KR20140089260A - 유기 발광 다이오드 마이크로-캐비티 구조 및 그 제조 방법 - Google Patents

유기 발광 다이오드 마이크로-캐비티 구조 및 그 제조 방법 Download PDF

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Abstract

기판, 기판의 제1 마이크로-캐비티(micro-cavity) 영역의 제1 캐비티(cavity) 전극, 제1 캐비티 전극의 제1 측을 넘도록 중첩하는, 제1 마이크로-캐비티 영역에서의 제1 두께의 제1 투명 전극, 제1 투명 전극과 전기적으로 연결된 제1 발광층 및 제1 발광층 상의 캐소드층을 포함하는 유기 발광 다이오드가 개시된다.

Description

유기 발광 다이오드 마이크로-캐비티 구조 및 그 제조 방법{OLED MICRO-CAVITY STRUCTURE AND METHOD OF MAKING}
본 발명의 실시형태들은 유기 발광 다이오드에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 유기 발광 다이오드 마이크로-캐비티(micro-cavity) 구조 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명의 실시형태들은 광범위한 애플리케이션에 적합하지만, 적어도 3개의 서브 화소 영역을 갖는 매트릭스 구조에 특히 적합하다.
일반적으로, 유기 발광 다이오드 장치 또는 OLED 장치로도 알려진 유기 전계발광(EL) 장치는 소정의 색 파장에서 광을 발광할 수 있다. OLED 장치는 정공(hole) 주입을 위한 애노드, 전자(electron) 주입을 위한 캐소드, 및 애노드와 캐소드 사이에 협지되고(sandwiched), 광을 발광하게 하는 정공과 전자의 재결합을 가능하게 하는 유기 발광층을 포함한다. OLED 장치는, 하나의 발광층이 하나의 색을 발광하고 다른 하나의 발광층이 다른 색을 발광하여, 색들이 하나 이상의 색을 형성하도록 결합하기 위해, 서로의 상부에 적층될 수 있다. 텔레비전, 컴퓨터 모니터, 셀룰러 전화기 디스플레이, 또는 디지털 카메라 디스플레이와 같은 화소화된 컬러 디스플레이 장치를 구성하기 위해, 개인 OLED 장치 또는 적층형 OLED 장치는 화소의 매트릭스 행렬로서 배열될 수 있다.
각각의 화소가 다수의 색을 생성하기 위해, 화소는 각각의 서브 화소 영역이 소정의 피크(peak) 색 파장 또는 복수의 색 파장을 발광하기 위한 OLED 장치를 갖는 서브 화소 영역들로 분할된다. 일반적으로, 컬러 화소 디스플레이는 2개의 화소 타입 중 하나로 제조된다. 제1 화소 타입은 적색 서브 화소 영역, 녹색 서브 화소 영역 및 청색 서브 화소 영역을 갖는 RGB 화소 타입이다. 제2 화소 타입은 적색 서브 화소 영역, 녹색 서브 화소 영역, 청색 서브 화소 영역 및 백색 서브 화소 영역을 갖는 RGBW 화소 타입이다. 적색 서브 화소 영역, 녹색 서브 화소 영역 및 청색 서브 화소 영역은 적색, 녹색 및 청색의 소정의 피크 색 파장을 각각 발광한다. 백색 서브 화소 영역은 복수의 색 파장을 발광한다. RGB 및 RGBW 화소 타입에 더하여, 적색, 녹색, 청록색(cyan) 및 자홍색(magenta)의 피크 색 파장을 발광하는 서브 화소 영역을 갖는 RGCM 화소 타입과 같은, 다른 소정의 피크 색 파장의 서브 화소 영역을 갖는 다른 디스플레이 화소 타입이 있다.
화소 매트릭스는 패시브(passive) 매트릭스 또는 액티브(active) 매트릭스 구동 방식 중 하나를 사용하여 전기적으로 구동될 수 있다. 패시브 매트릭스에서, OLED 서브 화소 영역은 열방향 및 행방향으로 배열된 직교 전극들의 2개의 세트 사이에 협지된다. 액티브 매트릭스 구성에서, 서브 화소 영역의 각각의 OLED 장치는 트랜지스터와 같은 스위칭 소자 및 구동 소자에 의해 활성화된다.
컬러 디스플레이를 생성하기 위해 OLED 장치 구조를 사용하는 3개의 기본 접근법이 있다. 제1 접근법은 화소의 서브 화소에서의 발광층으로 상이한 유기 전계발광 물질을 사용하여, 상이한 소정의 피크 색 파장을 발광한다. 제2 접근법은 각각의 서브 화소 영역 별로 상이한 컬러 필터와 함께 각각의 발광층으로 동일한 유기 전계발광 물질을 사용하여, 상이한 소정의 피크 색 파장을 발광한다. 제3 접근법은 각각의 서브 화소 영역 별로 상이한 컬러 필터와 함께 발광층으로 상이한 유기 전계발광 물질을 사용하여, 상이한 소정의 피크 색 파장을 발광한다.
컬러 필터 없이 상이한 유기 전계발광 물질을 사용하는 제1 접근법에서, 각각 상이한 색의 서브 화소 영역은 화소의 서브 화소 영역에서의 OLED 장치의 각각의 발광층으로 상이한 유기 전계발광 물질을 사용하여 구성될 수 있다. 예를 들어, 제1 유기 전계발광 물질은 피크 적색 파장을 발광하고, 제2 유기 전계발광 물질은 피크 녹색 파장을 발광하며, 제3 유기 전계발광 물질은 피크 청색 파장을 발광한다. 이러한 3개의 상이한 유기 전계발광 물질 각각은 쉐도우 마스크(shadow mask), 도너(donor) 시트로부터의 열전사, 및 잉크젯 프린팅 중 하나에 의해 화소의 각각의 서브 화소 영역 내에 선택적으로 위치된다.
각각의 서브 화소 영역 별로 상이한 컬러 필터와 함께 각각의 발광층으로 동일한 유기 전계발광 물질을 사용하여, 상이한 소정의 피크 색 파장을 발광하여 컬러 디스플레이를 생성하는 제2 접근법에서, 상이한 색의 서브 화소 영역 모두의 동일한 유기 전계발광 물질은 모든 서브 화소 영역에 걸친 연속층 또는 각각의 서브 화소 영역 별로 위치한 개별층일 수 있다. 각각의 OLED 장치로부터 발광된 공통 색 파장을 각각의 서브 화소 영역의 상이한 색으로 선택적으로 변환하는데 사용되는 상이한 컬러 필터는, 탑 에미션(top emission) 장치에서는 발광층 위에 위치되고, 바텀 에미션(bottom emission) 장치에서는 발광층 아래에 위치된다. 모든 서브 화소 영역의 발광층에 동일한 유기 전계발광 물질을 사용하는 경우, 유기 전계발광 물질은 통상적으로 백색 발광 OLED 또는 백색 광 OLED로 지칭되는 넓은 발광 스펙트럼을 생성하도록 구성된다.
상이한 컬러 필터와 함께 발광층으로 상이한 유기 전계발광 물질을 사용하는 제3 접근법에서, 각각의 상이한 색 서브 화소 영역은 화소의 서브 화소 영역에서의 OLED 장치의 각각의 발광층으로 상이한 유기 전계발광 물질을 사용하여 구성될 수 있다. 예를 들어, 제1 유기 전계발광 물질은 피크 적색 파장을 발광하고, 제2 유기 전계발광 물질은 피크 녹색 파장을 발광하고, 제3 유기 전계발광 물질은 피크 청색 파장을 발광하며, 제4 유기 전계발광 물질은 넓은 파장 스펙트럼 또는 백색광을 발광한다. 이러한 예에서, 적색 필터는 피크 적색 파장을 발광하는 제1 유기 전계발광 물질과 연관되고, 녹색 필터는 피크 녹색 파장을 발광하는 제2 유기 전계발광 물질과 연관되며, 청색 필터는 피크 청색 파장을 발광하는 제3 유기 전계발광 물질과 연관된다.
상술한 3개의 접근법 모두에서 OLED 장치의 휘도 출력 효율을 개선하기 위해, 마이크로-캐비티 효과가 사용될 수 있다. 마이크로-캐비티 OLED 장치에서, 발광층 구조는 반사체와 원하는 파장에 대해 적어도 반투명인 반투과 반사체 사이에 배치된다. 반사체 및 반투과 반사체는 마이크로-캐비티에 배치된 발광층 구조의 발광 특성을 향상시키는 파브리-페로(Fabry-Perot) 마이크로-캐비티를 형성한다. 보다 상세하게, 캐비티의 공진 파장에 대응하는 파장 근처의 발광은 캐소드를 통해 향상되는 반면, 공진 파장에 대응하지 않는 다른 파장은 약화된다. OLED 장치에서의 마이크로-캐비티의 사용은, 서브 화소 영역에 대한 원하는 피크 색 파장에 대응하는 공진 파장을 갖도록 서브 화소 영역의 반사 전극과 캐소드 사이의 마이크로-캐비티 깊이(depth) 또는 거리(length)를 구성함에 의해 광추출 효율 또는 휘도 출력을 증가시킨다.
도 1은 종래 기술에 따른 탑 에미션 OLED 마이크로-캐비티 구조를 각각 갖는 3개의 서브 화소 영역의 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 적색 서브 화소 영역(R), 녹색 서브 화소 영역(G) 및 청색 서브 화소 영역(B)은 기판(101) 상에 형성된다. 적색 서브 화소 영역(R)은 공통 캐소드(160)와 적색 서브 화소 영역(R)에 대한 애노드(120R) 사이에 위치하는 적색 발광층(151)을 포함한다. 녹색 서브 화소 영역(G)은 공통 캐소드(160)와 녹색 서브 화소 영역(G)에 대한 애노드(120G) 사이에 위치하는 녹색 발광층(152)을 포함한다. 청색 서브 화소 영역(B)은 공통 캐소드(160)와 청색 서브 화소 영역(B)에 대한 애노드(120B) 사이에 위치하는 청색 발광층(153)을 포함한다. 적색 서브 화소 영역(R)에 대한 애노드(120R)는 기판(101) 상의 캐비티 전극(110R) 상에 있다. 청색 서브 화소 영역(B)에 대한 애노드(120B)는 기판(101) 상의 캐비티 전극(110B) 상에 있다. 녹색 서브 화소 영역(G)에 대한 애노드(120G)는 기판(101) 상의 캐비티 전극(110G) 상에 있다. 적색 서브 화소 영역(R), 녹색 서브 화소 영역(G) 및 청색 서브 화소 영역(B)은 뱅크(140)에 의해 분리된다.
종래 기술에서 서브 화소 영역의 반사 전극과 캐소드 사이의 마이크로-캐비티 깊이는 발광층의 두께를 제어함에 의해 구성된다. 도 1에 도시된 바와 같이, 적색 서브 화소 영역(R)의 적색 발광층(151)이 녹색 서브 화소 영역(G)의 녹색 발광층(152)보다 두꺼우므로, 공통 캐소드(160)와 적색 서브 화소 영역(R)에 대한 캐비티(cavity) 전극(110R) 사이의 적색 서브 화소 영역에서의 마이크로-캐비티 깊이(CDR)는 공통 캐소드(160)와 녹색 서브 화소 영역(G)에 대한 캐비티 전극(110G) 사이의 녹색 서브 화소 영역에서의 마이크로-캐비티 깊이(CDG) 보다 크다.
청색 서브 화소 영역(B)의 청색 발광층(153)이 녹색 서브 화소 영역(G)의 녹색 발광층(152)보다 얇으므로, 공통 캐소드(160)와 청색 서브 화소 영역(B)에 대한 캐비티 전극(110B) 사이의 청색 서브 화소 영역에서의 마이크로-캐비티 깊이(CDB)는 공통 캐소드(160)와 녹색 서브 화소 영역(G)에 대한 캐비티 전극(110G) 사이의 녹색 서브 화소 영역에서의 마이크로-캐비티 깊이(CDG) 보다 작다.
