KR101999598B1 - Transparent organic electro luminescent device and method of fabricating the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 다수의 서브화소영역 및 투과영역을 포함하는 화소영역이 다수 정의된 제 1 기판과; 상기 제 1 기판의 상기 각 화소영역에 구비되며 다수의 엥커와 상기 다수의 각 엥커와 연결된 빔과 상기 빔과 연결된 셔터로 이루어진 MEMS(micro electro mechanical systems) 구조체와; 상기 제 1 기판 상의 상기 각 서브화소영역에 구비된 유기전계 발광 다이오드를 포함하며, 상기 셔터는 상기 제 1 기판의 배면으로부터 입사되는 빛을 차단하는 역할을 하며, 상기 각 화소영역 내에서 상기 투과영역과 다수의 서브화소영역 간을 선택적으로 이동하는 것이 특징인 투명 유기전계 발광소자 및 이의 제조 방법을 제공한다.The present invention provides a display device comprising: a first substrate in which a plurality of pixel regions including a plurality of subpixel regions and a transmission region are defined; A micro electro mechanical systems (MEMS) structure provided in each pixel area of the first substrate and including a plurality of anchors, beams connected to each of the plurality of anchors, and shutters connected to the beams; And an organic light emitting diode disposed in each of the subpixel regions on the first substrate, wherein the shutter serves to block light incident from the rear surface of the first substrate, and the transmission region within each pixel region. The present invention provides a transparent organic light emitting diode and a method of manufacturing the same, which selectively move between a plurality of subpixel regions.
Description
본 발명은 투명 유기전계 발광소자에 관한 것으로, 특히 광 차폐층을 내재함으로서 외부 시인성 및 블랙 휘도 특성을 향상시키며, 제조 방법을 단순화한 것을 특징으로 하는 투명 유기전계 발광소자(organic electro luminescent device) 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE
평판 디스플레이(FPD ; Flat Panel Display)중 하나인 유기전계 발광소자는 높은 휘도와 낮은 동작 전압 특성을 갖는다. The organic light emitting diode, which is one of the flat panel displays (FPDs), has high luminance and low operating voltage characteristics.
그리고 상기 유기전계 발광소자는 스스로 빛을 내는 자체발광형이기 때문에 명암대비(contrast ratio)가 크고, 초박형 디스플레이의 구현이 가능하며, 응답시간이 수 마이크로초(㎲) 정도로 동화상 구현이 쉽고, 시야각의 제한이 없으며 저온에서도 안정적이고, 직류 5V 내지 15V의 낮은 전압으로 구동하므로 구동회로의 제작 및 설계가 용이하다. 또한, 상기 유기전계 발광소자의 제조공정은 증착(deposition) 및 인캡슐레이션(encapsulation) 장비가 전부라고 할 수 있기 때문에 제조 공정이 매우 단순하다. Since the organic light emitting device emits light by itself, it has a high contrast ratio, an ultra-thin display, and a response time of several microseconds. There is no limitation and it is stable even at low temperature, and it is easy to manufacture and design a driving circuit because it is driven at a low voltage of DC 5V to 15V. In addition, the manufacturing process of the organic light emitting device is very simple because the deposition (deposition) and encapsulation (encapsulation) equipment is all.
따라서, 전술한 바와 같은 장점을 갖는 유기전계 발광소자는 최근에는 TV, 모니터, 핸드폰 등 다양한 IT기기에 이용되고 있다. Therefore, the organic light emitting device having the above-described advantages has been recently used in various IT devices such as TVs, monitors, and mobile phones.
이하, 유기전계 발광 소자의 기본적인 구조에 대해서 조금 더 상세히 설명한다. Hereinafter, the basic structure of the organic EL device will be described in more detail.
도 1은 종래의 유기전계 발광 소자의 하나의 화소영역에 대한 개략적인 단면도이다. 1 is a schematic cross-sectional view of one pixel area of a conventional organic electroluminescent device.
유기전계 발광소자(1)는 크게 어레이 소자와 유기전계 발광 다이오드(E)가 구비된 유기전계 발광소자용 기판(10)과 이와 대향하는 인캡슐레이션을 위한 대향기판(70)으로 구성되고 있다. The organic
한편 상기 유기전계 발광소자용 기판(10)에 구비되는 상기 어레이 소자는 게이트 및 데이터 배선(미도시)과 연결된 스위칭 박막트랜지스터(미도시)와, 상기 유기전계 발광 다이오드(E)와 연결된 구동 박막트랜지스터(DTr)로 이루어지며, 상기 유기전계 발광 다이오드(E)는 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)와 연결된 제 1 전극(47)과 유기 발광층(55) 및 제 2 전극(58)으로 이루어지고 있다.The array device included in the organic light
이러한 구성을 갖는 유기전계 발광소자(1)는 상기 유기 발광층(55)으로부터 발생된 빛은 상기 제 1 전극(47) 또는 제 2 전극(58)을 향해 출사됨으로써 화상을 표시하게 된다. 이러한 유기전계 발광소자(1)는 개구율 등을 고려할 때, 통상 상기 제 2 전극(58)을 향해 출사되는 빛을 이용하여 화상을 표시하는 상부 발광 방식으로 제조되고 있다.In the organic
이러한 구성을 갖는 종래의 유기전계 발광소자(1)에 있어서 빛의 경로를 살펴보면, 제 1 및 제 2 전극(47, 58)에 전압이 가해짐으로써 유기 발광층(55)에 전자와 홀이 공급되고, 상기 유기 발광층(55) 내에서 재결합이 이루어짐으로써 빛이 생성된다. Looking at the path of light in the conventional organic
이렇게 유기 발광층(55)에서 발생된 빛은 제 1 전극(47)과 제 2 전극(58)을 향하여 출사되며, 내부 반사를 통해 최종적으로 상기 제 2 전극(58) 및 대향기판(70)을 통과해 외부로 빠져나오게 되며, 이렇게 대향기판(70)면을 통과하여 외부로 나온 빛이 사용자의 눈으로 입사됨으로서 사용자는 화상을 시청할 수 있는 것이다.The light emitted from the organic
한편, 근래들어 투명 표시장치가 제안되었다. In recent years, transparent display devices have been proposed.
투명 표시장치는 평상시는 마치 글라스와 같이 투명한 상태를 유지하고, 화상 또는 영상을 구현 시는 디스플레이 소자로서 역할을 하는 표시장치이다. The transparent display device is a display device which normally maintains a transparent state like glass and serves as a display element when implementing an image or an image.
이러한 투명 표시장치는 건물 유리나 매장 쇼윈도, 전시장 부스 등에 제품 광고 등의 매체로서 활용도가 높아 최근에 관심이 집중되고 있다.Such transparent display devices have recently been used as media such as product advertisements in building glass, store window windows, exhibition booths, and the like, and attention has recently been focused.
이러한 투명 표시장치를 구현할 수 있는 표시장치로는 자발광이 가능한 유기전계 발광소자가 되고 있다. 이는 액정표시장치와 같은 표시장치는 자체 발광하는 소자가 아닌 수광형 소자이므로 백라이트 유닛을 필요로 함으로써 투명 표시장치를 구현할 수 없기 때문이다. As a display device capable of implementing such a transparent display device, an organic light emitting device capable of self-emission is becoming. This is because a display device such as a liquid crystal display device is a light-receiving device rather than a self-luminous device, and thus a transparent display device cannot be realized by requiring a backlight unit.
한편, 일반적인 투명 유기전계 발광소자(80)는 도 2(일반적인 투명 유기전계 발광소자의 하나의 화소영역을 간략히 도시한 평면도)에 도시한 바와같이, 적, 녹, 청색(R, G, B)을 발광하는 유기 발광층(LA)과 상기 유기 발광층(LA) 더욱 정확히는 유기전계 발광 다이오드의 구동을 위한 구동부(DA)를 각각 포함하는 서브화소영역(P1, P2, P3)을 갖는 하나의 화소영역(P) 내에 빛이 투과할 수 있는 투과영역(TA)을 구비하며, 상기 유기 발광층(LA)과 구동 박막트랜지스터(미도시) 및 스위칭 박막트랜지스터(미도시)를 포함하는 구동부(DA)가 형성되는 어레이 기판(70)과 인캡슐레이션을 위한 기판(미도시)을 모두 투명한 재질을 이용하고 있는 것이 특징이다.On the other hand, the general transparent organic
하지만, 이러한 투명영역(TA)을 갖는 종래의 투명 유기전계 발광소자(80)는 적, 녹, 청색을 포함하여 화이트 컬러의 구현이 가능하지만, 블랙 컬러는 잘 구현되지 않으며, 이로인해 블랙 휘도가 상대적으로 낮아 외부 시인성이 저감되고 있다. 이는 유기전계 발광 다이오드로 인가되는 전원을 오프시켜도 배면에서 투과되는 외부광에 의해 광 누설이 생기기 때문이다.However, the conventional transparent organic
따라서, 이러한 문제를 해결하고자 도 3(셔터기판을 포함하는 종래의 투명 유기전계 발광소자에 대한 개략적인 단면도)에 도시한 바와같이, 박막트랜지스터 등의 스위칭 소자(STr)가 구비되며 이와 연결되어 선택적 온(on), 오프(off) 구동이 가능한 차광층(97)을 구비한 셔터기판(95)을 전술한 도 2에 따른 구성을 갖는 유기전계 발광소자(80)와 결합시켜 투명 유기전계 발광소자(90)를 구현하고 있다.Accordingly, to solve this problem, as shown in FIG. 3 (a schematic cross-sectional view of a conventional transparent organic light emitting diode including a shutter substrate), a switching element (STr) such as a thin film transistor is provided and connected thereto. A transparent organic electroluminescent device is formed by combining a
하지만, 이러한 구성을 갖는 종래의 투명 유기전계 발광소자(90)는 구동 및 스위칭 박막트랜지스터(DTr, 미도시)와 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)와 연결되며 제 1 전극(75)과 유기 발광층(76) 및 제 2 전극(78)으로 구성된 유기전계 발광 다이오드(E)를 구비한 제 1 기판(70)과 이와 대향하는 인캡슐레이션을 위한 제 2 기판(79)으로 구성되는 유기전계 발광소자(80)에 더불어 스위칭 소자(STr)가 구비되며 이와 연결되어 선택적 온(on), 오프(off) 구동이 가능한 차광층(97)을 구비한 셔터기판(95)을 추가적으로 부착해야 하므로 경량 박형의 트렌드를 갖는 현 표시장치의 추세에 반하게 된다. However, the conventional transparent organic
나아가 이를 제조하는데 유기전계 발광소자(80)와 더불어 셔터기판(95)을 별도로 제작해야 하며, 이러한 셔터기판(95)은 선택적으로 차광층(97)이 온, 오프 구동이 가능하도록 구현하기 위해 이와 연결된 상기 스위칭 소자(STr) 일례로 스위칭용 박막 트랜지스터를 형성해야 하므로 그 제조 공정이 매우 복잡하다.In addition, the
특히, 스위칭 소자(STr)인 박막트랜지스터를 형성하기 위해서는 게이트 전극(60), 반도체층(63), 소스 및 드레인 전극(65, 66)의 패터닝을 위해 최소 3회의 마스크 공정을 진행해야 하며, 차광층(97) 자체의 패터닝을 위해서도 1회의 패터닝 공정을 더욱 필요로 하는 바, 이러한 셔터기판(95)을 별도로 구비한 종래의 투명 유기전계 발광소자(90)는 일반적인 유기전계 발광소자(도 1의 1) 대비 최소 4회 이상의 마스크 공정을 추가 진행해야 하므로 단위 시간당 제조 시간이 증가하고, 더불어 제조 비용이 증가하는 문제가 발생되고 있다. In particular, in order to form the thin film transistor, which is the switching element STr, at least three mask processes must be performed to pattern the
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명은 별도의 차광층과 스위칭 소자인 박막트랜지스터를 포함하는 셔터기판 추가없이 외부 시인성을 향상시키며, 나아가 제조 공정이 저감되고 경량 박형을 구현할 수 있는 투명표시장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
The present invention has been made to solve the above problems, the present invention improves the external visibility without the addition of a shutter substrate including a separate light-shielding layer and a thin film transistor that is a switching element, further reduce the manufacturing process and can implement a lightweight thin It is an object of the present invention to provide a transparent display device.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 투명 유기전계 발광소자는, 다수의 서브화소영역 및 투과영역을 포함하는 화소영역이 다수 정의된 제 1 기판과; 상기 제 1 기판의 상기 각 화소영역에 구비되며 다수의 엥커와 상기 다수의 각 엥커와 연결된 빔과 상기 빔과 연결된 셔터로 이루어진 MEMS(micro electro mechanical systems) 구조체와; 상기 제 1 기판 상의 상기 각 서브화소영역에 구비된 유기전계 발광 다이오드를 포함하며, 상기 셔터는 상기 제 1 기판의 배면으로부터 입사되는 빛을 차단하는 역할을 하며, 상기 각 화소영역 내에서 상기 투과영역과 다수의 서브화소영역 간을 선택적으로 이동하는 것이 특징이다.According to an aspect of the present invention, there is provided a transparent organic light emitting device comprising: a first substrate in which a plurality of pixel regions including a plurality of subpixel regions and transmission regions are defined; A micro electro mechanical systems (MEMS) structure provided in each pixel area of the first substrate and including a plurality of anchors, beams connected to each of the plurality of anchors, and shutters connected to the beams; And an organic light emitting diode disposed in each of the subpixel regions on the first substrate, wherein the shutter serves to block light incident from the rear surface of the first substrate, and the transmission region within each pixel region. And selectively move between and a plurality of sub-pixel areas.
이때, 상기 유기전계 발광 다이오드는 상기 MEMS 구조체 상부에 형성된 것이 특징이다.In this case, the organic light emitting diode is characterized in that formed on the MEMS structure.
그리고, 상기 MEMS 구조체는 상기 제 1 기판의 표면과 직접 접촉하며 형성되며, 상기 MEMS 구조체와 상기 유기전계 발광 다이오드 사이에는 상기 각 서브화소영역 별로 제 1 스위칭 박막트랜지스터와 상기 유기전계 발광 다이오드와 연결된 구동 박막트랜지스터가 구비되며, 상기 화소영역별로 상기 MEMS 구조체의 일 구성요인 엥커와 연결된 제 2 스위칭 박막트랜지스터가 구비된 것이 특징이다.The MEMS structure is formed in direct contact with the surface of the first substrate, and a driving between the MEMS structure and the organic light emitting diode is connected to the first switching thin film transistor and the organic light emitting diode for each subpixel region. A thin film transistor is provided, and a second switching thin film transistor connected to an anchor, which constitutes one component of the MEMS structure, is provided for each pixel area.
또한, 상기 제 1 및 제 2 스위칭 박막트랜지스터 및 구동 박막트랜지스터와 상기 MEMS 구조체 사이에는 버퍼층이 구비되며, 상기 버퍼층과 상기 제 1 기판의 표면에는 빈 공간이 구비되며, 상기 버퍼층은 상기 MEMS 구조체의 일 구성요소인 상기 엥커에 의해 지지되는 것이 특징이다.In addition, a buffer layer is provided between the first and second switching thin film transistors and the driving thin film transistor and the MEMS structure, an empty space is provided on the surface of the buffer layer and the first substrate, and the buffer layer is formed of one of the MEMS structures. It is characterized by being supported by the anchor as a component.
