KR20220033650A - 반사 전극 및 이를 포함하는 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

반사 전극은 알루미늄(Al), 철(Fe) 및 바나듐(V)을 포함하는 반사층을 포함하며, 반사층에 포함된 철의 함량은 0.5 원자% 이하일 수 있다.

Description

반사 전극 및 이를 포함하는 표시 장치{REFLECTIVE ELECTRODE AND DISPLAY DEVICE HAVING THE SAME}
본 발명은 반사 전극에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 반사 전극 및 이러한 반사 전극을 포함하는 표시 장치에 관한 것이다.
표시 장치는 복수의 화소들을 포함할 수 있다. 복수의 화소들 각각은 화소 전극 및 화소 전극에 전기적으로 연결된 발광 소자를 포함할 수 있다. 발광 소자는 화소 전극을 통해 전기적 신호를 전송받을 수 있으며, 전송받은 전기적 신호의 세기에 대응하는 휘도를 가진 빛을 발광할 수 있다. 표시 장치는 복수의 발광 소자들에서 발광하는 빛을 조합하여 영상을 표시할 수 있다.
발광 소자에서 발광하는 빛이 화소 내부로 흡수될 경우, 표시 장치가 표시하는 영상의 휘도가 저하되어 표시 효율이 낮아질 수 있다. 이를 해결하기 위해, 화소 전극으로 반사 전극이 사용될 수 있다. 반사 전극은 발광 소자에서 발광하는 빛을 반사하여, 빛이 화소 내부로 흡수되지 않도록 할 수 있다. 반사 전극은 반사율이 100% 이상인 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 반사 전극은 알루미늄을 포함할 수 있다. 하지만, 알루미늄은 내열성이 상대적으로 낮아, 표시 장치 제조 공정에서 공정성이 저하될 수 있다. 따라서, 반사 전극으로 알루미늄 합금을 이용하는 방법이 연구되고 있다.
본 발명의 일 목적은 반사율이 100% 이상이며, 내열성이 상대적으로 높은 반사 전극을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 표시 효율이 높은 표시 장치를 제공하는 것이다.
다만, 본 발명의 목적이 이와 같은 목적들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.
전술한 본 발명의 일 목적을 달성하기 위하여, 실시예들에 따른 반사 전극은 알루미늄(Al), 철(Fe) 및 바나듐(V)을 포함하는 반사층을 포함하며, 상기 반사층에 포함된 상기 철의 함량은 0.5 원자% 이하일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 반사층에 포함된 상기 철의 함량과 상기 반사층에 포함된 상기 바나듐의 함량의 합은 0.5 원자% 이하일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 반사층에 포함된 상기 알루미늄의 함량은 99.5 원자% 이상일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 반사층에 포함된 상기 철의 함량은 상기 반사층에 포함된 상기 바나듐의 함량보다 클 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 반사층에 포함된 상기 철 원자의 함량과 상기 반사층에 포함된 상기 바나듐 원자의 함량의 비는 10:1일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 반사층의 두께는 700 옹스트롬 이상일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 반사 전극은 상기 반사층의 제1 면에 배치되는 도전성 산화물층을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 반사 전극은 상기 반사층의 제1 면과 반대되는 제2 면에 배치되는 배리어층을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 배리어층은 ITO(인듐 틴 옥사이드), Ti(티타늄) 또는 TiN(티타늄 나이트라이드)를 포함할 수 있다.
전술한 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위하여, 실시예들에 따른 표시 장치는 기판, 상기 기판 상에 배치되는 트랜지스터 및 상기 트랜지스터와 전기적으로 연결되며, 상기 트랜지스터 상에 배치되는 반사 전극을 포함하며, 상기 반사 전극은 알루미늄, 철 및 바나듐을 포함하는 반사층을 포함하며, 상기 반사층에 포함된 상기 철의 함량과 상기 반사층에 포함된 상기 바나듐의 함량의 합은 0.5 원자% 이하일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 반사층에 포함된 상기 알루미늄의 함량은 99.5 원자% 이상일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 반사층에 포함된 상기 철 원자의 함량과 상기 반사층에 포함된 상기 바나듐 원자의 함량의 비는 10:1일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 반사 전극은 상기 반사층의 하면에 배치되는 도전성 산화물층을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 반사 전극은 상기 반사층의 상면에 배치되는 배리어층을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 배리어층은 ITO(인듐 틴 옥사이드), Ti(티타늄) 또는 TiN(티타늄 나이트라이드)를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 표시 장치는 반사 전극 상에 배치되는 발광층 및 상기 발광층 상에 배치되는 투과 전극을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 반사 전극은 애노드이고, 상기 투과 전극은 캐소드일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 표시 장치는 상기 반사 전극과 상기 트랜지스터 사이에 배치되고, 격벽 개구를 포함하는 격벽을 더 포함하며, 상기 반사 전극은 상기 격벽의 측면을 커버할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 표시 장치는 상기 격벽 개구 상에 배치되는 발광층을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 표시 장치는 상기 반사 전극 상에 배치되는 제1 투과 전극 및 제2 투과 전극을 더 포함하고, 상기 제1 투과 전극 및 상기 제2 투과 전극은 상기 발광층과 전기적으로 연결될 수 있다.
