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KR102711102B1 - 유기 발광 표시 장치 및 그 제조 방법 - Google Patents

유기 발광 표시 장치 및 그 제조 방법 Download PDF

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KR102711102B1
KR102711102B1 KR1020160151626A KR20160151626A KR102711102B1 KR 102711102 B1 KR102711102 B1 KR 102711102B1 KR 1020160151626 A KR1020160151626 A KR 1020160151626A KR 20160151626 A KR20160151626 A KR 20160151626A KR 102711102 B1 KR102711102 B1 KR 102711102B1
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Abstract

유기 발광 표시 장치 및 그 제조 방법이 제공된다. 유기 발광 표시 장치는 복수의 화소가 정의된 기판 상의 각 화소에 배치된 제1 도전층, 상기 기판 상에 배치되며, 각 화소마다 상기 제1 도전층의 적어도 일부를 노출하는 화소 정의막, 상기 노출된 제1 도전층 상에 배치된 유기 발광층, 상기 유기 발광층 상에 배치된 제2 도전층, 상기 제2 도전층 상의 각 화소에 배치되며, 상기 제2 도전층의 적어도 일부를 노출하는 보호층 및 상기 화소 정의막 상의 각 화소 사이에 배치되며, 서로 다른 화소에 배치된 상기 제2 도전층의 노출된 부분들과 접하는 서브 도전층을 포함한다.

Description

유기 발광 표시 장치 및 그 제조 방법{ORGANIC LIGHT EMITTING DISPLAY DEVICE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 발명은 유기 발광 표시 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
유기 발광 표시 장치(organic light emitting display)는 대표적인 자발광형 표시 장치로서, 액정 표시 장치(liquid crystal display) 같은 수광형 표시 장치와 달리 백라이트 유닛이 필요하지 않기 때문에, 스마트폰, 초박형 TV 등 박형화가 필요한 다양한 전기/전자 제품에 이용되고 있다.
최근에는, 포토 마스크(photo mask)를 이용한 포토 패터닝(photo pattering)으로 유기 발광 소자를 증착하는 방법을 통해 고해상도를 구현하기 위한 연구가 진행되고 있다.
그러나, 포토 패터닝에 사용되는 리프트오프층(Lift-Off Layer)은 특수한 물질을 포함하기 때문에 단가가 높으며, 제거 과정에서 기 증착된 유기층에 손상을 줄 가능성이 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 유기 발광층이 외기 또는 공정 중에 발생한 물리·화학적 충격으로부터 손상되는 것을 방지할 수 있는 유기 발광 표시 장치 및 그 제조 방법을 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 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치는 기판 상에 배치된 제1 도전층, 상기 기판 상에 복수의 화소를 정의하도록 배치되며, 각 화소마다 상기 제1 도전층의 적어도 일부를 노출하는 화소 정의막, 상기 제1 도전층의 상기 화소 정의막에 의해 노출된 부분 상에 배치된 유기 발광층, 상기 유기 발광층 상에 배치된 제2 도전층, 상기 제2 도전층 상의 각 화소에 배치되며, 상기 제2 도전층의 적어도 일부를 노출하는 보호층 및 상기 화소 정의막 상의 각 화소 사이에 배치되며, 서로 다른 화소에 배치된 상기 제2 도전층의 노출된 부분들과 접하는 서브 도전층을 포함한다.
각 화소에 배치된 상기 보호층은 서로 접하지 않을 수 있다.
각 화소에 배치된 상기 제2 도전층은 서로 직접적으로 접하지 않을 수 있다.
상기 유기 발광층은 상기 보호층, 상기 화소 정의막, 상기 제1 도전층 및 상기 서브 도전층에 의해 밀폐되도록 둘러싸일 수 있다.
상기 보호층은 무기물을 포함할 수 있다.
상기 서브 도전층은 상기 보호층의 적어도 일 부분 상에는 배치되지 않을 수 있다.
상기 화소 정의막은 유기물을 포함하는 화소 정의막 제1 층 및 무기물을 포함하며, 상기 화소 정의막 제1 층을 덮는 화소 정의막 제2 층을 포함할 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치는 기판 상에 배치된 제1 도전층, 상기 기판 상에 적어도 하나의 화소를 정의하도록 배치되며, 일 화소에서 상기 제1 도전층의 적어도 일부를 노출하는 화소 정의막, 상기 제1 도전층의 상기 화소 정의막에 의해 노출된 부분 상에 배치된 유기 발광층, 상기 유기 발광층 상에 배치된 제2 도전층, 상기 제2 도전층 상의 상기 일 화소에 배치되며, 상기 제2 도전층의 적어도 일부를 노출하는 보호층 및 상기 화소 정의막 상의 상기 일 화소 외측에 배치되며, 상기 제2 도전층의 노출된 부분과 접하는 서브 도전층을 포함한다.
상기 유기 발광층은 상기 보호층, 상기 화소 정의막, 상기 제1 도전층 및 상기 서브 도전층에 의해 밀폐되도록 둘러싸일 수 있다.
상기 서브 도전층은 상기 보호층의 적어도 일 부분 상에는 배치되지 않을 수 있다.
상기 보호층은 적어도 일 부분이 상기 서브 도전층과 접할 수 있다.
상기 보호층 상에 배치된 컬러 필터를 더 포함하며, 상기 서브 도전층은 상기 컬러 필터 상에도 배치될 수 있다.
상기 다른 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 제조 방법은 제1 도전층 및 복수의 화소를 정의하며 각 화소마다 상기 제1 도전층을 노출하는 화소 정의막이 형성된 기판을 준비하는 단계, 상기 화소 정의막 상에 일부 화소를 노출하는 개구가 정의된 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계, 전면 증착을 통해, 상기 제1 도전층의 상기 화소 정의막에 의해 노출된 부분 상에는 유기 발광층을 형성하고, 상기 포토레지스트 패턴 상에는 상기 유기 발광층과 동일한 물질을 포함하는 제1 증착층을 형성하는 단계, 전면 증착을 통해, 상기 유기 발광층 상에는 제2 도전층을 형성하고, 상기 제1 증착층 상에는 상기 제2 도전층과 동일한 물질을 포함하는 제2 증착층을 형성하는 단계, 전면 증착을 통해, 상기 제2 도전층 상에는 보호층을 형성하고, 상기 제2 증착층 상에는 상기 보호층과 동일한 물질을 포함하는 제3 증착층을 형성하는 단계 및 상기 포토레지스트 패턴 및 상기 제1 내지 3 증착층을 제거하는 단계를 포함한다.
상기 보호층의 적어도 일 부분은 상기 화소 정의막과 접하도록 형성할 수 있다.
상기 보호층은 상기 제1 도전층 및 상기 유기 발광층을 완전히 덮도록 형성할 수 있다.
상기 보호층은 상기 화소 정의막 및 상기 제1 도전층과 함께 상기 유기 발광층을 둘러싸서 밀폐시키도록 형성할 수 있다.
상기 포토레지스트 패턴은 역테이퍼 형상을 가질 수 있다.
상기 포토레지스트 패턴은 네거티브(neagtive) 포토레지스트 조성물을 패터닝하여 형성할 수 있다.
상기 포토레지스트 패턴은 박리액(stripper)으로 리프트오프(lift-off)하는 방식으로 제거할 수 있다.
