KR102656232B1 - 유기 발광 어레이 및 이를 이용한 유기 발광 표시 장치 - Google Patents

유기 발광 어레이 및 이를 이용한 유기 발광 표시 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 유기 발광 어레이와 를 이용한 유기 발광 표시 장치에 관한 것으로, 이는 뱅크의 형상을 정테이퍼의 대칭형이 아닌 발광부에 인접한 측을 정테이퍼로 하고, 발광부에 먼 측을 역테이퍼로 하여 역테이퍼에서 뱅크 상에 위치하는 유기막이 구조적으로 단절되게 하여, 유기막의 잔류를 원인으로 한 측부 누설 전류를 방지할 수 있다.

Description

유기 발광 어레이 및 이를 이용한 유기 발광 표시 장치 {Organic Light Emitting Array and Organic Light Emitting Display Device Using the Same}
본 발명은 유기 발광 소자에 관한 것으로, 특히, 구조를 변경하여 서브 화소들의 측부 누설 전류를 방지한 유기 발광 어레이 및 이를 이용한 유기 발광 표시 장치에 관한 것이다.
최근 본격적인 정보화 시대로 접어듦에 따라 전기적 정보신호를 시각적으로 표현하는 디스플레이(display) 분야가 급속도로 발전해 왔고, 이에 부응하여 박형화, 경량화, 저소비 전력화의 우수한 성능을 지닌 여러 가지 다양한 평판 표시장치(Flat Display Device)가 개발되어 기존의 브라운관(Cathode Ray Tube: CRT)을 빠르게 대체하고 있다.
이 같은 평판 표시장치의 구체적인 예로는 액정 표시장치(Liquid Crystal Display device: LCD), 플라즈마 표시장치(Plasma Display Panel device: PDP), 전계방출 표시장치(Field Emission Display device: FED), 유기 발광 표시장치(Organic Light Emitting Device: OLED) 등을 들 수 있다.
이 중, 별도의 광원을 요구하지 않으며 장치의 컴팩트화 및 선명한 컬러 표시를 위해 유기 발광 표시 장치가 경쟁력 있는 어플리케이션(application)으로 고려되고 있다.
유기 발광 표시 장치는 유기 발광 소자라는 자발광 소자를 서브 화소에 포함하여, 각 서브 화소별로 유기 발광 소자의 동작에 의해 표시가 이루어진다. 그리고, 이러한 유기 발광 소자는 표시 장치뿐만 아니라 그 자체가 자발광 소자로 조명 장치에서도 이용될 수 있어, 최근 조명 업계에서도 유기 발광 소자의 개발이 주목되고 있다. 또한, 유기 발광 소자는 별도의 광원 유닛이 요구되지 않아, 플렉서블 표시 장치나 투명 표시 장치에도 이용이 용이하다는 이점이 있다.
한편, 유기 발광 소자는 양극과 음극 사이에 유기 발광층을 포함하여 이루어진다. 그리고, 양극과 음극으로부터 각각 정공(hole)과 전자(electron)가 유기 발광층 내로 주입되고, 유기 발광층에서 전자와 정공이 결합하여 여기자(exciton)가 생성된다. 그리고, 생성된 여기자가 여기 상태(excited state)로부터 기저 상태(ground state)로 떨어질 때, 유기 발광 소자로부터 광이 발생한다.
한편, 유기 발광 표시 장치에는 다양한 색표시를 위해 적색, 녹색, 청색 등의 서브 화소를 포함하는 유기 발광 어레이를 포함하고 있다. 그리고, 유기 발광 어레이의 구성은 여러 형태가 있지만, 기판 상에 양극을 각 서브 화소에 형성하고, 이어, 유기 발광층을 포함한 유기 박막 및 음극을 전체 어레이 영역에 형성하는 방식을 갖는 탠덤 방식이 최근 제안되고 있다.
그런데, 탠덤 방식의 경우, 양극과 음극 사이의 유기 박막이 전체 어레이 영역에 구비되기 때문에, 인접 서브 화소간 전류 누설이 있다는 문제점을 갖는다.
이하, 종래의 유기 발광 표시 장치의 유기 발광 어레이의 문제점을 살펴본다.
도 1은 종래의 유기 발광 어레이의 인접 서브 화소의 경계부에서 발생하는 누설 전류 현상을 나타낸 개략 단면도이다.
도 1과 같이, 종래의 유기 발광 어레이는 각 서브 화소별로 양극(11)이 기판(10)에 상에 구비되고, 발광 영역을 구분하기 위해 뱅크(12)가 인접한 서브 화소의 양극(11)에 각각 중첩되어 위치한다. 그리고, 발광부 및 비발광부를 구분하지 않고, 상기 양극(11)과 뱅크(12) 상에 유기 박막(13)이 형성되고, 상기 유기 박막(13) 상에 음극(14)이 형성된다.
여기서, 유기 박막(13)은 일종의 유기 반도체로, 양극(11)과 음극(14) 사이에 수직적인 전류를 흐르게 하여 각 서브 화소에서 유기 발광 다이오드의 유전체로 기능한다. 그런데, 유기 박막(13)은 인접한 서브 화소 사이의 뱅크(12) 상에도 구비되고 양 서브 화소에서 연결되어 있어, 상측으로 전달되는 전류가 도 1과 같이, 측부의 인접 서브 화소로 흘러 이로 인한 측부 누설 전류가 발생하는 것이다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 구조를 변경하여 서브 화소들의 측부 누설 전류를 방지한 유기 발광 어레이 및 이를 이용한 유기 발광 표시 장치에 관한 것이다.
본 발명의 유기 발광 어레이는 뱅크의 형상을 정테이퍼의 대칭형이 아닌 발광부에 인접한 측을 정테이퍼로 하고, 발광부에 먼 측을 역테이퍼로 하여 역테이퍼에서 뱅크 상에 위치하는 유기막이 구조적으로 단절되게 하여, 유기막의 잔류를 원인으로 한 측부 누설 전류를 방지할 수 있다.
일 실시예에 따른 본 발명의 유기 발광 어레이는 발광부와 상기 발광부 주변에 비발광부를 포함한 복수개의 서브 화소가 정의된 기재와, 상기 서브 화소 각각에, 적어도 발광부를 채우며 상기 비발광부의 일부에 구비된 제 1 전극과, 상기 비발광부에서, 상기 제 1 전극의 일부와 정테이퍼를 갖고 중첩하며, 상기 제 1 전극과 중첩하지 않는 부위에 역테이퍼를 갖는 뱅크와, 상기 제 1 전극 및 상기 뱅크 상부를 따라 구비되며, 인접한 서브 화소 사이의 상기 역테이퍼의 뱅크 상의 영역에서 분리되는 유기막과, 상기 복수개의 서브 화소에 걸쳐 일체형으로, 상기 유기막 상에 위치한 제 2 전극을 포함한다.
또한, 상기 기재와 상기 제 1 전극의 층간에, 상기 비발광부에 대응하여 일부 두께에 오목 영역을 갖는 오버코트층을 더 포함할 수 있다.
