KR101384048B1 - 유기 광 발생 장치 및 이의 제조 공정 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 유기 광 발생 장치 및 이의 제조 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은, 두께 감소, 영상의 선명도 향상 및 제조 공정을 단순화할 수 있는 유기 광 발생 장치 및 이의 제조 방법에 관한 것이다. 개시된 본 발명의 유기전계발광장치는, 홀을 제공하는 제 1 전극; 상기 제 1 전극과 마주보며 전자를 제공하는 제 2 전극; 상기 제 1 및 제 2 전극 사이에 개재된 유기발광층; 및 상기 제 2 전극 및 상기 유기발광층 사이에 배치된 전자 전달층을 포함하고, 상기 전자 전달층은 상기 제 1 전극으로부터 상기 전자 전달층으로 유입하는 홀을 방지하는 동안 상기 유기발광층에 전자들을 주입 및 전달하는 전자 전달 부재를 포함하는 단일층인 것을 특징으로 한다.
Description
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 의한 유기 광 발생 장치를 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 유기 광 발생 장치에서 전자 전달층 형성 공정을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 도 1의 전자 전달층을 이루는 전자 전달 부재를 도시한 단면도이다.
도 4는 도 1의 유기 광 발생 장치에서 유기 발광층에 제공되는 홀 및 전자를 도시한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 의한 유기 광 발생 장치를 도시한 단면도이다.
도 6은 도 5의 전자 전달층을 이루는 전자 전달 부재를 도시한 단면도이다.
도 7은 도 5의 유기 광 발생 장치에서 유기 발광층에 제공되는 홀 및 전자를 도시한 단면도이다.
도 8A는 본 발명의 제 3 실시예에 의한 유기 광 발생 장치의 제조 방법을 도시한 플로챠트이다.
도 8B는 본 발명의 제 4 실시예에 의한 유기 광 발생 장치의 제조 방법을 도 시한 플로챠트이다.
도 9는 본 발명의 제 5 실시예에 의한 유기 광 발생 장치를 도시한 평면도이다.
도 10A 및 도 10B는 도 9의 A 부분 확대도이다.
도 11 및 도 12는 본 발명의 제 5 실시예에 의한 유기 광 발생 장치의 제조 방법을 도시한 단면도들이다.
본 발명은 유기 광 발생 장치 및 이의 제조 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은, 두께 감소, 영상의 선명도 향상 및 제조 공정을 단순화할 수 있는 유기 광 발생 장치 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
최근, 정보처리장치 및 정보처리장치에서 처리된 전기적 신호 형태의 데이터를 영상으로 표시하는 표시 장치가 개발되고 있다.
대표적인 표시장치의 예로서는 액정표시장치, 유기 광 발생 장치 및 플라즈마 표시 패널 등을 들 수 있다. 액정표시장치는 액정을 이용하여 영상을 표시하고, 유기 광 발생 장치는 유기 발광물질을 이용하여 영상을 표시하고, 플라즈마 표시 패널은 플라즈마를 이용하여 영상을 표시한다. 상술된 표시 장치들은 컴퓨터, 노트북, 시계, 휴대폰, MP3 플레이어, 텔레비젼 수신기 세트 등과 같은 정보처리장치에 주로 채용되고 있다.
상기 유기 발광 물질을 사용하여 영상을 표시하는 유기 광 발생 장치는 백라이트와 같은 광 공급 수단을 필요로 하지 않기 때문에 부피 및 무게를 크게 감소시킬 수 있는 장점을 갖는다.
유기 광 발생 장치는 한 쌍의 도전성 전극들, 상기 도전성 전극들 사이에 개재된 유기 발광층을 포함한다. 유기 발광층은 유기 발광 물질을 포함한다. 유기 광 발생 장치의 도전성 전극들에 순방향 전류를 인가할 경우, 유기 발광층으로부터는 광이 발생된다.
그러나, 종래 유기 광 발생 장치는 전극 상에 전자 주입층 및 전자 수송층을 각각 형성하기 때문에 제조 공정이 복잡하고 제조 시간이 크게 증가될 뿐만 아니라 유기 광 발생 장치의 전체적인 두께를 증가시키는 문제점을 갖는다.
또한, 종래 유기 광 발생 장치의 전자 주입층 및 전자 수송층의 두께가 불균일할 경우 원하지 않는 광이 발생될 수 있어, 영상의 품질, 예를 들면, 영상의 선명도가 크게 감소된다.
따라서, 본 발명의 하나의 목적은 제조 공정의 단순화, 제조 공정 단순화에 따른 제조 시간 단축뿐만 아니라 영상의 표시품질, 예를 들면, 영상의 선명도까지 향상시킨 유기 광 발생 장치를 제공한다.
상기한 목적을 달성하기 위한, 본 발명에 따른 유기전계발광장치는,
홀을 제공하는 제 1 전극;
상기 제 1 전극과 마주보며 전자를 제공하는 제 2 전극;
상기 제 1 및 제 2 전극 사이에 개재된 유기발광층; 및
상기 제 2 전극 및 상기 유기발광층 사이에 배치된 전자 전달층을 포함하고,
상기 전자 전달층은 상기 제 1 전극으로부터 상기 전자 전달층으로 유입하는 홀을 방지하는 동안 상기 유기발광층에 전자들을 주입 및 전달하는 전자 전달 부재를 포함하는 단일층인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 의한 유기전계발광장치 제조방법은,
기 상에 제 2 전극을 형성하는 단계;
상기 제 2 전극 상에 순차적으로 홀주입층과 홀 전달층을 형성하는 단계;
상기 홀전달층 상에 유기 발광층을 형성하는 단계;
상기 유기발광층 상에 복수개의 전자 전달 부재들과 절연층을 포함하는 전자 전달층을 형성하는 단계; 및
상기 전자 전달층 상에 제 1 전극을 형성하는 단계를 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의한 유기전계발광장치 제조방법은,
기판 상에 제 1 전극을 형성하는 단계;
상기 제 1 전극 상에 복수개의 전자 전달 부재들과 절연층을 포함하는 전자 전달층을 형성하는 단계;
상기 전자 전달층 상에 유기발광층을 형성하는 단계;
상기 유기발광층 상에 순차적으로 홀전달층과 홀주입층을 형성하는 단계; 및
상기 홀주입층 상에 제 2 전극을 형성하는 단계를 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의한 유기전계발광장치는,
표시장치를 포함하는 제 1 기판;
상기 제 1 기판에 홀을 제공하기 위해 배치된 제 1 전극;
상기 제 1 전극과 마주하면서 전자를 제공하기 위해 배치된 제 2 전극;
상기 제 1 및 2 전극 사이에 배치된 유기발광층; 및
상기 제 2 전극과 유기발광층 사이에 배치된 전자 전달층을 포함하고,
상기 전자 전달층은 상기 제 1 전극으로부터 상기 전자 전달층으로 유입하는 홀을 방지하는 동안 상기 유기발광층에 전자들을 주입 및 전달하는 전자 전달 부재를 포함하는 단일층이고,
구동장치를 구비한 제 2 기판; 및
상기 제 1 및 2 기판을 합착하기 위한 밀봉 부재를 포함한다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들에 따른 유기 광 발생 장치 및 이의 제조 방법에 대하여 상세하게 설명하지만, 본 발명이 하기의 실시예들에 제한되는 것은 아니며, 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양한 다른 형태로 구현할 수 있을 것이다. 첨부된 도면에 있어서, 제1 전극, 전자 전달층, 제2 전극, 홀 주입층, 홀 수송층, 유기 발광층 및 기타 구조물들 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다. 본 발명에 있어서, 제1 전극, 전자 전달층, 제2 전극, 홀 주입층, 홀 수송층, 유기 발광층 및 기타 구조물들이 "상에", "상부에" 또는 "하부"에 형성되는 것으로 언급되는 경우에는 제1 전극, 전자 전달층, 제2 전극, 홀 주입층, 홀 수송층, 유기 발광층 및 기타 구조물들이 직접 제1 전극, 전자 전달층, 제2 전극, 홀 주입층, 홀 수송층, 유기 발광층 및 기타 구조물들 위에 형성되거나 아래에 위치하는 것을 의미하거나, 다른 제1 전극, 전자 전달층, 제2 전극, 홀 주입층, 홀 수송층, 유기 발광층 및 기타 구조물들이 기판상에 추가로 형성될 수 있다. 또한, 제1 전극, 전자 전달층, 제2 전극, 홀 주입층, 홀 수송층, 유기 발광층 및 기타 구조물들이, 예를 들어, "제1", "제2"," 제3" 및/또는 "제4" 등으로 언급되는 경우, 이는 이러한 부재들을 한정하기 위한 것이 아니라 단지 제1 전극, 전자 전달층, 제2 전극, 홀 주입층, 홀 수송층, 유기 발광층 및 기타 구조물들을 구분하기 위한 것이다. 따라서, 예를 들어, "제1", "제2", "제3" 및/또는 "제4"와 같은 기재는 제1 전극, 전자 전달층, 제2 전극, 홀 주입층, 홀 수송층, 유기 발광층 및 기타 구조물들에 대하여 각기 선택적으로 또는 교환적으로 사용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 의한 유기 광 발생 장치를 도시한 단면도이고, 도 2는 본 발명의 유기 광 발생 장치에서 전자 전달층 형성 공정을 설명하기 위한 도면이며, 도 3은 도 1의 전자 전달층을 이루는 전자 전달 부재를 도시한 단면도이고, 도 4는 도 1의 유기 광 발생 장치에서 유기 발광층에 제공되는 홀 및 전자를 도시한 단면도이다.
