KR102512716B1 - 유기발광 디스플레이 장치 제조방법 및 유기발광 디스플레이 장치 - Google Patents

유기발광 디스플레이 장치 제조방법 및 유기발광 디스플레이 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 발광층을 포함한 발광부의 손상을 최소화하면서도 용이하게 제조할 수 있는 유기발광 디스플레이 장치 제조방법 및 유기발광 디스플레이 장치를 위하여, 상호 이격된 제1화소전극과 제2화소전극을 형성하는 단계와, 제1화소전극과 제2화소전극을 덮는 절연층을 형성하는 단계와, 절연층을 패터닝하여 제1화소전극의 중앙부를 노출시키는 단계와, 제1화소전극의 노출된 부분 상에 제1발광층을 포함하는 제1중간층을 형성하는 단계와, 제1화소전극에 대응하도록 제1중간층 상에 제1상부전극을 형성하는 단계와, 제1화소전극에 대응하되 제1상부전극 상부에 차광성인 제1포토레지스트층을 형성하는 단계와, 제1중간층 및 제1상부전극의 제1포토레지스트층 외측으로 노출된 부분을 제거하는 단계를 포함하는, 유기발광 디스플레이 장치 제조방법 및 유기발광 디스플레이 장치를 제공한다.

Description

유기발광 디스플레이 장치 제조방법 및 유기발광 디스플레이 장치{Method for manufacturing organic light-emitting display apparatus and organic light-emitting display apparatus}
본 발명의 실시예들은 유기발광 디스플레이 장치 제조방법 및 유기발광 디스플레이 장치에 관한 것으로서, 더 상세하게는 발광층을 포함한 발광부의 손상을 최소화하면서도 용이하게 제조할 수 있는 유기발광 디스플레이 장치 제조방법 및 유기발광 디스플레이 장치에 관한 것이다.
유기발광 디스플레이 장치는 화소전극과 대향전극 사이에 발광층을 포함하는 중간층이 개재된 유기발광 소자를 각 (부)화소로 갖는다. 이러한 유기발광 디스플레이 장치는 일반적으로 각 화소의 발광여부나 발광정도를 화소전극에 전기적으로 연결된 박막트랜지스터를 통해 제어하고, 대향전극은 복수개의 (부)화소들에 있어서 일체(一體)인 형태이다. 특히 발광층의 경우 각 (부)화소별로 패터닝될 필요가 있다.
그러나 이러한 종래의 유기발광 디스플레이 장치의 제조방법에는 각 (부)화소별로 발광층 등을 패터닝하기 위해 복잡한 공정을 거치거나, 패터닝 과정에서 발광층 등이 쉽게 손상된다는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 포함하여 여러 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 발광층을 포함한 발광부의 손상을 최소화하면서도 용이하게 제조할 수 있는 유기발광 디스플레이 장치 제조방법 및 유기발광 디스플레이 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 관점에 따르면, 상호 이격된 제1화소전극과 제2화소전극을 형성하는 단계와, 제1화소전극과 제2화소전극을 덮는 절연층을 형성하는 단계와, 절연층을 패터닝하여 제2화소전극은 덮되 제1화소전극의 적어도 중앙부를 노출시키는 단계와, 제1화소전극의 노출된 부분 및 절연층 상에 제1발광층을 포함하는 제1중간층을 형성하는 단계와, 적어도 제1화소전극에 대응하도록 제1중간층 상에 제1상부전극을 형성하는 단계와, 제1화소전극에 대응하되 제2화소전극에는 대응하지 않도록 제1상부전극 상부에 차광성인 제1포토레지스트층을 형성하는 단계와, 제1중간층 및 제1상부전극의 제1포토레지스트층 외측으로 노출된 부분을 제거하는 단계와, 제1포토레지스트층을 제거하는 단계와, 절연층을 패터닝하여 제2화소전극의 적어도 중앙부를 노출시키는 단계와, 제2화소전극의 노출된 부분 및 제1상부전극 상부에 제2발광층을 포함하는 제2중간층을 형성하는 단계와, 적어도 제2화소전극에 대응하도록 제2중간층 상에 제2상부전극을 형성하는 단계와, 제2화소전극에 대응하되 제1화소전극에는 대응하지 않도록 제2상부전극 상부에 차광성인 제2포토레지스트층을 형성하는 단계와, 제2중간층 및 제2상부전극의 제2포토레지스트층 외측으로 노출된 부분을 제거하는 단계와, 제2포토레지스트층을 제거하는 단계를 포함하는, 유기발광 디스플레이 장치 제조방법이 제공된다.
상기 제1포토레지스트층을 제거하는 단계와 상기 제2화소전극의 적어도 중앙부를 노출시키는 단계 사이에, 제1중간층 및 제1상부전극을 덮도록 제1화소전극에 대응하는 제1보호막을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이 경우, 상기 제1보호막을 형성하는 단계는, 제1상부전극의 상면과, 제1상부전극의 측면과, 제1중간층의 측면을 덮도록 형성하는 단계일 수 있다.
또는, 제2중간층 및 제2상부전극을 덮도록 제2화소전극에 대응하는 제2보호막을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 제2보호막을 형성하는 단계는, 제2중간층 및 제2상부전극의 상면 및 측면을 덮도록 형성하는 단계일 수 있다. 나아가 상기 제2보호막을 형성하는 단계는, 상기 제1보호막과 컨택하도록 제2보호막을 형성하는 단계일 수 있다.
