KR20220143252A - 유기발광 표시장치 및 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 유기발광 표시장치(1)에 관한 것으로, 반사 메탈과 애노드 메탈 사이의 유전체층을 굴절률이 상이한 물질들의 다층막으로 적층 형성함으로써 반사도 향상을 도모하면서도, 후속 공정에서의 반사 메탈의 손상을 방지하도록 하는 유기발광 표시장치에 관한 것이다.

Description

유기발광 표시장치 및 제조방법{ORGANIC LIGHT EMITTING DIODE DISPLAY DEVICE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 발명은 유기발광 표시장치(1) 및 제조방법에 관한 것으로, 반사 메탈과 애노드 메탈 사이의 유전체층을 굴절률이 상이한 물질들의 다층막으로 적층 형성함으로써 반사도 향상을 도모하면서도, 후속 공정에서의 반사 메탈의 손상을 방지하도록 하는 유기발광 표시장치 및 제조방법에 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 표시장치에서 애노드 전극이 형성된 측에 대한 부분단면도이다.
도 1을 참고하면, 기존의 유기발광 표시장치(9) 구조에서의 애노드 메탈(950)은 유전체층(930)의 상면만을 커버하도록 형성되며, 그에 따라 상기 유전체층(930)의 하부에 위치하는 반사 메탈(910)은 공정 과정에서 그 측부가 외부에 노출될 수밖에 없다. 이 때 상기 반사 메탈(910)의 측부가 완전 노출된 상태에서 후속 공정인 애싱(Ashing) 공정 또는 열 처리 공정을 진행하게 되면, 상기 반사 메탈(910)은 녹는점이 낮은 은 및/또는 알루미늄으로 이루어져 있으므로, 상기 반사 메탈(910)에 손상이 발생할 수 있다. 이러한 손상은 상기 반사 메탈(910)의 반사도가 낮아지는 문제점을 일으키며, 인접한 화소 영역들(R, G, B) 간 Leakage Path를 야기시킬 수 있다.
이와 같은 문제점들을 방지하고자, 본 발명의 발명자들은 제작 과정에서 반사 메탈에 결함이 발생하지 않도록 하면서도, 반사도 향상을 도모하도록 하는 신규의 유기발광 표시장치 및 제조방법에 대하여 제시하고자 한다.
한국공개특허 제10-2015-0038982호 '유기발광표시장치 및 그의 제조방법'
앞서 본 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로,
본 발명은 낮은 녹는점을 가지는 은 또는 알루미늄으로 이루어지는 반사 메탈 형성 이후, 해당 반사 메탈이 개방된 상태에서 후속 식각 및 열 처리 공정 시 손상이 발생하는 것을 방지하기 위해, 해당 반사 메탈의 개방된 전면을 커버하도록 애노드 메탈을 형성함으로써, 반사도 및 발광 효율이 낮아지는 것을 방지하도록 하는 유기발광 표시장치 및 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 반사 메탈의 결함을 방지함으로써 근접 화소 영역들 간 Lateral Leakage Current Path를 차단하여, 유기발광 표시장치에 인가되는 전류를 향상시켜 전체 효율이 증가하는 것을 도모하도록 하는 유기발광 표시장치 및 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 애노드 메탈이 상부 절연막 상에서 제2 연장부의 하단부와 연결되는 제3 연장부를 포함함으로써, 반사 메탈의 외부 노출을 최대한 방지하도록 하는 유기발광 표시장치 및 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 애노드 메탈의 제3 연장부 형성을 위한 패터닝 시 상부 절연막에 트렌치홀 동시에 형성 가능함으로써 추가 공정이 불필요하여 제작 단계의 편의를 도모하도록 하는 유기발광 표시장치 및 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 반사 메탈 상에 서로 다른 굴절률의 유전체층이 적층되는 다층막을 구비함으로써 반사도 향상을 도모하도록 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 기판;상기 기판 상의 하부 절연막; 상기 하부 절연막 상의 하부 메탈; 상기 하부 메탈을 둘러싸는, 상기 하부 절연막 상의 상부 절연막; 및 상기 상부 절연막 상의 하부 전극구조;를 포함하며, 상기 하부 전극 구조는 상기 상부 절연막 상의 반사 메탈; 및 상기 반사 메탈 상에서 복수개의 유전체층이 적층 구성되는 다층막;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 의하면, 본 발명에 따른 유기발광 표시장치에서의 상기 하부 