KR20140115840A - 유기발광소자, 이를 포함하는 유기발광 표시패널 및 유기발광 표시패널의 제조방법 - Google Patents
유기발광소자, 이를 포함하는 유기발광 표시패널 및 유기발광 표시패널의 제조방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명에 따른 유기발광소자는 애노드 전극, 비평탄면을 갖는 제1 공통층, 평탄화층, 유기 발광층, 및 캐소드 전극을 포함한다. 상기 평탄화층은 상기 제1 공통층의 상기 비평탄면 상에 배치된다. 상기 평탄화층을 구비함으로써, 본 발명에 따른 유기발광소자 및 유기발광 표시패널은 소자특성이 향상되고, 프린팅 공정에서도 균일한 적층 구조를 형성할 수 있다.
Description
본 발명은 유기발광소자, 이를 포함하는 유기발광 표시패널 및 유기발광 표시패널의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 균일한 적층 구조를 갖는 유기발광소자, 이를 포함하는 유기발광 표시패널 및 유기발광 표시패널 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, 유기전계발광 표시장치는 자체 발광형으로 액정표시장치와 달리 백라이트가 요구되지 않는다. 따라서, 경량 박형의 표시장치를 구현할 수 있고, 단순한 공정을 거쳐 제조될 수 있어 가격 경쟁력을 키울 수 있다. 또한, 유기전계발광 표시장치는 저전압에서 구동이 가능하고 높은 발광효율과 넓은 시야각을 갖는 차세대 디스플레이로 주목받고 있다.
유기전계발광 표시장치를 구성하는 유기발광소자는 전극과 유기물층이 평탄하게 증착된 구조를 갖는다. 특히, 유기물층이 다중층으로 형성되면 발광 효율이 증가될 수 있다.
유기발광소자는 증착과 같은 건식 공정이나, 프린팅, 잉크젯 법과 같은 용액 공정에 의해 형성될 수 있다. 프린팅, 잉크젯 법과 같은 용액 공정에 의해 형성되는 경우 유기발광소자를 구성하는 층들의 두께나 패턴제어가 중요하다.
유기발광소자를 구성하는 각 층들은 평탄하게 적층되어야 한다. 비평탄면을 갖거나, 불균일한 두께를 갖는 경우, 프린팅 공정 시 층간 혼색 현상이 발생할 수 있다. 또한, 전자 및 정공의 이동을 제어하기 어려워 발광효율이 떨어지고, 소자의 수명이 저하되는 문제가 발생한다.
따라서, 본 발명은 평탄화층을 형성하여 프린팅 공정에 의해 형성되더라도 평탄한 적층구조를 갖는 유기발광소자, 유기발광 표시패널 및 이의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광소자는 기판 상에 배치된 애노드 전극, 상기 애노드 전극 상에 배치되는 제1 공통층, 상기 제1 공통층 상에 배치된 유기 발광층, 상기 제1 공통층 및 상기 유기 발광층 사이에 배치된 평탄화층, 및 상기 유기 발광층 상에 배치된 캐소드 전극을 포함한다. 상기 제1 공통층은 비평탄면을 포함하며, 상기 평탄화층은 상기 비평탄면을 커버하고, 상기 제1 공통층으로부터 상기 유기 발광층으로 정공을 수송하며, 퍼플루오로시클로부탄(PFCBs)을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광소자는 상기 유기 발광층 및 상기 캐소드 전극 사이에 제2 공통층을 더 포함하고, 상기 제1 공통층은 정공 주입층 및 정공 수송층 중 적어도 어느 하나를 포함한다.
상기 제1 공통층은 상기 애노드 전극 및 상기 정공 수송층 사이에 배치되고, 상기 정공 수송층과 다른 극성을 갖는 전하 생성층을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광소자는 상기 유기 발광층과 상기 캐소드 전극 사이에 배치되고, 상기 캐소드 전극으로부터 상기 유기 발광층에 전자를 주입 또는 수송하는 제2 공통층을 더 포함한다.
상기 제2 공통층은 전자 주입층 및 전자 수송층 중 적어도 어느 하나를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광 표시패널은 기판 상에 배치된 애노드 전극, 상기 애노드 전극 상에 배치된 정공 주입층, 상기 정공 주입층 상에 배치되고, 상기 정공 주입층의 상기 애노드 전극에 중첩되는 영역을 노출시키는 화소 정의막, 상기 노출된 정공 주입층 상에 배치되는 정공 수송층, 상기 정공 수송층 상에 배치된 유기 발광층, 상기 정공 수송층 및 상기 유기 발광층 사이에 배치된 평탄화층, 및 상기 유기 발광층 상에 배치된 캐소드 전극을 포함한다. 상기 정공 수송층은 비평탄면을 포함하며, 상기 평탄화층은 상기 비평탄면을 커버하고, 상기 정공 수송층으로부터 상기 유기 발광층으로 정공을 수송하며, 퍼플루오로시클로부탄을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광 표시패널은 상기 정공 주입층 상에 배치되고, 상기 정공 주입층의 일부분에 중첩하는 잔여물을 더 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광 표시패널에 있어서, 상기 비평탄면은 상기 정공 수송층의 상기 잔여물을 커버하는 영역에 형성된 요철을 포함한다. 상기 잔여물은 상기 화소 정의막과 동일한 물질로 구성될 수 있다.
