KR20150141338A - 유기 발광 표시 장치 및 이의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는, 기판 상에 형성된 박막 트랜지스터 및 박막 트랜지스터와 연결된 애노드를 포함한다. 또한, 애노드의 적어도 일부분을 노출시키는 제1 개구부를 갖는 제1 격벽층과 제1 격벽층 상에 형성되며, 제2 개구부를 갖는 제2 격벽층으로 구성된다. 그리고, 애노드 상에 형성되고, 적어도 하나의 유기 발광층을 포함하는 제1 부분을 갖는 유기 발광부와 제2 격벽층 상에 형성되고, 유기 발광부의 제1 부분과 동일한 적층 구조를 갖는 더미부를 포함한다. 유기 발광부와 더미부 상에는 캐소드가 형성된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치에 있어서, 제2 개구부를 제1 개구부보다 작게 형성하여 더미부와 유기 발광부의 제1 부분이 분리되도록 형성함으로써, 빛샘 불량을 감소시키고, 인접한 픽셀 간의 혼색 불량을 감소시켜 표시 품질을 개선할 수 있는 유기 발광 표시 장치를 제공한다.
Description
본 발명은 유기 발광 표시 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전하 생성층을 발광 영역과 비 발광 영역에 분리하여 형성함으로써, 유기 발광 표시 장치의 빛샘 불량을 개선할 수 있는 유기 발광 표시 장치 및 이의 제조 방법을 제공하는 것이다.
유기 발광 표시 장치(OLED)는 자체 발광형 표시 장치로서, 두 개의 전극 사이에 유기 발광층을 형성하고, 두 개의 전극으로부터 각각 전자(electron)와 정공(hole)을 유기 발광층 내로 주입시켜, 주입된 전자와 정공의 결합에 의해 광을 발생시키는 원리를 이용한 표시 장치이다.
유기 발광 표시 장치는 빛이 방출되는 방향에 따라 전면 발광(top emission) 방식, 배면 발광(bottom emission) 방식 또는 양면 발광(dual emission) 방식으로 나눌 수 있고, 구동 방식에 따라 능동 매트릭스형(active matrix type) 또는 수동 매트릭스형(passive matrix type) 등으로 나눌 수 있다.
한편, 백색을 발광하는 백색 유기 발광 표시 장치는 적색, 녹색 및 청색의 유기 발광층을 모두 적층하거나 보색 관계에 있는 적어도 두 개의 유기 발광층을 적층함으로써 구현이 가능하다. 백색 유기 발광 표시 장치는, 적색, 녹색 및 청색의 유기 발광층을 각각 독립적으로 패터닝하여 형성한 구조와 비교하였을 때, 유기 발광층의 패터닝 공정 없이 전면 증착 공정을 통해서 구현이 가능하므로 고해상도 및 대면적화에 유리하다.
백색 유기 발광 표시 장치는 복수 개의 유기 발광층이 적층된 구조로 이루어져 있고, 인접한 두 개의 유기 발광층 사이에는 각각의 유기 발광층으로 전하를 공급하기 위한 전하 생성층(Carrier Generation Layer, CGL)이 형성된다. 전하 생성층도 유기 발광층과 마찬가지로 전면 증착 공정을 통해 형성되며, 유기 발광 표시 장치의 발광 영역과 비 발광 영역에 모두 위치하게 된다.
[선행기술문헌]
[특허문헌]
1. [유기 발광 소자 및 이를 이용한 유기 발광 표시 장치] (특허출원번호 제 10-2013-0108976호)
앞서 언급하였듯이, 전하 생성층은 인접한 유기 발광층에 전하를 공급하여야 하므로 충분한 두께를 갖도록 형성되어야 한다. 너무 얇게 형성이 되면 전하 공급이 충분히 이루어지지 못해 유기 발광 표시 장치의 발광 영역의 일부가 발광하지 않는 불량이 발생될 수 있다.
그런데, 유기 발광층에 충분한 전하를 공급하고자 전하 생성층을 두껍게 형성함에 따라 또 다른 불량이 발생하게 되었다. 구체적으로 설명하면, 전하 생성층이 전면 증착 공정을 통해서 발광 영역과 비 발광 영역에 서로 연결되어 형성되므로, 비 발광 영역에 형성된 전하 생성층으로 전류 누설이 발생하게 되었다. 이에 따라 비 발광 영역에 형성된 전하 생성층이 흡사 전극과 같은 역할을 하게 되어 비 발광 영역에서도 빛이 발광하는 빛샘 불량이 증가하게 되었고, 비 발광 영역에서의 빛샘 불량은 인접한 픽셀 간의 혼색을 유발하여 표시 품질을 저하시키게 되었다.
이에 본 발명의 발명자들은 위에서 언급한 문제점들을 인식하고, 전면 증착 공정이 가능하면서도 전하 생성층이 분리되어 형성될 수 있는 유기 발광 표시 장치의 구조에 대해 고민함으로써, 빛샘 불량 및 인접한 픽셀 간의 혼색에 의한 표시 품질 저하를 감소시킬 수 있는 새로운 구조의 유기 발광 표시 장치 및 이의 제조 방법을 발명하였다.
본 발명의 일 실시예에 따른 해결 과제는 별도의 패터닝 공정 없이 전하 생성층이 발광 영역과 비 발광 영역에 분리되도록 형성함으로써, 전류 누설 및 빛샘 불량을 감소시킬 수 있는 유기 발광 표시 장치 및 이의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 다른 해결 과제는 각각 다른 폭의 개구부를 갖는 복수 개의 격벽층을 형성하여 발광 영역에 형성된 유기 발광부와 동일한 적층 구조를 갖는 더미부가 비 발광 영역인 격벽층 상에 분리되도록 형성함으로써, 인접한 픽셀 간의 혼색 등으로 인한 표시 품질 저하를 감소시킬 수 있는 유기 발광 표시 장치 및 이의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 다른 해결 과제는 전하 생성층을 분리시키기 위한 격벽층의 높이를 조절함으로써, 애노드와 캐소드의 단락 등과 같은 구동 불량을 감소시키고 유기 발광 표시 장치의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 유기 발광 표시 장치 및 이의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 해결 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치는, 기판 상에 형성된 박막 트랜지스터, 박막 트랜지스터와 연결된 애노드, 애노드의 적어도 일부분을 노출시키는 제1 개구부를 갖는 제1 격벽층 및 제1 격벽층 상에 형성되며, 제2 개구부를 갖는 제2 격벽층으로 구성된다. 그리고, 유기 발광 표시 장치는 애노드 상에 형성되고, 적어도 하나의 유기 발광층을 포함하는 제1 부분을 갖는 유기 발광부 및 제2 격벽층 상에 형성되고, 유기 발광부의 제1 부분과 동일한 적층 구조를 갖는 더미부를 포함한다. 유기 발광부와 더미부 상에는 캐소드가 형성된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치에 있어서, 제2 개구부의 폭을 제1 개구부의 폭보다 작게 형성하여 더미부와 유기 발광부의 제1 부분이 분리되도록 형성함으로써, 빛샘 불량을 감소시키고, 인접한 픽셀 간의 혼색 불량을 감소시켜 표시 품질을 개선할 수 있는 유기 발광 표시 장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라 별도의 패터닝 공정 없이 전하 생성층이 분리되도록 형성함으로써 유기 발광 표시 장치의 빛샘 불량을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 전면 증착 공정 시 유기 발광부의 일부가 발광 영역과 비 발광 영역에 분리되도록 형성함으로써, 전류 누설에 의한 인접한 픽셀 간의 혼색 및 표시 품질 저하를 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 전하 생성층을 분리시키기 위한 격벽층의 높이를 조절함으로써, 애노드와 캐소드의 단락 등과 같은 구동 불량을 감소시키고 유기 발광 표시 장치의 신뢰성을 향상시키는 효과가 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과는 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
이상에서 해결하고자 하는 과제, 과제 해결 수단, 효과에 기재한 발명의 내용이 청구항의 필수적인 특징을 특정하는 것은 아니므로, 청구항의 권리 범위는 발명의 내용에 기재된 사항에 의하여 제한되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치를 나타내는 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 A 영역을 확대한 도면이다.
