KR20180069981A - 유기발광장치 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 실시예들은 유기발광 표시장치 및 그 제조방법을 포함한다. 개시된 유기발광 표시장치 및 그 제조방법은 기판 상에 배치되고 발광영역에서 적어도 1 개의 홈 또는 오목부를 구비하는 오버코트층, 오버코트층 상에 배치되고, 홈 또는 오목부의 위치와 대응되는 영역에서 둘 이상의 홀들을 구비하는 무기층 및 홈 또는 오목부의 표면에 배치되고, 무기층의 하면의 일부와 접촉하며, 무기층과 인접한 무기층 사이를 연결하는 절연층을 포함한다. 이를 통해, 유기발광 표시장치의 광 추출 효율을 향상시킬 수 있다.

Description

유기발광장치 및 그 제조방법{Organic Light Emitting Device and Method for Manufacturing thereof}
본 발명은 광을 발광하는 유기발광장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.
유기발광장치는 스스로 발광하는 유기발광소자(OLED: Organic Light Emitting Diode)를 이용함으로써 응답속도가 빠르고, 발광효율, 휘도 및 시야각 등이 큰 장점이 있다.
유기발광장치의 유기발광층에서 발광된 광은 유기발광장치의 여러 구성들을 통과하여 유기발광장치 외부로 나오게 된다. 그러나, 유기발광층에서 발광된 광 중 유기발광장치 외부로 나오지 못하고 유기발광장치 내부에 갇히는 광들이 존재하게 되어, 유기발광장치의 광 추출 효율이 문제가 된다. 유기발광장치의 광 추출 효율을 향상시키기 위해, 유기발광장치의 기판 외측에 마이크로 렌즈 어레이(micro lens array; MLA)를 부착하는 방식이 사용되고 있다.
상술한 배경에서, 본 발명의 실시예들은 발광 효율을 더욱 향상시킬 수 있는 유기발광장치 및 그 제조방법을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 광 추출 효율을 더욱 향상시킬 수 있는 유기발광장치 및 그 제조방법을 제공하고자 한다.
일 실시예에 따른 유기발광장치 및 그 제조방법은 발광영역과 비 발광영역으로 구분되는 기판을 포함한다. 또한, 일 실시예에 따른 유기발광장치 및 그 제조방법은 기판 상에 배치되고 발광영역에서 적어도 1 개의 홈 또는 오목부를 구비하는 오버코트층을 포함한다. 또한, 일 실시예에 따른 유기발광장치 및 그 제조방법은 오버코트층 상에 배치되고, 홈 또는 오목부의 위치와 대응되는 영역에서 둘 이상의 홀들을 구비하는 무기층을 포함한다. 또한, 일 실시예에 따른 유기발광장치 및 그 제조방법은 홈 또는 오목부의 표면에 배치되고, 무기층의 하면의 일부와 접촉하며, 무기층과 인접한 무기층 사이를 연결하는 절연층을 포함한다. 또한, 일 실시예에 따른 유기발광장치 및 그 제조방법은 무기층과 중첩하는 유기발광층을 포함한다. 또한, 일 실시예에 따른 유기발광장치 및 그 제조방법은 유기발광층 상에 배치되는 제 1 전극을 포함한다.
또한, 다른 실시예에 따른 유기발광장치 및 그 제조방법은 기판을 포함한다. 또한, 다른 실시예에 따른 유기발광장치 및 그 제조방법은 기판 상에 배치되며 복수의 홈 또는 복수의 오목부와 복수의 평탄부를 포함하는 오버코트층을 포함한다. 또한, 다른 실시예에 따른 유기발광장치 및 그 제조방법은 오버코트층의 평탄부 상에 배치되고 복수의 홈 또는 복수의 오목부의 위치와 대응되는 영역에 복수의 홀을 구비하는 무기층을 포함한다. 또한, 다른 실시예에 따른 유기발광장치 및 그 제조방법은 복수의 홈 또는 복수의 오목부의 표면, 무기층의 하면의 일부와 접촉하고, 무기층 사이를 연결하는 절연층을 포함한다.
또한, 또 다른 실시예에 따른 유기발광장치는 발광영역과 비 발광영역으로 구분되는 기판 사에 오버코트층을 형성하는 단계를 포함한다. 또한, 또 다른 실시예에 따른 유기발광장치는 오버코트층 상에 발광영역에서 둘 이상의 홀을 구비하는 무기층을 형성하는 단계를 포함한다. 또한, 또 다른 실시예에 따른 유기발광장치는 무기층을 마스크로 하여 오버코트층에 둘 이상이 홈 또는 오목부를 형성하는 단계를 포함한다. 또한, 또 다른 실시예에 따른 유기발광장치는 오버코트층의 홈 또는 오목부 및 무기층과 인접한 무기층 사이에 절연층을 형성하는 단계를 포함한다. 또한, 또 다른 실시예에 따른 유기발광장치는 무기층과 중첩하는 유기발광층을 형성하는 단계를 포함한다. 또한, 또 다른 실시예에 따른 유기발광장치는 유기발광층 상에 제 1 전극을 형성하는 단계를 포함한다.
본 실시예들에 따른 유기발광장치는 구조를 개선하여 광 추출 효율을 더욱 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 제 1 실시예에 따른 유기발광 표시장치의 단면도이다.
도 2는 도 1의 발광영역의 일부를 확대한 평면도이다.
도 3은 도 1의 발광영역을 일부를 확대한 단면도이다.
도 4 내지 도 7은 제 1 실시예에 따른 유기발광 표시장치의 제조방법을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 8은 제 2 실시예에 따른 유기발광 표시장치의 발광영역을 도시한 단면도이다.
도 9 내지 도 12는 제 2 실시예에 따른 유기발광 표시장치의 제조방법을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 13은 제 3 실시예에 따른 유기발광 표시장치의 단면도이다.
도 14는 도 13의 발광영역에서 제 2 기판의 일부를 확대한 평면도이다.
이하, 본 발명의 실시예들은 도면을 참고하여 상세하게 설명한다. 다음에 소개되는 실시예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형상으로 구체화될 수도 있다. 그리고 도면들에 있어서, 장치의 크기 및 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형상으로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다. 도면에서 층 및 영역들의 크기 및 상대적인 크기는 설명의 명료성을 위해 과장될 수 있다.
소자(element) 또는 층이 다른 소자 또는 "위(on)" 또는 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 소자 또는 층의 바로 위뿐만 아니라 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 소자가 "직접 위(directly on)" 또는 "바로 위"로 지칭되는 것은 중간에 다른 소자 또는 층을 개재하지 않는 것을 나타낸다.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below, beneath)", "하부 (lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작 시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해 되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 "아래(below)" 또는 "아래(beneath)"로 기술된 소자는 다른 소자의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함 할 수 있다.
도 1은 제 1 실시예에 따른 유기발광 표시장치의 단면도이다. 도 1을 참조하면, 제 1 실시예에 따른 유기발광 표시장치(1000)는 기판(100) 상에 배치되는 박막 트랜지스터(120) 및 박막 트랜지스터(120)와 전기적으로 연결되는 유기발광소자(EL)를 포함한다.
구체적으로는, 박막 트랜지스터(120)는 액티브층(122), 게이트 전극(124), 소스전극(126) 및 드레인전극(128)을 포함한다. 액티브층(122)과 게이트 전극(124) 사이에는 게이트 절연막(123)이 배치된다. 그리고, 유기발광소자(EL)는 무기층(170), 유기발광층(180) 및 제 2 전극(190)을 포함한다.