상기 잔여물은, 평면 상에서 상기 화소 정의막으로부터 상기 개구부에 노출된 상기 정공 주입층으로 돌출될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광 표시패널은 상기 정공 주입층과 상기 정공 수송층 사이에 배치되고, 상기 정공 수송층과 서로 다른 극성을 갖는 전하 생성층을 더 포함한다. 상기 비평탄면은 적어도 일부 영역에서 볼록한 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광 표시패널은 상기 유기 발광층 및 상기 캐소드 전극 사이에 전자를 주입 또는 수송하는 제2 공통층을 더 포함하고, 상기 제2 공통층은 정공 주입층 및 정공 수송층 중 적어도 어느 하나를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광 표시패널에 있어서, 상기 화소 정의막은 감광 물질을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광 표시패널 제조방법은 애노드 전극이 형성된 기판을 제공하는 단계, 애노드 전극 상에 제1 유기층을 형성하는 단계, 제1 유기층의 상기 애노드 전극에 중첩하는 영역을 노출시키는 개구부를 구비하는 절연막을 형성하는 단계, 정공 주입층 상에 정공 수송층을 형성하는 단계, 상기 정공 수송층 상에 퍼플루오로시클로부탄을 포함하는 평탄화층을 형성하는 단계, 및 상기 평탄화층 상에 유기 발광층을 형성하는 단계를 포함한다.
상기 평탄화층을 형성하는 단계는 퍼플루오로시클로부탄(PFCBs)을 포함하는 액상의 평탄화 물질을 상기 개구부에 제공하는 단계, 및 상기 개구부에 제공된 상기 액상의 평탄화 물질을 건조시키는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광 표시패널 제조방법은 상기 정공 주입층을 형성하는 단계 및 상기 정공 수송층을 형성하는 단계 사이에, 상기 정공 주입층의 상기 개구부와 중첩되는 영역에 배치되고, 상기 정공 수송층층과 다른 극성을 갖는 전하 생성층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 유기 발광층을 형성하는 단계는 액상의 발광물질을 상기 평탄화층 상에 제공하는 단계, 및 상기 평탄화층 상에 제공된 액상의 발광물질을 건조시키는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광 표시패널 제조방법은 상기 유기 발광층을 형성하는 단계 및 상기 캐소드 전극을 형성하는 단계 사이에 전자 수송층 및 정공 주입층 중 적어도 어느 하나를 형성하는 단계를 더 포함한다.
상술한 바에 따르면, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광소자는 상면에 요철을 포함하는 제1 공통층을 포함할 수 있고, 상기 요철면 상에 평탄화층을 구비한다. 상기 유기발광소자는 상기 평탄화층에 의해, 요철이나 비평탄한 계면이 존재하더라도 균일한 적층구조를 가진다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광 표시패널 제조방법은 프린팅 공정에 의하더라도 층간의 혼색이나, 적층 불량이 감소되고 수명이 향상된 유기발광 표시패널을 제조할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 패널을 간략하게 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광소자의 단면도를 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기발광소자의 단면도를 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광 표시패널의 단면도를 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기발광 표시패널의 단면도를 나타낸 것이다.
6a 내지 도 6h는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광소자 제조방법을 단면도로 나타낸 것이다.
도 7a 내지 도 7i는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기발광소자 제조방법을 단면도로 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광소자의 단면도를 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기발광소자의 단면도를 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광 표시패널의 단면도를 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기발광 표시패널의 단면도를 나타낸 것이다.
6a 내지 도 6h는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광소자 제조방법을 단면도로 나타낸 것이다.
도 7a 내지 도 7i는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기발광소자 제조방법을 단면도로 나타낸 것이다.
이하, 본 발명에 따른 유기발광소자에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
첨부한 도면에서는 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 일부 구성요소의 스케일을 과장하거나 축소하여 나타내었다. 명세서 전체에 걸쳐 유사한 참조 부호는 유사한 구성 요소를 지칭한다. 그리고, 어떤 층이 다른 층의 '상에' 형성된다(배치된다)는 것은, 두 층이 접해 있는 경우뿐만 아니라 두 층 사이에 다른 층이 존재하는 경우도 포함한다. 또한, 도면에서 어떤 층의 일면이 평평하게 도시되었지만, 반드시 평평할 것을 요구하지 않으며, 적층 공정에서 하부층의 표면 형상에 의해 상부층의 표면에 단차가 발생할 수도 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 패널(DP)을 간략하게 나타낸 사시도이다. 본 발명에 따른 표시 패널(DP)은 표시영역(DA)과 비 표시영역(NDA)을 포함한다.
상기 비 표시영역(NDA)은 전기적 신호에도 정보를 출력하지 않는 영역이다. 상기 비 표시영역(NDA)은 상기 표시영역(DA)의 주변에 배치된다.
상기 표시영역(DA)은 전기적 신호를 인가하면 정보를 출력해내는 영역이다. 상기 표시영역(DA)은 복수 개의 화소(PX)들을 포함한다. 상기 복수 개의 화소(PX)들은 커패시터, 트랜지스터 및 유기발광소자들을 포함한다.
상기 복수 개의 화소(PX)들은 각각 본 발명에 따른 유기발광소자를 포함한다. 상기 유기발광소자와 관련하여 도 2를 참조하여 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광소자의 단면도를 나타낸 것이다. 도 2에 도시된 것과 같이, 본 발명에 따른 유기발광소자는 기판(100), 애노드 전극(200), 제1 공통층(300), 평탄화층(400), 유기 발광층(500), 캐소드 전극(600)을 포함한다.
상기 기판(100)은 유리 기판 또는 플라스틱 기판일 수 있다. 상기 기판(100)은 표시패널의 기저 부재일 수 있다. 도시하지는 않았으나, 상기 기판(100)의 일면 상에 절연막이 더 배치될 수 있다. 상기 절연막은 유기막 및/또는 무기막을 포함할 수 있다.
상기 애노드 전극(200)은 상기 기판(100)상에 배치된다. 상기 애노드 전극(200)은 전도성 및 일함수(work fuction)가 높은 물질로 구성된다. 상기 애노드 전극(200)은 투명한 도전성 물질로 형성될 수 있다.
