KR20070001303A - 디스플레이장치 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 디스플레이장치 및 그 제조방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 디스플레이장치는 복수의 박막트랜지스터와; 상기 박막트랜지스터 상에 형성되어 있는 보호막과; 상기 보호막 상에 형성되며, 상기 박막트랜지스터와 전기적으로 연결되어 있는 복수의 화소전극과; 인접한 상기 화소전극 간을 구획하며, 상기 화소전극을 노출하는 메인 노출영역과, 상기 메인 노출영역으로부터 돌출 확장되어 있는 서브 노출영역을 갖는 격벽층과; 상기 화소전극 상에 형성되어 있는 발광층을 포함한다. 이에 의해 발광층이 균일하게 형성되어 있는 디스플레이장치가 제공된다.

Description

디스플레이장치 및 그 제조방법{DISPLAY DEVICE AND MANUFACTURING METHOD OF THE SAME}
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 디스플레이장치의 개략도,
도 2는 도1의 Ⅱ-Ⅱ에 따른 단면도,
도 3은 도1의 Ⅲ-Ⅲ에 따른 단면도,
도4는 본 발명의 제2실시예에 따른 디스플레이장치의 화소영역을 나타내는 도면,
도5은 본 발명의 제3실시예에 따른 디스플레이장치의 화소영역을 나타내는 도면,
도 6은 본 발명의 제4실시예에 따른 디스플레이장치의 개략도,
도7은 도6의 Ⅶ-Ⅶ에 따른 단면도,
도8a 내지 도8d는 본 발명의 제4실시예에 따른 디스플레이장치의 제조방법을 설명하기 위한 도면이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
10 : 기판소재 20 : 박막트랜지스터
28 : 보호막 30, 31 : 화소전극
X : 격벽층 40A : 메인 노출영역
40B : 서브 노출영역 40C : 함몰부
50 : 발광층 51 : 정공주입층
60 : 캐소드 전극
본 발명은 디스플레이장치 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 화소전극 간에 형성되어 있는 격벽층을 포함하는 디스플레이장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.
평판 디스플레이 장치(flat panel display) 중 저전압 구동, 경량 박형, 광시야각 그리고 고속응답 등의 장점으로 인하여, 최근 OLED(organic light emitting diode)가 각광 받고 있다. OLED는 구동방식에 따라 수동형(passive matrix)과 능동형(active matrix)으로 나누어진다. 이중 수동형은 제조과정은 간단하지만 디스플레이 면적과 해상도가 증가할수록 소비전력이 급격히 증가하는 문제가 있다. 따라서 수동형은 주로 소형 디스플레이에 응용되고 있다. 반면 능동형은 제조과정은 복잡하지만 대화면과 고해상도를 실현할 수 있는 장점이 있다.
능동형 OLED는 박막트랜지스터가 각 화소 영역마다 연결되어, 각 화소 영역별로 발광층의 발광을 제어한다. 각 화소영역에는 화소전극이 위치하고 있는데, 각 화소전극은 독립된 구동을 위해 인접한 화소전극과 전기적으로 분리되어 있다. 또 한 화소 영역간에는 화소영역보다 더 높은 격벽이 형성되어 있는데, 이 격벽은 화소전극간의 단락을 방지하고 각 화소 영역을 분리하는 역할을 한다. 격벽은 일반적으로 화소전극 둘레를 따라 화소전극을 직사각형의 형상으로 마련된다.
격벽을 사이에 두고 화소전극 상에 잉트젯 방식으로 분사되는 잉크는 유체의 표면장력으로 인해 구형을 유지하려는 성질이 있다. 이러한 성질 때문에 직각 또는 예각을 가지는 격벽의 직사각형 모서리 부분에서는 잉크가 제대로 적하되지 않는다. 잉크가 균일하게 도포되지 않음으로써 픽셀 불량이 발생하고, 화소전극과 캐소드 전극이 서로 단락되어 영상신호가 제대로 전달되지 못하는 문제점이 발생한다.
또한, 화소전극 사이의 격벽 상에 서로 다른 색의 잉크가 적하되어 혼합되면 화소 간의 혼색이 발생할 가능성이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 발광층이 균일하게 형성되어 있는 디스플레이장치 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 화소간의 혼색이 방지되는 디스플레이장치 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 복수의 박막트랜지스터와; 상기 박막트랜지스터 상에 형성되어 있는 보호막과; 상기 보호막 상에 형성되며, 상기 박막트랜지스터와 전기적으로 연결되어 있는 복수의 화소전극과; 인접한 상기 화소전극 간을 구획하며, 상기 화소전극을 노출하는 메인 노출영역과, 상기 메인 노출영역으로부터 돌출 확장되어 있는 서브 노출영역을 갖는 격벽층과; 상기 화소전극 상에 형성되어 있는 발광층을 포함한 디스플레장치에 의해 달성된다.
상기 서브 노출영역의 면적은 개구율이 과도하게 감소되지 않고 화소전극 간의 간격이 적정하게 유지되도록 상기 메인 노출영역 면적의 5~10% 정도 인 것이 바람직하다.
상기 서브 노출영역은 사각형 및 원형 중 어느 하나의 직선 및 곡선 중 적어도 어느 하나를 갖는 평면 형상을 포함할 수 있으며 메인 노출영역의 일부에서 돌출되는 것이라면 직사각형, 사다리꼴과 같은 다각형 이나 원, 타원 등으로 형성될 수 있다.
