KR20210113528A - 표시 장치 및 그 제조 방법 - Google Patents

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pixel electrode
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이승묵
이창희
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구영모
하재국
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Abstract

표시 장치 및 그 제조 방법이 제공된다. 표시 장치는 복수의 화소들이 정의된 기판, 상기 기판 상의 상기 화소들마다 배치된 화소 전극, 상기 화소들의 경계를 따라 배치되며, 상기 화소 전극을 노출하는 개구부를 포함하는 화소 정의막, 상기 화소 정의막의 상기 개구부 내에서 상기 화소 전극 상에 배치된 발광층, 및 상기 화소 전극과 상기 발광층 사이에 배치된 정공 주입층을 포함하되, 상기 정공 주입층은 상기 화소 전극 상에 배치된 접착 촉진층을 포함한다.

Description

표시 장치 및 그 제조 방법{DISPLAY DEVICE AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 표시 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
표시 장치는 멀티미디어의 발달과 함께 그 중요성이 증대되고 있다. 이에 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display, LCD), 유기 발광 표시 장치(Organic Light Emitting Display, OLED) 등과 같은 여러 종류의 표시 장치가 사용되고 있다.
표시 장치 중 유기 발광 표시 장치는 전자와 정공의 재결합에 의해 빛을 생성하는 유기 발광 소자(Organic Light Emitting Diode: OLED)를 이용하여 영상을 표시한다. 유기 발광 표시 장치는 빠른 응답속도, 높은 휘도, 큰 시야각을 가지며, 낮은 소비 전력으로 구동할 수 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 화소 정의막의 개구부 내에 발광 소자층을 용이하게 형성함과 동시에, 발광 소자층의 정공 주입성 및 이에 따른 발광 효율을 향상시킬 수 있는 표시 장치 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 일 실시예에 따른 표시 장치는 복수의 화소들이 정의된 기판, 상기 기판 상의 상기 화소들마다 배치된 화소 전극, 상기 화소들의 경계를 따라 배치되며, 상기 화소 전극을 노출하는 개구부를 포함하는 화소 정의막, 상기 화소 정의막의 상기 개구부 내에서 상기 화소 전극 상에 배치된 발광층, 및 상기 화소 전극과 상기 발광층 사이에 배치된 정공 주입층을 포함하되, 상기 정공 주입층은 상기 화소 전극 상에 배치된 접착 촉진층을 포함한다.
상기 화소 정의막의 표면은 발액성을 가질 수 있다.
상기 화소 정의막의 표면은 불소기(Fluoro group)를 포함할 수 있다.
상기 접착 촉진층은 자기조립 단분자막일 수 있다.
상기 접착 촉진층은 상기 화소 정의막의 상기 개구부 내에 배치될 수 있다.
상기 접착 촉진층은 실록산 화합물 및/또는 인산 화합물을 포함할 수 있다.
상기 접착 촉진층은 상기 화소 전극의 표면과 규소-산소(Si-O) 및/또는 인-산소(P-O) 결합을 이룰 수 있다.
상기 접착 촉진층은 상기 화소 전극의 전면 상에 배치될 수 있다.
상기 접착 촉진층은 상기 화소 전극 상에 부분적으로 배치될 수 있다.
상기 표시 장치는 상기 정공 주입층 내에 분산된 자기조립 물질을 더 포함할 수 있다.
상기 자기조립 물질은 APS[(3-aminopropyl)trimethoxysilane], MUA(11-mercaptoundecanoic acid), DET[(3-trimethoxysilylpropyl)diethylenetriamine], EDA[N-(2-aminoethyl)-3-aminopropyl trimethoxysilane], PFS(perfluorodecyltrichlorosilane), OTS(octadecyltrichlorosilane), VTES(vinyltriethoxysilane), GPTMS(3-glycidoxypropyltrimethoxysilane), MPTMS(3-methacryloxypropyltrimethoxysilane), PFS(perfluorodecyltrichlorosilane), OTS(octadecyltrichlorosilane), OTMS(octadecyltrimethoxysilane), HDT(1-hexadecanethiol), FDTS[(heptadecafluoro-1,1,2,2,-tetrahydrodecyl)trichlorosilane], FOTS(1H,1H,2H,2H-perfluorodecyltrichlorosilane-perfluorodecyltrichlorosilane), 및 PFBT(pentafluorobenzenethiol), DDMS(dichlorodimethylsilane) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 일 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법은 화소 전극을 포함하는 기판을 준비하는 단계, 상기 기판 상에 상기 화소 전극을 노출하는 개구부를 포함하는 화소 정의막을 제공하는 단계, 상기 화소 정의막의 상기 개구부 내에 접착 촉진층 및 정공 주입층을 제공하는 단계, 및 상기 정공 주입층 상에 발광층을 제공하는 단계를 포함한다.
상기 접착 촉진층 및 상기 정공 주입층을 제공하는 단계는 접착 촉진 물질과 정공 주입 물질을 혼합한 잉크를 상기 개구부 내에 제공하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 접착 촉진 물질은 자기조립 물질을 포함할 수 있다.
상기 접착 촉진 물질은 계면활성제를 더 포함할 수 있다.
상기 접착 촉진층 및 상기 정공 주입층을 제공하는 단계는, 접착 촉진 물질을 상기 개구부 내에 제공하여 상기 접착 촉진층을 제공하는 단계, 및 상기 접착 촉진층 상에 정공 주입 물질을 제공하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 접착 촉진 물질 및 상기 정공 주입 물질은 잉크젯 프린팅에 의해 제공될 수 있다.
상기 화소 정의막을 제공하는 단계는 상기 화소 정의막의 일면 상에 플라즈마 처리하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 플라즈마 처리하는 단계는 상기 화소 정의막의 일면 상에 불소기(Fluoro group)를 도입하여 상기 화소 정의막의 표면에 발액성을 부여할 수 있다.
상기 플라즈마 처리는 SiF4, CF4, C3F8, C2F6, CHF3, CClF3, NF3, 및 SF6 중 적어도 하나를 포함하는 반응 가스를 이용할 수 있다.
기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 실시예에 의하면, 화소 정의막 표면의 불소기에 의해 화소 정의막 표면의 발액성이 향상될 수 있으므로, 화소 정의막의 개구부 내에 발광 소자층을 용이하게 형성할 수 있다.
아울러, 정공 주입층이 화소 전극 상에 배치되는 접착 촉진층을 포함함으로써, 화소 전극에 대한 정공 주입층의 젖음성(또는, 웨팅성(wettability))이 향상될 수 있다. 이에 따라, 정공 주입층이 화소 전극의 일면 상에 밀착되어 균일하게 형성될 수 있으므로, 정공 주입성 및 발광 효율을 향상시킬 수 있다.
실시예들에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 표시 장치의 평면도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 표시 장치의 일 화소의 회로도이다.
도 3 내지 도 5는 표시 장치의 일 화소의 단면도들이다.
도 6은 도 3의 A 영역의 확대도이다.
도 7 내지 도 11은 일 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법의 공정 단계별 단면도들이다.
도 12 내지 도 15는 다른 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법의 공정 단계별 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 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층의 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 소자 바로 위에 또는 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 대해 상세히 설명한다.
도 1은 일 실시예에 따른 표시 장치의 평면도이다.
