KR20150038982A - 유기발광표시장치 및 그의 제조방법 - Google Patents

유기발광표시장치 및 그의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본원의 일 실시예는 미세 공진기 구조를 포함하면서도 용이하게 제조될 수 있는 유기발광표시장치에 관한 것으로, 복수의 화소영역을 포함하고, 상기 복수의 화소영역은 셋 이상의 서로 다른 색상 중 어느 하나를 각각 방출하는 유기발광표시장치에 있어서, 기판 상에 상기 복수의 화소영역에 대응하여 형성된 복수의 박막트랜지스터를 포함하는 박막트랜지스터 어레이 기판; 상기 기판 상의 전면에 형성되고, 상기 복수의 박막트랜지스터를 덮는 층간절연막; 상기 층간절연막 상의 상기 각 화소영역에 형성되는 반사층; 상기 층간절연막 상의 전면에 형성되고, 상기 반사층을 덮는 단차층; 상기 단차층 상의 상기 각 화소영역에 형성되고, 상기 반사층과 상기 단차층을 관통하는 콘택홀을 통해 상기 각 박막트랜지스터와 연결되는 제 1 전극; 상기 제 1 전극에 대향하는 제 2 전극; 및 상기 제 1 및 제 2 전극 사이에 형성되는 유기발광층을 포함하는 유기발광표시장치를 제공한다. 여기서, 상기 복수의 화소영역 각각의 상기 단차층은 상기 각 화소영역에서 방출되는 색상의 파장영역에 대응하는 두께로 형성되어, 상기 반사층과 상기 제 2 전극 사이에 미세 공진기를 발생시킨다.

Description

유기발광표시장치 및 그의 제조방법{Organic Light Emitting Display device and MANUFACTURING METHOD OF THE SAME}
본원은 화질을 향상시킬 수 있으면서도, 더욱 용이하게 제조될 수 있는 유기발광표시장치 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
본격적인 정보화 시대로 접어듦에 따라, 전기적 정보신호를 시각적으로 표시하는 디스플레이(display) 분야가 급속도로 발전하고 있다. 이에, 여러 가지 다양한 평판표시장치(Flat Display Device)에 대해 박형화, 경량화 및 저소비전력화 등의 성능을 개발시키기 위한 연구가 계속되고 있다.
이 같은 평판표시장치의 대표적인 예로는 액정표시장치(Liquid Crystal Display device: LCD), 플라즈마표시장치(Plasma Display Panel device: PDP), 전계방출표시장치(Field Emission Display device: FED), 전기발광표시장치(Electro Luminescence Display device: ELD), 전기습윤표시장치(Electro-Wetting Display device: EWD) 및 유기발광표시장치(Organic Light Emitting Display device: OLED) 등을 들 수 있다.
이와 같은 평판표시장치들은 공통적으로, 영상을 구현하기 위한 평판표시패널을 필수적으로 포함한다. 평판표시패널은 고유의 발광물질 또는 편광물질을 사이에 둔 한 쌍의 기판이 대면 합착된 구조이다.
이 중 유기발광표시장치(OLED)는 자체 발광형 소자인 유기발광소자(Organic Light Emitting Diode)를 이용하여 화상을 표시하는 장치이다.
유기발광소자는 상호 대향하는 제 1 및 제 2 전극, 및 이들 사이에 형성된 유기발광층을 포함하고, 제 1 및 제 2 전극 사이에 흐르는 구동전류에 기초하여 발광한다. 유기발광층은 정공과 전자가 재결합하여 광을 생성하는데, 이때 광의 색상은 유기발광층에 포함되는 도펀트의 재료에 대응한다.
그런데, 발광될 색상에 따라 각 화소영역의 유기발광층을 다른 재료로 형성하려면, 유기발광층 형성 시 미세마스크를 반드시 이용하여야 한다. 이 경우, 미세마스크에 의해 유기재료가 낭비될 뿐만 아니라, 미세마스크의 하중에 의한 쳐짐현상으로 패턴 불량이 발생되어 표시장치의 대면적화에 한계가 있는 문제점이 있다.
이에, 미세마스크를 이용하지 않고 유기발광층을 형성할 수 있으면서도 컬러 영상을 표시할 수 있는 방안으로서, 백색광을 방출하는 유기발광소자와 컬러필터를 포함하는 구조의 유기발광표시장치가 제안되었다.
이와 같이 백색광을 방출하는 유기발광소자와 컬러필터를 포함하는 유기발광표시장치인 경우, 유기발광층 형성 시에 미세마스크가 불필요하므로, 제조공정이 보다 용이해질 수 있다.
더불어, 일반적인 유기발광표시장치는 외부광 반사에 의한 화질 저하를 방지하기 위하여 원편광층을 포함함에 따라, 외부광뿐만 아니라, 표시광의 투과율 또한 감소되는 단점이 있다.
