KR102603595B1 - 마이크로 캐비티 구조를 갖는 디스플레이 장치 및 그의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
마이크로 캐비티(micro-cavity) 구조를 가지되, 신뢰성 및 생산 효율이 향상되는 디스플레이 장치 및 그의 제조 방법이 제공된다. 본 발명의 기술적 사상에 따른 디스플레이 장치는 서로 다른 색을 구현하는 화소 영역 상에 위치하는 발광 구조물들이 각각 순서대로 적층된 반사 전극, 공진층 및 투명 전극을 포함한다. 각 발광 구조물의 공진층의 측면 및 투명 전극의 측면은 층간 절연막에 의해 둘러싸일 수 있다.
Description
본 발명은 발광 효율을 높이기 위하여 마이크로 캐비티 구조를 갖는 디스플레이 장치 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로 모니터, TV, 노트북, 디지털 카메라 등과 같은 전자 기기는 영상을 구현하기 위한 디스플레이 장치를 포함한다. 예를 들어, 상기 디스플레이 장치는 액정 표시 장치 및 유기 발광 표시 장치를 포함할 수 있다.
상기 디스플레이 장치는 서로 다른 색을 구현하기 위한 화소 영역들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 디스플레이 장치는 청색을 구현하기 위한 청색 화소 영역, 적색을 구현하기 위한 적색 화소 영역 및 녹색을 구현하기 위한 녹색 화소 영역을 포함할 수 있다.
상기 디스플레이 장치의 각 화소 영역 상에는 발광 구조물이 위치할 수 있다. 예를 들어, 각 발광 구조물은 순서대로 적층된 하부 전극, 발광층 및 상부 전극을 포함할 수 있다. 상기 발광 구조물들은 발광 효율을 높이기 위하여 마이크로 캐비티(micro cavity) 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 각 발광 구조물의 하부 전극은 반사 전극 및 상기 반사 전극 상에 위치하는 투명 전극을 포함하되, 상기 투명 전극이 해당 화소 영역에서 구현하는 색에 따라 다른 두께를 가질 수 있다.
그러나, 반사 전극 상에 위치하는 투명 전극의 두께에 의한 마이크로 캐비티 구조는 서로 다른 색을 구현하는 화소 영역들 상에서 도전성 물질인 투명 전극이 각각 다른 두께를 가져야 하므로, 상기 화소 영역들 상에 위치하는 상기 투명 전극들을 형성하기 위하여, 적어도 2회 이상의 식각 공정 또는 증착 공정이 수행되어야 한다. 따라서, 투명 전극의 두께에 의한 마이크로 캐비티 구조는 제조 공정이 복잡해지고, 공정 시간이 증가하는 문제점이 있다.
또한, 서로 다른 색을 구현하는 화소 영역들 상에서 투명 전극들의 두께 차이는 발광 구조물들의 높이 차이를 유발할 수 있다. 상기 발광 구조물들이 형성된 하부 기판을 상부 기판과 합착할 때, 상기 발광 구조물들의 높이 차이는 각 화소 영역에 인가되는 압력에 편차가 발생할 수 있다. 따라서, 발광 구조물들의 높이 편차가 발생하는 마이크로 캐비티 구조는 압력 편차에 의해 발광 구조물들이 손상되거나, 하부 기판과 상부 기판 사이의 합착이 불완전해지는 문제점이 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 마이크로 캐비티 구조의 형성 공정을 단순화할 수 있는 디스플레이 장치 및 그의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 마이크로 캐비티 구조에 의한 손상을 방지할 수 있는 디스플레이 장치 및 그의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 앞서 언급한 과제들로 한정되지 않는다. 여기서 언급되지 않은 과제는 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 것이다.
상기 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위한 본 발명의 기술적 사상에 따른 디스플레이 장치는 제 1 트랜치 및 상기 제 1 트랜치보다 얕은 제 2 트랜치를 포함하는 층간 절연막; 상기 층간 절연막의 상기 제 1 트랜치의 바닥면 상에 순서대로 적층되는 제 1 반사 전극, 제 1 공진층 및 제 1 투명 전극을 포함하는 제 1 발광 구조물; 및 상기 층간 절연막의 상기 제 2 트랜치의 바닥면 상에 순서대로 적층되는 제 2 반사 전극, 제 2 공진층 및 제 2 투명 전극을 포함하는 제 2 발광 구조물을 포함한다. 상기 제 1 투명 전극의 상부면 및 상기 제 2 투명 전극의 상부면은 상기 층간 절연막의 상부면보다 낮다.
상기 제 2 공진층의 두께는 상기 제 1 공진층의 두께보다 작을 수 있다.
상기 제 1 공진층의 투과율은 상기 제 1 투명 전극의 투과율보다 클 수 있다. 상기 제 2 공진층의 투과율은 상기 제 2 투명 전극의 투과율보다 클 수 있다.
상기 제 2 공진층은 상기 제 1 공진층과 동일한 물질을 포함할 수 있다.
상기 제 2 투명 전극의 상부면은 상기 제 1 투명 전극의 상부면과 동일한 평면에 위치할 수 있다.
상기 제 1 반사 전극은 상기 제 1 트랜치의 측벽을 따라 연장하여 상기 제 1 투명 전극과 연결될 수 있다. 상기 제 2 반사 전극은 상기 제 2 트랜치의 측벽을 따라 연장하여 상기 제 2 투명 전극과 연결될 수 있다.
상기 디스플레이 장치는 상기 제 1 발광 구조물 상에 위치하는 제 1 컬러 필터; 및 상기 제 2 발광 구조물 상에 위치하는 제 2 컬러 필터를 더 포함할 수 있다. 상기 제 2 컬러 필터를 통과하는 빛은 상기 제 1 컬러 필터를 통과하는 빛보다 단파장일 수 있다.
상기 디스플레이 장치는 상기 제 1 컬러 필터와 상기 제 2 컬러 필터 사이에 위치하는 블랙 매트릭스를 더 포함할 수 있다. 상기 블랙 매트릭스는 상기 제 1 트랜치와 상기 제 2 트랜치 사이에 위치하는 상기 층간 절연막의 상부면과 중첩할 수 있다.
상기 해결하고자 하는 다른 과제를 달성하기 위한 본 발명의 기술적 사상에 따른 디스플레이 장치는 인접하게 위치하되, 서로 다른 색을 구현하는 제 1 화소 영역 및 제 2 화소 영역을 포함하는 하부 기판; 상기 하부 기판의 상기 제 1 화소 영역 상에 위치하고, 제 1 반사 전극과 제 1 투명 전극 사이에 위치하는 제 1 공진층을 포함하는 제 1 발광 구조물; 상기 하부 기판의 상기 제 2 화소 영역 상에 위치하고, 제 2 반사 전극과 제 2 투명 전극 사이에 위치하는 제 2 공진층을 포함하는 제 2 발광 구조물; 및 상기 하부 기판과 상기 제 1 발광 구조물 및 상기 제 2 발광 구조물 사이에 위치하는 층간 절연막을 포함한다. 상기 층간 절연막은 상기 제 1 발광 구조물의 상기 제 1 투명 전극과 상기 제 2 발광 구조물의 상기 제 2 투명 전극 사이로 연장한다.
상기 하부 기판과 상기 제 2 투명 전극 사이의 거리는 상기 하부 기판과 상기 제 1 투명 전극 사이의 거리와 동일할 수 있다.
상기 제 1 공진층 및 상기 제 2 공진층은 절연성 물질을 포함할 수 있다.
