KR20070019377A - Display device and method of making display device - Google Patents
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Abstract
본 발명은 디스플레이장치와 그 제조방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 디스플레이장치는 기판소재와; 상기 기판소재에 형성되어 있는 복수의 박막트랜지스터와; 상기 박막트랜지스터 상에 형성되어 있는 보호막과; 상기 보호막 상에 형성되어 있으며, 상기 박막트랜지스터와 전기적으로 연결되어 있는 복수의 화소전극과; 상기 화소전극 간을 구획하는 격벽층과; 상기 화소전극 상에 형성되어 있는 유기층과; 상기 유기층 상에 형성되어 있는 공통전극과; 상기 공통전극 상에 형성되어 있는 컬러필터층을 포함한다. 이에 의해 색재현성이 우수한 디스플레이장치가 제공된다.The present invention relates to a display device and a method of manufacturing the same. Display device according to the present invention is a substrate material; A plurality of thin film transistors formed on the substrate material; A passivation layer formed on the thin film transistor; A plurality of pixel electrodes formed on the passivation layer and electrically connected to the thin film transistors; A barrier layer partitioning between the pixel electrodes; An organic layer formed on the pixel electrode; A common electrode formed on the organic layer; It includes a color filter layer formed on the common electrode. Thereby, a display apparatus excellent in color reproducibility is provided.
Description
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 디스플레이장치의 단면도,1 is a cross-sectional view of a display device according to a first embodiment of the present invention;
도2a 내지 도2f는 각각 본 발명의 제1실시예에 따른 디스플레이장치의 제조과정을 순차적으로 나타낸 단면도, 및2A through 2F are cross-sectional views sequentially illustrating a manufacturing process of a display apparatus according to a first embodiment of the present invention, and
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 디스플레이장치의 단면도이다.3 is a cross-sectional view of a display device according to a second embodiment of the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
10 : 기판소재 20 : 박막트랜지스터10: substrate material 20: thin film transistor
31 : 박막트랜지스터 보호막 32 : 화소전극31: thin film transistor protective film 32: pixel electrode
40 : 격벽 50 : 유기층 40: partition 50: organic layer
51 : 정공주입층 55 : 유기발광층51: hole injection layer 55: organic light emitting layer
61 : 금속막 62, 63 : 공통전극61
70, 80 : 컬러필터층 71 : LITI필름70, 80: color filter layer 71: LITI film
72 : 컬러필터층 형성막 73 : 열변환막72 color filter
74 : 베이스막 82 : 컬러필터층 보호막74: base film 82: color filter layer protective film
본 발명은 디스플레이 장치 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 색재현성을 증가시키기 위해 유기발광층과 컬러필터층을 같이 사용하는 디스플레이 장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a display device and a method for manufacturing the same, and more particularly, to a display device using the organic light emitting layer and the color filter layer to increase color reproducibility, and a method for manufacturing the same.
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.Among flat panel displays, organic light emitting diodes (OLEDs) have recently been in the spotlight due to advantages such as low voltage driving, light weight, wide viewing angle, and high speed response. OLEDs are classified into a passive matrix and an active matrix according to the driving method. The passive type has a simple manufacturing process, but the power consumption increases rapidly as the display area and resolution increase. Therefore, the passive type is mainly applied to small displays. Active type, on the other hand, has a complex manufacturing process but has the advantage of realizing a large screen and high resolution.
능동형 OLED는 박막트랜지스터가 각 화소 영역마다 연결되어, 각 화소 영역별로 유기발광층의 자발광을 제어한다. 각 화소 영역에는 화소전극이 위치하고 있는데, 각 화소전극은 독립된 구동을 위해 인접한 화소전극과 전기적으로 분리되어 있다. 또한 화소 영역간에는 화소전극보다 더 높은 격벽층이 형성되어 있는데, 이 격벽층은 화소전극 간의 단락을 방지하고 화소 영역 간을 분리하는 역할을 한다. 격벽층 사이의 화소전극 상에는 유기층인 정공주입층과 유기발광층이 순차적으로 형성되어 있다.In the active OLED, a thin film transistor is connected to each pixel region to control self-emission of the organic light emitting layer for each pixel region. Pixel electrodes are located in each pixel area, and each pixel electrode is electrically separated from adjacent pixel electrodes for independent driving. In addition, a partition layer higher than the pixel electrode is formed between the pixel regions, which serves to prevent a short circuit between the pixel electrodes and to separate the pixel regions. On the pixel electrodes between the partition layers, a hole injection layer and an organic light emitting layer, which are organic layers, are sequentially formed.