도 1을 참조하면, 유기 광 발생 장치(100)는 제1 전극(31), 제2 전극(32), 유기 발광층(35) 및 전자 전달층(33)을 포함한다. 추가적으로, 유기 광 발생 장치(100)는 기판(20), 홀 주입층(36) 및 홀 수송층(37)을 더 포함할 수 있다.
본 실시예에서, 기판(20) 상에는 제1 전극(31)이 배치되고, 제1 전극(31) 상에는 홀 주입층(36) 및 홀 수송층(37)이 연속적으로 배치된다. 홀 수송층(37) 상에는 유기 발광층(35)이 배치되고, 유기 발광층(35) 상에는 전자 전달층(33)이 배치된다. 본 실시예에서, 기판(20)은, 예를 들어, 투명한 유리 기판일 수 있다.
투명한 기판(20) 상에 배치된 제1 전극(31)은 투명하면서 도전성인 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 전극(31)으로 사용될 수 있는 물질의 예로서는 산화 주석 인듐(Indium Tin Oxide, ITO), 산화 아연 인듐(Indium Zinc Oxide, IZO), 아몰퍼스 산화 주석 인듐(amorphous Indium Tin Oxide, a-ITO) 등을 들 수 있다.
제1 전극(31) 상에 배치된 홀 주입층(36)은, 예를 들어, CuPc(Cu- Phthalocyanine)을 포함할 수 있다.
본 실시예에서, 비록 홀 주입층(36)을 이루는 물질의 예로서 CuPc를 들었지만, 제1 전극(31)으로부터 주입된 홀을 유기 발광층(35)으로 전달하는 기능을 갖는 다양한 홀 전달 화합물을 사용할 수 있다. 예를 들어, 홀 주입층(36)을 이루는 물질의 예로서는 홀 주입성 폴리피린 화합물, 프타로시아닌 화합물, 홀 수송성 방향족 삼급 아민, 트리스페노티아지닐트리페닐아민 유도체 또는 트리스페녹사디닐트리페닐아민 유도체, 폴리티오펜, 및 카르바졸기를 포함하는 화합물 등을 들 수 있다.
또는 홀 주입층(36)을 이루는 물질의 예로서, 트리아졸 화합물, 옥사디아졸 유도체, 이미다졸 유도체, 폴리아릴알칸 유도체, 피라졸린 유도체, 피라조론 유도체, 페닐렌디아민 유도체, 아릴아민 유도체, 옥사졸 유도체, 스티릴안트라센 유도체, 플루오렌 유도체, 히드라존 유도체, 스틸벤 유도체, 포르피린 화합물, 방향족 제삼급 아민 화합물, 스티릴아민 화합물, 부타디엔 화합물, 폴리스틸렌 유도체, 히드라존 유도체, 트리페닐메탄 유도체, 테트라페닐벤지딘 유도체, 폴리아닐린계 고분자 재료, 폴리티오펜계 고분자 재료, 폴리피롤계 고분자 재료 등을 이용할 수 있다.
도 1을 다시 참조하면, 홀 주입층(36) 상에는 홀 수송층(37)이 배치된다. 홀 수송층(37)은 제1 전극(31) 및 홀 주입층(36)으로부터 제공된 홀(hole)을 효율적으로 유기 발광층(35)으로 제공한다.
유기 발광층(35)은, 홀 주입층(36) 상에 배치될 수 있다. 이와 다르게, 유기 발광층(35)은 제1 전극(31)상에 직접 배치될 수 있다. 유기 발광층(35)은 적색, 녹색 및 청색광을 발생하기에 적합한 여러 가지 고분자 재료를 사용할 수 있다.
제2 전극(32)은 유기 발광층(35)을 향해 전자(electron)를 제공한다. 제2 전극(32)으로부터 제공된 전자 및 제1 전극(31)로부터 제공된 홀에 의하여 유기 발광층(35)에서는 유기 발광층(35)을 이루는 고분자 물질에 따라서 적색광, 녹색광 및 청색광이 발생 될 수 있다.
본 실시예에서, 제2 전극(32)은 일함수가 낮은 물질을 사용하는 것이 바람직하며, 제2 전극(32)으로 사용되는 물질의 예로서는 알루미늄 또는 알루미늄 합금 등을 들 수 있다.
한편, 제2 전극(32)에서 제공된 전자를 효율적으로 유기 발광층(35)으로 전달하기 위해서, 제2 전극(32) 및 유기 발광층(35)의 사이에는 전자 전달층(33)이 형성된다.
도 3을 참조하면, 본 실시예에 의한 전자 전달층(33)은 단층으로 이루어지며, 단층 전자 전달층(33)은 전자 주입층 및 전자 수송층의 역할을 한다. 즉, 본 실시예에 의한 전자 전달층(33)은 제2 전극(32)으로부터 유기 발광층(35)으로 전자를 가속하여 전달한다.
제2 전극(32)으로부터 유기 발광층(35)으로 전자를 주입 및 수송하기 위하여, 전자 전달층(33)은 복수개의 전자 전달 부재(33c)들을 포함한다.
즉, 전자(electron)를 유기 발광층(35)으로 주입 및 수송하는 전자 전달층(33)을 단층(single layer)으로 형성하기 위해서, 전자 전달층(33)은 전자 전달 부재(33c)를 포함한다.
전자 전달 부재(33c)는 단결정 실리콘 입자(33b) 및 단결정 실리콘 입자(33b)를 코팅하는 절연막(33a)을 포함한다.
본 실시예에서, 단결정 실리콘 입자(33b)는 약 50 내지 약 100 Å 직경을 가질 수 있다. 또한, 단결정 실리콘 입자(33b)를 코팅하는 절연막(33a)은, 예를 들어, 질화실리콘막(SiNX) 또는 산화실리콘막(SiOX), 유기 절연 물질일 수 있다.
단결정 실리콘 입자(33b)를 코팅한 절연막(33a)을 포함하는 전자 전달 부재(33c)는 단결정 실리콘 입자(33b)를 휘발성 물질에 혼합 한 다음, 이를 제 2 전극(32) 및 유기 발광층(35) 사이에 균일한 두께로 형성된다.
