KR20220079758A - 표시 장치 및 그 제조 방법 - Google Patents

표시 장치 및 그 제조 방법 Download PDF

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홍필순
김준기
심준호
이재훈
정양호
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Abstract

본 발명은 기판; 상기 기판 상에 배치된 제1 전극; 상기 제1 전극 상에 배치되고 상기 제1 전극의 적어도 일부를 노출시키는 제1 개구를 가지며 안료(Pigment)를 포함하는 제1 화소정의막; 및 상기 제1 화소정의막 상에 배치되고 염료(Dye)를 포함하는 제2 화소정의막;을 구비하는, 표시 장치가 제공된다.

Description

표시 장치 및 그 제조 방법{Display apparatus and manufacturing the same}
본 발명은 표시 장치, 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 더 상세하게는 외부광의 반사가 감소된 표시 장치, 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
이미지를 표시하는 표시 장치로서, 유기발광다이오드 표시 장치(Organic Light Emitting Diode Display Apparatus)는 액정 표시 장치와 달리 자체 발광 특성을 갖는다. 따라서, 별도의 광원을 필요로 하지 않으므로 두께와 무게를 줄일 수 있다. 또한, 유기발광다이오드 표시 장치는 낮은 소비 전력, 높은 휘도 및 높은 반응 속도 등의 고품위 특성을 나타낼 수 있다.
전술한 유기발광다이오드 표시 장치는 콘트라스트(contrast) 및 휘도가 좋아야 하는데, 외부광이 밝을 경우 콘트라스트가 좋지 않을 수 있다. 이를 방지하기 위하여 소정의 색상(예, 블랙 등)을 갖는 화소정의막을 형성할 수 있는데, 유색의 화소정의막을 형성하는 공정에서 발생하는 잔여물에 의해 암점이 발생하는 문제가 있다. 본 발명은 전술한 문제를 포함하여 여러 가지 문제를 해결하기 위한 것으로, 외부광에 대한 특성 감소를 방지함과 동시에 암점 발생에 따른 불량을 방지할 수 있는 표시 장치, 및 그 제조 방법을 제공할 수 있다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 관점에 따르면, 기판; 상기 기판 상에 배치된 제1 전극; 상기 제1 전극 상에 배치되고 상기 제1 전극의 적어도 일부를 노출시키는 제1 개구를 가지며 안료(Pigment)를 포함하는 제1 화소정의막; 및 상기 제1 화소정의막 상에 배치되고 염료(Dye)를 포함하는 제2 화소정의막;을 구비하는, 표시 장치가 제공된다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1 화소정의막은 1 이상의 광학밀도를 가질 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1 화소정의막의 광학밀도는 상기 제2 화소정의막의 광학밀도와 같거나 클 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1 화소정의막은 복수의 입자들을 포함하고, 상기 복수의 입자들의 평균 크기는 200 nm 이하일 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제2 화소정의막은 상기 제1 전극의 적어도 일부를 노출시키는 제2 개구를 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1 개구의 폭은 상기 제2 개구의 폭보다 클 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제2 화소정의막은 상기 제1 화소정의막의 상면과 측면을 덮을 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제2 화소정의막은 상기 제1 전극과 직접 접촉할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1 화소정의막은 네거티브 감광 물질을 포함하고, 상기 제2 화소정의막은 포지티브 감광 물질을 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1 화소정의막, 및 상기 제2 화소정의막은 네거티브 감광 물질을 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1 화소정의막, 및 상기 제2 화소정의막은 포지티브 감광 물질을 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1 화소정의막은 포지티브 감광 물질을 포함하고, 상기 제2 화소정의막은 네거티브 감광 물질을 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제2 화소정의막 상에 배치된 스페이서를 더 포함하고, 상기 스페이서는 상기 제2 화소정의막과 동일한 물질을 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1 화소정의막과 상기 스페이서는 서로 다른 물질을 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제2 개구를 채우는 발광층을 포함하는 중간층, 및 상기 중간층 상에 배치된 제2 전극을 더 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제2 전극 상에 배치되고 적어도 하나의 무기막층, 및 적어도 하나의 유기막층을 포함하는 박막봉지층을 더 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 박막봉지층 상에 배치되고 상기 제1 개구와 적어도 일부 중첩되는 컬러필터, 및 상기 컬러필터를 둘러싸는 블랙매트릭스를 포함하는 광학기능층을 더 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 블랙매트릭스는 상기 제1 화소정의막과 적어도 일부 중첩될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 블랙매트릭스는 상기 제2 화소정의막과 적어도 일부 중첩될 수 있다.
본 발명의 다른 관점에 따르면, 제1 전극 상에 안료(Pigment)를 포함하는 제1 유색물질층을 형성하는 동작; 상기 제1 유색물질층의 일 부분을 노광하는 동작; 노광된 상기 제1 유색물질층을 현상하여 상기 제1 전극의 적어도 일부를 노출시키는 제1 개구를 포함하는 제1 화소정의막을 형성하는 동작; 상기 제1 전극과 상기 제1 화소정의막 상에 염료(Dye)를 포함하는 제2 유색물질층을 형성하는 동작; 상기 제2 유색물질층의 일 부분을 노광하는 동작; 및 노광된 상기 제2 유색물질층을 현상하여 상기 제1 전극의 적어도 일부를 노출시키는 제2 개구를 포함하는 제2 화소정의막을 형성하는 동작;을 포함하는, 표시 장치의 제조 방법이 제공된다.
본 실시예에 있어서, 상기 노광된 상기 제2 유색물질층을 현상하여 상기 제2 화소정의막을 형성하는 동작에 있어서, 상기 제2 화소정의막, 및 상기 제2 화소정의막과 일체로 구비된 스페이서가 형성될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1 화소정의막은 네거티브 감광 물질을 포함하고, 상기 제2 화소정의막은 포지티브 감광 물질을 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1 화소정의막의 광학밀도는 상기 제2 화소정의막의 광학밀도와 같거나 클 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1 개구와 상기 제2 개구는 적어도 일부 중첩될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1 개구의 폭은 상기 제2 개구의 폭보다 클 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제2 화소정의막은 상기 제1 화소정의막의 상면과 측면을 덮을 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제2 화소정의막은 상기 제1 전극과 직접 접촉할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1 화소정의막, 및 상기 제2 화소정의막은 네거티브 감광 물질을 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1 화소정의막, 및 상기 제2 화소정의막은 포지티브 감광 물질을 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1 화소정의막은 포지티브 감광 물질을 포함하고, 상기 제2 화소정의막은 네거티브 감광 물질을 포함할 수 있다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점은 이하의 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용, 청구범위 및 도면으로부터 명확해질 것이다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따르면, 암점 발생을 방지하고, 콘트라스트 저하를 방지 또는 최소화한 표시 장치를 제공할 수 있다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정된 것은 아니다.
도 1은 일 실시예에 따른 표시 장치를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 표시 장치를 개략적으로 도시하는 평면도이다.
도 3 및 도 4는 일 실시예에 따른 표시 장치에 포함될 수 있는 화소의 등가회로도들이다.
도 5는 일 실시예에 따른 표시 장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 6은 일 실시예에 따른 표시 장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 7, 및 도 8은 일 실시예에 따른 표시 장치를 개략적으로 도시한 단면도들이다.
도 9 내지 도 15는 일 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법에 따른 공정을 도시한 단면도들이다.
도 16 및 도 17은 일 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법에 따른 공정을 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.
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 명세서 상에 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. 예를 들어, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
본 명세서에서 "A 및/또는 B"는 A이거나, B이거나, A와 B인 경우를 나타낸다. 또한, 본 명세서에서 "A 및 B 중 적어도 어느 하나"는 A이거나, B이거나, A와 B인 경우를 나타낸다.
이하의 실시예에서, 배선이 "제1 방향 또는 제2 방향으로 연장된다"는 의미는 직선 형상으로 연장되는 것뿐 아니라, 제1 방향 또는 제2 방향을 따라 지그재그 또는 곡선으로 연장되는 것도 포함한다.
이하의 실시예들에서, "평면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 위에서 보았을 때를 의미하며, "단면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 수직으로 자른 단면을 옆에서 보았을 때를 의미한다. 이하의 실시예들에서, "중첩"이라 할 때, 이는 "평면상" 및 "단면상" 중첩을 포함한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하기로 한다.