상기 포토레지스트 패턴을 제거한 이후에, 타 화소에도 유기 발광층, 제2 도전층 및 보호층을 형성하는 단계, 상기 제2 도전층의 일부를 노출하도록 상기 보호층을 식각하는 단계 및 상기 제2 도전층의 노출된 부분들과 접하도록 서브 도전층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면 적어도 다음과 같은 효과가 있다.
보호층을 통해 유기 발광층이 외기 또는 공정 중에 발생한 물리·화학적 충격으로부터 손상되는 것을 방지할 수 있다.
나아가, 서브 도전층을 통해 보호층의 형성 과정에서 단절된 각 화소의 제2 도전층들을 전기적으로 연결시킬 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 평면 구조를 나타낸 개략도이다.
도 2는 도 1의 유기 발광 표시 장치의 Ⅱ-Ⅱ'선을 따라 자른 단면도이다.
도 3 내지 5는 본 발명의 다른 실시예들에 따른 유기 발광 표시 장치의 단면도이다.
도 6 내지 도 21은 도 2 및 3의 유기 발광 표시 장치에 대한 제조 방법의 공정 단계별 단면도들이다.
도 22 내지 24는 도 4 및 5의 유기 발광 표시 장치에 대한 제조 방법의 공정 단계별 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.
어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층의 "위(on)" 또는 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 소자 바로 위에 또는 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.
이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들에 대해 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 평면 구조를 나타낸 개략도이다.
도 1을 참조하면, 유기 발광 표시 장치는 평면상 이미지가 시인되는 영역인 표시 영역(DA)과 상기 이미지가 시인되지 않는 영역인 비표시 영역(NA)을 포함할 수 있다. 비표시 영역(NA)은 표시 영역(DA)의 외측에 상기 표시 영역(DA)을 둘러싸도록 형성될 수 있다.
표시 영역(DA)에는 매트릭스 형상으로 배열된 복수의 화소(PX)가 정의된다. 각 화소(PX)는 제1 색, 제2 색 및 제3 색을 각각 발광하는 제1 화소(PX1), 제2 화소(PX2) 및 제3 화소(PX3)로 구분될 수 있다. 도 1에서는 상기 제1 색, 제2 색 및 제3 색이 각각 적색, 녹색 및 청색인 경우를 예시한다.
복수의 화소(PX)는 평면상 수평 방향으로는 제1 화소(PX1), 제2 화소(PX2) 및 제3 화소(PX3)가 교번적으로 배치되고, 수직 방향으로는 동일한 색을 발광하는 화소(PX)만 연속적으로 배치될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
도 2는 도 1의 유기 발광 표시 장치의 Ⅱ-Ⅱ'선을 따라 자른 단면도이다.
도 2를 참조하면, 유기 발광 표시 장치는 베이스 기판(101), 버퍼층(110), 활성층(121), 게이트 절연층(140), 게이트 전극(151), 층간 절연층(160), 소스 전극(172), 드레인 전극(173), 평탄화층(180) 및 유기 발광 소자(200)를 포함할 수 있다.
베이스 기판(101)은 절연 기판일 수 있다. 베이스 기판(101)은 유리 또는 플라스틱을 포함할 수 있다. 베이스 기판(101)은 투명할 수 있지만, 전면 발광형 유기 발광 표시 장치에 적용되는 경우에는 불투명한 물질로 이루어질 수도 있다.
몇몇 실시예에서, 유기 발광 표시 장치가 유연성을 갖는 플렉서블(Flexible) 표시 장치로 구현되기 위해, 베이스 기판(101)이 폴리이미드 등과 같은 유연성 물질로 이루어지거나, 생략될 수도 있다.
베이스 기판(101) 상에는 버퍼층(110)이 배치될 수 있다. 버퍼층(110)은 질화규소(SiNx), 산화규소(SiOx), 산질화규소(SiOxNy) 등을 포함할 수 있고, 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다. 버퍼층(110)은 반도체의 특성을 열화(degradation)시키는 불순물 또는 수분이나 외기의 침투를 방지하고, 표면을 평탄화시키는 역할을 수행한다.
버퍼층(110) 상에는 활성층(121)이 배치된다. 활성층(121)은 반도체를 포함할 수 있으며, 다결정 실리콘(polysilicon)으로 이루어질 수 있다.
활성층(121)은 채널 영역(123)과 상기 채널 영역(123)의 양 옆에 위치하는 소스 영역(122) 및 드레인 영역(124)을 포함할 수 있다. 채널 영역(123)은 불순물이 도핑되지 않은 다결정 실리콘인 진성 반도체(intrinsic semiconductor)일 수 있고, 소스 영역(122) 및 드레인 영역(124)은 도전성 불순물이 도핑된 다결정 실리콘인 불순물 반도체(impurity semiconductor)일 수 있다.
활성층(121) 상에는 게이트 절연층(140)이 배치될 수 있다. 게이트 절연층(140)은 질화규소, 산화규소, 산질화규소 등을 포함하는 절연층으로 이루어질 수 있고, 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다.
게이트 절연층(140) 상에는 게이트 전극(151)이 배치될 수 있다. 게이트 전극(151)은 활성층(121)의 채널 영역(123)에 중첩하도록 배치될 수 있다. 활성층(121)의 소스 영역(122) 및 드레인 영역(124)은 게이트 전극(151)에 비중첩할 수 있다. 게이트 전극(151)은 알루미늄(Al), 몰리브덴(Mo), 구리(Cu) 등 또는 이들의 합금을 포함할 수 있고, 다중층 구조를 가질 수도 있다.
게이트 전극(151) 상에는 층간 절연층(160)이 배치될 수 있다. 층간 절연층(160)은 질화규소, 산화규소, 산질화규소 등을 포함하는 절연층으로 이루어질 수 있고, 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다.
층간 절연층(160) 상에는 소스 전극(172)과 드레인 전극(173)이 배치될 수 있다. 소스 전극(172)은 활성층(121)의 소스 영역(122)에 중첩되도록 배치될 수 있고, 드레인 전극(173)은 활성층(121)의 드레인 영역(124)에 중첩되도록 배치될 수 있다.
소스 전극(172)과 드레인 전극(173)은 알루미늄(Al), 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr), 탄탈륨(Ta), 티타늄(Ti) 및 기타 내화성 금속(refractory metal) 또는 이들의 합금을 포함할 수 있으며, 다중층 구조를 가질 수도 있다.
게이트 절연층(140) 및 층간 절연층(160)에는 소스 전극(172)과 드레인 전극(173)을 활성층(121)의 소스 영역(122) 및 드레인 영역(124)에 각각 전기적으로 접촉시키는 소스 콘택홀(161) 및 드레인 콘택홀(162)이 형성될 수 있다.
활성층(121), 게이트 전극(151), 소스 전극(172) 및 드레인 전극(173)은 박막 트랜지스터(T)를 구성할 수 있다. 박막 트랜지스터(T)의 게이트 전극(151)은 제어 단자이고, 소스 전극(172)은 입력 단자이며, 드레인 전극(173)은 출력 단자이다.
각 화소(PX)에는 하나 이상의 박막 트랜지스터(T)가 대응되도록 배치될 수 있으며, 박막 트랜지스터(T)는 유기 발광 소자(200)와 전기적으로 연결되어 상기 유기 발광 소자(200)의 구동을 제어할 수 있다.
