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KR102255196B1 - 플렉서블 디스플레이 장치 및 그 제조 방법 - Google Patents

플렉서블 디스플레이 장치 및 그 제조 방법 Download PDF

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KR102255196B1
KR102255196B1 KR1020140012208A KR20140012208A KR102255196B1 KR 102255196 B1 KR102255196 B1 KR 102255196B1 KR 1020140012208 A KR1020140012208 A KR 1020140012208A KR 20140012208 A KR20140012208 A KR 20140012208A KR 102255196 B1 KR102255196 B1 KR 102255196B1
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KR
South Korea
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dopant
flexible substrate
flexible
display device
work function
Prior art date
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KR1020140012208A
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이근수
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삼성디스플레이 주식회사
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Abstract

본 발명의 일 측면에 의하면, 일함수를 제어하기 위하여 도펀트(dopant)가 도핑된 플렉서블 기판; 상기 플렉서블 기판 상에 형성되고, 복수의 화소 회로층 및 복수의 발광층을 포함하는 디스플레이부; 및 상기 디스플레이부를 덮도록 형성된 봉지층;을 포함하는 플렉서블 디스플레이 장치를 제공한다.

Description

플렉서블 디스플레이 장치 및 그 제조 방법{Flexible display device and method of fabricating the same}
본 발명은 플렉서블 디스플레이 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
박막 트랜지스터(TFT: thin film transistor)를 구비한 액정 디스플레이 장치(liquid crystal display device) 및 유기 발광 디스플레이 장치(organic light emitting display device) 등은 현재 디지털 카메라나 비디오 카메라 또는 휴대정보단말기(PDA)나 휴대전화 등의 모바일 기기용 디스플레이로 그 시장을 확대하고 있다.
이러한 모바일 기기용 디스플레이는 휴대하기 쉽고, 다양한 형상의 디스플레이 장치에 적용되기 위해 얇고, 가볍고 더 나아가 곡면 구현이 가능한 플렉서블한 특성이 요구된다. 이를 위하여, 얇은 글라스재 기판을 지지 기판 상에 합착한 후 공정을 진행하는 방법이 도입되었다.
그러나, 플렉서블 디스플레이 장치를 제조할 때 박리 대전에 의하여 발생되는 고전압에 의하여 플렉서블 디스플레이 장치에 불량이 발생하는 문제점이 있다.
본 발명은 신뢰성이 높은 플렉서블 디스플레이 장치 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 디스플레 장치는 일함수를 제어하기 위하여 도펀트(dopant)가 도핑된 플렉서블 기판; 상기 플렉서블 기판 상에 형성되고, 복수의 화소 회로층 및 복수의 발광층을 포함하는 디스플레이부; 및 상기 디스플레이부를 덮도록 형성된 봉지층;을 포함할 수 있다.
상기 플렉서블 기판은, 상기 도펀트의 종류 및 상기 도펀트의 농도를 조절하여 일함수를 제어할 수 있다.
상기 도펀트는, n형 도펀트 또는 p형 도펀트 일 수 있다.
상기 발광층은, 제1 전극, 유기막층 및 제2 전극이 순차적으로 적층되어 이루어질 수 있다.
상기 플렉서블 기판은, 폴리에틸렌에테르프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리아릴레이트, 폴리에테르이미드, 폴리에테르술폰 및 폴리이미드 중에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 플렉서블 기판과 상기 디스플레이부 사이에 형성된 버퍼층;을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 플렉서블 디스플레이 장치의 제조 방법은, 지지 기판 상에 플렉서블 기판을 배치하는 단계; 상기 지지 기판을 스테이지(stage) 상에 배치하는 단계; 상기 플렉서블 기판 상에 도펀트를 도핑하는 단계; 상기 도펀트가 도핑된 플렉서블 기판 상에 복수의 화소 회로층 및 복수의 발광층을 포함하는 디스플레이부를 형성하는 단계; 상기 디스플레이부를 덮도록 봉지층을 형성하는 단계; 및 상기 지지 기판을 상기 스테이지로부터 분리하고, 상기 지지 기판과 상기 플렉서블 기판을 서로 분리하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 도펀트를 도핑하는 단계는, 상기 도펀트의 종류 및 상기 도펀트의 농도를 조절하여 상기 플렉서블 기판의 일함수를 제어할 수 있다.
