KR20150012092A - 유기 발광 표시 장치 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 화소 전극, 상기 화소 전극 위에 형성되어 있는 정공 부대층, 상기 정공부대층 위에 형성되어 있는 보호층, 상기 보호층 위에 형성되어 있는 유기 발광층, 상기 유기 발광층 위에 형성되어 있는 전자 부대층, 및 상기 전자 부대층 위에 형성되어 있는 공통 전극을 포함하는 유기 발광 표시 장치를 제공한다. 본 발명의 실시예에 따르면, 레이저 열전사 공정이나 하이브리드 패터닝 공정(HPS) 시, 열 에너지에 의한 유기 발광층 및 정공 수송층의 혼합에 의한 혼합층의 발생을 방지하고 열적 손상을 최소화하여 유기 발광 표시 장치의 특성을 향상시킬 수 있다.

Description

유기 발광 표시 장치 및 그 제조 방법{ORGANIC LIGHT EMITTING DIODE DISPLAY AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 발명은 유기 발광 표시 장치 및 그 제조방법에 대한 것이다.
유기 발광 표시 장치는 두 개의 전극과 그 사이에 위치하는 유기 발광 부재를 포함하며, 하나의 전극인 캐소드로부터 주입된 전자(electron)와 다른 전극인 애노드로부터 주입된 정공(hole)이 유기 발광 부재에서 결합하여 여기자(exiton)를 형성하고, 여기자가 에너지를 방출하면서 발광한다.
유기 발광 부재 중 유기 발광층을 형성하는 방법 중 레이저 열전사 방법을 이용하여 유기 발광층을 형성하는 방법은 전사층의 용해성 특성에 영향을 받지 않는다는 장점이 있다. 레이저 열전사 방법은 레이저에서 나온 빛을 열에너지로 변환하고, 변환된 열에너지에 의해 전사층을 유기 발광 표시장치의 기판으로 전사시켜 유기 발광층을 형성하는 방법이다.
레이저 전사 시 광열변환층이 레이저를 열로 변환하여, 광열변환층 하부에 있는 전사층을 팽창시켜서 전사층이 도너 필름으로부터 분리되어 유기 발광 표시 장치의 기판으로 전사되는데, 레이저를 열로 변환시킨 에너지를 통해 패터닝된 물질이 기판으로 전사되는 것이므로, 광열변환층에 가해지는 열 및 적외선이 전사층까지 전해지면서 전사층이 손상되는 문제점이 있다.
이에 의해 유기 발광층의 손상으로 이어져 유기 발광 표시 장치 자체의 표시 품질이 저하되는 문제점으로 이어지게 되는 문제점이 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 레이저 열전사법에 의한 유기 발광 표시 장치 기판으로 전사층의 전사 시, 열에너지에 의한 유기 발광층의 손상을 방지하고 유기 발광 표시 장치의 표시 품질 저하를 방지하기 위해 유기 발광 표시 장치 내의 유기물층 내에 보호층을 도입한 유기 발광 표시 장치 및 그 제조 방법을 제공하고자 한다.
이러한 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 실시예에 따르면, 화소 전극, 상기 화소 전극 위에 형성되어 있는 정공 부대층, 상기 정공 부대층 위에 형성되어 있는 보호층, 상기 정공 부대층 위에 형성되어 있는 유기 발광층, 상기 유기 발광층 위에 형성되어 있는 전자 부대층, 및 상기 전자 부대층 위에 형성되어 있는 공통 전극을 포함하는 유기 발광 표시 장치를 제공한다.
상기 보호층은 열에 의한 상기 유기 발광층과 상기 정공 부대층에 의한 혼합층의 발생을 방지한다.
상기 정공 부대층은 상기 화소 전극 위에 형성되어 있는 정공 주입층, 상기 정공 주입층 위에 형성되어 있는 정공 수송층을 포함하고, 상기 전자 부대층은 상기 유기 발광층 위에 형성되어 있는 전자 수송층, 상기 전자 수송층 위에 형성되어 있는 전자 주입층을 포함한다.