전극 구조는 상기 다층막 상의 애노드 메탈;을 추가로 포함하고, 상기 애노드 메탈은 상기 반사 메탈의 측벽을 커버하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 본 발명에 따른 유기발광 표시장치에서의 상기 다층막은 서로 동일한 굴절률을 가지는 물질로 이루어지는 유전체층이 반복 적층되지 않는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 본 발명에 따른 유기발광 표시장치에서의 상기 다층막은 서로 상이한 굴절률을 가지는 물질로 이루어지는 유전체층이 교대로 적층되도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 본 발명에 따른 유기발광 표시장치에서의 상기 애노드 메탈은 상기 반사 메탈 상면 상의 제1 연장부; 상기 반사 메탈의 측부를 커버하는 제2 연장부; 및 상기 제2 연장부와 하단부와 연결되는, 상기 상부 절연막 일 측 상의 제3 연장부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 본 발명에 따른 유기발광 표시장치는 하부 절연막; 상기 하부 절연막 상의 하부 메탈; 상기 하부 메탈을 둘러싸는, 상기 하부 절연막 상의 상부 절연막; 및 상기 하부 메탈과 전기적으로 연결되는, 상기 상부 절연막 상의 하부 전극구조;를 포함하며, 상기 하부 전극 구조는 상기 상부 절연막 상의 반사 메탈; 상기 반사 메탈 상에서 복수개의 유전체층이 적층되도록 구성되는 다층막; 및 상기 다층막 상의 애노드 메탈;을 포함하고, 상기 다층막은 상대적으로 저 굴절률의 유전체층과 고 굴절률의 유전체층이 교대로 적층되도록 구성되며, 상기 애노드 메탈은 상기 반사 메탈의 측벽을 커버하는 부분을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 본 발명에 따른 유기발광 표시장치는 상기 하부 메탈과 하부 전극구조와 연결되는, 상기 상부 절연막 내의 컨택 영역;을 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 본 발명에 따른 유기발광 표시장치는 상기 하부 전극구조와 상부 절연막 상의 유기발광층; 상기 유기발광층 상의 캐소드 메탈; 및 상기 캐소트 메탈 상의 컬러필터;를 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 본 발명에 따른 유기발광 표시장치에서의 상기 상부 절연막은 인접한 화소 영역의 경계 측에서 하방 함입된 트렌치홀;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 본 발명에 따른 유기발광 표시장치에서의 상기 애노드 메탈은 상기 다층막 상의 제1 연장부; 상기 제1 연장부의 양 측부와 연결되며, 상기 다층막 및 반사 메탈을 커버하는 제2 연장부; 및 상기 제2 연장부의 하단부와 연결되고, 인접한 트렌치홀의 상단부까지 연장되는 제3 연장부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 본 발명에 따른 유기발광 표시장치에서의 상기 하부 전극구조는 상기 상부 절연막과 반사 메탈 사이의 버퍼 메탈;을 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 본 발명에 따른 유기발광 표시장치에서의 상기 다층막은 실리콘 질화막과 TEOS막이 교대로 적층되는 구조인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 본 발명에 따른 유기발광 표시장치 제조방법은 기판 상에 하부 절연막을 형성하는 단계; 상기 하부 절연막 상에 하부 메탈을 형성하는 단계; 상기 하부 메탈 및 하부 절연막 상에 상부 절연막을 형성하는 단계; 및 상기 상부 절연막 상에 하부 전극구조를 형성하는 단계;를 포함하며, 상기 하부 전극구조 형성단계는 상기 하부 절연막 상에 반사 메탈을 형성하는 단계; 상기 반사 메탈 상에 다층막을 형성하는 단계; 및 상기 다층막 상면 그리고 반사 메탈의 측벽을 커버하도록 애노드 메탈을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 본 발명에 따른 유기발광 표시장치 제조방법에서의 상기 애노드 메탈 형성단계는 상기 다층막의 상면, 반사 메탈 및 다층막의 측벽과, 상부 절연막의 노출된 측 상에 애노드 메탈을 이루는 금속층을 형성하는 단계; 및 상기 상부 절연막 상에 형성되는 금속층을 식각하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 본 발명에 따른 유기발광 표시장치 제조방법은 상기 애노드 