[go: up one dir, main page]

KR102303433B1 - 유기발광 표시장치 및 그 제조방법 - Google Patents

유기발광 표시장치 및 그 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102303433B1
KR102303433B1 KR1020140164445A KR20140164445A KR102303433B1 KR 102303433 B1 KR102303433 B1 KR 102303433B1 KR 1020140164445 A KR1020140164445 A KR 1020140164445A KR 20140164445 A KR20140164445 A KR 20140164445A KR 102303433 B1 KR102303433 B1 KR 102303433B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
electrode
layer
light emitting
organic light
transflective
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
KR1020140164445A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20160062287A (ko
Inventor
이동민
신현억
양찬우
양수경
Original Assignee
삼성디스플레이 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성디스플레이 주식회사 filed Critical 삼성디스플레이 주식회사
Priority to KR1020140164445A priority Critical patent/KR102303433B1/ko
Priority to US14/698,265 priority patent/US9774008B2/en
Publication of KR20160062287A publication Critical patent/KR20160062287A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102303433B1 publication Critical patent/KR102303433B1/ko
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/80—Constructional details
    • H10K50/805—Electrodes
    • H10K50/81—Anodes
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/80—Constructional details
    • H10K59/805—Electrodes
    • H10K59/8051—Anodes
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/80—Constructional details
    • H10K50/85—Arrangements for extracting light from the devices
    • H10K50/852—Arrangements for extracting light from the devices comprising a resonant cavity structure, e.g. Bragg reflector pair
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/80—Constructional details
    • H10K50/85—Arrangements for extracting light from the devices
    • H10K50/856—Arrangements for extracting light from the devices comprising reflective means
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/10—OLED displays
    • H10K59/12—Active-matrix OLED [AMOLED] displays
    • H10K59/123—Connection of the pixel electrodes to the thin film transistors [TFT]
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/80—Constructional details
    • H10K59/875—Arrangements for extracting light from the devices
    • H10K59/878—Arrangements for extracting light from the devices comprising reflective means
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K2102/00—Constructional details relating to the organic devices covered by this subclass
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K2102/00—Constructional details relating to the organic devices covered by this subclass
    • H10K2102/301—Details of OLEDs
    • H10K2102/351—Thickness
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/80—Constructional details
    • H10K59/875—Arrangements for extracting light from the devices
    • H10K59/876—Arrangements for extracting light from the devices comprising a resonant cavity structure, e.g. Bragg reflector pair

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)

Abstract

본 발명은 유기발광 표시장치 및 그 제조방법을 제공한다. 유기발광 표시장치는 기판, 기판 상에 배치되는 트랜지스터 소자, 트랜지스터 소자에 전기적으로 연결되는 제1 전극, 제1 전극 상에 배치되는 유기 발광층 및 유기 발광층 상에 배치되는 제2 전극을 포함하되, 제1 전극의 하면에 접하는 반투과층을 포함하고, 반투과층은 제1 전극 대비 굴절률이 상대적으로 높다.

