KR101768956B1 - 유기발광표시장치 및 그 제조방법 - Google Patents

유기발광표시장치 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 명세서는 발광 영역 및 비발광 영역으로 구분되는 기판, 기판 상에 배치되는 제 1 전극, 제 1 전극 상에 배치되는 유기발광층, 유기발광층 상에 배치되는 제 2 전극 및 비발광 영역에서 제2전극과 연결된 보조 전극을 포함하며, 보조 전극은, 유기발광층 및 제2전극과 접촉하는 제1보조전극부 및 제1보조전극부를 지지하며 유기발광층과 접촉하는 제2보조전극부를 포함하고, 유기발광층은 제1보조전극부의 측면과 단락되고 제2전극은 제1보조전극부의 측면과 접촉하는유기발광표시장치 및 그 제조방법을 제공한다.

Description

유기발광표시장치 및 그 제조방법{Organic Light Emitting Diode Device AND Method for Manufacturing thereof}
본 실시예들은 유기발광표시장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.
유기발광표시장치(Organic Light Emitting Device, OLED)는 양 전극들 사이로 전류가 흐를 때 전극들 사이에 위치한 유기화합물이 발광하는 전계발광 현상을 이용하여 빛을 발산하고, 전류의 양을 제어하여 발산되는 빛의 양을 조절하여 영상을 표시한다.
유기발광표시장치는 전극들 사이의 얇은 유기화합물을 이용하여 발광하기 때문에 경량화 및 박막화가 가능하다.
이러한, 유기발광표시장치는 발광된 빛의 투과 방향에 따라 상부 발광(Top Emission) 방식과 하부 발광(Bottom Emission) 방식으로 나뉘게 되는데, 하부 발광 방식의 유기발광표시장치는 하부 발광방식은 안정성 및 공정이 자유도가 높은 반면 개구율의 제한이 있어 고해상도 제품에 적용하기 어려운 문제점이 있다.
이에, 최근에는 고개구율 및 고해상도를 갖는 상부 발광방식 OLED에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있으나, 상부 발광 방식의 유기발광표시장치는 유기발광층의 상부에 통상적으로 공통전극이 위치함에 따라 재료 선택폭이 좁아져 투과도가 제한되고 광효율이 저하되는 문제점이 있다.
특히, 대면적의 제품을 생산하는 경우 상부 발광 방식의 유기발광표시장치는 공통전극의 투과도의 문제점을 해결하기 위하여 음극을 얇게 형성할 수 있으나, 공통전극의 저항이 매우 높아져 공통전극의 전압강하가 발생하는 단점이 발생된다.
본 실시예들은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 유기발광층의 열 손상을 방지하고, 보조전극과 공통전극과의 접촉 성공을 향상시킬 수 있는 유기발광표시장치 및 그 제조방법을 제공하고자 한다.
상기와 같은 종래 기술의 과제를 해결하기 위한, 일측면에서, 일 실시예는 발광 영역 및 비발광 영역으로 구분되는 기판, 기판 상에 배치되는 제 1 전극, 제 1 전극 상에 배치되는 유기발광층, 유기발광층 상에 배치되는 제 2 전극 및 비발광 영역에서 제2전극과 연결된 보조 전극을 포함하는 유기발광표시장치를 제공할 수 있다. 보조 전극은, 유기발광층 및 제2전극과 접촉하는 제1보조전극부 및 제1보조전극부를 지지하며 유기발광층과 접촉하는 제2보조전극부을 포함한다. 유기발광층은 제1보조전극부의 측면과 단락되고 제2전극은 제1보조전극부의 측면과 접촉할 수 있다.
다른 측면에서, 다른 실시예는 기판 상에 박막 트랜지스터 및 보조 전극 라인을 형성하는 단계, 보조 전극 라인의 일부분을 열 가공하여 보조 전극을 형성하는 단계, 및 박막 트랜지스터 및 보조 전극과 연결되는 유기발광다이오드를 형성하는 단계를 포함하는 유기발광표시장치의 제조방법을 제공할 수 있다.
본 실시예들에 따른 유기발광표시장치 및 그 제조방법은 유기발광층의 열 손상을 방지하고, 보조전극과 공통전극과의 접촉 성공을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 실시예들에 따른 유기발광 표시장치의 개략적인 시스템 구성도이다.
도 2는 본 실시예들에 따른 유기발광표시장치의 구조를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3 및 도 4는 제1 실시예에 따른 보조 전극의 구조를 도시한 단면도이다.
도 5는 제2 실시예에 따른 보조 전극의 구조를 도시한 단면도이다.
도 6은 제3 실시예에 따른 보조 전극의 구조를 도시한 단면도이다.
도 7은 제4 실시예에 따른 보조 전극의 구조를 도시한 단면도이다.
도 8은 제5 실시예에 따른 보조 전극의 구조를 도시한 단면도이다.
도 9는 다른 실시예들에 따른 유기발광표시장치의 개략적인 평면도이다.
