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KR102801173B1 - 유기발광 표시장치와 그의 제조방법 - Google Patents

유기발광 표시장치와 그의 제조방법 Download PDF

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KR102801173B1
KR102801173B1 KR1020160143924A KR20160143924A KR102801173B1 KR 102801173 B1 KR102801173 B1 KR 102801173B1 KR 1020160143924 A KR1020160143924 A KR 1020160143924A KR 20160143924 A KR20160143924 A KR 20160143924A KR 102801173 B1 KR102801173 B1 KR 102801173B1
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윤종근
이경훈
유동희
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엘지디스플레이 주식회사
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Abstract

본 발명은 화소의 크기를 극대화할 수 있는 유기발광 표시장치와 그의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광 표시장치는 제1 화소 정의막 상에 배치된 제2 화소 정의막, 제1 화소 정의막 사이에 배치된 제1 전극, 제1 전극 상에 배치된 유기발광층, 및 유기발광층 상에 배치된 제2 전극을 구비한다.

Description

유기발광 표시장치와 그의 제조방법{ORGANIC LIGHT EMITTING DISPLAY DEVICE AMD NETHOD FOR MANUFACUTRING THE SAME}
본 발명은 유기발광 표시장치와 그의 제조방법에 관한 것이다.
정보화 사회가 발전함에 따라 영상을 표시하기 위한 표시장치에 대한 요구가 다양한 형태로 증가하고 있다. 이에 따라, 최근에는 액정표시장치(LCD: Liquid Crystal Display), 플라즈마표시장치(PDP: Plasma Display Panel), 유기발광 표시장치(OLED: Organic Light Emitting Display)와 같은 여러가지 표시장치가 활용되고 있다.
표시장치들 중에서 유기발광표시장치는 자체발광형으로서, 액정표시장치(LCD)에 비해 시야각, 대조비 등이 우수하며, 별도의 백라이트가 필요하지 않아 경량 박형이 가능하며, 소비전력이 유리한 장점이 있다. 또한, 유기발광 표시장치는 직류저전압 구동이 가능하고, 응답속도가 빠르며, 특히 제조비용이 저렴한 장점이 있다.
유기발광 표시장치는 애노드 전극들, 애노드 전극들을 구획하는 뱅크, 및 애노드 전극들 상에 형성되는 정공 수송층(hole transporting layer), 유기발광층(organic light emitting layer), 및 전자 수송층(electron transporting layer), 및 전자 수송층 상에 형성되는 캐소드 전극을 포함한다. 이 경우, 애노드 전극에 고전위 전압이 인가되고 캐소드 전극에 저전위 전압이 인가되면 정공과 전자가 각각 정공 수송층과 전자 수송층을 통해 유기발광층으로 이동되며, 유기발광층에서 서로 결합하여 발광하게 된다.
유기발광 표시장치에서 애노드 전극, 유기발광층, 및 캐소드 전극이 순차적으로 적층된 영역은 광을 발광하는 발광부가 되며, 뱅크가 형성된 영역은 광을 발광하지 않는 비발광부가 된다. 발광부는 화소로 정의될 수 있으며, 이 경우 뱅크는 화소를 정의하는 화소 정의막으로 역할을 한다.
또한, 최근에는 유기발광 표시장치를 포함한 헤드 장착형 디스플레이(head mounted display)가 개발되고 있다. 헤드 장착형 디스플레이(Head Mounted Display, HMD)는 안경이나 헬멧 형태로 착용하여 사용자의 눈앞 가까운 거리에 초점이 형성되는 안경형 모니터 장치로서, 가상현실(Virtual Reality) 또는 증강현실(Augmented Reality)을 구현할 수 있다. 헤드 장착형 디스플레이에는 고해상도의 소형 유기발광 표시장치가 적용된다. 하지만, 고해상도의 소형 유기발광 표시장치는 화소의 집적도가 높기 때문에 화소의 크기가 작아지므로, 화소가 발광하는 광의 휘도가 낮아진다.
본 발명은 화소의 크기를 극대화할 수 있는 유기발광 표시장치와 그의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광 표시장치는 제1 화소 정의막 상에 배치된 제2 화소 정의막, 제1 화소 정의막 사이에 배치된 제1 전극, 제1 전극 상에 배치된 유기발광층, 및 유기발광층 상에 배치된 제2 전극을 구비한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 유기발광 표시장치는 제1 전극들 유기발광층, 및 제2 전극이 순차적으로 적층되어 광을 발광하는 화소들, 화소들 각각에 대응되게 배치되는 컬러필터들, 및 컬러필터들 사이에 배치되며 컬러필터들보다 낮은 굴절률을 갖는 저굴절 매질층을 구비한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광 표시장치의 제조방법은 박막 트랜지스터를 형성하는 단계, 박막 트랜지스터 상에 평탄화막을 형성하는 단계, 평탄화막 상에 제1 화소 정의막과 제1 화소 정의막보다 너비가 넓은 제2 화소 정의막을 포함하는 화소 정의막을 형성하는 단계, 평탄화막과 제2 화소 정의막 상에 제1 전극을 형성하는 단계, 제1 전극 상에 유기발광층을 형성하는 단계, 및 유기발광층 상에 제2 전극을 형성하는 단계를 포함한다.
본 발명의 실시예는 화소 정의막 사이에 제1 전극들을 형성한다. 그 결과, 본 발명의 실시예는 화소 정의막이 제1 전극의 가장자리를 덮지 않으므로, 화소들 각각에서 화소 정의막으로 인해 손실되는 영역이 없다. 따라서, 본 발명의 실시예는 화소들 각각의 크기를 극대화할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예는 유기발광층의 전하 생성층의 높이를 제1 화소 정의막의 높이보다 낮게 형성함으로써, 제2 화소 정의막에서 유기발광층의 전하 생성층을 끊어지게 형성할 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예는 유기발광층의 전하 생성층을 통한 전류 누설로 인접 화소가 영향을 방지할 수 있다. 또한, 전류 누설로 인해 제1 전극 이외의 영역에서 유기발광층이 발광하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예는 제2 화소 정의막에 광을 흡수하는 광 흡수 물질을 포함시키거나 제2 화소 정의막 상에는 광을 흡수하는 광 흡수층을 형성한다. 이 경우, 수평 방향으로 진행하는 유기발광층의 광은 제2 화소 정의막 또는 광 흡수층에 의해 흡수될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예는 어느 한 화소의 유기발광층의 광이 인접한 화소로 진행하는 것을 방지할 수 있으므로, 혼색을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예는 제2 화소 정의막 상에 반사 전극을 형성할 수 있다. 이로 인해, 본 발명의 실시예는 제2 화소 정의막으로 향하는 유기발광층의 광을 제2 화소 정의막 상의 반사 전극에 의해 반사하여 외부로 출광시킬 수 있다. 이로 인해, 본 발명의 실시예는 적색, 녹색, 및 청색 화소들 각각의 발광 휘도를 높일 수 있다.
나아가, 본 발명의 실시예는 저굴절 매질층의 굴절률이 적색, 녹색, 및 청색 컬러필터들의 굴절률보다 낮다. 이로 인해, 본 발명의 실시예는 적색, 녹색, 및 청색 컬러필터들 각각으로부터 저굴절 매질층으로 진행하는 빛을 전반사시켜 외부로 출광시킬 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예는 적색, 녹색, 및 청색 화소들 각각의 발광 휘도를 높일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광 표시장치를 보여주는 사시도이다.
도 2는 도 1의 제1 기판, 게이트 구동부, 소스 드라이브 IC, 연성필름, 회로보드, 및 타이밍 제어부를 보여주는 평면도이다.
도 3은 표시영역의 화소의 일 예를 상세히 보여주는 평면도이다.
도 4는 도 3의 I-I'의 일 예를 상세히 보여주는 단면도이다.
도 5는 도 4의 A 영역을 보여주는 확대도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광 표시장치의 제조방법을 보여주는 흐름도이다.
도 7a 내지 도 7h는 도 6의 흐름도에 따른 유기발광 표시장치의 제조방법을 보여주는 단면도들이다.
도 8a 내지 도 8e는 도 6의 S103단계를 상세히 보여주는 단면도들이다.
도 9는 도 3의 I-I'의 또 다른 예를 상세히 보여주는 단면도이다.
도 10은 도 9의 B 영역을 보여주는 확대도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광 표시장치의 제조방법을 보여주는 흐름도이다.
도 12a 내지 도 12h는 도 11의 흐름도에 따른 유기발광 표시장치의 제조방법을 보여주는 단면도들이다.
도 13a 내지 도 13c는 도 11의 S202단계를 상세히 보여주는 단면도들이다.
도 14a 내지 도 14c는 도 11의 S203 단계를 상세히 보여주는 단면도들이다.
도 15는 도 3의 I-I'의 또 다른 예를 상세히 보여주는 단면도이다.
도 16a 및 도 16b는 본 발명의 실시예에 따른 유기발광 표시장치가 적용된 헤드 장착형 디스플레이를 보여주는 예시도면들이다.
도 17은 도 16a 및 도 16b의 디스플레이 수납 케이스의 일 예를 보여주는 예시도면이다.
도 18은 도 16a 및 도 16b의 디스플레이 수납 케이스의 다른 예를 보여주는 예시도면이다.
명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 실질적으로 동일한 구성요소들을 의미한다. 이하의 설명에서, 본 발명의 핵심 구성과 관련이 없는 경우 및 본 발명의 기술분야에 공지된 구성과 기능에 대한 상세한 설명은 생략될 수 있다. 본 명세서에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
본 명세서에서 언급된 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다.
구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.
위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~상에', '~상부에', '~하부에', '~옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다.
시간 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~후에', '~에 이어서', '~다음에', '~전에' 등으로 시간적 선후 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 연속적이지 않은 경우도 포함할 수 있다.
제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있다.
"X축 방향", "Y축 방향" 및 "Z축 방향"은 서로 간의 관계가 수직으로 이루어진 기하학적인 관계만으로 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 구성이 기능적으로 작용할 수 있는 범위 내에서보다 넓은 방향성을 가지는 것을 의미할 수 있다.
"적어도 하나"의 용어는 하나 이상의 관련 항목으로부터 제시 가능한 모든 조합을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, "제 1 항목, 제 2 항목 및 제 3 항목 중에서 적어도 하나"의 의미는 제 1 항목, 제 2 항목 또는 제 3 항목 각각 뿐만 아니라 제 1 항목, 제 2 항목 및 제 3 항목 중에서 2개 이상으로부터 제시될 수 있는 모든 항목의 조합을 의미할 수 있다.
