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KR-102961626-B1 - DISPLAY DEVICE AND MANUFACTURING METHOD OF THE SAME

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Abstract

본 명세서에 따른 표시장치는 복수의 서브 화소들을 포함하는 기판; 서브 화소들 각각에 위치한 제1 전극; 복수의 서브 화소 각각을 구분하면서 제1 전극의 일부를 노출시키는 뱅크 홀을 포함하는 뱅크; 노출된 제1 전극 및 뱅크상에 위치하는 복수의 서브화소 패턴들; 및 복수의 서브화소 패턴들 상에 위치하는 제2 전극을 포함하되, 복수의 서브화소 패턴들은 뱅크의 상부면에 위치하면서 이웃하는 서브화소 패턴 방향으로 갈수록 얇아지는 두께를 가지는 테두리부; 및 테두리부의 내측에 위치하고 뱅크 홀과 중첩하는 트렌치부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Inventors

  • 손영훈
  • 김대희
  • 박지영
  • 최혜주

Assignees

  • 엘지디스플레이 주식회사

Dates

Publication Date
20260506
Application Date
20211228

Claims (20)

  1. 복수의 서브 화소를 포함하는 기판; 각 서브 화소에 대응하여 배치된 제1 전극; 각 서브 화소를 구분하면서 상기 제1 전극의 일부를 노출시키는 뱅크 홀을 포함하는 뱅크; 각 서브 화소에 대응하여 배치되고, 노출된 상기 제1 전극 및 상기 뱅크 상에 위치하고, 광을 방출하는 서브화소 패턴; 및 상기 서브화소 패턴 상에 위치하는 제2 전극을 포함하되, 상기 서브화소 패턴은, 상기 노출된 제1 전극의 표면과 접촉하는 트렌치부 및 상기 뱅크 홀의 측벽을 따라 상기 뱅크의 상부면까지 연장된 테두리부를 포함하고, 상기 테두리부는, 상기 서브화소 패턴과 인접하는 다른 서브화소 패턴이 배치된 방향으로 갈수록 단계적으로 두께가 얇아지도록 적어도 하나 이상의 단차부를 포함하는 표시장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 복수의 서브 화소는 제1 서브 화소, 제2 서브 화소, 제3 서브 화소 및 보조 전극용 화소를 포함하여 하나의 화소를 구성하고, 상기 보조 전극용 화소에는 상기 서브화소 패턴이 형성되지 않고, 상기 제2 전극과 상기 제1 전극이 직접 접촉하는 표시장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 서브화소 패턴의 테두리부는, 상기 뱅크 홀과 가까워질수록 두꺼운 두께를 가지는 표시장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 테두리부는 평면에서 바라볼 때, 상기 제1 전극과 접촉하는 트렌치부를 둘러싸는 고리 형상이 상기 서브화소 패턴과 인접하는 다른 서브화소 패턴 방향으로 반복 배치되고, 상기 단차부는 상기 반복 배치된 고리 형상들 사이에 위치하며, 상기 반복 배치된 고리 형상들의 두께는 