KR101572519B1 - 어레이 기판 및 그 제조 방법, 디스플레이 장치 - Google Patents

어레이 기판 및 그 제조 방법, 디스플레이 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 실시예들은 어레이 기판, 어레이 기판의 제조 방법 및 디스플레이 장치를 개시한다. 어레이 기판은 베이스 기판 상에 배치된 복수의 픽셀 유닛을 포함한다. 각각의 픽셀 유닛은 박막 트랜지스터 영역 및 박막 트랜지스터 영역과 다른 디스플레이 영역을 포함한다. 박막 트랜지스터 영역 내에 박막 트랜지스터 구조가 형성되며, 박막 트랜지스터 구조에 의해 구동되는 유기 발광 다이오드가 디스플레이 영역 내에 배치된다. 유기 발광 다이오드는 베이스 기판으로부터 멀어지는 방향으로 순차적으로 형성된 투명 제1 전극, 발광층 및 광을 반사하기 위한 제2 전극을 포함한다. 반투과층이 디스플레이 영역에 형성된다. 컬러 필터 막이 디스플레이 영역에 형성되고, 유기 발광 다이오드의 제2 전극과 반투과층 사이에 배치된다. 유기 발광 다이오드의 제2 전극 및 반투과층은 미세 공동 구조를 형성한다. 상이한 컬러들의 픽셀 유닛들 내의 컬러 필터 막들은 상이한 두께들을 갖는다.

Description

어레이 기판 및 그 제조 방법, 디스플레이 장치{ARRAY SUBSTATE AND FABRICATION METHOD THEREOF, DISPLAY DEVICE}
본 발명의 실시예들은 어레이 기판 및 그 제조 방법, 디스플레이 장치에 관한 것이다.
유기 발광 다이오드(OLED)는 간단한 프로세스, 낮은 비용, 가시 영역에서 방출 광의 컬러 조정성, 대량 생산의 용이성, 양호한 유연성 등의 장점들을 가지며, 따라서 OLED를 사용하는 OLED 디스플레이 장치는 미래에 가장 유망한 디스플레이 기술들 중 하나로 간주된다. 백색 OLED(WOLED)는 60 lm/W 이상의 전력 효율 및 20,000 시간 이상의 수명을 가지며, 이는 WOLED 디스플레이 장치의 개발을 크게 촉진한다.
도 1a는 미세 공동(microcavity) 구조를 갖지 않는 종래의 WOLED를 나타내는 개략도이다. 도 1a에 도시된 바와 같이, WOLED는 적색, 녹색 및 청색의 삼원색의 발광 재료들에 의해 형성되는 유기 발광층(102)을 사용하며, 따라서 유기 발광층(102)은 백색 광을 방출한다. 유기 발광층(102)은 캐소드(101)와 애노드(103) 사이에 배치되며, 발광층(102)으로부터 방출되는 백색 광은 캐소드(101)에 의해 반사된 후에 애노드 측에서 출사된다.
WOLED의 광 추출 효율을 개선하고, WOLED 디스플레이 장치의 휘도를 증가시키기 위해, 도 1b에 도시된 바와 같이, 애노드 측에 반투과층(103')을 제공하여, 캐소드(101)와 반투과층(103') 사이에 미세 공동 구조를 형성한다. 미세 공동 구조는 반사층과 반투과층 사이에 형성된 수 마이크로미터의 두께를 갖는 구조이다. 미세 공동 구조는 아래의 원리에 기초하여 광의 강도를 증가시킨다. 발광층으로부터의 광은 반사층과 반투과층 사이에서 반복적으로 반사되고, 반투과층으로부터 궁극적으로 방출되는 광 중에서 특정 파장을 갖는 광은 공진 효과로 인해 증강될 것이며, 증강된 광의 파장은 미세 공동의 두께와 관련된다. WOLED 디스플레이 장치에서는 상이한 픽셀 유닛들을 이용하여 상이한 컬러들의 광을 방출하며, 따라서 상이한 픽셀 유닛들 내의 미세 공동들은 상이한 픽셀 유닛들에서 상이한 파장들의 광이 증강될 수 있도록 상이한 두께들을 가져야 한다.
도 2는 미세 공동 구조를 갖는 종래의 WOLED 디스플레이 장치의 어레이 기판을 나타내는 구조 개략도이고, 도 3은 미세 공동 구조를 갖는 종래의 WOLED 디스플레이 장치의 다른 어레이 기판을 나타내는 구조 개략도이다. 도 2 및 3에 도시된 바와 같이, 컬러 필터 막이 미세 공동 구조 밖에 배치되고, 상이한 컬러들의 컬러 필터 막들이 상이한 픽셀 유닛들에 속하며, 상이한 컬러들의 컬러 필터 막들에 대응하는 미세 공동 구조들이 상이한 두께들을 갖는다.
도 4는 미세 공동 구조 구조를 갖는 WOLED의 휘도와 미세 공동 구조를 갖지 않는 WOLED의 휘도 간의 비교를 나타내는 개략도이며, 여기서 점선은 미세 공동 구조를 갖지 않는 WOLED의 휘도에 대응하고, 실선은 미세 공동 구조를 갖는 WOLED의 휘도에 대응한다. 도 4에 도시된 바와 같이, 미세 공동 구조를 사용함으로써, 청색 광의 휘도가 약 1.6배 증가하고, 녹색 광의 휘도가 2.5배 증가하며, 적색 광의 휘도가 약 2.2배 증가한다.
