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KR102069810B1 - 씰링부를 가지는 디스플레이 장치와, 이의 제조 방법 - Google Patents

씰링부를 가지는 디스플레이 장치와, 이의 제조 방법 Download PDF

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KR102069810B1
KR102069810B1 KR1020130041834A KR20130041834A KR102069810B1 KR 102069810 B1 KR102069810 B1 KR 102069810B1 KR 1020130041834 A KR1020130041834 A KR 1020130041834A KR 20130041834 A KR20130041834 A KR 20130041834A KR 102069810 B1 KR102069810 B1 KR 102069810B1
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South Korea
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sealing
sealing part
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laser
electrode
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한병욱
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삼성디스플레이 주식회사
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Abstract

씰링부를 가지는 디스플레이 장치와, 이의 제조 방법을 개시한다. 본 발명은 표시부가 형성된 기판 및 기판을 밀봉하는 밀봉부가 서로 마주보는 가장자리에 펄스 레이저 증착에 의하여 씰링부를 형성하는 단계;와, 기판과 밀봉부를 합착하는 단계;와, 씰링부를 경화시키는 단계;와, 씰링부를 모니터링하는 단계;를 포함하는 것으로서, 씰링부의 구조적 강도를 향상시킬 수 있다.

Description

씰링부를 가지는 디스플레이 장치와, 이의 제조 방법{Display apparatus having sealing portion and the fabrication method thereof}
본 발명은 씰링부의 신뢰성을 확보한 씰링부를 가지는 디스플레이 장치와, 이의 제조 방법에 관한 것이다.
통상적으로, 박막 트랜지스터(Thin film transistor, TFT)를 구비한 유기 발광 디스플레이 장치(Organic light emitting display device)와 같은 디스플레이 장치는 스마트 폰, 태블릿 퍼스널 컴퓨터, 초슬림 노트북, 디지털 카메라, 비디오 카메라, 휴대 정보 단말기와 같은 모바일 기기용 디스플레이 장치나, 초박형 텔레비전과 같은 전자/전기 제품에 적용할 수 있어서 각광받고 있다
유기 발광 디스플레이 장치는 유기 발광 소자를 외부로부터 보호하기 위하여 상하 기판 사이를 씰링(Sealing)을 해야한다. 이를 위하여, 상하 기판 사이에 씰링재를 도포하고, 씰링재를 경화시키는 방식으로 상하 기판을 접합하게 된다. 씰링재를 씰링시, 접착이 균일하게 이루어져서, 구조적 강도를 유지하는 것이 필요하다.
본 발명은 씰링부의 구조적 강도를 유지하여 강도 신뢰성을 향상시킨 씰링부를 가지는 디스플레이 장치와, 이의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 바람직한 일 측면에 따른 디스플레이 장치의 씰링부 제조 방법은,
표시부가 형성된 기판 및 상기 기판을 밀봉하는 밀봉부가 서로 마주보는 가장자리에 펄스 레이저 증착에 의하여 씰링부를 형성하는 단계;
상기 기판과 밀봉부를 합착하는 단계;
상기 씰링부를 경화시키는 단계; 및
상기 씰링부를 모니터링하는 단계;를 포함한다.
또한, 상기 씰링부를 형성하는 단계에서는, 상기 씰링부는 상기 기판이나, 밀봉부중 적어도 어느 하나의 가장자리에 형성된다.
일 실시예에 있어서, 상기 씰링부는 40℃ 이하의 저온 공정을 통하여 형성된다.
일 실시예에 있어서, 상기 씰링부는 상기 표시부의 둘레를 따라서 연속적으로 이어져 형성된다.
일 실시예에 있어서, 상기 씰링부를 형성하는 단계에서는, 챔버 내에 기판이나 밀봉부중 어느 하나를 포함하는 증착용 기판을 장입하여서, 상기 증착용 기판을 기판 홀더에 장착하는 단계;와, 상기 기판 홀더와 대응되게 설치되며, 증착용 타겟을 타겟 홀더에 장착하는 단계;와, 챔버의 외부에 설치된 레이저 조사 장치로부터 레이저를 증착용 타겟에 조사하여 생성된 입자를 이용하여 상기 기판 상에 씰링부를 형성하는 단계;를 포함한다.
일 실시예에 있어서, 상기 레이저 조사 장치로부터 발생되는 레이저는 펄스 레이저이다.
일 실시예에 있어서, 상기 씰링부는 진공 챔버 내에서 형성된다.
일 실시예에 있어서, 상기 씰링부를 경화시키는 단계에서는, 상기 합착된 기판 및 밀봉부의 외부에 설치된 레이저 시스템으로부터 레이저를 조사하여 경화시킨다.