본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하고, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시할 수도 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광 표시장치를 보여주는 사시도이다. 도 2는 도 1의 제1 기판, 게이트 구동부, 소스 드라이브 IC, 연성필름, 회로보드, 및 타이밍 제어부를 보여주는 평면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치(100)는 표시패널(110), 게이트 구동부(120), 소스 드라이브 집적회로(integrated circuit, 이하 "IC"라 칭함)(130), 연성필름(140), 회로보드(150), 및 타이밍 제어부(160)를 포함한다.
표시패널(110)은 제1 기판(111)과 제2 기판(112)을 포함한다. 제2 기판(112)은 봉지 기판일 수 있다. 제1 기판(111)은 플라스틱 필름(plastic film) 또는 유리 기판(glass substrate)일 수 있다. 제2 기판(112)은 플라스틱 필름, 유리 기판, 또는 봉지 필름일 수 있다. 본 발명의 실시예에서 제2 기판(112)은 생략될 수 있다.
제2 기판(112)과 마주보는 제1 기판(111)의 일면 상에는 게이트 라인들, 데이터 라인들, 및 화소들이 형성된다. 화소들은 게이트 라인들과 데이터 라인들의 교차 구조에 의해 정의되는 영역에 마련된다.
화소들 각각은 박막 트랜지스터와 제1 전극, 유기발광층, 및 제2 전극을 구비하는 유기발광소자를 포함할 수 있다. 화소들 각각은 박막 트랜지스터를 이용하여 게이트 라인으로부터 게이트 신호가 입력되는 경우 데이터 라인의 데이터 전압에 따라 유기발광소자에 소정의 전류를 공급한다. 이로 인해, 화소들 각각의 유기발광소자는 소정의 전류에 따라 소정의 밝기로 발광할 수 있다. 화소들 각각의 구조에 대한 설명은 도 4 및 도 9를 결부하여 후술한다.
표시패널(110)은 도 2와 같이 화소들이 형성되어 화상을 표시하는 표시영역(DA)과 화상을 표시하지 않는 비표시영역(NDA)으로 구분될 수 있다. 표시영역(DA)에는 게이트 라인들, 데이터 라인들, 및 화소들이 형성될 수 있다. 비표시영역(NDA)에는 게이트 구동부(120)와 패드들이 형성될 수 있다.
게이트 구동부(120)는 타이밍 제어부(160)로부터 입력되는 게이트 제어신호에 따라 게이트 라인들에 게이트 신호들을 공급한다. 게이트 구동부(120)는 표시패널(110)의 표시영역(DA)의 일측 또는 양측 바깥쪽의 비표시영역(DA)에 GIP(gate driver in panel) 방식으로 형성될 수 있다. 또는, 게이트 구동부(120)는 구동 칩으로 제작되어 연성필름에 실장되고 TAB(tape automated bonding) 방식으로 표시패널(110)의 표시영역(DA)의 일측 또는 양측 바깥쪽의 비표시영역(DA)에 부착될 수도 있다.
소스 드라이브 IC(130)는 타이밍 제어부(160)로부터 디지털 비디오 데이터와 소스 제어신호를 입력받는다. 소스 드라이브 IC(130)는 소스 제어신호에 따라 디지털 비디오 데이터를 아날로그 데이터전압들로 변환하여 데이터 라인들에 공급한다. 소스 드라이브 IC(130)가 구동 칩으로 제작되는 경우, COF(chip on film) 또는 COP(chip on plastic) 방식으로 연성필름(140)에 실장될 수 있다.
표시패널(110)의 비표시영역(NDA)에는 데이터 패드들과 같은 패드들이 형성될 수 있다. 연성필름(140)에는 패드들과 소스 드라이브 IC(130)를 연결하는 배선들, 패드들과 회로보드(150)의 배선들을 연결하는 배선들이 형성될 수 있다. 연성필름(140)은 이방성 도전 필름(antisotropic conducting film)을 이용하여 패드들 상에 부착되며, 이로 인해 패드들과 연성필름(140)의 배선들이 연결될 수 있다.
회로보드(150)는 연성필름(140)들에 부착될 수 있다. 회로보드(150)는 구동 칩들로 구현된 다수의 회로들이 실장될 수 있다. 예를 들어, 회로보드(150)에는 타이밍 제어부(160)가 실장될 수 있다. 회로보드(150)는 인쇄회로보드(printed circuit board) 또는 연성 인쇄회로보드(flexible printed circuit board)일 수 있다.
타이밍 제어부(160)는 회로보드(150)의 케이블을 통해 외부의 시스템 보드로부터 디지털 비디오 데이터와 타이밍 신호를 입력받는다. 타이밍 제어부(60)는 타이밍 신호에 기초하여 게이트 구동부(120)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 게이트 제어신호와 소스 드라이브 IC(130)들을 제어하기 위한 소스 제어신호를 발생한다. 타이밍 제어부(160)는 게이트 제어신호를 게이트 구동부(120)에 공급하고, 소스 제어신호를 소스 드라이브 IC(130)들에 공급한다.
도 3은 표시영역의 화소의 일 예를 상세히 보여주는 평면도이다.
도 3에서는 설명의 편의를 위해 적색, 녹색, 및 청색 화소들(RP, GP, BP), 적색, 녹색, 및 청색 컬러필터들(RF, GF, BF), 및 저굴절 매질층(LR)만을 도시하였다.
도 3을 참조하면, 적색, 녹색, 및 청색 화소들(RP, GP, BP) 각각은 애노드 전극에 해당하는 제1 전극, 유기발광층, 및 캐소드 전극에 해당하는 제2 전극이 순차적으로 적층되어 제1 전극으로부터의 정공과 제2 전극으로부터의 전자가 유기발광층에서 서로 결합되어 발광하는 영역을 나타낸다. 적색, 녹색, 및 청색 화소들(RP, GP, BP)은 화소 정의막에 의해 정의될 수 있다.
본 발명의 실시예에서는 유기발광층이 적색, 녹색, 및 청색 화소들(RP, GP, BP)에 공통층으로 형성되어 백색 광을 발광하는 것을 예시하였다. 이로 인해, 적색 화소(RP)가 적색 광을 발광하고, 녹색 화소(GP)가 녹색 광을 발광하며, 청색 화소(BP)가 청색 광을 발광하기 위해서는 적색, 녹색, 및 청색 컬러필터들(RF, GF, BF)이 필요하다. 이 경우, 적색 컬러필터(RF)는 적색 화소(RP)에 대응되게 배치되며, 녹색 컬러필터(GF)는 녹색 화소(GP)에 대응되게 배치되고, 청색 컬러필터(BF)는 청색 화소(BP)에 대응되게 배치될 수 있다.
도 3과 같이 적색 화소(RP), 녹색 화소(GP), 및 청색 화소(BP)가 존재하는 경우, 적색 화소(RP), 녹색 화소(GP), 및 청색 화소(BP)는 하나의 단위 화소로 정의될 수 있다. 하지만, 본 발명의 실시예는 이에 한정되지 않으며, 백색 서브 화소가 추가될 수 있다. 이 경우, 적색 서브 화소, 녹색 서브 화소, 청색 서브 화소, 및 백색 서브 화소가 하나의 단위 화소로 정의될 수 있다.
저굴절 매질층(LR)은 적색, 녹색, 및 청색 컬러필터들(RF, GF, BF)을 구획한다. 이를 위해, 저굴절 매질층(LR)은 적색, 녹색, 및 청색 컬러필터들(RF, GF, BF) 사이에 배치될 수 있다. 또한, 저굴절 매질층(LR)은 비발광영역에 배치되므로, 화소 정의막과 중첩되게 배치될 수 있다.
저굴절 매질층(LR)의 굴절률은 적색, 녹색, 및 청색 컬러필터들(RF, GF, BF)의 굴절률보다 낮다. 예를 들어, 적색, 녹색, 및 청색 컬러필터들(RF, GF, BF)은 유기물질로 형성될 수 있으며, 이 경우 대략 1.5 이상의 굴절률을 가진다. 저굴절 매질층(LR)은 1.5보다 낮은 굴절률을 가질 수 있다. 예를 들어, 저굴절 매질층(LR)은 공기층일 수 있으며, 이 경우, 굴절률은 1.0일 수 있다.
저굴절 매질층(LR)의 굴절률이 적색, 녹색, 및 청색 컬러필터들(RF, GF, BF)의 굴절률보다 낮다. 이로 인해, 적색, 녹색, 및 청색 컬러필터들(RF, GF, BF) 각각으로부터 저굴절 매질층(LR)으로 진행하는 빛은 저굴절 매질층(LR)에서 전반사되어 적색, 녹색, 및 청색 컬러필터들(RF, GF, BF) 각각을 통해 외부로 출광될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예는 적색, 녹색, 및 청색 화소들(RP, GP, BP) 각각의 발광 휘도를 높일 수 있다.
도 4는 도 3의 I-I'의 일 예를 상세히 보여주는 단면도이다. 도 5는 도 4의 A 영역의 일 예를 보여주는 확대도이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 제2 기판(112)과 마주보는 제1 기판(111)의 일면 상에는 버퍼막이 형성된다. 버퍼막은 투습에 취약한 제1 기판(111)을 통해 침투하는 수분으로부터 박막 트랜지스터(210)들과 유기발광소자(260)들을 보호하기 위해 제1 기판(111)의 일면 상에 형성된다. 버퍼막은 교번하여 적층된 복수의 무기막들로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 버퍼막은 실리콘 산화막(SiOx), 실리콘 질화막(SiNx), 실리콘 산소질화물(SiON) 중 하나 이상의 무기막이 교번하여 적층된 다중막으로 형성될 수 있다. 버퍼막은 생략될 수 있다.
버퍼막 상에는 박막 트랜지스터(210)가 형성된다. 박막 트랜지스터(210)는 액티브층(211), 게이트전극(212), 소스전극(213) 및 드레인전극(214)을 포함한다. 도 4에서는 박막 트랜지스터(210)가 게이트전극(212)이 액티브층(211)의 상부에 위치하는 상부 게이트(탑 게이트, top gate) 방식으로 형성된 것을 예시하였으나, 이에 한정되지 않음에 주의하여야 한다. 즉, 박막 트랜지스터(210)들은 게이트전극(212)이 액티브층(211)의 하부에 위치하는 하부 게이트(보텀 게이트, bottom gate) 방식 또는 게이트전극(212)이 액티브층(211)의 상부와 하부에 모두 위치하는 더블 게이트(double gate) 방식으로 형성될 수 있다.
버퍼막 상에는 액티브층(211)이 형성된다. 액티브층(211)은 실리콘계 반도체 물질 또는 산화물계 반도체 물질로 형성될 수 있다. 버퍼막과 액티브층(211) 사이에는 액티브층(211)으로 입사되는 외부광을 차단하기 위한 차광층이 형성될 수 있다.
액티브층(211) 상에는 게이트 절연막(220)이 형성될 수 있다. 게이트 절연막(220)은 무기막, 예를 들어 실리콘 산화막(SiOx), 실리콘 질화막(SiNx), 또는 이들의 다중막으로 형성될 수 있다.
