KR20200075192A - 유기 발광 표시 장치 및 유기 발광 표시 장치의 제조 방법 - Google Patents

유기 발광 표시 장치 및 유기 발광 표시 장치의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시예는 기판 상에 화소 전극 및 상기 화소 전극의 단부를 덮는 화소 정의막을 형성함; 상기 화소 전극과 화소 정의막 상에, 리프트오프층 및 포토레지스트를 순차로 형성함; 상기 리프트오프층 및 상기 포토레지스트를 패터닝하여, 상기 화소 전극의 상면 및 화소 정의막의 일부를 노출하는 개구를 형성함; 상기 개구 및 상기 포토레지스트 상에 발광층을 포함하는 중간층, 및 대향 전극을 순차로 형성함; 상기 대향 전극의 상면 및 단부를 완전히 덮도록 패시베이션층을 형성함; 및 상기 개구 외부에 잔존하는 리프트오프층과 포토레지스트를 제거함;을 포함하는 유기 발광 표시 장치의 제조 방법을 제공한다.

Description

유기 발광 표시 장치 및 유기 발광 표시 장치의 제조 방법{Organic light emitting display apparatus and method of manufacturing the same}
본 발명의 실시예들은 유기 발광 표시 장치 및 이의 제조 방법에 관한 것으로서, 더 상세하게는 불량을 줄이고 공정을 간소화 할 수 있는 유기 발광 표시 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
유기 발광 표시 장치는 정공 주입 전극과 전자 주입 전극 그리고 이들 사이에 형성되어 있는 유기 발광층을 포함하는 유기 발광 소자를 구비하며, 정공 주입 전극에서 주입되는 정공과 전자 주입 전극에서 주입되는 전자가 유기 발광층에서 결합하여 생성된 엑시톤(exciton)이 여기 상태(excited state)로부터 기저 상태(ground state)로 떨어지면서 빛을 발생시키는 자발광형 표시장치이다.
유기 발광층을 기판 위에 증착하기 위한 기술로 미세 금속 마스크(Fine Metal Mask, FMM)를 사용할 수 있으나, 금속 마스크의 섀도우 현상(shadow effect)으로 인해 고해상도의 유기 발광 표시 장치를 제작하는데 한계가 있어 대안적인 증착 기술이 요구된다.
본 발명의 실시예들은 불량을 줄이고 공정을 간소화 할 수 있는 유기 발광 표시 장치 및 그 제조 방법을 제공하고자 한다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시예는 기판 상에 화소 전극 및 상기 화소 전극의 단부를 덮는 화소 정의막을 형성함; 상기 화소 전극과 화소 정의막 상에, 리프트오프층 및 포토레지스트를 순차로 형성함; 상기 리프트오프층 및 상기 포토레지스트를 패터닝하여, 상기 화소 전극의 상면 및 화소 정의막의 일부를 노출하는 개구를 형성함; 상기 개구 및 상기 포토레지스트 상에 발광층을 포함하는 중간층, 및 대향 전극을 순차로 형성함; 상기 대향 전극의 상면 및 단부를 완전히 덮도록 패시베이션층을 형성함; 및 상기 개구 외부에 잔존하는 리프트오프층과 포토레지스트를 제거함;을 포함하는 유기 발광 표시 장치의 제조 방법을 제공한다.
일 실시예에 있어서, 상기 포토레지스트는 포토리쏘그라피 공정으로 패터닝할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 리프트오프층은 불소중합체를 포함하도록 형성할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 불소를 포함하는 제1 용매로 상기 리프트오프층을 에칭하여 상기 개구를 형성할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 중간층은 제1 증착 공정으로 형성하고, 상기 대향 전극은 제2 증착 공정으로 형성하고, 상기 패시베이션층은 상기 중간층 및 대향 전극보다 스텝 커버리지를 크게 할 수 있는 제3 증착 공정으로 형성할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1 증착 공정은 물리적 기상 증착 공정을 이용할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제2 증착 공정은 물리적 기상 증착 공정을 이용할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제3 증착 공정은 화학적 기상 증착 공정 또는 원자층 증착 공정을 이용할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 제1 내지 제3 증착 공정은 동일한 챔버에서 진행할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제3 증착 공정 후, 제3 증착 공정을 실시한 동일한 챔버 내에서 드라이 에칭을 실시할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 드라이 에칭으로, 상기 화소 정의막의 상면이 노출될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 화소 정의막의 상에 보조 전극을 더 형성하고, 상기 대향 전극은 상기 보조 전극에 접촉하도록 형성할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 패시베이션층 형성 후, 상기 패시베이션층을 형성한 같은 챔버에서 드라이 에칭을 실시하고, 상기 드라이 에칭으로, 상기 보조 전극의 상면이 노출될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 잔존하는 리프트오프층을 불소를 포함하는 제2 용매를 사용하여 제거할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 리프트오프층을 제거하는 공정은 대기 중에서 실시할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 기판 상에 제1 및 제2 화소 전극을 형성하고, 상기 제1 및 제2 화소 전극의 단부를 덮는 화소 정의막을 형성한 후, 하기 (a1) 내지 (a5)를 포함하는 제1 단위 공정을 실시함, (a1) 상기 제1 및 제2 화소 전극과 상기 화소 정의막 상에, 제1 리프트오프층 및 제1 포토레지스트를 순차로 형성함; (a2) 상기 제1 리프트오프층 및 상기 제1 포토레지스트를 패터닝하여, 상기 제1 화소 전극의 상면 및 화소 정의막의 일부를 노출하는 제1 개구를 형성함; (a3) 상기 제1 개구 및 상기 제1 포토레지스트 상에 제1 발광층을 포함하는 제1 중간층, 및 제1 대향 전극을 순차로 형성함; (a4) 상기 제1 대향 전극의 상면 및 단부를 완전히 덮도록 제1 패시베이션층을 형성함; 및 (a5) 상기 제1 개구 외부에 잔존하는 제1 리프트오프층 및 상기 제1 포토레지스트를 제거함, 상기 제1 단위 공정 후, 하기 (b1) 내지 (b5)를 포함하는 제2 단위 공정을 실시함, (b1) 상기 제1 패시베이션층, 상기 제2 화소 전극 및 상기 화소 정의막 상에, 제2 리프트오프층과 제2 포토레지스트를 순차로 형성함; (b2) 상기 제2 리프트오프층 및 상기 제2 포토레지스트를 패터닝하여, 상기 제2 화소 전극의 상면 및 화소 정의막의 일부를 노출하는 제2 개구를 형성함; (b3) 상기 제2 개구 및 상기 제2 포토레지스트 상에 제2 발광층을 포함하는 제2 중간층, 및 제2 대향 전극을 순차로 형성함; (b4) 상기 제2 대향 전극의 상면 및 단부를 완전히 덮도록 제2 패시베이션층을 형성함; 및 (b5) 상기 제2 개구 외부에 잔존하는 제2 리프트오프층 및 상기 제2 포토레지스트를 제거함;을 포함하는 유기 발광 표시 장치의 제조 방법을 제공한다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1 발광층에서 방출되는 색과 상기 제2 발광층에서 방출되는 색을 서로 다르게 형성할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1 중간층, 상기 제1 대향 전극 및 상기 제1 패시베이션 층은 제1 챔버에서 형성될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1 패시베이션층 형성 후, 상기 제1 챔버에서 드라이 에칭을 실시할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제2 중간층, 상기 제2 대향 전극 및 상기 제2 패시베이션 층은, 상기 제1 챔버와 다른 제2 챔버에서 형성될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제2 패시베이션층 형성 후, 상기 제2 챔버에서 드라이 에칭을 실시할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 중간층은 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 수송층, 및 전자 수입층 중 적어도 하나의 층을 더 포함하도록 형성할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1 패시베이션층 및 상기 제2 패시베이션층 상에 연속적으로 배치되고, 적어도 하나의 유기층 및 적어도 하나의 무기층을 포함하는 봉지부재를 더 형성할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 기판 상에 이격되어 배치된 제1 및 제2 화소 전극; 상기 제1 및 제2 화소 전극의 단부를 덮는 화소 정의막; 상기 제1 및 제2 화소 전극 상에 각각 아일랜드로 배치된 제1 및 제2 발광층을 각각 포함하는 제1 및 제2 중간층; 상기 제1 및 제2 중간층 상에 각각 아일랜드 패턴으로 배치된 제1 및 제2 대향 전극; 상기 제1 및 제2 대향 전극 상에 각각 아일랜드 패턴으로 배치되고, 상기 제1 및 제2 대향 전극을 완전히 덮는 제1 및 제2 패시베이션층; 상기 제1 및 제2 패시이션층을 덮는 봉지 부재;를 포함하는 유기 발광 표시 장치를 제공한다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1 패시베이션층 및 상기 제2 패시베이션층은 질화물 계열 재료를 포함할 수 있다.
