KR20210002165A - 디스플레이 장치 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 포토 패터닝 공정 시 대향전극 상에 보호층을 배치함으로써, 유기발광다이오드(OLED)가 손상되는 것을 방지하고 제품의 신뢰성이 향상된 디스플레이 장치 및 그 제조방법을 위하여, 기판, 상기 기판 상에 배치된 화소전극, 상기 화소전극 상에 배치되고, 상기 화소전극의 중앙부를 노출시키는 제1 개구를 갖는 화소정의막, 상기 화소정의막 상에 배치된 보조전극, 상기 화소전극 상에 배치된 중간층, 상기 중간층을 사이에 두고 상기 화소전극과 대향하여 배치된 대향전극, 상기 대향전극 상에 배치된 제1 보호층 및 상기 제1 보호층 상에 배치되며, 상기 보조전극 및 상기 대향전극과 전기적으로 컨택하는 컨택전극을 구비하는, 디스플레이 장치를 제공한다.

Description

디스플레이 장치 및 그 제조방법{Display apparatus and manufacturing the same}
본 발명은 디스플레이 장치 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 더 상세하게는 제품의 신뢰성이 향상된 디스플레이 장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.
디스플레이 장치들 중, 유기발광 디스플레이 장치는 시야각이 넓고 컨트라스트가 우수할 뿐만 아니라 응답속도가 빠르다는 장점을 가지고 있어 차세대 디스플레이 장치로서 주목을 받고 있다.
유기발광 디스플레이 장치는 화소들 각각이 유기발광다이오드(OLED)를 구비하는 디스플레이 장치이다. 유기발광다이오드(OLED)는 화소전극, 화소전극에 대향하는 대향전극 및 화소전극과 대향전극 사이에 개재되는 발광층을 포함한다.
풀 컬러(full color)를 구현하는 유기발광 디스플레이 장치의 경우, 각 화소영역 마다 서로 다른 색의 빛이 방출되며, 각 화소의 발광층 및 복수의 화소들에 있어서 일체로 형성되는 대향전극은 증착 마스크를 이용하여 형성될 수 있다. 유기발광 디스플레이 장치가 점차 고해상도화 됨에 따라 증착 공정 시 사용되는 마스크의 오픈 슬릿(open slit)의 폭이 점점 좁아지고 있으며 그 산포가 점점 더 감소될 것이 요구되고 있다. 또한, 고해상도 유기발광 디스플레이 장치를 제작하기 위해서는 쉐도우 현상(shadow effect)을 줄이거나 없애는 것이 요구되고 있다. 그에 따라, 기판과 마스크를 밀착시킨 상태에서 증착 공정을 진행하는 방법이 사용될 수 있다.
그러나 종래의 디스플레이 장치에서, 기판과 마스크를 밀착시킨 상태에서 증착 공정을 진행하는 경우, 마스크가 화소전극의 상부를 손상시키는 등의 문제점이 존재하였다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 포함하여 여러 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 유기발광다이오드(OLED)의 손상을 방지하고 제품의 신뢰성이 향상된 디스플레이 장치 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 관점에 따르면, 기판; 상기 기판 상에 배치된, 화소전극; 상기 화소전극 상에 배치되고, 상기 화소전극의 중앙부를 노출시키는 제1 개구를 갖는, 화소정의막; 상기 화소정의막 상에 배치된, 보조전극; 상기 화소전극 상에 배치된, 중간층; 상기 중간층을 사이에 두고 상기 화소전극과 대향하여 배치된, 대향전극; 상기 대향전극 상에 배치된, 제1 보호층; 및 상기 제1 보호층 상에 배치되며, 상기 보조전극 및 상기 대향전극과 전기적으로 컨택하는, 컨택전극;을 구비하는, 디스플레이 장치가 제공된다.
본 실시예에 있어서, 상기 보조전극은 상기 화소정의막 상면의 적어도 일부를 노출시키는 제2 개구를 가지며, 상기 제2 개구는 상기 제1 개구보다 클 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 화소정의막 상에서 상기 보조전극의 끝단과 상기 중간층의 끝단은 서로 이격되어 배치될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1 보호층은 상기 대향전극 상에 배치되되, 상기 대향전극의 양 끝단의 적어도 일부를 노출시킬 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1 보호층은 3 eV 이상의 광 밴드갭(optical bandgap)을 가지는 무기물질을 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1 보호층은 10 이상의 유전 상수를 갖는 금속 산화물을 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1 보호층은 투광성 유기물질을 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1 보호층의 두께는 1nm 내지 100nm 일 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 컨택전극은 투광성 도전 물질을 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 컨택전극은 양 끝단의 적어도 일부가 노출된 상기 대향전극과 직접 전기적으로 컨택할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 컨택전극은 상기 보조전극과 직접 전기적으로 컨택할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 컨택전극 상에 배치된 제2 보호층을 더 구비할 수 있다.
본 발명의 다른 관점에 따르면, 기판을 준비하는 단계; 상기 기판 상에, 화소전극을 형성하는 단계; 상기 화소전극 상에, 상기 화소전극의 중앙부를 노출시키는 제1 개구를 갖는 화소정의막을 형성하는 단계; 상기 화소정의막 상에, 상기 제1 개구보다 큰 제2 개구를 갖는 보조전극을 형성하는 단계; 상기 보조전극 상에, 제3 개구를 갖는 리프트오프층 및 상기 리프트오프층 상에, 상기 제3 개구보다 작은 제4 개구를 갖는 마스크층을 형성하는 단계; 상기 제4 개구를 통해 상기 화소전극 상에, 중간층을 형성하는 단계; 상기 제4 개구를 통해 상기 중간층 상에, 대향전극을 형성하는 단계; 상기 제4 개구를 통해 상기 대향전극 상에, 제1 보호층을 형성하는 단계; 상기 제4 개구를 통해 상기 제1 보호층 상에, 상기 보조전극 및 상기 대향전극과 전기적으로 컨택하는 컨택전극을 형성하는 단계; 상기 제4 개구를 통해 상기 컨택전극 상에, 제2 보호층을 형성하는 단계; 및 상기 리프트오프층과 상기 마스크층을 제거하는 단계;를 포함하는 디스플레이 장치의 제조방법이 제공된다.
본 실시예에 따르면, 상기 중간층을 형성하는 단계에서, 상기 중간층은 상기 화소정의막 상에서 상기 보조전극의 끝단과 상기 중간층의 끝단이 서로 이격되어 형성될 수 있다.
본 실시예에 따르면, 상기 제1 보호층을 형성하는 단계에서, 상기 제1 보호층은 상기 대향전극 상에 형성되되, 상기 대향전극의 양 끝단의 적어도 일부를 노출시킬 수 있다.
본 실시예에 따르면, 상기 제1 보호층을 형성하는 단계에서, 상기 제1 보호층은 상기 대향전극 상에 형성되되, 상기 대향전극의 양 끝단의 적어도 일부를 노출시킬 수 있다.