도 1에 도시된 바와 같이, 적색광(RCL)의 휘도가 보강 간섭에 의해 증가하도록, 적색광(RCL)은 마이크로-캐비티 전체 깊이에 걸쳐 공통 캐소드(160)와 캐비티 전극(110R) 사이에서 전후로 반사한다. 녹색광(GCL)의 휘도가 보강 간섭에 의해 증가하도록, 녹색광(GCL)은 마이크로-캐비티 전체 깊이에 걸쳐 공통 캐소드(160)와 캐비티 전극(110G) 사이에서 전후로 반사한다. 청색광(BCL)의 휘도가 보강 간섭에 의해 증가하도록, 청색광(BCL)은 마이크로-캐비티 전체 깊이에 걸쳐 공통 캐소드(160)와 캐비티 전극(110B) 사이에서 전후로 반사한다.
효율적인 마이크로-캐비티 깊이는, 파장인 광학적 거리에 의해 정의된다. 적색광(RCL)의 파장이 청색광(BCL)의 파장보다 길기 때문에, 적색 서브 화소 영역(R)에 대한 마이크로-캐비티 깊이(CDR)는 청색 서브 화소 영역(B)에 대한 마이크로-캐비티 깊이(CDB)보다 깊도록 구성된다. 녹색광(GCL)의 파장이 청색광(BCL)의 파장보다 길기 때문에, 녹색 서브 화소 영역(G)에 대한 마이크로-캐비티 깊이(CDG)는 청색 서브 화소 영역(B)에 대한 마이크로-캐비티 깊이(CDB)보다 깊도록 구성된다. 적색광(RCL)의 파장이 녹색광(GCL)의 파장보다 길기 때문에, 적색 서브 화소 영역(R)에 대한 마이크로-캐비티 깊이(CDR)는 녹색 서브 화소 영역(G)에 대한 마이크로-캐비티 깊이(CDG)보다 깊도록 구성된다.
발광층의 두께를 제어하는 것은 어렵다. 보다 상세하게, 각각의 발광층은 통상적으로 그 두께가 해당 서브 화소 영역에 대한 발광층의 전체 두께에 의존하여 변화하는 일련의 서브 층들이기 때문에, 종래 기술의 구조는 각각의 서브 화소 영역에 대한 별개의 증착 공정을 요구한다. 나아가, 발광층은 FMM(fine metal mask) 증착 기술을 사용하여 미세하게 정의될 수 없다. 또한, 종래 기술에서 투명 애노드 전극의 패터닝은 인접 화소 영역에서의 단락(short circuit)을 초래할 수 있는 잔여물이 남는 것을 유발할 수 있다.
[관련기술문헌]
1. 유기발광다이오드 표시장치 및 이의 제조 방법(특허출원번호 제 10-2007-0101715호)
2. 유기발광다이오드 표시장치 및 이의 제조 방법(특허출원번호 제 10-2007-0112049호)
3. 유기발광다이오드 표시장치 및 이의 제조 방법(특허출원번호 제 10-2008-0052149호)
본 발명의 실시형태들은 유기 발광 다이오드 마이크로-캐비티 구조 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 관련 기술의 제한 및 단점에 기인한 하나 이상의 문제를 제거한다.
본 발명의 실시형태들의 목적은 각각의 서브 화소 영역에 대한 피크 색 파장을 제공하기 위해 소정의 전체 두께를 갖도록 구성되는 각각의 서브 화소 영역에 대한 애노드층을 제공하는 것이다.
본 발명의 실시형태들의 다른 목적은 인접하는 서브 화소 영역 사이의 단락을 방지하는 것이다.
본 발명의 실시형태들의 다른 목적은 마이크로-캐비티 구조를 갖는 각각의 서브 화소 영역에서 동일한 두께의 발광층을 형성하는 것이다.
본 발명의 실시형태들의 다른 목적은 마이크로-캐비티 구조를 갖는 각각의 서브 화소 영역에서 애노드 및 캐비티 전극을 형성하는데 사용되는 마스크의 수를 감소시키는 것이다.
본 발명의 실시형태들의 추가적인 특징 및 이점은 후술할 상세한 설명에서 설명될 것이고, 부분적으로 상세한 설명으로부터 명확해지거나, 본 발명의 실시형태들의 실시에 의해 학습될 수도 있다. 본 발명의 실시형태들의 목적 및 다른 이점은 첨부된 도면뿐만 아니라 상세한 설명 및 청구항에서 특히 지적된 구조에 의해 실현되고 달성될 것이다.
구체화되고 넓게 기재된 바와 같이, 상술한 목적 및 다른 이점을 달성하기 위해, 그리고, 본 발명의 실시형태들의 목적에 따라, 유기 발광 다이오드는 기판, 기판의 제1 마이크로-캐비티(micro-cavity) 영역의 제1 캐비티(cavity) 전극, 제1 캐비티 전극의 제1 측을 넘도록 중첩하는, 제1 마이크로-캐비티 영역에서의 제1 두께의 제1 투명 전극, 제1 투명 전극과 전기적으로 연결된 제1 발광층, 및 제1 발광층 상의 캐소드층을 포함한다.
다른 실시예에서, 기판 상의 유기 발광 다이오드는 제1 폭을 갖는, 기판의 제1 마이크로-캐비티 영역에서의 제1 반사 전극, 제1 폭보다 큰 제2 폭을 갖고, 제1 반사 전극 상에 위치하는 제1 투명 전극, 제1 투명 전극과 전기적으로 연결된 제1 발광층, 및 제1 발광층 상의 캐소드층을 포함한다.
다른 실시예에서, 기판 상의 유기 발광 다이오드는 제1 폭을 갖는, 기판의 제1 서브 화소 영역의 제1 캐비티 전극, 제1 폭보다 큰 제2 폭을 갖고, 제1 캐비티 전극 상에 위치하는 제1 투명 전극, 제1 투명 전극과 전기적으로 연결된 제1 발광층, 및 제1 발광층 상의 캐소드층을 포함한다.
다른 실시예에서, 유기 발광 다이오드는 기판, 기판 상의 제1 서브 화소 영역, 제2 서브 화소 영역 및 제3 서브 화소 영역, 기판의 제1 서브 화소 영역에서의 제1 캐비티 전극, 기판의 제2 서브 화소 영역에서의 제2 캐비티 전극, 기판의 제3 서브 화소 영역에서의 제3 캐비티 전극, 제1 캐비티 전극의 일 측을 넘도록 중첩하는, 제1 서브 화소 영역에서의 제1 두께의 제1 투명 전극, 제2 서브 화소 영역에서 제2 캐비티 전극의 일 측을 넘도록 중첩하는, 제1 서브 화소 영역 및 제2 서브 화소 영역에서의 제2 두께의 제2 투명 전극, 제3 서브 화소 영역에서 제3 캐비티 전극의 일 측을 넘도록 중첩하는, 제1 서브 화소 영역, 제2 서브 화소 영역 및 제3 서브 화소 영역에서의 제3 두께의 제3 투명 전극, 제1 투명 전극, 제2 투명 전극 및 제3 투명 전극과 전기적으로 연결된 발광층, 및 발광층 상의 캐소드층을 포함한다.
다른 실시예에서, 기판 상의 유기 발광 다이오드는 기판 상의 적색 서브 화소 영역, 녹색 서브 화소 영역, 및 청색 서브 화소 영역, 기판의 적색 서브 화소 영역의 제1 반사 전극, 기판의 녹색 서브 화소 영역의 제2 반사 전극, 기판의 청색 서브 화소 영역의 제3 반사 전극, 제1 반사 전극의 일 측을 넘도록 중첩하는, 적색 서브 화소 영역에서의 제1 두께의 제1 투명 전극, 녹색 서브 화소 영역에서 제2 반사 전극의 일 측을 넘도록 중첩하는, 적색 서브 화소 영역 및 녹색 서브 화소 영역에서의 제2 두께의 제2 투명 전극, 청색 서브 화소 영역에서 제3 반사 전극의 일 측을 넘도록 중첩하는, 적색 서브 화소 영역, 녹색 서브 화소 영역 및 청색 서브 화소 영역에서의 제3 두께의 제3 투명 전극, 제1 투명 전극, 제2 투명 전극 및 제3 투명 전극과 전기적으로 연결된 발광층, 및 발광층 상의 캐소드층을 포함한다.
다른 실시예에서, 기판 상에서의 유기 발광 다이오드 제조 방법은 기판의 제1 마이크로-캐비티 영역, 제2 마이크로-캐비티 영역 및 제3 마이크로-캐비티 영역에 걸쳐 캐비티 전극층을 형성하는 단계, 제1 마이크로-캐비티 영역에 제1 두께의 제1 투명층을 형성하는 단계, 제1 마이크로-캐비티 영역 및 제2 마이크로-캐비티 영역에 제2 두께의 제2 투명층을 형성하는 단계, 제1 마이크로-캐비티 영역, 제2 마이크로-캐비티 영역 및 제3 마이크로-캐비티 영역에 제3 두께의 제3 투명층을 형성하는 단계, 제1 마이크로-캐비티 영역에서의 제1 투명층이 제1 캐비티 전극의 제1 측을 넘도록 중첩하고, 제2 마이크로-캐비티 영역에서의 제2 투명층이 제2 캐비티 전극의 제2 측을 넘도록 중첩하며, 제3 마이크로-캐비티 영역에서의 제3 투명층이 제3 캐비티 전극의 제3 측을 넘도록 중첩하도록 캐비티 전극층을 에칭하는 단계, 제1 마이크로-캐비티 영역과 제2 마이크로-캐비티 영역 사이에 제1 뱅크를 형성하고, 제2 마이크로-캐비티 영역과 제3 마이크로-캐비티 영역 사이에 제2 뱅크를 형성하는 단계, 제1 마이크로-캐비티 영역의 제3 투명층과 전기적으로 연결되는 제1 발광층을 형성하는 단계, 제2 마이크로-캐비티 영역의 제3 투명층과 전기적으로 연결되는 제2 발광층을 형성하는 단계, 제3 마이크로-캐비티 영역의 제3 투명층과 전기적으로 연결되는 제3 발광층을 형성하는 단계, 및 제1 발광층, 제2 발광층 및 제3 발광층 상에 캐소드층을 형성하는 단계를 포함한다.
또 다른 실시예에서, 기판 상에서의 유기 발광 다이오드 제조 방법은 기판의 제1 마이크로-캐비티 영역, 제2 마이크로-캐비티 영역 및 제3 마이크로-캐비티 영역에 걸쳐 캐비티 전극층을 형성하는 단계, 제1 마이크로-캐비티 영역, 제2 마이크로-캐비티 영역 및 제3 마이크로-캐비티 영역에 제1 두께의 제1 투명층을 형성하는 단계, 제1 마이크로-캐비티 영역 및 제2 마이크로-캐비티 영역에 제2 두께의 제2 투명층을 형성하는 단계, 제1 마이크로-캐비티 영역에 제3 두께의 제3 투명층을 형성하는 단계, 제1 마이크로-캐비티 영역에서의 제1 투명층이 제1 캐비티 전극의 제1 측을 넘도록 중첩하고, 제2 마이크로-캐비티 영역에서의 제1 투명층이 제2 캐비티 전극의 제2 측을 넘도록 중첩하며, 제3 마이크로-캐비티 영역에서의 제1 투명층이 제3 캐비티 전극의 제3 측을 넘도록 중첩하도록 캐비티 전극층을 에칭하는 단계, 제1 마이크로-캐비티 영역과 제2 마이크로-캐비티 영역 사이에 제1 뱅크를 형성하고, 제2 마이크로-캐비티 영역과 제3 마이크로-캐비티 영역 사이에 제2 뱅크를 형성하는 단계, 제1 마이크로-캐비티 영역의 제3 투명층과 전기적으로 연결되는 제1 발광층을 형성하는 단계, 제2 마이크로-캐비티 영역의 제2 투명층과 전기적으로 연결되는 제2 발광층을 형성하는 단계, 제3 마이크로-캐비티 영역의 제1 투명층과 전기적으로 연결되는 제3 발광층을 형성하는 단계, 및 제1 발광층, 제2 발광층 및 제3 발광층 상에 캐소드층을 형성하는 단계를 포함한다.