상기 다른 서브화소 패턴이 배치된 방향으로 갈수록 얇아지는 표시장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 서브화소 패턴은 상기 테두리부의 끝단부를 둘러싸도록 상기 테두리부의 끝단부로부터 상부 방향으로 돌출된 테일부를 더 포함하며, 상기 테일부는 상기 뱅크의 상부면보다 높게 위치하고, 상기 테두리부의 끝단부보다 두꺼운 두께를 가지는 표시장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 서브화소 패턴은 적색, 녹색 또는 청색 가운데 하나의 색상에 대응하는 파장영역의 광을 방출하는 표시장치.
  7. 제5항에 있어서, 상기 테일부는 상기 서브화소 패턴의 외측면에 배치된 테일부 측면 지지부를 더 포함하는 표시장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 서브화소 패턴은 제1 정공수송층, 제1 발광층 및 제1 전자수송층을 포함하는 제1 발광층 스택; 상기 제1 발광층 스택 상에 위치하면서 상기 테일부보다 낮은 두께를 가지는 전하생성층; 및 상기 전하생성층 상에 위치하는 제2 정공수송층, 상기 제1 발광층과 다른 색상을 방출하는 제2 발광층 및 제2 전자수송층을 포함하는 제2 발광층 스택을 포함하되, 상기 전하생성층은 상기 테일부의 높이보다 낮게 위치하여 인접하는 서브화소 패턴들 각각의 상기 전하생성층을 분리하는 표시장치.
  9. 복수의 서브 화소들을 포함하는 기판; 각 서브 화소에 대응하여 배치된 제1 전극; 각 서브 화소를 구분하면서 상기 제1 전극의 일부를 노출시키는 뱅크 홀을 포함하는 뱅크; 각 서브 화소에 대응하여 배치되고, 노출된 상기 제1 전극 및 상기 뱅크 상에 위치하고, 광을 방출하는 서브화소 패턴; 및 상기 서브화소 패턴 상에 위치하는 제2 전극을 포함하되, 상기 서브화소 패턴은, 상기 제1 전극의 표면과 접촉하는 트렌치부, 상기 트렌치부로부터 상기 뱅크의 상부면까지 연장된 테두리부 및 상기 테두리부의 끝단부를 둘러싸도록 상기 테두리부의 끝단부로부터 상부 방향으로 돌출된 테일부를 포함하고, 상기 테일부는, 상기 뱅크의 상부면보다 높게 위치하는 표시장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 테일부는 일 측면에 테일부 측면 지지부를 더 포함하는 표시장치.
  11. 제9항에 있어서, 상기 서브화소 패턴은 적색, 녹색 또는 청색 가운데 하나의 색상에 대응하는 파장영역의 광을 방출하는 표시장치.
  12. 제9항에 있어서, 상기 서브화소 패턴은 제1 정공수송층, 제1 발광층 및 제1 전자수송층을 포함하는 제1 발광층 스택; 상기 제1 발광층 스택 상에 위치하면서 상기 테일부보다 낮은 두께를 가지는 전하생성층; 및 상기 전하생성층 상에 위치하는 제2 정공수송층, 상기 제1 발광층과 다른 색상을 방출하는 제2 발광층 및 제2 전자수송층을 포함하는 제2 발광층 스택을 포함하되, 상기 전하생성층은 상기 테일부의 높이보다 낮게 위치하여 인접하는 서브화소 패턴들 각각의 상기 전하생성층을 분리하는 표시장치.
