KR20210111981A - 유기발광 표시장치 및 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유기발광 표시장치(100)에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 애노드 전극(134)이 그 하 측에 위치하는 반사 메탈(131)의 측부를 커버하도록 연장되는 유기발광 표시장치(100)에 관한 것이다.

Description

유기발광 표시장치 및 제조방법{ORGANIC LIGHT EMITTING DIODE DISPLAY DEVICE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

본 발명은 유기발광 표시장치(100)에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 애노드 전극(134)이 그 하 측에 위치하는 반사 메탈(131)의 측부를 커버하도록 연장되는 유기발광 표시장치(100)에 관한 것이다.

최근 정보화 시대로 접어듦에 따라 전기적 정보신호를 시각적으로 표현하는 디스플레이(display) 분야가 급속도로 발전했으며, 박형화, 경량화, 저소비 전력화 등의 우수한 성능을 가지는 다양한 다양한 평판 디스플레이 장치(Flat Display Device)가 개발되었다. 평판 디스플레이 장치의 구체적인 예로는 액정 디스플레이 장치(Liquid Crystal Display device: LCD), 플라즈마 디스플레이 장치(Plasma Display Panel device: PDP), 전계방출 디스플레이 장치(Field Emission Display device: FED), 유기 발광 디스플레이 장치(Organic Light Emitting Display Device: OLED) 등을 들 수 있다.

특히, 유기 발광 디스플레이 장치는 자발광 소자로서 다른 평판 디스플레이 장치에 비해 응답속도가 빠르며, 발광효율, 휘도 및 시야각이 큰 장점이 있고, 고해상도 및 대화면을 구현할 수 있어 차세대 디스플레이 장치로 주목 받고 있다. 유기 발광 디스플레이 소자는 두 개의 전극(애노드 전극, 캐소드 전극) 사이에 유기 발광층이 형성되어 있다.

두 개의 전극으로부터 각각 전자(electron)와 정공(hole)을 유기 발광층 내로 주입시켜 전자와 정공의 결합에 따른 여기자(exciton)를 생성한다. 그리고, 생성된 여기자가 여기 상태(excited state)로부터 기저 상태(ground state)로 떨어질 때 광이 발생하는 원리를 이용한 소자이다.

도 1은 종래의 유기발광 표시장치에 대한 단면도이다.

도 1을 참고하여 종래의 유기발광 표시장치(900)에 대하여 설명하면, 하부 메탈을 커버하는 하부 절연막(910)이 형성되고, 각 화소 영역마다, 상기 하부 절연막(910) 상의 반사전극(920), 상기 반사전극(920) 상의 유전체층(930) 및 상기 유전체층(930) 상의 제1 전극(940)이 형성된다.

여기서, 애노드 전극인 제1 전극(940)이 유전체층(930)의 상면에만 실질적으로 수평 연장 형성되어 상기 유전체층(930)의 하 측에 위치하는 반사 전극(920)의 측부가 노출 형성되어 있었다. 이 때 상기 반사 전극(920)의 측부가 노출된 상태에서 후속 공정에서 애싱(Ashing) 공정 또는 열 처리 공정을 진행하게 되면, 상기 반사 전극(920)은 녹는점이 낮은 은 및/또는 알루미늄으로 이루어져 있으므로, 상기 반사 전극(920)의 부식 또는 석출에 의한 결함이 발생하게 된다. 따라서, 상기 반사 전극(920)의 반사도가 낮아지는 문제점이 발생하며, 그에 따라 인접한 화소 영역들 간 Leakage Path를 야기시키는 문제점이 발생하여 왔다.

이와 같은 문제점들을 방지하고자, 본 발명의 발명자들은 제작 과정에서 반사 전극에 결함이 발생하지 않도록 하는 신규의 유기발광 표시장치 및 제조방법에 대하여 제시하고자 한다.

한국공개특허 제10-2015-0038982호 '유기발광표시장치 및 그의 제조방법'