Description

유기발광 표시장치 및 그 제조방법{ORGANIC LIGHT EMITTING DIODE DISPLAY AND METHOD FOR MANUFACTURING THEREOF}
본 발명은 유기발광 표시장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.
근래에 표시 장치는 액정표시장치(Liquid Crystal Display, LCD)나 유기전계 발광장치(Organic Light Emitting Diodes, OLED) 등과 같은 박형의 평판 표시 장치로 대체되는 추세이다.
이러한 평판 표시 장치 중 유기전계 발광장치는 유기발광층에서 엑시톤 형성 후 기저상태로 내려가면서 빛을 발산하는데, 여기서 상기 빛은 다수의 유기층 및 무기층을 통과하여 외부로 방출될 수 있다. 그러나, 유기전계 발광장치는 사용되는 재료의 굴절률 때문에 내부 흡수층과 반사층에서 많은 빛이 소멸될 수 있다. 특히, 유기전계 발광장치의 정면투과율은 광효율의 가장 중요한 요소임에 불구하고, 정면 투과율이 낮기 때문에 광효율을 높일 수 있는 구조 및 방법의 개발이 필요한 실정이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 박형의 구조가 가능한 유기발광 표시장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 생산효율을 증가시킬 수 있는 유기발광 표시장치의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광 표시장치는 기판, 상기 기판 상에 배치되는 트랜지스터 소자, 상기 트랜지스터 소자에 전기적으로 연결되는 제1 전극, 상기 제1 전극 상에 배치되는 유기 발광층 및 상기 유기 발광층 상에 배치되는 제2 전극을 포함하되, 상기 제1 전극의 하면에 접하는 반투과층을 포함하고, 상기 반투과층은 상기 제1 전극 대비 굴절률이 상대적으로 높다.
상기 반투과층은 상기 제1 전극과의 굴절률 차이가 0.5 이상으로 배치될 수 있다.
상기 반투과층은 굴절률이 2.5 이상인 재료로 형성될 수 있다.
상기 반투과층은 비정질 실리콘(a-Si), 다결정 실리콘(p-Si) 및 실리콘 카바이드(SiC)로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 반투과층은 50Å 내지 200Å의 두께로 배치될 수 있다.
상기 제1 전극의 두께는 50Å 내지 100Å 범위일 수 있다.
상기 반투과층의 하면에 투명층을 더 포함할 수 있다.
상기 투명층은 상기 제1 전극과 동일한 재료로 형성될 수 있다.
상기 투명층은 인듐 틴 옥사이드(indium tin oxide: ITO), 틴 옥사이드(SnO), 인듐 징크 옥사이드(indium zinc oxide: IZO), 징크 옥사이드(zinc oxide: ZnO), 인듐 옥사이드(indium oxide: In2O3), 인듐 갈륨 옥사이드(indium gallium oxide: IGO), 및 알루미늄 징크 옥사이드(aluminum zinc oxide: AZO) 및 징크 갈륨 옥사이드(zinc gallium oxide: GZO)로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기발광 표시장치의 제조방법은 기판 상에 트랜지스터 소자를 형성하는 단계, 상기 트랜지스터 소자와 전기적으로 연결되는 제1 전극을 형성하는 단계, 상기 제1 전극 상에 유기 발광층을 형성하는 단계, 상기 유기 발광층 상에 제2 전극을 형성하는 단계를 포함하되, 상기 제1 전극을 형성하기 전에 상기 제1 전극의 하면에 상기 제1 전극 대비 굴절률이 상대적으로 높은 반투과층을 형성하는 단계를 더 포함한다.
상기 반투과층은 상기 제1 전극과의 굴절률 차이가 0.5 이상으로 형성될 수 있다.
상기 반투과층은 굴절률이 2.5 이상인 재료로 형성될 수 있다.
상기 반투과층은 비정질 실리콘(a-Si), 다결정 실리콘(p-Si) 및 실리콘 카바이드(SiC)로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 제1 전극의 두께는 50Å 내지 100Å 범위일 수 있다.
상기 반투과층은 50Å 내지 200Å의 두께로 배치될 수 있다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유기발광 표시장치의 제조방법은 기판 상에 트랜지스터 소자를 형성하는 단계, 상기 트랜지스터 소자가 형성된 기판 상에 반투과층과 상기 트랜지스터 소자의 일부를 노출시키는 콘택홀을 형성하는 단계, 상기 반투과층에 중첩되고 상기 콘택홀을 통해 상기 트랜지스터 소자와 전기적으로 연결되는 제1 전극을 형성하는 단계, 상기 제1 전극 상에 유기 발광층을 형성하는 단계, 상기 유기발광층 상에 제2 전극을 형성하는 단계를 포함하되, 상기 반투과층은 상기 제1 전극 대비 굴절률이 상대적으로 높게 형성한다.
상기 반투과층은 상기 제1 전극과의 굴절률 차이가 0.5 이상으로 형성될 수 있다.
상기 반투과층은 굴절률이 2.5 이상인 재료로 형성될 수 있다.
상기 반투과층은 비정질 실리콘(a-Si), 다결정 실리콘(p-Si) 및 실리콘 카바이드(SiC)로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 제1 전극의 두께는 50Å 내지 100Å 범위일 수 있다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면 적어도 다음과 같은 효과가 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면 소자의 형상을 박형으로 구현할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 의하면 생산효율을 증가시킬 수 있는 효과가 있다.
본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광 표시장치의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기발광 표시장치를 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유기발광 표시장치를 도시한 단면도이다.
도 4 내지 도 13은 본 발명에 일 실시예에 따른 유기발광 표시장치의 제조방법을 도시한 단면도들이다.
도 14 내지 도 18은 본 발명에 다른 실시예에 따른 유기발광 표시장치의 제조방법을 도시한 단면도들이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해서 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다. "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광 표시장치의 단면도이다.
도 1을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광 표시장치(1)의 기판(5) 상에는 화소 영역(PXL), 트랜지스터 영역(TR)이 구비될 수 있다.
기판(5)은 SiO2를 주성분으로 하는 투명한 유리, 석영 재질로 이루어질 수 있다. 기판(5)은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 투명한 고분자 재질로 형성할 수도 있다. 고분자 재질은 절연성 유기물인 폴리에테르술폰(PES, polyethersulphone), 폴리아크릴레이트(PAR, polyacrylate), 폴리에테르 이미드(PEI, polyetherimide), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN, polyethyelenen napthalate), 폴리에틸렌 테레프탈레이드(PET, polyethyeleneterepthalate), 폴리페닐렌 설파이드(polyphenylene sulfide: PPS), 폴리아릴레이트(polyallylate), 폴리이미드(polyimide), 폴리카보네이트(PC), 셀룰로오스 트리 아세테이트(TAC), 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트(cellulose acetate propionate: CAP) 또는 이들의 조합을 들 수 수 있다. 몇몇 실시예에서, 기판(5)은 폴리이미드(polyimide: PI)와 같은 플렉시블한 물질로 이루어진 플렉시블 기판일 수 있다.
기판(5) 상에는 버퍼층(미도시)이 더 구비될 수 있다. 상기 버퍼층은 기판(5) 상부에 평활한 면을 형성하고, 불순 원소가 침투하는 것을 차단할 수 있다. 상기 버퍼층은 실리콘 질화물 및/또는 실리콘 산화물 등으로 단층 또는 복수의 층으로 형성될 수 있다.
기판(5) 상의 트랜지스터 영역(TR)에는 활성층(210)이 배치될 수 있다. 활성층(210)은 비정질 실리콘(amorphous silicon) 또는 다결정 실리콘(poly silicon)을 포함하는 반도체로 형성될 수 있다. 활성층(210)은 채널영역(210c)과, 채널영역(210c) 외측에 이온불순물이 도핑된 소스 영역(210s) 및 드레인 영역(210d)을 포함할 수 있다.
활성층(210)의 상에는 제1 절연층(10)이 배치될 수 있다. 제1 절연층(10)은 활성층(210)을 절연할 수 있다. 제1 절연층(10)은 유기물 또는 질화 규소(SiNx), 산화 규소(SiO2), SiON, Al2O3, TiO2, Ta2O5, HfO2, ZrO2, BST 및 PZT에서 선택된 무기 절연막과 같은 무기물을 PECVD(plasma enhanced chemical vapor deosition)법, APCVD(atmospheric pressure CVD)법, LPCVD(low pressure CVD)법 등 다양한 증착 방법에 의해 증착될 수 있다. 여기서 제1 절연층(10)은 굴절률이 낮은 산화 규소(SiO2)와 굴절률이 상대적으로 높은 질화 규소(SiNx)를 교대로 적층시킬 수 있다.
제1 절연층(10)의 트랜지스터 영역(TR) 상에는 게이트 전극(220)이 배치될 수 있다. 게이트 전극(220)은 활성층(210)에 적어도 일부가 중첩되도록 배치되며 전기적인 신호를 전달하는 역할을 할 수 있다. 게이트 전극(220)은 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 은(Ag), 마그네슘(Mg), 금(Au), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 이리듐(Ir), 크롬(Cr), 니켈(Li), 칼슘(Ca), 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti), 텅스텐(W), 구리(Cu) 가운데 선택된 하나 이상의 금속으로 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 게이트 전극(220)은 몰리브덴(Mo)로 이루어진 제1층, 상기 제1층 상에 형성되며 알루미늄(Al)으로 이루어진 제2층 및 상기 제2층 상에 형성되며 몰리브덴(Mo)로 이루어진 제3층을 구비할 수 있다. 게이트 전극(220)이 Mo/Al/Mo로 이루어질 경우, 알루미늄(Al)이 배선 또는 전극역할을 하고, 몰리브덴(Mo)는 배리어층 역할을 할 수 있다.
게이트 전극(220)이 형성된 기판(5) 상에는 제2 절연층(20)이 배치될 수 있다. 제2 절연층(20)은 SiO2, SiNx, SiON을 포함하는 실리콘 계열의 절연재료를 사용할 수 있다.
그리고 제2 절연층(20)의 화소 영역(PXL)에는 제1 전극(140)과, 제1 전극(140)과 굴절률 차이가 높은 반투과층(130)이 배치될 수 있다.
제1 전극(140)은 애노드 전극으로 사용할 수 있다. 또한, 제1 전극(140)은 제2 전극(180)에 비해 상대적으로 일함수가 큰 도전성 물질을 포함할 수 있다. 일함수가 큰 도전성 물질로 형성되는 제1 전극(140)은 투명도전성 산화물을 포함할 수 있다. 예를 들면, 제1 전극(140)은 인듐 틴 옥사이드(indium tin oxide: ITO), 틴 옥사이드(SnO), 인듐 징크 옥사이드(indium zinc oxide: IZO), 징크 옥사이드(zinc oxide: ZnO), 인듐 옥사이드(indium oxide: In2O3), 인듐 갈륨 옥사이드(indium gallium oxide: IGO), 알루미늄 징크 옥사이드(aluminum zinc oxide: AZO) 및 징크 갈륨 옥사이드(zinc gallium oxide: GZO)을 포함하는 그룹에서 선택된 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다. 이러한 제1 전극(140)은 추후 설명할 제1 전극(140) 상에 배치되는 유기 발광층(170)과 반투과층(130) 사이의 일함수(Work function) 차이를 줄일 수 있다.
또한, 화소 영역(PXL) 상에 반투과층(130)이 배치되고, 반투과층(130)은 제2 절연층(20)과 제1 전극(140) 사이에 배치시킬 수 있다. 반투과층(130)은 제1 전극(140)보다 굴절률이 높은 실리콘 계열의 물질로 형성될 수 있다. 구체적으로, 반투과층(130)은 실리콘 카바이드(SiC), 비정질 실리콘(Amorphous Silicon) 및 다결정 실리콘(Poly Silicon) 으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 물질로 형성될 수 있다.
반투과층(130)은 50Å 내지 200Å의 두께로 형성할 수 있다. 반투과층의 두께가 50Å 이하면 얇은 두께로 인해 반사효율이 저하될 수 있고, 200Å 이상이면, 붉으스레한(reddish) 한 경향을 나타날 수 있기 때문에 색상이 저하될 수 있다.
