KR20070050722A - 유기 발광 디스플레이 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 중간층 형성시 인접한 부화소 사이에서의 혼색이 방지된 유기 발광 디스플레이 장치를 위하여, (i) 화소 전극과, (ii) 상기 화소 전극의 적어도 일부를 노출시키는 개구부와, 인입부를 구비하는 화소 정의막과, (iii) 적어도 상기 화소 전극의 노출된 부분 상에 배치된 잉크젯 프린팅법으로 형성된 중간층과, (iv) 상기 중간층 상에 배치되며 상기 화소 전극에 대향하는 대향 전극을 구비하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 디스플레이 장치를 제공한다.

Description

유기 발광 디스플레이 장치{Organic light emitting display apparatus}
도 1은 종래의 유기 발광 디스플레이 장치의 중간층 형성공정을 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 유기 발광 디스플레이 장치의 중간층 형성공정을 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 3은 도 2의 유기 발광 디스플레이 장치의 일부의 복수개의 화소를 개략적으로 도시하는 평면도이다.
도 4는 도 3에 도시된 유기 발광 디스플레이 장치의 일 변형예를 개략적으로 도시하는 평면도이다.
도 5는 도 3에 도시된 유기 발광 디스플레이 장치의 다른 변형예를 개략적으로 도시하는 평면도이다.
도 6은 도 3에 도시된 유기 발광 디스플레이 장치의 또 다른 변형예를 개략적으로 도시하는 평면도이다.
도 7은 도 3에 도시된 유기 발광 디스플레이 장치의 또 다른 변형예를 개략적으로 도시하는 평면도이다.
도 8은 도 2에 도시된 유기 발광 디스플레이 장치의 다른 변형예를 개략적으로 도시하는 평면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
101: 잉크젯 프린팅 노즐 102: 잉크방울
110: 기판 129: 화소 정의막
129a: 개구부 129b: 인입부
131: 화소 전극
본 발명은 유기 발광 디스플레이 장치에 관한 것으로서, 더 상세하게는 중간층 형성시 인접한 부화소 사이에서의 혼색이 방지된 유기 발광 디스플레이 장치에 관한 것이다.
유기 발광 디스플레이 장치는 캐소드 전극 및 애노드 전극에 전기적 신호를 인가하면, 애노드로부터 주입된 정공이 발광층으로 이동되고 캐소드 전극으로부터 주입된 전자가 발광층으로 이동하여 이 발광층에서 정공과 전자가 결합하여 여기자(exciton)를 생성하고, 이 여기자가 여기상태에서 기저상태로 변화됨에 따라 발광층에서 광을 생성함으로써 화상을 구현하는 장치이다.
이러한 유기 발광 디스플레이 장치는 시야각이 넓고 콘트라스트가 우수할 뿐만 아니라 응답속도가 빠르다는 장점을 가지고 있어 차세대 평판 디스플레이 장치로서 주목받고 있다. 특히, 각 화소의 발광여부 및 발광 정도를 각 화소마다 구비된 박막 트랜지스터를 이용하여 제어하는 능동 구동형(AM: active matrix) 유기 발 광 디스플레이 장치에 대한 연구가 최근 활발히 진행되고 있다.
이러한 유기 발광 디스플레이 장치의 경우, 각 부화소에서 발생하는 광의 색에 따라 각 부화소에 구비되는 발광층의 물질이 다른데, 이러한 발광층을 형성하는 물질을 각 부화소에 배치시킴에 있어 액상 형태의 물질을 발광층이 형성될 위치에 떨어트리는 잉크젯 프린팅법이 이용되고 있다. 이 경우 인접한 부화소가 서로 다른 색의 광을 방출하도록 형성될 경우 각 부화소에 구비되는 발광층의 물질이 서로 섞이지 않도록 하는 것이 중요하다.