도 3은 도 1에 도시된 B 영역을 확대한 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치를 나타내는 단면도이다.
도 5a 내지 도 5d는 격벽층의 구조에 따른 개구부를 설명하는 단면도들이다.
도 6a 내지 도 6e는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 제조 방법을 설명하는 단면도들이다.
도 2는 도 1에 도시된 A 영역을 확대한 도면이다.
도 3은 도 1에 도시된 B 영역을 확대한 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치를 나타내는 단면도이다.
도 5a 내지 도 5d는 격벽층의 구조에 따른 개구부를 설명하는 단면도들이다.
도 6a 내지 도 6e는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 제조 방법을 설명하는 단면도들이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
본 명세서 상에서 언급한 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다.
구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.
위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~상에', '~상부에', '~하부에', '~옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다.
시간 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~후에', '~에 이어서', '~다음에', '~전에' 등으로 시간 적 선후 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 연속적이지 않은 경우도 포함할 수 있다.
제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있다.
본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하고, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시할 수도 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치를 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치를 나타내는 단면도이다. 도 1을 참고하면, 유기 발광 표시 장치(100)는 기판(110) 상에 형성된 박막 트랜지스터(120), 애노드(140), 유기 발광부(150), 캐소드(170), 제1 격벽층(131), 제2 격벽층(132) 및 더미부(160)로 구성된다.
기판(110)은 투명한 절연 물질로 구성되며, 유리, 금속 또는 플라스틱 등으로 이루어질 수 있다.
기판(110) 상에 형성된 박막 트랜지스터(120)는 게이트 전극(121), 액티브층(122), 소스 전극(123) 및 드레인 전극(124)으로 구성된다. 도 1에 도시된 바와 같이, 기판(110) 상에 게이트 전극(121)이 형성되고, 게이트 전극(121) 상에 제1 절연층(111)이 게이트 전극(121)을 덮도록 형성된다. 제1 절연층(111) 상에는 액티브층(122)이 게이트 전극(121)과 중첩되어 형성되고, 액티브층(122) 상에는 소스 전극(123)과 드레인 전극(124)이 서로 이격되어 형성된다.
게이트 전극(121), 소스 전극(123) 및 드레인 전극(124)은 도전 물질로 형성된다. 예를 들어, 게이트 전극(121), 소스 전극(123) 및 드레인 전극(124)은 몰리브덴 (Mo), 알루미늄 (Al), 크롬 (Cr), 금 (Au), 티타늄 (Ti), 니켈 (Ni), 네오디뮴 (Nd) 및 구리 (Cu) 중 어느 하나 또는 이들의 합금으로 이루어질 수 있으나, 이에 제한되지 않고, 다양한 물질로 형성될 수 있다.
액티브층(122)은 종류에 따라 비정질 실리콘(amorphous silicon, a-Si), 다결정 실리콘(polycrystalline silicon, poly-Si), 산화물(oxide) 및 유기물(organic) 중 어느 하나로 이루어질 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
제1 절연층(111)은 무기 물질로 형성된 단일층 또는 복수 개의 층으로 구성될 수 있으며, 실리콘 산화물(SiOx), 실리콘 질화물(SiNx) 등으로 이루어질 수 있다.
도 1에서는 박막 트랜지스터(120)가 인버티드 스태거드(inverted staggered) 구조로 형성된 것이 도시되었으나, 코플라나(coplanar) 구조로 형성될 수도 있다.
박막 트랜지스터(120) 상에는 소스 전극(123)의 일부를 노출시키는 제2 절연층(112)이 형성된다. 제2 절연층(112)은 단일층 또는 복수 개의 층으로 구성될 수 있으며, 유기 물질로 이루어질 수 있다. 구체적으로, 제2 절연층(112)은 폴리이미드계(polyimide) 수지, 아크릴계(acryl) 수지 등으로 이루어질 수 있다.
도 1에서는 도시되지 않았지만, 제2 절연층(112)과 박막 트랜지스터(120) 사이에 패시베이션층이 더 형성될 수도 있다. 패시베이션층은 무기 물질로 이루어지고, 박막 트랜지스터(120)를 보호하며, 제2 절연층(112)과 마찬가지로 소스 전극(123)의 일부를 노출시킬 수 있다.
제2 절연층(112) 상에는 소스 전극(123)과 연결되는 애노드(140)가 형성되고, 애노드(140) 상에는 애노드(140)의 일부분을 노출시키는 제1 개구부(OPN1)를 갖는 제1 격벽층(131)이 형성된다. 또한, 제1 격벽층(131) 상에는 제2 개구부(OPN2)를 갖는 제2 격벽층(132)이 형성된다. 도 1에 도시된 바와 같이, 동일한 단면을 기준으로 봤을 때, 제2 격벽층(132)의 제2 개구부(OPN2)의 폭은 제1 격벽층(131)의 제1 개구부(OPN1)의 폭보다 작게 형성된다. 즉, 제2 격벽층(132)의 끝 단이 제1 격벽층(131)의 끝 단보다 돌출된 형태로 형성됨으로써, 제2 개구부(OPN2)가 제1 개구부(OPN1)보다 작게 형성될 수 있다.
제1 격벽층(131)은 무기 절연 물질로 이루어질 수 있고, 제2 격벽층(132)은 유기 절연 물질로 이루어질 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
애노드(140) 상에는 적어도 하나의 유기 발광층을 포함하는 유기 발광부(150)가 형성되고, 유기 발광부(150) 상에는 캐소드(170)가 형성된다. 도 1을 참고하여 구체적으로 설명하면, 제1 격벽층(131) 및 제2 격벽층(132)과 중첩되지 않는 애노드(140) 영역, 즉 발광 영역(Active Area, AA) 상에는 유기 발광부(150)의 제1 부분(151)이 형성되고, 비 발광 영역(Non-active Area, NA)에 해당하는 제2 격벽층(132) 상에는 제1 부분(151)과 동일한 적층 구조를 갖는 더미부(160)가 형성된다. 즉, 유기 발광부(150)의 일부가 발광 영역(AA)과 비 발광 영역(NA)에 각각 분리되어 형성된다. 또한, 유기 발광부(150)의 제2 부분(152)이 더미부(160)와 제1 부분(151)을 덮도록 형성되고, 유기 발광부(150)의 제2 부분(152) 상에는 캐소드(170)가 형성된다. 참고로, 발광 영역(AA) 상에 위치하는, 애노드(140), 애노드(140)와 중첩하여 형성되는 유기 발광부(150)의 제1 부분(151)과 제2 부분(152) 및 캐소드(170)는 유기 발광 소자로 동작하며, 이에 대해서는 도 3에서 구체적으로 후술한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(100)는, 제1 격벽층(131)과 제2 격벽층(132)의 개구부의 폭 차이에 의해서 유기 발광부(150)의 제1 부분(151)과 더미부(160)가 분리되어 형성된다. 보다 구체적으로 설명하면, 애노드(140) 상에 유기 물질이 전면 증착되면서, 제2 격벽층(132)의 측면이 제1 격벽층(132)의 측면보다 돌출되어 있으므로 그 차이에 의해 스텝 커버리지(step coverage)가 낮은 유기 물질이 서로 연결되지 못하고 끊어지는 현상이 발생한다. 스텝 커버리지(step coverage)란 역테이퍼(reverse taper) 등과 같이 종횡비가 큰 트랜치(trench)나 홀(hole)의 바닥과 벽면에도 균일한 두께의 막을 증착 할 수 있는 능력을 말하며, 스텝 커버리지가 낮은 유기 물질은 제2 격벽층(132)보다 안쪽으로 함몰되어 형성된 제1 격벽층(131)의 측면까지는 파고 들어 증착되지 못하고 끊어지게 되는 것이다. 즉, 제1 개구부(OPN1)의 폭을 제2 개구부(OPN2)의 폭보다 크게 형성함으로써, 별도의 패터닝 공정 없이도 유기 물질의 일부분을 발광 영역(AA)과 비 발광 영역(NA)에 각각 분리하여 형성할 수 있고, 애노드(140) 상부에 위치하는 유기 물질은 제1 부분(151)이 되고, 제2 격벽층(132) 상부에 위치하는 유기 물질은 더미부(160)가 된다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(100)에서는 애노드(140) 상에 형성되는 격벽층을, 제1 개구부(OPN1)를 갖는 제1 격벽층(131)과 제1 개구부(OPN1)의 폭보다 작은 폭의 제2 개구부(OPN2)를 갖는 제2 격벽층(132)으로 구성함으로써, 적어도 하나의 유기 발광층을 갖는 유기 물질이 발광 영역(AA)과 비 발광 영역(NA), 즉 애노드(140) 상부와 제2 격벽층(132) 상부에 별도의 패터닝 공정 없이 분리되어 형성되도록 할 수 있다. 뿐만 아니라, 유기 발광부(150)의 제1 부분(151)과 더미부(160)를 형성하는 유기 물질에 전하 생성층이 포함되어, 전하 생성층 또한 발광 영역(AA)과 비 발광 영역(NA)에 분리되도록 형성함으로써, 빛샘 불량 및 인접한 픽셀 간의 혼색으로 인한 불량을 감소시킬 수 있다.
