KR101497224B1 - 표시장치 및 그 제조방법 - Google Patents

표시장치 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

표시장치의 컬러필터에 적층되는 블랙 매트릭스를 형성하는 차광막을 패터닝하는 처리에 있어서 침식 등에 의한 컬러필터의 대미지를 방지한다. 화소에 대응하여 제2 기판(20)상에 복수의 컬러필터(14)를 형성한다(도3a). 각 컬러필터(14)의 상면에 적층된 보호막(40)을 형성한다(도3d). 보호막(40)이 형성된 제2 기판(20)의 표면에 차광막(64)을 적층한다(도3e). 보호막(40)을 대미지 스토퍼로서 차광막(64)을 처리하고, 화소의 경계를 따라 선택적으로 남겨진 차광막(64)으로 이루어진 차광부재(42)를 형성한다(도3f, 도3g).

Description

표시장치 및 그 제조방법 {DISPLAY APPARATUS AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 발명은 전계발광을 이용한 표시장치 및 그 제조방법에 관한 것 이다.
박형이며 경량의 발광원으로, OLED(organic light emitting diode), 즉, 유기EL(electro luminescent)소자가 주목을 모으고 있으며, 다수의 유기EL소자를 구비한 화상표시장치가 개발되고 있다. 유기EL소자는 유기재료로 형성된 적어도 한 층의 유기박막을 화소전극과 대향전극과의 사이에 둔 구조를 갖는다.
전계발광을 이용한 화상표시장치는, 전형적으로는, 화소에 대응하여 매트릭스 형상으로 유기EL소자가 배열된 소자기판과, 소자기판에 대향하도록 배치된 대향기판으로 이루어진다. 대향기판에는, 화소에 대응하여 매트릭스상으로 배열된 컬러필터 등으로 이루어진 구조가 형성된다. 유기EL소자에서 발한 광은, 소자기판에서 대향기판으로 향하고, 컬러필터를 투과하여 출사한다. 컬러필터의 경계에는, 인접하는 유기EL소자로부터의 광을 혼합시키지 않기 위한 블랙 매트릭스가 통상 구비된다.
컬러필터는 광 선택 투과성의 수지 재료 등으로 만들어 진다. 블랙 매트릭스는, 컬러필터의 아래 또는 위에 적층한 차광막을 예를 들어, 포토리소그라피 기술을 이용하여 패터닝하여 형성된다. 즉, 블랙 매트릭스는 차광막을 에칭하여 화소경계 영역 이외의 영역에서 제거하는 등의 패터닝 처리로 화소경계에 선택적으로 형성된다. 차광막은 예를 들어, 크롬(Cr) 등의 금속 재료로 이루어진다.
[특허문헌 1] 특허공개 2009-104969호 공보 [특허문헌 2] 특허공개 2002-299044호 공보 [특허문헌 3] 특허공개 2007-220395호 공보
블랙 매트릭스를 컬러필터 상에 형성하는 경우에는, 블랙 매트릭스가 되는 차광막을 패터닝하기 위한 에칭 처리는 컬러필터까지 침식할 수 있는 문제점이 있었다. 당해 에칭 처리에 있어서 컬러필터의 에칭 양을 억제하도록 에칭 시간 등은 제어되지만, 컬러필터의 침식을 완전히 방지하는 것은 어렵다. 당해 침식은 예를 들면, 컬러필터 두께의 흩어짐을 발생하고, 표시장치의 화질이 저하할 우려가 있었다. 또한, CVD(Chemical Vapor Deposition)등의 증착법은 마스크를 이용함으로써 선택적으로 블랙 매트릭스를 형성할 수 있다. 그러나, 증착법에서 이용되는 플라즈마의 영향으로 컬러필터가 대미지를 입고, 광투과 성능이 악화될 우려가 있었다.
본 발명은, 상기 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것이며, 차광막을 패터닝하는 처리에서 침식 등에 의한 컬러필터의 대미지를 방지하고, 화질 저하가 방지된 표시장치를 제공한다.
(1) 본 발명에 따른 표시장치는, 복수의 화소 각각에 대응하여 발광소자가 형성된 제1 기판에, 상기 복수의 화소 각각에 대응하여 컬러필터가 배치된 제2 기판을 붙여서 이루어진 표시장치이며, 상기 제2 기판은, 상기 컬러필터에 적층된 보호막과, 상기 보호막 상에 적층된 차광막을 패터닝하여 형성되고, 상기 화소의 경계를 따라 배치된 차광부재를 구비하고, 상기 보호막은 상기 차광막을 패터닝하는 처리에 견디는 재료로 이루어진다.
(2) 상기(1)에 기재된 표시장치에 있어서, 상기 분리홈은, 각각 복수의 상기 컬러필터 및 상기 보호막을, 상기 화소의 경계를 따라 상기 컬러필터 사이를 분리하고, 상기 차광부재는, 상기 분리홈의 내면과 상기 컬러필터 상면의 주연부를 덮는 것을 특징으로 할 수 있다.
(3) 상기(2)에 기재된 표시장치에 있어서, 상기 보호막은 상기 컬러필터의 상면에 선택적으로 배치되고, 상기 차광부재는, 상기 주연부에서 상기 보호막과 겹치는 것을 특징으로 할 수 있다.