소스 전극(172) 및 드레인 전극(173) 상에는 평탄화층(180)이 배치될 수 있다. 평탄화층(180)은 질화규소, 산화규소, 산질화규소, 유전상수가 작은 아크릴(acryl)계 유기화합물, BCB(Benzocyclobutane) 또는 PFCB(Perfluorocyclobutane) 등을 포함할 수 있다.
평탄화층(180)은 소스 전극(172) 및 드레인 전극(173)을 보호하는 역할을 하며, 그 상면을 평탄화시키는 역할을 할 수 있다. 평탄화층(180)에는 드레인 전극(173)이 노출되도록 하는 콘택홀(181)이 평탄화층(180)을 관통하여 형성될 수 있다.
유기 발광 소자(200)는 평탄화층(180) 상에 배치되며, 제1 도전층(210), 화소 정의막(220), 유기 발광층(230), 제2 도전층(240), 캡핑층(250), 보호층(260), 서브 도전층(270) 및 서브 보호층(280)을 포함할 수 있다.
제1 도전층(210)은 평탄화층(180) 상의 각 화소(PX)에 배치될 수 있다. 제1 도전층(210)은 평탄화층(180)에 형성된 콘택홀(181)을 통해 화소(PX)마다 배치된 박막 트랜지스터(T)의 드레인 전극(173)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제1 도전층(210)은 유기 발광 소자(200)의 화소 전극 또는 애노드 전극이 될 수 있다.
제1 도전층(210)은 일함수가 높은 도전성 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 도전층(210)은 ITO, TCO, IZO, ZnO, In2O3 등의 투명 도전 물질을 포함할 수 있다. 나아가, 제1 도전층(210)은 위와 같은 투명 도전 물질층과 리튬(Li), 칼슘(Ca), 알루미늄(Al), 은(Ag), 마그네슘(Mg), 금(Au) 등의 반사성 금속 같은 도전성 물질층의 적층막을 포함할 수 있다.
화소 정의막(220)은 평탄화층(180) 상에 제1 도전층(210)의 일부를 덮도록 배치될 수 있다. 화소 정의막(220)은 유기 발광 소자(200)의 각 화소(PX)를 구분하는 역할을 한다. 화소 정의막(220)에는 각 화소(PX)에 배치된 제1 도전층(210)의 적어도 일부를 노출하는 제1 개구(H1)가 정의될 수 있다.
화소 정의막(220)은 아크릴계 화합물, PI(Polyimide), BCB(Benzocyclobutane) 또는 PFCB(Perfluorocyclobutane) 등의 유기물을 포함하는 화소 정의막 제1 층(221) 및 무기물을 포함하며 화소 정의막 제1 층(221)을 덮는 화소 정의막 제2 층(222)을 포함하는 다중층으로 이루어질 수 있다. 화소 정의막 제2 층(222)은 화소 정의막 제1 층(221)의 상면뿐만 아니라, 제1 개구(H1) 측의 측벽을 덮도록 형성될 수 있다.
화소 정의막(220)이 유기물로 이루어지면 제1 개구(H1)를 형성하기 위해 패터닝하는 과정에서 제1 도전층(210)이 손상되는 것을 방지하고 제조 공정을 단순화 할 수 있으나, 공기나 수분이 화소 정의막(220)을 통해 유기 발광층(230)으로 침투할 수 있으므로, 무기물을 포함하는 제2 층(222)을 통해 공기나 수분이 화소 정의막(220) 내부로 침투하는 것을 방지할 수 있다.
화소 정의막 제2 층(222)은 질화규소(SiNx), 산화규소(SiOx), 산질화규소(SiOxNy) 등의 무기물을 포함할 수 있으며, 화소 정의막 제1 층(221)의 상면을 완전히 덮도록 배치될 수 있다.
제1 개구(H1)에 의해 노출된 제1 도전층(210) 상에는 유기 발광층(230)이 배치될 수 있다. 유기 발광층(230)은 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 수송층 및 전자 주입층 중 하나 이상과 발광층을 포함하는 다중층으로 형성될 수 있다.
유기 발광층(230)은 각각 무기 물질을 포함하여 이루어진 보호층(260), 화소 정의막 제2 층(222), 제1 도전층(210) 및 서브 도전층(270)으로 둘러싸여 완전히 밀폐될 수 있다. 그에 따라 외부 이물이나 수분이 유기 발광층(230) 내부로 침투하는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
제1 화소(PX1), 제2 화소(PX2) 및 제3 화소(PX3)에 각각 배치된 유기 발광층(230)은 적색, 녹색 및 청색을 각각 방출할 수 있다.
유기 발광층(230) 상에는 제2 도전층(240)이 배치될 수 있다. 제2 도전층(240)은 화소 정의막(220) 상면의 일부를 덮을 수 있다.
제2 도전층(240)은 일함수가 낮은 도전성 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제2 도전층(240)은 Li, Ca, LiF/Ca, LiF/Al, Al, Mg, Ag, Pt, Pd, Ni, Au Nd, Ir, Cr, BaF, Ba, Yb 또는 이들의 화합물이나 혼합물 등의 금속을 포함할 수 있고, ITO, TCO, IZO, ZnO, In2O3 등의 투명 도전 물질을 포함할 수도 있다.
예시적인 실시예에서, 제2 도전층(240)은 Ag나 Mg 등을 포함하는 얇은 금속층, TCO 등을 포함하는 투명 도전막 또는 상기 금속층과 도전막이 적층된 다중층일 수 있으며, 이에 따라 하부에 배치된 유기 발광층(230)에서 방출된 빛이 제2 도전층(240)을 투과할 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.
제2 도전층(240)은 각 화소(PX)에만 비연속적으로 배치된 아일랜드(Island) 형태로 배치될 수 있다. 이에 따라, 각 화소(PX)에 배치된 제2 도전층(240)은 서로 직접적으로 접하지 않을 수 있다. 각 화소(PX)에 배치된 제2 도전층(240)은 유기 발광 소자(200)의 캐소드 전극으로서 기능할 수 있으며, 서브 도전층(270)에 의해 전기적으로 연결되어 공통 전극으로서 기능할 수 있다.
상기 제2 도전층(240) 상에는 캡핑층(250)이 배치될 수 있다. 캡핑층(250)은 유기 발광층(230)의 광 취출 효율을 향상시킬 수 있으며, 유기 발광 소자(200)의 패터닝 시에 플라즈마로부터 유기 발광층(230)을 보호하는 역할도 할 수 있다. 캡핑층(250)은 생략될 수 있다.
캡핑층(250) 상에는 보호층(260)이 배치될 수 있다. 캡핑층(250)이 생략될 경우, 제2 도전층(240) 상에 직접 보호층(260)이 배치될 수 있다.
보호층(260)은 하부의 유기 발광층(230)을 포함한 소자들을 인캡슐레이션(Encapsulation)하는 역할을 할 수 있는 층으로서, 유기 발광 소자(200)의 패터닝 시 형성된 포토레지스트를 제거할 때 유기 발광층(230)이 손상되는 것을 방지한다. 따라서, 보호층(260)을 적용하면 고가의 리프트오프층(Lift-Off Layer)의 사용을 생략할 수 있다. 또한, 보호층(260)은 어느 한 종류의 화소(PX)에 유기 발광층(230)을 형성한 후 다른 화소(PX)에 유기 발광층(230)을 형성할 때, 외부 충격, 식각 물질 또는 외기 등으로부터 기 형성된 유기 발광층(230)을 보호하는 역할을 할 수 있다.
