KR20150109357A - 고해상도 유기 발광 다이오드 소자 - Google Patents
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Abstract
유기 발광 다이오드(OLED) 디스플레이를 제작하는 방법은 기판 상에 제 1 서브-픽셀과 연관된 제 1 전극 및 제 2 서브-픽셀과 연관된 제 2 전극을 제공하는 단계를 포함할 수 있으며, 제 1 전극과 제 2 전극 사이에 갭이 형성되며, 제 1 전극과 제 2 전극이 기판 상에 가둠 구조물에 의해 결정되는 경계를 갖는 우물에 배치된다. 상기 방법은 전극이 배치된 우물에 능동 OLED 물질을 증착하여 기판의 반대쪽을 향하는 능동 OLED 물질의 층의 표면이 비평면 토포그래피를 갖도록 우물의 경계에 걸쳐 있는 능동 OLED 물질의 실질적으로 연속인 층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 증착은 잉크젯 인쇄를 통해 이뤄질 수 있다.
Description
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 2013년 01월 17일자로 출원된 미국 가특허출원 61/753,692호 및 2013년 09월 18일에 출원된 미국 정규특허출원 14/030,776호를 기초로 우선권을 주장하며, 상기 미국 가특허출원은 그 전체가 본 명세서에 참조로서 포함된다.
기술 분야
일반적으로 본 발명의 양태는 전자 디스플레이를 제작하기 위한 전자 디스플레이 및 방법과 관련된다. 더 구체적으로, 본 발명의 양태는 유기 발광 층을 기판 상에 증착하여 고 해상도 디스플레이를 제작하는 것과 관련된다.
도입
여기서 사용되는 섹션 제목은 구조적 목적만을 위한 것이며 기재된 발명을 어떠한 식으로 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다.
전자 디스플레이가 여러 종류의 전자 기기, 가령, 텔레비전 스크린, 컴퓨터 모니터, 휴대전화기, 스마트폰, 태블릿, 핸드헬드 게임 콘솔 등에서 존재한다. 한 가지 유형의 전자 디스플레이가 유기 발광 다이오드(OLED) 기법에 의존한다. OLED 기법은 기판 상에 배치된 두 개의 전극 사이에 끼워진 유기 발광 층을 이용한다. 전극 양단에, 전하 운반체(charge carrier)가 여기되어 상기 유기 발광 층 내부로 주입될 수 있게 하는 전압이 인가될 수 있다. 전하 운반체가 정규 에너지 상태로 되돌아 올 때 광전자방출(photoemission)을 통해 발광이 발생할 수 있다. OLED 기술은 각각의 픽셀이 어드레싱된 픽셀 내에서만 발광을 발생하도록 개별적으로 어드레싱될 수 있기 때문에 비교적 높은 콘트라스트 비를 갖는 디스플레이를 제공할 수 있다. OLED 디스플레이는 또한 픽셀의 발산 속성 때문에 넓은 시야각을 제안할 수 있다. OLED 픽셀은 직접 구동될 때만 전력을 소비하기 때문에, 다른 디스플레이 기술에 비해 OLED 디스플레이의 전력 효율이 개선될 수 있다. 덧붙여, 디스플레이 자체 내 광원에 대한 필요성을 없애는 기술의 광 발생 속성 및 얇은 소자 구조물 때문에 생산되는 패널이 다른 디스플레이 기술에서보다 훨씬 더 얇을 수 있다. 또한 OLED 디스플레이는 능동 OLED 층의 순응(compliant) 속성 때문에 유연하고 휘어지도록 제작될 수 있다.
잉크젯 인쇄가 OLED 제작에서 사용될 수 있는 기법이며 제작 비용을 감소시킬 수 있다. 잉크젯 인쇄는 노즐로부터 고속으로 분출되는 OLED 층 물질 및 하나 이상의 운반체 액체를 포함하는 잉크의 액적을 이용하여, 하나 이상의 능동 OLED 층, 가령, 정공 주입 층, 정공 수송 층, 전자 차단 층, 유기 발광 층, 전자 투과 층, 전자 주입 층, 및 정공 차단 층을 생성할 수 있다.
서브-픽셀을 형성하고 결정(define)된 서브-픽셀들 간에 OLED 잉크가 확산되는 것을 막기 위해, 가둠 구조물, 가령, 뱅크(bank)가 기판 상에 제공되어 가둠 우물(confinement well)을 결정할 수 있다. 잉크젯 인쇄 방법은 상당한 정밀성을 요구할 수 있다. 특히, 픽셀 밀도가 증가할수록, 가둠 우물의 가두기 영역이 감소되고, 액적 배치의 작은 오차가 액적이 의도된 벽 밖에 증착되게 할 수 있다. 덧붙여, 액적 부피가 가둠 우물에 비해 지나치게 클 수 있고 바람직하지 않게도 액적이 인접 서브-픽셀로 넘쳐 흐를 수 있다. 덧붙여, 필름 건조의 불완전성 때문에 가둠 우물의 가장자리에 불균일부가 형성될 수 있다. 가둠 우물 영역이 감소될 때, 불균일부가 픽셀의 활성(active) 발광 영역으로 침범하여, 불균일부에 의해 초래되는 픽셀로부터의 발광에 바람직하지 않은 시각적 아티팩트를 만들 수 있다. 덧붙여, 각각의 픽셀의 전체 영역, 즉, 활성 영역과 비-활성 영역 모두에 대한 활성 영역의 비(본 명세서에서 "필 팩터(fill factor)"라고 지칭됨)가 가둠 구조물로 인해 감소되고, 각각의 픽셀이 동등한 디스플레이 밝기 레벨을 얻기 위해 더 높은 전류를 이용하여 구동되어야 하고 더 높은 전류를 이용하여 각각의 픽셀을 구동시키는 것이 픽셀 수명을 감소시킨다고 알려져 있기 때문에, 이는 디스플레이의 수명을 감소시킬 수 있다.
전통적인 잉크젯 방법이 OLED 제작과 연관된 문제점들 중 일부를 해결하지만, 개선의 여지가 여전히 있다. 예를 들어, 여전히 액적 배치 정밀도에 대한 OLED 제작 공정의 감도(sensitivity)를 감소시킬 필요가 있는데, 특히 고해상도(즉, 높은 픽셀 밀도)를 갖는 OLED 디스플레이의 경우에 그렇다. 덧붙여, 고해상도 디스플레이 내 유기 발광 층의 증착에 의해 발생되는 바람직하지 않은 가시적 아티팩트를 감소시킬 필요가 있다. 또한 활성 요소와 연관된 영역이 증가하도록 각각의 픽셀의 필 팩터를 개선함으로써 장치 수명을 개선할 필요가 있다. 또한, 고해상도 디스플레이 적용예, 비-제한적 예를 들면, 허용 가능한 해상도, 전력 효율, 디스플레이 수명, 및 제작 비용에서 도전과제를 갖는 고해상도 모바일 전화기 및 태블릿 컴퓨터에서 OLED 디스플레이를 이용하고 제작하는 것을 개선할 필요가 있다.
본 발명은 앞서 언급된 문제점들 중 하나 이상을 해결하거나, 및/또는 앞서 언급된 바람직한 특징부들 중 하나 이상을 달성할 수 있다. 그 밖의 다른 특징 및/또는 이점은 다음의 기재로부터 자명해질 수 있다.
본 발명의 예시적 실시예에 따라, 유기 발광 다이오드(OLED) 디스플레이를 제작하는 방법은 기판 상에 제 1 서브-픽셀과 연관된 제 1 전극 및 제 2 서브-픽셀과 연관된 제 2 전극을 제공하는 단계를 포함할 수 있으며, 제 1 전극과 제 2 전극 간 갭이 형성되며, 제 1 전극 및 제 2 전극이 기판 상의 가둠 구조물에 의해 결정되는 경계를 갖는 우물에 배치된다. 상기 방법은 기판의 반대 쪽을 향하는 능동 OLED 물질의 층의 표면이 비평면 토포그래피를 갖도록 우물의 경계에 걸쳐 있는 능동 OLED 물질의 실질적으로 연속인 층을 형성하도록 전극을 포함하는 우물에 능동 OLED 물질을 증착하는 단계를 더 포함할 수 있다. 증착은 잉크젯 인쇄를 통해 이뤄질 수 있다. 본 발명은 상기 방법에 따라 만들어진 유기 발광 다이오드(OLED) 디스플레이를 고려한다.
본 발명의 추가 예시적 실시예에 따라, 유기 발광 다이오드(OLED) 디스플레이가 기판 상에 배치되는 제 1 전극 - 제 1 전극은 제 1 서브-픽셀과 연관됨 - , 및 기판 상에 배치되는 제 2 전극 - 상기 제 2 전극은 제 1 전극과 이격되어 제 1 전극과 제 2 전극 사이에 갭을 제공하며, 제 2 전극은 제 2 서브-픽셀과 연관됨 - 을 포함한다. 상기 디스플레이는 제 1 전극 및 제 2 전극을 담는 우물의 경계를 결정짓기 위해 기판 상에 배치되는 가둠 구조물, 및 우물의 경계에 걸쳐 있고 제 1 전극 및 제 2 전극 위에 배치되는 실질적으로 연속인 능동 OLED 물질 층 - 기판의 반대쪽을 향하는 능동 OLED 물질 층의 표면은 비평면 토포그래피를 가짐 - 을 더 포함할 수 있다.
추가 목적 및 이점은 부분적으로 다음의 기재에서 제공될 것이며 부분적으로 상기 기재로부터 자명해지거나 본 발명의 실시에 의해 습득될 수 있다. 청구범위에서 특히 지적된 요소 및 조합에 의해 본 발명의 목적 및 이점 중 적어도 일부가 구현 및 획득될 수 있다.
상기의 일반적인 기재 및 이하의 상세한 설명 모두는 예시이며 설명에 불과하며 청구되는 본 발명을 한정하지 않음이 이해되어야 한다. 본 발명은 가장 넓은 범위에서 이들 예시적 양태 및 실시예 중 하나 이상의 특징 없이도 실시될 수 있음을 이해되어야 한다.
본 발명의 일부 예시적 실시예를 상세한 설명과 함께 설명하는 본 명세서의 일부를 구성하는 이하의 도면이 특정 원리를 설명하는 역할을 한다.
도 1은 종래의 픽셀 배열의 부분 평면도이다.
도 2는 본 발명에 따르는 예시적 픽셀 배열의 부분 평면도이다.
도 3a는 본 발명에 따르는 예시적 픽셀 배열의 부분 평면도이다.
도 3a는 본 발명에 따르는 예시적 실시예의 도 1의 라인 3A-3A를 따르는 가둠 우물의 횡단면도이다.
도 3b는 본 발명에 따르는 예시적 실시예의 도 1의 라인 3B-3B를 따르는 복수의 가둠 우물의 횡단면도이다.
도 4는 본 발명에 따르는 가둠 우물의 또 다른 예시적 실시예의 도 3a의 도면과 유사한 횡단면도이다.
도 5a는 본 발명에 따르는 가둠 우물의 또 다른 예시적 실시예의 도 3a의 도면과 유사한 횡단면도이다.
도 5b는 본 발명에 따르는 가둠 우물의 또 다른 실시예의 도 3b의 도면과 유사한 횡단면도이다.
도 6은 본 발명에 따르는 가둠 우물의 또 다른 예시적 실시예의 횡단면도이다.
도 7은 본 발명에 따르는 가둠 우물의 예시적 실시예의 횡단면도이다.
도 8-11은 본 발명에 따르는 OLED 디스플레이를 생성하기 위한 가둠 우물 및 예시적 단계들의 또 다른 예시적 실시예의 횡단면도이다.
도 12-19는 본 발명에 따르는 다양한 예시적 픽셀 배열의 부분 평면도이다.
도 20은 본 발명에 따르는 전자 디스플레이를 포함하는 예시적 장치의 정면도이다.
도 21은 본 발명에 따르는 전자 디스플레이를 포함하는 또 다른 예시적 장치의 정면도이다.
도 1은 종래의 픽셀 배열의 부분 평면도이다.
도 2는 본 발명에 따르는 예시적 픽셀 배열의 부분 평면도이다.
도 3a는 본 발명에 따르는 예시적 픽셀 배열의 부분 평면도이다.
도 3a는 본 발명에 따르는 예시적 실시예의 도 1의 라인 3A-3A를 따르는 가둠 우물의 횡단면도이다.
도 3b는 본 발명에 따르는 예시적 실시예의 도 1의 라인 3B-3B를 따르는 복수의 가둠 우물의 횡단면도이다.
도 4는 본 발명에 따르는 가둠 우물의 또 다른 예시적 실시예의 도 3a의 도면과 유사한 횡단면도이다.
도 5a는 본 발명에 따르는 가둠 우물의 또 다른 예시적 실시예의 도 3a의 도면과 유사한 횡단면도이다.
도 5b는 본 발명에 따르는 가둠 우물의 또 다른 실시예의 도 3b의 도면과 유사한 횡단면도이다.
도 6은 본 발명에 따르는 가둠 우물의 또 다른 예시적 실시예의 횡단면도이다.
도 7은 본 발명에 따르는 가둠 우물의 예시적 실시예의 횡단면도이다.
도 8-11은 본 발명에 따르는 OLED 디스플레이를 생성하기 위한 가둠 우물 및 예시적 단계들의 또 다른 예시적 실시예의 횡단면도이다.
도 12-19는 본 발명에 따르는 다양한 예시적 픽셀 배열의 부분 평면도이다.
도 20은 본 발명에 따르는 전자 디스플레이를 포함하는 예시적 장치의 정면도이다.
도 21은 본 발명에 따르는 전자 디스플레이를 포함하는 또 다른 예시적 장치의 정면도이다.
본 발명의 다양한 예시적 실시예가 참조되며, 이의 예시가 첨부된 도면에서 도시된다. 가능한 경우, 동일한 참조번호가 동일하거나 유일한 부품을 참조하는 것으로 도면 전체에서 사용될 것이다.
상세한 설명 및 청구항의 목적으로, 달리 지시되지 않는 한, 수량, 퍼센티지, 또는 비율, 및 상세한 설명 및 청구항에서 사용되는 그 밖의 다른 수치 값을 표현하는 모든 숫자는, 모든 사례에서, 이미 변경되지 않은 한, "약"이라는 표현에 의해 변경되는 것으로 이해될 것이다. 따라서 달리 지시되지 않는 한, 다음의 상세한 설명 및 청구항에서 제공되는 수치 파라미터는 획득하고자 하는 속성에 따라 달라질 수 있는 근사치이다. 균등론의 적용을 청구범위까지 제한하려는 시도가 아니며, 각각의 수치 파라미터는 보고된 유의미한 숫자와 관련하여 통상적인 반올림 기법에 의해 해석되어야 할 것이다.
본 명세서에서 사용될 때, 단수형의 사용("a", "an" 및 "the")은 하나의 대상물로 명시적이고 명백하게 제한되지 않는 한 복수의 대상물도 포함한다. 본 명세서에서 사용될 때, 하나의 목록 내 항목들의 언급이 나열된 항목들에 추가되거나 치환될 수 있는 그 밖의 다른 유사한 항목들의 제외가 아니도록, 용어 "포함하다" 및 이의 문법적 변형 형태는 비-제한적임을 의도한다.
추가로, 이 기재에서의 용어들은 본 발명을 한정하려는 의도를 갖지 않는다. 예를 들어, 공간 관계 용어 - 가령, "아래", "아래", "하단", "상부", "하부", "위에", "상단", "수평", "수직" 등이 도면에서 도시된 하나의 요소 또는 특징부의 또 다른 요소 또는 특징부와의 관계를 기술하는 데 사용될 수 있다. 이들 공간 관계 용어들은 도면에 도시된 위치 및 배향에 추가로 사용 또는 동작 중인 장치의 서로 다른 위치(즉, 장소) 및 배향(즉, 회전 배치)을 포함하는 것을 의도한다. 예를 들어, 도면의 장치가 뒤집힌 경우, 다른 요소 또는 특징부 "아래"라고 기재된 요소들은 상기 요소 또는 특징부 "위"가 될 것이다. 따라서 예시적 용어 "아래"는 장치의 전체적인 배향에 따라 위 및 아래의 위치 및 배향 모두를 포함할 수 있다. 장치는 다르게 배향될 수 있고(90도 회전 또는 그 밖의 다른 배향) 본 명세서에서 사용된 공간 관계 설명어가 이에 따라 해석된다.
본 명세서에서 사용될 때, "픽셀"은 발광 픽셀 어레이의 기능적으로 완벽하고 반복되는 최소 단위를 의미한다. 용어 "서브-픽셀"은 픽셀의 이산 발광 부분을 구성하지만, 반드시 모든 발광 부분을 구성하는 것은 아닌 하나의 픽셀의 일부분을 의미하도록 의도된다. 예를 들어, 풀 컬러 디스플레이(full color display)에서, 픽셀이 3개의 주요 컬러 서브-픽셀, 가령, 적색, 녹색, 및 청색을 포함할 수 있다. 모노크롬 디스플레이(monochrome display)에서, 서브-픽셀과 픽셀이라는 용어는 동등하고 상호 교환 가능하게 사용될 수 있다.
전자 구성요소를 언급하면서 사용될 때 용어 "연결된"은 신호(가령, 전류, 전압, 또는 광학 신호)가 서로 간에 전송될 수 있도록 하는 방식으로 둘 이상의 전자 구성요소, 회로, 시스템, 또는 (1) 적어도 하나의 전자 구성요소, (2) 적어도 하나의 회로, 또는 (3) 적어도 하나의 시스템의 임의의 조합의 접속(connection), 링킹(linking), 또는 연관(association)을 의미하는 의도를 가진다. 둘 이상의 전자 구성요소, 회로, 또는 시스템의 접속, 링킹, 또는 연관이 직접적일 수 있고, 대안적으로 중간 접속, 링킹, 또는 연관이 존재할 수 있으며 따라서 연결이 물리적 접속을 반드시 필요로 하는 것은 아니다.
해당 분야의 통상의 기술자라면 일반적으로 "고해상도"라는 용어가 인치당 픽셀 수(ppi)가 100을 초과하는 해상도를 의미하고, 때로는 300ppi가 초고해상도로 지칭될 수 있음을 이해할 것이다. 해당 분야의 통상의 기술자라면 픽셀 밀도가 디스플레이의 크기와 직접 상관되지 않음을 알 것이다. 본 명세서에 개시된 다양한 예시적 실시예가 소형 디스플레이 크기 및 대형 디스플레이 크기에서 고해상도를 얻기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 약 3인치 내지 약 11인치의 크기를 갖는 디스플레이가 고해상도 디스플레이로서 구현될 수 있다. 덧붙여, 더 큰 크기를 갖는 디스플레이, 가령, 55" 이상의 텔레비전 디스플레이가 또한 본 명세서에 기재된 다양한 예시적 실시예와 함께 사용되어 고해상도 디스플레이를 얻을 수 있다.
본 명세서에 사용될 때, 표면 "상"에 존재하는 층 또는 구조물은 상기 층이 이들이 형성되는 표면과 인접 그리고 간접적으로 접촉하는 경우와, 층 또는 구조물과 이들이 형성되는 표면 사이에 중간 층 또는 구조물이 존재하는 경우 모두를 포함한다.
다양한 인자들이 OLED 디스플레이 제작 기법에서 유기 발광 층의 증착 정밀도에 영향을 미칠 수 있으며, 이러한 인자들은 예를 들어 OLED 층 물질 및 하나 이상의 운반체 유체를 포함하는 OLED 층 물질(가령, 능동 OLED 물질) 잉크와 연관된 디스플레이 해상도, 액적 크기, 타깃 액적 면적, 액적 배치 오차, 유체 속성(가령, 표면 장력, 점도, 끓는점), 액적이 증착되는 속도를 포함한다. 디스플레이 해상도가, 예를 들어, 100ppi 초과로 또는 예를 들어 300ppi 초과로 증가할 때, OLED 디스플레이 제작을 위해 잉크젯 인쇄 기법을 이용함에 있어 다양한 문제가 발생한다. 종래의 인쇄 기법에서 사용되는 높은 정밀도의 잉크젯 헤드가 약 1 피코리터(pL) 내지 약 50 피코리터(pL)의 액적 크기를 생성할 수 있으며, 이때 약 10pL이 고정밀도 잉크젯 인쇄 적용예에 대한 비교적 일반적인 크기이다. 종래의 잉크젯 인쇄 시스템의 액적 배치 정확도가 약 ±10㎛이다. 다양한 예시적 실시예에서, 액적 배치 오차를 보상하기 위해 가둠 우물이 기판 상에 제공될 수 있다. 가둠 우물은 OLED 물질이 바람직한 서브-픽셀 영역 밖으로 이주하지 못하게 하는 구조물일 수 있다. 액적이 기판 상의 원하는 위치에 정확히, 가령, 가둠 우물 내에 온전 착륙함을 보장하기 위해, 다양한 예시적 실시예가 가둠 우물을 액적 지름에 시스템의 액적 배치 오차의 2배를 더한 값보다 넓게 구성한다. 예를 들어, 10pL 액적의 지름이 약 25㎛이고 따라서 앞서 언급된 파라미터는 자신의 최소 치수로서 적어도 45㎛ (25㎛ + (2*10㎛))의 가둠 우물의 사용을 나타낼 것이다. 1pL 액적의 경우라도, 액적 지름은 12㎛이고, 이는 최소 치수로 적어도 32㎛를 갖는 가둠 우물을 가리킨다.