일 실시예에 있어서, 상기 레이저 시스템에는 온도 센서가 구비되어서, 상기 레이저가 조사되는 부분의 표면 온도를 측정하여 레이저 장치의 출력 및 속도를 제어한다.
일 실시예에 있어서, 상기 씰링부를 모니터링하는 단계에서는, 레이저 어블레이션 시스템을 통하여 양품을 식별하는 모니터링을 한다.
일 실시예에 있어서, 상기 씰링부는 글라스 프릿을 포함한다.
본 발명의 다른 측면에 따른 디스플레이 장치는,
표시부가 형성된 기판;
상기 기판을 밀봉하는 밀봉부; 및
상기 기판과 밀봉부 사이에 배치된 씰링부;를 포함하되,
상기 씰링부는 펄스 레이저 증착에 의하여 증착되고, 경화되어서 형성된다.
일 실시예에 있어서, 상기 표시부에는,
박막 트랜지스터;와, 상기 박막 트랜지스터와 전기적으로 연결되며, 제 1 전극, 제 2 전극, 및 제 1 전극과 제 2 전극 사이에 형성된 유기막을 가진다.
일 실시예에 있어서, 상기 씰링부는 글라스 프릿을 포함한다.
일 실시예에 있어서, 상기 씰링부는 상기 기판과 밀봉부가 서로 마주보는 가장자리를 따라 형성된다.
일 실시예에 있어서, 상기 씰링부는 표시부의 둘레를 따라서 연속적으로 이어져 형성된다.
일 실시예에 있어서, 상기 씰링부는 챔버의 일측에 설치되어서 기판이나, 밀봉부를 고정하는 증착용 기판 홀더와, 상기 챔버의 타측에 설치되어서 증착용 타겟을 고정하는 타겟 홀더와, 상기 타겟에 레이저를 조사하는 레이저 조사 장치를 가지는 펄스 레이저 시스템을 이용하여 형성된다.
이상과 같이, 본 발명의 씰링부를 가지는 디스플레이 장치와, 이의 제조 방법은 씰링부의 구조적 강도를 향상시킬 수 있다. 또한, 씰링부를 제조하는 공정을 단순화시켜서, 씰링부의 강도 신뢰성을 확보할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치를 도시한 분리 사시도이다.
도 2는 도 1의 씰링부 주변을 확대하여 도시한 단면도이다.
도 3은 도 1의 씰링부를 형성하는 챔버 내부를 도시한 구성도이다.
도 4는 도 1의 씰링부를 제조하는 과정을 순차적으로 도시한 순서도이다.
도 5는 도 1의 디스플레이 장치의 일 서브 픽셀을 도시한 단면도이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고, 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성 요소들은 용어들에 의하여 한정되어서는 안된다. 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, “포함한다” 또는 “가지다” 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 본 발명에 따른 강화된 씰링부를 가지는 표시 장치의 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(100)를 도시한 것이다.
도면을 참조하면, 상기 디스플레이 장치(100)는 기판(110)과, 상기 기판(110)을 커버하는 밀봉부(120)와, 상기 기판(110)과 밀봉부(120) 사이에 형성되는 씰링부(130)를 포함한다.
상기 기판(110)은 소다 라임 글래스(Soda lime glass)와 같은 글래스 기판이나, 절연성의 고분자 소재로 형성할 수 있다. 상기 기판(110)은 이미지를 표시하는 표시부(140)와, 상기 표시부(140)의 바깥쪽으로 형성되는 비표시부(150)를 포함한다. 본 실시예에 있어서, 상기 표시부(140)는 유기 발광 소자를 구비하고 있으나, 이에 한정되지 않고, 액정 소자와 같은 다른 소자를 구비할 수 있다.
상기 기판(110)의 일 가장자리에는 복수의 단자(111)가 배열되어 있으며, 상기 단자(111)에는 연성 인쇄 회로 기판(Flexible printed circuit board, FPCB, 160)이 접속된다.
상기 밀봉부(120)는 상기 기판(110)과 대향되도록 배치된다. 상기 밀봉부(120)는 글래스나, 절연성의 고분자 수지나, 유연성을 가진 필름이나, 유기막과 무기막이 적층된 박막층 등이 이용가능하다.
상기 씰링부(130)는 상기 기판(110)과, 밀봉부(120) 사이에 개재된다. 상기 씰링부(130)는 상기 기판(110)과 밀봉부(120)의 서로 마주보는 부분의 가장자리를 따라 형성된다.