도 1을 참조하면, 표시 장치(1)는 동영상이나 정지영상을 표시하는 장치로서, 표시 장치(1)는 모바일 폰, 스마트 폰, 태블릿 PC(Personal Computer), 및 스마트 워치, 워치 폰, 이동 통신 단말기, 전자 수첩, 전자 책, PMP(Portable Multimedia Player), 네비게이션, UMPC(Ultra Mobile PC) 등과 같은 휴대용 전자 기기뿐만 아니라 텔레비전, 노트북, 모니터, 광고판, 사물 인터넷 등의 다양한 제품의 표시 화면으로 사용될 수 있다.
표시 장치(1)는 표시 패널(10)을 포함할 수 있다. 표시 패널(10)은 폴리이미드 등과 같은 가요성 고분자 물질을 포함하는 플렉서블 기판일 수 있다. 이에 따라, 표시 패널(10)은 휘어지거나, 절곡되거나, 접히거나, 말릴 수 있다.
표시 패널(10)은 화면을 표시하는 표시 영역(DA) 및 표시가 이루어지지 않는 비표시 영역(NDA)을 포함할 수 있다. 표시 패널(10)은 평면상 표시 영역(DA)과 비표시 영역(NDA)으로 구분될 수 있다. 비표시 영역(NDA)은 표시 영역(DA)을 둘러싸도록 배치될 수 있다.
표시 영역(DA)은 복수의 화소(PX)들을 포함할 수 있다. 각 화소(PX)는 발광층과 발광층의 발광량을 제어하는 회로층을 포함할 수 있다. 회로층은 배선, 전극 및 적어도 하나의 트랜지스터를 포함할 수 있다. 발광층은 유기 발광 물질을 포함할 수 있다. 발광층은 봉지막에 의해 밀봉될 수 있다.
복수의 화소(PX)들은 제1 색 화소, 제2 색 화소 및 제3 색 화소를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 제1 색 화소는 적색 화소이고, 제2 색 화소는 청색 화소이고, 제3 색 화소는 녹색 화소일 수 있으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.
각 화소(PX)는 발광 영역(도 3의 EMA) 및 발광 영역(EMA)을 둘러싸는 비발광 영역(도 3의 NEA)을 포함할 수 있다. 각 화소(PX)의 발광 영역(EMA)의 크기는 상이할 수 있으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 각 화소(PX)의 발광 영역(EMA)의 형상은 대체로 팔각형일 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니며, 육각형, 원형, 마름모나 기타 다른 다각형, 모서리가 둥근 다각형 등의 형상을 가질 수 있다.
복수의 화소(PX)들은 행렬을 이루며 교대 배열될 수 있다. 동일 열에 속하는 화소(PX)들은 동일한 데이터 라인으로부터 데이터 신호를 제공받고, 동일 행에 속하는 화소(PX)들은 동일한 주사 라인으로부터 주사 신호를 제공받을 수 있다. 각 화소(PX)는 화소 회로에 의해 구동될 수 있다. 화소 회로는 복수의 트랜지스터와 적어도 하나의 커패시터를 포함할 수 있다. 도 2에 예시적인 화소 회로의 회로도가 도시되어 있다.
도 2는 일 실시예에 따른 표시 장치의 일 화소의 회로도이다.
도 2를 참조하면, 화소 회로는 제1 트랜지스터(TR1), 제2 트랜지스터(TR2), 커패시터(Cst), 및 유기발광 다이오드(OLED)를 포함할 수 있다. 각 화소(PX) 회로에는 주사 라인(SL), 데이터 라인(DL), 제1 전원 전압 라인(ELVDDL)이 연결된다.
제1 트랜지스터(TR1)는 구동 트랜지스터이고, 제2 트랜지스터(TR2)는 스위칭 트랜지스터일 수 있다. 도면에서는 제1 트랜지스터(TR1)와 제2 트랜지스터(TR2)가 모두 PMOS 트랜지스터인 경우를 예시하였지만, 제1 트랜지스터(TR1)와 제2 트랜지스터(TR2) 중 어느 하나 또는 전부는 NMOS 트랜지스터일 수도 있다.
제1 트랜지스터(TR1)의 제1 전극(소스 전극)은 제1 전원 전압 라인(ELVDDL)에 연결되고, 제2 전극(드레인 전극)은 유기발광 다이오드(OLED)의 화소 전극(또는 애노드 전극)에 연결된다. 제2 트랜지스터(TR2)의 제1 전극(소스 전극)은 데이터 라인(DL)에 연결되고, 제2 전극(드레인 전극)은 제1 트랜지스터(TR1)의 게이트 전극에 연결된다. 커패시터(Cst)는 제1 트랜지스터(TR1)의 게이트 전극과 제1 전극 사이에 연결된다. 유기발광 다이오드(OLED)의 공통 전극(또는 캐소드 전극)은 제2 전원 전압(ELVSS)을 제공받는다. 제2 전원 전압(ELVSS)은 제1 전원 전압 라인(ELVDDL)으로부터 제공되는 제1 전원 전압보다 낮은 전압일 수 있다.
제2 트랜지스터(TR2)는 주사 라인(GL)에 인가된 주사 신호에 응답하여 데이터 라인(DL)에 인가된 데이터 신호를 출력할 수 있다. 커패시터(Cst)는 제2 트랜지스터(TR2)로부터 수신한 데이터 신호에 대응하는 전압을 충전할 수 있다. 제1 트랜지스터(TR1)는 커패시터(Cst)에 저장된 전하량에 대응하여 유기발광 다이오드(OLED)에 흐르는 구동 전류를 제어할 수 있다.
도 2의 등가 회로는 하나의 예시적인 실시예에 불과하며, 화소 회로는 더 많은 수(예컨대, 7개)의 트랜지스터와 커패시터를 포함할 수 있다.
도 3 내지 도 5는 표시 장치의 일 화소의 단면도들이다.
도 3 내지 도 5에서는 도 2의 2개의 트랜지스터 중 제1 트랜지스터(TR1)를 예로 하여 박막 트랜지스터 형태로 도시되어 있고, 제2 트랜지스터(TR2)에 대한 도시는 생략되어 있다.
도 3을 참조하여 화소(PX)의 단면 구조에 대해 상세히 설명한다. 표시 패널은 기판(100), 버퍼층(105), 반도체층(110), 제1 절연층(121), 제1 게이트 도전층(130), 제2 절연층(122), 제2 게이트 도전층(140), 제3 절연층(123), 제1 데이터 도전층(150), 제4 절연층(124), 제2 데이터 도전층(160), 제5 절연층(125), 화소 전극(170), 화소 전극(170)을 노출하는 개구부를 포함하는 화소 정의막(126), 화소 정의막(126)의 개구부 내에 배치된 발광 소자층(190), 및 발광 소자층(190)과 화소 정의막(126) 상에 배치된 공통 전극(180)을 포함할 수 있다. 상술한 각 층들은 단일막으로 이루어질 수 있지만, 복수의 막을 포함하는 적층막으로 이루어질 수도 있다. 각 층들 사이에는 다른 층이 더 배치될 수도 있다.