상기 디스플레이 장치는 상기 제 1 발광 구조물 상에 위치하는 제 1 컬러 필터; 및 상기 제 2 발광 구조물 상에 위치하는 제 2 컬러 필터를 더 포함할 수 있다. 상기 제 1 컬러 필터의 하부면 및 상기 제 2 컬러 필터의 하부면은 상기 층간 절연막의 최상단보다 낮을 수 있다.
상기 제 2 컬러 필터의 하부면은 상기 제 1 컬러 필터의 하부면과 동일한 평면에 위치할 수 있다.
상기 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위한 본 발명의 기술적 사상에 따른 디스플레이 장치의 제조 방법은 인접하게 위치하되, 서로 다른 색을 구현하는 제 1 화소 영역 및 제 2 화소 영역을 포함하는 하부 기판 상에 층간 절연막을 형성하는 단계; 상기 층간 절연막에 상기 제 1 화소 영역 내에 위치하는 제 1 트랜치 및 상기 제 2 화소 영역 내에 위치하고, 상기 제 1 트랜치와 다른 깊이를 갖는 제 2 트랜치를 형성하는 단계; 상기 제 1 트랜치 및 상기 제 2 트랜치가 형성된 상기 층간 절연막 상에 반사 전극 물질층을 형성하는 단계; 상기 반사 전극 물질층 상에 상기 제 1 트랜치 및 상기 제 2 트랜치를 채우는 공진 물질층을 형성하는 단계; 상기 공진 물질층의 두께를 낮추어, 상부면이 상기 제 1 트랜치 내에 위치하는 제 1 공진층 및 상부면이 상기 제 2 트랜치 내에 위치하는 제 2 공진층을 형성하는 단계; 상기 제 1 공진층 및 상기 제 2 공진층이 형성된 상기 하부 기판 상에 투명 전극 물질층을 형성하는 단계; 상기 투명 전극 물질층 상에 마스크 물질층을 형성하는 단계; 상기 제 1 트랜치와 상기 제 2 트랜치 사이에 위치하는 상기 투명 전극 물질층의 상부면이 노출되도록 상기 마스크 물질층의 두께를 낮추어, 상기 제 1 트랜치와 중첩하는 제 1 마스크 패턴 및 상기 제 2 트랜치와 중첩하는 제 2 마스크 패턴을 형성하는 단계; 상기 제 1 마스크 패턴 및 상기 제 2 마스크 패턴에 의해 노출된 상기 투명 전극 물질층 및 상기 반사 전극 물질층을 식각하여, 상기 제 1 트랜치 내에 위치하는 제 1 반사 전극과 제 1 투명 전극 및 상기 제 2 트랜치 내에 위치하는 제 2 반사 전극과 제 2 투명 전극을 형성하는 단계; 및 상기 제 1 마스크 패턴 및 상기 제 2 마스크 패턴을 제거한 후, 상기 제 1 투명 전극 및 상기 제 2 투명 전극 상에 순서대로 발광층 및 상부 전극을 적층하는 단계를 포함한다.
상기 공진 물질층은 상기 투명 전극 물질층보다 높은 투과율을 갖는 물질로 형성될 수 있다.
상기 반사 전극 물질층은 상기 제 1 트랜치의 바닥면 및 상기 제 2 트랜치의 바닥면 상에서 상부면이 상기 하부 기판의 표면과 평행하도록 형성될 수 있다.
상기 제 1 반사 전극, 상기 제 1 투명 전극, 상기 제 2 반사 전극 및 상기 제 2 투명 전극은 건식 식각 공정으로 형성될 수 있다.
상기 제 1 트랜치 및 상기 제 2 트랜치는 해당 화소 영역으로부터 구현되는 색에 따라 다른 깊이로 형성될 수 있다.
상기 제 1 공진층 및 상기 제 2 공진층을 형성하는 단계는 상기 제 1 공진층의 상부면 및 상기 제 2 공진층의 상부면과 상기 층간 절연막의 상부면 사이의 수직 거리가 상기 투명 전극 물질층의 두께보다 크도록 상기 공진 물질층의 두께를 낮추는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 기술적 사상에 따른 디스플레이 장치 및 그의 제조 방법은 마이크로 캐비티 구조의 발광 구조물들이 서로 다른 색을 구현하는 화소 영역 상에서 동일한 두께의 투명 전극을 가지며, 실질적으로 동일한 높이로 형성될 수 있다. 이에 따라 본 발명의 기술적 사상에 따른 디스플레이 장치 및 그의 제조 방법에서는 마이크로 캐비티의 형성을 위한 공정이 최소화되고, 상기 마이크로 캐비티 구조에 의한 손상이 방지될 수 있다. 따라서, 본 발명의 기술적 사상에 따른 디스플레이 장치에서는 생산 효율의 저하 없이 발광 효율 및 신뢰성이 향상될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 단면을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 단면을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3a 내지 3m은 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 제조 방법을 순차적으로 나타낸 도면들이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 단면을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3a 내지 3m은 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 제조 방법을 순차적으로 나타낸 도면들이다.
본 발명의 상기 목적과 기술적 구성 및 이에 따른 작용 효과에 관한 자세한 사항은 본 발명의 실시 예를 도시하고 있는 도면을 참조한 이하 상세한 설명에 의해 더욱 명확하게 이해될 것이다. 여기서, 본 발명의 실시 예들은 당업자에게 본 발명의 기술적 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위하여 제공되는 것이므로, 본 발명은 이하 설명되는 실시 예들에 한정되지 않도록 다른 형태로 구체화될 수 있다.
또한, 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조 번호로 표시된 부분들은 동일한 구성 요소들을 의미하며, 도면들에 있어서 층 또는 영역의 길이와 두께는 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 덧붙여, 제 1 구성 요소가 제 2 구성 요소 "상"에 있다고 기재되는 경우, 상기 제 1 구성 요소가 상기 제 2 구성 요소와 직접 접촉하는 상측에 위치하는 것뿐만 아니라, 상기 제 1 구성 요소와 상기 제 2 구성 요소 사이에 제 3 구성 요소가 위치하는 경우도 포함한다.
여기서, 상기 제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성 요소를 설명하기 위한 것으로, 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로 사용된다. 다만, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서는 제 1 구성 요소와 제 2 구성 요소는 당업자의 편의에 따라 임의로 명명될 수 있다.
본 발명의 명세서에서 사용하는 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용되는 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 예를 들어, 단수로 표현된 구성 요소는 문맥상 명백하게 단수만을 의미하지 않는다면 복수의 구성 요소를 포함한다. 또한, 본 발명의 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다"등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
덧붙여, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미가 있는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명의 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
(실시 예)
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 단면을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치는 하부 기판(110), 박막 트랜지스터들(120), 층간 절연막(130), 발광 구조물들(100B, 100R, 100G) 및 상부 기판(210)을 포함할 수 있다.
상기 하부 기판(110)은 상기 박막 트랜지스터들(120) 및 상기 발광 구조물들(100B, 100R, 100G)을 지지할 수 있다. 상기 하부 기판(110)은 절연성 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 하부 기판(110)은 유리 또는 플라스틱을 포함할 수 있다.
상기 하부 기판(110)은 화소 영역들(BP, RP, GP)을 포함할 수 있다. 상기 화소 영역들(BP, RP, GP)은 서로 다른 색을 구현할 수 있다. 예를 들어, 상기 하부 기판(110)은 청색 화소 영역(BP), 적색 화소 영역(RP) 및 녹색 화소 영역(GP)을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치는 하부 기판(110)이 세 종류의 화소 영역들(BP, RP, GP)을 포함하는 것으로 설명된다. 그러나, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 디스플레이 장치는 하부 기판(110)이 두 종류 또는 네 종류 이상의 화소 영역들(BP, RP, GP)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 디스플레이 장치는 상기 하부 기판(110)이 청색 화소 영역(BP), 적색 화소 영역(RP), 녹색 화소 영역(GP) 및 백색 화소 영역을 포함할 수 있다.
