KR20150043142A - 유기발광표시장치 및 그 제조방법 - Google Patents
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Abstract
유기발광표시장치 및 그 제조방법이 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따르는 유기발광표시장치는 비화소 영역에 의해 구분된 복수의 화소 영역을 포함하는 표시기판, 상기 표시기판에 대향하여 배치되는 밀봉기판, 상기 표시기판의 비화소 영역 상에 배치되고, 상기 표시기판과 상기 밀봉기판 사이에 배치되어 상기 표시기판 및 상기 밀봉기판의 간격을 유지하는 스페이서, 및 상기 스페이서의 하부에 배치되는 금속층을 포함한다.
Description
본 발명의 실시예들은 유기발광표시장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.
유기발광표시장치는 정공 주입 전극과 전자 주입 전극 그리고 이들 사이에 형성되어 있는 유기발광층을 포함하는 유기발광소자를 구비하며, 정공 주입 전극에서 주입되는 정공과 전자 주입 전극에서 주입되는 전자가 유기발광층에서 결합하여 생성된 엑시톤(exciton)이 여기 상태(exited state)로부터 기저 상태(ground state)로 떨어지면서 빛을 발생시키는 자발광형 표시 장치이다.
자발광형 표시장치인 유기발광표시장치는 별도의 광원이 불필요하므로 저전압으로 구동이 가능하고 경량의 박형으로 구성할 수 있으며, 넓은 시야각, 높은 콘트라스트(contrast) 및 빠른 응답 속도 등의 고품위 특성으로 인해 차세대 표시 장치로 주목받고 있다.
본 발명의 실시예들은 유기발광표시장치 및 그 제조방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 유기발광표시장치는,
비화소 영역에 의해 구분된 복수의 화소 영역을 포함하는 표시기판;
상기 표시기판에 대향하여 배치되는 밀봉기판;
상기 표시기판의 비화소 영역 상에 배치되고, 상기 표시기판과 상기 밀봉기판 사이에 배치되어 상기 표시기판 및 상기 밀봉기판의 간격을 유지하는 스페이서; 및
상기 스페이서의 하부에 배치되는 금속층;을 포함한다.
상기 금속층의 적어도 한 부분은 상하로 굴곡져있을 수 있다.
상기 금속층의 적어도 한 부분은 엠보싱(embossing) 형상을 가질 수 있다.
상기 금속층은 복수의 그루브(groove)를 포함할 수 있다.
상기 금속층은 평평한(flat) 형상을 가질 수 있다.
상기 화소 영역에는 제1 전극, 유기 발광층을 포함하는 중간층, 및 제2 전극을 포함하는 유기발광소자가 배치되며, 상기 금속층은 상기 제1 전극과 동일한 층에 배치될 수 있다.
상기 화소 영역에는 제1 전극, 유기 발광층을 포함하는 중간층, 및 제2 전극을 포함하는 유기발광소자가 배치되며, 상기 금속층은 상기 제1 전극과 동일한 물질로 이루어질 수 있다.
상기 비화소 영역에는 화소 정의막이 배치되며, 상기 금속층은 상기 화소 정의막 하부 또는 상부에 배치될 수 있다.
상기 금속층은 제1 금속층 및 제2 금속층을 포함하며, 상기 제1 금속층은 상기 화소 정의막 하부에 배치되고 상기 제2 금속층은 상기 화소 정의막 상부에 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 유기발광표시장치는 상기 표시기판 상에 배치되는 박막트랜지스터; 상기 박막트랜지스터를 덮는 평탄화막; 및 상기 평탄화막 상의 제1 전극, 유기 발광층을 포함하는 중간층, 및 제2 전극을 포함하는 유기발광소자;를 더 포함하며, 상기 금속층은 상기 제1 전극과 이격되어 배치될 수 있다.
상기 비화소 영역에 배치되는 상기 평탄화막 상부면의 적어도 한 부분은 복수의 그루브(groove)를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 유기발광표시장치의 제조방법은,
표시기판의 화소 영역을 구분하는 비화소 영역에 금속층을 형성하는 단계;
상기 금속층에 대응하여 스페이서를 형성하는 단계; 및
상기 스페이서에 의해 지지되는 밀봉기판을 상기 표시기판에 대향하여 합착하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 화소 영역과 비화소 영역을 정의하는 화소 정의막을 형성하는 단계;를 더 포함하며, 상기 스페이서와 상기 화소 정의막은 동시에 형성될 수 있다.
상기 스페이서와 상기 화소 정의막을 동시에 형성하기 위해서 하프-톤(half-ton) 마스크를 이용할 수 있다.
상기 화소 영역에 제1 전극, 유기 발광층을 포함하는 중간층, 제2 전극이 순차적으로 적층되는 유기발광소자를 형성하는 단계;를 더 포함하며, 상기 금속층은 상기 제1 전극과 동시에 형성될 수 있다.
상기 금속층이 증착되는 면에 엠보싱 처리 또는 그루브(groove)를 형성하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
상기 금속층의 적어도 한 부분은 상하로 굴곡져있을 수 있다.
상기 금속층의 적어도 한 부분은 엠보싱 형상을 가질 수 있다.
상기 금속층은 복수의 그루브를 포함할 수 있다.