예컨대, 상기 애노드 전극(200)은 인듐주석 산화물, 인듐아연 산화물, 인듐갈륨아연 산화물, 플루오르아연 산화물, 갈륨아연 산화물, 주석 산화물 또는 아연 산화물, 금속성 SWCNT(Single-Walled Carbon Nanotube), 또는 전도성 고분자 PEDOT(Poly 3,-ethylenedioxythiophene)등을 포함할 수 있다.
상기 제1 공통층(300)은 상기 애노드 전극(200) 상에 배치된다. 상기 제1 공통층(300)은 정공을 주입 또는 수송하는 기능을 한다. 따라서, 상기 제1 공통층(300)은 상기 애노드 전극(200)이 상기 유기 발광층(500)에 제공하는 정공의 이동도를 향상시킨다.
상기 제1 공통층(300)은 비평탄면을 포함한다. 상기 비평탄면은 유기발광소자 구조의 적층 결함, 수명저하 등을 유발시켜 소자 특성을 저하시킬 수 있다.
상기 제1 공통층(300)은 정공 주입층(310) 및 정공 수송층(320) 중 적어도 어느 하나를 포함한다. 정공을 주입 및 수송할 수 있는 하나의 층으로 형성될 수도 있다. 또는 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 제1 공통층(300)은 복수 개의 다중층 구조로 형성될 수 있다.
상기 정공 주입층(310)은 상기 유기 발광층(500)에 정공 주입을 용이하게 하며 소자의 수명을 증가시킬 수 있다. 상기 정공 주입층(310)은 반도체 성질을 띠는 금속 화합물을 포함하거나, 유기물 및/또는 무기물 등을 포함할 수 있다. 상기 정공 주입층(310)은 아릴 아민계 화합물 및 스타버스트형 아민류 등으로 이루어질 수 있다.
상기 정공 수송층(320)은 상기 주입된 정공의 이동도를 증가시킨다. 상기 정공 수송층(320)은 단일층으로 구성될 수 있으며, 적층 구조를 이룰 수 있다.
상기 정공 수송층(320)과 상기 정공 주입층(310)은 각각 정공을 수송하는 기능을 한다. 다만, 적층구조에 있어서, 상기 정공 수송능력의 정도에 따라 정공 수송층(320) 또는 정공 주입층(310)으로 기능할 수 있다.
상기 유기 발광층(500)은 상기 제1 공통층(300) 상에 배치된다. 상기 유기 발광층(500)은 청색광, 녹색광, 적색광, 또는 백색광을 생성한다. 상기 유기 발광층(500)은 형광 발광물질 또는 인광 발광물질을 포함한다.
상기 평탄화층(400)은 상기 제1 공통층(300) 및 상기 유기 발광층(500) 사이에 배치된다. 상기 평탄화층(400)은 퍼플루오로시클로부탄(PFCBs)을 포함한다.
퍼플루오로시클로부탄(PFCBs)은 유전상수가 작은 유기물로, 정공 수송이 원활하도록 보강하는 기능을 한다. 또한, 퍼플루오로시클로부탄은 상부에 배치되는 유기 발광층(500)이 상기 평탄화층(400)의 상면에 고르게 밀착되도록 유도한다.
상기 평탄화층(400)은 상기 제1 공통층(300)의 상기 비평탄면을 커버한다. 상기 평탄화층(400)은 상기 제1 공통층(300) 상에 배치되는 층이 평탄하게 적층되도록 상부층에 평탄면을 제공한다. 따라서, 상기 평탄화층(400)은 상기 유기 발광층(500)이 상기 제1 공통층(300) 상에 빈틈없이 밀착될 수 있도록 한다.
또한, 상기 평탄화층(400)은 상기 제1 공통층(300)과 상기 유기 발광층(500)이 혼색되는 것을 방지한다. 따라서, 상기 유기 발광층(500)이 액상으로 제공되어 형성되더라도 상기 유기 발광층(500)이 상기 제1 공통층(300)과 혼합되는 현상을 방지할 수 있다.
상기 캐소드 전극(600)은 상기 유기 발광층(500) 상에 배치된다. 상기 캐소드 전극(600)은 상기 애노드 전극(200)에 비해 낮은 일함수를 가지는 물질로 구성된다. 예컨대, 상기 캐소드 전극(600)은 리튬, 마그네슘, 알루미늄 등과 같은 금속을 포함할 수 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기발광소자의 단면도를 나타낸 것이다. 도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기발광소자는 전하 생성층(330) 및 제2 공통층(700)을 더 포함할 수 있다. 다만, 도 2를 참조하여 설명한 유기발광소자와 동일한 구성에 대해서는 동일한 참조부호를 부여하고, 구체적인 설명은 생략한다.
상기 전하 생성층(330)은 상기 정공 주입층(310) 및 상기 정공 수송층(320) 사이에 배치된다. 상기 전하 생성층(330)은 전하를 수송하고, 전하의 이동도를 보강시키므로, 상기 전하 생성층(330)은 상기 제1 공통층(300)에 포함될 수 있다.
상기 전하 생성층(330)은 전계가 인가되면 정공 및 전자를 발생시킨다. 상기 정공은 상기 캐소드 전극(600) 방향으로, 상기 전자는 상기 애노드 전극(200) 방향으로 이동한다. 상기 전하 생성층(330)은 본 발명에 따른 유기발광소자의 발광효율을 향상시킨다.
상기 전하 생성층(330)은 피릴륨(pyrylium salts), 아조(azo pigments), 디아조(disazo pigments), 트리아조(triazo pigments), 프탈로시아닌(pthalocyanine pigments), 인디고(indigo pigments) 또는 트리페닐메탄(triphenylmethane pigments) 등의 염료를 포함한다.
