KR20140139427A - 채널을 갖는 화소정의막이 구비된 유기발광 표시장치 - Google Patents

채널을 갖는 화소정의막이 구비된 유기발광 표시장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 기판 및 상기 기판상에 배치되며, 화소 영역들을 정의하는 화소정의막을 포함하며, 상기 화소 영역들 각각은, 제 1 전극, 상기 제 1 전극상에 배치된 발광층 및 상기 발광층 상에 배치된 제 2 전극을 포함하며, 상기 화소정의막은 적어도 두 개의 상기 화소 영역 사이에서 연장된 채널(channel)을 갖는 표시장치를 제공한다.

Description

채널을 갖는 화소정의막이 구비된 유기발광 표시장치{ORGANIC LIGHT EMITTING DISPLAY DEVICE HAVING A CHANNEL IN PIXEL DEFINING LAYER}
본 발명은 유기발광 표시장치 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 화소정의막의 구조가 개선된 유기발광 표시장치 및 그 제조방법에 대한 것이다.
유기발광 표시장치(organic light emitting display device)는 빛을 방출하는 유기발광소자(organic light emitting diode)를 이용하여 화상을 표시하는 자발광형 표시 장치이다. 이러한 유기발광 표시장치는 낮은 소비전력, 높은 휘도 및 높은 반응속도 등의 특성을 나타내므로 현재 표시 장치로서 주목받고 있다.
이러한 유기발광 표시장치에서 화상을 표시하는 기본단위를 화소라고 한다. 화소는 서로 대향되어 있는 제 1 전극과 제 2 전극 및 상기 제 1 전극과 제 2 전극 사이에 배치된 유기층을 포함한다. 또한 상기 유기층은 발광층을 포함하는 하나 이상의 층이 적층된 구조를 가지는 것이 일반적이다.
유기발광 표시장치에서 상기와 같은 화소들의 영역인 화소 영역을 서로 구분하기 위하여 화소정의막이 배치되기도 하는데, 상기 화소정의막은 화소 영역을 구분하기 위하여 메시(mesh) 형태로 형성될 수 있다.
예를 들어, 서로 구분되어 제 1 전극들이 형성되고 상기 제 1 전극을 화소단위로 구분하기 위하여 화소정의막이 형성된 다음, 상기 화소정의막에 의하여 구분된 적어도 하나의 제 1 전극의 화소 영역상에 다양한 물질들, 특히 유기물들이 적층된다. 이 때 상기 적층되는 물질들은 각각의 화소 영역마다 균일하게 분배되는 것이 좋을 때가 있다.
그런데, 화소 영역에 어떤 층을 형성하기 위하여 특정의 물질을 도포하는 경우 상기 물질은 화소정의막 상에도 상기 물질이 도포된다. 상기 화소정의막은 제 1 전극보다 높게 형성되기 때문에, 상기 화소정의막에 도포되었던 상기 물질은 낮은 쪽에 있는 화소 영역으로 이동하는 경우가 발생한다. 그런데 만약, 상기와 같이 화소정의막상에 도포되었던 물질이 화소 영역으로 이동할 때, 상기 물질들이 각각의 화소 영역마다 균일하게 분배되지 못하면, 화소 영역에서 물질의 불균일이 발생할 수 있다. 상기와 같은 물질 불균일이 발생하면 각각의 화소에서의 발광이 균일하지 않을 수가 있다.
본 발명의 일 실시예는, 화소를 형성하기 위하여 화소 영역에 유기물을 포함하는 다양한 물질들이 적층될 때, 각각의 화소 영역에서 상기 유기물들이 균일하게 분배될 수 있도록 화소정의막의 구조가 개선된 유기발광 표시장치 및 상기 유기발광 표시장치의 제조방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예는, 화소정의막에 채널이 형성된 유기발광 표시장치를 제공한다. 또한, 본 발명의 일 실시예는 화소정의막에 채널을 형성하는 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예는, 기판; 및 상기 기판상에 배치되며, 화소 영역들을 정의하는 화소정의막;을 포함하며, 상기 화소 영역들 각각은, 제 1 전극; 상기 제 1 전극상에 배치된 발광층; 및 상기 발광층 상에 배치된 제 2 전극;을 포함하며, 상기 화소정의막은 적어도 두 개의 상기 화소 영역 사이에서 연장된 채널(channel)을 갖는 표시장치를 제공한다.
상기 화소정의막은 채널의 길이방향을 따라 상기 채널내에서 경사를 갖는 바닥면을 포함할 수 있다.
상기 경사의 평균 경사각은 제 1 전극면을 기준으로 10 내지 45ㅀ범위일 수 있다.
상기 채널은 적어도 한 방향을 따라 연장될 수 있다.
상기 바닥면은 채널 내에서 최고점을 가지며, 상기 최고점에서 시작하여 서로 다른 방향으로 아래로 연장된 경사를 가질 수 있다.
상기 채널의 바닥면은 채널의 길이방향을 따라 한쪽 일단에서 최저점을 가지고 다른 일단에서 최고점을 가질 수 있다.
상기 채널의 길이방향에 수직한 방향을 따라 자른 상기 채널의 단면은 U자형, 역삼각형 및 사각형 중 어느 하나의 형태를 가질 수 있다.