메탈을 이루는 금속층이 형성된 이후, 인접한 화소영역의 경계 측에 트렌치를 형성하는 단계;를 추가로 포함하고, 상기 금속층 식각단계와 트렌치 형성단계는 실질적으로 동일 공정에서 수행되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 본 발명에 따른 유기발광 표시장치 제조방법은 상기 애노드 메탈 상에 유기발광층을 형성하는 단계; 상기 유기발광층 상에 공통 전극인 캐소드 메탈을 형성하는 단계; 및 상기 캐소드 메탈 상에 컬러필터를 형성하는 단계;를 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 본 발명에 따른 유기발광 표시장치 제조방법에서의 상기 하부 전극구조 형성단계는 상기 반사 메탈 형성 전 상부 절연막 상에 버퍼 메탈을 형성하는 단계;를 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 본 발명에 따른 유기발광 표시장치 제조방법은 하부 절연막 상에 하부 메탈을 형성하는 단계; 상기 하부 메탈 및 하부 절연막 상에 상부 절연막을 형성하는 단계; 및 상기 상부 절연막 상에 하부 전극구조를 형성하는 단계;를 포함하며, 상기 하부 전극구조 형성단계는 상기 하부 절연막 상에 반사 메탈을 형성하는 단계; 상기 반사 메탈 상에 상대적으로 고 저굴절률을 가지는 유전체층과 고 굴절률을 가지는 유전체층을 교대로 반복 적층하는 단계; 상기 유전체층을 식각하는 단계; 및 상기 다층막 및 반사 메탈의 노출된 면을 둘러싸도록 애노드 메탈을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 본 발명에 따른 유기발광 표시장치 제조방법에서, 상기 다층막은 실리콘 산화막과 TEOS막이 교대로 적층되는 구조로 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 앞서 본 구성에 의하여 다음과 같은 효과를 가진다.
본 발명은 낮은 녹는점을 가지는 은 또는 알루미늄으로 이루어지는 반사 메탈 형성 이후, 해당 반사 메탈이 개방된 상태에서 후속 식각 및 열 처리 공정 시 손상이 발생하는 것을 방지하기 위해, 해당 반사 메탈의 개방된 전면을 커버하도록 애노드 메탈을 형성함으로써, 반사도 및 발광 효율이 낮아지는 것을 방지하도록 하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 반사 메탈의 결함을 방지함으로써 근접 화소 영역들 간 Lateral Leakage Current Path를 차단하여, 유기발광 표시장치에 인가되는 전류를 향상시켜 전체 효율이 증가하는 것을 도모하도록 하는 효과를 가진다.
또한, 본 발명은 애노드 메탈이 상부 절연막 상에서 제2 연장부의 하단부와 연결되는 제3 연장부를 포함함으로써, 반사 메탈의 외부 노출을 최대한 방지하도록 하는 효과가 도출된다.
또한, 본 발명은 애노드 메탈의 제3 연장부 형성을 위한 패터닝 시 상부 절연막에 트렌치홀 동시에 형성 가능함으로써 추가 공정이 불필요하여 제작 단계의 편의를 도모하도록 하는 효과를 나타낸다.
또한, 본 발명은 반사 메탈 상에 서로 다른 굴절률의 유전체층이 적층되는 다층막을 구비함으로써 반사도 향상을 도모하도록 하는 효과를 보인다.
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 표시장치에서 애노드 전극이 형성된 측에 대한 부분단면도이고;
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.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다. 본 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.
본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및 /또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다.
이하에서는, 일 구성요소(또는 층)가 타 구성요소(또는 층) 상에 배치되는 것으로 설명되는 경우, 일 구성요소가 타 구성요소 위에 직접적으로 배치되는 것일 수도, 또는 해당 구성요소들 사이에 다른 구성 요소(들) 또는 층(들)이 사이에 위치할 수도 있음에 유의하여야 한다. 또한, 일 구성요소가 타 구성요소 상 또는 위에 직접적으로 배치되는 것으로 표현되는 경우, 해당 구성요소들 사이에 타 구성 요소(들)이 위치하지 않는다. 또한, 일 구성요소의 '상', '상부', '하부', '상측', '하측' 또는 '일 측', '측면'에 위치한다는 것은 상대적인 위치 관계를 의미하는 것이다.
