 적층막으로 구성되는 가요성 표시 장치.
  6. 제1 가요성 기판 상에 버퍼층과 표시부를 형성하는 단계;
    상기 표시부 상에 상기 표시부를 덮는 충전재 및 상기 충전재의 가장자리 외측에 위치하는 실런트를 포함하는 밀봉부를 형성하는 단계;
    제1 캐리어 기판 상에 제2 가요성 기판을 형성하는 단계;
    상기 제2 가요성 기판 상에 복수의 필터층과 흑색층을 포함하는 컬러 필터를 형성하는 단계;
    상기 컬러 필터 상에 오버코트층과 가스 베리어층을 형성하는 단계;
    상기 밀봉부와 상기 가스 베리어층이 서로 접촉하도록 상기 제1 가요성 기판과 상기 제2 가요성 기판을 적층하고, 상기 실런트를 경화시키는 단계; 및
    상기 제2 가요성 기판으로부터 상기 제1 캐리어 기판을 박리하는 단계
    를 포함하는 가요성 표시 장치의 제조 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 가요성 기판은 유리를 포함하고,
    상기 제2 가요성 기판은 플라스틱 필름인 가요성 표시 장치의 제조 방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 컬러 필터의 공정 온도와 상기 가스 베리어층의 공정 온도는 상기 표시부의 공정 온도보다 높은 가요성 표시 장치의 제조 방법.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 가스 베리어층의 넓이는 상기 오버코트층의 넓이 및 상기 밀봉부의 넓이보다 크고,
    상기 실런트의 바깥 측면은 상기 가스 베리어층의 가장자리로부터 상기 표시부의 중앙을 향해 이격되는 가요성 표시 장치의 제조 방법.
  10. 제2 캐리어 기판 상에 제1 가요성 기판을 형성하는 단계;
    상기 제1 가요성 기판 상에 버퍼층과 표시부를 형성하는 단계;
    상기 표시부 상에 상기 표시부를 덮는 충전재 및 상기 충전재의 가장자리 외측에 위치하는 실런트를 포함하는 밀봉부를 형성하는 단계;
    제3 캐리어 기판 상에 제2 가요성 기판을 형성하는 단계;
    상기 제2 가요성 기판 상에 복수의 필터층과 흑색층을 포함하는 컬러 필터를 형성하는 단계;
    상기 컬러 필터 상에 오버코트층과 가스 베리어층을 형성하는 단계;
    상기 밀봉부와 상기 가스 베리어층이 서로 접촉하도록 상기 제1 가요성 기판과 상기 제2 가요성 기판을 적층하고, 상기 실런트를 경화시키는 단계; 및
    상기 제1 가요성 기판으로부터 상기 제2 캐리어 기판을 박리하고, 상기 제2 가요성 기판으로부터 상기 제3 캐리어 기판을 박리하는 단계
    를 포함하는 가요성 표시 장치의 제조 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제1 가요성 기판과 상기 제2 가요성 기판은 플라스틱 필름인 가요성 표시 장치의 제조 방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 컬러 필터의 공정 온도와 상기 가스 베리어층의 공정 온도는 상기 표시부의 공정 온도보다 높은 가요성 표시 장치의 제조 방법.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 가스 베리어층의 넓이는 상기 오버코트층의 넓이 및 상기 밀봉부의 넓이보다 크며,
    상기 실런트의 바깥 측면은 상기 가스 베리어층의 가장자리로부터 상기 표시부의 중앙을 향해 이격되는 가요성 표시 장치의 제조 방법.
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