도 1은 종래의 유기 발광 디스플레이 장치의 중간층 형성공정을 개략적으로 도시하는 단면도이다. 기판(10) 상에 화소 전극(31)을 형성하고, 이 화소 전극(31)의 가장자리를 덮는 화소 정의막(29)을 형성한 후, 화소 전극(31) 상에 발광층 등을 이루는 물질(2)을 잉크젯 프린팅 노즐(1)을 통해 떨어트려 발광층 등을 형성한다. 이 경우, 상술한 바와 같이 발광층 등을 이루는 물질(2)이 화소 전극(31) 상에 떨어진 후 인접한 화소 전극(31)으로 넘치지 않아야 한다. 서로 다른 색의 광을 방출하는 인접한 부화소에 있어서 서로 다른 색의 광을 방출할 수 있는 발광층 형성물질이 섞일 경우, 최종 제조 후의 유기 발광 디스플레이 장치의 재현력 등이 저하되는 등의 문제점이 발생하기 때문이다. 따라서, 화소 정의막(29) 상에 일정한 높이를 갖는 뱅크(bank, 29b)가 구비되도록 하여, 인접한 부화소들에 있어서 발광층을 형성하는 물질이 서로 섞이지 않도록 하였다.
그러나 이러한 종래의 유기 발광 디스플레이 장치의 경우 화소정의막(29) 및 뱅크(29b) 등은 포토리소그래피법을 이용하여 형성하였는 바, 따라서 포토리소그래 피공정을 2회에 걸쳐 실시하여 화소정의막(29)과 뱅크(29b)를 형성함에 따라 제조 시간이 늘어나고 제조 비용이 상승한다는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 포함하여 여러 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 중간층 형성시 인접한 부화소 사이에서의 혼색이 방지된 유기 발광 디스플레이 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적 및 그 밖의 여러 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, (i) 화소 전극과, (ii) 상기 화소 전극의 적어도 일부를 노출시키는 개구부와, 인입부를 구비하는 화소 정의막과, (iii) 적어도 상기 화소 전극의 노출된 부분 상에 배치된 잉크젯 프린팅법으로 형성된 중간층과, (iv)상기 중간층 상에 배치되며 상기 화소 전극에 대향하는 대향 전극을 구비하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 디스플레이 장치를 제공한다.
이러한 본 발명의 다른 특징에 의하면, 상기 화소정의막의 인입부는 상기 화소정의막의 표면 상에 구비되는 것으로 할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 화소정의막의 인입부는, 상기 화소 전극의 노출된 부분의 가장자리의 적어도 일부 외측에 구비되는 것으로 할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 화소정의막의 인입부는, 상기 화소 전극의 노출된 부분을 둘러싸도록 구비되는 것으로 할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 화소정의막의 인입부는 복수개의 불연속적인 홈으로 구비되는 것으로 할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 화소정의막의 인입부는 연속적인 홈으로 구비되는 것으로 할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 중간층은 고분자 유기물로 형성되는 것으로 할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 화소 전극에 전기적으로 연결된 박막 트랜지스터를 더 구비하는 것으로 할 수 있다.
본 발명은 또한 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, (i) 복수개의 화소 전극들과, (ii) 상기 각 화소 전극의 적어도 일부를 노출시키는 개구부들과, 상기 화소 전극들의 노출된 부분들 사이에 대응하는 인입부를 구비하는 화소정의막과, (iii) 적어도 상기 화소 전극의 노출된 부분 상에 배치된 잉크젯 프린팅법으로 형성된 중간층과, (iv) 상기 중간층 상에 배치되며 상기 화소 전극에 대향하는 대향 전극을 구비하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 디스플레이 장치를 제공한다.
이러한 본 발명의 다른 특징에 의하면, 상기 중간층은 고분자 유기물로 형성되는 것으로 할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 화소정의막의 인입부는, 적어도, 상기 중간층의 발광층에서 발생된 광의 색이 상이한 인접한 화소 전극 사이에 구비되는 것으로 할 수 있다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명 하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 유기 발광 디스플레이 장치의 중간층 형성공정을 개략적으로 도시하는 단면도이고, 도 3은 도 2의 유기 발광 디스플레이 장치의 일부의 복수개의 화소를 개략적으로 도시하는 평면도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 기판(110) 상에 유기 발광 소자가 구비된다. 이 유기 발광 소자는 화소 전극(131) 및 이에 대향된 대향 전극(미도시), 그리고 화소 전극(131)과 대향 전극 사이에 개재된 유기물로 형성된 중간층(미도시)을 구비하는데, 이 중간층은 적어도 발광층을 포함한다. 이러한 유기 발광 소자가 구비되는 기판(110)으로는 글라스재 기판뿐만 아니라 아크릴과 같은 다양한 플라스틱재 기판을 사용할 수도 있으며, 더 나아가 금속판을 사용할 수도 있다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 유기 발광 디스플레이 장치의 제조공정 중의 유기 발광 디스플레이 장치를 개략적으로 도시하는 단면도인 바, 구체적으로는 발광층을 포함하는 중간층을 형성하는 공정 중의 유기 발광 디스플레이 장치를 개략적으로 도시하는 단면도이므로 중간층 및 대향 전극은 도시되지 않았다.