본 실시예에 따르면, 상기 제1 보호층의 두께는 1nm 내지 100nm 일 수 있다.
본 실시예에 따르면, 상기 컨택전극은 투광성 도전 물질을 포함할 수 있다.
본 실시예에 따르면, 상기 컨택전극은 양 끝단의 적어도 일부가 노출된 상기 대향전극과 직접 전기적으로 컨택할 수 있다.
본 실시예에 따르면, 상기 컨택전극은 상기 보조전극과 직접 전기적으로 컨택할 수 있다.
본 실시예에 따르면, 상기 대향전극을 형성하는 물질은 제1 입사각으로 입사하고, 상기 컨택전극을 형성하는 물질은 제2 입사각으로 입사하며, 상기 제2 입사각은 상기 제1 입사각보다 클 수 있다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따르면, 포토 패터닝 공정 시 대향전극 상에 보호층을 배치함으로써, 유기발광다이오드(OLED)가 손상되는 것을 방지하고 제품의 신뢰성이 향상된 디스플레이 장치 및 그 제조방법을 구현할 수 있다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정된 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(1)를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(1)에 포함될 수 있는 화소의 등가회로도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(1)에 포함될 수 있는 일 화소의 배치 구조를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(1)를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 5는 도 4의 A부분을 확대하여 도시하는 확대도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이 장치(1)를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 7 내지 도 13b는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(1)의 제조공정의 일부를 개략적으로 도시하는 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.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다. 또한, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
한편, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다. 또한, 막, 영역, 구성 요소 등의 부분이 다른 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 할 때, 다른 부분의 "바로 위에" 또는 "바로 상에" 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. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
x축, y축 및 z축은 직교 좌표계 상의 세 축으로 한정되지 않고, 이를 포함하는 넓은 의미로 해석될 수 있다. 예를 들어, x축, y축 및 z축은 서로 직교할 수도 있지만, 서로 직교하지 않는 서로 다른 방향을 지칭할 수도 있다.
어떤 실시예가 달리 구현 가능한 경우에 특정한 공정 순서는 설명되는 순서와 다르게 수행될 수도 있다. 예를 들어, 연속하여 설명되는 두 공정이 실질적으로 동시에 수행될 수도 있고, 설명되는 순서와 반대의 순서로 진행될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(1)를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 1을 참조하면, 디스플레이 장치(1)는 이미지를 구현하는 표시영역(DA)과 이미지를 구현하지 않는 비표시영역(NDA)을 포함한다. 디스플레이 장치(1)는 표시영역(DA)에 배치된 복수의 화소(P)들에서 방출되는 빛을 이용하여 이미지를 제공할 수 있다.
도 1에서는 표시영역(DA)이 사각형인 디스플레이 장치(1)를 도시하고 있으나 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 표시영역(DA)의 형상은, 원형, 타원, 또는 삼각형이나 오각형 등과 같은 다각형일 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(1)로서, 유기 발광 디스플레이 장치를 예로 하여 설명하지만, 본 발명의 디스플레이 장치는 이에 제한되지 않는다. 다른 실시예로서, 무기 EL 디스플레이(Inorganic Light Emitting Display), 퀀텀닷 발광 디스플레이(Quantum dot Light Emitting Display) 등과 같이 다양한 방식의 디스플레이 장치가 사용될 수 있다. 또한, 도 1의 디스플레이 장치(1)는 플랫한 형태의 평판 디스플레이 장치를 도시하나, 디스플레이 장치(1)는 플렉서블, 폴더블, 롤러블 디스플레이 장치 등 다양한 형태로 구현될 수 있음은 물론이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(1)에 포함될 수 있는 화소의 등가회로도이다.
화소회로(PC)는 구동 박막트랜지스터(T1), 스위칭 박막트랜지스터(T2), 및 스토리지 커패시터(Cst)를 포함한다. 스위칭 박막트랜지스터(T2)는 스캔라인(SL) 및 데이터선(DL)에 연결되며, 스캔라인(SL)을 통해 입력되는 스캔 신호(Sn)에 따라 데이터선(DL)을 통해 입력된 데이터 신호(Dm)를 구동 박막트랜지스터(T1)로 전달한다.
스토리지 커패시터(Cst)는 스위칭 박막트랜지스터(T2) 및 구동전압선(PL)에 연결되며, 스위칭 박막트랜지스터(T2)로부터 전달받은 전압과 구동전압선(PL)에 공급되는 제1전원전압(ELVDD, 또는 구동전압)의 차이에 해당하는 전압을 저장한다.
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 2에서는 화소회로(PC)가 2개의 박막트랜지스터 및 1개의 스토리지 커패시터를 포함하는 경우를 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 선택적 실시예로, 화소회로(PC)는 7개의 박막트랜지스터 및 1개의 스토리지 커패시터를 포함할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(1)에 포함될 수 있는 일 화소의 배치 구조를 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 표시영역(DA)은 적어도 하나 이상의 화소를 포함할 수 있다. 화소는 적색으로 발광하는 부화소(Pr), 녹색으로 발광하는 부화소(Pg) 및 청색으로 발광하는 부화소(Pb)를 포함할 수 있다. 도 3에서는 펜타일형(pentile type)의 부화소를 도시하나, 부화소는 스트라이프형 또는 다양한 형상으로 형성될 수도 있음은 물론이다. 또한, 도 3에서는 하나의 화소에 4개의 부화소가 구비된 것으로 도시하나, 부화소의 개수는 표시영역(DA)의 해상도에 따라 변형 설계될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(1)를 개략적으로 도시한 단면도이고, 도 5는 도 4의 A부분을 확대하여 도시하는 확대도이며, 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이 장치(1)를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 4를 참조하면, 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(1)는 기판(100), 기판(100) 상에 배치된 화소전극(210), 화소전극(210) 상에 배치되고, 화소전극(210)의 중앙부를 노출시키는 제1 개구(180OP)를 갖는 화소정의막(180), 화소정의막(180) 상에 배치된 보조전극(190), 화소전극(210) 상에 배치된 중간층(220), 중간층(220)을 사이에 두고 화소전극(210)과 대향하여 배치된 대향전극(230), 대향전극(230) 상에 배치된 제1 보호층(240) 및 제1 보호층(240) 상에 배치되며, 보조전극(190) 및 대향전극(230)과 전기적으로 컨택하는 컨택전극(250)을 포함하고, 컨택전극(250) 상에 배치된, 제2 보호층(260)을 더 포함한다.