유기발광층이 각각 R,G,B 색상을 자발광 하는 능동형 OLED는 컬러필터를 사용하는 수발광 LCD에 비해 색순도 측면에서 우수하지 못해 색재현성이 떨어지는 문 제점이 있다.Active OLEDs in which the organic light emitting layer emits R, G, and B colors, respectively, are less excellent in color purity than the light emitting LCDs using color filters.
따라서, 본 발명의 목적은 색재현성이 우수한 디스플레이장치 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a display device having excellent color reproducibility and a method of manufacturing the same.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 기판소재와; 상기 기판소재에 형성되어 있는 복수의 박막트랜지스터와; 상기 박막트랜지스터 상에 형성되어 있는 보호막과; 상기 보호막 상에 형성되어 있으며, 상기 박막트랜지스터와 전기적으로 연결되어 있는 복수의 화소전극과; 상기 화소전극 간을 구획하는 격벽층과; 상기 화소전극 상에 형성되어 있는 유기층과; 상기 유기층 상에 형성되어 있는 공통전극과; 상기 공통전극 상에 형성되어 있는 컬러필터층을 포함하는 디스플레이 장치에 의해 달성된다. The above object, according to the present invention, a substrate material; A plurality of thin film transistors formed on the substrate material; A passivation layer formed on the thin film transistor; A plurality of pixel electrodes formed on the passivation layer and electrically connected to the thin film transistors; A barrier layer partitioning between the pixel electrodes; An organic layer formed on the pixel electrode; A common electrode formed on the organic layer; A display device including a color filter layer formed on the common electrode is achieved.
상기 컬러필터층은 제조효율 향상을 위해 레이저전사(Laser-induced thermal imaging; LITI)방법에 의해 형성되는 것이 바람직하다.The color filter layer is preferably formed by a laser-induced thermal imaging (LITI) method to improve manufacturing efficiency.
상기 유기층과 상기 공통전극 사이에 형성되어 있는 금속막을 더 포함하며,상기 금속막은 공통전극의 전자(electron)가 유기층에 원활히 공급되도록 하기 위해 두께가 15Å 내지 60Å인 것이 바람직하다.A metal film is formed between the organic layer and the common electrode, and the metal film preferably has a thickness of 15 kPa to 60 kPa in order to smoothly supply electrons of the common electrode to the organic layer.
상기 유기층은 순차적으로 적층되어 있는 정공주입층과 유기발광층을 포함하는 것을 특징으로 한다.The organic layer may include a hole injection layer and an organic light emitting layer that are sequentially stacked.
한편, 상기의 목적은, 기판소재와; 상기 기판소재의 일면에 형성되어 있는 컬러필터층과; 기판소재의 타면에 형성되어 있는 복수의 박막트랜지스터와; 상기 박막트랜지스터 상에 형성되어 있는 보호막과; 상기 보호막 상에 형성되어 있으며, 상기 박막트랜지스터와 전기적으로 연결되어 있는 복수의 화소전극과; 상기 화소전극 간을 구획하는 격벽층과; 상기 화소전극 상에 형성되어 있는 유기층을 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치에 의해서도 달성된다.On the other hand, the above object, the substrate material; A color filter layer formed on one surface of the substrate material; A plurality of thin film transistors formed on the other surface of the substrate material; A passivation layer formed on the thin film transistor; A plurality of pixel electrodes formed on the passivation layer and electrically connected to the thin film transistors; A barrier layer partitioning between the pixel electrodes; It is also achieved by a display device comprising an organic layer formed on the pixel electrode.
상기 유기층의 상부에 위치하는 공통전극을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The method may further include a common electrode positioned on the organic layer.
상기 유기층은 순차적으로 적층되어 있는 정공주입층과 유기발광층을 포함하는 것을 특징으로 한다.The organic layer may include a hole injection layer and an organic light emitting layer that are sequentially stacked.
상기 컬러필터층을 보호하는 보호막을 더 포함하는 것이 컬러필터층의 파손 및 불량을 방지하기 의해 바람직하다.It is preferable to further include a protective film for protecting the color filter layer by preventing breakage and defect of the color filter layer.
또한, 상기의 목적은, 기판소재와; 상기 기판소재에 형성되어 있는 복수의 박막트랜지스터와; 상기 박막트랜지스터 상에 형성되어 있는 보호막과; 상기 보호막 상에 레이저전사(Laser-induced thermal imaging; LITI)방법에 의해 형성되어 있는 컬러필터층과; 상기 컬러필터층의 상부에 형성되어 있으며, 상기 박막트랜지스터와 전기적으로 연결되어 있는 복수의 화소전극과; 상기 화소전극 간을 구획하는 격벽층과; 상기 화소전극 상에 형성되어 있는 유기층과; 상기 유기층 상에 형성되어 있는 공통전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치에 의해서도 달성된다.In addition, the above object, the substrate material; A plurality of thin film transistors formed on the substrate material; A passivation layer formed on the thin film transistor; A color filter layer formed on the protective film by a laser-induced thermal imaging (LITI) method; A plurality of pixel electrodes formed on the color filter layer and electrically connected to the thin film transistors; A barrier layer partitioning between the pixel electrodes; An organic layer formed on the pixel electrode; It is also achieved by a display device comprising a common electrode formed on the organic layer.