그리고 상기 버퍼층에는 상기 엥커를 노출시키는 제 1 홀이 구비되며, 상기 제 2 스위칭 박막트랜지스터의 일전극은 상기 제 1 홀을 통해 상기 엥커와 접촉하는 것이 특징이다. The buffer layer may include a first hole exposing the anchor, and one electrode of the second switching thin film transistor may contact the anchor through the first hole.
한편, 상기 제 1 기판 상의 상기 각 서브화소영역에는 제 1 스위칭 박막트랜지스터와 상기 유기전계 발광 다이오드와 연결된 구동 박막트랜지스터가 구비되며, 상기 화소영역별로 상기 MEMS 구조체의 일 엥커와 연결된 제 2 스위칭 박막트랜지스터가 구비되며, 상기 MEMS 구조체는 상기 제 1 및 제 2 스위칭 박막트랜지스터 및 구동 박막트랜지스터 상부에 위치하는 것이 특징이다.Meanwhile, each of the subpixel regions on the first substrate includes a first switching thin film transistor and a driving thin film transistor connected to the organic light emitting diode, and a second switching thin film transistor connected to one anchor of the MEMS structure for each pixel region. The MEMS structure is disposed on the first and second switching thin film transistors and the driving thin film transistor.
이때, 상기 제 1 및 제 2 스위칭 박막트랜지스터 및 구동 박막트랜지스터와 상기 MEMS 구조체 사이에는 제 1 평탄화층이 구비되며, 상기 MEMS 구조체 상부에는 버퍼층과 제 2 평탄화층이 구비되며, 상기 버퍼층과 상기 제 1 평탄화층 사이에는 빈 공간이 구비되며, 상기 버퍼층은 상기 MEMS 구조체의 일 구성요소인 상기 엥커에 의해 지지되는 것이 특징이다.In this case, a first planarization layer is provided between the first and second switching thin film transistors and the driving thin film transistor and the MEMS structure, and a buffer layer and a second planarization layer are provided on the MEMS structure, and the buffer layer and the first planarization layer are provided. An empty space is provided between the planarization layers, and the buffer layer is supported by the anchor, which is one component of the MEMS structure.
그리고 상기 각 화소영역에 구비된 다수의 엥커 중 적어도 하나의 엥커는 상기 제 1 평탄화층에 구비된 제 1 콘택홀을 통해 상기 제 2 스위칭 박막트랜지스터의 일 전극과 접촉하는 것이 특징이다.At least one anchor of the plurality of anchors provided in the pixel area may be in contact with one electrode of the second switching thin film transistor through a first contact hole provided in the first planarization layer.
또한, 상기 유기전계 발광 다이오드는 상기 제 2 평탄화층 상부에 형성되며, 상기 구동 박막트랜지스터의 드레인 전극에 대응하여 이와 접촉하며 상기 엥커를 이루는 동일한 층에 동일한 물질로 이루어진 연결패턴이 구비되며, 상기 버퍼층과 제 2 평탄화층에는 상기 연결패턴을 노출시키는 제 2 콘택홀이 구비되며, 상기 유기전계 발광 다이오드의 제 1 전극은 상기 제 2 콘택홀을 통해 상기 연결패턴과 접촉하는 것이 특징이다.In addition, the organic light emitting diode is formed on the second planarization layer, and a connection pattern made of the same material is provided on the same layer forming the anchor in contact with the drain electrode of the driving thin film transistor. And a second contact hole exposing the connection pattern in the second planarization layer, wherein the first electrode of the organic light emitting diode contacts the connection pattern through the second contact hole.
그리고 상기 셔터의 최 상부에는 블랙층이 형성된 것이 특징이다.The black layer is formed on the top of the shutter.
또한, 상기 각 MEMS 구조체는, 상기 각 화소영역 내에서 서로 마주하는 양단에 대칭적으로 구성된 제 1, 2, 3 엥커와; 상기 각 제 2 엥커와 연결되며 대칭적인 구조를 이루며 형성된 제 1 및 제 2 빔과, 상기 각 제 1 엥커와 연결된 제 3 빔과, 상기 각 제 3 엥커와 연결된 제 4 빔과; 상기 제 3 빔 및 제 4 빔의 일끝단과 연결된 셔터를 포함하며, 상기 화소영역의 양단에 구비된 상기 제 1 빔과 제 3 빔은 서로 이격하여 마주하도록 위치하며, 상기 제 2 빔과 제 4 빔은 서로 이격하여 마주하도록 위치한 것이 특징이다.The MEMS structure may further include: first, second, and third anchors symmetrically configured at both ends facing each other in the pixel region; First and second beams connected to each of the second anchors in a symmetrical structure, a third beam connected to each of the first anchors, and a fourth beam connected to each of the third anchors; And a shutter connected to one end of the third beam and the fourth beam, wherein the first beam and the third beam provided at both ends of the pixel area are spaced apart from each other to face each other, and the second beam and the fourth beam. The beams are characterized by being positioned to face apart from each other.
본 발명의 일 실시예에 따른 투명 유기전계 발광소자의 제조 방법은, 다수의 서브화소영역 및 투과영역을 포함하는 각 화소영역이 다수 정의된 제 1 기판 상의 상기 각 화소영역에 다수의 엥커와 상기 엥커와 연결된 빔과 상기 빔과 연결된 셔터로 이루어진 MEMS(micro electro mechanical systems) 구조체를 형성하는 단계와; 상기 MEMS 구조체 위로 각 서브화소영역 별로 제 1 스위칭 박막트랜지스터와 상기 유기전계 발광 다이오드와 연결된 구동 박막트랜지스터와, 상기 화소영역별로 상기 MEMS 구조체의 엥커와 연결된 제 2 스위칭 박막트랜지스터를 형성하는 단계와; 상기 제 1 및 제 2 스위칭 박막트랜지스터와 구동 박막트랜지스터 위로 상기 각 서브화소영역에 유기전계 발광 다이오드를 형성하는 단계를 포함한다. In the method of manufacturing a transparent organic light emitting device according to an embodiment of the present invention, a plurality of anchors and the plurality of anchors are formed in each pixel region on a first substrate, each pixel region including a plurality of subpixel regions and a transmission region. Forming a micro electro mechanical systems (MEMS) structure comprising a beam coupled with the anchor and a shutter coupled with the beam; Forming a first switching thin film transistor and a driving thin film transistor connected to the organic light emitting diode for each subpixel region on the MEMS structure, and a second switching thin film transistor connected to an anchor of the MEMS structure for each pixel region; And forming an organic light emitting diode in each of the subpixel regions over the first and second switching thin film transistors and the driving thin film transistor.
이때, 상기 제 1, 2 스위칭 박막트랜지스터와 구동 박막트랜지스터를 형성하기 이전에 상기 MEMS 구조체 위로 상기 엥커에 의해 지지되는 버퍼층을 형성하고, 상기 버퍼층과 제 1 기판 표면 사이에 빈 공간을 형성을 형성하는 단계를 포함한다.In this case, before forming the first and second switching thin film transistors and the driving thin film transistor, a buffer layer supported by the anchor is formed on the MEMS structure, and an empty space is formed between the buffer layer and the first substrate surface. Steps.
또한, 상기 MEMS 구조체 위로 상기 엥커에 의해 지지되는 버퍼층을 형성하고, 상기 버퍼층과 제 1 기판 표면 사이에 빈 공간을 형성을 형성하는 단계는, 상기 MEMS 구조체 위로 유기물질층을 형성하는 단계와; 상기 유기물질층 위로 상기 버퍼층을 형성하고, 상기 버퍼층에 상기 유기물질층을 노출시키는 용해홀을 형성하는 단계와; 상기 용해홀을 통해 상기 유기물질층을 상기 유기물질층을 용해시키는 식각액에 노출시켜 용해시키고 용해된 상기 유기물질층을 제거함으로서 상기 제 1 기판 표면과 버퍼층 사이에 빈 공간을 형성하는 단계를 포함한다. In addition, forming a buffer layer supported by the anchor over the MEMS structure and forming an empty space between the buffer layer and the first substrate surface may include forming an organic material layer over the MEMS structure; Forming a buffer layer over the organic material layer, and forming a melting hole exposing the organic material layer in the buffer layer; Forming an empty space between the surface of the first substrate and the buffer layer by dissolving the organic material layer through an melting hole in an etchant dissolving the organic material layer and removing the dissolved organic material layer. .
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 투명 유기전계 발광소자의 제조 방법은, 다수의 서브화소영역 및 투과영역을 포함하는 각 화소영역이 다수 정의된 제 1 기판 상의 각 서브화소영역 별로 제 1 스위칭 박막트랜지스터와 구동 박막트랜지스터를 형성하고, 동시에 상기 화소영역별로 제 2 스위칭 박막트랜지스터를 형성하는 단계와; 상기 제 1 및 제 2 스위칭 박막트랜지스터와 구동 박막트랜지스터 위로 각 화소영역에 상기 제 2 스위칭 박막트랜지스터의 일 전극과 연결되며, 다수의 엥커와 상기 다수의 엥커와 연결된 다수의 빔과 상기 빔과 연결된 셔터로 이루어 MEMS(micro electro mechanical systems) 구조체를 형성하는 단계와; 상기 MEMS 구조체 위로 상기 각 서브화소영역에 상기 구동 박막트랜지스터의 일 전극과 연결된 유기전계 발광 다이오드를 형성하는 단계를 포함한다.In the method of manufacturing a transparent organic light emitting device according to another embodiment of the present invention, the first switching thin film for each subpixel region on the first substrate in which a plurality of pixel regions including a plurality of subpixel regions and transmission regions are defined Forming a transistor and a driving thin film transistor, and simultaneously forming a second switching thin film transistor for each pixel region; Shutters connected to the plurality of anchors, the plurality of beams connected to the plurality of anchors, and the plurality of anchors connected to one electrode of the second switching thin film transistor on each pixel area over the first and second switching thin film transistors and the driving thin film transistors. Forming a micro electro mechanical systems (MEMS) structure; Forming an organic light emitting diode connected to one electrode of the driving thin film transistor in each of the subpixel regions over the MEMS structure.
이때, 상기 MEMS 구조체를 형성하기 이전에 제 1, 2 스위칭 박막트랜지스터와 구동 박막트랜지스터 위로 제 1 평탄화층을 형성하는 단계를 포함하며, 상기 유기전계 발광 다이오드를 형성하기 이전에 상기 MEMS 구조체 위로 상기 엥커에 의해 지지되는 버퍼층을 형성하고 상기 버퍼층과 상기 제 1 평탄화층 사이에 빈 공간을 형성을 형성하는 단계와, 상기 버퍼층 위로 제 2 평탄화층을 형성하는 단계를 포함한다.And forming a first planarization layer over the first and second switching thin film transistors and the driving thin film transistor prior to forming the MEMS structure, wherein the anchor is formed on the MEMS structure before forming the organic light emitting diode. Forming a buffer layer supported by and forming an empty space between the buffer layer and the first planarization layer, and forming a second planarization layer over the buffer layer.
그리고 상기 유기전계 발광 다이오드를 형성하기 이전에 상기 MEMS 구조체 위로 상기 엥커에 의해 지지되는 버퍼층을 형성하고 상기 버퍼층과 상기 제 1 평탄화층 사이에 빈 공간을 형성을 형성하는 단계는, 상기 MEMS 구조체 위로 유기물질층을 형성하는 단계와; 상기 유기물질층 위로 상기 버퍼층을 형성하고, 상기 버퍼층에 상기 유기물질층을 노출시키는 용해홀을 형성하는 단계와; 상기 용해홀을 통해 상기 유기물질층을 상기 유기물질층을 용해시키는 식각액에 노출시켜 용해시키고 용해된 상기 유기물질층을 제거함으로서 상기 제 1 평탄화층과 버퍼층 사이에 빈 공간을 형성하는 단계를 포함한다. And forming a buffer layer supported by the anchor over the MEMS structure and forming an empty space between the buffer layer and the first planarization layer prior to forming the organic light emitting diode, the organic over the MEMS structure. Forming a material layer; Forming a buffer layer over the organic material layer, and forming a melting hole exposing the organic material layer in the buffer layer; Forming an empty space between the first planarization layer and the buffer layer by dissolving the organic material layer through an melting hole in an etchant that dissolves the organic material layer and removing the dissolved organic material layer. .
한편, 상기 MEMS 구조체를 형성하는 단계는, 상기 엥커가 형성될 각 부분에 대응하여 홀을 갖는 1차 희생층을 형성하는 단계와; 상기 1차 희생층 위로 상기 빔과 셔터가 형성될 부분 및 상기 홀에 대응하여 제거된 것을 특징으로 하는 2차 희생층을 형성하는 단계와; 상기 2차 희생층 위로 비정질 실리콘층과 금속층 및 블랙물질층을 순차적으로 형성하는 단계와; 상기 블랙 물질층 위로 제 1 두께를 갖는 제 1 포토레지스트 패턴을 상기 셔터가 형성될 부분에 대응하여 형성하고 동시에 상기 제 1 두께 보다 얇은 제 2 포토레지스트 패턴을 상기 엥커가 형성될 부분에 대응하여 형성하는 단계와; 상기 제 1 및 제 2 포토레지스트 패턴 외측으로 노출된 상기 블랙 물질층을 제거하는 단계와; 상기 블랙 물질층이 제거됨으로서 노출된 상기 금속층과 이의 하부의 하부에 위치하는 비정질 실리콘층에 대해 이방성의 건식식각을 진행함으로서 상기 제 2 희생층의 측면 및 상면에 존재하는 삼중층 구조의 셔터 및 엥커를 형성하고, 동시에 상기 제 2 희생층의 측면에만 존재하는 이중층 구조의 빔을 형성하는 단계와; 애싱을 진행하여 제 2 포토레지스트 패턴을 제거함으로서 상기 삼중층 구조의 엥커를 노출시키는 단계와; 노출된 상기 엥커의 최상부층인 블랙물질층을 제거하여 이중층 구조를 갖도록 하는 단계와; 스트립을 진행하여 삼중층 구조의 셔터를 노출시키는 단계와; 상기 2차 및 1차 희생층을 제거하는 단계를 포함한다. Meanwhile, the forming of the MEMS structure may include forming a first sacrificial layer having holes corresponding to each portion where the anchor is to be formed; Forming a second sacrificial layer on the first sacrificial layer, the second sacrificial layer being removed in correspondence with a portion where the beam and the shutter are to be formed and the hole; Sequentially forming an amorphous silicon layer, a metal layer, and a black material layer on the second sacrificial layer; A first photoresist pattern having a first thickness over the black material layer is formed corresponding to the portion where the shutter is to be formed, and a second photoresist pattern thinner than the first thickness is formed corresponding to the portion where the anchor is to be formed. Making a step; Removing the black material layer exposed to the outside of the first and second photoresist patterns; The black material layer is removed and anisotropic dry etching is performed on the exposed silicon layer and the amorphous silicon layer below the lower portion thereof, so that the shutter and the anchor of the triple layer structure present on the side and the upper surface of the second sacrificial layer. Forming a beam having a double layer structure present only on the side of the second sacrificial layer; Exposing the anchor of the triple layer structure by ashing to remove the second photoresist pattern; Removing the black material layer, the top layer of the exposed anchor, to have a double layer structure; Advancing the strip to expose the triple layer shutter; Removing the secondary and primary sacrificial layers.
