KR20140116692A - 유기 발광 표시 장치 및 그 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
유기 발광 표시 장치가 제공된다. 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치는 서로 다른 색상의 제1 부화소, 제2 부화소 및 제3 부화소를 구비하는 유기 발광 표시 장치로서, 기판; 상기 기판 상에 배치된 제1 전극; 상기 제1 전극상에 상기 제1 전극과 대향하도록 배치된 제2 전극 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 배치되고 제1 유기 발광층, 제2 유기 발광층 및 제3 유기 발광층을 구비하는 유기 발광층을 포함하되, 상기 제 1 부화소, 상기 제 2 부화소 및 상기 제 3 부화소에 공통으로 상기 제 1 전극 위에 상기 제 3 유기 발광층이 배치되며, 상기 제1 유기 발광층은 상기 제1 부화소에 배치되고, 상기 제2 유기 발광층은 상기 제 1 부화소, 상기 제2 부화소 및 상기 제 3 부화소에서 상기 제 3 유기 발광층 상에 배치되고, 상기 제1 부화소에서 상기 제1 유기 발광층과 상기 제3 유기 발광층 사이 및 상기 제2 부화소에서 상기 제2 유기 발광층과 상기 제3 유기 발광층 사이에 중간층이 배치되며, 상기 제 1 부화소에서 제 1 유기발광층과 상기 중간층 사이 및 상기 제 2 부화소에서 상기 제 2 유기 발광층과 상기 중간층 사이에 정공 수송층이 형성된다.
Description
본 발명은 유기 발광 표시 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 유기전계 발광표시소자는 절연기판상에 형성된 하부전극 및 상부전극과, 상기 상하부전극사이에 형성된 다층의 유기막층을 구비한다. 유기막층은 각 층의 기능에 따라 정공주입층, 정공수송층, 발광층, 정공억제층, 전자수송층 및 전자주입층으로부터 선택된다. 이러한 구조를 갖는 표시소자는 상부전극과 하부전극이 투명 또는 불투명전극으로 형성됨에 따라 유기막층으로부터 절연기판방향 또는 절연기판과 반대방향의 일측면으로 광이 방출되거나 또는 절연 기판방향과 절연기판의 반대방향의 양측면으로 방출되는 구조를 갖는다. 종래에는 상기 전하수송층인 정공주입층과 정공수송층을 기판전면에 형성하며, R, G, B 발광층을 각각 새도우 마스크를 이용하여 형성하고, 다시 전하수송층인 정공주입층과 정공수송층을 기판 전면에 형성하였다.
전면 증착 공정의 경우 FMM 마스크 사용 개수만 R,G,B,G'R'으로 구성하여 총 5개의 FMM 마스크를 필요로 하는 방식의 독립 R,G,B 방식을 사용하고 있다.
상기한 바와 같은 방식(구조)으로 풀칼라 유기전계 발광소자를 제조하게 되면, 각 R, G, B 화소의 광학적 두께가 달라지게 됨에 따라 FMM 마스크의 사용 빈도수가 많아져 공정 및 FMM 사용 횟수에 따른 제조 단가가 상승이라는 문제점이 있다. 또한 Blue 발광층을 G, R의 발광층 위에 공통층으로 사용하는 구조인 BCL(Blue common Layer)는 FMM 마스크 사용 저감이라는 메리트가 있지만 수명 및 효율적인 측면에서 문제점이 있었다.
본 발명의 일 실시예는 3개의 FMM만을 사용하여 제조된 유기전계 발광소자 및 이의 제조 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 서로 다른 색상의 제1 부화소, 제2 부화소 및 제3 부화소를 구비하는 유기 발광 표시 장치에 있어서, 기판; 상기 기판 상에 배치된 제1 전극; 상기 제1 전극상에 상기 제1 전극과 대향하도록 배치된 제2 전극 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 배치되고 제1 유기 발광층, 제2 유기 발광층 및 제3 유기 발광층을 구비하는 유기 발광층을 포함하되, 상기 제 1 부화소, 상기 제 2 부화소 및 상기 제 3 부화소에 공통으로 상기 제 1 전극 위에 상기 제 3 유기 발광층이 배치되며, 상기 제1 유기 발광층은 상기 제1 부화소에 배치되고, 상기 제2 유기 발광층은 상기 제 1 부화소, 상기 제2 부화소 및 상기 제 3 부화소에서 상기 제 3 유기 발광층 상에 배치되고, 상기 제1 부화소에서 상기 제1 유기 발광층과 상기 제3 유기 발광층 사이 및 상기 제2 부화소에서 상기 제2 유기 발광층과 상기 제3 유기 발광층 사이에 중간층이 배치되며, 상기 제 1 부화소에서 제 1 유기발광층과 상기 중간층 사이 및 상기 제 2 부화소에서 상기 제 2 유기 발광층과 상기 중간층 사이에 정공 수송층이 형성된 유기 발광 표시 장치가 제공된다.
이 때, 상기 제 1 부화소, 상기 제 2 부화소 및 상기 제 3 부화소에서 상기 제 3 유가 발광층으로부터 상기 제 2 전극 사이의 거리가 일정할 수 있다.