상기 유기층은 순차적으로 적층되어 있는 정공주입층과 유기발광층을 포함하 는 것을 특징으로 한다.The organic layer is characterized in that it comprises a hole injection layer and an organic light emitting layer are sequentially stacked.
본 발명의 다른 목적은 기판소재 상에 레이저전사(Laser-induced thermal imaging; LITI)방법에 의해 컬러필터층을 형성하는 단계와; 상기 기판소재 상에 유기발광층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치의 제조방법에 의해 달성된다.Another object of the present invention is to form a color filter layer on a substrate material by laser-induced thermal imaging (LITI) method; It is achieved by a method of manufacturing a display device comprising the step of forming an organic light emitting layer on the substrate material.
상기 디스플레이장치의 제조방법은 상기 기판소재 상에 박막트랜지스터 및 보호막을 형성하는 단계와; 상기 박막트랜지스터와 전기적으로 연결되어 있는 복수의 화소전극을 마련하는 단계와; 상기 화소전극 간을 구획하는 격벽층을 형성하는 단계를 더 포함하며, 상기 유기발광층은 상기 화소전극의 상부에 형성되는 것이 바람직하다.The method of manufacturing the display device includes forming a thin film transistor and a protective film on the substrate material; Providing a plurality of pixel electrodes electrically connected to the thin film transistors; The method may further include forming a partition layer between the pixel electrodes, wherein the organic light emitting layer is formed on the pixel electrode.
상기 디스플레이 장치의 제조방법은 상기 유기발광층 상에 공통전극을 형성하는 단계를 더 포함하며, 상기 컬러필터층은 상기 공통전극 상에 형성되는 것이 바람직하다.The method of manufacturing the display apparatus further includes forming a common electrode on the organic light emitting layer, and the color filter layer is preferably formed on the common electrode.
상기 디스플레이 장치의 제조방법은 상기 유기발광층과 상기 공통전극 사이에 금속막을 형성하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.The method of manufacturing the display device may further include forming a metal film between the organic light emitting layer and the common electrode.
상기 컬러필터층은 제조의 편의를 위해 상기 기판소재의 일면에 형성되며, 상기 유기발광층은 상기 기판소재의 타면에 형성되는 것이 바람직하다.The color filter layer is formed on one surface of the substrate material for convenience of manufacture, and the organic light emitting layer is preferably formed on the other surface of the substrate material.
상기 디스플레이장치의 제조방법은 상기 기판소재 상에 박막트랜지스터 및 보호막을 형성하는 단계를 더 포함하며, 상기 컬러필터층은 상기 보호막 상에 형성되며, 상기 유기발광층은 상기 컬러필터층의 상부에 형성되는 것을 특징으로 할 수 도 있다.The method of manufacturing the display apparatus further includes forming a thin film transistor and a protective film on the substrate material, wherein the color filter layer is formed on the protective film, and the organic light emitting layer is formed on the color filter layer. You can also
상기 디스플레이장치의 제조방법은 상기 컬러필터층 상에 상기 박막트랜지스터와 전기적으로 연결되어 있는 복수의 화소전극을 마련하는 단계와; 상기 화소전극 간을 구획하는 격벽층을 형성하는 단계를 더 포함하며, 상기 유기발광층은 상기 격벽층을 경계로 상기 화소전극의 상부에 형성되는 것을 특징으로 할 수도 있다.The method of manufacturing the display apparatus includes providing a plurality of pixel electrodes electrically connected to the thin film transistor on the color filter layer; The method may further include forming a partition layer that divides the pixel electrodes, wherein the organic light emitting layer may be formed on the pixel electrode at the boundary of the partition layer.
이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 대하여 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
여러 실시예에 있어서 동일한 구성요소에 대하여는 동일한 참조번호를 부여하였으며, 동일한 구성요소에 대하여는 제1실시예에서 대표적으로 설명하고 다른 실시예에서는 생략될 수 있다.In various embodiments, like reference numerals refer to like elements, and like reference numerals refer to like elements in the first embodiment and may be omitted in other embodiments.
본 발명의 제1실시예에 따른 디스플레이장치를 도1을 참조하여 설명한다. 도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 디스플레이장치의 단면도이다. 본 발명의 제1실시예에 따른 디스플레이장치는 탑 에미션(top emission) 구조임을 미리 밝혀둔다.A display device according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 1 is a cross-sectional view of a display device according to a first embodiment of the present invention. The display device according to the first embodiment of the present invention is known in advance that the top emission (top emission) structure.