도 1은 일 실시예에 따른 표시 장치를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 1을 참조하면, 표시 장치(1)는 표시영역(DA), 및 표시영역(DA)의 주변에 배치되는 주변영역(PA)을 포함할 수 있다. 주변영역(PA)은 표시영역(DA)을 적어도 일부 둘러쌀 수 있다. 표시 장치(1)는 표시영역(DA)에 배치된 화소(P)들에서 방출되는 빛을 이용하여 이미지를 제공할 수 있으며, 주변영역(PA)은 이미지가 표시되지 않는 비표시영역일 수 있다.
이하에서는, 일 실시예에 따른 표시 장치(1)로서, 유기발광다이오드 표시 장치를 예로 하여 설명하지만, 표시 장치는 이에 제한되지 않는다. 일 실시예에서, 표시 장치(1)는 무기발광다이오드 표시 장치(Inorganic Light Emitting Diode Display Apparatus), 양자점 발광다이오드 표시 장치(Quantum dot Light Emitting Diode Display Apparatus)와 같은 표시 장치일 수 있다. 예컨대, 표시 장치(1)에 구비된 표시요소의 발광층은 유기물을 포함하거나, 무기물을 포함하거나, 양자점을 포함하거나, 유기물과 양자점을 포함하거나, 무기물과 양자점을 포함할 수 있다.
도 1에서는 플랫한 표시면을 구비한 표시 장치(1)를 도시하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 일 실시예에서, 표시 장치(1)는 입체형 표시면 또는 커브드 표시면을 포함할 수도 있다.
표시 장치(1)가 입체형 표시면을 포함하는 경우, 표시 장치(1)는 서로 다른 방향을 지시하는 복수의 표시영역을 포함하고, 예컨대, 다각 기둥형 표시면을 포함할 수도 있다. 일 실시예에서, 표시 장치(1)가 커브드 표시면을 포함하는 경우, 표시 장치(1)는 플렉서블, 폴더블, 롤러블 표시 장치 등 다양한 형태로 구현될 수 있다.
도 1에서는 핸드폰 단말기에 적용될 수 있는 표시 장치(1)를 도시하였다. 도시하지는 않았으나, 메인보드에 실장된 전자모듈, 카메라 모듈, 전원모듈 등이 표시 장치(1)와 함께 브라켓/케이스 등에 배치됨으로써 핸드폰 단말기를 구성할 수 있다. 특히, 표시 장치(1)는 텔레비전, 모니터 등과 같은 대형 전자장치를 비롯하여, 태블릿, 자동차 네비게이션, 게임기, 스마트 와치 등과 같은 중소형 전자장치 등에 적용될 수 있다.
도 1에서는 표시 장치(1)의 표시영역(DA)이 사각형인 경우를 도시하였으나, 표시영역(DA)의 형상은 원형, 타원 또는 삼각형이나 오각형 등과 같은 다각형일 수 있다.
표시 장치(1)는 표시영역(DA)에 배치된 화소(P)들을 포함할 수 있다. 화소(P)들 각각은 유기발광다이오드(Organic Light-Emitting Diode, OLED)를 포함할 수 있다. 화소(P)들 각각은 유기발광다이오드(OLED)를 통해 예컨대, 적색, 녹색, 청색 또는 백색의 빛을 방출할 수 있다. 화소(P)라 함은 전술한 바와 같이 적색, 녹색, 청색, 백색 중 어느 하나의 색상의 빛을 방출하는 화소로 이해할 수 있다.
도 2는 일 실시예에 따른 표시 장치를 개략적으로 도시하는 평면도이다.
도 2를 참조하면, 표시 장치(1)는 표시영역(DA)에 배치된 화소(P)들을 포함할 수 있다. 각 화소(P)는 주변영역(PA)에 배치된 외곽회로들과 전기적으로 연결될 수 있다. 주변영역(PA)에는 제1 스캔 구동회로(10), 제1 발광 구동회로(15), 제2 스캔 구동회로(20), 단자(40), 데이터 구동회로(50), 제1 전원공급배선(60), 및 제2 전원공급배선(70)이 배치될 수 있다.
제1 스캔 구동회로(10)는 스캔선(SL)을 통해 각 화소(P)에 스캔신호를 제공할 수 있다. 제1 발광 구동회로(15)는 발광제어선(EL)을 통해 각 화소(P)에 발광제어신호를 제공할 수 있다. 제2 스캔 구동회로(20)는 표시영역(DA)을 사이에 두고 제1 스캔 구동회로(10)와 나란하게 배치될 수 있다. 일 실시예에서, 표시영역(DA)에 배치된 화소(P)들 중 일부는 제1 스캔 구동회로(10)와 전기적으로 연결될 수 있고, 나머지는 제2 스캔 구동회로(20)와 전기적으로 연결될 수 있다. 일 실시예에서, 제2 스캔 구동회로(20)는 생략될 수도 있다.
제1 발광 구동회로(15)는 제1 스캔 구동회로(10)와 x 방향으로 이격되어 주변영역(PA) 상에 배치될 수 있다. 또한, 제1 발광 구동회로(15)는 제1 스캔 구동회로(10)와 y 방향으로 교번하여 배치될 수도 있다.
단자(40)는 기판(100)의 일 측에 배치될 수 있다. 단자(40)는 절연층에 의해 덮이지 않고 노출되어 인쇄회로기판(PCB)과 전기적으로 연결될 수 있다. 인쇄회로기판(PCB)의 단자(PCB-P)는 표시 장치(1)의 단자(40)와 전기적으로 연결될 수 있다. 인쇄회로기판(PCB)은 제어부(미도시)의 신호 또는 전원을 표시 장치(1)로 전달할 수 있다. 제어부에서 생성된 제어신호는 인쇄회로기판(PCB)을 통해 제1 스캔 구동회로(10), 제1 발광 구동회로(15), 및 제2 스캔 구동회로(20)에 각각 전달될 수 있다. 제어부는 제1 연결배선(61) 및 제2 연결배선(71)을 통해 제1 전원공급배선(60) 및 제2 전원공급배선(70)에 각각 제1 전원전압(ELVDD), 및 제2 전원전압(ELVSS)을 제공할 수 있다. 제1 전원전압(ELVDD)은 제1 전원공급배선(60)과 연결된 구동전압선(PL)을 통해 각 화소(P)에 제공되고, 제2 전원전압(ELVSS)은 제2 전원공급배선(70)과 연결된 각 화소(P)의 제2 전극에 제공될 수 있다.
데이터 구동회로(50)는 데이터선(DL)에 전기적으로 연결될 수 있다. 데이터 구동회로(50)의 데이터신호는 단자(40)에 연결된 연결배선(51) 및 연결배선(51)과 연결된 데이터선(DL)을 통해 각 화소(P)에 제공될 수 있다.
도 2에서는 데이터 구동회로(50)가 인쇄회로기판(PCB)에 배치된 것을 도시하지만, 일 실시예에서, 데이터 구동회로(50)는 기판(100) 상에 배치될 수 있다. 예컨대, 데이터 구동회로(50)는 단자(40)와 제1 전원공급배선(60) 사이에 배치될 수 있다.
제1 전원공급배선(60)은 표시영역(DA)을 사이에 두고 x 방향을 따라 나란하게 연장된 제1 서브배선(62) 및 제2 서브배선(63)을 포함할 수 있다. 제2 전원공급배선(70)은 일측이 개방된 루프 형상으로 표시영역(DA)을 부분적으로 둘러쌀 수 있다.
도 3 및 도 4는 일 실시예에 따른 표시 장치에 포함될 수 있는 화소의 등가회로도들이다.
도 3을 참조하면, 화소회로(PC)는 유기발광다이오드(OLED)와 연결되어 화소들의 발광을 구현할 수 있다. 화소회로(PC)는 구동 박막트랜지스터(T1), 스위칭 박막트랜지스터(T2), 및 스토리지 커패시터(Cst)를 포함할 수 있다. 스위칭 박막트랜지스터(T2)는 스캔선(SL) 및 데이터선(DL)에 연결되며, 스캔선(SL)을 통해 입력되는 스캔신호(Sn)에 따라 데이터선(DL)을 통해 입력된 데이터신호(Dm)를 구동 박막트랜지스터(T1)로 전달할 수 있다.
스토리지 커패시터(Cst)는 스위칭 박막트랜지스터(T2) 및 구동전압선(PL)에 연결되며, 스위칭 박막트랜지스터(T2)로부터 전달받은 전압과 구동전압선(PL)에 공급되는 제1 전원전압(ELVDD)의 차이에 해당하는 전압을 저장할 수 있다.
