KR101990116B1 - 유기발광장치 및 그것의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

유기발광장치는 기판, 상기 기판상에 형성된 복수의 박막 트랜지스터들, 상기 박막 트랜지스터들 상에 형성되며, 개구부들을 포함하고 서로 다른 단차를 갖는 제1, 제2, 및 제3 화소 정의막들, 및 상기 제1, 제2, 및 제3 화소 정의막들의 상기 개구부들에 형성되어 대응하는 박막 트랜지스터들에 연결되는 제1, 제2, 및 제3 유기발광 소자들을 포함하고, 상기 제1, 제2, 및 제3 화소 정의막들은 서로 이격되어 배치되며, 상기 제1, 제2, 및 제3 유기발광소자들은 서로 다른 두께를 갖고, 상기 제1, 제2, 및 제3 유기발광 소자들은 각각 상기 제1, 제2, 및 제3 화소 정의막들의 단차들에 대응되는 두께를 갖는다.

Description

유기발광장치 및 그것의 제조방법{ORGANIC LIGHT EMITTING DEVICE AND MANUFACTURE METHOD THEREOF}
본 발명은 유기발광장치 및 그것의 제조방법에 관한 것이다.
최근 휘도 특성 및 시야각 특성이 우수하고, 액정표시장치와 달리 별도의 광원부를 요구하지 않는 유기발광 표시장치(Organic Light Emitting Diode Display: OLED)가 차세대 표시장치로 주목받고 있다. 유기발광 표시장치는 별도의 광원을 필요로 하지 않아, 경량화 및 박형으로 제작될 수 있다. 유기발광 표시장치는 낮은 소비 전력, 높은 휘도 및 높은 반응 속도 등의 특성을 갖는다.
유기 발광 표시 장치는 애노드 전극, 유기 발광층 및 캐소드 전극을 포함하는 유기 발광 소자를 포함한다. 유기 발광 소자는 애노드 전극과 캐소드 전극으로부터 각각 정공 및 전자가 주입되어 여기자(exciton)를 형성하고, 여기자가 바닥 상태로 전이하면서 발광 된다. 유기 발광층은 잉크젯 프린팅(Inkjet printing) 또는 노즐 프린팅(Nozzle printing) 등의 방법에 의해 형성될 수 있다.
유기 발광층에서 발광되는 적색광, 녹색광 및 청색광의 파장은 서로 다르다. 색 재현율을 향상시키기 위해 각 유기발광소자별로 유기 발광층의 두께가 다르게 설정되어 애노드 전극과 캐소드 전극 사이의 공진 거리(또는 옵티컬 길이)가 조절될 수 있다. 일반적으로 적색광을 방출하는 유기 발광 소자의 공진 거리가 가장 크고, 청색광을 방출하는 유기 발광 소자의 공진 거리가 가장 작다. 따라서, 적색광을 방출하는 유기 발광 소자의 유기 발광층이 가장 두껍게 형성되고, 청색광을 방출하는 유기 발광 소자의 유기 발광층이 가장 얇게 형성될 수 있다.
각 화소 마다가 서로 다른 두께의 유기 발광층을 형성하기 위해 유기 발광층을 형성하는 유기물의 농도나 분사 조건이 다양하게 조절된다. 또한, 유기물이 여러 차례 기판상에 프린팅 되어 서로 다른 두께의 유기 발광층이 형성될 수 있다.
본 발명의 목적은 균일도가 높은 유기발광소자들을 포함하는 유기 발광 장치 및 제조 공정을 단순화할 수 있는 유기발광장치의 제조 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 유기발광장치는 기판, 상기 기판상에 형성된 복수의 박막 트랜지스터들, 상기 박막 트랜지스터들 상에 형성되며, 개구부들을 포함하고 서로 다른 단차를 갖는 제1, 제2, 및 제3 화소 정의막들, 및 상기 제1, 제2, 및 제3 화소 정의막들의 상기 개구부들에 형성되어 대응하는 박막 트랜지스터들에 연결되는 제1, 제2, 및 제3 유기발광 소자들을 포함하고, 상기 제1, 제2, 및 제3 화소 정의막들은 서로 이격되어 배치되며, 상기 제1, 제2, 및 제3 유기발광소자들은 서로 다른 두께를 갖고, 상기 제1, 제2, 및 제3 유기발광 소자들은 각각 상기 제1, 제2, 및 제3 화소 정의막들의 단차들에 대응되는 두께를 갖는다.
상기 제1 화소 정의막의 제1 단차는 상기 제2 화소 정의막의 제2 단차보다 크고, 상기 제2 화소 정의막의 상기 제2 단차는 상기 제3 화소 정의막의 제3 단차보다 크다.
상기 제1 유기발광소자의 두께는 상기 제2 유기발광소자의 두께보다 두껍고, 상기 제2 유기발광소자의 상기 두께는 상기 제3 유기발광소자의 두께보다 두껍다.
상기 박막 트랜지스터들을 덮도록 형성되는 보호막을 더 포함하고, 상기 제1, 제2, 및 제3 화소 정의막은 상기 보호막 상에 형성되고, 상기 제1, 제2, 및 제3 유기발광소자들은 각각, 상기 보호막 상에 형성되고, 상기 보호막을 관통하여 형성된 컨택홀들을 통해 상기 대응되는 박막 트랜지스터들에 연결되고, 상기 개구부들에 의해 소정의 영역이 노출되는 제1 전극들, 상기 제1 전극들 상에 형성되는 유기발광층들, 및 상기 유기 발광층들 상에 형성된 제2 전극을 포함하고, 상기 제2 전극은 상기 유기 발광층들 및 상기 제1, 제2, 및 제3 화소 정의막들을 덮도록 형성되고, 상기 개구부들은 상기 제1 전극들의 경계면을 덮도록 형성되고, 상기 유기 발광층들은 상기 개구부들 내에서 상기 제1 전극들 상에 형성된다.
