KR20080071750A

KR20080071750A - 표시장치의 제조방법

Info

Publication number: KR20080071750A
Application number: KR1020070010013A
Authority: KR
Inventors: 최준호; 하재국; 김성민
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2007-01-31
Filing date: 2007-01-31
Publication date: 2008-08-05

Abstract

본 발명은 표시장치의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 표시 장치의 제조방법은 제1전극을 형성하는 단계와; 상기 제1전극을 플라즈마 처리하는 단계와; 상기 플라즈마 처리된 제1전극 상에 정공수송물질인 제1호스트와 전자 수용 물질인 제1도판트를 포함하는 정공수송층을 형성하는 단계와; 상기 정공수송층 상에 발광층을 형성하는 단계와; 상기 발광층 상에 전자수송층을 형성하는 단계와; 상기 전자수송층 상에 제2전극을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의하여 수명이 연장된 표시장치의 제조방법이 제공된다.

Description

표시장치의 제조방법{MANUFACTURING METHOD OF DISPLAY DEVICE}

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따라 제조된 표시장치의 등가 회로도이고,

도 2 는 본 발명의 제1실시예에 따라 제조된 표시장치의 배치도이고,

도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ을 따른 단면도이고,

도 4는 도 3의 'Ａ'부분의 확대도이고,

도 5는 본 발명의 제1실시예에 따라 제조된 표시장치에서 유기층의 에너지 레벨을 나타낸 도면이고,

도 6a 내지 도 6d는 제1실시예에 따른 표시장치의 제조방법을 나타낸 도면이고,

도 7은 본 발명의 제1실시예에 따른 표시장치의 제조방법에 사용되는 증발장치를 나타낸 도면이고,

도 8a 내지 도 8c는 플라즈마 처리방법에 따른 표시장치의 특성을 나타낸 그래프이고,

도 9는 본 발명의 제2실시예에 따라 제조된 표시장치에서 유기층의 구성을 설명하기 위한 도면이고,

도 10a 및 도 10b는 본 발명의 제2실시예에 따라 제조된 표시장치에서 유기층의 에너지 레벨을 나타낸 도면이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

71 : 화소전극 90 : 유기층

910 : 정공수송층 920 : 발광층

921 : 적색광 발광층 922 : 청색광 발광층

923 : 녹색광 발광층 930 : 전자수송층

95 : 공통전극

본 발명은 표시장치의 제조방법에 관한 것이다.

평판 디스플레이 장치(flat panel display) 중 저전압 구동, 경량 박형, 광시야각 그리고 고속응답 등의 장점으로 인하여, 최근 유기전계발광장치(organic light emitting diode)가 각광 받고 있다.

유기전계발광장치는 박막트랜지스터, 박막트랜지스터에 연결되어 있는 전극, 전극으로부터 전하를 공급받는 발광층을 포함한다. 발광층에는 전자와 정공이 공급되며, 발광층에서는 공급된 전자와 정공을 재결합시켜 빛을 발생시킨다.

그런데 유기전계표시장치는 사용에 따라 전극 및 발광층이 열화되어 수명이 짧은 문제가 있다.

따라서 본 발명의 목적은 수명이 연장된 표시장치의 제조방법을 제공하는 것이다.

상기 본 발명의 목적은 제1전극을 형성하는 단계와; 상기 제1전극을 플라즈마 처리하는 단계와; 상기 플라즈마 처리된 제1전극 상에 정공수송물질인 제1호스트와 전자 수용 물질인 제1도판트를 포함하는 정공수송층을 형성하는 단계와; 상기 정공수송층 상에 발광층을 형성하는 단계와; 상기 발광층 상에 전자수송층을 형성하는 단계와; 상기 전자수송층 상에 제2전극을 형성하는 단계를 포함하는 표시장치의 제조방법에 의하여 달성된다.

상기 제1전극의 플라즈마 처리에 사용되는 플라즈마 소스 가스는 불활성 가스를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 제1전극의 플라즈마 처리에 사용되는 플라즈마 소스 가스는 질소와 아르곤 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 제1전극의 플라즈마 처리에 사용되는 플라즈마 소스 가스는 불활성 가스와 산소를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 제1호스트의 최고점유궤도(HOMO)의 에너지 레벨은 상기 제1도판트의 최저비점유궤도(LUMO)의 에너지 레벨보다 낮은 것이 바람직하다.