전술한 일반적인 설명 및 후술할 상세한 설명 둘 모두는 예시적이며 설명을 위한 것이고, 청구된 바와 같은 본 발명의 실시형태들의 더 자세한 설명을 제공하도록 의도되었다는 것이 이해될 것이다.
본 발명의 실시예들에 의하면 적어도 다음과 같은 효과가 있다.
즉, 각각의 서브 화소 영역에 대한 피크 색 파장을 제공하기 위해 소정의 전체 두께를 갖도록 구성되는 각각의 서브 화소 영역에 대한 애노드층을 제공할 수 있다.
또, 인접하는 서브 화소 영역 사이의 단락을 방지할 수 있다.
또, 마이크로-캐비티 구조를 갖는 각각의 서브 화소 영역에서 동일한 두께의 발광층을 형성할 수 있다.
또, 마이크로-캐비티 구조를 갖는 각각의 서브 화소 영역에서 애노드 및 캐비티 전극을 형성하는데 사용되는 마스크의 수를 감소시킬 수 있다.
본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
본 발명의 실시형태들의 보다 나은 이해를 제공하도록 본 명세서에 포함되고, 본 발명의 상세한 설명의 일부를 구성하는 첨부된 도면은 본 발명의 실시형태들의 원리를 설명하도록 설명과 함께 제공된다.
도 1은 종래 기술에 따른 탑 에미션 OLED 마이크로-캐비티 구조를 각각 갖는 3개의 서브 화소 영역의 도면이다.
도 2는 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 탑 에미션 OLED 마이크로-캐비티 구조를 각각 갖는 3개의 서브 화소 영역의 도면이다.
도 3은 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 구동 회로에 연결된 탑 에미션 OLED 마이크로-캐비티 구조를 갖는 서브 화소 영역의 도면이다.
도 4는 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 탑 에미션 OLED 마이크로-캐비티 구조를 각각 갖는 3개의 서브 화소 영역의 도면이다.
도 5는 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 컬러 필터를 사용하는 탑 에미션 OLED 마이크로-캐비티 구조를 각각 갖는 4개의 서브 화소 영역의 도면이다.
도 6은 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 바텀 에미션 OLED 마이크로-캐비티 구조를 각각 갖는 3개의 서브 화소 영역의 도면이다.
도 7은 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 컬러 필터를 사용하는 바텀 에미션 OLED 마이크로-캐비티 구조를 각각 갖는 3개의 서브 화소 영역의 도면이다.
도 8A 내지 도 8O는 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 탑 에미션 OLED 마이크로-캐비티 구조를 각각 갖는 3개의 서브 화소 영역 제조 방법에 대한 예시적인 단계를 도시한다.
도 9A 내지 도 9M은 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 바텀 에미션 OLED 마이크로-캐비티 구조를 각각 갖는 3개의 서브 화소 영역 제조 방법에 대한 예시적인 단계를 도시한다.
도 10은 캐비티 전극층 상의 하부 투명 전극의 폭이 하부 투명 전극 상의 상부 투명 전극의 폭보다 큰 경우, 캐비티 전극의 에칭을 도시한다.
도 11은 캐비티 전극층 상의 하부 투명 전극의 폭이 하부 투명 전극 상의 상부 투명 전극의 폭보다 작은 경우, 캐비티 전극의 에칭을 도시한다.
도 12는 캐비티 전극층 상의 하부 투명 전극의 폭이 하부 투명 전극 상에 위치한 2개의 오정렬된 상부 투명 전극의 결합된 폭보다 작은 경우, 캐비티 전극의 에칭을 도시한다.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시형태들, 첨부된 도면들에 도시된 예시들에 대해 자세하게 설명될 것이다. 그러나, 본 발명은 다양한 형태로 구현될 수도 있으며, 본 명세서에 기재된 실시예들로 한정되도록 해석돼서는 안될 것이다. 도리어, 본 발명의 실시형태들은, 본 명세서의 개시가 빈틈없이 완전하며, 당업자에게 본 발명의 개념을 충분히 전달되도록, 제공된다. 도면들에서, 층들과 영역들의 두께는 명료함을 위해 과장된다. 도면들에서 동일한 도면 부호는 동일한 엘리먼트를 나타낸다.
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.
본 명세서에서 탑 에미션(top emission) 방식의 유기 발광 표시 장치는 유기 발광 소자에서 발광된 빛이 유기 발광 표시 장치 상부로 방출되는 유기 발광 표시 장치를 의미하는 것으로서, 유기 발광 소자에서 발광된 빛이 유기 발광 표시 장치를 구동하기 위한 박막 트랜지스터가 형성된 기판의 상면 방향으로 방출되는 유기 발광 표시 장치를 의미한다. 본 명세서에서 바텀 에미션(bottom emission) 방식의 유기 발광 표시 장치는 유기 발광 소자에서 발광된 빛이 유기 발광 표시 장치 하부로 방출되는 유기 발광 표시 장치를 의미하는 것으로서, 유기 발광 소자에서 발광된 빛이 유기 발광 표시 장치를 구동하기 위한 박막 트랜지스터가 형성된 기판의 하면 방향으로 방출되는 유기 발광 표시 장치를 의미한다. 본 명세서에서 양면 발광 방식의 유기 발광 표시 장치는 유기 발광 소자에서 발광된 빛이 유기 발광 표시 장치 상부 및 하부로 방출되는 유기 발광 표시 장치를 의미한다. 본 명세서에서 탑 에미션 방식과 바텀 에미션 방식과 양면 발광 방식의 유기 발광 표시 장치는 각각의 발광 방식의 구성에 최적화 되게끔 박막 트랜지스터와 애노드, 캐소드의 배치를 함으로써 박막 트랜지스터가 발광 소자의 발광 방향을 간섭하지 않게 최적화 배치를 할 수 있다.
본 명세서에서 플렉서블(flexible) 표시 장치는 연성이 부여된 표시 장치를 의미하는 것으로서, 굽힘이 가능한(bendable) 표시 장치, 롤링이 가능한(rollable) 표시 장치, 깨지지 않는(unbreakable) 표시 장치, 접힘이 가능한(foldable) 표시 장치 등과 동일한 의미로 사용될 수 있다. 본 명세서에서 플렉서블 유기 발광 표시 장치는 다양한 플렉서블 표시 장치 중 일 예이다.
본 명세서에서 투명 표시 장치는 시청자가 시인하는 표시 장치의 화면 중 적어도 일부 영역이 투명한 표시 장치를 의미한다. 본 명세서에서 투명 표시 장치의 투명도는 적어도 표시 장치의 뒤의 사물을 사용자가 인식할 수준인 정도를 의미한다. 본 명세서에서 투명 표시 장치는, 예를 들어, 투명 표시 장치 투과율이 적어도 20% 이상인 표시 장치를 의미한다.
본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하며, 당업자가 충분히 이해할 수 있듯이 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시 가능할 수도 있다.
도 2는 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 탑 에미션 OLED 마이크로-캐비티 구조를 각각 갖는 3개의 서브 화소 영역의 도면이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 적색 서브 화소 영역(R), 녹색 서브 화소 영역(G) 및 청색 서브 화소 영역(B)은 기판(201) 상에 형성된다. 적색 서브 화소 영역(R)에 대한 캐비티 전극(210R)은 기판(201) 상에 있다. 제1 애노드층(221R), 제2 애노드층(225R) 및 제3 애노드층(227R)은 캐비티 전극(210R) 상에 적층된다. 녹색 서브 화소 영역(G)에 대한 캐비티 전극(210G)은 기판(201) 상에 있다. 제1 애노드층(225G) 및 제2 애노드층(227G)은 캐비티 전극(210G) 상에 적층된다. 청색 서브 화소 영역(B)에 대한 캐비티 전극(210B)은 기판(201) 상에 있다. 제1 애노드층(227B)은 캐비티 전극(210B) 상에 적층된다. 적색 서브 화소 영역(R)은 공통 캐소드(260)와 제3 애노드층(227R) 사이에 위치된 적색 발광층(251)을 포함한다. 녹색 서브 화소 영역(G)은 공통 캐소드(260)와 제2 애노드층(227G) 사이에 위치된 녹색 발광층(252)을 포함한다. 청색 서브 화소 영역(B)은 공통 캐소드(260)와 제1 애노드층(227B) 사이에 위치된 청색 발광층(253)을 포함한다. 적색 서브 화소 영역(R), 녹색 서브 화소 영역(G) 및 청색 서브 화소 영역(B)은 뱅크(240)에 의해 분리된다. 적색 발광층(251), 녹색 발광층(252) 및 청색 발광층(253)은 동일한 두께를 갖는다.
도 2에 도시된 바와 같이, 공통 캐소드(260)와 적색 서브 화소 영역(R)에 대한 캐비티 전극(210R) 사이의 적색 서브 화소 영역(R)에서의 마이크로-캐비티 깊이(CDR)는 공통 캐소드(260)와 녹색 서브 화소 영역(G)에 대한 캐비티 전극(210G) 사이의 녹색 서브 화소 영역(G)에서의 마이크로-캐비티 깊이(CDG) 보다 크다. 공통 캐소드(260)와 청색 서브 화소 영역(B)에 대한 캐비티 전극(210B) 사이의 청색 서브 화소 영역(B)에서의 마이크로-캐비티 깊이(CDB)는 공통 캐소드(260)와 녹색 서브 화소 영역(G)에 대한 캐비티 전극(210G) 사이의 녹색 서브 화소 영역(G)에서의 마이크로-캐비티 깊이(CDG) 보다 작다. 적색 서브 화소 영역(R)에서의 제1 애노드층(221R), 제2 애노드층(225R) 및 제3 애노드층(227R)의 조합이 녹색 서브 화소 영역(G)에서의 제1 애노드층(225G) 및 제2 애노드층(227G)의 조합보다 두꺼우므로, 적색 서브 화소 영역(R)에서의 마이크로-캐비티 깊이(CDR)는 녹색 서브 화소 영역(G)에서의 마이크로-캐비티 깊이(CDG)보다 크다. 녹색 서브 화소 영역(G)에서의 제1 애노드층(225G) 및 제2 애노드층(227G)의 조합이 청색 서브 화소 영역(B)에서의 제1 애노드층(227G)보다 두꺼우므로, 녹색 서브 화소 영역(G)에서의 마이크로-캐비티 깊이(CDG)는 청색 서브 화소 영역(B)에서의 마이크로-캐비티 깊이(CDB)보다 크다.
