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KR102421577B1 - 디스플레이 장치 - Google Patents

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KR102421577B1
KR102421577B1 KR1020160041731A KR20160041731A KR102421577B1 KR 102421577 B1 KR102421577 B1 KR 102421577B1 KR 1020160041731 A KR1020160041731 A KR 1020160041731A KR 20160041731 A KR20160041731 A KR 20160041731A KR 102421577 B1 KR102421577 B1 KR 102421577B1
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KR
South Korea
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layer
recess
display area
film
display device
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KR1020160041731A
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김선광
강기녕
Original Assignee
삼성디스플레이 주식회사
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Publication date
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Priority to CN201710029741.6A priority patent/CN107275363B/zh
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Priority to US16/247,460 priority patent/USRE48773E1/en
Priority to US17/496,832 priority patent/US20220028960A1/en
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Abstract

본 발명의 일 실시예는 기판, 기판 상에 배치된 절연막, 기판과 절연막을 관통하는 관통부, 절연막 상에 위치하고 서로 마주보는 화소전극과 상대전극, 및 이들 사이에 개재되는 발광층을 포함하는 발광소자를 각각 구비하며 관통부를 적어도 부분적으로 둘러싸도록 배열된 화소들을 포함하는 화소 어레이, 및 관통부와 화소 어레이 사이에 배치되는 패턴부를 포함하고, 패턴부는, 상기 절연막의 두께 방향을 따라 오목한 리세스, 및 리세스를 커버하도록 절연막 위에 배치되며 절연막과 다른 물질을 포함하는 클래딩막을 포함하는, 디스플레이 장치를 개시한다.

Description

디스플레이 장치{Display device}
본 발명의 실시예들은 디스플레이 장치에 관한 것이다.
근래에 디스플레이 장치는 그 용도가 다양해지고 있다. 또한, 디스플레이 장치의 두께가 얇아지고 무게가 가벼워 그 사용의 범위가 광범위해지고 있는 추세이다. 특히, 근래에 디스플레이 장치는 모니터, 휴대폰뿐만 아니라 시계 등과 같이 다양한 형태의 기기에 사용되고 있으며, 이에 따라 디스플레이 장치의 형태를 설계하는데 다양한 방법이 연구되고 있다.
본 발명의 실시예들은 관통부를 구비한 디스플레이 장치에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예는, 기판; 상기 기판 상에 배치된 절연막; 상기 기판과 상기 절연막을 관통하는 관통부; 상기 절연막 상에 위치하고, 서로 마주보는 화소전극과 상대전극, 및 이들 사이에 개재되는 발광층을 포함하는 발광소자를 각각 구비하며, 상기 관통부를 둘러싸도록 배열된 화소들을 포함하는 화소 어레이; 및 상기 관통부와 상기 화소 어레이 사이에 배치되는 패턴부;를 포함하고, 상기 패턴부는, 상기 절연막의 두께 방향을 따라 오목한 리세스; 및 상기 리세스를 커버하도록 상기 절연막 위에 배치되며, 상기 절연막과 다른 물질을 포함하는 클래딩막;을 포함하는, 디스플레이 장치를 개시한다.
본 실시예에 있어서, 상기 기판은, 상기 화소 어레이가 위치하는 표시영역 및 상기 표시영역과 이웃하는 비표시영역을 포함하고, 상기 비표시영역은, 상기 표시영역의 외측 가장자리를 둘러싸는 제1서브-비표시영역 및 상기 관통부와 상기 표시영역 사이에서 상기 관통부의 외측 가장자리를 둘러싸는 제2서브-비표시영역을 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 패턴부는 상기 제2서브-비표시영역에 배치될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 절연막은 무기막일 수 있다.
본 실시예에 있어서, 박막트랜지스터 및 스토리지 커패시터를 포함하는 화소회로를 더 포함하고, 상기 절연막은 복수의 무기 절연층들을 포함하며, 상기 복수의 무기 절연층들 중 적어도 어느 하나의 층은, 상기 박막트랜지스터의 전극들 사이에 또는 상기 스토리지 커패시터의 전극들 사이에 개재되어 이들을 절연시킬 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 리세스는 상기 절연막의 두께 보다 작거나 상기 절연막의 두께에 대응하는 깊이를 가질 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 클래딩막은 유기물을 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 발광소자는, 상기 화소전극과 상기 발광층 사이에 개재되는 제1기능층, 및 상기 발광층과 상기 상대전극 사이에 개재되는 제2기능층 중 적어도 어느 하나의 기능층을 더 포함하고, 상기 클래딩막은, 제1물질막 및 제2물질막 중 적어도 어느 하나의 물질막을 포함하고, 상기 제1물질막은 절연성의 물질을 포함하고, 상기 제2물질막은 상기 적어도 어느 하나의 기능층 및 상기 발광층 중 적어도 어느 하나와 동일한 물질을 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 클래딩막은 상기 제1물질막이고, 상기 제1물질막의 일부가 상기 리세스 내에 위치할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 클래딩막은 상기 제2물질막이고, 상기 제2물질막의 일부가 상기 리세스 내에 위치할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 리세스의 아래에 위치하는 금속 패턴을 더 포함하고, 상기 금속 패턴의 상면은 상기 리세스의 바닥면에 대응할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 클래딩막은 상기 제1물질막 및 상기 제1물질막 상에 배치된 제2물질막의 적층체일 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 관통부는 단일 폐곡선일 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 리세스는 상기 관통부를 둘러싸고 상기 관통부의 직경보다 큰 직경을 가지는 고리 형상일 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 관통부는 상기 디스플레이 장치의 적어도 일 가장자리까지 연장될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 클래딩막 상에 배치되며 상기 상대전극과 동일한 물질을 포함하는 막을 더 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 화소 어레이를 커버하는 봉지막을 더 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 봉지막은 무기 봉지층 및 유기 봉지층을 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 패턴부와 상기 화소 어레이 사이에 배치되는 댐을 더 포함하며, 상기 유기 봉지층의 단부는 상기 댐과 상기 화소 어레이 사이에 위치할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 무기 봉지층은 상기 관통부를 향해 연장되어 상기 패턴부를 커버할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 무기 봉지층은 상기 관통부와 상기 패턴부 사이의 영역에서 상기 절연막과 직접 접촉할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 절연막은, 상기 관통부와 상기 패턴부 사이의 영역에 대응하는 보조 리세스를 더 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 관통부와 상기 화소 어레이 사이에 배치되며, 언더컷 형상의 단차부를 더 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 상대전극은 상기 관통부를 향해 연장되되, 상기 단차부에 의해 단선될 수 있다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 표시영역의 내부에 관통부를 구비한 디스플레이 장치에서 관통부 주변을 따라 크랙이 발생 또는 전파되는 것을 방지할 수 있다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치를 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 2는 도 1의 관통부를 중심으로 표시영역을 확대하여 나타낸 평면도이다.
도 3은 도 2의 III-III선에 따른 단면도이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 실시예들에 따른 디스플레이 장치의 표시영역과 제2서브-비표시영역을 일부 발췌하여 나타낸 단면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예예 따른 디스플레이 장치 중 관통부를 중심으로 표시영역을 확대하여 나타낸 평면도이다.
도 7은 도 6의 VII- VII선에 따른 단면도이다.
도 8 내지 도 10은 각각 도 7의 변형 실시예이다.
도 11은 도 10의 XI부분의 확대도이다.
도 12a 내지 도 12c는 도 10의 제조 방법의 일 실시예를 나타낸 단면도이다.
도 13은 도 10의 변형 실시예이다.
도 14는 본 발명의 다른 실시예예 따른 디스플레이 장치 중 관통부를 중심으로 표시영역을 확대하여 나타낸 평면도이다.
도 15는 도 14의 XV- XV선에 따른 단면도이다.
도 16 내지 도 18은 각각 도 15의 변형 실시예이다.