기판(100)은 그 위에 배치되는 각 층들을 지지한다. 기판(100)은 고분자 수지 등의 절연 물질로 이루어질 수 있다. 상기 고분자 물질의 예로는 폴리에테르술폰(polyethersulphone: PES), 폴리아크릴레이트(polyacrylate: PA), 폴리아릴레이트(polyarylate: PAR), 폴리에테르이미드(polyetherimide: PEI), 폴리에틸렌 나프탈레이트(polyethylene napthalate: PEN), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terepthalate: PET), 폴리페닐렌 설파이드(polyphenylene sulfide: PPS), 폴리알릴레이트(polyallylate), 폴리이미드(polyimide: PI), 폴리카보네이트(polycarbonate: PC), 셀룰로오스 트리아세테이트(cellulose triacetate: CAT), 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트(cellulose acetate propionate: CAP) 또는 이들의 조합을 들 수 있다. 기판(100)은 벤딩(bending), 폴딩(folding), 롤링(rolling) 등이 가능한 플렉서블(flexible) 기판일 수 있다.
기판(100) 상에는 버퍼층(105)이 배치된다. 버퍼층(105)은 불순물 이온이 확산되는 것을 방지하고, 수분이나 외기의 침투를 방지하며, 표면 평탄화 기능을 수행할 수 있다. 버퍼층(105)은 실리콘 질화물, 실리콘 산화물, 또는 실리콘 산질화물 등을 포함할 수 있다. 버퍼층(105)은 기판(100)의 종류나 공정 조건 등에 따라 생략될 수도 있다.
버퍼층(105) 상에는 반도체층(110)이 배치된다. 반도체층(110)은 화소(PX)의 박막 트랜지스터의 채널을 이룬다. 반도체층(110)은 다결정 실리콘을 포함할 수 있다. 그러나, 이에 제한되는 것은 아니며, 반도체층(110)은 단결정 실리콘, 저온 다결정 실리콘, 비정질 실리콘, 또는 산화물 반도체를 포함할 수도 있다. 상기 산화물 반도체는 예를 들어 인듐, 아연, 갈륨, 주석, 티타늄, 알루미늄, 하프늄, 지르코늄, 마그네슘 등을 함유하는 이성분계 화합물(ABx), 삼성분계 화합물(ABxCy), 사성분계 화합물(ABxCyDz)을 포함할 수 있다.
제1 절연층(121)은 반도체층(110) 상에 배치된다. 제1 절연층(121)은 대체로 기판(100)의 전체 면에 걸쳐 배치될 수 있다. 제1 절연층(121)은 게이트 절연 기능을 갖는 게이트 절연막일 수 있다. 제1 절연층(121)은 실리콘 화합물, 금속 산화물 등을 포함할 수 있다. 예를 들면, 제1 절연층(121)은 실리콘 산화물, 실리콘 질화물, 실리콘 산질화물, 알루미늄 산화물, 탄탈륨 산화물, 하프늄 산화물, 지르코늄 산화물, 티타늄 산화물 등을 포함할 수 있다. 이들은 단독으로 또는 서로 조합되어 사용될 수 있다. 제1 절연층(121)은 단일막 또는 서로 다른 물질의 적층막으로 이루어진 다층막일 수 있다.
제1 게이트 도전층(130)은 제1 절연층(121) 상에 배치된다. 제1 게이트 도전층(130)은 화소(PX)의 박막 트랜지스터의 게이트 전극(131)과 그에 연결된 스캔 라인, 및 유지 커패시터 제1 전극(132)을 포함할 수 있다.
제1 게이트 도전층(130)은 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 은(Ag), 마그네슘 (Mg), 금(Au), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 이리듐(Ir), 크롬(Cr), 칼슘(Ca), 티타늄(Ti), 탄탈륨(Ta), 텅스텐(W), 구리(Cu) 가운데 선택된 하나 이상의 금속을 포함할 수 있다. 제1 게이트 도전층(130)은 단일막 또는 다층막일 수 있다.
제1 게이트 도전층(130) 상에는 제2 절연층(122)이 배치될 수 있다. 제2 절연층(122)은 층간 절연막 또는 게이트 절연막일 수 있다. 제2 절연층(122)은 실리콘 산화물, 실리콘 질화물, 실리콘 산질화물, 하프늄 산화물, 알루미늄 산화물, 티타늄 산화물, 탄탈륨 산화물, 아연 산화물 등의 무기 절연 물질을 포함할 수 있다.
제2 게이트 도전층(140)은 제2 절연층(122) 상에 배치된다. 제2 게이트 도전층(140)은 유지 커패시터 제2 전극(141)을 포함할 수 있다. 제2 게이트 도전층(140)은 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 은(Ag), 마그네슘 (Mg), 금(Au), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 이리듐(Ir), 크롬(Cr), 칼슘(Ca), 티타늄(Ti), 탄탈륨(Ta), 텅스텐(W), 구리(Cu) 가운데 선택된 하나 이상의 금속을 포함할 수 있다. 제2 게이트 도전층(140)은 제1 게이트 도전층(130)과 동일한 물질로 이루어질 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 제2 게이트 도전층(140)은 단일막 또는 다층막일 수 있다.
제2 게이트 도전층(140) 상에는 제3 절연층(123)이 배치된다. 제3 절연층(123)은 층간 절연막일 수 있다. 제3 절연층(123)은 실리콘 산화물, 실리콘 질화물, 실리콘 산질화물, 하프늄 산화물, 알루미늄 산화물, 티타늄 산화물, 탄탈륨 산화물, 아연 산화물 등의 무기 절연 물질이나 아크릴계 수지(polyacrylates resin), 에폭시 수지(epoxy resin), 페놀 수지(phenolic resin), 폴리아미드계 수지(polyamides resin), 폴리이미드계 수지(polyimides rein), 불포화 폴리에스테르계 수지(unsaturated polyesters resin), 폴리페닐렌계 수지(polyphenylenethers resin), 폴리페닐렌설파이드계 수지(polyphenylenesulfides resin) 또는 벤조사이클로부텐(benzocyclobutene, BCB) 등의 유기 절연 물질을 포함할 수 있다. 제3 절연층(123)은 단일막 또는 서로 다른 물질의 적층막으로 이루어진 다층막일 수 있다.
제3 절연층(123) 상에는 제1 데이터 도전층(150)이 배치된다. 제1 데이터 도전층(150)은 제1 소스/드레인 도전층일 수 있다. 제1 데이터 도전층(150)은 화소(PX)의 박막 트랜지스터의 제1 전극(151)과 제2 전극(152)을 포함할 수 있다. 박막 트랜지스터의 제1 전극(151)과 제2 전극(152)은 제3 절연층(123), 제2 절연층(122) 및 제1 절연층(121)을 관통하는 컨택홀을 통해 반도체층(110)의 소스 영역 및 드레인 영역과 전기적으로 연결될 수 있다. 화소(PX)의 제1 전원 전압 전극(153)도 제1 데이터 도전층(150)으로 이루어질 수 있다.
제1 데이터 도전층(150)은 알루미늄(Al), 몰리브덴(Mo), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 은(Ag), 마그네슘 (Mg), 금(Au), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 이리듐(Ir), 크롬(Cr), 칼슘(Ca), 티타늄(Ti), 탄탈륨(Ta), 텅스텐(W), 구리(Cu) 가운데 선택된 하나 이상의 금속을 포함할 수 있다. 제1 데이터 도전층(150)은 단일막 또는 다층막일 수 있다. 예를 들어, 제1 데이터 도전층(150)은 Ti/Al/Ti, Mo/Al/Mo, Mo/AlGe/Mo, Ti/Cu 등의 적층 구조로 형성될 수 있다.