상기 금속층은 평평한 형상을 가질 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따르는 유기발광표시장치는 스페이서 및 스페이서 하부에 배치되는 금속층을 포함하여, 유기발광표시장치의 강도가 강화될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광표시장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 유기발광표시장치의 부분 단면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기발광표시장치의 부분 단면도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유기발광표시장치의 부분 단면도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유기발광표시장치의 부분 단면도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유기발광표시장치의 부분 단면도이다.
도 7a 내지 7f는 본 발명의 실시예들에 따른 유기발광표시장치의 제조방법을 순차적으로 도시한 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 유기발광표시장치의 부분 단면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기발광표시장치의 부분 단면도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유기발광표시장치의 부분 단면도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유기발광표시장치의 부분 단면도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유기발광표시장치의 부분 단면도이다.
도 7a 내지 7f는 본 발명의 실시예들에 따른 유기발광표시장치의 제조방법을 순차적으로 도시한 단면도이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용된다.
이하의 실시예에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
이하의 실시예에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.
이하의 실시예에서, 막, 영역, 구성 요소 등의 부분이 다른 부분 "위"에 또는 "상"에 있다고 할 때, 다른 부분의 바로 위에 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 막, 영역, 구성 요소 등이 개재되어 있는 경우도 포함한다.
도면에서는 설명의 편의를 위하여 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.
어떤 실시예가 달리 구현 가능한 경우에 특정한 공정 순서는 설명되는 순서와 다르게 수행될 수도 있다. 예를 들어, 연속하여 설명되는 두 공정이 실질적으로 동시에 수행될 수도 있고, 설명되는 순서와 반대의 순서로 수행될 수도 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광표시장치(100)를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 1를 참조하면, 유기발광표시장치(100)는 표시기판(21) 상에 마련된 유기발광부(22)와 유기발광부(22)를 밀봉하는 밀봉기판(23)을 포함한다. 또한, 상기 표시기판(21)과 상기 밀봉기판(23) 사이에 배치되어 표시기판(21) 및 상기 밀봉기판(23)의 간격을 유지하는 스페이서(spacer, 41)를 포함한다.
표시기판(21) 상에는 유기발광부(22)가 마련되며, 표시기판(21) 및 유기발광부(22)는 비화소 영역(NPA) 및 비화소 영역(PA)에 의해 구분된 복수의 화소 영역(PA)을 포함한다.
비화소 영역(NPA)은 광이 시인되지 않는 영역으로, 비발광 영역일 수 있다. 따라서, 비화소 영역(NPA)은 발광을 위한 발광 구조를 구비하지 않을 수 있다. 몇몇 실시예에서, 비발광 영역은 발광 구조를 적어도 부분적으로 포함하되, 광 차폐 구조물에 의해 광 방출이 차단된 영역일 수 있다.
화소 영역(PA)은 광이 시인될 수 있는 영역으로, 발광 구조를 포함할 수 있다. 예를 들어, 각 화소 영역(PA)은 유기 발광을 구현하는 유기발광소자(OLED, organic light-emitting device)를 포함할 수 있다. 복수의 화소 영역(PA)은 매트릭스 형태로 배열될 수 있다.
유기발광부(22)는 적색, 녹색, 청색 및 백색 중 어느 하나의 색을 발광하는 다수의 유기발광소자(OLED)를 포함할 수 있다.
밀봉기판(23)은 투명한 부재로 마련되어 유기발광부(22)로부터의 화상이 구현될 수 있도록 하고, 유기발광부(22)로 산소 및 수분이 침투하는 것을 막는 역할을 할 수 있다.
표시기판(21)과 밀봉기판(23)은 그 가장자리가 밀봉재(24)에 의해 결합된다. 이에 따라, 표시기판(21)과 밀봉기판(23) 사이의 내부공간(25)이 밀봉된다. 상기 내부공간(25)에는 흡습제나 충진재 등이 위치할 수 있다.
스페이서(41)는 상기 비화소 영역(NPA)에 배치되며, 상기 표시기판(21)과 상기 밀봉기판(23) 사이에 배치되어 표시기판(21)과 밀봉기판(23)의 간격을 유지할 수 있다. 스페이서(41)는 외부 충격에 의해 표시 특성이 저하되지 않기 위해 마련된 것일 수 있다.
스페이서(41)의 하부에는 금속층(43)이 배치된다. 금속층(43)은 스페이서(41)가 밀봉기판(23)을 지지하는 강도를 강화하기 위해서 마련된 것일 수 있다. 스페이서(41)는 외부의 충격에 의해서 압축 압력을 받게 되고 이에 따라 변형이 일어날 수 있다. 이 때, 금속층(43)은 스페이서(41) 하부에 배치되어, 상기 압축 압력에 대해 유기발광표시장치(100)의 변형이 최소화가 될 수 있도록 도와주는 역할을 할 수 있다. 이에 따라, 유기발광표시장치(100)의 강도가 스페이서(41)만 있는 경우에 비해서 더 강화될 수 있다.
이하, 도 2 내지 도 6을 참조하여, 본 발명의 실시예들에 대해서 보다 구체적으로 살펴보도록 한다.
도 2는 도 1에 도시된 유기발광표시장치(100)의 부분 확대 단면도이다.