상기 도펀트를 도핑하는 단계는, 상기 플렉서블 기판의 일함수와 상기 지지 기판의 일함수가 실질적으로 동일하도록, 상기 플렉서블 기판에 도펀트를 도핑할 수 있다
상기 도펀트는, n형 도펀트 또는 p형 도펀트 일 수 있다.
상기 플렉서블 기판 사에 도펀트를 도핑하는 단계는, 상기 플렉서블 기판의 일함수가 상기 지지 기판의 일함수 보다 큰 경우, 상기 플렉서블 기판에 n형 도펀트를 도핑하여 상기 플렉서블 기판의 일함수를 낮출 수 있다.
상기 플렉서블 기판 사에 도펀트를 도핑하는 단계는, 상기 플렉서블 기판의 일함수가 상기 지지 기판의 일함수 보다 작은 경우, 상기 플렉서블 기판에 p형 도펀트를 도핑하여 상기 플렉서블 기판의 일함수를 높일 수 있다.
상기 발광층은, 제1 전극, 유기막층 및 제2 전극이 순차적으로 적층되어 이루어질 수 있다.
상기 제1 전극은 애노드 이고, 상기 제2 전극은 캐소드 일 수 있다.
상기 플렉서블 기판은, 폴리에틸렌에테르프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리아릴레이트, 폴리에테르이미드, 폴리에테르술폰 및 폴리이미드 중에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 지지 기판은, 유리 기판일 수 있다.
상기 봉지층은, 무기막과 유기막이 서로 교번하여 형성되거나 또는 다층으로 형성된 무기막 일 수 있다.
상기 디스플레이부를 형성하는 단계는, 상기 스테이지에서 상기 지지 기판을 분리하여 세정 공정을 수행하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 세정 공정은, 건식 세정 또는 습식 세정일 수 있다.
상기 플렉서블 기판 상에 도펀트를 도핑하는 단계와 상기 디스플레이부를 형성하는 단계 사이에, 상기 도펀트가 도핑된 플렉서블 기판 상에 버퍼층을 형성하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
상기와 같은 본 발명에 따른 플렉서블 디스플레이 장치 및 그 제조 방법은 플렉서블 기판의 일함수를 제어하여 박리 대전에 의한 불량을 방지하고, 공정 신뢰도를 높일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 디스플레이 장치를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 2A는 스테이지로서 Al2O3를 사용하는 경우, 상기 Al2O3의 일함수를 나타내며, 도 2B는 지지 기판으로서 유리(glass)를 사용하는 경우, 상기 유리의 일함수를 나타내며, 도 2C는 플렉서블 기판으로서 폴리이미드를 사용하는 경우, 상기 폴리이미드의 일함수를 나타낸다.
도 3 내지 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 디스플레이 장치를 형성하는 제조 공정을 개략적으로 나타내는 평면도이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 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.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명의 실시예를 설명하는 도면에 있어서, 어떤 층이나 영역들은 명세서의 명확성을 위해 두께를 확대하여 나타내었다. 또한 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.
이하 첨부된 도면들에 도시된 본 발명에 관한 실시예를 참조하여 본 발명의 구성 및 작용을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 디스플레이 장치(10)를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 1를 참조하면, 플렉서블 디스플레이 장치(10)는 플렉서블 기판(111), 상기 플렉서블 기판(111) 상에 순차적으로 형성된 디스플레이부(100) 및 봉지층(300)을 포함한다.
상기 플렉서블 기판(111)은 도펀트(dopant)가 도핑된 유연성이 있는 기판으로서 절연성 소재로 이루어진다. 예를 들어, 상기 플렉서블 기판(111)은 내열성 및 내구성이 우수하며, 곡면 구현이 가능한 특성을 가진 폴리에틸렌에테르프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리아릴레이트, 폴리에테르이미드, 폴리에테르술폰 및 폴리이미드 등과 같은 플라스틱을 소재로 이루어질 수 있다. 그러나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 않는다.
또한, 상기 도펀트는 P 또는 As과 같은 n형 도펀트이거나 또는, B, BF2 또는 Ga 과 같은 p형 도펀트 일 수 있다. 그러나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 않으며 n형 또는 p형 도펀트로서 다른 종류의 도펀트가 사용될 수 있음은 물론이다.