보다 바람직하게는, 상기 씰링부(130)는 표시부(140)의 둘레를 따라서 비표시부(150)에 형성된다. 상기 씰링부(130)는 상기 표시부(140)의 둘레를 따라 연속적인 띠 형상으로 형성되어 있다. 상기 씰링부(130)는 글래스 프릿(Glass frit)을 포함한다.
상기와 같은 구조를 가지는 디스플레이 장치(100)는 상기 기판(110)이나, 밀봉부(120)중 적어도 어느 한 영역에 씰링부(130)를 형성하고, 상기 기판(110)과 밀봉부(120)를 서로 정렬하고, 상기 디스플레이 장치(100)의 외부로부터 레이저 빔을 조사하게 되면, 상기 기판(110) 및 밀봉부(120) 사이에 개재된 씰링부(130)는 경화하게 된다.
상기 씰링부(130)를 제조하는 과정을 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 2는 도 1의 씰링부(130) 주변을 확대하여 도시한 단면도이고, 도 3은 도 1의 씰링부(130)를 형성하는 챔버(300) 내부를 도시한 구성도이고, 도 4는 도 1의 씰링부(130)를 제조하는 과정을 순차적으로 도시한 것이다.
먼저, 표시부(140)가 형성된 기판(110)과, 상기 기판(110)을 밀봉하는 밀봉부(120)가 서로 마주보는 가장자리에 씰링부(130)를 형성하게 된다. 상기 씰링부(130)는 상기 기판(110)의 가장자리에만 형성하거나, 밀봉부(120)의 가장자리에만 형성하거나, 상기 기판(110) 및 밀봉부(120)의 가장자리에 동시에 형성가능하다. (S10)
이를 위하여, 상기 기판(110)이나, 밀봉부(120)중 어느 하나(이하, 증착용 기판이라 함, 310)를 챔버(300) 내에 장입하게 된다. 상기 챔버(300)는 증착 공간을 제공하며, 진공 챔버가 바람직하다. 상기 챔버(200) 내부에는 상기 증착용 기판(310)을 장착하는 기판 홀더(320)와, 증착용 타겟(340)이 설치되는 타겟 홀더(330)가 설치된다.
본 실시예에 있어서, 상기 증착용 기판(310)이 장착된 기판 홀더(320)는 상기 챔버(300)의 상부 측에 설치되고, 상기 증착용 타겟(340)이 설치된 타겟 홀더(330)는 상기 챔버(300)의 하부 측에 설치되나, 이들의 위치는 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 기판 홀더(320)는 상기 챔버(300) 내부로 공급되는 증착용 기판(310)을 지지한다. 상기 기판 홀더(320)는 상기 증착용 기판(310)의 증착되는 면과 반대되는 면을 진공 흡착하거나, 다른 클램프 부재에 의하여 지지가능하다. 상기 기판 홀더(320)는 제 1 모터(350)에 의하여 일방향으로 회전가능하다.
상기 기판 홀더(320)에는 증착용 소재가 상기 증착용 기판(310) 상에 용이하게 증착될 수 있도록 상기 증착용 기판(310)을 가열하는 히이터(미도시)가 더 설치될 수 있다.
상기 타겟 홀더(330)는 상기 증착용 기판(310) 상에 증착되는 원소재로 이루어진 상기 증착용 타겟(340)을 고정한다. 본 실시예에 있어서, 상기 증착용 기판(310) 상에는 씰링부(도 1의 130)가 형성되므로, 상기 증착용 타겟(340)은 글래스 프릿을 포함한다. 상기 타겟 홀더(330)는 제 2 모터(360)에 의하여 일방향으로 회전가능하다.
상기 챔버(320)의 바깥쪽 상부에는 레이저 조사 장치(370)가 설치되어 있다. 상기 레이저 조사 장치(370)는 상기 증착용 타겟(340)에 레이저를 조사하기 위한 장치이다. 상기 레이저 발생부(371)로부터 발생된 레이저는 렌즈부(372)를 지나서 포커스 렌즈(373)에 의하여 포커싱되며, 고에너지를 가지고 상기 증착용 타겟(340)에 조사가능하다. 레이저가 상기 증착용 타겟(340)에 조사되면, 플라즈마가 형성되어서, 상기 증착용 타겟(340)으로부터 나노 입자가 생성된다.
상기 레이저 발생부(371)로부터 발생되는 레이저는 상기 증착용 타겟(340)의 표면을 순간적으로 가열하여 박리할 수 있도록 펄스 레이저, 이를테면, 엑시머, Nd:YAG 등을 사용한다. 엑시머 레이저는 KrF와 같은 특정한 가스를 사용하여 펄스당 특정 범위의 에너지를 가지는 레이저를 발생시킨다.