종래의 미세 공동 구조는 광의 강도를 증가시키지만, 종래의 미세 공동 구조들은 비교적 복잡한 계층 구조들을 갖고, 상이한 컬러들의 컬러 필터 막들에 대응하는 영역들 내의 미세 공동 구조들이 상이한 두께들을 가져야 하며, 따라서 제조 프로세스가 비교적 복잡하다는 것을 도 2 및 3으로부터 알 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 어레이 기판이 제공된다. 어레이 기판은 베이스 기판 상에 배치된 복수의 픽셀 유닛을 포함한다. 각각의 픽셀 유닛은 박막 트랜지스터 영역 및 박막 트랜지스터 영역과 다른 디스플레이 영역을 포함한다. 박막 트랜지스터 영역 내에 박막 트랜지스터 구조가 형성되며, 박막 트랜지스터 구조에 의해 구동되는 유기 발광 다이오드가 디스플레이 영역 내에 배치된다. 유기 발광 다이오드는 베이스 기판으로부터 멀어지는 방향으로 순차적으로 형성된 투명 제1 전극, 발광층 및 광을 반사하기 위한 제2 전극을 포함한다. 반투과층이 디스플레이 영역에 형성된다. 컬러 필터 막이 디스플레이 영역에 형성되고 유기 발광 다이오드의 제2 전극과 반투과층 사이에 배치된다. 유기 발광 다이오드의 제2 전극 및 반투과층은 미세 공동 구조를 형성한다. 상이한 컬러들의 픽셀 유닛들 내에서 컬러 필터 막들은 상이한 두께들을 갖는다.
예를 들어, 박막 트랜지스터 구조는 베이스 기판 상에 형성된 제1 게이트 전극 및 제2 게이트 전극; 제1 게이트 전극 및 제2 게이트 전극 상에 형성된 게이트 절연층; 게이트 절연층 상에 형성된 제1 활성층 및 제2 활성층; 제1 활성층 및 제2 활성층 상에 형성된 절연층; 절연층 상에 형성되고 제1 활성층에 대응하는 제1 소스 전극 및 제1 드레인 전극, 및 절연층 상에 형성되고 제2 활성층에 대응하는 제2 소스 전극 및 제2 드레인 전극을 포함한다. 제1 게이트 전극, 게이트 절연층, 제1 활성층, 절연층, 제1 소스 전극 및 제1 드레인 전극은 스위칭 박막 트랜지스터를 형성한다. 제2 게이트 전극, 게이트 절연층, 제2 활성층, 절연층, 제2 소스 전극 및 제2 드레인 전극은 구동 박막 트랜지스터를 형성한다. 제1 드레인 전극은 제2 게이트 전극에 접속되며, 구동 박막 트랜지스터의 제2 드레인 전극은 유기 발광 다이오드의 제1 전극에 접속된다.
예를 들어, 박막 트랜지스터 구조 상에 패시베이션층이 형성되며, 패시베이션층은 디스플레이 영역 내에 더 형성되고, 유기 발광 다이오드는 패시베이션층 위에 형성되고, 제1 전극은 패시베이션층의 비아홀을 통해 제2 드레인 전극에 접속된다.
예를 들어, 절연층은 디스플레이 영역 내에 더 형성되며, 반투과층은 절연층과 패시베이션층 사이에 형성된다.
예를 들어, 컬러 필터 막은 패시베이션층 상에 형성되며, 유기 발광 다이오드의 제1 전극은 컬러 필터 막 상에 배치된다.
예를 들어, 수지층이 컬러 필터 막 상에 더 형성되고, 유기 발광 다이오드의 제1 전극은 수지층 상에 배치되며, 제1 전극은 수지층과 패시베이션층을 통해 연장하는 비아홀을 통해 제2 드레인 전극에 접속된다.
예를 들어, 반투과층의 일부는 박막 트랜지스터 구조의 제1 소스 전극, 제1 드레인 전극, 제2 소스 전극 및 제2 드레인 전극 아래에 형성되며, 반투과층의 일부의 패턴은 제1 소스 전극, 제1 드레인 전극, 제2 소스 전극 및 제2 드레인 전극의 패턴들과 동일하다.
예를 들어, 픽셀 유닛은 제1 전극 상에 배치된 픽셀 구획층을 더 포함한다.
예를 들어, 반투과층은 은, 알루미늄, 몰리브덴, 구리, 티타늄 및 크롬 중 어느 하나 또는 상기 금속들 중 둘 이상의 금속의 합금으로 형성되며, 반투과층은 5%-95%의 투과율을 갖는다.
예를 들어, 반투과층은 10Å-200Å의 두께를 갖는다.
예를 들어, 컬러 필터 막은 1000Å-40000Å의 두께를 갖는다.
예를 들어, 상이한 컬러들의 픽셀 유닛들 내의 컬러 필터 막들은 적색, 녹색 및 청색; 또는 적색, 녹색, 청색 및 황색; 또는 적색, 녹색, 청색 및 백색이다.