반사 전극은 반사층을 포함할 수 있고, 반사층은 알루미늄, 철 및 바나듐을 포함할 수 있다. 이에 따라, 순수한 알루미늄의 반사율보다 반사율이 같거나 크며, 순수한 알루미늄의 내열성보다 내열성이 큰 반사 전극이 제공될 수 있다.
표시 장치는 반사 전극을 포함할 수 있으며, 반사 전극은 반사층을 포함할 수 있다. 반사층은 알루미늄, 철 및 바나듐을 포함할 수 있다. 이에 따라, 표시 효율이 증가한 표시 장치를 제공할 수 있다.
다만, 본 발명의 효과가 전술한 효과들에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 화소를 나타내는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 화소를 나타내는 단면도이다.
도 4는 도 2의 2A를 확대한 단면도이다.
도 5a 내지 도 5e는 반사층 식각 공정을 나타낸 단면도들이다.
도 6은 도 5e의 노출부(500A)를 나타내는 사진들이다.
도 7은 반사층의 표면을 나타내는 사진들이다.
도 8은 반사층의 조성에 따른 반사율을 도시한 그래프이다.
도 9은 반사층의 조성에 따른 비저항을 도시한 그래프이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 실시예들에 따른 반사 전극 및 이를 포함한 표시 장치를 보다 상세하게 설명한다. 첨부된 도면들 상의 동일한 구성 요소들에 대해서는 동일하거나 유사한 참조 부호들을 사용한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 나타내는 블록도이다.
도 1을 참조하면, 표시 장치(100)는 표시 영역(DP)과 비표시 영역(ADP)을 포함하는 표시 패널(PN), 비표시 영역(ADP) 에 배치되는 게이트 구동회로(GDV), 데이터 구동회로(DDV) 및 타이밍 제어부(CON)를 포함할 수 있다.
표시 영역(DP)은 복수의 게이트 라인들(GL1 ~ GLn), 복수의 데이터 라인들(DL1 ~ DLm) 및 복수의 화소들(P)을 포함할 수 있다. 복수의 게이트 라인들(GL1 ~ GLn)은 복수의 데이터 라인들(DL1 ~ DLm)과 절연되게 교차한다. 복수의 화소들(P)은 대응하는 게이트 라인과 데이터 라인에 전기적으로 연결된다. 복수의 화소들(P)은 각각 발광 소자들을 포함할 수 있다. 표시 영역(DP)은 상기 발광 소자들을 통해 영상을 표시할 수 있다. 예를 들어, 상기 발광 소자들은 유기 발광 다이오드(organic light emitting diode; OLED), 퀀텀-닷 유기 발광 다이오드(quantum-dot organic light emitting diode; QDOLED), 퀀텀-닷 나노 발광 다이오드(quantum-dot nano light emitting diode; QNED) 중에서 어느 하나를 포함할 수 있다.
타이밍 제어부(CON)는 외부로부터 제공되는 제어 신호(CTRL) 및 입력 영상 데이터(IDAT)에 기초하여 게이트 제어 신호(GCTRL), 데이터 제어 신호(DCTRL) 및 출력 영상 데이터(ODAT)를 생성할 수 있다. 예를 들어, 제어 신호(CTRL)는 수직 동기 신호, 수평 동기 신호, 입력 데이터 인에이블 신호, 마스터 클록 신호 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 입력 영상 데이터(IDAT)는 적색 영상 데이터, 녹색 영상 데이터 및 청색 영상 데이터를 포함하는 RGB 데이터일 수 있다. 또는, 입력 영상 데이터(IDAT)는 마젠타섹 영상 데이터, 시안색 영상 데이터, 황색 영상 데이터를 포함할 수도 있다.
게이트 구동회로(GDV)는 타이밍 제어부(CON)로부터 제공되는 게이트 제어 신호(GCTRL)에 기초하여 게이트 신호들을 생성할 수 있다. 예를 들어, 게이트 제어 신호(GCTRL)는 수직 개시 신호, 클록 신호, 게이트 오프 신호 등을 포함할 수 있다.
게이트 구동회로(GDV)는 복수의 게이트 라인들(GL1 ~ GLn)을 통해 화소들(P)과 전기적으로 연결되며, 상기 게이트 신호들을 순차적으로 출력할 수 있다. 화소들(P) 각각은 상기 게이트 신호들 각각의 제어에 따라 데이터 전압을 제공받을 수 있다.