상기 뱅크의 역테이퍼는 상기 뱅크와 오버코트층의 오목 영역이 중첩된 부위에 구비될 수 있다.
상기 뱅크는 차광성 물질일 수 있다.
또한, 상기 유기막은 하나 이상의 유기 발광층 및 상기 유기 발광층의 하부와 상부에 위치하는 공통 유기층을 포함할 수 있다.
상기 뱅크는 상기 정테이퍼와 역테이퍼 사이의 상부가 평탄한 영역을 구비할 수 있다.
또한, 상기 유기막은 상기 오버코트층의 오목 영역 상에, 상기 뱅크와 중첩하지 않는 영역에만 위치할 수 있다. 상기 오목 영역 내에, 상기 뱅크의 역테이퍼와 일부 중첩하며 상기 제 1 전극과 동일 물질로 이루어진 보조 배선을 더 포함할 수 있다. 그리고, 상기 제 2 전극은 상기 오목 영역 내의 상기 뱅크의 역테이퍼와 일부 중첩된 부위에서 상기 보조 배선과 접속될 수 있다.
그리고, 상기 기재 상에, 서브 화소 각각에 상기 제 1 전극과 접속되어 구비된 박막 트랜지스터를 포함하여 유기 발광 표시 장치로 이용될 수 있다.
본 발명의 유기 발광 어레이 및 이를 이용한 유기 발광 표시 장치는 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 서브 화소의 발광부를 정의하는 뱅크의 형상이 단면상 일측이 정테이퍼, 타측이 역테이퍼로 비대칭 형상이 되도록 하여, 역테이퍼측에 대응되어 증착되는 유기 박막이 끊어지도록 하여, 인접 서브 화소간의 유기 박막을 구분할 수 있다. 이로써, 유기 박막의 서브 화소간 연결에 기인한 측부 누설 전류를 방지할 수 있다.
둘째, 탠덤 구조와 같이, 서로 다른 유기 발광층을 구비한 스택이 적층된 구조에서, 증착 마스크를 별도로 이용하지 않고 서브 화소별로 구조적으로 유기 발광층이 나뉘게 하여, 서로 다른 색상의 인접 서브 화소에서 혼색을 방지할 수 있다.
셋째, 뱅크의 비대칭 형상에 의해 유기 박막의 단락이 가능하여, 서브 화소별 에지에 집중되는 전류 집중 현상을 방지하여 소자 열화에 기인한 수명 저하를 방지할 수 있다.
넷째, 보조 배선을 제 1 전극과 동일층에 배치하고 이와 접속된 제 2 전극을 통해 제 2 전극의 저항을 낮추어 패널의 영역별 휘도 변화를 방지할 수 있다.
도 1은 종래의 유기 발광 어레이의 인접 서브 화소의 경계부에서 발생하는 누설 전류 현상을 나타낸 개략 단면도
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유기 발광 어레이를 나타낸 단면도
도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 유기 발광 어레이를 나타낸 단면도
도 4는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 유기 발광 어레이를 나타낸 단면도
도 5는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 유기 발광 어레이를 나타낸 단면도
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 어레이를 나타낸 평면도
도 7a 내지 도 7e는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 유기 발광 어레이의 유기막 분리 영역을 나타낸 평면도
도 8a 내지 도 8e는 본 발명의 유기 발광 어레이 제조 방법을 나타낸 공정 단면도
도 9는 본 발명의 유기 발광 어레이의 오목 영역 형성을 나타낸 공정 단면도
도 10은 본 발명의 유기 발광 표시 장치를 나타낸 도면
도 11은 도 10의 각 서브 화소의 회로도
도 12는 본 발명의 유기 발광 표시 장치를 나타낸 단면도
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치를 나타낸 단면도
도 14는 도 12 또는 도 13의 유기 박막의 일예를 나타낸 단면도
도 15a 및 도 15b는 본 발명의 유기 발광 어레이를 적용시 뱅크의 정테이퍼부와 역테이퍼부에 대응된 SEM도
이하, 본 발명의 실시예들은 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.
이하에 소개되는 실시예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형상으로 구체화될 수도 있다. 그리고 도면들에 있어서, 장치의 크기 및 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형상으로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다. 도면에서 층 및 영역들의 크기 및 상대적인 크기는 설명의 명료성을 위해 과장될 수 있다.
소자(element) 또는 층이 다른 소자 또는 "위(on)" 또는 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 소자 또는 층의 바로 위뿐만 아니라 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 소자가 "직접 위(directly on)" 또는 "바로 위"로 지칭되는 것은 중간에 다른 소자 또는 층을 개재하지 않는 것을 나타낸다.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below, beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작 시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해 되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 "아래(below)" 또는 "아래(beneath)"로 기술된 소자는 다른 소자의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함 할 수 있다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며, 따라서 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/ 또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
한편, 본 발명의 유기 발광 표시 장치는 표시가 이루어지는 어레이 영역과 그 주변의 외곽 영역으로 영역을 구분할 수 있으며, 어레이 영역에는 유기 발광 어레이와 이와 전기적 연결 관계를 갖는 박막 트랜지스터 어레이가 구비되며, 외곽 영역에는 외부로부터 상기 유기 발광 어레이와 박막 트랜지스터 어레이에 전기적으로 연결되는 패드 영역 및 이에 회로부가 접속되어 구비된다.
본 발명의 특징은 유기 발광 어레이의 구성에 있으며, 이하에서는 유기 발광 어레이의 구성에 집중하여 설명한다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유기 발광 어레이를 나타낸 단면도이다.
도 2와 같이, 본 발명의 유기 발광 어레이는 발광부와 상기 발광부 주변에 비발광부를 포함한 복수개의 서브 화소가 정의된 기재(100)와, 상기 서브 화소 각각에, 적어도 발광부를 채우며 상기 비발광부의 일부에 구비된 제 1 전극(111)과, 상기 비발광부에서, 상기 제 1 전극의 일부와 정테이퍼를 갖고 중첩하며, 상기 제 1 전극(111)과 중첩하지 않는 부위에 역테이퍼를 갖는 뱅크(112)와, 상기 제 1 전극(111) 및 상기 뱅크(112) 상부를 따라 구비되며, 인접한 서브 화소 사이의 상기 역테이퍼의 뱅크 상의 영역에서 분리되는 유기막(113)과, 상기 복수개의 서브 화소에 걸쳐 일체형으로, 상기 유기막(113) 상에 위치한 제 2 전극(114)을 포함한다.
여기서, 상기 기재(100)와 상기 제 1 전극(111)의 층간에는, 상기 비발광부에 대응하여 일부 두께에 오목 영역(110a)을 갖는 오버코트층(110)을 더 포함하여, 이후 형성되는 뱅크(112)의 테이퍼를 조절할 수 있다.