도 2에 도시된 바와 같이, 마이크로-캐비티 깊이는 서브 화소에 대한 원하는 광 파장과 동일한 광학적 거리가 되도록 달리할 수 있다. 하나의 화소와 다른 화소 간의 상대적인 깊이는 상술한 실시형태에 제한되지 않는다. 예를 들어, 2개의 인접한 서브 화소에 대한 마이크로-캐비티 깊이는, 다른 서브 화소가 상이한 마이크로-캐비티 깊이를 가짐에도 불구하고 동일할 수도 있다. 마이크로-캐비티 깊이는 서브 화소에 제공된 제1 애노드층, 제2 애노드층 및 제3 애노드층의 두께에서의 차이에 의존한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 캐비티 전극(210)는 실질적으로 반사성인 반면, 공통 캐소드(260)는 반사성이면서 반투과성이다. 대체예에서, 공통 캐소드(260)는 제1 마이크로-캐비티 영역의 제1 캐소드층, 제2 마이크로-캐비티 영역의 제2 캐소드층 및 제3 마이크로-캐비티 영역의 제3 캐소드층으로 형성될 수 있고, 제1 캐소드층, 제2 캐소드층 및 제3 캐소드층은 서로 분리된다. 적색광(RCL)의 휘도가 보강 간섭에 의해 증가하도록, 적색광(RCL)은 전체 마이크로-캐비티 깊이(CDR)에 걸쳐 공통 캐소드(260)와 캐비티 전극(210R) 사이에서 전후로 반사한다. 녹색광(GCL)의 휘도가 보강 간섭에 의해 증가하도록, 녹색광(GCL)은 전체 마이크로-캐비티 깊이(CDG)에 걸쳐 공통 캐소드(260)와 캐비티 전극(210G) 사이에서 전후로 반사한다. 청색광(BCL)의 휘도가 보강 간섭에 의해 증가하도록, 청색광(BCL)은 전체 마이크로-캐비티 깊이(CDB)에 걸쳐 공통 캐소드(260)와 캐비티 전극(210B) 사이에서 전후로 반사한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 적색광(RCL)의 파장이 청색광(BCL)의 파장보다 기므로, 적색 서브 화소 영역(R)에 대한 마이크로-캐비티(CDR) 깊이는 청색 서브 화소 영역(B)에 대한 마이크로-캐비티 깊이(CDB)보다 크도록 구성된다. 도 2에 도시된 바와 같이, 녹색광(GCL)의 파장이 청색광(BCL)의 파장보다 기므로, 녹색 서브 화소 영역(G)에 대한 마이크로-캐비티(CDG) 깊이는 청색 서브 화소 영역(B)에 대한 마이크로-캐비티 깊이(CDB)보다 크도록 구성된다. 도 2에 도시된 바와 같이, 적색광(RCL)의 파장이 녹색광(GCL)의 파장보다 기므로, 적색 서브 화소 영역(R)에 대한 마이크로-캐비티(CDR) 깊이는 녹색 서브 화소 영역(G)에 대한 마이크로-캐비티 깊이(CDG)보다 크도록 구성된다.
서브 화소 영역(R, G, B) 각각에서의 제1 애노드층(221R, 225G, 227B)의 폭(WA)은 서브 화소 영역(R, G, B) 각각에서의 캐비티 전극(210R, 210G, 210B)의 폭(WR)보다 크다. 제1 애노드층(221R, 225G, 227B)의 폭(WA)이 캐비티 전극(210R, 210G, 210B)의 폭(WR)보다 넓으므로, 제1 애노드층(221R, 225G, 227B) 각각은 캐비티 전극(210R, 210G, 210B) 각각의 적어도 일 측을 넘도록 중첩한다. 제1 애노드층(221R, 225G, 227B)은, 예를 들어, 산화 인듐 주석(ITO)으로 제조되는 투명 전극이다. 캐비티 전극(210R, 210G, 210B)은 은(Ag) 또는 은 합금과 같은 반사성 금속으로 제조될 수 있다.
서브 화소 영역(R, G, B)으로부터 발광된 광이 캐비티 전극(210R, 210G, 210B)으로부터 반사되어 공통 캐소드(260)를 통과하므로, 도 2에 도시된 OLED 마이크로-캐비티 구조는 탑 에미션(top emission) 장치이다. 탑 에미션 장치에서, 공통 캐소드는 반투과성이면서 반사성인 반면에, 캐비티 전극은 바람직하게는 실질적으로 반사성을 갖는다. 바텀 에미션(bottom emission) 장치에서, 공통 캐소드는 실질적으로 반사성인 반면에, 캐비티 전극은 반투과성이면서 반사성이다.
도 3은 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 구동 회로에 연결된 탑 에미션 OLED 마이크로-캐비티 구조를 갖는 서브 화소 영역의 도면이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 적색 서브 화소 영역(R)의 캐비티 전극(210R)은 표시 기판(271) 상에 장착된 구동 장치(272)에 접할 수 있다. OLED 장치 용 표시 기판(271)은 구동 장치(272) 위에 놓인 패시베이션층(273) 상의 평탄화층일 수 있다.
도 4는 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 탑 에미션 OLED 마이크로-캐비티 구조를 각각 갖는 3개의 서브 화소 영역의 도면이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 적색 서브 화소 영역(R), 녹색 서브 화소 영역(G) 및 청색 서브 화소 영역(B)은 기판(301) 상에 형성된다. 적색 서브 화소 영역(R)에 대한 캐비티 전극(310R)은 기판(301) 상에 형성된다. 제1 애노드층(321R), 제2 애노드층(325R) 및 제3 애노드층(327R)은 캐비티 전극(310R) 상에 적층된다. 녹색 서브 화소 영역(G)에 대한 캐비티 전극(310G)은 기판(301) 상에 형성된다. 제1 애노드층(321G) 및 제2 애노드층(325G)은 캐비티 전극(310G) 상에 적층된다. 청색 서브 화소 영역(B)에 대한 캐비티 전극(310B)은 기판(301) 상에 형성된다. 제1 애노드층(321B)은 캐비티 전극(310B) 상에 적층된다. 연속적인 백색 발광층(351)은 적색 서브 화소 영역(R)의 제3 애노드층(327R), 녹색 서브 화소 영역(G)의 제2 애노드층(325G), 청색 서브 화소 영역(B)의 제1 애노드층(321B) 및 서브 화소 영역 사이의 뱅크(340)상에 위치된다. 공통 캐소드(360)는 백색 발광층(351) 상에 형성된다. 적색 서브 화소 영역(R), 녹색 서브 화소 영역(G) 및 청색 서브 화소 영역(B)은, 서브 화소 영역으로부터 발광되는 색의 광 파장에 대응하는 깊이를 각각 갖는 마이크로-캐비티 구조(CDR, CDG, CDB)를 가질 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 공통 캐소드(360)는 반사성이면서 반투과성이다. 적색광(RCL)의 휘도가 보강 간섭에 의해 증가하도록, 적색광(RCL)은 전체 마이크로-캐비티 깊이(CDR)에 걸쳐 공통 캐소드(360)과 캐비티 전극(310R) 사이에서 전후로 반사한다. 녹색광(GCL)의 휘도가 보강 간섭에 의해 증가하도록, 녹색광(GCL)은 전체 마이크로-캐비티 깊이(CDG)에 걸쳐 공통 캐소드(360)과 캐비티 전극(310G) 사이에서 전후로 반사한다. 청색광(BCL)의 휘도가 보강 간섭에 의해 증가하도록, 청색광(BCL)은 전체 마이크로-캐비티 깊이(CDB)에 걸쳐 공통 캐소드(360)과 캐비티 전극(310B) 사이에서 전후로 반사한다.
도 5는 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 컬러 필터를 사용하는 탑 에미션 OLED 마이크로-캐비티 구조를 각각 갖는 4개의 서브 화소 영역의 도면이다. 도 5에 도시된 4개의 서브 화소 영역은, 도 4에 도시된 공통 캐소드 및 애노드층과 동일한 공통 캐소드 및 애노드층을 갖는다. 도 5의 4개의 서브 화소 영역은 장치 기판(454) 상의 구동 회로(453)를 각각 갖는 것으로 도시되고, 청색 서브 화소 영역(B), 녹색 서브 화소 영역(G) 및 적색 서브 화소 영역(R) 각각에 대한 청색 컬러 필터(473), 녹색 컬러 필터(472) 및 적색 컬러 필터(471)와 함께, 백색 발광층(455, 456)은 뱅크층(440)상에서 백색 서브 화소 영역(W), 청색 서브 화소 영역(B), 녹색 서브 화소 영역(G) 및 적색 서브 화소 영역(R) 각각에 대해 제공된다.
도 5에 도시된 바와 같이, 적색 서브 화소 영역(R), 녹색 서브 화소 영역(G) 및 청색 서브 화소 영역(B)에 대한 적색 컬러 필터(471), 녹색 컬러 필터(472) 및 청색 컬러 필터(473)는 공통 캐소드(460) 상의 블랙 매트릭스(480)에 있다. 백색 서브 화소 영역(W)에 대한 투명 수지층이 공통 캐소드(460) 상의 블랙 매트릭스(480)에 있을 수도 있다. 투명 커버층(490)은 블랙 매트릭스(480) 상에 있다. 연속적인 청색 발광층(455) 및 연속적인 청색 발광층(455) 상의 연속적인 황색 발광층(456) 둘 모두는 백색 발광층(455, 456)을 형성한다. 2개 이상의 발광층들의 다른 조합이 백색 발광층을 형성하는데 사용될 수 있다. 대체예에서, 청색 발광층 및 청색 발광층 상의 황색 발광층의 쌍은 각각의 서브 화소 영역에 개별적으로 형성될 수 있다.
청색 애노드층(411B)의 전체 두께가 녹색 애노드층(411G)의 전체 두께보다 작은 반면, 적색 애노드층(411R)의 전체 두께는 녹색 애노드층(411G)의 전체 두께보다 크다. 적색광(RCL)의 휘도가 적색 컬러 필터(471)를 통과한 반사된 광 파장의 보강 간섭에 의해 증가하도록, 백색 발광층(455, 456)으로부터의 광 파장이 공통 캐소드(460)와 캐비티 전극(410R) 사이에서 전후로 반사한 후, 적색광(RCL)은 적색 컬러 필터(471)를 통과한다. 녹색광(GCL)의 휘도가 녹색 컬러 필터(472)를 통과한 반사된 광 파장의 보강 간섭에 의해 증가하도록, 백색 발광층(455, 456)으로부터의 광 파장이 공통 캐소드(460)와 캐비티 전극(410G) 사이에서 전후로 반사한 후, 녹색광(GCL)은 녹색 컬러 필터(472)를 통과한다. 청색광(BCL)의 휘도가 청색 컬러 필터(473)를 통과한 반사된 광 파장의 보강 간섭에 의해 증가하도록, 백색 발광층(455, 456)으로부터의 광 파장이 공통 캐소드(460)와 캐비티 전극(410B) 사이에서 전후로 반사한 후, 청색광(BCL)은 청색 컬러 필터(473)를 통과한다. 백색광(WCL)은, 백색 발광층(455, 456)으로부터의 광 파장이 공통 캐소드(460)와 캐비티 전극(410B) 사이에서 전후로 반사한 후, 투명 커버층(490)을 통과한다. 대체예에서, 백색광(WCL)은 백색 발광층(455, 456)으로부터의 광 파장이 공통 캐소드(460)와 캐비티 전극(410B) 사이에서 전후로 반사한 후, 투명 수지층을 통과할 수도 있다.
백색 서브 화소 영역(W)은 넓은 스펙트럼 파장을 발광하고, 백색 애노드층(411W)의 전체 두께가 청색 애노드층(411B)의 전체 두께와 동일한 경우, 백색 서브 화소 영역(W)은 백색광(WCL)의 청색 파장에 대해서 공통 캐소드(460)와 캐비티 전극(410W) 사이의 내부 반사를 가질 수 있다. 대체예에서, 백색 애노드층(411W)의 전체 두께가 적색 애노드층(411R)의 전체 두께와 동일한 경우, 백색 서브 화소 영역(W)은 백색광(WCL)의 적색 파장에 대해서 공통 캐소드(460)와 캐비티 전극(410W) 사이의 내부 반사를 가질 수 있다. 대체예에서, 백색 애노드층(411W)의 전체 두께가 녹색 애노드층(411G)의 전체 두께와 동일한 경우, 백색 서브 화소 영역(W)은 백색광(WCL)의 녹색 파장에 대해서 공통 캐소드(460)와 캐비티 전극(410W) 사이의 내부 반사를 가질 수 있다.