본 실시예에 따르면, 발광층을 포함하는 중간층을 미세 금속 마스크를 사용하여 증착하는 대신 리프트오프 공정으로 형성하기 때문에, 미세 금속 마스크의 미스 얼라인 문제를 방지하고 제조원가를 절감할 수 있다.
또한, 본 실시예에 따르면, 패시베이션층을 스텝 커버리지가 우수한 기상증착 방법으로 형성함으로써, 대향 전극을 완전히 커버하여 발광 소자의 불량을 줄일 수 있다.
또한, 본 실시예에 따르면, 패시베이션층의 일부를 증착 챔버에서 드라이 에칭함으로써 대향 전극의 대기 노출을 방지하여 발광 소자의 불량을 줄일 수 있다.
물론 상술한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1은 제1 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(1)를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 2는 도 1의 일부를 도시한 평면도이다.
도 3은 제1 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(1)의 제조 방법에 관한 개략적인 공정도이다.
도 4는 제1 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(1)의 기판(100) 위에 제1 내지 제3 화소 전극(101, 102, 103) 및 화소 정의막(110)이 형성된 단계를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 5a 내지 도 5f는 제1 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(1)의 제1 단위 공정을 개략적으로 도시한 단면도들이다.
도 6a 내지 도 6f는 제1 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(1)의 제2 단위 공정을 개략적으로 도시한 단면도들이다.
도 7a 내지 도 7f는 제1 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(1)의 제3 단위 공정을 개략적으로 도시한 단면도들이다.
도 8은 도 5d의 Ⅷ 부분을 확대한 단면도이다.
도 9는 도 5e의 Ⅸ 부분을 확대한 단면도이다.
도 10은 제2 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(2)를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 11은 제2 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(2)의 기판(100) 위에 제1 내지 제3 화소 전극(101, 102, 103), 보조 전극(120) 및 화소 정의막(110)이 형성된 단계를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 12a 내지 도 12f는 제2 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(2)의 제1 단위 공정을 개략적으로 도시한 단면도들이다.
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 사용되었다.
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 위에 또는 상에 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 진행될 수 있다.
이하의 실시예에서, 막, 영역, 구성 요소 등이 연결되었다고 할 때, 막, 영역, 구성 요소들이 직접적으로 연결된 경우뿐만 아니라 막, 영역, 구성요소들 중간에 다른 막, 영역, 구성 요소들이 개재되어 간접적으로 연결된 경우도 포함한다. 예컨대, 본 명세서에서 막, 영역, 구성 요소 등이 전기적으로 연결되었다고 할 때, 막, 영역, 구성 요소 등이 직접 전기적으로 연결된 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 막, 영역, 구성 요소 등이 개재되어 간접적으로 전기적 연결된 경우도 포함한다.
도 1은 제1 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(1)를 개략적으로 도시한 단면도이고, 도 2는 도 1의 일부를 도시한 평면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(1)는 기판(100) 상에 제1 화소 전극(101), 제2 화소 전극(102), 제3 화소 전극(103)를 포함하는 복수의 화소 전극이 서로 이격되어 배치된다.
화소 정의막(110)은 복수의 제1 내지 제3 화소 전극 (101, 102, 103)의 단부를 커버하며, 발광 영역을 정의하고 각 화소 전극 단부에서의 전계 집중을 방지한다.
제1 내지 제3 화소 전극(101, 102, 103) 상에는 제1 내지 제3 발광층(미도시)을 포함하는 제1 내지 제3 중간층(301, 302, 303)이 각각 위치하고, 제1 내지 제3 중간층(301, 302, 303) 상에는 제1 내지 제3 대향 전극(401, 402, 403)이 각각 위치한다.
제1 내지 제3 화소 전극(101, 102, 103)과, 제1 내지 제3 중간층(301, 302, 303)과, 제1 내지 제3 대향 전극(401, 402, 403)은 각각 아일랜드 타입의 패턴을 갖는다. 아일랜드 타입의 패턴이란, 일정 영역이 그 일정 영역을 둘러싸는 다른 영역과 구별되는 섬 모양으로 패터닝 된 것일 수 있다.
제1 내지 제3 화소 전극(101, 102, 103)과, 제1 내지 제3 중간층(301, 302, 303)은 각각 물리적 기상법(Physical Vapor Deposition: PVD)으로 증착할 수 있다.
제1 내지 제3 대향 전극(401, 402, 403) 상에 각각 아일랜드 타입의 패턴을 갖는 제1 내지 제3 패시베이션층(501, 502, 503)이 위치한다.
제1 내지 제3 패시베이션층(501, 502, 503)은 물리적 기상법보다 스텝 커버리지(step coverage)가 우수한 화학적 기상법(Chemical Vapor Deposition: CVD) 또는 원자층 증착(Atomic Layer Deposition: ALD)으로 증착 가능한 재료로 이루어질 수 있다. 일 실시예로 제1 내지 제3 패시베이션층(501, 502, 503)은 나이트라이드 계열 물질을 포함할 수 있다.
제1 내지 제3 패시베이션층(501, 502, 503)은 각각 제1 내지 제3 중간층(301, 302, 303)과 제1 내지 제3 대향 전극(401, 402, 403)을 완전히 커버함으로써, 제1 내지 제3 중간층(301, 302, 303) 및 제1 내지 제3 대향 전극(401, 402, 403)이 공정 중 열화되는 것을 방지할 수 있다. 예를 들어, 제1 내지 제3 패시베이션층(501, 502, 503)의 넓이는 각각 제1 내지 제3 중간층(301, 302, 303)과 제1 내지 제3 대향 전극(401, 402, 403)의 넓이보다 넓은 면적으로 형성할 수 있다.
제1 내지 제3 패시베이션층(501, 502, 503)상에는 봉지 부재(700)가 배치될 수다. 있다. 봉지 부재(700)는 적어도 하나의 유기층 및 적어도 하나의 무기층을 포함할 수 있다. 도 1에는 제1 무기층(701), 유기층(702) 및 제2 무기층(703)이 순차로 적층된 구조를 도시하고 있다.
유기층(702)은 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 폴리카보네이트(PC), 폴리스티렌(PS), 아크릴계 수지, 에폭시계 수지, 폴리이미드, 폴리에틸렌 등과 같은 폴리머(polymer)계열의 소재를 포함할 수 있다.
제1 및 제2 무기층(701, 703)은 질화알루미늄(AlN), 산화알루미늄(Al2O3) 질화티타늄(TiN), 산화티타늄(TiO2), 산질화규소(SiON), 질화규소(SiNx), 산화규소(SiOx) 등을 포함할 수 있다.
봉지 부재(700)는 투습을 방지하여 전술한 제1 내지 제3 패시베이션층(501, 502, 503)과 함께 수분에 취약한 유기 발광 소자의 손상을 방지할 수 있다.
제1 내지 제3 부화소(P1, P2, P3)에 위치하는 제1 내지 제3 중간층(301, 302, 303)에 포함되는 제1 내지 제3 발광층(미도시)는 서로 다른 색의 빛을 방출할 수 있다. 제1 부화소(P1)는 적색의 빛을, 제2 부화소(P2)는 녹색의 빛을, 제3 부화소(P3)는 청색의 빛을 방출할 수 있다. 본 실시예에서는 3개의 부화소가 배치된 경우를 도시하였으나, 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
이하 도 3 내지 도 9를 참조하여 본 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(1)의 제조 방법 및 상기 제조 방법에 의해 제조된 유기 발광 표시 장치(1)를 보다 상세히 설명한다.
