KR102456183B1 - 유기발광표시장치 및 이를 제조하는 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유기발광표시장치 및 이를 제조하는 방법에 관한 것으로 본 발명의 일 측면에서 본 발명은 복수의 화소영역이 정의된 기판 상에서, 화소영역에 각각 위치하는 제1전극, 그리고 제1전극 상에 유기발광층, 및 제2전극이 위치하는 구조에서 화소영역을 정의하는 뱅크 상에 보조배선이 위치하여 제2전극과 연결되는 유기발광표시장치를 제공한다.

Description

유기발광표시장치 및 이를 제조하는 방법{ORGANIC LIGHT EMITTING DISPLAY DEVICE AND FABRICATING METHOD THEREOF}

본 발명은 보조배선을 포함하는 유기발광표시장치 및 이를 제조하는 방법에 관한 것이다.

정보화 사회가 발전함에 따라 화상을 표시하기 위한 표시장치에 대한 요구가 다양한 형태로 증가하고 있으며, 근래에는 액정표시장치(LCD: Liquid Crystal Display), 플라즈마표시장치(PDP: Plasma Display Panel), 유기발광표시장치(OLED: Organic Light Emitting Display Device, 또는 유기전계발광표시장치) 등과 같은 다양한 표시장치가 활용되고 있다. 이러한 다양한 표시장치에는, 그에 맞는 표시패널이 포함된다.

표시패널은 각각의 화소영역에 박막 트랜지스터들이 형성되어 있으며, 박막 트랜지스터의 전류의 흐름을 통하여 표시패널 내의 특정 화소영역이 제어된다. 박막 트랜지스터는 게이트와 소스/드레인 전극으로 구성된다.

유기 발광 표시장치는 서로 다른 두 전극 사이의 발광층이 형성되며, 어느 하나의 전극에서 발생한 전자와 다른 하나의 전극에서 발생한 정공이 발광층 내부로 주입되면, 주입된 전자 및 정공이 결합하여 액시톤(exciton)이 생성되고, 생성된 액시톤이 여기상태(excited state)에서 기저상태(ground state)로 떨어지면서 발광하여 화상을 표시하는 표시장치이다.

한편, 유기 발광 표시장치에서 전자를 주입하는 전극, 예를 들어 캐소드인 경우, 캐소드의 비저항에 의한 전압 강하가 발생할 수 있는데, 이는 표시장치의 크기가 증가할수록 전압강화가 증가할 수 있으며 이는 곧 휘도 저하로 이어진다. 따라서, 전압 강하를 해결하기 위한 보조배선(또는 보조전극)을 형성하는 것이 필요하다. 또한, 보조배선의 구성에서 추가적인 마스크를 제외시켜 추가 공정으로 인한 비용을 절감시키는 것이 필요하다.

이러한 배경에서, 본 발명의 목적은 대면적의 유기발광표시패널의 휘도의 균일도를 개선시키는데 있다.

또한, 본 발명의 목적은 상면발광(Top emission) 구조에서 캐소드의 투과도를 높이기 위해 얇게 형성할 경우에도 캐소드의 전압강하를 줄이는데 있다.

또한, 본 발명의 목적은 캐소드의 전압을 유지시키는 보조전극과 보조배선을 제공하며, 보조전극과 보조배선을 형성하는 공정을 최소화시켜 공정 비용을 절감시키는데 있다.

전술한 목적을 달성하기 위하여, 일 측면에서, 본 발명은 복수의 화소영역이 정의된 기판 상에서, 화소영역에 각각 위치하는 제1전극, 그리고 제1전극 상에 유기발광층, 및 제2전극이 위치하는 구조에서 화소영역을 정의하는 뱅크 상에 보조배선이 위치하여 제2전극과 연결되는 유기발광표시장치를 제공한다.

다른 측면에서 본 발명은 제2전극과 동일한 전위의 전원이 인가되는 보조배선이 뱅크 상에 형성된 유기발광표시장치를 제공한다.

또다른 측면에서 본 발명은 기판 상의 복수의 화소영역에 제1전극을 형성하고, 상기 화소영역을 정의하는 뱅크를 형성한 후, 상기 뱅크 상에 보조배선을 형성하여 제2전극과 전기적으로 연결시키는 유기발광표시장치를 제조하는 방법을 제공한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 보조배선이 화소영역의 주변 영역에 위치하며 캐소드와 같은 전극과 연결되므로 표시장치 또는 표시패널 전체의 휘도를 균일하게 유지할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 보조배선은 표시패널의 가로 또는 세로 중 어느 하나의 방향 이상으로 위치할 수 있으므로, 캐소드와 같은 전극의 저항을 감소시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 보조배선은 뱅크 상에 형성되므로 종래의 개구율 감소 문제를 해결하여 유기발광층의 소자 수명을 증가시킬 수 있다.