상기 유기 발광층들은 상기 제1 화소 정의막의 상기 개구부에 형성되는 제1 유기 발광층, 상기 제2 화소 정의막의 상기 개구부에 형성되는 제2 유기 발광층, 및 상기 제3 화소 정의막의 상기 개구부에 형성되는 제3 유기 발광층을 포함한다.
상기 제1 유기 발광층의 두께는 상기 제2 유기 발광층의 두께보다 두껍고, 상기 제2 유기 발광층의 상기 두께는 상기 제3 유기 발광층의 두께보다 두껍다.
상기 제1 유기 발광층은 적색광을 생성하고, 상기 제2 유기 발광층은 녹색광을 생성하고, 상기 제3 유기 발광층은 청색광을 생성한다.
본 발명의 실시 예에 따른 유기발광장치 제조방법은 기판을 제공하는 단계, 상기 기판상에 복수의 박막 트랜지스터들을 형성하는 단계, 상기 박막 트랜지스터들 상에 서로 다른 단차를 갖고, 개구부들을 포함하는 제1, 제2, 및 제3 화소 정의막들을 형성하는 단계, 및 상기 제1, 제2, 및 제3 화소 정의막들의 개구부들에 상기 제1, 제2, 및 제3 화소 정의막들의 단차들에 대응되는 두께를 갖고 대응하는 박막 트랜지스터들에 연결되는 제1, 제2, 및 제3 유기발광 소자들을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 제1, 제2, 및 제3 화소 정의막들을 서로 이격되어 형성된다.
상기 제1 화소 정의막의 제1 단차는 상기 제2 화소 정의막의 제2 단차보다 크고, 상기 제2 화소 정의막의 상기 제2 단차는 상기 제3 화소 정의막의 제3 단차보다 크다.
상기 제1 유기발광소자의 두께는 상기 제2 유기발광소자의 두께보다 두껍고, 상기 제2 유기발광소자의 상기 두께는 상기 제3 유기발광소자의 두께보다 두껍다.
상기 박막 트랜지스터들을 덮는 보호막을 형성하는 단계, 및 상기 보호막을 관통하여 형성된 컨택홀들을 통해 상기 제1, 제2, 및 제3 유기발광소자들을 상기 대응하는 박막 트랜지스터들에 연결하는 단계를 더 포함하고, 상기 제1, 제2, 및 제3 화소 정의막들은 상기 보호막 상에 형성된다.
상기 제1, 제2, 및 제3 유기발광소자들을 형성하는 단계는, 상기 보호막 상에 형성되고, 상기 컨택홀들을 통해 상기 대응되는 박막 트랜지스터들에 연결되며, 상기 개구부들에 의해 소정의 영역이 노출되는 제1 전극들을 형성하는 단계, 상기 제1, 제2, 및 제3 화소 정의막들의 상기 개구부들에서 상기 제1 전극들 상에 유기물을 상기 제1 화소 정의막의 제1 단차 만큼 제공하는 단계, 상기 제2 및 제3 화소 정의막들을 넘치는 유기물을 서로 인접한 상기 제1, 제2, 및 제3 화소 정의막들 사이의 경계 영역에 제공하는 단계, 및 상기 유기물에 의해 상기 제1, 제2, 및 제3 화소 정의막들의 상기 개구부들에 형성된 유기 발광층들과 상기 제1, 제2, 및 제3 화소 정의막들을 덮도록 제2 전극을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 개구부들은 상기 제1 전극들의 경계면을 덮도록 형성된다.
상기 유기 발광층들은 상기 제1 화소 정의막의 상기 개구부에 형성되는 제1 유기 발광층, 상기 제2 화소 정의막의 상기 개구부에 형성되는 제2 유기 발광층, 및 상기 제3 화소 정의막의 상기 개구부에 형성되는 제3 유기 발광층을 포함한다.
상기 제1 유기 발광층의 두께는 상기 제2 유기 발광층의 두께보다 두껍고, 상기 제2 유기 발광층의 상기 두께는 상기 제3 유기 발광층의 두께보다 두껍다.
상기 제1 유기 발광층은 적색광을 생성하고, 상기 제2 유기 발광층은 녹색광을 생성하고, 상기 제3 유기 발광층은 청색광을 생성한다.
상기 유기물은 잉크쳇 프린팅 및 노즐 프린팅 방법 중 어느 하나를 이용하여 상기 제1, 제2, 및 제3 화소 정의막들의 상기 개구부들에 제공된다.
본 발명의 유기발광장치는 균일도가 높은 유기발광소자들을 포함하고, 유기발광장치의 제조 방법은 유기 발광 소자의 제조 공정을 단순화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 유기발광장치의 평면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 I-I'선의 단면도이다.
도 3a 내지 도 3e는 본 발명의 실시 예에 따른 유기발광소자의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 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. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층의 "위(on)" 또는 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 소자 또는 층의 바로 위뿐만 아니라 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 소자가 "직접 위(directly on)" 또는 "바로 위"로 지칭되는 것은 중간에 다른 소자 또는 층을 개재하지 않은 것을 나타낸다. "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작 시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 소자, 구성요소 및/또는 섹션들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 소자, 구성요소 및/또는 섹션들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 소자, 구성요소 또는 섹션들을 다른 소자, 구성요소 또는 섹션들과 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 소자, 제1 구성요소 또는 제1 섹션은 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 소자, 제2 구성요소 또는 제2 섹션일 수도 있음은 물론이다.