상기 전하 생성층(330)은 소수성을 나타낸다. 이와 달리 상기 정공 수송층(320)은 친수성을 나타낸다. 상기 전하 생성층(330)과 상기 정공 수송층(320)의 극성이 서로 다르므로, 상기 전하 생성층(330)과 상기 정공 수송층(320)은 서로 밀착되기 어렵다. 따라서, 도 3에 도시된 것과 같이, 상기 정공 수송층(320)은 상면에 비평탄면을 형성한다.
상기 제2 공통층(700)은 상기 유기 발광층(500) 및 상기 캐소드 전극(600) 사이에 배치된다. 상기 제2 공통층(700)은 전자 수송층(710) 및 전자 주입층(720)을 포함할 수 있다.
상기 전자 주입층(720)은 상기 캐소드 전극(600)으로부터 상기 유기 발광층(500)으로의 전자 주입을 용이하게 한다. 상기 전자 주입층(720)은 단일층 또는 복수 개의 적층으로 형성될 수 있다.
상기 전자 수송층(710)은 상기 전자가 상기 유기 발광층(500)으로 잘 전달되도록 상기 전자의 이동도를 향상시킨다. 상기 전자 수송층(710)도 단일층 또는 복수개의 적층으로 형성될 수 있다.
도 3에 도시된 것과 같이, 상기 제2 공통층(700)은 2개 이상의 층으로 형성될 수 있다. 또는 상기 제2 공통층(700)은 전자를 주입하거나 수송하는 기능을 모두 포함하는 단일층으로 형성될 수도 있다.
상기 전자 수송층(710)과 상기 전자 주입층(720)은 각각 전자를 수송할 수 있다. 다만, 적층구조에 있어서, 상기 전자 수송능력의 정도에 따라 전자 수송층(710) 또는 전자 주입층(720)으로 기능할 수 있다.
도시하지 않았으나, 상기 제2 공통층(700)은 상기 유기 발광층(500) 및 상기 전자 수송층(710) 사이에 배치되는 정공 차단층(Hole Blocking Layer)을 더 포함할 수 있다. 상기 정공 차단층은 상기 유기 발광층(500) 내에서 전자 이동도보다 정공 이동도가 큰 경우 정공이 전자 주입층으로 이동하는 것을 방지한다.
본 발명에 따른 유기발광 표시패널은 도 4 및 도 5를 참조하여 설명한다. 도 4 및 도 5는 각각 본 발명에 따른 실시예들의 도 1의 I-I'선을 따라 자른 단면도이다. 도 4 및 도 5에 도시된 유기발광 표시패널은 3개의 화소 영역들(PX1, PX2, PX3)을 포함한다. 한 편, 도 2 및 도 3을 참조하여 설명한 유기발광소자와 동일한 구성에 대해서는 동일한 참조부호를 부여하고, 구체적인 설명은 생략한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광 표시패널의 단면도를 나타낸 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광 표시패널은 기판(100), 애노드 전극(200), 정공 주입층(310), 화소정의막(PL), 정공 수송층(320), 평탄화층(400), 유기 발광층(500), 제2 공통층(700) 및 캐소드 전극(600)을 포함한다.
도시되지 않았으나, 상기 기판(100)은 적어도 하나 이상의 구동 소자(미도시)들을 포함할 수 있다. 상기 구동 소자(미도시)들은 커패시터, 트랜지스터 등을 포함한다.
상기 구동 소자(미도시)들은 상기 기판의 각 화소 영역들(PX1, PX2, PX3)에 각각 배치된다. 상기 구동 소자(미도시)들은 각 화소 영역에 위치하는 유기발광소자들을 구동시킨다. 상기 구동 소자(미도시)들의 구동에 따라, 본 발명에 따른 유기발광 표시패널은 정보를 구현한다.
상기 기판(100) 상에 배치된 상기 애노드 전극(200)들은 표시패널의 하부 전극층을 이룬다. 상기 각각의 애노드 전극(200)은 상기 화소(PX: 도 1 참조)와 동일한 면적을 갖도록 형성될 수 있다. 상기 애노드 전극(200)은 각 화소(PX) 별로 구비된다.
상기 화소 정의막(PL)은 상기 정공 주입층(310) 상에 배치된다. 상기 화소 정의막(PL)은 상기 정공 주입층(310)의 상기 애노드 전극(200)에 중첩하는 영역들을 노출시킨다. 상기 화소 정의막(PL)은 본 발명에 따른 유기발광 표시패널에 있어서, 각 화소 영역들(PX1, PX2, PX3)을 구획한다.
상기 화소 정의막(PL)은 절연성을 가지며, 감광 물질을 포함한다. 감광 물질은 빛에 민감한 물질들로, 유기물 또는 무기물을 포함한다. 예컨대, N,N-디에틸아세트아마이드(N,N-diethylacetamide), 폴리아미드(polyimide), 폴리벤조옥사졸(polybenzoxazole), 폴리글루타르이미드(polyglutarimide), 벤조시클로부틴(benzocyclobutene, BCB), 폴리에틸렌(polyethylene), 폴리스티렌(polystyrene), 폴리프로필렌(polypropylene)등의 유기물로 형성될 수 있다. 또는, 상기 화소 정의막(PL)은 예컨대, SiO2, Si3N4, Al2O3 등의 무기물로 형성될 수 있다.
도 4에 도시된 것과 같이, 상기 유기 발광층(500)은 각 화소 영역들(PX1, PX2, PX3)마다 구비된다. 각 유기 발광층들(500a, 500b, 500c)은 서로 같은 색을 나타낼 수 있고, 또는 서로 다른 색을 나타낼 수 있다. 예컨대, 제1 유기 발광층(500a)은 적색 발광물질, 제2 유기 발광층(500b)은 녹색 발광물질, 제3 유기 발광층(500c)은 청색 발광물질을 포함할 수 있다.