예를 들어, 제1 전극은 애노드이며, 제2 전극은 캐소드이다.
예를 들어, 제1 전극은 캐소드이며, 제2 전극은 애노드이다.
예를 들어, 제2 전극은 반사성 재료로 형성되거나, 제2 전극은 반사층으로 코팅된다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 디스플레이 장치가 제공된다. 디스플레이 장치는 전술한 어레이 기판을 포함한다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 어레이 기판 제조 방법이 제공된다. 어레이 기판은 베이스 기판 상에 배치된 복수의 픽셀 유닛을 포함하고, 각각의 픽셀 유닛은 박막 트랜지스터 영역 및 박막 트랜지스터 영역과 다른 디스플레이 영역을 포함한다. 이 방법은 베이스 기판 상에 박막 트랜지스터 구조, 반투과층 및 패시베이션층을 형성하는 단계; 상이한 컬러들의 픽셀 유닛들 내의 컬러 필터 막들이 상이한 두께들을 갖도록 각각의 픽셀 유닛의 디스플레이 영역 내에 컬러 필터 막을 형성하는 단계; 및 유기 발광 다이오드와 반투과층 사이에 컬러 필터 막이 배치되도록 각각의 픽셀 유닛의 디스플레이 영역 내에 유기 발광 다이오드를 형성하는 단계를 포함한다.
예를 들어, 베이스 기판 상에 박막 트랜지스터 구조, 반투과층 및 패시베이션층을 형성하는 단계는 베이스 기판 상에 게이트 전극들, 게이트 절연층, 활성층들, 절연층 및 절연층의 비아홀을 형성하는 단계; 반투과막 및 소스-드레인 금속막을 형성하고, 패턴화 프로세스에 의해 반투과층 및 박막 트랜지스터 구조의 소스 및 드레인 전극들을 형성하는 단계; 및 패시베이션층을 형성하는 단계를 포함한다.
예를 들어, 각각의 픽셀 유닛의 디스플레이 영역 내에 컬러 필터 막을 형성하는 단계는 다수의 패턴화 프로세스에 의해 상이한 컬러들의 픽셀 유닛들 내에 컬러 필터 막들을 형성하는 단계를 포함하고, 각각의 패턴화 프로세스는 하나의 컬러의 픽셀 유닛 내에 컬러 필터 막을 형성하며, 따라서 상이한 컬러들의 픽셀 유닛들 내의 컬러 필터 막들은 상이한 두께들을 갖는다.
예를 들어, 각각의 픽셀 유닛의 디스플레이 영역 내에 유기 발광 다이오드를 형성하는 단계는 패턴화 프로세스에 의해 패시베이션층의 비아홀을 형성하는 단계; 투명 도전성 막을 형성하고, 제1 전극이 비아홀을 통해 박막 트랜지스터 구조에 접속되도록, 패턴화 프로세스에 의해 투명 도전성 막 상에 유기 발광 다이오드의 제1 전극을 형성하는 단계; 절연막을 형성하고, 형성될 유기 발광 다이오드가 디스플레이 영역 내에 정의되도록, 패턴화 프로세스에 의해 절연막 상에 픽셀 구획층을 형성하는 단계; 유기 발광 다이오드가 형성되도록, 유기 발광층을 형성하고 광을 반사하기 위한 제2 전극을 형성하는 단계를 포함한다.
예를 들어, 컬러 필터 막을 형성한 후에 그리고 유기 발광 다이오드를 형성하기 전에, 이 방법은 수지층을 형성하는 단계를 더 포함한다.
예를 들어, 각각의 픽셀 유닛의 디스플레이 영역 내에 유기 발광 다이오드를 형성하는 단계는 패턴화 프로세스에 의해 패시베이션층 및 수지층을 통해 연장하는 비아홀을 형성하는 단계; 투명 도전성 막을 형성하고, 제1 전극이 비아홀을 통해 박막 트랜지스터 구조에 접속되도록, 패턴화 프로세스에 의해 투명 도전성 막 상에 유기 발광 다이오드의 제1 전극을 형성하는 단계; 절연막을 형성하고, 형성될 유기 발광 다이오드가 디스플레이 영역 내에 정의되도록, 패턴화 프로세스에 의해 절연막 상에 픽셀 구획층을 형성하는 단계; 유기 발광 다이오드가 형성되도록, 유기 발광층을 형성하고 광을 반사하기 위한 제2 전극을 형성하는 단계를 포함한다.
예를 들어, 반투과층은 은, 알루미늄, 몰리브덴, 구리, 티타늄 및 크롬 중 어느 하나 또는 상기 금속들 중 둘 이상의 금속의 합금으로 형성되며, 반투과층은 5%-95%의 투과율을 갖는다.
예를 들어, 반투과층은 10Å-200Å의 두께를 갖는다.
예를 들어, 컬러 필터 막은 1000Å-40000Å의 두께를 갖는다.
본 발명의 실시예들의 기술적 해결책을 명확히 설명하기 위해, 실시예들의 도면들이 아래에 간단히 설명되며, 설명되는 도면들은 본 발명의 일부 실시예들에 관련될 뿐, 본 발명을 한정하는 것이 아님은 자명하다.
