KR101980781B1 - 유기 발광 표시 장치 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 유기 발광 표시 장치 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 유기 발광 표시 장치에서는 기판 상에 배치되는 박막트랜지스터를 노출시키는 화소 컨택홀을 가지는 평탄화층으로부터 유기 발광 소자의 캐소드 전극을 향해 돌출되는 제1 돌출부를 구비하며, 제1 돌출부의 측면각과 화소 컨택홀에 의해 노출된 평탄화층의 측면각은 서로 다르므로, 별도의 격벽 구조물 없이 캐소드 전극 및 보조 연결 전극이 전기적으로 접속될 수 있어 구조 및 제조 공정을 단순화할 수 있다.

Description

유기 발광 표시 장치 및 그 제조 방법{ORGANIC LIGHT EMITTING DISPLAY DEVICE AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 유기 발광 표시 장치 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 특히 구조 및 제조 공정을 단순화할 수 있는 유기 발광 표시 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
다양한 정보를 화면으로 구현해 주는 영상 표시 장치는 정보 통신 시대의 핵심 기술로 더 얇고 더 가볍고 휴대가 가능하면서도 고성능의 방향으로 발전하고 있다. 이러한 표시 장치로는 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display; LCD), 유기 발광 다이오드(Organic Light Emitting Diode; OLED) 표시 장치 등이 대표적이다.
이러한, 표시장치를 제조하기 위해서는 포토 마스크를 이용한 마스크 공정이 다수번 수행된다. 각 마스크 공정은 세정, 노광, 현상 및 식각 등의 부속 공정들을 수반한다. 이에 따라, 한 번의 마스크 공정이 추가될 때마다, 유기 발광 표시장치를 제조하기 위한 제조 시간 및 제조 비용이 상승하고, 불량 발생률이 증가하여 제조 수율이 낮아지는 문제점이 있다. 따라서, 생산비를 절감하고, 생산수율 및 생산효율을 개선하기 위해서 마스크 공정 수를 줄이기 위한 방안이 요구되고 있다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은 구조 및 제조 공정을 단순화할 수 있는 유기 발광 표시 장치 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 유기 발광 표시 장치 및 그 제조 방법은 기판 상에 배치되는 박막트랜지스터를 노출시키는 화소 컨택홀을 가지는 평탄화층으로부터 유기 발광 소자의 캐소드 전극을 향해 돌출되는 제1 돌출부를 구비하며, 제1 돌출부의 측면각과 화소 컨택홀에 의해 노출된 평탄화층의 측면각은 서로 다르므로, 별도의 격벽 구조물 없이 캐소드 전극 및 보조 연결 전극이 전기적으로 접속될 수 있어 구조 및 제조 공정을 단순화할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 별도의 격벽 구조물 없이 평탄화층으로부터 돌출된 돌출부를 통해 인접한 서브 화소들의 발광층이 분리되고, 돌출부의 측면 상에서 캐소드 전극 및 보조 연결 전극이 전기적으로 접속될 수 있다. 이에 따라, 본원 발명은 격벽 구조물을 형성하기 위한 마스크 공정을 생략할 수 있어 구조 및 제조 공정을 단순화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 유기 발광 표시 장치를 나타내는 평면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 유기 발광 표시 장치를 나타내는 단면도이다.
도 3a 내지 도 3c는 도 2에 도시된 돌출부의 다양한 실시예를 나타내는 단면도들이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 유기 발광 표시 장치를 나타내는 단면도이다.
도 5a 내지 도 5g는 도 4에 도시된 유기 발광 표시 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 6a 및 도 6b는 도 5b에 도시된 돌출부를 가지는 평탄화층의 제조 방법을 구체적으로 설명하기 위한 도면들이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 유기 발광 표시 장치를 나타내는 평면도이며, 도 2는 도 1에 도시된 유기 발광 표시 장치를 나타내는 단면도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 유기 발광 표시 장치는 액티브 영역(AA)과 패드 영역(PA)을 구비한다.
패드 영역(PA)에는 액티브 영역(AA)에 배치되는 스캔 라인(SL), 데이터 라인(DL), 고전압(VDD) 공급 라인 및 저전압(VSS) 공급 라인(160) 각각에 구동 신호를 공급하는 다수의 패드(150)들이 형성된다.
다수의 패드(150)들 각각은 패드 하부 전극(152), 패드 중간 전극(154) 및 패드 상부 전극(156)을 구비한다.
패드 하부 전극(152)은 그 패드 하부 전극(152)과 동일 형상의 게이트 절연 패턴(112) 상에 게이트 전극(106)과 동일한 재질로 형성된다.
패드 중간 전극(154)은 소스 및 드레인 전극(108,110)과 동일층인 층간 절연막(116) 상에서 소스 및 드레인 전극(108,110)과 동일 재질로 형성된다. 이러한 패드 중간 전극(154)은 층간 절연막(116)을 관통하는 제1 패드 컨택홀(158a)을 통해 노출된 패드 하부 전극(152)과 전기적으로 접속된다.