데이터 구동회로(DDV)는 타이밍 제어부(CON)로부터 제공되는 데이터 제어 신호(DCTRL) 및 출력 영상 데이터(ODAT)에 기초하여 상기 데이터 전압을 생성할 수 있다. 예를 들어, 데이터 제어 신호(DCTRL)는 출력 데이터 인에이블 신호, 수평 개시 신호, 로드 신호 등을 포함할 수 있다.
데이터 구동회로(DDV)는 복수의 데이터 라인들(DL1 ~ DLm)을 통해 화소들(P)과 전기적으로 연결되며, 복수의 데이터 전압들을 생성할 수 있다. 상기 화소들(P) 각각은 상기 데이터 전압들 각각에 상응하는 휘도에 대한 전기적 신호를 받아 영상을 표시할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 화소(P)를 나타내는 단면도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 화소(P)는 기판(200), 버퍼층(210), 액티브층(10), 소스 전극(11), 드레인 전극(12), 게이트 전극(13), 게이트 절연층(220), 제1 절연층(230), 제2 절연층(240), 반사 전극(RE), 화소 정의막(PDL), 발광층(EL) 및 투과 전극(250)을 포함할 수 있다.
기판(200)은 유리, 석영, 플라스틱 등을 포함하는 절연성 기판일 수 있다. 기판(200) 상에는 버퍼층(210)이 배치될 수 있다. 버퍼층(210)은 기판(200)을 통해 산소, 수분 등과 같은 불순물들이 기판(200) 상부로 확산되는 것을 차단할 수 있다. 또한, 버퍼층(210)은 실리콘 산화물, 실리콘 질화물, 실리콘 산질화물 등과 같은 무기 절연 물질을 포함할 수 있다.
버퍼층(110) 상에는 액티브층(10)이 배치될 수 있다. 액티브층(10)은 다결정 실리콘, 비정질 실리콘 또는 산화물 반도체 등으로 형성될 수 있다.
액티브층(10) 상에는 게이트 절연층(220)이 배치될 수 있다. 게이트 절연층(220)은 액티브층(10)을 덮으며 버퍼층(210) 상에 배치될 수 있다. 게이트 절연층(220)은 액티브층(10)으로부터 액티브층(10) 상에 배치되는 게이트 전극(13)을 절연시킬 수 있다. 게이트 절연층(220)은 실리콘 산화물, 실리콘 질화물, 실리콘 산질화물 등과 같은 무기 절연 물질을 포함할 수 있다.
게이트 절연층(220) 상에는 게이트 전극(13)이 배치될 수 있다. 게이트 전극(13)은 몰리브덴(Mo), 구리(Cu) 등과 같은 도전 물질을 포함할 수 있다.
게이트 전극(13) 상에는 제1 절연층(230)이 배치될 수 있다. 제1 절연층(230)은 게이트 전극(13)을 덮으며 게이트 절연층(220)상에 배치될 수 있다. 제1 절연층(230)은 게이트 전극(13)으로부터 게이트 전극(13) 상에 배치되는 소스 전극(11) 및 드레인 전극(12)을 절연시킬 수 있다. 제1 절연층(230)은 실리콘 산화물, 실리콘 질화물, 실리콘 산질화물 등과 같은 무기 절연 물질을 포함할 수 있다.
제1 절연층(230) 상에는 소스 전극(11) 및 드레인 전극(12)이 배치될 수 있다. 소스 전극(11) 및 드레인 전극(12)은 액티브층(10)에 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들면, 소스 전극(11)은 제1 절연층(230) 및 게이트 절연층(220)에 형성되는 접촉 구멍을 통해 액티브층(10)의 일 측과 접촉하고, 드레인 전극(12)은 제1 절연층(230) 및 게이트 절연층(220)에 형성되는 접촉 구멍을 통해 액티브층(10)의 타 측과 접촉할 수 있다. 소스 전극(11) 및 드레인 전극(12)은 알루미늄(Al), 티타늄(Ti), 구리(Cu) 등과 같은 도전 물질을 포함할 수 있다. 액티브층(10), 소스 전극(11), 드레인 전극(12) 및 게이트 전극(13)은 트랜지스터(TR)를 구성할 수 있다.
소스 전극(11) 및 드레인 전극(12) 상에는 제2 절연층(240)이 배치될 수 있다. 제2 절연층(240)은 소스 전극(11) 및 드레인 전극(12)을 덮으며 제1 절연층(230)상에 배치될 수 있다. 제2 절연층(240)은 트랜지스터(TR) 상부에 평탄한 면을 제공할 수 있다. 제2 절연층(240)은 실리콘 산화물, 실리콘 질화물, 실리콘 산질화물 등과 같은 무기 절연 물질 및/또는 폴리이미드(PI) 등과 같은 유기 절연 물질을 포함할 수 있다.