이에, 한국특허공개번호 제10-2006-0079225호는, 원편광층 대신, 컬러필터층과 미세 공진기 구조(micro cavity structure)를 이용하여 외부광을 차단하면서도, 색순도를 향상시키는 방안을 제시하였다.
도 1은 종래 기술에 따른 유기발광표시장치를 나타낸 것이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 종래 기술에 따른 유기발광표시장치는 박막트랜지스터 어레이 기판(10) 상에 형성되는 유기발광소자 어레이(20)를 포함하고, 유기발광소자 어레이(20)는 상호 대향하는 제 1 및 제 2 전극(21, 22), 이들 사이에 형성되는 유기발광층(23), 제 1 전극(21)과 박막트랜지스터 어레이 기판(10) 사이에 형성되는 반사층(24), 및 제 1 전극(21)과 반사층(24) 사이에 투명도전성물질로 형성되는 기능층(25)을 포함한다.
이때, 기능층(25)은 각 화소영역의 색상에 대응하는 두께로 형성되어, 미세 공진기 구조를 발생시킨다. 즉, 적색광(R)에 대응하는 제 1 기능층(25a)은 적색광(R)보다 짧은 파장영역인 녹색광(G)에 대응하는 제 2 기능층(25b)보다 두꺼운 두께로 형성된다. 그리고, 청색광(B)에 대응하는 제 3 기능층(25c)은 청색광(B)보다 긴 파장영역인 녹색광(G)에 대응하는 제 2 기능층(25b)보다 얇은 두께로 형성된다.
이로써, 유기발광층(23)에서 방출되는 광은 제 2 전극(22)과 기능층(25) 사이의 미세 공진기 구조에 의해 증폭된 후 방출됨에 따라, 색재현성이 향상될 수 있는 장점이 있다.
별도로 도시되어 있지 않으나, 도 1과 같은 종래의 유기발광표시장치가 컬러필터층(미도시)을 더 포함하는 경우, 외부광이 컬러필터층에 의해 어느 하나의 색상으로 필터링된 후, 제 2 전극(22)과 기능층(25) 사이에 발생된 미세 공진기 구조에 의해 해당 색상의 파장영역으로 다시 필터링됨에 따라, 외부광이 저감될 수 있다.
그러나, 종래기술에 따르면, 미세 공진기 구조를 발생시키는 기능층(25)이 투명도전성물질로 형성됨에 따라, 제조공정이 용이하지 않은 단점이 있다. 즉, 투명도전성물질은 차등패터닝이 불가능하므로, 서로 다른 두께의 제 1, 제 2 및 제 3 기능층(25a, 25b, 25c)을 형성하려면, 증착과정과 패터닝과정을 적어도 3회 반복해야 함으로써, 제조공정이 복잡하고 긴 공정시간을 요하는 문제점이 있다.
또한, 투명도전성물질이 소정 두께 이상, 예를 들면 2000~3000Å의 두께인 경우, 쉽게 결정화되어, 패터닝이 용이하지 않는 문제점이 있다. 이 뿐만 아니라, 기능층(25)은 제 1 전극(21)과 전기적으로 연결되어 있어, 결정화된 투명도전성물질로 인해 제 1 전극(21)의 저항 특성이 변동하여, 유기발광소자의 신뢰도가 쉽게 저하될 수 있는 문제점이 있다.
한국특허공개번호 제10-2006-0079225호
본원은 투명도전성물질을 이용하지 않고서도 미세 공진기 구조를 발생시킬 수 있어, 더욱 용이하게 제조될 수 있고, 신뢰도를 향상시킬 수 있는 유기발광표시장치 및 그의 제조방법을 제공하기 위한 것이다.
이와 같은 과제를 해결하기 위하여, 본원은 복수의 화소영역을 포함하고, 상기 복수의 화소영역은 셋 이상의 서로 다른 색상 중 어느 하나를 각각 방출하며, 기판 상에 상기 복수의 화소영역에 대응하여 형성된 복수의 박막트랜지스터; 상기 기판 상의 전면에 형성되어, 상기 복수의 박막트랜지스터를 덮는 층간절연막; 상기 층간절연막 상의 상기 각 화소영역에 형성되는 반사층; 상기 층간절연막 상의 전면에 형성되어, 상기 반사층을 덮는 단차층; 상기 단차층 상의 상기 각 화소영역에 형성되고, 상기 반사층과 상기 단차층을 관통하는 콘택홀을 통해 상기 각 박막트랜지스터와 연결되는 제 1 전극; 상기 제 1 전극에 대향하는 제 2 전극; 및 상기 제 1 및 제 2 전극 사이에 형성되는 유기발광층을 포함하는 유기발광표시장치를 제공한다.