본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로,

본 발명은, 낮은 녹는점을 가지는 은 및/또는 알루미늄으로 이루어지는 반사 전극이 개방된 상태에서 후속 식각 및 열 처리 공정 시 상기 반사 전극의 부식 또는 석출에 의한 결함 또는 손실이 발생하는 것을 방지하기 위하여, 해당 반사 전극의 전 측을 커버한 상태에서 후속 공정을 수행함으로써, 반사 전극의 결함 또는 손실에 의한 반사도 및 발광 효율이 낮아지는 것을 방지하도록 하는 유기발광 표시장치 및 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 반사 전극의 결함을 방지함으로써 근접 화소 영역들 간 Lateral Leakage Current Path를 차단하여, OLED에 인가되는 전류를 향상시켜 전체 효율이 증가하는 것을 도모하도록 하는 유기발광 표시장치 및 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 애노드 전극 형성을 위한 패터닝 시 층간 절연막에 트렌치를 동시에 형성 가능함으로써 추가 공정이 불필요하여 제작 단계의 편의를 도모하도록 하는 유기발광 표시장치 및 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 애노드 전극이 유전체층의 상면을 커버하는 제1 부분, 반사 전극의 측부를 커버하는 제2 부분과 함께, 층간 절연막의 상면에서 인접한 트렌치의 상단부까지 연장되는 제3 부분을 포함함으로써, 해당 제3 부분 제거를 위한 추가적인 패터닝 및 식각 공정이 필요 없도록 하는 유기발광 표시장치 및 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 앞서 상술한 목적을 달성하기 위하여 다음과 같은 구성을 가진 실시예에 의하여 구현될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 본 발명에 따른 유기발광 표시장치는 반도체 층을 커버하는 하부 절연막; 상기 하부 절연막 상 그리고 각 화소영역들마다 개별적으로 배치되는 하부 금속층; 상기 하부 금속층을 커버하는 층간 절연막; 상기 층간 절연막 상 그리고 각 화소영역들마다 개별적으로 위치하는 제1 전극; 상기 제1 전극 상의 유기발광층; 및 상기 유기발광층 상의 캐소드 전극을 포함하고, 상기 제1 전극은 상기 층간절연막 상의 반사 전극; 상기 반사 전극 상의 유전체층; 및 상기 유전체층 상측부를 커버하고, 상기 반사 전극의 측면을 커버하도록 연장되는 애노드 전극;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 실시예에 의하면, 본 발명에 따른 유기발광 표시장치에 구비되는 상기 애노드 전극은 상기 유전체층의 상부에서 실질적으로 수평방향 연장되는 제1 부분; 및 상기 제1 부분의 말단부로부터 하방 연장되어 상기 반사 전극의 측부를 커버하는 제2 부분;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 본 발명에 따른 유기발광 표시장치에 구비되는 상기 층간 절연막은 상기 인접한 화소 영역들의 경계마다 하방 함입되는 트렌치;를 포함하여, 상기 화소 영역들마다 누설 전류가 발생하는 것을 방지하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 본 발명에 따른 유기발광 표시장치에 구비되는 상기 애노드 전극은 상기 제2 부분의 하단부로부터 인접한 트렌치의 상단부까지 실질적으로 수평 연장되는 제3 부분;을 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 본 발명에 따른 유기발광 표시장치에 구비되는 상기 제1 전극은 상기 층간 절연막과 반사 전극 사이의 버퍼 전극을 추가로 포함하고, 상기 버퍼 전극은 질화 티타늄 재질로 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 본 발명에 따른 유기발광 표시장치 제조방법은 하부 절연막 상에 각 화소 영역마다 하부 금속층을 형성하는 단계; 상기 하부 금속층들을 덮도록, 상기 하부 절연막 및 하부 금속층들 상에 층간 절연막을 증착하는 단계; 상기 제1 층간 절연막 상에 버퍼 전극, 반사 전극 및 유전체 층을 순차적으로 형성하는 단계; 상기 유전체 층 상에 애노드 전극 형성을 위한 금속물질을 제1 층간 절연막의 개방된 측과 유전체층 상면과 함께, 상기 반사 전극의 측부에 증착하는 단계; 상기 금속물질을 패터닝 및 식각하여 애노드 전극을 형성하는 단계; 및 상기 애노드 전극 상에 유기발광층을 형성하는 단계; 및 상기 유기발광층 상에 캐소드 전극을 증착하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 실시예에 의하면, 본 발명에 따른 유기발광 표시장치 제조방법에서 상기 애노드 전극 형성단계는 기 유전체층의 상부에서 실질적으로 수평 연장되는 제1 부분 및 상기 제1 부분의 말단부로부터 하방 연장되어 상기 반사 전극의 측부를 커버하는 제2 부분을 형성하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 본 발명에 따른 유기발광 표시장치 제조방법에서 상기 애노드 전극 형성단계는 상기 금속물질을 패터닝 및 식각하여 상기 애노드 전극과, 층간 절연막 상에서 인접한 화소 영역들의 경계 측에 트렌치를 단일 공정을 통해 동시에 형성하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 본 발명에 따른 유기발광 표시장치 제조방법에서 상기 애노드 전극 형성단계는 상기 제2 부분의 하단부로부터 인접한 트렌치 상단부까지 수평 연장되는 제3 부분을 추가로 형성하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 본 발명에 따른 유기발광 표시장치 제조방법에서 상기 층간 절연막 증착 단계는 상기 하부 절연막 상에 상기 층간 절연막을 증착한 이후, 각각의 하부 금속층과 제1 전극을 전기적으로 연결하기 위한 컨택을 형성하기 위해 상기 층간 절연막에 비아홀을 형성하는 단계; 및 상기 비아홀에 금속물질을 채우는 단계;를 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 본 발명에 따른 유기발광 표시장치 제조방법은 하부 절연막 상에 각 화소 영역마다 하부 금속층을 형성하는 단계; 상기 하부 금속층들을 덮도록, 상기 하부 절연막 및 하부 금속층들 상에 층간 절연막을 증착하는 단계; 상기 제1 층간 절연막 상에 반사 전극 및 유전체 층을 순차적으로 형성하여 제1 전극을 형성하는 단계; 상기 유전체 층 상에 애노드 전극 형성을 위한 금속물질을 제1 층간 절연막의 개방된 측과 유전체층 상면과 함께, 상기 반사 전극의 측부에 증착하는 단계; 상기 금속물질을 패터닝 및 식각하여, 개별 화소 영역마다 상기 유전체층의 상면 및 반사 전극의 측부를 따라 연속적으로 연장되는 애노드 전극을 형성하는 단계; 및 상기 애노드 전극 상에 유기발광층을 형성하는 단계; 및 상기 유기발광층 상에 캐소드 전극을 증착하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 본 발명에 따른 유기발광 표시장치 제조방법에서 상기 제1 전극 형성단계는 상기 반사 전극과 제1 층간 절연막 사이에 버퍼 전극을 형성하는 단계;를 추가로 포함하는 것을 특징으로한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 본 발명에 따른 유기발광 표시장치 제조방법에서 상기 반사 전극은 은 및/또는 알루미늄 재질로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 본 발명에 따른 유기발광 표시장치 제조방법은 상기 캐소드 전극 상에 컬러 필터층을 형성하는 단계;를 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 본 발명에 따른 유기발광 표시장치 제조방법은 하부 절연막 상에 각 화소 영역마다 하부 금속층을 형성하는 단계; 상기 하부 금속층들을 덮도록, 상기 하부 절연막 및 하부 금속층들 상에 층간 절연막을 증착하는 단계; 상기 제1 층간 절연막 상에 반사 전극 및 유전체 층을 순차적으로 형성하여 제1 전극을 형성하는 단계; 상기 유전체 층 상에 애노드 전극 형성을 위한 금속물질을 제1 층간 절연막의 개방된 측과 유전체층 상면과 함께, 상기 반사 전극의 측부에 증착하는 단계; 상기 금속물질을 패터닝 및 식각하여, 개별 화소 영역마다 상기 유전체층의 상면 및 반사 전극의 측부 및 상기 층간 절연막 상에서 인접한 트렌치의 상단부까지 연속적으로 연장되는 애노드 전극 및 인접한 화소 영역들의 경계 측 층간 절연막에 트렌치를 동시에 형성하는 단계; 상기 애노드 전극 상에 유기발광층을 형성하는 단계; 및 상기 유기발광층 상에 캐소드 전극을 증착하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 본 발명에 따른 유기발광 표시장치 제조방법에서 상기 층간 절연막 증착 단계는 상기 하부 절연막 상에 상기 층간 절연막을 증착한 이후, 각각의 하부 금속층과 제1 전극을 전기적으로 연결하기 위한 컨택을 형성하기 위해 상기 층간 절연막에 비아홀을 형성하는 단계; 및 상기 비아홀에 금속물질을 채우는 단계;를 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 본 발명에 따른 유기발광 표시장치 제조방법에서 상기 유전체층은 적색 화소영역, 녹색 화소영역 및 청색 화소영역마다 상이한 높이를 가지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 본 발명에 따른 유기발광 표시장치 제조방법은 상기 반사 전극 및 층간 절연막 사이에 버퍼 전극이 위치하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 앞서 본 구성에 의하여 다음과 같은 효과를 가진다.