도 1은 실시예들에 따른 표시장치를 간략하게 나타낸 도면이다.
도 2는 전압강하가 발생하는 구조를 보여주는 도면이다.
도 3은 보조전극이 없는 경우의 전압강하로 인한 휘도 저하를 보여주는 그래프이다.
도 4는 격벽으로 보조전극을 형성하는 구성을 보여주는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 보조배선이 배치된 구성의 단면을 보여주는 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 의한 보조배선이 배치된 구성의 단면을 보여주는 도면이다.
도 7은 격벽 구조와 본 발명의 실시예를 적용한 구조의 개구율을 비교한 도면이다.
도 8 내지 도 12에서는 본 발명의 일 실시예에 의한 도 5의 구조를 적층하는 과정을 보여주는 도면이다.
도 13 내지 도 15는 도 6과 같은 구조에서 보조배선이 적층되는 과정을 보여주는 평면도이다.
도 16은 본 발명을 적용할 경우 패널에서 뱅크 상에 배치된 보조배선을 보여주는 도면이다.
도 17은 보조배선이 화소영역 사이의 비개구 영역 중 일부에만 형성된 실시예이다.
도 18은 도 4의 격벽구조에서 보조배선 배치로 인한 개구율과 본 발명의 보조배선 배치로 인한 개구율을 비교한 도면이다.
도 19는 본 발명의 적용으로 인한 개구율의 증가에 따른 패널의 휘도 수명의 증가를 보여주는 도면이다.
도 20은 본 발명의 일 실시예에 의한 유기발광표시장치를 제조하는 공정을 보여주는 도면이다.
도 21은 본 발명의 일 실시예에 의한 보조배선 상의 포토 레지스트를 제거한 단면을 보여주는 도면이다.
도 22a 및 도 22b는 본 발명의 다른 실시예에 의한 보조배선을 2중층으로 구성한 단면을 보여주는 도면이다.

이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가질 수 있다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 수 있다.

또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질, 차례, 순서 또는 개수 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 다른 구성 요소가 "개재"되거나, 각 구성 요소가 다른 구성 요소를 통해 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

도 1은 실시예들에 따른 표시장치를 간략하게 나타낸 도면이다.

도 1을 참조하면, 실시예들에 따른 표시장치(100)는, 제1방향(예: 수직방향)으로 다수의 제1라인(VL1~VLm)이 형성되고, 제2방향(예: 수평방향)으로 다수의 제2라인(HL1~HLn)이 형성되는 표시패널(110)과, 다수의 제1라인(VL1~VLm)으로 제1신호를 공급하는 제1구동부(120)와, 다수의 제2라인(HL1~HLn)으로 제2신호를 공급하는 제2구동부(130)와, 제1구동부(120) 및 제2구동부(130)를 제어하는 타이밍 컨트롤러(140) 등을 포함한다.

표시패널(110)에는, 제1방향(예: 수직방향)으로 형성된 다수의 제1라인(VL1~VLm)과 제2방향(예: 수평방향)으로 형성된 다수의 제2라인(HL1~HLn)의 교차에 따라 다수의 화소(P: Pixel)가 정의된다.

전술한 제1구동부(120) 및 제2구동부(130) 각각은, 영상 표시를 위한 신호를 출력하는 적어도 하나의 구동 집적회로(Driver IC)를 포함할 수 있다.

표시패널(110)에 제1방향으로 형성된 다수의 제1라인(VL1~VLm)은, 일 예로, 수직방향(제1방향)으로 형성되어 수직방향의 화소 열로 데이터 전압(제1신호)을 전달하는 데이터 배선일 수 있으며, 제1구동부(120)는 데이터 배선으로 데이터 전압을 공급하는 데이터 구동부일 수 있다.

또한, 표시패널(110)에 제2방향으로 형성된 다수의 제2라인(HL1~HLn)은 수평방향(제2방향)으로 형성되어 수평방향의 화소 열로 스캔 신호(제1신호)를 전달하는 게이트 배선일 수 있으며, 제2구동부(130)는 게이트 배선으로 스캔 신호를 공급하는 게이트 구동부일 수 있다.

또한, 제1구동부(120)와 제2구동부(130)와 접속하기 위해 표시패널(110)에는 패드부가 구성된다. 패드부는 제1구동부(120)에서 다수의 제1라인(VL1~VLm)으로 제1신호를 공급하면 이를 표시패널(110)로 전달하며, 마찬가지로 제2구동부(130)에서 다수의 제2라인(HL1~HLn)으로 제2신호를 공급하면 이를 표시패널(110)로 전달한다.

각 화소(pixel)는 하나 이상의 부화소(subpixel)를 포함한다. 부화소는 특정한 한 종류의 컬러필터가 형성되거나, 또는 컬러필터가 형성되지 않고 유기발광소자가 특별한 색상을 발광할 수 있는 단위를 의미한다. 부화소에서 정의하는 색상으로 적색(R), 녹색(G), 청색(B)과 선택적으로 백색(W)를 포함할 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 각 부화소는 별도의 박막 트랜지스터와 이에 연결된 전극이 포함되므로 이하, 화소를 구성하는 부화소 역시 하나의 화소영역으로 지칭한다.

한편, 유기발광표시장치는 상면발광과 하면발광(Bottom Emission), 양면발광(Dual Emission) 등이 있다. 어느 발광 방식을 택하여도 표시패널이 증가하는 대면적의 표시패널에서는 캐소드를 전면에 형성시키는 과정에서 캐소드의 전압강하가 발생할 수 있으므로 이를 해결하기 위한 보조전극 또는 보조배선을 비개구 영역에 형성할 수 있다. 이하, 본 명세서에서는 상면발광의 표시장치를 중심으로 설명하지만, 본 발명의 실시예들이 상면발광에 한정되는 것은 아니며, 캐소드의 전압강하를 방지하는 모든 표시장치의 구조에 적용될 수 있다.