보호층(260)은 제2 도전층(240) 및 캡핑층(250)을 덮으면서, 제2 도전층(240)의 일부는 노출하도록 배치될 수 있다. 구체적으로, 제2 도전층(240)의 외측 일부분이 보호층(260)으로 덮이지 않고 노출될 수 있으며, 상기 노출된 부분을 통해 서브 도전층(270)과 전기적으로 접촉할 수 있다.
보호층(260)은 각 화소(PX)의 내측에 배치될 수 있다. 이에 따라, 각 화소(PX)에 배치된 보호층(260)은 서로 접하지 않도록 배치될 수 있다.
보호층(260)은 질화규소(SiNx), 산화규소(SiOx), 산질화규소(SiOxNy) 등의 무기물을 포함할 수 있다.
서브 도전층(270)은 화소 정의막(220) 상의 각 화소(PX) 사이에 배치될 수 있다. 이에 따라, 서브 도전층(270)은 임의의 한 화소(PX)를 중심으로 그 외측에 배치될 수 있다. 서브 도전층(270)은 주변 화소(PX)의 제2 도전층(240)의 상기 노출된 부분에 접함으로써 서로 다른 화소(PX)에 배치된 제2 도전층(240)들을 전기적으로 연결할 수 있다.
예시적인 실시예에서, 서브 도전층(270)은 평면상 격자형으로 분획된 복수의 화소(PX)들 사이 또는 경계를 채우면서 각 화소(PX)에 배치된 제2 도전층(240)의 노출된 부분들과 일부분이 중첩되도록 배치될 수 있다. 상기 중첩된 부분은 서브 도전층(270)과 제2 도전층(240)이 접하는 부분일 수 있다.
서브 도전층(270)은 화소 정의막(220) 표면과 제2 도전층(240), 캡핑층(250) 및 보호층(260) 측면의 적어도 일부를 덮도록 배치될 수 있다. 서브 도전층(270)은 보호층(260)의 적어도 일부분 상에는 배치되지 않을 수 있다. 예를 들어, 서브 도전층(270)은 보호층(260) 상의 화소(PX)가 정의된 영역에는 배치되지 않을 수 있다. 또한, 서브 도전층(270)은 유기 발광층(240)에는 중첩되지 않을 수 있다.
서브 도전층(270)은 상술한 제2 도전층(240)이 포함할 수 있는 물질들을 포함할 수 있으며, 제2 도전층(240)과 동일한 물질로 이루어질 수도 있다. 서브 도전층(270)은 유기 발광층(230)으로부터 빛이 방출되는 경로 상에 배치되지 않을 수 있기 때문에, 제2 도전층(240)보다 두껍게 형성될 수 있다.
보호층(260) 상에는 서브 보호층(280)이 보호층(260) 및 서브 도전층(270)을 덮도록 배치될 수 있다. 서브 보호층(280)은 보호층(260)의 기능을 보완할 수 있는 층으로서, 상술한 보호층(260)의 물질들을 포함하거나, 보호층(260)과 동일한 물질로 이루어질 수도 있다. 서브 보호층(280)은 생략될 수도 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치는 유기 발광층(230)이 보호층(260), 화소 정의막 제2 층(222), 제1 도전층(210) 및 서브 도전층(270)으로 둘러싸여 완전히 밀폐될 수 있기 때문에, 외부 이물이나 수분이 유기 발광층(230) 내부로 침투하는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
또한, 유기 발광층(230)이 각 화소에 독립적으로 배치된 보호층(260)에 의해 각 화소 별로 패키징될 수 있기 때문에, 일부 화소에 배치된 유기 발광층(230)에 발생한 손상이 다른 화소에 배치된 유기 발광층(230)에 영향을 주지 않을 수 있다.
이하, 본 발명의 다른 실시예들에 대해 설명한다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 단면도이다.
도 3의 유기 발광 표시 장치는 서브 보호층(281)이 서브 도전층(271)을 제외한 보호층(260)만을 덮도록 배치된 점을 제외하고 도 2의 설명에서 상술한 바와 같다. 이하에서는 중복되는 내용은 생략한다.
도 3을 참조하면, 보호층(260) 상에는 서브 보호층(281)이 보호층(260)을 덮도록 배치될 수 있다. 서브 도전층(271)은 화소 정의막(220) 상에서 제2 도전층(240), 캡핑층(250) 및 보호층(260) 뿐만 아니라 서브 보호층(281) 측면의 적어도 일 부분을 덮도록 배치될 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같은 유기 발광 표시 장치 또한, 유기 발광층(230)이 보호층(260), 화소 정의막 제2 층(222), 제1 도전층(210) 및 서브 도전층(270)으로 둘러싸여 완전히 밀폐됨에 따라 외부 이물이나 수분이 유기 발광층(230) 내부로 침투하는 것을 효과적으로 방지할 수 있고, 유기 발광층(230)이 각 화소에 독립적으로 배치된 보호층(260)에 의해 각 화소 별로 패키징됨에 따라, 일부 화소에 배치된 유기 발광층(230)에 발생한 손상이 다른 화소에 배치된 유기 발광층(230)에 영향을 주지 않을 수 있다.
또한, 보호층(260) 상에 서브 보호층(281)이 직접 배치됨으로써, 유기 발광층(230)을 집중적으로 보호할 수 있다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 단면도이다.
도 4의 유기 발광 표시 장치는 보호층(260) 상에 컬러 필터(310), 서브 도전층(272), 서브 보호층(282) 및 블랙 매트릭스(320)가 순차적으로 적층된 점을 제외하고 도 2의 설명에서 상술한 바와 같다. 이하에서는 중복되는 내용은 생략한다.
도 4를 참조하면, 보호층(260) 상에는 컬러 필터(310)가 배치될 수 있다. 컬러 필터(310)는 하부의 유기 발광층(230)에서 방출된 빛을 파장에 따라 선별하는 역할을 할 수 있다.
컬러 필터(310)는 상술한 제1 색, 제2 색 및 제3 색에 각각 대응되는 제1 컬러 필터(311), 제2 컬러 필터(312) 및 제3 컬러 필터(313)로 구분될 수 있으며, 각각 제1 화소(PX1), 제2 화소(PX2) 및 제3 화소(PX3)에 배치될 수 있다.
컬러 필터(310) 상에는 서브 도전층(272)이 배치될 수 있다. 서브 도전층(272)은 도 2에 도시된 서브 도전층(270)과 달리 화소 정의막(220), 제2 도전층(240), 캡핑층(250), 보호층(260) 및 컬러 필터(310)의 노출된 모든 표면을 덮도록 연속적으로 배치될 수 있다.
서브 도전층(272) 상에는 서브 보호층(282)이 상기 서브 도전층(272)을 덮도록 배치될 수 있다.