본 발명은, 낮은 녹는점을 가지는 은 및/또는 알루미늄으로 이루어지는 반사 전극이 개방된 상태에서 후속 식각 및 열 처리 공정 시 상기 반사 전극의 부식 또는 석출에 의한 결함 또는 손실이 발생하는 것을 방지하기 위하여, 해당 반사 전극의 전측을 커버한 상태에서 후속 공정을 수행함으로써, 반사 전극의 결함 또는 손실에 의한 반사도 및 발광 효율이 낮아지는 것을 방지하도록 하는 효과가 도출된다.

또한, 본 발명은 반사 전극의 결함을 방지함으로써 근접 화소 영역들 간 Lateral Leakage Current Path를 차단하여, OLED에 인가되는 전류를 향상시켜 전체 효율이 증가하는 것을 도모하도록 하는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 애노드 전극 형성을 위한 패터닝 시 층간 절연막에 트렌치를 동시에 형성 가능함으로써 추가 공정이 불필요하여 제작 단계의 편의를 도모하도록 하는 효과를 가진다.

또한, 본 발명은 애노드 전극이 유전체층의 상면을 커버하는 제1 부분, 반사 전극의 측부를 커버하는 제2 부분과 함께, 층간 절연막의 상면에서 인접한 트렌치의 상단부까지 연장되는 제3 부분을 포함함으로써, 해당 제3 부분 제거를 위한 추가적인 패터닝 및 식각 공정이 필요 없도록 하는 효과를 나타낸다.

한편, 여기에서 명시적으로 언급되지 않은 효과라 하더라도, 본 발명의 기술적 특징에 의해 기대되는 이하의 명세서에서 기재된 효과 및 그 잠정적인 효과는 본 발명의 명세서에 기재된 것과 같이 취급됨을 첨언한다.

도 1은 종래의 유기발광 표시장치에 대한 단면도이고;
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광 표시장치에 대한 단면도이고;
도 3 내지 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광 표시장치 제조방법에 대한 단면도이다.

발명의 실시예는 다양한 형태로 변형할 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시예들로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 되며 청구범위에 기재된 사항을 기준으로 해석되어야 한다. 또한, 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 참고적으로 제공되는 것일 뿐이다.