게이트 절연막(220) 상에는 게이트전극(212)과 게이트 라인이 형성될 수 있다. 게이트전극(212)과 게이트 라인은 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 금(Au), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd) 및 구리(Cu) 중 어느 하나 또는 이들의 합금으로 이루어진 단일층 또는 다중층으로 형성될 수 있다.
게이트전극(212)과 게이트 라인 상에는 층간 절연막(230)이 형성될 수 있다. 층간 절연막(230)은 무기막, 예를 들어 실리콘 산화막(SiOx), 실리콘 질화막(SiNx), 또는 이들의 다중막으로 형성될 수 있다.
층간 절연막(230) 상에는 소스전극(213), 드레인전극(214), 및 데이터 라인이 형성될 수 있다. 소스전극(213)과 드레인 전극(214) 각각은 게이트 절연막(220)과 층간 절연막(230)을 관통하는 콘택홀을 통해 액티브층(211)에 접속될 수 있다. 소스전극(213), 드레인전극(214), 및 데이터 라인은 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 금(Au), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd) 및 구리(Cu) 중 어느 하나 또는 이들의 합금으로 이루어진 단일층 또는 다중층으로 형성될 수 있다.
소스전극(213), 드레인전극(214), 및 데이터 라인 상에는 박막 트랜지스터(210)를 절연하기 위한 보호막(240)이 형성될 수 있다. 보호막(240)은 무기막, 예를 들어 실리콘 산화막(SiOx), 실리콘 질화막(SiNx), 또는 이들의 다중막으로 형성될 수 있다.
보호막(240) 상에는 박막 트랜지스터(210)로 인한 단차를 평탄하게 하기 위한 평탄화막(250)이 형성될 수 있다. 평탄화막(250)은 아크릴 수지(acryl resin), 에폭시 수지(epoxy resin), 페놀 수지(phenolic resin), 폴리아미드 수지(polyamide resin), 폴리이미드 수지(polyimide resin) 등의 유기막으로 형성될 수 있다.
평탄화막(250) 상에는 보조 전극(264), 유기발광소자(260), 및 화소 정의막(270)이 형성된다. 유기발광소자(260)는 제1 전극(261), 유기발광층(262), 및 제2 전극(263)을 포함한다. 제1 전극(261)은 애노드 전극이고, 제2 전극(263)은 캐소드 전극일 수 있다.
보조 전극(264)은 평탄화막(250) 상에 형성되며, 보호막(240)과 평탄화막(250)을 관통하여 박막 트랜지스터(210)의 드레인전극(214)을 노출시키는 콘택홀(CNT)을 통해 박막 트랜지스터의 소스전극(213) 또는 드레인전극(214)에 접속된다. 콘택홀(CNT)의 보조 전극(264) 상에는 제1 화소 정의막(271)이 형성된다. 콘택홀(CNT)의 단차가 제1 화소 정의막(271)에 의해 덮이지 않고 노출되는 경우, 유기발광층(262)이 콘택홀(CNT)에서 불균일하게 형성됨으로써 보조 전극(264)이 유기발광층(262)의 전하 생성층(262c) 또는 제2 전극(263)과 단락될 수 있으므로, 콘택홀(CNT)은 제1 화소 정의막(271)에 의해 채워진다. 보조 전극(264)은 투명한 금속물질 또는 불투명한 금속물질로 형성될 수 있다. 투명한 금속물질은 ITO, IZO와 같은 TCO(Transparent Conductive Material), 또는 마그네슘(Mg), 은(Ag), 또는 마그네슘(Mg)과 은(Ag)의 합금과 같은 반투과 금속물질(Semi-transmissive Conductive Material)일 수 있다. 불투명한 금속물질은 알루미늄(Al), 몰리브덴(Mo), 몰리브덴과 티타늄의 적층 구조(Mo/Ti), 구리(Cu), 및 알루미늄과 티타늄의 적층 구조(Ti/Al/Ti)일 수 있다.
반사 전극(266)과 제1 전극(261)은 제1 화소 정의막(271)에 의해 덮이지 않은 보조 전극(264) 상에 형성될 수 있다. 반사 전극(266)은 알루미늄(Al), 은(Ag), 또는 APC 합금과 같이 반사율이 높은 금속물질로 형성될 수 있으며, 제1 전극(261)은 광을 투과시킬 수 있는 ITO, IZO와 같은 투명한 금속물질(TCO, Transparent Conductive Material)로 형성될 수 있다. 반사 전극(266)으로 인해 제1 전극(261) 방향으로 진행하는 유기발광층(262)의 광은 제2 전극(263) 방향으로 반사될 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예는 상부 발광 방식으로 구현되므로, 제1 전극(261) 아래에 반사 전극(266)을 배치한다.
화소 정의막(270)은 화소들(RP, GP, BP)을 구획하기 위해 콘택홀(CNT) 상에 형성된다. 즉, 화소 정의막(270)은 화소들(RP, GP, BP)을 정의하는 역할을 한다. 또한, 화소 정의막(270)이 형성된 영역은 광을 발광하지 않으므로 비발광부로 정의될 수 있다.
화소 정의막(270)은 제1 화소 정의막(271)과 제2 화소 정의막(272)을 포함한다. 제1 화소 정의막(271)은 콘택홀(CNT) 상에 배치되고, 제2 화소 정의막(272)은 제1 화소 정의막(271) 상에 배치될 수 있다.
제2 화소 정의막(272)의 너비(W2)는 제1 화소 정의막(271)의 너비(W1)보다 넓게 형성될 수 있다. 즉, 화소 정의막(270)은 하부보다 상부가 넓은 머쉬룸(mushroom) 형태의 구조를 가질 수 있다.
또한, 제1 화소 정의막(271)과 제2 화소 정의막(272)은 서로 다른 물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1 화소 정의막(271)은 실리콘 산화막(SiOx)로 형성되고, 제2 화소 정의막(272)은 실리콘 질화막(SiNx)로 형성될 수 있다.
또한, 제2 화소 정의막(272)은 도 5와 같이 수직 구조를 가질 수 있다. 수직 구조는 제2 화소 정의막(272)의 밑면과 측면이 이루는 각도가 90도인 구조를 가리킨다. 하지만, 제2 화소 정의막(272)의 구조는 수직 구조에 한정되지 않으며, 도 10 및 도 11과 같이 정테이퍼 구조로 형성될 수 있다. 정테이퍼 구조는 제2 화소 정의막(272)의 밑면과 측면이 이루는 각도가 0도 내지 90도 사이인 구조를 가리킨다.
또한, 제2 화소 정의막(272)은 광을 흡수하는 광 흡수 물질을 포함할 수 있다. 또는, 제2 화소 정의막(272) 상에는 광을 흡수하는 광 흡수층(265)이 형성될 수 있다. 광 흡수층(265)은 몰리브덴과 티타늄의 적층 구조(Mo/Ti)로 형성될 수 있다. 이 경우, 수평 방향으로 진행하는 유기발광층의 광은 제2 화소 정의막(272) 또는 광 흡수층(265)에 의해 흡수될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예는 어느 한 화소의 유기발광층의 광이 인접한 화소로 진행하는 것을 방지할 수 있으므로, 혼색을 방지할 수 있다.
한편, 종래에는 화소 정의막(270)이 제1 전극(261)의 가장자리를 덮었기 때문에, 화소 정의막(270)으로 인해 화소들(RP, GP, BP) 각각의 크기가 줄어들었다. 하지만, 본 발명의 실시예는 화소 정의막(270)이 제1 전극(261)의 가장자리를 덮지 않으므로, 화소들(RP, GP, BP) 각각에서 화소 정의막(270)으로 인해 손실되는 영역이 없다. 따라서, 본 발명의 실시예는 화소들(RP, GP, BP) 각각의 크기를 극대화할 수 있다.
제1 전극(261)과 제2 화소 정의막(271) 상에는 유기발광층(262)이 형성된다. 유기발광층(262)은 화소들(RP, GP, BP)에 공통적으로 형성되는 공통층이며, 백색 광을 발광하는 백색 발광층일 수 있다. 이 경우, 유기발광층(262)은 도 5와 같이 2 스택(stack) 이상의 탠덤 구조로 형성될 수 있다. 스택들(262a, 262b) 각각은 정공 수송층(hole transporting layer), 적어도 하나의 발광층(light emitting layer), 및 전자 수송층(electron transporting layer)을 포함할 수 있다.
또한, 스택들(262a, 262b) 사이에는 전하 생성층(262c)이 형성될 수 있다. 전하 생성층(262c)은 하부 스택과 인접하게 위치하는 n형 전하 생성층과 n형 전하 생성층 상에 형성되어 상부 스택과 인접하게 위치하는 p형 전하 생성층을 포함할 수 있다. n형 전하 생성층은 하부 스택으로 전자(electron)를 주입해주고, p형 전하 생성층은 상부 스택으로 정공(hole)을 주입해준다. n형 전하 생성층은 Li, Na, K, 또는 Cs와 같은 알칼리 금속, 또는 Mg, Sr, Ba, 또는 Ra와 같은 알칼리 토금속으로 도핑된 유기층으로 이루어질 수 있다. p형 전하 생성층은 정공수송능력이 있는 유기물질에 도펀트가 도핑되어 이루어질 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예는 유기발광층(262)이 화소들(RP, GP, BP)에 공통적으로 형성되는 공통층으로 형성되는 것에 한정되지 않는다. 즉, 본 발명의 실시예에 따른 유기발광층(262)은 적색 화소(RP)에 대응되게 배치되며 적색 광을 발광하는 적색 유기발광층, 녹색 화소(GP)에 대응되게 배치되며 녹색 광을 발광하는 녹색 유기발광층, 및 청색 화소(BP)에 대응되게 배치되며 청색 광을 발광하는 청색 유기발광층을 포함할 수 있다. 이 경우, 컬러필터들(291, 292, 293)은 생략될 수 있다.
유기발광층(262)은 증착 공정 또는 용액 공정으로 형성될 수 있으며, 증착 공정으로 형성되는 경우 증발 증착법(evaporation)으로 형성될 수 있다. 증발 증착법으로 형성된 막은 스텝 커버리지(step coverage) 특성이 좋지 않다. 스텝 커버리지는 소정의 증착 방법에 의해 증착된 막이 단차 영역에서도 끊기지 않고 이어지도록 형성되는 것을 가리킨다. 이로 인해, 제2 화소 정의막(272)의 측면들 상에 형성된 유기발광층(262)의 두께는 제1 전극(261) 상에 형성된 유기발광층(262)의 두께 및 제2 화소 정의막(272)의 상면 상에 형성된 유기발광층(262)의 두께에 비해 얇을 수 있다.