상기 제1전극과 상기 정공수송층은 오믹 접촉을 이루는 것이 바람직하다.

상기 제1호스트는 N,N'-디[(1-나프탈레닐)-N,N'-디페닐]-1,1'-바이페닐-4,4'-디아민(N,N'-Di[(1-naphthalenyl)-N,N'-diphenyl]-1,1'-biphenyl-4,4'-diamine(NPD)), 9,10-비스(m-톨일페닐아미노)안트라센 (anthracene 9,10-bis(m- tolylphenylamino)anthracene, TPA) 및 스피로-TPA로 이루어진 군 중에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 제1도판트는 테트라플루오르- 테트라시아노-퀴노디메탄(tetrafluoro-tetracyano-quinodimethane, F4-TCNQ)을 포함하는 것이 바람직하다.

상기 정공수송층은 상기 제1호스트의 소스 물질과 상기 제1도판트의 소스 물질을 이용한 증발법으로 형성되는 것이 바람직하다.

상기 전자수송층은 전자수송물질인 제2호스트와 전자 공여물질인 제2도판트를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 제2호스트의 최저비점유궤도(LUMO)의 에너지 레벨은 상기 제2도판트의 최고점유궤도(HOMO)의 에너지 레벨보다 높은 것이 바람직하다.

상기 제2전극과 상기 전자수송층은 오믹 접촉을 이루는 것이 바람직하다.

상기 제2호스트는 트리스 (8- 하이드록시퀴놀리나토(tris (8- hydroxyquinolinolato) aluminum, Alq3)를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 제2도판트는 세슘(Cs), 바륨(Ba), 칼슘(Ca), 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W)으로 이루어진 군 중에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 전자수송층은 상기 제2호스트의 소스 물질과 상기 제2도판트의 소스 물질을 이용한 증발법으로 형성되는 것이 바람직하다.

상기 정공수송층과 상기 발광층 사이에 위치하며, 상기 정공수송층보다 최저비점유궤도(LUMO)의 에너지 레벨이 높은 제1블록킹층을 더 포함하는 것이 바람직하다.

상기 전자수송층과 상기 발광층 사이에 위치하며, 상기 전자수송층보다 최고점유궤도(HOMO)의 에너지 레벨이 낮은 제2블록킹층을 더 포함하는 것이 바람직하다.

상기 본 발명의 목적은 제1전극을 형성하는 단계와; 상기 제1전극을 플라즈마 처리하는 단계와; 플라즈마 처리된 상기 제1전극 상에 전자수송물질인 호스트와 전자 공여 물질인 도판트를 포함하는 전자수송층을 형성하는 단계와; 상기 전자수송층 상에 발광층을 형성하는 단계와; 상기 발광층 상에 정공수송층을 형성하는 단계와; 상기 정공수송층 상에 제2전극을 형성하는 단계를 포함하는 표시장치의 제조방법에 의해서도 달성된다.

이하 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하겠다.

여러 실시예에 있어서 동일한 구성요소에 대하여는 동일한 참조번호를 부여하였으며, 동일한 구성요소에 대하여는 제1실시예에서 대표적으로 설명하고 다른 실시예에서는 생략될 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따라 제조된 표시장치에서 화소에 대한 등 가회로도이다.

하나의 화소에는 복수의 신호선이 마련되어 있다. 신호선은 주사신호를 전달하는 게이트선, 데이터 신호를 전달하는 데이터선 그리고 구동 전압을 전달하는 구동 전압선을 포함한다. 데이터선과 구동 전압선은 서로 인접하여 나란히 배치되어 있으며, 게이트선은 데이터선 및 구동 전압선과 수직을 이루며 연장되어 있다.

각 화소는 유기발광소자(LD), 스위칭 박막트랜지스터(Tsw), 구동 박막트랜지스터(Tdr), 축전기(C)를 포함한다.

구동 박막트랜지스터(Tdr)는 제어 단자, 입력 단자 및 출력단자를 가지는데, 제어단자는 스위칭 박막트랜지스터(Tsw)에 연결되어 있고, 입력 단자는 구동 전압선에 연결되어 있으며, 출력 단자는 유기발광소자(LD)에 연결되어 있다.