상기 격벽층은 상기 화소전극과 적어도 일부분이 이격되어 형성될 수 있으며, 이러한 구성으로 발광층이 제대로 형성되지 않는 부분의 발광을 제한할 수 있으므로 화소 불량을 줄일 수 있다.
상기 서브 노출영역의 적어도 일 부분에서 상기 보호막이 노출되며, 노출된 상기 보호막은 상기 발광층으로 덮여 있다. 서브 노출영역에 보호막이 노출되어 있기 때문에 서브 노출영역에 발광층이 충분히 적하되지 않아도 화소전극과 캐소드 전극이 단락되는 것이 방지된다.
여기서, 상기 화소전극은 장변 및 단변을 갖는 직사각형 형상 또는 적어도 하나 이상의 모서리는 곡선 형상을 갖는 직사각형 일 수 있다. 이 경우 격벽층의 의해 노출된 영역과 유사한 형태로 화소전극을 형성함으로써 개구율을 향상시키고, 공정을 용이하게 한다.
상기 서브 노출영역은 상기 격벽층 가장자리의 적어도 일부에 마련되어 있는 단차를 포함할 수 있으며, 특히 격벽층 어느 하나의 가장자리에 형성될 수 있다. 이런 경우 상기 단차를 사이에 두고 인접한 상기 화소전극 상에는 동일한 색을 발광하는 상기 발광층이 형성되는 것이 바람직하다.
상기 격벽층의 적어도 일부에는 함몰부가 형성될 수 있으며, 상기 함몰부에 인접한 상기 화소전극 상에는 서로 다른 색을 발광하는 상기 발광층이 형성될 수 있다. 이는 격벽층 상에서 서로 다른 색의 발광물질이 섞여 화소전극으로 흘러내리는 것을 방지하는 효과가 있다.
상기 발광층 상부에 형성되어 있는 캐소드 전극을 더 포함함으로써 디스플레이장치가 완성된다.
한편, 상기 본 발명의 다른 목적은, 본 발명에 따라, 복수의 박막트랜지스터와; 상기 박막트랜지스터 상에 형성되어 있는 보호막과; 상기 보호막 상에 형성되며, 상기 박막트랜지스터와 전기적으로 연결되어 있는 복수의 화소전극과; 인접한 상기 화소전극 간을 구획하며, 가장자리의 적어도 일부에는 단차가 형성되어 있는 격벽층과; 상기 화소전극 상에 형성되어 있는 발광층을 포함하는 디스플레이장치에 의해서도 달성될 수 있다.
상기 단차는 상기 격벽층 어느 하나의 가장자리의 형성되며, 상기 단차를 사이에 두고 인접한 상기 화소전극 상에는 동일한 색을 발광하는 상기 발광층이 형성될 수 있다.
한편, 상기 목적은, 또 다른 발명에 따라 복수의 박막트랜지스터와; 상기 박 막트랜지스터 상에 형성되어 있는 보호막과; 상기 보호막 상에 형성되며, 상기 박막트랜지스터와 전기적으로 연결되어 있는 복수의 화소전극과; 인접한 상기 화소전극 간을 구획하며, 적어도 일부에 함몰부가 형성되어 있는 격벽층과; 상기 화소전극 상에 형성되어 있는 발광층을 포함하는 디스플레이장치에 의해서도 달성된다.
또한, 본 발명의 상기 목적은, 복수의 박막트랜지스터와; 상기 박막트랜지스터 상에 형성된 보호막과; 상기 보호막 상에 형성되며, 상기 박막트랜지스터와 전기적으로 연결되어 있는 복수의 화소전극과; 인접한 상기 화소전극 간을 구획하며, 상기 적어도 하나의 모서리가 돌출 확장되어 있는 노출영역을 갖는 격벽층과; 상기 노출영역의 적어도 일부에 형성되어 있는 발광층과; 상기 발광층 상에 형성되어 있는 공통전극을 포함하는 하는 디스플레이장치에 의해서도 달성될 수 있다.
또한, 상기 목적은, 기판소재 상에 복수의 박막트랜지스터 및 보호막을 마련하는 단계와; 상기 보호막 상에 상기 박막트랜지스터와 전기적으로 연결되어 있는 복수의 화소전극을 마련하는 단계와; 인접한 상기 화소전극 간을 구획하며, 상기 화소전극을 노출하는 메인 노출영역과, 상기 메인 노출영역으로부터 돌출 확장되어 있는 서브 노출영역을 갖는 격벽층을 마련하는 단계와; 상기 화소전극 상에 발광층을 마련하는 단계를 포함하는 디스플레이장치의 제조방법에 의해서도 달성될 수 있다.
상기 격벽층을 형성 시에 상기 격벽층 가장자리의 적어도 일부에 형성되어 있는 단차를 갖는 상기 서브 노출영역이 마련될 수 있으며, 단차로 인하여 발광물질이 효율적으로 형성되는 효과가 있다.
상기 격벽층 형성 시에 상기 격벽층 어느 하나의 가장자리에 단차가 형성되며, 상기 발광층 형성 시에 동일한 색을 발광하는 상기 발광층을 상기 단차가 형성되어 있는 방향으로 프린팅 할 수 있다. 단차가 형성되어 있는 방향으로 발광층이 형성되므로 적하된 발광층이 단차로부터 화소전극으로 밀리게 되고, 이로써 발광층이 균일하게 형성된다.
