KR102327084B1 - 디스플레이 장치의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일 실시예는 기판 상에 제1 금속원소를 포함하는 전극층을 형성하는 단계, 상기 전극층 상에 제1물질을 포함하는 절연층 및 제1 패턴을 포함하는 감광패턴층을 순차적으로 형성하는 단계, 상기 감광패턴층 및 상기 절연층을 식각하여 상기 제1물질을 포함하는 제1층, 및 제2층으로 형성된 복수의 미세 패턴들을 형성하는 단계 및 상기 복수의 미세 패턴들 각각의 상기 제2층을 제거하여 복수의 산란 범프들을 형성하는 단계를 포함하는, 디스플레이 장치의 제조 방법을 개시한다.
Description
본 발명의 실시예들은 디스플레이 장치의 제조 방법에 관한 것이다.
통상적으로, 유기 발광 표시 장치(Organic light emtting display devicd, OLED)는 자발광형 디스플레이 장치로서, 시야각이 넓고, 콘트라스트가 우수하고, 응답속도가 빠르다는 장점을 가지고 있다.
이에 따라, 유기 발광 표시 장치는 디지털 카메라나, 비디오 카메라, 캠코더, 휴대 정보 단말기와 같은 모바일 기기용 디스플레이 장치나, 초박형 텔레비전 같은 대형 전자/전기 제품에 적용할 수 있어 각광받고 있다.
유기 발광 표시 장치는 애노드와 캐소드에 주입되는 정공과 전자가 유기 발광층에서 재결합하여 발광하는 원리로 색상을 구현할 수 있는 것으로서, 주입된 정공과 전자가 결합한 엑시톤(exiton)이 여기 상태로부터 기저 상태로 떨어질 때 발광하게 된다.
유기 발광 표시 장치는 발광층에서 발광한 빛의 20% 정도만 외부로 방출되고, 그 나머지인 80%의 빛은 내부에서 소멸될 수 있다. 따라서, 유기 발광 표시 장치는 광 효율을 향상시킬 수 있는 구조가 필요하다.
본 발명의 실시예들은 디스플레이 장치의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예는 기판 상에 제1 금속원소를 포함하는 전극층을 형성하는 단계; 상기 전극층 상에 제1물질을 포함하는 절연층 및 제1 패턴을 포함하는 감광패턴층을 순차적으로 형성하는 단계; 상기 감광패턴층 및 상기 절연층을 식각하여 상기 제1물질을 포함하는 제1층, 및 제2층으로 형성된 복수의 미세 패턴들을 형성하는 단계; 및 상기 복수의 미세 패턴들 각각의 상기 제2층을 제거하여 복수의 산란 범프들을 형성하는 단계;를 포함하는, 디스플레이 장치의 제조 방법을 개시한다.
본 실시예에 있어서, 상기 감광패턴층의 상부면은, 오목하고 볼록한 요철 면을 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1패턴은 상기 감광패턴층의 두께 방향을 따라 오목한 복수의 홈들을 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 복수의 홈들 각각은, 중심영역의 깊이가 가장자리영역의 깊이보다 클 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 복수의 홈들 각각의 깊이는 상기 중심영역에서 상기 가장자리영역을 향해 점진적으로 감소할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 홈들의 가장자리영역과 대응되는 상기 감광패턴층의 두께는 상기 홈들의 중심영역과 대응되는 상기 감광패턴층의 두께 보다 클 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 복수의 미세 패턴들을 형성하는 단계는, 상기 전극층이 노출되도록 상기 감광패턴층 및 상기 절연층을 식각하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제2 층은 상기 제1 금속원소를 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제2 층은 탄소를 더 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 복수의 미세 패턴들을 형성하는 단계에서, 상기 식각은 제2 물질을 탄소를 포함하는 식각가스를 이용할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 식각은 이방성 건식 식각일 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 식각가스는, CF2, C2F6 및 C4F8 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 전극층은 상기 디스플레이 장치의 화소전극을 형성할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 절연층은 무기물을 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 무기물은 SiOx 및 SiNx 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 전극층은 투광성을 갖는 금속산화물을 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 전극층은 반사성을 갖는 금속을 포함할 수 있다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 제조방법은 산란 범프들을 전극층 상에 배치시킴으로써, 디스플레이 장치의 색좌표의 변화없이도 측면 시인성(WAD)을 개선할 수 있다는 장점을 갖게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 2 내지 도 5, 및 도 8은 도 1의 디스플레이 장치의 제조방법을 개략적으로 도시한 단면도들이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 산란 범프들을 형성하는 방법을 설명하기 위하여 도 5의 VI 부분을 확대한 도면이다.