이하 명세서 내용에 있어서, 일 구성요소가 타 구성요소의 "위(On)", "상", "상측" 또는 "상부"에 배치 또는 위치한다고 지칭하는 것은, 일 구성요소가 타 구성요소의 상부 표면에 접촉되어 위치하는 것과 아울러, 타 구성요소 층과 일정 거리 이격되어 배치되는 것을 모두 포함하는 개념이다. 그리고 일 구성요소가 타 구성요소와 이격되어 배치되는 경우에는 양 구성요소들 사이에 또 다른 구성요소가 더 배치될 수 있다. 또한, 일 구성요소가 "타 구성요소 상에 직접" 배치되는 경우 또는 "바로 위"에 배치되는 경우에는 양 구성요소들 사이에 또 다른 구성요소가 배치될 수 없다.

그리고 다양한 요소들, 영역들 및/또는 부분들과 같은 다양한 항목을 설명하기 위하여 제1, 제2 등의 용어가 사용될 수 있으나, 상기 항목들은 이들 용어에 의하여 한정되는 것은 아니며, 제2의 구성이 제1의 구성을 전제로 하는 것이 아님에 유의하여야 한다.

또한, 이하에서 설명하는 유기발광 표시장치는 반도체 공정을 통해 형성된 웨이퍼 기판 상에 유기발광소자를 형성하는 OLEDoS(Organic Light Emitting Diode on Silicon)인 것으로 설명하나, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아님에 유의하여야 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광 표시장치에 대한 단면도이다.

이하에서는 첨부된 도면들을 참고하여 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광 표시장치에 대하여 상세히 설명하도록 한다.

도 2를 참고하면, 본 발명은 유기발광 표시장치(100)에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 애노드 전극(134)이 그 하 측에 위치하는 반사 메탈(131)의 측부를 커버하도록 연장되는 유기발광 표시장치(100)에 관한 것이다.

먼저, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광 표시장치(100)는 다수의 화소 영역들(R, G, B)을 포함할 수 있고, 예를 들어 적색 화소영역(R), 녹색 화소영역(G)과 청색 화소영역(B)을 포함할 수 있다. 구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광 표시장치(100)에는, 예를 들어 웨이퍼 기판(미도시) 상에 하부 절연막(110)이 형성된다. 웨이퍼 기판 상에는 소스 전극, 드레인 전극 및 게이트 전극 등이 형성되며, 상기 전극들은 하부 절연막(110)에 의하여 절연된다.

하부 절연막(110)은 반도체 층(미도시)을 커버하도록 형성된다. 반도체 층은 화소 영역들(R, G, B)마다 한 개씩 형성될 수 있고, 각각 소스영역 및 드레인 영역들을 포함할 수 있다. 또한, 하부 절연막(110)은 무기막으로, 예를 들어 실리콘 질화막, 실리콘 산화막 또는 이들의 다중막으로 형성될 수 있다.

하부 절연막(110) 상에는 하부 금속층(121)이 형성되고, 하부 금속층(121) 상에는 상기 하부 금속층(121)을 커버하는 층간 절연막(120)이 형성된다. 따라서, 하부 금속층(121)은 층간 절연막(120)에 의하여 절연된다. 층간 절연막(120)은 무기막으로, 예를 들어 실리콘 질화막, 실리콘 산화막 또는 이들의 다중막으로 형성될 수 있다.

또한, 층간 절연막(120)에는 각각의 화소 영역들(R, G, B) 마다 비아홀(122)이 형성되며, 상기 비아홀(122)은 개별 화소 영역마다 한 쌍이 상호 이격 형성될 수 있으나 이에 별도의 제한이 있는 것은 아니다. 그리고 층간 절연막(120)에는 인접한 화소 영역들의 경계마다 트렌치(123)가 형성되고, 상기 트렌치(123)를 따라 후술할 화소 영역들마다 누설 전류가 발생하는 것을 방지하는 것이 바람직하다.

또한, 층간 절연막(120)의 상 측에는 제1 전극(130)이 개별 화소 영역마다 한 개씩 위치한다. 상세하게는, 상기 제1 전극(130)은 하측으로부터 상방으로 버퍼 전극(131), 반사 전극(132), 유전체층(133) 및 애노드 전극(134)을 순차적으로 배치하여 형성될 수 있다. 버퍼 전극(131)은 층간 절연막(120)과 반사 전극(132) 사이에 형성되며, 질화 티타늄(TiN) 또는 질화 티타늄(TiN)과 티타늄(Ti)의 복층 구조로 형성될 수 있으나 본 발명의 필수 구성요소는 아님에 유의하여야 한다.

또한, 반사 전극(132)은 적색 및 녹색 파장대 광에 대해 반사율이 높은 은(Ag) 및/또는 청색 파장대의 광에 대해 반사율이 높은 알루미늄(Al)으로 형성될 수 있으며 이에 별도의 제한이 있는 것은 아니다. 더욱 상세하게는, 개별 반사 전극(132)은 적색 화소영역(R) 및 녹색 화소영역(G)에는 적색 및 녹색 파장대 광에 대해 반사율이 높은 은으로, 청색 화소영역(B)에는 청색 파장대 광에 대해 반사율이 높은 알루미늄으로 형성되는 것이 바람직하다.