도 10은 다른 실시예에 따른 유기발광표시장치의 일부 단면 구조를 도시한 단면도이다.
도 11은 다른 실시예에 따른 유기발광표시장치의 제조방법을 나타내는 순서도이다.
도 12 내지 도 16은 다른 실시예에 따른 유기발광표시장치의 제조방법을 공정별로 나타낸 도면들이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가질 수 있다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 수 있다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질, 차례, 순서 또는 개수 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 다른 구성 요소가 "개재"되거나, 각 구성 요소가 다른 구성 요소를 통해 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도 1은 일 실시예에 따른 유기발광표시장치의 개략적인 평면도이다.
도 1을 참조하면, 일 실시예에 따른 유기발광표시장치는 게이트 라인(10) 및 데이터 라인(20)에 의해 정의된 복수의 화소영역(Pixel Area, PA)이 배치된 발광 영역(Emission Area, EA)과, 보조 전극 라인(30) 및 보조 전극(300)이 배치된 비발광 영역(Non-Emission Area, NEA)으로 구분될 수 있다.
복수의 화소영역(PA) 각각은 게이트 라인(10) 및 데이터 라인(20)에 의해 정의된다. 이러한 복수의 화소영역(PA)은 매트릭스 형태로 배치될 수 있다. 또한 복수의 화소영역(PA)은 유기발광다이오드가 특정한 색상을 발광하거나, 특정한 컬러필터를 이용하여 유기발광다이오드의 발광 색상을 변경하여 출력하는 단위를 의미할 수 있다. 각 화소에서 출력되는 색상은 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 또는 백색(W)일 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
게이트 라인(10)은 제1 방향으로 연장되어 배치되고, 데이터 라인(20)은 제2 방향으로 연장되어 배치된다. 여기서, 제1 방향과 제2 방향은 서로 다른 방향이며, 서로 교차할 수 있다.
유기발광표시장치는 전극들 사이의 얇은 유기화합물을 이용하여 발광하기 때문에 경량화 및 박막화가 가능하다. 유기발광표시장치는 전극들 중 하나를 복수의 화소영역(PA)에 공통으로 얇게 배치할 수 있으나, 이 공통전극의 저항이 매우 높아져 공통전극의 전압강하(voltage drop)가 발생할 수 있다.
이러한 전압 강하를 방지하기 위해 보조 전극 라인(30)을 통해 전기적으로 연결된 보조전극(300)을 공통전극에 접촉시키는 기술이 제안되었다.
보조 전극 라인(30)은 제1 방향 또는 제2 방향으로 연장되어 배치된다. 또한, 보조 전극 라인(30)은 게이트 라인(10) 및 데이터 라인(20), 제1전극 중 어느 하나와 동일 평면 상에 배치될 수 있다.
보조 전극(300)은 보조 전극 라인(30)으로부터 돌출되며, 유기발광표시장치의 전압 강하를 해결하기 위해서 후술될 유기발광다이오드의 공통전극인 제2전극과 접촉하여 전기적으로 연결된다. 보조 전극(300)은 보조 전극 라인(30)와 일체화되어 있을 수 있으나, 별개로 구성된 후에 전기적으로 연결될 수 있다.
유기발광표시장치는 발광된 빛의 방출방향에 따라 상부 발광방식(top emission type)과 하부 발광방식(bottom emission type)으로 나뉘며, 도 2에서는 상부 발광방식을 일 예로 설명한다.
도 2는 일 실시예에 따른 유기발광표시장치의 일부 단면 구조를 도시한 단면도이다.
도 2를 참조하면, 유기발광표시장치는 박막 트랜지스터(TFT)와 유기발광다이오드(E)가 배치되는 제1기판(50)과, 인캡슐레이션을 위한 제2 기판(60)을 포함할 수 있다.
제1기판(50) 및 제2 기판(60)은 유리(glass), 실리콘(Si), PET(Polyethylen terephthalate), PEN(Polyethylen naphthalate), 폴리이미드(Polyimide) 등을 포함하는 절연 기판일 수 있다. 다만, 제1기판(50) 및 제2 기판(60)이 이에 한정되는 것은 아니고, 기판 상에 형성되는 다수의 층과 소자를 지지할 수 있는 재료를 포함할 수 있다.
이러한 제1기판(50)과 제2 기판(60)은 댐(70)에 의해 봉합될 수 있다.
또한, 제1기판(50)과 제2 기판(60) 사이에는 게이트 전극(110), 게이트 절연층(120), 반도체층(130), 식각저지층(140), 소스 전극(150) 및 드레인 전극(160), 제1 보호층(170), 평탄화층(180), 제1전극(190), 유기발광층(200), 제2전극(210), 뱅크(215), 제2 보호층(220), 충전제(230), 컬러필터(240), 블랙 매트릭스(250) 및 보조 전극(300)이 배치될 수 있다.
게이트 전극(110)은 제1기판(50) 상에 배치되고, 게이트 라인(10)으로부터 게이트 전압을 공급받는다.