도 7a는 도 6의 (c)에 도시된 VIIa 부분을 확대한 도면이고, 도 7b는 도 6의 (d)에 도시된 VIIb 부분을 확대한 도면이다.
도 2 내지 도 5, 및 도 8은 도 1의 디스플레이 장치의 제조방법을 개략적으로 도시한 단면도들이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 산란 범프들을 형성하는 방법을 설명하기 위하여 도 5의 VI 부분을 확대한 도면이다.
도 7a는 도 6의 (c)에 도시된 VIIa 부분을 확대한 도면이고, 도 7b는 도 6의 (d)에 도시된 VIIb 부분을 확대한 도면이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다.
이하의 실시예에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
이하의 실시예에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.
이하의 실시예에서, 막, 영역, 구성 요소 등의 부분이 다른 부분 위에 또는 상에 있다고 할 때, 다른 부분의 바로 위에 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 막, 영역, 구성 요소 등이 개재되어 있는 경우도 포함한다.
도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
어떤 실시예가 달리 구현 가능한 경우에 특정한 공정 순서는 설명되는 순서와 다르게 수행될 수도 있다. 예를 들어, 연속하여 설명되는 두 공정이 실질적으로 동시에 수행될 수도 있고, 설명되는 순서와 반대의 순서로 진행될 수 있다.
이하의 실시예에서, 막, 영역, 구성 요소 등이 연결되었다고 할 때, 막, 영역, 구성 요소들이 직접적으로 연결된 경우뿐만 아니라 막, 영역, 구성요소들 중간에 다른 막, 영역, 구성 요소들이 개재되어 간접적으로 연결된 경우도 포함한다. 예컨대, 본 명세서에서 막, 영역, 구성 요소 등이 전기적으로 연결되었다고 할 때, 막, 영역, 구성 요소 등이 직접 전기적으로 연결된 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 막, 영역, 구성 요소 등이 개재되어 간접적으로 전기적 연결된 경우도 포함한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
디스플레이 장치(10)는 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display), 유기 발광 표시 장치(Organic Light Emitting Diode Display), 플렉서블 디스플레이(Flexible Display) 등과 같은 표시 장치로 이루어질 수 있다. 본 발명에서는 디스플레이 장치의 종류에 제한이 없으나, 설명의 편의를 위하여 유기 발광 표시 장치를 예로 들어 설명하기로 한다.
도 1을 참조하면, 유기 발광 표시 장치는 기판(100), 기판(100) 상에 형성된 박막트랜지스터(TFT), 및 박막트랜지스터(TFT)와 전기적으로 연결되는 유기발광소자(OLED, 200)를 포함할 수 있다. 도 1에서는 기판(100)과 유기발광소자(200) 사이에 하나의 박막트랜지스터(TFT)를 도시하였으나, 디스플레이 장치(10)는 복수개의 박막트랜지스터(TFT)를 포함할 수 있으며, 스토리지 커패시터(미도시)를 더 포함할 수 있다.
기판(100)은 리지드(rigid)하거나 플렉서블(flexible)할 수 있다. 기판(100)은 글라스재, 금속재, 또는 PET(Polyethylen terephthalate), PEN(Polyethylen naphthalate), 폴리이미드(Polyimide) 등과 같은 플라스틱재로 형성될 수 있다.
기판(100) 상에는 불순물이 박막트랜지스터(TFT)의 반도체층으로 침투하는 것을 방지하기 위한 버퍼층(101), 박막트랜지스터(TFT)의 반도체층과 게이트전극을 절연하기 위한 게이트절연막(102), 박막트랜지스터(TFT)의 소스전극 및 드레인전극을 게이트전극과 절연시키기 위한 층간절연막(103), 및 박막트랜지스터(TFT)를 덮으며 상면이 대략 평평한 평탄화막(104)과 같은 구성요소들이 위치할 수 있다.