  13. 기판 상에 제1 전극을 형성하는 단계; 상기 제1 전극의 표면 일부를 노출시키는 뱅크 홀이 구비된 뱅크를 형성하는 단계; 상기 뱅크 상에 보호층 및 상기 보호층의 표면 일부를 노출시키는 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계; 상기 보호층 일부를 제거하여 상기 포토레지스트 패턴 아래 언더컷 영역을 형성하는 보호층 패턴 및 상기 포토레지스트 패턴의 이중층으로 이루어지는 언더컷 구조물을 형성하는 단계; 상기 뱅크 홀과 중첩하면서 상기 언더컷 영역의 상기 뱅크의 상부면으로 연장하고, 광을 방출하는 서브화소 패턴을 형성하는 단계; 상기 언더컷 구조물을 제거하는 단계; 및 상기 서브화소 패턴 상에 위치하는 제2 전극을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 서브화소 패턴은, 상기 노출된 제1 전극의 표면과 접촉하는 트렌치부 및 상기 뱅크 홀의 측벽을 따라 상기 뱅크의 상부면까지 연장된 테두리부를 포함하고, 상기 테두리부는, 상기 서브화소 패턴과 인접하는 다른 서브화소 패턴이 배치된 방향으로 갈수록 단계적으로 두께가 얇아지도록 적어도 하나 이상의 단차부를 포함하는 표시장치의 제조방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 보호층은 탄소-탄소의 결합이 사슬구조로 연속적으로 이루어지면서, 작용기(또는 기능기)에 다량의 불소(F)를 함유한 불소중합체 물질을 포함하는 표시장치의 제조방법.
  15. 제13항 또는 제14항에 있어서, 상기 언더컷 구조물을 형성하는 단계는, 상기 보호층의 노출면 상에 불소(F)계 유기 용매를 공급하여 상기 포토레지스트 패턴을 제외한 상기 보호층을 선택적으로 제거하여 상기 언더컷 영역을 형성하는 표시장치의 제조방법.
  16. 제13항에 있어서, 상기 서브화소 패턴을 형성하는 단계는, 상기 언더컷 영역을 상기 보호층 패턴의 두께보다 더 큰 크기를 가지는 깊이로 형성하는 표시장치의 제조방법.
  17. 제13항에 있어서, 상기 서브화소 패턴은 상기 뱅크 홀과 가까워질수록 두꺼운 두께를 가지고 상기 언더컷 구조물에 가까워질수록 얇은 두께를 가지는 표시장치의 제조방법.
  18. 제16항에 있어서, 상기 테두리부는 평면에서 바라볼 때, 상기 제1 전극과 접촉하는 트렌치부를 둘러싸는 고리 형상이 상기 서브화소 패턴과 인접하는 다른 서브화소 패턴이 배치된 방향으로 반복하여 배치되고, 상기 단차부는 상기 반복 배치된 고리 형상들 사이에 위치하며, 상기 반복 배치된 고리 형상들의 두께는 상기 다른 서브화소 패턴이 배치된 방향으로 갈수록 얇아지는 표시장치의 제조방법.
  19. 제13항에 있어서, 상기 서브화소 패턴은, 상기 테두리부의 끝단부를 둘러싸도록 상기 테두리부의 끝단부로부터 상부 방향으로 돌출된 테일부를 더 포함하고, 상기 테일부는 상기 뱅크의 상부면보다 높게 위치하는 표시장치의 제조방법.
  20. 제19항에 있어서, 상기 테일부는 상기 뱅크의 상부면보다 돌출하면서 상기 언더컷 구조물의 상기 보호층 패턴보다 낮은 높이로 형성하는 표시장치의 제조방법.