최대 100ppi의 해상도를 갖는 OLED 디스플레이에서 최소 치수로서 적어도 45㎛를 갖는 가둠 우물에 의존하는 다양한 픽셀 레이아웃이 사용될 수 있다. 그러나 100ppi 초과의 고해상도 디스플레이에서, 예를 들어, 각각의 서브-픽셀 주변의 가둠 우물 내로의 액적의 일관된 로딩을 신뢰할만하게 제공하기엔 10pL 액적이 너무 크고 액적 배치 정확도가 너무 열악하다. 덧붙여, 앞서 언급된 바와 같이, 고해상도 디스플레이의 경우, 디스플레이 영역의 증가되는 크기를 가둠 우물을 형성하기 위해 사용된 구조물로 덮는 것이 각각의 픽셀의 필 팩터에 부정적으로 영향을 미칠 수 있으며, 여기서 필 팩터는 전체 픽셀 면적에 대한 픽셀의 발광 면적의 비로서 정의된다. 필 팩터가 감소할 때, 각각의 픽셀은 동일한 전체 디스플레이 밝기를 얻도록 더 강하게 구동되어야 함으로써 디스플레이의 각각의 픽셀의 수명 및 성능을 감소시킬 수 있다.
초고해상도 디스플레이의 작업 시의 앞서 언급된 문제들 중 일부를 추가로 설명하기 위해, 도 1은 한 가지 종래의 픽셀 레이아웃(1700)을 도시한다. 픽셀(1750)은 사이드-바이-사이드(side-by-side) 구성으로 배열된 서브-픽셀(1720, 1730, 1740)을 포함할 수 있으며, 서브-픽셀(1720)은 적색 스펙트럼 범위에서의 발광과 연관되고, 서브-픽셀(1730)은 녹색 스펙트럼 범위에서의 발광과 연관되며, 서브-픽셀(1740)은 청색 스펙트럼 범위에서의 발광과 연관된다. 각각의 서브-픽셀은 서브-픽셀(1720, 1730, 1740)에 직접 대응하는 가둠 우물을 형성하는 가둠 구조물(1704)에 의해 둘러 싸일 수 있다. 전극(1726)이 서브-픽셀(1720)에 대응하고 전극(1736)은 서브-픽셀(1730)에 대응하며, 전극(1746)은 서브-픽셀(1740)에 대응하도록 하나의 서브-픽셀 전극은 각각의 가둠 우물과 연관될 수 있다. 서브-픽셀(1720)은 폭 D를 가질 수 있으며, 서브-픽셀(1730)은 폭 C를 가질 수 있고, 서브-픽셀(1740)은 폭 B를 가질 수 있으며, 이들 폭은 서로 동일하거나 상이할 수 있다. 도시된 바와 같이, 모든 서브-픽셀은 길이 A를 가질 수 있다. 덧붙여, 치수 E, F, 및 G가 가둠 우물 개구부(opening)들 사이 공간을 가리킬 수 있다. 치수 E, F, G에 할당되는 값은, 일부 경우, 특히, 더 낮은 해상도 디스플레이에서, 매우 클 수 있는데, 가령, 100㎛ 초과일 수 있다. 그러나 더 고해상도 디스플레이의 경우, 이들 치수를 최소화하여 활성 픽셀 영역을 최대화하고 필 팩터를 최대화할 수 있는 것이 바람직하다. 도 1에 도시된 바와 같이, 빗금친 구역으로 표시되는 활성 픽셀 영역은 서브-픽셀 가둠 우물 각각 내 전체 영역이다.
다양한 인자들이 치수 E, F, G에 영향을 미칠 수 있으며, 가령, 이들 치수에 대한 최소 값이 가공 방법에 의해 제한될 수 있다. 예를 들어, 본 명세서에 기재된 다양한 예시적 실시예에서, 최소 치수로서 E = F = G = 12㎛이다. 예를 들어, 326 ppi 해상도를 갖는 디스플레이에서, 픽셀 피치가 78㎛와 동일할 수 있고 E = F = G = 12㎛이다. 서브-픽셀(1720, 1730, 1740) 각각과 연관된 가둠 우물은 14㎛ × 66㎛의 타깃 역적 면적(즉, 치수 B × A, C × A, 및 D × A)을 가질 수 있으며, 14㎛는 10pL의 부피를 갖는 잉크젯 액적을 이용하는 것과 관련하여 앞서 언급된 45㎛ 미만의 최소 치수이다. 또한 1pL 액적에 대해 앞서 언급된 바와 같이 이는 32㎛ 미만의 치수이다. 덧붙여, 전체 픽셀 영역에 대한 활성 픽셀 영역(즉, 발광과 연관된 영역)의 비로서 정의된 픽셀의 필 팩터는 46%이다. 다시 말하면, 픽셀 영역의 54%가 가둠 구조물(1704)에 대응한다. 동일한 선(line)을 따라, 440ppi 해상도를 갖는 디스플레이에서, 픽셀 피치 P가 58㎛와 동일할 수 있고 E = F = G = 12㎛이다. 발광 서브-픽셀(1720, 1730, 1740) 각각과 연관된 가둠 우물은 7㎛ × 46㎛의 타깃 액적 영역을 가질 수 있으며, 여기서 7㎛의 치수가 10pL 및 1pL 잉크젯 액적 모두의 정확한 액적 배치에 대해 앞서 언급된 최소 치수보다 상당히 작은 치수이다. 이 경우, 440ppi를 갖는 디스플레이에 대한 필 팩터가 약 30%이다.
본 명세서에 기재된 다양한 예시적 실시예에 따르는 증착 기법이 가둠 우물의 로딩 및 전자 디스플레이, 가령, 고해상도 디스플레이에 대한 능동 OLED 층의 증착 시 개선된 신뢰성을 제공할 수 있다. 능동 OLED 층은, 예를 들어, 다음의 층 중 하나 이상을 포함할 수 있다: 정공 주입 층, 정공 수송 층, 전자 차단 층, 유기 발광 층, 전자 수송 층, 전자 주입 층, 및 정공 차단 층. 전자 디스플레이에 대해 앞서 식별된 능동 OLED 층들 중 일부의 구현이 선호되고 일부 능동 OLED 층의 구현이 선택사항이다. 예를 들어, 적어도 하나의 정공 전도 층, 가령, 정공 주입 층 또는 정공 수송 층뿐 아니라 유기 발광 층은 존재해야 한다. 그 밖의 다른 모든 앞서 식별된 층들은 전자 디스플레이, 가령, OLED 디스플레이의 발광 및 전력 효율을 변경(가령, 개선)하기 위해 필요에 따라 포함될 수 있다.
본 명세서에 기재된 가둠 우물 구성의 다양한 예시적 실시예가 높은 픽셀 해상도를 유지하면서 가둠 우물의 크기를 증가시킬 수 있다. 예를 들어, 다양한 예시적 실시예가, 비교적 높은 픽셀 밀도를 획득하면서, 능동 OLED 층의 증착 시 비교적 성취 가능한 액적 크기 및 종래의 인쇄 시스템 정확도의 사용을 가능하게 하는, 복수의 서브-픽셀에 걸쳐 있는 비교적 큰 가둠 우물을 이용한다. 따라서 이용 가능할 수도 있고 이용 가능하지 않을 수 있는 더 작은 액적 부피를 갖는 특수하게 구성 또는 재구성된 인쇄헤드 및 새 인쇄 시스템을 필요로 하기보다는, 1pL 내지 50pL의 부피의 액적을 증착하는 잉크젯 노즐이 사용될 수 있다. 덧붙여, 이러한 더 큰 가둠 우물을 이용함으로써, 작은 제작 오차가 증착 정밀도에 실질적으로 부정적 영향을 미치지 않을 것이며 증착된 능동 OLED 층은 가둠 우물 내에 담긴 채 유지될 수 있다.
다양한 예시적 실시예에 따르면, 잉크젯 인쇄 기법은 능동 OLED 층의 충분히 균일한 증착을 제공할 수 있다. 예를 들어, OLED 디스플레이에서 일반적으로 사용되는 다양한 구성요소가 가둠 우물의 상부 표면 층 상에 다양한 높이, 가령, 약 100나노미터(㎚) 이상만큼 차이 나는 높이의 토포그래피를 도출한다. 예를 들어, 구성요소, 가령, 전극이 기판 상에 증착되어, 이웃하는 전극들 사이에 갭이 형성되도록 함으로써, 서로 다른 서브-픽셀과 각각 연관된 개별적으로 어드레싱 가능한 전극을 형성할 수 있다. 어느 능동 OLED 층이 디스플레이의 기판 상에 배치되는 전극 위에 증착되는지에 무관하게, 전극의 상부 표면의 평면과 이웃 전극들 사이의 영역 내 디스플레이의 기판의 상부 표면의 평면 간 높이 차이가 차후 증착되는 OLED 층의 토포그래피에 기여할 수 있다. 가령, 활성 전극 영역 위에서, 능동 OLED 층의 두께가 충분히 균일하도록, 본 발명에 따르는 예시적 잉크젯 인쇄 기법 및 최종 디스플레이에 의해 능동 OLED 층이 증착될 수 있으며, 이때, 활성 전극 영역은 광이 발산되는 활성 서브-픽셀 영역과 연관된 전극의 영역일 수 있다. 예시적 실시예에서, 적어도 활성 전극 영역 위의 OLED 층의 두께가 서브-픽셀 전극의 두께보다 작을 수 있다. 활성 전극 영역 위의 OLED 층의 충분히 균일한 두께가 바람직하지 않은 가시적 아티팩트를 감소시킬 수 있다. 예를 들어, 영역은 전극 및 비-전극 영역을 모두 포함할 때조차, 특정 증착 영역 내 증착된 필름 두께의 불균일부를 최소화하도록 OLED 잉크 제제 및 인쇄 공정이 구현될 수 있다. 다시 말하면, 증착 영역 내에서 OLED 층이 아래 놓인 구조물에 충분히 순응(conform)할 수 있도록, 전극 구조물에 의해 덮이지 않는 증착 영역 내 일부분이 OLED 층 토포그래피에 기여할 수 있다. 증착된 필름 두께의 불균일부를 최소화함으로써, 특정 서브-픽셀 전극이 어드레싱되고 활성화될 때, 실질적으로 균일한 발광이 제공될 수 있다.
또 다른 예시적 실시예에 따르면, 본 발명에 의해 고려되는 픽셀 레이아웃 구성이 활성 영역 면적을 증가시킬 수 있다. 예를 들어, 가둠 구조물은 디스플레이의 비-활성 부분(가령, 가둠 구조물과 연관된 기판 영역)이 감소되도록 복수의 서브-픽셀에 걸쳐 있는 연속 영역을 갖는 가둠 우물을 형성할 수 있다. 예를 들어, 다양한 OLED 디스플레이에서처럼 각각의 서브-픽셀 전극을 둘러 싸는 가둠 구조물 대신, 복수의 개별적으로 어드레싱되는 서브-픽셀 전극이 가둠 구조물에 의해 둘러 싸일 수 있으며, 이때 각각의 서브-픽셀 전극이 서로 다른 픽셀과 연관될 수 있다. 가둠 구조물이 차지하는 면적을 감소시킴으로써, 각각의 픽셀의 활성 영역에 대한 비-활성 영역의 비가 증가되기 때문에, 필 팩터가 최대화될 수 있다. 필 팩터의 이러한 증가를 획득함으로써, 더 작은 크기 디스플레이에서 고해상도가 가능할 수 있을 뿐 아니라 디스플레이의 수명이 개선될 수 있다.
또 다른 예시적 실시예에 따라, 본 발명은 기판 상에 배치된 가둠 구조물을 포함하는 유기 발광 디스플레이를 고려하고, 여기서 가둠 구조물은 어레이 구성에서 복수의 우물을 형성한다. 디스플레이는 각각의 우물 내에 배치되며 서로 이격되어 있는 복수의 전극을 더 포함한다. 상기 디스플레이는 복수의 우물 중 적어도 하나에서 제 1, 제 2, 및 제 3 유기 발광 층을 더 포함할 수 있으며, 각각의 층은 각각 제 1, 제 2, 및 제 3 발광 파장 범위를 가진다. 제 1 및 제 2 유기 발광 층과 연관된 우물 내에 배치되는 전극의 개수는 제 3 유기 발광 층과 연관된 우물 내 배치되는 전극의 개수와 다르다.
또 다른 예시적 실시예에 따르면, 본 발명은 기판 상에 배치되는 가둠 구조물을 포함하는 유기 발광 디스플레이를 고려하며, 이때, 가둠 구조물은 어레이 구성으로 복수의 우물, 가령, 제 1 우물, 제 2 우물, 및 제 3 우물을 형성한다. 상기 디스플레이는 제 1 우물 내에 배치되고 다른 픽셀과 연관된 제 1 복수의 전극, 제 2 우물 내에 배치되고 다른 픽셀과 연관된 제 2 복수의 전극, 및 제 3 우물 내에 배치되는 적어도 하나의 제 3 전극을 포함할 수 있으며, 여기서 제 1 및 제 2 우물 내에 각각 배치되는 전극의 개수는 제 3 우물 내에 배치되는 복수의 전극과 상이하다. 디스플레이는 제 1 우물 내에 배치되는 제 1 발광 파장 범위를 갖는 제 1 유기 발광 층, 제 2 우물 내에 배치되는 제 2 발광 파장 범위를 갖는 제 2 유기 발광 층, 및 제 3 우물 내에 배치되는 제 3 발광 파장 범위를 갖는 제 3 유기 발광 층을 더 포함할 수 있다.
다양한 그 밖의 다른 예시적 실시예에 따라, 픽셀 레이아웃 구성이 소자의 수명을 연장하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 서브-픽셀 전극 크기가 대응하는 유기 발광 층 파장 범위를 기초로 할 수 있다. 예를 들어, 청색 파장 범위에서의 발광과 연관된 서브-픽셀 전극은 적색 또는 녹색 파장 범위의 발광과 연관된 서브-픽셀 전극보다 클 수 있다. 일반적으로 OLED 소자에서의 청색 발광과 연관된 유기 층은 적색 또는 녹색 발광과 연관된 유기 층에 비해 단축된 수명을 가진다. 덧붙여, 감소된 밝기 레벨을 얻기 위한 동작하는 OLED 소자가 소자의 수명을 증가시킨다. 적색 및 녹색 서브-픽셀의 밝기보다 낮은 상대적 밝기를 얻기 위해 (가령, 해당 분야의 통상의 기술자에게 친숙한 방식으로, 서브-픽셀을 어드레싱할 때 공급되는 전류를 조절함으로써) 청색 서브-픽셀을 구동시키는 것에 추가로, 적색 및 녹색 서브-픽셀에 비해 청색 서브-픽셀의 발광 면적을 증가시킴으로써, 여전히 디스플레이의 적절한 전체 색상 밸런스를 제공하면서, 청색 서브-픽셀이 상이한 색상의 서브-픽셀들의 수명과 균형을 더 잘 이룰 수 있다. 이 개선된 수명 균형이, 청색 서브-픽셀의 수명을 연장함으로써, 디스플레이의 전체 수명을 증가시킬 수 있다.
도 2는 본 발명의 예시적 실시예에 따르는 유기 발광 다이오드(OLED) 디스플레이(100)의 하나의 예시적 픽셀 배열의 부분 평면도를 도시한다. 도 3a는 OLED 디스플레이를 형성하기 위한 다양한 구조물을 도시하는, 기판의 하나의 예시적 실시예의 도 2에 식별된 섹션 3A-3A을 따르는 횡단면도를 도시한다. 도 3b는 OLED 디스플레이를 형성하기 위한 다양한 구조물을 도시하는 기판의 하나의 예시적 실시예의 도 2에 식별된 섹션 3B-3B을 따르는 횡단면도를 도시한다.
상기 OLED 디스플레이(100)는 선택적으로 구동될 때 사용자에게 디스플레이될 이미지를 생성할 수 있는 광을 발산하는, 가령, 점선 경계부(150, 151, 152)에 의해 결정되는, 복수의 픽셀을 포함하는 것이 일반적이다. 풀 컬러 디스플레이(full color display)에서, 픽셀(150, 151, 152)은 상이한 컬러의 복수의 서브-픽셀을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 픽셀(150)은 적색 서브-픽셀 R, 녹색 서브-픽셀 G, 및 청색 서브-픽셀 B를 포함할 수 있다. 도 2의 예시적 실시예에서 나타난 바와 같이, 서브-픽셀은 동일한 크기일 필요가 없지만, 예시적 실시예에서 동일할 크기일 수 있다. 픽셀(150, 151, 152)은 발광을 야기하는 회로를 구동시킴으로써 결정(define)되어, 어떠한 추가 구조물도 픽셀을 반드시 결정할 필요가 없다. 대안적으로, 본 발명의 예시적 실시예는 복수의 픽셀(150, 151, 152)의 라인을 정하도록(delineate) 디스플레이(100) 내에 포함될 수 있는 픽셀 결정 구조물의 다양한 새 배열을 고려한다. 해당 분야의 통상의 기술자라면 픽셀과 서브-픽셀 간 크리스퍼(crisper) 도해를 제공하기 위해 사용되는 종래의 픽셀 결정 구조물의 물질 및 배열에 친숙하다.
도 2에 추가로 도 3a 및 3b를 참조하면, OLED 디스플레이(100)는 기판(102)을 포함할 수 있다. 기판(102)은 하나 이상의 물질의 하나 이상의 층을 포함할 수 있는 임의의 강성 또는 가요성 구조물일 수 있다. 기판(102)은, 예를 들어, 유리, 폴리머, 금속, 세라믹, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 간결함을 위해 도시되지는 않지만, 기판(102)은 해당 분야의 통상의 기술자에게 자명할 추가 전자 구성요소, 회로, 또는 전도성 부재를 포함할 수 있다. 예를 들어, 박막 트랜지스터(TTF)(도시되지 않음)가, 그 밖의 다른 구조물 중 임의의 것이 증착(이하에서 더 상세히 언급됨)되기 전에, 기판 상에 형성될 수 있다. 예를 들어 TFT는 활성 반도체 층, 유전체 층, 및 금속 접촉부의 박막 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 여기서 해당 분야의 통상의 기술자라면 이러한 TFT의 제작 시 사용되는 물질에 친숙할 것이다. 이하에서 언급된 바와 같이, 기판(102) 상에 형성된 TFT 또는 그 밖의 다른 구조물에 의해 생성된 임의의 토포그래피에 순응(conform)되도록 능동 OLED 층들 중 임의의 것이 증착될 수 있다.
가둠 구조물(104)이 기판(102) 상에 배치되어, 가둠 구조물(104)이 복수의 가둠 우물을 형성하도록 할 수 있다. 예를 들어, 가둠 구조물(104)은 뱅크 구조물일 수 있다. 복수의 서브-픽셀이 각각의 가둠 우물과 연관될 수 있고, 각각의 가둠 우물 내에 증착되는 유기 발광 물질에 의해 가둠 우물과 연관된 모든 서브-픽셀이 동일한 발광 컬러를 가질 수 있다. 예를 들어, 도 2의 배열에서, 가둠 우물(120)은 R로 표시되는 적색 광을 발산하는 서브-픽셀과 연관된 OLED 잉크의 액적을 수용할 수 있고, 가둠 우물(130)이 G로 표시되는 녹색 광을 발산하는 서브-픽셀과 연관된 OLED 잉크의 액적을 수용할 수 있고, 가둠 우물(140)은 B로 표시되는 청색 광을 발산하는 서브-픽셀과 연관된 OLED 잉크의 액적을 수용할 수 있다. 해당 분야의 통상의 기술자라면, 이하에서 더 설명되겠지만, 가둠 우물은 그 밖의 다른 다양한 능동 OLED 층, 비-제한적 예를 들면, 추가 유기 발광 물질 및 정공 전도 층을 수용할 수 있음을 알 것이다.
가둠 구조물(104)은 복수의 서브-픽셀과 연관된 물질을 가두기 위해 가둠 우물(120, 130, 140)을 형성할 수 있다. 덧붙여, 가둠 구조물(104)은 OLED 잉크의 인접 우물로의 확산을 막거나 및/또는 (적절한 지오메트리 및 표면 화학을 통해) 로딩 및 건조 공정을 보조하여 증착된 필름이 가둠 구조물(104)에 의해 경계지어지는 영역 내에서 연속이도록 할 수 있다. 예를 들어, 증착된 필름의 가장자리는 가둠 우물(120, 130, 140)을 둘러 싸는 가둠 구조물(104)과 접촉할 수 있다. 가둠 구조물(104)은 단일 구조물이거나 가둠 구조물(104)을 형성하는 복수의 개별 구조물을 포함할 수 있다.
상기 가둠 구조물(104)은 다양한 물질, 가령, 포토레지스트 물질, 가령, 광영상화 가능 폴리머(photoimageable polymer) 또는 감광성 실리콘 유전체로 형성될 수 있다. 상기 가둠 구조물(104)은 공정 후 OLED 잉크의 부식 작용에 실질적으로 비활성이거나, 낮은 가스방출(outgassing)을 갖거나, 가둠 우물 가장자리에서 얕은(가령, <25도) 측벽 기울기를 갖거나, 및/또는 가둠 우물 내에 증착될 OLED 잉크 중 하나 이상에 대한 혐성(phobicity)을 가질 수 있는 하나 이상의 유기 구성요소를 포함할 수 있으며, 원하는 적용예를 기초로 선택될 수 있다. 적합한 물질의 비-제한적 예를 들면, PMMA(폴리-메틸메타크릴레이트), PMGI(폴리-메틸글루타르이미드), DNQ-노볼락(Novolac)(서로 다른 페놀 포름알데히드 수지와 화학적 디아존아피토퀴논(diazonaphithoquinone)과의 결합), SU-8 레지스트(MicroChem Corp.에 의해 제조되는 널리 사용되는 상용화된 에폭시계 레지스트), 종래의 포토레지스트의 플루오르화 변형 및/또는 본 명세서에 나열된 앞서 언급된 물질들 중 임의의 것, 및 유기-실리콘류 레지스트가 있으며, 이들 각각은 서로 추가로 결합되거나 하나 이상의 첨가제와 결합되어, 가둠 구조물(104)의 원하는 특성을 추가로 튜닝할 수 있다.