유기발광소자(200)는 전극층(210), 전극층(210) 상에 형성된 중간층(220) 및 중간층(220) 상에 형성된 대향전극(230)을 포함할 수 있다. 본 실시예에서, 전극층(210)은 애노드(anode)이고, 대향전극(230)은 캐소드(cathode)일 수 있다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 유기 발광 표시 장치의 구동 방법에 따라 전극층(210)이 캐소드이고, 대향전극(230)이 애노드일 수도 있다. 전극층(210) 및 대향전극(230)으로부터 각각 정공과 전자가 중간층(220)에 구비된 발광층의 내부로 주입된다. 주입된 정공과 전자가 결합한 엑시톤(exiton)이 여기 상태로부터 기저 상태로 떨어지면서 광이 방출된다.
전극층(210)은 박막트랜지스터(TFT)의 소스전극 및 드레인전극 중 어느 하나와 전기적으로 연결될 수 있다. 전극층(210)은 투광성을 갖는 금속산화물을 포함할 수 있다. 예를 들면, 전극층(210)은 인듐틴옥사이드(indium tin oxide: ITO), 인듐징크옥사이드(indium zinc oxide: IZO), 징크옥사이드(zinc oxide: ZnO), 인듐옥사이드(indium oxide: In2O3), 인듐갈륨옥사이드(indium gallium oxide: IGO), 알루미늄징크옥사이드(aluminum zinc oxide: AZO), 및 갈륨징크옥사이드(gallium zinc oxide: GZO)를 포함하는 그룹에서 선택된 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다. 혹은, 전극층(210)은 투명 도전성 산화물층/반투과 금속층/투명 도전성 산화물층으로 구성된 3중 구조로 구비될 수 있다. 본 발명에서는 전극층(210)의 물질 종류에 대해 제한을 두지 않으며, 다른 실시예로서, 전극층(210)은 반사형 전극으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 전극층(210)은 Ag, Mg, Al, Pt, Pd, Au, Ni, Nd, Ir, Cr 또는 이들의 화합물 등을 포함하는 반사막을 형성할 수도 있다.
화소정의막(105)은 개구를 통해서 전극층(210)의 상부면을 노출하고, 노출된 전극층(210)의 상부면에는 발광층을 포함하는 중간층(220)이 위치할 수 있다.
전극층(210)과 중간층(220)의 사이에는 복수의 산란 범프(300)들이 위치할 수 있다. 복수의 산란 범프(300)들은 전극층(210)의 상부면에 미세한 렌즈 형태로 형성되며, 다양한 크기로 형성될 수 있다. 복수의 산란 범프(300)들은 무기물로 형성될 수 있으며, 무기물은 SiOx, SiNx 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 복수의 산란 범프(300)들은 전극층(210)과 중간층(220) 사이에 배치됨으로써, 유기발광소자(200)의 발생되는 광의 효율을 효과적으로 높일 수 있다. 또한, 복수의 산란 범프(300)들은 전극층(210)과 대향전극(230) 사이에서 의도치 않은 공진이 발행하는 것을 억제하여 의도치 않은 공진에 의한 스펙트럼(spectrum)의 변형을 최소화할 수 있다.
중간층(220)은 적색, 녹색 또는 청색 광을 방출하는 유기 발광층을 포함하며, 유기 발광층은 저분자 유기물 또는 고분자 유기물을 사용할 수 있다. 유기 발광층이 저분자 유기물로 형성된 저분자 유기층인 경우에는 유기 발광층을 중심으로 전극층(210)의 방향으로 홀 수송층(hole transport layer: HTL) 및 홀 주입층(hole injection layer:HIL)등이 위치하고, 대향전극(230)의 방향으로 전자 수송층(electron transport layer: ETL) 및 전자 주입층(electron injection layer:EIL) 등이 적층된다. 물론, 이들 홀 주입층, 홀 수송층, 전자 수송층, 전자 주입층 외에도 다양한 층들이 필요에 따라 적층되어 형성될 수 있다.
