KR20150001491A - 유기전계발광 표시장치 및 이의 제조 방법 - Google Patents

유기전계발광 표시장치 및 이의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

유기전계발광 표시장치는 기판, 제1 전극, 유기 발광부, 제2 전극 및 배향막을 포함한다. 상기 제1 전극은 상기 기판 위에 배치된다. 상기 유기 발광부는 상기 제1 전극 위에 배치되고, 상기 유기 발광부는 제1 극성으로 하전된다. 상기 제2 전극은 상기 유기 발광부 위에 배치된다. 상기 배향막은 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 사이에서 상기 유기 발광부와 접촉되고, 상기 배향막은 상기 제1 극성과 상이한 제2 극성으로 하전되어 상기 유기 발광부 내에서 상기 유기 분자들을 배향시킨다.

Description

유기전계발광 표시장치 및 이의 제조 방법{ORGANIC ELECTROLUMINESCENT DISPLAY AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 유기전계발광 표시장치 및 이의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 발광 기능이 향상된 유기전계발광 표시장치 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 유기전계발광 표시장치는 애노드, 상기 애노드 위에 배치되는 유기발광층, 및 상기 유기발광층 위에 배치되는 캐소드를 포함한다. 상기 유기전계발광 표시장치는 상기 애노드 및 상기 캐소드를 통해 제공되는 정공 및 전자가 상기 유기 발광층에서 재결합됨에 따라 발생되는 광을 이용하여 영상을 표시한다.
한편, 상기 유기 발광층 내에서 유기 분자들의 정렬 상태가 우수할수록 상기 유기 발광층의 이동도가 향상될 수 있다. 하지만, 일반적으로 유기층 내에서 유기 분자들은 안정한 에너지 상태를 유지하기 위해서 랜덤한 상태로 배치된다.
본 발명의 일 목적은 발광 기능이 향상된 유기전계발광 표시장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 발광 기능이 향상된 유기전계발광 표시장치의 제조 방법을 제공하는 데 있다.
상술한 본 발명의 일 목적을 달성하기 위해서, 유기전계발광 표시장치는 기판, 제1 전극, 유기 발광부, 제2 전극 및 배향막을 포함한다. 상기 제1 전극은 상기 기판 위에 배치된다. 상기 유기 발광부는 상기 제1 전극 위에 배치되고, 상기 유기 발광부는 제1 극성으로 하전된다. 상기 제2 전극은 상기 유기 발광부 위에 배치된다. 상기 배향막은 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 사이에서 상기 유기 발광부와 접촉되고, 상기 배향막은 상기 제1 극성과 상이한 제2 극성으로 하전되어 상기 유기 발광부 내에서 상기 유기 분자들을 배향시킨다.
상술한 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위한 유기전계발광 표시장치의 제조 방법은 다음과 같다. 기판 위에 제1 극성으로 하전된 배향막을 형성하고, 상기 제1 극성과 상이한 제2 극성으로 하전된 유기 분자들을 상기 배향막 측에 제공하여 유기 발광부를 형성하고, 그리고, 상기 유기 발광부 위에 제2 전극을 형성한다. 상기 배향막 위에 상기 유기 발광부가 형성될 때, 상기 배향막 및 상기 유기 분자들 간에 발생되는 인력에 의해 상기 유기 분자들이 상기 배향막 위에 배향된다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 배향막 측에 유기 분자들을 제공하여 배향막 상에 유기발광층이 형성되는 동안에, 상기 배향막의 분자들 및 상기 유기 분자들 간의 인력 및 이온 결합을 이용하여 상기 유기발광층 내에서 상기 유기 분자들을 용이하게 배향시킬 수 있다. 따라서, 상기 유기 발광층은 결정질 구조에서 나타나는 전기적 특성을 가질 수 있어 상기 유기 발광층의 이동도가 향상되고, 그 결과 유기전계발광 표시 장치의 발광 기능이 향상될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기전계발광 표시장치의 화소를 나타내는 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 제1 영역(A1)을 확대하여 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기전계발광 표시 장치의 화소를 나타내는 단면도이다.
도 4a 내지 도 4f는 도 1에 도시된 유기전계발광 표시 장치의 제조 방법을 나타내는 도면들이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 도 4a에 도시된 배향막을 형성하는 방법을 나타내는 도면이다.