도 2는 도 1에 도시된 A 영역을 확대한 도면으로, 발광 영역(AA)과 비 발광 영역(NA) 상에 형성된 유기 발광부(150) 및 더미부(160)의 적층 구조를 보다 상세하게 도시한 것이다.
유기 발광부(150)는 적어도 하나의 유기 발광층과 적어도 하나의 전하 생성층을 포함한다. 도 2를 참고하면, 유기 발광부(150)는 제1 유기 발광층(151b)과 전하 생성층(151d)을 포함하는 제1 부분(151) 및 제2 유기 발광층(152b)을 포함하는 제2 부분(152)으로 구성된다. 또한, 제2 격벽층(132) 상에는 유기 발광부(150)의 제1 부분(151)과 동일한 적층 구조를 갖는 더미부(160)가 형성된다. 보다 구체적으로 설명하면, 유기 발광부(150)의 제1 부분(151)은 제1 중간층(151a), 제1 유기 발광층(151b), 제2 중간층(151c) 및 전하 생성층(151d)이 애노드(140) 상에 차례로 형성된다. 또한, 제2 격벽층(132) 상에는 더미부(160)에 해당하는 제1 더미층(160a), 제2 더미층(160b), 제3 더미층(160c) 및 제4 더미층(160d)이 차례로 적층된다. 이때, 제1 중간층(151a)과 제1 더미층(160a)은 동일한 물질로 이루어지고, 제1 유기 발광층(151b)과 제2 더미층(160b)은 동일한 물질로 이루어진다. 또한, 제2 중간층(151c)과 제3 더미층(160c)은 동일한 물질로 이루어지고, 전하 생성층(151d)과 제4 더미층(160d)은 동일한 물질로 이루어진다. 즉, 제1 부분(151)의 각 층과 더미부(160)의 각 층은 동일한 물질로 동시에 형성이 되므로, 동일한 적층 구조를 갖게 되는 것이다.
따라서, 유기 발광부(150)의 제1 부분(151)과 더미부(160)를 형성하는 유기 물질에 제1 유기 발광층(151b) 물질뿐만 아니라 전하 생성층(151d) 물질도 함께 포함되도록 형성함으로써, 전하 생성층(151d) 또한 발광 영역(AA)과 비 발광 영역(NA)에 분리되도록 형성하고, 빛샘 불량 및 인접한 픽셀 간의 혼색 불량을 감소시킬 수 있다.
유기 발광부(150)의 제1 부분(151) 상에는 유기 발광부(150)의 제2 부분(152)이 형성되며, 제2 부분(152)은 증착되는 두께에 의해서 상호 끊기지 않고 접촉된 상태로 제1 부분(151) 및 더미부(160)를 덮도록 형성된다. 도 2를 참고하면, 제2 부분(152)은 제3 중간층(152a), 제2 유기 발광층(152b) 및 제4 중간층(152c)이 차례로 적층된 구조를 가지며, 제2 부분(152) 상에는 캐소드(170)가 형성된다. 앞서 언급하였듯이, 애노드(140), 애노드(140)와 중첩하여 형성되는 유기 발광부(150)의 제1 부분(151) 및 제2 부분(152)과 캐소드(170)는 유기 발광 표시 장치(100)의 유기 발광 소자로서 구동하며, 제1 유기 발광층(151b)과 제2 유기 발광층(152b)에서 각각 발광한 빛이 서로 혼합되어 최종적으로 백색 광을 발광하게 된다.
동일한 물질로 이루어진 전하 생성층(151d)과 제4 더미층(160d)을 각각 애노드(140) 상부와 제2 격벽층(132) 상부에 분리하여 형성하기 위해서는 제1 격벽층(131)의 상부면(131t)이 제1 부분(151)의 상부면(151t)보다 높게 위치하거나 제1 부분(151)의 상부면(151t)과 동일 평면 상에 위치하도록 형성함으로써 구현할 수 있다. 이는, 제1 격벽층(131)의 높이가 애노드(140)부터 유기 발광부(150)의 제1 부분(151)까지의 거리보다 크거나 같음을 의미하고, 다시 말하면, 제1 격벽층(131)의 두께가 애노드(140)의 두께와 제1 부분(151)의 두께의 합보다 크거나 같음을 의미한다. 보다 상세하게는, 제1 격벽층(131)의 두께가 애노드(140)의 두께와 제1 중간층(151a), 제1 유기 발광층(151b), 제2 중간층(151c) 및 전하 생성층(151d) 각각의 두께의 합보다 크거나 같음을 의미한다. 도 2를 참고하면, 제1 격벽층(131)의 상부면(131t)이 제1 부분(151)의 상부면(151t), 보다 상세하게는, 제1 부분(151)의 최상층에 해당하는 전하 생성층(151d)의 상부면(151t) 보다 약간 높게 위치하도록 배치함으로써, 전하 생성층(151d)이 발광 영역(AA)과 비 발광 영역(NA)에 연결되어 형성되는 것을 막을 수 있다.
도면에는 도시되지 않았으나, 제1 격벽층(131)의 상부면(131t)이 전하 생성층(151d)의 상부면(151t)보다 더 높게 형성이 되면, 제1 부분(151)의 최상층이 전하 생성층(151d)이 아닌 유기 발광부(150)의 제2 부분(152)의 일부, 보다 상세하게는 제3 중간층(152a), 제2 유기 발광층(152b) 및 제4 중간층(152c) 중 하나가 될 수 있다. 이 경우, 제1 부분(151)과 동일한 적층 구조를 갖는 더미부(160)의 최상층도 제3 중간층(152a), 제2 유기 발광층(152b) 및 제4 중간층(152c) 중 하나와 동일한 물질로 형성된 층이 될 것이다.
한편, 제1 격벽층(131)의 상부면(131t)은 유기 발광부(150)의 상부면(152t), 구체적으로는 제2 부분(152)의 최상층인 제4 중간층(152c)의 상부면(152t)보다 낮게 위치하거나 제4 중간층(152c)의 상부면(152t)과 동일 평면 상에 위치하도록 형성될 수 있다. 이는, 제1 격벽층(131)의 높이가 애노드(140)부터 유기 발광부(150)의 제2 부분(152)까지의 거리보다 작거나 같음을 의미하고, 다시 말하면, 제1 격벽층(131)의 두께가 애노드(140)의 두께, 유기 발광부(150)의 제1 부분(151) 및 제2 부분(152)의 두께의 합보다 작거나 같음을 의미한다. 만약, 제1 격벽층(131)의 상부면(131t)이 유기 발광부(150)의 상부면(152t)보다 높게 위치하게 되면, 캐소드(170)에 의한 불량이 발생될 여지가 있다. 이에 대해 보다 상세히 설명하면, 제1 격벽층(131)의 상부면(131t)이 유기 발광부(150)의 상부면(152t)보다 높게 위치하는 경우, 앞서 언급한 유기 물질의 스텝 커버리지에 의해서 유기 발광부(150)의 제1 부분(151) 및 제2 부분(152)이 발광 영역(AA)과 비 발광 영역(NA)에 모두 분리되어 형성될 것이다. 그러나, 캐소드(170)는 유기 물질과 달리, 스텝 커버리지가 우수한 물질로 이루어지기 때문에, 제2 격벽층(152)의 측면보다 함몰되어 위치하는 제1 격벽층(131)의 측면 및 애노드(140)의 노출된 상부 면을 따라서 파고 들어 증착될 수 있고, 이에 따라 애노드(140)와 캐소드(170)가 접하게 되므로 단락에 의한 구동 불량이 발생될 수 있다.
