KR102413938B1 - 발광 표시 장치 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

발광 표시 장치 및 그 제조 방법이 제공된다.
일례로, 발광 표시 장치는 포함하는 기판; 상기 기판 상에 상기 각 화소 별로 배치되는 제1 전극; 상기 기판 상에 배치되며, 상기 제1 전극을 노출하는 화소 개구부를 갖는 화소 정의막; 상기 화소 개구부 내부에서 상기 제1 전극 상에 배치되며, 중앙부와 가장자리부에서 다른 두께를 가지는 렌즈층; 상기 화소 개구부 내부에서 상기 렌즈층 상에 배치되며, 표면이 평탄한 평탄화층; 상기 평탄화층 상에 배치되는 발광층; 및 상기 발광층 상에 배치되는 제2 전극을 포함한다.

Description

발광 표시 장치 및 그 제조 방법 {LIGHT EMITTING DISPLAY DEVICE AND METHOD OF FABRICATING THE SAME}
본 발명은 발광 표시 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
발광 표시 장치 중 유기 발광 표시 장치는 자체 발광형 표시 소자로서 시야각이 넓고 콘트라스트가 우수할 뿐만 아니라 응답 속도가 빠르다는 장점을 가지고 있어 차세대 표시 장치로서 주목을 받고 있다.
유기 발광 표시 장치는 애노드 전극과 캐소드 전극 사이에 유기 발광 물질로 이루어진 발광층을 구비하고 있다. 이들 전극들에 양극 및 음극 전압이 각각 인가됨에 따라 애노드 전극으로부터 주입된 정공(hole)이 정공 주입층 및 정공 수송층을 경유하여 발광층으로 이동되고, 전자는 캐소드 전극으로부터 전자 주입층과 전자 수송층을 경유하여 발광층으로 이동되어, 발광층에서 전자와 정공이 재결합된다. 이러한 재결합에 의해 여기자(exciton)가 생성되며, 이 여기자가 여기 상태에서 기저 상태로 변화됨에 따라 발광층이 발광됨으로써 화상이 표시된다.
유기 발광 표시 장치는 기판에 매트릭스 형태로 배열된 화소 각각에 형성되는 애노드 전극을 노출하도록 개구부를 가지는 화소 정의막을 포함하며, 이 화소 정의막의 개구부를 통해 노출되는 애노드 전극 상에 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층, 전자 주입층 및 캐소드 전극이 형성된다.
한편, 유기 발광 표시 장치는 발광층으로부 방출되는 광의 광 추출 효율을 향상시키거나 시야각 특성을 향상시키기 위해 기판 상에 배치되는 렌즈층을 포함한다. 이러한 렌즈층은 통상적으로 포토 마스크를 이용한 포토리소그래피 공정에 의해 형성된다.
그런데, 포토 마스크를 이용한 포토리소그래피 공정에 의해 렌즈층을 형성하는 경우, 렌즈층의 제조 공정이 복잡할 수 있다. 또한, 다른 특성(예를 들어, 광 추출 효율 또는 시야각 특성)을 요구하는 유기 발광 표시 장치에 렌즈층을 형성시 렌즈층의 형상 및 크기를 변경함이 필요한데, 이 경우 포토 마스크를 변경해야 하는 번거로움이 있다.
이에, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 간단한 방법에 의해 형성될 수 있는 렌즈층을 구비하여 광 추출 효율 또는 시야각 특성을 향상킬 수 있는 발광 표시 장치를 제공할 수 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 간단한 방법에 의해 형성될 수 있는 렌즈층을 구비하여 광 추출 효율 또는 시야각 특성을 향상킬 수 있는 발광 표시 장치의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 표시 장치는 제1 방향과 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향을 따라 배열되는 복수의 화소를 포함하는 기판; 상기 기판 상에 상기 각 화소 별로 배치되는 제1 전극; 상기 기판 상에 배치되며, 상기 제1 전극을 노출하는 화소 개구부를 갖는 화소 정의막; 상기 화소 개구부 내부에서 상기 제1 전극 상에 배치되며, 중앙부와 가장자리부에서 다른 두께를 가지는 렌즈층; 상기 화소 개구부 내부에서 상기 렌즈층 상에 배치되며, 표면이 평탄한 평탄화층; 상기 평탄화층 상에 배치되는 발광층; 및 상기 발광층 상에 배치되는 제2 전극을 포함한다.
상기 렌즈층 중 상기 평탄화층과 대향하는 면은 상기 렌즈층의 상기 중앙부에서 상기 가장자리부로 갈수록 상기 발광층으로부터 멀어지는 곡면이며, 상기 렌즈층은 상기 중앙부에서 최대 두께를 가지며 상기 가장자리부에서 최소 두께를 가질 수 있다.
상기 복수의 화소는 상이한 발광색을 방출하는 제1 화소 및 제2 화소를 포함하며, 상기 제1 화소에서 상기 렌즈층의 중앙부의 최대 두께와 상기 제2 화소 에서 렌즈층의 중앙부의 최대 두께가 상이할 수 있다.
상기 렌즈층은 정공 주입 물질을 포함하는 정공 주입 용액을 상기 제1 전극 상에 토출하고 건조시켜 형성되며, 상기 화소 정의막은 상기 정공 주입 용액에 대해 발액성을 가지는 절연 물질을 포함할 수 있다.
상기 렌즈층 중 상기 평탄화층과 대향하는 면은 상기 렌즈층의 상기 중앙부에서 상기 가장자리부로 갈수록 상기 발광층과 가까워지는 곡면이며, 상기 렌즈층은 상기 중앙부에서 최소 두께를 가지며 상기 가장자리부에서 최대 두께를 가질 수 있다.
상기 렌즈층은 정공 주입 물질을 포함하는 정공 주입 용액을 상기 제1 전극 상에 토출하고 건조시켜 형성되며, 상기 화소 정의막은 상기 정공 주입 용액에 대해 친액성을 가지는 절연 물질을 포함할 수 있다.
상기 평탄화층은 상기 렌즈층과 동일한 물질을 포함할 수 있다.
상기 제1 전극은 투명 전극 물질을 포함하며, 상기 제2 전극은 반사 전극 물질을 포함할 수 있다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광 표시 장치는 서로 대향하는 제1 면과 제2 면을 포함하며, 제1 방향과 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향을 따라 배열되는 복수의 화소를 포함하는 기판; 상기 기판의 상기 제1 면 상에 상기 각 화소 별로 배치되는 제1 전극; 상기 기판의 상기 제1 면 상에 배치되며, 상기 제1 전극을 노출하는 화소 개구부를 갖는 화소 정의막; 상기 제1 전극 상에 배치되는 발광층; 상기 발광층에 상에 배치되는 제2 전극; 상기 기판의 상기 제2 면 상에 배치되며, 상기 기판의 상기 제2 면 중 상기 제1 전극과 대응되는 영역을 노출하는 격벽 개구부를 가지는 격벽; 및 상기 격벽 개구부의 내부에서 상기 기판의 상기 제2 면 상에 배치되며, 중앙부와 가장자리부에서 다른 두께를 가지는 렌즈층을 포함한다.
상기 렌즈층 중 상기 격벽 개구부를 통해 노출되는 면은 상기 렌즈층의 중앙부에서 가장자리부로 갈수록 상기 발광층으로부터 멀어지는 곡면이며, 상기 렌즈층은 상기 중앙부에서 최소 두께를 가지며 상기 가장자리부에서 최대 두께를 가질 수 있다.
상기 복수의 화소는 상이한 발광색을 방출하는 제1 화소 및 제2 화소를 포함하며, 상기 제1 화소에서 상기 렌즈층의 중앙부의 최소 두께와 상기 제2 화소 에서 렌즈층의 중앙부의 최소 두께가 상이할 수 있다.
상기 렌즈층은 렌즈 물질을 포함하는 렌즈 용액을 상기 기판의 제2 면 상에 토출하고 건조시켜 형성되며, 상기 격벽은 상기 렌즈 용액에 대해 친액성을 가지는 절연 물질을 포함할 수 있다.
상기 렌즈층 중 상기 격벽 개구부를 통해 노출되는 면은 상기 렌즈층의 상기 중앙부에서 상기 가장자리부로 갈수록 상기 발광층과 가까워지는 곡면이며, 상기 렌즈층은 상기 중앙부에서 최대 두께를 가지며 상기 가장자리부에서 최소 두께를 가질 수 있다.
상기 렌즈층은 렌즈 물질을 포함하는 렌즈 용액을 상기 기판의 제2 면 상에 토출하고 건조시켜 형성되며, 상기 격벽은 상기 렌즈 용액에 대해 발액성을 가지는 절연 물질을 포함할 수 있다.