상기 플렉서블 기판(111)은 상기 플렉서블 기판(111)의 소재와 지지 기판(110)의 종류에 따라서 도핑되는 도펀트의 종류와 도핑 농도가 달라질 수 있다. 상기 지지 기판(110)은 예를 들어, 유리 기판일 수 있다. 그러나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 않으며, 상기 플렉서블 기판(111)을 지지하고 공정 스트레스를 견딜 수 있는, 소재라면 유리 이외의 다른 소재를 선택할 수 있음은 물론이다.
상기 플렉서블 디스플레이 장치(10)는 제조공정이 완료된 후, 상기 스테이지(stage, 200)로부터 분리되며, 상기 플렉서블 디스플레이 장치(10)의 플렉서블 기판(111)과 지지 기판(110)을 서로 분리시키는 층간 분리(delamination) 공정이 수행된다. 상기 분리 공정은 레이저나 점착 테이프와 같은 물리적인 기구 또는 손을 이용하여 수행될 수 있다.
상기 플렉서블 디스플레이 장치(10)를 제조할 때 게이트 전극, 소스 전극 또는 드레인 전극을 형성하는 공정 중에 세정 공정이 수행되며, 이 과정에서 상기 지지 기판(110)은 상기 스테이지(200)로부터 분리된다. 상기 지지 기판(110)이 상기 스테이지(200)로부터 분리될 때, 상기 지지 기판(110)과 상기 스테이지(200) 간에는 높은 박리 대전 전압이 발생되며, 이 과정에서 불량이 발생될 수 있다. 즉, 상기 지지 기판(110)의 일함수와 상기 지지 기판(110) 상에 배치된 상기 플렉서블 기판(111)의 일함수 간의 차이가 클수록, 박리 대전 전압은 더 높게 되며 불량의 가능성은 그만큼 높아진다.
따라서, 본 발명의 기술적 사상에 따르면, 상기 스테이지(200)와 상기 지지 기판(110)의 탈부착시 발생하는 박리 대전 전압을 낮추기 위하여, 상기 플렉서블 기판(111)의 일함수를 상기 지지 기판(110)의 일함수와 동일 또는 유사한 값을 갖도록 도펀트를 도핑할 수 있다.
도 2A는 스테이지(200)로서 Al2O3를 사용하는 경우, 상기 Al2O3의 일함수를 나타내며, 도 2B는 지지 기판(110)으로서 유리(glass)를 사용하는 경우, 상기 유리의 일함수를 나타내며, 도 2C는 플렉서블 기판(111)으로서 폴리이미드를 사용하는 경우, 상기 폴리이미드의 일함수를 나타낸다.
도 2A 내지 도 2C를 참조하면, 플렉서블 기판의 일함수(4.36eV)가 지지 기판의 일함수(3.35eV)나 스테이지의 일함수(3.6eV) 보다 더 큰 값을 갖는 것을 알 수 있다.
따라서, 전술한 박리 대전 전압을 낮추기 위하여, 상기 플렉서블 기판의 일함수(4.36eV)를 상기 지지 기판의 일함수(3.35eV)와 동일하거나 또는 유사한 값을 갖도록, 상기 플렉서블 기판의 페르미 레벨(Ef)을 Ec 쪽으로 이동시켜야 한다(Ef'). 이를 위하여, 상기 플렉서블 기판을 구성하는 폴리이미드에 n 형 도펀트가 도핑될 수 있으며, 상기 플레서블 기판과 상기 지지 기판의 일함수 간의 차이를 최소화하여 박리 대전 전압이 높아지는 것을 방지하여 플렉서블 디스플레이 장치의 불량을 방지할 수 있다.
또한, 폴리이미드로 구성된 플렉서블 기판과 글래스로 구성된 지지 기판의 일함수에 따라서, 상기 폴리이미드에 n형 도펀트가 도핑되었으나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 않으며, 상기 플렉서블 기판과 상기 지지 기판의 구성 물질의 일함수에 따라서 상기 플렉서블 기판에 도핑되는 도펀트의 종류와 도핑 농도가 달라질 수 있음은 물론이다.