게이트 전극(124) 상에는 층간 절연막(140)이 배치된다. 그리고, 소스전극(126) 및 드레인전극(128)은 층간절연막(140)에 구비된 제 1 및 제 2 컨택홀(142, 144)을 통해 액티브층(122)과 접촉한다. 소스전극(126) 및 드레인전극(128) 상에는 보호층(150)이 배치된다.
보호층(150)을 포함하는 기판(100) 상에는 오버코트층(160)이 배치된다. 오버코트층(160) 상에는 박막 트랜지스터(120)의 드레인전극(128)과 연결되는 유기발광소자(EL)의 무기층(170)이 배치된다. 여기서, 무기층(170)은 전도성 투명 무기물질로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 무기층(170)은 ITO(Indium tin oxide), FTO(Fluorine-doped Tin Oxide), ATO(Antimony Tin Oxide), AZO(Aluminum doped Zinc Oxide) 및 IZO(Indium Zinc Oxide) 중 어느 하나일 수 있으나 이에 제한되지 않는다.
다만, 후술하는 제 1 실시예에 대한 설명에서는 설명의 편의를 위해 유기발광소자(EL)의 무기층(170)을 제 1 전극으로 명명한다. 오버코트층(160) 상에는 제 1 전극(170)의 일부를 노출하여 발광영역과 비 발광영역을 정의하는 뱅크패턴(155)이 배치된다. 뱅크패턴(155)에 의해 노출된 제 1 전극(170) 및 뱅크패턴(155) 상에는 유기발광층(180)이 배치된다. 그리고, 유기발광층(180) 상에 유기발광소자(EL)의 제 2 전극(190)이 배치된다.
여기서, 유기발광소자(EL)의 제 1 전극(170)은 투명 도전물질일 수 있으며, 제 2 전극(190)은 반사율이 높은 도전물질로 이루어질 수 있다. 따라서, 본 실시예에 따른 유기발광 표시장치(1000)는 하부발광(bottom-emission)방식의 유기발광 표시장치(1000)일 수 있다.
또한, 도 1에서는 도시하지 않았으나, 본 실시예들이 적용될 수 있는 유기발광 표시장치(1000)는 보호층(150) 상에 배치되는 컬러필터층을 더 포함할 수 있다. 다만, 컬러필터층은 유기발광 표시장치(1000)를 구성하는 복수의 서브픽셀 중에서 일부의 서브픽셀에만 배치될 수도 있다.
일반적인 하부발광 방식의 유기발광 표시장치는 유기발광층에서 발광된 광의 일부가 제 1 전극을 통과하여 기판 밖으로 추출되거나, 나머지 일부의 광이 제 2 전극에 의해 반사되어 제 1 전극 및 기판을 통과하고 표시장치 외부로 추출될 수 있다. 그러나, 이러한 유기발광 표시장치는 각 구성들이 굴절률 차이로 인해, 유기발광층으로부터 발광된 광이 기판 밖으로 추출되지 못하고 표시장치 안에 갇히게 되어 유기발광 표시장치의 광 추출 효율을 현저히 떨어뜨리는 문제가 있다.
제 1 실시예에 따른 유기발광 표시장치(1000)는 이러한 문제를 해결하기 위한 것으로, 유기발광 표시장치(1000)의 광 추출 효율을 향상시키기 위해 제 1 전극(170)은 발광영역(EA)에서 적어도 2 개의 홀(175)을 포함하고, 제 1 전극(170)의 홀(175)과 대응되는 영역에서 오버코트층(160)은 홈(161)을 구비할 수 있다.
이 때, 오버코트층(160)의 홈(161)의 직경은 제 1 전극(170)의 홀(175)의 직경보다 클 수 있다. 그리고, 오버코트층(160)의 홈(161)의 표면에는 절연층(165)이 구비될 수 있다. 이러한 구성을 도 2 및 도 3을 참조하여 구체적으로 검토하면 다음과 같다.
도 2는 도 1의 발광영역의 일부를 확대한 평면도이다. 도 2를 참조하면, 제 1 실시예에 따른 유기발광 표시장치의 발광영역(EA)에서 제 1 전극(170)에 구비된 적어도 2개의 홀(175)은 각각 평면상으로 원형일 수 있다.
한편, 도 2에서는 제 1 전극(170)에 구비된 적어도 2개의 홀(175)이 각각 평면상으로 원형인 구성을 도시하였으나, 본 실시예는 이에 국한되지 않으며, 타원형, 반구형 또는 호형상 등이거나 다각형, 예를 들면, 삼각형, 사각형 또는 육각형일 수 있으며, 이들의 조합 역시 가능하다. 상술한 제 1 전극(170)의 홀(175)의 평면 형상은 노광공정을 통해 형성하는데 용이할 수 있다.
제 1 전극(170)에 구비된 적어도 2개의 홀(175)에는 절연층(165)이 구비될 수 있다. 즉, 절연층(165)은 제 1 전극(170)에 구비된 적어도 2 개의 홀(175)을 채우도록 배치될 수 있다.
도 3은 도 1의 발광영역을 일부를 확대한 단면도이다. 도 3을 참조하면, 제 1 실시예에 따른 유기발광 표시장치는 오버코트층(160) 상에 유기발광 소자(EL)의 제 1 전극(170), 유기발광층(180) 및 제 2 전극(190)이 배치된다.
여기서, 오버코트층(160)은 적어도 2 개의 홈(161)과 평탄부(162)를 구비할 수 있다. 그리고, 제 1 전극(170)은 오버코트층(160)의 평탄부(162) 상에 배치될 수 있으며, 적어도 2개의 홀(175)을 구비할 수 있다.
제 1 전극(170)의 홀(175)이 구비된 영역과 대응되는 영역에서 오버코트층(160)은 홈(161)을 구비할 수 있다. 한편, 제 1 전극(170)의 홀(175)의 직경(L1)은 오버코트층(160)의 홈(161)의 직경(L2)보다 작을 수 있다. 여기서, 오버코트층(160)의 홈(161)의 직경(L2)은 단면상으로 오버코트층(160)의 홈(161)의 직경(L2)이 가장 좁은 직경(또는 폭)을 의미한다.
즉, 오버코트층(160) 홈(161)은 제 1 전극(170)의 홀(175) 전체와 중첩하고, 제 1 전극(170)의 일부와도 중첩할 수 있다. 다시 설명하면, 발광영역에서 제 1 전극(170)은 오버코트층(160)의 홈(161)과 중첩하는 돌출부(171)와 오버코트층(160)과 중첩하는 영역으로 구분될 수 있다.
오버코트층(160)의 홈(161)의 표면에는 절연층(165)이 구비될 수 있다. 또한, 절연층(165)은 제 1 전극(170)의 하면의 일부와도 접촉할 수 있다. 구체적으로는, 절연층(165)은 제 1 전극(170)의 돌출부(171)의 하면과 접촉하도록 배치될 수 있다. 그리고, 절연층(165)은 제 1 전극(170)의 홀(175) 상에 배치될 수 있다. 다시 설명하면, 절연층(165)은 제 1 전극(170)의 홀홀(175)을 메울 수 있다.
이 때, 절연층(165)은 제 1 전극(170)과 오버코트층(160)의 홈(161) 사이에 빈 공간을 구비하도록 형성될 수 있다. 빈 공간의 내부에는 굴절률이 1인 에어갭(166, air-gap)이 구비될 수 있다. 즉, 에어갭(166)은 절연층(165)으로 둘러싸이는 구조일 수 있다. 여기서, 에어갭(166)은 굴절률이 1이므로 절연층(165)의 굴절률보다 낮은 굴절률을 가질 수 있다.