패드 상부 전극(156)은 보호막(118)을 관통하는 제2 패드 컨택홀(158b)을 통해 노출된 패드 중간 전극(154)과 전기적으로 접속된다. 그리고, 패드 상부 전극(154)은 외부로 노출되어 구동 회로와 접속된 회로 전송 필름과 접촉된다. 이 때, 패드 상부 전극(156)은 보호막(118) 상에서 내식성 및 내산성이 강한 금속으로 이루어져 외부로 노출되어도 외부의 수분 등에 의해 부식되는 것을 방지할 수 있다. 예를 들어, 패드 상부 전극(156)은 불투명 도전층(Cu)과 투명 도전층(ITO)이 적층된 구조로 형성된다.
액티브 영역(AA)은 발광 소자(130)를 포함하는 단위 화소를 통해 영상을 표시한다. 단위 화소는 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 서브 화소로 구성되거나, 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 및 백색(W) 서브 화소로 구성된다. 각 서브 화소는 발광 소자(130)와, 발광 소자를 독립적으로 구동하는 화소 구동 회로를 구비한다.
화소 구동 회로는 스위칭 트랜지스터(T1), 구동 트랜지스터(T2) 및 스토리지 커패시터(Cst)를 구비한다.
스위칭 트랜지스터(T1)는 스캔 라인(SL)에 스캔 펄스가 공급되면 턴-온되어 데이터 라인(DL)에 공급된 데이터 신호를 스토리지 캐패시터(Cst) 및 구동 트랜지스터(T2)의 게이트 전극으로 공급한다.
구동 트랜지스터(T2)는 그 구동 트랜지스터(T2)의 게이트 전극에 공급되는 데이터 신호에 응답하여 고전압(VDD) 공급 라인으로부터 발광 소자(130)로 공급되는 전류(I)을 제어함으로써 발광 소자(130)의 발광량을 조절하게 된다. 그리고, 스위칭 트랜지스터(T1)가 턴-오프되더라도 스토리지 캐패시터(Cst)에 충전된 전압에 의해 구동 트랜지스터(T2)는 다음 프레임의 데이터 신호가 공급될 때까지 일정한 전류(I)를 공급하여 발광 소자(130)가 발광을 유지하게 한다.
이를 위해, 구동 트랜지스터(T2)는 도 2에 도시된 바와 같이 게이트 전극(106), 소스 전극(108), 드레인 전극(110) 및 액티브층(114)을 구비한다,
게이트 전극(106)은 그 게이트 전극(106)과 동일 패턴의 게이트 절연 패턴(112) 상에 형성된다. 이 게이트 전극(106)은 게이트 절연 패턴(112)을 사이에 두고, 액티브층(114)의 채널 영역(114C)과 중첩된다. 이러한 게이트 전극(106)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 다중층일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 게이트 전극(106)은 Cu/MoTi 순으로 적층된 다층 구조로 이루어진다.
소스 전극(108)은 층간 절연막(116)을 관통하는 소스 컨택홀(124S)을 통해 액티브층의 소스 영역(114S)과 접속된다. 드레인 전극(110)은 층간 절연막(116)을 관통하는 드레인 컨택홀(124D)을 통해 액티브층의 드레인 영역(114D)과 접속된다. 또한, 드레인 전극(110)은 보호막(118) 및 평탄화층(126)을 관통하도록 형성된 화소 컨택홀(120)을 통해 노출되어 애노드 전극(132)과 접속된다.
이러한 소스 전극(108) 및 드레인 전극(110)은 예를 들어, 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 다중층일 수 있지만, 이에 한정되지 않는다.
액티브층(114)은 채널 영역(114C)을 사이에 두고 마주보는 소스 영역(114S) 및 드레인 영역(114D)을 구비한다. 채널 영역(114C)은 게이트 절연 패턴(112)을 사이에 두고 게이트 전극(106)과 중첩된다. 소스 영역(114S)은 소스 컨택홀(124S)을 통해 소스 전극(108)과 접속되며, 드레인 영역(114D)은 드레인 컨택홀(124D)을 통해 드레인 전극(110)과 접속된다. 이 소스 영역(114S) 및 드레인 영역(114D) 각각은 n형 또는 p형 불순물이 주입된 반도체 물질로 형성되며, 채널 영역(114C)은 n형 또는 p형 불순물이 주입되지 않은 반도체 물질로 형성된다.