구체적으로 전자 전달층(33)을 형성하는 방법은 도 2를 참조하여 설명한다.
첫째, 사이클로펜타실란 (cyclopentasilane: CPS, SixH2X) 상에 395~415nm 파 장을 갖는 자외선(UV)을 조사하여 광중합 반응을 일으키도록 한다. 그런 다음 광중합 반응이 일어난 결과물을 휴발성 용액에 혼합하여 상기 제 1 전극(31) 또는 유기 발광층(35) 상에 코팅한다. 더욱 구체적으로는 상기 혼합된 결과물은 잉크젯 방식에 의해 상기 제 1 전극(31) 또는 유기발광층(35) 상에 형성할 수 있다. 순차적으로 상기 광중합 물질은 단결정 실리콘 입자들(33b)을 형성하기 위해 500~600℃의 열처리 공정을 진행한다. 잉크젯(inkjet) 방식뿐만 아니라 코팅, 프린팅 공정등을 적용할 수 있다.
그런 다음, 전자 전달층(33)의 전자 전달 부재(33c)를 형성하기 위해 절연층(33a)을 상기 단결정 실리콘 입자들(33b) 상에 형성할 수 있다. 상기 절연층(33a)은 실리콘 나이트라이드 층, 실리콘 옥사이드 층 또는 유기절연 물질층이다.
또한, 상기 절연층(33a)을 형성하는 방법은 증착, 스핀 코팅 또는 프린팅 방법을 사용할 수 있다.
둘째, 상기 전자 전달층(33)을 형성하는 다른 방법은 단결정 실리콘 입자(33b)를 나노 분말에 솔벤트 또는 휘발성 용액에 혼합한 다음, 혼합된 결과물을 제 1 전극(31) 또는 유기발광층(35) 상에 형성하고, 열처리하여 단결정 실리콘 입자(33b)를 형성 한 다음, 실리콘질화막을 증착 공정으로 형성하거나 실리콘산화막을 스핀코팅 또는 프린팅 공정으로 형성할 수 있다.
또한 전자 전달층(33)을 형성하는 다른 방법으로는 나노 크기의 단결정 실리콘 입자들을 휘발성 물질에 혼합한 다음, 실리콘 입자 용액을 상기 제 1 전극(31) 또는 유기발광층(35) 상에 형성한다. 더욱 구체적으로는 실리콘 입자 용액을 잉크젯, 스핀 코팅 또는 프린팅 방법으로 상기 제 1 전극(31) 또는 유기발광층(35) 상에 형성한다. 그런 다음, 열처리 공정을 진행하여 단결정 실리콘 입자들(33b)를 형성한다.
전자 전달층(333)의 전자 전달 부재(33c)를 형성하기 위해 절연층(33a)을 상기 단결정 실리콘 입자들(33b) 상에 형성할 수 있다. 상기 절연층(33a)은 실리콘 나이트라이드 층, 실리콘 옥사이드 층 또는 유기절연 물질층이다.
또한, 상기 절연층(33a)을 형성하는 방법은 증착, 스핀 코팅 또는 프린팅 방법을 사용할 수 있다.
본 실시예에서, 전자 전달 부재(33c)들을 포함하는 전자 전달층(33)의 두께는 매우 중요하다. 본 실시예에서, 유기 발광층(35)의 표면으로부터 측정된 전자 전달층(33)의 두께는 약 300Å내지 약 600Å 두께를 갖는다.
본 실시예에서, 전자 전달층(33)의 두께가 약 300Å 이하일 경우 전자 전달층(33)을 통해서 유기 발광층(35)으로 전달되는 전자의 개수가 홀의 개수에 비해 크게 감소될 수 있다. 반면, 전자 전달층(33)의 두께가 약 600Å 이상일 경우 전자 전달층(33)을 통해서 유기 발광층(35)으로 전달되는 전자의 개수가 홀의 개수에 비하여 크게 증가될 수 있다. 또한, 전자 전달층(33)의 두께가 약 600Å 이상일 경우, 유기 광 발생 장치(100)의 전체 두께가 증가될 수 있다.
본 실시예에 의한 전자 전달층(33)은 도 4에 도시한 바와 같이, 유기 발광층(35)으로 전자를 주입 및 수송할 뿐만 아니라 제2 전극(31)으로부터 제공된 홀이 전자 전달층(33) 내부로 유입되는 것을 방지하여, 유기 발광층(35)으로부터 발생된 영상의 선명도를 크게 향상시킨다.
또한, 제2 전극(32)으로부터 제공된 전자를 유기 발광층(35)으로 가속하여 전달하는 전자 전달층(33)을 단층으로 형성할 경우, 유기 광 발생 장치(100)의 제조 공정을 단축할 수 있다.
상술한 바에 의하면, 제2 전극 및 유기 발광층 사이에 단결정 실리콘 입자를 절연막으로 코팅한 전자 전달 부재들을 포함하는 단층 전자 전달층을 배치하여, 유기 광 발생 장치의 제조 공정 및 제조 공정에 소요되는 시간을 단축 및 전자 전달층에서 광이 발생되는 것을 방지 및 유기 발광층에서 발생된 광에 의하여 형성된 영상의 선명도를 크게 향상시킨다.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 의한 유기 광 발생 장치를 도시한 단면도이고, 도 6은 도 5의 전자 전달층을 이루는 전자 전달 부재를 도시한 단면도이며, 도 7은 도 5의 유기 광 발생 장치에서 유기 발광층에 제공되는 홀 및 전자를 도시한 단면도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 유기 광 발생 장치(100)는 도 1에 도시된 유기 광 발생 장치(100)와 구조적으로 유사하므로, 동일한 부호의 경우에는 동일한 명칭과 동일한 재질을 사용한다. 따라서, 이하 설명은 전자 전달층(43)을 중심으로 설명하고, 다른 구성부분에 대한 상세한 설명은 도 1 내지 도 4를 참조한다.
유기 광 발생 장치(100)는 제1 전극(31), 제2 전극(32), 유기 발광층(35) 및 전자 전달층(43)을 포함한다. 추가적으로, 유기 광 발생 장치(100)는 기판(20), 홀 주입층(36) 및 홀 수송층(37)을 더 포함할 수 있다.
본 실시예에서, 기판(20) 상에는 제1 전극(31)이 배치되고, 제1 전극(31) 상에는 홀 주입층(36) 및 홀 수송층(37)이 연속적으로 배치된다. 홀 수송층(37) 상에는 유기 발광층(35)이 배치되고, 유기 발광층(35) 상에는 전자 전달층(43)이 배치된다.
도 5를 다시 참조하면, 홀 주입층(36) 상에는 홀 수송층(37)이 배치된다. 홀 수송층(37)은 제1 전극(31) 및 홀 주입층(36)으로부터 제공된 홀(hole)을 효율적으로 유기 발광층(35)으로 제공한다.
한편, 제2 전극(32)에서 제공된 전자를 효율적으로 유기 발광층(35)으로 전달하기 위해서, 제2 전극(32) 및 유기 발광층(35)의 사이에는 전자 전달층(43)이 형성된다.
도 7을 참조하면, 본 실시예에 의한 전자 전달층(43)은 단층으로 이루어지며, 단층 전자 전달층(43)은 전자 주입층 및 전자 수송층의 역할을 한다. 즉, 본 실시예에 의한 전자 전달층(43)은 제2 전극(32)으로부터 유기 발광층(35)으로 전자를 가속하여 전달한다.
제2 전극(32)으로부터 유기 발광층(35)으로 전자를 주입 및 수송하기위하여, 전자 전달층(43)은 복수개의 전자 전달 부재(43c)들을 포함한다.
즉, 전자(electron)를 유기 발광층(35)으로 주입 및 수송하는 전자 전달층(43)을 단층(single layer)으로 형성하기 위해서, 전자 전달층(43)은 전자 전달 부재(43c)를 포함한다.