요약하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(100)에 있어서, 제1 격벽층(131)의 상부면(131t)이 유기 발광부(150)의 전하 생성층(151d)의 상부면(151d) 보다 높게 위치하거나 전하 생성층(151d)의 상부면(151d)과 동일 평면 상에 위치하도록 형성함으로써, 전하 생성층(151d)을 발광 영역(AA)과 비 발광 영역(NA)에 분리시킬 수 있고 이에 따라 비 발광 영역(NA)으로의 전류 누설 등으로 인한 빛샘 불량 및 혼색 불량을 감소시키는 데 기여할 수 있다. 또한, 제1 격벽층(131)의 상부면(131t)이 유기 발광부(150)의 상부면(152t)보다 낮게 위치하거나 유기 발광부(150)의 상부면(152t)과 동일 평면 상에 위치하도록 형성함으로써, 애노드(140)와 캐소드(170)의 단락에 의한 구동 불량 등을 감소시킬 수 있고, 이에 따라 유기 발광 표시 장치(100)의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
도 3은 도 1에 도시된 B 영역을 확대한 도면으로, 발광 영역(AA)에 형성된 유기 발광 소자의 적층 구조를 나타내는 도면이다.
앞서 도 2에서 설명하였듯이, 전하 생성층(151d)을 포함하는 유기 물질의 일부를 애노드(140) 상부와 제2 격벽층(132) 상부에 분리하여 형성함으로써, 전하 생성층(151d)에 의한 비 발광 영역(NA)으로의 전류 누설을 막을 수 있게 되어 발광 영역(AA)에서만 빛이 발광하게 된다. 즉, 비 발광 영역(NA)에 형성된 더미부(160)는 빛을 발광하지 않게 된다. 도 3에 도시된 바와 같이, 발광 영역(AA) 상에는 유기 발광 소자가 형성되고, 유기 발광 소자는 애노드(140), 유기 발광부(150)의 제1 부분(151)과 제2 부분(152) 및 캐소드(170)로 구성된다. 각 층에 대해 자세히 설명하면 다음과 같다.
애노드(140)는 정공을 공급하는 양극으로 투명 도전 산화막(Transparent Conductive Oxide, TCO)으로 이루어지며, ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide) 등으로 형성될 수 있다.
캐소드(170)는 전자를 공급하는 음극으로, 스텝 커버리지가 높은 물질로 형성된다. 예를 들어, 캐소드(170)는 금속성 물질인 금(Au), 은(Ag), 알루미늄(Al), 몰리브덴(Mo), 마그네슘(Mg) 등으로 이루어지거나 이들의 합금으로 형성될 수 있다.
애노드(140) 상에 형성되는 제1 중간층(151a)은 정공 주입층(Hole Injection Layer, HIL) 또는 정공 수송층(Hole Transporting Layer, HTL)의 단일 층이거나 두 개의 층이 조합된 복수 개의 층으로 형성될 수 있다. 정공 주입층(HIL)은 애노드(140)로부터 전달된 정공이 원활히 제1 유기 발광층(151b)으로 주입되도록 하는 층이며, 무기 물질인 애노드(140)와 유기 물질인 유기 발광층(151b) 사이의 계면 특성 및 접착 특성을 향상시킬 수 있다. 정공 전달층(HTL)은 주입된 정공을 유기 발광층(151b)으로 이동시켜주는 층으로, 정공 이동도(hole mobility)가 우수한 재료로 이루어질 수 있다.
제1 중간층(151a) 상에 형성된 제1 유기 발광층(151b)은 호스트(host)와 도펀트(dopant)로 구성되며, 전자와 정공의 결합에 의해 빛을 발광하는 층이다.
제1 유기 발광층(151b) 상에 형성된 제2 중간층(151c)은 전자 수송층(Electron Transporting Layer, ETL)일 수 있으며, 전자 수송층(ETL)은 상부에 위치한 전하 생성층(151d)에서 주입된 전자를 제1 유기 발광층(151b)으로 이동시키는 층이다.
전하 생성층(151d)은 전자와 정공의 공급원으로서, 인접한 유기 발광층(151b, 152b)으로 전자 또는 정공을 공급하는 층이며, P형 전하 생성층과 N형 전하 생성층의 이중 구조로 형성될 수도 있고, 단일층으로 형성될 수도 있다.
제3 중간층(152a)은 정공 수송층(HTL)일 수 있으며, 전하 생성층(151d)으로부터 주입된 정공을 제2 유기 발광층(152b)으로 이동시키는 층이다.
제2 유기 발광층(152b)은 제1 유기 발광층(151b)과 마찬가지로 호스트와 도펀트로 구성되며, 빛을 발광하는 층이다. 앞서 언급하였듯이, 제1 유기 발광층(151b)과 제2 유기 발광층(152b)에서 각각 발광하는 빛은 서로 혼합되어 백색을 발광하게 된다. 예를 들어, 제1 유기 발광층(151b)은 청색의 유기 발광층이고, 제2 유기 발광층(152b)은 황색의 유기 발광층일 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 다양한 조합으로 백색 광을 발광할 수 있다.
제4 중간층(152c)은 전자 주입층(Electron Injection Layer, EIL) 또는 전자 수송층(ETL)의 단일 층이거나 두 개의 층이 조합된 복수 개의 층으로 형성될 수 있다. 전자 주입층(EIL)은 캐소드(170)로부터 전달된 전자가 제2 유기 발광층(152b)으로 원활히 주입되도록 하는 층이다.
제1 중간층(151a), 제2 중간층(151c), 제3 중간층(152a) 및 제4 중간층(152c)은 유기 발광 소자(150)의 발광 효율을 증가시키기 위한 보조 층으로서, 앞서 언급한 구조에 반드시 한정되는 것은 아니며, 소자 구조에 따라서 정공 주입층(HIL), 정공 수송층(HTL), 전자 주입층(EIL) 및 전자 수송층(ETL) 중 하나 또는 그 조합으로 다양하게 설계될 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치를 나타내는 단면도이다. 본 실시예는 유기 발광부가 복수 개의 전하 생성층을 포함하는 구조에 대한 실시예에 해당되며, 이전 실시예와 동일 또는 대응되는 구성 요소에 대한 설명은 생략하기로 한다.
도 4를 참고하면, 애노드(240) 상에 유기 발광부(250)의 제1 부분(251)이 형성되고, 애노드(240)의 가장자리 상에 제1 격벽층(231)이 형성된다. 제1 격벽층(231) 상에는 제1 격벽층(231)의 측면보다 돌출되어 형성된 제2 격벽층(232)이 형성되고, 제2 격벽층(232) 상에는 유기 발광부(250)의 제1 부분(251)과 동일한 적층 구조를 갖는 더미부(252)가 형성된다. 또한, 유기 발광부(250)의 제1 부분(251)과 더미부(260) 상에는 유기 발광부(250)의 제2 부분(252)이 배치되고, 제2 부분(252)은 두께에 의해 상호 끊기지 않고 접촉된 상태로 형성된다. 제2 부분(252) 상에는 캐소드(270)가 형성된다.