그리고, 본원은 기판 상에 상기 복수의 화소영역에 대응하는 복수의 박막트랜지스터를 형성하는 단계; 상기 기판 상의 전면에, 상기 복수의 박막트랜지스터를 덮는 층간절연막을 형성하는 단계; 상기 층간절연막 상의 상기 각 화소영역에 반사층을 형성하는 단계; 상기 층간절연막 상의 전면에, 상기 반사층을 덮는 단차층을 형성하는 단계; 상기 단차층 상의 각 화소영역에 제 1 전극을 형성하는 단계; 상기 제 1 전극 상에 유기발광층을 형성하는 단계; 및 상기 유기발광층 상에, 상기 제 1 전극에 대향하는 제 2 전극을 형성하는 단계를 포함하는 유기발광표시장치의 제조방법을 제공한다.
여기서, 상기 반사층과 상기 제 2 전극 사이에 미세 공진기가 발생되도록, 상기 복수의 화소영역 각각에서 상기 단차층은 상기 각 화소영역으로부터 방출되는 색상의 파장영역에 대응하는 두께로 형성된다.
본원의 일 실시예에 따른 유기발광표시장치는 반사층과 제 1 전극 사이에 각 화소영역에서 방출되는 색상의 파장영역에 대응하는 두께로 형성되는 단차층을 포함한다. 여기서, 단차층은 감광성 투명 유기물질을 차등 패터닝하여 형성된다.
이러한 단차층에 의해, 반사층과 제 2 전극 사이에 미세 공진기가 발생되어, 각 화소영역에서 방출되는 색상의 휘도 및 색 순도가 향상될 수 있으므로, 화질이 향상될 수 있다.
또한, 본원의 일 실시예에 따르면, 감광성 투명 유기물질을 차등 패터닝하는 것으로 단차층을 용이하게 형성할 수 있다. 그러므로, 증착과정과 패터닝과정을 적어도 3회 반복하여야 형성될 수 있는 투명도전성물질의 기능층을 포함한 종래기술과 달리, 1회의 증착과정과 1회의 패터닝과정만으로 단차층을 용이하게 형성할 수 있어, 공정이 간단해지고, 제조비용 및 제조시간이 감소될 수 있으며, 이로 인해, 수율이 향상될 수 있다.
이 뿐만 아니라, 적어도 3회 반복되는 증착과정과 패터닝과정으로 결정화된 투명도전성물질를 포함하지 않으므로, 소자의 신뢰도가 향상될 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 유기발광표시장치를 나타낸 것이다.
도 2는 본원의 일 실시예에 따른 유기발광표시장치를 나타낸 평면도이다.
도 3은 도 2의 박막트랜지스터 및 유기발광소자에 대한 일 예를 나타낸 단면도이다.
도 4는 도 2의 유기발광표시장치 중 서로 다른 색상을 방출하는 제 1, 제 2 및 제 3 화소영역을 나타낸 단면도이다.
도 5는 본원의 일 실시예에 따른 유기발광표시장치의 제조방법을 나타낸 순서도이다.
도 6a 내지 도 6i는 도 5의 각 단계를 나타낸 공정도이다.
이하, 본원의 일 실시예에 따른 유기발광표시장치 및 그의 제조방법에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 상세히 설명하기로 한다.
먼저, 도 2, 도 3 및 도 4를 참조하여, 본원의 일 실시예에 따른 유기발광표시장치에 대해 설명한다.
도 2는 본원의 일 실시예에 따른 유기발광표시장치를 나타낸 평면도이고, 도 3은 도 2의 박막트랜지스터 및 유기발광소자에 대한 일 예를 나타낸 단면도이다. 그리고, 도 4는 도 2의 유기발광표시장치 중 서로 다른 색상을 방출하는 제 1, 제 2 및 제 3 화소영역을 나타낸 단면도이다.
도 2에 도시한 바와 같이, 본원의 일 실시예에 따른 유기발광표시장치(100)는 실질적인 영상 표시가 구현되는 표시영역(AA)과 그 외곽인 비표시영역(NA)으로 정의되는 기판(101)을 포함한다.
그리고, 유기발광표시장치(100)는 기판(101) 상의 표시영역(AA)에 복수의 화소영역(PA)이 정의되도록 상호 교차하는 게이트라인(GL)과 데이터라인(DL), 및 기판(101) 상에 복수의 화소영역(PA)에 대응하여 형성되는 복수의 박막트랜지스터(TFT)를 포함한다. 여기서, 각 박막트랜지스터(TFT)는 게이트라인(GL)과 데이터라인(DL) 사이의 교차영역에 형성된다.
그리고, 유기발광표시장치(100)는 복수의 박막트랜지스터(TFT)에 연결되고, 복수의 화소영역(PA)에 대응하여 광을 방출하는 복수의 유기발광소자(EL)를 더 포함한다.