제2 절연층(240) 상에는 반사 전극(RE)이 배치될 수 있다. 반사 전극(RE)은 도전 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 반사 전극(RE)은 알루미늄(Al), 철(Fe) 및 바나듐(V)을 포함할 수 있다. 반사 전극(RE)의 구조에 대해서는 도 4를 참조하여 후술한다. 반사 전극(RE)은 드레인 전극(12)에 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들면, 반사 전극(RE)은 제2 절연층(240)에 형성되는 접촉 구멍을 통해 드레인 전극(12)의 일 측과 접촉할 수 있다.
반사 전극(RE) 상에는 화소 정의막(PDL)이 배치될 수 있다. 화소 정의막(PDL)은 반사 전극(RE)의 일부를 덮으며 제2 절연층(240) 상에 배치될 수 있다. 화소 정의막(PDL)은 반사 전극(RE)의 적어도 일부를 노출하는 화소 개구를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 화소 개구는 반사 전극(RE)의 중앙부를 노출하고, 화소 정의막(PDL)은 반사 전극(RE)의 주변부를 덮을 수 있다. 화소 정의막(PDL)은 폴리이미드(PI) 등과 같은 유기 절연 물질을 포함할 수 있다. 반사 전극(RE)은 애노드 또는 캐소드일 수 있다.
반사 전극(RE) 상에는 발광층(EL)이 배치될 수 있다. 발광층(EL)은 상기 화소 개구에 의해 노출된 반사 전극(RE) 상에 배치될 수 있다. 발광층(EL)은 유기 발광 물질 및 양자점 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 발광층(EL)은 반사 전극(RE)을 통해 트랜지스터(TR) 로부터 전기적 신호를 입력받을 수 있다. 발광층(EL)은 상기 전기적 신호의 세기에 대응하는 휘도의 빛을 발광할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 유기 발광 물질은 저분자 유기 화합물 또는 고분자 유기 화합물을 포함할 수 있다. 예를 들면, 저분자 유기 화합물은 구리 프탈로사이아닌(copper phthalocyanine), 다이페닐벤지딘(N,N'-diphenylbenzidine), 트리 하이드록시퀴놀린 알루미늄(tris-(8-hydroxyquinoline)aluminum) 등을 포함할 수 있고, 고분자 유기 화합물은 폴리에틸렌다이옥시티오펜(poly(3,4-ethylenedioxythiophene), 폴리아닐린(polyaniline), 폴리페닐렌비닐렌(poly-phenylenevinylene), 폴리플루오렌(polyfluorene) 등을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 양자점은 II-VI족 화합물, III-V족 화합물, IV-VI족 화합물, IV족 원소, IV족 화합물, 및 이들의 조합을 포함하는 코어를 포함할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 양자점은 코어 및 코어를 둘러싸는 쉘을 포함하는 코어-쉘 구조를 가질 수 있다. 쉘은 코어의 화학적 변성을 방지하여 반도체 특성을 유지하기 위한 보호층의 역할 및 양자점에 전기 영동 특성을 부여하기 위한 충전층(charging layer)의 역할을 수행할 수 있다.
발광층(EL) 상에는 투과 전극(250)이 배치될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 투과 전극(250)은 화소 정의막(PDL) 상에도 배치될 수 있다. 투과 전극(250)은 금속, 합금, 투명 도전성 산화물 등과 같은 도전 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면 투과 전극(250)은 알루미늄(Al), 백금(Pt), 은(Ag), 마그네슘(Mg), 금(Au), 크롬(Cr), 텅스텐(W), 티타늄(Ti) 등을 포함할 수 있다. 투과 전극(250)은 애노드 또는 캐소드일 수 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 화소(P)를 나타내는 단면도이다.
도 3을 참조하면, 제2 절연층(240) 상에 격벽(260)이 배치될 수 있다. 격벽(260)은 무기 절연물 또는 유기 절연물을 포함할 수 있다. 격벽(260)은 제2 절연층(240)을 노출하는 격벽 개구를 포함할 수 있다.
격벽(260) 상에는 반사 전극(RE)이 배치될 수 있다. 반사 전극(RE)은 격벽(260)의 측면을 커버할 수 있으며, 상기 격벽 개구에 의해 노출된 제2 절연층(240)의 일부 표면을 덮을 수 있다. 반사 전극(RE)은 발광층(QN)에서 발광하는 빛을 반사할 수 있다.
제2 절연층(240) 상에는 제3 절연층(270)이 배치될 수 있다. 제3 절연층(270)은 반사 전극(RE)의 일부를 덮을 수 있다. 제3 절연층(270)은 발광층(QN)에서 발광하는 빛을 투과할 수 있다.