전자 전달 부재(43c)는 단결정 실리콘 입자(43b) 및 단결정 실리콘 입자(43b)를 코팅하는 절연막(43a)을 포함한다.
본 실시예에서, 단결정 실리콘 입자(43b)는 약 50Å 내지 약 100Å 직경을 가질 수 있다. 또한, 단결정 실리콘 입자(43b)를 코팅하는 절연막(43a)은, 예를 들어, 실리콘질화막(SiNX) 또는 실리콘산화막(SiOX)일 수 있다.
단결정 실리콘 입자(43b)를 코팅한 절연막(43a)을 포함하는 전자 전달 부재(43c)로 구성된 전자 전달층(43)은 제2 전극(32) 및 유기 발광층(35) 사이에 균일한 두께로 배치된다.
본 발명의 실시예에서 상기 전자 전달층(43)을 형성하는 방법은 도 2에서 설명한 바와 같은 두가지 방법을 적용하여 형성한다.
본 실시예에서, 전자 전달 부재(43c)들을 포함하는 전자 전달층(43)의 두께는 매우 중요하다. 본 실시예에서, 유기 발광층(35)의 표면으로부터 측정된 전자 전달층(43)의 두께는 약 300Å 내지 약 600Å 두께를 갖는다.
본 실시예에서, 전자 전달층(43)의 두께가 약 300Å 이하일 경우 전자 전달층(43)을 통해서 유기 발광층(35)으로 전달되는 전자의 개수가 홀의 개수에 비하여 크게 감소될 수 있다. 반면, 전자 전달층(43)의 두께가 약 600Å 이상일 경우 전자 전달층(43)을 통해서 유기 발광층(35)으로 전달되는 전자의 개수가 홀의 개수에 비하여 크게 증가될 수 있다. 또한, 전자 전달층(43)의 두께가 약 600Å 이상일 경우, 유기 광 발생 장치(100)의 전체 두께가 증가될 수 있다.
본 실시예에 의한 전자 전달층(43)은 도 7에 도시한 바와 같이, 유기 발광 층(35)으로 전자를 주입 및 수송할 뿐만 아니라 제2 전극(31)로부터 제공된 홀이 전자 전달층(43) 내부로 유입되는 것을 방지하여, 유기 발광층(35)로부터 발생된 영상의 선명도를 크게 향상시킨다.
또한, 제2 전극(32)으로부터 제공된 전자를 유기 발광층(35)으로 가속하여 전달하는 전자 전달층(43)을 단층으로 형성할 경우, 유기 광 발생 장치(100)의 제조 공정을 단축 및 제조 공정 단축에 따라 제조 시간을 보다 단축할 수 있다.
상술한 바에 의하면, 제2 전극 및 유기 발광층 사이에 단결정 실리콘 입자를 절연막으로 코팅 또는 증착하여 형성된 전자 전달 부재들을 포함하는 단층 전자 전달층을 배치하여, 유기 광 발생 장치의 제조 공정 및 제조 공정에 소요되는 시간을 단축 및 전자 전달층에서 광이 발생되는 것을 방지 및 유기 발광층에서 발생된 광에 의하여 형성된 영상의 선명도를 크게 향상시킨다.
도 8A는 본 발명의 제 3 실시예에 의한 유기 광 발생 장치의 제조 방법을 도시한 플로챠트이다.
도 1, 도 5 및 도 8A를 참조하면, 유기 광 발생 장치를 제조하기 위해서, 단계 S10에서, 유리 기판과 같은 기판(20) 상에 제1 전극(31)을 먼저 형성한다. 본 실시예에서, 제1 전극(31)을 형성하기 위해서 기판(20) 상에는 투명 도전막(미도시)이 형성된다. 투명 도전막으로 사용되는 물질의 예로서는 산화 주석 인듐, 산화 아연 인듐, 아몰퍼스 산화 주석 인듐 등을 들 수 있다. 투명 도전막 상에는 포토레지스트 필름이 형성된다. 포토레지스트 필름은 노광 공정 및 현상 공정을 포함하는 포토 공정에 의하여 패터닝되어 투명 도전막 상에는 포토레지스트 패턴이 형성된 다. 투명 도전막은 포토레지스트 패턴을 식각 마스크로 이용하여 패터닝되어 기판(20) 상에는 제1 전극(31)이 형성된다.
단계 S20에서, 홀 주입층(36) 및 홀 수송층(37)이 제1 전극(31) 상에 연속적으로 형성된다. 본 실시예에서, 홀 주입층(36) 및 홀 수송층(37)은 진공 증착 공정에 의하여 형성될 수 있다.
제1 전극(31) 상에 홀 주입층(36) 및 홀 수송층(37)이 형성된 후, 단계 S30에서, 유기 발광층(35)은 홀 수송층(37)상에 형성된다. 본 실시예에서, 유기 발광층(35)은 진공 증착 공정에 의하여 형성될 수 있다.
본 실시예에서, 유기 발광층(35)은 홀 주입층(36) 및 홀 수송층(37)을 통해 제공된 홀 및 후술될 전자 전달층에 의하여 전달된 전자의 결합에 의하여 적색광, 녹색광 또는 청색광을 발생할 수 있는 고분자 물질을 포함할 수 있다.
단계 S40에서, 전자 전달층(33, 43)은 유기 발광층(35) 상에 형성된다. 도 3과 도 6을 참조하면, 전자 전달층(33, 43)은 복수개의 전자 전달 부재(33c, 43c)를 포함한다. 각 전자 전달 부재(33c, 43c)는 분말 형태로 형성된 단결정 실리콘 입자(33b, 43b)를 코팅하여 형성하거나, 자외선 조사에 의한 광중합 반응 공정을 진행하여 단결정 실리콘 입자(33b, 43b)를 형성할 수 있다. 단결정 실리콘 입자(33b, 43b)가 형성되면, 절연막(33a, 43a)을 형성한다. 절연막(33a, 43a)는 질화실리콘막(SiNX), 산화실리콘막(SiOX) 또는 유기 절연막 물질로 형성된다.
절연막(33a, 43a)에 의하여 코팅된 단결정 실리콘 입자(33b, 43b)를 갖는 전자 전달 부재(33c, 43c)를 포함하는 단층 전자 전달층(33, 43)은 후술될 제2 전 극(32)에서 제공된 전자를 효율적으로 유기 발광층(35)에 전달한다.
본 실시예에서, 전자 전달층(33, 43)은 솔벤트 또는 휘발성 용액에 분말 형태의 단결정 실리콘 입자(33b, 43b)를 혼합한 다음, 이를 유기 발광층(35)에 형성하거나, 자외선 중합 반응에 의해 형성하고, 이후 절연막(33a, 43a)을 형성한다.
절연막(33a, 43a)중 질화실리콘막 또는 산화실리콘막을 증착하거나 코팅하는 방식으로 형성하여, 도 3에 도시된 바와 같은 전달부재(33c)를 형성하거나 도 6에 도시된 바와 같은 전달부재(43c)를 형성한다. 단결정 실리콘 입자(33b)가 유기 발광층(35) 상에 형성된 다음, 절연막(33a)을 코팅 공정으로 형성할 경우에는 도 3과 같은 구조의 전달 부재(33c)가 형성되고, 절연막(43a)을 증착 공정으로 형성할 경우에는 도 6과 같은 구조의 전달 부재(43c)가 형성된다. 또한, 전자 전달 부재(33c, 43c)들을 혼합한 혼합물을 유기 발광층(35) 상에 도포하여 예비 전자 전달층을 형성하는 도포 공정 및 솔벤트를 제거하는 공정에는 열처리에 의한 건조 공정을 포함한다.