상기 화소 영역들 중 적어도 하나는, 상기 제 1 전극과 상기 발광층 사이에 배치된 정공주입층 및 정공수송층 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
상기 화소 영역들 각각은, 제 1 전극상에 배치된 정공주입층; 상기 정공주입층상에 배치된 프라이머 층; 및 상기 프라이머층상에 배치된 정공수송층;을 더 포함할 수 있다.
상기 화소 영역들 각각은, 상기 발광층과 상기 제 2 전극 사이에 배치된 전자수송층 및 전자주입층 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
상기 채널의 바닥면의 경사는 유동성 물질이 흐를 수 있도록 구성된다.
상기 채널의 바닥면은 제 1 전극의 높이와 동일하거나 더 높다.
본 발명의 다른 일 실시예는, 기판상에 복수개의 제 1 전극을 형성하는 단계; 상기 제 1 전극들 사이에 화소정의막을 형성하는 단계; 상기 제 1 전극상에 발광층을 형성하는 단계; 및 상기 발광층 상에 제 2 전극을 형성하는 단계;를 포함하며, 상기 화소정의막을 형성하는 단계는 유동성 물질이 상기 제 1 전극들 사이에서 흐를 수 있도록 구성된 채널(channel)을 형성하는 단계를 포함하는 표시장치의 제조방법을 제공한다.
상기 화소정의막을 형성하는 단계는 마스크를 사용하는 패턴 형성과정을 포함하는데, 상기 마스크는 채널형성부를 가질 수 있으며, 상기 채널형성부는 길이방향을 따라 광투과량이 달라지도록 형성될 수 있다.
상기 화소정의막을 형성하는 단계 후 상기 발광층을 형성하는 단계 이전에, 상기 제 1 전극과 상기 화소정의막의 전면에 정공주입층 형성용 물질 및 정공수송층 형성용 물질 중 적어도 하나를 도포하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 정공주입층 형성용 물질 및 상기 정공수송층 형성용 물질 중 적어도 하나를 도포하는 단계는 잉크 프린팅법을 적용할 수 있다.
상기 발광층을 형성하는 단계는 잉크 프린팅법을 적용할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광 표시장치에는 화소정의막에 채널이 구비되어 있어, 유기발광 표시장치의 제조과정에서 다양한 유기물들을 적층할 때 유기물들이 화소마다 균일하게 분배될 수 있다. 이와 같이 유기물들이 화소마다 균일하게 분배됨에 따라 유기발광 표시장치의 발광 균일도가 높아질 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광 표시장치의 구조를 개략적으로 표시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광 표시장치의 제 1 전극과 화소정의막의 구조에 대한 개략적인 부분 사시도이다.
도 3은 기판상에 배치된 제 1 전극과 화소정의막에 대한 평면도이다.
도 4a 내지 4d는 각각 채널의 길이방향(I-I'방향)에 따라 절단한 단면도의 일례들이다.
도 5a 내지 5c는 각각 채널의 폭방향(II-II'방향)에 따라 절단한 단면도의 일례들이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광 표시장치의 구조에 대한 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크의 평면도이다.
이하, 도면에 개시된 실시예들을 중심으로 본 발명을 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명의 범위가 하기 설명하는 도면이나 실시예들에 의하여 한정되는 것은 아니다. 첨부된 도면은, 다양한 실시예들 중 본 발명의 설명하기에 적합한 것들의 예를 선택적으로 표현한 것일 뿐이다.
도면에서는 이해를 돕기 위하여 각 구성요소와 그 형상 등이 간략하게 그려지거나 또는 과장되어 그려지기도 하며, 실제 제품에 있는 구성요소가 표현되지 않고 생략되기도 한다. 따라서 도면은 발명의 이해를 돕기 위한 것으로 해석해야 한다. 한편, 도면에서 동일한 역할을 하는 요소들은 동일한 부호로 표시한다.
또한, 어떤 층이나 구성요소가 다른 층이나 또는 구성요소의 '상'에 있다라고 기재되는 경우에는, 상기 어떤 층이나 구성요소가 상기 다른 층이나 구성요소와 직접 접촉하여 배치된 경우 뿐만 아니라, 그 사이에 제3의 층이 개재되어 배치된 경우까지 모두 포함하는 의미이다.
구체적으로 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시예를 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광 표시장치의 구조를 개략적으로 표시한 단면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광 표시장치의 제 1 전극과 화소정의막의 구조에 대한 개략적인 부분 사시도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광 표시장치는, 기판(100) 및 상기 기판상에 배치되며 화소 영역들을 정의하는 화소정의막(300)을 포함하는데, 상기 화소 영역들 각각은, 제 1 전극(200), 제 1 전극(200)상에 배치된 발광층(400) 및 발광층(400) 상에 배치된 제 2 전극(500)을 포함한다. 화소정의막(300)은 적어도 두 개의 상기 화소 영역 사이에서 연장된 채널(channel, 310))을 갖는다.
구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광 표시장치는, 기판(100), 상기 기판(100)상에 배치된 복수개의 제 1 전극(200), 상기 제 1 전극들 사이에 배치되어 상기 제 1 전극(200)의 화소 영역을 구분하는 화소정의막(300), 상기 제 1 전극상에 배치된 발광층(400) 및 상기 발광층(400) 상에 배치된 제 2 전극(500)을 포함한다. 화소정의막(300)은 이웃한 화소 영역 사이에 배치된 채널(channel; 310)을 가진다. 또한 화소정의막(300)은 채널(310)의 저부에 해당되는 바닥면(350)을 갖는다.