(4) 상기(2) 또는 (3)에 기재된 표시장치에 있어서, 상기 화소의 배열 중에 상기 제2 기판상에서 상기 컬러필터를 배치하지 않는 무필터 화소를 포함하고, 상기 화소의 경계 중 상기 무필터 화소에 접하는 부분에 있어서 상기 차광부재는 상기 컬러필터의 측면과 상면의 가장자리 부분을 덮는 것을 특징으로 할 수 있다.
(5) 상기(1)에서 (4)에 기재된 표시장치에 있어서, 상기 제1 기판에는 상기 복수의 발광소자의 상호간을 분리하는 화소분리영역이 구비되고, 상기 차광부재는 상기 화소분리영역에 대응한 평면형상을 갖는 것을 특징으로 할 수 있다.
(6) 상기(1)에서 (3)에 기재된 표시장치에 있어서, 상기 보호막은 상기 차광막을 패터닝하는 처리에 견디는 재료로 이루어지는 것을 특징으로 할 수 있다.
(7) 본 발명에 따른 표시장치의 제조방법은, 복수의 화소 각각에 대응하여 제1 기판상에 발광소자를 형성하는 발광소자 형성공정과, 상기 복수의 화소 각각에 대응하여 제2 기판상에 컬러필터를 형성하는 컬러필터 형성공정과, 상기 컬러필터에 보호막을 적층하는 보호막 적층공정과, 상기 보호막 상에 차광막을 적층하는 차광막 적층공정과, 상기 보호막에 의해 상기 컬러필터를 보호하면서 상기 차광막을 패터닝하고, 상기 화소의 경계를 따라 선택적으로 남겨진 상기 차광막으로 이루어진 차광부재를 형성하는 차광부재 형성공정과, 상기 발광소자 형성공정 후의 상기 제1 기판과 상기 차광부재 형성공정 후의 상기 제2 기판을, 대향시켜 붙이는 접합공정을 갖는다.
(8) 상기(7)에 기재된 표시장치의 제조방법에 있어서, 상기 보호막 적층공정과 상기 차광막 적층공정의 사이에서, 상기 보호막 및 상기 컬러필터를 에칭 처리에 의해, 상기 화소의 경계에 따른 영역에서 제거하여, 상기 컬러필터 사이를 분리하는 분리홈을 형성하는 분리홈 형성공정을 갖고, 상기 차광부재 형성공정은, 상기 분리홈 형성공정에 있어서 상기 컬러필터의 상면에 선택적으로 남겨진 상기 보호막의 주연부와 겹치고, 또한, 상기 분리홈의 내면을 덮는 상기 차광부재를 형성하는 것을 특징으로 할 수 있다.
(9) 상기(7)에 기재된 표시장치의 제조방법에 있어서, 상기 컬러필터 형성공정은, 상기 컬러필터를 에칭 처리에 의해, 상기 화소의 경계에 따른 영역에서 제거하여, 상기 컬러필터 사이를 분리하는 분리홈을 형성하는 분리홈 형성공정을 포함하고, 상기 차광부재 형성공정은, 상기 보호막의 적층 후에 있어 상기 분리홈의 내면을 덮고, 또한 상기 컬러필터 상면의 주연부에서 상기 보호막과 겹치는 상기 차광부재를 형성하는 것을 특징으로 할 수 있다.
(10) 상기(8) 또는 (9)에 기재된 표시장치의 제조방법에 있어서, 상기 표시장치는, 상기 화소의 배열 중에 상기 제2 기판상에서 상기 컬러필터를 배치하지 않는 무필터 화소를 포함하고, 상기 차광부재 형성공정은, 상기 화소의 경계 중 상기 무필터 화소에 접하는 부분에 있어서는 상기 컬러필터의 측면과 상면의 가장자리 부분을 덮는 상기 차광부재를 형성하는 것을 특징으로 할 수 있다.
(11) 상기 (7)에서 (10)에 기재된 표시장치의 제조방법에 있어서, 상기 발광소자 형성공정은, 상기 복수의 발광소자 상호 간에 화소분리영역을 마련하여 당해 복수의 발광소자를 서로 분리하여 배치하고, 상기 차광부재 형성공정은, 상기 화소분리영역에 대응한 평면형상을 갖는 상기 차광부재를 형성하는 것을 특징으로 할 수 있다.
(12) 본 발명의 다른 특징에 따른 표시장치는, 복수의 화소 각각에 대응하여 발광소자가 형성된 제1 기판에, 상기 복수의 화소 각각에 대응하여 컬러필터가 배치된 것이며, 상기 컬러필터에 적층된 보호막과, 상기 보호막 상에 적층된 차광막을 패터닝하여 형성되고, 상기 화소의 경계를 따라 배치된 차광부재를 구비하고, 상기 컬러필터는, 상기 화소의 경계를 따라 상기 컬러필터 사이를 분리하는 분리홈을 형성하고, 상기 차광부재는, 상기 분리홈의 내면과 상기 컬러필터 상면의 일부를 덮는다.
(13) 상기(12)에 기재된 표시장치에 있어서, 상기 분리홈은, 각각 복수의 상기 컬러필터 및 상기 보호막을, 상기 화소의 경계를 따라 분리하고, 상기 차광부재는, 상기 분리홈의 내면과 상기 컬러필터 상면의 주연부를 덮는 것을 특징으로 할 수 있다.
(14) 상기(13)에 기재된 표시장치에 있어서, 상기 보호막은 상기 컬러필터 상면에 선택적으로 배치되고, 상기 차광부재는, 상기 주연부에서 상기 보호막과 겹치는 것을 특징으로 할 수 있다.