도 2를 참조하면, 유기발광표시장치(100)은 표시기판(21), 밀봉기판(23), 스페이서(41) 및 상기 스페이서(41)의 하부에 배치되는 금속층(43)을 포함한다. 또한, 유기발광표시장치(100)는 버퍼막(211), 박막트랜지스터(TFT, thin film transistor), 유기발광소자(OLED), 화소 정의막(219)를 더 포함할 수 있다.
표시기판(21)은 비화소 영역(NPA) 및 비화소 영역(NPA)에 의해 구분되는 복수의 화소 영역(PA)을 포함한다. 표시기판(21)은 SiO2를 주성분으로 하는 투명 재질의 글라스재로 마련될 수 있다. 표시기판(21)은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 세라믹재, 투명한 플라스틱재 또는 금속재 등, 다양한 재질의 기판을 이용할 수 있다.
밀봉기판(23)은 표시기판(21)에 대향하여 배치되며, 표시기판(21)과 밀봉기판(23) 사이의 유기발광소자(OLED)를 외부 공기로부터 밀폐시키는 역할을 수행할 수 있다.
버퍼막(211)은 표시기판(21) 상면에 불순물 이온이 확산되는 것을 방지하고, 수분이나 외기의 침투를 방지하며, 표면을 평탄화하는 역할을 할 수 있다.
박막트랜지스터(TFT)는 활성층(212), 게이트전극(214), 소스 전극(216), 및 드레인 전극(217)으로 구성된다. 게이트전극(214)과 활성층(212) 사이에는 이들 간의 절연을 위한 게이트절연막(213)이 개재되어 있다.
활성층(212)은 버퍼막(211) 상에 마련될 수 있다. 활성층(212)은 비정질 실리콘(amorphous silicon) 또는 폴리 실리콘(poly silicon)과 같은 무기 반도체나, 유기 반도체가 사용될 수 있다. 일부 실시예에서, 활성층(212)는 산화물 반도체로 형성될 수 있다. 예를 들어, 산화물 반도체는 아연(Zn), 인듐(In), 갈륨(Ga), 주석(Sn) 카드뮴(Cd), 게르마늄(Ge), 또는 하프늄(Hf) 과 같은 12, 13, 14족 금속 원소 및 이들의 조합에서 선택된 물질의 산화물을 포함할 수 있다.
게이트절연막(213)은 버퍼막(211) 상에 마련되어 상기 활성층(212)을 덮고, 게이트절연막(213) 상에 게이트전극(214)이 형성된다. 게이트절연막(213)은 절연체로 구비되어, 게이트전극(214)과 활성층(212)을 전기적으로 분리시킬 수 있다. 일부 실시예에서, 게이트절연막(213)은 무기물, 유기물의 단층 또는 이들의 적층 구조로 형성될 수 있다.
게이트전극(214)을 덮도록 게이트절연막(213) 상에 층간절연막(215)이 형성되고, 이 층간절연막(215) 상에 소스 전극(216)과 드레인 전극(217)이 형성되어 각각 활성층(212)과 콘택 홀을 통해 콘택된다.
상기와 같은 박막트랜지스터(TFT)의 구조는 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 다양한 형태의 박막트랜지스터(TFT)의 구조가 적용 가능하다. 예를 들면, 상기 박막트랜지스터(TFT)는 탑 게이트 구조로 형성된 것이나, 게이트전극(214)이 활성층(212) 하부에 배치된 바텀 게이트 구조로 형성될 수도 있다.
상기 박막트랜지스터(TFT)와 함께 커패시터를 포함하는 픽셀 회로(미도시)가 형성될 수 있다.
층간절연막(215) 상에는 상기 박막트랜지스터(TFT)를 포함하는 픽셀 회로를 덮는 평탄화막(218)이 마련된다. 평탄화막(218)은 그 위에 마련되는 유기발광소자(OLED)의 발광 효율을 높이기 위해 단차를 없애고 평탄화시키는 역할을 할 수 있다. 평탄화막(218)은 무기물 및/또는 유기물로 형성될 수 있다.
유기발광소자(OLED)는 상기 평탄화막(218) 상에 배치되며, 제1 전극(221), 유기 발광층을 포함하는 중간층(220), 제2 전극(222)을 포함한다. 화소 정의막(219)은 상기 평탄화막(218) 및 상기 제1 전극(221)의 일부를 덮으며 배치되며, 화소 영역(PA)과 비화소 영역(NPA)을 정의한다.
유기발광소자(OLED)의 제1 전극(221)과 제2 전극(222)에서 주입되는 정공과 전자는 중간층(220)의 유기 발광층에서 결합하면서 빛이 발생할 수 있다.
중간층(220)은 유기 발광층을 구비할 수 있다. 선택적인 다른 예로서, 중간층(220)은 유기 발광층(emission layer)을 구비하고, 그 외에 정공 주입층(HIL:hole injection layer), 정공 수송층(hole transport layer), 전자 수송층(electron transport layer) 및 전자 주입층(electron injection layer) 중 적어도 하나를 더 구비할 수 있다. 본 실시예는 이에 한정되지 아니하고, 중간층(220)은 유기 발광층을 구비하고, 기타 다양한 기능층을 더 구비할 수 있다.
중간층(220) 상에는 제2 전극(222)이 형성된다. 제2 전극(222)는 제1 전극(221)과 전계를 형성하여, 중간층(220)에서 광이 방출될 수 있게 한다. 제1 전극(221)는 화소 마다 패터닝될 수 있으며, 제2 전극(222)은 모든 화소에 걸쳐 공통된 전압이 인가되도록 형성될 수 있다.