유기발광 표시장치(1)의 정면 투과율은 광 효율의 가장 중요한 요소임에 불구하고, 정면 투과율이 낮기 때문에 광 효율을 높일 수 있는 구조로서 반투과층(130)을 포함하는 배면구조를 사용할 수 있다.
이러한 외부로 방출되는 빛의 광 효율을 향상시키기 위해 공진효과를 사용할 수 있다. 공진효과는 두 반사경 사이에 공간을 두고, 두 반사경 사이에서 빛의 반사를 반복적으로 시키면 일정조건에서 상쇄/보강간섭이 발생될 수 있다.
여기서 순간적으로 증폭된 빛이 외부로 방출될 수 있다. 이처럼 공진효과가 가능한 유기발광 표시장치(1)의 구조로 형성하면, 소자 내부에서 생성된 빛의 보강간섭이 발생되는 조건을 만족시켜 빛이 정면 방향으로 모이게 되어 정면에서 일정 각도 내에서 방출되는 빛의 양이 증가할 수 있어 광 효율을 향상시킬 수 있다.
이러한 공진구조를 형성하기 위해 반사거울과 반투과 거울을 필요로 하며, 상기 거울들은 일부는 반사를 시켜야 하기 때문에 투과도 혹은 반사도가 중요하지만, 소자 내부에 형성된 빛이 여러 번 반사거울을 통과하기 때문에 빛의 흡수율이 적은 재료를 사용하기는 것이 광 효율을 향상시키는데 도움이 될 수 있다. 여기서 반사거울은 반사도가 우수하고 흡수가 적은 알루미늄(Al)과 같은 금속재질을 사용할 수 있으며, 추후에 제2 전극(180)에서 상세히 설명하기로 한다.
그리고 반투과 거울 즉, 반투과층(130)으로는 빛의 흡수도가 낮은 재료를 사용하고 있다. 종래에는 반투과층(130)을 은(Ag)으로 사용해 왔다. 그러나 은(Ag)은 재료 특성 상 응집(agglomeration)되는 현상이 발생할 수 있고, 유기 발광층(170)으로 용출되어 암점을 발생시키는 문제점을 야기시켜 왔다. 게다가 은(Ag)이 유기 발광층(170)으로 용출되는 것을 방지하기 위해 제1 전극(140)으로 사용되는 ITO의 두께를 강제로 두껍게 형성해 왔다.
그러나 본 실시예에서는 반투과층(130)을 은(Ag)을 대신하여 실리콘 카바이드(SiC), 비정질 실리콘(Amorphous Silicon) 및 다결정 실리콘(Poly Silicon) 으로 이루어진 군에서 선택되는 실리콘 계열의 물질을 사용함으로써 은(Ag)이 용출되어 발생되는 암점 불량 등의 문제점을 해소할 수 있고, 이에 따라 제1 전극(140)의 두께를 박형으로 형성할 수 있다.
따라서 제1 전극(140)은 50Å 내지 100Å의 두께로 형성할 수 있다. 제1 전극(140)의 두께가 50Å 이하이면, 제1 전극(140) 상에 배치되는 유기 발광층(170)과 접촉 저항이 증가할 수 있고, 후속공정의 플라즈마 데미지로부터 반투과층(130)을 보호하는데 어려울 수 있고, 100Å 이상이면 박형의 구조를 구현하기 어려울 수 있다.
더욱이, 반투과층(130)은 제2 절연층(20)과 동일한 실리콘 계열의 물질로 형성되어 반투과층(130)과 제2 절연층(20)을 하나의 챔버에서 분위기를 변경하면서 형성할 수 있고, 반투과층(130)과 제2 절연층(20)을 간의 접착 스트레스를 해소할 수 있다. 또한, 실리콘 계열로 형성된 반투과층(130)과 투명전도성 산화물로 형성된 제1 전극(140) 간의 접착 스트레스를 저감시킬 수 있다.
반투과층(130)은 굴절률이 낮은 제1 전극(140)보다 상대적으로 굴절률이 높은 실리콘 계열의 물질로 형성되어 광의 반사 확률을 높일 수 있다. 따라서 공진효율를 증가시킬 수 있다.
구체적으로, 제1 전극(140)에 사용되는 ITO는 굴절률이 1.8 내지 2.0이고, 반투과층(130)에 사용되는 비정질 실리콘(a-Si)은 굴절률이 4.25 내지 4.3으로 두 층의 굴절률 차이는 2.3 정도가 발생할 수 있다. 또한, 다결정 실리콘(P-Si), 실리콘 카바이드(SiC)는 그 굴절률이 2.6 내지 2.7에 해당하여 두 층간의 굴절률 차이는 0.6 내지 0.9가 발생될 수 있다. 따라서 반투과층(130)은 제1 전극(140)과의 굴절률 차이가 0.5 이상 범위로 배치시킬 수 있다.
상기와 같이, 굴절률 차이가 크게 발생된 두 계면 사이에는 전반사되는 빛이 다수 발생하여 유기발광 표시장치(1)의 공진효율을 향상시킬 수 있다. 다시 말해, 공진효율이 향상되어 유기 발광층(170)에서 생성된 빛이 보강간섭이 발생될 확률이 증가할 수 있다. 이에 빛이 화소 영역(PXL)의 정면방향으로 모이게 되어 화소 영역(PXL)의 정면 방향에서 일정 각도 내에 방출되는 빛의 양이 증가하여 유기발광 표시장치(1)의 광 효율을 증가시킬 수 있다.
반투과층(130), 제1 전극(140)이 형성된 제2 절연층(20) 상에 제3 절연층(30)을 배치시킬 수 있다. 제3 절연층(30)은 산화물, 질화물과 같은 무기물을 포함하거나, 유기물을 포함할 수도 있다. 제3 절연층(30)을 형성하는 무기 절연막으로는 SiO2, SiNx, SiON, Al2O3, TiO2, Ta2O5, HfO2, ZrO2, BST, PZT 등이 포함될 수 있고, 유기 절연막으로는 일반 범용고분자(PMMA, PS), phenol그룹을 갖는 고분자 유도체, 아크릴계 고분자, 이미드계 고분자, 아릴에테르계 고분자, 아마이드계 고분자, 불소계 고분자, p-자일렌계 고분자, 비닐알콜계 고분자 및 이들의 블렌드 등이 포함될 수 있다. 제3 절연층(30)은 무기 절연막과 유기 절연막의 복합 적층체로도 형성될 수 있다. 제3 절연층(30)은 스핀 코팅 등의 방법으로 형성할 수 있다.
제3 절연층(30)은 화소 영역(PXL) 상에 배치된 제1 개구영역(H1)과, 트랜지스터 영역(TR) 상에 배치된 제3 개구영역(H3)을 포함할 수 있다. 그리고 화소 영역(PXL)과 트랜지스터 영역(TR)의 경계에 배치되는 제2 개구영역(H2)을 포함할 수 있다.
제1 개구영역(H1)은 추후에 제1 개구영역(H1)에 제4 절연층(40)의 일부가 오픈된 제4 개구영역(H4)을 형성시켜 제1 전극(140)을 노출시키고, 노출된 제1 전극(140) 상에 유기 발광층(170)을 배치시켜 제1 전극(140)과 유기 발광층(170)을 연결시킬 수 있다.
제3 개구영역(H3)은 활성층(210)의 소스 영역(210S)과 드레인 영역(210D)에 대응되는 위치에 형성되고, 소스 영역(210S)과 드레인 영역(210D)에 연결되는 소스/드레인 전극(250S, 250D)이 각각 배치될 수 있다. 소스/드레인 전극(250S, 250D)은 금속층을 패터닝하여 형성될 수 있으며, 단층 또는 다층의 막 구조로 형성될 수도 있다. 예를 들어 소스/드레인 전극(250S, 250D)은 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 은(Ag), 마그네슘(Mg), 금(Au), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 이리듐(Ir), 크롬(Cr), 니켈(Li), 칼슘(Ca), 몰리브덴(Mo), 타이타늄(Ti), 텅스텐(W), 구리(Cu) 가운데 선택된 하나 이상의 금속으로 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다.
제2 개구영역(H2)은 제3 절연층(30)의 일부를 오픈시켜 제1 전극(140)의 일부를 노출시키고, 노출된 제1 전극(140)과 소스 전극(250S)을 연결시킬 수 있다. 본 실시예에서는 드레인 전극(250D)이 제1 전극(140)에 접속되는 것으로 도시되어 있으나, 이는 예시일 뿐이며, 제1 전극(140)은 소스 전극(250S)에 접속될 수 있다.
그리고, 본 실시예에 도시된 트랜지스터 소자는 소스 전극(250S)과 드레인 전극(250D) 중 하나가 제1 전극(140)에 직접 접속된 구동 박막트랜지스터를 도시하고 있으나, 유기발광 표시장치(1)는 스위칭 박막트랜지스터 등 다른 박막트랜지스터를 더 구비할 수 있다.
소스/드레인 전극(250S, 250D)이 형성된 제3 절연층(30) 상에는 제4 절연층(40)을 배치시킬 수 있다. 제4 절연층(40)의 화소 영역(PXL) 상에 제4 개구영역(H4)을 형성시켜 제1 전극(140)의 일부를 노출시킬 수 있다.
제4 개구영역(H4)을 통해 노출된 제1 전극(140) 상에는 유기 발광층(170)이 배치될 수 있고, 유기 발광층(170) 상에는 제2 전극(180)이 배치될 수 있다. 유기 발광층(170)은 정공 주입층, 정공 수송층, 유기 발광층(175), 전자 수송층 및 전자 주입층 등을 포함할 수 있다.
본 실시예에 따른 유기발광 표시장치(1)의 경우, 제1 전극(140)은 애노드 전극으로 사용될 수 있고, 제2 전극(180)은 캐소드 전극으로 사용될 수 있다. 물론 전극의 극성은 반대로 적용될 수 있음은 물론이다.
유기 발광층(170)은 저분자 유기물 또는 고분자 유기물일 수 있다. 유기 발광층(170)에는 정공 수송층(hole transport layer: HTL), 정공 주입층(hole injection layer: HIL), 전자 수송층(electron transport layer: ETL) 및 전자 주입층(electron injection layer: EIL) 등이 적층될 수 있다. 이외에도 필요에 따라 다양한 층들이 적층될 수 있다.
예를 들면, 제1 전극(140)과 유기 발광층(170) 사이에는 제1 전하 전달 영역(175)이 배치될 수 있다. 또한, 유기 발광층(170)과 제2 전극(180) 사이에는 제2 전하 전달 영역(175)이 배치될 수 있다. 제1 전하 전달 영역(175)과 제2 전하 전달 영역(179) 중 어느 하나는 정공의 전달을 담당하고, 다른 하나는 전자의 전달을 담당할 수 있다. 따라서, 애노드 전극인 제1 전극(140)에 인접한 제1 전하 전달 영역(175)은 정공 전달 영역이고, 캐소드 전극인 제2 전극(180)에 인접한 제2 전하 전달 영역(179)은 전자 전달 영역인 것으로 예시된다.
제1 전극(140) 상에는 제1 전하 전달 영역(175)이 배치될 수 있다. 제1 전하 전달 영역(175)은 단일 물질로 이루어진 단일층, 복수의 서로 다른 물질로 이루어진 단일층 또는 복수의 서로 다른 물질로 이루어진 복수의 층을 갖는 다층 구조를 가질 수 있다. 또한, 필요에 따라 제1 전하 전달 영역(175)은 버퍼층 및 제1 전하 저지층을 더 포함할 수 있다. 도면에서는 제1 전하 전달 영역(175)이 제1 전하 주입층(171)과 제1 전하 수송층(172)을 포함하는 경우를 예시하지만, 제1 전하 주입층(171)과 제1 전하 수송층(172) 중 어느 하나가 생략되거나, 이들이 하나의 층으로 구성될 수도 있다.
제1 전하 주입층(171)은 제1 전극(140) 상에 배치되며, 제1 전극(140)으로부터 유기 발광층(170) 측으로의 정공 주입 효율을 높이는 역할을 한다. 구체적으로, 제1 전하 주입층(171)은 에너지 장벽을 낮추어 정공이 보다 효과적으로 주입되도록 할 수 있다.
여기서, 제1 전하 주입층(171)은 구리 프탈로시아닌(CuPc: copper phthalocyanine), N'-디(나프탈렌-1-일)-N(N'-Di(naphthalene-1-yl)-N), N'-디페닐-벤지딘(N'-diphenyl-benzidine: NPB), 트리스-8-하이드록시퀴놀린 알루미늄(tris-8-hydroxyquinoline aluminum)(Alq3), m-MTDATA(4,4', 4''-tris(N-3-methylphenyl-N-phenylamino)triphenylamine), TDATA(4,4',4''-tris (diphenylamino) triphenylamine), 2-TNATA(4,4',4''-tris[2-naphthyl(phenyl)-amino]triphenyl-amine), Pani/DBSA(Polyaniline/Dodecylbenzenesulfonic acid), PEDOT/PSS(Poly(3,4-ethylene dioxythiophene)/Polystyrene sulfonate), PANI/CSA (Polyaniline/Camphorsulfonic acid) 또는 PANI/PSS (Polyaniline/Polystyrene sulfonate) 등을 비롯하여 다양하게 적용 가능하다.
제1 전하 수송층(172)은 제1 전하 주입층(171) 상에 배치되며, 제1 전하 주입층(171)으로 주입된 정공을 유기 발광층(170)으로 수송하는 역할을 할 수 있다. 제1 전하 수송층(172)은 최고점유 분자 궤도 에너지(highest occupied molecular energy HOMO)가 제1 전극(140)을 구성하는 물질의 일함수(work function)보다 실질적으로 낮고, 유기 발광층(170)의 최고 점유 분자 궤도 에너지(HOMO)보다 실질적으로 높은 경우에 정공 수송 효율이 최적화될 수 있다.
제1 전하 수송층(172)은 예를 들어, NPD(4,4'-bis[N-(1-napthyl)-N-phenyl-amino] biphenyl), TPD(N,N'-diphenyl-N,N'-bis[3-methylphenyl]-1,1'-biphenyl-4,4'-diamine), s-TAD(2,2′,7,7′-tetrakis-(N,N-diphenylamino)-9,9′-spirobifluoren), m-MTDATA(4,4',4''-tris(N-3-methylphenyl-N-phenylamino)triphenylamine), 폴리에틸렌 디히드록시티오펜 (PEDOT: poly-(3,4)-ethylenedihydroxy thiophene)이나, 폴리아닐린(PANI: polyaniline) 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 유기 재료로 PPV(Poly-Phenylenevinylene)계 및 폴리플루오렌(Polyfluorene)계 등의 고분자 유기물을 사용할 수 있다.