예를 들어, 상기 오버코트층(110)이 갖는 오목 영역(110a)은 상기 오버코트층(110)이 갖는 전 두께 중 표면의 일부의 두께를 제거하여 정의된다. 상기 오목 영역(110a)은 오버코트층(110) 상에 위치하는 제 1 전극(111)과 오버코트층(110)의 하측에 위치하는 구동 박막 트랜지스터와 접속을 위해 오버코트층의 전 두께를 제거하는 콘택홀 형성과정에서 함께 구비될 수 있으며(도 12 및 도 13 참조), 측면상 완만한 프로파일을 갖기 위해 오버코트층의 콘택홀을 형성하기 위한 마스크에, 상기 오목 영역에 대응하여 회절 영역을 구비하여 오버코트층의 표면의 일부분만 완만한 프로파일을 갖고 제거되게 한다(도 9 참조).
이 경우, 상기 오목 영역(110a)을 갖는 영역과 뱅크(112)와 중첩될 때, 중첩된 부위에 뱅크(112)는 역테이퍼를 갖게 된다. 이는 상기 뱅크(112)를 이루는 물질이 형성 과정에서 오버코트층(110) 상에 상부 표면이 평탄하게 도포된다고 하여도 오목 영역(110a)으로 들어온 뱅크를 이루는 물질이 상태적으로 평탄한 오버코트층(110) 상의 뱅크를 이루는 물질보다 더 두껍기 때문에, 뱅크를 정의하는 노광 공정시 노광량 차이로 오목 영역(110a) 내부에까지 뱅크 물질에 균일하게 광전달이 이루어지지 않게 되는 것이다. 따라서, 오목 영역(110a) 대응의 뱅크 물질에 회절 현상이 있어, 이에 노광 및 현상 과정까지 적용하면, 상기 오목 영역(110a)으로 들어온 뱅크를 이루는 물질의 표면과 하측의 광 전달량의 차이로 도 2에 도시된 바와 같은 오목 영역(110a)에 대응하여 역테이퍼를 가지며, 평탄한 오버코트층(110) 및 제 1 전극(111) 상에는 정테이퍼를 갖는 형상의 뱅크(112)가 정의되는 것이다.
이 경우, 오목 영역(110a)은 비발광부의 일부에 구비되며, 이는 뱅크(112)와 중첩하며 뱅크(112)의 형상을 역테이퍼를 갖게 하기 위해 구비되는 것이다.
그리고, 역테이퍼 형상을 효과적으로 얻기 위해 상기 뱅크(112)는 블랙 레진과 같은 차광성 유기 물질로 형성할 수 있다. 이 경우, 차광성 물질의 낮은 투과도로 인해 뱅크(112)의 형상을 정의하는 노광 공정에서 뱅크 물질은 오목 영역에 위치하는 부위에서 노광량이 거의 전달되지 않아 뱅크 물질의 표면과 오목 영역으로 들어온 하부간의 광량 차로 역테이퍼 형상의 구현이 보다 용이하다.
한편, 본 발명의 유기 발광 어레이에 있어서, 상기 뱅크(112)의 형상이 비 발광부에서 대칭형을 갖지 않고, 발광부에 인접한 측에는 정테이퍼를 갖고, 발광부에서 먼 측에는 역테이퍼를 갖는 이유는 그 형상 차를 이용하여 별도의 증착 마스크의 구비없이 서브 화소간 제 1 전극과 제 2 전극 사이에 구비되는 유기막(113)의 분리 및 단절을 위함이다.
이 경우, 상기 유기막(113)은 상기 오버코트층(110)의 오목 영역(110a) 내에는 상기 뱅크(112)와 중첩하지 않는 영역에만 위치할 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 제 1 전극과 제 2 전극 사이의 유기막이 서브 화소들에서 분리되지 않고 공통으로 구비되는 탠덤(tandem) 방식의 유기 발광 소자의 구조를 가질 때, 구비된 유기막의 수에 따라 증착 마스크가 개별적으로 요구되지 않는 이점은 있지만, 일반적인 탠덤 방식의 유기 발광 소자를 포함하는 유기 발광 어레이에서는, 전체 서브 화소에 걸쳐 유기막이 존재하기 때문에, 의도된 제 1, 제 2 전극간 수직적인 전류의 흐름 외에 의도되지 않은 인접 서브 화소간 유기막 사이의 수평적인 전류 누설이 발생한다.
본 발명의 유기 발광 어레이는 증착 마스크의 변경없이 뱅크의 비대칭적 구조로 유기막의 증착 과정에서 오목 영역에 중첩된 뱅크의 역테이퍼 부위에서 유기막 증착 분리가 일어나게 하여 서브 화소간 유기막을 분리시켜 수평적인 전류 누설을 방지한 것이다. 여기서, 상기 유기막이 뱅크의 역테이퍼 부위에서 분리된 것은 유기 재료를 기상화(evaporation)하여 증착하는 과정에서, 직진성이 강해 공급된 기상화된 유기재료가 정테이퍼나 평탄한 뱅크(112) 혹은 제 1 전극(111) 상에는 증착이 균일하게 이루어지나 오목 영역으로 들어오는 역테이퍼의 뱅크(112) 상에는 직진성의 기상화된 유기 재료가 닿지 않지 않아 뱅크의 역테이퍼 부위에서 유기막(113)이 도포되지 않기 때문이다.
이에 따라, 유기막(113)의 서브 화소별 구분이 가능하여, 유기막을 통한 인접한 서브 화소로 전류가 수평적으로 흘러가는 것을 방지하여 측부 누설 전류의 방지할 수 있다. 또한, 서브 화소별 유기막(113)을 구분하여 특정 서브 화소를 독립적으로 동작시킴이 가능하여, 서브화소간 혼색 또한 방지할 수 있다.
한편, 제 1, 제 2 전극(111, 114)과 상기 제 1, 제 2 전극(111, 114) 사이의 유기막(113)으로 이루어지는 유기 발광 소자는 단일의 백색 유기 발광 소자일 수 있으며, 이 경우, 상기 유기막(113)은, 유기 발광층과 유기 발광층의 하부에 위치하는 정공 수송층(hole transport layer)의 제 1 공통층(COM1), 유기 발광층 상부에 위치하는 전자 수송층(electron transport layer)의 제 2 공통층(COM2)을 포함할 수 있으며, 제 1 전극(111)과 제 1 공통층(COM1) 사이의 정공 주입층(hole injection layer)을 더 포함할 수 있다. 그리고, 상기 제 1 공통층(COM1)이나 제 2 공통층(COM2)은 각각 혹은 어느 하나가 복수층으로 구비될 수 있다.
만일 제 1, 제 2 전극(111, 114)과 상기 제 1, 제 2 전극 사이의 유기막(113)으로 이루어지는 유기 발광 소자가 복수 스택을 구비하는 탠덤형 소자일 경우에는, 상기 유기막(113)은 적어도 제 1 스택과 제 2 스택을 포함하며, 각 스택은 유기 발광층(organic light emitting layer: EML)과 유기 발광층 하부의 제 1 공통층(COM1)과 유기 발광층 상부의 제 2 공통층(COM2)을 포함할 수 있다. 그리고, 스택별 구비되는 유기 발광층은 서로 다른 색상의 광을 발광하는 다른 색상의 발광층일 수 있다.