가둠 구조물(104)은 임의의 형태, 구성, 또는 배열을 갖는 가둠 우물을 형성할 수 있다. 예를 들어, 가둠 우물(120, 130, 140)은 가령 장방형, 사각형, 원형, 육각형 등의 임의의 형태를 가질 수 있다. 단일 디스플레이 기판 내 가둠 우물이 동일한 형태 및/또는 크기 또는 상이한 형태 및/또는 크기를 가질 수 있다. 서로 다른 발광 색상과 연관된 가둠 우물은 서로 다른 또는 동일한 형태 및/또는 크기를 가질 수 있다. 덧붙여, 인접한 가둠 우물은 교대하는 발광 색상과 연관되거나 인접한 가둠 우물은 동일한 발광 색상과 연관될 수 있다. 덧붙여, 가둠 우물은 열(column) 및/또는 행(row)로 배열될 수 있고 여기서 열 및/또는 행은 균일한 또는 불균일한 정렬을 가질 수 있다.
가둠 우물은 다양한 제조 방법, 가령, 잉크젯 인쇄, 노즐 인쇄, 슬릿 코팅, 스핀 코팅, 분사 코팅, 스크린 인쇄, 진공 열 증발증착, 스퍼터링(또는 그 밖의 다른 물리적 기상 증착 방법), 화학 기상 증착 등, 및 임의의 것을 이용해 형성될 수 있고, 증착 기법 동안 달리 얻어지지 않는 임의의 추가 패터닝이 쉐도우 마스킹(shadow masking), 하나 이상의 포토리소그래피 단계(가령, 포토레지스트 코팅, 노광, 현상, 및 박리(stripping)), 습식 에칭, 건식 에칭, 리프트-오프 공정 등에 의해 얻어질 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 복수의 픽셀(150, 151, 152)에 걸쳐 뻗어 있을 수 있도록, 가둠 구조물(104)에 의해 다양한 예시적 실시예에 따르는 가둠 우물(120, 130, 140)이 형성될 수 있다. 예를 들어, 픽셀(150)은 서로 다른 가둠 우물(120, 130, 140)의 각각의 부분인 적색 서브-픽셀 R, 녹색 서브-픽셀 G, 및 청색 서브-픽셀 B를 포함한다. 각각의 가둠 우물(120, 130, 140)은 복수의 전극(가령, 106, 107, 108, 109, 136, 137, 138, 139, 142, 144)을 포함할 수 있으며, 여기서 가둠 우물 내 인접한 전극들 간에 갭 S가 형성되도록 가둠 우물(120, 130, 140) 내 전극들은 서로 이격되어 있다. 예시적 실시예에서, 갭 S는 하나의 전극을 임의의 인접 전극으로부터 전기적으로 고립시키기에 충분한 크기를 가질 수 있으며, 구체적으로, 인접 전극의 활성 전극 영역이 서로로부터 고립될 수 있다. 갭 또는 공간 S가 전류 누설을 감소시킬 수 있으며 서브-픽셀 결정 및 전체 픽셀 결정을 개선할 수 있다.
설명의 명료성 및 편의를 위해 생략되지만, 구동 회로가 기판(102) 상에 배치될 수 있고, 이러한 회로는 활성 픽셀 영역(즉, 발광 영역) 아래 또는 비-활성 픽셀 영역(즉, 비-발광 영역) 내에 배치될 수 있다. 덧붙여, 도시되지 않았지만, 회로는 또한 가둠 구조물(104) 아래에 배치될 수 있다. 구동 회로가 각각의 전극으로 연결될 수 있으며, 각각의 전극은 가둠 우물 내 다른 전극에 독립적으로 선택적으로 어드레싱될 수 있다. 전극들 사이의 갭 S로 인해 야기되는 불균일한 토포그래피의 영역이 이하에서 더 상세히 기재된다.
가둠 우물(120, 130, 140) 내 각각의 전극(106, 107, 108, 109, 136, 137, 138, 139, 142, 144 )이 서로 다른 서브-픽셀과 연관될 수 있다. 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 가둠 우물(120)은 적색 발광과 연관될 수 있다. 전극(106, 107, 108, 109)은 가둠 우물(120) 내에 배치될 수 있으며, 각각의 전극은 서로 다른 픽셀(가령, 도시된 픽셀(151 및 152))의 서브-픽셀을 어드레싱하도록 동작 가능하다. 적어도 2개의 전극이 각각의 가둠 우물(120, 130, 140) 내에 위치될 수 있다. 각각의 가둠 우물(120, 130, 140) 내 배치되는 전극의 개수는 타 가둠 우물의 것과 동일하거나 상이할 수 있다. 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 가둠 우물(140)은 청색 발광과 연관된 2개의 서브-픽셀 전극(142, 144)을 포함할 수 있고 가둠 우물(130)은 녹색 발광과 연관된 4개의 서브-픽셀 전극(136, 137, 138, 139)을 포함할 수 있다.
예시적 실시예에서, 가둠 구조물(104)은 전극(106, 107, 108, 109, 136, 137, 138, 139, 142, 144)의 일부분 상에 배치될 수 있다. 도 3a 및 3b에서 도시된 바와 같이, 가둠 우물(120)은 가둠 구조물(104)에 의해 형성될 수 있고, 여기서 가둠 구조물(104)은 전극(106, 108)의 일부분 위에 부분적으로 배치되고, 전극 위가 아니라 기판(102) 위에 직접 부분적으로 배치된다. 대안적으로, 가둠 구조물(104)은 인접한 가둠 우물의 전극들 사이에서 기판(102) 위에 배치될 수 있다. 예를 들어, 가둠 구조물(104)은 기판(102) 위에서 서로 다른 서브-픽셀 방출 색상과 연관된 전극들 사이에 형성된 공간 내에 배치되어, 가둠 구조물(104)이 기판(102) 상에 직접 배치되고 전극의 임의의 부분 위에 배치되지 않도록 할 수 있다. 이러한 구성(도시되지 않음)에서, 서브-픽셀에 대응하는 전극이 가둠 구조물(104)에 직접 이접하여(접하여) 배치되거나 전극이 가둠 구조물(104)로부터 이격되어 서브-픽셀 결정이 이뤄질 수 있다.
전극(106, 107, 108, 109, 136, 137, 138, 139, 142, 144)에 전압이 선택적으로 인가될 때, 픽셀, 가령, 픽셀(150, 151, 152)의 서브-픽셀 내에서 발광이 발생될 수 있다. 전극(106, 107, 108, 109, 136, 137, 138, 139, 142, 144)은 투명하거나 반사성일 수 있으며 전도성 물질, 가령, 금속, 혼합 금속, 합금, 금속 옥사이드, 혼합 옥사이드, 또는 이들의 결합물로 형성될 수 있다. 예를 들어, 다양한 예시적 실시예에서, 전극은 인듐-틴-옥사이드 망간 은, 또는 알루미늄으로 만들어질 수 있다. 전극(106, 107, 108, 109, 136, 137, 138, 139, 142, 144)은 임의의 형태, 배열, 또는 구성을 가질 수 있다. 예를 들어 도 3a를 참조하면, 전극(106, 107, 108, 109, 136, 137, 138, 139, 142, 144)은, 전극의 측부 가장자리(106b, 108b)가 기판의 표면에 대해 기울어지거나 및/또는 둥글 수 있으면서 상부 표면(106a, 108a)이 기판(102)의 표면과 실질적으로 동 평면 및 평행할 수 있도록 하는 프로파일을 가질 수 있다.
전극의 활성 부분, 즉, 발광과 연관된 부분은, 전극 표면과 OLED 층 사이에서 기판 구조물을 절연하는 어떠한 중간재 없이, 증착된 OLED 층 아래에 직접 배치되는 전극의 부분임이 자명하다. 예를 들어, 도 3a를 다시 참조하면, 가둠 구조물(104) 아래에 배치되는 전극(106 및 108)의 일부분이 전극 영역의 활성 부분으로부터 배제되며, 반면에 전극(106 및 108)의 영역의 나머지 부분은 전극 영역의 활성 부분에 포함된다.
전극은 다양한 방식으로 증착될 수 있는데, 가령, 열 증발증착, 화학 기상 증착, 또는 스퍼터링 방법에 의해 증착될 수 있다. 전극의 패터닝이, 예를 들어, 쉐도우 마스킹 또는 포토리소그래피를 이용해 얻어질 수 있다. 앞서 언급된 바와 같이, 다양한 횡단면도, 가령, 도 3a에 도시된 것에서 가장 잘 나타나는 바와 같은 토포그래피가 기판(102) 상에 형성되도록 전극(106, 107, 108, 109, 136, 137, 138, 139, 142, 144)은 두께를 갖고 서로 이격되어 있다. 예시적 실시예에서, 전극(106, 107, 108, 109, 136, 137, 138, 139, 142, 144)은 60㎚ 내지 120㎚의 두께를 가질 수 있지만, 이 범위는 비-제한적이며 더 크거나 더 작은 두께가 역시 가능하다.
각각의 가둠 우물(120, 130, 140) 내에 하나 이상의 능동 OLED 층, 가령, 도 3a 및 3b에 도시된 정공 전도 층(110) 및 유기 발광 층(112)이 제공될 수 있다. 능동 OLED 층은 가둠 우물(120, 130, 140) 내 전극(106, 107, 108, 109, 136, 137, 138, 139, 142, 144)의 두께 및 이들 사이의 공간뿐 아니라 각자의 능동 OLED 층의 두께로부터 도출된 토포그래피에 충분히 순응할 수 있도록 증착될 수 있다. 예를 들어, 능동 OLED 층은 벽 내에서 연속일 수 있으며, 각각의 가둠 우물 내에 배치되는 아래 놓이는 전극 구조물의 최종 토포그래피에 충분히 순응하고 따르도록 하는 두께를 가질 수 있다.
따라서 증착된 OLED 층은 기판에 평행하고 전체 가둠 우물에 걸쳐 있는 단일 평면에 놓여 있지 않는 표면 토포그래피를 도출할 수 있다. 예를 들어, OLED 층(110, 112) 중 하나 또는 둘 모두가, 기판(102) 상에 배치되는 전극을 포함하는 임의의 표면 특징부와 연관된 상대적 오목부 또는 돌출부 때문에, 디스플레이의 단일 평면(상기 디스플레이의 평면은 기판(102)에 평행인 평면으로 의도됨)에서 비-평면적이고 불연속일 수 있다. 도시된 바와 같이, OLED 층(110, 112)은 아래 놓인 표면 특징부 토포그래피에 충분히 순응하여, OLED 층의 상부 표면이 아래 놓인 표면 특징부의 토포그래피를 따르는 최종 토포그래피를 가질 수 있다. 다시 말하면, 각각의 증착된 OLED 층은 모든 아래 놓인 층 및/또는 기판(102) 상에 배치된 표면 특징부에 충분히 순응하여, 이들 아래 놓인 층이 증착된 후 OLED 층의 최종 비-평면 상부 표면 토포그래피에 기여하도록 한다. 이러한 방식으로, 디스플레이의 평면에 평행인 가둠 우물 위의 평면에서, 가둠 우물 내 전극, 회로, 픽셀 결정 층 등으로부터의 기존 표면 특징부에 의해, 층(들)이 상기 평면에 비해 상승 및/또는 하강되어 있음에 따라, 층(110 또는 112 또는 둘 모두)의 불연속성이 발생할 수 있다. 능동 OLED 층(110 및/또는 112)이 아래 놓인 표면 토포그래피(가령, 이하에서 설명될 바와 같이 가장자리 영역 주변 등의 두께에서 국소적 불균일부가 존재할 수 있다)에 완벽하게 순응할 필요는 없지만, 어떠한 실질적인 물질의 빌드업 또는 공핍(depletion)이 없는 충분한 등각 코팅(conformal coating)이 더 고르고, 균일하며, 재현 가능한 코팅을 촉진할 수 있다.
도 3a에 도시된 바와 같이, 각각의 층이 가둠 우물(120) 내 실질적으로 모든 표면 특징부(가령, 서브-픽셀 전극, 회로, 픽셀 결정 층 등) 위에 배치되도록, 각각의 층(110, 112)이 전체 가둠 우물(120) 내에 실질적으로 연속일 수 있으며, 여기서, 각각의 층의 가장자리가 가둠 우물(120)을 둘러싸는 가둠 구조물(104)과 접촉한다. 다양한 예시적 실시예에서, 가둠 우물 내에 온전히 이산 연속 층을 형성하여 우물 내 층의 어떠한 불연속부(다시 말하면, 능동 OLED 층 물질이 소실된 우물 내 영역)를 실질적으로 방지하도록 능동 OLED 층 물질이 증착될 수 있다. 이러한 불연속부가 서브-픽셀의 방출 영역 내에 바람직하지 않은 가시적 아티팩트를 초래할 수 있다. 각각의 층(110, 112)이 가둠 우물 내에서 실질적으로 연속임에도 불구하고, 앞서 언급된 바와 같이 층이 증착되는 가둠 우물에 배치되는 특징부의 기존 토포그래피에 충분히 순응함에 따른 층의 상승/하강부 때문에 단일 평면에서 불연속부가 존재할 만하다. 예를 들어, 예시적 실시예에서, 이러한 상승부 및/또는 하강부가 우물 내 증착된 층의 가장 얇은 부분의 두께, 가령, 50㎚보다, 가령 100㎚만큼 더 큰 경우, OLED 물질 층은 우물 내 디스플레이에 평행인 평면에서 연속이 아닐 것이다.
층(110, 112)은 각각의 가둠 우물 내에서 실질적으로 균일한 두께를 가질 수 있으며, 이는 더 균일한 발광을 제공할 수 있다. 이 적용예의 목적을 위해, 실질적으로 균일한 두께가 평면 표면 영역 위에서의, 가령, 활성 전극 영역 위에서의 OLED 층의 평균 두께를 지칭할 수 있지만, 이하에서 기재될 바와 같은 두께에서의 사소한 변동 또는 국소적인 불균일부를 포함할 수 있다. 평면 표면 영역(가령, 106a, 108a) 및 도 3a의 갭의 하부 표면 위에, 실질적으로 균일한 OLED 코팅에 대해 OLED 층의 평균 두께의 변동이 ±20% 미만, 가령, ±10% 미만 또는 ±5% 미만일 수 있음이 예상된다.
그러나 앞서 언급된 바와 같이, 두께의 국소적인 불균일부가 표면 토포그래피 및/또는 표면 화학의 변경 부분을 둘러싸는 층(110, 112)의 부분에서 발생할 수 있고, 이러한 영역에서, 필름 두께는 앞서 특정된 실질적으로 국소적인 ±20%, ±10%, 또는 ±5%의 파라미터 편차를 가질 수 있다. 예를 들어, 연속 층의 두께에서의 국소적인 불균일부가 기판(102) 상에 배치된 표면 특징부와 연관된 토포그래피 및/또는 기판(102) 상에 배치되는 표면 특징부, 가령, 가둠 우물 구조물(104)의 가장자리, 픽셀 결정 층의 가장자리(이하에서 설명), 전극 가장자리 측벽(가령, 106b, 108b를 따르는 가장자리 측벽), 또는 전극이 기판 표면과 만나는 곳에서의 표면 화학의 변경 때문에 발생할 수 있다. 국소적인 불균일부가 필름 두께의 편차를 이끌 수 있다. 예를 들어, 국소적인 불균일부는 전극(106, 108)의 활성 전극 영역(가령, 106a, 108a을 따라) 위에 제공되는 층(110, 112)의 두께에서 편이될 수 있다. 상기 불균일부는 가령 전극, 회로, 픽셀 결정 층 등의 가장자리에서, 가둠 우물 내 기판(102) 상에 배치되는 이러한 표면 특징부 주변에서 대략 5㎛ - 10㎛ 범위의 일반적으로 국소화된 "가장자리 효과" 편차를 생성할 수 있다. 본원에서, 우물 내에서 "실질적으로 균일한 두께"를 갖는 것으로 OLED 필름 코팅을 기술할 때 이러한 "가장자리 효과" 편차가 포함되는 것으로 의도된다.
예시적 실시예에서, 층이 전극들의 활성 영역들 사이의 갭을 가로지를 때 형성되는 필름 내 딥(dip) 때문에, 각각의 층의 상부 표면이 디스플레이의 평면에 평행인 단일 평면(즉, 기판에 평행인 평면)에 놓이지 않도록, 각각의 층(110, 112)의 두께는 전극의 두께와 동일하거나 작을 수 있다. 이는, 예를 들어, 도 3a에 도시되어 있으며, 여기서 점선이 기판(102)의 평면에 평행인 평면 P를 도시하도록 제공된다. 도시된 바와 같이, 층(110, 112) 각각은 전극(106, 108)의 활성 전극 영역에서 끝나는 층(110, 112)의 영역 내에서 실질적으로 균일한 평균 두께를 가질 수 있다. 그러나 층(110, 112)은 표면 특징부, 가령, 이들 표면 특징부의 가장자리(가령, 갭에 인접한 전극(106, 108)의 가장자리) 주변의 특징부에 의해 야기된 토포그래피 변경과 연관된 영역에서 소형의 국소화된 불균일부 두께를 포함할 수 있다.
임의의 제조 방법을 이용해 층(110, 112)이 증착될 수 있다. 예시적 실시예에서, 정공 전도 층(110) 및 유기 발광 층(112)이 잉크젯 인쇄 기법을 이용해 증착될 수 있다. 예를 들어, 정공 전도 층(110)의 물질이 운반 유체와 혼합되어, 가둠 우물로의 신뢰할만하고 균일한 로딩을 제공하도록 제제되는 잉크젯 잉크를 형성할 수 있다. 정공 전도 층(110)을 증착하기 위한 잉크가 고속으로 잉크젯 헤드 노즐로부터 각각의 가둠 우물 내부로 기판에 전달될 수 있다. 다양한 예시적 실시예에서, 동일한 정공 전도 물질이 모든 가둠 우물(120, 130, 140)로 전달되어 모든 가둠 우물(120, 130, 140) 내 동일한 정공 전도 층(110)의 증착을 제공할 수 있다. 정공 전도 층(110)을 형성하기 위해 물질이 가둠 우물 내로 로딩된 후, 디스플레이(100)는 건조되어 임의의 운반 유체가 증발되게 할 수 있으며, 이 공정은 디스플레이를 일정 시간 주기 동안 열, 진공, 또는 대기 상태로 노출하는 것을 포함할 수 있다. 건조 후, 디스플레이가 상승된 온도로 베이킹(bake)되어, 증착된 필름 물질을 처리, 가령, 증착된 필름의 품질 또는 전체 공정에 유익한 화학적 반응 또는 필름 형태의 변화를 유도할 수 있다.
각각의 유기 발광 층(112)과 연관된 물질이 운반 유체, 가령, 유기 용매 또는 용매의 혼합물과 유사하게 혼합되어, 가둠 우물 내로의 신뢰할만하고 균일한 로딩을 제공하도록 제제된 잉크젯 잉크를 형성할 수 있다. 그 후, 이들 잉크는 각각의 발광 색상과 연관된 적절한 가둠 우물(120, 130, 140) 내에 잉크젯 공정을 이용해 잉크젯 증착될 수 있다. 예를 들어, 적색 유기 발광 층과 연관된 잉크, 녹색 유기 발광 층과 연관된 잉크, 및 청색 유기 발광 층과 연관된 잉크가 대응하는 가둠 우물(120, 130, 140) 내로 개별적으로 증착된다. 서로 다른 유기 발광 층(112)이 동시에 또는 순차적으로 증착될 수 있다. 유기 발광 층과 연관된 잉크들 중 하나 이상을 로딩한 후, 정공 전도 층에 대해 앞서 설명된 것과 유사하게 디스플레이가 건조되고 베이킹될 수 있다.
도시되지 않지만, 물질의 추가 능동 OLED 층이 가둠 우물 내에 증착될 수 있다. 예를 들어, OLED 디스플레이(100)가 정공 주입 층, 정공 수송 층, 전자 차단 층, 정공 차단 층, 전자 수송 층, 전자 주입 층, 습기 보호 층, 캡슐화 층 등을 더 포함할 수 있으며, 이들 층 모두는 해당 분양의 통상의 기술자에게 친숙하므로 본 명세서에서 상세히 설명되지 않는다.
상기 정공 전도 층(110)은 유기 발광 층(112)으로의 정공의 주입을 촉진시키는 물질의 하나 이상의 층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 정공 전도 층(110)은 정공 전도 물질의 단일 층, 가령, 정공 주입 층을 포함할 수 있다. 대안적으로, 정공 전도 층(110)은 복수의 층, 가령, 정공 주입 층, 가령, 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜: 폴리(스티렌술포네이트)(PEDOT:PSS), 및 정공 수송 층, 가령, N,N'-디-((1-나프틸)-N,N'-디페닐)-1,1'-비페닐)-4,4'-디아민(NPB) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
유기 발광 층(112)이 전극, 전극들 사이의 공간, 및 정공 전도 층의 토포그래피에 의해 생성된 토포그래피에 충분히 순응(conform)하도록, 상기 유기 발광 층(112)은 정공 전도 층(110) 위에 증착될 수 있다. 유기 발광 층(112)은 발광을 촉진시키기 위한 물질, 가령, 유기 발광 물질(organic electroluminescence material)을 포함할 수 있다.