유기발광소자(LD)는 구동 박막트랜지스터(Tdr)의 출력 단자에 연결되는 애노드(anode)와 공통전압이 인가되는 캐소드(cathode)를 가진다. 발광 소자(LD)는 구동 박막트랜지스터(Tdr)의 출력 전류에 따라 세기를 달리하여 발광함으로써 영상을 표시한다. 구동 박막트랜지스터(Tdr)의 전류는 제어 단자와 출력 단자 사이에 걸리는 전압에 따라 그 크기가 달라진다.

스위칭 박막트랜지스터(Tsw)는 또한 제어 단자, 입력 단자 및 출력 단자를 가지는데, 제어 단자는 게이트선에 연결되어 있고, 입력 단자는 데이터선에 연결되어 있으며, 출력 단자는 구동 박막트랜지스터(Tdr)의 제어 단자에 연결되어 있다. 스위칭 박막트랜지스터(Tsw)는 게이트선에 인가되는 주사 신호에 따라 데이터선에 인가되는 데이터 신호를 구동 박막트랜지스터(Tdr)에 전달한다.

축전기(C)는 구동 박막트랜지스터(Tdr)의 제어 단자와 입력단자 사이에 연결되어 있다. 축전기(C)는 구동 박막트랜지스터(Tdr)의 제어 단자에 입력되는 데이터 신호를 충전하고 유지한다.

이하 도 2 및 도 3을 참조하여 본 발명의 제1실시예에 따라 제조된 표시장치를 자세히 설명한다.

절연 기판(11) 상에 버퍼층(15)이 형성되어 있다. 버퍼층(15)은 산화 실리콘으로 이루어질 수 있으며, 비정질 실리콘층의 결정화 과정에서 절연 기판(11)의 불순물이 비정질 실리콘층으로 유입되는 것을 방지한다.

버퍼층(15) 상에는 구동 반도체층(21)과 구동 저항접촉층(22)이 형성되어 있다. 구동반도체층(21)과 구동 저항접촉층(22)은 폴리실리콘으로 이루어져 있다.

구동반도체층(21)과 구동 저항접촉층(22)은 버퍼층(15) 상에 비정질 실리콘층 및 비정질 저항접촉층을 형성한 후 결정화 및 패터닝하여 제조된다. 결정화 과정에서는 고상 결정화(solid phase crystallization) 방법이 사용될 수 있다.

버퍼층(15), 구동 반도체층(21) 및 구동 저항접촉층(22) 상에는 제1금속층이 형성되어 있다.

제1금속층은 게이트선(31), 스위칭 게이트 전극(32), 구동 소스 전극(33) 및 구동 드레인 전극(34)을 포함한다. 게이트선(31)과 스위칭 게이트 전극(32)은 일체로 형성되어 있다.

제1금속층 상에는 제1절연막(41)이 형성되어 있다. 제1절연막(41)은 질화 실리콘으로 이루어질 수 있다.

제1절연막(41) 상에는 스위칭 반도체층(51)과 스위칭 저항접촉층(52)이 형성되어 있다. 스위칭 반도체층(51)과 스위칭 저항접촉층(52)은 스위칭 게이트 전극(32)에 대응하며, 비정질 실리콘으로 이루어질 수 있다.

제1절연막(41), 스위칭 반도체층(51) 및 스위칭 저항접촉층(52) 상에는 제2금속층이 형성되어 있다. 또한 화소전극(71) 하부의 제1절연막(41) 상에는 컬러필터(42)가 형성되어 있다.

제2금속층은 데이터선(61), 스위칭 소스 전극(62), 스위칭 드레인 전극(63), 구동 게이트 전극(64), 유지용량선(65) 및 구동전압선(66)을 포함한다.

데이터선(61)과 스위칭 소스 전극(62)은 일체이다. 스위칭 드레인 전극(63), 구동 게이트 전극(64) 및 유지용량선(65)도 일체로 형성되어 있다.