이하 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 살펴보기로 한다. 상기한 본 발명의 목적, 특징 및 효과는 도면과 관련된 실시예들을 통해서 용이하게 이해될 수 있을 것이다. 다만, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고, 다양한 형태로 응용되어 변형될 수도 있다. 오히려 후술될 본 발명의 실시예들은 본 발명에 의해 개시된 기술 사상을 보다 명확히 하고, 나아가 본 발명이 속하는 분야에서 평균적인 지식을 가진 당업자에게 본 발명의 기술 사상이 충분히 전달될 수 있도록 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명의 범위가 후술될 실시예들에 의해 한정되는 것으로 해석되어서는 안 될 것이다. 한편, 하기 실시예와 도면 상에 동일한 참조 번호들은 동일한 구성 요소를 나타낸다.
또한, 본 명세서에서 `제1`, `제2` 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다. 또한, 막, 영역, 구성 요소 등의 부분이 다른 부분 `위에` 또는 `상에` 있다고 할 때, 다른 부분 바로 위에 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 막, 영역, 구성 요소 등이 개재되어 있는 경우도 포함한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기전계발광 표시장치의 화소를 나타내는 단면도이다.
도 1을 참조하면, 유기전계발광 표시장치(300)는 표시기판(100) 및 대향기판(200)을 포함한다. 상기 대향기판(200)은 상기 표시기판(100)과 대향하여 상기 표시기판(100)과 결합되어 외부로부터 상기 표시기판(100) 측으로 침투될 수 있는 수분 및 가스를 차단한다. 다른 실시예에서는, 상기 유기전계발광 표시장치(300)에서 상기 대향기판(200)이 생략될 수 있고, 이 경우에, 상기 표시기판(100) 위에 상기 표시기판(100)을 커버하는 봉지막(미도시)이 제공되어 상기 봉지막에 의해 외부의 수분 및 가스가 차단될 수도 있다.
상기 표시기판(100)은 기판(10), 박막트랜지스터(TR), 제1 전극(E1), 컬러필터(CF), 화소 정의막(PDL), 배향막(20), 유기발광부(ELP) 및 제2 전극(E2)을 포함한다. 이 실시예에서는, 상기 유기전계발광 표시장치(300)는 배면 발광형으로 상기 유기발광부(ELP)으로부터 방출된 광은 상기 기판(10)을 통해 외부로 출력될 수 있고, 이 경우에, 상기 기판(10)은 유리기판 및 플라스틱 기판과 같이 투명한 절연기판일 수 있다. 또한, 상기 기판(10)이 플라스틱 기판인 경우에, 상기 기판(10)은 플렉서블(flexible)한 특성을 가질 수도 있다.
상기 박막트랜지스터(TR)는 상기 기판(10) 위에 배치되어 상기 제1 전극(E1)과 전기적으로 연결되고, 상기 박막트랜지스터(TR)는 상기 제1 전극(E1)측으로 제공되는 구동신호를 스위칭한다. 이 실시예에서는, 상기 박막트랜지스터(TR)는 액티브패턴(AP), 게이트 전극(GE), 소오스전극(SE), 및 드레인전극(DE)을 포함할 수 있다. 상기 소오스 전극(SE)은 상기 구동신호를 전송하는 구동신호라인(미도시)과 전기적으로 연결되어 상기 액티브패턴(AP)과 중첩되고, 상기 드레인 전극(DE)은 상기 액티브패턴(AP)과 중첩되어 상기 제1 전극(E1)과 전기적으로 연결된다. 따라서, 상기 박막트랜지스터(TR)가 턴-온 되는 경우에, 상기 구동신호는 상기 구동신호라인으로부터 상기 박막트랜지스터(TR)을 통해 상기 제1 전극(E1) 측으로 제공될 수 있다.
이 실시예에서는, 상기 액티브 패턴(AP)은 반도체 물질을 포함할 수 있고, 상기 반도체 물질은 비정질 실리콘 또는 결정질 실리콘을 포함할 수 있다. 하지만, 본 발명이 상기 반도체 물질의 종류에 한정되지는 않는다. 예를 들면, 다른 실시예에서는, 상기 액티브 패턴(AP)은 IGZO, ZnO, SnO2, In2O3, Zn2SnO4, Ge2O3 및 HfO2와 같은 산화물 반도체(oxide semiconductor)를 포함할 수도 있고, GaAs, GaP 및 InP와 같은 화합물 반도체(compound semiconductor)를 포함할 수도 있다.