예시적 실시예에서, OLED 스택(가령, 가둠 우물 내 전극 위에 증착되는 모든 능동 OLED 층)의 두께의 범위는 10㎚ 내지 250㎚일 수 있다. 예를 들어, 정공 수송 층은 10㎚ 내지 40㎚의 두께를 가질 수 있고, 정공 주입 층은 60㎚ 내지 150㎚의 두께를 가질 수 있으며, 유기 발광 층은 30㎚ 내지 150㎚의 두께를 가질 수 있으며, 선택사항으로서, 정공 차단 층, 전자 수공 층, 및 전자 주입 층은 10㎚ 내지 60㎚의 결합 두께를 가진다.
예시적 실시예에서, 약 10pL 미만의 부피를 갖는 액적이 층(110, 112) 각각을 생성하도록 사용될 수 있음이 고려된다. 다양한 예시적 실시예에서, 5pL 이하, 3pL 이하, 또는 2pL 이하의 액적 부피가 사용될 수 있다. 앞서 기재된 부피를 갖는 1 내지 20 방울의 액적을 이용해 OLED 층(110, 112)이 형성될 수 있다.
하나의 비제한적 예시적 실시예에서, 본 발명은 326 ppi의 해상도를 갖는 디스플레이의 경우(가령, 피치 = 78 um) 적색, 녹색, 또는 청색 발광과 연관된 우물(120, 130, 140)의 면적이 66㎛ × 66㎛일 수 있도록 배열된 가둠 우물을 고려하며, 여기서 본 실시예에서 이웃하는 우물들 간 폭은 12㎛일 수 있다. 적색 또는 녹색 서브-픽셀 발광과 연관된 면적은 31.5㎛ × 31.5㎛일 수 있고, 청색 서브-픽셀 발광과 연관된 면적은 66㎛ × 30㎛일 수 있어서, 도 1을 참조하여 기재되는 종래의 RGB 사이드-바이-사이드 레이아웃에 대한 46%의 필 팩터에 비교할 때, 65%의 전체 픽셀 필 팩터를 이끈다. 또 다른 비제한적 예시적 실시예에서, 440 ppi의 해상도를 갖는 디스플레이(가령, 피치 = 58㎛)의 경우, 적색, 녹색, 또는 청색 발광과 연관된 우물(120, 130, 140)의 면적이 46㎛ × 46㎛일 수 있도록 가둠 우물을 배열하는 것이 고려되며, 여기서 다시 말하자면 본 실시예에서 이웃하는 우물들 사이의 폭이 12㎛이다. 이러한 디스플레이 구조물의 적색 또는 녹색 서브-픽셀 발광과 연관된 면적이 20.3㎛ × 20.3㎛일 수 있으며, 반면에 청색 서브-픽셀 발광과 연관된 면적이 76㎛ × 49.1㎛일 수 있음으로써, 도 1을 참조하여 기재된 종래의 RGB 사이드-바이-사이드 레이아웃에 대한 30%의 필 팩터에 비교할 때, 대략 46%의 필 팩터를 생성할 수 있다. 이 실시예에서, 인접한 우물들 사이의 폭은 12㎛일 수 있지만, 앞서 언급된 바와 같이, 이 폭은 상이한 값을 가질 수 있으며, 더 작은 값이 바람직한 경우(활성 전극 면적에 할당된 기판 면적의 더 높은 비율을 위해), 우물 구조물의 형성에 대한 제약 및 회로 레이아웃 제약이 이 치수에 하한을 효과적으로 설정할 수 있다. 12㎛의 값이 이들 예시에 대한 대표값으로서 선택되지만, 해당 분야의 통상의 기술자라면, 본 발명의 범위 내에서, 그 밖의 다른 치수, 가령, 더 큰 치수, 가령, 20㎛, 또는 더 작은 치수, 가령, 8㎛, 6㎛, 심지어 1㎛가 사용될 수 있음을 알 것이다. 해당 분야의 통상의 기술자라면 상기의 예시에서, 적색, 녹색, 및 청색 가둠 우물 각각이 동일한 치수를 갖지만, 그 밖의 다른 배열이 가능함을 더 알 수 있다. 예를 들어, 서로 다른 발광 색상과 연관된 2개의 가둠 우물이 동일한 치수를 가질 수 있으며, 또 다른 상이한 발광 색상과 연관된 하나의 가둠 우물이 상이한 치수를 갖거나 각각의 발광 색상과 연관된 가둠 우물이 상이한 치수를 가질 수 있다.
본 바령에 따르는 이들 예시적 비제한적 배열이 440ppi의 초고해상도 경우라도 45㎛ 초과의 최소 우물 치수를 갖는 가둠 우물을 제공하고, 따라서 약 10pL의 액적 부피가 사용될 수 있게 하며, 이로 인하여, 기존 잉크젯 인쇄로부터 이용 가능한 액적 부피의 사용을 가능하게 함으로써 제조를 단순화할 수 있다. 덧붙여, 상기의 비-제한적 예시적 배열은 326 ppi 및 440 ppi 경우 각각 약 43% 및 84%만큼 종래의 RGB 사이드-바이-사이드 레이아웃에 비교할 때 픽셀 필 팩터를 증가시킨다. 더 일반적으로, 본 발명에 따르는 다양한 예시적 실시예가 잉크젯, 가령, 초고해상도 디스플레이를 이용해 제작되는 고해상도 디스플레이의 필 팩터의 개선을 제공하며, 여기서, 40% 이상의 개선이 가능하다.
해당 분야의 통상의 기술자라면, 공통 전극(도시되지 않음)이 증착 후 유기 발광 층(112) 위에 배치될 수 있다. 공통 전극이 증착된 후, 공통 전극의 최종 토포그래피가 유기 발광 층(112)의 토포그래피에 충분히 순응될 수 있다. 임의의 제작 기법을 이용해, 가령, 진공 열 증발증착, 스퍼터링, 화학적 기상 증착, 분사 코팅, 잉크젯 인쇄, 또는 그 밖의 다른 기법을 이용해, 공통 전극이 증착될 수 있다. 공통 전극은 투명하거나 반사성이고 전도성 물질, 가령, 금속, 혼합 금속, 합금, 금속 옥사이드, 혼합 옥사이드, 또는 이들의 조합으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 인듐 틴 옥사이드 또는 망간 은의 얇은 층. 공통 전극의 두께의 범위는 약 30㎚ 내지 500㎚일 수 있다.
덧붙여, 공통 전극은 임의의 형태, 배열, 또는 구성을 가질 수 있다. 예를 들어, 공통 전극이 단일 서브-픽셀 또는 단일 픽셀과 연관된 이산 층으로서 배치될 수 있다. 대안적으로, 공통 전극은 복수의 서브-픽셀 또는 픽셀 위에, 가령, 디스플레이(100)의 전체 픽셀 배열 위에 배치될 수 있다. 예를 들어, 공통 전극은 가둠 우물(120, 130, 140) 내에 증착될 뿐 아니라 가둠 구조물(104) 위에 증착되는 블랭킷(blanket)일 수 있다. 공통 전극의 증착 전에, (단순성을 위해 도시되지 않는) 추가 능동 OLED 층, 가령, 전자 수송 층, 전자 주입 층, 및/또는 정공 차단 층이 유기 발광 층(112) 위에 증착될 수 있다. 이러한 추가 OLED 층은 잉크젯 인쇄에 의해, 진공 열 증발증착, 또는 또 다른 방법에 의해 증착될 수 있다.
예시적 실시예에 따르면, OLED 소자(100)는 상부 발광 구성(top emissive configuration) 또는 하부 발광 구성(bottom emissive configuration)을 가질 수 있다. 예를 들어, 도 3a에 도시된 바와 같이, 상부 발광 구성에서, 전극(106, 108)은 반사성 전극일 수 있고 유기 발광 층 위에 배치되는 공통 전극이 투명 전극일 수 있다. 대안적으로, 하부 발광 구성에서, 전극(106, 108)이 투명할 수 있고 공통 전극이 반사성일 수 있다.
또 다른 예시적 실시예에서, 상기 OLED 디스플레이(100)는 능등-매트릭스 OLED(AMOLED)일 수 있다. AMOLED 디스플레이는, 수동-매트릭스 OLED(PMOLED) 디스플레이에 비교할 때, 디스플레이 성능을 개선하지만, 기판 상의 능동 구동 회로, 가령, 박막 트랜지스터(TFT)에 의존하며 이러한 회로는 투명하지 않다. PMOLED 디스플레이가 투명하지 않은 일부 요소, 가령, 전도성 버스 라인을 갖지만, AMOLED 디스플레이는 불투명한 요소를 실질적으로 더 많이 가진다. 따라서 하부 발광 AMOLED 디스플레이의 경우, 광이 기판의 하부를 통해 불투명한 회로 요소들 사이에서만 발산될 수 있기 때문에 PMOLED에 비해 필 팩터가 감소될 수 있다. 이러한 이유로, AMOLED 디스플레이에 대한 상부 발광 구성을 이용하여 LED 소자가 이러한 불투명 능동 회로 요소의 상부 상에 구성될 수 있기 때문에, 이러한 구성을 이용하는 것이 바람직할 수 있다. 따라서 아래 놓인 요소의 불투명함에 대한 우려 없이, OLED 소자의 상부를 통해 광이 발산될 수 있다. 일반적으로, 상부 발광 구조물을 이용함으로써, 기판(102) 상에 증착된 추가 불투명 요소(가령, TFT, 구동 회로 구성요소 등)에 의해 발광이 차단되지 않기 때문에, 디스플레이(100)의 각각의 픽셀(150)의 필 팩터가 증가될 수 있다.
덧붙여, 각각의 픽셀의 비-활성 면적이 기판(102) 상에 형성되는 가둠 구조물, 표면 특징부, 및/또는 픽셀 결정 층(pixel definition layer)(이의 예시가 이하에서 기재될 것이다)으로 한정될 수 있다. 전도 격자(conductive grid)가 기판(102) 상에 배치되어, 상부 발광 OLED 구조물에서 사용되는 투명한 상부 전극이 일반적으로 낮은 전도율을 갖기 때문에 발생할 수 있는 디스플레이(100) 양단의 바람직하지 않은 전압 강하를 방지할 수 있다. 공통 전극이 가둠 우물(120, 130, 140) 내에 그리고 가둠 구조물(104) 상에 증착되는 블랭킷일 때, 전도 격자가 상기 기판(102)의 비활성 부분에 배치될 수 있고 선택된 가둠 구조물(104)에 형성된 비아 홀을 통해 공통 전극으로 연결될 수 있다. 그러나 본 발명은 상부 발광 능동-매트릭스 OLED 구성으로 제한되지 않는다. 본 명세서에 언급된 기법 및 배열은 임의의 그 밖의 다른 유형의 디스플레이, 가령, 하부 발광 및/또는 수동 디스플레이에 의해 사용될 수 있을 뿐 아니라 해당 분야의 통상의 기술자라면 적절한 변형을 이용하는 법을 이해할 것이다.
예시적 실시예에서, 도 3a에 도시된 바와 같이, 각각의 가둠 우물이 W1 및 W2에 각각 걸쳐 있는 복수의 활성 서브-픽셀 영역을 포함할 수 있고, 갭 S에 의해 이격되며, 폭 CW를 갖는 우물 내에 가둬진다. 치수 W1, W2, 및 CW가 픽셀 피치와 주로 관련되며, 이는 디스플레이의 해상도(가령, 326 ppi, 440 ppi)에 대응한다. 갭 S의 치수가 제조 기법 및 공정과 연관된 제한, 및 레이아웃과 관련된다. 일반적으로, 갭 S와 연관된 치수를 최소화하는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들어, 3㎛는 최소 치수일 수 있지만, 해당 분야의 통상의 기술자라면 1㎛만큼 작은 치수에서 10㎛을 초과하는 치수까지 가능함을 알 것이다. 가둠 구조물(104)의 높이 H는 특정 디스플레이 레이아웃 또는 해상도보다는 공정 제한과 관련된다. 가둠 구조물(104)의 높이 H의 예시적 값이 1.5㎛일 수 있지만, 다양한 예시적 실시예에서, 높이 H의 범위는 0.5㎛ 내지 5㎛일 수 있다. 도 3b를 참조하면, BW는 인접한 우물들(가령, 도 3b의 우물들(120 및 130)) 사이의 가둠 구조물(104)의 폭이다. 앞서 기재된 바와 같이, 이 치수를 최소화하는 것이 바람직할 수 있으며 예시적 값은 12㎛일 수 있다. 그러나 해당 분야의 통상의 기술자라면, 이 값이 일부 경우 BW에 대한 작은 값을 허용할 수 있는 제조 기법 및 공정에 따라 임의적으로 클 수 있으며(가령, 수 백 미크론), 1㎛만큼 작을 수도 있음을 알 것이다.
도 4를 참조하면, 디스플레이(200)의 가둠 우물(220)의 예시적 실시예의 횡단면도가 도시된다. 도 4의 배열이 도 3a를 참조하여 앞서 기재된 것과 유사하며, 여기서, 100 시리즈와 달리 200 시리즈를 이용하는 것을 제외하고는, 유사한 번호가 유사한 요소를 나타내도록 사용된다. 그러나 도시된 바와 같이, OLED 디스플레이(200)는 전극(206, 208) 사이의 갭 S에 배치되는 추가 표면 특징부(216)를 포함한다.
표면 특징부(216)는 전기 전류를 이 위에 배치된 OLED 필름 내부로 직접 제공하지 않음으로써, 전극(206 및 208)과 연관된 활성 영역들 사이에 픽셀 영역의 비-활성 영역을 포함하는 임의의 구조물일 수 있다. 예를 들어, 표면 특징부(216)는 불투명한 물질을 더 포함할 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 표면 특징부(216)에 의해 토포그래픽적으로 나타나는 바와 같이, 정공 전도 층(210) 및 유기 발광 층(212)이 이러한 회로 요소의 일부분 위에 증착될 수 있다. 표면 특징부(216)가 전기적 요소를 포함하는 경우, 이러한 요소는 전기 절연 물질로 더 코팅되어 이들 요소를 표면 특징부(216) 상으로 증착되는 OLED 필름으로부터 전기적으로 고립시킬 수 있다.
예시적 실시예에서, 표면 특징부(216)는 구동 회로, 비-제한적 예를 들면, 인터커넥트, 버스 라인, 트랜지스터, 및 해당 분야의 통상의 기술자에게 친숙한 그 밖의 다른 회로를 포함할 수 있다. 일부 디스플레이에서, 구동 회로는 이러한 회로에 의해 구동되는 픽셀의 활성 영역에 근위(proximal)에 배치되어 복잡한 인터커넥션을 최소화하고 전압 강하를 감소시킬 수 있다. 일부 경우, 가둠 우물이 개별 서브-픽셀을 둘러 싸며, 이러한 회로는 가둠 우물 영역 외부에 위치하여 회로가 능동 OLED 층으로 코팅되지 않을 것이다. 그러나 도 4의 예시적 실시예 및 그 밖의 다른 본 명세서에 기재된 실시예에서, 가둠 우물(220)은 서로 다른 픽셀과 연관된 복수의 서브-픽셀을 포함할 수 있기 때문에, 이러한 구동 회로 요소가 가둠 우물 내에 제공될 수 있고, 이는 구동 전자소자의 전기적 성능을 최적화, 구동 전자소자 레이아웃을 최적화, 및/또는 필 팩터를 최적화할 수 있다.
층(210, 212)은 아래 놓인 표면 특징부 토포그래피에 충분히 순응하고 가둠 우물 내에서 실질적으로 균일한 두께를 가질 수 있도록 하여 비평면 상부 표면을 갖는 층(210 및 212)을 도출하도록, 정공 전도 층(210) 및 유기 발광 층(212)은 가둠 우물 구조물(204)에 의해 결정되는 영역 내로 그리고 표면 특징부(216) 위로 증착될 수 있다. 표면 특징부(216)가 층(210 및 212) 중 하나 또는 둘 모두의 두께보다 큰 거리만큼 전극의 상부 표면의 평면 위에 뻗어 있는 구성에서, 이들 층의 하나 또는 둘 모두는 우물(220) 내 디스플레이의 평면에 평행인 평면에서 불연속일 것이다. 따라서 표면 특징부(216)와 연관된 돌출부 때문에 층(210, 212) 중 하나 또는 둘 모두는 디스플레이의 평면에 평행인 평면에서 비평면적이고 불연속적일 것이다. 앞서 언급된 바와 같이, 이는 예를 들어 전극(206, 208) 위에 배치되는 층(212)의 표면과 동 평면인 평면 P를 도시하는 점선에 의해 도시된다. 도시된 바와 같이, 층(212)은 전체 가둠 우물에 걸쳐 평면이 아니며, 대신 아래 놓인 토포그래피에 충분히 순응적이어서, 층(212)이 갭 영역 S 및 돌출부(216) 때문에 전체적으로 비평면적 상부 표면을 가진다. 다시 말하면, 층(210, 212) 중 하나 또는 둘 모두가 가둠 우물에 걸쳐 상승 및 하강하여 층(210, 212)의 증착 전에 우물의 기존 토포그래피에 충분히 순응할 수 있다.
도 4에 표면 특징부(216)가 전극보다 큰 두께를 갖는 것으로 도시되지만, 대안적으로, 표면 특징부(216)는 전극보다 작은 두께 또는 동일한 두께를 가질 수 있다. 덧붙여, 표면 특징부(216)가 기판(202) 상에 배치되는 것으로 도 4에 도시되어 있지만, 표면 특징부(216)는 전극(206, 208) 중 하나 또는 둘 모두 위에 추가로 배치될 수 있다. 표면 특징부(216)가 어레이 내 각각의 가둠 우물에 대해 상이할 수 있으며, 모든 가둠 우물이 표면 특징부를 포함할 필요는 없다. 표면 특징부(216)는 픽셀 결정 층으로서 더 기능할 수 있으며, 여기서, 서브-픽셀의 일부분 또는 전체 픽셀 배열을 결정하기 위해 표면 특징부(216)의 불투명한 속성이 사용될 수 있다.
도 5a 및 5b를 참조하면, 본 발명에 따르는 디스플레이 가둠 우물의 또 다른 예시적 실시예의 부분 횡단면도가 도시된다. 도 5a 및 5b의 배열이 도 3a 및 3b를 참조하여 앞서 기재된 것과 유사하며, 여기서 100 시리즈 대신 300 시리즈가 사용되는 것을 제외하고 유사한 번호가 요사한 요소를 나타내도록 사용된다. 그러나 도 5a 및 5b에서 도시된 바와 같이, OLED 디스플레이(300)는 결정 층(definition layer)(314)을 더 포함한다. 결정 층(314)은 기판(302) 상에 증착될 수 있으며, 여기서 가둠 구조물(304)은 결정 층(314) 위에 배치될 수 있다. 덧붙여, 결정 층(314)은 전극(306, 308) 중 비활성 부분 위에 배치될 수 있다. 결정 층(definition layer)(314)은 OLED 디스플레이(300)의 일부분을 결정(define)하도록 사용되는 전기 절연 속성을 갖는 임의의 물리적 구조물일 수 있다. 일부 실시예에서, 결정 층(314)은 픽셀 어레이 내 픽셀들의 라인을 정하도록(delineate) 사용되는 임의의 물리적 구조물일 수 있는 픽셀 결정 층일 수 있다. 결정 층(314)은 또한 서브-픽셀의 라인을 정할 수 있다.
도시된 바와 같이, 예시적 실시예에서, 결정 층(314)은 가둠 구조물(304) 너머, 전극(306, 308)의 일부분 위에 뻗어 있을 수 있다. 결정 층(314)은 전기적 저항성 물질로 만들어져 결정 층(314)이 전류 흐름을 막고 따라서 서브-픽셀의 가장자리를 통한 발광을 상당히 막음으로써, 원치 않는 가시적 아티팩트를 감소시킬 수 있다. 또한 OLED 필름이 결정 층의 가장자리 위를 코팅하는 불균일부의 형성을 완화 또는 방지하기 위한 구조물 및 화학물을 갖도록 결정 층(314)이 제공될 수 있다. 이러한 방식으로, 결정 층(314)은, 다른 경우라면 픽셀 면적의 활성 영역에 포함됐고 픽셀 불균일부에 기여했을 표면 특징부 주변에서 형성되는 필름 불균일부를 마스킹하는 것을 보조할 수 있다(이러한 불균일부는, 예를 들어, OLED 필름이 가둠 우물과 접촉하는 각각의 서브-픽셀의 외부 가장자리에서 또는 OLED 필름이 기판 표면과 접촉하는 각각의 서브-픽셀의 내부 가장자리에서 발생할 수 있다).
정공 전도 층(310) 및 유기 발광 층(312)은 각각 가둠 구조물(304)에 의해 결정되는 영역 내에 그리고 픽셀 결정 층 위에 증착되어 가둠 우물(320) 내 연속적인 층을 형성할 수 있다. 앞서 도 3a 및 3b와 관련하여 기재된 바와 같이, 층(310, 312)은 가둠 우물의 전체 토포그래피에 충분히 순응할 수 있고 따라서 예를 들어 도 5a의 평면 P에 의해 도시되는 바와 같이 디스플레이의 평면에서 비평면 표면을 갖거나 및/또는 불연속일 수 있다. 앞서 도 3a의 예시적 실시예를 참조하여 설명된 바와 같이, 정공 전도 층(310) 및 유기 발광 층(312)의 두께가 실질적으로 균일할 수 있다.