도 19는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 디스플레이 장치를 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 20은 도 19의 관통부 주변을 발췌하여 나타낸 평면도이다.
도 21a 내지 도 21g는 본 발명의 실시예들에 따른 단면도로서, 도 20의 XXI- XXI선에 따른 단면에 대응한다.
도 22는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 디스플레이 장치를 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 23은 도 22의 관통부 주변을 발췌하여 나타낸 평면도이다.
도 24a 내지 도 24f는 본 발명의 실시예들에 따른 단면도로서, 도 22의 XXIV- XXIV선에 따른 단면에 대응한다.
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.
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.
이하의 실시예에서, 막, 영역, 구성 요소 등이 연결되었다고 할 때, 막, 영역, 구성 요소들이 직접적으로 연결된 경우뿐만 아니라 막, 영역, 구성요소들 중간에 다른 막, 영역, 구성 요소들이 개재되어 간접적으로 연결된 경우도 포함한다. 예컨대, 본 명세서에서 막, 영역, 구성 요소 등이 전기적으로 연결되었다고 할 때, 막, 영역, 구성 요소 등이 직접 전기적으로 연결된 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 막, 영역, 구성 요소 등이 개재되어 간접적으로 전기적 연결된 경우도 포함한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치를 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 1을 참조하면, 디스플레이 장치(1)는 기판(100), 및 상기 기판(100) 상의 화소 어레이(10)를 포함한다.
기판(100)은 유리, 금속 또는 유기물과 같은 재질로 형성할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 기판(100)은 유연한 재료로 형성될 수 있다. 예컨대, 기판(100)은 잘 휘어지고 구부러지거나 돌돌 말 수 있는 폴리이미드(PI)와 같은 재질로 형성될 수 있으나. 이는 예시적인 것일 뿐 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
기판(100)은 표시영역(DA) 및 비표시영역(NDA)을 포함하고, 표시영역(DA)에는 관통부(TH)가 위치한다. 관통부(TH)는 기판(100), 봉지막(400) 및 이들 사이에 개재되는 층들을 뚫고 지나가는 홀이며, 표시영역(DA)의 내측에 위치하여 복수의 화소(P)들을 포함하는 화소 어레이(10)로 둘러싸인다.
화소 어레이(10)의 각 화소(P)는 화소회로 및 화소회로와 전기적으로 연결된 발광소자, 예컨대 유기발광소자(organic light emitting diode)를 구비하며, 발광소자에서 방출되는 빛을 통해 소정의 이미지를 제공한다. 화소 어레이(10)는 후술할 봉지막에 의해 밀봉된다. 봉지막은 유기물을 포함하는 층 및 무기물을 포함하는 층을 포함하는 다층 막일 수 있다.
비표시영역(NA)은 이미지를 제공하지 않는 영역으로, 표시영역(DA)의 외측 가장자리를 둘러싸는 제1서브-비표시영역(NDA1) 및 관통부(TH)의 외측 가장자리를 둘러싸는 제2서브-비표시영역(NDA2)을 포함한다.
제1서브-비표시영역(NDA1)에는 표시영역(DA)의 각 화소(P)에 소정의 신호를 전달하기 위한 주사 구동부(미도시) 및 데이터 구동부(미도시)와 같은 구동부가 위치할 수 있다. 제2서브-비표시영역(NDA2)은 관통부(TH)와 표시영역(DA) 사이에 개재된다.
도 1은 관통부(TH)가 디스플레이 장치(1)의 표시영역(DA)의 중심에 위치하도록 도시되었으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 관통부(TH)는 화소(P)들에 의해 둘러싸인 상태로 표시영역(DA)에 어디든 위치할 수 있으며, 그 구체적인 위치를 한정할 것은 아니다.
도 1은 관통부(TH)가 원형인 경우를 도시하고 있으며 하나의 관통부(TH)가 형성된 경우를 도시하고 있으나. 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 관통부(TH)의 형상은 사각형과 같은 다각형 또는 타원형 등 다양한 형상을 가질 수 있으며, 관통부(TH)의 개수는 1개 또는 그 이상으로 형성될 수 있다.
도 1에는 표시영역(DA)이 원형인 경우를 도시하고 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 표시영역(DA)은 사각형과 같은 다각형이거나, 타원형 등 다양한 형상을 가질 수 있다.
도 2는 도 1의 관통부를 중심으로 표시영역을 확대하여 나타낸 평면도이고, 도 3은 도 2의 III-III선에 따른 단면도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 관통부(TH)는 화소(P)들에 의해 둘러싸여 있으며, 관통부(TH)와 화소(P)들 사이에는 화소(P)가 구비되지 않은 영역, 즉 제2서브-비표시영역(NDA2)이 위치한다.
관통부(TH)는 기판(100), 봉지막(400), 및 이들 사이에 개재되는 층들을 관통하도록 형성된다. 관통부(TH)는 레이저 등을 이용한 커팅/펀칭 장비를 통해 형성될 수 있다. 커팅 장비를 이용한 관통부(TH) 형성 공정에서의 충격에 의해 관통부(TH) 주변에서 크랙이 발생하고 크랙이 화소(P)를 향해 전파되는 것을 방지하기 위해, 제2서브-비표시영역(NDA2)에는 패턴부(300A)가 배치된다.
패턴부(300A)는 리세스(310A) 및 리세스(310A)를 커버하는 클래딩막(320A)을 포함한다. 리세스(310A)는 도 2에 도시된 바와 같이 관통부(TH)의 반경 보다 큰 반경을 갖는 고리 형상으로, 관통부(TH)의 외측 가장자리를 둘러싼다.
도 2에서는 관통부(TH)가 원형인 경우로 리세스(310A)가 원형 고리 형상인 경우를 도시하고 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 리세스(310A)는 삼각형 고리 형상, 사각형 고리 형상 등 다각형의 고리 형상이거나, 타원 고리 형상일 수 있다.
리세스(310A)는 기판(100) 상에 위치하는 절연막(110)의 두께 방향을 따라 오목하게 형성된 일종의 홈으로, 크랙이 표시영역(DA) 측으로 전파되는 것을 차단할 수 있다. 리세스(310A)의 깊이(d1)는 절연막(110)의 두께(t) 보다 작거나 절연막(110)의 두께(t)에 대응하는 깊이를 가질 수 있다. 본 발명의 비제한적인 실시예로, 리세스(310A)의 깊이(d1)는 약 6000 Å 내지 8000Å 일 수 있다.
리세스(310A)를 구비하는 절연막(110)은 무기막으로, 절연막(110) 단일의 무기층 또는 복수의 무기층일 수 있다. 예컨대, 절연막(110)은 실리콘 산화물, 실리콘 질화물, 실리콘 산질화물 등과 같은 무기물로 이루어질 수 있다.
클래딩막(320A)은 리세스(310A)를 커버하도록 리세스(310A)와 중첩되게 배치된다. 클래딩막(320A)은 리세스(310A)와 직접 접촉하도록 리세스(310A)를 구비하는 절연막(110) 바로 위에 배치되고, 클래딩막(320A)의 일부는 리세스(310A) 내에 배치될 수 있다.
클래딩막(320A)은 유기 절연물로 이루어질 수 있다. 예컨대, 클래딩막(320A)은 후술할 비아 절연층(130) 또는/및 화소정의막(150)과 동일한 물질을 포함할 수 있다.
클래딩막(320A)은 리세스(310A)를 커버하면서 비교적 편평한 상면을 제공할 수 있다. 클래딩막(320A)의 전체 두께, 즉 리세스(310A)에 채워진 클래딩막(320A)의 바닥면으로부터 상면까지의 두께는 약 7000Å 내지 15000Å일 수 있으나, 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
클래딩막(320A)은 무기막인 절연막(110) 중 리세스(310A)가 형성된 부분의 스트레스를 줄여주어 크랙이 전파되는 것을 방지한다. 또한, 클래딩막(320A)은 리세스(310A)를 커버하여, 제조 공정 중 발생하는 파티클이 리세스(310A) 내에 저장되었다가 화소(P)의 발광소자(500)로 이동하여 암점을 유발하는 것을 방지할 수 있다.