제1 전하 전달 영역(175)은 앞서 언급한 물질 외에, 도전성 향상을 위하여 전하 생성 물질을 더 포함할 수 있다. 상기 전하 생성 물질은 제1 전하 전달 영역(175) 내에 균일하게 또는 불균일하게 분산되어 있을 수 있다. 상기 전하 생성 물질은 예를 들어, p-도펀트(dopant)일 수 있다. 상기 p-도펀트는 퀴논(quinone) 유도체, 금속 산화물 및 시아노(cyano)기 함유 화합물 중 하나일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, p-도펀트의 비제한적인 예로는, TCNQ(Tetracyanoquinodimethane) 및 F4-TCNQ(2,3,5,6-tetrafluoro-tetracyanoquinodimethane) 등과 같은 퀴논 유도체; 텅스텐 산화물 및 몰리브덴 산화물 등과 같은 금속 산화물 등을 들 수 있다.
앞서 언급한 바와 같이, 제1 전하 전달 영역(175)은 버퍼층 및 제1 전하 저지층 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다. 상기 버퍼층은 유기 발광층(170)에서 방출되는 광의 파장에 따른 공진 거리를 보상하여 광 방출 효율을 증가시키는 역할을 할 수 있다. 상기 버퍼층에 포함되는 물질로는 제1 전하 전달 영역(1750)에 포함될 수 있는 물질을 사용할 수 있다. 상기 제1 전하 저지층은 제2 전하 전달 영역(179)으로부터 제1 전하 전달 영역(175)으로의 전하 주입을 방지하는 역할을 할 수 있다.
제1 전하 전달 영역(175) 상에는 유기 발광층(170)이 배치될 수 있다. 유기 발광층(170)은 발광층으로 통상 사용되는 물질이라면 특별히 한정되지 않으나, 예를 들어, 적색, 녹색 및 청색을 발광하는 물질로 이루어질 수 있다. 유기 발광층(170) 형광물질 또는 인광물질을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예에서, 유기 발광층(170)은 호스트 및 도펀트를 포함할 수 있다.
상기 호스트로서는 예를 들어, Alq3(tris-(8-hydroyquinolato) aluminum(III)), CBP(4,4'-N,N'-dicarbazole-biphenyl), PVK(poly(N-vinylcarbazole)), ADN(9,10-Bis(2-naphthalenyl)anthracene), TCTA(4,4',4''-tris(Ncarbazolyl)triphenylamine), TPBi(1,3,5-tris(N-phenylbenzimiazole-2-yl)benzene), TBADN(2-(t-butyl)-9, 10-bis (20-naphthyl) anthracene), DSA(distyrylarylene), CDBP(4,4′-Bis(9-carbazolyl)-2,2′-Dimethyl-biphenyl), MADN(2-Methyl-9,10-bis(naphthalen-2-yl)anthracene) 등을 사용할 수 있다.
상기 도펀트로는 형광 도펀트와 공지의 인광 도펀트를 모두 사용할 수 있다. 유기 발광층(170)의 발광 색상에 따라 도펀트의 종류가 달라질 수 있다.
적색 도펀트로는 예를 들어, PBD:Eu(DBM)3(Phen)(2-biphenyl-4-yl-5-(4-t-butylphenyl)-1,3,4-oxadiazole:Tris(dibenzoylmethane) mono(1,10-phenanthroline)europium(lll)) 또는 퍼릴렌(Perylene)을 포함하는 형광물질에서 선택할 수 있다. 또는, 인광물질로서 PIQIr(acac)(bis(1-phenylisoquinoline)acetylacetonate iridium), PQIr(acac)(bis(1-phenylquinoline)acetylacetonate iridium), PQIr(tris(1-phenylquinoline)iridium) 및 PtOEP(octaethylporphyrin platinum)과 같은 금속 착화합물(metal complex) 또는 유기 금속 착체(organometallic complex)에서 선택할 수 있다.
녹색 도펀트로는 예를 들어, Alq3(tris-(8-hydroyquinolato) aluminum(III))을 포함하는 형광물질에서 선택할 수 있다. 또는 인광물질로서, Ir(ppy)3(fac tris(2-phenylpyridine)iridium), Ir(ppy)2(acac)(Bis(2-phenylpyridine)(acetylacetonate)iridium(III)), Ir(mpyp)3(2-phenyl-4-methyl-pyridine iridium) 등이 예시될 수 있다.
청색 도펀트로는 예를 들어, 스피로-DPVBi(spiro-4,'-bis(2,2'-diphenylvinyl)1,1'-biphenyl), 스피로-6P(spiro-sixphenyl), DSB(distyrylbenzene), DSA(distyrylarylene), PFO(polyfluorene)계 고분자 및 PPV(poly p-phenylene vinylene))계 고분자로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 포함하는 형광물질에서 선택할 수 있다. 또는, 인광물질로서 F2Irpic(bis[2-(4,6-difluorophenyl)pyridinato-N,C2']iridium picolinate), (F2ppy)2Ir(tmd)(bis[2-(4,6-difluorophenyl)pyridinato-N,C2']iridium 2,2,6,6-tetramethylheptane-3,5-dione), Ir(dfppz)3(tris[1-(4,6-difluorophenyl)pyrazolate-N,C2']iridium) 등이 예시될 수 있다.
유기 발광층(170) 상에는 제2 전하 전달 영역(179)이 배치될 수 있다. 제2 전하 전달 영역(179)은 단일 물질로 이루어진 단일층, 복수의 서로 다른 물질로 이루어진 단일층 또는 복수의 서로 다른 물질로 이루어진 복수의 층을 갖는 다층 구조를 가질 수 있다. 또한, 필요에 따라 제2 전하 전달 영역(179)은 제2 전하 저지층을 더 포함할 수 있다. 도면에서는 제2 전하 전달 영역(179)이 제2 전하 수송층(176)과 제2 전하 주입층(177)을 포함하는 경우를 예시하지만, 제2 전하 수송층(176)과 제2 전하 주입층(177) 중 어느 하나가 생략되거나, 이들이 하나의 층으로 구성될 수도 있다.
제2 전하 수송층(176)은 유기 발광층(170) 상에 배치되고, 제2 전하 주입층(177)으로부터 주입된 전자를 유기 발광층(170)으로 수송하는 역할을 할 수 있다.
제2 전하 수송층(176)은 Alq3(tris-(8-hydroyquinolato) aluminum(III)), TPBi(1,3,5-tris(N-phenylbenzimiazole-2-yl)benzene), BCP(2,9-dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline), Bphen(4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline), TAZ(3-(Biphenyl-4-yl)-5-(4-tert-butylphenyl)-4-phenyl-4H-1,2,4-triazole), NTAZ(4-(naphthalen-1-yl)-3,5-diphenyl-4H-1,2,4-triazole), tBu-PBD(2-(4-biphenylyl)-5-(4-tert-butyl-phenyl)-1,3,4-oxadiazole), BAlq(Bis(2-methyl-8-quinolinolato-N1,O8)-(1,1'-Biphenyl-4-olato)aluminum), Bebq2(Bis(10-hydroxybenzo[h]quinolinato)beryllium), ADN(9,10-bis(2-naphthyl)anthracene) 및 이들의 혼합물을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
제2 전하 주입층(177)은 제2 전하 수송층(176) 상에 배치되며, 제2 전극(180)으로부터 유기 발광층(140) 측으로의 전자 주입 효율을 높이는 역할을 한다.
제2 전하 주입층(177)은 LiF, LiQ(리튬 퀴놀레이트), Li2O, BaO, NaCl, CsF, Yb와 같은 란타넘족 금속, 또는 RbCl, RbI와 같은 할로겐화 금속 등이 사용될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 제2 전하 주입층(177)은 또한 상기 물질과 절연성의 유기 금속염(organo metal salt)이 혼합된 물질로 이루어질 수 있다. 적용되는 상기 유기 금속염은 에너지 밴드 갭(energy band gap)이 대략 4eV 이상인 물질일 수 있다. 구체적으로 예를 들어, 상기 유기 금속염은 금속 아세테이트(metal acetate), 금속 벤조에이트(metal benzoate), 금속 아세토아세테이트(metal acetoacetate), 금속 아세틸아세토네이트(metal acetylacetonate) 또는 금속 스테아레이트(stearate)를 포함할 수 있다.
제2 전하 전달 영역(179)은 앞서 언급한 바와 같이, 제2 전하 저지층을 더 포함할 수 있다. 제2 전하 저지층은 예를 들어, BCP(2,9-dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline) 및 Bphen(4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline) 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
제2 전하 전달 영역(179) 상에는 제2 전극(180)이 배치될 수 있다. 제2 전극(180)은 화소의 구분 없이 형성된 전면 전극 또는 공통 전극일 수 있다. 제2 전극(180)은 제1 전극(140)에 비해 상대적으로 일함수가 작은 도전성 물질을 포함할 수 있다.
유기 발광층(170)에서 방출된 광은 기판(5)측으로 방출되거나 또는 기판(5)의 반대측으로 방출될 수 있다. 제2 전극(180)이 공통전극으로 형성되는 경우, 제2 전극(180)의 전압강하에 의해 각 화소에 인가되는 전류의 크기가 달라지는 문제가 발생할 수 있다. 특히, 표시장치가 대형화될 수록 전압강하도 증가하기 때문에 제2 전극(180)의 저항을 낮게 형성할 필요가 있다. 그리고 유기발광 표시장치(1)의 광 효율을 향상시키기 위해 공진효율을 높일 필요가 있다.
그래서 제2 전극(180)의 저항을 낮추면서, 반사 전극으로 기능할 수 있도록 제2 전극(180)의 재료를 저저항 재료로 사용하면서 반사 특성을 갖는 금속재료를 사용할 수 있다. 예를 들어 제2 전극(180)은 은(Ag), 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg), 리튬(Li), 칼슘(Ca), 백금(Pt), 납(Pd), 금(Au), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 이리듐(Ir), 크롬(Cr), LiF/Ca, 및 LiF/Al에서 및 이들의 혼합물 중 선택된 저저항 재료로 형성될 수 있다. 제2 전극(180)을 반사 전극으로 형성시킴으로써 유기 발광층(170)에서 방출된 광을 기판(5) 측으로 방출시킬 수 있다.
이와 같이, 반투과층(130)과 제2 전극(180)은 각각 반투과 거울 및 반사 거울로 기능함으로써, 유기 발광층(170)에서 방출된 광을 제2 전극(180)과 반투과층(130) 사이에서 공진시켜 유기발광 표시장치(1)의 광 효율을 향상시킬 수 있다.
또한 반투과층(130)을 은(Ag)을 대신하여 비정질 실리콘(a-Si), 다결정 실리콘(p-Si) 및 실리콘 카바이드(SiC)로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 물질로 형성함으로써 제1 전극(140)의 두께를 박형으로 구현하여 박형의 유기발광 표시장치(1)를 제공할 수 있다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기발광 표시장치를 도시한 단면도이다. 도 2는 도 1을 인용하여 설명하고, 중복되는 구성요소는 생략하거나 간략히 설명하기로 한다.
도 2를 참조하면, 기판(5)의 트랜지스터 영역(TR) 상에 활성층(210)이 형성되고, 활성층(210) 상에 제1 절연층(10)이 배치될 수 있다. 제1 절연층(10) 상에는 게이트 전극(220)이 배치될 수 있다. 게이트 전극(220)이 형성된 제1 절연층(10) 상에는 제2 절연층(20)이 형성되고, 제2 절연층(20) 상에 제1 투명전극(140-1), 반투과층(130), 제2 투명전극(140-2)이 배치될 수 있다. 제2 투명전극(140-2)은 제1 전극(140)으로 사용할 수 있다.
또한, 제1 투명전극(140-1)과 제2 투명전극(140-2)은 제1 전극(140)과 동일한 물질로 형성할 수 있다. 반투과층(130)은 투명 전극(140-1, 140-2)들 사이에 배치되어 제2 투명전극(140-2)과의 계면에서 굴절률 차이가 크게 형성될 수 있다. 이러한 굴절률 차이는 반투과층(130)의 반사효율을 향상시킬 수 있다. 이에 따라 공진 효율이 증가하여 유기발광 표시장치(2)의 광 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 제2 절연층(20)과 제1 투명전극(140-1) 간의 접착스트레스와 제1 투명전극(140-1)과 실리콘 계열의 반투과층(130)의 접착 스트레스를 저감시킬 수 있다. 따라서, 실리콘 계열의 반투과층(130)과 제2 투명전극(140-2) 간의 접착스트레스가 저감되어 접착 안정성을 확보할 수 있다.