또한, 특정 실시예가 달리 구현 가능한 경우에 있어서, 특정한 공정 순서는 하기에서 설명되는 순서와 다르게 수행될 수 있음에 유의하여야 한다. 예를 들어, 연속적으로 설명되는 두 공정이 실질적으로 동시에 수행될 수도, 반대의 순서로 수행될 수도 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광 표시장치에 대한 단면도이다.
이하에서는 첨부된 도면들을 참고하여 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광 표시장치(1)에 대하여 상세히 설명하도록 한다.
도 2를 참고하면, 본 발명은 유기발광 표시장치(1)에 관한 것으로, 반사 메탈과 애노드 메탈 사이의 유전체층을 굴절률이 상이한 물질들의 다층막으로 적층 형성함으로써 반사도 향상을 도모하면서도, 후속 공정에서의 반사 메탈의 손상을 방지하도록 하는 유기발광 표시장치에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광 표시장치(1)는 웨이퍼 기판 상에 유기발광소자를 형성하는 OLEDoS(Organic Light Emitting Diode on Silicon)일 수 있으나 이에 별도의 제한이 있는 것은 아니다. 상기 OLEDoS에는 예를 들어 CMOS 공정으로 형성된 전극 위에 OLED 소자가 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광 표시장치(1)의 구조에 대하여 설명하면, 먼저 기판(101)이 형성되며, 상기 기판(101)에는 구동 소자가 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 기판(101) 상에는 소스 메탈, 드레인 메탈 등이 형성될 수 있다. 또한, 기판(101) 상에는 하부 절연막(110)이 형성될 수 있다. 상기 하부 절연막(110)은 소스 메탈, 드레인 메탈 등을 그 상측 구조물들과 절연하는 구성으로, 예를 들어 실리콘 산화막, 실리콘 질화막 또는 이들의 다층막으로 형성될 수 있으며 이에 별도의 제한이 있는 것은 아니다.
상기 하부 절연막(110) 상에는 상부 절연막(120)이 형성되고, 상기 상부 절연막(120)의 내측에는 하부 메탈(130)이 형성될 수 있다. 상기 상부 절연막(120) 역시 예를 들어 실리콘 산화막, 실리콘 질화막 또는 이들의 다층막으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 하부 메탈층(130)은 하부 절연막(110)의 상면 상에서 예를 들어 개별 화소 영역(R, G, B) 내에 한 개씩 형성 될 수 있다.
상기 상부 절연막(120)에는 하부 메탈(130)과 하부 전극구조(150)와 연결되는 컨택 영역(140)이 위치하도록 컨택홀(121)이 형성될 수 있다. 상기 컨택홀(121)은 하부 메탈층(130) 상에서 상부 절연막(120)을 상하 방향을 관통하며, 도시된 바와 같이 각 화소 영역마다 한 쌍이 서로 이격되어 형성될 수 있으나 이에 제한이 있는 것은 아니다. 상기 하부 메탈(130)과 컨택 영역(140)은 도전성 금속 물질로 이루어질 수 있다. 또한, 상부 절연막(120)에는 각 화소 영역(R, G, B)의 경계마다 트렌치홀(123)이 형성되어 누설 전류가 발생하는 것을 방지하는 것이 바람직하다. 즉 인접한 화소 영역 간 아이솔레이션을 하기 위함이다.
상기 상부 절연막(120) 상에는 각 화소 영역(R, G, B)마다 하부 전극구조(150)가 형성될 수 있다. 상기 하부 전극구조(150)는 버퍼 메탈(151), 반사 메탈(153), 다층막(155)과, 애노드 메탈(157)이 하측으로부터 상방으로 순차적으로 적층된 구조일 수 있다.
버퍼 메탈(151)은 상부 절연막(120) 상에 그리고 반사 메탈(153)의 하측에 형성되는 구성으로, 질화 티타늄(TiN) 또는 질화 티타늄(TiN)과 티타늄(Ti)의 복층 구조로 형성될 수 있으나 본 발명의 필수 구성요소는 아님에 유의하여야 한다.
반사 메탈(153)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 메탈(153)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.