제1 데이터 도전층(150) 상에는 제4 절연층(124)이 배치된다. 제4 절연층(124)은 제1 데이터 도전층(150)을 덮는다. 제4 절연층(124)은 층간 절연막 또는 비아층일 수 있다. 제4 절연층(124)은 아크릴계 수지(polyacrylates resin), 에폭시 수지(epoxy resin), 페놀 수지(phenolic resin), 폴리아미드계 수지(polyamides resin), 폴리이미드계 수지(polyimides rein), 불포화 폴리에스테르계 수지(unsaturated polyesters resin), 폴리페닐렌계 수지(polyphenylenethers resin), 폴리페닐렌설파이드계 수지(polyphenylenesulfides resin) 또는 벤조사이클로부텐(benzocyclobutene, BCB) 등의 유기 절연 물질을 포함할 수 있다.
제4 절연층(124) 상에는 제2 데이터 도전층(160)이 배치된다. 제2 데이터 도전층(160)은 제2 소스/드레인 도전층일 수 있다. 제2 데이터 도전층(160)은 화소(PX)의 연결 전극(161)을 포함할 수 있다. 연결 전극(161)은 제4 절연층(124)을 관통하는 컨택홀을 통해 화소(PX)의 박막 트랜지스터의 제2 전극(152)과 전기적으로 연결될 수 있다.
제2 데이터 도전층(160)은 알루미늄(Al), 몰리브덴(Mo), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 은(Ag), 마그네슘 (Mg), 금(Au), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 이리듐(Ir), 크롬(Cr), 칼슘(Ca), 티타늄(Ti), 탄탈륨(Ta), 텅스텐(W), 구리(Cu) 가운데 선택된 하나 이상의 금속을 포함할 수 있다. 제2 데이터 도전층(160)은 단일막 또는 다층막일 수 있다. 제2 데이터 도전층(160)은 제1 데이터 도전층(150)과 동일한 물질로 이루어질 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
제2 데이터 도전층(160) 상에는 제5 절연층(125)이 배치된다. 제5 절연층(125)은 제2 데이터 도전층(160)을 덮는다. 제5 절연층(125)은 비아층일 수 있다. 제5 절연층(125)은 상술한 제4 절연층(124)과 동일한 물질을 포함하거나, 제4 절연층(124)의 구성 물질로 예시된 물질에서 선택된 하나 이상의 물질을 포함할 수 있다.
제5 절연층(125) 상에는 화소 전극(170)이 배치된다. 화소 전극(170)은 발광 소자의 애노드 전극일 수 있다. 화소 전극(170)은 제5 절연층(125)을 관통하는 컨택홀을 통해 제2 데이터 도전층(160)으로 이루어진 연결 전극(161)과 전기적으로 연결되고, 그를 통해 박막 트랜지스터의 제2 전극(152)과 연결될 수 있다. 화소 전극(170)은 화소(PX)의 발광 영역(EMA)과 적어도 부분적으로 중첩될 수 있다.
화소 전극(170)은 이에 제한되는 것은 아니지만 인듐-주석-산화물(Indium-Tin-Oxide: ITO), 인듐-아연-산화물(Indium-Zinc-Oxide: IZO), 산화아연(Zinc Oxide: ZnO), 산화인듐(Induim Oxide: In2O3)의 일함수가 높은 물질층과 은(Ag), 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 백금(Pt), 납(Pd), 금(Au), 니켈(Ni), 네오듐(Nd), 이리듐(Ir), 크롬(Cr), 리튬(Li), 칼슘(Ca) 또는 이들의 혼합물 등과 같은 반사성 물질층이 적층된 적층막 구조를 가질 수 있다. 일함수가 높은 층이 반사성 물질층보다 위에 배치되어 발광 소자층(190)에 가깝게 배치될 수 있다. 화소 전극(170)은 ITO/Mg, ITO/MgF, ITO/Ag, ITO/Ag/ITO의 복수층 구조를 가질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
화소 전극(170) 상에는 화소 정의막(126)이 배치될 수 있다. 화소 정의막(126)은 화소(PX)의 비발광 영역(NEA)과 적어도 부분적으로 중첩할 수 있다. 화소 정의막(126)은 화소 전극(170)을 노출하는 개구부를 포함할 수 있다. 화소 정의막(126)은 실리콘 산화물, 실리콘 질화물, 실리콘 산질화물, 하프늄 산화물, 알루미늄 산화물, 티타늄 산화물, 탄탈륨 산화물, 아연 산화물 등의 무기 절연 물질이나 아크릴계 수지(polyacrylates resin), 에폭시 수지(epoxy resin), 페놀 수지(phenolic resin), 폴리아미드계 수지(polyamides resin), 폴리이미드계 수지(polyimides rein), 불포화 폴리에스테르계 수지(unsaturated polyesters resin), 폴리페닐렌계 수지(polyphenylenethers resin), 폴리페닐렌설파이드계 수지(polyphenylenesulfides resin) 및 벤조사이클로부텐(benzocyclobutene, BCB) 중 적어도 하나의 유기 절연 물질을 포함할 수 있다.
화소 정의막(126)의 표면은 불소기(Fluoro group, F)를 포함할 수 있다. 불소기에 의해 화소 정의막(126) 표면의 발액성(repellant)이 향상될 수 있다. 이에 따라, 발광 소자층(190)을 형성하는 과정에서 특정 화소(PX)의 발광 소자층(190)이 화소 정의막(126)을 넘어 인접 화소(PX)의 발광 영역(EMA)을 침범하는 것을 방지할 수 있다. 화소 정의막(126) 표면의 불소기는 불소 플라즈마 공정에 의해 형성될 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은 도 8을 참조하여 후술한다.
화소 정의막(126)의 개구부 내에는 발광 소자층(190)이 배치된다. 발광 소자층(190)은 정공 주입층(191), 발광층(192), 및 전자 주입층(193)을 포함할 수 있다.
정공 주입층(191)은 화소 정의막(126)의 개구부 내에서 상술한 화소 전극(170) 상에 배치될 수 있다. 정공 주입층(191)은 화소 전극(170)과 발광층(192) 사이에 배치될 수 있다. 정공 주입층(191)은 화소 전극(170)으로부터 발광층(192)으로의 정공 주입 효율을 향상시키는 역할을 할 수 있다. 정공 주입층(191)은 예를 들어, 정공 주입 물질로서 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜/스티렌술폰산)(PEDOT/PSS), 폴리티오펜 및 그 유도체, 폴리아닐린 및 그 유도체, 폴리피롤 및 그 유도체 중 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. 정공 주입층(191)과 발광층(192) 사이에는 정공 수송층이 더 배치되거나, 정공 주입층(191)이 정공 주입 물질 외에 정공 수송 물질을 더 포함할 수 있다. 상기 정공 수송층 및/또는 정공 수송 물질은 발광층(192)에 대한 정공의 수송성(주입성)을 향상시킴과 동시에, 발광층(192)으로부터 정공 주입층(191)으로 전자가 침입하는 것을 억제하는 역할을 할 수 있다.