상기 격벽층을 형성하는 단계에서는 상기 격벽층의 적어도 일부에 함몰부가 마련될 수 있으며, 격벽층 상에서 서로 다른 색이 섞여 화소전극 상을 흘러내리는 것을 방지하는 효과가 있다.
상기 발광층은 잉크젯 방법을 이용하여 마련될 수 있으며, 발광층 형성 방법은 이에 한정되지 않고 노즐 코팅(nozzle coating) 또는 스핀 코팅(spin coating) 방법을 이용하여 형성할 수도 있다.
이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 대하여 설명한다.
여러 실시예에 있어서 동일한 구성요소에 대하여는 동일한 참조번호를 부여하였으며, 동일한 구성요소에 대하여는 제1실시예에서 대표적으로 설명하고 다른 실시예에서는 생략될 수 있다.
제1실시예는 도1 내지 도3를 참조하여 설명된다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 디스플레이장치의 개략도이고, 도 2는 도1의 Ⅱ-Ⅱ에 따른 단면도, 도 3은 도1의 Ⅲ-Ⅲ에 따른 단면도를 나타낸다.
도시된 바와 같이 디스플레이장치(1)는 기판소재(10)에 형성된 복수의 박막 트랜지스터(20), 박막트랜지스터(20)를 덮고 있는 보호막(28), 보호막(28) 상에 형성되며 박막트랜지스터(20)와 접촉구(27)를 통해 전기적으로 연결되어 있는 화소전극(30), 화소전극(30) 사이에서 화소전극(30)을 구획하는 격벽층(40), 격벽층(40) 사이의 노출된 부분에 형성되어 있는 발광층(50) 및 발광층(50) 상에 형성되어 있는 캐소드 전극(60)을 포함한다.
제1실시예에서는 비정질 실리콘을 사용한 박막트랜지스터(20)를 예시하였으나 폴리실리콘을 사용하는 박막트랜지스터를 사용할 수 있음은 물론이다. 박막트랜지스터(20)를 자세히 살펴보면 다음과 같다.
유리, 석영, 세라믹 또는 플라스틱 등의 절연성 재질을 포함하여 만들어진 기판 소재(10) 상에 게이트 전극(21)이 형성되어 있다.
기판 소재(10)와 게이트 전극(21) 위에는 실리콘 질화물(SiNx) 등으로 이루어진 게이트 절연막(22)이 형성되어 있다. 게이트 전극(21)이 위치한 게이트 절연막(22) 상에는 비정질 실리콘으로 이루어진 반도체층(23)과 n형 불순물이 고농도 도핑된 n+ 수소화 비정질 실리콘으로 이루어진 저항성 접촉층(24)이 순차적으로 형성되어 있다. 여기서, 저항성 접촉층(24)은 게이트 전극(21)을 중심으로 양쪽으로 분리되어 있다.
저항 접촉층(24) 및 게이트 절연막(22) 위에는 소스 전극(25)과 드레인 전극(26)이 형성되어 있다. 소스 전극(25)과 드레인 전극(26)은 게이트 전극(21)을 중심으로 분리되어 있다.
소스 전극(25)과 드레인 전극(26) 및 이들이 가리지 않는 반도체층(23)의 상 부에는 보호막(30)이 형성되어 있다. 보호막(28)은 실리콘 질화물(SiNx) 또는/그리고 유기막으로 이루어질 수 있다. 보호막(28)에는 드레인 전극(26)을 드러내는 접촉구(27)가 형성되어 있다.
보호막(28)의 상부에는 화소전극(30)이 대략 직사각형의 형상으로 형성되어 있다. 화소전극(30)은 양극(anode)라고도 불리며 발광층(50)에 정공을 공급한다. 화소전극(30)은 ITO(indium tin oxide) 또는 IZO(indium zinc oxide)등의 투명한 도전물질로 이루어져 있다.
인접한 화소전극(30) 간에는 화소전극(30) 간을 구획하며, 화소전극(30)을 노출하는 메인 노출영역(40A1)과 메인 노출영역(40A1)으로부터 돌출 확장되어 있는 서브 노출영역(40B1)을 갖는 격벽층(40)이 형성되어 있다. 격벽층(40)은 화소전극(30) 간의 단락을 방지하고, 메인 노출영역(40A1)과 서브 노출영역(40B1)으로 이루어진 화소영역을 정의하는 역할을 한다. 박막트랜지스터(30)와 화소전극(40)이 박막트랜지스터(30)와 전기적으로 연결되도록 하는 접촉구(27) 상의 화소전극(30)은 격벽층(40)으로 덮여 있다.
격벽층(40)은 화소전극(30)의 둘레와 겹쳐지도록 대략 직사각형의 형상을 갖는 메인 노출영역(40A1)과 메인 노출영역(40A1)의 모서리 부분으로 돌출 확장되어 있으며 대략 원형의 형상을 갖는 서브 노출영역(40B1)을 갖는다. 또한, 격벽층(40)은 화소전극(30)의 둘레와 겹쳐져 있지 않고 적어도 어느 일부분에서 화소전극(30)과 이격되게 형성될 수 있다. 격벽층(40)과 화소전극(30) 간에 일정한 간격을 형성함으로써 메인 노출영역(40A1)의 모서리 부분에서 발생할 수 있는 화소전극(40)과 캐소드 전극(60) 간의 단락을 방지할 수 있다.