도 3은 제1 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(1)의 제조 방법에 관한 개략적인 공정도이고, 도 4는 제1 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(1)의 기판(100) 위에 제1 내지 제3 화소 전극(101, 102, 103) 및 화소 정의막(110)이 형성된 단계를 개략적으로 도시한 단면도이고, 도 5a 내지 도 5f는 제1 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(1)의 제1 단위 공정을 개략적으로 도시한 단면도들이고, 도 6a 내지 도 6f는 제1 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(1)의 제2 단위 공정을 개략적으로 도시한 단면도들이고, 도 7a 내지 도 7f는 제1 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(1)의 제3 단위 공정을 개략적으로 도시한 단면도들이고, 도 8은 도 5d의 Ⅷ 부분을 확대한 단면도이고, 도 9는 도 5e의 Ⅸ 부분을 확대한 단면도이다.
도 3을 참조하면, 제1 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(1)의 제조 방법은, 기판 상에 화소 전극 및 상기 화소 전극의 단부를 덮는 화소 정의막을 형성함(S10), 상기 화소 전극 및 화소 정의막 상에 리프트오프층 및 포토레지스트를 순차로 형성함(S20), 상기 리프트오프층 및 상기 포토레지스트를 패터닝하여 상기 화소 전극의 상면 및 화소 정의막의 일부를 노출하는 개구를 형성함(S30), 상기 개구 및 상기 포토레지스트 상에 발광층을 포함하는 중간층, 및 대향 전극을 순차로 형성함(S40), 상기 대향 전극의 상면 및 단부를 완전히 덮도록 패시베이션층을 형성함(S50), 및 상기 개구 외부에 잔존하는 리프트오프층 및 상기 포토레지스트를 제거함(S60)을 포함한다. 이하 도 4 내지 도 9를 참조하여 상기의 제조 방법을 상세히 설명한다.
도 4를 참조하면, 기판(100) 상에 제1 화소 전극(101), 제2 화소 전극(102) 및 제3 화소 전극(103)을 포함하는 복수의 화소 전극을 형성한다.
기판(100)은 다양한 재질을 이용하여 형성할 수 있다. 예를 들면, 기판(100)은 유리 또는 플라스틱을 이용하여 형성할 수 있다. 플라스틱은 폴리이미드 (polyimide), 폴리에틸렌나프탈레이트 (polyethylenenaphthalate), 폴리에틸렌테레프탈레이트 (polyethyleneterephthalate), 폴리아릴레이트 (Polyarylate), 폴리카보네이트 (polycarbonate), 폴리에테르이미드 (Polyetherlmide), 또는 폴리에테르술폰 (Polyethersulfone) 등과 같이 내열성 및 내구성이 우수한 소재로 만들어 질 수 있다.
도 4에는 도시되어 있지 않으나, 기판(100)의 상부에 평활한 면을 형성하고 불순 원소가 침투하는 것을 차단하기 위한 버퍼층(미도시)을 더 형성할 수 있다. 예들 들어, 버퍼층(미도시)은 실리콘질화물 및/또는 실리콘산화물 등으로 단층 또는 복수층으로 형성할 수 있다.
제1 내지 제3 화소 전극(101, 102, 103)은 도전성 물질층(미도시)을 형성한 후 이를 아일랜트 타입으로 패터닝하여 형성할 수 있다.
도전성 물질층은 Mg, Al, Pt, Pd, Au, Ni, Nd, Ir, Cr 또는 이들의 화합물 등으로 형성된 반사막, 또는 전술한 반사막의 위 또는 아래의 투명 도전성 산화물(TCO)막을 포함할 수 있다. 또는, 도전성 물질층은 은(Ag) 또는 은(Ag) 합금을 포함하는 박막이거나, 박막 상에 형성된 투명 도전성 산화물막을 포함할 수 있다. 도전성 물질층에 따라, 제1 내지 제3 화소 전극(101, 102, 103)은, 반사 전극이거나 투광성 전극일 수 있다.
제1 내지 제3 화소 전극(101, 102, 103)이 형성된 기판(100) 상에 절연막(미도시)을 형성하고 이를 패터닝하여 화소 정의막(110)을 형성한다. 화소 정의막(110)은 제1 내지 제3 화소 전극 (101, 102, 103)의 단부를 커버한다. 화소 정의막(110)은 유기 절연재 또는 무기 절연재로 형성될 수 있다.
일 실시예로 화소 정의막(110)은 일반 범용고분자(PMMA, PS), 아크릴계 고분자, 이미드계 고분자, 아릴에테르계 고분자, 아마이드계 고분자, 불소계고분자, p-자일렌계 고분자, 비닐알콜계 고분자 및 이들의 블렌드 등을 포함하는 유기 절연막으로 형성될 수 있다.
도 4에는 도시되어 있지 않으나 제1 내지 제3 화소 전극(101, 102, 103)는, 기판(100)과 제1 내지 제3 화소 전극(101, 102, 103) 사이에 위치하는 제1 내지 제3 박막트랜지스터(미도시)에 각각 전기적으로 접속되도록 형성될 수 있다.
도 5a를 참조하면, 도 4의 구조물 상에 제1 리프트오프층(LOL1) 및 제1 포토레지스트(PR1)가 순차로 형성된다.
제1 리프트오프층(LOL1)은 비감광 유기물일 수 있다. 제1 리프트오프층(LOL1)은 불소중합체(fluoroploymer)를 포함할 수 있다. 제1 리프트오프층(LOL1)에 포함되는 불소중합체는 20~60 wt%의 불소 함량을 포함하는 고분자(polymer)로 형성할 수 있다. 예를 들어, 불소중합체는 폴리테트라플루오로에틸렌 (polytetrafluoroethylene,), 폴리클로로트리플루오로에틸렌 (polychlorotrifluoroethylene,), 폴리디클로로디플루오로에틸렌 (polydichlorodifluoroethylene), 클로로트리플루오로에틸렌 (chlorotrifluoroethylene)과 디클로로디플루오로에틸렌과의 공중합체, 테트라플루오로에틸렌 (tetrafluoroethylene)과 퍼플루오로알킬비닐에테르 (perfluoroalkylvinylether)와의 공중합체, 클로로트리플루오로에틸렌 (chlorotrifluoroethylene)과 퍼플루오로알킬비닐에테르 (perfluoroalkylvinylether)와의 공중합체 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 제1 리프트오프층(LOL1)은 도포법, 인쇄법, 증착법 등의 방법으로 형성할 수 있다.
제1 리프트오프층(LOL1) 상에 제1 포토레지스트(PR1)를 형성한다. 광투과부(M11)와 광차단부(M12)를 포함하는 제1 포토마스크(M1)를 통하여 제1 화소 전극(101)에 대응되는 위치의 제1 포토레지스트(PR1)를 노광한다.
도 5b를 참조하면, 제1 포토레지스트(PR1)를 현상(develop)한다. 제1 포토레지스트(PR1)는 포지티브 형 또는 네가티브 형 어느 것도 가능하다. 본 실시예에서는 포지티브 형을 예로 설명한다. 현상된 제1 포토레지스트(PR1)는 제1 화소 전극(101)에 대응하는 부분에 제1 개구(C1) 가 형성된다.
도 5c를 참조하면, 도 5b의 패터닝 된 제1 포토레지스트(PR1)를 식각 마스크로 하여 제1 리프트오프층(LOL1)을 에칭한다.
제1 리프트오프층(LOL1)이 불소중합체를 포함하는 경우, 식각액은 불소중합체를 식각 할 수 있는 용매를 사용한다. 제1 용매는 히드로플루오로에테르(hydrofluoroether)를 포함할 수 있다. 히드로플루오로에테르는 다른 소재와의 상호작용이 낮아 전자화학적으로 안정적인 재료이고, 지구 온난화 계수와 독성이 낮아서 환경적으로 안정적인 재료이다.
식각 공정에 의해, 제1 리프트오프층(LOL1) 에칭 시, 불소를 포함하는 제1 용매는 제1 포토레지스트(PR1)의 제1 개구(C1) 아래에서 제1 언더컷 프로파일(UC1)을 형성하고, 제1 화소 전극(101)의 상면 및 화소 정의막(110)의 일부를 노출시키는 제2 개구(C2)를 형성한다. 제1 언더컷 프로파일(UC1)이 형성됨으로써 제1 화소 전극(101) 상에 보다 넓은 증착 공간을 확보할 수 있다.