유기발광층(262)의 전하 생성층(262c)의 높이(H2)를 제1 화소 정의막(271)의 높이(H1)보다 낮게 형성하는 경우, 제1 전극(261) 상에 형성된 전하 생성층(262c)은 제2 화소 정의막(272)의 측면들 상에 형성된 전하 생성층(262c)과 끊어지게 된다.
유기발광층(262)을 화소들(RP, GP, BP)에 공통적으로 형성하는 경우, 어느 한 화소의 전류가 유기발광층(262)의 전하 생성층(262c)을 통해 인접 화소로 누설될 수 있다. 하지만, 본 발명의 실시예는 유기발광층(262)의 전하 생성층(262c)의 높이(H2)를 제1 화소 정의막(271)의 높이(H1)보다 낮게 형성함으로써, 제2 화소 정의막(272)에서 유기발광층(262)의 전하 생성층(262c)을 끊어지게 형성할 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예는 유기발광층(262)의 전하 생성층(262c)을 통한 전류 누설로 인접 화소가 영향을 방지할 수 있다. 또한, 전류 누설로 인해 제1 전극(261) 이외의 영역에서 유기발광층(262)이 발광하는 것을 방지할 수 있다.
제2 전극(263)은 유기발광층(262) 상에 형성된다. 제2 전극(263)은 화소들(RP, GP, BP)에 공통적으로 형성되는 공통층이다. 제2 전극(263)은 광을 투과시킬 수 있는 ITO, IZO와 같은 투명한 금속물질(TCO, Transparent Conductive Material), 또는 마그네슘(Mg), 은(Ag), 또는 마그네슘(Mg)과 은(Ag)의 합금과 같은 반투과 금속물질(Semi-transmissive Conductive Material)로 형성될 수 있다. 제1 전극(261) 아래에 반사 전극(266)이 배치되므로, 제2 전극(263)이 반투과 금속물질로 형성되는 경우, 마이크로 캐비티(micro cavity) 효과를 얻을 수 있다. 제2 전극(263) 상에는 캡핑층(capping layer)이 형성될 수 있다.
제2 전극(263)은 스퍼터링법(sputtering)과 같은 물리적 기상 증착법(physics vapor deposition)으로 형성될 수 있다. 스퍼터링법과 같은 물리적 기상 증착법으로 형성된 막은 스텝 커버리지(step coverage) 특성이 우수하다. 따라서, 제2 전극(263)은 제2 화소 정의막(272)이 수직 구조 또는 정테이퍼 구조로 형성되더라도, 제2 화소 정의막(272)에서 끊어지지 않고 연결될 수 있다.
제2 전극(263) 상에는 봉지막(280)이 형성된다. 봉지막(280)은 유기발광층(262)과 제2 전극(263)에 산소 또는 수분이 침투되는 것을 방지하는 역할을 한다. 이를 위해, 봉지막(280)은 적어도 하나의 무기막과 적어도 하나의 유기막을 포함할 수 있다.
봉지막(280) 상에는 컬러필터들(291, 292, 293)이 형성된다. 적색 컬러필터(291)는 적색 화소(RP)에 대응되게 배치되고, 녹색 컬러필터(292)는 녹색 화소(GP)에 대응되게 배치되며, 청색 컬러필터(293)는 청색 화소(BP)에 대응되게 배치될 수 있다.
적색, 녹색, 및 청색 컬러필터들(291, 292, 293) 사이에는 저굴절 매질층(300)이 형성된다. 저굴절 매질층(300)은 적색, 녹색, 및 청색 컬러필터들(291, 292, 293)을 구획한다. 저굴절 매질층(300)은 컬러필터들(291, 292, 293) 사이에 배치되므로, 화소들(RP, GP, BP) 사이에 배치되는 화소 정의막(270)과 중첩되게 배치될 수 있다.
저굴절 매질층(300)의 굴절률은 적색, 녹색, 및 청색 컬러필터들(291, 292, 293)의 굴절률보다 낮다. 예를 들어, 적색, 녹색, 및 청색 컬러필터들(291, 292, 293)은 유기물질로 형성될 수 있으며, 이 경우 대략 1.5 이상의 굴절률을 가진다. 저굴절 매질층(300)은 1.5보다 낮은 굴절률을 가질 수 있다. 예를 들어, 저굴절 매질층(300)은 공기층일 수 있으며, 이 경우, 굴절률은 1.0일 수 있다.
저굴절 매질층(300)의 굴절률이 적색, 녹색, 및 청색 컬러필터들(291, 292, 293)의 굴절률보다 낮다. 따라서, 적색, 녹색, 및 청색 컬러필터들(291, 292, 293)로부터 저굴절 매질층(300)으로 진행하는 빛은 입사각이 임계각보다 크면 전반사될 수 있다. 이로 인해, 적색, 녹색, 및 청색 컬러필터들(291, 292, 293) 각각으로부터 저굴절 매질층(300)으로 진행하는 빛은 저굴절 매질층(300)에서 전반사되어 적색, 녹색, 및 청색 컬러필터들(291, 292, 293) 각각을 통해 외부로 출광될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예는 적색, 녹색, 및 청색 화소들(RP, GP, BP) 각각의 발광 휘도를 높일 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예는 적색, 녹색, 및 청색 화소들(RP, GP, BP) 각각에서 출광되는 광을 각 화소 내에서 격리(isolation)시킬 수 있으므로, 컬러필터들(291, 292, 293)의 상부 표면을 요철 형태로 형성하면 적색, 녹색, 및 청색 화소들(RP, GP, BP) 각각의 출광 효율을 더욱 향상시킬 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광 표시장치의 제조방법을 보여주는 흐름도이다. 도 7a 내지 도 7g는 도 6의 흐름도에 따른 유기발광 표시장치의 제조방법을 보여주는 단면도들이다.
첫 번째로, 도 7a와 같이 박막 트랜지스터(210) 및 평탄화막(250)을 형성한다.
구체적으로, 박막 트랜지스터(210)를 형성하기 전에 기판(100)을 통해 침투하는 수분으로부터 제1 기판(111) 상에 버퍼막을 형성할 수 있다. 버퍼막은 투습에 취약한 제1 기판(111)을 통해 침투하는 수분으로부터 박막 트랜지스터(210)와 유기발광소자(260)를 보호하기 위한 것으로, 교번하여 적층된 복수의 무기막들로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 버퍼막은 실리콘 산화막(SiOx), 실리콘 질화막(SiNx), SiON 중 하나 이상의 무기막이 교번하여 적층된 다중막으로 형성될 수 있다. 버퍼막은 CVD법(Chemical Vapor Deposition)을 이용하여 형성될 수 있다.
그리고 나서, 버퍼막 상에 박막 트랜지스터의 액티브층(211)을 형성한다. 구체적으로, 스퍼터링법(Sputtering) 또는 MOCVD법(Metal Organic Chemical Vapor Deposition) 등을 이용하여 버퍼막 상의 전면에 액티브 금속층을 형성한다. 그리고 나서, 포토 레지스트 패턴을 이용한 마스크 공정으로 액티브 금속층을 패터닝하여 액티브층(211)을 형성한다. 액티브층(211)은 실리콘계 반도체 물질 또는 산화물계 반도체 물질로 형성될 수 있다.
그리고 나서, 액티브층(211) 상에 게이트 절연막(220)을 형성한다. 게이트 절연막(220)은 무기막, 예를 들어 실리콘 산화막(SiOx), 실리콘 질화막(SiNx), 또는 이들의 다중막으로 형성될 수 있다.
그리고 나서, 게이트 절연막(220) 상에 박막 트랜지스터(210)의 게이트 전극(212)을 형성한다. 구체적으로, 스퍼터링법 또는 MOCVD법 등을 이용하여 게이트 절연막(220) 상의 전면(全面)에 제1 금속층을 형성한다. 그 다음, 포토 레지스트 패턴을 이용한 마스크 공정으로 제1 금속층을 패터닝하여 게이트 전극(212)을 형성한다. 게이트 전극(212)은 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 금(Au), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd) 및 구리(Cu) 중 어느 하나 또는 이들의 합금으로 이루어진 단일층 또는 다중층으로 형성될 수 있다.
그리고 나서, 게이트 전극(212) 상에 층간 절연막(230)을 형성한다. 층간 절연막(230)은 무기막, 예를 들어 실리콘 산화막(SiOx), 실리콘 질화막(SiNx), 또는 이들의 다중막으로 형성될 수 있다.
그리고 나서, 게이트 절연막(220)과 층간 절연막(230)을 관통하여 액티브층(211)을 노출시키는 콘택홀들을 형성한다.
그리고 나서, 층간 절연막(230) 상에 박막 트랜지스터(210)의 소스 및 드레인전극들(213, 214)을 형성한다. 구체적으로, 스퍼터링법 또는 MOCVD법 등을 이용하여 층간 절연막(230) 상의 전면에 제2 금속층을 형성한다. 그 다음, 포토 레지스트 패턴을 이용한 마스크 공정으로 제2 금속층을 패터닝하여 소스 및 드레인전극들(213, 214)을 형성한다. 소스 및 드레인전극들(213, 214) 각각은 게이트 절연막(220)과 층간 절연막(230)을 관통하는 콘택홀을 통해 액티브층(211)에 접속될 수 있다. 소스 및 드레인전극들(213, 214)은 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 금(Au), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd) 및 구리(Cu) 중 어느 하나 또는 이들의 합금으로 이루어진 단일층 또는 다중층으로 형성될 수 있다.
그리고 나서, 박막 트랜지스터(210)의 소스 및 드레인전극들(213, 214) 상에 보호막(240)을 형성한다. 보호막(240)은 무기막, 예를 들어 실리콘 산화막(SiOx), 실리콘 질화막(SiNx), 또는 이들의 다중막으로 형성될 수 있다. 보호막(240)은 CVD법을 이용하여 형성될 수 있다.
그리고 나서, 보호막(240) 상에 박막 트랜지스터(210)로 인한 단차를 평탄화하기 위한 평탄화막(250)을 형성한다. 평탄화막(250)은 아크릴 수지(acryl resin), 에폭시 수지(epoxy resin), 페놀 수지(phenolic resin), 폴리아미드 수지(polyamide resin), 폴리이미드 수지(polyimide resin) 등의 유기막으로 형성될 수 있다. (도 6의 S101)
두 번째로, 도 7b와 같이 평탄화막(250) 상에 보조 전극층(264')을 형성한다.
구체적으로, 보호막(240)과 제1 평탄화막(250)을 관통하여 박막 트랜지스터(210)의 소스전극(213) 또는 드레인전극(214)을 노출시키는 콘택홀(CNT)을 형성한다.