게이트 절연층(120)은 게이트 전극(110)과 반도체층(130)을 상호 절연시킨다. 이러한 게이트 절연층(120)은 절연 물질을 포함하고, 제1기판(50) 및 게이트 전극(110) 상에 적층될 수 있다.
반도체층(130)은 규소(Si)를 포함하여 게이트 절연층(120) 상에 배치되고, 채널을 이루는 액티브 영역과, 액티브 영역의 양측으로 고농도의 불순물이 도핑된 소스 영역 및 드레인 영역으로 구성될 수 있다.
식각저지층(140)은 반도체층(130) 상에 배치되며, 반도체층(130)이 식각되는 것을 저지할 수 있다.
소스 전극(150) 및 드레인 전극(160) 각각은 게이트 절연층(120) 및 반도체층(130) 상에 배치되고, 반도체층(130)의 소스 영역 및 드레인 영역에 접촉할 수 있다. 또한, 드레인 전극(160)은 제1 컨택홀(165)을 통해 제1전극(190)과 접촉할 수 있다.
여기서, 소스 전극(242) 및 드레인 전극(244)과, 이들 전극과 접촉하는 반도체층(226)과, 반도체층(226) 상에 형성된 게이트 절연막(228) 및 게이트 전극(230)이 박막 트랜지스터(TFT)를 구성할 수 있다.
제1 보호층(170)은 소스 전극(150) 및 드레인 전극(160)을 보호한다.
평탄화층(180)은 소스 전극(150), 드레인 전극(160) 및 제1 보호층(170)을 보호하고, 제1전극(190)이 배치되는 면을 평탄하게 만들 수 있다.
제1전극(190)은 평탄화층(180) 상에 배치되고, 평탄화층(180)에 형성된 제1 컨택홀(165)을 통해 드레인 전극(160)과 접촉할 수 있다. 또한, 제1전극(190)은 애노드(anode) 전극을 역할을 하고, 유기발광층(200)에서 발생한 광을 반사하도록 일함수 값이 비교적 크며 큰 전도성 물질로 형성될 수 있다.
예를 들면, 제1전극(190)은 상부 발광방식에 따라 은(Ag), 마그네슘(Mg), 칼슘(Ca), 리튬(Li) 및 네오디뮴(Nd) 중 적어도 하나의 금속 또는 그 합금이 단일층 또는 이들의 다수층으로 이루어질 수 있다.
유기발광층(200)은 제1전극(190) 상에 배치되고, 발광물질로 이루어진 단일층으로 구성되거나, 정공주입층, 정공수송층, 발광층, 전자수송층 및 전자주입층의 다중층으로 구성될 수 있다. 또한, 유기발광층(200)은 패터닝(patterning)하지 않고 평탄화층(180) 및 제1전극(190) 상의 전면에 도포될 수 있다. 이러한 유기발광층(200)은 패터닝 과정이 생략되어 제조 공정상의 간편함 또는 비용 절감의 효과를 유발할 수 있다.
제2전극(210)은 유기발광층(200) 상에 배치되고, 공통 전극이자 캐소드 전극(음극)으로서, 일함수 값이 비교적 작고 투명한 전도성 물질로 이루어질 수 있다. 여기서, 제2전극(210)은 ITO(Indium Tin Oxide) 또는 IZO(Indium Zinc Oxide)와 같은 금속 산화물, ZnO:Al 또는 SnO2:Sb와 같은 금속과 산화물의 혼합물, 폴리(3-메틸티오펜), 폴리[3,4-(에틸렌-1,2-디옥시)티오펜](PEDT), 폴리피롤 및 폴리아닐린과 같은 전도성 고분자 등으로 이루어질 수 있다. 또한, 제2전극(210)은 탄소나노튜브(Carbon Nano Tube, CNT), 그래핀(graphene), 은나노와이어(silver nano wire) 등으로 이루어질 수 있다.
상기와 같이, 박막 트랜지스터(TFT)에 연결된 제1전극(190)과, 제1전극(190)에 대향하여 배치되는 제2전극(210)과, 제1전극(190) 및 제2전극(210) 사이에 개재된 유기발광층(200)은 유기발광다이오드(E)를 구성할 수 있다.
유기발광다이오드(E)는 제1전극(190)과 제2전극(210)에 소정의 전압이 인가되면, 제1전극(190)으로부터 주입된 정공과 제2전극(210)으로부터 제공된 전자가 유기발광층(200)으로 수송되어 엑시톤(exciton)을 이루고, 엑시톤이 여기상태에서 기저상태로 천이될 때 빛이 발생되어 가시광선의 형태로 방출할 수 있다.
뱅크(215)는 유기발광다이오드(E)를 구획하기 위해서 제1전극(190) 사이의 경계에 배치된다. 이를 위해, 뱅크(215)는 제1전극(190)을 노출하는 개구부를 구비할 수 있다. 이러한 뱅크(215)는 SiOx, SiNx, SiON 등의 무기절연물질로 형성될 수 있다.
