KR20140146677A - 유기 발광 표시 장치 및 이의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

인쇄 공법으로 형성된 유기막을 포함하는 유기 발광 표시 장치 및 이의 제조 방법을 제공한다. 유기 발광 표시 장치의 제조 방법은, 기판 상에 화소 회로를 형성하는 단계와, 화소 회로를 덮도록 기판 상에 발열 입자들을 포함하는 평탄화막을 형성하는 단계와, 평탄화막 상에 화소 전극과 화소 정의막을 형성하는 단계와, 화소 전극 상에 잉크를 토출하고, 마이크로파를 조사하여 발열 입자들로부터 열을 발생시킴으로써 잉크를 건조시켜 유기막을 형성하는 단계와, 유기막 상에 공통 전극을 형성하는 단계를 포함한다.

Description

유기 발광 표시 장치 및 이의 제조 방법 {ORGANIC LIGHT EMITTING DIODE DISPLAY AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 기재는 유기 발광 표시 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 인쇄 공법으로 형성된 유기막을 포함하는 유기 발광 표시 장치 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
유기 발광 표시 장치는 복수의 화소를 구비하여 이미지를 표시하며, 각 화소마다 화소 전극과 유기막 및 공통 전극을 포함하는 유기 발광 다이오드가 위치한다. 유기막은 발광층(EML)을 포함하고, 발광층(EML) 이외에 정공 주입층(HIL), 정공 수송층(HTL), 전자 수송층(ETL), 및 전자 주입층(EIL) 가운데 적어도 한 층을 포함한다.
발광층(EML)을 포함하는 유기막의 일부는 잉크젯 또는 노즐 프린트와 같은 인쇄 공법으로 형성될 수 있다. 인쇄 공법은 화소 전극과 화소 정의막이 형성된 기판 상에 화소 단위로 잉크를 제공하고, 도포된 잉크를 건조시키는 과정으로 이루어진다. 가열 건조, 감압 건조, 진공 건조, 적외선 건조 등의 방법이 사용될 수 있으며, 건조 과정에서 잉크의 용매가 증발된다.
유기막의 두께 균일성은 유기 발광 표시 장치의 발광 특성과 효율 및 수명에 영향을 미치므로 최대한 균일한 두께의 유기막을 형성해야 한다. 그런데 화소 형상, 화소 크기, 잉크 특성, 용매 특성, 및 건조 조건 등 다양한 공정 요인들에 의해 유기막의 두께 제어가 쉽지 않다. 더욱이 잉크 제공은 화소 단위로 제어되는 공정인데 반해 건조는 기판 단위로 제어되는 공정이므로, 화소 단위로 건조 조건을 정밀하게 제어하는데 어려움이 있다.
본 기재는 유기막을 인쇄 공법으로 형성하는 유기 발광 표시 장치에 있어서, 화소 단위로 잉크의 건조 조건을 정밀하게 제어하여 유기막의 두께 균일성을 높일 수 있는 유기 발광 표시 장치 및 이의 제조 방법을 제공하고자 한다.
본 기재의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치는, 기판 상에 형성되는 화소 회로와, 화소 회로를 덮는 평탄화막과, 평탄화막 상에 위치하며 화소 전극과 유기막 및 공통 전극을 구비하는 유기 발광 다이오드를 포함한다. 평탄화막은 마이크로파에 의해 열을 방출하는 발열 입자들을 포함한다.
유기막은 발광층을 포함할 수 있으며, 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 수송층, 및 전자 주입층 가운데 적어도 하나를 더 포함할 수 있다. 정공 주입층과 정공 수송층은 화소 전극과 발광층 사이에 위치할 수 있고, 정공 주입층과 정공 수송층 및 발광층은 인쇄 공법으로 형성될 수 있다. 발열 입자들은 금속, 세라믹, 및 실리콘카바이드계 물질로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
평탄화막은 유기막의 중앙부에 대응하는 제1 영역과, 유기막의 주변부에 대응하는 제2 영역으로 구분될 수 있으며, 발열 입자들은 제1 영역에 분산되어 위치할 수 있다. 다른 한편으로, 평탄화막은 발열 입자들을 포함하는 제1 평탄화막과, 발열 입자들을 포함하지 않는 제2 평탄화막으로 구성될 수 있다.
제1 평탄화막은 유기막의 중앙부에 대응할 수 있고, 제2 평탄화막은 유기막의 주변부에 대응할 수 있다. 제1 평탄화막과 제2 평탄화막의 측면은 경사면으로 형성되고, 발열 입자들의 개수는 유기막의 중앙에서 멀어질수록 점진적으로 감소할 수 있다.