정공 주입층(191)은 상술한 정공 주입 물질에 부가하여 접착 촉진층(SAM)을 더 포함할 수 있다. 접착 촉진층(SAM)은 화소 정의막(126)의 개구부 내에 배치될 수 있다. 접착 촉진층(SAM)은 화소 정의막(126)에 의해 노출된 화소 전극(170)의 일면 상에 직접 배치될 수 있다. 접착 촉진층(SAM)은 화소 정의막(126)에 의해 노출된 화소 전극(170)의 전면에 걸쳐 배치될 수 있다. 다만, 반드시 이에 제한되는 것은 아니며, 도 4에 도시된 바와 같이 접착 촉진층(SAM)은 화소 전극(170)의 일면 상에 부분적으로 배치될 수도 있다. 즉, 접착 촉진층(SAM)은 화소 전극(170)의 일면 상에 섬(island) 형태로 존재할 수 있다. 접착 촉진층(SAM)에 대한 상세한 설명을 위해 도 6이 참조된다. 도 6은 도 3의 A 영역의 확대도이다.
도 6을 참조하면, 접착 촉진층(SAM)은 자기조립 단분자막(Self Assembled Monolayer, SAM)일 수 있다. 즉, 접착 촉진층(SAM)은 화소 전극(170) 표면에 자발적으로 형성된 유기 단분자막일 수 있다. 이 경우, 접착 촉진층(SAM)은 화소 전극(170)의 표면 상에 규칙적으로 정렬될 수 있다.
접착 촉진층(SAM)은 화소 전극(170)의 표면 상에 화학 흡착될 수 있다. 구체적으로, 접착 촉진층(SAM)은 화소 전극(170)과 결합하는 머리 부분의 반응기, 규칙적인 분자막 형성을 가능하게 하는 몸통 부분의 알킬 사슬, 및 꼬리 부분의 작용기로 구성될 수 있다.
접착 촉진층(SAM)의 반응기는 화소 전극(170)의 표면 상에 화학 흡착될 수 있다. 이 경우, 접착 촉진층(SAM)의 반응기는 화소 전극(170)의 표면과 직접적인 화학 결합을 형성할 수 있다.
예를 들어, 접착 촉진층(SAM)은 알킬실록산 자기조립 단분자막으로서, 실록산계(siloxane) 화합물을 포함할 수 있다. 이 경우, 접착 촉진층(SAM)의 반응기는 화소 전극(170)의 표면과 규소-산소(Si-O) 결합을 이룰 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니며, 접착 촉진층(SAM)은 알칸인산 자기조립 단분자막으로서, 포스포네이트(phosphonate) 화합물을 포함할 수도 있다. 이 경우, 접착 촉진층(SAM)의 반응기는 화소 전극(170)의 표면과 인-산소(P-O) 결합을 이룰 수 있다.
접착 촉진층(SAM)의 알킬 사슬은 치환 또는 비치환된 C1-C20의 알킬기로 이루어질 수 있다. 접착 촉진층(SAM)의 알킬 사슬 간의 반데르발스 상호작용으로 인해 화소 전극(170)의 표면 상에서 정렬된 단분자막이 형성될 수 있다.
접착 촉진층(SAM)의 작용기는 친수성 또는 소수성 작용기를 가질 수 있다.
친수성 작용기를 갖는 접착 촉진층(SAM)은 예를 들어, APS[(3-aminopropyl)trimethoxysilane)], MUA(11-mercaptoundecanoic acid), DET[(3-trimethoxysilylpropyl)diethylenetriamine], EDA[N-(2-aminoethyl)-3-aminopropyl trimethoxysilane], 및 이들의 조합으로 이루어진 물질을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
소수성 작용기를 갖는 접착 촉진층(SAM)은 예를 들어, VTES(vinyltriethoxysilane), GPTMS(3-glycidoxypropyltrimethoxysilane), MPTMS(3-methacryloxypropyltrimethoxysilane), PFS(perfluorodecyltrichlorosilane), OTS(octadecyltrichlorosilane), OTMS(octadecyltrimethoxysilane), HDT(1-hexadecanethiol), FDTS[(heptadecafluoro-1,1,2,2,-tetrahydrodecyl)trichlorosilane], FOTS(1H,1H,2H,2H-perfluorodecyltrichlorosilane-perfluorodecyltrichlorosilane), PFBT(pentafluorobenzenethiol), DDMS(dichlorodimethylsilane), 및 이들의 조합으로 이루어진 물질을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
실시예에 따라, 접착 촉진층(SAM)과 정공 주입층(191)이 동일한 공정에 의해 형성되는 경우, 정공 주입층(191)은 접착 촉진층(SAM)을 구성하는 물질을 미량으로 함유할 수 있다. 또한, 접착 촉진층(SAM) 및/또는 정공 주입층(191)은 계면활성제를 더 포함할 수 있다. 상기 계면활성제는 특별히 제한되지 않으며, 당해 기술분야에서 사용되는 비이온성 계면활성제, 양이온성 계면활성제, 및/또는 음이온성 계면활성제 등을 포함할 수 있다
상기 비이온성 계면활성제는 예를 들어, 폴리옥시에틸렌올레일에테르, 폴리옥시에틸렌라우릴에테르, 폴리옥시에틸렌노닐페닐에테르, 폴리옥시에틸렌알킬에테르인산에스테르, 폴리옥시에틸렌소르비탄모노스테아레이트, 폴리에틸렌글리콜모노라우레이트, 알킬디메틸아미노아세트산베타인 등의 알킬베타인, 알킬이미다졸린 등의 양성 계면활성제, 불소계 계면활성제, 및/또는 실리콘계 계면활성제를 포함할 수 있다.
상기 양이온성 계면활성제는 예를 들어, 알킬 4급 암모늄염이나 그들의 에틸렌옥사이드 부가물을 포함할 수 있다.
상기 음이온성 계면활성제는 폴리옥시에틸렌알킬에테르황산염, 도데실벤젠술폰산나트륨, 스티렌-아크릴산 공중합체의 알칼리염, 알킬나프탈린술폰산나트륨, 알킬디페닐에테르디술폰산나트륨, 라우릴황산모노에탄올아민, 라우릴황산트리에탄올아민, 라우릴황산암모늄, 스테아르산모노에탄올아민, 스테아르산나트륨, 라우릴황산나트륨, 스티렌-아크릴산 공중합체의 모노에탄올아민, 및/또는 폴리옥시에틸렌알킬에테르인산에스테르를 포함할 수 있다.
상술한 바와 같이, 정공 주입층(191)이 화소 전극(170) 상에 접착 촉진층(SAM)을 포함하는 경우, 화소 전극(170)에 대한 정공 주입층(191)의 젖음성(또는, 웨팅성(wettability))이 향상될 수 있다. 이에 따라, 정공 주입층(191)이 화소 전극(170)의 일면 상에 밀착되어 균일하게 형성될 수 있으므로, 정공 주입성 및 발광 효율을 향상시킬 수 있다.
다시 도 3을 참조하면, 정공 주입층(191) 상에는 발광층(192)이 배치될 수 있다. 발광층(192)은 무기 물질 또는 유기 물질로 이루어질 수 있다. 발광층(192)은 화소(PX)의 발광 영역(EMA)과 중첩할 수 있다.