화소 전극(131)은 애노드 전극의 기능을 하고, 이 화소 전극의 상부에 구비될 대향 전극(미도시)은 캐소드 전극의 기능을 한다. 물론, 이 화소 전극(231)과 대향 전극의 극성은 반대로 되어도 무방하다.
화소 전극(131)은 투명 전극 또는 반사형 전극으로 구비될 수 있다. 투명전 극으로 사용될 때에는 ITO, IZO, ZnO 또는 In2O3로 구비될 수 있다. 반사형 전극으로 사용될 때에는 Ag, Mg, Al, Pt, Pd, Au, Ni, Nd, Ir, Cr 및 이들의 화합물 등으로 형성된 반사막과, 그 위에 형성된 ITO, IZO, ZnO 또는 In2O3막을 구비한다.
대향 전극(미도시)은 화소 전극(131)의 상부에 구비되는 것으로, 역시 투명 전극 또는 반사형 전극으로 구비될 수 있는데, 투명 전극으로 사용될 때는 Li, Ca, LiF/Ca, LiF/Al, Al, Mg 및 이들의 화합물로 형성된 막과, 그 위에 ITO, IZO, ZnO 또는 In2O3 등의 투명 전극 형성용 물질로 형성된 보조 전극이나 버스 전극 라인을 구비할 수 있다. 그리고, 반사형 전극으로 사용될 때에는 Li, Ca, LiF/Ca, LiF/Al, Al, Mg 및 이들의 화합물로 구비된다.
한편, 화소정의막(129)은 개구부(129a)와 인입부(129b)를 구비하는데, 이 개구부(129a)는 화소 전극(131)의 적어도 일부를 노출시킨다. 그리고 인입부(129b)는 화소정의막(129)의 표면 상에 구비될 수 있으며, 화소 전극(131)의 노출된 부분의 가장자리의 적어도 일부 외측에 구비될 수 있다. 도 3에서는 가로 방향의 부화소들 사이에 인입부(129b)가 구비되어 있다.
이러한 화소정의막(129)의 개구부(129a)와 인입부(129b)는 한번의 공정으로 동시에 형성될 수 있다. 예컨대 포토리소그래피법을 이용할 경우 개구부(129a)와 인입부(129b)가 형성되지 않은 화소정의막(129)을 포토리지스트 물질로 형성한 후, 이 포토리지스트 물질을 노광시키는 과정에서 하프톤 마스크 등을 이용하여 화소정의막(129)의 각 부분의 노광 정도를 달리할 수 있으며, 그 후 현상 등의 공정을 거 쳐 한번의 공정으로 개구부(129a)와 인입부(129b)를 형성할 수 있다. 예컨대 파지티브 포토리지스트를 이용할 경우에는 개구부(129a)가 형성될 부분의 노광량을 인입부(129b)가 형성될 부분의 노광량보다 크게 한 후 현상을 하면 되고, 네가티브 포토리지스트를 이용할 경우에는 개구부(129a)가 형성될 부분의 노광량을 인입부(129b)가 형성될 부분의 노광량보다 작게, 바람직하게는 개구부(129a)가 형성될 부분은 노광되지 않도록 한 후 현상을 하면 된다.
화소 전극(131) 중 화소정의막(129)의 개구부(129a)에 의해 노출된 부분 상에는 중간층이 형성된다. 도 2에 도시된 바와 같이 중간층은 잉크젯 프린팅법에 의해 형성되는데, 잉크젯 프린팅 노즐(101)을 이용하여 화소 전극(131)의 노출된 부분 상에 중간층 형성물질(102)을 떨어트려 형성한다.