본 명세서에서 기술하는 실시 예들은 본 발명의 이상적인 개략도인 평면도 및 단면도를 참고하여 설명될 것이다. 따라서, 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시 예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다. 따라서, 도면에서 예시된 영역들은 개략적인 속성을 가지며, 도면에서 예시된 영역들의 모양은 소자의 영역의 특정 형태를 예시하기 위한 것이고, 발명의 범주를 제한하기 위한 것은 아니다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 보다 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 유기발광장치의 평면도이다. 도 2는 도 1에 도시된 I-I'선의 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 유기발광장치(100)는 표시 패널(110)을 포함한다. 표시 패널(110)은 기판(111), 기판(111)상에 형성되는 복수의 박막 트랜지스터들(TFT), 대응되는 박막 트랜지스터들(TFT)에 의해 구동되는 복수의 유기발광소자들(OLED1,OLED2,OLED3), 및 대응되는 유기발광소자들(OLED1,OLED2,OLED3)을 정의하는 복수의 화소 정의막들(PDL1,PDL2,PDL3)을 포함한다.
화소 정의막들(PDL1,PDL2,PDL3)은 서로 이격되어 배치될 수 있다. 화소 정의막들(PDL1,PDL2,PDL3)은 제1 유기발광 소자(OLED1)를 정의하는 제1 화소 정의막(PDL1), 제2 유기발광 소자(OLED2)를 정의하는 제2 화소 정의막(PDL2), 및 제3 유기발광 소자(OLED3)를 정의하는 제3 화소 정의막(PDL3)을 포함한다.
기판(111)은 유리, 석영, 및 세라믹 등으로 만들어진 투명한 절연성 기판으로 형성되거나, 플라스틱 등으로 만들어진 투명한 플렉서블 기판으로 형성될 수 있다. 또한, 기판(111)은 스테인리스 강 등으로 이루어진 금속성 기판으로 형성될 수 있다.
박막 트랜지스터들(TFT)은 서로 동일한 구성을 갖는다. 따라서, 이하 하나의 박막 트랜지스터(TFT)의 구성이 설명될 것이다.
기판(111) 상에 버퍼층(112)이 형성된다. 버퍼층(112) 상에는 박막 트랜지스터(TFT)의 반도체층(SM)이 형성된다. 반도체 층(SM)은 아모포스 실리콘 또는 폴리 실리콘과 같은 무기 재료의 반도체나 유기 반도체로 형성될 수 있다. 또한, 반도체 층(SM)은 산화물 반도체(oxide semiconductor)로 형성될 수 있다. 도 1에 도시되지 않았으나, 반도체 층(SM)은 소스 영역, 드레인 영역, 및 소스 영역과 드레인 영역 사이의 채널 영역을 포함할 수 있다.
반도체 층(SM)을 덮도록 제1 절연막(113)이 형성된다. 제1 절연막(113)은 게이트 절연막으로 정의될 수 있다. 제1 절연막(113) 상에는 반도체층(SM)과 오버랩되는 박막 트랜지스터(TFT)의 게이트 전극(GE)이 형성된다. 구체적으로 게이트 전극(GE)은 반도체층(SM)의 채널 영역과 오버랩되도록 형성될 수 있다. 게이트 전극(GE)은 박막 트랜지스터(TFT)에 온/오프 신호를 인가하는 게이트 라인(미도시)과 연결된다.
게이트 전극(GE)을 덮도록 제2 절연막(114)이 형성된다. 제2 절연막(114)은 층간 절연막으로 정의될 수 있다. 제2 절연막(114) 상에 박막 트랜지스터(TFT)의 소스 전극(SE) 및 드레인 전극(DE)이 서로 이격되어 형성된다. 소스 전극(SE)은 제1 절연막(113) 및 제2 절연막(114)을 관통하여 형성된 제1 컨택 홀(H1)을 통해 반도체층(SM)에 연결될 수 있다. 구체적으로 소스 전극(SE)은 반도체층(SM)의 소스 영역에 연결된다. 드레인 전극(DE)은 제1 절연막(113) 및 제2 절연막(114)을 관통하여 형성된 제2 컨택 홀(H2)을 통해 반도체층(SM)에 연결될 수 있다. 구체적으로, 드레인 전극(DE)은 반도체층(SM)의 드레인 영역에 연결된다.
박막 트랜지스터(TFT)의 소스 전극(SE) 및 드레인 전극(DE)을 덮도록 보호막(115)이 형성된다. 보호막(115)은 상면을 평탄화시키는 역할을 하며, SiO2, SiNx 등으로 형성될 수 있다. 보호막(115)은 패시베이션막으로 정의될 수 있다.
보호막(115) 상에는 제1, 제2, 및 제3 유기발광소자들(OLED1,OLED2,OLED3)의 복수의 제1 전극들(E1)이 형성된다. 제1 전극들(E1)은 보호막(115)을 관통하여 형성된 대응하는 컨택홀들(H)을 통해 대응하는 박막 트랜지스터들(TFT)의 드레인 전극들(DE)에 연결될 수 있다. 제1 전극(E1)은 화소 전극 또는 애노드 전극으로 정의될 수 있다.
보호막(115) 상에는 제1, 제2, 및 제3 화소 정의막들(PDL1, PDL2, PDL3)이 형성된다. 제1, 제2, 및 제3 화소 정의막들(PDL1,PDL2,PDL3)은 개구부들(OP)을 포함하고, 서로 다른 단차들(D1,D2,D3)를 갖는다. 단차는 제1, 제2, 및 제3 화소 정의막들(PDL1,PDL2,PDL3)의 하면에서 상면까지의 높이로 정의될 수 있다. 제1 화소 정의막(PDL1)의 제1 단차(D1)는 제2 화소 정의막(PDL2)의 제2 단차(D2)보다 크고, 제2 화소 정의막(PDL2)의 제2 단차(D2)는 제3 화소 정의막(PDL3)의 제3 단차(D3) 보다 클 수 있다.
