JP6731997B2 - 有機発光表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、有機発光表示装置に関する。

陰極線管（Cathode Ray Tube）の短所である重さと体積を減らすことができる各種表示装置（display device）が開発されている。このような表示装置は、液晶表示装置（Liquid Crystal Display、ＬＣＤ）、電界放出表示装置（Field Emission Display、ＦＥＤ）、プラズマディスプレイパネル（Plasma Display Panel、ＰＤＰ）及び有機発光表示装置（Organic Light Emitting Display device; ＯＬＥＤ）などで実現することができる。

これらの表示装置の内、有機発光表示装置は、有機化合物を励起させて発光させる自発光型表示装置であり、ＬＣＤで使用されるバックライトが必要なく、軽量薄型化が可能であるだけでなく、工程を単純化させることができる利点がある。また、有機電界発光表示装置は、低温製作が可能であり、１ｍｓ以下の高速の応答速度を有するだけでなく、低消費電力、広い視野角及び高コントラスト（Contrast）などの特性を有するという点で広く使用されている。

有機発光表示装置は、電気エネルギーを光エネルギーに転換する有機発光ダイオード（Organic Light Emitting Diode）を含む。有機発光ダイオードは、アノード、カソード、及びこれらの間に配置される有機化合物層を含む。有機発光表示装置は、アノード及びカソードからそれぞれ注入された正孔と電子が発光層内部で結合して励起子であるエキシトン（exciton）を形成し、形成されたエキシトンが励起状態（excited state）から基底状態（ground state）に落ちながら発光して画像を表示することになる。

有機化合物層は、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）の有機化合物層を含むことができ、これらは対応する赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）ピクセル内にそれぞれ形成することができる。このように、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）ピクセルパターニング（patterning）のために、一般的に微細金属マスク（Fine Metal Mask、ＦＭＭ）が用いられる。ただし、プロセス技術の飛躍的な発展にもかかわらず、高解像度の表示装置を実現するためにＦＭＭマスクを利用するには限界がある。実際に、現在の１０００ＰＰＩ以上の解像度を実現するためにＦＭＭマスクを利用する場合、一定水準以上の工程歩留まりを確保することが難しいのが実情である。

また、大面積の高解像度表示装置を実現するためには、これと対応する大面積のＦＭＭマスクが必要であるが、マスクの面積が増加するほど、その重量によって重心が垂れる現象が発生し、有機化合物層が自分の位置に形成されないなど、さまざまな不良が惹起される。

本発明の目的は、漏れ電流を最小化して、表示品質を改善した有機発光表示装置を提供することにある。

本発明に係る有機発光表示装置は、平坦化膜、第１電極、ストッパー、及びピクセル定義膜を含む。平坦化膜はトランジスタ上に配置される。第１電極は、平坦化膜上に配置され、各ピクセルごとに割り当てられる。ストッパーは平坦化膜上に配置され、隣接する第１電極の間に配置される。ピクセル定義膜は第１電極の少なくとも一部をそれぞれ露出する開口部を有し、ストッパーの一部を露出する凹部を有する。

本発明に係る有機発光表示装置は、平坦化膜、犠牲層、分離層、及び第１電極を含む。平坦化膜はトランジスタ上に配置される。犠牲層は、平坦化膜の一部を露出する開口を有する。分離層は、犠牲層上に配置され、開口より広い面積の開口領域を有し、犠牲層の一部を露出する凹部を有する。第１電極は、平坦化膜と分離層と凹部上に配置され、犠牲層と分離層によって設けられたアンダーカット構造により平坦化膜上に位置する部分と分離層上に位置する部分に区分される。

本発明は、ピクセル定義膜に形成された凹部を含むことにより、漏れ電流を効果的に遮断することが可能であるので、発光が要求されないピクセルにおいて光が放出されることにより、色再現率が著しく低下する問題を防止することができる。これにより、本発明は、表示品質が著しく改善された有機発光表示装置を提供することができる利点を有する。

本発明は、凹部形成時凹部の深さを制御することができるストッパーを含むことにより、凹部を形成するためのエッチング工程時エッチング液が平坦化膜まで流入しないように遮断することができる。これにより、平坦化膜がエッチングされるときに発生するアウトガスによって素子が劣化する問題を最小化にすることができる。

有機発光表示装置を概略的に示す平面図である。 有機発光表示装置を概略的に示す断面図である。 本発明に係る有機発光表示装置を概略的に示すブロック図である。 図３に示されたピクセルを概略的に示した構成図である。 図４の具体的な例示を示す構成図である。 本発明に係る有機発光表示装置を概略的に示す断面図である。 本発明の好ましい実施形態に係る有機発光表示装置を概略的に示す断面図である。 ストッパーの位置関係を説明するための図である。 本発明の応用例に係る有機発光表示装置を概略的に示す断面図である。

以下、添付した図面を参照して本発明に係る好ましい実施形態を説明する。明細書の全体に亘って同一な参照番号は実質的に同一な構成要素を意味する。以下の説明において、本発明と関連した公知技術または構成に対する具体的な説明が本発明の要旨を曖昧にすることがあると判断される場合、その詳細な説明を省略する。いろいろ実施形態を説明することにおいて、同一の構成要素については、冒頭で代表的に説明し、他の実施形態においては、省略することができる。

第１、第２などのように序数を含む用語は、様々な構成要素を説明するために使用することができるが、前記構成要素は、前記用語によって限定されない。前記用語は、１つの構成要素を他の構成要素から区別するためにのみ使用される。

図１及び図２は、有機発光表示装置を概略的に示す平面図及び断面図である。

図１及び図２を参照すると、有機発光表示装置は、複数のピクセル（ＰＸＬ）を有する表示パネル（ＤＩＳ）を含む。表示パネル（ＤＩＳ）は、様々な形状を有することができる。つまり、表示パネル（ＤＩＳ）は長方形、正方形の形状を有することができることはもちろん、円形、楕円形、多角形などの様々な異形（free form）の平面形状を有することができる。