게이트 절연막(L1)은 상기 게이트 전극(GE) 및 상기 액티브패턴(AP) 사이에 배치되고, 층간 절연막(L2)은 상기 게이트 전극(GE)을 커버하여 상기 게이트 전극(GE)을 상기 소오스 및 드레인 전극들(SE, DE)과 절연시킨다. 평탄화막(L3)은 상기 박막트랜지스터(TR)을 커버하고, 상기 평탄화막(L3)에는 콘택홀(CH)이 형성되어 상기 제1 전극(E1)은 상기 콘택홀(CH)을 통해 상기 드레인 전극(DE)과 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 제1 전극(E1)은 상기 평탄화막(L3) 위에 배치되고, 이 실시예에서는 상기 제1 전극(E1)은 애노드로 작용할 수 있다. 또한, 앞서 상술한 바와 같이 상기 유기전계발광 표시장치(300)가 배면 발광형인 경우에, 상기 제1 전극(E1)은 인듐 틴 옥사이드(indium tin oxide, ITO) 및 인듐 징크 옥사이드(indium zinc oxide, IZO)와 같은 투명 도전막일 수 있다.
상기 화소 정의막(PDL)은 상기 평탄화막(L3) 및 상기 제1 전극(E1) 위에 배치되고, 상기 제1 전극(E1)의 위치에 대응하여 상기 화소 정의막(PDL)이 부분적으로 개구된다. 따라서, 상기 화소 정의막(PDL)이 개구된 부분에서 상기 제1 전극(E1) 위에 상기 배향막(20) 및 상기 유기 발광부(ELP)가 순차적으로 배치될 수 있다.
상기 배향막(20)은 상기 제1 전극(E1) 및 상기 유기 발광부(ELP) 사이에 배치된다. 상기 배향막(20) 및 상기 유기 발광부(ELP) 간에 계면(S1)이 정의되고, 상기 계면(S1)에서 상기 배향막(20)은 상기 유기 발광부(ELP)와 접촉된다. 상기 배향막(20)은 상기 유기 발광부(ELP)가 갖는 유기 분자들과 다른 전기적 극성으로 하전되어 상기 유기 발광부(EL)의 상기 유기 분자들을 배향시킨다. 상기 배향막(20)에 대해서는 도 2를 참조하여 보다 상세히 설명된다.
상기 유기 발광부(ELP)는 상기 배향막(20) 위에 배치되고, 상기 유기 발광부(ELP) 위에 캐소드로 작용하는 제2 전극(E2)이 배치된다. 이 실시예에서는, 상기 유기 발광부(ELP)는 유기 발광층일 수 있고, 상기 제1 전극(E1)으로부터 제공되는 정공 및 상기 제2 전극(E2)으로부터 제공되는 전자가 상기 유기 발광부(ELP)에서 재결합되어 상기 유기 발광부(ELP)으로부터 광이 방출될 수 있다.
이 실시예에서는 상기 유기발광부(ELP)으로부터 방출되는 상기 광은 백색광일 수 있고, 상기 유기발광부(ELP)는 비화소 영역 및 화소 영역에 걸쳐 배치되는 단일막 형상을 가질 수 있다. 하지만, 본 발명이 상기 유기발광부(ELP)의 형상에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 다른 실시예에서는 상기 유기발광부(ELP)는 상기 화소 영역에 패터닝된 형상을 가질 수도 있고, 상기 유기 발광부(ELP)는 상기 유기발광층을 포함하여 정공 주입층 및 전자 주입층과 같은 다수의 박막들이 적층된 구조를 가질 수 있다.
상기 컬러 필터(CF)는 상기 기판(10) 위에 배치되고, 상기 컬러 필터(CF)는 상기 유기발광부(ELP)로부터 방출되는 광을 컬러광으로 필터링할 수 있다. 이 실시예와 같이, 상기 유기발광부(ELP)로부터 방출되는 광이 백색광인 경우에, 상기 백색광은 상기 컬러필터(CF)를 투과함에 따라 컬러광으로 필터링되고, 상기 컬러광은 상기 기판(10)을 통해 외부로 출사될 수 있다.