그리고 나서, 평탄화막(250) 상의 전면(全面)에 보조 전극층(264')을 형성한다. 보조 전극층(264')은 콘택홀(CNT)을 통해 박막 트랜지스터(210)의 소스전극(213) 또는 드레인전극(214)에 접속될 수 있다. 보조 전극층(264')은 투명한 금속물질 또는 불투명한 금속물질로 형성될 수 있다. 투명한 금속물질은 ITO, IZO와 같은 TCO(Transparent Conductive Material), 또는 마그네슘(Mg), 은(Ag), 또는 마그네슘(Mg)과 은(Ag)의 합금과 같은 반투과 금속물질(Semi-transmissive Conductive Material)일 수 있다. 불투명한 금속물질은 알루미늄(Al), 몰리브덴(Mo), 몰리브덴과 티타늄의 적층 구조(Mo/Ti), 구리(Cu), 및 알루미늄과 티타늄의 적층 구조(Ti/Al/Ti)일 수 있다. (도 6의 S102)
세 번째로, 도 7c와 같이 콘택홀(CNT) 상에 화소 정의막(270)을 형성한다. 화소 정의막(270)을 형성하는 방법은 도 8a 내지 도 8d를 결부하여 상세히 설명한다.
구체적으로, 도 8a와 같이 보조 전극층(264') 상에 제1 무기층(271')과 제2 무기층(272')을 형성한다. 제1 무기층(271')은 실리콘 산화막(SiOx)으로 형성되고, 제2 무기층(272')은 실리콘 질화막(SiNx)으로 형성될 수 있다. 또한, 제2 무기층(272') 상에서 하프톤 공정을 위한 포토 레지스트 패턴(PR)을 형성한다. 제2 화소 정의막(272)이 형성될 영역의 포토 레지스트 패턴(PR)의 두께는 나머지 영역의 포토 레지스트 패턴(PR)의 두께보다 두껍게 형성될 수 있다.
그리고 나서, 도 8b와 같이 포토 레지스트 패턴(PR)에 의해 덮이지 않은 보조 전극층(264'), 제1 무기층(271'), 및 제2 무기층(272')을 관통하는 홀(H)을 형성하며, 이로 인해 보조 전극(264)이 패터닝될 수 있다.
그리고 나서, 도 8c와 같이 포토 레지스트 패턴(PR)을 식각하여 제2 화소 정의막(272)이 형성될 영역의 포토 레지스트 패턴(PR)을 제외한 나머지 영역의 포토 레지스트 패턴(PR)을 제거한다.
그리고 나서, 도 8d와 같이 건식 식각을 이용하여 제2 화소 정의막(272)을 형성한다. 건식 식각에 이용되는 가스는 보조 전극(264)과 제1 무기층(271')을 식각하지 않고 제2 무기층(272')만을 식각할 수 있는 가스일 수 있다.
고주파 유도 결합 플라즈마 장비는 가스 공급 수단을 통해 가스를 챔버 내부로 분사하고, 상부에 배치된 전원 공급부에 제1 RF 전원을 인가하며, 기판 하부에 배치된 전원 공급부에 제2 RF 전원을 인가함으로써, 이온의 물리적 충격에 의해 제2 무기층(272')을 이방성 식각할 수 있다. 즉, 고주파 유도 결합 플라즈마 장비는 제2 무기층(272')에 인가되는 이온 에너지를 개별적으로 조절할 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예는 고주파 유도 결합 플라즈마 장비를 이용하여 이방성 식각함으로써 제2 화소 정의막(272)을 수직 구조 또는 정테이퍼 구조로 형성할 수 있다.
그리고 나서, 도 8e와 같이 제2 화소 정의막(272)을 마스크로 제1 무기층(271')을 식각하여 제1 화소 정의막(271)을 형성한다. 제1 무기층(271')의 식각은 건식 식각 및 습식 식각을 모두 이용 가능하다. 제1 무기층(271')의 건식 식각에 이용되는 가스는 보조 전극(264)과 제2 화소 정의막(272)을 식각하지 않고 제1 무기층(271')만을 식각할 수 있는 가스일 수 있다. 또한, 제1 무기층(271')의 습식 식각에 이용되는 식각액(etchant)은 보조 전극(264)과 제2 화소 정의막(272)을 식각하지 않고 제1 무기층(271')만을 식각할 수 있는 용액일 수 있다. 습식 식각을 이용하여 제1 무기층(271')을 식각하는 경우 제2 화소 정의막(272)의 너비(W2)를 제1 화소 정의막(271)의 너비(W1)보다 넓게 형성하기 용이할 수 있다.
제1 화소 정의막(271)을 형성한 이후에 제2 화소 정의막(272) 상에 남아있는 포토 레지스트 패턴(PR)을 제거한다. (도 6의 S103)
네 번째로, 도 7d와 같이 보조 전극(264)과 제2 화소 정의막(272) 상에 반사 전극(266)과 제1 전극(261)을 형성한다.
구체적으로, 반사 전극(266)과 제1 전극(261)은 스퍼터링법 또는 MOCVD법 등을 이용하여 포토 레지스트 패턴을 이용한 마스크 공정 없이 보조 전극(264)과 제2 화소 정의막(272) 상에 형성될 수 있다. 반사 전극(266)과 제1 전극(261)은 스퍼터링법과 같은 물리적 기상 증착법으로 형성되므로, 스텝 커버리지(step coverage) 특성이 우수하다. 하지만, 화소 정의막(270)은 도 7d와 같이 하부보다 상부가 넓은 머쉬룸(mushroom) 형태의 구조를 가지므로, 반사 전극(266)과 제1 전극(261)이 스텝 커버리지 특성이 우수한 스퍼터링법과 같은 물리적 기상 증착법으로 형성되더라도, 제1 및 제2 화소 정의막들(271, 272)의 경계에서 끊어지게 된다.
또한, 화소들(RP, GP, BP) 각각이 제1 전극, 유기발광층, 및 제2 전극이 순차 적층되어 발광하는 영역으로 정의되므로, 제1 전극(261)에 의해 화소들(RP, GP, BP) 각각의 영역이 정의될 수 있다. 즉, 화소들(RP, GP, BP) 각각의 크기는 제1 전극(261)의 형성과 함께 자동으로 결정될 수 있다.
반사 전극(266)은 알루미늄(Al), 은(Ag), 또는 APC 합금과 같이 반사율이 높은 금속물질로 형성될 수 있다. 제1 전극(261)은 광을 투과시킬 수 있는 ITO, IZO와 같은 투명한 금속물질(TCO, Transparent Conductive Material)로 형성될 수 있다.
그리고 나서, 도 7e와 같이 제 화소 정의막(272) 상에 형성된 반사 전극(266)과 제1 전극(261)을 식각할 수 있다. (도 6의 S104)
다섯 번째로, 도 7f와 같이 제2 화소 정의막(272) 상에 광 흡수층(265)을 형성한다.
광 흡수층(265)은 몰리브덴과 티타늄의 적층 구조(Mo/Ti)로 형성될 수 있다. 제2 화소 정의막(272)이 광 흡수 물질을 포함하는 경우, 광 흡수층(265)은 생략될 수 있다. (도 6의 S105)
여섯 번째로, 도 7g와 같이 제1 전극(261)과 화소 정의막(270) 상에 유기발광층(262)을 형성한다.
유기발광층(282)은 증착 공정 또는 용액 공정으로 형성될 수 있다. 유기발광층(282)이 증착 공정으로 형성되는 경우, 증발법(Evaporation)을 이용하여 형성될 수 있다.
유기발광층(262)은 화소들(RP, GP, BP)에 공통적으로 형성되는 공통층이며, 백색 광을 발광하는 백색 발광층일 수 있다. 이 경우, 유기발광층(262)은 도 7f와 같이 2 스택(stack) 이상의 탠덤 구조로 형성될 수 있다. 스택들(262a, 262b) 각각은 정공 수송층(hole transporting layer), 적어도 하나의 발광층(light emitting layer), 및 전자 수송층(electron transporting layer)을 포함할 수 있다.
또한, 스택들(262a, 262b) 사이에는 전하 생성층(262c)이 형성될 수 있다. 전하 생성층(262c)은 하부 스택과 인접하게 위치하는 n형 전하 생성층과 n형 전하 생성층 상에 형성되어 상부 스택과 인접하게 위치하는 p형 전하 생성층을 포함할 수 있다. n형 전하 생성층은 하부 스택으로 전자(electron)를 주입해주고, p형 전하 생성층은 상부 스택으로 정공(hole)을 주입해준다. n형 전하 생성층은 Li, Na, K, 또는 Cs와 같은 알칼리 금속, 또는 Mg, Sr, Ba, 또는 Ra와 같은 알칼리 토금속으로 도핑된 유기층으로 이루어질 수 있다. p형 전하 생성층은 정공수송능력이 있는 유기물질에 도펀트가 도핑되어 이루어질 수 있다.
하지만, 본 발명의 실시예는 유기발광층(262)이 화소들(RP, GP, BP)에 공통적으로 형성되는 공통층으로 형성되는 것에 한정되지 않는다. 즉, 본 발명의 실시예에 따른 유기발광층(262)은 적색 화소(RP)에 대응되게 배치되며 적색 광을 발광하는 적색 유기발광층, 녹색 화소(GP)에 대응되게 배치되며 녹색 광을 발광하는 녹색 유기발광층, 및 청색 화소(BP)에 대응되게 배치되며 청색 광을 발광하는 청색 유기발광층을 포함할 수 있다. 이 경우, 컬러필터들(291, 292, 293)은 생략될 수 있다.
한편, 증발 증착법으로 형성된 막은 스텝 커버리지(step coverage) 특성이 좋지 않다. 이로 인해, 제2 화소 정의막(272)의 측면들 상에 형성된 유기발광층(262)의 두께는 제1 전극(261) 상에 형성된 유기발광층(262)의 두께에 비해 얇을 수 있다. 또한, 유기발광층(262)의 전하 생성층(262c)의 높이(H2)를 제1 화소 정의막(271)의 높이(H1)보다 낮게 형성하는 경우, 제1 전극(261) 상에 형성된 전하 생성층(262c)은 제2 화소 정의막(272)의 측면들 상에 형성된 전하 생성층(262c)과 끊어질 수 있다.
본 발명의 실시예는 유기발광층(262)을 화소들(RP, GP, BP)에 공통적으로 형성하기 때문에, 어느 한 화소의 전류가 유기발광층(262)의 전하 생성층(262c)을 통해 인접 화소로 누설될 수 있다. 하지만, 본 발명의 실시예는 유기발광층(262)의 전하 생성층(262c)의 높이(H2)를 제1 화소 정의막(271)의 높이(H1)보다 낮게 형성함으로써, 제2 화소 정의막(272)에서 유기발광층(262)의 전하 생성층(262c)을 끊어지게 형성할 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예는 유기발광층(262)의 전하 생성층(262c)을 통한 전류 누설로 인접 화소가 영향을 방지할 수 있다. 또한, 전류 누설로 인해 제1 전극(261) 이외의 영역에서 유기발광층(262)이 발광하는 것을 방지할 수 있다. (도 6의 S106)
일곱 번째로, 도 7h와 같이 유기발광층(262) 상에 제2 전극(263)과 봉지막(280)을 차례로 형성한다.