유기 발광부(250)는 복수 개의 전하 생성층을 포함하는 구조로 형성될 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 유기 발광부(250)의 제1 부분(251)은 제1 중간층(251a), 제1 유기 발광층(251b), 제2 중간층(251c), 제1 전하 생성층(251d), 제3 중간층(251e), 제2 유기 발광층(251f), 제4 중간층(251g) 및 제2 전하 생성층(251h)이 차례로 적층된다. 또한, 제2 격벽층(232) 상에 형성된 더미부(260)는 제1 더미층(260a), 제2 더미층(260b), 제3 더미층(260c), 제4 더미층(260d), 제5 더미층(260e), 제6 더미층(260f), 제7 더미층(260g) 및 제8 더미층(260h)이 차례로 적층된다. 더미부(260)의 각각의 층은 제1 부분(251)의 각각의 층과 일대일 대응되며, 동일한 물질로 형성된다.
도 4를 참고하면, 제1 격벽층(231)의 상부면(231t)은 유기 발광부(250)의 제1 부분(251)의 상부면(251t1), 구체적으로는 제1 부분(251)의 최상층인 제2 전하 생성층(251h)의 상부면(251t1)보다 높게 위치하거나 제2 전하 생성층(251h)의 상부면(251t1)과 동일 평면 상에 위치하도록 형성할 수 있다. 이는, 제1 격벽층(231)의 높이가 애노드(240)로부터 유기 발광부(250)의 제1 부분(251)까지의 거리보다 크거나 같음을 의미하고, 다시 말하면, 제1 격벽층(231)의 두께가 애노드(240)의 두께와 제1 부분(251)의 두께의 합보다 크거나 같음을 의미한다. 보다 상세하게는, 제1 격벽층(231)의 두께가 애노드(240)의 두께와 제1 중간층(251a), 제1 유기 발광층(251b), 제2 중간층(251c), 제1 전하 생성층(251d), 제3 중간층(251e), 제2 유기 발광층(251f), 제4 중간층(251g) 및 제2 전하 생성층(251h) 각각의 두께의 합보다 크거나 같음을 의미한다. 도 4를 참고하면, 제1 격벽층(231)의 상부면(231t)이 제2 전하 생성층(251h)의 상부면(251t1)보다 약간 높게 위치하도록 배치함으로써, 제1 전하 생성층(251d)과 제2 전하 생성층(251h)이 각각 발광 영역(AA)과 비 발광 영역(NA)에 서로 연결되지 않고 분리되도록 형성할 수 있다.
앞서 언급하였듯이, 제1 격벽층(231)의 상부면(231t)이 전하 생성층(251h)의 상부면(251t1)보다 더 높게 형성이 되면, 제1 부분(251)의 최상층이 전하 생성층(251h)이 아닌 유기 발광부(250)의 제2 부분(252)의 일부, 보다 상세하게는 제5 중간층(252a), 제3 유기 발광층(252b) 및 제6 중간층(252c) 중 하나가 될 수 있다. 이 경우, 제1 부분(251)과 동일한 적층 구조를 갖는 더미부(260)의 최상층도 제5 중간층(252a), 제3 유기 발광층(252b) 및 제6 중간층(252c) 중 하나와 동일한 물질로 형성된 층이 될 것이다.
도면에는 도시되지 않았으나, 유기 발광부(250)의 구조 및 설계에 따라 제1 전하 생성층(251d)만 분리되도록 형성할 수도 있다. 제1 격벽층(231)의 상부면(231t)이 유기 발광부(250)의 제1 전하 생성층(251d)의 상부면(251t2) 보다 높고 제2 전하 생성층(251h)의 상부면(251t1) 보다 낮게 위치하도록 형성되면, 제1 전하 생성층(251d)은 애노드(240) 상부와 제2 격벽층(232) 상부에 분리되어 형성되고, 제2 전하 생성층(251h)은 도 4에 도시된 유기 발광부(250)의 제2 부분(252)처럼 분리되지 않고 서로 연결되어 형성될 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(200)에 있어서, 유기 발광부(250)가 복수 개의 전하 생성층(251d, 251h)을 포함하는 경우, 제1 격벽층(231)의 상부면(231t)은 복수 개의 전하 생성층(251d, 251h) 중에서 애노드(240)에 가장 가깝게 위치하는 제1 전하 생성층(251d)의 상부면(251t2) 보다 높게 위치하거나 제1 전하 생성층(251d)의 상부면(251t2)과 동일 평면 상에 위치할 수 있다. 이에 따라, 적어도 하나의 전하 생성층을 발광 영역(AA)과 비 발광 영역(NA)에 분리되도록 형성할 수 있으므로 전하 생성층에 의한 전류 누설을 감소시킬 수 있고, 빛샘 불량 및 혼색 불량 등을 개선하는데 기여할 수 있다.
한편, 제1 격벽층(231)의 상부면(231t)은 유기 발광부(250)의 상부면(252t), 구체적으로는 제2 부분(252)의 최상층인 제6 중간층(252c)의 상부면(252t)보다 낮게 위치하거나 제6 중간층(252c)의 상부면(252t)과 동일 평면 상에 위치하도록 형성될 수 있다. 이는, 제1 격벽층(231)의 높이가 애노드(240)부터 유기 발광부(250)의 제2 부분(252)까지의 거리보다 작거나 같음을 의미하고, 다시 말하면, 제1 격벽층(231)의 두께가 애노드(240)의 두께, 유기 발광부(250)의 제1 부분(251) 및 제2 부분(252)의 두께의 합보다 작거나 같음을 의미한다. 만약, 제1 격벽층(231)의 상부면(231t)이 유기 발광부(250)의 상부면(252t)보다 높게 위치하게 되면, 앞서 설명하였듯이, 스텝 커버리지가 우수한 캐소드(270)가 제2 격벽층(232)보다 함몰되어 위치하는 제1 격벽층(231)의 측면 및 애노드(240)의 노출된 상부 면을 따라서 증착될 수 있고, 이에 따라 애노드(240)와 캐소드(270)의 단락에 의한 구동 불량이 발생될 수 있다.
요약하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(200)에 있어서, 제1 격벽층(231)의 상부면(231t)이 유기 발광부(250)의 제1 전하 생성층(251d)의 상부면(251t2) 또는 제2 전하 생성층(251h)의 상부면(251t1) 보다 높거나 동일 평면 상에 위치하도록 형성함으로써, 전하 생성층을 발광 영역(AA)과 비 발광 영역(NA)에 분리시킬 수 있고, 이에 따라 비 발광 영역(NA)으로의 전류 누설 등으로 인한 빛샘 불량 및 혼색 불량을 감소시킬 수 있다. 또한, 제1 격벽층(231)의 상부면(231t)이 유기 발광부(250)의 상부면(252t)보다 낮거나 동일 평면 상에 위치하도록 형성함으로써, 애노드(240)와 캐소드(270)의 단락에 의한 구동 불량 등을 감소시킬 수 있고, 이에 따라 유기 발광 표시 장치(200)의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
도 5a 내지 도 5d는 격벽층의 구조에 따른 개구부를 설명하는 단면도들이며, 앞서 설명한 다른 구성 요소는 생략하고, 격벽층의 구조 및 형상에 따른 개구부에 대해 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 5a를 참고하면, 애노드(340a) 상에는 애노드(340a)의 일부분을 노출시키는 제1 개구부(OPN1a)를 갖는 제1 격벽층(331a)이 형성되고, 제1 격벽층(331a) 상에는 제2 개구부(OPN2a)를 갖는 제2 격벽층(332a)이 형성된다. 제2 개구부(OPN2a)는 제1 개구부(OPN1a)와 중첩되어 형성되며, 마찬가지로 애노드(340a)의 일부분을 노출시킬 수 있다. 또한, 제2 개구부(OPN2a)의 폭은 제1 개구부(OPN1a)의 폭보다 작게 형성되어 제2 격벽층(332a)의 측면이 제1 격벽층(331a)의 측면보다 돌출되도록 형성된다.
