KR20140108025A - 유기발광 디스플레이 장치 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 제조과정에서의 불량률이 현저히 낮아진 유기발광 디스플레이 장치 및 그 제조방법을 위하여, 기판과, 상기 기판을 덮으며 상면에 오목부를 갖는 평탄화막과, 상기 평탄화막의 상기 오목부 내에 위치하는 화소전극과 상기 평탄화막의 상기 오목부 외측 상면에 위치하는 단차형성부와, 상기 화소전극의 중앙부를 포함한 적어도 일부를 노출시키며 상기 단차형성부를 덮어 상면에 상기 단차형성부에 대응하는 돌출부를 갖는 화소정의막을 갖는, 유기발광 디스플레이 장치 및 그 제조방법을 제공한다.

Description

유기발광 디스플레이 장치 및 그 제조방법{Organic light emitting display apparatus and manufacturing method for the same}
본 발명은 유기발광 디스플레이 장치 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 더 상세하게는 제조과정에서의 불량률이 현저히 낮아진 유기발광 디스플레이 장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.
유기발광 디스플레이 장치는 상호 대향된 두 전극과 그 사이에 개재된 발광층을 포함하는 중간층을 갖는 유기발광소자를 각 부화소로 갖는 디스플레이 장치이다. 이러한 유기발광 디스플레이 장치는 각 부화소의 발광여부 및 각 부화소에서 방출하는 광량 등을 박막트랜지스터를 이용해 제어하기에, 기판 상에 배치된 박막트랜지스터와 그 상부에 위치하며 박막트랜지스터에 전기적으로 연결된 유기발광소자를 갖는 것이 일반적이다.
그러나 이러한 종래의 유기발광 디스플레이 장치에는 각 부화소의 중간층을 형성할 시 불량 발생률이 높거나, 복잡한 공정을 통해 형성해야만 한다는 문제점이 있었다. 예컨대 각 부화소영역별로 상이한 발광물질을 증착하기 위해서 각 부화소에 대응하는 작은 관통홀을 갖는 마스크를 이용하는바, 유기발광 디스플레이 장치의 해상도가 높아짐에 따라 마스크의 관통홀이 더 작아지고 또 조밀하게 위차하게 되었으며, 이에 따라 발광물질의 증착이 정확하게 제대로 이루어지지 않는다는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 포함하여 여러 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 제조과정에서의 불량률이 현저히 낮아진 유기발광 디스플레이 장치 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 관점에 따르면, 기판과, 상기 기판을 덮으며 상면에 오목부를 갖는 평탄화막과, 상기 평탄화막의 상기 오목부 내에 위치하는 화소전극과 상기 평탄화막의 상기 오목부 외측 상면에 위치하는 단차형성부와, 상기 화소전극의 중앙부를 포함한 적어도 일부를 노출시키며 상기 단차형성부를 덮어 상면에 상기 단차형성부에 대응하는 돌출부를 갖는 화소정의막을 갖는, 유기발광 디스플레이 장치가 제공된다.
상기 화소전극과 상기 단차형성부는 상호 이격되어 컨택하지 않을 수 있다.
상기 화소전극의 상기 화소정의막에 덮이지 않은 부분과, 상기 화소정의막의 상기 돌출부의 단부면에 위치한, 발광층을 가질 수 있다. 이때, 상기 화소전극의 상기 화소정의막에 덮이지 않은 부분에 위치한 발광층과 상기 화소정의막의 상기 돌출부의 단부면에 위치한 발광층은 상호 이격될 수 있다.
한편, 상기 화소전극과 상기 단차형성부는 동일한 물질을 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 화소전극과 상기 단차형성부는 동일한 층구조를 가질 수 있다.
상기 단차형성부는 상기 평탄화막 상에서 상기 화소전극을 일주(一周)할 수 있다.
상기 화소전극과 인접한 인접화소전극을 더 구비하며, 상기 평탄화막은 상기 오목부에 인접하되 상기 오목부로부터 이격되어 위치한 인접오목부를 갖고, 상기 인접화소전극은 상기 인접오목부 내에 위치하며, 상기 단차형성부는 상기 화소전극과 상기 인접화소전극 사이에 위치할 수 있다.
본 발명의 다른 일 관점에 따르면, 기판을 덮으며 상면에 오목부를 갖는 평탄화막을 형성하는 단계와, 상기 평탄화막의 상기 오목부 내에 위치하는 화소전극과 상기 평탄화막의 상기 오목부 외측 상면에 위치하는 단차형성부를 형성하는 단계와, 상기 화소전극의 중앙부를 포함한 적어도 일부를 노출시키며 상기 단차형성부를 덮어 상면에 상기 단차형성부에 대응하는 돌출부를 갖는 화소정의막을 형성하는 단계를 포함하는, 유기발광 디스플레이 장치의 제조방법이 제공된다.
상기 화소전극과 상기 단차형성부를 형성하는 단계는, 상기 화소전극과 상기 단차형성부가 상호 이격되어 컨택하지 않도록 형성하는 단계일 수 있다.
상기 평탄화막을 형성하는 단계는, 하프톤마스크를 이용하는 단계일 수 있다.
한편, 상기 화소전극의 상기 화소정의막에 덮이지 않은 부분과, 상기 화소정의막의 상기 돌출부의 단부면에, 발광층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 발광층을 형성하는 단계는 레이저 열전사법을 이용하는 단계일 수 있다.
상기 화소전극과 상기 단차형성부를 형성하는 단계는, 동일한 물질로 상기 화소전극과 상기 단차형성부를 형성하는 단계일 수 있다. 이 경우, 상기 화소전극과 상기 단차형성부를 형성하는 단계는, 상기 화소전극과 상기 단차형성부를 동시에 형성하는 단계일 수 있다.