(15) 상기(12)에서 (14)에 기재된 표시장치에 있어서, 상기 보호막은 상기 차광막을 패터닝하는 처리에 견디는 재료로 이루어지는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 의하면, 차광막을 패터닝하는 처리에 있어서 침식 등에 의한 컬러필터의 대미지가 방지되고, 화질의 저하가 방지된 표시장치를 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예인 표시장치의 모식적인 사시도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예인 표시장치의 도 1에 도시하는 II-II선을 따라 모식적인 수직단면도이다.
도 3a ~ 도 3h는 본 발명의 제1 실시예인 표시장치의 제2 기판의 주요한 제조공정에 있어서 모식적인 수직단면도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예인 표시장치에 있어서 제2 기판의 다른 예의 모식적인 수직단면도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예인 표시장치에 있어서 제2 기판의 모식적인 수직단면도이다.
도 6은 본 발명의 제3 실시예인 표시장치의 일 예의 모식적인 수직단면도이다.
도 7은 본 발명의 제3 실시예인 표시장치의 다른 예의 모식적인 수직단면도이다.
도 8은 본 발명의 제4 실시예인 표시장치의 모식적인 수직단면도이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.
(제1 실시예)
도 1은 제1 실시예인 표시장치(2)의 모식적인 사시도이며, 도 2는 도 1에 도시하는 II-II선에 따른 표시장치(2)의 모식적인 수직단면도이다.
표시장치(2)는, 유기EL디스플레이이며, 제1 기판(10)상에 형성된 복수의 유기EL소자(발광소자)(12)를 구비한다. 표시장치(2)는, 유기EL소자(발광소자)(12)를 포함하는 적층구조가 형성된 제1 기판(10)과, 컬러필터(14)를 포함하는 적층구조가 형성된 제2 기판(20)을 붙인 구조를 갖는다. 본 실시예의 표시장치(2)는 컬러 화상을 표시하고, 컬러 화상에 있어서 화소는 예를 들어, 적색(R), 녹색(G), 및 청색(B)과 같이 서로 다른 색을 표현하는 복수의 서브픽셀로 구성된다. 표시장치(2)에서는 서브픽셀이 구성상의 단위이며, 서브픽셀마다 유기EL소자(12)나 컬러필터(14)가 형성된다. 그러므로, 이하의 설명에서는, 기본적으로 서브픽셀을 화소로 취급한다.
제1 기판(10)상에 구동회로 칩(Dr)이 배치된다. 또한 제1 기판(10)에는 플렉시블 회로기판(FPC)이 접속된다. 제1 기판(10)은 제2 기판(20)보다 크고, 제1 기판(10)의 제2 기판과 겹치지 않는 위치에 구동회로 칩(Dr)이 배치된다. 구동회로 칩(Dr)은 플렉시블 회로기판(FBC)에 접속된다. 구동회로 칩(Dr)은, 표시장치(2)의 외부에서 플렉시블 회로기판(FBC)을 개재하여 화상 데이터를 공급하고, 또한, 제1 기판(10)상에 형성된 데이터선(DL)을 개재하여 각 화소에 표시신호를 공급한다. 각 화소는 화소회로를 구비하고, 화소회로는 도시하지 않는 주사선에 의해 선택신호를 공급하고, 선택된 화소는 표시신호를 기초로 발광한다.
제1 기판(10)상의 적층구조는 화소회로(22), 절연막(24), 반사층(26), 화소전극(28), 발광기능층(30), 대향전극(32), 및 충진제(34)를 포함한다.
화소회로(22)는 유기EL소자(12)에 급전하여 발광시키기 위한 전자회로이며, 박막 트랜지스터(TFT) 등의 회로소자로 이루어지고, 제1 기판(10)의 표면에 형성된다.
절연막(24)은 화소회로(22)를 덮어 제1 기판(10) 표면에 적층되고, 화소마다 구비되는 화소회로(22) 상호간이나, 반사층(26)과 화소회로(22)의 사이 등을 전기적으로 절연한다. 절연막(24)은 예를 들어 SiO2 나 SiN 등으로 형성된다.
반사층(26)은 절연막(24) 상에 형성된다. 반사층(26)은 발광기능층(30)에서 발한 광을, 화상표면 측에, 즉, 제2 기판(20)을 향해 반사하기 위해 구비된다. 따라서, 반사층(26)은, 광반사율이 높은 재료로 형성하는 것이 바람직하며, 당해 재료로는 예를 들어, 알루미늄이나 은 등을 이용할 수 있다.
유기EL소자(12)는, 화소전극(28), 발광기능층(30), 및 대향전극(32)으로 구성된다. 화소전극(28)은 화소에 대응하여 매트릭스 상으로 배열된다. 화소전극(28)은 반사층(26)상에 적층된다. 화소전극(28)은 컨택홀(36)을 개재하여 화소회로(22)와 전기적으로 접속되고, 화소회로(22)에서 공급되는 구동전류를 발광기능층(30)에 주입한다. 화소전극(28)은, 예를 들어, ITO(Indium Tin Oxide) 등의 투광성 및 도전성을 갖는 재료로 만들어 진다. 각 화소전극(28)의 사이에는 뱅크층(25)이 형성되고, 뱅크층(25)이 인접하는 화소전극(28)끼리의 접촉을 방지한다. 또한, 뱅크층(25)이 있음으로써 화소전극(28)과 대향전극(32)의 직접 접촉이 방지된다. 특히, 발광기능층(30)이 화소마다 형성되는 경우는, 화소전극(28)의 주변부를 뱅크층이 덮음으로써, 화소전극(28)의 단부와 대향전극(32)의 사이의 전류가 새는 것을 방지할 수 있다.