종래에는 격벽층(40)이 직사각형 형상으로 마련되어 직각 또는 예각의 모서리를 가졌기 때문에 격벽층(40)의 모서리 부분에는 발광물질(50, 51)이 제대로 형성되지 않는 문제점이 있었다. 하지만, 본 실시예와 같이 격벽층(40)의 모서리 부분에 서브 노출영역(40B1)을 형성함으로써 발광물질(50, 51)이 서브 노출영역(40B1)의 안쪽으로 충분히 확산될 수 있다. 따라서, 직사각형 형상의 화소전극(30)의 모서리 부분 위에도 발광물질(50, 51)이 완전히 형성되어 균일한 발광이 이루어진다.
서브 노출영역(40B1)은 직선 및 곡선 중 적어도 어느 하나를 갖는 평면 형상을 포함하여 형성될 수 있으면 본 실시예에서는 원형 형상을 가진다. 따라서, 서브 노출영역(40B1)의 형상은 원형 뿐만 아니라 격벽층(40)의 모서리 부분으로부터 돌출 확장된 모양이라면 직사각형, 사다리꼴과 같은 다각형 또는, 타원형도 가능하며, 이러한 상술한 다양한 형상의 조합으로 구성되는 것도 가능하다. 서브 노출영역(40B1)의 면적은 격벽층(40)이 화소전극(30)과 겹쳐진 정도, 공정상의 공간 마진 등에 의해 가변적이지만, 대략 메인 노출영역(40A1)의 5~15% 정도인 것이 바람직하다. 서브 노출영역(40B1)에서는 부분적으로 격벽층(40)이 화소전극(30)과 이격되어 형성되기 때문에 보호막(28)이 노출되어 있는 부분이 존재한다. 노출된 보호막(28) 상에는 정공주입층(51) 및 발광층(50)이 형성되어 있으며, 화소전극(30)이 형성되어 있지 않은 부분은 발광이 되지 않는 비발광 영역이 된다. 만약, 서브 노출영역(40B1)에 발광 물질이 충분히 채워지지 않아 발광층(50)이 균일하게 형성되지 못한 다 하여도, 메인 노출영역(40A1)과 서브 노출영역(40B1)의 경계부분에 있는 화소전극(30) 상에는 발광물질(50, 51)이 충분히 확산되므로 정상적인 발광이 이루어진다. 또한, 보호막(28)이 노출된 부분에 발광물질(50, 51)이 제대로 형성되지 않더라도 화소전극(30)이 형성되어 있지 않기 때문에 캐소드 전극(60)과 단락 되는 문제는 발생하지 않는다.
도2 및 도3에 도시된 바와 같이 메인 노출영역(40A1)이 형성되어 있는 부분은 기존의 격벽층과 동일하다. 즉, 격벽층(40)의 가장자리는 화소전극(30)과 겹쳐지게 형성되어 있으며, 박막트랜지스터(20)과 화소전극(30)을 연결하는 접촉구(27)는 격벽층(40)으로 덮여 있다. 상술한 바와 같이 화소전극(30)과 격벽층(40)은 소정의 간격으로 이격되게 형성될 수도 있다. 격벽층(40) 사이의 메인 노출영역(40A1)에는 정공주입층(51) 및 발광층(50)이 형성되어 있다.
반면, 서브 노출영역(40B1)이 형성된 부분은 상술한 바와 같이 보호막(28)이 노출된 비발광 영역이 존재한다. 비발광 영역 상에도 정공주입층(51) 및 발광층(50)이 형성되어 있으며, 서브 노출영역(40B1)으로 확산된 발광물질(50, 51)로 인하여 화소전극(30)과 캐소드 전극(60)이 단락 되는 불량이 해소된다.
본 실시예와는 달리 서브 노출영역(40B1)에 보호막(28)이 드러나지 않고, 모두 화소전극(30)이 형성되어 있는 것도 가능하다. 서브 노출영역(40B1)으로 발광물질(50, 51)이 충분히 형성된다면, 발광영역이 넓어지므로 개구율이 향상되는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 격벽층(40)은 다중층으로 형성될 수 있 으며, 이중층으로 형성될 수 있다. 격벽층(40)이 이중층으로 형성되는 경우 하부층은 친수성의 무기막, 특히SiO2 로 이루어지고, 상부층은 소수성의 유기막을 포함할 수 있다. 유기물로 구성된 상부층으로 인해 친수성인 발광 물질이 격벽층(40) 부근에 분사되더라도 쉽게 화소전극(30)으로 이동할 있으며, 하부층은 발광물질(50, 51)과 같은 친수성이기 때문에 발광물질(50, 51)이 안정적으로 형성될 수 있도록 한다.
격벽층(40) 사이에는 정공주입층(51) 및 발광층(50)이 순차적으로 형성되어 있다. 정공주입층(51)은 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜; PEDOT)과 폴리스티렌술폰산(PSS)과 같은 정공 주입 물질로 이루어져 있으며, 이들 정공 주입 물질을 물에 혼합시켜 수상 서스펜션 상태에서 잉크젯 방법으로 형성될 수 있다.