제1보호막과 제2보호막을 덮는 충진층을 형성하는 단계와, 제1상부전극 및 제2상부전극 각각의 적어도 일부가 노출되도록 충진층, 제1보호막 및 제2보호막에 콘택홀들을 형성하는 단계와, 충진층 상에 콘택홀들을 통해 제1상부전극 및 제2상부전극과 컨택하는 공통전극을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
한편, 상기 제1상부전극을 형성하는 단계와 상기 제1포토레지스트층을 형성하는 단계 사이에, 제1상부전극 상에 제1보호막을 형성하는 단계를 더 포함하고, 상기 제1포토레지스트층을 형성하는 단계는 상기 제1보호막 상에 제1포토레지스트층을 형성하는 단계이고, 상기 제1중간층 및 제1상부전극의 제1포토레지스트층 외측으로 노출된 부분을 제거하는 단계는, 제1중간층과 제1상부전극과 제1보호막의 제1포토레지스트층 외측으로 노출된 부분을 제거하는 단계일 수 있다.
이 경우, 상기 제2상부전극을 형성하는 단계와 상기 제2포토레지스트층을 형성하는 단계 사이에, 제2상부전극 상에 제2보호막을 형성하는 단계를 더 포함하고, 상기 제2포토레지스트층을 형성하는 단계는 상기 제2보호막 상에 제2포토레지스트층을 형성하는 단계이고, 상기 제2중간층 및 제2상부전극의 제2포토레지스트층 외측으로 노출된 부분을 제거하는 단계는, 제2중간층과 제2상부전극과 제2보호막의 제2포토레지스트층 외측으로 노출된 부분을 제거하는 단계일 수 있다.
나아가, 제1보호막과 제2보호막을 덮는 충진층을 형성하는 단계와, 제1상부전극 및 제2상부전극 각각의 적어도 일부가 노출되도록 충진층, 제1보호막 및 제2보호막에 콘택홀들을 형성하는 단계와, 충진층 상에 콘택홀들을 통해 제1상부전극 및 제2상부전극과 컨택하는 공통전극을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 관점에 따르면, 상호 이격된 제1화소전극과 제2화소전극과, 상기 제1화소전극과 상기 제2화소전극 각각의 적어도 중앙부를 노출시키는 절연층과, 상기 제1화소전극 상에 위치하며 제1발광층을 포함하는 제1중간층과, 상기 제2화소전극 상에 위치하며 제2발광층을 포함하는 제2중간층과, 상기 제1중간층과 상기 제2중간층에 각각 대응하며 상호 이격된 제1상부전극 및 제2상부전극과, 상기 제1상부전극과 상기 제2상부전극을 덮되 상기 제1상부전극과 상기 제2상부전극 각각의 일부를 노출시키는 콘택홀들을 갖는 충진층과, 상기 충진층 상에 위치하며 상기 콘택홀들을 통해 상기 제1상부전극 및 상기 제2상부전극과 컨택하는 공통전극을 구비하는, 유기발광 디스플레이 장치가 제공된다.
상기 충진층은 상기 절연층에 대응하는 위치에 상기 콘택홀들을 가질 수 있다.
상기 제1상부전극 및 상기 제2상부전극과 상기 충진층 사이에 개재되는 보호막을 더 구비하며, 상기 공통전극은 상기 보호막이 갖는 추가콘택홀들을 통해 상기 제1상부전극 및 상기 제2상부전극에 컨택할 수 있다. 이 경우, 상기 보호막은 상기 제1상부전극, 상기 제2상부전극, 상기 제1중간층 및 상기 제2중간층의 측면들을 덮을 수 있다.
한편, 상기 제1상부전극과 상기 충진층 사이에 개재되는 제1보호막과, 상기 제2상부전극과 상기 충진층 사이에 개재되며 상기 제1보호막으로부터 이격된 제2보호막을 더 구비하며, 상기 공통전극은 상기 제1보호막과 상기 제2보호막이 갖는 추가콘택홀들을 통해 상기 제1상부전극 및 상기 제2상부전극에 컨택할 수 있다.
이때, 상기 제1보호막은 상기 제1상부전극과 동일한 형상으로 패터닝되고, 상기 제2보호막은 상기 제2상부전극과 동일한 형상으로 패터닝될 수 있다.
또는, 상기 제1보호막의 측면은 상기 제1상부전극의 측면과 일치하고, 상기 제2보호막의 측면은 상기 제2상부전극의 측면과 일치할 수 있다.
상기 충진층은 상기 제1중간층, 상기 제2중간층, 상기 제1상부전극 및 상기 제2상부전극의 측면과 직접 컨택할 수 있다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점은 이하의 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용, 특허청구범위 및 도면으로부터 명확해질 것이다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따르면, 발광층을 포함한 발광부의 손상을 최소화하면서도 용이하게 제조할 수 있는 유기발광 디스플레이 장치 제조방법 및 유기발광 디스플레이 장치를 구현할 수 있다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1 내지 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광 디스플레이 장치 제조방법의 공정들을 개략적으로 도시하는 단면도들이다.
도 13 내지 도 20은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 유기발광 디스플레이 장치 제조방법의 공정들을 개략적으로 도시하는 단면도들이다.
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 층, 막, 영역, 판 등의 각종 구성요소가 다른 구성요소 "상에" 있다고 할 때, 이는 다른 구성요소 "바로 상에" 있는 경우뿐 아니라 그 사이에 다른 구성요소가 개재된 경우도 포함한다. 또한 설명의 편의를 위하여 도면에서는 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.
이하의 실시예에서, x축, y축 및 z축은 직교 좌표계 상의 세 축으로 한정되지 않고, 이를 포함하는 넓은 의미로 해석될 수 있다. 예를 들어, x축, y축 및 z축은 서로 직교할 수도 있지만, 서로 직교하지 않는 서로 다른 방향을 지칭할 수도 있다.
도 1 내지 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광 디스플레이 장치 제조방법에 따른 공정들을 개략적으로 도시하는 단면도들이다.
먼저 백플레인을 준비한다. 여기서 백플레인이라 함은 적어도 기판(100)과, 기판(100) 상에 위치하되 상호 이격된 복수개의 화소전극들(211, 212, 213)을 포함하는 것으로 이해할 수 있다.