다층막(155)은 유전체층이 적층되는 구성으로, 예를 들어 서로 상이한 굴절률을 가지는 유전체층이 적층되며, 저 굴절률의 유전체층과 고 굴절률의 유전체층이 교대로 적층될 수 있다. 상세하게 설명하면, 서로 동일한 굴절률을 가지는 유전체층이 반복 적층되지 않는 것이다. 예를 들어, 제1 유전체층 위에 다시 제1 유전체층이 적층되지 않으며, 제1 유전체층 위에 제2 유전체층이 적층되고 다시 제1 유전체층이 상기 제2 유전체층 위에 적층되는 구조를 취할 수 있다. 다시 말하면 서로 상이한 굴절률을 가지는 유전체층이 교대로 적층 형성될 수 있다.
예를 들어, 다층막(155)은 저 굴절률의 실리콘 질화막(SiN) 또는 실리콘 산화막(SiO2)과, 고 굴절률의 TEOS막(SiO4C8H2)이 교대로 적층되는 구조를 가질 수 있고, 그 적층 개수에 제한이 있는 것은 아니다. 이러한 다층막(155)은 예를 들어 분산 브래그 반사층(Distributed Bragg Reflector; DBR)으로 이루어지며 미세 공동 효과를 얻을 수 있다. 이와 같이,반사 메탈(153)과 애노드 메탈(157) 사이의 유전체층을 굴절률이 상이한 물질들의 다층막(155)으로 적층 형성함으로써 반사도 향상을 도모할 수 있다. 일 예로, 상기 다층막(155)은, 서로 굴절률이 상이한 두 물질이 발진 파장의 1/4 두께로 교대로 적층될 수 있다.
애노드 메탈(157)은 다층막(155) 상에 형성되며, 각 화소 영역(R, G, B)에 개별적으로 형성되는 구성이다. 기판(101) 상의 트랜지스터들은 게이트 라인으로부터 게이트 신호 입력 시 데이터 라인의 데이터 전압에 따라 애노드 메탈(157) 측에 소정의 전압을 공급한다.
이하에서는 종래의 유기발광 표시장치(9)의 구조 및 그에 따른 문제점을 설명하도록 한다.
도 1을 참고하면, 기존의 유기발광 표시장치(9) 구조에서의 애노드 메탈(950)은 유전체층(930)의 상면만을 커버하도록 형성되며, 그에 따라 상기 유전체층(930)의 하부에 위치하는 반사 메탈(910)은 후속 공정에서 그 측부가 외부에 그대로 노출된다. 이와 같이 상기 반사 메탈(910)의 측부가 완전 노출된 상태에서 후속 공정인 애싱(Ashing) 공정 또는 열 처리 공정을 수행하게 되면, 녹는점이 낮은 은 및/또는 알루미늄으로 이루어지는 상기 반사 메탈(910)에 손상이 발생할 수 있다. 이러한 손상은 상기 반사 메탈(910)의 반사도가 낮아지는 문제점을 일으키며, 인접한 화소 영역들(R, G, B) 간 Leakage Path를 야기시킬 수 있다.
전술한 문제점을 해결하고자, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광 표시장치(1)의 애노드 메탈(157)은 반사 메탈(153)의 측부를 커버하도록 소정 거리 하방 연장되도록 형성된다. 예를 들어, 애노드 메탈(157)은 다층막(155)의 상면을 커버하는 제1 연장부(1571)와; 상기 반사 메탈(153)의 측부를 커버하는 제2 연장부(1573)를 포함할 수 있다. 상기 제2 연장부(1573)는 제1 연장부(1571)의 측부와 연결되도록 형성될 수 있으나 이에 제한이 있는 것은 아니다.
또한, 제2 연장부(1571)로부터 상부 절연막(120)의 트렌치(123) 상단부까지 연장되는 제3 연장부(1575);를 추가로 포함할 수도 있다. 이러한 제3 연장부(1575)는 애노드 메탈(157) 형성을 위하여 상부 절연막(120) 상에 금속층 형성 후 상기 제3 연장부(1575)만을 제거하기 위한 별도의 공정을 진행하지 않기 위하여 형성되는 부분으로 본 발명의 필수적 구성은 아님에 유의하여야 한다. 또한, 상기 제3 연장부(1575)를 형성함으로써 반사 메탈(153)의 측부를 더욱 명확하게 커버할 수도 있다.