상기 보호층은 상기 유기 발광층 및 상기 정공 수송층보다 용해 온도가 높은 재료일 수 있다.
상기 보호층은 400~600℃에서 상변화가 일어나지 않는 재료일 수 있다.
상기 보호층은 상기 유기 발광층 및 상기 정공 수송층의 혼합되지 않도록 하는 역할을 한다.
상기 보호층은 마그네슘(Mg), 은(Ag), 알루미늄(Al), 크롬(Cr) 및 금(Au)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종일 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따르면, 기판 위에 박막 트랜지스터, 화소 전극 및 정공 부대층을 형성하는 단계, 베이스 필름 위에 광열변환층을 형성 후, 상기 광열변환층 위에 유기 발광층을 형성하고, 상기 유기 발광층 위에 보호층을 형성하여 도너 필름을 제조하는 단계, 상기 도너 필름의 상기 유기 발광층 및 상기 보호층을 상기 기판의 정공 부대층 위에 레이저를 이용하여 전사하는 단계, 상기 유기 발광층 및 상기 보호층을 상기 기판의 정공 부대층 위에 전사한 후 도너 필름을 제거하여 상기 정공 부대층 위에 상기 보호층, 상기 보호층 위에 상기 유기 발광층을 형성하는 단계; 및 상기 유기 발광층 위에 전자 부대층을 형성하는 단계를 포함하는 유기 발광 표시 장치의 제조방법을 제공한다.
상기 정공 부대층은 상기 화소 전극 위에 형성되는 정공 주입층, 상기 정공 주입층 위에 형성되는 정공 수송층을 포함하고, 상기 전자 부대층은 상기 유기 발광층 위에 형성되는 전자 수송층, 상기 전자 수송층 위에 형성되는 전자 주입층을 포함한다.
상기 보호층은 상기 유기 발광층과 함께 상기 기판 상의 정공 수송층 위로 전사된다.
상기 보호층은 상기 유기 발광층 및 상기 정공 수송층보다 용해 온도가 높은 재료를 사용할 수 있다.
상기 보호층은 400~600℃에서 상변화가 일어나지 않는 재료를 사용할 수 있다.
상기 보호층은 상기 유기 발광층 및 상기 정공 수송층이 상기 도너 필름의 광열변환층에서 발생한 열에 의해 혼합되지 않도록 하는 역할을 한다.
상기 보호층은 마그네슘(Mg), 은(Ag), 알루미늄(Al), 크롬(Cr) 및 금(Au)으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종일 수 있다.
이상과 같이 본 발명의 실시예에 따르면, 유기 발광 표시 장치 내의 유기물층에 보호층을 형성하여, 광열변환층에서 발생한 열에너지에 의해 유기층이 손상되어 유기 발광 표시 장치의 표시 품질이 저하되는 문제점을 방지할 수 있다. 유기 발광층과 정공 부대층 사이에 보호층을 형성하여, 레이저 열전사 공정이나 하이브리드 패터닝 공정(HPS)에서 도너 필름의 광열변환층에서 발생한 열에 의해 유기 발광층 및 정공 부대층의 열적 손상을 최소화하고, 혼합층의 발생을 방지하여 유기 발광 표시 장치의 특성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 유기물층의 배치를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 유기 발광 표시 장치에서 한 화소의 등가 회로도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 화소에 대한 단면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 유기 발광층의 증착 전 단계 기판의 단면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 제조 시 사용되는 전사층을 증착한 도너 필름의 단면이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 제조 방법에 따라 도너 필름의 전사층을 정공 수송층 위에 전사하는 단계를 나타낸 것이다.
첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
이제 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치 및 그 제조방법에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.
본 발명의 일실시예에 따른 유기 발광 표시 장치에 대한 개략적인 설명을 도 1을 참고로 설명한다.
우선, 본 발명의 일실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 유기 발광층을 형성하는 방법으로서, 레이저를 이용한 레이저 열전사법(Laser Induced Thermal Imaging)에 대해 설명한다.