도 1에 개시된 실시예에서, 바닥면(350)은 채널(310)에 의하여 연결되는 두 개의 이웃한 영역 사이에서 최고점(h, 도 4a 내지 4d 참조)을 가지며, 상기 최고점(h)에서 화소 영역을 향하여 아래로 향하는 경사를 가진다. 아래로 향하는 경사 부분들은 최고점(h)을 기준을 대칭일 수 있으나, 그 형상이 이에 한정되는 것은 아니다.
도 2와 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광 표시장치의 기판(100), 제 1 전극(200) 및 화소정의막(300)만을 표시하고 있다.
구체적으로, 도 2는 부분 사시도로서, 기판(100), 상기 기판에 형성된 제 1 전극(200) 및 상기 제 1 전극들을 구분하는 화소정의막(300)의 구조를 보여준다. 도 2에서 보는 바와 같이, 화소정의막(300)에 채널(310)이 형성되어 있다. 화소정의막(300)은 이웃한 제 1 전극(200)들 사이에 배치되어, 예를 들어, 벽을 형성함으로써 화소 영역을 정의한다. 도 2에서 제 1 전극(200)상에 배치된 오목한 개구부가 화소 영역에 대응된다. 또한 화소정의막(300)에 채널(310)을 형성되어 이웃한 화소 영역들 사이가 연결되도록 한다.
도 2에서 보는 바와 같이, 채널(310)은 상부가 개방되어 있으며, 화소정의막(300)은 상기 채널(310)의 양쪽 옆에 측벽(320)을 가지며, 채널(310)의 저부에 해당되는 바닥면(350)을 가진다. 즉, 상기 측벽(320)과 바닥면(350)에 의하여 정의되는 공간이 채널(310)이라고 할 수 있다.
채널(310)은 고랑(furrow) 또는 골(valley)형태를 가질 수 있다. 경우에 따라 바닥면(350)은 평평할 수도 있다. 또는, 바닥면(350)은 도 2에서와 같이, 이웃한 채널을 연결하는 채널 방향을 따라 자른 단면이 삼각형 모리와 같이 각진 형태가 될 수도 있다.
도 3은 기판상에 배치된 제 1 전극과 화소정의막에 대한 평면도로서, 제 1 전극(200) 및 화소정의막(300)을 상부에서 바라본 상면도에 해당된다.
도 2 및 도 3에서, 채널(310)은 어느 한 방향을 따라 정렬된 제 1 전극(200)을 연결하는 방향을 따라 형성되어 있다. 즉, 도 2 및 3은 채널(310)이 x축 방향을 따라 연장된 일례를 보여주고 있다. 도 2 및 3에 개시된 일례와 달리, 채널(310)은 y축방향으로 형성될 수도 있고, 대각선 방향으로 형성될 수도 있다.
구체적으로, 채널(310)은 적어도 두 개의 화소 영역을 서로 연결하도록 화소정의막(300)에 형성되는데, 소정의 방향을 따라 형성될 수 있다. 또한 복수개의 채널(310)들이 한쪽 방향을 따라 형성될 수 있다. 도 2와 도 3는 x축 방향을 따라 채널(310)이 형성된 것을 보여준다. 여기서, 채널(310)의 형성방향을 채널의 길이방향 또는 채널 연장방향이라고 할 수 있다. 도 2 및 도 3에서 채널의 길이방향은 x축 방향이다. Y축 방향은 채널의 폭 방향이 된다.
상기 채널(310)은 어느 한 방향을 따라 인접한 화소 영역들을 서로 연결한다. 즉, 도 2 및 도 3에 개시된 실시예에서 하나의 채널(310)은 x축 방향을 따라 채널의 양쪽에 배치된 두 개의 화소 영역(각각의 화소 영역은 제 1 전극(200)을 포함한다)을 서로 연결한다.
도면에 명시적으로 도시되지는 않았지만, 화소정의막(300)은 세 개 또는 네 개 이상의 화소 영역을 서로 연결하기 위하여 여러 방향으로 형성된 채널을 구비할 수도 있다.
도 2에 개시된 바와 같이, 바닥면(350)에는 최고점(피크, h)이 있으며, 이를 기점으로 채널(310)의 길이방향(x축 방향)을 따라 각각 다른 방향으로 경사가 형성된다. 채널(310)의 최고점(h)은 화소정의막(300)의 상부면의 높이와 같거나 이보다 낮을 수 있다.
화소정의막(300)은 각각의 화소 영역을 구분하기 위하여 제 1 전극(200)의 모서리 부분에 벽형태로 형성된다. 이와 같이 화소정의막(300)이 형성됨으로써 제 1 전극(200)상에 화소 영역이 정의된다. 화소정의막(300) 형성 후에는 화소를 형성하기 위하여 상기 제 1 전극상의 화소 영역에 다양한 물질들, 특히 다양한 유기물들이 적층된다. 이 때 각각의 물질들은 화소 영역마다 균일하게 분배되는 것이 좋을 때가 있다. 그런데, 상기 화소정의막(300)이 벽형태로 존재하는 관계로, 화소 형성용 물질을 도포하는 과정에서 상기 물질들이 각각의 화소 영역마다 균일하게 분배되지 않을 수가 있다.