表示パネル（ＤＩＳ）は赤色（Ｒ）、青色（Ｂ）及び緑色(Ｇ）をそれぞれ発光する赤色（Ｒ）、青色（Ｂ）と緑色(Ｇ）ピクセル（ＰＸＬ）を含む。必要に応じて、表示パネル（ＤＩＳ）は白色（Ｗ）などの他の色を発光するピクセル（ＰＸＬ）をさらに含むことができる。以下においては、説明の便宜のために、表示パネル（ＤＩＳ）が赤色（Ｒ）、青色（Ｂ）及び緑色(Ｇ）ピクセル（ＰＸＬ）を含む場合を例に挙げて説明する。

本発明に係る有機発光表示装置は、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）を実現するために、白色（Ｗ）を発光する有機化合物層（ＯＬ）、及び赤色（Ｒ）、青色（Ｂ）及び緑色（Ｇ）のカラーフィルタ（color filter）を含む。つまり、有機発光表示装置は、有機化合物層（ＯＬ）から放出された白色（Ｗ）光が赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）ピクセル（ＰＸＬ）に対応する領域にそれぞれ備えられた赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）のカラーフィルタ（color filter）を通過することにより、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）を実現することができる。

本発明に係る有機発光表示装置の場合、白色（Ｗ）を発光する有機化合物層をパネル全面の大部分を覆うように広く形成すれば十分であるため、赤色（Ｒ）、青色（Ｂ）及び緑色（Ｇ）の有機化合物層のそれぞれを区別して対応するピクセル（ＰＸＬ）の内に割り当てるためにＦＭＭマスクを利用する必要がない。したがって、本発明は、前述したＦＭＭを使用することによる問題点、例えば、高解像度の実現の時プロセスの歩留まりの低下、有機化合物層が自分の位置に形成されないアライン（align）不良などを防止することができる利点を有する。

本発明は、前述した方法を用いることにより、プロセスの歩留まりが低下することを最小化しながら、高解像度を有する表示装置を実現することができる。ただし、有機化合物層（ＯＬ）を通じた漏れ電流（leakage current）により、所望しないピクセル（ＰＸＬ）で光が放出され、隣接するピクセル（ＰＸＬ）間混色が発生することがある。ここで、有機化合物層（ＯＬ）を構成する層の内伝導度が高い少なくとも一つの層が、漏れ電流の流路（ＬＣＰ、図２）になることがある。

一例として、図２の（ａ）を参照すると、白色（Ｗ）を発光する有機化合物層（ＯＬ）は、２スタック（stack）構造のような多重スタック構造を有することができる。２スタック構造は、第１電極（ＡＮＯ）と第２電極（ＣＡＴ）の間に配置された電荷生成層（Charge Generation Layer、ＣＧＬ）、及び電荷生成層(ＣＧＬ)を間に置いて電荷生成層(ＣＧＬ)の下部と上部にそれぞれ配置された第１スタック（ＳＴＣ１）と第２スタック（ＳＴＣ２）を含むことができる。以下においては、第１電極（ＡＮＯ）がアノードであり、第２電極（ＣＡＴ）がカソードである場合を例に挙げて説明するが、これに限定されるものではない。つまり、有機発光ダイオードは、インバーテッド（inverted）構造で実現されることもできる。

第１スタック（ＳＴＣ１）及び第２スタック（ＳＴＣ２）は、それぞれ発光層（Emission layer）を含み、正孔注入層（Hole injection layer）、正孔輸送層（Hole transport layer）、電子輸送層（Electron transport layer ）及び電子注入層（Electron injection layer）のような共通層（common layer）の内、少なくともいずれか一つをさらに含むことができる。第１スタック（ＳＴＣ１）の発光層と第２スタック（ＳＴＣ２）の発光層は、互いに異なる色の発光物質を含むことができる。第１スタック（ＳＴＣ１）の発光層と第２スタック（ＳＴＣ２）の発光層の内、いずれか１つは、青色発光物質を含み、他の一つは、黄色発光物質を含むことができるが、これに限定されるものではない。

前述した有機化合物層（ＯＬ）、特に電荷生成層(ＣＧＬ)は、ピクセル（ＰＸＬ）ごとに区分されてパターンされず、すべてのピクセルを覆うように広く形成されるので、表示装置がオン（ｏｎ）状態を維持するときに発生した一部の電流が電荷生成層(ＣＧＬ)を介して漏れることがある。漏れ電流により、発光が要求されないピクセル（ＰＸＬ）で光が発出されることによって、色再現率が著しく低下する問題が発生する。

他の例として、図２の（ｂ）を参照すると、白色（Ｗ）を発光する有機化合物層（ＯＬ）は単一スタック構造を有することができる。単一スタックは、それぞれ発光層（Emission layer、ＥＭＬ）を含み、正孔注入層（Hole injection layer、ＨＩＬ）、正孔輸送層（Hole transport layer、ＨＴＬ）、電子輸送層（Electron transport layer、ＥＴＬ）及び電子注入層（Electron injection layer、ＥＩＬ）のような共通層（common layer）の内、少なくともいずれか一つをさらに含むことができる。

前述した有機化合物層（ＯＬ）、特に正孔注入層（ＨＩＬ）は、ピクセル（ＰＸＬ）ごとに区分されてパターンされなく、すべてのピクセルを覆うように広く形成されるので、表示装置がオン（ｏｎ）状態を維持するときに発生した一部の電流が正孔注入層（ＨＩＬ）を介して漏れることがある。漏れ電流により、発光が要求されないピクセル（ＰＸＬ）で光が発出されることによって、色再現率が著しく低下する問題が発生する。

前述した問題は、ピクセル（ＰＸＬ）の間隔が相対的に減る高解像度表示装置においてさらに問題になる。つまり、隣接するピクセル（ＰＸＬ）がピクセル定義膜（ＢＮ）によって区画され、所定の間隔離隔されているものの、高解像度の表示装置であるほど、その間隔が著しく減るので、漏れ電流による混色不良の発生頻度は増加する。したがって、高解像度の表示装置で表示品質の低下を防止するためには、漏れ電流の流れを制限する必要がある。

図３は、本発明に係る有機発光表示装置を概略的に示すブロック図である。図４は、図３に示されたピクセルを概略的に示した構成図である。図５は図４の具体的な例示を示す構成図である。図６は、本発明に係る有機発光表示装置を概略的に示す断面図である。