상부 절연막(120)과 하부 전극구조(150) 상에는 유기발광층(160)이 형성된다. 상기 유기발광층(160)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 메탈(157)과 후술할 캐소드 메탈(170)에 전압 인가 시 정공 및 전자가 각각 발광층으로 이동하며, 서로 결합하여 발광하게 되는 것이다. 이러한 유기발광층(160)은 각각의 화소 영역들(R, G, B)에 공통적으로 형성되는 공통층일 수 있다.
상기 유기발광층(160) 상에는 캐소드 메탈(170)이 형성되며, 상기 캐소드 메탈(170) 상에는 컬러필터(180)가 형성될 수 있다. 상기 캐소드 메탈(170)은 각 화소 영역들(R, G, B)에 대한 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 설명하도록 한다.
먼저, 도 3을 참고하면, 기판(101) 상에 하부 절연막(110)을 형성한다. 그 후 상기 하부 절연막(110) 상에 하부 메탈(130)을 형성한다. 상기 하부 메탈(130) 형성방법에 대하여 설명하면, 예를 들어 하부 절연막(110) 상에 금속층(미도시)을 형성한 이후, 상기 금속층 상에 상기 하부 메탈(130) 형성 측을 제외한 측이 개방되는 마스크 패턴 형성 후 식각 공정을 수행할 수 있다.
그 후, 도 4를 참고하면, 하부 절연막(110)과 하부 메탈(130) 상에 상부 절연막(120)을 형성할 수 있다. 상기 상부 절연막(120)은 무기막으로, 예를 들어 실리콘 질화막, 실리콘 산화막 또는 이들의 다중막으로 이루어질 수 있다.
이후, 도 5를 참고하면, 상기 상부 절연막(120)에 컨택 영역(140)을 형성한다. 상세하게 설명하면, 먼저 상기 상부 절연막(120) 상에 컨택홀(121) 형성 측이 개방되는 마스크 패턴을 형성한 이후 식각 공정을 수행하여 상기 컨택홀(121)을 형성한다. 그리고 나서 상부 절연막(120) 상에 금속층(미도시)을 증착하여 상기 컨택홀(121)을 갭 필하고, 상기 상부 절연막(120)의 상면이 노출되도록 CMP 공정을 수행한다. 상기 컨택 영역(140)은 예를 들어 구리, 알루미늄, 또는 텅스텐과 같은 금속물질로 이루어지는 것이 바람직하며, 텅스텐으로 이루어지는 것이 더욱 바람직하다.
상기 컨택 영역(140) 형성 후, 도 6를 참고하면 상부 절연막(120) 상에 하부 전극구조(150)를 형성한다. 먼저, 상부 절연막(120) 상에 버퍼 메탈(151)을, 상기 버퍼 메탈(151) 상에 반사 메탈(153)을, 상기 반사 메탈(153) 상에 다층막(155)을 이루는 물질층을 형성한다. 그 후, 상기 다층막(155) 상에 마스크 패턴(미도시)을 형성한 이후 식각 공정을 수행함으로써 버퍼 메탈(151), 반사 메탈(153) 및 다층막(155)을 형성할 수 있다. 예를 들어, 버퍼 메탈(151) 및 반사 메탈(153)을 이루는 물질층 증착 후 식각한 다음, 다층막(155) 물질층 증착 후 식각을 수행할 수도 있고, 1회의 식각 공정만으로 상기 버퍼 메탈(151), 반사 메탈(153)과 다층막(155)을 형성할 수도 있으며 이에 별도의 제한이 있는 것은 아니다.
그리고 나서, 도 7을 참고하면, 다층막(155) 상에 애노드 메탈(157)을 형성한다. 전술한 바와 같이, 상기 애노드 메탈(157)은 반사 메탈(153)의 측벽을 커버하는 측에도 형성될 수 있다. 예를 들어, 아직 트렌치홀(123)이 형성되지 않은 상부 절연막(120)과 다층막(155) 상에 그리고 버퍼 메탈(151) 및 반사 메탈(153)의 측벽을 커버하도록 하는 금속층을 형성한다. 즉, 제1 연장부(1571), 제2 연장부(1573)가 형성되며, 상부 절연막(120) 상에 예비 제3 연장부(1577)가 형성될 수 있다. 전술한 바와 같이 제2 연장부(1573)를 형성함으로써 후속 공정에서 반사메탈층(153)의 전면이 노출되지 않도록 하여 식각 공정과 열 처리 공정 수행 시 보호될 수 있다. 따라서, 부식 또는 석출에 의한 결함 또는 소실 등이 발생하는 것을 방지 가능하다.