또한, 상기 엥커 위로 선택적으로 보조패턴을 형성하는 단계를 더 포함한다. The method may further include selectively forming an auxiliary pattern over the anchor.
그리고 상기 MEMS 구조체를 형성하는 단계는, 상기 엥커가 형성될 각 부분에 대응하여 홀을 갖는 1차 희생층을 형성하는 단계와; 상기 1차 희생층 위로 상기 빔과 셔터가 형성될 부분 및 상기 홀에 대응하여 제거된 것을 특징으로 하는 2차 희생층을 형성하는 단계와; 상기 2차 희생층 위로 비정질 실리콘층과 금속층을 순차적으로 형성하는 단계와; 상기 블랙 물질층 위로 포토레지스트 패턴을 상기 셔터 및 엥커가 형성될 부분에 대응하여 형성하는 단계와; 상기 포토레지스트 패턴 외측으로 노출된 상기 금속층과 이의 하부의 하부에 위치하는 비정질 실리콘층에 대해 이방성의 건식식각을 진행함으로서 상기 제 2 희생층의 측면 및 상면에 존재하는 이중층 구조의 셔터 및 엥커를 형성하고, 동시에 상기 제 2 희생층의 측면에만 존재하는 이중층 구조의 빔을 형성하는 단계와; 스트립을 진행하여 상기 포토레지스트 패턴을 제거함으로서 상기 이중층 구조의 엥커와 빔 및 셔터를 노출시키는 단계와; 상기 2차 및 1차 희생층을 제거하는 단계를 포함한다. And forming the MEMS structure comprises: forming a primary sacrificial layer having holes corresponding to each portion where the anchor is to be formed; Forming a second sacrificial layer on the first sacrificial layer, the second sacrificial layer being removed in correspondence with a portion where the beam and the shutter are to be formed and the hole; Sequentially forming an amorphous silicon layer and a metal layer on the second sacrificial layer; Forming a photoresist pattern on the black material layer corresponding to the portion where the shutter and the anchor are to be formed; Anisotropic dry etching is performed on the metal layer exposed to the outside of the photoresist pattern and an amorphous silicon layer below the lower portion of the photoresist pattern to form a shutter and an anchor having a double layer structure on the side and top of the second sacrificial layer. And simultaneously forming a beam of a double layer structure present only on the side of the second sacrificial layer; Exposing the double layer structure anchors, beams and shutters by stripping to remove the photoresist pattern; Removing the secondary and primary sacrificial layers.
이때, 상기 셔터의 상부에 블랙층을 형성하는 단계를 포함한다.
In this case, forming a black layer on the shutter.
본 발명의 실시예에 따른 투명 유기전계 발광소자는 구동 및 제 1 스위칭 박막트랜지스터가 구비되는 제 1 기판에 광셔터와 이의 온/오프 동작을 위한 제 2 스위칭 박막트랜지스터가 빛의 투과와 차단을 선택적으로 하는 셔터가 구비됨으로써 별도의 스위칭 소자 및 이와 연결된 차광층을 포함하는 셔터기판을 필요로 하지 않으므로 경량박형의 투명 유기전계 발광소자를 실현시키는 효과를 갖는다.In the transparent organic light emitting device according to the embodiment of the present invention, a light switching and a second switching thin film transistor for on / off operation thereof select a transmission and blocking of light on a first substrate including a driving and a first switching thin film transistor. Since the shutter is provided, a shutter substrate including a separate switching element and a light shielding layer connected thereto is not required, thereby achieving a light-weight thin transparent organic light emitting diode.
나아가 셔터를 온/오프 동작을 위한 제 2 스위칭 박막트랜지스터가 유기전계 발광 다이오드와 구동을 위한 구동 박막트랜지스터가 구비되는 제 1 기판에 상기 구동 박막트랜지스터 형성 시 동시에 형성됨으로서 종래의 셔터기판이 부착된 투명 유기전계 발광소자 대비 제조 공정을 단순화하는 효과가 있다.Furthermore, the second switching thin film transistor for shutter on / off operation is formed on the first substrate including the organic light emitting diode and the driving thin film transistor for driving at the same time when the driving thin film transistor is formed. Compared to the organic light emitting device has an effect of simplifying the manufacturing process.
또한, 투명 유기전계 발광소자에 있어서 셔터 동작에 의해 선택적인 블랙 구현이 가능하므로 외부 시인성을 향상시켜 고품위의 표시품질을 제공하는 효과가 있다.In addition, in the transparent organic light emitting device, selective black can be implemented by a shutter operation, thereby improving external visibility, thereby providing high quality display quality.
도 1은 종래의 유기전계 발광 소자의 하나의 화소영역에 대한 개략적인 단면도.
도 2는 일반적인 투명 유기전계 발광소자의 하나의 화소영역을 간략히 도시한 평면도.
도 3은 셔터기판을 포함하는 종래의 투명 유기전계 발광소자에 대한 개략적인 단면도.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유기전계 발광소자를 포함하는 투명 표시장치의 하나의 화소영역에 대한 단면도.
도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유기전계 발광소자를 포함하는 투명 표시장치의 하나의 화소영역에 대한 개략적인 평면도로서 뱅크와 유기발광층만을 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유기전계 발광소자의 각 화소영역에 구비되는 MEMS 구조체만을 도시한 평면도.
도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 유기전계 발광소자를 포함하는 투명 표시장치의 하나의 화소영역에 대한 단면도.
도 8a 내지 도 8s는 도 6의 절단선 Ⅷ-Ⅷ를 따라 절단한 부분에 대한 제조 단계별 공정 단면도.
도 9a 내지 9s는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유기전계 발광소자의 하나의 화소영역 중 하나의 서브화소영역과 투과영역에 대한 제조 단계별 공정 단면도.1 is a schematic cross-sectional view of one pixel area of a conventional organic electroluminescent device.
2 is a plan view briefly illustrating one pixel area of a general transparent organic light emitting display device;
3 is a schematic cross-sectional view of a conventional transparent organic light emitting device including a shutter substrate.
4 is a cross-sectional view of one pixel area of a transparent display device including an organic light emitting display device according to a first exemplary embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a schematic plan view of one pixel area of a transparent display device including an organic light emitting diode according to a first exemplary embodiment of the present invention, and illustrates only the bank and the organic light emitting layer. FIG.
6 is a plan view showing only the MEMS structure provided in each pixel area of the organic light emitting diode according to the first embodiment of the present invention.
7 is a cross-sectional view of one pixel area of a transparent display device including an organic light emitting diode according to a second exemplary embodiment of the present invention.
8A to 8S are cross-sectional views of manufacturing steps for a portion cut along the cut line VIII-VIII in FIG. 6.
9A through 9S are cross-sectional views illustrating manufacturing steps of one subpixel region and a transmissive region of one pixel region of an organic light emitting diode according to a first exemplary embodiment of the present invention.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 투명 유기전계 발광소자의 하나의 화소영역 중 하나의 부화소영역과 투과영역에 대한 단면도이며, 도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유기전계 발광소자를 포함하는 투명 표시장치의 하나의 화소영역에 대한 개략적인 평면도로서 뱅크와 유기발광층만을 도시한 도면이며, 도 6은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유기전계 발광소자의 각 화소영역에 구비되는 MEMS 구조체만을 도시한 평면도이다. 이때, 각 화소영역은 적, 녹, 청색을 발광하는 제 1, 2, 3 서브화소영역과, 상기 서브화소영역과 이격하여 투과영역으로 정의한다.4 is a cross-sectional view of one subpixel region and a transmissive region of one pixel region of the transparent organic light emitting diode according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 5 is an organic field according to the first embodiment of the present invention. FIG. 6 is a schematic plan view of one pixel area of a transparent display device including a light emitting device, and illustrates only a bank and an organic light emitting layer. FIG. 6 is a cross-sectional view of each pixel area of an organic light emitting device according to a first embodiment of the present invention. It is a top view which shows only the MEMS structure provided. In this case, each pixel area is defined as a first, second, and third subpixel area emitting red, green, and blue light, and a transmission area spaced apart from the subpixel area.
도시한 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 투명 유기전계 발광소자(101)는, 스위칭 및 구동 박막트랜지스터(미도시, DTr)와 유기전계 발광 다이오드(E)와 이동 가능하며 차광부와 투과부로 이루어진 셔터(530) 및 이와 연결된 스위칭 소자(STr2)가 구비된 제 1 기판(110) 및 이와 대향하여 상기 유기전계 발광 다이오드(E)의 보호와 인캡슐레이션을 위한 제 2 기판(170)이 합착되어 패널 상태를 이루고 있다.As shown, the transparent organic
이때, 상기 제 2 기판(170)은 유연한 특성을 갖는 플라스틱으로 또는 유리기판으로 이루어져 상기 제 1 기판(110)과 이격하며 구비될 수도 있으며, 또는 상기 제 2 기판(170)은 점착층(미도시)을 포함하는 필름 형태로 상기 제 1 기판(110)의 최상층에 구비된 상기 제 2 전극(158)과 접촉하도록 구성될 수도 있다. In this case, the
또한, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 투명 유기전계 발광소자(101)는 상기 제 2 전극(158) 상부로 유기절연막(미도시) 또는 무기절연막(미도시)이 더욱 구비되어 상기 유기절연막(미도시) 또는 무기절연막(미도시)은 그 자체로 인캡슐레이션 막(미도시)으로 이용될 수 있으며, 이 경우 상기 제 2 기판(170)은 생략될 수 있다. In addition, in the transparent organic
한편, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 투명 유기전계 발광소자(101)에 있어 가장 중요한 구성요소인 제 1 기판(110)의 구성에 대해 설명한다.On the other hand, the configuration of the
본 발명의 제 1 실시예에 따른 투명 유기전계 발광소자(101)의 제 1 기판(110)에는 스위칭 소자(STr2)의 온/오프 동작에 의해 소정 거리를 이동하는 셔터(530)와 상기 셔터(530)의 이동거리를 조절하는 수단이 되며, 상기 스위칭 소자(STr2)와 전기적으로 연결된 적어도 하나를 포함하는 다수의 엥커(510)와, 상기 각 엥커(510)와 연결된 빔(520)로 이루어진 MEMS(micro electro mechanical systems) 구조체(501)가 구비되고 있다. 이때, 상기 셔터(530)는 차광부의 상부에 저반사 특성을 갖는 블랙층(530c)이 형성되고 있는 것이 특징이다. In the
그리고, 이러한 MEMS 구조체(501) 상부에는 버퍼층(113)이 형성되고 있으며, 이때, 상기 버퍼층(113)과 제 1 기판(110)의 표면 사이에는 상기 MEMS 구조체(501)의 일 구성요소인 셔터(530)가 이동할 수 있는 빈 공간이 구비되며, 상기 버퍼층(113)은 MEMS 구조체(501)의 엥커(510)에 의해 지지되고 있는 것이 특징이다. In addition, a
한편, 상기 버퍼층(113) 위로 서로 교차하여 각 서브화소영역(P1, P2, P3) 및 투과영역(TA)을 정의하는 게이트 및 데이터 배선(미도시)과, 이들 두 배선(미도시) 중 어느 하나의 배선과 나란하게 배치되는 전원배선(미도시)이 구비되고 있다. On the other hand, the gate and data lines (not shown) defining each of the sub-pixel areas P1, P2, and P3 and the transmissive area TA intersecting each other over the
이때, 상기 각 서브화소영역(P1, P2, P3)에는 상기 게이트 배선(미도시) 및 데이터 배선(미도시)과 연결된 스위칭 박막트랜지스터(미도시)가 형성되어 있으며, 나아가 상기 스위칭 박막트랜지스터(미도시)의 일 전극 및 상기 전원배선(미도시)과 연결되며 구동 박막트랜지스터(DTr)가 형성되고 있다. In this case, a switching thin film transistor (not shown) connected to the gate line (not shown) and the data line (not shown) is formed in each of the subpixel areas P1, P2, and P3, and further, the switching thin film transistor (not shown) is formed. And a driving thin film transistor DTr are connected to the one electrode and the power line (not shown).
상기 구동 박막트랜지스터(DTr)는, 게이트 전극(115)과, 게이트 절연막(118)과, 순수 비정질 실리콘의 액티브층(120a)과 불순물 비정질 실리콘의 오믹콘택층(120b)으로 구성된 반도체층(120)과, 서로 이격하는 소스 및 드레인 전극(133, 136)으로 구성되고 있다. The driving thin film transistor DTr includes a
이때, 도면에 나타내지 않았지만 상기 스위칭 박막트랜지스터(미도시) 또한 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)와 동일한 구조를 이루고 있다.In this case, although not shown in the figure, the switching thin film transistor (not shown) also has the same structure as the driving thin film transistor DTr.
그리고, 상기 버퍼층(113) 위로 상기 화소영역에는 상기 구동 또는 스위칭 박막트랜지스터(DTr, 미도시)와 동일한 구성을 갖는 스위칭 소자(STr2)가 구비되고 있다. In addition, a switching element STr2 having the same configuration as the driving or switching thin film transistor DTr (not shown) is provided in the pixel area over the
이때, 상기 스위칭 소자(STr2)는 상기 MEMS 구조체(501)에 관련되어 상기 MEMS 구조체(501)를 이루는 일 구성요소인 엥커(510)와 연결되어 상기 셔터(530)의 이동을 조절하는 구성요소가 되고 있다.In this case, the switching element STr2 is connected to the
이러한 스위칭 소자(STr2)는 실질적으로 상기 스위칭 박막트랜지스터(미도시)와 동일한 적층 구조를 갖는 박막트랜지스터가 되므로 이하 설명의 편의를 위해 상기 게이트 배선 및 데이터 배선과 연결된 스위칭 박막트랜지스터를 제 1 스위칭 박막트랜지스터(미도시), 그리고 상기 MEMS 구조체(501)와 연결된 스위칭 소자를 제 2 스위칭 박막트랜지스터(STr2)라 칭한다.Since the switching element STr2 becomes a thin film transistor having substantially the same stacked structure as the switching thin film transistor (not shown), the switching thin film transistor connected to the gate wiring and the data wiring is a first switching thin film transistor for convenience of description below. (Not shown), and the switching element connected to the
한편, 이러한 제 1 및 제 2 스위칭 박막트랜지스터(미도시, Str2) 및 구동 박막트랜지스터(DTr)는 도면에 있어서는 게이트 전극(115)과, 게이트 절연막(118)과, 순수 비정질 실리콘으로 이루어진 액티브층(120a)과 이의 상부로 서로 이격하며 불순물 비정질 실리콘으로 이루어진 오믹콘택층(120b)으로 구성된 반도체층(120)과, 서로 이격하는 소스 및 드레인 전극((133, 134), (136, 137))의 적층 구조를 갖는 것을 일례로 보이고 있지만, 이러한 제 1 및 제 2 스위칭 박막트랜지스터(미도시, Str2) 및 구동 박막트랜지스터(DTr)의 적층 구성은 다양하게 변형될 수 있다.On the other hand, the first and second switching thin film transistors (Str2) and the driving thin film transistor DTr in the drawing, the
즉, 상기 제 1 및 제 2 스위칭 박막트랜지스터(미도시, Str2) 및 구동 박막트랜지스터(DTr)는 각각 순수 폴리실리콘의 액티브층과 이의 양측에 불순물이 도핑된 폴리실리콘의 소스 및 드레인 영역으로 이루어진 반도체층과, 게이트 절연막과, 상기 액티브층과 중첩하여 형성된 게이트 전극과, 상기 소스 및 드레인 영역을 노출시키는 반도체 콘택홀을 갖는 층간절연막과, 상기 반도체층 콘택홀을 통해 각각 상기 소스 및 드레인 영역과 접촉하며 서로 이격하며 형성된 소스 및 드레인 전극의 적층 구조를 갖도록 구성될 수도 있으며, 나아가 상기 제 1 및 제 2 스위칭 박막트랜지스터(미도시, Str2) 및 구동 박막트랜지스터(DTr)는 각각 게이트 전극과, 게이트 절연막과, 산화물 반도체층과, 에치스토퍼와, 상기 에치스토퍼 상에서 서로 이격하며 각각 상기 산화물 반도체층과 접촉하는 소스 및 드레인 전극의 적층 구조를 갖도록 구성될 수도 있다. That is, each of the first and second switching thin film transistors (Str2) and the driving thin film transistor DTr is a semiconductor including an active layer of pure polysilicon and source and drain regions of polysilicon doped with impurities on both sides thereof. An interlayer insulating film having a layer, a gate insulating film, a gate electrode formed to overlap the active layer, a semiconductor contact hole exposing the source and drain regions, and contacting the source and drain regions through the semiconductor layer contact hole, respectively. The first and second switching thin film transistors (Str2) and the driving thin film transistor DTr may each include a gate electrode and a gate insulating film. And the oxide semiconductor layer, the etch stopper, and the oxide spaced apart from each other on the etch stopper, respectively. So as to have a laminated structure of the source and drain electrodes in contact with the conductive layer may be configured.