제1, 2 투명전극(140-1, 140-2)과 반투과층(130)이 형성된 제2 절연층(20) 상에 제3 절연층(30)을 형성하고 본 발명의 일 실시예에서와 동일하게 복수의 개구영역들을 형성하여 소스/드레인 전극(250S, 250D)을 제1 전극(140)인 제2 투명전극(140-2)에 연결할 수 있다.
소스/드레인 전극(250S, 250D)이 형성된 제3 절연층(30) 상에는 제4 절연층(40)이 배치되고, 제2 투명전극(140-2)의 일부를 노출시키는 개구영역을 형성시킴으로써 제2 투명전극(140-2) 상에는 유기 발광층(170)과 제2 전극(180)이 배치될 수 있다.
이와 같이, 절연층들, 반투과층(130)에 접착력이 좋은 투명전극들을 배치하고, 또한 제1, 2 투명전극(140-1, 140-2) 사이에 반투과층(130)을 배치시킴으로써 접착 안정성을 확보할 수 있다. 게다가 반투과층(130)과 제2 투명전극(140-2)의 굴절률 차이를 높게 형성함으로써 반투과층(130)의 반사 효율을 증대시켜 소자 내부의 광 효율(공진효율)을 향상시킬 수 있으며 암점 불량을 해소하고, 소자의 형상을 박형으로 구현할 수 있는 효과가 있다. 따라서 유기발광 표시장치(2)의 광 효율을 향상시킬 수 있다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유기발광 표시장치를 도시한 단면도이다. 여기서 유기발광 표시장치(3)는 도 1을 인용하여 설명하며 중복되는 엘리먼트는 생략하거나 간략히 설명하기로 한다.
도 3을 참조하면, 기판(305) 상의 트랜지스터 영역(TR)에는 트랜지스터 소자가 배치될 수 있다.
트랜지스터 영역(TR)의 트랜지스터 소자는 기판(305) 상에 게이트 전극(220-3)이 형성될 수 있다. 게이트 전극(220-3) 상에 게이트 전극(220-3)을 절연하는 게이트 절연막(320)이 기판 전면(whole surface)에 배치될 수 있다.
게이트 절연막(320) 상에는 활성층(210-3)이 배치될 수 있다. 활성층(210-3)은 게이트 전극(220-3)에 적어도 일부가 중첩되도록 배치될 수 있다.
활성층(210-3)이 형성된 기판 상에는 소스/드레인 전극(250-3S, 250-3D)이 배치될 수 있다. 소스/드레인 전극(250-3S, 250-3D)은 활성층(210-3)에 적어도 일부가 중첩되도록 배치할 수 있다. 또는 소스/드레인 전극(250-3S, 250-3D)은 소스/드레인 전극(250-3S, 250-3D)의 하면 모두가 활성층(210-3)에 중첩되도록 배치될 수 있다.
이와 같이, 게이트 전극(220-3) 상에 소스/드레인 전극(250-3S, 250-3D)을 형성하여 트랜지스터 소자를 형성할 수 있다. 그리고 트랜지스터 소자를 보호하는 패시베이션막(320)이 배치될 수 있다. 패시베이션막(320) 상에는 반투과층(130-3)과 제1 전극(170-3)이 배치될 수 있다.
여기서 제1 전극(170-3)은 패시베이션막(340)의 콘택홀(330)에 의해서 트랜지스터 소자의 드레인 전극(250-3D)과 연결될 수 있다.
반투과층(130-3) 상에는 반투과층(130-3)을 커버하도록 제1 전극(140-3) 이 배치될 수 있다. 반투과층(130-3)은 제1 전극(140-3) 대비 굴절률이 상대적으로 높 은 물질로 형성될 수 있다. 반투과층(130-3)은 비정질 실리콘(a-Si), 다결정 실리콘(p-Si) 및 실리콘 카바이드(SiC)로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상으로 형성될 수 있다. 따라서 반투과층(130-3)은 굴절률이 2.5 이상인 재료로 형성될 수 있다.
제1 전극(140-3)은 인듐 틴 옥사이드(indium tin oxide: ITO), 틴 옥사이드(SnO), 인듐 징크 옥사이드(indium zinc oxide: IZO), 징크 옥사이드(zinc oxide: ZnO), 인듐 옥사이드(indium oxide: In2O3), 인듐 갈륨 옥사이드(indium gallium oxide: IGO), 및 알루미늄 징크 옥사이드(aluminum zinc oxide: AZO) 및 징크 갈륨 옥사이드(zinc gallium oxide: GZO)로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 물질로 형성될 수 있다.
제1 전극(140-3)과 반투과층(130-3)은 이들의 굴절률 차이가 0.5 이상으로 배치될 수 있다.
또한, 반투과층(130-3)은 50Å 내지 200Å의 두께로 형성될 수 있고, 제1 전극(140-3)의 두께는 50Å 내지 100Å 범위로 형성될 수 있다. 이와 같이, 반투과층(130-3)과 제1 전극(140-3)의 층 두께를 저감시켜 유기발광 표시장치(3)를 박형으로 구현할 수 있다.
제1 전극(140-3)이 형성된 기판 상에 화소 정의막(pixel define layer: PDL, 340)이 배치될 수 있다. 화소 정의막(340)에는 제1 전극(140-3)의 일부를 노출시키는 개구 영역(350)이 배치될 수 있다.
개구 영역(350)으로 노출된 제1 전극(140-3)에 접하는 유기 발광층(170-3)이 배치될 수 있다. 유기 발광층(170-3) 상에는 제2 전극(180-3)이 배치될 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 실시예에 의하면 반투과층(130-3)으로 은을 대체할 수 있는 고굴절율을 가진 실리콘 계열의 재료를 사용함으로써, 소자 내부의 광 효율(공진효율)을 향상시킬 수 있으며 암점 불량을 해소하고, 소자의 형상을 박형으로 구현할 수 있는 효과가 있다.
도 4 내지 도 13은 본 발명에 일 실시예에 따른 유기발광 표시장치의 제조방법을 도시한 단면도들이다.
여기서 유기발광 표시장치의 제조방법은 도 1을 인용하여 설명한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 기판(5) 상에 반도체층(미도시)을 형성하고, 상기 반도체층을 패터닝하여 트랜지스터 소자의 활성층(210)을 형성할 수 있다.
상기 도면에는 도시되어 있지 않지만, 기판(5) 상에는 상기 반도체층이 증착되고, 상기 반도체층 상에 포토레지스터(미도시)가 도포된 후, 포토마스크(미도시)를 이용한 포토리소그라피 공정에 의해 상기 반도체층을 패터닝시킬 수 있다. 패터닝 결과, 전술한 활성층(210)이 형성될 수 있다. 포토리소그라피에 의한 마스크 공정은 포토마스크(미도시)에 노광 장치(미도시)로 노광 후, 현상(developing), 식각(etching), 및 스트립핑(stripping) 또는 에싱(ashing) 등과 같은 일련의 공정을 거쳐 진행할 수 있다.
상기 반도체층은 비정질 실리콘(amorphous silicon) 또는 다결정 실리콘(poly silicon)으로 형성할 수 있다. 여기서, 다결정 실리콘은 비정질 실리콘을 결정화하여 형성할 수도 있다. 비정질 실리콘을 결정화하는 방법으로는 RTA(rapid thermal annealing)법, SPC(solid phase crystallization)법, ELA(excimer laser annealing)법, MIC(metal induced crystallization)법, MILC(metal induced lateral crystallization)법, SLS(sequential lateral solidification)법 등 다양한 방법으로 결정화할 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 활성층(210)이 형성된 기판 상에 제1 절연층(10)을 형성할 수 있다. 제1 절연층(10)은 활성층(210)을 절연할 수 있다. 제1 절연층(10)은 유기물 또는 질화 규소(SiNx), 산화 규소(SiO2), 산질화 규소(SiON), 알루미나(Al2O3), 타이타늄 옥사이드(TiO2), 탄탈늄 옥사이드(Ta2O5), 하프늄 옥사이드(HfO2), 지르코늄 옥사이드(ZrO2), BST 및 PZT에서 선택된 무기 절연막과 같은 무기물을 PECVD(plasma enhanced chemical vapor deposition)법, APCVD(atmospheric pressure CVD)법, LPCVD(low pressure CVD)법 등 다양한 증착 방법에 의해 증착시킬 수 있다.
제1 절연층(10) 상에 제1 도전물질층(미도시)을 형성할 수 있다. 상기 제1 도전물질층은 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 은(Ag), 마그네슘(Mg), 금(Au), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 이리듐(Ir), 크롬(Cr), 니켈(Li), 칼슘(Ca), 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti), 텅스텐(W), 구리(Cu) 가운데 선택된 하나 이상의 금속으로 단층 또는 다층으로 형성할 수 있다.
상기 제1 도전물질층을 패터닝시켜 트랜지스터 영역(TR)의 제1 절연층(10) 상에 게이트 전극(220)을 형성할 수 있다.
그리고, 게이트 전극(220)을 형성한 후, 활성층(210)에 이온 불순물을 도핑시킬 수 있다. 여기서 게이트 전극(220)을 셀프-얼라인 마스크로 사용하여 활성층(210)에 이온 불순물을 도핑함으로서 활성층(210)은 이온 불순물이 도핑된 소스 및 드레인 영역(210S, 210Db)과, 그 사이에 채널 영역(210C)을 형성할 수 있다.
한편, 상기 도면에는 상세히 도시하지 않았으나 게이트 전극(220)을 형성하는 공정에서 상기 제1 도전물질층을 패터닝하여 게이트 전극(220)과 연결되는 스캔 라인과 같은 배선을 함께 형성할 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 게이트 전극(220)이 형성된 제1 절연층(10) 상에 제2 절연층(20) 및 반투과 물질층(130L)을 형성할 수 있다.
제2 절연층(20)은 실리콘 계열의 투명한 절연막으로 형성할 수 있다. 예를 들어, 제2 절연층(20)은 SiNx, SiO2 및 이들의 조합 중 어느 하나를 포함하는 실리콘 계열의 절연막으로 형성할 수 있다.
제2 절연층(20) 상에 연속적으로 반투과 물질층(130L)을 형성할 수 있다. 반투과 물질층(130L)은 실리콘 카바이드(SiC), 비정질 실리콘(Amorphous Silicon), 다결정 실리콘(Poly Silicon) 및 이들의 조합으로 이루어진 어느 하나를 포함하는 실리콘 계열 물질로 형성될 수 있다.
예를 들면, 하나의 챔버 안에 질소 또는 산소 분위기에서 제2 절연층(20)을 형성하고, 상기 챔버 안의 분위기를 수소 분위기로 변경하여 반투과 물질층(130L)을 형성하는 비정질 실리콘층을 형성할 수 있다.
반투과 물질층(130L)은 제2 절연층(20) 상에 50Å 내지 200Å의 두께로 형성할 수 있다. 예를 들면, 비정질 실리콘(a-Si)의 경우 두께가 두꺼울 경우 붉으스레한(reddish) 한 경향을 나타내는데, 비정질 실리콘(a-Si)의 두께를 50Å 내지 200Å으로 얇게 적용하면 상기한 문제를 해결할 수 있다.
이와 같이, 제2 절연층(20)과 반투과 물질층(130L)의 형성공정을 하나의 챔버 안에서 연속적으로 형성할 수 있다. 이에 따라 반투과층(130)을 형성하는 공정이 단순해지고, 생산성을 향상시킬 수 있다. 또한, 제2 절연층(20) 상에 형성된 반투과 물질층(130)은 제2 절연층(20)과 동일한 실리콘 계열의 물질을 사용하여 접착스트레스를 해소할 수 있다. 또한, 반투과 물질층(130L)은 반투과 물질층(130L) 상에 형성되는 투명물질층(140L)과 굴절률 차이가 높은 물질로 형성할 수 있다.
구체적으로, 종래에는 은(Ag)을 사용한 반투과층(130)을 형성하기 위해 제2 절연층(20)과 접착스트레스를 고려하여 ITO로 형성된 제1 투명층을 형성하였고, 이를 형성하기 위해 ITO를 증착시키는 공정을 하였다. 그리고 제1 투명층 상에 반투과층으로 사용되는 은(Ag)을 형성하고, 은(Ag) 상에 화소전극으로 사용되는 제2 투명층을 형성하였다. 따라서 반투과층(130)을 형성하기 위한 공정으로 서로 다른 챔버 또는 분위기를 교환해가며 반투과층을 형성하여 인력 및 공정시간(tact time)이 증가하였다. 게다가 은이 응집하고, 용출되어 암점 불량을 발생시켜 품질저하의 원인이 되었다. 이러한 문제점을 은을 사이에 두고 배치된 투명전극의 두께를 두껍게 하여 해결하려 하였으나 투명 전극층의 두께가 두꺼워져 박형을 구현하는데 한계가 있었다.
그러나 반투과층(130)을 제2 절연층(20)과 동일 계열의 물질로 사용함으로써 접착스트레스를 해결할 수 있고, 하나의 챔버 안에 가스 분위기를 변경하면서 반투과 물질층(130L)을 형성할 수 있어 공정이 용이해지고, 생산성을 향상시킬 수 있다. 또한 반투과 물질층(130L)으로 은을 대신하여 실리콘 계열의 물질을 사용함에 따라 은의 용출에 대비한 투명 전극의 두께를 두껍게 형성할 필요가 없다. 즉, 투명 전극층의 두께를 박형으로 구현할 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 반투과 물질층(130L) 상에 투명 물질층(140L)을 형성할 수 있다. 여기서 투명 물질층(140L)은 인듐 틴 옥사이드(indium tin oxide: ITO), 틴 옥사이드(SnO), 인듐 징크 옥사이드(indium zinc oxide: IZO), 징크 옥사이드(zinc oxide: ZnO), 인듐 옥사이드(indium oxide: In2O3), 인듐 갈륨 옥사이드(indium gallium oxide: IGO), 및 알루미늄 징크 옥사이드(aluminum zinc oxide: AZO), 징크 갈륨 옥사이드(zinc gallium oxide: GZO)을 포함하는 그룹에서 선택된 적어도 하나 이상으로 형성할 수 있다.