도 4에 도시된 것과 같이, 상기 캐소드 전극(600)은 상기 애노드 전극(200)과 대항하여 배치된다. 따라서, 상기 캐소드 전극(600)은 상기 애노드 전극(200)과 교차하는 방향으로 형성될 수 있고, 본 발명에 따른 표시패널 전면을 덮도록 형성될 수 있다.
도 4에 도시된 것과 같이, 본 발명에 따른 유기발광 표시패널은 소정의 잔여물들(RS1, RS2)을 포함할 수 있다. 상기 잔여물들(RS1, RS2)은 상기 화소 정의막(PL)과 같은 물질로 구성될 수 있다. 따라서, 상기 잔여물들(RS1, RS2)은 감광 물질을 포함할 수 있다.
상기 잔여물들(RS1, RS2)은 다양한 형상들로 형성될 수 있다. 도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 유기발광 표시패널은 그 형상에 따라 제1 잔여물(RS1) 또는 제2 잔여물(RS2)을 포함할 수 있다.
상기 제 1 잔여물(RS1)은 상기 화소 정의막(PL)으로부터 돌출된 형상으로 형성된다. 상기 제1 잔여물(RS1)은 상기 화소 정의막(PL)의 일부로, 상기 화소 정의막(PL)과 연결된다. 상기 제1 잔여물(RS1)은 노출된 상기 정공 수송층(310)의 주변부를 커버한다.
상기 제2 잔여물(RS2)은 상기 정공 주입층(310) 상에 배치되고, 상기 정공 주입층(310)의 일부분에 중첩한다. 상기 제2 잔여물(RS2)은 상기 화소 정의막(PL)으로부터 이격되어 형성된다.
상기 제1 공통층(300)의 상기 비평탄면은 연속되는 굴곡을 가진 요철을 포함할 수 있다. 상기 요철은 상기 잔여물들(RS1, RS2)에 의해 형성된다. 프린팅 공정에 있어서, 액상으로 제공되는 정공 수송물질은 상기 잔여물들(RS1, RS2)을 포획하면서 상기 정공 수송층(320)으로 형성된다.
상기 정공 수송물질이 건조되어 형성된 상기 정공 수송층(320)은 상면에 요철을 형성한다. 상기 비평탄면은 상기 정공 수송층(320) 및 상기 유기 발광층(500) 사이의 접촉 불량을 유발할 수 있다.
도 4에 도시된 것과 같이, 상기 평탄화층(400)은 상기 요철면 상에 배치되어 상기 유기 발광층(500)이 적층되는 상기 정공 수송층(320)의 상면을 평탄화시킨다. 따라서, 상기 유기 발광층(500)의 적층 불량을 방지할 수 있다.
또한, 상기 평탄화층(400)은 상기 정공 수송층(320)과 상기 유기 발광층(500)의 직접적인 접촉을 차단한다. 따라서, 프린팅 공정과 같은 용액 공정에 있어서, 상기 정공 수송층(320) 및 상기 유기 발광층(500)이 서로 혼색되는 것을 방지할 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기발광 표시패널의 단면도를 나타낸 것이다. 도 4와 동일한 구성에 대해서는 동일한 참조부호를 부여하고, 자세한 설명은 생략한다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 유기발광 표시패널은 전하 생성층(330)을 더 포함할 수 있다. 상기 전하 생성층(330)은 노출된 상기 정공 주입층(310) 상에 배치된다.
상기 정공 수송층(320)은 비평탄면을 포함하며, 상기 비평탄면은 도 5에 도시한 바와 같이, 적어도 일부 영역에서 볼록한 면일 수 있다. 상기 전하 생성층(330)은 상기 정공 수송층(320)과 다른 극성을 띠는 물질로 구성된다.
따라서, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 정공 수송층(320)은 상기 전하 생성층(330)에 밀착되도록 고르게 도포되기 어렵다. 상기 정공 수송층(320)은 상기 전하 생성층(330) 상에서 상면의 일부가 물방울과 같은 볼록한 구면을 형성한다.
상기 평탄화층(400)은 상기 전하 생성층(330)으로 인해 불균일해진 상기 정공 수송층(320)의 상면을 평탄화시킨다. 상기 평탄화층(400)으로 인해, 상기 유기 발광층(500)은 적층불량을 방지할 수 있다. 또한, 상기 평탄화층(400)은 상기 유기 발광층(500)이 상기 정공 수송층(320)과 혼색 되는 현상을 방지할 수 있다.
6a 내지 도 6h는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광소자 제조방법을 단면도로 나타낸 것이다. 도 6a 내지 도 6h에서는 도 4에 도시된 유기발광 표시패널과 동일한 층구조를 갖는 유기발광소자의 제조방법을 예시적으로 도시하였다. 따라서, 동일한 구성요소에 관하여 동일한 참조부호를 부여한다.
도 6a에 도시된 것과 같이, 상기 기판(100)상에 상기 애노드 전극(200)을 형성한다. 상기 애노드 전극(200)은 상기 기판(100)의 일면 상에 투명한 전도성 물질을 이용하여 전극층을 형성한 후, 패터닝하여 형성될 수 있다.
상기 애노드 전극(200)은 다양한 방법에 의하여 형성될 수 있다. 예컨대, 상기 애노드 전극(200)은 코팅법, 증발법, 기상 증착법, 전자빔 증착법 또는 스퍼터링법 등에 의해 형성될 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.