유전체층(133)은 화소 영역 별 반사 전극(132) 및 애노드 전극(134) 사이에 위치하며, 도 2에 도시된 것과는 상이하게 미세 공진 거리를 고려하여 화소 영역 별 그 상하 두께가 상이하게 형성될 수도 있음에 유의하여야 한다. 애노드 전극(134)은 기판 상에 수평 방향으로 상호 이격 형성되어 개별 화소 영역들을 규정하는 구성이다. 기판 상의 각각의 트랜지스터들은 게이트 라인으로부터 게이트 신호가 입력되는 경우 데이터 라인의 데이터 전압에 따라 애노드 전극(134)에 소정의 전압을 공급한다.

이러한 애노드 전극(134)은 유전체층(133)의 상부에 형성되어 상기 유전체층(133) 하부에 위치하는 반사 전극(132)의 측부를 커버하도록 하방 연장 형성될 수 있다. 예를 들어, 애노드 전극(134)은 유전체층(133)의 상부에서 실질적으로 수평방향 연장되는 제1 부분(134a)과, 상기 제1 부분(134a)의 말단부로부터 하방 연장되어 반사 전극(132)의 측부(측벽)를 커버하는 제2 부분(134b) 그리고 상기 제2 부분(134b)의 하단부로부터 인접한 트렌치(123)의 상단부까지 또는 상단부와 인접한 위치까지 실질적으로 수평 방향 연장되는 제3 부분(134c)을 포함할 수 있다.

종래에는 애노드 전극인 제1 전극(940)이 유전체층(930)의 상면에만 실질적으로 수평 연장 형성되어 상기 유전체층(930)의 하 측에 위치하는 반사 전극(920)의 측부가 노출된 채 후속 공정을 수행하여 왔다. 이와 같이 상기 반사 전극(920)의 측부가 완전 노출된 상태에서 후속 공정인 애싱(Ashing) 공정 또는 열 처리 공정을 진행하게 되면, 상기 반사 전극(920)은 녹는점이 낮은 은 및/또는 알루미늄으로 이루어져 있으므로, 상기 반사 전극(920)의 부식 또는 석출에 의한 결함이 발생하게 되는 일 요인이 된다. 따라서, 상기 반사 전극(920)의 반사도가 낮아지는 문제점이 발생하며, 그에 따라 인접한 화소 영역들 간 Leakage Path를 야기시키기도 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광 표시장치(100)은, 전술한 문제점을 해결하고자, 애노드 전극(134)이 유전체층(133)의 상부에서 실질적으로 수평방향 연장되는 제1 부분(134a)과, 상기 제1 부분(134a)의 말단부로부터 하방 연장되어 반사 전극(132)의 측부를 완전 커버하는 제2 부분(134b)을 형성되도록 함으로써, 후속 공정 시 결함이 발생하는 것을 방지하도록 하는 것에 그 이점이 있다.

또한, 상기 제2 부분(134b)의 하단부로부터 인접한 트렌치(123)의 상단부까지 수평 방향 연장되는 제3 부분(134c)은 본 발명의 필수 구성요소에 해당하지는 않지만, 상기 제3 부분(134c)을 제거하기 위해서는 별도의 공정이 필요하므로, 추가 공정의 필요성을 방지하고자 제거하지 않는 것이 바람직하다.

애노드 전극(134) 상에는 유기발광층(140)이 형성되며, 상기 유기발광층(140)은 정공 수송층(Hole Transporting Layer; HTL), 정공 주입층(Hole Injection Layer; HIL), 발광층(EMitting Layer; EML), 전자 수송층(Electron Transporting Layer; ETL) 및 전자 주입층(Electron Injection Layer; EIL) 들을 포함할 수 있다. 애노드 전극(134)과 후술할 캐소드 전극인 제2 전극(150)에 전압 인가 시 정공 및 전자가 각각 발광층으로 이동하며, 서로 결합하여 발광하게 되는 것이다. 이러한 유기발광층(140)은 각각의 화소 영역들에 공통적으로 형성되는 공통층일 수 있다.

유기발광층(140)의 상 측에는 캐소드 전극인 제2 전극(150)이 형성되어 상기 유기발광층(140)을 커버하도록 할 수 있으며, 상기 제2 전극(150) 역시 각각의 화소 영역들에 공통적으로 형성되는 공통층일 수 있다.

도 3 내지 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광 표시장치 제조방법에 대한 단면도이다.

이하에서는 첨부된 도면들을 참고하여 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광 표시장치 제조방법에 대하여 상세히 설명하도록 한다.

본 발명은 유기발광 표시장치 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 애노드 전극(134)이 그 하 측에 위치하는 반사 메탈(131)의 측부를 커버하도록 연장되는 유기발광 표시장치 제조방법에 관한 것이다.

도 3을 참고하면, 먼저, 하부 절연막(110) 상에 하부 금속층(121) 형성을 위한 금속막을 증착하고, 상기 금속층에 대한 패터닝 및 식각 공정을 수행하여 각 화소 영역들마다 하부 금속층(121)을 형성한다. 예를 들어, 포토레지스트 패턴에 의하여 덮이지 않은 측을 식각하여 하부 금속층(121)을 형성할 수 있다. 그리고 나서, 포토레지스트 패턴을 제거한다.