기판(100)은 글래스 또는 고분자 수지를 포함할 수 있다. 고분자 수지는 폴리에테르술폰(PES, polyethersulfone), 폴리아크릴레이트(polyacrylate), 폴리에테르 이미드(PEI, polyetherimide), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN, polyethyelene n napthalate), 폴리에틸렌 테레프탈레이드(PET, polyethyeleneterepthalate), 폴리페닐렌 설파이드(PPS, polyphenylene sulfide), 폴리아릴레이트(PAR, polyarylate), 폴리이미드(PI, polyimide), 폴리카보네이트(PC, polycarbonate) 또는 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트(CAP, cellulose acetate propionate) 등을 포함할 수 있다. 고분자 수지를 포함하는 기판(100)은 플렉서블, 롤러블 또는 벤더블 특성을 가질 수 있다. 기판(100)은 전술한 고분자 수지를 포함하는 층 및 무기층(미도시)을 포함하는 다층 구조일 수 있다.
버퍼층(110)은 기판(100) 상에 위치하여, 기판(100)의 하부로부터 이물, 습기 또는 외기의 침투를 감소 또는 차단할 수 있고, 기판(100) 상에 평탄면을 제공할 수 있다. 버퍼층(110)은 산화물 또는 질화물과 같은 무기물, 또는 유기물, 또는 유무기 복합물을 포함할 수 있으며, 무기물과 유기물의 단층 또는 다층 구조로 이루어질 수 있다. 기판(100)과 버퍼층(110) 사이에는 외기의 침투를 차단하는 배리어층(미도시)이 더 포함될 수 있다.
활성층(120)은 버퍼층(110) 상에 배치될 수 있다. 활성층(120)은 산화물반도체 및/또는 실리콘반도체를 포함할 수 있다. 활성층(120)이 산화물반도체로 형성되는 경우, 예컨대 인듐(In), 갈륨(Ga), 주석(Sn), 지르코늄(Zr), 바나듐(V), 하프늄(Hf) 카드뮴(Cd), 게르마늄(Ge) 크로뮴(Cr), 티타늄(Ti), 및 아연(Zn)을 포함하는 군에서 선택된 적어도 하나 이상의 물질의　산화물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 활성층(120)은 ITZO(InSnZnO) 활성층, IGZO(InGaZnO) 활성층 등일 수 있다. 활성층(120)이 실리콘반도체로 형성되는 경우, 예컨대 아모퍼스 실리콘(a-Si) 또는 저온 폴리 실리콘(Low Temperature Poly-Silicon; LTPS)을 포함할 수 있다.
활성층(120) 상에는 제1 절연층(130)을 사이에 두고 게이트 전극(140)이 배치될 수 있다. 예컨대, 게이트 전극(140)은 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 은(Ag), 마그네슘(Mg), 금(Au), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 이리듐(Ir), 크로뮴(Cr), 리튬(Li), 칼슘(Ca), 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti), 텅스텐(W), 구리(Cu) 가운데 선택된 하나 이상의 금속으로 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다. 게이트 전극(140)은 게이트 전극(140)에 전기적 신호를 인가하는 게이트 라인과 연결될 수 있다.
게이트 전극(140) 상에는 제2 절연층(150)을 사이에 두고 소스 전극(160) 및/또는 드레인 전극(161)이 배치될 수 있다. 소스 전극(160) 및/또는 드레인 전극(161)은 제2 절연층(150) 및 제1 절연층(130)에 형성된 컨택홀을 통해 활성층(120)과 전기적으로 연결될 수 있다.
다시 도 4를 참조하면, 제2 절연층(150) 상에는 제3 절연층(170)이 배치될 수 있다. 도 4에서 제3 절연층(170)은 단층으로 도시되나, 제3 절연층(170)은 다층으로 형성될 수 있다. 제3 절연층(170)은 화소회로(PC)의 상면을 평탄화하게 하여, 유기발광다이오드(OLED)가 위치할 면을 평탄화하게 할 수 있다.
제3 절연층(170)은 BCB(Benzocyclobutene), 폴리이미드(polyimide), HMDSO(Hexamethyldisiloxane), Polymethylmethacrylate(PXMMA) 나, Polystylene(PS)과 같은 일반 범용고분자, 페놀계 그룹을 갖는 고분자 유도체, 아크릴계 고분자, 이미드계 고분자, 아릴에테르계 고분자, 아마이드계 고분자, 불소계고분자, p-자일렌계 고분자, 비닐알콜계 고분자 및 이들의 블렌드 등을 포함할 수 있다. 제3 절연층(170)은 무기물질을 포함할 수 있다. 이러한, 제3 절연층(170)은 실리콘산화물(SiO2), 실리콘질화물(SiNx), 실리콘산질화물(SiON), 알루미늄산화물(Al2O3), 티타늄산화물(TiO2), 탄탈산화물(Ta2O5), 하프늄산화물(HfO2), 또는 아연산화물(ZnO2) 등을 포함할 수 있다. 제3 절연층(170)이 무기물질로 구비되는 경우, 경우에 따라서 화학적 평탄화 폴리싱을 진행할 수 있다. 한편, 제3 절연층(170)은 유기물질 및 무기물질을 모두 포함할 수도 있다.
제3 절연층(170) 상에는 화소전극(210)이 배치될 수 있다. 화소전극(210)은 (반)투광성 전극 또는 반사 전극일 수 있다. 일부 실시예에서, 화소전극(210)은 Ag, Mg, Al, Pt, Pd, Au, Ni, Nd, Ir, Cr 및 이들의 화합물 등으로 형성된 반사막과, 반사막 상에 형성된 투명 또는 반투명 전극층을 구비할 수 있다. 투명 또는 반투명 전극층은 인듐틴산화물(ITO; indium tin oxide), 인듐아연산화물(IZO; indium zinc oxide), 아연산화물(ZnO; zinc oxide), 인듐산화물(In2O3; indium oxide), 인듐갈륨산화물(IGO; indium gallium oxide) 및 알루미늄아연산화물(AZO; aluminum zinc oxide)을 포함하는 그룹에서 선택된 적어도 하나 이상을 구비할 수 있다. 일부 실시예에서, 화소전극(210)은 ITO/Ag/ITO로 적층된 구조로 구비될 수 있다.
제3 절연층(170) 상에는 화소정의막(180)이 배치될 수 있으며, 화소정의막(180)은 화소전극(210)의 중앙부가 노출되도록 하는 제1 개구(180OP)를 가짐으로써, 화소의 발광영역을 정의하는 역할을 할 수 있다. 또한, 화소정의막(180)은 화소전극(210)의 가장자리와 화소전극(210) 상부의 대향전극(230) 사이의 거리를 증가시킴으로써 화소전극(210)의 가장자리에서 아크 등이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 화소정의막(180)은 예컨대, 폴리이미드, 폴리아마이드(Polyamide), 아크릴 수지, 벤조사이클로부텐, HMDSO(hexamethyldisiloxane) 및 페놀 수지 등과 같은 유기 절연 물질로, 스핀 코팅 등의 방법으로 형성될 수 있다.
화소정의막(180) 상에는 보조전극(190)이 배치될 수 있다. 보조전극(190)은 화소정의막(180) 상부에 배치되어, 화소정의막(180) 상면의 적어도 일부를 노출시키는 제2 개구(190OP)를 가지며, 제2 개구(190OP)는 제1 개구(180OP)보다 클 수 있다.