상기 플라즈마 입자를 형성하기 위하여 제공되는 반응 가스는 활성 가스인 아르곤 가스(Ar) 등을 들 수 있다. 상기 챔버(300)에는 상기 가스를 공급하기 위한 가스 공급부(380)가 결합되어 있다.
한편, 상기 챔버(300)에는 진공을 형성하기 위하여 진공 펌프(390)가 설치된다.
상기와 같은 펄스 레이저 증착법에 의하여 상기 증착용 기판(310) 상에는 가장자리를 따라서 씰링부(도 1의 130)가 형성가능하다. 펄스 레이저 증착법으로 저온 증착에 의한 씰링부(130)를 형성하게 되면, 통상적인 스크린 인쇄법에 의하여 씰링부(130)를 형성하는 것보다 셀 씰 두께의 균일성이 좋아지고, 이에 따른 상기 씰링부(130)의 강도 특성의 편차가 해소된다.
상기 스크린 인쇄법은 씰링부용 페이스트를 제조하여 증착용 기판(310) 상에 인쇄를 하고, 유기 바인더를 제거하기 위하여 프리 베이킹(pre-baking)을 수행하고, 400℃의 온도에서 소성 공정을 하여야 한다. 상기한 방식으로 씰링부용 페이스트를 준안정 상태로 준비하여야, 이후의 씰링 공정에서 레이저 씰링 공정을 진행시에 이용가능한 물질 상태가 된다.
이에 반하여, 본 실시예의 펄스 레이저 증착법은 증착용 타겟(340)에 레이저를 조사하여 스퍼터링되는 물질이 상기 증착용 기판(310) 상에 증착 형성되는 공정이므로, 상기 증착용 기판(310)에는 별도의 냉각 장치가 필요없다.
따라서, 스퍼터링된 물질의 에너지에 의하여 상기 증착용 기판(310)의 온도가 상승하더라도 40℃ 이하의 저온에서 제어가 가능하다.이처럼, 펄스 레이저 증착법은 레이저 펄스 방식으로 증착하게 되므로, 스크린 인쇄법의 프리 베이킹 공정이나, 소성 공정 등의 열 공정을 생략할 수 있다.
또한, 저온 공정을 통하여 상기 기판(110)이나, 밀봉부(120)의 구분없이 상기 씰링부(130)의 형성이 가능하다.
즉, 상기 씰링부(130)는 기판(110) 이나 밀봉부(120)중 적어도 어느 한 쪽에 형성하게 된다. 상기 밀봉부(120)는 온도의 제약을 받지 않아서, 약 500℃까지 온도에서도 견딜 수 있으나, 상기 기판(110)은 박막 트랜지스터(TFT)와, 유기 발광 소자(OLED)가 형성되어 있으므로, 70℃ 이상의 온도가 가해져서는 안된다. 따라서, 상기 씰링부(130)의 증착 공정시, 70℃ 이하의 온도를 유지하여야 하는데, 상기 펄스 레이저 증착법은 40℃ 이하의 공정 온도를 유지할 수 있다.
다음으로, 펄스 레이저 증착법에 의하여 씰링부(130)가 형성된 증착용 기판(310), 예컨대, 기판(110)이나, 밀봉부(120)중 어느 하나는 이와 결합되는 다른 하나인 밀봉부(120)나, 기판(110)에 대하여 상하 방향으로 위치를 정렬하게 된다. 위치 정렬이 완료되면, 상기 기판(110)과 밀봉부(120)는 합착하게 된다. 상기 씰링부(130)는 상기 기판(110)의 가장자리나 밀봉부(120)의 가장자리중 적어도 어느 한 영역에 형성한 다음에 합착 공정을 수행하게 된다.(S20)
이어서, 레이저 소스를 이용하여 인-시투(in-situ) 방식의 레이저 씰링 공정을 수행하는 것에 의하여 상기 씰링부(130)는 경화된다.(S30)
레이저를 이용하여 씰링시, 온도 제어 방식을 통하여 레이저 씰링의 재현성을 확보하는 것이 바람직하다. 즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 합착된 기판(110) 및 밀봉부(120)의 외부로부터 레이저 시스템(210)을 이용하여 상기 씰링부(130)를 경화시, 레이저 헤드(220)에 온도 센서(230)를 장착하여, 경화시키고자 하는 씰링부(130)의 표면 온도를 측정하여 레이저 출력 및 속도를 제어할 수 있다. 상기 씰링부(130)의 표면 온도는 비접촉식 열적외선 온도 감지 방식 등이 적용가능하다.