액티브층(114)과 기판(101) 사이에는 버퍼막(104)과 차광층(102)이 형성된다. 차광층(102)은 액티브층의 채널 영역(114C)과 중첩되도록 기판(101) 상에 형성된다. 이 차광층(102)은 외부로부터 입사되는 광을 흡수하거나 반사하므로, 채널 영역(114C)으로 입사되는 광을 최소화할 수 있다. 여기서, 차광층(102)은 버퍼막(104) 및 층간 절연막(116)을 관통하는 차광 컨택홀(124C)을 통해 노출되어 드레인 전극(110)과 전기적으로 접속될 수도 있다. 이러한 차광층(102)은 Mo, Ti, Al, Cu, Cr, Co, W, Ta, Ni과 같은 불투명 금속으로 형성된다.
버퍼막(104)은 유리 또는 폴리이미드(PI) 등과 같은 플라스틱 수지로 형성된 기판(101) 상에 산화 실리콘 또는 질화 실리콘으로 단층 또는 복층 구조로 형성된다. 이 버퍼막(104)은 기판(101)에서 발생하는 수분 또는 불순물의 확산을 방지하거나 결정화시 열의 전달 속도를 조절함으로써, 액티브층(114)의 결정화가 잘 이루어질 수 있도록 하는 역할을 한다.
스토리지 커패시터(Cst)는 병렬로 접속된 제1 및 제2 스토리지 커패시터를 구비한다. 제1 스토리지 커패시터는 버퍼막(104)을 사이에 두고 스토리지 하부 전극(142) 및 스토리지 중간 전극(144)이 중첩됨으로써 형성되며, 제2 스토리지 커패시터는 층간 절연막(116)을 사이에 두고 스토리지 중간 전극(144) 및 스토리지 상부 전극(146)이 중첩됨으로써 형성된다. 이 때, 스토리지 하부 전극(142)은 차광층(102)과 동일층에 동일 재질로 형성되며, 스토리지 중간 전극(144)은 게이트 전극(106)과 동일층에 동일 재질로 형성되며, 스토리지 상부 전극(146)은 드레인 전극(108)으로부터 신장되어 형성된다. 이러한 스토리지 캐패시터(Cst)에 충전된 전압에 의해 스위칭 트랜지스터(T1)가 턴-오프되더라도 구동 트랜지스터(T2)는 다음 프레임의 데이터 신호가 공급될 때까지 일정한 전류를 공급하여 발광 소자(130)의 발광을 유지하게 한다.
발광 소자(130)는 구동 트랜지스터(T2)의 드레인 전극(110)과 접속된 애노드 전극(132)과, 애노드 전극(132) 상에 형성되는 적어도 하나의 유기 발광층(134)과, 저전압 공급 라인(160)에 접속되도록 유기 발광층(134) 위에 형성된 캐소드 전극(136)을 구비한다. 여기서, 저전압 공급 라인(160)은 고전압 공급 라인을 통해 공급되는 고전압(VDD)보다 낮은 저전압(VSS)을 공급한다.
애노드 전극(132)은 보호막(118) 및 평탄화층(126)을 관통하는 화소 컨택홀(120)을 통해 노출된 드레인 전극(110)과 접촉된다. 애노드 전극(132)은 뱅크(140)을 관통하도록 형성된 뱅크홀(148)에 의해 노출되도록 평탄화층(126) 상에 배치된다. 이 애노드 전극(132)은 전면 발광형 유기 발광 표시 장치에 적용되는 경우, 투명 도전막 및 반사효율이 높은 불투명 도전막을 포함하는 다층 구조로 이루어진다. 투명 도전막으로는 인듐-틴-옥사이드(ITO) 또는 인듐-징크-옥사이드(IZO)과 같은 일함수값이 비교적 큰 재질로 이루어지고, 불투명 도전막으로는 Al, Ag, Cu, Pb, Mo, Ti 또는 이들의 합금을 포함하는 단층 또는 다층 구조로 이루어진다. 예를 들어, 애노드 전극(132)은 투명 도전막, 불투명 도전막 및 투명 도전막이 순차적으로 적층된 구조로 형성된다. 이러한 불투명 도전막을 포함하는 애노드 전극(132)은 화소 구동 회로와 중첩됨으로써 화소 구동 회로가 배치되는 회로 영역(CA)까지도 발광영역으로 이용할 수 있어 개구율을 향상시킬 수 있다.
유기 발광층(134)은 애노드 전극(132) 상에 정공 관련층, 발광층, 전자 관련층 순으로 또는 역순으로 적층되어 형성된다. 유기 발광층(134)은 애노드 전극(132) 상에 정공 관련층, 유기 발광층, 전자 관련층 순으로 또는 역순으로 적층되어 형성된다.
캐소드 전극(136)은 유기 발광층(134)을 사이에 두고 애노드 전극(132)과 대향하도록 유기 발광층(134) 및 뱅크(140)의 상부면 및 측면 상에 형성된다. 이러한 캐소드 전극(136)은 전면 발광형 유기 발광 표시 장치에 적용되는 경우, 인듐-틴-옥사이드(ITO) 또는 인듐-징크-옥사이드(IZO)과 같은 투명 도전막으로 이루어진다.