도 5d를 참조하면, 도 5c의 구조물 상에 제1 발광층(미도시)를 포함하는 제1 중간층(301), 제1 대향 전극(401) 및 제1 패시베이션층(501)을 형성한다.
제1 중간층(301), 제1 대향 전극(401) 및 제1 패시베이션층(501)은 진공 증착으로 형성한다. 제1 챔버(CH1)에 증착원(미도시)을 배치하고, 증착원(미도시) 방출된 물질이 기판(100)을 향해 입사하도록 증착입사각을 조절하며 증착한다.
제1 중간층(301)은 제1 발광층(미도시) 외, 정공주입층(hole injection layer), 정공수송층(hole transport layer), 전자수송층(electron transport layer), 및 전자주입층(electron injection layer) 중 적어도 하나를 더 포함하도록 형성할 수 있다.
제1 대향 전극(401)은 투광성 전극 또는 반사 전극일 수 있다. 일 실시예로, 제1 대향 전극(401)은 Ag, Mg, Al, Yb, Ca, Li, 및 Au 중 적어도 어느 하나 이상의 물질을 포함하는 금속박막 또는 금속후막일 수 있다. 제1 대향 전극(401)은 제1 중간층(301)을 덮는 형태로 형성되기 때문에 수분과 산소에 취약한 제1 중간층(301)을 보호하는 보호막 역할을 할 수 있다.
제1 중간층(301) 및 제1 대향 전극(401)은 제2 개구(C2)에 위치하는 제1 화소 전극(101)의 상면, 화소 정의막(110)의 단부 일부에 증착되고, 제1 포토레지스트(PR1) 상부에도 적층된다.
제1 중간층(301)과 제1 대향 전극(401)은 물리적 기상 증착(PVD) 공정으로 증착 할 수 있다. 일 실시예로 제1 중간층(301)은 제1 챔버(CH1)에서 스퍼터링(Sputtering), 열증착법 (Thermal evaporation), 전자빔증착법(E-beam evaporation), 레이저분자빔증착법(Laser Molecular Beam Epitaxy), 펄스레이저증착법 (Pulsed Laser Deposition) 중 하나의 공정으로 증착될 수 있다. 제1 챔버(CH1)에서 증착 입사각, 챔버 압력, 온도, 반응가스 등을 조절하여 제1 대향 전극(401)이 제1 중간층(301)을 커버하도록 형성한다.
제1 패시베이션층(501)은 제1 대향 전극(401)의 상면 및 단부를 완전히 덮도록 형성된다. 제1 패시베이션층(501)은 물리적 기상 증착보다 스텝 커버리지가 우수한 화학적 기상 증착(CVD) 공정 또는 원자층 증착(ALD)공정으로 증착 할 수 있다. 일 실시예로 제1 패시베이션층(501)은 열 CVD(thermal CVD), 플라즈마 CVD, MOCVD (Metal-Organic Chemical Vapor Deposition), HVPE (Hydride Vapor Phase Epitaxy) 중 하나의 공정으로 증착될 수 있다.
화학적 기상 증착 또는 원자층 증착 결과, 제1 패시베이션층(501)은 제1 포토레지스트(PR1) 상부에도 적층된다. 또한, 제1 언더컷 프로파일(UC1)이 형성된 영역에서, 제1 포토레지스터(PR1)의 하면, 화소 정의막(110)의 상면, 제1 리프트오프층(LOL1)의 측면에도 증착된다.
도 5d의 Ⅷ 부분을 확대한 도 8을 참조하면, 제1 언더컷 프로파일(UC1)이 형성된 영역근방에서, 제1 포토레지스터(PR1)의 하면, 화소 정의막(110)의 상면, 제1 리프트오프층(LOL1)의 측면에 증착된 제1 패시베이션층(501)의 두께(D2)는, 제1 대향 전극(401)의 상면에 증착된 제1 패시베이션층(501)의 두께(D1)와 제1 리프트오프층(LOL1)의 상면에 증착된 제1 패시베이션층(501)의 두께(D3)보다 얇다.
도 5e를 참조하면, 도 5d의 구조물에 대해 드라이 에칭(dry etching) 공정을 실시한다. 드라이 에칭 결과, 1 언더컷 프로파일(UC1)이 형성된 영역 근방에서 제1 패시베이션층(501)이 식각되어 제거된다.
도 5d의 Ⅸ 부분을 확대한 도 9를 참조하면, 제1 패시베이션층(501)의 두께가 줄어든 것을 알 수 있다. 제1 대향 전극(401)의 상면에 증착된 제1 패시베이션층(501)의 두께(D1')와 제1 리프트오프층(LOL1)의 상면에 증착된 제1 패시베이션층(501)의 두께(D3')는 드라이 에칭 전의 도 8과 비교 시 두께가 줄어들었고, 제1 언더컷 프로파일(UC1)이 형성된 영역 근방에서, 제1 포토레지스터(PR1)의 하면, 화소 정의막(110)의 상면, 제1 리프트오프층(LOL1)의 측면에 증착된 제1 패시베이션층(501)의 두께(D2')는 드라이 에칭 전과 비교하여 줄어드어 완전히 제거되었다.
도 5f를 참조하면, 도 5e의 구조물에 대하여 리프트오프 공정을 수행한다. 리프트오프 공정은 제1 챔버(CH1) 외부에서 실시한다. 일 실시예로 상온의 대기 중에서 실시할 수도 있다.
제1 리프트오프층(LOL1)이 불소중합체를 포함하는 경우, 불소를 포함하는 제2용매를 사용하여 제1 리프트오프층(LOL1)을 제거할 수 있다. 제1 발광층(미도시)을 포함하는 제1 중간층(301) 형성 후 리프트오프 공정을 실시하기 때문에, 제2 용매는 제1 중간층(301)과의 반응성이 낮은 재료를 사용하는 것이 바람직하다. 제2 용매는 제1 용매와 같이 히드로플루오로에테르(hydrofluoroether)를 포함할 수 있다.
리프트오프 결과, 제1 화소 전극(101) 상에 배치된 제1 중간층(301), 제1 대향 전극(401) 및 제1 패시베이션층(501)이 패턴으로 남는다.
본 실시예에서는 제1 패시베이션층(501)을 스탭 커버리지가 큰 증착 방법으로 형성하였기 때문에, 제1 패시베이션층(501)은 제1 대향 전극(401)을 완전히 커버하여, 습식 공정인 리프트오프 공정 중에서 손상될 수 있는 제1 대향 전극(401) 및 제1 중간층(301)을 보호한다.
한편, 스탭 커버리지가 큰 증착 공정을 실시한 결과, 제1 언더컷 프로파일(UC1)이 형성된 영역 근방, 예를 들어 도 8 및 9에서 제1 리프트오프층(LOL1)의 하면과 화소 정의막(110)의 상면이 만나는 영역(A1)에 증착된 제1 패시베이션층(501)은 리프트오프 공정에 장애가 될 수 있다.
그러나, 본 실시예에서는 등방성 식각법인 드라이 에칭을 실시하여 해당 영역(A1)의 제1 패시베이션층(501)을 제거한 후, 리프트오프 공정을 진행할 수 있다.
그리고, 증착을 진행한 제1 챔버(CH1)와 동일한 제1 챔버(CH1)에서 드라이 에칭 공정을 진행하는 경우, 제1 챔버 외부의 대기와 수분에 의한 유기 발광 표시 장치(1)의 손상을 방지할 수 있다. 한편, 도 5d, 도 5e, 도 8, 및 도 9에는 증착과 드라이 에칭을 같은 제1 챔버(CH1)에서 진행하는 경우를 도시하고 있지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 드라이 에칭은 증착을 진행한 제1 챔버(CH1)와 다른 후속 챔버(미도시)에서 진행할 수 있다.
이하 제2 단위 공정에 대해 설명한다. 제1 단위 공정과 중복되는 설명은 생략될 수 있다.
도 6a를 참조하면, 도 5f의 구조물 상에 제2 리프트오프층(LOL2) 및 제2 포토레지스트(PR2)가 순차로 형성된다.
제2 리프트오프층(LOL2)은 제1 리프트오프층(LOL1)과 동일한 물질일 수 있다. 제2 리프트오프층(LOL2)은 도포법, 인쇄법, 증착법 등의 방법으로 형성할 수 있다.