통상적으로 레이저 씰링 공정은 단순히 파워(Power)를 통한 제어 방식이지만, 본 실시예의 레이저 씰링 공정은 상기 씰링부(130)의 표면 온도를 측정하고, 이 온도를 일정하게 유지하기 위하여 파워를 제어하는 방식이다. 따라서, 온도를 일정하게 유지하여 상기 씰링부(130)를 균일하고 정확하게 제어가능하다.
다음으로, 경화된 씰링부(130)의 품질을 확인하기 위하여 상기 씰링부(130)를 모니터링하게 된다.(S40)
통상적으로는 씰링부(130)의 품질 평가를 위하여 현미경을 이용한 유효한 상기 씰링부(130)에 대한 여러 가지 파라미터를 관찰하고 있으나, 이 경우, 상기 씰링부(130)의 품질 특성, 예컨대, 기구 강도 내충격이나, 접촉 특성 등과의 연관성이 적다.
본 실시예에 있어서, 상기 씰링부(130)는 레이저에 의하여 경화되므로, 막 특성에 대한 모니터링 평가는 상기 기판(110)과 밀봉부(120)가 합착된 상태에서 레이저 어블레이션 시스템(Laser ablation system)을 통하여 상기 씰링부(130)의 경화도 등의 모니터링을 수행하는 것이 바람직하다.
즉, 레이저 출력별(이를테면, 엑시머인 경우, 파장 157nm, 193nm, 222nm, 248nm, 308nm, 351nm)로 상기 씰링부(130)에 열 충격을 인가하여 상기 씰링부(130)의 미세 구조, 상변화 등의 열화 거동 관찰, 박리가 발생되는지 여부 확인 등의 인-시투 모니터링이 가능한 시스템을 이용하여 모니터링 공정을 수행하게 된다.
이처럼, 본 실시예에 따른 씰링부(130)는 펄스 레이저 증착법에 의하여 저온에서 패턴을 형성하고, 온도를 제어할 수 있는 레이저 시스템을 이용하여 패턴을 경화시키고, 레이저 어블레이션 방법을 통하여 경화된 패턴을 모니터링하게 됨으로써, 신뢰도를 향상시킬 수 있다.
한편, 펄스 레이저 시스템은 상기 씰링부(130)의 패턴을 형성하기 위한 시스템이고, 레이서 씰링 시스템은 상기 씰링부(130)를 경화시키기 위한 시스템이고, 모니터링 레이저 시스템은 모니터링하기 위한 시스템으로서, 각각 독립적인 시스템으로 구성하는 것이 바람직하지만, 펄스 레이저 시스템과 모니터링 레이저 시스템은 공용으로도 사용가능하다.
한편, 도 5는 상기 표시부(도 1의 140)가 유기 발광 소자를 포함할 경우의 일 서브 픽셀을 도시한 것이다.
도면을 참조하면, 상기 기판(110) 상에는 배리어막(501)이 형성되어 있다. 상기 배리어막(501)은 실리콘 옥사이드(SiOx), 실리콘 나이트라이드(SiNx), 실리콘 옥시나이트라이드(SiON), 알루미늄 옥사이드(AlO), 알루미늄나이트라이드(AlON) 등의 무기물이나, 아크릴, 폴리이미드, 폴리에스테르 등의 유기물로 이루어지거나, 유기물과 무기물이 교대로 적층될 수 있다.
상기 배리어막(501)은 산소와 수분을 차단하는 역할을 수행하고, 상기 기판(110)을 통한 수분이나, 불순물의 확산을 방지하고, 기판(110)의 상부에 평탄한 면을 제공한다.
상기 배리어막(501) 상에는 박막 트랜지스터(Thin film transitor, TFT)가 형성되어 있다. 본 실시예에 있어서, 박막 트랜지스터는 탑 게이트(Top gate) 방식의 박막 트랜지스터를 예시하나, 바텀 게이트(Bottom gate) 방식 등 다른 구조의 박막 트랜지스터가 구비될 수 있음은 물론이다.
상기 배리어막(501) 상에는 소정 패턴의 반도체 활성층(502)이 형성되어 있다. 상기 반도체 활성층(502)은 폴리 실리콘으로 형성될 경우네는 아몰퍼스 실리콘을 형성하고, 이를 결정화시키는 것에 의하여 폴리 실리콘으로 변화시키게 된다.
아몰퍼스 실리콘의 결정화 방법으로는 RTA(Rapid Thermal Annealing)법, SPC(Solid Phase Crystallzation)법, ELA(Eximer Laser Annealing)법, MIC(Metal Induced Crystallization)법, MILC(Metal Induced Lateral Crystallization)법, SLS(Sequential Lateral Solidification)법 등 다양한 방법이 적용될 수 있으나, 본 실시예에 따른 기판(110)을 적용하기 위해서는 고온의 가열 공정이 요구되지 않는 방법을 이용하는 것이 바람직하다.