예를 들어, 화소 형성을 위하여 사용된 물질들은 화소 영역뿐만 아니라 화소정의막 상에도 도포되며, 건조 등의 과정에서 상기 화소정의막에 도포되었던 물질이 불균일하게 인접한 화소 영역으로 이동하는 경우가 발생한다. 이때 이동하는 물질들이 각각의 화소 영역에 대하여 불균일하게 분배되면 화소 영역에서의 물질 분균일이 발생된다. 이러한 물질 불균일이 발생되면 화소들마다 발광이 균일하지 않게 될 수 있다.
본 발명에 따른 유기발광 표시장치는, 이러한 물질 불균일이 발생하는 것을 억제하기 위하여 상기와 같이 화소정의막(300)에 채널(310)이 형성되며, 아울러, 채널(310)의 바닥면(350)에는 경사가 형성된다. 상기와 같은 바닥면(350)의 경사에 의해, 화소정의막 상에 도포되었던 물질들이 채널을 따라 화소 영역으로 보다 효율적으로 이동하게 될 수 있다. 그에 따라, 채널(310)과 바닥면(350)에 의하여 물질들이 균일하게 화소 영역으로 분배될 수 있다.
경사가 있는 바닥면(350)에는 최고점(h)이 존재하게 되어 상기 최고점(h)을 중심으로 물질들이 분배될 것이다. 물질 분배를 고려하여, 채널(310)의 규격과 바닥면(350)의 경사는 사용되는 물질의 양이나 점도 등과 같은 파라미터에 따라 달라질 수 있다. 상기 채널(310)들은 동일한 형태가 되도록 할 수 있고, 경사도 동일하게 할 수 있다.
채널(310)의 바닥면(350)에 형성되는 경사의 각도가 지나치게 작을 경우 물질들이 원활하게 이동하지 않을 수 있다. 따라서 상기 경사가 클수록 물질들이 더 빨리 움직일 것이다. 그러나, 화소정의막(300)의 높이에 한계가 있고, 채널(310)의 길이에 한계가 있기 때문에, 경사의 각도에는 한계가 있다. 이러한 이유로 경사의 평균 각도(평균 경사각)는 제 1 전극면을 기준으로 10 내지 45ㅀ의 범위로 정할 수 있다. 그렇지만 경사의 각도가 상기 범위로 한정되는 것은 아니다.
채널(310)의 역할을 원활하게 수행할 수 있도록 하기 위하여, 바닥면(350)의 경사각은 화소정의막의 규격이나 높이에 따라 달라질 수 있다. 바닥면(350) 내에서 부분적으로 굴곡이 생길 수가 있기 때문에, 부분적으로 경사각이 큰 부분이 생길 수도 있고 부분적으로 경사각이 작은 부분이 생길 수도 있다.
도 4a 내지 4d에 채널(310)의 바닥면(350)의 단면 형태가 개시되어 있다.
도 4a는 도 3에서 채널의 길이방향인 I-I' 방향을 따라 절단한 단면도의 일례이다. 또한, 도 4b 내지 4d는, 도 3과 같이 기판(100), 제 1 전극(200) 및 화소정의막(300)을 포함하는 유기발광 표시장치의 일부를 채널(310)의 길이방향(x축 방향)에 따라 절단한 다른 일례들이다.
도 4a 내지 4d에서 "350"으로 표시된 부분은 채널(310) 바닥면을 나타낸다.
도 4a 내지 4d를 참조하면, 채널(310)의 바닥면(350)은 제 1 전극(200)의 상면을 기준으로 높이가 가장 높은 최고점과 높이가 가장 낮은 최저점을 가질 수 있다. 도 4a 내지 4d에서 최고점은 "h"로 표시한 부분이 되며, 최저점은 채널(310)의 시작부분이 된다.
채널(310)에서 바닥면(350)의 최고점(h)과 최저점의 높이차이는 0.2 내지 5㎛ 범위가 될 수 있다. 이러한 높이차이는 화소정의막(300)의 크기 및 높이에 따라 달라질 것이다. 화소정의막이 매우 얇은 경우는 상기 높이차이가 상기 범위보다 작을 수도 있으며, 화소정의막이 매우 두꺼운 경우에는 상기 높이차이가 상기 범위보다 커질 수 있다.
화소정의막(300)에 채널(310)이 형성되더라도, 상기 화소정의막(310)은 제 1 전극(200)들을 서로 구분하는 역할을 하여야 하며, 제 1 전극(200)들을 서로 절연시키는 역할을 하여야 한다. 이를 위해, 채널(310)의 바닥면(350)는 소정의 높이 이상의 높이를 가지도록 할 수 있다. 여기서, 높이는 제 1 전극(200)의 상면을 기준으로 측정된다.
채널(310)이 지나치게 깊게 형성되어 상기 채널(310)의 바닥면(350)과 제 1 전극(200) 사이의 높이차이가 없어지면 상기 제 1 전극(200)들 사이가 통전될 우려가 있다. 이를 방지하기 위하여, 바닥면(350)의 상기 최고점(h)이 소정의 높이 이상의 높이를 가지도록 할 수 있다. 한편, 화소정의막(300)의 두께에는 한계가 있기 때문에 상기 바닥면(350)의 최고점(h)의 높이에도 한계가 있다. 이러한 점을 고려하여, 상기 최고점(h)은 제 1 전극(200)의 상면보다 0.3 내지 5㎛ 만큼 더 높게 할 수 있다.