레이저 열전사법은 레이저 빔 발생 장치로부터 발생된 레이저 빔을 마스크 패턴을 이용하여 패터닝하고, 패터닝된 레이저 빔을 베이스 필름 및 전사층으로 이루어진 도너 필름 상에 조사하여 전사층의 일부를 팽창시켜 유기 발광 표시 장치에 전사하여 유기 발광 표시 장치에 발광층을 형성하는 방법으로서, 각 발광층을 미세하게 패터닝할 수 있고, 건식 공정이라는 장점이 있다.
이 때, 전사층은 일반적으로 유기 발광층의 단일층이거나 유기 발광층 및 공진 보조층의 이중층으로 이루어지며, 전사층이 유기 발광층의 단일층일 경우, 레이저 열전사 공정에서 열 에너지가 정공 수송층(HTL)에 전달되어 정공 수송층(HTL)과 유기 발광층의 경계면에서 캐리어 축적(Carrier Accumulation)이 발생하여 유기 발광 소자의 특성을 저하시킬 수 있다.
전사층이 유기 발광층 및 공진 보조층의 이중층으로 이루어지는 경우에는, 공진 보조층과 유기 발광층의 경계면에서의 성능은 향상되나, 정공 수송층(HTL)과 공진 보조층의 경계면에서는 캐리어 축적이 발생하여 유기 발광 소자의 특성을 저하시킨다.
또한, 레이저 열전사법을 사용하는 경우 발생하는 열 에너지에 의해 정공 수송층과 공진 보조층의 열적 손상이 심하여 구동 전압을 과도하게 상승시킬 수 있으며, 애노드까지 열 에너지가 전달되어 애노드와 정공 주입층(HIL) 사이의 경계면 특성을 저하시킬 수 있다는 단점이 있다.
이에 도 1을 살펴보면, 도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 유기물층의 배치를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 유기물층은 정공부대층(371, 372), 보호층(375), 유기 발광층(376), 전자 부대층(378, 379) 순으로 적층되어 있다. 구체적으로 화소 전극 위에 배치되는 정공 주입층(371), 상기 정공 주입층(371) 위에 형성되는 정공 수송층(372), 상기 정공 수송층(372) 위에 형성되는 보호층(375), 상기 보호층(375) 위에 형성되는 유기 발광층(376), 상기 유기 발광층(376) 위에 형성되는 전자 수송층(378) 및 상기 전자 수송층(378) 위에 형성되는 전자 주입층(379)으로 구성되어 있다.
그러면 도 2를 참고하여 본 발명의 일실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 한 화소에 대하여 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 유기 발광 표시 장치에서 한 화소의 등가 회로도이다.
도 2를 참고하면, 본 발명의 일실시예에 따른 유기 발광 표시 장치는 복수의 신호선(121, 171, 172)과 이들에 연결되어 있는 화소(pixel; PX)를 포함한다. 화소(PX)는 적색 화소, 녹색 화소 및 청색 화소 중 어느 하나일 수 있다.
신호선은 게이트 신호 (또는 주사 신호)를 전달하는 주사 신호선(scanning signal line)(121), 데이터 신호를 전달하는 데이터 선(data line)(171), 구동 전압을 전달하는 구동 전압선(driving voltage line)(172) 등을 포함한다. 주사 신호선(121)은 대략 행 방향으로 뻗어 있으며 서로가 거의 평행하고 데이터선(171)은 대략 열 방향으로 뻗어 있으며 서로가 거의 평행하다. 구동 전압선(172)은 대략 열 방향으로 뻗어 있는 것으로 도시되어 있으나, 행 방향 또는 열 방향으로 뻗거나 그물 모양으로 형성될 수 있다.
한 화소(PX)는 스위칭 트랜지스터(switching transistor; Qs), 구동 트랜지스터(driving transistor; Qd), 유지 축전기(storage capacitor; Cst) 및 유기 발광 소자(organic light emitting element; LD)를 포함한다.