Description

표시장치 및 그 제조방법 {DISPLAY DEVICE AND MANUFACTURING METHOD OF THE SAME} 본 명세서는 표시장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 이중층으로 구성된 언더컷 구조물을 이용하여 유기발광층을 형성할 수 있는 표시장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 유기발광 표시장치는 소자 자체가 발광체가 되는 자발광(self-emissive) 소자로서, 전기적인 신호가 빛으로 변환되는 시간이 짧고 발생된 빛은 방향성이 없이 균일하게 퍼져 나간다. 유기발광 표시장치는 색상구현, 시야각 및 명암 대비비가 우수하고 응답 속도가 빠르다는 장점이 있어 고화질의 동영상을 구현하기 위한 표시장치의 제작이 가능하다. 또한 유기발광 표시장치는 전체적인 두께가 얇고, 특히 액정표시장치(LCD; Liquid crystal display)나 플라즈마 표시장치(PDP; Plasma display panel)보다 더 얇은 표시장치의 제작이 가능함에 따라, 대면적, 고화질의 차세대 디스플레이로서 개발되고 있다. 이러한 유기발광 표시장치의 발광체인 유기물은 파인 메탈 마스크(FMM; Fine metal mask)를 이용하여 기판상의 서브 화소 각각에 형성하고 있다. 그러나 파인 메탈 마스크의 얇은 두께에 의해 마스크 중심 부분에서 처짐 현상이 발생함에 따라, 중소형 크기의 패널에 대한 제작이 가능하고 대면적 패널에는 적용하기 어려운 문제가 있다. 도 1은 표시장치의 표시영역을 개략적으로 나타내보인 평면도이다. 도 2는 도 1의 I-I'방향을 따라 잘라내어 나타내보인 단면도이다. 도 3은 하나의 서브화소 패턴을 설명하기 위해 나타내보인 도면이다. 도 4 내지 도 19는 본 명세서의 제1 실시예에 따른 유기발광 표시장치를 설명하기 위해 나타내보인 도면들이다. 도 20 내지 도 27은 본 명세서의 제2 실시예에 따른 유기발광 표시장치를 설명하기 위해 나타내보인 도면들이다. 도 28a 내지 도 28c는 본 명세서의 제2 실시예에서 언더컷 영역의 깊이 조절에 따라 발생된 불량을 설명하기 위해 나타내보인 도면들이다. 도 29 내지 도 36은 본 명세서의 제3 실시예를 설명하기 위해 나타내보인 도면들이다. 도 37 내지 도 43은 본 명세서의 제4 실시예에 따른 유기발광 표시장치를 설명하기 위해 나타내보인 도면들이다. 본 명세서의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 명세서는 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 명세서의 개시가 완전하도록 하며, 본 명세서가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 명세서는 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 본 명세서의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 명세서가 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, 본 명세서를 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 본 명세서 상에서 언급된 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다. 구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다. 위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~상에', '~상부에', '~하부에', '~옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다. 시간 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~후에', '~에 이어서', '~다음에', '~전에' 등으로 시간 적 선후 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 연속적이지 않은 경우도 포함할 수 있다. 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 명세서의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있다. 본 명세서의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하고, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시할 수도 있다. 이하에서는, 도면들을 참조하여 본 명세서의 실시예들에 따른 이중층 언더컷 구조를 이용하여 형성된 표시장치 및 그 제조 방법을 설명하도록 한다. 도 1은 표시장치의 표시영역을 개략적으로 나타내보인 평면도이다. 도 2는 도 1의 I-I'방향을 따라 잘라내어 나타내보인 단면도이다. 