상기 제1 전극은 투명 전극 물질을 포함하며, 상기 제2 전극은 반사 물질을 포함할 수 있다.
상기 다른 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 표시 장치의 제조 방법은 제1 방향과 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향을 따라 배열되는 복수의 화소를 포함하는 기판 상에 상기 각 화소 별로 제1 전극을 형성하는 단계; 상기 기판 상에 상기 각 화소를 구획하며 상기 제1 전극을 노출하는 화소 개구부를 갖는 화소 정의막을 형성하는 단계; 상기 화소 개구부 내부의 상기 제1 전극 상에 중앙부와 가장자리부에서 다른 두께를 가지는 렌즈층을 형성하는 단계; 상기 화소 개구부 내부의 상기 렌즈층 상에 표면이 평탄한 평탄화층을 형성하는 단계; 상기 평탄화층 상에 발광층을 형성하는 단계; 및 상기 발광층 제2 전극을 형성하는 단계를 포함한다.
상기 렌즈층과 상기 평탄화층은 잉크 프린트 방법 또는 노즐 프린트 방법을 이용하여 렌즈 용액을 상기 화소 개구부 내부에 토출하고 건조시킴으로써 형성될 수 있다.
상기 렌즈층은 상기 렌즈 용액으로서 정공 주입 물질을 포함하는 정공 주입 용액을 상기 제1 전극 상에 토출하고 건조시켜 형성되며, 상기 화소 정의막은 상기 정공 주입 용액에 대해 발액성을 가지는 절연 물질로 형성될 수 있다.
상기 렌즈층은 정공 주입 물질을 포함하는 정공 주입 용액을 상기 제1 전극 상에 토출하고 건조시켜 형성되며, 상기 화소 정의막은 상기 정공 주입 용액에 대해 친액성을 가지는 절연 물질을 포함할 수 있다.
상기 렌즈층을 형성하는 데 사용되는 렌즈 용액은 상기 평탄화층을 형성하는데 사용되는 렌즈 용액과 동일할 수 있다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면 적어도 다음과 같은 효과가 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 발광 표시 장치에 따르면, 간단한 방법에 의해 형성될 수 있는 렌즈층을 통해 광 추출 효율 또는 시야각 특성이 향상될 수 있다.
본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 표시 장치의 화소를 보여주는 개략적인 평면도이다.
도 2는 도 1의 I-I' 선을 따라 절취되는 부분의 단면도이다.
도 3은 도 2의 'A' 부분의 확대 단면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광 표시 장치 중 도 2와 대응되는 부분의 단면도이다.
도 5는 도 4의 'B' 부분의 확대 단면도이다.
도 6은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 발광 표시 장치 중 도 2와 대응되는 부분의 단면도이다.
도 7은 도 6의 'C' 부분의 확대 단면도이다.
도 8은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 발광 표시 장치 중 도 2와 대응되는 부분의 단면도이다.
도 9는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 발광 표시 장치 중 도 2와 대응되는 부분의 단면도이다.
도 10 내지 도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 표시 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들 및 사시도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 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.
소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층"위(on)"로 지칭되는 것은 다른 소자 바로 위에 또는 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 표시 장치의 화소를 보여주는 개략적인 평면도이고, 도 2는 도 1의 I-I' 선을 따라 절취되는 부분의 단면도이다. 도 3은 도 2의 'A' 부분의 확대 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 표시 장치(100)는 기판(105), 제1 전극(110), 화소 정의막(120), 렌즈층(130), 평탄화층(140), 정공 수송층(150), 발광층(160), 전자 수송층(170), 전자 주입층(180) 및 제2 전극(190)을 포함한다. 각 부재들은 도 2의 Z 방향으로 순차 적층된다.
기판(105)은 화상을 표시하는 복수의 화소(P)가 정의되는 표시 영역(DA)과, 표시 영역(DA)의 외측에 위치하는 비표시 영역(NDA)을 포함한다. 복수의 화소(P)는 제1 방향(X)과 제1 방향(X)과 교차하는 제2 방향(Y)을 따라 배열되어 매트릭스 형태를 가지며, 제1 화소(P1), 제2 화소(P2) 및 제3 화소(P3)를 포함할 수 있다. 제1 화소(P1)는 예를 들어 적색을 방출하는 적색 화소일 수 있으며, 제2 화소(P2)는 예를 들어 녹색을 방출하는 녹색 화소일 수 있고, 제3 화소(P3)는 예를 들어 청색을 방출하는 청색 화소일 수 있다.
도 1에서는, 복수의 화소(P)가 서로 다른 3개의 색을 방출하는 제1 화소(P1), 제2 화소(P2) 및 제3 화소(P3)을 포함하는 것으로 도시되었으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 복수의 화소는 서로 다른 2개의 색을 방출하는 제1 화소 및 제2 화소를 포함할 수 있다. 또한, 도 1에서는, 제2 방향(Y)으로 동일한 발광색을 방출하는 화소들(P)이 일렬로 배열되고, 제1 방향(X)으로 상이한 발광색을 방출하는 화소들(P)이 교대로 배열되는 것으로 도시되었으나, 이러한 배열로 본 발명을 한정하는 것은 아니다.
기판(105)은 서로 대향하는 제1 면(105a)과 제2 면(105b)을 포함할 수 있다. 기판(105)은 투명한 SiO2를 주성분으로 하는 투명 재질의 글라스재로 형성될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 기판(105)은 불투명 재질로 이루어지거나, 플라스틱 재질로 이루어질 수도 있다. 더 나아가, 기판(105)은 플렉서블 기판일 수 있다.
도시하지는 않았지만, 기판(105)은 제1 면(105a) 상에 배치되는 다른 구조물들을 더 포함할 수 있다. 상기 다른 구조물들의 예로는 배선, 전극, 절연막 등을 들 수 있다. 몇몇 실시예에서, 기판(105)은 제1 면(105a) 상에 배치된 복수의 박막 트랜지스터를 포함할 수 있다. 복수의 박막 트랜지스터 중 적어도 일부의 드레인 전극은 제1 전극(110)과 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 박막 트랜지스터는 비정질 실리콘, 다결정 실리콘, 또는 단결정 실리콘 등으로 이루어진 액티브 영역을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 상기 박막 트랜지스터는 산화물 반도체로 형성되는 액티브 영역을 포함할 수 있다.
제1 전극(110)은 기판(105)의 제1 면(105a) 상에 각 화소(P) 별로 배치된다. 제1 전극(110)은 박막 트랜지스터의 드레인 전극에 인가된 신호를 받아 발광층(160)으로 정공을 제공하는 애노드 전극 또는 전자를 제공하는 캐소드 전극일 수 있다. 본 실시예에서는, 제1 전극(110)이 애노드 전극인 것으로 예시한다.
제1 전극(110)은 투명 전극, 반사 전극 또는 반투과 전극으로 사용될 수 있다. 제1 전극(110)이 투명 전극으로 사용될 때는 투명 전극 물질, 예를 들어 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), ZnO(Zinc Oxide) 또는 In2O3로 형성될 수 있다. 제1 전극(110)이 반사 전극으로 사용될 때는 반사 전극 물질, 예를 들어 Ag, Mg, Al, Pt, Pd, Au, Ni, Nd, Ir, Cr 및 이들의 화합물 등으로 반사막을 형성한 후, 그 위에 ITO, IZO, ZnO 또는 In2O3 를 형성하여 구성될 수 있다. 제1 전극(110)이 반투과 전극으로 사용될 때는 Ag, Mg, Al, Pt, Pd, Au, Ni, Nd, Ir, Cr 및 이들의 화합물 등으로 반사막을 얇은 두께로 형성한 후, 그 위에 ITO, IZO, ZnO 또는 In2O3 를 형성하여 구성될 수 있다. 제1 전극(110)은 포토리소그래피 방법을 통해 형성될 수 있으며, 이에 한정되지는 않는다.
제1 전극(110)이 투명 전극으로 사용될 때는 발광 표시 장치(100)가 발광층(160)으로부터 발생되는 광이 제1 전극(110) 방향으로 방출되는 배면 발광형인 경우일 수 있다. 또한, 제1 전극(110)이 반사 전극으로 사용될 때는 발광 표시 장치(100)가 발광층(160)으로부터 발생되는 광이 제2 전극(190) 방향으로 방출되는 전면 발광형인 경우일 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서는, 제1 전극이 투명 전극으로 사용되며, 발광 표시 장치(100)가 배면 발광형인 것을 예시한다.