기판은 중앙부와 주변부로 구분될 수 있다. 발열 입자들 중 기판의 중앙부에 위치하는 발열 입자들의 개수는 기판의 주변부에 위치하는 발열 입자들의 개수와 다를 수 있다. 발열 입자들 중 기판의 중앙부에 위치하는 발열 입자들의 개수는 기판의 주변부에 위치하는 발열 입자들의 개수보다 많을 수 있다.
발열 입자들은 기판의 중앙부에 위치하는 제1 발열 입자들과, 기판의 주변부에 위치하며 제1 발열 입자들과 다른 발열량을 가지는 제2 발열 입자들을 포함할 수 있다. 제1 발열 입자들의 발열량은 제2 발열 입자들의 발열량보다 높을 수 있다.
본 기재의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 제조 방법은, 기판 상에 화소 회로를 형성하는 단계와, 화소 회로를 덮도록 기판 상에 발열 입자들을 포함하는 평탄화막을 형성하는 단계와, 평탄화막 상에 화소 전극과 화소 정의막을 형성하는 단계와, 화소 전극 상에 잉크를 토출하고, 마이크로파를 조사하여 발열 입자들로부터 열을 발생시킴으로써 잉크를 건조시켜 유기막을 형성하는 단계와, 유기막 상에 공통 전극을 형성하는 단계를 포함한다.
평탄화막을 형성하는 단계에서, 유기막의 중앙부에 대응하며 발열 입자들을 포함하는 제1 평탄화막과, 유기막의 주변부에 대응하는 제2 평탄화막을 시간 차를 두고 형성할 수 있다. 제1 평탄화막과 제2 평탄화막의 측면은 경사면으로 형성될 수 있으며, 발열 입자들의 개수는 유기막의 중앙에서 멀어질수록 점진적으로 감소할 수 있다.
기판은 중앙부와 주변부로 구분될 수 있다. 발열 입자들 중 기판의 중앙부에 위치하는 발열 입자들은 기판의 주변부에 위치하는 발열 입자들과 다른 개수로 구비될 수 있다. 발열 입자들 중 기판의 중앙부에 위치하는 발열 입자들은 기판의 주변부에 위치하는 발열 입자들과 다른 발열량을 가질 수 있다.
유기막은 정공 주입층과 정공 수송층 및 발열층을 포함할 수 있다. 정공 주입층과 정공 수송층 및 발열층 각각에 대해 잉크의 토출과 건조 과정이 진행될 수 있다.
본 실시예의 유기 발광 표시 장치는 평탄화막에 발열 입자들을 위치시킴으로써 화소 단위로 화소의 중앙부 온도와 주변부 온도를 정밀하게 제어할 수 있다. 따라서 각 화소 내에서 용매의 증발 속도를 균일하게 제어하여 유기막의 두께 균일도를 높일 수 있으며, 그 결과 발광 특성과 효율 및 수명을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 부분 확대 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시한 유기 발광 표시 장치 중 유기막의 확대 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 부분 확대 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 부분 확대 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제4 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 부분 확대 단면도이다.
도 6은 도 5에 도시한 기판의 전체 평면도이다.
도 7은 본 발명의 제5 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 부분 확대 단면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 제조 방법을 나타낸 공정 순서도이다.
도 9는 도 8에 도시한 제2 단계의 유기 발광 표시 장치를 나타낸 부분 확대 단면도이다.
도 10은 도 8에 도시한 제4 단계의 유기 발광 표시 장치를 나타낸 확대 단면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서 전체에서 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 “상에” 또는 “위에” 있다고 할 때, 이는 다른 부분의 “바로 위에” 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 또한, “~ 상에” 또는 “~ 위에”라 함은 대상 부분의 위 또는 아래에 위치하는 것을 의미하며, 반드시 중력 방향을 기준으로 상측에 위치하는 것을 의미하지 않는다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 부분 확대 단면도이고, 도 2는 도 1에 도시한 유기 발광 표시 장치 중 유기막의 확대 단면도이다.
도 1과 도 2를 참고하면, 유기 발광 표시 장치(100)는 기판(10)과, 기판(10) 상에 형성되는 화소 회로(20, 30), 평탄화막(40), 화소 정의막(14), 및 유기 발광 다이오드(50)를 포함한다.
기판(10)은 유리판과 같은 강성(rigid) 기판이거나 고분자 필름과 같은 가요(flexible) 기판일 수 있다. 기판(10) 위에 버퍼층(11)이 위치한다. 버퍼층(11)은 무기막으로 형성되며, 예를 들어 SiO2 또는 SiNx을 포함할 수 있다. 버퍼층(11)은 화소 회로를 형성하기 위한 평탄면을 제공하고, 화소 회로와 유기 발광 다이오드(50)로 수분과 이물질이 침투하는 것을 억제한다.
