KR102037850B1 - 유기 발광 표시 장치 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 고해상도 구현이 가능한 유기 발광 표시 장치 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 유기 발광 표시 장치는 적색, 녹색, 청색 및 백색 서브 화소 영역을 가지는 기판과; 상기 기판 상에 형성되는 반사 전극과; 상기 반사 전극이 형성된 기판 상에 상기 반사 전극의 측면 및 전면을 둘러싸도록 형성되는 반사 보호막과; 상기 반사 보호막이 형성된 기판 상에 상기 적색, 녹색 및 청색 서브 화소 영별로 두께가 다르게 형성된 제1 전극과; 상기 제1 전극과 마주보는 제2 전극과; 상기 제1 및 제2 전극 사이에 형성되는 백색 유기공통층을 구비하는 것을 특징으로 한다.

Description

유기 발광 표시 장치 및 그 제조 방법{ORGANIC LIGHT EMITTING DISPLAY AND MANUFACTUCRING METHOD OF THE SAME}
본 발명은 유기 발광 표시 장치 및 그의 제조 방법에 관한 것으로, 특히 고해상도 구현이 가능한 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. 이에 음극선관(CRT)의 단점인 무게와 부피를 줄일 수 있는 평판 표시 장치로 유기 발광층의 발광량을 제어하여 영상을 표시하는 유기 전계 발광 표시 장치 등이 각광받고 있다.
이러한 유기 발광 표시 장치는 발광층을 사이에 두고 서로 마주보는 애노드 전극과 캐소드 전극으로 이루어진 서브 화소를 구비하며, 애노드 전극으로부터 주입된 정공과, 캐소드 전극으로부터 주입된 전자가 발광층 내에서 재결합하여 정공-전자쌍인 여기자를 형성하고, 다시 여기자가 바닥 상태로 돌아오면서 발생하는 에너지에 의해 발광하게 된다.
종래 유기 발광 표시 장치는 적색, 녹색 및 청색 서브 화소별 제1 전극과 제2 전극 사이에 적색, 녹색 및 청색 유기 발광층이 형성된다. 이러한 적색, 녹색 및 청색 유기 발광층은 새도우 마스크를 이용한 증착 공정을 통해 형성된다. 이 경우, 서로 다른 색을 구현하는 발광층들은 소정 간격으로 이격되어야하고, 새도우 마스크의 해상도의 한계에 의해 고해상도 구현이 불가능한 문제점이 있다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 고해상도 구현이 가능한 유기 발광 표시 장치 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 유기 발광 표시 장치는 적색, 녹색, 청색 및 백색 서브 화소 영역을 가지는 기판과; 상기 기판 상에 형성되는 반사 전극과; 상기 반사 전극이 형성된 기판 상에 상기 반사 전극의 측면 및 전면을 둘러싸도록 형성되는 반사 보호막과; 상기 반사 보호막이 형성된 기판 상에 상기 적색, 녹색 및 청색 서브 화소 영별로 두께가 다르게 형성된 제1 전극과; 상기 제1 전극과 마주보는 제2 전극과; 상기 제1 및 제2 전극 사이에 형성되는 백색 유기공통층을 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 유기 발광 표시 장치의 제조 방법은 적색, 녹색 및 청색 서브 화소 영역을 가지는 기판 상에 반사전극을 형성하는 단계와; 상기 반사 전극이 형성된 기판 상에 상기 반사 전극의 측면 및 전면을 둘러싸도록 반사 보호막을 형성하는 단계와; 상기 반사 보호막이 형성된 기판 상에 상기 적색, 녹색 및 청색 서브 화소 영별로 두께가 다른 제1 전극을 형성하는 단계와; 상기 제1 전극 상에 백색 유기 공통층을 형성하는 단계와; 상기 백색 유기 공통층 상에 제2 전극을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 반사 보호막은 455nm 파장대에서 투과율이 85%이상인 것을 특징으로 한다.
상기 반사 보호막의 제1 실시 예는 SiNx 또는 SiO2와 같은 무기 화합물, 또는 Al2O3와 같은 금속 화합물로 형성되는 것을 특징으로 한다.
이 때, 상기 반사 보호막은 화소 컨택홀과 연결되는 오픈부를 가지도록 형성되어 상기 평탄화층과 동일 패턴으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 적색 서브 화소 영역의 제1 전극은 제1 내지 제3 투명 도전층으로 이루어지며, 상기 녹색 서브 화소 영역의 제1 전극은 상기 제1 내지 제3 투명 도전층 중 2층으로 이루어지며, 상기 청색 서브 화소 영역의 제1 전극은 상기 제1 내지 제3 투명 도전층 중 1층으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 반사 보호막의 제2 실시 예는 비정질 및 결정질 중 어느 하나의 전도성 투명 산화물로 형성되며, 상기 제1 전극은 상기 비정질 및 결정질 중 나머지 하나의 전도성 투명 산화물로 형성되며, 상기 전도성 투명 산화물은 ITO 또는 IZO인 것을 특징으로 한다.