본 실시예에서, 바인더 및 전자 전달 부재(33c, 43c)로 이루어진 혼합물은 실크 스크린 공정, 슬릿 코팅 공정 또는 스핀 코팅 공정에 의하여 유기 발광층(35) 상에 형성된다.
또한, 본 실시예에서, 유기 발광층(35)의 표면으로부터 측정된 전자 전달층(33, 43)의 두께는 약 300Å 내지 600Å 두께를 갖는 것이 바람직하다.
단계 S50에서, 전자 전달층(33, 43)이 유기 발광층(35) 상에 형성된 후, 전자 전달층(33, 43) 상에는 제2 전극(32)이 형성된다. 제2 전극(32)으로 사용할 수 있는 물질의 예로서는 알루미늄, 알루미늄 합금 등을 들 수 있다. 제2 전극(32)은 전자를 전자 전달층(33, 43)으로 제공한다.
도 8B는 본 발명의 제 4 실시예에 의한 유기 광 발생 장치의 제조 방법을 도시한 플로챠트이다.
도 1, 도 5 및 도 8B를 참조하면, 유기 광 발생 장치를 제조하기 위해서, 단계 S60 및 단계 S70에서, 알루미늄, 알루미늄 합금 등과 같은 도전성 금속으로 제 2 전극(32)을 형성하고, 제 2 전극(32) 상에 전자 전달층(33, 43)을 형성한다. 전자 전달층(33, 43)은 도 8A에서 설명한 바와 같이, 도 3과 도 6을 참조하면, 전자 전달층(33, 43)은 복수개의 전자 전달 부재(33c, 43c)를 포함한다. 각 전자 전달 부재(33c, 43c)는 분말 형태로 형성하거나 자외선 중합공정으로 형성된 단결정 실리콘 입자(33b, 43b) 및 단결정 실리콘 입자(33b, 43b)를 코팅 또는 증착한 절연막(33a, 43a)을 포함한다. 실리콘질화막(SiNX), 실리콘산화막(SiOX) 또는 유기 절연막 물질로 형성된다.
절연막(33a, 43a)에 의하여 코팅 또는 증착된 단결정 실리콘 입자(33b, 43b)를 갖는 전자 전달 부재(33c, 43c)를 포함하는 단층 전자 전달층(33, 43)은 제2 전극(32)에서 제공된 전자를 효율적으로 후술될 유기 발광층(35)으로 전달한다.
본 실시예에서, 전자 전달층(33, 43)은 솔벤트 또는 휘발성 용액에 분말 형태의 단결정 실리콘 입자(33b, 43b)를 혼합하거나 단결정 실리콘 입자(33b, 43b)를 자외선에 의한 중합반응으로 상기 제 2 전극(32) 상에 형성하고, 이후 절연막(33a, 43a)을 형성한다.(도 2 설명 참조)
절연막(33a, 43a)은 실리콘질화막 또는 실리콘산화막을 증착하거나 코팅하는 방식으로 형성하여, 도 3에 도시된 바와 같은 전자 전달부재(33c)를 형성하거나 도 6에 도시된 바와 같은 전자 전달부재(43c)를 형성한다. 단결정 실리콘 입자(33b)가 제 2 전극(32) 상에 형성된 다음, 절연막(33a)을 코팅 공정으로 형성할 경우에는 도 3과 같은 구조의 전달 부재(33c)가 형성되고, 절연막(43a)을 증착 공정으로 형성할 경우에는 도 6과 같은 구조의 전자 전달 부재(43c)가 형성된다. 또한, 전자 전달 부재(33c, 43c)들을 혼합한 혼합물을 제 2 전극(32) 상에 도포하여 예비 전자 전달층(33, 43)을 형성하는 도포 공정 및 솔벤트를 제거하는 공정에는 열처리에 의한 건조 공정을 포함한다. 상기 전자 전달층(33, 43)의 두께는 약 300Å 내지 600Å 두께를 갖는 것이 바람직하다.
상기와 같이 전자 전달층이 형성되면, 단계 S80에서와 같이 전자 전달층 상에 유기발광층(35)을 형성한다. 유기발광층(35)은 잉크젯 방식, 진공 증착 또는 스핀코팅 방식으로 형성 될 수 있다. 본 실시예에서, 유기발광층(35)은 후술할 홀 주입층(36) 및 홀 수송층(37)을 통해 제공된 홀 및 후술될 전자 전달층에 의하여 전달된 전자의 결합에 의하여 적색광, 녹색광 또는 청색광을 발생할 수 있는 고분자 물질을 포함할 수 있다.
상기와 같이 유기 발광층(35)이 형성되면, 단계90과 단계100에서와 같이, 홀 수송층(37)과 홀 주입층(36)을 차례대로 형성한 다음, 홀 주입층(36) 상에 제 1 전극(31)을 형성한다. 제 1 전극(31) 상에 투명성 절연물질로된 기판(20)을 형성한다.
도 9는 본 발명의 제 5 실시예에 의한 유기 광 발생 장치를 도시한 평면도이고, 도 10A 및 도 10B는 도 9의 A 부분 확대도이다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 유기 광 발생 장치(500)는 제1 기판(105), 제2 기판(200) 및 밀봉 부재(300)를 포함한다.
제1 기판(105)은, 예를 들어, 유리와 실질적으로 동일한 광 투과율을 갖는 투명 기판일 수 있다. 본 실시예에서, 제1 기판(105)은 유리 기판이다. 제1 기판(105)은 제2 기판(200)과 마주하는 제1 면(101), 제1 면(101)과 대향 하는 제2 면(102) 및 제1 및 제2 면(101, 102)들을 연결하는 측면(103)들을 갖는다.
제2 기판(200)은, 예를 들어, 유리와 실질적으로 동일한 광 투과율을 갖는 투명 기판일 수 있다. 이와 다르게, 제2 기판(200)은 불투명 기판일 수 있다. 제2 기판(200)은 제1 면(100)과 마주하는 제3 면(201), 제3 면(201)과 대향 하는 제4 면(202) 및 제3 및 제4 면(201, 202)들을 연결하는 측면(203)들을 갖는다.
제1 기판(105)의 제1 면(101) 상에는 표시 장치(170)가 배치된다. 표시 장치(170)는 보조 전극 패턴(110), 제1 전극(120), 격벽 패턴(130), 유기 광 발생 패턴(140), 제2 전극(150) 및 스페이서(160)를 포함한다.
보조 전극 패턴(110)은 제1 기판(105)의 제1 면(101) 상에 배치된다. 보조 전극 패턴(110)은, 평면상에서 보았을 때, 격자 형상으로 형성된다. 보조 전극 패턴(110)으로 사용될 수 있는 물질의 예로서는, 몰리브덴, 알루미늄, 구리, 크롬 등을 들 수 있고, 보조 전극 패턴(110)은 후술될 제1 전극(120)의 전기적 저항을 보다 감소시킨다.
제1 전극(120)은 제1 기판(105)의 제1 면(101) 상에 배치되어 제1 전극(120)은 보조 전극 패턴(110)을 덮는다. 본 실시예에서, 제1 전극(120)으로 사용될 수 있는 물질의 예로서는 산화 주석 인듐(Indium Tin Oxide, ITO), 산화 아연 인듐(Indium Zinc Oxide, IZO) 및 아몰퍼스 산화 주석 인듐(amorphous Indium Tin Oxide, a-ITO) 등을 들 수 있다.
격벽 패턴(130)은 제1 전극(120) 상에 배치되며, 격벽 패턴(130)은 제1 전극(120) 상에 화소 영역을 형성한다. 격벽 패턴(130)은 유기 광 발생 장치(500)의 해상도에 대응하는 개수로 형성되며, 각 격벽 패턴(130)은 상호 소정 간격 이격되며 내부에 제1 전극(120)을 노출하는 개구를 갖는 사각 프레임 형상을 갖는다.