제1, 제2, 및 제3 화소 정의막들(PDL1,PDL2,PDL3)은 제1 전극들(E1)의 경계면을 덮도록 형성될 수 있다. 제1, 제2, 및 제3 화소 정의막들(PDL1,PDL2,PDL3)의 개구부들(OP)은 대응되는 제1 전극들(E1)의 소정의 영역을 노출시킬 수 있다. 제1, 제2, 및 제3 화소 정의막들(PDL1,PDL2,PDL3)은 유기 절연막으로 형성될 수 있다. 그러나 이에 한정되지 않고, 무기 절연막 및 유기 절연막이 차례로 적층되어 형성될 수 있다.
제1, 제2, 및 제3 화소 정의막들(PDL1,PDL2,PDL3)의 개구부들(OP) 내에서 제1 전극들(E1) 상에 유기 발광층들(10,20,30)이 형성된다. 유기 발광층들(10,20,30)은 제1 화소 정의막(PDL1)의 개구부(OP)에 형성되는 제1 유기 발광층(10), 제2 화소 정의막(PDL2)의 개구부(OP)에 형성되는 제2 유기 발광층(20), 및 제3 화소 정의막(PDL3)의 개구부(OP)에 형성되는 제3 유기 발광층(30)을 포함한다.
제1, 제2, 및 제3 유기 발광층들(10,20,30)은 적색, 녹색, 및 청색 등의 광을 생성할 수 있는 유기물질을 포함할 수 있으며, 유기발광장치(100)는 이들의 색을 조합하여 백색을 표시할 수도 있다. 예시적인 실시 예로서 제1 유기 발광층(10)은 적색광을 생성하고, 제2 유기 발광층(20)은 녹색광을 생성하고, 제3 유기 발광층(30)은 청색광을 생성할 수 있다.
서로 인접한 제1, 제2, 및 제3 화소 정의막들(PDL1,PDL2,PDL3) 사이의 영역들은 경계 영역들(BA)으로 정의될 수 있다. 제1, 제2, 및 제3 유기 발광층들(10,20,30)을 형성하기 위한 유기물이 제1, 제2, 및 제3 화소 정의막들(PDL1,PDL2,PDL3)의 개구부들(OP)에 제1 화소 정의막(PDL1)의 제1 단차(D1)만큼 제공된다. 제1 화소 정의막(PDL1)의 제1 단차(D1)만큼 유기물이 제공되므로, 유기물은 제2 및 제3 화소 정의막들(PDL2,PDL3)을 넘칠 수 있다. 제2 및 제3 화소 정의막들(PDL2,PDL3)을 넘치는 유기물은 경계 영역들(BA)에 제공될 수 있다. 따라서, 제2 및 제3 화소 정의막들(PDL2,PDL3)의 개구부들(OP)에 채워지는 유기물은 제2 및 제3 화소 정의막들(PDL2,PDL3)의 제2 및 제3 단차들(D2,D3) 만큼 채워질 수 있다. 제1, 제2, 및 제3 화소 정의막들(PDL1,PDL2,PDL3)의 개구부들(OP)에 유기물을 채우는 방법은 이하 상세히 설명될 것이다.
유기물이 건조되어 제1, 제2, 및 제3 유기 발광층들(10,20,30)이 형성될 수 있다. 유기물이 건조될 경우, 부피가 작아지므로, 도 2에서 제1, 제2, 및 제3 유기 발광층들(10,20,30)은 제1, 제2, 및 제3 화소 정의막들(PDL1,PDL2,PDL3)의 제1, 제2, 및 제3 단차들(D1,D2,D3)보다 작은 높이로 도시되었다. 제1 유기 발광층(10)의 두께는 제2 유기 발광층(20)의 두께보다 두껍고, 제2 유기발광층(20)의 두께는 제3 유기발광층(30)의 두께보다 두꺼울 수 있다. 즉, 서로 다른 제1, 제2, 및 제3 단차들(D1,D2,D3)을 갖는 제1, 제2, 및 제3 화소 정의막들(PDL1,PDL2,PDL3)을 이용하여 제1, 제2, 및 제3 유기 발광층들(10,20,30)의 두께가 용이하게 조절될 수 있다.
경계 영역(BA)에 제공되는 유기물이 건조되어 유기층이 형성될 수 있다. 경계 영역들(BA)에 형성되는 유기층은 비발광 유기층들(NEO)로 정의될 수 있다.
제1, 제2, 및 제3 화소 정의막들(PDL1,PDL2,PDL3)의 상면에도 유기물이 잔존할 수 있으나, 경계 영역(BA)에 제공된 유기물보다 적은 양이며, 건조시에는 두께가 더욱 얇아질 수 있다. 따라서, 제1, 제2, 및 제3 화소 정의막들(PDL1,PDL2,PDL3)의 상면에 잔존할 수 있는 유기물은 설명의 편의를 위해 도 2에서 생략되었다.
제1, 제2, 및 제3 유기 발광층들(10,20,30) 상에 제2 전극(E2)이 형성된다. 구체적으로, 제1, 제2, 제3 화소 정의막들(PDL1,PDL2,PDL3)과 제1, 제2, 및 제3 유기 발광층들(10,20,30) 상에 제2 전극(E2)이 형성된다. 제2 전극(E2)은 공통 전극 또는 케소드 전극으로 정의될 수 있다.