제1 격벽층(331) 대비 제2 격벽층(332)의 돌출된 정도를 제1 격벽층(331)의 끝 단부터 제2 격벽층(332)의 끝 단까지의 거리(Distance)로 표현하면, 도 5a에 도시된 격벽층의 구조에서는 제1 격벽층(331a)의 측면과 제2 격벽층(332a)의 측면 사이의 거리(Da)에 해당되며, 그 크기는 약 0.1㎛ 보다 크고, 제2 격벽층(332a)의 두께보다 작은 값일 수 있다. 보다 바람직하게, 그 크기는 약 0.1㎛ 내지 및 2㎛ 이내일 수 있다. 제1 격벽층(331a)의 측면과 제2 격벽층(332a)의 측면 사이의 거리(Da)가 제2 격벽층(332a)의 두께보다 큰 값일 경우, 돌출되어 형성된 제2 격벽층(332a)이 중력에 의해 애노드(340a) 방향으로 무너져 내림으로써, 격벽층의 형상이 제대로 형성되지 못하게 되어 예기치 못한 불량을 발생시킬 수 있다. 예를 들어, 기울어진 제2 격벽층(332a)의 측면이 애노드(340)와 접하게 되면, 유기 물질을 분리하기 위한 격벽층 간의 개구부의 차이가 없어지게 되므로, 유기 물질이 제대로 끊어지지 않고 서로 연결되어 형성됨으로써 비 발광 영역으로의 빛샘 불량 등이 발생될 수 있다. 또한, 제1 격벽층(331a)의 측면과 제2 격벽층(332a)의 측면 사이의 거리(Da)가 0.1㎛ 보다 작게 되면, 제2 개구부(OPN2a)와 제1 개구부(OPN1a)의 폭 차이가 거의 없어지게 되어 스텝 커버리지의 영향이 거의 없어지게 될 수 있다. 이에 따라 유기 물질이 제대로 끊어지지 않고, 서로 연결되어 형성됨으로써, 비 발광 영역에서의 빛샘 불량 등이 발생될 수 있다.
도 5b는, 도 5a와 제2 격벽층(332b)의 측면 형상이 다른 구조로, 다른 구성 요소는 동일하므로 설명은 생략한다.
도 5b에 도시된 바와 같이, 제1 격벽층(331b) 상에 형성된 제2 격벽층(332b)의 측면은 경사진 형태를 가지며, 보다 구체적으로, 제2 격벽층(332b)의 측면은 상부보다 하부가 더 돌출된 테이퍼(taper) 형태를 가진다. 이 경우, 제2 개구부(OPN2b)는 제2 격벽층(332b)의 하부면을 기준으로 정의될 수 있다. 제2 격벽층(332b)의 경사진 측면 형태는 공정 방법, 공정 조건 및 제2 격벽층(332b)의 물질의 특성에 따라 결정될 수 있으며, 마찬가지로, 제2 개구부(OPN2b)의 폭은 제1 개구부(OPN1b)의 폭보다 작게 형성되며, 제1 개구부(OPN1b)와 중첩되어 형성될 수 있다. 또한, 제1 격벽층(331b)의 끝 단부터 제2 격벽층(332b)의 끝 단까지의 거리(Db)는 약 0.1㎛ 보다 크고, 제2 격벽층(332b)의 두께보다 작은 값일 수 있다. 보다 바람직하게, 그 크기는 약 0.1㎛ 내지 및 2㎛ 이내일 수 있다. 이때, 제1 격벽층(331b)의 끝 단은 측면에 해당하며, 제2 격벽층(332b)의 끝 단은 경사진 측면에서 가장 돌출된 부분에 해당된다.
도 5c는, 도 5b와 제1 격벽층(331c)의 측면 형상이 다른 구조로, 다른 구성 요소는 동일하므로 설명은 생략한다.
도 5c에 도시된 바와 같이, 제1 격벽층(331c)의 측면이 제2 격벽층(332c)과 마찬가지로 경사진 형태를 가지며, 보다 구체적으로, 제1 격벽층(331c)의 측면은 하부보다 상부가 더 돌출된 역 테이퍼(reverse taper) 형태를 가진다. 이 경우, 제1 개구부(OPN1c)는 제1 격벽층(331c)의 상부면을 기준으로 정의될 수 있다. 제1 격벽층(331c)의 경사진 측면 형태는 공정 방법, 공정 조건 및 제1 격벽층(331c)의 물질의 특성에 따라 형성될 수 있다. 마찬가지로, 제2 개구부(OPN2c)의 폭은 제1 개구부(OPN1c)의 폭보다 작게 형성되며, 제1 개구부(OPN1c)와 중첩되어 형성될 수 있다. 또한, 제1 격벽층(331c)의 끝 단부터 제2 격벽층(332c)의 끝 단까지의 거리(Dc)는 약 0.1㎛ 보다 크고, 제2 격벽층(332c)의 두께보다 작은 값일 수 있다. 보다 바람직하게, 그 크기는 약 0.1㎛ 내지 및 2㎛ 이내일 수 있다. 이때, 제1 격벽층(331c)의 끝 단은 경사진 측면에서 가장 함몰된 부분에 해당되며, 제2 격벽층(332c)의 끝 단은 경사진 측면에서 가장 돌출된 부분에 해당된다.
도 5d는, 도 5c와 제1 격벽층(331d)의 측면 형상이 다른 구조로, 다른 구성 요소는 동일하므로 설명은 생략한다.
도 5d에 도시된 바와 같이, 제1 격벽층(331d)의 측면은 경사진 형태를 가지며, 보다 구체적으로, 제1 격벽층(331d)의 측면은 제2 격벽층(332d)과 마찬가지로, 상부보다 하부가 더 돌출된 테이퍼(taper) 형태를 가진다. 이 경우, 제1 개구부(OPN1d)는 제1 격벽층(331d)의 상부면을 기준으로 정의될 수 있다. 제1 격벽층(331d)의 경사진 측면 형태는 공정 방법, 공정 조건 및 제1 격벽층(331d)의 물질의 특성에 따라 형성될 수 있다. 마찬가지로, 제2 개구부(OPN2d)이 폭은 제1 개구부(OPN1d)의 폭보다 작게 형성되며, 제1 개구부(OPN1d)와 중첩되어 형성될 수 있다. 또한, 제1 격벽층(331d)의 끝 단부터 제2 격벽층(332d)의 끝 단까지의 거리(Dd)는 약 0.1㎛ 보다 크고, 제2 격벽층(332d)의 두께보다 작은 값일 수 있다. 보다 바람직하게, 그 크기는 약 0.1㎛ 내지 및 2㎛ 이내일 수 있다. 이때, 제1 격벽층(331d)의 끝 단은 경사진 측면에서 가장 함몰된 부분에 해당되며, 제2 격벽층(332d)의 끝 단은 경사진 측면에서 가장 돌출된 부분에 해당된다.
따라서, 도 5a 내지 도 5d를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치에 있어서, 동일한 단면을 기준으로 봤을 때, 제1 격벽층(331)의 제1 개구부(OPN1)의 폭은 제2 격벽층(332)의 제2 개구부(OPN2)의 폭보다 크게 형성되며, 제1 개구부(OPN1)와 제2 개구부(OPN2)는 중첩되어 형성된다. 또한, 제1 개구부(OPN1)는 제1 격벽층(331)의 상부면을 기준으로 정의되고, 제2 개구부(OPN2)는 제2 격벽층(332)의 하부면을 기준으로 정의될 수 있다. 제1 개구부(OPN1)와 제2 개구부(OPN2)의 앞서 언급한 폭 차이에 의해서, 스텝 커버리지가 낮은 유기 물질은 발광 영역인 애노드(340)의 상부와 비 발광 영역인 제2 격벽층(332)의 상부에 서로 분리되어 형성됨으로써, 비 발광 영역으로의 전류 누설에 의한 빛샘 불량 및 혼색 불량을 개선할 수 있다.
도 6a 내지 도 6e는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 제조 방법을 설명하는 단면도들이다.
