KR102356594B1 - 유기 발광 표시 장치 및 그 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일 실시예는 기판과, 기판 상에 위치하며, 제1전극, 상기 제1전극 상에 위치하고 발광층을 포함하는 중간층, 중간층 상에 위치하는 제2전극을 포함하는 유기발광소자, 및 발광층에서 방출되는 빛의 진행 방향을 따라 유기발광소자 상에 위치하는 박막봉지필름을 포함하고, 박막봉지필름은, 3차원 나선 구조의 산란체를 포함하는 산란층, 및 산란층 상에 위치하며 제1유기물을 포함하는 유기층;을 포함하는 유기 발광 표시 장치를 개시한다.
Description
본 발명의 실시예들은 유기 발광 표시 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
유기 발광 표시 장치는 자발광형 표시 장치로서, 별도의 광원이 불필요하므로 저전압으로 구동이 가능하고 경량의 박형으로 구성할 수 있으며, 넓은 시야각, 높은 콘트라스트(contrast) 및 빠른 응답 속도 등의 고품위 특성으로 인해 차세대 표시 장치로 주목받고 있다.
유기 발광 표시 장치는 외부의 수분이나 산소 등에 의해 열화되는 특성을 가지므로, 외부의 수분이나 산소 등으로부터 유기발광소자를 보호하기 위하여 유기발광소자를 밀봉한다.
유기발광소자에서 방출된 빛은 빛의 진행 경로 상에 배치된 밀봉 부재를 통해 외부로 방출될 수 있다. 이 경우, 광의 경로 차이로 인해, 유기 발광 표시
본 발명의 실시예들은 유기 발광 표시 장치 및 그 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예는, 기판; 상기 기판 상에 위치하며, 제1전극, 상기 제1전극 상에 위치하고 발광층을 포함하는 중간층, 상기 중간층 상에 위치하는 제2전극을 포함하는 유기발광소자; 및 상기 발광층에서 방출되는 빛의 진행 방향을 따라 상기 유기발광소자 상에 위치하는 박막봉지필름;을 포함하고, 상기 박막봉지필름은, 3차원 나선 구조의 산란체를 포함하는 산란층; 및 상기 산란층 상에 위치하며 제1유기물을 포함하는 유기층;을 포함하는, 유기 발광 표시 장치를 제공한다.
본 실시예에 있어서, 상기 산란체는, 축을 중심으로 시계 또는 반시계 방향으로 적어도 하나의 피치를 갖도록 회전하는 기둥형 나선 구조를 가질 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 산란체는 내부에 형성된 제1공동을 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1공동의 적어도 일부는 상기 제1유기물로 채워질 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 산란층은 상기 산란체와 이웃하는 산란체 사이에 형성된 제2공동을 더 포함하고, 상기 제1공동 및 상기 제2공동의 적어도 일부는 상기 제1유기물로 채워질 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 산란체의 굴절률과 상기 제1유기물의 굴절률은 서로 다를 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 산란체는 무기물로 형성될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 박막봉지필름은 무기막 및 유기층 중 적어도 어느 하나를 더 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 유기발광소자와 상기 산란층 사이에 개재되는 제1무기층, 및 상기 유기층 상에 위치하는 제2무기층 중 적어도 어느 하나를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예는, 기판 상에 위치하며, 제1전극, 상기 제1전극 상에 위치하며 발광층을 포함하는 중간층, 및 상기 중간층 상에 위치하는 제2전극을 포함하는 유기발광소자를 형성하는 단계; 상기 유기발광소자 상에 위치하는 박막봉지필름을 형성하는 단계;를 포함하고, 상기 박막봉지필름을 형성하는 단계는,
3차원 나선 구조의 산란체를 포함하는 산란층을 형성하는 단계; 및 상기 산란층 상에 위치하며 제1유기물을 포함하는 유기층을 형성하는 단계;를 포함하는, 유기 발광 표시 장치의 제조 방법을 개시한다.