버퍼층(11) 위에 박막 트랜지스터(20)와 커패시터(30)가 형성된다. 박막 트랜지스터(20)는 반도체층(21)과 게이트 전극(22) 및 소스/드레인 전극(23, 24)을 포함한다. 반도체층(21)은 폴리실리콘 또는 산화물 반도체로 형성될 수 있으며, 불순물이 도핑되지 않은 채널 영역(211)과, 불순물이 도핑된 소스 영역(212) 및 드레인 영역(213)을 포함한다. 반도체층(21)이 산화물 반도체로 형성되는 경우 반도체층(21)을 보호하기 위한 별도의 보호층이 추가될 수 있다.
반도체층(21)과 게이트 전극(22) 사이에 게이트 절연막(12)이 위치하고, 게이트 전극(22)과 소스/드레인 전극(23, 24) 사이에 층간 절연막(13)이 위치한다. 도 1에서는 탑 게이트 구조의 박막 트랜지스터(20)를 예로 들어 도시하였으나, 박막 트랜지스터(20)의 구조는 도시한 예로 한정되지 않는다.
커패시터(30)는 게이트 절연막(12) 상에 형성된 제1 축전판(31)과, 층간 절연막(13) 상에 형성된 제2 축전판(32)을 포함할 수 있다. 제1 축전판(31)은 게이트 전극(22)과 같은 물질로 형성될 수 있고, 제2 축전판(32)은 소스/드레인 전극(23, 24)과 같은 물질로 형성될 수 있다. 제2 축전판(32)은 소스 전극(23)과 연결될 수 있다.
도 1에 도시한 박막 트랜지스터(20)는 구동 박막 트랜지스터이며, 화소 회로는 스위칭 박막 트랜지스터(도시하지 않음)를 더 포함한다. 스위칭 박막 트랜지스터는 발광시키고자 하는 화소를 선택하는 스위칭 소자로 사용되고, 구동 박막 트랜지스터는 선택된 화소를 발광시키기 위한 전원을 해당 화소로 인가한다. 여기서, 화소는 최소의 발광 단위를 의미하며, 화소 회로(20, 30)는 적어도 두 개의 박막 트랜지스터(20)와 적어도 하나의 커패시터(30)를 포함한다.
소스/드레인 전극(23, 24)과 제2 축전판(32) 위로 평탄화막(40)이 위치한다. 평탄화막(40)은 벤조시클로부텐(benzocyclobutene, BCB), 아크릴 수지, 에폭시 수지, 및 페놀 수지와 같은 유기물, 또는 SiNx와 같은 무기물을 포함할 수 있으며, 유기막과 무기막의 복합 형태로 구성될 수도 있다. 평탄화막(40)은 드레인 전극(24)의 일부를 노출시키는 비아 홀을 형성하며, 평탄화막(40) 위에 유기 발광 다이오드(50)가 위치한다.
유기 발광 다이오드(50)는 화소 전극(51)과 유기막(52) 및 공통 전극(53)을 포함한다. 화소 전극(51)은 화소마다 개별로 형성되고, 박막 트랜지스터(20)의 드레인 전극(24)과 연결된다. 화소 전극(51)은 화소 영역을 구획하는 화소 정의막(14)으로 둘러싸이며, 노출된 화소 전극(51) 위로 유기막(52)이 형성된다. 공통 전극(53)은 유기막(52)과 화소 정의막(14) 위로 표시 영역 전체에 형성된다.
유기막(52)은 발광층(521)을 포함한다. 발광층(521)은 적색 발광층과 녹색 발광층 및 청색 발광층 가운데 어느 하나일 수 있다. 다른 한편으로, 발광층(521)은 백색 발광층이거나, 적색 발광층과 녹색 발광층 및 청색 발광층의 적층 구조로 형성될 수 있다. 발광층(521)이 백색광을 방출하는 경우, 유기 발광 표시 장치(100)는 색 필터(도시하지 않음)를 더 포함할 수 있다.
화소 전극(51)은 정공 주입 전극인 애노드(anode)일 수 있고, 공통 전극(53)은 전자 주입 전극인 캐소드(cathode)일 수 있다. 물론 그 반대의 경우도 가능하다. 애노드로부터 주입된 캐소드로부터 주입된 전자가 발광층(521)에서 결합하여 여기자(exciton)를 생성하며, 여기자가 에너지를 방출하면서 발광이 이루어진다.
유기막(52)은 발광층(521) 이외에 정공 주입층(522), 정공 수송층(523), 전자 수송층(524), 및 전자 주입층(525) 가운데 적어도 한 층을 포함한다. 정공 주입층(522)과 정공 수송층(523)은 애노드와 발광층(521) 사이에 위치하고, 전자 수송층(524)과 전자 주입층(525)은 캐소드와 발광층(521) 사이에 위치한다.
화소 전극(51)과 공통 전극(53) 중 어느 하나는 반사막으로 형성되고, 다른 하나는 반투과막 또는 투명 도전막으로 형성될 수 있다. 발광층(521)에서 방출된 빛은 반사막에서 반사되고, 반투과막 또는 투명 도전막을 투과하여 외부로 방출된다. 반투과막의 경우 발광층(521)에서 방출된 빛의 일부가 반사막으로 재반사되어 공진 구조를 이룬다.