발광기능층(30)은, 화소전극(28) 상에 배치된다. 발광기능층(30)은 적어도 유기발광층을 포함하고, 유기발광층은 정공과 전자가 결합하는 것으로 발광하는 유기EL물질로 구성된다. 본 실시예에서는 발광기능층(30)은 백색광을 발한다.
대향전극(32)은 발광기능층(30)상에 형성된다. 대향전극(32)은 복수의 유기EL소자(12)의 발광기능층(30)에 공통으로 접촉하는 공통전극이다. 대향전극(32)은 예를 들어 ITO 등의 투광성 및 도전성을 갖는 재료로 만들어 진다.
충진제(34)는 대향전극(32) 상에, 제1 기판(10)의 전면을 덮도록 적층된다. 충진제(34)는 예를 들어 에폭시 수지 등이다.
제2 기판(20)은 화상표시면 측에 위치하고, 유기EL소자(12)가 발한 광을 투과할 필요가 있다. 그 때문에 제2 기판(20)은 예를 들어 유리나 석영, 플라스틱 등의 투광성 재료로 만들어 진다. 한편, 제1 기판(10)은 표시장치(2)의 배면측에 위치하고, 투광성을 가질 필요는 없다.
제2 기판(20)상의 적층구조는 컬러필터(14), 보호막(40), 차광부재(42) 및 오버코트층(44)을 포함한다.
컬러필터(14)는 제2 기판(20)의 표면에 적층된다. 본 실시예에서는 컬러필터(14)는 하지층(46)을 개재하여 제2 기판(20)의 표면에 적층된다. 컬러필터(14)는 광투과성의 수지재료 등으로 형성되고, 안료 등에 의해 복수의 색으로 착색된다. 예를 들어, 본 실시예에서는 컬러필터(14)로 적색(R)필터(14R), 녹색(G)필터(14G), 및 청색(B)필터(14B)를 갖는다. 컬러필터(14)는 화소에 대응하여 매트릭스상으로 배열된다.
본 실시예에서는 컬러필터(14)는 스트라이프 배열이며, 도 2에 도시하는 단면을 따른 방향(x방향)으로 각 색의 필터 14R, 14G, 14B가 주기적으로 배열되고, 당해 단면에 직교하는 방향(y방향)으로 동일한 색의 컬러필터(14)가 일렬로 늘어선다.
보호막(40)은 컬러필터(14)에 적층된다. 보호막(40)은, 보호막(40)에 이어서 적층되는 차광막을 포토리소그라피 기술로 패터닝하여 차광부재(42)를 형성할 때에, 컬러필터(14)를 차광막의 에칭처리로부터 보호한다. 이 목적에서 보호막(40)은, 차광막의 패터닝 처리에 대한 에칭 레이트가 적은 재료로 형성한다. 또한, 보호막(40)의 두께는, 에칭 나머지를 없애도록 차광막을 오버 에칭하더라도 보호막(40)에 구멍이 나지 않도록 설정된다.
컬러필터(14) 및 보호막(40)은, 화소의 경계를 따라 컬러필터(14)간을 분리하는 분리홈(48)을 형성한다. 본 실시예에서는, 보호막(40)은 분리홈(48)의 내면에는 적층되지 않고, 보호막(40)은 컬러필터(14)의 표면에 선택적으로 배치된다. 또한, 각 화소에 있어서, 유기EL소자(12)가 발한 광은 차광막이 제거된 개구부에서 컬러필터(14)로 입사한다. 당해 개구부는 각 컬러필터(14)의 표면의 평면형상에 포함되는 형상이며, 당해 개구부의 위치에 적층되는 보호막(40)은 투과성을 가진 재료로 형성된다. 예를 들어, 차광막은 Cr 등의 금속으로 형성되고, 보호막(40)은, 당해 차광막의 에칭에 대한 스토퍼로 기능하고, 또한 광투과성을 갖는 재료로, SiO2, SiO 또는 SiN을 이용하여 형성된다.
차광부재(42)는 차광막을 패터닝하여 형성된다. 당해 차광막은, 컬러필터(14), 보호막(40) 및 분리홈(48)이 형성된 제2 기판(20)에 적층된다. 차광부재(42)는 분리홈(48)의 내면과, 컬러필터(14)의 표면에 적층된 보호막(40)의 주연부를 덮는다. 즉, 보호막(40)의 주연부는 차광부재(42)와 겹친다. 한편, 보호막(40)의 내측영역에는 차광부재(42)의 개구부가 마련된다.
오버코트층(44)은, 상술한 컬러필터(14), 보호막(40) 및 차광부재(42)가 적층된 제2 기판(20)의 표면을 덮는다. 오버코트층(44)은 예를 들어 아크릴 수지 등의 투명한 수지재료로 만들어 진다.
각각 적층구조가 형성된 제1 기판(10) 및 제2 기판(20)은, 서로 적층구조를 마주하여 접합되어 일체화된다.