제2금속층 상에는 제2절연막(43)이 형성되어 있다. 제2 절연막(43)은 평탄화층이라고도 불리며, 유기물을 포함할 수 있다. 유기물로는 BCB(benzocyclobutene) 계열, 올레핀 계열, 아크릴 수지(acrylic resin)계열, 폴리 이미드(polyimide)계열, 불소수지 중 어느 하나가 사용될 수 있다.

제2절연막(43)에는 접촉구(44, 45, 46)가 형성되어 있다. 접촉구(44)는 구동 드레인 전극(34)을 노출시키며, 접촉구(45)는 구동 소스전극(33)을 노출시키고, 접촉구(46)는 구동전압선(66)을 노출시킨다. 접촉구(44, 45)에서는 제1절연막(41)도 같이 제거되어 있다.

제2절연막(43) 상에는 투명도전층이 형성되어 있다. 투명도전층은 화소전극(71)과 브릿지 전극(72)을 포함하며, ITO(indium tin oxide) 또는 IZO(indium zinc oxide)로 이루어질 수 있다.

화소전극(71)은 접촉구(44)를 통해 구동 드레인 전극(34)에 전기적으로 연결되어 있다. 브릿지 전극(72)은 접촉구(45, 46)를 통해 스위칭 소스전극(33)과 구동전압선(66)을 전기적으로 연결한다. 유지용량선(65)은 브릿지 전극(72)의 하부로 연장되어 유지용량(Cst)을 형성한다.

여기서 화소전극(71)은 불활성가스로 플라즈마 처리되거나, 산소가스 및 불활성가스로 플라즈마 처리되어 있다. 플라즈마 처리에 의해 표시장치(1)의 수명이 증가하며, 구체적인 효과에 대하여는 후술한다.

제2절연막(43) 상에는 격벽(80)이 형성되어 있다. 격벽(80)은 화소전극(71) 간을 구분하며, 일부가 제거되어 화소전극(71)을 노출시키는 개구부(81)를 형성한다.

격벽(80)과 개구부(81)에 의해 노출된 화소전극(71) 상에는 유기층(90)이 형성되어 있다. 유기층(90)은 백색광을 발광하는 발광층(920, 도 4참조)을 포함하며, 자세한 구성에 대하여는 후술한다.

화소전극(71)과 유기층(90)이 직접 접하는 영역을 화소영역이라 한다. 실시예에서 화소영역은 개구부(81)의 영역과 거의 일치하며, 빛은 주로 화소영역에서 생성된다.

격벽(80)과 유기층(90) 상에는 공통전극(95)이 형성되어 있다. 공통전극(95)은 반사금속층을 포함하고 있다.

화소전극(71)에서 전달된 정공과 공통전극(95)에서 전달된 전자는 유기 층(90)에서 결합하여 여기자(exciton)가 된 후, 여기자의 비활성화 과정에서 빛을 발생시킨다. 유기층(90)에서 발생된 빛 중 공통전극(95)을 향하는 빛은 다시 반사되어 화소전극(71)을 향하게 된다.

화소전극(71)을 향하는 빛은 컬러 필터(42)를 통과하면서 색상이 부여된 후, 절연기판(11)을 통해 외부로 출사된다. 이러한 방식을 바텀-에미션(bottom-emission) 방식이라 한다.

다른 실시예에서 화소전극(71)이 반사금속을 포함하고, 공통전극(95)이 투명하게 마련될 수 있다. 이 경우 빛은 공통전극(95)을 통해 외부로 출사되며, 이러한 방식을 탑-에미션(top-emission)방식이라 한다. 이 경우 컬러필터(42)는 공통전극(95) 상부에 형성된다.

이하에서는 도 4 및 도 5를 참조하여 유기층(90)에 대하여 자세히 설명한다.

도 4와 같이 유기층(90)은 정공수송층(910, hole transfer layer, HTL), 발광층(920, emitting material layer, EML) 및 전자수송층(930, electron transfer layer, ETL)을 포함한다.

정공수송층(910)은 화소전극(71)과 직접 접하고 있으며, 화소전극(71)으로부터의 정공을 발광층(920)으로 수송하는 역할을 한다.

정공수송층(910)은 정공수송물질인 제1호스트와 전자수용물질(electron accepting material)인 제1도판트를 포함한다.