제1 전극(E1)은 투명 전극 또는 반사형 전극으로 형성될 수 있다. 제1 전극(E1)이 투명 전극으로 형성될 경우, 제1 전극(E1)은 ITO, IZO, 또는 ZnO 등을 포함할 수 있다. 제1 전극(E1)이 반사형 전극으로 형성될 경우, 제1 전극(E1)은 Ag, Mg, Al, Pt, Pd, Au, Ni, Nd, Ir, Cr 또는 이들의 화합물 등으로 형성된 반사막 및 ITO, IZO, ZnO등으로 형성된 투명 도전막을 포함할 수 있다.
제2 전극(E2)은 투명 전극 또는 반사형 전극으로 형성될 수 있다. 제2 전극(E2)이 투명 전극으로 형성될 경우, 제2 전극(E2)은 Li, Ca, LiF/Ca, LiF/Al, Al, Mg 또는 이들의 화합물로 유기 발광층을 향하도록 증착하여 형성된 막 및 그 위에 ITO, IZO, 또는 ZnO 등의 투명한 도전성 물질로 형성된 보조 전극을 포함할 수 있다. 제2 전극(E2)이 반사형 전극으로 형성될 경우, 제2 전극(E2)은 Ag, Mg, Al, Pt, Pd, Au, Ni, Nd, Ir, Cr, Li, Ca, LiF/Ca, LiF/Al 또는 이들의 화합물로 형성될 수 있다.
제1, 제2, 및 제3 유기 발광층들(10,20,30)은 저분자 유기물 또는 고분자 유기물로 형성될 수 있다. 도시하지 않았으나, 각각의 제1, 제2, 및 제3 유기 발광층(10,20,30)은 정공 주입층(Hole Injection Layer, HIL), 정공 수송층(Hole Transpoting Layer, HTL), 발광층(Emission Layer:EML), 전자 수송층(Electron Transporting Layer, ETL) 및 전자 주입층(Electron Injection Layer, EIL)을 포함하는 다중막으로 형성될 수 있다. 예시적인 실시 예로서 정공 주입층이 양극인 제1 전극(E1) 상에 배치되고, 정공 주입층 상에 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층, 전자 주입층이 차례로 적층될 수 있다.
제1 전극들(E1)은 정공 주입 전극인 양극이며, 제2 전극(E2)은 전자 주입 전극인 음극일 수 있다. 그러나 이에 한정되지 않고, 유기발광장치(100)의 구동 방법에 따라 제1 전극(E1)은 음극이고, 제2 전극(E2)은 양극일 수 있다.
제1, 제2, 및 제3 유기발광소자들(OLED1,OLED2,OLED3)은 대응하는 제1 전극들(PE1), 제1, 제2, 및 제3 유기 발광층들(10,20,30), 및 제2 전극(E2)을 포함한다. 구체적으로 제1 유기발광 소자(OLED1)는 대응하는 제1 전극(PE1), 제1 유기 발광층(10), 및 제2 전극(E2)을 포함한다. 제2 유기발광 소자(OLED2)는 대응하는 제1 전극(PE1), 제2 유기 발광층(20), 및 제2 전극(E2)을 포함한다. 제3 유기발광 소자(OLED3)는 대응하는 제1 전극(PE1), 제3 유기 발광층(30), 및 제2 전극(E2)을 포함한다.
제1, 제2, 및 제3 유기 발광층들(10,20,30)의 두께가 서로 다르므로, 제1, 제2, 및 제3 유기발광소자들(OLED1,OLED2,OLED3)의 두께도 서로 다르게 설정될 수 있다. 즉, 제1, 제2, 및 제3 유기발광 소자들(OLED1,OLED2,OLED3)은 각각 제1, 제2, 및 제3 화소 정의막들(PDL1,PDL2,PDL3)의 제1, 제2, 및 제3 단차들(D1,D2,D3)에 대응되는 두께를 갖도록 형성될 수 있다. 따라서, 제1 유기발광소자(OLED1)의 두께는 제2 유기발광소자(OLED2)의 두께보다 두껍고, 제2 유기발광소자(OLED2)의 두께는 제3 유기발광소자(OLED3)의 두께보다 두꺼울 수 있다.
제1, 제2, 및 제3 유기 발광층들(10,20,30)의 두께는 제1 전극들(E1)과 제2 전극(E2) 사이의 거리로서 옵티컬 길이(Optical length)로 정의될 수 있다. 제1, 제2, 및 제3 유기 발광층들(10,20,30)의 파장에 대응되도록 제1, 제2, 및 제3 유기 발광소자들(OLED1,OLED2,OLED3)의 옵티컬 길이들이 설정될 수 있다. 따라서, 발광하는 파장의 색 순도와 광 효율이 증가되므로, 유기발광장치(100)의 색 재현성이 향상될 수 있다.
박막 트랜지스터(TFT)에 의해 제1, 제2, 및 제3 유기발광소자들(OLED1,OLED2,OLED3)의 제1, 제2, 및 제3 유기 발광층들(10,20,30)을 발광시키기 위한 구동 전원이 제1 전극들(E1)에 인가되고, 구동 전원과 반대 극성의 전원이 제2 전극(E2)에 인가된다. 이러한 경우 제1, 제2, 및 제3 유기 발광층들(10,20,30)에 주입된 정공과 전자가 결합하여 여기자(exciton)가 형성되고, 여기자가 바닥 상태로 전이하면서 제1, 제2, 및 제3 유기발광소자들(OLED1,OLED2,OLED3)이 발광된다. 따라서, 제1, 제2, 및 제3 유기발광소자들(OLED1,OLED2,OLED3)은 전류의 흐름에 따라 적색, 녹색, 및 청색의 빛을 발광하여 소정의 화상 정보를 표시할 수 있다. 경계 영역(BA)에는 제1 전극(E1)이 형성되지 않으므로, 경계 영역(BA)에 형성된 비 발광 유기층들(NEO)은 발광하지 않는다.