예시적으로, 도 3에 도시한 바와 같이, 각 박막트랜지스터(TFT)는 기판(101) 상에 형성되는 게이트전극(GE), 기판(101) 상의 전면에 형성되어 게이트전극(GE)을 덮는 게이트절연막(102), 게이트절연막(102) 상에 형성되고 게이트전극(GE)과 적어도 일부 오버랩하는 액티브층(ACT), 및 게이트절연막(102) 상에 상호 이격하여 형성되고 액티브층(ACT) 양측 상에 접하는 소스전극(SE)과 드레인전극(DE)을 포함한다.
그리고, 박막트랜지스터(TFT)는 액티브층(ACT) 상에 채널영역(ACT)을 가리도록 형성되어, 소스전극(SE)과 드레인전극(DE)을 형성 시, 액티브층(ACT)의 채널영역이 식각공정에 노출되는 것을 차단하는 에치스토퍼(ES)를 더 포함할 수 있다.
이와 같이 기판(101) 상에 형성되는 박막트랜지스터(TFT)는 기판(101) 상의 전면에 형성되는 층간절연막(103)으로 덮인다. 즉, 층간절연막(103)은 게이트절연막(102) 상의 전면에 형성되어 소스전극(SE), 드레인전극(DE) 및 에치스토퍼(ES)를 덮는다.
설명되지 않은 도면부호인 "111"은 층간절연막(103) 상의 각 화소영역(PA)에 형성되는 반사층이고, "104"는 층간절연막(103) 상에 형성되며 박막트랜지스터(TFT) 상부에 대응하여 평평한 상부를 갖는 단차층이다. 이러한 반사층(111) 및 단차층(104)에 대해서는 도 4를 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
유기발광소자(EL)는 상호 대향하는 제 1 및 제 2 전극(121, 122), 및 이들 사이에 개재되는 유기발광층(123)을 포함한다.
제 1 전극(121)은 단차층(104) 상의 각 화소영역(PA)에 형성되고, 층간절연막(103)과 단차층(104)을 관통하여 소스 및 드레인전극(SE, DE) 중 어느 하나의 적어도 일부를 노출하는 콘택홀(CT)을 통해, 박막트랜지스터(TFT)와 연결된다.
제 1 및 제 2 전극(121, 122) 중 영상 표시면, 즉 광(LIGHT) 방출면에 대향하는 어느 하나(도 3에서 제 1 전극(121)에 해당함)는 투명도전성물질로 형성되고, 나머지 다른 하나(도 3에서 제 2 전극(122)에 해당함)는 반투과물질로 형성될 수 있다.
유기발광층(123)은 제 1 및 제 2 전극(121, 122)으로부터 주입된 전자와 정공이 재결합하여 발생된 엑시톤(exiton)이 여기상태에서 기저상태로 되면서 방출되는 여분의 에너지로 광을 방출한다.
그리고, 도 3에 구체적으로 도시되어 있지 않으나, 유기발광소자(EL)는 제 1 전극(121)과 유기발광층(123) 사이에 형성되는 정공수송층, 및 제 2 전극(122)과 유기발광층(123) 사이에 형성되는 전자수송층을 더 포함할 수 있다.
또한, 유기발광소자(EL)는 제 1 전극(121)과 정공수송층 사이에 형성되는 정공주입층, 및 제 2 전극(122)과 전자수송층 사이에 형성되는 전자주입층 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
그리고, 유기발광소자(EL)는 각 화소영역(PA)의 외곽에 형성되어, 제 1 전극(121)의 가장자리를 덮는 뱅크(BK)를 더 포함한다.
다음, 도 4를 참조하여, 본원의 일 실시예에 따른 유기발광표시장치(100)에 대해 더욱 상세히 설명한다.
도 4에 도시한 바와 같이, 본원의 일 실시예에 따른 유기발광표시장치(100)는 복수의 화소영역(PA1, PA2, PA3)을 포함하고, 복수의 화소영역(PA1, PA2, PA3)은 셋 이상의 서로 다른 색상 중 어느 하나를 각각 방출한다.
이때, 복수의 화소영역(PA1, PA2, PA3)에서 방출되는 셋 이상의 서로 다른 색상의 광은 적색광(R), 녹색광(G) 및 청색광(B)일 수 있다.
기판(101) 상에 형성되는 복수의 박막트랜지스터(TFT), 기판(101) 상의 전면에 형성되어, 복수의 박막트랜지스터(TFT)를 덮는 층간절연막(103), 층간절연막(103) 상의 각 화소영역(PA1, PA2, PA3)에 형성되는 반사층(111), 층간절연막(103) 상의 전면에 형성되어 반사층(111)을 덮는 단차층(104), 단차층(104) 상의 각 화소영역(PA1, PA2, PA3)에 형성되는 제 1 전극(121), 제 1 전극(121)에 대향하는 제 2 전극(122), 제 1 및 제 2 전극(121, 122) 사이에 형성되는 유기발광층(123), 및 제 1 및 제 2 전극(121, 122) 중 어느 하나(도 4에서, 제 2 전극(122)임)와 표시면(도 4에서 상측임) 사이에 형성되는 컬러필터(130)를 포함한다.