또한 채널(310)의 바닥면(350)의 최저점은 제 1 전극(200)의 상면과 동일한 높이일 수 있고, 상기 제 1 전극(200) 보다 0.3 내지 수㎛ 만큼 더 높을 수도 있다.
도 4a 내지 4d를 참조하여 채널(310)의 바닥면(350)의 형태를 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 도 4a에 개시된 바와 같이, 채널(310)의 바닥면(350)은 소정의 최고점(h)을 가지며, 최고점(h)을 기준으로 채널(310)의 길이방향을 따라 양쪽 방향으로 서로 다른 경사면을 가질 수 있다. 이때 양쪽 경사면이 대칭이 될 수도 있고 대칭이 아닐 수도 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 도 4b에 개시된 바와 같이, 채널(310)의 바닥면(350)은 채널의 길이방향을 따라 한쪽 일단(왼쪽)은 최저점이 되고 다른 일단(오른쪽)은 최고점(h)이 되어, 한쪽 방향으로 경사면을 가질 수도 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 도 4c에 개시된 바와 같이, 채널(310)의 바닥면(350)은 제 1 전극(200)과 만나는 지점에서 최저점을 가질 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 도 4d에 개시된 바와 같이, 채널(310)의 바닥면(350)은 화소정의막(300)의 높이와 동일한 높이의 최고점(h)을 가질 수도 있다.
도 5a는 도 3에서 채널의 폭 방향인 II-II'를 따라 절단한 단면도이다. 도 5b 내지 5c는 각각 채널의 폭방향(II-II' 방향)에 따라 절단한 채널의 다른 일례들에 대한 단면도이다.
상기 5a 내지 5c에 도시된 바와 같이, 채널(310)의 길이방향에 수직한 방향(폭방향)을 따라 자른 채널(310)의 단면은 사각형(도 5a), 역삼각형(도 5b) 또는 U자형(도 5c) 형태를 가질 수 있다.
도 2 및 도 5a 내지 5c에서 보는 바와 같이, 화소정의막(300)은 채널(310)의 길이방향을 따라 채널(310)의 양쪽에 측벽(320)를 가질 수 있다. 측벽(320)은 2 내지 10㎛의 범위의 폭을 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 제 1 전극(200)과 발광층(400) 사이에는 정공주입층 및 정공수송층 중 적어도 하나가 더 배치될 수 있다. 제 1 전극(200)과 상기 발광층(400) 사이에 정공주입층과 정공수송층이 모두 배치될 수도 있음은 물론이다.
경우에 따라 정공주입층과 정공수송층의 극성이 서로 달라, 제 1 전극(200)상에 정공주입층을 형성한 후 정공수송층을 형성할 때, 상기 정공수송층 형성용 물질들이 상기 정공주입층상에 균일하게 도포되지 않는 경우가 있다. 이러한 경우에는 상기 정공주입층상에 프라이머를 도포하기도 한다. 상기 프라이머 물질은 정공의 수송에 방해가 되지 않을 정도로 양호한 정공수송특성을 가지면서, 상기 정공주입층과 정공수송층 상호간의 계면특성을 향상시킬 수 있는 물질 중에서 선택될 수 있다. 이러한 프라이머를 사용할 경우, 정공주입층과 정공수송층 상호간의 계면특성이 향상되어 정공수송층 형성용 물질들이 상기 정공주입층상에 균일하게 도포될 수 있으며, 또한 이러한 프라이머의 존재로 인하여 발광특성에 장애가 생기지도 않게 된다.
여러 가지 물질을 적층하여 화소를 형성하는 경우, 상기와 같이 각각의 물질들 상호간의 물성의 차이로 인하여 어느 하나의 물질층에 다른 물질이 원활하게 도포되지 않을 때, 상기와 같은 채널을 형성함으로써 해당 물질이 균일하게 분배되도록 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 채널(310)은 특히 인쇄법(printing)에 의하여 화소 형성용 물질들을 적층할 때, 잉크들이 화소 영역에 균일하게 분포되도록 하는데 특히 유용하게 적용될 수 있다.
본 발명의 일 실시예는 또한, 상기와 같은 채널(310)을 갖는 유기발광 표시장치의 제조방법을 제공한다.
유기발광 표시장치의 제조방법은, 기판(100)상에 복수개의 제 1 전극(200)을 형성하는 단계, 제 1 전극(200)들 사이에 화소정의막(300)을 형성하는 단계, 제 1 전극(200)상에 발광층(400)을 형성하는 단계 및 발광층(400)상에 제 2 전극(500)을 형성하는 단계를 포함하며, 상기 화소정의막(300)을 형성하는 단계는 유동성 물질이 상기 제 1 전극(200)들 사이에서 흐를 수 있도록 구성된 채널(310)을 형성하는 단계를 포함한다.
화소정의막(300)을 형성하는 단계에는, 예를 들어, 오목한 홈 형태의 단면을 가지면서 서로 이웃한 제 1 전극(200) 사이를 연결하는 채널(310)을 형성하는 단계를 포함한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광 표시장치의 구조에 대한 단면도이다. 이하, 도 6을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광 표시장치의 제조방법을 설명한다.
도 6에 개시된 유기발광 표시장치는, 기판(100)으로 유기발광 표시장치에서 통상적으로 사용되는 유리 또는 고분자 플라스틱을 사용할 수 있다. 기판(100)은 투명할 수도 있고 투명하지 않을 수도 있다. 기판(100)은 당업자의 필요에 따라 적절한 것이 선택되어 사용될 수 있다.