본 발명에 따른 디스플레이 장치(1)는 기판 소재(10) 상에 형성되어 있는 박막트랜지스터(20), 박막트랜지스터(20)에 전기적으로 연결되어 있는 화소전극(32), 화소전극(32) 간을 구획하는 격벽층(40), 화소전극(32) 상에 형성되어 있는 유기층(50), 유기층(50) 상에 순차적으로 형성되어 있는 금속막(61)과 공통전극(62) 및 공통전극(62) 상에 형성되어 있는 컬러필터층(70)을 포함한다.The
제1실시예에서는 비정질 실리콘을 사용한 박막트랜지스터(20)를 예시하였으나 폴리실리콘을 사용하는 박막트랜지스터를 사용할 수 있음은 물론이다.In the first embodiment, the
제1실시예에 따른 디스플레이 장치를 자세히 살펴보면 다음과 같다. Looking at the display device according to the first embodiment in detail as follows.
유리, 석영, 세라믹 또는 플라스틱 등의 절연성 재질을 포함하여 만들어진 기판 소재(10) 상에 게이트 전극(21)이 형성되어 있다. The
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.A
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.The
소스 전극(25)과 드레인 전극(26) 및 이들이 가리지 않는 반도체층(23)의 상부에는 박막트랜지스터 보호막(31)이 형성되어 있다. 박막트랜지스터 보호막(31)은 실리콘 질화물(SiNx) 또는/그리고 유기막으로 이루어질 수 있다. 박막트랜지스터 보호막(31)에는 드레인 전극(26)을 드러내는 접촉구(27)가 형성되어 있다.The thin film
박막트랜지스터 보호막(31)의 상부에는 화소전극(32)이 형성되어 있다. 화소전극(32)은 음극(anode)라고도 불리며 유기층(50)에 정공(hole)을 공급한다. 화소전극(32)은 ITO(indium tin oxide) 또는 IZO(indium zinc oxide)등의 투명한 도전물질로 이루어져 있다. 화소전극(32)은 평면에서 보아 대략 사각형으로 패터닝되어 있으며 두께는 50 내지 200nm정도이다.The
각 화소전극(32) 간에는 격벽층(40)이 형성되어 있다. 격벽층(40)은 화소전극(32) 간을 구분하여 화소영역을 정의하며 박막트랜지스터(20)와 접촉구(27) 상에 형성되어 있다. 격벽층(40)은 박막트랜지스터(20)의 소스 전극(25)과 드레인 전극(26)이 공통전극(62)과 단락되는 것을 방지하는 역할도 한다. 격벽층(40)은 아크릴 수지, 폴리이미드 수지 등의 내열성, 내용매성이 있는 감광물질이나 SiO2, TiO2와 같은 무기재료로 이루어질 수 있으며 유기층과 무기층의 2층 구조도 가능하다.A
화소전극(32) 상에는 유기층(50)이 형성되어 있다. 유기층(50)은 정공주입층(51, hole injecting layer)과 유기발광층(55)으로 이루어져 있다.The
정공주입층(51)의 두께는 약 50nm 내지 400nm이며 이 중 200nm정도가 바람직하다. 정공주입층(51)의 재료로는 예를 들어 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)(PEDOT) 등의 폴리티오펜 유도체와 폴리스틸렌 술폰산(PSS) 등의 혼합물을 사용할 수 있다.The thickness of the
유기발광층(55)은 적색을 발광하는 적색발광층(55a), 녹색을 발광하는 녹색발광층(55b), 청색을 발광하는 청색발광층(55c)으로 이루어져 있다. 유기발광층(55)의 두께는 약 50nm 내지 400nm이며 이 중 200nm정도가 바람직하다. 유기발광층(55)은 폴리플루오렌 유도체, (폴리)파라페닐렌비닐렌 유도체, 폴리페닐렌 유도체, 폴리비닐카바졸, 폴리티오펜 유도체 또는, 이들의 고분자 재료에 페릴렌계 색소, 로더민계 색소, 루브렌, 페릴렌, 9,10-디페닐안트라센, 테트라페닐부타디엔, 나일 레드, 쿠마린 6, 퀴나크리돈 등을 도핑하여 사용할 수 있다. The organic
화소전극(32)에서 전달된 정공과 공통전극(62)에서 전달된 전자는 유기발광 층(55)에서 결합하여 여기자(exciton)가 된 후, 여기자의 비활성화 과정에서 빛을 발생시킨다. Holes transferred from the