화소 정의막(120)은 제1 전극(110)을 노출하는 화소 개구부(121)를 가지도록 기판(105)의 제1 면(105a) 상에 배치되며, 기판(105)의 제1 면(105a) 상에 각 화소(P)를 구획한다. 화소 정의막(120)은 절연 물질로 이루어질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 화소 정의막(120)은 잉크젯 프린트 방법 또는 노즐 프린트 방법을 이용하여 렌즈 물질을 포함하는 렌즈 용액(도 12의 130a)을 화소 정의막(120)의 화소 개구부(121) 내부에 토출시키고 건조시켜 렌즈층(130)을 형성시킬 때 렌즈 용액(도 12의 130a)이 화소 정의막(120)에 대해 발액성을 가져 중앙부에서 최대 두께(T1)를 가지고 가장자리부에서 최소 두께(T2)를 가지는 렌즈층(130)을 형성하게 한다. 이를 위해, 화소 정의막(120)은 화소 정의막(120)에 대한 렌즈 용액(도 12의 130a)의 접촉각이 약 50° 이상이 되게 하는 절연 물질로 형성될 수 있다. 화소 정의막(120)은 플루오린을 포함하는 고분자 수지 등의 유기 절연 물질, 예를 들어 벤조사이클로부텐(Benzo Cyclo Butene;BCB), 폴리이미드(polyimide;PI), 폴리아미드(polyamide;PA), 아크릴 수지 및 페놀수지 등으로부터 선택된 적어도 하나로 형성될 수 있다. 화소 정의막(120)은 포토리소그래피 방법을 통해 형성될 수 있으며, 이에 한정되지는 않는다. 상기 잉크젯 프린트 방법은 원하는 위치에 프린트 하려는 용액을 잉크 방울 형태로 떨어뜨리는 방법이다. 그리고, 상기 노즐 프린트 방법은 프린트 하려는 용액을 원하는 위치를 포함하는 라인을 따라 흐르게 하는 방법이다.
렌즈층(130)은 화소 개구부(121) 내부에서 제1 전극(110) 상에 배치되며, 중앙부와 가장자리부에서 상이한 두께를 가진다. 즉, 렌즈층(130)은 중앙부에서 최대 두께(T1)를 가지며 가장자리부에서 최소 두께(T2)를 가질 수 있다. 렌즈층(130) 중 제1 전극(110)과 대향하는 표면은 평탄한 면일 수 있으며, 렌즈층(130) 중 평탄화층(140)과 대향하는 면은 렌즈층(130)의 중앙부에서 가장자리부로 갈수록 발광층(160)으로부터 멀어지는 곡면일 수 있다. 이러한 렌즈층(130)은 상기 곡면을 통해 볼록 렌즈로서의 역할을 하여 발광층(160)에서 발생되는 광을 기판(105)으로 집광시켜 발광 표시 장치(100)의 광 추출 효율을 향상시킬 수 있다. 이에 따라, 발광층(160)에서 광을 발생시키기 위해 제1 전극(110)과 제2 전극(190)에 인가되는 전압을 줄일 수 있으므로, 발광 표시 장치(100)의 저전력 구동이 가능할 수 있다.
렌즈층(130)은 잉크젯 프린트 방법 또는 노즐 프린트 방법을 이용하여 렌즈 물질을 포함하는 렌즈 용액(도 12의 130a)을 화소 정의막(120)의 화소 개구부(121) 내부에 토출시키고 건조시킴으로써 형성될 수 있다. 이러한 렌즈층(130)은 잉크젯 프린트 방법 또는 노즐 프린트 방법을 이용하여 형성되기 때문에, 화소 정의막(120)에 대한 렌즈 용액의 접촉각을 조절하여 원하는 형상으로 형성될 수 있다.
예를 들어, 도 2에서는, 화소 정의막(120)이 화소 정의막(120)에 대한 렌즈 용액(도 12의 130a)의 접촉각을 약 50° 이상이 되게 하는 절연 물질로 형성되어, 화소 정의막(120)이 렌즈 용액(도 12의 130a)에 대해 발액성을 가진다. 이에 따라, 렌즈 용액(도 12의 130a)이 화소 정의막(120)의 화소 개구부(121) 내부에서 가장자리부로 퍼지는 형태를 가지지 않고 건조되어, 렌즈층(130)이 중앙부가 가장자리부에 비해 두꺼운 볼록 형태를 가질 수 있다.
위와 같은 렌즈층(130)은 렌즈 용액(도 12의 130a)으로서 정공 주입 물질을 포함하는 정공 주입 용액 사용하여, 상기 정공 주입 용액을 제1 전극(110) 상에 토출하고 건조시킴으로써 형성될 수 있다. 이에 따라, 렌즈층(130)은 정공 주입층으로서의 역할을 할 수 있다.
상기 정공 주입층은 제1 전극(110)과 정공 수송층(150) 사이의 에너지 장벽을 낮추는 완충층으로써 제1 전극(110)로부터 제공되는 정공이 정공 수송층(150)으로 용이하게 주입되게 하는 역할을 한다. 상기 정공 주입 물질은 유기 화합물, 예를 들어 MTDATA(4,4',4"-tris(3-methylphenylphenylamino)triphenylamine), CuPc(copper phthalocyanine) 또는 PEDOT/PSS(poly(3,4-ethylenedioxythiophene)/polystyrene sulfonate) 등으로 이루어질 수 있으며, 이에 한정되지는 않는다.
평탄화층(140)은 화소 개구부(121) 내부에서 렌즈층(130) 상에 배치되며, 평탄화 표면을 가진다. 평탄화층(140)은 렌즈층(130)과 동일한 물질을 포함하며, 렌즈층(130)과 함께 정공 주입층으로서의 역할을 할 수 있다. 이러한 평탄화층(140)은 상기 정공 주입층이 균일한 두께를 가지게 할 수 있다.
평탄화층(140)은 잉크젯 프린트 방법 또는 노즐 프린트 방법을 이용하여 렌즈 물질을 포함하는 렌즈 용액(도 14의 140a)을 화소 정의막(120)의 화소 개구부(121) 내부에 토출시키고 건조시킴으로써 형성될 수 있다. 평탄화층(140)을 형성하는데 이용되는 렌즈 용액(도 14의 140a)은 정공 주입 물질을 포함하는 정공 주입 용액일 수 있다.
한편, 평탄화층(140)을 형성하는데 이용되는 렌즈 용액(도 14의 140a)이 렌즈층(130)을 형성하는데 이용되는 렌즈 용액(도 12의 130a)과 동일하기 때문에, 렌즈 용액(도 14의 140a)이 렌즈 용액(도 12의 130a)에 대해 발액성을 가지는 화소 정의막(120)의 화소 개구부(121) 내부에서 가장자리부로 퍼지는 형태를 가지지 않고 중앙부가 가장자리부에 비해 두꺼운 형태로 있을 수 있다. 그러나, 렌즈 용액(도 14의 140a)을 건조시키기 위한 건조 압력 등과 같은 건조 조건을 제어하여 평탄한 표면을 가지는 평탄화층(140)으로 형성될 수 있다.
정공 수송층(150)은 화소 정의막(120)의 화소 개구부(121) 내부에서 평탄화층(140) 상에 배치될 수 있다. 정공 수송층(150)은 평탄화층(140) 상에서 균일한 두께를 가질 수 있다. 정공 수송층(150)은 잉크젯 프린트 방법 또는 노즐 프린트 방법을 이용하여 형성될 수 있으나, 이러한 방법으로 한정되는 것은 아니다. 예시적으로, 정공 수송층(150)은 증착 방법을 이용하여 형성될 수도 있다.
정공 수송층(150)은 렌즈층(130)과 평탄화층(140)을 통해 제공받는 정공을 발광층(160)으로 전달하는 역할을 한다. 정공 수송층(150)은 상기 정공 주입층보다 낮은 전기 전도성을 가지는 정공 수송 물질로 형성될 수 있다. 정공 수송층(150)은 유기 화합물, 예를 들어 TPD(N,N'-diphenyl-N,N'-bis(3-methylphenyl)-1,1'-bi-phenyl-4,4'-diamine) 또는 NPB(N,N'-di(naphthalen-1-yl)-N,N'-diphenyl-benzidine)등으로 형성될 수 있으며, 이에 한정되지는 않는다.
발광층(160)은 화소 정의막(120)의 화소 개구부(121) 내부에서 정공 수송층(150) 상에 배치될 수 있다. 발광층(160)은 정공 수송층(150) 상에서 균일한 두께를 가질 수 있다. 발광층(160)은 잉크젯 프린트 방법 또는 노즐 프린트 방법을 이용하여 형성될 수 있으나, 이러한 방법으로 한정되는 것은 아니다. 예시적으로, 발광층(160)은 증착 방법을 이용하여 형성될 수도 있다.