발광층(192) 상에는 전자 주입층(193)이 배치될 수 있다. 전자 주입층(193)은 화소(PX)의 발광 영역(EMA)뿐만 아니라 비발광 영역(NEA)에도 배치될 수 있다. 즉, 전자 주입층(193)은 각 화소(PX)의 전면에 배치될 수 있다. 다만, 반드시 이에 제한되는 것은 아니며, 도 5에 도시된 바와 같이 전자 주입층(193)은 화소 정의막(126)의 개구부 내에 부분적으로 배치될 수 있다. 즉, 전자 주입층(193)은 화소(PX)의 발광 영역(EMA)과 중첩할 수 있다. 전자 주입층(193)은 후술할 공통 전극(180)으로부터 발광층(192)으로의 전자 주입 효율을 향상시키는 역할을 할 수 있다. 전자 주입층(193)은 예를 들어, 무기 절연 재료 및/또는 무기 반도체 재료를 포함할 수 있다. 상기 무기 절연 재료는 예를 들어, 알칼리 금속 칼코게나이드(산화물, 황화물, 셀렌 화물, 텔루르화물), 알칼리 토금속 칼코게나이드, 알칼리 금속의 할로겐화물 및 알칼리 토금속의 할로겐화물 등을 들 수 있고, 이들 중 1종 또는 2종 이상을 조합하여 이용할 수 있다.
전자 주입층(193)과 발광층(192) 사이에는 전자 수송층이 더 배치되거나, 전자 주입층(193)이 전자 주입 물질 외에 전자 수송 물질을 더 포함할 수 있다. 상기 전자 수송층은 공통 전극(180) 및 전자 주입층(193)으로부터 주입된 전자를 발광층(192)으로 수송하는 역할을 할 수 있다. 상기 전자 수송층 및/또는 전자 수송 물질은 예를 들어, 트리스(8-퀴놀리놀라토)알루미늄(Alq3) 등의 8-퀴놀리놀 내지 그 유도체를 배위자로 하는 유기 금속 착체 등의 퀴놀린 유도체, 옥사디아졸 유도체, 페릴렌 유도체, 피리딘 유도체, 피리미딘 유도체, 퀴녹살린 유도체, 디페닐퀴논 유도체, 및 니트로 치환 플루오렌 유도체 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
발광 소자층(190)과 화소 정의막(126) 상에는 공통 전극(180)이 배치된다. 공통 전극(180)은 발광 소자의 캐소드 전극일 수 있다. 공통 전극(180)은 화소(PX)의 발광 영역(EMA)뿐만 아니라 비발광 영역(NEA)에도 배치될 수 있다. 즉, 공통 전극(180)은 각 화소(PX)의 전면에 배치될 수 있다. 공통 전극(180)은 Li, Ca, LiF/Ca, LiF/Al, Al, Mg, Ag, Pt, Pd, Ni, Au Nd, Ir, Cr, BaF, Ba 또는 이들의 화합물이나 혼합물(예를 들어, Ag와 Mg의 혼합물 등)과 같은 일함수가 작은 물질층을 포함할 수 있다. 공통 전극(180)은 상기 일함수가 작은 물질층 상에 배치된 투명 금속 산화물층을 더 포함할 수 있다.
도면으로 도시하지는 않았지만, 공통 전극(180) 상부에는 봉지막이 배치될 수 있다. 봉지막은 무기막을 포함할 수 있다. 일 실시예에서 봉지막은 제1 무기막, 제1 무기막 상부의 유기막, 유기막 상부의 제2 무기막을 포함할 수 있다.
상술한 일 실시예에 따른 표시 장치에 의하면, 화소 정의막(126) 표면의 불소기에 의해 화소 정의막(126) 표면의 발액성이 향상될 수 있다. 이에 따라, 특정 화소(PX)의 화소 정의막(126)의 개구부 내에 발광 소자층(190)을 용이하게 형성할 수 있다.
아울러, 정공 주입층(191)이 화소 전극(170) 상에 배치되는 접착 촉진층(SAM)을 포함함으로써, 화소 전극(170)에 대한 정공 주입층(191)의 젖음성(또는, 웨팅성(wettability))이 향상될 수 있다. 이에 따라, 정공 주입층(191)이 화소 전극(170)의 일면 상에 밀착되어 균일하게 형성될 수 있으므로, 정공 주입성 및 발광 효율을 향상시킬 수 있다.
계속해서, 상술한 실시예들에 따른 표시 장치의 제조 방법에 대해 설명한다.
도 7 내지 도 11은 일 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법의 공정 단계별 단면도들이다. 이하에서는 도 1 내지 도 6과 실질적으로 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 부호로 나타내고 자세한 부호를 생략한다.
도 7을 참조하면, 먼저 화소 전극(170) 등이 형성된 기판(100)을 준비하고, 기판(100) 상에 화소 전극(170)을 노출하는 개구부를 포함하는 화소 정의막(126)을 형성한다. 화소 전극(170)을 포함한 기판(100)은 도 1 내지 도 6을 참조하여 설명한 바 있으므로, 중복되는 내용은 생략한다.
화소 정의막(126)은 기판(100) 상에 예를 들어, 아크릴계 수지(polyacrylates resin), 에폭시 수지(epoxy resin), 페놀 수지(phenolic resin), 폴리아미드계 수지(polyamides resin), 폴리이미드계 수지(polyimides rein), 불포화 폴리에스테르계 수지(unsaturated polyesters resin), 폴리페닐렌계 수지(polyphenylenethers resin), 폴리페닐렌설파이드계 수지(polyphenylenesulfides resin) 및 벤조사이클로부텐(benzocyclobutene, BCB) 중 적어도 하나의 유기 물질을 포함하는 유기막을 형성한 후, 노광 및 현상 공정을 통해 패터닝하여 형성될 수 있다.
도 8을 참조하면, 이어서 화소 정의막(126)의 일면을 플라즈마 처리(P)한다. 플라즈마 처리(P)를 통해 화소 정의막(126)의 표면에 불소기를 도입하여 화소 정의막(126)의 표면에 발액성을 부여할 수 있다. 화소 정의막(126) 표면의 발액성으로 인해 화소 정의막(126)의 개구부 내에 후술할 발광 소자층(190)을 용이하게 형성할 수 있다. 불소기 도입을 위해, 플라즈마 처리(P)는 SiF4, CF4, C3F8, C2F6, CHF3, CClF3, NF3, 및 SF6 중 적어도 하나를 포함하는 반응 가스를 이용할 수 있으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 플라즈마 처리(P)를 통해 화소 전극(170) 상에 존재할 수 있는 잔여물 또는 잔막을 제거할 수 있다. 이 경우, 화소 전극(170)의 잔여물 또는 잔막을 제거하기 위한 별도의 디스컴(Descum) 공정을 생략할 수 있다. 즉, 소자 특성을 개선함과 동시에 공정 경제성을 확보할 수 있다.
도 9를 참조하면, 이어서 정공 주입 물질(191')과 접착 촉진 물질(SAM')을 혼합한 혼합 잉크(MI)를 화소 정의막(126)의 개구부에 의해 노출된 화소 전극(170) 상에 제공한다. 이와 같이 정공 주입 물질(191')과 접착 촉진 물질(SAM')을 혼합하여 정공 주입층(191)을 형성하는 경우, 화소 전극(170)에 대한 혼합 잉크(MI)의 젖음성(또는, 웨팅성(wettability))이 향상될 수 있다. 따라서, 혼합 잉크(MI)가 화소 전극(170)의 일면 상에 밀착되어 균일하게 도포될 수 있다.