스페이서(160)는 제1 전극(120) 상에 배치된다. 이와 다르게, 스페이서(160)의 일부는 격벽 패턴(130)과 오버랩될 수 있다. 스페이서(160)는 각 격벽 패턴(130)에 의하여 정의된 각 화소영역마다 형성된다. 스페이서(160)는 예를 들어, 기둥 형상을 가질 수 있고, 제1 전극(120)의 표면으로부터 측정된 스페이서(160)의 높이는 제1 전극(120)의 표면으로부터 측정된 격벽 패턴(130)의 높이보다 높게 형성된다.
유기 광 발생 패턴(140)은 셀프 얼라인 방식에 의하여 격벽 패턴(130)에 의하여 노출된 제1 전극(120)뿐만 아니라 격벽 패턴(130) 상에 배치된다.
도 10A 및 도 10B를 참조하면, 제1 전극(120)상에 형성된 유기 광 발생 패턴(140)은 홀 주입층(141), 홀 수송층(142), 유기 발광층(144), 전자 전달층(146, 246)을 포함할 수 있다.
홀 주입층(141) 상에는 홀 수송층(142)이 배치된다. 홀 수송층(142)은 제1 전극(120) 및 홀 주입층(141)으로부터 제공된 홀(hole)을 효율적으로 유기 발광층(144)으로 제공한다.
유기 발광층(144)은, 홀 주입층(141) 상에 배치될 수 있다. 이와 다르게, 유기 발광층(144)은 제1 전극(120)상에 직접 배치될 수 있다. 유기 발광층(144)은 적색, 녹색 및 청색광을 발생하기에 적합한 여러 가지 고분자 재료를 사용할 수 있다.
전자 전달층(146, 246)은 후술될 제2 전극(150) 및 유기 발광층(144)의 사이에 개재된다.
도 10A 및 10B를 다시 참조하면, 전자 전달층(146, 246)은 단층으로 이루어지며, 단층 전자 전달층(146, 246)은 전자 주입층 및 전자 수송층의 역할을 한다. 즉, 전자 전달층(146, 246)은 후술될 제2 전극(150)으로부터 유기 발광층(144)으로 전자를 주입 및 수송한다.
후술될 제2 전극(150)으로부터 유기 발광층(144)으로 전자를 주입 및 수송하기 위하여, 전자 전달층(146, 246)은 복수개의 전자 전달 부재(145, 245)들을 포함한다.
전자 전달 부재(145, 245)는 단결정 실리콘 입자 및 단결정 실리콘 입자를 코팅하는 절연막을 포함한다.
본 실시예에서, 단결정 실리콘 입자는 약 50Å 내지 약 100Å 직경을 가질 수 있다. 또한, 단결정 실리콘 입자를 코팅하는 절연막은, 예를 들어, 실리콘질화 막, 실리콘산화막 또는 유기 절연 물질(예를 들어 실리콘 나이트 라이드, 실리콘 옥사이드 )일 수 있다.
단결정 실리콘 입자는 위에서 설명한 바와 같이, 솔벤트 또는 휘발성 용액에 분말 형태로 혼합하여 형성하거나 단결정 실리콘 입자를 갖는 혼합물에 자외선을 조사하여 광 중합반응을 일으켜 형성할 수 있다. 도 10A는 상기와 같이 형성된 단결정 실리콘 입자에 절연막을 코팅한 경우의 도면이고, 도 10B는 단결정 실리콘 입자를 형성한 다음, 절연막을 증착 공정으로 형성한 도면이다. 상기와 같이 전자 전달 부재(145, 245)를 포함하는 전자 전달층(146, 246)은 제2 전극(150) 및 유기 발광층(144) 사이에 균일한 두께로 배치된다.
본 실시예에서, 전자 전달 부재(145, 245)들을 포함하는 전자 전달층(146, 246)의 두께는 매우 중요하다. 본 실시예에서, 유기 발광층(144)의 표면으로부터 측정된 전자 전달층(146, 246)의 두께는 약 300Å내지 약 600Å 두께를 갖는다.
본 실시예에서, 전자 전달층(146, 246)의 두께가 약 300Å이하일 경우 전자 전달층(146, 246)을 통해서 유기 발광층(144)으로 전달되는 전자의 개수가 홀의 개수에 비하여 크게 감소될 수 있다. 반면, 전자 전달층(146, 246)의 두께가 약 600Å이상일 경우 전자 전달층(146, 246)을 통해서 유기 발광층(144)으로 전달되는 전자의 개수가 홀의 개수에 비하여 크게 증가될 수 있다. 또한, 전자 전달층(144)의 두께가 약 600Å이상일 경우, 유기 광 발생 장치(500)의 전체 두께가 증가될 수 있다.
제2 전극(150)은 전자 전달층(146, 246) 상에 배치된다. 제2 전극(150)은유기 발광층(144)으로 전자(electron)를 전달한다. 제2 전극(150)으로부터 제공된 전자 및 제1 전극(120)로부터 제공된 홀에 의하여 유기 발광층(144)에서는 유기 발광층(144)을 이루는 고분자 물질에 따라서 적색광, 녹색광 및 청색광이 발생 될 수 있다.
본 실시예에서, 제2 전극(150)은 일함수가 낮은 물질을 사용하는 것이 바람직하며, 제2 전극(150)으로 사용되는 물질의 예로서는 알루미늄 또는 알루미늄 합금 등을 들 수 있다.
도9를 다시 참조하면, 제1 기판(105)의 제1 면(101)에 배치된 표시 장치(170)를 구동하기 위하여 제2 기판(200)의 제3 면(201)에는 구동 장치(210)가 배치된다.
하나의 표시 장치(170)를 구동하기 위해 구동 장치(210)는, 예를 들어, 2 개의 박막 트랜지스터(220)들 및 하나의 커패시터(미도시)를 포함할 수 있다.
각 박막 트랜지스터(220)는 제2 기판(200)의 제3 면(201)상에 배치된 게이트 전극(211), 게이트 절연막(212), 채널층(213), 소오스 전극(214a) 및 드레인 전극(214b)을 포함한다.
게이트 전극(211)은 제3 면(201) 상에 배치된 게이트 라인(미도시)과 전기적으로 연결되고, 게이트 전극(211)으로는 타이밍 신호가 인가된다.
게이트 절연막(212)은 게이트 전극(211) 및 게이트 라인을 절연한다. 게이트 절연막(212)은 실리콘 산화막, 실리콘 질화막 또는 유기 절연 물질을 포함할 수 있다.
채널층(213)은 게이트 절연막(212) 상에 배치된다. 채널층(213)은 게이트 절연막(212)에 의하여 덮인 게이트 전극(211)과 마주한다.
채널층(213)은 아몰퍼스 실리콘 패턴(213a) 및 n+ 아몰퍼스 실리콘 패턴(213b)을 포함한다. 아몰퍼스 실리콘 패턴(213a)은 게이트 절연막(212) 상에 배치되고, n+ 아몰퍼스 실리콘 패턴(213b)은 아몰퍼스 실리콘 패턴(213a) 상에 배치된다. n+ 아몰퍼스 실리콘 패턴(213b)은 아몰퍼스 실리콘 패턴(213b) 상에 한 쌍이 상호 이격 되어 배치된다.
소오스 전극(214a)은 어느 하나의 n+ 아몰퍼스 실리콘 패턴(213b)에 전기적으로 연결되고, 드레인 전극(214b)은 나머지 n+ 아몰퍼스 실리콘 패턴(213b)에 전기적으로 연결된다.
박막 트랜지스터(220)는 드레인 전극(214b)을 노출하는 콘택홀을 갖는 유기막 패턴(215)에 의하여 절연되고, 박막 트랜지스터(220)의 드레인 전극(214b)은 연결 패턴(216)과 전기적으로 연결된다.