컬러필터(130)는 복수의 화소영역(PA1, PA2, PA3) 각각에서, 외부광 및 유기발광층(123)으로부터 방출된 광을 셋 이상의 서로 다른 색상의 광으로 변환하거나, 또는 외부광 및 유기발광층(123)으로부터 방출된 광에서 셋 이상의 서로 다른 색상의 광을 선택적으로 투과한다.
이러한 컬러필터(130)은 제 1 화소영역(PA1)에 대응하여 적색광(R)을 필터링하는 제 1 필터부(131a), 제 2 화소영역(PA2)에 대응하여 녹색광(G)을 필터링하는 제 2 필터부(131b), 및 제 3 화소영역(PA3)에 대응하여 청색광(B)을 필터링하는 제 3 필터부(131c)를 포함한다. 그리고, 컬러필터(130)는 각 화소영역(PA1, PA2, PA3)의 발광영역을 제외한 외곽에 대응하여 광을 차단하는 차폐부(132)를 더 포함할 수 있다.
반사층(111)은 층간절연막(104) 상의 각 화소영역(PA1, PA2, PA3) 중 적어도 발광영역에 형성된다. 이때, 각 화소영역(PA1, PA2, PA3)의 반사층(111)은 상호 이격하여 절연된다.
단차층(104)은 노광 및 현상을 통한 패터닝이 가능하면서, 휘도를 저해하지 않도록 광투과성이 높은 감광성 투명 유기물질로 형성된다. 예시적으로, 감광성 투명 유기물질은 포토아크릴계 유기물질일 수 있다.
즉, 감광성 투명 유기물질을 차등패터닝함으로써, 복수의 화소영역(PA1, PA2, PA3) 각각에서, 단차층(104)이 각 화소영역(PA1, PA2, PA3)으로부터 방출되는 색상(R, G, B)의 파장영역에 대응하는 두께(TH1, TH2, TH3)로 형성된다.
예시적으로, 복수의 화소영역(PA1, PA2, PA3) 중 적색광(R)을 방출하는 제 1 화소영역(PA1)에서, 단차층(104)은 적색광(R)의 파장영역에 대응하는 제 1 두께(TH1)로 형성된다.
그리고, 복수의 화소영역(PA1, PA2, PA3) 중 녹색광(G)을 방출하는 제 2 화소영역(PA2)에서, 단차층(104)은 녹색광(G)의 파장영역에 대응하는 제 2 두께(TH2)로 형성된다. 이때, 녹색광(G)은 적색광(R)보다 짧은 파장영역이므로, 제 2 두께(TH2)는 제 1 두께(TH1)보다 얇다.
또한, 복수의 화소영역(PA1, PA2, PA3) 중 청색광(B)을 방출하는 제 3 화소영역(PA3)에서, 단차층(104)은 청색광(B)의 파장영역에 대응하는 제 3 두께(TH3)로 형성된다. 이때, 청색광(B)은 녹색광(B)보다 짧은 파장영역이므로, 제 3 두께(TH3)는 제 2 두께(TH2)보다 얇다.
이와 같이 각 화소영역(PA1, PA2, PA3)으로부터 방출되는 광의 색상에 대응하도록, 화소영역(PA1, PA2, PA3) 별로 상이한 두께, 즉 제 1, 제 2 및 제 3 두께(TH1, TH2, TH3)를 갖도록 형성되는 단차층(104)에 의해, 반사층(111)과 제 2 전극(122) 사이의 이격거리(D1, D2, D3)가 각 화소영역(PA1, PA2, PA3)으로부터 방출되는 광의 색상에 따라 달라진다.
즉, 적색광(R)을 방출하는 제 1 화소영역(PA1)에서, 반사층(111)과 제 2 전극(122) 사이의 제 1 이격거리(D1)는 적색광(R)의 평균파장의 정수배가 되도록(D1=λR/2n), 단차층(104)의 제 1 두께(TH1)를 조절한다.
마찬가지로, 녹색광(G)을 방출하는 제 2 화소영역(PA2)에서, 반사층(111)과 제 2 전극(122) 사이의 제 2 이격거리(D2)는 녹색광(G)의 평균파장의 정수배가 되도록(D2=λG/2n), 단차층(104)의 제 2 두께(TH2)를 조절한다.
또한, 청색광(B)을 방출하는 제 3 화소영역(PA3)에서, 반사층(111)과 제 2 전극(122) 사이의 제 3 이격거리(D3)는 청색광(B)의 평균파장의 정수배가 되도록(D1=λB/2n), 단차층(104)의 제 3 두께(TH3)를 조절한다.