이 때, 상기 반사 보호막은 화소 컨택홀을 통해 상기 드레인 전극과 접속되며, 상기 반사 보호막은 인접한 서브 화소 영역의 반사 보호막과 이격되도록 오픈부를 가지도록 형성되는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 적색 서브 화소 영역의 제1 전극은 제1 및 제2 투명 도전층으로 이루어지며, 상기 녹색 서브 화소 영역의 제1 전극은 상기 제1 및 제2 투명 도전층 중 어느 하나로 이루어지며, 상기 청색 서브 화소 영역에 제1 전극은 상기 적색 및 녹색 서브 화소 영역의 반사 보호막과 동일 재질로 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 유기 발광 표시 장치 및 그 제조 방법은 적색, 녹색 및 청색 서브 화소가 백색 유기 공통층을 통해 백색광을 생성하고, 그 백색광이 컬러 필터를 통과하여 해당색을 구현하므로 새도우 마스크의 해상도 한계없이 고해상도 구현이 가능하다. 또한, 본 발명은 적색, 녹색 및 청색 서브 화소의 제1 전극의 두께를 다르게 형성하여 발광효율을 높여 소비전력을 낮출 수 있다. 뿐만 아니라, 본 발명은 반사 전극을 감싸도록 반사 보호막을 형성함으로써 다층의 제1 전극의 식각시 반사전극이 손상되는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 유기 발광 표시 장치를 나타내는 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 유기 발광 표시 장치의 단위 화소를 설명하기 위한 도면이다.
도 3a 내지 도 3j는 도 1에 도시된 유기 발광 표시 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 유기 발광 표시 장치를 나타내는 단면도이다.
도 5a 내지 도 5c는 도 4에 도시된 유기 발광 표시 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시 예를 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 유기 발광 표시 장치를 나타내는 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 유기 발광 표시 장치는 발광 기판(100)과, 그 발광 기판(100)과 접착 수지층(144)을 통해 합착되는 봉지 기판(140)을 구비한다.
발광 기판(100)은 도 2에 도시된 바와 같이 게이트 라인(GL), 데이터 라인(DL) 및 전원 라인(PL)의 교차로 형성된 다수의 서브 화소 영역을 구비한다.
다수의 서브 화소 영역은 적색(R) 서브 화소 영역, 녹색(G) 서브 화소 영역, 및 청색(B) 서브 화소 영역으로 구성되며, 적색(R), 녹색(G), 청색(B), 백색(W) 서브 화소 영역들이 매트릭스 형태로 배열되어 화상을 표시하게 된다.
이러한, 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 서브 화소 영역 각각에는 셀 구동부(200)와, 셀 구동부(200)와 접속된 유기 발광셀을 구비한다.
셀 구동부(200)는 게이트 라인(GL) 및 데이터 라인(DL)과 접속된 스위치 박막 트랜지스터(TS)와, 스위치 박막 트랜지스터(TS) 및 전원 라인(PL)과 유기 전계 발광 소자의 제1 전극(122) 사이에 접속된 구동 박막 트랜지스터(TD)와, 전원 라인(PL)과 스위치 박막 트랜지스터(TS)의 드레인 전극(110) 사이에 접속된 스토리지 커패시터(C)를 구비한다.
스위치 박막 트랜지스터(TS)의 게이트 전극은 게이트 라인(GL)과 접속되고 소스 전극은 데이터 라인(DL)과 접속되며 드레인 전극은 구동 박막 트랜지스터(TD)의 게이트 전극 및 스토리지 캐패시터(C)와 접속된다. 구동 박막 트랜지스터(TD)의 소스 전극은 전원 라인(PL)과 접속되고 드레인 전극(110)은 제1 전극(122)과 접속된다. 스토리지 캐패시터(C)는 전원 라인(PL)과 구동 박막 트랜지스터(TD)의 게이트 전극 사이에 접속된다.
스위치 박막 트랜지스터(TS)는 게이트 라인(GL)에 스캔 펄스가 공급되면 턴-온되어 데이터 라인(DL)에 공급된 데이터 신호를 스토리지 캐패시터(C) 및 구동 박막 트랜지스터(TD)의 게이트 전극으로 공급한다. 구동 박막 트랜지스터(TD)는 게이트 전극으로 공급되는 데이터 신호에 응답하여 전원 라인(PL)으로부터 유기 전계 발광 소자로 공급되는 전류(I)을 제어함으로써 유기 전계 발광 소자의 발광량을 조절하게 된다. 그리고, 스위치 박막 트랜지스터(TS)가 턴-오프되더라도 스토리지 캐패시터(C)에 충전된 전압에 의해 구동 박막 트랜지스터(TD)는 다음 프레임의 데이터 신호가 공급될 때까지 일정한 전류(I)를 공급하여 유기 전계 발광 소자가 발광을 유지하게 한다.
구동 박막 트랜지스터(TD)는 도 2에 도시된 바와 같이 게이트 라인(GL)과 접속되며, 하부 기판(101) 상에 형성된 게이트 전극(102)과, 게이트 전극(102)상에 형성된 게이트 절연막(112)과, 게이트 절연막(112)을 사이에 두고 게이트 전극(102)과 중첩되도록 형성된 산화물 반도체층(114)과, 산화물 반도체층(114)의 손상을 방지하며, 산소의 영향을 받지 않도록 보호하기 위해 산화물 반도체층(114)상에 형성된 에치 스토퍼(106)과, 데이터 라인(DL)과 접속된 소스 전극(108)과, 소스 전극(108)과 마주보며 형성된 드레인 전극(110)을 포함한다. 또한, 구동 박막 트랜지스터(TD) 상에는 구동 박막 트랜지스터가 형성된 기판(101)을 평탄화시키기 위해 유기 절연 물질의 유기 보호막(118)이 형성된다. 또는, 구동 박막 트랜지스터(TD) 상의 보호막은 무기 절연 물질로 형성된 무기 보호막과 유기 절연 물질로 형성된 유기 보호막으로 두 층으로 형성될 수 있다. 산화물 반도체층(114)은 Zn, Cd, Ga, In, Sn, Hf, Zr 중 선택된 적어도 하나 이상의 금속을 포함하는 산화물로 형성된다. 이러한, 산화물 반도체층(114)을 포함하는 박막 트랜지스터는 실리콘 반도체층을 포함하는 박막 트랜지스터보다 높은 전하 이동도 및 낮은 누설 전류 특성의 장점을 갖는다. 또한, 실리콘반도체층을 포함하는 박막 트랜지스터는 고온 공정을 통해 형성되며, 결정화 공정을 실시해야 하므로 대면적화할수록 결정화 공정시 균일도가 떨어져 대면적화에 불리하다. 이에 반해, 산화물 반도체층(114)을 포함하는 박막 트랜지스터는 저온 공정이 가능하며, 대면적화가 유리하다.