본 실시예에 있어서, 상기 산란체는 축을 중심으로 시계 또는 반시계 방향으로 적어도 1피치를 갖도록 회전하는 기둥형 나선 구조를 가질 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 산란체는 내부에 형성된 제1공동을 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 유기층을 형성하는 단계에서, 상기 제1공동의 적어도 일부는 상기 제1유기물로 채워질 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 산란층은 상기 산란체와 이웃하는 산란체 사이에 형성된 제2공동을 더 포함하고, 상기 유기층을 형성하는 단계에서, 상기 제1공동 및 상기 제2공동의 적어도 일부는 상기 제1유기물로 채워질 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 산란층을 형성하는 단계는, 빗각 증착법(oblique angle deposition) 또는 글랜싱 앵글 증착법(glancing angle deposition)을 이용할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 유기층을 형성하는 단계에서, 상기 제1유기물의 굴절률은 상기 산란체의 굴절률과 서로 다를 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 산란층을 형성하는 단계에서, 상기 산란체는 무기물로 형성될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 유기발광소자와 상기 산란층 사이에 개재되는 제1무기층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 유기층 상에 위치하는 제2무기층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
본 발명의 실시예들에 관한 유기 발광 표시 장치는 측면 시야각에서 발생하는 색편이(color shift generated at a side viewing angle, 또는 White Angular Dependency: WAD)를 개선할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 관한 유기 발광 표시 장치를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 2는 도 1의 기판 및 유기발광소자를 발췌하여 보다 구체적으로 나타낸 단면도이다.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 산란층의 일부를 발췌하여 나타낸다.
도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 산란층을 일부 나타낸 SEM 사진이다.
도 4a는 도 1의 Ⅳ부분의 확대도이다.
도 4b는 도 4a에 대응되는 SEM 사진이다.
도 5는 본 발명의 비교예에 따른 유기 발광 표시 장치를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 6 내지 도 10은 본 발명의 일 실시예에 관한 유기 발광 표시 장치의 제조 방법에 따른 단면도이다.
도 2는 도 1의 기판 및 유기발광소자를 발췌하여 보다 구체적으로 나타낸 단면도이다.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 산란층의 일부를 발췌하여 나타낸다.
도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 산란층을 일부 나타낸 SEM 사진이다.
도 4a는 도 1의 Ⅳ부분의 확대도이다.
도 4b는 도 4a에 대응되는 SEM 사진이다.
도 5는 본 발명의 비교예에 따른 유기 발광 표시 장치를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 6 내지 도 10은 본 발명의 일 실시예에 관한 유기 발광 표시 장치의 제조 방법에 따른 단면도이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다.
이하의 실시예에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
이하의 실시예에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.
이하의 실시예에서, 막, 영역, 구성 요소 등의 부분이 다른 부분 위에 또는 상에 있다고 할 때, 다른 부분의 바로 위에 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 막, 영역, 구성 요소 등이 개재되어 있는 경우도 포함한다.
도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
어떤 실시예가 달리 구현 가능한 경우에 특정한 공정 순서는 설명되는 순서와 다르게 수행될 수도 있다. 예를 들어, 연속하여 설명되는 두 공정이 실질적으로 동시에 수행될 수도 있고, 설명되는 순서와 반대의 순서로 진행될 수 있다.
이하의 실시예에서, 막, 영역, 구성 요소 등이 연결되었다고 할 때, 막, 영역, 구성 요소들이 직접적으로 연결된 경우뿐만 아니라 막, 영역, 구성요소들 중간에 다른 막, 영역, 구성 요소들이 개재되어 간접적으로 연결된 경우도 포함한다. 예컨대, 본 명세서에서 막, 영역, 구성 요소 등이 전기적으로 연결되었다고 할 때, 막, 영역, 구성 요소 등이 직접 전기적으로 연결된 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 막, 영역, 구성 요소 등이 개재되어 간접적으로 전기적 연결된 경우도 포함한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 관한 유기 발광 표시 장치를 개략적으로 나타낸 단면도이고, 도 2는 도 1의 기판 및 유기발광소자를 발췌하여 보다 구체적으로 나타낸 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 유기 발광 표시 장치는 기판(100), 기판(100) 상에 형성된 유기발광소자(OLED, 200), 및 유기발광소자(200)에서 방출되는 빛의 진행 방향을 따라 유기발광소자(200) 상에 위치하는 박막봉지필름(400)을 포함할 수 있다. 기판(100)과 유기발광소자(200) 사이에는 도 2에 도시된 바와 같이 적어도 하나의 박막트랜지스터(TFT)와 스토리지 커패시터(Cap)가 위치할 수 있다.
기판(100)은 리지드(rigid) 하거나 플렉서블(flexible)할 수 있다. 기판(100)은 유리재, 금속재 또는 PET(Polyethylen terephthalate), PEN(Polyethylen naphthalate), 폴리이미드(Polyimide) 등을 포함하는 플라스틱재와 같은 다양한 재료로 형성될 수 있다.