그리고, 앞서 언급한 바와 같이, 제 1 전극(121)은 투명도전성물질로 형성되고, 제 2 전극(122)은 반투과 도전성물질로 형성된다.
이로써, 반사층(111)과 제 2 전극(122) 사이에서, 조건에 맞는 파장영역의 광을 선택적으로 증폭시키고 증폭된 광을 출력하는 미세 공진기 구조가 발생된다. 그러므로, 유기발광표시장치(100)의 색순도가 향상될 수 있을 뿐만 아니라, 외부광이 효과적으로 차단되어, 유기발광표시장치(100)의 화질이 향상될 수 있다.
또한, 본원의 일 실시예에 따르면, 단차층(104)의 두께를 조절하여, 각 화소영역(PA1, PA2, PA3)으로부터 방출되는 광의 파장영역에 대응하는 미세 공진기 구조를 발생시키는데, 이때, 단차층(104)는 용이하게 차등패터닝될 수 있고 휘도를 저하시키지 않는 감광성 투명 유기재료로 형성된다.
즉, 투명도전성물질로 이루어진 기능층의 두께를 이용하여 미세 공진기 구조를 발생시키는 종래기술과 달리, 본원의 일 실시예에 따른 유기발광표시장치(100)는 차등패터닝될 수 있는 감광성 투명 유기재료로 형성되는 단차층(104)을 포함함으로써, 종래기술보다 용이하게 제조될 수 있다. 이 뿐만 아니라, 투명도전성물질의 결정화로 인한 신뢰도의 저하가 미연에 방지되므로, 종래기술보다 신뢰도가 향상될 수 있다.
다음, 도 5, 및 도 6a 내지 도 6i를 참조하여, 본원의 일 실시예에 따른 유기발광표시장치를 제조하는 방법에 대해 설명한다.
도 5에 도시한 바와 같이, 본원의 일 실시예에 따른 유기발광표시장치의 제조방법은 기판 상에 복수의 화소영역에 대응하는 복수의 박막트랜지스터를 형성하는 단계(S110), 기판 상의 전면에 복수의 박막트랜지스터를 덮는 층간절연막을 형성하는 단계(S120), 층간절연막 상의 각 화소영역에 반사층을 형성하는 단계(S130), 층간절연막 상의 전면에 반사층을 덮고, 각 화소영역으로부터 방출된 광의 파장영역에 대응한 두께를 갖는 단차층을 형성하는 단계(S140), 층간절연막 및 단차층을 관통하여 박막트랜지스터의 일부를 노출시키는 콘택홀을 형성하는 단계(S150), 제 1 전극, 유기발광층 및 제 2 전극을 형성하는 단계(S160), 제 2 전극 상에 컬러필터를 형성하는 단계(S170)를 포함한다.
도 6a에 도시한 바와 같이, 기판(101) 상에 복수의 화소영역(PA1, PA2, PA3)에 대응하는 복수의 박막트랜지스터(TFT)를 형성한다. (S110)
일 예로, 도 3의 도시와 같이, 각 박막트랜지스터(TFT)는 기판(101) 상의 게이트전극(GE), 게이트절연막(102) 상의 액티브층(ACT), 액티브층(ACT) 양측 상에 접하는 소스전극(SE)과 드레인전극(DE)을 포함할 수 있다.
도 6b에 도시한 바와 같이, 기판(101), 즉 게이트절연막(102) 상의 전면에 층간절연막(103)을 형성한다. (S120) 이때, 층간절연막(103)은 금속재료의 확산을 방지할 수 있도록, SiOx, SiNy 등과 같은 무기절연재료로 형성될 수 있다.
도 6c에 도시한 바와 같이, 층간절연막(103) 상의 금속막(미도시)을 패터닝하여, 각 화소영역(PA1, PA2, PA3) 중 적어도 발광영역에 대응하고 상호 이격되어 절연되는 반사층(111)을 형성한다. (S130)
다음, 층간절연막(103) 상의 전면에, 반사층(111)을 덮는 단차층(104)을 형성한다. (S140) 이때, 단차층(104)은 각 화소영역(PA1, PA2, PA3)으로부터 방출되는 색상의 파장영역에 대응하도록 차등한 두께를 갖는다.
구체적으로, 도 6d에 도시한 바와 같이, 반사층(111)을 포함한 층간절연막(103) 상의 전면에 감광성 유기물질의 재료막(201)을 형성한다. 이때, 감광성 유기물질은 포토아크릴계일 수 있다.
이어서, 도 6e에 도시한 바와 같이, 복수의 화소영역(PA1, PA2, PA3)에 대응하여 차폐부(301), 반투과부(302) 및 투과부(303)를 포함하는 노광마스크(300)를 이용하여, 재료막(202)을 노광한다.