그 후, 도 4를 참고하면, 하부 금속층(121)을 덮도록, 상기 하부 절연막(110) 상에 층간 절연막(120)을 증착한다. 전술한 바와 같이, 층간 절연막(120)은 무기막으로, 예를 들어 실리콘 질화막, 실리콘 산화막 또는 이들의 다중막으로 이루어질 수 있다. 층간 절연막(120)을 증착시킨 이후, 상기 층간 절연막(120)의 상면을 평탄화시키는 평탄화 공정을 수행한다. 평탄화 공정은 예를 들어 CMP(Chemical-Mechanicl Planarization) 공정일 수 있다.

그리고 나서, 도 5를 참고하면, 화소 영역 별 하부 금속층(121)과 제1 전극(130)을 전기적으로 연결하기 위해, 층간 절연막(120)에 비아홀(122)을 형성한다. 비아홀(122) 역시 포토레지스트 패턴을 도포한 이후 덮이지 않은 측을 식각하여 형성할 수 있다. 그 후 포토레지스트 패턴을 제거한다. 비아홀(122) 내에는 예를 들어 구리, 알루미늄, 또는 텅스텐과 같은 금속물질로 채워지는 것이 바람직하며, 텅스텐으로 채워지는 것이 더욱 바람직하다.

이후, 도 6을 참고하면, 제1 층간 절연막(120) 상에 버퍼 전극(131)을, 상기 버퍼 전극(131) 상에 반사 전극(132)을, 그리고 상기 반사 전극(132) 상에 유전체층(133)을 형성한다. 이 때 버퍼 전극(131)은 질화 티타늄 또는 질화 티타늄과 티타늄의 복층 구조로 형성될 수 있다. 그리고 반사 전극(132)은 적색 화소영역(R) 및 녹색 화소영역(G)에는 적색 및 녹색 파장대 광에 대해 반사율이 높은 은으로, 청색 화소영역(B)에는 청색 파장대 광에 대해 반사율이 높은 알루미늄으로 형성되는 것이 바람직하나 이에 제한이 있는 것은 아니다. 또한, 전술한 바와 같이, 유전체층(133)은 각각의 화소영역에 따라 상이한 두께를 가지도록 형성될 수 있음에 유의하여야 한다.

따라서, 버퍼 전극(131)의 대상이 되는 금속층, 반사 전극(132)의 대상이 되는 금속층, 유전체층(133)의 대상이 되는 층을 순차적으로 증착시킨다. 이후 패터닝 및 식각 공정을 통해 인접한 화소 영역들의 경계 측 3층을 모두 식각한다. 예를 들어, 포토레지스트 패턴을 도포한 이후 덮이지 않은 측을 식각하여 상기 식각 공정을 수행할 수 있다. 공정 완료 후 포토레지스트 패턴을 제거한다.

그리고 나서, 도 7을 참고하면, 반사 전극(132)의 측벽 및 개방된 측 유전체층(133) 및 층간 절연막(120)의 상부를 따라 애노드 전극(134) 형성을 위한 금속물질을 증착한다. 이 때 사용되는 금속물질은 예를 들어 질화티타늄(TiN)일 수 있다. 이 때 금속물질은 유전체층(133) 및 반사 전극(132)의 개방된 측부에도 모두 증착되도록 한다. 따라서, 반사 전극(132)은 유전체층(133)에 의하여 커버되는 상측부 뿐만 아니라 측면 역시 커버되어, 전 측이 커버될 수 있도록 한다.. 따라서, 후속 공정인 식각 공정 및/또는 열 처리 공정 수행 시 반사 전극(132)이 보호되어 상기 반사 전극(920)의 부식 또는 석출에 의한 결함 또는 소실 등이 발생하는 것을 방지 가능하다.

그 후, 도 8을 참고하면, 애노드 전극(134) 형성을 위한 금속물질 층에 패터닝 및 식각 공정을 수행하여 애노드 전극(134) 및 트렌치(123)를 동시에 수행한다. 따라서, 애노드 전극(134) 및 트렌치(123)를 각각 형성하기 위한 두 번의 공정이 필요하지 않은 것에 이점이 있다. 상세하게는, 포토레지스트 패턴을 도포한 이후 덮이지 않은 측을 식각하여 각 화소영역들 마다의 애노드 전극(134)과 함께, 화소 영역들의 경계 측에 트렌치(123)를 형성할 수 있다.

이 때 애노드 전극(134)은 유전체층(133)의 상부에서 실질적으로 수평 연장되는 제1 부분(134a)과, 상기 제1 부분(134a)의 양 측 말단부로부터 하방 연장되어 반사 전극(132)의 측부를 커버하는 제2 부분(134b) 그리고 상기 제2 부분(134b)의 하단부로부터 인접한 트렌치(123)의 상단부까지 수평 연장되는 제3 부분(134c)을 포함할 수 있다.