구동 박막트랜지스터(T1)는 구동전압선(PL)과 스토리지 커패시터(Cst)에 연결되며, 스토리지 커패시터(Cst)에 저장된 전압 값에 대응하여 구동전압선(PL)으로부터 유기발광다이오드(OLED)를 흐르는 구동 전류를 제어할 수 있다. 유기발광다이오드(OLED)는 구동 전류에 의해 소정의 휘도를 갖는 빛을 방출할 수 있다.
도 3에서는 화소회로(PC)가 2개의 박막트랜지스터 및 1개의 스토리지 커패시터를 포함하는 경우를 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.
도 4를 참조하면, 화소회로(PC)는 구동 박막트랜지스터(T1), 스위칭 박막트랜지스터(T2), 보상 박막트랜지스터(T3), 제1 초기화 박막트랜지스터(T4), 동작제어 박막트랜지스터(T5), 발광제어 박막트랜지스터(T6), 제2 초기화 박막트랜지스터(T7) 및 스토리지 커패시터(Cst)를 포함할 수 있다.
도 4에서는, 각 화소회로(PC) 마다 신호선(SL, SL-1, SL+1, EL, DL)들, 초기화전압선(VL), 및 구동전압선(PL)이 구비된 경우를 도시하고 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 일 실시예에서, 신호선(SL, SL-1, SL+1, EL, DL)들 중 적어도 어느 하나, 또는/및 초기화전압선(VL)은 이웃하는 화소회로들에서 공유될 수 있다.
구동 박막트랜지스터(T1)의 드레인전극은 발광제어 박막트랜지스터(T6)를 경유하여 유기발광다이오드(OLED)와 전기적으로 연결될 수 있다. 구동 박막트랜지스터(T1)는 스위칭 박막트랜지스터(T2)의 스위칭 동작에 따라 데이터신호(Dm)를 전달받아 유기발광다이오드(OLED)에 구동 전류를 공급할 수 있다.
스위칭 박막트랜지스터(T2)의 게이트전극은 스캔선(SL)과 연결되고, 소스전극은 데이터선(DL)과 연결될 수 있다. 스위칭 박막트랜지스터(T2)의 드레인전극은 구동 박막트랜지스터(T1)의 소스전극과 연결되어 있으면서 동작제어 박막트랜지스터(T5)를 경유하여 구동전압선(PL)과 연결될 수 있다.
스위칭 박막트랜지스터(T2)는 스캔선(SL)을 통해 전달받은 스캔신호(Sn)에 따라 턴 온 되어 데이터선(DL)으로 전달된 데이터신호(Dm)를 구동 박막트랜지스터(T1)의 소스전극으로 전달하는 스위칭 동작을 수행할 수 있다.
보상 박막트랜지스터(T3)의 게이트전극은 스캔선(SL)에 연결될 수 있다. 보상 박막트랜지스터(T3)의 소스전극은 구동 박막트랜지스터(T1)의 드레인전극과 연결되어 있으면서 발광제어 박막트랜지스터(T6)를 경유하여 유기발광다이오드(OLED)의 제1 전극과 연결될 수 있다. 보상 박막트랜지스터(T3)의 드레인전극은 스토리지 커패시터(Cst)의 어느 하나의 전극, 제1 초기화 박막트랜지스터(T4)의 소스전극 및 구동 박막트랜지스터(T1)의 게이트전극과 함께 연결될 수 있다. 보상 박막트랜지스터(T3)는 스캔선(SL)을 통해 전달받은 스캔신호(Sn)에 따라 턴 온(turn on)되어 구동 박막트랜지스터(T1)의 게이트전극과 드레인전극을 서로 연결하여 구동 박막트랜지스터(T1)를 다이오드 연결(diode-connection)시킨다.
제1 초기화 박막트랜지스터(T4)의 게이트전극은 이전 스캔선(SL-1)과 연결될 수 있다. 제1 초기화 박막트랜지스터(T4)의 드레인전극은 초기화전압선(VL)과 연결될 수 있다. 제1 초기화 박막트랜지스터(T4)의 소스전극은 스토리지 커패시터(Cst)의 어느 하나의 전극, 보상 박막트랜지스터(T3)의 드레인전극 및 구동 박막트랜지스터(T1)의 게이트전극과 함께 연결될 수 있다. 제1 초기화 박막트랜지스터(T4)는 이전 스캔선(SL-1)을 통해 전달받은 이전 스캔신호(Sn-1)에 따라 턴 온 되어 초기화 전압(Vint)을 구동 박막트랜지스터(T1)의 게이트전극에 전달하여 구동 박막트랜지스터(T1)의 게이트전극의 전압을 초기화시키는 초기화 동작을 수행할 수 있다.
동작제어 박막트랜지스터(T5)의 게이트전극은 발광제어선(EL)과 연결될 수 있다. 동작제어 박막트랜지스터(T5)의 소스전극은 구동전압선(PL)과 연결될 수 있다. 동작제어 박막트랜지스터(T5)의 드레인전극은 구동 박막트랜지스터(T1)의 소스전극 및 스위칭 박막트랜지스터(T2)의 드레인전극과 연결되어 있다.
발광제어 박막트랜지스터(T6)의 게이트전극은 발광제어선(EL)과 연결될 수 있다. 발광제어 박막트랜지스터(T6)의 소스전극은 구동 박막트랜지스터(T1)의 드레인전극 및 보상 박막트랜지스터(T3)의 소스전극과 연결될 수 있다. 발광제어 박막트랜지스터(T6)의 드레인전극은 유기발광다이오드(OLED)의 제1 전극과 전기적으로 연결될 수 있다. 동작제어 박막트랜지스터(T5) 및 발광제어 박막트랜지스터(T6)는 발광제어선(EL)을 통해 전달받은 발광제어신호(En)에 따라 동시에 턴 온 되어 제1 전원전압(ELVDD)이 유기발광다이오드(OLED)에 전달되며, 유기발광다이오드(OLED)에 구동 전류가 흐르게 된다.
제2 초기화 박막트랜지스터(T7)의 게이트전극은 이후 스캔선(SL+1)에 연결될 수 있다. 제2 초기화 박막트랜지스터(T7)의 소스전극은 유기발광다이오드(OLED)의 제1 전극과 연결될 수 있다. 제2 초기화 박막트랜지스터(T7)의 드레인전극은 초기화전압선(VL)과 연결될 수 있다. 제2 초기화 박막트랜지스터(T7)는 이후 스캔선(SL+1)을 통해 전달받은 이후 스캔신호(Sn+1)에 따라 턴 온 되어 유기발광다이오드(OLED)의 제1 전극을 초기화시킬 수 있다.
도 4에서는, 제1 초기화 박막트랜지스터(T4)와 제2 초기화 박막트랜지스터(T7)가 각각 이전 스캔선(SL-1) 및 이후 스캔선(SL+1)에 연결된 경우를 도시하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 일 실시예에서, 제1 초기화 박막트랜지스터(T4) 및 제2 초기화 박막트랜지스터(T7)는 모두 이전 스캔선(SL-1)에 연결되어 이전 스캔신호(Sn-1)에 따라 구동할 수 있다.
스토리지 커패시터(Cst)의 다른 하나의 전극은 구동전압선(PL)과 연결될 수 있다. 스토리지 커패시터(Cst)의 어느 하나의 전극은 구동 박막트랜지스터(T1)의 게이트전극, 보상 박막트랜지스터(T3)의 드레인전극 및, 제1 초기화 박막트랜지스터(T4)의 소스전극에 함께 연결될 수 있다.
유기발광다이오드(OLED)의 제2 전극(예컨대, 캐소드)은 제2 전원전압(ELVSS)을 제공받을 수 있다. 유기발광다이오드(OLED)는 구동 박막트랜지스터(T1)로부터 구동 전류를 전달받아 발광할 수 있다.
화소회로(PC)는 도 4를 참조하여 설명한 박막트랜지스터 및 스토리지 커패시터의 개수 및 회로 디자인에 한정되지 않으며, 그 개수 및 회로 디자인은 다양하게 변경 가능하다.
도 5는 일 실시예에 따른 표시 장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 5를 참조하면, 기판(100) 상에는 박막트랜지스터(TFT), 스토리지 커패시터(Cst), 및 유기발광다이오드(OLED)가 배치될 수 있다.
기판(100)은 글라스재, 세라믹재, 금속재, 또는 플렉서블 또는 벤더블 특성을 갖는 물질을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 기판(100)은 폴리에테르술폰, 폴리아크릴레이트, 폴리에테르 이미드, 폴리에틸렌 나프탈레이트, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리페닐렌 설파이드, 폴리아릴레이트, 폴리카보네이트 또는 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트 등의 고분자 수지를 포함할 수 있다.