제1 전극(221) 및 제2 전극(222)은 투명 전극 또는 반사형 전극으로 구비될 수 있다. 제1 전극(221)은 애노드 전극, 제2 전극(222)은 캐소드 전극으로 기능할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들면, 제1 전극(221)이 캐소드 전극, 제2 전극(222)이 애노드 전극으로 기능할 수 있다.
도면에서는 하나의 유기발광소자(OLED)만을 도시하였으나, 유기발광부(22, 도1 참조)은 복수의 유기발광소자(OLED)를 포함할 수 있다. 각 유기발광소자(OLED) 마다 하나의 화소를 형성할 수 있으며, 각 화소별로 적색, 녹색, 청색 또는 백색의 색을 구현할 수 있다.
그러나, 본 개시는 이에 한정되지 않는다. 중간층(220)은 화소의 위치에 관계없이 제1 전극(221) 전체에 공통으로 형성될 수 있다. 이때, 유기 발광층은 예를 들어, 적색, 녹색 및 청색의 빛을 방출하는 발광 물질을 포함하는 층이 수직으로 적층되거나 적색, 녹색 및 청색의 빛을 방출하는 발광물질이 혼합되어 형성될 수 있다. 물론, 백색광을 방출할 수 있다면 다른 색의 조합이 가능함은 물론이다.
또한, 상기 방출된 백색광을 소정의 컬러로 변환하는 색변환층이나, 컬러 필터를 더 구비할 수 있다.
보호층(미도시)은 제2 전극(222) 상에 배치될 수 있으며, 유기발광소자(OLED)를 덮어 보호하는 역할을 할 수 있다. 보호층(미도시)은 무기 절연막 및/또는 유기 절연막을 사용할 수 있다.
스페이서(41)는 비화소 영역(NPA)에 배치되며, 상기 표시기판(21)과 상기 밀봉기판(23) 사이에 배치되어 표시기판(21)과 밀봉기판(23)의 간격을 유지할 수 있다. 스페이서(41)는 외부 충격에 의해 표시 특성이 저하되지 않기 위해 마련된 것일 수 있다.
일부 실시예에서, 스페이서(41)는 화소 정의막(219) 상에 마련된다. 스페이서(41)는 화소 정의막(219)으로부터 밀봉기판(23) 방향으로 돌출되어 마련될 수 있다.
일부 실시예에서, 화소 정의막(219) 및 스페이서(41)는 감광성 물질을 사용하여 사진 공정 또는 사진 식각 공정을 통해 일체로 형성될 수 있다. 즉, 하프톤 마스크를 사용하여 노광 공정을 통해 노광량을 조절하여 화소 정의막(219) 및 스페이서(41)를 동시에 형성할 수 있다.
일부 실시예에서, 하프톤 마스크는 투과 영역, 반투과 영역, 불투과 영역으로 이루어질 수 있다. 하프톤 마스크의 투과 영역에 대응하여 화소 정의막(219)의 개구부가 형성될 수 있으며, 반투과 영역에 대응하여 화소 정의막(219), 불투과 영역에 대응하여 스페이서(41)이 형성될 수 있다. 이 경우, 스페이서(41)는 화소 정의막(219)과 동일 물질로 이루어지게 된다.
그러나 본 개시는 이에 한정되는 것은 아니며, 화소 정의막(219)과 스페이서(41)는 순차적으로 또는 별개로 형성될 수 있으며, 서로 다른 소재를 사용하여 만들어진 독자의 구조물 일 수도 있다.
스페이서(41)의 상부에는 제2 전극(222) 및/또는 보호층(미도시)이 배치될 수 있다.
금속층(43)은 스페이서(41)의 하부에 배치되어, 스페이서(41)와 함께 유기발광표시장치(100)의 기구 강도를 향상시키는 역할을 할 수 있다. 일부 실시예에서, 금속층(43)은 제1 전극(221)과 동일 물질로 형성될 수 있다. 일부 실시예에서, 금속층(43)은 제1 전극(221)과 동일한 층에 형성될 수 있다. 예를 들면, 금속층(43)은 제1 전극(221)과 같이 평탄화막(218) 상에 형성될 수 있다.
일부 실시예에서, 금속층(43)은 제1 전극(221)을 증착할 때 같이 증착될 수 있다. 이 경우, 금속층(43)을 형성하기 위한 별도의 마스크 공정이 추가되지 않게 되어 공정의 단순화를 도모할 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니고 금속층(43)은 제1 전극(221)과 다른 물질 및/또는 다른 공정을 통해서 형성될 수도 있다.
일부 실시예에서, 금속층(43)의 적어도 한 부분은 상하로 굴곡져있을 수 있다. 여기서, '상'은 밀봉기판 방향을 의미하며, '하'는 표시기판 방향을 의미한다.
일부 실시예에서, 금속층(43)의 적어도 한 부분은 엠보싱(embossing) 형상을 하고 있을 수 있다. 이에 따라, 금속층(43)은 동일한 증착 두께에 대하여 금속층(43)의 부피를 증가시킬 수 있다. 이와 같은 형상은 금속층(43)을 제1 전극(221)과 동시에 증착하는 경우, 증착 두께의 한계를 고려한 것일 수 있다. 금속층(43)의 부피가 증가함에 따라, 스페이서(41)를 지지해주는 강도가 향상될 수 있다.