이후, 도 8 을 참고하면, 상부 절연막(120)의 트렌치홀(123) 형성을 위한 식각 공정 시 상기 트렌치홀(123) 형성 위치 상의 애노드 메탈(157) 금속층이 식각될 수 있다. 상세하게는, 상부 절연막(120) 상에 트렌치홀(123) 형성 측이 개방된 마스크 패턴을 형성한 이후 식각 공정을 수행한다. 이에 의하여 예비 제3 연장부(1577)가 부분적으로 식각되어 제3 연장부(1575)가 형성된다. 이와같이 제3 연장부(1575)와 트렌치홀(123)은 동일 공정을 통하여 함께 형성되므로, 반사 메탈(153)에 대한 노출을 최대한 방지하면서도, 별도의 공정을 요하지 않는 점에 그 이점이 있다.
그리고 나서, 도 9를 참고하면, 하부 전극구조(150)와 상부 절연막(120) 상에 유기발광층(160)을, 상기 유기발광층(160) 상에 캐소드 메탈(170)을 순차적으로 형성할 수 있다. 그리고 나서, 상기 캐소드 메탈(170) 상에 컬러필터(180)를 형성한다.
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.
1 : 유기발광 표시장치
101 : 기판
110 : 하부 절연막
120 : 상부 절연막
121 : 비아홀 123 : 트렌치홀
130 : 하부 메탈층
140 : 컨택 영역
150 : 하부 전극구조
151 : 버퍼 메탈 153 : 반사 메탈
155 : 다층막 157 : 애노드 메탈
160 : 유기 발광층
170 : 캐소드 메탈
180 : 컬러필터층

Claims (19)

  1. 기판;
    상기 기판 상의 하부 절연막;
    상기 하부 절연막 상의 하부 메탈;
    상기 하부 메탈을 둘러싸는, 상기 하부 절연막 상의 상부 절연막; 및
    상기 상부 절연막 상의 하부 전극구조;를 포함하며,
    상기 하부 전극 구조는
    상기 상부 절연막 상의 반사 메탈; 및 상기 반사 메탈 상에서 복수개의 유전체층이 적층 구성되는 다층막;을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광 표시장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 하부 전극 구조는
    상기 다층막 상의 애노드 메탈;을 추가로 포함하고,
    상기 애노드 메탈은
    상기 반사 메탈의 측벽을 커버하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 유기발광 표시장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 다층막은
    서로 동일한 굴절률을 가지는 물질로 이루어지는 유전체층이 반복 적층되지 않는 것을 특징으로 하는 유기발광 표시장치.
  4. 제2항에 있어서, 상기 다층막은
    서로 상이한 굴절률을 가지는 물질로 이루어지는 유전체층이 교대로 적층되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 유기발광 표시장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 애노드 메탈은
    상기 반사 메탈 상면 상의 제1 연장부;
    상기 반사 메탈의 측부를 커버하는 제2 연장부; 및
    상기 제2 연장부와 하단부와 연결되는, 상기 상부 절연막 일 측 상의 제3 연장부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광 표시장치.
  6. 하부 절연막;
    상기 하부 절연막 상의 하부 메탈;
    상기 하부 메탈을 둘러싸는, 상기 하부 절연막 상의 상부 절연막; 및
    상기 하부 메탈과 전기적으로 연결되는, 상기 상부 절연막 상의 하부 전극구조;를 포함하며,
    상기 하부 전극 구조는
    상기 상부 절연막 상의 반사 메탈; 상기 반사 메탈 상에서 복수개의 유전체층이 적층되도록 구성되는 다층막; 및 상기 다층막 상의 애노드 메탈;을 포함하고,
    상기 다층막은
    상대적으로 저 굴절률의 유전체층과 고 굴절률의 유전체층이 교대로 적층되도록 구성되며,
    상기 애노드 메탈은
    상기 반사 메탈의 측벽을 커버하는 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광 표시장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 하부 메탈과 하부 전극구조와 연결되는, 상기 상부 절연막 내의 컨택 영역;을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광 표시장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 하부 전극구조와 상부 절연막 상의 유기발광층;
    상기 유기발광층 상의 캐소드 메탈; 및
    상기 캐소트 메탈 상의 컬러필터;를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광 표시장치.