발광층(160)은 제1 전극(110)에서 제공되는 정공과 제2 전극(190)에서 제공되는 전자를 재결합시켜 광을 방출한다. 보다 상세히 설명하면, 발광층(160)에 정공 및 전자가 제공되면 정공 및 전자가 결합하여 엑시톤을 형성하고, 이러한 엑시톤이 여기 상태로부터 기저 상태로 변화면서 광을 방출시킨다. 이러한 발광층(160)은 적색을 방출하는 적색 발광층, 녹색을 방출하는 녹색 발광층, 및 청색을 방출하는 청색 발광층을 포함할 수 있다.
상기 적색 발광층은 하나의 적색 발광 물질을 포함하거나, 호스트와 적색 도펀트를 포함하여 형성될 수 있다. 상기 적색 발광층의 호스트의 예로는 Alq3(tris(8-quinolinorate)aluminum), CBP(4,4'-N,N'-dicarbazol-biphenyl), PVK(ploy(n-vinylcarbazole)), ADN(9,10-Di(naphthyl-2-yl)anthrace), TCTA(4,4',4"-tris(N-carbazolyl)triphenylamine), TPBI(1,3,5-tris(N-phenylbenzimidazol-2-yl)benzene), TBADN(3-tert-butyl-9,10-di(naphth-2-yl) anthracene), E3(ter-fluorene), DSA(distyrylarylene) 등을 사용할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 그리고, 상기 적색 도펀트로서, PtOEP, Ir(piq)3, Btp2Ir(acac)등을 이용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 녹색 발광층은 하나의 녹색 발광 물질을 포함하거나, 호스트와 녹색 도펀트를 포함하여 형성될 수 있다. 상기 녹색 발광층의 호스트로는 상기 적색 발광층의 호스트가 사용될 수 있다. 그리고, 상기 녹색 도펀트로서, Ir(ppy)3, Ir(ppy)2(acac), Ir(mpyp)3 등을 이용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 청색 발광층은 하나의 청색 발광 물질을 포함하거나, 호스트와 청색 도펀트를 포함하여 형성될 수 있다. 상기 청색 발광층의 호스트로는 상기 적색 발광층의 호스트가 사용될 수 있다. 그리고, 상기 청색 도펀트로서, F2Irpic, (F2ppy)2Ir(tmd), Ir(dfppz)3, ter-fluorene, DPAVBi(4,4'-bis(4-diphenylaminostyryl) biphenyl), TBPe(2,5,8,11-tetra-ti-butyl pherylene) 등을 이용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
전자 수송층(170)은 발광층(160) 상에 배치될 수 있다. 전자 수송층(170)은 제2 전극(190)으로부터 전자 주입층(180)을 통해 제공받은 전자를 발광층(160)으로 전달하는 역할을 한다. 이러한 전자 수송층(170)은 유기 화합물, 예를 들어 Bphen(4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline), BAlq(aluminum(III)bis(2-methyl-8-hydroxyquinolinato)4-phenylphenolate), Alq3(tris(8-quinolinorate)aluminum), Bebq2(berylliumbis(benzoquinolin-10-olate), TPBI(1,3,5-tris(N-phenylbenzimidazole-2-yl)benzene) 등의 재료를 사용할 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다. 전자 수송층(170)은 증착 공정 등을 통해 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
전자 주입층(180)은 전자 수송층(170) 상에 배치될 수 있다. 전자 주입층(180)은 전자 수송층(170)과 제2 전극(190) 사이의 에너지 장벽을 낮추는 완충층으로써, 제2 전극(190)로부터 제공되는 전자가 전자 수송층(170)으로 용이하게 주입되게 하는 역할을 한다. 전자 주입층(180)은 예를 들어, LiF 또는 CsF 등으로 형성될 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다. 전자 주입층(180)은 증착방법 등을 통해 형성될 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
제2 전극(190)은 전자 주입층(180) 상에 배치되며, 발광층(160)으로 전자를 전자를 제공하는 캐소드 전극 또는 정공을 제공하는 애노드 전극일 수 있다. 제2 전극(190)도 제1 전극(110)과 마찬가지로 투명 전극, 반사 전극 또는 반투과 전극으로 사용될 수 있다. 제2 전극(190)은 증착 공정 등을 통해 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 일 실시예에서 발광 표시 장치(100)가 배면 발광형인 것으로 예시되므로, 제2 전극(190)은 반사 전극으로 사용될 수 있다.
도시하진 않았지만, 발광 표시 장치(100)는 제2 전극(190)의 상부에 배치되는 봉지 기판을 더 포함할 수 있다. 상기 봉지 기판은 절연 기판으로 이루어질 수 있다. 화소 정의막(120) 상의 제2 전극(190)과 봉지 기판 사이에는 스페이서가 배치될 수도 있다. 본 발명의 다른 몇몇 실시예에서, 상기 봉지 기판은 생략될 수도 있다. 이 경우, 절연 물질로 이루어진 봉지막이 전체 구조물을 덮어 보호할 수 있다.
상기와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 표시 장치(100)는 화소 개구부(121) 내부에서 제1 전극(110) 상에 배치되며 볼록 렌즈 역할을 하는 렌즈층(130)을 통해 발광층(160)에서 발생되는 광을 기판(105)으로 집광시켜 발광 표시 장치(100)의 광 추출 효율을 향상시킬 수 있다. 따라서, 발광층(160)에서 광을 발생시키기 위해 제1 전극(110)과 제2 전극(190)에 인가되는 전압을 줄일 수 있으므로, 발광 표시 장치(100)의 저전력 구동이 가능할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 표시 장치(100)는 화소 개구부(121) 내부에서 볼록 렌즈로서 역할을 하는 렌즈층(130)과, 렌즈층(130) 상에 배치되는 평탄화층(140)을 통해 균일한 두께를 가지는 정공 주입층을 구현하여 제1 전극(110)을 통해 전류가 균일하게 흐르게 함으로써, 발광층(160)의 발광 효율을 향상시킬 수 있다. 따라서, 발광 표시 장치(100)의 표시 품질이 향상될 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광 표시 장치 중 도 2와 대응되는 부분의 단면도이고, 도 5는 도 4의 'B' 부분의 확대 단면도이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광 표시 장치(200)는 도 1 내지 도 3의 발광 표시 장치(100)와 비교하여 렌즈층(230), 평탄화층(240), 정공 수송층(250), 발광층(260), 전자 수송층(270), 전자 주입층(280) 및 제2 전극(290)만 다르고, 동일한 구성을 가진다. 이에 따라, 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광 표시 장치(200)에서는 렌즈층(230), 평탄화층(240), 정공 수송층(250), 발광층(260), 전자 수송층(270), 전자 주입층(280) 및 제2 전극(290)에 대해 설명한다.
발광 표시 장치(200)는 기판(105), 제1 전극(110), 화소 정의막(120), 렌즈층(230), 평탄화층(240), 정공 수송층(250), 발광층(260), 전자 수송층(270), 전자 주입층(280) 및 제2 전극(290)을 포함한다. 각 부재들은 도 4의 Z 방향으로 순차 적층된다.
렌즈층(230)은 도 2의 렌즈층(130)과 유사하다. 다만, 렌즈층(230)의 크기가 일부 화소와 다른 화소에서 상이하다. 예를 들어, 제1 화소(P1) 및 제2 화소(P2)의 렌즈층(230)의 크기와 제3 화소(P3)의 렌즈층(230)의 크기가 다를 수 있다. 여기서, 제3 화소(P3)에서 발광층(260)으로부터 방출되는 광의 광 방출 효율이 제1 화소(P1)와 제2 화소(P2)에서 발광층(260)으로부터 방출되는 광의 광 방출 효율보다 낮을 수 있다. 예시적으로, 제1 화소(P1)의 발광층(260)이 적색 방출하는 적색 발광층일 수 있으며, 제2 화소(P2)의 발광층(260)이 녹색을 방출하는 녹색 발광층일 수 있고, 제3 화소(P3)의 발광층(260)이 청색을 방출하는 청색 발광층일 수 있다.
제1 화소(P1) 및 제2 화소(P2)의 렌즈층(230)은 예를 들어 도 3의 렌즈층(130)과 같이 중앙부에서 최대 두께(도 3의 T1)를 가지며 가장자리부에서 최소 두께(도 3의 T2)를 가질 수 있다. 반면, 제3 화소(P3)의 렌즈층(230)은 중앙부에서 최대 두께(T11)를 가지며 가장자리부에서 최소 두께(T2)를 가질 수 있다. 제3 화소(P3)의 렌즈층(230)의 최대 두께(T11)는 도 3의 렌즈층(130)의 최대 두께(도 3의 T1)보다 클 수 있다. 제3 화소(P3)의 렌즈층(230)의 최소 두께(T2)는 도 3의 렌즈층(130)의 최소 두께(도 3의 T2)와 같을 수 있다.