기판(100) 상에는 불순물이 박막트랜지스터(TFT)의 반도체층으로 침투하는 것을 방지하기 위한 버퍼층(110), 박막트랜지스터(TFT)의 반도체층과 게이트전극을 절연시키기 위한 게이트절연막(130), 박막트랜지스터(TFT)의 소스전극 및 드레인전극을 게이트전극과 절연시키기 위한 층간절연막(150) 및 박막트랜지스터(TFT)를 덮으며 상면이 대략 평평한 평탄화막(170)과 같은 구성요소들이 위치할 수 있다.
유기발광소자(200)는 제1전극(210), 제1전극(210) 상에 형성된 중간층(220), 및 중간층(220) 상에 형성된 제2전극(230)을 포함할 수 있다. 본 실시예에서, 제1전극(210)은 애노드(anode)이고, 제2전극(230)은 캐소드(cathode)일 수 있다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 유기 발광 표시 장치의 구동 방법에 따라 제1전극(210)이 캐소드이고, 제2전극(230)이 애노드일 수도 있다. 제1전극(210) 및 제2전극(230)으로부터 각각 정공과 전자가 중간층(220)에 구비된 발광층의 내부로 주입된다. 주입된 정공과 전자가 결합한 엑시톤(exiton)이 여기 상태로부터 기저 상태로 떨어지면서 광이 방출된다.
제1전극(210)은 박막트랜지스터(TFT)의 소스전극 및 드레인전극 중 어느 하나와 전기적으로 연결될 수 있다. 제1전극(210)은 반사전극으로 형성될 수 있다. 일 실시예로, 제1전극(210)은 Ag, Mg, Al, Pt, Pd, Au, Ni, Nd, Ir, Cr 또는 이들의 화합물 등을 포함하는 반사막을 형성할 수 있다. 또 다른 실시예로, 제1전극(210)은 Ag, Mg, Al, Pt, Pd, Au, Ni, Nd, Ir, Cr 또는 이들의 화합물 등을 포함하는 반사막 및 이 반사막 상에 ITO, IZO, ZnO 또는 In2O3로 형성된 막을 포함할 수 있다.
화소정의막(180)은 개구를 통해서 제1전극(210)의 상부면을 노출하며, 노출된 제1전극(210)의 상부면에는 발광층을 포함하는 중간층(220)이 위치할 수 있다.
발광층은 적색, 녹색, 청색, 백색에 해당하는 빛을 방출할 수 있는 저분자 유기물 또는/및 고분자 유기물을 포함할 수 있다 중간층(220)은 발광층 이외에 정공 주입층(HIL:hole injection layer), 정공 수송층(HTL: hole transport layer), 전자 수송층(ETL: electron transport layer) 및 전자 주입층(EIL: electron injection layer) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
제2전극(230)은 (반)투명전극으로 형성될 수 있다. 제2전극(230)은 Li, Ca, LiF/Ca, LiF/Al, Al, Mg 또는 이들의 화합물로 된 층을 형성하고 이 층 상에 ITO, IZO, ZnO 또는 In2O3 등의 (반)투명물질로 형성된 층을 형성하여 (반)투명전극으로 형성할 수 있다.
유기발광소자(200) 상에는 박막봉지필름(400)이 위치할 수 있으며, 유기발광소자(200)와 박막봉지필름(400) 사이에는 캡핑층(310) 및 보호층(320)이 더 형성될 수 있다.
캡핑층(310)은 유기발광소자(200) 상에 형성되어 유기발광소자(200)를 보호할 수 있다. 캡핑층(310)은 8-퀴놀리나토리튬(8-Quinolinolato Lithium), N,N-디페닐-N,N-비스(9-페닐-9H-카바졸-3-일)비페닐-4,4'-디아민(N,N-diphenyl-N,N-bis(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)biphenyl-4,4'-diamine), N(디페닐-4-일)9,9-디메틸-N-(4(9-페닐-9H-카바졸-3-일)페닐)-9H-플루오렌-2-아민(N(diphenyl-4-yl)9,9-dimethyl-N-(4(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)phenyl)-9H-fluorene-2-amine), 또는 2-(4-(9,10-디(나프탈렌-2-일)안트라센-2-일)페닐)-1-페닐-1H-벤조-[D]이미다졸(2-(4-(9,10-di(naphthalene-2-yl)anthracene-2-yl)phenyl)-1-phenyl-1H-benzo-[D]imidazole) 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
보호층(320)은 캡핑층(310) 상에 위치하며, 박막봉지필름(400)의 형성 공정에서 발생될 수 있는 플라즈마로부터 캡핑층(310) 및 유기발광소자(200)를 보호할 수 있다. 보호층(320)은 LiF를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
박막봉지필름(400)은 제1무기층(410), 산란층(420), 산란층(420) 상에 위치하는 유기층(430), 및 제2무기층(440)을 포함할 수 있다.