기판(100)은 글라스재, 금속재, 또는 PET(Polyethylene terephthalate), PEN(Polyethylene naphthalate), 폴리이미드(Polyimide) 등과 같은 플라스틱재 등, 다양한 재료로 형성된 것일 수 있다. 이러한 기판(100)은 복수개의 화소들이 배치되는 디스플레이영역과, 이 디스플레이영역을 감싸는 주변영역을 가질 수 있다.
복수개의 화소전극들(211, 212, 213) 각각은 부화소에 대응하는 것으로 이해될 수 있다. 즉, 제1화소전극(211)은 적색부화소(R), 제2화소전극(212)은 녹색부화소(G), 그리고 제3화소전극(213)은 청색부화소(B)에 대응하는 것으로 이해될 수 있다. 물론 이는 예시적인 것으로, 한 화소에 포함되는 부화소들은 여러 다양한 구성을 취할 수 있다. 예컨대 필요하다면 한 화소에 2개의 부화소들만 포함될 수도 있고, 네 개 이상의 부화소들이 포함될 수도 있다. 이하에서는 편의상 한 화소에 3개의 부화소들이 포함되는 경우에 대해 설명한다.
화소전극들(211, 212, 213)은 (반)투명전극 또는 반사전극일 수 있다. (반)투명전극일 경우, 예컨대 인듐틴옥사이드(ITO; indium tin oxide), 인듐징크옥사이드(IZO; indium zinc oxide), 징크옥사이드(ZnO; zinc oxide), 인듐옥사이드(In2O3 indium oxide), 인듐갈륨옥사이드(IGO; indium gallium oxide) 또는 알루미늄징크옥사이드(AZO; aluminium zinc oxide)를 포함할 수 있다. 반사전극일 경우에는 Ag, Mg, Al, Pt, Pd, Au, Ni, Nd, Ir, Cr 또는 이들의 화합물 등으로 형성된 반사막과, ITO, IZO, ZnO 또는 In2O3로 형성된 막을 포함할 수 있다. 물론 화소전극들(211, 212, 213)의 구성 및 재료가 이에 한정되는 것은 아니며 다양한 변형이 가능하다.
이러한 화소전극들(211, 212, 213)은 기판(100)의 디스플레이영역 내에 위치할 수 있다.
물론 백플레인은 필요에 따라 그 외의 다양한 구성요소를 더 포함할 수 있다. 예컨대 도 1에 도시된 것과 같이 기판(100) 상에 박막트랜지스터(TFT)나 커패시터(Cap)가 형성될 수 있다. 그리고 불순물이 박막트랜지스터(TFT)의 반도체층으로 침투하는 것을 방지하기 위해 형성된 버퍼층(110), 박막트랜지스터(TFT)의 반도체층과 게이트전극을 절연시키기 위한 게이트절연막(130), 박막트랜지스터(TFT)의 소스전극/드레인전극과 게이트전극을 절연시키기 위한 층간절연막(150) 및 박막트랜지스터(TFT)를 덮으며 상면이 대략 평평한 평탄화막(170) 등이나 다른 구성요소들을 구비할 수 있다.
이와 같이 백플레인을 준비한 후, 제1화소전극(211)과 제2화소전극(212), 그리고 제3화소전극(213)을 덮는 절연층(180)을 형성한다. 이 절연층(180)은 후에 화소정의막으로 활용될 수 있다. 절연층(180)을 형성한 후 이를 패터닝하여, 제2화소전극(212) 및 제3화소전극(213)은 덮은 상태가 유지되되 제1화소전극(211)의 적어도 중앙부는 노출되도록 한다. 절연층(180)의 패터닝은 다양한 방법으로 이루어질 수 있는데, 통상적인 포토레지시트를 이용하여 패터닝할 수 있다.
이후, 도 1에 도시된 것과 같이, 제1화소전극(211)의 노출된 부분 및 절연층(180) 상에, 제1발광층을 포함하는 제1중간층(221)을 형성한다. 그리고 적어도 제1화소전극(211)에 대응하도록 제1중간층(221) 상에 제1상부전극(231)을 형성한다. 이때 제1중간층(221)과 제1상부전극(231)을 형성함에 있어서 기판(100)의 전면(全面) 대부분에 형성할 수 있다.
제1중간층(221)은 예컨대 적색발광층일 수 있는 제1발광층을 포함하는 다층 구조일 수 있는데, 예컨대 정공주입층, 정공수송층, 제1발광층, 전자수송층 및/또는 전자주입층 등을 포함할 수 있다. 형성방법은 증착법 또는 스핀코팅법 등의 다양한 방법을 이용할 수 있다. 제1상부전극(231)은 (반)투명전극일 수 있다. 이를 위해 제1상부전극(231)은 Li, Ca, LiF/Ca, LiF/Al, Al, Mg 또는 이들의 화합물을 포함하는 층과, ITO, IZO, ZnO 또는 In2O3 등의 (반)투명물질을 포함하는 층을 포함할 수 있다. 물론 필요하다면 제1상부전극(231)은 반사성 금속을 포함하는 반사전극일 수도 있다.
이후, 도 2에 도시된 것과 같이, 제1화소전극(211) 내지 제3화소전극(213)을 덮도록 차광성 제1포토레지스트층(311)을 형성한다. 여기서 차광성 제1포토레지스트층(311)이라 함은 제1포토레지스트층(311)이 적어도 자외선을 차단할 수 있는 특성을 갖는 것을 의미한다. 예컨대 통상적인 블랙 포토레지스트 물질을 이용할 수 있다. 제1포토레지스트층(311)을 형성한 후에는, 제1포토레지스트층(311)의 특정 부분에만 자외선 등을 노광하고 현상하여, 도 3에 도시된 것과 같이 제1포토레지스트층(311)이 제1화소전극(211)에 대응하되 제2화소전극(212)이나 제3화소전극(213)에는 대응하지 않도록 한다. 결과적으로 제1상부전극(231) 상부에 차광성인 제1포토레지스트층(311)을 형성하는 것으로 이해될 수 있다.