제1 기판(105)에 형성된 표시 장치(170)의 제2 전극(150)은 제2 기판(200)에 형성된 구동 장치(210)의 박막 트랜지스터(220)의 연결 패턴(216)과 전기적으로 연결된다.
밀봉 부재(300)는, 평면상에서 보았을 때, 제1 기판(105) 및/또는 제2 기판(200)의 에지를 따라 폐루프 형상으로 배치될 수 있다. 밀봉 부재(300)를 이용하여 제1 및 제2 기판(100, 200)들을 물리적으로 결합하기 위해, 밀봉 부재(300)는 열에 의하여 경화되는 열 경화성 물질 또는 자외선과 같은 광에 의하여 경화되는 광 경화성 물질을 포함할 수 있다. 이에 더하여, 밀봉 부재(300)에는 외부로부터 침투한 산소 및/또는 수분과 결합하여 표시 장치(170)를 열화 시키는 것을 방지하는 열화 방지 물질을 포함할 수 있다. 열화 방지 물질은 알칼리 계열 산화 금속 또는 알칼리 계열 금속을 포함할 수 있다.
도 11 및 도 12는 본 발명의 제 5 실시예에 의한 유기 광 발생 장치의 제조 방법을 도시한 단면도들이다.
도 11을 참조하면, 제1 기판(105)상에는 보조 전극 패턴(110)이 형성된다. 본 실시예에서, 보조 전극 패턴(110)은, 평면상에서 보았을 때, 격자 형상으로 형성된다. 본 실시예에서, 보조 전극 패턴(110)은 후술될 제1 전극(120)의 전기적 저항을 낮추는 역할을 한다. 보조 전극 패턴(110)으로 사용될 수 있는 물질의 예로서는, 몰리브덴, 알루미늄, 구리, 크롬 등을 들 수 있다.
보조 전극 패턴(110)이 제1 기판(105) 상에 형성된 후, 제1 기판(105)에는 보조 전극 패턴(110)을 덮는 제1 전극(120)이 형성된다.
제1 전극(120)이 형성된 후, 보조 전극 패턴(110)과 마주하는 제1 전극(120)상에는 감광성 물질을 포함하는 유기 희생막 패턴(미도시)이 형성된다. 보조 전극 패턴(110)이 격자 형상을 갖기 때문에 유기 희생막 패턴 역시, 평면상에서 보았을 때, 격자 형상으로 형성된다.
유기 희생막 패턴이 형성된 후, 제1 전극(120) 및 유기 희생막 패턴을 덮는 무기막(미도시)이 형성된다.
이후, 무기막은 패터닝되어 격벽 패턴(130)이 제1 전극(120) 상에 형성된다. 격벽 패턴(130)은 사각 프레임 형상을 갖고, 인접한 격벽 패턴(130)들은 유기 희생막 패턴의 상면을 노출한다.
유기 희생막 패턴의 상면을 노출하는 격벽 패턴(130)이 형성된 후, 유기 희생 패턴은 에천트 또는 식각 가스에 의하여 제1 전극(120)으로부터 제거된다.
유기 희생막 패턴이 제1 전극(120)으로부터 제거된 후, 제1 전극(120) 상에 기둥 형상을 갖는 스페이서(160)가 형성된다. 스페이서(160)는 유기막을 패터닝하여 제1 전극(120) 또는 격벽 패턴(130) 상에 형성될 수 있다.
이후, 제1 기판(105)의 전면적에 걸쳐 도 10A 및 도 10B에 도시된 바와 같이 홀 주입층(141), 홀 수송층(142) 및 유기 발광층(144)이 순차적으로 형성된다. 본 실시예에서, 홀 주입층(141), 홀 수송층(142) 및 유기 발광층(144)은 진공 증착 방법에 의하여 형성될 수 있다.
본 실시예에서, 유기 발광층(144)은 홀 주입층(141) 및 홀 수송층(142)을 통해 제공된 홀 및 후술될 전자 전달층(146, 246)에 의하여 전달된 전자의 결합에 의하여 적색광, 녹색광 또는 청색광을 발생할 수 있는 고분자 물질을 포함할 수 있다.
전자 전달층(146, 246)은 유기 발광층(144) 상에 형성된다. 도 11을 다시 참조하면, 전자 전달층(146, 246)은 복수개의 전자 전달 부재(145, 245)를 포함한다. 각 전자 전달 부재(145, 245)는 분말 형태를 갖고, 각 전자 전달 부재(145, 245)는 단결정 실리콘 입자 및 단결정 실리콘 입자를 코팅한 절연막을 포함한다.
절연막에 의하여 코팅된 단결정 실리콘 입자(145a)를 갖는 전자 전달 부 재(145, 245)를 포함하는 단층 전자 전달층(146, 246)은 후술될 제2 전극(150)에서 제공된 전자를 효율적으로 유기 발광층(144)으로 전달한다.
본 실시예에서, 전자 전달층(146, 246)은 솔벤트에 녹아 점착성 및 휘발성을 갖는 바인더(binder)에 전자 전달 부재(145, 245)들을 혼합한 혼합물을 유기 발광층(144) 상에 도포하여 예비 전자 전달층을 형성하는 도포 공정 및 솔벤트(휘발성 용액)를 제거하는 건조 공정을 포함한다.
본 실시예에서, 바인더 및 전자 전달 부재(145, 245)로 이루어진 혼합물은 실크 스크린 공정, 슬릿 코팅 공정 또는 스핀 코팅 공정에 의하여 유기 발광층(144)상에 형성된다.
또한, 본 실시예에서, 유기 발광층(144)의 표면으로부터 측정된 전자 전달층(146, 246)의 두께는 약 300Å내지 600Å두께를 갖는 것이 바람직하다.
전자 전달층(146, 246)이 유기 발광층(144) 상에 형성된 후, 전자 전달층(146, 246) 상에는 제2 전극(150)이 형성된다. 제2 전극(150)으로 사용할 수 있는 물질의 예로서는 알루미늄, 알루미늄 합금 등을 들 수 있다. 제2 전극(150)은 전자를 전자 전달층(146, 246)으로 제공한다.
도 12에 도시된 바와 같이 제2 기판(200)상에는 제1 기판(105)에 형성된 표시장치(170)로부터 광을 발생하기 위한 구동 신호를 인가하기 위한 구동 장치(210)가 제조된다.
구동 장치(210)는, 예를 들어, 스위칭 트랜지스터, 구동 트랜지스터와 같은 박막 트랜지스터(220)들 및 커패시터(미도시)로 이루어진다.
박막 트랜지스터(220)들을 형성하기 위해서 제2 기판(200) 상에는 게이트 전극(211)이 형성되고, 게이트 전극(211)상에는 게이트 전극(211)을 덮는 게이트 절연막(212)이 형성된다. 게이트 절연막(212)상에는 아몰퍼스 실리콘 패턴(213a) 및 한 쌍의 n+ 아몰퍼스 실리콘 패턴(213b)들을 갖는 채널층(213)이 형성된다. 어느 하나의 n+ 아몰퍼스 실리콘 패턴(213b)에는 소오스 전극(214a)이 형성되고, 나머지 하나의 n+ 아몰퍼스 실리콘 패턴(213b)에는 드레인 전극(214b)가 형성된다.
제2 기판(200)상에 구동 장치(220)가 제조된 후, 제2 기판(200)상에는 구동 장치(210)를 덮고 박막 트랜지스터(220)의 드레인 전극(214b)을 노출하는 개구를 갖는 유기막 패턴(215)이 형성된다.
이후, 유기막 패턴의 개구에는 드레인 전극(214b)과 연결된 연결 패턴(216)이 형성되어 제2 기판(200)이 제조된다.
도 11 및 도 12에 도시된 바와 같이 표시장치(170)를 갖는 제1 기판(105) 및 구동 소자(210)를 갖는 제2 기판(200)이 제조된 후, 제2 기판(200)과 마주하는 제1 기판(105) 및 제1 기판(105)과 마주하는 제2 기판(200)중 어느 하나에는 밀봉 부재(300)가 형성된다.