정공 주입 물질(191')은 예를 들어, 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜/스티렌술폰산)(PEDOT/PSS), 폴리티오펜 및 그 유도체, 폴리아닐린 및 그 유도체, 폴리피롤 및 그 유도체 중 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.
접착 촉진 물질(SAM')은 자기조립 물질로서, 예를 들어, APS[(3-aminopropyl)trimethoxysilane)], MUA(11-mercaptoundecanoic acid), DET[(3-trimethoxysilylpropyl)diethylenetriamine], EDA[N-(2-aminoethyl)-3-aminopropyl trimethoxysilane], VTES(vinyltriethoxysilane), GPTMS(3-glycidoxypropyltrimethoxysilane), MPTMS(3-methacryloxypropyltrimethoxysilane), PFS(perfluorodecyltrichlorosilane), OTS(octadecyltrichlorosilane), OTMS(octadecyltrimethoxysilane), HDT(1-hexadecanethiol), FDTS[(heptadecafluoro-1,1,2,2,-tetrahydrodecyl)trichlorosilane], FOTS(1H,1H,2H,2H-perfluorodecyltrichlorosilane-perfluorodecyltrichlorosilane), PFBT(pentafluorobenzenethiol), DDMS(dichlorodimethylsilane) 중 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.
접착 촉진 물질(SAM')이 자기조립 물질을 포함하는 경우, 접착 촉진 물질(SAM')이 화소 전극(170)의 표면 상에 화학 흡착되어 자기조립 단분자막이 형성될 수 있다. 이 경우, 접착 촉진 물질(SAM')의 반응기는 화소 전극(170)의 표면과 직접적인 화학 결합을 형성할 수 있다.
실시예에 따라, 접착 촉진 물질(SAM')은 계면활성제를 더 포함할 수 있다. 상기 계면활성제는 특별히 제한되지 않으며, 당해 기술분야에서 사용되는 비이온성 계면활성제, 양이온성 계면활성제, 및/또는 음이온성 계면활성제 등을 포함할 수 있다.
혼합 잉크(MI)는 예를 들어, 잉크젯 프린팅(Inkjet Printing) 방식에 의해 화소 정의막(126)의 개구부 내에 도포될 수 있다. 혼합 잉크(MI)는 잉크젯 프린팅 장치(IP)로부터 토출되어 화소 정의막(126)에 의해 구획된 영역 내에 각각 도포될 수 있다. 상술한 바와 같이, 화소 정의막(126) 표면의 불소기에 의해 발액성이 향상됨에 따라 혼합 잉크(MI)가 화소 정의막(126)을 넘어 인접 화소(PX)의 발광 영역(EMA)을 침범하는 것을 방지할 수 있으므로, 특정 화소(PX)의 화소 정의막(126)의 개구부 내에 국부적으로 혼합 잉크(MI)가 도포될 수 있다.
도 10을 참조하면, 이어서 혼합 잉크(MI)의 용매를 건조하여 각 화소(PX) 별로 접착 촉진층(SAM) 및 정공 주입층(191)을 형성한다. 상술한 바와 같이, 혼합 잉크(MI)를 사용하여 접착 촉진층(SAM)과 정공 주입층(191)이 동일한 공정에 의해 형성되는 경우, 정공 주입층(191)은 접착 촉진 물질(SAM')을 미량으로 함유할 수 있다.
도 11을 참조하면, 이어서 정공 주입층(191) 상에 발광층(192), 전자 주입층(193), 및 공통 전극(180)을 형성한다. 발광층(192)은 상술한 잉크젯 프린팅 방식에 의해 형성될 수 있으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. 전자 주입층(193) 및/또는 공통 전극(180)은 증착 공정에 의해 형성되며, 예시적으로 진공 증착법 또는 스퍼터링이 이용될 수 있지만 이에 제한되는 것은 아니다. 발광층(192), 전자 주입층(193), 및 공통 전극(180)을 형성하여 도 3에 도시된 바와 같은 표시 장치가 완성될 수 있다.
상술한 일 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법에 의하면, 플라즈마 처리(P)를 통해 화소 정의막(126)의 표면에 불소기를 도입하여 화소 정의막(126)의 표면에 발액성을 부여함으로써, 화소 정의막(126)의 개구부 내에 발광 소자층(190)을 용이하게 형성할 수 있음은 앞서 설명한 바와 같다.
아울러, 혼합 잉크(MI)가 정공 주입 물질(191')뿐만 아니라 접착 촉진 물질(SAM')을 포함함으로써, 화소 전극(170)에 대한 혼합 잉크(MI)의 젖음성(또는, 웨팅성(wettability))이 향상될 수 있다. 따라서, 정공 주입층(191)이 화소 전극(170)의 일면 상에 밀착되어 균일하게 형성될 수 있으므로, 정공 주입성 및 발광 효율을 향상시킬 수 있음은 앞서 설명한 바와 같다.
이하, 다른 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법에 대해 설명하기로 한다. 중복되는 설명은 생략하며 차이점을 중심으로 설명한다.
도 12 내지 도 15는 다른 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법의 공정 단계별 단면도들이다.
도 12 내지 도 15는 표시 장치의 제조 방법의 일부 공정을 도시하며, 도 9 및 도 10에 도시된 공정 단계에 대응될 수 있다. 본 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법은 도 8의 플라즈마 처리(F) 단계 이후, 접착 촉진층(SAM)과 정공 주입층(191)을 각각 형성한다는 점에서 도 9 및 도 10의 공정 단계와 상이하다.
도 12를 참조하면, 화소 정의막(126)의 개구부에 의해 노출된 화소 전극(170) 상에 제1 잉크(I1)를 제공한다. 제1 잉크(I1)는 용매 내에 분산된 접착 촉진 물질(SAM')로서 자기조립 물질을 포함할 수 있다. 이 경우, 접착 촉진 물질(SAM')의 반응기는 화소 전극(170)의 표면과 직접적인 화학 결합을 형성할 수 있다. 접착 촉진 물질(SAM')은 도 9를 참조하여 설명한 바 있으므로, 중복되는 내용은 생략한다. 제1 잉크(I1)는 예를 들어, 잉크젯 프린팅 방식에 의해 화소 정의막(126)의 개구부 내에 도포될 수 있다. 제1 잉크(I1)는 잉크젯 프린팅 장치(IP)로부터 토출되어 화소 정의막(126)에 의해 구획된 영역 내에 국부적으로 도포될 수 있다. 이에 따라, 제1 잉크(I1)에 의해 화소 정의막(126) 상면의 발액성이 저하되는 것을 최소화하면서도 화소 전극(170)의 표면 특성을 용이하게 조절할 수 있다.
도 13을 참조하면, 이어서 제1 잉크(I1)의 용매를 건조하여 각 화소(PX) 별로 접착 촉진층(SAM)을 형성한다. 접착 촉진층(SAM)은 자기조립 단분자막으로서, 화소 전극(170)의 표면 상에 화학 흡착되어 화소 전극(170)의 표면 특성을 용이하게 조절할 수 있다. 이에 따라, 화소 전극(170)에 대한 제2 잉크(I2)의 젖음성(또는, 웨팅성(wettability))이 향상될 수 있으므로, 소자 특성을 개선할 수 있다.