이와 같이 제1포토레지스트층(311)을 형성하는 과정에서 노광 공정을 이용하게 되는데, 제1포토레지스트층(311)이 차광성을 갖기에, 노광 공정에서 제1발광층을 포함하는 제1중간층(221)이 손상되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
한편, 노광 과정에서 제1중간층(221)의 제1화소전극(211) 상의 부분이 손상될 가능성을 최소화하기 위해, 유기발광 디스플레이 장치의 제조 과정 전체에 있어서 제1중간층(221)의 제1화소전극(211) 상의 부분에 대응하도록 노광이 이루어지는 횟수를 최소화하는 것이 바람직하다. 이는 사용하는 포토레지스트층이 차광성을 갖는다 하더라도 혹시 발생할 수 있는 제1중간층(221)의 제1화소전극(211) 상의 부분에서의 열화를 방지하기 위함이다. 제1화소전극(211)에 대응하도록 제1중간층(221)을 패터닝하는 과정은 물론 후술하는 바와 같이 제2화소전극(212) 상에 대응하도록 제2중간층을 패터닝하는 과정 및 제3화소전극(213)에 대응하도록 제3중간층을 패터닝하는 과정에서도 노광이 이루어지는바, 이를 고려하여 제1포토레지스트층(311)이 네가티브 포토레지스트 물질을 포함하도록 하는 것을 고려할 수 있다.
이 경우 도 2에 도시된 것과 같이 제1포토레지스트층(311)의 경우에는 제1화소전극(211)에 대응하는 부분에 자외선이 조사되는바, 추후 제2화소전극(212)에 대응하도록 제2중간층을 패터닝하는 과정 및 제3화소전극(213)에 대응하도록 제3중간층을 패터닝하는 과정에서도 마찬가지로 제2화소전극(212) 및 제3화소전극(213)에 대응하도록 노광이 이루어진다. 따라서 유기발광 디스플레이 장치의 전체적인 제조 과정을 고려하면, 제1중간층(221)의 제1화소전극(211)에 대응하는 부분에는 제2중간층이나 제3중간층을 패터닝하는 과정에서는 더 이상 노광이 이루어지지 않는다.
반면 제1포토레지스트층(311)이 파지티브 포토레지스트 물질을 포함한다면, 제1중간층(221)을 패터닝하기 위해 제1포토레지스트층(311)을 노광할 시에는 제1화소전극(211)에는 대응하지 않도록 자외선이 노광되겠지만, 추후 제2중간층을 패터닝하는 과정과 제3중간층을 패터닝하는 과정 각각에서, 제1화소전극(211)에 대응하는 부분이 자외선에 노광된다. 따라서 제1포토레지스트층(311)이 네가티브 포토레지스트 물질을 포함하도록 하는 것이 바람직하다.
도 3에 도시된 것과 같이 제1포토레지스트층(311)을 형성한 후, 도 4에 도시된 것과 같이 제1중간층(221) 및 제1상부전극(231)의 제1포토레지스트층(311) 외측으로 노출된 부분을 제거한다. 이는 건식식각법으로 이루어지도록 할 수 있다. 그리고 O2 플라즈마 등을 이용하여 애싱(ashing)을 통해 제1포토레지스트층(311)을 제거함으로써, 도 5에 도시된 것과 같이 패터닝된 제1중간층(221)과 제1상부전극(231)만 잔존하도록 할 수 있다.
이어, 도 6에 도시된 것과 같이 제1중간층(221) 및 제1상부전극(231)을 덮도록 제1보호막(241)을 형성한다. 이 제1보호막(241)은 예컨대 실리콘나이트라이드, 실리콘옥사이드 또는 실리콘옥시나이트라이드 등으로 형성할 수 있다. 그리고 도 7에 도시된 것과 같이 제1보호막(241)을 패터닝하여, 제1화소전극(211)에 대응하도록 할 수 있다. 제1보호막(241)을 패터닝할 시 포토레지스트 물질을 이용할 수 있는데, 이때 노광 과정에서 제1중간층(221)이 손상되지 않도록 하기 위해, 역시 차광성 포토레지스트 물질을 이용할 수 있다. 이러한 과정을 거쳐 형성된 제1보호막(241)은, 도 7에 도시된 것과 같이 제1상부전극(231)의 (+z 방향) 상면과, 제1상부전극(231)의 측면과, 제1중간층(221)의 측면을 덮게 된다. 제1보호막(241)은 물론 후술하는 제2보호막이나 제3보호막을 패터닝하는 과정에서도 네가티브 포토레지스트 물질을 이용하는 것이 바람직하다. 이는 제1보호막 내지 제3보호막을 패터닝하는 과정을 고려했을 시, 제1중간층(221) 에 대응하도록 자외선을 노광하는 횟수를 최소화하기 위함이다.
이후 절연층(180)을 패터닝하여, 도 8에 도시된 것과 같이 제2화소전극(212)의 적어도 중앙부를 노출시킨다. 그리고 도 1 내지 도 5를 참조하여 상술한 것과 유사한 과정을 거쳐서, 제2화소전극(212)에 대응하도록 패터닝된 제2중간층(222)과 제2상부전극(232)을 형성한다.
도 8에 도시된 것과 같이 제2화소전극(212)의 적어도 중앙부를 노출시키기 위해 절연층(180)을 패터닝할 시에도, 차광성 포토레지스트를 이용할 수 있다. 다만 이 경우에는 차광성을 갖되 파지티브 포토레지스트를 이용하는 것이 바람직하다. 제2화소전극(212)의 적어도 중앙부를 노출시키기 위해 절연층(180)을 패터닝하기 위해서는, 절연층(180) 상에 형성된 포토레지스트층 중 제2화소전극(212)의 중앙부에 대응하는 부분이 제거될 필요가 있다. 파지티브 포토레지스트를 이용할 경우 포토레지스트의 제거될 부분에만 노광이 이루어지는바, 따라서 포토레지스트의 제2화소전극(212)의 중앙부에 대응하는 부분에만 노광이 이루어진다. 이에 따라 기 형성된 제1중간층(221)이 혹시라도 자외선에 의해 손상되는 것을 방지할 수 있다.