정공주입층(51)의 상부에는 발광층(50)이 형성되어 있다. 화소전극(32)에서 전달된 정공과 캐소드 전극(60)에서 전달된 전자는 발광층(50)에서 결합하여 여기자(exciton)가 된 후, 여기자의 비활성화 과정에서 빛을 발생시킨다. 발광층(50)은 고분자 물질로 이루어져 있으며 청색, 적색 및 황색을 발광하는 물질로 이루어져 있다.
발광층(50)의 상부에는 캐소드 전극(60)이 위치한다. 캐소드 전극(60)은 발광층(50)에 전자를 공급한다. 캐소드 전극(60)은 알루미늄과 같은 불투명한 재질로 만들어 질 수 있으며, 이 경우 발광층(50)에서 발광된 빛은 기판 소재(10) 방향으로 출사되며 이를 바텀 에미션(bottom emission) 방식이라 한다.
도시하지는 않았지만 디스플레이장치(1)는 정공주입층(51)과 발광층(50) 사이에 정공수송층(hall transfer layer), 발광층(50)과 캐소드 전극(60) 사이에 전자수송층(electron transfer layer)과 전자주입층(electron injection layer)을 더 포함할 수 있다. 또한 캐소드 전극(60)의 보호를 위한 보호막, 발광층(50)으로의 수분 및 공기 침투를 방지하기 위한 봉지부재를 더 포함할 수 있다.
도4는 본 발명의 제2실시예에 따른 디스플레이장치의 화소영역을 나타내는 도면이다. 도시된 바와 같이 격벽층(40)은 화소전극(30)과 소정의 간격을 두고 이격되어 형성된다. 격벽층(40)에 의해 노출된 영역으로 정의되는 화소영역은 화소전극(40)의 둘레를 따라 직사각형의 형상을 가지는 메인 노출영역(40A1)과 메인 노출영역(40A1)으로부터 돌출 확장되어 있는 직사각형 형상의 서브 노출영역(40B2)을 포함한다. 서브 노출영역(40B2)는 직사각형 형상 뿐만 아니라 다른 다각형 또는 원과 타원처럼 곡선을 포함하는 다양한 평면 형상으로 변형될 수 있다. 화소전극(30)과 겹쳐지지 않는 부분은 보호막(28)이 노출되어 있다. 격벽층(40) 간의 화소영역에는 발광층(50)이 형성되어 있다. 박막트랜지스터(20) 및 접촉구(27)의 상부는 격벽층(40)으로 덮여 있지만, 접촉구(27)가 위치한 부분을 제외한 화소전극(30)의 가장자리는 격벽층(40)과 이격되어 있다. 화소전극(30)과 격벽층(40)이 이격되어 형성되기 때문에 화소전극(30) 하부의 보호막(28)이 노출되고, 노출된 보호막(28) 상에는 정공주입층(51) 및 발광층(50)이 형성되어 있다. 격벽층(40)이 형성되지 않은 화소전극(30) 부분으로 발광이 이루어지며, 노출된 보호막(28) 부분은 정공의 공급이 이루어지지 않아 비발광 영역이 된다.
화소전극(30)과 격벽층(40)이 이격되어 있는 비발광 영역의 간격(d1)은 0.5~30㎛ 정도이다. 이러한 간격(d1)은 공정 마진 또는 요구되는 개구율 등에 따라 가변적이다. 또한, 화소전극(30)에 인접하게 형성되어 있는 다른 배선(미도시)들과의 관계를 고려하여 직사각형의 단변 또는 장변으로부터의 이격 간격(d1)은 동일하지 않고 상이할 수 있다.
화소전극(30)을 형성하지 않음으로써 발광을 제한할 수 있으며 이로 인해 화소전극(30)의 가장자리 부분에서 발생했던 픽셀불량을 해소할 수 있다. 만약, 격벽층(40)의 모서리 부분에 발광 물질이 충분히 채워지지 않아 발광층(50)이 균일하게 형성되지 못한다 하여도, 모서리 부분에는 화소전극(40)이 형성되어 있지 않으므로 캐소드 전극(60)과 단락되는 문제는 발생하지 않는다.
도5은 본 발명의 제3실시예에 따른 디스플레이장치의 화소영역을 나타내는 도면이다. 도시된 바와 같이 메인 노출영역(40A2)는 직사각형 형상을 기본으로 하면서 단변은 둥근 곡선 형상을 하고 있으며 단변의 둥근 정도는 다양하게 변형될 수 있다. 서브 노출영역(40B3)은 메인 노출영역(40A2)에서 돌출 확장되어 있는 사다리꼴 형상으로 마련된다. 원 또는 타원 등의 둥근 형상을 유지하려는 유체의 표면장력 때문에 격벽층(40)의 가장자리 부분에는 발광층(50)이 충분히 형성되지 못하는 문제점이 있었다. 이를 개선하기 위하여 격벽층(40)의 가장자리 부분을 둥근 곡선 형태로 처리함으로써 발광층(50)이 완전히 화소영역에 채워지도록 한다.
화소전극(31)은 직각의 모서리를 갖는 직사각형이 아닌 둥근 모서리를 갖는 타원 형상을 가진다. 이처럼 화소전극(31)을 격벽층(40)과 유사한 둥근 형상으로 형성하면 개구율이 향상되고, 화소전극(30)의 가장자리 부분에서의 격벽층(40)의 형성이 용이해 지는 효과가 있다.