기판(100) 상에는 불순물이 박막트랜지스터(TFT)의 반도체층으로 침투하는 것을 방지하기 위해 형성된 버퍼층(110), 박막트랜지스터(TFT)의 반도체층과 게이트전극을 절연시키기 위한 게이트절연층(130), 박막트랜지스터(TFT)의 소스전극과 드레인전극, 및 게이트전극을 절연시키기 위한 층간절연층(150) 및 박막트랜지스터(TFT)를 덮으며 상면이 대략 평평한 평탄화절연층(170)이 배치될 수 있다.
평탄화절연층(170) 상에는 제1 전극(210), 중간층(220), 및 제2 전극(230)을 포함하는 유기발광다이오드(OLED)가 배치될 수 있다. 제1 전극(210)은 은(Ag), 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 금(Au), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 이리듐(Ir), 크롬(Cr) 또는 이들의 화합물을 포함하는 반사막을 포함할 수 있다. 제1 전극(210)은 전술한 물질을 포함하는 반사막, 및 반사막의 위 또는/및 아래에 배치된 투명도전막을 포함할 수 있다. 투명도전막은 인듐틴옥사이드(ITO; indium tin oxide), 인듐징크옥사이드(IZO; indium zinc oxide), 징크옥사이드(ZnO; zinc oxide), 인듐옥사이드(In2O3 indium oxide), 인듐갈륨옥사이드(IGO; indium gallium oxide) 또는 알루미늄징크옥사이드(AZO; aluminium zinc oxide) 등을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 제1 전극(210)은 순차적으로 적층된, ITO막, Ag막, ITO막의 다층 구조를 가질 수 있다. 제1 전극(210)은 평탄화절연층(170)에 정의된 컨택홀(CNT)을 통해 박막트랜지스터(TFT)와 전기적으로 연결될 수 있다.
제1 전극(210) 상에는 제1 화소정의막(180)이 배치될 수 있다. 제1 화소정의막(180)은 제1 전극(210)의 적어도 일부를 노출시키는 제1 개구(1801)를 포함할 수 있다. 제1 전극(210)의 가장자리 부분은 제1 화소정의막(180)으로 커버될 수 있다. 제1 전극(210)의 가장자리 부분은 제1 화소정의막(180)에 중첩된 채, 제1 화소정의막(180)과 직접 접촉할 수 있다. 제1 전극(210)의 중앙 부분은 제1 화소정의막(180)의 제1 개구(1801)에 중첩되며, 제1 개구(1801)를 통해 노출될 수 있다. 일 실시예에서, 제1 개구(1801)의 크기는 제1 전극(210)의 크기보다 작을 수 있다.
일 실시예에서, 제1 화소정의막(180)은 유색 물질을 가질 수 있다. 제1 화소정의막(180)은 유색 안료(Pigment) 예를 들어, 백색 또는 검은색과 같은 소정의 색상을 가진 안료를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 제1 화소정의막(180)은 검은색을 가질 수 있다. 일 실시예에서, 제1 화소정의막(180)은 폴리이미드(PI)계 바인더, 및 적색, 녹색과 청색이 혼합된 안료를 포함할 수 있다. 또는, 제1 화소정의막(180)은 cardo계 바인더 수지 및 락탐계 블랙 안료(Lactam Black Pigment)와 블루 안료의 혼합물을 포함할 수 있다. 또는, 제1 화소정의막(180)은 카본 블랙을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 제1 화소정의막(180)은 복수의 입자들을 포함할 수 있다. 제1 화소정의막(180)에 포함된 복수의 입자들의 평균 크기는 200 nm 이하일 수 있다. 예를 들어, 제1 화소정의막(180)에 포함된 복수의 입자들의 평균 크기는 10 nm 내지 200 nm일 수 있다.
일 실시예에서, 안료를 포함하는 제1 화소정의막(180)은 1 이상의 광학밀도(Optical Density)를 가질 수 있다. 안료를 포함하는 제1 화소정의막(180)이 1 이상의 광학밀도를 가짐으로써, 제1 화소정의막(180)의 투과율이 감소할 수 있으며, 동시에 표시 장치의 콘트라스트가 향상될 수 있다. 또는, 일 실시예에서, 제1 화소정의막(180)은 1.5 이상의 광학밀도를 가질 수 있고, 2 이상의 광학밀도를 가질 수 있는 등 다양한 변형이 가능하다.
제1 화소정의막(180)은 안료를 포함하기에 외부광 반사를 방지 또는 최소화할 수 있다. 예를 들어, 안료를 포함하는 제1 화소정의막(180)은 외부에서 표시 장치를 향해 진행하는 외부광의 반사를 방지 또는 최소화할 수 있으며, 표시 장치의 콘트라스트를 향상시킬 수 있다.
일 실시예에서, 제1 화소정의막(180) 상에는 제2 화소정의막(190)이 배치될 수 있다. 제2 화소정의막(190)은 제1 전극(210)의 적어도 일부를 노출시키는 제2 개구(1901)를 포함할 수 있다. 제2 화소정의막(190)에 정의된 제2 개구(1901)는 제1 화소정의막(180)에 정의된 제1 개구(1801)와 적어도 일부 중첩될 수 있다.
일 실시예에서, 제2 화소정의막(190)은 염료(Dye)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제2 화소정의막(190)은 용매에 용해된 블랙 염료(Black Dye)를 포함할 수 있다.
제2 화소정의막(190)은 염료를 포함하기에 외부광 반사를 방지 또는 최소화할 수 있다. 예를 들어, 염료를 포함하는 제2 화소정의막(190)은 외부에서 표시 장치를 향해 진행하는 외부광의 반사를 방지 또는 최소화할 수 있으며, 표시 장치의 콘트라스트를 향상시킬 수 있다.
일 실시예에서, 염료를 포함하는 제2 화소정의막(190)의 광학밀도는 안료를 포함하는 제1 화소정의막(180)의 광학밀도와 같을 수 있다. 또는, 일 실시예에서, 염료를 포함하는 제2 화소정의막(190)의 광학밀도는 안료를 포함하는 제1 화소정의막(180)의 광학밀도와 같거나, 안료를 포함하는 제1 화소정의막(180)의 광학밀도보다 작을 수 있다. 따라서, 염료를 포함하는 제2 화소정의막(190)의 광학밀도가 안료를 포함하는 제1 화소정의막(180)의 광학밀도와 같거나 작으므로, 염료를 포함하는 제2 화소정의막(190)은 안료를 포함하는 제1 화소정의막(180)과 같거나 높은 투과율을 가질 수 있다.
일 실시예에서, 제2 화소정의막(190)은 제1 화소정의막(180)의 상면과 측면을 덮을 수 있다. 제2 화소정의막(190)이 제1 화소정의막(180)의 상면과 측면을 덮으므로, 제2 화소정의막(190)은 제1 전극(210)과 직접 접촉할 수 있다. 따라서, 제1 화소정의막(180)에 정의된 제1 개구(1801)의 폭(W1)은 제2 화소정의막(190)에 정의된 제2 개구(1901)의 폭(W2)보다 클 수 있다.
일 실시예에서, 제1 화소정의막(180)이 안료, 및 네거티브 감광 물질을 포함하고, 제2 화소정의막(190)이 염료, 및 포지티브 감광 물질을 포함할 수 있다. 제1 화소정의막(180)이 안료, 및 네거티브 감광 물질로 구비됨으로써 제1 화소정의막(180)이 높은 광학밀도를 가질 수 있으며, 제2 화소정의막(190)이 염료, 및 포지티브 감광 물질로 구비됨으로써, 잔사가 발생되는 것을 방지 또는 최소화할 수 있다.
또한, 일 실시예에서, 안료를 포함하는 제1 화소정의막(180)과 염료를 포함하는 제2 화소정의막(190)이 중첩된 구조로 구비됨으로써, 제1 화소정의막(180), 및 제2 화소정의막(190)이 배치된 부분(예컨대, 비발광영역)의 투과율을 감소시킬 수 있어, 표시 장치의 콘트라스트가 향상될 수 있다.
본 발명의 비교예로서, 제1 전극(210)의 적어도 일부를 노출시키는 제1 개구(1801)를 형성하기 위해 제1 전극(210)의 중앙 부분에 대응되는 영역에 위치하던 제1 화소정의막(180)의 일 부분이 제거되지만, 미처 제거되지 못한 잔여물이 제1 전극(210) 상에 잔류하는 문제가 있으며, 이 잔여물은 암점 발생의 원인이 될 수 있다. 특히, 제1 개구(1801)의 가장자리 부분에 잔존하는 잔여물로 인해 제1 전극(210)과 제2 전극(230) 간에 쇼트가 발생하여 암점이 유발되고 동시에 잔사가 발생되는 문제가 있다.