발광셀은 구동 박막 트랜지스터(TD)의 드레인 전극(110)과 접속된 제1 전극(122)과, 제1 전극(122)을 노출시키는 뱅크홀(132)이 형성된 뱅크 절연막(130)과, 제1 전극(122) 상에 유기 공통층(134)과, 유기 공통층(134) 위에 형성된 제2 전극(136)이 구비된다.
유기 공통층(134)은 제1 전극(122) 위에 적층된 정공 관련층, 발광층, 전자 관련층 순으로 또는 역순으로 구성된다. 이러한 유기 공통층(134)은 각 발광 영역을 구분하도록 형성된 뱅크 절연막(130)에 의해 마련된 뱅크홀(132) 내에 형성되어 백색광을 출사한다.
제1 전극(122)은 양극(Anode)으로서, 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 서브 화소별로 차등 두께로 형성된다. 즉, 적색(R) 서브 화소의 제1 전극(122R)은 제1 두께로 형성되며, 녹색(G) 서브 화소의 제1 전극(122G)은 제1 두께보다 얇은 제2 두께로 형성되며, 청색(B) 서브 화소의 제1 전극(122B)은 제2 두께보다 얇은 제3 두께로 형성된다.
이를 위해, 적색(R) 서브 화소의 제1 전극(122R)은 제1 내지 제3 투명 도전층(122a,122b,122c)이 적층되어 형성되며, 녹색(G) 서브 화소의 제1 전극(122G)은 제1 내지 제3 투명 도전층(122a,122b,122c) 중 2층으로 형성되며, 청색(B) 서브 화소의 제1 전극(122B)은 제1 내지 제3 투명 도전층(122a,122b,122c) 중 1층으로 형성된다. 도 1에서는 녹색(G) 서브 화소의 제1 전극(122G)은 제2 및 제3 투명 도전층(122b,122c)이 적층되어 형성되고, 청색(B) 서브 화소의 제1 전극(122B)은 제3 투명 도전층(122c)으로 형성된 경우를 예로 들어 설명하기로 한다. 이러한 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 서브 화소별로 차등 두께로 형성되는 제1 전극(122)에 의해, 적색(R) 서브 화소의 반사 전극(138)에서부터 제2 전극(136)까지의 거리는 가장 멀고, 청색(B) 서브 화소의 반사 전극(138)에서부터 제2 전극(136)까지의 거리는 가장 가깝고, 녹색(G) 서브 화소의 반사 전극(138)에서부터 제2 전극(136)까지의 거리는 중간 거리를 가지도록 형성된다. 즉, 적색(R) 서브 화소의 미세 공진 길이는 가장 길고, 청색(B) 서브 화소의 미세 공진 길이는 가장 짧고, 녹색(G) 서브 화소의 미세 공진 길이는 중간 길이를 가지도록 형성된다. 이에 따라, 각 서브 화소마다 출사광을 보강간섭할 수 있어 각 서브 화소에서의 발광 효율을 최적화할 수 있어 소비전력을 낮출 수 있다.
제2 전극(136)은 음극(Cathode)으로서, 단층 또는 복층으로 이루어져 반투과전극의 역할을 한다. 이를 위해, 제2 전극(136)을 이루는 각 층은 금속, 무기물, 금속 혼합층 또는 금속과 무기물의 혼합 형성되거나 또는 그들의 혼합으로 형성된다. 이 때, 각 층이 금속과 무기물의 혼합층일 때, 그 비율은 10:1~1:10으로 형성되며, 각 층이 금속과 금속의 혼합층일 때, 그 비율은 10:1~1:10으로 형성된다. 제2 전극(136)을 이루는 금속은 Ag, Mg, Yb, Li 또는 Ca로 형성되며, 무기물은 Li2O, CaO, LiF 또는 MgF2로 형성되며, 전자 이동을 도와 발광층(110)으로 전자들이 많이 공급할 수 있도록 한다.
이러한, 유기 발광셀은 제1 전극(122)과 제2 전극(136) 사이에 전압을 인가하면 제1 전극(122)으로부터 정공(hole)이 제2 전극(136)으로부터 전자(electron)가 주입되어 발광층에서 재결합하여 이로 인해 엑시톤(exiciton)이 생성되며, 이 엑시톤이 기저상태로 떨어지면서 빛이 전면(Bottom)으로 방출하게 된다.
반사 전극(138)은 알루미늄(Al) 또는 알루미늄 합금(AlNd)으로 이루어진 반사층(138b)과, ITO(Indium Tin Oxide; ITO), IZO(Indum Zinc Oxide; IZO) 등으로 이루어진 투명층(138a)을 포함하는 복층 구조로 형성된다. 이 반사 전극(138)은 유기 공통층(134)에서 생성되어 하부 기판(101) 쪽으로 진행하는 백색광을 컬러 필터(124R,124G,124B)쪽으로 반사시키는 역할을 한다. 이러한 도전성 반사 전극(138) 대신에 비전도성 반사막이 형성될 수도 있다.