제3 절연층(270) 상에는 발광층(QN)이 배치될 수 있다. 발광층(QN)은 GaN(갈륨 나이트라이드)를 포함하는 로드(rod)들을 포함할 수 있다. 발광층(QN)은 제1 투과 전극(PE1) 및 제2 투과 전극(PE2)과 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 로드(rod)들 각각은 제1 투과 전극(PE1) 및 제2 투과 전극(PE2)을 통해 입력되는 전기적 신호를 받아 발광할 수 있다.
발광층(QN)상에는 제4 절연층(280)이 배치될 수 있다. 제4 절연층(280)은 발광층(QN)에서 발광하는 빛을 투과할 수 있다.
반사 전극(RE) 상에는 제1 투과 전극(PE1) 및 제2 투과 전극(PE2)이 배치될 수 있다. 제1 투과 전극(PE1)은 반사 전극(RE)을 통해 트랜지스터(TR)과 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들면, 반사 전극(RE)은 제2 절연층(240) 및 격벽(260)에 형성되는 접촉 구멍을 통해 드레인 전극(12)의 일 측과 접촉할 수 있으며, 제1 투과 전극(PE1)은 반사 전극(RE)과 접촉할 수 있다. 반사 전극(RE)과 제2 투과 전극(PE2) 사이에는 뱅크(290)가 배치될 수 있다. 뱅크(290)는 유기 절연물을 포함할 수 있다. 제2 투과 전극(PE2)은 다른 트랜지스터(미도시)와 전기적으로 연결될 수 있다. 제1 투과 전극(PE1) 및 제2 투과 전극(PE2)은 제3 절연층(270), 발광층(QN) 및 제4 절연층(280)의 일부를 덮을 수 있다.
도 4는 도 2의 2A를 확대한 단면도이다.
도 4를 참조하면, 반사 전극(RE)은 드레인 전극(도 2의 12)과 전기적으로 연결되며, 드레인 전극(도2 의 12)을 통해 전달되는 전기 신호를 발광층(EL)에 전달할 수 있다. 또한, 반사 전극(RE)은 발광층(EL)에서 발광하는 빛을 흡수하지 않고 반사하여 표시 장치의 표시 효율을 높일 수 있다.
반사 전극(RE)은 반사층(30), 도전성 산화물층(31) 및 배리어층(32)을 포함할 수 있다. 반사층(30)의 반사율은 도전성 산화물층(31)의 반사율 및 배리어층(32)의 반사율보다 클 수 있다. 도전성 산화물층(31)은 반사층(30)의 제1 면(30A)에 배치될 수 있다. 도전성 산화물층(31)은 드레인 전극(도 2의 12)과 전기적으로 연결되어, 드레인 전극(도 2의 12)을 통해 전달되는 상기 전기 신호를 반사층(30)에 전달할 수 있다. 도전성 산화물층(31)은 ITO를 포함할 수 있다. 배리어층(32)은 반사층(30)의 제2 면(30B)에 배치될 수 있다. 배리어층(32)은 ITO, Ti 또는 TiN을 포함할 수 있다. 배리어층(32)의 화소 정의막(PDL)에 대한 접착력은 반사층(30)의 화소 정의막(PDL)에 대한 접착력보다 높을 수 있다. 또한, 배리어층(32)의 발광층(EL)에 대한 접착력은 반사층(30)의 발광층(EL)에 대한 접착력보다 높을 수 있다. 이에 따라, 반사층(30)의 제2 면(30B)에 배리어층(32)을 배치한 후, 반사 전극(RE) 상에 화소 정의막(PDL) 및 발광층(EL)을 배치하는 경우, 표시 장치의 내구성이 커질 수 있다.
일 실시예에 있어서, 반사층(30)은 철(Fe)을 포함하는 알루미늄(Al) 합금일 수 있으며, 이 때, 반사층(30)에 포함된 상기 철의 함량은 약 0.5 원자% 이하일 수 있다. 상기 철은 반사층(30) 표면의 거칠기(roughness)를 작게 할 수 있다. 이에 따라, 반사층(30)의 반사율이 증가할 수 있다. 반사층(30)에 포함된 상기 철의 함량이 약 0.5 원자% 보다 클 경우, 반사층(30)이 건식 식각되지 않을 수 있다. 이에 대해서는 도 5 및 도 6을 참조하여 자세히 후술한다.
일 실시예에 있어서, 반사층(30)은 철(Fe) 및 바나듐(V)을 포함하는 알루미늄(Al) 합금일 수 있으며, 이 때, 반사층(30)에 포함된 상기 철의 함량은 약 0.5 원자% 이하일 수 있다. 약 200 ℃ 내지 약 250 ℃의 온도에서의 표시 장치 제조 공정에서, 반사층(30)의 표면의 응력(stress)이 집중되어 반사층(30)의 표면 상에 반구상 돌기물인 힐록(hillock)이 발생할 수 있다. 상기 바나듐은 반사층(30)의 응력을 완화시켜 상기 힐록이 발생하지 않도록 할 수 있다. 이에 대해서는 도 7을 참조하여 자세히 후술한다.