상기 제2 전극(E2)은 상기 유기발광부(ELP) 위에 배치된다. 이 실시예와 같이 상기 유기전계발광 표시장치(300)가 배면 발광형인 경우에, 상기 제2 전극(E2)은 금속과 같이 광을 반사하는 도전재료를 포함할 수 있다. 따라서, 상기 유기발광부(ELP)로부터 방출된 광은 상기 제2 전극(E2)에서 반사되어 상기 컬러필터(CF) 측으로 진행할 수 있다.
이 실시예에서는, 상기 표시기판(100) 및 상기 대향기판(200) 사이에 보호층(150)이 개재된다. 상기 보호층(150)은 폴리이미드 수지와 같은 고분자 물질을 포함할 수 있고, 상기 보호층(150)은 상기 표시기판(100) 측으로 침투될 수 있는 가스 및 수분을 차단한다.
도 2는 도 1에 도시된 제1 영역(A1)을 확대하여 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 유기 발광부(ELP) 및 배향막(20) 간에 계면(S1)이 정의되고, 상기 계면(S1)에서 상기 유기 발광부(ELP)는 상기 배향막(20)과 접촉된다. 이 실시예에서는, 상기 배향막(20)은 제1 유기 분자들(M1)을 갖고, 상기 제1 유기 분자들(M1)은 음극으로 하전될 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 유기 분자들(M1)은 카르복시기 및 술폰산기와 같은 음이온성 작용기(FG1)를 포함하여 음극으로 하전될 수 있다.
상기 유기 발광부(ELP)는 제2 유기 분자들(M2)를 갖는다. 이 실시예에서는, 상기 제2 유기 분자들(M2)은 양극으로 하전될 수 있고, 예를 들면 상기 제2 유기 분자들(M2)은 아미노기 및 이미노기와 같은 양이온성 작용기(FG2)을 포함하여 양극으로 하전될 수 있다.
상술한 상기 배향막(20) 및 상기 유기 발광부(ELP)의 구조에 따르면, 상기 계면(S1)에서 상기 제2 유기 분자들(M2)은 상기 제1 유기 분자들(M1)과 이온 결합될 수 있다. 이 경우에, 상기 이온 결합의 결합력이 작용하는 방향은 상기 계면(S1)의 법선 방향에 대해 다소 틸트 될 수는 있으나, 상기 이온 결합의 상기 결합력이 작용하는 방향은 대략적으로 상기 계면(S1)의 법선 방향과 나란한 것으로 정의될 수 있다.
또한, 상기 제2 유기 분자들(M2) 각각에서 상기 양이온성 작용기(FG2)가 결합되는 위치는 일정할 수 있다. 따라서, 상기 계면(S1)에서 상기 제1 유기 분자들(M1)과 결합되는 상기 제2 유기 분자들(M1)은 상기 법선 방향으로 배향될 확률이 증가된다. 예를 들면, 상기 제2 유기 분자들(M2) 각각이 장축 방향(AX1)으로 신장된 구조를 갖고, 상기 양이온성 작용기(FG2)가 상기 장축 방향(AX1)의 상기 제2 유기 분자들(M2)의 에지에 연결된다고 하면, 상기 이온 결합의 상기 결합력에 의해 상기 장축 방향(AX1)은 상기 법선 방향과 대략적으로 나란해질 수 있다. 따라서, 상기 유기 발광부(ELP) 내에서 상기 제2 유기 분자들(M2)이 배향되는 방향은 상기 법선 방향과 나란해질 수 있다.
또한, 상기 제2 유기 분자들(M2) 중 상기 이온 결합에 관여하지 않는 나머지 제2 유기 분자들에 있어서, 상기 양이온성 작용기(FG2)에 의해 상기 나머지 제2 유기 분자들 각각은 상기 장축 방향(AX1)으로 서로 다른 두 극성들을 가질 수 있으므로, 상기 장축 방향(AX1)이 상기 법선 방향과 나란해지도록 상기 나머지 제2 유기 분자들(FG2)이 배향될 수 있다.