구체적으로, 제2 전극(263)은 화소들(RP, GP, BP)에 공통적으로 형성되는 공통층일 수 있다. 제2 전극(263)은 스퍼터링법(sputtering)과 같은 물리적 기상 증착법(physics vapor deposition)으로 형성될 수 있다. 스퍼터링법과 같은 물리적 기상 증착법으로 형성된 막은 스텝 커버리지(step coverage) 특성이 우수하다. 따라서, 제2 전극(263)은 제2 화소 정의막(272)이 수직 구조 또는 정테이퍼 구조로 형성되더라도, 제2 화소 정의막(272)에서 끊어지지 않고 연결될 수 있다.
제2 전극(263)은 광을 투과시킬 수 있는 ITO, IZO와 같은 투명한 금속물질(TCO, Transparent Conductive Material), 또는 마그네슘(Mg), 은(Ag), 또는 마그네슘(Mg)과 은(Ag)의 합금과 같은 반투과 금속물질(Semi-transmissive Conductive Material)로 형성될 수 있다.
그리고 나서, 제2 전극(263) 상에는 봉지막(280)이 형성된다. 봉지막(280)은 유기발광층(262)과 제2 전극(263)에 산소 또는 수분이 침투되는 것을 방지하는 역할을 한다. 이를 위해, 봉지막(280)은 적어도 하나의 무기막과 적어도 하나의 유기막을 포함할 수 있다. (도 6의 S107)
여덟 번째로, 도 7i와 같이 봉지막(280) 상에 컬러필터들(291, 292, 293)을 형성한다.
구체적으로, 적색 컬러필터(291)를 적색 화소(RP)에 대응되게 형성하고, 녹색 컬러필터(292)를 녹색 화소(GP)에 대응되게 형성하며, 청색 컬러필터(293)를 청색 화소(BP)에 대응되게 형성할 수 있다.
적색, 녹색, 및 청색 컬러필터들(291, 292, 293) 사이에는 저굴절 매질층(300)이 형성된다. 저굴절 매질층(300)은 적색, 녹색, 및 청색 컬러필터들(291, 292, 293)을 구획한다. 저굴절 매질층(300)은 화소 정의막(270)과 중첩되게 형성될 수 있다.
저굴절 매질층(300)은 적색, 녹색, 및 청색 컬러필터들(291, 292, 293)보다 굴절률이 낮은 물질로 채워질 수 있다. 예를 들어, 적색, 녹색, 및 청색 컬러필터들(291, 292, 293)은 유기물질로 형성될 수 있으며, 이 경우 대략 1.5 이상의 굴절률을 가진다. 저굴절 매질층(300)은 1.5보다 낮은 굴절률을 갖는 물질로 채워질 수 있다. 예를 들어, 저굴절 매질층(300)은 공기로 채워질 수 있으며, 이 경우, 굴절률은 1.0일 수 있다. (도 6의 S108)
도 9는 도 3의 I-I'의 다른 예를 상세히 보여주는 단면도이다. 도 10은 도 9의 B 영역을 보여주는 확대도이다.
도 9 및 도 10에 도시된 유기발광 표시장치는 콘택홀(CNT)이 화소들(RP, GP, BP) 각각과 중첩되게 형성되는 것과 제2 화소 정의막(272)이 정테이퍼 구조로 형성된 것을 제외하고는 도 4 및 도 5를 결부하여 설명한 바와 실질적으로 동일하다. 따라서, 이하에서는 도 9 및 도 10을 결부하여 제1 평탄화막(250), 보조 전극(264), 제2 평탄화막(251), 제1 전극(261), 및 화소 정의막(270)에 대하여만 상세히 설명하며, 다른 구성 요소들에 대한 자세한 설명은 생략한다.
보호막(240) 상에는 박막 트랜지스터(210)로 인한 단차를 평탄하게 하기 위한 제1 평탄화막(250)이 형성될 수 있다. 제1 평탄화막(250)은 아크릴 수지(acryl resin), 에폭시 수지(epoxy resin), 페놀 수지(phenolic resin), 폴리아미드 수지(polyamide resin), 폴리이미드 수지(polyimide resin) 등의 유기막으로 형성될 수 있다.
보호막(240)과 제1 평탄화막(250)에는 보호막(240)과 제1 평탄화막(250)을 관통하여 박막 트랜지스터(210)의 드레인전극(214)을 노출시키는 콘택홀(CNT)이 형성된다. 콘택홀(CNT)은 도 10과 같이 화소들(RP, GP, BP) 각각과 중첩되게 형성될 수 있다.
제1 평탄화막(250) 상에는 보조 전극(264)이 형성된다. 보조 전극(264)은 콘택홀(CNT)을 통해 박막 트랜지스터의 소스전극(213) 또는 드레인전극(214)에 접속될 수 있다. 보조 전극(264)은 투명한 금속물질 또는 불투명한 금속물질로 형성될 수 있다. 투명한 금속물질은 ITO, IZO와 같은 TCO(Transparent Conductive Material), 또는 마그네슘(Mg), 은(Ag), 또는 마그네슘(Mg)과 은(Ag)의 합금과 같은 반투과 금속물질(Semi-transmissive Conductive Material)일 수 있다. 불투명한 금속물질은 알루미늄(Al), 몰리브덴(Mo), 몰리브덴과 티타늄의 적층 구조(Mo/Ti), 구리(Cu), 및 알루미늄과 티타늄의 적층 구조(Ti/Al/Ti)일 수 있다.
보조 전극(264) 상에는 제2 평탄화막(251)이 형성될 수 있다. 콘택홀(CNT)을 제2 평탄화막(251)으로 채우지 않는 경우, 유기발광층(262)이 콘택홀(CNT)에서 불균일하게 형성됨으로써 제1 전극(261)이 유기발광층(262)의 전하 생성층(262c) 또는 제2 전극(263)과 단락될 수 있다. 그러므로, 제2 평탄화막(251)은 콘택홀(CNT)로 인한 단차를 평탄하게 하기 위해 콘택홀(CNT)에 채워진다. 제2 평탄화막(251)은 아크릴 수지(acryl resin), 에폭시 수지(epoxy resin), 페놀 수지(phenolic resin), 폴리아미드 수지(polyamide resin), 폴리이미드 수지(polyimide resin) 등의 유기막으로 형성될 수 있다.
제2 평탄화막(251) 상에는 반사 전극(266), 유기발광소자(260), 및 화소 정의막(270)이 형성된다.
화소 정의막(270)은 화소들(RP, GP, BP)을 구획하기 위해 제1 평탄화막(250) 상에 형성된다. 즉, 화소 정의막(270)은 화소들(RP, GP, BP)을 정의하는 역할을 한다. 또한, 화소 정의막(270)이 형성된 영역은 광을 발광하지 않으므로 비발광부로 정의될 수 있다.
화소 정의막(270)은 제1 화소 정의막(271)과 제2 화소 정의막(272)을 포함한다. 제1 화소 정의막(271)은 제1 평탄화막(250) 상에 배치되고, 제2 화소 정의막(272)은 제1 화소 정의막(271) 상에 배치될 수 있다.
제2 화소 정의막(272)의 너비(W2)는 제1 화소 정의막(271)의 너비(W1)보다 넓게 형성될 수 있다. 즉, 화소 정의막(270)은 하부보다 상부가 넓은 머쉬룸(mushroom) 형태의 구조를 가질 수 있다.
또한, 제1 화소 정의막(271)과 제2 화소 정의막(272)은 서로 다른 물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1 화소 정의막(271)은 실리콘 산화막(SiOx)로 형성되고, 제2 화소 정의막(272)은 실리콘 질화막(SiNx)로 형성될 수 있다.
또한, 제2 화소 정의막(272)은 상부보다 하부가 넓은 형태의 구조를 가질 수 있다. 즉, 제2 화소 정의막(272)은 정테이퍼 구조를 가질 수 있다. 정테이퍼 구조는 제2 화소 정의막(272)의 밑면과 측면이 이루는 각도가 0도 내지 90도 사이인 구조를 가리킨다. 하지만, 제2 화소 정의막(272)의 구조는 정테이퍼 구조에 한정되지 않으며, 도 4 및 도 5와 같이 수직 구조로 형성될 수 있다. 수직 구조는 제2 화소 정의막(272)의 밑면과 측면이 이루는 각도가 0도 내지 90도 사이인 구조를 가리킨다.
또한, 제2 화소 정의막(272)은 광을 흡수하는 광 흡수 물질을 포함할 수 있다. 이로 인해, 수평 방향으로 진행하는 유기발광층의 광은 광 흡수 물질에 의해 흡수될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예는 어느 한 화소의 유기발광층의 광이 인접한 화소로 진행하는 것을 방지할 수 있으므로, 혼색을 방지할 수 있다.
유기발광소자(260)는 제1 전극(261), 유기발광층(262), 및 제2 전극(263)을 포함한다. 제1 전극(261)은 애노드 전극이고, 제2 전극(263)은 캐소드 전극일 수 있다.
반사 전극(266)은 보조 전극(264)과 제2 평탄화막(251) 상에 형성되며, 제1 전극(261)은 반사 전극(266) 상에 형성될 수 있다. 제1 전극(261)은 반사 전극(266)과 보조 전극(264)을 통해 박막 트랜지스터(210)의 드레인전극(214)과 전기적으로 연결될 수 있다. 이 경우, 보조 전극(264)으로 인해 제1 전극(261)의 저항은 더욱 낮아질 수 있다.
한편, 종래에는 화소 정의막(270)이 제1 전극(261)의 가장자리를 덮었기 때문에, 화소 정의막(270)으로 인해 화소들(RP, GP, BP) 각각의 크기가 줄어들었다. 하지만, 본 발명의 실시예는 화소 정의막(270)이 제1 전극(261)의 가장자리를 덮지 않으므로, 화소들(RP, GP, BP) 각각에서 화소 정의막(270)으로 인해 손실되는 영역이 없다. 따라서, 본 발명의 실시예는 화소들(RP, GP, BP) 각각의 크기를 극대화할 수 있다.
반사 전극(266)은 알루미늄(Al), 은(Ag), 또는 APC 합금과 같이 반사율이 높은 금속물질로 형성될 수 있으며, 제1 전극(261)은 광을 투과시킬 수 있는 ITO, IZO와 같은 투명한 금속물질(TCO, Transparent Conductive Material)로 형성될 수 있다.