또한, 절연층(165)은 제 1 전극(170)의 홀(175)의 위치에서 돌기부(186)를 구비할 수 있다. 따라서, 제 1 전극(170) 및 절연층(165) 상에 구비되는 유기발광층(180)과 제 2 전극(190)은 제 1 전극(170)과 절연층(165)의 모폴로지(morphology)를 그대로 따라 배치될 수 있다. 구체적으로는, 유기발광층(180)과 제 2 전극(190)은 절연층(165)의 돌기부(186)가 구비된 영역과 대응되는 영역에서 각각 돌출영역(181, 191)을 구비할 수 있다. 한편, 유기발광층(180)과 제 2 전극(190)이 제 1 전극(170)과 절연층(165)의 모폴로지를 따라 배치됨으로써, 유기발광층(180)으로부터 발광된 광이 제 2 전극(190)의 돌출영역(191)에 부딪혀 광 경로가 변경되어 유기발광 표시장치의 광 추출 효율이 더욱 향상될 수 있다.
한편, 제 1 실시예에 따른 유기발광 표시장치가 제 1 전극(170) 하부에 적어도 2개의 에어갭(166)을 구비함으로써, 유기발광 표시장치 내부에 갇혀 손실될 수 있는 광을 표시장치 외부로 추출하여 광 추출 효율 향상에 기여할 수 있다. 제 1 실시예에 따른 유기발광 표시장치의 광 경로를 구체적으로 검토하면 다음과 같다.
유기발광층(180)으로부터 발광된 광의 일부(a)는 제 1 전극(170)과 오버코트층(160)을 거쳐 기판 밖으로 추출 될 수 있다, 그리고, 유기발광층(180)으로부터 발광된 광의 다른 일부(b)는 제 2 전극(190)에 의해 반사되어 다시 유기발광층(180), 제 1 전극(170) 및 오버코트층(160)을 거쳐 기판 밖으로 추출될 수 있다.
또한, 유기발광층(180)으로부터 발광된 광의 또 다른 일부(c)는 제 1 전극(170)과 오버코트층(160) 및 절연층(165)을 통과하여 절연층(165)과 에어갭(166)의 계면에 전반사 임계각보다 큰 각도로 입사된다. 이와 같이 절연층(165)과 에어갭(166)의 계면에 입사된 광은 절연층(165)과 에어갭(166)의 계면에서 전반사 되고, 이로 인해, 다시 절연층(165)과 오버코트층(160)을 거쳐 기판 밖으로 추출된다.
또한, 유기발광층(180)으로부터 발광된 광의 또 다른 일부(d)는 제 1 전극(170)과 절연층(165)을 통과하여 절연층(165)과 에어갭(166)의 계면에 전반사 임계각 이하로 입사된다. 이와 같이, 절연층(165)과 에어갭(166)의 계면에 입사된 광은 굴절된 상태로 에어갭(166)을 통과하여 에어갭(166)과 절연층(165)의 계면에 도달한다. 이 때, 광(d)은 에어갭(166)에서 굴절률이 높은 절연층(165)으로 진행하므로, 일부가 에어갭(166)과 절연층(165) 계면에서 반사될 수 있다(다른 일부는 에어갭과 절연층 계면에서 굴절되고, 이후 오버코트층을 통과하여 기판 밖으로 추출된다). 반사된 광(d)은 에어갭(166)과 절연층(165) 계면에서 굴절되어 절연층(165)을 통과하고, 이 광은 제 1 전극(170)과 유기발광층(180)을 거쳐 반사전극인 제 2 전극(190)에 도달한다. 제 2 전극(190)에 도달한 광은 반사되어 다시 유기발광층(180), 제 1 전극(170) 및 오버코트층(160)을 거쳐 기판 밖으로 추출된다.
일반적인 유기발광 표시장치는 유기발광층에서 발광된 광이 도 3에 도시된 광의 경로 중 a 경로와 b 경로를 통해 기판 밖으로 추출될 수 있다. 반면에 본 실시예에 따른 유기발광 표시장치의 유기발광층(180)에서 발광된 광은 a, b, c 및 d 경로를 통해 기판 밖으로 추출될 수 있다. 즉, 일반적인 유기발광 표시장치에 비해 본 실시예에 따른 유기발광 표시장치는 c 및 d 경로를 통해 광이 더 추출될 수 있다. 따라서, 본 실시예에 따른 유기발광 표시장치는 내부에 갇히던 광이 에어갭(166)을 통해 기판 밖으로 더욱 추출될 수 있으므로, 유기발광 표시장치의 광 추출 효율이 향상될 수 있는 효과가 있다.
이어서, 상술한 제 1 실시예에 따른 유기발광 표시장치의 제조방법을 도 4 내지 도 7을 참조하여 검토하면 다음과 같다. 도 4 내지 도 7은 제 1 실시예에 따른 유기발광 표시장치의 제조방법을 개략적으로 도시한 도면이다. 도 4 내지 도 7은 유기발광 표시장치의 발광영역을 중심으로 제조방법을 설명한다.
먼저 도 4를 참조하면, 기판(100) 상에 오버코트층(160) 물질을 형성한다. 그리고, 오버코트층(160) 물질 상에 제 1 전극(170) 물질을 형성한다. 그리고, 제 1 전극(170) 물질 상에 포토레지스트(110) 패턴을 형성한다. 이후, 포토레지스트 패턴(110)을 마스크로 하여 제 1 전극(170) 물질과 오버코트층(160) 물질을 패터닝한다.
구체적으로는, 포토레지스트 패턴(110)을 마스크로 하여 제 1 전극(170)을 식각한다. 그리고, 포토레지스트 패턴(110) 및 제 1 전극(170)을 마스크로 하여 오버코트층(160) 물질을 에슁(ashing)하여, 홈(161)을 형성한다. 이 때, 오버코트층(160)에 형성된 홈(161)은 단면상으로 기판(100)에 가까울수록 직경(또는 폭)이 좁아지는 사다리꼴 형상일 수 있으나, 본 실시예가 이에 국한되는 것은 아니다. 홈(161)의 형상은 에슁 조건에 따라 변형될 수 있다.
이로써, 제 1 전극(170)에는 적어도 2개의 홀(175)이 형성될 수 있다. 그리고, 오버코트층(160)에는 제 1 전극(170)의 홀(175)이 형성된 영역과 대응되는 영역에서 적어도 2 개의 홈(161)이 형성된다. 또한, 제 1 전극(170)과 중첩한 오버코트층(160)의 일부 영역은 오버코트층(160)의 평탄부(162)일 수 있다. 오버코트층(160)의 평탄부(162)는 제 1 전극(170)에 의해 에슁 가스가 침투하지 못하여 형성된 영역일 수 있다.
한편, 제 1 전극(170)의 홀(175)의 직경(L1)은 오버코트층(160)의 홈(161)의 가장 좁은 직경(L2)보다 작을 수 있다. 예를 들면, 제 1 전극(170)의 홀(175)의 직경(L1)은 0.5㎛ 내지 1.8㎛일 수 있다. 그리고, 오버코트층(160)의 홈(161)의 가장 좁은 직경(L2)은 1.8㎛보다 클 수 있다. 또한, 오버코트층(160)에 형성된 홈(161)의 높이(H1)는 1㎛ 내지 2.5㎛ 일 수 있으나, 본 실시예가 이에 국한되는 것은 아니다. 여기서, 오버코트층(160)의 홈(161)의 높이(H1)는 제 1 전극(170)의 하면으로부터 홈(161)의 바닥까지를 의미한다.