일부 실시예에서, 금속층(43)이 엠보싱(embossing) 형상을 갖도록 하기 위해서, 평탄화막(218)의 일부가 엠보싱 형상을 갖도록 가공할 수 있다. 엠보싱 형상의 가공은 레이저 가공, 습식 또는 건식 식각, 임프린트(imprint) 공정 등 다양한 방법에 의해서 수행될 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 엠보싱 형상은 하프-톤 마스크 공정으로 형성될 수 있다.
금속층(43)은 제1 전극(221)과 이격되어 형성될 수 있다. 그러나, 이에 한정되지 않고, 경우에 따라서는 제1 전극(221)과 연결될 수도 있다. 일부 실시예에서, 금속층(43)은 유기발광표시장치(100)에 전압 또는 데이터 등을 공급하는 배선라인의 역할을 할 수 있다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기발광표시장치(200, 300)의 부분 단면도이다. 도 3 및 도 4에 있어서, 도 2에서와 동일한 참조 부호는 동일 부재를 나타내며, 여기서는 설명의 간략화를 위하여 이들의 중복 설명은 생략한다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 도 3 및 도 4의 유기발광표시장치(200, 300)의 금속층(432, 433)의 형태가 도 2의 유기발광표시장치(100)의 금속층(43)과 다르다는 점에서 차이가 있다.
도 3의 금속층(432)은 복수의 그루브(groove)를 포함하고 있다. 이에 따라, 금속층(432)은 요철 구조를 가질 수 있다. 이는 평탄화막(218)의 상부면에 복수의 그루브(groove)를 형성한 후, 그 위에 금속층(432)을 증착하여 구현될 수 있다. 도 3의 그루브(groove)의 크기 및/또는 형상은 다양하게 변형될 수 있다.
도 4의 금속층(433)은 평평한 형상을 하고 있다. 이 경우, 도 2 또는 도 3의 금속층(43, 432)에 비해서 공정의 단순화를 도모할 수 있다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유기발광표시장치(400)의 부분 단면도이다. 도 5에 있어서, 도 2에서와 동일한 참조 부호는 동일 부재를 나타내며, 여기서는 설명의 간략화를 위하여 이들의 중복 설명은 생략한다.
도 5를 참조하면, 도 5의 유기발광표시장치(400)의 금속층(434)은 화소 정의막(219) 상부에 형성되어 있다는 점에서 도 2의 유기발광표시장치(100)와 차이가 있다.
금속층(434)은 화소 정의막(219)의 상부에 배치될 수 있다. 금속층(434)의 형상은 도면에 의해서 한정되지 않으며, 엠보싱 형상, 요철 구조, 또는 평평한 형상 등 다양한 형상을 가질 수 있다.
금속층(434)를 화소 정의막(219)의 상부에 형성하기 위해서, 먼저 화소 정의막(219)의 제1 부분(219a)을 형성한다. 그 다음, 금속층(434)를 상기 제1 부분(219a)에 형성한다. 그 다음, 화소 정의막(219)의 제2 부분(219b)과 스페이서(41)를 동시에 형성할 수 있다.
금속층(434)는 제1 전극(221)과 동일한 물질 또는/및 동일한 증착 공정을 통해서 형성될 수 있다.
도 6는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유기발광표시장치(500)의 부분 단면도이다. 도 6에 있어서, 도 2에서와 동일한 참조 부호는 동일 부재를 나타내며, 여기서는 설명의 간략화를 위하여 이들의 중복 설명은 생략한다.
도 6의 유기발광표시장치(500)은 도 2의 유기발광표시장치(100)와 비교할 때, 화소 정의막(219) 하부에 제1 금속층(435a) 및 화소 정의막(219) 상부에 제2 금속층(435a)를 구비하고 있다는 점에서 차이가 있다.
유기발광표시장치(500)는 화소 정의막(219)의 하부 및 상부에 각각 제1 금속층(435a) 및 제2 금속층(436b)을 포함하고 있다. 이에 따라, 스페이서(41)의 지지 강도가 향상될 수 있다.
비록 도면에서는 제1 금속층(435a) 및 제2 금속층(436b)만을 도시하였으나, 이에 한정되지 않고, 금속층(435)은 추가적인 층을 더 구비할 수 있다.
도 7a 내지 7f는 본 발명의 실시예들에 따른 유기발광표시장치(100, 200, 300, 400, 500)의 제조방법을 순차적으로 도시한 단면도이다. 본 예에서는 도 2에서 개시한 유기발광표시장치(100)의 제조과정을 예시한다.
도 7a를 참조하면, 표시기판(21) 상에 버퍼막(211) 및 박막트랜지스터(TFT)을 형성한다.
우선, 버퍼막(211)은 PECVD(plasma enhanced chemical vapor deosition)법, APCVD(atmospheric pressure CVD)법, LPCVD(low pressure CVD)법 등 다양한 증착 방법에 의해 형성될 수 있다. 표시기판(21) 상에 버퍼막(211)을 형성하기 전에 표시기판(21)에 대하여 평탄화 공정을 수행할 수 있다. 예를 들면, 화학 기계적 연마 공정 및/또는 에치 백 공적을 표시기판(21)에 대하여 수행하여, 표시기판(21)이 실질적으로 평탄한 상면을 확보할 수 있다.