결과적으로 본 발명의 실시 예에 따른 유기발광장치(100)는 제1, 제2, 및 제3 유기 발광층들(10,20,30)의 두께를 제1, 제2, 및 제3 화소 정의막들(PDL1,PDL2,PDL3)에 의해 설정할 수 있다. 따라서, 유기발광장치(100)는 색 재현성을 향상시킬 수 있다.
도 3a 내지 도 3e는 본 발명의 실시 예에 따른 유기발광소자의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3a를 참조하면, 기판(111)이 제공되고, 기판(111) 상에 박막 트랜지스터들(TFT)이 형성된다. 구체적으로, 기판(111) 상에 버퍼층(112)이 형성되고, 버퍼층(112) 상에 박막 트랜지스터들(TFT)이 형성된다. 박막 트랜지스터들(TFT)의 구체적인 구성은 앞서 설명하였으므로, 설명을 생략한다.
도 3b를 참조하면, 기판(111) 상에 박막 트랜지스터들(TFT)을 덮도록 보호막(115)이 형성된다. 보호막(115)을 관통하여 박막 트랜지스터들(TFT)의 드레인 전극들(DE)을 노출시키는 컨택홀들(H)이 형성된다. 보호막(115) 상에는 제1 전극들(E1)이 형성된다. 제1 전극들(E1)은 대응하는 컨택홀들(H)을 통해 각각 대응하는 박막 트랜지스터들(TFT)에 연결된다. 구체적으로 제1 전극들(E1)은 대응하는 박막 트랜지스터들(TFT)의 드레인 전극들(DE)에 연결된다.
도 3c를 참조하면, 보호막(115) 상에 서로 다른 제1, 제2, 및 제3 단차들(D,D2,D3)을 갖고 개구부(OP)를 갖는 제1, 제2, 및 제3 화소 정의막들(PDL1,PDL2,PDL3)이 형성된다. 제1, 제2, 및 제3 화소 정의막들을 서로 이격되어 형성된다. 제1 화소 정의막(PDL1)은 제1 단차(D1)를 갖고, 제2 화소 정의막(PDL2)은 제1 단차(D1)보다 작은 제2 단차(D2)를 갖고, 제3 화소 정의막(PDL3)은 제2 단차(D2)보다 작은 제3 단차(D3)를 갖는다.
제1, 제2, 및 제3 화소 정의막들(PDL1,PDL2,PDL3)은 제1 전극들(E1)의 경계면을 덮도록 형성될 수 있다. 제1, 제2, 및 제3 화소 정의막들(PDL1,PDL2,PDL3)의 개구부들(OP)은 대응되는 제1 전극들(E1)의 소정의 영역을 노출시킬 수 있다.
도 3d를 참조하면, 제1, 제2, 및 제3 노즐들(NOZ1,NOZ2,NOZ3)에 의해 유기물(ORG)이 제1, 제2, 및 제3 화소 정의막들(PDL1,PDL2,PDL3)의 개구부들(OP)에 제공된다.
유기물(ORG)은 제1, 제2, 및 제3 화소 정의막들(PDL1,PDL2,PDL3)의 개구부들(OP)에 제1 화소 정의막(PDL1)의 제1 단차(D1) 만큼 제공된다. 제1 화소 정의막(PDL1)의 제1 단차(D1) 만큼 유기물(ORG)이 제공되므로, 유기물(ORG)은 제2 및 제3 화소 정의막들(PDL2,PDL3)을 넘칠 수 있다. 제2 및 제3 화소 정의막들(PDL2,PDL3)을 넘치는 유기물(ORG)은 경계 영역들(BA)에 제공될 수 있다. 따라서, 제2 및 제3 화소 정의막들(PDL2,PDL3)의 개구부들(OP)에 채워지는 유기물은 제2 및 제3 화소 정의막들(PDL2,PDL3)의 제2 및 제3 단차들(D2,D3) 만큼 채워질 수 있다.
제1, 제2, 및 제3 화소 정의막들(PDL1,PDL2,PDL3)의 개구부들(OP)에 유기물(ORG)을 채우기 위해 잉크쳇 프린팅 또는 노즐 프린팅 방법 등이 이용될 수 있다. 도 3d에는 예시적으로 잉크쳇 프린팅 방법이 도시되었다.
도 3e를 참조하면, 제1, 제2, 및 제3 화소 정의막들(PDL1,PDL2,PDL3)의 개구부들(OP)에 제공된 유기물(ORG)이 건조되어 제1, 제2, 및 제3 유기 발광층들(10,20,30)이 형성될 수 있다. 경계 영역들(BA)에 제공된 유기물(ORG)이 건조되어 비발광 유기층들(NEO)이 형성될 수 있다.
유기물이 건조될 경우, 부피가 작아지므로, 제1, 제2, 및 제3 유기 발광층들(10,20,30)은 제1, 제2, 및 제3 화소 정의막들(PDL1,PDL2,PDL3)의 제1, 제2, 및 제3 단차들(D1,D2,D3)보다 작은 높이를 가질 수 있다. 제1 유기 발광층(10)의 두께는 제2 유기 발광층(20)의 두께보다 두껍고, 제2 유기발광층(20)의 두께는 제3 유기발광층(30)의 두께보다 두꺼울 수 있다. 따라서, 서로 다른 제1, 제2, 및 제3 단차들(D1,D2,D3)을 갖는 제1, 제2, 및 제3 화소 정의막들(PDL1,PDL2,PDL3)을 이용하여 제1, 제2, 및 제3 유기 발광층들(10,20,30)의 두께가 조절될 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 제1, 제2, 및 제3 화소 정의막들(PDL1,PDL2,PDL3)의 상면에도 유기물이 잔존할 수 있으나, 설명의 편의를 위해 생략되었다.