예컨대, 저온 폴리 실리콘(Low Temperature Poly-Silicon, LTPS) 공정에 의한 결정화시, 상기 반도체 활성층(502)의 활성화를 레이저를 단시간 조사하여 진행함으로써, 기판(110)이 300℃ 이상의 고온에 노출되는 시간을 제거하여 전체 공정을 300℃ 이하에서 진행가능하다. 이에 따라, 상기 기판(110)을 적용하여 박막 트랜지스터를 형성할 수 있다.
상기 반도체 활성층(502)에는 N형이나, P형 불순물 이온을 도핑하는 것에 의하여 소스 영역(514)과, 드레인 영역(515)이 형성되어 있다. 상기 소스 영역(714)과, 드레인 영역(715) 사이의 영역은 불순물이 도핑되지 않는 채널 영역(516)이다.
대안으로는, 상기 반도체 활성층(502)은 산화물 반도체로 형성될 수 있다. 예컨대, 산화물 반도체는 아연(Zn), 인듐(In), 갈륨(Ga), 주석(Sn), 카드뮴(Cd), 게르마늄(Ge), 하프늄(Hf)과 같은 12, 13, 14족 금속 원소 및 이들의 조합에서 선택된 물질의 산화물을 포함할 수 있다. 예를 들면, 반도체 활성층(502)은 G-I-Z-O[In2O3)a(Ga2O3)b(ZnO)c](a, b, c는 각각 a≥0, b≥0, c≥0의 조건을 만족시키는 실수)을 포함할 수 있다.
상기 반도체 활성층(502) 상에는 게이트 절연막(503)이 증착되어 있다. 상기 게이트 절연막(503)은 SiO2로 된 단일층이나, SiO2와 SiNx의 이중층 구조로 형성되어 있다.
상기 게이트 절연막(503) 상의 소정 영역에는 게이트 전극(504)이 형성되어 있다. 상기 게이트 전극(504)은 박막 트랜지스터 온/오프 신호를 인가하는 게이트 라인(미도시)과 연결되어 있다. 상기 게이트 전극(504)은 단일이나, 다중 금속의 사용이 가능하다. 예컨대, 상기 게이트 전극(504)은 Au, Ag, Cu, Ni, Pt, Pd, Al, Mo, Cr 등의 단일막이나, 다층막을 포함하거나, Al:Nd, Mo:W 와 같은 합금을 포함할 수 있으며, 밀착성, 평탄성, 전기 저항성 및 가공성 등을 고려하여 다양한 도전성 소재를 사용할 수 있다.
상기 게이트 전극(504) 상에는 층간 절연막(505)이 형성되어 있다. 상기 층간 절연막(505)은 SiO2나, SiNx 등과 같은 절연성 소재로 형성될 수 있으며, 이외에도 절연성 유기물 등으로 형성될 수 있다.
상기 층간 절연막(505) 상에는 소스 전극(506) 및 드레인 전극(507)이 형성되어 있다. 상세하게는, 상기 게이트 절연막(503) 및 층간 절연막(505)에는 이들을 선택적으로 제거하는 것에 의하여 콘택 홀(517)이 형성되고, 상기 콘택 홀(517)을 통하여 소스 영역(514)에 대하여 소스 전극(506)이 전기적으로 연결되고, 드레인 영역(515)에 대하여 드레인 전극(507)이 전기적으로 연결되어 있다.
상기 소스 전극(506) 및 드레인 전극(507)을 이루는 소재는 Au, Pd, Pt, Ni, Rh, Ru, Ir, Os, Al, Mo 이나, Al:Nd 합금, MoW 합금 등과 같은 2종 이상의 금속으로 이루어진 합금을 사용할 수 있으며, 상기한 소재에만 한정되는 것은 아니다.
이에 따라, 상기 반도체 활성층(502), 게이트 전극(504), 소스 전극(506), 및 드레인 전극(507)을 포함하는 박막 트랜지스터(TFT)가 형성된다.
상기 소스 전극(506) 및 드레인 전극(507)을 덮도록 보호막(패시베이션막 및/또는 평탄화막, 508)이 형성되어 있다. 상기 보호막(508)은 하부의 박막 트랜지스터를 보호하고, 평탄화시킨다. 상기 보호막(508)은 다양한 형태로 구성될 수 있는데, BCB(Benzocyclobutene)나, 아크릴(Acryl) 등과 같은 유기물이나, SiNx와 같은 무기물로 형성될 수 있고, 단층으로 형성되거나, 이중층이나, 다중층으로 구성될 수 있는등 다양한 변형이 가능하다.