상술한 바와 같이, 제 1 전극(170)의 홀(175)의 직경(L1)이 오버코트층(160)의 홈(161)의 직경보다 작게 이루어짐으로써, 도 3에서 도시한 바와 같이, 절연층(165)이 제 1 전극(170)과 오버코트층(160)의 홈(161) 사이에 공간을 구비한 채로 형성될 수 있다.
이어서, 도 5를 참조하면, 홀(175)이 형성된 제 1 전극(170)과 홈(161)이 형성된 오버코트층(160)을 포함하는 기판(100) 상에 절연층을 성장(growth)시킨다. 여기서, 절연층 물질(165a)은 산화실리콘(silicon oxide) 또는 질화실리콘(silicon nitride) 중 어느 하나일 수 있으나, 본 실시예는 이에 국한되지 않는다. 또한, 기판(100) 상에 절연층을 성장시키는 방법에는 화학기상증착법(chemical vapor deposition) 또는 원자층증착법(atomic layer deposition) 등이 사용될 수 있으나, 본 실시예가 이에 국한되는 것은 아니다. 다만, 절연층을 성장시키는 공정에서 절연층 물질(165a)이 기판(100)에 형성된 구성들의 모폴로지를 따라 성장될 수 있는 공정이면 충분하다.
한편, 절연층 물질(165a)이 절연층 물질(165a)은 산화실리콘(silicon oxide) 또는 질화실리콘(silicon nitride) 중 어느 하나로 이루어짐으로써, 절연층이 기판(100) 상에 형성된 구성들의 모폴로지를 따라 성장되는 공정을 통해 형성될 수 있다.
상술한 바와 같은 방법으로 절연층을 형성하는 공정에서, 절연층 물질(165a)은 기판(100) 상에 형성된 오버코트층(160), 제 1 전극(170) 및 포토레지스트 패턴(110)의 표면을 따라 성장될 수 있다. 구체적으로는, 절연층 물질(165a)은 포토레지스트 패턴(160)의 상면 및 측면, 제 1 전극(170)의 측면 및 오버코트층(160)의 홈(161)의 표면에 형성될 수 있다.
이때, 절연층 물질(165a)은 1㎛ 내지 1.5㎛의 두께로 성장될 수 있다. 한편, 절연층 물질(165a)의 두께가 상술한 범위에 한정되는 것은 아니나, 제 1 전극(170)의 홀(175)의 직경이 0.5㎛ 내지 1.8㎛이고, 오버코트층(160)의 홈(161)의 높이(H1)가 1㎛ 내지 2.5㎛로 이루어질 때, 절연층 물질(165a)이 홈(161)의 표면과 제 1 전극(170)의 돌출부(171)의 하면에 형성된 후에, 제 1 전극(170)의 홀(175)은 절연층 물질(165a)에 의해 막힐 때까지 절연층 물질(165a)이 성장될 수 있다.
다시 설명하면, 제 1 전극(170)의 홀(175)이 절연층 물질(165a)에 의해 막힐 때까지 공정을 진행하면, 오버코트층(160)의 홈(161)의 표면과 제 1 전극(170) 돌출부(171)의 하면에 절연층이 형성되어 있을 수 있다. 즉, 제 1 전극(170)의 홀(175)이 절연층 물질(165a)에 의해 막히게 되면, 오버코트층(160)의 홈(161)의 표면과 제 1 전극(170)의 하면에 절연층 물질(165a)이 더 이상 형성될 수 없으며, 이로 인해 절연층 물질(165a)은 오버코트층(160)의 홈(161)의 중심부에 공간(185a)을 구비하도록 형성될 수 있다. 이는 제 1 전극(170)이 오버코트층(160)의 홈(161)의 일부와 중첩하여 배치되었기 때문에, 제 1 전극(170)과 인접한 제 1 전극(170) 사이의 거리(홀과 대응)가 좁아져서 생기는 현상이다.
이어서, 도 6을 참조하면, 제 1 전극(170) 상에 형성된 포토레지스트 패턴을 제거한다. 이 때, 포토레지스트 패턴 상면 및 측면에 형성된 절연층 물질 역시 제거될 수 있다. 포토레지스트 패턴 및 포토레지스트 패턴 상면 및 측면에 형성된 절연층 물질을 제거하면 도 6과 같은 형상으로 절연층(165)이 남게 된다.
구체적으로는, 절연층(165)은 오버코트층(160)의 홈(161)의 표면, 제 1 전극(170) 돌출부(171)의 하면 및 제 1 전극(170)의 홀(175)을 막도록 배치될 수 있다.
한편, 절연층(165)은 제 1 전극(170)의 홀(175)과 대응되는 영역에서 제 1 전극(170)의 높이보다 높은 돌기부(186)를 가질 수 있다. 다만, 본 실시예가 이에 국한 되는 것은 아니며, 절연층(165)은 제 1 전극(170)의 홀(175)과 대응되는 영역에서 절연층(165)의 상면의 위치와 제 1 전극(170)의 상면의 위치가 같거나, 절연층(165)의 상면의 위치가 제 1 전극(170)의 상면의 위치보다 낮게 형성될 수도 있다.
한편, 절연층(165)은 상술한 바와 같이, 절연층(165)이 오버코트층(160)의 홈(161)의 표면, 제 1 전극(170) 돌출부(171)의 하면에 형성되고 제 1 전극(170)의 홀(175)을 막으면서, 절연층(165)은 내부에 공기를 포함하는 에어갭(166)을 구비할 수 있다.
이이서, 도 7을 참조하면, 제 1 전극(170)과 절연층(165) 상에는 유기발광소자(EL)의 유기발광층(180) 및 제 2 전극(190)이 구비된다. 한편, 도 7에서는 유기발광층(180) 및 제 2 전극(190)이 절연층(165)의 돌기부(186)와 대응되는 영역에서 각각 돌출영역을 구비하는 구성을 도시하였으나, 본 실시예는 이에 국한되지 않는다.
예를 들면, 제 1 전극(170)의 홀(175)에 구비된 절연층(165)이 상면의 위치과 제 1 전극(170)의 상면의 위치가 동일할 경우, 제 1 전극(170) 및 절연층(165) 상에 배치된 유기발광층(180) 및 제 2 전극(190)은 평탄하게 형성될 수 있다. 또한, 제 1 전극(170)의 홀(175)에 구비된 절연층(165)의 상면의 위치가 제 1 전극(170)의 상면의 위치보다 낮게 이루어질 경우, 제 1 전극(170) 및 절연층(165) 상에 배치된 유기발광층(180) 및 제 2 전극(190)은 제 1 전극(170)의 홀(175)과 대응되는 영역에서 각각 함몰영역을 구비할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 실시예에 따른 유기발광 표시장치는 포토레지스트 패턴 및 제 1 전극을 마스크로 사용하여 오버코트층(160)의 홈(161)을 형성하고, 마스크 없이 에어갭(166)을 형성함으로써, 공정을 간단하게 할 수 있는 효과가 있다.
종합하면, 본 실시예에 따른 유기발광 표시장치는 간단한 공정으로 에어갭(166)을 형성할 수 있는 동시에, 광 추출 효율이 향상된 유기발광 표시장치를 제공할 수 있다.