도 9를 참고하면, 애노드 전극(134)이 형성된 후, 상기 애노드 전극(134) 상에 유기발광층(140)을, 상기 유기발광층(140) 상에 공통전극인 제2 전극(150)을 순차적으로 증착하고, 상기 제2 전극(150) 상에 컬러필터층(160)이 형성될 수도 있으나 본 발명의 필수 구성요소에 해당하는 것은 아니다. 전술한 바와 같이 유기발광층(140)은 정공 수송층, 정공 주입층, 발광층, 전자 수송층 및 전자 주입층 들을 순차적으로 포함할 수 있다. 애노드 전극(134)과 후술할 제2 전극(150)에 전압 인가 시 정공 및 전자가 각각 발광층으로 이동하며, 서로 결합하여 발광하게 되는 것이다. 이러한 유기발광층(140)은 각각의 화소 영역들에 공통적으로 형성되는 공통층일 수 있다.

전술한 구조 및 제조방법에 의하여, 은 및/또는 알루미늄으로 이루어지는 반사 전극(132)이 개방된 상태에서 애노드 전극(134) 형성을 위한 후속 식각 및 열 처리 공정 시 상기 반사 전극(132)의 부식 또는 석출에 의한 결함 발생을 방지하여 상기 반사 전극(132)의 반사도 자체가 낮아지는 것을 방지할 수 있다. 또한, 상기 반사 전극(132)의 결함을 방지함으로써 근접 화소 영역들 간 Lateral Leakage Current Path를 차단하여, OLED에 인가되는 전류를 향상시켜 전체 효율이 증가하는 것을 도모할 수 있다.

그리고, 애노드 전극(134) 형성을 위한 패터닝 시 트렌치(132)를 동시에 형성 가능함으로써 추가 공정이 불필요하게 되는 이점 역시 발생한다.

이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한, 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내어 설명하는 것이며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위 내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 전술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 최선의 상태를 설명하는 것이며, 본 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다.

100 : 유기발광 표시장치
110 : 하부 절연막
120 : 층간 절연막 121 : 하부 금속층
122 : 비아홀 123 : 트렌치
130 : 제1 전극 131 : 버퍼 전극
132 : 반사 전극 133 : 유전체층
134 : 애노드 전극
134a : 제1 부분 134b : 제2 부분
134c : 제3 부분
140 : 유기발광층 150 : 제2 전극
160 : 컬러필터층
900 : 종래의 유기발광 표시장치
910 : 하부 절연막
920 : 반사전극
930 : 유전체층
940 : 애노드 전극
R : 적색 화소영역 G : 녹색 화소영역
B : 청색 화소영역

Claims (18)

1. 반도체 층을 커버하는 하부 절연막;
   상기 하부 절연막 상 그리고 각 화소영역들마다 개별적으로 배치되는 하부 금속층;
   상기 하부 금속층을 커버하는 층간 절연막;
   상기 층간 절연막 상 그리고 각 화소영역들마다 개별적으로 위치하는 제1 전극;
   상기 제1 전극 상의 유기발광층; 및
   상기 유기발광층 상의 공통전극인 제2 전극을 포함하고,
   상기 제1 전극은 상기 층간절연막 상의 반사 전극; 상기 반사 전극 상의 유전체층; 및 상기 유전체층 상측부를 커버하고, 상기 반사 전극의 측벽을 커버하도록 연장되는 애노드 전극;을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광 표시장치.
   
2. 제1항에 있어서, 상기 애노드 전극은
   상기 유전체층의 상부에서 실질적으로 수평방향 연장되는 제1 부분; 및
   상기 제1 부분의 말단부로부터 하방 연장되어 상기 반사 전극의 측벽을 커버하는 제2 부분;을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광 표시장치.
   
3. 제2항에 있어서, 상기 층간 절연막은
   상기 인접한 화소 영역들의 경계마다 하방 함입되는 트렌치;를 포함하여, 상기 화소 영역들마다 누설 전류가 발생하는 것을 방지하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 유기발광 표시장치.
   
4. 제3항에 있어서, 상기 애노드 전극은
   상기 제2 부분의 하단부로부터 인접한 트렌치의 상단부까지 실질적으로 수평 연장되는 제3 부분;을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광 표시장치.
   
5. 제1항에 있어서, 상기 제1 전극은
   상기 층간 절연막과 반사 전극 사이의 버퍼 전극을 추가로 포함하고,
   상기 버퍼 전극은 질화 티타늄 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 유기발광 표시장치.
   
6. 하부 절연막 상에서 각 화소 영역마다 하부 금속층을 형성하는 단계;
   상기 하부 금속층들을 덮도록, 상기 하부 절연막 및 하부 금속층들 상에 층간 절연막을 증착하는 단계;
   상기 제1 층간 절연막 상에 버퍼 전극, 반사 전극 및 유전체 층을 순차적으로 형성하는 단계;
   상기 유전체 층 상에 애노드 전극 형성을 위한 금속물질을 제1 층간 절연막의 개방된 측과 유전체층 상면과 함께, 상기 반사 전극의 측벽에 증착하는 단계;
   상기 금속물질을 패터닝 및 식각하여 애노드 전극을 형성하는 단계; 및
   상기 애노드 전극 상에 유기발광층을 형성하는 단계; 및
   상기 유기발광층 상에 캐소드 전극을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광 표시장치 제조방법.
   