또한, 캐소드 전극(136)은 보조 연결 전극(166)을 통해 저전압 공급 라인(160)과 접속된다. 이 보조 연결 전극(166)은 제2 보조 컨택홀(170)을 통해 노출된 저전압 공급 라인(160)과 전기적으로 접속된다. 이 때, 저전압 공급 라인(160)은 캐소드 전극(136)보다 도전성이 좋은 금속으로 형성되므로 투명 도전막인 ITO 또는 IZO로 형성되는 캐소드 전극(136)의 높은 저항 성분을 보상할 수 있다.
여기서, 저전압 공급 라인(160)은 제1 보조 컨택홀(168)을 통해 서로 연결되는 제1 및 제2 저전압 공급 라인(162,164)을 구비한다. 제1 저전압 공급 라인(162)은 차광층(102)과 동일 평면인 기판(101) 상에 차광층(102)과 동일 재질로 형성된다. 제2 저전압 공급 라인(164)은 소스 및 드레인 전극(108,110)과 동일 평면인 층간 절연막(116) 상에서 소스 및 드레인 전극(108,110)과 동일 재질로 형성된다. 이러한 제2 저전압 공급 라인(164)은 버퍼층(104) 및 층간 절연막(116)을 관통하는 제1 보조 컨택홀(168)을 통해 노출된 제1 저전압 공급 라인(162)과 접속된다.
또한, 저전압 공급 라인(160)의 제2 저전압 공급 라인(164)은 보호막(118) 및 평탄화층(126)을 관통하도록 형성된 제2 보조 컨택홀(170)을 통해 노출되어 보조 연결 전극(166)과 접속된다. 한편, 본 발명에서는 저전압 공급 라인(160)이 다층 구조로 형성되는 구조를 예로 들어 설명하였지만, 이외에도 저전압 공급 라인(160)은 단층 구조로 형성될 수도 있다. 단층 구조의 저전압 공급 라인(160)은 차광층(102), 게이트 전극(106) 및 소스 전극(108) 중 어느 하나와 동시에 동일 재질로 형성될 수 있다.
한편, 본원 발명에서는 인접한 서브 화소들에 배치되는 유기 발광층들(134), 특히 서로 다른 색을 구현하는 인접한 서브 화소들에 배치되는 유기 발광층들(134)은 적어도 1개의 돌출부(172)를 통해 분리된다.
돌출부(172)는 저전압 공급 라인(160)과 접속되는 보조 연결 전극(166)과 중첩된다. 이러한 돌출부(172)는 평탄화층(126) 상에서 평탄화층(126)과 동일 재질로 평탄화층(126)과 일체화되어 형성된다. 이 돌출부(172)는 유기 발광층(134)보다 두꺼운 두께로 캐소드 전극(136)을 향해 수직하게 돌출된다. 이러한 돌출부(172)의 측면 중 적어도 일부는 도 3a 내지 도 3c에 도시된 바와 같이 돌출부(172)의 상부면과 수직한 수직면(172a)을 가지도록 형성된다. 도 3a에 도시된 돌출부(172)는 돌출부(172)의 측면 전체가 수직면(172a)으로 형성되고, 도 3b에 도시된 돌출부(172)는 돌출부(172)의 하부를 제외한 측면이 수직면(172a)으로 형성되고, 도 3c에 도시된 돌출부(172)는 돌출부(172)의 상부 및 하부를 제외한 측면이 수직면(172a)으로 형성된다. 이 경우, 돌출부(172)는 화소 컨택홀(120) 및 보조 컨택홀(170) 중 어느 하나에 의해 노출된 평탄화층(126)의 측면각(θ2)과 다른 측면각(θ1)을 가진다. 즉, 돌출부(172)는 화소 컨택홀(120) 및 보조 컨택홀(170) 중 어느 하나에 의해 노출된 평탄화층(126)의 측면각(θ2)보다 큰 측면각(θ1)을 가진다. 예를 들어, 화소 컨택홀(120)에 의해 노출된 평탄화층(126)의 측면과 보호막(118)의 상부면 사이의 측면각(θ2)은 예각이므로 평탄화층(126)은 상부에서 하부로 갈수록 폭이 증가하는 정테이퍼 형상을 가진다. 그리고, 돌출부(172)의 수직면(172a)과 평탄화층(126)의 상부면 사이의 측면각(θ2)은 직각이므로 돌출부(172)는 상부에서 하부로 갈수록 폭이 일정한 수직 단면을 가진다.