중간층(220) 상에는 전극층(210)과 대향하는 대향전극(230)이 구비된다. 대향 전극(230)은 투명 전극 또는 반사형 전극으로 구비될 수 있는데, 투명전극으로 사용될 때에는 일함수가 작은 금속 즉, Li, Ca, LiF/Ca, LiF/Al, Al, Ag, Mg 및 이들의 화합물을 유기 발광막을 향하도록 얇게 증착한 후, 그 위에 ITO, IZO, ZnO 또는 In2O3 등의 투명 도전성 산화물로 보조 전극층이나 버스 전극 라인을 형성할 수 있다. 그리고 반사형 전극으로 사용될 때에는 위 Li, Ca, LiF/Ca, LiF/Al, Al, Ag, Mg 및 이들의 화합물을 전면 증착하여 형성할 수 있다.
이하, 도 2 내지 도 8을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(10)의 제조방법에 대하여 설명한다.
도 2 내지 도 8은 도 1의 디스플레이 장치의 제조방법을 개략적으로 도시한 단면도들이다.
도 2를 참조하면, 기판(100) 상에 유기발광소자(200)를 형성한다. 유기발광소자(200)는 전극층(210), 발광층을 포함하는 중간층(220), 및 대향전극(230)을 포함할 수 있다.
유기발광소자(200)를 형성하기에 앞서, 기판(100) 상에는 다양한 층들이 형성될 수 있다. 기판(100) 상에는 도 1을 참조하여 설명한 바와 같이 박막트랜지스터(TFT)가 형성될 수 있으며, 불순물이 박막트랜지스터(TFT)의 반도체층으로 침투하는 것을 방지하기 위한 버퍼층(101), 박막트랜지스터(TFT)의 반도체층과 게이트전극을 절연시키기 위한 게이트절연막(102), 박막트랜지스터(TFT)의 소스전극 및 드레인전극을 게이트전극과 절연시키기 위한 층간절연막(103) 및 박막트랜지스터(TFT)를 덮으며 상면이 대략 평평한 평탄화막(104)과 같은 절연층들이 형성될 수 있다.
전극층(210)은 제1 금속원소를 포함할 수 있다. 일 실시예로서, 전극층(210)이 투광성을 갖는 경우, 전극층(210)은 ITO, IZO, GZO 또는 ZnO 등을 포함하는 그룹에서 선택된 적어도 하나 이상의 금속산화물을 포함할 수 있다. 혹은, 전극층(210)은 투명 도전성 산화물층/반투과 금속층/투명 도전성 산화물층으로 구성된 3중 구조로 구비될 수 있다. 제1 금속원소는 전극층(210)을 이루는 금속산화물 종류에 따라 결정되며, 금속산화물을 이루는 하나의 원소로서 인듐(indium), 주석(tin), 갈륨(gallium) 또는 아연(zinc) 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
또 다른 실시예로서, 전극층(210)이 반사형인 경우, 전극층(210)은 Li, Ca, LiF/Ca, LiF/Al, Al, Ag, Mg 및 이들의 화합물을 전면 증착하여 형성할 수 있으며, 제1 금속원소는 리튬(Li), 칼슘(Ca), 알루미늄(Al), 은(Ag) 또는 마그네슘(Mg) 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
도 3을 참조하면, 전극층(210) 상에 절연층(310) 및 포토레지스트층(400)을 순차적으로 형성한다.
절연층(310)은 제1 물질을 포함할 수 있다. 제1 물질은 무기물일 수 있으며, 무기물은 실리콘옥사이드(SiOx), 실리콘나이트라이드(SiNx)와 같은 절연성을 갖는 소재로 형성될 수 있다.
절연층(310) 상에는 포토레지스트층(400)이 형성된다. 포토레지스트층(400)의 물질은 포지티브 포토레지스트(Positive PR) 및 네거티브 포토레지스트(Negative PR) 중 어느 하나일 수 있으며, 본 발명은 이를 제한하지 않는다. 본 발명에서는 설명의 편의를 위하여 포토레지스트층(400)의 물질이 포지티브 포토레지스트(Positive PR)인 경우를 중심으로 설명하기로 한다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 도 3에 도시된 포토레지스트층(400) 상에 제1 포토마스크(M)을 배치한 후, 노광 및 현상(developing) 공정을 통해 감광패턴층(410)을 형성할 수 있다.