차광부재(42)는 각 유기EL소자(12)에서 발한 광이 인접하는 화소의 컬러필터(14)로 입사하는 것을 방지하고, 혼색 등에 의한 시야각 특성의 열화를 억제한다. 구체적으로는, 컬러필터(14) 사이에서의 차광부재(42)의 폭에 따라, 차광부재(42)는 인접화소로의 광의 혼입을 억제한다. 또한, 본 실시예의 차광부재(42)는 분리홈(48) 내로 들어감으로써, 인접 화소로의 광의 혼입을 보다 바람직하게 억제한다. 이러한 분리홈(48)내의 차광부재(42)에 의한 광혼입 억제의 효과는, 분리홈(48)이 깊고, 또한 차광부재(42)가 분리홈(48)에 깊게 들어갈수록, 기본적으로 커진다. 그래서, 본 실시예에서는 분리홈(48)을 컬러필터(14)의 두께와 동등의 깊이로 하고, 차광부재(42)가 분리홈(48)의 바닥까지 들어가는 구조로, 광혼입 억제의 효과를 크게 한다. 또한, 차광부재(42)를 분리홈(48) 내에 형성하는 것으로, 차광부재(42)의 평면형상에서의 폭을 축소하더라도 광혼입 억제의 효과를 확보할 수 있다. 즉, 차광부재(42)의 개구부 면적을 크게하여 휘도의 향상을 도모할 수 있다.
또한, 본 실시예에서는 분리홈(48)의 수직단면은 V자형으로 형성된다. 이에 의해, 차광부재(42)는 분리홈(48)내에서 경사진 전방을 향한 면을 형성한다. 당해 면에 입사한 유기EL소자(12)로부터의 광(50)은 차광부재(42)에 의해 이웃 컬러필터(14)로 입사하는 것을 저지함과 동시에, 차광부재(42)에 의해 전방으로 반사되어 표시광(52)이 된다. 따라서, 혼색이 방지됨과 동시에 휘도가 향상한다.
도 3a ~ 3h는 표시장치(2)의 제조방법을 설명하는 개략의 프로세스 플로우를 도시하는 도이며, 도 3a ~ 3h의 각 도는 제2 기판(20)의 적층구조의 주요한 제조 공정에 있어서 모식적인 수직단면도를 도시한다. 당해 수직단면도는 도 1의 II-II선에 따른 단면에 해당한다. 또한, 도 3a ~ 3h에서는 제2 기판(20)의 적층구조는 도 2와는 상하를 역방향으로 표시한다.
제2 기판(20)은 그 표면에 각 색의 컬러필터(14)를 순차적으로 형성한다. 예를 들어, 적색 필터막을 제2 기판(20)에 적층하고, 이를 포토리소그라피 기술로 패터닝하여 R필터(14R)를 형성한다. 다음으로, 녹색의 필터막을 제2 기판(20)에 적층하고, 이것을 패터닝하여 G필터(14G)를 형성한다. 마찬가지로, 청색 필터막을 적층·패터닝하여 B필터(14B)를 형성한다. 또한, 도 3a ~ 3h에서는 하지층(46)은 생략한다. 각 색의 컬러필터(14)를 형성한 후, 그 표면에 보호막(60)을 형성한다(도 3a).
다음으로 보호막(40)의 표면에 포토레지스트를 도포하고, 노광·현상 처리에 의해 패터닝하여, 화소 경계를 따라 개구가 형성된 포토레지스트막(62)을 형성한다(도 3b).
포토레지스트막(62)을 마스크로 보호막(60) 및 컬러필터(14)를 에칭하여, 화소 경계를 따라 분리홈(48)을 형성한다(도 3c). 또한, 보호막(60) 중 컬러필터(14)의 상면에 남는 부분이, 도 2에 도시한 컬러필터(14)의 상면에 선택적으로 배치된 보호막(40)이 된다.
포토레지스트막(62)을 제거한 후(도 3d), 표면에 차광막(64)을 형성한다(도 3e). 차광막(64)은 예를 들어, 스터퍼, 화학기상성장(Chemical Vapor Deposition:CVD), 증착 등의 수법으로 제2 기판(20)의 적층구조 표면에 피작된다.
차광막(64) 상에 포토레지스트를 도포, 패터닝하여, 차광부재(42)를 형성하는 화소경계부분을 덮는 포토레지스트막(66)을 형성한다(도 3f). 여기서, 포토레지스트막(66)은 컬러필터(14) 상면 상의 보호막(40)의 주연부에 겹쳐지도록 형성된다. 이와 같이 포토레지스트막(66)을 형성함으로써, 차광부재(42)는 보호막(40)의 주연부와 겹치는 부분을 갖는다. 이 겹침 폭은 차광부재(42)의 가공 정도를 고려하여 정해진다. 예를 들어, 포토레지스트막(66)의 패턴 에지를 분리홈(48)과 컬러필터(14) 상면의 경계에 일치하도록 설계하면, 눈맞춤 차이에 의해 당해 에지가 분리홈(48)내에 위치하기 쉬워 진다. 그 결과, 분리홈(48) 내면에 차광부재(42)로 가려지지 않는 부분이 발생하고, 상술한 광혼입 억제나 전방으로의 반사 효과가 약해 진다. 또한, 보호막(40)은 분리홈(48) 내면에 구비되지 않기 때문에, 분리홈(48)의 내면에 포토레지스트막(66)으로 덮여지지 않는 부분이 발생하면, 차광막(64)의 에칭으로 컬러필터(14)가 분리홈(48)에서 침식된다. 그래서, 포토레지스트막(66)의 패턴 위치의 어긋남이나 차광막(64)의 에칭에서 측방으로의 후퇴 등에 의해 차광부재(42)의 에지가 분리홈(48) 내에 위치하는 일이 없도록 상술의 겹침 폭이 설정된다.