이 경우, 회절성을 가지고 증착되는 보조 연결 전극(166)은 스텝 커버리지가 좋아 돌출부(172)의 측면들 및 상부면 상에 형성된다. 반면에 직진성을 가지고 증착되는 유기 발광층(134)은 스텝 커버리지가 좋지 않아 돌출부(172)의 측면을 덮도록 형성된 보조 연결 전극(166)의 측면 상에 형성되지 못하고 보조 연결 전극(166)의 상부면 상에 형성된다. 이에 따라, 인접한 서브 화소들의 유기 발광층들(134)은 보조 연결 전극(166)의 측면 상에서 분리되고, 보조 연결 전극(166)과 캐소드 전극(136)이 서로 연결되기 위한 공간이 확보된다. 이 때, 캐소드 전극(136)은 유기 발광층(134)에 비해 스텝 커버리지가 좋아 보조 연결 전극(166)의 측면 상에도 형성되므로, 캐소드 전극(136)은 유기 발광층(134)에 의해 노출된 보조 연결 전극(166)의 측면과 접촉하게 된다.
특히, 돌출부(172)의 개수가 증가할수록 돌출부(172) 상에 배치되는 보조 연결 전극(166)과 캐소드 전극(136)간의 접촉 면적이 증가되므로, 돌출부(172)는 2개 이상 형성되는 것이 바람직하다. 이 경우, 돌출부들(172) 사이에는 홈부(176)가 배치된다. 이러한 홈부(176)의 폭(W2)은 도 3a 내지 도 3c에 도시된 바와 같이 돌출부(172)의 폭(W1)보다 좁으므로 홈부(176) 내부로 유기 발광층(134)이 증착되는 것을 최소화할 수 있다. 이에 따라, 유기 발광층(134)의 증착시 최외곽 돌출부(172) 상에 형성되는 보조 연결 전극(166)의 외측면에 유기 발광층(134)이 증착되더라도 홈부(176)를 사이에 두고 대향하는 보조 연결 전극(166)의 내측면에 유기 발광층(134)이 증착되는 것을 방지할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 유기 발광 표시 장치에서는 돌출부(172)의 측면각(θ1)이 화소 컨택홀(120)에 의해 노출된 평탄화층(126)의 측면각(θ2)보다 크도록, 돌출부(172)의 측면은 수직하게 형성된다. 이 경우, 본 발명에 따른 유기 발광 표시 장치는 별도의 격벽 구조물 없이도 돌출부(172)의 측면 상부에 유기 발광층(134)이 형성되지 않으므로, 돌출부(172)의 측면 상에 형성되는 보조 연결 전극(166)과 캐소드 전극(136)이 전기적으로 접속된다. 이에 따라, 본 발명에 따른 유기 발광 표시 장치는 격벽 구조물을 형성하기 위한 마스크 공정을 적어도 1회 줄일 수 있어 구조 및 제조 공정을 단순화할 수 있다.
도 4는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 유기 발광 표시 장치를 나타내는 단면도이다.
도 4에 도시된 유기 발광 표시 장치는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 유기 발광 표시 장치와 대비하여 제2 돌출부(174)를 추가로 구비하는 것을 제외하고는 동일한 구성요소를 구비한다. 이에 따라, 동일한 구성요소에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
제1 돌출부(172)는 저전압 공급 라인(160)과 접속되는 보조 연결 전극(166)과 중첩되도록 평탄화층(126) 상에서 평탄화층(126)과 동일 재질로 평탄화층(126)과 일체화되어 형성된다. 이 제1 돌출부(172)는 기판(101)의 두께 방향으로 캐소드 전극(136)을 향해 수직하게 돌출된다. 이러한 제1 돌출부(172)의 측면 중 적어도 일부는 도 3a 내지 도 3c에 도시된 바와 같이 제1 돌출부(172)의 상부면과 수직한 수직면(172a)을 가지도록 형성된다.
제2 돌출부(174)는 뱅크(140)와 동일 마스크 공정으로 형성되며, 뱅크(140)와 동일 재질로 보조 연결 전극(166) 상에 배치된다. 이 제2 돌출부(174)는 보조 연결 전극(166)을 사이에 두고 제1 돌출부(172)와 중첩된다. 이러한 제2 돌출부(172)는 제1 돌출부(172)와 마찬가지로 기판(101)의 두께 방향으로 캐소드 전극(136)을 향해 수직하게 돌출된다. 이 제2 돌출부(172)의 측면은 제2 돌출부(172)의 상부면과 수직한 수직면을 가지도록 형성된다.
이 경우, 제2 돌출부(174)는 뱅크홀(138)에 의해 노출된 뱅크(140)의 측면각(θ4)과 큰 측면각(θ3)을 가진다. 뱅크홀(138)에 의해 노출된 뱅크(140)의 측면과 애노드 전극(132)의 상부면 사이의 측면각(θ4)은 예각이므로 애노드 전극(132) 상에서 뱅크(140)는 상부에서 하부로 갈수록 폭이 증가하는 정테이퍼 형상을 가진다. 그리고, 제2 돌출부(174)의 측면과 보조 연결 전극(166)의 상부면 사이의 측면각(θ2)은 직각이므로 제2 돌출부(174)는 상부에서 하부로 갈수록 폭이 일정한 수직 단면을 가진다.