한편, 상술한 바와 같이 상기 배향막(20)에 의해 상기 제2 유기 분자들(M2)이 상기 계면(S1)의 상기 법선 방향과 나란하도록 배향되는 경우에, 상기 유기 발광부(ELP)는 결정질 구조에서 나타나는 전기적 특성을 가질 수 있다. 보다 상세하게는, 상기 제2 유기 분자들(M2)이 특정 방향들로 배향됨에 따라 상기 제2 유기 분자들(M2)이 갖는 오비탈들의 중첩될 확률이 증가되고, 이에 따라 상기 유기 발광부(ELP) 내에서 전자들의 이동이 보다 용이해질 수 있다. 이는 곧, 상기 제2 유기 분자들(M2)의 배향에 의해 상기 유기 발광부(ELP)의 이동도(mobility)가 향상될 수 있음을 의미하고, 이 경우에, 상기 유기 발광부(ELP)에서 전자 및 정공의 재결합에 의해 발생되는 발광 기능이 향상될 수 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기전계발광 표시 장치의 화소를 나타내는 단면도이다. 도 3을 설명함에 있어서, 앞서 도 1 및 도 2를 참조하여 설명된 구성 요소들에 대해서는 도면 부호를 병기하고, 상기 구성 요소들에 대한 중복된 설명은 생략된다.
도 3을 참조하면, 유기 전계발광 표시장치(301)는 표시 기판(101) 및 대향 기판(200)을 포함하고, 상기 표시 기판(101)은 유기 발광부(ELP`)를 포함한다.
이 실시예에서, 상기 유기 발광부(ELP`)는 제1 전극(E1) 위에 순차적으로 적층된 정공 주입층(HIL), 정공 수송층(HTL), 유기 발광층(EML), 전자 수송층(ETL) 및 전자 주입층(EIL)을 포함한다. 또한, 이 실시예에서는 상기 제1 전극(E1) 및 상기 정공 주입층(HIL) 사이에 제1 배향막(21)이 배치되고, 상기 정공 수송층(HTL) 및 상기 유기 발광층(EML) 사이에 제2 배향막(22)이 배치되고, 상기 유기 발광층(EML) 및 상기 전자 수송층(ETL) 사이에 제3 배향막(23)이 배치된다.
이 실시예에서, 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한 배향막(도 1 및 도 2의 20)과 같이, 상기 제1 내지 제3 배향막들(21, 22, 23) 각각은 음극으로 하전된 재료를 포함할 수 있고, 이 경우에, 상기 정공 주입층(HIL)은 양극으로 하전된 유기 분자들을 포함하여 상기 정공 주입층(HIL) 및 상기 제1 배향막(21) 간의 제1 계면(S10)에서 이온 결합이 유도될 수 있다. 따라서, 도 2에 도시된 제2 유기 분자들(도 2의 M2)과 같이, 상기 정공 주입층(HIL) 내에서 상기 유기 분자들은 상기 제1 계면(S10)의 법선 방향으로 배향되어 상기 정공 주입층(HIL)의 이동도가 향상될 수 있다.
또한, 상기 정공 주입층(HIL)과 마찬가지로, 상기 유기 발광층(EML) 및 상기 전자 수송층(HTL) 각각은 양극으로 하전된 유기분자들을 포함할 수 있고, 그 결과, 제2 계면(S20) 및 제3 계면(S30) 각각에서 이온 결합이 유도될 수 있다. 따라서, 상기 유기 발광층(EML) 및 상기 전자 수송층(HTL) 각각의 내부에서 상기 유기 분자들은 상기 제2 및 제3 계면들(S20, S30)의 법선 방향으로 배향되어 상기 유기 발광층(EML) 및 상기 전자 수송층(HTL)의 이동도가 향상될 수 있다.
이 실시예에서는, 상기 유기 발광부(ELP`)에 상기 제1 내지 제3 배향막들(21, 22, 23)이 제공되나, 상기 정공 수송층(HTL) 및 상기 정공 주입층(HIL) 사이 및 상기 전자 수송층(ETL) 및 상기 전자 주입층(EIL) 사이 중 적어도 어느 하나에 다른 배향막이 더 배치될 수도 있다.
도 4a 내지 도 4f는 도 1에 도시된 유기전계발광 표시 장치의 제조 방법을 나타내는 도면들이다.
도 4a를 참조하면, 기판(10) 위에 박막 트랜지스터(TR), 컬러필터(CF), 상기 박막 트랜지스터(TR)과 전기적으로 연결되는 제1 전극(E1), 및 화소 정의막(PDL)을 형성한다. 그 이후에, 노즐(NZ)을 이용하여 상기 기판(10) 측으로 액상 재료(LM)를 제공하여 상기 제1 전극(E1) 및 상기 화소 정의막(PDL) 위에 배향막(20)을 형성한다.