図３を参照すると、本発明に係る有機発光表示装置１０は、ディスプレイ駆動回路、表示パネル（ＤＩＳ）を含む。

ディスプレイ駆動回路は、データ駆動回路１２、ゲート駆動回路１４、及びタイミングコントローラ１６を含み、入力映像のビデオデータ電圧を表示パネル（ＤＩＳ）のピクセル（ＰＸＬ）に書き込む。データ駆動回路１２は、タイミングコントローラ１６から入力されるデジタルビデオデータ（ＲＧＢ）をアナログガンマ補償電圧に変換して、データ電圧を発生する。データ駆動回路１２から出力されたデータ電圧は、データ配線（Ｄ１〜Ｄｍ）に供給される。ゲート駆動回路１４は、データ電圧に同期されるゲート信号をゲート配線（Ｇ１〜Ｇｎ）に順次供給して、データ電圧が書き込まれる表示パネル（ＤＩＳ）のピクセル（ＰＸＬ）を選択する。

タイミングコントローラ１６は、ホストシステム１９から入力される垂直同期信号（Ｖｓｙｎｃ）、水平同期信号（Ｈｓｙｎｃ）、データイネーブル信号（Data Enable、ＤＥ）、メインクロック（ＭＣＬＫ）などのタイミング信号の入力を受け、データ駆動回路１２とゲート駆動回路１４の動作タイミングを同期させる。データ駆動回路１２を制御するためのデータタイミング制御信号は、ソースサンプリングクロック（Source Sampling Clock、ＳＳＣ）、ソース出力イネーブル信号（Source Output Enable、ＳＯＥ）などを含む。ゲート駆動回路１４を制御するためのゲートタイミング制御信号は、ゲートスタートパルス（Gate Start Pulse、ＧＳＰ）、ゲートシフトクロック（Gate Shift Clock、ＧＳＣ）、ゲート出力イネーブル信号（Gate Output Enable、ＧＯＥ）などを含む。

ホストシステム１９は、テレビシステム、セットトップボックス、ナビゲーションシステム、ＤＶＤプレーヤー、ブルーレイプレーヤー、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、ホームシアターシステム、電話システム（Phone system）の内、いずれかか１つで実現することができる。ホストシステム１９は、スケーラー（scaler）を内蔵したＳｏＣ（System on chip）を含み、入力映像のデジタルビデオデータ（ＲＧＢ）を表示パネル（ＤＩＳ）に表示するのに適した形式に変換する。ホストシステム１９は、デジタルビデオデータと一緒にタイミング信号（Vsync、Hsync、ＤＥ、ＭＣＬＫ）をタイミングコントローラ１６に伝送する。

表示パネル（ＤＩＳ）は、様々な平面形状を有することができる。つまり、表示パネル（ＤＩＳ）は長方形、正方形の形状を有することができることはもちろん、円形、楕円形、多角形などの様々な異形（free form）の平面形状を有することができる。

表示パネル（ＤＩＳ）は、ピクセルアレイを含む。ピクセルアレイは、複数のピクセル（ＰＸＬ）を含む。ピクセル（ＰＸＬ）のそれぞれは、データ配線（Ｄ１〜Ｄｍ、ｍは正の整数）とゲート配線（Ｇ１〜Ｇｎ、ｎは正の整数）の交差構造によって定義することができるが、これに限定されるものではない。ピクセル（ＰＸＬ）のそれぞれは、自発光素子である有機発光ダイオード（Organic Light Emitting Diode）を含む。表示パネル（ＤＩＳ）は赤色（Ｒ）、青色（Ｂ）と緑色（Ｇ）を発光する赤色（Ｒ）、青色（Ｂ）及び緑色（Ｇ）ピクセル（ＰＸＬ）を含む。

ピクセル（ＰＸＬ）は、様々な形状を有することができる。つまり、ピクセル（ＰＸＬ）は、円形、楕円形、多角形など様々な平面形状を有することができる。ピクセル（ＰＸＬ）の内、いずれか１つは、他の一つと異なるサイズ及び／または平面形状を有することができる。

図４をさらに参照すると、表示パネル（ＤＩＳ）には複数のデータ配線（Ｄ）と、複数のゲート配線（Ｇ）が交差し、この交差領域ごとにピクセル（ＰＸＬ）がマトリックス形態で配置される。ピクセル（ＰＸＬ）のそれぞれは、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）に流れる電流量を制御する駆動薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor）（ＤＴ）、駆動薄膜トランジスタ（ＤＴ）のゲートーソース間電圧を設定するためのプログラミング部（ＳＣ）を含む。

プログラミング部（ＳＣ）は、少なくとも一つ以上のスイッチ薄膜トランジスタと、少なくとも一つ以上のストレージキャパシタを含むことができる。スイッチ薄膜トランジスタは、ゲート配線（Ｇ）からのゲート信号に応答してターンオンされることにより、データ配線（Ｄ）からのデータ電圧をストレージキャパシタの一側電極に印加する。駆動薄膜トランジスタ（ＤＴ）は、ストレージキャパシタに充電された電圧の大きさに応じて、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）に供給される電流量を制御して、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）の発光量を調節する。有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）の発光量は、駆動薄膜トランジスタ（ＤＴ）から供給される電流量に比例する。このようなピクセル（ＰＸＬ）は、高電位電圧源（Ｅｖｄｄ）と低電位電圧源（Ｅｖｓｓ）に接続されて、図示しない電源発生部からそれぞれ高電位電源電圧と低電位電源電圧の供給を受ける。ピクセル（ＰＸＬ）を構成する薄膜トランジスタは、ｐ型、または、ｎ型に実現することができる。また、ピクセル（ＰＸＬ）を構成する薄膜トランジスタの半導体層は、アモルファスシリコンまたは、ポリシリコンまたは、酸化物を含むことができる。以下においては、半導体層が酸化物を含む場合を例に挙げて説明する。有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）は、アノード（ＡＮＯ）、カソード（ＣＡＴ）、及びアノード（ＡＮＯ）とカソード（ＣＡＴ）の間に介在された有機化合物層を含む。アノード（ＡＮＯ）は駆動薄膜トランジスタ（ＤＴ）と接続される。