일 예로, 노광마스크(300)에 있어서, 노광을 차단하는 차폐부(301)는 적색광(R)을 방출하게 될 제 1 화소영역(PA1)에 대응하고, 노광을 절반 수준으로 투과하는 반투과부(302)는 적색광(R)보다 짧은 파장영역인 녹색광(G)을 방출하게 될 제 2 화소영역(PA2)에 대응하며, 노광을 완전히 투과하는 투과부(303)는 녹색광(G)보다 짧은 파장영역인 청색광(B)을 방출하게 될 제 3 화소영역(PA3)에 대응한다.
이후, 도 6f에 도시한 바와 같이, 노광된 재료막(202)을 현상하면, 서로 다른 색상의 광을 방출할 제 1, 제 2 및 제 3 화소영역(PA1, PA2, PA3)에서, 차등된 제 1, 제 2 및 제 3 두께(TH1, TH2, TH3)로 이루어진 단차층(104)이 형성된다.
다음, 도 6g에 도시한 바와 같이, 층간절연막(103)과 단차층(104)을 관통하여, 각 박막트랜지스터(TFT)의 소스 및 드레인전극(SE, DE) 중 어느 하나의 일부를 노출하는 콘택홀(CT)을 형성한다. (S150)
도 6h에 도시한 바와 같이, 단차층(104) 상의 각 화소영역(PA1, PA2, PA3) 중 적어도 발광영역에 제 1 전극(121)을 형성하고, 각 화소영역(PA1, PA2, PA3)의 외곽에 제 1 전극(121)의 가장자리를 덮는 뱅크(124)를 형성하며, 제 1 전극(121)과 뱅크(124)를 포함한 전면 상에 유기발광층(123) 및 제 2 전극(122)을 순차 형성한다. (S160)
여기서, 제 1 전극(121)은 투명도전성물질로 형성되고, 제 2 전극(122)은 반투과 도전성물질로 형성된다.
다음, 도 6i에 도시한 바와 같이, 제 2 전극(122) 상측에, 제 1, 제 2 및 제 3 화소영역(PA1, PA2, PA3)에 대응하여 적색광(R), 녹색광(G) 및 청색광(B)을 선택적으로 필터링하는 제 1, 제 2 및 제 3 필터부(131a, 131b, 131c)를 포함하는 컬러필터(130)를 형성한다.
이상과 같이, 본원의 일 실시예에 따르면, 감광성 유기재료를 차등 패터닝하는 것만으로, 즉 감광성 유기재료를 증착하는 과정과 증착된 감광성 유기재료를, 하프톤마스크를 이용하여 패터닝하는 과정만으로, 단차층(104)을 형성할 수 있다.
이에, 투명도전성물질의 적층 및 패터닝하는 과정을 적어도 3회 반복하여 기능층을 생성하는 종래기술에 비해, 공정이 단순하고 용이해져서, 제조시간 및 제조비용이 감소될 수 있고, 그로 인해 수율이 향상될 수 있다.
또한, 적어도 3회 반복된 적층 및 패터닝하는 과정을 통해 손쉽게 결정화되는 투명도전성물질에 의해 제 1 전극(121)의 특성 변화가 유발되지 않으므로, 유기발광소자의 신뢰도가 향상될 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 종래의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
100: 유기발광표시장치 AA: 표시영역
PA: 화소영역 NA: 비표시영역
GL: 게이트라인 DL: 데이터라인
TFT: 박막트랜지스터 EL: 유기발광소자
101: 기판 102: 게이트절연막
103: 층간절연막 104: 단차층
121: 제 1 전극 122: 제 2 전극
123: 유기발광층

Claims (12)

  1. 복수의 화소영역을 포함하고, 상기 복수의 화소영역은 셋 이상의 서로 다른 색상 중 어느 하나를 각각 방출하는 유기발광표시장치에 있어서,
    기판 상에 상기 복수의 화소영역에 대응하여 형성된 복수의 박막트랜지스터;
    상기 기판 상의 전면에 형성되어, 상기 복수의 박막트랜지스터를 덮는 층간절연막;
    상기 층간절연막 상의 상기 각 화소영역에 형성되는 반사층;
    상기 층간절연막 상의 전면에 형성되어, 상기 반사층을 덮는 단차층;
    상기 단차층 상의 상기 각 화소영역에 형성되고, 상기 반사층과 상기 단차층을 관통하는 콘택홀을 통해 상기 각 박막트랜지스터와 연결되는 제 1 전극;
    상기 제 1 전극에 대향하는 제 2 전극; 및
    상기 제 1 및 제 2 전극 사이에 형성되는 유기발광층을 포함하고,
    상기 반사층과 상기 제 2 전극 사이에 미세 공진기가 발생되도록, 상기 복수의 화소영역 각각에서 상기 단차층은 상기 각 화소영역으로부터 방출되는 색상의 파장영역에 대응하는 두께로 형성되는 유기발광표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 단차층은 감광성 투명 유기물질을 차등 패터닝하여 형성되는 유기발광표시장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 감광성 투명 유기물질은 포토아크릴계 유기물질인 유기발광표시장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 단차층은,
    상기 복수의 화소영역 중 제 1 색상을 방출하는 제 1 화소영역에서, 상기 제 1 색상의 파장영역에 대응하는 제 1 두께로 형성되고,
    상기 복수의 화소영역 중 상기 제 1 색상보다 짧은 파장영역인 제 2 색상을 방출하는 제 2 화소영역에서, 상기 제 2 색상의 파장영역에 대응하고 상기 제 1 두께보다 얇은 제 2 두께로 형성되며,
    상기 복수의 화소영역 중 상기 제 2 색상보다 짧은 파장영역인 제 3 색상을 방출하는 제 3 화소영역에서, 상기 제 3 색상의 파장영역에 대응하고 상기 제 2 두께보다 얇은 제 3 두께로 형성되는 유기발광표시장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1, 제 2 및 제 3 색상은 적색, 녹색 및 청색인 유기발광표시장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 화소영역 각각에서, 상기 유기발광층에서 생성된 광이 상기 셋 이상의 서로 다른 색상 중 어느 하나로 변환되도록, 상기 제 1 및 제 2 전극 중 어느 하나와 표시면 사이에 형성되는 컬러필터를 더 포함하는 유기발광표시장치.