멀티보호막(140)은 외부로부터 유입되는 수분이나 산소의 침투를 차단함으로써 신뢰성을 향상시키는 역할을 한다. 이를 위해, 멀티보호막(140)은 유기층과 무기층이 수회 교번적으로 형성된 구조이다. 무기층은 외부의 수분이나 산소의 침투를 1차적으로 차단하도록 알루미늄 옥사이드(AlxOx), 산화실리콘(SiOx), SiNx, SiON 및 LiF 중 적어도 어느 하나로 형성된다. 유기층은 외부의 수분이나 산소의 침투를 2차적으로 차단한다. 또한, 유기층은 유기 발광표시장치의 휘어짐에 따른 각 층들 간의 응력을 완화시키는 완충역할을 하며, 평탄화 성능을 강화한다. 이러한 유기층은 아크릴계 수지, 에폭시계 수지, 폴리이미드 또는 폴리에틸렌 등의 폴리머 재질로 형성된다.
반사 보호막(126)은 반사 전극(138)을 둘러싸도록 형성되어 제1 전극(122)의 식각 공정시 이용되는 식각액 또는 식각 가스에 의해 반사 전극(138)이 손상되는 것을 방지하는 역할을 한다. 이러한 반사 보호막(126)은 SiNx 또는 SiO2와 같은 무기 화합물, 또는 Al2O3와 같은 금속 화합물과 같은 절연 물질로 형성된다. 이 때, 반사 보호막(126)은 화소 컨택홀(120) 이상의 폭을 가지는 오픈부(128)를 구비하며, 그 오픈부(128)는 화소 컨택홀(120)과 연결되어 드레인 전극(110)을 노출시킨다. 즉, 반사 보호막(126)은 화소 컨택홀(120)과 동일한 위치에 형성되는 오픈부(128)를 제외한 나머지 영역에 형성되어 평탄화층(118)과 동일 패턴으로 형성된다. 또한, 반사 보호막(126)은 455nm 파장대에서 투과율이 85%이상으로 형성되어 반사 보호막(126)에 의한 투과율 저하를 방지한다.
봉지 기판(140)은 상부 기판(141) 상에 순차적으로 형성되는 블랙매트릭스(142) 및 컬러 필터(124R,124G,124B)를 구비한다.
컬러 필터는 적색, 녹색 및 청색 컬러 필터(124R,124G,124B)를 구비한다. 적색(R) 컬러 필터(124R)는 적색(R) 서브 화소 영역의 상부 기판(141) 상에 적색(R)을 출사한다. 녹색(G) 컬러 필터(124G)는 녹색(G) 서브 화소 영역의 상부 기판(141) 상에 형성되어 녹색(G)을 출사한다. 청색(B) 컬러 필터(124B)는 청색(B) 서브 화소 영역의 상부 기판(141) 상에 형성되어 청색(B)을 출사한다.
블랙매트릭스(142)는 컬러 필터(124R,124G,124B)들 사이에 형성되어 인접한 색 간의 혼색을 방지하며, 외부광을 흡수한다.
이와 같이, 본 발명은 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 서브 화소의 제1 전극(122)의 두께를 다르게 형성하여 발광효율을 높여 소비전력을 낮출 수 있다. 뿐만 아니라, 본 발명은 반사 전극(138)을 감싸도록 반사 보호막(126)을 형성함으로써 다층의 제1 전극(122)의 식각시 반사전극(138)이 손상되는 것을 방지할 수 있다.
도 3a 내지 도 3j는 도 2에 도시된 본 발명의 실시 예에 따른 유기 발광 표시 장치의 제조 방법을 나타낸 단면도들이다.
도 3a를 참조하면, 하부 기판(101) 상에 게이트 전극(106), 게이트 절연막(112), 반도체 패턴(114,116), 소스 전극(108) 및 드레인 전극(110)이 포함된 구동 박막 트랜지스터가 형성된다.
구체적으로, 하부 기판(101) 상에 스퍼터링 방법 등의 증착 방법을 통해 게이트 금속층이 형성된다. 게이트 금속층으로는 Mo, Ti, Cu, AlNd, Al, Cr, Mo 합금, Cu 합금, Al 합금, Mo-Ti 합금 등과 같이 금속 물질로 이용된다. 이어서, 포토리소그래피 공정 및 식각 공정으로 게이트 금속층이 패터닝됨으로써 게이트 전극(102)이 형성된다.
그런 다음, 게이트 전극(102)이 형성된 하부 기판(101) 상에 산화 실리콘(SiOx) 또는 질화 실리콘(SiNx) 등의 무기 절연 물질이 전면 형성됨으로써 게이트 절연막(112)이 형성된다. 그런 다음, 게이트 절연막(112)이 형성된 하부 기판(101) 상에 포토리소그래피 공정과 식각 공정을 통해 산화물 반도체층(114)과 에치 스토퍼층(116)이 순차적으로 형성된다.
이후, 반도체 패턴이 형성된 하부 기판(101) 상에 스퍼터링 방법 등의 증착 방법을 통해 데이터 금속층이 형성된다. 여기서 데이터 금속층으로는 티타늄(Ti), 텅스텐(W), 알루미늄(Al)계 금속, 몰리브덴(Mo), 구리(Cu) 등이 이용된다. 이어서, 포토리소그래피 공정 및 식각 공정으로 데이터 금속층이 패터닝됨으로써 소스 전극(108) 및 드레인 전극(110)이 형성된다.
도 3b를 참조하면, 소스 및 드레인 전극(108,110)이 형성된 하부 기판(101) 상에 화소 컨택홀(120)을 가지는 평탄화층(126)이 형성된다.
구체적으로, 소스 및 드레인 전극(108,110)이 형성된 하부 기판(101) 상에 아크릴계 수지와 같은 감광성 유기막이 형성되므로 평탄화층(126)이 형성된다. 이어서, 포토리소그래피 공정과 식각 공정으로 평탄화층(126)을 패터닝함으로써 화소 컨택홀(120)이 형성된다. 이 화소 컨택홀(120)은 해당 서브 화소 영역의 구동 박막 트랜지스터의 드레인 전극(110)을 노출시킨다.