도 3을 참조하면, 관통부(TH)와 패턴부(300A) 사이에는 보조 리세스(315)가 배치될 수 있다. 보조 리세스(315)는 절연막(110)의 두께 방향을 따라 오목하게 형성된 일종의 홈으로, 리세스(310A)의 형성시 동일한 공정에서 함께 형성될 수 있으며, 보조 리세스(315)의 깊이는 리세스(310A)의 깊이와 실질적으로 동일할 수 있다.
보조 리세스(315)는 관통부(TH)와 인접한 절연막(110)의 단부에 위치하며, 공간적으로 관통부(TH)와 연결될 수 있다. 보조 리세스(315)는 패턴부(300A)와 마찬가지로 관통부(TH)의 형성 공정시 발생하는 충격에 의해 유발된 크랙이 화소(P)를 향해 전파하는 것을 방지할 수 있다.
패턴부(300A) 및 보조 리세스(315)는 봉지막(400)에 포함된 무기 봉지층(410, 430)으로 커버된다. 관통부(TH)와 인접한 제2서브-비표시영역(NDA2)의 가장자리 영역, 즉 패턴부(300A)와 관통부(TH) 사이의 영역에서, 무기막인 절연막(110)과 무기 봉지층(410, 430)이 접촉하므로 측면방향, 무기막인 절연막(110)과 무기 봉지층(410, 430)의 계면을 통해 외부의 산소나 수분이 침투하는 것을 방지할 수 있어 밀봉성이 향상된다.
봉지막(400)은 무기 봉지층(410, 430)과 유기 봉지층(420)을 포함한다. 예컨대, 봉지막(400)은 무기 봉지층(410), 유기 봉지층(420), 및 무기 봉지층(430)이 순차적으로 적층되어 형성될 수 있다. 무기 봉지층(410, 430)은 실리콘 질화물, 알루미늄 질화물, 지르코늄 질화물, 티타늄 질화물, 하프늄 질화물, 탄탈륨 질화물, 실리콘 산화물, 알루미늄 산화물, 티타늄 산화물, 주석 산화물, 세륨 산화물 및 실리콘 산화질화물 중 적어도 어느 하나의 물질을 포함할 수 있다. 무기 봉지층(410, 430)은 예컨대 화학기상증착(CVD) 공정에 의해 형성될 수 있다.
유기 봉지층(420)은 아크릴계 수지, 메타크릴계 수지, 폴리이소프렌, 비닐계 수지, 에폭시계 수지, 우레탄계 수지, 셀룰로오스계 수지 및 페릴렌계 수지로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 물질을 포함할 수 있다.
일 실시예로서, 유기 봉지층(420)은 HMDSO (Hexamethyldisiloxane) 또는 TEOS (tetraethly orthosilicate)와 같은 물질을 원료가스로 사용한 원자층증착(ALD: Atomic Layer Deposition) 공정에 의해 형성될 수 있다.
또 다른 실시예로, 유기 봉지층(420)은 액상의 모노머를 증착한 후 열이나 자외선과 같은 빛을 이용하여 경화시킴으로써 형성될 수 있다. 여기서, 액상의 모노머가 패턴부(300A)를 향해 흘러 유기 봉지층(420)의 에지 테일이 형성되는 것을 방지하기 위해, 제2서브-비표시영역(NDA2)에는 댐(350)이 배치될 수 있다. 댐(350)에 의해 유기 봉지층(420)의 단부는 댐(350)과 화소(P) 사이에 위치한다.
본 실시예에서는 봉지막(400)이 2개의 무기 봉지층(410, 430) 및 1개의 유기 봉지층(420)을 구비하는 경우를 설명하였으나, 무기 봉지층과 유기 봉지층의 적층 순서 및 개수는 이에 한정되지 않는다.
표시영역(DA)에는 화소회로(200) 및 발광소자(500)가 위치한다.
발광소자(500)는 비아홀을 갖는 비아 절연층(130)을 사이에 두고 화소회로(200)와 전기적으로 연결된 화소전극(510), 화소전극(510)과 마주보는 상대전극(530) 및 이들 사이에 개재되는 중간층(520)을 포함한다. 일 실시예로, 비아 절연층(130)은 절연성 유기물로 형성될 수 있다.
화소전극(510)은 화소정의막(150)에 구비된 개구를 통해 노출되며, 화소전극(510)의 가장자리는 절연성 유기물로 형성된 화소정의막(150)에 의해 커버될 수 있다. 일 실시예로서, 화소전극(510)은 은(Ag), 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 금(Au), 니켓(Ni), 네오디뮴(Nd), 이리듐(Ir), 크롬(Cr) 또는 이들의 화합물을 포함할 수 있다.
상대전극(530)은 일체로 형성되어 표시영역(DA)을 전체적으로 커버할 수 있다. 일 실시예로서, 상대전극(530)은 은(Ag)과 마그네슘(Mg)을 함유하는 박막 금속층, 또는 인듐틴옥사이드(ITO; indium tin oxide), 인듐징크옥사이드(IZO; indium zinc oxide), 징크옥사이드(ZnO; zinc oxide), 인듐옥사이드(In2O3 indium oxide), 인듐갈륨옥사이드(IGO; indium gallium oxide) 또는 알루미늄징크옥사이드(AZO; aluminium zinc oxide)와 같은 투광성 도전층(TCO, transparent conductive oxide)일 수 있다.
중간층(520)은 발광층(522)을 포함한다. 발광층(522)은 적색, 녹색 및 청색의 빛을 방출하는 형광 또는 인광 물질을 포함하는 유기물로 형성될 수 있으며, 표시영역(DA) 중 화소(P)에 대응하여 패터닝될 수 있다. 중간층(520)은 발광층(522)과 화소전극(510) 사이에 개재되는 제1기능층(521) 및 발광층(522)과 상대전극(530) 사이에 개재되는 제2기능층(523) 중 적어도 어느 하나의 기능층을 포함할 수 있다.
제1기능층(521)은 정공 주입층(HIL: Hole Injection Layer) 및 정공 수송층(HTL: Hole Transport Layer) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 정공 주입층은 애노드에서 정공을 용이하게 방출되게 하며, 정공 수송층은 정공 주입층의 정공이 발광층까지 전달되게 한다.
정공 주입층은 구리프탈로시아닌 등의 프탈로시아닌 화합물, DNTPD (N,N'-diphenyl-N,N'-bis-[4-(phenyl-m-tolyl-amino)-phenyl]-biphenyl-4,4'-diamine, N,N'-디페닐-N,N'-비스-[4-(페닐-m-톨일-아미노)-페닐]-비페닐-4,4'-디아민), m-MTDATA(4,4',4"-tris(3-methylphenylphenylamino) triphenylamine, 4,4',4"-트리스(3-메틸페닐페닐아미노)트리페닐아민), TDATA(4,4'4"-Tris(N,N-diphenylamino)triphenylamine, 4,4',4"-트리스(N,N'-디페닐아미노)트리페닐아민), 2T-NATA(4,4',4"-tris{N,-(2-naphthyl)-N-phenylamino}-triphenylamine, 4,4',4"-트리스{N,-(2-나프틸)-N-페닐아미노}-트리페닐아민), PEDOT/PSS(Poly(3,4-ethylenedioxythiophene)/Poly(4-styrenesulfonate), 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)/폴리(4-스티렌술포네이트)), Pani/DBSA(Polyaniline/Dodecylbenzenesulfonic acid, 폴리아닐린/도데실벤젠술폰산), Pani/CSA(Polyaniline/Camphor sulfonicacid, 폴리아닐린/캠퍼술폰산) 또는 PANI/PSS (Polyaniline)/Poly(4-styrenesulfonate) 또는 폴리아닐린/폴리(4-스티렌술포네이트)) 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
정공 수송층은 N-페닐카바졸, 폴리비닐카바졸 등의 카바졸 유도체, TPD(N,N'-bis(3-methylphenyl)-N,N'-diphenyl-[1,1-biphenyl]-4,4'-diamine, N,N'-비스(3-메틸페닐)-N,N'-디페닐-[1,1-비페닐]-4,4'-디아민), NPB(N,N'-di(1-naphthyl)-N,N'-diphenylbenzidine, N,N'-디(1-나프틸)-N,N'-디페닐벤지딘), TCTA(4,4',4"-tris(N-carbazolyl)triphenylamine, 4,4',4"-트리스(N-카바졸일)트리페닐아민) 등과 같은 트리페닐아민계 물질을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
제2기능층(523)은 전자 수송층(ETL: Electron Transport Layer) 및 전자 주입층(EIL: Electron Injection Layer) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 전자 주입층은 캐소드에서 전자를 용이하게 방출되게 하며, 전자 수송층은 전자 주입층의 전자가 발광층까지 전달되게 한다.