상기 단차형성부는 상기 평탄화막 상에서 상기 화소전극을 일주(一周)할 수 있다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제조과정에서의 불량률이 현저히 낮아진 유기발광 디스플레이 장치 및 그 제조방법을 구현할 수 있다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1 내지 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광 디스플레이 장치의 제조방법의 공정들을 개략적으로 도시하는 단면도들이다.
도 9는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 유기발광 디스플레이 장치를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 유기발광 디스플레이 장치의 일부를 개략적으로 도시하는 평면도이다.
도 11은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 유기발광 디스플레이 장치의 일부를 개략적으로 도시하는 평면도이다.
도 12는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 유기발광 디스플레이 장치의 일부를 개략적으로 도시하는 평면도이다.
도 13은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 유기발광 디스플레이 장치의 일부를 개략적으로 도시하는 평면도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있는 것으로, 이하의 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 또한 설명의 편의를 위하여 도면에서는 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
한편, 층, 막, 영역, 판 등의 각종 구성요소가 다른 구성요소 "상에" 있다고 할 때, 이는 다른 구성요소 "바로 상에" 있는 경우뿐 아니라 그 사이에 다른 구성요소가 개재된 경우도 포함한다.
도 1 내지 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광 디스플레이 장치의 제조방법의 공정들을 개략적으로 도시하는 단면도들이다.
본 실시예에 따른 유기발광 디스플레이 장치의 제조방법은, 먼저 기판(110)을 준비한다. 기판(110)은 글라스재, 금속재, 또는 PET(Polyethylen terephthalate), PEN(Polyethylen naphthalate), 폴리이미드(Polyimide) 등과 같은 플라스틱재 등, 다양한 재료로 형성된 것일 수 있다. 이러한 기판(110)에는 박막트랜지스터(200)가 배치될 수 있다. 물론 필요에 따라 박막트랜지스터(200) 형성에 앞서 기판(110) 상에 버퍼층(115)과 같은 다른 층이 형성되어 있을 수도 있다. 그러한 버퍼층(115)은 도시된 것과 같이 기판(110)의 전면(全面)에 형성될 수도 있고, 패터닝된 형태로 형성될 수도 있다.
버퍼층(115)은 다양한 물질로 만들어질 수 있는데, PET(Polyethylen terephthalate), PEN(Polyethylen naphthalate), 폴리아크릴레이트(Polyacrylate) 또는 폴리이미드(Polyimide) 등과 같은 물질을 이용해 단층 또는 복층의 구조로 형성할 수 있다. 물론 이 외에도 실리콘옥사이드나 실리콘나이트라이드 등을 이용하는 것을 고려할 수도 있으며, 유기물과 무기물의 복합막으로 형성될 수도 있다.
박막트랜지스터(200)는 각 부화소의 발광여부를 제어하거나 발광할 시의 방출 광량을 제어하는 역할을 할 수 있다. 이러한 박막트랜지스터(200)는 반도체층(210), 게이트전극(220) 및 소스/드레인전극(230)을 구비할 수 있다.
반도체층(210)은 비정질 실리콘층, 옥사이드 또는 다결정질 실리콘층으로 형성될 수 있으며, 또는 유기 반도체 물질로 형성될 수도 있다. 도면에서 자세히 도시되지는 않았으나, 필요에 따라 반도체층(210)은 도펀트로 도핑되는 소스 영역 및 드레인 영역과, 채널 영역을 구비할 수 있다.
이러한 반도체층(210)은 게이트절연막(130)으로 덮일 수 있으며, 이 게이트절연막(130) 상에 게이트전극(220)이 위치할 수 있다. 게이트절연막(130)은 통상적으로 기판(110)의 전면(全面)을 덮도록 형성될 수 있다. 물론 필요에 따라서는 게이트절연막(130)이 패터닝된 형태로 형성될 수도 있다. 게이트절연막(130)은 실리콘옥사이드, 실리콘나이트라이드 또는 기타 절연성 유무기물로 형성될 수 있다. 게이트전극(220)은 인접층과의 밀착성, 적층되는 층의 표면 평탄성 그리고 가공성 등을 고려하여, 예컨대 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 은(Ag), 마그네슘(Mg), 금(Au), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 이리듐(Ir), 크롬(Cr), 니켈(Li), 칼슘(Ca), 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti), 텅스텐(W), 구리(Cu) 중 하나 이상의 물질 및 임의의 합금 형태의 물질로 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다.
게이트전극(220)과 게이트절연막(130)은 실리콘옥사이드, 실리콘나이트라이드 및/또는 기타 절연성 유무기물로 형성된 층간절연막(140)으로 덮일 수 있다. 이러한 게이트절연막(130)과 층간절연막(140)의 일부분은 제거될 수 있는데, 이러한 제거를 통해 형성된 컨택홀은 반도체층(210)의 사전설정된 영역이 노출되도록 한다. 소스/드레인전극(230)은 컨택홀을 통해 반도체층(210)에 컨택할 수 있다. 소스/드레인전극(230)은 도전성 등을 고려하여 예컨대 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 은(Ag), 마그네슘(Mg), 금(Au), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 이리듐(Ir), 크롬(Cr), 니켈(Li), 칼슘(Ca), 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti), 텅스텐(W), 구리(Cu) 중 하나 이상의 물질 또는 임의의 합금형태의 물질로 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다.