도 3c를 참조하면, 화소 컨택홀(120)을 가지는 평탄화층(126)이 형성된 하부 기판(101) 상에 반사 전극(138)이 형성된다.
구체적으로, 화소 컨택홀(120)을 가지는 평탄화층(126)이 형성된 하부 기판(101) 상에 투명층(138a)과 반사층(138b)이 순차적으로 적층된다. 그런 다음, 투명층(138a)과 반사층(138b)이 동일한 마스크를 이용한 포토리소그래피 공정과 식각 공정으로 동시에 패터닝됨으로써 동일 패턴의 투명층(138a)과 반사층(138b)으로 이루어진 반사 전극(138)이 형성된다.
도 3d를 참조하면, 반사 전극(138)이 형성된 하부 기판(101) 상에 반사 보호막(126)이 형성된다. 구체적으로, 반사 전극(138)이 형성된 하부 기판(101) 전면에 반사 보호 물질이 형성된다. 여기서, 반사 보호 물질은 SiNx 또는 SiO2와 같은 무기 화합물, 또는 Al2O3와 같은 금속 화합물로 형성된다. 그런 다음, 반사 보호 물질이 포토리소그래피 공정과 식각 공정으로 패터닝됨으로써 반사 보호막(126)이 형성된다. 반사 보호막(126)은 반사 전극(138)보다 넓은 폭으로 반사 전극(138)의 전면 및 측면을 둘러싸도록 형성된다.
한편, 화소 컨택홀(120)과 오픈부(128)가 서로 다른 마스크를 이용하여 패터닝되는 경우를 예로 들어 설명하였지만, 이외에도 화소 컨택홀(120)과 오픈부(128)가 동일 마스크를 이용하여 동시에 패터닝되어 형성될 수도 있다. 즉, 도 3b 공정에서 화소 컨택홀(120)을 형성하지 않고, 도 3d공정에서 오픈부 패터닝시 이용된 포토레지스트 패턴을 마스크로 평탄화층(126)을 식각함으로써 화소 컨택홀(120)과 오픈부(128)를 동시에 형성할 수 있다.
도 3e를 참조하면, 반사 보호막(126)이 형성된 하부 기판(101) 상에 적색(R) 서브 화소 영역의 제1 투명 전도층(122a)이 형성된다.
구체적으로, 반사 보호막(126)이 형성된 하부 기판(101) 상에 스퍼터링 방법 등의 증착 방법을 통해 ITO(Indum Tin Oxide; 이하,ITO), IZO(Indum Zinc Oxide; 이하,IZO) 등의 제1 투명 도전 물질이 형성된다. 이어서, 제1 투명 도전 물질이 포토리소그래피 공정과 식각 공정을 통해 패터닝됨으로써 적색(R) 서브 화소 영역에 제1 투명 도전층(122a)이 형성된다.
도 3f를 참조하면, 적색(R) 서브 화소 영역의 제1 투명 전도층(122a)이 형성된 하부 기판(101) 상에 적색(R) 및 녹색(G) 서브 화소의 제1 전극의 제2 투명 전도층(122b)이 형성된다.
구체적으로, 적색(R)서브 화소 영역의 제1 투명 전도층(122a)이 형성된 하부 기판(101) 상에 스퍼터링 방법 등의 증착 방법을 통해 ITO(Indum Tin Oxide; 이하,ITO), IZO(Indum Zinc Oxide; 이하,IZO) 등의 제2 투명 도전 물질이 형성된다. 이어서, 제2 투명 도전 물질이 포토리소그래피 공정과 식각 공정을 통해 패터닝됨으로써 적색(R) 및 녹색(G) 서브 화소 영역의 제2 투명 전도층(122b)이 형성된다.
도 3g를 참조하면, 적색(R) 및 녹색(G) 서브 화소 영역의 제2 투명 전도층(122b)이 형성된 하부 기판(101) 상에 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 서브 화소 영역의 제3 투명 전도층(122c)이 형성된다.
구체적으로, 적색(R) 및 녹색(G) 서브 화소 영역의 제2 투명 전도층(122b)이 형성된 하부 기판(101) 상에 스퍼터링 방법 등의 증착 방법을 통해 ITO(Indum Tin Oxide; 이하,ITO), IZO(Indum Zinc Oxide; 이하,IZO) 등의 제3 투명 도전 물질이 형성된다. 이어서, 제3 투명 도전 물질이 포토리소그래피 공정과 식각 공정을 통해 패터닝됨으로써 제3 투명 도전층(122c)이 형성된다. 이에 따라, 적색(R) 서브 화소 영역에는 제1 내지 제3 투명 도전층(122a,122b,122c)으로 이루어진 제1 전극(122R)이 형성되며, 녹색(G) 서브 화소 영역에는 제2 및 제3 투명 도전층(122b, 122c)으로 이루어진 제1 전극(122G)이 형성되며, 청색(B) 서브 화소 영역에 제3 투명 도전층(122c)으로 이루어진 제1 전극(322B)이 형성된다.
도 3h를 참조하면, 제1 전극(122)이 형성된 하부 기판(101) 상에 뱅크홀(132)을 가지는 뱅크 절연막(130)이 형성된다.
구체적으로, 제1 전극(122)이 형성된 하부 기판(101) 상에 포토 아크릴과 같은 유기 절연 물질로 형성된 뱅크 절연막(130)이 전면 도포된다. 이어서, 포토리소그래피 공정 및 식각 공정으로 뱅크 절연막(130)이 패터닝됨으로써 제1 전극(122)이 노출된 뱅크 홀(132)을 가지는 뱅크 절연막(130)이 형성된다.