보조전극(190)은 저저항의 금속, 예컨대 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti), 구리(Cu), 알루미늄(AI) 및 이들의 합금을 포함하는 금속층으로 형성될 수 있다. 또한, 보조전극(190)은 전술한 금속층의 위 또는/및 아래에 배치된 인듐틴옥사이드(ITO)와 같은 투명 전도성 산화물층을 더 포함할 수 있다.
화소정의막(180)에 의해 노출된 화소전극(210) 상에는 중간층(220)이 배치될 수 있으며, 화소정의막(180) 상에서 보조전극(190)의 끝단과 중간층(220)의 끝단은 서로 소정 간격(d)만큼 이격되어 배치될 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 중간층(220)은 발광층(222)을 포함할 수 있으며, 발광층(222)의 아래 및 위에는, 제1 기능층(221) 및 제2 기능층(223)을 포함할 수 있다.
발광층(222)은 적색, 녹색, 청색, 또는 백색의 빛을 방출하는 형광 또는 인광 물질을 포함하는 유기물을 포함할 수 있다. 발광층(222)은 저분자 유기물 또는 고분자 유기물일 수 있다. 중간층(220)이 저분자 물질을 포함할 경우, 홀 주입층(HIL; hole injection layer), 홀 수송층(HTL; hole transport layer), 발광층(EML, Emission Layer, 222), 전자 수송층(ETL; electron transport layer), 전자 주입층(EIL; electron injection layer) 등이 단일 혹은 복합의 구조로 적층된 구조를 가질 수 있다. 홀 수송층, 및, 홀 주입층은 도 5에서의 제1 기능층(221)과 대응하고, 전자 수송층 및 전자 주입층은 제2 기능층(223)과 대응할 수 있다.
중간층(220)이 고분자 물질을 포함할 경우에는, 중간층(220)은 대개 홀 수송층을 포함하는 제1 기능층(221) 및 발광층(222)을 포함하는 구조를 가질 수 있다.
화소전극(210)은 복수 개 구비될 수 있는데, 중간층(220)은 복수의 화소전극(210) 각각에 대응하여 배치될 수 있다. 그러나, 이에 한정되지 않는다. 중간층(220)은 복수의 화소전극(210)에 걸쳐서 일체(一體)인 층을 포함할 수 있는 등 다양한 변형이 가능하다. 일 실시예로, 발광층(222)은 복수의 화소전극(210) 각각에 대응하여 배치되며, 발광층(222)을 제외한 기능층(들)은 복수의 화소전극(210)에 걸쳐서 일체로 형성될 수 있다.
중간층(220) 상에는 대향전극(230)이 배치될 수 있다. 대향전극(230)은 중간층(220) 상에 배치되되, 중간층(220)의 전부 덮는 형태로 배치될 수 있으며, 중간층(220)의 양 끝단의 적어도 일부를 노출키시는 형태로 배치될 수도 있다.
대향전극(230)은 투광성 전극 또는 반사 전극일 수 있다. 일부 실시예에서, 대향전극(230)은 투명 또는 반투명 전극일 수 있으며, Li, Ca, LiF/Ca, LiF/Al, Al, Ag, Mg 및 이들의 화합물을 포함하는 일함수가 작은 금속 박막으로 형성될 수 있다. 또한, 금속 박막 위에 ITO, IZO, ZnO 또는 In2O3 등의 TCO(transparent conductive oxide)막이 더 배치될 수 있다.
일 실시예에 따라서는, 대향전극(230)은 1nm 내지 20nm의 두께로 중간층(220) 상에 배치될 수 있다.
화소전극(210)이 반사전극, 대향전극(230)이 투광성 전극으로 구비되는 경우, 중간층(220)에서 방출되는 광은 대향전극(230) 측으로 방출되어, 디스플레이 장치(1)는 전면(全面) 발광형이 될 수 있다.
다른 실시예로, 화소전극(210)이 투명 또는 반투명 전극으로 구성되고, 대향전극(230)이 반사 전극으로 구성되는 경우, 중간층(220)에서 방출된 광은 기판(100) 측으로 방출되어, 디스플레이 장치(1)는 배면 발광형이 될 수 있다. 그러나, 본 실시예는 이에 한정되지 않으며, 본 실시예의 디스플레이 장치(1)는 전면 및 배면 양 방향으로 광을 방출하는 양면 발광형일 수도 있다.
고해상도를 가진 유기발광다이오드(OLED)를 제조하기 위해 기판과 파인 메탈 마스크(Fine Metal Mask, FMM)를 밀착시킨 상태에서 증착 공정을 진행하는 경우 화소전극의 상부가 손상되는 문제가 존재하였다.
이를 해결하기 위해, 파인 메탈 마스크(Fine Metal Mask, FMM)를 통해 유기발광다이오드(OLED)를 제조하는 대신에, 포토 패터닝 공정을 통해 유기발광다이오드(OLED)를 제조하는 방법이 고안되었지만, 상기와 같은 방법의 경우 컨택전극을 형성하는 과정 중에 유기발광다이오드(OLED)가 손상되는 문제가 존재하였다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 고안된 것으로서, 보조전극과 대향전극이 전기적으로 컨택되기 위한 컨택전극을 형성하기 전에 대향전극 상에 제1 보호층을 배치함으로써, 컨택전극을 형성하는 과정 중에 발생할 수 있는 손상으로부터 유기발광다이오드(OLED)를 보호할 수 있다.
대향전극(230) 상에는 제1 보호층(240)이 배치될 수 있다. 제1 보호층(240)은 대향전극(230) 상에 배치되되, 대향전극(230) 양 끝단의 적어도 일부를 노출시킬 수 있다.
제1 보호층(240)은 컨택전극(250)을 증착하는 과정 중에 발생할 수 있는 손상으로부터 유기발광다이오드(OLED)를 보호하는 역할을 할 수 있다. 제1 보호층(240)은 3 eV 이상의 광 밴드갭(optical bandgap)을 가지는 무기물질을 포함할 수 있으며, 10 이상의 유전 상수를 갖는 금속 산화물을 포함할 수도 있다. 제1 보호층(240)은 예컨대, 구리산화물(CuOx), 몰리브덴산화물(MoOx), 텅스텐산화물(WOx), 아연산화물(ZnO), 마그네슘산화물(MgO), 실리콘산화물(SiOx), 알루미늄산화물(Al2O3), 실리콘산질화물(SiON), 실리콘질화물(SiNx), 나이오븀산화물(Nb2O5) 및 갈륨산화물(GaXOX)을 포함하는 그룹에서 선택된 적어도 하나 이상을 구비할 수 있다.