위와 같은 렌즈층(230)은 발광층(260)에서 방출되는 광을 기판(105)으로 집광시키는 광 추출 효율을 발광층(260)에서 방출되는 광의 광 방출 효율이 제1 화소(P1) 및 제2 화소(P2)에서 보다 낮은 제3 화소(P3)에서 높임으로써, 렌즈층(230)을 통과하여 기판(105) 방향으로 방출되는 광의 광 추출 효율을 제1 화소(P1), 제2 화소(P2) 및 제3 화소(P3)에서 균일하게 할 수 있다.
평탄화층(240)은 도 2의 평탄화층(140)과 유사하다. 다만, 제3 화소(P3)에 배치된 평탄화층(240)이 제1 화소(P1) 및 제2 화소(P2)에 배치된 평탄화층(240)보다 높은 위치에 있다.
정공 수송층(250)은 도 2의 정공 수송층(150)과 유사하다. 다만, 제3 화소(P3)에 배치된 정공 수송층(250)이 제1 화소(P1) 및 제2 화소(P2)에 배치된 정공 수송층(250)보다 높은 위치에 있다.
발광층(260)은 도 2의 발광층(160)과 유사하다. 다만, 제3 화소(P3)에 배치된 발광층(260)이 제1 화소(P1) 및 제2 화소(P2)에 배치된 발광층(260)보다 높은 위치에 있다.
전자 수송층(270)은 도 2의 전자 수송층(170)과 유사하다. 다만, 제3 화소(P3)에 배치된 전자 수송층(270)이 제1 화소(P1) 및 제2 화소(P2)에 배치된 전자 수송층(270)보다 높은 위치에 있다.
전자 주입층(280)은 도 2의 전자 주입층(180)과 유사하다. 다만, 제3 화소(P3)에 배치된 전자 주입층(280)이 제1 화소(P1) 및 제2 화소(P2)에 배치된 전자 주입층(280)보다 높은 위치에 있다.
제2 전극(290)은 도 2의 제2 전극(190)과 유사하다. 다만, 제3 화소(P3)에 배치된 제2 전극(290)의 부분이 제1 화소(P1) 및 제2 화소(P2)에 배치된 제2 전극(290) 부분 보다 높은 위치에 있다.
상기와 같이 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광 표시 장치(200)는 일부 화소와 다른 화소에서 다른 크기를 가지는 렌즈층(230)을 포함함으로써, 발광층(260)으로부터 방출되는 광의 광 방출 효율이 서로 다른 화소들에서 렌즈층(230)을 통과해 기판(105) 방향으로 방출되는 광의 광 추출 효율을 균일하게 할 수 있다.
도 6은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 발광 표시 장치 중 도 2와 대응되는 부분의 단면도이고, 도 7은 도 6의 'C' 부분의 확대 단면도이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광 표시 장치(300)는 도 1 내지 도 3의 발광 표시 장치(100)와 비교하여 화소 정의막(320), 렌즈층(330), 평탄화층(340), 정공 수송층(350), 발광층(360), 전자 수송층(370), 전자 주입층(380) 및 제2 전극(390)만 다르고, 동일한 구성을 가진다. 이에 따라, 본 발명의 또다른 실시예에 따른 발광 표시 장치(300)에서는 렌즈층(330), 평탄화층(340), 정공 수송층(350), 발광층(360), 전자 수송층(370), 전자 주입층(380) 및 제2 전극(390)에 대해 설명한다.
발광 표시 장치(300)는 기판(105), 제1 전극(110), 화소 정의막(320), 렌즈층(330), 평탄화층(340), 정공 수송층(350), 발광층(360), 전자 수송층(370), 전자 주입층(380) 및 제2 전극(390)을 포함한다. 각 부재들은 도 6의 Z 방향으로 순차 적층된다.
화소 정의막(320)은 제1 전극(110)을 노출하는 화소 개구부(321)를 가지도록 기판(105)의 제1 면(105a) 상에 배치되며, 기판(105)의 제1 면(105a) 상에 각 화소(도 1의 P)를 구획한다. 화소 정의막(320)은 절연 물질로 이루어질 수 있다.
본 발명의 또다른 실시예에서, 화소 정의막(320)은 잉크젯 프린트 방법 또는 노즐 프린트 방법을 이용하여 렌즈 물질을 포함하는 렌즈 용액을 화소 정의막(320)의 화소 개구부(321) 내부에 토출시키고 건조시켜 렌즈층(330)을 형성시킬 때 렌즈 용액이 화소 정의막(320)에 대해 친액성을 가져 중앙부에서 최소 두께(T31)를 가지고 가장자리부에서 최대 두께(T32)를 가지는 렌즈층(330)을 형성하게 한다. 이를 위해, 화소 정의막(320)은 화소 정의막(320)에 대한 렌즈 용액의 접촉각이 약 10° 이하가 되게 하는 절연 물질로 형성될 수 있다. 화소 정의막(320)은 유기 절연 물질, 예를 들어 벤조사이클로부텐(Benzo Cyclo Butene;BCB), 폴리이미드(polyimide;PI), 폴리아미드(polyamide;PA), 아크릴 수지 및 페놀수지 등으로부터 선택된 적어도 하나로 형성되거나, 무기 절연 물질, 예를 들어 실리콘 산화막(Silicon Oxide), 실리콘 질화막(Silicon Nitride) 또는 실리콘 산질화막(Silicon Oxynitride) 등으로부터 선택된 적어도 하나로 형성될 수 있다. 화소 정의막(320)은 포토리소그래피 방법을 통해 형성될 수 있으며, 이에 한정되지는 않는다.
렌즈층(330)은 화소 개구부(321) 내부에서 제1 전극(110) 상에 배치되며, 중앙부와 가장자리부에서 상이한 두께를 가진다. 렌즈층(330)은 중앙부에서 최소 두께(T31)를 가지며 가장자리부에서 최대 두께(T32)를 가질 수 있다. 렌즈층(330) 중 제1 전극(110)과 대향하는 표면은 평탄한 면일 수 있으며, 렌즈층(330) 중 평탄화층(340)과 대향하는 면은 렌즈층(130)의 중앙부에서 가장자리부로 갈수록 발광층(160)과 가까워지는 곡면일 수 있다. 이러한 렌즈층(330)은 상기 곡면을 통해 오목 렌즈로서 역할을 하여 발광층(360)에서 발생되는 광을 확산시켜 기판(105)으로 방출시킴으로써, 발광 표시 장치(300)의 시야각 특성을 향상시킬 수 있다.
렌즈층(330)은 잉크젯 프린트 방법 또는 노즐 프린트 방법을 이용하여 렌즈 물질을 포함하는 렌즈 용액을 화소 정의막(320)의 화소 개구부(321) 내부에 토출시키고 건조시킴으로써 형성될 수 있다. 이러한 렌즈층(330)은 잉크젯 프린트 방법 또는 노즐 프린트 방법을 이용하여 형성되기 때문에, 화소 정의막(320)에 대한 렌즈 용액의 접촉각을 조절하여 원하는 형상으로 형성될 수 있다.
예를 들어, 도 6에서는, 화소 정의막(320)이 화소 정의막(320)에 대한 렌즈 용액의 접촉각을 약 10° 이하가 되게 하는 절연 물질로 형성되어, 화소 정의막(320)이 렌즈 용액에 대해 친액성을 가진다. 이에 따라, 렌즈 용액이 화소 정의막(320)의 화소 개구부(321) 내부에서 가장자리부로 퍼지는 형태를 가지고 건조되어, 렌즈층(330)이 중앙부가 가장자리부에 비해 얇은 오목 형태를 가질 수 있다.
위와 같은 렌즈층(330)은 렌즈 용액으로서 정공 주입 물질을 포함하는 정공 주입 용액 사용하여, 상기 정공 주입 용액을 제1 전극(110) 상에 토출하고 건조시킴으로써 형성될 수 있다. 이에 따라, 렌즈층(330)은 정공 주입층으로서의 역할을 할 수 있다.
평탄화층(340)은 화소 개구부(321) 내부에서 렌즈층(330) 상에 배치되며, 평탄화 표면을 가진다. 평탄화층(340)은 렌즈층(330)과 동일한 물질을 포함하며, 렌즈층(330)과 함께 정공 주입층으로서의 역할을 할 수 있다. 이러한 평탄화층(340)은 상기 정공 주입층이 균일한 두께를 가지게 할 수 있다.
평탄화층(340)은 잉크젯 프린트 방법 또는 노즐 프린트 방법을 이용하여 렌즈 물질을 포함하는 렌즈 용액을 화소 정의막(320)의 화소 개구부(321) 내부에 토출시키고 건조시킴으로써 형성될 수 있다. 평탄화층(340)을 형성하는데 이용되는 렌즈 용액은 정공 주입 물질을 포함하는 정공 주입 용액일 수 있다.
