KR20080081562A - 유기전계발광 표시장치 및 이의 제조 방법 - Google Patents

유기전계발광 표시장치 및 이의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

표시품질을 향상시키기 위한 유기전계발광 표시 장치 및 이의 제조 방법이 개시된다. 유기전계발광 표시 장치는 기판, 제1 전극들, 유기전계발광층 및 제2 전극들을 포함한다. 기판에는 제1 방향 및 제1 방향에 교차하는 제2 방향으로 복수의 단위 화소들이 정의된다. 제1 전극들은 단위 화소에 대응하여 기판 상에 형성된다. 유기전계발광층은 단위 화소에 대응하여 제1 전극 상에 형성된다. 제2 전극들은 유기전계발광층이 형성된 기판 상에 형성되고, 제1 방향과 제2 방향 중 어느 한 방향으로 일렬로 나열된 단위 화소들을 커버하도록 연장된다. 제2 전극들이 단위 화소들의 열에 따라 분리 형성되므로 제2 전극들 각각에 독립적으로 전원을 인가할 수 있다. 이에 따라, 제2 전극들 각각에 인가되는 전원의 크기를 선택적으로 조절할 수 있으므로 영상의 표시품질을 향상시킬 수 있다.
Figure P1020070021720
유기전계발광소자, 유기전계발광 표시 장치, 독립라인 캐소드

Description

유기전계발광 표시장치 및 이의 제조 방법{ORGANIC LIGHT EMITTING DIODE DISPLAY DEVICE AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 유기전계발광 표시장치의 개략도이다.
도 2는 도 1의 영역 A를 확대하여 도시한 확대도이다.
도 3은 도 2의 I-I'선을 따라 절단한 단면도이다.
도 4는 유기전계발광 표시장치에 형성되는 구성요소 중 제2 전극, 제1 더미패턴 및 제2 더미패턴을 따로 분리하여 도시한 개략도이다.
도 5 내지 도 14는 도 3에 도시된 유기전계발광 표시장치의 제조 방법을 설명하기 위한 공정도들이다.
도 15는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기전계발광 표시장치에 형성되는 구성요소 중 제2 전극, 제1 더미패턴 및 제2 더미패턴을 따로 분리하여 도시한 개략도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100 : 유기전계발광 표시장치 110 : 베이스 기판
TFT1 : 스위칭 박막트랜지스터 TFT2 : 구동 박막트랜지스터
PE : 제1 전극 EL : 유기전계발광층
CE : 제2 전극 ELD : 유기전계발광소자
W : 격벽 U : 언더 컷부
DM1 : 제1 더미패턴 DM2 : 제2 더미패턴
본 발명은 유기전계발광 표시장치 및 이의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 공통 전원(Vcom)을 복수의 독립라인으로 인가할 수 있는 유기전계발광 표시장치 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 유기전계발광 표시장치는 적색 발광층이 형성되어 적색광을 출사하는 적색화소와, 청색 발광층이 형성되어 청색광을 출사하는 청색화소와, 녹색 발광층이 형성되어 녹색광을 출사하는 녹색화소를 포함한다. 이때, 상기 적색, 청색, 녹색의 화소들을 포함하는 전체 패널에는 하나의 패턴으로 형성된 공통 전극이 형성되며, 이에 따라 전체 패널에는 동일한 공통 전압이 인가된다.
그러나, 실질적으로는 상기 적색화소, 청색화소 및 녹색화소의 컬러 효율이 동일하지 않기 때문에, 적색, 청색, 녹색화소들에 동일한 크기의 공통 전압이 인가될 경우, 표시 품질이 떨어지는 문제점이 발생된다.
이에 본 발명의 기술적 과제는 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 표시품질을 향상시키기 위한 유기전계발광 표시장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 유기전계발광 표시장치의 제조 방법을 제공하는 것이다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위하여 실시예에 따른 유기전계발광 표시장치는, 기판, 제1 전극들, 유기전계발광층 및 제2 전극들을 포함한다. 기판에는 제1 방향 및 상기 제1 방향에 교차하는 제2 방향으로 복수의 단위 화소들이 정의된다. 상기 제1 전극들은 상기 단위 화소에 대응하여 상기 기판 상에 형성된다. 상기 유기전계발광층은 상기 단위 화소에 대응하여 상기 제1 전극 상에 형성된다. 상기 제2 전극들은 상기 유기전계발광층이 형성된 상기 기판 상에 형성되고, 상기 제1 방향과 제2 방향 중 어느 한 방향으로 일렬로 나열된 상기 단위 화소들을 커버하도록 연장된다.
상기한 본 발명의 다른 목적을 실현하기 위하여 실시예에 따른 유기전계발광 표시장치의 제조 방법은 단위 화소들에 대응하여 제1 전극들이 형성된 기판 상에 절연막 및 금속층을 순차적으로 형성하는 단계와, 상기 금속층 상에 상기 단위 화소들 간의 이격부에 대응하여 제1 방향으로 연장된 제1 패턴부들 및 상기 제1 패턴부들 사이에서 상기 제1 방향에 교차하는 제2 방향으로 연장된 제2 패턴부들을 포함하는 격자 형상의 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계와, 상기 포토레지스트 패턴 사이로 노출된 상기 금속층을 제1 식각하는 단계와, 상기 포토레지스트 패턴 사이로 노출된 상기 절연막을 식각하여 격자 형상의 격벽을 형성함과 동시에 상기 제2 패턴부들을 제거하는 단계와, 상기 제2 패턴부들이 제거되어 노출된 상기 금속층 을 제2 식각하여 상기 제1 방향으로 연장된 제1 더미패턴을 형성하는 단계와, 상기 격벽을 일부 식각하여 상기 제1 더미패턴과 상기 격벽 사이에 언더 컷부를 형성하는 단계와, 상기 단위 화소들 내에 유기전계발광층을 형성하는 단계 및 상기 유기전계발광층이 형성된 상기 기판 상에 도전성 물질층을 증착하여, 상기 제1 더미패턴 상에 형성되는 제2 더미패턴 및 상기 언더 컷부에 의해 상기 제2 더미패턴과 분리되는 제2 전극들을 형성하는 단계를 포함한다.