이 때, 상기 제 2 부화소에서 상기 제 2 발광층의 두께는 상기 제 3 부화소에서 상기 제 2 발광층의 두께 보다 얇고 상기 제 1 부화소에서 상기 제 2 발광층의 두께보다 두껍게 형성될 수 있다.
이 때, 상기 제1 유기 발광층은 적색 가시 광선을 발광하고, 상기 제2 유기 발광층은 녹색 가시 광선을 발광하고, 상기 제3 유기 발광층은 청색 가시 광선을 발광하는 할 수 있다.
이 때, 상기 중간층은 헥사아자트리페닐렌 헥사카보니트릴(HAT-CN), MoO3 및 플러렌(C60)으로 이루어지는 군으로부터 선택된 어느 하나를 포함할 수 있다.
이 때, 상기 제 1 부화소, 상기 제 2 부화소 및 상기 제 3 부화소에서 상기 제 1 전극 및 상기 제 3 유기 발광층 사이에 공통으로 정공 주입층이 위치될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 제 1 유기 발광층, 제 2 유기 발광층 및 제 3 유기 발광층을 포함하는 유기 발광 표시 장치의 제조 방법으로서, 기판 상에 제 1 공통층을 증착하는 단계; 패터닝된 유기층을 도너 필름 위에 증착하는 단계; 레이저를 이용하여 상기 제 1 공통층 상에 상기 패터닝된 유기층을 전사시키는 단계 및 상기 제 1 공통층 및 상기 패터닝된 유기층 상에 제 2 공통층을 증착하는 단계를 포함하는 유기 발광 표시 장치의 제조 방법이 제공된다.
이 때, 상기 제 1 공통층을 증착하는 단계는, 상기 기판 상에 제 1 전극을 형성하는 단계; 상기 제 1 전극 상에 정공 주입층을 증착하는 단계 및 상기 정공 주입층 상에 제 3 유기 발광층을 증착하는 단계를 포함하되, 상기 제 1 전극, 상기 정공 주입층 및 상기 제 3 유기 발광층은 상기 유기 발광 표시 장치의 서로 다른 색상의 제 1 부화소, 제 2 부화소 및 제 3 부화소에 공통으로 위치될 수 있다.
이 때, 상기 패터닝된 유기층을 도너 필름 위에 증착하는 단계는 상기 도너 필름 상에 패터닝된 제 1 유기 발광층을 증착하는 단계; 상기 제 1 유기 발광층 상에 제 1 정공 수송층을 증착하는 단계 및 상기 제 1 정공 수송층 상에 중간층을 증착하는 단계를 포함할 수 있다.
이 때, 상기 패터닝된 유기층을 도너 필름 위에 증착하는 단계는, 상기 도너 필름 상에 제 2 정공 수송층을 증착하는 단계 및 상기 제 2 정공 수송층 상에 중간층을 증착하는 단계를 포함할 수 있다.
이 때, 상기 제 1 공통층 및 상기 패터닝된 유기층 상에 제 2 공통층을 증착하는 단계는 상기 제 1 공통층 및 상기 패터닝된 유기층 상에 제 2 유기 발광층을 증착하는 단계 및 상기 제 2 유기 발광층 상에 제 2 전극을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
이 때, 상기 제1 유기 발광층은 적색 가시 광선을 발광하고, 상기 제2 유기 발광층은 녹색 가시 광선을 발광하고, 상기 제3 유기 발광층은 청색 가시 광선을 발광할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 제조 방법을 이용함으로써 3개의 FMM만을 사용하여 유기 발광 소자를 제작할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 개략적인 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 제조 방법의 순서도이다.
도 3 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 제조 방법에서 기판 상에 제 1 공통층을 증착하는 단계의 순서도이다.
도 4는 도 3의 제 1 공통층을 증착하는 단계에서 증착되는 제1 공통층을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 제조 방법에서 패터닝된 유기층을 도너 필름 위에 증착하는 단계의 일 예의 순서도이다.
도 6은 도 5의 패터닝된 유기층을 도너 필름 위에 증착하는 단계에 의하여 도너 필름 위에 증착된 패터닝된 유기층의 일 예를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 제조 방법에서 패터닝된 유기층을 도너 필름 위에 증착하는 단계의 다른 예의 순서도이다.
도 8은 도 7의 패터닝된 유기층을 도너 필름 위에 증착하는 단계에 의하여 도너 필름 위에 증착된 패터닝된 유기층의 다른 예를 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 제조 방법에서 레이저를 이용하여 제 1 공통층 상에 패터닝된 유기층을 전사된 상태를 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 제조 방법에서 제 1 공통층 및 패터닝된 유기층 상에 제 2 공통층을 증착하는 단계의 순서도이다.
도 11은 도 10의 제 1 공통층 및 패터닝된 유기층 상에 제 2 공통층을 증착된 상태를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 제조 방법의 순서도이다.
도 3 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 제조 방법에서 기판 상에 제 1 공통층을 증착하는 단계의 순서도이다.
도 4는 도 3의 제 1 공통층을 증착하는 단계에서 증착되는 제1 공통층을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 제조 방법에서 패터닝된 유기층을 도너 필름 위에 증착하는 단계의 일 예의 순서도이다.