도 6은 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 바텀 에미션 OLED 마이크로-캐비티 구조를 각각 갖는 3개의 서브 화소 영역의 도면이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 적색 서브 화소 영역(R), 녹색 서브 화소 영역(G) 및 청색 서브 화소 영역(B)은 기판(501) 상에 형성된다. 적색 서브 화소 영역(R)에 대한 캐비티 전극(510R)은 기판(501) 상에 형성된다. 제1 애노드층(521R), 제2 애노드층(525R) 및 제3 애노드층(527R)은 캐비티 전극(510R) 상에 적층된다. 녹색 서브 화소 영역(G)에 대한 캐비티 전극(510G)은 기판(501) 상에 형성된다. 제1 애노드층(525G) 및 제2 애노드층(527G)은 캐비티 전극(510G) 상에 적층된다. 청색 서브 화소 영역(B)에 대한 캐비티 전극(510B)은 기판(501) 상에 형성된다. 제1 애노드층(527B)은 캐비티 전극(510B) 상에 적층된다. 청색 발광층(555) 및 청색 발광층(555) 상의 황색 발광층(556) 둘 모두는 적색 서브 화소 영역(R), 녹색 서브 화소 영역(G) 및 청색 서브 화소 영역(B)에 백색 발광층(555, 556)을 형성한다. 백색 발광층(555, 556)은 적색 서브 화소 영역(R)의 공통 캐소드(560)와 제3 애노드층(527R) 사이에 위치된다. 백색 발광층(555, 556)은 청색 서브 화소 영역(B)의 공통 캐소드(560)와 제1 애노드층(527B) 사이에 위치된다. 적색 버스 화소 영역(R)에서의 제3 애노드층(527R), 녹색 서브 화소 영역(G)에서의 제2 애노드층(527G), 및 청색 서브 화소 영역(B)에서의 제1 애노드층(527B)은 뱅크(540)에 의해 분리된다. 대체예에서, 각각의 애노드층 상의 발광층은 적색 서브 화소 영역에서의 적색 발광층, 녹색 서브 화소 영역에서의 녹색 발광층 및 청색 서브 화소 영역에서의 청색 발광층일 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 공통 캐소드(560)와 적색 서브 화소 영역(R)에 대한 캐비티 전극(510R) 사이의 적색 서브 화소 영역(R)에서의 마이크로-캐비티 깊이(CDR)는 공통 캐소드(560)와 녹색 서브 화소 영역(G)에 대한 캐비티 전극(510G) 사이의 녹색 서브 화소 영역(G)에서의 마이크로-캐비티 깊이(CDG)보다 크다. 공통 캐소드(560)와 청색 서브 화소 영역(B)에 대한 캐비티 전극(510B) 사이의 청색 서브 화소 영역(B)에서의 마이크로-캐비티 깊이(CDB)는 공통 캐소드(560)와 녹색 서브 화소 영역(G)에 대한 캐비티 전극(510G) 사이의 녹색 서브 화소 영역(G)에서의 마이크로-캐비티 깊이(CDG)보다 작다. 적색 서브 화소 영역(R)에서의 제1 애노드층(521R), 제2 애노드층(525R) 및 제3 애노드층(527R)의 조합이 녹색 서브 화소 영역(G)에서의 제1 애노드층(525G) 및 제2 애노드층(527G)의 조합보다 두꺼우므로, 적색 서브 화소 영역(R)에서의 마이크로-캐비티 깊이(CDR)는 녹색 서브 화소 영역(G)에서의 마이크로-캐비티 깊이(CDG)보다 크다. 녹색 서브 화소 영역(G)에서의 제1 애노드층(525G) 및 제2 애노드층(527G)의 조합이 청색 서브 화소 영역(B)에서의 제1 애노드층(527B)보다 두꺼우므로, 녹색 서브 화소 영역(G)에서의 마이크로-캐비티 깊이(CDG)는 청색 서브 화소 영역(B)에서의 마이크로-캐비티 깊이(CDB)보다 크다.
도 6에 도시된 바와 같이, 적색광(RCL), 녹색광(GCL) 및 청색광(BCL)은 기판(501)으로부터 발광된다. 적색 컬러 필터(511)는 적색 서브 화소 영역(R)의 캐비티 전극(510R)에 대응하는 기판(501)에 있다. 녹색 컬러 필터(512)는 녹색 서브 화소 영역(G)의 캐비티 전극(510G)에 대응하는 기판(501)에 있다. 청색 컬러 필터(513)는 청색 서브 화소 영역(B)의 캐비티 전극(510B)에 대응하는 기판(501)에 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 공통 캐소드(560)는 실질적으로 반사성이고, 캐비티 전극(510R, 510G, 510B)은 반투과성이면서 반사성이다. 적색광(RCL)의 휘도가 적색 컬러 필터(511)를 통과한 반사된 광 파장의 보강 간섭에 의해 증가하도록, 백색 발광층(555, 556)으로부터의 광 파장이 공통 캐소드(560)와 캐비티 전극(510R) 사이에서 전후로 반사한 후, 적색광(RCL)은 적색 컬러 필터(511)를 통과한다. 녹색광(GCL)의 휘도가 녹색 컬러 필터(512)를 통과한 반사된 광 파장의 보강 간섭에 의해 증가하도록, 백색 발광층(555, 556)으로부터의 광 파장이 공통 캐소드(560)와 캐비티 전극(510G) 사이에서 전후로 반사한 후, 녹색광(GCL)은 녹색 컬러 필터(512)를 통과한다. 청색광(BCL)의 휘도가 청색 컬러 필터(513)를 통과한 반사된 광 파장의 보강 간섭에 의해 증가하도록, 백색 발광층(555, 556)으로부터의 광 파장이 공통 캐소드(560)와 캐비티 전극(510B) 사이에서 전후로 반사한 후, 청색광(BCL)은 청색 컬러 필터(513)를 통과한다.
도 6에 도시된 바와 같이, 적색 서브 화소 영역(R)에서의 캐비티 전극(510R), 녹색 서브 화소 영역(G)에서의 캐비티 전극(510G), 및 청색 서브 화소 영역(B)에서의 캐비티 전극(510B) 각각은 반사성이면서 반투과성이다. 반사성이면서 반투과성인 캐비티 전극은 은(Ag), 또는 은(Ag)과 마그네슘(Mg)의 은 합금과 같은 매우 얇은 금속층일 수 있다. 대체예에서, 반사성이면서 반투과성인 캐비티 전극은 ITO와 같은 투명 도전성 물질층 상의 금속 또는 금속 합금의 매우 얇은 층일 수 있다.
도 7은 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 컬러 필터를 사용하는 바텀 에미션 OLED 마이크로-캐비티 구조를 각각 갖는 3개의 서브 화소 영역의 도면이다. 도 7의 3개의 서브 화소 영역(R, G, B)은 도 6에 도시된 공통 캐소드 및 애노드층과 동일한 공통 캐소드 및 애노드층을 갖는다. 도 6의 3개의 서브 화소 영역과는 달리, 도 7의 3개의 서브 화소 영역은 장치 기판(671) 상의 구동 회로(672)를 각각 갖는 것으로 도시된다.
도 7에 도시된 바와 같이, 3개의 서브 화소 영역(R, G, B)은 뱅크(640)에 의해 분리된다. 적색 서브 화소 영역(R), 녹색 서브 화소 영역(G) 및 청색 서브 화소 영역(B)에 대한 적색 컬러 필터(673), 녹색 컬러 필터(674) 및 청색 컬러 필터(675)는 오버 코팅층(602)에 있다. 적색 컬러 필터(673)는 적색 서브 화소 영역(R)에서의 반투과성 캐비티 전극(614R) 아래에서 오버 코팅층(602)에 있다. 녹색 컬러 필터(674)는 녹색 서브 화소 영역(G)에서의 반투과성 캐비티 전극(614G) 아래에서 오버 코팅층(602)에 있다. 청색 컬러 필터(675)는 청색 서브 화소 영역(B)에서의 반투과성 캐비티 전극(614B) 아래에서 오버 코팅층(602)에 있다.
청색 애노드층(615B)의 전체 두게는 녹색 애노드층(615G)의 전체 두께보다 작은 반면, 적색 애노드층(615R)의 전체 두께는 녹색 애노드층(615G)의 전체 두께보다 크다. 적색광(RCL)의 휘도가 적색 컬러 필터(673)를 통과한 반사된 광 파장의 보강 간섭에 의해 증가하도록, 백색 발광층(655, 656)으로부터의 광 파장이 공통 캐소드(660)와 캐비티 전극(614R) 사이에서 전후로 반사한 후, 적색광(RCL)은 적색 컬러 필터(673)를 통과한다. 녹색광(GCL)의 휘도가 녹색 컬러 필터(674)를 통과한 반사된 광 파장의 보강 간섭에 의해 증가하도록, 백색 발광층(655, 656)으로부터의 광 파장이 공통 캐소드(660)와 캐비티 전극(614G) 사이에서 전후로 반사한 후, 녹색광(GCL)은 녹색 컬러 필터(674)를 통과한다. 청색광(BCL)의 휘도가 청색 컬러 필터(675)를 통과한 반사된 광 파장의 보강 간섭에 의해 증가하도록, 백색 발광층(655, 656)으로부터의 광 파장이 공통 캐소드(660)와 캐비티 전극(614B) 사이에서 전후로 반사한 후, 청색광(BCL)은 청색 컬러 필터(675)를 통과한다.
도 8A 내지 도 8O는 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 탑 에미션 OLED 마이크로-캐비티 구조를 각각 갖는 3개의 서브 화소 영역 제조 방법에 대한 예시적인 단계를 도시한다. 도 8A에 도시된 바와 같이, 탑 에미션 OLED 마이크로-캐비티 구조를 각각 갖는 3개의 서브 화소 영역 제조 방법은, 각각의 서브 화소 영역에 대한 구동 장치 위에 위치된 평탄화층일 수도 있는 기판(701) 상에서 시작한다. 탑 에미션 장치를 위해 실질적으로 반사성인 캐비티 전극층(710)은, 도 8B에 도시된 바와 같이, 기판(701) 상에서 스퍼터링에 의해 증착되는 은(Ag) 또는 은 합금으로 제조될 수 있다. 도 8C에 도시된 바와 같이, ITO와 같은 투명 물질의 제1 소정의 두께의 제1 투명 층(721)이 캐비티 전극층(710) 상에 증착된다. 제1 노광 공정은 제1 투명층(721) 상의 포토레지스트(722)를 패터닝한다. 도 8D에 도시된 바와 같이, 제1 패터닝된 포토레지스트(722)는 적색 서브 화소 영역(R)에서의 제1 투명층(721) 상에 형성된다. 예를 들어, 옥살산(oxalic acid)을 사용하는 제1 투명층(721)의 습식 식각은 적색 서브 화소 영역(R)에서의 제1 투명 전극(721R)을 형성한다. 도 8E에 도시된 바와 같이, 적색 서브 화소 영역(R)에서의 제1 투명 전극(721R)의 형성은 제1 투명 전극(721R) 주변에 일부 잔여물(721’)을 야기한다.
도 8F에 도시된 바와 같이, ITO와 같은 투명 물질의 제2 소정의 두께의 제2 투명 층(725)이 캐비티 전극층(710) 및 적색 서브 화소 영역(R)에서의 제1 투명 전극(721R) 상에 증착된다. 제2 노광 공정은 제2 투명층(725) 상의 포토레지스트(726)를 패터닝한다. 도 8G에 도시된 바와 같이, 제2 패터닝된 포토레지스트(726)는 적색 서브 화소 영역(R)에서의 제2 투명층(725) 및 녹색 서브 화소 영역(G) 에서의 제2 투명층(725) 상에 형성된다. 예를 들어, 옥살산을 사용하는 제2 투명층(725)의 습식 식각은 적색 서브 화소 영역(R)에서의 제1 투명 전극(721R) 상의 제2 투명 전극(725R) 및 녹색 서브 화소 영역(G)에서의 제1 투명 전극(725G)을 형성한다. 도 8H에 도시된 바와 같이, 적색 서브 화소 영역(R)에서의 제2 투명 전극(725R) 및 녹색 서브 화소 영역(G)에서의 제1 투명 전극(725G)의 형성은 제1 투명 전극(721R) 및 제2 투명 전극(725R) 주변과 제1 투명 전극(725G) 주변에 추가 잔여물(725’)을 야기한다.