상기 박막 트랜지스터들(120)은 상기 상부 기판(210)을 향한 상기 하부 기판(110)의 표면 상에 위치할 수 있다. 상기 박막 트랜지스터들(120)은 각각 상기 하부 기판(110)의 상기 화소 영역들(BP, RP, GP) 내에 위치할 수 있다. 예를 들어, 상기 박막 트랜지스터들(120)은 상기 하부 기판(110)의 각 화소 영역(BP, RP, GP)에서 동일하게 배치될 수 있다.
상기 박막 트랜지스터들(120)은 각각 상기 하부 기판(110)에 가까이 위치하는 게이트 전극, 상기 게이트 전극 상에 위치하는 게이트 절연막, 상기 게이트 절연막 상에 위치하는 반도체 패턴, 상기 반도체 패턴의 일측 영역과 연결되는 소스 전극, 상기 반도체 패턴의 타측 영역과 연결되는 드레인 전극을 포함할 수 있다. 상기 박막 트랜지스터들(120)은 각각 상기 소스 전극과 상기 드레인 전극 사이에서 상기 반도체 패턴을 덮는 에치 스토퍼를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치는 박막 트랜지스터들(120)이 하부 기판(110)과 직접 접촉하는 것으로 설명된다. 그러나, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 디스플레이 장치는 하부 기판(110)과 박막 트랜지스터들(120) 사이에 위치하는 버퍼층을 더 포함할 수 있다. 상기 버퍼층은 절연성 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 버퍼층은 실리콘 산화물을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치는 각 박막 트랜지스터(120)가 게이트 전극 상에 반도체 패턴이 위치하는 구조인 것으로 설명된다. 그러나, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 디스플레이 장치는 각 박막 트랜지스터(120)가 반도체 패턴 상에 게이트 전극이 위치하는 구조일 수 있다.
상기 층간 절연막(130)은 상기 박막 트랜지스터들(120) 상에 위치할 수 있다. 상기 박막 트랜지스터들(120)은 상기 층간 절연막(130)에 의해 덮일 수 있다. 상기 층간 절연막(130)은 절연성 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 층간 절연막(130)은 실리콘 산화물을 포함할 수 있다.
상기 층간 절연막(130)은 트랜치들(131t, 132t, 133t)을 포함할 수 있다. 상기 트랜치들(131t, 132t, 133t)은 각각 상기 화소 영역들(BP, RP, GP) 내에 위치할 수 있다. 예를 들어, 상기 층간 절연막(130)은 상기 청색 화소 영역(BP) 내에 위치하는 제 1 트랜치(131t), 상기 적색 화소 영역(RP) 내에 위치하는 제 2 트랜치(132t) 및 상기 녹색 화소 영역(GP) 내에 위치하는 제 3 트랜치(133t)를 포함할 수 있다.
상기 트랜치들(131t, 132t, 133t)은 서로 이격될 수 있다. 예를 들어, 상기 트랜치들(131t, 132t, 133t) 사이에서 상기 층간 절연막(130)은 상기 하부 기판(110)의 표면과 평행한 상부면을 가질 수 있다. 상기 트랜치들(131t, 132t, 133t) 사이에서 상기 층간 절연막(130)의 상기 상부면은 상기 화소 영역들(BP, RP, GP) 사이의 경계면들과 중첩할 수 있다.
서로 다른 색을 구현하는 화소 영역들(BP, RP, GP) 내에 위치하는 상기 트랜치들(131t, 132t, 133t)은 서로 다른 깊이를 가질 수 있다. 예를 들어, 각 트랜치(131t, 132t, 133t)는 해당 화소 영역(BP, RP, GP)으로부터 방출되어 특정 색에 따라 다른 깊이를 가질 수 있다. 상기 제 2 트랜치(132t)는 상기 제 1 트랜치(131t)보다 얕을 수 있다. 상기 제 1 트랜치(131t)의 바닥면은 상기 제 2 트랜치(132t)의 바닥면보다 상기 하부 기판(110)에 가까이 위치할 수 있다. 상기 제 3 트랜치(133t)는 상기 제 1 트랜치(131t)보다 얕고, 상기 제 2 트랜치(132t)보다 깊을 수 있다. 상기 제 3 트랜치(133t)의 바닥면은 상기 제 1 트랜치(131t)의 바닥면과 상기 제 2 트랜치(132t)의 바닥면 사이에 위치할 수 있다. 상기 트랜치들(131t, 132t, 133t)의 폭은 동일할 수 있다.
상기 발광 구조물들(100B, 100R, 100G)은 각각 특정 색을 구현할 수 있다. 각각의 발광 구조물(100B, 100R, 100G)은 마이크로 캐비티(micro-cavity) 구조를 포함할 수 있다. 예를 들어, 각 발광 구조물(100B, 100R, 100G)은 순서대로 적층된 반사 전극(141, 142, 143), 공진층(151, 152, 153), 투명 전극(161, 162, 163), 발광층(180) 및 상부 전극(190)을 포함할 수 있다.
상기 발광 구조물들(100B, 100R, 100G)은 각각 상기 하부 기판(110)의 상기 화소 영역들(BP, RP, GP) 상에 위치할 수 있다. 예를 들어, 상기 발광 구조물들(100B, 100R, 100G)은 상기 하부 기판(110)의 상기 청색 화소 영역(BP) 상에 위치하는 청색 발광 구조물(100B), 상기 하부 기판(110)의 상기 적색 화소 영역(RP) 상에 위치하는 적색 발광 구조물(100R) 및 상기 하부 기판(110)의 상기 녹색 화소 영역(GP) 상에 위치하는 녹색 발광 구조물(100G)을 포함할 수 있다.
각 발광 구조물(100B, 100R, 100G)은 해당 화소 영역(BP, RP, GP) 내에 위치하는 상기 트랜치(131t, 132t, 133t)의 바닥면 상에 위치할 수 있다. 예를 들어, 각 발광 구조물(100B, 100R, 100G)의 상기 반사 전극(141, 142, 143), 상기 공진층(151, 152, 153), 상기 투명 전극(161, 162, 163), 상기 발광층(180) 및 상기 상부 전극(190)은 상기 층간 절연막(130)의 해당 트랜치(131t, 132t, 133t)의 바닥면 상에 순서대로 적층될 수 있다.
상기 발광 구조물들(100B, 100R, 100G)은 상기 박막 트랜지스터들(120)에 의해 선택적으로 특정 색을 구현하는 빛을 생성할 수 있다. 예를 들어, 상기 발광 구조물들(100B, 100R, 100G)의 상기 반사 전극들(141, 142, 143)은 해당 화소 영역(BP, RP, GP) 내에 위치하는 박막 트랜지스터(120)와 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 상기 층간 절연막(130)은 각 발광 구조물(100B, 100R, 100G)의 반사 전극(141, 142, 143)을 해당 박막 트랜지스터(120)와 연결하기 위한 컨택홀들(131h, 132h, 133h)을 더 포함할 수 있다.
상기 층간 절연막(130)의 컨택홀들(131h, 132h, 133h)은 각각 해당 트랜치(131t, 132t, 133t)의 하부에 위치할 수 있다. 상기 컨택홀들(131h, 132h, 133h)은 각각 해당 트랜치(131t, 132t, 133t)의 일측 측벽에 가까이 위치할 수 있다.