도시하지는 않았지만 디스플레이장치(1)는 정공주입층(51, hole injecting layer)과 유기발광층(55) 사이에 정공수송층(hole transfer layer)을 더 포함할 수 있다.격벽층(40) 및 유기발광층(55)의 상부에는 순착적으로 형성되어 있는 금속막(61)과 공통전극(62)이 위치한다. Although not shown, the
금속막(61)은 칼슘 또는 알루미늄으로 이루어지거나 이들이 적층되어 이루어질 수 있다. 금속막(61)은 공통전극(62)의 전자(electron)가 유기발광층(55)에 원활히 전달되도록 하며, 유기발광층(55)에서 자발광한 빛이 상부의 컬러 필터층(70)으로 입사되는 과정에서 휘도가 감소하는 것을 방지하기 위해 거의 투명하도록 두께가 15Å 내지 60Å인 것이 바람직하다. The
공통전극(62)은 양극(cathode)이라고도 불리며 유기발광층(55)에 전자를 공급한다. 공통전극(62)은 화소전극(32)과 마찬가지로ITO(indium tin oxide) 또는 IZO(indium zinc oxide)등의 투명한 도전물질로 이루어져 있다. 따라서 유기발광층(55)에서 자발광한 빛이 투명한 금속막(61)과 투명한 공통전극(62)을 거쳐 컬러필터층(70)을 통과해 나가는 탑 에미션 구조를 이루게 된다. 공통전극(62)의 두께는 50 내지 200nm정도이다. 본 발명의 제1실시예에서는 유기발광층(55)과 공통전극(62)의 사이에 금속막(61)이 형성되어 있으나, 이를 제외하고 유기발광층(55)의 상부에 바로 투명한 공통전극(62)을 형성하여도 무방하다.The
공통전극(62)의 상부에는 컬러필터층(70)이 형성되어 있다. 컬러필터층(70) 은 유기발광층(55)의 적색발광층(55a), 녹색발광층(55b) 및 청색발광층(55c)의 상부에 각각 대응되게 형성되어 적색, 녹색 및 청색을 색을 부여하는 적색컬러필터층(70a), 녹색컬러필터층(70b) 및 청색컬러필터층(70c)으로 이루어져 있다. 컬러필터층(70)은 적색, 녹색 및 청색 중 어느 하나의 색을 갖는 착색 감광성 유기 조성물로 이루어져 있다.The
컬러필터층(70)은 제조가 간편하고 제조효율이 우수한 후술할 레이저전사(laser induced thermal imaging) 방법에 의해 형성되나, 각 색상의 착색 감광성 유기 조성물을 도포, 노광, 현상, 베이크를 거쳐서 형성시킬 수도 있다. The
도시하지는 않았지만 디스플레이장치(1)는 유기발광층(55)과 금속막(61) 사이에 전자수송층(electron transfer layer)과 전자주입층(electron injection layer)을 더 포함할 수 있다. 한편 상기에서 설명한 바와 같이 금속막(61)이 없는 경우에는 유기 발광층(55)과 공통전극(62) 사이에 전자수송층(electron transfer layer)과 전자주입층(electron injection layer)을 더 포함하여도 무방하다. 또한 공통전극(62)의 보호를 위한 보호막, 유기층(50)으로의 수분 및 공기 침투를 방지하기 위한 봉지부재를 더 포함할 수 있다. 봉지부재는 밀봉수지와 밀봉캔으로 이루어질 수 있다.Although not shown, the
이상의 구성에 의하면 유기발광층(55)의 적색발광층(55a), 녹색발광층(55b) 및 청색발광층(55c)에서 자발광한 색순도가 낮은 적색, 녹색 및 청색의 빛이 상부에 각각 대응되게 형성되어 적색, 녹색 및 청색을 색을 부여하는 적색컬러필터층(70a), 녹색컬러필터층(70b) 및 청색컬러필터층(70c)으로 이루어진 컬러필터층(70) 을 다시 통과함으로써 색순도가 증가하여 색재현성이 우수한 디스플레이장치(1)가 제공된다.According to the above configuration, red, green, and blue light having low color purity emitted from the red
이하에서는 본 발명의 제1실시예에 따른 디스플레이장치의 제조방법을 도2a 내지 도2f를 참조하여 설명한다. 도2a 내지 도2f는 각각 본 발명의 제1실시예에 따른 디스플레이장치의 제조방법을 설명하기 위한 단면도이다.Hereinafter, a method of manufacturing a display device according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 2A to 2F. 2A to 2F are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a display device according to a first embodiment of the present invention, respectively.