또한, 제1 보호층(240)은 투광성 유기물질을 포함할 수 있다. 제1 보호층(240)은 예컨대, 구리 프탈로시아닌, 구리 테트라메틸 프탈로시아닌, 아연 프탈로시아닌, 티타늄 옥사이드 프탈로시아닌, 마그네슘 프탈로시아닌 등과 같은 물질들을 포함하는 3차 방향족 아민 유도체, 인돌카바졸 유도체 및 포르피린 유도체를 포함하는 그룹에서 적어도 하나 이상을 구비할 수 있다. 선택적 실시예로, 제1 보호층(240)은 무기물질 및 유기물질 모두 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른, 제1 보호층(240)은 1nm 내지 100nm 두께로 대향전극(230) 상에 배치될 수 있다.
도 4를 참조하면, 제1 보호층(240)은 대향전극(230) 양 끝단의 적어도 일부를 노출시키는 형태로 대향전극(230) 상에 배치될 수 있고, 도 6을 참조하면, 제1 보호층(240)은 대향전극(230)의 하나의 끝단만 노출시키는 형태로 대향전극(230) 상에 배치될 수 있다.
제1 보호층(240) 상에는 보조전극(190) 및 대향전극(230)과 전기적으로 컨택하는 컨택전극(250)이 배치될 수 있다. 대향전극(230)을 형성하는 물질은 제1 입사각으로 입사하고, 컨택전극(250)을 형성하는 물질은 제1 입사각보다 큰 제2 입사각으로 입사함으로써, 컨택전극(250)이 대향전극(230)을 덮는 형태로 배치될 수 있다. 예컨대, 컨택전극(250)은 대향전극(230)을 덮는 형태로 배치되기 위해, 스퍼터 방식에 의해 제1 보호층(240) 상에 배치될 수 있다.
도 4를 참조하면, 컨택전극(250)은 양 끝단의 적어도 일부가 노출된 대향전극(230)과 직접 전기적으로 컨택(CT1)할 수 있고, 보조전극(190)과 직접 전기적으로 컨택(CT2)할 수 있어, 대향전극(230)과 보조전극(190)이 서로 전기적으로 컨택될 수 있도록 도와주는 역할을 할 수 있다.
발광 효율의 감소를 최소화하기 위해 전도 특성이 좋고, 가시광 투과 특성이 좋은 물질을 사용하여 컨택전극(250)을 형성하는 것이 바람직할 수 있다. 따라서, 컨택전극(250)은 전도 및 가시광 투과 특성이 좋은 투광성 도전 물질을 포함할 수 있다. 본 실시예에 따르면, 상기 투광성 도전 물질은 인듐틴산화물(ITO; indium tin oxide), 인듐아연산화물(IZO; indium zinc oxide), 아연산화물(ZnO; zinc oxide), 인듐산화물(In2O3; indium oxide), 인듐갈륨산화물(IGO; indium gallium oxide) 및 알루미늄아연산화물(AZO; aluminum zinc oxide) 중 적어도 어느 하나의 물질을 포함할 수 있다.
컨택전극(250) 상에는 제2 보호층(260)이 배치될 수 있다. 제2 보호층(260)은 컨택전극(250)을 전체적으로 덮고, 보조전극(190)의 적어도 일부를 덮는 형태로 컨택전극(250) 상에 배치될 수 있다.
제2 보호층(260)은 대향전극(230) 및 컨택전극(250)의 산화로 인해 유기발광다이오드(OLED)의 발광 효율이 감소하는 것을 방지할 수 있고, 다른 색을 방출하는 발광층을 포함하는 유기발광다이오드(OLED)를 제조하는 과정에서 먼저 제조된 유기발광다이오드(OLED)가 손상되는 것을 방지할 수 있다.
제2 보호층(260)은 예컨대, 구리산화물(CuOx), 몰리브덴산화물(MoOx), 텅스텐산화물(WOx), 아연산화물(ZnO), 마그네슘산화물(MgO), 실리콘산화물(SiOx), 알루미늄산화물(Al2O3), 실리콘산질화물(SiON), 실리콘질화물(SiNx), 나이오븀산화물(Nb2O5) 및 갈륨산화물(GaXOX)을 포함하는 그룹에서 선택된 적어도 하나 이상을 구비할 수 있다. 선택적 실시예로, 제2 보호층(260)은 무기물질 및 유기물질 모두 포함할 수 있다.
도 7 내지 도 13b는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(1)의 제조공정의 일부를 개략적으로 도시하는 단면도들이다.
이하 도 7 내지 도 13b를 참조하여 상기 디스플레이 장치(1)의 제조방법을 순차적으로 설명한다.
도 7 내지 도 13b를 참조하면, 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(1)의 제조방법은, 기판(100)을 준비하는 단계, 기판(100) 상에 화소전극(210)을 형성하는 단계, 화소전극(210) 상에 화소전극(210)의 중앙부를 노출시키는 제1 개구(180OP)를 갖는 화소정의막(180)을 형성하는 단계, 화소정의막(180) 상에 제1 개구(180OP)보다 큰 제2 개구(190OP)를 갖는 보조전극(190)을 형성하는 단계, 보조전극(190) 상에 제3 개구(310OP)를 갖는 리프트오프층(310) 및 리프트오프층(310) 상에 제3 개구(310OP)보다 작은 제4 개구(320OP)를 갖는 마스크층(320)을 형성하는 단계, 제4 개구(320OP)를 통해 화소전극(210) 상에 중간층(220)을 형성하는 단계, 제4 개구(320OP)를 통해 중간층(220) 상에 대향전극(230)을 형성하는 단계, 제4 개구(320OP)를 통해 대향전극(230) 상에 제1 보호층(240)을 형성하는 단계, 제4 개구(320OP)를 통해 제1 보호층(240) 상에 보조전극(190) 및 대향전극(230)과 전기적으로 컨택하는 컨택전극(250)을 형성하는 단계, 제4 개구(320OP)를 통해 컨택전극(250) 상에 제2 보호층(260)을 형성하는 단계 및 리프트오프층(310)과 마스크층(320)을 제거하는 단계를 포함한다.
기판(100)을 준비하는 단계에서는, 캐리어기판 상에 기판조성물이 도포된 후, 기판조성물을 경화시켜 기판(100)을 형성할 수 있다. 예컨대, 폴리아믹산(polyamic acid) 조성물 용액을 경화시켜 폴리이미드(PI) 기판을 형성할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 제조공정 중 일부를 나타내는 단면도이다.
도 7을 참조하면, 기판(100) 상에 버퍼층(110), 활성층(120), 제1 절연층(130), 게이트 전극(140), 제2 절연층(150), 소스 전극(160), 드레인 전극(161), 제3 절연층(170), 화소전극(210) 및 화소전극(210)의 중앙부를 노출시키는 개구를 갖는 화소정의막(180)을 형성할 수 있다. 상기 공정은 공지된 포토(photo) 공정 등을 통해 이루어질 수 있는 바, 자세한 기재를 생략한다.