제2화소전극(212)의 노출된 부분 및 제1상부전극(231) 상부에는, 제2발광층을 포함하는 제2중간층(222)을 형성한다. 구체적으로, 기판(100)의 전면(全面)이나 그 대부분 상에 제2중간층(222)을 형성한다. 그리고 적어도 제2화소전극(212)에 대응하도록, 예컨대 기판(100)의 전면이나 그 대부분에 대응하도록 제2중간층(222) 상에 제2상부전극(232)을 형성한다. 이후 제2화소전극(212)에 대응하되 제1화소전극(211)에는 대응하지 않도록 제2상부전극(232) 상부에 차광성인 제2포토레지스트층을 형성하고, 제2중간층(222) 및 제2상부전극(232)의 제2포토레지스트층 외측으로 노출된 부분을 제거하며, 이어 제2포토레지스트층을 제거한다. 이 과정에서 제1보호막(241)은 패터닝된 제1중간층(221)과 제1상부전극(231)을 보호하여, 이들이 손상되는 것을 방지하는 역할을 할 수 있다.
물론 이후 기판(100)의 전면 또는 그 대부분에 제2보호막을 형성하고 이를 패터닝하여, 도 9에 도시된 것과 같이 제2보호막(242)이 제2중간층(222) 및 제2상부전극(232)을 덮도록 할 수 있다. 이러한 과정을 거쳐 형성된 제2보호막(242)은, 도 9에 도시된 것과 같이 제2상부전극(232)의 (+z 방향) 상면과, 제2상부전극(232)의 측면과, 제2중간층(222)의 측면을 덮게 된다.
마찬가지 과정을 거쳐 도 10에 도시된 것과 같이 제3화소전극(213) 상에도 이에 대응하도록 패터닝된 제3중간층(223)과 제3상부전극(233)이 위치하고, 이 제3중간층(223)과 제3상부전극(233)을 제3보호막(243)이 덮도록 할 수 있다.
이와 같이 제1중간층(221) 내지 제3중간층(223), 제1상부전극(231) 내지 제3상부전극(233), 그리고 제1보호막(241) 내지 제3보호막(243)이 패터닝되도록 한 후, 도 11에 도시된 것과 같이 제1보호막(241) 내지 제3보호막(243)을 덮는 충진층(250)을 형성한다. 이러한 충진층(250)은 예컨대 폴리이미드로 형성할 수 있다. 그리고 제1상부전극(231) 내지 제3상부전극(233) 각각의 적어도 일부가 노출되도록 충진층(250), 그리고 제1보호막(241) 내지 제3보호막(243)에 콘택홀들을 형성한다. 이러한 콘택홀들을 형성하는 과정에서도 차광성 포토레지스트층을 이용함으로써, 제1중간층(221) 내지 제3중간층(223)이 손상되는 것을 방지할 수 있다.
이후 도 12에 도시된 것과 같이 이 충진층(250) 상에 콘택홀들을 통해 제1상부전극(231) 내지 제3상부전극(233)과 컨택하는 공통전극(235)을 형성할 수 있다. 공통전극(235)은 (반)투명전극일 수 있다. 이를 위해 공통전극(235)은 Li, Ca, LiF/Ca, LiF/Al, Al, Mg 또는 이들의 화합물을 포함하는 층과, ITO, IZO, ZnO 또는 In2O3 등의 (반)투명물질을 포함하는 층을 포함할 수 있다. 물론 필요하다면 공통전극(235)은 반사성 금속을 포함하는 반사전극일 수도 있다.
이와 같은 본 실시예에 따른 유기발광 디스플레이 장치 제조방법에 따르면, 차광성 포토레지스트 물질을 이용함으로써 제조 과정에서 발광층을 포함한 중간층이 손상되는 것을 최소화하면서도 용이하게 유기발광 디스플레이 장치를 제조할 수 있다.
한편, 도면에서는 제1보호막(241) 내지 제3보호막(243)이 상호 이격된 형상을 갖는 것으로 도시하고 있지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 제1보호막(241)이 패터닝된 상태에서 제2보호막(242)의 패터닝이 이루어지는바, 따라서 제2보호막(242)이 제1보호막(241)에 컨택하도록 제2보호막(242)의 패터닝이 이루어질 수 있다. 물론 이는 제3보호막(243)의 경우에도 마찬가지여서, 제1보호막(241) 내지 제3보호막(243)이 상호 컨택하게 될 수도 있다.
도 13 내지 도 20은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 유기발광 디스플레이 장치 제조방법의 공정들을 개략적으로 도시하는 단면도들이다.
본 실시예에 따른 유기발광 디스플레이 장치의 제조방법의 경우, 도 13에 도시된 것과 같이 제1중간층(221)과 제1상부전극(231)을 패터닝하기에 앞서 제1상부전극(231) 상에 제1보호막(241)을 형성한다. 그 후 도 14에 도시된 것과 같이 제1보호막(241) 상에 제1포토레지스트층(311)을 형성하고 이를 노광 및 현상함으로써, 도 15에 도시된 것과 같이 제1화소전극(211)에 대응하도록 제1보호막(241) 상에 제1포토레지스트층(311)을 형성한다. 물론 이 제1포토레지스트층(311)은 차광성 포토레지스트 물질을 포함하기에, 제1포토레지스트층(311)의 노광 과정에서 제1중간층(221)이 손상되는 것을 방지할 수 있다. 이후 도 16에 도시된 것과 같이 제1중간층(221)과 제1상부전극(231)은 물론 제1보호막(241)의 제1포토레지스트층(311) 외측으로 노출된 부분을 건식식각법으로 제거하고, O2 플라즈마 등을 이용하여 애싱(ashing)을 통해 제1포토레지스트층(311)을 제거함으로써, 도 17에 도시된 것과 같이 패터닝된 제1중간층(221), 제1상부전극(231) 및 제1보호막(241)만 잔존하도록 할 수 있다.