상기 층간 절연막(130)의 컨택홀들(131h, 132h, 133h)은 해당 발광 구조물(100B, 100R, 100G)의 반사 전극(141, 142, 143)에 의해 완전히 채워질 수 있다. 예를 들어, 상기 청색 화소 영역(BP) 내에 위치하는 박막 트랜지스터(120)의 일부분을 노출하는 제 1 컨택홀(131h)은 상기 청색 발광 구조물(100B)의 제 1 반사 전극(141)에 의해 완전히 채워질 수 있다. 상기 적색 화소 영역(RP) 내에 위치하는 박막 트랜지스터(120)의 일부분을 노출하는 제 2 컨택홀(132h)은 상기 적색 발광 구조물(100R)의 제 2 반사 전극(142)에 의해 완전히 채워질 수 있다. 상기 녹색 화소 영역(GP) 내에 위치하는 박막 트랜지스터(120)의 일부분을 노출하는 제 3 컨택홀(133h)은 상기 녹색 발광 구조물(100G)의 제 3 반사 전극(143)에 의해 완전히 채워질 수 있다. 상기 층간 절연막(130)의 상기 트랜치들(131t, 132t, 133t)의 바닥면 상에서 상기 반사 전극들(141, 142, 143)의 상부면은 상기 하부 기판(110)의 표면과 평행할 수 있다.
상기 반사 전극들(141, 142, 143)은 반사율이 높은 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 반사 전극들(141, 142, 143)은 알루미늄과 같은 금속을 포함할 수 있다. 상기 반사 전극들(141, 142, 143)은 다층 구조일 수 있다.
상기 공진층들(151, 152, 153)은 각각 해당 반사 전극(141, 142, 143) 상에 위치할 수 있다. 예를 들어, 상기 청색 발광 구조물(100B)은 상기 제 1 반사 전극(141) 상에 위치하는 제 1 공진층(151)을 포함할 수 있다. 상기 적색 발광 구조물(100R)은 상기 제 2 반사 전극(142) 상에 위치하는 제 2 공진층(152)을 포함할 수 있다. 상기 녹색 발광 구조물(100G)은 상기 제 3 반사 전극(143) 상에 위치하는 제 3 공진층(153)을 포함할 수 있다.
상기 공진층들(151, 152, 153)의 상부면은 상기 트랜치들(131t, 132t, 133t) 사이에 위치하는 상기 층간 절연막(130)의 상부면보다 낮을 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 공진층(151)의 상부면은 상기 제 1 트랜치(131t) 내에 위치할 수 있다. 상기 제 2 공진층(152)의 상부면은 상기 제 2 트랜치(132t) 내에 위치할 수 있다. 상기 제 3 공진층(153)의 상부면은 상기 제 3 트랜치(133t) 내에 위치할 수 있다. 상기 공진층들(151, 152, 153)은 상기 트랜치들(131t, 132t, 133t) 사이에 위치하는 상기 층간 절연막(130)에 의해 분리될 수 있다. 상기 층간 절연막(130)은 상기 공진층들(151, 152, 153) 사이로 연장할 수 있다.
상기 발광 구조물들(100B, 100R, 100G)은 각각 해당 공진층(151, 152, 153)에 의한 마이크로 캐비티(micro-cavity) 구조를 포함할 수 있다. 예를 들어, 서로 다른 색을 구현하는 화소 영역들(BP, RP, GP) 내에 위치하는 상기 공진층들(151, 152, 153)은 서로 다른 두께를 가질 수 있다. 상기 제 2 공진층(152)은 상기 제 1 공진층(151)보다 얇을 수 있다. 상기 제 3 공진층(153)은 상기 제 1 공진층(151)보다 얇고, 상기 제 2 공진층(152)보다 두꺼울 수 있다. 각 공진층(151, 152, 153)의 두께는 해당 트랜치(131t, 132t, 133t)의 깊이와 비례할 수 있다.
상기 공진층들(151, 152, 153)의 상부면은 동일한 평면에 위치할 수 있다. 예를 들어, 상기 제 2 공진층(152)의 상부면은 상기 제 1 공진층(151)의 상부면과 동일한 평면에 위치할 수 있다. 상기 제 3 공진층(153)의 상부면은 상기 제 1 공진층(151)의 상부면 및 상기 제 2 공진층(152)의 상부면과 동면(coplanar)일 수 있다.
본 발명의 실시 예예 따른 디스플레이 소자는 상기 층간 절연막(130)이 마이크로 캐비티 구조를 위한 공진층들(151, 152, 153)의 두께와 비례하는 깊이를 갖는 트랜치들(131t, 132t, 133t)을 포함할 수 있다. 이에 따라 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 소자에서는 각 화소 영역(Bp, RP, GP)에서 해당 공진층(151, 152, 153) 상에 적층되는 투명 전극(161, 162, 163), 발광층(180) 및 상부 전극(190)이 동일한 높이를 가질 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 소자에서는 서로 다른 색을 구현하기 위한 화소 영역들(BP, RP, GP) 상에 위치하는 발광 구조물들(100B, 100R, 100G)이 동일한 높이를 가질 수 있다.
상기 공진층들(151, 152, 153)은 절연성 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 각 공진층(151, 152, 153)의 투과율은 해당 발광 구조물(100B, 100R, 100G)의 투명 전극(161, 162, 163)의 투과율보다 높을 수 있다. 이에 따라 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 소자에서는 마이크로 캐비티 구조에 의한 발광 효율이 더욱 향상될 수 있다. 상기 공진층들(151, 152, 153)은 모두 동일한 물질을 포함할 수 있다.
상기 투명 전극들(161, 162, 163)은 해당 공진층(151, 152, 153) 상에 위치할 수 있다. 상기 하부 기판(110)과 상기 투명 전극들(161, 162, 163) 사이의 거리는 각 화소 영역(BP, RP, GP)에서 동일할 수 있다. 예를 들어, 상기 적색 화소 영역(RP) 상에 위치하는 제 2 투명 전극(162)의 하부면은 상기 청색 화소 영역(BP) 상에 위치하는 제 1 투명 전극(161)의 하부면과 동일한 평면에 위치할 수 있다. 상기 녹색 화소 영역(GP) 상에 위치하는 제 3 투명 전극(162)의 하부면은 상기 제 1 투명 전극(161)의 하부면 및 상기 제 2 투명 전극(162)의 하부면과 동면(coplanar)일 수 있다.
상기 투명 전극들(161, 162, 163)은 도전성 물질을 포함할 수 있다. 상기 투명 전극들(161, 162, 163)은 투명한 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 투명 전극들(161, 162, 163)은 ITO, IGO 등과 같은 투명 도전성 물질을 포함할 수 있다.
예를 들어, 각 투명 전극(161, 162, 163)은 해당 발광 구조물(100B, 100R, 100G)의 하부 전극으로 기능할 수 있다. 상기 투명 전극들(161, 162, 163)은 해당 반사 전극(141, 142, 143)과 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 상기 반사 전극들(141, 142, 143)은 상기 층간 절연막(130)의 해당 트랜치(131t, 132t, 133t)의 측벽을 따라 연장할 수 있다. 상기 제 1 반사 전극(141)은 상기 제 1 트랜치(131t)의 측벽을 따라 상기 청색 발광 구조물(100B)의 제 1 투명 전극(161)의 측면 상으로 연장할 수 있다. 상기 제 2 반사 전극(142)은 상기 제 2 트랜치(132t)의 측벽을 따라 상기 적색 발광 구조물(100R)의 제 2 투명 전극(162)의 측면 상으로 연장할 수 있다. 상기 제 3 반사 전극(143)은 상기 제 3 트랜치(133t)의 측벽을 따라 상기 녹색 발광 구조물(100G)의 제 3 투명 전극(163)의 측면 상으로 연장할 수 있다. 상기 투명 전극들(161, 162, 163)의 측면은 해당 반사 전극(141, 142, 143)과 직접 접촉할 수 있다.