화소정의막(180)을 형성하는 단계 후에, 화소정의막(180) 상에 보조전극(190)을 형성하는 단계가 더 수행될 수 있다. 보조전극(190)은 화소정의막(180) 상면 상에 직접 형성되어, 화소정의막(180)의 상면과 직접 접촉할 수 있다.
보조전극(190)은 저저항의 금속, 예컨대 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti), 구리(Cu), 알루미늄(AI) 및 이들의 합금을 포함하는 금속층으로 형성될 수 있다. 또한, 보조전극(190)은 전술한 금속층의 위 또는/및 아래에 배치된 인듐틴옥사이드(ITO)와 같은 투명 전도성 산화물층을 더 포함할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 제조공정 중 일부를 나타내는 단면도이다.
도 8을 참조하면, 보조전극(190)을 형성하는 단계 후에, 보조전극(190) 상에 리프트오프층(310) 및 리프트오프층(310) 상에 제1 개구(180OP)에 대응하는 제4 개구(320OP)를 갖는 마스크층(320)을 형성하는 단계가 더 수행될 수 있다.
리프트오프층(310) 및 마스크층(320)에는 각각 화소전극(210)을 노출하도록 화소전극(210)에 대응하는 제3 개구(310OP) 및 제4 개구(320OP)가 형성되며, 이때 제3 개구(310OP)는 제4 개구(320OP)보다 크게 형성될 수 있다. 즉 마스크층(320)은 리프트오프층(310) 보다 제1 개구(180OP) 측으로 돌출된 언더컷 형상으로 형성될 수 있다.
일 실시예로, 보조전극(190)이 형성된 기판(100) 상에 비감광성 물질층(미도시)과 감광성 수지층(미도시)을 형성하고, 감광성 수지층을 부분적으로 노광 및 현상하여 제4 개구(320OP)를 갖는 마스크층(320)을 형성한다. 이후, 마스크층(320)의 제4 개구(320OP)를 통해 비감광성 물질층을 선택적으로 제거하여 제3 개구(310OP)를 갖는 리프트오프층(310)을 형성할 수 있다.
비감광성 물질층은 불소계 레진으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 비감광성 물질층은 에테르 구조에서 수소의 일부가 불소로 치환된 플루오르 에테르(Fluoroether) 75~95wt%와 수지 중합체(Resin polymer) 5~25wt%를 포함할 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 비감광성 물질층이 전술한 물질을 포함하는 경우, 하이드로 플루오르 에테르를 포함하는 용액 형태의 스트리퍼 등을 이용하여 비감광성 물질층을 부분적으로 제거함으로써, 제3 개구(310OP)를 갖는 리프트오프층(310)을 형성할 수 있다.
도 9a 및 도 9b는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 제조공정 중 일부를 나타내는 평면도 및 단면도로서, 도 8에 이은 후속 단계를 나타낸다.
도 9a 및 도 9b를 참조하면, 리프트오프층(310) 및 마스크층(320)을 형성하는 단계 후에, 제4 개구(320OP)를 통해 화소전극(210) 상에 중간층(220)을 형성하는 단계가 더 수행될 수 있다.
중간층(220)은 마스크층(320) 상에 형성된 제4 개구(320OP)를 통해 화소전극(210) 상에 형성될 수 있다. 구체적으로는, 중간층(220)을 형성하는 물질이 마스크층(320) 상에 형성된 제4 개구(320OP)를 통해 입사함으로써, 중간층(220)이 화소정의막(180)에 의해 노출된 화소전극(210) 상에 형성될 수 있고, 화소정의막(180) 상에서 보조전극(190)의 끝단과 중간층(220)의 끝단은 서로 소정 간격(d) 만큼 이격되어 형성될 수 있다.
발광층(222)은 적색, 녹색, 청색, 또는 백색의 빛을 방출하는 형광 또는 인광 물질을 포함하는 유기물을 포함할 수 있다. 발광층(222)은 저분자 유기물 또는 고분자 유기물일 수 있다. 중간층(220)이 저분자 물질을 포함할 경우, 홀 주입층(HIL; hole injection layer), 홀 수송층(HTL; hole transport layer), 발광층(EML, Emission Layer, 222), 전자 수송층(ETL; electron transport layer), 전자 주입층(EIL; electron injection layer) 등이 단일 혹은 복합의 구조로 적층된 구조를 가질 수 있다. 홀 수송층, 및, 홀 주입층은 도 5에서의 제1 기능층(221)과 대응하고, 전자 수송층 및 전자 주입층은 제2 기능층(223)과 대응할 수 있다.
중간층(220)이 고분자 물질을 포함할 경우에는, 중간층(220)은 대개 홀 수송층을 포함하는 제1 기능층(221) 및 발광층(222)을 포함하는 구조를 가질 수 있다.
중간층(220)을 형성하는 물질은 화소전극(210) 상에 형성될 뿐 아니라 마스크층(320) 상에도 형성될 수 있어, 제4 개구(320OP)는 공정이 진행될수록 점점 좁아질 수 있다.
도 10a 및 도 10b는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 제조공정 중 일부를 나타내는 평면도 및 단면도로서, 도 9a 및 도 9b에 이은 후속 단계를 나타낸다.
도 10a 및 도 10b를 참조하면, 중간층(220)을 형성하는 단계 후에, 제4 개구(320OP)를 통해 중간층(220) 상에 대향전극(230)을 형성하는 단계가 더 수행될 수 있다. 대향전극(230)은 중간층(220) 상에 형성되되, 중간층(220)의 전부 덮는 형태로 형성될 수 있으며, 중간층(220) 양 끝단의 적어도 일부를 노출시키는 형태로 형성될 수도 있다.
대향전극(230)은 일함수가 낮은 금속 박막으로 이루어질 수 있다. 예컨대, 대향전극(230)은 은(Ag), 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 금(Au), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 이리듐(Ir), 크로뮴(Cr), 리튬(Li), 칼슘(Ca) 또는 이들의 합금 등을 포함할 수 있다. 일 실시예로, 대향전극(230)은 알루미늄(AI), 은(Ag) 및 마그네슘(Mg)과 은(Ag)의 합금(Mg:Ag)을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 대향전극(230)은 은(Ag)이 마그네슘(Mg) 보다 더 많이 함유된 합금을 포함할 수 있다.
선택적 실시예로, 대향전극(230)은 금속 박막 위에 ITO, IZO, ZnO 또는 In2O3 등의 TCO(transparent conductive oxide)막이 더 배치될 수 있다.
일 실시예에 따라서는, 대향전극(230)은 1nm 내지 20nm의 두께로 중간층(220) 상에 형성될 수 있다.
도 11a 및 도 11b는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 제조공정 중 일부를 나타내는 평면도 및 단면도로서, 도 10a 및 도 10b에 이은 후속 단계를 나타낸다.
도 11a 및 도 11b를 참조하면, 대향전극(230)을 형성하는 단계 후에, 제4 개구(320OP)를 통해 대향전극(230) 상에 제1 보호층(240)을 형성하는 단계가 더 수행될 수 있다. 제1 보호층(240)은 대향전극(230) 상에 형성되되, 대향전극(230) 양 끝단의 적어도 일부를 노출시키는 형태로 형성될 수 있다.