한편, 평탄화층(340)을 형성하는데 이용되는 렌즈 용액이 렌즈층(330)을 형성하는데 이용되는 렌즈 용액과 동일하기 때문에, 렌즈 용액이 렌즈 용액에 대해 친액성을 가지는 화소 정의막(320)의 화소 개구부(321) 내부에서 가장자리부로 퍼지는 형태를 가지고 중앙부가 가장자리부에 비해 얇은 형태로 있을 수 있다. 그러나, 렌즈 용액을 건조시키기 위한 건조 압력 등과 같은 건조 조건을 제어하여 평탄한 표면을 가지는 평탄화층(340)으로 형성될 수 있다.
정공 수송층(350), 발광층(360), 전자 수송층(370), 전자 주입층(380) 및 제2 전극(390)은 도 2의 정공 수송층(150), 발광층(160), 전자 수송층(170), 전자 주입층(180) 및 제2 전극(190)과 동일하다. 이에 따라, 중복된 설명은 생략한다.
상기와 같이 본 발명의 또다른 실시예에 따른 발광 표시 장치(300)는 화소 개구부(321) 내부에서 제1 전극(110) 상에 배치되며 오목 렌즈 역할을 하는 렌즈층(330)을 통해 발광층(360)에서 발생되는 광을 확산시켜 기판(105)으로 방출시킴으로써, 발광 표시 장치(300)의 시야각 특성을 향상시킬 수 있다. 따라서, 발광 표시 장치(300)는 시야각 특성을 요구하는 발광 표시 장치로서 이용될 수 있다.
도 8은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 발광 표시 장치 중 도 2와 대응되는 부분의 단면도이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 또다른 실시예에 따른 발광 표시 장치(400)는 기판(105), 제1 전극(110), 화소 정의막(420), 정공 주입층(430), 정공 수송층(440), 발광층(450), 전자 수송층(460), 전자 주입층(470), 제2 전극(480), 격벽(492) 및 렌즈층(494)을 포함한다. 각 부재들은 도 8의 Z 방향으로 순차 적층된다.
기판(105)과 제1 전극(110)은 도 2에서 설명되었으므로, 중복된 설명은 생략한다.
화소 정의막(420)은 제1 전극(110)을 노출하는 화소 개구부(421)를 가지도록 기판(105)의 제1 면(105a) 상에 배치되며, 기판(105)의 제1 면(105a) 상에 각 화소(도 1의 P)를 구획한다. 화소 정의막(420)은 절연 물질로 이루어질 수 있다.
정공 주입층(430)은 화소 정의막(420)의 화소 개구부(421) 내부에서 제1 전극(110) 상에 배치된다. 정공 주입층(430)은 잉크젯 프린트 방법 또는 노즐 프린트 방법을 이용하여 형성될 수 있으나, 이러한 방법으로 한정되는 것을 아니다. 예시적으로, 정공 주입층(430)은 증착 방법을 이용하여 형성될 수도 있다. 정공 주입층(430)은 도 2에서 렌즈층(130)과 평탄화층(140)이 함께 구성하는 정공 주입층과 동일한 역할을 하므로, 중복된 설명은 생략하기로 한다.
정공 수송층(440)은 화소 정의막(420)의 화소 개구부(421) 내부에서 정공 주입층(430) 상에 배치될 수 있다. 정공 수송층(440)은 도 2의 정공 수송층(150)과 동일하므로, 중복된 설명은 생략한다.
발광층(450)은 화소 정의막(420)의 화소 개구부(421) 내부에서 정공 수송층(440) 상에 배치될 수 있다. 발광층(450)은 도 2의 발광층(160)과 동일하므로, 중복된 설명은 생략한다.
전자 수송층(460)은 발광층(450) 상에 배치될 수 있다. 전자 수송층(460)은 도 2의 전자 수송층(170)과 동일하므로, 중복된 설명은 생략한다.
전자 주입층(470)은 전자 수송층(460) 상에 배치될 수 있다. 전자 주입층(470)은 도 2의 전자 주입층(180)과 동일하므로, 중복된 설명은 생략한다.
제2 전극(480)은 전자 주입층(470) 상에 배치될 수 있다. 제2 전극(480)은 도 2의 제2 전극(190)과 동일하므로, 중복된 설명은 생략한다.
격벽(492)은 기판(105)의 제2 면(105b) 상에 배치되며, 기판(105)의 제2 면(105b) 중 제1 전극(110)과 대응되는 영역을 노출하는 격벽 개구부(492a)를 가진다. 격벽(492)은 기판(105)의 제2 면(105b) 상에 각 화소(도 1의 P)를 구획한다. 격벽(492)은 절연 물질로 이루어질 수 있다.
본 발명의 또다른 실시예에서, 격벽(492)은 잉크젯 프린트 방법 또는 노즐 프린트 방법을 이용하여 렌즈 물질을 포함하는 렌즈 용액을 격벽(492)의 격벽 개구부(492a) 내부에 토출시켜 렌즈층(494)을 형성시킬 때 렌즈 용액이 격벽(492)에 대해 친액성을 가져 중앙부에서 최소 두께(T41)를 가지고 가장자리부에서 최대 두께(T42)를 가지는 렌즈층(494)을 형성하게 한다. 이를 위해, 격벽(492)은 격벽(492)에 대한 렌즈 용액의 접촉각이 약 10° 이하가 되게 하는 절연 물질로 형성될 수 있다. 격벽(492)은 유기 절연 물질, 예를 들어 벤조사이클로부텐(Benzo Cyclo Butene;BCB), 폴리이미드(polyimide;PI), 폴리아미드(polyamide;PA), 아크릴 수지 및 페놀수지 등으로부터 선택된 적어도 하나로 형성되거나, 무기 절연 물질, 예를 들어 실리콘 산화막(Silicon Oxide), 실리콘 질화막(Silicon Nitride) 또는 실리콘 산질화막(Silicon Oxynitride) 등으로부터 선택된 적어도 하나로 형성될 수 있다. 격벽(492)은 포토리소그래피 방법을 통해 형성될 수 있으며, 이에 한정되지는 않는다.
렌즈층(494)은 격벽 개구부(492a) 내부에서 기판(105)의 제2 면(105b) 상에 배치되며, 중앙부와 가장자리부에서 상이한 두께를 가진다. 렌즈층(494)은 렌즈로서의 기능을 할 수 있는 투명 또는 반투명 재료를 포함할 수 있다. 렌즈층(494)은 중앙부에서 최소 두께(T41)를 가지며 가장자리부에서 최대 두께(T42)를 가질 수 있다. 렌즈층(494) 중 기판(105)의 제2 면(105b)과 대향하는 표면은 평탄한 면일 수 있으며, 렌즈층(494) 중 격벽 개구부(492a)를 통해 노출되는 면은 렌즈층(494)의 중앙부에서 가장자리부로 갈수록 발광층(450)으로부터 멀어지는 곡면일 수 있다. 이러한 렌즈층(494)은 상기 곡면을 통해 볼록 렌즈로서의 역할을 하여, 발광층(450)에서 발생되어 기판(105)을 통과하는 광을 집광시켜 방출시켜 발광 표시 장치(400)의 광 추출 효율을 향상시킬 수 있다. 이에 따라, 발광층(450)에서 광을 발생시키기 위해 제1 전극(110)과 제2 전극(480)에 인가되는 전압을 줄일 수 있으므로, 발광 표시 장치(400)의 저전력 구동이 가능할 수 있다.
상기와 같이 본 발명의 또다른 실시예에 따른 발광 표시 장치(400)는 기판(105)의 제2 면(105b) 상에 배치되는 렌즈층(494)을 포함함으로써, 발광층(160)에서 발생되는 광이 기판(105) 방향으로 방출시 광을 기판(105)의 최외측에서 집광시켜 광 추출 효율을 더욱 향상시킬 수 있다. 따라서, 발광층(450)에서 광을 발생시키기 위해 제1 전극(110)과 제2 전극(480)에 인가되는 전압을 줄일 수 있으므로, 발광 표시 장치(400)의 저전력 구동이 가능할 수 있다.
또한, 본 발명의 또다른 실시예에 따른 발광 표시 장치(400)는 기판(105)의 제2 면(105b) 상에 배치되는 렌즈층(494)을 포함함으로써, 렌즈층(494)의 형성 전에 발광층(450)으로부터 방출되는 광의 광 방출 효율을 확인할 수 있다. 이에 따라, 발광층(450)으로부터 방출되는 광의 광 방출 효율에 맞는 렌즈층(494)의 형성이 가능하다.