도 8I에 도시된 바와 같이, ITO와 같은 투명 물질의 제3 소정의 두께의 제3 투명 층(727)이 캐비티 전극층(710), 적색 서브 화소 영역(R)에서의 제1 투명 전극(721R), 및 녹색 서브 화소 영역(G)에서의 제1 투명 전극(725G) 상에 증착된다. 제3 노광 공정은 제3 투명층(727) 상의 포토레지스트(728)를 패터닝한다. 도 8I에 도시된 바와 같이, 제3 패터닝된 포토레지스트(728)는 적색 서브 화소 영역(R)에서의 제3 투명층(727), 녹색 서브 화소 영역(G)에서의 제3 투명층(727) 및 청색 서브 화소 영역(B)에서의 제3 투명층(727) 상에 형성된다. 예를 들어, 옥살산을 사용하는 제3 투명층(725)의 습식 식각은 적색 서브 화소 영역(R)에서의 제2 투명 전극(725R) 상의 제3 투명 전극(727R), 녹색 서브 화소 영역(G)에서의 제1 투명 전극(725G) 상의 제2 투명 전극(727G) 및 청색 서브 화소 영역(B)에서의 제1 투명 전극(727B)을 형성한다. 도 8J에 도시된 바와 같이, 적색 서브 화소 영역(R)에서의 제3 투명 전극(727R), 녹색 서브 화소 영역(G)에서의 제2 투명 전극(727G) 및 청색 서브 화소 영역(B)에서의 제1 투명 전극(727B)의 형성은 제1 투명 전극(721R), 제2 투명 전극(725R) 및 제3 투명 전극(727R) 주변, 제1 투명 전극(725G) 및 제2 투명 전극(727G) 주변과 제1 투명 전극(727B) 주변에 추가적인 잔여물(727’)을 야기한다.
잔여물(721’, 725’, 727’)은 제1 투명층(721), 제2 투명층(725) 및 제3 투명층(727)의 에칭으로부터 축적될 수 있다. 잔여물(721’, 725’, 727’)은 도전성이고, 인접 서브 화소 사이의 단락을 야기할 수 있다. 도 8J에 도시된 바와 같이, 적색 서브 화소 영역(R) 및 녹색 서브 화소 영역(G)은 잔여물(721’, 725’, 727’)이 남겨지는 경우 적색 서브 화소 영역(R)과 녹색 서브 화소 영역(G) 사이의 단락을 야기할 수 있는 최대 축적을 갖는다.
도 8K에 도시된 바와 같이, 잔여물(721’, 725’, 727’)은, 적색 서브 화소 영역(R)에서의 캐비티 전극(710R), 녹색 서브 화소 영역(G)에서의 캐비티 전극(710G) 및 청색 서브 화소 영역(B)에서의 캐비티 전극(710B)을 형성하기 위한 캐비티 전극층(710)의 습식 식각 동안 제거된다. 예를 들어, 캐비티 전극층(710)에 대한 습식 식각제는 알루미늄(Al), 은(Ag), 은 합금 또는 그 외 다른 금속 물질 및 이를 포함하는 합금 물질 등으로 구성된 금속 물질을 습식 식각할 수 있는 물질로 구성될 수 있다. 또한, 제3 투명층(727) 상의 포토레지스트(728)는 캐비티 전극층(710)의 습식 식각 전 또는 캐비티 전극층(710)의 습식 식각 후에 제거될 수 있다. 이는 제3 투명층(727) 또는 포토레지스트(728)이 캐비티 전극층(710)을 습식 식각하기 위한 마스크 역할을 할 수 있음을 의미한다. 캐비티 전극층(710)의 습식 식각 동안, 적색 서브 화소 영역(R)에서의 제1 투명 전극(721R), 녹색 서브 화소 영역(G)에서의 제1 투명 전극(725G) 및 청색 서브 화소 영역(B)에서의 제1 투명 전극(727B) 각각은 적색 서브 화소 영역(R)에서의 캐비티 전극(710R), 녹색 서브 화소 영역(G)에서의 캐비티 전극(710G) 및 청색 서브 화소 영역(B)에서의 캐비티 전극(710B)에 대한 마스크로서 기능한다. 캐비티 전극층(710)의 습식 식각은 적색 서브 화소 영역(R)에서의 제1 투명 전극(721R), 녹색 서브 화소 영역(G)에서의 제1 투명 전극(725G) 및 청색 서브 화소 영역(B)에서의 제1 투명 전극(727B) 아래를 언더컷(undercut)한다. 따라서, 도 8L에 도시된 바와 같이, 적색 서브 화소 영역(R)에서의 캐비티 전극(710R), 녹색 서브 화소 영역(G)에서의 캐비티 전극(710G) 및 청색 서브 화소 영역(B)에서의 캐비티 전극(710B) 각각은 적색 서브 화소 영역(R)에서의 제1 투명 전극(721R), 녹색 서브 화소 영역(G)에서의 제1 투명 전극(725G) 및 청색 서브 화소 영역(B)에서의 제1 투명 전극(727B)의 측부에 거리(U)만큼 적게 중첩한다.
도 8M에 도시된 바와 같이, 다른 서브 화소 영역의 투명 전극 및 캐비티 전극으로부터 일 서브 화소 영역의 투명 전극 및 캐비티 전극을 분리하고 고립시키기 위해, 절연 물질의 뱅크(740)가 서브 화소 영역(R, G, B)의 주변부에 형성된다. 도 8N에 도시된 바와 같이, 적색 발광층(751)은 적색 서브 화소 영역(R)의 제3 투명 전극(727R) 상에 증착되고, 녹색 발광층(752)은 녹색 서브 화소 영역(G)의 제2 투명 전극(727G) 상에 증착되며, 청색 발광층(753)은 청색 서브 화소 영역(B)의 제1 투명 전극(727B) 상에 증착된다. 적색 발광층(751), 녹색 발광층(752) 및 청색 발광층(753) 모두가 동일한 두께를 가지므로, 적색 발광층(751), 녹색 발광층(752) 및 청색 발광층(753) 각각은 FMM을 사용하는 증발 증착 기술을 사용하여 미세하게 정의될 수 있다. 다른 방법으로, 연속적인 백색 발광층은 서브 화소의 색상을 위한 컬러 필터를 갖는 각각의 서브 화소를 가지는 OLED 표시 장치의 서브 화소에 걸쳐 증착될 수 있다.
도 8O에 도시된 바와 같이, 공통 캐소드(760)는 뱅크(740), 및 적색 발광층(751), 녹색 발광층(752) 및 청색 발광층(753)에 걸쳐 증착된다. 공통 캐소드(760)는 탑 에미션 OLED 장치를 위해 반사성이면서 반투과성이고, 예를 들어, 은(Ag)과 마그네슘(Mg)의 합금의 매우 얇은 층으로 제조될 수 있다.
적색 서브 화소 영역(R)에서의 마이크로-캐비티 깊이(CDR)는 제1 애노드층(721R), 제2 애노드층(725R), 제3 애노드층(727R) 및 적색 발광층(751)의 조합된 두께이다. 녹색 서브 화소 영역(G)에서의 마이크로-캐비티 깊이(CDG)는 제1 애노드층(725G), 제2 애노드층(727G) 및 녹색 발광층(752)의 조합된 두께이다. 청색 서브 화소 영역(B)에서의 마이크로-캐비티 깊이(CDB)는 청색 서브 화소 영역(B)에서의 제1 애노드층(727B) 및 청색 발광층(753)의 조합된 두께이다. 본 발명의 예시적인 실시형태에서 각각의 발광층의 두께가 동일하므로, 서브 화소에 대한 마이크로-캐비티 깊이는 서브 화소에서의 애노드층의 개수에 기초한다. 각각의 서브 화소에 적절한 개수의 애노드층을 제공하는 3개의 노광 공정에서 3개의 마스크가 사용된다.
도 9A 내지 도 9M은 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 바텀 에미션 OLED 마이크로-캐비티 구조를 각각 갖는 3개의 서브 화소 영역 제조 방법에 대한 예시적인 단계를 도시한다. 도 9A에 도시된 바와 같이, 바텀 에미션 OLED 마이크로-캐비티 구조를 각각 갖는 3개의 서브 화소 영역 제조 방법은, 서브 화소 영역에 대한 구동 장치 위에 위치된 평탄화층일 수도 있는 기판(801) 상에서 시작한다. 적색 컬러 필터(811), 녹색 컬러 필터(812) 및 청색 컬러 필터(813)는 기판(810)의 적색 서브 화소 영역(R), 녹색 서브 화소 영역(G) 및 청색 서브 화소 영역(B)에 각각 대응한다. 도 9B에 도시된 바와 같이, 바텀 에미션 장치를 위해 반투과성이면서 반사성인 캐비티 전극(810)은 기판(801) 상에서 스퍼터링에 의해 증착되는 은(Ag) 또는 은 합금으로 제조될 수 있다.
도 9B에 도시된 바와 같이, ITO와 같은 투명 물질의 제1 소정의 두께의 제1 투명 층(821)이 캐비티 전극층(810) 상에 증착된다. 제1 노광 공정은 제1 투명층(821) 상의 포토레지스트(822)를 패터닝한다. 도 9C에 도시된 바와 같이, 제1 패터닝된 포토레지스트(822)는 적색 서브 화소 영역(R), 녹색 서브 화소 영역(G) 및 청색 서브 화소 영역(B)에서의 제1 투명층(821) 상에 형성된다. 예를 들어, 옥살산을 사용하는 제1 투명층(821)의 습식 식각은, 도 9D에 도시된 바와 같이, 적색 서브 화소 영역(R)에서의 제1 투명 전극(821R), 녹색 서브 화소 영역(G)에서의 제1 투명 전극(821G) 및 청색 서브 화소 영역(B)에서의 제1 투명 전극(821B)을 형성한다. 도 9D에 도시된 바와 같이, 적색 서브 화소 영역(R), 녹색 서브 화소 영역(G) 및 청색 서브 화소 영역(B)에서의 제1 투명 전극(821R, 821G, 821B)의 형성은 , 적색 서브 화소 영역(R), 녹색 서브 화소 영역(G) 및 청색 서브 화소 영역(B) 각각에서의 제1 투명 전극(821R, 821G, 821B) 주변에 일부 잔여물(821’)을 야기한다.
도 9E에 도시된 바와 같이, ITO와 같은 투명 물질의 제2 소정의 두께의 제2 투명 층(825)이 캐비티 전극층(810), 및 적색 서브 화소 영역(R), 녹색 서브 화소 영역(G) 및 청색 서브 화소 영역(B)에서의 제1 투명 전극(821R, 821G, 821B) 상에 증착된다. 제2 노광 공정은 제2 투명층(825) 상의 포토레지스트(826)를 패터닝한다. 도 9F에 도시된 바와 같이, 제2 패터닝된 포토레지스트(826)는 적색 서브 화소 영역(R)에서의 제2 투명층(825) 및 녹색 서브 화소 영역(G) 에서의 제2 투명층(825) 상에 형성된다. 예를 들어, 옥살산을 사용하는 제2 투명층(825)의 습식 식각은, 도 9G에 도시된 바와 같이, 적색 서브 화소 영역(R)에서의 제1 투명 전극(821R) 상의 제2 투명 전극(825R) 및 녹색 서브 화소 영역(G)에서의 제1 투명 전극(821G) 상의 제2 투명 전극(825G)을 형성한다. 도 9G에 도시된 바와 같이, 적색 서브 화소 영역(R)에서의 제2 투명 전극(825R) 및 녹색 서브 화소 영역(G)에서의 제2 투명 전극(825G)의 형성은 적색 서브 화소 영역(R)에서의 제1 투명 전극(821R) 및 녹색 서브 화소 영역(G)에서의 제1 투명 전극(821G) 주변에 추가 잔여물(825’)을 야기한다.