전자 수송층은 Alq3, BCP(2,9-Dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline, 2,9-디메틸-4,7-디페닐-1,10-페난트롤린), Bphen(4,7-Diphenyl-1,10-phenanthroline, 4,7-디페닐-1,10-페난트롤린), TAZ(3-(4-Biphenylyl)-4-phenyl-5-tert-butylphenyl-1,2,4-triazole, 3-(4-비페닐릴)-4-페닐-5-터트-부틸페닐-1,2,4-트리아졸), NTAZ(4-(Naphthalen-1-yl)-3,5-diphenyl-4H-1,2,4-triazole, 4-(나프탈렌-1-일)-3,5-디페닐-4H-1,2,4-트리아졸), tBu-PBD(2-(4-Biphenylyl)-5-(4-tert-butylphenyl)-1,3,4-oxadiazole, 2-(4-비페닐릴)-5-(4-tert-부틸페닐)-1,3,4-옥사디아졸), BAlq(Bis(2-methyl-8-quinolinolato-N1,O8)-(1,1'-Biphenyl-4-olato)aluminum, 비스(2-메틸-8-퀴놀리노라토-N1,O8)-(1,1'-비페닐-4-오라토)알루미늄), Bebq2(beryllium bis(benzoquinolin-10-olate, 베릴륨 비스(벤조퀴놀리-10-노에이트)), ADN(9,10-di(naphthalene-2-yl)anthrascene, 9,10-디(나프탈렌-2-일)안트라센) 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
전자 주입층은 LiF, NaCl, CsF, Li2O, BaO, Liq 등의 물질을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
표시영역(DA) 상에 배치된 제1기능층(521) 및 제2기능층(523)의 단부는 패턴부(300A)로부터 이격된다. 디스플레이 장치(1)의 제조 공정 중 제1 및 제2기능층(521, 523)은 표시영역(DA)뿐만 아니라 관통부(TH)를 둘러싸는 제2서브-비표시영역(NDA2)까지 커버하도록 형성된 후, 봉지막(400)을 형성하기 전에 제2서브-비표시영역(NDA2)과 대응되는 영역이 제거될 수 있다. 일 실시예로, 제1 및 제2기능층(521, 523)은 레이저 에칭에 의해 제거될 수 있다.
본 발명의 비교예로, 제1 및 제2기능층(521, 523)이 표시영역(DA) 및 제2서브-비표시영역(NDA2)을 모두 커버하는 경우, 관통부(TH)와 인접한 영역에서 무기막인 절연막(110)과 무기 봉지층(410)이 직접 접촉하지 못하고 이들 사이에 제1 및 제2기능층(521, 523)이 개재되어 측면방향으로 수분이나 산소가 침투하는 경로를 제공할 수 있다. 그러나, 본 발명의 실시예예 따르면, 수분이나 산소의 배리어 기능이 우수한 무기 절연막(110)과 무기 봉지층(410)이 직접 접촉하므로 밀봉성을 향상시킬 수 있다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 실시예들에 따른 디스플레이 장치의 표시영역과 제2서브-비표시영역을 일부 발췌하여 나타낸 단면도이다. 도 4 및 도 5의 디스플레이 장치는 도 3을 참조하여 설명한 디스플레이 장치와 동일한 구성을 포함하므로, 이하에서는 화소회로(200) 및 절연막(110)을 중심으로 설명한다.
도 4를 참조하면, 화소회로(200)는 박막트랜지스터(210) 및 스토리지 커패시터(220)를 포함한다. 절연막(110)은 기판(100) 상에 순차적으로 위치하는 버퍼층(101), 게이트절연층(103), 유전체 절연층(105), 및 층간 절연층(107)을 포함할 수 있다.
버퍼층(101)은 불순물의 침투를 방지하기 위해, 기판(100) 상에 배치되며, 게이트절연층(103)은 박막트랜지스터(210)의 반도체층(211)과 게이트전극(213) 사이에 개재되며, 유전체 절연층(105)은 스토리지 커패시터(220)의 하부전극(221)과 상부전극(223) 사이에 개재되고, 층간 절연층(107)은 박막트랜지스터(210)의 게이트전극(213)과 소스전극(215s) 및 드레인전극(215d) 사이에 개재된다.
버퍼층(101), 게이트절연층(103), 유전체 절연층(105), 및 층간 절연층(107)은 모두 절연성 무기물로 형성된다. 예컨대, 버퍼층(101), 게이트절연층(103), 유전체 절연층(105), 및 층간 절연층(107)은 각각 실리콘 질화물, 실리콘 산화물, 및/또는 실리콘산질화물로 형성될 수 있다.
패턴부(300A)의 리세스(310A)는 절연막(110)의 두께 방향을 따라 오목하게 형성된다. 도 4를 참조하면, 리세스(310A)는 층간 절연층(107), 유전체 절연층(105), 게이트절연층(103)을 지나 버퍼층(101)의 일부가 노출될 때까지 식각되어 형성될 수 있다. 리세스(310A)의 형성을 위한 식각 공정은 건식 식각에 의할 수 있으며, 박막트랜지스터(210)의 반도체층(211)과 소스전극(215s) 및 드레인전극(215d) 각각을 연결하기 위한 컨택홀 형성 공정에서 함께 수행될 수 있다.
도 4에서는, 박막트랜지스터(210)와 스토리지 커패시터9220)가 중첩되도록 배치되어, 박막트랜지스터(210)의 게이트전극(213)이 스토리지 커패시터(220)의 하부전극(221)인 경우를 도시하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.
도 5를 참조하면, 화소회로(200)의 박막트랜지스터(210) 및 스토리지 커패시터(220)는 서로 다른 위치에 배치될 수 있다.
화소회로(200)의 구조에 따라, 절연막(110)은 기판(100) 상에 순차적으로 위치하는 버퍼층(101), 게이트절연층(103), 및 층간 절연층(107)을 포함할 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 층간 절연층(107)이 스토리지 커패시터(220)의 하부전극(221)과 상부전극(223) 사이에 개재되어 유전체로서의 기능을 수행할 수 있다.
패턴부(300A)의 리세스(310A)는 층간 절연층(107), 및 게이트절연층(103)을 지나 버퍼층(101)의 일부가 노출될 때까지 식각되어 형성될 수 있다. 리세스(310A)의 형성을 위한 식각 공정은 건식 식각에 의할 수 있으며, 박막트랜지스터(210)의 반도체층(211)과 소스전극(215s) 및 드레인전극(215d) 각각을 연결하기 위한 컨택홀 형성 공정에서 함께 수행될 수 있다.