이후 절연층(180)을 패터닝하여, 도 18에 도시된 것과 같이 제2화소전극(212)의 적어도 중앙부를 노출시킨다. 도 18에 도시된 것과 같이 제2화소전극(212)의 적어도 중앙부를 노출시키는 것은 도 8을 참조하여 전술한 것과 유사한 과정을 거쳐 이루어질 수 있다.
그리고 도 13 내지 도 17을 참조하여 상술한 것과 유사한 과정을 거쳐서, 제2화소전극(212)에 대응하도록 패터닝된 제2중간층(222), 제2상부전극(232) 및 제2보호막(242)을 형성한다. 즉, 제2화소전극(212)의 노출된 부분, 절연층(180) 및 제1보호막(241) 등의 상부에는, 제2발광층을 포함하는 제2중간층(222), 제2상부전극(232) 및 제2보호막(242)을 형성한다. 이후 제2화소전극(212)에 대응하되 제1화소전극(211)에는 대응하지 않도록 제2보호막(242) 상부에 차광성인 제2포토레지스트층을 형성하고, 제2중간층(222), 제2상부전극(232) 및 제2보호막(242)의 제2포토레지스트층 외측으로 노출된 부분을 제거하며, 이어 제2포토레지스트층을 제거한다. 이 과정에서 제1보호막(241)은 패터닝된 제1중간층(221)과 제1상부전극(231)을 보호하여, 이들이 손상되는 것을 방지하는 역할을 할 수 있다.
마찬가지 과정을 거쳐 도 19에 도시된 것과 같이 제3화소전극(213) 상에도 이에 대응하도록 패터닝된 제3중간층(223), 제3상부전극(233) 및 제3보호막(243)이 위치하도록 할 수 있다.
이와 같이 제1중간층(221) 내지 제3중간층(223), 제1상부전극(231) 내지 제3상부전극(233), 그리고 제1보호막(241) 내지 제3보호막(243)이 패터닝되도록 한 후, 도 20에 도시된 것과 같이 제1보호막(241) 내지 제3보호막(243)을 덮는 충진층(250)을 형성한다. 이러한 충진층(250)은 예컨대 폴리이미드로 형성할 수 있다. 그리고 제1상부전극(231) 내지 제3상부전극(233) 각각의 적어도 일부가 노출되도록 충진층(250), 그리고 제1보호막(241) 내지 제3보호막(243)에 콘택홀들을 형성한다. 이러한 콘택홀들을 형성하는 과정에서도 차광성 포토레지스트층을 이용함으로써, 제1중간층(221) 내지 제3중간층(223)이 손상되는 것을 방지할 수 있다.
이후 도 20에 도시된 것과 같이 이 충진층(250) 상에 콘택홀들을 통해 제1상부전극(231) 내지 제3상부전극(233)과 컨택하는 공통전극(235)을 형성할 수 있다. 공통전극(235)은 (반)투명전극일 수 있다. 이를 위해 공통전극(235)은 Li, Ca, LiF/Ca, LiF/Al, Al, Mg 또는 이들의 화합물을 포함하는 층과, ITO, IZO, ZnO 또는 In2O3 등의 (반)투명물질을 포함하는 층을 포함할 수 있다. 물론 필요하다면 공통전극(235)은 반사성 금속을 포함하는 반사전극일 수도 있다.
이와 같은 본 실시예에 따른 유기발광 디스플레이 장치 제조방법에 따르면, 차광성 포토레지스트 물질을 이용함으로써 제조 과정에서 발광층을 포함한 중간층이 손상되는 것을 최소화하면서도 용이하게 유기발광 디스플레이 장치를 제조할 수 있다.
한편, 본 실시예에 따른 유기발광 디스플레이 장치 제조방법의 경우, 제1중간층(221), 제1상부전극(231) 및 제1보호막(241)을 동시에 패터닝한다. 따라서 도 18에 도시된 것과 같이 제1보호막(241)은 제1상부전극(231)과 동일한 형상으로 패터닝된다. 구체적으로, 제1보호막(241)의 측면은 제1상부전극(231)의 측면과 일치하게 된다. 마찬가지로 제2보호막(242)의 측면은 제2상부전극(232)의 측면과 일치하게 되고, 제3보호막(243)의 측면은 제3상부전극(233)의 측면과 일치하게 된다. 그리고 충진층(250)은 제1중간층(221) 내지 제3중간층(223)의 측면, 그리고 제1상부전극(231) 내지 제3상부전극(233)의 측면과 직접 컨택하게 된다.
지금까지는 유기발광 디스플레이 장치의 제조방법에 대해 설명하였지만, 본 발명이 이에 한정되지 않음은 물론이다. 예컨대 이와 같은 방법으로 제조된 유기발광 디스플레이 장치 역시 본 발명의 범위에 속한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광 디스플레이 장치는 도 12에 도시된 것과 같은 구조를 취할 수 있다. 본 실시예에 따른 유기발광 디스플레이 장치는 상호 이격된 제1화소전극(211) 내지 제3화소전극(213)을 갖는다. 그리고 절연층(180), 즉 화소정의막은 제1화소전극(211) 내지 제3화소전극(213) 각각의 적어도 중앙부를 노출시킨다. 제1발광층을 포함하는 제1중간층(221)은 제1화소전극(211) 상에 위치하고, 제2발광층을 포함하는 제2중간층(222)은 제2화소전극(212) 상에 위치하며, 제3발광층을 포함하는 제3중간층(223)은 제3화소전극(213) 상에 위치한다.