제1 보호층(240)은 컨택전극(250)을 형성하는 과정 중에 발생할 수 있는 손상으로부터 유기발광다이오드(OLED)를 보호하는 역할을 할 수 있다. 제1 보호층(240)은 3 eV 이상의 광 밴드갭(optical bandgap)을 가지는 무기물질을 포함할 수 있으며, 10 이상의 유전 상수를 갖는 금속 산화물을 포함할 수도 있다. 제1 보호층(240)은 예컨대, 구리산화물(CuOx), 몰리브덴산화물(MoOx), 텅스텐산화물(WOx), 아연산화물(ZnO), 마그네슘산화물(MgO), 실리콘산화물(SiOx), 알루미늄산화물(Al2O3), 실리콘산질화물(SiON), 실리콘질화물(SiNx), 나이오븀산화물(Nb2O5) 및 갈륨산화물(GaXOX)을 포함하는 그룹에서 선택된 적어도 하나 이상을 구비할 수 있다.
또한, 제1 보호층(240)은 투광성 유기물질을 포함할 수 있다. 제1 보호층(240)은 예컨대, 구리 프탈로시아닌, 구리 테트라메틸 프탈로시아닌, 아연 프탈로시아닌, 티타늄 옥사이드 프탈로시아닌, 마그네슘 프탈로시아닌 등과 같은 물질들을 포함하는 3차 방향족 아민 유도체, 인돌카바졸 유도체 및 포르피린 유도체를 포함하는 그룹에서 적어도 하나 이상을 구비할 수 있다. 선택적 실시예로, 제1 보호층(240)은 무기물질 및 유기물질 모두 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 제1 보호층(240)은 마스크층(320)의 제4 개구(320OP)를 통해 대향전극(230) 상에 1nm 내지 100nm 두께로 형성될 수 있다.
도 12a 및 도 12b는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 제조공정 중 일부를 나타내는 평면도 및 단면도로서, 도 11a 및 도 11b에 이은 후속 단계를 나타낸다.
도 12a 및 도 12b를 참조하면, 제1 보호층(240)을 형성하는 단계 후에, 제4 개구(320OP)를 통해 제1 보호층(240) 상에 컨택전극(250)을 형성하는 단계가 더 수행될 수 있다.
도 10b를 참조하면, 대향전극(230)을 형성하는 물질은 제1 입사각(θ1)으로 입사하고, 도 12b를 참조하면, 컨택전극(250)을 형성하는 물질은 제1 입사각(θ1)보다 큰 제2 입사각(θ2)으로 입사함으로써, 컨택전극(250)이 양 끝단의 적어도 일부가 노출된 대향전극(230)을 덮는 형태로 형성될 수 있다. 예컨대, 컨택전극(250)은 대향전극(230)을 덮는 형태로 배치되기 위해, 스퍼터 방식에 의해 제1 보호층(240) 상에 형성될 수 있다.
컨택전극(250)은 제1 보호층(240) 상에 형성되되, 양 끝단의 적어도 일부가 노출된 대향전극(230) 및 보조전극(190)과 직접 전기적으로 컨택할 수 있어, 대향전극(230)과 보조전극(190)이 서로 전기적으로 컨택할 수 있도록 도와주는 역할을 할 수 있다.
컨택전극(250)은 발광 효율의 감소를 최소화하기 위해 전도 특성이 좋고, 가시광 투과 특성이 좋아야 한다. 따라서, 컨택전극(250)은 전도 특성 및 가시광 투과 특성이 좋은 투광성 도전 물질을 포함할 수 있다. 본 실시예에 따르면, 상기 투광성 도전 물질은 인듐틴산화물(ITO; indium tin oxide), 인듐아연산화물(IZO; indium zinc oxide), 아연산화물(ZnO; zinc oxide), 인듐산화물(In2O3; indium oxide), 인듐갈륨산화물(IGO; indium gallium oxide) 및 알루미늄아연산화물(AZO; aluminum zinc oxide) 중 적어도 어느 하나의 물질을 포함할 수 있다.
도 13a 및 도 13b는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 제조공정 중 일부를 나타내는 평면도 및 단면도로서, 도 12a 및 도 12b에 이은 후속 단계를 나타낸다.
도 13a 및 도 13b를 참조하면, 컨택전극(250)을 형성하는 단계 후에, 제4 개구(320OP)를 통해 컨택전극(250) 상에 제2 보호층(260)을 형성하는 단계가 더 수행될 수 있다.
제2 보호층(260)은 컨택전극(250)을 전체적으로 덮고, 보조전극(190)의 적어도 일부를 덮는 형태로 컨택전극(250) 상에 형성될 수 있다.
제2 보호층(260)은 컨택전극(250) 상에 형성되어, 대향전극(230) 및 컨택전극(250)의 산화로 인해 유기발광다이오드(OLED)의 발광 효율이 감소하는 것을 방지할 수 있고, 다른 색을 방출하는 유기발광다이오드(OLED)를 제조하는 과정에서 먼저 제조된 유기발광다이오드(OLED)가 손상되는 것을 방지할 수 있다.
제2 보호층(260)은 예컨대, 구리산화물(CuOx), 몰리브덴산화물(MoOx), 텅스텐산화물(WOx), 아연산화물(ZnO), 마그네슘산화물(MgO), 실리콘산화물(SiOx), 알루미늄산화물(Al2O3), 실리콘산질화물(SiON), 실리콘질화물(SiNx), 나이오븀산화물(Nb2O5) 및 갈륨산화물(GaXOX)을 포함하는 그룹에서 선택된 적어도 하나 이상을 구비할 수 있다. 선택적 실시예로, 제2 보호층(260)은 무기물질 및 유기물질 모두 포함할 수 있다.
중간층(220), 대향전극(230), 제1 보호층(240), 컨택전극(250) 및 제2 보호층(260)을 이루는 물질은 각각 화소전극(210) 상에 형성될 뿐 아니라 마스크층(320) 상에도 형성될 수 있다.
제2 보호층(260)을 형성하는 단계 후에, 리프트오프층(310) 및 마스크층(320)을 제거하는 단계가 더 수행될 수 있다. 리프트오프층(310) 및 마스크층(320)은 제1 용액을 이용하여 제거될 수 있다. 실시예에 따라서는 마스크층(320)이 먼저 제거된 후, 리프트오프층(310)이 제거될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 파인 메탈 마스크(Fine Metal Mask, FMM)를 이용하여 적색, 녹색 및 청색으로 발광하는 유기발광다이오드(OLED)를 동시에 제조하는 대신에, 포토 패터닝 공정을 통해 적색, 녹색 및 청색으로 발광하는 유기발광다이오드(OLED)를 차례대로 제조함으로써, 고해상도의 디스플레이 장치를 제공할 수 있다.