이어서, 도 8을 참조하여, 제 2 실시예에 따른 유기발광 표시장치의 발광영역의 구조를 검토하면 다음과 같다. 도 8은 제 2 실시예에 따른 유기발광 표시장치의 발광영역을 도시한 단면도이다. 제 2 실시예에 따른 유기발광 표시장치는 앞서 설명한 실시예와 동일한 구성요소를 포함할 수 있다. 앞서 설명한 실시예와 중복되는 설명은 생략할 수 있다.
도 8을 참조하면, 제 2 실시예에 따른 유기발광 표시장치는 발광영역(EL)에 배치되는 오버코트층(260), 오버코트층(260) 상에 배치되는 무기층(570), 무기층(570) 상에 배치되는 절연층(265), 절연층(265) 상에 차례로 배치되는 유기발광소자(EL)의 제 1 전극(270), 유기발광층(280) 및 제 2 전극(290)을 포함한다.
여기서, 오버코트층(260)은 유기발광 표시장치의 광 추출 효율을 향상시키니 위한 복수의 오목부(261) 및 복수의 평탄부(262)를 포함한다. 복수의 평탄부(262) 상부 각각에는 무기층(570)이 배치된다. 이때, 무기층(570)은 발광영역(EA)에서 적어도 2 개의 홀(575)을 구비할 수 있다. 이 때, 단면상으로 무기층(570) 직경(W1)은 평탄부(262)의 직경(W2)보다 클 수 있다. 여기서, 평탄부(262)의 직경(W2)은 평탄부(262)가 갖는 가장 넓은 직경(또는 폭)을 의미한다.
상술한 바와 같이, 무기층(570)의 직경(W1)이 평탄부(262)의 직경(W2)보다 넓게 이루어짐으로써, 무기층(570)은 오버코트층(260)의 평탄부(262)와 중첩하고, 이어 동시에 오버코트층(260)의 오목부(262)의 일부와 중첩하도록 배치될 수 있다.
또한, 무기층(570)의 홀(575)은 오버코트층(260)의 오목부(261)와 중첩할 수 있으며, 무기층(570)의 홀(575)의 직경(L3)은 오버코트층(260)의 오목부(261)의 가장 작은 직경(L4)보다 작을 수 있다. 즉, 오버코트층(260)의 오목부(261)는 무기층(570)의 홀(575)의 전체와 중첩하고, 무기층(570)의 일부와도 중첩할 수 있다. 다시 설명하면, 발광영역(EA)에서 무기층(570)은 오버코트층(260)의 오목부(261)과 중첩하는 돌출부(571) 및 오버코트층(260)의 평탄부(262)와 중첩하는 영역으로 구분될 수 있다.
오버코트층(260)의 오목부(261) 표면에는 절연층(265)이 구비될 수 있다. 또한, 절연층(265)은 무기층(570)의 하면의 일부와도 접촉할 수 있다. 구체적으로는, 절연층(265)은 무기층(570)의 돌출부(571)의 하면과 접촉하도록 배치될 수 있다. 그리고, 절연층(265)은 무기층(570)의 홀(575) 상에 배치되고, 무기층(570)의 상면에도 배치될 수 있다. 즉, 절연층(265)은 무기층(570)의 홀(575)을 메울 수 있으며, 무기층(570)의 홀(575)과 대응되는 영역에서 함몰부(572)를 구비할 수 있다.
무기층(570) 상에는 유기발광소자(EL)의 제 1 전극(270), 유기발광층(280) 및 제 2 전극(290)이 차례로 배치될 수 있다. 이 때, 제 1 전극(270), 유기발광층(280) 및 제 2 전극(290)은 무기층(570)의 함몰부(572)과 대응되는 영역에서 각각 함몰영역(572, 282, 292)를 구비할 수 있다. 한편, 제 1 전극(270), 유기발광층(280)과 제 2 전극(290)이 절연층(265)의 모폴로지를 따라 배치됨으로써, 유기발광층(280)으로부터 발광된 광이 제 1 전극(270) 및 제 2 전극(290)의 함몰영역(572, 292)에 부딪혀 광 경로가 변경되어 유기발광 표시장치의 광 추출 효율이 더욱 향상될 수 있다.
다만, 도 8에서는 무기층(570)의 홀(575)과 대응되는 영역에서 절연층(265)이 함몰부(572)를 구비하는 구성을 개시하고 있으나, 본 실시예는 이에 국한되지 않으며, 절연층(265)이 발광영역(EA)에서 표면이 평탄하게 이루어질 수도 있다.
상술한 바와 같이, 절연층(265)이 오버코트층(260)의 오목부(261)의 표면, 무기층(570)의 돌출부(571)의 하면과 상면 그리고, 무기층(570)의 홀(575) 상에만 배치된다. 다시 설명하면, 절연층(265)은 오버코트층(260)의 오목부(261)와 대응되는 영역에서 오버코트층(160)이 빈 공간을 구비하도록 배치될 수 있다.
절연층(265)으로 인해 마련된 오버코트층(160)의 빈 공간의 내부에는 굴절률이 1인 에어갭(266)이 구비될 수 있다. 즉, 에어갭(266)은 절연층(265)으로 둘러싸인 구조일 수 있다. 여기서, 에어갭(266)의 굴절률은 1이므로, 절연층(265)의 굴절률보다 낮은 굴절률을 가질 수 있다.
한편, 제 2 실시예에 따른 유기발광 표시장치가 무기층(570) 하부에 적어도 2개의 에어갭(266)을 구비함으로써, 유기발광 표시장치 내부에 갇혀 손실될 수 있는 광을 표시장치 외부로 추출하여 광 추출 효율 향상에 기여할 수 있다. 제 2 실시예에 따른 유기발광 표시장치의 광 경로를 구체적으로 검토하면 다음과 같다.
유기발광층(280)으로부터 발광된 광의 일부(e)는 제 1 전극(270), 절연층(265), 무기층(570) 및 오버코트층(260)을 거쳐 기판 밖으로 추출 될 수 있다, 그리고, 유기발광층(280)으로부터 발광된 광의 다른 일부(f)는 제 2 전극(290)에 의해 반사되어 다시 유기발광층(280), 제 1 전극(270), 절연층(265), 무기층(570) 및 오버코트층(260)을 거쳐 기판 밖으로 추출될 수 있다.
또한, 유기발광층(280)으로부터 발광된 광의 또 다른 일부(g)는 제 1 전극(270), 절연층(265) 및 무기층(570)을 차례로 통과하거나 또는 제 2 전극(290), 유기발광층(280), 제 1 전극(270), 절연층(265) 및 무기층(570)을 차례로 통과하여 절연층(265)과 에어갭(266)의 계면에 전반사 임계각보다 큰 각도로 입사된다. 이와 같이 절연층(265)과 에어갭(266)의 계면에 입사된 광은 절연층(265)과 에어갭(266)의 계면에서 전반사 되고, 이로 인해, 광이 다시 제 2 전극(290)에 도달하여 반사된다. 제 2 전극(290)에서 반사된 광은 다시 유기발광층(280), 제 1 전극(270), 절연층(265), 무기층(570), 절연층(265) 및 오버코트층(260)을 거치거나, 유기발광층(280), 제 1 전극(270), 절연층(265), 무기층(570) 및 오버코트층(260)을 거쳐 기판 밖으로 추출된다.
