KR20150009126A - 유기 발광 표시 장치 및 그 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 유기 발광 표시 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명의 한 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치는 구동 스위칭 소자, 상기 구동 스위칭 소자와 연결되어 있는 화소 전극, 상기 화소 전극과 분리되어 있으며 상기 화소 전극과 동일한 층에 위치하는 보조 전극, 상기 화소 전극 및 상기 보조 전극 위에 위치하며 상기 보조 전극 상부에 위치하는 접촉 구멍을 포함하는 유기 공통층, 그리고 상기 유기 공통층 위에 위치하고 상기 접촉 구멍을 통해 상기 보조 전극과 연결되어 있는 공통 전극을 포함한다.
Description
본 발명은 유기 발광 표시 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
액정 표시 장치(liquid crystal display, LCD), 유기 발광 표시 장치(organic light emitting diode display, OLED display) 및 전기 영동 표시 장치(electrophoretic display) 등의 표시 장치는 전기장 생성 전극과 전기 광학 활성층(electro-optical active layer)을 포함한다. 액정 표시 장치는 전기 광학 활성층으로 액정층을 포함하고, 유기 발광 표시 장치는 전기 광학 활성층으로 유기 발광층을 포함하고, 전기 영동 표시 장치는 전하를 띤 입자를 포함할 수 있다. 전기장 생성 전극은 박막 트랜지스터 등의 스위칭 소자에 연결되어 데이터 신호를 인가받을 수 있고, 전기 광학 활성층은 이러한 데이터 신호를 광학 신호로 변환함으로써 영상을 표시한다.
이러한 표시 장치 중 유기 발광 표시 장치(organic light emitting diode display, OLED)는 자체 발광형으로 별도의 광원이 필요 없으므로 소비전력 측면에서 유리할 뿐만 아니라, 응답 속도, 시야각 및 대비비(contrast ratio)도 우수하다.
유기 발광 표시 장치는 적색 화소, 청색 화소, 녹색 화소 및 백색 화소 등의 복수의 화소(pixel)를 포함하며, 이들 화소를 조합하여 풀 컬러(full color)를 표현할 수 있다. 각 화소는 유기 발광 소자(organic light emitting element)와 이를 구동하기 위한 복수의 박막 트랜지스터를 포함한다.
유기 발광 표시 장치의 발광 소자는 화소 전극, 공통 전극, 그리고 두 사이에 위치하는 발광층을 포함한다. 화소 전극 및 공통 전극 중 한 전극은 애노드 전극이 되고 다른 전극은 캐소드 전극이 된다. 캐소드 전극으로부터 주입된 전자(electron)와 애노드 전극으로부터 주입된 정공(hole)이 발광층에서 결합하여 여기자(exciton)를 형성하고, 여기자가 에너지를 방출하면서 발광한다. 공통 전극은 복수의 화소에 걸쳐 형성되어 있으며 일정한 공통 전압을 전달할 수 있다.
유기 발광 표시 장치는 기판의 배면 쪽으로 빛을 내보내는 배면 발광 방식과 기판의 전면 쪽으로 빛을 내보내는 전면 발광 방식으로 나뉠 수 있다. 전면 발광 방식의 유기 발광 표시 장치의 경우 공통 전극은 투명한 도전 물질로 이루어진다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 공통 전극이 전달하는 공통 전압을 균일하게 하여 표시 얼룩을 방지하고 표시 품질을 향상하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는 유기 발광 표시 장치의 제조 비용 및 제조 시간을 줄이고 제조 과정을 간단히 하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는 보조 전극을 포함하는 유기 발광 표시 장치의 제조 공정에서 보조 전극이 손상받는 것을 방지하는 것이다.
본 발명의 한 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치는 구동 스위칭 소자, 상기 구동 스위칭 소자와 연결되어 있는 화소 전극, 상기 화소 전극과 분리되어 있으며 상기 화소 전극과 동일한 층에 위치하는 보조 전극, 상기 화소 전극 및 상기 보조 전극 위에 위치하며 상기 보조 전극 상부에 위치하는 접촉 구멍을 포함하는 유기 공통층, 그리고 상기 유기 공통층 위에 위치하고 상기 접촉 구멍을 통해 상기 보조 전극과 연결되어 있는 공통 전극을 포함한다.
상기 흡광층은 빛 흡수율이 대략 70% 이상일 수 있다.
상기 흡광층은 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr), 텅스텐(W), 니켈(Ni) 등의 금속 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 화소 전극도 상기 흡광층을 포함할 수 있다.
상기 보조 전극 및 상기 화소 전극은 각각 아래부터 차례대로 적층되어 있는 하부층, 상기 흡광층, 반사층, 그리고 상부층을 포함할 수 있다.
상기 보조 전극 및 상기 화소 전극은 각각 아래부터 차례대로 적층되어 있는 상기 흡광층, 하부층, 반사층, 그리고 상부층을 포함할 수 있다.
상기 화소 전극은 상기 흡광층을 포함하지 않을 수 있다.
상기 보조 전극은 아래부터 차례대로 적층되어 있는 하부층, 반사층 상부층, 그리고 상기 흡광층을 포함하고, 상기 화소 전극은 아래부터 차례대로 적층되어 있는 상기 하부층, 상기 반사층, 그리고 상기 상부층을 포함할 수 있다.
상기 보조 전극은 아래부터 차례대로 적층되어 있는 상기 흡광층, 하부층, 반사층, 그리고 상부층을 포함하고, 상기 화소 전극은 아래부터 차례대로 적층되어 있는 상기 하부층, 상기 반사층, 그리고 상기 상부층을 포함할 수 있다.
본 발명의 한 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 제조 방법은 기판 위에 흡광층을 각각 포함하는 화소 전극 및 보조 전극을 형성하는 단계, 상기 화소 전극 및 상기 보조 전극 위에 유기 공통층을 형성하는 단계, 상기 기판 아래 쪽에 상기 보조 전극에 대응하는 투광부 및 상기 화소 전극에 대응하는 비투광부를 포함하는 제1 광마스크를 위치시키는 단계, 그리고 상기 제1 광마스크를 통해 빛을 조사하여 상기 보조 전극 상부에 위치하는 상기 유기 공통층을 제거하는 단계를 포함한다.
상기 화소 전극 및 상기 보조 전극을 형성하는 단계는 하나의 제2 광마스크를 사용한 노광 과정을 포함할 수 있다.
상기 화소 전극 및 상기 보조 전극을 형성하는 단계는 상기 기판 위에 하부층, 상기 흡광층, 반사층, 그리고 상부층을 차례대로 적층한 후 상기 제2 광마스크를 사용하여 패터닝하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 화소 전극 및 상기 보조 전극을 형성하는 단계는 상기 기판 위에 상기 흡광층, 하부층, 반사층, 그리고 상부층을 차례대로 적층한 후 상기 제2 광마스크를 사용하여 패터닝하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 흡광층은 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr), 텅스텐(W), 니켈(Ni) 등의 금속 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 한 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 제조 방법은 기판 위에 화소 전극, 그리고 흡광층을 포함하는 보조 전극을 형성하는 단계, 상기 화소 전극 및 상기 보조 전극 위에 유기 공통층을 형성하는 단계, 그리고 상기 보조 전극에 빛을 조사하여 상기 보조 전극 상부에 위치하는 상기 유기 공통층을 제거하는 단계를 포함한다.
상기 화소 전극 및 상기 보조 전극을 형성하는 단계는 두 개 이상의 광마스크를 사용한 노광 과정을 포함할 수 있다.