이 실시예에서는, 상기 액상 재료(LM)는 도 2를 참조하여 설명한 음극으로 하전된 제1 유기 분자들(도 2의 M1)을 포함하는 고상 재료를 용매에 용해하여 제조될 수 있고, 상기 액상 재료(LM)는 잉크젯 방법 또는 슬릿 코팅 방법을 이용하여 상기 기판(10) 측으로 제공될 수 있다. 또한, 상기 기판(10) 측에 상기 액상 재료(LM)가 제공된 이후에, 상기 액상 재료(LM)의 상기 용매를 제거하기 위하여 상기 기판(10)에 대해 열처리 공정이 수행될 수도 있다.
도 4b를 참조하면, 기판(10) 위에 배향막(도 4a의 20)을 형성한 이후에, 상기 기판(10)을 챔버(CB) 내부에 배치된 기판 지지대(50)에 지지시킨다. 상기 기판(10)이 상기 기판 지지대(50)에 지지된 상태에서 상기 기판(10)에 형성된 상기 배향막(도 4a의 20)이 상기 챔버(CB)의 반응 공간(RS)에 노출된다.
그 이후에, 상기 반응 공간(RS)과 연결된 진공 범프(미도시)를 이용하여 상기 반응 공간(RS)을 진공 상태로 유지하고, 상기 챔버(CB)의 바닥부에 배치되어 소오스 물질을 수용하는 증착원(SR)을 가열한다. 상기 소오스 물질은 상기 제2 유기 분자들(M2)이 증발되기 이전의 물질로, 이 실시예에서는 상기 소오스 물질은 양극으로 하전된 유기 분자들을 포함하는 유기 재료를 파우더 형상으로 제조하여 형성될 수 있다.
상기 증착원(SR)이 가열되면, 상기 증착원(SR)의 내부에 수용된 상기 소오스 물질이 증발되어 상기 증착원(SR)으로부터 제2 유기 분자들(M2)이 출력된다. 그 결과, 상기 증착원(SR)으로부터 출력된 상기 제2 유기 분자들(M2)은 상기 반응 공간(RS)을 지나 상기 기판(10) 측으로 제공되고, 상기 기판(10) 측에 도달된 상기 제2 유기 분자들(M2)은 상기 기판(10) 위에 형성된 상기 배향막(도 4a의 20)에 증착되어 유기 발광부(도 1의 ELP)가 형성된다.
도 4b에 도시된 제2 영역(A2)을 확대하여 나타낸 도 4C, 도 4D 및 도 4E를 참조하여, 상기 제2 유기 분자들(M2)이 상기 기판(10) 위에 증착되어 상기 유기 발광부가 형성되는 과정을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 4B 및 도 4C를 참조하면, 기판(10) 위에 형성된 배향막(20)이 반응공간(RS)에 노출되고, 제2 유기 분자들(M2)은 증착원(SR)으로부터 출력되어 반응 공간(RS)을 지나 기판(10)을 향해 진행한다.
한편, 앞서 상술한 바와 같이 상기 제2 유기 분자들(M2)이 양극으로 하전되더라도, 상기 반응 공간(RS) 내에서는 상기 제2 유기 분자들(M2)과 전기적 작용을 일으키는 구성이 배치되지 않으므로, 상기 반응 공간(RS) 내에서 상기 제2 유기 분자들(M2)은 랜덤하게 존재할 수 있다.
도 4B 및 도 4D를 참조하면, 제2 유기 분자들(M2) 중 일부가 배향막(20) 측에 도달하면, 제1 유기 분자들(M1)의 음이온성 작용기(FG1) 및 상기 제2 유기 분자들(M2)의 양이온성 작용기(FG2) 간에 인력이 발생된다. 그 결과, 상기 인력에 의해 상기 양이온성 작용기(FG2)가 상기 음이온성 작용기(FG1)와 마주하도록 상기 제2 유기 분자들(M2)이 배향되고, 상기 제2 유기 분자들(M2)은 상기 제1 유기 분자들(M1)과 이온 결합된다.
따라서, 상기 제2 유기 분자들(M2)이 상기 배향막(20) 위에 증착되어 유기 발광부(ELP)가 형성되고, 상기 유기 발광부(ELP) 및 상기 배향막(20) 간에 계면(S1)이 정의될 수 있다. 상기 계면(S1)에서 상기 제2 유기 분자들(M2)은 상기 이온 결합의 결합력이 작용하는 방향인 상기 계면(S1)의 법선 방향을 따라 배향될 수 있다.