구체적으로는 예컨대, 포토 패터닝 공정을 이용하여 적색으로 발광하는 유기발광다이오드(OLED)를 제조할 수 있고, 적색으로 발광하는 유기발광다이오드(OLED)를 제조한 후, 포토 패터닝 공정을 이용하여 녹색으로 발광하는 유기발광다이오드(OLED)를 제조할 수 있으며, 녹색으로 발광하는 유기발광다이오드(OLED)를 제조한 후, 포토 패터닝 공정을 이용하여 청색으로 발광하는 유기발광다이오드(OLED)를 차례대로 제조할 수 있다.
또한, 포토 패터닝 공정 시 보조전극(190)과 대향전극(230)이 전기적으로 컨택되기 위한 컨택전극(250)을 형성하기 전에, 대향전극(230) 상에 제1 보호층(240)을 배치함으로써, 컨택전극(250)을 형성하는 과정 중에 발생할 수 있는 손상으로부터 유기발광다이오드(OLED)를 보호할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 종래의 디스플레이 장치에서, 기판과 마스크를 밀착시킨 상태에서 증착 공정을 진행하는 경우, 마스크가 화소전극의 상부 층을 손상시키는 문제점을 해결하기 위하여, 포토 패터닝 공정을 이용하여 유기발광다이오드(OLED)를 제조하고, 포토 패터닝 공정 시 대향전극 상에 보호층을 형성함으로써 유기발광다이오드(OLED)의 손상을 방지하고 제품의 신뢰성이 향상된 디스플레이 장치 및 그 제조방법을 제공할 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 것 이다.
1: 디스플레이 장치
100: 기판
110: 버퍼층
120: 활성층
130: 제1 절연층
140: 게이트 전극
150: 제2 절연층
160: 소스 전극
161: 드레인 전극
170: 제3 절연층
180: 화소정의막
190: 보조전극
210: 화소전극
220: 중간층
221: 제1 기능층
222: 발광층
223: 제2 기능층
230: 대향전극
240: 제1 보호층
250: 컨택전극
260: 제2 보호층
310: 리프트오프층
320: 마스크층
180OP: 제1 개구
190OP: 제2 개구
310OP: 제3 개구
320OP: 제4 개구

Claims (20)

  1. 기판;
    상기 기판 상에 배치된, 화소전극;
    상기 화소전극 상에 배치되고, 상기 화소전극의 중앙부를 노출시키는 제1 개구를 갖는, 화소정의막;
    상기 화소정의막 상에 배치된, 보조전극;
    상기 화소전극 상에 배치된, 중간층;
    상기 중간층을 사이에 두고 상기 화소전극과 대향하여 배치된, 대향전극;
    상기 대향전극 상에 배치된, 제1 보호층; 및
    상기 제1 보호층 상에 배치되며, 상기 보조전극 및 상기 대향전극과 전기적으로 컨택하는, 컨택전극;
    을 구비하는, 디스플레이 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 보조전극은 상기 화소정의막 상면의 적어도 일부를 노출시키는 제2 개구를 가지며, 상기 제2 개구는 상기 제1 개구보다 큰, 디스플레이 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 화소정의막 상에서 상기 보조전극의 끝단과 상기 중간층의 끝단은 서로 이격되어 배치된, 디스플레이 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 보호층은 상기 대향전극 상에 배치되되, 상기 대향전극의 양 끝단의 적어도 일부를 노출시키는, 디스플레이 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 보호층은 3 eV 이상의 광 밴드갭(optical bandgap)을 가지는 무기물질을 포함하는, 디스플레이 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 보호층은 10 이상의 유전 상수를 갖는 금속 산화물을 포함하는, 디스플레이 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 보호층은 투광성 유기물질을 포함하는, 디스플레이 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1 보호층의 두께는 1nm 내지 100nm 인, 디스플레이 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 컨택전극은 투광성 도전 물질을 포함하는, 디스플레이 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 컨택전극은 양 끝단의 적어도 일부가 노출된 상기 대향전극과 직접 전기적으로 컨택하는, 디스플레이 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 컨택전극은 상기 보조전극과 직접 전기적으로 컨택하는, 디스플레이 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 컨택전극 상에 배치된 제2 보호층을 더 구비한, 디스플레이 장치.
  13. 기판을 준비하는 단계;
    상기 기판 상에, 화소전극을 형성하는 단계;
    상기 화소전극 상에, 상기 화소전극의 중앙부를 노출시키는 제1 개구를 갖는 화소정의막을 형성하는 단계;
    상기 화소정의막 상에, 상기 제1 개구보다 큰 제2 개구를 갖는 보조전극을 형성하는 단계;
    상기 보조전극 상에, 제3 개구를 갖는 리프트오프층 및 상기 리프트오프층 상에, 상기 제3 개구보다 작은 제4 개구를 갖는 마스크층을 형성하는 단계;
    상기 제4 개구를 통해 상기 화소전극 상에, 중간층을 형성하는 단계;
    상기 제4 개구를 통해 상기 중간층 상에, 대향전극을 형성하는 단계;
    상기 제4 개구를 통해 상기 대향전극 상에, 제1 보호층을 형성하는 단계;
    상기 제4 개구를 통해 상기 제1 보호층 상에, 상기 보조전극 및 상기 대향전극과 전기적으로 컨택하는 컨택전극을 형성하는 단계;
    상기 제4 개구를 통해 상기 컨택전극 상에, 제2 보호층을 형성하는 단계; 및
    상기 리프트오프층과 상기 마스크층을 제거하는 단계;
    를 포함하는, 디스플레이 장치의 제조방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 중간층을 형성하는 단계에서, 상기 중간층은 상기 화소정의막 상에서 상기 보조전극의 끝단과 상기 중간층의 끝단이 서로 이격되어 형성되는, 디스플레이 장치의 제조방법.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 제1 보호층을 형성하는 단계에서, 상기 제1 보호층은 상기 대향전극 상에 형성되되, 상기 대향전극의 양 끝단의 적어도 일부를 노출시키는, 디스플레이 장치의 제조 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제1 보호층의 두께는 1nm 내지 100nm 인, 디스플레이 장치의 제조방법.
  17. 제13항에 있어서,
    상기 컨택전극은 투광성 도전 물질을 포함하는, 디스플레이 장치의 제조방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 컨택전극은 양 끝단의 적어도 일부가 노출된 상기 대향전극과 직접 전기적으로 컨택하는, 디스플레이 장치의 제조방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 컨택전극은 상기 보조전극과 직접 전기적으로 컨택하는, 디스플레이 장치의 제조방법.
  20. 제13항에 있어서,
    상기 대향전극을 형성하는 물질은 제1 입사각으로 입사하고,
    상기 컨택전극을 형성하는 물질은 제2 입사각으로 입사하며,
    상기 제2 입사각은 상기 제1 입사각보다 큰, 디스플레이 장치의 제조방법.
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