서브 보호층(282) 상에는 블랙 매트릭스(320)가 각 화소(PX) 사이에 배치될 수 있다. 블랙 매트릭스(320)는 유기 발광층(230)으로부터 방출되는 빛이 각 화소(PX)에 국한된 영역으로만 방출되도록 하는 역할을 할 수 있다. 또한, 블랙 매트릭스(320)는 각 화소(PX) 사이에 배치된 서브 도전층(272)에 의한 외광 반사를 방지하는 역할도 할 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같은 유기 발광 표시 장치 또한, 유기 발광층(230)이 보호층(260), 화소 정의막 제2 층(222), 제1 도전층(210) 및 서브 도전층(270)으로 둘러싸여 완전히 밀폐됨에 따라 외부 이물이나 수분이 유기 발광층(230) 내부로 침투하는 것을 효과적으로 방지할 수 있고, 유기 발광층(230)이 각 화소에 독립적으로 배치된 보호층(260)에 의해 각 화소 별로 패키징됨에 따라, 일부 화소에 배치된 유기 발광층(230)에 발생한 손상이 다른 화소에 배치된 유기 발광층(230)에 영향을 주지 않을 수 있다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 단면도이다.
도 5의 유기 발광 표시 장치는 블랙 매트릭스(321) 상에 서브 보호층(283)이 배치된 점을 제외하고 도 4의 설명에서 상술한 바와 같다. 이하에서는 중복되는 내용은 생략한다.
도 5를 참조하면, 블랙 매트릭스(321)는 서브 도전층(272) 상의 각 화소(PX) 사이에 배치될 수 있으며, 서브 보호층(283)은 블랙 매트릭스(321) 상에 블랙 매트릭스(321)와 서브 도전층(272)을 덮도록 배치될 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같은 유기 발광 표시 장치 또한, 유기 발광층(230)이 보호층(260), 화소 정의막 제2 층(222), 제1 도전층(210) 및 서브 도전층(270)으로 둘러싸여 완전히 밀폐됨에 따라 외부 이물이나 수분이 유기 발광층(230) 내부로 침투하는 것을 효과적으로 방지할 수 있고, 유기 발광층(230)이 각 화소에 독립적으로 배치된 보호층(260)에 의해 각 화소 별로 패키징됨에 따라, 일부 화소에 배치된 유기 발광층(230)에 발생한 손상이 다른 화소에 배치된 유기 발광층(230)에 영향을 주지 않을 수 있다.
또한, 서브 보호층(283)이 블랙 매트릭스(321)를 덮도록 배치됨으로써, 블랙 매트릭스(321)도 수분, 외기 또는 이물질 등의 침투로부터 보호할 수 있다.
이하, 상술한 유기 발광 표시 장치를 제조하는 예시적인 방법에 대해 설명한다.
도 6 내지 도 20은 도 2의 유기 발광 표시 장치에 대한 제조 방법의 공정 단계별 단면도들이다.
도 6을 참조하면, 베이스 기판(101) 상에 버퍼층(110), 활성층(121), 게이트 절연층(140), 게이트 전극(151), 층간 절연층(160), 소스 전극(172), 드레인 전극(173), 평탄화층(180) 및 제1 도전층(210)을 형성한다. 이에 대한 구체적인 방법은 당업계에 널리 알려져 있으므로, 그 설명은 생략한다.
도 7을 참조하면, 이어 평탄화층(180) 상에 제1 도전층(210)을 노출하는 제1 개구(H1)를 포함하는 화소 정의막(220)을 형성한다. 구체적으로, 아크릴계 화합물, PI(Polyimide), BCB(Benzocyclobutane) 또는 PFCB(Perfluorocyclobutane) 등을 포함하는 유기막을 적층하고 패터닝하여 화소 정의막 제1 층(221)을 형성한다. 이어, 화소 정의막 제1 층(221) 상에 질화규소(SiNx), 산화규소(SiOx), 산질화규소(SiOxNy) 등의 무기물을 포함하는 무기막을 적층하고 패터닝하여 화소 정의막 제2 층(221)을 형성한다.
도 8을 참조하면, 이어 화소 정의막(220) 상에 제1 포토레지스트 패턴(510)을 형성한다. 제1 포토레지스트 패턴(510)은 화소 정의막(220)과 제1 개구(H1)를 덮도록 포토레지스트 조성물을 도포한 후, 상기 포토레지스트 조성물을 패터닝하여 형성할 수 있다. 포토레지스트 조성물은 마스크(Mask)를 정렬하여 노광하고 현상액으로 현상(develop)하는 방식으로 패터닝할 수 있다.
제1 포토레지스트 패턴(510)은 일부 화소(PX)가 정의된 영역을 노출하는 제2 개구(H2)가 정의되도록 형성할 수 있다. 이에 따라, 제1 포토레지스트 패턴(510)은 복수의 화소(PX) 중 일부 화소(PX)만 노출하고 나머지 화소(PX)와 소자들은 모두 덮도록 형성할 수 있다. 도 8에서는 제1 포토레지스트 패턴(510)이 제1 색을 방출하는 제1 화소(PX1)에 해당하는 영역만 노출하고, 나머지 영역은 덮도록 형성한 것을 도시한다.
제1 포토레지스트 패턴(510)은 역테이퍼 형상을 갖도록 형성할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 제1 포토레지스트 패턴(510)은 네거티브(negative) 포토레지스트 조성물을 패터닝하여 형성함으로써 역테이퍼 형상을 가질 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
도 9를 참조하면, 이어 제2 개구(H2)를 통해, 제1 개구(H1)에 의해 노출된 제1 도전층(210) 상에 유기 발광층(230)을 형성한다. 유기 발광층(230)은 도가니를 이용한 증발(evaporation) 등의 방식으로 증착할 수 있다.
유기 발광층(230)은 유기 발광 물질을 포함하는 제1 증착물을 제2 개구(H2) 및 제1 개구(H1)에 의해 노출된 제1 도전층(210) 상에 증착하는 방식으로 형성할 수 있다. 상기 증착은 마스크를 이용하지 않는 전면 증착 방식으로 진행될 수 있다. 따라서, 제1 증착물은 제2 개구(H2)를 통해 노출된 부분뿐 아니라, 제1 포토레지스트 패턴(510) 상에도 증착되어 제1 증착층(610)을 형성할 수 있다.
유기 발광층(230)은 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 수송층 및 전자 주입층 중 하나 이상과 발광층을 증착하여 다중층으로 형성할 수 있으며, 상기 층들을 증착하기 위해 복수 종의 증착물을 사용할 수 있다. 이 경우, 상기 제1 증착층(610)도 다중층으로 형성될 수 있다.
도 10을 참조하면, 이어 제2 개구(H2)를 통해, 유기 발광층(230) 상에 제2 도전층(240)을 형성한다.
제2 도전층(240)은 Ag, Mg, Al, Yb 등의 금속이나 ITO, IZO, TCO 등의 투명 도전 물질을 포함하는 제2 증착물을 제2 개구(H2)에 의해 노출된 유기 발광층(230) 상에 스퍼터링(sputtering), 물리 기상 증착(Physical Vapor Deposition, PVD)이나 도금 등의 방식으로 형성할 수 있다.
상기 제2 도전층(240)의 형성 방식은 등방성을 갖는 방식일 수 있다. 이에 따라, 제2 도전층(240)을 제2 개구(H2)의 입구보다 넓은 면적으로 형성할 수 있으며, 유기 발광층(230)의 상면과 화소 정의막(220)의 측면 및 상면 일부를 덮도록 형성할 수 있다.
제2 증착물의 증착도 마스크를 이용하지 않는 전면 증착 방식으로 진행된다. 따라서, 제2 증착물은 제2 개구(H2)를 통해 노출된 부분뿐 아니라, 제1 포토레지스트 패턴(510) 상에 형성된 제1 증착층(610) 상에도 증착되어 제2 증착층(620)을 형성할 수 있다.