도 4B 및 도 4E를 참조하면, 제1 유기 분자들(M1)과 이온 결합된 제2 유기 분자들(M2) 위에 다른 제2 유기 분자들(M2)이 증착되어 유기 발광부(ELP)의 증착이 진행된다. 양이온성 작용기(FG2)에 의해 상기 제2 유기 분자들(M2) 각각은 장축 방향으로 서로 다른 두 극성들을 가질 수 있으므로, 상기 유기 발광부(ELP)의 증착이 진행되는 동안에, 상기 제2 유기 분자들(M2)의 장축 방향들은 계면(S1)의 법선 방향과 나란해지도록 상기 제2 유기 분자들(M2)이 배향될 수 있다.
도 4f를 참조하면, 제2 유기 분자들(도 4b의 M2)을 배향막(도 4a의 20) 위에 증착하여 유기 발광부(ELP)가 형성된 이후에, 상기 유기 발광부(ELP) 위에 제2 전극(E2)을 형성하여 표시 기판(100)의 제조가 완성된다.
그 이후에, 상기 제2 전극(E2)을 커버하는 보호층(도 1의 150)을 형성하고, 대향 기판(도 1의 200)을 상기 보호층을 사이에 두고 상기 표시 기판(100)에 결합하여 유기전계발광 표시 장치(도 1의 300)의 제조가 완성된다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 도 4a에 도시된 배향막을 형성하는 방법을 나타내는 도면이다.
도 5를 참조하면, 이 실시예에서 전기적 극성을 갖도록 하전된 배향막을 형성하는 방법은 다음과 같다. 우선, 슬릿 코팅법 및 스핀 코팅법을 이용하여 기판(10) 위에 무극성 분자들을 포함하는 액상재료를 제공하여 예비 배향막(20`)을 형성한다.
그 이후에, 레이저와 같이 상기 무극성 분자들의 이온화 에너지보다 큰 에너지를 갖는 광(LT)을 상기 예비 배향막(20`)에 조사한다. 이 경우에, 상기 예비 배향막(20`)의 상기 무극성 분자들은 상기 광(LT)의 에너지를 흡수하여 전자를 방출하여, 양극으로 하전된 배향막이 형성될 수 있다.
한편, 상술한 바와 같이 양극으로 하전된 배향막이 형성된 경우에, 상기 배향막의 분자들과 유기 발광부(도 1의 ELP)의 유기 분자들 간의 이온 결합을 유도하기 위하여 상기 유기 발광부의 상기 유기 분자들은 음극으로 하전될 수 있다.
한편, 본 발명이 상기 배향막이 전기적 극성을 갖도록 하전시키는 방법에 한정되지는 않는다. 예를 들면, 다른 실시예에서는 이온 주입법을 이용하여 상기 배향막에 양극 또는 음극의 전기적 특성을 부여할 수도 있다.