그 다음, 활성층(212)을 버퍼막(211) 상에 형성한다. 활성층(212)은 비정질 실리콘(amorphous silicon) 또는 폴리 실리콘(poly silicon)과 같은 무기 반도체나, 유기 반도체가 사용될 수 있다. 일부 실시예에서, 활성층(212)는 산화물 반도체로 형성될 수 있다. 활성층(212)은 PECVD(plasma enhanced chemical vapor deosition)법, APCVD(atmospheric pressure CVD)법, LPCVD(low pressure CVD)법 등 다양한 증착 방법에 의해 형성될 수 있다. 활성층(212)은 버퍼막(211) 상에 전체적으로 형성된 후, 식각 등에 의해서 패터닝될 수 있다. 그 후, 결정화 공정이 추가적으로 이루어질 수 있다.
그 다음, 버퍼막(211) 상에 활성층(212)를 덮는 게이트절연막(213)을 형성한다. 게이트절연막(213)은 활성층(212)의 프로파일(profile)에 따라 버퍼막(211) 상에 실질적으로 균일하게 형성될 수 있다.
게이트절연막(213) 상에는 게이트전극(214)이 형성된다. 게이트전극(214)는 게이트절연막(213) 중에서 아래에 활성층(212)이 위치하는 부분 상에 형성된다. 게이트전극(214)는 금속, 합금, 금속 질화물, 도전성 금속 산화물, 투명 전도성 물질 등을 포함할 수 있다.
게이트전극(214)을 덮도록 게이트절연막(213) 상에 층간절연막(215)을 형성한다. 층간절연막(215)은 게이트전극(214)의 프로파일에 따라 게이트절연막(213) 상에 실질적으로 균일한 두께로 형성될 수 있다. 층간절연막(215)은 실리콘 화합물을 사용하여 형성될 수 있다.
층간절연막(215) 상에 소스 전극(216)과 드레인 전극(217)을 형성한다. 소스 전극(216) 및 드레인 전극(217)은 게이트전극(214)을 중심으로 소정의 간격으로 이격되며, 게이트전극(214)에 인접하여 배치된다. 소스 전극(216) 및 드레인 전극(217)은 층간절연막(215), 게이트절연막(213)을 관통하여 활성층(212)의 양 끝단과 콘택된다. 소스 전극(216) 및 드레인 전극(217)은 금속, 합금, 금속 질화물, 도전성 금속 산화물, 투명 전도성 물질 등을 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 층간절연막(215) 및 게이트절연막(213)을 부분적으로 식각하여 활성층(212)을 노출시키는 홀을 형성한 후, 이러한 홀을 채우면서 층간절연막(215) 상에 도전막(미도시)을 형성한다. 다음에, 상기 도전막(미도시)를 패터닝하여 소스 전극(216) 및 드레인 전극(217)을 형성할 수 있다.
그 다음, 층간절연막(215) 상에 소스 전극(216) 및 드레인 전극(217)을 덮는 평탄화막(218)을 형성한다. 평탄화막(218)은 소스 전극(216) 및 드레인 전극(217)을 완전하게 덮을 수 있는 충분한 두께를 가질 수 있다. 평탄화막(218)은 무기물 및/또는 유기물로 형성될 수 있다. 평탄화막(218)은 그 구성 물질에 따라 스핀 코팅 공정, 프린팅 공정, 스퍼터링 공정, 화학 기상 증착(CVD) 공정, 원자층 적층(ALD) 공정, 플라즈마 증대 화학 기상 증착(PECVD) 공정, 고밀도 플라즈마-화학 기상 증착(HDP-CVD) 공정, 진공 증착 공정 등을 이용하여 형성될 수 있다.
그 다음, 평탄화막(218)에 드레인 전극(217)을 노출시키는 관통홀(208)을 형성한다.
도 7b를 참조하면, 평탄화막(218)의 상부면 중 금속층(43, 도 7c 참조)이 형성될 부분에 엠보싱 처리 또는 복수의 그루브를 형성할 수 있다. 엠보싱 처리 또는 그루브 형성하는 방법은 식각 공정 또는 레이저 드릴링(laser drilling) 기술, 임프린트(imprint) 공정 등을 이용할 수 있다.
도 7c를 참조하면, 제1 전극(221) 및 금속층(43)을 형성한다. 제1 전극(221) 및 금속층(43)은 동일한 공정에서 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1 전극(221) 및 금속층(43)은 동시에 증착된 후, 패터닝 공정을 통해서 패터닝될 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니며, 별도의 공정으로 형성될 수 있다.
제1 전극(221) 및/또는 금속층(43)은 금속 및/또는 합금을 포함하는 단층 구조 또는 다층 구조로 형성될 수 있다.
제1 전극(221) 및/또는 금속층(43)은 스퍼터링 공정, 진공 증착 공정, 화학 기상 증착 공정, 펄스 레이저 증착 공정, 프린팅 공정, 원자층 적층 공정 등을 이용하여 형성될 수 있다. 제1 전극(221)은 화소별로 패터닝될 수 있다.
도 7d를 참조하면, 화소 정의막(219) 및 스페이서(41)을 형성한다. 일부 실시예에서, 화소 정의막(219)과 스페이서(41)은 동시에 형성될 수 있다. 이 경우, 하프-톤 마스크를 이용할 수 있다. 그러나, 이에 한정되지 않고, 화소 정의막(219)과 스페이서(41)는 순차적으로 형성될 수도 있다.