스위칭 트랜지스터(Qs)는 제어 단자(control terminal), 입력 단자(input terminal) 및 출력 단자(output terminal)를 가지는데, 제어 단자는 주사 신호선(121)에 연결되어 있고, 입력 단자는 데이터선(171)에 연결되어 있으며, 출력 단자는 구동 트랜지스터(Qd)에 연결되어 있다. 스위칭 트랜지스터(Qs)는 주사 신호선(121)으로부터 받은 주사 신호에 응답하여 데이터선(171)으로부터 받은 데이터 신호를 구동 트랜지스터(Qd)에 전달한다.
구동 트랜지스터(Qd) 또한 제어 단자, 입력 단자 및 출력 단자를 가지는데, 제어 단자는 스위칭 트랜지스터(Qs)에 연결되어 있고, 입력 단자는 구동 전압선(172)에 연결되어 있으며, 출력 단자는 유기 발광 소자(LD)에 연결되어 있다. 구동 트랜지스터(Qd)는 제어 단자와 출력 단자 사이에 걸리는 전압에 따라 그 크기가 달라지는 출력 전류(ILD)를 흘린다.
축전기(Cst)는 구동 트랜지스터(Qd)의 제어 단자와 입력 단자 사이에 연결되어 있다. 이 축전기(Cst)는 구동 트랜지스터(Qd)의 제어 단자에 인가되는 데이터 신호를 충전하고 스위칭 트랜지스터(Qs)가 턴 오프(turn-off)된 뒤에도 이를 유지한다.
유기 발광 소자(LD)는 예를 들면 유기 발광 다이오드(organic light emiting diode, OLED)로서, 구동 트랜지스터(Qd)의 출력 단자에 연결되어 있는 애노드(anode)와 공통 전압(Vss)에 연결되어 있는 캐소드(cathode)를 가진다. 유기 발광 소자(LD)는 구동 트랜지스터(Qd)의 출력 전류(ILD)에 따라 세기를 달리하여 발광함으로써 영상을 표시한다. 유기 발광 소자(LD)는 적색, 녹색, 청색의 삼원색 등 기본색(primary color) 중 어느 하나 또는 하나 이상의 빛을 고유하게 내는 유기 물질을 포함할 수 있으며, 유기 발광 표시 장치는 이들 색의 공간적인 합으로 원하는 영상을 표시한다.
스위칭 트랜지스터(Qs) 및 구동 트랜지스터(Qd)는 n-채널 전계 효과 트랜지스터(field effect transistor, FET)이지만, 이들 중 적어도 하나는 p-채널 전계 효과 트랜지스터일 수 있다. 또한, 트랜지스터(Qs, Qd), 축전기(Cst) 및 유기 발광 소자(LD)의 연결 관계가 바뀔 수 있다.
그러면 본 발명의 일실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 단면 구조에 대하여 도 3을 앞에서 설명한 도 2와 함께 참고하여 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 화소에 대한 단면이다.
투명한 유리 또는 플라스틱 따위로 만들어질 수 있는 절연 기판(110) 위에 구동 트랜지스터(Qd)가 형성되어 있다. 이외에 절연 기판(110) 위에는 복수의 신호선(도시하지 않음) 및 복수의 스위칭 트랜지스터(도시하지 않음) 등이 더 형성되어 있을 수 있다.
구동 트랜지스터(Qd) 위에는 무기물 또는 유기물로 만들어질 수 있는 보호막(180)이 형성되어 있다. 보호막(180)이 유기물로 만들어진 경우 그 표면은 평탄할 수 있다.
보호막(180)에는 구동 트랜지스터(Qd)의 일부를 드러내는 접촉 구멍(185)이 형성되어 있다.
각 화소의 보호막(180) 위에는 화소 전극(191)이 형성되어 있다. 화소 전극(191)은 ITO(indium tin oxide) 또는 IZO(indium zinc oxide) 따위의 투명한 도전성 산화물 등으로 만들어질 수 있다.
보호막(180)과 화소 전극(191) 사이에는 반사층(도시하지 않음)이 형성될 수 있다. 반사층은 은(Ag) 또는 알루미늄(Al) 따위의 반사도가 높은 금속, 또는 이들의 합금 등으로 만들어질 수 있다.