제2 보호층(220)은 수분과 산소로부터 유기층을 보호하는 역할을 한다. 여기서, 제2 보호층(220)은 무기물질, 유기물질과 이들의 혼합 물질의 다층구조로 이루어질 수 있다.
충전제(230)는 제1기판(50)과 제2 기판(60)을 합지하기 위하여 제1기판(50)과 제2 기판(60) 사이의 공간을 메운다.
컬러필터(240)는 상부 발광방식에서 제2 기판(60)의 상부로 방출되는 광의 색상을 변경한다. 이를 위해, 컬러필터(240)는 제2 보호층(220)) 상에서 유기발광다이오드(216)와 중첩되는 위치에 배치될 수 있다.
블랙 매트릭스(250)는 컬러필터(240)를 구획하기 위해서 컬러필터(240) 사이의 경계에 배치된다.
보조 전극(300)은 제2전극(210)이 인가받는 전압과 동일한 전압을 인가받을 수 있다. 이를 위해, 보조 전극(300)은 저전위 전압단(VSS)인 보조 전극 라인(30)과 연결될 수 있다. 보조 전극(300)은 게이트 라인(10) 또는 게이트 전극(110)과 동일 평면 상에 동일한 재료로 배치될 수 있으나 이에 제한되지 않는다. 또한, 보조 전극(300)은 제2전극(210)의 전압 강하를 방지하기 위해 제2전극(210)과 연결될 수 있다.
제2전극(210)은 제1기판(50)의 가장자리 영역인 비표시 영역(미도시)의 패드부에서 저전위 전압단(VSS)과 연결되고, 제1기판(50)의 중앙부에서는 저전위 전압단(VSS)과 연결되지 않는다. 따라서, 제1기판(50)의 중앙부에서 제2전극(210)의 저항이 커져 전압 강하 현상이 발생할 수 있으므로, 보조 전극(300)이 저전위 전압단(VSS)에 연결되고 보조 전극(300)이 제2전극(210)과 연결되어 전압 강하 현상을 방지할 수 있다.
이하에서는 도 3 내지 도 8을 참조하여 보조 전극(300)의 구조를 상세하게 설명한다.
도 3 및 도 4는 제1 실시예에 따른 보조 전극의 구조를 도시한 단면도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 보조 전극(300)은 제2전극(210)과 접촉하는 제1보조전극부(310)와, 제1보조전극부(310)를 지지하는 제2보조전극부(320)을 포함할 수 있다. 제1보조전극부(310)와 제2보조전극부(320)는 일체화되어 있을 수 있으나, 별개로 구성된 후에 전기적으로 연결될 수 있다.
제1보조전극부(310)는 제2보조전극부(320)로부터 돌출되어 유기발광층(200) 및 제2전극(210)과 접촉할 수 있다. 이를 위해, 제1보조전극부(310)는 일예로 구형으로 형성되며, 수직 단면 형상이 원형으로 형성될 수 있다.
구체적으로, 제1보조전극부(310)는 상부가 유기발광층(200)과 접촉하고, 하부가 제2보조전극부(320)와 연결되며, 측면이 제2전극(210)과 접촉할 수 있다.
이때, 제1보조전극부(310)는 수직 단면 기준으로 측면이 경사를 이루며, 측면의 최외곽에서 제2보조전극부(320)와의 접점까지 쉐도우(shadow) 영역(A)을 형성할 수 있다.
여기서, 쉐도우 영역(A)은 제1보조전극부(310)와 유기발광층(200)이 접촉하지 않는 공간을 마련할 수 있다. 즉, 쉐도우 영역(A)은 제1보조전극부(310)의 측면에서 제2전극(210)과 접촉하는 공간으로 정의될 수 있다.
또한, 수직 단면 구조로 볼 때 제1보조전극부(310)의 측면의 최외곽이 제2보조전극부(320)와의 접점보다 외측에 있으므로 증착 공정의 특성에 의해 유기발광층(200)이 쉐도우 영역(A)의 빈 공간을 충진하지 않고 제2보조전극부(320) 상에 적층될 수 있다. 다시 말해 유기발광층(200)은 제1보조전극부(310)의 측면과 단락되고 제2전극(210)은 제1보조전극부(310)의 측면과 접촉할 수 있다.
또한, 제1보조전극부(310)의 높이(C)는 제2보조전극부(320)의 높이(B) 이상으로 배치되며, 제1보조전극부(310)는 제2보조전극부(320)의 두께보다 큰 두께로 형성될 수 있다.
이러한 제1보조전극부(310)는 레이저에 의한 열 가공으로 구형화되어 측면이 제2전극(210)과 접촉함으로써 유기발광층(200)의 패터닝과 같은 추가 공정 없이 제2전극(210)과 전기적으로 연결될 수 있다.
제2보조전극부(320)는 수직 단면 기준으로 측면 상단부에서 제1보조전극부(310)와의 접점까지 경사를 이루는 형상으로 형성될 수 있다. 예를 들면, 제2보조전극부(320)는 수직 단면 기준으로 측면 단부의 높이(B)가 제1보조전극부(310)와의 접점의 높이(D) 보다 높게 형성될 수 있다.