포토레지스트막(66)을 마스크로 이용하여 차광막(64)을 에칭하여, 컬러필터(14)의 상면에 개구부를 가진 차광부재(42)를 형성한다(도 3g). 포토레지스트막(66)은 차광부재(42) 형성 후, 제거된다.
여기서, 보호막(40)은 차광막(64)의 에칭에 대한 스토퍼로서 기능하고, 당해 에칭으로 컬러필터(14)는 침식되지 않는다.
차광부재(42)가 형성된 제2 기판(20)의 적층구조의 표면에 오버코트층(44)이 형성된다(도 3h).
한편, 제1 기판(10)의 적층구조도 별도로 형성된다. 그리고, 각각 적층구조가 만들어진 제1 기판(10) 및 제2 구조(20)가 접합된다.
상술한 V자형 분리홈(48)은, 인접화소로의 광의 혼입방지 효과에 더해, 분리홈(48)의 내면을 덮는 차광부재(42)에서의 반사광을 전방으로 인도하는 효과를 갖는다. 한편, 도 4에 도시하는 바와 같이 단면형상을 구형(矩形)으로 형성한 분리홈(48)에 의해서도 인접화소로의 광의 혼입방지를 도모할 수 있다.
또한, 차광막(64)을 에칭하여 차광부재(42)를 형성할 때 보호막(40)의 에칭 스토퍼로서의 기능은, 차광부재(42)의 단면형상에 관계없이 유효하다. 예를 들어, 컬러필터(14)의 경계에 분리홈(48)을 형성하지 않고 당해 경계에 차광부재(42)를 평평하게 형성하는 경우에 있어서도, 보호막(40)을 구비함으로써 차광막(64)의 에칭으로 컬러필터(14)를 보호할 수 있다.
차광부재(42)의 평면형상에서의 폭을 축소함으로써, 차광부재(42)의 개구부의 면적을 크게할 수 있는 한편, 인접화소로의 광 혼입이 발생하기 쉬워진다. 여기서 각 유기EL소자(12)에서 발한 광이 차광부재(42)의 개구를 투과하는 비율은, 당해 개구의 면적이 유기EL소자(12)의 면적을 넘어서 커지면 포화한다. 따라서, 차광부재(42)의 폭이 좁아지면, 개구율을 높이는 장점이 단점에 비해 작아 진다. 여기서, 예를 들어, 차광부재(42)는, 유기EL소자(12)의 상호간을 분리하는 화소분리영역에 대응한 평면형상으로 하는 것으로, 개구율 향상에 의한 휘도 향상과 인접화소로의 광 혼입 억제와의 조화를 도모할 수 있다. 예를 들어, 도 2에 도시하는 바와 같이, 차광부재(42)와 뱅크(25)의 평면 배치를 정합시킴으로써, 발광기능층(30)에서 출사된 광을 효율적으로 이용할 수 있고, 또한 광이 대응하는 화소의 색 이외의 컬러필터로 입사하는 것을 억제할 수 있다.
(제2 실시예)
본 발명의 제2 실시예에 대하여 상기 실시예와의 상이점을 중심으로 설명한다. 또한, 상기 실시예와 동일의 구성요소에는 동일의 부호를 부여하여 설명의 간소화를 도모한다. 도 5는 본 실시예의 표시장치(2)에 있어서 제2 기판의 수직단면도이다.
제1 실시예에서는 보호막(60)은 분리홈(48)의 형성 전에 컬러필터(14)상에 적층된다(도 3a ~ 3c참조). 이에 비해, 본 실시예에서는 보호막(60)은 컬러필터(14)에 분리홈(48)을 형성한 후, 그 표면에 적층된다. 따라서, 보호막(60)은 분리홈(48)의 내부에도 형성된다. 그리고, 보호막(60)의 표면에 차광막(64)을 적층하고, 이것을 패터닝하여, 분리홈의 내면과 컬러필터 상면의 주연부를 덮는 차광부재(42)를 형성한다. 또한, 이 구성에서는, 차광막(64)의 적층 시에 있어서 분리홈의 내면은 당초의 분리홈(48)의 내면을 덮는 보호막(60)의 표면으로 규정된다.
본 실시예에 있어서도, 차광막(64)의 에칭에 있어서 컬러필터(14)의 상면은 보호막(60)으로 보호되기 때문에, 컬러필터(14)의 침식이 방지된다.
또한, 도 5에는 V자형의 분리홈(48)을 도시하였으나, 제1 실시예에서 상술한 바와 같이 구형(矩形)의 분리홈(48)으로도 화소 간의 광의 혼입 방지를 도모할 수 있다.
(제3 실시예)
본 발명의 제3 실시예에 대하여 상기 실시예와의 상이점을 중심으로 설명한다. 또한, 상기 실시예와 동일의 구성요소에는 동일의 부호를 부여하여 설명의 간소화를 도모한다. 도 6 및 도 7은 각각 본 실시예의 표시장치(2)의 수직단면도의 예이며, 제1 실시예의 도 2에 도시하는 수직단면도에 상당하는 도이다.
도 1 및 도 2의 실시예에서는 컬러필터(14)는 RGB의 스트라이프 배열인 예를 설명했다. 이에 대해, 본 실시예에서는, 화소의 배열 중에 제2 기판(20)상에 컬러필터를 배치하지 않는 무필터 화소를 포함한다. 구체적으로는, 도 6, 도 7에 도시하는 예에서는, B필터(14B)의 오른쪽 옆의 화소 및 R필터(14R)의 왼쪽 옆의 화소가 무필터 화소이다. 무필터 화소는 유기EL소자(12)에서 발한 백색광을 기본적으로 그대로 출사한다.