일반적인 유기발광 표시장치는 유기발광층에서 발광된 광이 도 8에 도시된 광의 경로 중 e 경로를 통해 기판 밖으로 추출될 수 있다. 반면에 본 실시예에 따른 유기발광 표시장치의 유기발광층(280)에서 발광된 광은 e, f 및 g 경로를 통해 기판 밖으로 추출될 수 있다. 즉, 일반적인 유기발광 표시장치에 비해 본 실시예에 따른 유기발광 표시장치는 f 및 g 경로를 통해 광이 더 추출될 수 있다. 따라서, 본 실시예에 따른 유기발광 표시장치는 내부에 갇히던 광이 에어갭(266)을 통해 기판 밖으로 더욱 추출될 수 있으므로, 유기발광 표시장치의 광 추출 효율이 향상될 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 실시예에 따른 유기발광 표시장치는 발광영역(EA) 전체에서 유기발광소자(EL)가 발광하므로, 발광 면적이 넓은 동시에 광 추출 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
이어서, 상술한 제 2 실시예에 따른 유기발광 표시장치의 제조방법을 도 9 내지 도 12를 참조하여 검토하면 다음과 같다. 도 9 내지 도 12는 제 2 실시예에 따른 유기발광 표시장치의 제조방법을 개략적으로 도시한 도면이다. 도 9 내지 도 12는 유기발광 표시장치의 발광영역을 중심으로 제조방법을 설명한다.
먼저, 도 9를 참조하면, 기판(100) 상에 오버코트층(260) 물질을 형성한다. 그리고, 오버코트층(260) 물질 상에 무기층(570) 물질을 형성한다. 여기서, 무기층(570)은 투명한 무기물질로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 무기층(570)은 투명한 도전성 무기물질 또는 투명한 비 도전성 무기물질로 이루어질 수 있다.
그리고, 무기층(570) 물질 상에 포토레지스트(111) 패턴을 형성한다. 이후, 포토레지스트 패턴(111)을 마스크로 하여 무기층(570) 물질과 오버코트층(260) 물질을 패터닝한다.
구체적으로는, 포토레지스트 패턴(111)을 마스크로 하여 무기층(570) 물질을 식각한다. 이 때, 무기층(570) 물질을 패터닝하여 형성된 무기층(570)은 적어도 2 개의 홈(575)를 구비할 수 있다. 그리고, 포토레지스트 패턴(111) 및 무기층(570)을 마스크로 하여 오버코트층(260) 물질을 에슁하여 오버코트층(260)의 오목부(161)을 형성한다. 그리고, 오버코트층(260)이 에슁되지 않은 부분은 오버코트층(260)의 평탄부(262)일 수 있다.
한편, 오목부(261)의 바닥과 대응되는 영역은 오목부(261)의 경사영역과 대응되는 영역보다 오버코트층(260) 물질이 더 많이 에슁될 수 있다. 이는 오목부(261)의 바닥과 대응되는 영역은 무기층(570)의 홀(575)과 중첩되는 영역으로, 홈(575)에 의해 오픈(open)되어, 에슁 가스가 가장 많이 도달하므로 오목부(261)의 바닥과 대응되는 영역은 오목부(261)의 경사영역과 대응되는 영역보다 더 많이 에슁될 수 있다.
즉, 오버코트층(260)에는 무기층(570)의 홀(575)이 형성된 영역과 대응되는 영역에서 적어도 2 개의 오목부(261)가 형성된다. 그리고, 무기층(570)의 홀(575)의 직경(L3)은 오버코트층(260)의 오목부(261)의 가장 좁은 직경(L4)보다 작을 수 있다.
예를 들면, 무기층(570)의 홀(575)의 직경(L3)은 0.5㎛ 내지 1.8㎛일 수 있다. 그리고, 오버코트층(260)의 오목부(261)의 가장 좁은 직경(L4)은 1.8㎛보다 클 수 있다. 또한, 오버코트층(260)에 형성된 오목부(261)의 높이(H2)는 1㎛ 내지 2.5㎛ 일 수 있으나, 본 실시예가 이에 국한되는 것은 아니다. 여기서, 오버코트층(260)의 오목부(261)의 높이(H2)는 오목부(261)의 바닥으로부터 평탄부(262)까지의 수직 길이를 의미한다.
이어서, 도 10을 참조하면, 홀(575)이 형성된 무기층(570)과 오목부(261)가 형성된 오버코트층(260)을 포함하는 기판(100) 상에 배치된 포토레지스트 패턴을 제거한다.
그리고, 도 11에 도시한 바와 같이, 홀(575)이 형성된 무기층(570)과 오목부(261)가 형성된 오버코트층(260)을 포함하는 기판(100) 상에 절연층(265)을 성장(growth)시킨다. 여기서, 절연층(265)은 산화실리콘(silicon oxide) 또는 질화실리콘(silicon nitride) 중 어느 하나일 수 있으나, 본 실시예가 이에 국한되는 것은 아니다.
또한, 기판(100) 상에 절연층(265)을 성장시키는 방법에는 화학기상증착법(chemical vapor deposition) 또는 원자층증착법(atomic layer deposition) 등이 사용될 수 있으나, 본 실시예가 이에 국한되는 것은 아니다. 다만, 절연층(265)을 성장시키는 공정에서 절연층(265) 물질이 기판(100)에 형성된 구성들의 모폴로지를 따라 성장될 수 있는 공정이면 충분하다. 한편, 절연층(265) 물질이 절연층(265) 물질은 산화실리콘(silicon oxide) 또는 질화실리콘(silicon nitride) 중 어느 하나로 이루어짐으로써, 절연층(265)이 기판(100) 상에 형성된 구성들의 모폴로지를 따라 성장되는 공정을 통해 형성될 수 있다.
상술한 바와 같은 방법으로 절연층(265)을 형성하는 공정에서, 절연층(265) 물질은 기판(100) 상에 형성된 오버코트층(260) 및 무기층(570)의 표면을 따라 성장될 수 있다. 구체적으로는, 절연층(265) 물질은 무기층(570)의 상면과 측면, 그리고 오버코트층(260)의 오목부(261)의 바닥의 표면 및 경사 영역(263)의 표면에 형성될 수 있다.
이때, 절연층(265)은 무기층(570)의 상면에서 2㎛ 내지 3㎛의 두께로 성장될 수 있다. 한편, 절연층(265)의 두께가 상술한 범위에 한정되는 것은 아니나, 무기층(570)의 홀(575)의 직경이 0.5㎛ 내지 1.8㎛이고, 오버코트층(260)의 홈(261)의 높이(H2)가 1㎛ 내지 2.5㎛로 이루어질 때, 절연층(265)이 오목부(261)의 바닥의 표면, 경사 영역(263)의 표면 및 무기층(570)의 돌출부(571)의 하면에 형성된 후에,무기층(570)의 홀(575)이 절연층(265) 물질에 의해 막힐 때까지 절연층(265) 물질이 성장될 수 있다. 다시 설명하면, 무기층(570)의 홀(575)의 직경이 0.5㎛ 내지 1.8㎛이고, 오버코트층(260)의 홈(261)의 높이(H2)가 1㎛ 내지 2.5㎛로 이루어질 때, 무기층(570)의 홀(575)이 절연층(265) 물질에 의해 막히기 전에 오목부(261)의 바닥의 표면, 경사 영역(263)의 표면 및 무기층(570)의 돌출부(571)의 하면에 절연층(265)이 형성될 수 있다. 그리고, 오목부(261)의 바닥의 표면, 경사 영역(263)의 표면 및 무기층(570)의 돌출부(571)의 하면에 절연층(265)이 형성된 후, 무기층(570)의 홀(575)이 막히게 된다.