상기와 같은 보조 전극(300)은 제1보조전극부(310)가 예를 들어 완전 구형이라고 가정할 경우, 제2보조전극부(320)의 높이(두께)(B)에 비례하여 쉐도우 영역(A)의 길이가 증감될 수 있다. 즉, 제2보조전극부(320)가 두꺼울수록 쉐도우 영역(A)의 길이가 증가할 수 있다.
예를 들면, 제2보조전극부(320)의 두께가 약 3000Å, 약 6000Å, 및 약 9000Å 일 경우, 쉐도우 영역(A)의 길이는 제2보조전극부(320)의 두께에 비례하여 약 0.08㎛, 약 0.16㎛, 및 약 0.24㎛ 이상으로 증가할 수 있다.
도 5는 제2 실시예에 따른 보조 전극의 구조를 도시한 단면도이다.
도 5를 참조하면, 보조 전극(300)은 제1보조전극부(310)가 구형으로 형성되며, 제1보조전극부(310)의 수직 단면이 타원형으로 형성될 수 있다. 제1보조전극부(310)의 타원형의 장축은 기판(50)과 실질적으로 평행할 수 있다.
여기서, 수직 단면이 타원형으로 형성된 제1보조전극부(310)는 쉐도우 영역(A)을 충분히 확보할 수 있다. 이를 통해, 제1보조전극부(310)는 제2전극(210)과의 접촉 면적을 증가시킬 수 있다.
도 6은 제3 실시예에 따른 보조 전극의 구조를 도시한 단면도이다.
도 6을 참조하면, 보조 전극(300)은 제1보조전극부(310)의 수직 단면 형상이 역테이퍼형으로 형성되며, 제1보조전극부(310)의 상부면이 곡면으로 형성될 수 있다. 예를 들면, 제1보조전극부(310)는 수직 단면 기준에서 제1기판(50)에 평행한 기준선 I-I'와의 접점을 연결하는 곡선으로 상부가 형성될 수 있다.
또한, 제1보조전극부(310)는 수직 단면 기준으로 측면이 기판(50)과 미리 설정된 경사각(θ)으로 형성될 수 있다. 이때, 경사각(θ)은 약 30도 ~ 약 60도일 수 있다. 도 6에서 수직 단면 기준으로 제1보조전극부(310)의 측면을 선형으로 도시하였으나 제1보조전극부(310)의 측면은 곡선의 상부면과 자연스럽게 연결된 곡면일 수 있다. 제1보조전극부(310)의 측면이 곡면인 경우 경사각(θ)은 상부면과 제2보조전극부(320)와 접촉점을 연결하는 직선이 이루는 각을 의미한다.
만약, 경사각(θ)이 약 30도보다 작을 경우, 제1보조전극부(310)는 쉐도우 영역(A)에서 제2전극(210)과 충분히 접촉되지 않을 수 있다. 또한, 경사각(θ)이 약 60도보다 클 경우, 제1보조전극부(310)는 쉐도우 영역(A)이 충분히 마련되지 않을 수 있다.
이러한 제1보조전극부(310)는 역테이퍼형으로 형성되어 쉐도우 영역(A)을 안정적으로 마련할 수 있다.
도 7은 본 발명의 제4 실시예에 따른 보조 전극의 구조를 도시한 단면도이다.
도 7을 참조하면, 보조 전극(300)은 제1보조전극부(310)가 역테이퍼형으로 형성되며, 제1보조전극부(310)의 상부면이 실질적으로 평면으로 형성될 수 있다.
또한, 제1보조전극부(310)는 수직 단면 기준으로 측면이 기판(50)과 미리 설정된 경사각(θ)으로 형성될 수 있다. 도 6에서 수직 단면 기준으로 제1보조전극부(310)의 측면을 선형으로 도시하였으나 제1보조전극부(310)의 측면은 곡선의 상부면과 자연스럽게 연결된 곡면일 수 있다. 제1보조전극부(310)의 측면이 곡면인 경우 경사각(θ)은 상부면과 제2보조전극부(320)와 접촉점을 연결하는 직선이 이루는 각을 의미한다. 이때, 경사각(θ)은 약 30도 ~ 약 60도 일 수 있다.
이러한 제1보조전극부(310)는 상부면이 평면으로 형성되어 유기발광층(200) 및 제2전극(210)이 안정적으로 적층될 수 있다.
도 8은 제5 실시예에 따른 보조 전극의 구조를 도시한 단면도이다.
도 8을 참조하면, 보조 전극(300)은 제1보조전극부(310)의 높이(C)가 제2보조전극부(320)의 높이(B)와 동일하게 형성될 수 있다.
이러한 보조 전극(300)은 제1보조전극부(310)와 제2보조전극부(320)의 높이(A=B)가 동일하므로 유기발광층(200) 및 제2전극(210)의 단차를 줄일 수 있다.