제1무기층(410)은 수분(H2O) 또는 산소(O2)와 같은 이물질의 투과를 방지할 수 있으며, 제1무기물을 포함할 수 있다. 예컨대, 제1무기물은 AlOx, TiO2, ZrO, SiO2, AlON, SiON, ZnO, 및 Ta2O5 중 하나 이상의 무기물을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
산란층(420)은 3차원 나선 구조의 산란체(500)를 포함한다. 예를 들어, 산란체(500)는 적어도 하나의 피치를 갖도록 축을 중심으로 시계방향 또는 반시계방향으로 회전하는 기둥형 나선 구조(cylindrical spiral structure)를 가질 수 있다. 산란체(500)는 무기물일 수 있다. 산란층(420)은 제1무기층(410) 상에 형성된 3차원 나선 구조의 산란체들(500)로 이루어진 층으로, 공동(void)을 포함할 수 있다.
유기층(430)은 산란층(420)의 바로 위에 위치한다. 유기층(430)은 폴리머(polymer)계열의 제1유기물을 포함할 수 있다. 폴리머 계열의 물질로는 아크릴계 수지, 에폭시계 수지, 폴리이미드 및 폴리에틸렌 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 유기층(430)은 산란층(420)의 두께 보다 두껍게 형성되어 산란층(420)을 전체적으로 커버할 수 있다. 유기층(430)의 일부, 예컨대 유기층(430)의 하부는 산란층(420)에 구비된 공동에 채워질 수 있다.
제2무기층(440)은 유기층(430) 상에 형성될 수 있다. 제2무기층(440)은 수분(H2O) 또는 산소(O2)와 같은 이물질의 투과를 방지할 수 있으며, 제2무기물을 포함할 수 있다. 예컨대, 제2무기물은 AlOx, TiO2, ZrO, SiO2, AlON, SiON, ZnO, 및 Ta2O5 중 하나 이상의 무기물을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 실시예에서는 산란층(420)의 하부에 제1무기층(410)이 형성되고, 유기층(430) 상에 제2무기층(440)이 형성된 경우를 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 또 다른 실시예에서, 산란층(420)의 하부에는 유기층(430)이나 유무기 복합막이 형성될 수 있고, 및/또는 유기층(430) 상에는 또 다른 유기층(430) 또는 유무기 복합막이 형성될 수 있음은 물론이다.
이하에서는, 도 3a 내지 도 4b를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 산란층(420) 및 산란층(420)과 유기층(430)의 적층 구조를 보다 구체적으로 설명한다.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 산란층의 일부를 발췌하여 나타내고, 도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 산란층의 일부를 나타낸 SEM 사진이며, 도 4a는 도 1의 Ⅳ부분의 확대도이고, 도 4b는 도 4a와 대응되는 SEM 사진으로 측면에서 본 사진에 해당한다.
도 3a 및 도 3b를 참조하면, 산란층(420)은 3차원 나선 구조를 갖는 산란체들(500)로 형성된다. 산란체(500)는 축(axis)을 중심으로 시계방향 또는 반시계방향을 따라 적어도 1회 회전하는 3차원 나선 구조를 갖는다. 예를 들어, 산란체(500)는 축을 중심으로 적어도 하나의 피치를 가지도록 시계방향 또는 반시계방향을 따라 회전하는 기둥형 나선 구조(cylindrical spiral structure), 즉 헬릭스(helix) 구조를 가질 수 있다.
도 3a 및 도 3b에서는 산란체(500)가 기둥형 나선 구조로 형성된 경우를 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 축을 중심으로 적어도 하나의 피치를 가지도록 형성된 3차원 나선 구조라면, 산란체(500)는 구형 나선 구조(spherical spiral structure)와 같이 그 전체적인 형상이 다양하게 변할 수 있다.