그리고 제1상부전극(231) 내지 제3상부전극(233)은 제1중간층(221) 내지 제3중간층(223) 상에 위치하며 이들의 각각 대응하도록 상호 이격되어 배치된다. 물론 제1보호막(241) 내지 제3보호막(243) 역시 제1상부전극(231) 내지 제3상부전극(233) 상에 위치하며 이들의 각각 대응하도록 상호 이격되어 배치된다. 필요에 따라 제1보호막(241) 내지 제3보호막(243)은 서로 컨택할 수도 있다. 이러한 제1보호막(241) 내지 제3보호막(243)은 제1상부전극(231) 내지 제3상부전극(233), 그리고 제1중간층(221) 내지 제3중간층(223)의 측면들을 덮는다.
그리고 충진층(250)은 제1상부전극(231) 내지 제3상부전극(233), 즉, 제1보호막(241) 내지 제3보호막(243)을 덮되, 제1상부전극(231) 내지 제3상부전극(233) 각각의 일부를 노출시키는 콘택홀들을 갖는다. 물론 이를 위해서는 제1보호막(241) 내지 제3보호막(243) 역시 제1상부전극(231) 내지 제3상부전극(233) 각각의 일부를 노출시키는 콘택홀들을 가져야 하는바, 충진층(250)의 콘택홀들과 구분하는 의미에서 제1보호막(241) 내지 제3보호막(243)의 콘택홀들은 추가콘택홀들로 이해할 수 있다. 그리고 이 충진층(250) 상에 위치하는 공통전극(235)은 콘택홀들 및 추가콘택홀들을 통해 제1상부전극(231) 내지 제3상부전극(233)과 컨택한다.
이와 같은 유기발광 디스플레이 장치는, 제조 과정에서 제1중간층(221) 내지 제3중간층(223)의 손상을 방지할 수 있기에, 디스플레이 성능이 우수한 장수명의 유기발광 디스플레이 장치가 될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광 디스플레이 장치는 도 20에 도시된 것과 같은 구조를 취할 수 있다. 즉, 제1보호막(241) 내지 제3보호막(243)은 상호 이격되며, 제1상부전극(231) 내지 제3상부전극(233)과 동일한 형상으로 패터닝된 형상을 가질 수 있다. 이에 따라 제1보호막(241)의 측면은 제1상부전극(231)의 측면과 일치하고, 제2보호막(242)의 측면은 제2상부전극(232)의 측면과 일치하며, 제3보호막(243)의 측면은 제3상부전극(233)의 측면과 일치할 수 있다. 그리고 충진층(250)은 제1중간층(221) 내지 제3중간층(223)의 측면, 그리고 제1상부전극(231) 내지 제3상부전극(233)의 측면과 직접 컨택하게 된다.
이와 같이 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
100: 기판 버퍼층
130: 게이트절연막 150: 층간절연막
170: 평탄화막 180: 절연층
211: 제1화소전극 212: 제2화소전극
213: 제3화소전극 221: 제1중간층
222: 제2중간층 223: 제3중간층
231: 제1상부전극 232: 제2상부전극
233: 제3상부전극 235: 공통전극
241: 제1보호막 242: 제2보호막
243: 제3보호막 250: 충진층
311: 제1포토레지스트층

Claims (18)

  1. 상호 이격된 제1화소전극과 제2화소전극을 형성하는 단계;
    제1화소전극과 제2화소전극을 덮는 절연층을 형성하는 단계;
    절연층을 패터닝하여, 제2화소전극은 덮되 제1화소전극의 적어도 중앙부를 노출시키는 단계;
    제1화소전극의 노출된 부분 및 절연층 상에, 제1발광층을 포함하는 제1중간층을 형성하는 단계;
    적어도 제1화소전극에 대응하도록 제1중간층 상에 제1상부전극을 형성하는 단계;
    제1화소전극에 대응하되 제2화소전극에는 대응하지 않도록, 제1상부전극 상부에 차광성인 제1포토레지스트층을 형성하는 단계;
    제1중간층 및 제1상부전극의 제1포토레지스트층 외측으로 노출된 부분을 제거하는 단계;
    제1포토레지스트층을 제거하는 단계;
    제1중간층 및 제1상부전극의 제1포토레지스트층 외측으로 노출된 부분을 제거하고 제1포토레지스트층을 제거한 후, 절연층을 패터닝하여, 제2화소전극의 적어도 중앙부를 노출시키는 단계;
    제2화소전극의 노출된 부분 및 제1상부전극 상부에, 제2발광층을 포함하는 제2중간층을 형성하는 단계;
    적어도 제2화소전극에 대응하도록 제2중간층 상에 제2상부전극을 형성하는 단계;
    제2화소전극에 대응하되 제1화소전극에는 대응하지 않도록, 제2상부전극 상부에 차광성인 제2포토레지스트층을 형성하는 단계;
    제2중간층 및 제2상부전극의 제2포토레지스트층 외측으로 노출된 부분을 제거하는 단계; 및
    제2포토레지스트층을 제거하는 단계;
    를 포함하는, 유기발광 디스플레이 장치 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1포토레지스트층을 제거하는 단계와 상기 제2화소전극의 적어도 중앙부를 노출시키는 단계 사이에, 제1중간층 및 제1상부전극을 덮도록 제1화소전극에 대응하는 제1보호막을 형성하는 단계를 더 포함하는, 유기발광 디스플레이 장치 제조방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1보호막을 형성하는 단계는, 제1상부전극의 상면과, 제1상부전극의 측면과, 제1중간층의 측면을 덮도록 형성하는 단계인, 유기발광 디스플레이 장치 제조방법.
  4. 제2항에 있어서,
    제2중간층 및 제2상부전극을 덮도록 제2화소전극에 대응하는 제2보호막을 형성하는 단계를 더 포함하는, 유기발광 디스플레이 장치 제조방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제2보호막을 형성하는 단계는, 제2상부전극의 상면 및 측면과 제2중간층의 측면을 덮도록 형성하는 단계인, 유기발광 디스플레이 장치 제조방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제2보호막을 형성하는 단계는, 상기 제1보호막과 컨택하도록 제2보호막을 형성하는 단계인, 유기발광 디스플레이 장치 제조방법.