상기 화소 전극 및 상기 보조 전극을 형성하는 단계는 상기 기판 위에 하부층, 반사층, 그리고 상부층을 차례대로 적층하고 패터닝하여 상기 화소 전극을 완성하고 상기 보조 전극의 일부를 형성하는 단계, 그리고 상기 보조 전극의 일부 위에 흡광층을 적층하고 패터닝하여 상기 보조 전극을 완성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 보조 전극 상부에 위치하는 상기 유기 공통층을 제거하는 단계는 상기 기판의 위쪽에서 빛을 조사하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 화소 전극 및 상기 보조 전극을 형성하는 단계는 상기 기판 위에 흡광층을 적층하고 패터닝하여 상기 보조 전극의 일부를 형성하는 단계, 그리고 상기 기판 및 상기 흡광층 위에 하부층, 반사층, 그리고 상부층을 차례대로 적층하고 패터닝하여 상기 화소 전극 및 상기 보조 전극을 완성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 보조 전극 상부에 위치하는 상기 유기 공통층을 제거하는 단계는 상기 기판의 아래쪽에서 빛을 조사하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면 공통 전극이 전달하는 공통 전압을 균일하게 하여 표시 얼룩을 방지하고 표시 품질을 향상할 수 있다. 또한 유기 발광 표시 장치의 제조 비용 및 제조 시간을 줄이고 제조 과정을 간단히 할 수 있으며, 보조 전극을 포함하는 유기 발광 표시 장치의 제조 공정에서 보조 전극이 손상받는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 한 화소에 대한 등가 회로도이고,
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 한 화소의 배치도이고,
도 3은 도 2에 도시한 유기 발광 표시 장치를 III-III 선을 따라 잘라 도시한 단면도이고,
도 4 및 도 5는 각각 본 발명의 한 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 화소 전극 및 보조 전극의 배치도이고,
도 6 내지 도 9는 각각 도 3에 도시한 유기 발광 표시 장치의 A 부분을 확대한 단면도이고,
도 10은 본 발명의 한 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 흡광층의 광 흡수율을 나타낸 그래프이고,
도 11은 본 발명의 한 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 제조 과정의 한 단계에서의 단면도이고,
도 12 내지 도 17은 본 발명의 한 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 제조 방법의 각 단계를 차례대로 나타낸 단면도로서 도 11에 도시한 제조 단계 이후의 단계를 나타낸 단면도이고,
도 18 내지 도 24는 본 발명의 한 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 제조 방법의 각 단계를 차례대로 나타낸 단면도로서 도 11에 도시한 제조 단계 이후의 단계를 나타낸 단면도이고,
도 25 내지 도 31은 본 발명의 한 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 제조 방법의 각 단계를 차례대로 나타낸 단면도로서 도 11에 도시한 제조 단계 이후의 단계를 나타낸 단면도이고,
도 32 내지 도 37은 본 발명의 한 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 제조 방법의 각 단계를 차례대로 나타낸 단면도로서 도 11에 도시한 제조 단계 이후의 단계를 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 한 화소의 배치도이고,
도 3은 도 2에 도시한 유기 발광 표시 장치를 III-III 선을 따라 잘라 도시한 단면도이고,
도 4 및 도 5는 각각 본 발명의 한 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 화소 전극 및 보조 전극의 배치도이고,
도 6 내지 도 9는 각각 도 3에 도시한 유기 발광 표시 장치의 A 부분을 확대한 단면도이고,
도 10은 본 발명의 한 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 흡광층의 광 흡수율을 나타낸 그래프이고,
도 11은 본 발명의 한 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 제조 과정의 한 단계에서의 단면도이고,
도 12 내지 도 17은 본 발명의 한 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 제조 방법의 각 단계를 차례대로 나타낸 단면도로서 도 11에 도시한 제조 단계 이후의 단계를 나타낸 단면도이고,
도 18 내지 도 24는 본 발명의 한 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 제조 방법의 각 단계를 차례대로 나타낸 단면도로서 도 11에 도시한 제조 단계 이후의 단계를 나타낸 단면도이고,
도 25 내지 도 31은 본 발명의 한 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 제조 방법의 각 단계를 차례대로 나타낸 단면도로서 도 11에 도시한 제조 단계 이후의 단계를 나타낸 단면도이고,
도 32 내지 도 37은 본 발명의 한 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 제조 방법의 각 단계를 차례대로 나타낸 단면도로서 도 11에 도시한 제조 단계 이후의 단계를 나타낸 단면도이다.
그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우 뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
먼저 도 1을 참조하여 본 발명의 한 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치에 대하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 한 화소에 대한 등가 회로도이다.
도 1을 참고하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치는 복수의 신호선(121, 171, 172)과 이들에 연결되어 있으며 대략 행렬(matrix)의 형태로 배열된 복수의 화소(pixel)(PX)를 포함한다.
신호선은 게이트 신호(또는 주사 신호)를 전달하는 복수의 주사 신호선(scanning signal line)(121), 데이터 신호를 전달하는 복수의 데이터선(data line)(171), 구동 전압을 전달하는 복수의 구동 전압선(driving voltage line)(172) 등을 포함한다. 주사 신호선(121)은 대략 행 방향으로 뻗어 있으며 서로가 거의 평행하고, 데이터선(171) 및 구동 전압선(172)은 각각 대략 열 방향으로 뻗어 있으며 서로가 거의 평행할 수 있다. 구동 전압선(172)은 열 방향으로 뻗어 있는 것으로 도시되어 있으나 이와 달리 행 방향으로 뻗거나 그물 모양으로 형성될 수도 있다.
각 화소(PX)는 스위칭 트랜지스터(switching transistor)(Qs), 구동 트랜지스터(driving transistor)(Qd), 유지 축전기(storage capacitor)(Cst) 및 유기 발광 소자(organic light emitting element)(LD)를 포함한다.
스위칭 트랜지스터(Qs)는 제어 단자(control terminal), 입력 단자(input terminal) 및 출력 단자(output terminal)를 가지는데, 제어 단자는 주사 신호선(121)에 연결되어 있고, 입력 단자는 데이터선(171)에 연결되어 있으며, 출력 단자는 구동 트랜지스터(Qd)에 연결되어 있다. 스위칭 트랜지스터(Qs)는 주사 신호선(121)으로부터 받은 주사 신호에 응답하여 데이터선(171)으로부터 받은 데이터 신호를 구동 트랜지스터(Qd)에 전달한다.
구동 트랜지스터(Qd) 또한 제어 단자, 입력 단자 및 출력 단자를 가지는데, 제어 단자는 스위칭 트랜지스터(Qs)에 연결되어 있고, 입력 단자는 구동 전압선(172)에 연결되어 있으며, 출력 단자는 유기 발광 소자(LD)에 연결되어 있다. 구동 트랜지스터(Qd)는 제어 단자와 출력 단자 사이에 걸리는 전압에 따라 그 크기가 달라지는 출력 전류(ILD)를 흘린다.
축전기(Cst)는 구동 트랜지스터(Qd)의 제어 단자와 입력 단자 사이에 연결되어 있다. 이 축전기(Cst)는 구동 트랜지스터(Qd)의 제어 단자에 인가되는 데이터 신호를 충전하고 스위칭 트랜지스터(Qs)가 턴 오프(turn-off)된 뒤에도 이를 유지한다.
유기 발광 소자(LD)는 예를 들여 유기 발광 다이오드(organic light emitting diode, OLED)로서, 구동 트랜지스터(Qd)의 출력 단자에 연결되어 있는 애노드(anode)와 공통 전압(Vss)에 연결되어 있는 캐소드(cathode)를 가진다. 유기 발광 소자(LD)는 구동 트랜지스터(Qd)의 출력 전류(ILD)에 따라 세기를 달리하여 발광함으로써 영상을 표시한다. 유기 발광 소자(LD)는 적색, 녹색, 청색의 삼원색 등 기본색(primary color) 중 어느 하나 또는 하나 이상의 빛을 고유하게 내는 유기 물질을 포함하거나, 백색을 내는 유기 물질을 포함할 수 있으며, 유기 발광 표시 장치는 이들 색의 공간적인 합으로 원하는 영상을 표시할 수 있다.
스위칭 트랜지스터(Qs) 및 구동 트랜지스터(Qd)는 n-채널 전계 효과 트랜지스터(field effect transistor, FET)이지만, 이들 중 적어도 하나는 p-채널 전계 효과 트랜지스터일 수도 있다. 또한, 트랜지스터(Qs, Qd), 축전기(Cst) 및 유기 발광 소자(LD)의 연결 관계가 바뀔 수 있다.