예를 들어, 상기 제 1 스택은 청색 발광층(Blue EML)을 포함하고, 제 2 스택은 황녹색 발광층(YG EML)을 포함할 수 있다. 그러나, 이에 한하지 않으며, 탠덤형 구조의 유기 발광 소자의 경우, 백색을 구현하기 위해 다른 색상 조합의 발광층을 여러 스택에 포함시켜 이루어질 수 있다.
본 발명의 유기 발광 어레이는, 이러한 탠덤 방식의 유기 발광 소자를 구비할 때, 유기막을 형성하기 위해, 전체 어레이 영역에 대해 서브 화소를 구분하지 않고 공통적으로 증착하는 증착 마스크를 이용하더라도, 뱅크의 비대칭적 형상에 의해 서브화소간 증착되는 유기막(113)의 자연적 분리가 가능하여, 인접 서브 화소에서 측부로 누설되는 전류를 방지하고 이로 인한 인접 서브화소간 혼색의 영향을 방지할 수 있는 것이다.
한편, 본 발명의 유기 발광 어레이에서 오목 영역(110a)은 기재(100) 상의 오버코트층(110)에 정의되는 예를 설명하였다. 이 경우, 기재(100)는 폴리 이미드 혹은 포토 아크릴 등의 플라스틱 또는 글래스와 같이 10㎛의 두께 이상이며 어레이의 형성시 그 형성면으로 이용되는 기판 소재로 이루어진다.
그러나, 오목 영역(110a)은 상술한 위에 제시된 기재(100) 상의 오버코트층(110)을 두고, 오버코트층(110)의 표면에 오목 영역을 구비한 예에 한하지 않으며, 기재(100)가 유기 재료의 플라스틱 필름일 경우, 기재(100)의 표면에 직접 오목 영역을 구비할 수도 있을 것이다.
이하, 본 발명의 뱅크의 형상의 다양한 형상을 단면도를 통해 살펴본다.
도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 유기 발광 어레이를 나타낸 단면도이다.
도 3과 같이, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 유기 발광 어레이는, 오목 영역(110a)을 제 1 실시예 대비 그 폭을 줄여 비발광부의 일측으로 치우쳐 형성한 예를 나타낸다. 이 때, 오목 영역의 일측 끝은 비발광부와 발광부의 경계에 위치할 수 있다.
이 때, 뱅크(112)는 상기 제 1 전극(111)의 가장자리에서 정테이퍼를 갖고 중첩하며, 비발광부의 평탄한 오버코트층(110) 상에는 그 상부에 평탄하며, 상기 오목 영역(110a)과 중첩하는 부위에는 역테이퍼의 형상을 갖는다. 이러한 역테이퍼의 뱅크(112)의 끝은 인접한 발광부와 닿아있다.
즉, 상기 오목 영역의 일측 끝이 비발광부와 발광부에 경계에 닿아있기 때문에, 뱅크(112)가 갖는 상기 역테이퍼의 가장 돌출된 부분은 상기 비발광부와 발광부의 경계에 닿을 수 있으며, 이 경우, 뱅크 상에 형성되는 유기막(113)은 각 서브 화소의 일측 끝에서 분리되어 있다.
그리고, 제 2 실시예에서는 상기 뱅크(112)의 역테이퍼는 오목 영역(110a)의 일측에만 위치하고 구비된 역테이퍼가 오목 영역의 폭까지 돌출되도록 형성될 수 있다.
이러한 제 2 실시예에서는, 오목 영역(110a)이 일측에 위치하며, 제 1 전극(111)과 오목 영역(110a) 사이에 오버코트층(110)의 평탄부가 위치하며, 상기 오버코트층(110)의 평탄부를 따라 상기 뱅크(112)는 상기 정테이퍼와 역테이퍼 사이의 상부가 평탄한 영역을 구비할 수 있다.
상술한 제 1 실시예 및 제 2 실시예의 유기 발광 어레이에서 각 서브 화소에 구비되는 뱅크(112)는 역테이퍼 상에서 유기막(113)의 분리를 가지며, 이를 위해 역테이퍼를 갖는 부위는, 평면상으로 상기 제 1 전극(111)의 가장 자리 전체일 수도 있고, 가장 자리의 일부일 수도 있다.
만일 상기 뱅크(112)가 제 1 전극(111)의 가장 자리의 일부에만 형성될 경우, 뱅크(112)와 중첩하지 않는 제 1 전극(111)의 끝은 발광부와 비발광부의 경계일 수 있다. 이 경우, 제 1, 제 2 실시예에서는 상기 뱅크(112)의 역테이퍼는 오목 영역의 일측에만 위치하고, 타측에는 구비되지 않을 수 있다. 그리고, 오목 영역의 타측의 뱅크(112)가 구비되지 않은 영역으로 유기막(113)이 구비될 수 있다.
도 4는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 유기 발광 어레이를 나타낸 단면도이다.
도 4와 같이, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 본 발명의 유기 발광 어레이는 구비된 각 뱅크(112)는 비대칭형의 형상을 유지한 채 배치를 상기 제 1 전극(111)의 가장자리를 둘러싸는 형상으로 한 예를 나타낸다. 이 경우, 상기 제 1 전극(111)가 중첩되지 않는 발광부 주변에 역테이퍼의 형상의 뱅크(112)가 배치되어 상기 역테이퍼의 가장 돌출부에서 끊어지는 유기막(113)의 특성상 서브화소간 유기막(113)의 분리가 이루어지고 있다.
도 5는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 유기 발광 어레이를 나타낸 단면도이다.
도 5와 같이, 본 발명의 제 4 실시예에 따른 유기 발광 어레이는 유기막(113)의 서브 화소간 분리와 함께 제 2 전극(114)의 저항을 낮춘 구조로, 복수개의 서브 화소를 포함한 어레이 영역에 걸쳐 일체로 형성되는 제 2 전극(114)에 전기적으로 접속하는 보조 배선(130)을 상기 제 1 전극(111)과 동일층에 구비한 것이다. 이 경우, 상기 보조 배선(130)은 비 발광부 중 일부에 구비되며, 제 1 전극(111)과는 전기적으로 분리되어 뱅크(112)의 역테이퍼 안쪽으로 들어오도록 상기 오목 영역 내에 위치한다. 이 경우, 오목 영역 내로 기상화된 유기 물질이 증착되더라도 역테이퍼의 뱅크(112)가 위치한 부위에서는 유기 물질의 증착이 차단되어, 역테이퍼와 중첩하는 보조 배선(130)은 유기 물질과 중첩되지 않는다.
그리고, 뱅크(112) 상에 유기 물질 증착으로 유기막(113) 형성 후, 이어 제 2 전극(114)을 형성시에는 금속 스퍼터링 공정을 적용하여 금속 입자가 랜덤하게 분포되며 증착이 이루어져, 상기 오목 영역 내 역테이퍼의 뱅크(112)와 중첩하는 보조 배선(130) 상부에도 제 2 전극(114)이 형성되어 보조 배선(130)과 제 2 전극(114)이 전기적 접속이 이루어진다.