도 6은 도 5의 패터닝된 유기층을 도너 필름 위에 증착하는 단계에 의하여 도너 필름 위에 증착된 패터닝된 유기층의 일 예를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 제조 방법에서 패터닝된 유기층을 도너 필름 위에 증착하는 단계의 다른 예의 순서도이다.
도 8은 도 7의 패터닝된 유기층을 도너 필름 위에 증착하는 단계에 의하여 도너 필름 위에 증착된 패터닝된 유기층의 다른 예를 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 제조 방법에서 레이저를 이용하여 제 1 공통층 상에 패터닝된 유기층을 전사된 상태를 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 제조 방법에서 제 1 공통층 및 패터닝된 유기층 상에 제 2 공통층을 증착하는 단계의 순서도이다.
도 11은 도 10의 제 1 공통층 및 패터닝된 유기층 상에 제 2 공통층을 증착된 상태를 도시한 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.
각 도면을 설명하면서 유사한 참조 부호를 유사한 구성 요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다. 제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성 요소는 제 2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성 요소도 제 1 구성 요소로 명명될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "아래에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 아래에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 개략적인 단면도이다.
본 실시예의 유기 발광 표시 장치(100)는 제1 부화소(SP1), 제2 부화소(SP2) 및 제3 부화소(SP3)를 포함한다. 이들 각 부화소(SP1, SP2, SP3)는 다른 색의 부화소일 수 있는데, 본 실시예에서는 제1 부화소(SP1)는 적색 부화소, 제2 부화소(SP2)는 녹색 부화소 및 제3 부화소(SP3)는 청색 부화소라고 정의한다.
도 1에는 한 개의 제1 부화소(SP1), 한 개의 제2 부화소(SP2) 및 한 개의 제3 부화소(SP3)가 도시되어 있으나 이는 설명의 편의를 위한 것으로 유기 발광 표시 장치(100)는 복수의 제1 부화소(SP1), 복수의 제2 부화소(SP2) 및 복수의 제3 부화소(SP3)를 구비할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(100)는, 기판(101), 제 1 전극(110), 제 2 전극(150) 및 유기 발광층(130)을 포함하되, 제 1 부화소(SP1), 제 2 부화소(SP2) 및 제 3 부화소(SP3)에 공통으로 제 1 전극(110), 정공 주입층(120) 및 제 3 유기 발광층(133)이 배치된다. 그리고, 제 1 부화소(SP1)에는 제 2 전극(150)과 제 3 유기 발광층(133) 사이에 제 2 유기 발광층(132), 제1 유기 발광층(131), 제 1 정공 수송층(141) 및 중간층(135)이 배치된다. 제 2 부화소(SP2)에는 제 2 전극(150)과 제 3 유기 발광층(133) 사이에 제 2 유기 발광층(132), 제 2 정공 수송층(142) 및 중간층(135)이 배치된다. 그리고, 제 3 부화소(SP3)에는 제 2 전극(150)과 제 3 유기 발광층(133) 사이에 제 2 유기 발광층(132)이 배치된다.
먼저 기판(101)은 SiO2를 주성분으로 하는 투명한 유리 재질로 이루어질 수 있다. 기판(101)은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 투명한 플라스틱 재질로 형성할 수도 있다. 플라스틱 재질은 절연성 유기물인 폴리에테르술폰(PES, polyethersulphone), 폴리아크릴레이트(PAR, polyacrylate), 폴리에테르 이미드(PEI, polyetherimide), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN, polyethyelenen napthalate), 폴리에틸렌 테레프탈레이드(PET, polyethyeleneterepthalate), 폴리페닐렌 설파이드(polyphenylene sulfide: PPS), 폴리아릴레이트(polyallylate), 폴리이미드(polyimide), 폴리카보네이트(PC), 셀룰로오스 트리 아세테이트(TAC), 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트(cellulose acetate propionate: CAP)로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 유기물일 수 있다.
또한 금속으로 기판(101)을 형성할 수 있다. 금속으로 기판(101)을 형성할 경우 기판(101)은 탄소, 철, 크롬, 망간, 니켈, 티타늄, 몰리브덴, 스테인레스 스틸(SUS), Invar 합금, Inconel 합금 및 Kovar 합금으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 기판(101)은 금속 포일로 형성할 수도 있다.
기판(101)의 상부에 평활한 면을 형성하고 기판(101)상부로 불순 원소가 침투하는 것을 차단하기 위하여 기판(101)의 상부에 보호층(미도시)을 형성할 수 있다. 보호층(미도시)은 SiO2 및/또는 SiNx 등으로 형성할 수 있다.
제1 전극(110)은 포토 리소그래피법에 의해 소정의 패턴으로 형성할 수 있다. 제1 전극(110)은 반사형 전극 또는 투과형 전극일 수 있다. 제1 전극(110)이 반사형 전극일 경우 Ag, Mg, Al, Pt, Pd, Au, Ni, Nd, Ir, Cr, Li, Ca 및 이들의 화합물 등으로 반사막을 형성한 후, 그 위에 일함수가 높은 ITO, IZO, ZnO 또는 In2O3 등을 배치하여 제1 전극(110)을 형성한다. 제1 전극(110)이 투과형 전극일 경우 제1 전극(110)은 일함수가 높은 ITO, IZO, ZnO, 또는 In2O3 등으로 형성된다.