예를 들어, 상기 플렉서블 기판의 일함수가 상기 지지 기판의 일함수보다 더 작은 경우, 상기 플렉서블 기판의 일함수가 상기 지지 기판의 일함수와 실질적으로 동일하도록, 상기 플렉서블 기판에 p형 도펀트가 도핑될 수 있다.
다시 도 1을 참조하며, 상기 디스플레이부(100)는 화소 회로층(100a) 및 발광층(100b)를 포함한다.
상기 플렉서블 기판(111) 상에 구비된 화소 회로층(100a)은 상기 발광층(100b)에 형성되는 복수의 유기발광소자(OLED)를 구동시키는 구동 박막트랜지스터(TFT) 및 스위칭 박막트랜지스터(미도시)를 포함할 수 있다.
상기 디스플레이부(100) 상에 형성되는 봉지층(300)은 하나 이상의 유기층(미도시)과 하나 이상의 무기층(미도시)이 상호 교번하여 적층되거나, 또는 다층으로 형성된 무기층(미도시)일 수 있다. 상기 봉지층(300)는 외부의 수분과 산소 등이 상기 유기발광소자(OLED)에 침투하는 것을 방지하는 기능을 수행한다.
상기 플렉서블 기판(111)과 상기 디스플레이부(100) 사이에 버퍼층(112)이 더 형성될 수 있다. 상기 버퍼층(112)은 무기막 및 유기막 중 하나 이상의 막으로 형성될 수 있다. 상기 버퍼층(112)은 수분이나 산소와 같은 외부의 이물질이 상기 플렉서블 기판(111a,)을 투과하여 상기 디스플레이부(100)에 침투하는 것을 방지한다.
도 3 내지 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 디스플레이 장치를 형성하는 제조 공정을 개략적으로 나타내는 평면도이다.
도 3을 참조하면, 지지 기판(110)이 준비되고, 상기 지지 기판(110) 상에 플렉서블 기판(111a)이 배치된다.
다음으로, 도 4를 참조하면, 상기 지지 기판(110)을 스테이지(200) 상에 배치한다.
다음으로, 상기 플렉서블 기판(111)의 일함수가 상기 지지 기판(110)의 일함수와 동일 또는 유사한 값이 되도록, 상기 플렉서블 기판(도 3의 111a)에 도펀트를 도핑하는 공정을 수행한다.
상기 도펀트는 n형 도펀트 또는 p형 도펀트 일 수 있으며, 도핑 농도 및 도펀트의 종류는 플렉서블 기판(111a) 및 지지 기판(110)의 종류와 각각의 일함수에 따라서 달라질 수 있다.
예를 들어, 상기 지지 기판(110)이 글래스로 형성되어 일함수가 3.35eV이고, 상기 플렉서블 기판(111a)이 폴리이미드로 형성되어 일함수가 4.36eV 인 경우, 상기 플렉서블 기판(111a)의 일함수를 낮추기 위하여, 상기 플렉서블 기판(111a)의 페르미 준위가 전자대를 향하도록 n형 도펀트가 도핑될 수 있다.
위에서는 상기 스테이지(200) 상에 상기 지지 기판(110)이 배치된 후, 상기 플렉서블 기판(도 3의 111a)에 도펀트가 도핑되는 것으로 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 않으며, 상기 지지 기판(110) 상에 도펀트가 도핑된 플렉서블 기판(111a)이 배치될 수 있음은 물론이다.
다음으로, 도 5를 참조하면, 상기 플렉서블 기판(111)의 상부에 버퍼층(112)을 형성할 수 있다. 상기 버퍼층(112)은 무기막 및 유기막 중 하나 이상의 막으로 형성될 수 있다.
다음으로, 도 6을 참조하면, 상기 버퍼층(112) 상에 박막 트랜지스터(TFT: thin film transitor)(120)를 형성한다. 도 6에서는 TFT의 일 예로서 탑 게이트(top gate) 방식의 박막 트랜지스터가 구비된 경우를 도시하고 있다. 그러나 바텀 게이트(bottom gate) 방식 등 다른 구조의 박막 트랜지스터가 구비될 수 있음은 물론이다. 이하에서는 편의상 도 6에 도시된 형태의 박막 트랜지스터(TFT)가 구비된 경우에 대해 설명한다.