상기 박막 트랜지스터의 상부에는 디스플레이 소자가 형성되어 있다. 본 실시예에 있어서, 디스플레이 소자는 유기 발광 소자(OLED)를 예시하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고, 다양한 디스플레이 소자가 적용가능하다.
박막 트랜지스터 상에는 유기 발광 소자를 형성하기 위하여 소스 전극(506)이나, 드레인 전극(507)중 어느 한 전극에 콘택 홀(518)을 통하여 픽셀 전극과 대응되는 제 1 전극(510)이 전기적으로 연결되어 있다.
제 1 전극(510)은 유기 발광 소자에 구비되는 전극들 중 애노우드 전극으로 기능하는 것으로서, 다양한 도전성 소재로 형성될 수 있다. 상기 제 1 전극(510)은 목적에 따라 투명 전극이나, 반사형 전극으로 형성될 수 있다.
이를테면, 상기 제 1 전극(510)이 투명 전극으로 사용될 때에는 ITO, IZO, ZnO, In2O3 등을 구비할 수 있으며, 반사형 전극으로 사용될 때에는 Ag, Mg, Al, Pt, Pd, Au, Ni, Nd, Ir, Cr 및 이들의 화합물 등으로 반사막을 형성한 이후에 그 상부에 ITO, IZO, ZnO, In2O3 등을 형성할 수 있다.
상기 보호막(508) 상에는 유기 발광 소자의 제 1 전극(510)의 가장자리를 덮도로 유기물로 된 픽셀 정의막(Pixel define layer, 513)이 형성되어 있다. 상기 제 1 전극(510) 상에는 상기 픽셀 정의막(513)의 일부를 식각하는 것에 의하여 노출되는 부분에 유기막(511)이 형성되어 있다.
상기 유기막(511)은 저분자 유기물이나, 고분자 유기물을 구비할 수 있다.
상기 유기막(511)이 저분자 유기물을 사용할 경우, 정공 주입층(Hole injection layer, HIL), 정공 수송층(Hole transport layer, HTL), 발광층(Emissive layer, EML), 전자 수송층(Electron transport layer, ETL), 전자 주입층(Electron injection layer, EIL) 등이 단일이나, 복합의 구조로 적층되어 형성될 수 있다.
사용가능한 유기 재료는 구리 프탈로시아닌(Copper phthalocyanine, CuPc), N,N-디(나프탈렌-1-일)-N,N'-디페닐-벤지딘 (N,N'-Di(naphthalene-1-yl)-N,N'-diphenyl-benzidine, NPB), 트리스-8-하이드록시퀴놀린 알루미늄(tris-8-hydroxyquinoline aluminum)(Alq3) 등을 비롯해 다양하게 적용 가능하다. 저분자 유기물은 마스크들을 이용한 진공 증착 등의 방법으로 형성될 수 있다.
상기 유기막(511)이 고분자 유기물을 사용할 경우, 정공 수송층(HTL) 및 발광층(EML)을 구비한 구조를 가질 수 있다. 상기 정공 수송층으로는 PEDOT를 사용하고, 발광층으로는 PPV(Poly-phenylenevinylene)계 및 폴리플루오렌(Polyfluorene)계 등 고분자 유기 물질을 사용한다. 고분자 유기물은 스크린 인쇄나 잉크젯 인쇄 방법 등으로 형성할 수 있다.
상기와 같은 유기막(511)은 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 다양한 실시예들이 적용될 수 있음은 물론이다.
상기 유기막(511) 상에는 유기 발광 소자의 커먼 전극과 대응되는 제 2 전극(512)이 형성되어 있다.
상기 제 1 전극(510)과 제 2 전극(512)은 유기막(511)에 의하여 서로 절연되어 있다. 상기 제 1 전극(510) 및 제 2 전극(512)에 전압이 인가되면, 상기 유기막(511)에서 가시광이 발광하여 사용자가 인식할 수 있는 화상이 구현된다.
상기 제 2 전극(512)은 제 1 전극(510)과 마찬가지로 투명 전극이나, 반사형 전극으로 형성할 수 있다. 상기 제 2 전극(512)이 투명 전극으로 사용될 경우, 일 함수가 작은 금속, 즉, Li, Ca, LiF/Ca, LiF/Al, Al, Mg 및 이들의 화합물이 유기막(511) 상에 증착된 후, 그 위에 ITO, IZO, ZnO, In2O3 등의 투명 전극 형성용 물질로 형성된 전극을 형성할 수 있다.