이와 같은 박막트랜지스터(200)는 실리콘옥사이드, 실리콘나이트라이드 및/또는 기타 절연성 유무기물로 형성되는 보호막(150)으로 덮일 수 있다. 보호막(150)은 기판(110)의 전면(全面) 또는 기판(110)의 대부분을 덮는다. 도시된 것과 같이 보호막(150) 하부에 복잡한 층상구조의 박막트랜지스터(200)가 위치하고 있기에 보호막(150)의 상면이 충분히 평탄하지 않을 수 있다. 따라서 도시된 것과 같이 보호막(150) 상에 평탄화막(160)을 형성하여, 상면이 충분히 평탄한 평탄화막(160)을 형성한다.
이러한 평탄화막(160)은 기판(110)을 덮는데, 기판(110) 상에 박막트랜지스터(200) 및 이를 덮는 보호막(150)이 존재하기에, 이는 보호막(150)을 덮는 것으로 이해될 수 있다. 이러한 평탄화막(160)은 상면에 오목부(160a)를 갖는다. 이러한 오목부(160a)는 후술할 화소전극이 형성될 부분에 위치할 수 있다.
이러한 형상의 평탄화막(160)은 다양한 방식으로 형성할 수 있는데, 예컨대 상면이 모두 평탄한 평탄화막용 물질층을 형성한 후, 오목부(160a)가 형성될 부분을 제외한 부분에 추가적으로 평탄화막용 물질층을 형성할 수도 있다. 또는, 상면이 모두 평탄한 평탄화막용 물질층을 형성한 후, 오목부(160a)가 형성도리 부분을 식각하여 도시된 것과 같은 형상의 평탄화막(160)을 형성할 수도 있다. 물론 평탄화막을 증착 등의 방법으로 형성할 경우 이와 달리 하프톤마스크를 이용하여 1번의 증착으로도 도 1에 도시된 것과 같이 오목부(160a)가 형성된 평탄화막(160)을 형성할 수 있다.
평탄화막(160)을 형성한 후에는 도 1에 도시된 것과 같이 박막트랜지스터(200)의 소스전극/드레인전극 중 어느 하나가 노출되도록 보호막(150)과 평탄화막(160)에 비아홀(160')을 형성할 수 있다.
그 후, 도 2에 도시된 것과 같이 평탄화막(160)의 오목부(160a, 160b) 내에 위치하는 화소전극(310a, 310b)과, 평탄화막(160)의 오목부(160a, 160b) 외측 상면에 위치하는 단차형성부(310a', 310b')를 형성한다. 화소전극(310a, 310b)은 평탄화막(160)의 오목부(160a, 160b) 내에 위치하기에, 화소전극(310a, 310b)의 상면은 평탄화막(160)의 오목부(160a, 160b) 이외의 부분의 상면과 대략 동일평면 내에 존재할 수 있다.
화소전극(310a, 310b)과 단차형성부(310a', 310b')를 형성할 시, 화소전극(310a, 310b)과 단차형성부(310a', 310b')가 상호 이격되어 컨택하지 않도록 형성하는 것이 바람직하다. 화소전극(310a, 310b)은 하부에 위치한 박막트랜지스터(200)에 전기적으로 연결될 수 있다.
이와 같이 화소전극(310a, 310b)과 단차형성부(310a', 310b')를 형성할 시, 동일한 물질로 화소전극(310a, 310b)과 단차형성부(310a', 310b')를 형성할 수 있다. 나아가 화소전극(310a, 310b)과 단차형성부(310a', 310b')를 형성할 시 동일한 공정을 통해 동시에 형성함으로써, 제조 공정을 단순화할 수 있다. 이 경우, 화소전극(310a, 310b)과 단차형성부(310a', 310b')는 동일한 층상구조를 가질 수 있다.
화소전극(310a, 310b)은 (반)투명전극으로 또는 반사전극으로 형성될 수 있다. (반)투명전극으로 형성될 경우, 예컨대 인듐틴옥사이드(ITO; indium tin oxide), 인듐징크옥사이드(IZO; indium zinc oxide), 징크옥사이드(ZnO; zinc oxide), 인듐옥사이드(In2O3; indium oxide), 인듐갈륨옥사이드(IGO; indium gallium oxide) 또는 알루미늄징크옥사이드(AZO; aluminium zinc oxide)로 형성될 수 있다. 반사전극으로 형성될 경우에는 Ag, Mg, Al, Pt, Pd, Au, Ni, Nd, Ir, Cr 또는 이들의 화합물 등으로 형성된 반사막과, ITO, IZO, ZnO 또는 In2O3로 형성된 막을 포함할 수 있다. 물론 화소전극(310a, 310b)의 구성 및 재료가 이에 한정되는 것은 아니며 다양한 변형이 가능하다.
화소전극(310a, 310b)이나 단차형성부(310a', 310b')를 형성한 후, 도 3에 도시된 것과 같이 화소정의막(170a, 170b)을 형성한다. 화소정의막(170a, 170b)은 화소전극(310a, 310b)의 가장자리를 덮도록 평탄화막(160) 상에 형성된다. 즉, 화소전극(310a, 310b)의 중앙부를 포함한 적어도 일부를 노출시키며, 단차형성부(310a', 310b')를 덮도록 화소정의막(170a, 170b)을 형성한다. 이때 화소정의막(170a, 170b)이 단차형성부(310a', 310b')를 덮기에, 화소정의막(170a, 170b)의 상면에는 단차형성부(310a', 310b')에 대응하는 돌출부(172a, 172b)가 형성된다.
도면에서는 화소정의막(170a)과 화소정의막(170b)이 상호 이격된 형상으로 도시하고 있으나 이는 단면도이기에 그와 같이 도시된 것일 뿐이며, 화소정의막(170a)과 화소정의막(170b)은 상호 연결될 수 있다.