제2 리프트오프층(LOL2) 상에 제2 포토레지스트(PR2)를 형성한다. 광투과부(M21)와 광차단부(M22)를 포함하는 제2 포토마스크(M2)를 통하여 제2 화소 전극(102)에 대응되는 위치의 제2 포토레지스트(PR2)를 노광한다.
도 6b를 참조하면, 제2 포토레지스트(PR2)를 현상한다. 현상된 제2 포토레지스트(PR2)는 제2 화소 전극(102)에 대응하는 부분에 제3 개구(C3) 가 형성된다.
도 6c를 참조하면, 도 6b의 패터닝 된 제2 포토레지스트(PR2)를 식각 마스크로 하여 제2 리프트오프층(LOL2)을 에칭한다.
제2 리프트오프층(LOL2)이 불소중합체를 포함하는 경우, 식각액은 불소중합체를 식각 할 수 있는 용매를 사용한다. 제1 용매는 히드로플루오로에테르(hydrofluoroether)를 포함할 수 있다.
식각 공정에 의해, 제2 리프트오프층(LOL2) 에칭 시, 불소를 포함하는 제1 용매는 제2 포토레지스트(PR2)의 제3 개구(C3) 아래에서 제2 언더컷 프로파일(UC2)을 형성하고, 제2 화소 전극(102)의 상면 및 화소 정의막(110)의 일부를 노출시키는 제4 개구(C4)를 형성한다. 제2 언더컷 프로파일(UC2)이 형성됨으로써 제2 화소 전극(102) 상에 보다 넓은 증착 공간을 확보할 수 있다.
도 6d를 참조하면, 도 6c의 구조물 상에 제2 발광층(미도시)를 포함하는 제2 중간층(302), 제2 대향 전극(402) 및 제2 패시베이션층(502)을 형성한다.
제2 중간층(302), 제2 대향 전극(402) 및 제2 패시베이션층(502)은 진공 증착으로 형성한다. 제2 챔버(CH2)에 증착원(미도시)을 배치하고, 증착원(미도시) 방출된 물질이 기판(100)을 향해 입사하도록 증착입사각을 조절하며 증착한다.
제2 중간층(302)은 제2 발광층(미도시) 외, 정공주입층, 정공수송층, 전자수송층, 및 전자주입층 중 적어도 하나를 더 포함하도록 형성할 수 있다.
제2 대향 전극(402)은 투광성 전극 또는 반사 전극일 수 있다. 제2 대향 전극(402)은 제2 중간층(302)을 덮는 형태로 형성되기 때문에 수분과 산소에 취약한 제2 중간층(302)을 보호하는 보호막 역할을 할 수 있다.
제2 패시베이션층(502)은 제2 대향 전극(402)의 상면 및 단부를 완전히 덮도록 형성된다.
제1 단위 공정과 같이, 제2 중간층(302)과 제2 대향 전극(402)은 물리적 기상 증착(PVD) 공정으로 증착하고, 제2 패시베이션층(502)은 물리적 기상 증착보다 스텝 커버리지가 우수한 화학적 기상 증착(CVD) 공정 또는 원자층 증착(ALD)공정으로 증착 할 수 있다.
증착 결과, 제2 중간층(302), 제2 대향 전극(402), 제2 패시베이션층(502)은 제4 개구(C4)에 위치하는 제2 화소 전극(102)의 상면, 화소 정의막(110)의 단부 일부에 증착되고, 제2 포토레지스트(PR2) 상부에도 적층된다.
제2 패시베이션층(502)은 제2 언더컷 프로파일(UC2)이 형성된 영역에서, 제2 포토레지스터(PR2)의 하면, 화소 정의막(110)의 상면, 제2 리프트오프층(LOL2)의 측면에도 증착된다.
도 6e를 참조하면, 도 6d의 구조물에 대해 드라이 에칭(dry etching) 공정을 실시한다. 드라이 에칭 결과, 제2 언더컷 프로파일(UC2)이 형성된 영역 근방(A2)에서 제2 패시베이션층(502)이 식각되어 제거된다.
도 6f를 참조하면, 도 6e의 구조물에 대하여 리프트오프 공정을 수행한다. 리프트오프 공정은 제2 챔버(CH2) 외부에서 실시한다. 일 실시예로 상온의 대기 중에서 실시할 수도 있다.
제2 리프트오프층(LOL2)이 불소중합체를 포함하는 경우, 불소를 포함하는 제2용매를 사용하여 제2 리프트오프층(LOL2)을 제거할 수 있다. 제2 발광층(미도시)을 포함하는 제2 중간층(302) 형성 후 리프트오프 공정을 실시하기 때문에, 제2 용매는 제2 중간층(302)과의 반응성이 낮은 재료를 사용하는 것이 바람직하다. 제2 용매는 제1 용매와 같이 히드로플루오로에테르(hydrofluoroether)를 포함할 수 있다.
리프트오프 결과, 제2 화소 전극(102) 상에 배치된 제2 중간층(302), 제2 대향 전극(402) 및 제2 패시베이션층(502)이 패턴으로 남는다.
한편, 도 6d 및 도 6e에는 증착과 드라이 에칭을 같은 제2 챔버(CH2)에서 진행하는 경우를 도시하고 있지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 드라이 에칭은 증착을 진행한 제2 챔버(CH2)와 다른 후속 챔버(미도시)에서 진행할 수 있다.
이하 제3 단위 공정에 대해 설명한다. 제1 및 제2 단위 공정과 중복되는 설명은 생략될 수 있다.
도 7a를 참조하면, 도 6f의 구조물 상에 제3 리프트오프층(LOL3) 및 제3 포토레지스트(PR3)가 순차로 형성된다.
제3 리프트오프층(LOL3)은 제1 및 제2 리프트오프층(LOL1, LOL2)과 동일한 물질일 수 있다. 제3 리프트오프층(LOL3)은 도포법, 인쇄법, 증착법 등의 방법으로 형성할 수 있다.
제3 리프트오프층(LOL3) 상에 제3 포토레지스트(PR3)를 형성한다. 광투과부(M31)와 광차단부(M32)를 포함하는 제3 포토마스크(M3)를 통하여 제3 화소 전극(103)에 대응되는 위치의 제3 포토레지스트(PR3)를 노광한다.
도 7b를 참조하면, 제3 포토레지스트(PR3)를 현상한다. 현상된 제3 포토레지스트(PR3)는 제3 화소 전극(103)에 대응하는 부분에 제5 개구(C5) 가 형성된다.
도 7c를 참조하면, 도 7b의 패터닝 된 제3 포토레지스트(PR3)를 식각 마스크로 하여 제3 리프트오프층(LOL3)을 에칭한다.
제3 리프트오프층(LOL3)이 불소중합체를 포함하는 경우, 식각액은 불소중합체를 식각 할 수 있는 용매를 사용한다. 제1 용매는 히드로플루오로에테르(hydrofluoroether)를 포함할 수 있다.
식각 공정에 의해, 제3 리프트오프층(LOL3) 에칭 시, 불소를 포함하는 제1 용매는 제3 포토레지스트(PR3)의 제5 개구(C5) 아래에서 제3 언더컷 프로파일(UC3)을 형성하고, 제3 화소 전극(103)의 상면 및 화소 정의막(110)의 일부를 노출시키는 제6 개구(C6)를 형성한다. 제3 언더컷 프로파일(UC3)이 형성됨으로써 제3 화소 전극(103) 상에 보다 넓은 증착 공간을 확보할 수 있다.
도 7d를 참조하면, 도 7c의 구조물 상에 제3 발광층(미도시)를 포함하는 제3 중간층(303), 제3 대향 전극(403) 및 제3 패시베이션층(503)을 형성한다.
제3 중간층(303), 제3 대향 전극(403) 및 제3 패시베이션층(503)은 진공 증착으로 형성한다. 제3 챔버(CH3)에 증착원(미도시)을 배치하고, 증착원(미도시) 방출된 물질이 기판(100)을 향해 입사하도록 증착입사각을 조절하며 증착한다.
제3 중간층(303)은 제3 발광층(미도시) 외, 정공주입층, 정공수송층, 전자수송층, 및 전자주입층 중 적어도 하나를 더 포함하도록 형성할 수 있다.