도 3i를 참조하면, 뱅크 절연막(130)이 형성된 하부 기판(101) 상에 유기 공통층(134)이 형성되고, 유기 공통층(134) 상에 제2 전극(136)이 형성되고, 제2 전극(136) 상에 멀티 보호막(140)이 형성된다.
구체적으로, 제1 전극(122) 상에 유기 공통층(134)이 형성된다. 그런 다음, 유기 공통층(134) 상에 알루미늄(Al), 은(Ag)이 증착됨으로써 제2 전극(136)이 형성된다. 그런 다음, 제2 전극(136)이 형성된 하부 기판(101) 상에 유기층과 무기층이 수회 교번적으로 적층됨으로써 멀티 보호막(140)이 형성된다.
도 3j를 참조하면, R,G,B 컬러 필터(124R,124G,124B)와, 컬러 필터들(124R,124G,124B) 사이에 블랙매트릭스(146)가 형성된 봉지기판(142)은 접착 수지층(144)을 통해 멀티보호막(140) 상에 부착된다.
도 4는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 유기 발광 표시 장치를 나타내는 단면도이다.
도 4에 도시된 유기 발광 표시 패널은 도 2에 도시된 유기 발광 표시 장치와 대비하여 반사 보호막(126)이 도전 물질로 형성되어 반사 전극과 전기적으로 접속되는 것을 제외하고는 동일한 구성요소를 구비한다.
반사 보호막(126)은 반사 전극(138)을 둘러싸도록 형성되어 제1 전극(122)의 식각 공정시 이용되는 식각액 또는 식각 가스에 의해 반사 전극(138)이 손상되는 것을 방지하는 역할을 한다. 이러한 반사 보호막(126)은 그 반사 보호막(126) 상에 위치하는 제1 전극(122)의 투명 도전층과 다른 식각 특성을 가지는 재질로 형성된다. 예를 들어, 반사 보호막(126)은 비정질 ITO(IZO) 또는 결정질 ITO(IZO) 중 어느 하나로 형성되며, 제1 전극(122)은 비정질 ITO(IZO) 또는 결정질 ITO(IZO) 중 나머지 하나로 형성된다.
이 때, 반사 보호막(126)은 화소 컨택홀(120)을 통해 노출된 드레인 전극(110)과 연결되어 제1 전극(122)의 역할을 겸한다. 특히, 청색(B) 서브 화소 영역의 제1 전극(122)은 반사 보호막(126)과 동일 재질로 동일층에 동일 두께로 형성된다.
또한, 반사 보호막(126)은 각 서브 화소 영역 내에만 형성되므로 반사 보호막들(126) 사이에는 게이트 절연막(112)을 노출시키는 오픈부(128)가 형성된다. 이 오픈부(128)를 통해 인접한 서브 화소 영역의 반사 보호막(126)들은 서로 이격되어 전기적으로 쇼트되는 것이 방지된다.
제1 전극(122)은 양극(Anode)으로서, 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 서브 화소별로 차등 두께로 형성된다. 즉, 적색(R) 서브 화소의 제1 전극(122R)은 반사 보호막(126) 상에 제1 및 제2 투명 도전층(122a,122b)이 적층되어 제1 두께(=반사 보호막(126)의 두께+제1 및 제2 투명 도전층(122a,122b)의 두께)로 형성되며, 녹색(G) 서브 화소의 제1 전극(122G)은 반사 보호막(126) 상에 제1 및 제2 투명 도전층(122a,122b) 중 어느 하나로 제1 두께보다 얇은 제2 두께(=제1 또는 제2 투명 도전층(122a 또는 122b)의 두께)로 형성되며, 청색(B) 서브 화소의 제1 전극(122B)은 반사 보호막(126)과 동일 물질로 동일층에 제2 두께보다 얇은 제3 두께(=반사 보호막(126)의 두께)로 형성된다. 이에 따라, 각 서브 화소마다 출사광을 보강간섭할 수 있어 각 서브 화소에서의 발광 효율을 최적화할 수 있어 소비전력을 낮출 수 있다.
한편, 제1 투명 도전층(122a)은 반사 보호막(126) 상에 제2 투명 도전층(122b)보다 폭이 좁게 형성되어 적색(R) 서브 화소의 제2 투명 도전층(122b)이 제1 투명 도전층(122a)을 감싸도록 형성된다. 이외에도 제1 투명 도전층(122a)은 제2 투명 도전층(122b)과 동일 폭으로 형성될 수도 있다.
이와 같이, 본 발명은 적색, 녹색 및 청색 서브 화소의 제1 전극의 두께를 다르게 형성하여 발광효율을 높여 소비전력을 낮출 수 있다. 뿐만 아니라, 본 발명은 반사 전극을 감싸도록 반사 보호막을 형성함으로써 다층의 제1 전극의 식각시 반사전극이 손상되는 것을 방지할 수 있다.
도 5a 내지 도 5c는 도 4에 도시된 본 발명의 제2 실시 예에 따른 유기 발광 표시 장치의 제조 방법을 나타낸 단면도들이다. 본 발명의 제2 실시 예에 따른 유기 발광 표시 장치의 제조 방법은 반사 보호막 및 제1 전극의 제조 방법을 제외하고는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 유기 발광 표시 장치의 제조 방법과 동일하다. 따라서, 도 5a 내지 도 5c에서는 반사 보호막 및 제1 전극의 제조 방법에 대해서 설명하기로 한다.