화소정의막(170a, 170b)은 각 부화소들에 대응하는 개구, 즉 화소전극(310a, 310b)의 중앙부가 노출되도록 하는 개구를 가짐으로써 화소를 정의하는 역할을 할 수 있다. 또한, 화소정의막(170a, 170b)은 화소전극의 단부와 그 상부의 대향전극(330, 도 9 참조) 사이의 거리를 증가시킴으로써 화소전극의 단부에서 아크 등이 발생하는 것을 방지하는 역할을 할 수 있다. 이러한 화소정의막(170a, 170b)은 폴리아크릴레이트, 폴리이미드 등의 유기물을 이용하거나 또는 임의의 무기막 등의 물질을 이용해 단일층 또는 다층 구조로 형성할 수 있다.
화소정의막(170a, 170b)은 화소정의막용 물질로 화소전극(310a, 310b) 및 단차형성부(310a', 310b')를 덮도록 화소정의막층을 기판(110)의 전면(全面)에 형성한 후, 화소전극(310a, 310b)의 중앙부가 노출되도록 화소정의막층을 패터닝함으로써 형성할 수 있다.
이와 같은 본 실시예에 따른 유기발광 디스플레이 장치의 제조방법에 따르면, 전술한 바와 같이 단차형성부(310a', 310b')에 의해 화소정의막(170a, 170b)의 상면에는 단차형성부(310a', 310b')에 대응하는 돌출부(172a, 172b)가 형성된다. 이는 후술하는 바와 같이 발광층 또는 발광층을 포함하는 중간층을 형성할 시, 불량의 발생을 획기적으로 줄이는 기반이 될 수 있다.
그 후, 도 4에 도시된 것과 같이 화소전극(310a, 310b)의 화소정의막(170a, 170b)에 의해 덮이지 않은 부분과, 화소정의막(170a, 170b) 상면을 덮는 제1발광층(321)을 형성한다. 즉, 제1발광층(321)은 예컨대 기판(110)의 전면(全面)에 또는 그것에 거의 대응하도록 형성된다. 이러한 제1발광층(321)은 예컨대 청색광을 방출하는 물질을 포함할 수 있다. 이러한 제1발광층(321)은 저분자 물질로 형성될 경우에는 진공증착의 방법으로 형성될 수 있고, 고분자 물질로 형성될 경우에는 스크린 인쇄법 등으로 형성될 수 있다.
제1발광층(321)을 형성한 후, 제2발광층(322)을 형성한다. 제2발광층(322)은 예컨대 녹색광을 방출하는 물질을 포함할 수 있다. 제2발광층(322)은 레이저 열전사법(LITI; laser induced thermal imaging)을 이용해 형성될 수 있다. 즉, 도 5 및 도 6에 도시된 것과 같이 베이스필름(322b) 상에 제2발광층용 물질층(322a)이 형성된 도너필름을 제2발광층용 물질층(322a)이 화소정의막(170a, 170b)을 향하도록 화소정의막(170a, 170b) 상에 위치시키고, 제2발광층(322)이 형성될 위치에서 레이저빔을 도너필름에 조사하여, 레이저빔이 조사된 부분의 제2발광층용 물질층(322a)이 베이스필름(322b)으로부터 화소전극(310b) 상으로 전사되도록 할 수 있다. 물론 도너필름은 베이스필름(322b)과 제2발광층용 물질층(322a) 외에 그 사이에 광열변환층 등 다양한 층을 필요에 따라 포함할 수 있다.
이와 같은 과정을 통해 레이저빔 조사에 의해 화소전극(310b)의 화소정의막(170a, 170b)에 덮이지 않은 부분의 적어도 일부 상에 제2발광층(322)이 형성되는데, 구체적으로 제1발광층(321)의 화소전극(310b) 상에 위치한 부분 상에 제2발광층(322)이 형성된다. 이 과정에서 화소정의막(170a, 170b)의 상면(171a, 171b), 구체적으로 화소정의막(170a, 170b)의 돌출부(172a, 172b)의 상면이 도너필름의 제2발광층용 물질층(322a)과 접촉하기에, 해당 부분에서의 레이저빔 조사여부와 관계없이 해당 부분에도 더미 제2발광층(322')이 형성될 수 있다. 이는 화소전극(310b)의 화소정의막(170a, 170b)에 덮이지 않은 부분과 화소정의막(170a, 170b)의 돌출부(172a, 172b)의 단부면(상면)에 발광층이 형성되는 것으로 이해될 수도 있다.
물론 화소정의막(170a, 170b)의 돌출부(172a, 172b) 상에 제1발광층(321)이 형성되어 있기에, 더미 제2발광층(322')은 제1발광층(321)의 화소정의막(170a, 170b)의 돌출부(172a, 172b) 상의 부분에 형성될 수 있다. 이러한 더미 제2발광층(322')은 제2발광층(322)과 이격되어 있기에, 화소전극(310b)으로부터 정공이나 전자 등을 공급받지 못해 실제로는 광을 방출하지 못한다.
만일, 단차형성부(310a', 310b')가 존재하지 않아 화소정의막(170a, 170b)의 상면(171a, 171b)에 돌출부(172a, 172b)가 형성되지 않고 상면(171a, 171b)이 평평하다면, 화소정의막(170a, 170b)의 도너필름의 제2발광층용 물질층(322a)과 접촉하는 면적이 넓어지게 된다. 이에 따라 화소정의막(170a, 170b)의 상면(171a, 171b)에 넓은 면적의 더미 제2발광층(322')이 형성된다.