도시하지 않았으나, 상기 애노드 전극(200)은 절연층(미도시) 상에 형성될 수 있다. 상기 절연층은 순차적으로 적층된 복수 개의 박막들로 구성될 수 있다. 또한, 상기 기판(100)은 구동 소자부(미도시)를 포함한 상태로 제공될 수 있다. 상기 구동 소자부는 박막 트랜지스터, 커패시터 및 스위칭 박막 트랜지스터들을 포함한다.
상기 구동 소자부는 공지된 제조 공정에 따라 형성될 수 있으며, 상세한 설명은 생략하기로 한다. 상기 절연층에 포함된 상기 복수 개의 박막들은 상기 구동 소자부의 일부로 구성될 수 있다.
도 6b에 도시된 것과 같이, 상기 애노드 전극(200) 상에 정공 주입층(310)을 형성한다. 상기 정공 주입층(310)은 상기 기판(100)의 전면에 형성될 수 있다.
도 6c 및 도 6d에 도시된 것과 같이, 상기 정공 주입층(310) 상에 화소 정의막(PL)을 형성한다. 상기 화소 정의막(PL)을 생성하기 위해, 상기 정공 주입층(310) 전면을 덮는 절연막(IL)을 형성한다.
도 6c에 도시된 것과 같이, 상기 화소 정의막(PL)은 상기 절연막(IL)을 패터닝하여 형성될 수 있다. 상기 절연막(IL) 상에 마스크(10)를 배치하고, 레이저 또는 광을 조사한다. 상기 패터닝 공정은 노광 및 현상 공정을 포함한다.
도 6d에 도시된 것과 같이, 상기 절연막(IL)은 광에 민감한 물질로 구성된다. 따라서, 광의 조사를 받은 상기 절연막(IL)의 일부 영역들은 제거되어 개구부(PL-OP)를 형성한다. 상기 개구부(PL-OP)는 복수 개로 구비될 수 있다. 상기 개구부(PL-OP)는 애노드 전극(200)과 대응되는 정공 주입층(310)의 영역들을 노출시킨다.
도 6d를 참조하여 살펴보면, 상기 개구부들(PL-OP)에 의해 노출된 상기 정공 주입층(310)의 상면에는 다양한 형상의 잔여물들(RS1, RS2)이 존재할 수 있다. 상기 잔여물들(RS1, RS2)은 상기 화소 정의막(PL) 패터닝 공정 단계에서 형성된다.
제1 화소 영역(PX1)에 존재하는 상기 제1 잔여물(RS1)은 상기 화소 정의막(PL)으로부터 상기 개구부(PL-OP)로 돌출되어 형성된다. 상기 제1 잔여물(RS1)은 상기 절연막(IL)의 상기 개구부(PL-OP)에 해당되는 일부 영역이 제거되지 않음으로써 생성될 수 있다.
제2 화소 영역(PX2)에 존재하는 상기 제2 잔여물(RS2)은 상기 화소 정의막(PL)과는 이격되고, 상기 정공 주입층(310)의 일부분에 중첩되도록 형성된다. 상기 제2 잔여물(RS2)은 상기 화소 정의막(PL)을 생성하는 단계에서, 식각된 일부 절연막(IL) 입자들이 상기 개구부(PL-OP)에 잔류함으로써 생성될 수 있다.
도 6e에 도시된 것과 같이, 상기 화소 정의막(PL)이 형성된 후, 상기 정공 수송층(320)이 형성된다. 상기 정공 수송층(320)은 상기 개구부(PL-OP)에 형성되며, 상기 잔여물들(RS1, RS2)은 상기 정공 수송층(320)에 의해 커버된다.
상기 정공 수송층(320)은 배치되는 면의 상태의 영향을 받는다. 따라서, 상기 잔여물들(RS1, RS2)은 상기 정공 수송층(320)의 형상에 영향을 미치며, 상기 정공 수송층(320)의 상면에 요철이 형성될 수 있다.
상기 정공 수송층(320)은 증착법, 코팅법 등 다양한 방법에 의해 형성될 수 있다. 특히, 본 발명에 따른 유기발광 표시패널에 있어서, 상기 정공 수송층(320)은 프린팅 법에 의해 형성될 수 있다.
도 6f에 도시된 것과 같이, 본 발명에 따른 유기발광소자 제조방법은 상기 제2 유기층 상에 평탄화층(400)을 형성하는 단계를 포함한다. 상기 평탄화층(400)을 형성하는 단계는 슬릿 코팅법, 프린팅법, 스핀 코팅법에 의해 형성될 수 있다. 상기 평탄화층(400)을 형성하는 단계는, 액상의 평탄화 물질(400-LQ)을 제공하는 단계, 및 건조단계를 포함한다.
용액 투입구(20)는 상기 액상의 평탄화 물질(400-LQ)을 상기 개구부(PL-OP)에 제공한다. 상기 액상의 평탄화 물질(400-LQ)은 퍼플루오로시클로부탄을 포함한다. 상기 액상의 평탄화 물질(400-LQ)은 상기 정공 수송층(320)의 상기 비평탄면의 요철들을 채움으로써, 상기 정공 수송층(320)과 밀착된다.
상기 건조단계는 상기 개구부(PL-OP)에 제공된 상기 액상의 평탄화 물질(400-LQ)을 평탄화층(400)으로 형성한다. 상기 건조단계를 통해, 상기 평탄화 물질(400-LQ)은 수분이 증발되어 평탄면이 형성된 고상의 평탄화층(400)이 형성된다.
도 6g에 도시된 것과 같이, 상기 평탄화층(400) 상에 유기 발광층(500)을 형성한다. 상기 화소 영역들(PX1, PX2, PX3) 각각에 형성되는 유기 발광층들(500a, 500b, 500c)은 각각 동일하거나 상이한 색을 나타내는 물질로 형성될 수 있다.