도 5와 같이 제1호스트의 최고점유궤도(Highest occupied molecular orbital, HOMO)의 에너지 레벨은 제1도판트의 최저비점유궤도(Lowest unoccupied molecular orbital, LUMO)의 에너지 레벨보다 낮게 형성되어 있다.

이러한 에너지 분포에서 제1호스트의 HOMO에 위치한 전자는 제1도판트의 LUMO로 쉽게 이동한다. 이와 같은 전자 이동으로 인해 정공수송층(910)의 평형 전하 농도가 상승하고, 화소전극(71)의 정공은 에너지 장벽없이 정공수송층(910)으로 도입된다. 즉 화소전극(71)과 정공수송층(910)은 오믹 접촉을 형성하는 것이다.

이에 한정되는 것은 아니지만, 제1호스트는 N,N'-디[(1-나프탈레닐)-N,N'-디페닐]-1,1'-바이페닐-4,4'-디아민(N,N'-Di[(1-naphthalenyl)-N,N'-diphenyl]-1,1'-biphenyl-4,4'-diamine(NPD)), 9,10-비스(m-톨일페닐아미노)안트라센 (anthracene 9,10-bis(m-tolylphenylamino)anthracene, TPA), 스피로-TPA, 일 수 있으며, 제1도판트는 테트라플루오르- 테트라시아노-퀴노디메탄(tetrafluoro-tetracyano-quinodimethane, F4-TCNQ)일 수 있다.

전자수송층(930)은 공통전극(95)과 직접 접하고 있으며, 공통전극(95)으로부터의 전자를 발광층(920)으로 수송하는 역할을 한다.

전자수송층(930)은 전자수송물질인 제2호스트와 전자공여물질(electron donating material)인 제2도판트를 포함한다.

도 5와 같이 제2호스트의 LUMO 에너지 레벨은 제2도판트의 HOMO 에너지 레벨보다 높게 형성되어 있다. 이러한 에너지 분포에서 제2도판트의 HOMO에 위치한 전자는 제2호스트의 LUMO로 쉽게 이동한다. 이와 같은 전자 이동으로 인해 전자수송층(930)의 평형 전하 농도가 상승하고 공통전극(95)의 전자는 에너지 장벽없이 전자수송층(930)으로 도입된다. 즉 공통전극(95)과 전자수송층(930)은 오믹 접촉을 형성하는 것이다.

이에 한정되지는 않으나, 제2호스트는 트리스 (8- 하이드록시퀴놀리나토(tris (8- hydroxyquinolinolato) aluminum, Alq3) 또는 옥시다졸(oxidazole) 계열의 화합물을 포함할 수 있으며, 제2도판트는 세슘(Cs), 바륨(Ba), 칼슘(Ca), 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W) 중 어느 하나를 포함할 수 있으며, 특히 몰리브덴 산화물과 텅스텐 산화물을 포함할 수 있다.

다른 실시예에서 전자주입층(930)과 공통전극(95)간의 접촉은 오믹 접촉이 아닐 수 있다. 중 어느 하나만 오믹 접촉을 형성할 수 있다. 즉, 전자수송층(930)은 도핑되지 않고 정공수송층(910)만 전자수용물질로 도핑되어 있을 수 있는 것이다.

발광층(920)은 3개의 서브 발광층(921, 922, 923)을 포함한다. 서브 발광층(921, 922, 923)은 적색광 발광층(921), 청색광 발광층(922) 및 녹색광 발광층(923)을 포함한다. 서브 발광층(921, 922, 923)의 적층 순서는 한정되지 않는다.

서브 발광층(921, 922, 923)은 각각 호스트-도판트 구조로 형성될 수 있다. 서브 발광층(921, 922, 923)의 도판트는 색소 역할을 한다. 호스트로는, 이에 한정되지 않으나 카바졸 바이페닐(carbazole biphenyl, CBP)을 사용할 수 있다.

호스트는 모든 서브 발광층(921, 922, 923)에 동일한 물질이 사용되거나 서로 다른 물질이 사용될 수 있다. 서브 발광층(921, 922, 923) 중 어느 2개에만 호스트가 공통으로 사용될 수도 있다.