도 1a는 미세 공동 구조를 갖지 않는 종래의 WOLED를 나타내는 개략도이다.
도 1b는 미세 공동 구조를 갖는 종래의 WOLED를 나타내는 개략도이다.
도 2는 미세 공동 구조를 갖는 종래의 WOLED 디스플레이 장치의 어레이 기판의 구조를 나타내는 개략도이다.
도 3은 미세 공동 구조를 갖는 종래의 WOLED 디스플레이 장치의 다른 어레이 기판의 구조를 나타내는 개략도이다.
도 4는 미세 공동 구조를 갖는 WOLED의 휘도와 미세 공동 구조를 갖지 않는 WOLED의 휘도 간의 비교를 나타내는 개략도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 어레이 기판의 구조를 나타내는 개략도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 어레이 기판 제조 방법에서 기판 상에 박막 트랜지스터 구조물 및 반투과층을 형성하는 단계를 나타내는 개략도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 어레이 기판 제조 방법에서 패시베이션층을 형성하는 단계를 나타내는 개략도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 어레이 기판 제조 방법에서 컬러 필터 막을 형성하는 단계를 나타내는 개략도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 어레이 기판 제조 방법에서 수지층을 형성하는 단계를 나타내는 개략도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 어레이 기판 제조 방법에서 애노드를 형성하는 단계를 나타내는 개략도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 어레이 기판 제조 방법에서 픽셀 구획층을 형성하는 단계를 나타내는 개략도이다.
본 발명의 실시예들의 목적들, 기술적 상세들 및 장점들을 명확하게 하기 위해, 실시예들의 기술적 해결책들이 본 발명의 실시예들과 관련된 도면들과 연계하여 명확하고 충분히 이해 가능한 방식으로 설명될 것이다. 설명되는 실시예들은 본 발명의 실시예들의 일부일 뿐, 전부가 아니라는 것은 자명하다. 여기서 설명되는 실시예들에 기초하여, 이 분야의 기술자들은 발명적인 작업 없이도 다른 실시예(들)를 얻을 수 있으며, 이들은 본 발명의 범위 내에 포함되어야 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 어레이 기판은 베이스 기판(1) 상에 복수의 게이트 라인, 복수의 데이터 라인, 및 서로 교차하는 복수의 게이트 라인과 복수의 데이터 라인에 의해 형성된 복수의 픽셀 유닛을 포함한다. 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 어레이 기판의 구조를 나타내는 개략도이며, 이 도면에는 하나의 픽셀 유닛만이 예로서 도시된다. 도 5에 도시된 바와 같이, 각각의 픽셀 유닛은 박막 트랜지스터 영역 및 박막 트랜지스터 영역과 상이한 디스플레이 영역(A)을 포함한다. 박막 트랜지스터 구조가 박막 트랜지스터 영역에 형성되며, 박막 트랜지스터 구조에 의해 구동되는 유기 발광 다이오드가 디스플레이 영역(A)에 형성된다. 각각의 픽셀 유닛은 픽셀 유닛의 디스플레이 영역(A) 내에 배치된 컬러 필터 막(9)을 더 포함한다. 유기 발광 다이오드는 베이스 기판(1)으로부터 멀어지는 방향으로 순차적으로 형성된 투명 제1 전극(11), 발광층(13) 및 제2 전극(14)을 포함한다.
미세 공동 구조를 달성하기 위해, 어레이 기판의 픽셀 유닛은 반투과층(8)을 더 포함한다. 반투과층(8)은 픽셀 유닛의 디스플레이 영역(A) 내에 배치된다. 컬러 필터 막(9)은 유기 발광 다이오드의 제2 전극(14)과 반투과층(8) 사이에 배치된다. 상이한 컬러들의 픽셀 유닛들 내의 컬러 필터 막들(9)은 상이한 두께들을 갖는다. 반투과층(8)의 일부는 박막 트랜지스터 구조의 소스-드레인 전극 영역 내에 배치될 수 있다(반투과층(8)의 일부가 소스-드레인 영역 내에 배치되는 경우에, 반투과층(8)은 소스 및 드레인 전극들과 동일한 패턴화 프로세스에 의해 형성될 수 있다). 유기 발광 다이오드의 제2 전극(14) 및 반투과층(8)은 미세 공동 구조를 형성한다. 컬러 필터 막(9)은 미세 공동 구조 내에 배치되며, 구체적으로는 유기 발광 다이오드의 제2 전극(14)과 반투과층(8) 사이에 배치된다. 상이한 컬러들의 픽셀 유닛들 내에서 컬러 필터 막들(9)은 상이한 두께들을 가지므로, 상이한 컬러들의 픽셀 유닛들 내에서 미세 공동 구조들의 두께들은 상이한 컬러들의 픽셀 유닛들 내에서 컬러 필터 막들(9)의 두께들을 제어함으로써 조정될 수 있다. 