제1 포토마스크(M)은 전극층(210)에 대응되며, 마스크패턴(MP)이 형성된 제1 영역(M1)과, 제1 영역(M1)의 양측에 구비되는 제2 영역(M2) 및 제3 영역(M3)을 포함할 수 있다.
제1 영역(M1)의 마스크패턴(MP)은 후술하는 감광패턴층(410)의 제1 패턴(RP)에 대응되도록 배치될 수 있다. 포토레지스트층(400)의 물질이 포지티브 포토레지스트(Positive PR)인 경우, 마스크패턴(MP)은 광을 투과하는 광투과부로 형성되며, 마스크패턴(MP)를 제외한 제1 영역(M1)은 광을 차단하는 광차단부로 형성될 수 있다.
일 실시예로서, 제1 포토마스크(M)의 제2 영역(M2) 및 제3 영역(M3)은 광을 투과하는 광투과부로 형성하여, 전극층(210) 상에 형성된 절연층(310)을 제외한 나머지 부분을 제거할 수 있다. 다른 실시예로서, 제2 영역(M2) 및 제3 영역(M3)은 광을 차단하는 광차단부로 형성하여, 절연층(310)을 제거하지 않고 식각공정을 진행할 수도 있다. 이때, 전극층(210) 상에 형성된 절연층(310)을 제외한 절연층(310)의 나머지 부분은 후술하는 식각공정에 의해 제거될 수 있으므로, 일 실시예에 비해 식각(etching) 또는 애싱(ashing) 공정의 추가가 없다. 다만, 설명의 편의를 위하여, 본 발명에서는 제1 포토마스크(M)의 제2 영역(M2) 및 제3 영역(M3)이 광투과부로 형성되는 경우를 중심으로 설명하기로 한다.
감광패턴층(410)은 제1 패턴(RP)을 포함할 수 있다. 제1 패턴(RP)는 감광패턴층(410)의 두께 방향을 따라 오목한 복수의 홈(recess)들을 포함할 수 있다. 도 5에서는 복수의 홈들이 규칙적으로 도시되어 있으나, 이는 하나의 예시일 뿐이며, 본 발명에서는 복수의 홈들의 배치 형태를 제한하지 않는다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(10)의 산란 범프들을 형성하는 방법을 설명하기 위하여 도 5의 VI 부분을 확대한 도면이다.
도 6의 (a)를 참조하면, 감광패턴층(410)의 제1 패턴(RP)은 감광패턴층(410)의 상부면에 형성된 복수의 홈들을 포함하므로, 감광패턴층(410)의 상부면은 오목하고 볼록한 요철면(uneven surface)을 포함할 수 있다. 감광패턴층(410)의 제1 패턴(RP)은 제1 포토마스크(M)의 마스크패턴(MP)에 대응되는 위치에 형성된다. 감광패턴층(410)의 물질이 포지티브 포토레지스트(Positive PR)인 경우, 마스크패턴(MP)는 광을 투과하는 광투과부로 형성되므로, 제1 패턴(RP)은 중심영역의 깊이가 가장자리영역의 깊이보다 큰 복수의 홈들로 이루어질 수 있다. 홈들의 가장자리영역과 대응되는 감광패턴층(410)의 두께는 홈들의 중심영역과 대응되는 감광패턴층(410)의 두께보다 클 수 있다. 복수의 홈들 각각의 깊이는 중심영역에서 가장자리영역을 향해 점진적으로 감소할 수 있으며, 중심영역의 깊이는 감광패턴층의 최대 두께보다 작을 수 있다. 따라서, 복수의 홈들은 포토레지스트층이 완전히 제거된 개구형태가 아니며, 복수의 홈들 각각의 중심영역에는 포토레지스트층이 남아있을 수 있다.