산란체(500)는 SiOx, SiNx, ITO. AlOx, ZrOx. Ta2O5, MgF2, InN, CrN와 같은 무기물로 형성될 수 있다. 예컨대, 무기물이 축을 중심으로 시계방향 또는 반시계방향을 따라 성장하면서 산란체(500)가 형성될 수 있다. 산란체(500)는 축을 중심으로 축으로부터 소정의 간격 이격되어 나선형을 이루도록 형성되며, 따라서 내부에는 빈 공간, 즉 제1공동(void, 421)이 형성될 수 있다. 산란층(420)은 3차원 나선 구조의 산란체들(500)이 형성되면서 만들어진 층으로, 이웃하는 산란체들(500) 사이에도 빈 공간, 즉 제2공동(422)이 형성될 수 있다.
도 4a 및 도 4b를 참조하면, 산란층(420) 상에 형성된 유기층(430)의 일부는 산란층(420)에 형성된 제1,2 공동(421, 422)을 적어도 부분적으로 채울 수 있다. 예를 들어, 유기층(430)을 형성하는 제1유기물(OM1)의 일부가 산란층(420)에 형성된 제1,2 공동(421, 422)에 채워질 수 있다.
유기층(430)은 액상 또는 기화된 모노머를 증착한 후 열이나 자외선과 같은 빛을 조사하여 모노머로 이루어진 증착물을 경화시킴으로써 형성될 수 있다. 액상 또는 기화된 모노머는 제1공동(421) 및 제2공동(422)에 침투하여 제1공동(421) 및 제2공동(422)의 공간을 채울 수 있으며, 열이나 빛에 의해 폴리머로 중합될 수 있다. 따라서, 유기층(430)의 일부, 즉 유기층(430)을 이루는 제1 유기물(OM1)은 제1공동(421) 및 제2공동(422)을 적어도 부분적으로 채울 수 있다. 이 때, 제1 유기물(OM1)의 굴절률은 산란체(500)를 이루는 무기물의 굴절률은 서로 다르게 형성될 수 있다.
도 3a 및 도 3b를 참조하여 설명한 바와 같이, 산란체(500)는 축을 중심으로 360°회전하면서 형성된 피치를 적어도 하나 구비하는 3차원 나선 구조를 가지며, 산란체(500)와 제1유기물(OM1) 간에 굴절률 차이가 발생하므로, 발광층에서 발생한 빛(L1, L2, L3)은 파장에 관계없이 모든 방향으로 산란될 수 있다.
도 5는 본 발명의 비교예에 따른 유기 발광 표시 장치를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 5를 참조하면, 비교예에 따른 유기 발광 표시 장치는 박막봉지필름(400)이 산란층(420)을 포함하지 않고, 제1무기층(410), 유기층(430), 제2무기층(440)을 포함한다. 비교예에 따른 유기 발광 표시 장치의 발광층에서 방출된 빛은 빛의 진행경로에 놓인 층들, 즉 캡핑층(310), 보호층(320) 및 박막봉지필름(400)을 지나 외부의 사용자에게 시인된다. 이 때, 각 층별 굴절률 차이로 인해 광로의 변화가 생기는데, 광로의 변화는 빛의 파장별로 상이하다. 예를 들어, 적색의 빛(L1), 녹색의 빛(L2), 및 청색의 빛(L3)은 파장이 다르므로 굴절되는 정도가 달라, 측면 시야각에서 색 편이가 발생하게 된다.
그러나, 본 발명의 실시예들에 따르면, 산란체(500)가 3차원 나선 구조를 구비하고 산란체(500)와 제1 유기물(OM1) 간 굴절률 차이가 발생하므로, 발광층에서 방출된 빛이 파장에 관계없이 모든 방향으로 산란될 수 있다(도 4 참조). 따라서, 측면 시야각에서 발생하는 색 편이를 방지하거나 최소화할 수 있다.
한편, 산란층(420)의 공동(421, 422)과 대응되는 부분은 제1 유기물(OM1)로 채워져 있으므로, 이 부분을 지나는 빛(L)은 산란없이 제1유기물(OM1)을 통과하여 외부를 향해 그대로 방출되므로 정면 시인성도 확보할 수 있다.
도 6 내지 도 10은 본 발명의 일 실시예에 관한 유기 발광 표시 장치의 제조 방법에 따른 단면도이다.