화소전극(30, 31)의 형상, 격벽층(40)에 의해 노출되는 메인 노출영역(40A1, 40A2) 및 서브 노출영역(40B1, 40B2, 40B3)의 모양은 상술한 실시예에 한정되지 않으며 각 실시예의 조합으로 구성된 다양한 변형이 가능하다.
이하에서는 도6 내지 도8를 참조하여 제4실시예를 설명한다. 도6는 본 발명의 제4실시예에 따른 디스플레이장치의 개략도이며, 도7은 도6의 Ⅶ-Ⅶ에 따른 단면도이다.
도시된 바와 같이 디스플레이장치(1)는 X축 방향으로 형성된 장변과 Y축 방향으로 형성된 단변을 갖는 직사각형 형상의 화소전극(30)과 모서리가 둥글게 곡선으로 처리된 직사각형 형상의 메인 노출영역(40A3)과 메인 노출영역(40A3)의 단변측에 마련되며 단차가 형성되어 있는 서브 노출영역(40B4)을 갖는 격벽층(40)을 포함한다. 또한 Y축 방향으로 인접한 화소전극(30) 사이에 있는 격벽층(40)에는 함몰부(40C)가 형성되어 있다.
메인 노출영역(40A3)으로 정의되는 화소영역 상에는 발광물질(50, 51)이 형성되며, X 축 방향으로 인접한 화소전극(30)은 동일한 색을 발광하는 발광층(R 또는 G)이 형성되며, Y 축 방향으로 인접한 화소전극(30) 상에는 다른 색을 발광하는 발광층(R, G)이 형성되어 있다.
본 실시예에 따른 서브 노출영역(40B4)은 메인 노출영역(40A1, 40A2)의 모서리 부분에서 돌출 확장되어 있는 전술한 서브 노출영역(40B1, 40B2, 40B3)과는 달 리 메인 노출영역(40A3)의 한 변으로부터 돌출 확장되어 있다. 또한 서브 노출영역(40B4)은 화소전극(30) 또는 보호막(28)을 노출시키는 것이 아니며, 격벽층(40)에 계단과 같은 단차를 형성함으로써 마련된다.
화소영역 상에 잉크젯 방법을 이용하여 발광물질(50, 51)을 형성하는 경우 발광물질(50, 51)을 적재하고 있는 노즐은 직사각형의 장변 방향, 즉 X축 방향으로 이동하면서 발광물질(50, 51)을 화소영역에 프린팅한다. 발광물질(50, 51)은 노즐이 이동하는 방향의 반대방향으로 밀리면서 적하되지만, 화소영역의 가장자리 부분에서는 격벽층으로 인하여 충분히 발광물질(50, 51)이 적하되지 못하는 문제점이 있다. 이를 개선하기 위하여 본 실시예에서는 화소영역의 모서리 부분에 단차가 형성되어 있는 서브 노출영역(40B4)을 형성함으로써 서브 노출영역(40B4)으로 적하된 발광물질(50, 51)이 화소전극(30) 상으로 밀려 질수 있도록 한다. 이에 의해 메인 노출영역(40A3) 상에는 발광물질(50, 51)이 완전히 채워져 균일한 발광층(50)이 형성된다. 이러한 서브 노출영역(40B4)은 원래 격벽층(40)이 형성되는 부분에 마련되는 것이기 때문에 개구율에 영향을 주지 않는다.
이러한 서브 노출영역(40B4)은 메인 노출영역(40A3)의 단변 방향 모서리 뿐만 아니라 장변 방향의 모서리에 형성되는 것도 가능하다. 또한, 전술한 제1 내지 제3실시예의 노출영역의 가장자리에 단차를 형성하여 발광물질(50, 51)이 보다 효율적으로 적하되도록 할 수도 있다.
함몰부(40C)는 X 방향의 화소라인 마다 다른 색을 발광하는 발광물질이 적하되는 경우 인접한 화소전극(30) 사이에서 발생할 수 있는 혼색을 방지하는 역할을 한다. 격벽층(40) 상으로 과잉 적하된 다른 색을 발광하는 발광물질은 서로 섞여 화소전극(30) 상으로 흘러내릴 수 있으므로 이런 과잉 발광물질을 수용하기 위하여 함몰부(40C)를 형성한다. 도7과 같이 함몰부(40C)의 양 쪽에 있는 화소전극(30) 상에는 각각 적색 발광층(50a) 및 녹색 발광층(50b)이 형성되어 있다.
본 실시예에서는 Y축 방향으로 인접한 화소전극(30) 간에 함몰부(40C)가 형성되었지만, Y축 방향으로 동일한 색을 발광하는 발광물질이 적하된다면 X축 방향으로 인접한 화소전극(30) 간에 함몰부(40C)가 형성될 것이다. 또한, Y축 및 X축 방향으로 인접한 각 화소전극(30)에 서로 다른 색을 발광하는 발광물질이 적하된다면 각 화소전극(30) 사이의 격벽층(40)에 함몰부(40C)가 형성될 수 있음은 자명하다.
서브 노출영역(40B4)과 함몰부(40C)는 격벽층(40)을 형성하기 위하여 증착 및 사진 식각하는 공정에서 슬릿 마스크를 사용하여 노광되는 정도를 달리하여 형성한다. 슬릿 마스크를 사용하지 않고, 현상액 및 현상 시간을 조절하여 단차를 형성할 수도 있으며, 형성 방법은 상술한 것에 한정되지 않는다.