図５の（ａ）に示すように、ピクセルは、前述のスイッチングトランジスタ（ＳＷ）、駆動トランジスタ（ＤＲ）、キャパシター（Ｃｓｔ）及び有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）だけでなく、内部補償回路（ＣＣ）を含むことができる。内部補償回路（ＣＣ）は、補償信号ライン（ＩＮＩＴ）に接続された１つ以上のトランジスタを含むことができる。内部補償回路（ＣＣ）は、駆動トランジスタ（ＤＲ）のゲート‐ソース間電圧をしきい値電圧が反映された電圧にセッティングして、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）が発光する際に駆動トランジスタ（ＤＲ）のしきい電圧による輝度変化を排除させる。この場合、スキャンライン（ＧＬ１）は、スイッチングトランジスタ（ＳＷ）と、内部補償回路（ＣＣ）のトランジスタを制御するために、少なくとも２つのスキャンライン（ＧＬ１ａ、ＧＬ１ｂ）を含むことになる。

図５の（ｂ）に示すように、ピクセルは、スイッチングトランジスタ（ＳＷ１）、駆動トランジスタ（ＤＲ）、センシングトランジスタ（ＳＷ２）、キャパシター（Ｃｓｔ）及び有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）を含むことができる。センシングトランジスタ（ＳＷ２）は、内部補償回路（ＣＣ）に含めることができるトランジスタであり、ピクセルの補償駆動のためにセンシング動作を実行する。

スイッチングトランジスタ（ＳＷ１）は、第１スキャンライン（ＧＬ１ａ）を介して供給されたスキャン信号に応答して、データライン（ＤＬ１）を介して供給されるデータ電圧を第１ノード（Ｎ１）に供給する役割をする。そしてセンシングトランジスタ（ＳＷ２）は、第２スキャンライン（ＧＬ１ｂ）を介して供給されたセンシング信号に応答して、駆動トランジスタ（ＤＲ）と有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）の間に位置する第２ノード（Ｎ２）を初期化したり、センシングする役割をする。

本発明のピクセルの構造は、これに限定されなく、２Ｔ（Transistor）１Ｃ（Capacitor）、３Ｔ１Ｃ、４Ｔ２Ｃ、５Ｔ２Ｃ、６Ｔ２Ｃ、７Ｔ２Ｃなどで多様に構成されることができる。

図６を参照すると、本発明に係る有機発光表示装置は、薄膜トランジスタ基板（ＳＵＢ）を含む。薄膜トランジスタ基板（ＳＵＢ）上にはピクセルのそれぞれに割り当てられた薄膜トランジスタ（Ｔ）及び薄膜トランジスタ（Ｔ）と接続された有機発光ダイオード（ＯＬＥ）が配置される。隣接するピクセルは、ピクセル定義膜（ＢＮ）によって区画することができ、各ピクセル（ＰＸＬ）の平面形状は、ピクセル定義膜（ＢＮ）によって定義することができる。したがって、予め設定された平面形状を有するピクセル（ＰＸＬ）を形成するために、ピクセル定義膜（ＢＮ）の位置及び形状は適宜選択することができる。

薄膜トランジスタ（Ｔ）は、ボトムゲート（bottom gate）、トップゲート（top gate）、ダブルゲート（double gate）構造など、様々な方式の構造で実現することができる。つまり、薄膜トランジスタ（Ｔ）は、半導体層、ゲート電極、ソース/ドレイン電極を含むことができ、半導体層、ゲート電極、ソース/ドレイン電極は、少なくとも一つの絶縁層を挟んで互いに異なる層に配置することができる。

薄膜トランジスタ（Ｔ）と有機発光ダイオード（ＯＬＥ）の間には、少なくとも一つ以上の絶縁膜を介在させることができる。前記絶縁膜は、有機材料からなる平坦化膜（ＯＣ）を含む。平坦化膜（ＯＣ）は、フォトアクリル（photo acryl）からなることができる。平坦化膜（ＯＣ）は、薄膜トランジスタ（Ｔ）と、複数の信号配線が形成された基板（ＳＵＢ）の表面を平坦化させることができる。

絶縁膜は、酸化シリコン（ＳｉＯｘ）膜、窒化シリコン（ＳｉＮｘ）膜またはこれらの多層からなる保護膜（ＰＡＳ）をさらに含むことができ、保護膜（ＰＡＳ）を平坦化膜（ＯＣ）と薄膜トランジスタ（Ｔ）の間に介在させることができる。薄膜トランジスタ（Ｔ）と有機発光ダイオード（ＯＬＥ）は、１つ以上の絶縁膜を貫通するピクセルコンタクトホール（ＰＨ）を介して電気的に接続することができる。

有機発光ダイオード（ＯＬＥ）は、互いに対向する第１電極（Ｅ１）、第２電極（Ｅ２）、及び第１電極（Ｅ１）と第２電極（Ｅ２）との間に介在された有機化合物層（ＯＬ）を含む。第１電極（Ｅ１）は、アノードで有り得、第２電極（Ｅ２）は、カソードで有り得る。

第１電極（Ｅ１）は、単一層または多重層からなることができる。第１電極（Ｅ１）は、反射層をさらに含み、反射電極として機能することができる。反射層は、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、ニッケル（Ｎｉ）またはこれらの合金からなることができ、好ましくは、ＡＰＣ（銀／パラジウム／銅合金）からなることができる。一例として、第１電極（Ｅ１）は、ＩＴＯ／Ａｇ／ＩＴＯからなる三重層で形成されることができる。この場合、下部ＩＴＯは、有機膜（平坦化膜）とＡｇとの接着特性を改善するための目的として形成することができる。第１電極（Ｅ１）は、各ピクセルに対応するように分割されて、各ピクセルごとに１つずつ割り当てることができる。