다음, 상기 제 1 스위칭 및 구동 박막트랜지스터(미도시, DTr)와 상기 제 2 스위칭 박막트랜지스터(Str2) 상부로 보호층(140)이 상기 제 1 기판(110) 전면에 대응하여 형성되어 있다.Next, a
그리고 상기 보호층(140) 위로 평탄화층(145)이 표시영역 전면에 형성되고 있다. 이때, 상기 평탄화층(145)과 상기 보호층(140)에는 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)의 드레인 전극(136)을 노출시키는 드레인 콘택홀(143)이 구비되고 있다. The
또한, 상기 평탄화층(145) 위로 상기 드레인 콘택홀(143)을 통해 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)의 드레인 전극(136)과 접촉하며 각 부화소영역(P1, P2, P3)별로 제 1 전극(150)이 형성되어 있다.In addition, the
그리고, 상기 제 1 전극(150)과 상기 평탄화층(150) 위로 상기 각 부화소영역(P1, P2, P3) 및 투과영역(TA)의 경계에 대응하여 상기 제 1 전극(150)의 테두리와 소정폭 중첩하며 뱅크(153)가 형성되어 있다. 이러한 뱅크(153)는 상기 각 부화소영역(P1, P2, P3)에 있어서는 상기 제 1 전극(150)의 중앙부를 노출시키는 형태를 이룬다. An edge of the
또한, 상기 뱅크(153)로 둘러싸인 각 서브화소영역(P1, P2, P3)별로 상기 제 1 전극(150) 위로 적, 녹, 청색을 발광하는 유기 발광층(155)이 형성되어 있다. In addition, an
이때, 도면에 나타내지 않았지만, 상기 서브화소영역(P1, P2, P3)은 적, 녹, 청색을 발광하는 3개의 서브화소영역(P1, P2, P3)과 더불어 추가적으로 화이트를 발광하는 서브화소영역(미도시)이 더욱 구비되어 적, 녹, 청 및 화이트를 발광하는 4개의 서브화소영역(P1, P2, P3, 미도시)으로 구성될 수도 있다. Although not shown in the drawing, the sub-pixel areas P1, P2, and P3 include three sub-pixel areas P1, P2, and P3 that emit red, green, and blue colors, and additionally emit sub-pixel areas that emit white light. Not shown) may be further comprised of four sub-pixel areas (P1, P2, P3, not shown) for emitting red, green, blue, and white.
그리고, 상기 유기 발광층(155) 상부에는 상기 표시영역(AA) 전면에 제 2 전극(158)이 형성되어 있다. The
이때, 상기 각 부화소영역(P1, P2, P3)에 순차 적층 구비된 상기 제 1 전극(150)과 유기 발광층(155)과 상기 제 2 전극(158)은 유기전계 발광 다이오드(E)를 이룬다.In this case, the
한편, 각 화소영역(P)에 구비된 투과영역(TA)은 제 1 전극(150)과 유기 발광층(155)이 형성되지 않으므로, 항상 배면으로부터 나온 빛을 투과시키는 역할을 함으로써 투명한 상태의 표시소자를 이루게 하는 역할을 하는 구성요소가 된다. On the other hand, since the
이러한 구성을 갖는 상기 제 1 기판(110)과 대향하며 접착층(미도시)을 개재하거나 또는 테두리를 따라 씰패턴(미도시)이 구비되어 투명한 재질인 유리 또는 플라스틱으로 이루어진 제 2 기판(170)이 부착됨으로서 본 발명의 제 1 실시예에 따른 투명 유기전계 발광소자(S1)를 이루고 있다.The
이때, 상기 제 2 기판(170)은 앞서 언급하였듯이 상기 제 1 기판(110)의 상기 제 2 전극(158) 상부로 유기절연막(미도시) 또는 무기절연막(미도시)이 더욱 구비되어 상기 유기절연막(미도시) 또는 무기절연막(미도시)은 그 자체로 인캡슐레이션 막(미도시)으로 이용될 수 있으며, 이러한 경우 상기 제 2 기판(170)은 생략될 수 있다. In this case, as described above, the
한편, 이러한 구성을 갖는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유기전계 발광소자(101)는 하나의 각 화소영역(P)이 하나의 투과영역(TA)과 3개의 서브화소영역(P1, P2, P3)으로 이루어지며, 각 화소영역(P) 내에서 상기 3개의 서브화소영역(P1, P2, P3)은 상기 게이트 배선(미도시)이 연장하는 제 1 방향으로 이웃하여 배치되고 있으며, 이러한 3개의 서브화소영역(P1, P2, P3)과 상기 투과영역(TA)은 상기 데이터 배선(미도시)이 연장하는 제 2 방향으로 이웃하여 배치되고 있다.On the other hand, in the organic
이때, 상기 MEMS 구조체(501)는 상기 셔터(530)가 위치하는 부분은 상기 셔터(530)의 차광부 상부에는 블랙층(531)이 구비됨으로서 빛의 투과를 차단하는 역할을 하며, 상기 셔터(530)의 투과부가 위치하는 부분은 배면으로부터 입사된 빛이 투과하는 역할을 하게 된다. In this case, the
이러한 투광부와 차단부를 갖는 셔터(530)를 구비한 상기 MEMS 구조체(501)는 각 화소영역(P) 내에서 빔(520)과 이와 연결된 엥커(510)의 스프링 작용에 의해 상기 차광부의 위치를 이동시킬 수 있으며, 상기 차광부를 이루는 상기 셔터(530)는 상기 MEMS 구조체(501)와 연결된 제 2 스위칭 박막트랜지스터의 온, 오프 동작에 의해 각 화소영역 내에서 부화소영역이 위치하는 영역에 대응하여 위치할 수도 있으며, 또는 투과영역에 위치할 수도 있다.The
조금 더 상세히 상기 MEMS 구조체(501)의 구조 및 동작에 대해 설명한다. The structure and operation of the
상기 MEMS 구조체(501)는, 평면적으로 각 화소영역(P) 내의 서로 마주하는 양단 더욱 정확히는 서브화소영역(P1, P2, P3)과 투과영역(TA)이 배치되는 방향 즉 제 2 방향으로 위치하는 화소영역(P)의 양단에 각각 3개의 이격하는 제 1, 2, 3 엥커(510a, 510b, 510c)가 구비되며, 이들 제 1, 2, 3 엥커(510a, 510b, 510c)와 연결되는 제 1 내지 4 빔(520a, 520b, 520c, 520d)과, 이들 빔(520a, 520b, 520c, 520d) 중 제 3 및 제 4 빔(520c, 520d)의 일 끝단과 연결된 셔터(530)부로 구성되고 있다. The
상기 제 1, 2, 3 엥커(510a, 510b, 510c) 중 중앙에 위치하는 상기 제 2 엥커(510b)와 각각 그 일 끝단이 접촉하며 상기 제 2 엥커(510b)를 기준으로 대칭적으로 둔각을 이루며 제 1 및 제 2 빔(520a, 520b)이 위치하고, 상기 제 1 및 제 3 엥커(510a, 510c)와 그 일끝단이 각각 연결되며 상기 제 2 엥커(510b)를 기준으로 대칭적인 구조를 이루는 제 3 빔과 제 4 빔(520c, 520d)이 위치하며, 이들 제 3 및 제 4 빔(520c, 520d)의 타 끝단은 상기 셔터(530)와 연결된 구성을 이루고 있다.One end of each of the first, second, and
그리고, 상기 제 1 빔(520a)과 제 3 빔(520c), 상기 제 2 빔(520b)과 제 4 빔(520d)은 서로 마주하는 형태로 이격하고 있으며, 이들 서로 마주하도록 위치하는 제 1 빔(520a) 및 3 빔(520c)과, 제 2 빔(520b) 및 제 4 빔(520d)은 비록 그 끝단이 직접 연결되지 않지만 마치 활과 같은 형태를 이루는 것이 특징이다.The
즉, 상기 제 1 빔(520a)과 제 3 빔(520c)은 상기 제 1 빔(520a)의 타끝단에서 제 2 엥커(510b)와 연결된 일끝단으로 갈수록 상기 제 3 빔(520c)과의 이격거리가 점진적으로 증가하는 형태를 이루며, 상기 제 2 빔(520b)과 제 4 빔(520d)은 상기 제 2 빔(520b)의 타끝단에서 제 2 엥커(510b)와 연결된 일 끝단으로 갈수록 상기 제 4 빔(520d)과의 이격거리가 점진적으로 증가하는 형태를 이루는 것이 특징이다.That is, the
이러한 MEMS 구조체(501)의 빔(520)의 구조적 특징에 의해 상기 엥커(510)를 통해 소정의 전압이 인가되면 상기 서로 마주하는 제 1 빔(520a)과 제 3 빔(520c), 제 2 빔(520b)과 제 4 빔(5204)의 정전기력과 이들 빔의 스프링 작용에 의해 상기 셔터(530)를 이동시키게 된다.Due to the structural characteristics of the
이때, 상기 제 1, 2, 3 엥커(510a, 510b, 510c)는 상기 빔(520a, 520b, 520c, 520d)들의 일끝단과 연결되어 상기 빔(520a, 520b, 520c, 520d)의 일끝단을 고정시키는 역할을 하는 동시에 이와 연결된 빔(520a, 520b, 520c, 520d)에 소정의 전압을 인가하기 위한 매개체 역할을 하는 것이다. In this case, the first, second, and
각 화소영역(P) 내에서 서로 마주하는 양단에 각각 구비된 한 쌍의 제 1, 2, 3 엥커(510a, 510b, 510c) 중 어느 일 단에 구비된 제 1 및 제 2 엥커(510a, 510b) 또는 제 3 및 제 2 엥커(510c, 510b)에 서로 다른 상태를 갖는 즉 양 및 음 전압을 걸어주면, 상기 제 1 빔과 제 3 빔(520a, 520c) 간 또는 제 2 빔(520b)과 제 4 빔(520d) 간에는 서로 다른 상태의 전하가 모이게 되며 따라서 이들 서로 마주하는 빔((520a, 520c), (520b, 520d))간에 인력이 발생되어 이들 서로 마주하는 빔((520a, 520c), (520b, 520d))간의 이격간격을 줄어들게 함으로서 상기 셔터(530)는 전압인 인가된 제 1, 2, 3 엥커(510a, 510b, 510c)가 위치하는 단측으로 이동하게 된다.First and
이 경우, 타 단에 위치하는 서로 마주하는 빔((520a, 520c), (520b, 520d)) 간의 이격거리는 증가하게 된다.In this case, the separation distance between the beams (520a, 520c, 520b, 520d) facing each other located at the other end is increased.
이때, 상기 일 단의 엥커(510)에 지속적으로 전압이 인가되면 화소영역(P) 내에서 일 단측으로 셔터(530)가 이동한 상태를 그대로 유지하게 되지만, 화소영역(P)의 일 단에 위치하는 엥커(510)에 인가되는 전압을 차단하게 되면 상기 타 단의 이격거리가 증가된 빔들에 의해 스프링 복원력에 의해 상기 셔터(530)는 디폴트 위치로 복원하게 된다. At this time, if a voltage is continuously applied to the
따라서, 이러한 MEMS 구조체(501)의 동작에 의해 상기 셔터(530)가 각 화소영역(P) 내에서 투과영역(TA)에 위치하는 경우, 그 배면으로부터 입사되는 빛을 차단하게 됨으로서 유기전계 발광 다이오드(E)를 구동하는 경우 블랙휘도 특성을 향상시킴으로서 외부 시인성이 우수한 투명 유기전계 발광소자(101)를 이루게 된다.Accordingly, when the
또한, 상기 셔터(530)가 각 화소영역(P) 내에서 3개의 서브화소영역(P1, P2, P3)에 대응하여 위치하는 경우 투과영역(TA)을 통해서 배면으로부터 빛이 투과되며 유기전계 발광 다이오드(E)를 구동하지 않음으로서 투명 유기전계 발광소자(101)는 마치 반투과상태의 벽과 같은 역할을 하는 반투과상태의 구조체를 이루도록 할 수 있다.In addition, when the
나아가 상기 셔터(530)가 각 화소영역(P) 내에서 3개의 서브화소영역(P1, P2, P3)에 대응하여 위치하는 경우 투과영역(TA)을 통해서 그 배면으로부터 빛이 투과되며, 이때 유기전계 발광 다이오드(E)를 구동하게 되면 상기 투명 유기전계 발광소자(101)는 배면의 이미지가 보여지는 반투과 상태의 투명 유기전계 발광소자(101)로서의 역할을 하게 될 수도 있다.
In addition, when the
한편, 전술한 구성을 갖는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 투명 유기전계 발광소자(101)의 경우, 상기 셔터(530)를 포함하는 MEMS 구조체(501)가 제 1 기판(110)의 최하부층에 형성된 것을 일례로 보이고 있지만, 이러한 MEMS 구조체(501)의 위치는 제 1 기판 상에서 변경될 수 있다.