도 6a를 참고하면, 기판(410) 상에 박막 트랜지스터(420)를 형성한다. 구체적으로는, 기판(410) 상에 도전 물질을 증착한 후 패터닝하여, 게이트 전극(421)을 형성하고, 게이트 전극(421) 상에는 절연 물질의 제1 절연층(411)을 형성한다. 제1 절연층(411) 상에는 반도체 물질을 형성한 후 패터닝하여, 액티브층(422)을 게이트 전극(421)과 중첩되도록 형성한다. 액티브층(422) 상에는 도전 물질을 증착한 후 패터닝하여, 소스 전극(423)과 드레인 전극(42)이 서로 이격되도록 형성한다. 박막 트랜지스터(420) 상에는 소스 전극(423)의 일부를 노출시키는 컨택홀을 갖는 제2 절연층(412)을 형성한다.
다음으로, 도 6b를 참고하면, 제2 절연층(412) 상에 제2 절연층(412)의 컨택홀을 통해서 소스 전극(423)과 연결되는 애노드(440)를 형성한다. 애노드(440)는 각 픽셀 별로 패터닝되어 형성될 수 있다. 그 후, 애노드(440) 상에 무기 절연 물질로 이루어진 무기 절연막(430)을 전면 증착한다. 무기 절연막(430)은 실리콘 산화물(SiOx) 또는 실리콘 질화물(SiNx) 일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
다음으로, 도 6c를 참고하면, 무기 절연막(430) 상에 유기 절연 물질로 이루어진 유기 절연막을 전면 증착한 후, 포토 레지스트(photo resist) 등을 이용하여 패터닝함으로써, 제2 격벽층(432)을 형성한다. 제2 격벽층(432)는 제2 개구부(OPN2)를 갖도록 패터닝되며, 제2 개구부(OPN2)는 애노드(440)와 중첩되도록 형성된다. 제2 격벽층(432)은 폴리 이미드계(polyimide) 수지, 아크릴계(acryl) 수지 또는 벤조사이클로부텐계(benzocyclobutene, BCB) 수지 일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
다음으로, 도 6d를 참고하면, 에천트(etchant)를 이용하여 무기 절연막(430)을 식각(etching)함으로써, 제1 격벽층(431)이 형성된다. 이때, 제2 격벽층(432)은 무기 절연막(430)의 마스크 역할을 하게 되고, 공정 조건, 특히 공정 시간을 조절함으로써, 제1 격벽층(431)의 끝 단이 제2 격벽층(432)의 끝 단보다 함몰되도록 형성할 수 있다. 즉, 무기 절연막(430)은 에천트에 의해서 제2 격벽층(432)이 형성되지 않은 부분이 제거되고, 제1 격벽층(431)의 측면은 공정 시간 및 에천트의 종류 등에 의해서 점점 안쪽을 향해 함몰될 수 있다. 이러한 공정을 통해서 제1 격벽층(431)은 제1 개구부(OPN1)를 갖도록 형성되며, 제1 개구부(OPN1)의 폭은 제2 개구부(OPN2) 폭보다 크게 형성된다.
제1 격벽층(431)은 무기 절연막(430)의 종류에 따라서 건식 식각(dry etching) 또는 습식 식각(wet etching)을 이용하여 형성할 수 있다. 또한, 제1 격벽층(431)과 제2 격벽층(432)의 구조 및 형상, 보다 상세하게는 제1 격벽층(431)과 제2 격벽층(432)의 측면 형상은 각각의 사용 물질의 특성 및 공정 시간, 공정 환경 등에 해당하는 공정 조건에 따라서 결정되며, 앞서 5a 내지 도 5d에서 설명한 구조로 형성될 수 있다.
마지막으로, 도 6e를 참고하면, 애노드(440)와 제2 격벽층(432) 상에 유기 물질을 전면 증착한다. 이때, 스텝 커버리지가 낮은 유기 물질은 격벽층의 구조에 의해서 애노드(440) 상부와 제2 격벽층(432) 상부에 분리되어 형성된다. 즉, 스텝 커버리지가 낮은 유기 물질이 제1 격벽층(431)의 함몰된 측면 부분까지 파고들지 못하므로, 유기 물질은 애노드(440) 상부와 제2 격벽층(432) 상부에 끊어진 형태로 형성이 된다. 이에 따라, 애노드(440) 상부에 형성되는 유기 발광부(450)의 제1 부분(451)과 제2 격벽층(432) 상부에 형성되는 더미부(460)는 서로 분리된 형태로 동시에 형성이 되고, 제1 부분(451)과 더미부(460)는 동일한 적층 구조를 갖게 된다.
앞서 설명하였듯이, 유기 발광부(450)의 제1 부분(451)이 적어도 하나의 전하 생성층을 포함하도록 제1 격벽층(431)의 높이를 조절함으로써, 전하 생성층이 애노드(440)의 상부에 해당하는 발광 영역(AA)과 제2 격벽층(432)의 상부에 해당하는 비 발광 영역(NA)에 분리되도록 형성할 수 있고, 이에 따라 비 발광 영역(NA)으로의 전류 누설에 의한 빛샘 불량 및 혼색 불량을 개선할 수 있다.
유기 발광부(450)의 제1 부분(451)과 더미부(460) 상에 유기 물질로 이루어진 제2 부분(452)이 더 증착되며, 제2 부분(452)은 유기 물질의 두께에 의해서 발광 영역(AA)과 비 발광 영역(NA)에 분리되지 않고 서로 연결된 형태로 전면 증착된다. 또한, 제2 부분(460) 상에는 캐소드(470)가 전면 형성된다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(400)의 제조 방법에 있어서, 서로 다른 폭의 개구부를 갖는 제1 격벽층(431)과 제2 격벽층(432)의 구조를 이용하여 전하 생성층을 포함하는 유기 물질을 발광 영역(AA)과 비 발광 영역(NA)에 분리하여 형성함으로써, 비 발광 영역(NA)으로 전류가 누설되면서 발생하는 빛샘 불량 및 인접한 픽셀 간의 혼색 불량에 의한 표시 품질 저하를 개선하는 효과가 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치에 있어서, 제1 부분이 적어도 하나의 전하 생성층을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치에 있어서, 유기 발광부가 제1 부분과 캐소드 사이에 형성되는 제2 부분을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치에 있어서, 제2 부분이 제1 부분과 더미부를 덮도록 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치에 있어서, 제1 격벽층의 상부면은 유기 발광부의 상부면보다 낮게 위치하거나 상기 유기 발광부의 상부면과 동일 평면 상에 위치할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치에 있어서, 제1 격벽층의 상부면은 전하 생성층의 상부면보다 높게 위치하거나 전하 생성층의 상부면과 동일 평면 상에 위치할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치에 있어서, 유기 발광부가 복수 개의 전하 생성층을 포함하는 경우, 제1 격벽층의 상부면은 복수 개의 전하 생성층 중에서 애노드에 가장 가깝게 위치하는 전하 생성층의 상부면보다 높게 위치하거나 상기 전하 생성층의 상부면과 동일 평면 상에 위치할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치에 있어서, 제1 격벽층 및 제2 격벽층 중 적어도 하나의 측면이 경사질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치에 있어서, 제1 개구부가 제1 격벽층의 상부면을 기준으로 정의되고, 제2 개구부는 제2 격벽층의 하부면을 기준으로 정의될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치에 있어서, 제2 개구부는 제1 개구부와 중첩되어 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치에 있어서, 제1 격벽층의 끝 단부터 제2 격벽층의 끝 단까지의 거리가 약 0.1㎛ 보다 크고, 제2 격벽층의 두께보다 작은 값일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치에 있어서, 제1 격벽층이 무기 절연 물질로 이루어지고, 제2 격벽층이 유기 절연 물질로 이루어질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 제조 방법에 있어서, 기판 