이러한 유기전계발광 표시장치 및 이의 제조 방법에 의하면, 단위 화소들의 행 또는 열에 따라 인가하는 공통 전압의 크기를 선택적으로 조절할 수 있으므로 영상의 표시품질을 향상시킬 수 있다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명을 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 유기전계발광 표시장치의 개략도이다.
도 2는 도 1의 영역 A를 확대하여 도시한 확대도이다.
도 3은 도 2의 I-I'선을 따라 절단한 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면 유기전계발광 표시장치는 베이스 기판(110), 게이트 배선(GL), 게이트 절연층(120), 데이터 배선(DL), 전원 배선(VL), 스위칭 박막트랜지스터(TFT1), 구동 박막트랜지스터(TFT2), 스토리지 커패시터(SC), 패시베이션층(140), 제1 전극(PE), 격벽(W), 유기전계발광층(EL) 및 제2 전극(CE)을 포함한다.
베이스 기판(110)은 플레이트 형상을 갖고, 투명한 물질로 이루어진다.
게이트 배선(GL)은 베이스 기판(110) 상에서 제1 방향(X)으로 길게 형성되고, 제2 방향(Y)을 따라 복수개가 병렬로 형성된다. 제2 방향(Y)은 일례로, 제1 방향(X)과 서로 수직하다.
상기 게이트 배선(GL)이 형성된 베이스 기판(11) 상에는 상기 게이트 절연층(120)이 형성된다. 상기 게이트 절연층(120)은 일례로, 질화 실리콘(SiNx)으로 이루어진다. 상기 데이터 배선(DL)은 게이트 절연층(120) 상에서 게이트 배선(GL)과 교차되도록 제2 방향(Y)으로 길게 연장되어 형성되고, 제1 방향(X)을 따라 복수개가 병렬로 형성된다.
이때, 데이터 배선(DL)들 및 게이트 배선(GL)들이 서로 교차되도록 형성됨에 따라, 상기 제1 방향(X) 및 상기 제2 방향(Y)으로 나열된 복수의 단위화소(P)들이 정의된다.
상기 단위화소(P)들의 각각에는 스위칭 박막트랜지스터(TFT1), 구동 박막트랜지스터(TFT2), 스토리지 커패시터(SC) 및 유기전계발광소자(ELD)가 형성된다.
전원 배선(VL)은 게이트 절연층(120) 상에서 상기 데이터 배선(DL)과 평행하게 형성되며, 예를 들어 데이터 배선(DL)과 제1 방향(X)의 반대 방향으로 소정거리 이격되어 형성된다. 전원 배선(VL)은 구동 박막트랜지스터(TFT2)와 전기적으로 연결되어 구동전류를 인가한다.
스위칭 박막트랜지스터(TFT1)는 스위칭 게이트전극(GE1), 스위칭 소스전극(SE1), 스위칭 드레인전극(DE1) 및 스위칭 액티브층(AT1)을 포함한다.
스위칭 게이트전극(GE1)은 게이트 배선(GL)으로부터 제2 방향(Y)으로 연장되 어 형성된다. 스위칭 소스전극(SE1)은 데이터 배선(DL)으로부터 제1 방향(X)으로 연장되어, 스위칭 게이트전극(GE1)의 일부와 중첩되도록 형성된다.
스위칭 드레인전극(DE1)은 상기 소스 전극(SE1)과 동일층에 형성되며, 스위칭 소스전극(SE1)과 마주보도록 스위칭 소스전극(SE1)으로부터 소정거리 이격되어 형성된다. 이때, 상기 스위칭 드레인전극(DE1)은 스위칭 게이트전극(GE1)의 일부와 중첩되도록 형성된다.
스위칭 드레인전극(DE1)은 제1 방향(X)으로 길게 연장되어 형성되고, 게이트 절연층(120) 내에 형성된 제1 콘택홀(122)을 통해 구동 박막트랜지스터(TFT2)의 구동 게이트전극(GE2)과 전기적으로 연결된다.
상기 스위칭 액티브층(AT1)은 상기 게이트 절연층(120)과 상기 스위칭 소스전극(SE1) 및 스위칭 드레인전극(DE1) 사이에 형성되며 상기 스위칭 게이트전극(GE1)과 중첩되게 형성된다. 상기 스위칭 액티브층(AT1)은 일례로, 다결정 실리콘으로 이루어진 반도체층(a) 및 이온 도핑된 다결정 실리콘으로 이루어진 오믹콘택층(b)이 적층된 구조로 형성된다. 이때, 상기 스위칭 소스전극(SE1)과 상기 스위칭 드레인전극(DE1)의 이격부에서는 상기 오믹콘택층(b)이 제거되어 상기 반도체층(a)출된다.
한편, 상기 스위칭 액티브층(AT1)은 비정질 실리콘으로 이루어진 반도체층(a) 및 이온 도핑된 비정질 실리콘으로 이루어진 오믹콘택층(b)이 적층된 구조로 형성될 수도 있다. 또한, 상기 스위칭 액티브층(AT1)은 전체적으로 비정질 실리콘으로 이루어지고 전기적 채널이 주로 형성되는 국소 영역만 다결정 실리콘으로 이 루어질 수도 있다.
구동 박막트랜지스터(TFT2)는 상기 단위화소(P) 내에 형성되며, 구동 게이트전극(GE2), 구동 소스전극(SE2), 구동 드레인전극(DE2) 및 구동 액티브층(AT2)을 포함한다.