예시적 실시예에서, 도 5에서 도시된 바와 같이, 각각의 가둠 우물은 갭 S 만큼 이격되고 폭 CW를 갖는 가둠 우물 내에 포함된 W1 및 W2를 포함하는 복수의 활성 서브-픽셀 영역을 포함할 수 있으며, 이때, 앞서 도 3a를 참조하여 언급된 바와 같이, W1, W2, 및 CW는 픽셀 피치와 주로 관련된다. 마찬가지로, 갭 S의 치수가 제조 및 공정 기법, 및 레이아웃과 관련되며, 여기서 S는, 예시적 실시예에서, 1㎛ 내지 10㎛ 초과의 범위를 가질 수 있으며, 여기서 3㎛는 S에 대한 예시적 치수이다. 가둠 구조물(304)의 높이 H가 앞서 도 3a를 참조하여 기재된 바와 같을 수 있다. 도 5b를 참조하면, 앞서 언급된 바와 같이, BW는 인접한 우물 사이의 가둠 구조물(304)의 폭이며, 도 3b를 참조하여 앞서 기재된 바와 같이 선택될 수 있다.
결정 층의 두께와 연관된 치수 T는 제조 기법 및 공정 상태와 사용되는 결정 층 물질의 유형에 따라 달라질 수 있다. 다양한 예시적 실시예에서, 결정 층의 두께와 연관된 치수 T는 25㎚ 내지 2.5㎛일 수 있지만, 100㎚ 내지 500㎚이 가장 일반적인 범위로 간주될 수 있다. 가둠 우물 내 가둠 구조물(104)의 가장자리 너머까지의 결정 층의 범위와 연관되고 도 5a에서 B1, B2, 도 5b에서 B1, B1'으로 라벨링된 치수가 원하는 대로 선택될 수 있다. 그러나 더 큰 치수가 이용 가능한 활성 픽셀 전극 영역의 크기를 감소시킴으로써 필 팩터의 감소에 기여할 수 있다. 따라서 일반적으로 활성 전극 영역에서 가장자리 불균일부를 배제하기 위한 원하는 기능을 수행할 최소 치수를 선택하는 것이 바람직할 수 있다. 다양한 예시적 실시예에서, 이 치수는 1㎛ 내지 20㎛일 수 있으며, 예를 들어, 2㎛ 내지 5㎛일 수 있다.
이제 도 6을 참조하면, 디스플레이(400)의 가둠 우물(420)의 예시적 실시예의 횡단면도가 도시된다. 도 6의 배열이 앞서 도 5a 및 5b를 참조하여 앞서 기재된 바와 유사하며, 300 시리즈 대신 400 시리즈를 이용하는 것을 제외하고 유사한 번호가 유사한 요소를 나타내도록 사용된다. 그러나 도시된 바와 같이, OLED 디스플레이(400)는 전극(406, 408) 사이의 갭 S 내에 배치되는 추가 결정 층(416)을 포함한다. 도 6에 도시된 바와 같이, 결정 층(416)은, 추가 결정 층(416)의 일부분이 기판(402) 상의 갭 S를 통해 그리고 갭에 인접한 전극(406, 408)의 일부분 위에 뻗어 있다는 점에서, 도 4의 표면 특징부와 약간 상이한 구조물을 갖는 표면 특징부일 수 있다. 추가 결정 층(416)이 임의의 토포그래피를 가질 수 있으며, 여기서 도 6에 도시된 것은 예시에 불과하다. 도 6에 도시된 바와 같이, 노치(notch)(417)가 기판(102)의 반대 면인 추가 결정 층(416)의 표면에 존재할 수 있다. 상기 노치(417)는 다양한 방법을 이용해 형성될 수 있다. 예를 들어, 추가 결정 층(416)의 증착 동안, 층(416)이 가둠 우물 내에 존재하는 임의의 토포그래피, 가령, 전극(406, 408)에 일반적으로 순응할 수 있도록 노치(417)는 제조 공정으로부터 도출될 수 있으며, 여기서 전극(406, 408) 위의 실질적으로 균일한 두께와 표면이 전극(406, 407)의 상부 표면과 연관되지 않은 실질적으로 불균일 두께 간 차이 나는 두께에 의해 노치(417)가 형성된다. 대안적으로, 예를 들어, 아래 놓인 표면 토포그래피가 매끄럽도록 비-등각적 증착 방법을 이용해 추가 결정 층(416)이 증착되는 경우, 노치(417)가 생략될 수 있고, 추가 결정 층(416)의 상부 표면이 실질적으로 평면인 토포그래피를 가질 수 있다.
어느 구성이라도, (앞서, 예를 들어 도 3a 및 3b를 참조하여 설명된 바와 같이) 정공 전도 층(410) 및/또는 유기 발광 층(412)이 증착되어, 앞서 기재된 바와 같이 층(410, 412)이 추가 결정 층(416)의 토포그래피에 충분히 순응되고 실질적으로 균일한 두께를 가질 수 있다.
추가 결정 층(416)의 상부 표면(즉, 기판 반대 쪽의 표면)과 상기 기판(402) 사이의 거리가 전극(406, 408)의 상부 표면과 기판(402) 사이의 거리보다 크거나 작을 수 있다. 대안적으로, 추가 결정 층(416)의 상부 표면과 기판(402) 사이의 거리가 전극(406, 408)의 상부 표면과 기판(402) 사이의 거리에 실질적으로 동일할 수 있다. 즉, 추가 결정 층(416)의 두께는, 기판의 상부 표면과 주변 가둠 구조물(404)의 상부 표면 사이이도록 또는 가둠 구조물(404)의 상부 표면과 실질적으로 동일한 평면 내에 있도록 정해질 수 있다. 대안적으로, 추가 결정 층(416)이 전극(406, 408)의 일부분에 겹치지 않고 이들 사이의 갭 S을 채우도록 추가 결정 층(416)은 전극(406, 408)과 실질적으로 동일한 높이일 수 있다.
정공 전도 층(410) 및 유기 발광 층(412)은 가둠 구조물(404) 너머 우물(420) 내부까지 뻗어 있는 결정 층(414)의 일부분 위에 뻗어 있을 수 있으며, 층(410, 412)은 가둠 구조물(404)에 의해 결정되는 가둠 우물(420) 내 추가 결정 층(416) 위에 뻗어 있을 수 있다. 서브-픽셀의 가장자리를 통한 발광을 막음으로써 전류 흐름을 막고 따라서 바람직하지 않은 가시적 아티팩트를 감소시킬 수 있도록 추가 결정 층(416)은 전기 저항성 물질로 만들어질 수 있다. 결정 층(414)과 추가 결정 층(416)은 동일한 물질 또는 상이한 물질로 만들어질 수 있다.
예시적 실시예에서, 도 6에 도시된 바와 같이, 각각의 가둠 우물은 갭 S에 의해 분리되고 폭 CW를 갖는 가둠 우물 내에 포함되는 W1 및 W2을 포함하는 복수의 활성 서브-픽셀 영역을 포함할 수 있으며, 이때, 앞서 언급된 바와 같이, W1, W2, CW, 및 S는 주로 픽셀 피치와 관련된다. 앞서 언급된 바와 같이, 3㎛는 S에 대한 최소 치수일 수 있지만, 해당 분야의 통상의 기술자라면, 1㎛만큼 작은 치수에서 10㎛보다 큰 치수까지 가능함을 알 것이다. 가령 앞서 도 3a 및 3b를 참조하여 기재된 범위 중에서 가둠 구조물(404)의 높이 H가 선택될 수 있다.
결정 층의 두께와 연관된 치수 T1 및 추가 결정 층의 두께와 연관된 치수 T2가 제작 기법, 공정 상태, 및 사용되는 결정 층 물질의 유형을 기초로 가변적일 수 있다. 따라서, 결정 층의 두께와 연관된 치수 T1 및 추가 결정 층의 두께와 연관된 치수 T2가 50㎚ 내지 2.5㎛, 가령, 100㎚ 내지 500㎚일 수 있다. 가둠 우물의 가장자리 내부에서의 결정 층의 범위와 연관된 치수 SB1, SB2, 및 B2가 필요에 따라 선택될 수 있다. 그러나 더 큰 치수가 이용 가능한 활성 픽셀 전극 면적의 크기를 감소시킴으로써 필 팩터의 감소에 기여할 것이다. 따라서 일반적으로 활성 전극 영역으로부터 가장자리 불균일부를 배제시키기 위한 원하는 기능을 수행할 최소 치수를 선택하는 것이 바람직할 수 있다. 다양한 예시적 실시예에서, 이 치수는 1㎛ 내지 20㎛, 예를 들어, 2㎛ 내지 5㎛일 수 있다.
해당 분야의 통상의 기술자라면 본 발명을 기초로, 개시된 결정 층 구성들 중 임의의 것이 바람직한 픽셀 결정 구성(pixel definition configuration)을 얻기 위한 서로 다른 방식의 임의의 조합으로 사용될 수 있음을 알 것이다. 가령, 결정 층(414) 및/또는 추가 결정 층(416)은 임의의 픽셀 및/또는 서브-픽셀 영역 또는 임의의 부분 픽셀 및/또는 서브-픽셀 영역을 결정하도록 구성될 수 있으며, 여기서 결정 층(414)은 임의의 가둠 구조물(404) 아래에 증착되는 결정 층과 연관될 수 있고 추가 결정 층(416)은 전극들 사이에서 가둠 우물 내, 가령, 가둠 우물(420) 내에 증착되는 임의의 결정 층과 연관될 수 있다. 해당 분야의 통상의 기술자라면 본 명세서에 도시된 횡단면도는 예시적 횡단면도에 불과하며 본 발명은 도시된 특정 횡단면도에 국한되지 않음을 알 것이다. 예를 들어, 도 3a 및 3b가 각각 라인 3A-3A 및 3B-3B을 따라 도시되지만, 다른 라인, 가령, 3A-3A 및 3B-3B에 직교하는 방향을 따라 취해진 다른 횡단면도가 여러 다른 결정 층 구성을 반영할 수 있다. 예시적 실시예에서, 결정 층은 픽셀, 가령, 도 2에 도시된 픽셀(150, 151, 152)의 윤곽을 정하도록 조합되어 사용될 수 있다. 대안적으로, 결정 층이 가둠 우물 내로 서브-픽셀 전극을 완전히 또는 부분적으로 둘러싸도록 결정 층이 서브-픽셀을 결정하도록 구성될 수 있다.
도 7을 참조하면, 또 다른 예시적 실시예의 횡단면도가 도시된다. OLED 디스플레이(500)가 표면 특징부(516) 및 결정 층(514)을 포함할 수 있다. 도 7의 배열이 도 4을 참조하여 앞서 기재된 것과 유사하며, 이때 200 시리즈 대신 500 시리즈를 이용하는 것을 제외하고 유사한 번호가 유사한 요소를 나타낸다. 그러나 도 7에 도시된 바와 같이, OLED 디스플레이(500)는 가둠 구조물(504) 아래 배치된 결정 층(514)을 더 포함한다. 상기 결정 층(514)은 OLED 디스플레이(500)의 일부분을 결정하도록 사용되는 임의의 물리적 구조물일 수 있다. 하나의 실시예에서, 결정 층(514)은 픽셀을 갖는 픽셀 어레이 및/또는 서브-픽셀 내 픽셀들의 라인을 정하도록 사용되는 임의의 물리적 구조물일 수 있는 결정 층일 수 있다. 도시된 바와 같이, 예시적 실시예에서, 결정 층(514)은 가둠 구조물(504) 너머 전극(506, 508)의 일부분 위에 뻗어 있을 수 있다. 결정 층(514)은 전기 저항성 물질로 만들어져, 결정 층(514)이 전류 흐름을 막고 따라서 서브-픽셀의 가장자리를 통한 발광을 막음으로써 원치 않는 가시적 아티팩트를 감소시킬 수 있다. 이러한 방식으로, 결정 층(514)은 가장자리 건조 효과로 인해 발생할 수 있는 각각의 서브-픽셀의 가장자리에서 형성된 필름 층 불균일부를 마스킹하는 데 도움이 될 수 있다. 앞서 언급된 바와 같이, 층(510, 512)이 아래 놓인 표면 특징부 토포그래피에 충분히 순응하고 실질적으로 균일한 두께를 갖도록 (가령, 도 3a 및 3b를 참조하여 앞서 언급된 바와 같이) 정공 전도 층(510) 및 유기 발광 층(512)이 증착될 수 있다.
해당 분야의 통상의 기술자라면, 다양한 배열 및 구조물, 가령, 표면 특징부, 결정 층 등은 예시에 불과하며, 그 밖의 다른 다양한 조합 및 배열이 고려될 수 있고 본 발명의 범위 내에 있음을 알 것이다.
도 8-11을 참조하면, OLED 디스플레이(600)를 제작하는 예시적 방법이 동안의 다양한 예시적 단계들을 보여주는 기판의 부분 횡단면도가 도시된다. 제작 방법이 디스플레이(600)를 참조하여 이하에서 설명될 것이지만, 그 밖의 다른 OLED 디스플레이, 가령, 앞서 기재된 OLED 디스플레이(100, 200, 300, 400, 및 500)를 제작하는 데, 기재된 단계들 중 일부 및/또는 전부가 사용될 수 있다. 도 8에서 도시된 바와 같이, 전극(606, 608) 및 표면 특징부(616)가 기판(602) 위에 제공될 수 있다. 임의의 제작 방법, 가령, 잉크젯 인쇄, 노즐 인쇄, 슬릿 코팅, 스핀 코팅, 진공 열 증발증착, 스퍼터링(또는 그 밖의 다른 물리 기상 증착 방법), 화학 기상 증착 등을 이용해 전극(606, 608) 및 표면 특징부(616)가 형성될 수 있으며, 쉐도우 마스킹, 포토리소그래피(포토레지스트 코팅, 노광, 현상, 및 박리), 습식 에칭, 건식 에칭, 리프트-오프 등을 이용함으로써, 증착 기법에 달리 포함되지 않는 임의의 추가 패터닝이 이뤄질 수 있다. 전극(606, 608)은 표면 특징부(616)와 함께 형성되거나 전극 또는 표면 특징부가 먼저 형성되고 나중에 형성될 수 있다.
그 후 도 9에 도시된 바와 같이 결정 층(614) 및 추가 결정 층(618)이 표면 특징부(616) 및 전극(606, 608) 위에 증착될 수 있다. 임의의 제조 방법, 가령, 잉크젯 인쇄, 노즐 인쇄, 슬릿 코팅, 스핀 코팅, 진공 열 증발증착, 스퍼터링(또는 그 밖의 다른 물리적 기상 증착 방법), 화학 기상 증착 등을 이용해, 층(614 및 618)이 형성될 수 있으며, 쉐도우 마스킹, 포토리소그래피(포토레지스트 코팅, 노광, 현상, 및 박리), 습식 에칭, 건식 에칭, 리프트-오프 등을 이용해, 증착 기법에 달리 포함되지 않는 임의의 요구되는 추가 패터닝이 얻어질 수 있다. 결정 층(614)은 추가 결정 층(618)과 동시에 형성되거나 층(614 또는 618)이 먼저 형성되고 그 후 형성될 수 있다.
결정 층(614) 위에 가둠 구조물(604)이 제공된다. 복수의 픽셀에 걸쳐 있으면서 복수의 서브-픽셀 전극(606, 608)을 둘러싸는 가둠 우물(620)을 결정하도록 상기 가둠 구조물(604)이 형성될 수 있다. 임의의 제조 방법, 가령, 잉크젯 인쇄, 노즐 인쇄, 슬릿 코팅, 스핀 코팅, 진공 열 증발증착, 스퍼터링(또는 그 밖의 다른 물리 기상 증착 방법), 화학 기상 증착 등을 이용해, 가둠 구조물(604)이 형성될 수 있고, 쉐도우 마스킹, 포토리소그래피(포토레지스트 코팅, 노광, 현상, 및 박리), 습식 에칭, 건식 에칭, 리프트-오프 등을 이용함으로써, 증착 기법에 달리 포함되지 않는 임의의 추가 패터닝이 이뤄질 수 있다. 하나의 예시적 기법에서, 도 10에 도시된 바와 같이, 연속 층(604')으로 가둠 구조물 물질이 기판(602) 위에 증착될 수 있고 그 후 층(604')의 일부분(605)이 제거되어 서브-픽셀 전극(606, 608)을 노출시킬 수 있도록 마스크(607)를 이용해 층이 패터닝될 수 있다. 부분(605)이 제거된 후 남아 있는 층(604')의 물질에 의해 가둠 구조물(604)이 형성된다. 대안적으로, 증착된 가둠 구조물(604)이 경계를 결정짓고 상기 증착된 가둠 구조물(604)의 경계 내에 형성되도록 가둠 구조물만 형성하도록 물질을 능동적으로 증착함으로써 가둠 구조물(604)이 형성될 수 있다.
도 10에 도시된 바와 같이, 예시적 실시예에서, 각각의 가둠 우물이 갭 S에의해 이격된 W1 및 W2를 포함하는 복수의 활성 서브-픽셀 영역을 포함할 수 있다. 앞서 언급된 바와 같이, 치수 W1, W2, 및 CW는 주로 픽셀 피치와 관련된다. 그리고 갭 S의 치수가 제조 기법 및 공정, 및 레이아웃과 연관된 한정과 관련되며, 1㎛ 내지 10㎛ 초과일 수 있고, 3㎛가 예시적 최소 치수이다. 가둠 우물의 가장자리 내부의 결정 층의 확장과 연관된 치수 SB1 및 SB2가 필요에 따라 선택될 수 있다. 그러나 이용 가능한 활성 픽셀 전극 영역의 크기를 감소시킴으로써, 더 큰 치수가 필 팩터의 감소에 기여할 것이다. 따라서 일반적으로 활성 전극 영역에서 가장자리 불균일부를 배제시키는 원하는 기능을 수행할 최소 치수를 선택하는 것이 바람직할 수 있다. 다양한 예시적 실시예에서, 이 치수는 1㎛ 내지 20㎛, 가령, 2㎛ 내지 5㎛일 수 있다.
도 11에 도시된 바와 같이, 그 후 잉크젯 인쇄를 이용해 가둠 우물(620) 내에 정공 전도 층(610)이 증착될 수 있다. 가령, 잉크젯 노즐(650)이 정공 전도 물질의 액적(들)(651)을 가둠 우물(620) 내로 결정된 타깃 영역 내로 지향시킬 수 있다. 상기 정공 전도 층(610)은 2개의 이산 층, 가령, 정공 주입 층 및 정공 수송 층을 더 포함할 수 있고, 이들 층은 본 명세서에 기재된 바의 잉크젯 방법에 의해 순차적으로 증착될 수 있다. 덧붙여, 잉크젯 인쇄를 이용해 정공 전도 층(610) 위에서 가둠 우물(620) 내에 유기 발광 층(612)이 증착될 수 있다. 잉크젯 노즐(650)이 유기 발광 물질의 액적(들)(651)을 정공 전도 층(610) 위의 타깃 영역 내로 지향시킬 수 있다. 해당 분야의 통상의 기술자라면, 도 11을 참조하여 단일 노즐이 언급되더라도, 정공 전도 물질 또는 유기 발광 물질을 함유하는 액적을 복수의 가둠 우물 내로 제공하기 위해 복수의 노즐이 구현될 수 있음을 알 것이다. 해당 분야의 통상의 기술자라면 일부 실시예에서, 복수의 잉크젯 노즐 헤드로부터 동시에 동일하거나 상이한 색상의 유기 발광 물질이 증착될 수 있음을 알 것이다. 덧붙여, 해당 분야의 통상의 기술자에게 자명한 기술을 이용해 타깃 기판 표면 상의 액적 분출 및 배치가 수행될 수 있다.
예시적 실시예에서, 가둠 우물(620) 내에 단일 유기 발광 층(612), 가령, 적색, 녹색, 또는 청색 층이 증착될 수 있다. 대안적 예시적 실시예에서, 복수의 유기 발광 층이 가둠 우물(620) 내에서 하나씩 위아래로 증착될 수 있다. 하나의 발광 층이 광을 발산하도록 활성화될 때, 다른 발광 층은 광을 발산하거나 제 1 유기 발광 층의 발광과 간섭을 일으키지 않도록, 이러한 배열은, 가령, 발광 층이 서로 다른 발광 파장 범위를 가질 때 효과적일 수 있다. 가령, 적색 유기 발광 층 또는 녹색 유기 발광 층이 가둠 우물(620) 내에 증착될 수 있고, 그 후 청색 유기 발광 층이 적색 또는 녹색 유기 발광 층 위에 증착될 수 있다. 이러한 방식으로, 가둠 우물이 2개의 서로 다른 발광 층을 포함할 수 있지만, 가둠 우물 내에서 단 하나의 발광 층만 광을 발산하도록 구성된다.
앞서 기재된 바와 같이, 결정 층(614)의 토포그래피, 표면 구조물(616), 추가 결정 층(618), 및 전극(606, 608)에 충분히 순응하도록 층(610 및 612)이 증착될 수 있고, 앞서 기재된 바와 같이, 실질적으로 균일한 두께를 가질 수 있다.