기판(100)상에 제 1 전극(200)이 형성되는데, 제 1 전극(200)을 형성하기 전에 기판(100)상에 복수개의 박막 트랜지스터(120)들을 형성할 수 있다. 상기 박막 트랜지스터(120)는 게이트 전극(121), 드레인 전극(122), 소스전극(123), 반도체층(124)을 포함한다. 상기 박막 트랜지스터(120)에는 게이트 절연막(113) 및 층간 절연막(115)도 구비되어 있다. 여기서, 반도체층(124)은 유기물 또는 무기물에 의하여 형성될 수 있다. 박막 트랜지스터(120)의 구조는 도 6에 도시된 형태에 한정되지 않으며, 다른 형태로 구성될 수도 있다. 박막 트랜지스터(120)와 기판(100) 사이에는 필요에 따라 실리콘 옥사이드 또는 실리콘 나이트라이드 등으로 형성된 버퍼층(111)이 더 구비될 수 있다.
박막 트랜지스터(120)들 상부에는 제 1 전극(200), 발광층(400) 및 제 2 전극(500)이 순차적으로 형성된다.
제 1 전극(200)은 하부의 박막 트랜지스터(120)와 전기적으로 연결된다. 트랜지스터(120)상에 박막 트랜지스터(120)를 덮는 평탄화막(117)이 구비되는 경우, 제 1 전극(200)은 평탄화막(117) 상에 배치되며, 평탄화막(117)에 구비된 컨택홀을 통해 박막 트랜지스터(120)에 전기적으로 연결된다.
도 6에서 제 1 전극(200)이 양극인 것이 예시되어 있다. 제 1 전극(200)은 투명전극 또는 반사전극으로 형성될 수 있다. 제 1 전극(200)이 투명전극으로 형성될 때에는 ITO, IZO, ZnO 또는 In2O3로 형성될 수 있고, 반사전극으로 형성될 때에는 Ag, Mg, Al, Pt, Pd, Au, Ni, Nd, Ir, Cr 또는 이들의 화합물 등으로 형성된 반사막과, 상기 반사막 상에 배치된 ITO, IZO, ZnO 또는 In2O3로 된 막을 포함할 수 있다.
제 1 전극(200)들 사이에 화소정의막(300)이 형성된다. 상기 화소정의막(300)은 절연성을 갖는 재료로 만들어지는데, 화소영역을 정의하며 제 1 전극(200)을 화소단위로 구분한다. 구체적으로, 제 1 전극(200)의 모서리(edge)부에 상기 화소정의막(300)이 형성되어, 제 1 전극(200)을 화소단위로 구분하여 화소 영역을 정의한다. 즉, 상기 화소정의막(300)이 상기 제 1 전극(200)의 가장자리를 덮는다. 화소정의막(3000)은 화소 영역을 정의해주는 역할 외에, 제 1 전극(200)의 가장자리와 제 2 전극(400) 사이의 간격을 넓혀, 상기 제 1 전극(200)의 가장자리 부분에서 전계가 집중되는 현상을 방지함으로써 제 1 전극(200)과 제 2 전극(400)의 단락을 방지하는 역할도 한다.
화소정의막(300)을 형성하는 단계는 포토레지스트를 이용하는 패턴 형성과정을 포함할 수 있다. 포토레지스트로, 노광부분이 식각되는 포지티브(posive)형과 비노광 부분이 식각되는 네가티브(negative)형 중 적절한 것을 선택하여 적용할 수 있다.
구체적으로, 기판(100)상에 제 1 전극(200)을 형성한 후, 제 1 전극(200)을 포함하는 기판(100)의 전면에 화소정의막 형성용 재료를 도포한 후 이를 패터닝하여 화소정의막(300)을 형성할 수 있다.
구체적으로 화소정의막(300)을 형성하는 단계는, 화소정의막 형성용 재료를 패터닝 하는 패턴 형성 과정을 포함하며, 이때 포토레지스트가 이용될 수 있다. 패터닝에 의하여 제 1 전극(200)의 상부의 일부 영역에 존재하는 화소정의막 형성용 재료를 제거함으로써 제 1 전극(200)상에 개구부가 형성되도록 한다. 제 1 전극(200)상에 형성된 이러한 개구부가 화소 영역이 된다.
화소정의막 형성용 재료를 패터닝하는 패턴 형성과정에서, 채널(310)이 형성될 영역도 패터닝되어 채널(310)이 형성된다.
상기 패턴 형성과정에서는 마스크를 사용하는 노광단계를 거칠 수 있다. 즉, 상기 화소정의막(300)을 형성하는 단계에서는 마스크(700)를 사용하는 이용하는 패턴 형성과정을 포함할 수 있으며, 마스크(700)는 채널형성부(720)를 가지며, 상기 채널형성부는 길이방향을 따라 광투과량이 달라지도록 구성될 수 있다.
도 7은 마스크(700)의 일례에 대한 평면도이다.
마스크(700)는 지지기판(701) 및 상기 지지기판(710)상에 형성된 광차단부(730)와 광투과부(710)을 포함한다. 도 7에 도시된 마스크(700)에서, 상기 광투과부(710)는 제 1 전극(200) 상에 형성되는 개구부에 대응된다. 상기 마스크(700)는 포지티브형 포트레지스트를 사용하는 경우에 적용될 수 있다.