또한, 상기 암점, 및 잔사가 발생하는 것을 방지하기 위해 제1 화소정의막(180) 상에 감광성 폴리이미드(PSPI)를 배치하는 경우, 제1 화소정의막(180)의 면적 감소로 제1 전극(210)의 외부광 반사율이 증가하여 표시 장치의 콘트라스트가 저하되고, 제1 화소정의막(180)의 광학밀도(Optical Density) 증가 시 여전히 제1 개구(1801)의 가장자리 부분에 암점이 발생하는 등의 문제가 있다.
또한, 상기 암점, 및 잔사가 발생하는 것을 방지하기 위해 제1 화소정의막(180)의 적어도 일부를 리플로우(Reflow)하여 제1 화소정의막(180)의 측면을 덮는 경우, 제1 화소정의막(180)에 의해 적어도 일부가 노출된 제1 전극(210)의 면적 산포가 증가하고, 제1 전극(210)의 면적 산포가 증가하여 유기발광다이오드(OLED)의 수명 산포가 증가하는 문제가 있다.
일 실시예에서, 안료를 포함하는 제1 화소정의막(180) 상에 염료를 포함하는 제2 화소정의막(190)이 배치되되, 제2 화소정의막(190)이 제1 화소정의막(180)의 측면을 덮는 구조로 구비됨으로써, 암점이 발생하는 것을 방지 또는 최소화할 수 있고 동시에 제1 전극(210)의 외부광 반사율을 감소시킬 수 있어 표시 장치의 콘트라스트를 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 제2 화소정의막(190)이 제1 개구(1801)의 가장자리 부분에 잔존하는 잔여물을 덮어, 제1 전극(210)과 제2 전극(230) 간에 쇼트가 발생하는 것을 방지 또는 최소화함으로써, 암점이 유발되는 것을 방지 또는 최소화할 수 있고 동시에 유기발광다이오드(OLED)의 가장자리 부분에 잔사가 시인되는 것을 방지 또는 최소화할 수 있다.
또한, 제2 화소정의막(190)이 제1 개구(1801)의 가장자리 부분에 잔존하는 잔여물을 덮음으로써, 리플로우(Reflow) 공정을 수행하지 않아도 되므로, 제1 전극(210)의 면적 산포를 감소시킬 수 있고, 동시에 유기발광다이오드(OLED)의 수면 산포를 감소시킬 수 있다.
일 실시예에서, 제1 화소정의막(180), 및 제2 화소정의막(190)은 네거티브 감광 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 화소정의막(180)은 안료, 및 네거티브 감광 물질을 포함할 수 있고, 제2 화소정의막(190) 염료, 및 네거티브 감광 물질을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 제1 화소정의막(180), 및 제2 화소정의막(190)은 포지티브 감광 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 화소정의막(180)은 안료, 및 포지티브 감광 물질을 포함할 수 있고, 제2 화소정의막(190) 염료, 및 포지티브 감광 물질을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 제1 화소정의막(180)은 포지티브 감광 물질을 포함하고, 제2 화소정의막(190)은 네거티브 감광 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 화소정의막(180)은 안료, 및 포지티브 감광 물질을 포함할 수 있고, 제2 화소정의막(190) 염료, 및 네거티브 감광 물질을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 제1 전극(210) 상에는 중간층(220)이 배치될 수 있다. 중간층(220)은 제1 기능층(221), 발광층(222), 및 제2 기능층(223)을 포함할 수 있다.일 실시예에서, 제2 화소정의막(190)에 정의된 제2 개구(1901) 내에는 발광층(222)이 배치될 수 있다. 예를 들어, 발광층(222)은 제2 화소정의막(190)에 정의된 제2 개구(1901)를 채울 수 있으며, 발광층(222)의 아래에는 제1 기능층(221)이 배치될 수 있고, 발광층(222)의 위에는 제2 기능층(223)이 배치될 수 있다.
발광층(222)은 유기물을 포함할 수 있다. 발광층(222)은 소정의 색상의 빛을 방출하는 고분자 유기물 또는 저분자 유기물을 포함할 수 있다. 발광층(222)은 마스크를 이용한 증착 공정을 통해 형성될 수 있다.
제1 기능층(221)은 단층 또는 다층일 수 있다. 예컨대 제1 기능층(221)이 고분자 물질로 형성되는 경우, 제1 기능층(221)은 단층구조인 홀 수송층(HTL: Hole Transport Layer)으로서, 폴리에틸렌 디히드록시티오펜(PEDOT: poly-(3,4)-ethylene-dihydroxy thiophene)이나 폴리아닐린(PANI: polyaniline)으로 형성될 수 있다. 제1 기능층(221)이 저분자 물질로 형성되는 경우, 제1 기능층(221)은 홀 주입층(HIL: Hole Injection Layer)과 홀 수송층(HTL)을 포함할 수 있다. 제1 기능층(221)은 예컨대, 열 증착법에 의해 형성될 수 있다.
제2 기능층(223)은 선택적일 수 있다. 예컨대, 제1 기능층(221)과 발광층(222)을 고분자 물질로 형성하는 경우, 제2 기능층(223)을 형성하는 것이 바람직할 수 있다. 제2 기능층(223)은 단층 또는 다층일 수 있다. 제2 기능층(223)은 전자 수송층(ETL: Electron Transport Layer) 및/또는 전자 주입층(EIL: Electron Injection Layer)을 포함할 수 있다. 제2 기능층(223)은 예컨대, 열 증착법에 의해 형성될 수 있다.
제2 전극(230)은 중간층(220) 상에 배치될 수 있다. 제2 전극(230)은 비교적 일함수가 낮은 도전성 물질로 이루어질 수 있다. 예컨대, 제2 전극(230)은 은(Ag), 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 크롬(Cr), 리튬(Li), 칼슘(Ca) 또는 이들의 합금 등을 포함하는 (반)투명층을 포함할 수 있다. 또는, 제2 전극(230)은 전술한 물질을 포함하는 (반)투명층 상에 ITO, IZO, ZnO 또는 In2O3과 같은 층을 더 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 제2 전극(230)은 은(Ag) 및 마그네슘(Mg)을 포함할 수 있다.
순차적으로 적층된 제1 전극(210), 중간층(220), 및 제2 전극(230)의 적층 구조는 발광 다이오드, 예컨대 유기발광다이오드(OLED)를 형성할 수 있다.
도 6은 일 실시예에 따른 표시 장치를 개략적으로 도시한 단면도이다. 도 6의 실시예는 제2 화소정의막(190) 상에 스페이서(195)가 더 배치된다는 점에서 도 5의 실시예와 차이가 있다. 도 6에 있어서, 도 5와 동일한 참조부호는 동일 부재를 일컫는 바 이들의 중복 설명은 생략한다.
도 6을 참조하면, 제2 화소정의막(190) 상에는 스페이서(195)가 더 배치될 수 있다. 스페이서(195)는 제1 화소정의막(180)에 정의된 제1 개구(1801), 및/또는 제2 화소정의막(190)에 정의된 제2 개구(1901)와 비중첩하도록 배치될 수 있다. 즉, 스페이서(195)는 제1 화소정의막(180) 및/또는 제2 화소정의막(190)과 적어도 일부 중첩될 수 있다.
일 실시예에서, 스페이서(195)는 제2 화소정의막(190)과 동일한 공정에 의해 형성될 수 있다. 예를 들어, 하프 톤 마스크를 이용한 공정을 통해 제2 화소정의막(190)과 스페이서(195)가 동시에 형성될 수 있다. 따라서, 스페이서(195)는 제2 화소정의막(190)과 동일한 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 스페이서(195)는 염료를 포함할 수 있고, 네거티브 감광 물질을 포함할 수 있다.
제1 화소정의막(180), 및/또는 제2 화소정의막(190) 상에 스페이서(195)가 배치됨으로써, 마스크 찍힘으로 인해 유기발광다이오드(OLED)가 손상되는 것을 방지 또는 최소화할 수 있다.
도 7, 및 도 8은 일 실시예에 따른 표시 장치를 개략적으로 도시한 단면도들이다. 도 7, 및 도 8의 실시예는 유기발광다이오드(OLED) 상에 박막봉지층(300), 및 광학기능층(400)이 더 배치된다는 점에서 각각 도 5, 및 도 6의 실시예와 차이가 있다. 도 7, 및 도 8에 있어서, 도 5, 및 도 6과 동일한 참조부호는 동일 부재를 일컫는 바 이들의 중복 설명은 생략한다.