도 2는 전압강하가 발생하는 구조를 보여주는 도면이다. 표시패널에서 전원이 인가되는 구조를 살펴보면, 전원부(190)에서 제1구동부(120) 또는 제2구동부(130)를 통하여 180a 또는 180b와 같이 기저전원을 제공하여 표시패널의 표시영역(111)으로 인가된다. 상하의 에지에서 기저전원이 인가되므로, 표시영역(111)의 에지 영역에서 가장 휘도가 높고, 패널의 중심부에서 휘도가 낮다. 이러한 특징에 대해 도 3에서 자세히 살펴본다.

도 3은 보조전극이 없는 경우의 전압강하로 인한 휘도 저하를 보여주는 그래프이다. 도 3을 살펴보면, 도 2의 180a와 180b와 같이 기저전원이 공급되는 에지 영역에서는 휘도가 높으며, 중심부에서는 휘도가 낮다. 이러한 현상은 표시장치의 크기가 증가할 경우 더욱 크게 발생한다. 따라서, 전압 강화와 이로 인한 휘도 저하를 막기 위한 보조 전극이 필요하다.

기존의 상면발광인 유기발광표시장치에서는 박막의 캐소드(~100Å)를 사용하여 캐소드의 높은 저항으로 휘도 불균일이 발생할 수 있다. 또한, 패널의 어레이 전면에 백색 EL(White EL)을 증착하면서 보조전극 또는 보조배선을 적용함에 있어 한계가 발생하였다. 이를 해결하기 위한 한 실시예로 격벽 구조를 도입하여 패널의 어레이 내에 백색 EL을 증착하더라도 보조전극이 노출되는 구조로 IZO증착을 통해 캐소드와 보조전극을 컨택시켜 휘도의 균일도를 개선하는 방법이 있다.

도 4는 격벽으로 보조전극을 형성하는 구성을 보여주는 도면이다. 기판(401) 상에 버퍼(402)가 위치하며, 버퍼 상에 액티브(405), 게이트 절연막(Gate Insulator, 407), 게이트(410), 층간 절연막(Interlayer Dialect, 415), 소스 및 드레인(420), 패시베이션층(Passivation Layer, 425), 제1평탄화층(Pacification layer, 427), 그리고 소스 또는 드레인(420)에 연결된 연결전극(430), 연결전극(430)와 같은 물질로 구성된 제1보조전극(431), 제1전극 혹은 일 실시예로 애노드(Anode, 440), 층간 절연막(415)에 형성된 컨택홀(418)을 통하여 소스 또는 드레인(420)과 액티브(405)가 연결된다. 그리고 애노드(440)와 같은 물질로 구성된 제2보조전극(441), 그리고 뱅크(450)와 유기발광층(470), 제2전극 혹은 일 실시예로 캐소드(Cathode, 480), 그리고 격벽(490)이 위치한다.

도 4와 같이 격벽 구조를 적용할 경우, 휘도의 균일도가 개선되지만, 보조전극과 격벽을 형성하기 위하여 3개의 레이어가 추가된다. 즉, 캐소드와 연결되어 저항을 감소시킬 목적으로 두꺼운 두께의 보조전극이 사용되고 이를 평탄화하기 위한 평탄화층이 추가된다. 또한 전면 증착되는 백색 EL의 미증착 영역을 형성하여 보조전극과 캐소드를 컨택시키는 구조를 형성하게 된다.

도 4와 같이 격벽 구조에 의한 보조전극을 구현하기 위해서는 3개의 레이어가 필요하며, 이를 위해 보조전극(증착→노광→형상→식각), 평탄화층(코팅→노광→현상→열처리), 격벽(코팅→노광→현상→열처리)의 공정이 추가된다. 즉, TFT 공정 이후 PAC 추가가 필요하므로 6개의 마스크(Mask)가 필요하며, 보조전극 컨택부에 의해 개구율 저하 문제가 발생한다. 6개의 마스크가 적용되는 공정은 PAC(427), 보조 전극(430, 431), PAC(435), 애노드(440), 뱅크(450), 격벽(490)의 형성이다.

도 4에서 보조전극(441)과 캐소드(480)가 컨택하기 위해 뱅크가 오픈된 영역(BO)의 크기가 증가할 경우 개구율이 저하되는 문제가 발생한다.

따라서, 본 명세서에서는 개구율의 저하 없이 보조전극, 즉 보조배선을 배치하는 구성을 제안한다. 이를 위해 본 발명의 일 실시예들은 보조배선이 뱅크 상의 일부 또는 전체의 영역에 위치하도록 하는 구성을 제언한다. 또한, 본 발명의 일 실실시예에서는 보조배선이 캐소드에 인가되는 전원과 동일한 전위의 전원이 인가되도록 하여, 캐소드가 표시패널에 균일하게 공급되므로 표시패널의 휘도를 균일하게 하여 시감성을 증가시킬 수 있다.