본 발명에 따라 다양한 픽셀 및 서브-픽셀 레이아웃에 대해 도 3a-11을 참조하여 앞서 기재된 다양한 양태가 사용될 수 있으며, 도 2는 하나의 예시이며 이러한 레이아웃을 한정하지 않는다. 본 발명에 의해 고려되는 다양한 추가 예시적 레이아웃이 도 12-18에 도시되어 있다. 다양한 예시적 레이아웃이 본 명세서에 기재된 예시적 실시예를 구현하기 위한 많은 방식이 존재함을 나타내고, 많은 경우에서, 임의의 특정 레이아웃의 선택은 다양한 인자들, 가령, 아래 놓인 전기 회로의 레이아웃, 원하는 픽셀 형태(도시된 실시예에서 장방형 또는 육각형으로 도시되지만 그 밖의 다른 형태, 가령, 꺽쇠형(chevron), 원, 육각형, 삼각형 등일 수 있음), 및 디스플레이의 가시적 외관과 관련된 인자들(가령, 서로 다른 구성 및 서로 다른 유형의 디스플레이 콘텐츠, 가령, 텍스트, 그래픽, 또는 동영상에 대한 관측될 수 있는 가시적 아티팩트)에 의해 구동된다. 해당 분야의 통상의 기술자라면 그 밖의 다른 복수의 레이아웃이 본 발명의 범위 내에 속하고 본 명세서에 기재된 원리를 기초로 하는 변형예를 통해 획득될 수 있음을 알 것이다. 덧붙여, 해당 분야의 통상의 기술자라면, 간결성을 위해 이하에서 도 12-18의 기재로서 가둠 우물을 결정짓는 가둠 구조물만 기재되지만, 도 3a-11를 참조하여 앞서 기재된 표면 특징부, 회로, 픽셀 결정 층, 및 그 밖의 다른 층 등의 특징부 중 임의의 것이 여기서의 픽셀 레이아웃들 중 임의의 것과 조합되어 사용될 수 있다.
도 12는 OLED 디스플레이(700)에 대한 픽셀 및 서브-픽셀 레이아웃의 예시적 실시예의 부분 평면도이며 도 2의 레이아웃과 유사하며 레이아웃의 추가 양태가 이하에서 기재된다. 가둠 구조물(704), 가령, 앞서 기재된 뱅크 구조물이 기판 상에 제공되어 배열 구성으로 복수의 가둠 우물(720, 730, 740)을 결정지을 수 있다. 유기 층이 가둠 우물(720, 730, 740)을 통해 가둠 우물을 둘러싸는 가둠 구조물(704)까지 뻗어 있다, 가령, 각각의 우물(720, 730, 740) 내 OLED 물질의 층의 가장자리가 가둠 구조물(704)과 접촉할 수 있도록, 각각의 가둠 우물(720, 730, 740)이 (빗금 영역에 의해 나타난) OLED 물질의 실질적으로 연속인 층을 포함할 수 있다. OLED 층은, 가령, 정공 주입 물질, 정공 수송 물질, 전자 수송 물질, 전자 주입 물질, 정공 차단 물질, 및 유기 발광 물질 중 서로 다른 발광 파장 범위의 발광을 제공하는 하나 이상을 포함할 수 있다. 가령, 가둠 우물(720)은 적색 파장 범위 내 발광과 연관되며 R로 지시되는 유기 발광 층을 포함할 수 있고, 가둠 우물(730)은 녹색 파장 범위 내 발광과 연관되며 G로 지시되는 유기 발광 층을 포함할 수 있고, 가둠 우물(740)은 청색 파장 범위 내 발광과 연관되며 B로 지시되는 유지 발광 층을 포함할 수 있다. 우물(720, 730, 740)은 서로에 대해(가령, 레이아웃) 다양한 배열 및 구성을 가질 수 있다. 가령, 도 12에 도시된 바와 같이, 적색 유기 발광 층 R 및 녹색 유기 발광 층 G를 각각 포함하는 가둠 우물(720) 및 가둠 우물(730)이 교대 배열로 행(R1, R3)에 배치된다. 행(R1 및 R3)은 청색 유기 발광 층 B를 담는 가둠 우물(740)의 행(R2, R4)과 교대한다. 가둠 우물(720, 730)은 행(R1, R3) 내에 교대로 배열될 수 있다.
복수의 전극(706, 707, 708, 709; 736, 737, 738, 739; 및 742, 744)이 각각의 가둠 우물(720, 730, 740) 내에 각각 배치될 수 있으며, 각각의 전극은 특정 발광 색상, 가령, 적색, 녹색, 또는 청색 발광과 연관된 서브-픽셀과 연관될 수 있다. 도 12에서 점선으로 식별된 픽셀(750, 751, 752, 753)은 적색 발광을 갖는 하나의 서브-픽셀, 녹색 발광을 갖는 하나의 서브-픽셀, 및 청색 발광을 갖는 하나의 서브-픽셀을 포함하도록 결정될 수 있다. 가령, 각각의 가둠 우물(720, 730, 740)은 이들 연관된 전극 활성 영역이 도 12에 도시된 전극 아웃라인에 대응하도록 구성되며 복수의 전극(706, 707, 708, 709; 736, 737, 738, 739; 및 742, 744)을 포함할 수 있으며, 서로 이격되어 있다. 가둠 우물(720, 730, 740)은 가둠 우물 내 서로 다른 개수 및/또는 배열의 전극을 가질 수 있다. 대안적으로, 추가 배열이 가능한데, 가령, 적색, 녹색, 및 청색이 아닌 다른 색상 세트, 가령, 넷 이상의 서브-픽셀 색상과 관련된 색상의 조합을 갖는 배열이 가능하다. 단일 색상의 둘 이상의 서브-픽셀이 특정 픽셀과 연관된 그 밖의 다른 배열이 또한 가능한데, 가령, 각각의 픽셀이 하나의 적색, 하나의 녹색, 및 2개의 청색 서브-픽셀, 또는 특정 색상의 복수의 서브-픽셀의 그 밖의 다른 조합 및 그 밖의 다른 색상의 조합과 연관될 수 있다. 덧붙여, 서로 다른 발광 물질의 복수의 층이 위 아래로 배치되는 경우, 서로 다른 색상 서브-픽셀이 서로 겹칠 수 있다. 도 12에 도시된 바와 같이, 서브-픽셀 전극이 가둠 우물을 결정 짓는 구조물로부터 이격되어 있을 수 있다. 대안적 실시예에서, 서브-픽셀 전극은 가둠 우물 구조물에 바로 인접하여 전극과 가둠 구조물 간에 어떠한 갭도 없도록 증착될 수 있다. 덧붙여, 가둠 우물은 서브-픽셀 전극의 일부분 위에 배치될 수 있다.
덧붙여, 인접한 가둠 우물이 서로 다른 서브-픽셀 배열을 가질 수 있다. 예를 들어, 도 12에 도시된 바와 같이, 가둠 우물(720 및 730)이 2×2 활성 전극 영역 배열을 포함하고, 가둠 우물(740)이 1×2 활성 전극 영역 배열을 포함하고, 이때 2×2 배열 내 활성 전극 영역이 동일 크기의 정사각형이고 1×2 배열 내 활성 전극 영역이 동일한 크기의 직사각형이다. 앞서 언급된 바와 같이, 서로 다른 가둠 우물 내 전극들은 활성 영역의 서로 다른 표면 영역을 가질 수 있다.
하나의 예시적 배열에서, 청색 파장 범위 B 내 발광의 서브-픽셀을 어드레싱하도록 사용되는 전극과 연관된 활성 영역이 적색 및/또는 녹색 파장 범위 R, G 내 발광을 어드레싱하기 위해 사용되는 전극과 연관된 활성 영역보다 넓은 표면적을 가질 수 있다. 동일한 면적 밝기 레벨에서 동작할 때 청색 발광과 연관된 서브-픽셀이 종종 적색 또는 녹색 발광과 연관된 서브-픽셀보다 실질적으로 더 짧은 수명을 갖기 때문에, 청색 파장 범위 B 내 발광을 갖는 서브-픽셀과 연관된 전극의 활성 영역이 적색 또는 녹색 발광과 연관된 서브-픽셀 전극과 연관된 활성 영역보다 넓은 표면적을 갖는 것이 바람직할 수 있다. 청색 발광과 연관된 서브-픽셀의 상대적 활성 면적을 증가시킴으로써, 여전히 동일한 전체 디스플레이 밝기를 유지하면서 비교적 낮은 면적 밝기 레벨에서의 동작이 가능하고, 따라서 청색 발광과 연관된 서브-픽셀의 수명 및 디스플레이의 전체 수명이 증가될 수 있다. 청색 발광과 연관된 서브-픽셀과 관련하여 적색 및 녹색 발광과 연관된 서브-픽셀이 감소될 수 있다. 적색 및 녹색 발광과 연관된 서브-픽셀이 청색 발광과 연관된 서브-픽셀과 관련하여 감소될 수 있다. 이는 적색 및 녹색 OLED 소자 수명을 감소시킬 수 있는 청색 발광과 연관된 서브-픽셀과 관련하여 더 높은 밝기 레벨에서 구동될 적색 및 녹색 발광과 연관된 서브-픽셀을 도출할 수 있다. 그러나 적색 및 녹색 발광과 연관된 서브-픽셀의 수명이 청색 발광과 연관된 서브-픽셀이 남아 있는 청색 서브-픽셀과 연관된 서브-픽셀의 수명보다 상당히 더 길 수 있고, 전체 디스플레이 수명과 관련하여 서브-픽셀을 제한하다. 가둠 우물(740) 내 전극의 활성 영역이 도 12에서 수평 방향으로 뻗어 있는 기다란 방향으로 배열되는 것으로 도시되지만, 전극은 전극의 기다란 방향이 도 12의 수직 방향으로 뻗어 있도록 배열될 수 있다.
인접한 가둠 우물들 간 간격이 픽셀 레이아웃을 통해 동일하거나 변할 수 있다. 가령, 도 12를 참조하면, 가둠 우물(720과 730) 간 간격 b'가 가둠 우물(720과 740) 또는(730과 740) 간 간격 f'보다 크거나 같을 수 있다. 다시 말하면, 도 12의 배향에서, 하나의 행 내 인접한 가둠 우물 간 수평 방향 간격이 인접한 행들 내 인접한 가둠 우물들 간 수직 간격과 상이할 수 있다. 덧붙여, 행 R1, R3에서의 수평 방향 간격 b'이 행 R2, R4에서의 수평방향 간격 a'보다 크거나 같을 수 있다.
서로 다른 가둠 우물(720, 730, 740) 각각 내 전극의 활성 영역들 간 공간(갭)이 동일하거나 상이할 수 있으며, 공간의 방향(가령, 수평방향 또는 수직방향)에 따라 달라질 수 있다. 하나의 예시적 실시예에서, 가둠 우물(720, 730) 내 전극들의 활성 영역들 간 갭 d 및 e가 동일할 수 있으며, 가둠 우물(740) 내 전극들의 활성 영역들 간 갭과 상이할 수 있다. 덧붙여, 다양한 예시적 실시예에서, 가둠 우물 내 인접한 활성 전극 영역들 간 갭이 동일한 행 내 또는 상이한 행 내 이웃하는 가둠 우물 내 인접한 활성 전극 영역들 간 갭보다 작다. 가령, c, d 및 e 각각이 도 12의 a, b, 또는 f보다 작을 수 있다.
도 12에서, 각각의 가둠 우물(가령, 720)의 내부 가장자리와 가둠 우물(가령, 706, 707, 708, 709) 내 각각의 활성 전극 영역의 외부 가장자리 사이에 갭이 존재한다. 그러나 도 2에 도시된 바와 같이, 다양한 예시적 실시예에 따르면, 이러한 갭은 제공되지 않을 수 있고 각각의 활성 전극 영역의 외부 가장자리가 가둠 우물의 내부 가장자리와 동일할 수 있다. 이 구성은, 가령, 구조물, 가령, 도 3a에 도시된 구조물을 이용해 이뤄질 수 있으며, 여기서 이러한 갭이 존재하는 도 12에 도시된 구성이, 가령, 구조물, 도 5a에 도시된 구조물을 이용해, 이뤄질 수 있다. 그러나 그 밖의 다른 구조물이 또한 도 2 및 12에 도시된 동일한 구성을 얻을 수 있다.
픽셀(750, 751, 752, 753)이 가둠 우물 배열 및 대응하는 서브-픽셀 레이아웃을 기초로 결정될 수 있다. 픽셀(750, 751, 752, 753)의 전체 공간, 또는 피치가 디스플레이의 해상도를 기초로 할 수 있다. 가령, 디스플레이 해상도가 높을수록, 피치가 작아진다. 덧붙여, 인접한 픽셀들은 서로 다른 서브-픽셀 배열을 가질 수 있다. 가령, 도 12에 도시된 바와 같이, 픽셀(750)은 상단 좌측 부분에 있는 적색 서브-픽셀 R, 상단 우측 부분에 있는 녹색 서브-픽셀 G, 픽셀의 하단 부분의 대부분에 걸쳐 있는 청색 서브-픽셀 B을 포함한다. 녹색 서브-픽셀 G 및 적색 서브-픽셀 G의 상대적 부분이 뒤바뀌고, 녹색 서브-픽셀 G가 상단 좌측 부분에 있고, 적색 서브-픽셀 R이 상단 우측 부분에 있다는 것을 제외하고, 상기 픽셀(751)의 서브-픽셀 레이아웃은 픽셀(750)의 서브-픽셀 레이아웃과 유사하다. 각각 픽셀(751 및 750) 아래에서 인접한 픽셀(752 및 753)은 픽셀(751 및 750)의 거울 이미지이다. 따라서 픽셀(752)은 상단 부분에 있는 청색 서브-픽셀 B, 하단 좌측 부분에 있는 녹색 서브-픽셀 G, 및 하단 우측 부분에 있는 적색 서브-픽셀 R을 포함한다. 그리고 픽셀(753)은 상부 부분에 있는 청색 서브-픽셀, 하단 좌측 부분에 있는 녹색 서브-픽셀, 및 하단 우측 부분에 있는 적색 서브-픽셀을 포함한다.
도 12에 따르는 인치당 326 픽셀(ppi)을 갖는 고해상도 디스플레이의 예시적 실시예에서, 적색 서브-픽셀, 녹색 서브-픽셀, 및 청색 서브-픽셀을 포함하는 픽셀은 326ppi를 얻기 위해 필요한 디스플레이의 전체 피치에 대응하는 약 78㎛ × 78㎛의 전체 치수를 가질 수 있다. 이 실시예에 대해 앞서 언급한 바와 같이 종래 기술에 따르는 가둠 영역들 사이의 최소 간격을 반영하여, a'=b'=f'=12㎛라고 가정하고, 가둠 우물 가장자리 내부에서 3㎛만큼 뻗어 있는 결정 층이 사용되는 경우를 반영하여 a=b=f=12㎛+6㎛=18㎛라고 가정하고, 마지막으로 가둠 우물 내 전극 활성 영역들 사이의 통상의 갭으로서 c=d=e=3㎛를 가정할 때, 적색 및 녹색 서브-픽셀 각각과 연관된 면적이 28.5㎛ × 28.5㎛일 수 있고, 청색 서브-픽셀과 연관된 면적이 60㎛ × 27㎛일 수 있다. 앞서 언급된 바와 같이 전체 디스플레이 수명을 증가시키도록 청색 서브-픽셀의 표면적은 적색 및 녹색 서브-픽셀 각각의 표면적보다 클 수 있다. 이러한 레이아웃은 66㎛ × 66㎛의 치수를 갖는 2×2 적색 및 녹색 서브-픽셀의 그룹과 연관된 가둠 우물, 및 66㎛ × 66㎛의 치수를 갖는 1×2 청색 서브-픽셀의 그룹과 연관된 가둠 우물을 가질 수 있다. 이러한 치수는, 50% 초과, 가령, 53%의 높은 필 팩터를 갖는 고해상도 디스플레이를 제공하면서, 종래의 잉크젯 인쇄 헤드 및 인쇄 시스템에 의한 능동 OLED 물질의 간단한 로딩을 제공한다. 이러한 치수는 또한 가둠 우물 벽에 바로 인접한 필름 영역을 통한 전류 흐름을 차단함으로써 활성 전극 영역 내 개선된 필름 균일성을 제공할 수 있는 결정 층을 갖는 구조물에 이러한 특징부를 제공한다.
인치당 440 픽셀(ppi)을 갖는 고해상도 디스플레이에 대한 대응하는 예시적 실시예에서, 적색 서브-픽셀, 녹색 서브-픽셀, 청색 서브-픽셀을 포함하는 픽셀은 대략 58㎛ × 58㎛의 전체 치수를 가질 수 있으며, 여기서 바로 직전 예시에서와 같이 치수 a, b, c, d, e, f, a', b', 및 f'에 대해 동일한 값을 가정할 때, 적색 및 녹색 서브-픽셀 각각과 연관된 면적이 18.5㎛ × 18.5㎛일 수 있고, 청색 서브-픽셀과 연관된 면적은 40㎛ × 17㎛일 수 있다. 앞서 기재된 바와 같이, 전체 디스플레이 수명을 증가시키기 위해 청색 서브-픽셀의 표면적이 적색 및 녹색 서브-픽셀 각각의 면적보다 클 수 있다. 이러한 레이아웃은 46㎛ × 46㎛의 치수를 갖는 2×2 적색 및 녹색 서브-픽셀의 그룹과 연관된 가둠 우물, 및 46㎛ × 46㎛의 치수를 갖는 1×2 청색 서브-픽셀의 그룹과 연관된 가둠 우물을 가질 수 있다. 이러한 치수는 40%의 높은 필 팩터를 갖는 고해상도 디스플레이도 제공하면서 종래의 잉크젯 인쇄 헤드 및 인쇄 시스템에 의한 능동 OLED 물질의 비교적 단순한 로딩을 제공한다.
상기 예시적 실시예 각각에서, 치수 a, b, c, d, e, f, a', b', f'에 대한 다양한 값이 구현될 수 있다. 그러나 해당 분야의 통상의 기술자라면 이들 치수가 다양함을 알 것이다. 가령, 가둠 우물 사이의 간격(a', b', f')이 달라질 수 있는데, 가령, 큰 ppi에 대해 1㎛ 내지 수백 마이크론일 수 있다. 가둠 우물 (c, d, e) 내 활성 전극 영역들 간 갭이 달라질 수 있는데, 가령, 앞서 언급된 바와 같이, 1㎛ 내지 수십 마이크론일 수 있다. 또한 활성 전극 영역과 가둠 우물의 가장자리 사이의 갭(a'와 a 간 차이, b'과 b 간 차이, f'와 f 차이의 절반인 것이 효과적임)이 달라질 수 있는데, 앞서 언급된 바와 같이 1㎛ 내지 10㎛일 수 있다. 덧붙여, 이들 치수는 다양하기 때문에, 가둠 우물 및 여기에 담긴 활성 전극 영역의 치수에 대해 사용된 값의 범위를 제한하는 (디스플레이의 전체 피치를 결정하는) ppi와 함께 제약을 가한다. 앞서 예시적 실시예에서, 간결성을 위해, 세 가지 모든 색상에 대해 동일한 치수의 사각형 가둠 우물이 사용된다. 그러나 가둠 우물은 사각형일 필요가 없고 모두 동일한 크기일 필요는 없다. 덧붙여, 도 12에서 제공된 치수가 다양한 공통 치수, 가령, 적색 가둠 우물과 녹색 가둠 우물 내 활성 전극 영역 갭을 가리키지만, 일부 예시적 실시예에서, 이들 갭은 공통 치수가 아니며 서로 다를 수 있다.
도 13은 OLED 디스플레이(800)의 또 다른 예시적 픽셀/서브-픽셀 레이아웃의 부분 평면도이다. 앞서 언급된 예시적 실시예에 공통인 특징부는 기재되지 않는다. 간결성을 위해 차이점이 설명될 것이다.
디스플레이(800)는 도 12에 도시된 바와 같이 디스플레이(700)의 가령 서브-픽셀 전극보다, 가둠 우물 내 서브-픽셀 전극과 연관된 활성 영역들 간 더 큰 간격을 가질 수 있다. 각각의 가둠 우물(820, 830, 840) 내 전극(806, 807, 808, 809; 836, 837, 838, 839; 및 842, 844)과 연관된 인접한 활성 영역들 간 간격이 인접한 가둠 우물 내 인접한 활성 전극 영역들 간 간격보다 클 수 있다. 가령, 전극(836)과 연관된 활성 영역이 지정된 거리 g만큼 서로 이격되어 있을 수 있고, 전극(838)과 연관된 활성 영역에 대해서도 마찬가지이다. 이웃한 가둠 우물(820, 830) 내 인접한 활성 전극 영역들 간 간격 k가 전극(836, 838)과 연관된 활성 영역들 간 간격 g보다 작을 수 있고, 전극(842)과 연관된 활성 영역들 간 간격 m(및 전극(844)의 경우도 마찬가지)이 이웃하는 가둠 우물(840) 및 가둠 우물(820, 830) 내 인접한 활성 전극 영역들 사이의 간격 n보다 클 수 있다. 이러한 간격이 하나의 결정된 픽셀과 연관된 서브-픽셀 전극들의 더 가까운 배열을 제공하면서 하나의 가둠 우물 내 배치되고 동일한 발광 색상과 연관된 서브-픽셀 전극들 간 더 큰 간격을 제공할 수 있다. 이 간격은 바람직하지 않은 가시적 아티팩트를 감소시켜, 디스플레이가 밀접하게 배열된 RGB 삼원소의 어레이로 보이며 밀접하게 배열된 RRRR 사원소, GGGG 사원소, BB 이원소의 어레이로 보이지 않게 할 수 있다.