제3 대향 전극(403)은 투광성 전극 또는 반사 전극일 수 있다. 제3 대향 전극(403)은 제3 중간층(303)을 덮는 형태로 형성되기 때문에 수분과 산소에 취약한 제3 중간층(303)을 보호하는 보호막 역할을 할 수 있다.
제3 패시베이션층(503)은 제3 대향 전극(403)의 상면 및 단부를 완전히 덮도록 형성된다.
제1 및 제2 단위 공정과 같이, 제3 중간층(303)과 제3 대향 전극(403)은 물리적 기상 증착(PVD) 공정으로 증착하고, 제3 패시베이션층(503)은 물리적 기상 증착보다 스텝 커버리지가 우수한 화학적 기상 증착(CVD) 공정 또는 원자층 증착(ALD) 공정으로 증착 할 수 있다.
증착 결과, 제3 중간층(303), 제3 대향 전극(403), 제3 패시베이션층(503)은 제6 개구(C6)에 위치하는 제3 화소 전극(103)의 상면, 화소 정의막(110)의 단부 일부에 증착되고, 제3 포토레지스트(PR3) 상부에도 적층된다.
제3 패시베이션층(503)은 제3 언더컷 프로파일(UC3)이 형성된 영역에서, 제3 포토레지스터(PR3)의 하면, 화소 정의막(110)의 상면, 제3 리프트오프층(LOL3)의 측면에도 증착된다.
도 7e를 참조하면, 도 7d의 구조물에 대해 드라이 에칭(dry etching) 공정을 실시한다. 드라이 에칭 결과, 제3 언더컷 프로파일(UC3)이 형성된 영역 근방(A3)에서 제3 패시베이션층(503)이 식각되어 제거된다.
도 7f를 참조하면, 도 7e의 구조물에 대하여 리프트오프 공정을 수행한다. 리프트오프 공정은 제3 챔버(CH3) 외부에서 실시한다. 일 실시예로 상온의 대기 중에서 실시할 수도 있다.
제3 리프트오프층(LOL3)이 불소중합체를 포함하는 경우, 불소를 포함하는 제3용매를 사용하여 제3 리프트오프층(LOL3)을 제거할 수 있다. 제3 발광층(미도시)을 포함하는 제3 중간층(303) 형성 후 리프트오프 공정을 실시하기 때문에, 제3 용매는 제3 중간층(303)과의 반응성이 낮은 재료를 사용하는 것이 바람직하다. 제2 용매는 제1 용매와 같이 히드로플루오로에테르(hydrofluoroether)를 포함할 수 있다.
리프트오프 결과, 제3 화소 전극(103) 상에 배치된 제3 중간층(303), 제3 대향 전극(403) 및 제3 패시베이션층(503)이 패턴으로 남는다.
한편, 도 7d 및 도 7e에는 증착과 드라이 에칭을 같은 제3 챔버(CH3)에서 진행하는 경우를 도시하고 있지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 드라이 에칭은 증착을 진행한 제3 챔버(CH3)와 다른 후속 챔버(미도시)에서 진행할 수 있다.
제1 내지 제3 패시베이션층(501, 502, 503)상에는 봉지 부재(700)가 배치될 수다. 있다. 봉지 부재(700)는 적어도 하나의 유기층 및 적어도 하나의 무기층을 포함할 수 있다. 도 1에는 제1 무기층(701), 유기층(702) 및 제2 무기층(703)이 순차로 적층된 구조를 도시하고 있다.
상술한 제1 내지 제3 단위 공정을 실시한 후, 제1 내지 제3 패시베이션층(501, 502, 503) 상면을 모두 커버하는 봉지 부재(700 도 1 참조)가 배치된다.
봉지 부재(700)는 투습을 방지하여 전술한 제1 내지 제3 패시베이션층(501, 502, 503)과 함께 수분에 취약한 유기 발광 소자의 손상을 방지할 수 있다.
상술한 바와 같이 본 실시예에서는 제1 내지 제3 패시베이션층(501, 502, 503)을 스탭 커버리지가 큰 증착 방법으로 형성하였기 때문에, 제1 내지 제3 패시베이션층(501, 502, 503)은 제1 내지 제3 대향 전극(401, 402, 403)을 완전히 커버하여, 습식 공정인 리프트오프 공정 중에서 손상될 수 있는 제1 내지 제3 대향 전극(401, 402, 403) 및 제1 내지 제3 중간층(301, 302, 303)을 보호한다.
이하 도 10 내지 12f를 참조하여 제2 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(2) 및 그 제조 방법에 대해 설명한다.
도 10은 제2 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(2)를 개략적으로 도시한 단면도이고, 도 11은 제2 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(2)의 기판(100) 위에 제1 내지 제3 화소 전극(101, 102, 103), 보조 전극(120) 및 화소 정의막(110)이 형성된 단계를 개략적으로 도시한 단면도이고, 도 12a 내지 도 12f는 제2 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(2)의 제1 단위 공정을 개략적으로 도시한 단면도들이다.
도 10을 참조하면, 제2 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(2)는 기판(100) 상에 제1 화소 전극(101), 제2 화소 전극(102), 제3 화소 전극(103)를 포함하는 복수의 화소 전극이 서로 이격되어 배치되고, 화소 정의막(110)이 제1 내지 제3 화소 전극(101, 102, 103)의 단부를 커버하여 각 화소 전극 단부에서의 전계 집중을 방지하고 발광 영역을 정의한다.
본 실시예에서는 제1 실시예와 달리 화소 정의막(110) 상에 제1 내지 제3 화소 전극(101, 102, 103)과 이격된 보조 전극(120)이 배치되어 있다.
제1 내지 제3 화소 전극(101, 102, 103) 상에는 제1 내지 제3 발광층(미도시)을 포함하는 제1 내지 제3 중간층(301, 302, 303)이 각각 위치하고, 제1 내지 제3 중간층(301, 302, 303) 상에는 제1 내지 제3 대향 전극(401, 402, 403)이 각각 위치한다.
제1 내지 제3 화소 전극(101, 102, 103)과, 제1 내지 제3 중간층(301, 302, 303)과, 제1 내지 제3 대향 전극(401, 402, 403)은 각각 아일랜드 타입의 패턴을 갖는다.
본 실시예에서 제1 내지 제3 대향 전극(401, 402, 403)은 각각 화소 정의막(110) 상으로 연장되어 보조 전극(120)에 접촉한다.
도면에 도시되어 있지 않으나, 보조 전극(120)은 공통전원전압에 전기적으로 연결되고, 보조 전극(120)과 접촉하는 각 제1 내지 제3 대향 전극(401, 402, 403)에 공통전원전압을 인가한다. 제1 내지 제3 화소 전극(101, 102, 103)에 각각 구동 박막트랜지스터로부터(미도시) 구동전류가 전달되고, 보조 전극(120)을 통하여 제1 내지 제3 대향 전극(401, 402, 403)에 공통전원전압이 인가되면, 제1 내지 제3 발광층(미도시)은 발광한다.
제1 내지 제3 대향 전극(401, 402, 403) 상에 제1 내지 제3 패시베이션층(501, 502, 153)이 배치된다.
제1 패시베이션층(501)은 제1 대향 전극(401)을 완전히 커버하고, 보조 전극(120) 상으로 연장되어, 제1 패시베이션층(501)의 단부는 보조 전극(120)의 상면과 접촉한다. 제2 패시베이션층(502)은 제2 대향 전극(402)을 완전히 커버하고, 보조 전극(120) 상으로 연장되어, 제2 패시베이션층(502)의 단부는 보조 전극(120)의 상면과 접촉한다. 제3 패시베이션층(503)은 제3 대향 전극(403)을 완전히 커버하고, 보조 전극(120) 상으로 연장되어, 제3 패시베이션층(503)의 단부는 보조 전극(120)의 상면과 접촉한다.
제1 내지 제3 패시베이션층(501, 502, 503)은 제1 내지 제3 중간층(301, 302, 303) 및 제1 내지 제3 대향 전극(401, 402, 403)을 각각 완전히 커버함으로써, 패터닝 공정에서 유기 발광 소자의 손상을 방지할 수 있다.