마스크(700)는 또한, 광투과부(710) 사이에 형성된 채널형성부(720)를 가지는데, 채널형성부(720)는 채널의 길이방향을 따라 광투과량이 달라지도록 구성되어 있다. 그 결과, 패턴 형성과정에서 상기 마스크(700)를 이용함으로써, 채널형성부(720)의 길이방향에 따라 노광량이 달라지도록 할 수 있다.
도 7에 개시된 마스크(700)는, 채널형성부(720)에서의 광투과량이 채널의 길이방향을 따라 달라지도록 하기 위하여 채널형성부(720)에 슬릿이 배치된 구조를 갖는다. 채널형성부(720)에서 빗금친 부분이 슬릿에 해당되는데, 도 7에 개시된 마스크(700)에서는 상기 슬릿들 사이의 간격이 달라지도록 함으로써 광투과량이 달라지도록 하는 일례이다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 마스크(700)의 채널형성부(720)에서 채널의 길이방향을 따라 광투과도가 달라지도록 할 수도 있다. 예를 들어, 슬릿을 배치하는 대신 채널형성부에 광흡수물질을 도포하되, 상기 채널의 길이방향에 따라 도포되는 광흡수물질의 농도를 달리하는 방법이 있다.
패턴 형성을 위하여, 마스크(700)의 채널형성부(720)에 해당되는 부분에서, 채널의 길이방향의 어느 한 부분을 중심으로 양쪽방향으로 가면서 점진적으로 광투과량이 달라지도록 채널형성부(720)를 구성할 수 있다.
다른 일례로, 마스크(700)의 채널형성부(720)에서, 채널의 길이방향의 일단에서부터 타단으로 가면서 광투과량이 점진적으로 달라지도록 채널형성부(720)를 구성할 수도 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 화소정의막(300)을 형성하는 단계에서, 상기 채널의 길이방향 양쪽에 폭이 2 내지 10㎛인 측벽을 형성할 수 있다.
화소정의막(300)에 의하여 구분된 제 1 전극(200)의 개구부에 발광층(400)을 배치된다. 상기 발광층(400)은 레드 발광층, 그린 발광층 및 블루 발광층을 포함할 수 있다. 발광층(400)은 백색 발광층을 포함할 수도 있다.
또한, 발광층(400)은 백색발광층만으로 이루어질 수도 있다. 상기 발광층(400)이 백색 발광층만으로 이루어지는 경우, 별도의 컬러필터층이 구비된다.
발광층(400)은 다양한 방법으로 형성될 수 있는데, 예를 들면, 증착법, 인쇄법 또는 전사용 도너필름을 이용하는 전사법에 의하여 형성될 수도 있다. 본 발명의 일 실시예서는 인쇄법에 의하여 발광층(400)을 형성할 수 있다.
한편, 제 1 전극(200)과 발광층(400) 사이에 정공주입층 및 정공수송층 중 적어도 하나 이상이 더 구비될 수 있다. 정공주입층 및 정공수송층은 진공증착에 의하여 형성될 수도 있으며, 인쇄법에 의하여 형성될 수도 있다.
본 발명의 일례에 따르면, 화소정의막(300)을 형성한 후 발광층(400)을 형성하기 전에 제 1 전극(200)과 화소정의막(300)을 포함하는 전면에 걸쳐 정공주입층 형성용 물질 및 정공수송층 형성용 물질 중 적어도 하나를 도포하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이 때, 정공주입층 형성용 물질 및 정공수송층 형성용 물질 중 적어도 하나를 도포하는 단계에서 잉크를 이용하는 프린팅법을 적용할 수 있다.
도 6은 제 1 전극(200)과 화소정의막(300)을 포함하는 전 영역에 걸쳐 정공주입층(450)이 형성된 것을 예시하고 있다.
도면에 도시하지는 않았지만, 상기 정공주입층(450)상에 프라이머를 도포한 후, 제 1 전극(200)의 상부 영역에 정공수송층을 형성할 수도 있다. 프라이머에 대해서는 이미 설명한 바 있다.
발광층, 정공주입층 또는 정공수송층을 형성하는 과정에서 인쇄법을 적용하는 경우, 본 발명에서와 같이 화소정의막(300)에 채널(310)이 형성되어 있으면 잉크의 균일 분배에 유용하다.
구체적으로, 인쇄법을 적용하는 경우 잉크를 사용하여 해당 부분에 도포를 하여야 하는데, 물질들 사이의 물성의 차이로 인하여 도포가 원활하지 않을 수 있고, 또한 각각의 화소 영역마다 잉크가 균일하게 분배되지 않을 수도 있다. 그런데, 본 발명의 일 실시예에서와 같이 화소정의막(300)에 채널(310)이 형성되어 있는 경우, 채널(310)을 따라 잉크가 화소 영역으로 유입되고 또한 채널(310)에 경사가 형성되어 있는 관계로 화소 영역별로 잉크의 분배에 유리하다.