  9. 제7항에 있어서, 상기 상부 절연막은
    인접한 화소 영역의 경계 측에서 하방 함입된 트렌치홀;을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광 표시장치.
  10. 제7항에 있어서, 상기 애노드 메탈은
    상기 다층막 상의 제1 연장부;
    상기 제1 연장부의 양 측부와 연결되며, 상기 다층막 및 반사 메탈을 커버하는 제2 연장부; 및
    상기 제2 연장부의 하단부와 연결되고, 인접한 트렌치홀의 상단부까지 연장되는 제3 연장부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광 표시장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 하부 전극구조는
    상기 상부 절연막과 반사 메탈 사이의 버퍼 메탈;을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광 표시장치.
  12. 제10항에 있어서, 상기 다층막은
    실리콘 질화막과 TEOS막이 교대로 적층되는 구조인 것을 특징으로 하는 유기발광 표시장치.
  13. 기판 상에 하부 절연막을 형성하는 단계;
    상기 하부 절연막 상에 하부 메탈을 형성하는 단계;
    상기 하부 메탈 및 하부 절연막 상에 상부 절연막을 형성하는 단계; 및
    상기 상부 절연막 상에 하부 전극구조를 형성하는 단계;를 포함하며,
    상기 하부 전극구조 형성단계는
    상기 하부 절연막 상에 반사 메탈을 형성하는 단계;
    상기 반사 메탈 상에 다층막을 형성하는 단계; 및
    상기 다층막 상면 그리고 반사 메탈의 측벽을 커버하도록 애노드 메탈을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광 표시장치 제조방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 애노드 메탈 형성단계는
    상기 다층막의 상면, 반사 메탈 및 다층막의 측벽과, 상부 절연막의 노출된 측 상에 애노드 메탈을 이루는 금속층을 형성하는 단계; 및
    상기 상부 절연막 상에 형성되는 금속층을 식각하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광 표시장치 제조방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 애노드 메탈을 이루는 금속층이 형성된 이후, 인접한 화소영역의 경계 측에 트렌치를 형성하는 단계;를 추가로 포함하고,
    상기 금속층 식각단계와 트렌치 형성단계는 실질적으로 동일 공정에서 수행되는 것을 특징으로 하는 유기발광 표시장치 제조방법.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 애노드 메탈 상에 유기발광층을 형성하는 단계;
    상기 유기발광층 상에 공통 전극인 캐소드 메탈을 형성하는 단계; 및
    상기 캐소드 메탈 상에 컬러필터를 형성하는 단계;를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광 표시장치 제조방법.
  17. 제14항에 있어서, 상기 하부 전극구조 형성단계는
    상기 반사 메탈 형성 전 상부 절연막 상에 버퍼 메탈을 형성하는 단계;를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광 표시장치 제조방법.
  18. 하부 절연막 상에 하부 메탈을 형성하는 단계;
    상기 하부 메탈 및 하부 절연막 상에 상부 절연막을 형성하는 단계; 및
    상기 상부 절연막 상에 하부 전극구조를 형성하는 단계;를 포함하며,
    상기 하부 전극구조 형성단계는
    상기 하부 절연막 상에 반사 메탈을 형성하는 단계;
    상기 반사 메탈 상에 상대적으로 고 저굴절률을 가지는 유전체층과 고 굴절률을 가지는 유전체층을 교대로 반복 적층하는 단계;
    상기 유전체층을 식각하는 단계; 및
    상기 다층막 및 반사 메탈의 노출된 면을 둘러싸도록 애노드 메탈을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광 표시장치 제조방법.
  19. 제18항에 있어서, 상기 다층막은
    실리콘 산화막과 TEOS막이 교대로 적층되는 구조로 형성되는 것을 특징으로 하는 유기발광 표시장치 제조방법.
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