본 실시예에서 제1 내지 제3 화소 전극(101, 102, 103)은 전술한 제1 실시예와 마찬가지로 아일랜드 형상으로 서로 이격되어 배치되고, 그 위에 제1 내지 제3 중간층(301, 302, 303)도 아일랜드 형상으로 배치될 수 있다. 그리고, 1 내지 제3 대향 전극(401, 402, 403)을 덮는 제1 내지 제3 패시베이션층(501, 502, 503)도 전술한 제1 실시예와 마찬가지로 아일랜드 형상으로 배치될 수 있다.
상기 제1 내지 제3 패시베이션층(501, 502, 503) 및 보조 전극(120)의 상면을 모두 커버하는 봉지 부재(700)가 배치된다.
봉지 부재(700)는 적어도 하나의 유기층 및 적어도 하나의 무기층을 포함할 수 있다. 도 10에는 제1 무기층(701), 유기층(702) 및 제2 무기층(703)이 순차로 적층된 구조를 도시하고 있다.
제2 실시예의 공정은 전술한 제1 실시예와 차이점을 중심으로 설명한다.
도 11을 참조하면, 기판(100) 상에 제1 화소 전극(101), 제2 화소 전극(102) 및 제3 화소 전극(103)을 포함하는 복수의 화소 전극을 형성하고, 제1 내지 제3 화소 전극(101, 102, 103)의 단부를 커버하는 화소 정의막(110)을 형성하고, 화소 정의막(110) 상에 보조 전극(210)을 형성한다. 제1 내지 제3 화소 전극(101, 102, 103), 화소 정의막(110) 및 보조 전극(120)의 패터닝은 포토리쏘그라피 공정으로 형성할 수 있다.
도 12a를 참조하면, 도 11의 구조물 상에 제1 리프트오프층(LOL1) 및 제1 포토레지스트(PR1)가 순차로 형성된다.
제1 리프트오프층(LOL1)은 불소중합체를 포함할 수 있으며, 도포법, 인쇄법, 증착법 등의 방법으로 형성할 수 있다.
제1 리프트오프층(LOL1) 상에 제1 포토레지스트(PR1)를 형성한다. 광투과부(M11)와 광차단부(M12)를 포함하는 제1 포토마스크(M1)를 통하여 제1 화소 전극(101)에 대응되는 위치의 제1 포토레지스트(PR1)를 노광한다.
도 12b를 참조하면, 제1 포토레지스트(PR1)를 현상한다. 현상된 제1 포토레지스트(PR1)는 제1 화소 전극(101)에 대응하는 부분에 제1 개구(C1) 가 형성된다.
도 12c를 참조하면, 도 12b의 패터닝 된 제1 포토레지스트(PR1)를 식각 마스크로 하여 제1 리프트오프층(LOL1)을 에칭한다.
제1 리프트오프층(LOL1)이 불소중합체를 포함하는 경우, 식각액은 불소중합체를 식각 할 수 있는 용매를 사용한다. 제1 용매는 히드로플루오로에테르(hydrofluoroether)를 포함할 수 있다.
식각 공정에 의해, 제1 리프트오프층(LOL1) 에칭 시, 불소를 포함하는 제1 용매는 제1 포토레지스트(PR1)의 제1 개구(C1) 아래에서 제1 언더컷 프로파일(UC1)을 형성하고, 제1 화소 전극(101)의 상면, 보조 전극(120)의 일부, 및 화소 정의막(110)의 일부를 노출시키는 제2 개구(C2)를 형성한다. 제1 언더컷 프로파일(UC1)이 형성됨으로써 제1 화소 전극(101) 상에 보다 넓은 증착 공간을 확보할 수 있다.
도 12d를 참조하면, 도 12c의 구조물 상에 제1 발광층(미도시)를 포함하는 제1 중간층(301), 제1 대향 전극(401) 및 제1 패시베이션층(501)을 형성한다. 제1 중간층(301)은 정공주입층, 정공수송층, 전자수송층, 및 전자주입층 중 적어도 하나를 더 포함하도록 형성할 수 있다.
제1 중간층(301), 제1 대향 전극(401) 및 제1 패시베이션층(501)은 진공 증착으로 형성한다. 제1 챔버(CH1)에 증착원(미도시)을 배치하고, 증착원(미도시)에서 방출된 증착 물질이 기판(100)을 향해 입사하도록 증착입사각을 조절하며 증착한다.
제1 중간층(301)은 제1 화소 전극(101) 상면 및 화소 정의막(110)의 일부에 적층된다.
제1 대향 전극(401)은 제1 중간층(301), 화소 정의막(110) 및 보조 전극(120)의 상면에 접촉하도록 적층된다.
제1 패시베이션층(501)은 제1 대향 전극(401) 및 보조 전극(120)의 상면에 접촉하도록 적층된다.
제1 실시예와 같이, 제1 중간층(301)과 제1 대향 전극(401)은 물리적 기상 증착(PVD) 공정으로 증착하고, 제1 패시베이션층(501)은 물리적 기상 증착보다 스텝 커버리지가 우수한 화학적 기상 증착(CVD) 공정 또는 원자층 증착(ALD)공정으로 증착 할 수 있다.
증착 결과, 제1 중간층(301), 제1 대향 전극(401), 제1 패시베이션층(501)은 제2 개구(C2)에 위치하는 제1 화소 전극(101)의 상면 및 제1 포토레지스트(PR1) 상부에도 적층된다.
제1 패시베이션층(501)은 제1 언더컷 프로파일(UC1)이 형성된 영역에서, 제1 포토레지스터(PR1)의 하면, 보조 전극(120)의 상면, 제2 리프트오프층(LOL2)의 측면에도 증착된다.
도 12e를 참조하면, 도 12d의 구조물에 대해 드라이 에칭(dry etching) 공정을 실시한다. 드라이 에칭 결과, 제1 언더컷 프로파일(UC2)이 형성된 영역 근방에서 제1 패시베이션층(501)이 식각되어 제거된다.
도 12f를 참조하면, 도 12e의 구조물에 대하여 리프트오프 공정을 수행한다. 리프트오프 공정은 제1 챔버(CH1) 외부에서 실시한다. 일 실시예로 상온의 대기 중에서 실시할 수도 있다.
리프트오프 결과, 제1 화소 전극(101) 상에 제1 중간층(301)이 배치되고, 제1 중간층을 커버하는 제1 대향 전극(401)이 화소 정의막(110) 상에 배치된 보조 전극(120)과 접촉하고, 제1 대향 전극(401)과 보조 전극(120)의 일부를 커버하는 제1 패시베이션층(501)이 패턴으로 남는다.
한편, 도 12d 및 도 12e에는 증착과 드라이 에칭을 같은 제1 챔버(CH1)에서 진행하는 경우를 도시하고 있지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 드라이 에칭은 증착을 진행한 제1 챔버(CH1)와 다른 후속 챔버(미도시)에서 진행할 수 있다.
전술한 제1 실시예와 비교 시, 제1 대향 전극(401)이 보조 전극(120)과 연결되어 공통 전극의 저항을 줄이는 효과가 있다.
본 실시예는 전술한 제1 실시예와 같이 제2 및 제3 단위 공정을 실시하여 제2 화소 전극(102) 및 제3 화소 전극(미도시)에도 중간층, 대향전극 및 패시베이션층을 형성하여 풀컬러 유기 발광 표시 장치를 제조할 수 있다. 전술한 제1 실시예와 유사한 공정이 반복되므로 설명은 생략한다.
상술한 바와 같이, 본 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(2) 및 그 제조 방법에 따르면, 패시베이션층을 스탭 커버리지가 큰 증착 방법으로 형성하였기 때문에, 제대향 전극을 완전히 커버하여 리프트오프 공정 중 중간층 및 대향전극을 보호하고, 동일 챔버에서 드라이 에칭을 실시하여 챔버 외부 대기와 수분으로부터 손상을 방지할 수 있고, 보조 전극을 추가 형성함으로써 공통 전극의 전압 강하를 방지 할 수 있다.