이때, 화소정의막(170a, 170b)의 상면(171a, 171b)에 존재하게 되는 넓은 면적의 더미 제2발광층(322')은 경우에 따라 화소전극(310b) 상의 제2발광층(322)과 연결되어, 실제로 광을 방출하기도 한다. 이는 화소에 따라 제2발광층(322)의 총 면적이 사전설정된 면적이 아닌 다른 면적이 될 수 있다는 것을 의미하며, 결국 불량 유기발광 디스플레이 장치를 제조하는 결과가 된다.
그러나 본 실시예에 따른 유기발광 디스플레이 장치 제조방법에 따르면, 단차형성부(310a', 310b')가 존재함에 따라 화소정의막(170a, 170b)의 상면(171a, 171b)의 일부에 돌출부(172a, 172b)가 형성되어, 화소정의막(170a, 170b)의 도너필름의 제2발광층용 물질층(322a)과 접촉하는 면적이 획기적으로 좁아지게 된다.
또한, 화소정의막(170a, 170b)의 돌출부(172a, 172b)의 상면만이 도너필름의 제2발광층용 물질층(322a)과 접촉하기에, 해당 부분에 더미 제2발광층(322')이 형성되더라도 이러한 더미 제2발광층(322')은 제2발광층(322)과 이격되고, 화소전극(310b)으로부터 정공이나 전자 등을 공급받지 못해 실제로는 광을 방출하지 못한다. 따라서 제2발광층(322)의 면적이 사전설정된 면적에 정확하게 대응하도록 함으로써, 고품질의 유기발광 디스플레이 장치를 제조할 수 있다.
그 후, 도 7 및 도 8에 도시된 것과 같이, 제3발광층(323)을 형성한다. 제3발광층(323)은 예컨대 적색광을 방출하는 물질을 포함할 수 있다. 제3발광층(323)도 레이저 열전사법을 이용해 형성될 수 있다. 즉, 도 7에 도시된 것과 같이 베이스필름(323b) 상에 제3발광층용 물질층(323a)이 형성된 도너필름을 제3발광층용 물질층(323a)이 화소정의막(170a, 170b)을 향하도록 화소정의막(170a, 170b) 상에 위치시키고, 화소전극(310a)에 대응하는 위치에서 레이저빔을 도너필름에 조사하여, 레이저빔이 조사된 부분의 제3발광층용 물질층(323a)이 베이스필름(323b)으로부터 화소전극(310a) 상으로 전사되도록 할 수 있다. 물론 도너필름은 베이스필름(323b)과 제3발광층용 물질층(323a) 외에 그 사이에 광열변환층 등 다양한 층을 필요에 따라 포함할 수 있다.
이와 같은 과정을 통해 레이저빔 조사에 의해 화소전극(310a)의 화소정의막(170a)에 덮이지 않은 부분의 적어도 일부 상에 제3발광층(323)이 형성되는데, 구체적으로 제1발광층(321)의 화소전극(310a) 상에 위치한 부분 상에 제3발광층(323)이 형성된다. 이 과정에서 화소정의막(170a, 170b)의 상면(171a, 171b), 구체적으로 화소정의막(170a, 170b)의 돌출부(172a, 172b)의 상면이 도너필름의 제3발광층용 물질층(323a)과 접촉하기에, 해당 부분에서의 레이저빔 조사여부와 관계없이 해당 부분에도 더미 제3발광층(323')이 형성될 수 있다. 물론 그 부분에 더미 제2발광층(322')이 형성되어 있기에, 더미 제3발광층(323')은 더미 제2발광층(322')상에 형성될 수 있다. 이러한 더미 제3발광층(323')은 제3발광층(323)과 이격되어 있기에, 화소전극(310a)으로부터 정공이나 전자 등을 공급받지 못해 실제로는 광을 방출하지 못한다. 이는 단차형성부(310a', 310b')가 존재하여 화소정의막(170a, 170b)의 상면(171a, 171b)의 일부에 돌출부(172a, 172b)가 형성되기 때문이다.
이후, 화소전극(310a, 310b)들을 덮는 대향전극(330)을 형성하면, 도 9에 도시된 것과 같은 유기발광 디스플레이 장치를 제조할 수 있다. 대향전극(330)은 복수개의 (부)화소들에 있어서 일체(一體)로 형성되어 디스플레이 영역(액티브 영역)을 덮을 수 있다. 여기서 디스플레이 영역이라 함은 유기발광 디스플레이 장치 전체에 있어서 광이 방출될 수 있는 모든 영역을 의미하는바, 예컨대 콘트롤러 등이 위치하게 되는 유기 발광 디스플레이 장치의 가장자리를 제외한 모든 영역을 의미할 수 있다. 물론 유기발광 디스플레이 장치의 전면(全面)에 데드 에어리어(dead area)가 존재하지 않는 경우에는, 유기발광 디스플레이 장치의 전면을 디스플레이 영역이라 할 수 있다.
이 대향전극(330)은 디스플레이 영역 외측의 전극전원공급라인에 접촉하여 전극전원공급라인으로부터 전기적 신호를 전달받는다. 대향전극은 (반)투명전극 또는 반사전극으로 형성될 수 있다. (반)투명전극으로 형성될 경우에는 Li, Ca, LiF/Ca, LiF/Al, Al, Mg 또는 이들의 화합물이 발광층을 향하도록 증착된 막과, ITO, IZO, ZnO 또는 In2O3 등의 (반)투명물질로 형성된 보조 전극이나 버스 전극 라인을 포함할 수 있다. 반사전극으로 형성될 경우에는 예컨대 Li, Ca, LiF/Ca, LiF/Al, Al, Ag 및 Mg 중 하나 이상의 물질을 포함하는 층을 가질 수 있다. 물론 대향전극의 구성 및 재료가 이에 한정되는 것은 아니며 다양한 변형이 가능하다.