도 4 및 도 5에서는, 화소회로(200)의 박막트랜지스터(210)가 탑 게이트 타입인 경우를 설명하였으나, 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 또 다른 실시예로, 박막트랜지스터(210)는 바텀 게이트 타입일 수 있다. 또한, 도 5에서는 스토리지 커패시터(220)의 하부전극(221)과 상부전극(223)이 각각 게이트전극(213)과 소스전극(215s) 및 드레인전극(215d)과 동일한 물질을 포함하도록 동일 층에 위치하는 경우를 설명하였으나, 본 발명은 이에 제한되지 않으며, 다양하게 변경 가능하다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예예 따른 디스플레이 장치 중 관통부를 중심으로 표시영역을 확대하여 나타낸 평면도이고, 도 7은 도 6의 VII- VII선에 따른 단면도이며, 도 8 내지 도 10은 각각 도 7의 변형 실시예이다. 도 11은 도 10의 XI부분의 확대도이고, 도 12a 내지 도 12c는 도 10의 제조 방법의 일 실시예를 나타낸 단면도이고, 도 13은 도 10의 변형 실시예이다.
도 6 및 도 7에 도시된 디스플레이 장치(2)는 앞서 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한 디스플레이 장치(1)와 동일한 구조 및 구성을 가지므로, 이하에서는 차이점을 중심으로 설명한다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 패턴부(300B)는 리세스(310B) 및 리세스(310B)를 커버하는 클래딩막(320B)을 포함하고, 클래딩막(320B)은 제1물질막(320B1) 및 제2물질막(320B2)을 포함한다. 패턴부(300B)의 리세스(310B)는 앞서 도 2 내지 도 3을 참조하여 설명한 리세스(310A)와 동일하므로, 전술한 내용으로 갈음한다.
제1물질막(320B1)은 리세스(310B)를 커버하도록 리세스(310B)와 중첩되게 배치된다. 제1물질막(320B1)은 리세스(310B)와 직접 접촉하도록 리세스(310B)를 구비하는 절연막(110) 바로 위에 배치되고, 제1물질막(320B1)의 일부는 리세스(310A) 내에 배치될 수 있다.
제1물질막(320B1)은 앞서 도 2 내지 도 3을 참조하여 설명한 클래딩막(320A)과 같이, 절연성 유기물로 이루어진 절연성 물질막이다. 예컨대, 제1물질막(320B1)은 비아 절연층(130) 또는/및 화소정의막(150)과 동일한 물질을 포함할 수 있다.
제2물질막(320B2)은 발광소자(500)에 구비되는 제1기능층(521), 발광층(522) 및 제2기능층(523) 중 적어도 어느 하나의 층의 물질과 동일한 물질을 포함한다. 제1 및 제2기능층(521, 523)은 정공 및 전자의 주입 및 이동을 위한 층으로 도전성을 가지므로, 이와 동일한 물질을 포함하는 제2물질막(320B2)은 도전성 물질을 포함할 수 있다.
일 실시예로, 도 7에 도시된 바와 같이 제2물질막(320B2)은 제1기능층(521) 및 제2기능층(523)과 동일한 물질을 포함하는 다층(321, 323) 구조일 수 있다. 다른 실시예로, 제2물질막(320B2)은 제1기능층(521)과 동일한 물질을 포함하는 층(321)이거나, 제2기능층(523)과 동일한 물질을 포함하는 층(323)일 수 있다.
또 다른 실시예로, 도 8에 도시된 바와 같이, 제2물질막(320B2)은 발광층(522)과 동일한 물질을 더 포함할 수 있다. 또는, 제2물질막(320B2)은 제1기능층(521) 및 발광층(522)과 동일한 물질을 포함하는 다층(321, 322)이거나, 제2기능층(523) 및 발광층(522)과 동일한 물질을 포함하는 다층(322, 323)일 수 있다. 또 다른 실시예로, 제2물질막(320B2)은 발광층(522)과 동일한 물질을 포함하는 층(322)일 수 있다.
이하에서는 설명의 편의를 위하여, 제2물질막(320B2)이 제1기능층(521) 및 제2기능층(523)과 동일한 물질을 포함하는 다층(321, 323) 구조인 경우로 설명한다.
제2물질막(320B2)은, 기판(100)의 제2서브-비표시영역(NDA2)에 형성된 제1 및 제2기능층(321, 323)을 제거하는 공정 중에 형성될 수 있다. 예컨대, 디스플레이 장치(2)의 제조 공정 중 제1 및 제2기능층(521, 523)은 표시영역(DA)뿐만 아니라 관통부(TH)를 둘러싸는 제2서브-비표시영역(NDA2)까지 커버하도록 형성될 수 있으며, 이들 층 중 제2서브-비표시영역(NDA2)과 대응되는 영역의 일부는 봉지막(400)을 형성하기 전에 레이저 에칭을 통해 제거될 수 있다. 레이저 에칭으로 제1 및 제2기능층(321, 323) 중 제2서브-비표시영역(NDA2)과 대응하는 영역을 제거할 때, 제1물질막(320B1)과 중첩된 부분을 남겨 제2물질막(320B2)을 형성할 수 있다.
앞서 도 3을 참조하여 설명한 바와 같이 레이저 에칭으로 제2서브-비표시영역(NDA2)과 대응하는 제1 및 제2기능층(321, 323)을 제거할 때, 레이저 빔의 에너지에 의해 제1물질막(320B1)의 일부가 기화될 수 있다. 이 경우 제1물질막(320B1)의 상면의 편평도 및 제1물질막(320B1) 위에 배치된 제2물질막(320B2)의 상면의 편평도가 저하될 수 있다. 패턴부(300B)의 상면의 편평도가 저하되는 경우, 무기 봉지층(410, 430)의 크랙 발생 가능성이 증가될 수 있다.
그러나, 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 장치(2)는, 제1물질막(320B1) 상의 제1 및 제2기능층(321, 323)이 제거되지 않으면서 형성된 제2물질막(320B2)을 포함하는 패턴부(300)가 구비되므로, 무기 봉지층(410, 430)의 크랙 발생 가능성 및 크랙의 전파 가능성을 줄일 수 있다.
상대전극(530)은 일체로 표시영역(DA)을 덮도록 형성된다. 일 실시예로, 상대전극(530)을 형성하기 전에 제2서브-비표시영역(NDA2)을 마스킹하는 물질을 형성하고, 표시영역(DA) 및 제2서브-비표시영역(NDA2)을 덮도록 상대전극(530)을 형성한 후, 마스킹 물질을 제거하면 제2서브-비표시영역(NDA2) 상에는 앞서 도 7에 도시된 바와 같이 상대전극(530)이 남아있지 않는다.
또 따른 실시예로, 전술한 마스킹 물질을 형성하지 않고 표시영역(DA) 및 제2서브-비표시영역(NDA2)을 덮도록 상대전극(530)을 형성하는 경우, 레이저 에칭으로 제1 및 제2기능층(521, 523)을 제거할 때 상대전극(530)도 함께 제거할 수 있다. 이 경우, 패턴부(300B)와 대응되는 영역은 앞서 도 7을 참조하여 설명한 바와 같이 레이저 에칭이 이루어지지 않으므로, 패턴부(300B) 상에는 도 9에 도시된 바와 같이 상대전극(530)과 동일한 물질을 포함하는 막(340)이 더 형성될 수 있다.
또 다른 실시예에 따르면, 상대전극(530)은 레이저 에칭 공정 이후에 형성될 수 있다. 이 경우, 도 10에 도시된 바와 같이 상대전극(530)은 제2서브-비표시영역(NDA2)을 덮을 수 있으며, 막(340)과 일체로 연결될 수 있다.
도 10 및 도 11을 참조하면, 상대전극(530)은 제2서브-비표시영역(NDA2)에서 언더컷 형상의 단차부(365)에 의해 단선될 수 있다. 단차부(365)는 하부의 폭(W1)이 상부의 폭(W2)보다 작은 언더컷 형상을 갖는다. 단차부(365)는 도 12a 내지 도 12c를 참조하여 후술하는 바와 같은 공정에 의해 형성될 수 있다.