이와 같이 본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 하여 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
1, 2: 유기 발광 표시 장치
100: 기판
101: 제1 화소 전극
102: 제2 화소 전극
103: 제3 화소 전극
110: 화소 정의막
120: 보조 전극
301: 제1 중간층
302: 제2 중간층
303: 제3 중간층
401: 제1 대향 전극
402: 제2 대향 전극
403: 제3 대향 전극
501: 제1 패시베이션층
502: 제2 패시베이션층
503: 제3 패시베이션층
700: 봉지부재
701: 제1 무기층
702: 유기층
703: 제2 무기층

Claims (25)

  1. 기판 상에 화소 전극 및 상기 화소 전극의 단부를 덮는 화소 정의막을 형성함;
    상기 화소 전극과 화소 정의막 상에, 리프트오프층 및 포토레지스트를 순차로 형성함;
    상기 리프트오프층 및 상기 포토레지스트를 패터닝하여, 상기 화소 전극의 상면 및 화소 정의막의 일부를 노출하는 개구를 형성함;
    상기 개구 및 상기 포토레지스트 상에 발광층을 포함하는 중간층, 및 대향 전극을 순차로 형성함; 및
    상기 대향 전극의 상면 및 단부를 완전히 덮도록 패시베이션층을 형성함; 및
    상기 개구 외부에 잔존하는 리프트오프층과 포토레지스트를 제거함;을 포함하는 유기 발광 표시 장치의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 포토레지스트는 포토리쏘그라피 공정으로 패터닝하는 유기 발광 표시 장치의 제조 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 리프트오프층은 불소중합체를 포함하도록 형성하는 유기 발광 표시 장치의 제조 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    불소를 포함하는 제1 용매로 상기 리프트오프층을 에칭하여 상기 개구를 형성하는 유기 발광 표시 장치의 제조 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 중간층은 제1 증착 공정으로 형성하고,
    상기 대향 전극은 제2 증착 공정으로 형성하고,
    상기 패시베이션층은 상기 중간층 및 대향 전극보다 스텝 커버리지를 크게 할 수 있는 제3 증착 공정으로 형성하는 유기 발광 표시 장치의 제조 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 증착 공정은 물리적 기상 증착 공정을 이용하는 유기 발광 표시 장치의 제조 방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 제2 증착 공정은 물리적 기상 증착 공정을 이용하는 유기 발광 표시 장치의 제조 방법.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 제3 증착 공정은 화학적 기상 증착 공정 또는 원자층 증착 공정을 이용하는 유기 발광 표시 장치의 제조 방법.
  9. 제5항에 있어서,
    제1 내지 제3 증착 공정은 동일한 챔버에서 진행하는 유기 발광 표시 장치의 제조 방법.
  10. 제5항에 있어서,
    상기 제3 증착 공정 후, 상기 제3 증착 공정을 실시한 챔버와 같은 챔버 또는 상기 제3 증착 공정을 실시한 챔버와 상이한 후속 챔버에서 드라이 에칭을 실시하는 유기 발광 표시 장치의 제조 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 드라이 에칭으로, 상기 화소 정의막의 상면이 노출되는 유기 발광 표시 장치의 제조 방법.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 화소 정의막의 상에 보조 전극을 더 형성하고,
    상기 대향 전극은 상기 보조 전극에 접촉하도록 형성하는 유기 발광 표시 장치의 제조 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 패시베이션층 형성 후, 상기 패시베이션층을 형성한 챔버와 같은 챔버 또는 상기 패시베이션층을 형성한 챔버와 상이한 후속 챔버에서 드라이 에칭을 실시하고,
    상기 드라이 에칭으로, 상기 보조 전극의 상면이 노출되는 유기 발광 표시 장치의 제조 방법.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 잔존하는 리프트오프층을 불소를 포함하는 제2 용매를 사용하여 제거하는 유기 발광 표시 장치의 제조 방법.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 중간층, 상기 대향 전극, 및 상기 패시베이션층은 챔버에서 진공 증착하고,
    상기 리프트오프층을 제거하는 공정은 상기 챔버 외부의 대기 중에서 실시하는 유기 발광 표시 장치의 제조 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 패시베이션층은 상기 대향 전극의 상면 및 단부를 완전히 덮은 상태에서, 상기 리프트오프층을 제거하는 습식 공정에 노출되는 유기 발광 표시 장치의 제조 방법.
  17. 기판 상에 제1 및 제2 화소 전극을 형성하고, 상기 제1 및 제2 화소 전극의 단부를 덮는 화소 정의막을 형성한 후, 하기 (a1) 내지 (a5)를 포함하는 제1 단위 공정을 실시함, (a1) 상기 제1 및 제2 화소 전극과 상기 화소 정의막 상에, 제1 리프트오프층 및 제1 포토레지스트를 순차로 형성함;
    (a2) 상기 제1 리프트오프층 및 상기 제1 포토레지스트를 패터닝하여, 상기 제1 화소 전극의 상면 및 화소 정의막의 일부를 노출하는 제1 개구를 형성함;
    (a3) 상기 제1 개구 및 상기 제1 포토레지스트 상에 제1 발광층을 포함하는 제1 중간층, 및 제1 대향 전극을 순차로 형성함;
    (a4) 상기 제1 대향 전극의 상면 및 단부를 완전히 덮도록 제1 패시베이션층을 형성함; 및
    (a5) 상기 제1 개구 외부에 잔존하는 제1 리프트오프층 및 상기 제1 포토레지스트를 제거함,
    상기 제1 단위 공정 후, 하기 (b1) 내지 (b5)를 포함하는 제2 단위 공정을 실시함,
    (b1) 상기 제1 패시베이션층, 상기 제2 화소 전극 및 상기 화소 정의막 상에, 제2 리프트오프층과 제2 포토레지스트를 순차로 형성함;
    (b2) 상기 제2 리프트오프층 및 상기 제2 포토레지스트를 패터닝하여, 상기 제2 화소 전극의 상면 및 화소 정의막의 일부를 노출하는 제2 개구를 형성함;
    (b3) 상기 제2 개구 및 상기 제2 포토레지스트 상에 제2 발광층을 포함하는 제2 중간층, 및 제2 대향 전극을 순차로 형성함;
    (b4) 상기 제2 대향 전극의 상면 및 단부를 완전히 덮도록 제2 패시베이션층을 형성함; 및
    (b5) 상기 제2 개구 외부에 잔존하는 제2 리프트오프층 및 상기 제2 포토레지스트를 제거함;을 포함하는 유기 발광 표시 장치의 제조 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 제1 발광층에서 방출되는 색과 상기 제2 발광층에서 방출되는 색을 서로 다르게 형성하는 유기 발광 표시 장치의 제조 방법.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 제1 중간층, 상기 제1 대향 전극 및 상기 제1 패시베이션 층은 제1 챔버에서 형성되는 유기 발광 표시 장치의 제조 방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 제1 패시베이션층 형성 후, 상기 제1 챔버에서 드라이 에칭을 실시하는 유기 발광 표시 장치의 제조 방법.
  21. 제19항에 있어서,
    상기 제1 패시베이션 형성 후, 상기 제1 챔버와 다른 후속 챔버에서 드라이 에칭을 실시하는 유기 발광 표시 장치의 제조 방법.
  22. 제17항에 있어서,
    상기 제1 중간층 및 상기 제2 중간층은 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 수송층, 및 전자 수입층 중 적어도 하나의 층을 더 포함하도록 형성하는 유기 발광 표시 장치의 제조 방법.
  23. 제17항에 있어서,
    상기 제1 패시베이션층 및 상기 제2 패시베이션층 상에 연속적으로 배치되고, 적어도 하나의 유기층 및 적어도 하나의 무기층을 포함하는 봉지부재를 더 형성하는 유기 발광 표시 장치의 제조 방법.
  24. 기판 상에 이격되어 배치된 제1 및 제2 화소 전극;
    상기 제1 및 제2 화소 전극의 단부를 덮는 화소 정의막;
    상기 제1 및 제2 화소 전극 상에 각각 아일랜드로 배치된 제1 및 제2 발광층을 각각 포함하는 제1 및 제2 중간층;
    상기 제1 및 제2 중간층 상에 각각 아일랜드 패턴으로 배치된 제1 및 제2 대향 전극;
    상기 제1 및 제2 대향 전극 상에 각각 아일랜드 패턴으로 배치되고, 상기 제1 및 제2 대향 전극을 완전히 덮는 제1 및 제2 패시베이션층;
    상기 제1 및 제2 패시이션층을 덮는 봉지 부재;를 포함하는 유기 발광 표시 장치.
  25. 제24항에 있어서,
    상기 제1 패시베이션층 및 상기 제2 패시베이션층은 질화물 계열 재료를 포함하는 유기 발광 표시 장치의 제조 방법.
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