이 경우, 보조 배선(130) 및 제 1 전극(111)은 저항을 줄이도록 도전율이 우수한 Ag 등의 반사 금속과 ITO 등의 투명 전극이 적층한 형태로, 반사 금속은 투명 전극의 하부에만 위치할 수도 있고, 혹은 투명 전극의 상하부에 모두 위치할 수 있다.
또한, 상기 보조 배선(130)과 접속이 이루어지는 제 2 전극(114)은 금속 스퍼터링 공정시 증착 커버리지 특성이 우수하여 뱅크(112)의 정테이퍼뿐만 아니라 역테이퍼 상에도 형성되며 역테이퍼와 중첩되는 오목 영역 내의 보조 배선 상에도 형성되어 복수개의 서브 화소를 포함한 어레이 영역 전체에 걸쳐 일체로 형성될 수 있다. 이로써, 제 2 전극(114)은 서브 화소별로 구비된 보조 배선(130)에 접속되어, 전체 기재(100) 상의 저항을 줄일 수 있어 패널 휘도 불균일을 개선할 수 있다.
또한, 상술한 본 발명의 실시예들에 따른 유기 발광 어레이는 서브 화소간 유기막의 분리를 제 1 전극과 중첩되는 뱅크의 정테이퍼와 역테이퍼의 비대칭 구조로 수행하는 것으로, 유기막별 서브 화소별로 구분하는 증착 마스크를 이용하지 않고, 뱅크의 형상만으로는 픽셀레이션(pixilation)이 가능하여, 탠덤 구조의 공정적 이점을 가짐과 동시에 측부 누설 전류 개선 효과가 크다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 어레이를 나타낸 평면도이다.
도 6의 I~ I' 선상은 상술한 도 2 내지 도 3 혹은 도 5의 표시 영역에 대응될 수 있다.
도 6과 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 어레이의 유기막 분리 영역은 각 서브 화소에서 발광부 주변의 'l'자 형상일 수 있다. 이 때, 'l'자 형상이 매 서브 화소별 반복시 유기막 제거부는 전체 서브 화소를 포함한 어레이 영역에서 일부의 열의 방향으로 연장되어 배치될 수 있다.
도 6을 참조하면 발광부는 제 1 전극(111) 중 뱅크(112)에 가리지 않는 영역을 나타내는 것으로, 이 경우, 제 1 전극(111)의 인접한 'ㄱ'자형 혹은 'ㄴ'자형 2변에 상당하여 뱅크(112)가 위치하므로, 발광부는 제 1 전극(111)의 면적보다 작다.
그리고, 뱅크(112)가 위치하지 않거나 혹은 뱅크(112)의 역 테이퍼가 위치하는 부분이 유기막 분리 영역으로 도시된 예에서는 유기막 분리 영역이 각 서브 화소(SP)의 일변에 상당하여 'l'자형으로 위치하고 있으나, 이에 한하지 않으며, 이러한 유기막 분리 영역에 예는 후술한다.
이러한 평면도의 나타나는 상기 유기막 분리 영역을 기준으로 유기막이 나뉘어지며, 이를 통해 유기막에 인접 화소간 분리를 통해 측부 누설 전류를 방지할 수 있는 것이다.
그리고, 도 6은 유기막 분리 영역이 비발광부의 일부에 위치한 점을 나타낸 것으로, 유기막 분리 영역이 정의되지 않은 영역의 비발광부와 발광부 전체에는 유기막이 고르게 증착되어 있다.
이하, 다양한 유기막 분리 영역의 형상을 살펴본다.
도 7a 내지 도 7e는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 유기 발광 어레이의 유기막 제거부를 나타낸 평면도이다.
도 7a와 같이, 유기막 분리 영역을 일 서브화소에는 'ㄱ'자형으로 이에 인접한 서브 화소에는 좌우 반전된 'L'자형으로 하여, 인접한 서브 화소(SP)간 다른 형상을 갖게 할 수도 있다.
또한, 도 7b와 같이 유기막 분리 영역은 서브 화소(SP)의 네변을 둘러싼 형태로 구비될 수도 있다.
그리고, 도 7c와 같이, 각 서브 화소(SP)별 'l'자 혹은 도 7d와 같이, '-'를 갖는 형태로 구비될 수도 있으며, 혹은 도 7e와 같이, 인접한 서브 화소에서 'ㄷ'자의 형태로 배치될 수도 있다.
경우에 따라, 2개 이상의 서브 화소별로 유기막 분리 영역이 위치할 수 있으며, 이 경우, 되도록 동일한 색상의 서브 화소들에 대해 유기막이 연결되는 부분을 가질 수 있고, 인접 서브 화소간 색상의 배치가 다른 경우에는 유기막 분리 영역을 구비하는 것이 혼색 방지를 위해 바람직하다.
한편, 본 발명의 유기 발광 어레이에서 설명하는 유기막 분리 영역이란 유기막이 뱅크의 역테이퍼 부위에서 단면상 상부와 하측 구성으로 나뉘는 것을 말한다. 따라서, 유기막 분리 영역에도 유기막의 일부 잔류할 수 있다. 하지만, 유기막 분리 영역에서는 잔류된 유기막의 하측에 제 1 전극이 구비되지 않으므로 발광이 이루어지지 않게 된다.
상술한 본 발명의 유기막 분리 영역은 별도의 증착 마스크를 구비하여 정의된 것이 아니라, 뱅크가 갖는 역테이퍼의 형상으로 인해 역테이퍼의 최장 돌출부에서 증착되는 유기막이 연속성을 갖지 못하고 끊기는 현상을 이용한 것이다.
그리고, 상기 유기막 분리 영역에는 뱅크의 역테이퍼가 대응될 것이다.
또한, 유기막 분리 영역 중 일부에는 뱅크가 구비되지 않을 수 있는데, 이는 유기막 분리 영역 하측에는 제 1 전극이 위치하지 않아 유기막 분리 영역에서는 발광이 이루어지지 않는다.
이하, 본 발명의 유기 발광 어레이의 제조 방법을 도면을 통해 설명한다.
도 8a 내지 도 8e는 본 발명의 유기 발광 어레이 제조 방법을 나타낸 공정 단면도이며, 도 9는 본 발명의 유기 발광 어레이의 유기막 분리 영역의 형성을 나타낸 공정 단면도이다.
먼저, 도 8a와 같이, 기재(100) 상에, 표면의 일부 두께가 완만하게 제거된 오목 영역(110a)을 갖는 오버코트층(110)을 형성한다.
여기서, 상기 오버코트층(110)은 예를 들어, 네거티브 감광성 물질로 이루어졌을 때, 네거티브 감광성 물질을 기재(100) 상에 전면 도포한 후, 도 9와 같이, 오목 영역(110a)을 정의하는 부분에 대해 회절 패턴(210)을 가지며, 평탄화부에 대응하여 개구부(230)를 갖고, 박막 트랜지스터(TFT)의 일부를 노출하여 콘택을 수행하는 전 두께 제거부분(110b)에 대해 차광부(220)를 갖는 마스크(200)로 상기 네거티브 감광성 물질을 노광 및 현상하여, 상기 네거티브 감광성 물질을 개구부(230) 및 회절 패턴(210)에 부위에 대해 남겨 형성된다. 노광 및 현상 후 오버코트층(110)은 회절 패턴(210)에 대응하여, 오목 영역(110a)을 갖고, 콘택부에서 콘택홀(110b)을 구비한다.