일 실시예에 있어서, 반사층(30)은 철(Fe) 및 바나듐(V)을 포함하는 알루미늄(Al) 합금일 수 있으며, 이 때, 반사층(30)에 포함된 상기 철의 함량과 상기 바나듐의 함량의 합은 약 0.5 원자% 이하이고, 상기 철의 함량과 상기 바나듐의 함량의 비가 약 10:1일 수 있다. 이에 대해서는 도 7 내지 도 9을 참조하여 자세히 후술한다.
일 실시예에 있어서, 반사층(30)의 두께는 약 700 옹스트롬 이상일 수 있다. 반사층(30)의 두께가 약 700 옹스트롬보다 작을 경우, 발광층(EL)에서 발광하는 빛이 반사층(30)을 투과하여 반사층(30)의 반사율이 낮아질 수 있다. 이에 따라, 표시 장치의 표시 효율이 감소할 수 있다.
도 5a 내지 도 5e는 반사층 식각 공정을 나타낸 단면도들이며, 도 6은 도 5e의 노출부(500A)를 나타내는 사진들이다.
도 5a를 참조하면, 기판(500)상에 반사층(30)이 배치될 수 있다. 기판(500)은 무기 절연물, 유기 절연물 또는 도전성 산화물을 포함할 수 있다. 반사층(30)은 알루미늄 및 철을 포함할 수 있다.
도 5b를 참조하면, 반사층(30) 상에 레지스트 패턴(510)을 배치할 수 있다. 레지스트 패턴(510)은 고분자 유기물을 포함할 수 있다. 레지스트 패턴(510)은 반사층(30)의 적어도 일부를 노출하는 제1 개구(511)를 가질 수 있다.
도 5c를 참조하면, 레지스트 패턴(510) 및 반사층(30) 상에 플라즈마(520)를 조사할 수 있다. 상기 플라즈마(520)는 아르곤(Ar) 양이온일 수 있다.
도 5d를 참조하면, 상기 플라즈마에 의해서, 레지스트 패턴(510)에 의해 노출된 반사층(30)의 일부가 제거되며 반사 패턴(530)을 형성할 수 있다. 반사 패턴(530)은 기판(500)의 일부를 노출하는 제2 개구(531)를 가질 수 있다.
도 5e를 참조하면, 레지스트 패턴(510)은 제거될 수 있다. 이 경우, 반사층(30)에 함유된 철의 함량이 약 0.5 원자%보다 클 경우, 제2 개구(531)에 의해 노출된 기판(500)의 노출부(500A)에 반사층(30)의 잔량이 남아 있을 수 있다.
도 6a를 참조하면, 반사층(30)은 알루미늄 및 철을 포함하며, 반사층(30)에 함유된 철의 함량은 약 0.2 원자% 일 수 있다. 이 경우, 반사층(30)의 식각 후, 노출부(500A)에 반사층의 잔량이 남지 않을 수 있다.
도 6b를 참조하면, 반사층(30)은 알루미늄 및 철을 포함하며, 반사층(30)에 함유된 철의 함량은 약 0.4 원자% 일 수 있다. 이 경우, 반사층(30)의 식각 후, 노출부(500A)에 반사층의 잔량이 남지 않을 수 있다.
도 6c를 참조하면, 반사층(30)은 알루미늄 및 철을 포함하며, 반사층(30)에 함유된 철의 함량은 약 0.6 원자% 일 수 있다. 이 경우, 반사층(30)의 식각 후, 노출부(500A)에 반사층의 잔량이 남아 있을 수 있다.
도 7은 반사층의 표면을 나타내는 사진들이다.
도 7을 참조하면, 반사층(도 4의 30)은 3000 옹스트롬 두께의 7cm * 7cm 샘플로 제작되어, 질소(N2) 가스로 채워진 퍼니스(furnace)에서 250℃로 1시간동안 가열된다. 반사층(30)의 조성은 하기의 표 1과 같다.