도 6의 (b) 및 (c)를 참조하면, 제1 패턴(RP)이 형성된 감광패턴층(410) 및 절연층(310)을 동시에 식각한다. 식각이 진행됨에 따라 복수의 홈들의 폭(L1)이 점점 커지고, 깊이가 깊어지면서 전극층(210)이 노출될 수 있다. 식각 공정이 진행됨에 따라, 전극층(210) 상에는 복수의 미세 패턴(320)들이 형성된다. 복수의 미세 패턴(320)들은 제1 물질을 포함하는 제1 층(317, 도7a 참조) 및 제1 금속원소를 포함하는 제 2층(315, 도7a 참조)으로 형성될 수 있다.
도 6의 (d)를 참조하면, 복수의 미세 패턴(320)들을 처리하여 복수의 산란 범프(300)들을 형성할 수 있다. 예컨대, 제1층(317) 및 제2층(315)을 포함하는 미세패턴(320)들 각각에 대하여 포토레지스트 스트립핑(PR stripping) 공정을 수행하여 제2 층(315)을 제거함으로써 복수의 산란 범프(300)들을 형성할 수 있다. 산란 범프(300)는 제1층(317) 및 제2층(315)을 포함하는 미세패턴(320)에서 제2층(315)이 제거된 상태와 대응된다.
이하, 도 7a 및 도 7b를 참조하여, 도 6(c) 및 도 6 (d)의 공정을 보다 자세하게 설명한다.
도 7a는 도 6의 (c)에 도시된 VIIa 부분을 확대한 도면이고, 도 7b는 도 6의 (d)에 도시된 VIIb 부분을 확대한 도면이다.
도 7a를 참조하면, 감광패턴층(410) 및 절연층(310)을 식각하는 공정은 식각가스(315a)를 이용한 건식 식각(dry etching)일 수 있다. 건식 식각은 식각 장치에 식각 가스(315a)를 주입한 상태에서 플라즈마를 유도하여 진행하는 식각으로서, 이방성 식각을 할 수 있다. 플라즈마가 형성된 상태에서 식각가스의 양이온들이 바이어스 전위에 의해 감광패턴층(410)에 대해 실질적으로 직교하게 끌려갈 경우, 식각 공정은 감광패턴층(410)의 표면에 직교하는 방향으로 유도되어 진행된다. 다시 말해, 건식 식각(dry etching)은 식각 방향성을 갖는 이방성 식각일 수 있다.
식각가스(315a)는 탄소(Carbon)를 포함할 수 있다. 식각가스(315a)는 플루오르화카본화합물 계열의 식각가스를 포함할 수 있으며, 예를 들면, CF2, C2F6, C4F8 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
식각에 의해 전극층(210)이 노출되기 시작하면, 전극층(210)의 제1 금속원소들은 식각가스의 탄소와 반응하여 중합체(polymer)를 생성하게 된다. 중합체는 전극층(210)에 포함된 금속원소 중 적어도 하나(이하, 제1금속원소라 함) 및 탄소를 포함할 수 있다. 제1금속원소는 전술한 바와 같이, 전극층(210)의 물질 종류에 따라 인듐(indium), 갈륨(gallium), 아연(zinc) 또는 주석(tin) 등을 포함할 수 있다.. 중합체(polymer)는 제1 금속원소를 포함하므로 메탈릭 중합체(metallic polymer)일 수 있으며, 식각 공정에 의해 제거되지 않고 식각면(315')에 부착되어 식각을 방해하게 된다.
감광패턴층(410)에 형성된 복수의 홈들의 깊이는 중심영역에서 가장자리 영역을 향해 점진적으로 감소하므로, 복수의 홈들의 식각면(315')은 이방성 건식 식각의 진행 방향에 대하여 0도 이상의 각도를 갖게 된다. 이때, 식각면(315')의 일부는 중합체가 형성되어 있으므로, 이방성 건식 식각에 대해 완전히 식각되지 않는다. 즉, 절연층(310)의 일부들이 중합체(polymer)를 마스크로 하여 전극층(210) 상에 남게 되어, 전극층(210)의 노출면 상에는 복수의 미세 패턴(320)들이 형성될 수 있다. 복수의 미세 패턴(320)들은 절연층(310)의 일부로 이루어진 제1 층(317) 및 중합체(polymer)로 이루어진 제2 층(315)으로 형성될 수 있다. 제1 층(317)은 무기물인 제1 물질을 포함할 수 있으며, 중합체(polymer)는 제1 금속원소와 탄소를 포함할 수 있다. 복수의 미세 패턴(320)들은 임의(random)의 크기로 형성될 수 있다.