도8a 내지 도8d는 본 발명의 제4실시예에 따른 디스플레이장치의 제조방법을 설명하기 위한 도면이다.
먼저 도 8a와 같이 기판소재(10) 상에 박막트랜지스터(20)를 형성한다. 박막트랜지스터(20)는 채널부가 비정질 실리콘으로 이루어져 있으며 공지의 방법으로 제조될 수 있다. 박막트랜지스터(20) 형성 후 박막트랜지스터(20) 상에 보호막(28)을 형성한다. 보호막(28)이 실리콘 질화물인 경우 화학기상증착법을 사용할 수 있 다. 이 후 보호막(28)을 사진식각하여 드레인 전극(26)을 드러내는 접촉구(27)를 형성한다. 접촉구(27)를 형성한 후 접촉구(27)를 통해 드레인 전극(26)과 연결되어 있는 화소전극(30)을 형성한다. 화소전극(30)은 ITO를 스퍼터링 방식으로 증착한 후 패터닝하여 형성할 수 있다. 화소전극(30)은 발광층에 정공을 제공하므로 애노드(anode) 전극이라고도 한다.
그 후 도 8b와 같이 인접한 화소전극(30) 간에 격벽층(40)을 형성한다. 격벽(40)은 유기물질로 이루어지며, 유기물질의 증착 및 사진 식각을 통해 형성된다. 서브 노출영역(40B4)과 함몰부(40C)는 유기물질을 증착한 후에 슬릿마스크를 이용하여 사진 식각한다. 즉, 노광되는 정도를 부분적으로 조절함으로써 현상되는 유기물질의 두께를 달리한다. 이렇게 형성된 격벽층(40)에 의해 화소전극(30)이 노출된 메인 노출영역(40A3)과 서브 노출영역(40B4)이 형성된다. 또한, 격벽(40)은 상부로 갈수록 단면적이 좁아지게 형성되며 박막트랜지스터(20)와 접촉구(27)의 상부에 위치하고 있다.
그 후 도 8c와 같이 격벽층(40)이 가리지 않는 화소전극(30) 상에 정공주입층(51)을 형성하고, X 축 방향을 따라 적색(R)의 발광층(50a)을 형성한다. 정공주입층(51) 및 발광층(50a)은 도시된 바와 같이 노즐(70)을 이용하여 유체를 적하시키는 잉크젯 방식으로 형성된다. 정공주입물질 및 적색 발광잉크를 적재한 노즐(70)은 기판소재(10) 상을 X 축 방향으로 이동하면서 소정의 위치에 정공주입물질 및 발광잉크를 프린팅한다. 적하된 정공주입물질 및 발광잉크는 노즐(70)이 이동하는 방향의 반대방향으로 밀리면서 화소영역을 채우고, 서브 노출영역(40B4)에 적하 된 정공주입물질 및 발광잉크은 메인 노출영역(40A3)으로 이동하여 균일한 발광층(50a)이 형성되도록 한다. 격벽층(40) 상에 적하된 적색 발광잉크는 함몰부(40C)에 수용되어 있다. 도시하지 않았지만 디스플레이장치(1)는 노즐(70)의 이동 및 유체의 적하를 제어하는 제어부를 더 포함한다.
다음으로, 도8d와 같이 Y축 방향을 따라 녹색(G)의 발광층(50b)을 형성한다. 도시하지는 않았지만, 적색(R), 녹색(G) 다음으로 청색(B)의 발광잉크가 적하되며, 서로 다른 발광잉크가 적하되는 화소전극(30) 사이에는 함몰부(40C)가 형성되어 있다. 함몰부(40C)에 적색(R) 및 녹색(G)의 발광잉크가 적하되어 혼합되더라도 발광되는 화소영역에는 영향을 미치지 않는다.
정공주입층(51) 및 발광층(50)은 잉크를 각각 용매에 용해시켜 노즐 코팅(nozzle coating) 또는 스핀 코팅(spin coating) 방법을 이용하여 형성할 수도 있다.
이후 발광층(50)상에 캐소드 전극(60)을 형성하면 도 7과 같은 디스플레이장치(1)가 완성된다.
비록 본 발명의 몇몇 실시예들이 도시되고 설명되었지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 발명의 원칙이나 정신에서 벗어나지 않으면서 격벽층의 형상을 변형시켜 균일한 발광층을 형성하는 본 실시예를 변형할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 발명의 범위는 첨부된 청구항과 그 균등물에 의해 정해질 것이다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 발광층이 균일하게 형성되어 있는 디스플레이장치 및 그 제조방법이 제공된다.
또한, 화소간의 혼색이 방지되는 디스플레이장치 및 그 제조방법이 제공된다.