서로 다른 화소 영역(BP, RP, GP) 내에 위치하는 상기 투명 전극들(161, 162, 163)은 상기 층간 절연막(130)에 의해 분리될 수 있다. 예를 들어, 상기 투명 전극들(161, 162, 163)의 상부면은 상기 트랜치들(131t, 132t, 133t) 사이에 위치하는 상기 층간 절연막(130)의 상부면보다 낮을 수 있다. 상기 제 1 투명 전극(161)의 상부면은 상기 제 1 트랜치(131t) 내에 위치할 수 있다. 상기 제 2 투명 전극(162)의 상부면은 상기 제 2 트랜치(132t) 내에 위치할 수 있다. 상기 제 3 투명 전극(163)의 상부면은 상기 제 3 트랜치(133t) 내에 위치할 수 있다. 상기 층간 절연막(130)은 상기 투명 전극들(161, 162, 163) 사이로 연장할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 소자는 투명 전극들(161, 162, 163)이 층간 절연막(130)의 트랜치들(131t, 132t, 133t) 내에 위치할 수 있다. 이에 따라 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 소자는 발광 구조물들(100B, 100R, 100G)의 하부 전극으로 기능하는 투명 전극들(161, 162, 163)을 분리하기 위한 뱅크 절연막과 같은 별도의 구성이 형성되지 않을 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 소자에서는 제조 공정이 간략화되고, 공정 시간이 단축될 수 있다.
상기 투명 전극들(161, 162, 163)은 동일한 두께를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 투명 전극들(161, 162, 163)의 상부면은 동일한 평면에 위치할 수 있다.
상기 발광 구조물들(100B, 100R, 100G)은 상기 화소 영역들(BP, RP, GP) 상에서 동일한 색을 구현할 수 있다. 예를 들어, 상기 발광 구조물(100B, 100R, 100G)은 동일한 물질로 형성된 발광층(180)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 발광 구조물들(100B, 100R, 100G)의 발광층들(180)은 서로 연결될 수 있다. 상기 발광 구조물들(100B, 100R, 100G)은 상기 투명 전극들(161, 162, 163) 상으로 연장하는 발광층(180)을 포함할 수 있다. 상기 발광 구조물들(100B, 100R, 100G)의 발광층(180)은 상기 트랜치들(131t, 132t, 133t) 사이에 위치하는 상기 층간 절연막(130)의 상부면 상으로 연장할 수 있다. 예를 들어, 상기 발광 구조물들(100B, 100R, 100G)의 발광층(180)은 백색을 구현할 수 있다.
상기 발광 구조물들(100B, 100R, 100G)의 발광층(180)은 발광 물질을 포함하는 발광 물질층(Emitting Material Layer; EML)을 포함할 수 있다. 상기 발광 물질은 유기 물질, 무기 물질 또는 하이브리드 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치는 유기 발광층을 포함하는 유기 발광 표시 장치일 수 있다.
상기 발광 구조물들(100B, 100R, 100G)의 발광층(180)은 발광 효율을 높이기 위하여 다층 구조일 수 있다. 예를 들어, 상기 발광 구조물들(100B, 100R, 100G)의 발광층(180)은 정공 주입층(Hole Injection Layer; HIL), 정공 수송층(Hole Transport Layer; HTL), 전자 수송층(Electron Transport Layer; ETL) 및 전자 주입층(Electron Injection Layer; EIL) 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
상기 발광 구조물들(100B, 100R, 100G)의 상부 전극들(190)은 상기 발광 구조물들(100B, 100R, 100G)의 발광층(180)을 따라 연장할 수 있다. 예를 들어, 상기 발광 구조물들(100B, 100R, 100G)은 상기 화소 영역들(BP, RP, GP) 상으로 연장하는 상부 전극(190)을 포함할 수 있다.
상기 상부 전극(190)은 도전성 물질을 포함할 수 있다. 상기 상부 전극(190)은 투명한 물질을 포함할 수 있다. 예를 드렁, 상기 상부 전극(190)은 상기 투명 전극들(161, 162, 163)과 동일한 물질을 포함할 수 있다.
상기 상부 기판(210)은 상기 상부 전극(190) 상에 위치할 수 있다. 상기 상부 기판(210)은 절연성 물질을 포함할 수 있다. 상기 상부 기판(210)은 투명한 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 상부 기판(210)은 유리 또는 플라스틱을 포함할 수 있다.
상기 하부 기판(110)을 향한 상기 상부 기판(210)의 표면 상에는 컬러 필터들(221, 222, 223)이 위치할 수 있다. 상기 컬러 필터들(221, 222, 223)은 상기 발광 구조물들(100B, 100R, 100G)에 의해 생성된 빛을 특정 색을 구현하는 빛으로 변환할 수 있다. 상기 컬러 필터들(221, 222, 223)은 각각 해당 발광 구조물들(100B, 100R, 100G) 상에 위치할 수 있다. 예를 들어, 상기 컬러 필터들(221, 222, 223)은 상기 청색 발광 구조물(100B) 상에 위치하는 청색 컬러 필터(221), 상기 적색 발광 구조물(100R) 상에 위치하는 적색 컬러 필터(222) 및 상기 녹색 발광 구조물(100G) 상에 위치하는 녹색 컬러 필터(223)를 포함할 수 있다.
상기 컬러 필터들(221, 222, 223) 사이에는 블랙 매트릭스(230)가 위치할 수 있다. 상기 블랙 매트릭스(230)는 상기 화소 영역들(BP, RP, GP)의 경계면과 중첩할 수 있다. 예를 들어, 상기 블랙 매트릭스(230)는 상기 트랜치들(131t, 132t, 133t) 사이에 위치하는 상기 층간 절연막(130)의 상부면과 중첩할 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 소자는 상기 컬러 필터들(221, 222, 223) 및 상기 블랙 매트릭스(230) 상에 위치하는 상부 보호막(240)을 더 포함할 수 있다. 상기 상부 보호막(240)은 절연성 물질을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치는 상부 전극(190)과 상부 기판(210) 사이에 위치하는 접착층(300)을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 컬러 필터들(221, 222, 223) 및 상기 블랙 매트릭스(230)가 형성된 상기 상부 기판(210)은 상기 접착층(300)에 의해 상기 박막 트랜지스터들(120) 및 상기 발광 구조물들(100B, 100R, 100G)이 형성된 상기 하부 기판(110)에 부착될 수 있다. 상기 접착층(300)은 열경화성 수지를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 접착층(300)은 흡습 물질을 더 포함할 수 있다.