상기 회절 패턴(210)은 중앙의 해상도 이하의 폭의 차광 물질과 그 주변의 개구부를 갖고 이루어지며, 해상도 이하의 차광 물질 주변 개구부에서 회절이 발생되어 회절 패턴(210) 주변의 개구부(230)와 다른 광량을 네거티브 감광성 물질에 전달하여, 노광 이후 현상시 상대적으로 개구부에 대해 전 두께 남아있는 데 비해 회절 광을 받은 회절 패턴(210)에 대응된 네거티브 감광성 물질의 표면이 완만하게 오목 영역을 갖게 되는 것이다.
현상 이후, 상기 네거티브 감광성 물질은 소성하여 그 형상을 유지할 수 있다. 그리고, 상술한 노광 및 현상 공정과 동일 공정에서 전 두께 제거된 오버코트층의 부위는 박막 트랜지스터의 일부를 노출하는 콘택홀(110b)로 기능할 수 있다.
이어, 도 8b와 같이, 상기 오버코트층(110) 상에, 발광부를 채우며, 비발광부의 일부에 제 1 전극(111)을 형성한다. 이 때, 상기 제 1 전극(111)은 오목 영역(110a)과 비중첩하도록 한다.
이어, 도 8c와 같이, 블랙 레진을 도포하여 이를 비발광부의 부위에서 남기도록 하도록 노광 및 현상하여 뱅크(112)를 형성한다. 이 때, 상기 뱅크(112)는 제 1 전극(111)과 중첩하며 정테이퍼를 갖고 또한, 오목 영역(110a)과 중첩하도록 역테이퍼를 갖도록 한다. 이는 오목 영역(110a)의 내로 들어온 블랙 레진이 낮은 노광량을 받아 상대적으로 낮은 높이와 오목 영역(110a)의 따라 패터닝되어 뱅크(112)가 오목 영역(110a)과 중첩되는 부위에서 역테이퍼로 갖게 되는 것이다.
이어, 도 8d와 같이, 상기 뱅크(112)를 포함한 제 1 전극(111) 상에 유기 발광층을 포함한 유기막(113)을 증착한다.
이 때, 유기막(113)은 유기 재료의 기상화 증착시 직진성이 우수하여, 상대적으로 돌출된 뱅크(112) 상부와 평탄한 제 1 전극(111) 상에 증착되고 뱅크(112)의 역테이퍼 위치에서는 유기 재료가 닿지 않아 상기 뱅크(112) 상의 유기막(113)과, 뱅크(112)와 중첩하지 않는 오목 영역(110a) 내로 들어온 유기막(113)간의 분리가 이루어진다.
이어, 서브 화소간 분리가 이루어진 유기막(113) 상에 도 8e와 같이, 제 2 전극(114)을 형성한다.
이 경우, 제 2 전극(114)은 스퍼터링과 같은 금속 증착 방식으로 형성되어, 입자가 랜덤하게 공급되어, 상기 뱅크(112)의 역테이퍼측에도 전달되어, 이 과정에서 오목 영역(110a) 내 뱅크(112)의 역테이퍼 안쪽으로 제 2 전극(112)이 들어올 수 있다. 따라서, 제 2 전극은 복수의 서브 화소들에서 서로 연결되어 일체형으로 형성될 수 있다.
즉, 상술한 본 발명의 유기 발광 어레이는 뱅크의 형상에 의해 유기막이 서브 화소간 분리가 됨을 알 수 있다.
이하, 본 발명의 유기 발광 어레이를 적용한 유기 발광 표시 장치에 대해 살펴본다.
도 10은 본 발명의 유기 발광 표시 장치를 나타낸 도면이며, 도 11은 도 10의 각 서브 화소의 회로도이다.
도 10과 같이, 본 발명의 유기 발광 표시 장치는, 다각형, 바람직하게는 직사각형의 기재(100)를 포함하며, 상기 기재(100) 상에 구성 요소를 포함한다.
그리고, 상기 기재(100)는 크게 중앙에 표시 영역(AA)과 그 외곽의 비표시 영역으로 구분된다. 상기 표시 영역(AA) 내에는, 각각이 발광부(EA)와 그 주변의 비발광부(NEA)를 포함한 서브 화소(SP)를 매트릭스 상으로 배열시킨다. 앞서 설명한 유기 발광 어레이는 상기 표시 영역(AA)에 위치하는 것이다.
상기 서브 화소(SP)는 서로 교차하는 게이트 라인(GL)과 데이터 라인(DL)으로 구분된다. 또한, 상기 표시 영역(AA) 내에는, 각 서브 화소(SP)에 구비되는 픽셀 회로(PC)를 구동하도록 상기 데이터 라인과 동일 방향으로 구동 전압이 인가되는 구동 전압 라인(VDDL)이 더 구비되며, 상기 구동 전압 라인은 픽셀 회로(PC)의 일부인 구동 박막 트랜지스터(D-Tr)에 연결된다.
도 11을 참조하여, 상기 라인들에 연결된 픽셀 회로(PC)를 설명하면, 픽셀 회로(PC)는 상기 게이트 라인(GL)과 데이터 라인(DL)의 교차부에 구비된 스위칭 박막 트랜지스터(S-Tr), 스위칭 박막 트랜지스터(S-Tr)과 구동 전압 라인(VDDL) 사이에 구비된 구동 박막 트랜지스터(D-Tr), 구동 박막 트랜지스터(D-Tr)와 연결된 유기발광 다이오드(OLED) 및 상기 구동 박막 트랜지스터(D-Tr)의 게이트 전극과 드레인 전극(혹은 소오스 전극) 사이에 구비된 스토리지 캐패시터(Cst)를 포함한다.
여기서, 스위칭 박막 트랜지스터(S-Tr)는 게이트 라인(GL)과 데이터 라인(DL)이 교차하는 영역에 형성되어, 해당 서브 화소를 선택하는 기능을 하며, 그리고, 구동 박막 트랜지스터(D-Tr)는 스위칭 박막 트랜지스터(S-Tr)에 의해 선택된 서브 화소의 유기발광 다이오드(OLED)를 구동하는 기능을 한다.
또한, 상기 외곽 영역에는 상기 게이트 라인(GL)에 스캔 신호를 공급하는 게이트 구동부(GD)과 상기 데이터 라인(DL)에는 데이터 신호를 공급하는 데이터 구동부(DD)를 포함한다. 그리고, 상기 구동 전압 라인(VDDL)은 상기 외곽 영역에 제 1 전원(VDD)을 구비하여 구동 전압을 인가받거나 혹은 데이터 구동부(DD)를 통해 구동 전압을 인가받을 수 있다.