  7. 복수의 화소영역을 포함하고, 상기 복수의 화소영역은 셋 이상의 서로 다른 색상 중 어느 하나를 각각 방출하는 유기발광표시장치를 제조하는 방법에 있어서,
    기판 상에 상기 복수의 화소영역에 대응하는 복수의 박막트랜지스터를 형성하는 단계;
    상기 기판 상의 전면에, 상기 복수의 박막트랜지스터를 덮는 층간절연막을 형성하는 단계;
    상기 층간절연막 상의 상기 각 화소영역에 반사층을 형성하는 단계;
    상기 층간절연막 상의 전면에, 상기 반사층을 덮는 단차층을 형성하는 단계;
    상기 단차층 상의 각 화소영역에 제 1 전극을 형성하는 단계;
    상기 제 1 전극 상에 유기발광층을 형성하는 단계; 및
    상기 유기발광층 상에, 상기 제 1 전극에 대향하는 제 2 전극을 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 단차층을 형성하는 단계에서,
    상기 반사층과 상기 제 2 전극 사이에 미세 공진기가 발생되도록, 상기 복수의 화소영역 각각의 상기 단차층은 상기 각 화소영역에서 방출되는 색상의 파장영역에 대응하는 두께로 형성되는 유기발광표시장치의 제조방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 단차층을 형성하는 단계는,
    상기 층간절연막 상의 전면에 감광성 유기물질의 재료막을 형성하는 단계; 및
    상기 재료막을 차등패터닝하여, 상기 셋 이상의 서로 다른 색상의 파장영역에 대응하는 셋 이상의 서로 다른 두께로 이루어진 상기 단차층을 형성하는 단계를 포함하는 유기발광표시장치의 제조방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 감광성 유기물질은 포토아크릴계인 유기발광표시장치의 제조방법.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 감광성 유기물질의 재료막을 차등패터닝하여, 상기 단차층을 형성하는 단계에서,
    상기 단차층은,
    상기 복수의 화소영역 중 제 1 색상을 방출하는 제 1 화소영역에서, 상기 제 1 색상의 파장영역에 대응하는 제 1 두께로 형성되고,
    상기 복수의 화소영역 중 상기 제 1 색상보다 짧은 파장영역인 제 2 색상을 방출하는 제 2 화소영역에서, 상기 제 2 색상의 파장영역에 대응하고 상기 제 1 두께보다 얇은 제 2 두께로 형성되며,
    상기 복수의 화소영역 중 상기 제 2 색상보다 짧은 파장영역인 제 3 색상을 방출하는 제 3 화소영역에서, 상기 제 3 색상의 파장영역에 대응하고 상기 제 2 두께보다 얇은 제 3 두께로 형성되는 유기발광표시장치의 제조방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 감광성 유기물질의 재료막을 차등패터닝하여, 상기 단차층을 형성하는 단계는,
    상기 제 1 화소영역에 대응하는 차폐부, 상기 제 2 화소영역에 대응하는 반투과부, 및 상기 제 3 화소영역에 대응하는 투과부를 포함하는 노광마스크를 이용하여 상기 재료막을 노광하는 단계; 및
    상기 노광된 재료막을 현상하는 단계를 포함하는 유기발광표시장치의 제조방법.
  12. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 2 전극을 형성한 이후에,
    상기 제 1 및 제 2 전극 중 어느 하나와 표시면 사이에 컬러필터를 형성하는 단계를 더 포함하는 유기발광표시장치의 제조방법.
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