이 중간층 형성물질로 형성된 중간층은 저분자 또는 고분자 유기물로 구비될 수 있다. 이 경우 정공 주입층(HIL: hole injection layer), 정공 수송층(HTL: hole transport layer), 유기 발광층(EML: emissive layer), 전자 수송층(ETL: electron transport layer), 전자 주입층(EIL: electron injection layer) 등이 단일 혹은 복합의 구조로 적층되어 형성될 수 있고, 정공 수송층(HTL) 및 발광층(EML)으로 구비된 구조만을 가질 수 있다. 이 때, 상기 정공 수송층으로 PEDOT를 사용하고, 발광층으로 PPV(Poly-Phenylenevinylene)계 및 폴리플루오렌(Polyfluorene)계 등 고분자 유기물질을 사용할 수 있다. 물론 이러한 물질은 예시적인 것이며, 잉크젯 프린팅법으로 형성될 수 있는 물질이라면 어떤 물질이라도 사용 가능하다.
물론 이 중간층에 구비된 층들 중 일부는 각 부화소별로 형성되는 것이 아니라 전체 디스플레이 영역에 있어서 일체로 형성될 수도 있으며, 인접한 몇몇의 부화소들에 있어서 일체로 형성될 수도 있는 등 다양한 변형이 가능함은 물론이다.
상기와 같은 구조에 있어서 화소정의막(129)에 구비된 인입부(129b)는, 잉크젯 프린팅법으로 중간층을 형성할 시 인접한 부화소로 중간층 형성물질이 넘치는 것을 방지한다. 즉, 잉크젯 프린팅 노즐(101)로부터 과다한 양의 중간층 형성물질이 화소 전극(131) 상으로 떨어졌을 때, 그 잉여량이 화소정의막(129)에 구비된 인입부(129b)로 흘러 들어가 인접한 부화소의 화소 전극 상으로 넘치는 것을 방지한다. 이를 통해 최종 제품 제조 후 색이 혼색되는 등의 문제점이 방지된 유기 발광 디스플레이 장치를 제조할 수 있다.
한편, 이러한 화소정의막(129)의 인입부(129b)는 다양한 형상으로 형성될 수 있다. 예컨대 도 3에 도시된 바와 같이 상하로 적색(R), 녹색(G) 또는 청색(B)의 동일한 색의 광을 방출하는 부화소가 구비되고 좌우로는 서로 다른 색의 광을 방출하는 부화소가 구비될 경우, 중간층의 발광층에서 발생된 광의 색이 상이한 인접한 화소 전극(131) 사이에 화소정의막(129)의 인입부(129b)가 구비되도록 할 수 있다. 또한, 도 3에 도시된 바와 같이 화소정의막(129)의 인입부(129b)는 복수개의 불연속적인 홈으로 구비될 수도 있고, 도 4에 도시된 바와 같이 연속적인 홈으로 구비될 수도 있는 등 다양한 변형이 가능하다.
이와 같이 화소정의막(129)의 인입부(129b)는, 적어도, 중간층의 발광층에서 발생된 광의 색이 상이한 인접한 화소 전극 사이에 구비되도록 할 수 있다.
한편, 상하로 동일한 색의 광을 방출하는 부화소들이 구비되고 좌우로는 상이한 색의 광을 방출하는 부화소들이 구비된 경우와 달리, 적색, 녹색 또는 청색의 광을 방출하는 부화소가 델타 형상으로 배치되는 등 다양한 형상으로 배치될 수도 있다. 따라서, 이러한 경우에는 화소정의막의 인입부는, 화소 전극의 노출된 부분을 둘러싸도록 구비될 수도 있다. 물론 인접한 부화소가 동일한 색의 광을 방출할 경우에도 필요에 따라 그 부화소들 각각의 화소 전극 사이에 인입부가 구비될 수도 있다.
도 5는 도 3에 도시된 유기 발광 디스플레이 장치의 다른 변형예를 개략적으로 도시하는 평면도로서, 이와 같이 화소정의막(129)에 구비된 인입부(129b)는 각 화소 전극(131)의 노출된 부분을 둘러싸도록 구비될 수도 있다. 이 경우에도 화소정의막(129)의 인입부(129b)가 복수개의 불연속적인 홈으로 구비된 도 5에 도시된 유기 발광 디스플레이 장치와 달리, 도 6에 도시된 것과 같이 화소정의막(129)의 인입부(129b)가 연속적인 홈으로 구비될 수도 있다. 그리고 도 7에 도시된 바와 같이 화소정의막(129)의 인입부(129b)가 "??"형상으로 구비되는 등 다양한 형상을 취할 수도 있음은 물론이다.