이와 같은 본 실시예에 따른 유기발광 디스플레이 장치 제조방법에 따르면, 종래의 제조방법과 비교하여 간단한 방법으로 각 부화소의 중간층을 형성하면서도 불량 발생률을 획기적으로 줄일 수 있다.
전술한 바와 같이 종래의 유기발광 디스플레이 장치의 제조방법에 따르면 각 부화소영역별로 상이한 발광물질을 증착하기 위해서 각 부화소에 대응하는 작은 관통홀을 갖는 마스크를 이용하는바, 유기발광 디스플레이 장치의 해상도가 높아짐에 따라 마스크의 관통홀이 더 작아지고 또 조밀하게 위차하게 되었으며, 이에 따라 발광물질의 증착이 정확하게 제대로 이루어지지 않는다는 문제점이 있었다.
하지만 본 실시예에 따른 유기발광 디스플레이 장치의 제조방법에 따르면, 제1발광층(321)을 형성할 시 여러 (부)화소들에 모두 형성하기에 작은 관통홀을 갖는 마스크가 아닌 오픈 마스크를 사용할 수 있고, 제2발광층(322) 및 제3발광층(323)을 형성할 시 정밀도가 높은 레이저빔을 조사하여 형성하기에 정확한 위치에 제2발광층(322) 및 제3발광층(323)이 형성되도록 할 수 있다.
아울러 전술한 바와 같이 단차형성부(310a', 310b')가 존재함에 따라 화소정의막(170a, 170b)의 상면(171a, 171b)의 일부에 돌출부(172a, 172b)가 형성되어, 화소정의막(170a, 170b)의 도너필름의 제2발광층용 물질층(322a)이나 제3발광층용 물질층(323a)과 접촉하는 면적이 획기적으로 좁아지게 할 수 있다.
또한, 화소정의막(170a, 170b)의 돌출부(172a, 172b)의 상면만이 도너필름의 제2발광층용 물질층(322a)이나 제3발광층용 물질층(323a)과 접촉하기에, 해당 부분에 더미 제2발광층(322')이나 더미 제3발광층(323') 형성되더라도 이러한 더미 제2발광층(322')이나 더미 제3발광층(323')은 제2발광층(322)이나 제3발광층(323)과 이격되고, 화소전극(310a, 310b)으로부터 정공이나 전자 등을 공급받지 못해 실제로는 광을 방출하지 못한다. 따라서 제2발광층(322)이나 제3발광층(323)의 면적이 사전설정된 면적에 정확하게 대응하도록 함으로써, 고품질의 유기발광 디스플레이 장치를 제조할 수 있다.
지금까지는 제1발광층(321)을 형성한 후 제2발광층(322)과 제3발광층(323)을 형성하는 것으로 설명하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 제2발광층(322)과 제3발광층(323)을 형성한 후 제1발광층(321)을 형성해도 되고, 경우에 따라서는 제2발광층(322)을 형성하고 제3발광층(323)을 형성하기 전에 제1발광층(321)을 형성할 수도 있다.
또한, 도면에서는 화소전극들과 대향전극 사이에 발광층만 개재된 것으로 도시하고 있으나 이는 편의상 그와 같이 도시한 것일 뿐이다. 즉, 발광층 외에도 필요에 따라 홀 주입층(HIL), 홀 수송층(HTL), 계면제어층(interlayer 또는 primer layer), 전자 수송층(ETL) 및/또는 전자 주입층(EIL) 등이 화소전극들과 대향전극 사이에 개재될 수도 있는 등, 다양한 변형이 가능하다. 물론 이러한 층들 중 적어도 일부는 레이저 열전사법으로 발광층과 동시에 형성될 수도 있고, 증착 등의 별도의 공정을 거쳐 형성될 수도 있다.
참고로 화소전극(310a)의 영역에서는 예컨대 청색광과 적색광이 섞인 광을 방출할 수 있고, 화소전극(310b)의 영역에서는 예컨대 청색광과 녹색광이 섞인 광을 방출할 수 있으며, 도 9의 우측 끝에 일부만이 도시된 화소전극의 영역에서는 제1발광층(321)만이 존재하여 예컨대 청색광을 방출할 수 있다. 이러한 각 부화소의 방출광량을 조절함으로써 풀 컬러 유기발광 디스플레이 장치를 구현할 수 있다.
한편, 단차형성부(310a', 310b')는 다양한 형상으로 형성할 수 있다. 예컨대 도 10에 도시된 것과 같이 화소전극(310a)과 화소전극(310b) 사이에 단차형성부(310a')가 형성되고, 화소전극(310b)과 화소전극(310c) 사이에 단차형성부(310b')가 형성되며, 화소전극(310c)과 화소전극(310a) 사이에 단차형성부(310c')가 형성되도록 할 수 있다. 이러한 단차형성부(310a', 310b', 310c')는 도 10에 도시된 것과 같이 일 방향으로 연장된 스트라이프 형상을 가질 수 있다.