보호막(180) 위에는 화소 전극(191)의 가장자리 주변을 덮으며 화소 정의막(189)이 형성되어 있다.
화소에서 화소 전극(191) 위의 전면에는 정공 부대층(371, 372)이 형성되어 있으며, 정공 부대층(371, 372)은 정공 주입층(HIL, hole injecting layer)(371) 및 그 위에 적층된 정공 수송층(HTL, hole transport layer)(372)을 포함한다.
유기 발광층(376) 및 정공 수송층(372)의 사이에는 보호층(375)가 형성되어 있으며, 유기 발광층(376) 위의 전면에는 전자 부대층(378, 379)이 형성되어 있는데, 전자 부대층(378, 379)은 전자 수송층(ETL, electron transport layer)(378) 및 그 위에 적층된 전자 주입층(EIL, electron injecting layer)(379)을 포함한다.
정공 주입층(371), 정공 수송층(372), 전자 수송층(378) 및 전자 주입층(379)은 유기 발광층(376)의 발광 효율을 향상하기 위한 것으로서, 정공 수송층(372)과 전자 수송층(378)은 전자와 정공의 균형을 맞추기 위한 것이고, 정공 주입층(371)과 전자 주입층(379)은 전자와 정공의 주입을 강화하기 위한 것이다.
보호층(375)은 유기 발광 표시 장치의 제조 시에 있어서 레이저를 이용한 열전사시 광열변환층에서 발생한 열에 의한 유기 발광층(376)과 정공 수송층(372)의 혼합에 의한 혼합층의 발생을 방지하기 위한 것이다. 따라서, 도너 필름(10)의 광열변환층에서 발생한 열에너지의 정공 수송층(372)으로의 전달을 차단하기 위해서 유기 발광층(376)과 정공 수송층(372)의 중간에 형성되며, 보호층(375)은 유기 발광층(376) 및 정공 수송층(372)보다 용해 온도가 높은 재료이어야 하되 400~600℃에서 상변화가 일어나지 않는 재료를 사용하는 것이 바람직하다.
보호층(375)은 마그네슘(Mg), 은(Ag), 알루미늄(Al), 크롬(Cr) 및 금(Au)으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종을 사용할 수 있다.
정공 주입층(371), 정공 수송층(372), 유기 발광층(376), 전자 수송층(378), 전자 주입층(379)은 보호층(375)과 함께 유기 발광 부재를 형성한다.
전자 주입층(379) 위에는 공통 전압(Vss)을 전달하는 공통 전극(270)이 형성되어 있다. 공통 전극(270)은 하부층과 상부층의 이중층으로 형성되어 있고, 빛의 일부는 반사시키고 나머지 일부는 통과시키는 반투과(transflecive) 특성을 가진다. 이들 하부층과 상부층은 모두 빛을 반사하는 성질을 가지는 금속으로 이루어지나 그 두께를 얇게 하면 입사광이 반사되기도 하고 투과되기도 하는 반투과 특성을 가질 수 있다. 또한 공통 전극(270)은 단일막으로 이루어질 수도 있다.
공통 전극(270) 위에는 밀봉층(encapsulation layer, 도시하지 않음)이 더 형성될 수 이다. 밀봉층은 유기 발광 부재 및 공통 전극(270)을 밀봉(encapsulation)하여 외부로부터 수분 또는 산소가 침투하는 것을 방지할 수 있다.
이러한 유기 발광 표시 장치에서 화소 전극(191), 유기 발광 부재 및 공통 전극(270)은 유기 발광 소자(LD)를 이룬다. 화소 전극(191)은 보호막(180)의 접촉 구멍(185)을 통해 구동 트랜지스터(Qd)로부터 전압을 전달받을 수 있다.