다시 설명하면, 무기층(570)의 홀(575)이 절연층(265) 물질에 의해 막힐 때까지 공정을 진행하면, 오버코트층(260)의 오목부(261)의 바닥의 표면, 경사 영역(263)의 표면 및 무기층(570)의 돌출부(571)의 하면에 절연층(265)이 형성되어 있을 수 있다. 즉, 무기층(570)의 홀(575)이 절연층(265) 물질에 의해 막히게 되면, 오버코트층(260)의 오목부(261)의 바닥의 표면, 경사 영역(263)의 표면 및 무기층(570)의 하면에 절연층(265) 물질이 더 이상 형성될 수 없으며, 이로 인해 절연층(265) 물질은 무기층(570)과 오버코트층(260)의 오목부(261) 사이에 빈 공간을 구비하도록 형성될 수 있다.
무기층(570)과 오버코트층(260)의 오목부(261) 사이에 구비된 빈 공간에는 굴절률이 1인 공기가 채워질 수 있다. 즉, 무기층(570)과 오버코트층(260)의 오목부(261) 사이에 에어갭(266)이 구비될 수 있다.
이어서, 도 12를 참조하면, 무기층(570) 상에 형성된 절연층(265) 상부에는 유기발광소자(EL)의 제 1 전극(270), 유기발광층(280) 및 제 2 전극(290)이 형성된다.
상술한 바와 같이, 본 실시예에 따른 유기발광 표시장치는 포토레지스트 패턴(111) 및 무기층(570)을 마스크로 사용하여 오버코트층(260)의 오목부(261)를 형성하고, 마스크 없이 에어갭(266)을 형성함으로써, 공정을 간단하게 할 수 있는 효과가 있다.
이어서, 도 13을 참조하여, 제 3 실시예에 따른 유기발광 표시장치를 검토하면 다음과 같다. 도 13은 제 3 실시예에 따른 유기발광 표시장치의 단면도이다. 제 3 실시예에 따른 유기발광 표시장치는 앞서 설명한 실시예와 동일한 구성요소를 포함할 수 있다. 앞서 설명한 실시예와 중복되는 설명은 생략할 수 있다. 동일한 구성은 동일한 도면부호를 사용할 수 있다.
도 13을 참조하면, 제 3 실시예에 따른 유기발광 표시장치(2000)는 제 1 기판(100) 상에 배치되는 박막 트랜지스터(120) 및 박막 트랜지스터(120)와 전기적으로 연결되는 유기발광소자(EL)를 포함한다.
박막 트랜지스터(120)가 배치된 제 1 기판(100) 상에는 오버코트층(360)은 발광영역(EA)에서 복수의 오목부(361)와 복수의 볼록부(362)로 이루어진 마이크로 렌즈 어레이를 구비할 수 있다. 그리고, 제 1 오버코트층(360) 상에는 유기발광소자(EL)의 제 1 전극(370)이 배치된다. 또한, 제 1 오버코트층(360) 상에는 제 1 전극(370)의 상면의 일부를 노출하도록 뱅크패턴(255)이 배치된다.
뱅크패턴(255)과 제 1 전극(370) 상에는 유기발광소자(EL)의 유기발광층(380) 및 제 2 전극(390)이 배치된다. 유기발광소자(EL)의 제 1 전극(370), 유기발광층(380) 및 제 2 전극(390)은 발광영역(EA)에서 제 1 오버코트층(360)의 모폴로지를 따르는 형상일 수 있으나. 본 실시예가 이에 국한되는 것은 아니다.
유기발광 표시장치(200)는 제 1 기판(100)과 대향하는 제 2 기판(200)을 더 포함한다. 한편, 도면에는 도시하지 않았으나, 제 2 기판(200)의 일면에는 블랙매트릭스 및 컬러필터층이 배치될 수 있다. 다만, 컬러필터층은 유기발광 표시장치(2000)를 구성하는 복수의 서브픽셀 중에서 일부의 서브픽셀에만 배치될 수도 있다.
제 2 기판(200)의 일면에는 제 2 오버코트층(460)이 배치된다. 그리고, 제 2 오버코트층(460)에는 발광영역(EA)과 대응하는 영역에서 적어도 2 개의 오목부(461)과 평탄부(462)를 포함한다. 그리고, 제 2 오버코트층(460)의 평탄부(462) 상에는 무기층(470)이 배치된다. 그리고, 무기층(470)과 제 2 오버코트층(460) 사이에는 절연층(465)에 의해 에어갭(466)이 구비된다.
구체적으로는, 절연층(265) 상에 배치되는 무기층(470)은 에어갭(466)과 중첩하는 영역에서 적어도 1 개의 홀(475)을 포함한다. 이 때, 제 2 오버코트층(460)의 오목부(261)의 직경은 무기층(470)의 홀(475)의 직경보다 크게 이루어지므로, 에어갭(466)은 무기층(470)과 오버코트층(460)의 오목부(461) 사이에 구비될 수 있다.
이러한 구성을 도 14를 참조하여 구체적으로 검토하면 다음과 같다. 도 14는 도 13의 발광영역에서 제 2 기판의 일부를 확대한 평면도이다.
도 14를 참조하면, 제 2 기판(200) 상에 컬러필터층(202)이 배치된다. 컬러필터층(202) 상에는 제 2 오버코트층(460)이 배치된다.
제 2 오버코트층(260)에는 발광영역(EA)에서 복수의 오목부(461)와 복수의 평탄부(462)를 구비할 수 있다. 복수의 평탄부(462) 상부 각각에는 무기층(470)이 배치된다. 이때, 무기층(470)은 발광영역(EA)에서 적어도 2 개의 홀(475)을 구비할 수 있다. 이 때, 단면상으로 무기층(470) 직경(W3)은 평탄부(262)의 직경(W3)보다 클 수 있다. 여기서, 평탄부(262)의 직경(W2)은 평탄부(262)가 갖는 가장 넓은 직경(또는 폭)을 의미한다.
상술한 바와 같이, 무기층(470)의 직경(W3)이 평탄부(462)의 직경(W4)보다 넓게 이루어짐으로써, 무기층(470)은 오버코트층(460)의 평탄부(462)와 중첩하고, 이어 동시에 오버코트층(460)의 오목부(462)의 일부와 중첩하도록 배치될 수 있다.
또한, 무기층(470)의 홀(475)은 오버코트층(460)의 오목부(461)와 중첩할 수 있으며, 무기층(470)의 홀(475)의 직경(L5)은 오버코트층(460)의 오목부(461)의 가장 작은 직경(L6)보다 작을 수 있다. 즉, 오버코트층(460)의 오목부(461)는 무기층(470)의 홀(475)의 전체와 중첩하고, 무기층(470)의 일부와도 중첩할 수 있다. 다시 설명하면, 발광영역(EA)에서 무기층(470)은 오버코트층(460)의 오목부(461)과 중첩하는 돌출부(471) 및 오버코트층(460)의 평탄부(462)와 중첩하는 영역으로 구분될 수 있다.
오버코트층(460)의 오목부(461) 표면에는 절연층(465)이 구비될 수 있다. 또한, 절연층(465)은 무기층(470)의 하면의 일부와도 접촉할 수 있다. 구체적으로는, 절연층(465)은 무기층(470)의 돌출부(471)의 하면과 접촉하도록 배치될 수 있다. 그리고, 절연층(465)은 무기층(470)의 홀(475) 상에 배치되고, 무기층(470)의 상면에도 배치될 수 있다. 즉, 절연층(465)은 무기층(470)의 홀(475)을 메울 수 있다.