도 9H에 도시된 바와 같이, ITO와 같은 투명 물질의 제3 소정의 두께의 제3 투명 층(827)이 캐비티 전극(810), 및 적색 서브 화소 영역(R)에서의 제2 투명 전극(825R), 녹색 서브 화소 영역(G) 에서의 제2 투명 전극(825G) 및 청색 서브 화소 영역(B)에서의 제1 투명 전극(821B) 상에 증착된다. 제3 노광 공정은 제3 투명층(827) 상의 포토레지스트(828)를 패터닝한다. 도 9I에 도시된 바와 같이, 제3 패터닝된 포토레지스트(828)는 적색 서브 화소 영역(R)에서의 제3 투명층(827) 상에 형성된다. 예를 들어, 옥살산을 사용하는 제3 투명층(825)의 습식 식각은 적색 서브 화소 영역(R)에서의 제2 투명 전극(825R) 상의 제3 투명 전극(827R)을 형성한다. 도 9J에 도시된 바와 같이, 적색 서브 화소 영역(R)에서의 제3 투명 전극(827R)의 형성은 적색 서브 화소 영역(R)에서의 제1 투명 전극(821R) 주변에 추가적인 잔여물(827’)을 야기한다.
잔여물(821’, 825’, 827’)은 제1 투명층(821), 제2 투명층(825) 및 제3 투명층(827)의 에칭으로부터 축적될 수 있다. 잔여물(821’, 825’, 827’)은 도전성이고, 인접 서브 화소 사이의 단락을 야기할 수 있다. 도 9J에 도시된 바와 같이, 적색 서브 화소 영역(R) 및 녹색 서브 화소 영역(G)은 잔여물(821’, 825’, 827’)이 남겨지는 경우 적색 서브 화소 영역(R)과 녹색 서브 화소 영역(G) 사이의 단락을 야기할 수 있는 최대 축적을 갖는다.
도 9K에 도시된 바와 같이, 잔여물(821’, 825’, 827’)은, 적색 서브 화소 영역(R)에서의 캐비티 전극(810R), 녹색 서브 화소 영역(G)에서의 캐비티 전극(810G) 및 청색 서브 화소 영역(B)에서의 캐비티 전극(710B)을 형성하기 위한 캐비티 전극층(810)의 습식 식각 동안 제거된다. 예를 들어, 캐비티 전극층(810)에 대한 습식 식각제는 알루미늄(Al), 은(Ag), 은 합금 또는 그 외 다른 금속 물질 및 이를 포함하는 합금 물질 등으로 구성된 금속 물질을 습식 식각할 수 있는 물질로 구성될 수 있다. 또한, 제3 투명층(827) 상의 포토레지스트(828)는 캐비티 전극층(810)의 습식 식각 전 또는 캐비티 전극층(810)의 습식 식각 후에 제거될 수 있다. 이는 제3 투명층(827) 또는 포토레지스트(828)이 캐비티 전극층(810)을 습식 식각하기 위한 마스크 역할을 할 수 있음을 의미한다. 캐비티 전극층(810)의 습식 식각 동안, 적색 서브 화소 영역(R)에서의 제1 투명 전극(821R), 녹색 서브 화소 영역(G)에서의 제1 투명 전극(821G) 및 청색 서브 화소 영역(B)에서의 제1 투명 전극(821B) 각각은 적색 서브 화소 영역(R)에서의 캐비티 전극(810R), 녹색 서브 화소 영역(G)에서의 캐비티 전극(810G) 및 청색 서브 화소 영역(B)에서의 캐비티 전극(810B)에 대한 마스크로서 기능한다. 캐비티 전극층(810)의 습식 식각은 적색 서브 화소 영역(R)에서의 제1 투명 전극(821R), 녹색 서브 화소 영역(G)에서의 제1 투명 전극(821G) 및 청색 서브 화소 영역(B)에서의 제1 투명 전극(821B) 아래를 언더컷한다. 따라서, 도 9K에 도시된 바와 같이, 적색 서브 화소 영역(R)에서의 캐비티 전극(810R), 녹색 서브 화소 영역(G)에서의 캐비티 전극(810G) 및 청색 서브 화소 영역(B)에서의 캐비티 전극(810B) 각각은 적색 서브 화소 영역(R)에서의 제1 투명 전극(821R), 녹색 서브 화소 영역(G)에서의 제1 투명 전극(821G) 및 청색 서브 화소 영역(B)에서의 제1 투명 전극(821B)의 측부보다 적게 중첩한다.
도 9L에 도시된 바와 같이, 다른 서브 화소 영역의 투명 전극 및 캐비티 전극으로부터 일 서브 화소 영역의 투명 전극 및 캐비티 전극을 분리하고 고립시키기 위해, 절연 물질의 뱅크(840)가 서브 화소 영역(R, G, B)의 주변부에 형성된다. 도 9M에 도시된 바와 같이, 청색 발광층(855)이 적색 서브 화소 영역(R)에서의 제3 투명 전극(827R), 녹색 서브 화소 영역(G)에서의 제2 투명 전극(825G), 청색 서브 화소 영역(B)에서의 제1 투명 전극(821B) 및 뱅크(840) 상에 증착되고, 그 후, 황색 발광층(856)이 적색 서브 화소 영역(R)에서의 제3 투명 전극(827R), 녹색 서브 화소 영역(G)에서의 제2 투명 전극(825G), 청색 서브 화소 영역(B)에서의 제1 투명 전극(821B) 및 뱅크(840) 상에 증착된다. 다른 방법으로, 황색 발광층 및 녹색 발광층의 쌍이 뱅크(840) 사이의 각각의 서브 화소에 위치될 수 있다. 공통 캐소드(860)는 황색 발광층(856) 상에 증착된다. 공통 캐소드는 실질적으로 반사성이고, 예를 들어, 은(Ag), 은 합금 또는 다른 반사성 물질로 제조될 수 있다.
도 10은 캐비티 전극층 상의 하부 투명 전극의 폭이 하부 투명 전극 상의 상부 투명 전극의 폭보다 큰 경우, 캐비티 전극의 에칭을 도시한다. 도 10에 도시된 바와 같이, 제2 투명 전극(933) 및 제1 투명 전극(931)의 투명 전극 스택(stack)은 기판(901) 상의 캐비티 전극층(910) 상에 형성되고, 그 후, 패터닝된 캐비티 전극(910X)을 형성하기 위해 캐비티 전극층(910)의 습식 식각이 일어난다. 제1 투명 전극(931) 및 제2 투명 전극(933)의 형성으로부터의 잔여물(934)은 습식 식각에 의해 제거된다. 제1 투명 전극(931)의 폭(W1)은 패터닝된 캐비티 전극(910X)의 폭을 결정한다. 나아가, 캐비티 전극(910X)은 제1 투명 전극(931)의 양측에서 거리(U)만큼 언더컷된다. 제2 투명 전극(933)은 제1 투명 전극(931)의 주변부 내에 있으므로, 제2 투명 전극(933)은 패터닝에 영향이 없다. 제2 투명 전극, 제3 투명 전극, 또는 제1 투명 전극, 제2 투명 전극 및 제3 투명 전극의 몇몇 조합이 제1 투명 전극 아래에 위치된 캐비티 전극의 패터닝에 영향을 미칠 수 있는 예가 존재한다. 캐비티 전극(910X)은 반사성이거나 반투과성일 수 있고, 바텀 에미션 장치 또는 탑 에미션 장치 모두에 적용될 수 있다.
도 11은 캐비티 전극층 상의 하부 투명 전극의 폭이 하부 투명 전극 상의 상부 투명 전극의 폭보다 작은 경우, 캐비티 전극의 에칭을 도시한다. 도 11에 도시된 바와 같이, 제2 투명 전극(1033) 및 제1 투명 전극(1031)의 투명 전극 스택은 기판(1001) 상의 캐비티 전극층(1010) 상에 형성되고, 그 후, 패터닝된 캐비티 전극(1010Y)을 형성하기 위해 캐비티 전극층(1010)의 습식 식각이 일어난다. 제1 투명 전극(1031) 및 제2 투명 전극(1033)의 형성으로부터의 잔여물(1034)은 습식 식각에 의해 제거된다. 제1 투명 전극(1031)은 비의도적으로 제2 투명 전극(1033)보다 작게 패터닝된다. 제2 투명 전극(1033)의 비의도적인 패터닝에 기인하여 제2 투명 전극(1033)이 제1 투명 전극(1031)의 양측과 중첩하기 때문에, 제2 투명 전극(1033)의 폭(W2)은 패터닝된 캐비티 전극(1010Y)의 폭을 결정한다. 나아가, 캐비티 전극(1010Y)은 제2 투명 전극(1033)의 양측에서 거리(U)만큼 언더컷된다. 캐비티 전극(1010Y)이 다른 서브 화소의 다른 캐비티 전극보다 약간 넓을 수도 있음에도 불구하고, 잔여물(1034)은 제거되고, 캐비티 전극(1010Y)은 제2 투명 전극(1033) 및 제1 투명 전극(1031)의 투명 전극 스택에 적절히 패터닝된다. 캐비티 전극(1010Y)은 반사성이거나 반투과성일 수 있고, 바텀 에미션 장치 또는 탑 에미션 장치 모두에 적용될 수 있다.
도 12는 캐비티 전극층 상의 하부 투명 전극의 폭이 하부 투명 전극 상에 위치한 2개의 오정렬된 상부 투명 전극의 결합된 폭보다 작은 경우, 캐비티 전극의 에칭을 도시한다. 도 12에 도시된 바와 같이, 제3 투명 전극(1137), 제2 투명 전극(1133) 및 제1 투명 전극(1131)의 투명 전극 스택이 기판(1101) 상의 캐비티 전극층(1110) 상에 형성되고, 그 후, 패터닝된 캐비티 전극(1110Z)을 형성하기 위해 캐비티 전극층(1110)의 습식 식각이 일어난다. 제1 투명 전극(1131), 제2 투명 전극(1133) 및 제3 투명 전극(1137)의 형성으로부터의 잔여물(1138)은 습식 식각에 의해 제거된다. 제3 투명 전극(1137)은 비의도적으로 제1 투명 전극(1131)의 일 측 상에 있도록 패터닝된다. 제2 투명 전극(1133)은 비의도적으로 제1 투명 전극(1131)의 타 측 상에 있도록 패터닝된다. 제1 투명 전극(1131)의 일 측 상의 제2 투명 전극(1133) 및 제1 투명 전극(1131)의 타 측 상의 제3 투명 전극(1137)의 결합의 폭(W3)은 패터닝된 캐비티 전극(1110Z)의 폭을 결정한다. 나아가, 캐비티 전극(1110Z)은 제1 투명 전극(1131)의 일 측 상의 제2 투명 전극(1133) 및 제1 투명 전극(1131)의 타 측 상의 제3 투명 전극(1137) 둘 모두에서 거리(U)만큼 언더컷된다. 캐비티 전극(1110Z)이 다른 서브 화소의 다른 캐비티 전극보다 약간 넓을 수도 있음에도 불구하고, 잔여물(1134)은 제거되고, 캐비티 전극(1110Z)은 제3 투명 전극(1137), 제2 투명 전극(1133) 및 제1 투명 전극(1131)의 투명 전극 스택에 적절히 패터닝된다. 캐비티 전극(1110Z)은 반사성이거나 반투과성일 수 있고, 바텀 에미션 장치 또는 탑 에미션 장치 모두에 적용될 수 있다.
본 발명의 요지나 범위에서 멀어지지 않으면서, 다양한 수정과 변형들이 본 발명의 실시형태들에서 이루어질 수 있다는 것은 당업자에게 자명할 것이다. 따라서, 본 발명의 실시형태들이 첨부된 청구범위나 그 균등범위 내에 있다면, 본 발명의 실시형태들은 본 발명의 수정과 변형들을 커버하도록 의도된 것이다.