그러면, 도 1에 도시한 유기 발광 표시 장치의 상세 구조에 대하여 도 2 내지 도 10을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 한 화소의 배치도이고, 도 3은 도 2에 도시한 유기 발광 표시 장치를 III-III 선을 따라 잘라 도시한 단면도이고, 도 4 및 도 5는 각각 본 발명의 한 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 화소 전극 및 보조 전극의 배치도이고, 도 6 내지 도 9는 각각 도 3에 도시한 유기 발광 표시 장치의 A 부분을 확대한 단면도이고, 도 10은 본 발명의 한 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 흡광층의 광 흡수율을 나타낸 그래프이다.
도 2를 참조하면, 투명한 유리 또는 플라스틱 따위로 만들어질 수 있는 절연 기판(110) 위에 버퍼층(111)이 위치할 수 있다. 버퍼층(111)은 불순물의 침투를 방지할 수 있으며, 그 표면은 평탄할 수 있다. 버퍼층(111)은 질화규소(SiNx), 산화규소(SiO2), 산질화규소(SiOxNy) 등을 포함할 수 있다. 버퍼층(111)은 생략될 수도 있다.
버퍼층(111) 위에는 복수의 제1 반도체(154a) 및 복수의 제2 반도체(154b)가 형성되어 있다. 제1 반도체(154a)는 채널 영역(도시하지 않음)과 채널 영역의 양 옆에 위치하며 도핑되어 형성된 소스 영역(도시하지 않음) 및 드레인 영역(도시하지 않음)을 포함할 수 있다. 제2 반도체(154b)는 채널 영역(152b)과 채널 영역(152b)의 양 옆에 위치하며 도핑되어 형성된 소스 영역(153b) 및 드레인 영역(155b)을 포함할 수 있다. 제1 반도체(154a) 및 제2 반도체(154b)는 비정질 규소, 다결정 규소, 또는 산화물 반도체를 포함할 수 있다.
제1 반도체(154a) 및 제2 반도체(154b) 위에는 질화규소(SiNx) 또는 산화규소(SiO2) 등으로 이루어질 수 있는 게이트 절연막(140)이 위치한다.
게이트 절연막(140) 위에는 제1 제어 전극(124a)을 포함하는 복수의 주사 신호선(121) 및 제2 제어 전극(124b)을 포함하는 복수의 게이트 도전체(gate conductor)가 형성되어 있다.
주사 신호선(121)은 주사 신호를 전달하며 주로 가로 방향으로 뻗을 수 있다. 제1 제어 전극(124a)은 주사 신호선(121)으로부터 위로 뻗을 수 있다. 제2 제어 전극(124b)은 주사 신호선(121)과 분리되어 있다. 도시하지는 않았으나 제2 제어 전극(124b)은 세로 방향으로 길게 뻗은 유지 전극(도시하지 않음)을 포함할 수 있다. 제1 제어 전극(124a)은 제1 반도체(154a)의 일부, 특히 채널 영역과 중첩할 수 있고, 제2 제어 전극(124b)은 제2 반도체(154b)의 일부, 특히 채널 영역(152b)과 중첩할 수 있다.
게이트 절연막(140) 및 게이트 도전체 위에는 제1 보호막(180a)이 위치한다. 제1 보호막(180a) 및 게이트 절연막(140)은 제1 반도체(154a)의 소스 영역을 드러내는 접촉 구멍(183a), 드레인 영역을 드러내는 접촉 구멍(185a), 제2 반도체(154b)의 소스 영역(153b)을 드러내는 접촉 구멍(183b), 그리고 드레인 영역(155b)을 드러내는 접촉 구멍(185b)을 포함한다. 제1 보호막(180a)은 제2 제어 전극(124b)을 드러내는 접촉 구멍(184)을 포함한다.
제1 보호막(180a) 위에는 복수의 데이터선(171), 복수의 구동 전압선(172), 그리고 복수의 제1 출력 전극(175a) 및 복수의 제2 출력 전극(175b)을 포함하는 복수의 데이터 도전체(data conductor)가 형성되어 있다.
데이터선(171)은 데이터 전압을 전달하며 주로 세로 방향으로 뻗어 주사 신호선(121)과 교차할 수 있다. 각 데이터선(171)은 제1 제어 전극(124a)을 향하여 뻗은 복수의 제1 입력 전극(input electrode)(173a)을 포함한다.
구동 전압선(172)은 구동 전압을 전달하며 주로 세로 방향으로 뻗어 주사 신호선(121)과 교차할 수 있다. 각 구동 전압선(172)은 제2 제어 전극(124b)을 향하여 뻗은 복수의 제2 입력 전극(173b)을 포함한다. 제2 제어 전극(124b)이 유지 전극을 포함하는 경우 구동 전압선(172)은 유지 전극과 중첩하는 부분을 포함할 수 있다.
제1 및 제2 출력 전극(175a, 175b)은 서로 분리되어 있는 섬형일 수 있으며, 데이터선(171) 및 구동 전압선(172)과도 분리되어 있다. 제1 입력 전극(173a)과 제1 출력 전극(175a)은 제1 반도체(154a) 위에서 마주하고, 제2 입력 전극(173b)과 제2 출력 전극(175b)도 제2 반도체(154b) 위에서 마주한다.
제1 입력 전극(173a) 및 제1 출력 전극(175a)은 각각 접촉 구멍(183a, 185a)을 통해 제1 반도체(154a)의 소스 영역 및 드레인 영역과 연결될 수 있다. 제1 출력 전극(175a)은 접촉 구멍(184)을 통해 제2 제어 전극(124b)과 연결될 수 있다. 제2 입력 전극(173b) 및 제2 출력 전극(175b)은 각각 접촉 구멍(183b, 185b)을 통해 제2 반도체(154b)의 소스 영역(153b) 및 드레인 영역(155b)과 연결될 수 있다.
제1 제어 전극(124a), 제1 입력 전극(173a) 및 제1 출력 전극(175a)은 제1 반도체(154a)와 함께 스위칭 트랜지스터(Qs)를 이루고, 제2 제어 전극(124b), 제2 입력 전극(173b) 및 제2 출력 전극(175b)은 제2 반도체(154b)와 함께 구동 트랜지스터(Qd)를 이룬다. 스위칭 트랜지스터(Qs) 및 구동 트랜지스터(Qd)의 구조는 이에 한정되는 것은 아니고 다양하게 바꿀 수 있다.
데이터 도전체 위에는 질화규소 또는 산화규소 따위의 무기 절연물로 만들어질 수 있는 제2 보호막(180b)이 위치할 수 있다. 제2 보호막(180b)은 그 위에 형성될 유기 발광 소자의 발광 효율을 높이기 위해 단차를 없애고 평탄한 표면을 가질 수 있다. 제2 보호막(180b)은 제2 출력 전극(175b)을 드러내는 접촉 구멍(185c)을 가질 수 있다.
제2 보호막(180b) 위에는 복수의 화소 전극(191) 및 보조 전극(auxiliary electrode)(199)이 위치한다.
각 화소(PX)의 화소 전극(191)은 제2 보호막(180b)의 접촉 구멍(185c)을 통해 제2 출력 전극(175b)과 물리적, 전기적으로 연결되어 있다.
보조 전극(199)은 화소 전극(191)과 분리되어 있으며 공통 전압(Vss)을 전달할 수 있다. 보조 전극(199)은 화소 전극(191)과 동일층에 형성될 수 있으며 화소 전극(191)을 구성하는 층을 포함할 수 있다. 보조 전극(199)은 유기 발광 표시 장치의 표시 영역 전체에 걸쳐 서로 연결되어 있을 수 있다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 보조 전극(199)은 각 화소(PX)의 화소 전극(191)을 둘러싸는 격자 형상을 가질 수 있다. 예를 들어 보조 전극(199)은 도 4에 도시한 바와 같이 각 화소 전극(191)을 둘러싸는 격자 형상을 가질 수도 있고, 도 5에 도시한 바와 같이 가로 방향 또는 세로 방향으로 2개 이상의 화소 전극(191)을 둘러싸는 격자 형상을 가질 수도 있다. 또한 보조 전극(199)은 도 4 및 도 5에 도시한 바와 같이 표시 영역에 걸쳐 균등한 밀도로 배치될 수도 있고, 위치에 따라 다른 밀도로 배치될 수도 있다. 그러나 보조 전극(199)의 형상은 이에 한정되지 않고 다양한 형상으로 형성될 수 있다.