발광층(400)과 화소정의막(300)상에 제 2 전극(500)이 배치된다. 제 2 전극(500)은 당업계에서 일반적으로 사용하는 재료에 의하여 형성될 수 있다. 제 2 전극(500)도 투명전극 또는 반사전극으로 형성될 수 있다. 제 2 전극(500)이 투명전극으로 형성될 때는, Li, Ca, LiF/Ca, LiF/Al, Al, Mg 또는 이들의 화합물로 된 막과, 그 위에 형성된 ITO, IZO, ZnO 또는 In2O3 등의 투명전극 형성용 막을 포함할 수 있다. 제 2 전극(500)이 반사전극으로 형성될 때에는 Li, Ca, LiF/Ca, LiF/Al, Al, Mg 또는 이들의 화합물을 증착함으로써 제 2 전극(500)이 형성될 수 있다.
발광층(400)과 상기 제 2 전극(500) 사이에 전자수송층 및 전자주입층 중 적어도 하나의 층이 더 형성될 수 있다. 전자수송층과 전자주입층 역시 증착법, 인쇄법 등에 의하여 형성될 수 있다. 도 6은 발광층(400)과 상기 제 2 전극(500) 사이에 전자주입층(460)이 형성된 경우를 예시하고 있다.
도면에 도시되지 않았지만, 제 2 전극(500)상에는 다양한 종류의 보호층 또는 실링층이 배치될 수 있다.
이상에서 실시예를 이용하여 본 발명을 설명하였다. 상기 설명은 도면에 도시된 실시예를 참고하였으나, 상기와 같은 설명은 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능할 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
100: 기판 200: 제 1 전극;
300: 화소정의막; 310: 채널
350: 바닥면 400: 발광층
500: 제 2 전극 700: 마스크

Claims (17)

  1. 기판; 및
    상기 기판상에 배치되며, 화소 영역들을 정의하는 화소정의막;을 포함하며,
    상기 화소 영역들 각각은,
    제 1 전극;
    상기 제 1 전극상에 배치된 발광층; 및
    상기 발광층 상에 배치된 제 2 전극;을 포함하며,
    상기 화소정의막은 적어도 두 개의 상기 화소 영역 사이에서 연장된 채널(channel)을 갖는 표시장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 화소정의막은 채널의 길이방향을 따라 상기 채널 내에서 경사를 갖는 바닥면을 포함하는 표시장치.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 경사의 평균 경사각은 제 1 전극면을 기준으로 10 내지 45ㅀ인 표시장치.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 채널은 적어도 한 방향을 따라 연장된 표시장치.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 바닥면은 채널 내에서 최고점을 가지며, 상기 최고점에서 시작하여 서로 다른 방향으로 아래로 연장된 경사를 갖는 표시장치.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 채널의 바닥면은 채널의 길이방향을 따라 한쪽 일단에서 최저점을 가지고 다른 일단에서 최고점을 갖는 표시장치.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 채널의 길이방향에 수직한 방향을 따라 자른 상기 채널의 단면은 U자형, 역삼각형 및 사각형 중 어느 하나의 형태를 갖는 표시장치.
  8. 제 1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 화소 영역은 상기 제 1 전극과 상기 발광층 사이에 배치된 정공주입층 및 정공수송층 중 적어도 하나를 더 포함하는 표시장치.
  9. 제 1항에 있어서, 상기 화소 영역들 각각은,
    제 1 전극상에 배치된 정공주입층;
    상기 정공주입층상에 배치된 프라이머 층; 및
    상기 프라이머층상에 배치된 정공수송층;을 더 포함하는 표시장치.
  10. 제 1항에 있어서, 상기 화소 영역들 각각은 상기 발광층과 상기 제 2 전극 사이에 배치된 전자수송층 및 전자주입층 중 적어도 하나를 더 포함하는 표시장치.
  11. 제 2항에 있어서, 상기 채널의 바닥면의 경사는 유동성 물질이 흐를 수 있도록 구성된 표시장치.
  12. 제 2항에 있어서, 상기 채널의 바닥면은 제 1 전극의 높이와 동일하거나 더 높은 표시장치.
  13. 기판상에 복수개의 제 1 전극을 형성하는 단계;
    상기 제 1 전극들 사이에 화소정의막을 형성하는 단계;
    상기 제 1 전극상에 발광층을 형성하는 단계; 및
    상기 발광층 상에 제 2 전극을 형성하는 단계;를 포함하며,
    상기 화소정의막을 형성하는 단계는 유동성 물질이 상기 제 1 전극들 사이에서 흐를 수 있도록 구성된 채널(channel)을 형성하는 단계를 포함하는 표시장치의 제조방법.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 화소정의막을 형성하는 단계는 마스크를 사용하는 패턴 형성과정을 포함하며,
    상기 마스크는 채널형성부를 가지며, 상기 채널형성부는 길이방향을 따라 광투과량이 달라지도록 형성된 표시장치의 제조방법.
  15. 제 13항에 있어서, 상기 화소정의막을 형성하는 단계 후 상기 발광층을 형성하는 단계 이전에, 상기 제 1 전극과 상기 화소정의막의 전면에 정공주입층 형성용 물질 및 정공수송층 형성용 물질 중 적어도 하나를 도포하는 단계를 더 포함하는 표시장치의 제조방법.
  16. 제 15항에 있어서, 상기 정공주입층 형성용 물질 및 상기 정공수송층 형성용 물질 중 적어도 하나를 도포하는 단계는 잉크 프린팅법을 적용하는 표시장치의 제조방법.
  17. 제 13항에 있어서, 상기 발광층을 형성하는 단계는 잉크 프린팅법을 적용하는 유기발광 표시장치의 제조방법.
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