반사 전극(266)과 제1 전극(261)은 제2 화소 정의막(272) 상에 형성될 수 있다. 이 경우, 제2 화소 정의막(272)으로 향하는 유기발광층(262)의 광은 제2 화소 정의막(272) 상의 반사 전극(261a)에 의해 반사되어 외부로 출광될 수 있다. 이로 인해, 본 발명의 실시예는 적색, 녹색, 및 청색 화소(RP, GP, BP)들 각각의 발광 휘도를 높일 수 있다. 제2 화소 정의막(272) 상에서 제1 전극(261)은 생략될 수 있다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광 표시장치의 제조방법을 보여주는 흐름도이다. 도 12a 내지 도 12g는 도 11의 흐름도에 따른 유기발광 표시장치의 제조방법을 보여주는 단면도들이다.
첫 번째로, 도 11의 S201 단계는 도 6의 S101 단계와 실질적으로 동일하다. 따라서, 도 11의 S201 단계에 대한 자세한 설명은 생략한다.
두 번째로, 도 12b와 같이 콘택홀(CNT), 보조 전극(264), 및 제2 평탄화막(251)을 형성한다. 콘택홀(CNT), 보조 전극(264), 및 제2 평탄화막(251)을 형성하는 방법은 도 13a 내지 도 13c를 결부하여 상세히 설명한다.
구체적으로, 도 13a와 같이 보호막(240)과 제1 평탄화막(250)을 관통하여 박막 트랜지스터(210)의 소스전극(213) 또는 드레인전극(214)을 노출시키는 콘택홀(CNT)을 형성한다.
그리고 나서, 도 13b와 같이 제1 평탄화막(250) 상에 보조 전극(264)을 형성한다. 보조 전극(264)은 콘택홀(CNT)을 통해 박막 트랜지스터(210)의 소스전극(213) 또는 드레인전극(214)에 접속될 수 있다.
보조 전극(264)은 스퍼터링법(sputtering)과 같은 물리적 기상 증착법(physics vapor deposition)으로 형성될 수 있다. 보조 전극(264)은 투명한 금속물질 또는 불투명한 금속물질로 형성될 수 있다. 투명한 금속물질은 ITO, IZO와 같은 TCO(Transparent Conductive Material), 또는 마그네슘(Mg), 은(Ag), 또는 마그네슘(Mg)과 은(Ag)의 합금과 같은 반투과 금속물질(Semi-transmissive Conductive Material)일 수 있다. 불투명한 금속물질은 알루미늄(Al), 몰리브덴(Mo), 몰리브덴과 티타늄의 적층 구조(Mo/Ti), 구리(Cu), 및 알루미늄과 티타늄의 적층 구조(Ti/Al/Ti)일 수 있다.
그리고 나서, 도 13c와 같이 보조 전극(265) 상에 제2 평탄화막(251)을 형성한다. 제2 평탄화막(251)은 콘택홀(CNT)로 인한 단차를 평탄하게 하기 위해 콘택홀(CNT)에 채워진다.
구체적으로, 제1 평탄화막(260)과 보조 전극(265) 상에 유기물질을 코팅한다. 유기물질은 아크릴 수지(acryl resin), 에폭시 수지(epoxy resin), 페놀 수지(phenolic resin), 폴리아미드 수지(polyamide resin) 또는 폴리이미드 수지(polyimide resin)일 수 있다. 유기물질은 슬릿 코팅(slit coating), 스핀 코팅(spin coating), 또는 증발법(Evaporation)을 이용하여 제1 평탄화막(250)과 보조 전극(265) 상에 형성될 수 있다. 유기물질은 콘택홀(CNT)에 채워지도록 형성된다. 그리고 나서, 콘택홀(CNT) 상에 마스크(M)를 배치한 후 마스크(M)가 배치되지 않은 영역에 형성된 유기물질을 현상(development)한다. 그 결과, 제2 평탄화막(251)은 콘택홀(CNT)을 덮도록 형성될 수 있다. (도 11의 S202)
세 번째로, 도 12c와 같이 제1 평탄화막(250) 상에 화소 정의막(270)을 형성한다. 화소 정의막(270)을 형성하는 방법은 도 14a 내지 도 14d를 결부하여 상세히 설명한다.
구체적으로, 도 14a와 같이 제1 평탄화막(250) 상에 제1 무기층(271')과 제2 무기층(272')을 형성한다. 제1 무기층(271')은 실리콘 산화막(SiOx)으로 형성되고, 제2 무기층(272')은 실리콘 질화막(SiNx)으로 형성될 수 있다. 또한, 제2 무기층(272') 상에서 화소 정의막(270)이 형성될 영역에 포토 레지스트 패턴(PR)을 형성한다.
그리고 나서, 도 14b와 같이 건식 식각을 이용하여 제2 화소 정의막(272)을 형성한다. 건식 식각에 이용되는 가스는 제1 무기층(271')을 식각하지 않고 제2 무기층(272')만을 식각할 수 있는 가스일 수 있다.
고주파 유도 결합 플라즈마 장비는 가스 공급 수단을 통해 가스를 챔버 내부로 분사하고, 상부에 배치된 전원 공급부에 제1 RF 전원을 인가하며, 기판 하부에 배치된 전원 공급부에 제2 RF 전원을 인가함으로써, 이온의 물리적 충격에 의해 제2 무기층(272')을 이방성 식각할 수 있다. 즉, 고주파 유도 결합 플라즈마 장비는 제2 무기층(272')에 인가되는 이온 에너지를 개별적으로 조절할 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예는 고주파 유도 결합 플라즈마 장비를 이용하여 이방성 식각함으로써 제2 화소 정의막(272)을 수직 구조 또는 정테이퍼 구조로 형성할 수 있다.
그리고 나서, 도 14c와 같이 제2 화소 정의막(272)을 마스크로 제1 무기층(271')을 식각하여 제1 화소 정의막(271)을 형성한다. 제1 무기층(271')의 식각은 건식 식각 및 습식 식각을 모두 이용 가능하다. 제1 무기층(271')의 건식 식각에 이용되는 가스는 제2 화소 정의막(272)을 식각하지 않고 제1 무기층(271')만을 식각할 수 있는 가스일 수 있다. 또한, 제1 무기층(271')의 습식 식각에 이용되는 식각액(etchant)은 제2 화소 정의막(272)을 식각하지 않고 제1 무기층(271')만을 식각할 수 있는 용액일 수 있다. 습식 식각을 이용하여 제1 무기층(271')을 식각하는 경우 제2 화소 정의막(272)의 너비(W2)를 제1 화소 정의막(271)의 너비(W1)보다 넓게 형성하기 용이할 수 있다.
그리고 나서, 제1 화소 정의막(271)을 형성한 이후에 제2 화소 정의막(272) 상에 남아있는 포토 레지스트 패턴(PR)을 제거한다. (도 11의 S203)
네 번째로, 도 12d와 같이 반사 전극(266)과 제1 전극(121)을 형성한다.
구체적으로, 반사 전극(266)을 스퍼터링법 또는 MOCVD법 등을 이용하여 포토 레지스트 패턴을 이용한 마스크 공정 없이 제1 및 제2 평탄화막들(250, 251), 보조 전극(264), 및 제2 화소 정의막(272) 상에 형성한다. 그리고 나서, 제1 전극(261)을 스퍼터링법 또는 MOCVD법 등을 이용하여 포토 레지스트 패턴을 이용한 마스크 공정 없이 반사 전극(266) 상에 형성한다.
반사 전극(266)과 제1 전극(261)은 스퍼터링법과 같은 물리적 기상 증착법으로 형성되므로, 스텝 커버리지(step coverage) 특성이 우수하다. 하지만, 화소 정의막(270)은 도 14d와 같이 하부보다 상부가 넓은 머쉬룸(mushroom) 형태의 구조를 가지므로, 반사 전극(266)과 제1 전극(261)이 스텝 커버리지 특성이 우수한 스퍼터링법과 같은 물리적 기상 증착법으로 형성되더라도, 제1 및 제2 화소 정의막들(271, 272)의 경계에서 끊어지게 된다.
또한, 화소들(RP, GP, BP) 각각이 제1 전극, 유기발광층, 및 제2 전극이 순차 적층되어 발광하는 영역으로 정의되므로, 제1 전극(261)에 의해 화소들(RP, GP, BP) 각각의 영역이 정의될 수 있다. 즉, 화소들(RP, GP, BP) 각각은 반사 전극(266)과 제1 전극(261)의 형성과 함께 자동으로 결정될 수 있다.
반사 전극(266)는 알루미늄(Al), 은(Ag), 또는 APC 합금과 같이 반사율이 높은 금속물질로 형성될 수 있다. 제1 전극(261)은 광을 투과시킬 수 있는 ITO, IZO와 같은 투명한 금속물질(TCO, Transparent Conductive Material)로 형성될 수 있다. (도 11의 S204)
도 11의 S205 내지 S207 단계들은 도 6의 S106 내지 S108 단계들과 실질적으로 동일하다. 따라서, 도 11의 S205 내지 S207 단계들에 대한 자세한 설명은 생략한다.
도 15는 도 3의 I-I'의 다른 예를 상세히 보여주는 단면도이다.
도 15에 도시된 유기발광 표시장치는 실리콘 웨이퍼 기판 상에 반도체 공정으로 형성된 OLEDoS(Organic Light Emitting Diode on Silicon)인 것을 제외하고는 도 9를 결부하여 설명한 바와 실질적으로 동일하다. 따라서, 도 15에 대한 자세한 설명은 생략한다.
도 15를 참조하면, 비아홀(267)은 반도체 공정으로 형성되며, 소정의 금속 물질로 채워질 수 있다. 즉, 비아홀(267)은 소정의 금속 물질로 메워질 수 있다. 이로 인해, 비아홀(267)이 화소들(RP, GP, BP) 각각에 중첩되게 형성되더라도, 비아홀(267)로 인해 유기발광층(262)이 불균일하게 형성되는 문제가 발생하지 않는다.
도 16a 및 도 16b는 본 발명의 실시예에 따른 유기발광 표시장치가 적용된 헤드 장착형 디스플레이를 보여주는 예시도면들이다.
도 16a 및 도 16b를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 유기발광 표시장치가 적용된 헤드 장착형 디스플레이(HMD)는 디스플레이 수납 케이스(10), 좌안 렌즈(20a)와 우안 렌즈(20b), 및 헤드 장착 밴드(30)를 포함한다.
디스플레이 수납 케이스(10)는 디스플레이 장치를 수납하며, 좌안 렌즈(20a)와 우안 렌즈(20b)에 디스플레이 장치의 영상을 제공한다. 디스플레이 장치는 본 발명의 실시예에 따른 유기발광 표시장치일 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 유기발광 표시장치는 도 1 내지 도 15를 결부하여 이미 앞에서 상세히 설명하였다.
디스플레이 수납 케이스(10)는 좌안 렌즈(20a)와 우안 렌즈(20b)에 동일한 영상을 제공하도록 설계될 수 있다. 또는, 디스플레이 수납 케이스(10)는 좌안 렌즈(20a)에 좌안 영상이 표시되고, 우안 렌즈(20b)에 우안 영상이 표시되도록 설계될 수 있다.