또는, 도 11에 도시된 것과 같이 단차형성부(310a', 310b', 310c')의 연장된 방향과 교차하는 방향으로 연장되어 단차형성부(310a', 310b', 310c')를 연결시키는 스트라이프 형상의 단차형성부(310d')가 형성되도록 하여, 결과적으로 단차형성부가 평탄화막(160) 상에서 화소전극(310a, 310b, 310c)을 일주(一周)하도록 할 수도 있다. 또는, 도 12에 도시된 것과 같이 단차형성부(310a')가 일 방향으로 연장되되 그 연장된 방향에 있어서 불연속 구간을 갖도록 할 수 있고, 이는 단차형성부(310b')나 단차형성부(310c')에 있어서도 마찬가지가 되도록 할 수 있다. 또는, 도 13에 도시된 것과 같이 화소전극(310a)과 화소전극(310b) 사이에만 단차형성부(310a')가 일 방향으로 연장된 스트라이프 형상으로 존재하고, 화소전극(310b)과 화소전극(310c) 사이 및 화소전극(310c)과 화소전극(310a) 사이에는 단차형성부가 존재하지 않도록 할 수도 있다.
지금까지는 유기발광 디스플레이 장치의 제조방법들에 대해 설명하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대 유기발광 디스플레이 장치 역시 본 발명의 범위에 속한다.
예컨대 도 9에 도시된 것과 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광 디스플레이 장치의 경우, 기판(110), 평탄화막(160), 화소전극(310a, 310b) 및 단차형성부(310a', 310b'), 그리고 화소정의막(170a, 170b)을 구비한다. 물론 도시된 것과 같이 제1발광층(321), 제2발광층(322), 제3발광층(323) 및 대향전극(330)을 더 구비할 수 있다.
평탄화막(160)은 상면이 대체로 평탄하지만 사전설정된 영역에 오목부(160a, 160b)를 가져, 화소전극(310a, 310b)이 그 오목부(160a, 160b) 내에 위치할 수 있도록 한다. 단차형성부(310a', 310b')는 평탄화막(160)의 오목부(160a, 160b) 외측 상면에 위치한다. 이때, 화소전극(310a, 310b)과 단차형성부(310a', 310b')는 상호 이격되어 컨택하지 않도록 할 수 있다.
화소정의막(170a, 170b)은 화소전극(310a, 310b)의 중앙부를 포함한 적어도 일부를 노출시키며, 단차형성부(310a', 310b')를 덮어 상면(171a, 171b)에 단차형성부(310a', 310b')에 대응하는 돌출부(172a, 172b)를 갖는다.
제1발광층(321)은 화소전극(310a)과 화소전극(310b), 그리고 우측 끝에 일부만 도시된 화소전극을 덮도록 배치되지만, 제2발광층(322)은 화소전극(310b)의 화소정의막(170a, 170b)에 덮이지 않은 부분에, 제3발광층(323)은 화소전극(310a)의 화소정의막(170a)에 덮이지 않은 부분에 위치하도록 할 수 있다. 물론 화소정의막(170a, 170b)의 돌출부(172a, 172b)의 단부면(상면)에 더미 제2발광층(322')과 더미 제3발광층(323')이 위치할 수 있다. 더미 제2발광층(322')과 더미 제3발광층(323')을 각각 제2발광층과 제3발광층으로 간주한다면, 그러한 의미에서 제2발광층이 화소전극의 화소정의막(170a, 170b)에 덮이지 않은 부분과 화소정의막(170a, 170b)의 돌출부(172a, 172b)의 단부면(상면)에 위치하고, 제3발광층이 화소전극(310a)의 화소정의막(170a)에 덮이지 않은 부분과 화소정의막(170a, 170b)의 돌출부(172a, 172b)의 단부면(상면)에 위치하는 것으로 이해될 수도 있다. 이러한 더미 제2발광층(322') 및 더미 제3발광층(323')은 제2발광층(322) 및 제3발광층(323)과 이격되어 존재한다.
이와 같은 본 실시예에 따른 유기발광 디스플레이 장치에 따르면, 전술한 바와 같이 단차형성부(310a', 310b')가 존재함에 따라 화소정의막(170a, 170b)의 상면(171a, 171b)의 일부에 돌출부(172a, 172b)가 형성되어, 제2발광층(322)이나 제3발광층(323)을 형성할 시 화소정의막(170a, 170b)의 도너필름의 제2발광층용 물질층(322a, 도 5 참조)이나 제3발광층용 물질층(323a, 도 7 참조)과 접촉하는 면적이 획기적으로 좁아지게 할 수 있다.
또한, 화소정의막(170a, 170b)의 돌출부(172a, 172b)의 상면만이 도너필름의 제2발광층용 물질층(322a)이나 제3발광층용 물질층(323a)과 접촉하기에, 해당 부분에 더미 제2발광층(322')이나 더미 제3발광층(323') 형성되더라도 이러한 더미 제2발광층(322')이나 더미 제3발광층(323')은 제2발광층(322)이나 제3발광층(323)과 이격되고, 화소전극(310a, 310b)으로부터 정공이나 전자 등을 공급받지 못해 실제로는 광을 방출하지 못한다. 따라서 제2발광층(322)이나 제3발광층(323)의 면적이 사전설정된 면적에 정확하게 대응하도록 함으로써, 고품질의 유기발광 디스플레이 장치를 구현할 수 있다.
한편, 화소전극(310a, 310b)과 단차형성부(310a', 310b')는 동일한 물질을 포함할 수 있으며, 나아가 동일한 층구조를 가질 수 있는데, 이는 동일한 공정으로 동시에 형성될 수 있기 때문이다.
한편, 단차형성부(310a', 310b')는 다양한 형상으로 형성할 수 있다. 예컨대 도 10에 도시된 것과 같이 화소전극(310a)과 화소전극(310b) 사이에 단차형성부(310a')가 형성되고, 화소전극(310b)과 화소전극(310c) 사이에 단차형성부(310b')가 형성되며, 화소전극(310c)과 화소전극(310a) 사이에 단차형성부(310c')가 형성되도록 할 수 있다. 이러한 단차형성부(310a', 310b', 310c')는 도 10에 도시된 것과 같이 일 방향으로 연장된 스트라이프 형상을 가질 수 있다.