구동 게이트전극(GE2)은 상기 스위칭 게이트전극(GE1)과 동일층에 형성되고, 상기 스위칭 드레인전극(DE1)과 제1 콘택홀(122)을 통해 전기적으로 연결되며, 제2 방향으로 연장되어 형성된다.
구동 소스전극(SE2)은 상기 전원 배선(VL)으로부터 제1 방향의 반대방향으로 연장되며, 상기 게이트 절연층(120) 상에서 상기 구동 게이트전극(GE2)의 일부와 중첩되도록 형성된다.
구동 드레인전극(DE2)은 상기 구동 소스전극(SE2)과 동일층에 형성되며 상기 구동 소스전극(SE2)과 마주보도록 구동 소스전극(SE2)으로부터 소정거리 이격되어 형성된다. 또한, 상기 구동 드레인전극(DE2)은 상기 구동 게이트전극(GE2)의 일부와 중첩되도록 형성되며, 제1 방향의 반대방향으로 길게 연장되어 형성된다. 이때, 상기 구동 드레인전극(DE2)은 제2 콘택홀(132)을 통해 유기전계발광소자(ELD)의 제1 전극(PE)과 전기적으로 연결된다.
스토리지 커패시터(SC)는 상기 단위화소(P) 내에 형성되어, 구동 게이트전극(GE2)에 인가된 구동전압을 유지시킨다. 스토리지 커패시터(SC)는 일례로, 상기 게이트 절연층(120)을 사이에 두고 서로 중첩되는 하부 전극 및 상부 전극으로 이루어진다. 이때, 상기 하부 전극은 제1 방향(X)으로 연장된 구동 게이트전극(GE2) 이고, 상기 상부 전극은 전원 배선(VL)이다.
상술한 배선들(GL,DL,VL), 스위칭 박막트랜지스터(TFT1), 구동 박막트랜지스터(TFT2) 및 스토리지 커패시터(SC)를 포함하는 화소층이 형성된 베이스 기판(110) 상에는 상기 패시베이션층(140)이 형성된다.
상기 패시베이션층(140)은 일례로, 질화 실리콘(SiNx)으로 이루어진다. 상기 패시베이션층(140) 상에는 각 단위 화소(P)에 대응하는 제1 전극(PE)이 형성된다.
구체적으로, 제1 전극(PE)은 구동 박막트랜지스터(TFT2)와 전기적으로 연결된다. 제1 전극(PE)은 구동 박막트랜지스터(TFT2)로부터 구동전류를 인가받는다.
상기 제1 전극(PE)이 형성된 베이스 기판(110) 상에는 상기 단위 화소(P) 내 공간을 입체적으로 공간을 구획하는 격자 형상의 격벽(W)이 형성된다.
상기 격벽(W) 상에는 상기 제1 방향(X)으로 인접하는 단위 화소(P)들 사이에 형성되며, 상기 제2 방향(Y)으로 길게 연장된 제1 더미패턴(DM1)이 형성된다. 상기 제1 더미패턴(DM1)은 일례로, 금속 재질로 형성되며 상기 제1 더미패턴(DM1) 하부에 형성된 격벽(W)의 폭보다 넓은 폭으로 형성된다. 이에 따라, 상기 제1 더미패턴(DM1)과 상기 격벽(W) 사이에는 상술한 폭 차이에 의한 언더 컷부(U)가 형성된다.
상기 격벽(W)에 의해 구획된 단위 화소 내(P)에는 유기 발광 물질로 이루어진 유기전계발광층(EL)이 형성된다. 상기 유기전계발광층(EL)은 일례로, 적색광을 발광하는 적색 발광층(R), 녹색광을 발광하는 녹색 발광층(G) 및 청색광을 발광하는 청색 발광층(B)을 포함하며 상기 적색, 녹색, 청색 발광층(R,G,B) 각각은 상기 제2 방향(Y)으로 일렬로 나열된다. 한편, 상기 유기전계발광층(EL)은 백색 발광층을 더 포함할 수도 있으며 상기 백색 발광층이 형성될 경우에도 상기 제2 방향(Y)으로 일렬로 나열되는 것이 바람직하다.
상기 유기전계발광층(EL)과 상기 제1 전극(PE) 사이에는 정공 주입층(151) 및 정공 수송층(152)이 더 형성될 수 있으며, 상기 유기전계발광층(EL) 상에는 전자 수송층(153) 및 전자 주입층(154)이 더 형성될 수 있다.
이때, 상기 단위 화소(P)내에 형성되는 유기전계발광층(EL)과 달리, 상기 정공 주입층(151), 정공 수송층(152), 전자 주입층(153) 및 전자 수송층(154)은 상기 격벽(W) 상에도 순차적으로 적층되어 형성된다. 이때, 상기 단위 화소(P) 내에 형성되는 정공 주입층(151), 정공 수송층(152), 전자 수송층(153) 및 전자 주입층(154)과, 상기 격벽(W) 상에 형성되는 정공 주입층(151), 정공 수송층(152), 전자 수송층(153) 및 전자 주입층(1545)은 상기 언더 컷부(U)에 의해 물리적으로 분리 형성된다.
도 4는 유기전계발광 표시장치에 형성되는 구성요소 중 제2 전극, 제1 더미패턴 및 제2 더미패턴을 따로 분리하여 도시한 개략도이다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 상기 전자 주입층(154)이 형성된 베이스 기판(110) 상에는 제2 전극(CE)들이 형성된다. 상기 제2 전극(CE)은 상기 제2 방향(Y)으로 일렬로 나열된 복수의 단위 화소(P)들을 커버하도록 제2 방향(Y)으로 연장되며, 제2 전극(CE)들은 상기 제1 방향(X)으로 병렬로 나열된다.