Meanwhile, in the transparent organic
<제 2 실시예>Second Embodiment
즉, 본 발명의 제 2 실시예로서 도 7(본 발명의 제 2 실시예에 따른 유기전계 발광소자를 포함하는 투명 표시장치의 하나의 화소영역에 대한 단면도)에 도시한 바와같이, 상기 MEMS 구조체(501)는 제 1 기판(210) 상에 구동 및 제 1 스위칭 박막트랜지스터(DTr, 미도시)와 제 2 스위칭 박막트랜지스터(STr2)가 우선적으로 형성되며, 이의 상부로 형성된 제 1 평탄화층(245)과 버퍼층(274) 사이의 영역에 형성될 수도 있다.That is, as shown in FIG. 7 (cross-sectional view of one pixel area of a transparent display device including an organic light emitting device according to a second embodiment of the present invention) as a second embodiment of the present invention, the MEMS structure In
즉, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 투명 유기전계 발광소자(201) 상기 제 1 기판(210) 상에 서로 교차하여 서로 교차하여 각 서브화소영역(P1, 미도시) 및 투과영역(TA)을 정의하는 게이트 및 데이터 배선(미도시)과, 이들 두 배선(미도시) 중 어느 하나의 배선과 나란하게 배치되는 전원배선(미도시)이 구비되고 있다. That is, the transparent organic
이때, 상기 각 서브화소영역(P1, 미도시)에는 상기 게이트 배선(미도시) 및 데이터 배선(미도시)과 연결되며 제 1 스위칭 박막트랜지스터(미도시)가 형성되어 있으며, 나아가 상기 제 1 스위칭 박막트랜지스터(미도시)의 일 전극 및 상기 전원배선(미도시)과 연결되며 구동 박막트랜지스터(DTr)가 형성되고 있다. In this case, each of the sub-pixel regions P1 (not shown) is connected to the gate line (not shown) and the data line (not shown), and a first switching thin film transistor (not shown) is formed, further, the first switching. A driving thin film transistor DTr is connected to one electrode of the thin film transistor (not shown) and the power line (not shown).
그리고 상기 각 화소영역(P) 내의 투과영역(TA)에는 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)와 동일한 구성을 갖는 제 2 스위칭 박막트랜지스터(STr2)가 구비되고 있다.A second switching thin film transistor STr2 having the same configuration as that of the driving thin film transistor DTr is provided in the transmission area TA in each pixel area P.
이러한 제 1, 2 스위칭 박막트랜지스터(미도시, STr2)와 구동 박막트랜지스터(DTr) 위로 보호층(240)이 상기 제 1 기판(210) 전면에 형성되어 있다.A
그리고 상기 보호층(240) 위로 표시영역에는 제 1 평탄화층(245)이 구비되고 있으며, 상기 제 1 평탄화층(245) 상부로 각 화소영역(P)에 대응하여 엥커(510)와 이와 연결된 빔(미도시) 및 상기 빔(미도시)과 연결된 셔터(530)로 구성되는 MEMS 구조체(501)가 형성되어 있다.A
다음, 상기 MEMS 구조체(501) 상부에는 버퍼층(247)이 형성되어 있으며, 이때 상기 버퍼층(247)은 상기 MEMS 구조체(501)의 일 구성요소인 엥커(510)에 의해 지지되고 있으며, 따라서 상기 MEMS 구조체가 구비된 상기 제 1 평탄화층(245)과 상기 버퍼층(247) 사이에는 빈 공간이 형성되고 있다. Next, a
상기 버퍼층(247) 위로 표시영역 전면에 제 2 평탄화층(248)이 구비되고 있으며, 상기 제 2 평탄화층(248) 위로 각 서브화소영역(P1, 미도시)에는 각 구동 박막트랜지스터(DTr)의 드레인 전극(236)과 연결되는 제 1 전극(250)이 형성되어 있다. The
그리고, 상기 각 서브화소영역(P1, 미도시) 및 투과영역(TA)의 경계에는 상기 제 2 평탄화층(248)과 더불어 상기 제 1 전극(250)의 가장자리의 소정폭과 중첩하며 뱅크(253)가 형성되어 있으며, 상기 뱅크(253)로 둘러싸인 각 서브화소영역(P1, 미도시)에는 유기 발광층(255)이 구비되고 있다.In addition, the
또한, 상기 유기 발광층(255) 위로 표시영역 전면에 제 2 전극(258)이 형성되고 있다. 이때, 상기 각 서브화소영역(P1, 미도시)에 순차 적층된 제 1 전극(250)과 유기 발광층(255)과 제 2 전극(258)은 유기전계 발광 다이오드(E)를 이룬다.In addition, a
그리고, 이러한 구성을 갖는 제 1 기판(210)과 대향하며 제 2 기판(270)이 구비되고 있다. 이때, 상기 제 2 기판(270)은 생략될 수 있으며, 생략되는 경우 상기 제 2 전극(258)을 덮으며 인캡슐레이션 막(미도시)이 구비된다.The
이러한 구성을 갖는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 투명 유기전계 발광소자(201) 또한 상기 MEMS 구조체(501)의 동작에 의해 제 1 실시예에 따른 투명 유기전계 발광소자(도 4의 101)와 동일한 효과를 구현하게 된다.
The transparent
<제 1 실시예에 따른 제조 방법><Production Method According to First Embodiment>
이후에는 전술한 구성을 갖는 본 발명에 따른 투명 유기전계 발광소자의 제조 방법에 대해 설명한다. 이때, 제 1 실시예와 제 2 실시예에 따른 투명 유기전계 발광소자의 제조방법은 제 1 기판 상에 우선적으로 MEMS 구조체(501)를 형성한 후 박막트랜지스터 및 유기전계 발광 다이오드를 형성하느냐, 아니면 박막트랜지스터 등의 소자를 우선적으로 형성한 후 MEMS 구조체(501)를 형성하고, 유기전계 발광 다이오드를 형성하느냐 만을 달리하며 이들 각 구성요소를 형성하는 방법은 동일하므로 제 1 실시예에 따른 투명 유기전계 발광소자의 제조 방법을 위주로 하고 제 2 실시예에 따른 제조 방법은 제 1 실시예와 차별점이 있는 부분만을 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing a transparent organic light emitting device according to the present invention having the above-described configuration will be described. In this case, in the method of manufacturing the transparent organic light emitting diode according to the first and second embodiments, the
도 8a 내지 도 8s는 도 6의 절단선 Ⅸ-Ⅸ를 따라 절단한 부분에 대한 제조 단계별 공정 단면도이며, 도 9a 내지 9s는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유기전계 발광소자의 하나의 화소영역 중 하나의 서브화소영역과 투과영역에 대한 제조 단계별 공정 단면도이다. 이때, 도 9a 내지 9s에 있어서는 MEMS 구조체 중 셔터와 엥커만을 도시하였으며, 별도로 각 도면에 상기 셔터와 엥커가 형성되는 부분을 확대한 확대도를 도시하였다. 8A through 8S are cross-sectional views illustrating manufacturing steps taken along the cut line VIII-VIII of FIG. 6, and FIGS. 9A through 9S illustrate one pixel region of an organic light emitting diode according to a first exemplary embodiment of the present invention. Process cross-sectional view of one subpixel region and one transmission region. 9A to 9S, only the shutter and the anchor are shown in the MEMS structure, and an enlarged view in which the shutter and the anchor are formed is enlarged in each of the drawings.
우선, 도 8a 및 도 9a에 도시한 바와같이, 투명한 절연재질로 이루어진 제 1 기판 상에 유기 또는 무기 절연물질을 도포 또는 증착함으로서 1차 희생층(310)을 형성한다.First, as shown in FIGS. 8A and 9A, the first
이후, 상기 1차 희생층(310)에 대해 마스크 공정을 진행하거나, 또는 부분적으로 레이저를 빔을 조사하여 각 화소영역(P) 별로 기둥형태의 엥커(도 9의 510)가 형성될 부분에 대해 제거함으로서 상기 제 1 기판(110) 표면을 노출시키는 다수의 홀(hl1)을 형성한다.Subsequently, a mask process is performed on the first
다음, 도 8b 및 도 9b에 도시한 바와같이, 상기 다수의 홀(hl1)이 구비된 상기 1차 희생층(310) 위로 상기 제 1 기판(110) 전면에 유기 또는 무기 절연물질을 도포 또는 증착함으로서 2차 희생층(320)을 형성하고, 상기 2차 희생층(320)에 대해 마스크 공정을 진행하여 패터닝함으로서 각 화소영역(P) 내에 빔(도 9의 520)과 셔터(530)가 형성되어야 할 부분을 제거하여 상기 1차 희생층(310)이 노출되도록 하고, 동시에 상기 1차 희생층(310)에 구비된 홀(hl1)에 대응하는 부분 또한 제거함으로서 상기 1차 희생층(310)에 구비된 홀(hl1)이 상기 2차 희생층(320)에도 연장되어 상기 제 1 기판(110) 면을 노출시키도록 한다. Next, as shown in FIGS. 8B and 9B, an organic or inorganic insulating material is applied or deposited on the entire surface of the
다음, 도 8c 및 도 9c에 도시한 바와같이, 상기 2차 희생층(320) 위로 비정질 실리콘을 증착하여 비정질 실리콘층(330)을 형성하고, 연속하여 상기 비정질 실리콘층(330) 위로 건식식각이 가능한 금속물질 예를들면 알루미늄(Al), 알루미늄합금(AlNd), 몰리브덴(Mo), 몰리브덴 합금(MoTi) 중 어느 하나를 증착함으로서 상기 제 1 기판(110) 전면에 제 1 금속층(335)을 형성한다. Next, as shown in FIGS. 8C and 9C, amorphous silicon is deposited on the secondary
이때, 상기 비정질 실리콘층(330)과 제 1 금속층(335)은 상기 제 1 및 제 2 희생층(310, 320)이 제거된 부분에 대해서도 끊김없이 형성된 상태를 이루게 된다.In this case, the
그리고, 나아가 상기 제 1 금속층(335) 위로 상기 제 1 기판(110) 전면에 블랙레진을 도포하거나 또는 산화크롬을 증착함으로서 저반사 특성을 갖는 블랙물질층(340)을 형성한다. Further, a
이후, 상기 블랙물질층(340) 위로 포토레지스트를 도포하여 포토레지스트층(미도시)을 형성하고 이에 대해 빛의 투과부과 차단부 및 반투과부를 갖는 노광 마스크(미도시)를 이용하여 하프톤 노광 또는 회절노광을 실시함으로서 제 1 두께를 갖는 제 1 포토레지스트 패턴(391)과, 상기 제 1 두께 보다 얇은 제 2 두께를 갖는 제 2 포토레지스트 패턴(392)을 형성한다.Subsequently, a photoresist is formed on the
이때, 상기 제 1 포토레지스트 패턴(391)은 각 화소영역(P) 내에 셔터(530)가 형성될 부분에 대응하여 형성하고, 상기 제 2 포토레지스트 패턴(392)은 엥커(510)가 형성될 부분 즉, 상기 홀(hl1)이 형성된 부분에 대응하여 형성한다. In this case, the
다음, 도 8d 및 도 9d에 도시한 바와같이, 상기 제 1 및 제 2 포토레지스트 패턴(391, 392) 외부로 노출된 상기 블랙물질층(도 8c 및 9c 340)을 식각을 진행하여 제거함으로서 상기 제 1 금속층(335)을 노출시킨다.Next, as illustrated in FIGS. 8D and 9D, the black material layers (FIGS. 8C and 9C 340) exposed to the outside of the first and
다음, 도 8e 및 도 9e에 도시한 바와같이, 상기 블랙물질층(도 8c 및 9c의 340)이 제거됨으로서 상기 제 1 및 제 2 포토레지스트 패턴(391, 392) 외측으로 노출된 상기 제 1 금속층(도 8c 및 9c의 335)과 이의 하부에 위치하는 비정질 실리콘층(도 8c 및 9c의 330)에 대해 이방성 특성 더욱 정확히는 상기 제 1 기판(110) 면에 수직한 방향으로만 주로 식각이 진행되고 수평한 방향으로는 거의 식각이 진행되지 않는 특성을 갖는 이방성의 건식식각을 진행함으로서 상기 2차 희생층(320) 상면 및 1차 희생층(310)의 상면에 위치하는 상기 제 1 금속층(도 8c 및 9c의 335) 및 비정질 실리콘층(도 8c 및 9c의 330)을 모두 제거한다. Next, as shown in FIGS. 8E and 9E, the
이러한 진행에 의해 현 상태에서는 상기 비정질 실리콘 패턴(331)과 제 1 금속패턴(336) 및 블랙층(341)의 삼중층 구조를 갖는 셔터(530)와 엥커(510)를 형성하고, 동시에 이방성 건식식각 진행 특성상 제거되지 않고 상기 2차 희생층(320)의 측면에 남게되는 비정질 실리콘패턴(331) 및 제 1 금속패턴(336)의 이중층 구조를 갖는 빔(520)을 형성한다. In this state, the
다음, 도 8f 및 도 9f에 도시한 바와같이, 상기 삼중층 구조의 셔터(530)와 엥커(510) 및 이중층 구조의 빔(520)이 형성된 제 1 기판(110)에 대해 애싱(asing)을 진행함으로서 상기 제 2 두께를 갖는 제 2 포토레지스트 패턴(도 8e 및 9e의 392)을 제거함으로서 상기 삼중층 구조의 엥커(510)를 노출시킨다.Next, as shown in FIGS. 8F and 9F, ashing is performed on the
이때, 상기 애싱(asing) 진행에 의해 상기 제 1 포토레지스트 패턴(391) 또한 그 두께가 줄어들게 되지만 여전히 상기 셔터(530) 상에 남아있게 된다.At this time, the thickness of the
다음, 도 8g 및 도 9g에 도시한 바와같이, 상기 제 2 포토레지스트 패턴(도 8f 및 9f의 392)이 제거됨으로 노출된 상기 삼중층 구조의 엥커(510)에 대해 식각을 진행하여 상기 엥커(510)의 상부층인 블랙층(도 9f의 341)을 제거함으로서 비정질 실리콘 패턴(331) 및 금속패턴(336)의 이중층 구조를 갖는 엥커(510)를 이루도록 한다.Next, as shown in FIGS. 8G and 9G, the
이때, 상기 셔터(530) 상부에는 상기 제 1 포토레지스트 패턴(391)이 남아있으므로 상기 셔터(530)는 비정질 실리콘으로 이루어진 하부층(530a)과 금속물질로 이루어진 중간층(530b) 및 블랙물질로 이루어진 상부층(530c)의 삼중층 구조를 유지하게 된다.In this case, since the
다음, 도 8h 및 도 9h에 도시한 바와같이, 스트립(strip)을 진행하여 상기 제 1 포토레지스트 패턴(도 8g 및 9g의 391)을 제거함으로서 상기 삼중층 구조의 셔터(530)를 노출시킨다.Next, as shown in FIGS. 8H and 9H, a strip is performed to remove the
다음, 도 8i 및 도 9i에 도시한 바와같이, 상기 삼중층 구조의 셔터(530)와 이중층 구조의 엥커(510) 및 빔(520)이 형성된 상태의 제 1 기판(110)에 대해 상기 1차 및 2차 희생층(도 8h 및 9h의 310, 320)과만 반응하여 이를 용해시키는 식각액을 이용하여 상기 1차 및 2차 희생층(도 8h 및 9h의 310, 320)을 제거함으로서 상기 제 1 기판(110) 상에 삼중층 구조를 갖는 셔터(530)와 이중층 구조를 갖는 빔(520) 및 엥커(510)만이 남아 있도록 함으로서 상기 제 1 기판(110) 상의 각 화소영역(P)에 삼중층 구조를 갖는 셔터(530)와 이중층 구조를 갖는 빔 및 엥커(510)로 구성되는 MEMS 구조체(501)를 이루도록 한다.Next, as shown in FIGS. 8I and 9I, the
이러한 MEMS 구조체(501)는 그 평면 구조는 도 6을 통해 상세히 설명하였으므로 구체적인 형태 및 동작에 대해서는 설명을 생략한다.Since the planar structure of the
한편, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 제조 방법에 의해서는 셔터(530)의 최상층이 블랙층(530c)이 되도록 하기 위해 회절노광 또는 하프톤 노광을 포함하는 1회의 마스크 공정을 진행하여 상기 셔터(530)와 빔(520) 및 엥커(510)를 형성한 것을 일례로 보이고 있지만, 일반적인 노광 공정을 포함하는 마스크 공정을 진행하여 비정질 실리콘 물질 및 금속물질로 이루어진 이중층 구조를 갖는 셔터와 빔 및 엥커를 형성한 후, 상기 셔터 상부에 대해서는 블랙층을 형성하는 방법으로 진행될 수도 있다.On the other hand, according to the manufacturing method according to the first embodiment of the present invention, in order to make the uppermost layer of the
이때, 상기 셔터의 상부에만 선택적으로 블랙층을 형성하는 것은 1회의 마스크 공정을 진행하여 형성할 수도 있으며, 또는 잉크젯 장치를 이용하여 상기 셔터에 대해서만 선택적으로 블랙물질을 코팅하고 이에 대해 열처리를 실시하여 코팅된 블랙물질을 경화시키는 방법을 통해 형성할 수도 있다.In this case, selectively forming the black layer only on the upper part of the shutter may be formed by performing a single mask process, or selectively coating the black material only on the shutter using an inkjet apparatus and performing heat treatment on the shutter. It may be formed by a method of curing the coated black material.