디스플레이 수납 케이스(10) 내에는 도 17과 같이 좌안 렌즈(20a) 앞에 배치되는 좌안용 유기발광 표시장치(11)와 우안 렌즈(20b) 앞에 배치되는 우안용 유기발광 표시장치(12)가 수납될 수 있다. 도 17의 구조는 가상 현실(Virtual Reality) 기기에 적용될 수 있다.
도 17에는 디스플레이 수납 케이스(10)를 위에서 바라봤을 때의 단면도가 나타나 있다. 좌안용 유기발광 표시장치(11)는 좌안 영상을 표시하고, 우안용 유기발광 표시장치(12)는 우안 영상을 표시할 수 있다. 이로 인해, 좌안용 유기발광 표시장치(11)에 표시되는 좌안 영상은 좌안 렌즈(20a)를 통해 사용자의 좌안(LE)에 보여지고, 우안용 유기발광 표시장치(11)에 표시되는 우안 영상은 우안 렌즈(20b)를 통해 사용자의 우안(RE)에 보여질 수 있다.
또한, 도 17에서 좌안 렌즈(20a)와 좌안용 유기발광 표시장치(11) 사이와 우안 렌즈(20b)와 우안용 유기발광 표시장치(12)의 사이에는 확대 렌즈가 추가로 배치될 수 있다. 이 경우, 확대 렌즈로 인하여 좌안용 유기발광 표시장치(11)와 우안용 유기발광 표시장치(12)에 표시되는 영상은 사용자에게 확대되어 보일 수 있다.
디스플레이 수납 케이스(10) 내에는 도 18과 같이 좌안 렌즈(20a)와 우안 렌즈(20b) 앞에 배치되는 하프 미러(13)과 하프 미러(13) 상에 배치되는 유기발광 표시장치(14)가 수납될 수 있다. 도 18의 구조는 증강 현실(Augmented Reality) 기기에 적용될 수 있다.
도 18에는 디스플레이 수납 케이스(10)를 옆에서 바라봤을 때의 단면도가 나타나 있다. 유기발광 표시장치(14)는 거울 반사판(13) 방향으로 영상을 표시하고, 거울 반사판(13)은 유기발광 표시장치(14)의 영상을 좌안 렌즈(20a)와 우안 렌즈(20b) 방향으로 전반사한다. 이로 인해, 유기발광 표시장치(14)에 표시되는 영상은 좌안 렌즈(20a)와 우안 렌즈(20b)에 제공될 수 있다. 도 18에서는 설명의 편의를 위해 좌안 렌즈(20a)와 사용자의 좌안(LE)만을 도시하였다. 도 18과 같이 하프 미러(13)을 이용하는 경우 디스플레이 수납 케이스(10)는 얇게 형성될 수 있다.
또한, 도 18에서 좌안 렌즈(20a)와 하프 미러(13) 사이와 우안 렌즈(20b)와 하프 미러(13) 사이에는 확대 렌즈가 추가로 배치될 수 있다. 이 경우, 확대 렌즈로 인하여 좌안용 유기발광 표시장치(11)와 우안용 유기발광 표시장치(12)에 표시되는 영상은 사용자에게 확대되어 보일 수 있다.
헤드 장착 밴드(30)는 디스플레이 수납 케이스(10)에 고정된다. 헤드 장착 밴드(30)는 사용자의 머리 상면과 양 측면들을 둘러쌀 수 있도록 형성된 것을 예시하였으나, 이에 한정되지 않는다. 헤드 장착 밴드(30)는 사용자의 머리에 헤드 장착형 디스플레이를 고정하기 위한 것으로, 안경테 형태 또는 헬멧 형태로 형성될 수도 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 보호 범위는 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 표시장치 110: 표시패널
111: 하부 기판 112: 상부 기판
120: 게이트 구동부 130: 소스 드라이브 IC
140: 연성필름 150: 회로보드
160: 타이밍 콘트롤러 210: 박막 트랜지스터
211: 액티브층 212: 게이트전극
213: 소스전극 214: 드레인전극
220: 게이트 절연막 230: 층간 절연막
240: 보호막 250: 평탄화막, 제1 평탄화막
251: 제2 평탄화막 260: 유기발광소자
261: 제1 전극 262: 유기발광층
263: 제2 전극 264: 보조 전극
265: 광 흡수층 266: 반사 전극
270: 화소 정의막 271: 제1 화소 정의막
272: 제2 화소 정의막 280: 봉지막
291: 제1 컬러필터 292: 제2 컬러필터
293: 제3 컬러필터 300: 저굴절 매질층
310: 봉지필름

Claims (16)

  1. 제1 화소 정의막;
    상기 제1 화소 정의막 상에 배치된 제2 화소 정의막;
    제2 화소 정의막 상에 배치된 광 흡수층;
    상기 제1 화소 정의막 사이에 배치되며, 상기 제1 화소 정의막에 의해 덮이지 않은 제1 전극;
    상기 제1 전극 상에 배치된 유기발광층; 및
    상기 유기발광층 상에 배치된 제2 전극을 구비하며,
    상기 제2 화소 정의막의 너비는 상기 제1 화소 정의막의 너비보다 넓고,
    상기 제1 전극은 상기 제2 화소 정의막 상에 더 배치되며, 상기 제1 및 제2 화소 정의막들의 경계에서 상기 제1 전극이 끊어지며,
    상기 제2 화소 정의막 상에서, 상기 광 흡수층은 상기 제1 전극 상에 배치되며,
    상기 제2 화소 정의막 사이에서 상기 광 흡수층이 상기 제1 전극 상에 배치되지 않는 것을 특징으로 하는, 유기발광 표시장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 화소 정의막은 광을 흡수하는 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광 표시장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 전극 아래에 배치된 보조 전극을 더 구비하는 유기발광 표시장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 보조 전극의 일부는 상기 제1 화소 정의막에 의해 덮이는 것을 특징으로 하는 유기발광 표시장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 화소 정의막 상에 배치된 반사 전극을 더 포함하며,
    상기 제2 화소 정의막 상에서, 상기 반사 전극은 상기 제2 화소 정의막과 상기 제1 전극 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 유기발광 표시장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 유기발광층은 적어도 두 개 이상의 스택들, 및 상기 스택들 사이에 배치된 전하 생성층을 포함하며,
    상기 전하 생성층의 높이는 상기 제1 화소 정의막의 높이보다 낮은 것을 특징으로 하는 유기발광 표시장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 전극 상에 배치된 봉지막;
    상기 봉지막 상에 배치된 컬러필터들; 및
    상기 컬러필터들 사이에 배치되며, 상기 컬러필터들보다 굴절률이 낮은 저굴절 매질층을 더 구비하는 유기발광 표시장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 저굴절 매질층은 상기 제1 화소 정의막과 중첩되는 것을 특징으로 하는 유기발광 표시장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    기판 상에 배치된 박막 트랜지스터;
    상기 박막 트랜지스터 상에 배치된 제1 평탄화막;
    상기 제1 평탄화막을 관통하여 상기 박막 트랜지스터의 소스 또는 드레인 전극을 노출시키는 콘택홀;
    상기 제1 평탄화막 상에 배치되며, 상기 콘택홀을 통해 상기 박막 트랜지스터의 소스 또는 드레인 전극에 접속된 보조 전극; 및
    상기 콘택홀에 채워진 제2 평탄화막을 더 구비하고,
    상기 제1 전극은 상기 제2 평탄화막과 상기 보조 전극 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 유기발광 표시장치.
  13. 제 6 항에 있어서,
    기판 상에 배치된 박막 트랜지스터;
    상기 박막 트랜지스터 상에 배치된 평탄화막; 및
    상기 평탄화막을 관통하여 상기 박막 트랜지스터의 소스 또는 드레인 전극을 노출시키는 콘택홀을 구비하고,
    상기 보조 전극은 상기 콘택홀을 통해 상기 박막 트랜지스터의 소스 또는 드레인 전극과 접속되며,
    상기 제1 화소 정의막은 상기 콘택홀 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 유기발광 표시장치.
  14. 제1 전극들, 유기발광층, 및 제2 전극이 순차적으로 적층되어 광을 발광하는 화소들;
    상기 화소들 각각에 대응되게 배치되는 컬러필터들;
    상기 컬러필터들 사이에 배치되며, 상기 컬러필터들보다 낮은 굴절률을 갖는 저굴절 매질층; 및
    상기 화소들을 구획하여 상기 화소들을 정의하는 화소 정의막;을 구비하며,
    상기 화소 정의막은,
    제1 화소 정의막;
    상기 제1 화소 정의막 상에 배치된 제2 화소 정의막;을 포함하고,
    상기 제2 화소 정의막의 너비는 상기 제1 화소 정의막의 너비보다 넓고,
    상기 제1 전극은 상기 제2 화소 정의막 상에 더 배치되며, 상기 제1 및 제2 화소 정의막들의 경계에서 상기 제1 전극은 끊어지며,
    상기 제2 화소 정의막 상에 배치된 광 흡수층;을 구비하며,
    상기 제2 화소 정의막 상에서, 상기 광 흡수층은 상기 제1 전극 상에 배치되며,
    상기 제2 화소 정의막 사이에서 상기 광 흡수층이 상기 제1 전극 상에 배치되지 않는 것을 특징으로 하는, 유기발광 표시장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 저굴절 매질층은 상기 화소 정의막에 중첩되게 배치되는 것을 특징으로 하는 유기발광 표시장치.
  16. 박막 트랜지스터를 형성하는 단계;
    상기 박막 트랜지스터 상에 평탄화막을 형성하는 단계;
    상기 평탄화막 상에 제1 화소 정의막과 상기 제1 화소 정의막보다 너비가 넓은 제2 화소 정의막을 포함하는 화소 정의막을 형성하는 단계;
    상기 평탄화막과 제2 화소 정의막 상에 제1 전극을 형성하는 단계;
    상기 제2 화소 정의막 상에 광 흡수층을 형성하는 단계;
    상기 제1 전극 상에 유기발광층을 형성하는 단계; 및
    상기 유기발광층 상에 제2 전극을 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 제2 화소 정의막의 너비는 상기 제1 화소 정의막의 너비보다 넓고,
    상기 제1 전극은 상기 제2 화소 정의막 상에 더 배치되며, 상기 제1 및 제2 화소 정의막들의 경계에서 상기 제1 전극은 끊어지며,
    상기 제2 화소 정의막 상에서, 상기 광 흡수층은 상기 제1 전극 상에 배치되며,
    상기 제2 화소 정의막 사이에서 상기 광 흡수층이 상기 제1 전극 상에 배치되지 않도록 하는 것을 특징으로 하는, 유기발광 표시장치의 제조방법.
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