상기 유기 발광층(500)은 액상으로 제공될 수 있다. 따라서, 상기 유기 발광층(500)은 프린팅, 잉크젯 법 등에 의해 형성될 수 있다.
도 6g에 도시된 것과 같이, 상기 유기 발광층(500)은 상기 평탄화층(400) 상에 형성된다. 따라서, 상기 정공 수송층(320)의 표면 상태가 상기 유기 발광층(500)에 미치는 영향이 적어진다. 또한, 상기 유기 발광층(500)이 프린팅 법에 의해 형성되더라도, 상기 유기발광층(500)과 상기 정공 수송층(320)이 혼색되는 현상을 줄일 수 있다.
도 6h에 도시된 것과 같이, 상기 유기 발광층(500) 상에 상기 제2 공통층(700)이 형성되고, 상기 제2 공통층(700) 상에 상기 캐소드 전극(600)이 형성된다. 상기 제2 공통층(700)은 생략될 수 있다.
상기 제2 공통층(700)은 상기 화소 정의막(PL)을 커버하도록 본 발명에 따른 표시패널 전면에 형성될 수 있다. 상기 캐소드 전극(600)은 상기 애노드 전극(200)과 동일한 방법으로 형성될 수 있다.
상기 제2 공통층(700)은 전자 주입/수송 기능을 갖는 단일층으로 형성될 수 있다. 또는, 상기 제2 공통층(700)은 전자 주입기능 또는 전자 수송기능을 갖는 다중층으로 형성될 수 있다.
상기 공정들이 완료되면 도 4에 도시된 것과 같은 유기발광 표시패널이 제조된다. 상기 유기발광 표시패널은 상기 평탄화층(400)을 형성함으로써, 잔여물과 같은 불순물을 포함하더라도 서로 밀착되고 균일한 적층구조를 가질 수 있다.
도 7a 내지 도 7i는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기발광소자 제조방법을 단면도로 나타낸 것이다. 도 7a 내지 도 7i는 도 5와 동일한 층구조를 갖는 유기발광 표시패널의 제조방법을 도시하였다. 따라서, 동일한 구성요소에 관하여 동일한 참조부호를 부여한다.
도 7a 내지 도 7c는 도 6a 내지 도 6c와 동일한 공정단계를 도시한다. 따라서, 이에 관한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 7d에 도시한 바와 같이, 상기 정공 주입층(310) 상에 상기 개구부(PL-OP)를 포함하는 상기 화소 정의막(PL)이 형성된다. 다만, 도 6d에서와 달리, 도 7d에서는 상기 정공 주입층(310) 상에 상기 잔여물들(RS1, RS2)이 존재하지 않는 실시예를 도시하였다.
도 7e에 도시한 바와 같이, 상기 정공 주입층(310)의 노출면 상에 전하 생성층(330)을 형성한다. 상기 전하 생성층(330)은 단일층 또는 복수 개의 다중층으로 형성될 수 있다.
상기 전하 생성층(330)은 증착 공정을 통하여 상기 정공 주입층(310) 상에 고르게 도포될 수 있다. 또한, 도시하지 않았으나, 상기 전하 생성층(330)은 용액으로 제공되어 상기 정공 주입층(310) 상에 코팅되어 형성될 수 있다.
도 7f에 도시된 바와 같이, 상기 전하 생성층(330) 상에 상기 정공 수송층(320)이 형성된다. 상기 정공 수송층(320)은 액상으로 제공되어 상기 전하 생성층(330) 상면에 도포될 수 있다.
상기 전하 생성층(330)은 상기 정공 수송층(320)과 다른 극성을 갖는 물질로 구성된다. 따라서, 상기 정공 수송층(320)은 상기 전하 생성층(330) 상에 고르게 밀착되기 어렵다. 상기 정공 수송층(320)은 비평탄면을 구비하며, 도 7f에 도시된 것과 같이, 상기 비평탄면은 반구면 형상일 수 있다. 또는 도시하지 않았으나, 상기 전하 생성층(330)은 상기 정공 수송층(320)에 의해 커버되지 않고, 일부 노출되는 면을 포함할 수 있다.
도 7g에 도시된 바와 같이, 상기 정공 생성층(320)의 상면에 상기 평탄화층(400)을 형성한다. 상기 평탄화층(400)은 상기 용액 투입구(20)에 의해 액상의 평탄화 물질(400-LQ)로 제공되어 상기 정공 수송층(320)의 상기 반구면을 커버한다.
상기 액상의 평탄화 물질(400-LQ)은 상기 반구면 및 주변부를 채움으로써, 상기 정공 수송층(320)과 밀착된다. 상기 액상의 평탄화 물질(400-LQ)은 건조단계를 거쳐 평평한 면을 상부층에 제공하는 평탄화층(400)으로 생성된다.