화소 정의막(219)를 형성하기 위해서, 평탄화막(218) 및 제1 전극(221) 상에 예비-화소 정의막(미도시)를 형성한다. 예비-화소 정의막은 유기 물질, 무기 물질 등을 사용하여 형성될 수 있다. 예비-화소 정의막은 그 구성 물질에 따라 스핀 코팅 공정, 프린팅 공정, 스퍼터링 공정, 화학 기상 증착(CVD) 공정, 원자층 적층(ALD, atomic layer depositon) 공정, 플라즈마 증대 화학 기상 증착(PECVD) 공정, 고밀도 플라즈마-화학 기상 증착(HDP-CVD, high density plasma chemical vapor deposition) 공정, 진공 증착 공정 등을 이용하여 형성될 수 있다.
예비-화소 정의막(미도시)을 부분적으로 식각하여 제1 전극(221)의 일부를 노출시키는 개구부를 형성함으로써 화소 정의막(219)을 완성한다. 개구부가 형성됨에 따라, 유기발광표시장치(100)의 발광영역과 비발광영역이 정의될 수 있다. 즉, 화소 정의막(219)의 개구부는 발광영역이 될 수 있다.
화소 정의막(219)의 비발광영역 상에는 스페이서(41)가 형성된다. 스페이서(41)는 유기 물질, 무기 물질 등을 사용하여 형성될 수 있다. 스페이서(41)은 화소 정의막(219)와 동일한 물질로 형성될 수 있다. 스페이서(41)는 그 구성 물질에 따라 스핀 코팅 공정, 프린팅 공정, 스퍼터링 공정, 화학 기상 증착(CVD) 공정, 원자층 적층(ALD) 공정, 플라즈마 증대 화학 기상 증착(PECVD) 공정, 고밀도 플라즈마-화학 기상 증착(HDP-CVD) 공정, 진공 증착 공정 등을 이용하여 형성될 수 있다.
도 7e를 참조하면, 화소 영역(PA)을 중심으로 중간층(220)을 형성한다. 중간층(220)은 단일층 혹은 복수층으로 형성될 수 있다. 일부 실시예에서, 중간층(220)은 진공 증착 방법으로 형성될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 중간층(220)은 잉크젯 프린팅, 스핀 코팅, 레이저를 이용한 열전사 방식 등으로 형성될 수 있다.
그 다음, 제2 전극(222)을 중간층(220) 상에 형성한다. 제2 전극(222)는 화소 정의막(219)의 상부 및 스페이서(41) 상에도 형성될 수 있다.
제2 전극(222)은 투명 전도성 물질로 형성될 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 제2 전극(222)은 투명 전도성 금속산화물인 ITO, IZO, ZTO, ZnO, 또는 In2O3 등을 포함하여 구비될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 상기 제2 전극(222)은 Li, Ca, LiF/Ca, LiF/Al, Al, Ag, Mg, 또는 Yb 에서 선택되는 적어도 하나의 물질을 포함하는 박막으로 형성할 수 있다. 예를 들면, 제2 전극(222)은 Mg:Ag, Ag:Yb 및/또는 Ag가 단일층 또는 적층 구조로 형성될 수 있다.
제2 전극(222)은 스퍼터링 공정, 진공 증착 공정, 화학 기상 증착 공정, 펄스 레이저 증착 공정, 프린팅 공정, 원자층 적층 공정 등을 이용하여 형성될 수 있다.일부 실시예에서, 제2 전극(222)은 모든 화소들에 걸쳐 공통된 전압이 인가되도록 형성될 수 있다.
그 다음, 보호층(미도시)을 제2 전극(222) 상에 형성할 수 있다. 보호층(미도시)는 다양한 증착 방법에 의해서 증착될 수 있다.
도 7f를 참조하면, 밀봉기판(23)과 표시기판(21)을 합착하여 유기발광표시장치(100)를 완성한다.
밀봉기판(23)과 표시기판(21)을 합착하기 위해서 유기발광부(21, 도 1 참조)의 주변을 둘러싸는 밀봉재(24)를 도포하고 밀봉재(24)에 의해서 밀봉기판(23)과 표시기판(21)이 접합되도록 밀봉재(24)를 경화시킬 수 있다. 일부 실시예에서, 밀봉재(24)는 프릿일 수 있다. 이 경우, 밀봉재(24)에 자외선을 조사함으로써 접합을 완성시킬 수 있다. 그러나, 이는 예시적인 방법으로 밀봉재(24)의 종류에 따라서 다양한 방법으로 표시기판(21)과 밀봉기판(23)을 접합할 수 있다.