본 실시예에서는 제1 전극(110)을 애노드 전극, 제2 전극(140)을 캐소오드 전극으로 가정하였으나, 전극의 극성이 반대로 될 수 있음은 물론이다.
제1 전극(110)상에 정공 주입층(120)이 형성된다. 그러나 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 정공 주입층(120) 상에는 정공 수송층이 배치될 수도 있고, 두 개의 층 모두가 배치되지 않을 수도 있다.
정공 주입층(120)상에 유기 발광층(130)이 형성된다. 유기 발광층(130)은 제1 유기 발광층(131), 제2 유기 발광층(132) 및 제3 유기 발광층(133)을 포함할 수 있다.
구체적으로 설명하면 먼저 제1 부화소(SP1), 제2 부화소(SP2) 및 제3 부화소(SP3) 전체에 걸쳐 정공 주입층(120) 상에 제3 유기 발광층(133)이 공통층으로 형성된다.
제3 유기 발광층(133)은 청색 가시 광선을 발광하고 청색 발광 재료인 옥사디아졸 다이머 염료 (oxadiazole dimer dyes (Bis-DAPOXP)), 스피로 화합물 (spiro compounds) (Spiro-DPVBi, Spiro-6P), 트리아릴아민 화합물 (triarylamine compounds), 비스(스티릴)아민 (bis(styryl)amine)(DPVBi, DSA), 4,4'-비스 (9-에틸-3-카바조비닐렌)-1,1'-비페닐 (BCzVBi), 페릴렌 (perylene), 2,5,8,11-테트라-tert-부틸페릴렌 (TPBe), 9H-카바졸-3, 3'-(1,4-페닐렌-디-2,1-에텐-디일) 비스[9-에틸-(9C)] (BCzVB), 4,4-비스 [4-(디-p-톨일아미노) 스티릴]비페닐 (DPAVBi), 4-(디-p-톨일아미노)-4'-[(디-p-톨일아미노)스티릴] 스틸벤 (DPAVB), 4,4'-비스 [4-(디페닐아미노)스티릴] 비페닐 (BDAVBi), 비스(3,5-디플루오로-2-(2-피리딜) 페닐-(2-카르복시피리딜)이리듐 III (FIrPic) 등을 포함할 수 있고, 그 외에 폴리플루오렌계 고분자, 폴리비닐계 고분자 등과 같은 고분자 발광 물질을 포함할 수 있다.
제1 부화소(SP1) 및 제2 부화소(SP2)에는 제3 유기 발광층(133)상에 중간층(135)이 배치된다. 중간층(135)은 헥사아자트리페닐렌 헥사카보니트릴(hexaazatriphenylene hexacarbonitrile:HAT-CN), MoO3 및 플러렌(C60)으로 이루어지는 군으로부터 선택된 어느 하나를 포함할 수 있다. 특히 중간층(135)은 1,4,5,8,9,11-헥사아자트리페닐렌 헥사카보니트릴을 포함할 수 있다.
중간층(135)은 전자와 정공이 재결합하고 난 후 여분의 전자를 트랩(trap)할 수 있다. 구체적으로 중간층(135)은 제 3 유기 발광층(133)과 제 1 및 제 2 유기 발광층(131, 132) 사이에 위치되어 음극을 통해 주입된 전자들이 유기 발광층(130)을 지나 정공 수송층(141, 142) 및 정공 주입층(120)으로 유입됨을 방지하고 제 3 유기 발광층(133) 또한 정공의 이동 속도를 조절한다. 이에 대한 상세한 설명은 후술한다.
그리고 제1 부화소(SP1)에서 중간층(135)상에는 제 1 정공 수송층(141) 및 제1 유기 발광층(131)이 형성된다. 제1 유기 발광층(131)은 적색 가시 광선을 발광하고 테트라페닐나프타센 (Tetraphenylnaphthacene) (루브린: Rubrene), 트리스 (1-페닐이소퀴놀린) 이리듐(III) (Ir(piq)3), 비스 (2-벤조[b]티오펜-2-일-피리딘) (아세틸아세토네이트) 이리듐(III) (Ir(btp)2(acac)), 트리스(디벤조일메탄) 펜안트롤린 유로퓸(III) (Eu(dbm)3(phen)), 트리스[4,4'-디-tert-부틸-(2,2')-비피리딘] 루테늄(III) 착물(Ru(dtb-bpy)3*2(PF6)) , DCM1, DCM2, Eu (삼불화테노일아세톤: thenoyltrifluoroacetone) 3 (Eu(TTA)3, 부틸-6-(1,1,7,7-테트라메틸 줄로리딜-9-에닐)-4H-피란)(butyl-6-(1,1,7,7-tetramethyljulolidyl-9-enyl)-4H-pyran: DCJTB) 등을 포함할 수 있고, 그 외에 폴리플루오렌계 고분자, 폴리비닐계 고분자 등과 같은 고분자 발광 물질을 포함할 수 있다.
그리고 제 1 부화소(SP1)에서 제 1 유기 발광층(131) 상에는 제 2 유기 발광층(132)이 위치될 수 있다.