그리고 투명 물질층(140L) 상에 포토레지스트층(P)을 형성할 수 있다. 제1 마스크(M1)를 이용하여 포토레지스트층(P)을 노광할 수 있다. 그리고 투명 물질층(140L)은 식각 등의 공정을 거쳐 화소 영역(PXL)에 제1 전극(140)을 형성할 수 있다.
도 8에 도시된 바와 같이, 제1 전극(140)을 형성하면, 제1 전극(140)의 하부에 형성된 반투과 물질층(130L)이 노출될 수 있다. 여기서 제1 전극(140) 상에는 미경화 및/또는 경화되어 형성된 감광패턴(P')를 남길 수 있다. 그리고 감광패턴(P') 또는 제1 전극(140)을 마스크로 이용하여 반투과 물질층(130L)을 식각할 수 있다. 반투과 물질층(130L)은 건식 식각방법으로 식각할 수 있다. 여기서 감광패턴(P')은 건식 식각으로 인한 플라즈마 데미지로부터 제1 전극(140)의 손상을 방지할 수 있다. 또한, 노광량을 조절하여 반투과 물질층(130L)의 하부에 배치된 제2 절연층(20) 및 제1 절연층(10)이 손상받지 않도록 할 수 있다.
도 9에 도시된 바와 같이, 반투과 물질층(130L)을 식각시켜 화소 영역(PXL)의 제1 전극(140)의 하부에 반투과층(130)을 형성할 수 있다. 그리고, 반투과 물질층(130L)을 식각 후 제1 전극(140) 상에 남아 있는 감광패턴(P')을 제거할 수 있다.
도 10에 도시된 바와 같이, 반투과층(130), 제1 전극(140)이 형성된 제2 절연층(20) 상에 제3 절연층(30)을 형성할 수 있다. 제3 절연층(30)은 산화물, 질화물과 같은 무기물을 포함하거나, 유기물을 포함할 수도 있다. 제3 절연층(30)을 형성하는 무기 절연막으로는 SiO2, SiNx, SiON, Al2O3, TiO2, Ta2O5, HfO2, ZrO2, BST, PZT 등이 포함될 수 있고, 유기 절연막으로는 일반 범용고분자(PMMA, PS), phenol 그룹을 갖는 고분자 유도체, 아크릴계 고분자, 이미드계 고분자, 아릴에테르계 고분자, 아마이드계 고분자, 불소계 고분자, p-자일렌계 고분자, 비닐알콜계 고분자 및 이들의 블렌드 등이 포함될 수 있다. 제3 절연층(30)은 무기 절연막과 유기 절연막의 복합 적층체로도 형성될 수 있다. 제3 절연층(30)은 스핀 코팅 등의 방법으로 형성할 수 있다.
여기서 제3 절연층(30)을 패터닝하여 화소 영역(PXL)의 제1 전극(140) 상에 제3 절연층(30)의 일부 두께를 제거하는 제1 개구영역(H1), 트랜지스터 영역(TR)의 활성층(210)의 소스 영역(210S) 및 드레인 영역(210D)의 일부를 노출시키는 제3 개구영역(H3)를 형성할 수 있다. 그리고 화소 영역(PXL)과 트랜지스터 영역(TR)의 경계에 제1 전극(140)에 소스 전극(250S) 또는 드레인 전극(250D) 중 하나를 연결하는 제2 개구영역(H2)을 형성할 수 있다.
상기와 같이, 제1 개구영역 내지 제3 개구영역(H1~H3)들은 하프톤마스크(M2)를 사용할 수 있다. 하프톤 마스크(M2)는 광투과부, 반투과부 및 광차단부를 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 광투과부에 대응되는 영역에 제1 전극(140)과 소스 전극(250S) 및 드레인 전극(250D) 중 하나를 연결하는 제2 개구영역(H2)과, 활성층(210)의 소스 영역(210S) 및 드레인 영역(210D)의 일부를 노출시키는 제3 개구영역(H3)을 형성할 수 있다. 그리고 상기 반투과부에 대응되는 영역에 제1 전극(140) 상의 제3 절연층(30)의 일부 두께를 제거하는 제1 개구영역(H1)을 형성할 수 있다. 여기서, 제1 전극(140)을 완전히 노출시키지 않고 제3 절연층(30)의 일부 두께를 제1 전극(140) 상에 남겨둠으로써 제1 전극(140)의 손상을 방지할 수 있다.
도 11에 도시된 바와 같이, 개구영역들이 형성된 제3 절연층(30) 상에 제2 도전물질층(미도시)을 형성하고, 포토리소그라피 공정을 실시하여 소스 전극(250S)과 드레인 전극(250D)을 형성할 수 있다.
상기 제2 도전물질층은 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 은(Ag), 마그네슘(Mg), 금(Au), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 이리듐(Ir), 크롬(Cr), 니켈(Li), 칼슘(Ca), 몰리브덴(Mo), 타이타늄(Ti), 텅스텐(W), 구리(Cu) 가운데 선택된 하나 이상의 금속으로 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다.
소스 전극(250S) 및 드레인 전극(250D) 중 하나는 제1 전극(140)과 제2 개구영역(H2)을 통하여 전기적으로 연결시킬 수 있다. 또한, 소스 전극(250S) 및 드레인 전극(250D)은 제3 개구영역(H3)을 통하여 소스 영역(210S)과 드레인 영역(210D)에 각각 연결될 수 있다.
도 12에 도시된 바와 같이, 소스 전극(250S)과 드레인 전극(250)이 형성된 제3 절연층(30) 상에 제4 절연층(40)을 형성할 수 있다. 제4 절연층(40)은 산화물, 질화물과 같은 무기물을 포함하거나, 유기물을 포함할 수도 있다. 제4 절연층(40)을 형성하는 무기 절연막으로는 SiO2, SiNx, SiON, Al2O3, TiO2, Ta2O5, HfO2, ZrO2, BST, PZT 등이 포함될 수 있고, 유기 절연막으로는 일반 범용고분자(PMMA, PS), phenol그룹을 갖는 고분자 유도체, 아크릴계 고분자, 이미드계 고분자, 아릴에테르계 고분자, 아마이드계 고분자, 불소계고분자, p-자일렌계 고분자, 비닐알콜계 고분자 및 이들의 블렌드 등이 포함될 수 있다. 제4 절연층(30)은 무기 절연막과 유기 절연막의 복합 적층체로도 형성될 수 있다. 제4 절연층(40)은 스핀 코팅 등의 방법으로 형성할 수 있다.
그리고 제1 개구영역(H1)에 대응되는 영역에 제4 절연층(40) 및 일부 남아 있는 제3 절연층(30)을 식각하여 제4 개구영역(H4)을 형성할 수 있다. 여기서 제4 개구영역(H4)으로 제1 전극(140)의 일부를 노출시킬 수 있다. 제1 개구영역(H1)은 개구영역을 형성할 때 오정렬을 방지하기 위해 제4 개구영역(H4)보다 크게 형성할 수 있다. 또는 제1 개구영역(H1)과 제4 개구영역(H4)은 동일한 식각면을 가질 수도 있다.
도 13에 도시된 바와 같이, 제4 개구영역(H4)으로 노출된 제1 전극(140) 상에 유기 발광층(170)과, 유기 발광층(170) 상에 제2 전극(180)을 형성하여 유기발광 표시장치(1)를 형성할 수 있다.
제2 전극(180)은 은(Ag), 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg), 리튬(Li), 칼슘(Ca), 백금(Pt), 납(Pd), 금(Au), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 이리듐(Ir), 크롬(Cr), LiF/Ca, 및 LiF/Al에서 및 이들의 혼합물 중 선택된 저저항 재료로 형성될 수 있다. 제2 전극(180)을 반사 전극으로 형성시킴으로써 유기 발광층(170)에서 방출된 광을 기판(5) 측으로 방출시킬 수 있다.
이와 같이, 본 실시예에 따른 유기발광 표시장치(1)의 제조방법에 따라 반투과층(130)을 제2 절연층(20)과 동일한 실리콘 계열의 물질로 형성함으로써 공정의 용이성 및 생산성을 향상시킬 수 있다. 게다가 반투과층(130)을 제1 전극(140)과 굴절률 차이가 큰 물질로 형성하여 안정적인 공진구조를 형성함으로써 광 효율을 향상시킬 수 있다.
도 14 내지 도 18은 본 발명에 다른 실시예에 따른 유기발광 표시장치의 제조방법을 도시한 단면도들이다. 여기서 유기발광 표시장치의 제조방법은 도 1, 도 3 및 도 4 내지 13을 인용하여 설명한다.
도 14에 도시된 바와 같이, 기판(5) 상의 트랜지스터 영역(TR)에 트랜지스터 소자를 형성할 수 있다.
트랜지스터 영역(TR)의 트랜지스터 소자는 기판(305) 상에 게이트 전극(220-3)을 형성할 수 있다. 게이트 전극(220-3) 상에 게이트 전극(220-3)을 절연하는 게이트 절연막(320)을 기판 전면(whole surface)에 형성할 수 있다.
게이트 절연막(320) 상에 활성층(210-3)을 형성될 수 있다. 활성층(210-3)은 게이트 전극(220-3)에 적어도 일부가 중첩되도록 배치할 수 있다.
활성층(210-3)이 형성된 기판 상에 소스/드레인 전극(250-3S, 250-3D)을 형성하 수 있다. 소스/드레인 전극(250-3S, 250-3D)은 활성층(210-3)에 적어도 일부가 중첩되도록 형성할 수 있다. 또는 소스/드레인 전극(250-3S, 250-3D)은 소스/드레인 전극(250-3S, 250-3D)의 하면 모두가 활성층(210-3)에 중첩되도록 형성할 수 있다.
이와 같이, 게이트 전극(220-3) 상에 소스/드레인 전극(250-3S, 250-3D)을 형성하여 트랜지스터 소자를 형성할 수 있다. 그리고 트랜지스터 소자를 보호하는 패시베이션막(320)을 형성할 수 있다. 패시베이션막(320) 상에 반투과 물질층(130-3L)을 형성할 수 있다.
여기서, 패시베이션막(320) 상에 연속적으로 반투과 물질층(130L)을 형성할 수 있다. 패시베이션막은 SiO2, SiNx 및 이들의 조합으로 이루어진 층을 단층 도는 복수의 층으로 형성할 수 있다. 그리고 반투과 물질층(130-3L)은 실리콘 카바이드(SiC), 비정질 실리콘(Amorphous Silicon), 다결정 실리콘(Poly Silicon) 및 이들의 조합으로 이루어진 어느 하나를 포함하는 실리콘 계열 물질로 형성될 수 있다.
따라서, 하나의 챔버 안에 질소 또는 산소 분위기에서 제2 절연층(20)을 형성하고, 상기 챔버 안의 분위기를 수소 분위기로 변경하여 반투과 물질층(130-3L)을 형성하는 비정질 실리콘층을 형성할 수 있다.
반투과 물질층(130L)은 제2 절연층(20) 상에 50Å 내지 200Å의 두께로 형성할 수 있다. 예를 들면, 비정질 실리콘(a-Si)의 경우 두께가 두꺼울 경우 붉으스레한(reddish) 한 경향을 나타내는데, 비정질 실리콘(a-Si)의 두께를 50Å 내지 200Å으로 얇게 적용하면 상기한 문제를 해결할 수 있다.
이와 같이, 제2 절연층(20)과 반투과 물질층(130L)의 형성공정을 하나의 챔버 안에서 연속적으로 형성할 수 있다. 이에 따라 반투과층(130)을 형성하는 공정이 단순해지고, 생산성을 향상시킬 수 있다. 또한, 제2 절연층(20) 상에 형성된 반투과 물질층(130)은 제2 절연층(20)과 동일한 실리콘 계열의 물질을 사용하여 접착스트레스를 해소할 수 있다. 또한, 반투과 물질층(130L)은 반투과 물질층(130L) 상에 형성되는 투명물질층(140L)과 굴절률 차이가 높은 물질로 형성할 수 있다.
도 15에 도시된 바와 같이, 상기와 같이, 반투과층(130-3)을 형성하기 위해서 하프톤 마스크(M3)를 사용할 수 있다. 하프톤 마스크(M3)는 광투과부, 반투과부 및 광차단부를 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 광투과부에 대응되는 영역에 콘택홀(330)이 형성되는 영역과 대응되게 배치하고, 반투과층(130-3)이 형성되는 영역에는 광차단부를 배치시키고, 그 이외의 영역은 반투과부를 배치시킬 수 있다.
여기서, 반투과부는 선택적으로 배치시킬 수 있다. 이는 건식 식각을 진행하는 과정에서 반투과 물질층(130-3L)이 산란되는 플라즈마 데미지로 소비 식각되는 량으로 식각이 가능할 수 있기 때문이다. 이와 같이 하나의 마스크로 콘택홀(330)과 반투과층(130-3)을 형성할 수 있어 공정의 단순화시킬 수 있다.
도 16에 도시된 바와 같이, 반투과층(130-3)과 콘택홀(330)이 형성된 패시베이션층(340) 상에 제1 전극 물질을 형성하고 패터닝하여 제1 전극(140-3)을 형성할 수 있다. 여기서 제1 전극(140-3)은 반투과층(130-3)을 완전히 덮을 수 있을 정도의 크기로 형성할 수 있다.
그리고 제1 전극(140-3)은 콘택홀(330)을 통해서 트랜지스터 소자의 드레인 전극(250-3D)과 전기적으로 연결될 수 있다.
또한 제1 전극(140-3)은 50Å 내지 100Å의 두께로 형성할 수 있어 유기발광 표시장치(3)의 박형화를 구현할 수 있다.
도 17에 도시된 바와 같이, 제1 전극(140-3)이 형성된 기판 상에 화소 정의막(340)을 형성할 수 있다. 화소 정의막(340) 상에 개구 영역(350)을 형성하여 제1 전극(140-3)의 일부를 노출시킬 수 있다.
도 18에 도시된 바와 같이, 개구 영역(350)으로 노출된 제1 전극(140-3) 상에 유기 발광층(170-3)을 형성할 수 있다.
그리고 유기 발광층(170-3) 상에 제2 전극(180-3)을 형성할 수 있다. 제2 전극(180-3)은 저저항이면서 반사 특성을 갖는 금속으로 형성할 수 있다.
이와 같이, 패시베이션층(320)과 동일계열로 반투과층(130-3)을 형성함으로써, 패시베이션층(320)과의 접착력을 향상시키고, 생산효율을 증가시킬 수 있는 효과가 있다.
이상에서 본 발명의 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 본 발명의 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
1: 유기발광 표시장치
5: 기판 10: 제1 절연층
20: 제2 절연층 30: 제3 절연층
40: 제4 절연층 130: 반투과층
140: 제1 전극 170: 유기 발광층
180: 제2 전극 210: 활성층
220: 게이트 전극 250: 소스/드레인 전극