밀봉기판(23) 상에는 다양한 기능층이 추가로 형성될 수 있다. 예를 들어, 다양한 기능층은 컬러필터, 블랙매트리스, 편광층, 보호층, 터치 패널 등이 될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 유기발광표시장치(100, 200, 300, 400, 500)는 이해를 돕기 위하여 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
100, 200, 300, 400, 500 : 유기발광표시장치
21 : 표시기판, 22: 유기발광부,
24: 밀봉재
25: 내부공간
41: 스페이서,
43, 432, 433, 434, 435: 금속층
208:관통홀,
219: 화소 정의막
211:버퍼막, 212:활성층,
213:게이트절연막. 214:게이트전극, 215:층간절연막, 218: 평탄화막
216:소스전극, 217:드레인전극
220:중간층, 221:제1 전극, 222:제2 전극
21 : 표시기판, 22: 유기발광부,
24: 밀봉재
25: 내부공간
41: 스페이서,
43, 432, 433, 434, 435: 금속층
208:관통홀,
219: 화소 정의막
211:버퍼막, 212:활성층,
213:게이트절연막. 214:게이트전극, 215:층간절연막, 218: 평탄화막
216:소스전극, 217:드레인전극
220:중간층, 221:제1 전극, 222:제2 전극
Claims (20)
- 비화소 영역에 의해 구분된 복수의 화소 영역을 포함하는 표시기판;
상기 표시기판에 대향하여 배치되는 밀봉기판;
상기 표시기판의 비화소 영역 상에 배치되고, 상기 표시기판과 상기 밀봉기판 사이에 배치되어 상기 표시기판 및 상기 밀봉기판의 간격을 유지하는 스페이서; 및
상기 스페이서의 하부에 배치되는 금속층;을 포함하는 유기발광표시장치. - 제1항에 있어서,
상기 금속층의 적어도 한 부분은 상하로 굴곡져있는 유기발광표시장치. - 제1항에 있어서,
상기 금속층의 적어도 한 부분은 엠보싱(embossing) 형상을 가지는 유기발광표시장치. - 제1항에 있어서,
상기 금속층은 복수의 그루브(groove)를 포함하는 유기발광표시장치. - 제1항에 있어서,
상기 금속층은 평평한(flat) 형상을 가지는 유기발광표시장치. - 제1항에 있어서,
상기 화소 영역에는 제1 전극, 유기 발광층을 포함하는 중간층, 및 제2 전극을 포함하는 유기발광소자가 배치되며,
상기 금속층은 상기 제1 전극과 동일한 층에 배치되는 유기발광표시장치. - 제1항에 있어서,
상기 화소 영역에는 제1 전극, 유기 발광층을 포함하는 중간층, 및 제2 전극을 포함하는 유기발광소자가 배치되며,
상기 금속층은 상기 제1 전극과 동일한 물질로 이루어진 유기발광표시장치. - 제1항에 있어서,
상기 비화소 영역에는 화소 정의막이 배치되며,
상기 금속층은 상기 화소 정의막의 하부 또는 상부에 배치되는 유기발광표시장치. - 제1항에 있어서,
상기 스페이서 하부에는 화소 정의막이 배치되고, 상기 금속층은 제1 금속층 및 제2 금속층을 포함하며,
상기 제1 금속층은 상기 화소 정의막 하부에 배치되고 상기 제2 금속층은 상기 화소 정의막 상부에 배치되는 유기발광표시장치. - 제1항에 있어서,
상기 표시기판 상에 배치되는 박막트랜지스터;
상기 박막트랜지스터를 덮는 평탄화막; 및
상기 평탄화막 상의 제1 전극, 유기 발광층을 포함하는 중간층, 및 제2 전극을 포함하는 유기발광소자;를 더 포함하며,
상기 금속층은 상기 제1 전극과 이격되어 배치되는 유기발광표시장치. - 제10항에 있어서,
상기 비화소 영역에 배치되는 상기 평탄화막 상부면의 적어도 한 부분은 복수의 그루브(groove)을 포함하는 유기발광표시장치. - 표시기판의 화소 영역을 구분하는 비화소 영역에 금속층을 형성하는 단계;
상기 금속층에 대응하여 스페이서를 형성하는 단계; 및
상기 스페이서에 의해 지지되는 밀봉기판을 상기 표시기판에 대향하여 합착하는 단계;를 포함하는 유기발광표시장치의 제조방법. - 제12항에 있어서,
상기 화소 영역과 비화소 영역을 정의하는 화소 정의막을 형성하는 단계;를 더 포함하며,
상기 스페이서와 상기 화소 정의막은 동시에 형성되는 유기발광표시장치의 제조방법. - 제13항에 있어서,
상기 스페이서와 상기 화소 정의막을 동시에 형성하기 위해서 하프-톤(half-ton) 마스크를 이용하는 유기발광표시장치의 제조방법. - 제12항에 있어서,
상기 화소 영역에 제1 전극, 유기 발광층을 포함하는 중간층, 및 제2 전극이 순차적으로 적층되는 유기발광소자를 형성하는 단계;를 더 포함하며,
상기 금속층은 상기 제1 전극과 동시에 형성되는 유기발광표시장치의 제조방법. - 제12항에 있어서,
상기 금속층이 증착되는 면에 엠보싱 처리 또는 그루브(groove)를 형성하는 단계;를 더 포함하는 유기발광표시장치의 제조방법. - 제12항에 있어서,
상기 금속층의 적어도 한 부분은 상하로 굴곡져있는 유기발광표시장치의 제조방법. - 제12항에 있어서,
상기 금속층의 적어도 한 부분은 엠보싱 형상을 가지는 유기발광표시장치의 제조방법. - 제12항에 있어서,
상기 금속층은 복수의 그루브를 포함하는 유기발광표시장치의 제조방법. - 제12항에 있어서,
상기 금속층은 평평한 형상을 가지는 유기발광표시장치의 제조방법.
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