제2 유기 발광층(132)은 녹색 발광 재료인 3-(2-벤조티아졸일)-7- (디에틸아미노) 쿠마린 (Coumarin 6) 2,3,6,7-테트라히드로-1,1,7,7,-테트라메틸-1H, 5H,11H-10-(2-벤조티아졸일) 퀴놀리지노-[9,9a,1gh]쿠마린 (C545T), N,N'-디메틸-퀸아크리돈 (DMQA), 트리스(2-페닐피리딘)이리듐(III) (Ir(ppy)3) 등을 포함할 수 있고, 그 외에 폴리플루오렌계 고분자, 폴리비닐계 고분자 등과 같은 고분자 발광 물질을 포함할 수 있다.
제 2 전극(150)은 투과형 전극 또는 반사형 전극일 수 있다. 제2 전극(150)이 투과형 전극일 경우 제2 전극(150)은 일함수가 작은 금속 즉, Ag, Mg, Al, Pt, Pd, Au, Ni, Nd, Ir, Cr, Li, Ca 및 이들의 화합물을 증착한 후, 그 위에 ITO, IZO, ZnO, 또는 In2O3 등의 투명 도전물질로 보조 전극층이나 버스 전극 라인을 형성할 수 있다. 제2 전극(150)이 반사형 전극일 경우 제2 전극(150)은 일함수가 작은 금속 즉, Ag, Mg, Al, Pt, Pd, Au, Ni, Nd, Ir, Cr, Li, Ca 등으로 형성될 수 있다. 기판(101)의 일 면에 대향하도록, 즉 제2 전극(150)상부에 밀봉 부재(미도시)가 배치될 수 있다. 밀봉 부재(미도시)는 외부의 수분이나 산소 등으로부터 유기 발광층등을 보호하기 위해 형성하는 것으로 밀봉 부재(미도시)는 투명한 재질로 형성된다. 이를 위해 밀봉 부재는 글라스, 플라스틱 또는 유기물과 무기물의 복수의 중첩된 구조로 형성될 수도 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제 2 전극(150)은 기판(101)과 제 1 내지 제 3 부화소(SP1, SP2, SP3) 전체에 걸쳐 동일한 거리만큼 이격되도록 형성될 수 있다. 이와 같이 구성되기 위하여 본 발명의 일 실시예에서 제 1 내지 제 3 부화소(SP1, SP2, SP3)에서 각각의 유기 발광층(130)의 전체 두께는 동일하게 형성된다.
한편, 제 2 부화소(SP2)에는 제 2 전극(150)과 공통층인 제 3 유기 발광층(133) 사이에 제 2 유기 발광층(132), 제 2 정공 수송층(142) 및 중간층(135)이 배치된다. 이 때, 제 2 부화소(SP2)에 형성된 제 2 유기 발광층(132)은 제 1 부화소(SP1)에 형성된 제 2 유기 발광층(132)보다 두꺼운 두께를 갖도록 형성될 수 있다. 제 2 정공 수송층(142) 및 중간층(135)은 제 1 부화소(SP1)에 형성된 제 1 정공 수송층(141) 및 중간층(135)과 유사하게 형성될 수 있다.
한편, 제 3 부화소(SP3)에서는 제 2 전극(150)과 공통층인 제 3 유기 발광층(133) 사이에 제 2 유기 발광층(132)만이 배치되며, 중간층이 배치되지 않는다.
본 발명의 일 실시예에서, 여분의 전자들이 제3 유기 발광층(133), 정공 주입층(120) 또는 정공 수송층(141, 142)등 원하지 않는 유기층에 유입되면 유기 발광 표시 장치(100)의 수명을 감소할 수 있다. 그러나 본 발명의 일 실시예에서는 이러한 여분의 전자들이 중간층(125)에 트랩되고, 결과적으로 유기 발광 표시 장치(100)의 수명이 향상된다. 또한, 제3 유기 발광층(133)보다 제1 유기 발광층(131) 및 제2 유기 발광층(132)이 제2 전극(150)에 가깝게 위치하므로 여분의 전자로 인한 수명 감소가 더 클 수 있는데 본 실시예의 중간층(125)은 이러한 수명 감소를 효과적으로 방지한다.
또한 제1 부화소(SP1)에서 제2 전극(150)을 통하여 주입된 전자가 제1 유기 발광층(131)에서 정공과 재결합(recombination)한 후에, 여분의 전자가 제3 유기 발광층(133)에 유입되면 제3 유기 발광층(133)에서 이러한 여분의 전자와 정공이 재결합하게 되고 청색 가시 광선이 발광할 수 있다. 이로 인하여 제1 부화소(SP1)에서 청색 가시 광선과 적색 가시 광선이 혼색된 가시 광선이 발광할 수 있다. 그리고 마찬가지로 제2 부화소(SP2)에서도 여분의 전자가 제3 유기 발광층(133)에서 정공과 재결합하여 제2 부화소(SP2)에서 원하는 녹색 가시 광선이 아닌 혼색된 가시 광선이 발광할 수 있다. 이러한 혼색 현상은 유기 발광 표시 장치(100)의 화질 특성을 현저하게 떨어뜨린다. 그러나 본 실시예에서는 제1 유기 발광층(131)과 제3 유기 발광층(133)사이 및 제2 유기 발광층(132)과 제3 유기 발광층(133) 사이에 중간층(125)을 배치하여 여분의 전자를 트랩하여 혼색을 방지하고, 결과적으로 유기 발광 표시 장치(100)의 화질 특성이 향상된다.