이방성 건식 식각이 진행되는 동안, 홈의 식각면(315')은 중심영역으로부터 점점 밀려나면서 폭이 넓어지고, 전극층(210)의 노출면도 넓어지면서, 전극층(210)의 상부면 전체에 복수의 미세 패턴(320)들이 형성될 수 있다.
도 7b를 참조하면, 복수의 미세 패턴(320)으로부터 제2 층(315)를 제거하여 복수의 산란 범프(300)들을 형성한다. 제2 층(315)은 포토레지스트 스트립핑(PR stripping)공정을 통해 제거될 수 있으며, 제1 층(317)은 포토레지스트 스프립핑 공정을 통해 산란 범프(300)가 될 수 있다. 포토 레지스트 스티립핑 공정 중 제1 층(317)의 표면이 다듬어지면서 산란 범프(300)는 렌즈 형태를 가질 수 있다.
도 8을 참조하면, 도 7b의 결과물 상에 중간층(220) 및 대향전극(230)을 포함하는 유기발광소자(200)을 형성할 수 있다.
화소정의막(105)은 개구를 통해서 전극층(210)의 상부면을 노출하고, 노출된 전극층(210)의 상부면에는 발광층을 포함하는 중간층(220)이 위치할 수 있다. 중간층(220) 상에는 전극층(210)과 대향하는 대향전극(230)이 구비될 수 있다.
표 1은 본 발명의 비교예들 및 실시예들에 따른 디스플레이 장치의 측면시인성(60도 기준)과 정면색좌표를 나타낸다.
| 구분 | 측면시인성(60도) | 정면 색좌표 | |
| X | Y | ||
| 비교예1 | 0.015 | 0.335 | 0.629 |
| 비교예2 | 0.018 | 0.338 | 0.626 |
| 실시예1 | 0.0019 | 0.337 | 0.627 |
| 실시예2 | 0.0022 | 0.340 | 0.625 |
표 1에서 비교예 1 및 2는 산란 범프를 구비하지 않은 디스플레이 장치를 나타내고, 실시예1 및 2는 도 1에 도시된 바와 같은 산란 범프를 구비한 디스플레이 장치를 나타낸다.
표 1을 참조하면, 실시예 1 및 실시예 2의 색좌표는 비교예1 및 2의 색좌표의 오차범위(±0.005)에 포함되므로, 실질적으로 실시예 1 및 2에 따른 디스플레이 장치의 경우 비교예1 및 비교예2와 대비하여 볼 때 색좌표의 변화가 없음을 알 수 있다. 이에 반해, 실시예 1 및 실시예2에 따른 측면시인성(60도기준)값은 비교예1 및 2의 측면시인성값의 오차범위(±0.2%)이상 향상되었다. 측면시인성값은 정면휘도값과 기준각도에서의 휘도값의 변화율을 나타내는 값으로, 값이 작을수록 측면시인성이 높아진다. 즉, 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 장치의 경우, 비교예들에 비해 측면시인성값이 현저히 줄어들었으므로, 측면시인성이 개선되었음을 알 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(10)의 제조방법에 의해 형성된 산란 범프(300)들은 임의의 크기로 형성되며, 수십 나노(nano)의 크기로 미세하게 형성될 수 있어서, 산란에 의한 광효율을 효과적으로 높일 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(10)는 산란 범프(300)들을 전극층(210) 상에 배치시킴으로써, 디스플레이 장치의 색좌표의 변화없이도 측면 시인성(WAD)을 개선할 수 있다.