Claims (28)

  1. 복수의 박막트랜지스터와;
    상기 박막트랜지스터 상에 형성되어 있는 보호막과;
    상기 보호막 상에 형성되며, 상기 박막트랜지스터와 전기적으로 연결되어 있는 복수의 화소전극과;
    인접한 상기 화소전극 간을 구획하며, 상기 화소전극을 노출하는 메인 노출영역과, 상기 메인 노출영역으로부터 돌출 확장되어 있는 서브 노출영역을 갖는 격벽층과;
    상기 화소전극 상에 형성되어 있는 발광층을 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 서브 노출영역의 면적은 상기 메인 노출영역 면적의 5~10% 정도 인 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 서브 노출영역은 사각형 및 원형 중 어느 하나의 형상직선 및 곡선 중 적어도 어느 하나를 갖는 평면 형상을 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 격벽층은 상기 화소전극과 적어도 일부분이 이격되어 형성되는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 서브 노출영역의 적어도 일부분에서는 상기 보호막이 노출되는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
  6. 제5항에 있어서,
    노출된 상기 보호막은 상기 발광층으로 덮여 있는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 화소전극은 장변 및 단변을 갖는 직사각형 형상으로 마련되며, 상기 직사각형의 적어도 하나 이상의 모서리는 곡선 형상인 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 화소전극은 장변 및 단변을 직사각형 형상으로 마련되는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 서브 노출영역은 상기 격벽층 가장자리의 적어도 일부에 마련되어 있는 단차를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 서브 노출영역은 상기 격벽층 어느 하나의 가장자리의 마련되어 있는 단차를 포함하며,
    상기 단차를 사이에 두고 인접한 상기 화소전극 상에는 동일한 색을 발광하는 상기 발광층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 격벽층의 적어도 일부에는 함몰부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 함몰부에 인접한 상기 화소전극 상에는 서로 다른 색을 발광하는 발광층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 발광층 상부에 형성되어 있는 캐소드 전극을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
  14. 복수의 박막트랜지스터와;
    상기 박막트랜지스터 상에 형성되어 있는 보호막과;
    상기 보호막 상에 형성되며, 상기 박막트랜지스터와 전기적으로 연결되어 있는 복수의 화소전극과;
    인접한 상기 화소전극 간을 구획하며, 가장자리의 적어도 일부에는 단차가 형성되어 있는 격벽층과;
    상기 화소전극 상에 형성되어 있는 발광층을 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 단차는 상기 격벽층 어느 하나의 가장자리의 형성되며,
    상기 단차를 사이에 두고 인접한 상기 화소전극 상에는 동일한 색을 발광하는 상기 발광층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
  16. 복수의 박막트랜지스터와;
    상기 박막트랜지스터 상에 형성되어 있는 보호막과;
    상기 보호막 상에 형성되며, 상기 박막트랜지스터와 전기적으로 연결되어 있는 복수의 화소전극과;
    인접한 상기 화소전극 간을 구획하며, 적어도 일부에 함몰부가 형성되어 있는 격벽층과;
    상기 화소전극 상에 형성되어 있는 발광층을 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 함몰부에 인접한 상기 화소전극 상에는 서로 다른 색을 발광하는 상기 발광층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
  18. 기판소재 상에 복수의 박막트랜지스터 및 보호막을 마련하는 단계와;
    상기 보호막 상에 상기 박막트랜지스터와 전기적으로 연결되어 있는 복수의 화소전극을 마련하는 단계와;
    인접한 상기 화소전극 간을 구획하며, 상기 화소전극을 노출하는 메인 노출영역과, 상기 메인 노출영역으로부터 돌출 확장되어 있는 서브 노출영역을 갖는 격벽층을 마련하는 단계와;
    상기 화소전극 상에 발광층을 마련하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치의 제조방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 서브 노출영역의 면적은 상기 메인 노출영역 면적의 5~10% 정도로 형성되는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치의 제조방법.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 격벽층 형성 시에 상기 격벽층 가장자리의 적어도 일부에 형성되어 있는 단차를 갖는 상기 서브 노출영역이 마련되는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치의 제조방법.
  21. 제18항에 있어서,
    상기 격벽층 형성 시에 상기 격벽층 어느 하나의 가장자리에 단차가 형성되며,
    상기 발광층 형성 시에 동일한 색을 발광하는 상기 발광층을 상기 단차가 형성되어 있는 방향으로 프린팅 하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치의 제조방법.
  22. 제18항에 있어서,
    상기 격벽층을 형성하는 단계에서는 상기 격벽층의 적어도 일부에 함몰부가 마련되는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치의 제조방법.
  23. 제18항에 있어서,
    상기 발광층은 잉크젯 방법을 이용하여 마련하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치의 제조방법.
  24. 제18항에 있어서,
    상기 발광층 상부 캐소드 전극을 마련하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치의 제조방법.
  25. 복수의 박막트랜지스터와;
    상기 박막트랜지스터 상에 형성된 보호막과;
    상기 보호막 상에 형성되며, 상기 박막트랜지스터와 전기적으로 연결되어 있는 복수의 화소전극과;
    인접한 상기 화소전극 간을 구획하며, 상기 적어도 하나의 모서리가 돌출 확장되어 있는 노출영역을 갖는 격벽층과;
    상기 노출영역의 적어도 일부에 형성되어 있는 발광층과;
    상기 발광층 상에 형성되어 있는 공통전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
  26. 제25항에 있어서,
    돌출 확장된 상기 모서리는 직선을 갖는 평면 형상을 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
  27. 제25항에 있어서,
    돌출 확장된 상기 모서리는 곡선을 갖는 평면 형상을 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
  28. 제25항에 있어서,
    상기 노출영역의 적어도 일부분에서는 상기 보호막이 노출되는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
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