상기 제2 전극(CE)들에는 각각 독립적으로 전압이 인가되며, 일례로 동일한 색상의 유기전계발광층(EL) 상에 형성된 제2 전극(CE)들에는 동일한 전압을 인가할 수도 있다.
또는, 두 가지 색상의 유기전계발광층(EL) 상에 형성된 제2 전극(CE)에는 동일한 전압을 인가하고, 나머지 색상의 유기전계발광층(EL) 상에 형성된 제2 전극(CE)에는 별도의 전압을 인가할 수도 있다.
상기 단위 화소(P) 내에 순차적으로 적층된 상기 제1 전극(PE), 유기전계발광층(EL) 및 제2 전극(CE)은 유기전계발광소자(ELD)를 구성하며, 상기 유기전계발광소자(ELD)는 상기 제1 전극(PE)과 제2 전극(CE)에 인가되는 전압에 의해 광을 발생시킨다.
상기 유기전계발광소자(ELD)에서 광이 발생되는 원리를 간단히 설명하면, 제1 전극(PE)은 구동 박막트랜지스터(TFT2)로부터 구동전류를 인가받고, 상기 제2 전극은 외부로부터 공통전압을 인가받는다.
구체적으로, 유기전계발광소자(ELD)의 양극 전극(ANODE)인 제1 전극(PE)은 상기 구동전류에 의해 정공(hole)을 공급받고, 음극 전극(CATHODE)인 상기 제2 전극(CE)은 상기 공통전압에 의해 전자(electron)를 공급받는다.
제1 전극(PE)에 공급된 정공 및 상기 제2 전극(CE)에 공급된 전자는 두 전극 사이에서 발생된 전기장에 의해 유기전계발광층(EL) 내에서 서로 결합된다. 상기 정공 및 전자가 유기전계발광층(EL) 내에서 서로 결합되면, 여기상태(excited state)의 분자인 여기자(excitron)가 생성되고, 상기 여기자는 기저상태(ground state)로 떨어지면서 광을 발생한다. 이렇게해서 발생한 광은 표시화면으로 출사되 어 영상을 표시한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 제2 전극(CE)들 각각에 독립적으로 전원을 인가할 수 있으므로, 유기전계발광층(EL)의 색상에 따라 상기 제2 전극(CE)들 각각에 인가되는 전원의 크기를 조절할 수 있다. 이에 따라, 유기전계발광층(EL)의 색상에 따라 발광 세기를 조절할 수 있으므로, 특정 색상의 휘도를 높거나 낮게 조절할 수 있다. 따라서, 영상의 표시 품질을 향상시킬 수 있다.
또한, 유기전계발광층(EL)의 색상별 수명 차이에 따라 성능 저하가 발생할 경우, 성능 저하가 발생한 색상의 유기전계발광층(EL) 상에 형성된 제2 전극(CE)에 인가되는 전원 세기를 별도로 조절하여 이와 같은 성능 저하를 보상할 수 있다. 이에 따라, 적색, 녹색, 청색 색상별 밸런스 유지가 가능하다.
한편, 상기 제2 전극(CE)들 사이에는 상기 제2 전극(CE)과 동일층으로 동시에 형성되며, 상기 제1 더미패턴(DM1)과 동일한 형상으로 패터닝된 제2 더미패턴(DM2)이 형성된다.
상기 제2 더미패턴(DM2)은 상기 제2 전극(CE)과 전기적, 물리적으로 분리된 패턴이며, 상기 제2 전극(CE)을 형성하기 위한 금속 증착 공정 중에 상기 격벽(W)과 상기 제1 더미패턴(DM1) 간의 언더 컷부(U)에 의해 자동적으로 형성되는 패턴이다.
한편, 상기 제2 전극(CE) 및 제2 더미패턴(DM2)이 형성된 베이스 기판(110) 상에는 상기 유기전계발광소자(ELD)를 대기 중의 수분과 외부의 충격으로부터 보호하기 위하여 보호막을 더 형성할 수 있으며 상기 보호막 상에는 커버 기판을 결합 시킬 수도 있다.
도 5 내지 도 14는 도 3에 도시된 유기전계발광 표시장치의 제조 방법을 설명하기 위한 공정도들이다.
이하, 도 5 내지 도 14를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 유기전계발광 표시장치의 제조 방법을 설명하도록한다.
도 2 및 도 5를 참조하면, 베이스 기판(110) 상에 제1 금속층(미도시)을 형성한다. 상기 제1 금속층은 예를들어, 크롬, 알루미늄, 탄탈륨, 몰리브덴, 티타늄, 텅스텐, 구리, 은 등의 금속 또는 이들의 합금 등으로 형성될 수 있으며, 물리적 성질이 다른 두 개 이상의 층으로 형성될 수 있다.
이어서, 사진-식각 공정으로 상기 제1 금속층을 패터닝하여, 게이트 배선(GL), 스위칭 게이트전극(GE1) 및 구동 게이트전극(GE2)을 포함하는 제1 금속패턴을 형성한다.
다음으로, 상기 제1 금속패턴이 형성된 베이스 기판(110) 상에 화학 기상 증착 방법을 이용하여 게이트 절연층(120), 반도체층(a) 및 오믹 콘택층(b)을 연속적으로 형성한다.
상기 게이트 절연층(120)은 예를들어, 질화 실리콘 내지는 산화 실리콘으로 이루어진다. 상기 반도체층(a)은 일례로, 비정질 실리콘으로 이루어진다. 상기 오믹 콘택층(b)은 일례로, 이온 도핑된 비정질 실리콘으로 이루어진다.
이와 달리, 비정질 실리콘을 포함하는 상기 반도체층(a) 및 오믹 콘택층(b)의 전체 또는 일부를 결정화하여 다결정 실리콘을 포함하는 반도체층(a) 및 오믹 콘택층(b)을 형성할 수도 있다.