탑 게이트형 박막 트랜지스터가 구비될 경우, 상기 버퍼층(112) 상에 반도체층(121), 게이트 절연막(113), 게이트 전극(122), 층간 절연막(114), 콘택홀(124), 소스 전극(123s)과 드레인 전극(123d)이 차례로 형성된다.
상기 반도체층(121)은 폴리 실리콘으로 형성될 수 있으며, 이 경우 소정 영역이 불순물로 도핑될 수도 있다. 물론, 상기 반도체층(121)은 폴리 실리콘이 아닌 아모포스 실리콘으로 형성될 수도 있고, 나아가 펜타센 등과 같은 다양한 유기 반도체 물질로 형성될 수도 있다.
상기 반도체층(121)이 폴리 실리콘으로 형성될 경우 아모포스 실리콘을 형성하고 이를 결정화시켜 폴리 실리콘으로 변화시키는데, 이러한 결정화 방법으로는 RTA(Lapid Thermal Annealing) 공정, SPC법(Solid Phase Crystallzation), ELA법(Excimer Laser Annealing), MIC(Metal Induced Crystallization), MILC법(Metal Induced Lateral Crystallization) 또는 SLS법(Sequential Lateral Solidification) 등 다양한 방법이 적용될 수 있다.
상기 반도체층(121)과 상기 게이트 전극(122) 사이를 절연하기 위해 그 사이에 게이트 절연막(113)이 형성된다. 상기 게이트 절연막(113)은 실리콘 옥사이드 또는 실리콘 나이트라이드 등과 같은 절연성 물질로 형성될 수 있으며, 물론 이 외에도 절연성 유기물 등으로 형성될 수도 있다.
상기 게이트 전극(122)은 다양한 도전성 물질로 형성할 수 있다. 예컨대 Mg, Al, Ni, Cr, Mo, W, MoW 또는 Au 등의 물질로 형성할 수 있으며, 이 경우에도 단일층뿐만 아니라 복수층의 형상으로 형성할 수도 있는 등 다양한 변형이 가능하다.
상기 층간 절연막(114)은 실리콘 옥사이드 또는 실리콘 나이트라이드 등과 같은 절연성 물질로 형성될 수 있으며, 물론 이 외에도 절연성 유기물 등으로 형성될 수도 있다. 상기 층간 절연막(114)과 상기 게이트 절연막(113)을 선택적으로 제거하여 소스 및 드레인 영역이 노출되는 콘택홀(124)을 형성할 수 있다. 그리고 상기 콘택홀(124)이 매립되도록 상기 층간 절연막(114) 상에 전술한 상기 게이트 전극(122)용 물질로, 단일층 또는 복수층의 형상으로 소스 전극(123s) 및 드레인 전극(123d)을 형성한다. 상기 게이트 전극, 상기 소스 전극(123s) 및 상기 드레인 전극(123d)을 형성하는 과정에서 세정 공정이 수행되며, 이 과정에서 상기 스테이지(200)와 상기 지지 기판(110)이 서로 분리된다. 이러한 경우, 전술한 바와 같이, 지지 기판(110)의 일함수와 동일 또는 유사한 값을 갖는 도펀트가 도핑된 플렉서블 기판(111)이 제공되므로, 높은 박리 대전 전압이 발생하는 것을 방지하여 플렉서블 디스플레이 장치의 신뢰성을 높일 수 있다.
도 7을 참조하면, 소스 전극(123s) 및 드레인 전극(123d)의 상부에는 평탄화막(115)이 구비되어 화소 회로층(100a)을 형성한다.
상기 평탄화막(115)은 하부의 박막 트랜지스터를 보호하고 평탄화시킨다.
상기 평탄화막(115)은 다양한 형태로 구성될 수 있는데, BCB(benzocyclobutene) 또는 아크릴(acryl) 등과 같은 유기물, 또는 SiNx와 같은 무기물로 형성될 수도 있다. 상기 평탄화막(115)은 단층으로 형성되거나 이중 혹은 다중층으로 구성될 수도 있는 등 다양한 변형이 가능하다.
다음으로, 박막 트랜지스터(TFT) 상부에 유기 발광 소자(OLED)를 형성하기 위하여, 상기 평탄화막(115) 상부에 제1 전극(131)이 형성되고, 상기 제1 전극(131)은 콘택홀(130)을 통해 드레인 전극(123d)에 전기적으로 연결된다. 상기 제1 전극(131)은 애노드 또는 캐소드로서 기능하며, 다양한 도전성 물질로 형성될 수 있다.