제1, 제2, 제3 화소 정의막들(PDL1,PDL2,PDL3)과 제1, 제2, 및 제3 유기 발광층들(10,20,30)을 덮도록 제2 전극(E2)이 형성된다.
보호막 상에 동일한 단차를 갖고 격자 형태의 화소 정의막이 형성될 경우, 서로 다른 두께의 유기 발광층들을 형성하기 위해 유기물의 농도나 분사 조건이 다양하게 조절된다. 또한, 유기물이 여러 차례 기판상에 프린팅 되어 서로 다른 두께의 유기 발광층이 형성될 수 있다. 농도 및 분사 조건 변경이나 여러 차례 유기물을 프린팅할 경우 유기물의 건조 시간차이와 프린팅 시간 차이가 생길 수 있다. 이러한 경우, 먼저 프린팅된 유기물과 나중에 프린팅된 유기물간의 건조 시간차이에 의해 유기 발광층의 균일도가 저하될 수 있다. 또한, 유기물의 농도나 분사 조건이 다양하게 조절되고, 유기물이 여러 차례 기판상에 프린팅 되어야 하므로 공정이 복잡해진다. 따라서, 공정 시간이 증가하고 공정 비용이 증가될 수 있다.
그러나, 본 발명의 유기발광장치 제조방법은 유기물(ORG)이 한번 제공되고, 제1, 제2, 및 제3 화소 정의막들(PDL1,PDL2,PDL3)의 제1, 제2, 및 제3 단차들(D1,D2,D3)에 따라서 서로 다른 두께를 갖는 제1, 제2, 및 제3 유기발광층들(10,20,30)이 형성될 수 있다. 따라서, 개구부들(OP) 내에서 서로 다른 높이를 갖도록 유기물의 분사 조건이 설정되거나, 유기물이 서로 다른 높이를 갖도록 개구부들(OP) 내에 여러 차례 제공될 필요가 없다.
즉, 본 발명의 유기발광장치 제조 방법은 여러 차례 유기물을 프린팅 하지 않고, 유기물의 농도나 분사 조건을 단일화할 수 있다. 유기물을 프린팅하는 공정이 단일화될 수 있으므로, 제1, 제2, 및 제3 유기발광층들(10,20,30)간의 프린팅 시간 차이와 건조 시간 차이가 발생하지 않을 수 있다. 따라서, 제1, 제2, 및 제3 유기 발광 소자들(OLED1,OLED2,OLED3)의 균일도가 높아질 수 있고. 제1, 제2, 및 제3 유기 발광 소자들(OLED1,OLED2,OLED3)의 제조 공정이 단순화될 수 있다.
결과적으로, 본 발명의 유기발광장치(100)는 균일도가 높은 유기발광소자들을 포함할 수 있다. 또한, 본 발명의 유기발광장치 제조 방법은 유기발광소자들의 제조 공정을 단순화할 수 있다.
이상 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 또한 본 발명에 개시된 실시 예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니고, 하기의 특허 청구의 범위 및 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100:유기발광표시장치 110: 표시패널
10,20,30: 제1, 제2, 및 제3 유기발광층
111: 기판 112: 버퍼층
113: 제1 절연막 114: 제2 절연막
115: 보호막
PDL1,PDL2,PDL3: 제1, 제2, 및 제3 화소 정의막
OLED1,OLED2,OLED3: 제1, 제2, 및 제3 유기발광 소자

Claims (16)

  1. 기판;
    상기 기판 상에 형성된 복수의 박막 트랜지스터들;
    상기 박막 트랜지스터들 상에 형성되며, 개구부들을 포함하고 서로 다른 단차를 갖고 서로 이격되어 배치된 제1, 제2, 및 제3 화소 정의막들;
    상기 제1, 제2, 및 제3 화소 정의막들의 상기 개구부들에 형성되어 대응하는 박막 트랜지스터들에 연결되는 제1, 제2, 및 제3 유기발광 소자들; 및
    상기 제1, 제2, 및 제3 화소 정의막들 사이에 형성된 홈으로 정의되는 경계 영역에 배치된 비발광 유기층을 포함하고,
    상기 제1, 제2, 및 제3 유기발광소자들은 서로 다른 두께를 갖고, 상기 제1, 제2, 및 제3 유기발광 소자들은 각각 상기 제1, 제2, 및 제3 화소 정의막들의 단차들에 대응되는 두께를 갖는 유기발광장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 화소 정의막의 제1 단차는 상기 제2 화소 정의막의 제2 단차보다 크고, 상기 제2 화소 정의막의 상기 제2 단차는 상기 제3 화소 정의막의 제3 단차보다 큰 유기발광장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1 유기발광소자의 두께는 상기 제2 유기발광소자의 두께보다 두껍고, 상기 제2 유기발광소자의 상기 두께는 상기 제3 유기발광소자의 두께보다 두꺼운 유기발광장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 박막 트랜지스터들을 덮도록 형성되는 보호막을 더 포함하고,
    상기 제1, 제2, 및 제3 화소 정의막은 상기 보호막 상에 형성되고,
    상기 제1, 제2, 및 제3 유기발광소자들은 각각,
    상기 보호막 상에 형성되고, 상기 보호막을 관통하여 형성된 컨택홀들을 통해 상기 대응되는 박막 트랜지스터들에 연결되고, 상기 개구부들에 의해 소정의 영역이 노출되는 제1 전극들;
    상기 제1 전극들 상에 형성되는 유기발광층들; 및
    상기 유기 발광층들 상에 형성된 제2 전극을 포함하고,
    상기 제2 전극은 상기 유기 발광층들 및 상기 제1, 제2, 및 제3 화소 정의막들을 덮도록 형성되고, 상기 제1, 제2, 및 제3 화소 정의막들은 상기 제1 전극들의 경계면을 덮도록 형성되고, 상기 유기 발광층들은 상기 개구부들 내에서 상기 제1 전극들 상에 형성되는 유기발광장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 유기 발광층들은 상기 제1 화소 정의막의 상기 개구부에 형성되는 제1 유기 발광층, 상기 제2 화소 정의막의 상기 개구부에 형성되는 제2 유기 발광층, 및 상기 제3 화소 정의막의 상기 개구부에 형성되는 제3 유기 발광층을 포함하는 유기발광장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제1 유기 발광층의 두께는 상기 제2 유기 발광층의 두께보다 두껍고, 상기 제2 유기 발광층의 상기 두께는 상기 제3 유기 발광층의 두께보다 두꺼운 유기발광장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제1 유기 발광층은 적색광을 생성하고, 상기 제2 유기 발광층은 녹색광을 생성하고, 상기 제3 유기 발광층은 청색광을 생성하는 유기발광장치.