第１電極（Ｅ１）が形成された基板（ＳＵＢ）上には、隣接するピクセルを区画するピクセル定義膜（ＢＮ）が位置する。ピクセル定義膜（ＢＮ）は、有機物質からなることができ、好ましくは、ポリイミド（polyimide）からなることができる。ピクセル定義膜（ＢＮ）は、第１電極（Ｅ１）の中心部のほとんどを露出するための開口部を含む。ピクセル定義膜（ＢＮ）によって露出された第１電極（Ｅ１）の部分は、発光領域と定義することができる。ピクセル定義膜（ＢＮ）は、第１電極（Ｅ１）の中心部を露出するが、第１電極（Ｅ１）の側端を覆うように配置することができる。

ピクセル定義膜（ＢＮ）は、凹部（ＢＧ）を含む。凹部（ＢＧ）は、隣接するピクセル間に配置される。言い換えると、凹部（ＢＧ）は、隣接する開口部の間に配置される。

凹部（ＢＧ）は、隣接するピクセルに流れることがある漏れ電流の経路を十分に確保するように機能することができる。つまり、ピクセル定義膜（ＢＮ）に凹部（ＢＧ）を形成する場合、漏れ電流の流路となる層（例えば、電荷生成層）は、凹部（ＢＧ）によって設けられた段差に沿って蒸着されるため、相対的長い漏れ電流の流路を確保することができる。これにより、本発明は、漏れ電流を効果的に遮断することができ、発光が要求されていないピクセルの光が放出されることにより、色再現率が著しく低下するという問題を防止することができる。

言い換えると、本発明は、凹部（ＢＧ）が形成されたピクセル定義膜（ＢＮ）を備えることにより、漏れ電流の経路となる層（例えば、電荷生成層）の表面積を相対的に増加させることができる。すなわち、本発明は、漏れ電流の経路となる層（例えば、電荷生成層）の表面積を制御して抵抗を高めることができる。これにより、本発明は、漏れ電流の流れを効果的に低減させることができるので、漏れ電流による混色不良を最小化にすることができるという利点を有する。

表面積を制御して抵抗を高めるために、本発明は、隣接するピクセル間に凹部（ＢＧ）を複数本形成するなど凹部（ＢＧ）の数を適切に選択することができ、凹部（ＢＧ）の幅と深さを適切に選択することができる。複数本の凹部（ＧＲ）は、一方向に隣接するピクセルの間では、前記一方向に沿って並んで配置することができる。このとき、複数の凹部（ＧＲ）の間の間隔は、位置に応じて異なることがある。

凹部（ＢＧ）は、ピクセル定義膜（ＢＮ）の全体の厚さを完全に貫通して下部層を露出するホール形状を有することができ、ピクセル定義膜（ＢＮ）の上部表面から内側に、一部陥没されて設けられたられた溝形状を有することもできる。漏れ電流の流路確保、及び抵抗制御などを考慮するとき、凹部（ＢＧ）は、ホール形状を有することが望ましいことがある。

ピクセル定義膜（ＢＮ）が形成された基板（ＳＵＢ）上には、有機化合物層（ＯＬ）が形成される。有機化合物層（ＯＬ）は、ピクセルを覆うように薄膜トランジスタ基板（ＳＵＢ）上に延長されて配置される。有機化合物層（ＯＬ）は、２スタック（stack）構造のような多重スタック構造を有することができる。２スタック構造は、第１電極（Ｅ１）と第２電極（Ｅ２）との間に配置された電荷生成層（Charge Generation Layer、ＣＧＬ）、及び電荷生成層を間に置いて電荷生成層の下部と上部にそれぞれ配置された第１スタック及び第２スタックを含むことができる。第１スタック及び第２スタックは、それぞれ発光層（Emission layer）を含み、正孔注入層（Hole injection layer）、正孔輸送層（Hole transport layer）、電子輸送層（Electron transport layer）及び電子注入層（Electron injection layer ）のような共通の層（common layer）の内、少なくともいずれか一つをさらに含むことができる。第１スタックの発光層と第２スタックの発光層は、異なる色の発光物質を含むことができる。

有機化合物層（ＯＬ）が形成された基板（ＳＵＢ）上には、第２電極（Ｅ２）が形成される。第２電極（Ｅ２）は、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）、ＩＺＯ（Indium Zinc Oxide）またはＺｎＯ（Zinc Oxide）などの透明導電物質からなるか、マグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）のような不透明導電物質で薄く形成されて透過電極として機能することができる。第２電極（Ｅ２）は、ピクセルを覆うように薄膜トランジスタ基板（ＳＵＢ）上に一体に広がって配置されることができる。

本発明は、隣接するピクセルに進行する漏れ電流を効果的に低減することができるので、漏れ電流によって、所望しないピクセルが発光する問題を最小化にすることができる。これにより、本発明は、表示品質が著しく改善された有機発光表示装置を提供することができる。

＜実施形態＞

図７は、本発明の好ましい実施形態に係る有機発光表示装置を概略的に示す断面図である。図８は、ストッパーの位置関係を説明するための図である。

本発明の第１実施形態に係る有機発光表示装置は、薄膜トランジスタ基板（ＳＵＢ）を含む。薄膜トランジスタ基板（ＳＵＢ）上にはピクセルのそれぞれに割り当てられた薄膜トランジスタ（Ｔ）及び薄膜トランジスタ（Ｔ）と接続された有機発光ダイオード（ＯＬＥ）が配置される。有機発光ダイオード（ＯＬＥ）は、第１電極（Ｅ１）、第２電極（Ｅ２）、第１電極（Ｅ１）と第２電極（Ｅ２）との間に介在された有機化合物層（ＯＬ）を含む。

隣接するピクセルは、ピクセル定義膜（ＢＮ）によって区画することができ、各ピクセル（ＰＸＬ）の平面形状は、ピクセル定義膜（ＢＮ）によって定義することができる。したがって、予め設定された平面形状を有するピクセル（ＰＸＬ）を形成するために、ピクセル定義膜（ＢＮ）の位置と形状は適宜選択することができる。

ピクセル定義膜（ＢＮ）は、凹部（ＢＧ）を含む。凹部（ＢＧ）は、前述したように、漏れ電流の流路を十分に確保するように機能するので、既定の深さ以上に形成される必要がある。既定の深さは、凹部（ＢＧ）が本来の機能を実行するための最小深さを意味する。ただし、工程上の限界により、凹部（ＢＧ）は、位置に応じて、均一な深さを持たず、互いに異なる深さを有するように形成することができる。この場合、少なくとも一領域では、凹部（ＢＧ）が前記規定の深さ以上に形成されないことがあるので、問題になる。