적색광 발광층(910)의 도판트로는 루브렌(rubrene), 청색광 발광층(920)의 도판트로는 1,1,4,4-테트라페닐-1,3-부타디엔(1,1,4,4-tetraphenyl-1,3-butadiene, TPB), 녹색광 발광층(930)의 도판트로는 퀴나트리돈(quinacridone), 쿠마린(coumarine), Ir(ppy3) 등이 사용될 수 있다.

다른 실시예에서 서브 발광층(921, 922, 923) 중 일부만이 호스트-도판트 구조로 형성되거나, 서브 발광층(921, 922, 923) 모두가 호스트-도판트 구조로 형성되지 않을 수 있다.

발광층(920)은 정공수송층(910)에서 공급되는 정공과 전자수송층(930)에서 공급되는 전자를 결합시켜 빛을 발생시킨다.

이하 도 6a 내지 도 6d와 도 7을 참조하여 제1실시예에 따른 표시장치의 제조방법을 설명한다.

먼저 도 6a와 같이 스위층 박막트랜지스터(Tsw), 구동 박막트랜지스터(Tdr), 컬러필터(42) 및 제2절연막(43)을 형성한다. 이 단계까지의 과정은 공지의 기술로 수행될 수 있으며 설명은 생략한다.

이후 도 6b와 같이 투명도전층을 형성하고 패터닝하여 화소전극(71)을 형성하고, 화소전극(71)을 아르곤으로 플라즈마 처리한다. 다른 실시예에서 화소전극(71)은 다른 불활성가스, 예를 들어 질소로 플라즈마 처리될 수 있다. 또 다른 실시예에서 화소전극(71)은 산소 가스 및 불활성 가스로 플라즈마 처리될 수 있다.

이후 도 6c와 같이 격벽(80)을 형성한다. 격벽(80)에는 화소전극(71)을 노출시키는 개구부(81)가 형성되어 있다. 격벽(80)은 감광성인 격벽물질층을 형성하 고 노광 및 현상하여 형성할 수 있다.

이후 도 6d와 같이 유기층(90)을 형성한다. 유기층(90)은 열증발법으로 형성될 수 있는데, 이를 도 7을 참조하여 설명한다.

도 7은 호스트-도판트 구조로 이루어진 박막을 형성하는 증발장치를 나타낸 것이다. 제1실시예에서는 정공수송층(910), 발광층(920) 및 전자수송층(930)이 호스트-도판트 구조로 이루어져 있다.

증발장치(100)는 증발공간(111)을 형성하는 진공챔버(110), 증발공간(111)의 상부에 위치하는 기판 지지부(120), 기판 지지부(120)에 연결되어 기판 지지부(120)를 회전시키는 구동부(130)를 포함한다.

박막 형성 시, 기판 지지부(120)에는 박막이 형성될 기판(2)이 장착되고, 증발공간(111)의 하부에는 호스트 물질이 담긴 제1소스(140)와 도판트 물질이 담긴 제2소스(150)가 위치한다.

제1소스(140)와 제2소스(150)에 열을 가하면, 호스트 물질의 증기와 도판트 물질의 증기가 기판(2)으로 공급된다. 기판(2)과 접촉한 호스트 물질의 증기와 도판트 물질의 증기는 냉각되어 박막을 형성한다. 박막 형성과정에서 균일한 박막형성을 위해 기판(2)은 회전한다.

이후 공통전극(95)을 형성하면 도 2 및 도 3에 표시한 표시장치(1)가 완성된다.

이상 설명한 제1실시예에서는 화소전극(71)을 플라즈마 처리하여 표시장치(1)의 수명을 증가시키는데, 이를 실험 결과를 참조하여 설명한다.

도 8a 내지 도 8c는 플라즈마 처리 조건에 따른 표시장치의 특성을 나타낸 것이다.

도 8a는 표시장치의 수명에 관한 것으로, 일정한 전류(constant current)를 가하면서 초기 휘도(L₀)에 대비한 휘도(L) 변화를 나타낸 것이다. 도 8a를 보면 플라즈마 처리를 하지 않은 경우에 수명이 가장 긴 것을 알 수 있다. 반면 산소 가스를 이용하여 플라즈마 처리하면 수명이 가장 짧다.