상기 제1 전극(131)은 발광 형태에 따라 투명 전극으로 형성될 수도 있고 반사형 전극으로 형성될 수도 있다. 투명 전극으로 사용될 때에는 ITO, IZO, ZnO 또는 In2O3로 구비될 수 있고, 반사형 전극으로 사용될 때에는 Ag, Mg, Al, Pt, Pd, Au, Ni, Nd, Ir, Cr 및 이들의 화합물 등으로 반사막을 형성한 후, 그 위에 ITO, IZO, ZnO 또는 In2O3를 형성할 수 있다.
다음으로, 도 8을 참조하면, 상기 제1 전극(131) 상에 상기 제1 전극(131)의 적어도 일부가 노출되도록 절연성 물질로 패터닝 된 화소정의막(116)을 증착한다.
상기 화소정의막(116)은 실리콘 산화물(SiO2), 실리콘 질화물(SiNx) 등의 무기물 중에서 선택된 물질을 사용하여 형성된 무기막일 수 있다.
다음으로, 도 9를 참조하면, 세정 장치(400)를 이용하여, 세정공정을 수행한다.
상기 세정 공정은 건식 세정 또는 습식 세정을 이용하여 수행될 수 있다. 건식 세정의 경우, CO2를 이용하는 방식, 초음파 방식 또는 레이저 펄스파 방식으로 수행될 수 있다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 세정 공정을 수행하기 위하여, 상기 지지 기판(110)은 상기 스테이지(200)로부터 분리된다. 전술한 바와 같이, 상기 플렉서블 기판(111)의 일함수가 상기 지지 기판(110)의 일함수와 동일하거나 또는 유사하도록 조정되었으므로, 상기 지지 기판(110)이 상기 스테이지(200) 로부터 분리될 때 발생하는 박리 대전 전압이 높아지는 것을 방지하여 높은 박리 대전 전압에 의하여 발생하는 불량을 방지할 수 있다.
다음으로, 상기 제1 전극(131)의 개구부 내에 발광물질을 포함하는 유기막층(132)을 형성하고, 상기 유기막층(132)을 중심으로 상기 제1 전극(131)에 대향하도록 제2 전극(133)을 형성함으로써 유기 발광 소자(OLED)를 제조할 수 있다. 상기 유기막층(132)은 정공 주입층(HIL: hole injection layer), 정공 수송층(HTL: hole transport layer), 전자 수송층(ETL: electron transport layer) 및 전자 주입층(EIL: electron injection layer) 중 어느 하나 이상의 층을 추가로 포함할 수 있다.
또한, 도 10에서는 상기 유기막층(132)이 각 부화소, 즉 패터닝 된 각 제1 전극(131)에만 대응되도록 패터닝 된 것으로 도시되어 있으나 이는 부화소의 구성을 설명하기 위해 편의상 그와 같이 도시한 것이며, 상기 유기막층(132)은 인접한 부화소의 유기막층(132)과 일체로 형성될 수도 있음은 물론이다. 또한 상기 유기막층(132) 중 일부의 층은 각 부화소별로 형성되고, 다른 층은 인접한 부화소의 유기막층(132)과 일체로 형성될 수도 있는 등 그 다양한 변형이 가능하다.
상기 제2 전극(133)은 상기 제1 전극(131)의 기능에 따라 캐소드 또는 애노드 일 수 있다. 상기 제2 전극(133)은 상기 제1 전극(131)과 마찬가지로 투명 전극 또는 반사형 전극으로 구비될 수 있는데, 투명 전극으로 사용될 때는 Li, Ca, LiF/Ca, LiF/Al, Al, Mg 및 이들의 화합물로 이루어진 층과, 이 층 상에 ITO, IZO, ZnO 또는 In2O3 등의 투명 전극 형성용 물질로 형성된 보조 전극이나 버스 전극 라인을 구비할 수 있다. 그리고, 반사형 전극으로 사용될 때에는 Li, Ca, LiF/Ca, LiF/Al, Al, Mg 및 이들의 화합물을 전면 증착하여 형성한다.