7. 제6항에 있어서, 상기 애노드 전극 형성단계는
   상기 유전체층의 상부에서 실질적으로 수평 연장되는 제1 부분 및 상기 제1 부분의 말단부로부터 하방 연장되어 상기 반사 전극의 측부를 커버하는 제2 부분을 형성하는 것을 특징으로 하는 유기발광 표시장치 제조방법.
   
8. 제7항에 있어서, 상기 애노드 전극 형성단계는
   상기 금속물질을 패터닝 및 식각하여 상기 애노드 전극과, 층간 절연막 상에서 인접한 화소 영역들의 경계 측에 트렌치를 단일 공정을 통해 동시에 형성하는 것을 특징으로 하는 유기발광 표시장치 제조방법.
   
9. 제8항에 있어서, 상기 애노드 전극 형성단계는
   상기 제2 부분의 하단부로부터 인접한 트렌치 상단부까지 수평 연장되는 제3 부분을 추가로 형성하는 것을 특징으로 하는 유기발광 표시장치 제조방법.
   
10. 제9항에 있어서, 상기 층간 절연막 증착 단계는
    상기 하부 절연막 상에 상기 층간 절연막을 증착한 이후, 각각의 하부 금속층과 제1 전극을 전기적으로 연결하기 위한 컨택을 형성하기 위해 상기 층간 절연막에 비아홀을 형성하는 단계;
    및 상기 비아홀에 금속물질을 채우는 단계;를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광 표시장치 제조방법.
    
11. 하부 절연막 상에 각 화소 영역마다 하부 금속층을 형성하는 단계;
    상기 하부 금속층들을 덮도록, 상기 하부 절연막 및 하부 금속층들 상에 층간 절연막을 증착하는 단계;
    상기 제1 층간 절연막 상에 반사 전극 및 유전체 층을 순차적으로 형성하여 제1 전극을 형성하는 단계;
    상기 유전체 층 상에 애노드 전극 형성을 위한 금속물질을 제1 층간 절연막의 개방된 측과 유전체층 상면과 함께, 상기 반사 전극의 측부에 증착하는 단계;
    상기 금속물질을 패터닝 및 식각하여, 개별 화소 영역마다 상기 유전체층의 상면 및 반사 전극의 측벽을 따라 연속적으로 연장되는 애노드 전극을 형성하는 단계;
    상기 애노드 전극 상에 유기발광층을 형성하는 단계; 및
    상기 유기발광층 상에 캐소드 전극을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광 표시장치 제조방법.
    
12. 제11항에 있어서, 상기 제1 전극 형성단계는
    상기 반사 전극과 제1 층간 절연막 사이에 버퍼 전극을 형성하는 단계;를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광 표시장치 제조방법.
    
13. 제11항에 있어서, 상기 반사 전극은
    은 및/또는 알루미늄 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유기발광 표시장치 제조방법.
    
14. 제11항에 있어서,
    상기 캐소드 전극 상에 컬러 필터층을 형성하는 단계;를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광 표시장치 제조방법.
    
15. 하부 절연막 상에 각 화소 영역마다 하부 금속층을 형성하는 단계;
    상기 하부 금속층들을 덮도록, 상기 하부 절연막 및 하부 금속층들 상에 층간 절연막을 증착하는 단계;
    상기 제1 층간 절연막 상에 반사 전극 및 유전체 층을 순차적으로 형성하여 제1 전극을 형성하는 단계;
    상기 유전체 층 상에 애노드 전극 형성을 위한 금속물질을 제1 층간 절연막의 개방된 측과 유전체층 상면과 함께, 상기 반사 전극의 측부에 증착하는 단계;
    상기 금속물질을 패터닝 및 식각하여, 개별 화소 영역마다 상기 유전체층의 상면 및 반사 전극의 측벽 및 상기 층간 절연막 상에서 인접한 트렌치의 상단부까지 연속적으로 연장되는 애노드 전극 및 인접한 화소 영역들의 경계 측 층간 절연막에 트렌치를 동시에 형성하는 단계;
    상기 애노드 전극 상에 유기발광층을 형성하는 단계; 및
    상기 유기발광층 상에 캐소드 전극을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광 표시장치 제조방법.
    
16. 제15항에 있어서,
    상기 층간 절연막 증착 단계는
    상기 하부 절연막 상에 상기 층간 절연막을 증착한 이후, 각각의 하부 금속층과 제1 전극을 전기적으로 연결하기 위한 컨택을 형성하기 위해 상기 층간 절연막에 비아홀을 형성하는 단계; 및
    상기 비아홀에 금속물질을 채우는 단계;를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광 표시장치 제조방법.
    
17. 제16항에 있어서, 상기 유전체층은
    적색 화소영역, 녹색 화소영역 및 청색 화소영역마다 상이한 높이를 가지는 것을 특징으로 하는 유기발광 표시장치 제조방법.
    
18. 제16항에 있어서,
    상기 반사 전극 및 층간 절연막 사이에 버퍼 전극이 위치하는 것을 특징으로 하는 유기발광 표시장치 제조방법.
    
    
    

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