결과적으로 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치는 박막 트랜지스터들(120)과 발광 구조물들(100B, 100R, 100G) 사이에 위치하는 층간 절연막(130)이 해당 화소 영역(BP, RP, GP)에서 구현하는 색에 따라 깊이가 다른 트랜치들(131t, 132t, 133t)을 포함하고, 각 발광 구조물들(100B, 100R, 100G)이 상기 트랜치들(131t, 132t, 133t) 내에 수용되는 공진층(151, 152, 153)의 두께에 의한 마이크로 캐비티 구조를 포함함으로써, 마이크로 캐비티 구조의 형성 공정을 단순화하고, 상기 마이크로 캐비티 구조에 의한 손상이 방지할 수 있다. 따라서 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치에서는 생산 효율의 저하 없이, 발광 효율 및 신뢰성이 향상될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치는 상부 기판(210) 상에 컬러 필터들(221, 222, 223) 및 블랙 매트릭스(230)가 위치하는 것으로 설명된다. 그러나, 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 디스플레이 장치는 해당 발광 구조물(100B, 100R, 100G)의 상부면에 매우 가깝게 위치하는 컬러 필터들(521, 522, 523)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 디스플레이 장치는 트랜치들(131t, 132t, 133t) 사이에 위치하는 층간 절연막(130)이 상기 상부 기판(210) 방향으로 연장하여 상기 컬러 필터들(221, 222, 223)의 오정렬(miss-align)을 방지할 수 있다. 본 발명의 다른 실시 예에 따른 디스플레이 장치에서 상기 컬러 필터들(221, 222, 223)의 하부면은 동일한 평면에 위치할 수 있다. 본 발명의 다른 실시 예에 따른 디스플레이 장치에서는 트랜치들(131t, 132t, 133t) 사이에 위치하는 층간 절연막(130)의 최상단이 컬러 필터들(221, 222, 223)의 하부면보다 높게 연장할 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 디스플레이 장치는 상기 컬러 필터들(521, 522, 523)의 형성 공정에 의한 상기 발광 구조물들(100B, 100R, 100G)의 손상을 방지하기 위한 하부 보호막(510)을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 하부 보호막(510)은 상기 발광 구조물들(100B, 100R, 100G)의 상부 전극(190)을 따라 연장할 수 있다. 상기 하부 보호막(510)은 무기 절연막과 유기 절연막의 적층 구조일 수 있다. 예를 들어, 상기 하부 보호막(510)은 세라믹을 포함하는 무기 절연막들 사이에 유기 절연막이 적층된 구조일 수 있다. 상기 컬러 필터들(521, 522, 523)의 상부면 상에는 상부 보호막(530)이 위치할 수 있다.
도 3a 내지 3m은 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 제조 방법을 순차적으로 나타낸 도면들이다.
도 1 및 3a 내지 3m을 참조하여, 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 제조 방법을 설명한다. 먼저, 도 3a에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 제조 방법은 하부 기판(110)의 화소 영역들(BP, RP, GP) 내에 박막 트랜지스터들(120)을 형성하는 단계를 포함한다.
상기 화소 영역들(BP, RP, GP)은 인접하게 위치할 수 있다. 상기 화소 영역들(BP, RP, GP)은 서로 다른 색을 구현할 수 있다. 예를 들어, 상기 화소 영역들(BP, RP, GP)은 청색을 구현하는 청색 화소 영역(BP), 적색을 구현하는 적색 화소 영역(RP) 및 녹색을 구현하는 녹색 화소 영역(GP)을 포함할 수 있다.
상기 박막 트랜지스터들(120)은 각각 게이트 전극, 게이트 절연막, 반도체 패턴, 소스 전극 및 드레인 전극을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 박막 트랜지스터들(120)을 형성하는 단계는 상기 하부 기판(110) 상에 게이트 전극들을 형성하는 단계, 각 게이트 전극들 상에 게이트 절연막을 형성하는 단계, 각 게이트 절연막 상에 반도체 패턴을 형성하는 단계 및 각 반도체 패턴 상에 소스 전극과 드레인 전극을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
도 3b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 제조 방법은 상기 하부 기판(110) 상에 상기 박막 트랜지스터들(120)을 덮는 층간 절연막(130)을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 박막 트랜지스터(120)는 상기 층간 절연막(130)에 의해 완전히 덮일 수 있다. 상기 층간 절연막(130)은 절연성 물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 층간 절연막(130)은 실리콘 산화물로 형성될 수 있다.
도 3c에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 제조 방법은 하프톤 마스크(400)를 이용하여 상기 층간 절연막(130)에 서로 이격되고, 서로 다른 색을 구현하는 화소 영역(BP, RP, GP)에서 다른 깊이를 갖는 제거될 영역(131, 132, 133)을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 하프톤 마스크(400)는 서로 다른 색을 구현하는 화소 영역(BP, RP, GP) 상에서 다른 투과율을 갖는 투과 영역들(410, 420, 430)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 하프톤 마스크(400)는 상기 청색 화소 영역(BP) 상에 위치하는 제 1 투과 영역(410), 상기 적색 화소 영역(RP) 상에 위치하는 제 2 투광 영역(420), 상기 녹색 화소 영역(GP) 상에 위치하는 제 3 투과 영역(430) 및 상기 투과 영역들(410, 420, 430) 사이에 위치하는 차광 영역(440)을 포함할 수 있다. 각 투과 영역(410, 420, 430)의 상대적 투과율은 해당 화소 영역(Bp, RP, GP)로부터 방출되어 특정 색에 따라 다를 수 있다. 예를 들어, 상기 제 2 투과 영역(420)의 투과율은 상기 제 1 투과 영역(410)의 투과율보다 낮을 수 있다. 상기 제 3 투과 영역(430)의 투과율은 상기 제 1 투과 영역(410)의 투과율보다 낮고, 상기 제 2 투과 영역(420)의 투과율보다 높을 수 있다.
예를 들어, 상기 제거될 영역들(131, 132, 133)의 깊이는 상기 하프톤 마스크(400)의 해당 화소 영역(BP, RP, GP) 상에 위치하는 해당 투과 영역(410, 420, 430)에 의해 결정된다. 예를 들어, 상기 적색 화소 영역(RP) 내에 형성된 제 2 제거될 영역(132)은 상기 청색 화소 영역(BP) 내에 형성되는 제 1 제거될 영역(131)보다 얇게 형성될 수 있다. 상기 녹색 화소 영역(GP) 내에 형성된 제 3 제거될 영역(133)은 상기 제 1 제거될 영역(131)보다 얇고, 상기 제 2 제거될 영역(132)보다 두껍게 형성될 수 있다.
상기 제거될 영역들(131, 132, 133) 사이의 상기 층간 절연막(130)은 상기 하프톤 마스크 패턴(400)의 상기 차광 영역(440)에 의해 노출되지 않을 수 있다. 예를 들어, 상기 제거될 영역들(131, 132, 133)은 상기 차광 영역(440)에 의해 서로 분리될 수 있다.
도 3d에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 제조 방법은 상기 층간 절연막(130)에 트랜치들(131t, 132t, 133t)을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 트랜치들(131t, 132t, 133t)을 형성하는 단계는 상기 제거될 영역들(131, 132, 133)을 제거하는 단계를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 트랜치들(131t, 132t, 133t)은 상기 청색 화소 영역(BP) 내에 형성된 제 1 트랜치(131t), 상기 적색 화소 영역(RP) 내에 형성된 제 2 트랜치(132t) 및 상기 녹색 화소 영역(GP) 내에 형성된 제 3 트랜치(133t)를 포함할 수 있다. 상기 트랜치들(131t, 132t, 133t)은 상기 제거될 영역들(131, 132, 133)과 동일하게 해당 화소 영역(BP, RP, GP)에서 구현되는 색에 따라 다른 깊이를 가질 수 있다.
도 3e에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 제조 방법은 상기 층간 절연막(130)에 컨택홀들(131h, 132h, 133h)을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 컨택홀들(131h, 132h, 133h)은 각각 해당 화소 영역(BP, RP, GP) 내에 위치하는 해당 박막 트랜지스터(120)의 일부분을 노출할 수 있다. 예를 들어, 상기 컨택홀들(131h, 132h, 133h)은 상기 트랜치들(131t, 132t, 133t)의 바닥면 내에 형성될 수 있다. 상기 컨택홀들(131h, 132h, 133h)은 각각 해당 트랜치(131t, 132t, 133t)의 일측 측벽에 가까이 형성될 수 있다.
도 3f에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 제조 방법은 상기 트랜치들(131t, 132t, 133t)이 형성된 상기 층간 절연막(130) 상에 반사 전극 물질층(140)을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 반사 전극 물질층(140)은 상기 층간 절연막(130)의 표면을 따라 연장할 수 있다. 상기 반사 전극 물질층(140)은 상기 층간 절연막(130)의 상기 컨택홀들(131h, 132h, 133h)을 완전히 채우도록 형성될 수 있다. 상기 층간 절연막(130)의 상기 트랜치들(131t, 132t, 133t)의 바닥면 상에서 상기 반사 전극 물질층(140)의 상부면은 상기 하부 기판(110)의 상부면과 평행할 수 있다.