도 8b는 표시장치의 동작 중 발생하는 구동전압 상승분, 즉 Vth 시프트를 나타낸 것이다. 도 8b를 보면 플라스마 처리를 하지 않은 경우에 Vth 시프트가 가장 크며, 아르곤 가스를 이용하여 플라즈마 처리한 경우가 Vth 시프트가 가장 작음을 알 수 있다.

도 8c는 실제 사용조건, 즉 Vth시프트가 고려된 조건에서 표시장치의 수명을 나타낸 것이다. 도 8c를 보면 수명은 아르곤 플라즈마 처리>산소-아르곤 플라즈마 처리>플라즈마 처리 없음>산소 플라즈마 처리의 순으로 긴 것을 알 수 있다.

이상 설명한 실시예에서는 정공을 공급하는 제1전극(71)에 대하여 플라즈마 처리를 수행하였다.

다른 실시예에서는 전자를 공급하는 제2전극(95)이 유기층(90)보다 먼저 형성될 수 있으며, 이 때는 제2전극(95)에 대하여 플라즈마 처리를 수행한다. 이 실시예에서의 제조순서는 제2전극(95)-전자수송층(930)-유기층(920)-정공수송층(910)-제1전극(71)이 된다. 제2전극(95)과 전자수송층(930)은 오믹 접촉을 이루 며, 정공수송층(910)과 제1전극(71)의 오믹 접촉여부는 선택적이다.

도 9, 도 10a 및 도 10b를 참조하여 제2실시예에 따라 제조된 표시장치를 설명한다. 도 9는 도 2의 'Ａ'에 해당하는 부분의 확대도이다.

도 9를 보면 정공수송층(910)과 발광층(920) 사이에 제1블록킹층(940)이 위치하며, 발광층(920)과 전자수송층(930) 사이에 제2블록킹층(950)이 위치한다.

제1블록킹층(940)은 정공수송물질로 이루어져 있으며, 전자블록킹층(electron blocking layer, EBL)으로 작용한다. 도 10a와 같이 제1블록킹층(940)은 정공수송층(910)보다 큰 LUMO 에너지 레벨을 가지고 있기 때문에 발광층(920)의 전자가 제1블록킹층(940)으로 이동하기 어렵다.

제1블록킹층(940)에 의해 발광층(920)에서 정공과 결합하지 않고 정공수송층(910)으로 이동하는 전자가 감소하여, 전하 이용 효율이 더욱 증가한다.

제2블록킹층(950)은 전자수송물질이며, 정공블록킹층(hole blocking layer, HBL)로 작용한다. 도 10b와 같이 제2블록킹층(950)은 전자수송층(930) 보다 작은 HOMO 에너지 레벨을 가지고 있기 때문에 발광층(920)의 정공이 제2블록킹층(950)으로 이동하기 어렵다.

제2블록킹층(950)에 의해 발광층(920)에서 전자와 결합하지 않고 전자수송층(930)으로 이동하는 정공이 감소하여, 전하 이용 효율이 더욱 증가한다.

비록 본 발명의 몇몇 실시예들이 도시되고 설명되었지만, 본 발명의 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 발명의 원칙이나 정신에서 벗어나지 않으면서 본 실시예를 변형할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 발명의 범위는 첨부된 청구항과 그 균등물에 의해 정해질 것이다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 수명이 연장된 표시장치의 제조방법이 제공된다.

Claims

제1전극을 형성하는 단계와;

상기 제1전극을 플라즈마 처리하는 단계와;

상기 플라즈마 처리된 제1전극 상에 정공수송물질인 제1호스트와 전자 수용 물질인 제1도판트를 포함하는 정공수송층을 형성하는 단계와;

상기 정공수송층 상에 발광층을 형성하는 단계와;

상기 발광층 상에 전자수송층을 형성하는 단계와;

상기 전자수송층 상에 제2전극을 형성하는 단계를 포함하는 표시장치의 제조방법.
제1항에 있어서,

상기 제1전극의 플라즈마 처리에 사용되는 플라즈마 소스 가스는 불활성 가스를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치의 제조방법.
제1항에 있어서,

상기 제1전극의 플라즈마 처리에 사용되는 플라즈마 소스 가스는 질소와 아르곤 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치의 제조방법.
제1항에 있어서,