도 11을 참조하면, 이어 제2 개구(H2)를 통해, 제2 도전층(240) 상에 캡핑층(251)을 형성한다. 캡핑층(251)은 제3 증착물을 제2 개구(H2)에 의해 노출된 제2 도전층(240) 상에 증착하는 방식으로 형성할 수 있다.
캡핑층(251)의 형성은 등방성을 갖는 증착 공정을 통해 이루어질 수 있다. 이에 따라, 캡핑층(251)을 제2 개구(H2)의 입구보다 넓은 면적으로 형성할 수 있으며, 제2 도전층(240)의 상면과 화소 정의막(220)의 상면 일부를 덮도록 형성할 수 있다.
그러나, 이에 제한되는 것은 아니며, 공정 조건에 따라 캡핑층(251)을 제2 도전층(240)의 상면 일부만을 덮도록 형성할 수도 있다.
제3 증착물은 제2 개구(H2)를 통해 노출된 부분뿐 아니라, 제1 포토레지스트 패턴(510) 상에 형성된 제2 증착층(620) 상에도 층착되어 제3 증착층(630)을 형성할 수 있다.
캡핑층(251)을 형성하는 단계는 생략할 수 있으며, 이에 따라 제2 도전층(240) 상에 직접 보호층(261)을 형성할 수 있다.
도 12를 참조하면, 이어 제2 개구(H2)를 통해, 캡핑층(251) 상에 보호층(261)을 형성한다. 캡핑층(251)을 생략할 경우, 제2 도전층(240) 상에 보호층(261)을 형성할 수 있다.
보호층(261)은 질화규소(SiNx), 산화규소(SiOx), 산질화규소(SiOxNy) 등의 무기물을 포함하는 제4 증착물을 제2 개구(H2)에 의해 노출된 캡핑층(251) 상에 증착하는 방식으로 형성할 수 있다.
상기 증착 방식은 등방성을 갖는 공정일 수 있다. 이에 따라, 보호층(261)을 제2 개구(H2)의 입구보다 넓은 면적으로 형성할 수 있으며, 제2 도전층(240) 및 캡핑층(251)의 상면과 화소 정의막(220)의 상면 일부를 덮도록 형성할 수 있다.
제4 증착물은 제2 개구(H2)를 통해 노출된 부분뿐 아니라, 제1 포토레지스트 패턴(510) 상에 형성된 제3 증착층(630) 상에도 층착되어 제4 증착층(640)을 형성할 수 있다.
보호층(261)은 하부의 유기 발광층(230)과 제2 도전층(240)을 완전히 덮도록 형성할 수 있다. 구체적으로, 보호층(261)의 외측이 화소 정의막(220)과 접하도록 형성하여 하부의 유기 발광층(230)과 제2 도전층(240)이 노출되지 않도록 할 수 있다.
도 13을 참조하면, 이어 제1 포토레지스트 패턴(510)을 제거한다. 제1 포토레지스트 패턴(510)을 제거함에 따라 제1 포토레지스트 패턴(510) 상에 형성되어 있던 제1 내지 4 증착층도 제거할 수 있다.
제1 포토레지스트 패턴(510)은 박리액(stripper)을 사용하여 리프트오프(lift-off)하는 방식으로 제거할 수 있다. 제1 포토레지스트 패턴(510)이 역테이퍼 형상을 갖는 경우 리프트오프가 용이하게 이루어질 수 있다.
제2 내지 4 증착물을 화학기상증착법(Chemical Vapor Deposition, CVD)으로 증착하면, 제2 도전층(240), 캡핑층(251) 및 보호층(261)이 제1 포토레지스트 패턴(510) 상에 형성된 제2 내지 4 증착층(620, 630, 640)과 연결되지 않고 불연속적으로 형성될 수 있기 때문에 리프트오프가 용이하게 이루어질 수 있다.
그러나, 이에 제한되는 것은 아니며, 원자층증착법(Atomic Layer Deposition)에 의한 경우에도 공정 조건에 따라 제2 도전층(240), 캡핑층(251) 및 보호층(261)과 제1 내지 4 증착층(620, 630, 640)이 서로 불연속적으로 형성될 수 있으며, 이에 따라 리프트오프를 용이하게 수행할 수 있다.
도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따라 제1 포토레지스트 패턴(510)을 제거하는 방법을 나타낸 단면도이다.
도 14를 참조하면, 도 12의 제2 개구(H2)에 의해 노출된 영역을 채우도록 제2 포토레지스트 패턴(520)을 형성한다. 제2 포토레지스트 패턴(520)은 제1 포토레지스트 패턴(510)보다 높게 형성할 수 있다.
제2 포토레지스트 패턴(520)은 포토레지스트 조성물을 제1 포토레지스트 패턴(510)과 제2 개구(H2)를 덮도록 도포한 후, 상기 포토레지스트 조성물을 패터닝하여 형성할 수 있다.
제2 포토레지스트 패턴(520)은 정테이퍼 형상을 갖도록 형성할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 제2 포토레지스트 패턴(520)은 포지티브(positive) 포토레지스트 조성물을 패터닝하여 형성함으로써 정테이퍼 형상을 가질 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
이어, 제2 포토레지스트 패턴(520)이 형성되지 않은 영역의 제1 포토레지스트 패턴(510)을 먼저 제거한 후, 제2 포토레지스트 패턴(520)을 제거하여 도 13에 도시된 바와 같은 상태를 형성할 수 있다.
제1 포토레지스트 패턴(510)과 제2 포토레지스트 패턴(520)은 서로 다른 박리액으로 제거되는 물질일 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않고 제1 포토레지스트 패턴(510)과 제2 포토레지스트 패턴(521)이 같은 종류의 박리액에 의해 제거되는 물질일 수도 있다.
예시적인 실시예에서, 건식 식각(dry etch)을 통해 무기물로 이루어진 제1 포토레지스트 패턴(510) 상의 증착층(620, 630, 640)들을 제거한 후, 습식 식각(dry etch)을 통해 제1 증착층(610) 및 포토레지스트 패턴들(510, 520)을 제거할 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니며, 필요에 따라 건식 식각, 습식 식각, 에싱(ashing) 등의 방법에서 그 종류와 순서를 적절히 선택하여 사용할 수 있다.
제2 포토레지스트 패턴(520)을 제2 개구(H2)에 의해 노출된 화소(PX) 영역에 형성한 후에 제거함으로써, 제1 포토레지스트 패턴(510)을 리프트오프할 때 화소(PX) 영역에 배치된 유기 발광층(230), 보호층(261) 등의 소자가 손상되는 현상을 방지할 수 있다.
도 15는 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 제1 포토레지스트 패턴(510)을 제거하는 방법을 나타낸 단면도이다.
도 15를 참조하면, 도 12의 제2 개구(H2) 내에 제2 포토레지스트 패턴(521)을 형성한다. 제2 포토레지스트 패턴(521)은 제1 포토레지스트 패턴(510)보다 낮게 형성할 수 있다.