도 12a를 참조하면, 복수의 무기층들을 포함하는 절연막(110)의 형성 공정 중, 금속 패턴층(M)을 형성하고, 금속 패턴층(M)의 상면이 드러나도록 절연막(110)에 홀(110MH)을 형성한다. 홀(110MH)은 리세스(310B)와 동일한 공정에서 형성될 수 있다. 이 후, 표시영역(DA)의 화소전극(510)의 패터닝시, 화소전극(510)을 패터닝하는 에천트에 의해 금속 패턴층(M)이 식각되면서 언더컷 형상의 단차부(365)가 형성된다(도 12b). 다음으로, 표시영역(DA) 상에 제1기능층(521)으로부터 제2기능층(523)까지의 유기층들을 형성하는 공정에서, 이들 유기층들은 단차부(365)가 구비된 절연막(110) 상에도 형성된다. 이 후, 이들 유기층들은 레이저 에칭을 통해 제거되어 도 12b에 도시된 바와 같은 상태가 된다.
이 후, 도 12c에 도시된 바와 같이 상대전극(530)을 형성한다. 단차부(365)의 언더컷 형상에 의해 상대전극(530)은 단선된다. 상대전극(530)이 단선되므로, 상대전극(530) 및 이와 인접한 층들 사이의 계면을 통한 측면 투습 경로가 차단될 수 있다.
도 12a 내지 도 12c에서는 에천트에 의해 금속 패턴층(M)이 모두 제거된 경우를 도시하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 또 다른 실시예에 다르면, 공정 중 금속 패턴층(M)의 가장자리 일부(Ma)가 남아 도 13에 도시된 바와 같이 단차부(365')의 하부를 형성할 수 있다. 도 13에서와 같이 금속 패턴층(M)의 일부(Ma)가 남는 경우라도, 단차부(365')의 하부의 폭(W1')은 상부의 폭(W2) 보다 작게 형성됨은 물론이다.
도 7 내지 도 10에서의 화소회로(200) 및 절연막(110)은 앞서 도 4 또는 도 5를 참조하여 설명한 구조를 가질 수 있다. 예컨대, 도 4 또는 도 5를 참조하여 설명한 실시예 또는 그 변형 실시예에 해당하는 구조를 가질 수 있으며, 그 구체적 내용은 전술한 내용으로 갈음한다.
도 14는 본 발명의 다른 실시예예 따른 디스플레이 장치 중 관통부를 중심으로 표시영역을 확대하여 나타낸 평면도이고, 도 15는 도 14의 XV- XV선에 따른 단면도이고, 도 16 내지 도 18은 도 15의 변형 실시예이다.
도 14 및 도 15에 도시된 디스플레이 장치(3)는 앞서 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한 디스플레이 장치(1)와 동일한 구조 및 구성을 가지므로, 이하에서는 차이점을 중심으로 설명한다.
도 14 및 도 15를 참조하면, 패턴부(300C)는 리세스(310C) 및 리세스(310C)를 커버하는 클래딩막(320C)을 포함한다.
리세스(310C)는 기판(100) 상에 위치하는 절연막(110)의 두께 방향을 따라 오목하게 형성되며, 리세스(310C)의 깊이(d2)는 절연막(110)의 두께(t) 보다 작다.
클래딩막(320C)은 리세스(310C)를 커버하도록 리세스(310C)와 중첩되게 배치된다. 클래딩막(320C)은 리세스(310C)와 직접 접촉하도록 리세스(310C)를 구비하는 절연막(110) 바로 위에 배치되고, 클래딩막(320C)의 일부는 리세스(310C) 내에 배치될 수 있다.
일 실시예로, 클래딩막(320C)은 도 15에 도시된 바와 같이, 제1기능층(521) 및 제2기능층(523)과 동일한 물질을 포함하는 다층(321, 323) 구조일 수 있다. 다른 실시예로, 클래딩막(320C)은 제1기능층(521)과 동일한 물질을 포함하는 층(321)이거나, 제2기능층(523)과 동일한 물질을 포함하는 층(323)일 수 있다.
또 다른 실시예로, 도 16에 도시된 바와 같이, 클래딩막(320C)은 발광층(522)과 동일한 물질을 더 포함할 수 있다. 또는, 클래딩막(320C)은 제1기능층(521) 및 발광층(522)과 동일한 물질을 포함하는 다층(321, 322)이거나, 제2기능층(523) 및 발광층(522)과 동일한 물질을 포함하는 다층(322, 323)일 수 있다. 또 다른 실시예로, 클래딩막(320C)은 발광층(522)과 동일한 물질을 포함하는 층(322)일 수 있다.
이하에서는 설명의 편의를 위하여, 클래딩막(320C)이 도 15에 도시된 바와 같이 제1기능층(521) 및 제2기능층(523)과 동일한 물질을 포함하는 다층(321, 323) 구조인 경우로 설명한다.
패턴부(300C)의 클래딩막(320C)은, 기판(100)의 제2서브-비표시영역(NDA2)에 형성된 제1 및 제2기능층(321, 323)을 제거하는 공정 중에 형성될 수 있다. 디스플레이 장치(3)의 제조 공정 중 제1 및 제2기능층(521, 523)은 표시영역(DA)뿐만 아니라 관통부(TH)를 둘러싸는 제2서브-비표시영역(NDA2)까지 커버하도록 형성될 수 있다. 이들 층들 중 제2서브-비표시영역(NDA2)과 대응되는 영역의 일부는, 봉지막(400)을 형성하기 전에 레이저 에칭을 통해 제거될 수 있다. 레이저 에칭으로 제1 및 제2기능층(321, 323) 중 제2서브-비표시영역(NDA2)과 대응하는 영역을 제거할 때, 리세스(310C)를 커버하는 부분을 남겨 클래딩막(320C)을 형성할 수 있다.
금속 패턴(360)은 리세스(310)의 아래에 배치되며, 리세스(310)의 깊이(d2)를 조절하는 역할을 수행한다. 금속 패턴(360)의 상면은 리세스(310)의 바닥면에 대응한다.
앞서 도 4를 참조하여 설명한 바와 같이, 리세스(310C)는 박막트랜지스터(210)의 반도체층(211)과 소스전극(215s) 및 드레인전극(215d) 각각을 연결하기 위한 컨택홀 형성 공정에서 함께 수행될 수 있다. 리세스(310)를 형성하는 식각 공정에서, 금속 패턴(360)은 에칭 스토퍼로서의 기능을 수행하므로, 리세스(310)의 깊이(d2)는 컨택홀의 깊이 보다 작게 제어된다.
만약, 금속 패턴(360)이 없다면, 리세스(310)의 깊이(d2)가 깊어져 패턴부(300C)의 상면의 편평도가 저하될 수 있다. 예컨대, 클래딩막(320)이 제1기능층(521)과 동일한 물질의 층(321) 및 제2기능층(523)과 동일한 물질의 층(323)을 포함한다 하더라도, 본 발명의 비제한적인 실시예로 클래딩막(320)의 두께는 약 3000Å 이하일 수 있다. 만약, 리세스(310C)의 깊이(d2)가 약 3000Å 보다 큰 경우, 클래딩막(320)은 리세스(310C) 내에만 위치하고 리세스(310C)를 커버하지 못한다. 리세스(310)가 완전히 커버되지 않는 경우, 패턴부(300C)의 상면의 편평도가 저하되므로 패턴부(300C)상의 무기 봉지층(410, 430)의 크랙 발생 가능성이 증가될 수 있다.
그러나, 본 실시예에 따르면 금속 패턴(360)이 구비되어 리세스(310)의 깊이를 조절함으로써, 패턴부(300C)의 편평도의 저하를 방지할 수 있다. 본 발명의 비제한적인 실시예로, 리세스(310C)의 깊이(d2)는 클래딩막(320)의 두께 보다 작게 형성될 수 있으며, 약 3000Å 이하일 수 있으나, 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
도 17을 참조하면, 패턴부(300C) 상에는 상대전극(530)과 동일한 물질을 포함하는 막(340)이 더 형성될 수 있다. 막(340)은 기판(100) 상에 전체적으로 형성된 상대전극(530) 중 일부를 레이저 에칭 공정을 통해 제거하는 과정에서 형성될 수 있으며, 그 자세한 설명은 앞서 도 9를 참조하여 설명한 바와 같다.