본 발명에 따르는 디스플레이를 위한 또 다른 예시적 픽셀/서브-픽셀 레이아웃이 도 14에 도시된다. 어레이 구성으로 복수의 가둠 우물(920, 930, 940)을 결정하기 위해 가둠 구조물(904)은 기판 상에 제공될 수 있다. 유기 층의 가장자리가 가둠 우물(920, 930, 940)을 통해 가둠 우물을 둘러싸는 가둠 구조물(904)까지 뻗어 있으며, 가령, 각각의 우물(920, 930, 940) 내 OLED 물질의 층의 가장자리가 가둠 구조물(904)과 접촉할 수 있도록, 각각의 가둠 우물(920, 930, 940)은 OLED 물질의 실질적으로 연속인 층(빗금 친 영역)을 포함할 수 있다. 능동 OLED 층은, 비-제한적 예를 들면, 정공 주입 물질, 정공 수송 물질, 전자 수송 물질, 전자 주입 물질, 정공 차단 물질, 및 유기 발광 물질 중 서로 다른 발광 파장 범위를 제공하는 하나 이상을 포함할 수 있다. 가령, 가둠 우물(920)은 적색 파장 범위 R 내 발광과 연관된 유기 발광 층을 포함할 수 있으며, 가둠 우물(930)은 녹색 파장 범위 G 내 발광과 연관된 유기 발광 층을 포함할 수 있고, 가둠 우물(940)은 청색 파장 범위 B 내 발광과 연관된 유기 발광 층을 포함할 수 있다. 유기 발광 층은 임의의 배열 및/또는 구성에서의 우물 내 배치될 수 있다. 가령, 가둠 우물(920, 930, 940) 내에 배치된 유기 발광 층이 각각의 행 내에서 교대하는 구성을 갖도록 배열된다. 인접한 행은 동일한 배열 또는 상이한 배열을 가질 수 있다. 덧붙여, 가둠 우물(920, 930, 940)의 인접한 행들이 균일한 정렬을 갖도록 도시되지만, 대안적으로, 가둠 우물(930, 940)의 인접한 행들이 불균일한 정렬, 가령, 오프셋 배열을 가질 수 있다. 덧붙여, 교대 패턴에서 가둠 우물(920 및 930)이 반전될 수 있다.
각각의 우물이 수직 방향으로 기다랗도록 각각의 우물(920, 930, 940)의 구성은 직사각형을 가질 수 있다. 우물(920, 930, 940)은 기다란 수직 방향으로 대략적으로 동일한 치수를 가질 수 있다. 덧붙여, 우물(920, 930, 940)은 대략적으로 동일한 폭을 가질 수 있다. 그러나 청색 유기 발광 층과 연관된 전체 우물(940)은 단일 서브-픽셀 및 따라서 픽셀과 상관되며, 적색 및 녹색 유기 발광 층과 연관된 우물(920, 930)이 복수의 서브-픽셀 및 따라서 복수의 픽셀과 상관될 수 있다. 가령, 각각의 전극이 서로 다른 픽셀의 서로 다른 서브-픽셀과 연관되도록, 가둠 우물(920, 930)은 복수의 전극을 포함할 수 있다. 도 14에 도시된 바와 같이, 우물(920)은 2개의 전극(926, 928)을 포함하고 2개의 서로 다른 픽셀(950, 951)과 연관된다.
서로 다른 개수의 전극(926, 928, 936, 938, 946)이 서로 다른 가둠 우물 내에 배치될 수 있다. 가령, 일부 가둠 우물(920, 930)이 복수의 전극(926, 928; 및 936, 938)을 포함하여, 동일한 가둠 우물 내에 배치된 전극을 선택적으로 어드레싱할 수 있도록 하지만, 서로 다른 픽셀 내 서로 다른 서브-픽셀에 대한 발광을 생성하지만, 그 밖의 다른 가둠 우물(940)이 하나의 전극(946)만 포함하여, 하나의 픽셀과 연관된 하나의 가둠 우물 내에 배치된 전극을 어드레싱할 수 있다. 대안적으로, 가둠 우물(940) 내에 배치된 전극의 개수는 그 밖의 다른 가둠 우물(920, 930)에 배치된 전극의 개수의 절반일 수 있다. 덧붙여, 서로 다른 가둠 우물 내 전극들은 서로 다른 표면적을 가질 수 있다. 가령, 청색 파장 범위 내 발광과 연관된 전극이 적색 및/또는 녹색 파장 범위 내 발광과 연관된 전극보다 큰 표면적을 가질 수 있어서, 디스플레이(900)의 수명을 증가시키고 전력 소비를 감소시킬 수 있다.
픽셀(950, 951)은 가둠 우물 배열 및 대응하는 서브-픽셀 레이아웃을 기초로 결정될 수 있다. 픽셀(950, 951)의 전체 간격 또는 피치가 디스플레이의 해상도를 기초로 할 수 있다. 가령, 디스플레이 해상도가 높을수록, 피치가 더 작다. 덧붙여, 인접한 픽셀은 서로 다른 픽셀 배열을 가질 수 있다. 가령, 도 14에 도시된 바와 같이, 픽셀(950)은 좌측에 위치하는 녹색 서브-픽셀 G, 중앙에 위치하는 청색 서브-픽셀 B, 우측에 위치하는 적색 서브-픽셀 R을 포함할 수 있다. 픽셀(951)은 좌측에 적색 서브-픽셀 R, 중앙에 청색 서브-픽셀 B, 및 우측에 녹색 서브-픽셀 G을 포함할 수 있다.
도 15는 OLED 디스플레이(1000)에 대한 픽셀 및 서브-픽셀 레이아웃의 예시적 실시예의 부분 평면도이다. 앞서 언급된 실시예들과 공통된 특징부가 기재되지 않는다(그러나 도 15에서 1000 시리즈로 유사한 라벨이 발견될 수 있다). 간결함을 위해, 차이가 설명될 것이다. 가둠 구조물(1004)은 복수의 우물(1020, 1030, 1040)을 결정하도록 구성될 수 있다. 우물(1020, 1030, 1040)이 균일한 행으로 정렬되도록 우물(1020, 1030, 1040)이 배열될 수 있으며, 여기서 적색 발광 및 녹색 발광과 연관된 우물(가령, 1020, 1030)이 단일 행 내에서 교대하고, 청색 발광과 연관된 우물(가령, 1040)이 단일 행 내에 있다. 덧붙여, 균일한 열(column) 내에 우물(1020, 1030, 1040)이 정렬되도록, 우물(1020, 1030, 1040)이 구성되어, 우물(1020, 1040)의 열이 우물(1030, 1040)의 열과 교대할 수 있다. 가둠 우물(1030)이 교대 패턴이도록 가둠 우물(1020 및 1030)이 교대로 구성될 수 있다.
각각의 가둠 우물(1020, 1030, 1040)이 대략적으로 동일한 크기일 수 있다. 그러나 각각의 우물(1020, 1030, 1040)과 연관된 전극의 개수가 상이할 수 있다. 가령, 도 15에 도시된 바와 같이, 적색 발광(1020)과 연관된 우물은 전극(1026, 1027, 1028, 1029)을 포함할 수 있고, 녹색 발광(1030)과 연관된 우물은 전극(1036, 1037, 1038, 1039)을 포함할 수 있으며, 청색 발광(1040)과 연관된 우물은 전극(1046, 1048)을 포함할 수 있다. 가둠 우물(1040) 내 전극이 수평 방향으로 이격되어 있도록 도시되지만, 전극은 수직 방향으로 이격되도록 배열될 수 있다.
전극(1026, 1027, 1028, 1029, 1036, 1037, 1038, 1039)이 도 15에 정사각형 형태를 갖고 전극(1046, 1048)이 직사각형을 갖도록 도시되지만, 임의의 형태, 가령, 원형, 꺽쇠형, 육각형, 비대칭형, 불규칙한 곡면 등을 갖는 전극이 본 발명의 범위 내로 고려되며, 단일 가둠 우물 내 복수의 서로 다른 형태의 전극이 구현될 수 있다. 덧붙여, 서로 다른 가둠 우물은 서로 다른 형태의 전극을 가질 수 있다. 전극의 크기 및 형태가 전극들 간 거리 및 디스플레이의 전체 레이아웃에 영향을 미칠 수 있다. 가령, 형태가 상보적일 때, 인접한 전극들 간 전기적 절연을 여전히 유지하면서, 전극들은 더 가까이 이격될 수 있다. 덧붙여, 전극들의 형태 및 간격이 생성되는 가시적 아티팩트의 정도에 영향을 미칠 수 있다. 가시적 아티팩트를 감소시키고 연속 이미지를 생성하기 위한 이미지 혼합(image blending)을 보강하기 위해 전극 형태가 선택될 수 있다.
점선으로 나타나는 픽셀(1050, 1051)이 가둠 우물 배열 및 대응하는 서브-픽셀 레이아웃을 기초로 결정될 수 있다. 픽셀(1050, 1051)의 전체 간격 또는 피치가 디스플레이의 해상도를 기초로 할 수 있다. 가령, 디스플레이 해상도가 높을수록, 피치가 더 작아진다. 덧붙여, 픽셀이 비대칭적 형태를 갖도록 결정될 수 있다. 가령, 도 15에 도시된 바와 같이, 픽셀(1050, 1051)은 "L" 형태를 가질 수 있다.
도 16은 OLED 디스플레이(1100)에 대한 픽셀 및 서브-픽셀 레이아웃의 예시적 실시예의 부분 평면도를 도시한다. 앞서 언급된 예시적 실시예와 공통되는 특징부는 기재되지 않을 것이다(그러나 1100 시리즈를 갖는 유사한 라벨이 도 16에서 발견될 수 있다). 가둠 구조물(1104)은 복수의 열(C1, C2, C3, C4)로 복수의 가둠 우물(1120, 1130, 1140)을 결정하도록 구성될 수 있다. 열(C1, C2, C3, C4)이 엇갈린 배열(staggered arrangement)을 생성하도록 배열될 수 있다. 가령, 열(C1, 및 C3) 내 가둠 우물들은 열(C2 및 C4)로부터 오프셋되어, 균일한 열 배열을 유지하면서 엇갈린 행 배열을 생성할 수 있다. 픽셀(1150, 1151)은 가둠 우물 배열의 피치를 기초로 결정될 수 있다. 가둠 우물 배열의 피치가 디스플레이의 해상도를 기초로 할 수 있다. 가령, 피치가 작을수록, 디스플레이 해상도가 높다. 덧붙여, 픽셀은 비대칭 형태를 갖도록 결정될 수 있다. 가령, 도 16에 점선으로 도시된 바와 같이, 픽셀(1150, 1151)은 불균일한 형태를 가질 수 있다.
도 17은 OLED 디스플레이(1200)에 대한 픽셀 및 서브-픽셀 레이아웃의 예시적 실시예의 부분 평면도이다. 앞서 언급된 실시예와 공통되는 특징부가 기재되지 않는다(그러나 1200 시리즈를 갖는 유사한 라벨이 도 17에서 발견될 수 있다). 도 17에 도시된 바와 같이, 가둠 구조물(1204)은 복수의 가둠 우물(1220, 1230, 1240)을 결정하도록 구성될 수 있다. 각각의 가둠 우물(1220, 1230, 1240)이 서로 다른 면적을 가질 수 있다. 가령, 적색 발광 R과 연관된 우물(1220)은 녹색 발광 G과 연관된 우물(1230)보다 넓은 면적을 가질 수 있다. 덧붙여, 가둠 우물(1220, 1230, 1240)은 서로 다른 개수의 픽셀과 연관될 수 있다. 가령, 가둠 우물(1220)은 픽셀(1251, 1252, 1254, 1256)과 연관될 수 있고 가둠 우물(1230, 1240)은 픽셀(1251, 1252)과 연관될 수 있다. 우물(1220, 1230, 1240)은 균일한 행(R1, R2, R3, R4, R5)으로 구성될 수 있다. 행(R2, R3, 및 R5)은 청색 발광 우물(1240)과 연관될 수 있고 행(R1 및 R4)은 교대하는 적색 발광 우물(1220)과 녹색 발광 우물(1230)과 연계될 수 있다. 가둠 구조물(1204)은 다양한 치수(D1, D2, D3, D4)를 가질 수 있다. 가령, D1은 D2, D3, 또는 D4보다 클 수 있고, D2는 D1, D3, 또는 D4보다 작을 수 있으며, D3은 D4와 대략 동일할 수 있다.
도 18은 OLED 디스플레이(1300)에 대한 픽셀 및 서브-픽셀 레이아웃의 예시적 실시예의 부분 평면도를 도시한다. 앞서 언급된 실시예, 가령, 도 17의 실시예와 공통되는 특징부가 기재되지 않는다(그러나 1300 시리즈를 갖는 유사한 라벨이 도 18에서 발견될 수 있다). 가둠 구조물(1304)은 복수의 가둠 우물(1320, 1330, 1340)을 결정하도록 구성될 수 있다. 적색 발광과 연관된 우물(1320) 및 녹색 발광과 연관된 우물(1330)이 청색 발광과 연관된 우물(1340)과 하나의 행 내에서 교대되도록 우물(1320, 1330, 1340)이 배열될 수 있다.
다양한 픽셀 및 서브-픽셀 레이아웃이 앞서 기재되지만, 예시적 실시예는 기재된 바와 같이 복수의 픽셀에 걸쳐 있는 가둠 우물의 형태, 배열, 및/또는 구성을 어떠한 식으로도 제한하지 않는다. 대신, 본 발명과 연관된 가둠 우물은 잉크젯 인쇄 제조 방법과 조합하여 유연한 픽셀 레이아웃 배열이 선택될 수 있게 한다.
잉크젯 인쇄를 이용해 고해상도 OLED 디스플레이를 가능하게 할 수 있는 다양한 픽셀 레이아웃이 고려된다. 가령, 도 19에 도시된 바와 같이, 픽셀(1450)이 적색 발광 R과 연관된 가둠 우물(1420), 녹색 발광 G와 연관된 가둠 우물(1430), 및 청색 발광 B과 연관된 가둠 우물(1440)을 포함할 수 있도록, 가둠 구조물(1404)이 육각형 패턴을 생성할 수 있다. 피치, 가둠 우물의 형태, 가둠 우물을 서로 가깝게 밀집시킬 수 있는 능력으로 인해, 잉크젯 인쇄를 이용해 고해상도를 갖는 OLED가 생성될 수 있다.
본 명세서에 개시된 실시예가 임의의 OLED 디스플레이에서 고해상도를 얻을 수 있도록 사용될 수 있다. 따라서, 다양한 전자 디스플레이 장치에 적용될 수 있다. 이러한 전자 디스플레이 장치의 일부 비-제한적 예시로는 텔레비전 디스플레이, 비디오 카메라, 디지털 카메라, 두부 장착형 디스플레이, 차량 내비게이션 시스템, 디스플레이를 포함하는 오디오 시스템, 랩톱 개인 컴퓨터, 디지털 게임 장비, 휴대용 정보 단말기(가령, 태블릿, 모바일 컴퓨터, 모바일 전화기, 모바일 게임 장비 또는 전자책), 기록 매체가 제공된 이미지 재생 장치가 있다. 두 가지 유형의 전자 디스플레이 장치의 예시적 실시예가 도 20 및 21에 도시되어 있다.
도 20은 본 발명에 따르는 OLED 디스플레이들 중 임의의 것을 포함하는 텔레비전 모니터 및/또는 데스크톱 개인 컴퓨터의 모니터를 도시한다. 모니터(1500)는 프레임(1502), 지지부(1504), 및 디스플레이 부분(1506)을 포함할 수 있다. 본 명세서에 개시된 상기 OLED 디스플레이 실시예가 디스플레이 부분(1506)으로서 사용될 수 있다. 모니터(1500)는 임의의 크기 디스플레이, 가령, 55" 이상의 디스플레이일 수 있다.
도 21은 본 발명에 따르는 OLED 디스플레이들 중 임의의 것을 포함하는 모바일 장치(1600)(가령, 셀룰러 전화기, 태블릿, 개인 데이터 보조기 등)의 예시적 실시예를 도시한다. 모바일 소자(1600)는 본체(1062), 디스플레이 부분(1604), 및 동작 스위치(1606)를 포함할 수 있다. 본 명세서에 개시된 OLED 디스플레이 실시예가 디스플레이 부분(1604)으로서 사용될 수 있다.
본 발명의 예시적 실시예에 따르는 다양한 양태를 이용하여, 증가된 필 팩터를 갖는 고해상도 OLED 디스플레이를 획득할 때 일부 예시적 치수 및 파라미터가 유용할 수 있다. 표 1-3은 326ppi의 해상도를 갖는 OLED 디스플레이와 연관된 본 발명의 예시적 실시예에 따르는 예상되는 비제한적인 예시와 종래의 치수 및 파라미터를 포함하며, 여기서 표 1은 적색 발광과 연관된 서브-픽셀을 기술하고, 표 2는 녹색 발광과 연관된 서브-픽셀을 기술하며 표 3은 청색 발광과 연관된 서브-픽셀을 기술한다. 표 4-6은 440ppi의 해상도를 갖는 디스플레이와 연관된 종래의 치수 및 파라미터와 본 발명의 예시적 실시예에 따르는 예상되는 비제한적 예시를 포함하며, 여기서, 표 4는 적색 발광과 연관된 서브-픽셀을 기술한다. 표 5는 녹색 발광과 연관된 서브-픽셀을 기술하고 표 6은 청색 발광과 연관된 서브-픽셀을 기술한다.
[표 1]
[표 2]
[표 3]
[표 4]
[표 5]
[표 6]
표 7은 종래의 치수 및 파라미터뿐 아니라 326ppi의 해상도를 갖는 디스플레이 내 픽셀과 연관된 본 발명의 예시적 실시예에 따르는 예측적 비제한적 예시를 포함하며, 여기서 픽셀은 적색 서브-픽셀, 녹색 서브-픽셀, 및 녹색 서브-픽셀을 포함한다.
[표 7]
도 7에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따르는 다양한 예시적 실시예가 종래의 가둠 구조물에 대한 필 팩터 개선을 달성할 수 있음이 고려된다. 가령, 도 3a 및 3b에 도시된 가둠 구조물을 고려하는 필 팩터가 종래의 구조물 위에 약 43%만큼 필 팩터를 증가시킬 수 있으며, 이로써 65%의 총 필 팩터를 얻을 수 있다. 또 다른 실시예에서, 도 5a 및 5b에 도시된 가둠 구조물을 고려하는 디스플레이에 대한 필 팩터가 종래의 구조물에 비해 약 51%만큼 필 팩터를 개선하여 53%의 전체 필 팩터를 얻을 수 있다.
도 8은 종래의 치수 및 파라미터뿐 아니라 440ppi의 해상도를 갖는 디스플레이 내 픽셀과 연관된 본 발명의 예시적 실시예에 따르는 예측적 비제한적 예시를 포함하며, 여기서 픽셀은 적색 서브-픽셀, 녹색 서브-픽셀, 및 녹색 서브-픽셀을 포함한다.
[표 8]
도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따르는 다양한 예시적 실시예가 종래의 가둠 구조물에 걸친 필 팩터 개선을 이뤄질 수 있음이 고려된다. 가령, 도 3a 및 3b에 도시된 가둠 구조물을 고려하는 디스플레이에 대한 필 팩터가 종래의 구조물을 약 84%만큼 필 팩터를 개선하여 55%의 총 필 팩터를 이룰 수 있다. 또 다른 실시예에서, 도 5a 및 5b에 도시된 가둠 구조물을 고려하는 디스플레이에 대한 필 팩터는 필 팩터를 종래 구조물에 비해 약 116%만큼 개선하여 40%의 총 필 팩터를 얻을 수 있다.
앞서 본 발명에 따라 기재된 다양한 예시적 실시예는 비교적 높은 픽셀 밀도 및 OLED 물질 액적이 로딩되는 가둠 우물의 크기를 증가시킴으로써 증가된 필 팩터를 갖는 OLED 디스플레이의 잉크젯 인쇄를 가능하게 할 수 있으며, 본 발명에 따르는 획득 가능한 액적 크기 및 획득 가능한 잉크젯 시스템 액적 배치 정확도의 사용을 가능하게 한다. 더 큰 가둠 우물 면적 때문에, 잉크젯 기기 설계 및 인쇄 기법에서 금지적 도전과제를 배치할 수 있는 지나치게 작은 액적 부피 또는 과도한 높은 액적 배치 정확도를 이용할 필요 없이, 실질적으로 큰 잉크젯 액적 부피 및 획득 가능한 액적 배치 정확도를 이용해, 고해상도 OLED 디스플레이가 제조될 수 있다. 본 발명에 따르는 복수의 서브-픽셀에 걸쳐 있는 가둠 우물을 구현하지 않고, 액적 크기 및 시스템 액적 배치 오차가 기존 잉크젯 헤드를 이용해 제조된 임의의 고해상도 디스플레이에서 문제를 상당히 증가시킬 수 있는데, 왜냐하면, 액적은 지나치게 큰 부피를 갖고 각각의 서브-픽셀 우물을 넘치게 채울 것이며 타깃 가둠 우물 외부에 전체적으로 또는 부분적으로 종래의 액적 배치 정확도가 액적의 오배치를 야기할 것이며, 이들 모두는 필름 증착에 바람직하지 않은 오차 및 최종 디스플레이 외관에 대응하는 가시적 결함을 초래할 것이기 때문이다. 기존 액적 부피 및 액적 배치 정확도를 갖는 높은 픽셀 밀도를 얻기 위한 능력에 의해 본 명세서에 기재된 기법이 많은 경우에서, 소형 크기 디스플레이, 가령, 스마트폰 및/또는 태블릿에서 발견되는 디스플레이, 대형 크기 디스플레이, 가령, 초고해상도 텔레비전에 대한 비교적 고해상도의 디스플레이의 제조 시에 사용될 수 있다. 덧붙여, 예시적 실시예에 따라, 아래 놓인 토포그래피에 충분히 순응하는 실질적으로 균일한 두께의 OLED 물질 층(들)이 전체 OLED 디스플레이 성능 및 품질을 촉진시킬 수 있고, 구체적으로 고해상도 OLED 디스플레이에서 바람직한 성능 및 품질이 획득되게 할 수 있다. 앞서 기재된 실시예의 하나 이상은 감소된 필 팩터를 얻어질 수 있다. 종래의 픽셀 배열에서, 300-400ppi의 해상도를 갖는 디스플레이에 대한 필 팩터는 40% 미만, 종종 30% 미만의 필 팩터를 가진다. 이와 달리, 본 발명의 예시적 실시예는 300-440ppi의 해상도를 갖는 디스플레이에 대해 40% 초과, 일부 예시에서, 60%의 필 팩터를 얻을 수 있다. 예시적 실시예는 고해상도 디스플레이 내 픽셀 배열을 포함하는 임의의 픽셀 크기 및 배열을 위해 사용될 수 있다.