다음, 도 8j 및 도 9j에 도시한 바와같이, 상기 각 엥커(510)에 대응하여 이의 상부에 도전성 물질로 보조패턴(512)을 더욱 형성함으로서 상기 제 1 기판(110)면을 기준으로 상기 각 셔터(530)의 최상층을 이루는 블랙층(530c)의 표면보다 상기 엥커(510)의 최상층이 더 높은 위치에 위치하도록 한다. Next, as shown in FIGS. 8J and 9J, an
이는 상기 셔터(530)가 상기 빔간의 정전기력과 스프링 복원력 등의 작용에 의해 원활하게 움직이도록 하기 위함이다. This is to allow the
이러한 엥커(510)의 상부에 보조패턴을 형성하는 단계는 이전 단계에서 상기 셔터(530)와 엥커(510)의 두께를 달리 형성하여 상기 엥커(510)가 상기 셔터(530)보다 더 두꺼운 두께를 갖도록 형성하는 경우 생략해도 무방하다. In the forming of the auxiliary pattern on the top of the
다음, 도 8k 및 도 9k에 도시한 바와같이, 상기 블랙층(530c)을 포함하는 셔터(530)와, 빔(520) 및 엥커(510) 위로 상기 제 1 기판(110) 전면에 식각액에 의해 용해가 가능한 유기물질을 도포하여 상기 엥커(510)와 빔(520) 및 셔터(530) 사이의 이격영역을 채우며 상기 엥커(510)의 최상부에 위치하는 상면과 일치하는 제 1 유기막(350)을 형성한다.Next, as illustrated in FIGS. 8K and 9K, an etchant is disposed on the front surface of the
그리고 연속하여 상기 제 1 유기막(350) 위로 무기절연물질을 증착함으로서 버퍼층(113)을 형성하고, 상기 버퍼층(113)을 패터닝함으로서 각 서브화소영역(P1, 미도시)과 투과영역(TA)에 각각 대응하여 적어도 하나 이상의 배수홀(hl2)을 형성하고, 상기 다수의 배수홀(hl2) 중 일부의 배수홀(hl2)은 각 화소영역(P)에 형성된 다수의 엥커(510) 중 적어도 하나 이상의 엥커(510)에 대응하여 형성됨으로서 상기 배수홀(hl2)을 통해 엥커(510)의 상면이 노출되도록 한다.Subsequently, a
다음, 도 8l 및 도 9l에 도시한 바와같이, 상기 다수의 홀(hl2)을 갖는 버퍼층(113)이 형성된 상기 제 1 기판(110)을 상기 제 1 유기막(도 8k 및 9k의 350)을 용해시키는 식각액에 노출시켜 상기 제 1 유기막(도 8k 및 9k의 350)을 용해시킨 후 상기 홀(hl2)을 통해 상기 제 1 기판(110)의 외부로 배출시킴으로서 상기 버퍼층(113)과 제 1 기판(110) 표면 사이에 빈 공간을 형성한다.Next, as shown in FIGS. 8L and 9L, the
이렇게 버퍼층(113)과 제 1 기판(110) 표면에 빈 공간이 형성됨으로서 상기 MEMS 구조체(501)의 일 구성요소인 셔터(530)가 이동할 수 있는 환경이 조성되는 것이다.As such, an empty space is formed on the surface of the
이때, 상기 버퍼층(113)은 각 화소영역(P)별로 복수개(6개) 형성되는 상기 엥커(510)에 의해 지지되고 있으므로 비록 빈 공간이 형성된다 하더라도 문제되지 않는다.In this case, the
다음, 도 8m 및 도 9m에 도시한 바와같이, 상기 버퍼층(113) 위로 일반적인 유기전계 발광소자의 주요 구성요소인 서로 교차하는 게이트 및 데이터 배선(미도시)과, 이들 두 배선(미도시) 중 어느 하나의 배선과 나란하게 배치되는 전원배선(미도시)을 형성하고, 나아가 각 서브화소영역(P1, 미도시)에 상기 게이트 배선(미도시) 및 데이터 배선(미도시)과 연결되며 게이트 전극(115)과 게이트 절연막(118)과 반도체층(120)과 서로 이격하는 소스 및 드레인 전극(133, 136)을 구성요소로 하는 구동 박막트랜지스터(DTr)와, 이와 동일한 적층 구성을 갖는 제 1 스위칭 박막트랜지스터(미도시)를 형성하고, 동시에 상기 화소영역(P)에 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)와 동일한 적층 구성을 갖는 제 2 스위칭 박막트랜지스터(STr2)를 형성한다.Next, as shown in FIGS. 8M and 9M, gate and data wires (not shown) that cross each other, which are main components of a general organic light emitting diode, are disposed on the
이러한 제 1 및 제 2 스위칭 박막트랜지스터(미도시, STr2)와 구동 박막트랜지스터(DTr)는 그 적층 구성이 다양하게 변형될 수 있으며, 그 적층 구성에 의해 제조 방법 또한 다양하게 변형될 수 있다.The stacking configuration of the first and second switching thin film transistors STr2 and the driving thin film transistor DTr may be variously modified, and the manufacturing method may be variously modified by the stacked configuration.
이러한 게이트 및 데이터 배선(미도시)과, 전원배선(미도시) 및 제 1 및 제 2 스위칭 박막트랜지스터(미도시, STr2)와 구동 박막트랜지스터(DTR)를 형성하는 방법은 일반적인 유기전계 발광소자의 스위칭 및 구동 박막트랜지스터의 제조 방법과 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.The gate and data lines (not shown), the power lines (not shown), and the method of forming the first and second switching thin film transistors (STr2) and the driving thin film transistor (DTR) are conventional organic EL devices. Since the same method as the method of manufacturing a switching and driving thin film transistor, a detailed description thereof will be omitted.
다만, 일반적인 유기전계 발광소자의 스위칭 및 구동 박막트랜지스터의 제조 방법 대비 차이가 있는 것은, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 투명 유기전계 발광소자(101)의 제조 방법에 있어서는 각 화소영역(P)에 제 2 스위칭 박막트랜지스터(STr2)가 더 구비되고 있다는 점과, 이러한 제 2 스위칭 박막트랜지스터(STr2)의 일 전극 일례로 드레인 전극(137)은 상기 각 화소영역(P)에 구비된 다수의 엥커(510) 중 버퍼층(113)에 구비된 홀(hl2)을 통해 노출된 엥커(510)와 전기적으로 연결되도록 형성하는 것이다.However, there is a difference in the method of manufacturing the switching and driving thin film transistor of the general organic light emitting diode, the pixel region (P) in the method of manufacturing the transparent organic
일례로 상기 제 2 스위칭 박막트랜지스터(STr2)가 상기 버퍼층(113) 위로 게이트 전극(115)과, 게이트 절연막(118)과, 순수 및 불순물 비정질 실리콘의 이중층 구조를 갖는 반도체층(120)과, 서로 이격하는 소스 및 드레인 전극(134, 137)의 구성을 갖는 경우, 상기 게이트 절연막(148)에는 상기 엥커(510)를 노출시키는 홀(hl2)에 대응하여 이를 상기 게이트 절연막(148)까지 연장시키는 형태의 콘택홀(ch)이 구비되며, 상기 제 2 스위칭 박막트랜지스터(STr2)의 드레인 전극(137)은 상기 콘택홀(ch)을 통해 상기 엥커(510)와 접촉하는 구성을 이루도록 상기 제 2 스위칭 박막트랜지스터(STr2) 및 게이트 절연막(118)을 형성하는 것이 바람직하다. For example, the second switching thin film transistor STr2 is disposed on the
다음, 도 8n 및 도 9n에 도시한 바와같이, 상기 제 1 및 제 2 스위칭 박막트랜지스터(미도시, STr2)와 구동 박막트랜지스터(DTr) 위로 무기절연물질을 상기 제 1 기판(110) 전면에 증착하여 보호층(140)을 형성한다.Next, as shown in FIGS. 8N and 9N, an inorganic insulating material is deposited on the
그리고 연속하여 상기 보호층(140) 위로 유기물질 예를들면 포토아크릴을 도포하여 상기 표시영역에 평탄한 표면을 갖는 평탄화층(145)을 형성하고, 상기 평탄화층(145) 및 상기 보호층(140)에 대해 마스크 공정을 진행하여 패터닝함으로서 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)의 드레인 전극(136)을 노출시키는 드레인 콘택홀(143)을 형성한다. Subsequently, an organic material, for example, photoacryl, is applied on the
다음, 도 8o 및 도 9o에 도시한 바와같이, 상기 평탄화층(145) 위로 일함수 값이 비교적 높은 투명 도전성 물질인 인듐-틴-옥사이드(ITO)를 증착하고 이를 마스크 공정을 진행하여 패터닝함으로서 상기 각 서브화소영역(P1, 미도시)별로 판 형태를 가지며 상기 드레인 콘택홀(143)을 통해 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)의 드레인 전극(136)과 접촉하는 제 1 전극(150)을 형성한다.Next, as shown in FIGS. 8O and 9O, the indium tin oxide (ITO), which is a transparent conductive material having a relatively high work function value, is deposited on the
다음, 도 8p 및 도 9p에 도시한 바와같이, 상기 제 1 전극(150) 위로 유기물질 바람직하게는 감광성 특성과 더불어 소수성 특성을 갖는 고분자 물질 예를들면 불소(F)가 함유된 폴리이미드(poly imide), 스티렌(styrene), 메틸마사크릴레이트(methyl mathacrylate), 폴리테트라플로우틸렌(polytetrafluoroethylene) 중 어느 하나 또는 둘 이상이 혼합된 물질을 코팅하여 유기 물질층(미도시)을 형성하고, 이를 마스크 공정을 진행하여 패터닝함으로서 각 서브화소영역(P1, 미도시)과 투과영역(TA)의 경계에 대응하여 상기 각 서브화소영역(P1, 미도시)에 구비된 제 1 전극(150)의 가자자리 부분의 소정폭과 중첩하도록 뱅크(153)를 형성한다.Next, as shown in FIGS. 8P and 9P, a polyimide containing an organic material, such as fluorine (F), having a hydrophobic property in addition to an organic material, preferably a photosensitive property, is formed on the
이후, 도 8q 및 도 9q에 도시한 바와같이, 상기 뱅크(153)로 둘러싸인 각 서브화소영역(P1, 미도시)에 대응하여 잉크젯 장치 또는 노즐 코팅장치를 이용하여 액상의 유기 발광 물질을 분사 또는 드롭핑 함으로서 상기 각 서브화소영역(P1, 미도시) 내의 상기 제 1 전극(150) 상부에 유기 발광층(155)을 형성한다.Subsequently, as illustrated in FIGS. 8Q and 9Q, the liquid organic light emitting material may be sprayed or sprayed using an inkjet apparatus or a nozzle coating apparatus corresponding to each subpixel region P1 (not shown) surrounded by the
한편, 도면에 있어서는 상기 제 1 전극(150) 위로 각 서브화소영역(P1, 미도시)에 단일층 구조를 갖는 유기 발광층(155)만이 형성된 것을 일례로 보이고 있지만, 상기 유기 발광층(155)이 다중층으로 이루어질 수도 있다. Meanwhile, in the drawing, it is shown that only one organic
즉, 이 경우, 상기 다중층 구조를 갖는 유기 발광층(155)은 상기 단일층의 유기 발광층(155)을 형성한 동일한 방법을 진행함으로서 상기 유기 발광층(155)의 하부 또는 상부에 보조층으로 정공주입층(hole injection layer)(미도시), 정공수송층(hole transporting layer)(미도시), 전자수송층(electron transporting layer)(미도시) 및 전자주입층(electron injection layer)(미도시) 중 어느 하나 이상을 선택적으로 더욱 형성함으로서 구성할 수 있다. That is, in this case, the organic
다음, 도 8r 및 도 9r에 도시한 바와같이, 상기 유기 발광층(155) 위로 일함수 값이 비교적 낮은 금속물질 예를들면 알루미늄(Al), 알루미늄 합금(AlNd), 은(Ag), 마그네슘(Mg), 금(Au), 알루미늄마그네슘 합금(AlMg) 중 어느 하나 또는 둘 이상을 혼합하여 진공의 분위기에서 열증착을 진행함으로서 표시영역 전면에 빛을 투과시킬 수 있는 정도의 두께 예를들면 10 내지 200Å 정도의 두께를 갖는 제 2 전극(158)을 형성한다. Next, as illustrated in FIGS. 8R and 9R, metal materials having a relatively low work function value, for example, aluminum (Al), aluminum alloy (AlNd), silver (Ag), and magnesium (Mg) may be formed on the organic
이러한 열 증착에 의해 형성되는 제 2 전극(158)의 경우 상기 유기 발광층(155)을 포함하여 상기 뱅크(153)의 상면 및 측면까지 표시영역 전면에 끊김없이 연결된 상태로 형성되는 것이 특징이다. In the case of the
이때, 각 화소영역(P) 내에 순차 적층된 상기 제 1 전극(150)과 유기 발광층(155)과 제 2 전극(158)은 유기전계 발광 다이오드(E)를 이룬다.In this case, the
다음, 도 8s 및 도 9s에 도시한 바와같이, 상기 제 1 기판(110)과 대응하여 상기 유기발광 다이오드(E)의 인캡슐레이션을 위해 투명한 절연재질로 이루어진 제 2 기판(170)을 대향하여 위치시키고, 상기 제 1 기판(110)과 제 2 기판(170)의 사이에는 투명하며 접착 특성을 갖는 프릿(Frit), 유기절연물질, 고분자 물질 중 어느 하나로 이루어진 페이스 씰(미도시)을 상기 제 1 기판(110)의 전면에 코팅한 상태에서 상기 제 1 기판(110)과 제 2 기판(170)을 합착하거나, 또는 진공 혹은 불활성 가스 분위기에서 상기 제 1 기판(110)의 가장자리를 따라 씰패턴(미도시)을 형성한 후 상기 제 1 및 제 2 기판(110, 170)을 합착함으로서 본 발명의 제 1 실시예에 따른 투명 유기전계 발광소자(101)를 완성한다.Next, as shown in FIGS. 8S and 9S, the
한편, 상기 제 1 기판(110)의 상기 제 2 전극(158) 위로 무기절연물질 또는 유기절연물질을 증착 또는 도포하거나, 또는 점착층(미도시)을 재개하여 필름(미도시)을 부착함으로써 인캡슐레이션 막(미도시)으로 이용할 경우, 상기 제 2 기판(170)은 생략될 수 있다. On the other hand, by depositing or coating an inorganic insulating material or an organic insulating material on the
전술한 제조 방법에 의해 제조되는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 투명 유기전계 발광소자(101)는 차광층(도 3의 97)을 구비한 별도의 셔터기판(도 3의 95)을 필요로 하지 않으므로 경량 박형의 효과를 가지며, 셔터(530)의 스위칭을 위한 구성요소인 제 2 스위칭 박막트랜지스터(STr2)를 유기전계 발광소자의 스위칭 및 구동을 위한 제 1 스위칭 및 구동 박막트랜지스터(미도시, DRe) 형성 시 동시에 형성함으로서 차광층(도 3의 97)을 구비한 별도의 셔터기판(도 3의 95)을 부착한 종래의 투명 유기전계 발광소자(도 2의 90) 대비 제조 방법을 단순화화는 효과를 갖는다.