도 11을 참조하면, 상기 제2 전극(133)의 상면에는 유기 발광 소자(OLED)를 봉지(encapsulation)하기 위하여 봉지층(300)을 형성한다. 상기 봉지층(300)은 무기물, 유기물, 또는 유무기 복합 적층물의 배리어층일 수 있다.
상기 봉지층(300)이 무기층과 유기층이 차례로 적층되는 다층 박막 구조의 봉지 박막(thin film encapsulation)인 경우, 상기 무기층은 보호 및 방습 역할을 하고, 상기 유기층은 평탄화 및 결함 필링(defect filling) 역할을 할 수 있다.
유기물은 일반 범용고분자(PMMA, PS), phenol 그룹을 갖는 고분자 유도체, 아크릴계 고분자, 이미드계 고분자, 아릴에테르계 고분자, 아마이드계 고분자, 불소계고분자, p-자일렌계 고분자, 비닐알콜계 고분자 및 이들의 블렌드 등이 포함된 유기 절연막이 사용될 수 있다.
무기물은 SiO2, SiNx, SiON, Al2O3, TiO2, Ta2O5, HfO2, ZrO2, BST, PZT 등이 포함된 무기 절연막이 사용될 수 있다. 상기 무기층과 상기 유기층의 적층 순서는 바뀔 수 있다. 또한, 상기 봉지층(300)은 한 층 이상의 무기층과 한 층 이상의 유기층의 복합층 구조를 가질 수 있다.
다음으로, 상기 지지 기판(110)을 상기 스테이지(도 19의 200) 로부터 분리한 후, 상기 플렉서블 기판(111)과 상기 지지 기판(110)을 서로 분리시키는 층간 분리(delamination) 공정이 수행된다. 상기 층간 분리 공정은 물리적인 기구 또는 손을 이용하여 수행될 수 있다.
다음으로, 패널(panel) 별로 커팅(cutting) 공정을 수행한다.
상기 본 발명의 실시예에 따른 플렉서블 디스플레이 장치의 제조 방법은 상기 지지 기판(110)이 스테이지(도 19의 200)와 같이 접촉된 후 분리되는 경우, 발생하는 높은 박리 대전 전압을 방지하기 위한 것이다.
따라서, 도 3 내지 도 12를 참조하여 설명한 플렉서블 디스플레이 장치의 제조 방법은 높은 박리대전전압을 방지하기 위하여, 플렉서블 기판(도 3의 111a)에 도펀트를 도핑하여, 상기 플렉서블 기판(도 4의 111)의 일함수가 상기 지지 기판(110)의 일함수와 동일 또는 유사한 값을 갖도록 하였다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
10: 플렉서블 디스플레이 장치 100: 디스플레이부
100b: 발광층 100a: 화소 회로층
110: 지지 기판 111, 111a: 플렉서블 기판
112: 버퍼층 113: 게이트 절연막
114: 층간 절연막 115: 평탄화막
116: 화소정의막 120: 박막 트랜지스터
121: 반도체층 122: 게이트 전극
123d: 드레인 전극 123s: 소스 전극
124, 130: 콘택홀 131: 제1 전극
132: 유기막층 133: 제2 전극
200: 스테이지 300: 봉지층
400: 세정 장치

Claims (20)

  1. 일함수를 제어하기 위하여 도펀트(dopant)가 도핑된 플렉서블 기판;
    상기 플렉서블 기판 상에 형성되고, 복수의 화소 회로층 및 복수의 발광층을 포함하는 디스플레이부; 및
    상기 디스플레이부를 덮도록 형성된 봉지층;
    을 포함하고,
    도핑을 통해 상기 플렉서블 기판의 일함수는 3.35eV으로 제어되는 플렉서블 디스플레이 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 플렉서블 기판은,
    상기 도펀트의 종류 및 상기 도펀트의 농도를 조절하여 일함수를 제어하는 것을 특징으로 하는 플렉서블 디스플레이 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 도펀트는,
    n형 도펀트 또는 p형 도펀트 인 것을 특징으로 하는 플렉서블 디스플레이 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 발광층은,
    제1 전극, 유기막층 및 제2 전극이 순차적으로 적층되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 플렉서블 디스플레이 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 플렉서블 기판은,
    폴리에틸렌에테르프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리아릴레이트, 폴리에테르이미드, 폴리에테르술폰 및 폴리이미드 중에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 플렉서블 디스플레이 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 플렉서블 기판과 상기 디스플레이부 사이에 형성된 버퍼층;
    을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플렉서블 디스플레이 장치.