도 5a를 참조하면, 반사 전극(138)이 형성된 하부 기판(101) 상에 적색(R) 및 녹색(G) 서브 화소 영역의 반사 보호막(126)과 청색(B) 서브 화소 영역의 제1 전극(122B)이 형성된다. 구체적으로, 반사 전극(138)이 형성된 하부 기판(101) 전면에 반사 보호 물질이 형성된다. 여기서, 반사 보호 물질은 비정질 및 결정질 중 어느 하나의 ITO 또는 IZO가 이용된다. 그런 다음, 반사 보호 물질이 포토리소그래피 공정과 식각 공정으로 패터닝됨으로써 적색(R) 및 녹색(G) 서브 화소 영역에는 오픈부(128)를 가지는 반사 보호막(126)이 형성됨과 아울러, 청색(B) 서브 화소 영역에는 제1 전극(122B)이 형성된다. 반사 보호막(126)은 반사 전극(138)보다 넓은 폭으로 반사 전극(138)의 전면 및 측면을 둘러싸도록 형성된다. 또한, 반사 보호막(126)은 화소 컨택홀(120)을 통해 드레인 전극(1110)과 접속된다. 오픈부(128)는 인접한 서브 화소 영역의 반사 보호막(126)이 전기적으로 접촉되는 것을 방지하도록 반사 보호막들(126) 사이에 형성된다.
그런 다음, 도 5b 또는 도 5c에 도시된 바와 같이 반사 보호막(126)이 형성된 하부 기판(101) 상에 적색(R) 및 녹색(G) 서브 화소 영역의 제1 전극(122R,122G)이 형성된다.
먼저, 도 5b를 설명하면, 반사 보호막(126)이 형성된 하부 기판(101) 상에 스퍼터링 방법 등의 증착 방법을 통해 반사 보호막과 식각 특성이 다른 비정질 및 결정질 중 나머지 하나의 전도성 산화 물질이 형성된다. 이어서, 전도성 산화물질이 포토리소그래피 공정과 식각 공정을 통해 패터닝됨으로써 적색(R) 및 녹색(G) 서브 화소 영역의 제1 투명 도전층(122a)이 형성된다. 그런 다음, 적색(R) 및 녹색(G) 서브 화소 영역의 제1 투명 도전층(122a)이 형성된 하부 기판(101) 상에 통해 반사 보호막(126)과 식각 특성이 다른 전도성 산화 물질이 형성된다. 이어서, 전도성 산화물질이 포토리소그래피 공정과 식각 공정을 통해 패터닝됨으로써 적색(R) 서브 화소 영역의 제2 투명 도전층(122b)이 형성된다. 이에 따라, 적색(R) 서브 화소 영역에는 제1 및 제2 투명 도전층(122a,122b)으로 이루어진 제1 전극(122R)이 형성되며, 녹색(G) 서브 화소 영역에는 제1 투명 도전층(122a)으로 이루어진 제1 전극(122G)이 형성된다.
이외에 도 5c를 설명하면, 반사 보호막(126)이 형성된 하부 기판(101) 상에 스퍼터링 방법 등의 증착 방법을 통해 반사 보호막과 식각 특성이 다른 전도성 산화 물질이 형성된다. 이어서, 전도성 산화물질이 포토리소그래피 공정과 식각 공정을 통해 패터닝됨으로써 적색(R) 서브 화소 영역의 제1 투명 도전층(122a)이 형성된다. 그런 다음, 적색(R) 서브 화소 영역의 제1 투명 도전층(122a)이 형성된 하부 기판(101) 상에 통해 반사 보호막(126)과 식각 특성이 다른 전도성 산화 물질이 형성된다. 이어서, 전도성 산화 물질이 포토리소그래피 공정과 식각 공정을 통해 패터닝됨으로써 적색(R) 및 녹색(G) 서브 화소 영역의 제2 투명 도전층(122b)이 형성된다. 이에 따라, 적색(R) 서브 화소 영역에는 제1 및 제2 투명 도전층(122a,122b)으로 이루어진 제1 전극(122R)이 형성되며, 녹색(G) 서브 화소 영역에는 제2 투명 도전층(122b)으로 이루어진 제1 전극(122G)이 형성된다.
한편, 1000~1500Å의 전체 두께를 가지는 적색(R) 서브 화소의 제1 전극(122)을 한번에 식각하는 것보다 본 발명과 같이 다수회, 예를 들어 3회로 나누어서 식각하는 것이 식각 시간을 단축할 수 있어 공정의 효율성을 높일 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.
100 : 기판 102 : 게이트 전극
108 : 소스 전극 110: 드레인 전극
112 : 게이트 절연막 114: 액티브층
116 : 버퍼막 118 : 유기 보호막
120 : 화소 컨택홀
122R,122G,122B : 제1 전극
124R,124G,124B : 적색, 녹색, 청색 컬러 필터
126 : 반사 보호막 130 : 뱅크 절연막
132 : 뱅크홀 134 : 유기 공통층
136 : 제2 전극

Claims (16)

  1. 적색, 녹색, 청색 및 백색 서브 화소 영역을 가지는 기판과;
    상기 기판 상에 형성되는 반사 전극과;
    상기 반사 전극이 형성된 기판 상에 상기 반사 전극의 측면 및 전면을 둘러싸도록 형성되는 반사 보호막과;
    상기 반사 보호막이 형성된 기판 상에 상기 적색, 녹색 및 청색 서브 화소 영별로 두께가 다르게 형성된 제1 전극과;
    상기 제1 전극과 마주보는 제2 전극과;
    상기 제1 및 제2 전극 사이에 형성되는 백색 유기공통층을 구비하고,
    상기 제1 전극과 접속되는 박막트랜지스터와;
    상기 박막트랜지스터의 드레인 전극을 노출시키는 화소 컨택홀을 가지는 평탄화층을 구비하며,
    상기 반사 보호막은 상기 화소 컨택홀과 연결되면서 상기 화소 컨택홀 이상의 폭을 갖는 오픈부를 포함하고, 상기 오픈부는 상기 반사 방지막 하부의 평탄화층을 노출하면서 상기 적색, 녹색 및 청색 서브 화소 영역의 반사 보호막을 서로 이격시켜 전기적으로 쇼트되는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 반사 보호막은 455nm 파장대에서 투과율이 85%이상인 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 반사 보호막은 SiNx 또는 SiO2와 같은 무기 화합물, 또는 Al2O3와 같은 금속 화합물로 형성되는 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시 장치.