The transparent organic
<제 2 실시예에 따른 제조 방법><Manufacturing Method According to Second Embodiment>
본 발명의 제 2 실시예에 따른 투명 유기전계 발광소자의 제조 방법은 도 7을 참조하며, 제 1 실시예 대비 차별점이 있는 부분을 위주로 설명한다.A method of manufacturing a transparent organic light emitting diode according to a second exemplary embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 7, focusing on portions having a difference from that of the first exemplary embodiment.
우선, 투명하며 절연 특성을 갖는 제 1 기판(210) 상에 우선적으로 서로 교차하여 서브화소영역(P1, 미도시) 및 투과영역(TA)을 정의하는 게이트 및 데이터 배선(미도시)과, 이들 두 배선(미도시) 중 어느 하나의 배선과 나란한 전원배선(미도시)을 형성하고, 상기 각 서부화소영역(P1, 미도시)에 제 1 스위칭 박막트랜지스터(미도시) 및 구동 박막트랜지스터(DTr)를 형성하며, 각 화소영역(P)에 제 2 스위칭 박막트랜지스터(STr2)를 형성한다.First, a gate and data line (not shown) defining a sub-pixel area (P1, not shown) and a transmissive area (TA) on the
그리고, 상기 제 1 및 2 스위칭 박막트랜지스터(미도시, STr2) 및 구동 박막트랜지스터(DTr) 위로 무기절연물질을 증착하여 보호층(140)을 형성하고, 연속하여 상기 보호층(240) 위로 유기물질을 도포하며 제 1 평탄화층(245)을 형성한다.In addition, an inorganic insulating material is deposited on the first and second switching thin film transistors (STr2) and the driving thin film transistor (DTr) to form a
이후, 상기 제 1 평탄화층(245)과 보호층(240)을 패터닝하여 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)의 드레인 전극(236)을 노출시키는 제 1 드레인 콘택홀(dch1)과 상기 제 2 스위칭 박막트랜지스터(STr2)의 드레인 전극(237)을 노출시키는 제 2 드레인 콘택홀(dch2)을 형성한다.Subsequently, the
다음, 상기 제 1 및 제 2 드레인 콘택홀(dch1, dch2)을 갖는 상기 제 1 평탄화층(245) 위로 제 1 실시예에서 제시한 동일한 방법을 진행하여 각 화소영역(P) 별로 MEMS 구조체(501)를 형성한다.Next, the same method as described in the first embodiment is performed on the
이때, MEMS 구조체(501)의 일 구성요소인 엥커(510) 중 적어도 하나의 엥커(510)는 상기 제 2 드레인 콘택홀(dch2)을 통해 상기 제 2 스위칭 박막트랜지스터(STr2)의 드레인 전극(237)과 접촉하는 구성을 이루도록 형성하는 것이 특징이며, 제 2 실시예에 따른 투명 유기전계 발광소자의 경우, 상기 제 1 드레인 콘택홀(dch1)에 대응해서도 상기 엥커(510)와 동일한 구성을 갖는 연결패턴(600)을 형성하는 것이 또 다른 특징이다. In this case, at least one of the
다음, 이렇게 각 화소영역(P) 별로 MEMS 구조체(501)와 연결패턴(600)을 형성한 이후에는 상기 MEMS 구조체(501) 상부로 제 1 실시예와 동일한 방법을 진행하여 상기 엥커(510)에 의해 지지되며, 상기 연결패턴(600)의 상면을 노출시키는 제 1 콘택홀(ch1)을 갖는 버퍼층(247)을 형성한다. Next, after the
이때, 상기 버퍼층(247)과 이의 하부에 위치하는 제 1 평탄화층(245) 사이에는 유기물질이 용해되어 제거되어 빈공간이 형성됨으로서 상기 MEMS 구조체(501)의 셔터(530)가 이동 가능한 구성을 이루게 된다.In this case, the organic material is dissolved and removed between the
다음, 상기 버퍼층(247) 위로 평탄한 표면을 갖는 제 2 평탄화층(248)을 형성한다. 이때 상기 제 2 평탄화층(248)은 상기 제 1 콘택홀(ch1)이 연장됨으로서 상기 연결패턴(600)을 노출시키는 구성을 이루도록 형성하는 것이 특징이다.Next, a
이후, 상기 제 2 평탄화층(248) 상부로 각 서브화소영역(P1, 미도시)과 투과영역(TA)의 경계에 대응하여 뱅크(253)를 형성하고, 상기 뱅크(253)로 둘러싸인 상기 각 서브화소영역(P1, 미도시)에 대응하여 제 1 전극(250) 상부로 유기 발광층(255)을 형성하고, 연속하여 상기 유기 발광층(255) 상부로 표시영역 전면에 제 2 전극(258)을 형성함으로서 본 발명의 제 2 실시예에 따른 제 1 기판(210)을 완성한다. Subsequently, a
다음, 이러한 구성을 갖는 제 1 기판(210)에 대응하여 제 2 기판(270)을 합착하거나, 또는 인캡슐레이션 막을 구비함으로서 본 발명의 제 2 실시예에 따른 투명 유기전계 발광소자(201)를 완성할 수 있다.
Next, the
본 발명은 전술한 실시예 및 변형예로 한정되지 않고, 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 한도내에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다. The present invention is not limited to the above-described embodiments and modifications, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
101 : 투명 유기전계 발광소자
110 : 제 1 기판
113 : 버퍼층
115 : 게이트 전극
118 : 게이트 절연막
120 : 반도체층
133, 134 : 소스 전극
136, 137 : 드레인 전극
140 : 보호층
143 : 드레인 콘택홀
150 : 제 1 전극
155 : 유기 발광층
158 : 제 2 전극
170 : 제 2 기판
501 : MEMS 구조체
510 : 엥커
530 : 셔터
DTr : 구동 박막트랜지스터
E : 유기전계 발광 다이오드
P : 화소영역
P1 : 서브화소영역
STr2 : 제 2 스위칭 박막트랜지스터
TA : 투과영역101: transparent organic light emitting device
110: first substrate
113: buffer layer
115: gate electrode
118: gate insulating film
120: semiconductor layer
133, 134: source electrode
136, 137: drain electrode
140: protective layer
143: drain contact hole
150: first electrode
155: organic light emitting layer
158: second electrode
170: second substrate
501 MEMS structure
510: anchor
530: Shutter
DTr: Driving Thin Film Transistor
E: organic light emitting diode
P: pixel area
P1: Sub pixel area
STr2: second switching thin film transistor
TA: transmission area
Claims (21)
상기 제 1 기판의 상기 각 화소영역에 구비되며 다수의 엥커와 상기 다수의 각 엥커와 연결된 빔과 상기 빔과 연결된 셔터로 이루어진 MEMS(micro electro mechanical systems) 구조체와;
상기 제 1 기판 상의 상기 각 서브화소영역에 구비된 유기전계 발광 다이오드를 포함하며,
상기 셔터는 상기 제 1 기판의 배면으로부터 입사되는 빛을 차단하는 역할을 하며, 상기 각 화소영역 내에서 상기 투과영역과 다수의 서브화소영역 간을 선택적으로 이동하고,
상기 셔터가 서브화소영역에 위치할 때, 상기 제 1 기판의 배면으로부터 입사되는 빛을 상기 투과영역 전면에서 투과시키며,
상기 유기전계 발광 다이오드는 상기 MEMS 구조체 상부에 형성되고,
상기 MEMS 구조체는 상기 제 1 기판의 표면과 직접 접촉하며 형성되며, 상기 MEMS 구조체와 상기 유기전계 발광 다이오드 사이에는 상기 각 서브화소영역 별로 제 1 스위칭 박막트랜지스터와 상기 유기전계 발광 다이오드와 연결된 구동 박막트랜지스터가 구비되며, 상기 화소영역별로 상기 MEMS 구조체의 일 구성요소인 엥커와 연결된 제 2 스위칭 박막트랜지스터가 구비된 투명 유기전계 발광소자.
A first substrate in which a plurality of pixel regions including a plurality of subpixel regions and transmission regions are defined;
A micro electro mechanical systems (MEMS) structure provided in each pixel area of the first substrate and including a plurality of anchors, beams connected to each of the plurality of anchors, and shutters connected to the beams;
An organic light emitting diode provided in each of the subpixel regions on the first substrate,
The shutter serves to block light incident from the rear surface of the first substrate, and selectively moves between the transmission area and the plurality of subpixel areas within each pixel area.
When the shutter is positioned in the sub-pixel region, light incident from the rear surface of the first substrate is transmitted at the front of the transmission region,
The organic light emitting diode is formed on the MEMS structure,
The MEMS structure is formed in direct contact with the surface of the first substrate, and between the MEMS structure and the organic light emitting diode, a first switching thin film transistor and a driving thin film transistor connected to the organic light emitting diode for each subpixel region. And a second switching thin film transistor connected to an anchor, which is a component of the MEMS structure, for each pixel region.
상기 제 1 및 제 2 스위칭 박막트랜지스터 및 구동 박막트랜지스터와 상기 MEMS 구조체 사이에는 버퍼층이 구비되며, 상기 버퍼층과 상기 제 1 기판의 표면에는 빈 공간이 구비되며, 상기 버퍼층은 상기 MEMS 구조체의 일 구성요소인 상기 엥커에 의해 지지되는 것이 특징인 투명 유기전계 발광소자.
The method of claim 1,
A buffer layer is provided between the first and second switching thin film transistors and the driving thin film transistor and the MEMS structure, an empty space is provided on the surface of the buffer layer and the first substrate, and the buffer layer is a component of the MEMS structure. Transparent organic electroluminescent device, characterized in that supported by the anchor.
상기 버퍼층에는 상기 엥커를 노출시키는 제 1 홀이 구비되며, 상기 제 2 스위칭 박막트랜지스터의 일전극은 상기 제 1 홀을 통해 상기 엥커와 접촉하는 투명 유기전계 발광소자.
The method of claim 4, wherein
The buffer layer is provided with a first hole for exposing the anchor, one electrode of the second switching thin film transistor is in contact with the anchor through the first hole transparent organic light emitting device.
상기 제 1 기판의 상기 각 화소영역에 구비되며 다수의 엥커와 상기 다수의 각 엥커와 연결된 빔과 상기 빔과 연결된 셔터로 이루어진 MEMS(micro electro mechanical systems) 구조체와;
상기 제 1 기판 상의 상기 각 서브화소영역에 구비된 유기전계 발광 다이오드를 포함하며,
상기 셔터는 상기 제 1 기판의 배면으로부터 입사되는 빛을 차단하는 역할을 하며, 상기 각 화소영역 내에서 상기 투과영역과 다수의 서브화소영역 간을 선택적으로 이동하고,
상기 셔터가 서브화소영역에 위치할 때, 상기 제 1 기판의 배면으로부터 입사되는 빛을 상기 투과영역 전면에서 투과시키며,
상기 유기전계 발광 다이오드는 상기 MEMS 구조체 상부에 형성되고,
상기 제 1 기판 상의 상기 각 서브화소영역에는 제 1 스위칭 박막트랜지스터와 상기 유기전계 발광 다이오드와 연결된 구동 박막트랜지스터가 구비되며, 상기 화소영역별로 상기 MEMS 구조체의 일 엥커와 연결된 제 2 스위칭 박막트랜지스터가 구비되며, 상기 MEMS 구조체는 상기 제 1 및 제 2 스위칭 박막트랜지스터 및 구동 박막트랜지스터 상부에 위치하는 것이 특징인 투명 유기전계 발광소자.
A first substrate in which a plurality of pixel regions including a plurality of subpixel regions and transmission regions are defined;
A micro electro mechanical systems (MEMS) structure provided in each pixel area of the first substrate and including a plurality of anchors, beams connected to each of the plurality of anchors, and shutters connected to the beams;
An organic light emitting diode provided in each of the subpixel regions on the first substrate,
The shutter serves to block light incident from the rear surface of the first substrate, and selectively moves between the transmission area and the plurality of subpixel areas in each pixel area.
When the shutter is positioned in the sub-pixel region, light incident from the rear surface of the first substrate is transmitted at the front of the transmission region,
The organic light emitting diode is formed on the MEMS structure,
Each subpixel area on the first substrate includes a first switching thin film transistor and a driving thin film transistor connected to the organic light emitting diode, and a second switching thin film transistor connected to one anchor of the MEMS structure for each pixel area. And the MEMS structure is disposed above the first and second switching thin film transistors and the driving thin film transistor.
상기 제 1 및 제 2 스위칭 박막트랜지스터 및 구동 박막트랜지스터와 상기 MEMS 구조체 사이에는 제 1 평탄화층이 구비되며, 상기 MEMS 구조체 상부에는 버퍼층과 제 2 평탄화층이 구비되며, 상기 버퍼층과 상기 제 1 평탄화층 사이에는 빈 공간이 구비되며, 상기 버퍼층은 상기 MEMS 구조체의 일 구성요소인 상기 엥커에 의해 지지되는 것이 특징인 투명 유기전계 발광소자.
The method of claim 6,
A first planarization layer is provided between the first and second switching thin film transistors and the driving thin film transistor and the MEMS structure, and a buffer layer and a second planarization layer are provided on the MEMS structure, and the buffer layer and the first planarization layer are provided. An empty space is provided therebetween, and the buffer layer is supported by the anchor as one component of the MEMS structure.
상기 각 화소영역에 구비된 다수의 엥커 중 적어도 하나의 엥커는 상기 제 1 평탄화층에 구비된 제 1 콘택홀을 통해 상기 제 2 스위칭 박막트랜지스터의 일 전극과 접촉하는 투명 유기전계 발광소자.
The method of claim 7, wherein
The at least one anchor of the plurality of anchors provided in the pixel area is in contact with one electrode of the second switching thin film transistor through a first contact hole provided in the first planarization layer.
상기 유기전계 발광 다이오드는 상기 제 2 평탄화층 상부에 형성되며, 상기 구동 박막트랜지스터의 드레인 전극에 대응하여 이와 접촉하며 상기 엥커를 이루는 동일한 층에 동일한 물질로 이루어진 연결패턴이 구비되며, 상기 버퍼층과 제 2 평탄화층에는 상기 연결패턴을 노출시키는 제 2 콘택홀이 구비되며, 상기 유기전계 발광 다이오드의 제 1 전극은 상기 제 2 콘택홀을 통해 상기 연결패턴과 접촉하는 것이 특징인 투명 유기전계 발광소자.