상기 반사 전극 물질층(140)은 도전성 물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 반사 전극 물질층(140)은 알루미늄과 같은 금속으로 형성될 수 있다.
도 3g에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 제조 방법은 상기 반사 전극 물질층(140) 상에 공진 물질층(150)을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 공진 물질층(150)은 상기 층간 절연막(130)의 상기 트랜치들(131t, 132t, 133t)을 채우도록 형성될 수 있다. 상기 공진 물질층(150)은 절연성 물질로 형성될 수 있다. 상기 공진 물질층(150)은 후속 공정에 의해 형성되는 투명 전극 물질층보다 높은 투과율을 갖는 물질로 형성될 수 있다.
도 3h에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 제조 방법은 상기 공진 물질층(150)을 이용하여 공진층들(151, 152, 153)을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 공진층들(151, 152, 153)을 형성하는 단계는 상기 공진층들(151, 152, 153)의 상부면이 해당 트랜치(131t, 132t, 133t) 내에 위치하도록 상기 공진 물질층(150)의 두께를 줄이는 단계를 포함할 수 있다. 상기 공진층들(151, 152, 153)의 상부면은 모두 동일한 평면에 위치할 수 있다.
도 3i에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 제조 방법은 공진층들(151, 152, 153)이 형성된 상기 하부 기판(110) 상에 투명 전극 물질층(160)을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 투명 전극 물질층(160)은 도전성 물질로 형성될 수 있다. 상기 투명 전극 물질층(160)은 투명한 물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 투명 전극 물질층(160)은 ITO 또는 IZO로 형성될 수 있다.
도 3j에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 제조 방법은 상기 투명 전극 물질층(160) 상에 마스크 물질층(170)을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 마스크 물질층(170)은 상기 투명 전극 물질층(160) 및 상기 반사 전극 물질층(140)과 식각 선택비를 갖는 물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 마스크 물질층(170)은 포토레지스트 물질로 형성될 수 있다.
도 3k에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 제조 방법은 상기 마스크 물질층(170)을 이용하여 마스크 패턴들(171, 172, 173)을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 마스크 패턴들(171, 172, 173)을 형성하는 단게는 상기 트랜치들(131t, 132t, 133t) 사이에 위치하는 상기 투명 전극 물질층(160)의 상부면이 노출되도록 상기 마스크 물질층(170)의 두께를 줄이는 단계를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 마스크 패턴들(171, 172, 173)은 상기 제 1 트랜치(131t)와 중첩하는 제 1 마스크 패턴(171), 상기 제 2 트랜치(132t)와 중첩하는 제 2 마스크 패턴(172) 및 상기 제 3 트랜치(133t)와 중첩하는 제 3 마스크 패턴(173)을 포함할 수 있다. 상기 마스크 패턴들(171, 172, 173)의 상부면은 모두 동일한 평면에 위치할 수 있다.
도 3l에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 제조 방법은 상기 마스크 패턴들(171, 172, 173)을 이용하여 반사 전극들(141, 142, 143) 및 투명 전극들(161, 162, 163)을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 반사 전극들(141, 142, 143) 및 상기 투명 전극들(161, 162, 163)을 형성하는 단게는 상기 마스크 패턴들(171, 172, 173)에 의해 노출된 상기 투명 전극 물질층(160) 및 반사 전극 물질층(140)을 건식 식각(dry etch)하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 투명 전극들(161, 162, 163)의 상부면은 상기 트랜치들(131t, 132t, 133t) 사이에서 상기 층간 절연막(130)의 상부면보다 낮을 수 있다. 이를 위해 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 제조 방법은 상기 공진층들(151, 152, 153)을 형성하는 단계가 상기 공진층들(151, 152, 153)의 상부면과 상기 층간 절연막(130)의 최상단 사이의 거리가 상기 투명 전극 물질층(160)의 두께보다 크도록 상기 공진 물질층(150)의 두께를 낮추는 단계를 포함할 수 있다.
도 3m에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 제조 방법은 상기 화소 영역들(BP, RP, GP) 상에 상기 반사 전극들(141, 142, 143), 상기 공진층들(151, 152, 153) 및 상기 투명 전극들(161, 162, 163)을 포함하는 발광 구조물들(100B, 100R, 100G)을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 발광 구조물들(100B, 100R, 100G)을 형성하는 단계는 상기 마스크 패턴들(171, 172, 173)을 제거하는 단계 및 상기 투명 전극들(161, 162, 163)이 형성된 상기 하부 기판(110) 상에 순차적으로 발광층(180) 및 상부 전극(190)을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 제조 방법은 상부 전극(190) 상에 컬러 필터들(221, 222, 223) 및 블랙 매트릭스(230)를 포함하는 상부 기판(210)을 배치하는 단계 및 접착층(300)을 이용하여 상기 상부 기판(210)을 상기 발광 구조물들(100B, 100R, 100G)이 형성된 상기 하부 기판(110)에 부착하는 단계를 포함할 수 있다.
결과적으로 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 제조 방법은 박막 트랜지스터(120)를 덮는 층간 절연막(130)에 화소 영역(BP, RP, GP)이 구현하는 색에 따라 깊이가 다른 트랜치들(131t, 132t, 133t)을 형성하고, 상기 트랜치들(131t, 132t, 133t) 내에 해당 발광 구조체(100B, 100R, 100G)의 반사 전극(141, 142, 143), 공진층(151, 152, 153) 및 투명 전극(161, 162, 163)을 형성함으로써, 마이크로 캐비티 구조를 형성하기 위한 공정을 단순화하고, 상기 마이크로 캐비티 구조에 의한 발광 구조물들(100B, 100R, 100G)의 높이 편차를 줄일 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 제조 방법에서는 생산 효율의 저하 없이, 발광 효율 및 신뢰성이 향상될 수 있다.