또는, 도 11에 도시된 것과 같이 단차형성부(310a', 310b', 310c')의 연장된 방향과 교차하는 방향으로 연장되어 단차형성부(310a', 310b', 310c')를 연결시키는 스트라이프 형상의 단차형성부(310d')가 형성되도록 하여, 결과적으로 단차형성부가 평탄화막(160) 상에서 화소전극(310a, 310b, 310c)을 일주(一周)하도록 할 수도 있다. 또는, 도 12에 도시된 것과 같이 단차형성부(310a')가 일 방향으로 연장되되 그 연장된 방향에 있어서 불연속 구간을 갖도록 할 수 있고, 이는 단차형성부(310b')나 단차형성부(310c')에 있어서도 마찬가지가 되도록 할 수 있다. 또는, 도 13에 도시된 것과 같이 화소전극(310a)과 화소전극(310b) 사이에만 단차형성부(310a')가 일 방향으로 연장된 스트라이프 형상으로 존재하고, 화소전극(310b)과 화소전극(310c) 사이 및 화소전극(310c)과 화소전극(310a) 사이에는 단차형성부가 존재하지 않도록 할 수도 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
110: 기판 115: 버퍼층
130: 게이트절연막 140: 층간절연막
150: 보호막 160a: 오목부
160: 평탄화막 160': 비아홀
170a, 170b: 화소정의막 172a, 172b: 돌출부
200: 박막트랜지스터 310a', 310b', 310c': 단차형성부
310a, 310b, 310c: 화소전극 160a, 160b: 오목부
321: 제1발광층 322': 더미 제2발광층
322: 제2발광층 323': 더미 제3발광층
323: 제3발광층 330: 대향전극

Claims (16)

  1. 기판;
    상기 기판을 덮으며 상면에 오목부를 갖는 평탄화막;
    상기 평탄화막의 상기 오목부 내에 위치하는 화소전극과, 상기 평탄화막의 상기 오목부 외측 상면에 위치하는 단차형성부; 및
    상기 화소전극의 중앙부를 포함한 적어도 일부를 노출시키며, 상기 단차형성부를 덮어 상면에 상기 단차형성부에 대응하는 돌출부를 갖는 화소정의막;
    을 갖는, 유기발광 디스플레이 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 화소전극과 상기 단차형성부는 상호 이격되어 컨택하지 않는, 유기발광 디스플레이 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 화소전극의 상기 화소정의막에 덮이지 않은 부분과, 상기 화소정의막의 상기 돌출부의 단부면에 위치한, 발광층을 갖는, 유기발광 디스플레이 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 화소전극의 상기 화소정의막에 덮이지 않은 부분에 위치한 발광층과 상기 화소정의막의 상기 돌출부의 단부면에 위치한 발광층은 상호 이격된, 유기발광 디스플레이 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 화소전극과 상기 단차형성부는 동일한 물질을 포함하는, 유기발광 디스플레이 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 화소전극과 상기 단차형성부는 동일한 층구조를 갖는, 유기발광 디스플레이 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 단차형성부는 상기 평탄화막 상에서 상기 화소전극을 일주(一周)하는, 유기발광 디스플레이 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 화소전극과 인접한 인접화소전극을 더 구비하며, 상기 평탄화막은 상기 오목부에 인접하되 상기 오목부로부터 이격되어 위치한 인접오목부를 갖고, 상기 인접화소전극은 상기 인접오목부 내에 위치하며, 상기 단차형성부는 상기 화소전극과 상기 인접화소전극 사이에 위치한, 유기발광 디스플레이 장치.
  9. 기판을 덮으며 상면에 오목부를 갖는 평탄화막을 형성하는 단계;
    상기 평탄화막의 상기 오목부 내에 위치하는 화소전극과, 상기 평탄화막의 상기 오목부 외측 상면에 위치하는 단차형성부를 형성하는 단계; 및
    상기 화소전극의 중앙부를 포함한 적어도 일부를 노출시키며, 상기 단차형성부를 덮어 상면에 상기 단차형성부에 대응하는 돌출부를 갖는 화소정의막을 형성하는 단계;
    를 포함하는, 유기발광 디스플레이 장치의 제조방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 화소전극과 상기 단차형성부를 형성하는 단계는, 상기 화소전극과 상기 단차형성부가 상호 이격되어 컨택하지 않도록 형성하는 단계인, 유기발광 디스플레이 장치의 제조방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 평탄화막을 형성하는 단계는, 하프톤마스크를 이용하는 단계인, 유기발광 디스플레이 장치의 제조방법.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 화소전극의 상기 화소정의막에 덮이지 않은 부분과, 상기 화소정의막의 상기 돌출부의 단부면에, 발광층을 형성하는 단계를 더 포함하는, 유기발광 디스플레이 장치의 제조방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 발광층을 형성하는 단계는 레이저 열전사법을 이용하는 단계인, 유기발광 디스플레이 장치의 제조방법.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 화소전극과 상기 단차형성부를 형성하는 단계는, 동일한 물질로 상기 화소전극과 상기 단차형성부를 형성하는 단계인, 유기발광 디스플레이 장치의 제조방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 화소전극과 상기 단차형성부를 형성하는 단계는, 상기 화소전극과 상기 단차형성부를 동시에 형성하는 단계인, 유기발광 디스플레이 장치의 제조방법.
  16. 제9항에 있어서,
    상기 단차형성부는 상기 평탄화막 상에서 상기 화소전극을 일주(一周)하는, 유기발광 디스플레이 장치의 제조방법.
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