이상과 같은 구성으로 이루어지는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 제조 방법을 도면을 달리하여 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 제조 방법의 순서도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 제조 방법은 기판 상에 제 1 공통층을 증착하는 단계(S10); 패터닝된 유기층을 도너 필름 위에 증착하는 단계(S20); 레이저를 이용하여 상기 제 1 공통층 상에 상기 패터닝된 유기층을 전사시키는 단계(S30) 및 상기 제 1 공통층 및 상기 패터닝된 유기층 상에 제 2 공통층을 증착하는 단계(S40)를 포함할 수 있다.
도 3 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 제조 방법에서 기판 상에 제 1 공통층을 증착하는 단계의 순서도이다. 도 4는 도 3의 제 1 공통층을 증착하는 단계에서 증착되는 제1 공통층을 도시한 도면이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 기판 상에 제 1 공통층을 증착하는 단계(S10)에서는 기판(101) 상에 제 1 전극(110)을 형성하고(S11), 상기 제 1 전극(110) 상에 정공 주입층(120)을 증착한 후(S12), 정공 주입층(120) 상에 제 3 유기 발광층(133)을 증착한다(S13). 본 실시예에서, 제 3 유기 발광층(133)은 청색 가시 광선을 발광할 수 있다. 이 때, 정공 주입층(120) 및 제 3 유기 발광층(133)은 제 1 부화소(SP1), 제 2 부화소(SP2) 및 제 3 부화소(SP3)에 공통으로 위치되므로, 제 1 공통층(102)으로 명명될 수 있으며, 기판(101) 상에 전체적으로 형성된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 제 1 부화소(SP1) 및 제 2 부화소(SP2)에 형성되는 패터닝된 유기층은 도너 필름(200) 위에 증착된 후 레이저를 이용하여 전사됨으로써 제 1 공통층(102) 상에 형성된다.
먼저 패터닝된 유기층을 도너 필름 위에 증착하는 과정을 설명한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 제조 방법에서 제 1 부화소에 위치되도록 패터닝된 유기층을 도너 필름 위에 증착하는 단계의 순서도이다. 도 6은 도 5의 패터닝된 유기층을 도너 필름 위에 증착하는 단계에 의하여 제 1 부화소에 위치되도록 도너 필름 위에 증착된 유기층을 도시한 도면이다. 이 때, 도 6에서는 도너 필름이 도면에서 가장 상측에 위치되도록 도시되었으며, 도너 필름에 증착되는 유기층은 도면에서 볼 때 상측으로부터 하측 방향으로 적층되도록 도시되었다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 유기층을 도너 필름 위에 증착하는 단계(S20)는, 도너 필름(200) 상에 패터닝된 제 1 유기 발광층(131)을 증착하고(S21), 제 1 유기 발광층(131) 상에 제 1 정공 수송층(141)을 증착한 후(S22), 제 1 정공 수송층(141) 상에 중간층(135)을 증착하는 과정(S23)을 포함할 수 있다. 본 단계에서 유기층은 제 1 부화소에 위치되는 유기층일 수 있으며, 이 때, 제 1 유기 발광층(131)은 적색 가시 광선을 발광하는 유기 발광층일 수 있다. 이 때, 도너 필름(200)에 증착되는 유기층은 제 1 공통층 상에서 상측 방향으로 배치되는 역순으로 도너 필름(200) 상에 증착된다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 제조 방법에서 제 2 부화소에 위치되도록 패터닝된 유기층을 도너 필름 위에 증착하는 단계의 순서도이다. 도 8은 도 7의 패터닝된 유기층을 도너 필름 위에 증착하는 단계에 의하여 제 2 부화소에 위치되도록 도너 필름 위에 증착된 유기층을 도시한 도면이다. 이 때, 도 8에서는 도너 필름이 도면에서 가장 상측에 위치되도록 도시되었으며, 도너 필름에 증착되는 유기층은 도면에서 볼 때 상측으로부터 하측 방향으로 적층되도록 도시되었다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 유기층을 도너 필름 위에 증착하는 단계(S20)는, 도너 필름(200) 상에 제 2 정공 수송층(142)을 증착하고(S31), 제 2 정공 수송층(142) 상에 중간층(135)을 증착하는 과정(S32)을 포함할 수 있다. 본 단계에서 유기층은 제 2 부화소(SP2)에 위치되는 유기층일 수 있으며, 이 때, 도너 필름(200)에 증착되는 유기층은 제 1 공통층(102) 상에서 상측 방향으로 배치되는 역순으로 도너 필름(200) 상에 증착될 수 있다.
이 때, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제 2 부화소(SP2)에 위치되는 제 2 유기 발광층(132)은 도너 필름(200) 상에 증착되지 않는다. 제 2 유기 발광층(132)은 제 2 부화소(SP2)에 위치되는 제 2 정공 수송층(142) 및 중간층(135)이 레이저 열전사에 의하여 제 1 공통층(102) 상에 위치된 상태에서 제 1 공통층(102) 상에 바로 증착 형성되는데, 그에 대하여는 후술한다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 제조 방법에서 레이저를 이용하여 제 1 공통층 상에 패터닝된 유기층을 전사된 상태를 도시한 도면이다.