도 14를 참조하면, 이어서 화소 정의막(126)의 개구부 내의 접착 촉진층(SAM) 상에 제2 잉크(I2)를 제공한다. 제2 잉크(I2)는 용매 내에 분산된 정공 주입 물질(191')을 포함할 수 있다. 정공 주입 물질(191')은 도 9를 참조하여 설명한 바 있으므로, 중복되는 내용은 생략한다. 제2 잉크(I2)는 예를 들어, 상술한 잉크젯 프린팅 방식에 의해 화소 정의막(126)의 개구부 내에 도포될 수 있다. 제2 잉크(I2)는 잉크젯 프린팅 장치(IP)로부터 토출되어 화소 정의막(126)에 의해 구획된 영역 내에 각각 도포될 수 있다. 이때, 제2 잉크(I2)는 접착 촉진층(SAM)에 의해 젖음성(또는, 웨팅성(wettability))이 향상될 수 있으므로, 화소 전극(170) 상에 균일하게 도포될 수 있다.
도 15를 참조하면, 이어서 제2 잉크(I2)의 용매를 건조하여 접착 촉진층(SAM) 상에 정공 주입층(191)을 형성한다. 이후, 도 11과 실질적으로 동일한 후속 공정을 진행하여 도 3에 도시된 바와 같은 표시 장치를 제조할 수 있다.
본 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법에 의하면, 화소 전극(170) 상에 접착 촉진층(SAM)을 형성하고, 접착 촉진층(SAM) 상에 정공 주입층(191) 형성을 위한 제2 잉크(I2)를 제공함으로써 화소 전극(170)에 대한 제2 잉크(I2)의 젖음성(또는, 웨팅성(wettability))이 향상될 수 있다. 따라서, 정공 주입층(191)이 화소 전극(170)의 일면 상에 밀착되어 밀착되어 균일하게 형성될 수 있으므로, 정공 주입성 및 발광 효율을 향상시킬 수 있음은 앞서 설명한 바와 같다.
본 실시예와 관련된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상기된 기재의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 방법들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
1: 표시 장치
10: 표시 패널
PX: 화소들
EMA: 발광 영역
NEA: 비발광 영역
170: 화소 전극
180: 공통 전극
190: 발광 소자층
191: 정공 주입층
192: 발광층
193: 전자 주입층
SAM: 접착 촉진층

Claims (20)

  1. 복수의 화소들이 정의된 기판;
    상기 기판 상의 상기 화소들마다 배치된 화소 전극;
    상기 화소들의 경계를 따라 배치되며, 상기 화소 전극을 노출하는 개구부를 포함하는 화소 정의막;
    상기 화소 정의막의 상기 개구부 내에서 상기 화소 전극 상에 배치된 발광층; 및
    상기 화소 전극과 상기 발광층 사이에 배치된 정공 주입층을 포함하되,
    상기 정공 주입층은 상기 화소 전극 상에 배치된 접착 촉진층을 포함하는 표시 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 화소 정의막의 표면은 발액성을 갖는 표시 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 화소 정의막의 표면은 불소기(Fluoro group)를 포함하는 표시 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 접착 촉진층은 자기조립 단분자막인 표시 장치.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 접착 촉진층은 상기 화소 정의막의 상기 개구부 내에 배치된 표시 장치.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 접착 촉진층은 실록산 화합물 및/또는 인산 화합물을 포함하는 표시 장치.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 접착 촉진층은 상기 화소 전극의 표면과 규소-산소(Si-O) 및/또는 인-산소(P-O) 결합을 이루는 표시 장치.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 접착 촉진층은 상기 화소 전극의 전면 상에 배치된 표시 장치.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 접착 촉진층은 상기 화소 전극 상에 부분적으로 배치된 표시 장치.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 정공 주입층 내에 분산된 자기조립 물질을 더 포함하는 표시 장치.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 자기조립 물질은 APS[(3-aminopropyl)trimethoxysilane], MUA(11-mercaptoundecanoic acid), DET[(3-trimethoxysilylpropyl)diethylenetriamine], EDA[N-(2-aminoethyl)-3-aminopropyl trimethoxysilane], PFS(perfluorodecyltrichlorosilane), OTS(octadecyltrichlorosilane), VTES(vinyltriethoxysilane), GPTMS(3-glycidoxypropyltrimethoxysilane), MPTMS(3-methacryloxypropyltrimethoxysilane), PFS(perfluorodecyltrichlorosilane), OTS(octadecyltrichlorosilane), OTMS(octadecyltrimethoxysilane), HDT(1-hexadecanethiol), FDTS[(heptadecafluoro-1,1,2,2,-tetrahydrodecyl)trichlorosilane], FOTS(1H,1H,2H,2H-perfluorodecyltrichlorosilane-perfluorodecyltrichlorosilane), 및 PFBT(pentafluorobenzenethiol), DDMS(dichlorodimethylsilane) 중 적어도 하나를 포함하는 표시 장치.
  12. 화소 전극을 포함하는 기판을 준비하는 단계;
    상기 기판 상에 상기 화소 전극을 노출하는 개구부를 포함하는 화소 정의막을 제공하는 단계;
    상기 화소 정의막의 상기 개구부 내에 접착 촉진층 및 정공 주입층을 제공하는 단계; 및
    상기 정공 주입층 상에 발광층을 제공하는 단계를 포함하는 표시 장치의 제조 방법.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 접착 촉진층 및 상기 정공 주입층을 제공하는 단계는 접착 촉진 물질과 정공 주입 물질을 혼합한 잉크를 상기 개구부 내에 제공하는 단계를 포함하는 표시 장치의 제조 방법.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 접착 촉진 물질은 자기조립 물질을 포함하는 표시 장치의 제조 방법.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 접착 촉진 물질은 계면활성제를 더 포함하는 표시 장치의 제조 방법.
  16. 제12 항에 있어서,
    상기 접착 촉진층 및 상기 정공 주입층을 제공하는 단계는,
    접착 촉진 물질을 상기 개구부 내에 제공하여 상기 접착 촉진층을 제공하는 단계; 및
    상기 접착 촉진층 상에 정공 주입 물질을 제공하는 단계를 포함하는 표시 장치의 제조 방법.
  17. 제16 항에 있어서,
    상기 접착 촉진 물질 및 상기 정공 주입 물질은 잉크젯 프린팅에 의해 제공되는 표시 장치의 제조 방법.
  18. 제12 항에 있어서,
    상기 화소 정의막을 제공하는 단계는 상기 화소 정의막의 일면 상에 플라즈마 처리하는 단계를 더 포함하는 표시 장치의 제조 방법.
  19. 제18 항에 있어서,
    상기 플라즈마 처리하는 단계는 상기 화소 정의막의 일면 상에 불소기(Fluoro group)를 도입하여 상기 화소 정의막의 표면에 발액성을 부여하는 표시 장치의 제조 방법.
  20. 제18 항에 있어서,
    상기 플라즈마 처리는 SiF4, CF4, C3F8, C2F6, CHF3, CClF3, NF3, 및 SF6 중 적어도 하나를 포함하는 반응 가스를 이용하는 표시 장치의 제조 방법.
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