먼저 도 2a와 같이 기판소재(10) 상에 박막트랜지스터(20)와 박막트랜지스터 보호막(31)을 형성한다. First, a
박막트랜지스터(20)는 채널부가 비정질 실리콘으로 이루어져 있으며 공지의 방법으로 제조될 수 있다. 박막트랜지스터(20) 형성 후 박막트랜지스터(20) 상에 박막트랜지스터 보호막(31)을 형성한다. 박막트랜지스터 보호막(31)이 실리콘 질화물인 경우 화학 기상 증착법(CVD)을 사용할 수 있다. The
이 후 도2b에서 보는 바와 같이 박막트랜지스터 보호막(31)을 사진 식각하여 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(32)을 형성한다. 화소전극(32)은 ITO를 스퍼터링 방식으로 증착한 후 패터닝하여 형성할 수 있다.Thereafter, as illustrated in FIG. 2B, the thin film transistor
화소전극(32)을 형성한 후 화소전극(32) 간을 구획하며, 접촉구(27)를 덮고 있는 격벽층(40)을 형성한다. 격벽층(40)의 형성은 우선 격벽 물질층(미도시)을 형성하고 노광한다. 격벽 물질층(미도시)은 감광성 물질로 이루어져 있으며 슬릿 코팅 또는 스핀 코팅 등의 방법으로 형성될 수 있다. 그런 다음 격벽 물질층(미도시)을 노광 및 현상하면 격벽층(40)이 완성된다. 현상에 의해 격벽층(40)의 높이는 격 벽 물질층(미도시)의 높이보다 다소 낮아진다.After the
이후 도 2c에서 보는 바와 같이 유기층(50)인 정공주입층(51)과 유기발광층(55)을 형성한다.Thereafter, as shown in FIG. 2C, the
우선 정공주입층(51)을 형성하기 위해 정공주입물질을 포함하는 고분자 용액인 정공주입용액(미도시)을 화소전극(32) 상에 잉크젯 방법을 사용하여 드로핑한다. 정공주입용액(미도시)은 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)(PEDOT) 등의 폴리티오펜 유도체와 폴리스틸렌 술폰산(PSS) 등의 혼합물과 이들 혼합물이 용해되어 있는 극성 용매를 포함할 수 있다. 극성 용매로는, 예를 들어 이소프로필알콜(IPA), n-부탄올, γ-부틸올락톤, N-메틸피를리돈(NMP), 1,3-디메틸-2-이미다졸리디논(DMI) 및 그 유도체, 카비톨아세테이트, 부틸카비톨아세테이트 등의 글리콜에테류 등을 들 수 있다.First, to form the
정공주입용액(미도시)을 건조하여 용매를 제거하는 과정을 살펴보면 다음과 같다. 건조는 질소 분위기 하 실온에서 압력을 1Torr 정도로 낮추어 행할 수 있다. 압력이 너무 낮으면 정공주입용액(미도시)이 급격히 끊을 위험이 있다. 한편 온도를 실온 이상으로 하면 용매의 증발 속도가 높아져 균일한 두께의 막을 형성하기 어려워 바람직하지 않다. Looking at the process of removing the solvent by drying the hole injection solution (not shown) as follows. Drying can be performed by reducing the pressure to about 1 Torr at room temperature under a nitrogen atmosphere. If the pressure is too low, there is a risk that the hole injection solution (not shown) may break rapidly. On the other hand, when the temperature is higher than or equal to room temperature, the solvent evaporation rate increases, which makes it difficult to form a film of uniform thickness, which is not preferable.
정공주입용액(미도시)의 건조가 완료되면 정공주입층(51)이 완성된다. 정공주입용액(미도시)의 건조 과정에서 정공주입물질의 이동이 없어 화소전극(32) 상에 형성된 정공주입층(51)은 비교적 일정한 두께를 가지게 된다. 건조가 완료된 후 질소 중, 바람직하게는 진공 중에서 약 200℃에서 10분 정도 열처리를 할 수 있는데, 이 과정을 통해 정공주입층(51) 내에 잔존하는 용매나 물이 제거된다.When the drying of the hole injection solution (not shown) is completed, the
다음으로 유기발광층(55)을 형성하기 위해 발광물질을 포함하는 고분자 용액인 발광용액(미도시)을 정공주입층(51)이 형성되어 있는 화소전극(32) 상에 드로핑한다. 발광용액(미도시)은 격벽층(40)보다 낮게 형성되어 이웃하는 발광용액(미도시)은 혼합되지 않고 분리되어 있게 된다. 발광용액(미도시)의 용매는 정공주입층(51)의 재용해를 방지하게 위해 정공주입층(51)에 대하여 불용인 비극성 용매를 사용한다. 비극성 용매로는 시클로헥실벤젠, 디하이드로벤조퓨란, 트리메틸벤젠, 테트라메틸벤젠 등이 있다.Next, in order to form the organic