본 발명의 한 실시예에 따른 화소 전극(191)은 반투과성 도전 물질 또는 반사성 도전 물질을 포함할 수 있으며, 보조 전극(199)은 화소 전극(191)이 포함하는 층을 포함할 수 있다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 화소 전극(191)과 보조 전극(199)은 동일한 적층 구조를 가질 수 있다.
본 발명의 한 실시예에 따른 화소 전극(191) 및 보조 전극(199)은 각각 빛의 적어도 일부를 반사할 수 있는 반사층(193a, 193b)을 포함할 수 있다. 반사층(193a, 193b)은 은(Ag) 또는 알루미늄(Al) 따위의 반사도가 높은 금속으로 만들어질 수 있고, 그 두께는 약 50 Å ~ 250 Å일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 반사층(193a, 193b)이 입사광의 일부만을 반사할 경우 반투과층으로 기능할 수 있다.
화소 전극(191) 및 보조 전극(199)은 각각 반사층(193a, 193b)의 하부 및 상부에 각각 위치하며 반사층(193a, 193b)과 접촉하는 하부층(192a, 192b) 및 상부층(194a, 194b)을 더 포함할 수 있다. 하부층(192a, 192b) 및 상부층(194a, 194b)은 ITO(indium tin oxide) 또는 IZO(indium zinc oxide) 따위의 투명한 도전성 산화물 등으로 만들어질 수 있다. 하부층(192a, 192b) 및 상부층(194a, 194b)은 반사층(193a, 193b)과 다른 층과의 접착성을 향상시키고 부식을 방지할 수 있다. 특히 하부층(192a, 192b)은 제2 보호막(180b)에서 유출될 수 있는 산소나 수분으로부터 반사층(193a, 193b)을 보호할 수 있다. 하부층(192a, 192b) 및 상부층(194a, 194b) 중 적어도 하나는 생략될 수 있다.
본 발명의 한 실시예에 따른 화소 전극(191) 및 보조 전극(199)은 각각 흡광층(light absorbing layer)(195a, 195b)을 더 포함할 수 있다. 흡광층(195a, 195b)은 빛을 흡수하여 열을 발산할 수 있는 층으로서 광 흡수율이 높은 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr), 텅스텐(W), 니켈(Ni) 등의 금속 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 흡광층(195a, 195b)은 광 흡수율이 높은 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr), 텅스텐(W), 니켈(Ni) 등의 금속의 단일층으로 이루어질 수도 있고, 이들 금속층과 투명 도전성 산화물의 적층 구조로 이루어질 수도 있다. 흡광층(195a, 195b)의 적층 구조의 예로는 광 흡수율이 높은 적어도 하나의 금속층과 TCO 등의 적어도 하나의 투명 도전성 산화물층이 교대로 적층된 구조를 들 수 있다.
본 발명의 한 실시예에 따르면 화소 전극(191) 및 보조 전극(199)의 흡광층(195a, 195b)은 하부층(192a, 192b)과 반사층(193a, 193b) 사이에 위치할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 흡광층(195a, 195b)은 하부층(192a, 192b), 반사층(193a, 193b), 그리고 상부층(194a, 194b)이 패터닝될 때 함께 패터닝될 수 있다.
도 7을 참조하면, 본 실시예에 따른 화소 전극(191) 및 보조 전극(199)은 앞에서 설명한 도 6에 도시한 실시예와 대부분 동일한 구조를 가지나, 본 발명의 한 실시예에 따른 화소 전극(191)과 보조 전극(199)은 서로 다른 적층 구조를 가질 수 있다. 즉, 보조 전극(199)은 흡광층(195b)을 더 포함하고 화소 전극(191)은 흡광층을 포함하지 않을 수 있다. 흡광층(195b)에 대한 설명은 앞선 실시예에서와 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 한 실시예에 따르면 보조 전극(199)의 흡광층(195b)은 상부층(194b) 위에 위치할 수 있다. 보조 전극(199)의 흡광층(195b)은 하부층(192b), 반사층(193b), 그리고 상부층(194b)을 패터닝한 후에 패터닝될 수 있다.
도 8을 참조하면, 본 실시예에 따른 화소 전극(191) 및 보조 전극(199)은 앞에서 설명한 도 7에 도시한 실시예와 대부분 동일한 구조를 가지나, 보조 전극(199)의 흡광층(195b)이 하부층(192b) 하부에 위치할 수 있다. 보조 전극(199)의 흡광층(195b)은 하부층(192b), 반사층(193b), 그리고 상부층(194b)을 패터닝하기 전에 먼저 패터닝될 수 있다.
도 9를 참조하면, 본 실시예에 따른 화소 전극(191) 및 보조 전극(199)은 앞에서 설명한 도 6에 도시한 실시예와 대부분 동일한 구조를 가지나, 흡광층(195a, 195b)의 위치가 다를 수 있다. 본 발명의 한 실시예에 따르면 화소 전극(191) 및 보조 전극(199)의 흡광층(195a, 195b)은 하부층(192a, 192b)의 아래에 위치할 수 있다. 흡광층(195a, 195b)은 하부층(192a, 192b), 반사층(193a, 193b), 그리고 상부층(194a, 194b)이 패터닝될 때 함께 패터닝될 수도 있고 먼저 별도로 패터닝될 수도 있다.
도 10을 참조하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 흡광층(195a, 195b)은 앞에서 설명한 바와 같이 광 흡수율이 높은 층으로서 특히 조사된 가시광선 영역의 빛의 대략 70% 이상을 흡수하여 열로 바꿀 수 있다. 따라서 흡광층(195a, 195b)을 포함하는 화소 전극(191) 또는 보조 전극(199)에 가시광선 영역의 빛을 내보내는 플래시 램프(flash lamp) 또는 레이저(laser) 등의 빛이 조사되면 흡수된 빛 에너지가 열 에너지로 전환되어 가열될 수 있다. 그러나 흡광층(195a, 195b)이 주로 흡수하는 빛의 파장대는 이에 한정되는 것은 아니고 광 조사에 사용되는 발광체의 주요 파장대의 빛을 효율적으로 흡수할 수 있는 다양한 물질을 포함할 수 있다.
다시 도 2 내지 도 5를 참조하면, 제2 보호막(180b) 위에는 화소 전극(191)을 드러내는 복수의 개구부 및 보조 전극(199)을 드러내는 복수의 개구부를 가지는 화소 정의막(격벽이라고도 함)(360)이 위치할 수 있다. 화소 전극(191)을 드러내는 화소 정의막(360)의 개구부는 각 화소 영역을 정의할 수 있다. 화소 정의막(360)은 화소 전극(191) 및 보조 전극(199) 각각의 일부와 중첩할 수도 있다. 화소 정의막(360)은 생략될 수도 있다.
화소 정의막(360) 및 화소 전극(191) 위에는 발광 부재(370)가 위치한다. 발광 부재(370)는 차례대로 적층된 제1 유기 공통층(371), 복수의 발광층(373), 그리고 제2 유기 공통층(375)을 포함할 수 있다.
제1 유기 공통층(371)은 예를 들어 차례대로 적층된 정공 주입층(hole injecting layer) 및 정공 수송층(hole transport layer) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 제1 유기 공통층(371)은 화소(PX)가 배치되어 있는 표시 영역 전면에 걸쳐 형성될 수 있다.
발광층(373)은 각각 대응하는 화소(PX)의 화소 전극(191) 위에 위치할 수 있다. 발광층(373)은 적색, 녹색 및 청색 등의 기본색의 빛을 고유하게 내는 유기 물질로 만들어질 수도 있고, 서로 다른 색의 빛을 내는 복수의 유기 물질층이 적층된 구조를 가질 수도 있다.
예를 들어 적색을 나타내는 화소(PX)의 제1 유기 공통층(371) 위에는 적색 유기 발광층이 적층되고, 녹색을 나타내는 화소(PX)의 제1 유기 공통층(371) 위에는 녹색 유기 발광층이 적층되고, 청색을 나타내는 화소(PX)의 제1 유기 공통층(371) 위에는 청색 유기 발광층이 적층될 수 있다. 그러나 이에 한정되지 않고, 한 기본색을 나타내는 유기 발광층은 서로 다른 색을 나타내는 화소(PX)에 적층될 수도 있다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면 발광층(373)은 백색을 나타내는 백색 발광층을 포함할 수도 있다.