도 7, 및 도 8을 참조하면, 유기발광다이오드(OLED) 상에는 박막봉지층(300)이 배치될 수 있다. 박막봉지층(300)은 적어도 하나의 무기막층, 및 적어도 하나의 유기막층을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 박막봉지층(300)은 순차적으로 적층된 제1 무기막층(310), 유기막층(320), 및 제2 무기막층(330)을 포함할 수 있다.
제1 무기막층(310), 및 제2 무기막층(330)은 각각 하나 이상의 무기 절연물을 포함할 수 있다. 무기 절연물은 알루미늄옥사이드, 티타늄옥사이드, 탄탈륨옥사이드, 하프늄옥사이드, 징크옥사이드, 실리콘옥사이드, 실리콘나이트라이드, 및/또는 실리콘옥시나이트라이드를 포함할 수 있다. 제1 무기막층(310), 및 제2 무기막층(330)은 화학기상증착법을 통해 형성될 수 있다.
유기막층(320)은 폴리머(polymer)계열의 물질을 포함할 수 있다. 폴리머 계열의 소재로는 아크릴계 수지, 에폭시계 수지, 폴리이미드 및 폴리에틸렌 등을 포함할 수 있다. 예컨대, 유기막층(320)은 아크릴계 수지, 예컨대 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리아크릴산 등을 포함할 수 있다. 유기막층(320)은 모노머를 경화하거나, 폴리머를 도포하여 형성할 수 있다.
박막봉지층(300) 상에는 광학기능층(400)이 배치될 수 있다. 광학기능층(400)은 외부광의 반사를 방지하기 위한 구성 요소로서 컬러필터(410)와 블랙매트릭스(420)를 포함할 수 있다. 컬러필터(410)와 블랙매트릭스(420)를 포함하는 광학기능층(400)을 구비하는 표시 장치는, 편광판을 포함하는 표시 장치에 비하여 표시 장치의 두께를 크게 줄일 수 있다.
일 실시예에서, 컬러필터(410)는 제1 화소정의막(180)에 정의된 제1 개구(1801), 및/또는 제2 화소정의막(190)에 정의된 제2 개구(1901)와 중첩하도록 배치되며, 유기발광다이오드(OLED)에서 방출되는 빛은 박막봉지층(300) 및 컬러필터(410)를 지날 수 있다. 일 실시예에서, 컬러필터(410)는 염료 또는 안료를 포함하는 유기물 패턴일 수 있다.
일 실시예에서, 블랙매트릭스(420)는 제1 화소정의막(180), 및/또는 제2 화소정의막(190)과 적어도 일부 중첩하도록 배치될 수 있다. 일 실시예에서, 블랙매트릭스(420)는 검은색 안료를 혼합한 유기 물질, 크롬(Cr) 또는 크롬산화물(CrOX) 등을 포함할 수 있다. 크롬 또는 크롬산화물로 블랙매트릭스(420)가 형성되는 경우, 블랙매트릭스(420)는 크롬 또는 크롬 산화물의 단일막 또는 다중막일 수 있다. 일 실시예에서, 블랙매트릭스(420)는 제1 화소정의막(180) 또는 제2 화소정의막(190)과 동일한 물질을 포함할 수 있다.
도 9 내지 도 15는 일 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법에 따른 공정을 도시한 단면도들이다.
도 9를 참조하면, 기판(100) 상에 제1 전극(210)을 형성할 수 있다. 일 실시예에서, 도 9는 평탄화절연층(170) 상에 제1 전극(210)이 형성된 것을 도시한다. 제1 전극(210)이 형성되기 전에, 기판(100) 상에는 박막트랜지스터(TFT), 및 스토리지 커패시터(Cst)가 형성될 수 있다.
기판(100)은 글라스재, 금속재, 또는 PET(Polyethylen terephthalate), PEN(Polyethylen naphthalate), 폴리이미드(Polyimide) 등과 같은 플라스틱재 등, 다양한 재료로 형성된 것일 수 있다. 기판(100) 상에는 불순물이 박막트랜지스터(TFT)의 반도체층으로 침투하는 것을 방지하기 위해 형성된 버퍼층(110), 박막트랜지스터(TFT)의 반도체층과 게이트전극을 절연시키기 위한 게이트절연층(130), 박막트랜지스터(TFT)의 소스전극과 드레인전극, 및 게이트전극을 절연시키기 위한 층간절연층(150) 및 박막트랜지스터(TFT)를 덮으며 상면이 대략 평평한 평탄화절연층(170)이 형성될 수 있다.
제1 전극(210)은 은(Ag), 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 금(Au), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 이리듐(Ir), 크롬(Cr) 또는 이들의 화합물을 포함하는 반사막을 포함할 수 있다. 제1 전극(210)은 전술한 물질을 포함하는 반사막, 및 반사막의 위 또는/및 아래에 배치된 투명도전막을 포함할 수 있다. 투명도전막은 인듐틴옥사이드(ITO; indium tin oxide), 인듐징크옥사이드(IZO; indium zinc oxide), 징크옥사이드(ZnO; zinc oxide), 인듐옥사이드(In2O3 indium oxide), 인듐갈륨옥사이드(IGO; indium gallium oxide) 또는 알루미늄징크옥사이드(AZO; aluminium zinc oxide) 등을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 제1 전극(210)은 순차적으로 적층된, ITO막, Ag막, ITO막의 다층 구조를 가질 수 있다.
이후, 도 10에 도시된 바와 같이, 제1 전극(210) 상에 제1 유색물질층(180M)을 형성할 수 있다. 제1 유색물질층(180M)은 기판(100) 상에 전체적으로 코팅될 수 있다. 일 실시예에서, 제1 유색물질층(180M)은 안료(Pigment)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 제1 유색물질층(180M)은 네거티브 감광 물질을 포함할 수 있다. 또는, 일 실시예에서, 제1 유색물질층(180M)은 포지티브 감광 물질을 포함할 수도 있다.
이후, 도 11에 도시된 바와 같이, 마스크(1400)를 이용하여 제1 유색물질층(180M)을 노광할 수 있다. 마스크(1400)는 투광부(1401)와 차광부(1402)를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 제1 유색물질층(180M)이 네거티브 감광 물질로 구비되는 경우, 마스크(1400)의 투광부(1401)는 제1 전극(210)과 중첩하지 않거나 제1 전극(210)의 가장자리 부분과 중첩할 수 있고, 마스크(1400)의 차광부(1402)는 제1 전극(210)의 중앙 부분과 중첩할 수 있다. 따라서, 제1 유색물질층(180M) 중 제1 전극(210)의 중앙 부분과 중첩하는 부분은 노광되지 않은 채, 제1 유색물질층(180M)의 나머지 부분이 노광될 수 있다.
일 실시예에서, 제1 유색물질층(180M)이 포지티브 감광 물질로 구비되는 경우, 마스크(1400)의 투광부(1401)가 제1 전극(210)의 중앙 부분과 중첩할 수 있고, 마스크(1400)의 차광부(1402)가 제1 전극(210)과 중첩하지 않거나 제1 전극(210)의 가장자리 부분과 중첩할 수 있다. 이 경우, 제1 유색물질층(180M) 중 제1 전극(210)의 중앙 부분과 중첩하는 부분이 노광되고, 제1 유색물질층(180M)의 나머지 부분이 노광되지 않을 수 있다.
이후, 노광된 제1 유색물질층(180M)을 현상할 수 있다. 현상을 통해, 기판(100) 상에는 도 12에 도시된 바와 같이, 제1 개구(1801)를 포함하는 제1 화소정의막(180)이 형성될 수 있다. 일 실시예에서, 제1 화소정의막(180)에 정의된 제1 개구(1801)는 제1 폭(W1)을 가질 수 있다.
일 실시예에서, 제1 화소정의막(180)은 유색의 물질을 가질 수 있다. 제1 화소정의막(180)은 유색 안료(pigment), 예컨대 백색 또는 검은색과 같은 소정의 색상의 안료를 가질 수 있다. 일 실시예에서, 제1 화소정의막(180)은 검은색을 가질 수 있다. 일 실시예에서, 제1 화소정의막(180)은 폴리이미드(PI)계 바인더, 및 적색, 녹색과 청색이 혼합된 안료를 포함할 수 있다. 또는, 제1 화소정의막(180)은 cardo계 바인더 수지 및 락탐계 블랙 안료(Lactam Black Pigment)와 블루 안료의 혼합물을 포함할 수 있다. 또는, 제1 화소정의막(180)은 카본 블랙을 포함할 수 있다.