유기 발광 다이오드(50) 위로 박막 봉지층 또는 봉지용 기판이 형성된다. 도 1에서는 박막 봉지층(15)을 예로 들어 도시하였다. 박막 봉지층(15)은 수분과 산소를 포함하는 외부 환경으로부터 유기 발광 다이오드(50)를 밀봉시켜 수분과 산소에 의한 유기 발광 다이오드(50)의 열화를 억제한다. 박막 봉지층(15)은 복수의 유기막과 복수의 무기막이 하나씩 교대로 적층된 구성으로 이루어질 수 있다.
전술한 구성에서 유기막(52)을 구성하는 여러 층들 가운데 적어도 하나는 잉크젯 또는 노즐 프린트와 같은 인쇄 공법으로 형성된다. 예를 들어 화소 전극(51)이 애노드로 기능하는 경우, 유기막(52) 가운데 정공 주입층(522)과 정공 수송층(523) 및 발광층(512)을 인쇄 공법으로 형성할 수 있다.
인쇄 공법은 화소 전극(51)과 화소 정의막(14)이 형성된 기판(10) 상에 화소 단위로 액상의 잉크를 토출시키고, 도포된 잉크를 건조시키는 과정을 포함한다. 잉크는 유기 재료와 용매를 포함하고 있으며, 건조 과정에서 용매가 증발된다.
이때 미소 액체 방울은 커피 스테인(coffee stain) 현상에 의해 위치마다 다른 건조 속도를 나타낸다. 즉 미소 액체 방울 주변의 건조 속도가 미소 액체 방울 중심의 건조 속도보다 빠르다. 인쇄 공법으로 형성된 유기막(52)을 균일한 두께로 형성하기 위해서는 미소 액체 방울 내의 건조 속도를 균일하게 해야 한다.
본 실시예에서 평탄화막(40)은 마이크로파(microwave)에 의해 열을 방출하는 발열 입자들(60)을 포함한다. 마이크로파는 극초단파라도 하며, 300MHz 내지 300GHz의 주파수를 가지는 마이크로파가 사용될 수 있다.
발열 입자들(60)은 마이크로파가 가해질 때 열을 방출하는 입자들로서, 대략 100nm 이하 크기의 금속, 세라믹, 실리콘카바이드계 물질 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 금속의 경우 니켈을 포함할 수 있고, 세라믹의 경우 철 산화물, 바나듐 산화물, 납 산화물, 구리 산화물, 및 비스무스 산화물 등을 포함할 수 있다.
평탄화막(40)은 유기막(52)의 중앙부에 대응하는 제1 영역(A10)과, 유기막(52)의 주변부에 대응하는 제2 영역(A20)으로 구분되며, 발열 입자들(60)은 제1 영역(A10)에 분산되어 위치한다. 즉 발열 입자들(60)은 평탄화막(40) 전체에 고르게 분산되지 않고, 유기막(52)의 중앙부 아래에 위치한다. 이때 제2 영역(A20)은 제1 영역(A10)을 제외한 나머지 영역 전체로 정의될 수 있다.
평탄화막(40)이 발열 입자들(60)을 포함하고 있으므로, 마이크로파를 이용한 건조 과정에서 발열 입자들(60)의 열을 이용하여 유기막(52)을 건조시킨다. 발열 입자들(60)에서 방출된 열은 사방으로 퍼지므로 유기막(52)의 가장자리에도 건조에 충분한 열이 제공된다. 그러나 발열 입자들(60)이 유기막(52)의 중앙부 아래에 집중되어 위치하므로 유기막(52) 중앙부의 가열 온도는 유기막(52) 가장자리의 가열 온도보다 높다.
유기막(52)의 가장자리는 용매의 증발 속도가 중앙부보다 빠른 부분이므로, 유기막(52) 중앙부의 가열 온도를 유기막(52) 주변부의 가열 온도보다 높임으로써 각 화소마다 용매의 증발 속도를 균일하게 제어할 수 있다. 그 결과 화소 단위로 균일한 두께의 유기막(52)을 형성할 수 있다.
이와 같이 본 실시예의 유기 발광 표시 장치(100)는 평탄화막(40)에 발열 입자들(60)을 위치시킴으로써 화소 단위로 화소의 중앙부 온도와 주변부 온도를 정밀하게 제어할 수 있다. 따라서 각 화소 내에서 용매의 증발 속도를 균일하게 제어하여 유기막(52)의 두께 균일도를 높일 수 있으며, 그 결과 발광 특성과 효율 및 수명을 향상시킬 수 있다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 부분 확대 단면도이다.