Claims (20)

  1. 기판;
    상기 기판 상에 배치되는 트랜지스터 소자;
    상기 트랜지스터 소자에 전기적으로 연결되는 제1 전극;
    상기 제1 전극 상에 배치되는 유기 발광층; 및
    상기 유기 발광층 상에 배치되는 제2 전극을 포함하되,
    상기 제1 전극의 하면에 접하는 반투과층을 포함하고, 상기 반투과층은 상기 제1 전극 대비 굴절률이 상대적으로 높고,
    상기 반투과층은 비정질 실리콘(a-Si), 다결정 실리콘(p-Si) 및 실리콘 카바이드(SiC)로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 유기발광 표시장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 반투과층은 상기 제1 전극과의 굴절률 차이가 0.5 이상으로 배치된 유기발광 표시장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 반투과층은 굴절률이 2.5 이상인 재료로 형성된 유기발광 표시장치.
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 반투과층은 50Å 내지 200Å의 두께로 배치된 유기발광 표시장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 전극의 두께는 50Å 내지 100Å 범위인 유기발광 표시장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 반투과층의 하면에 투명층을 더 포함하는 유기발광 표시장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 투명층은 상기 제1 전극과 동일한 재료로 형성되는 유기발광 표시장치.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 투명층은 인듐 틴 옥사이드(indium tin oxide: ITO), 틴 옥사이드(SnO), 인듐 징크 옥사이드(indium zinc oxide: IZO), 징크 옥사이드(zinc oxide: ZnO), 인듐 옥사이드(indium oxide: In2O3), 인듐 갈륨 옥사이드(indium gallium oxide: IGO), 및 알루미늄 징크 옥사이드(aluminum zinc oxide: AZO) 및 징크 갈륨 옥사이드(zinc gallium oxide: GZO)로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 유기발광 표시장치.
  10. 기판 상에 트랜지스터 소자를 형성하는 단계;
    상기 트랜지스터 소자와 전기적으로 연결되는 제1 전극을 형성하는 단계;
    상기 제1 전극 상에 유기 발광층을 형성하는 단계;
    상기 유기 발광층 상에 제2 전극을 형성하는 단계를 포함하되,
    상기 제1 전극을 형성하기 전에 상기 제1 전극의 하면에 상기 제1 전극 대비 굴절률이 상대적으로 높고, 비정질 실리콘(a-Si), 다결정 실리콘(p-Si) 및 실리콘 카바이드(SiC)로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 반투과층을 형성하는 단계를 더 포함하는 유기발광 표시장치의 제조방법.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 반투과층은 상기 제1 전극과의 굴절률 차이가 0.5 이상으로 형성된 유기발광 표시장치의 제조방법.
  12. 제 10항에 있어서,
    상기 반투과층은 굴절률이 2.5 이상인 재료로 형성된 유기발광 표시장치의 제조방법.
  13. 삭제
  14. 제 10항에 있어서,
    상기 제1 전극의 두께는 50Å 내지 100Å 범위인 유기발광 표시장치의 제조방법.
  15. 제 10항에 있어서,
    상기 반투과층은 50Å 내지 200Å의 두께로 배치된 유기발광 표시장치의 제조방법.
  16. 기판 상에 트랜지스터 소자를 형성하는 단계;
    상기 트랜지스터 소자가 형성된 기판 상에 반투과층과 상기 트랜지스터 소자의 일부를 노출시키는 콘택홀을 형성하는 단계;
    상기 반투과층에 중첩되고 상기 콘택홀을 통해 상기 트랜지스터 소자와 전기적으로 연결되는 제1 전극을 형성하는 단계;
    상기 제1 전극 상에 유기 발광층을 형성하는 단계;
    상기 유기발광층 상에 제2 전극을 형성하는 단계를 포함하되,
    상기 반투과층은 상기 제1 전극 대비 굴절률이 상대적으로 높게 형성하며,
    상기 반투과층은 비정질 실리콘(a-Si), 다결정 실리콘(p-Si) 및 실리콘 카바이드(SiC)로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 유기발광 표시장치의 제조방법.
  17. 제 16항에 있어서,
    상기 반투과층은 상기 제1 전극과의 굴절률 차이가 0.5 이상으로 형성되는 유기발광 표시장치의 제조방법.
  18. 제 16항에 있어서,
    상기 반투과층은 굴절률이 2.5 이상인 재료로 형성되는 유기발광 표시장치의 제조방법.
  19. 삭제
  20. 제 16항에 있어서,
    상기 제1 전극의 두께는 50Å 내지 100Å 범위인 유기발광 표시장치의 제조방법.
KR1020140164445A 2014-11-24 2014-11-24 유기발광 표시장치 및 그 제조방법 Active KR102303433B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140164445A KR102303433B1 (ko) 2014-11-24 2014-11-24 유기발광 표시장치 및 그 제조방법
US14/698,265 US9774008B2 (en) 2014-11-24 2015-04-28 OLED display device including transflective layer and method of manufacturing the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140164445A KR102303433B1 (ko) 2014-11-24 2014-11-24 유기발광 표시장치 및 그 제조방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160062287A KR20160062287A (ko) 2016-06-02
KR102303433B1 true KR102303433B1 (ko) 2021-09-17