도 7h 및 도 7i에 도시된 바와 같이, 상기 평탄화층(400) 상에 유기 발광층(500), 제3 유기층, 및 캐소드 전극(600)을 형성한다. 상기 제3 유기층은 제2 공통층(700)을 포함한다. 상기 유기발광 표시패널의 형성과정은 도 6g 및 도 6h와 동일하므로, 중복된 설명은 생략하기로 한다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술 분야에 통상의 지식을 갖는 자라면, 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
100: 기판 200: 애노드 전극
300: 제1 공통층 330: 전하 생성층
400: 평탄화층 500: 유기 발광층
600: 캐소드 전극 700: 제2 공통층
RS1: 제1 잔여물 RS2: 제2 잔여물
300: 제1 공통층 330: 전하 생성층
400: 평탄화층 500: 유기 발광층
600: 캐소드 전극 700: 제2 공통층
RS1: 제1 잔여물 RS2: 제2 잔여물
Claims (20)
- 기판 상에 배치된 애노드 전극;
상기 애노드 전극 상에 배치되어 정공을 주입 또는 수송하고, 비평탄면을 갖는 제1 공통층;
상기 제1 공통층 상에 배치된 유기 발광층;
상기 제1 공통층의 상기 비평탄면을 커버하고, 상기 유기발광층에 평탄면을 제공하고, 상기 제1 공통층으로부터 상기 유기 발광층으로 정공을 수송하고, 퍼플루오로시클로부탄(PFCBs)을 포함하는 평탄화층; 및
상기 유기 발광층 상에 배치된 캐소드 전극을 포함하는 유기발광소자. - 제1 항에 있어서,
상기 제1 공통층은 정공 주입층 및 정공 수송층 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광소자. - 제1 항에 있어서,
상기 제1 공통층은 순차적으로 적층된 정공 주입층, 전하 생성층 및 정공 수송층을 포함하고, 상기 전하 생성층은 상기 정공 수송층과 다른 극성을 갖는 것을 특징으로 하는 유기발광소자. - 제1 항에 있어서,
상기 유기 발광층과 상기 캐소드 전극 사이에 배치되고, 상기 캐소드 전극으로부터 상기 유기 발광층에 전자를 주입 또는 수송하는 제2 공통층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광소자. - 제4 항에 있어서,
상기 제2 공통층은 전자 주입층 및 전자 수송층 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광소자. - 기판;
상기 기판 상에 배치된 애노드 전극;
상기 애노드 전극 상에 배치된 정공 주입층;
상기 정공 주입층 상에 배치되고, 상기 정공 주입층의 상기 애노드 전극에 중첩하는 영역을 노출시키는 개구부를 구비한 화소 정의막;
상기 노출된 정공 주입층 상에 배치되고, 비평탄면을 갖는 정공 수송층;
상기 정공 수송층 상에 배치된 유기 발광층;
상기 제1 공통층의 상기 비평탄면을 커버하고, 상기 유기발광층에 평탄면을 제공하고, 상기 정공 수송층으로부터 상기 유기 발광층으로 정공을 수송하고, 퍼플루오로시클로부탄(PFCBs)을 포함하는 평탄화층; 및
상기 유기 발광층 상에 배치된 캐소드 전극을 포함하는 유기발광 표시패널. - 제6 항에 있어서,
상기 정공 주입층 상에 배치되고, 상기 정공 주입층의 일부분에 중첩하는 잔여물을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광 표시패널. - 제7 항에 있어서,
상기 비평탄면은 상기 정공 수송층의 상기 잔여물을 커버하는 영역에 형성된 요철을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광 표시패널. - 제8 항에 있어서,
상기 잔여물은 상기 화소 정의막과 동일한 물질로 구성된 것을 특징으로 하는 유기발광 표시패널. - 제9 항에 있어서,
상기 잔여물은, 평면 상에서 상기 화소 정의막으로부터 상기 개구부에 노출된 상기 정공 주입층으로 돌출된 것을 특징으로 하는 유기발광 표시패널. - 제6 항에 있어서,
상기 정공 주입층과 상기 정공 수송층 사이에 배치되고, 상기 정공 수송층과 서로 다른 극성을 갖는 전하 생성층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광 표시패널. - 제11 항에 있어서,
상기 비평탄면은 적어도 일부 영역에서 볼록한 것을 특징으로 하는 유기발광 표시패널. - 제6 항에 있어서,
상기 유기 발광층과 상기 캐소드 전극 사이에 배치되고, 상기 캐소드 전극으로부터 상기 유기 발광층에 전자를 주입 또는 수송하는 제2 공통층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광 표시패널. - 제13 항에 있어서,
상기 제2 공통층은 전자 주입층 및 전자 수송층 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광 표시패널. - 제6 항에 있어서,
상기 화소 정의막은 감광 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광 표시패널. - 기판을 제공하는 단계;
상기 기판 상에 애노드 전극을 형성하는 단계;
상기 애노드 전극 상에 정공 주입층을 형성하는 단계;
상기 정공 주입층의 상기 애노드 전극에 중첩하는 영역을 노출하는 개구부를 구비한 화소 정의막을 형성하는 단계;
상기 노출된 정공 주입층 상에 정공 수송층을 형성하는 단계;
상기 정공 수송층 상에 퍼플루오로시클로부탄(PFCBs)을 포함하는 평탄화층을 형성하는 단계;
상기 평탄화층 상에 유기 발광층을 형성하는 단계; 및
상기 유기 발광층 상에 캐소드 전극을 형성하는 단계를 포함하는 유기발광 표시패널 제조방법. - 제16 항에 있어서,
상기 평탄화층을 형성하는 단계는 상기 퍼플루오로시클로부탄(PFCBs)을 포함하는 액상의 평탄화 물질을 상기 개구부에 제공하는 단계;
상기 개구부에 제공된 액상의 평탄화 물질을 건조시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광 표시패널 제조방법. - 제16 항에 있어서,
상기 정공 주입층을 형성하는 단계 및 상기 정공 수송층을 형성하는 단계 사이에, 상기 정공 주입층의 상기 개구부와 중첩되는 영역에 배치되고, 상기 정공 수송층과 다른 극성을 갖는 전하 생성층을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광 표시패널 제조방법. - 제16 항에 있어서,
상기 유기 발광층을 형성하는 단계는,
액상의 발광물질을 상기 평탄화층 상에 제공하는 단계; 및
상기 평탄화층 상에 제공된 액상 발광물질을 건조시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광 표시패널 제조방법. - 제16 항에 있어서,
상기 유기 발광층을 형성하는 단계 및 상기 캐소드 전극을 형성하는 단계 사이에 전자 수송층 및 정공 주입층 중 적어도 어느 하나를 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광 표시패널 제조방법.
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