제2 유기 공통층(375)은 예를 들어 차례대로 적층된 전자 수송층(electron transport layer) 및 전자 주입층(electron injecting layer) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 제2 유기 공통층(375)은 화소(PX)가 배치되어 있는 표시 영역 전면에 걸쳐 형성될 수 있다.
제1 및 제2 유기 공통층(371, 375)은 발광층(373)의 발광 효율을 향상하기 위한 것으로서 제1 및 제2 유기 공통층(371, 375) 중 어느 하나는 생략될 수도 있다.
발광 부재(370)는 보조 전극(199)을 드러내는 복수의 접촉 구멍(378)을 포함한다. 접촉 구멍(378)은 보조 전극(199)을 따라 형성된 띠 형태를 가질 수도 있고 섬형으로 이루어질 수 있다. 도 2, 도 4 및 도 5는 발광 부재(370)의 접촉 구멍(378)이 불연속의 섬형으로 이루어진 예를 도시한다. 도 4 및 도 5를 참조하면, 발광 부재(370)의 접촉 구멍(378)은 세로 방향 또는 가로 방향으로 적어도 한 화소(PX)를 주기로 배치될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
발광 부재(370) 위에는 공통 전압(Vss)을 전달하는 공통 전극(270)이 형성되어 있다. 공통 전극(270)은 투명 도전성 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어 공통 전극(270)은 투명한 도전성 물질로 이루어지거나 칼슘(Ca), 바륨(Ba), 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 은(Ag) 등의 금속을 얇게 적층하여 형성함으로써 광 투과성을 가지도록 할 수 있다.
공통 전극(270)은 발광 부재(370)의 복수의 접촉 구멍(378)을 통해 보조 전극(199)과 전기적, 물리적으로 연결되어 공통 전압(Vss)을 전달받을 수 있다. 따라서 공통 전극(270)의 부하를 낮출 수 있고 전압 강하에 의한 공통 전압(Vss)의 불균일성을 줄이고 균일성을 높여 표시 얼룩을 없애고 표시 품질을 높일 수 있다. 유기 발광 표시 장치의 표시 영역 전면에서 공통 전압(Vss)의 균일성을 더욱 높이기 위해 보조 전극(199)의 단위 면적에 대한 저항은 공통 전극(270)의 단위 면적에 대한 저항보다 낮을 수 있다.
공통 전극(270) 위에는 밀봉층(encapsulation layer)(도시하지 않음)이 더 형성될 수 있다. 밀봉층은 발광 부재(370) 및 공통 전극(270)을 밀봉(encapsulation)하여 외부로부터 수분 및/또는 산소가 침투하는 것을 방지할 수 있다.
각 화소(PX)의 화소 전극(191), 발광 부재(370) 및 공통 전극(270)은 유기 발광 소자(LD)를 이루며, 화소 전극(191) 및 공통 전극(270) 중 하나가 캐소드(cathode)가 되고 나머지 하나가 애노드가 된다. 또한 서로 중첩하는 유지 전극 구동 전압선(172)은 유지 축전기(Cst)를 이룰 수 있다.
본 발명의 한 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치는 기판(110)의 전면 쪽으로 빛을 발광하여 영상을 표시하는 전면 발광 방식(top emission type)일 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니고 본 발명의 한 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치는 기판(110)의 배면 쪽으로 빛을 발광하는 배면 발광 방식(bottom emission type)일 수도 있으며, 이 경우 화소 전극(191)과 공통 전극(270)의 빛 투과성은 서로 바뀔 수 있다. 예를 들어 공통 전극(270)은 반사성 물질을 포함하고 화소 전극(191)은 반투과성 또는 투과성 물질을 포함할 수 있다.
이제 도 11 내지 도 17을 참조하여 본 발명의 한 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 제조 방법에 대하여 상세하게 설명한다.
도 11은 본 발명의 한 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 제조 과정의 한 단계에서의 단면도이고, 도 12 내지 도 17은 본 발명의 한 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 제조 방법의 각 단계를 차례대로 나타낸 단면도로서 도 11에 도시한 제조 단계 이후의 단계를 나타낸 단면도이다.
먼저 도 11을 참조하면, 투명한 유리 따위로 만들어진 절연 기판(110) 위에 질화규소, 산화규소, 산질화규소 등을 적층하여 버퍼층(111)을 형성한다. 버퍼층(111)은 생략될 수 있다.
이어서, 버퍼층(111) 위에는 비정질 규소, 다결정 규소, 또는 산화물 반도체를 적층한 후 패터닝하고, 적층된 반도체층의 일부 영역을 불순물로 도핑하여 소스 영역, 드레인 영역, 그리고 채널 영역을 포함하는 복수의 제1 반도체(154a) 및 소스 영역(153b), 드레인 영역(155b), 그리고 채널 영역(152b)을 포함하는 복수의 제2 반도체(154b)를 형성한다.
이어서, 제1 반도체(154a) 및 제2 반도체(154b) 위에 질화규소(SiNx) 또는 산화규소(SiO2) 등을 적층하여 게이트 절연막(140)을 형성한다.
이어서, 게이트 절연막(140) 위에 알루미늄 계열 금속, 은 계열 금속, 그리고 구리 계열 금속 등의 금속을 스퍼터링 등의 방법으로 적층하고 패터닝하여 제1 제어 전극(124a)을 포함하는 복수의 주사 신호선(121) 및 제2 제어 전극(124b)을 포함하는 복수의 게이트 도전체를 형성한다.
이어서, 게이트 절연막(140) 및 게이트 도전체 위에 절연 물질을 적층하여 제1 보호막(180a)을 형성한다. 이어서, 제1 보호막(180a)을 패터닝하여 복수의 접촉 구멍(183a, 185a, 183b, 185b, 184)을 형성한다.
이어서, 제1 보호막(180a) 위에 금속 등의 도전성 물질을 스퍼터링 따위의 방법으로 적층한 후 패터닝하여 복수의 데이터선(171), 복수의 구동 전압선(172), 그리고 복수의 제1 출력 전극(175a) 및 복수의 제2 출력 전극(175b)을 포함하는 복수의 데이터 도전체를 형성한다.
이어서, 데이터 도전체 위에 질화규소 또는 산화규소 따위의 무기 절연물을 적층하여 제2 보호막(180b)을 형성한다. 이어서, 제2 보호막(180b)을 패터닝하여 접촉 구멍(185c)을 형성한다.
이로써 도 11에 도시한 A 부분이 제조될 수 있다. 다음 도 12 내지 도 17을 참조하여 A 부분을 제조한 후의 제조 단계에 대해 설명한다.
먼저 도 12를 참조하면, 도 11에 도시한 바와 같은 A 부분 위에 앞에서 설명한 도 6에 도시한 실시예와 같이 서로 동일한 적층 구조를 가지는 화소 전극(191) 및 보조 전극(199)을 형성한다.
구체적으로, A 부분 위에 IZO 또는 ITO 따위의 투명한 도전성 산화물을 적층하고, 그 위에 광 흡수율이 높은 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr), 텅스텐(W), 니켈(Ni) 등의 금속 중 적어도 하나를 적층하거나 이들 금속층과 투명 도전성 산화물을 교대로 적층하고, 그 위에 은(Ag) 또는 알루미늄(Al) 따위의 반사도가 높은 금속을 적층하고, 마지막으로 그 위에 IZO 또는 ITO 따위의 투명한 도전성 산화물을 적층한다. 이어서, A 부분 위에 적층된 층들을 하나의 광마스크를 이용하여 사진 식각하여 아래부터 차례로 하부층(192a), 흡광층(195a), 반사층(193a) 및 상부층(194a)을 포함하는 화소 전극(191), 그리고 아래부터 차례로 하부층(192b), 흡광층(195b), 반사층(193b) 및 상부층(194b)을 포함하는 보조 전극(199)을 형성한다.