このような問題点を防止するために、凹部（ＢＧ）を既定の深さ以上の十分な深さで形成する方法を考慮してみることができる。この場合、凹部（ＢＧ）が十分な深さを有するように形成され、全位置で本来の機能を実行することはできる。しかしながら、凹部（ＢＧ）を形成するためのエッチング工程時にピクセル定義膜（ＢＮ）の下に配置される平坦化膜（ＯＣ）までエッチングされることによって、平坦化膜（ＯＣ）を構成する顔料（pigment）で発生するアウトガス（out-gas）が凹部（ＢＧ）を介して有機化合物層（ＯＬ）に流入し、素子劣化を惹起することがある。

これを防止するために、本発明の第１実施形態に係る有機発光表示装置は、ストッパー（ＳＴＰ）（stopper）をさらに含む。ストッパー（ＳＴＰ）は、ピクセル定義膜（ＢＮ）と平坦化膜（ＯＣ）との間に介在され、凹部（ＢＧ）と重畳されるように配置される。ストッパー（ＳＴＰ）は、凹部（ＢＧ）と対応する位置に配置され、凹部（ＢＧ）を形成するためのエッチング工程時にエッチング液が平坦化膜（ＯＣ）まで流入されないように遮断するように機能する。

ストッパー（ＳＴＰ）は、ピクセル定義膜（ＢＮ）とは異なるエッチング選択比（etch selectivity）を有する。つまり、ストッパー（ＳＴＰ）は、をピクセル定義膜（ＢＮ）のエッチング速度（etch rate）より低いエッチング速度を有する物質にすることができる。例えば、ストッパー（ＳＴＰ）は、酸化シリコン（ＳｉＯｘ）膜、窒化シリコン（ＳｉＮｘ）膜、酸化窒化シリコン（ＳｉＯＮ）膜、酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）と二酸化チタン（ＴｉＯ_２）のような無機物質からなる単一層またはこれらが積層された多重層で実現されることができる。一例として、凹部（ＢＧ）を形成するためにＯ_２プラズマを用いたエッチング工程を実行することができる。ストッパー（ＳＴＰ）が前述した無機物質からなる場合、Ｏ２プラズマによってエッチングされないので、ピクセル定義膜（ＢＮ）のエッチング程度を制御することができる手段として機能することができる。

本発明の第１実施形態は、凹部（ＢＧ）を形成するためのエッチング工程時にピクセル定義膜（ＢＮ）が既定の深さ以上にエッチングされるようにストッパー（ＳＴＰ）を利用してエッチングの程度を制御することができるため、凹部（ＢＧ）を全位置で既定の深さ以上に形成することができる。つまり、本発明の第１実施形態は、工程上の限界によって凹部（ＢＧ）の深さが位置によって異なるように形成されることがあるが、過エッチングを実行して、全位置で既定の深さ以上の深さを有する凹部部（ＢＧ）を形成することができる。これと同時に、本発明の第１実施形態は、過エッチングを実行するとしても、ストッパー（ＳＴＰ）により平坦化膜（ＯＣ）がエッチングされないため、アウトガスによる素子劣化を防止することができる。

凹部（ＢＧ）が形成されたピクセル定義膜（ＢＮ）と、第１電極（Ｅ１）上には、有機化合物層（ＯＬ）及び第２電極（Ｅ２）が順に積層される。有機化合物層（ＯＬ）は、凹部（ＢＧ）を介してストッパー（ＳＴＰ）に直接接触することができる。

図８をさらに参照すると、ストッパー（ＳＴＰ）は、隣接するピクセルにそれぞれ備えた第１電極（Ｅ１）との間に配置される。ストッパー（ＳＴＰ）は、第１電極（Ｅ１）と所定間隔離隔して配置することができ、接して配置することができる。

ストッパー（ＳＴＰ）が第１電極（Ｅ１）と所定間隔離隔されて配置されている場合、ストッパー（ＳＴＰ）と、第１電極（Ｅ１）との間で平坦化膜（ＯＣ）が露出される。このとき、凹部（ＢＧ）が工程不良により既定の位置に形成されない場合、露出された平坦化膜（ＯＣ）がエッチング液によってエッチングされる問題が発生することがある（図８の（ａ））。

これを防止するために、ストッパー（ＳＴＰ）は、隣接するピクセルの第１電極（Ｅ１）の側面に接したり、第１電極（Ｅ１）の側面と上面の少なくとも一部を覆うように配置されることが望ましい。この場合、ストッパー（ＳＴＰ）により平坦化膜（ＯＣ）が露出されないので、凹部（ＢＧ）の形成時にアライメント不良が発生しても平坦化膜（ＯＣ）がエッチングされてアウトガスが発生する問題を回避することができる（図８の（ｂ））。

＜応用例＞

図９は、本発明の応用例に係る有機発光表示装置を概略的に示す断面図である。

図９を参照すると、本発明の応用例に係る有機発光表示装置は、互いに対向する下部基板１１０ａ、及び上部基板１１０ｂを含む。下部基板１１０ａは、トランジスタ(ＴＦＴ)、及びトランジスタ(ＴＦＴ)と接続された有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）を含む。上部基板１１０ｂは、カラーフィルタ（ＣＦ）を含み、必要に応じてブラックマトリックス(ＢＭ)をさらに含むことができる。

具体的に、下部基板１１０ａ上にはバッファ層１１１が位置する。バッファ層１１１は、窒化シリコン（ＳｉＮｘ）または酸化シリコン（ＳｉＯｘ）の単一層または窒化シリコン（ＳｉＮｘ）及び酸化シリコン（ＳｉＯｘ）の多重層からなることができる。一方、下部基板１１０ａとバッファ層１１１との間には、外部の光を遮断するために、金属材料からなる光遮断層が位置することもできる。光遮断層は、トランジスタの半導体層（またはチャネル領域）に対応する領域などに配置される。