제2 포토레지스트 패턴(521)은 포토레지스트 조성물을 제1 포토레지스트 패턴(510)과 제2 개구(H2)를 덮도록 도포한 후, 상기 포토레지스트 조성물을 전면 현상하여 형성할 수 있다. 포토레지스트 조성물을 전면 현상하면 제1 포토레지스트 패턴(510) 상의 포토레지스트 조성물은 제거되며, 제2 개구(H2)에 형성된 제2 포토레지스트 패턴(521)은 제1 포토레지스트 패턴(510)보다 낮게 형성될 수 있다.
이어, 제1 포토레지스트 패턴(510)과 제2 포토레지스트 패턴(521)을 제거하여 도 13에 도시된 바와 같은 상태를 형성할 수 있다.
예시적인 실시예에서, 제1 포토레지스트 패턴(510)과 제2 포토레지스트 패턴(521)은 같은 종류의 박리액에 의해 제거되는 물질일 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않고 제1 포토레지스트 패턴(510)과 제2 포토레지스트 패턴(521)이 서로 다른 종류의 박리액에 의해 제거되는 물질일 수도 있다.
예시적인 실시예에서, 제1 박리액으로 제1 포토레지스트 패턴(510)을 제거하고, 이어 건식 식각으로 무기물을 포함하는 증착층들(620, 630, 640)을 제거한 후, 이어 제1 박리액과 조성이 다른 제2 박리액으로 제2 포토레지스트 패턴(521)을 제거할 수 있다. 이에 따라, 부피가 큰 무기물 입자(particle)가 발생하여 공정 장비의 필터가 막히는 현상을 방지할 수 있다.
도 16을 참조하면, 이어 도 6 내지 15와 동일한 방법으로 나머지 화소(PX) 영역에 대해 유기 발광층(230), 제2 도전층(240), 캡핑층(251) 및 보호층(261)을 형성한다.
도 16에서는 제2 색 및 제3 색을 각각 방출하는 제2 화소(PX2) 및 제3 화소(PX3)에 상기 층들을 형성한 경우를 도시하며, 제2 화소(PX2) 및 제3 화소(PX3)의 유기 발광층(230)은 제1 화소(PX1)의 유기 발광층(230)과 다른 파장의 빛을 방출하는 것일 수 있다.
유기 발광층(230) 및 제2 도전층(240)을 완전히 덮는 보호층(261)을 형성함으로써, 다른 화소(PX)에 대해 유기 발광 소자(200)들을 형성하는 동안 기 형성된 유기 발광층(230)을 외기, 이물질, 공정 중 발생하는 물리·화학적인 충격 등으로부터 보호할 수 있다. 유기 발광층(230)은 하부의 제1 도전층(210), 측부의 화소 정의막(220) 및 상부의 보호층(261)으로 둘러싸여 완전히 밀폐될 수 있다.
도 17을 참조하면, 이어 보호층(261) 상에 제3 포토레지스트 패턴(530)을 형성한다. 제3 포토레지스트 패턴(530)은 보호층(261)의 외측은 덮지 않도록 형성할 수 있다. 이에 따라, 보호층(261) 및 제2 도전층(240)의 외측 일부분은 제3 포토레지스트 패턴(530)과 중첩되지 않을 수 있다.
제3 포토레지스트 패턴(530)은 역테이퍼 형상을 갖도록 형성할 수 있다. 제3 포토레지스트 패턴(530)을 형성하는 방법은 상술한 제1 포토레지스트 패턴(510)을 형성하는 방법과 실질적으로 동일하므로 중복되는 설명은 생략한다.
도 18을 참조하면, 이어 제2 도전층(240)의 적어도 일부를 노출하도록 캡핑층(251) 및 보호층(261)을 식각한다. 구체적으로, 제2 도전층(240)의 외측 중 제3 포토레지스트 패턴(530)과 중첩되지 않는 부분을 노출하도록 보호층(261) 및 캡핑층(251)을 식각할 수 있다.
도 19를 참조하면, 이어 제2 도전층(240)의 노출된 부분들을 연결하는 서브 도전층(270)을 형성한다.
서브 도전층(270)은 한 화소(PX)의 제2 도전층(240)이 다른 화소(PX)의 제2 도전층(240)과 전기적으로 연결되어 공통 전극으로서의 기능을 하게 할 수 있다.
서브 도전층(270)은 Ag, Mg, Al, Yb 등의 금속이나 ITO, IZO, TCO 등의 투명 도전 물질을 포함하는 제5 증착물을 화소 정의막(220)과 제2 도전층(240)의 노출된 부분 상에 스퍼터링(sputtering), 물리 기상 증착(Physical Vapor Deposition, PVD)이나 도금 등의 방식으로 형성할 수 있다.
서브 도전층(270)은 서로 다른 각 화소(PX)에 배치된 제2 도전층(240)의 노출된 부분들과 접하도록 화소 정의막(220) 상에 형성할 수 있으며, 캡핑층(250) 및 보호층(260)의 일부분과도 접할 수 있다.
서브 도전층(270)은 화소(PX)가 정의된 영역이 아닌 각 화소(PX) 사이의 영역에 형성될 수 있기 때문에, 제2 도전층(240)보다 두껍게 형성할 수 있다.
제5 증착물은 제3 포토레지스트 패턴(530) 상에도 층착되어 제5 증착층(650)을 형성할 수 있다.
도 20을 참조하면, 이어 제3 포토레지스트 패턴(530)을 제거한다. 제3 포토레지스트 패턴(530)을 제거함에 따라 제3 포토레지스트 패턴(530) 상에 형성되어 있던 제5 증착층(650)도 제거할 수 있다.
제3 포토레지스트 패턴(530)은 박리액을 사용하여 리프트오프하는 방식으로 제거할 수 있다. 제3 포토레지스트 패턴(530)이 역테이퍼 형상을 갖는 경우 리프트오프가 용이하게 이루어질 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않으며, 도 21과 같이 정테이퍼 형상을 갖는 제4 포토레지스트 패턴(540)을 사용할 수도 있다.
이후, 서브 보호층(280)을 형성하여 도 2에 도시된 바와 같은 유기 발광 표시 장치를 제조할 수 있다. 또한, 서브 도전층(270)과 서브 보호층(280)의 형성 순서를 반대로 하여 도 3에 도시된 바와 같은 유기 발광 표시 장치를 제조할 수도 있다.
도 22 내지 24는 도 4 및 5의 유기 발광 표시 장치에 대한 제조 방법의 공정 단계별 단면도들이다.
도 22를 참조하면, 도 16의 보호층(261) 상에 컬러 필터(310)를 형성한다. 컬러 필터(310)는 보호층(261)과 제2 도전층(240)의 외측을 덮지 않도록 형성할 수 있다. 이에 따라, 보호층(261) 및 제2 도전층(240)의 외측 일부분은 컬러 필터(310)와 중첩되지 않을 수 있다.
컬러 필터(310)는 제1 화소(PX1), 제2 화소(PX2) 및 제3 화소(PX3)마다 각각 제1 색, 제2 색 및 제3 색을 필터링하는 제1 컬러 필터(311), 제2 컬러 필터(312) 및 제3 컬러 필터(313)로 각각 구분하여 형성할 수 있다.
도 23을 참조하면, 이어 제2 도전층(240)의 적어도 일부를 노출하도록 캡핑층(251) 및 보호층(261)을 식각한다. 구체적으로, 제2 도전층(240)의 외측 중 컬러 필터(310)와 중첩되지 않는 부분을 노출하도록 보호층(261) 및 캡핑층(251)을 식각할 수 있다.