정리하면, 일 실시예에 따른 유기발광표시장치는 보조 전극(300)이 공통전극인 제2전극(210)과 접촉하여 제2전극(210)의 전압 강하를 방지할 수 있다.
또한, 일 실시예에 따른 유기발광표시장치는 보조 전극(300)의 제1보조전극부(310)가 적어도 측면이 원형, 타원형 또는 역테이퍼형 등 다양한 형상으로 형성되어 쉐도우 영역을 형성함으로써 유기발광층(200)에 영향을 주지 않고 제2전극(210)과 효과적으로 접촉할 수 있다.
도 9는 다른 실시예들에 따른 유기발광표시장치의 개략적인 평면도이다. 도 10은 다른 실시예에 따른 유기발광표시장치의 일부 단면 구조를 도시한 단면도이다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 다른 실시예들에 따른 유기발광표시장치는 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한 일 실시예들에 따른 유기발광표시장치와 전체적으로 동일할 수 있다.
다만 다른 실시예들에 따른 유기발광표시장치는 보조 전극(300)이 데이터 라인(20) 또는 소스 전극(150) 및 드레인 전극(160)과 동일 평면 상에 동일한 재료로 배치될 수 있다. 여기서, 보조 전극(300)은 게이트 절연층(120) 상에 배치될 수 있다.
또한, 보조 전극(300)은 제2전극(210)의 전압 강하를 방지하기 위해 제2전극(210)과 연결될 수 있다.
다른 실시예들에 따른 유기발광표시장치는 보조 전극(300)이 데이터 라인(20) 또는 소스 전극(150) 및 드레인 전극(160)과 동일 평면 상에 동일한 재료로 배치되는 것으로 설명하였으나, 이에 제한되지 않는다. 예를 들어 보조 전극(300)이 제1전극(190) 또는 다른 층과 동일 평면 상에 동일한 재료로 배치될 수 있다. 여기서, 보조 전극(300)은 평탄화층(180) 또는 다른 층 상에 배치될 수 있다.
도 11은 일 실시예에 따른 유기발광표시장치의 제조방법을 나타내는 순서도이다.
도 12 내지 도 16은 일 실시예에 따른 유기발광표시장치의 제조방법을 공정별로 나타낸 도면들이다.
우선, 제1기판 상에 박막 트랜지스터 및 보조 전극 라인을 형성한다(S100).
구체적으로, 제1기판 상에 제1 도전층을 적층하고, 제1 도전층을 패터닝하여 게이트 라인 및 게이트 전극을 형성하고, 제1기판 상에 게이트 절연층을 적층하고, 게이트 절연층 상에 게이트 전극과 일정 영역이 대응되도록 반도체층을 형성하고, 반도체층을 포함한 제1기판 상에 제2 도전층을 적층한 후 제2 도전층을 패터닝하여 데이터 라인과 소스 전극 및 드레인 전극을 형성하고, 소스 전극 및 드레인 전극을 포함한 제1기판 상에 제1 보호막 및 평탄화층을 적층하여 박막 트랜지스터를 형성할 수 있다.
또한, 보조 전극 라인(30)은 도 12와 같이 제1기판(50) 상에 형성한다. 이때, 보조 전극 라인(30)은 제1 도전층을 패터닝하여 게이트 라인과 동일 평면 상에 동일한 재료로 형성한다. 다만, 보조 전극 라인(30)은 다른 실시예에 따라 제2 도전층을 패터닝하여 데이터 라인과 동일 평면 상에 형성할 수도 있다.
이러한 보조 전극 라인(30)은 알루미늄 등의 열 가공성이 우수한 금속으로 형성할 수 있다.
다음, 보조 전극 라인의 일부분에 레이저를 조사하고 열 가공하여 상술한 실시형태들의 보조 전극(300)을 형성한다(S200). 여기서, 보조 전극(300)은 도 13과 같이 구형 또는 역테이퍼형으로 돌출되는 제1보조전극부(310)와, 제1보조전극부(310)를 지지하는 제2보조전극부(320)로 구분될 수 있다.
구체적으로 보조 전극 라인의 일부분에 레이저를 조사하면 그 일부분이 녹았다가 다시 고체화되면서 뭉쳐져 구형 또는 역테이퍼형으로 돌출되는 제1보조전극부(310)을 형성한다.
여기서, 제1보조전극부(310)의 높이는 제2보조전극부(320)의 높이 이상으로 형성할 수 있다.
또한, 실시 형태에 따라, 제1보조전극부(310)를 수직 단면 형상이 역테이퍼형이고, 상부가 제1기판(50)과 평행한 기준선과의 접점을 연결하는 곡선으로 이루어지도록 형성할 수 있다.
또한, 실시 형태에 따라, 제1보조전극부(310)를 수직 단면 형상이 역테이퍼형이고, 상부가 평면으로 이루어지도록 형성할 수 있다.
한편, 제2보조전극부(320)는 수직 단면 기준으로 측면 상단부에서 제1보조전극부(310)와의 접점까지 경사를 이루는 형상으로 형성할 수 있다.