상이한 컬러들의 픽셀 유닛들 내에서 컬러 필터 막들은 상이한 단계들로 형성되므로, 그들 각각의 두께는 쉽게 제어될 수 있다. 따라서, 상이한 컬러들의 픽셀 유닛들이 상이한 두께들의 미세 공동 구조들을 갖도록 상이한 컬러들의 픽셀 유닛들에 대해 추가적인 층들을 각각 형성할 필요가 없다. 결과적으로, 본 발명의 실시예에 따라 어레이 기판의 제조 프로세스가 간소화될 수 있으며, 비용이 감소할 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 박막 트랜지스터 영역 내의 박막 트랜지스터 구조는 베이스 기판(1) 상에 형성된 제1 게이트 전극(2) 및 제2 게이트 전극(2'); 제1 게이트 전극(2) 및 제2 게이트 전극(2') 상에 형성된 게이트 절연층(3); 게이트 절연층(3) 상에 형성된 제1 활성층(4) 및 제2 활성층(4'); 제1 활성층(4) 및 제2 활성층(4') 상에 형성된 절연층(5); 절연층(5) 상에 형성된 (제1 소스 전극 및 제1 드레인 전극을 포함하는) 제1 소스-드레인 전극 층(6) 및 (제2 소스 전극 및 제2 드레인 전극을 포함하는) 제2 소스-드레인 전극 층(6')을 포함한다. 제1 게이트 전극(2), 게이트 절연층(3), 제1 활성층(4), 절연층(5) 및 제1 소스-드레인 전극 층(6)은 스위칭 박막 트랜지스터를 형성한다. 제2 게이트 전극(2'), 게이트 절연층(3), 제2 활성층(4'), 절연층(5) 및 제2 소스-드레인 전극 층(6')은 구동 박막 트랜지스터를 형성한다. 제1 드레인 전극은 제2 게이트 전극에 접속되며, 구동 박막 트랜지스터의 제2 드레인 전극은 유기 발광 다이오드의 제1 전극에 접속된다.
박막 트랜지스터 구조 상에 패시베이션층(7)이 형성되며, 구체적으로 패시베이션층(7)은 제1 소스-드레인 전극 층(6) 및 제2 소스-드레인 전극 층(6') 상에 형성된다. 제조 프로세스들에 따라, 반투과층의 일부는 제1 소스-드레인 전극 층(6) 및 제2 소스-드레인 전극 층(6') 아래에 위치할 수 있으며, 반투과층의 일부의 패턴은 제1 소스-드레인 전극 층(6) 및 제2 소스-드레인 전극 층(6')의 패턴들과 동일하다. 반투과층의 일부가 제1 소스-드레인 전극 층(6) 및 제2 소스-드레인 전극 층(6') 아래에 배치될 때, 반투과층은 도전성 재료로 형성되는 것이 필요하다.
게다가, 박막 트랜지스터 영역 내의 절연층(5) 및 패시베이션층(7)은 디스플레이 영역(A) 내에 더 형성된다. 유기 발광 다이오드는 패시베이션층(7) 위에 형성되며, 제1 전극(11)은 패시베이션층(7)의 비아홀을 통해 제2 드레인 전극에 접속된다.
반투과층(8)은 절연층(5)과 패시베이션층(7) 사이에 형성되고, 컬러 필터 막(9)은 패시베이션층(7) 상에 형성되며, 유기 발광 다이오드의 제1 전극(11)은 컬러 필터 막(9) 상에 형성된다. 유기 발광 다이오드는 반투과층(8) 및 컬러 필터 막(9) 위에 배치되며, 픽셀 구획층(PDL)(12)에 의해 디스플레이 영역(A) 내에 정의된다. 게다가, 제1 전극(11)은 애노드이고, 제2 전극(14)은 캐소드이며(이와 달리, 제1 전극(11)은 캐소드이고, 제2 전극(14)은 애노드이며), 제1 전극(11)은 패시베이션층(7)의 비아홀을 통해 제2 드레인 전극에 접속된다. 제2 전극(14)은 반사성 재료로 형성된 반사 전극일 수 있거나, 제2 전극(14)은 반사 전극을 형성하기 위해 반사층으로 코팅된다.
스위칭 박막 트랜지스터와 관련하여, 그의 게이트 전극(제1 게이트 전극(2))은 게이트 라인에 접속되고, 그의 소스 전극(제1 소스 전극)은 데이터 라인에 접속되며, 그의 드레인 전극(제1 드레인 전극)은 구동 박막 트랜지스터의 게이트 전극(제2 게이트 전극(2'))에 접속된다. 구동 박막 트랜지스터와 관련하여, 그의 소스 전극(제2 소스 전극)은 전원 전압에 접속되고, 그의 드레인 전극(제2 드레인 전극)은 유기 발광 다이오드의 제1 전극(11)에 접속된다. 유기 발광층(13)으로부터의 백색 광은 도 5에 도시된 바와 같이 제1 전극(11) 및 제1 전극(11) 아래의 각각의 층을 통과한 후에 베이스 기판(1)으로부터 출사된다. 유기 발광층(13)으로부터의 백색 광이 반투과층(8) 상에 조사되는 경우, 백색광의 일부는 투과되고, 백색광의 나머지 부분은 반사된다. 이같이 반사된 광은 제2 전극(14)에 의해 더 반사된다. 반사된 광이 반투과층(8)과 제2 전극(14) 사이에서 반복적으로 반사되는 프로세스에서, 반투과층(8)으로부터 궁극적으로 방출되는 광 중에서 픽셀 유닛의 컬러에 대응하는 파장을 갖는 광은 공진 효과로 인해 증강될 것이며, 따라서 결과적인 OLED 디스플레이 장치의 휘도가 증가된다.