또 다른 실시예로, 상대전극(530)은 레이저 에칭 공정 이후에 형성될 수 있다. 이 경우, 상대전극(530)을 제거하는 공정이 별도로 없으므로, 도 18에 도시된 바와 같이, 제2서브-비표시영역(NDA2)에는 단차부(365)가 배치될 수 있다. 단차부(365)는 언더컷 형상을 가지므로, 상대전극(530)의 단선을 유도할 수 있다. 단차부(365)의 형성 및 그에 의해 상대전극(530)이 단선되는 것은 앞서 도 10 내지 도 13을 참조하여 설명한 바와 같다.
도 15 내지 도 18에서의 화소회로(200) 및 절연막(110)은 앞서 도 4 또는 도 5를 참조하여 설명한 구조를 가질 수 있다. 예컨대, 도 4 또는 도 5를 참조하여 설명한 실시예 또는 그 변형 실시예에 해당하는 구조를 가질 수 있으며, 그 구체적 내용은 전술한 내용으로 갈음한다.
도 19는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 디스플레이 장치를 개략적으로 나타낸 평면도이고, 도 20은 도 19의 관통부 주변을 발췌하여 나타낸 평면도이며, 도 21a 내지 도 21g는 본 발명의 실시예들에 따른 단면도로서, 도 20의 XXI- XXI선에 따른 단면에 대응한다.
도 19 및 도 20을 참조하면, 디스플레이 장치(4)는 화소 어레이(10)가 관통부(TH)를 부분적으로 둘러싸는 점을 제외하고 앞서 도 1을 참조하여 설명한 바와 같다. 이하 동일한 점은 전술한 내용으로 갈음하고 이하 차이점을 중심으로 설명한다.
본 발명의 실시예예 따르면, 디스플레이 장치(4)의 화소(P)들이 관통부(TH)를 부분적으로 둘러싸므로, 표시영역(DA)의 외측 가장자리를 둘러싸는 제1서브-비표시영역(NDA1)와 관통부(TH)의 외측 가장자리를 부분적으로 둘러싸는 제2서브-비표시영역(NDA2)가 서로 연결될 수 있다.
디스플레이 장치(4)는 관통부(TH)를 둘러싸는 패턴부(1300)를 구비한다. 패턴부(1300)는 도 21a 내지 도 21g에 도시된 구조를 가질 수 있다.
일 실시예로, 도 21a에 도시된 바와 같이, 패턴부(1300A)는 절연막(110)의 두께 방향을 따라 오목한 리세스(1310A) 및 리세스(1310A)를 커버하는 클래딩막(1320A)을 포함한다. 리세스(1310A) 및 클래딩막(1320A)을 포함하는 패턴부(1300A)의 구조는 앞서 도 3 내지 도 5를 참조하여 설명한 바와 동일하므로 중복 설명은 생략한다.
또 다른 실시예로, 도 21b 내지 도 21d에 도시된 바와 같이, 패턴부(1300B)는 절연막(110)의 두께 방향을 따라 오목한 리세스(1310B) 및 리세스(1310B)를 커버하는 클래딩막(1320B)을 포함한다. 클래딩막(1320B)은 제1물질막(1320B1) 및 제2물질막(1320B2)을 포함하며, 제1물질막(1320B1)은 앞서 도 7 내지 도 9를 참조하여 설명한 제1물질막(320B1)와 동일하다.
제2물질막(1320B2)은, 도 21b에 도시된 바와 같이, 화소에 구비된 유기발광소자의 제1기능층(521, 도 7 내지 도 9참조), 및 제2기능층(523, 도 7 내지 도 9참조)과 각각 동일한 물질을 포함하는 다층(1321, 1323) 구조일 수 있다.
또는, 제2물질막(1320B2)은, 도 21c에 도시된 바와 같이, 발광층(522, 도 7 내지 도 9참조)과 동일한 물질을 더 포함하는 다층(1321, 1322, 1323)일 수 있다. 제2물질막(1320B2)은 도 21d에 도시된 바와 같이, 상대전극(530, 도 9, 도 10참조)과 동일한 물질을 포함하는 막(1340)으로 덮여있을 수 있다. 제2물질막(1320B2)의 적층 수는 전술한 실시예에 한정되지 않고 다양하게 변경 가능하다. 예컨대, 제2물질막(1320B2)은 제1기능층, 발광층, 제2기능층의 경우의 수에 따른 다층 또는 단일층의 구조를 가질 수 있으며, 그 구체적 설명은 앞서 도 7 내지 도 9를 참조하여 설명한 내용으로 갈음한다.
또 다른 실시예로, 도 21e 내지 도 21g에 도시된 바와 같이, 패턴부(1300C)는 절연막(110)의 두께 방향을 따라 오목한 리세스(1310C) 및 리세스(1310C)를 커버하는 클래딩막(1320C)을 포함한다. 리세스(1310C)의 하부에는 금속패턴(1360)이 구비되어 리세스(1310C)의 깊이(d2)를 제어할 수 있다.
클래딩막(1320C)은 다층 또는 단일층 구조를 가질 수 있다. 클래딩막(1320C)는 도 21e 내지 도 21g에 도시된 적층 구조에 한정되지 않고, 제1기능층, 발광층, 제2기능층의 경우의 수에 따른 다층 또는 단일층의 구조를 가질 수 있으며, 그 구체적 설명은 앞서 도 15 내지 도 17을 참조하여 설명한 내용으로 갈음한다.
도 22는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 디스플레이 장치를 개략적으로 나타낸 평면도이고, 도 23은 도 22의 관통부 주변을 발췌하여 나타낸 평면도이며, 도 24a 내지 도 24f는 본 발명의 실시예들에 따른 단면도로서, 도 22의 XXIV- XXIV선에 따른 단면에 대응한다.
도 22 및 도 23을 참조하면, 디스플레이 장치(5)는 화소 어레이(10)가 관통부(TH)를 부분적으로 둘러싸고, 관통부(TH)가 앞서 도 1 및 도 19를 참조하여 설명한 단일 폐곡선이 아니라, 디스플레이 장치(5)의 가장자리까지 연장된 점을 제외하고 앞서 도 1을 참조하여 설명한 바와 같다. 이하 동일한 점은 전술한 내용으로 갈음하고 이하 차이점을 중심으로 설명한다.
본 발명의 실시예예 따르면, 디스플레이 장치(5)의 화소(P)들이 관통부(TH)를 부분적으로 둘러싸므로, 표시영역(DA)의 외측 가장자리를 둘러싸는 제1서브-비표시영역(NDA1)와 관통부(TH)의 외측 가장자리를 부분적으로 둘러싸는 제2서브-비표시영역(NDA2)가 서로 연결될 수 있다.
디스플레이 장치(5)는 관통부(TH)를 부분적으로 둘러싸는 패턴부(2300)를 구비한다. 패턴부(2300)는 도 24a 내지 도 24f에 도시된 구조를 가질 수 있다.
일 실시예로, 도 24a 내지 도 24c에 도시된 바와 같이, 패턴부(2300B)는 절연막(110)의 두께 방향을 따라 오목한 리세스(2310B) 및 리세스(2310B)를 커버하는 클래딩막(2320B)을 포함한다. 클래딩막(2320B)은 제1물질막(2320B1) 및 제2물질막(2320B2)을 포함하며, 제1물질막(2320B1)은 앞서 도 7 내지 도 9를 참조하여 설명한 제1물질막(320B1)와 동일하다.