이하, 버퍼층, 평탄화층(또는 평탄화막), 패시베이션층 등을 달리 지칭할 수 있으나, 이들을 통칭하여 보호층으로 지시한다. 보호층은 OLED의 발광을 위해 소스/드레인과 게이트, 또는 게이트와 액티브층, 또는 애노드와 소스/드레인, 애노드와 캐소드 등과 같은 물질들 사이에 위치하는 층으로, 유기물질 또는 무기물질이 될 수 있으며, 본 발명에서 보호층은 특정한 물질에 한정되지 않는다.

이하 본 발명은 뱅크 상에 보조배선이 배치되며 보조배선이 제2전극, 예를 들어 캐소드 전극과 연결되는 구성에 대해 살펴본다. 보다 상세히 본 발명을 적용할 경우, 복수의 화소영역이 정의된 기판에서 화소영역 각각에 위치하는 제1전극과, 화소영역을 정의하는 뱅크와, 뱅크 상의 보조배선, 그리고 제1전극 상에 유기발광층 상에 제2전극이 위치되는데, 제2전극은 전술한 보조배선과 전기적으로 연결된다. 보조배선이 뱅크 상에 배치되므로, 보조배선을 배치하지 않는 경우와 비교할 때에도 개구율의 감소가 없다. 또한, 패널 전면에 보조배선을 배치할 수 있으므로, 전술한 대면적 표시장치에서 발생하는 휘도의 변화가 발생하지 않아 대면적의 표시장치에서도 고른 휘도를 구현할 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 보조배선이 배치된 구성의 단면을 보여주는 도면이다. 도 5는 애노드(440)와 소스/드레인(420) 사이에 연결전극(430)이 배치된 경우를 보여준다.

도 5에서 뱅크(450) 상에 보조배선(510a, 510b, 510c)이 배치되어 있다. 인접한 서브픽셀을 둘러싼 뱅크 상에 배치된 보조배선(510a, 510b, 510c)은 캐소드(480)와 전기적으로 연결된다. 보조배선(510a, 510b, 510c)을 형성하기 위한 포토 레지스트(photoresist, 515a, 515b, 515c)가 보조배선(510a, 510b, 510c) 상에 배치되며, 이후 포토 레지스트(515a, 515b, 515c) 상에 유기발광층(470), 캐소드(480)이 증착되어 도 5와 같은 구조를 가진다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 의한 보조배선이 배치된 구성의 단면을 보여주는 도면이다. 도 6은 애노드(440)와 소스/드레인(420)가 직접 연결된 경우를 보여준다. 도 5와 마찬가지로 인접한 두 개의 서브픽셀을 둘러싼 뱅크 상에 배치된 보조배선(510a, 510b)은 캐소드(480)와 전기적으로 연결된다. 보조배선(510a, 510b, 510c)을 형성하기 위한 포토 레지스트(515a, 515b, 515c)가 보조배선(510a, 510b, 510c) 상에 배치되며, 이후 포토 레지스트(515a, 515b, 515c) 상에 유기발광층(470), 캐소드(480)이 증착되어 도 6과 같은 구조를 가진다.

도 5 및 도 6에서 액티브(405)의 일 실시예는 산화물 반도체 또는 LTPS(Low Temperature Poly-silicon)이다. 소스/드레인(420), 게이트(410), 연결전극(430)은 도전성 물질이며, 일 실시예로 Cu/MoTi, 또는 Mo/Al/Mo 합금일 수 있으나 이에 한정되지 않고 다양한 물질이 적용될 수 있다. 애노드/리플렉터(440)와 보조배선(510)은 ITO를 이용하거나 ITO/Ag/ITO를 이용할 수 있다. 또는 Cu, Mo, 또는 이들의 합금을 이용할 수 있다. 뱅크(450)는 OC(Overcoat)를 이용할 수 있으며, 제2전극인 캐소드(480)는 ITO, IGZO, IZO, Mg, Ag 또는 이들의 합금 등을 이용할 수 있다.

도 5 및 도 6에서 보조배선(510a, 510b, 510c) 상에 배치된 포토 레지스트(515a, 515b, 515c)들은 제거될 수 있다.

도 5 및 도 6에서 보조배선(510a, 510b, 510c)은 뱅크와 접하는 접촉면에 일정한 경사각(0도 이상 180도 이하의)을 이루는 면에서 제2전극인 캐소드(480)와 전기적으로 접촉한다. 도 5의 590a, 590b은 제2전극과 보조배선이 전기적으로 접촉하는 부분을 나타낸다. 제2전극을 구성하는 물질은 스텝 커버리지(Step-Coverage)가 높으므로, 도 5의 보조배선과 제2전극이 접촉하는 부분인 590의 경사각이 직각에서 멀어질 경우 제2전극과 보조배선 간의 접촉 면적을 높일 수 있다. 도 5에서 590a와 590b는 각각 뱅크와 접하는 접촉면과 제2전극과 접촉하는 면 사이의 경사각(Θ)이 예각인 경우와 둔각인 경우를 보여준다.

한편, 경사각을 높이기 위하여 보조배선 물질을 2중층으로 할 수 있다. 즉, 식각되는 정도가 상이한 두 개의 물질을 보조배선 물질로 2중층 또는 다중층으로 구성할 경우, 보조배선의 측면이 경사를 이루거나 굴곡을 가지게되어 그 결과 제2전극과 보조배선 사이의 접하는 면적을 넓힐 수 있다. 이러한 형상은 도 22a 및 도 22b에서 확인한다.