이와 같이 본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 하여 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
10, 10-1, 10-2 : 디스플레이 장치
100 : 기판
101 : 버퍼층
012 : 게이트절연막
103 : 층간절연막
104 : 평탄화막
105 : 화소정의막
200 : 유기발광소자
210 : 전극층
220 : 중간층
230 : 대향전극
300 : 복수의 산란범프
310 : 절연층
315a : 식각가스
315': 식각면
315 : 제2 층
317 : 제1 층
400 : 포토레지스트층
410 : 감광패턴층
100 : 기판
101 : 버퍼층
012 : 게이트절연막
103 : 층간절연막
104 : 평탄화막
105 : 화소정의막
200 : 유기발광소자
210 : 전극층
220 : 중간층
230 : 대향전극
300 : 복수의 산란범프
310 : 절연층
315a : 식각가스
315': 식각면
315 : 제2 층
317 : 제1 층
400 : 포토레지스트층
410 : 감광패턴층
Claims (17)
- 기판 상에 제1 금속원소를 포함하는 전극층을 형성하는 단계;
상기 전극층 상에 제1물질을 포함하는 절연층 및 제1 패턴을 포함하는 감광패턴층을 순차적으로 형성하는 단계;
상기 감광패턴층 및 상기 절연층을 식각하여 상기 제1물질을 포함하는 제1층, 및 제2층으로 형성된 복수의 미세 패턴들을 형성하는 단계; 및
상기 복수의 미세 패턴들 각각의 상기 제2층을 제거하여 복수의 산란 범프들을 형성하는 단계;를 포함하는, 디스플레이 장치의 제조 방법. - 제1항에 있어서,
상기 감광패턴층의 상부면은, 오목하고 볼록한 요철 면을 포함하는, 디스플레이 장치의 제조방법. - 제 1항에 있어서,
상기 제1패턴은 상기 감광패턴층의 두께 방향을 따라 오목한 복수의 홈(recess)들을 포함하는, 디스플레이 장치의 제조 방법. - 제 3항에 있어서,
상기 복수의 홈들 각각은, 중심영역의 깊이가 가장자리영역의 깊이보다 큰, 디스플레이 장치의 제조방법. - 제 4항에 있어서,
상기 복수의 홈들 각각의 깊이는 상기 중심영역에서 상기 가장자리영역을 향해 점진적으로 감소하는, 디스플레이 장치의 제조방법. - 제 3항에 있어서,
상기 홈들의 가장자리영역과 대응되는 상기 감광패턴층의 두께는 상기 홈들의 중심영역과 대응되는 상기 감광패턴층의 두께 보다 큰, 디스플레이 장치의 제조방법. - 제1항에 있어서,
상기 복수의 미세 패턴들을 형성하는 단계는,
상기 전극층이 노출되도록 상기 감광패턴층 및 상기 절연층을 식각하는 단계를 더 포함하는, 디스플레이 장치의 제조방법. - 제 1항에 있어서,
상기 제2 층은 상기 제1 금속원소를 포함하는, 디스플레이 장치의 제조방법. - 제 8항에 있어서,
상기 제2 층은 탄소를 더 포함하는, 디스플레이 장치의 제조방법. - 제 1항에 있어서,
상기 복수의 미세 패턴들을 형성하는 단계에서, 상기 식각은 탄소를 포함하는 식각가스를 이용하는, 디스플레이 장치의 제조방법. - 제 10항에 있어서,
상기 식각은 이방성 건식 식각인, 디스플레이 장치의 제조방법. - 제 10항에 있어서,
상기 식각가스는, CF2, C2F6 및 C4F8 중 어느 하나를 포함하는, 디스플레이 장치의 제조방법. - 제1항에 있어서,
상기 전극층은 상기 디스플레이 장치의 화소전극인, 디스플레이 장치의 제조방법. - 제1항에 있어서,
상기 절연층은 무기물을 포함하는, 디스플레이 장치의 제조방법. - 제 14항에 있어서,
상기 무기물은 SiOx 및 SiNx 중 적어도 어느 하나를 포함하는, 디스플레이 장치의 제조방법. - 제1항에 있어서,
상기 전극층은 투광성을 갖는 금속산화물을 포함하는, 디스플레이 장치의 제조방법. - 제1항에 있어서,
상기 전극층은 반사성을 갖는 금속을 포함하는, 디스플레이 장치의 제조방법.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020150108145A KR102327084B1 (ko) | 2015-07-30 | 2015-07-30 | 디스플레이 장치의 제조 방법 |
| US15/089,323 US9842890B2 (en) | 2015-07-30 | 2016-04-01 | Method of manufacturing display device |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
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