한편 정공주입층(51)은 비극성 용매에 대한 친화성이 낮으므로, 비극성 용매를 포함하는 발광용액(미도시)을 사용할 경우 정공주입층(51)과 유기발광층(55)을 밀착시킬 수 없게 되거나, 유기발광층(55)을 균일하게 도포할 수 없게 될 우려가 있다. 따라서 비극성 용매에 대한 정공주입층(51)의 친화성을 높이기 위하여, 발광용액(미도시)의 드로핑 전에 정공주입층(51)의 표면개질공정을 거치는 것이 바람직하다. On the other hand, since the
표면개질공정에서는 표면개질제를 정공주입층(51)에 도포한 후 건조 증발시킨다. 표면개질제는 발광용액(미도시)의 용매인 시클로헥실벤젠, 디하이드로벤조퓨란, 트리메틸벤젠, 테트라메틸벤젠 또는 이들 용매와 유사한 톨루엔 또는 자일렌을 사용할 수 있다. 표면개질제의 도포방법은 잉크젯 방법, 스핀 코팅법 또는 딥 방법이 가능하다.In the surface modification process, the surface modifier is applied to the
표면개질공정을 통해 정공주입층(51)의 표면이 비극성 용매에 융합하기 쉬워 져 발광용액(미도시)을 균일하게 도포할 수 있다. 발광용액(미도시)의 건조가 완료되면 유기발광층(55)이 완성된다. 발광용액(미도시)의 건조 과정은 정공주입용액(미도시)의 건조 과정과 같다. Through the surface modification process, the surface of the
이후 도2d에서 보는 바와 같이 격벽층(40)과 유기발광층(55)상에 순차적으로 금속막(61)과 공통전극(62)을 형성한다.Subsequently, as shown in FIG. 2D, the
금속막(61)의 칼슘 또는 알루미늄을 스퍼터링 방법으로 증착시켜 형성한다. 금속막(61)은 칼슘과 알루미늄이 상호 적층된 이중막으로 이루어질 수도 있으며 두께는15Å 내지 60Å가 되도록 형성된다.Calcium or aluminum of the
공통전극(62)은 ITO(Indium Tin Oxide) 또는 IZO(Indium Zinc Oxide) 등의 투명한 도전 물질을 스퍼터링 방법에 의해 두께가 50 내지 200nm정도가 되도록 증착시켜 마련된다.The
이 후 도2e에서 보는 바와 같이 레이저전사(LITI) 방법에 의해 공통전극(62)의 상부에 컬러필터층(70)을 형성한다.Thereafter, as shown in FIG. 2E, the
레이저전사방식에 의한 컬러필터층(70) 형성과정을 살펴보면 우선 공통전극(62)의 상부에 LITI필름(71)을 위치시킨다.Looking at the process of forming the
LITI필름(71)은 베이스막(74), 열변환막(73) 및 컬러필터층 형성막(72)을 포함한다. 베이스막(74)은 다른 막(72,73)의 형성장소를 제공하는 막이며, 열변환막(73)은 레이저 빔의 빛 에너지를 열에너지로 바꾸어 준다. 컬러필터층 형성막(72)은 적색, 녹색 및 청색 중 어느 하나의 색을 갖는 착색 감광성 유기 조성물로 이루어진 막으로 컬러필터층(70)이 된다.The
이 후 레이저 빔을 공통전극(62)의 상부에 위치하는LITI필름(71)의 특정 구역에 조사한다. 그러면 열변환막(73)이 레이저 빔의 빛 에너지를 열에너지로 바꾸어서 이를 컬러필터층 형성막(72)에 공급하게 된다. 이에 따라 컬러필터층 형성막(72) 중 열에너지를 공급받은 부분은 다른 부분과 달리 유동성을 가지게 되며 공통전극(62)의 상부에 부착되면서 도2f에서 보는 바와 같이 적색컬러필터층(70a)이 형성되게 된다. 마찬가지 방법으로 녹색컬러필터층(70b)과 청색컬러필터층(70c)의 순차적으로 형성하면 도1의 색재현성이 우수한 디스플레이 장치(1)가 완성되게 된다. Thereafter, the laser beam is irradiated to a specific region of the
컬러필터층(70)은 각 색상의 착색 감광성 유기 조성물을 도포, 노광, 현상, 베이크를 거쳐서 형성시킬 수도 있으나, 제조공정이 복잡하고 제조시간이 많이 걸리며 제조비용이 높아 제조효율이 떨어진다. 그러나 상기의 레이저전사(LITI) 방법에 의해 컬러필터층(71)을 형성하면 제조공정이 간단하고 제조시간을 줄일 수 있어 제조효율을 증대시킬 수 있다. The
이하에서는 본 발명의 제2실시예에 따른 디스플레이장치을 도3을 참조하여 제1실시예에 따른 디스플레이장치와의 차이를 중심으로 설명하면 다음과 같다. 도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 디스플레이장치의 단면도이다. 본 발명의 제2실시예에 따른 디스플레이장치는 바텀 에미션(bottom emission) 구조임을 미리 밝혀둔다.Hereinafter, the display device according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 3 with the differences from the display device according to the first embodiment. 3 is a cross-sectional view of a display device according to a second embodiment of the present invention. The display device according to the second embodiment of the present invention is known in advance that the bottom emission (bottom emission) structure.