다음 도 13을 참조하면, A 부분, 화소 전극(191) 및 보조 전극(199) 위에 폴리아크릴계 수지(polyacrylates resin) 및 폴리이미드계(polyimides) 등의 수지 또는 실리카 계열의 무기물 등을 적층하고 패터닝하여 화소 전극(191) 및 보조 전극(199)을 각각 드러내는 복수의 개구부를 가지는 화소 정의막(360)을 형성한다. 화소 정의막(360)의 형성은 생략될 수도 있다.
다음 도 14를 참조하면, 화소 정의막(360), 화소 전극(191) 및 보조 전극(199) 위의 표시 영역 전면에 유기 물질을 증착하여 제1 유기 공통층(371)을 형성한다. 제1 유기 공통층(371)은 차례대로 적층된 정공 주입층 및 정공 수송층을 포함할 수 있다. 이어서, 제1 유기 공통층(371) 위의 각 화소(PX)의 화소 전극(191)에 대응하는 영역에 발광 유기 물질을 증착하여 발광층(373)을 형성한다. 이때 섀도우 마스크 등을 사용할 수 있다. 이어서, 발광층(373) 위의 표시 영역 전면에 유기 물질을 증착하여 제2 유기 공통층(375)을 형성한다. 제2 유기 공통층(375)은 차례대로 적층된 전자 수송층 및 전자 주입층을 포함할 수 있다. 이로써 발광 부재(370)가 형성된다. 도 14에 도시한 바와 달리 제1 및 제2 유기 공통층(371, 375) 중 어느 하나는 생략될 수도 있다.
다음 도 15를 참조하면, A 부분의 배면 쪽에 비투광부(B)와 투광부(C)를 포함하는 광마스크(30)를 위치시킨다. 투광부(C)는 보조 전극(199)에 대응하는 곳에 위치하며 비투광부(B)는 화소 전극(191)에 대응하는 곳을 포함한다. 이어서, 플래시 램프(flash lamp) 또는 레이저(laser) 등을 이용해 기판(110)의 아래쪽에서 빛을 광마스크(30) 및 A 부분의 배면 쪽으로 조사한다. 그러면 광마스크(30)의 비투광부(B)에 조사된 빛은 반사되어 나가고 투광부(C)에 조사된 빛만 국부적으로 광마스크(30)를 통과하여 보조 전극(199)에 도달한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면 도 15에 도시한 바와 달리, 광마스크(30)를 사용하지 않고 보조 전극(199)에만 빛을 국부적으로 조사할 수 있는 레이저 등의 광원을 사용하여 보조 전극(199)에만 빛이 조사되도록 할 수 있다.
보조 전극(199)에 도달한 빛은 흡광층(195b)에서 흡수되고 열 에너지로 변환되어 보조 전극(199) 상부에 위치하는 제1 유기 공통층(371) 또는 제2 유기 공통층(375)을 가열하여 증발 또는 승화시킬 수 있다.
그러면 도 16에 도시한 바와 같이 발광 부재(370)에 보조 전극(199)을 드러내는 접촉 구멍(378)이 형성된다.
다음 도 17을 참조하면, 발광 부재(370) 위의 전면에 투명한 도전성 물질을 적층하거나 칼슘(Ca), 바륨(Ba), 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 은(Ag) 등의 금속을 얇게 적층하여 공통 전극(270)을 형성한다. 공통 전극(270)은 접촉 구멍(378)을 통해 보조 전극(199)과 접속되고 공통 전압(Vss)을 전달받을 수 있다.
이와 같이 본 발명의 한 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 제조 방법에 따르면, 간단한 방법으로 보조 전극(199) 상부의 발광 부재(370)의 제1 및 제2 유기 공통층(371, 375)을 제거할 수 있으므로 제조 시간 및 제조 비용을 줄일 수 있고 제조 방법이 간단해질 수 있다. 또한 보조 전극(199)이 광 흡수율이 높은 흡광층(195b)을 포함하므로 낮은 에너지로도 보조 전극(199) 위의 제1 및 제2 유기 공통층(371, 375)을 쉽게 승화시킬 수 있어 보조 전극(199) 자체에 손상을 주지 않는다.
이제 앞에서 설명한 도 11과 함께 도 18 내지 도 24를 참조하여 본 발명의 한 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 제조 방법에 대하여 설명한다. 앞에서 설명한 실시예와 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 부여하고, 동일한 설명은 생략한다.
도 18 내지 도 24는 본 발명의 한 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 제조 방법의 각 단계를 차례대로 나타낸 단면도로서 도 11에 도시한 제조 단계 이후의 단계를 나타낸 단면도이다.
먼저 도 11에 도시한 바와 같이 A 부분을 형성한다.
다음 도 18 및 도 19를 차례대로 참조하면, A 부분 위에 앞에서 설명한 도 7에 도시한 실시예와 같이 서로 다른 적층 구조를 가지는 화소 전극(191) 및 보조 전극(199)을 형성한다.
구체적으로 도 18을 참조하면, A 부분 위에 IZO 또는 ITO 따위의 투명한 도전성 산화물을 적층하고, 그 위에 은(Ag) 또는 알루미늄(Al) 따위의 반사도가 높은 금속을 적층하고, 그 위에 IZO 또는 ITO 따위의 투명한 도전성 산화물을 적층한다. 이어서, A 부분 위에 적층된 층들을 하나의 광마스크를 이용하여 사진 식각하여 아래부터 차례로 하부층(192a), 반사층(193a) 및 상부층(194a)을 포함하는 화소 전극(191), 그리고 아래부터 차례로 하부층(192b), 반사층(193b) 및 상부층(194b)을 포함하는 보조 전극(199)의 일부를 형성한다.
다음 도 19를 참조하면, 상부층(194b)을 포함한 전면 위에 광 흡수율이 높은 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr), 텅스텐(W), 니켈(Ni) 등의 금속 중 적어도 하나를 적층하거나 이들 금속층과 투명 도전성 산화물을 교대로 적층하고 패터닝하여 상부층(194b) 위에 위치하는 흡광층(195b)을 형성한다. 이로써 아래부터 차례로 하부층(192b), 반사층(193b), 상부층(194b) 및 흡광층(195b)을 포함하는 보조 전극(199)이 형성된다.
다음 도 20을 참조하면, A 부분, 화소 전극(191) 및 보조 전극(199) 위에 폴리아크릴계 수지 및 폴리이미드계 등의 수지 또는 실리카 계열의 무기물 등을 적층하고 패터닝하여 화소 전극(191) 및 보조 전극(199)을 각각 드러내는 복수의 개구부를 가지는 화소 정의막(360)을 형성한다.
다음 도 21을 참조하면, 화소 정의막(360), 화소 전극(191) 및 보조 전극(199) 위의 표시 영역 전면에 유기 물질을 증착하여 제1 유기 공통층(371)을 형성한다. 이어서, 제1 유기 공통층(371) 위의 각 화소(PX)의 화소 전극(191)에 대응하는 영역에 발광 유기 물질을 증착하여 발광층(373)을 형성한다. 이어서, 발광층(373) 위의 표시 영역 전면에 유기 물질을 증착하여 제2 유기 공통층(375)을 형성한다. 이로써 발광 부재(370)가 형성된다. 도 21에 도시한 바와 달리 제1 및 제2 유기 공통층(371, 375) 중 어느 하나는 생략될 수도 있다.
다음 도 22를 참조하면, 플래시 램프 또는 레이저 등을 이용해 기판(110)의 위쪽에서 A 부분의 전면 쪽으로 빛을 조사한다. 화소 전극(191)에 도달한 빛은 반사되어 나가고, 보조 전극(199)에 도달한 빛은 흡광층(195b)에서 흡수되고 열 에너지로 변환되어 보조 전극(199) 상부에 위치하는 제1 유기 공통층(371) 또는 제2 유기 공통층(375)을 가열하여 증발 또는 승화시킬 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 광 조사 시에 앞에서 설명한 바와 같은 광마스크(30)를 이용할 수도 있다. 이때 광마스크(30)는 보조 전극(199)에 대응하는 투광부를 포함하고 화소 전극(191)에는 빛이 조사되지 않도록 차단할 수 있으므로 화소 전극(191)은 보조 전극(199)과 같이 상부에 흡광층(195a)을 더 포함할 수도 있다. 이러한 구조의 경우 광마스크(30)를 사용하지 않고 보조 전극(199)에만 빛을 국부적으로 조사할 수 있는 레이저 등의 광원을 사용하여 보조 전극(199)에만 빛이 조사되도록 할 수도 있다.