도 3을 참고하면, 제2 실시예의 유기 발광 표시 장치(200)는 평탄화막(401)이 발열 입자들(60)을 포함하는 제1 평탄화막(41)과, 발열 입자들(60)을 포함하지 않는 제2 평탄화막(42)으로 구성되는 것을 제외하고 전술한 제1 실시예와 같은 구성으로 이루어진다. 제1 실시예와 같은 구성에 대해서는 같은 도면 부호를 사용한다.
제1 평탄화막(41)은 유기막(52)의 중앙부에 대응하여 위치하고, 제2 평탄화막(42)은 유기막(52)의 주변부에 대응하여 위치한다. 제1 평탄화막(41)과 제2 평탄화막(42)은 측면에서 서로 접하며, 같은 두께로 형성된다. 제1 평탄화막(41)과 제2 평탄화막(42)의 측면은 기판에 대해 수직일 수 있으며, 제1 평탄화막(41)과 제2 평탄화막(42)은 서로간 시간 차를 두고 형성될 수 있다.
제2 실시예에서는 평탄화막(401)의 제조를 용이하게 할 수 있다. 예를 들어, 감광성 수지 조성물을 도포 후 패터닝하여 제2 평탄화막(42)을 형성하고, 발열 입자들(60)을 포함하는 열 중합성 또는 감광성 수지 조성물을 도포 후 패터닝하여 제1 평탄화막(41)을 형성할 수 있다. 제2 실시예의 유기 발광 표시 장치(200)는 유기막(52)의 중앙부 아래에 발열 입자들(60)을 용이하게 배치할 수 있다.
도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 부분 확대 단면도이다.
도 4를 참고하면, 제3 실시예의 유기 발광 표시 장치(300)는 제1 평탄화막(411)과 제2 평탄화막(421)의 측면이 경사면으로 형성되는 것을 제외하고 전술한 제2 실시예와 같은 구성으로 이루어진다. 제2 실시예와 같은 구성에 대해서는 같은 도면 부호를 사용한다.
제1 평탄화막(411)은 측면의 경사 구조로 인해 화소 전극(51)과 접하는 윗면의 폭이 기판(10)을 향한 아랫면의 폭보다 크다. 반대로 제2 평탄화막(421)은 측면의 경사 구조로 인해 화소 정의막(14)과 접하는 윗면의 폭이 기판(10)을 향한 아랫면의 폭보다 작다.
발열 입자들(60)을 포함하는 제1 평탄화막(411)은 화소의 주변부를 향해 두께가 점진적으로 감소한다. 따라서 제1 평탄화막(411)에 포함된 발열 입자들(60)은 개수는 화소 중앙에서 멀어질수록 점진적으로 감소한다. 즉 제1 평탄화막(411)에 포함된 발열 입자들(60)은 화소 중앙에 가까울수록 높은 비율로 존재하고, 화소 중앙에서 멀어질수록 낮은 비율로 존재한다.
따라서 제3 실시예의 유기 발광 표시 장치(300)는 전술한 제1 실시예 및 제2 실시예 대비 화소 단위로 유기막(52)의 중앙부 온도와 주변부 온도를 보다 세밀하게 제어할 수 있으므로 유기막(52)의 두께 균일도를 높일 수 있다. 제2 평탄화막(421)의 아랫면을 기준으로 측정되는 측면의 경사각(θ)은 대략 5° 내지 30° 범위에 속할 수 있다.
도 5는 본 발명의 제4 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 부분 확대 단면도이다.
도 5를 참고하면, 제4 실시예의 유기 발광 표시 장치(400)는 평탄화막(402)에 포함된 발열 입자들(60)의 수가 기판(10) 상의 위치에 따라 다르게 설정되는 것을 제외하고 전술한 제1 실시예 내지 제3 실시예 중 어느 한 실시예와 같은 구성으로 이루어진다. 도 5에서는 제1 실시예의 구성을 기본 구성으로 도시하였으며, 제1 실시예와 같은 부재에 대해서는 같은 도면 부호를 사용한다.
도 6은 도 5에 도시한 기판의 전체 평면도이다. 도 5와 도 6을 참고하면, 기판(10)은 중앙부(101)와 주변부(102)로 구분되며, 기판(10) 상에 복수의 화소들(PE)이 위치한다.
기판(10)의 주변부(102)에 위치하는 화소들의 유기막(52) 건조 속도는 기판(10)의 중앙부(101)에 위치하는 화소들의 유기막(52) 건조 속도보다 빠를 수 있다. 이 경우 기판(10)의 중앙부(101)에 위치하는 화소들의 발열 입자(60) 개수는 기판(10)의 주변부(102)에 위치하는 화소들의 발열 입자(60) 개수보다 많을 수 있으며, 기판 중앙부(101) 화소들의 유기막(52) 건조 속도를 높일 수 있다.