전술한 바와 같이 도너 필름(200) 상에 위치된 패터닝된 유기층은 각각 제 1 부화소(SP1) 및 제 2 부화소(SP2)의 위치로 레이저를 이용하여 열전사된다.(S30) 이 때, 레이저 열전사되는 방법은 이미 공지된 방법을 이용하여 이루어질 수 있는 바 그에 대한 상세한 설명은 생략하도록 한다.
레이저 열 전사에 의하여 제 1 부화소(SP1)의 제 3 유기 발광층(133) 상에 제 1 유기 발광층(131), 제 1 정공 수송층(141) 및 중간층(135)이 위치되고, 제 2 부화소(SP2)의 제 3 유기 발광층(133) 상에 제 2 정공 수송층(142) 및 중간층(135)이 위치된 상태에서 제 2 공통층(104)이 증착되는 공정이 수행된다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 제조 방법에서 제 1 공통층 및 패터닝된 유기층 상에 제 2 공통층을 증착하는 단계의 순서도이다. 도 11은 도 10의 제 1 공통층 및 패터닝된 유기층 상에 제 2 공통층이 증착된 상태를 도시한 도면이다.
도 10 및 도 11을 참조하면, 제 1 공통층(102) 및 상기 패터닝된 유기층 상에 제 2 공통층(104)을 증착하는 단계(S40)는 제 1 공통층(102) 및 상기 패터닝된 유기층 상에 제 2 유기 발광층(132)을 증착한 후, 제 2 유기 발광층(132) 상에 제 2 전극(150)을 형성하는 공정으로 이루어진다.
이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제 2 유기 발광층(132)이 제 1 내지 제 3 부화소(SP3)에 공통으로 위치되는 제 2 공통층(104)으로 형성된다. 이 때, 제 1 내지 제 3 부화소(SP1, SP2, SP3)에 위치되는 제 2 유기 발광층(132)의 두께는 제 3 부화소(SP3)에서 가장 두꺼우며 제 2 부화소(SP2)에서 중간 두께를 가지고 제 1 부화소(SP1)에서 가장 얇은 두께를 갖는다. 이와 같이 제 1 내지 제 3 부화소(SP1, SP2, SP3)를 형성하는 제 2 유기 발광층(132)의 두께가 서로 다름으로써 제 2 유기 발광층(132) 상에 형성되는 제 2 전극(150)과 제 1 전극(110) 사이의 거리가 제 1 부화소 내지 제 3 부화소(SP1, SP2, SP3)에서 동일하게 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 정공 주입층(120), 제 3 유기 발광층(133)이 제 1 공통층(102)으로 형성되고, 제 2 유기 발광층(132)이 제 2 공통층(104)으로 형성될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 제조 과정에서 유기층을 형성하기 위하여 필요한 FMM 또는 패터닝 층은 제 1 유기 발광층(131), 제 1 정공 수송층(141) 및 제 2 정공 수송층(142) 뿐이며, 이에 따라 본 발명의 일 실시예에 따르면, 3개의 FMM 만으로 유기 발광 표시 장치를 제조할 수 있다.
이 때, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 레이저 열전사를 이용할 때, 제 2 유기 발광층(132)은 레이저 열전사에 의하지 않고 패터닝된 유기층 및 제 3 유기 발광층(133) 상에 증착에 의하여 공통층으로 형성되므로 레이저에 의한 열적 손상을 입지 않기 때문에, 수명이 증가되는 효과를 얻을 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치는 기판 상에 형성되는 공통층으로 청색 유기 발광층 및 정공 주입층을 증착하여 중계 커넥터(intermediate connector)로 사용함으로써 청색 유기 발광층이 가지는 벌크 저항(bulk resistance)의 영향을 감소시켜 구동 전압, 수명 및 소비 전력 특성을 향상시킬 수 있다.
이에 따라 유기 발광 표시 장치의 제조 비용이 감소되며 품질이 향상될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 제조 방법은 레이저 열전사법을 이용하여 광학적으로 최적화된 두께를 갖는 발광층 및 전하 수송층을 동시에 형성함으로써 색좌표 및 효율 특성을 향상시키고 표시 품질을 향상시킬 수 있으며, 고해상도의 유기 발광 표시 장치를 제작할 수 있다.
이상에서 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.
100 유기 발광 표시 장치 101 기판
110 제 1 전극 120 정공 주입층
130 유기 발광층 131 제 1 유기 발광층
132 제 2 유기 발광층 133 제 3 유기 발광층
135 중간층 141 제 1 정공 수송층
142 제 2 정공 수송층 150 제 2 전극
200 도너 필름
110 제 1 전극 120 정공 주입층
130 유기 발광층 131 제 1 유기 발광층
132 제 2 유기 발광층 133 제 3 유기 발광층
135 중간층 141 제 1 정공 수송층
142 제 2 정공 수송층 150 제 2 전극
200 도너 필름
Claims (12)
- 서로 다른 색상의 제1 부화소, 제2 부화소 및 제3 부화소를 구비하는 유기 발광 표시 장치에 있어서,
기판;
상기 기판 상에 배치된 제1 전극;
상기 제1 전극상에 상기 제1 전극과 대향하도록 배치된 제2 전극 및
상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 배치되고 제1 유기 발광층, 제2 유기 발광층 및 제3 유기 발광층을 구비하는 유기 발광층을 포함하되.