도 6을 참조하면, 기판(100) 상에 유기발광소자(200)를 형성한다. 유기발광소자(200)는 제1전극(210), 발광층을 포함하는 중간층(220), 및 제2전극(230)을 포함할 수 있다.
유기발광소자(200)를 형성하기에 앞서, 기판(100) 상에는 다양한 층들이 형성될 수 있다. 기판(100) 상에는 도 2를 참조하여 설명한 바와 같이 박막트랜지스터(TFT)와 스토리지 커패시터(Cap)가 형성될 수 있으며, 불순물이 박막트랜지스터(TFT)의 반도체층으로 침투하는 것을 방지하기 위한 버퍼층(110), 박막트랜지스터(TFT)의 반도체층과 게이트전극을 절연시키기 위한 게이트절연막(130), 박막트랜지스터(TFT)의 소스전극 및 드레인전극을 게이트전극과 절연시키기 위한 층간절연막(150) 및 박막트랜지스터(TFT)를 덮으며 상면이 대략 평평한 평탄화막(170)과 같은 절연층들이 형성될 수 있다.
제1전극(210)은 반사전극으로, Ag, Mg, Al, Pt, Pd, Au, Ni, Nd, Ir, Cr 또는 이들의 화합물을 포함하는 반사막일 수 있다. 또 다른 실시예로, 상기의 화합물을 포함하는 반사막 및 이 반사막 상에 ITO, IZO, ZnO 또는 In2O3로 형성된 막을 포함할 수 있다.
제1전극(210) 상에는 제1전극(210)의 상부면을 노출하는 개구를 구비한 화소정의막이 형성될 수 있다. 화소정의막(180)은 제1전극(210)의 단부와 제2전극(230) 사이의 거리를 증가시킴으로써, 제1전극(210)의 단부에서 아크 등이 발생하는 것을 방지하는 역할을 할 수 있다.
중간층(220)은 발광층을 포함할 수 있다. 발광층은 적색, 녹색, 청색, 백색에 해당하는 빛을 방출할 수 있는 저분자 유기물 또는/및 고분자 유기물을 포함할 수 있다 중간층(220)은 발광층 이외에 정공 주입층(HIL:hole injection layer), 정공 수송층(HTL: hole transport layer), 전자 수송층(ETL: electron transport layer) 및 전자 주입층(EIL: electron injection layer) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
제2전극(230)은 (반)투명전극으로 형성될 수 있다. 제2전극(230)은 Li, Ca, LiF/Ca, LiF/Al, Al, Mg 또는 이들의 화합물로 된 층을 형성하고 이 층 상에 ITO, IZO, ZnO 또는 In2O3 등의 (반)투명물질로 형성된 층을 형성하여 (반)투명전극으로 형성할 수 있다.
도 7을 참조하면, 유기발광소자(200) 상에 캡핑층(310) 및 보호층(320)을 형성할 수 있다. 캡핑층(310)은 8-퀴놀리나토리튬(8-Quinolinolato Lithium), N,N-디페닐-N,N-비스(9-페닐-9H-카바졸-3-일)비페닐-4,4'-디아민(N,N-diphenyl-N,N-bis(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)biphenyl-4,4'-diamine), N(디페닐-4-일)9,9-디메틸-N-(4(9-페닐-9H-카바졸-3-일)페닐)-9H-플루오렌-2-아민(N(diphenyl-4-yl)9,9-dimethyl-N-(4(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)phenyl)-9H-fluorene-2-amine), 또는 2-(4-(9,10-디(나프탈렌-2-일)안트라센-2-일)페닐)-1-페닐-1H-벤조-[D]이미다졸(2-(4-(9,10-di(naphthalene-2-yl)anthracene-2-yl)phenyl)-1-phenyl-1H-benzo-[D]imidazole) 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
보호층(320)은 이베포레이션(evaporation) 과 같은 방법에 의해 증착될 수 있으며, LiF를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
보호층(320) 상에는 제1무기층(410)이 형성될 수 있다. 제1무기층(410)은 수분(H2O) 또는 산소(O2)와 같은 이물질의 투과를 방지할 수 있으며, 화학기상증착법(CVD)에 의해 형성될 수 있다. 제1무기층(410)은 AlOx, TiO2, ZrO, SiO2, AlON, SiON, ZnO, 및 Ta2O5 중 하나 이상의 무기물을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 8을 참조하면, 제1무기층(410) 상에 산란층(420)이 형성된다. 산란층(420)은 3차원 나선 구조를 갖는 산란체(500)를 포함할 수 있으며, 산란체(500)는 SiOx, SiNx, ITO. AlOx, ZrOx. Ta2O5, MgF2, InN, CrN와 같은 무기물로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
산란체(500)는 빗각 증착법(oblique angle deposition) 또는 글랜싱 앵글 증착법(glancing angle deposition)에 의해 형성된, 축을 중심으로 적어도 하나의 피치를 가지는 3차원 나선 구조를 가질 수 있다. 예컨대, 무기물이 축을 중심으로 시계방향 또는 반시계방향을 따라 성장하면서 기둥형 나선 구조 또는 구형 나선 구조의 산란체(500)가 형성될 수 있다. 도 3a을 참조하여 설명한 바와 같이, 산란체(500)는 내부에 형성된 제1공동(421)을 구비할 수 있으며, 이웃하는 산란체들(500) 사이에는 제2공동(422)이 구비될 수 있다.