밀봉 부재(300)는, 평면상에서 보았을 때, 제2 기판(200)의 에지를 따라 형성된 폐루프 형상으로 형성될 수 있다. 밀봉 부재(300)는 열에 의하여 경화되는 열 경화성 물질 또는 자외선과 같은 광에 의하여 경화되는 광 경화성 물질을 포함할 수 있다. 이에 더하여, 결합 부재(300)에는 외부로부터 침투한 산소 및/또는 수분과 결합하여 표시 장치(170)를 열화 시키는 것을 방지하는 열화 방지 물질을 포함 할 수 있다. 열화 방지 물질은 알칼리 계열 산화 금속 또는 알칼리 계열 금속을 포함할 수 있다.
밀봉 부재(300)가 제2 기판(200)의 에지를 따라서 배치된 후, 제1 기판(105) 및 제2 기판(200)은 밀봉 부재(300)에 의하여 상호 결합 된다. 밀봉 부재(300)에 의하여 제1 기판(105)의 제2 전극(150)은 제2 기판(200)의 연결 패턴(216)과 전기적으로 접속된다.
제1 기판(105)의 제2 전극(150) 및 제2 기판(200)의 연결 패턴(216)이 전기적으로 접속된 후, 밀봉 부재(300)는 열 또는 광에 의하여 경화되어 제1 및 제2 기판(100,200)들은 상호 물리적/전기적으로 결합 되어 유기 광 발생 장치가 제조된다.
이상에서 상세하게 설명한 바에 의하면, 유기 광 발생 장치에서 유기 발광층으로 전자를 제공하는 전자 전달층을 복층 구조에서 단결정 실리콘 및 단결정 실리콘을 감싸는 절연층으로 이루어진 전자 제공 부재로 이루어진 단층 구조로 변경하여 유기 광 발생 장치의 제조 공정을 크게 단축시키는 효과를 갖는다.
앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
Claims (22)
- 홀을 제공하는 제 1 전극;상기 제 1 전극과 마주보며 전자를 제공하는 제 2 전극;상기 제 1 및 제 2 전극 사이에 개재된 유기발광층;상기 제 2 전극 및 상기 유기발광층 사이에 배치된 전자 전달층을 포함하고,상기 전자 전달층은 상기 제 1 전극으로부터 상기 전자 전달층으로 유입하는 홀을 방지하는 동안 상기 유기발광층에 전자들을 주입 및 전달하는 전자 전달 부재를 포함하며,상기 전자 전달 부재는 단결정 실리콘 입자들을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광장치.
- 삭제
- 제 1 항에 있어서, 상기 각각의 단결정 실리콘 입자들은 50Å~100Å의 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 유기전계발광장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 각각의 단결정 실리콘 입자들은 절연층에 의해 감싸여진 것을 특징으로 유기전계발광장치.
- 제 4 항에 있어서, 상기 절연층은 SiNx, SiOx, 유기 절연물질중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 유기전계발광장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 단결정 실리콘 입자들은 절연층에 의해 감싸여진 각각의 단결정 실리콘 입자들은 상기 제 2 전극과 유기발광층 사이에 배치된 것을 특징으로 하는 유기전계발광장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 단결정 실리콘 입자들은 절연층 내에 존재하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광장치.
- 제 7 항에 있어서, 상기 절연층은 실리콘 나이트라이드, 실리콘 옥사이드 및 유기 절연물질중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 유기전계발광장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 유기발광층과 제 2 전극 사이에 배치되고, 상기 전자 전달 부재를 포함하는 전자 전달층의 두께는 300Å~600Å 인 것을 특징으로 하는 유기전계발광장치.
- 기판 상에 제 2 전극을 형성하는 단계;상기 제 2 전극 상에 순차적으로 홀주입층과 홀 전달층을 형성하는 단계;상기 홀전달층 상에 유기 발광층을 형성하는 단계;상기 유기발광층 상에 복수개의 전자 전달 부재들과 절연층을 포함하는 전자 전달층을 형성하는 단계; 및상기 전자 전달층 상에 제 1 전극을 형성하는 단계를 포함하고,상기 전자 전달층을 형성하는 단계는,휘발성 용액에 분말 형태의 단결정 실리콘 파티클들을 혼합하는 단계;상기 전자 전달층 상에 혼합된 결과물을 형성하는 단계; 및상기 단결정 실리콘 입자들 상에 절연막을 형성하는 단계를 포함하는 유기전계발광장치 제조방법.
- 삭제
- 제 10 항에 있어서, 상기 절연층을 형성하는 단계는 절연층을 스핀코팅 또는 프린팅 공정으로 형성하는 단계를 포함하는 유기전계발광장치 제조방법.
- 제 10 항에 있어서, 상기 혼합 결과물을 형성하는 단계는,상기 유기발광층 상에 잉크젯 방식으로 형성하는 단계를 포함하는 유기전계발광장치 제조방법.
- 제 10 항에 있어서, 상기 절연층은 실리콘 나이트라이드, 실리콘 옥사이드 및 유기 절연물질중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 유기전계발광장치 제조방법.
- 기판 상에 제 1 전극을 형성하는 단계;상기 제 1 전극 상에 복수개의 전자 전달 부재들과 절연층을 포함하는 전자 전달층을 형성하는 단계;상기 전자 전달층 상에 유기발광층을 형성하는 단계;상기 유기발광층 상에 순차적으로 홀전달층과 홀주입층을 형성하는 단계; 및상기 홀주입층 상에 제 2 전극을 형성하는 단계를 포함하고,상기 전자 전달층을 형성하는 단계는,휘발성 용액 또는 솔벤트중 어느 하나에 분말 형태의 단결정 실리콘 파티클들을 혼합하는 단계;상기 제 1 전극 상에 혼합된 결과물을 형성하는 단계; 및상기 단결정 실리콘 입자들 상에 절연막을 형성하는 단계를 포함하는 유기전계발광장치 제조방법.
- 삭제
- 제 15 항에 있어서, 상기 절연층을 형성하는 단계는 절연층을 스핀코팅 또는 프린팅 공정으로 형성하는 단계를 포함하는 유기전계발광장치 제조방법.
- 제 15 항에 있어서, 상기 혼합 결과물을 형성하는 단계는,상기 유기발광층 상에 잉크젯 방식으로 형성하는 단계를 포함하는 유기전계발광장치 제조방법.
- 제 15 항에 있어서, 상기 절연층은 실리콘 나이트라이드, 실리콘 옥사이드 및 유기 절연물질중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 유기전계발광장치 제조방법.
- 표시장치를 포함하는 제 1 기판;상기 제 1 기판에 홀을 제공하기 위해 배치된 제 1 전극;상기 제 1 전극과 마주하면서 전자를 제공하기 위해 배치된 제 2 전극;상기 제 1 및 2 전극 사이에 배치된 유기발광층; 및상기 제 2 전극과 유기발광층 사이에 배치된 전자 전달층을 포함하고,상기 전자 전달층은 상기 제 1 전극으로부터 상기 전자 전달층으로 유입하는 홀을 방지하는 동안 상기 유기발광층에 전자들을 주입 및 전달하는 전자 전달 부재를 포함하는 단일층이고,박막 트랜지스터들과 같은 구동 소자들을 구비한 제 2 기판; 및상기 제 1 및 2 기판을 합착하기 위한 밀봉 부재를 포함하며,상기 전자 전달 부재는 단결정 실리콘 입자들을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광장치.
- 제 20 항에 있어서, 상기 단결정 실리콘 입자들은 절연층 내에 존재하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광장치.
- 제 21 항에 있어서, 상기 단결정 실리콘 입자들중 어느 하나는 상기 절연층에 의해 감싸여진 것을 특징으로 하는 유기전계발광장치.
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