여기서, 상기 게이트 구동부(GD) 및 데이터 구동부(DD)/제 1 전원(VDD)는, 상기 표시 영역의 박막 트랜지스터 형성시 상기 기재(100) 상의 외곽 영역에 직접 내장하여 형성할 수도 있고, 혹은 기재(100)의 외곽 영역에 별도로 필름이나 인쇄 회로 기판의 형상을 부착시켜 이루어질 수도 있다. 이러한 회로 구동부는 어느 경우나 표시 영역 외곽 영역에 구비하는 것으로, 이를 위해 표시 영역(AA)은 기재(100)의 에지보다 안쪽에서 정의된다.
또한, 게이트 구동부(GD)는 복수의 게이트 라인(GL)에 스캔 신호를 순차적으로 공급한다. 예를 들면, 게이트 구동부(GD)는 제어회로로써, 타이밍 컨트롤러(미도시)등으로부터 공급되는 제어신호에 대응하여 복수의 게이트 라인(GL)에 스캔 신호를 공급한다.
또한, 데이터 구동부(DD)는 타이밍 컨트롤러(미도시)등의 외부로부터 공급되는 제어 신호에 대응하여 데이터 라인(DL) 중 선택된 데이터 라인(DL1~DLm)들로 데이터 신호를 공급한다. 데이터 라인(DL1~DLm)들로 공급된 데이터 신호는 게이트 라인(GL~GLn)으로 스캔 신호가 공급될 때마다 스캔 신호에 의해 선택된 서브 화소(SP)로 공급된다. 이를 통해, 서브 화소(SP)는 데이터 신호에 대응하는 전압을 충전하고 이에 대응하는 휘도로 발광한다.
한편, 상기 기재(100)는 플라스틱, 유리, 세라믹 등으로 이루어지는 절연 기판일 수 있으며, 기재(100)가 플라스틱으로 구성될 경우, 슬림하며 휘어질 수 있는 플렉서블(flexible)한 특성을 가질 수 있다. 다만, 기재(100)의 재료는 이에 국한되지 않으며, 금속을 포함하고 배선이 형성되는 측에 절연성 버퍼층을 더 구비한 형태로도 이루어질 수도 있다.
또한, 상기 서브 화소(SP)들은 복수개, 예를 들어 각각 서로 다른 색상의 광을 발광하는 3개 또는 4개의 서브 화소들을 세트로 하여 화소로 정의될 수 있다.
이러한 서브 화소(SP)는 특정한 한 종류의 컬러필터가 형성되거나, 또는 컬러필터가 형성되지 않고 유기 발광 다이오드가 특별한 색상을 발광할 수 있는 단위를 의미한다. 서브 화소에서 정의하는 색상으로 적색(R), 녹색(G), 청색(B)과 선택적으로 백색(W)를 포함할 수 있으나, 본 발명이 이에 국한되는 것은 아니다.
상기 유기 발광 다이오드(OLED)는, 구동 박막 트랜지스터(D-Tr)과 제 1 노드(A)에서 연결되며, 각 서브 화소에 구비된 제 1 전극과, 상기 제 1 전극과 대향하는 제 2 전극 및 상기 제 1, 제 2 전극 사이의 유기 발광층을 포함한다.
한편, 유기발광 표시장치는 상면발광(Top Emission)과 하면발광 (Bottom Emission) 및 양면발광(Dual Emission) 방식 등이 있다. 여기서, 어느 발광 방식을 택하여도 표시패널이 증가하는 대면적의 표시패널에서는 저항성이 높은 유기 발광 다이오드의 제 2 전극을 표시 영역의 전면에 형성시키는 과정에서 제 2 전극의 전압강하가 발생할 수 있으므로, 본 발명에서는 이를 해결하기 위한 보조전극 또는 보조배선(130)을 도 10과 같이, 비 발광부에 구비하는 것이다.
여기서, 상기 보조 배선(130)은 상기 제 1 전극(111)과 동일층의 금속으로 할 수 있으며, 상기 제 2 전극간의 콘택부(CA)를 구비하여 제 2 전극과, 도전성이 좋은 보조 배선(130)이 개별 서브화소 혹은 화소에서 접속을 하여, 상기 보조 배선(130)의 진행 방향에서 제 2 전극의 저항을 낮추어 주며, 이에 따라, 에지에서 중앙으로 가며 점차 심해지는 제 2 전극의 전압 강하를 방지할 수 있다.
도시된 예에서, 상기 보조 배선(130)은 게이트 라인(GL) 방향의 제 1 배선(131) 및 데이터 라인(DL) 방향의 제 2 배선(132)을 포함하나, 이에 한하지 않고, 이 중 한 방향으로만 배치시키는 바도 가능하다.
한편, 상기 보조 배선(130)은 앞서 말한 바와 같이, 제 1 전극(111)과 함께, ITO, Cu, Mo, Al, Ag, Ti의 단일층 또는 이들의 조합으로 복수층으로 이루어질 수 있으며, 상기 제 2 전극과 제 2 노드에서 접속되어 상기 제 2 전극의 저항을 낮추는 기능을 한다.
이하, 후술하는 실시예들은 상면발광방식의 유기발광 표시장치를 중심으로 설명하지만, 본 발명의 실시예들이 상면발광방식에 국한되는 것은 아니며, 제 2 전극의 전압강하를 방지하는 모든 표시장치의 구조에 적용될 수 있다.
이하 설명하는 실시예들은 모두 발광부와 그 주변의 비발광부를 포함한 서브 화소(SP)를 매트릭스 상으로 배열한 표시 영역(AA)과, 상기 표시 영역(AA)을 둘러싼 외곽 영역을 갖는 기재(100)과, 상기 기판 상의 각 서브 화소(SP)에 구비된 구동 박막 트랜지스터(D-Tr)와, 상기 구동 박막 트랜지스터(D-Tr)와 제 1 노드(A)에서 접속되며 상기 발광부(EA)를 커버하는 제 1 전극(111), 상기 표시 영역(AA)의 전 영역에 걸쳐 위치한 제 2 전극(114) 및 상기 제 1, 제 2 전극(111, 114) 사이 층간의 유기막(113)을 포함하여 이루어진 유기 발광 다이오드(OLED)와, 상기 비발광부(NEA)에 위치한 제 2 노드(B)에서, 상기 제 2 전극(114)의 하측 일부와 접속된 보조 배선(130)과, 상기 제 1 노드(A) 및 제 2 노드(B)에 대응하여 각각 구동 박막 트랜지스터(D-Tr)의 일부를 노출하는 콘택홀(110b) 및 그 표면의 일부 두께가 완만히 제거된 오목 영역(110b)을 갖는 오버코트층(110)을 포함한다.
도 12는 본 발명의 유기 발광 표시 장치를 나타낸 단면도이며, 도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기 발고아 표시 장치를 나타낸 단면도이며, 도 14는 도 12 또는 도 13의 유기 박막의 일예를 나타낸 단면도이다.
일 실시예에 따른 본 발명의 유기 발광 표시 장치는, 도 12 및 도 13과 같이, 각 서브 화소(도 6의 SP 참조)에 박막 트랜지스터(TFT)를 포함한다.