バッファ層１１１上には半導体層１１２が位置する。半導体層１１２は、ソース領域、チャネル領域及びドレイン領域を有する。半導体層１１２は、有機半導体材料、酸化物半導体材料またはシリコン半導体材料などからなることができる。

半導体層１１２上にはゲート絶縁層１１３が位置する。ゲート絶縁層１１３は、半導体層１１２のチャネル領域を覆うように形成される。ゲート絶縁層１１３は、窒化シリコン（ＳｉＮｘ）または酸化シリコン（ＳｉＯｘ）の単一層または窒化シリコン（ＳｉＮｘ）及び酸化シリコン（ＳｉＯｘ）の多重層からなることができる。

ゲート絶縁層１１３上にはゲート金属層１１４が位置する。ゲート金属層１１４は、ゲート絶縁層１１３の大きさに対応して形成される。ゲート金属層１１４は、トランジスタ(ＴＦＴ)のゲート電極となる。このほかにも、ゲート金属層１１４は、スキャンラインなどを形成する金属層として使用される。ゲート金属層１１４は、モリブデン（Ｍｏ）、アルミニウム（Ａｌ）、クロム（Ｃｒ）、金（Ａｕ）、チタニウム（Ｔｉ）、ニッケル（Ｎｉ）及び銅（Ｃｕ）からなる群から選択された一つまたはこれらの合金で有り得、単一層または多重層からなることができる。

ゲート金属層１１４上に層間絶縁層１１５が位置する。層間絶縁層１１５は、窒化シリコン（ＳｉＮｘ）または酸化シリコン（ＳｉＯｘ）の単一層または窒化シリコン（ＳｉＮｘ）及び酸化シリコン（ＳｉＯｘ）の多重層からなることができる。層間絶縁層１１５は、半導体層１１２のソース領域とドレイン領域を露出する。

層間絶縁層１１５上にはソース電極１１６ａ及びドレイン電極１１６ｂが位置する。ソース電極１１６ａ及びドレイン電極１１６ｂは、層間絶縁層１１５を貫通するコンタクトホールを介して半導体層１１２のソース領域及びドレイン領域にそれぞれ接続される。ソース電極１１６ａ及びドレイン電極１１６ｂは、モリブデン（Ｍｏ）、アルミニウム（Ａｌ）、クロム（Ｃｒ）、金（Ａｕ）、チタニウム（Ｔｉ）、ニッケル（Ｎｉ）及び銅（Ｃｕ）からなる群から選択された一つまたはこれらの合金で有り得、単一層または多層からなることができる。

ソース電極１１６ａおよびドレイン電極１１６ｂ上にカバー層（１１７ａ、１１７ｂ）が位置することができる。カバー層（１１７ａ、１１７ｂ、１１７ｃ）は、ソース電極１１６ａ及びドレイン電極１１６ｂの位置に対応して、パターンになり、ソース電極１１６ａとドレイン電極１１６ｂを保護する役割をする。カバー層（１１７ａ、１１７ｂ）は、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）、ＩＺＯ（Indium Zinc Oxide）などの酸化物からなることができる。

カバー層（１１７ａ、１１７ｂ）は、ソース電極１１６ａと接触された第１カバー層１１７ａ及びドレイン電極１１６ｂと接触された第２カバー層１１７ｂに区分することができ、これらは互いに分離される。第１カバー層１１７ａ、及び第２カバー層１１７ｂの内、少なくともいずれか一つは、チャネル領域と重畳されるよう広がって配置することができる。

カバー層（１１７ａ、１１７ｂ）は、工程の特性上、省略されたり、保護層に置き換えることもある。保護層は、窒化シリコン（ＳｉＮｘ）または酸化シリコン（ＳｉＯｘ）の単一層または窒化シリコン（ＳｉＮｘ）及び酸化シリコン（ＳｉＯｘ）の多重層からなることができる。

カバー層（１１７ａ、１１７ｂ）上には平坦化膜１１８が位置する。平坦化膜１１８は、トランジスタ（ＴＦＴ）を含む下部構造物層の表面を平坦にするように機能する。平坦化膜１１８は、ネガティブオーバーコート層、ポリイミド（polyimide）、ベンゾシクロブテン系樹脂（benzocyclobutene series resin）、アクリル酸（acrylate）、フォトアクリル（Photoacrylate）などの有機物からなることができる。平坦化膜１１８には、、ピクセルコンタクトホール（ＰＨ）が形成される。ピクセルコンタクトホール（ＰＨ）は、ピクセルの発光領域を定義する開口領域（ＯＰＮ）内において、ドレイン電極１１６ｂまたは第２カバー層１１７ｂの一部を露出する。

平坦化膜１１８上には犠牲層１１９が位置する。犠牲層１１９は、ピクセルの発光領域を定義する開口領域（ＯＰＮ）より広い開口を有する。犠牲層１１９は、開口領域（ＯＰＮ）より広い開口を介して平坦化膜１１８の一部を露出する。犠牲層１１９は、酸化シリコン（ＳｉＯｘ）膜、窒化シリコン（ＳｉＮｘ）膜、酸化窒化シリコン（ＳｉＯＮ）膜、酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）及び二酸化チタン（ＴｉＯ_２）のような無機物質からなる単一層またはこれらが積層された多重層として実現することができる。犠牲層１１９は、後に形成される凹部のエッチング程度を制御することができるストッパー（ＳＴＰ、図７）として機能することができる。

犠牲層１１９上には分離層１２０が位置する。分離層１２０は、ピクセルの発光領域を定義する開口領域（ＯＰＮ）を定義する。したがって、分離層は、ピクセル定義膜で呼ばれることがある。分離層１２０は、開口領域（ＯＰＮ）を介して平坦化膜１１８の一部を露出する。分離層１２０は、シリコン系材料、例えばシロキサン（Siloxane）からなることができる。分離層１２０の開口領域（ＯＰＮ）と犠牲層１１９の開口の面積差により、アンダーカット（under-cut）構造が実現される。

分離層１２０には、凹部（ＢＧ）が形成される。凹部（ＢＧ）は、犠牲層１１９の少なくとも一部を露出させる。犠牲層１１９は、分離層１２０の形成材料とは異なるエッチング選択比（etch selectivityを有する物質からなるので、凹部（ＢＧ）が形成されるとき、犠牲層１１９は、貫通されず、残留する。