The method of claim 8,
The organic light emitting diode is formed on the second planarization layer, and a connection pattern made of the same material is provided on the same layer forming the anchor in contact with the drain electrode of the driving thin film transistor. 2. The planarization layer is provided with a second contact hole exposing the connection pattern, wherein the first electrode of the organic light emitting diode is in contact with the connection pattern through the second contact hole.
상기 셔터의 최 상부에는 블랙층이 형성된 것이 특징인 투명 유기전계 발광소자.
The method according to claim 1 or 6,
Transparent organic light emitting device, characterized in that the black layer is formed on the top of the shutter.
상기 각 MEMS 구조체는,
상기 각 화소영역 내에서 서로 마주하는 양단에 대칭적으로 구성된 제 1, 2, 3 엥커와;
상기 각 제 2 엥커와 연결되며 대칭적인 구조를 이루며 형성된 제 1 및 제 2 빔과, 상기 각 제 1 엥커와 연결된 제 3 빔과, 상기 각 제 3 엥커와 연결된 제 4 빔과;
상기 제 3 빔 및 제 4 빔의 일끝단과 연결된 셔터를 포함하며,
상기 화소영역의 양단에 구비된 상기 제 1 빔과 제 3 빔은 서로 이격하여 마주하도록 위치하며, 상기 제 2 빔과 제 4 빔은 서로 이격하여 마주하도록 위치한 것이 특징인 투명 유기전계 발광소자.
The method according to claim 1 or 6,
Each MEMS structure is
First, second, and third anchors symmetrically configured at both ends facing each other in the pixel area;
First and second beams connected to each of the second anchors in a symmetrical structure, a third beam connected to each of the first anchors, and a fourth beam connected to each of the third anchors;
A shutter connected to one end of the third beam and the fourth beam,
The first and third beams provided at both ends of the pixel area are spaced apart from each other to face each other, and the second and fourth beams are spaced apart from each other to face each other.
상기 MEMS 구조체 위로 각 서브화소영역 별로 제 1 스위칭 박막트랜지스터와 유기전계 발광 다이오드와 연결된 구동 박막트랜지스터와, 상기 화소영역별로 상기 MEMS 구조체의 엥커와 연결된 제 2 스위칭 박막트랜지스터를 형성하는 단계와;
상기 제 1 및 제 2 스위칭 박막트랜지스터와 구동 박막트랜지스터 위로 상기 각 서브화소영역에 유기전계 발광 다이오드를 형성하는 단계
를 포함하는 투명 유기전계 발광소자의 제조 방법.
A micro electro mechanical system including a plurality of anchors, beams connected to the anchors, and shutters connected to the beams in the pixel areas on the first substrate, each pixel area including a plurality of sub-pixel areas and transmissive areas defined therein; ) Forming a structure;
Forming a driving thin film transistor connected to a first switching thin film transistor and an organic light emitting diode for each subpixel region over the MEMS structure, and a second switching thin film transistor connected to an anchor of the MEMS structure for each pixel region;
Forming an organic light emitting diode in each of the subpixel regions over the first and second switching thin film transistors and a driving thin film transistor;
Method for producing a transparent organic light emitting device comprising a.
상기 제 1, 2 스위칭 박막트랜지스터와 구동 박막트랜지스터를 형성하기 이전에 상기 MEMS 구조체 위로 상기 엥커에 의해 지지되는 버퍼층을 형성하고, 상기 버퍼층과 제 1 기판 표면 사이에 빈 공간을 형성하는 단계를 포함하는 투명 유기전계 발광소자의 제조 방법.
The method of claim 12,
Forming a buffer layer supported by the anchor over the MEMS structure prior to forming the first and second switching thin film transistors and a driving thin film transistor, and forming an empty space between the buffer layer and the first substrate surface. Method for manufacturing a transparent organic light emitting device.
상기 MEMS 구조체 위로 상기 엥커에 의해 지지되는 버퍼층을 형성하고, 상기 버퍼층과 제 1 기판 표면 사이에 빈 공간을 형성을 형성하는 단계는,
상기 MEMS 구조체 위로 유기물질층을 형성하는 단계와;
상기 유기물질층 위로 상기 버퍼층을 형성하고, 상기 버퍼층에 상기 유기물질층을 노출시키는 용해홀을 형성하는 단계와;
상기 용해홀을 통해 상기 유기물질층을 상기 유기물질층을 용해시키는 식각액에 노출시켜 용해시키고 용해된 상기 유기물질층을 제거함으로서 상기 제 1 기판 표면과 버퍼층 사이에 빈 공간을 형성하는 단계
를 포함하는 투명 유기전계 발광소자의 제조 방법.
The method of claim 13,
Forming a buffer layer supported by the anchor over the MEMS structure, and forming a void space between the buffer layer and the first substrate surface,
Forming an organic material layer over the MEMS structure;
Forming a buffer layer over the organic material layer, and forming a melting hole exposing the organic material layer in the buffer layer;
Forming an empty space between the surface of the first substrate and the buffer layer by exposing the organic material layer to an etchant that dissolves the organic material layer through the melting hole and removing the dissolved organic material layer.
Method for producing a transparent organic light emitting device comprising a.
상기 제 1 및 제 2 스위칭 박막트랜지스터와 구동 박막트랜지스터 위로 각 화소영역에 상기 제 2 스위칭 박막트랜지스터의 일 전극과 연결되며, 다수의 엥커와 상기 다수의 엥커와 연결된 다수의 빔과 상기 빔과 연결된 셔터로 이루어 MEMS(micro electro mechanical systems) 구조체를 형성하는 단계와;
상기 MEMS 구조체 위로 상기 각 서브화소영역에 상기 구동 박막트랜지스터의 일 전극과 연결된 유기전계 발광 다이오드를 형성하는 단계
를 포함하는 투명 유기전계 발광소자의 제조 방법.
Each pixel region including a plurality of subpixel regions and a transmissive region forms a first switching thin film transistor and a driving thin film transistor for each subpixel region on a first defined substrate, and at the same time, a second switching thin film transistor for each pixel region. Forming a;
Shutters connected to the plurality of anchors, the plurality of beams connected to the plurality of anchors, and the plurality of anchors connected to one electrode of the second switching thin film transistor on each pixel area over the first and second switching thin film transistors and the driving thin film transistors. Forming a micro electro mechanical systems (MEMS) structure;
Forming an organic light emitting diode connected to one electrode of the driving thin film transistor in each of the subpixel regions over the MEMS structure;
Method for producing a transparent organic light emitting device comprising a.
상기 MEMS 구조체를 형성하기 이전에 제 1, 2 스위칭 박막트랜지스터와 구동 박막트랜지스터 위로 제 1 평탄화층을 형성하는 단계를 포함하며,
상기 유기전계 발광 다이오드를 형성하기 이전에 상기 MEMS 구조체 위로 상기 엥커에 의해 지지되는 버퍼층을 형성하고 상기 버퍼층과 상기 제 1 평탄화층 사이에 빈 공간을 형성을 형성하는 단계와, 상기 버퍼층 위로 제 2 평탄화층을 형성하는 단계를 포함하는 투명 유기전계 발광소자의 제조 방법.
The method of claim 15,
Forming a first planarization layer over the first and second switching thin film transistors and the driving thin film transistor prior to forming the MEMS structure;
Forming a buffer layer supported by the anchor over the MEMS structure and forming an empty space between the buffer layer and the first planarization layer prior to forming the organic light emitting diode, and second planarization over the buffer layer Method of manufacturing a transparent organic light emitting device comprising the step of forming a layer.
상기 유기전계 발광 다이오드를 형성하기 이전에 상기 MEMS 구조체 위로 상기 엥커에 의해 지지되는 버퍼층을 형성하고 상기 버퍼층과 상기 제 1 평탄화층 사이에 빈 공간을 형성을 형성하는 단계는,
상기 MEMS 구조체 위로 유기물질층을 형성하는 단계와;
상기 유기물질층 위로 상기 버퍼층을 형성하고, 상기 버퍼층에 상기 유기물질층을 노출시키는 용해홀을 형성하는 단계와;
상기 용해홀을 통해 상기 유기물질층을 상기 유기물질층을 용해시키는 식각액에 노출시켜 용해시키고 용해된 상기 유기물질층을 제거함으로서 상기 제 1 평탄화층과 버퍼층 사이에 빈 공간을 형성하는 단계
를 포함하는 투명 유기전계 발광소자의 제조 방법.
The method of claim 16,
Before forming the organic light emitting diode, forming a buffer layer supported by the anchor over the MEMS structure and forming an empty space between the buffer layer and the first planarization layer,
Forming an organic material layer over the MEMS structure;
Forming a buffer layer over the organic material layer, and forming a melting hole exposing the organic material layer in the buffer layer;
Forming an empty space between the first planarization layer and the buffer layer by dissolving the organic material layer through an melting hole in an etchant dissolving the organic material layer and removing the dissolved organic material layer.
Method for producing a transparent organic light emitting device comprising a.
상기 MEMS 구조체를 형성하는 단계는,
상기 엥커가 형성될 각 부분에 대응하여 홀을 갖는 1차 희생층을 형성하는 단계와;
상기 1차 희생층 위로 상기 빔과 셔터가 형성될 부분 및 상기 홀에 대응하여 제거된 것을 특징으로 하는 2차 희생층을 형성하는 단계와;
상기 2차 희생층 위로 비정질 실리콘층과 금속층 및 블랙물질층을 순차적으로 형성하는 단계와;
상기 블랙 물질층 위로 제 1 두께를 갖는 제 1 포토레지스트 패턴을 상기 셔터가 형성될 부분에 대응하여 형성하고 동시에 상기 제 1 두께 보다 얇은 제 2 포토레지스트 패턴을 상기 엥커가 형성될 부분에 대응하여 형성하는 단계와;
상기 제 1 및 제 2 포토레지스트 패턴 외측으로 노출된 상기 블랙 물질층을 제거하는 단계와;
상기 블랙 물질층이 제거됨으로서 노출된 상기 금속층과 이의 하부에 위치하는 비정질 실리콘층에 대해 이방성의 건식식각을 진행함으로서 상기 2차 희생층의 측면 및 상면에 존재하는 삼중층 구조의 셔터 및 엥커를 형성하고, 동시에 상기 2차 희생층의 측면에만 존재하는 이중층 구조의 빔을 형성하는 단계와;
애싱을 진행하여 제 2 포토레지스트 패턴을 제거함으로서 상기 삼중층 구조의 엥커를 노출시키는 단계와;
노출된 상기 엥커의 최상부층인 블랙물질층을 제거하여 이중층 구조를 갖도록 하는 단계와;
스트립을 진행하여 삼중층 구조의 셔터를 노출시키는 단계와;
상기 2차 및 1차 희생층을 제거하는 단계
를 포함하는 투명 유기전계 발광소자의 제조 방법.
The method according to claim 12 or 15,
Forming the MEMS structure,
Forming a primary sacrificial layer having holes corresponding to each portion where the anchor is to be formed;
Forming a second sacrificial layer on the first sacrificial layer, the second sacrificial layer being removed in correspondence with a portion where the beam and the shutter are to be formed and the hole;
Sequentially forming an amorphous silicon layer, a metal layer, and a black material layer on the second sacrificial layer;
A first photoresist pattern having a first thickness over the black material layer is formed corresponding to the portion where the shutter is to be formed, and a second photoresist pattern thinner than the first thickness is formed corresponding to the portion where the anchor is to be formed. Making a step;
Removing the black material layer exposed to the outside of the first and second photoresist patterns;
By removing the black material layer, anisotropic dry etching is performed on the exposed metal layer and an amorphous silicon layer disposed below the black material layer, thereby forming a shutter and an anchor having a triple layer structure on the side and top of the secondary sacrificial layer. And simultaneously forming a double layered beam that exists only on a side of the secondary sacrificial layer;
Exposing the anchor of the triple layer structure by ashing to remove the second photoresist pattern;
Removing the black material layer, the top layer of the exposed anchor, to have a double layer structure;
Advancing the strip to expose the triple layer shutter;
Removing the secondary and primary sacrificial layers
Method for producing a transparent organic light emitting device comprising a.
상기 엥커 위로 선택적으로 보조패턴을 형성하는 단계를 더 포함하는 투명 유기전계 발광소자의 제조 방법.
The method of claim 18,
A method of manufacturing a transparent organic light emitting device further comprising the step of selectively forming an auxiliary pattern on the anchor.
상기 MEMS 구조체를 형성하는 단계는,
상기 엥커가 형성될 각 부분에 대응하여 홀을 갖는 1차 희생층을 형성하는 단계와;
상기 1차 희생층 위로 상기 빔과 셔터가 형성될 부분 및 상기 홀에 대응하여 제거된 것을 특징으로 하는 2차 희생층을 형성하는 단계와;
상기 2차 희생층 위로 비정질 실리콘층과 금속층을 순차적으로 형성하는 단계와;
상기 금속층 위로 포토레지스트 패턴을 상기 셔터 및 엥커가 형성될 부분에 대응하여 형성하는 단계와;
상기 포토레지스트 패턴 외측으로 노출된 상기 금속층과 이의 하부에 위치하는 비정질 실리콘층에 대해 이방성의 건식식각을 진행함으로서 상기 2차 희생층의 측면 및 상면에 존재하는 이중층 구조의 셔터 및 엥커를 형성하고, 동시에 상기 2차 희생층의 측면에만 존재하는 이중층 구조의 빔을 형성하는 단계와;
스트립을 진행하여 상기 포토레지스트 패턴을 제거함으로서 상기 이중층 구조의 엥커와 빔 및 셔터를 노출시키는 단계와;
상기 2차 및 1차 희생층을 제거하는 단계
를 포함하는 투명 유기전계 발광소자의 제조 방법.
The method according to claim 12 or 15,
Forming the MEMS structure,
Forming a primary sacrificial layer having holes corresponding to each portion where the anchor is to be formed;
Forming a second sacrificial layer on the first sacrificial layer, the second sacrificial layer being removed in correspondence with a portion where the beam and the shutter are to be formed and the hole;
Sequentially forming an amorphous silicon layer and a metal layer on the second sacrificial layer;
Forming a photoresist pattern on the metal layer corresponding to a portion where the shutter and the anchor are to be formed;
Anisotropic dry etching is performed on the metal layer exposed to the outside of the photoresist pattern and an amorphous silicon layer disposed below the photoresist pattern, thereby forming a double-layered shutter and anchor on the side and top of the secondary sacrificial layer. At the same time forming a double layered beam present only on the side of the secondary sacrificial layer;
Exposing the double layer structure anchors, beams and shutters by stripping to remove the photoresist pattern;
Removing the secondary and primary sacrificial layers
Method for producing a transparent organic light emitting device comprising a.
상기 셔터의 상부에 블랙층을 형성하는 단계를 포함하는 투명 유기전계 발광소자의 제조 방법.The method of claim 20,
Method of manufacturing a transparent organic light emitting device comprising the step of forming a black layer on top of the shutter.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
AMND | Amendment | ||
E601 | Decision to refuse application | ||
AMND | Amendment | ||
X701 | Decision to grant (after re-examination) | ||
GRNT | Written decision to grant |