도 8은 도 2에 도시된 유기 발광 디스플레이 장치의 최종 형상을 개략적으로 도시하는 단면도이다. 따라서, 도 8에는 전술한 실시예 및 그 변형예의 설명에서 도시가 생략된 중간층(133) 및 대향 전극(134)도 도시되어 있다. 물론 도 2에 도시된 유기 발광 디스플레이 장치와 달리 박막 트랜지스터(120)를 더 구비한 구조이다. 이 박막 트랜지스터(120)는 소스 전극(123), 드레인 전극(124), 게이트 전극 (121) 및 반도체층(127)을 구비하며, 또한 구조에 따라 게이트 절연막(122) 또는 층간 절연막(125)을 더 구비할 수도 있다. 물론 도 8에 도시된 것과 상이한 구조의 박막 트랜지스터가 구비될 수도 있다. 이와 같이 각 화소 전극(131)에 인가되는 전기적 신호를 제어하는 박막 트랜지스터(120)가 구비된 능동 구동형 유기 발광 디스플레이 장치의 경우에도 본 발명이 적용될 수 있다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 유기 발광 디스플레이 장치에 따르면, 잉크젯 프린팅법으로 중간층을 형성할 시 인접한 부화소 사이에서 중간층 형성 물질이 섞이는 것을 방지하여 최종 제품에 있어서 혼색이 방지된 유기 발광 디스플레이 장치를 저렴한 제조비용으로 용이하게 제조할 수 있게 된다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

Claims (11)

  1. 화소 전극;
    상기 화소 전극의 적어도 일부를 노출시키는 개구부와, 인입부를 구비하는 화소정의막;
    적어도 상기 화소 전극의 노출된 부분 상에 배치된, 잉크젯 프린팅법으로 형성된 중간층; 및
    상기 중간층 상에 배치되며 상기 화소 전극에 대향하는 대향 전극;을 구비하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 디스플레이 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 화소정의막의 인입부는 상기 화소정의막의 표면 상에 구비되는 것을 특징으로 하는 유기 발광 디스플레이 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 화소정의막의 인입부는, 상기 화소 전극의 노출된 부분의 가장자리의 적어도 일부 외측에 구비되는 것을 특징으로 하는 유기 발광 디스플레이 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 화소정의막의 인입부는, 상기 화소 전극의 노출된 부분을 둘러싸도록 구비되는 것을 특징으로 하는 유기 발광 디스플레이 장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 화소정의막의 인입부는 복수개의 불연속적인 홈으로 구비되는 것을 특징으로 하는 유기 발광 디스플레이 장치.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 화소정의막의 인입부는 연속적인 홈으로 구비되는 것을 특징으로 하는 유기 발광 디스플레이 장치.
  7. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 중간층은 고분자 유기물로 형성되는 것을 특징으로 하는 유기 발광 디스플레이 장치.
  8. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 화소 전극에 전기적으로 연결된 박막 트랜지스터를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 디스플레이 장치.
  9. 복수개의 화소 전극들;
    상기 각 화소 전극의 적어도 일부를 노출시키는 개구부들과, 상기 화소 전극 들의 노출된 부분들 사이에 대응하는 인입부를 구비하는 화소정의막;
    상기 각 화소 전극의 적어도 노출된 부분 상에 배치된, 잉크젯 프린팅법으로 형성된 중간층; 및
    상기 중간층 상에 배치되며 상기 화소 전극에 대향하는 대향 전극;을 구비하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 디스플레이 장치.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 중간층은 고분자 유기물로 형성되는 것을 특징으로 하는 유기 발광 디스플레이 장치.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 화소정의막의 인입부는, 적어도, 상기 중간층의 발광층에서 발생된 광의 색이 상이한 인접한 화소 전극 사이에 구비되는 것을 특징으로 하는 유기 발광 디스플레이 장치.
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