무필터 화소를 포함하는 표시장치(2)에 있어서도, 컬러필터(14) 상호간의 차광부재(42)는 제1 실시예나 제2 실시예와 동일하게 구성할 수 있다. 한편, 무필터 화소와 컬러필터(14)를 갖는 화소와의 경계에 있어서 차광부재(42b)는 적어도 컬러필터(14)의 측면과 상면의 가장자리 부분을 덮도록 형성된다. 차광부재(42)와 차광부재(42b)와의 수직단면의 형상은 상이하지만, 평면형상은 공통으로 할 수 있다.
예를 들어, 도 6에 도시하는 예에서는, 차광부재(42b)는 무필터 화소 측에 제2 기판(20)에 평행하게 배치되는 부분(70)을 구비하고, 당해 부분(70)의 폭은 B필터(14B)나 R필터(14R)에 따른 부분(72)의 평면형상에 있어서의 폭과 같게 설정된다. 이에 의해, 차광부재(42b)는 차광부재(42)와 같은 폭으로 형성된다. 예를 들어, 차광부재(42,42b)는, 유기EL소자(12)의 상호간을 분리하는 화소분리영역에 대응한 평면형상으로 할 수 있다.
또한, 도 7에 도시하는 예에서는, B필터(14B)나 R필터(14R)를 화소분리영역 측으로 확대함과 동시에, 그들 필터의 상면에 따른 부분(74)을 확대하여, 차광부재(42b)의 폭을 차광부재(42)와 동일하게 한다.
(제4 실시예)
본 발명의 제4 실시예에 대하여 상기 실시예와의 상이점을 중심으로 설명한다. 또한, 상기 실시예와 동일의 구성요소에는 동일의 부호를 부여하여 설명의 간소화를 도모한다. 도 8은 본 실시예의 표시장치(2)의 수직단면도이다. 본 발명은 컬러필터 상의 블랙매트릭스 형성에 관한 것이며, 도 8에 도시하는 제1 기판(10)상에 컬러필터(14)를 동시 형성하는, 즉 컬러필터·온·어레이의 구조에 대해서도 효과가 있음은 말 할 필요도 없다.
도 8에 도시하는 컬러필터·온·어레이 구조의 경우, 제1 기판(10)상에 화소회로(22)와 컬러필터(14)가 형성된다. 컬러필터·온·어레이 구조에서는, 발광기능층(30)의 발광부와 컬러필터(14)의 거리는 상술한 실시예와 비교하여 짧아진다.
제1 기판(10)의 대향전극(32) 상에는, 평탄화막(68), 컬러필터 하지막(70), 컬러필터층(14)이 순차적으로 형성된다. 컬러필터층(14)의 상부에는 충진제(34)가 배치되고, 그 위에 제2 기판(20)인 봉지기판이 배치된다.
이 구성에서는 컬러필터(14)와 대향전극(32) 간에 충진제가 존재하지 않기 때문에, 발광 기능층(30)의 발광부와 컬러필터(14)와의 거리를 짧게 할 수 있다. 그 결과, 인접화소의 컬러필터로의 광혼입을 억제하는 효과는 향상한다.
상술한 본 발명에 따른 표시장치는 예를 들어, 스마트폰, 테블렛PC나 노트PC 등의 휴대형 퍼스널 컴퓨터, 데스크탑 형의 퍼스털 컴퓨터의 모니터, TV, 카 네비게이션 등의 전자기기에 이용할 수 있다.
이상, 본 발명자에 의해 이루어진 발명을, 상기 실시예를 토대로 구체적으로 설명하였으나, 본 발명은, 상기 실시예에 한정되는 것은 아니며, 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 다양하게 변경 가능한 것은 당연한 것이다.