한편, 도시하진 않았지만, 렌즈층(494)은 도 4 및 도 5의 발광 표시 장치(200)의 렌즈층(230)과 같이 일부 화소와 다른 화소에서 상이할 수 있다. 예를 들어, 제1 화소(P1) 및 제2 화소(P2)의 렌즈층(494)의 크기와 제3 화소(P3)의 렌즈층(494)의 크기가 다를 수 있다. 즉, 제1 화소(P1) 및 제2 화소(P2)에서 렌즈층(494)의 중앙부의 최소 두께와 제3 화소(P3)에서 렌즈층(494)의 중앙부의 최소 두께가 상이할 수 있다.
도 9는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 발광 표시 장치 중 도 2와 대응되는 부분의 단면도이다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 또다른 실시예에 따른 발광 표시 장치(500)는 기판(105), 제1 전극(110), 화소 정의막(420), 정공 주입층(430), 정공 수송층(440), 발광층(450), 전자 수송층(460), 전자 주입층(470), 제2 전극(480), 격벽(592) 및 렌즈층(594)을 포함한다. 각 부재들은 도 9의 Z 방향으로 순차 적층된다.
기판(105), 제1 전극(110), 화소 정의막(420), 정공 주입층(430), 정공 수송층(440), 발광층(450), 전자 수송층(460), 전자 주입층(470) 및 제2 전극(480)은 앞에서 설명되었으므로, 중복된 설명은 생략한다.
격벽(592)은 기판(105)의 제2 면(105b) 상에 배치되며, 기판(105)의 제2 면(105b) 중 제1 전극(110)과 대응되는 영역을 노출하는 격벽 개구부(592a)를 가진다. 격벽(592)은 기판(105)의 제2 면(105b) 상에 각 화소(도 1의 P)를 구획한다. 격벽(592)은 절연 물질로 이루어질 수 있다.
본 발명의 또다른 실시예에서, 격벽(592)은 잉크젯 프린트 방법 또는 노즐 프린트 방법을 이용하여 렌즈 물질을 포함하는 렌즈 용액을 격벽(592)의 격벽 개구부(592a) 내부에 토출시키고 건조시켜 렌즈층(594)을 형성시킬 때 렌즈 용액이 격벽(592)에 대해 발액성을 가져 중앙부에서 최대 두께(T51)를 가지고 가장자리부에서 최소 두께(T52)를 가지는 렌즈층(594)을 형성하게 한다. 이를 위해, 격벽(592)은 격벽(592)에 대한 렌즈 용액의 접촉각이 약 50° 이상이 되게 하는 절연 물질로 형성될 수 있다. 격벽(592)은 플루오린을 포함하는 고분자 수지 등의 유기 절연 물질, 예를 들어 벤조사이클로부텐(Benzo Cyclo Butene;BCB), 폴리이미드(polyimide;PI), 폴리아미드(polyamide;PA), 아크릴 수지 및 페놀수지 등으로부터 선택된 적어도 하나로 형성될 수 있다. 격벽(592)은 포토리소그래피 방법을 통해 형성될 수 있으며, 이에 한정되지는 않는다.
렌즈층(594)은 격벽 개구부(592a) 내부에서 기판(105)의 제2 면(105b) 상에 배치되며, 중앙부와 가장자리부에서 상이한 두께를 가진다. 렌즈층(594)은 중앙부에서 최대 두께(T51)를 가지며 가장자리부에서 최소 두께(T52)를 가질 수 있다. 렌즈층(594) 중 기판(105)의 제2 면(105b)와 대향하는 표면은 평탄한 면일 수 있으며, 렌즈층(594) 중 격벽 개구부(592a)를 통해 노출되는 면은 렌즈층(594)의 중앙부에서 가장자리부로 갈수록 발광층(450)으로부터 가까워지는 곡면일 수 있다. 이러한 렌즈층(594)은 상기 곡면을 통해 오목 렌즈로서의 역할을 하여, 발광층(450)에서 발생되어 기판(105)을 통과하는 광을 확산시켜 방출함으로써 발광 표시 장치(500)의 시야각 특성을 향상시킬 수 있다.
상기와 같이 본 발명의 또다른 실시예에 따른 발광 표시 장치(500)는 기판(105)의 제2 면(105b) 상에 배치되는 렌즈층(594)을 포함함으로써, 발광층(160)에서 발생되는 광이 기판(105) 방향으로 방출시 광을 기판(105)의 최외측에서 확산시켜 시야각 특성 효율을 더욱 향상시킬 수 있다.
이하, 상술한 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 발광 표시 장치를 제조하기 위한 예시적인 방법에 대해 설명하기로 한다.
도 10 내지 도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 표시 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들 및 사시도이다.
먼저, 도 10을 참조하면, 복수의 화소(도 1의 P)가 정의되는 기판(105)의 제1 면(105a) 상에 각 화소 별로 제1 전극(110)을 형성한다. 제1 전극(110)은 기판(105) 상에 투명 전극 물질 또는 반사 물질을 증착하고 패터닝하여 형성될 수 있다. 본 발명에서 제1 전극(110)은 투명 전극 물질로 형성될 수 있다.
이어서, 도 11을 참조하면, 기판 상에 각 화소(도 1의 P)를 구획하며 제1 전극(110)을 노출하는 화소 개구부(121)를 갖는 화소 정의막(120)을 형성한다. 화소 정의막(120)은 제1 전극(110)을 덮도록 기판(105)의 제1 면(105a) 전면(全面)에 증착 방법을 이용하여 절연 물질을 증착하고, 증착된 절연 물질을 패터닝하여 형성될 수 있다.
화소 정의막(120)은 잉크젯 프린트 방법 또는 노즐 프린트 방법을 이용하여 중앙부에서 최대 두께(도 3의 T1)를 가지고 가장자리부에서 최소 두께(도 3의 T2)를 가지는 렌즈층(130)을 형성하도록 렌즈 용액(도 12의 130a)에 대해 발액성을 가지는 절연 물질로 형성될 수 있다. 물론, 중앙부에서 최소 두께를 가지고 가장자리부에서 최대 두께를 가지는 렌즈층의 형성시, 화소 정의막은 렌즈 용액에 대해 친액성을 가지는 절연 물질로 형성될 수 있다.
이어서, 도 12 및 도 13을 참조하면, 화소 개구부(121) 내부에서 제1 전극(110) 상에 렌즈층(130)을 형성한다.
구체적으로, 도 12에 도시된 바와 같이 잉크젯 프린트 방법 또는 노즐 프린트 방법을 이용하여 렌즈 물질을 포함하는 렌즈 용액(130a)을 화소 정의막(120)의 화소 개구부(121) 내부에 토출시킨다. 이때, 렌즈 용액(130a)은 렌즈 용액(130a)에 대해 발액성을 가지는 화소 정의막(120)에 의해 제1 전극(110) 상에서 가장자리로 잘 퍼지지 않고 중앙부가 두꺼운 볼록 형태를 가질 수 있다. 이러한 렌즈 용액(130a)이 건조되면, 도 13과 같은 렌즈층(130)이 형성될 수 있다. 이와 같이, 렌즈층(130)은 렌즈 용액(130a)과 화소 정의막(120) 간의 접촉각 특성을 이용하여 특별한 패터닝 없이 간단한 프린트 방법으로 형성될 수 있다.
이어서, 도 14 및 도 15를 참조하면, 화소 개구부(121) 내부에서 렌즈층(130) 상에 표면이 평탄한 평탄화층(140)을 형성한다.
구체적으로, 도 14에 도시된 바와 같이 잉크젯 프린트 방법 또는 노즐 프린트 방법을 이용하여 렌즈 물질을 포함하는 렌즈 용액(140a)을 화소 정의막(120)의 화소 개구부(121) 내부에 토출시킨다. 이후, 렌즈 용액(140a)을 건조시키면, 도 15와 같은 평탄화층(140)이 형성된다. 렌즈 용액(140a)은 렌즈층(도 13의 130)을 형성하는데 사용되는 렌즈 용액(도 12의 130a)과 동일할 수 있다. 한편, 평탄한 평탄화층(140)은 렌즈 용액(140a)의 건조 조건을 조절하여 형성될 수 있다.
이어서, 도 16을 참조하면, 평탄화층(140) 상에 정공 수송층(150)과 발광층(160)을 형성한다. 정공 수송층(150)과 발광층(160) 각각은 잉크젯 프린트 방법 또는 노즐 프린트 방법을 이용하여 형성될 수 있지만, 이에 한정되지 않는다. 예시적으로, 정공 수송층(150)과 발광층(160) 각각은 증착 방법을 이용하여 형성될 수도 있다.