이어서, 사진-식각 공정으로 상기 반도체층(a) 및 오믹 콘택층(b)을 패터닝하여 상기 스위칭 게이트전극(GE1)과 중첩되는 스위칭 액티브층(AT1) 및 상기 구동 게이트전극(GE2)과 중첩되는 구동 액티브층(AT2)을 형성한다.
또한, 사진-식각 공정으로 상기 게이트 절연층(120)을 패터닝하여 상기 구동 게이트전극(GE1)의 일단부를 노출시키는 제1 콘택홀(122)을 형성한다.
도 2 및 도 6을 참조하면, 상기 스위칭 액티브층(AT1), 구동 액티브층(AT2) 및 제1 콘택홀(122)이 형성된 베이스 기판(110) 상에 제2 금속층(미도시)을 형성한다. 상기 제2 금속층은 예를들어, 크롬, 알루미늄, 탄탈륨, 몰리브덴, 티타늄, 텅스텐, 구리, 은 등의 금속 또는 이들의 합금 등으로 형성될 수 있으며, 물리적 성질이 다른 두 개 이상의 층으로 형성될 수 있다.
이어서, 사진-식각 공정으로 상기 제2 금속층을 패터닝하여 데이터 배선(DL), 전원 배선(VL), 스위칭 소스전극(SE1), 스위칭 드레인전극(DE1), 구동 소스전극(DE2), 구동 드레인전극(DE2)을 포함하는 제2 금속패턴을 형성한다. 이때, 상기 스위칭 드레인전극(DE2)과 상기 구동 게이트전극(GE2)은 상기 게이트 절연층(120) 내에 형성된 제1 콘택홀(122)을 통해 전기적으로 연결된다.
다음으로, 상기 스위칭 소스전극(SE1)과 상기 스위칭 드레인전극(DE1)의 이격부 및 상기 구동 소스전극(SE2)과 상기 구동 드레인 전극(DE2)의 이격부에서 노출된 상기 오믹 콘택층(b)을 식각한다.
이에 따라, 스위칭 게이트전극(GE1), 스위칭 액티브층(AT1), 스위칭 소스전 극(SE1) 및 스위칭 드레인 전극(DE1)을 포함하는 스위칭 박막 트랜지스터(TFT1)와, 구동 게이트 전극(GE2), 구동 액티브층(AT2), 구동 소스 전극(SE2) 및 구동 드레인 전극(DE2)을 포함하는 구동 박막 트랜지스터(TFT2)가 형성된다.
도 2 및 도 7을 참조하면, 상기 스위칭 박막트랜지스터(TFT1) 및 구동 박막트랜지스터(TFT2)가 형성된 베이스 기판(100) 상에 패시베이션층(140)을 형성한다. 상기 패시베이션층(140)은 예를 들어, 질화 실리콘 내지는 산화 실리콘으로 이루어질 수 있으며 화학 기상 증착 방법으로 형성할 수 있다.
이어서, 사진-식각 공정으로 상기 패시베이션층(140)을 패터닝하여 상기 구동 드레인전극(DE2)의 일단부를 노출시키는 제2 콘택홀(132)을 형성한다.
다음으로, 상기 제2 콘택홀(132)이 형성된 패시베이션층 상에 제1 도전성 물질층(미도시)을 스퍼터링 방법으로 증착한다. 상기 제1 도전성 물질층(미도시)은 인듐 틴 옥사이드, 인듐 징크 옥사이드, 비정질 인듐 틴 옥사이드와 같은 투명한 재질로 형성될 수도 있고, 광을 반사시키는 금속 재질로 형성될 수도 있다. 이어서, 사진-식각 공정으로 상기 제1 도전성 물질층을 패터닝하여 상기 단위 화소(P)에 대응하는 제1 전극(PE)을 형성한다. 상기 제1 전극(PE)은 상기 제2 콘택홀(132)을 통해 상기 구동 박막트랜지스터(TFT2)와 전기적으로 접촉하며 상기 구동 박막트랜지스터(TFT2)로부터 화소 전압을 인가받는다.
도 8을 참조하면, 상기 제1 전극(PE)이 형성된 베이스 기판 상에 절연막(IS)을 형성한다. 상기 절연막(IS)은 SiO2, TiO2 등의 무기막 재료를 CVD법, 코팅법, 스퍼터링법, 증착법 등에 의해 형성할 수 있다. 또한, 아크릴 수지, 폴리이미드 수 지 등의 유기막 재료를 이용하여 형성할 수도 있다.
다음으로, 상기 절연막(IS) 상에 제3 금속층(ML3)을 형성한다. 상기 제3 금속층(ML3)은 예를들어, 크롬, 알루미늄, 탄탈륨, 몰리브덴, 티타늄, 텅스텐, 구리, 은 등의 금속 또는 이들의 합금 등으로 형성될 수 있다. 다음으로, 상기 제3 금속층(ML3) 상에 포토레지스트막을 도포하고, 사진 공정으로 패터닝하여 상기 단위 화소(P)들간의 이격부에 대응하는 격자 형상의 포토레지스트 패턴(PR)을 형성한다.
이때, 상기 사진 공정에서는 슬릿 마스크 내지는 하프톤 마스크과 같이 영역별로 노광량을 조절할 수 있는 마스크를 이용하여 상기 포토레지스트막을 노광하고, 현상한다. 이에 따라, 상기 포토레지스트 패턴(PR)은 제1 두께(t1)의 제1 패턴부(P1)들 및 상기 제1 두께(t1)의 절반 가량의 두께인 제2 두께(t2)의 제2 패턴부(P2)들을 포함하도록 형성된다.