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100: 표시기판 200: 대향기판
E1: 제1 전극 E2: 제2 전극
PDL: 화소 정의막 ELP: 유기 발광부
20: 배향막 M1: 제1 유기 분자들
FG1: 음이온성 작용기 FG2: 양이온성 작용기

Claims (14)

  1. 기판;
    상기 기판 위에 배치되는 제1 전극;
    상기 제1 전극 위에 배치되고, 제1 극성으로 하전된 유기 분자들을 포함하는 유기 발광부;
    상기 유기 발광부 위에 배치되는 제2 전극; 및
    상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 사이에서 상기 유기 발광부와 접촉되고, 상기 제1 극성과 상이한 제2 극성으로 하전되어 상기 유기 발광부 내에서 상기 유기 분자들을 배향시키는 적어도 하나의 배향막을 포함하는 유기전계발광 표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 배향막 및 상기 유기 발광부 간의 계면에서 상기 유기 분자들은 상기 배향막의 분자들과 이온결합 되는 것을 특징으로 하는 유기전계발광 표시 장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 유기 발광부 내에서 상기 이온 결합의 방향으로 상기 유기 분자들이 배향되는 것을 특징으로 하는 유기전계발광 표시 장치.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 유기 발광부 내에서 상기 유기 분자들은 상기 계면의 법선 방향을 따라 배향되는 것을 특징으로 하는 유기전계발광 표시 장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 유기 발광부는 광을 발생하는 유기발광층을 포함하고,
    상기 배향막은 상기 제1 전극 및 상기 유기발광층 사이에 배치되어 상기 유기발광층과 접촉되는 것을 특징으로 하는 유기전계발광 표시 장치.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 유기 발광부는,
    상기 제1 전극 및 상기 유기 발광층 사이에 배치되는 정공 주입층;
    상기 정공 주입층 및 상기 유기 발광층 사이에 배치되는 정공 수송층;
    상기 유기 발광층 및 상기 제2 전극 사이에 배치되는 전자 주입층; 및
    상기 전자 주입층 및 상기 유기 발광층 사이에 배치되는 전자 수송층을 더 포함하고,
    상기 배향막은 상기 제1 전극과 상기 정공 주입층 사이, 상기 정공 주입층과 상기 정공 수송층 사이, 상기 정공 수송층과 상기 유기 발광층 사이, 상기 유기 발광층과 상기 전자 수송층 사이, 및 상기 전자 수송층과 상기 전자 주입층 사이 중 적어도 어느 하나에 배치되는 것을 특징으로 하는 유기전계발광 표시 장치.
  7. 기판 위에 제1 극성으로 하전된 배향막을 형성하는 단계;
    상기 제1 극성과 상이한 제2 극성으로 하전된 유기 분자들을 상기 배향막 측에 제공하여 유기 발광부를 형성하는 단계; 및
    상기 유기 발광부 위에 제2 전극을 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 배향막 위에 상기 유기 발광부가 형성될 때, 상기 배향막 및 상기 유기 분자들 간에 발생되는 인력에 의해 상기 유기 분자들이 상기 배향막 위에 배향되는 것을 특징으로 하는 유기전계발광 표시 장치의 제조 방법.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 배향막 및 상기 유기 발광부 간의 계면에서 상기 유기 분자들은 상기 배향막의 분자들과 이온결합 되는 것을 특징으로 하는 유기전계발광 표시 장치의 제조 방법.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 유기 발광부 내에서 상기 이온 결합의 방향으로 상기 유기 분자들이 배향되는 것을 특징으로 하는 유기전계발광 표시 장치의 제조 방법.
  10. 제 8 항에 있어서, 상기 배향막 측에 제공된 상기 유기 분자들은 상기 배향막의 법선 방향을 따라 배향되는 것을 특징으로 하는 유기전계발광 표시 장치의 제조 방법.
  11. 제 7 항에 있어서, 상기 제1 극성으로 하전된 액상 재료를 상기 기판 위에 제공하여 상기 기판 위에 상기 배향막이 형성되는 것을 특징으로 하는 유기전계발광 표시 장치의 제조 방법.
  12. 제 7 항에 있어서, 상기 기판 위에 상기 배향막을 형성하는 단계는,
    상기 기판 위에 예비 배향막을 형성하는 단계; 및
    상기 예비 배향막에 광을 조사하여 상기 예비 배향막을 상기 제1 극성으로 하전시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광 표시 장치의 제조 방법.
  13. 제 7 항에 있어서, 상기 유기 발광부를 형성하는 단계는,
    증발법을 이용하여 상기 배향막 위에 유기 발광층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광 표시 장치의 제조 방법.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 유기 발광부를 형성하는 단계는,
    상기 제1 전극 및 상기 유기 발광층 사이에 정공 주입층을 형성하는 단계;
    상기 정공 주입층 및 상기 유기 발광층 사이에 정공 수송층을 형성하는 단계;
    상기 유기 발광층 및 상기 제2 전극 사이에 전자 주입층을 형성하는 단계; 및
    상기 전자 주입층 및 상기 유기 발광층 사이에 전자 수송층을 형성하는 단계를 더 포함하고,
    상기 배향막은 상기 제1 전극과 상기 정공 주입층 사이, 상기 정공 주입층과 상기 정공 수송층 사이, 상기 정공 수송층과 상기 유기 발광층 사이, 상기 유기 발광층과 상기 전자 수송층 사이, 및 상기 전자 수송층과 상기 전자 주입층 사이 중 적어도 어느 하나에 형성되는 것을 특징으로 하는 유기전계발광 표시 장치의 제조 방법.
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