상기 제1전극의 플라즈마 처리에 사용되는 플라즈마 소스 가스는 불활성 가스와 산소를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치의 제조방법.
제1항에 있어서,

상기 제1호스트의 최고점유궤도(HOMO)의 에너지 레벨은 상기 제1도판트의 최저비점유궤도(LUMO)의 에너지 레벨보다 낮은 것을 특징으로 하는 표시장치의 제조방법.
제1항에 있어서,

상기 제1전극과 상기 정공수송층은 오믹 접촉을 이루는 것을 특징으로 하는 표시장치의 제조방법.
제1항에 있어서,

상기 제1호스트는 N,N'-디[(1-나프탈레닐)-N,N'-디페닐]-1,1'-바이페닐-4,4'-디아민(N,N'-Di[(1-naphthalenyl)-N,N'-diphenyl]-1,1'-biphenyl-4,4'-diamine(NPD)), 9,10-비스(m-톨일페닐아미노)안트라센 (anthracene 9,10-bis(m-tolylphenylamino)anthracene, TPA) 및 스피로-TPA로 이루어진 군 중에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치의 제조방법.
제1항에 있어서,

상기 제1도판트는 테트라플루오르- 테트라시아노-퀴노디메탄(tetrafluoro-tetracyano-quinodimethane, F4-TCNQ)을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치의 제조방법.
제1항에 있어서,

상기 정공수송층은 상기 제1호스트의 소스 물질과 상기 제1도판트의 소스 물질을 이용한 증발법으로 형성되는 것을 특징으로 하는 표시장치의 제조방법.
제1항에 있어서,

상기 전자수송층은 전자수송물질인 제2호스트와 전자 공여물질인 제2도판트를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치의 제조방법.
제10항에 있어서,

상기 제2호스트의 최저비점유궤도(LUMO)의 에너지 레벨은 상기 제2도판트의 최고점유궤도(HOMO)의 에너지 레벨보다 높은 것을 특징으로 하는 표시장치의 제조방법.
제10항에 있어서,

상기 제2전극과 상기 전자수송층은 오믹 접촉을 이루는 것을 특징으로 하는 표시장치의 제조방법.
제10항에 있어서,

상기 제2호스트는 트리스 (8- 하이드록시퀴놀리나토(tris (8- hydroxyquinolinolato) aluminum, Alq3)를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치의 제조방법.
제10항에 있어서,

상기 제2도판트는 세슘(Cs), 바륨(Ba), 칼슘(Ca), 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W)으로 이루어진 군 중에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치의 제조방법.
제10항에 있어서,

상기 전자수송층은 상기 제2호스트의 소스 물질과 상기 제2도판트의 소스 물질을 이용한 증발법으로 형성되는 것을 특징으로 하는 표시장치의 제조방법.
제1항에 있어서,

상기 정공수송층과 상기 발광층 사이에 위치하며, 상기 정공수송층보다 최저비점유궤도(LUMO)의 에너지 레벨이 높은 제1블록킹층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치의 제조방법.
제1항에 있어서,

상기 전자수송층과 상기 발광층 사이에 위치하며, 상기 전자수송층보다 최고점유궤도(HOMO)의 에너지 레벨이 낮은 제2블록킹층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치의 제조방법.
제1전극을 형성하는 단계와;

상기 제1전극을 플라즈마 처리하는 단계와;

플라즈마 처리된 상기 제1전극 상에 전자수송물질인 호스트와 전자 공여 물질인 도판트를 포함하는 전자수송층을 형성하는 단계와;

상기 전자수송층 상에 발광층을 형성하는 단계와;

상기 발광층 상에 정공수송층을 형성하는 단계와;

상기 정공수송층 상에 제2전극을 형성하는 단계를 포함하는 표시장치의 제조방법.
제18항에 있어서,

상기 제1전극의 플라즈마 처리에 사용되는 플라즈마 소스 가스는 불활성 가스를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치의 제조방법.
제18항에 있어서,

상기 제1전극의 플라즈마 처리에 사용되는 플라즈마 소스 가스는 질소와 아 르곤 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치의 제조방법.
제18항에 있어서,

상기 제1전극의 플라즈마 처리에 사용되는 플라즈마 소스 가스는 불활성 가스와 산소를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치의 제조방법.