상에 박막 트랜지스터를 형성하는 단계, 박막 트랜지스터와 연결된 애노드를 형성하는 단계, 애노드 상에 무기 절연막을 형성하는 단계, 무기 절연막 상에 유기 절연막을 형성한 후 패터닝하여 제2 개구부를 갖는 제2 격벽층을 형성하는 단계, 애노드가 노출되도록 무기 절연막을 패터닝하여 제1 개구부를 갖는 제1 격벽층을 형성하는 단계, 애노드 및 제2 격벽층 상에 유기 물질을 증착하여 애노드 상에 위치하는 제1 부분 및 제2 격벽층 상에 위치하는 더미부를 동시에 형성하는 단계 및 제1 부분 및 더미부 상에 캐소드를 증착하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 제조 방법에 있어서, 제1 개구부는 제2 개구부보다 크게 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 제조 방법에 있어서, 제1 부분과 더미부는 분리되어 위치할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 제조 방법에 있어서, 제1 부분은 적어도 하나의 전하 생성층을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 제조 방법에 있어서, 제1 부분 및 더미부 상에 유기 물질로 이루어진 제2 부분을 증착하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 제조 방법에 있어서, 제1 격벽층을 형성하는 단계에서는 무기 절연막이 제2 격벽층을 마스크로 이용하여 패터닝될 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 보호 범위는 청구 범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100, 200, 400: 유기 발광 표시 장치
110, 410: 기판
111, 411: 제1 절연층
112, 412: 제2 절연층
120, 420: 박막 트랜지스터
121, 421: 게이트 전극
122, 422: 액티브층
123, 423: 소스 전극
124, 424: 드레인 전극
131, 231, 331, 431: 제1 격벽층
OPN1: 제1 개구부
132, 232, 332, 432: 제2 격벽층
OPN2: 제2 개구부
140, 240, 340, 440: 애노드
150, 250, 450: 유기 발광부
151, 251, 451: 제1 부분
152, 252, 452: 제2 부분
160, 260, 460: 더미부
170, 270, 470: 캐소드
AA: 발광 영역
NA: 비 발광 영역
430: 무기 절연막
110, 410: 기판
111, 411: 제1 절연층
112, 412: 제2 절연층
120, 420: 박막 트랜지스터
121, 421: 게이트 전극
122, 422: 액티브층
123, 423: 소스 전극
124, 424: 드레인 전극
131, 231, 331, 431: 제1 격벽층
OPN1: 제1 개구부
132, 232, 332, 432: 제2 격벽층
OPN2: 제2 개구부
140, 240, 340, 440: 애노드
150, 250, 450: 유기 발광부
151, 251, 451: 제1 부분
152, 252, 452: 제2 부분
160, 260, 460: 더미부
170, 270, 470: 캐소드
AA: 발광 영역
NA: 비 발광 영역
430: 무기 절연막
Claims (18)
- 기판 상에 형성된 박막 트랜지스터;
상기 박막 트랜지스터와 연결된 애노드;
상기 애노드의 적어도 일부분을 노출시키는 제1 개구부를 갖는 제1 격벽층;
상기 제1 격벽층 상에 형성되고, 제2 개구부를 갖는 제2 격벽층;
상기 애노드 상에 형성되고, 적어도 하나의 유기 발광층을 포함하는 제1 부분을 갖는 유기 발광부;
상기 제2 격벽층 상에 형성되고, 상기 제1 부분과 동일한 적층 구조를 갖는 더미부; 및
상기 유기 발광부 및 상기 더미부 상에 형성되는 캐소드를 포함하되,
상기 더미부는 상기 제1 부분과 분리되어 위치하고, 상기 제2 개구부의 폭은 상기 제1 개구부의 폭보다 작은 유기 발광 표시 장치. - 제1 항에 있어서,
상기 제1 부분은 적어도 하나의 전하 생성층을 더 포함하는 유기 발광 표시 장치. - 제2 항에 있어서,
상기 유기 발광부는 상기 제1 부분과 상기 캐소드 사이에 형성되는 제2 부분을 더 포함하는 유기 발광 표시 장치. - 제3 항에 있어서,
상기 제2 부분이 상기 제1 부분과 상기 더미부를 덮도록 형성되는 유기 발광 표시 장치. - 제2 항에 있어서,
상기 제1 격벽층의 상부면은 상기 유기 발광부의 상부면보다 낮게 위치하거나 상기 유기 발광부의 상부면과 동일 평면 상에 위치하는 유기 발광 표시 장치. - 제5 항에 있어서,
상기 제1 격벽층의 상부면은 상기 전하 생성층의 상부면보다 높게 위치하거나 상기 전하 생성층의 상부면과 동일 평면 상에 위치하는 유기 발광 표시 장치. - 제6 항에 있어서,
상기 유기 발광부가 복수 개의 전하 생성층을 포함하는 경우,
상기 제1 격벽층의 상부면은 상기 복수 개의 전하 생성층 중에서 상기 애노드에 가장 가깝게 위치하는 전하 생성층의 상부면보다 높게 위치하거나 상기 전하 생성층의 상부면과 동일 평면 상에 위치하는 유기 발광 표시 장치. - 제1 항에 있어서,
상기 제1 격벽층 및 상기 제2 격벽층 중 적어도 하나의 측면이 경사진 유기 발광 표시 장치. - 제8 항에 있어서,
상기 제1 개구부는 상기 제1 격벽층의 상부면을 기준으로 정의되고,
상기 제2 개구부는 상기 제2 격벽층의 하부면을 기준으로 정의되는 유기 발광 표시 장치. - 제9 항에 있어서,
상기 제2 개구부는 상기 제1 개구부와 중첩되어 형성되는 유기 발광 표시 장치. - 제1 항에 있어서,
상기 제1 격벽층의 끝 단부터 상기 제2 격벽층의 끝 단까지의 거리가 약 0.1㎛ 보다 크고, 상기 제2 격벽층의 두께보다 작은 값인 유기 발광 표시 장치. - 제1 항에 있어서,
상기 제1 격벽층은 무기 절연 물질로 이루어지고,
상기 제2 격벽층은 유기 절연 물질로 이루어지는 유기 발광 표시 장치. - 기판 상에 박막 트랜지스터를 형성하는 단계;
상기 박막 트랜지스터와 연결된 애노드를 형성하는 단계;
상기 애노드 상에 무기 절연막을 형성하는 단계;
상기 무기 절연막 상에 유기 절연막을 형성한 후 패터닝하여 제2 개구부를 갖는 제2 격벽층을 형성하는 단계;
상기 애노드가 노출되도록 상기 무기 절연막을 패터닝하여 제1 개구부를 갖는 제1 격벽층을 형성하는 단계;
상기 애노드 및 상기 제2 격벽층 상에 유기 물질을 증착하여 애노드 상에 위치하는 제1 부분 및 상기 제2 격벽층 상에 위치하는 더미부를 동시에 형성하는 단계; 및
상기 제1 부분 및 상기 더미부 상에 캐소드를 증착하는 단계를 포함하는 유기 발광 표시 장치의 제조 방법. - 제13 항에 있어서,
상기 제1 개구부는 상기 제2 개구부보다 크게 형성되는 유기 발광 표시 장치의 제조 방법. - 제14 항에 있어서,
상기 제1 부분과 상기 더미부는 분리되어 위치하는 유기 발광 표시 장치의 제조 방법. - 제15 항에 있어서,
상기 제1 부분은 적어도 하나의 전하 생성층을 포함하는 유기 발광 표시 장치의 제조 방법. - 제13 항에 있어서,
상기 제1 부분 및 상기 더미부 상에 유기 물질로 이루어진 제2 부분을 증착하는 단계를 더 포함하는 유기 발광 표시 장치의 제조 방법. - 제13 항에 있어서,
상기 제1 격벽층을 형성하는 단계에서,
상기 무기 절연막은 상기 제2 격벽층을 마스크로 이용하여 패터닝되는 유기 발광 표시 장치의 제조 방법.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| AMND | Amendment | ||
| E601 | Decision to refuse application | ||
| X091 | Application refused [patent] | ||
| AMND | Amendment | ||
| E90F | Notification of reason for final refusal | ||
| X601 | Decision of rejection after re-examination |