상술한 바와 같이, 무기층(270)이 오목부(461)의 일부와 중첩하고, 홀(475)의 직경(L5)이 오목부(461)의 직경(L6)보다 작게 이루어짐으로써, 절연층(465)이 오버코트층(460)의 오목부(461)의 표면, 무기층(470)의 돌출부(471)의 하면과 상면 그리고, 무기층(470)의 홀(475) 상에만 배치된다. 다시 설명하면, 절연층(465)은 오버코트층(460)의 오목부(461)와 대응되는 영역에서 오버코트층(460)이 공간을 구비하도록 배치될 수 있다.
절연층(465)으로 인해 마련된 오버코트층(460)의 빈 공간의 내부에는 굴절률이 1인 에어갭(466)이 구비될 수 있다. 즉, 에어갭(466)은 절연층(465)으로 둘러싸인 구조일 수 있다. 여기서, 에어갭(466)의 굴절률은 1이므로, 절연층(465)의 굴절률보다 낮은 굴절률을 가질 수 있다.
한편, 제 3 실시예에 따른 유기발광 표시장치가 발광영역(EA)과 대응되는 영역에서 무기층(470) 하부에 적어도 2개의 에어갭(466)을 구비함으로써, 유기발광 표시장치 내부에 갇혀 손실될 수 있는 광을 표시장치 외부로 추출하여 광 추출 효율 향상에 기여할 수 있다.
구체적으로는, 무기층(470)과 오버코트층(460)의 오목부(461) 사이에 굴절률이 1인 에어갭(466)이 존재하므로, 도 8에 도시한 바와 같이 인접한 매질로부터 오는 광 중 오버코트층(460)의 오목부(461)와 에어갭(466) 계면에서 전반사되는 광이 발생한다. 전반사에 의해 꺾인 광은 제 2 기판(200) 방향으로 추출된다. 결국, 제 3 실시예에 따른 유기발광 표시장치는 내부에서 소멸되던 광이 에어갭(466)에 의한 전반사로 인해 제 2 기판(200) 밖으로 추출되므로, 유기발광 표시장치의 광 추출 효율이 향상될 수 있는 효과가 있다.
한편, 본 실시예들에 따른 구조를 유기발광 표시장치에 적용되는 구성을 예시로 하여 설명하였으나, 본 실시예들은 이에 국한되지 않으며, 유기발광소자를 포함하는 조명장치 등의 유기발광장치에도 적용될 수 있다.
유기발광장치는 기판, 기판 상에 배치되고, 홈 또는 둘 이상의 오목부를 구비하는 오버코트층(유기절연층)을 포함할 수 있다. 그리고, 오버코트층 상에 배치되고, 홈 또는 오목부의 위치와 대응되는 영역에서 홀을 구비하는 무기층 및 홈 또는 오목부의 표면에 배치되고, 무기층의 하면의 일부와 접촉하며, 무기층과 인접한 무기층 사이를 연결하는 절연층을 포함할 수 있다. 그리고, 절연층 상에는 유기발광소자가 배치될 수 있다.
상술한 실시예에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의하여 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
또한, 이상에서 실시예들을 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예들에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다.
160: 오버코트층
166: 에어갭
165: 절연층
170: 무기층
175: 홀
180: 유기발광층
190: 제 2 전극

Claims (24)

  1. 발광영역과 비 발광영역으로 구분되는 기판;
    상기 기판 상에 배치되고 상기 발광영역에서 둘 이상의 홈 또는 둘 이상의 오목부를 구비하는 오버코트층;
    상기 오버코트층 상에 배치되고, 상기 홈 또는 상기 오목부의 위치와 대응되는 영역에서 홀을 구비하는 무기층; 및
    상기 홈 또는 상기 오목부의 표면에 배치되고, 상기 무기층의 하면의 일부와 접촉하며, 상기 무기층과 인접한 무기층 사이를 연결하는 절연층을 포함하는 유기발광장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 오버코트층은 상기 무기층에 대응하는 위치에 평탄부를 구비하는 유기발광장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 무기층의 직경은 상기 평탄부의 최대 직경보다 큰 유기발광장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 무기층은 상기 오버코트층의 홈 또는 오목부의 일부와 중첩하는 유기발광장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 홈의 단면 형상은 상기 기판과 가까울수록 폭이 넓어지는 형상이고,
    상기 오목부의 단면 형상은 상기 기판과 가까울수록 폭이 좁아지는 평상인 유기발광장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 홀의 직경은 상기 홈 또는 상기 오목부의 최소 직경보다 작은 유기발광장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 무기층과 상기 홈 또는 상기 오목부 사이에 구비되고, 상기 절연층에 의해 둘러싸인 에어갭을 포함하는 유기발광장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 무기층은 투명 도전성 무기물질로 이루어진 유기발광장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 무기층은 절연층에 의해 상면이 노출된 유기발광장치.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 무기층 상에 배치되는 유기발광층 및 상기 유기발광층 상에 배치되는 전극을 포함하는 유기발광장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 유기발광층 및 상기 전극은 상기 무기층 및 절연층의 모폴로지를 따르는 유기발광장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 무기층은 투명 비 도전성 무기물질로 이루어진 유기발광장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 무기층 상면에 절연층이 배치되는 유기발광장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 절연층 상에 배치되는 제 1 전극, 상기 제 1 전극 상에 배치되는 유기발광층 및 상기 유기발광층 상에 배치되는 제 2 전극을 더 포함하는 유기발광장치.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 유기발광층 및 상기 제 2 전극은 절연층의 모폴로지를 따르는 유기발광장치.
  16. 기판;
    상기 기판 상에 배치되며 복수의 홈 또는 복수의 오목부와 복수의 평탄부를 포함하는 오버코트층; 및
    상기 오버코트층의 평탄부 상에 배치되고 상기 복수의 홈 또는 복수의 오목부의 위치와 대응되는 영역에 복수의 홀을 구비하며 상기 홈 또는 상기 오목부의 일부와 중첩하는 무기층을 포함하는 유기발광장치.
  17. 발광영역과 비 발광영역으로 구분되는 기판 상에 오버코트층을 형성하는 단계;
    상기 오버코트층 상에 상기 발광영역에서 둘 이상의 홀을 구비하는 무기층을 형성하는 단계;
    상기 무기층을 마스크로 하여 상기 오버코트층에 둘 이상이 홈 또는 오목부를 형성하는 단계; 및
    상기 오버코트층의 상기 홈 또는 상기 오목부 및 상기 무기층과 인접한 무기층 사이에 절연층을 형성하는 단계를 포함하는 유기발광장치 제조방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 절연층은 상기 절연층 하부에 구비된 구성들의 모폴로지를 따라 형성되는 방법으로 형성되는 유기발광장치 제조방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 무기층은 투명 도전성 무기물질로 이루어진 유기발광장치 제조방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 무기층은 절연층에 의해 상면이 노출된 유기발광장치 제조방법.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 무기층 상에 유기발광층 및 제 2 전극이 차례로 더 형성되는 유기발광장치 제조방법.
  22. 제 18 항에 있어서,
    상기 무기층은 투명 비 도전성 무기물질로 이루어진 유기발광장치 제조방법.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 무기층의 상면에 절연층이 형성된 유기발광장치 제조방법.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 절연층 상에 제 1 전극, 유기발광층 및 제 2 전극이 더 형성된 유기발광장치 제조방법.
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