제1 화소정의막(180)은 제1 유색물질층(180M)로부터 형성되기에 네거티브 감광 물질 또는 포지티브 감광 물질을 포함할 수 있으며, 안료를 포함하기에 외부광 반사를 방지할 수 있다. 안료를 포함하는 제1 화소정의막(180)은 외부에서 표시 장치를 향해 진행하는 외부광의 반사를 방지할 수 있으며, 표시 장치의 콘트라스트를 향상시킬 수 있다.
이후, 도 13에 도시된 바와 같이, 제1 전극(210)과 제1 화소정의막(180) 상에 제2 유색물질층(190M)을 형성할 수 있다. 제2 유색물질층(190M)은 제1 전극(210)과 제1 화소정의막(180)을 커버하도록 기판(100) 상에 전체적으로 코팅될 수 있다. 일 실시예에서, 제2 유색물질층(190M)은 염료(Dye)를 포함할 수 있다. 예컨대, 제2 유색물질층(190M)은 용매에 용해된 블랙 염료(Black Dye)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 제2 유색물질층(190M)은 포지티브 감광 물질을 포함할 수 있다. 또는, 일 실시예에서, 제2 유색물질층(190M)은 네거티브 감광 물질을 포함할 수도 있다.
이후, 도 14에 도시된 바와 같이, 마스크(1500)를 이용하여 제2 유색물질층(190M)을 노광할 수 있다. 마스크(1500)는 투광부(1501)와 차광부(1502)를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 제2 유색물질층(190M)이 포지티브 감광 물질로 구비되는 경우, 마스크(1500)의 투광부(1501)는 제1 전극(210)의 중앙 부분, 및/또는 제1 화소정의막(180)에 정의된 제1 개구(1801)와 중첩할 수 있고, 마스크(1500)의 차광부(1502)는 제1 전극(210)의 가장자리 부분 및/또는 제1 화소정의막(180)과 적어도 일부 중첩할 수 있다. 따라서, 제2 유색물질층(190M) 중 제1 전극(210)의 중앙 부분, 및/또는 제1 화소정의막(180)에 정의된 제1 개구(1801)와 중첩하는 부분이 노광되고, 제2 유색물질층(190M)의 나머지 부분이 노광되지 않을 수 있다.
일 실시예에서, 제2 유색물질층(190M)이 네거티브 감광 물질로 구비되는 경우, 마스크(1500)의 투광부(1501)는 제1 전극(210)의 가장자리 부분 및/또는 제1 화소정의막(180)과 적어도 일부 중첩할 수 있고, 마스크(1500)의 차광부(1502)는 제1 전극(210)의 중앙 부분, 및/또는 제1 화소정의막(180)에 정의된 제1 개구(1801)와 중첩할 수 있다. 이 경우, 제2 유색물질층(190M) 중 제1 전극(210)의 가장자리 부분 및/또는 제1 화소정의막(180)과 적어도 일부 중첩하는 부분이 노광되고, 제2 유색물질층(190M)의 나머지 부분이 노광되지 않을 수 있다.
이후, 노광된 제2 유색물질층(190M)을 현상할 수 있다. 현상을 통해, 기판(100) 상에는 도 15에 도시된 바와 같이, 제2 개구(1901)를 포함하는 제2 화소정의막(190)이 형성될 수 있다. 일 실시예에서, 제1 화소정의막(180)에 정의된 제1 개구(1801)와 제2 화소정의막(190)에 정의된 제2 개구(1901)는 적어도 일부 중첩될 수 있다.
일 실시예에서, 제1 화소정의막(180)에 정의된 제1 개구(1801)는 제1 폭(W1)을 갖고, 제2 화소정의막(190)에 정의된 제2 개구(1901)는 상기 제1 폭(W1)보다 작은 제2 폭(W2)을 가질 수 있다. 일 실시예에서, 제2 화소정의막(190)은 제1 화소정의막(180)의 상면과 측면을 덮을 수 있다. 따라서, 제2 화소정의막(190)의 적어도 일부는 제1 전극(210)과 직접 접촉할 수 있다.
일 실시예에서, 제2 화소정의막(190)은 유색의 물질을 포함할 수 있다. 예컨대, 제2 화소정의막(190)은 유색 염료(Dye)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 제2 화소정의막(190)은 검은색을 가질 수 있다.
제2 화소정의막(190)은 제2 유색물질층(190M)로부터 형성되기에 포지티브 감광 물질 또는 네거티브 감광 물질을 포함할 수 있으며, 염료를 포함하기에 외부광 반사를 방지할 수 있다. 염료를 포함하는 제2 화소정의막(190)은 외부에서 표시 장치를 향해 진행하는 외부광의 반사를 방지할 수 있으며, 표시 장치의 콘트라스트를 향상시킬 수 있다.
일 실시예에서, 염료를 포함하는 제2 화소정의막(190)은 안료를 포함하는 제1 화소정의막(180)과 같거나 작은 광학밀도를 가질 수 있다. 염료를 포함하는 제2 화소정의막(190)이 안료를 포함하는 제1 화소정의막(180)과 같거나 작은 광학밀도를 가지므로, 염료를 포함하는 제2 화소정의막(190)은 안료를 포함하는 제1 화소정의막(180)보다 높은 투과율을 가질 수 있다.
도 16 및 도 17은 일 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법에 따른 공정을 도시한 단면도들이다. 도 16, 및 도 17의 실시예는 제2 화소정의막(190) 상에 스페이서(195)가 형성된다는 점에서 도 14, 및 도 15의 실시예와 차이가 있다. 도 16, 및 도 17에 있어서, 도 14, 및 도 15와 동일한 참조부호는 동일 부재를 일컫는 바 이들의 중복 설명은 생략한다.
도 16을 참조하면, 제1 전극(210)과 제1 화소정의막(180) 상에 제2 유색물질층(190M)을 형성한 후, 마스크(1600)를 이용하여 제2 유색물질층(190M)을 노광할 수 있다. 마스크(1600)는 투광부(1601), 차광부(1602), 및 반투광부(1603)를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 제2 유색물질층(190M)이 포지티브 감광 물질로 구비되는 경우, 마스크(1600)의 투광부(1601)는 제1 전극(210)의 중앙 부분, 및/또는 제1 화소정의막(180)에 정의된 제1 개구(1801)와 중첩할 수 있고, 마스크(1600)의 차광부(1602)는 제1 화소정의막(180)과 적어도 일부 중첩할 수 있으며, 마스크(1600)의 반투광부(1603)는 제1 전극(210)의 가장자리 부분 및/또는 제1 화소정의막(180)과 적어도 일부 중첩할 수 있다. 따라서, 제2 유색물질층(190M) 중 제1 전극(210)의 중앙 부분, 및/또는 제1 화소정의막(180)에 정의된 제1 개구(1801)와 중첩하는 부분은 노광되고, 제1 화소정의막(180)과 적어도 일부 중첩하는 부분은 노광되지 않으며, 제2 유색물질층(190M)의 나머지 부분은 그 두께의 절반 정도가 노광될 수 있다. 예를 들어, 마스크(1600)의 투광부(1601)와 중첩하는 부분은 노광되고, 마스크(1600)의 차광부(1602)와 중첩하는 부분은 노광되지 않으며, 마스크(1600)의 반투광부(1603)와 중첩하는 부분은 마스크(1600)의 차광부(1602)와 중첩하여 노광되지 않은 부분의 절반 정도에 해당하는 두께가 노광될 수 있다. 즉, 마스크(1600)의 반투광부(1603)와 중첩하는 부분은 그 두께의 절반 정도만 노광될 수 있다.
일 실시예에서, 제2 유색물질층(190M)이 네거티브 감광 물질로 구비되는 경우, 마스크(1600)의 차광부(1602)는 제1 전극(210)의 중앙 부분, 및/또는 제1 화소정의막(180)에 정의된 제1 개구(1801)와 중첩할 수 있고, 마스크(1600)의 투광부(1601)는 제1 화소정의막(180)과 적어도 일부 중첩할 수 있으며, 마스크(1600)의 반투광부(1603)는 제1 전극(210)의 가장자리 부분 및/또는 제1 화소정의막(180)과 적어도 일부 중첩할 수 있다. 따라서, 제2 유색물질층(190M) 중 제1 전극(210)의 중앙 부분, 및/또는 제1 화소정의막(180)에 정의된 제1 개구(1801)와 중첩하는 부분은 노광되지 않고, 제1 화소정의막(180)과 적어도 일부 중첩하는 부분은 노광되며, 제2 유색물질층(190M)의 나머지 부분은 그 두께의 절반 정도가 노광될 수 있다. 예를 들어, 마스크(1600)의 투광부(1601)와 중첩하는 부분은 노광되고, 마스크(1600)의 차광부(1602)와 중첩하는 부분은 노광되지 않으며, 마스크(1600)의 반투광부(1603)와 중첩하는 부분은 마스크(1600)의 차광부(1602)와 중첩하여 노광되지 않은 부분의 절반 정도에 해당하는 두께가 노광될 수 있다. 즉, 마스크(1600)의 반투광부(1603)와 중첩하는 부분은 그 두께의 절반 정도만 노광될 수 있다.