뱅크의 일부가 오픈되어 격벽이 위치하는 도 4와 달리, 도 5, 6은 개구부 사이에 뱅크만 존재하며, 뱅크 상에 보조배선이 배치되므로, 비개구부의 영역이 줄어든다. 도 4와 같이 격벽이 형성된 구조와 본 발명을 적용한 경우의 개구율을 살펴보면 도 7과 같다.

도 7의 710은 도 4의 격벽 구조에 대한 평면도이다. 720은 도 5 및 도 6과 같이 뱅크 상에 보조배선이 형성된 구조에 대한 평면도이다. 동일한 서브픽셀의 구간(SP)과 비교하여 격벽(490)이 배치된 비개구 영역(BK1)과 보조배선이 배치된 비개구 영역(BK2)를 비교하면 BK1이 BK2보다 크다는 것을 확인할 수 있다. 이는 도 4의 구조가 격벽을 형성하기 위해 뱅크를 식각한 뒤 다시 격벽(490)을 세우는 구성에서 격벽(490)의 크기로 인한 공간, 그리고 격벽(490)과 뱅크(450) 간에 보조전극(441)을 노출시키기 위한 공간이 필요하므로 BK1의 구간이 늘어난다. 반면, 본 발명을 적용한 도 5, 6의 경우, 인접 서브픽셀 사이에 뱅크(450)를 형성할 정도의 영역(BK2)만 필요하며, 뱅크 상에 보조전극(510a, 510b)을 배치할 수 있으므로, 본 발명을 적용시킬 경우 개구율을 증가시킬 수 있다.

도 8 내지 도 12에서는 본 발명의 일 실시예에 의한 도 5의 구조를 적층하는 과정을 보여주는 도면이다.

도 8은 박막 트랜지스터와 이에 연결되는 제1전극인 애노드(440)와 뱅크(450)가 배치된 단면도이다.

도 9는 도 8의 뱅크(450) 상에 보조배선 물질(510)과 포토 레지스트(515)가 전면에 도포된 형태이다. 보조배선 물질(510)은 Mo, Cu, 또는 Mo와 Cu의 합금을 이용할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또한, 보조배선 물질(510)은 제2전극을 구성하는 물질과 동일한 물질을 사용할 수도 있다. 보조배선 물질(510)은 제2전극과 전기적으로 접촉 가능한 모든 종류의 물질을 적용할 수 있으며, 비개구 영역에 형성되므로 반드시 투명해야 하지는 않으나 시감성 개선 또는 외부광의 반사율 저감 등을 위한 물질과 결합하여 형성될 수 있다.

도 10a 및 도 10b는 은 보조배선 물질(510) 상에 포토 레지스트(515)가 노광된 단면을 보여준다. 도 10a는 포토 레지스트가 네가티브(negative) 포토 레지스트(515a, 515b, 515c)를 사용한 경우의 단면을 보여주며, 도 10b는 포토 레지스트가 포지티브(positive) 포토 레지스트(515d, 515e, 515f)를 사용한 경우의 단면을 보여준다.

도 11a 및 도 11b는 뱅크(450) 상에 보조배선(510a, 510b, 510c)이 형성된 단면을 보여준다. 도 10의 포토 레지스트(515)에서 보조배선 물질(510)을 에칭할 수 있다. 도 11a는 도 10a의 네가티브 포토 레지스트를 이용한 실시예이며, 도 11b는 도 10b의 포지티브 포토 레지스트를 이용한 실시예이다.

보조배선(510a, 510b, 510c)은 표시패널의 모든 뱅크(450)상에 배치될 수도 있으며, 다른 실시예로 일부 뱅크(450) 상에만 배치될 수도 있다. 이는 개구율, 패널의 크기에 따른 제2전극의 전압 강하의 영향 등을 고려하여 달리할 수 있다. 또한, 보조배선(510a, 510b, 510c)이 배치되는 영역의 뱅크와 그렇지 않은 영역의 뱅크의 폭을 달리 구성할 수 있다. 뱅크의 폭이 넓어질 경우 보조배선의 넓이도 증가하여 제2전극의 저항을 감쇄시켜 휘도를 균일하게 유지할 수 있다. 이를 적용하여 보조배선이 위치하는 뱅크의 폭을 보조배선이 위치하지 않는 뱅크의 폭 보다 넓게 할 수 있다. 한편 유기발광층의 발광 색상 스펙트럼에 따라서 화소 별로 제1전극과 화소 영역의 크기가 상이할 수 있다. 이 경우, 화소 영역이 작은 부분은 뱅크를 크게 하여도 개구율에 영향을 주지 않으므로, 이러한 화소 영역의 인접 뱅크의 폭을 넓게 구성하고 보조배선을 위치하여 보조배선의 전체 면적과 개구율을 증가시킬 수 있다.

이후 유기발광층(470)과 제2전극(480)을 형성할 수 있다. 도 11a과 같이 네거티브 포토 레지스트를 이용하여 보조배선을 형성한 경우에 유기발광층(470)과 제2전극(480)을 형성한 단면은 앞서 도 5에서 살펴보았다.

도 12는 유기발광층(470)과 제2전극(480)이 도 11b의 실시예에서 형성된 단면을 보여준다.