  4. 삭제
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 적색 서브 화소 영역의 제1 전극은 제1 내지 제3 투명 도전층으로 이루어지며,
    상기 녹색 서브 화소 영역의 제1 전극은 상기 제1 내지 제3 투명 도전층 중 2층으로 이루어지며,
    상기 청색 서브 화소 영역의 제1 전극은 상기 제1 내지 제3 투명 도전층 중 1층으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시 장치.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 반사 보호막은 비정질 및 결정질 중 어느 하나의 전도성 투명 산화물로 형성되며,
    상기 제1 전극은 상기 비정질 및 결정질 중 나머지 하나의 전도성 투명 산화물로 형성되며,
    상기 전도성 투명 산화물은 ITO 또는 IZO인 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제1 전극과 접속되는 박막트랜지스터와;
    상기 박막트랜지스터의 드레인 전극을 노출시키는 화소 컨택홀을 가지는 평탄화층을 더 구비하며,
    상기 반사 보호막은 화소 컨택홀을 통해 상기 드레인 전극과 접속되며,
    상기 반사 보호막은 인접한 서브 화소 영역의 반사 보호막과 이격되도록 오픈부를 가지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 적색 서브 화소 영역의 제1 전극은 제1 및 제2 투명 도전층으로 이루어지며,
    상기 녹색 서브 화소 영역의 제1 전극은 상기 제1 및 제2 투명 도전층 중 어느 하나로 이루어지며,
    상기 청색 서브 화소 영역에 제1 전극은 상기 적색 및 녹색 서브 화소 영역의 반사 보호막과 동일 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시 장치.
  9. 적색, 녹색 및 청색 서브 화소 영역을 가지는 기판 상에 반사전극을 형성하는 단계와;
    상기 반사 전극이 형성된 기판 상에 상기 반사 전극의 측면 및 전면을 둘러싸도록 반사 보호막을 형성하는 단계와;
    상기 반사 보호막이 형성된 기판 상에 상기 적색, 녹색 및 청색 서브 화소 영별로 두께가 다른 제1 전극을 형성하는 단계와;
    상기 제1 전극 상에 백색 유기 공통층을 형성하는 단계와;
    상기 백색 유기 공통층 상에 제2 전극을 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 제1 전극과 접속되는 박막트랜지스터를 형성하는 단계와;
    상기 박막트랜지스터의 드레인 전극을 노출시키는 화소 컨택홀을 가지는 평탄화층을 형성하는 단계를 포함하며,
    상기 반사 보호막은 상기 화소 컨택홀과 연결되면서 상기 화소 컨택홀 이상의 폭을 갖는 오픈부를 포함하고, 상기 오픈부는 상기 반사 보호막 하부의 평탄화층을 노출하면서 상기 적색, 녹색 및 청색 서브 화소 영역의 반사 보호막을 서로 이격시켜 전기적으로 쇼트되는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시 장치의 제조 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 반사 보호막은 455nm 파장대에서 투과율이 85%이상인 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시 장치의 제조 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 반사 보호막은 SiNx 또는 SiO2와 같은 무기 화합물, 또는 Al2O3와 같은 금속 화합물로 형성되는 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시 장치의 제조 방법.
  12. 삭제
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 제1 전극을 형성하는 단계는
    상기 반사 보호막 상에 상기 적색 서브 화소 영역에 제1 내지 제3 투명 도전층으로 이루어진 제1 전극과, 상기 녹색 서브 화소 영역에 제1 내지 제3 투명 도전층 중 2층으로 이루어진 제1 전극과, 상기 청색 서브 화소 영역에 제1 내지 제3 투명 도전층 중 1층으로 이루어진 제1 전극을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시 장치의 제조 방법.
  14. 제 10 항에 있어서,
    상기 반사 보호막은 비정질 및 결정질 중 어느 하나의 전도성 투명 산화물로 형성되며,
    상기 제1 전극은 상기 비정질 및 결정질 중 나머지 하나의 전도성 투명 산화물로 형성되며,
    상기 전도성 투명 산화물은 ITO 또는 IZO인 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시 장치의 제조 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 제1 전극과 접속되는 박막트랜지스터를 형성하는 단계와;
    상기 박막트랜지스터의 드레인 전극을 노출시키는 화소 컨택홀을 가지는 평탄화층을 형성하는 단계를 더 포함하며,
    상기 반사 보호막은 화소 컨택홀을 통해 상기 드레인 전극과 접속되며,
    상기 반사 보호막은 인접한 서브 화소 영역의 반사 보호막과 이격되도록 오픈부를 가지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시 장치의 제조 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 제1 전극을 형성하는 단계는
    상기 반사 보호막 상에 상기 적색 서브 화소 영역에 제1 및 제2 투명 도전층으로 이루어진 제1 전극과, 상기 녹색 서브 화소 영역에 제1 및 제2 투명 도전층 중 어느 한층으로 이루어진 제1 전극을 형성하는 단계를 포함하며,
    상기 청색 서브 화소 영역에 제1 전극은 상기 적색 및 녹색 서브 화소 영역의 반사 보호막과 동일 재질로 동시에 형성되는 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시 장치의 제조 방법.
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