기판(10)은 중앙부(101)와 주변부(102) 두 개의 영역으로 구분되거나, 필요에 따라 중앙부(101)와, 중앙부(101)로부터 점진적으로 멀어지는 복수의 영역(도시하지 않음)으로 구분될 수 있다. 그리고 각 영역마다 발열 입자들(60)의 개수가 다르게 설정될 수 있다. 예를 들어, 기판(10)의 중앙에 가까운 영역일수록 다른 영역보다 발열 입자들(60)의 개수가 많을 수 있다.
반대로, 제조 장치의 사양에 따라 기판(10)의 주변부(102)에 위치하는 화소들의 유기막(52) 건조 속도는 기판(10)의 중앙부(101)에 위치하는 화소들의 유기막(52) 건조 속도보다 느릴 수 있다. 이 경우 기판(10)의 중앙부(101)에 위치하는 화소들의 발열 입자(60) 개수는 기판(10)의 주변부(102)에 위치하는 화소들의 발열 입자(60) 개수보다 적을 수 있으며, 기판 주변부(102) 화소들의 유기막(52) 건조 속도를 높일 수 있다. 도 6에서는 첫 번째 경우를 예로 들어 도시하였다.
도 7은 본 발명의 제5 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 부분 확대 단면도이다.
도 7을 참고하면, 제5 실시예의 유기 발광 표시 장치(500)는 기판(10) 상의 위치에 따라 평탄화막(403)에 발열량이 다른 여러 종류의 발열 입자들(61, 62)이 위치하는 것을 제외하고 전술한 제1 실시예 내지 제3 실시예 중 어느 한 실시예와 같은 구성으로 이루어진다. 도 7에서는 제1 실시예의 구성을 기본 구성으로 도시하였으며, 제1 실시예와 같은 부재에 대해서는 같은 도면 부호를 사용한다.
제4 실시예에서 설명한 바와 같이, 기판(10)은 중앙부(101)와 주변부(102)로 구분되며, 기판(10) 상에 복수의 화소들(PE)이 위치한다.
기판(10)의 주변부(102)에 위치하는 화소들의 유기막(52) 건조 속도는 기판(10)의 중앙부(101)에 위치하는 화소들의 유기막(52) 건조 속도보다 빠를 수 있다. 이 경우 기판(10)의 중앙부(101)에 위치하는 평탄화막(403)은 발열량이 높은 제1 발열 입자들(61)을 포함하고, 기판(10)의 주변부(102)에 위치하는 평탄화막(403)은 발열량이 상대적으로 낮은 제2 발열 입자들(62)을 포함한다.
제1 발열 입자들(61)과 제2 발열 입자들(62)이 같은 금속으로 형성되는 경우, 제1 발열 입자들(61)의 크기가 제2 발열 입자들(62)의 크기보다 클 수 있다. 제1 발열 입자들(61)과 제2 발열 입자들(62)이 같은 크기로 형성되는 경우, 제1 발열 입자들(61)은 제2 발열 입자들(62)보다 발열량이 큰 금속으로 형성될 수 있다.
기판(10)은 중앙부(101)와 주변부(102) 두 개의 영역으로 구분되거나, 필요에 따라 중앙부(101)와, 중앙부(101)로부터 점진적으로 멀어지는 복수의 영역으로 구분될 수 있다. 그리고 평탄화막(403)은 각 영역마다 서로 다른 종류의 발열 입자들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 기판(10)의 중앙에 가까운 영역일수록 다른 영역보다 발열량이 큰 발열 입자들을 포함할 수 있다.
반대로, 제조 장치의 사양에 따라 기판(10)의 주변부(102)에 위치하는 화소들의 유기막(52) 건조 속도는 기판(10)의 중앙부(101)에 위치하는 화소들의 유기막(52) 건조 속도보다 느릴 수 있다. 이 경우 기판(10)의 중앙부(101)에 위치하는 평탄화막(403)은 발열량이 낮은 제2 발열 입자들(62)을 포함하고, 기판(10)의 주변부(102)에 위치하는 평탄화막(403)은 발열량이 상대적으로 높은 제1 발열 입자들(61)을 포함한다. 도 7에서는 첫 번째 경우를 예로 들어 도시하였다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 제조 방법을 나타낸 공정 순서도이다.
도 8을 참고하면, 유기 발광 표시 장치의 제조 방법은 기판 상에 화소 회로를 형성하는 제1 단계(S10)와, 화소 회로를 덮도록 기판 상에 발열 입자들을 포함하는 평탄화막을 형성하는 제2 단계(S20)와, 평탄화막 위에 화소 전극과 화소 정의막을 형성하는 제3 단계(S30)를 포함한다. 또한, 유기 발광 표시 장치의 제조 방법은 화소 전극 상에 잉크를 토출시키고, 마이크로파를 조사하여 발열 입자들로부터 열을 방출시킴으로써 도포된 잉크를 건조시켜 유기막을 형성하는 제4 단계(S40)와, 유기막 위에 공통 전극을 형성하는 제5 단계(S50)를 포함한다.