미세 공동 구조의 두께를 증가시키고 휘도를 더 증가시키기 위해, 컬러 필터 막(9)과 제1 전극(11) 사이에 수지층(10)이 더 형성된다. 이 경우에, 제1 전극(11)은 패시베이션층(7)과 수지층(10)을 통과하여 연장하는 비아홀을 통해 제2 드레인 전극에 접속된다.
예를 들어, 반투과층(8)은 은, 알루미늄, 몰리브덴, 구리, 티타늄 및 크롬 중 어느 하나 또는 상기 금속들 중 둘 이상의 금속의 합금으로 형성된다. 예를 들어, 반투과층(8)은 5%-95%의 투과율 및 10Å-200Å의 두께를 갖는다. 예를 들어, 컬러 필터 막(9)은 1000Å-40000Å의 두께를 갖는다. 상이한 컬러들의 픽셀 유닛들 내에서 컬러 필터 막들(9)은 적색, 녹색 및 청색; 또는 적색, 녹색, 청색 및 황색; 또는 적색, 녹색, 청색 및 백색일 수 있다.
본 발명의 일 실시예는 어레이 기판을 제조하는 방법을 더 제공한다. 이 방법은 아래의 단계들을 포함한다.
단계 1: 베이스 기판(1) 상에 박막 트랜지스터 구조, 반투과층(8) 및 패시베이션층(7)을 형성한다.
도 6에 도시된 바와 같이, 게이트 전극들(제1 게이트 전극(2) 및 제2 게이트 전극(2')), 게이트 절연층, 활성층들(제1 활성층(4) 및 제2 활성층(4')), 절연층(5) 및 절연층(5) 내의 비아홀이 베이스 기판 상에 형성된다.
이어서, 반투과막 및 소스-드레인 금속막이 형성되고, 반투과층(8) 및 박막 트랜지스터 구조의 소스-드레인 전극들(제1 소스-드레인 전극 층(6) 및 제2 소스-드레인 전극 층(6'))이 단일 패턴화 프로세스에 의해 형성된다(패턴화 프로세스는 일반적으로, 포토레지스트 코팅, 노광, 현상, 에칭, 포토레지스트 제거 등을 포함한다). 예컨대, 반투과막은 은, 알루미늄, 몰리브덴, 구리, 티타늄 및 크롬 중 어느 하나 또는 상기 금속들 중 둘 이상의 금속의 합금으로 형성된다. 예를 들어, 반투과막은 5%-95%의 투과율 및 10Å-200Å의 두께를 갖는다. 반투과층(8), 제1 소스-드레인 전극 층(6) 및 제2 소스-드레인 전극 층(6')은 단일 패턴화 프로세스에 의해 동시에 형성되므로, 반투과층의 일부는 제1 소스-드레인 전극 층(6) 및 제2 소스-드레인 전극 층(6') 아래에 제공되며, 반투과층의 일부의 패턴은 제1 소스-드레인 전극 층(6) 및 제2 소스-드레인 전극 층(6')의 패턴들과 동일하다. 결과적인 구조가 도 6에 도시되며, 여기서는 하나의 픽셀 유닛이 예로서 도시된다. 도 6에 도시된 바와 같이, 박막 트랜지스터 구조가 제공되는 영역은 박막 트랜지스터 영역이며, 박막 트랜지스터 영역과 다른 영역은 디스플레이 영역(A)이다. 박막 트랜지스터 구조는 스위칭 박막 트랜지스터 및 구동 박막 트랜지스터를 포함한다. 제1 게이트 전극(2), 게이트 절연층(3), 제1 활성층(4), 절연층(5) 및 (제1 소스 전극 및 제1 드레인 전극을 포함하는) 제1 소스-드레인 전극 층(6)은 스위칭 박막 트랜지스터를 형성한다. 제2 게이트 전극(2'), 게이트 절연층(3), 제2 활성층(4'), 절연층(5) 및 (제2 소스 전극 및 제2 드레인 전극을 포함하는) 제2 소스-드레인 전극 층(6')은 구동 박막 트랜지스터를 형성한다.
이어서, 패시베이션층(7)이 형성된다. 패시베이션층(7)이 형성된 후의 기판이 도 7에 도시되어 있다.
단계 2: 상이한 컬러들의 픽셀 유닛들 내의 컬러 필터 막들(9)이 상이한 두께들을 갖도록 각각의 픽셀 유닛의 디스플레이 영역(A) 내에 컬러 필터 막(9)을 형성한다. 예를 들어, 이 단계는 아래와 같이 수행된다.