이어서, 도 17을 참조하면, 발광층(160) 상에 전자 수송층(170), 전자 주입층(180) 및 제2 전극(190)을 형성한다. 전자 수송층(170), 전자 주입층(180) 및 제2 전극(190)은 증착 공정을 통해 형성될 수 있다.
도시하진 않았지만, 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 표시 장치의 제조 방법은 제2 전극(190)의 상부에 봉지 기판을 배치하는 단계를 더 포함할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 표시 장치의 제조 방법은 제2 전극(190)과 봉지 기판 사이에 스페이서를 배치하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 봉지 기판을 배치하는 것과 스페이서를 배치하는 다양한 방법들이 당업계에 널리 공지되어 있으므로, 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
100, 200, 300, 400, 500: 발광 표시 장치
105: 기판
110: 제1 전극
120, 320, 420, 520: 화소 정의막
130, 230, 330, 494, 594: 렌즈층
140, 240, 340: 평탄화층
150, 250, 350, 440: 정공 수송층
160, 260, 360, 450: 발광층
170, 270, 370, 460: 전자 수송층
180, 280, 380, 470: 전자 주입층
190, 290, 390, 480: 제2 전극
430: 정공 주입층
490, 590: 격벽

Claims (20)

  1. 제1 방향과 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향을 따라 배열되는 복수의 화소를 포함하는 기판;
    상기 기판 상에 상기 각 화소 별로 배치되는 제1 전극;
    상기 기판 상에 배치되며, 상기 제1 전극을 노출하는 화소 개구부를 갖는 화소 정의막;
    상기 화소 개구부 내부에서 상기 제1 전극 상에 배치되며, 중앙부와 가장자리부에서 다른 두께를 가지는 렌즈층;
    상기 화소 개구부 내부에서 상기 렌즈층 상에 배치되며, 표면이 평탄한 평탄화층;
    상기 평탄화층 상에 배치되는 발광층; 및
    상기 발광층 상에 배치되는 제2 전극을 포함하는 발광 표시 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 렌즈층 중 상기 평탄화층과 대향하는 면은 상기 렌즈층의 상기 중앙부에서 상기 가장자리부로 갈수록 상기 발광층으로부터 멀어지는 곡면이며,
    상기 렌즈층은 상기 중앙부에서 최대 두께를 가지며 상기 가장자리부에서 최소 두께를 가지는 발광 표시 장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 복수의 화소는 상이한 발광색을 방출하는 제1 화소 및 제2 화소를 포함하며,
    상기 제1 화소에서 상기 렌즈층의 중앙부의 최대 두께와 상기 제2 화소 에서 렌즈층의 중앙부의 최대 두께가 상이한 발광 표시 장치.
  4. 제2 항에 있어서,
    상기 렌즈층은 정공 주입 물질을 포함하는 정공 주입 용액을 상기 제1 전극 상에 토출하고 건조시켜 형성되며,
    상기 화소 정의막은 상기 정공 주입 용액에 대해 발액성을 가지는 절연 물질을 포함하는 발광 표시 장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 렌즈층 중 상기 평탄화층과 대향하는 면은 상기 렌즈층의 상기 중앙부에서 상기 가장자리부로 갈수록 상기 발광층과 가까워지는 곡면이며,
    상기 렌즈층은 상기 중앙부에서 최소 두께를 가지며 상기 가장자리부에서 최대 두께를 가지는 발광 표시 장치.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 렌즈층은 정공 주입 물질을 포함하는 정공 주입 용액을 상기 제1 전극 상에 토출하고 건조시켜 형성되며,
    상기 화소 정의막은 상기 정공 주입 용액에 대해 친액성을 가지는 절연 물질을 포함하는 발광 표시 장치.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 평탄화층은 상기 렌즈층과 동일한 물질을 포함하는 발광 표시 장치.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 전극은 투명 전극 물질을 포함하며, 상기 제2 전극은 반사 전극 물질을 포함하는 발광 표시 장치.
  9. 서로 대향하는 제1 면과 제2 면을 포함하며, 제1 방향과 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향을 따라 배열되는 복수의 화소를 포함하는 기판;
    상기 기판의 상기 제1 면 상에 상기 각 화소 별로 배치되는 제1 전극;
    상기 기판의 상기 제1 면 상에 배치되며, 상기 제1 전극을 노출하는 화소 개구부를 갖는 화소 정의막;
    상기 제1 전극 상에 배치되는 발광층;
    상기 발광층에 상에 배치되는 제2 전극;
    상기 기판의 상기 제2 면 상에 배치되며, 상기 기판의 상기 제2 면 중 상기 제1 전극과 대응되는 영역을 노출하는 격벽 개구부를 가지는 격벽; 및
    상기 격벽 개구부의 내부에서 상기 기판의 상기 제2 면 상에 배치되며, 중앙부와 가장자리부에서 다른 두께를 가지는 렌즈층을 포함하는 발광 표시 장치.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 렌즈층 중 상기 격벽 개구부를 통해 노출되는 면은 상기 렌즈층의 중앙부에서 가장자리부로 갈수록 상기 발광층으로부터 멀어지는 곡면이며,
    상기 렌즈층은 상기 중앙부에서 최소 두께를 가지며 상기 가장자리부에서 최대 두께를 가지는 발광 표시 장치.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 복수의 화소는 상이한 발광색을 방출하는 제1 화소 및 제2 화소를 포함하며,
    상기 제1 화소에서 상기 렌즈층의 중앙부의 최소 두께와 상기 제2 화소 에서 렌즈층의 중앙부의 최소 두께가 상이한 발광 표시 장치.
  12. 제10 항에 있어서,
    상기 렌즈층은 렌즈 물질을 포함하는 렌즈 용액을 상기 기판의 제2 면 상에 토출하고 건조시켜 형성되며,
    상기 격벽은 상기 렌즈 용액에 대해 친액성을 가지는 절연 물질을 포함하는 발광 표시 장치.
  13. 제9 항에 있어서,
    상기 렌즈층 중 상기 격벽 개구부를 통해 노출되는 면은 상기 렌즈층의 상기 중앙부에서 상기 가장자리부로 갈수록 상기 발광층과 가까워지는 곡면이며,
    상기 렌즈층은 상기 중앙부에서 최대 두께를 가지며 상기 가장자리부에서 최소 두께를 가지는 발광 표시 장치.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 렌즈층은 렌즈 물질을 포함하는 렌즈 용액을 상기 기판의 제2 면 상에 토출하고 건조시켜 형성되며,
    상기 격벽은 상기 렌즈 용액에 대해 발액성을 가지는 절연 물질을 포함하는 발광 표시 장치.
  15. 제9 항에 있어서,
    상기 제1 전극은 투명 전극 물질을 포함하며, 상기 제2 전극은 반사 물질을 포함하는 발광 표시 장치.
  16. 제1 방향과 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향을 따라 배열되는 복수의 화소를 포함하는 기판 상에 상기 각 화소 별로 제1 전극을 형성하는 단계;
    상기 기판 상에 상기 각 화소를 구획하며 상기 제1 전극을 노출하는 화소 개구부를 갖는 화소 정의막을 형성하는 단계;
    상기 화소 개구부 내부의 상기 제1 전극 상에 중앙부와 가장자리부에서 다른 두께를 가지는 렌즈층을 형성하는 단계;
    상기 화소 개구부 내부의 상기 렌즈층 상에 표면이 평탄한 평탄화층을 형성하는 단계;
    상기 평탄화층 상에 발광층을 형성하는 단계; 및
    상기 발광층 상에 제2 전극을 형성하는 단계를 포함하는 발광 표시 장치의 제조 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 렌즈층과 상기 평탄화층은 잉크 프린트 방법 또는 노즐 프린트 방법을 이용하여 렌즈 용액을 상기 화소 개구부 내부에 토출하고 건조시킴으로써 형성되는 발광 표시 장치의 제조 방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 렌즈층은 상기 렌즈 용액으로서 정공 주입 물질을 포함하는 정공 주입 용액을 상기 제1 전극 상에 토출하고 건조시켜 형성되며,
    상기 화소 정의막은 상기 정공 주입 용액에 대해 발액성을 가지는 절연 물질로 형성되는 발광 표시 장치의 제조 방법.
  19. 제17 항에 있어서,
    상기 렌즈층은 정공 주입 물질을 포함하는 정공 주입 용액을 상기 제1 전극 상에 토출하고 건조시켜 형성되며,
    상기 화소 정의막은 상기 정공 주입 용액에 대해 친액성을 가지는 절연 물질을 포함하는 발광 표시 장치의 제조 방법.
  20. 제17 항에 있어서,
    상기 렌즈층을 형성하는 데 사용되는 렌즈 용액은 상기 평탄화층을 형성하는데 사용되는 렌즈 용액과 동일한 발광 표시 장치의 제조 방법.
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