본 발명의 제2실시예에 따른 디스플레이장치(2)는 본 발명의 제1실시예에 따른 디스플레이장치(1)와 달리 유기발광층(55)에서 자발광한 빛이 기판소재(10)의 배면으로 나오는 바텀 에미션 구조로서 컬러필터층(80)이 기판소재(10)의 배면에 형성되어 있으며, 컬러필터층(80)을 보호하기 위한 컬러필터층 보호막(82)이 형성되어 있다.In the
디스플레이장치(2)의 제조과정에서 기판소재(10)의 하부는 다른 물질과 접촉하게 됨에 따라 컬러필터층(80)이 오염되거나 파손될 수 있다. 따라서 컬러필터층 보호막(82)은 오염이나 파손으로부터 컬러필터층(80)을 보호한다. 컬러필터층 보호막(82)은 박막트랜지스터 보호막(31)과 마찬가지로 실리콘 질화물(SiNx) 또는/그리고 유기막으로 이루어질 수 있다.As the lower portion of the
한편 제1실시예에 따른 디스플레이장치(1)와 달리 제2실시예에 따른 디스플레이장치(2)는 금속막(61)과 투명한 공통전극(62)이 따로 형성되는 것이 아니라 은 또는 알루미늄으로 이루어진 불투명한 공통전극(63)만으로 형성된다. 공통전극(63)은 유기발광층(55)에 직접 접하여 전자를 주입하며 격벽층(40)의 상부면과 직접 접해 있다. On the other hand, unlike the
불화 리튬은 유기발광층(55)의 재료에 따라서는 발광효율을 증가시키기 때문에, 유기발광층(55)과 공통전극(63) 사이에 불화리튬층을 형성할 수도 있다. Since lithium fluoride increases the luminous efficiency depending on the material of the organic
따라서 상기의 구성에 의해서도 제1실시예와 마찬가지로 유기발광층(55)의 적색발광층(55a), 녹색발광층(55b) 및 청색발광층(55c)에서 자발광한 색순도가 낮은 적색, 녹색 및 청색의 빛이 유리 기판(10)의 배면에 각각 대응되게 형성되어 적색, 녹색 및 청색을 색을 부여하는 적색컬러필터층(80a), 녹색컬러필터층(80b) 및 청색컬러필터층(80c)으로 이루어진 컬러필터층(80)을 다시 통과함으로써 색순도가 증가하여 색재현성이 우수한 디스플레이장치(2)가 제공된다.Therefore, according to the above configuration, red, green, and blue light having low color purity emitted by the red
본 발명의 제2실시예에 따른 디스플레이장치(2)의 제조방법은 제1실시예에 따른 디스플레이 제조방법과 유리기판(10)의 배면에 컬러필터층(80)을 레이저전사방식(LITI)에 또는 각 색상의 착색 감광성 유기 조성물을 도포, 노광, 현상, 베이크를 거쳐서 컬러필터층(70)을 형성시킨다는 것과 금속막(61)을 제외한 불투명한 공통전극(63)을 형성시키는 것을 제외하고는 동일한바 상세한 설명은 생략한다.In the manufacturing method of the
한편 본 발명은 제1실시예 및 제2실시예에 따른 디스플레이장치(1, 2)의 제조방법 중 레이저전사방식(LITI)에 의해 컬러필터층(80)을 형성하는 방법은 일반적인 바텀 에미션 구조이며 박막트랜지스터(20)와 화소전극(32) 사이에 컬러필터층(70,80)이 형성되는 구조에서도 사용 가능함은 물론이다.Meanwhile, in the method of manufacturing the
비록 본 발명의 몇몇 실시예들이 도시되고 설명되었지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 발명의 원칙이나 정신에서 벗어나지 않으면서 본 실시예를 변형할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 따라서 발명의 범위는 첨부된 청구항과 그 균등물에 의해 정해질 것이다. Although some embodiments of the invention have been shown and described, it will be apparent to those skilled in the art that modifications may be made to the embodiment without departing from the spirit or spirit of the invention. . Therefore, the scope of the invention will be defined by the appended claims and equivalents thereof.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 색재현성이 우수한 디스플레이장치 및 그 제조방법이 제공된다.As described above, according to the present invention, a display device excellent in color reproducibility and a manufacturing method thereof are provided.
Claims (18)
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