상기 제 2 전극(512)이 반사형 전극으로 사용될 경우, Li, Ca, LiF/Ca, LiF/Al, Al, Mg 및 이들의 화합물을 전면 증착하여 형성한다.
한편, 상기 제 1 전극(510)은 투명 전극이나, 반사형 전극으로 형성시에 각 서브 픽셀의 개구 형태에 대응되는 형태로 형성될 수 있다. 상기 제 2 전극(512)은 투명 전극이나, 반사형 전극을 디스플레이 영역 전체에 전면 증착하여 형성될 수 있다.
상기 기판(110) 상에는 밀봉부(120)가 형성되어 있다. 상기 밀봉부(120)는 외부의 수분이나 산소 등으로부터 유기막(511) 및 다른 박막층을 보호하기 위하여 형성하는 것이다.
100...디스플레이 장치 110...기판
120...밀봉부 130...씰링부
140...표시부 150...비표시부
160...연성 인쇄 회로 기판 300...챔버
310...증착용 기판 320...기판 홀더
330...증착용 타겟 340...타겟 홀더
370...레이저 조사 장치 380...가스 공급부
390...진공 펌프

Claims (17)

  1. 표시부가 형성된 기판 및 상기 기판을 밀봉하는 밀봉부가 서로 마주보는 가장자리에 펄스 레이저 증착에 의하여 씰링부를 형성하는 단계;
    상기 기판과 밀봉부를 합착하는 단계;
    상기 씰링부를 경화시키는 단계; 및
    상기 씰링부를 모니터링하는 단계;를 포함하며,
    상기 씰링부를 형성하는 단계는,
    상기 기판으로부터 이격된 증착용 타겟에 상기 펄스 레이저를 조사하여 그로 인해 스퍼터링된 증착물질이 상기 기판에 증착되며 상기 씰링부를 형성하게 하는 디스플레이 장치의 씰링부 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 씰링부를 형성하는 단계에서는,
    상기 씰링부는 상기 기판이나, 밀봉부중 적어도 어느 하나의 가장자리에 형성되는 디스플레이 장치의 씰링부 제조 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 씰링부는 40℃ 이하의 저온 공정을 통하여 형성되는 디스플레이 장치의 씰링부 제조 방법.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 씰링부는 상기 표시부의 둘레를 따라서 연속적으로 이어져 형성되는 디스플레이 장치의 씰링부 제조 방법.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 씰링부는 진공 챔버 내에서 형성되는 디스플레이 장치의 씰링부 제조 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 씰링부를 경화시키는 단계에서는,
    상기 합착된 기판 및 밀봉부의 외부에 설치된 레이저 시스템으로부터 레이저를 조사하여 경화시키는 디스플레이 장치의 씰링부 제조 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 레이저 시스템에는 온도 센서가 구비되어서,
    상기 레이저가 조사되는 부분의 표면 온도를 측정하여 레이저 장치의 출력 및 속도를 제어하는 디스플레이 장치의 씰링부 제조 방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 씰링부를 모니터링하는 단계에서는,
    레이저 어블레이션 시스템을 통하여 양품을 식별하는 모니터링을 하는 디스플레이 장치의 씰링부 제조 방법.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 씰링부는 글라스 프릿을 포함하는 디스플레이 장치의 씰링부 제조 방법.
  12. 표시부가 형성된 기판;
    상기 기판을 밀봉하는 밀봉부; 및
    상기 기판과 밀봉부 사이에 배치된 씰링부;를 포함하되,
    상기 씰링부는 상기 기판으로부터 이격된 증착용 타겟에 펄스 레이저를 조사하여 그로 인해 스퍼터링된 증착물질이 상기 기판에 증착되며 상기 씰링부를 형성하게 하는 펄스 레이저 증착에 의하여 증착되고, 경화되어서 형성된 디스플레이 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 표시부에는,
    박막 트랜지스터;와,
    상기 박막 트랜지스터와 전기적으로 연결되며, 제 1 전극, 제 2 전극, 및 제 1 전극과 제 2 전극 사이에 형성된 유기막을 가지는 유기 발광 소자;가 형성된 씰링부를 가지는 디스플레이 장치.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 씰링부는 글라스 프릿을 포함하는 씰링부를 가지는 디스플레이 장치.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 씰링부는 상기 기판과 밀봉부가 서로 마주보는 가장자리를 따라 형성된 씰링부를 가지는 디스플레이 장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 씰링부는 표시부의 둘레를 따라서 연속적으로 이어져 형성된 씰링부를 가지는 디스플레이 장치.
  17. 삭제
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