Claims (32)

  1. 기판;
    상기 기판의 제1 마이크로-캐비티(micro-cavity) 영역의 제1 캐비티(cavity) 전극;
    상기 제1 캐비티 전극의 제1 측을 넘도록 중첩하는, 상기 제1 마이크로-캐비티 영역에서의 제1 두께의 제1 투명 전극;
    상기 제1 투명 전극과 전기적으로 연결된 제1 발광층; 및
    상기 제1 발광층 상의 캐소드층을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 다이오드.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 투명 전극은 상기 제1 측의 반대측인 상기 제1 캐비티 전극의 제2 측을 넘도록 중첩하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 다이오드.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 캐소드층은 반사성인 것을 특징으로 하는 유기 발광 다이오드.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 캐소드층은 반투과성인 것을 특징으로 하는 유기 발광 다이오드.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 캐비티 전극은 반사성인 것을 특징으로 하는 유기 발광 다이오드.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 캐비티 전극은 반투과성인 것을 특징으로 하는 유기 발광 다이오드.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 기판의 제2 마이크로-캐비티 영역에서의 제2 캐비티 전극;
    상기 기판의 제3 마이크로-캐비티 영역에서의 제3 캐비티 전극;
    상기 제2 캐비티 전극의 제3 측을 넘도록 중첩하는, 상기 제2 마이크로-캐비티 영역에서의 제2 두께의 제2 투명 전극;
    상기 제3 캐비티 전극의 제4 측을 넘도록 중첩하는, 상기 제3 마이크로-캐비티 영역에서의 제3 두께의 제3 투명 전극;
    상기 제2 마이크로-캐비티 영역의 상기 제2 투명 전극과 전기적으로 연결된 제2 발광층; 및
    상기 제3 마이크로-캐비티 영역의 상기 제3 투명 전극과 전기적으로 연결된 제3 발광층을 더 포함하고,
    상기 캐소드층은 상기 제2 발광층 및 상기 제3 발광층 상에 배치된 것을 특징으로 하는 유기 발광 다이오드.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 캐소드층은 상기 제1 마이크로-캐비티 영역에서의 제1 캐소드층, 상기 제2 마이크로-캐비티 영역에서의 제2 캐소드층, 및 상기 제3 마이크로-캐비티 영역에서의 제3 캐소드층을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 다이오드.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 제2 두께는 상기 제1 두께보다 작은 것을 특징으로 하는 유기 발광 다이오드.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제3 두께는 상기 제2 두께보다 작은 것을 특징으로 하는 유기 발광 다이오드.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 제2 캐비티 전극 및 상기 제3 캐비티 전극은 반사성인 것을 특징으로 하는 유기 발광 다이오드.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 제2 캐비티 전극 및 상기 제3 캐비티 전극은 반투과성인 것을 특징으로 하는 유기 발광 다이오드.
  13. 제7항에 있어서,
    상기 제1 발광층, 상기 제2 발광층 및 상기 제3 발광층은 동일한 색을 발광하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 다이오드.
  14. 제1 폭을 갖는, 기판의 제1 서브 화소 영역에서의 제1 캐비티 전극;
    상기 제1 폭보다 큰 제2 폭을 갖고, 상기 제1 캐비티 전극 상에 위치된 제1 투명 전극;
    상기 제1 투명 전극과 전기적으로 연결된 제1 발광층; 및
    상기 제1 발광층 상의 캐소드층을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 상의 유기 발광 다이오드.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제1 투명 전극은, 상기 제1 캐비티 전극의 제1 측 및 상기 제1 측의 반대측인 상기 제1 캐비티 전극의 제2 측 둘 모두를 넘도록 중첩하는 것을 특징으로 하는 기판 상의 유기 발광 다이오드.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제1 캐비티 전극은 반사성인 것을 특징으로 하는 기판 상의 유기 발광 다이오드.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 제1 캐비티 전극은 반투과성인 것을 특징으로 하는 기판 상의 유기 발광 다이오드.
  18. 제15항에 있어서,
    상기 캐소드층은 반사성인 것을 특징으로 하는 기판 상의 유기 발광 다이오드.
  19. 제15항에 있어서,
    상기 캐소드층은 반투과성인 것을 특징으로 하는 기판 상의 유기 발광 다이오드.
  20. 기판;
    상기 기판 상의 제1 서브 화소 영역, 제2 서브 화소 영역 및 제3 서브 화소 영역;
    상기 기판의 상기 제1 서브 화소 영역에서의 제1 캐비티 전극;
    상기 기판의 상기 제2 서브 화소 영역에서의 제2 캐비티 전극;
    상기 기판의 상기 제3 서브 화소 영역에서의 제3 캐비티 전극;
    상기 제1 캐비티 전극의 일 측을 넘도록 중첩하는, 상기 제1 서브 화소 영역에서의 제1 두께의 제1 투명 전극;
    상기 제2 서브 화소 영역에서 상기 제2 캐비티 전극의 일 측을 넘도록 중첩하는, 상기 제1 서브 화소 영역 및 상기 제2 서브 화소 영역에서의 제2 두께의 제2 투명 전극;
    상기 제3 서브 화소 영역에서 상기 제3 캐비티 전극의 일 측을 넘도록 중첩하는, 상기 제1 서브 화소 영역, 상기 제2 서브 화소 영역 및 상기 제3 서브 화소 영역에서의 제3 두께의 제3 투명 전극;
    상기 제1 투명 전극, 상기 제2 투명 전극 및 상기 제3 투명 전극과 전기적으로 연결된 발광층; 및
    상기 발광층 상의 캐소드층을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 다이오드.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 제1 서브 화소 영역은 적색 서브 화소 영역이고, 상기 제2 서브 화소 영역은 녹색 서브 화소 영역이며, 상기 제3 서브 화소 영역은 청색 서브 화소 영역인 것을 특징으로 하는 유기 발광 다이오드.
  22. 제20항에 있어서,
    상기 제1 캐비티 전극, 상기 제2 캐비티 전극 및 상기 제3 캐비티 전극은 반사성인 것을 특징으로 하는 유기 발광 다이오드.
  23. 제20항에 있어서,
    상기 제1 캐비티 전극, 상기 제2 캐비티 전극 및 상기 제3 캐비티 전극은 반투과성인 것을 특징으로 하는 유기 발광 다이오드.
  24. 제20항에 있어서,
    상기 발광층 상의 상기 캐소드층은 반사성인 것을 특징으로 하는 유기 발광 다이오드.
  25. 제20항에 있어서,
    상기 발광층 상의 상기 캐소드층은 반투과성인 것을 특징으로 하는 유기 발광 다이오드.
  26. 제20항에 있어서,
    상기 기판 상의 제4 서브 화소 영역;
    상기 기판의 상기 제4 서브 화소 영역에서의 제4 캐비티 전극; 및
    상기 제4 캐비티 전극의 일 측을 넘도록 중첩하는, 상기 제4 서브 화소 영역에서의 제4 두께의 제4 투명 전극을 더 포함하고,
    상기 발광층은 상기 제4 투명 전극과 전기적으로 연결된 것을 특징으로 하는 유기 발광 다이오드.
  27. 제26항에 있어서,
    상기 제4 서브 화소 영역은 백색 서브 화소 영역인 것을 특징으로 하는 유기 발광 다이오드.
  28. 제26항에 있어서,
    상기 제4 두께는 상기 제1 두께, 상기 제2 두께 및 상기 제3 두께 중 하나와 동일한 것을 특징으로 하는 유기 발광 다이오드.
  29. 기판의 제1 마이크로-캐비티 영역, 제2 마이크로-캐비티 영역 및 제3 마이크로-캐비티 영역에 걸쳐 캐비티 전극층을 형성하는 단계;
    상기 제1 마이크로-캐비티 영역에 제1 두께의 제1 투명층을 형성하는 단계;
    상기 제1 마이크로-캐비티 영역 및 상기 제2 마이크로-캐비티 영역에 제2 두께의 제2 투명층을 형성하는 단계;
    상기 제1 마이크로-캐비티 영역, 상기 제2 마이크로-캐비티 영역 및 상기 제3 마이크로-캐비티 영역에 제3 두께의 제3 투명층을 형성하는 단계;
    상기 제1 마이크로-캐비티 영역에서의 상기 제1 투명층이 제1 캐비티 전극의 제1 측을 넘도록 중첩하고, 상기 제2 마이크로-캐비티 영역에서의 상기 제2 투명층이 제2 캐비티 전극의 제2 측을 넘도록 중첩하며, 상기 제3 마이크로-캐비티 영역에서의 상기 제3 투명층이 제3 캐비티 전극의 제3 측을 넘도록 중첩하도록 상기 캐비티 전극층을 에칭하는 단계;
    상기 제1 마이크로-캐비티 영역과 상기 제2 마이크로-캐비티 영역 사이에 제1 뱅크를 형성하고, 상기 제2 마이크로-캐비티 영역과 상기 제3 마이크로-캐비티 영역 사이에 제2 뱅크를 형성하는 단계;
    상기 제1 마이크로-캐비티 영역의 상기 제3 투명층과 전기적으로 연결되는 제1 발광층을 형성하는 단계;
    상기 제2 마이크로-캐비티 영역의 상기 제3 투명층과 전기적으로 연결되는 제2 발광층을 형성하는 단계;
    상기 제3 마이크로-캐비티 영역의 상기 제3 투명층과 전기적으로 연결되는 제3 발광층을 형성하는 단계; 및
    상기 제1 발광층, 상기 제2 발광층 및 상기 제3 발광층 상에 캐소드층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 상에서의 유기 발광 다이오드 제조 방법.
  30. 제29항에 있어서,
    상기 제1 발광층, 상기 제2 발광층 및 상기 제3 발광층은 동일한 색상을 위해 동시에 형성되는 것을 특징으로 하는 기판 상에서의 유기 발광 다이오드 제조 방법.
  31. 기판의 제1 마이크로-캐비티 영역, 제2 마이크로-캐비티 영역 및 제3 마이크로-캐비티 영역에 걸쳐 캐비티 전극층을 형성하는 단계;
    상기 제1 마이크로-캐비티 영역, 상기 제2 마이크로-캐비티 영역 및 상기 제3 마이크로-캐비티 영역에 제1 두께의 제1 투명층을 형성하는 단계;
    상기 제1 마이크로-캐비티 영역 및 상기 제2 마이크로-캐비티 영역에 제2 두께의 제2 투명층을 형성하는 단계;
    상기 제1 마이크로-캐비티 영역에 제3 두께의 제3 투명층을 형성하는 단계;
    상기 제1 마이크로-캐비티 영역에서의 상기 제1 투명층이 제1 캐비티 전극의 제1 측을 넘도록 중첩하고, 상기 제2 마이크로-캐비티 영역에서의 상기 제1 투명층이 제2 캐비티 전극의 제2 측을 넘도록 중첩하며, 상기 제3 마이크로-캐비티 영역에서의 상기 제1 투명층이 제3 캐비티 전극의 제3 측을 넘도록 중첩하도록 상기 캐비티 전극층을 에칭하는 단계;
    상기 제1 마이크로-캐비티 영역과 상기 제2 마이크로-캐비티 영역 사이에 제1 뱅크를 형성하고, 상기 제2 마이크로-캐비티 영역과 상기 제3 마이크로-캐비티 영역 사이에 제2 뱅크를 형성하는 단계;
    상기 제1 마이크로-캐비티 영역의 상기 제3 투명층과 전기적으로 연결되는 제1 발광층을 형성하는 단계;
    상기 제2 마이크로-캐비티 영역의 상기 제2 투명층과 전기적으로 연결되는 제2 발광층을 형성하는 단계;
    상기 제3 마이크로-캐비티 영역의 상기 제1 투명층과 전기적으로 연결되는 제3 발광층을 형성하는 단계; 및
    상기 제1 발광층, 상기 제2 발광층 및 상기 제3 발광층 상에 캐소드층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 상에서의 유기 발광 다이오드 제조 방법.
  32. 제31항에 있어서,
    상기 제1 발광층, 상기 제2 발광층 및 상기 제3 발광층은 동일한 색상을 위해 동시에 형성된 것을 특징으로 하는 기판 상에서의 유기 발광 다이오드 제조 방법.
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