  8. 기판을 제공하는 단계;
    상기 기판 상에 복수의 박막 트랜지스터들을 형성하는 단계;
    상기 박막 트랜지스터들 상에 서로 다른 단차를 갖고, 개구부들을 포함하는 제1, 제2, 및 제3 화소 정의막들을 형성하는 단계; 및
    상기 제1, 제2, 및 제3 화소 정의막들의 개구부들에 상기 제1, 제2, 및 제3 화소 정의막들의 단차들에 대응되는 두께를 갖고 대응하는 박막 트랜지스터들에 연결되는 제1, 제2, 및 제3 유기발광 소자들을 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 제1, 제2, 및 제3 화소 정의막들은 서로 이격되어 형성되고,
    상기 제1 화소 정의막의 제1 단차는 상기 제2 화소 정의막의 제2 단차보다 크고, 상기 제2 화소 정의막의 상기 제2 단차는 상기 제3 화소 정의막의 제3 단차보다 크고,
    상기 제1, 제2, 및 제3 유기발광 소자들을 형성하는 단계는,
    상기 제1, 제2, 및 제3 화소 정의막들의 상기 개구부들에서 상기 제1 전극들 상에 유기물을 상기 제1 화소 정의막의 상기 제1 단차 만큼 제공하는 단계를 포함하는 유기발광장치 제조방법.
  9. 삭제
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 제1 유기발광소자의 두께는 상기 제2 유기발광소자의 두께보다 두껍고, 상기 제2 유기발광소자의 상기 두께는 상기 제3 유기발광소자의 두께보다 두꺼운 유기발광장치 제조방법.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 박막 트랜지스터들을 덮는 보호막을 형성하는 단계; 및
    상기 보호막을 관통하여 형성된 컨택홀들을 통해 상기 제1, 제2, 및 제3 유기발광소자들을 상기 대응하는 박막 트랜지스터들에 연결하는 단계를 더 포함하고,
    상기 제1, 제2, 및 제3 화소 정의막들은 상기 보호막 상에 형성되는 유기발광장치 제조방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제1, 제2, 및 제3 유기발광소자들을 형성하는 단계는,
    상기 보호막 상에 형성되고, 상기 컨택홀들을 통해 상기 대응되는 박막 트랜지스터들에 연결되며, 상기 개구부들에 의해 소정의 영역이 노출되는 제1 전극들을 형성하는 단계;
    상기 제2 및 제3 화소 정의막들을 넘치는 유기물을 서로 인접한 상기 제1, 제2, 및 제3 화소 정의막들 사이의 경계 영역에 제공하는 단계; 및
    상기 유기물에 의해 상기 제1, 제2, 및 제3 화소 정의막들의 상기 개구부들에 형성된 유기 발광층들과 상기 제1, 제2, 및 제3 화소 정의막들을 덮도록 제2 전극을 형성하는 단계를 더 포함하고,
    상기 제1, 제2, 및 제3 화소 정의막들은 상기 제1 전극들의 경계면을 덮도록 형성되는 유기발광장치 제조방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 유기 발광층들은 상기 제1 화소 정의막의 상기 개구부에 형성되는 제1 유기 발광층, 상기 제2 화소 정의막의 상기 개구부에 형성되는 제2 유기 발광층, 및 상기 제3 화소 정의막의 상기 개구부에 형성되는 제3 유기 발광층을 포함하는 유기발광장치 제조방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 제1 유기 발광층의 두께는 상기 제2 유기 발광층의 두께보다 두껍고, 상기 제2 유기 발광층의 상기 두께는 상기 제3 유기 발광층의 두께보다 두꺼운 유기발광장치 제조방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 제1 유기 발광층은 적색광을 생성하고, 상기 제2 유기 발광층은 녹색광을 생성하고, 상기 제3 유기 발광층은 청색광을 생성하는 유기발광장치 제조방법.
  16. 제 12 항에 있어서,
    상기 유기물은 잉크쳇 프린팅 및 노즐 프린팅 방법 중 어느 하나를 이용하여 상기 제1, 제2, 및 제3 화소 정의막들의 상기 개구부들에 제공되는 유기발광장치 제조방법.
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