화소 전극(191)이 반사층(도시하지 않음)을 가지며 공통 전극(270)이 반투과 특성을 가져 빛이 공통 전극(270)을 통해 방출되는 탑 에미션(Top emission) 방식의 경우, 유기 발광 표시 장치는 공통 전극(270) 쪽으로 빛을 내보내어 영상을 표시한다. 유기 발광층(376)에서 공통 전극(270) 쪽으로 방출된 빛은 공통 전극(270)에 이르러 일부는 공통 전극(270)을 투과하여 나가고, 다른 일부는 반사되어 화소 전극(191) 쪽으로 보낸다. 화소 전극(191)은 이를 다시 반사하여 공통 전극(270) 쪽으로 보낸다. 이와 같이 화소 전극(191)과 공통 전극(270) 사이에서 왕복하는 빛은 간섭 현상을 일으키게 되는데, 빛 중 화소 전극(191)과 공통 전극(270) 사이의 거리가 공진을 일으킬 수 있는 거리에 해당하는 파장의 빛은 보강 간섭을 일으켜 세기가 강해지고 다른 파장의 빛들은 상쇄 간섭을 일으켜 세기가 약해진다. 이와 같은 빛의 왕복 및 간섭 과정을 미세 공진(micro cavity)이라 한다.
상기에서 설명한 실시예와 달리 화소 전극(191)의 반사층(도시하지 않음)을 반투과층으로 대체하고, 공통 전극(270)을 두껍게 형성하여 빛을 반사하도록 하면 기판(110)을 통해 빛이 방출되는 바틈 에미션(Bottom emission) 방식의 유기 발광 표시 장치를 얻을 수 있다.
이하에서는 본 발명의 일실시예에 따른 유기 발광 표시 장치를 제조하는 방법에 대하여 도 4 내지 도 6을 참고하여 상세히 설명한다.
하기에서 설명하는 전사층(20)은 보호층(375) 및 유기 발광층(376)을 포함하는 것을 의미하며, 도너 필름(10)은 베이스 필름(10) 및 전사층(20)을 포함하는 것을 의미한다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 유기 발광층(376)의 증착 전 단계 기판(110)의 단면이며, 도 5는 유기 발광 표시 장치의 제조 시 사용되는 전사층(20)을 증착한 도너 필름의 단면, 도 6은 유기 발광 표시 장치의 제조 방법에 따라 도너 필름(10)을 정공 수송층(372) 위에 전사하는 단계를 나타낸 것이다.
먼저 도 4를 참고하면, 절연 기판(110) 위에 구동 트랜지스터(Qd)를 형성하고 그 위에 접촉 구멍(185)을 갖는 보호막(180)을 형성한다.
다음으로, 화소의 보호막(180) 위에 도전성 산화물 부재를 적층하고 패터닝하여 화소 전극(191)을 형성한다. 이때, 화소의 보호막(180)과 화소 전극(191) 사이에 반사층(도시하지 않음)을 적층하여 더 포함할 수 있다.
그 후, 정공 주입층(hole injecting layer)(371) 및 정공 수송층(hole transport layer)(372)을 차례대로 적층한다.
다음으로 도 5를 참고하면, 상기 정공 수송층(372)까지 적층된 기판에 유기 발광층(376)을 전사하기 위한 도너 필름(10)으로 베이스 필름(50)에 전사층(20)을 적층한다. 이에 도너 필름(10)은 베이스 필름(50) 및 전사층(20)이 차례로 적층된 구조를 가진다.
베이스 필름(50)은 광열변환층에 빛을 전달하기 위하여 투명하며, 적당한 광학적 성질과 충분한 기계적 안정성을 가진 물질로 이루어질 수 있다. 예컨데, 베이스 필름(50)은 폴리에스테르, 폴리아크릴, 폴리에폭시, 폴리에틸렌, 폴리스티렌 및 폴리에틸렌테레프랄레이트로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 고분자 물질이거나 유리로 이루어질 수 있다.
베이스 필름(50)과 전사층(20) 사이에는 광열변환층이 형성될 수 있으며, 광열변환층은 적외선 내지 가시광선 영역의 빛을 흡수하여 빛의 일부 이상을 열로 변환시키는 층으로서, 적당한 광학밀도(optical density)를 가져야하며, 빛을 흡수하기 위한 광흡수성 물질을 포함하는 것이 바람직하다. 여기서, 광열변환층은 Al, Ag 및 이들의 산화물 및 황화물로 이루어진 금속막이거나 카본 블랙, 흑연 또는 적외선 염료를 포함하는 고분자로 이루어진 유기막으로 이루어질 수 있다.