도 6과 같이 제1전극(440)과 박막 트랜지스터의 소스/드레인(420)이 직접 연결된 경우에도 뱅크의 구조는 동일하게 적용될 수 있다. 즉, 도 8 내지 도 12의 적층 과정을 적용할 수 있다.

박막 트랜지스터의 소스 또는 드레인(420)은 도 6과 같이 제1전극(440)에 직접 연결될 수 있다. 한편 박막 트랜지스터의 소스 또는 드레인(420)은 도 5와 같이 제1전극(440)과 전기적으로 접촉하는 연결전극(430)에 연결될 수 있다. 본 발명은 뱅크 상에 보조배선을 위치시키는 것에 중점을 두며, 특정한 제1전극(440) 또는 박막 트랜지스터의 구성에 한정되지 않는다.

도 13 내지 도 15는 도 6과 같은 구조에서 보조배선이 적층되는 과정을 보여주는 평면도이다. 설명의 편의를 위하여 보호층은 도시하지 않았다.

도 13은 박막 트랜지스터를 구성하는 요소들(405, 410, 418, 420)과 제1전극(440), 그리고 뱅크(450)가 형성된 평면을 보여주는 도면이다.

도 14는 표시패널 전면에 보조배선 물질(510)이 도포된 도면이다. 앞서 도 9 내지 도 12에서 살펴본 바와 같이 포토 레지스트를 도포한 후 포토 레지스트를 패터닝하고, 보조배선 물질(510)을 식각한 결과이다. 포토 레지스트는 선택적으로 제거할 수도 있고, 유지할 수 있다. 도 14에서는 설명의 편의를 위하여 포토 레지스트는 도시하지 않았다.

도 15는 본 발명의 일 실시예에 의한 보조배선(510)이 에칭으로 식각된 도면이다. 앞서 도 11에서 살펴본 바와 같이 뱅크(450) 상에 보조배선(510)이 배치되어 있다.

도 16은 본 발명을 적용할 경우 패널에서 뱅크 상에 배치된 보조배선(510)을 보여주는 도면이다. 화소영역에 애노드(440)가 배치되어 있으며, 화소영역 사이에 보조배선(510)이 위치한다.

또한, 도 16에서 보조배선(510)의 일단 또는 양단에는 1650 또는 1660과 같이 제2전극인 캐소드와 동일한 전위의 전원(기저전원)이 인가되도록 하여, 표시패널 상의 기저전원이 균일하게 인가될 수 있도록 한다. 이는 표시패널의 에지 영역과 중심영역의 휘도를 균일하게 한다. 제2전극인 캐소드와 동일한 전위의 전원은 1650 방향으로 좌우 양측에 인가되거나 좌우 어느 일측에 인가될 수 있다. 또한 제2전극인 캐소드와 동일한 전위의 전원은 1660 방향으로 상하 양측에 인가되거나 상하 어느 일측에 인가될 수 있다.

도 16에서는 모든 화소영역들 사이에 보조배선(1810, 1820)이 위치할 수 있으나 이는 개구율을 고려하여 다양하게 구성할 수 있다.

도 17은 도 16과 달리, 보조배선(510)은 화소영역 사이의 비개구 영역 중 일부에만 형성된 실시예이다. 이는 표시패널의 크기와 개구율 등을 고려하여 다양하게 적용할 수 있다. 즉, 화소영역 사이의 비개구영역이 모두 컨택영역이 되는 것이 아니라, 일부 비개구영역만이 컨택영역이 되어 보조배선(510)이 형성된다. 전술한 바와 같이 보조배선이 위치한 뱅크의 폭을 넓힐 수 있고, 보조배선이 위치하지 않는 뱅크의 폭을 좁힐 수 있으므로, 전체 보조배선의 면적과 개구율을 조절할 수 있다.

도 18은 도 4의 격벽구조에서 보조배선 배치로 인한 개구율과 본 발명의 보조배선 배치로 인한 개구율을 비교한 도면이다. 1810은 도 4의 격벽 구조를 단순화시킨 것으로 Width_Wall은 격벽(490)의 폭, Width_bk는 격벽 하부에 배치되는 뱅크의 폭, Width_auc는 보조전극(441)의 폭을 지시한다. 1820은 도 5, 6과 같이 본 발명을 적용할 경우 보조배선이 배치된 예를 보여준다.

비교의 편의를 위하여, 제1전극(440)을 뱅크(450)가 덮는 길이 및 도 4의 보조배선(441)을 뱅크(450)가 덮는 길이를 Dist(b, e)로 지시하며, 뱅크(450)와 뱅크(450) 사이에 최소한으로 유지되는 거리를 Dist(b, b)라 한다. 그리고 전극 또는 배선들 사이에 요구되는 최소한의 거리를 Dist(e, e)라 한다.

도 18에서 1810에서는 비개구 영역에 해당하는 부분은 w1로 아래와 같은 수학식 1에 의해 산출된다.

[수학식 1]

w1 = 2*Dist(e, e) + 2*Dist(b, e) + wdth_auc =

2*Dist(e, e) + 2*Dist(b, e) + 2*Dist(b, e) + 2*Dist(b, b) + width_bk =

2*Dist(e, e) + 4*Dist(b, e) + 2*Dist(b, b) + width_bk

한편, 1820에서 비개구영역에 해당하는 부분은 w2로 아래와 같은 수학식 2에 의해 산출된다.