  7. 지지 기판 상에 플렉서블 기판을 배치하는 단계;
    상기 지지 기판을 스테이지(stage) 상에 배치하는 단계;
    상기 플렉서블 기판 상에 도펀트를 도핑하는 단계;
    상기 도펀트가 도핑된 플렉서블 기판 상에 복수의 화소 회로층 및 복수의 발광층을 포함하는 디스플레이부를 형성하는 단계;
    상기 디스플레이부를 덮도록 봉지층을 형성하는 단계; 및
    상기 지지 기판을 상기 스테이지로부터 분리하고, 상기 지지 기판과 상기 플렉서블 기판을 서로 분리하는 단계;
    를 포함하고,
    상기 도펀트를 도핑하는 단계는,
    상기 플렉서블 기판의 일함수와 상기 지지 기판의 일함수가 실질적으로 동일하도록, 상기 플렉서블 기판에 도펀트를 도핑하는 것을 특징으로 하는 플렉서블 디스플레이 장치의 제조 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 도펀트를 도핑하는 단계는,
    상기 도펀트의 종류 및 상기 도펀트의 농도를 조절하여 상기 플렉서블 기판의 일함수를 제어하는 것을 특징으로 하는 플렉서블 디스플레이 장치의 제조방법.
  9. 삭제
  10. 제7항에 있어서,
    상기 도펀트는,
    n형 도펀트 또는 p형 도펀트 인 것을 특징으로 하는 플렉서블 디스플레이 장치의 제조 방법.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 플렉서블 기판 상에 도펀트를 도핑하는 단계는,
    상기 플렉서블 기판의 일함수가 상기 지지 기판의 일함수 보다 큰 경우, 상기 플렉서블 기판에 n형 도펀트를 도핑하여 상기 플렉서블 기판의 일함수를 낮추는 것을 특징으로 하는 플렉서블 디스플레이 장치의 제조 방법.
  12. 제7항에 있어서,
    상기 플렉서블 기판 사에 도펀트를 도핑하는 단계는,
    상기 플렉서블 기판의 일함수가 상기 지지 기판의 일함수 보다 작은 경우, 상기 플렉서블 기판에 p형 도펀트를 도핑하여 상기 플렉서블 기판의 일함수를 높이는 것을 특징으로 하는 플렉서블 디스플레이 장치의 제조 방법.
  13. 제7항에 있어서,
    상기 발광층은,
    제1 전극, 유기막층 및 제2 전극이 순차적으로 적층되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 플렉서블 디스플레이 장치의 제조 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제1 전극은 애노드 이고, 상기 제2 전극은 캐소드 인 것을 특징으로 하는 플렉서블 디스플레이 장치의 제조 방법.
  15. 제7항에 있어서,
    상기 플렉서블 기판은,
    폴리에틸렌에테르프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리아릴레이트, 폴리에테르이미드, 폴리에테르술폰 및 폴리이미드 중에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 플렉서블 디스플레이 장치의 제조 방법.
  16. 제7항에 있어서,
    상기 지지 기판은,
    유리 기판인 것을 특징으로 하는 플렉서블 디스플레이 장치의 제조 방법.
  17. 제7항에 있어서,
    상기 봉지층은,
    무기막과 유기막이 서로 교번하여 형성되거나 또는 다층으로 형성된 무기막인 것을 특징으로 하는 플렉서블 디스플레이 장치의 제조 방법.
  18. 제7항에 있어서,
    상기 디스플레이부를 형성하는 단계는,
    상기 스테이지에서 상기 지지 기판을 분리하여 세정 공정을 수행하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 플렉서블 디스플레이 장치의 제조 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 세정 공정은,
    건식 세정 또는 습식 세정인 것을 특징으로 하는 플렉서블 디스플레이 장치의 제조 방법.
  20. 제7항에 있어서,
    상기 플렉서블 기판 상에 도펀트를 도핑하는 단계와 상기 디스플레이부를 형성하는 단계 사이에,
    상기 도펀트가 도핑된 플렉서블 기판 상에 버퍼층을 형성하는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플렉서블 디스플레이 장치의 제조방법.
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