도 24를 참조하면, 이어 제2 도전층(240)의 노출된 부분들을 연결하는 서브 도전층(272)을 형성한다.
컬러 필터(310)는 제3 포토레지스트 패턴(530) 및 제4 포토레지스트 패턴(540)과 달리 별도로 제거하는 과정을 거치지 않기 때문에, 서브 도전층(272)은 도 20의 서브 도전층(270)과 달리 화소 정의막(220), 제2 도전층(240), 캡핑층(250), 보호층(260) 및 컬러 필터(310)의 노출된 모든 표면을 덮도록 연속적으로 형성할 수 있다.
이후, 서브 도전층(272) 상에 서브 보호층(282, 283) 및 블랙 매트릭스(320, 321)를 형성하여 도 4 또는 도 5에 도시된 바와 같은 유기 발광 표시 장치를 제조할 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
200: 유기 발광 소자
210: 제1 도전층
220: 화소 정의막
230: 유기 발광층
240: 제2 도전층
250: 캡핑층
260: 보호층
270: 서브 도전층
280: 서브 보호층

Claims (20)

  1. 기판 상에 배치된 제1 도전층;
    상기 기판 상에 복수의 화소를 정의하도록 배치되며, 각 화소마다 상기 제1 도전층의 적어도 일부를 노출하는 화소 정의막;
    상기 제1 도전층의 상기 화소 정의막에 의해 노출된 부분 상에 배치된 유기 발광층;
    상기 유기 발광층 상에 배치된 제2 도전층;
    상기 제2 도전층 상의 각 화소에 배치되며, 상기 제2 도전층의 적어도 일부를 노출하고 무기절연물질로 이루어진 보호층; 및
    상기 화소 정의막 상의 각 화소 사이에 배치되며, 서로 다른 화소에 배치된 상기 제2 도전층의 노출된 부분들과 접하는 서브 도전층을 포함하고,
    상기 서브 도전층은 상기 유기 발광층과 비중첩하는 유기 발광 표시 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    각 화소에 배치된 상기 보호층은 서로 접하지 않는 유기 발광 표시 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    각 화소에 배치된 상기 제2 도전층은 서로 직접적으로 접하지 않는 유기 발광 표시 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 유기 발광층은 상기 보호층, 상기 화소 정의막, 상기 제1 도전층 및 상기 서브 도전층에 의해 밀폐되도록 둘러싸인 유기 발광 표시 장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 서브 도전층 상에 위치하고 상기 서브 도전층을 커버하는 서브 보호층을 더 포함하고,
    상기 서브 보호층은 상기 화소 정의막 상에서 상기 서브 도전층의 측면과 직접 접촉하는 유기 발광 표시 장치.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 서브 도전층은 상기 보호층의 적어도 일 부분 상에는 배치되지 않는 유기 발광 표시 장치.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 화소 정의막은
    유기물을 포함하는 화소 정의막 제1 층 및
    무기물을 포함하며, 상기 화소 정의막 제1 층을 덮는 화소 정의막 제2 층을 포함하는 유기 발광 표시 장치.
  8. 기판 상에 배치된 제1 도전층;
    상기 기판 상에 적어도 하나의 화소를 정의하도록 배치되며, 일 화소에서 상기 제1 도전층의 적어도 일부를 노출하는 화소 정의막;
    상기 제1 도전층의 상기 화소 정의막에 의해 노출된 부분 상에 배치된 유기 발광층;
    상기 유기 발광층 상에 배치된 제2 도전층;
    상기 제2 도전층 상의 상기 일 화소에 배치되며, 상기 제2 도전층의 적어도 일부를 노출하고 무기절연물질로 이루어진 보호층;
    상기 화소 정의막 상의 상기 일 화소 외측에 배치되며, 상기 제2 도전층의 노출된 부분과 접하는 서브 도전층; 및
    상기 보호층과 상기 서브 도전층 사이에 위치하고 상기 보호층 및 상기 서브 도전층과 접촉하는 컬러 필터를 포함하는 유기 발광 표시 장치.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 유기 발광층은 상기 보호층, 상기 화소 정의막, 상기 제1 도전층 및 상기 서브 도전층에 의해 밀폐되도록 둘러싸인 유기 발광 표시 장치.
  10. 삭제
  11. 제8 항에 있어서,
    상기 보호층은 적어도 일 부분이 상기 서브 도전층과 접하는 유기 발광 표시 장치.
  12. 삭제
  13. 제1 도전층 및 복수의 화소를 정의하며 각 화소마다 상기 제1 도전층을 노출하는 화소 정의막이 형성된 기판을 준비하는 단계;
    상기 화소 정의막 상에 일부 화소를 노출하는 개구가 정의된 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계;
    전면 증착을 통해, 상기 제1 도전층의 상기 화소 정의막에 의해 노출된 부분 상에는 유기 발광층을 형성하고, 상기 포토레지스트 패턴 상에는 상기 유기 발광층과 동일한 물질을 포함하는 제1 증착층을 형성하는 단계;
    전면 증착을 통해, 상기 유기 발광층 상에는 제2 도전층을 형성하고, 상기 제1 증착층 상에는 상기 제2 도전층과 동일한 물질을 포함하는 제2 증착층을 형성하는 단계;
    전면 증착을 통해, 상기 제2 도전층 상에는 무기절연물질로 이루어진 보호층을 형성하고, 상기 제2 증착층 상에는 상기 보호층과 동일한 물질을 포함하는 제3 증착층을 형성하는 단계; 및
    상기 포토레지스트 패턴 및 상기 제1 내지 3 증착층을 제거하는 단계를 포함하고,
    상기 포토레지스트 패턴을 제거한 이후에,
    타 화소에도 유기 발광층, 제2 도전층 및 보호층을 형성하는 단계;
    상기 제2 도전층의 일부를 노출하도록 상기 보호층을 식각하는 단계; 및
    상기 제2 도전층의 노출된 부분들과 접하도록 서브 도전층을 형성하는 단계를 더 포함하고,
    상기 서브 도전층은 상기 유기 발광층 및 상기 타 화소의 유기 발광층과 비중첩하는 유기 발광 표시 장치의 제조 방법.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 보호층의 적어도 일 부분은 상기 화소 정의막과 접하도록 형성하는 유기 발광 표시 장치의 제조 방법.
  15. 제13 항에 있어서,
    상기 보호층은 상기 제1 도전층 및 상기 유기 발광층을 완전히 덮도록 형성하는 유기 발광 표시 장치의 제조 방법.
  16. 제13 항에 있어서,
    상기 보호층은 상기 화소 정의막 및 상기 제1 도전층과 함께 상기 유기 발광층을 둘러싸서 밀폐시키도록 형성하는 유기 발광 표시 장치의 제조 방법.
  17. 제13 항에 있어서,
    상기 포토레지스트 패턴은 역테이퍼 형상을 갖는 유기 발광 표시 장치의 제조 방법.
  18. 제17 항에 있어서,
    상기 포토레지스트 패턴은 네거티브(neagtive) 포토레지스트 조성물을 패터닝하여 형성하는 유기 발광 표시 장치의 제조 방법.
  19. 제13 항에 있어서,
    상기 포토레지스트 패턴은 박리액(stripper)으로 리프트오프(lift-off)하는 방식으로 제거하는 유기 발광 표시 장치의 제조 방법.
  20. 삭제
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