다음 도 23을 참조하면, 발광 부재(370)에 보조 전극(199)을 드러내는 접촉 구멍(378)이 형성된다.
다음 도 24를 참조하면, 발광 부재(370) 위의 전면에 투명한 도전성 물질을 적층하거나 칼슘(Ca), 바륨(Ba), 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 은(Ag) 등의 금속을 얇게 적층하여 공통 전극(270)을 형성한다.
이제 앞에서 설명한 도 11과 함께 도 25 내지 도 31을 참조하여 본 발명의 한 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 제조 방법에 대하여 설명한다. 앞에서 설명한 실시예와 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 부여하고, 동일한 설명은 생략한다.
도 25 내지 도 31은 본 발명의 한 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 제조 방법의 각 단계를 차례대로 나타낸 단면도로서 도 11에 도시한 제조 단계 이후의 단계를 나타낸 단면도이다.
먼저 도 11에 도시한 바와 같이 A 부분을 형성한다.
다음 도 25를 참조하면, A 부분 위에 광 흡수율이 높은 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr), 텅스텐(W), 니켈(Ni) 등의 금속 중 적어도 하나를 적층하거나 이들 금속층과 투명 도전성 산화물을 교대로 적층하고 패터닝하여 흡광층(195b)을 형성한다.
다음 도 26을 참조하면, 흡광층(195b) 및 A 부분 위에 IZO 또는 ITO 따위의 투명한 도전성 산화물을 적층하고, 그 위에 은(Ag) 또는 알루미늄(Al) 따위의 반사도가 높은 금속을 적층하고, 그 위에 IZO 또는 ITO 따위의 투명한 도전성 산화물을 적층한 후, 적층된 층들을 하나의 광마스크를 이용하여 사진 식각하여 아래부터 차례로 하부층(192a), 반사층(193a) 및 상부층(194a)을 포함하는 화소 전극(191), 그리고 아래부터 차례로 하부층(192b), 반사층(193b) 및 상부층(194b)을 형성한다. 하부층(192b), 반사층(193b) 및 상부층(194b)은 흡광층(195b)과 함께 보조 전극(199)을 형성한다.
다음 도 27을 참조하면, A 부분, 화소 전극(191) 및 보조 전극(199) 위에 폴리아크릴계 수지 및 폴리이미드계 등의 수지 또는 실리카 계열의 무기물 등을 적층하고 패터닝하여 화소 전극(191) 및 보조 전극(199)을 각각 드러내는 복수의 개구부를 가지는 화소 정의막(360)을 형성한다.
다음 도 28을 참조하면, 화소 정의막(360), 화소 전극(191) 및 보조 전극(199) 위의 표시 영역 전면에 제1 유기 공통층(371)을 형성한다. 이어서, 제1 유기 공통층(371) 위의 각 화소(PX)의 화소 전극(191)에 대응하는 영역에 발광층(373)을 형성한다. 이어서, 발광층(373) 위의 표시 영역 전면에 제2 유기 공통층(375)을 형성한다. 이로써 발광 부재(370)가 형성된다. 도 28에 도시한 바와 달리 제1 및 제2 유기 공통층(371, 375) 중 어느 하나는 생략될 수도 있다.
다음 도 29를 참조하면, 플래시 램프 또는 레이저 등을 이용해 기판(110)의 아래쪽에서 A 부분의 배면 쪽으로 빛을 조사한다. 화소 전극(191)에 도달한 빛은 반사되어 나가고, 보조 전극(199)에 도달한 빛은 흡광층(195b)에서 흡수되고 열 에너지로 변환되어 보조 전극(199) 상부에 위치하는 제1 유기 공통층(371) 또는 제2 유기 공통층(375)을 가열하여 증발 또는 승화시킬 수 있다.
이로써 도 30에 도시한 바와 같이 발광 부재(370)에 보조 전극(199)을 드러내는 접촉 구멍(378)이 형성된다.
다음 도 31을 참조하면, 발광 부재(370) 위의 전면에 투명한 도전성 물질을 적층하거나 칼슘(Ca), 바륨(Ba), 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 은(Ag) 등의 금속을 얇게 적층하여 공통 전극(270)을 형성한다.
마지막으로 앞에서 설명한 도 11과 함께 도 32 내지 도 37을 참조하여 본 발명의 한 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 제조 방법에 대하여 설명한다. 앞에서 설명한 실시예와 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 부여하고, 동일한 설명은 생략한다.
도 32 내지 도 37은 본 발명의 한 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 제조 방법의 각 단계를 차례대로 나타낸 단면도로서 도 11에 도시한 제조 단계 이후의 단계를 나타낸 단면도이다.
먼저 도 11에 도시한 바와 같이 A 부분을 형성한다.
다음 도 32를 참조하면, A 부분 위에 앞에서 설명한 도 9에 도시한 실시예와 같이 서로 동일한 적층 구조를 가지는 화소 전극(191) 및 보조 전극(199)을 형성한다.
구체적으로, A 부분 위에 광 흡수율이 높은 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr), 텅스텐(W), 니켈(Ni) 등의 금속 중 적어도 하나를 적층하거나 이들 금속층과 투명 도전성 산화물을 교대로 적층하고, 그 위에 IZO 또는 ITO 따위의 투명한 도전성 산화물을 적층하고, 그 위에 은(Ag) 또는 알루미늄(Al) 따위의 반사도가 높은 금속을 적층하고, 마지막으로 그 위에 IZO 또는 ITO 따위의 투명한 도전성 산화물을 적층한다. 이어서, A 부분 위에 적층된 층들을 하나의 광마스크를 이용하여 사진 식각하여 아래부터 차례로 흡광층(195a), 하부층(192a), 반사층(193a) 및 상부층(194a)을 포함하는 화소 전극(191), 그리고 아래부터 차례로 흡광층(195b), 하부층(192b), 반사층(193b) 및 상부층(194b)을 포함하는 보조 전극(199)을 형성한다.
다음 도 33을 참조하면, A 부분, 화소 전극(191) 및 보조 전극(199) 위에 화소 전극(191) 및 보조 전극(199)을 각각 드러내는 복수의 개구부를 가지는 화소 정의막(360)을 형성한다.
다음 도 34를 참조하면, 화소 정의막(360), 화소 전극(191) 및 보조 전극(199) 위의 표시 영역 전면에 제1 유기 공통층(371)을 형성하고, 제1 유기 공통층(371) 위의 각 화소(PX)의 화소 전극(191)에 대응하는 영역에 발광층(373)을 형성하고, 발광층(373) 위의 표시 영역 전면에 제2 유기 공통층(375)을 형성한다. 이로써 발광 부재(370)가 형성된다. 도 34에 도시한 바와 달리 제1 및 제2 유기 공통층(371, 375) 중 어느 하나는 생략될 수도 있다.
다음 도 35를 참조하면, A 부분의 배면 쪽에 비투광부(B)와 투광부(C)를 포함하는 광마스크(30)를 위치시킨다. 투광부(C)는 보조 전극(199)에 대응하는 곳에 위치하며 비투광부(B)는 화소 전극(191)에 대응하는 곳을 포함한다. 이어서, 플래시 램프(flash lamp) 또는 레이저(laser) 등을 이용해 기판(110)의 아래쪽에서 빛을 광마스크(30) 및 A 부분의 배면 쪽으로 조사한다. 그러면 광마스크(30)의 비투광부(B)에 조사된 빛은 반사되어 나가고 투광부(C)에 조사된 빛만 국부적으로 광마스크(30)를 통과하여 보조 전극(199)에 도달한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면 도 35에 도시한 바와 달리, 광마스크(30)를 사용하지 않고 보조 전극(199)에만 빛을 국부적으로 조사할 수 있는 레이저 등의 광원을 사용하여 보조 전극(199)에만 빛이 조사되도록 할 수 있다.