이후, 노광된 제2 유색물질층(190M)을 현상할 수 있다. 현상을 통해, 기판(100) 상에는 도 17에 도시된 바와 같이, 제2 개구(1901)를 포함하는 제2 화소정의막(190)과 제2 화소정의막(190) 상의 스페이서(195)가 형성될 수 있다. 예를 들어, 마스크(1600)의 투광부(1601)와 중첩하는 부분이 제2 개구(1901)에 대응되고, 마스크(1600)의 차광부(1602)와 중첩하는 부분이 스페이서(195)에 대응되며, 마스크(1600)의 반투과부(1603)와 중첩하는 부분이 제2 화소정의막(190)에 대응될 수 있다.
일 실시예에서, 제2 화소정의막(190)과 스페이서(195)는 동일한 공정에 의해 형성되므로, 제2 화소정의막(190)과 스페이서(195)는 일체로 구비될 수 있다. 또한, 제2 화소정의막(190)과 스페이서(195)는 동일한 물질을 포함할 수 있다.
도 15, 및/또는 도 17 이후에, 도시되지는 않았으나, 제2 화소정의막(190)에 정의된 제2 개구(1901)를 통해 적어도 일부가 노출된 제1 전극(210) 상에 중간층(220, 도 5), 및 제2 전극(230)이 형성될 수 있다.
일 실시예에서, 중간층(220)은 제2 개구(1901) 내에 배치된 발광층(222)을 포함할 수 있고, 상기 발광층(222)의 아래에 형성된 제1 기능층(221)과 상기 발광층(222)의 위에 형성된 제2 기능층(223)을 포함할 수 있다.
순차적으로 적층된 제1 전극(210), 중간층(220), 및 제2 전극(230)은 유기발광다이오드(OLED)를 이룰 수 있다.
이후, 도시되지는 않았으나, 유기발광다이오드(OLED) 상에 적어도 하나의 무기막층, 및 적어도 하나의 유기막층을 포함하는 박막봉지층(300, 도 7), 및 상기 박막봉지층(300) 상에 광학기능층(400, 도 7)이 형성될 수 있다.
광학기능층(400)은 컬러필터(410, 도 7)와 블랙매트릭스(420, 도 7)를 포함할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
1: 표시 장치
100: 기판
180: 제1 화소정의막
190: 제2 화소정의막
195: 스페이서
210: 제1 전극

Claims (30)

  1. 기판;
    상기 기판 상에 배치된 제1 전극;
    상기 제1 전극 상에 배치되고 상기 제1 전극의 적어도 일부를 노출시키는 제1 개구를 가지며 안료(Pigment)를 포함하는 제1 화소정의막; 및
    상기 제1 화소정의막 상에 배치되고 염료(Dye)를 포함하는 제2 화소정의막;
    을 구비하는, 표시 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 화소정의막은 1 이상의 광학밀도를 갖는, 표시 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 화소정의막의 광학밀도는 상기 제2 화소정의막의 광학밀도와 같거나 큰, 표시 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 화소정의막은 복수의 입자들을 포함하고, 상기 복수의 입자들의 평균 크기는 200 nm 이하인, 표시 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제2 화소정의막은 상기 제1 전극의 적어도 일부를 노출시키는 제2 개구를 포함하는, 표시 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 개구의 폭은 상기 제2 개구의 폭보다 큰, 표시 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제2 화소정의막은 상기 제1 화소정의막의 상면과 측면을 덮는, 표시 장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 제2 화소정의막은 상기 제1 전극과 직접 접촉하는, 표시 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1 화소정의막은 네거티브 감광 물질을 포함하고, 상기 제2 화소정의막은 포지티브 감광 물질을 포함하는, 표시 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제1 화소정의막, 및 상기 제2 화소정의막은 네거티브 감광 물질을 포함하는, 표시 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제1 화소정의막, 및 상기 제2 화소정의막은 포지티브 감광 물질을 포함하는, 표시 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 제1 화소정의막은 포지티브 감광 물질을 포함하고, 상기 제2 화소정의막은 네거티브 감광 물질을 포함하는, 표시 장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 제2 화소정의막 상에 배치된 스페이서를 더 포함하고, 상기 스페이서는 상기 제2 화소정의막과 동일한 물질을 포함하는, 표시 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제1 화소정의막과 상기 스페이서는 서로 다른 물질을 포함하는, 표시 장치.
  15. 제5항에 있어서,
    상기 제2 개구를 채우는 발광층을 포함하는 중간층, 및 상기 중간층 상에 배치된 제2 전극을 더 포함하는, 표시 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제2 전극 상에 배치되고 적어도 하나의 무기막층, 및 적어도 하나의 유기막층을 포함하는 박막봉지층을 더 포함하는, 표시 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 박막봉지층 상에 배치되고 상기 제1 개구와 적어도 일부 중첩되는 컬러필터, 및 상기 컬러필터를 둘러싸는 블랙매트릭스를 포함하는 광학기능층을 더 포함하는, 표시 장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 블랙매트릭스는 상기 제1 화소정의막과 적어도 일부 중첩되는, 표시 장치.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 블랙매트릭스는 상기 제2 화소정의막과 적어도 일부 중첩되는, 표시 장치.
  20. 제1 전극 상에 안료(Pigment)를 포함하는 제1 유색물질층을 형성하는 동작;
    상기 제1 유색물질층의 일 부분을 노광하는 동작;
    노광된 상기 제1 유색물질층을 현상하여 상기 제1 전극의 적어도 일부를 노출시키는 제1 개구를 포함하는 제1 화소정의막을 형성하는 동작;
    상기 제1 전극과 상기 제1 화소정의막 상에 염료(Dye)를 포함하는 제2 유색물질층을 형성하는 동작;
    상기 제2 유색물질층의 일 부분을 노광하는 동작; 및
    노광된 상기 제2 유색물질층을 현상하여 상기 제1 전극의 적어도 일부를 노출시키는 제2 개구를 포함하는 제2 화소정의막을 형성하는 동작;
    을 포함하는, 표시 장치의 제조 방법.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 노광된 상기 제2 유색물질층을 현상하여 상기 제2 화소정의막을 형성하는 동작에 있어서,
    상기 제2 화소정의막, 및 상기 제2 화소정의막과 일체로 구비된 스페이서가 형성되는, 표시 장치의 제조 방법.
  22. 제20항에 있어서,
    상기 제1 화소정의막은 네거티브 감광 물질을 포함하고, 상기 제2 화소정의막은 포지티브 감광 물질을 포함하는, 표시 장치의 제조 방법.
  23. 제20항에 있어서,
    상기 제1 화소정의막의 광학밀도는 상기 제2 화소정의막의 광학밀도와 같거나 큰, 표시 장치의 제조 방법.
  24. 제20항에 있어서,
    상기 제1 개구와 상기 제2 개구는 적어도 일부 중첩되는, 표시 장치의 제조 방법.
  25. 제24항에 있어서,
    상기 제1 개구의 폭은 상기 제2 개구의 폭보다 큰, 표시 장치의 제조 방법.
  26. 제25항에 있어서,
    상기 제2 화소정의막은 상기 제1 화소정의막의 상면과 측면을 덮는, 표시 장치의 제조 방법.
  27. 제26항에 있어서,
    상기 제2 화소정의막은 상기 제1 전극과 직접 접촉하는, 표시 장치의 제조 방법.
  28. 제20항에 있어서,
    상기 제1 화소정의막, 및 상기 제2 화소정의막은 네거티브 감광 물질을 포함하는, 표시 장치의 제조 방법.
  29. 제20항에 있어서,
    상기 제1 화소정의막, 및 상기 제2 화소정의막은 포지티브 감광 물질을 포함하는, 표시 장치의 제조 방법.
  30. 제20항에 있어서,
    상기 제1 화소정의막은 포지티브 감광 물질을 포함하고, 상기 제2 화소정의막은 네거티브 감광 물질을 포함하는, 표시 장치의 제조 방법.
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