이 경우, 회절성을 가지고 증착되는 보조 연결 전극(166)은 스텝 커버리지가 좋아 제1 돌출부(172)의 측면들 및 상부면 상에 형성된다. 반면에 직진성을 가지고 증착되는 유기 발광층(134)은 스텝 커버리지가 좋지 않아 제1 돌출부(172)의 측면을 덮도록 형성된 보조 연결 전극(166)의 측면 상에 형성되지 못하고 제2 돌출부(174)의 상부면 상에 형성된다. 이에 따라, 인접한 서브 화소들의 유기 발광층들(134)은 보조 연결 전극(166)의 측면 및 상부면 상에서 분리되고, 보조 연결 전극(166)과 캐소드 전극(136)이 서로 연결되기 위한 공간이 확보된다. 이 때, 캐소드 전극(136)은 유기 발광층(134)에 비해 스텝 커버리지가 좋아 보조 연결 전극(166)의 측면 및 제2 돌출부(174)에 의해 노출된 보조 연결 전극(166)의 상부면 상에도 형성되므로, 캐소드 전극(136)은 유기 발광층(134)에 의해 노출된 보조 연결 전극(166)의 측면 및 상부면과 접촉하게 된다.
특히, 제1 및 제2 돌출부(172,174)의 개수가 증가할수록 보조 연결 전극(166)과 캐소드 전극(136)간의 접촉 면적이 증가되므로, 제1 및 제2 돌출부(172,174) 각각은 2개 이상 형성되는 것이 바람직하다.
이와 같이, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 유기 발광 표시 장치에서는 평탄화층(126)과 일체화되는 제1 돌출부(172)의 측면과 뱅크(140)와 동일 재질로 동시에 형성되는 제2 돌출부(174)의 측면이 수직하게 형성된다. 이 경우, 본 발명에 따른 유기 발광 표시 장치는 별도의 격벽 구조물 없이도 제1 및 제2 돌출부(172,174)의 측면 상에 유기 발광층(134)이 형성되지 않으므로, 제1 및 제2 돌출부(172,174)의 측면 상에 형성되는 보조 연결 전극(166)과 캐소드 전극(136)이 전기적으로 접속된다. 이에 따라, 본 발명에 따른 유기 발광 표시 장치는 격벽 구조물을 형성하기 위한 마스크 공정을 적어도 1회 줄일 수 있어 구조 및 제조 공정을 단순화할 수 있다.
도 5a 내지 도 5g는 도 4에 도시된 유기 발광 표시 장치의 제조방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 5a를 참조하면, 기판(101) 상에 차광층(102), 스위칭 트랜지스터(T1), 구동 트랜지스터(T2), 스토리지 커패시터(Cst), 저전압 공급 라인(160), 패드 하부 전극(152) 및 패드 중간 전극(154)이 최대 5번의 마스크 공정을 통해 형성된다.
구체적으로, 제1 마스크 공정을 통해 기판(101) 상에 차광층(102), 스토리지 하부 전극(142) 및 제1 저전압 공급 라인(162)이 형성된다. 여기서, 차광층(102) 및 저전압 공급 라인(162)은 Mo, Ti, Cu, AlNd, Al 또는 Cr 또는 이들의 합금과 같이 금속 물질이 단일층으로 이용되거나, 또는 이들을 이용하여 다층 구조로 이용된다. 차광층(102) 및 제1 저전압 공급 라인(162)이 형성된 기판(101) 상에 버퍼막(104)이 형성되고, 그 버퍼막(104) 상에 제2 마스크 공정을 통해 액티브층(114) 및 스토리지 중간 전극(144)이 형성된다. 그런 다음, 액티브층(114) 및 스토리지 중간 전극(144)이 형성된 버퍼막(104) 상에 제3 마스크 공정으로 게이트 절연 패턴(112)과, 그 게이트 절연 패턴(112) 상에 게이트 전극(106) 및 패드 하부 전극(152)이 동시에 형성된다. 그런 다음, 게이트 전극(106) 및 패드 하부 전극(152)이 형성된 기판(101) 상에 제4 마스크 공정으로 소스 및 드레인 컨택홀(124S,124D), 스토리지 컨택홀(124C),과 제1 패드 컨택홀(158) 및 제1 보조 컨택홀(168)을 가지는 층간 절연막(116)이 형성된다. 그런 다음, 층간 절연막(166)이 형성된 기판(101) 상에 제5 마스크 공정으로 소스 전극(108), 드레인 전극(110), 스토리지 상부 전극(146), 패드 중간 전극(154) 및 제2 저전압 공급 라인(164)이 형성된다.