상기 제1 패턴부(P1)는 일례로, 상기 제1 방향(X)으로 인접하는 단위 화소들의 이격부에 형성되며 상기 제2 방향(Y)으로 길게 연장된다. 상기 제2 패턴부(P2)들은 상기 제2 방향(Y)으로 인접하는 단위 화소(P)들의 이격부에 형성되며, 상기 제1 패턴부(P1)들 사이에서 상기 제1 방향(X)으로 연장된다.
도 9를 참조하면, 상기 포토레지스트 패턴(PR) 사이로 노출된 상기 제3 금속층(ML3)을 제1 식각한다. 상기 제1 식각은 습식 식각 공정으로 진행되는 것이 바람직하다. 이에 따라, 상기 절연막(IS) 상에는 상기 포토레지스트 패턴(PR)과 마찬가지로 격자 형상의 제3 금속층(ML3)이 잔류한다. 이때, 상기 습식 식각 공정에서는 상기 제3 금속층(ML3)이 등방성 식각되므로, 상기 제3 금속층(ML3)이 상기 포토레 지스트 패턴(PR)의 측면보다 일부 함입될 수 있다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 건식 식각 공정으로 상기 포토레지스트 패턴(PR) 사이로 노출된 상기 절연막(IS)을 식각한다. 한편, 상기 절연막(IS)을 식각하는 건식 식각 공정 중에는 플라즈마의 충돌에 의해 상기 포토레지스트 패턴(PR)도 소정 두께 식각된다.
구체적으로, 상기 절연막(IS)을 식각 하는 건식 식각 공정은 상기 제2 두께(t2)의 제2 패턴부(P2)가 모두 제거되고 상기 제1 두께(t1)였던 제1 패턴부(P1)는 소정 두께로 잔류할 때까지 진행된다.
이에 따라, 상기 베이스 기판(110) 상에는 상기 절연막(IS)을 식각하여 형성되며 상기 단위 화소(P)들의 이격부에 대응하는 격자 형상의 격벽(W)이 형성된다. 상기 격벽(W)에 의해 상기 단위 화소(P)들 내에는 입체 공간이 구획된다.
한편, 본 발명에서는 상기 격벽(W)을 별도의 포토레지스트 패턴(PR)을 이용한 사진-식각 공정으로 패터닝하므로, 상기 격벽(W)의 재질로서 감광성 물질을 사용하지 않을 수 있다. 이에 따라, 상기 격벽(W)의 재료 선택의 폭이 넓어지므로 유기막 만이 아닌 무기막도 사용할 수 있으며, 수분으로 인한 열화에 강한 재료를 선택할 수 있으므로 유기전계발광 표시장치의 수명을 향상시킬 수 있다.
도 10 및 도 11을 참조하면, 상기 제2 패턴부(P2)가 제거되어 노출된 제3 금속층(ML3)을 제2 식각한다. 상기 제2 식각 역시 습식 식각으로 진행되는 것이 바람직하다.
이에 따라, 상기 격벽(W) 상에는 상기 제3 금속층(ML3)으로 이루어지며, 상 기 제1 방향(X)으로 인접한 단위 화소(P)들 사이에 형성되며 상기 제2 방향(Y)으로 길게 연장된 제1 더미패턴(DM1)이 형성된다.
도 12를 참조하면, 건식 식각 공정으로 상기 격벽(W)을 일부 식각하여 상기 제1 더미패턴(DM1)의 폭보다 상기 제1 더미패턴(DM1) 하부에 형성된 격벽(W)의 폭을 감소시킨다. 이에 따라, 상기 제1 더미패턴(DM1)과 상기 제1 더미패턴(DM1) 하부에 형성된 격벽(W) 사이에는 상술한 폭 차이에 의해 언더 컷부(U)가 형성된다.
한편, 상기 건식 식각 공정중에는 잔류하는 상기 제1 패턴부(P1)도 일부 식각 될 수 있다. 상기 건식 식각 공정 중에 잔류하는 상기 제1 패턴부(P1)가 모두 제거되지 않을 경우, 상기 제1 패턴부(P1)을 제거하기 위한 별도의 스트립 공정을 진행한다.
도 13을 참조하면, 상기 제1 더미패턴(DM1)이 형성된 베이스 기판(110) 상에 정공 주입층(151) 및 정공 수송층(152), 유기전계발광층(EL), 전자 수송층(153) 및 전자 주입층(154)을 순차적으로 형성한다. 상기 정공 주입층(151), 정공 수송층(152), 유기전계발광층(EL), 전자 수송층(153) 및 전자 주입층(154)은 잉크젯 장치를 이용하여 형성할 수도 있고, 증착 공정에 의하여 형성할 수도 있다. 한편, 상기 유기전계발광층(EL)을 형성한 후에는 상기 전자 수송층(153)을 형성하기 이전에 상기 단위 화소(P)에 대응하도록 상기 유기전계발광층(EL)을 패터닝하는 공정이 더 수행될 수 있다.
한편, 상기 정공 주입층(151), 정공 수송층(152), 유기전계발광층(EL), 전자 수송층(153) 및 전자 주입층(154)을 형성하는 공정에서, 상기 정공 주입층(151), 정공 수송층(152), 유기전계발광층(EL), 전자 수송층(153) 및 전자 주입층(154)은 상기 언더 컷부(U)에 의해 상기 제1 더미패턴(DM1) 상에 형성되는 영역과 상기 단위 화소(P) 내에 형성되는 영역이 물리적으로 분리된다.