그리고 도 3은 하나의 화소 패턴을 설명하기 위해 나타내보인 도면이다. 도 1 내지 도 3을 참조하면, 표시장치의 표시영역(AA)은 화상을 표시하는 영역으로 복수의 화소(PX)가 구비되어 있다. 복수의 화소(PX, pixel)는 표시영역(AA; active area) 상에 제1 방향(X) 및 제1 방향(X)과 교차하는 제2 방향(Y)을 따라 매트릭스 (PX1??PXm, PXn, m 및 n은 자연수)형태로 배열되어 있다. 하나의 화소(PX)는 각각 복수의 서브 화소(SP, sub pixel)를 포함하여 이루어진다. 서브 화소(SP)는 실제 빛이 발광되는 기본이 되는 색의 요소로 최소 발광 단위 영역으로 이해될 수 있다. 각각의 서브 화소(SP)는 자발광소자인 유기발광소자 및 유기발광소자를 구동하기 위한 박막 트랜지스터(TR)을 포함할 수 있다. 일 예에서, 도 1에서 하나의 화소(PX)를 확대하여 나타낸 부분을 참조하면, 서로 인접하는 서브 화소(SP)는 제1 서브 화소(SP_1), 제2 서브 화소(SP_2), 제3 서브 화소(SP_3) 및 보조 전극용 화소(SUB_E)를 포함하여 하나의 화소(PX)를 구성할 수 있다. 여기서 제1 서브 화소(SP_1), 제2 서브 화소(SP_2) 및 제3 서브 화소(SP_3)는 표시영역(AA)이 컬러 영상을 표시하는 경우, 서로 다른 복수의 색상 중 어느 하나의 색상에 대응하는 파장영역의 광을 방출할 수 있다. 여기서 복수의 색상은 적색, 녹색 및 청색을 포함할 수 있다. 또는 복수의 색상은 백색을 더 포함할 수 있다. 보조 전극용 화소(SUB_E)는 구동 전압의 불균형을 방지하기 위해 복수의 화소(PX) 각각에 배치될 수 있다. 화소(PX)에 구동 전압을 인가하는 배선들은 표시영역(AA)의 외곽에 위치하는 비표시영역에 배치되어 있다. 이에 매트릭스 형태로 배열된 화소(PX)와 비표시영역에 배치된 배선 사이의 이격 거리가 발생함에 따라, 구동 전압이 불균형하게 인가되어 화소(PX)의 위치에 따라 휘도가 불균일해지는 불량이 발생할 수 있다. 이러한 구동 전압의 불균형에 의해 휘도가 불균일해지는 것을 방지하기 위해 각각의 화소(PX)에 보조 전극용 화소(SUB_E)를 포함하여 구성할 수 있다. 보조 전극용 화소(SUB_E)는 도 2에서 도시한 바와 같이, 제2 전극(190)과 제1 전극(122)이 직접 접촉하도록 구성할 수 있다. 보조 전극용 화소(SUB_E)는 평면에서 바라볼 때, 메쉬(mesh) 형상을 가지게 표시영역(AA) 상에 배열될 수 있다. 도 2에는 보조 전극용 화소(SUB_E)의 제1 전극(122)이 표시영역(AA) 내에서 박막 트랜지스터(TR)와 연결되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고, 보조 전극용 화소(SUB_E)의 제1 전극(122)은 표시영역(AA) 내에서 박막 트랜지스터(TR)와 연결되지 않을 수 있다. 다시 도 2를 참조하면, 본 명세서의 실시예들에 따른 표시장치는 기판(100) 상에 광차단층(102), 버퍼층(104), 박막 트랜지스터(TR), 층간 절연막(112), 평탄화막(116), 제1 전극(122), 뱅크(124), 복수의 화소 패턴(145a, 165a, 185a), 제2 전극(190) 및 봉지층(197)을 포함할 수 있다. 광차단층(102)은 박막 트랜지스터(TR)와 중첩하게 기판(100) 상에 배치되고, 버퍼층(104)은 광차단층(102)을 덮도록 위치한다. 버퍼층(104) 상에는 박막 트랜지스터(TR)가 배치된다. 박막 트랜지스터(TR)는 활성 영역(106), 게이트 전극(110), 소스 전극(114) 및 드레인 전극(115)을 포함할 수 있다. 활성 영역(106)은 게이트 전극(110)과 중첩하는 채널 영역(CH)을 사이에 두고 배치된 소스 영역(SA) 및 드레인 영역(DA)을 포함한다. 게이트 전극(110)은 게이트 절연막(108)을 사이에 두고 활성 영역(106) 상에 배치된다. 층간 절연막(112)은 활성 영역(106) 및 게이트 전극(110)을 모두 덮으며, 활성 영역(106)의 표면 일부를 노출시키는 제1 컨택홀(113)을 포함할 수 있다. 제1 컨택홀(113)을 통해 소스 전극(114) 및 드레인 전극(115)이 각각 소스 영역(SA) 및 드레인 영역(DA)과 접촉하게 배치될 수 있다. 층간 절연막(112) 상에는 드레인 전극(115)의 표면 일부를 노출시키는 제2 컨택홀(120)을 포함하는 평탄화막(116)이 배치될 수 있다. 평탄화막(116) 상에는 제1 전극(122)이 배치되며, 제1 전극(122)은 제2 컨택홀(120)에 의해 노출된 드레인 전극(115)과 접촉하여 게이트 전극(110)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제1 전극(122)은 애노드 전극 또는 화소 전극으로도 지칭할 수 있다. 제1 전극(122)은 복수의 서브 화소(SP-1, SP-2, SP-3) 상에 각각 배치될 수 있다. 평탄화막(116) 상에는 복수의 뱅크(124)가 배치되어 복수의 서브 화소(SP-1, SP-2, SP-3)