그런 다음, 소스 전극(108), 드레인 전극(110), 스토리지 상부 전극(146), 패드 중간 전극(154) 및 제2 저전압 공급 라인(164)이 형성된 층간 절연막(116) 상에 도 5b에 도시된 바와 같이 보호막(118) 및 평탄화층(126)이 순차적으로 적층된다. 여기서, 보호막(118)으로는 SiOx, SiNx 등과 같은 무기 절연 물질이 이용되며, 평탄화층(126)으로는 포토아크릴 등과 같은 감광성 유기 절연 물질이 이용된다. 그런 다음, 차광 영역(A1), 반투과 영역(A3) 및 투과 영역(A2)을 가지는 제6 마스크를 이용한 노광 및 현상 공정을 통해 평탄화층(126)이 패터닝됨으로써 제1 돌출부(172)를 가지는 평탄화층(126)이 형성된다. 제6 마스크(180)의 차광 영역(A1)은 도 6a에 도시된 바와 같이 광을 차단하는 영역으로서 평탄화층(126)이 제거되어 보호막(118)이 노출되어야 하는 영역에 배치된다. 제6 마스크(180)의 반투과 영역(A3)은 광을 차단량이 차광 영역(A1)보다 적고 투과 영역(A2)보다 많은 영역으로서, 평탄화층(126)이 형성될 영역에 배치된다. 이러한 반투과 영역(A3)과 대응되는 평탄화층(126)의 측면은 도 6a에 도시된 바와 같이 노광 공정시 광의 회절 및 간섭에 의한 영향으로 반투과 영역(A3)의 원래 형상과 달리 측면이 왜곡되어 경사진 형태로 형성된다. 제6 마스크(180)의 투과 영역(A2)의 코너에는 광 근접 보정(Optical Proximity Correction; OPC)을 위해 도 6b에 도시된 바와 같이 보정 패턴(178)이 배치된다. 이 보정 패턴(178)은 노광 공정시 광의 회절 및 간섭에 의한 왜곡을 보정함으로써 제1 돌출부(172)의 측면은 투과 영역(A2)의 형상과 대응되는 수직 형태로 형성된다.
그런 다음, 제1 돌출부(172)를 가지는 평탄화층(126) 하부에 위치하는 보호막(118)이 제7 마스크를 이용한 포토리소그래피 공정 및 식각 공정을 통해 패터닝됨으로써 도 5c에 도시된 바와 같이 화소 컨택홀(120), 보조 컨택홀(170) 및 제2 패드 컨택홀(158b)이 형성된다.
그런 다음, 화소 컨택홀(120), 보조 컨택홀(170) 및 제2 패드 컨택홀(158b)이 형성된 기판(101) 상에 패드용 도전막이 전면 증착된 후, 제8 마스크를 이용한 포토리소그래피 공정 및 식각 공정을 통해 패드용 도전막이 패터닝됨으로써 도 5d에 도시된 바와 같이 패드 상부 전극(156)이 형성된다.
패드 상부 전극(156)이 형성된 기판(101) 상에 애노드용 도전막이 전면 증착된 후, 제9 마스크를 이용한 포토리소그래피 공정 및 식각 공정을 통해 애노드용 도전막이 패터닝됨으로써 도 5e 도시된 바와 같이 애노드 전극(132) 및 보조 연결 전극(168)이 형성된다.
애노드 전극(132) 및 보조 연결 전극(168)이 형성된 기판(101) 상에 감광성 유기막이 전면 도포된 후, 제10 마스크를 이용한 포토리소그래피 공정을 통해 감광성 유기막이 패터닝됨으로써 도 5f에 도시된 바와 같이 뱅크(140) 및 제2 돌출부(174)가 형성된다.
뱅크(140) 및 제2 돌출부(174)가 형성된 기판(101) 상에 새도우마스크를 이용한 증착 공정을 통해 도 5g에 도시된 바와 같이 유기 발광층(134) 및 캐소드 전극(136)이 순차적으로 형성된다. 이 때, 수직 방향으로의 직진성을 가지고 성막되는 유기 발광층(134)은 제1 및 제2 돌출부의 측면에 형성되지 않고, 수직, 수평 및 경사 방향으로의 회절성을 가지고 성막되는 캐소드 전극(136)은 제1 및 제2 돌출부(172,174)의 측면 상에 형성된다.
이와 같이, 본 발명에서는 별도의 격벽 구조물 없이도 제1 및 제2 돌출부(172,174)의 측면 상에 유기 발광층(134)이 형성되지 않으므로, 제1 및 제2 돌출부(172,174)의 측면 상에 형성되는 보조 연결 전극(166)과 캐소드 전극(136)이 전기적으로 접속된다. 이에 따라, 본 발명에 따른 유기 발광 표시 장치는 격벽 구조물을 형성하기 위한 마스크 공정을 생략할 수 있어 구조 및 제조 공정을 단순화할 수 있으므로 생산성을 향상시킬 수 있다.