다음, 박막 트랜지스터 및 보조 전극과 연결되는 유기발광다이오드를 형성한다(S300).
구체적으로, 유기발광다이오드는 박막 트랜지스터와 연결된 제1전극, 제1전극 및 보조 전극 상에 적층된 유기발광층, 유기발광층 상에 적층되어 보조 전극과 연결되는 제2전극을 포함할 수 있다.
여기서, 유기발광층(200)은 도 14와 같이 보조 전극(300)의 제1보조전극부(310) 및 제2보조전극부(320)의 일부 영역 상에 형성할 수 있다.
또한, 제2전극(210)은 도 15와 같이 유기발광층(200) 및 보조 전극(300)의 일부 영역 상에 형성할 수 있다. 이때, 제2전극(210)은 도 16과 같이 소스(400)를 약 50도 ~ 약 60도의 입사각으로 스퍼터링하여 보조 전극(300) 상에 성막할 수 있다. 이러한 제2전극(210)은 스텝 커버리지(Step Coverage)가 우수한 스퍼터링(sputtering) 공정에 의해 보조 전극(300)의 쉐도우 영역에 성막되어 제1보조전극부(310)와 접촉할 수 있다. 다시 말해 유기발광층(200)은 제1보조전극부(310)의 측면과 단락되고 제2전극(210)은 제1보조전극부(310)의 측면과 접촉할 수 있다.
다음, 박막 트랜지스터 및 유기발광다이오드가 형성된 제1기판 상에 제2 기판을 인캡슐레이션한다(S400).
비교예로, 유기발광층을 형성한 후 보조 전극과 제2전극을 레이저 용접하는 방법은 유기발광층을 형성한 후 보조전극과 제2전극에 레이저를 조사하여 보조전극과 음극을 용접(welding)한다. 그러나, 보조전극과 제2전극을 용접할 때 레이저의 열에 의해 유기발광층에 열 손상이 발생하고, 열 손상된 유기발광층이 암점으로 표시되어 유기발광표시장치의 수율 감소를 발생시킨다. 또한, 유기발광층을 형성한 후 보조 전극과 제2전극을 레이저 용접하는 방법은 유기발광층의 열 손상을 줄이기 위해 레이저의 파워를 낮추면 보조전극과 제2전극의 접촉 성공률이 감소하여 음극의 전압강하를 해소하기 어렵다.
다른 실시예에 따른 유기발광표시장치의 제조방법은 레이저를 이용한 열 가공으로 보조 전극을 형성한 후 유기발광층 및 제2전극을 형성함으로써, 제2전극의 전압 강하를 방지하고, 유기발광층을 형성한 후 보조 전극과 제2전극을 레이저 용접하는 방법과 달리 유기발광층의 열 손상을 줄일 수 있다.
또한, 다른 실시예에 따른 유기발광표시장치의 제조방법은 보조 전극을 레이저로 미리 열 가공한 후 제2전극과 접촉시킴으로써, 레이저의 파워, 레이저의 스팟(spot) 위치 등의 공정 마진을 넓게 적용할 수 있다. 대형 유기발광표시장치의 수율을 향상시킬 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 실시예들에 따른 유기발광표시장치및 그 제조방법은 보조 전극이 제2전극과 접촉하여 공통전극인 제2전극의 전압 강하를 방지할 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 실시예들에 따른 유기발광표시장치및 그 제조방법은 보조 전극의 제1보조전극부가 구형 또는 역테이퍼형으로 형성되어 쉐도우 영역을 형성함으로써 유기발광층에 영향을 주지 않고 제2전극과 효과적으로 접촉할 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 실시예들에 따른 유기발광표시장치 및 그 제조방법은 유기발광층의 열 손상을 방지하고, 보조전극과 공통전극과의 접촉 성공을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
이상에서의 설명 및 첨부된 도면은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 나타낸 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 구성의 결합, 분리, 치환 및 변경 등의 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 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. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10: 게이트 라인 20: 데이터 라인
30: 보조 전극 라인 50: 제1기판
60: 제2기판 110: 게이트 전극
120: 게이트 절연층 130: 반도체층
140: 식각저지층 150: 소스 전극
160: 드레인 전극 170: 제1 보호층
180: 평탄화층 190: 제1전극
200: 유기발광층 210: 제2전극
215: 뱅크 220: 제2 보호층
230: 충전층 240: 컬러필터
250: 블랙 매트릭스 300: 보조 전극
310: 제1보조전극부 320: 제2보조전극부

Claims (16)

  1. 발광 영역 및 비발광 영역으로 구분되는 기판;
    상기 기판 상에 배치되는 제 1 전극;
    상기 제 1 전극 상에 배치되는 유기발광층;
    상기 유기발광층 상에 배치되는 제 2 전극; 및
    상기 비발광 영역에서 상기 제2전극과 연결된 보조 전극을 포함하며,
    상기 보조 전극은, 상기 유기발광층 및 상기 제2전극과 접촉하는 제1보조전극부 및 상기 제1보조전극부를 지지하며 상기 유기발광층과 접촉하는 제2보조전극부를 포함하고,
    상기 제1보조전극부는 하면에서 상면으로 갈수록 단면적이 넓어지는 형상을 갖고, 상기 제2보조전극부는 수직 단면을 기준으로 측면 상단부에서 제1보조전극부와의 접점까지 경사를 이루는 형상을 갖고,