Family

ID=56011078

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140164445A Active KR102303433B1 (ko) 2014-11-24 2014-11-24 유기발광 표시장치 및 그 제조방법

Country Status (2)

Country Link
US (1) US9774008B2 (ko)
KR (1) KR102303433B1 (ko)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10243162B2 (en) * 2015-06-17 2019-03-26 Universal Display Corporation Close illumination system
KR102545675B1 (ko) * 2016-05-11 2023-06-20 삼성디스플레이 주식회사 유기 발광 소자
KR102522667B1 (ko) * 2016-06-13 2023-04-17 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치
CN106784350A (zh) * 2016-12-23 2017-05-31 京东方科技集团股份有限公司 一种有机电致发光显示面板及其制作方法、显示装置
US10181484B2 (en) * 2017-04-05 2019-01-15 Wuhan China Star Optoelectronics Technology Co., Ltd. TFT substrate manufacturing method and TFT substrate
US11462711B2 (en) 2017-06-26 2022-10-04 Samsung Display Co., Ltd. Light-emitting device and method of fabricating display panel therewith
US10566354B2 (en) * 2018-02-26 2020-02-18 Wuhan China Star Optoelectronics Technology Co., Ltd. Array substrate, touch display screen and manufacturing method of array substrate
CN117479773A (zh) * 2023-08-23 2024-01-30 武汉华星光电半导体显示技术有限公司 一种显示面板

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100215903A1 (en) * 2006-03-03 2010-08-26 Gentex Corporation Thin-Film Coatings, Electro-Optic Elements and Assemblies Incorporating These Elements
US20120097928A1 (en) * 2010-10-22 2012-04-26 Tae-Gon Kim Organic light emitting diode display

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003317971A (ja) * 2002-04-26 2003-11-07 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 発光装置およびその作製方法
KR20120056505A (ko) 2010-11-25 2012-06-04 삼성모바일디스플레이주식회사 유기 발광 표시 장치 및 그 제조 방법
KR101890799B1 (ko) 2012-02-07 2018-08-23 삼성디스플레이 주식회사 박막 트랜지스터 어레이 기판, 이를 포함하는 유기 발광 표시 장치 및 그 제조 방법
KR101960710B1 (ko) 2012-05-29 2019-03-25 삼성디스플레이 주식회사 유기 발광 디스플레이 장치 및 그 제조 방법
KR101954984B1 (ko) 2012-09-25 2019-03-08 삼성디스플레이 주식회사 박막 트랜지스터 어레이 기판, 이를 포함하는 유기 발광 표시 장치 및 그 제조 방법
JP2014082024A (ja) 2012-10-12 2014-05-08 Samsung Electronics Co Ltd 有機発光素子とその製造方法
JP2014132525A (ja) * 2013-01-04 2014-07-17 Japan Display Inc 有機ｅｌ表示装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100215903A1 (en) * 2006-03-03 2010-08-26 Gentex Corporation Thin-Film Coatings, Electro-Optic Elements and Assemblies Incorporating These Elements
US20120097928A1 (en) * 2010-10-22 2012-04-26 Tae-Gon Kim Organic light emitting diode display

Also Published As

Publication number Publication date
KR20160062287A (ko) 2016-06-02
US20160149161A1 (en) 2016-05-26
US9774008B2 (en) 2017-09-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102494987B1 (ko) 표시 장치의 제조 방법 및 표시 장치
KR102303433B1 (ko) 유기발광 표시장치 및 그 제조방법
KR102608412B1 (ko) 유기 전계 발광 표시 장치
US20220028960A1 (en) Display device
US10522603B2 (en) Organic light emitting display devices
US20220123262A1 (en) Organic light-emitting display apparatus and method of manufacturing the same
KR102596065B1 (ko) 유기발광 표시장치 및 이의 제조 방법
KR101952706B1 (ko) 유기 발광 소자 및 이를 포함하는 유기 발광 표시 장치
KR102597673B1 (ko) 표시 장치
KR102637151B1 (ko) 표시 장치 및 그 제조 방법
US9673413B2 (en) Organic light-emitting device and display apparatus including the same
KR20160066651A (ko) 표시 장치의 제조 방법 및 표시 장치
US9991446B2 (en) Organic light emitting device and display device having the same
KR100964231B1 (ko) 유기 발광 소자 및 유기 발광 표시 장치
KR20160069555A (ko) 유기 발광 소자 및 이를 포함하는 표시 장치
US9899625B2 (en) Display device
US9871218B2 (en) Organic light emitting display including color-adjusting layer and manufacturing method thereof
CN221901263U (zh) 显示装置

Legal Events

Date Code Title Description
PA0109 Patent application

Patent event code: PA01091R01D

Comment text: Patent Application

Patent event date: 20141124

PG1501 Laying open of application
PA0201 Request for examination

Patent event code: PA02012R01D

Patent event date: 20191107

Comment text: Request for Examination of Application

Patent event code: PA02011R01I

Patent event date: 20141124

Comment text: Patent Application

E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event date: 20210112

Patent event code: PE09021S01D

E701 Decision to grant or registration of patent right
PE0701 Decision of registration

Patent event code: PE07011S01D

Comment text: Decision to Grant Registration

Patent event date: 20210725

GRNT Written decision to grant
PR0701 Registration of establishment

Comment text: Registration of Establishment

Patent event date: 20210913

Patent event code: PR07011E01D

PR1002 Payment of registration fee

Payment date: 20210913

End annual number: 3

Start annual number: 1

PG1601 Publication of registration
PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20240822

Start annual number: 4

End annual number: 4