  7. 제4항에 있어서,
    제1보호막과 제2보호막을 덮는 충진층을 형성하는 단계;
    제1상부전극 및 제2상부전극 각각의 적어도 일부가 노출되도록 충진층, 제1보호막 및 제2보호막에 콘택홀들을 형성하는 단계; 및
    충진층 상에 콘택홀들을 통해 제1상부전극 및 제2상부전극과 컨택하는 공통전극을 형성하는 단계;
    를 포함하는, 유기발광 디스플레이 장치 제조방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1상부전극을 형성하는 단계와 상기 제1포토레지스트층을 형성하는 단계 사이에, 제1상부전극 상에 제1보호막을 형성하는 단계를 더 포함하고,
    상기 제1포토레지스트층을 형성하는 단계는 상기 제1보호막 상에 제1포토레지스트층을 형성하는 단계이고, 상기 제1중간층 및 제1상부전극의 제1포토레지스트층 외측으로 노출된 부분을 제거하는 단계는, 제1중간층과 제1상부전극과 제1보호막의 제1포토레지스트층 외측으로 노출된 부분을 제거하는 단계인, 유기발광 디스플레이 장치 제조방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제2상부전극을 형성하는 단계와 상기 제2포토레지스트층을 형성하는 단계 사이에, 제2상부전극 상에 제2보호막을 형성하는 단계를 더 포함하고,
    상기 제2포토레지스트층을 형성하는 단계는 상기 제2보호막 상에 제2포토레지스트층을 형성하는 단계이고, 상기 제2중간층 및 제2상부전극의 제2포토레지스트층 외측으로 노출된 부분을 제거하는 단계는, 제2중간층과 제2상부전극과 제2보호막의 제2포토레지스트층 외측으로 노출된 부분을 제거하는 단계인, 유기발광 디스플레이 장치 제조방법.
  10. 제9항에 있어서,
    제1보호막과 제2보호막을 덮는 충진층을 형성하는 단계;
    제1상부전극 및 제2상부전극 각각의 적어도 일부가 노출되도록 충진층, 제1보호막 및 제2보호막에 콘택홀들을 형성하는 단계; 및
    충진층 상에 콘택홀들을 통해 제1상부전극 및 제2상부전극과 컨택하는 공통전극을 형성하는 단계;
    를 더 포함하는, 유기발광 디스플레이 장치 제조방법.
  11. 상호 이격된 제1화소전극과 제2화소전극;
    상기 제1화소전극과 상기 제2화소전극 각각의 적어도 중앙부를 노출시키는 절연층;
    상기 제1화소전극 상에 위치하며 제1발광층을 포함하는 제1중간층;
    상기 제2화소전극 상에 위치하며 제2발광층을 포함하는 제2중간층;
    상기 제1중간층과 상기 제2중간층에 각각 대응하며 상호 이격된 제1상부전극 및 제2상부전극;
    상기 제1상부전극과 상기 제2상부전극을 덮되, 상기 제1상부전극과 상기 제2상부전극 각각의 일부를 노출시키는 콘택홀들을 갖는, 충진층; 및
    상기 충진층 상에 위치하며 상기 콘택홀들을 통해 상기 제1상부전극 및 상기 제2상부전극과 컨택하는 공통전극;
    을 구비하고,
    상기 제1상부전극 및 상기 제2상부전극과 상기 충진층 사이에 개재되는 보호막을 더 구비하며,
    상기 공통전극은 상기 보호막이 갖는 추가콘택홀들을 통해 상기 제1상부전극 및 상기 제2상부전극에 컨택하는, 유기발광 디스플레이 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 충진층은 상기 절연층에 대응하는 위치에 상기 콘택홀들을 갖는, 유기발광 디스플레이 장치.
  13. 삭제
  14. 제11항에 있어서,
    상기 보호막은 상기 제1상부전극, 상기 제2상부전극, 상기 제1중간층 및 상기 제2중간층의 측면들을 덮는, 유기발광 디스플레이 장치.
  15. 상호 이격된 제1화소전극과 제2화소전극;
    상기 제1화소전극과 상기 제2화소전극 각각의 적어도 중앙부를 노출시키는 절연층;
    상기 제1화소전극 상에 위치하며 제1발광층을 포함하는 제1중간층;
    상기 제2화소전극 상에 위치하며 제2발광층을 포함하는 제2중간층;
    상기 제1중간층과 상기 제2중간층에 각각 대응하며 상호 이격된 제1상부전극 및 제2상부전극;
    상기 제1상부전극과 상기 제2상부전극을 덮되, 상기 제1상부전극과 상기 제2상부전극 각각의 일부를 노출시키는 콘택홀들을 갖는, 충진층; 및
    상기 충진층 상에 위치하며 상기 콘택홀들을 통해 상기 제1상부전극 및 상기 제2상부전극과 컨택하는 공통전극;
    을 구비하고,
    상기 제1상부전극과 상기 충진층 사이에 개재되는 제1보호막; 및
    상기 제2상부전극과 상기 충진층 사이에 개재되며, 상기 제1보호막으로부터 이격된, 제2보호막;
    을 더 구비하며,
    상기 공통전극은 상기 제1보호막과 상기 제2보호막이 갖는 추가콘택홀들을 통해 상기 제1상부전극 및 상기 제2상부전극에 컨택하는, 유기발광 디스플레이 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제1보호막은 상기 제1상부전극과 동일한 형상으로 패터닝되고, 상기 제2보호막은 상기 제2상부전극과 동일한 형상으로 패터닝된, 유기발광 디스플레이 장치.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 제1보호막의 측면은 상기 제1상부전극의 측면과 일치하고, 상기 제2보호막의 측면은 상기 제2상부전극의 측면과 일치하는, 유기발광 디스플레이 장치.
  18. 제15항에 있어서,
    상기 충진층은 상기 제1중간층, 상기 제2중간층, 상기 제1상부전극 및 상기 제2상부전극의 측면과 직접 컨택하는, 유기발광 디스플레이 장치.
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