도 14를 참조하면, 상기 전자 주입층(154)이 형성된 베이스 기판(110) 상에 제2 도전성 물질층을 증착한다. 상기 제2 도전성 물질층은 인듐 틴 옥사이드, 인듐 징크 옥사이드, 비정질 인듐 틴 옥사이드와 같은 투명한 재질로 형성될 수도 있고, 광을 반사시키는 금속 재질로 형성될 수도 있다. 상기 제1 전극(PE)이 금속재질로 형성될 경우 상기 제2 도전성 물질층은 투명한 재질로 형성하는 것이 바람직하다. 마찬가지로, 상기 제1 전극이 투명한 재질로 형성될 경우, 상기 제2 도전성 물질층은 금속재질로 형성하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 제2 도전성 물질층을 형성하는 증착 공정 중에는 상기 언더 컷부(U)에 의해 상기 제1 더미패턴(DM1) 상에 형성되는 제2 도전성 물질층과 상기 단위 화소(P) 내에 형성되는 제2 도전성 물질층이 물리적, 전기적으로 분리된다.
이에 따라, 상기 제1 더미패턴(DM1) 상에는 제2 도전성 물질층으로 이루어지며 상기 제1 더미패턴(DM1)과 동일한 형상의 제2 더미패턴(DM2)이 형성된다. 또한, 상기 제2 방향(Y)으로 일렬로 나열된 단위 화소들 상에는 상기 제2 도전성 물질층으로 이루어지며 상기 제2 방향(Y)으로 길게 연장된 제2 전극(CE)이 형성된다. 상기 제2 전극(CE)은 상기 베이스 기판 상에 복수개 형성되며, 각각의 제2 전극(CE)들은 상기 제1 방향(X)으로 병렬로 나열된다. 상기 제2 더미패턴(DM)은 상기 제2 전극(CE)들 사이에 형성된다.
본 발명에 따르면, 상기 제2 전극(CE)들이 단위 화소(P)들의 열에 따라 분리 형성되므로 상기 제2 전극(CE)들 각각에 독립적으로 전원을 인가할 수 있다. 이때, 상기 제2 전극(CE)의 하부에는 동일한 색상의 유기전계발광층(EL)이 상기 제2 전극(CE)의 연장방향과 동일한 상기 제2 방향(Y)으로 나열되므로, 상기 유기전계발광층(EL)의 색상에 따라 상기 제2 전극(CE)들 각각에 인가되는 전원의 크기를 조절할 수 있다.
따라서, 유기전계발광층(EL)의 색상에 따라 상기 유기전계발광층(EL)의 발광 세기를 조절할 수 있으므로, 특정 색상의 휘도를 높거나 낮게 조절할 수 있다. 이에 따라, 영상의 표시 품질을 향상시킬 수 있다.
또한, 유기전계발광층(EL)의 색상별 수명 차이에 따라 성능 저하가 발생할 경우, 성능 저하가 발생한 색상의 유기전계발광층(EL) 상에 형성된 제2 전극(CE)의 전원 세기를 별도로 조절하여 이와 같은 성능 저하를 보상할 수 있다. 이에 따라, 적색, 녹색, 청색 색상별 밸런스 유지가 가능하다.
도 15는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기전계발광 표시장치에 형성되는 구성요소 중 제2 전극, 제1 더미패턴 및 제2 더미패턴을 따로 분리하여 도시한 개략도이다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 유기전계발광 표시장치는 제2 전극(CE), 제1 더미패턴(DM1) 및 제2 더미패턴(DM2)을 제외하면 본 발명의 실시예와 동일한 구성을 가지므로 동일한 구성 요소에 대한 중복 설명은 생략하도록 한다. 또한, 동일한 구성 요소에는 동일한 도면 번호를 부여하도록 한다.
도 2 및 도 15를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기전계발광 표시장치의 제2 전극(CE)은 게이트 라인(GL)이 연장된 방향과 동일한 제1 방향(X)으로 연장된 복수의 단위 화소(P)들을 커버하도록 길게 연장되며, 상기 제2 방향(Y)으로 나열된다.
상기 제1 더미패턴(DM1) 및 상기 제2 더미패턴(DM2)은 상기 제2 전극(CE)들 사이에서 상기 제1 방향(X)으로 연장된다.
이에 따라, 게이트 라인(GL) 별로 상기 제2 전극(CE)들에 공급되는 전원을 조절할 수 있으므로, 유기전계발광소자(ELD)에 역의 바이어스(reverse bias)를 인가할 수 있다. 이에 따라, 유기전계발광소자(ELD)의 열화를 일정 수준 복구할 수 있으므로, 유기전계발광 표시장치의 수명을 향상시킬 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 유기전계발광소자의 제2 전극을 단위 화소들의 열에 따라 분리 형성할 수 있으므로, 제2 전극들 각각에 독립적으로 전원을 인가할 수 있다. 이에 따라, 제2 전극 하부에 형성된 유기전계발광층의 색상에 따라, 제2 전극에 인가하는 전원의 세기를 조절함으로써 특정 색상의 휘도를 높거나 낮게 조절할 수 있다. 이에 따라, 영상의 표시 품질을 향상시킬 수 있다.
또한, 유기전계발광층의 색상별 수명 차에 의해 특정 색상의 유기전계발광층에 성능 저하가 발생할 경우, 성능 저하가 발생한 유기전계발광층 상에 형성된 제2 전극의 전원 세기를 별도로 조절함으로써 이와 같은 성능 저하를 보상할 수 있다.
또한, 유기전계발광소자의 제2 전극을 단위 화소들의 열에 따라 분리 형성할 수 있으므로, 게이트 라인별로 제2 전극에 인가되는 전원을 별도로 공급할 수 있다. 이에 따라, 유기전계발광소자에 역의 바이어스(reverse bias)를 인가할 수 있으므로, 유기전계발광소자의 수명을 향상시킬 수 있다.