W0 W1 W2 W3
알루미늄 100 원자 % 99.4 원자% 99.4 원자% 99.78 원자%
철 0 0.45 원자% 0.6 원자% 0.2 원자%
바나듐 0 0.15 원자% 0 0.02 원자%
W0은 알루미늄만으로 이루어진 조성을 의미하며, W1은 알루미늄 약 99.4 원자%, 철 약 0.45 원자%, 바나듐 약 0.15 원자%로 이루어진 조성을 의미한다. W2는 알루미늄 약 99.4 원자%, 철 약 0.6 원자%로 이루어진 조성을 의미하며, W3은 알루미늄 약 99.78 원자%, 철 약 0.2 원자%, 바나듐 약 0.02 원자%로 이루어진 조성을 의미한다. 반사층(30)이 순수한 알루미늄일 경우(W0), 사진 상 검은 점으로 표시되는 힐록이 다수 발생할 수 있다. 반사층(30)이 W2의 조성을 가지는 경우의 힐록은 반사층(30)이 순수한 알루미늄인 경우의 힐록보다 수가 적을 수 있다. 반사층(30)이 W1 또는 W3의 조성을 가지는 경우, 힐록이 발생하지 않을 수 있다. 구체적으로, 알루미늄 및 철을 포함하는 반사층(30)에 바나듐을 첨가할 경우, 힐록 발생을 억제할 수 있다.도 8은 반사층의 조성에 따른 반사율을 도시한 그래프이며, 도 9는 반사층의 조성에 따른 비저항을 도시한 그래프이다.
도 8을 참조하면, 반사층(도 4의 30)이 순수한 알루미늄일 경우, 550nm의 파장을 가지는 빛이 약 100% 반사될 수 있으며, 가시 광선 영역의 파장을 가지는 빛들이 평균적으로 약 100% 반사될 수 있다. 반사층(30)의 조성이 W1일 경우, 550nm의 파장을 가지는 빛이 약 100% 반사될 수 있으며, 가시 광선 영역의 파장을 가지는 빛들이 평균적으로 약 100% 반사될 수 있다. 반사층(30)의 조성이 W2일 경우, 550nm의 파장을 가지는 빛이 약 100% 반사될 수 있으며, 가시 광선 영역의 파장을 가지는 빛들이 평균적으로 약 100% 반사될 수 있다. 반사층(30)의 조성이 W3일 경우, 550nm의 파장을 가지는 빛이 약 103% 반사될 수 있으며, 가시 광선 영역의 파장을 가지는 빛들이 평균적으로 약 103% 반사될 수 있다. 반사층(30)의 조성이 W1일 경우, 가시 광선 영역의 파장에서 순수한 알루미늄과 같거나 더 큰 반사율을 보일 수 있다. 반사층(30)의 조성이 W3일 경우, 가시 광선 영역의 파장에서 순수한 알루미늄보다 더 큰 반사율을 보일 수 있다. 보다 구체적으로, 반사층(30)에 포함된 철의 함량과 바나듐의 함량의 합이 약 0.5 원자% 이하일 경우, 반사층(30)의 반사율은 순수한 알루미늄보다 더 클 수 있다. 구체적으로, 반사층(30)에 포함된 상기 철 원자의 함량과 반사층(30)에 포함된 상기 바나듐 원자의 함량의 비가 약 10:1일 때, 순수한 알루미늄보다 더 큰 반사율을 보일 수 있다.
도 9을 참조하면, 도 9의 그래프는 반사층(도 4의 30)이 3000 옹스트롬 두께의 7cm * 7cm 샘플로 제작되어, 질소(N2) 가스로 채워진 퍼니스(furnace)에서 250℃로 1시간동안 가열된 경우의 비저항 및 면저항(Rs)을 도시한다. 반사층(30)이 순수한 알루미늄일 경우, 약 2.8 μΩcm의 비저항을 가질 수 있다. 반사층(30)이 W1의 조성을 가질 경우, 약 3.2 μΩcm의 비저항을 가지며, 약 0.11Ω/□의 면저항을 가질 수 있다. 반사층(30)이 W2의 조성을 가질 경우, 약 4.1 μΩcm의 비저항을 가지며, 약 0.14Ω/□의 면저항을 가질 수 있다. 반사층(30)이 W3의 조성을 가질 경우, 약 3.3 μΩcm의 비저항을 가지며, 약 0.11Ω/□의 면저항을 가질 수 있다. 반사층(30)이 W2의 조성을 가질 경우의 비저항은 반사층(30)이 W1 또는 W3의 조성을 가질 경우의 비저항값보다 크다. 구체적으로, 반사층(30)에 포함된 철의 함량이 약 0.5 원자%를 초과하는 경우 약 250℃의 고온이 가해지면 비저항이 상대적으로 커질 수 있다. 이에 따라, 전기적 특성이 저하되며, 표시 장치의 표시 효율이 낮아질 수 있다. 반사층(30)이 W2의 조성을 가지는 경우, 약 250℃의 고온이 가해져도 약 3.2 μΩcm정도의 비저항을 가질 수 있다. 구체적으로, 반사층(30)에 포함된 철의 함량이 약 0.5 원자% 이하인 경우, 약 250℃의 고온이 가해져도 상대적으로 낮은 비저항값을 가질 수 있다. 반사층(30)이 W3의 조성을 가지는 경우, 약 250℃의 고온이 가해져도 약 3.3 μΩcm정도의 비저항을 가질 수 있다. 구체적으로, 반사층(30)에 포함된 철의 함량과 바나듐의 함량의 합이 약 0.5 원자% 이하이며, 상기 철 원자의 함량과 상기 바나듐 원자의 함량의 비가 약 10:1인 경우, 약 250℃의 고온이 가해져도 상대적으로 낮은 비저항값을 가질 수 있다.