제2물질막(2320B2)은, 도 24a에 도시된 바와 같이, 화소에 구비된 유기발광소자의 제1기능층(521, 도 7 내지 도 9참조), 및 제2기능층(523, 도 7 내지 도 9참조)과 각각 동일한 물질을 포함하는 다층(1321, 1323) 구조일 수 있다.
또는, 제2물질막(2320B2)은, 도 24b에 도시된 바와 같이, 발광층(522, 도 7 내지 도 9참조)과 동일한 물질을 더 포함하는 다층(2321, 2322, 2323)일 수 있다. 제2물질막(2320B2)은 도 24c에 도시된 바와 같이, 상대전극(530, 도 9, 도 10참조)과 동일한 물질을 포함하는 막(2340)으로 덮여있을 수 있다. 제2물질막(2320B2)의 적층 수는 전술한 실시예에 한정되지 않고 다양하게 변경 가능하다. 예컨대, 제2물질막(2320B2)은 제1기능층, 발광층, 제2기능층의 경우의 수에 따른 다층 또는 단일층의 구조를 가질 수 있으며, 그 구체적 설명은 앞서 도 7 내지 도 9를 참조하여 설명한 내용으로 갈음한다.
또 다른 실시예로, 도 24d 내지 도 24f에 도시된 바와 같이, 패턴부(2300C)는 절연막(110)의 두께 방향을 따라 오목한 리세스(2310C) 및 리세스(2310C)를 커버하는 클래딩막(2320C)을 포함한다. 리세스(2310C)의 하부에는 금속패턴(2360)이 구비되어 리세스(2310C)의 깊이(d2)를 제어할 수 있다.
클래딩막(2320C)은 다층 또는 단일층 구조를 가질 수 있다. 클래딩막(2320C)는 도 24d 내지 도 24f에 도시된 적층 구조에 한정되지 않고, 제1기능층, 발광층, 제2기능층의 경우의 수에 따른 다층 또는 단일층의 구조를 가질 수 있으며, 그 구체적 설명은 앞서 도 15 내지 도 17을 참조하여 설명한 내용으로 갈음한다.
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.
1, 2, 3, 4, 5: 디스플레이 장치
10: 화소 어레이
100: 기판
110: 절연막
200: 화소회로
300A, 300B, 300C, 1300A, 1300B, 1300C, 2300B, 2300C: 패턴부
310A, 310B, 310C, 1310A, 1310B, 1310C, 2310B, 2310C: 리세스
320A, 320B, 320C, 1320A, 1320B, 1320C, 2320B, 2320C: 클래딩막
365, 365': 단차부
340, 1340, 2340: 막
350: 댐
360, 1360, 2360: 금속 패턴
315; 보조 리세스
400: 봉지막
410, 430: 무기 봉지층
420: 유기 봉지층
500: 발광소자
510; 화소전극
520: 중간층
521: 제1기능층
522: 발광층
523: 제2기능층
530: 상대전극

Claims (24)

  1. 기판;
    상기 기판 상에 배치된 절연막;
    상기 기판과 상기 절연막을 관통하는 관통부;
    상기 절연막 상에 위치하고, 서로 마주보는 화소전극과 상대전극, 및 이들 사이에 개재되는 발광층을 포함하는 발광소자를 각각 구비하며, 상기 관통부를 적어도 부분적으로 둘러싸도록 배열된 화소들을 포함하는 화소 어레이; 및
    상기 관통부와 상기 화소 어레이 사이에 배치되는 패턴부;를 포함하고,
    상기 패턴부는,
    상기 절연막의 두께 방향을 따라 오목한 리세스; 및
    상기 리세스를 커버하도록 상기 절연막 위에 배치되며, 상기 절연막과 다른 물질을 포함하는 클래딩막;을 포함하는, 디스플레이 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기판은, 상기 화소 어레이가 위치하는 표시영역 및 상기 표시영역과 이웃하는 비표시영역을 포함하고,
    상기 비표시영역은, 상기 표시영역의 외측 가장자리를 적어도 부분적으로 둘러싸는 제1서브-비표시영역 및 상기 관통부와 상기 표시영역 사이에서 상기 관통부의 외측 가장자리를 적어도 부분적으로 둘러싸는 제2서브-비표시영역을 포함하는, 디스플레이 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 패턴부는 상기 제2서브-비표시영역에 배치된, 디스플레이 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 절연막은 무기막인, 디스플레이 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    박막트랜지스터 및 스토리지 커패시터를 포함하는 화소회로를 더 포함하고,
    상기 절연막은 복수의 무기 절연층들을 포함하며,
    상기 복수의 무기 절연층들 중 적어도 어느 하나의 층은, 상기 박막트랜지스터의 전극들 사이에 또는 상기 스토리지 커패시터의 전극들 사이에 개재되어 이들을 절연시키는, 디스플레이 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 리세스는 상기 절연막의 두께 보다 작거나 상기 절연막의 두께에 대응하는 깊이를 갖는, 디스플레이 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 클래딩막은 유기물을 포함하는, 디스플레이 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 발광소자는,
    상기 화소전극과 상기 발광층 사이에 개재되는 제1기능층, 및 상기 발광층과 상기 상대전극 사이에 개재되는 제2기능층 중 적어도 어느 하나의 기능층을 더 포함하고,
    상기 클래딩막은, 제1물질막 및 제2물질막 중 적어도 어느 하나의 물질막을 포함하며,
    상기 제1물질막은 절연성의 물질을 포함하고, 상기 제2물질막은, 상기 발광층, 상기 제2기능층 중 적어도 어느 하나와 동일한 물질을 포함하는, 디스플레이 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 클래딩막은 상기 제1물질막이고,
    상기 제1물질막의 일부가 상기 리세스 내에 위치하는, 디스플레이 장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 클래딩막은 상기 제2물질막이고,
    상기 제2물질막의 일부가 상기 리세스 내에 위치하는, 디스플레이 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 리세스의 아래에 위치하는 금속 패턴을 더 포함하고,
    상기 금속 패턴의 상면은 상기 리세스의 바닥면에 대응하는, 디스플레이 장치.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 클래딩막은 상기 제1물질막 및 상기 제1물질막 상에 배치된 제2물질막의 적층체인, 디스플레이 장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 관통부는 단일 폐곡선인, 디스플레이 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 리세스는 상기 관통부를 둘러싸고 상기 관통부의 직경보다 큰 직경을 가지는 고리 형상인, 디스플레이 장치.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 관통부는 상기 디스플레이 장치의 적어도 일 가장자리까지 연장된, 디스플레이 장치.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 클래딩막 상에 배치되며 상기 상대전극과 동일한 물질을 포함하는 막을 더 포함하는, 디스플레이 장치.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 화소 어레이를 커버하는 봉지막을 더 포함하는, 디스플레이 장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 봉지막은 무기 봉지층 및 유기 봉지층을 포함하는, 디스플레이 장치
  19. 제18항에 있어서,
    상기 패턴부와 상기 화소 어레이 사이에 배치되는 댐을 더 포함하며, 상기 유기 봉지층의 단부는 상기 댐과 상기 화소 어레이 사이에 위치하는, 디스플레이 장치.
  20. 제18항 또는 제19항에 있어서,
    상기 무기 봉지층은 상기 관통부를 향해 연장되어 상기 패턴부를 커버하는, 디스플레이 장치.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 무기 봉지층은 상기 관통부와 상기 패턴부 사이의 영역에서 상기 절연막과 직접 접촉하는, 디스플레이 장치.
  22. 제1항에 있어서,
    상기 절연막은, 상기 관통부와 상기 패턴부 사이의 영역에 대응하는 보조 리세스를 더 포함하는, 디스플레이 장치.
  23. 제1항에 있어서,
    상기 관통부와 상기 화소 어레이 사이에 배치되며, 언더컷 형상의 단차부를 더 포함하는, 디스플레이 장치.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 상대전극은 상기 관통부를 향해 연장되되, 상기 단차부에 의해 단선된, 디스플레이 장치.
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