제2 단계(S20)에서 평탄화막(40)은 화소의 중앙부에 대응하는 영역에 한해 발열 입자들(60)을 포함한다. 평탄화막(40)은 전술한 제1 실시예와 같이 유기막(52)의 중앙부에 대응하는 제1 영역(A10)과 유기막(52)의 주변부에 대응하는 제2 영역(A20)으로 구분될 수 있으며, 발열 입자들(60)은 제1 영역(A10)에 위치한다.
다른 한편으로, 전술한 제2 실시예 또는 제3 실시예와 같이 평탄화막은 유기막(52)의 중앙부에 대응하는 제1 평탄화막(41, 411)과 유기막(52)의 주변부에 대응하는 제2 평탄화막(42, 421)으로 구성될 수 있고, 발열 입자들(60)은 제1 평탄화막(41, 411)에 위치한다.
도 9는 도 8에 도시한 제2 단계의 유기 발광 표시 장치를 나타낸 부분 확대 단면도이다. 도 9에서는 평탄화막이 제1 평탄화막(41)과 제2 평탄화막(42)으로 구성되는 경우를 예로 들어 도시하였다.
도 9를 참고하면, 화소 회로(20, 30)가 형성된 기판(10) 상에 감광성 수지 조성물을 도포 후 패터닝하여 유기막의 주변부에 대응하는 제2 평탄화막(42)을 형성한다. 이어서 발열 입자들(60)을 포함하는 열 중합성 또는 감광성 수지 조성물을 도포 후 패터닝하여 유기막의 중앙부에 대응하는 제1 평탄화막(41)을 형성한다. 이러한 방법으로 유기막의 중앙부 아래에 발열 입자들(60)을 용이하게 배치할 수 있다.
도 10은 도 8에 도시한 제4 단계의 유기 발광 표시 장치를 나타낸 확대 단면도이다.
도 10의 (a)를 참고하면, 잉크젯 또는 노즐 프린트 등의 방식으로 화소 전극(51) 위에 유기 재료와 용매를 포함하는 액상의 잉크를 토출시킨다. 화소 전극(51) 위로 도포된 잉크는 표면 장력에 의해 전체적으로 위로 볼록한 모양을 가질 수 있다.
이 상태에서 가열 건조, 감압 건조, 진공 건조, 및 적외선 건조와 같은 종래의 건조 방법을 적용하면, 화소의 주변부에서 용매가 빠른 속도로 증발되면서 유기막이 불균일한 두께로 형성된다. 이 경우 유기 발광 표시 장치의 발광 특성과 효율 및 수명이 저하된다.
도 10의 (b)와 (c)를 참고하면, 마이크로파를 조사하여 발열 입자들(60)을 가열시킨다. 그러면 발열 입자들(60)에서 방출된 열이 도포된 잉크를 가열 건조시킴으로써 유기막(52)이 완성된다.
이때 발열 입자들(60)은 각 화소마다 유기막(52)의 중앙부 아래에 배치되어 있으므로, 유기막(52) 중앙부의 가열 온도를 유기막(52) 주변부의 가열 온도보다 높여 각 화소마다 용매의 증발 속도를 균일하게 제어할 수 있다. 따라서 화소 단위로 균일한 두께의 유기막(52)을 형성할 수 있다.
전술한 과정으로 형성되는 유기막(52)은 정공 주입층(522), 정공 수송층(523), 발광층(521)을 포함할 수 있으며, 각 층별로 잉크 토출과 발열 입자들(60)을 이용한 건조 과정이 별도로 진행된다.
즉 잉크 토출과 발열 입자들을 이용한 건조 과정을 거쳐 화소 전극(51) 위에 정공 주입층(522)을 형성하고, 정공 주입층(522) 위에 같은 과정으로 정공 수송층(523)을 형성하며, 정공 수송층(523) 위에 같은 과정으로 발광층(521)을 형성할 수 있다. 물론 각 층을 형성하기 위한 잉크의 유기 재료는 서로 다르다.