본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 반사 전극은 컴퓨터, 노트북, 휴대폰, 스마트폰, 스마트패드, 피엠피(PMP), 피디에이(PDA), MP3 플레이어 등에 포함되는 표시 장치의 반사 전극에 적용될 수 있다.
이상, 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 반사 전극 및 표시 장치에 대하여 도면들을 참조하여 설명하였지만, 설시한 실시예들은 예시적인 것으로서 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 수정 및 변경될 수 있을 것이다.
30 : 반사층 31 : 산화물 도전층
32 : 배리어층 RE : 반사 전극
TR : 트랜지스터 250 : 투과 전극

Claims (20)

  1. 알루미늄(Al), 철(Fe) 및 바나듐(V)을 포함하는 반사층을 포함하며,
    상기 반사층에 포함된 상기 철의 함량은 0.5 원자% 이하인 반사 전극.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 반사층에 포함된 상기 철의 함량과 상기 반사층에 포함된 상기 바나듐의 함량의 합은 0.5 원자% 이하인 것을 특징으로 하는 반사 전극.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 반사층에 포함된 상기 알루미늄의 함량은 99.5 원자% 이상인 것을 특징으로 하는 반사 전극.
  4. 제 2항에 있어서, 상기 반사층에 포함된 상기 철의 함량은 상기 반사층에 포함된 상기 바나듐의 함량보다 큰 것을 특징으로 하는 반사 전극.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 반사층에 포함된 상기 철 원자의 함량과 상기 반사층에 포함된 상기 바나듐 원자의 함량의 비는 10:1인 것을 특징으로 하는 반사 전극.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 반사층의 두께는 700 옹스트롬 이상인 것을 특징으로 하는 반사 전극.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 반사층의 제1 면에 배치되는 도전성 산화물층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반사 전극.
  8. 제 9항에 있어서, 상기 반사층의 제1 면과 반대되는 제2 면에 배치되는 배리어층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반사 전극.
  9. 제 10항에 있어서, 상기 배리어층은 ITO(인듐 틴 옥사이드), Ti(티타늄) 또는 TiN(티타늄 나이트라이드)를 포함하는 것을 특징으로 하는 반사 전극.
  10. 기판;
    상기 기판 상에 배치되는 트랜지스터; 및
    상기 트랜지스터와 전기적으로 연결되며, 상기 트랜지스터 상에 배치되는 반사 전극을 포함하며,
    상기 반사 전극은 알루미늄, 철 및 바나듐을 포함하는 반사층을 포함하며,
    상기 반사층에 포함된 상기 철의 함량과 상기 반사층에 포함된 상기 바나듐의 함량의 합은 0.5 원자% 이하인 표시 장치.
  11. 제 10항에 있어서, 상기 반사층에 포함된 상기 알루미늄의 함량은 99.5 원자% 이상인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  12. 제 11항에 있어서, 상기 반사층에 포함된 상기 철 원자의 함량과 상기 반사층에 포함된 상기 바나듐 원자의 함량의 비는 10:1인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  13. 제 10항에 있어서, 상기 반사 전극은 상기 반사층의 하면에 배치되는 도전성 산화물층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  14. 제 13항에 있어서, 상기 반사 전극은 상기 반사층의 상면에 배치되는 배리어층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  15. 제 14항에 있어서, 상기 배리어층은 ITO(인듐 틴 옥사이드), Ti(티타늄) 또는 TiN(티타늄 나이트라이드)를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  16. 제 10항에 있어서, 반사 전극 상에 배치되는 발광층 및 상기 발광층 상에 배치되는 투과 전극을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  17. 제 16항에 있어서, 상기 반사 전극은 애노드이고, 상기 투과 전극은 캐소드인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  18. 제 10항에 있어서, 상기 반사 전극과 상기 트랜지스터 사이에 배치되고, 격벽 개구를 포함하는 격벽을 더 포함하며, 상기 반사 전극은 상기 격벽의 측면을 커버하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  19. 제 18항에 있어서, 상기 격벽 개구 상에 배치되는 발광층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  20. 제 19항에 있어서, 상기 반사 전극 상에 배치되는 제1 투과 전극 및 제2 투과 전극을 더 포함하고, 상기 제1 투과 전극 및 상기 제2 투과 전극은 상기 발광층과 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
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