2: 표시장치 10: 제1 기판
12: 유기EL소자 14: 컬러필터
14R: 적색필터 14G: 녹색필터
14B: 청색필터 20: 제2 기판
22: 화소회로 24: 절연막
26: 반사층 28: 화소전극
30: 발광기능층 32: 대향전극
34: 충진제 36: 컨택홀
40,60: 보호막 42: 차광부재
44: 오버코트층 46: 하지층
48: 분리홈 62,66: 포토레지스트막
64: 차광막 68: 평탄화막
70: 컬러필터 하지막

Claims (15)

  1. 복수의 화소 각각에 대응하여 발광소자가 형성된 제1 기판에, 상기 복수의 화소 각각에 대응하여 컬러필터가 배치된 제2 기판을 붙여서 이루어진 표시장치에 있어서,
    상기 제2 기판은,
    상기 컬러필터에 적층된 보호막과,
    상기 보호막 상에 적층된 차광막을 패터닝하여 형성되고, 상기 화소의 경계를 따라 배치된 차광부재를 구비하고,
    상기 컬러필터는, 상기 화소의 경계를 따라 상기 컬러필터 사이를 분리하는 분리홈을 형성하고,
    상기 보호막은 상기 차광막을 패터닝하는 처리에 견디는 재료로 이루어지며,
    상기 차광부재는, 상기 분리홈의 내면과 상기 컬러필터 상면의 일부를 덮는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 분리홈은, 각각 복수의 상기 컬러필터 및 상기 보호막을, 상기 화소의 경계를 따라 상기 컬러필터 사이를 분리하고,
    상기 차광부재는, 상기 분리홈의 내면과 상기 컬러필터 상면의 주연부를 덮는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 보호막은 상기 컬러필터의 상면에 선택적으로 배치되고,
    상기 차광부재는, 상기 주연부에서 상기 보호막과 겹치는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 화소의 배열 중에 상기 제2 기판상에서 상기 컬러필터를 배치하지 않는 무필터 화소를 포함하고,
    상기 화소의 경계 중 상기 무필터 화소에 접하는 부분에 있어서 상기 차광부재는 상기 컬러필터의 측면과 상면의 가장자리 부분을 덮는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  5. 제1항에서 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 기판에는 상기 복수의 발광소자의 상호간을 분리하는 화소분리영역이 구비되고,
    상기 차광부재는 상기 화소분리영역에 대응한 평면형상을 갖는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  6. 삭제
  7. 복수의 화소 각각에 대응하여 제1 기판상에 발광소자를 형성하는 발광소자 형성공정과,
    상기 복수의 화소 각각에 대응하여 제2 기판상에 컬러필터를 형성하는 컬러필터 형성공정과,
    이후 실시될 차광막을 패터닝하는 공정에 견디는 재료로 이루어지는 보호막을, 상기 컬러필터에 적층하는 보호막 적층공정과,
    상기 보호막 상에 차광막을 적층하는 차광막 적층공정과,
    상기 보호막에 의해 상기 컬러필터를 보호하면서 상기 차광막을 패터닝하고, 상기 화소의 경계를 따라 선택적으로 남겨진 상기 차광막으로 이루어진 차광부재를 형성하는 차광부재 형성공정과,
    상기 발광소자 형성공정 후의 상기 제1 기판과 상기 차광부재 형성공정 후의 상기 제2 기판을, 대향시켜 붙이는 접합공정을 갖는 것을 특징으로 하는 표시장치의 제조방법
  8. 제7항에 있어서,
    상기 보호막 적층공정과 상기 차광막 적층공정의 사이에서, 상기 보호막 및 상기 컬러필터를 에칭 처리에 의해, 상기 화소의 경계에 따른 영역에서 제거하여, 상기 컬러필터 사이를 분리하는 분리홈을 형성하는 분리홈 형성공정을 갖고,
    상기 차광부재 형성공정은, 상기 분리홈 형성공정에 있어서 상기 컬러필터의 상면에 선택적으로 남겨진 상기 보호막의 주연부와 겹치고, 또한, 상기 분리홈의 내면을 덮는 상기 차광부재를 형성하는 것을 특징으로 하는 표시장치의 제조방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 컬러필터 형성공정은, 상기 컬러필터를 에칭 처리에 의해, 상기 화소의 경계에 따른 영역에서 제거하여, 상기 컬러필터 사이를 분리하는 분리홈을 형성하는 분리홈 형성공정을 포함하고,
    상기 차광부재 형성공정은, 상기 보호막의 적층 후에 있어 상기 분리홈의 내면을 덮고, 또한 상기 컬러필터 상면의 주연부에서 상기 보호막과 겹치는 상기 차광부재를 형성하는 것을 특징으로 하는 표시장치의 제조방법.
  10. 제8항 또는 제9항에 있어서,
    상기 표시장치는, 상기 화소의 배열 중에 상기 제2 기판상에서 상기 컬러필터를 배치하지 않는 무필터 화소를 포함하고,
    상기 차광부재 형성공정은, 상기 화소의 경계 중 상기 무필터 화소에 접하는 부분에 있어서는 상기 컬러필터의 측면과 상면의 가장자리 부분을 덮는 상기 차광부재를 형성하는 것을 특징으로 하는 표시장치의 제조방법.
  11. 제7항에서 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 발광소자 형성공정은, 상기 복수의 발광소자 상호 간에 화소분리영역을 마련하여 당해 복수의 발광소자를 서로 분리하여 배치하고,
    상기 차광부재 형성공정은, 상기 화소분리영역에 대응한 평면형상을 갖는 상기 차광부재를 형성하는 것을 특징으로 하는 표시장치의 제조방법.
  12. 복수의 화소 각각에 대응하여 발광소자가 형성된 제1 기판에, 상기 복수의 화소 각각에 대응하여 컬러필터가 배치된 표시장치에 있어서,
    상기 컬러필터에 적층된 보호막과
    상기 보호막 상에 적층된 차광막을 패터닝하여 형성되고, 상기 화소의 경계를 따라 배치된 차광부재를 구비하고,
    상기 컬러필터는, 상기 화소의 경계를 따라 상기 컬러필터 사이를 분리하는 분리홈을 형성하고,
    상기 보호막은 상기 차광막을 패터닝하는 처리에 견디는 재료로 이루어지며,
    상기 차광부재는, 상기 분리홈의 내면과 상기 컬러필터 상면의 일부를 덮는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 분리홈은, 각각 복수의 상기 컬러필터 및 상기 보호막을, 상기 화소의 경계를 따라 분리하고,
    상기 차광부재는, 상기 분리홈의 내면과 상기 컬러필터 상면의 주연부를 덮는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  14. 제3항에 있어서,
    상기 보호막은 상기 컬러필터 상면에 선택적으로 배치되고,
    상기 차광부재는, 상기 주연부에서 상기 보호막과 겹치는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  15. 삭제
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