컬러 필터 막들(9)이 다수의 패턴화 프로세스에 의해 형성되며, 각각의 패턴화 프로세스는 단일 컬러의 픽셀 유닛 내에서 컬러 필터 막을 형성하고, 따라서 상이한 컬러들의 픽셀 유닛들 내에서 컬러 필터 막들은 상이한 두께들을 갖는다. 예를 들어, 어레이 기판은 R, G, B의 3개 컬러의 픽셀 유닛들을 갖는다. 이 경우, 컬러 필터 막들(9)은 3개의 패턴화 프로세스에 의해 형성되며, RGB 3개 컬러의 픽셀 유닛들 내의 컬러 필터 막들(9)은 상이한 두께들을 갖는다. 예를 들어, 적색 픽셀 유닛의 컬러 필터 막(9)은 제1 패턴화 프로세스에 의해 형성되고, 녹색 픽셀 유닛 내의 컬러 필터 막(9)은 제2 패턴화 프로세스에 의해 형성되고, 청색 픽셀 유닛 내의 컬러 필터 막(9)은 제3 패턴화 프로세스에 의해 형성되며, 적색 픽셀 유닛 내의 컬러 필터 막(9), 녹색 픽셀 유닛 내의 컬러 필터 막(9) 및 청색 픽셀 유닛 내의 컬러 필터 막(9)은 서로 상이한 두께들을 갖는다. 예를 들어, 컬러 필터 막(9)은 1000Å-40000Å의 두께를 갖는다. 전술한 컬러 필터 막의 두께 범위가 넓고, 컬러 필터 막은 미세 공동 구조 내에 제공되며, 따라서 상이한 컬러들의 픽셀 유닛들 내에서 미세 공동 구조들의 두께들은 상이한 컬러들의 픽셀 유닛들 내에서 컬러 필터 막들(9)의 두께들을 제어함으로써 조정될 수 있고, 따라서 상이한 컬러들의 픽셀 구조들 내의 미세 공동 구조들은 상이한 컬러들의 픽셀 유닛들의 광들을 증대시킬 수 있다. 상이한 컬러들의 픽셀 유닛들 내의 컬러 필터 막들은 상이한 단계들에서 형성되므로, 이들 각각의 두께는 쉽게 제어될 수 있다. 따라서, 상이한 컬러들의 픽셀 유닛들에서 상이한 두께들의 미세 공동 구조들을 갖도록 상이한 컬러들의 픽셀 유닛들을 위해 추가적인 층들을 각각 형성할 필요가 없다. 결과적으로, 본 발명의 실시예에 따른 어레이 기판의 제조 프로세스가 간소화될 수 있으며, 비용이 감소할 수 있다.
단계 3: 컬러 필터 막(9)이 유기 발광 다이오드와 반투과층(8) 사이에 형성되도록, 각각의 픽셀 유닛의 디스플레이 영역(A) 내에 유기 발광 다이오드를 형성한다.
도 9에 도시된 바와 같이, 패시베이션층(7)의 비아홀이 패턴화 프로세스에 의해 형성된다. 미세 공동 구조의 두께를 증가시키고, 휘도를 더 증가시키기 위하여, 패시베이션층(7) 상에 수지층(10)이 더 형성된다. 이 경우에, 비아홀은 패시베이션층(7) 및 수지층(10)을 통해 연장한다.
도 10에 도시된 바와 같이, 투명 도전성 막이 형성되고, 유기 발광 다이오드의 제1 전극(11)이 투명 도전성 막에 대한 패턴화 프로세스에 의해 형성된다. 제1 전극(11)은 비아홀을 통해 박막 트랜지스터 구조에 접속되며, 구체적으로 제1 전극(11)은 비아홀을 통해 구동 박막 트랜지스터의 드레인 전극에 접속된다.
도 11에 도시된 바와 같이, 절연막이 형성되고, 절연막 상에 패턴화 프로세스에 의해 픽셀 구획층(12)이 형성되며, 따라서 형성될 유기 발광 다이오드가 디스플레이 영역(A) 내에 정의된다.
유기 발광층(13) 및 제2 전극(14)이 형성되어, 유기 발광 다이오드가 형성된다. 결과적인 어레이 기판이 도 5에 도시되어 있다. 제2 전극(14)은 반사 전극이며, 반사성 재료로 형성될 수 있다. 대안으로서, 제2 기판(14)의 형성 전에 반사층이 형성되며, 이어서 제2 전극(14)이 반사층 상에 형성된다. 다른 대안으로서, 제2 전극(14)이 먼저 형성되고, 이어서 제2 전극(14) 상에 반사층이 형성된다.
본 발명의 일 실시예는 디스플레이 장치를 더 제공하며, 디스플레이 장치는 상기 어레이 기판을 포함한다. 디스플레이 장치는 전자 종이, OLED 패널, OLED 디스플레이, OLED 텔레비전, 디지털 포토 프레임, 이동 전화, 패드 등과 같은 표시 기능을 갖는 임의의 제품 또는 컴포넌트일 수 있다.
위의 실시예들은 본 발명의 예시적인 실시예들일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하는 것을 의도하지 않고, 본 발명의 범위는 첨부된 청구항들에 의해 결정된다.