    상기 유기발광층은 상기 제1보조전극부과 접촉하지 않고 상기 제2전극은 상기 제1보조전극부의 측면과 접촉하는, 유기발광표시장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기판 상에 배치되며 게이트 전극, 반도체층, 소스 전극 및 드레인 전극을 포함하며 상기 제1전극과 연결된 박막 트랜지스터를 추가로 포함하며,
    상기 보조전극은 상기 게이트 전극 또는 상기 소스 전극, 제1전극 중 하나와 동일 평면 상에 배치되는, 유기발광표시장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 기판 상에 제1 방향 또는 제2 방향으로 연장되고 상기 보조전극과 전기적으로 연결된 보조 전극 라인을 추가로 포함하고,
    상기 보조 전극 라인은 상기 게이트 전극 또는 상기 소스 전극, 제1전극 중 하나와 동일 평면 상에 배치되는, 유기발광표시장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1보조전극부와 상기 제2보조전극부는 일체화되어 있는, 유기발광표시장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1보조전극부는, 상기 제2보조전극부로부터 상기 제2전극을 향해 돌출되며, 수직 단면 형상이 원형, 타원형 및 역테이퍼형 중 하나인, 유기발광표시장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1보조전극부는, 수직 단면 기준으로 측면이 경사를 이루며, 쉐도우 영역에서 상기 제2전극과 접촉하는, 유기발광표시장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 쉐도우 영역은 수직 단면 기준으로 제1보조전극부의 측면의 최외곽으로부터 상기 제2보조전극부와의 접점까지 설정된 영역인, 유기발광표시장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 제1보조전극부는 상기 제2보조전극부의 두께에 비례하여 상기 쉐도우 영역의 길이가 증감되는, 유기발광표시장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1보조전극부의 높이는 상기 제2보조전극부의 높이와 같거나 그 이상인, 유기발광표시장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제1보조전극부는 수직 단면 형상이 역테이퍼형이고, 상부가 상기 기판과 평행한 기준선과의 접점을 연결하는 곡선으로 이루어진, 유기발광표시장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제1보조전극부는 수직 단면 형상이 역테이퍼형이고, 상부가 평면으로 이루어진, 유기발광표시장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 제1보조전극부는 수직 단면 기준으로 측면 상단부에서 상기 기판과 경사를 이루며 그 경사각은 30도 내지 60인, 유기발광표시장치.
  13. 기판 상에 박막 트랜지스터 및 보조 전극 라인을 형성하는 단계;
    상기 보조 전극 라인의 일부분에 열 가공하여 돌출되는 제1보조전극부와, 상기 제1보조전극부를 지지하는 제2보조전극부를 포함하는 상기 보조 전극을 형성하는 단계; 및
    상기 박막 트랜지스터 및 상기 보조 전극과 연결되는 유기발광다이오드를 형성하는 단계를 포함하되,
    상기 제1보조전극부는 하면에서 상면으로 갈수록 단면적이 넓어지는 형상을 갖고, 상기 제2보조전극부는 수직 단면 기준으로 측면 상단부에서 제1보조전극부와의 접점까지 경사를 이루는 형상을 갖는 유기발광표시장치의 제조방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 박막 트랜지스터 및 보조 전극 라인을 형성하는 단계에서는,
    상기 기판 상에 게이트 전극, 반도체층, 소스 전극 및 드레인 전극을 적층하여 상기 박막 트랜지스터를 형성하며,
    상기 게이트 전극 또는 상기 소스 전극, 제1전극 중 하나와 동일 평면 상에 동일한 재료로 상기 보조 전극 라인을 형성하는, 유기발광표시장치의 제조방법.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 보조 전극을 형성하는 단계에서, 상기 보조 전극 라인의 일부분에 레이저를 조사하여 원형, 타원형 또는 역테이퍼형 중 하나로 돌출되는 상기 제1보조전극부를 형성하는, 유기발광표시장치의 제조방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 유기발광다이오드를 형성하는 단계에서는,
    상기 박막 트랜지스터와 연결된 제1전극, 상기 제1전극 및 상기 보조 전극 상에 적층된 유기발광층, 상기 유기발광층 상에 적층되고 상기 보조 전극과 연결되는 제2전극을 형성하되,
    상기 보조 전극의 상기 제1보조전극부 및 상기 제2보조전극부의 일부 영역 상에 상기 유기발광층을 형성하고,
    소스를 미리 설정된 입사각으로 스퍼터링하여 상기 보조 전극 상에 상기 제2전극을 형성하는, 유기발광표시장치의 제조방법.
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