110 : 하부 기판 120 : 박막 트랜지스터
130 : 층간 절연막 131t : 청색 트랜치
132t : 적색 트랜치 133t : 녹색 트랜치
141 : 청색 반사 전극 142 : 적색 반사 전극
143 : 녹색 반사 전극 151 : 청색 공진층
152 : 적색 공진층 153 : 녹색 공진층
161 : 청색 투명 전극 162 : 적색 투명 전극
163 : 녹색 투명 전극 180 : 발광층
190 : 상부 전극
130 : 층간 절연막 131t : 청색 트랜치
132t : 적색 트랜치 133t : 녹색 트랜치
141 : 청색 반사 전극 142 : 적색 반사 전극
143 : 녹색 반사 전극 151 : 청색 공진층
152 : 적색 공진층 153 : 녹색 공진층
161 : 청색 투명 전극 162 : 적색 투명 전극
163 : 녹색 투명 전극 180 : 발광층
190 : 상부 전극
Claims (18)
- 제 1 트랜치 및 상기 제 1 트랜치보다 얕은 제 2 트랜치를 포함하는 층간 절연막;
상기 층간 절연막의 상기 제 1 트랜치의 바닥면 상에 순서대로 적층되는 제 1 반사 전극, 제 1 공진층, 제 1 투명 전극, 제 1 발광층 및 제 1 상부 전극을 포함하는 제 1 발광 구조물; 및
상기 층간 절연막의 상기 제 2 트랜치의 바닥면 상에 순서대로 적층되는 제 2 반사 전극, 제 2 공진층, 제 2 투명 전극, 제 2 발광층 및 제 2 상부 전극을 포함하는 제 2 발광 구조물을 포함하되,
상기 제 1 투명 전극의 상부면 및 상기 제 2 투명 전극의 상부면은 상기 층간 절연막의 상부면보다 낮아, 상기 제 2 투명 전극은 상기 층간 절연막에 의해 상기 제 1 투명 전극과 분리되는 디스플레이 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 2 공진층의 두께는 상기 제 1 공진층의 두께보다 작은 디스플레이 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 공진층의 투과율은 상기 제 1 투명 전극의 투과율보다 크고, 상기 제 2 공진층의 투과율은 상기 제 2 투명 전극의 투과율보다 큰 디스플레이 장치. - 제 3 항에 있어서,
상기 제 2 공진층은 상기 제 1 공진층과 동일한 물질을 포함하는 디스플레이 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 2 투명 전극의 상부면은 상기 제 1 투명 전극의 상부면과 동일한 평면에 위치하는 디스플레이 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 반사 전극은 상기 제 1 트랜치의 측벽을 따라 연장하여 상기 제 1 투명 전극과 연결되고, 상기 제 2 반사 전극은 상기 제 2 트랜치의 측벽을 따라 연장하여 상기 제 2 투명 전극과 연결되는 디스플레이 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 발광 구조물 상에 위치하는 제 1 컬러 필터; 및
상기 제 2 발광 구조물 상에 위치하는 제 2 컬러 필터를 더 포함하되,
상기 제 2 컬러 필터를 통과하는 빛은 상기 제 1 컬러 필터를 통과하는 빛보다 단파장인 디스플레이 장치. - 제 7 항에 있어서,
상기 제 1 컬러 필터와 상기 제 2 컬러 필터 사이에 위치하는 블랙 매트릭스를 더 포함하되,
상기 블랙 매트릭스는 상기 제 1 트랜치와 상기 제 2 트랜치 사이에 위치하는 상기 층간 절연막의 상부면과 중첩하는 디스플레이 장치. - 인접하게 위치하되, 서로 다른 색을 구현하는 제 1 화소 영역 및 제 2 화소 영역을 포함하는 하부 기판;
상기 하부 기판의 상기 제 1 화소 영역 상에 위치하고, 제 1 반사 전극, 제 1 공진층, 제 1 투명 전극, 제 1 발광층 및 제 1 상부 전극의 적층 구조를 갖는 제 1 발광 구조물;
상기 하부 기판의 상기 제 2 화소 영역 상에 위치하고, 제 2 반사 전극, 제 2 공진층, 제 2 투명 전극, 제 2 발광층 및 제 2 상부 전극의 적층 구조를 갖는 제 2 발광 구조물; 및
상기 하부 기판과 상기 제 1 발광 구조물 및 상기 제 2 발광 구조물 사이에 위치하는 층간 절연막을 포함하되,
상기 층간 절연막은 상기 제 1 발광 구조물의 상기 제 1 투명 전극과 상기 제 2 발광 구조물의 상기 제 2 투명 전극 사이로 연장하여, 상기 제 2 투명 전극은 상기 층간 절연막에 의해 상기 제 1 투명 전극과 절연되는 디스플레이 장치. - 제 9 항에 있어서,
상기 하부 기판과 상기 제 2 투명 전극 사이의 거리는 상기 하부 기판과 상기 제 1 투명 전극 사이의 거리와 동일한 디스플레이 장치. - 제 9 항에 있어서,
상기 제 1 공진층 및 상기 제 2 공진층은 절연성 물질을 포함하는 디스플레이 장치. - 제 9 항에 있어서,
상기 제 1 발광 구조물 상에 위치하는 제 1 컬러 필터; 및
상기 제 2 발광 구조물 상에 위치하는 제 2 컬러 필터를 더 포함하되,
상기 제 1 컬러 필터의 하부면 및 상기 제 2 컬러 필터의 하부면은 상기 층간 절연막의 최상단보다 낮은 디스플레이 장치. - 제 12 항에 있어서,
상기 제 2 컬러 필터의 하부면은 상기 제 1 컬러 필터의 하부면과 동일한 평면에 위치하는 디스플레이 장치. - 인접하게 위치하되, 서로 다른 색을 구현하는 제 1 화소 영역 및 제 2 화소 영역을 포함하는 하부 기판 상에 층간 절연막을 형성하는 단계;
상기 층간 절연막에 상기 제 1 화소 영역 내에 위치하는 제 1 트랜치 및 상기 제 2 화소 영역 내에 위치하고, 상기 제 1 트랜치와 다른 깊이를 갖는 제 2 트랜치를 형성하는 단계;
상기 제 1 트랜치 및 상기 제 2 트랜치가 형성된 상기 층간 절연막 상에 반사 전극 물질층을 형성하는 단계;
상기 반사 전극 물질층 상에 상기 제 1 트랜치 및 상기 제 2 트랜치를 채우는 공진 물질층을 형성하는 단계;
상기 공진 물질층의 두께를 낮추어, 상부면이 상기 제 1 트랜치 내에 위치하는 제 1 공진층 및 상부면이 상기 제 2 트랜치 내에 위치하는 제 2 공진층을 형성하는 단계;
상기 제 1 공진층 및 상기 제 2 공진층이 형성된 상기 하부 기판 상에 투명 전극 물질층을 형성하는 단계;
상기 투명 전극 물질층 상에 마스크 물질층을 형성하는 단계;
상기 제 1 트랜치와 상기 제 2 트랜치 사이에 위치하는 상기 투명 전극 물질층의 상부면이 노출되도록 상기 마스크 물질층의 두께를 낮추어, 상기 제 1 트랜치와 중첩하는 제 1 마스크 패턴 및 상기 제 2 트랜치와 중첩하는 제 2 마스크 패턴을 형성하는 단계;
상기 제 1 마스크 패턴 및 상기 제 2 마스크 패턴에 의해 노출된 상기 투명 전극 물질층 및 상기 반사 전극 물질층을 식각하여, 상기 제 1 트랜치 내에 위치하는 제 1 반사 전극과 제 1 투명 전극 및 상기 제 2 트랜치 내에 위치하는 제 2 반사 전극과 제 2 투명 전극을 형성하는 단계; 및
상기 제 1 마스크 패턴 및 상기 제 2 마스크 패턴을 제거한 후, 상기 제 1 투명 전극 및 상기 제 2 투명 전극 상에 순서대로 발광층 및 상부 전극을 적층하는 단계를 포함하는 디스플레이 장치의 제조 방법. - 제 14 항에 있어서,
상기 공진 물질층은 상기 투명 전극 물질층보다 높은 투과율을 갖는 물질로 형성되는 디스플레이 장치의 제조 방법. - 제 14 항에 있어서,
상기 반사 전극 물질층은 상기 제 1 트랜치의 바닥면 및 상기 제 2 트랜치의 바닥면 상에서 상부면이 상기 하부 기판의 표면과 평행하도록 형성되는 디스플레이 장치의 제조 방법. - 제 14 항에 있어서,
상기 제 1 반사 전극, 상기 제 1 투명 전극, 상기 제 2 반사 전극 및 상기 제 2 투명 전극은 건식 식각 공정으로 형성되는 디스플레이 장치의 제조 방법. - 제 14 항에 있어서,
상기 제 1 공진층 및 상기 제 2 공진층을 형성하는 단계는 상기 제 1 공진층의 상부면 및 상기 제 2 공진층의 상부면과 상기 층간 절연막의 상부면 사이의 수직 거리가 상기 투명 전극 물질층의 두께보다 크도록 상기 공진 물질층의 두께를 낮추는 단계를 포함하는 디스플레이 장치의 제조 방법.
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