[수학식 2]

w2= Dist(e, e) + 2*Dist(b, e)

수학식 1과 수학식 2를 비교해보면 w2와 w1의 차이는 수학식 3과 같다.

[수학식 3]

w1-w2= Dist(e, e) + 2*Dist(b, e) + 2*Dist(b, b) + width_bk

만약, Dist(b, b)의 값이 21.5um이고 Dist(b, e)의 값이 5um이며, Dist(e, e)의 값이 8um, width_bk의 값이 5um인 경우, 도 4를 적용하는 w1은 84um이며 도 5를 적용한 실시예의 w2는 18um이다. 즉 w1-w2는 66um가 되어 본 발명이 개구율을 증가시킴을 알 수 있다.

본 발명을 적용할 경우, 수학식 3의 값만큼 개구영역이 증가한다. 이는 격벽(490)을 구성하기 위해 분리된 뱅크를 만들어야 하는 문제가 본 발명에서 제거되기 때문이다.

도 19는 본 발명의 적용으로 인한 개구율의 증가에 따른 패널의 휘도 수명의 증가를 보여주는 도면이다. 패널의 개구율이 30%에서 43.5%로 13.5% 증가할 경우 150/450 nit의 경우 휘도 수명이 45000 시간에서 58000시간으로 약 13000시간이 증가하며, 150/500nit의 경우 휘도 수명이 42000시간에서 54000시간으로 약 12000시간이 증가함을 보여준다.

본 발명을 적용할 경우, 보조배선은 뱅크 위에 배치되므로 제1전극과 접촉할 가능성을 낮춘다. 이를 위해 뱅크의 두께를 유기발광층과 제2전극인 캐소드의 두께보다 두껍게 할 수 있다.

도 5, 6의 구성과 도 4의 구성을 비교하면, 격벽 생성에 따라 4번의 마스크를 적용하여 공정의 효율을 높일 수 있다. 즉, 도 4의 격벽 생성시 6개의 마스크가 적용되지만, 도 5, 6의 경우에는 PAC(427), 애노드(440), 뱅크(450), 그리고 보조배선(510)과 포토 레지스트(515)에 하나의 마스크를 사용하여 총 4개의 마스크를 사용한다. 그 결과 마스크 수를 줄이며 공정 효율 및 비용 절감율을 높일 수 있다.

특히 상면발광 방식에 적용할 경우 하면발광과 동일한 횟수의 공정을 적용할 수 있어 비용의 절감 효과 또한 높다. 그리고 도 4의 격벽을 제거하고 뱅크 상에 보조배선을 배치하므로, 표시패널의 박막화를 가능하게 하며, 보조배선을 화소영역 사이의 비개구 영역인 컨택영역에 형성하여 캐소드의 전압 강하 문제를 해결하여 휘도를 균일하게 만들 수 있다. 또한, 도 18, 19에서 살펴본 바와 같이 본 발명을 적용할 경우, 1820에 나타난 바와 같이 개구율은 뱅크만을 형성할 경우와 동일하고 격벽을 적용한 경우(1810) 보다 개구율이 크게 증가함을 알 수 있다.

본 발명에서 캐소드와 연결되는 보조배선들은 뱅크 상에 메쉬 형태, 그리드 형태로 배치될 수 있다. 또는 상하로 평행하거나 좌우로 평행하게 배치될 수 있다. 보조배선은 반드시 모든 뱅크 상에 배치되어야 하는 것은 아니며, 전압 강하가 증가하는 영역, 예를 들어 표시패널의 중심 부분에 배치할 수 있다. 보조배선을 뱅크 상의 어느 위치에 배치시킬 것인지는 실시예에 따라 다양하게 적용할 수 있으며, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.

도 16에서 살펴본 바와 같이, 보조배선들에도 캐소드와 같이 기저전원을 인가하여 표시패널의 중간 영역에서도 표시패널의 에지 영역과 비교하여 균일하게 기저전원이 인가될 수 있으므로, 표시패널 내에서 휘도의 균일성을 높일 수 있다.

도 20은 본 발명의 일 실시예에 의한 유기발광표시장치를 제조하는 공정을 보여주는 도면이다.

먼저 기판을 준비하고 기판 상에 박막 트랜지스터를 형성한다(S2010). 그리고 박막 트랜지스터의 소스 또는 드레인과 전기적으로 직접 또는 간접적으로 연결되는 제1전극을 형성한다(S2020). 여기서 제1전극은 복수의 화소영역에 형성되며 인접한 화소영역의 다른 제1전극과 분리되도록 형성한다. 그리고 화소영역을 정의하는 뱅크를 형성한다(S2030). 뱅크 상에 보조배선을 형성한다(S2040). 보조배선의 형성을 보다 상세히 살펴보면 앞서 도 9 내지 도 12에서 살펴본 바와 같이, 보조배선을 기판의 전면에 도포(코팅)하고, 포토 레지스트를 보조배선 상에 전면으로 도포한 후, 포토 레지스트를 마스크를 이용하여 노광한 후, 보조배선을 에칭하는 단계로 구성될 수 있다.