보조 전극(199)에 도달한 빛은 흡광층(195b)에서 흡수되고 열 에너지로 변환되어 보조 전극(199) 상부에 위치하는 제1 유기 공통층(371) 또는 제2 유기 공통층(375)을 가열하여 증발 또는 승화시킬 수 있다.
그러면 도 36에 도시한 바와 같이 발광 부재(370)에 보조 전극(199)을 드러내는 접촉 구멍(378)이 형성된다.
다음 도 37을 참조하면, 발광 부재(370) 위의 전면에 공통 전극(270)을 형성한다.
이상, 본 발명의 여러 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치는 전면 발광 방식인 예를 주로 하여 설명되었으나 이에 한정되는 것은 아니고 배면 발광 방식일 수도 있다. 이 경우 화소 전극(191)과 공통 전극(270)의 빛 투과성은 서로 바뀔 수 있다. 예를 들어 공통 전극(270)은 반사성 물질을 포함하고 화소 전극(191) 및 보조 전극(199)의 반사층(193a, 193b)은 반투과성 또는 투과성 물질을 포함할 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
30: 광마스크 121: 주사 신호선
140: 게이트 절연막 171: 데이터선
172: 구동 전압선 180a, 180b: 보호막
191: 화소 전극 192a, 192b: 하부층
193a, 193b: 반사층 194a, 194b: 상부층
195a, 195b: 흡광층 199: 보조 전극
270: 공통 전극 360: 화소 정의막
370: 발광 부재 371: 제1 유기 공통층
373: 발광층 375: 제2 유기 공통층
140: 게이트 절연막 171: 데이터선
172: 구동 전압선 180a, 180b: 보호막
191: 화소 전극 192a, 192b: 하부층
193a, 193b: 반사층 194a, 194b: 상부층
195a, 195b: 흡광층 199: 보조 전극
270: 공통 전극 360: 화소 정의막
370: 발광 부재 371: 제1 유기 공통층
373: 발광층 375: 제2 유기 공통층
Claims (20)
- 구동 스위칭 소자,
상기 구동 스위칭 소자와 연결되어 있는 화소 전극,
상기 화소 전극과 분리되어 있으며 상기 화소 전극과 동일한 층에 위치하는 보조 전극,
상기 화소 전극 및 상기 보조 전극 위에 위치하며 상기 보조 전극 상부에 위치하는 접촉 구멍을 포함하는 유기 공통층, 그리고
상기 유기 공통층 위에 위치하고 상기 접촉 구멍을 통해 상기 보조 전극과 연결되어 있는 공통 전극
을 포함하고,
상기 보조 전극은 흡광층을 포함하는
유기 발광 표시 장치. - 제1항에서,
상기 흡광층은 빛 흡수율이 대략 70% 이상인 유기 발광 표시 장치. - 제2항에서,
상기 흡광층은 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr), 텅스텐(W), 니켈(Ni) 등의 금속 중 적어도 하나를 포함하는 유기 발광 표시 장치. - 제1항에서,
상기 화소 전극도 상기 흡광층을 포함하는 유기 발광 표시 장치. - 제4항에서,
상기 보조 전극 및 상기 화소 전극은 각각 아래부터 차례대로 적층되어 있는 하부층, 상기 흡광층, 반사층, 그리고 상부층을 포함하는 유기 발광 표시 장치. - 제4항에서,
상기 보조 전극 및 상기 화소 전극은 각각 아래부터 차례대로 적층되어 있는 상기 흡광층, 하부층, 반사층, 그리고 상부층을 포함하는 유기 발광 표시 장치. - 제1항에서,
상기 화소 전극은 상기 흡광층을 포함하지 않는 유기 발광 표시 장치. - 제7항에서,
상기 보조 전극은 아래부터 차례대로 적층되어 있는 하부층, 반사층 상부층, 그리고 상기 흡광층을 포함하고,
상기 화소 전극은 아래부터 차례대로 적층되어 있는 상기 하부층, 상기 반사층, 그리고 상기 상부층을 포함하는
유기 발광 표시 장치. - 제7항에서,
상기 보조 전극은 아래부터 차례대로 적층되어 있는 상기 흡광층, 하부층, 반사층, 그리고 상부층을 포함하고,
상기 화소 전극은 아래부터 차례대로 적층되어 있는 상기 하부층, 상기 반사층, 그리고 상기 상부층을 포함하는
유기 발광 표시 장치. - 기판 위에 흡광층을 각각 포함하는 화소 전극 및 보조 전극을 형성하는 단계,
상기 화소 전극 및 상기 보조 전극 위에 유기 공통층을 형성하는 단계,
상기 기판 아래 쪽에 상기 보조 전극에 대응하는 투광부 및 상기 화소 전극에 대응하는 비투광부를 포함하는 제1 광마스크를 위치시키는 단계, 그리고
상기 제1 광마스크를 통해 빛을 조사하여 상기 보조 전극 상부에 위치하는 상기 유기 공통층을 제거하는 단계
를 포함하는 유기 발광 표시 장치의 제조 방법. - 제10항에서,
상기 화소 전극 및 상기 보조 전극을 형성하는 단계는 하나의 제2 광마스크를 사용한 노광 과정을 포함하는 유기 발광 표시 장치의 제조 방법. - 제11항에서,
상기 화소 전극 및 상기 보조 전극을 형성하는 단계는 상기 기판 위에 하부층, 상기 흡광층, 반사층, 그리고 상부층을 차례대로 적층한 후 상기 제2 광마스크를 사용하여 패터닝하는 단계를 포함하는 유기 발광 표시 장치의 제조 방법. - 제11항에서,
상기 화소 전극 및 상기 보조 전극을 형성하는 단계는 상기 기판 위에 상기 흡광층, 하부층, 반사층, 그리고 상부층을 차례대로 적층한 후 상기 제2 광마스크를 사용하여 패터닝하는 단계를 포함하는 유기 발광 표시 장치의 제조 방법. - 제10항에서,
상기 흡광층은 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr), 텅스텐(W), 니켈(Ni) 등의 금속 중 적어도 하나를 포함하는 유기 발광 표시 장치의 제조 방법. - 기판 위에 화소 전극, 그리고 흡광층을 포함하는 보조 전극을 형성하는 단계,
상기 화소 전극 및 상기 보조 전극 위에 유기 공통층을 형성하는 단계, 그리고
상기 보조 전극에 빛을 조사하여 상기 보조 전극 상부에 위치하는 상기 유기 공통층을 제거하는 단계
를 포함하는 유기 발광 표시 장치의 제조 방법. - 제10항에서,
상기 화소 전극 및 상기 보조 전극을 형성하는 단계는 두 개 이상의 광마스크를 사용한 노광 과정을 포함하는 유기 발광 표시 장치의 제조 방법. - 제16항에서,
상기 화소 전극 및 상기 보조 전극을 형성하는 단계는
상기 기판 위에 하부층, 반사층, 그리고 상부층을 차례대로 적층하고 패터닝하여 상기 화소 전극을 완성하고 상기 보조 전극의 일부를 형성하는 단계, 그리고
상기 보조 전극의 일부 위에 흡광층을 적층하고 패터닝하여 상기 보조 전극을 완성하는 단계
를 포함하는 유기 발광 표시 장치의 제조 방법. - 제17항에서,
상기 보조 전극 상부에 위치하는 상기 유기 공통층을 제거하는 단계는 상기 기판의 위쪽에서 빛을 조사하는 단계를 포함하는 유기 발광 표시 장치의 제조 방법. - 제16항에서,
상기 화소 전극 및 상기 보조 전극을 형성하는 단계는
상기 기판 위에 흡광층을 적층하고 패터닝하여 상기 보조 전극의 일부를 형성하는 단계, 그리고
상기 기판 및 상기 흡광층 위에 하부층, 반사층, 그리고 상부층을 차례대로 적층하고 패터닝하여 상기 화소 전극 및 상기 보조 전극을 완성하는 단계
를 포함하는 유기 발광 표시 장치의 제조 방법. - 제19항에서,
상기 보조 전극 상부에 위치하는 상기 유기 공통층을 제거하는 단계는 상기 기판의 아래쪽에서 빛을 조사하는 단계를 포함하는 유기 발광 표시 장치의 제조 방법.
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