이상에서는 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (17)

  1. 제1 방향 및 상기 제1 방향에 교차하는 제2 방향으로 복수의 단위 화소들이 정의된 기판;
    상기 단위 화소에 대응하여 상기 기판 상에 형성된 제1 전극들;
    상기 단위 화소에 대응하여 상기 제1 전극 상에 형성된 유기전계발광층; 및
    상기 유기전계발광층이 형성된 상기 기판 상에 형성되고, 상기 제1 방향과 제2 방향 중 어느 한 방향으로 일렬로 나열된 상기 단위 화소들을 커버하도록 연장된 복수의 제2 전극들을 포함하는 유기전계발광 표시장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 각각의 제2 전극들에는 독립적으로 전압이 인가되는 것을 특징으로 하는 유기전계발광 표시장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 유기전계발광층은 적색 발광층, 녹색 발광층 및 청색 발광층을 포함하며, 상기 적색 발광층, 녹색 발광층 및 청색 발광층 각각은 상기 제1 방향으로 일렬로 나열된 것을 특징으로 하는 유기전계발광 표시장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제2 전극은 상기 제1 방향으로 연장되어 상기 제1 방향으로 일렬로 나열된 상기 단위 화소들을 커버하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광 표시장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 기판은 상기 제1 방향으로 연장된 데이터 라인 및 상기 제2 방향으로 연장된 게이트 라인을 포함하며, 상기 게이트 라인 및 상기 데이터 라인에 의해 상기 복수의 단위 화소들이 정의되는 것을 특징으로 하는 유기전계발광 표시 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제2 전극은 상기 제2 방향으로 연장되어, 상기 제2 방향으로 일렬로 나열된 상기 단위 화소들을 커버하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광 표시장치.
  7. 제5항에 있어서, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에는 상기 단위 화소들 간의 이격부에 대응하여 상기 단위 화소들을 분리 구획하는 격벽이 형성된 것을 특징으로 하는 유기전계발광 표시 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 격벽 상에는 상기 제2 전극과 동일층으로 형성되며, 상기 제2 전극들 사이에서 상기 제2 전극과 동일방향으로 연장된 제1 더미패턴이 형성된 것을 특징으로 하는 유기전계발광 표시 장치.
  9. 제7항에 있어서, 상기 제1 더미패턴과 상기 격벽 사이에는 상기 제1 더미패턴과 동일한 형상으로 형성되며, 상기 격벽보다 넓은 폭으로 형성된 제2 더미패턴 을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광 표시 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 제2 더미패턴은 금속 재질로 형성된 것을 특징으로 하는 유기전계발광 표시 장치.
  11. 단위 화소들에 대응하여 제1 전극들이 형성된 기판 상에 절연막 및 금속층을 순차적으로 형성하는 단계;
    상기 금속층 상에 상기 단위 화소들 간의 이격부에 대응하여 제1 방향으로 연장된 제1 패턴부들 및 상기 제1 패턴부들 사이에서 상기 제1 방향에 교차하는 제2 방향으로 연장된 제2 패턴부들을 포함하는 격자 형상의 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계;
    상기 포토레지스트 패턴 사이로 노출된 상기 금속층을 제1 식각하는 단계;
    상기 포토레지스트 패턴 사이로 노출된 상기 절연막을 식각하여 격자 형상의 격벽을 형성함과 동시에 상기 제2 패턴부들을 제거하는 단계;
    상기 제2 패턴부들이 제거되어 노출된 상기 금속층을 제2 식각하여 상기 제1 방향으로 연장된 제1 더미패턴을 형성하는 단계;
    상기 격벽을 일부 식각하여 상기 제1 더미패턴과 상기 격벽 사이에 언더 컷부를 형성하는 단계;
    상기 단위 화소들 내에 유기전계발광층을 형성하는 단계; 및
    상기 유기전계발광층이 형성된 상기 기판 상에 도전성 물질층을 증착하여, 상기 제1 더미패턴 상에 형성되는 제2 더미패턴 및 상기 언더 컷부에 의해 상기 제2 더미패턴과 분리되는 제2 전극들을 형성하는 단계를 포함하는 유기전계발광 표시장치의 제조 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 제1 패턴부는 제1 두께로 형성되고, 상기 제2 패턴부는 상기 제1 두께의 절반가량에 해당하는 제2 두께로 형성하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광 표시장치의 제조 방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 유기전계발광층을 형성하기 전에, 잔류하는 상기 제1 패턴부들을 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광 표시장치의 제조 방법.
  14. 제11항에 있어서, 상기 제2 전극은 상기 제1 방향으로 일렬로 나열된 복수의 단위 화소들을 커버하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 유기전계발광 표시장치의 제조 방법.
  15. 제11항에 있어서, 상기 유기전계발광층을 형성하는 단계는
    적색 발광층, 녹색 발광층 및 청색 발광층을 형성하는 단계를 포함하며, 상기 적색 발광층, 상기 녹색 발광층 및 상기 청색 발광층 각각은 상기 제1 방향으로 일렬로 나열되는 것을 특징으로 하는 유기전계발광 표시장치의 제조 방법.
  16. 제11항에 있어서, 상기 제1 전극과 상기 기판 사이에
    상기 제1 방향으로 연장된 게이트 라인;
    상기 제2 방향으로 연장된 데이터 라인; 및
    상기 게이트 라인과 상기 데이터 라인에 전기적으로 연결되어 상기 단위 화소 내에 형성되며 상기 제1 전극과 전기적으로 연결된 적어도 하나의 박막트랜지스터를 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광 표시 장치의 제조 방법.
  17. 제11항에 있어서, 상기 유기전계발광층을 형성하는 단계는
    정공 주입층, 정공 수송층, 전자 수송층 및 전자 주입층을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광 표시 장치의 제조 방법.
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KR1020070021720A KR20080081562A (ko) 2007-03-06 2007-03-06 유기전계발광 표시장치 및 이의 제조 방법

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140147590A (ko) * 2013-06-20 2014-12-30 삼성디스플레이 주식회사 평판표시장치용 백플레인 및 그의 제조방법

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