전사층(20)은 광열변환층으로부터 전달받은 열 에너지에 의하여, 도너 필름(10)으로부터 분리되어, 정공 수송층(372)이 형성된 기판(110)으로 전사되는 층으로서, 유기 발광층(376) 및 보호층(375)이 차례로 적층된 구조를 가진다.
보호층(375)은 유기 발광 표시 장치의 제조 시에 있어서 레이저를 이용한 열전사시 광열변환층에서 발생한 열에 의한 유기 발광층(376)과 정공 수송층(372)의 혼합에 의한 혼합층의 발생을 방지하기 위한 것이다. 따라서, 도너 필름(10)의 광열변환층에서 발생한 열에너지의 정공 수송층(372)으로의 전달을 차단하기 위해서 유기 발광층(376)과 정공 수송층(372)의 중간에 형성되며, 보호층(375)은 유기 발광층(376) 및 정공 수송층(372)보다 용해 온도가 높은 재료이어야 하되 400~600℃에서 상변화가 일어나지 않는 재료를 사용하는 것이 바람직하다.
보호층(375)은 마그네슘(Mg), 은(Ag), 알루미늄(Al), 크롬(Cr) 및 금(Au)으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종을 사용할 수 있다.
마지막으로, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 제조 방법에 따라 도너 필름을 정공 수송층 위에 전사하는 단계를 나타낸 것이다.
도 6에 도시한 바와 같이, 유기 발광층(376) 및 보호층(375)이 형성된 도너 필름(10)을 화소 전극(191)이 형성된 기판(110)의 정공 수송층(372) 위에 배치한다.
그리고, 도너 필름(10)의 보호층(375)에 정공 수송층(372)을 균일하게 접촉(lamination)시킨다. 그리고, 정공 수송층(372)에 밀착되어 있는 도너 필름(10)에 레이저를 조사하여 도너 필름(10)의 전사층(20)을 기판(110) 위에 전사시킨다. 따라서, 기판(110)의 정공 수송층(372) 위에 보호층(375) 및 유기 발광층(376)이 차례로 형성된다.
이와 같이, 레이저 열전사 공정 시, 도너 필름(10)의 유기 발광층(376)에 보호층(375)을 형성하여 정공 수송층(372)에 전사함으로써, 열 에너지에 의한 유기 발광층(376) 및 정공 수송층(372)의 열적 손상을 최소화하고, 유기 발광층(376) 및 정공 수송층(372)의 혼합으로 인한 혼합층의 발생을 억제하여 유기 발광 소자의 특성을 향상시킬 수 있다.
그 후, 유기 발광층(376) 위에 전자 수송층(378), 전자 주입층(379), 공통 전극(270)을 차례로 적층하고, 그 위에 밀봉층을 형성하여 유기 발광 표시 장치를 완성한다.
이상과 같이 본 발명의 실시예에 따르면, 유기 발광층과 정공 수송층 사이에 보호층을 형성함으로써, 레이저 열전사 공정이나 하이브리드 패터닝 공정(HPS) 시, 열 에너지에 의한 유기 발광층 및 정공 수송층의 열적 손상을 최소화하고, 도너 필름 내의 광열변환층에서 발생한 열에 의해 유기 발광층 및 정공 수송층의 혼합에 의한 혼합층의 발생을 방지하여 유기 발광 표시 장치의 특성을 향상시킬 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
121: 주사 신호선 10: 도너 필름
171: 데이터선 20: 전사층
172: 구동 전압선 50: 베이스 필름
PX: 화소 110: 기판
Cst: 유지 축전기 180: 보호막
Qd: 구동 트랜지스터 191: 화소 전극
ILD: 출력 전류 185: 접촉 구멍
LD: 유기 발광 소자 189: 화소 정의막
Vss: 공통 전압 371: 정공 주입층
372: 정공 수송층 375: 보호층
376: 유기 발광층 378: 전자 수송층
379: 전자 주입층 270: 공통 전극

Claims (14)

  1. 화소 전극,
    상기 화소 전극 위에 형성되어 있는 정공 부대층,
    상기 정공 부대층 위에 형성되어 있는 보호층,
    상기 보호층 위에 형성되어 있는 유기 발광층,
    상기 유기 발광층 위에 형성되어 있는 전자 부대층, 및
    상기 전자 부대층 위에 형성되어 있는 공통 전극을 포함하는 유기 발광 표시 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 보호층은 열에 의한 상기 유기 발광층과 상기 정공 부대층에 의한 혼합층의 발생을 방지하는 유기 발광 표시 장치.