Claims (16)

  1. 베이스 기판 상에 배치된 복수의 픽셀 유닛을 포함하는 어레이 기판으로서,
    각각의 픽셀 유닛은 박막 트랜지스터 영역 및 상기 박막 트랜지스터 영역과 다른 디스플레이 영역을 포함하고,
    상기 박막 트랜지스터 영역 내에 박막 트랜지스터 구조가 형성되고, 상기 박막 트랜지스터 구조에 의해 구동되는 유기 발광 다이오드가 상기 디스플레이 영역 내에 배치되며,
    상기 유기 발광 다이오드는 베이스 기판으로부터 멀어지는 방향으로 순차적으로 형성된 투명 제1 전극, 발광층 및 광을 반사하기 위한 제2 전극을 포함하고,
    반투과층이 상기 디스플레이 영역에 형성되고,
    컬러 필터 막은 상기 디스플레이 영역에 형성되고 상기 유기 발광 다이오드의 상기 제2 전극과 상기 반투과층 사이에 배치되며,
    상기 유기 발광 다이오드의 제2 전극 및 상기 반투과층은 미세 공동 구조를 형성하고,
    상이한 컬러들의 상기 픽셀 유닛들 내의 상기 컬러 필터 막들은 상이한 두께들을 가지며,
    상기 박막 트랜지스터 구조는, 상기 베이스 기판 상에 형성된 제1 게이트 전극 및 제2 게이트 전극; 상기 제1 게이트 전극 및 상기 제2 게이트 전극 상에 형성된 게이트 절연층; 상기 게이트 절연층 상에 형성된 제1 활성층 및 제2 활성층; 상기 제1 활성층 및 상기 제2 활성층 상에 형성된 절연층; 및 상기 절연층 상에 형성되고 상기 제1 활성층에 대응하는 제1 소스 전극 및 제1 드레인 전극과, 상기 절연층 상에 형성되고 상기 제2 활성층에 대응하는 제2 소스 전극 및 제2 드레인 전극을 포함하고,
    상기 반투과층의 일부는 상기 박막 트랜지스터 구조의 상기 제1 소스 전극, 상기 제1 드레인 전극, 상기 제2 소스 전극 및 상기 제2 드레인 전극 아래에 형성되며, 상기 반투과층의 상기 일부의 패턴은 상기 제1 소스 전극, 상기 제1 드레인 전극, 상기 제2 소스 전극 및 상기 제2 드레인 전극의 패턴들과 동일하며,
    상기 박막 트랜지스터 구조 상에 패시베이션층이 형성되며, 상기 패시베이션층은 상기 디스플레이 영역 내에 더 형성되고,
    상기 절연층은 상기 디스플레이 영역 내에 더 형성되며, 상기 반투과층은 제1 활성층 및 제2 활성층을 덮는 상기 절연층과 상기 박막 트랜지스터 구조를 덮는 상기 패시베이션층 사이에 형성되는, 어레이 기판.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 게이트 전극, 상기 게이트 절연층, 상기 제1 활성층, 상기 절연층, 상기 제1 소스 전극 및 상기 제1 드레인 전극은 스위칭 박막 트랜지스터를 형성하고,
    상기 제2 게이트 전극, 상기 게이트 절연층, 상기 제2 활성층, 상기 절연층, 상기 제2 소스 전극 및 상기 제2 드레인 전극은 구동 박막 트랜지스터를 형성하며,
    상기 제1 드레인 전극은 상기 제2 게이트 전극에 접속되며, 상기 구동 박막 트랜지스터의 상기 제2 드레인 전극은 상기 유기 발광 다이오드의 상기 제1 전극에 접속되는 어레이 기판.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 유기 발광 다이오드는 상기 패시베이션층 위에 형성되고, 상기 제1 전극은 상기 패시베이션층의 비아홀을 통해 상기 제2 드레인 전극에 접속되는 어레이 기판.
  4. 삭제
  5. 제3항에 있어서,
    상기 컬러 필터 막은 상기 패시베이션층 상에 형성되며, 상기 유기 발광 다이오드의 상기 제1 전극은 상기 컬러 필터 막 상에 배치되는 어레이 기판.
  6. 제5항에 있어서,
    수지층이 상기 컬러 필터 막 상에 더 형성되고, 상기 유기 발광 다이오드의 상기 제1 전극은 상기 수지층 상에 배치되며, 상기 제1 전극은 상기 수지층과 상기 패시베이션층을 통과하여 연장하는 비아홀을 통해 상기 제2 드레인 전극에 접속되는 어레이 기판.
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 픽셀 유닛은 상기 제1 전극 상에 배치된 픽셀 구획층을 더 포함하는 어레이 기판.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 반투과층은 은, 알루미늄, 몰리브덴, 구리, 티타늄 및 크롬 중 어느 하나 또는 상기 금속들 중 둘 이상의 금속의 합금으로 형성되며, 상기 반투과층은 5%-95%의 투과율을 갖는 어레이 기판.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 반투과층은 10Å-200Å의 두께를 갖는 어레이 기판.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 컬러 필터 막은 1000Å-40000Å의 두께를 갖는 어레이 기판.
  12. 제1항에 있어서,
    상이한 컬러들의 상기 픽셀 유닛들 내의 상기 컬러 필터 막들은 적색, 녹색 및 청색; 또는 적색, 녹색, 청색 및 황색; 또는 적색, 녹색, 청색 및 백색인 어레이 기판.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전극은 애노드이며, 상기 제2 전극은 캐소드인 어레이 기판.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전극은 캐소드이며, 상기 제2 전극은 애노드인 어레이 기판.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 제2 전극은 반사성 재료로 형성되거나, 상기 제2 전극은 반사층으로 코팅되는 어레이 기판.
  16. 제1항의 어레이 기판을 포함하는 디스플레이 장치.
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