빗각 증착법(oblique angle deposition) 또는 글랜싱 앵글 증착법(glancing angle deposition)에 따른 공정에서, 소스의 주입 방향 속도, 증착 방향과 같은 사항을 제어함으로써, 산란체(500)의 사이즈, 밀도, 피치 간격, 피치의 개수, 축의 기울기 등을 조절할 수 있다.
도 9를 참조하면, 산란층(420) 상에 유기층(430)이 형성된다. 제1공동(421) 및 제2공동(422)을 구비하는 산란층(420) 상에 액상 또는 기화된 모노머를 증착한 후, 자외선을 조사하여 유기층(430)을 형성할 수 있다. 자외선 조사에 의해 모노머는 폴리머로 중합될 수 있다.
유기층(430)은 아크릴계 수지, 에폭시계 수지, 폴리이미드 및 폴리에틸렌 등을 포함하는 폴리머 계열의 유기물을 포함할 수 있다. 유기층(430)을 이루는 유기물의 굴절률은 산란체(500)의 굴절률과 서로 상이하다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 산란체(500)가 3차원 나선 구조를 구비하고 산란체(500)와 제1 유기물 간 굴절률 차이가 발생하므로, 발광층에서 방출된 빛이 파장에 관계없이 모든 방향으로 산란되어, 측면 시야각에서 발생하는 색 편이를 방지하거나 최소화할 수 있음은 앞서 도 3a 내지 도 4를 참조하여 설명한 바와 같다.
도 10을 참조하면, 유기층(430) 상에 제2무기층(440)이 형성될 수 있다. 제2무기층(440)은 수분(H2O) 또는 산소(O2)와 같은 이물질의 투과를 방지할 수 있으며, 화학기상증착법(CVD)에 의해 형성될 수 있다. 제2무기층(440)은 AlOx, TiO2, ZrO, SiO2, AlON, SiON, ZnO, 및 Ta2O5 중 하나 이상의 무기물을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 실시예에서는 보호층(320) 상에 제1무기층(410)이 형성되는 경우를 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 또 다른 실시예에서, 보호층(320) 상에는 유기층(430) 또는 유무기 복합막이 형성될 수 있다.
본 실시예에서는 유기층(430) 상에 제2무기층(440)이 형성된 경우를 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 또 다른 실시예에서, 유기층(430) 상에는 또 다른 유기층(430)이 형성되거나 유무기 복합막이 형성될 수 있다.