  3. 제2항에서,
    상기 정공 부대층은 상기 화소 전극 위에 형성되어 있는 정공 주입층,
    상기 정공 주입층 위에 형성되어 있는 정공 수송층을 포함하고,
    상기 전자 부대층은 상기 유기 발광층 위에 형성되어 있는 전자 수송층,
    상기 전자 수송층 위에 형성되어 있는 전자 주입층을 포함하는 유기 발광 표시 장치.
  4. 제3항에서,
    상기 보호층은 상기 유기 발광층 및 상기 정공 수송층보다 용해 온도가 높은 재료인 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시 장치.
  5. 제4항에서,
    상기 보호층은 400~600℃에서 상변화가 일어나지 않는 재료인 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시 장치.
  6. 제4항에서,
    상기 보호층은 상기 유기 발광층 및 상기 정공 수송층의 혼합되지 않도록 하는 역할을 하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시 장치.
  7. 제4항에서,
    상기 보호층은 마그네슘(Mg), 은(Ag), 알루미늄(Al), 크롬(Cr) 및 금(Au)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종인 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시 장치.
  8. 기판 위에 박막 트랜지스터, 화소 전극 및 정공 부대층을 형성하는 단계,
    베이스 필름 위에 광열변환층을 형성 후, 상기 광열변환층 위에 유기 발광층을 형성하고, 상기 유기 발광층 위에 보호층을 형성하여 도너 필름을 제조하는 단계,
    상기 도너 필름의 상기 유기 발광층 및 상기 보호층을 상기 기판의 정공 부대층 위에 레이저를 이용하여 전사하는 단계,
    상기 유기 발광층 및 상기 보호층을 상기 기판의 정공 부대층 위에 전사한 후 도너 필름을 제거하여 상기 정공 부대층 위에 상기 보호층, 상기 보호층 위에 상기 유기 발광층을 형성하는 단계; 및
    상기 유기 발광층 위에 전자 부대층을 형성하는 단계를 포함하는 유기 발광 표시 장치의 제조방법.
  9. 제8항에서,
    상기 정공 부대층은 상기 화소 전극 위에 형성되는 정공 주입층,
    상기 정공 주입층 위에 형성되는 정공 수송층을 포함하고,
    상기 전자 부대층은 상기 유기 발광층 위에 형성되는 전자 수송층,
    상기 전자 수송층 위에 형성되는 전자 주입층을 포함하는 유기 발광 표시 장치의 제조방법.
  10. 제9항에서,
    상기 보호층은 상기 유기 발광층과 함께 상기 기판 상의 정공 수송층 위로 전사되는 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시 장치의 제조방법.
  11. 제9항에서,
    상기 보호층은 상기 유기 발광층 및 상기 정공 수송층보다 용해 온도가 높은 재료를 사용하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시 장치의 제조방법.
  12. 제11항에서,
    상기 보호층은 400~600℃에서 상변화가 일어나지 않는 재료를 사용하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시 장치의 제조방법.
  13. 제11항에서,
    상기 보호층은 상기 유기 발광층 및 상기 정공 수송층이 상기 도너 필름의 광열변환층에서 발생한 열에 의해 혼합되지 않도록 하는 역할을 하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시 장치의 제조방법.
  14. 제11항에서,
    상기 보호층은 마그네슘(Mg), 은(Ag), 알루미늄(Al), 크롬(Cr) 및 금(Au)으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종인 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시 장치의 제조방법.
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