상기 박막 트랜지스터(TFT)는, 기판(100) 상의 액티브층(101)과, 상기 액티브층(101) 상의 일부에 게이트 절연막(102)을 개재하여, 상기 게이트 절연막(102) 상에 형성된 게이트 전극(103) 및 상기 액티브층(102)의 양측과 각각 접속된 소오스 전극(106a) 및 드레인 전극(106b)을 포함한다.
그리고, 상기 소오스 전극(106a)과 드레인 전극(106b)은 동일층에 위치하며, 드레인 전극(106b)의 일측은 발광부에서 비발광부로 연장된다.
상기 액티브층(101) 상에는, 상기 소오스 전극(106a) 및 드레인 전극(106b)과의 접속부를 제외하여 상기 액티브층(102) 및 게이트 전극(105)을 덮는 층간 절연막(104)을 갖는다.
그리고, 상기 박막 트랜지스터를 덮으며, 상기 층간 절연막(104) 상에 상기 드레인 전극(106b)의 일부를 비발광부에서 노출하는 콘택홀(110b)과 표면에 완만한 오목 영역(110a)을 갖는 오버코트층(110)을 포함할 수 있다.
그리고, 제 1 전극(111)과 중첩하며, 정테이퍼를 갖고, 오목 영역(110a)과 중첩하며 역테이퍼를 갖는 뱅크(112)를 구비한 후, 상기 뱅크(112) 정테이퍼와 역테이퍼의 형상을 이용하여, 역테이퍼 상에서 분리되는 유기막(113)을 증착한 후, 이후, 제 2 전극(114)을 서브 화소들 전체에 일체로 형성한다.
한편, 상술한 유기막(113)은 도 12 및 도 13의 단면도에 단일층인 구성을 도시하고 있으나, 본 실시예에 따른 유기막(113)은 이에 한하지 않으며, 다중층으로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 도 14와 같이, 제 1, 제 2 전극(111, 114) 사이의 유기막을 탠덤 방식으로 구성시 상기 유기막(113)은 제 1 공통층(COM1), 청색 발광층(B EML), 제 2 공통층(COM2), 전하 생성층(CGL), 제 3 공통층(COM3), 황녹색 발광층(YG EML) 및 제 4 공통층(COM4)의 순으로 이루어질 수 있다. 이들 탠덤 방식의 적층된 유기막들은 서브 화소별로 구분하지 않고 어레이 영역에 증착하나, 본 발명의 유기 발광 표시 장치에 있어서는, 상기 유기막이 뱅크(112)의 역테이퍼에서 구조적으로 분리될 수 있다.
한편, 도 13과 같이, 탠덤 방식의 유기막을 적용시, 이는 백색 발광이 이루어지는 것으로, 이 때에는 상기 제 2 전극 상측에 컬러 필터를 구비하여, 컬러 표시를 수행할 수 있다.
경우에 따라, 상기 유기막(113)은 서브 화소별로 구분하여 적색, 녹색 및 청색 발광층으로도 형성할 수 있으며, 본 발명의 유기 발광 어레이 적용시 그 제한이 없다.
한편, 도 13의 또 다른 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치는, 보조 배선(130)을 제 1 전극(111)과 동일 층에 구비한 점을 제외하고는 상술한 도 12와 동일하며, 동일 부분에 대해서는 설명을 생략한다.
상기 보조 배선(130)은 전기적으로는 제 2 전극(114)과 접속되어야 할 것으로, 박막 트랜지스터(TFT)의 소오스/드레인 전극(106a/106b)과는 전기적 이격을 유지한다.
도 15a 및 도 15b는 본 발명의 유기 발광 어레이를 적용시 정테이퍼부와 역테이퍼부에 대응된 SEM도이다.
도 15a와 같이, 정테이퍼 부위에서는 뱅크(BB) 및 제 1 전극(PXL) 상을 지나며 정상적으로 유기막(EL)이 형성됨을 관찰할 수 있다.
반면, 도 15b와 같이, 역테이퍼 부위에서는 평탄한 뱅크(BB) 상에서는 유기막(EL)이 잔류하지만, 하측의 역테이퍼로 들어오는 부위에 유기막(EL)이 끊기며, 이를 통해 서브 화소별로 유기막(EL)의 분리가 이루어짐을 알 수 있다.
상술한 실시예에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의하여 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
또한, 이상에서 실시예들을 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예들에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다.
100: 기재 TFT: 박막 트랜지스터
106a: 소오스 전극 106: 드레인 전극
107: 보호막 110: 오버코트층
110a: 콘택홀 110b: 오목 영역
111: 제 1 전극 112: 뱅크
113: 유기막 114: 제 2 전극
130: 보조 배선

Claims (11)

  1. 발광부와 상기 발광부 주변에 비발광부를 포함한 복수개의 서브 화소가 정의된 기재;
    상기 서브 화소 각각에, 적어도 발광부를 채우며 상기 비발광부의 일부에 구비된 제 1 전극;
    상기 기재와 상기 제 1 전극의 층간에, 상기 비발광부에 대응하여 일부 두께에 오목 영역을 갖는 오버코트층;
    상기 비발광부에서, 상기 제 1 전극의 일부와 정테이퍼를 갖고 중첩하며, 상기 제 1 전극과 중첩하지 않는 부위에 역테이퍼를 갖는 뱅크;
    상기 제 1 전극 및 상기 뱅크 상에 구비된 유기막; 및
    상기 복수개의 서브 화소에 걸쳐 일체형으로, 상기 유기막 상에 위치한 제 2 전극을 포함하고,
    상기 오버코트층의 상기 오목 영역은 상기 오버코트층 아래에 배치되는 임의의 층의 표면이 노출되지 않도록 형성된 유기 발광 어레이.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 유기막은 인접한 서브 화소 사이의 상기 역테이퍼의 뱅크 상에서 분리되는 유기 발광 어레이.
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 뱅크의 역테이퍼는 상기 뱅크와 상기 오버코트층의 상기 오목 영역이 중첩된 부위에 구비되는 유기 발광 어레이.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 뱅크는 차광성 유기 물질인 유기 발광 어레이.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 유기막은 하나 이상의 유기 발광층 및 상기 유기 발광층의 하부와 상부에 위치하는 공통 유기층을 포함한 유기 발광 어레이.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 뱅크는 상기 정테이퍼와 역테이퍼 사이의 상부가 평탄한 영역을 구비한 유기 발광 어레이.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 유기막은 상기 오버코트층의 상기 오목 영역에, 상기 뱅크와 중첩하지 않는 영역에만 위치하는 유기 발광 어레이.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 오목 영역 내에, 상기 뱅크의 역테이퍼와 일부 중첩하며 상기 제 1 전극과 동일 물질로 이루어진 보조 배선을 더 포함한 유기 발광 어레이.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 제 2 전극은 상기 오목 영역 내의 상기 뱅크의 역테이퍼와 일부 중첩된 부위에서 상기 보조 배선과 접속된 유기 발광 어레이.
  11. 제 1항, 제 2항 및 제 4항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 따른 유기 발광 어레이; 및
    상기 기재 상에, 서브 화소 각각에 상기 제 1 전극과 접속되어 구비된 박막 트랜지스터를 포함한 유기 발광 표시 장치.
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