전술한 과정에 의해 화소 단위로 잉크의 건조 조건을 정밀하게 제어할 수 있으며, 유기막(52)의 두께 균일성을 높일 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
100, 200, 300, 400, 500: 유기 발광 표시 장치
10: 기판 20: 박막 트랜지스터
30: 커패시터 40, 401, 402, 403: 평탄화막
51: 화소 전극 52: 유기막
53: 공통 전극 60: 발열 입자들
61: 제1 발열 입자들 62: 제2 발열 입자들

Claims (18)

  1. 기판 상에 형성되는 화소 회로;
    상기 화소 회로를 덮는 평탄화막; 및
    상기 평탄화막 상에 위치하며, 화소 전극과 유기막 및 공통 전극을 구비하는 유기 발광 다이오드
    를 포함하고,
    상기 평탄화막은 마이크로파에 의해 열을 방출하는 발열 입자들을 포함하는 유기 발광 표시 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 유기막은 발광층을 포함하며, 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 수송층, 및 전자 주입층 가운데 적어도 하나를 더 포함하는 유기 발광 표시 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 정공 주입층과 상기 정공 수송층은 상기 화소 전극과 상기 발광층 사이에 위치하고,
    상기 정공 주입층과 상기 정공 수송층 및 상기 발광층은 인쇄 공법으로 형성되는 유기 발광 표시 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 발열 입자들은 금속, 세라믹, 및 실리콘카바이드계 물질로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 유기 발광 표시 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 평탄화막은 상기 유기막의 중앙부에 대응하는 제1 영역과, 상기 유기막의 주변부에 대응하는 제2 영역으로 구분되며,
    상기 발열 입자들은 상기 제1 영역에 분산되어 위치하는 유기 발광 표시 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 평탄화막은 상기 발열 입자들을 포함하는 제1 평탄화막과, 상기 발열 입자들을 포함하지 않는 제2 평탄화막으로 구성되는 유기 발광 표시 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 평탄화막은 상기 유기막의 중앙부에 대응하고,
    상기 제2 평탄화막은 상기 유기막의 주변부에 대응하는 유기 발광 표시 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1 평탄화막과 상기 제2 평탄화막의 측면은 경사면으로 형성되고,
    상기 발열 입자들의 개수는 상기 유기막의 중앙에서 멀어질수록 점진적으로 감소하는 유기 발광 표시 장치.
  9. 제5항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판은 중앙부와 주변부로 구분되고,
    상기 발열 입자들 중 상기 기판의 중앙부에 위치하는 발열 입자들의 개수는 상기 기판의 주변부에 위치하는 발열 입자들의 개수와 다른 유기 발광 표시 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 발열 입자들 중 상기 기판의 중앙부에 위치하는 발열 입자들의 개수는 상기 기판의 주변부에 위치하는 발열 입자들의 개수보다 많은 유기 발광 표시 장치.
  11. 제5항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판은 중앙부와 주변부로 구분되고,
    상기 발열 입자들은 상기 기판의 중앙부에 위치하는 제1 발열 입자들과, 상기 기판의 주변부에 위치하며 제1 발열 입자들과 다른 발열량을 가지는 제2 발열 입자들을 포함하는 유기 발광 표시 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1 발열 입자들의 발열량은 상기 제2 발열 입자들의 발열량보다 높은 유기 발광 표시 장치.
  13. 기판 상에 화소 회로를 형성하는 단계;
    상기 화소 회로를 덮도록 상기 기판 상에 발열 입자들을 포함하는 평탄화막을 형성하는 단계;
    상기 평탄화막 상에 화소 전극과 화소 정의막을 형성하는 단계;
    상기 화소 전극 상에 잉크를 토출하고, 마이크로파를 조사하여 상기 발열 입자들로부터 열을 발생시킴으로써 잉크를 건조시켜 유기막을 형성하는 단계; 및
    상기 유기막 상에 공통 전극을 형성하는 단계
    를 포함하는 유기 발광 표시 장치의 제조 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 평탄화막을 형성하는 단계에서,
    상기 유기막의 중앙부에 대응하며 상기 발열 입자들을 포함하는 제1 평탄화막과, 상기 유기막의 주변부에 대응하는 제2 평탄화막을 시간 차를 두고 형성하는 유기 발광 표시 장치의 제조 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제1 평탄화막과 상기 제2 평탄화막의 측면은 경사면으로 형성되며,
    상기 발열 입자들의 개수는 상기 유기막의 중앙에서 멀어질수록 점진적으로 감소하는 유기 발광 표시 장치의 제조 방법.
  16. 제13항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판은 중앙부와 주변부로 구분되고,
    상기 발열 입자들 중 상기 기판의 중앙부에 위치하는 발열 입자들은 상기 기판의 주변부에 위치하는 발열 입자들과 다른 개수로 구비되는 유기 발광 표시 장치의 제조 방법.
  17. 제13항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판은 중앙부와 주변부로 구분되고,
    상기 발열 입자들 중 상기 기판의 중앙부에 위치하는 발열 입자들은 상기 기판의 주변부에 위치하는 발열 입자들과 다른 발열량을 가지는 유기 발광 표시 장치의 제조 방법.
  18. 제13항에 있어서,
    상기 유기막은 정공 주입층과 정공 수송층 및 발열층을 포함하며,
    상기 정공 주입층과 상기 정공 수송층 및 상기 발열층 각각에 대해 상기 잉크의 토출과 건조 과정이 진행되는 유기 발광 표시 장치의 제조 방법.
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