예시적 실시예는 임의의 크기 디스플레이에서, 더 구체적으로, 고해상도를 갖는 작은 디스플레이에서 사용될 수 있다. 가령, 본 발명의 예시적 실시예가 3-70인치의 대각선 크기를 갖고 100ppi 초과, 가령, 300ppi 초과의 해상도를 갖는 디스플레이에서 사용될 수 있다.
기재된 다양한 예시적 실시예는 잉크젯 인쇄 기법을 이용하는 것을 고려하지만, 그 밖의 다른 제조 기법, 가령, 열 증발증착, 유기 증기 증착, 유기 증기 제트 인쇄를 이용해, 본 명세서에 기재된 다양한 픽셀 및 서브-픽셀 레이아웃 및 OLED 디스플레이에 대한 레이아웃을 만드는 방식은 또한 제작될 수 있다. 예시적 실시예에서, 교대하는 유기 층 패터닝이 수행될 수 있다. 가령, 패터닝 방법은 (열 증발증착과 함께) 쉐도우 마스킹 및 유기 증기 제트 인쇄를 포함할 수 있다. 구체적으로, 동일한 색상의 복수의 서브-픽셀이 다 함께 그룹지어지고 증착된 OLED 필름 층이 그룹 지어진 서브-픽셀 영역들 내 실질적 토포그래피에 걸쳐 있는 본 명세서에 기재되는 픽셀 레이아웃이 잉크젯 인쇄 적용예에 대해 고려되지만, 이러한 레이아웃은 또한 쉐도우 마스킹을 이용해 패터닝 단계가 이뤄지는 OLED 필름 층 증착을 위해 진공 열 증발증착 기법에 대한 유익한 대안적 적용예를 가질 수 있다. 본 명세서에 기재될 때 이러한 레이아웃은 더 큰 쉐도우 마스크 홀 및 이러한 홀들 간 증가된 거리를 제공함으로써, 이러한 쉐도우 마스크의 전체 기계적 안정성 및 일반적인 실현 가능성을 개선할 수 있다. 쉐도우 마스크를 이용한 진공 열 증발증착 기법이 잉크젯 기법만큼 저 비용은 아닐 수 있지만, 본 발명에 따르는 픽셀 레이아웃의 사용 및 동일한 색상과 연관된 그룹화된 서브-픽셀 내 실질적인 토포그래피에 걸쳐 있는 OLED 필름 층 코팅의 사용이 또한 본 발명의 실질적으로 중요한 적용을 나타낸다.
단지 몇 개의 예시적 실시예만 상세히 기재되었지만, 해당 분야의 통상의 기술자라면, 본 발명의 범위 내에서 예시적 실시예에서 많은 수정예가 가능함을 쉽게 알 것이다. 따라서 모든 이러한 변형이 다음의 특허청구범위에서 정의되는 범위에 포함된다.
이하에서 추가 양태가 개시된다.
제 1 양태는 유기 발광 다이오드(OLED) 디스플레이와 관련된다. 제 1 양태는 기판 상에 배치되는 제 1 전극을 포함할 수 있다. 제 1 전극은 제 1 서브-픽셀과 연관될 수 있다. 상기 제 1 양태는 기판 상에 배치된 제 2 전극을 더 포함할 수 있으며, 상기 제 2 전극은 제 1 전극과 이격되어 제 1 전극과 제 2 전극 간 갭을 제공할 수 있다. 제 2 전극은 제 2 서브-픽셀과 연관될 수 있다. 가둠 구조물은 기판 상에 위치되어 제 1 전극 및 제 2 전극을 담는 우물의 경계를 결정지을 수 있다. 또한 OLED 디스플레이는 우물의 경계에 걸쳐 있고 제 1 전극 및 제 2 전극 위에 배치되는 실질적으로 연속인 활성 OLED 물질 층을 더 포함할 수 있다. 기판의 반대 쪽을 향하는 활성 OLED 물질 층의 표면은 비평면 토포그래피를 가질 수 있다.
제 1 양태에 따르는 제 2 양태에서, 상기 OLED 디스플레이는 실질적으로 균일한 두께를 갖는 활성 OLED 물질의 층을 더 포함할 수 있다.
전술한 양태 중 어느 한 양태에 따르는 제 3 양태에서, 상기 OLED 디스플레이는 국소적인 두께 불균일부를 포함하는 활성 OLED 물질의 층을 더 포함할 수 있다.
전술한 양태 중 어느 한 양태에 따르는 제 4 양태에서, 상기 OLED 디스플레이는 우물 내 표면 특징부의 가장자리의 5㎛-10㎛ 내에서 국소적인 두께 불균일부를 더 포함할 수 있다.
전술한 양태 중 어느 한 양태에 따르는 제 5 양태에서, 상기 OLED 디스플레이는 제 1 전극 및 제 2 전극의 두께보다 작은 두께를 갖는 활성 OLED 물질의 층을 더 포함할 수 있다.
전술한 양태 중 어느 한 양태에 따르는 제 6 양태에서, OLED 디스플레이는 발광 물질 및/또는 정공 전도성 물질을 포함하는 활성 OLED 물질을 더 포함할 수 있다.
전술한 양태 중 어느 한 양태에 따르는 제 7 양태에서, OLED 디스플레이는 정공 주입 물질 및/또는 정공 수송 물질을 포함하는 정공 전도성 물질을 더 포함할 수 있다.
전술한 양태 중 어느 한 양태에 따르는 제 8 양태에서, OLED 디스플레이는 기판 상에서 제 1 전극과 제 2 전극 사이의 갭 내에 제공되는 구조물 및/또는 구조물 상에 증착되는 제 1 결정 층을 더 포함할 수 있다.
전술한 양태 중 어느 한 양태에 따르는 제 9 양태에서, 상기 OLED 디스플레이는 기판 및 제 1 전극과 제 2 전극의 일부분 상에 증착되는 제 2 결정 층을 더 포함할 수 있고 가둠 구조물이 상기 제 2 결정 층 위에 증착될 수 있다.
전술한 양태 중 어느 한 양태에 따르는 제 10 양태에서, 상기 OLED 디스플레이는 제 1 결정 층 및/또는 제 2 결정 층이 전기 저항성 물질을 포함하는 것을 더 포함할 수 있다.
전술한 양태 중 어느 한 양태에 따르는 제 11 양태에서, 상기 OLED 디스플레이는 40% 초과, 가령, 60% 초과의 필 팩터를 갖는 디스플레이를 더 포함할 수 있다.
전술한 양태 중 어느 한 양태에 따르는 제 12 양태에서, 상기 OLED 디스플레이는 적어도 100ppi, 예를 들어 적어도 300ppi의 해상도를 갖는 디스플레이를 더 포함할 수 있다.
전술한 양태 중 어느 한 양태에 따르는 제 13 양태에서, OLED 디스플레이는 상부 발광 디스플레이인 디스플레이를 더 포함할 수 있다.
제 14 양태는 유기 발광 다이오드(OLED) 디스플레이를 제조하는 방법과 관련된다. 상기 제 14 양태는 기판 상에 제 1 서브-픽셀과 연관된 제 1 전극 및 제 2 서브-픽셀과 연관된 제 2 전극을 제공하는 단계를 포함할 수 있으며, 제 1 전극과 제 2 전극 간 갭이 형성되며, 제 1 전극과 제 2 전극이 기판 상의 가둠 구조물에 의해 결정짓는 경계를 갖는 우물 내에 위치한다. 또한 방법은 기판의 반대쪽을 향하는 능동 OLED 물질의 층의 표면이 비평면 토포그래피를 갖도록, 우물 내에 위치하는 전극을 갖는 우물 내에, 능동 OLED 물질을 증착하여, 우물의 경계에 걸쳐 있는 능동 OLED 물질의 실질적으로 연속인 층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 증착은 잉크젯 인쇄를 통해 이뤄질 수 있다.
제 15 양태는 제 14 양태에 따르는 방법을 이용해 형성된 장치를 더 포함할 수 있다.
제 16 양태는 유기 발광 다이오드(OLED) 디스플레이와 관련된다. 제 16 양태는 기판 상에 제공되는 가둠 구조물을 포함할 수 있다. 가둠 구조물은 어레이 구성으로 복수의 우물을 결정지을 수 있다. 상기 OLED 디스플레이는 각각의 우물 내에 배치되는 복수의 전극을 더 포함할 수 있고, 여기서 복수의 전극은 서로로부터 이격되어 있을 수 있다. 제 1 발광 파장 범위를 갖는 제 1 유기 발광 층은 복수의 우물 중 적어도 하나로 배치될 수 있다. 제 2 발광 파장 범위를 갖는 제 2 유기 발광 층은 복수의 우물 중 적어도 하나로 배치될 수 있고 제 3 발광 파장 범위를 갖는 제 3 유기 발광 층은 복수의 우물 중 적어도 하나에 배치될 수 있다. 제 1 및 제 2 유기 발광 층과 연관된 우물 내 배치되는 전극의 개수는 제 3 유기 발광 층과 연관된 우물 내에 배치된 전극의 개수와 상이할 수 있다.
제 16 양태에 따르는 제 17 양태에서, OLED 디스플레이는 적색 발광과 연관된 제 1 발광 파장 범위, 녹색 발광과 연관된 제 2 발광 파장 범위, 및 청색 발광과 연관된 제 3 발광 파장 범위를 더 포함할 수 있다.
제 16 양태 및 제 17 양태에 따르는 제 18 양태에서, OLED 디스플레이는 결정된 픽셀 경계와 상이할 수 있는 각각의 우물의 경계를 더 포함할 수 있다.
제 16 양태 내지 제 18 양태에 따르는 제 19 양태에서, OLED 디스플레이는 서로 다른 픽셀과 연관될 수 있는 각자의 우물 내에 배치되는 복수의 전극 각각을 더 포함할 수 있다.
제 16 양태 내지 제 19 양태에 따르는 제 20 양태에서, OLED 디스플레이는 제 1 유기 발광 층과 연관된 우물을 더 포함하거나, 및/또는 제 2 발광 층은 2×2 전극 배열을 가질 수 있다.
제 16 양태 내지 제 20 양태에 따르는 제 21 양태에서, OLED 디스플레이는 1×2 전극 배열을 갖는 제 3 유기 발광 층과 연관된 우물을 더 포함할 수 있다.
제 16 양태 내지 제 21 양태에 따르는 제 22 양태에서, OLED 디스플레이는 제 1 유기 발광 층과 연관된 우물과 제 3 유기 발광 층과 연관된 층 간 간격보다 크거나 동일한 제 1 유기 발광 층과 연관된 우물과 제 2 유기 발광 층과 연관된 우물 간 간격을 더 포함할 수 있다.
제 16 양태 내지 제 22 양태에 따르는 제 23 양태에서, OLED 디스플레이는 제 3 발광 층과 연관된 2개의 인접한 우물 간 간격보다 크거나 동일한 제 1 유기 발광 층과 연관된 우물과 제 2 유기 발광 층과 연관된 우물 간 간격을 더 포함할 수 있다.
제 16 양태 내지 제 23 양태에 따르는 제 24 양태에서, 상기 OLED 디스플레이는 이웃하는 우물 간 거리보다 큰 간격만큼 서로 이격되어 있는 우물들 중 적어도 하나에 배치된 복수의 전극을 더 포함할 수 있다.
제 16 양태 내지 제 24 양태에 따르는 제 25 양태에서, OLED 디스플레이는 또한 상부 발광 디스플레이 및/또는 능동 매트릭스 디스플레이일 수 있다.
제 16 양태 내지 제 25 양태에 따르는 제 26 양태에서, OLED는 40% 초과, 가령, 60% 초과의 필 팩터를 더 가질 수 있다.
제 16 양태 내지 제 26 양태에 따르는 제 27 양태에서, OLED 디스플레이는 100ppi 초과, 가령, 300ppi 초과의 해상도를 가질 수 있다.
제 28 양태는 유기 발광 다이오드(OLED) 디스플레이와 관련된다. 제 28 양태는 기판 상에 제공되는 가둠 구조물을 포함할 수 있다. 가둠 구조물은 어레이 구성에서 복수의 우물을 포함할 수 있다. 상기 복수의 우물은 제 1 우물, 제 2 우물, 및 제 3 우물을 포함할 수 있다. 제 1 복수의 전극이 제 1 우물 내에 배치될 수 있으며, 여기서 제 1 우물 내 전극 각각이 서로 다른 픽셀과 연관될 수 있다. 제 2 우물 내에 제 2 복수의 전극이 배치될 수 있으며, 여기서 제 2 우물 내 각각의 전극이 서로 다른 픽셀과 연관된다. 적어도 하나의 제 3 전극이 제 3 우물 내에 배치될 수 있다. 제 1 발광 파장 범위를 갖는 제 1 유기 발광 층은 제 1 우물 내에 배치될 수 있다. 제 2 발광 파장 범위를 갖는 제 2 유기 발광 층은 제 2 우물 내에 배치될 수 있다. 제 3 발광 파장 범위를 갖는 제 3 유기 발광 층은 제 3 우물 내에 배치될 수 있다. 제 1 우물 및 제 2 우물 각각 내에 배치되는 전극의 개수는 제 3 우물 내에 배치되는 전극의 개수와 상이할 수 있다.
제 28 양태에 따르는 제 29 양태에서, OLED 디스플레이는 제 3 우물 내에 배치되는 복수의 전극을 더 포함할 수 있고 제 3 우물 내 각각의 전극이 디스플레이의 서로 다른 픽셀과 연관될 수 있다.
제 28 양태 및 제 29 양태에 따르는 제 30 양태에서, 상기 OLED 디스플레이는 제 3 우물에 배치된 전극의 개수가 제 1 우물에 배치된 전극의 개수의 절반일 수 있음을 포함한다.
제 28 양태 내지 제 30 양태에 따르는 제 31 양태에서, OLED 디스플레이는 제 1 우물과 연관된 서브-픽셀, 제 2 우물과 연관된 서브-픽셀, 및 제 3 우물과 연관된 서브-픽셀을 포함하는 디스플레이의 픽셀을 더 포함할 수 있다.
제 28 양태 내지 제 32 양태에 따르는 제 32 양태에서, OLED 디스플레이는 제 1 표면적을 갖는 활성 전극 영역을 포함하는 제 1 우물 및 제 2 우물 각각과 연관된 서브-픽셀 및 제 2 표면적을 갖는 활성 전극 영역을 포함하는 제 3 우물과 연관된 서브-픽셀을 더 포함할 수 있으며, 제 2 표면적은 제 1 표면적보다 클 수 있다.
제 28 양태 내지 제 32 양태에 따르는 제 33 양태에서, 상기 OLED 디스플레이는 비대칭 형태를 갖는 디스플레이의 픽셀을 더 포함할 수 있다.
제 28 양태 내지 제 33 양태에 따르는 제 34 양태에서, 상기 OLED 디스플레이는 또한 상부 발광 디스플레이 및/또는 능동 매트릭스 장치일 수 있다.
제 28 양태 내지 제 34 양태에 따르는 제 35 양태에서, 상기 OLED 디스플레이는 40% 초과, 예를 들어 60% 초과의 필 팩터를 더 가질 수 있다.
제 28 양태 내지 제 35 양태에 따르는 제 36 양태에서, 상기 OLED 디스플레이는 100ppi 초과, 가령, 300ppi 초과의 해상도를 더 가질 수 있다.
본 명세서에 기재된 다양한 실시예가 예시로서 취급되어야 함이 이해될 수 있다. 요소 및 물질, 및 이들 요소 및 물질의 배열이 본 명세서에 도시되고 기재된 것을 치환할 수 있으며, 부분들이 반전될 수 있고, 본 명세서에 기재된 이점을 취한 후 해당 분야의 기술자에게 자명할 것이다. 상세한 설명 및 균등물을 포함하는 청구범위의 사상 및 범위 내에서 본 명세서에 기재된 요소들의 변경이 이뤄질 수 있다.
해당 분야의 통상의 기술자라면 본 발명의 범위 내에서, 예시적 실시예의 구성 및 방법의 다양한 수정예가 가능함을 알 것이다.
또한 해당 분야의 통상의 기술자라면 조합이 본 명세서에 명백하게 기재되어 있지 않더라도, 본 명세서의 하나의 예시적 실시예에 대해 개시된 다양한 특징부가 적절히 변형된 그 밖의 다른 예시적 실시예와 조합되어 사용될 수 있음을 알 것이다.
해당 분야의 통상의 기술자라면 상세한 설명 및 청구범위의 범위 내에서 본 발명의 소자, 방법, 및 시스템의 다양한 수정 및 변형이 이뤄질 수 있음을 알 것이다. 본 발명의 그 밖의 다른 실시예가 본 명세서에 개시된 본 발명의 상세한 설명 및 실시예를 고려함으로써 해당 분야의 통상의 기술자에게 자명할 것이다. 상세한 설명 및 예는 단지 예시에 불과하다.
Claims (15)
- 유기 발광 다이오드(OLED) 디스플레이로서,
기판 상에 배치된 제 1 전극 - 제 1 전극은 제 1 서브-픽셀과 연관됨 - ,
상기 기판 상에 배치된 제 2 전극 - 상기 제 2 전극은 제 1 전극으로부터 이격되어 상기 제 1 전극과 제 2 전극 사이에 갭(gap)을 제공하고, 상기 제 2 전극은 제 2 서브-픽셀과 연관됨 - ,
기판 상에 배치되어 제 1 전극과 제 2 전극을 담는 우물(well)의 경계를 결정짓는 가둠 구조물(confinement structure), 및
우물의 경계에 걸쳐 있고 제 1 전극 및 제 2 전극 위에 배치되는 실질적으로 연속인 능동 OLED 물질 층 - 기판의 반대 쪽을 향하는 상기 능동 OLED 물질 층의 표면은 비평면 토포그래피를 가짐 -
을 포함하는, OLED 디스플레이. - 제1항에 있어서, 능동 OLED 물질의 층은 실질적으로 균일한 두께를 갖는, OLED 디스플레이.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 능동 OLED 물질의 층은 국소적인 두께 불균일부를 포함하고, 상기 국소적인 두께 불균일부는 우물 내 표면 특징부의 가장자리의 5㎛-10㎛ 내에 있는, OLED 디스플레이.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 능동 OLED 물질의 층은 제 1 전극 및 제 2 전극의 두께보다 작은 두께를 가진, OLED 디스플레이.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 능동 OLED 물질은 발광 물질 및/또는 정공 전도성 물질을 포함하는, OLED 디스플레이.
- 제5항에 있어서, 정공 전도성 물질은 정공 주입 물질 및/또는 정공 수송 물질은, OLED 디스플레이.
- 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 기판 상에서 제 1 전극과 제 2 전극 간 갭 내에 구조물이 제공되고, 상기 구조물 상에 제 1 결정 층(definition layer)이 증착되는, OLED 디스플레이.
- 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 기판 및 제 1 전극 및 제 2 전극의 일부분 위에 제 2 결정 층에 증착되고 그 후 제 2 결정 층 위에 가둠 구조물이 증착되는, OLED 디스플레이.
- 제7항 또는 제8항에 있어서, 제 1 결정 층 및/또는 제 2 결정 층은 전기 저항성 물질을 포함하는, OLED 디스플레이.
- 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 디스플레이는 40% 초과, 가령, 60% 초과의 필 팩터를 갖는, OLED 디스플레이.
- 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 디스플레이는 적어도 100ppi, 가령, 적어도 300ppi의 해상도를 갖는, OLED 디스플레이.
- 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 디스플레이는 상부 발광 디스플레이인, OLED 디스플레이.
- 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 디스플레이는 능동 매트릭스 소자인, OLED 디스플레이.
- 유기 발광 다이오드(OLED) 디스플레이를 제작하는 방법으로서,
기판 상에 제 1 서브-픽셀과 연관된 제 1 전극 및 제 2 서브-픽셀과 연관된 제 2 전극을 제공하는 단계 - 제 1 전극과 제 2 전극 사이에 갭(gap)이 형성되고 제 1 전극 및 제 2 전극은 기판 상에서 가둠 구조물에 의해 결정되는 경계를 갖는 우물(well) 내에 위치함 - , 및
기판의 반대쪽을 향하는 능동 OLED 물질의 층의 표면이 비평면 토포그래피를 갖도록, 우물 내에 위치하는 전극을 갖는 우물 내에, 능동 OLED 물질을 증착하여, 우물의 경계에 걸쳐 있는 능동 OLED 물질의 실질적으로 연속인 층을 형성하는 단계 - 증착은 잉크젯 인쇄를 통해 이뤄짐 -
를 포함하는, OLED 디스플레이를 제작하는 방법. - 청구항 제14항에 따르는 방법을 이용해 형성되는 장치.
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