分離層１２０上には第１電極１２１が位置する。第１電極１２１は、平坦化膜１１８と分離層１２０の全てを覆う。

第１電極１２１は、犠牲層１１９と分離層１２０によって設けられたアンダーカット構造により平坦化膜１１８上に位置する部分１２１ａと分離層１２０上に位置する部分１２１ｂが電気的に分離された構造を有する。すなわち、第１電極１２１は、アンダーカット構造により、セルフピクセルレーション（Self-Pixelation）されて、分離層１２０上に存在する部分１２１ｂと開口領域（ＯＰＮ）を介して露出された平坦化膜１１８上に存在する部分１２１ａで区分され、両者は電気的及び物理的に切断された状態になる。

第１電極１２１の内、平坦化膜１１８上に位置する部分１２１ａは、平坦化膜１１８のピクセルコンタクトホール（ＰＨ）を介してドレイン電極１１６ｂまたは第２カバー層１１７ｂの一部と電気的に接続される。第１電極１２１の内、分離層１２０上に位置する部分１２１ｂは、凹部（ＢＧ）の段差に沿って形成され、凹部（ＢＧ）を介して犠牲層１１９に直接接触することができる。

これにより、本発明の応用例の場合、第１電極１２１をピクセルごとに割り当るための別途のパターン工程を実行する必要がないので、プロセスの歩留まりを顕著に向上させることができる利点を有する。また、本発明の応用例の場合、分離層１２０上に位置する下部電極層１２１は、有機化合物層１２２から出射された光を上部基板１１０ｂのカラーフィルタの方向に反射させるように機能することができる。これにより、光効率を顕著に向上させることができる利点を有する。

第１電極１２１上には有機化合物層１２２が位置する。有機化合物層１２２は、白色を発光する材料からなることができる。有機化合物層１２２は、第１電極１２１と分離層１２０のすべてを覆い、犠牲層１１９と分離層１２０によって設けられたアンダーカット構造及び凹部（ＢＧ）の段差に沿って形成される。

有機化合物層１２２上には第２電極１２３が位置する。第２電極１２３は、有機化合物層１２２を覆い、凹部（ＢＧ）の段差に沿って形成される。

上部基板１１０ｂ上には、カラーフィルタ（ＣＦ）が位置する。カラーフィルタ（ＣＦ）は、有機化合物層１２２から生成された光を赤色、緑色、青色の内、一つに変換することができる顔料を含む。上部基板１１０ｂ上にはブラックマトリックス(ＢＭ)が位置することができる。ブラックマトリックス(ＢＭ)は、ピクセル間の境界（非開口領域）での光漏れを遮断し、カラーフィルタ（ＣＦ）との間の混色を防止するために隣接するカラーフィルタ（ＣＦ）の間に位置することができる。ブラックマトリックス(ＢＭ)は、黒色系の顔料を含むことができる。

本発明は、、ピクセル定義膜に形成された凹部を含むことにより、漏れ電流を効果的に遮断することがでるので、発光が要求されないピクセルから光が放出されることにより、色再現率が著しく低下するという問題を防止することができる。これにより、本発明は、表示品質が著しく改善された有機発光表示装置を提供することができる利点を有する。

本発明は、凹部形成時に凹部の深さを制御することができるストッパーを含むことにより、凹部を形成するためのエッチング工程時にエッチング液が平坦化膜まで流入しないよう遮断することができる。これにより、平坦化膜がエッチングされるときに発生するアウトガスによって素子が劣化する問題を最小化することができる。

以上説明した内容を通じて当業者であれば、本発明の技術思想を逸脱しない範囲で多様に変更・修正することができる。したがって、本発明の技術的範囲は、明細書の詳細な説明に記載された内容に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって定められなければならない。

ＰＸＬ：ピクセル
ＳＵＢ：薄膜トランジスタ基板
ＯＬＥ：有機発光ダイオード
Ｅ１：第１電極
ＯＬ：有機化合物層
Ｅ２：第２電極
ＢＮ：ピクセル定義膜
ＢＧ：凹部
ＳＴＰ：ストッパー

Claims (8)

1. ピクセルを有する有機発光表示装置であって、
   トランジスタ上に配置される平坦化膜と、
   前記平坦化膜上に配置され、前記各ピクセルごとに割り当てられた第１電極と、
   前記第１電極の少なくとも一部をそれぞれ露出する開口部を有し、隣接する前記開口部との間に配置される凹部を有するピクセル定義膜と、
   前記平坦化膜と、前記ピクセル定義膜の間に配置され、前記凹部と重畳されるストッパーと、
   前記第１電極及び前記ピクセル定義膜を覆う有機化合物層と、
   前記有機化合物層を覆う第２電極と、
   を含み、前記有機化合物層は、前記凹部を介して前記ストッパーに直接接触される、有機発光表示装置。
2. 前記ストッパーは、
   隣接する前記第１電極の間に配置され、前記第１電極の側面に接する、請求項１に記載の有機発光表示装置。
3. 前記ストッパーは、
   隣接する前記第１電極の間に配置され、前記第１電極の側面と上面の少なくとも一部を覆う、請求項１に記載の有機発光表示装置。
4. 前記ストッパーと、前記ピクセル定義膜は、
   互いに異なる選択エッチング比を有する、請求項１に記載の有機発光表示装置。
5. 前記ストッパーは、
   前記ピクセル定義膜のエッチング速度（etch rate）より低いエッチング速度を有する物質を含む、請求項１に記載の有機発光表示装置。
6. 前記平坦化膜は有機物質を含む、請求項１に記載の有機発光表示装置。
7. 前記ストッパーは、
   無機物質からなる単一層または多重層からなる、請求項１に記載の有機発光表示装置。
8. 前記ストッパーは、
   酸化シリコン（ＳｉＯｘ）膜、窒化シリコン（ＳｉＮｘ）膜、酸化窒化シリコン（ＳｉＯＮ）膜、酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）及び二酸化チタン（ＴｉＯ_２）の内、いずれか１つからなる単一層またはこれらが積層された多重層である、請求項１に記載の有機発光表示装置。

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