보조배선을 형성한 후, 유기발광층과 제2전극을 형성한다(S2050). 여기서 제2전극은 유기발광층 상에 상기 보조배선과 전기적으로 연결되도록 형성한다. 또한, 유기발광층과 제2전극을 형성한 후 포토 레지스트를 제거할 수 있다.

도 21은 본 발명의 일 실시예에 의한 보조배선 상의 포토 레지스트를 제거한 단면을 보여주는 도면이다. 도 5의 구성에서 포토 레지스트(515a, 515b, 515c) 및 그 위에 도포되었던 유기발광물질과 제2전극 물질이 제거된 단면이다.

도 22a 및 도 22b는 본 발명의 다른 실시예에 의한 보조배선을 2중층으로 구성한 단면을 보여주는 도면이다. 식각 정도가 상이한 두 물질을 구성하여 제2전극과의 접촉면을 넓힌 구조를 제시한다. 도 22a에서는 보조배선층이 2200a, 2200b, 2200c 및 510a, 510b, 510c와 같은 2중층이며, 제1층인 2200a, 2200b, 2200c이 보다 적게 식각되어 510a, 510b, 510c 보다 넓은 면적을 가지며 제2전극(480)과 전기적으로 두 개의 보조배선층과 모두 접촉함을 알 수 있다. 도 22b에서는 이와 반대로 아래에 있는 제1층인 2200a, 2200b, 2200c이 보다 많이 식각되어 510a, 510b, 510c 보다 적은 면적을 가지며 제2전극(480)과 전기적으로 두 개의 보조배선층과 모두 접촉함을 알 수 있다. 보조배선을 식각율이 다른 둘 이상의 물질을 적층시킬 경우 보조배선과 제2전극 사이의 접면이 넓어져서 제2전극의 전압강하 현상을 방지할 수 있다.

이상에서의 설명 및 첨부된 도면은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 나타낸 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 구성의 결합, 분리, 치환 및 변경 등의 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100: 표시장치 110: 표시패널
120: 제1구동부 130: 제2구동부
140: 타이밍 컨트롤러 405: 액티브
407: 게이트 절연막 410: 게이트
415: 층간 절연막 420: 소스 및 드레인
425: 패시베이션층 427, 435: 평탄화층
430: 연결전극 440: 제1전극
450: 뱅크 470: 유기발광층
480: 제2전극 510: 보조배선
515: 포토 레지스트

Claims (11)

1. 복수의 화소영역이 정의된 기판;
   상기 화소영역 각각에 위치하는 제1전극;
   상기 화소영역을 정의하는 뱅크;
   상기 뱅크 상의 보조배선;
   상기 제1전극 상의 유기발광층; 및
   상기 유기발광층 상에 위치하며 상기 보조배선과 전기적으로 연결되는 제2전극을 포함하되,
   상기 유기발광층은 인접한 상기 뱅크 사이에서 상기 제1전극 상에 위치하며 상기 제1전극보다 짧게 형성되고,
   상기 보조배선은 상기 뱅크와 접하는 접촉면에 둔각을 갖는 경사각을 가지고 접하는 면에서 상기 제2전극과 전기적으로 접촉하며,
   상기 보조배선은 둘 이상의 식각 정도가 상이한 물질로 이루어진 제1층과 제2층이 적층되고, 상기 제2층이 상기 제1층의 상부에 배치되는 2층 구조이며,
   상기 제1층의 상기 제2층과 대면하는 면의 면적이 상기 제2층의 상기 제1층과 대면하는 면의 면적보다 더 작고,
   상기 제2전극은 상기 제1층과 상기 제2층 각각에 접촉하는 유기발광표시장치.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 보조배선 상에는 포토 레지스트, 상기 유기발광층을 구성하는 물질, 상기 제2전극을 구성하는 물질이 적층된 유기발광표시장치.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 보조배선은 상기 뱅크 중 일부에만 위치하는 유기발광표시장치.
   
6. 제5항에 있어서,
   상기 보조배선이 위치하는 뱅크의 폭은 상기 보조배선이 위치하지 않는 뱅크의 폭 보다 넓은 유기발광표시장치.
   
7. 제1항에 있어서,
   상기 보조배선의 일단 또는 타단은 제2전극과 동일한 전위의 전원이 인가되는 유기발광표시장치.
   
8. 삭제
9. 기판 상의 복수의 화소영역에 제1전극을 형성하는 단계;
   상기 화소영역을 정의하는 뱅크를 형성하는 단계;
   상기 뱅크 상에 보조배선을 형성하는 단계;
   상기 보조배선이 형성된 기판 상에 유기발광층을 형성하는 단계; 및
   상기 유기발광층 상에 상기 보조배선과 전기적으로 연결되는 제2전극을 형성하는 단계를 포함하되,
   상기 보조배선을 형성하는 단계는
   상기 보조배선을 상기 기판의 전면에 도포하는 단계;
   상기 보조배선 상에 포토 레지스트를 도포하는 단계;
   상기 포토 레지스트를 마스크로 이용하여 노광하는 단계; 및
   상기 보조배선을 에칭하는 단계를 포함하고,
   상기 제2전극을 형성하는 단계 이후에
   상기 포토 레지스트를 제거하는 단계를 포함하는 유기발광표시장치를 제조하는 방법.
   
   
10. 삭제
11. 삭제

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