이상의 설명은 본 발명을 예시적으로 설명한 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명의 명세서에 개시된 실시 예들은 본 발명을 한정하는 것이 아니다. 본 발명의 범위는 아래의 특허청구범위에 의해 해석되어야 하며, 그와 균등한 범위 내에 있는 모든 기술도 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석해야 할 것이다.
101 : 기판 126 : 평탄화층
132 : 애노드 전극 134 : 발광층
136 : 캐소드 전극 138 : 뱅크홀
140 : 뱅크 150 : 패드
172, 174 : 돌출부 176 : 홈부

Claims (12)

  1. 기판 상에 배치되는 박막트랜지스터와;
    상기 박막트랜지스터 하부에 배치되는 차광층과;
    상기 박막트랜지스터와 중첩되는 스토리지 커패시터와;
    상기 박막트랜지스터를 노출시키는 화소 컨택홀을 가지는 평탄화층과;
    상기 평탄화층 상에 배치되는 유기 발광 소자와;
    상기 유기 발광 소자의 애노드 전극과 이격되며, 상기 평탄화층으로부터 상기 유기 발광 소자의 캐소드 전극을 향해 돌출되며, 상부면에 수직한 측면을 가지는 제1 돌출부와;
    상기 제1 돌출부 상에 배치되며 상기 캐소드 전극과 접속되는 보조 연결 전극과;
    상기 스토리지 커패시터의 스토리지 하부 전극 및 상기 차광층과, 동일 층 상에 배치되며, 상기 보조 연결 전극과 전기적으로 연결되는 저전압 공급 라인을 구비하며,
    상기 제1 돌출부의 측면각과 상기 화소 컨택홀에 의해 노출된 상기 평탄화층의 측면각은 서로 다른 유기 발광 표시 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 돌출부의 측면각은 상기 화소 컨택홀에 의해 노출된 상기 평탄화층의 측면각보다 큰 유기 발광 표시 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 돌출부는 상기 평탄화층과 동일 재질로 상기 평탄화층과 일체화된 유기 발광 표시 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 돌출부의 두께는 상기 애노드 전극 및 캐소드 전극 사이에 배치되는 유기 발광층의 두께보다 두꺼운 유기 발광 표시 장치.
  5. 제 1 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 보조 연결 전극 상에 상기 제1 돌출부와 중첩되도록 배치된 제 2돌출부를 더 구비하는 유기 발광 표시 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 애노드 전극 및 상기 보조 연결 전극을 노출시키는 뱅크를 추가로 구비하며,
    상기 제2 돌출부는 상기 뱅크와 동일 재질로 이루어진 유기 발광 표시 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 돌출부 중 적어도 어느 하나는 홈부를 사이에 두고 적어도 2개 배치되며,
    상기 홈부의 폭은 상기 제1 및 제2 돌출부 중 적어도 어느 하나의 폭보다 작은 유기 발광 표시 장치.
  8. 기판 상에 박막트랜지스터와, 상기 박막트랜지스터 하부에 배치되는 차광층과, 상기 박막트랜지스터와 중첩되는 스토리지 커패시터와, 상기 스토리지 커패시터의 스토리지 하부 전극 및 상기 차광층과 동일 층 상에 배치되는 저전압 공급 라인을 형성하는 단계와;
    상기 박막트랜지스터를 노출시키는 화소 컨택홀을 가지는 평탄화층과, 상기 평탄화층으로부터 돌출되며 상부면에 수직한 측면을 가지는 제1 돌출부를 형성하는 단계와;
    상기 제1 돌출부 상에 상기 저전압 공급 라인과 전기적으로 연결되는 보조 연결 전극과, 상기 보조 연결 전극과 이격되는 애노드 전극을 형성하는 단계와;
    상기 제1 돌출부의 측면 상에서 상기 보조 연결 전극과 접속되는 캐소드 전극을 형성하는 단계를 포함하며,
    상기 제1 돌출부의 측면각과 상기 화소 컨택홀에 의해 노출된 상기 평탄화층의 측면각은 서로 다른 유기 발광 표시 장치의 제조 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제1 돌출부의 측면각은 상기 화소 컨택홀에 의해 노출된 상기 평탄화층의 측면각보다 큰 유기 발광 표시 장치의 제조 방법.
  10. 제 8 항 및 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 애노드 전극 및 상기 보조 연결 전극을 노출시키는 뱅크를 형성함과 동시에, 상기 보조 연결 전극 상에서 상기 제1 돌출부와 중첩되는 제2 돌출부를 형성하는 단계를 추가로 포함하는 유기 발광 표시 장치의 제조 방법.
  11. 삭제
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 돌출부는 상기 저전압 공급 라인 상에 배치되는 유기 발광 표시 장치.
KR1020160143901A 2016-10-31 2016-10-31 유기 발광 표시 장치 및 그 제조 방법 KR101980781B1 (ko)

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