이와 같이 본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 하여 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
100: 기판
200: 유기발광소자
210: 제1전극
220: 중간층
230: 제2전극
310: 캡핑층
320: 보호층
410: 제1무기층
420: 산란층
421: 제1공동
422: 제2공동
430: 유기층
440: 제2무기층
500: 산란체
200: 유기발광소자
210: 제1전극
220: 중간층
230: 제2전극
310: 캡핑층
320: 보호층
410: 제1무기층
420: 산란층
421: 제1공동
422: 제2공동
430: 유기층
440: 제2무기층
500: 산란체
Claims (19)
- 기판;
상기 기판 상에 위치하며, 제1전극, 상기 제1전극 상에 위치하고 발광층을 포함하는 중간층, 상기 중간층 상에 위치하는 제2전극을 포함하는 유기발광소자; 및
상기 발광층에서 방출되는 빛의 진행 방향을 따라 상기 유기발광소자 상에 위치하는 박막봉지필름;을 포함하고,
상기 박막봉지필름은,
상기 빛을 파장에 관계없이 복수의 방향들로 산란시키는 산란층; 및
상기 산란층 상에 위치하며 제1유기물을 포함하는 유기층;을 포함하고,
상기 산란층은,
3차원 나선 구조를 가지며 내부에 형성된 제1공동을 포함하는 산란체; 및
상기 산란체의 상기 제1공동에 채워진 제2유기물을 포함하며,
상기 유기층의 상기 제1유기물은 상기 산란층의 상기 제2유기물과 동일한 물질인, 유기 발광 표시 장치. - 제1항에 있어서,
상기 산란체는,
축을 중심으로 시계 또는 반시계 방향으로 적어도 하나의 피치를 갖도록 회전하는 기둥형 나선 구조를 갖는, 유기 발광 표시 장치. - 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 산란층은 상기 산란체와 이웃하는 산란체 사이에 형성된 제2공동을 더 포함하고,
상기 제1공동 및 상기 제2공동의 적어도 일부는 상기 제2유기물로 채워진, 유기 발광 표시 장치. - 제1항에 있어서,
상기 산란체의 굴절률과 상기 제2유기물의 굴절률은 서로 다른, 유기 발광 표시 장치. - 제1항에 있어서,
상기 산란체는 무기물로 형성된, 유기 발광 표시 장치. - 제1항에 있어서,
상기 박막봉지필름은 무기막 및 유기층 중 적어도 어느 하나를 더 포함하는, 유기 발광 표시 장치. - 제8항에 있어서,
상기 유기발광소자와 상기 산란층 사이에 개재되는 제1무기층, 및 상기 유기층 상에 위치하는 제2무기층 중 적어도 어느 하나를 더 포함하는, 유기 발광 표시 장치. - 기판 상에 위치하며, 제1전극, 상기 제1전극 상에 위치하며 발광층을 포함하는 중간층, 및 상기 중간층 상에 위치하는 제2전극을 포함하는 유기발광소자를 형성하는 단계; 및
상기 유기발광소자 상에 위치하는 박막봉지필름을 형성하는 단계;를 포함하고,
상기 박막봉지필름을 형성하는 단계는,
상기 발광층에서 방출되는 빛을 파장에 관계없이 복수의 방향들로 산란시키는 산란층을 형성하는 단계; 및
상기 산란층 상에 위치하며 제1유기물을 포함하는 유기층을 형성하는 단계;를 포함하고,
상기 산란층은,
3차원 나선 구조를 가지며 내부에 형성된 제1공동을 포함하는 산란체; 및
상기 산란체의 상기 제1공동에 채워진 제2유기물을 포함하며,
상기 유기층의 상기 제1유기물은 상기 산란층의 상기 제2유기물과 동일한 물질인, 유기 발광 표시 장치의 제조 방법. - 제10항에 있어서,
상기 산란체는 축을 중심으로 시계 또는 반시계 방향으로 적어도 1피치를 갖도록 회전하는 기둥형 나선 구조를 갖는, 유기 발광 표시 장치의 제조 방법. - 삭제
- 삭제
- 제10항에 있어서,
상기 산란층은 상기 산란체와 이웃하는 산란체 사이에 형성된 제2공동을 더 포함하고,
상기 유기층을 형성하는 단계에서, 상기 제1공동 및 상기 제2공동의 적어도 일부는 상기 제2유기물로 채워지는, 유기 발광 표시 장치의 제조 방법. - 제10항에 있어서,
상기 산란층을 형성하는 단계는,
빗각 증착법(oblique angle deposition) 또는 글랜싱 앵글 증착법(glancing angle deposition)을 이용하는, 유기 발광 표시 장치의 제조 방법. - 제10항에 있어서,
상기 제2유기물의 굴절률은 상기 산란체의 굴절률과 서로 다른, 유기 발광 표시 장치의 제조 방법. - 제10항에 있어서,
상기 산란층을 형성하는 단계에서, 상기 산란체는 무기물로 형성되는, 유기 발광 표시 장치의 제조 방법. - 제10항에 있어서,
상기 유기발광소자와 상기 산란층 사이에 개재되는 제1무기층을 형성하는 단계를 더 포함하는, 유기 발광 장치의 제조 방법. - 제10항에 있어서,
상기 유기층 상에 위치하는 제2무기층을 형성하는 단계를 더 포함하는, 유기 발광 표시 장치의 제조 방법.
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