상기 제 1 부화소, 상기 제 2 부화소 및 상기 제 3 부화소에 공통으로 상기 제 1 전극 위에 상기 제 3 유기 발광층이 배치되며,
상기 제1 유기 발광층은 상기 제1 부화소에 배치되고,
상기 제2 유기 발광층은 상기 제 1 부화소, 상기 제2 부화소 및 상기 제 3 부화소에서 상기 제 3 유기 발광층 상에 배치되고,
상기 제1 부화소에서 상기 제1 유기 발광층과 상기 제3 유기 발광층 사이 및 상기 제2 부화소에서 상기 제2 유기 발광층과 상기 제3 유기 발광층 사이에 중간층이 배치되며,
상기 제 1 부화소에서 제 1 유기발광층과 상기 중간층 사이 및 상기 제 2 부화소에서 상기 제 2 유기 발광층과 상기 중간층 사이에 정공 수송층이 형성된 유기 발광 표시 장치. - 제 1항에 있어서,
상기 제 1 부화소, 상기 제 2 부화소 및 상기 제 3 부화소에서 상기 제 3 유가 발광층으로부터 상기 제 2 전극 사이의 거리가 일정한, 유기 발광 표시 장치. - 제1 항에 있어서,
상기 제 2 부화소에서 상기 제 2 발광층의 두께는 상기 제 3 부화소에서 상기 제 2 발광층의 두께 보다 얇고 상기 제 1 부화소에서 상기 제 2 발광층의 두께보다 두껍게 형성되는, 유기 발광 표시 장치. - 제1 항에 있어서,
상기 제1 유기 발광층은 적색 가시 광선을 발광하고, 상기 제2 유기 발광층은 녹색 가시 광선을 발광하고, 상기 제3 유기 발광층은 청색 가시 광선을 발광하는 유기 발광 표시 장치. - 제1 항에 있어서,
상기 중간층은 헥사아자트리페닐렌 헥사카보니트릴(HAT-CN), MoO3 및 플러렌(C60)으로 이루어지는 군으로부터 선택된 어느 하나를 포함하는 유기 발광 표시 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 부화소, 상기 제 2 부화소 및 상기 제 3 부화소에서 상기 제 1 전극 및 상기 제 3 유기 발광층 사이에 공통으로 정공 주입층이 위치되는 유기 발광 표시 장치. - 제 1 유기 발광층, 제 2 유기 발광층 및 제 3 유기 발광층을 포함하는 유기 발광 표시 장치의 제조 방법으로서, 기판 상에 제 1 공통층을 증착하는 단계;
패터닝된 유기층을 도너 필름 위에 증착하는 단계;
레이저를 이용하여 상기 제 1 공통층 상에 상기 패터닝된 유기층을 전사시키는 단계;
상기 제 1 공통층 및 상기 패터닝된 유기층 상에 제 2 공통층을 증착하는 단계
를 포함하는 유기 발광 표시 장치의 제조 방법. - 제 7 항에 있어서,
상기 제 1 공통층을 증착하는 단계는,
상기 기판 상에 제 1 전극을 형성하는 단계;
상기 제 1 전극 상에 정공 주입층을 증착하는 단계 및
상기 정공 주입층 상에 제 3 유기 발광층을 증착하는 단계를 포함하되,
상기 제 1 전극, 상기 정공 주입층 및 상기 제 3 유기 발광층은 상기 유기 발광 표시 장치의 서로 다른 색상의 제 1 부화소, 제 2 부화소 및 제 3 부화소에 공통으로 위치되는 유기 발광 표시 장치의 제조 방법. - 제 7항에 있어서,
상기 패터닝된 유기층을 도너 필름 위에 증착하는 단계는
상기 도너 필름 상에 패터닝된 제 1 유기 발광층을 증착하는 단계;
상기 제 1 유기 발광층 상에 제 1 정공 수송층을 증착하는 단계 및
상기 제 1 정공 수송층 상에 중간층을 증착하는 단계를 포함하는, 유기 발광 표시 장치의 제조 방법. - 제 7항에 있어서,
상기 패터닝된 유기층을 도너 필름 위에 증착하는 단계는,
상기 도너 필름 상에 제 2 정공 수송층을 증착하는 단계 및
상기 제 2 정공 수송층 상에 중간층을 증착하는 단계를 포함하는, 유기 발광 표시 장치의 제조 방법. - 제 7항에 있어서,
상기 제 1 공통층 및 상기 패터닝된 유기층 상에 제 2 공통층을 증착하는 단계는
상기 제 1 공통층 및 상기 패터닝된 유기층 상에 제 2 유기 발광층을 증착하는 단계 및
상기 제 2 유기 발광층 상에 제 2 전극을 형성하는 단계를 포함하는, 유기 발광 표시 장치의 제조 방법. - 제 7 항에 있어서,
상기 제1 유기 발광층은 적색 가시 광선을 발광하고, 상기 제2 유기 발광층은 녹색 가시 광선을 발광하고, 상기 제3 유기 발광층은 청색 가시 광선을 발광하는 유기 발광 표시 장치의 제조 방법.
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